LED舞台燈具的(de)現狀及應用(yòng)分(fēn)析
來(lái)源:靈創照(zhào)明(míng) 作者:靈創照(zhào)明(míng) 時(shí)間:2015-07-21 浏覽次數:
有發光(guāng)效率高(gāo)、可(kě)調光(guāng),但是單體功率小、價格高(gāo)的(de)特點。随著(zhe)技術的(de)進步,LED舞台燈具在演出中的(de)應用(yòng)日漸增多(duō)。本文分(fēn)析LED燈具的(de)優點和(hé)存在的(de)問題,展望其良好的(de)應用(yòng)前景。
1 LED舞台燈具的(de)現狀
1.1 技術發展概況
自20世紀90年代藍光(guāng)、白光(guāng)及高(gāo)亮度LED出現以來(lái),LED的(de)發光(guāng)效率不斷提高(gāo),商品化(huà)的(de)LED管目前已經達到50 lm/W~100 lm/W的(de)發光(guāng)效率,并且它的(de)光(guāng)效仍在不斷提高(gāo),估計最終能夠達到200 lm/W左右,不僅大(dà)大(dà)高(gāo)于10 lm/W~30 lm/W的(de)白熾燈(包括鹵鎢燈),也(yě)大(dà)大(dà)高(gāo)于目前的(de)所有光(guāng)源。但是單個(gè)LED功率很小,隻有1 W~5 W,光(guāng)效再高(gāo)也(yě)才幾百流明(míng),而舞台燈具動辄上千瓦功率、上萬流明(míng)的(de)光(guāng)通(tōng)量,所以,以前許多(duō)人(rén)從未想到将LED用(yòng)到舞台燈具上。
本世紀初,藍光(guāng)LED得(de)到普及,白光(guāng)LED技術逐漸成熟,LED的(de)光(guāng)效比白熾燈成倍提高(gāo),大(dà)功率(瓦級)LED的(de)壽命可(kě)達到幾萬小時(shí),同時(shí),它還(hái)具備開關快(kuài)速、調光(guāng)方便的(de)優點,将多(duō)個(gè)LED組合以提高(gāo)總光(guāng)通(tōng)量的(de)新型L E D 舞台燈具開始出現。起初,由于技術的(de)原因和(hé)昂貴的(de)價格,這(zhè)種燈具少人(rén)問津,近年來(lái)由于LED燈具光(guāng)效的(de)提高(gāo),聚光(guāng)杯、管芯、外殼等零配件的(de)普及,許多(duō)廠商開始組裝生産。LED燈具以其鮮豔的(de)色光(guāng)、節能環保等優點吸引了(le)人(rén)們去嘗試。
一些演出中使用(yòng)了(le)LED燈具,取得(de)了(le)較好的(de)效果。
目前,LED用(yòng)于白光(guāng)照(zhào)明(míng)的(de)模式有兩種:一種是用(yòng)發藍光(guāng)的(de)管芯中加上熒光(guāng)粉,使發出的(de)部分(fēn)藍光(guāng)通(tōng)過熒光(guāng)粉轉換爲黃(huáng)光(guāng),部分(fēn)藍光(guāng)和(hé)黃(huáng)光(guāng)混合成爲白光(guāng);另一種是将分(fēn)别發紅、綠、藍光(guāng)的(de)三個(gè)LED管組合使用(yòng),混合後形成白光(guāng)。用(yòng)于電視照(zhào)明(míng)的(de)以前一種方式居多(duō),用(yòng)于舞台照(zhào)明(míng)的(de)以後一種方式爲主。
1.2 LED用(yòng)于舞台照(zhào)明(míng)的(de)優勢
LED燈具能夠用(yòng)于舞台照(zhào)明(míng),得(de)益于它的(de)幾個(gè)主要特點:
(1)節能高(gāo)效。
