TW201125484A - Method for assessing light damage to plants caused by night lighting, method of assessing properties of night lighting, and lighting device for avoiding light damage - Google Patents

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201125484 六、發明說明： 【發明所屬之技彳街領域】 技術領域 本發明係關於一種夜間照明對植物造成光害之評估方 法、夜間照明之特性評估方法及光害迴避照明裝置。 L· Ί 背景技術 作為設置於屋外之夜間照明裝置，一般使用如同水銀 燈或螢光燈、鈉燈般之白色至黃色系的光源。利用此種光 源之仪間知、明裝置設置在接近於植被地域(vegetated area， 如田地)的道路等時，其光在夜間亦會照射至植被地域中之 植物。而發生稻米'大豆等之短日照植物延遲開花，或是 菠菜、青花菜等之長曰照植物提早開花(bok，未熟即開花） 導致收穫量減少及品質降低等狀況，此現象被稱為光害。 欲在接近夜間低照度之植被地域（農地等）的道路設置 路燈及防犯燈時，由於憂慮會對作物造成影響之光害而不 允許設置的情況亦是不少。鑒於此種事態，而希望使夜間 照明裝置不產生，且目前正在探討當中，下述文獻中已揭 示有關此種夜間照明裝置之技術。 專利文獻1記載到一種道路用照明器，其設置成：在下 面開口之燈體内部配置反射鏡及光源，且在光源之光中心 的後方形成與燈體一體化而朝光源下方突出之遮光壁，= 將朝向後方之一部分照射光予以遮光。 專利文獻2記載，於螢光水銀燈之外球表面•已混有 3 201125484 氧化鋅與綠色無機顏料之漿料，而藉由光質平衡且附有綠 色過渡器之燈具(其截斷紫外線放射，減少藍色光並增加綠 色光）’使植物之育成玫射效率降低。 專利文獻3記載到—種設有光源之照明器具，該光源係 在對植物形成花芽具強烈影響之波長區域下限與高防蛾效 果之波長區域下限之間具有光譜放射能的尖峰，且，使光 "曰放射犯Φε(λ)與植物光敏素（phyt〇chrome)之光譜吸收度 pr〇)的乘積以560〜70〇ηϊη區間作積分的值、與460〜580nm 波長區域所含放射束的比在〇·〇5以下。 專利文獻4記載到一種路燈，係用以設置在接近植被地 域之位置者，其為了對包含植被地域側之範圍進行照射而 使用發出500〜580nm之綠色光的光源光，且為了對非植被 地域之側進行照射而組合使用具500~580nm之綠色以外的 波長區域且具高指向性之LED。 專利文獻5記載一種近紅外光螢光燈，其藉由將含有近 紅外線發光螢光體、藍色發光螢光體及綠色發光螢光體作 為主成分之顏料用作内面塗料進行塗佈，而可照射近紅外 線並遮蔽紅色光；專利文獻6則記載，為了防止水稻之出穗 延遲而在照射太陽光前對水稻照射近紅外線光。 此外，非專利文獻1針對控制開花時期與夜間照光之關 係而記載到暗期中斷(night break)，即，在含括有數小時之 夜晚中，藉由僅10分鐘之光照射即會發生短日照植物之開 花延遲；非專利文獻2則記載到，就屬於植物重要機能之光 合成與脈衝發光間之關係而言，令脈衝發光頻率為2.5k 201125484

Hz、任務週期為50%時，萵苣之光合成速度與連續光的情 況相較下增加23%等内容。 專利文獻1所示技術雖是將一部分照明光源予以遮光 藉此迴避對植物造成光害，但在受到照明之明亮範圍與其 所鄰接之因遮光而引起的黑暗，會發生劇烈之照度變化， 而產生黑暗潛藏危險之可能性，反而成為不安全之狀態。 專利文獻2〜4所示技術則是演變成讓用以迴避光害之照明 光源成為利用以綠色為中心之光作照明，而難以實現高演 色性之自然色照明，用途受限。 而如專利文獻5，6所示般在照明照射後適時照射近紅 外光的技術則是由於近紅外光無法作為人用照明來發揮機 能，與同等照度之照明機器相較下機器整體的消費電力上 昇，且因近紅外光之照射範圍無法以肉眼掌握，設置時之 配光調整需要高度技術與高價基材。此外，一旦近紅外光 之照射過剩，將發生與原本之光害作用相反的光害，例如， 為了開花延遲對策而過剩照射時，將發生早期開花，還是 會對品質造成影響。 此外，就夜間照明對植物開花減少所造成的影響，如 非專利文獻1，2般之習知研究中亦未特別將其視為問題。 先行技術文獻 專利文獻 【專利文獻1】日本特開2000-222911號公報 【專利文獻2】日本特開2005-216572號公報 【專利文獻3】日本特開2004-121217號公報

