无所不在的 LED 灯:为什么它能走进千家万户,点亮整个世界?

无所不在的 LED 灯:为什么它能走进千家万户,点亮整个世界?

本篇为爱否 MCN 投稿,作者金泽。

从路上的车灯到你家的吸顶灯,从你书桌上的台灯到手机的闪光灯,LED 灯光短短二十年的发展就已充斥我们的生活,无所不在。它到底有什么魅力引领世界灯光的发展?

1 “电”亮世界

1882 年,特斯拉已经发明了世界第一台交流电发电机,更于 1885 年发明多相电流和多相传电技术,就是现在全世界广泛应用的 50-60Hz 传送电力的方法。

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特斯拉实现了电力的工业化应用,完成了让电力从实验室到百姓家庭的跨越,1896年后,由他设计的尼加拉瓜瀑布水电站建成发电,人类开始迈向大规模用电的新时代。

在此之前,爱迪生发明直流电后,电器得到广泛应用,而电费同时却十分高昂,所以经营输出直流电成为了当时最赚钱的生意。

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爱迪生在 1881 年就开始建厂生产白炽灯,并配备了发电厂和输电网路,但因直流发电技术限制,输电范围只有发电厂半径 800 米内。而且每度电都要收取专利费,导致电费高昂。特斯拉为代表的交流发电使远距离输电成为可能,降低了电费成本,爱迪生在与特斯拉的“电流之战”中惨败落幕。

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特斯拉的交流电技术后来居上,走进了千家万户,“电”亮了世界。

2 LED如何改变世界

从 1962 年尼克*霍洛尼亚柯在通用公司的实验室点亮了第一盏 LED 灯光开始,这项技术便开始了漫长的进化历程。从微弱的红色灯光到绿色、蓝色,直至白色 LED 灯光,三十多年的技术进步,才真正迎来了走向千家万户的契机。

80 年代的朋友都经历过节能灯的宣传攻势,那时候只需要说几句“省电寿命长”的广告词,就能吸引家长纷纷购买,我还曾围着那个长得弯弯曲曲的“灯泡”观察过好几次。

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而 LED 灯的能耗只有节能灯的四分之一,平均寿命更是长达 10 万小时。随着更多的替代材料的发明和应用,比如 PMMA 有机玻璃代替传统玻璃,LED 灯具的成本越来越低,而其较小的体积,优秀的能耗,超长的寿命以及绿色环保等特性,让它有了更广阔的应用。

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2008 年北京奥运会,随着鸟巢中心的画卷徐徐展开,巨大的 LED 屏幕呈现在世人的眼前。LED 在服装、道具与乐器中,与动人的舞蹈一起出色演绎了中国传统文化。

这是LED第一次在如此广阔的舞台上大规模应用。

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如今,我们能从汽车大灯、吸顶灯、台灯,甚至你手机的闪光灯上发现它,它几乎无处不在。或许,你家光猫和路由器正在闪烁的 LED 灯光就在提醒你,你已经离不开它了。

3 LED 灯具的选择标准

在 LED 灯具市场推广的过程中,诞生了各种“防蓝光”“护眼”“无频闪”等宣传概念,真真假假令人眼迷。国家在发展 LED 产业的同时也制定了一系列的标准,前后共计二十余个,涵盖 了 LED 灯具的多数应用场景。

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在强制性国家标准 GB 7000.1-2015 中,增加了对蓝光危害的要求。LED 光源产品的蓝光危害安全级别,由高到低分别为 RG0,RG1 和 RG2, RG0 为最佳。

而在最新版 GB/T 9473-2017 《读写作业台灯性能要求》规定,读写作业台灯的视网膜蓝光危害组别不能超过 RG0。但要注意的是,GB 才是国家强制标准,GB/T只是国家推荐标准,不具有强制性。

除了蓝光危害,足够和均匀的照度、台灯的电磁辐射和噪声,国家都有明确规定,所以只要在选购 LED 灯具时,选择具有国家强制认证的 3C 产品,并查看产品检测报告上蓝光危害安全性等级是否为 RG1 或 RG0,RG2 不推荐购买。

从发光理论上讲,LED 灯本身并不会产生频闪,有无频闪取决于 LED 驱动电路。由于驱动器千差万别,每个 LED 产品的频闪表现也不一样。特别是有些厂家为了节约成本,使用了较为简单的驱动芯片,就会存在较大的频闪问题。而一盏有 3C认证,符合国标要求的合格产品,频闪一定是合格的。

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显色指数 Ra 或 CRI。显色指数这个概念日常比较少提到,显色指数越高的灯光下,物体的色彩越逼真。