與白熾光(guāng)源(包括鹵鎢光(guāng)源)燈具相比,LED燈具節能高(gāo)效的(de)特點十分(fēn)突出,我們可(kě)以通(tōng)過兩種燈具結構的(de)比較來(lái)觀察這(zhè)一點。
a.白熾燈具的(de)光(guāng)效。目前常用(yòng)的(de)白熾燈聚光(guāng)燈具中,作爲光(guāng)源的(de)白熾燈泡體積較大(dà),常采用(yòng)反光(guāng)鏡和(hé)聚光(guāng)透鏡結構。其中一種爲球面反光(guāng)鏡,燈絲位于球面反光(guāng)鏡球心,球面将射向燈具後方的(de)光(guāng)線反射回燈絲一起向前,由于燈絲位于前部聚光(guāng)透鏡焦點附近,燈絲發出的(de)光(guāng)線将由聚光(guāng)透鏡會聚成一束接近平行的(de)光(guāng)束,如圖1所示。該光(guāng)路隻能利用(yòng)燈泡發出的(de)一部分(fēn)光(guāng)線,加上反光(guāng)鏡和(hé)透鏡的(de)損耗,整個(gè)燈具的(de)光(guāng)效隻有百分(fēn)之十幾。
b.鹵鎢燈具的(de)光(guāng)效。目前效率較高(gāo)的(de)橢球反光(guāng)鏡成像聚光(guāng)燈,得(de)益于鹵素燈泡的(de)小型化(huà),如圖2所示,燈絲位于橢球形反光(guāng)鏡内部的(de)一個(gè)焦點上。
由于橢球的(de)特點,它有兩個(gè)焦點,從一個(gè)焦點發出的(de)光(guāng)線經過橢球面的(de)反射後,将會聚于另一個(gè)焦點。将燈具前方的(de)聚光(guāng)透鏡的(de)焦點與橢球反光(guāng)鏡的(de)第二焦點接近,可(kě)将光(guāng)源發出經過反射通(tōng)過第二焦點的(de)光(guāng)線彙聚成一束平行光(guāng)線。由于燈泡中充填鹵素,燈絲、泡殼的(de)工藝和(hé)材料得(de)到改進,燈泡尺寸縮小,燈泡被深深包裹在橢球反光(guāng)鏡内,橢球反光(guāng)鏡對(duì)燈泡的(de)包容角很大(dà),因此,燈泡發出的(de)光(guāng)大(dà)部分(fēn)被利用(yòng),該燈的(de)光(guāng)效比上一種燈具高(gāo),可(kě)達40%~50%.
c.LED燈具的(de)光(guāng)效。目前常見的(de)L E D 光(guāng)束燈, 使用(yòng)專用(yòng)的(de)聚光(guāng)杯,LED發光(guāng)二極管安裝于全透明(míng)的(de)聚光(guāng)杯中。聚光(guāng)杯中部爲一個(gè)凸透鏡,将位于凸透鏡焦點的(de)LED管向前發射的(de)光(guāng)束聚集成平行光(guāng)束,而LED管側面發射的(de)光(guāng)束進入聚光(guāng)杯的(de)内側面後進過折射到達聚光(guāng)杯外側面,由于聚光(guāng)杯外側面與内側面經過設計有一定的(de)夾角,光(guāng)線到達外側面時(shí),該光(guāng)線在外側面的(de)入射角将大(dà)于制作聚光(guāng)杯材質的(de)臨界入射角,因而不可(kě)能再發生折射,隻能産生全反射由前方射出,經過合理(lǐ)的(de)設計,出射光(guāng)将成爲平行于燈具光(guāng)軸的(de)平行光(guāng)線,如圖3所示
大(dà)功率LED管内部有一個(gè)效率很高(gāo)的(de)反光(guāng)鏡,是一個(gè)單向發光(guāng)的(de)光(guāng)源。‖
