LED舞臺(tái)燈具的現(xiàn)狀和應(yīng)用前景

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L E D 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。

(3)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)。但是早期研發(fā)LED燈具時(shí)，LED 裝入燈具后出現(xiàn)了難以解決的散熱問(wèn)題，使LED的壽命大大縮短，影響了LED燈具的推廣。LED管為半導(dǎo)體發(fā)光，以目前的工藝水平，LED工作時(shí)輸入的電能10%~20%轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光發(fā)出，剩余的80%~90%的電能將轉(zhuǎn)化為熱能，這些熱能必須及時(shí)散發(fā)，否則，將導(dǎo)致管芯溫度升高。如在常溫下工作，LED 的壽命可達(dá)五到十萬(wàn)小時(shí)。

做成舞臺(tái)燈具，許多LED管集中在一起，LED管的溫度就會(huì)升高，由此將導(dǎo)致 LED管發(fā)光效率降低，壽命縮短。

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℃以內(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)。

(4)使用方便。

LED舞臺(tái)燈具的使用十分方便。

LED的工作電壓為3 V~5 V的直流電，若想將LED舞臺(tái)燈具自帶220 V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。

2 LED舞臺(tái)燈具目前存在的問(wèn)題

L E D 舞臺(tái)燈具優(yōu)點(diǎn)很多， 很先進(jìn)，但是目前還未能在舞臺(tái)演出中普及，主要存在以下問(wèn)題：

(1)目前價(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220 V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。

(2)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，而LED模組平面布置的燈具均為對(duì)稱配光，所以，LED燈具作為天幕燈也有欠缺。

(3)質(zhì)量參差不齊。

由于近年來(lái)關(guān)于 第四代電光源、節(jié)能高光效的概念炒作不斷，國(guó)內(nèi)外的LED燈具生產(chǎn)企業(yè)大幅增加，一時(shí)間LED燈具產(chǎn)品鋪天蓋地。

目前，生產(chǎn)LED管成品的國(guó)內(nèi)外企業(yè)很多，產(chǎn)品質(zhì)量、價(jià)格差別很大。有許多廠商生產(chǎn)或仿制聚光杯，還有一些廠家不加設(shè)計(jì)，只是采購(gòu)元件，組裝成燈具。因此，同樣的LED燈具，外形相似，由于采用不同的生產(chǎn)工藝、元器件，發(fā)光效率差別很大。

事實(shí)上，LED的生產(chǎn)工藝要求很高，并不是所有企業(yè)都具備相應(yīng)的實(shí)力，因而造成市場(chǎng)上LED燈具的質(zhì)量良莠不齊。LED燈具的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求十分精密，LED管和聚光杯的尺寸都很小，兩者的相對(duì)位置配合要求較高，小小的偏差，光線到達(dá)舞臺(tái)的位置將會(huì)有很大的差距。為了達(dá)到設(shè)計(jì)要求，工藝要求嚴(yán)格的廠家會(huì)對(duì)大批LED管的一致性進(jìn)行篩選，考慮到LED管在線路板上焊漿的厚薄產(chǎn)生的差距，廠家會(huì)采用自動(dòng)化的激光焊接工藝。

另外， 如前所述， 散熱問(wèn)題直接影響LED的發(fā)光效率。目前優(yōu)質(zhì)的LED燈具從設(shè)計(jì)上和工藝上解決了散熱問(wèn)題，可以有三萬(wàn)小時(shí)以上的壽命，但是設(shè)計(jì)或工藝差的LED燈具則可能只有幾千小時(shí)甚至更短的壽命。

專業(yè)的研制、設(shè)計(jì)，嚴(yán)格的生產(chǎn)管理，企業(yè)從元器件、材料的選用，從先進(jìn)的自動(dòng)化操作機(jī)械到生產(chǎn)過(guò)程的嚴(yán)格質(zhì)量控制(包括中間部件的老化處理)，每個(gè)環(huán)節(jié)都影響著LED燈具的質(zhì)量。

3 LED舞臺(tái)燈具的應(yīng)用前景

盡管存在一些問(wèn)題，但是LED舞臺(tái)燈具的前景還是為人們一致看好。

(1)LED的光效不斷提高，價(jià)格不斷降低。

單一管芯LED的功率和發(fā)光效率在不斷提高，實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)能夠達(dá)到超過(guò)160 lm/W(也有稱超過(guò)190 lm/W)，商品化的產(chǎn)品也有每瓦上百流明的效率，科學(xué)家的目標(biāo)是200 lm/W.單個(gè)管芯產(chǎn)品的功率也會(huì)有成倍的提高。