《電子技術(shù)應(yīng)用》
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行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)滯后 半導(dǎo)體照明發(fā)展嚴(yán)重受阻

2010-07-29
作者:——

 

  照明是涉及多種學(xué)科和多種技術(shù)領(lǐng)域的綜合性工程技術(shù),。人的視覺(jué)特性和視覺(jué)認(rèn)知決定了對(duì)照明的量和質(zhì)的追求,,不但要考慮自身技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展,,還要綜合考慮和關(guān)注美學(xué),、哲學(xué),、人體工效學(xué),、生理學(xué)和心理學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域來(lái)滿足最終客戶的需要。

  半導(dǎo)體照明技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展比人們的預(yù)期快得多,,LED的某些光學(xué)特性是以往任何人造光源無(wú)法比擬的,,如色彩豐富、色飽和度高,、色域?qū)拸V,、光束集中、響應(yīng)速度快,、亮度和色彩均可智能化網(wǎng)絡(luò)化控制與調(diào)節(jié)等等,。這些新特牲的應(yīng)用將改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)照明的經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣,引發(fā)照明理念和光文化的變革,,推動(dòng)照明產(chǎn)品向以人為本和更人性化的方向發(fā)展,,適時(shí)地滿足人的生理和心理健康的需要。

  照明需兼顧生理和心理影響

  過(guò)去照明的目的是滿足人們?cè)诤诎抵袑?duì)光的需求,,1879年愛(ài)迪生發(fā)明商用白熾燈是人類(lèi)進(jìn)入現(xiàn)代文明的標(biāo)志,。照明首先是滿足人們能看得見(jiàn)物體和景物,其次是針對(duì)不同作業(yè)面的需求,,對(duì)光源有不同的亮度和照度要求,,但總體來(lái)說(shuō)照明是建筑電氣的一部分。

  LED光源是現(xiàn)代照明的標(biāo)志,,要研究不同色光和色飽和度的LED照明對(duì)人們生理和心理的影響,,研究LED的光學(xué)特性與人的生理光學(xué)效應(yīng)和心理光學(xué)效應(yīng)協(xié)同性,特別是人的生理節(jié)律(生物鐘)和內(nèi)分泌系統(tǒng)在很大程度上是由照明調(diào)節(jié)的,。要研究什么LED色光照明會(huì)刺激或抑制皮質(zhì)醇的分泌,,皮質(zhì)醇會(huì)使人精神振奮,增加活力,,什么LED色光照明會(huì)刺激或抑制褪黑素的分泌,,褪黑素會(huì)使人困倦,昏昏欲睡,。因此現(xiàn)代照明的目的有質(zhì)的變化,,要滿足不同人群的視覺(jué)生理和心理健康、安全與舒適的需要,,調(diào)節(jié)心理情緒和情趣的需要,,調(diào)節(jié)生理節(jié)律和內(nèi)分泌系統(tǒng)的需要。

  制定標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)務(wù)之急

  要與現(xiàn)有光源競(jìng)爭(zhēng),,LED需要滿足以下幾個(gè)方面的要求:一盞燈需要1000lm以上才能用于照明,,1000lm的光通量成本應(yīng)在2美元以下,每瓦的發(fā)光效率應(yīng)在100lm以上,,顯色指數(shù)室內(nèi)照明應(yīng)大于85,室外照明應(yīng)大于70.最近Cree已研制出用紅,、黃熒光粉的暖白色,、高顯色性LED,1mm

  2芯片,色溫2780K,顯色指數(shù)Ra=92.8,發(fā)光效率113lm/W,。

  LED是半導(dǎo)體器件,,其光、電,、色的參數(shù)均隨器件溫度及環(huán)境溫度而變化,散熱性和穩(wěn)定性有待改進(jìn),。LED光源沒(méi)有確定的光軸與配光曲線,,不是嚴(yán)格的點(diǎn)光源,發(fā)光強(qiáng)度與距離的平方成反比定律不適用,,光學(xué)參數(shù)在不同的角度不同,,也就是說(shuō)不同的高度要用不同的配光。

  行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)滯后,,嚴(yán)重地阻礙了行業(yè)的發(fā)展,,盡快研究制定標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)務(wù)之急。IEC(國(guó)際電工委員會(huì))正在組織研究制定LED照明產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn),,我們應(yīng)積極參加?,F(xiàn)有色溫的概念、顯色性與顯色指數(shù)的概念對(duì)LED不大適用,,我們正在推動(dòng)CIE(國(guó)際照明委員會(huì))研究修訂國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),。

  LED用于照明指日可待,我們不能因循守舊,,按照傳統(tǒng)觀念和前人的老路集體性地盲目跟從,,而應(yīng)該充分發(fā)揮LED的光學(xué)特性去創(chuàng)造現(xiàn)代照明產(chǎn)品,突破傳統(tǒng)理念,,開(kāi)發(fā)適合人們生理和心理需要,、安全與健康的照明產(chǎn)品,促進(jìn)照明理論的變革,,推動(dòng)照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,。

