文/［美］邁克·伍德 編譯/姚涵春

（1. 上海戲劇學(xué)院，上海 200040）

圖1 受測試燈具

近幾年，Robe公司已成為自動化照明設(shè)備領(lǐng)域中的主要制造商之一，其專注于鉆研新技術(shù)，每年有許多新產(chǎn)品問世。筆者認(rèn)為，演藝照明行業(yè)向固態(tài)照明和功率型LED產(chǎn)品轉(zhuǎn)移的趨勢是不可阻擋的。Robe公司也順理成章地全力投身到這個新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中。

對照明設(shè)備制造商來說，這種趨勢也充滿了挑戰(zhàn)。目前，LED光源發(fā)展迅速，其產(chǎn)品正以驚人的速度變?yōu)檫^時(shí)進(jìn)而快速報(bào)廢，以致自動化照明設(shè)備制造商不得不每年至少一到兩次重新評估每個產(chǎn)品，繼而進(jìn)行有效的再設(shè)計(jì)以利用最新的和最好的LED光源。不管喜歡與否，我們已處于LED光源燈具量化生產(chǎn)、每年更新升級和再接受培訓(xùn)的重復(fù)周期之中。

Robe Robin 600 LED Wash是一款具有光束角控制的LED染色電腦燈，如圖1所示。該類產(chǎn)品市場競爭激烈，且已迅速成為自動化LED燈具最成功的領(lǐng)域之一。筆者猜想，自動化變焦LED染色電腦燈的銷售量已經(jīng)超過傳統(tǒng)染色電腦燈。在本次測評中，筆者對Robe公司提供的Robin 600 LED染色電腦燈進(jìn)行一系列測試工作，并給出結(jié)論供讀者參考。

1 光源

先從光源開始這次測評工作，并逐項(xiàng)穩(wěn)步完成整個系統(tǒng)的檢測。Robin 600 LED染色電腦燈采用37只Cree XLamp MC-E LED光源。每個光源封裝了4個LED芯片，紅、綠、藍(lán)和白色芯片各一個，其總功率約10 W，圖2為LED光源細(xì)節(jié)顯示。每只LED光源都配備一個廣角的光學(xué)鏡片，可形成約120°光束角。37只LED光源被安裝在3塊同心的圓環(huán)形電路板上，這3塊電路板附著于一塊壓鑄鋁的大散熱器上，以消散370 W LED光源所產(chǎn)生的熱量。圖3展示了LED光源及電路板的布排，中心電路板上配備了7只LED光源，其外圍的兩塊環(huán)形電路板，分別配備了12只和18只LED光源。每個環(huán)（或稱環(huán)帶）能被分別控制。

圖2 LED光源細(xì)節(jié)

圖3 LED陣列

在LED光源散熱器的尾部安裝有一只溫控風(fēng)扇，散熱器和風(fēng)扇的功用是使LED的每個器件都保持在規(guī)定的溫度范圍之內(nèi)，也為LED驅(qū)動器電路板散熱。圖4展示了該燈具的背部，卸下其保護(hù)后蓋，就顯露出中心的大風(fēng)扇及其四周的驅(qū)動器電子線路。在運(yùn)行中，風(fēng)扇可按需加快和降低速度。測試發(fā)現(xiàn)，在運(yùn)行1種顏色或2種顏色LED時(shí)，它很少能啟動運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)增加更多LED通道時(shí)，它將逐漸地增速；使用全部4個LED通道時(shí)，它很快地達(dá)到最高運(yùn)轉(zhuǎn)速度。筆者在自己的工作室里長時(shí)間運(yùn)行該燈具時(shí)，其光輸出隨溫度而改變的變化量很小。

2 光學(xué)

LED板上安裝了一個復(fù)雜的光學(xué)裝置，它由圓盤和光學(xué)器件組合而成，結(jié)構(gòu)類似三明治，這些器件用來整合均化光線、控制光束角以及防止溢散光。筆者將通過各個層面逐一加以闡述。直接安裝在LED光源上的是一個固定圓盤，圓盤上配備了一只大型塑制全內(nèi)反射（TIR：total internal reflection）透鏡，該透鏡可將原本120°的光束角聚攏起來。圖5展示了透鏡的后部，看上去像結(jié)實(shí)的大錐體。每個錐體狀的光杯都安裝在一個LED光源上。如圖6 所示，每個TIR透鏡配備有各自的光輸出微透鏡陣列。筆者認(rèn)為，它可達(dá)到兩個目的：均化4個LED芯片的光線并整合成一個光束；在兩組件式變焦系統(tǒng)中構(gòu)建了第一組固定的光學(xué)組件。

