1. LED與綠色照明理想境界的概念

　　多年前，聯(lián)合國在一份報告中強調(diào)：人類需求快速增長造成的環(huán)境和能源等問題，已使人類出現(xiàn)了新的生存危機，并向全球提出了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。事實的確非常嚴(yán)重。由于人類工農(nóng)業(yè)、航運和生活需求的快速發(fā)展，煤炭、石油資源不足，數(shù)十年即將耗盡;而且，工業(yè)的增長致使排放量劇增，造成保護人類免遭紫外線傷害的臭氧層日趨稀薄，并驚現(xiàn)可怕的空洞，溫室效應(yīng)和地球變暖帶來的危害已很嚴(yán)重;人類濫砍亂伐森林植物，致使地球的綠色覆蓋面積不斷縮小，土地大面積沙漠化，不少江河湖泊枯竭，植物和動物的珍稀物種不斷消失。在地球上有數(shù)十個國家陸續(xù)出現(xiàn)了水危機(包括中國)。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和有機化學(xué)制品的濫用，空氣和水質(zhì)問題，已造成了人類食品鏈的嚴(yán)重污染，甚至奶制品，以及喂養(yǎng)嬰兒的母乳中也檢測出了某些有害物質(zhì);如抗菌素，殺蟲劑等，人類不明病因，無從查證，無法抵御的疾病奇怪降臨。畸形、癡呆、癌變、怪胎已經(jīng)司空見慣。人類一方面制造琳瑯滿目、無比豐富的各種產(chǎn)品，以滿足自身日益增長的生活奢求;另一方面，對能源毫無節(jié)制地消耗以及對環(huán)境造成的污染，又在給人類自己制造了新的災(zāi)難。

　　人類的可持續(xù)發(fā)展觀，要求人類在發(fā)展中要科學(xué)節(jié)能，節(jié)省自然資源，杜絕環(huán)境污染，保護大自然。因為人類只能在大自然的綠色環(huán)抱中才能健康、持續(xù)地發(fā)展。多年來，綠色農(nóng)業(yè)，綠色食品，綠色藥品，綠色產(chǎn)品，綠色廢棄在國際范圍內(nèi)快速發(fā)展。

　　綠色照明也正是在這種形勢下提出來的。什么是真正的綠色照明呢?我司從探討的角度提出看法，認(rèn)為真正的綠色照明的理想境界應(yīng)從以下諸多方面考察：

　?、艧o汞：汞有毒，污染環(huán)境后患無窮;

　?、乒?jié)能：不僅照明要節(jié)電運行，而且光源和燈具從原材料至成品的生產(chǎn)過程也應(yīng)有利于節(jié)能;

　?、枪?jié)材：光源及其附件要節(jié)約耗用黑色金屬、有色金屬、稀有金屬和非金屬材料;

　?、拳h(huán)保的制造工藝：排放無污染和綠色生產(chǎn)工藝，包括采用無毒、無溶劑樹脂與密封材料，提倡采用水溶性樹脂;

　?、蔁o有害的射線：光源無紫外線成份等;

　?、书L壽命：耐用性好;

　?、藢Νh(huán)境無電磁干擾：運行時無高次諧波分量泄漏;

　?、虒﹄娋W(wǎng)無傷害：電抗分量小，功率因數(shù)高，啟動時浪涌小;

　?、途G色廢棄：失效后廢棄物可回收，無環(huán)境污染后患。

　　按以上9項我們一起來分析，絕大部分氣體放電光源(無汞熒光燈除外)，包括第三代HID或更先進的HID，如果打分，評分比LED要低得多。甚至LED也不能得滿分。由此可見，綠色照明的理念不能只停留在節(jié)能和高光效上，應(yīng)該有一個綜合性的全面評估的觀點。因此，真正實現(xiàn)綠色照明，研究和開發(fā)的征途還很長，這是一種挑戰(zhàn)。

　　2. LED在景觀照明中的優(yōu)勢

　　LED光源除了無汞、節(jié)能、節(jié)材、對環(huán)境無電磁干擾、無有害射線等優(yōu)點外，在照明領(lǐng)域中，特別是在景觀照明中，還有很多出類拔萃的優(yōu)勢。如：

　　⑴低壓供電：無高壓環(huán)節(jié)，為了絕緣的開銷要小很多，可靠性高;

　?、聘郊唵危簾o啟動器、鎮(zhèn)流器或超高壓變壓器;

　　⑶結(jié)構(gòu)簡單：具有固體光源的最大優(yōu)點，不充氣，無玻璃外殼，無氣體密封問題，耐沖擊;

　?、瓤煽匦院茫喉憫?yīng)時間快(微秒數(shù)量級)，可反復(fù)頻繁亮滅，基本無惰性，不會疲倦;

　?、缮始兒瘢河砂雽?dǎo)體PN結(jié)自身產(chǎn)生色彩，純正，濃厚;

　　⑹色彩豐富：三基色加數(shù)碼技術(shù)，可演變?nèi)我馍?