S 201125484 【專利文獻4】曰本特開2008-226567號公報 【專利文獻5】日本特開2006-244910號公報 【專利文獻6】日本特開2006-271374號公報 非專利文獻 【非專利文獻 1】Ishikawa,R., et al，「Suppression of the floral activator gene Hd3a is the principal cause of the night-break effect in rice」，Plant Cell 17，pp.3326-3336 (2005). 【非專利文獻2】森康裕他，「白色LED脈衝光對萵苣 生育所造成的影響」，植物工廠學會誌，14(3)ρρ· 136-140 (2002)。 C發明内容2 發明概要 發明欲解決之課題 夜間照明裝置設置於接近植被地域處之情況下，可以 想見會因夜間照明而發生光害，且若是稻米般之農作物， 不免因光害而造成等級降低所致之價格減少以及收量減少 等影響’就生產者而言，亦會因此對於夜間照明裝置之設 置抱有疑慮。由於此種事態，迄今仍在就可迴避光害之夜 間照明裝置進行探討。 其中，將一部份來自光源之光予以遮光而使光不照射 到植物側之技術會因發生劇烈的照度變化（發生在受到照 明之明亮範圍與其所相鄰之因遮光而起的黑暗之間）而無 法利用夜間照明來解決安全性問題，限定光源之波長區域 201125484 的技術則難以製出自然照明（就對人照明而言）而致使用途 义限另’補充如、射近紅外光之技術則有諸如機器整體之 消費電力上昇且設置時之配光調整變得煩雜等問題，直至 目前仍未提出供製成可迴避光害、簡易且有效之夜間照明 裝置的技術。 又’在構成可迴避光害之夜間照明裝置上，可適切且 簡易地針對光源是否產生光害一事進行評估之方法實屬必 要’但此種光源對植物所致光害的評估方法迄今仍未提出 提出有效之技術手法。 由於此種狀況，提示一種可就夜間照明對植物所致光 害適切進行評估之方法或者是實現一種可迴避光害、實際 且具有效性之照明裝置，此等已成為產業上的課題。 用以解決課題之手段 本發明係為了解決前述課題而完成者。本發明之夜間 =明對植物造錢#的評估方如以評估接近植被地域而 没置之照Μ置對植物所造成H其係由下述步驟所 構成：準備用以進行夜間照明之照明培育器與不進行夜間 照明之照明培育H ;至開花料基因表現時之前，於照明 培育器内育❹數株植物；於開花料㈣表現後，將植 物的邻刀植株裝入前述用以進行夜間照明之照明培育器 内使八、盈過丨-欠以上的夜晚期間後，採取葉片進行處理並 抽提全RNA，針對目的基因之表現量，定量地解析該基因 之mRNA里’藉此求出在夜間照明條件下之基因表現量a ; 於開花誘導基因表現後’將其他株植物裝人前述不進行夜 7 201125484 間照明之照明培育器内，使其經過丨次以 採取葉片進行處理並抽提全祖晚期間後， 量，定量地解析該基因之爪歷量 的基因之表現 错此求出在鉦夜間昭、 明條件下之基因表現量⑴以前述夜間照明條件下二基因表 現量A與無夜間照明條件下之基因表現量B的比 ^ 、 出光害迴避比例。 、之升/式求 前述植物為稻米時，開花誘導基因為Ή(13 本發明亦可是一種夜間照明之特性 »T1古方法，其更包 含針對前述夜間照明所用光源求出平均演色性的井驟而 從前述夜間照明對植物造成光害之評估 所求出的前述 光害迴避比例與前述平均演色性來評估夜間照明之光源特 性。前述植物為稻米時，開花誘導基因為Hd3a。 &本發明之光害迴避照明裝置係使用有下迷光源者：特 定色成分之脈衝發光光源’其設定成可_定之脈衝發光 頻率及任務週期（duty cycle)而受到脈衝驅動裝置所驅動； 或’组合多數種脈衝發光光源而叙域，料多數種脈 衝發光光源各自具有不同色成分，並且設定成可藉預定之 脈衝發光頻率及任務週期而受到脈衝驅動裝置所驅動； 且，對於組合前述多數種脈衝發光光源而成之光源，設定 前述特定色成分之脈衝發光光源的脈衝發光頻率及任務週 期，或，將組合有多數種脈衝發光光源而成之光源中的各 種脈衝發光光源之脈衝發光頻率及任務週期予以設定而 使利用前述夜間照明對植物造成光害之評估方法所求出的 光害迴避比例在0.8以上。 