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【一】灯光源有哪些种类?

1,白炽灯

白炽灯又被称为电灯泡,是我们在家庭装修中最常见的灯具。白炽灯的色光最接近太阳光,光源小,但是灯罩的样式非常多。基本通用,并且彩色品种非常的多,具有定向、散射、漫射等多种形式,可以增加物体立体感。但是白炽灯尤其的不环保,我们在使用白炽灯时,有95%的电能都耗在了灯丝的加热上,只有剩下那5%才真正用在了转换为可见的光源。并且发热温度过高,容易提升室温,热蒸发过快,所以寿命一般都比较短。色温也比较低,带一点黄色。

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2,荧光灯

和白炽灯一样,荧光灯也有一个我们耳熟能详的别名,就是日光灯。荧光灯和白炽灯不一样的地方在于,它非常的节能,所消耗的60%电能都可以转化为紫外光,剩下的40%才会变为热能。并且紫外光转为可见光的效率是相同功率钨丝电灯的两倍。但是在荧光灯的生产中会产生汞,造成污染。并且显色性能一般,也容易会视力造成影响。

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3,节能灯

节能灯的别名被称为紧凑型荧光灯,光效非常高,是普通白炽灯的五倍之多,节能效果非常明显,并且寿命一般也比较高,是普通灯泡的八倍,体积还很小,便于使用。但是节能灯会产生光衰,影响物品的本来颜色,还会对视力造成伤害。

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4,LED灯

LED其实就是发光二极管,体积小,耗电低,寿命长,无毒还环保,一般都是用于室外装饰,工程照明,现在逐渐转为室内照明。但是LED灯价格比较贵,需要恒流电源来维持,处理不好散热的话还会造成光衰。

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【二】LED灯光源种类

以我们目前设计的电子产品为列,目前比较多用的为LED灯珠,而选择LED的时候需要注意LED的这几个参数(功率,颜色,波长,发光角度,光通量,电压与电流),这些参数与LED灯本体发光亮暗有关,而LED灯珠的种类又有好几种。

A,草帽形LED灯

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B,圆头LED灯

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C,内凹LED灯

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D,椭圆LED灯珠

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E,方形LED灯珠

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F,子弹头LED灯珠

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注意灯头不是圆柱体

G,平头LED灯珠

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H,食人鱼LED灯珠

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I,贴片式LED灯珠,正或侧发光

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不同种类的灯珠发光角度又不同,所以要根据实际应用去做设计方案。

【三】导光材料的选择

1,导光材料选择,一般以PC与PMMA为主,PS与半透明的ABS为辅,透明导光效果最好是PMMA和PC,透光率可以达到92%以上效果。

2,导光材料+扩散剂(3-5%)的方式,如果LED灯设计为直射,只是为了透光均匀,则可以直接用半透的材料加扩散剂,或者透光件底部贴散光片(扩散片),将光源扩散开,使透光达到均匀。

3,导光材料表面处理的方式,导光柱表面做咬花,磨砂或者雾面处理效果,或者纹理凹凸结构。当光源均匀度不好时,可以将导光面也设计成雾面模式效果,或者纹理效果,让光源更加均匀。

比如常见的氛围灯光圈效果,在背部做咬花或者磨砂效果,表面也可以做0.3*0.3锯齿面进行散光,或者电火花纹,规格用粗电火花纹(可用VDI27),然后注意导光柱与LED间的距离,不可太靠近,否则散光效果不好,LED灯要选用散射角度大点的(常规120度发射角)。

【四】导光柱结构设计

先来看看光源分布于光谱

LED灯罩透光设计

LED灯罩透光设计

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根据上图可以看出,光源是呈扇形发射,发射角度一般在120度,轴心最亮,越往边缘越暗,由此可以得出,导光柱一定要居中,否则就有光衰。

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1,常规L形导光柱结构设计

导光柱呈L形,L形转角设计成45度反射面,导光柱表面处理需要注意,光源入射面为高光面,出光面为雾面效果,45度角反射面也为高光效果,其它面为普通处理效果。材料选择透明PC或者透明PC+扩散剂(3-5%)方式,具体根据导光光线长短来定,入射面与出光面线长越长,透明度则越高。

2,U形或者Z形或者多转折形导光柱结构设计

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U形导光柱结构示意图

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Z字形导光柱结构示意图

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球形灯L形导光柱结构示意图。

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转角设计与L形常规设计一样,成45度反射高光面,导光柱表面处理需要注意,光源入射面为高光面,出光面为雾面效果,45度角反射面也为高光效果,其它面为普通处理效果。材料选择透明PC或者透明PC+扩散剂(3-5%)方式。

