LED舞臺(tái)燈在中國(guó)市場(chǎng)的新起點(diǎn)

自20世紀(jì)90年代藍(lán)光、白光及高亮度LED出現(xiàn)以來(lái)，其發(fā)光效率不斷提高，幾萬(wàn)小時(shí)的壽命及開(kāi)關(guān)快速、調(diào)光方便、色光鮮艷、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，使得多個(gè)LED組合以提高總光通量的新型LED舞臺(tái)燈具開(kāi)始出現(xiàn)，一些演出中使用LED燈具也取得了較好的效果。

目前，舞臺(tái)照明多采用將分別發(fā)紅、綠、藍(lán)光的三個(gè)LED管組合使用，混合后形成白光的照明模式。LED燈具能夠用于舞臺(tái)照明，得益于其節(jié)能高效、色光亮艷、壽命超長(zhǎng)、使用方便等優(yōu)勢(shì)。

節(jié)能高效

目前常見(jiàn)的LED光束燈，使用專(zhuān)用的聚光杯，LED發(fā)光二極管安裝于全透明的聚光杯中。聚光杯中部為一個(gè)凸透鏡，將位于凸透鏡焦點(diǎn)的LED管向前發(fā)射的光束聚集成平行光束，而LED管側(cè)面發(fā)射的光束進(jìn)入聚光杯的內(nèi)側(cè)面后進(jìn)過(guò)折射到達(dá)聚光杯外側(cè)面，由于聚光杯外側(cè)面與內(nèi)側(cè)面經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)有一定的夾角，光線(xiàn)到達(dá)外側(cè)面時(shí)，該光線(xiàn)在外側(cè)面的入射角將大于制作聚光杯材質(zhì)的臨界入射角，因而不可能再發(fā)生折射，只能產(chǎn)生全反射由前方射出，經(jīng)過(guò)合理的設(shè)計(jì)，出射光將成為平行于燈具光軸的平行光線(xiàn)。

大功率LED管內(nèi)部有一個(gè)效率很高的反光鏡，是一個(gè)單向發(fā)光的光源。

一個(gè)小小的聚光杯，可將LED管發(fā)出的光線(xiàn)幾乎全部利用并形成平行光束，光源的利用率非常高。由于LED管發(fā)出的光線(xiàn)不包含紅外線(xiàn)，LED工作時(shí)溫度也不太高，雖然聚光杯緊貼LED，仍然可以用高透光的聚酯塑料制作，也不會(huì)因高溫變形。精心設(shè)計(jì)、模壓成型的聚光杯，成批生產(chǎn)，一致性很好。

LED管與聚光杯組合成一個(gè)模組，但是光通量還不夠，一般是將一個(gè)個(gè)相同的模組再一次組合，成為一個(gè)平面的LED陣列，這樣一來(lái)，一個(gè)一百多瓦的LED燈具發(fā)出的光，相當(dāng)于幾百瓦的鎢絲白熾燈燈具的亮度，已經(jīng)能滿(mǎn)足舞臺(tái)應(yīng)用的需要，符合節(jié)能的要求。

有人將LED內(nèi)部的光學(xué)設(shè)計(jì)稱(chēng)為一次設(shè)計(jì)，聚光杯設(shè)計(jì)為二次設(shè)計(jì)，聚光杯模組的組合為第三次設(shè)計(jì)。平面型的聚光杯模組組合工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。由于在同一個(gè)平面上，每個(gè)模組發(fā)出的平行光束是重疊的，因此，整個(gè)燈具射出的是一束略微發(fā)散的平行光，通過(guò)大量的LED發(fā)光，產(chǎn)生符合舞臺(tái)需要的強(qiáng)光。

LED燈具相較于白熾燈燈具，首先LED管的發(fā)光效率比白熾燈高出兩倍以上;其次，發(fā)光二極管利用它體積小和溫度低的特點(diǎn)，采用了更為高效的光路設(shè)計(jì)，對(duì)光源光通量的利用率比白熾燈舞臺(tái)燈具要高好幾倍。兩個(gè)因素相疊加，同樣的光通量，白熾燈燈具要比LED燈具的功率大好幾倍。所以，較小功率的LED燈具可以達(dá)到舞臺(tái)所需要的光線(xiàn)強(qiáng)度的要求。

色光亮艷

在舞臺(tái)演出中，燈光要用于為舞臺(tái)布景、道具、服裝染色，或創(chuàng)造特定的舞臺(tái)氣氛，舞臺(tái)演出大量使用彩色光。與目前舞臺(tái)燈具常用的彩色光比較，LED燈具在色彩方面的性能要優(yōu)于傳統(tǒng)光源。以前，舞臺(tái)照明所用的色光，是采用在發(fā)白光的燈具前加上彩色的濾色紙或其他濾色片的方法，即擋住不需要的色光，只通過(guò)需要的色光光譜。由于大量不需要的色光被阻擋，射出的色光就相當(dāng)弱了，尤其是常用的藍(lán)色光，它的光譜位于可見(jiàn)光譜的高端，由于人眼的特點(diǎn)，對(duì)可見(jiàn)光譜兩端的紅色和藍(lán)紫色特別不敏感，大量人眼敏感的光線(xiàn)被擋掉，燈具的發(fā)光效率就更低了。

同時(shí)，為了防止濾色片高溫褪色，濾色片要透過(guò)光譜中大量的紅外成分，在藍(lán)色濾色片透過(guò)短波長(zhǎng)的藍(lán)光的同時(shí)，也有些長(zhǎng)波段的紅光透過(guò)。因此，通過(guò)白熾燈前加藍(lán)色濾色片的方法得到的藍(lán)光不但亮度減弱，顏色也不純，很難使燈光師滿(mǎn)意。

