復合結構的LED光學變換光源和燈飾

LED光學變換光源把眾多的LED點光源，變換成為直接實現(xiàn)藝術化照明的各種形式的光源。在殼體之間形成的空腔中注入透明材料，通過殼體和透明材料實現(xiàn)光學變換，不僅易于把光源做成各種大小和各式各樣的外觀造型，而且易于獲得不同的燈光效果和千變萬化的燈光造型。利用這種光源制作的燈飾種類繁多用途廣泛，能夠創(chuàng)造更加豪華美麗的室內外照明。

追求美、追求華麗是人類的天性，在照明方面同樣如此，人民大會堂頂棚的燈光非常華麗，家居客廳往往也都配備華麗的吸頂燈。但是，現(xiàn)有的光源并不美麗，不能直接裝飾房間，燈具上燈光造型的美麗都需要借助于裝飾或者燈罩。LED光學變換光源則完全不同，它適合于做成各式各樣的外觀造型，能夠以不同的燈光效果向外發(fā)光，能夠直接實現(xiàn)藝術化照明。

一、復合結構的LED光學變換光源

復合結構的LED光學變換光源由殼體、殼體之間的空腔中澆注的透明材料、LED以及與其他物體連接的結構件等構成。分為LED及其線路封固在殼體空腔內部，LED貼附在內殼內側兩個大類。兩類光源除了LED的位置有所區(qū)別之外，燈光效果、燈光造型，外觀造型幾乎完全一樣。

LED貼附在內殼內側的光源，殼體分為外殼和內殼。外殼能夠做成千變萬化的造型，內殼貼附在外殼的內側。內殼相對于外殼做有數(shù)量不等的凹槽，凹槽的邊緣內殼與外殼緊貼在一起。凹槽部位內外殼之間形成了空腔，空腔的造型確定了光學變換單元的造型。大多數(shù)內殼上還鍍有一層反光膜。對應內殼上粘貼LED的位置，反光膜上做有透光孔。LED通過透明膠粘貼在內殼的內側，線路也排布固定在內殼的內側。

二、復合結構是實現(xiàn)LED光學變換光源設想的最佳方案

復合結構使得LED光學變換光源變得易于制作，既易于做成不同的外觀造型不同的外觀效果，也易于獲得不同的燈光效果和各式各樣的燈光造型，光源的性能也得到了提升。

1、復合結構使光源易于做成各種形式

由于模具簡單，通過吸塑、吹塑易于做成各種造型的殼體，透明材料在封閉的殼體空腔內部成型，不再需要其他的模具，光源很容易制作。即便是吊墜、花瓣等簡單的光源，依然適合于這種制作方法。復合結構的LED光學變換光源易于做成各種大小、各種造型。復雜的立體造型，大型的立體造型，可以由多個殼體拼接組合構成，或者用多個光源與結構件組合在一起做成。

殼體單獨制作易于使光源形成各種外觀效果。完全透明的外殼能夠看清楚光源的內部構造，內殼形成的金色、銀色的立體造型，覆蓋了厚度不同的透明體，外觀效果豪華美麗。有凹凸紋理或者毛玻璃效果外殼，有一種半透明的霧蒙蒙的感覺，看不清楚光源的內部。添加了光擴散劑的外殼呈現(xiàn)乳白色，看不到光源的內部，凸顯了外殼的外觀效果。有彩色裝飾圖案的外殼外觀效果更加美麗。

光源能夠做成單面發(fā)光，雙面發(fā)光，中空的藝術造型發(fā)光，實體的藝術造型發(fā)光，圖案、文字向外發(fā)光，像花瓣一樣聚集的群體發(fā)光等多種結構。由于造型、結構的靈活多變，易于與建筑、結構件等各種物體組合在一起，因此光源能夠做成各種形式。室內外墻壁、頂棚表面的浮雕、裝飾，室內外的雕塑、擺設、隔斷，懸吊的裝飾，燈飾上的裝飾罩、裝飾片、吊飾等等都能夠變成光源。