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太阳光的显色指数是 100,人造的灯具目前达不到那么高。

在国标里,显色指数大于 80 的灯具就可以用在家里了,大于 90 已经适用于精密制图了。高于 95 的灯具就非常棒了,是医用商用专业级别的灯光。

买 LED 灯具最重要的指标是“照度”,简单说就是单位面积固定距离内“光的强度”。国标对办公阅读要求300lx的照度,精密制图则是750lx。

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只要是符合标准的灯具,商家都会把参数写出来作为卖点,如果商品详情没有,那就要小心产品很可能是偷工减料不符合国标的。

国标当中只规定了 A 级照度和 AA 级照度,并没有AAA级别。这就跟木地板厂商宣传甲醛含量 E0 级国标一样,E0 听起来让人觉得更安全,而灯具里的 AAA 级别看起来更强大。无良厂商在宣传上无所不用其极,一不注意就连带着国标都忽悠了一遍。

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虽然 LED 灯的优点很多,但也要注意 LED 灯和白炽灯一样会发热,如果灯具的散热设计不好甚至没有,那寿命是很难保证的。市面上大多数 LED 灯具都是被动散热,金属外壳的灯具无论是质感上还是被动散热上,都比塑料外壳表现更好。

4 我生活里的 LED 灯具

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我有两条 Yeelight 的彩光灯带,贴在床头做成光幕非常酷。它支持手机 App 调光,能调 1600 万色,但实际上大多灯光颜色区别不大。我在实拍灯珠时发现,每颗大灯珠里有红黄蓝三种颜色的小灯珠,那么多的颜色都是由这三原色在不同亮度下“调”出来的。

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最近购买的小米台灯 1s,可以调节色温和亮度。调节亮度可以通过控制电流来实现,但想要做到调节色温,就必须在灯具中加入白色和黄色两种颜色的灯珠,通过灯珠的亮度控制,来达到不同的色温调节。色温低至 2600K 时,白色灯珠会完全关闭,而最高色温 5000K 时也不会关闭黄色灯珠,真是有趣。

我们手机上使用的双色温闪光灯,也是由白色和黄色两种灯珠组成,最早是在 iPhone 5s 上搭载,而后才开始普及。

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小米台灯 1s上的“菲涅尔透镜”并不是新技术,早在 1823 年,法国物理学家奥古斯汀.菲涅尔便使用“菲涅尔透镜”安装在河口的灯塔上,透过它发射的光线可以在 32 公里外看到。在此之前,大多的光学滤镜和凸透镜成本昂贵,但“菲涅尔透镜”的加工精度要求不高,成本低廉,还拥有不逊于其他透镜的聚光性和成像性能,得以迅速普及。

直至今天,我们仍然能从手机闪光灯上发现那一圈圈的“菲涅尔透镜”纹理。

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家里有个用了三年的明基Screen Bar屏幕挂灯,我不止一次安利过这款产品了。灯珠也是双色灯珠,用以切换色温。有别于台灯的是,它可以挂在电脑屏幕上,不占用桌面面积,更不会把光照到屏幕上造成反光,这是产品宣传中“非对称光路径”设计。

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我们在理解这个设计之前,可以先想想“对称光路径”是什么?灯光的散射会朝向四面八方,就是“对称光路径”。“非对称光路径”就是通过灯管里加装的反光板,将光线垂直反射到屏幕下方,而不会散射向四面八方照亮屏幕,用集中光束来提高照度和均匀度,明基 Screen Bar 系列仍是目前市面上最棒的屏幕挂灯。

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而小米商城众筹的屏幕挂灯没有披露灯光照度信息,以小米的作风,做的不好肯定不会提,估计这款屏幕挂灯会因为成本限制导致在灯光照度上远不及明基 Screen Bar 系列,期待我被打脸。

5 我梦想中未来的 LED

我梦想中未来的灯,是像自然光那样,不用担心频闪,不用担心蓝光,让我在每个熬夜写稿头秃的夜里,还能有双明亮的眼睛。

可能是上天听见了我的愿望,让我发现了一项新技术。

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Sunlike*LED 灯珠,这是由韩国首尔半导体和日本东芝材料公司共同研发的 LED 产品,这是目前市面上最接近阳光光谱的 LED 灯珠。

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看来 LED 灯的潜力仍然有待挖掘,在不远的未来,蓝光和频闪都会成为旧时代的名词,我们和 LED 都着有光明的未来。

编辑 / 恺伦

责任编辑 / 恺伦

文中部分图片来源于网络

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