LED燈具則相反，它的紅、綠、藍(lán)三色光由三個(gè)發(fā)光管發(fā)出，白光由三基色混合，需要某一色光時(shí)，只減少不需要的光譜發(fā)出，并發(fā)出所需光譜的色光即可，這樣一來(lái)，燈具發(fā)光效率大大提高。尤其是藍(lán)光，LED燈的藍(lán)光亮度相當(dāng)于功率大于其十倍的白熾燈燈具加藍(lán)色色紙的亮度。LED燈具的色光在實(shí)際使用中有時(shí)顯得太過(guò)純亮鮮艷，為了降低色光的飽和度，有的LED燈具還加上發(fā)白光的LED燈珠，以產(chǎn)生淡雅的色光。

由于LED的發(fā)光效率比白熾燈高，燈具的光效比普通白熾燈燈具高，色光的效率更是高得多，LED燈具用于舞臺(tái)演出產(chǎn)生所需的彩色光，能充分發(fā)揮出LED的長(zhǎng)處。

壽命超長(zhǎng)

LED的壽命長(zhǎng)達(dá)幾萬(wàn)小時(shí)，而白熾燈的壽命僅為幾百、上千小時(shí)。雖然散熱問(wèn)題使早期研發(fā)的LED的壽命大大縮短，但目前一般的功率型LED管結(jié)構(gòu)上已經(jīng)得到大大改進(jìn)，不僅本身有導(dǎo)熱基板，還配有鋁基金屬芯印刷線(xiàn)路板(MCPCB)作為散熱基板，便于將內(nèi)部芯片產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出。

除了足夠散熱面積的散熱板或帶有散熱翼片，從LED管體到燈體外部整個(gè)導(dǎo)熱通道也設(shè)計(jì)得十分科學(xué)，若將內(nèi)部LED芯片的工作溫度控制在100℃以?xún)?nèi)(LED的極限溫度是150℃左右)，LED的壽命就能達(dá)到幾萬(wàn)小時(shí)。

　　使用方便

LED的工作電壓為3V~5V的直流電，若想將LED舞臺(tái)燈具自帶220V交流電變?yōu)榭烧{(diào)光的低壓直流電源，只需要一臺(tái)發(fā)出DMX信號(hào)的燈光控制臺(tái)，不需要一般舞臺(tái)燈具必須外加的調(diào)光器。通過(guò)控制臺(tái)發(fā)出的DMX512信號(hào)分別控制紅、綠、藍(lán)三色LED管的亮度，可調(diào)出紅橙黃綠青藍(lán)紫各種色彩及亮度的光束。一個(gè)燈可代替多個(gè)不同顏色的常規(guī)舞臺(tái)燈具，免除了換色器。而且，燈體沒(méi)有一般白熾燈的玻璃燈泡和燈絲等易碎品，搬運(yùn)、日常維護(hù)等都簡(jiǎn)單得多，特別適合經(jīng)常拆裝臺(tái)的演出場(chǎng)合。

LED舞臺(tái)燈具雖然比較先進(jìn)且具有很多優(yōu)點(diǎn)，但還未能在舞臺(tái)演出中普及，主要存在以下問(wèn)題：

價(jià)格比較高

目前，LED舞臺(tái)燈具的使用受到限制，與常規(guī)舞臺(tái)燈具價(jià)格上的較大差距是推廣的一個(gè)重要阻力。LED燈具成本較高主要有以下原因：高質(zhì)量的發(fā)光二極管管芯主要來(lái)源于美、日等國(guó)外生產(chǎn)廠商，需要進(jìn)口，價(jià)格較高;新燈具光路和燈具結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)費(fèi)用、高性能材料產(chǎn)生的成本也很高;將常用的220V交流市電在燈具內(nèi)部高效地轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ED所需要的低壓直流電所用開(kāi)關(guān)電源，為調(diào)節(jié)燈內(nèi)各路LED的色彩亮度需要的調(diào)光控制電路，以及與控制臺(tái)連接的DMX512信號(hào)接收與解碼處理的電路等等，在增加了功能的同時(shí)，也增加了燈具的成本。LED燈具目前還屬于一種高技術(shù)的產(chǎn)品，在尚未大批量得到應(yīng)用的狀況下，成本的大幅下降有待時(shí)日。

　　品種比較單一

目前LED燈具品種單一，主要是一種光學(xué)結(jié)構(gòu)：多個(gè)LED加聚光杯在一個(gè)平面排列而成的方形或圓形的發(fā)光面，組成LED光束燈。大量的LED光源制作在一個(gè)平面上，形成一個(gè)平面的發(fā)光體，照在對(duì)象上，除了中心區(qū)域一個(gè)均勻的光斑外，外圍是柔和漸變的光圈，形成由亮到暗的衰減區(qū)，難以形成邊緣清晰的硬光斑，更難用成像片切割產(chǎn)生各種不同形狀的光斑。這樣的LED燈具作為泛光燈或要求不高的光束燈尚可，要適應(yīng)舞臺(tái)演出對(duì)光束的不同要求，例如要求邊緣清晰的硬光斑場(chǎng)合，或在光區(qū)要求嚴(yán)格、光束要成像切割控制的場(chǎng)合難以適用。

一般舞臺(tái)聚光燈具(除了PAR燈)都有一個(gè)光束角大小或光斑柔硬可調(diào)節(jié)的范圍，上述的LED光束燈就無(wú)法實(shí)現(xiàn)了。如果作為泛光燈具，舞臺(tái)常用的天幕云燈中的碘鎢燈管加非對(duì)稱(chēng)反光板可在舞臺(tái)天幕上方或下方向天幕投射均勻的光線(xiàn)，而LED模組平面布置的燈具均為對(duì)稱(chēng)配光，所以，LED燈具作為天幕燈也有欠缺。

李杰