這個變焦系統(tǒng)的另一個組件是一個可移動的圓盤，它包含另一套微透鏡陣列，如圖7所示。這些透鏡與圖6中的那些透鏡排列完全一致，組成了大量的小型變焦透鏡系統(tǒng)，每個LED光源配置了將近100個微透鏡。圓盤的另一面是微小的六角形柵格，見圖8，每個微透鏡的周邊都配置一個六角形的分隔柵格。據(jù)推測，這些遮光柵格起到限制光束和減少溢散光、外來光的作用。這個完整的圓盤，包括其一個表面上配置的微透鏡和另一表面上配置的六角形柵格，可以由4個步進(jìn)馬達(dá)線性驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)軸向運(yùn)動以改變該系統(tǒng)的光束角。在圖4的四角邊緣里可以看到這4個制動器（圖中白色目的物）。

圖4 LED溫控風(fēng)扇和驅(qū)動器

圖5 TIR透鏡陣列

圖6 TIR上的微型透鏡

圖7 變焦透鏡陣列

圖9 光輸出柵格

圖10 最大變焦時(shí)光強(qiáng)分布曲線

圖11 最小變焦時(shí)光強(qiáng)分布曲線

在這些器件上，又配置了一個有37個圓孔的圓盤，每個LED光源對應(yīng)一個圓孔，見圖9，而最后一個部件是起保護(hù)作用的透明的塑料蓋板。這些微透鏡和六角形柵格光輸出非常均勻柔和，在常規(guī)的射距上沒有彩色邊紋現(xiàn)象，也沒有多色的陰影。它似乎也避免了這類燈具可能產(chǎn)生的紅色或藍(lán)色光環(huán)現(xiàn)象，幾乎所有色彩都有一個干凈利落的光束。筆者認(rèn)為，那是六角形柵格所產(chǎn)生的良好結(jié)果。Robe配置了這些微小的六角形柵格后也必定損失了一些光輸出，不過，干凈利落的光束帶來的好處會遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過光輸出的損失。

大約兩、三年前，制造商們的目標(biāo)是將燈具的光通量都有效利用，那時(shí)的理念是數(shù)量勝過質(zhì)量。但隨著LED光效的成倍增長，制造商們越來越理性，愿意犧牲一些寶貴的光通量以改善光的品質(zhì)。這是一件好事，筆者很樂意看到這一理念的轉(zhuǎn)變。

3 光輸出

Robin 600 LED Wash具有復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)。它的實(shí)際運(yùn)行效果如何呢？筆者測量了所有LED滿量程工作時(shí)的最大光輸出，60o寬光斑角時(shí)的光輸出是7 373 lm，而在27o窄光斑角時(shí)的光輸出則下降為5 875 lm。光束的光強(qiáng)分布如圖10和圖11所示。正如光強(qiáng)分布曲線所示，其光分布非常柔滑，相鄰的LED之間的混合效果很好。這些光輸出是在所有LED滿量程工作時(shí)測得的，當(dāng)時(shí)輸出光的顏色不是白色而是淡品紅色，這些滿量程光輸出不完全是現(xiàn)實(shí)的白光輸出?；旌系玫绞纸咏隗w輻射軌跡的5 600 K白光時(shí)，光輸出約為滿量程光輸出的80%。變焦是平滑的（盡管在標(biāo)準(zhǔn)型款式的燈具中有噪聲），并提供光束角之間的轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換全過程中任何點(diǎn)位都沒有色斑點(diǎn)或色環(huán)。以最快速度完成全程變焦需時(shí)0.5 s?？偟恼f來，其光輸出非常柔滑，令人滿意。

4 調(diào)光

圖12展示了Robin 600 LED Wash的調(diào)光曲線，它非常接近線性響應(yīng)。即使采用8 bit DMX512通道，在全程90%以上的調(diào)光過程中，都非常平滑，僅在調(diào)光末端的5%～10%過程中才出現(xiàn)步進(jìn)現(xiàn)象。所以，Robe公司必須采用內(nèi)插值方法以使DMX512調(diào)光更為平滑。該燈具在調(diào)光時(shí)的色彩一致性也非常好，只是在全程的最后才顯露出一點(diǎn)變化。筆者測得頻閃速度范圍為0.29 Hz（每3.4 s閃一次）到19.2 Hz（最高）。如果需要，這款燈具還可提供方式多樣的頻閃效果，其中包括3個同心環(huán)帶上獨(dú)立控制的頻閃效果。

