LED影視舞臺攝影專業(yè)燈具設計要點

文章來源:恒光電器

發(fā)布時間:2014-07-24

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 隨著LED照明行業(yè)突飛猛進的發(fā)展，LED影視燈進入影視舞臺專業(yè)照明領域,，正逐步取代高耗能的傳統(tǒng)囟鎢燈具,，這已經(jīng)成為不爭的事實。但是,，業(yè)內(nèi)LED支持者和反對者的辯論一直沒有停止過,，正方的論據(jù)很充分，比如節(jié)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(jù),，比如LED光譜不連續(xù)、顯色性差,、眩光強,、藍光危害、一致性和穩(wěn)定性差等,，根本不能達到專業(yè)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(fā)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(xiàn)一樣。現(xiàn)在,，業(yè)界同仁應當拋幵爭論,，深入硏究LED的特性，發(fā)揮其特長,，改善其不足,，使LED更好地為影視舞臺專業(yè)照明服務。

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

一.光學系統(tǒng)

常用的影視專業(yè)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(xiàn)以前,，主要用三基色熒光燈具實現(xiàn)。光斑角一般要求在60°左右,，光質(zhì)柔和,、均勻，無明顯陰影,，能有效控制照射區(qū)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(chǎn)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(shù)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(yōu)點,，得到越采越廣泛的應用,。但業(yè)內(nèi)最早生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品采用1W甚至1W以上的LED,會產(chǎn)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(fā)光,，有效地控制了眩光,，同時配置柔光板，使光質(zhì)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(shù)（30°,、45°,、60°、90°)的蜂窩狀隔柵控制光區(qū),。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(qū)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(fā)現(xiàn)，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(shù)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(jīng)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(shù)專業(yè)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(fā)光的面光源應均勻,，這樣眩光最小，也不會產(chǎn)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(fā)一定距離的黃色熒光粉混合產(chǎn)生白光,。由于熒光粉遠離LED芯片,，不會受高濕影響產(chǎn)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(yè)平板柔光燈具的發(fā)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(zhì)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(gòu)確布光的目的,，商業(yè)照明，聚光燈具一般還要求能用遮靡控制照射區(qū)域,。

聚光燈具的光學系統(tǒng)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(chǎn)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(yī)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(qū)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(qū)，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。