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智能生活趋势中的LED应用

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晶元光电股份有限公司市场行销中心产业研究室专案处长梁立田。
晶元光电股份有限公司市场行销中心产业研究室专案处长梁立田。

晶元光电(Epistar)股份有限公司市场行销中心产业研究室专案处长梁立田先生,针对「智能生活趋势中的LED应用」做专题演说,他先引述IHS针对照明市场的所做的预测报告,说明白炽灯、卤素灯、省电灯泡、萤光灯、HID灯等市场逐年下滑、似乎传统灯泡的衰减比想像速度还快,而LED替代性产品则慢慢提升,只有LED整合性产品才逐年激增。从上述归纳出「照明产品」的年复合成长率,大于「纯灯产品」的成长率。

近年来智能时代的来临,大家都在谈论IoT(物联网)的技术,例如Gartner预测IoT市场在2020年将达到250.1亿美元,总安装数量将达260亿个单位,也因此带动了不少未来的愿景,包含智能建筑、工业自动化、智能城市、智能照明、智能电网、智能医疗,只是上述这些并没有均匀地分布在你我的周遭,通常上述这些在某个国家或区域,必须要有强烈的需求(如电力成本高),才会提早发生。

物联网终端元件  照明将是最佳载具

智能家庭在美国比较发达,因为美国的住家面积大,在看电视时若衣服洗好了、咖啡煮好了,就会在智能电视上显示通知信息。透过家里的Router将所有家电连起来,构成一个网络,就可营造智能生活。

然要如何将所有物品串连起来,各场域的作法都不相同。以大家常引述的IoT架构来看,包含终端(感知)层+网络层+应用层。其中的终端元件,必须涵盖感知+运算+联网,才算是具备IoT终端装置的基本能力。而LED灯所处的地位,就是终端元件部分,可以将MCU、传感器、无线芯片、电源等元件放入LED芯片或放在灯具上。

元件的脑,也就是MCU,若放入照明的话,只需要很小量的运算速度(50MHz)和记忆容量(32KB)就很足够。元件联网能力,则不同层级有不同距离(从最小到最大,共有BAN、CAN、PAN、HAN、SAN、LAN、NAN、WAN、MAN、GAN)。适用联网规格也因不同数据量?传输功率而有不同(例如智能家居适用Z-Wave?蓝牙?ZigBee)、因不同数量级需要不同架构(如Wi-Fi)。

终端都Smart了,要放哪呢?哪一种载具能覆盖全人类活动空间?答案就是:照明!因为灯泡或灯具随处可见。亦即「光」到处都有 (例如客厅、厨房、走廊、办公室、工厂、教室、街道、建筑、大都市),且灯具都会连接上Power(电力),能做最多的应用,所以是最适合摆入各种Smart元件的地方,当然灯具本身就做成Smart Device,那就更好了。

智能生活不容易  需符合身体需求才是好照明

梁立田表示「光」会影响视觉和生理功能,人有3种椎状细胞,会看到不同的颜色,而某些特定波长的蓝光,会抑制褪黑激素的产生,影响睡眠。而光谱光效函数中,明视野的尖峰值为555nm,暗视野的尖峰值在506nm,至于会影响Circadian (生理节奏)的尖峰值则是蓝光的460nm,医生建议大家少看屏幕、灯罩,是因为容易影响褪黑激素,造成睡眠品质不良。

因此在智能医院里面,由于病人本身抵抗力就弱,所以具备可调光灯具已是必备,且需要非常精确,并能依据长者需求来调光。

由于大多人80%的时间都在室内,因此室内导航是需要的。以智能零售店为例,使用VLC(可见光通讯),搭配手机来感应,便可知道自身的位置与商品的摆放位置,并可进而做到Online to Offline的连结。

还有,灯具的体积,其实可以摆入各式各类的感应器,运用在智能家庭、智能办公室等等,可以做到娱乐(人走到哪,音乐或光源跟着到哪)、安防(门窗被盗贼打开,床头灯变红色)、照护(家里长辈活动量统计、睡眠自动调光)、光线及占用传感(如侦测到会议室无人时自动关灯),以做到真正的智能生活。

此外,他也说明停车塔运用智能照明的案例,透过传感器做停车导引、侦测人员活动,并能做到昼光融合,统计共可节省约60%的电力。至于Dual-Junction(双结)的IR应用在监视录影机部分,其光学设计可以让其聚焦更远,提供更好的夜视效果。

若搭配车灯使用,便可侦测到路上的人,或将灯光照射「分岔」开来,以便不直接照射对方让对方刺眼,增进彼此安全。因此从路灯、节能到安防,可以跨产业整合多项技术,让连结无死角,照护无间隙。

最后他总结,透过IoT( Integration of Technology;科技的整合),将感知?服务、运算?传输、电路控制、以及「关键光源」,便能发挥照明的更多应用,创造更大获利。