一個(gè)小小的(de)聚光(guāng)杯,可(kě)将LED管發出的(de)光(guāng)線幾乎全部利用(yòng)并形成平行光(guāng)束,光(guāng)源的(de)利用(yòng)率非常高(gāo)。由于LED管發出的(de)光(guāng)線不包含紅外線,LED工作時(shí)溫度也(yě)不太高(gāo),雖然聚光(guāng)杯緊貼LED,仍然可(kě)以用(yòng)高(gāo)透光(guāng)的(de)聚酯塑料制作,也(yě)不會因高(gāo)溫變形。精心設計、模壓成型的(de)聚光(guāng)杯,成批生産,一緻性很好。
LED 管與聚光(guāng)杯組合成一個(gè)模組,但是光(guāng)通(tōng)量還(hái)不夠,一般是将一個(gè)個(gè)相同的(de)模組再一次組合,成爲一個(gè)平面的(de)LED陣列,如圖4所示,這(zhè)樣一來(lái),一個(gè)一百多(duō)瓦的(de)LED燈具發出的(de)光(guāng),相當于幾百瓦的(de)鎢絲白熾燈燈具的(de)亮度,已經能滿足舞台應用(yòng)的(de)需要,符合節能的(de)要求。
有人(rén)将LED内部的(de)光(guāng)學設計稱爲一次設計,聚光(guāng)杯設計爲二次設計,聚光(guāng)杯模組的(de)組合爲第三次設計。平面型的(de)聚光(guāng)杯模組組合工藝相對(duì)簡單。由于在同一個(gè)平面上,每個(gè)模組發出的(de)平行光(guāng)束是重疊的(de),因此,整個(gè)燈具射出的(de)是一束略微發散的(de)平行光(guāng),通(tōng)過大(dà)量的(de)LED發光(guāng),産生符合舞台需要的(de)強光(guāng)。
将LED 燈具與白熾燈的(de)燈具比較,一方面,目前LED管的(de)發光(guāng)效率比白熾燈高(gāo)出兩倍以上;其次,發光(guāng)二極管利用(yòng)它體積小和(hé)溫度低的(de)特點,采用(yòng)了(le)更爲高(gāo)效的(de)光(guāng)路設計,對(duì)光(guāng)源光(guāng)通(tōng)量的(de)利用(yòng)率比白熾燈舞台燈具要高(gāo)好幾倍。兩個(gè)因素相疊加,同樣的(de)光(guāng)通(tōng)量,白熾燈燈具要比LED燈具的(de)功率大(dà)好幾倍。所以,較小功率的(de)LED燈具可(kě)以達到舞台所需要的(de)光(guāng)線強度的(de)要求。
(2)色光(guāng)亮豔。
在舞台演出中, 燈光(guāng)要用(yòng)于爲舞台布景、道具、服裝染色,或創造特定的(de)舞台氣氛,舞台演出大(dà)量使用(yòng)彩色光(guāng)。與目前舞台燈具常用(yòng)的(de)彩色光(guāng)比較,LED燈具在色彩方面的(de)性能要優于傳統光(guāng)源。以前,舞台照(zhào)明(míng)所用(yòng)的(de)色光(guāng),是采用(yòng)在發白光(guāng)的(de)燈具前加上彩色的(de)濾色紙或其他(tā)濾色片的(de)方法,即擋住不需要的(de)色光(guāng),隻通(tōng)過需要的(de)色光(guāng)光(guāng)譜。由于大(dà)量不需要的(de)色光(guāng)被阻擋,射出的(de)色光(guāng)就相當弱了(le),尤其是常用(yòng)的(de)藍色光(guāng),它的(de)光(guāng)譜位于可(kě)見光(guāng)譜的(de)高(gāo)端,由于人(rén)眼的(de)特點,對(duì)可(kě)見光(guāng)譜兩端的(de)紅色和(hé)藍紫色特别不敏感,大(dà)量人(rén)眼敏感的(de)光(guāng)線被擋掉,燈具的(de)發光(guāng)效率就更低了(le)。