201125484 令前述特定色成分之脈衝發光光源為藍光二極體時， 宜以脈衝發光頻率3〇〇〜2700Hz、任務週期丨〇〜90%驅動該藍 光二極體；令前述特定色成分之脈衝發光光源為綠光二極 體時’宜以脈衝發光頻率50〜1000Hz、任務週期20〜90%驅 動°亥綠光二極體；而’令前述特定色成分之脈衝發光光源 為汽綠光二極體時，則宜以脈衝發光頻率5〇〇〜27〇〇Hz、任 務週期10〜90%驅動該黃綠光二極體。 此外，本發明之光害迴避照明裝置亦可是使用有組合 夕數種脈衝發光光源而成之光源者，該等多數種脈衝發光 光源各自具有不同色成分’且設定成可藉預定之脈衝發光 頻率及任務週期而受到脈衝驅動裝置所驅動；且，對於組 6則述多數種脈衝發光光源而成之光源，設定組合有多數 種脈衝發光光源而成之光源中的各種脈衝發光光源之脈衡 發光頻率及任務週期，而使利用前述夜間照明對植物造成 光害之評估方法所求出的光害迴避比例在0.8以上，且將前 述多數種脈衝發光光源組合成光源整體之平均演色性在6〇 以上。 則述多數脈衝發光光源亦可製成至少含有藍光二棰贌 與η綠光二極體者，此外，前述多數脈衝發光光源亦圩製 為由藍光二極體、綠光二極體及黃綠光二極體所構成老。 發明效果 於本發明中，可藉由使用光害迴避比例（於夜間照明條 件下及無夜間照明之條件下分別求出基因表現量所求出耆) 而適切且有效地對夜間照明所造成之光害進行評估。真因

S 9 201125484 。來料心進㈣害評估之执備 用間易設備及測定器具來進行評-備，而可使 花前才開始表現之開 ，由於使用實際開 觀察開花ma方法彳=的表現量來進行評估，與 進行評估。就稻=::可以在更縮短時間的形式下 評估逯―::::發::=時， 下，由於光害評估係使用。月益的情況 及評估，丨年可實㈣ ^5週之稻米來作進行照明 … 右’與利用習知方法於室外社 的情况相較’有5〜ig倍的時間縮短效果，叫便I使= 明培育时確峨·日數⑩枝_，== =之時間縮短效果。再者’可求出夜間照明光源之平均。 ^性，亚配合光害迴避比例而制作夜間照明裝置 切性進行評估。 、 就使用已控制成最佳脈衝發光頻率及任務週期（由本 發明夜間照明之特性評估方法所導出者）之脈衝發光光源 的照明裝置而言，不僅是包含在植物紐素吸收波長區域 560〜70〇nm之範圍内而原本就可能引起光害之黃綠色，即 使是處於該波長區域外而原本就一直被視為不易引起光害 之藍色、綠色，亦可將光害迴避比例提高丨以上。已如前述 般作適切控制之脈衝發光的藍色、綠色、黃綠色照明與其 他一般照明（水銀燈等）相較下，可於維持同等演色性之同 時，即使進行更高照度之照射，亦可使對於農作物（稻米）之 光害幾乎不發生。 本發明之照明裝置利用組合多數種脈衝發光光源（具 201125484 有不同色成分)而成之光源來構成照明裝置，並 定各種脈衝發光光源之脈衝發光頻率及任務週期；二 成光害迴避照明裝置。藉由使用脈衝發光光源，I連續發 光光源相較下可光害迴避比例較高者作為光源要素， 且因組合多«光解縣__総，麵要素之選 擇性變得錄。此外，可製成人體可獲自_之多數種脈 衝發光光源的組合。 圖式簡單說明 第1圖係一就照明光源之光害迴避性評估與用作夜間 照明之特性評估以流程形式予以表示之圖。 第2(a)〜2(f)圖係顯示下述光害迴避比例之圖：針對各種 波長之光源，於任務週期為1〇%的情況下’因應脈衝發光 頻率而求出之光害迴避比例。 第3圖係一針對藍色LED顯示出脈衝發光頻率及任務 週期所致光害迴避比例之圖。 第4圖係一針對綠色LED顯示出脈衝發光頻率及任務 週期所致光害迴避比例之圖。 第5圖係針對黃綠色LED顯示出脈衝發光頻率及任務 遇期所致光害迴避比例之圖。 第6圖係一針對連續發光時各色光源之光害迴避比例 予以顯示之圖。 第7圖係一同時顯示有光害迴避照明裝置例之發光光 譜與白色光源、綠色單色光源之發光光譜的圖。 第8圖係顯示光害迴避LED照明光源之例（將藍色、綠 201125484 色、黃綠色LED分別組合多數個而構成者）、水銀燈照明光 源以及螢光燈照明光源的發光光譜者。 第9圖係顯示用以破認光害迴避照明裝置之光害迴避 效果的試驗結果者。 