在調(diào)光方面需要注意的一點(diǎn)是：如果用戶采用虛擬色彩通道將該燈具設(shè)置為2700K或3200K鹵素?zé)舻陌咨?，那么，?dāng)燈具在調(diào)光時(shí)，軟件會將其白光向紅色方面偏移。這將會使得它循著白熾光源燈具的調(diào)光變化軌跡而變化。Robe公司在這個模式中也增加了仿真的熱延遲，其結(jié)果是，燈光調(diào)暗時(shí)如同燈絲冷卻下來的效果。最后，筆者測得PWM頻率為300 Hz，這在目前是非常低的，對高清電視系統(tǒng)可能會引發(fā)混淆或閃爍問題。對快速移動的目的物，它也會引起頻閃現(xiàn)象。

圖12 調(diào)光曲線

5 色彩系統(tǒng)

就色彩而言，Robin 600 LED Wash本質(zhì)上是一款RGB燈具，包括提高亮度的白色通道和色彩顯示的一些彩色通道。圖13展示了所有通道都滿量程工作時(shí)的光譜分布，圖14則展示了調(diào)控各通道量值以混合產(chǎn)生3200K白光的光譜分布，圖15展示了RGBW各光源的光譜分布。除了基本的RGBW控制，Robin 600 LED Wash也提供了一個“虛擬的色輪通道”，以提供包括彩虹和其他特殊效果的全光譜的色彩范圍。該通道里還設(shè)有預(yù)編的可混合產(chǎn)生5種不同色溫的白光：2 700 K、3200K、4 200 K、5 600 K和8 000 K。筆者運(yùn)用一臺分光計(jì)測量了這些白光的光通量輸出和色溫，結(jié)果如表1所示。

圖13 光譜分布——所有LED通道

圖14 光譜分布——3200K

圖15 光譜分布——RGBW

表1 LED的光通量輸出和對應(yīng)色溫

筆者也試圖用色度計(jì)測量它們，但是得到的結(jié)果差異很大，通常會偏低。三刺激值色度計(jì)，例如美能達(dá)或筆者使用的測量儀——Gigahertz-Optik HCT-99，在試圖測量LED光源的色溫不夠準(zhǔn)確。在使用色度計(jì)獲取色溫（CT）讀數(shù)時(shí)，也應(yīng)該同時(shí)使用相機(jī)或目測與其進(jìn)行比對試驗(yàn)。很多攝影師和燈光設(shè)計(jì)師都使用色度計(jì)，但是，如果他們知道色度計(jì)測量LED光源表現(xiàn)很差，可能會改變主意。

這些白光看上去都很好，筆者也感覺，這些不同色溫單元給快速尋覓需要的白光提供了方便。Robe公司介紹說，他們運(yùn)用這些白光作為參照來校準(zhǔn)燈具，所以，這些燈具在性能上應(yīng)該總是一致的。其混合量值也會在用戶菜單里顯示出來，所以，可把這些白光用作混合淡粉色和淺色的基礎(chǔ)。主要基色的光輸出占全光輸出的百分比見表2。

表2 （色彩混合）基色光光通量輸出占比

這里也應(yīng)該提及3個同心環(huán)帶，在某些運(yùn)作模式中，如圖3所示的3個LED環(huán)帶能獨(dú)立地用作色彩和頻閃，因此會產(chǎn)生如圖16所示的特效，每個環(huán)帶有不同的色彩和亮度。

圖16 3個同心環(huán)帶

6 水平旋轉(zhuǎn)和垂直旋轉(zhuǎn)

Robin 600 LED Wash可水平旋轉(zhuǎn)450°和垂直旋轉(zhuǎn)300°。水平旋轉(zhuǎn)全程需時(shí)2.5 s，而更為標(biāo)準(zhǔn)的180°全程旋轉(zhuǎn)需時(shí)2 s。垂直旋轉(zhuǎn)時(shí)，全程需時(shí)1.5 s，而180°全程需時(shí)1.25 s。水平和垂直旋轉(zhuǎn)時(shí)的定位可重復(fù)性非常好，其誤差僅0.08°——即在20英尺射距上的誤差僅約0.3英寸。按所有測試速度運(yùn)行時(shí)，燈具都處于平穩(wěn)運(yùn)動的狀態(tài)。水平和垂直旋轉(zhuǎn)都采用久經(jīng)考驗(yàn)的機(jī)械裝置，該裝置使用熟悉的三相電機(jī)、皮帶傳動和全定位反饋（圖17）。

