LED影視舞臺攝影專業燈具設計要點

文章來源:恒光電器

發布時間:2014-07-24

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 隨著LED照明行業突飛猛進的發展，LED影視燈進入影視舞臺專業照明領域，正逐步取代高耗能的傳統囟鎢燈具，這已經成為不爭的事實。但是，業內LED支持者和反對者的辯論一直沒有停止過，正方的論據很充分，比如節能、壞保、無紅外輻射、安全和長壽命等等，直接預言了非LED光源的滅亡；反方也有充足的證據，比如LED光譜不連續、顯色性差、眩光強、藍光危害、一致性和穩定性差等，根本不能達到專業囟鎢燈具的水平。其實大可不必如此絕對地看問題，室外照明，簡單地把電光源分為LED和非LED來爭論孰是孰非。作為電光源家族的一個新成員，LED只不過是電光源發展史上的又一個重要的里程碑，就像氣體放電光源、熒光燈具的出現一樣。現在，業界同仁應當拋幵爭論，深入硏究LED的特性，發揮其特長，改善其不足，使LED更好地為影視舞臺專業照明服務。

本文根據LED的特點和影視舞臺照明對專業燈具的要求，從光學系統、散熱系統和驅動控制系統三個方面闡述LED影視舞臺專業燈具的設計要點。

一.光學系統

常用的影視專業照明燈具可分為以下幾類：

*柔光燈具

*聚光燈具

*成像燈具

*天幕燈具

1.1柔光燈具

柔光燈具主要用于演播室鋪光，在led燈具出現以前，主要用三基色熒光燈具實現。光斑角一般要求在60°左右，光質柔和、均勻，無明顯陰影，能有效控制照射區域。由于一般都是近距離使用，對眩光控制要求較高。三基色熒光燈具由于光源尺度大，眩光比較容易控制。而LED由于芯片面積小，功率密度高，很容易產生眩光。解決眩光問題最直接的方法就是分散光源，降低功率密度，主要通過采用大數量的小功率LED形成均勻的面光源，降低或消除眩光的影響。目前用于LED柔光燈具的光源，從20mA的直插式LED到0.2W1W的表面封裝（SMD)LED芯片都有。直插式LED由于熱量只能通過管腳導出，因此散熱性能不好，光衰相對較大。表面封裝LED具有散熱性能好、壽命長、一致性好、技術先進等適多優點，得到越采越廣泛的應用。但業內最早生產LED平板柔光燈具的國際知名品牌Litepanel，卻一直采用5mm直插式小功率LED，如圖1。為什么沒有采用散熱性能更好、壽命更長、技術更先逬的表面封裝LED芯片呢？主要因為表面封裝LED芯片都不帶聚光透鏡，出光角度很大，不加透鏡達不到需要的照度，雜散光也無法控制，加之芯片一般功率較大，容易產生眩光。而5mm直插式LED功率僅為0.06W,頭部自帶的透鏡能很好地控制出光角度，非常適合柔光燈具使用。

市場上有些產品采用1W甚至1W以上的LED,會產生刺眼的眩光。配置散射角很大的柔光板雖然能減少眩光，但會增大光斑角，降低照度，增加雜散光。有的燈具測試總光效不錯、但照度很低，就是這個原因。例如采用小功率LED多點發光，有效地控制了眩光，同時配置柔光板，使光質更加柔和、均勻，見圖2。在雜散光控制方面，可以選配多沖度數（30°、45°、60°、90°)的蜂窩狀隔柵控制光區。蜂窩狀隔棚通過選用不同的孔徑和厚度的比例，能將大于一定角度的光線完全遮擋住，有效控制雜散光，基本不會影響中心照度。對于采用多光源和面光源的燈具，只能使用格柵遮檔的方式控制照射區域，用遮扉是完全達不到效果的。如圖3所示，遮扉只能擋住靠近遮扉的光線，遠端的光線照樣可以射出，這樣不僅不能起到遮光作用，還會帶來難看的重影。有人說三基色燈具也配備了遮扉，但仔細觀察就會發現，三基色燈具用的是亮板，是作為反光板而不是遮扉使用，見圖4。

目前，LED的光效和顯色性都有很大的提高，能滿足影視舞臺色溫和顯色指數要求的LED光效已達到100lm/w左右，LED柔光燈具替代三基色柔光燈具已經沒有技術保障。以100W平板柔光燈具為例，4m遠照度為607lx,見圖5;而4x55W三基色柔光燈具4m遠照度僅為301lx，見圖6。雖然LED平板柔光燈具的光通量低于三基色柔光燈具，但60°-70°的光束角正好適合大多數專業應用，而三基色柔光燈具由于光源較大，很難做到良好的聚光，因而光束角偏大，實際應用中大角度的光-般被視為無效的雜散光而用格棚去除掉。由此可見，100W的LED平板柔光燈具完全可以替代4x55W三基色柔光燈具。通過組合的方式， led服裝照明，LED柔光燈具還可以替換大型的三基色柔光燈具，例如6x96W的大型燈具。

理想的平板柔光燈具發光的面光源應均勻，這樣眩光最小，也不會產生陰影，同時應該能把光斑角控制在6°左右.遠程熒光粉技術非常適合這種應用。這種技術是將LED和熒光粉分離，由寶石藍LED激發一定距離的黃色熒光粉混合產生白光。由于熒光粉遠離LED芯片，不會受高濕影響產生色坐標溧移、混光更均勻、光效更高、壽命更長。采用這項技術可以得到非常均勻的面光源，配合微透鏡陣列技術，達到理想的柔光燈具配光效果，這將是影視舞臺專業平板柔光燈具的發展方向。

圖7顯示的是不帶微透鏡陣列的遠程熒光板的光學模似。光型為典型的朗伯分布，出光角度120°。

圖8為帶微透鏡陣列的遠程熒光板的光學模似。由于微透鏡陣列的聚光作用，出光角度縮小為60°,得到了理想的柔光燈具配光曲線。

1.2聚光燈具

聚光燈具光質較硬、有力度，遮檔時有較清晰陰影，常見的有螺紋透鏡聚光燈具和平凸透鏡聚光燈具。由于螺紋透鏡聚光燈具的光斑邊沿較為柔和，舞臺應用中又將其稱為舞臺柔光燈具。聚光燈具要求雜散光少，光斑角可變、遮擋時有清晰或較清晰的陰影。為了達到構確布光的目的，商業照明，聚光燈具一般還要求能用遮靡控制照射區域。

聚光燈具的光學系統相對比較簡單。以螺紋聚光燈具為例，一般就是選用點性好的光源，82合一片螺紋透鏡即可。有的產品茌靠近光源的位置增加了一片焦距很短的凸透鏡，這樣可以有效地會聚光線，提高聚光時的光效，醫院led照明，但同時會影響燈具的變焦范圍，造成聚光角度偏大、散光魚度偏小的缺陷，需要憤重采用。用遮靡控制光區在影視舞臺照明中是非常重要的功能。有的led聚光燈具采用多鏡頭設計，同時還配備了遮扉，這完全是畫蛇添足，見圖9。

多鏡頭LED燈具配置遮扉不僅不能控制光區，還會帶來難看的陰影，其原理與前述柔光燈具加遮靡相同。圖10顯示了上述燈具加遮屝的實拍效果。