LED二維光源與數(shù)字化智能照明

自從愛迪生發(fā)明了白熾燈泡后，人類就進入了照明新時代。白熾燈是第一代電光源的代表，它是靠通電加熱鎢絲使其處于熾熱狀態(tài)而發(fā)光的，它的發(fā)光效率低，使用壽命短。熒光燈代表了電光源史上的一次革命，目前世界上70%的人造光線來自于熒光燈，但其顯色性較差，同時有頻閃和汞污染等問題。在進入新世紀的時候，什么將是21世紀的照明新光源？隨著半導體發(fā)光二極管(LED)芯片工藝水平的不斷提高，加上大功率LED封裝和應用技術的成熟，LED的發(fā)光效率得到大大提高，目前1W白光LED產(chǎn)品的光效已經(jīng)超過了40lm/W，所有這一切都使半導體照明成為可能。

同時經(jīng)濟的發(fā)展，帶來了生活質(zhì)量的提高，人們對照明的要求越來越高，用戶對照明的要求也早就走出了為了照明而照明的區(qū)域。除節(jié)能外，越來越多的人還想方設法利用燈光營造出和諧、靜謐、溫馨的起居環(huán)境，于是智能照明應運而生。

半導體照明與智能照明的結(jié)合，全新的數(shù)字化照明必將給人類的照明觀念和照明文化帶來一場新的革命。

數(shù)字化智能照明—照明發(fā)展新趨勢

長期以來，照明設計一直是以亮度、顯色性指數(shù)等物理量為標準進行設計和照明效果的評價。隨著人們的物質(zhì)與精神生活水平的提高，“智能家居”（SmartHome）已逐漸成為流行趨勢，并且成為一種生活品質(zhì)的標準，相應地對照明環(huán)境不僅在數(shù)量指標方面應達到標準的要求，更希望在一個舒適、靈活、個性化并富有藝術魅力的照明環(huán)境里工作和生活，因此在光環(huán)境設計過程中，必須綜合考慮人的視覺特性、舒適感、建筑與照明藝術、節(jié)能等因素，從光文化高度，以人為本，把藝術和科學融為一體，最后求得高水平、高質(zhì)量和高效能的照明效果。

燈光是營造氣氛的高手，無論是兩人世界的浪漫，還是集體派對的熱鬧，柔和、熱烈、輕松、絢麗的感覺都可通過不同的燈光盡情展現(xiàn)，如果能通過數(shù)字化照明設備來隨意調(diào)節(jié)房
間內(nèi)的燈光變化，更能配合用戶的各種心情設置屬于特定氛圍的情感燈光，實現(xiàn)藝術化的燈光設計與智能化的科技完美結(jié)合是多少人的夢想。數(shù)字化智能照明已成為智能家居的重要組成部分，專家預言，在不久的將來，智能照明將取代普通照明，成為照明行業(yè)的主流。采用傳統(tǒng)燈具的智能照明系統(tǒng)存在的問題：

1．采用傳統(tǒng)燈具的智能照明系統(tǒng)，為了實現(xiàn)不同場景的光效，需要安裝大量的燈具系統(tǒng)，成本高，不能與建筑材料實現(xiàn)一體化，與家裝實現(xiàn)有機的協(xié)調(diào)，

2、智能照明系統(tǒng)頻繁地啟動、關斷，沖擊電壓對燈具的損害，大大縮短了傳統(tǒng)燈具的使用壽命。

3、現(xiàn)有的智能照明系統(tǒng)，只能實現(xiàn)區(qū)域照明和定時開關功能，無法實現(xiàn)調(diào)光，調(diào)色、場景控制等功能來，離人們的期望值還有較大的距離。

數(shù)字化智能照明—半導體照明進入通用照明領域的機遇與挑戰(zhàn)

隨著半導體照明技術的飛速發(fā)展，未來半導體照明應用也勢必從過去的追求發(fā)光效率，進入節(jié)能、環(huán)保、個性化、數(shù)字化、智能化、精致化的時代。半導體照明技術目前在特殊照明、城市夜景亮化工程、室內(nèi)裝飾照明及顯示工程項目上的應用，已經(jīng)給了人們?nèi)碌囊曈X享受：比如在色彩的表現(xiàn)能力、燈光的控制能力、環(huán)保節(jié)能等環(huán)節(jié)上，要比傳統(tǒng)的霓虹燈、白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈等具有明顯的優(yōu)勢。

