LED讓照明學(xué)科發(fā)生的新變化

文章來源:恒光電器

發(fā)布時間:2013-12-27

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 照明是一門科學(xué),。作為一門科學(xué)有其本質(zhì)的東西,，這些東西是不能被顛覆的。比如說,，大到光度學(xué),、色度學(xué)的基本理論，小到道路照明的要求,，室內(nèi)照明的要求,。這些是照明學(xué)科的基本東西。隨著技術(shù)的發(fā)展會進一步的發(fā)展,，但是不會被顛覆,。但是，這些都是視覺照明的概念,，LED會讓照明學(xué)科發(fā)生很大的變化,，這主要體現(xiàn)在：

　　1.照明學(xué)科的發(fā)展將向更寬廣的領(lǐng)域發(fā)展。應(yīng)該說,，傳統(tǒng)光源的限制,，使得照明學(xué)科主要是研究視覺照明的，因為光源的主要用途也就是用作人眼看清世界,，盡管也有少量的其它用途,，但是相比視覺應(yīng)用，那是小很多的,。因此,，實際上，照明學(xué)科很多年來一直是視覺照明的學(xué)科,。CIE在此領(lǐng)域是世界的權(quán)威,，壟斷該領(lǐng)域的發(fā)言權(quán)。

　　在英文里,， 有關(guān)照明的詞有兩個,，分別是lighting與illumination，這兩個詞,，即使是英語為母語的人也說不清楚它們的差別,。我曾經(jīng)特意請教CIE前主席Van Bommel教授,，但是得到的答案是不明確的。再請教國際電光源委員會主席英國的Devonshire博士,，熱情的該博士給我很長的email,，基本意思是（1）lighting本意是light加上ing，光在傳播中,；（2）illumination與lighting同為照明的意思,，但多少年來一直指視覺照明，原因是多少年來照明基本上就是視覺照明,，非視覺照明的東西很少,。但是illumination基本上是專業(yè)研究人員使用，而lighting是大眾使用的詞,；（3）基于詞根的意思,，illumination指視覺照明是合適的，而lighting指所有的照明是合適的,。

　　因此,，未來照明學(xué)科的發(fā)展將是真正的照明概念，即包括視明與非視明,。

　　2.作為照明的物質(zhì)基礎(chǔ)的光源,，傳統(tǒng)的光源不會消亡，國際資訊,，但是會淡出,，可能在不久的將來，LED將是主流光源,，這點10年前基本不這樣說,， 但是現(xiàn)在估計很少有人不相信了。LED作為主流光源的影響表面上是對行業(yè)的影響,，下文將敘述,。但是對照明學(xué)科的發(fā)展同樣很大。

　　由于LED之前,，主流的光源是熱輻射光源,、低氣壓放電光源與高強度放電光源，而光源的主要用途也就是視覺照明（為了與現(xiàn)有說法一致,，本段下文將視覺照明簡稱照明）,。這些光源由于在尺度、光譜及時間等空間的不靈活性,，造就了照明學(xué)科的重心是照明的物質(zhì)基礎(chǔ)“光源”,，在光源的研究成熟之后，照明學(xué)科基本也就沒有大的發(fā)展,。我們看到,，照明學(xué)科在20世紀前半葉有很多研究成果,，但是在CIE1931、CIE1964及CIE1976的色度系統(tǒng),，1974年最后一次大的進展即顯色指數(shù)確定下來之后,，照明學(xué)科基本沒有大的進展，甚至快接近“照明工程”了,。這主要是,，照明的物質(zhì)基礎(chǔ)光源太不靈活了，換言之,， 就是那么幾種光源,，把他們的應(yīng)用研究透了就可以了,。因此,，在此之后的主要研究就是研發(fā)新的光源，而作為熱輻射光源之后的主流氣體放電光源,，研究的重心尋找新的發(fā)光物質(zhì),，或者二次發(fā)光方法。但是LED變?yōu)檎彰鞯闹髁鞴庠�,，將使這種局面有很大的變化：

　�,。�1）LED器件的主要指標與價格尚未達到技術(shù)成熟時，特別是綠光LED有待進一步技術(shù)進步,。因此,，在一段時間內(nèi)，發(fā)展LED技術(shù)仍然會是我們照明學(xué)科的一個重要部分,。但是,，目前LED已經(jīng)發(fā)展到可以在很多領(lǐng)域獲得應(yīng)用。因此,，照明學(xué)科的重心將逐步回歸到照明,，即光源的應(yīng)用，而是不是光源本身,。