第10圖係針對设置在栽培有稻米之室外水田田間的光 害迴避LED照明、螢統照明、水銀燈照明顯示開花延遲 曰數者。 C實施方式3 本發明之實施型態 於本發明中，於進行夜間照明所致光害之評估時，係 從栽培在進行夜間照明之照明培育器⑽植物採取試料並 取得數據資料，針對開花誘導基因表現進行解析，而就夜 間照明是否具光害迴雜之評估作探討，此外，有關接近 植被地域而設置之夜間照明裝置’則是就光源之作動形態 與對植物造成光害之影響此二者間的關係作探討，特別^ 光源使用脈衝發光型之光源’使脈衝發光頻率及任務週期 發生各種變化’求Μ時之·料基因表現量而藉此進 行植物光害評估’並就光害迴避照明裝置之條件進行探討。 最初，將短日照植物之稻米用作評估對象植物，並就 仪間照明對植物造成光害之評估進行說明。試料採取及開 花誘導基因表現量之解析則是經由下述過程。 (1)稻米試料之育成、處理、採取 於照明培育器内且於促進稻米開花之短日照條件（白 晝8小時/夜晚16小時)下’育成至可確認開花料基因表現 12 201125484 發芽後約5週）。此時，於照明培咖設置可將波 _發先頻率、任務週期控制為任意值且利用㈣或 有紙之夜間照明裝置’照明時之照度設定則為:社團法 人曰本防犯設備協会之防犯燈照度基準（挪漏m ClassA)的平均水平面照度5勒克司㈣以上。 準備設有夜間照明之照明培育器與未設置之照明培育 器，將已確關花料基因之㈣分幻組，於設有夜間照 明之照明培f ”裝人—組稻米，另於未設置夜間照明之 照明培育器中裝人另-組稻米，使料遭遇丨次以上之夜 晚。於夜晚結束瞬前採取稻米葉片，以液態氮將其冷康後 採取至5(hnL樣本管巾，細錢冷卻讀剖剪刀將 其破碎至邊紐mm之正方形較，财於·8〇度下。 (2)RNA抽提 將預先經冷凍保存之葉片秤量5〇〜65mg至2mL樣本管 中，於業經液態氮冷凍之狀態下使用粉碎機（自動磨碾機 (Auto-mill) : Tokken，Inc.)進行粉碎。RNA抽提係使用 RNeasy Plant Mini Kit (QIAGEN K.K.)，以自動抽提裝置 (QIAeube : QIAGEN K.K.)並依照試劑及裝置之規程來進行 全RNA之抽提。抽提出之RNA則以吸光度計（Nanodrop ND-1000 : Thermo Fisher Scientific K.K)測定純度及濃度。 (3)cDNA 合成 使用 Quantitect 反轉錄套組（Quantitect Reverse Transcription Kit: QIAGEN K.K.)，依照試劑之規程，自（2) 所得RNA去除源自基因組(genome)之DNA並進行cDNA之

S 13 201125484 合成。以上述吸光度計測定所合成cDNA之純度及濃度。 (4)實時 PCR(Real-time PCR) 使用（3)所得 cDNA、Rotor-Gene SYBR Green Kit (QIAGEN K.K.)及下述引子組，以 3 Rotor-Gene Q (QIAGEN K.K.)進行實時PCR，定量出稻米開花誘導基因（Hd3a)之 mRNA(訊息RNA)表現量。 順向引子 5’-GCTCACTATCATCATCCAGCATG-3’(序列編號1) 反向引子 5’-CCTTGCTCAGCTATTTAATTGCATAA-3’(序列編號2) 此時，Hd3a之mRNA表現量係將泛蛋白（ubq)之mRNA 用作内部標準基因，並以相對定量法表示。用以定量泛蛋 白之mRNA表現量之引子組係如下所示。 順向引子 5’-AACCAGCTGAGGCCCAAGA-3,(序列編號3) 反向引子 5’-ACGATTGATTTAACCAGTCCATGA-3,(序列編號4) 由上述内容，令d3a-mRNA表現量相對於ubq-mRNA表 現量之比為Hd3 a-mRNA的相對表現量。 針對上述（1)〜(4)之過程所求出的基因表現量，令夜間 照明下之基因表現量為A，令無夜間照明條件下之基因表現 里為B，將A/B作為光害迴避比例。可以想見，光害迴避比 例越高，受到光害之可能性越低。 於上述（1)〜(4)之過程中，針對用於獲得稻米試料之照 明培月β的仪間照明光源之波長、脈衝發光頻率、任務週 期的各種組合，求出光害迴避比例。 藉由此種過程’就照明光源之光害迴避性進行評估。 接著，對於朗照明之光源色，以光譜法求出平均演色性 14 201125484

