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LED舞台灯在中国市场的新起点

LED舞台灯在中国市场的新起点

  • 分类:索菲动态
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  • 发布时间:2012-05-05 12:30
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【概要描述】

LED舞台灯在中国市场的新起点

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   自20世纪90年代蓝光、白光及高亮度LED出现以来,其发光效率不断提高,几万小时的寿命及开关快速、调光方便、色光鲜艳、节能环保等优点,使得多个LED组合以提高总光通量的新型LED舞台灯具开始出现,一些演出中使用LED灯具也取得了较好的效果。

  目前,舞台照明多采用将分别发红、绿、蓝光的三个LED管组合使用,混合后形成白光的照明模式。LED灯具能够用于舞台照明,得益于其节能高效、色光亮艳、寿命超长、使用方便等优势。

  节能高效

  目前常见的LED光束灯,使用专用的聚光杯,LED发光二极管安装于全透明的聚光杯中。聚光杯中部为一个凸透镜,将位于凸透镜焦点的LED管向前发射的光束聚集成平行光束,而LED管侧面发射的光束进入聚光杯的内侧面后进过折射到达聚光杯外侧面,由于聚光杯外侧面与内侧面经过设计有一定的夹角,光线到达外侧面时,该光线在外侧面的入射角将大于制作聚光杯材质的临界入射角,因而不可能再发生折射,只能产生全反射由前方射出,经过合理的设计,出射光将成为平行于灯具光轴的平行光线。

  大功率LED管内部有一个效率很高的反光镜,是一个单向发光的光源。

  一个小小的聚光杯,可将LED管发出的光线几乎全部利用并形成平行光束,光源的利用率非常高。由于LED管发出的光线不包含红外线,LED工作时温度也不太高,虽然聚光杯紧贴LED,仍然可以用高透光的聚酯塑料制作,也不会因高温变形。精心设计、模压成型的聚光杯,成批生产,一致性很好。

  LED管与聚光杯组合成一个模组,但是光通量还不够,一般是将一个个相同的模组再一次组合,成为一个平面的LED阵列,这样一来,一个一百多瓦的LED灯具发出的光,相当于几百瓦的钨丝白炽灯灯具的亮度,已经能满足舞台应用的需要,符合节能的要求。

  有人将LED内部的光学设计称为一次设计,聚光杯设计为二次设计,聚光杯模组的组合为第三次设计。平面型的聚光杯模组组合工艺相对简单。由于在同一个平面上,每个模组发出的平行光束是重叠的,因此,整个灯具射出的是一束略微发散的平行光,通过大量的LED发光,产生符合舞台需要的强光。

  LED灯具相较于白炽灯灯具,首先LED管的发光效率比白炽灯高出两倍以上;其次,发光二极管利用它体积小和温度低的特点,采用了更为高效的光路设计,对光源光通量的利用率比白炽灯舞台灯具要高好几倍。两个因素相叠加,同样的光通量,白炽灯灯具要比LED灯具的功率大好几倍。所以,较小功率的LED灯具可以达到舞台所需要的光线强度的要求。

  色光亮艳

  在舞台演出中,灯光要用于为舞台布景、道具、服装染色,或创造特定的舞台气氛,舞台演出大量使用彩色光。与目前舞台灯具常用的彩色光比较,LED灯具在色彩方面的性能要优于传统光源。以前,舞台照明所用的色光,是采用在发白光的灯具前加上彩色的滤色纸或其他滤色片的方法,即挡住不需要的色光,只通过需要的色光光谱。由于大量不需要的色光被阻挡,射出的色光就相当弱了,尤其是常用的蓝色光,它的光谱位于可见光谱的高端,由于人眼的特点,对可见光谱两端的红色和蓝紫色特别不敏感,大量人眼敏感的光线被挡掉,灯具的发光效率就更低了。

  同时,为了防止滤色片高温褪色,滤色片要透过光谱中大量的红外成分,在蓝色滤色片透过短波长的蓝光的同时,也有些长波段的红光透过。因此,通过白炽灯前加蓝色滤色片的方法得到的蓝光不但亮度减弱,颜色也不纯,很难使灯光师满意。

