复合结构的LED光学变换光源和灯饰

LED光学变换光源把众多的LED点光源，变换成为直接实现艺术化照明的各种形式的光源。在壳体之间形成的空腔中注入透明材料，通过壳体和透明材料实现光学变换，不仅易于把光源做成各种大小和各式各样的外观造型，而且易于获得不同的灯光效果和千变万化的灯光造型。利用这种光源制作的灯饰种类繁多用途广泛，能够创造更加豪华美丽的室内外照明。

追求美、追求华丽是人类的天性，在照明方面同样如此，人民大会堂顶棚的灯光非常华丽，家居客厅往往也都配备华丽的吸顶灯。但是，现有的光源并不美丽，不能直接装饰房间，灯具上灯光造型的美丽都需要借助于装饰或者灯罩。LED光学变换光源则完全不同，它适合于做成各式各样的外观造型，能够以不同的灯光效果向外发光，能够直接实现艺术化照明。

一、复合结构的LED光学变换光源

复合结构的LED光学变换光源由壳体、壳体之间的空腔中浇注的透明材料、LED以及与其他物体连接的结构件等构成。分为LED及其线路封固在壳体空腔内部，LED贴附在内壳内侧两个大类。两类光源除了LED的位置有所区别之外，灯光效果、灯光造型，外观造型几乎完全一样。

LED贴附在内壳内侧的光源，壳体分为外壳和内壳。外壳能够做成千变万化的造型，内壳贴附在外壳的内侧。内壳相对于外壳做有数量不等的凹槽，凹槽的边缘内壳与外壳紧贴在一起。凹槽部位内外壳之间形成了空腔，空腔的造型确定了光学变换单元的造型。大多数内壳上还镀有一层反光膜。对应内壳上粘贴LED的位置，反光膜上做有透光孔。LED通过透明胶粘贴在内壳的内侧，线路也排布固定在内壳的内侧。

二、复合结构是实现LED光学变换光源设想的最佳方案

复合结构使得LED光学变换光源变得易于制作，既易于做成不同的外观造型不同的外观效果，也易于获得不同的灯光效果和各式各样的灯光造型，光源的性能也得到了提升。

1、复合结构使光源易于做成各种形式

由于模具简单，通过吸塑、吹塑易于做成各种造型的壳体，透明材料在封闭的壳体空腔内部成型，不再需要其他的模具，光源很容易制作。即便是吊坠、花瓣等简单的光源，依然适合于这种制作方法。复合结构的LED光学变换光源易于做成各种大小、各种造型。复杂的立体造型，大型的立体造型，可以由多个壳体拼接组合构成，或者用多个光源与结构件组合在一起做成。

壳体单独制作易于使光源形成各种外观效果。完全透明的外壳能够看清楚光源的内部构造，内壳形成的金色、银色的立体造型，覆盖了厚度不同的透明体，外观效果豪华美丽。有凹凸纹理或者毛玻璃效果外壳，有一种半透明的雾蒙蒙的感觉，看不清楚光源的内部。添加了光扩散剂的外壳呈现乳白色，看不到光源的内部，凸显了外壳的外观效果。有彩色装饰图案的外壳外观效果更加美丽。

光源能够做成单面发光，双面发光，中空的艺术造型发光，实体的艺术造型发光，图案、文字向外发光，像花瓣一样聚集的群体发光等多种结构。由于造型、结构的灵活多变，易于与建筑、结构件等各种物体组合在一起，因此光源能够做成各种形式。室内外墙壁、顶棚表面的浮雕、装饰，室内外的雕塑、摆设、隔断，悬吊的装饰，灯饰上的装饰罩、装饰片、吊饰等等都能够变成光源。

2、复合结构提升了LED光学变换光源的物理性

复合结构将各种材料有机地组合在一起，性能互相补充，光源整体的物理性能因此得到了提升。壳体材料的刚性、韧性、耐候性都很好，两层组合在一起的壳体使得光源非常结实，长期可靠性很好。空腔内部选用不同的透明材料，能够做成具有不同用途、不同特性的光源。例如，用于人行道照明的灯饰，透明材料选用硅橡胶，由于透明度和耐候性都非常好，经过长期的风霜雨雪、日晒不会老化变黄，一般的摸碰踢踏也不会损坏光源。

LED贴附在内壳内侧的光源，空腔内部没有电路，透明材料还可以选用纯净水。纯净水是一种无机材料，没有营养，没有菌种，不会变质。只要密封做得好，水出不来，光源就非常可靠。水能够用于光源的光学变换，不但成本低廉、绿色节能，而且代表了人类文明的发展与技术的进步。

3、复合结构的LED光学变换光源发光效率比较高

LED光学变换光源做成复合结构，LED仍然与透明材料连接在一起。壳体是透光的，壳体和空腔中的透明材料折射率接近，同属于光密介质，光线穿过两者之间的界面之后变化不大，可以看成是直接穿过。复合结构的光源依然属于先在透明材料内部，一次完成所有的光学变换，依然属于光源直接实现艺术化照明，因此，光的利用效率依旧非常高。