同時(shí),爲了(le)防止濾色片高(gāo)溫褪色,濾色片要透過光(guāng)譜中大(dà)量的(de)紅外成分(fēn),在藍色濾色片透過短波長(cháng)的(de)藍光(guāng)的(de)同時(shí),也(yě)有些長(cháng)波段的(de)紅光(guāng)透過。因此,通(tōng)過白熾燈前加藍色濾色片的(de)方法得(de)到的(de)藍光(guāng)不但亮度減弱,顔色也(yě)不純,很難使燈光(guāng)師滿意。
LED燈具則相反,它的(de)紅、綠、藍三色光(guāng)由三個(gè)發光(guāng)管發出,白光(guāng)由三基色混合,需要某一色光(guāng)時(shí),隻減少不需要的(de)光(guāng)譜發出,并發出所需光(guāng)譜的(de)色光(guāng)即可(kě),這(zhè)樣一來(lái),燈具發光(guāng)效率大(dà)大(dà)提高(gāo)。尤其是藍光(guāng),LED燈的(de)藍光(guāng)亮度相當于功率大(dà)于其十倍的(de)白熾燈燈具加藍色色紙的(de)亮度。LED燈具的(de)色光(guāng)在實際使用(yòng)中有時(shí)顯得(de)太過純亮鮮豔,爲了(le)降低色光(guāng)的(de)飽和(hé)度,有的(de)LED燈具還(hái)加上發白光(guāng)的(de)LED燈珠,以産生淡雅的(de)色光(guāng)。
由于L E D 的(de)發光(guāng)效率比白熾燈高(gāo),燈具的(de)光(guāng)效比普通(tōng)白熾燈燈具高(gāo),色光(guāng)的(de)效率更是高(gāo)得(de)多(duō),LED燈具用(yòng)于舞台演出産生所需的(de)彩色光(guāng),能充分(fēn)發揮出LED的(de)長(cháng)處。
(3)壽命超長(cháng)。
LED的(de)壽命長(cháng)達幾萬小時(shí),而白熾燈的(de)壽命僅爲幾百、上千小時(shí)。但是早期研發LED燈具時(shí),LED裝入燈具後出現了(le)難以解決的(de)散熱(rè)問題,使LED的(de)壽命大(dà)大(dà)縮短,影(yǐng)響了(le)LED燈具的(de)推廣。LED管爲半導體發光(guāng),以目前的(de)工藝水(shuǐ)平,LED工作時(shí)輸入的(de)電能10%~20%轉化(huà)爲可(kě)見光(guāng)發出,剩餘的(de)80%~90%的(de)電能将轉化(huà)爲熱(rè)能,這(zhè)些熱(rè)能必須及時(shí)散發,否則,将導緻管芯溫度升高(gāo)。如在常溫下(xià)工作,LED的(de)壽命可(kě)達五到十萬小時(shí)。
做(zuò)成舞台燈具,許多(duō)LED管集中在一起,LED管的(de)溫度就會升高(gāo),由此将導緻 LED管發光(guāng)效率降低,壽命縮短。
目前,一般的(de)功率型LED管結構上已經得(de)到大(dà)大(dà)改進,不僅本身有導熱(rè)基闆,還(hái)配有鋁基金屬芯印刷線路闆(MCPCB)作爲散熱(rè)基闆,便于将内部芯片産生的(de)熱(rè)量導出。除了(le)足夠散熱(rè)面積的(de)散熱(rè)闆或帶有散熱(rè)翼片,從LED管體到燈體外部整個(gè)導熱(rè)通(tōng)道也(yě)設計得(de)十分(fēn)科學,若将内部LED芯片的(de)工作溫度控制在100℃以内(LED的(de)極限溫度是150℃左右),LED的(de)壽命就能達到幾萬小時(shí)。
(4)使用(yòng)方便。
LED舞台燈具的(de)使用(yòng)十分(fēn)方便。