　?、溯p質(zhì)結(jié)構(gòu)：材質(zhì)對燈具強度和剛度要求很低;

　?、腆w積小巧：大的LED燈具可看成有LED細胞組成，最小的LED僅為平方毫米數(shù)量級或更小;

　?、腿嵝曰茫篖ED光源的精巧，使LED能適應(yīng)幾何尺寸和不同空間大小的裝飾照明要求，諸如：點、線、面、球、異形體乃至任意藝術(shù)造型的燈光雕塑。

　　綜合以上內(nèi)容，LED照明，特別是在景觀照明中有無以倫比的優(yōu)勢。LED不愧為21世紀(jì)綠色照明的驕子。

　　3. LED景觀裝飾燈具研發(fā)的特點

　　由于LED具有一系列優(yōu)越性，筆者認(rèn)為LED在景觀燈具的研發(fā)方面主要有以下幾個方向：

　　3.1 常規(guī)景觀燈具的升級

　　常規(guī)景觀燈具如：園林燈、步道燈、地埋燈、小型射燈、草坪燈、快車道分道地?zé)?、壁燈等。光源采用LED，并結(jié)合變幻控制，對景觀的烘托，使其更具藝術(shù)品味。

　　3.2 非標(biāo)異形景觀燈具的開發(fā)

　　在景觀照明中，燈具安裝要保護景觀，愛護環(huán)境，防止燈具有礙觀瞻，要做到白天美化，夜幕下藝術(shù)亮化。這就需要燈具的結(jié)構(gòu)與安裝因景制宜，因建筑特色制宜，很多標(biāo)準(zhǔn)燈具是滿足不了以上要求的。LED燈具設(shè)計的柔性化，特別適合因景制宜的非標(biāo)燈具設(shè)計，使景觀照明與景觀協(xié)調(diào)，達到美化環(huán)境的新水平。[NT:PAGE]

　　3.3 景觀燈具開發(fā)

　　燈具本身就是一種造型藝術(shù)，而LED光源將更能使景觀燈具的藝術(shù)創(chuàng)意達到更高境界。由于LED的可控性好，色彩豐富，與微電子技術(shù)實現(xiàn)智能化控制，可以構(gòu)思出各種色彩繽紛，動感節(jié)奏歡快，旋律優(yōu)美的景觀燈具。

　　如：LED霹靂燈，比氣體放電型霹靂燈要長壽得多，并且不易損壞，而且色彩豐富。又如：LED風(fēng)車燈，只需微機智能控制，就可實現(xiàn)無風(fēng)時飛速旋轉(zhuǎn)，并且還能實現(xiàn)自動變速和換色的美妙變幻。

　　類似這樣的構(gòu)思，只要有靈感，藝術(shù)創(chuàng)意較優(yōu)，均能實現(xiàn)。

　　3.4 燈光雕塑的開發(fā)

　　任何仿真的、仿生的、漫畫的、卡通的、商業(yè)的、旅游的等等的各種燈光雕塑，均可結(jié)合LED和音響技術(shù)以及微電子控制，必要時還可再加上機電一體化技術(shù)，開發(fā)出一系列吸引人們眼球的景觀燈雕塑。

　　4. LED景觀照明的智能化控制技術(shù)

　　LED景觀照明的智能化控制技術(shù)，屬于模擬或數(shù)碼技術(shù)，或微機控制技術(shù)領(lǐng)域，多數(shù)為緊湊型或嵌入式系統(tǒng)

　　4.1 特點

　?、趴煽啃愿撸瑑r格優(yōu);

　?、瞥３Ｅ坎淮?

　　⑶變化花樣名目繁多;

　?、燃扔袉螣艨刂疲钟腥嚎啬Ｊ?