4、复合结构为光学变换效果的灵活多变奠定了基础

LED光学变换光源选用复合结构，调节光学变换效果的部位和方法增多了，通过各个部位不同物理特性的选择和设计，灯光效果的变化更加丰富。壳体空腔的造型确定了光学变换单元的造型，壳体空腔的排布确定了光学变换单元的排布，同时也确定了光源上呈现的灯光造型。

外壳是光线折射出来的部位，直接关系到光学变换之后的灯光效果。光滑外壳亮度变化大，层次丰富，灯光效果璀璨亮丽，灯光造型呈现在光源的外观造型上;有凹凸纹理或者毛玻璃效果的外壳，光源表面的亮度相对柔和;内部添加了光扩散剂的外壳，灯光造型与光源的外观造型一致，能够形成均匀柔和的灯光效果。

内壳镀上反光膜之后，能够做成单侧发光的光源。壳体上凹凸起伏的沟、坑、包等反射LED的光线，能够形成亮线、亮斑等灯光造型。因此，通过壳体造型的设计，壳体材料的选择，壳体表面的不同处理，能够创造千变万化的灯光造型和多种灯光效果。

光学变换单元中LED的不同排布位置和方向，能够影响大多数光线的投射方向，能够实现不同的光学变换效果。整个光源内部所有LED的发光面都朝一个方向排布，能够做成大多数光线向一个区域投射的光源。在实现投光照明的同时，光学变换分离出的部分光线，形成了照明区域之外看到的随着观看位置变化的光艺术造型，使光源同时具备了照明和灯光装饰两个功能。由于发光面积增大了很多倍，只要不在大多数光线集中投射的位置直视光源，无论哪一种灯光效果，这种光源都够不成眩光。LED朝向各个方向时，光源呈现的光艺术造型更加亮丽，层次更加丰富。

复合结构的LED光学变换光源，利用壳体空腔成型的多个光学变换单元，把分散排布的众多LED的点光源变换成为：具有各种外观效果、各种大小、各式各样造型，以不同的灯光效果整体艺术化发光的LED光源。这种前所未有的光源不但能够呈现千变万化的灯光造型，而且能够照亮美化各种室内外环境，甚至将会开创LED艺术化照明的新时代。总而言之，复合结构为全面开发LED艺术化光源奠定了基础，为LED全面应用于室内外照明铺平了道路，是实现LED光学变换光源设想的最佳实施方案。

三、举例介绍

1、发光壳、发光罩类光源。四棱锥造型光源的内外壳、球冠造型光源的内外壳。LED排布在内壳内侧各个凹槽顶部的平面或者曲面上，内壳的内侧还有一层保护壳。LED发出的大多数光线都投射到了光源的正下方。选用光滑透明的外壳，能够形成内壳各个凹槽边缘的花纹图案发光的灯光造型。散光外壳是乳白色的，看不到内壳，能够形成均匀柔和的整体发光的灯光造型。它们可以直接用作吸顶灯或者吊灯，类似的光源可以用作大型豪华吊灯中心的发光板。

2、吊饰类光源。选定两种不同造型的发光吊饰，吊饰的周边是全透明的，而且是双面发光的，它们可以按照各种方式立体化排布。吊饰类LED光学变换光源可以做成多种结构、多种形式。

3、墙壁、顶棚表面的立体几何造型的装饰类灯饰，图5所示的

是外壳呈倒金字塔阵列造型的发光板。外壳套在内壳的外面，内壳上有反光膜。每个倒金字塔内壳的后面，对应有8个LED。金字塔的底边和4条棱，外壳与内壳紧贴在一起。发光板的周边，内壳与外壳粘接或者热熔接在一起，外壳与内壳之间的空腔中注入纯净水。这种光源大多数光线都投射到发光板的正对面。这一类光源还能够做成三棱锥阵列、内凹的正方形阵列等很多种造型，能够随意排布拼接成不同的形状和大小，能够替代日光灯等，适合于办公室、教室等房间，用于营造简洁、淡雅、明亮又新颖的照明环境。

4、侧发光的照明灯饰。这种灯饰大部分光线都投射到前面的下方，少部分光线呈现出阵列鱼鳞形的边缘和周围众多凸起点发光的灯光造型。它可以用作沙发照明灯、床头照明灯、楼梯照明灯、建筑物外表面的装饰照明灯等局部照明灯。利用它自身的结构，只在外观造型上做一些改变，透明材料选用硅橡胶，可以做成明亮花纹发光的人行道路灯、景观灯等。

5、浮雕造型类灯饰。五角星造型的灯饰，LED隐藏在内壳内侧五角星的边缘，它可以用作吸顶灯或者替代筒灯。两个背对背固定在一起，能够做成悬吊的五角星照明灯饰。图8是花卉造型的浮雕照明灯饰，把它悬吊起来也可以做成吊灯。发光浮雕同样能够做成花瓣边缘发光和花瓣整体发光等灯光造型。

