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led灯具迭有进展
2024-05-30 15:45    6159    中华厨具网

lightfair是北美最大型工程照明灯具展,每年在纽约及拉斯韦加斯二个城市间巡回展出;2005年lightfair在美国纽约jacob javits convention center 展览中心举办,展览面积超过110,000平方尺,将近3,000个展位,展商来自全球60多个国家,展品种类从各式照明光源、零配件、室内外灯具、照明系统、光学仿真软件到量测技术。本文将分上下两篇,透过该展览观看led的未来发展。

led为电激发光之新型光源,最早于1907年round所发现,并在1960年由ge将其商品化。早期led因为亮度不够,仅能应用于不可见光(红外线)传输或可见光指示两大范畴,而近年来由于蓝光led出现且led亮度大幅提升,使得led跨入照明光源的应用领域。led工作主要借着p型和n型半导体之电子与电洞在活性层(active layer)结合后,将电能转换成光线释放出去;而活性层材料的变化(如ingan、alingap、gaas等),可使得发光二极管放出各种不同波长之电磁波,一般来说其放光波长与活性层材料能带有关(λemiss=1239/eg),波长分布从400nm的蓝光到700nm的红光,范围相当宽广,大大拓展固态照明光源应用空间。led应用在照明上,除具发光颜色多样化之优势外,尚拥有省电、体积小、寿命长(10万小时)、污染低、设计空间广、模块弹性大等众多优点,因此各大照明厂商皆看好led未来潜力,视其为照明界的明日之星。

led照明灯美化建筑及广告看板

led应用广泛,而其在照明上之应用,如图1所示,大抵区分为建筑美化、广告看板、电子器件照明、车用照明与室内外照明等部分,其中技术门坎与体现时间依应用不同有所差异,而2005北美照明展中led灯具展品专注在建筑美化、广告看板与室内外照明三大部分,因此本文分别就led灯具在此三大领域之展出情况进行整理讨论。

led发光色纯,从短波段蓝光到长波长红光,光色涵盖蓝、绿、红三原色;而以此蓝、绿、红led为基础,加以混色便可发出许多现有光源无法产生之色系与色调,让我们的生活较以往更多采多姿。也就是因为如此,led大量运用在广告看板或建筑美化上;在广告看板应用上,以westing house产品为例,利用图2(左)的白光led为发光单元,以可挠式电线串接组成如图2(右)之广告看板,赋予一般广告看板形状或色彩更大设计空间,至于大型广告屏幕更是led之重要标的应用,如lightwild大型彩色看板为例,以4 inch间距排列红、蓝、绿炮弹型led(如图3上左),使看板呈现图3(下右)般多样化之色彩,而且借着不同透镜可变化出如图3(下右)般不同画面效果。

至于在建筑美化部分,则可借着led装饰让单调的建筑物更加活泼;过去一到夜晚,再壮观的伟大建筑也会失色许多,尽管目前可利用其它光源投射照明,但相较于led而言,传统装饰光源设计空间与表现效果有限,因而建筑物的美化光源目前正大幅换装led,而一般来说建筑美化用led灯具,可直接装设在建筑物外壳或是利用投射灯具(图4),让建筑物呈现wall washing之效果。以tir systems在中国天津的作品为例,使用红蓝绿led灯具搭配光学调控,赋予full moon tower多样化色彩,如图5所示。另外桥之装饰更是目前led在建筑美化上的重点应用,例如纽约布鲁克林桥(图6左)和台北jenchi桥(图6右)等都是相当经典之案例,经由led美化,呈现出建筑物在夜晚的生命力。

led除可美化建筑外观外,同时也在室内设计扮演重要角色,利用色彩多的优点,拓展设计之变化性;以xenon light在今年北美照明展获奖的产品squadro led为例,利用蓝芽或dmx控制,使灯体呈现纯色照明效果,如图7所示,立方体内部由镜面压克力制成,配备红蓝绿三原色led,根据色彩序列发生器不断更换颜色,具有8种色彩更换速度,可变化任何色彩,促使室内景观依其色系调呈现不同味道。

另外,led光墙对室内视觉呈现也有不错之效果,例如lightwild公司产品pixel block,led光墙模块尺寸分别为12×12或24×24英吋,如图8(左)所示,装置三原色led,点亮后混色变化产生如图8(右)般的多样化色彩。

