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LED舞台灯具的现状及应用分析[4]

2012-4-13  来源:21IC  有7815人阅读

  自20世纪90年代蓝光、白光及高亮度LED出现以来,LED的发光效率不断提高,商品化的LED管目前已经达到50 lm/W~100 lm/W的发光效率,并且它的光效仍在不断提高,估计最终能够达到200 lm/W左右,不仅大大高于10 lm/W~30 lm/W的白炽灯(包括卤钨灯)

  发光效率和单管功率的提高有助于灯具中LED管数量的减少,进一步提高灯具的光效。随着科研的进展和应用的不断扩展,LED的成本和价格也在不断下降。比较电脑等微电子技术产品发展的过程,LED技术的发展速度以及它应用推广速度之快,超出很多人的想象。

  虽然LED舞台灯具价格较高,但即使在目前仍然有使用的价值:一是电能的节约符合节能的国策;二是光源几倍于白炽灯的长寿命对价格的分摊;三是减少了外围器件(调光器、换色器)的使用,节约了成本;四是维护工作量减少,降低了使用成本。

  综合分析比较而言,LED灯具的高价格主要体现在一次性的投资上,从长期使用和使用效果的角度看,价格高还是可以理解的。国家政策的扶持和用户观念的更新,会扩大LED灯具的应用面。更重要的是,随着应用的扩大和LED灯具产业的发展,大量的生产将进一步促使成本和价格的下降,成本的下降和应用的扩大相互促进形成一个良性循环,将产生积极的作用。当然,这需要厂商和用户的共同合作和努力。

  (2)新的组合式管芯的出现,单个LED管(模块)的功率不断提高。

  “单个LED光源的功率”的提法目前看来有些模糊,原来的LED管是单个芯片制成,由于电流、发热、出光效率等限制,单个LED管的功率不可能做得很大,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,内部串联或并联成为一个更大功率的模块。目前,已经可以看到20W、60W甚至300W的组合管芯LED管,组合管芯的LED管的总光通量大大增加。

  组合大功率LED管虽然功率增大,总光通量变大,但是由于众多管芯高度集中,散热问题的解决更加困难,发光效率也有所降低。另外,多个管芯排列成一个平面,发光面积也增大,面发光的光源在灯具设计过程中,光线的汇聚和控制将变得困难,光的利用率也会降低。目前人们对这类组合管芯进行研究和开发,一是解决好大功率光源的散热问题和发光效率,二是开发新的光学结构,提高灯具效率。

  由于单一的光源和聚光镜结构,调节两者的相对位置,可以方便地改变光束角度的大小和光斑边缘的虚实,满足舞台布光的要求,LED在舞台灯具方面的应用将有新的突破。

  (3)新型光学设计的突破,新灯种的开发。

  舞台演出多种多样, 各种风格的舞台演出样式对光区的控制要求各不相同,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效果要求逐渐严格。目前,LED舞台灯具的聚光性能可部分满足从条灯到光束灯的要求,尚不能满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方式,光效较高,但是光束形式单一,难以如常规舞台灯具般对光束进行控制和调节。科研人员还需进一步改进光学设计,即“三次设计”.有人提出过两种方案,图6、图7分别为纳入普通舞台聚光灯的思路增加聚光镜或反光镜的方案,这种方案可利用聚光镜或反射镜的位置移动改变光束角大小和光斑虚实,更适合目前舞台灯具应用的习惯。但是,由于反射和折射的加入,灯具的光效会有所降低,这些都是研发人员需要解决的问题。我们也可以跳出这一思路,直接用前文提到的LED模组非平面排列产生可调节的光束。相信未来的LED新灯具将不断创新,更适合舞台演出的需要。

  (4)控制软件的改进使得LED舞台灯具使用更加便利。

  L E D 亮度不断提高、单个功率不断提高,以及灯具光路结构的改进,使得现有的灯具的亮度和光学性能将更好。在控制方面,调光和调色也会更方便。未来的L E D 灯具可产生更加丰富的色彩, 在红、绿、蓝的混合过程,国内外已经有超过三色的L E D 组成的灯具, 多色混合后的色彩更加丰富。调光模式也由一种颜色的LED一个调光通道,改为经过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使用的模式。国内也有厂商作了类似的尝试,增加了配色的LED管种类,增加了多种调光模式。但如何使灯具设计更为科学合理、使用更方便,还有待进一步的改进。相信,随着技术的进步和应用的普及,LED灯具的控制技术还可进一步改进。

  总之,LED灯具已经走上舞台,它的前景是光明的。它已经能替代一部分的白炽灯舞台灯具,它还将替代更多的舞台灯具。这一替代的过程规模多大,替代的速度多快,目前还难以预料,但是,这一过程有利于人类节能减排、保护环境的要求,也有利于舞台灯光艺术的发展,希望生产厂商与舞台灯光工作者共同努力,加快这一过程的发展。

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