6、各种立体造型的发光灯饰，发光球，20个冲压成型的球面三角形铁片，通过螺丝钉彼此拼接组合成一个内部的铁片球壳。球面三角形造型的内壳和外壳边缘熔接在一起，内壳和外壳之间注入纯净水，LED及其引线都粘贴在内壳的内侧，每个内壳的内侧粘接有3个钕铁硼磁铁。20个球面三角形光源吸附在铁片球壳的表面，拼接成一个完整的发光球。

这里介绍的只是几个侧重于演示原理的初期设计的例子，涉及的灯饰非常少。依据不同植物、动物、不同文化的图案、文字，通过众多企业、更高水平、认真细致的研发设计，能够塑造出各式各样的外观造型和灯光造型，能够创造出千变万化的LED光学变换灯饰。

四、LED光学变换灯饰的优势

复合结构的LED光学变换光源，能够更好地融合于建筑物，融合于周围的环境，而且能够更好的美化环境，甚至能够营造各式各样的环境氛围，无论简洁明快的现代建筑及其普通房间，还是富丽堂皇的豪华大厅，乃至庭院、街道、公园，都能够得到更好地美化。LED光学变换灯饰适应了建设美好家园，创造未来生活环境的需要。原本就用于美化环境的灯饰，因为LED光学变换光源的美丽都将会发生变革，并且将会实现全面的升级换代，甚至还会衍生出很多全新的品种系列。因此，LED光学变换光源能够推动灯饰产业的众多领域，实现又好又快的发展。例如：

1、按照整体风格和理念设计的花卉、装饰片、吊饰等各种光源，在立体空间中错落有致、艺术化的排布，能够做成各式各样的大型豪华吊灯。艺术化光源群体形成的灯光效果更加辉煌绚烂，灯光造型尤其豪华美丽。

2、新颖别致、各种灯光效果、各式各样的LED光学变换光源，采用各种结构、方法拼接组合在一起，能够创造出更多、更新颖的造型，更加美丽的装饰照明效果。这种新一代的吊灯、吸顶灯，具有全新的理念，各式各样的风格特色，能够分别适应不同环境、不同氛围的需要，是未来灯饰的发展方向。

3、墙壁表面的艺术装饰斜着向下发光的沙发照明灯，床头灯，向上发光替代槽灯的浮雕照明灯等灯饰。照明与装饰兼顾的高效的发光方式前所未有，省去了立灯、台灯、壁灯的立柱、灯罩，以及槽灯的灯槽等，房间将会变得简洁而美丽。卡通、图案类光源还能够创造新一代广告类灯饰、圣诞灯饰。

4、室外的LED光学变换灯饰，可以做成艺术图形发光的门柱，发光花墙，发光桌凳，发光雕塑，各式各样的发光花卉，以及各种景观灯、庭院灯等，装饰美化的侧重点是人们身边的近景。夜晚各式各样的光艺术造型，点缀在建筑物上、草坪、路边、水面，近在咫尺的新奇美丽，令人赏心悦目，夜晚的环境将会变得胜似仙境，室外灯饰类企业将会赢得巨大的发展。

5、把不同图案元素的多个发光浮雕拼接组合在一起，很容易做成直径或者边长达到几米甚至十几米的立体发光浮雕。按照大厅、房间的整体美化设计，在顶棚、墙壁间隔穿插排布不同种类的发光浮雕，浮雕能够与建筑物自身有机地融合在一起，能够营造各式各样的室内环境。所有浮雕整体艺术化发光的照明方式，无论简洁略显低矮的家居客厅，还是高大建筑的厅堂，都能够变得绚烂辉煌，如花似锦，而且还能够形成中心区域明亮，四周墙壁明亮，光线均匀柔和等多种不同的灯光环境氛围。谁率先进入这一全新的灯饰领域，率先抢占这一市场，谁就能够赢得巨大的收益和快速的发展。

现有的直射型LED光源明亮刺眼，只具有照明一种功能，几乎谈不上美感，不能全面适应室内外照明的需要，不能使照明行业走上又好又快的发展道路。再利用这种光源制作的灯饰，将会显得陈旧和落伍。LED光学变换灯饰易于制作、易于安装，而且成本低廉，尤其是水用作光学变换介质的灯饰。用低廉的成本，很低的能耗，营造富丽堂皇、高档华丽的各种灯光环境氛围，是其他光源和灯饰都不可能实现的。现有的其它任何光源，都不能做成千变万化的立体的艺术造型，更不能在各种形式的光源上，以艺术化的方式向外发光。LED光学变换灯饰的美丽是独一无二的，人们对于美的不懈追求，使得它在全世界拥有巨大的潜在市场。凭借着结构和原理的先进，性能的优越，善于营造各式各样的环境氛围，这种灯饰能够攻城略地、抢占世界各地的市场，能够为照明行业带来又好又快的发展。