測評一款LED染色電腦燈——JB-Lighting A12

文/[美]邁克·伍德 編譯/姚涵春

（1.上海戲劇學院，上海 200040）

2009年，筆者首次測評德國制造商JB-Lighting公司（以下簡稱“JB公司”）的產(chǎn)品，并曾發(fā)表測評JBLED A7燈具的文章，該燈具是能夠提供切實可行和有效的自動變焦功能的第一批產(chǎn)品。在那篇測評文章發(fā)表之后不久，如同Martin Professional MAC 301（丹麥公司注冊的新商標）的一些同類產(chǎn)品相繼問世。

3年來，JB公司仍在繼續(xù)開發(fā)LED染色電腦燈。本文將考察該公司上市的最新型號產(chǎn)品——JB-Lighting A12（以下簡稱“A12”），見圖1。A12進入了LED染色電腦燈大行其道的市場，這里的所有產(chǎn)品幾乎都具有光束角控制，所以，A12并不具有A7當初所擁有的優(yōu)勢。A12能勝過它的競爭者嗎？額外的能力表現(xiàn)出來了嗎？顏色混合表現(xiàn)得有多好呢？本文用數(shù)據(jù)來說話。

同以往一樣，筆者測量制造商提供燈具的相關參數(shù)，試圖測量所有可以測量的參數(shù)，從光源直至燈具的光輸出，將這些測量結(jié)果提供給讀者。A12配置有通用的電源，其額定電壓范圍為100 V ～ 250 V 47/63 Hz，在這次測試工作中，燈具均在115 V 60 Hz常規(guī)電壓下運行。

圖1 受測燈具

1 光源

本次測試從光源開始。JB公司在JBLED A7運用的混光中增加了白光LED管芯，A12采用61顆LED光源，每一顆光源都包含有紅、綠、藍和白光芯片。JB公司將這些LED光源歸類于15 W一檔的光源，光源陣列總功率最大為830 W。每一個LED光源配備有各自的初級光學組件，它由小型TIR透鏡和正方形反光器組件所構(gòu)成。圖2顯示主電路板和附有初級光學組件的LED光源。

這些LED管芯的冷卻系統(tǒng)稍稍有點與眾不同。在電路板的背面，每個LED后面的右邊，每個光源都配備有各自的長圓柱形帶翅片的鋁質(zhì)散熱器。每個散熱器都被裝入各自的管子中，管子形成強迫風冷的導向管。圖3顯示每個LED后面的黑色冷卻管；圖4顯示這些冷卻管的另一個端口，風流從這里排出，能夠看見每個管子內(nèi)的多重鋁質(zhì)翅片。在鄰近管子排風口安裝了兩只溫控風扇，它們通過搖頭后部的空氣過濾器抽進冷風，而后強迫冷風流過所有這些管子，見圖5。JB公司告訴筆者，這種系統(tǒng)的每個LED配備有各自散熱器，其優(yōu)點是能使每一個LED都保持獨立和相同的冷卻；而原來采用一只大型散熱器時，往往對靠近冷卻風扇的那些LED管芯最有利。這種設計使LED重量減輕，并能使每個LED與各自的散熱器緊緊關聯(lián)，以構(gòu)成能夠被退出運行的單獨部件。為實現(xiàn)效果，A12的管芯被安裝于能快速嚙合在主板上的小的子板上。

兩只風扇也冷卻LED驅(qū)動器，這些驅(qū)動器被安裝在主電路板的外圍。對于要冷卻的LED管芯的800 W能量，這些風扇有許多事情要做。筆者測試發(fā)現(xiàn)，當滿功率運行所有4種顏色LED時，運行30 min后所有器件都升溫時，光輸出下降了20 %。