LED的(de)工作電壓爲3 V~5 V的(de)直流電,若想将LED舞台燈具自帶220 V交流電變爲可(kě)調光(guāng)的(de)低壓直流電源,隻需要一台發出DMX信号的(de)燈光(guāng)控制台,不需要一般舞台燈具必須外加的(de)調光(guāng)器。通(tōng)過控制台發出的(de)DMX512信号分(fēn)别控制紅、綠、藍三色LED管的(de)亮度,可(kě)調出紅橙黃(huáng)綠青藍紫各種色彩及亮度的(de)光(guāng)束。一個(gè)燈可(kě)代替多(duō)個(gè)不同顔色的(de)常規舞台燈具,免除了(le)換色器。而且,燈體沒有一般白熾燈的(de)玻璃燈泡和(hé)燈絲等易碎品,搬運、日常維護等都簡單得(de)多(duō),特别适合經常拆裝台的(de)演出場(chǎng)合。
2 LED舞台燈具目前存在的(de)問題
L E D 舞台燈具優點很多(duō), 很先進,但是目前還(hái)未能在舞台演出中普及,主要存在以下(xià)問題:
(1)目前價格比較高(gāo)。
目前,LED舞台燈具的(de)使用(yòng)受到限制,與常規舞台燈具價格上的(de)較大(dà)差距是推廣的(de)一個(gè)重要阻力。
LED燈具成本較高(gāo)主要有以下(xià)原因:高(gāo)質量的(de)發光(guāng)二極管管芯主要來(lái)源于美(měi)、日等國外生産廠商,需要進口,價格較高(gāo);新燈具光(guāng)路和(hé)燈具結構開發費用(yòng)、高(gāo)性能材料産生的(de)成本也(yě)很高(gāo);将常用(yòng)的(de)220 V交流市電在燈具内部高(gāo)效地轉換爲LED所需要的(de)低壓直流電所用(yòng)開關電源,爲調節燈内各路LED的(de)色彩亮度需要的(de)調光(guāng)控制電路,以及與控制台連接的(de)DMX512信号接收與解碼處理(lǐ)的(de)電路等等,在增加了(le)功能的(de)同時(shí),也(yě)增加了(le)燈具的(de)成本。LED燈具目前還(hái)屬于一種高(gāo)技術的(de)産品,在尚未大(dà)批量得(de)到應用(yòng)的(de)狀況下(xià),成本的(de)大(dà)幅下(xià)降有待時(shí)日。
(2)品種比較單一。
目前LED燈具品種單一,主要是一種光(guāng)學結構:多(duō)個(gè)LED加聚光(guāng)杯在一個(gè)平面排列而成的(de)方形或圓形的(de)發光(guāng)面,組成LED光(guāng)束燈。大(dà)量的(de)LED光(guāng)源制作在一個(gè)平面上,形成一個(gè)平面的(de)發光(guāng)體,照(zhào)在對(duì)象上,除了(le)中心區(qū)域一個(gè)均勻的(de)光(guāng)斑外,外圍是柔和(hé)漸變的(de)光(guāng)圈,形成由亮到暗的(de)衰減區(qū),難以形成邊緣清晰的(de)硬光(guāng)斑,更難用(yòng)成像片切割産生各種不同形狀的(de)光(guāng)斑。這(zhè)樣的(de)LED燈具作爲泛光(guāng)燈或要求不高(gāo)的(de)光(guāng)束燈尚可(kě),要适應舞台演出對(duì)光(guāng)束的(de)不同要求,例如要求邊緣清晰的(de)硬光(guāng)斑場(chǎng)合,或在光(guāng)區(qū)要求嚴格、光(guāng)束要成像切割控制的(de)場(chǎng)合難以适用(yòng)。一般舞台聚光(guāng)燈具(除了(le)PAR燈)都有一個(gè)光(guāng)束角大(dà)小或光(guāng)斑柔硬可(kě)調節的(de)範圍,上述的(de)LED光(guāng)束燈就無法實現了(le)。如果作爲泛光(guāng)燈具,舞台常用(yòng)的(de)天幕雲燈中的(de)碘鎢燈管加非對(duì)稱反光(guāng)闆可(kě)在舞台天幕上方或下(xià)方向天幕投射均勻的(de)光(guāng)線,而LED模組平面布置的(de)燈具均爲對(duì)稱配光(guāng),所以,LED燈具作爲天幕燈也(yě)有欠缺。
