測評一款LED燈具

[美]邁克·伍德著 姚涵春譯

【摘要】 通過對Imprcssion X4 Bar 20的測試，解析該LED燈具的構成、功能及其性能和特點。

【關鍵詞】Imprcssion X4 Bar 20；LED條燈；測評；天幕燈

偶爾，筆者喜歡思考不同于標準的圖案電腦燈或染色電腦燈的燈具類型。最近五年左右里，年復一年，筆者偶爾涉及的一個種類似乎備受青睞，這就是條燈。條燈是最占老的劇院燈具類型之一，它的起源可追溯到最早的蠟燭腳光燈和泛光照明燈。從20世紀30年代以后，條燈是照明的主力燈具。在20世紀70年代和80年代，它們被更多的可控燈具所趕超和擠壓，漸漸不那么流行了，但是燈光設計師David Hersev（赫瑟）給這種款式注入活力，他十分喜歡復占產品，他在劇目《光幕》（Light Curtains）中增加了自動化技術，而在劇目《西貢小姐> （Miss Saigon）演出中，他的原創燈光最令人難忘。正是LED作為新光源的引入，實實在在給予這種燈具類型極大的突破，其結果創生出小巧型燈具，它并沒有使燈光裝備凌亂，而能整合顏色變化，具有分別控制每一個燈珠的能力。由于燈具更輕、更小，所以增加垂直旋轉變得更簡單了。最妙的結果是可以使用更小型化的光學系統構建成的變焦系統，因此，才有了現代的自動化條燈。

這一次測評，筆者詳細考察了GLP Impression X4Bar 20（以下簡稱“該燈具”）。這款產品在2016年早已凝聚了眾人的關注，據筆者所知，它至少曾獲得過兩個獎項。盡管它投入市場才一年左右，但是在2016年似乎已贏得市場認可。該燈具是一款配置有20個燈珠的RGBW LED條燈，具有自動垂直轉動和變焦的功能。與往常一樣，筆者檢測了GLP提供的唯一樣燈，測量筆者想到的每一個需測試的項目，從功率輸入直至光輸出。這次考察以盡可能客觀的方式表述這些測量結果。在這次檢測中，該燈具在標稱的115 V 60 Hz電源卜-運行；不過，該燈具安裝有自適應通用輸入電源，其標稱電壓范圍是100 V - 240 VAC。

1 光源與光學系統

從圖1中被檢測燈具的主體照片可以看出，它配置有20個LED模塊，它們被嚴嚴實實又相互間隔地布排成條狀。每一個模塊都包含Osram Ostar RGBW 15 W LED芯片。直接安裝在LED上面的器件是光學鏡片，它被用來均勻4色混合光和準直光線。圖2展示安裝在電路板上的兩個光學組件，其中一個帶有鏡片還配置有可產生變焦效果的第二光學鏡片，而圖中另一個則沒有變焦配置。這種鏡片是一種固體光學器件，它利用全內反射（TIR：total internal reflection）原理以使光線沿著其內側面反射回去。這與在光導纖維中被用來導光的機制完全一樣。GLP所應用的光學鏡片是八角形的（至少在其末端所看到的那樣）。在這種系統中采用非圓截面是通常的做法；其平坦的側棱而提供更好的光束反射的隨機選擇，因而改善了混合顏色的均勻特性。按下來的器件是一個大的模壓塑料物鏡。所有20個這種透鏡被并排安裝在一個長的金屬板上，它們向后和向前移動可提供變焦功能。借助于透鏡移動至緊挨光學棱狀鏡的最頂端，如圖3所示，可以獲得大角度；而將它拉離棱狀鏡則會使角度減小。這種光學配置能使4色混合勻質化，產生可按受的良好混色效果。在最小變焦時，呈現一些非常輕微的可察覺的色帶，此時，能夠看見光學棱狀鏡頂端的八角形影像，但是，在較大角度時，這種現象幾乎消失了。注意這些透鏡及其光輸出是對稱的；這是一款條燈，而不是一種天幕燈。

2 變焦調控與冷卻

圖4展示該燈具的一段。這款燈具包含4個電路板，每一個都配置有驅動電子器件并可調控5個LED模塊。在電路板上有兩項須關注的。首先，在電路板的一端被切割而縮短，以使最后一個LED燈珠盡可能地靠近燈具的末端。這有助于該燈具之間相互頭尾銜接，總體上以維持相同的像素與像素的間隔距離。第二，每一個電路板都配置有與變焦步進電機配套的切口。在20個燈珠的情況下，兩端的電路板配置有變焦電機。筆者想像10個燈珠的型號正好配置于2個電路板，而每個電路板都配置有變焦電機。

圖5展示其中一個變焦電機的更多細節。很多制造商竭力主張采用絲杠以提供這類移動方式；然而，GLP卻采用與眾不同的方法。步進電機直接驅動滑輪，在滑輪周邊有薄金屬帶。當滑輪旋轉時，這個金屬帶就拉動其附著的變焦板上下移動。整個變焦板依附于兩個線性軸承上，在圖5的右側頂部可看見其中一個軸承。這種直接驅動的機械結構能提供比絲杠更快捷的運作，即使在降低功率時。在該燈具的情況下，筆者測得從一端移動到另一端的變焦需時0.5s，這的確是非常快捷的。

