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[解密科技寶藏] 新路燈下看東西顏色怪怪不舒服?LED 當道下你不可不知的「健康人因照明」科技!


 

【解密科技寶藏-創新科技專案】
不知道大家有沒有發現,近一年來台北市有不少路燈都改成如下圖一般的「LED 路燈」呢?除了家用 LED 燈泡之外,許多交通設備如低底盤公車、前述的路燈等等也都開始改採用更省電、發光效率更高的 LED 燈具。

不過你有發現嗎?雖然 LED 路燈乍看之下好像是「純白」的顏色,但實際上你把手伸出來、或是在路燈下看手機螢幕,都會發現手的顏色或手機螢幕的反射變得有點「偏綠」。如果有機會搭乘較新型的低底盤公車,你會發現手機螢幕的顏色不僅偏綠偏黃、看久了眼睛還會不舒服(不是暈車那種不舒服)!這究竟是為什麼呢??為什麼明明看起來是純白的光線,照在物體上卻會造成視覺上的色偏呢?

 

以上圖為例,如果單用肉眼看 LED 路燈,它所發出的光色看起來是「純白色」。但是照射在路面上、建築上卻會呈現如上圖一樣的「偏綠」(有些地方則偏黃),並不像燈泡本身看起來的那麼白。

照明雖然看似只要把物體「照亮」即可,但實際上卻會對我們生活的舒適度、身體健康等造成很大的影響。舉例來說,先前很夯的「抗藍光」正是要消除特定波長範圍內的藍光對人眼造成傷害。而不合適的光線照明,也會對身體健康、精神狀態造成不良的影響,就像本文首圖所寫「在路燈下看手機螢幕看久會不舒服」,正是照明品質對人體造成了不良的影響。

為了能打造出最適合人體的照明環境,我國工研院電光所便針對「人因照明」進行深入研究,以人體舒適度、健康影響為主要研發目標,開發無眩光、無藍害的 LED 照明設備,例如能調整光色的 LED 燈具。

工研院電光所擁有全台灣首座國際級人因照明實驗室。在這裏,工研院團隊可以針對各種不同的使用場合、功能、需求調整實驗環境,研究照明對人的清醒程度、精神狀態、的清醒程度、精神狀態、工作效率、神經系統等身理影響,並找出最適合於人體的照明參數。舉例來說,不同的照明系統會對人眼造成不同的負擔、也會透過神經系統影響心理狀態、精神集中等等,因此必須透過完整詳細的實驗,才能針對不同使用狀態找出最合適的照明方案。

目前工研院電光所針對人因照明的研究重點主要集中在抗眩光與抗藍害兩種。所謂眩光有兩種情形,第一種是「直接眩光」光源太過靠近視線範圍,導致視線容易直視光源而導致眼睛不舒服;第二種則是光線透過物體反射而直射入眼,例如電腦螢幕上的燈泡反光等等,這種眩光情形雖然沒有直接眩光那麼嚴重,但久視仍會造成眼睛疲勞、身體不適。

透過光學模擬技術,工研院電光所能使光線擴散程度達到最大,讓光線能均勻分布在需要的照明區域中,使直接眩光、間接炫光都能達到最小,避免眩光造成眼睛不舒服、疲勞、甚至精神不集中等問題。

至於藍害的部分則是指我們很常聽到的「抗藍光」議題。一般而言,對人眼有最大傷害的藍光波長主要集中在 435 ~ 440nm 之間,會對人眼視網膜造成不可逆的不良影響,因此降低藍害與降低眩光同樣重要,都是人因照明開發中不可忽視的兩大重點。

由於長期致力於人因照明研究,因此工研院電光所有非常專業的 LED 螢光粉調配技術,能夠過螢光粉的成分調整,直接從光線頻譜著手,將對人體有害的藍光波長段落降到最低。另外,透過調整晶粒與與螢光粉比例,工研院電光所也建立了針對一份完整的螢光粉比例配置資料庫,能讓未來製造業者針對不同的使用環境、使用場合調整配方,打造最合適的 LED 照明設備。

除避免對人體造成危害之外,「演色性」也是 LED 燈泡的製造重點之一。所謂演色性,即是指光線照在物體上反射的本體色彩是否能還原該物體的色彩,例如部分演色性較差的 LED 燈泡照在物體上就會出現顏色偏差、或是色彩對比較低等問題。工研院電光所在降低眩光、藍害對人體造成不良影響的同時,仍能維持 CRI 演色性 80 以上的表現,兼顧健康與色彩,適合用於各種需要照明的場合。

目前工研院電光所不只研發照明技術與設備,同時也積極地讓研究進入現實生活場域。除了與政府合作「LED 路燈使用體驗」等研究計畫之外,也在大葉大學、國道休息站等地方設置不同功能的 LED 照明體驗區,讓更多民眾可以體驗到舒適、健康、以人為本的照明體驗,不只瞭解照明對人體健康、精神狀態的強大影響力與重要性,同時也展示我國在 LED 技術上的領先與突破。

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