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资料

LED室内灯具的设计思维

上传人:未知

上传时间: 2010-08-13

浏览次数: 192

  1962年发光二极管(LED)被发明后,初期的应用大多集中在仪器显示用途之上,然后逐渐扩展到3C产品背光以及照明等领域。随着市场应用领域和规模的逐渐加大,近年来LED在各种制造与材料技术上,比过去有了更快速的进步,LED室内灯具的设计也越来越多地关系到行业未来的发展。

图1 照明产品的类型

  一、室内照明的需求与使用的灯具

  人类发明白炽灯,已经有了几百年的历史,对灯具照明的功能需求、照明形式、照明物体类型、照明情景有了深入的认识,同时也设计出许多不同的灯具。总体来看,依照发光体的不同,可以分成四个阶段:石化燃料阶段、钨丝灯具阶段、荧光灯具阶段和LED灯具阶段。

  从上面提到的这些灯具样式与性能可以看出,每一次的光源革命都会引发使用方式、习惯的巨大改变,并且增加新的使用范围与方法。结合对现有常见之固态照明灯具分析我们可以做出图2。

图2 照明产品的发展进程

  图2代表了灯具发展的不同光源革命时期,四个方向的大略曲线。将前次光源革命进入到LED照明灯具的线条变化,与之前几次的照明革命比较后,会发现价格的曲线变化很剧烈,而真正发展的轨迹应该是要指向“未来发展”的位置,而非“现有LED”的价格位。而现有LED灯具“结构设计弹性”的发展又不够强劲;能源效率部分也还有进步的空间。这也表示目前LED照明灯具的设计与发展,还没有到达它应该有的位阶。

  二、设计的不同维度

  那么我们应该怎样让LED照明灯具设计达到它应有的高度,让大众除了在价格上接受外,还能够相信LED照明产品可以提供更愉快的生活呢?首先一些照明中原则性的东西不会有大的改变,仍然具有巨大的参考价值。

表1 照明需求光型分类表

表2 照明需求功能分类表

  人类的照明需求大体包括四个方面:场地照明、物体照明、情境照明、指示与引导照明,而根据被照物的不同又分为平面光型、线光型、投光型与聚光型。此外,有时人们会需要光直接照射到物件或照明表面,被照物的照度、对比感较高,这称为直接照射。有时又会需要光线先照射到一个表面后,再反射到需要被照亮的物件或表面,这称为间接照明。此类光线通常比较柔和,漫射的范围会比较广。设计者需依不同的照明需求设计不同的产品。

  除考虑不同照明需求之外,一些设计思路也可以利用,便于切入:

  1.尝试自由的结构与外型设计

  随着LED散热问题趋于减弱,电源电路的设计越来越简洁有效。结构与体积的限制也逐渐的淡化。这样的条件让LED灯具的外型设计更为丰富自由,能够使用的场所更为宽广。LED灯具已经可以进入许多其他传统光源灯具无法进入的场所,提供这些场所以前无法达到的光需求。

  掌握LED所具备的设计灵活性后,无论是采用减法设计来降低成本,增加售价竞争力;或是用华丽多姿的加法设计来增添外型吸引力,刺激视觉购买欲,都是说服买家接受LED的好方法。

  2.提供更灵活的控制选项

  LED的多色性以及快速反应的特性,使其控制性能远优于其他光源。所以我们可以根据照明控制需求及传统光源的性能限制两者间的差距,以LED设计出别的光源达不到,但可以满足大众希望拥有控制性能的灯具。例如可变色温、可调光、根据情境自动反应的智慧灯具。

  另外,对于喜欢把玩各种高科技产品的人,提供可自由控制与设定的LED灯具。对于不那么痴迷于高科技的人,也可以设计出能一个手指简单搞定的灯具。需要以光来营造不同情境气氛,调整情绪的人,也可以透过良好设计的LED灯具达到想要的效果。以前需要各种配件、复杂控制电路的特效专业灯具,现在通通可以缩减转化成为一般家用、商用灯具。这些本来属于专业领域的眩目功能,可以在消费决策者选择是否购买时,说服他产品有更高的价值。

  3.内建与组合

  LED灯具的结构简单,加于供电线路上的负载较低,以及光指向的特性,使得LED的灯具设计可以比其他光源的灯具更容易、更适合内建于其他器械与设备之内,或是自身丛集组合成大型装置。

  新的内建可能性,可以让该装置或是设备使用起来更方便,或是具备以前没有过的照明性能。LED背光显示屏与小型冰箱、橱柜的LED照明就是好例子。而丛集方式则是利用LED创造了新的光环境与表现方式。不用大幅度改变线路或缩减原有空间,只靠着增加了LED灯具就可以创造出奇幻的效果。

  从内建与丛集的方向思考LED产品的开发,可以有效避开激烈的竞争,在新的领域找到商机。

  4.隐恶扬善

  LED光源与其他光源存在差异,在套用到传统光源的灯具之中时,会产生许多缺点,如炫光、散热不佳、光型不美等问题。所以在设计套用传统形式灯具时,就要注意使用避开这些缺点的方法;如果条件许可,甚至应该根据LED的优点,以及前面提及的基本照明需求,做出全新的灯具设计。

  如果能抓住LED特性与优缺点,再加上正确的设计观念,就能让LED产品不论在外观、光型与使用情绪上,展现出比传统灯具更加的吸引力。
另外还需注意的是,虽LED灯具因为尺寸关系,巨大功率产生的高温常常集中在一个很小的区域范围中,如果设计上面又不具备如传统高温灯具一般,具有保护人体避免烫伤的设计,那造成意外伤害机会就会大增。此外,大量强度的光挤到了比传统光源更小的一个光点上面,这样光线可以造成的视觉伤害可能已经不亚于激光了。所以在LED灯具的设计上面,还是存在着许多需要注意的事项。

  目前LED照明产业界一味追求强大的亮度,偏执的相信某一种技术一定是主流,常常忽略掉照明灯具应该要追求的是感觉好的光、能让人真正使用的光。专业艰深的数据与技术说明并无法吸引大多数人去接受LED灯具的价值。客观地思考分析使用者的需求,再根据LED技术的优劣,找出成本与性能的平衡,才是能让价格尚未进入普及阶段的LED灯具加快进入市场的方法。

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