Ra。演色性評估雖已規定於J IS Z 8726中，但對人體而言 是否為自然色彩一事，在此種程度上係使用平均演色性作 判斷，在最自然色彩之基準光的情況下，令Ra= 100，將評 估對象光源與基準光之吻合程度予以計分化。 求出試料光色與基準光之試驗色在色空間上的距離 (ΔΕ)，針對15個試驗色，以下式求出特殊演色性Ri。

Ri= 100-4.6 · ΔΕ (i= 1 〜15) 平均演色性Ra則以下式求出。

Ra=(Rl+R2+· · · .+R8)/8 作為本發明之光害迴避照明裝置之光源，由於需迴避 光害，在提高光害迴避比例之同時，為了儘可能獲得自然 照明感而亦令平均演色性提高。因應照明之使用用途而 異，一般而言，合適之演色性Ra的數值範圍係如表1。右欄 則顯示相對應之燈具種類。 表1 依據演色性之照明用途區分 演色性 群組 平均演色性之範圍 使用用途 燈具種類 1A Ra^90 美術館、住宅 白熱電燈泡、i素燈、 高演色螢光燈、金屬鹵 化物燈 1B 90>Ra^80 商業設施、事務所、住宅 高效率高演色螢光 燈、高演色高壓鈉燈、 金屬ifi化物燈 2 80 > Rag 60 商業設施、工廠、事務所、 運動設施、住宅、道路 高效率螢光燈、高演色 高壓鈉燈、金屬函化物 燈 3 60>Ra^40 工廠、室外、道路 一般水銀燈 4 40>Ra^20 工廠、隧道、道路 鈉燈

S 15 201125484 若將從採取試料至評估光害迴避比例為止之針對照明 光_光害迴避比例評估過程、以及針對照明光源並配合 平均演色性而進行之夜間照明特性評估整體顯示成流程， 將會如第1圖所示。於第1圖之以流程形式顯示的光害迴避 比例評估過程中，就照明培育器内以短日照條件栽ς之稻 米的情況而言，至輕開花誘導基因表現為止的期間約為5 週二由於同種植物的此種_可謂大致—定，確認過】次此 =花誘導基因之表現後’便不再就同—種植物再次確認開 化誘導基因之表現，亦可於經過此期間（為稻米時約5週條 即續行第！圖流程中之下1段。於第丨圖之流程巾，「至確 認開花誘導基因表現為止」—語的含f，即包含視同表現 在此種概率上之事。 此外，為了定量解析評估對象基因之mRNA量，於第i 圖之流程中係使用實時PCRm旦定量解析mRNA之手法亦可 使用例如北方墨點法等其他解析手法。 作為貫際之例’令水平面照度為51χ、任務週期為 1〇%，並於使脈衝發光頻率作各種變化之照明光源LED之 下，針對稻米（越光米）作實施的测定結果，就各種波長之光 源並因應脈衝發光頻率求出光害迴避比例，純其作顯示 則會如第2圖所示。其中，（b)藍色、⑷綠色、⑷黃綠色之 光害迴避比例較高’（e)黃色則是較其等為低之值，而可知 各自因脈衝發光頻率而使光害迴避比例有某種程度之不 同。此外’在⑷紫色與⑴紅色時，光害迴避比例成為非常 低之值。 16 201125484 此外，令水平面照度為51x而使任務週期與脈衝發光頻 率作變化時’從其測定結果求丨光害迴避比例，若將其予 以顯示’職色LED光源時如第3圖所示，綠色led光源時 如第4圖所示，黃綠色LED時則如第5圖所示。第艰之藍色 LED於脈衝發光頻率7GGHz、任務週#胸％下光害迴避比例 特別高，第4圖之綠色LED於脈衝發光頻率5〇1^附近、任務 週期60%、90%下光害迴避比例特別高，又，第$圖之黃綠 色led在脈衝發光頻率700Hz且任務週期7〇%附近光害迴 避比例特別高。 如前述，光害迴避比例係由夜間照明下之基因表現量 (A)與無仪間照明條件下之基因表現量(B)，以A/B之形式規 定出的量，就試料而言，雖是供用以對應於迴避光害之比 例來表現的指標，但並非是相對於整體之比例的量本身來 表現的數量。因此，以第2〜5圖所示結果來看，光害迴避比 例中較高之數值亦會超過1.0。與其說是絕對性的比例，毋 寧是表示，會成為相對比例之指標的數量。 照明光源之光害迴避比例之值宜為1〇以上的數值，但 在實際上’光害迴避比例只要在0.8以上即可供予實用。在 綠色光的情況下，就連續光而言光害迴避比例為〇 7〇程 度’而在50Hz且任務週期60%之脈衝發光下則是134，但從 第3〜5圖之結果來看，即使是藍色光或黃綠色光，亦可藉適 當地選擇脈衝發光頻率及任務週期而獲得光害迴避比例合 宜者。 