然而入射面也可以根据LED灯的形状设计成凹球面,也可以直接设计成凹球面聚光,这种设计通常在光源亮度不够时才会设计,要是导光线长很短,则无需设计,作用并不大。

3,侧发光LED导光柱设计

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侧发光LED导光柱设计与常规到形状导光柱设计原理是一样的,只是将光源从直射改成了侧射,那么设计导光走向的时候就要多设计几个45度反射面,其它与L形导光设计无异。

4,折射角度为非45度导光柱结构设计

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当将导光柱设计成弧形或者反射面为非45度角时,LED光源中心最亮点是不会直接通过反射面反射出去,而是通过侧边多次反射出去,看到的光源点应该为漫射效果,所以有人说,反射面不是45度一样可以达到效果,这个取决于对亮度与均匀度的要求,如果导光光线很短就算没有反射面一样可以达到效果。

【五】氛围灯导光结构设计

先来看看市面上最常见的几种氛围灯效果图。

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以上几种是比较有代表性的氛围灯圈设计,有单色,有RGB多色,显示效果有炫彩,跑马灯等。要想实现这么漂亮均匀的效果,必须要将灯的排布,发射角度,透光材料定义好,否则就会有暗角,亮度不均问题。

1,直射发光氛围灯结构设计

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见上图,LED灯光源直射,灯发射角度为120度,2颗灯发射角度相交光源要覆盖住表面透明件,灯与表面透明件距离根据灯的颗数排列间距定义,反之灯的间距影响灯与表面透明件的距离。

直射模式设计会有一个风险,那就是当2颗灯相交光源覆盖处亮度不够时,就会形成暗角,表面一看就亮度不均,有明显的灯影效果。

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解决方案;

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A,增加LED灯与表面透光件距离,让2颗LED灯相交光源覆盖更多,缩短最亮与最暗灯对比,另外也可以调整灯的间距,不过从成本与功耗上来选择,最好是调整LED灯与表面透光件距离。

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B,将表面透光件内部设计成雾面,或者斜面纹,以此让光线经过多次折射后散出,或者LED灯与透光件中间再增加一层扩散膜,让光线经过多次折射后散出。

如果以上方式都解决不了,那只能改变出光方式。

2,侧射发光氛围灯结构设计

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A,见上图,将LED光源改成侧发射,然后通过多次折射后透出表面。透光件材料采用透明PC或者半透PC+3-5%扩散剂材料,反射面材料选择白色白反或者白色反光材料,值得注意的是,LED灯与透明件需要有一定的距离,防止灯影产生,具体根据发射角覆盖面积计算模拟。

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B,见上图,LED还是侧发射,表面透明件设计成导光模式,完全通过透明材料导光,这类设计在完全透明的导光材料时,表面亮度非常弱,基本上看不到光源。如果采用PC+扩散剂材料,则会在离光源近的地方亮,远的地方弱,达不到完全均匀的效果。

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C,见上图,LED侧发射,将光源与导光件拉开一点距离,通过散射或者漫反射透射出来,这种方案需要注意设计遮挡灯影,也就是LED灯的直射面,见上图,没有设计遮挡直射面,则会有很明显的灯影,亮度不均匀。

3,侧射导光板氛围灯结构设计

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这类方式上次拆解耳机的时候也讲到过,对于结构设计没有特别的技术要求,就是将表面透明件内部设计一片导光板而已,见下图:

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导光板上下设计了白反,导光板周围有设计一圈反光贴纸,让光线衰减做到最少。

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这类造型设计一般为单色呼吸效果,如果要做到跑马灯,或者其他效果,成本将会很高。

【结语】

1,指示灯导光柱结构设计并不难,重点把控好光线折射走向,以及材料与亮雾面的选择,最差可以通过LED器件的亮暗来调节想要的效果。

2,炫彩氛围灯透光结构设计,在空间满足的情况下尽量选择侧射发光,不但效果要比直射好,而且还可以减少LED灯排布的颗数,减少成本。

3,采用导光板方式实现氛围灯效果,导光板需要专业的导光板厂商去设计,因为发光网点的设计不是随意设计的,是需要软件模拟计算的,毕竟这块不是我们的专业,专业的事情交给专业的人去处理。


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