(3)質量參差不齊。
由于近年來(lái)關于" 第四代電光(guāng)源"、"節能高(gāo)光(guāng)效"的(de)概念炒作不斷,國内外的(de)LED燈具生産企業大(dà)幅增加,一時(shí)間LED燈具産品鋪天蓋地。
目前,生産LED管成品的(de)國内外企業很多(duō),産品質量、價格差别很大(dà)。有許多(duō)廠商生産或仿制聚光(guāng)杯,還(hái)有一些廠家不加設計,隻是采購(gòu)元件,組裝成燈具。因此,同樣的(de)LED燈具,外形相似,由于采用(yòng)不同的(de)生産工藝、元器件,發光(guāng)效率差别很大(dà)。
事實上,LED的(de)生産工藝要求很高(gāo),并不是所有企業都具備相應的(de)實力,因而造成市場(chǎng)上LED燈具的(de)質量良莠不齊。LED燈具的(de)光(guāng)學系統設計要求十分(fēn)精密,LED管和(hé)聚光(guāng)杯的(de)尺寸都很小,兩者的(de)相對(duì)位置配合要求較高(gāo),小小的(de)偏差,光(guāng)線到達舞台的(de)位置将會有很大(dà)的(de)差距。爲了(le)達到設計要求,工藝要求嚴格的(de)廠家會對(duì)大(dà)批LED管的(de)一緻性進行篩選,考慮到LED管在線路闆上焊漿的(de)厚薄産生的(de)差距,廠家會采用(yòng)自動化(huà)的(de)激光(guāng)焊接工藝。
另外, 如前所述, 散熱(rè)問題直接影(yǐng)響LED的(de)發光(guāng)效率。目前優質的(de)LED燈具從設計上和(hé)工藝上解決了(le)散熱(rè)問題,可(kě)以有三萬小時(shí)以上的(de)壽命,但是設計或工藝差的(de)LED燈具則可(kě)能隻有幾千小時(shí)甚至更短的(de)壽命。
專業的(de)研制、設計,嚴格的(de)生産管理(lǐ),企業從元器件、材料的(de)選用(yòng),從先進的(de)自動化(huà)操作機械到生産過程的(de)嚴格質量控制(包括中間部件的(de)老化(huà)處理(lǐ)),每個(gè)環節都影(yǐng)響著(zhe)LED燈具的(de)質量。
3 LED舞台燈具的(de)應用(yòng)前景
盡管存在一些問題,但是LED舞台燈具的(de)前景還(hái)是爲人(rén)們一緻看好。
(1)LED的(de)光(guāng)效不斷提高(gāo),價格不斷降低。
單一管芯LED的(de)功率和(hé)發光(guāng)效率在不斷提高(gāo),實驗室中已經能夠達到超過160 lm/W(也(yě)有稱超過190 lm/W),商品化(huà)的(de)産品也(yě)有每瓦上百流明(míng)的(de)效率,科學家的(de)目标是200 lm/W.單個(gè)管芯産品的(de)功率也(yě)會有成倍的(de)提高(gāo)。
發光(guāng)效率和(hé)單管功率的(de)提高(gāo)有助于燈具中LED管數量的(de)減少,進一步提高(gāo)燈具的(de)光(guāng)效。随著(zhe)科研的(de)進展和(hé)應用(yòng)的(de)不斷擴展,LED的(de)成本和(hé)價格也(yě)在不斷下(xià)降。比較電腦(nǎo)等微電子技術産品發展的(de)過程,LED技術的(de)發展速度以及它應用(yòng)推廣速度之快(kuài),超出很多(duō)人(rén)的(de)想象。
雖然LED舞台燈具價格較高(gāo),但即使在目前仍然有使用(yòng)的(de)價值:一是電能的(de)節約符合節能的(de)國策;二是光(guāng)源幾倍于白熾燈的(de)長(cháng)壽命對(duì)價格的(de)分(fēn)攤;三是減少了(le)外圍器件(調光(guāng)器、換色器)的(de)使用(yòng),節約了(le)成本;四是維護工作量減少,降低了(le)使用(yòng)成本。