2、復合結構提升了LED光學變換光源的物理性

復合結構將各種材料有機地組合在一起，性能互相補充，光源整體的物理性能因此得到了提升。殼體材料的剛性、韌性、耐候性都很好，兩層組合在一起的殼體使得光源非常結實，長期可靠性很好。空腔內部選用不同的透明材料，能夠做成具有不同用途、不同特性的光源。例如，用于人行道照明的燈飾，透明材料選用硅橡膠，由于透明度和耐候性都非常好，經過長期的風霜雨雪、日曬不會老化變黃，一般的摸碰踢踏也不會損壞光源。

LED貼附在內殼內側的光源，空腔內部沒有電路，透明材料還可以選用純凈水。純凈水是一種無機材料，沒有營養(yǎng)，沒有菌種，不會變質。只要密封做得好，水出不來，光源就非?？煽?。水能夠用于光源的光學變換，不但成本低廉、綠色節(jié)能，而且代表了人類文明的發(fā)展與技術的進步。

3、復合結構的LED光學變換光源發(fā)光效率比較高

LED光學變換光源做成復合結構，LED仍然與透明材料連接在一起。殼體是透光的，殼體和空腔中的透明材料折射率接近，同屬于光密介質，光線穿過兩者之間的界面之后變化不大，可以看成是直接穿過。復合結構的光源依然屬于先在透明材料內部，一次完成所有的光學變換，依然屬于光源直接實現(xiàn)藝術化照明，因此，光的利用效率依舊非常高。

4、復合結構為光學變換效果的靈活多變奠定了基礎

LED光學變換光源選用復合結構，調節(jié)光學變換效果的部位和方法增多了，通過各個部位不同物理特性的選擇和設計，燈光效果的變化更加豐富。殼體空腔的造型確定了光學變換單元的造型，殼體空腔的排布確定了光學變換單元的排布，同時也確定了光源上呈現(xiàn)的燈光造型。

外殼是光線折射出來的部位，直接關系到光學變換之后的燈光效果。光滑外殼亮度變化大，層次豐富，燈光效果璀璨亮麗，燈光造型呈現(xiàn)在光源的外觀造型上;有凹凸紋理或者毛玻璃效果的外殼，光源表面的亮度相對柔和;內部添加了光擴散劑的外殼，燈光造型與光源的外觀造型一致，能夠形成均勻柔和的燈光效果。

內殼鍍上反光膜之后，能夠做成單側發(fā)光的光源。殼體上凹凸起伏的溝、坑、包等反射LED的光線，能夠形成亮線、亮斑等燈光造型。因此，通過殼體造型的設計，殼體材料的選擇，殼體表面的不同處理，能夠創(chuàng)造千變萬化的燈光造型和多種燈光效果。

光學變換單元中LED的不同排布位置和方向，能夠影響大多數(shù)光線的投射方向，能夠實現(xiàn)不同的光學變換效果。整個光源內部所有LED的發(fā)光面都朝一個方向排布，能夠做成大多數(shù)光線向一個區(qū)域投射的光源。在實現(xiàn)投光照明的同時，光學變換分離出的部分光線，形成了照明區(qū)域之外看到的隨著觀看位置變化的光藝術造型，使光源同時具備了照明和燈光裝飾兩個功能。由于發(fā)光面積增大了很多倍，只要不在大多數(shù)光線集中投射的位置直視光源，無論哪一種燈光效果，這種光源都夠不成眩光。LED朝向各個方向時，光源呈現(xiàn)的光藝術造型更加亮麗，層次更加豐富。

復合結構的LED光學變換光源，利用殼體空腔成型的多個光學變換單元，把分散排布的眾多LED的點光源變換成為：具有各種外觀效果、各種大小、各式各樣造型，以不同的燈光效果整體藝術化發(fā)光的LED光源。這種前所未有的光源不但能夠呈現(xiàn)千變萬化的燈光造型，而且能夠照亮美化各種室內外環(huán)境，甚至將會開創(chuàng)LED藝術化照明的新時代?？偠灾?，復合結構為全面開發(fā)LED藝術化光源奠定了基礎，為LED全面應用于室內外照明鋪平了道路，是實現(xiàn)LED光學變換光源設想的最佳實施方案。