　?、煞菢?biāo)設(shè)計很多;

　　⑹長或超長燈具多(如：長光帶，很多壁燈線狀布局情況);

　　因此，這與LED顯示屏技術(shù)有很多不同之處。

　　4.2 變幻控制模式

　　根據(jù)景觀美化要求，變幻控制模式應(yīng)該豐富多彩，旋律優(yōu)美，節(jié)奏歡快，有時還要有撼動人心的強烈刺激視覺。

　　4.3 色彩構(gòu)成的控制

　　根據(jù)LED可控性好，色彩構(gòu)成豐富的優(yōu)越性，按照三基色原理加數(shù)字灰度控制技術(shù)，原理上可演變出幾乎超越大自然存在的任意色彩。

　　例如：三基色LED，如只采用二級灰度控制，即：明和暗，可實現(xiàn)8種色彩演變;

　　又如：三基色LED，采用三級灰度控制，即：明、中、暗，可實現(xiàn)27種色彩變幻;

　　再如：三基色LED，如都采用8為數(shù)碼的灰度控制，色彩種類竟達到了另人吃驚的程度，達1677萬種，連每一種顏色的名字你都來不及命名。當(dāng)然色彩太多，有時對景觀美化不一定有意義。

　　4.4 電子控制特點

　　目前，LED燈具的電子控制結(jié)構(gòu)，主要有5大類或更多：單燈控制、群燈控制、長或超長跨距燈控制、聲響控制、感應(yīng)控制。

　　LED微電子控制電路優(yōu)化設(shè)計的焦點在于：可靠、價優(yōu)，采用通用元器件。對于長或超長跨距燈的控制有以下要求：數(shù)十米、百米乃至千米以上的光帶或線狀布局的點光源。優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)還有：在運動控制上，要色彩豐富，變幻多姿，既含跳變，又有漸變，同時還要求最大限度地減少訊導(dǎo)線。當(dāng)然有很多規(guī)范可以采用，例如：C-BUS系統(tǒng)，IEEE Standard 802等等，但很多場合不一定用得上，且價格高，市場競爭力差。為此，我司成功開發(fā)了一種性價比優(yōu)越的全新系統(tǒng)。

　　5. LED發(fā)展中要攻克的主要問題

　　LED進入照明領(lǐng)域是新生事物，具有劃時代的意義。但是，與任何新技術(shù)一樣，LED還存在一些急需完善的方面。

　　5.1 研發(fā)LED高功率點光源

　　國際上，Philips、GE、OSRAM等大公司都有雙端的球形HID產(chǎn)品，這是目前世界上最先進的大功率HID光源，特別是Philips公司基于這種光源的體育場館燈具，燈具效率和配光曲線非常優(yōu)秀。盡管LED有很多獨特的優(yōu)勢，但目前這方面卻是空白。高功率密度的點狀光源對基于半導(dǎo)體發(fā)光原理的LED可能是一個很大的技術(shù)難點。

　　當(dāng)然，人們可以說：一個短跑世界冠軍不可能同時又是世界游泳冠軍。因此，對這個問題暫時是一種期待。

　　5.2 發(fā)展高效率、高功率因數(shù)、價優(yōu)的緊湊型模塊化LED電源

　　LED供電簡便，既可直流供電，又可脈沖供電。沒有HID和高壓霓虹燈的一系列麻煩。目前，低效率的供電系統(tǒng)拖了LED的后腿，節(jié)能水平大打折扣。

　　5.3 發(fā)展新型LED混光、混色技術(shù)

　　LED光源單位體積小，有很多場合明顯是優(yōu)點，但有時又是缺點。如：LED平面型光源上，通常出現(xiàn)點狀光斑以及混色不均勻現(xiàn)象。目前，混光、混色存在的問題是混光、混色的均勻水平與透光率的矛盾。這個問題也是拖LED后腿的因素，主要是材料的原因，急待攻克，對LED景觀燈具的實用性有很重要的意義。

　　6. 結(jié)束語

　　LED進入照明領(lǐng)域是照明技術(shù)的革命性飛躍。LED對綠色照明發(fā)展的歷史性貢獻將絲毫不遜于電子管時代到晶體管時代的飛躍，評價為如同晶體管跨越到大規(guī)模集成電路的巨變一樣，也毫不夸張。

　　在景觀照明方面，如本文所述，LED有著更為獨特的優(yōu)勢，可以深信LED景觀燈具將沿著多學(xué)科交叉融合的大道，朝著藝術(shù)化、智能化、柔性化的方向快速發(fā)展。LED正孕育著無限商機。