節(jié)能

    目前常見的LED光束燈，使用的聚光杯，LED發(fā)光二極管安裝于全透明的聚光杯中。聚光杯中部為一個凸透鏡，將位于凸透

鏡焦點的LED管向前發(fā)射的光束聚集成平行光束，而LED管側面發(fā)射的光束進入聚光杯的內側面后進過折射到達聚光杯外側面，由于

聚光杯外側面與內側面經過設計有一定的夾角，光線到達外側面時，該光線在外側面的入射角將大于制作聚光杯材質的臨界入射角

，因而不可能再發(fā)生折射，只能產生全反射由前方射出，經過合理的設計，出射光將成為平行于燈具光軸的平行光線。

    大功率LED管內部有一個效率很高的反光鏡，是一個單向發(fā)光的光源。

    一個小小的聚光杯，可將LED管發(fā)出的光線幾乎全部利用并形成平行光束，光源的利用率非常高。由于LED管發(fā)出的光線不包含

紅外線，LED工作時溫度也不太高，雖然聚光杯緊貼LED，仍然可以用高透光的聚酯塑料制作，也不會因高溫變形。精心設計、模壓

成型的聚光杯，成批生產，一致性很好。

    LED管與聚光杯組合成一個模組，但是光通量還不夠，一般是將一個個相同的模組再一次組合，成為一個平面的LED陣列，這樣

一來，一個一百多瓦的LED燈具發(fā)出的光，相當于幾百瓦的鎢絲白熾燈燈具的亮度，已經能滿足舞臺應用的需要，符合節(jié)能的要求。

    有人將LED內部的光學設計稱為一次設計，聚光杯設計為二次設計，聚光杯模組的組合為第三次設計。平面型的聚光杯模組組合

工藝相對簡單。由于在同一個平面上，每個模組發(fā)出的平行光束是重疊的，因此，整個燈具射出的是一束略微發(fā)散的平行光，通過

大量的LED發(fā)光，產生符合舞臺需要的強光。

    LED燈具相較于白熾燈燈具，首先LED管的發(fā)光效率比白熾燈高出兩倍以上；其次，發(fā)光二極管利用它體積小和溫度低的特點，

采用了更為的光路設計，對光源光通量的利用率比白熾燈舞臺燈具要高好幾倍。兩個因素相疊加，同樣的光通量，白熾燈燈具

要比LED燈具的功率大好幾倍。所以，較小功率的LED燈具可以達到舞臺所需要的光線強度的要求。

    色光亮艷

    在舞臺演出中，燈光要用于為舞臺布景、道具、服裝染色，或創(chuàng)造特定的舞臺氣氛，舞臺演出大量使用彩色光。與目前舞臺燈

具常用的彩色光比較，LED燈具在色彩方面的性能要優(yōu)于傳統(tǒng)光源。以前，舞臺照明所用的色光，是采用在發(fā)白光的燈具前加上彩色

的濾色紙或其他濾色片的方法，即擋住不需要的色光，只通過需要的色光光譜。由于大量不需要的色光被阻擋，射出的色光就相當

弱了，尤其是常用的藍色光，它的光譜位于可見光譜的，由于人眼的特點，對可見光譜兩端的紅色和藍紫色特別不敏感，大量

人眼敏感的光線被擋掉，燈具的發(fā)光效率就更低了。

    同時，為了防止濾色片高溫褪色，濾色片要透過光譜中大量的紅外成分，在藍色濾色片透過短波長的藍光的同時，也有些長波

段的紅光透過。因此，通過白熾燈前加藍色濾色片的方法得到的藍光不但亮度減弱，顏色也不純，很難使燈光師滿意。

    LED燈具則相反，它的紅、綠、藍三色光由三個發(fā)光管發(fā)出，白光由三基色混合，需要某一色光時，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，燈具發(fā)光效率大大提高。尤其是藍光，LED燈的藍光亮度相當于功率大于其十倍的白熾燈燈

具加藍色色紙的亮度。LED燈具的色光在實際使用中有時顯得太過純亮鮮艷，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，以產生淡雅的色光。