三、舉例介紹

1、發(fā)光殼、發(fā)光罩類光源。四棱錐造型光源的內外殼、球冠造型光源的內外殼。LED排布在內殼內側各個凹槽頂部的平面或者曲面上，內殼的內側還有一層保護殼。LED發(fā)出的大多數(shù)光線都投射到了光源的正下方。選用光滑透明的外殼，能夠形成內殼各個凹槽邊緣的花紋圖案發(fā)光的燈光造型。散光外殼是乳白色的，看不到內殼，能夠形成均勻柔和的整體發(fā)光的燈光造型。它們可以直接用作吸頂燈或者吊燈，類似的光源可以用作大型豪華吊燈中心的發(fā)光板。

2、吊飾類光源。選定兩種不同造型的發(fā)光吊飾，吊飾的周邊是全透明的，而且是雙面發(fā)光的，它們可以按照各種方式立體化排布。吊飾類LED光學變換光源可以做成多種結構、多種形式。

3、墻壁、頂棚表面的立體幾何造型的裝飾類燈飾，圖5所示的

是外殼呈倒金字塔陣列造型的發(fā)光板。外殼套在內殼的外面，內殼上有反光膜。每個倒金字塔內殼的后面，對應有8個LED。金字塔的底邊和4條棱，外殼與內殼緊貼在一起。發(fā)光板的周邊，內殼與外殼粘接或者熱熔接在一起，外殼與內殼之間的空腔中注入純凈水。這種光源大多數(shù)光線都投射到發(fā)光板的正對面。這一類光源還能夠做成三棱錐陣列、內凹的正方形陣列等很多種造型，能夠隨意排布拼接成不同的形狀和大小，能夠替代日光燈等，適合于辦公室、教室等房間，用于營造簡潔、淡雅、明亮又新穎的照明環(huán)境。

4、側發(fā)光的照明燈飾。這種燈飾大部分光線都投射到前面的下方，少部分光線呈現(xiàn)出陣列魚鱗形的邊緣和周圍眾多凸起點發(fā)光的燈光造型。它可以用作沙發(fā)照明燈、床頭照明燈、樓梯照明燈、建筑物外表面的裝飾照明燈等局部照明燈。利用它自身的結構，只在外觀造型上做一些改變，透明材料選用硅橡膠，可以做成明亮花紋發(fā)光的人行道路燈、景觀燈等。

5、浮雕造型類燈飾。五角星造型的燈飾，LED隱藏在內殼內側五角星的邊緣，它可以用作吸頂燈或者替代筒燈。兩個背對背固定在一起，能夠做成懸吊的五角星照明燈飾。圖8是花卉造型的浮雕照明燈飾，把它懸吊起來也可以做成吊燈。發(fā)光浮雕同樣能夠做成花瓣邊緣發(fā)光和花瓣整體發(fā)光等燈光造型。

6、各種立體造型的發(fā)光燈飾，發(fā)光球，20個沖壓成型的球面三角形鐵片，通過螺絲釘彼此拼接組合成一個內部的鐵片球殼。球面三角形造型的內殼和外殼邊緣熔接在一起，內殼和外殼之間注入純凈水，LED及其引線都粘貼在內殼的內側，每個內殼的內側粘接有3個釹鐵硼磁鐵。20個球面三角形光源吸附在鐵片球殼的表面，拼接成一個完整的發(fā)光球。

這里介紹的只是幾個側重于演示原理的初期設計的例子，涉及的燈飾非常少。依據(jù)不同植物、動物、不同文化的圖案、文字，通過眾多企業(yè)、更高水平、認真細致的研發(fā)設計，能夠塑造出各式各樣的外觀造型和燈光造型，能夠創(chuàng)造出千變萬化的LED光學變換燈飾。

四、LED光學變換燈飾的優(yōu)勢

復合結構的LED光學變換光源，能夠更好地融合于建筑物，融合于周圍的環(huán)境，而且能夠更好的美化環(huán)境，甚至能夠營造各式各樣的環(huán)境氛圍，無論簡潔明快的現(xiàn)代建筑及其普通房間，還是富麗堂皇的豪華大廳，乃至庭院、街道、公園，都能夠得到更好地美化。LED光學變換燈飾適應了建設美好家園，創(chuàng)造未來生活環(huán)境的需要。原本就用于美化環(huán)境的燈飾，因為LED光學變換光源的美麗都將會發(fā)生變革，并且將會實現(xiàn)全面的升級換代，甚至還會衍生出很多全新的品種系列。因此，LED光學變換光源能夠推動燈飾產業(yè)的眾多領域，實現(xiàn)又好又快的發(fā)展。例如：