  LED灯具则相反,它的红、绿、蓝三色光由三个发光管发出,白光由三基色混合,需要某一色光时,只减少不需要的光谱发出,并发出所需光谱的色光即可,这样一来,灯具发光效率大大提高。尤其是蓝光,LED灯的蓝光亮度相当于功率大于其十倍的白炽灯灯具加蓝色色纸的亮度。LED灯具的色光在实际使用中有时显得太过纯亮鲜艳,为了降低色光的饱和度,有的LED灯具还加上发白光的LED灯珠,以产生淡雅的色光。

  由于LED的发光效率比白炽灯高,灯具的光效比普通白炽灯灯具高,色光的效率更是高得多,LED灯具用于舞台演出产生所需的彩色光,能充分发挥出LED的长处。

  寿命超长

  LED的寿命长达几万小时,而白炽灯的寿命仅为几百、上千小时。虽然散热问题使早期研发的LED的寿命大大缩短,但目前一般的功率型LED管结构上已经得到大大改进,不仅本身有导热基板,还配有铝基金属芯印刷线路板(MCPCB)作为散热基板,便于将内部芯片产生的热量导出。

  除了足够散热面积的散热板或带有散热翼片,从LED管体到灯体外部整个导热通道也设计得十分科学,若将内部LED芯片的工作温度控制在100℃以内(LED的极限温度是150℃左右),LED的寿命就能达到几万小时。

  使用方便

  LED的工作电压为3V~5V的直流电,若想将LED舞台灯具自带220V交流电变为可调光的低压直流电源,只需要一台发出DMX信号的灯光控制台,不需要一般舞台灯具必须外加的调光器。通过控制台发出的DMX512信号分别控制红、绿、蓝三色LED管的亮度,可调出红橙黄绿青蓝紫各种色彩及亮度的光束。一个灯可代替多个不同颜色的常规舞台灯具,免除了换色器。而且,灯体没有一般白炽灯的玻璃灯泡和灯丝等易碎品,搬运、日常维护等都简单得多,特别适合经常拆装台的演出场合。

  LED舞台灯具虽然比较先进且具有很多优点,但还未能在舞台演出中普及,主要存在以下问题:

  价格比较高

  目前,LED舞台灯具的使用受到限制,与常规舞台灯具价格上的较大差距是推广的一个重要阻力。LED灯具成本较高主要有以下原因:高质量的发光二极管管芯主要来源于美、日等国外生产厂商,需要进口,价格较高;新灯具光路和灯具结构开发费用、高性能材料产生的成本也很高;将常用的220V交流市电在灯具内部高效地转换为LED所需要的低压直流电所用开关电源,为调节灯内各路LED的色彩亮度需要的调光控制电路,以及与控制台连接的DMX512信号接收与解码处理的电路等等,在增加了功能的同时,也增加了灯具的成本。LED灯具目前还属于一种高技术的产品,在尚未大批量得到应用的状况下,成本的大幅下降有待时日。

  品种比较单一

  目前LED灯具品种单一,主要是一种光学结构:多个LED加聚光杯在一个平面排列而成的方形或圆形的发光面,组成LED光束灯。大量的LED光源制作在一个平面上,形成一个平面的发光体,照在对象上,除了中心区域一个均匀的光斑外,外围是柔和渐变的光圈,形成由亮到暗的衰减区,难以形成边缘清晰的硬光斑,更难用成像片切割产生各种不同形状的光斑。这样的LED灯具作为泛光灯或要求不高的光束灯尚可,要适应舞台演出对光束的不同要求,例如要求边缘清晰的硬光斑场合,或在光区要求严格、光束要成像切割控制的场合难以适用。

 

  一般舞台聚光灯具(除了PAR灯)都有一个光束角大小或光斑柔硬可调节的范围,上述的LED光束灯就无法实现了。如果作为泛光灯具,舞台常用的天幕云灯中的碘钨灯管加非对称反光板可在舞台天幕上方或下方向天幕投射均匀的光线,而LED模组平面布置的灯具均为对称配光,所以,LED灯具作为天幕灯也有欠缺。



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