綜合分(fēn)析比較而言,LED燈具的(de)高(gāo)價格主要體現在一次性的(de)投資上,從長(cháng)期使用(yòng)和(hé)使用(yòng)效果的(de)角度看,價格高(gāo)還(hái)是可(kě)以理(lǐ)解的(de)。國家政策的(de)扶持和(hé)用(yòng)戶觀念的(de)更新,會擴大(dà)LED燈具的(de)應用(yòng)面。更重要的(de)是,随著(zhe)應用(yòng)的(de)擴大(dà)和(hé)LED燈具産業的(de)發展,大(dà)量的(de)生産将進一步促使成本和(hé)價格的(de)下(xià)降,成本的(de)下(xià)降和(hé)應用(yòng)的(de)擴大(dà)相互促進形成一個(gè)良性循環,将産生積極的(de)作用(yòng)。當然,這(zhè)需要廠商和(hé)用(yòng)戶的(de)共同合作和(hé)努力。
(2)新的(de)組合式管芯的(de)出現,單個(gè)LED管(模塊)的(de)功率不斷提高(gāo)。
"單個(gè)LED光(guāng)源的(de)功率"的(de)提法目前看來(lái)有些模糊,原來(lái)的(de)LED管是單個(gè)芯片制成,由于電流、發熱(rè)、出光(guāng)效率等限制,單個(gè)LED管的(de)功率不可(kě)能做(zuò)得(de)很大(dà),影(yǐng)響到LED管的(de)光(guāng)通(tōng)量。爲此,已有廠商将多(duō)個(gè)LED管芯組合做(zuò)在一個(gè)散熱(rè)基片上,内部串聯或并聯成爲一個(gè)更大(dà)功率的(de)模塊。目前,已經可(kě)以看到20 W、60 W甚至300 W的(de)組合管芯LED管,組合管芯的(de)LED管的(de)總光(guāng)通(tōng)量大(dà)大(dà)增加。圖5爲一個(gè)100 W的(de)LED管,表1爲它的(de)技術參數。
組合大(dà)功率LED管雖然功率增大(dà),總光(guāng)通(tōng)量變大(dà),但是由于衆多(duō)管芯高(gāo)度集中,散熱(rè)問題的(de)解決更加困難,發光(guāng)效率也(yě)有所降低。另外,多(duō)個(gè)管芯排列成一個(gè)平面,發光(guāng)面積也(yě)增大(dà),面發光(guāng)的(de)光(guāng)源在燈具設計過程中,光(guāng)線的(de)彙聚和(hé)控制将變得(de)困難,光(guāng)的(de)利用(yòng)率也(yě)會降低。目前人(rén)們對(duì)這(zhè)類組合管芯進行研究和(hé)開發,一是解決好大(dà)功率光(guāng)源的(de)散熱(rè)問題和(hé)發光(guāng)效率,二是開發新的(de)光(guāng)學結構,提高(gāo)燈具效率。
由于單一的(de)光(guāng)源和(hé)聚光(guāng)鏡結構,調節兩者的(de)相對(duì)位置,可(kě)以方便地改變光(guāng)束角度的(de)大(dà)小和(hé)光(guāng)斑邊緣的(de)虛實,滿足舞台布光(guāng)的(de)要求,LED在舞台燈具方面的(de)應用(yòng)将有新的(de)突破。
(3)新型光(guāng)學設計的(de)突破,新燈種的(de)開發。
