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LED室內燈具的設計思維

發(fā)布時間:2010-12-16 來源:LED環(huán)球在線

中心議題:
  • 室內照明的需求與使用的燈具
  • LED燈具設計的不同維度
解決方案:
  • 嘗試自由的結構與外型設計
  • 設計的不同維度
  • LED燈具內建與組合

1962年發(fā)光二極管(LED)被發(fā)明后,初期的應用大多集中在儀器顯示用途之上,然后逐漸擴展到3C產品背光以及照明等領域。隨著市場應用領域和規(guī)模的逐漸加大,近年來LED在各種制造與材料技術上,比過去有了更快速的進步,LED室內燈具的設計也越來越多地關系到行業(yè)未來的發(fā)展。

 圖1照明產品的類型

一、室內照明的需求與使用的燈具

人類發(fā)明白熾燈,已經有了幾百年的歷史,對燈具照明的功能需求、照明形式、照明物體類型、照明情景有了深入的認識,同時也設計出許多不同的燈具。總體來看,依照發(fā)光體的不同,可以分成四個階段:石化燃料階段、鎢絲燈具階段、熒光燈具階段和LED燈具階段。

從上面提到的這些燈具樣式與性能可以看出,每一次的光源革命都會引發(fā)使用方式、習慣的巨大改變,并且增加新的使用范圍與方法。結合對現有常見之固態(tài)照明燈具分析我們可以做出圖2、


 圖2照明產品的發(fā)展進程

圖2代表了燈具發(fā)展的不同光源革命時期,四個方向的大略曲線。將前次光源革命進入到LED照明燈具的線條變化,與之前幾次的照明革命比較后,會發(fā)現價格的曲線變化很劇烈,而真正發(fā)展的軌跡應該是要指向“未來發(fā)展”的位置,而非“現有LED”的價格位。而現有LED燈具“結構設計彈性”的發(fā)展又不夠強勁;能源效率部分也還有進步的空間。這也表示目前LED照明燈具的設計與發(fā)展,還沒有到達它應該有的位階。

二、設計的不同維度

那么我們應該怎樣讓LED照明燈具設計達到它應有的高度,讓大眾除了在價格上接受外,還能夠相信LED照明產品可以提供更愉快的生活呢?首先一些照明中原則性的東西不會有大的改變,仍然具有巨大的參考價值。


表1照明需求光型分類表[page]

 表2照明需求功能分類表

人類的照明需求大體包括四個方面:場地照明、物體照明、情境照明、指示與引導照明,而根據被照物的不同又分為平面光型、線光型、投光型與聚光型。此外,有時人們會需要光直接照射到物件或照明表面,被照物的照度、對比感較高,這稱為直接照射。有時又會需要光線先照射到一個表面后,再反射到需要被照亮的物件或表面,這稱為間接照明。此類光線通常比較柔和,漫射的范圍會比較廣。設計者需依不同的照明需求設計不同的產品。

除考慮不同照明需求之外,一些設計思路也可以利用,便于切入:

1、嘗試自由的結構與外型設計

隨著LED散熱問題趨于減弱,電源電路的設計越來越簡潔有效。結構與體積的限制也逐漸的淡化。這樣的條件讓LED燈具的外型設計更為豐富自由,能夠使用的場所更為寬廣。LED燈具已經可以進入許多其他傳統(tǒng)光源燈具無法進入的場所,提供這些場所以前無法達到的光需求。

掌握LED所具備的設計靈活性后,無論是采用減法設計來降低成本,增加售價競爭力;或是用華麗多姿的加法設計來增添外型吸引力,刺激視覺購買欲,都是說服買家接受LED的好方法。

2、提供更靈活的控制選項

LED的多色性以及快速反應的特性,使其控制性能遠優(yōu)于其他光源。所以我們可以根據照明控制需求及傳統(tǒng)光源的性能限制兩者間的差距,以LED設計出別的光源達不到,但可以滿足大眾希望擁有控制性能的燈具。例如可變色溫、可調光、根據情境自動反應的智慧燈具。

另外,對于喜歡把玩各種高科技產品的人,提供可自由控制與設定的LED燈具。對于不那么癡迷于高科技的人,也可以設計出能一個手指簡單搞定的燈具。需要以光來營造不同情境氣氛,調整情緒的人,也可以透過良好設計的LED燈具達到想要的效果。以前需要各種配件、復雜控制電路的特效專業(yè)燈具,現在通通可以縮減轉化成為一般家用、商用燈具。這些本來屬于專業(yè)領域的眩目功能,可以在消費決策者選擇是否購買時,說服他產品有更高的價值。

3、內建與組合

LED燈具的結構簡單,加于供電線路上的負載較低,以及光指向的特性,使得LED的燈具設計可以比其他光源的燈具更容易、更適合內建于其他器械與設備之內,或是自身叢集組合成大型裝置。

新的內建可能性,可以讓該裝置或是設備使用起來更方便,或是具備以前沒有過的照明性能。LED背光顯示屏與小型冰箱、櫥柜的LED照明就是好例子。而叢集方式則是利用LED創(chuàng)造了新的光環(huán)境與表現方式。不用大幅度改變線路或縮減原有空間,只靠著增加了LED燈具就可以創(chuàng)造出奇幻的效果。

從內建與叢集的方向思考LED產品的開發(fā),可以有效避開激烈的競爭,在新的領域找到商機。

4、隱惡揚善

LED光源與其他光源存在差異,在套用到傳統(tǒng)光源的燈具之中時,會產生許多缺點,如炫光、散熱不佳、光型不美等問題。所以在設計套用傳統(tǒng)形式燈具時,就要注意使用避開這些缺點的方法;如果條件許可,甚至應該根據LED的優(yōu)點,以及前面提及的基本照明需求,做出全新的燈具設計。

如果能抓住LED特性與優(yōu)缺點,再加上正確的設計觀念,就能讓LED產品不論在外觀、光型與使用情緒上,展現出比傳統(tǒng)燈具更加的吸引力。

另外還需注意的是,雖LED燈具因為尺寸關系,巨大功率產生的高溫常常集中在一個很小的區(qū)域范圍中,如果設計上面又不具備如傳統(tǒng)高溫燈具一般,具有保護人體避免燙傷的設計,那造成意外傷害機會就會大增。此外,大量強度的光擠到了比傳統(tǒng)光源更小的一個光點上面,這樣光線可以造成的視覺傷害可能已經不亞于激光了。所以在LED燈具的設計上面,還是存在著許多需要注意的事項。

目前LED照明產業(yè)界一味追求強大的亮度,偏執(zhí)的相信某一種技術一定是主流,常常忽略掉照明燈具應該要追求的是感覺好的光、能讓人真正使用的光。專業(yè)艱深的數據與技術說明并無法吸引大多數人去接受LED燈具的價值??陀^地思考分析使用者的需求,再根據LED技術的優(yōu)劣,找出成本與性能的平衡,才是能讓價格尚未進入普及階段的LED燈具加快進入市場的方法。
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