    由于LED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燈具用于舞臺演出產生所需的

彩色光，能充分發(fā)揮出LED的長處。

    壽命超長

    LED的壽命長達幾萬小時，而白熾燈的壽命僅為幾百、上千小時。雖然散熱問題使早期研發(fā)的LED的壽命大大縮短，但目前一般

的功率型LED管結構上已經得到大大改進，不僅本身有導熱基板，還配有鋁基金屬芯印刷線路板（MCPCB）作為散熱基板，便于將內

部芯片產生的熱量導出。

    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導熱通道也設計得十分科學，若將內部LED芯片的工作

溫度控制在100℃以內（LED的極限溫度是150℃左右），LED的壽命就能達到幾萬小時。

    使用方便

    LED的工作電壓為3V~5V的直流電，若想將LED舞臺燈具自帶220V交流電變?yōu)榭烧{光的低壓直流電源，只需要一臺發(fā)出DMX信號的

燈光控制臺，不需要一般舞臺燈具必須外加的調光器。通過控制臺發(fā)出的DMX512信號分別控制紅、綠、藍三色LED管的亮度，可調出

紅橙黃綠青藍紫各種色彩及亮度的光束。一個燈可代替多個不同顏色的常規(guī)舞臺燈具，免除了換色器。而且，燈體沒有一般白熾燈

的玻璃燈泡和燈絲等易碎品，搬運、日常維護等都簡單得多，特別適合經常拆裝臺的演出場合。

    LED舞臺燈具雖然比較*且具有很多優(yōu)點，但還未能在舞臺演出中普及，主要存在以下問題：

    價格比較高

    目前，LED舞臺燈具的使用受到限制，與常規(guī)舞臺燈具價格上的較大差距是推廣的一個重要阻力。LED燈具成本較高主要有以下

原因：高質量的發(fā)光二極管管芯主要來源于美、日等國外生產廠商，需要進口，價格較高；新燈具光路和燈具結構開發(fā)費用、高性

能材料產生的成本也很高；將常用的220V交流市電在燈具內部地轉換為LED所需要的低壓直流電所用開關電源，為調節(jié)燈內各路

LED的色彩亮度需要的調光控制電路，以及與控制臺連接的DMX512信號接收與解碼處理的電路等等，在增加了功能的同時，也增加了

燈具的成本。LED燈具目前還屬于一種高技術的產品，在尚未大批量得到應用的狀況下，成本的大幅下降有待時日。

    品種比較單一

    目前LED燈具品種單一，主要是一種光學結構：多個LED加聚光杯在一個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光源制作在一個平面上，形成一個平面的發(fā)光體，照在對象上，除了中心區(qū)域一個均勻的光斑外，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，要適應舞臺演出對光束的不同要求，例如要求邊緣清晰的硬光斑場合，或在光區(qū)要求嚴格、光束要成像切

割控制的場合難以適用。

    一般舞臺聚光燈具（除了PAR燈）都有一個光束角大小或光斑柔硬可調節(jié)的范圍，上述的LED光束燈就無法實現了。如果作為泛

光燈具，舞臺常用的天幕云燈中的碘鎢燈管加非對稱反光板可在舞臺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

燈具均為對稱配光，所以，LED燈具作為天幕燈也有欠缺。

    質量參差不齊

    由于近年來關于“第四代電光源”、“節(jié)能高光效”的概念炒作不斷，國內外的LED燈具生產企業(yè)大幅增加，一時間LED燈具產

品鋪天蓋地，其產品質量、價格差別很大。有許多廠商生產或仿制聚光杯，還有一些廠家不加設計，只是采購組件，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工藝、元器件，發(fā)光效率差別很大。

    事實上，LED的生產工藝要求很高，并不是所有企業(yè)都具備相應的實力，因而造成市場上LED燈具的質量良莠不齊。LED燈具的光

學系統(tǒng)設計要求十分精密，LED管和聚光杯的尺寸都很小，兩者的相對位置配合要求較高，小小的偏差，光線到達舞臺的位置將會有

很大的差距。為了達到設計要求，工藝要求嚴格的廠家會對大批LED管的一致性進行篩選，考慮到LED管在線路板上焊漿的厚薄產生

的差距，廠家會采用自動化的激光焊接工藝。

    另外，散熱問題直接影響LED的發(fā)光效率。目前的LED燈具從設計上和工藝上解決了散熱問題，可以有三萬小時以上的壽命

，但是設計或工藝差的LED燈具則可能只有幾千小時甚至更短的壽命。