　�,。�2）LED的高度靈活性將造就了未來照明學(xué)科的巨大研究機會。因為,，LED的高度靈活性將造就LED的廣闊應(yīng)用領(lǐng)域,，而在各種應(yīng)用領(lǐng)域中，又是由于LED的高度靈活性而存在一個最優(yōu)的應(yīng)用選擇,，這是學(xué)術(shù)的問題,，即研究機會。典型的例子是LED植物補光,，與人眼存在由于不同的波長 V(λ)值不同類似,，植物補光也存在不同波長的補光效率不同,，即存在所謂的光配方的概念。目前的這個研究還處于初始階段,。
 

說完了照明學(xué)科,， 再回頭來說照明產(chǎn)業(yè)，這個是相對產(chǎn)業(yè)界的問題,。我可以從技術(shù)的發(fā)展角度說一下看法,。

　　1.LED將成為主流光源這點毋庸置疑。因為,，LED已經(jīng)顯現(xiàn)出許多優(yōu)勢,，目前除了技術(shù)指標上的優(yōu)勢外，更重要的是LED的無限靈活性,。這點為LED無限的應(yīng)用空間造就了基礎(chǔ),。但是目前LED的價格還較高，這點會延緩而不是阻礙LED的應(yīng)用,。因為,， 價格問題遲早會解決，近年來價格的快速下降也證明了這一點,。

　　延緩LED應(yīng)用的推廣的因素除價格外,，還有一個很重要的是對LED的應(yīng)用評價。由于視明的評價體系完全是基于傳統(tǒng)光源建立起來的,，完全有可能不適合某些情況的LED視明應(yīng)用,，而非視明的應(yīng)用總體上來說研究滯后。典型的例子是LED造成的目前采用Ra顯色指數(shù)進行光源顯色性評價的有效性爭論,。但是這一點不會阻礙LED應(yīng)用的推廣,，只會延緩。而這,，再一次的得益于LED的無限靈活性,。

　　2.LED的非視明應(yīng)用是一個巨大的應(yīng)用空間。目前非視明應(yīng)用基本上處于研究與少量的應(yīng)用階段,，主要包括農(nóng)業(yè)照明,、醫(yī)療照明等。近來很熱的LED可見光通信,，是LED的一個非常特殊的應(yīng)用,，它以LED發(fā)出的光為載體進行信號無線傳輸，嚴格的說這個通信的目的不是照明,，但是由于它與照明使用同一個發(fā)光體,，一次，或許可以叫做通信照明吧。

　　3.LED白光的技術(shù)路線

　　目前LED的白光技術(shù)路線主要有三種,，即RGB方式,、紫色LED加紅綠藍三色熒光粉、但是,，在目前綠光LED光電效率總體很低的情況下,，目前LED產(chǎn)生白光的主流方法是蘭光LED加黃光熒光粉。這種方法的理論上所能達到的最大光效（輻射光效）約為280lm/W,，且光譜的靈活性大大減弱,。而采用紅色、藍色,、綠色LED的所謂RGB方式,，所能獲得的最大理論光效可達到360lm/W以上，且由于光譜是由RGB三色或者更多的單色LED組成,，因而具有很大的靈活性,。且采用RGB方式實現(xiàn)白光LED，配合LED的控制技術(shù),，很容易實現(xiàn)對LED的調(diào)光與調(diào)色等應(yīng)用,。因此,，綠光LED光效的大幅提高,，將成就LED在光譜方面真正的、實用的無限靈活性,，作為這種無限靈活性的一個特例,，就是未來白光LED技術(shù)轉(zhuǎn)向RGB方式。

　　4.綠光光譜光效的大幅提升造就的LED光譜無限靈活性,，也將附帶的開啟很多學(xué)術(shù)的研究機會,。這個對產(chǎn)業(yè)界的影響是評價體系。由于光譜無限靈活性的可實現(xiàn),，在LED的各種應(yīng)用中,，將出現(xiàn)哪個光譜最優(yōu)的理論問題。在這些理論問題中,，與光譜相關(guān)的顯色指數(shù)的學(xué)術(shù)問題將再次成為研究與爭論的熱點,。即，在一定的應(yīng)用中,，顯色性（Ra,、CQS等）的評價是否合理？多高的數(shù)值是合適的,？而這將對產(chǎn)業(yè)界有一定的影響,。

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