有光“無”源的LED燈具設(shè)計(jì)

徐健

[摘要]目前，LED燈具在使用和設(shè)計(jì)中存在的問題較多，利用LED新光源優(yōu)于傳統(tǒng)光源的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，尤其利用其有光“無”源——即“只見光，不見源”的特殊優(yōu)勢(shì)，改變傳統(tǒng)燈具過于工業(yè)化、機(jī)械化的冷漠感覺；針對(duì)其應(yīng)用范圍有限，在家居等方面普及不夠，老百姓認(rèn)可度不高的現(xiàn)象，運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，使多彩多姿的LED光源走進(jìn)人們的生活。

[關(guān)鍵詞]有光“無”源 LED燈具創(chuàng)新

一、LED光源的“有”與“無”

今天，LED光源具有非常廣闊的應(yīng)用前景。它與白熾燈和熒光燈相比有很多優(yōu)點(diǎn)，已成為“第四代”電光源，逐步替代白熾燈和熒光燈。和普通光源相比，它有非常突出的優(yōu)點(diǎn)，使得其在光源和燈具的開發(fā)和設(shè)計(jì)上較傳統(tǒng)光源更具自由性和創(chuàng)意性。這主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面：體積小質(zhì)量輕，有光無源，不占空間；發(fā)光多變幻，色光高純度，鮮艷豐富；光源可控，綠色環(huán)保；固體發(fā)光，具有超長(zhǎng)的壽命。那么在這些優(yōu)勢(shì)當(dāng)中，對(duì)于“設(shè)計(jì)”更具有啟發(fā)意義的即是它有光“無”源這一核心特點(diǎn)，這對(duì)于改變傳統(tǒng)LED燈具過于工業(yè)化、機(jī)械化，“只為照明而照明”的冷漠感覺具有重要的意義，進(jìn)而改變其應(yīng)用范圍有限，在家居等很多方面普及不夠，以及老百姓認(rèn)可度不高等現(xiàn)象，改進(jìn)和創(chuàng)新——設(shè)計(jì)出更具時(shí)尚、家居生活化的現(xiàn)代燈具，制造豐富的照明效果裝點(diǎn)人們多姿多彩的生活。

二、基于LED有光“無”源的設(shè)計(jì)策略

（一）從“點(diǎn)光源”出發(fā)

首先，從LED的光源本質(zhì)上來說，它是“點(diǎn)光源”。在物理學(xué)上，點(diǎn)光源是指理想化為質(zhì)點(diǎn)的向四面八方發(fā)出光線的光源，這種光源其實(shí)在現(xiàn)實(shí)中是不存在的，在理想模型當(dāng)中認(rèn)為其極微小，因此我們可以忽略其體積質(zhì)量的存在。LED點(diǎn)光源指的是它以LED（發(fā)光二極管）作為發(fā)光體的點(diǎn)狀光源，與傳統(tǒng)光源相比它體積很小、重量極輕，可以看作發(fā)光點(diǎn)，因此被稱為“點(diǎn)光源”。由于這個(gè)特點(diǎn)，它可以靈活制作成各種形狀的器件，便于燈具的外觀設(shè)計(jì)，以及光強(qiáng)的分布控制、配套設(shè)備的布置。很大程度上它發(fā)光時(shí)我們看到的是光，可以忽略發(fā)光點(diǎn)的存在，也就是說人們可以感受到光亮卻“找不到”光源。不像傳統(tǒng)的燈具要有很大的燈泡或者燈頭固定模式存在。燈泡的存在使得集中發(fā)光對(duì)環(huán)境造成一定的干擾，還會(huì)對(duì)人的視力造成很大的影響?；谶@一點(diǎn)，我們可以避開傳統(tǒng)燈具設(shè)計(jì)套路，來進(jìn)行“不見燈”的設(shè)計(jì)，采用多種方法來實(shí)現(xiàn)預(yù)期的視覺效果。