1、按照整體風格和理念設計的花卉、裝飾片、吊飾等各種光源，在立體空間中錯落有致、藝術化的排布，能夠做成各式各樣的大型豪華吊燈。藝術化光源群體形成的燈光效果更加輝煌絢爛，燈光造型尤其豪華美麗。

2、新穎別致、各種燈光效果、各式各樣的LED光學變換光源，采用各種結構、方法拼接組合在一起，能夠創(chuàng)造出更多、更新穎的造型，更加美麗的裝飾照明效果。這種新一代的吊燈、吸頂燈，具有全新的理念，各式各樣的風格特色，能夠分別適應不同環(huán)境、不同氛圍的需要，是未來燈飾的發(fā)展方向。

3、墻壁表面的藝術裝飾斜著向下發(fā)光的沙發(fā)照明燈，床頭燈，向上發(fā)光替代槽燈的浮雕照明燈等燈飾。照明與裝飾兼顧的高效的發(fā)光方式前所未有，省去了立燈、臺燈、壁燈的立柱、燈罩，以及槽燈的燈槽等，房間將會變得簡潔而美麗?？ㄍ?、圖案類光源還能夠創(chuàng)造新一代廣告類燈飾、圣誕燈飾。

4、室外的LED光學變換燈飾，可以做成藝術圖形發(fā)光的門柱，發(fā)光花墻，發(fā)光桌凳，發(fā)光雕塑，各式各樣的發(fā)光花卉，以及各種景觀燈、庭院燈等，裝飾美化的側重點是人們身邊的近景。夜晚各式各樣的光藝術造型，點綴在建筑物上、草坪、路邊、水面，近在咫尺的新奇美麗，令人賞心悅目，夜晚的環(huán)境將會變得勝似仙境，室外燈飾類企業(yè)將會贏得巨大的發(fā)展。

5、把不同圖案元素的多個發(fā)光浮雕拼接組合在一起，很容易做成直徑或者邊長達到幾米甚至十幾米的立體發(fā)光浮雕。按照大廳、房間的整體美化設計，在頂棚、墻壁間隔穿插排布不同種類的發(fā)光浮雕，浮雕能夠與建筑物自身有機地融合在一起，能夠營造各式各樣的室內環(huán)境。所有浮雕整體藝術化發(fā)光的照明方式，無論簡潔略顯低矮的家居客廳，還是高大建筑的廳堂，都能夠變得絢爛輝煌，如花似錦，而且還能夠形成中心區(qū)域明亮，四周墻壁明亮，光線均勻柔和等多種不同的燈光環(huán)境氛圍。誰率先進入這一全新的燈飾領域，率先搶占這一市場，誰就能夠贏得巨大的收益和快速的發(fā)展。

現(xiàn)有的直射型LED光源明亮刺眼，只具有照明一種功能，幾乎談不上美感，不能全面適應室內外照明的需要，不能使照明行業(yè)走上又好又快的發(fā)展道路。再利用這種光源制作的燈飾，將會顯得陳舊和落伍。LED光學變換燈飾易于制作、易于安裝，而且成本低廉，尤其是水用作光學變換介質的燈飾。用低廉的成本，很低的能耗，營造富麗堂皇、高檔華麗的各種燈光環(huán)境氛圍，是其他光源和燈飾都不可能實現(xiàn)的。現(xiàn)有的其它任何光源，都不能做成千變萬化的立體的藝術造型，更不能在各種形式的光源上，以藝術化的方式向外發(fā)光。LED光學變換燈飾的美麗是獨一無二的，人們對于美的不懈追求，使得它在全世界擁有巨大的潛在市場。憑借著結構和原理的先進，性能的優(yōu)越，善于營造各式各樣的環(huán)境氛圍，這種燈飾能夠攻城略地、搶占世界各地的市場，能夠為照明行業(yè)帶來又好又快的發(fā)展。