LED燈光原理與設計
可杰科技 陳逸群
課程簡介
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空間設計的化妝師-認識燈光。
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燈光新趨勢-認識LED 。
課程大綱
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基礎燈光知識
▫
基本名詞簡介。
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LED燈光應用
▫
LED原理與特性。
▫
LED燈具設計介紹。
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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
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一、功率-Watt
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二、光通量-Lumen
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三、發光效率-Lm/W
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四、照度-Lux
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五、發光角
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六、色溫-Keliven
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七、演色性-Color Rendering
一、功率-Watt
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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
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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。
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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
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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。
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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
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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/m
2
。
•
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。
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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
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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
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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
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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
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一、白光原理
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二、省電
•
三、長效
•
四、情境光
一、白光原理
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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：
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1.LED光源
•
2.驅動電源
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3.散熱件
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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
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單色-調光。
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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
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天花與立面
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直射與折射
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材質與顏色
設計實務分享-善用發光角度的變化。
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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。
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真實性
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鮮豔度
CRI70
CRI80
設計實務分享-如何挑選CP值高的LED燈。
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一分錢一分貨→需求導向
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建置、使用、維護三成本綜合考量
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品牌
•
專業供應商
Q&A-
歡迎踴躍提問