LED燈光原理與設計可杰科技 陳逸群

課程簡介

• 空間設計的化妝師-認識燈光。

• 燈光新趨勢-認識LED 。

課程大綱

• 基礎燈光知識▫ 基本名詞簡介。

• LED燈光應用▫ LED原理與特性。

▫ LED燈具設計介紹。

• 設計實務分享▫ 空間高度與亮度迷思。

▫ 善用發光角度的變化。

▫ 演色性的重要。

▫ 如何挑選高CP質的LED燈。

基礎燈光知識-基本名詞簡介

• 一、功率-Watt

• 二、光通量-Lumen

• 三、發光效率-Lm/W

• 四、照度-Lux

• 五、發光角

• 六、色溫-Keliven

• 七、演色性-Color Rendering

一、功率-Watt

• Watt瓦特(W)，是電力功率單位，燈具的瓦特數等於其耗電

值。由於一般燈具皆有光源與電源供應器(或稱安定器、變壓

器)，兩者皆會耗電，因此實際消耗電力應將兩者相加。

• 電力公司是依度數來計算電價，而每度電約等於1000瓦小時，

其概念為乘積值，所以1000瓦電使用1小時，或是1瓦電使

用1000小時，都等於1度電力。

60W白熾燈泡

23W螺旋燈泡

10W LED燈泡

二、光通量-Lumen

• Lumen流明(Lm)，是指燈具所發出可見光的光線總數量。對

燈具而言，流明值為一固定值，也是了解燈具所能產生亮度

的最重要數據。

• 在判斷流明值數據是否正確應注意測試方式，有些商品為了

提高數據，會採用LED芯片輸出之推算值，但燈具有電源效

率與結構等其他因素影響輸出之流明值，因此正確之數據應

該是將光源連同電源與燈具一併放入積分球內測試，才是正

確之數據。

三、發光效率-Lm/W

• 流明瓦(Lm/W )，是指燈具每瓦(W)所能產生之流明值(Lm)，

也等於燈具之發光效率。燈具發光效率越好，表示在發出相

同光線量之情形下，該燈具越省電。

• 隨著光源技術不同，燈具之發光效率也逐漸提升，目前隨著

節能減碳之世界潮流，低發光效率之光源如白熾燈泡、鹵素

杯燈，已漸漸被淘汰。

15Lm/W

40Lm/W

95Lm/W

四、照度-Lux

• Lux勒克斯(Lx)是燈具照度單位。照度是指在一米平

方內，該面積所照射到之流明值，因此其算式為

Lx=Lm/m2。

• 對燈具而言，照度值並非一定值，原因在於一般人

造光源皆有角度，並非平行光，因此隨著距離光源

遠近之不同，照度值也會有所改變。

• 由於照度值是環境平面之亮度值，而且照度測試較

為簡便，因此照度是許多照明場所定義亮度需求最

重要之參考值。

離光源近，涵蓋5條光線

離光源遠，涵蓋3條光線

五、發光角

• 發光角是指光源或燈具所發出的可照射角度範圍，

測試定義外側亮度為中心亮度二分之一強。大部

份發光源為擴散光，要改變角度通常是靠燈具設

計，利用透鏡、反射杯、遮光結構等來創造出不

同發光角度。

• 一般燈具發光角範圍約從25度~150度，特殊設

計燈具角度範圍可更達5度~270度，發光角對照

度有很大之影響，同樣光源只要角度改變，照度

值也會隨之改變。

發光角大，3Lux 發光角小，5Lux

六、色溫-Kelvin

• Kelvin凱文(K)，為燈光顏色辨別單位。一開始是凱氏

於鋼鐵廠內觀察到溶解金屬開始至最高温度時，金屬

發亮所呈現的顏色不同，而以數據單位記錄下來，後

來就產生色溫的規格表。把標準黑體加熱，溫度升高

到一定程度時該黑體顏色開始深紅-淺紅-橙黃-白-藍，

逐漸改變，某光源與黑體的顏色相同時，我們把黑體

當下的絕對溫度稱為該光源的色溫。

• 依據CIE-1931色度圖，我們常說的白光色溫是一個區

域值，而不是一個絕對值，因此同一個色溫，視覺看

起來仍會有所不同，這也是為何同樣色溫3000K的燈，

看起來卻仍有偏黃綠或偏紅粉的差別。

七、演色性-Color Rendering

• Color Rendering Index演色性指數(CRI)，是光

源對於被照物體的色彩表現能力的評量單位，也

可用平均演色性指數(RA)表示。(DIN6169-8-

15-99)

• 光源應讓人眼正確地感知色彩，就如同在太陽光

下看東西一樣，這就是所謂的演色性。越接近太

陽光下所看到的物體的真實樣子就是演色性好，

失真就是演色性不好。

LED燈光應用- LED原理與特性

• 一、白光原理

• 二、省電

• 三、長效

• 四、情境光

一、白光原理

• 藍光+黃螢光粉。

二、省電

60W白熾燈泡效率：15Lm/W

60W*15Lm/W=900Lm

23W螺旋燈泡效率：40Lm/W

10W LED燈泡效率：95Lm/W

23W*40Lm/W=920Lm 10W*95Lm/W=950Lm

60W*1000H/1000=60度 23W*1000H/1000=23度 10W*1000H/1000=10度

三、長效

LED燈結構：

• 1.LED光源

• 2.驅動電源

• 3.散熱件

• LED燈結構拆解圖-內置型 • LED燈結構拆解圖-外置型

1

1

3

2

2

3

四、情境光

• 單色-調光。

• 雙色-調色溫。

• 三色-調全彩。

LED燈光應用- LED燈具設計

基礎燈 美術燈

設計實務分享

• 空間高度與亮度迷思。

• 善用發光角度的變化。

• 演色性的重要。

• 如何挑選高CP質的LED燈。

設計實務分享-空間高度與亮度迷思

• 天花與立面

• 直射與折射

• 材質與顏色

設計實務分享-善用發光角度的變化。

• 角度越大：

泛光、均勻、照度↓、眩光↓

• 角度越小：

聚光、突顯、照度↑、眩光↑

設計實務分享-演色性的重要性。

• 真實性

• 鮮豔度

CRI70 CRI80

設計實務分享-如何挑選CP值高的LED燈。

• 一分錢一分貨→需求導向

• 建置、使用、維護三成本綜合考量

• 品牌

• 專業供應商

Q&A-歡迎踴躍提問