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產業追蹤/科技加值LED 變身定位殺菌利器

2021-01-10 01:30經濟日報 朱慕道
LED
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工研院開發殺菌率99.9%的可攜式UVC LED 流動水模組。   工研院/提供
工研院開發殺菌率99.9%的可攜式UVC LED 流動水模組。 工研院/提供

LED具有發光效率高、可調整光譜、光源具方向性、又省電的優點,促使普及率愈來愈高,工研院投入LED領域多年,已具備完整的技術能量及量產技術,結合LED與ICT兩者優勢,開發出多項創新應用,例如人因照明,以適當的照明,改善人體生理時鐘、提升生活品質,還可結合定位功能,達到精準室內定位與資訊傳遞,甚至透過特定光波段作殺菌,潔淨用水與環境,讓光成為智慧生活環境運用的一環,為照明產業開闢高值化新藍海。

根據美國麻省理工學院研究團隊發現,手機、電腦背光之類的短波長光會抑制褪黑激素分泌,讓人精神奕奕;昏暗的長波長光則是維持褪黑激素分泌,讓人昏昏欲睡。工研院利用LED可以調整光譜的特性,在同樣亮度感受下,提供可自由調整的生理刺激值(CAF),如夜晚可將燈光CAF值調低,為睡眠做好準備;白天將CAF調高,使人保持清醒狀態。

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這種科技加值傳統的LED照明,依據不斷累積的人因資料並整合運算技術,提供如專注、放鬆、溫暖、舒適等多種不同需求組合的光環境變化,讓環境設計公司或系統整合業者透過容易操控的介面,更快速精準的進行光環境設計,與終端使用者更有效的溝通。

LED不只照明還能通訊,一般的GPS定位系統,一旦進入室內就失去功用,向來為人詬病,現在只要一盞燈就可解決此問題。可見光通訊傳輸(VLC)利用LED照明具有明顯的指向性與區域性,以光波取代傳統無線射頻來傳遞訊號,不僅具有節能效益,還能確保高速資料傳輸以及網路通訊安全。

工研院運用可見光通訊做定位,「VLC光通訊技術」讓燈光不僅能夠照明,還可以傳輸訊號,傳輸速度達100Mbps,與傳統GPS定位系統相比,VLC光通訊沒有室內訊號屏蔽問題;與WiFi技術相較,RF電磁輻射也相當低,VLC光通訊定位精準度超過99%,適合應用在有低電磁輻射需求的環境,例如在醫院就能透過這項光的技術精準掌握每一個病床、護理車的所在位置,大幅節省交班清點儀器時間,提升醫療照護效率。

LED不只照明,工研院利用UVC紫外光可消毒殺菌的特性,開發UVC LED晶粒。傳統的汞燈因預熱時間長,必須24小時不間斷點亮,平均使用壽命約一年,並容易產生汞汙染問題。工研院開發UVC LED流動水模組, 採用LED做為發光源,其具備啟動時間快、耗電量低、壽命長、無汞、尺寸小的特點,利用LED可高速開關特性,以水流動感應啟動,不用水時即關閉不用,可省下約50%用電量,使用年限可達三年,更為經濟實惠。

特殊的水道與光向設計,讓水流量達到每分鐘2公升,除菌率99.9%以上,只要在用水出口加裝UVC LED流動水模組,就能進一步提升水質,值得一提的是,這項裝置的體積比市面上汞燈殺菌的類似商品小三分之二,環保更節能。

在LED技術成熟,以及智慧城市、物聯網潮流的驅動下,系統化的LED照明、搭配物聯網、照明即服務模式 (LaaS)等設計,創造新的照明產品價值,也推動更多的跨域產業高值化應用。智慧照明技術發展為主要照明大廠積極開發的新藍海市場,未來人類為追求舒適生活環境,照明設計將朝個人化需求發展,為達到個人化設計目的,照明也與感測器結合,形成智慧化系統,可依照消費者喜好作控制。

照明已不再像過去只有一種顏色的呈現,而是朝系統整合及光環境設計發展,未來甚至可能結合AI技術,進一步達到人性化需求。照明發展趨勢從「會亮」 演進到「漂亮」與「慧亮」發展,工研院已具備完整的開發能量及量產技術,全力協助國內照明業者開拓新藍海,創造多元化智慧照明價值,迎向智慧新生活。(作者是工研院電子與光電系統研究所總監)

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