在造型上，由于發(fā)光點(diǎn)很小，可以忽略由此造成的限制，造型更加豐富，更具突破和藝術(shù)性；可選用不同光色的LED組合成照度柔和的各種模塊，將其融入到建筑室內(nèi)結(jié)構(gòu)中去。比如任意安裝在居室中，居室照明燈具的光源可能來源于地面、墻面、窗臺(tái)、家具、裝飾物等。因此，未來居室照明將不再局限于單個(gè)燈具，而將由單個(gè)燈具照明轉(zhuǎn)化為“無影燈”照明，也就是無照明器具感的整體照明效果，營(yíng)造整體環(huán)境照明氣氛；或者通過光線和燈體的關(guān)系進(jìn)行透光、反光、折射、導(dǎo)光、遮光，從而形成特殊的照明效果，制造多種多樣的視覺肌理，渲染和改善人的環(huán)境心理感受等； LED小巧靈活，可操控的優(yōu)勢(shì)可以設(shè)計(jì)各種便攜式、趣味性的燈具來方便生活，利用這一優(yōu)勢(shì)可以改變現(xiàn)有LED燈具設(shè)計(jì)類似傳統(tǒng)燈具沒有突破的現(xiàn)實(shí)。

我們通過以下幾個(gè)案例來具體說明傳統(tǒng)燈具難以達(dá)到的創(chuàng)意，它可以情趣化、時(shí)尚化、便攜化，結(jié)合其他產(chǎn)品的功能進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，突破傳統(tǒng)燈具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)思路自由，可以得到很廣泛的應(yīng)用。

1.像素組合燈（圖1）

如圖所示，這是一個(gè)類似萬花筒的燈具，作為結(jié)合了加濕器功能的組合產(chǎn)品設(shè)計(jì)，采用LED單元燈組合排列，每一個(gè)單元格按鍵都是水晶狀導(dǎo)光模塊小燈，內(nèi)部有LED發(fā)光點(diǎn)，都設(shè)置開關(guān)，按下去就可以關(guān)燈，再按就會(huì)亮起來，這是一個(gè)趣味設(shè)計(jì)，可以根據(jù)自己的喜好和心情來按鍵，從而設(shè)計(jì)想要的圖案。燈光的色彩可以調(diào)節(jié)設(shè)定。燈具還可以插入加濕器，小巧實(shí)用。特別是在北方氣候干燥，濕度低，有使用加濕器的習(xí)慣，加濕器啟動(dòng)時(shí)下面的LED燈會(huì)自動(dòng)點(diǎn)開，在運(yùn)行中產(chǎn)生蒸汽，底部的LED發(fā)出的光隨著裊裊上升的蒸汽產(chǎn)生夢(mèng)幻的飄逸效果，猶如舞臺(tái)一樣絢麗。

除此之外，LED光源自身也有一些缺點(diǎn)，最顯著的是散熱問題。LED由于單個(gè)發(fā)光面比較窄，通常大規(guī)模集成在線路板上，形成一個(gè)比較大的發(fā)光源，由此會(huì)造成大量熱量積累，有時(shí)會(huì)擊穿電路板，影響LED的使用壽命。所以LED光源的散熱要好，這是在設(shè)計(jì)中必須考慮的問題。為此，在LED燈具設(shè)計(jì)上應(yīng)設(shè)計(jì)散熱通風(fēng)結(jié)構(gòu)或裝置。在這款設(shè)計(jì)當(dāng)中，加濕器可以把LED燈產(chǎn)生的熱量吸收蒸發(fā)，用這種非常規(guī)的做法很好地實(shí)現(xiàn)了散熱的功效。設(shè)計(jì)具有傳統(tǒng)燈具難以實(shí)現(xiàn)的互動(dòng)趣味，兼有加濕器的實(shí)用功能，充分體現(xiàn)了LED光源的靈活可控，從這款設(shè)計(jì)可以看出：我們希望得到的是光效帶給人的感受，不會(huì)刻意關(guān)注微小的發(fā)光點(diǎn)。