再则,led体积小则是其在室内设计的另一项优势,特别是在薄形化灯具上之应用,以supervision使用在阶梯美化的产品sl1000而言,外部使用经防滑与耐候处理过的铝合金,搭配内部表面黏着型单色型led,如图9(左)所示,工作功率2.4w,点亮后赋予阶梯不一样之感觉,如图9(右)所示。

led扩大运用至室外照明光源

目前室外照明所用灯源多为高功率汞灯或卤素灯,相较于led而言较为耗电,且寿命较短所需更换频率高显得不便,因此已有许多户外照明厂商开始研究以led当作室外照明光源的可行性,而此次照明展内也有厂商展出以led组装而成之户外光源。

以今年获奖的hess产品millennio为例,如图10(左)所示,由两个平行铝挤型薄片,通过负载电力的方形横截面,附着在垂直的柱上组合而成,柱上垂直的t槽支架易于滑动,促使道路标志等其它附加物之安装更为容易,而高度约为4.5公尺,照明灯具包含450颗白光及彩色led,透过独特的三角棱镜均匀地投向8m×36m之区域,实际照射结果如图10(右)。

另外,在led户外照明部分,获奖的另一个产品是如图11(左)所示之solarone公司结合太阳能面板与led照明的产品lx01;使用比一般太阳能面板小30%的atlantis能源系统吸收太阳光储存于电池中,进而在夜间利用内含24颗led之三组铝座灯具发出通量1000 lm、色温6500k的白光照明,如图11(右)所示,详细规格列于图12。

除了2005北美照明展的led户外照明灯具外,台湾目前也结合太阳能面板与led模块,供作户外交通指示用,不过碍于该产品led亮度尚嫌不足,因此只能当作警示光源,而无法用于道路照明,不过基于能源节省趋势,led户外照明灯具或与太阳能面板结合之方向势为将来的一股潮流,仅管今年照明展led户外照明灯具展出不多,但国内外相关厂商无不戮力在此领域耕耘,相信不久led灯组能取代现有灯源(高压汞灯、卤素灯)成为户外照明主流。

led室内照明摆脱卤素灯高热量问题

相较于展品不多的led户外照明灯具,led应用于室内照明之实际产品则有许多展出于北美照明展会场,代表着led室内照明可期的蓬勃发展与未来,以下便说明会场中较有特色的一些作品。

以sirius公司展品为例,(图13),使用1w之lumiled高功率led当作光源,发出色温3000k与5500k的白光,利用棱镜与光学设计让光射角度为12°与30°,应用在室内装潢嵌射光源具有不错之效果,不会有卤素灯高热量的问题。

另外,enlux推出一获奖的室内照明灯组(1k led),如图14(左)所示,整合三个如图14(右)之led灯具,工作功率为50w,光射角度80°,可发出2800、3300与4100k色温之白光,总光通量1000 lm,换算后灯具效率为20 lm/w;另外灯具可换装红、蓝、或绿或琥珀色led用于室内特殊照明。

color kinetics推出一组可同时用于户外投射(wall washing)与室内照明的白光led灯具,在此次照明展也获得评审青睐,如图15所示;此灯具工作功率50w,外壳为铝材并配置具扩散功能之玻璃,内部装置30颗白光led,其中20颗属暖白色,10颗属冷色系,而经由变化冷、暖色白光led,可使灯具以45°之射角发出色温3000-6500k、cri介于79-81的白光。

而led除用于室内一般灯具外,于本次照明展中hampstead lighting也将led组装成室内用吊灯galassia led sp,如图16所示,内含100颗炮弹型led,外部装置透明压克力扩散板,散发出现代前卫之设计感。

再则,会场也有许多厂商推出led台灯,接下来便说明几组较具特色的产品;首先是获得最优奖waldmann lighting所推出之桌灯diva(图17),将4颗3瓦白光led装置在阳极化抛光处理的铝挤片支架上,利用旋扭调整台灯照射角度,而根据waldmann lighting说法,经由光学设计可将3w白光led之光线导出,并随着有效热导引,让此led台灯几乎不会产生高热。

luxo也推出一组台灯,如图18所示,内含40w卤素灯与3w白光led,其中以卤素灯当主光源,led为辅助光源,搭配特殊压克力透镜,提升台灯照光面积与品质。

另外,目前一组由tom barrett设计,以lamnia bl2000 led组装而成的台灯(图19),于上臂直接配置led模块,并利用上臂高导热材质散热,不仅造型特别且具散热之效果。

以上便是北美照明展中较具特色的led照明灯具现况,而就led重点应用而言,除上述三大区块外,尚有电子器件与车用照明两大部分,不过并不含括在本次照明展中,因此本文不多做说明。此外,2005年北美照明展将近有1/3的厂商展出led相关产品,从led灯具模块到单颗led,种类之多、样式之新令人目不暇给。

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