但是，以LED目前的成本價格水平，如果想要向通用照明市場領域滲透，除須進一步降低價格外，還必須充分發(fā)揮LED的優(yōu)勢，在高端數(shù)字智能化產(chǎn)品領域?qū)で笸黄?，并可以隨手任意調(diào)節(jié)其顏色、亮度、色溫等狀態(tài)，得到你認為最適宜的照明狀態(tài)，同時未來的半導體照明光源，應該是和建筑融為一體的，

為了實現(xiàn)上述目標，基于金屬基的電路板上直接封裝的半導體照明二維光源是一種行之有效的解決方案。

目前大家都知道的大功率型LED大多是將大尺寸LED芯片安放在一個熱沉上，熱沉嵌裝在一個以模塑方法制成的絕緣框內(nèi)，絕緣框架上固定有光學透鏡，光學透鏡將LED芯片罩于其內(nèi)，為解決散熱問題，通常還將熱沉安裝在一塊散熱片上。制造過程中，所用的零部件較多，結(jié)構復雜，難以保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

目前LED燈具的應用仍以使用傳統(tǒng)燈泡型封裝形成集束型方式制作燈板，但是因為支架型與PCB板的組合散熱較差，燈板溫度升高，降低LED發(fā)光效率，同時也影響燈具的壽命，并很難保證LED發(fā)出面積較大的均勻柔和的光。

因此在設計LED照明光源時，必須摒棄傳統(tǒng)的思維模式，開發(fā)具有散熱功能和均勻發(fā)光效果的半導體照明光源。雖然大功率LED作為固體照明光源有很大發(fā)展空間，但由于大功率LED單燈封裝成本較高，再采用封裝好的大功率LED二次組合設計，制成的燈具其成本更是高的驚人，直接影響了大功率LED在普通照明市場的應用和推廣。

因此開發(fā)新型的低成本，高度集成化、一體化的半導體照明二維光源對于推廣半導體照明迫在眉睫，基于電路板直接芯片封裝的半導體照明二維光源是一個重要方向。同時輕薄的LED二維光源能與建筑融為一體且具有個性化，符合建筑照明的發(fā)展方向。由于每種LED都能發(fā)出一種清晰的色調(diào)，因而使用者能完全控制幾乎全部光譜。通過將不同顏色的LED配置在一起，用戶就能調(diào)控它們的組合光。

例如，由紅、綠和藍色LED組合成的白光能夠通過關閉較多的紅色LED和打開更多的藍色LED而給人以“較冷的”色調(diào)感覺。這種可調(diào)靈活性提供了一些使用燈光的新途徑。隨著建筑技術的發(fā)展，對建筑照明的智能化技術要求越來越高，尤其是是可以隨著季節(jié)的變化和心情的變化而調(diào)節(jié)燈光的色溫和顏色更是建筑智能照明的最高境界，半導體照明二維光源在這方面具有無與倫比的性能，這是傳統(tǒng)的光源無法做到的。

半導體照明二維光源的主要技術特點如下：

1．可實現(xiàn)燈光照明的數(shù)字化控制

隨著數(shù)字化技術的突飛猛進，數(shù)字化家庭逐漸走進了人們的日常生活，傳統(tǒng)的光源如白熾燈、熒光燈和節(jié)能燈確由于自身的技術缺陷，無法實現(xiàn)數(shù)字化控制。LED用作光源一個顯著的特點就是在較大的驅(qū)動電流范圍內(nèi)仍能維持其流明效率和光色參數(shù)，可以實現(xiàn)照明的數(shù)字化控制。

2．可實現(xiàn)個性化照明

利用LED發(fā)光特點，局部或全部使用R、G、B三種光色的LED通過電子控制系統(tǒng)進行混光處理、或使用相同或不同光色的LED有規(guī)律地進行跳越式變化，從而營造一個色彩斑斕的動態(tài)照明氛圍，這樣一個照明效果是傳統(tǒng)照明手段無法實現(xiàn)的。同時可結(jié)合個人計算機設計節(jié)目，依不同需求作更換，呈現(xiàn)出獨一無二的風格與氣氛。

3.可有效的與建筑融為一體
　　
采用芯片直接封裝，燈具可實現(xiàn)超薄、超輕，可有效地將燈具與建筑材料集成一體，在燈未開的情況下，讓你根本察覺不到燈具的存在，同時也可實現(xiàn)燈具的無處不在。

4.可低成本、標準化規(guī)模生產(chǎn)

由于通過在特制的帶有散熱器的電路板上實現(xiàn)芯片的直接封裝，與傳統(tǒng)的采用封裝后LED再組合設計燈具相比較，既縮小了體積，顯著降低了成本，又使產(chǎn)品具有高可靠性。

發(fā)展基于半導體照明的智能化照明系統(tǒng)的意義