0769-83696969

LED舞台灯中国市场的新起点2020-05-26 14:54

LED舞台灯中国市场的新出发点

自20世纪90年月蓝光、白光及高亮度LED呈现以来,其发光效力不竭提高,几万小时的寿命及开关快速、调光便利、色鲜明艳、节能环保等长处,使很多个LED组合以提高总光通量的新型LED 舞台灯具最先呈现,一些表演中利用LED灯具也获得了较好的结果。


今朝,舞台照明多采取将别离发红、绿、蓝光的三个LED管组合利用,夹杂后构成白光的照明模式。LED灯具可以或许用于舞台照明,得益于其节能高效、色亮光艳、寿命超长、利用便利等优势。


节能高效


今朝常见的LED光束灯,利用专用的聚光杯,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面镜,将位于凸面镜核心的LED管向前发射的光束堆积成平行光束,而LED管侧面发射的光束进入聚光杯的内侧面落后过折射达到聚光杯外侧面,因为聚光杯外侧面与内侧面颠末设计有必然的夹角,光线达到外侧面时,该光线在外侧面的入射角将年夜于建造聚光杯材质的临界入射角,因此不成能再产生折射,只能发生全反射由前方射出,颠末公道的设计,出射光将成为平行于灯具光轴的平行光线。


年夜功率LED管内部有一个效力很高的反光镜,是一个单向发光的光源。


一个小小的聚光杯,可将LED管发出的光线几近全数操纵并构成平行光束,光源的操纵率很是高。因为LED管发出的光线不包括红外线,LED工作时温度也不太高,固然聚光杯紧贴LED,依然可以用高透光的聚酯塑料建造,也不会因高温变形。精心设计、模压成型的聚光杯,成批出产,一致性很好。


LED 管与聚光杯组合成一个模组,可是光通量还不敷,通常为将一个个不异的模组再一次组合,成为一个平面的LED阵列,如许一来,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,已能知足舞台利用的需要,合适节能的要求。


有人将LED内部led灯珠大功率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。因为在统一个平面上,每一个模组发出的平行光束是堆叠的,是以,全部灯具射出的是一束稍微发散的平行光,经由过程年夜量的LED发光,发生合适舞台需要的强光。


LED 灯具相较于白炽灯灯具,起首LED管的发光效力比白炽灯超出跨越两倍以上;其次,发光二极管操纵它体积小和温度低的特点,采取了更加高效的光路设计,对光源光通量的操纵率比白炽灯舞台灯具要高好几倍。两个身分相叠加,一样的光通量,白炽灯灯具要比LED灯具的功率年夜好几倍。所以,较小功率的LED灯具可以到达舞台所需要的光线强度的要求。


色亮光艳


在舞台表演中, 灯光要用于为舞台布景、道具、服装染色,或缔造特定的舞台氛围,舞台表演年夜量利用彩色光。与今朝舞台灯具经常使用的彩色光比力,LED灯具在色采方面的机能要优于传统光源。之前,舞台照明所用的色光,是采取在发白光的灯具前加上彩色的滤色纸或其他滤色片的方式,即盖住不需要的色光,只经由过程需要的色光光谱。因为年夜量不需要的色光被反对,射出的色光就相当弱了,特别是经常使用的蓝色光,它的光谱位于可见光谱的高端,因为人眼的特点,对可见光谱两头的红色和蓝紫色特殊不敏感,年夜量人眼敏感的光线被挡失落,灯具的发光效力就更低了。


同时,为了避免滤色片高温退色,滤色片要透过光谱中年夜量的红外成份,在蓝色滤色片透太短波长的蓝光的同时,也有些长波段的红光透过。是以,经由过程白炽灯前加蓝色滤色片的方式获得的蓝光不单亮度削弱,色彩也不纯,很难使灯光师满足。


LED灯具则相反,它的红、绿、蓝三色光由三个发光管发出,白光由三基色夹杂,需要某一色光时,只削减不需要的光谱发出,并发出所需光谱的色光便可,如许一来,灯具发光效力年夜年夜提高。特别是蓝光,LED灯的蓝亮光度相当于功率年夜于其十倍的白炽灯灯具加蓝色色纸的亮度。LED灯具的色光在现实利用中有时显得过分纯亮艳丽,为了下降色光的饱和度,有的LED灯具还加上发白光的LED灯珠,以发生淡雅的色光。


因为L E D 的发光效力比白炽灯高,灯具的光效比通俗白炽灯灯具高,色光的效力更是高很多,LED灯具用于舞台表演发生所需的彩色光,能充实阐扬出LED的优点。


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。固然散热问题使初期研发的LED的寿命年夜年夜缩短,但今朝一般的功率型LED管布局上已获得年夜年夜改良,不但自己有导热基板,还配有铝基金属芯印刷线路板(MCPCB)作为散热基板,便于将内部芯片发生的热量导出。