舞台演出多(duō)種多(duō)樣, 各種風格的(de)舞台演出樣式對(duì)光(guāng)區(qū)的(de)控制要求各不相同,舞台燈具從條燈、天幕泛光(guāng)燈、柔光(guāng)燈、光(guāng)束燈、舞台聚光(guāng)燈、成像燈、追光(guāng)燈對(duì)燈具的(de)聚光(guāng)效果要求逐漸嚴格。目前,LED舞台燈具的(de)聚光(guāng)性能可(kě)部分(fēn)滿足從條燈到光(guāng)束燈的(de)要求,尚不能滿足舞台聚光(guāng)燈到追光(guāng)燈的(de)要求。
發光(guāng)二極管與聚光(guāng)杯模組的(de)組合方式,光(guāng)效較高(gāo),但是光(guāng)束形式單一,難以如常規舞台燈具般對(duì)光(guāng)束進行控制和(hé)調節。科研人(rén)員(yuán)還(hái)需進一步改進光(guāng)學設計,即"三次設計".有人(rén)提出過兩種方案,圖6、圖7分(fēn)别爲納入普通(tōng)舞台聚光(guāng)燈的(de)思路增加聚光(guāng)鏡或反光(guāng)鏡的(de)方案,這(zhè)種方案可(kě)利用(yòng)聚光(guāng)鏡或反射鏡的(de)位置移動改變光(guāng)束角大(dà)小和(hé)光(guāng)斑虛實,更适合目前舞台燈具應用(yòng)的(de)習(xí)慣。但是,由于反射和(hé)折射的(de)加入,燈具的(de)光(guāng)效會有所降低,這(zhè)些都是研發人(rén)員(yuán)需要解決的(de)問題。我們也(yě)可(kě)以跳出這(zhè)一思路,直接用(yòng)前文提到的(de)LED模組非平面排列産生可(kě)調節的(de)光(guāng)束。相信未來(lái)的(de)LED新燈具将不斷創新,更适合舞台演出的(de)需要。
(4)控制軟件的(de)改進使得(de)LED舞台燈具使用(yòng)更加便利。
L E D 亮度不斷提高(gāo)、單個(gè)功率不斷提高(gāo),以及燈具光(guāng)路結構的(de)改進,使得(de)現有的(de)燈具的(de)亮度和(hé)光(guāng)學性能将更好。在控制方面,調光(guāng)和(hé)調色也(yě)會更方便。未來(lái)的(de)L E D 燈具可(kě)産生更加豐富的(de)色彩, 在紅、綠、藍的(de)混合過程,國内外已經有超過三色的(de)L E D 組成的(de)燈具, 多(duō)色混合後的(de)色彩更加豐富。調光(guāng)模式也(yě)由一種顔色的(de)LED一個(gè)調光(guāng)通(tōng)道,改爲經過燈具内部編碼由色度(H)、飽和(hé)度(S)和(hé)亮度(B)三個(gè)通(tōng)道調制的(de)更便于使用(yòng)的(de)模式。國内也(yě)有廠商作了(le)類似的(de)嘗試,增加了(le)配色的(de)LED管種類,增加了(le)多(duō)種調光(guāng)模式。但如何使燈具設計更爲科學合理(lǐ)、使用(yòng)更方便,還(hái)有待進一步的(de)改進。相信,随著(zhe)技術的(de)進步和(hé)應用(yòng)的(de)普及,LED燈具的(de)控制技術還(hái)可(kě)進一步改進。
總之,LED燈具已經走上舞台,它的(de)前景是光(guāng)明(míng)的(de)。它已經能替代一部分(fēn)的(de)白熾燈舞台燈具,它還(hái)将替代更多(duō)的(de)舞台燈具。這(zhè)一替代的(de)過程規模多(duō)大(dà),替代的(de)速度多(duō)快(kuài),目前還(hái)難以預料,但是,這(zhè)一過程有利于人(rén)類節能減排、保護環境的(de)要求,也(yě)有利于舞台燈光(guāng)藝術的(de)發展,希望生産廠商與舞台燈光(guāng)工作者共同努力,加快(kuài)這(zhè)一過程的(de)發展。
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