4個電路板被安裝在擠壓成型的鋁制散熱器上，這構成燈具的后部。燈具也配置風扇，但是，筆者在對燈具測試時風扇從未啟用。筆者想象這些風扇只是在環境溫度高時才會被啟用。

3 光輸出與顏色控制

為了使測量簡便/可能，筆者以單個像素模式運行燈具，并測量燈具中心的單個LED模塊的光輸出。圖6和圖7展示燈具在窄角度和寬角度變焦時這個單一模塊的光輸出。需要將光輸出乘以20便可得到燈具的總光輸出。在變焦的窄角端、光斑角為7.5°時，總光輸出為3 075 lm：而在變焦的寬角端、光斑角為45.4°時，其總光輸出為4 036 lm。圖8展示燈具所有模塊都運行時投射在墻而上的效果；其左邊是窄角時的效果，而右邊則是寬角時的效果。在任意射距上的整個燈具的垂直光分布，能以通常的方法由單個LED模塊的被測量的光斑角被計算。然而，為了獲得其在任意距離上的水平光分布，首先

燈具的混色范圍是用戶從RGBW單元得到所期望的顏色：優良的飽和彩色，而一些微妙的淡色則受到一點限制。白光（W）對提升燈具光輸出和獲得這些淡色有巨大的作用。表1展示該系統主要彩色光輸出的份額。幾項份額相加并不等于100%，所以，存在燈具運行時負載分配的問題。

該燈具提供一些可控選的控制模式，從將所有20個LED模塊控制為一個組合單元到分配每一個模塊一組DMX地址碼用作單個像素的控制。在這個模式中，燈具具有88個通道的DMX設置。20個像素中每一個像素的RGBW四色的通道，加上8個通道以用作變焦、垂直轉動、控制以及對所有像素的亮度控制。圖10展示應用于單個像素控制的案例。

該燈具也擁有設置在透鏡前的色片插槽。提供給筆者是不對稱的擴散濾片插板，其影響垂直分布微乎其微，僅3°，而水平分布則是30°。這使得水平問隔安裝的燈具之問實現無縫銜接，即使它們不是被安裝成相互對接的方式。

4 調光與頻閃

該燈具的調光性能有兩個怪異模式。其調光非常平滑，但是可利用的調光曲線是相當陡峭的，而在底端則表現得稍稍有點占怪。圖11展示應用ESOFT調光曲線和LIN調光曲線以及用以比較的標準平方定律和線性。按這兩個模式的調光是平滑的，與標準線性和平方定律調光曲線非常匹配。

筆者測得其PWM頻率為1.2 kHz；一旦需要，也可利用菜單項以減小頻率至60 Hz。通過專用的頻閃通道可實現頻閃，其頻閃范圍是0.1 Hz - 10 Hz。

5 垂直轉動

該燈具的垂直轉動功能使它從簡單的條燈轉換成光幕燈。筆者測得其傾斜角度范圍為204。，從范圍的一端移動到另一端最少需時1.2 s。其移動是非常步進式的，即使使用16 bit控制。看起來它不像有內部移動平滑化裝置。

6 噪聲

雖然該燈具配置有兩個風扇，在筆者所有的測試中風扇從沒啟用過，即使在所有發射器全功率工作并運行燈具時。這就意味著唯一噪聲來自于燈具靜態時安裝于底座的電源冷卻系統。這個噪聲非常低，低于35dBA本底噪聲，所以，筆者不能測量它。筆者只能報告它僅僅聽得見，但是非常安靜！當然，在燈具轉動時存在更大的噪聲：燈具全速垂直轉動時其噪聲達到峰值，即離燈1m其噪聲為52.5 dBA。

7電氣參數

筆者測得該燈具的功耗如表2所示。

從接通電源到光輸出的初始化時間為16 s：使用DMX重置，則稍稍快些，為14 s。其復位表現得很糟糕，在燈具抵達其最終定位之前，它就漸亮起LED光源。

8 電子設備與控制

輸入和輸出是通過菊花鏈Neutric powerCON連接器，借助于標準5針XLRs連接器使用DMX512控制。圖12展示位于燈具輸入端的兩個移動式安全電纜連接器之一。而輸出連接器則在燈具另一端。

該燈具通過單色LCD顯示屏提供綜合控制菜單以及常規的選擇按鈕，如圖13所示。這提供診斷以及地址和模式的設置功能。如果燈具搖頭朝向用戶傾斜，那么就能觸摸到而板上的任意按鈕，搖頭傾斜至垂直向上的定位，沒有按鈕被按動時搖頭停留不動，停留時間約為10 s。筆者理解，這使得它并不礙事；但是筆者發現它也有一點點麻煩事，即總是必須等待10 s才可以看見所改變的任意效果。或許一種方法：在設置上禁用這個性能，但是筆者沒能找到它。這是較小的批評，岡為燈具一旦運行起來，它并沒有影響任意操作。

9 結構

該燈具由鋁壓鑄成型，它提供熱管理以及結構。搖頭本身就是一個大散熱器，其前部安裝著LED燈珠和電子器件。燈具的置頂盒包含有電源和傾斜機械。GLP將燈具設計成堆疊式。如果多個燈具被首尾相接安裝，LED燈珠的間隔仍保持不變，這樣就可以在整個舞臺上創建一條不問斷的有規律間隔像素的光帶。在置頂盒的末端設置有可伸縮的定位銷，它能緊密配合相鄰的燈具以便利相互銜接。圖14展示已設置的這些插腳。總的說來，該燈具非常緊湊，結構優美。

10結論

筆者一直喜歡光幕燈，喜歡David Hersey當時使用它們的方法，因而喜歡利用光條創造出令人矚目的效果。LED燈具的單個像素的顏色控制使這些燈具進展到下一個臺階。該燈具是一個以其被設計成擁有兩個奇特模式而引人矚目的燈具典型案例。對于用戶和他們的演出來說，它適合嗎？筆者希望本人提供鐵般的事實能幫助他們作出自己的結論，但是一如既往，它應由用戶作出最終的判斷。