除足够散热面积的散热板或带有散热翼片,从LED管体到灯体外部全部导热通道也设计得十分科学,若将内部LED芯片的工作温度节制在100℃之内(LED的极限温度是150℃摆布),LED的寿命就可以到达几万小时。


利用便利


LED的工作电压为3 V~5 V的直流电,若想将LED舞台灯具自带220 V交换电变成可调光的低压直流电源,只需要一台发出DMX旌旗灯号的灯光节制台,不需要一般舞台灯具必需外加的调光器。经由过程节制台发出的DMX512旌旗灯号别离节制红、绿、蓝三色LED管的亮度,可调出红橙黄绿青蓝紫各类色采及亮度的光束。一个灯可取代多个分歧色彩的常规舞台灯具,免去了换色器。并且,灯体没有一般白炽灯的玻璃灯胆和灯丝等易碎品,搬运、平常保护等都简单很多,特殊合适常常拆装台的表演场所。


L E D 舞台灯具固然比力进步前辈且具有良多长处,但今朝还未能在舞台表演中普及,首要存在以下问题:


今朝价钱比力高


今朝,LED舞台灯具的利用遭到限制,与常规舞台灯具价钱上的较年夜差距是推行的一个主要阻力。LED灯具本钱较高首要有以下缘由:高质量的发光二极管管芯首要来历于美、日等国外出产厂商,需要进口,价钱较高;新灯具光路和灯具布局开辟费用、高机能材料发生的本钱也很高;将经常使用的220 V交换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,为调理灯内各路LED的色采亮度需要的调光节制电路,和与节制台毗连的DMX512旌旗灯号领受与解码处置的电路等等,在增添了功能的同时,也增添了灯具的本钱。LED灯具今朝还属于一种高手艺的产物,在还没有多量量获得利用的状态下,本钱的年夜幅降落有待光阴。


品种比力单一


今朝LED灯具品种单一,首要是一种光学布局:多个LED加聚光杯在一个平面摆列而成的方形或圆形的发光面,构成LED光束灯。年夜量的LED光源建造在一个平面上,构成一个平面的发光体,照在对象上,除中间区域一个平均的光斑外,外围是柔和渐变的光圈,构成由亮到暗的衰减区,难以构成边沿清楚的硬光斑,更难用成像片切割发生各类分歧外形的光斑。如许的LED灯具作为泛光灯或要求不高的光束灯尚可,要顺应舞台表演对光束的分歧要求,例如要求边沿清楚的硬光斑场所,或在光区要求严酷、光束要成像切割节制的场所难以合用。


一般舞台聚光灯具(除PAR灯)都有一个光束角巨细或光斑柔硬可调理的规模,上述的LED光束灯就没法实现了。假如作为泛光灯具,舞台经常使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标的目的天幕投射平均的光线,而LED模组平面安插的灯具均为对称配光,所以,LED灯具作为天幕灯也有欠缺。


质量良莠不齐


因为最近几年来关于“ 第四代电光源”、“节能高光效”的概念炒作不竭,国表里的LED灯具出产企业年夜幅增添,一时候LED灯具产物遮天蔽日,其产物质量、价钱不同很年夜。有很多厂商出产或仿造聚光杯,还有一些厂家不加设计,只是采购组件,组装成灯具。是以,一样的LED灯具,外形类似,因为采取分歧的出产工艺、元器件,发光效力不同很年夜。


事实上,LED的出产工艺要求很高,其实不是所有企业都具有响应的实力,因此造成市场上LED灯具的质量良莠不齐。LED灯具的光学系统设计要求十分周详,LED管和聚光杯的尺寸都很小,二者的相对位置共同要求较高,小小的误差,光线达到舞台的位置将会有很年夜的差距。为了到达设计要求,工艺要求严酷的厂家会对多量LED管的一致性进行挑选,斟酌到LED管在线路板上焊浆的厚薄发生的差距,厂家会采取主动化的激光焊接工艺。


别的,散热问题直接影响LED的发光效力。今朝优良的LED灯具从设计上和工艺上解决了散热问题,可以有三万小时以上的寿命,可是设计或工艺差的LED灯具则可能只有几千小时乃至更短的寿命。


专业的研制、设计,严酷的出产治理,企业从元器件、材料的选用,从进步前辈的主动化操作机械到出产进程的严酷质量节制(包罗中心部件的老化处置),每一个环节都影响着LED灯具的质量。


虽然存在一些问题,可是LED舞台灯具的前景仍是为人们一致看好。


LED光效不竭提高,价钱不竭下降。


单一管芯LED的功率和发光效力在不竭提高,尝试室中已可以或许到达跨越160 lm/W(也有称跨越190 lm/W),商品化的产物也有每瓦上百流明的效力,科学家的方针是200 lm/W.单个管芯产物的功率也会有成倍的提高。