圖17 垂直旋轉(zhuǎn)馬達(dá)

7 噪聲

如前所述，風(fēng)扇是受溫度控制的，所以，它的運(yùn)行隨著LED的功率和溫度的變化而加速和減速。此次測得的數(shù)據(jù)是在所有LED滿量程運(yùn)行30 min，在燈具達(dá)到平衡狀態(tài)之后所測量的，如表3所示。

表3 受測燈具噪音水平（一般模式）

雖然水平旋轉(zhuǎn)時(shí)噪聲稍微有點(diǎn)大，但最引人關(guān)注的是變焦，它運(yùn)作快速，但噪聲相當(dāng)高。Robin 600 LED Wash提供劇院運(yùn)作模式，用戶可以在菜單系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)置。這種模式使燈具在水平、垂直和變焦運(yùn)作時(shí)降低馬達(dá)的速度以減小噪聲水平。運(yùn)作這些燈具功能時(shí)采用這種模式，可以使噪聲下降約3 dB。

8 電子參數(shù)

Robin 600 LED Wash配置有全功率因數(shù)自動校正電源（100 V ～240 V ，50/60 Hz），在所有LED發(fā)射器都滿量程運(yùn)行而馬達(dá)不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，它消耗3.5 A、400 W，功率因數(shù)為1.0。這等同于最高功效，在最大光束角時(shí)其光效為17.5 lm/W。靜負(fù)載（LED和馬達(dá)都不運(yùn)行）時(shí)，它消耗0.36 A、38 W，此時(shí)功率因數(shù)為0.85。從接通電源或通過DMX512控制通道發(fā)出復(fù)位指令起的初始化時(shí)間是30 s～35 s。燈具表現(xiàn)良好，在開始復(fù)位運(yùn)行之前，它關(guān)閉燈光至全黑狀態(tài)，而當(dāng)復(fù)位完成時(shí)又再一次復(fù)現(xiàn)燈光。

該款燈具采用Robe公司的標(biāo)準(zhǔn)彩色液晶（LCD）顯示器，配備一個觸摸屏和4個按鈕，見圖18。用戶可以在通電時(shí)操作這個系統(tǒng)；它配置有專用電池，也可以在燈具通電之前預(yù)先設(shè)置功能參數(shù)。該系統(tǒng)提供全面的DMX512選項(xiàng)以及良好的診斷、獨(dú)立運(yùn)作和相關(guān)服務(wù)條目。它也儲存所有故障事件信息，所以，有完整的服務(wù)記錄供停機(jī)查看。電子設(shè)備被分置于整個燈具中，在底座中裝置有控制電路和電源，見圖19，馬達(dá)驅(qū)動器安裝在燈具的一個燈弓臂中，見圖20，LED驅(qū)動器裝配在其頭部（此前已經(jīng)見過了）。最后，它備有全范圍的連接器和可用的數(shù)據(jù)格式，有以太網(wǎng)接口支持Art-Net和MANet，以及有標(biāo)準(zhǔn)5針和非標(biāo)準(zhǔn)3針XLR連接器用于DMX512和RDM，見圖21。

圖18 LCD顯示器

圖19 控制和電源

圖20 馬達(dá)驅(qū)

圖21 連接器

9 結(jié)構(gòu)

Robin 600 LED Wash具有標(biāo)準(zhǔn)、通用的結(jié)構(gòu)，采用塑料后蓋、壓鑄件和鋁板底座。進(jìn)入燈弓臂、搖頭和底座中的電子設(shè)備的方法很簡便。進(jìn)入LED光源則要耗費(fèi)一點(diǎn)時(shí)間，有許多螺絲需卸掉，但也不復(fù)雜。

結(jié)論

Robin 600 LED Wash是一款令人關(guān)注的產(chǎn)品，已投入到一個競爭異常激烈的市場中。均勻的色彩和順滑的變焦明顯是其亮點(diǎn)和強(qiáng)項(xiàng)，但是它真的是一款適用的燈具嗎？希望筆者提供的一系列測試數(shù)據(jù)，能有助于用戶作出自己的決定。