2 光學

緊挨著每個LED模塊及其初級光學組件的器件是六邊形的二次透鏡，它提供色彩勻化作用和光束角控制。六邊形透鏡的整個陣列被膠黏合成一個蜂窩狀透鏡，并被安裝在一個圓形支撐板上。這塊支撐板又被依托在滑動軸承上，并能夠被3個小型線性執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)使做往返運動，以提供光束角控制。圖6顯示變焦透鏡陣列；圖7顯示3個小型線性執(zhí)行機構(gòu)之一。請注意，線性執(zhí)行機構(gòu)是步進馬達的另一種形式。大圓柱體本質(zhì)上是一只常規(guī)的旋轉(zhuǎn)式步進馬達，它驅(qū)動一只內(nèi)螺紋螺母，而螺母環(huán)繞著連接輸出軸的絲杠。馬達旋轉(zhuǎn)時，螺母也一起旋轉(zhuǎn)，由于螺母受制于軸向移動，所以它引發(fā)絲杠直線方式運動。

光學系統(tǒng)中最后一個器件是一塊大的漫射鏡片，被安裝在整個透鏡陣列的前面。推測起來，這塊漫射鏡片能改善燈具的顏色均勻性。圖8顯示漫射鏡片部分移開的情形。

在運行中，變焦透鏡產(chǎn)生一系列光斑角，窄角度可達12.4°，寬角度可達62 °。變焦范圍為5:1，非常大。

圖2 LED光源及組件（管芯和透鏡）

圖3 冷卻管

圖4 冷卻管出口

圖5 風扇

圖6 變焦透鏡

圖7 線性執(zhí)行機構(gòu)

圖8 漫射鏡片

3 光輸出

在所有4色LED都滿功率運行時，筆者測量燈具的光輸出，測得寬角度（62°）時的光輸出是16 450 lm，而在窄角度（12.4°）時的光輸出則下降為5 650 lm。通常，光學系統(tǒng)在寬角度時比窄角度時有更高的效率，光輸出平滑，光混合良好，為舞臺提供上佳的布光、染色效果。圖9和10分別顯示最大和最小變焦時的光輸出及其光強分布。寬角度時光束呈現(xiàn)出良好的平坦型光分布。

在寬角度時，光束均勻性非常好，僅帶有最小限度的有色陰影；在非常窄小的角度時，表現(xiàn)就并非如此良好，光束表現(xiàn)出有色邊緣。當混合紅色和藍色時，這種現(xiàn)象就特別明顯；最窄角度的光束顯現(xiàn)出藍邊紅心的情形。注意：在光學系統(tǒng)中保持紅藍光彼此緊挨著是非常困難的，這是因為不同波長的光受透鏡偏折的作用不同。通常，藍光被單透鏡偏折的作用要比紅光大些；這就是透鏡的色像差效應，就如同用戶看到的來自橢球成像燈的圖案片投影效果一樣，圖案投影帶有紅色或藍色邊緣。

4 調(diào)光

圖11顯示A12的調(diào)光曲線。圖形中的這條曲線可能不易看清，因為它恰好重疊在理論上的平方定律曲線上。這非常完美。

其調(diào)光性能同樣是優(yōu)異的，所有漸變都非常平滑、無跳變現(xiàn)象。雖然JB公司只提供8 bit的調(diào)光模式，但是它已做了極好的工作，通過插值和平滑DMX512信號以獲得良好的調(diào)光性能。尤其是，趨向全暗的最后變光階段極為平滑。通常，在調(diào)光低端很難得到這種平滑度；JB公司在其LED控制方面所做的工作令人印象深刻。調(diào)光時，色彩控制達到相同的情況，當A12亮度改變時呈現(xiàn)出微乎其微的色調(diào)改變，因而混合色自始至終保持恒定如一。A12配備有單獨的頻閃通道，它提供各種不同類型的頻閃方式，其中包括漸變和跳變方式。筆者測得常規(guī)的頻閃速率范圍為6 Hz!20 Hz。