固然LED舞台灯具价钱较高,但即便在今朝依然有利用的价值:一是电能的节俭合适节能的国策;二是光源几倍于白炽灯的长命命对价钱的分摊;三是削减了外围器件(调光器、换色器)的利用,节俭了本钱;四是保护工作量削减,下降了利用本钱。


综合阐发比力而言,LED灯具的高价钱首要表现在一次性的投资上,从持久利用和利用结果的角度看,价钱高仍是可以理解的。国度政策的搀扶和用户不雅念的更新,会扩年夜LED灯具的利用面。更主要的是,跟着利用的扩年夜和LED灯具财产的成长,年夜量的出产将进一步促使本钱和价钱的降落,本钱的降落和利用的扩年夜彼此增进构成一个良性轮回,将发生积极的感化。固然,这需要厂商和用户的配合合作和尽力。


新的组合式管芯的呈现,单个LED管(模块)的功率不竭提高。


“单个LED光源的功率”的提法今朝看来有些恍惚,本来的LED管是单个芯片制成,因为电流、发烧、出光效力等限制,单个LED管的功率不成能做得很年夜,影响到LED管的光通量。为此,已有厂商将多个LED管芯组合做在一个散热基片上,内部串连或并联成为一个更年夜功率的模块。今朝,已可以看到20W、60W乃至300W的组合管芯LED管,组合管芯的LED管的总光通量年夜年夜增添。


组合年夜功率LED管固然功率增年夜,总光通量变年夜,可是因为浩繁管芯高度集中,散热问题的解决加倍坚苦,发光效力也有所下降。别的,多个管芯摆列成一个平面,发光面积也增年夜,面发光的光源在灯具设计进程中,光线的会聚和节制将变得坚苦,光的操纵率也会下降。今朝人们对这类组合管芯进行研究和开辟,一是解决好年夜功率光源的散热问题和发光效力,二是开辟新的光学布局,提高灯具效力。


因为单一的光源和聚光镜布局,调理二者的相对位置,可以便利地改变光束角度的巨细和光斑边沿的虚实,知足舞台布光的要求,LED在舞台灯具方面的利用将有新的冲破。


新型光学设计的冲破,新灯种的开辟。


舞台表演多种多样,各类气概的舞台表演样式对光区的节制要求各不不异,舞台灯具从条灯、天幕泛光灯、柔光灯、光束灯、舞台聚光灯、成像灯、追光灯对灯具的聚光结果要求逐步严酷。今朝,LED舞台灯具的聚旋旋光机能可部门知足从条灯到光束灯的要求,尚不克不及知足舞台聚光灯到追光灯的要求。


发光二极管与聚光杯模组的组合体例,光效较高,可是光束情势单一,难以如常规舞台灯具般对光束进行节制和调理。科研人员还需进一步改良光学设计,即“三次设计”。有人提出纳入通俗舞台聚光灯的思绪增添聚光镜或反光镜的方案,这类方案可操纵聚光镜或反射镜的位置移动改变光束角巨细和光斑虚实,更合适今朝舞台灯具利用的习惯。可是,因为反射和折射的插手,灯具的光效会有所下降,这些都是研发人员需要解决的问题。我们也能够跳出这一思绪,直接用前文提到的LED模组非平面摆列发生可调理的光束。相信将来的LED新灯具将不竭立异,更合适舞台表演的需要。


节制软件的改良使得LED舞台灯具利用加倍便当。


LED亮度不竭提高、单个功率不竭提高,和灯具光路布局的改良,使得现有的灯具的亮度和光学机能将更好。在节制方面,调光和调色也会更便利。将来的L E D 灯具可发生加倍丰硕的色采,在红、绿、蓝的夹杂进程,国表里已有跨越三色的L E D 构成的灯具,多色夹杂后的色采加倍丰硕。调光模式也由一种色彩的LED一个调光通道,改成颠末灯具内部编码由色度(H)、饱和度(S)和亮度(B)三个通道调制的更便于利用的模式。中国也有厂商作了近似的测验考试,增添了配色的LED管种类,增添了多种调光模式。但若何使灯具设计更加科学公道、利用更便利,还有待进一步的改良。相信,跟着手艺的前进和利用的普及,LED灯具的节制手艺还可进一步改良。


总之,LED灯具已走上舞台,它的前景是光亮的。它已能替换一部门并将替换更多的舞台灯具。这一替换的进程范围多年夜,替换的速度多快,今朝还难以预感,可是,这一进程有益于人类节能减排、庇护情况的要求,也有益于舞台灯光艺术的成长,但愿出产厂商与舞台灯光工作者配合尽力,加速这一进程的成长。