若從光害迴避比例之面相出發來考慮較佳之發光光 17 S. 201125484 源，則依據第3圖，藍光二極體時，宜令其係峨衝發光頻 率300 2700Hz任務週期1〇〜9〇%驅動者，依據第*圖為 綠光二極麟’宜令純以_發錢率5(M_Hz、任務 週期20，％驅動者’而依據第5圖，為黃綠光二極體時， 宜令其係以脈衝發光頻率5⑼〜27驗、任務週㈣〜冒。驅 動者。 於本發明中，光源係使用脈衝發光型之光源，但在針 對光害迴祕_侃之意味下，㈣照心勒克司作連續 發光時之各色光源的光害迴避比例顯示於第6圖。圖中數 值、誤差棒分糊示光害迴避比例及鮮差。得知光害迴 避比例在G.8以上的僅有藍色，_是，黃綠色、黃色、紅 色(位在專敎獻3所載對開花影響㈣之植物光敏素的吸 收波長區域560mn〜700nm範圍内）在連續光條件了，光害迴 避比例均低。又，若將第6圖與第3〜5圖之情況予以對:， 得知脈衝發光鮮及任務週_賴色、綠色、黃綠色的 光害迴避比例提昇效果更為顯著。 於單色光源的情況下，即使可使光害迴避比例呈高 值，平均演色性Ra亦無法提高到此種程度。為了提高演色 性’而構成-組合有藍色、綠色、黃綠色LED之照明裝置， 以其為基礎，在相同條件下進行測定。 第7圖係以實線表示將多數藍色、綠色、黃綠色等各色 L E D組合配置而構成之光害迴避照明裝置例的發光光諸， 以虛線表示白光光错，以鏈狀線表示綠色LED之光级。該 光害迴避照明裝置係令藍色LED之發光頻率為25阳二綠色 18 201125484 LED之發光頻率為250Hz、黃綠色LED之發光頻率為1000Hz 且任務週期均為10%者’若與一般利用在室外之白色 LED(Ra=88)比較’雖不含較580nm更長之波長區域的光， 但因藍色與黃綠色之補色作用，變成接近白色的感覺，人 體視感度較高之綠色則有助於照度，演色性!^成為66，與 綠色單色時之Ra=33相較下已充分提高，相當於表丨中之演 色性群組2，可謂與一般夜間照明使用之水銀燈同等。 於第8圖中，係以實線表示將多數藍色、綠色、黃綠色 等各色LED組合配置而構成之光害迴避照明裝置例的發光 光譜’以虛線表示一般用於夜間照明之水銀燈照明光源的 發光光譜，以鏈狀線表示螢光燈照明光源之發光光譜。該 光害迴避LED照明光源使用了第3至5圖中各色光源顯示出 最高光害迴避比例之脈衝發光頻率與任務週期的組合，實 際之設定則是令藍色led之發光頻率為700Hz且任務週期 為60%、綠色1^0之發光頻率為50出且任務週期為6〇%、黃 綠色LED之發光頻率為7〇〇Hz且任務週期為7〇%。光害迴避 LED照明光源之平均演色性Ra=69，雖較螢光燈之Ra=93 為低，但較水銀燈之Ra=66更高，而得知其可用作演色性 群組2之照明，具備有可作一般照明予以利用之性能。 第9圖顯示前述為了確認光害迴避照明裝置之光玄迴 避效果所進行試驗的結果。將3台照明培育器内分別設成： 設有光害迴避照明裝置（混色區：脈衝發光）；設置與光害迴 避照明裝置之分光光譜相等卻呈現連續發光之照明裝置 (混色區：連續發光未設置照明裝置者(對象區'、:、無夜間 19 S. 201125484 照明）。分別栽培稻米（12株），觀察到達開花曰數。 於第9圖所示結果中，設有光害迴避照明裝置之稻米與 無夜間照明之稻米相較下，雖在開始開花的時期顯示出2日 的延遲，但在開花率5〇。/。之時期則改善為延遲丨曰，至開花 終期則未顯示出延遲。而在連續發光之照明裝置的情^ 下，開始開花時期顯示5曰延遲，開花5〇%時期顯示4曰延 遲，有1株直至發芽後88日均未開花。於此，在生產者與研 究者之間’到達開花率鄕之日數被視為稻米開花之指標。 设有光害迴避照明裝置時，雖因延遲i日之影響而造成 收量些微減少2·7% ’但等級品f並無變化^設置連續發光 之照明裝置時，則因延遲4曰而使收量減少2〇 3%，其主要 原因是’全收㈣米中之可食用縫米（比重1〇6以上）的比例 (成熟率，Hpeningrate)減少了 19·2%左右。成熟率降低亦會 招致等級品質之等級降低。 第10圖顯示，設於實際栽培有稻米（越光米）之室外水田 田間的光害迴避LED照明、螢光燈照明、水銀燈照明的開 花延遲日數。