圖9 最大變焦時光強分布

圖10 最小變焦時光強分布

圖11 調(diào)光曲線

JB公司通過菜單系統(tǒng)提供一些PWM速率選項。提供200 Hz和240 Hz兩個TV等級選項，它們分別為50 Hz和60 Hz系統(tǒng)所設計的。該公司也提供“Flex”模式，它似乎以600 Hz運行。然而，這僅僅是一部分情況。從筆者所能看到的，JB公司運用改進了的PWM形式，它對不同的色彩運用不同的相位角，并且也特意采用變化的時間區(qū)段以使信號有所隨機化，并使攝像機中閃爍混淆現(xiàn)象最小化。筆者無法使用高質(zhì)量攝像機對這個系統(tǒng)進行測試，但是它看起來很有趣。

5 色彩系統(tǒng)

來自RGBW LED燈具輔助系統(tǒng)的顏色混合正成為一個標準，而A12正如預期的那樣運行得很好。JB公司也提供CTC通道，即色溫控制通道，它在其他4個通道上修改混合設置以仿真改變光源的色溫。筆者測量白光的一系列色溫，當CTC通道被調(diào)整時，色溫從2 780 K變化到剛好超過10 000 K。圖12、圖13和圖14顯示一些樣品光譜。圖12顯示所有發(fā)射器滿功率運行時的光譜分布。在這個模式中，光不是純白色光，但是用戶可以在白光LED基本光上仍然能對RGB發(fā)射器的光色做很好的調(diào)整。圖13顯示CTC通道滿程時光譜分布，產(chǎn)生2 780 K最低色溫的白光，從中清晰可見，在這個模式中峰值為640 nm的紅光LED占有支配地位。相反地，圖14顯示CTC通道設置為0時色溫為10 100 K的光譜分布。此時，峰值為450 nm的藍光是占據(jù)優(yōu)勢的色彩。如同JBLED A7一樣，在A12中，JB公司也提供一個模擬色輪通道。它提供預混合色彩的即時選擇，例如彩虹和不同速度的色彩追逐效果。

主要的基本色彩的光輸出占整個光輸出的百分比如表1所示。

正如筆者此前文章所述，藍光比例在人眼看來要比表1的數(shù)據(jù)高得多。JB公司采用一種相當深的藍色，因而照度計多少低估了人眼能夠感知到的光成分。

A12也能夠按直視圖案模式運行，即61個發(fā)射器的陣列被分割成6個群組，每個群組能被獨立地控制。最外面的兩個LED圓環(huán)分成兩個組，其他兩個小圓環(huán)構(gòu)成第5組，而中心6個LED則構(gòu)成第6組。圖15顯示預編程效果類的一些實例，它們可以通過圖案通道來實現(xiàn)。

表1 色彩混合

圖12 所有發(fā)射器滿功率時光譜分布

圖13 2 780 K白光光譜分布

圖14 10 100 K白光光譜分布

6 水平與垂直旋轉(zhuǎn)

A12可以水平旋轉(zhuǎn)430 o和垂直旋轉(zhuǎn)330 o。水平全程旋轉(zhuǎn)需時3 s，而更典型的180 o旋轉(zhuǎn)則需時2.6 s。全程垂直旋轉(zhuǎn)需時1.9 s，而180 o垂直旋轉(zhuǎn)則需時1.6 s。水平位置重復精度是0.35 o，即在20英尺（6 099 mm）射距上的偏差約為1.4英寸（35.56 mm）。而垂直位置重復精度是0.21 o，表現(xiàn)得稍微好些，即在20 英尺射距上的偏差約為0.9英寸（22.86 mm）。機械系統(tǒng)被加上恰當?shù)淖枘?，得以平穩(wěn)地運轉(zhuǎn)到目標，只有非常微小的反彈或過沖。低速運轉(zhuǎn)也很好，能平滑、精確地運轉(zhuǎn)。與最近出品的許多燈具一樣，由于馬達安裝在燈弓臂內(nèi)，其置頂盒體積已被最小化了。圖16顯示其中一個燈弓臂，其內(nèi)安裝著垂直旋轉(zhuǎn)馬達和傳動皮帶，并連同著用作皮帶調(diào)整的兩只彈簧的調(diào)壓螺釘。

