漫談現代照明

趨勢照明 技術處  2023.5.15

近幾年來，經過LED產業的不斷進步以及控制技術的普及化，照明產業經歷光效、節能和成本的追求，至今，優質及人性化的光照已經並非遙不可及。照明從最基本的滿足照度的需求，演變至今已經對演色性、色溫，甚至是光照的時間及強度都可以從使用的角度來思考，做出特殊的照明設備。人們開始思考，什麼樣的光，什麼樣的照射時間，怎樣的照射強度可以改善人們的健康狀況; 畢竟陽光、空氣、水是人類賴以生存的基本條件，而相較於電，研究光更不容易。

國立陽明大學護理學院劉影梅教授為國內健康照明的專家，她曾經針對失智長者，做與光照的色溫、波長、照度相關度的研究，發現經過特殊的光照條件會降低夜醒次數，而沒辦法入睡的時間也會縮短，大幅提升睡眠效率。根據台灣睡眠醫學會調查，60至69歲高齡者有超過四分之一有夜醒、早醒及夜間難以入睡等慢性失眠症狀。銀髮族失眠與自然老化有關，因身體對外在光照刺激訊號逐漸不敏銳，而導致失眠狀況。因此，解決失眠不只是服安眠藥，最佳解方應是「調節環境的光源」。劉影梅認為，許多長照機構常有光線不足的狀況，以致於長者早上精神萎靡，但夜間出現遊走、譫妄狀況，增加照顧者負擔。與其增聘夜間人力，改善環境燈光是最佳實惠方法。

在傳統照明(鎢絲燈泡)時代，幾乎沒有太多人會談到藍光對眼睛的傷害。直到LED大量被使用作為照明的光源後，藍光的議題再度被掀起討論。目前研究顯示，晚上長期暴露於藍光下會降低褪黑激素的產生（褪黑激素是調節睡眠的激素），並破壞您的晝夜節律。台大醫院專文提到，眼睛的結構本身具有吸收部份波長光線的能力；如角膜可吸收低於300㎚波長的光線，但會讓300㎚至400㎚之間的波長光線通過，再由虹膜或水晶體吸收。當人體老化，水晶體硬化或混濁，則可吸收波長400㎚至500㎚之間的紫外光及藍光。不過，當水晶體混濁到更加嚴重，明顯影響到視力時，就必須施行水晶體摘除合併人工水晶體置入；此時失去水晶體的保護，平常被吸收的短波紫外線及藍光就能直達視網膜。視網膜曝露在紫外光及藍光的時間及量越大，則有可能造成視網膜的毒性而受損，加速黃斑部病變的進行。文中還特別提到 若是把藍光給濾掉了，則投射入眼中不同波長光線比例改變，自然會改變哺乳類腦視覺皮質對色彩、光線及對比度的辨識。因此，使用濾藍光的產品同時有其優缺點。到底是保護黃斑部的優點較顯著？抑或是濾掉藍光之後的缺點對現代人影響來得嚴重？其實到目前為止，學術界都還沒有定論。然而目前已經廣泛使用的濾紫外光或藍光鏡片依然說明了大家對保護眼睛黃斑部的重視。

LED使用的是三五族複合半導體的材料，它發出的光基本上被認為是“單色光”。所謂的單色，基本上是以他的主波長（dominant wavelength）來代表他的波長或所代表顏色，例如 我們會將主波長介於430~470nm稱為藍色。而我們所謂的LED白光是由兩種以上的光混合而成。如下目前廣泛使用於照明的典型LED光譜和傳統的鎢絲燈光譜。由此我們不難了解，過去為何很少人提到藍光對眼睛的危害，主要是鎢絲燈並沒有顯著的藍光表現;相反的，白光LED確實存在著很明顯的藍光成分，尤其是冷白光(例如 色溫為5700k的白光)

由以上的討論可知，針對當代的照明應用，使用者應該要具備比以前更多的知識來選擇燈具，而不僅僅只是美觀而已。選擇燈具應該考慮的因素除了照度之外，應該還要考慮到色溫。色溫的選擇一般的考量是與室內設計比較相關（例如 演色性考量），但若是考慮到閱讀並且想要有比較低的藍光成分的話，則可以考慮選擇暖白光(低色溫，例如2700~3000k)。以現在的技術可以將多個LED波長混合造成接近太陽光譜，但在費用上需要付出比較高的代價。因此目前市面上廣泛使用的還是以典型的白光LED（藍光激發黃色螢光粉）來做照明的應用。對於燈照時間和強度的控制，現在的技術已經相當成熟，市面上也開始出現許多商品販售。這些通稱為智慧照明的產品通常比一般燈具較貴，也還在接受市場的考驗。相信隨著時間的推進，市面上會有越來越多的類似產品，價格也將會越來越平民化。