2. “蓮意清雅”時(shí)尚燈具（圖2）

這個(gè)案例是介質(zhì)導(dǎo)光法的典型應(yīng)用案例。所謂介質(zhì)導(dǎo)光法，就是不直接采用LED光源本身直射發(fā)光，而是采用導(dǎo)光板或其他材料，借用其自身的表面肌理和光學(xué)性質(zhì)來反光、折光，或者用其他遮擋的手段來制造間接照明效果的方法，它可以弱化LED本身光線耀眼和易產(chǎn)生眩光的缺點(diǎn)，制造朦朧、柔和、溫馨的藝術(shù)化效果。

這款設(shè)計(jì)采用抽象的蓮花花蕾造型，簡(jiǎn)潔優(yōu)雅，花苞部分為亞光導(dǎo)光材質(zhì)，LED白色燈光反射后呈現(xiàn)玉一般的珠光效果，花苞內(nèi)部的燈在每片花瓣邊緣照射出有層次的光感效果，光線柔和不刺眼，看不到里面的點(diǎn)光源，有溫潤(rùn)優(yōu)雅的心理感受。燈頭底托部分為金屬拉絲材質(zhì)，現(xiàn)代時(shí)尚；內(nèi)部有LED光源，底托下部有散熱孔，由于底托寬大，因而易于散熱。北歐的簡(jiǎn)約風(fēng)格與“蓮花”的東方神韻結(jié)合，相得益彰，展示純凈清雅之美，容易與不同風(fēng)格的室內(nèi)環(huán)境協(xié)調(diào)。這款設(shè)計(jì)體現(xiàn)了“有光無源”的特點(diǎn)，我們看到是LED發(fā)光點(diǎn)反射特殊肌理的材質(zhì)形成的特殊照明效果，以及它對(duì)于室內(nèi)照明環(huán)境氛圍的營(yíng)造，不會(huì)刻意去關(guān)注每一個(gè)發(fā)光點(diǎn)。又如，下面的兩款設(shè)計(jì)也是利用介質(zhì)導(dǎo)光的方法來實(shí)現(xiàn)特殊的照明效果。（圖3、圖4）endprint

3. “筍”裝飾燈

這款設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮的是利用燈的造型制造透光效果，以及通過造型結(jié)構(gòu)尋求解決散熱問題的思路。燈身造型源于“筍”，大鏤空螺旋向上的造型是一個(gè)富有生機(jī)活力的形態(tài)，很有張力。燈身外壁采用紫紅色烤漆，內(nèi)壁有一層漫反射層，可將不同尺寸規(guī)格的該款燈具組合擺放，形成景觀小品，以營(yíng)造高貴、活潑、自然、富有生機(jī)的景觀效果。設(shè)計(jì)的創(chuàng)意點(diǎn)首先是通過隱藏LED點(diǎn)光源來制造透光效果，LED光源被置于燈身底部?jī)?nèi)側(cè)，燈光通過燈身內(nèi)壁的漫反射層反射后從鏤空處投射出來，造成一種光的形態(tài)，帶有燈體的一點(diǎn)高貴的紫紅色，燈光柔和、不刺眼，同時(shí)燈光的色彩可以通過設(shè)置而改變整個(gè)室內(nèi)的環(huán)境色光，形成不同的照明效果。燈具的外在形態(tài)也被弱化，取而代之的是照明光的設(shè)計(jì)，光源更是不可見。大鏤空的螺旋造型設(shè)計(jì)也充分考慮了散熱的問題，制造四維通透的寬闊空間很容易散熱，不需要額外進(jìn)行散熱片裝置的設(shè)計(jì)。（圖5）