其顯示在社團法人日本防犯設備協會所制訂 防犯燈照度基準aassB之平均水平面照度3勒克司、同基準 Class A之平均水平面照度5勒克司以及國際照明委員會 Pub.115所制定「對於歩行者區域之照明條件」之「高夜間 利用度之道路」中之平均水平面照度1q勒克司下的開花延 遲曰數’在3勒克司下之延遲日數以濃灰色表示，$勒克司 下之延遲曰數以白色表示’ 1〇勒克司下之延遲曰數則以淡 火色表7R，誤差棒則表不標準差。以光害迴避[ED照明而 20 201125484 言，即使於10勒克司下延遲日數亦僅止㈣2an 面，螢光燈照明即使係於3勒克司下亦延遲5日以上，於10 勒克司下則延遲約10日。水銀燈照明於3勒克司下延遲4 曰’於5勒克司下延遲1〇日，於1〇釙古 、勒克司下則延遲π日以上。 全部之貫施結果中， 〇 # # 種均使用越光 (KOSHIHIKARI) ’ 這是因為 攸日本東北地方的一部份區 域至九州為止，此一品種在令g太 长王日本均有裁培，佔全日本收

穫里之以上而為栽種最多品種，H 裡且具有易因夜間照明 而引起光害之性質。 作為光害迴避照明裂置’將發光光譜已示於第7圖之藍 色LED '綠色LED、黃綠色_且合而成的光源即為一例， 且光害迴避照㈣置可使用其他光源要素來組合並構成。 作為光害迴避照明裝置之光源要素，則使用脈衝發光型且 具波長選擇性之LED等光源。 光害迴避照明裝置僅需在光害迴避比例為〇8以上之 條件下選擇統要料可，就已將光害迴避比辭於第W 圖之藍色LED、綠色LED、黃綠色㈣而言，雖亦可僅將脈 衝發光頻率及任務週期可令光害迴避比例在⑽以上的單 色咖作多數配置，但從欲製成可賦予人體自_之照明 裝置的需求出發，夜間照明仍宜為已將不同色光之咖組 合成可令平均演色性在6〇以上的照明裝置。 ◊ 若是已將發光光譜示於第7圖之光害迴避照明裝置，則 其係令藍色LED之發光頻率為25〇Hz、綠色LED之發光頻率 為250Hz、黃綠色LED之發光頻率為1000Hz且令任務週期均 5. 21 201125484 是10%’並將此等LED^以組合而構成者；但舉例來說 可如第8圖所示’製成各色LED具有其他發光頻率且任務週 期相異者，且更可將具有其他發光頻率與任務週期之物予 以組合。 照明裝置設有LED等之要素光源及驅動其之脈衝發光 驅動裝置’脈衝發光驅動裝置需因應發光頻率及任務週期 而作恰好之設置。因此，從裝置簡易性之面相來說，發光 頻率及任務週期之種類宜儘可能減少，可能的話以丨種較為 有利。此外，就LED而言，與連續發光時相較下，使其作 脈衝發光時更可延長元件壽命。但就發光頻率來說，由於 其係對人照明，令人體不感覺到閃爍之下限的閃光融合頻 率（critical fusion frequency)應在約30Hz以上。 於各色LED之中’即使有任一者未滿足光害迴避比例 為0.8以上之條件，僅需使組合而成之照明裝置滿足光害迴 避比例之條件即可，且就平均演色性Ra而言’由於僅以單 色LED將會使其降低，就組合有多數色之照明裝置來看， Ra宜在60以上。 本發明之組合有脈衝發光之光源要素的光害迴避照明 裝置藉由令光玄迴避比例在〇.8以上（且宜ι·〇以上）而可迴避 光宝，同時令平均演色性尺&在6〇以上，藉此可使人體獲得 自然感。稻米等作物會因光害而導致等級降低所引起的價 格減少，同時亦會招致收量減少’但此一問題可藉由使用 本發明之光害迴避照明裝置而消除，可謂已具有足以消弭 生產者對光宝之疑慮的充分性能。此外，植物雖是就短日 22 201125484 . 雜物之料作探討，但光害麟ι切專有的事項，就 題’其他短日照植物、長日照植物可謂亦可作同樣 【圖式簡單_ 明】 第1圖係—就照明光源之光害迴避性評估與用作夜間 照明之特性評估以流程形式予以表示之圖。 第2(a)〜2(f)圖係顯示下述光害迴避比例之圖：針對各種 波長之光源，於任務週期為10%的情況下，因應脈衝發光 頻率而求出之光害迴避比例。 第3圖係一針對藍色LED顯示出脈衝發光頻率及任務 週期所致光害迴避比例之圖。 • 第4圖係一針對綠色LED顯示出脈衝發光頻率及任務 . 週期所致光害迴避比例之圖。 第5圖係針對黃綠色LED顯示出脈衝發光頻率及任務 週期所致光害迴避比例之圖。 第6圖係一針對連續發光時各色光源之光害迴避比例 予以顯示之圖。 第7圖係一同時顯示有光害迴避照明裝置例之發光光 譜與白色光源 '綠色單色光源之發光光譜的圖。 第8圖係顯示光害迴避LED照明光源之例（將藍色、綠 色、黃綠色LED分別組合多數個而構成者）、水銀燈照明光 源以及螢光燈照明光源的發光光譜者° 第9圖係顯示用以球認光害迴避照明裝置之光害迴避 效果的試驗結果者。 23 201125484 第ίο圖係針對設置在栽培有稻米之室外水田田間的光 害迴避LED照明、螢光燈照明、水銀燈照明顯示開花延遲 曰數者。 【主要元件符號說明】 (無） 24