  發(fā)展照明產(chǎn)業(yè)應(yīng)突破傳統(tǒng)觀念

  在照明產(chǎn)業(yè)邁向現(xiàn)代照明的過(guò)程中,還有若干傳統(tǒng)觀念需要突破,。

  1.突破傳統(tǒng)燈泡和以燈泡為主的燈具照明的概念,,發(fā)展面光源。

  白熾燈光源已應(yīng)用100多年,,成為人們的傳統(tǒng)習(xí)慣,,但燈泡的發(fā)光比較集中,太亮?xí)a(chǎn)生炫目的感覺(jué),,光線不柔和,,照明工作面不均勻,,要用特殊的配光設(shè)計(jì)才能克服以上缺點(diǎn)。LED光源可以做成兩維面光源,,用背光源的形式做成發(fā)光面板,。尺寸根據(jù)需要可大可小,亮度,、色溫和顯色性均可調(diào)節(jié),,可以避免傳統(tǒng)燈具的炫目感,光線更加柔和和均勻舒適,。

  2.突破仿造太陽(yáng)光的概念,,發(fā)展數(shù)字化可調(diào)色光的組合照明系統(tǒng)。

  人造光源是否一定要模仿太陽(yáng)光是一個(gè)值得探討的問(wèn)題,,夜晚沒(méi)有陽(yáng)光,,照明可以根據(jù)不同人的需求選擇不同的光源。典型的光源應(yīng)該是RGB三色組合成可調(diào)色溫和顯色性的光源照明系統(tǒng),,可以根據(jù)不同人群的需要,,隨心所欲地調(diào)節(jié)亮度和色度。色光可以調(diào)節(jié)人的心境和情緒,,減緩壓力,,調(diào)動(dòng)情趣,消除疲勞,,促進(jìn)健康,。用LED色光可以有效地治療SAD(季節(jié)性情緒失調(diào))疾病,;紫光,、藍(lán)光照射皮膚可以促進(jìn)維生素A、D的生成,,進(jìn)而促進(jìn)鈣的吸收,,藍(lán)光可以去黃膽;印度醫(yī)學(xué)家D.P.Chadiali用12種色光照射治療人的過(guò)敏反應(yīng),、免疫系統(tǒng)紊亂,、心血管病、精神緊張,、抑郁癥和失眠癥等,。因此現(xiàn)代照明是可以根據(jù)不同人的生理和心理需要調(diào)控的數(shù)字化色光組合照明系統(tǒng)。

  3.突破傳統(tǒng)路燈的概念,,發(fā)展人性化的LED路燈照明系統(tǒng),。

  一般城市快速路和主干道的路燈燈竿高度為12-15米,實(shí)際上路燈燈竿高度低一些更有貼近人的溫馨感,。LED路燈沒(méi)有必要做成鈉燈燈具的形狀,,可以做成分散光源的配光設(shè)置,,高處燈頭做成線狀光源,燈竿可以充分利用做成柱狀光源,。由于城市綠化的要求,,許多路燈的光照在樹(shù)上,沒(méi)有有效地利用光能,,造成很大的浪費(fèi),。在支路、人車(chē)混合道路上可以將路燈架設(shè)在道路中間,,沿道路中線懸掛,,均勻有效地利用光能,兩邊的燈竿做成柱狀發(fā)光體,,照亮低矮的地方,做成分散的光源,,可以更充分地發(fā)揮LED光源的特長(zhǎng)和優(yōu)勢(shì),,更人性化。

  4.突破傳統(tǒng)物體色的概念,,高飽和度色光照明將視覺(jué)認(rèn)知帶入一個(gè)全新的境界,。

  通常物體隨不同光源(不同光譜混合)照射,能呈現(xiàn)不同的顏色,。以往的光源都追求日光型,,都與日光比較,人們習(xí)慣的物體色也是在標(biāo)準(zhǔn)的日光下顯現(xiàn)的,。物體對(duì)不同光譜的反射率及光源發(fā)光強(qiáng)度決定了物體的顏色和色澤,。傳統(tǒng)光源(除激光外)的色純度不高,也就是色飽和度不高,,在單一波長(zhǎng)的色光中混合了較多的背景光亮度(輝度),,即疊加了白光,降低了色光的色飽和度,,物體色不那么鮮艷,,用LED高純度的藍(lán)、綠,、紅光照射物體會(huì)有不一樣的效果,。我們要充分利用LED的性能去驅(qū)動(dòng)和開(kāi)辟新的市場(chǎng),打開(kāi)人們的新視野,。

  5.突破傳統(tǒng)燈具的概念,,照明應(yīng)該是一個(gè)系統(tǒng)。

  LED產(chǎn)業(yè)技術(shù)在不斷發(fā)展,,研究發(fā)光效率的提高是產(chǎn)業(yè)技術(shù)的主流,。但是要有效地利用光和色光,、將光傳送到需要的地方,滿足人的視覺(jué)生理和心理需要,,就必須研究不同頻率的光譜組合與人的視覺(jué)認(rèn)知的適配性,,研究光源、燈具,、配光到人體及視覺(jué)相互作用,,作為一個(gè)價(jià)值鏈系統(tǒng)去研究人們到底如何更有效地、健康地,、科學(xué)地借助照明系統(tǒng)去看周?chē)臇|西,,在價(jià)值鏈中增加有價(jià)值的新元素,提出使用的價(jià)值,,去推動(dòng)市場(chǎng),,拓展市場(chǎng)需求。

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