（二）“光環(huán)境”的自由

其次，沒有光源的位置可進(jìn)行“光環(huán)境”的自由設(shè)計(jì)。人和光的關(guān)系自古以來就是永恒的話題，不同的光色和亮度對(duì)人的生理和心理能產(chǎn)生不同的影響，人們?cè)诤芏嗲闆r下并不需要很亮的白光，一般來說，黃光或其他顏色的光更適合生理和心理的需要。三基色LED可以實(shí)現(xiàn)亮度、灰度、顏色的連續(xù)變換和選擇，使得照明從普遍意義上的白光擴(kuò)展為多種顏色的光。這樣，人們可以根據(jù)室內(nèi)整體照明需要（如顏色、溫度、亮度和方向等）來設(shè)定所需的照明效果，實(shí)現(xiàn)人性化的智能控制，營(yíng)造不同的室內(nèi)照明效果，滿足特定的場(chǎng)合環(huán)境。可以渲染氣氛，體現(xiàn)人的心理要求。即便居室中只有 LED發(fā)光天花板和發(fā)光墻面，人們也可以根據(jù)各自要求和場(chǎng)景情況，以及對(duì)環(huán)境和生活的不同理解，在不同的空間和時(shí)間選擇設(shè)置并控制光的亮度、灰度、顏色的變化，模擬出各種光環(huán)境來引導(dǎo)和改善情緒，體現(xiàn)更人性化的照明環(huán)境。這樣來講，在光環(huán)境設(shè)計(jì)中，具體的“燈”的形態(tài)被弱化，我們考慮的是“場(chǎng)”的設(shè)計(jì)，這再一次體現(xiàn)了LED光源小巧，可以自由利用的優(yōu)勢(shì)。

如下面的案例所示：通過遙控器隨機(jī)點(diǎn)亮每一個(gè)LED模塊，制造你想要的隨機(jī)圖案效果來愉悅自己的心情，這樣的室內(nèi)天頂就猶如漫天的點(diǎn)點(diǎn)星光一般浪漫，因此這是一個(gè)情趣化設(shè)計(jì)，在滿足室內(nèi)照明的同時(shí)也通過控制LED的發(fā)光模塊、色彩、亮度等來改變環(huán)境氣氛，達(dá)到調(diào)節(jié)心境的目的。我們?cè)谶@里絲毫未感覺到光源的存在，看到的是一個(gè)大的光環(huán)境。（圖6）

（三）“靈活操控”玩轉(zhuǎn)創(chuàng)意

再次，利用其靈活、可操控的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)例如下面這款LED便攜式護(hù)眼臺(tái)燈，該設(shè)計(jì)首先是充分利用LED體小質(zhì)輕的特點(diǎn)，大幅度地減小產(chǎn)品的體積；其次是利用LED光源的可操控性，設(shè)計(jì)觸控式調(diào)光開關(guān)，光強(qiáng)可在設(shè)定的最佳明視波長(zhǎng)范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)，可以極大地保護(hù)視力，預(yù)防近視的發(fā)生。在造型上由于可以忽略LED點(diǎn)光源本身的體積，因此可以設(shè)計(jì)成小巧、簡(jiǎn)約、優(yōu)雅、輕薄、纖細(xì)的形式，方便攜帶。穩(wěn)定的底座上還可以臨時(shí)放置文具，加工制造也非常簡(jiǎn)單。（圖7）

下面這款設(shè)計(jì)也是類似的手法，通過手動(dòng)調(diào)光旋鈕，燈頭伸縮來調(diào)節(jié)光線強(qiáng)度，通過燈罩的遮擋，使光線散射更為柔和，具有層次感。在燈頭層層伸長(zhǎng)時(shí)，就像一顆無花果一點(diǎn)點(diǎn)長(zhǎng)大，同時(shí)亮度逐漸提高，讓燈變“活”，使用起來很有情趣。如圖所示。（圖8）

三、結(jié)語

綜上所述，以上這些案例都體現(xiàn)出LED應(yīng)用在燈具設(shè)計(jì)上靈活多變的特點(diǎn)。LED有光“無”源的特點(diǎn)成為設(shè)計(jì)中不受限制、自由發(fā)揮的關(guān)鍵因素。光源、光強(qiáng)和色彩的可控性等其他特點(diǎn)共同為情趣化、時(shí)尚化和實(shí)用化的單體燈具設(shè)計(jì)提供了廣闊的空間。從更大范圍上，還可以進(jìn)行室內(nèi)的光環(huán)境設(shè)計(jì)來滿足特定場(chǎng)合的需要，改善人的光環(huán)境心理。讓燈具不再“為照明而照明”，讓照明“豐富生活、愉悅心情”，這是傳統(tǒng)光源做不到的。總之，LED光源的應(yīng)用無論為燈具設(shè)計(jì)，還是環(huán)境照明設(shè)計(jì)都打開了新的思路和空間。endprint