7 噪聲

作為850 W的燈具，A12是一臺相當安靜的燈具。如果使燈具滿功率運行后發(fā)出足夠的熱量，那么溫控風扇就被啟動，并迅速地變成最喧鬧的部件。水平馬達以某些速度運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生一點兒哀鳴聲，但是并不令人反感。聲強水平如表2所示。

8 電子參數(shù)

A12能在100 V ～ 250 V AC 47/63 Hz額定電源下運行，電壓可自動切換。在筆者使用115 V電壓時，筆者測量4個顏色滿額光輸出時，其靜態(tài)功耗為835 W。其功率因數(shù)約為0.99。LED全關閉、馬達無動作時的功耗為43 W，而功率因數(shù)為0.81。這個功耗相當于寬角時20 lm/W和窄角時6.7 lm/W的滿額光輸出中的功效。

從通電或由DMX512控制通道發(fā)出重置指令起的初始化時間約為48 s。實施重置指令時，燈具表現(xiàn)得很好，其間，開始運轉(zhuǎn)之前燈具先漸漸暗轉(zhuǎn)，而在重置動作結(jié)束之后又慢慢地亮起來。

9 電子設備與控制

A12的大部分電子設備安裝在搖頭內(nèi)，其中包含LED子板和驅(qū)動器的一塊大電路板上。DMX電子設備與電源，連同菜單系統(tǒng)及其顯示器裝配在底座中。圖17顯示拆卸了底座的底板之后的視圖。該燈具配有一個LCD顯示器和菜單按鈕，使用它們可以設置所有常用參數(shù)和選項，其中包括用作編制獨立操作的模式。圖18顯示燈具上的顯示器，注意：它有兩組按鈕，一組按鈕用作各個方向性操作，依賴于用戶使用哪一個按鈕，顯示器就會隨之翻頁。它也配備了JBLighting無線DMX界面作為標準。與公司先前的產(chǎn)品一樣，A12置頂盒上也提供5針和3針XLR接口；它們被安裝在中央，在其兩邊分別安裝有菊花鏈PowerCon接口，見圖19。

10 結(jié)構(gòu)

A12是一款看上去很熟悉的燈具，形體和它先前的產(chǎn)品非常相像，配備有彎曲的燈弓和小巧的置頂盒。內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常整齊；當然，與許多LED燈具一樣，普通用戶自己并不能維修。筆者并不試圖拆卸LED模塊。螺釘有內(nèi)梅花頭螺釘和十字頭螺釘，因而用戶必須卸下非常多的螺釘以便能完全進入燈具內(nèi)部。關于燈具安裝選擇方案，底部有4個安裝點位，在那里，直角回轉(zhuǎn)式歐米茄夾具能用作設備安裝。

圖15 圖案樣品

圖16 燈弓臂

表2 聲強水平（正常模式）

圖17 底座內(nèi)部

圖18 顯示器

圖19 接口

結(jié)論

3年前，JBLED A7是筆者能夠測評的帶有光束角控制功能的第一款LED染色燈。此后不久，筆者測試了許多這類燈具，因為它們業(yè)已成為許多自動照明設備中穩(wěn)固的主骨干。A12追隨這個發(fā)展路線，相比原有的燈具產(chǎn)品，它的功率更大，光輸出更多，擁有更寬大的變焦范圍（5:1與A7的3:1相比），這是由于增加了白光LED管芯參與混合而擁有改進了的顏色范圍和顯色性。A12在設備中將會填充一個燈位嗎？這個結(jié)論只能由用戶自己做出。希望筆者提供的這些數(shù)據(jù)能有助于用戶判斷。