Claims (1)

1. 201125484 七、申請專利範圍： 1. 一種夜間照明對植物造成光害之評估方法，係用以評估 接近植被地域而設置之照明裝置對植物所造成之光害 者，其特徵在於其係由下述步驟所構成： 準備用以進行夜間照明之照明培育器與不進行夜 間照明之照明培育器； 至開花誘導基因表現時之前，於照明培育器内育成 多數株植物； 於開花誘導基因表現後，將植物的一部分植株裝入 前述用以進行夜間照明之照明培育器内，使其經過1次 以上的夜晚期間後，採取葉片進行處理並抽提全 RNA，針對目的基因之表現量，定量地解析該基因之 m RN A量，藉此求出在夜間照明條件下之基因表現量A; 於開花誘導基因表現後，將其他株植物裝入前述不 進行夜間照明之照明培育器内，使其經過1次以上之夜 晚期間後，採取葉片進行處理並抽提全RNA，針對目 的基因之表現量，定量地解析該基因之mRNA量，藉此 求出在無夜間照明條件下之基因表現量B ; 以前述夜間照明條件下之基因表現量A與無夜間照 明條件下之基因表現量B的比之形式，求出光害迴避比 例。 2. 如申請專利範圍第1項之夜間照明對植物造成光害之評 估方法，其中前述植物為稻米，且開花誘導基因為Hd3a。 3. —種夜間照明之特性評估方法，其特徵在於更包含： S. 25 201125484 針對前述夜間照明所用光源求出平均演色性； 且，伙利用如申凊專利範圍第1項之仗間照明對植 物造成光害之S平估方法而求出的前述光害迴避比例與 前述平均演色性，評估夜間照明之光源特性。 4. 如申請專利範圍第3項之夜間照明之特性評估方法，其 中前述植物為稻米’且開花誘導基因為Hd3a。 5. —種光害迴避照明裝置，係使用有下述光源者： 特定色成分之脈衝發光光源，其設定成可藉預定之 脈衝發光頻率及任務週期（duty cycle)而受到脈衝驅動 裝置所驅動；或 組合多數種脈衝發光光源而成之光源，該等多數種 脈衝發光光源各自具有不同色成分，且設定成可藉預定 之脈衝發光頻率及任務週期而受到脈衝驅動裝置所驅 動； 該光害迴避照明裝置之特徵在於： 對於組合前述多數種脈衝發光光源而成之光源，設 定前述特定色成分之脈衝發光光源的脈衝發光頻率及 任務週期，或，將組合有多數種脈衝發光光源而成之光 源中的各種脈衝發光光源之脈衝發光頻率及任務週期 予以設定，而使利用如申請專利範圍第1項之夜間照明 對植物造成光害之評估方法所求出的光害迴避比例在 0.8以上。 6.如申請專利範圍第5項之光害迴避照明裝置，其中前述 特定色成分之脈衝發光光源為藍光二極體，且其係以脈 26 201125484 衝發光頻率300〜2700Hz、任務週期丨〇〜90%驅動該藍光 二極體。 7_如申請專利範圍第5項之光害迴避照明裝置，其中前述 特定色成分之脈衝發光光源為綠光二極體，且其係以脈 衝發光頻率50〜1000Hz、任務週期20〜90%驅動該綠光二 極體。 8. 如申請專利範圍第5項之光害迴避照明裝置，其中前述 特定色成分之脈衝發光光源為黃綠光二極體，且其係以 脈衝發光頻率500〜2700Hz、任務週期1〇〜90%驅動該綠 光二極體。 9. 如申請專利範圍第5項之光害迴避照明裝置，其係使用 有組合多數種脈衝發光光源而成之光源者，該等多數種 脈衝發光光源各自具有不同色成分，且設定成可藉預定 之脈衝發光頻率及任務週期而受到脈衝驅動裝置所驅 動； 且’對於組合前述多數種脈衝發光光源而成之光 源’设定組合有多數種脈衝發光光源而成之光源中的各 種脈衝發光光源之脈衝發光頻率及任務週期，而使利用 如申請專利範圍第1項之夜間照明對植物造成光害之評 估方法所求出的光害迴避比例在0.8以上，且將前述多 數種脈衝發光光源組合成光源整體之平均演色性在60 以上。 10. 如申請專利範圍第9項之光害迴避照明裝置，其中前述 多數種脈衝發光光源至少包含藍光二極體與黃綠光二 S. 27 201125484 極體。 11.如申請專利範圍第9項之光害迴避照明裝置，其中前述 多數種脈衝發光光源係由藍光二極體、綠光二極體及黃 綠光二極體所構成者。 28