测评一款LED染色电脑灯——JB-Lighting A12

文/[美]迈克·伍德 编译/姚涵春

（1.上海戏剧学院，上海 200040）

2009年，笔者首次测评德国制造商JB-Lighting公司（以下简称“JB公司”）的产品，并曾发表测评JBLED A7灯具的文章，该灯具是能够提供切实可行和有效的自动变焦功能的第一批产品。在那篇测评文章发表之后不久，如同Martin Professional MAC 301（丹麦公司注册的新商标）的一些同类产品相继问世。

3年来，JB公司仍在继续开发LED染色电脑灯。本文将考察该公司上市的最新型号产品——JB-Lighting A12（以下简称“A12”），见图1。A12进入了LED染色电脑灯大行其道的市场，这里的所有产品几乎都具有光束角控制，所以，A12并不具有A7当初所拥有的优势。A12能胜过它的竞争者吗？额外的能力表现出来了吗？颜色混合表现得有多好呢？本文用数据来说话。

同以往一样，笔者测量制造商提供灯具的相关参数，试图测量所有可以测量的参数，从光源直至灯具的光输出，将这些测量结果提供给读者。A12配置有通用的电源，其额定电压范围为100 V ～ 250 V 47/63 Hz，在这次测试工作中，灯具均在115 V 60 Hz常规电压下运行。

图1 受测灯具

1 光源

本次测试从光源开始。JB公司在JBLED A7运用的混光中增加了白光LED管芯，A12采用61颗LED光源，每一颗光源都包含有红、绿、蓝和白光芯片。JB公司将这些LED光源归类于15 W一档的光源，光源阵列总功率最大为830 W。每一个LED光源配备有各自的初级光学组件，它由小型TIR透镜和正方形反光器组件所构成。图2显示主电路板和附有初级光学组件的LED光源。

这些LED管芯的冷却系统稍稍有点与众不同。在电路板的背面，每个LED后面的右边，每个光源都配备有各自的长圆柱形带翅片的铝质散热器。每个散热器都被装入各自的管子中，管子形成强迫风冷的导向管。图3显示每个LED后面的黑色冷却管；图4显示这些冷却管的另一个端口，风流从这里排出，能够看见每个管子内的多重铝质翅片。在邻近管子排风口安装了两只温控风扇，它们通过摇头后部的空气过滤器抽进冷风，而后强迫冷风流过所有这些管子，见图5。JB公司告诉笔者，这种系统的每个LED配备有各自散热器，其优点是能使每一个LED都保持独立和相同的冷却；而原来采用一只大型散热器时，往往对靠近冷却风扇的那些LED管芯最有利。这种设计使LED重量减轻，并能使每个LED与各自的散热器紧紧关联，以构成能够被退出运行的单独部件。为实现效果，A12的管芯被安装于能快速啮合在主板上的小的子板上。

两只风扇也冷却LED驱动器，这些驱动器被安装在主电路板的外围。对于要冷却的LED管芯的800 W能量，这些风扇有许多事情要做。笔者测试发现，当满功率运行所有4种颜色LED时，运行30 min后所有器件都升温时，光输出下降了20 %。

2 光学

紧挨着每个LED模块及其初级光学组件的器件是六边形的二次透镜，它提供色彩匀化作用和光束角控制。六边形透镜的整个阵列被胶黏合成一个蜂窝状透镜，并被安装在一个圆形支撑板上。这块支撑板又被依托在滑动轴承上，并能够被3个小型线性执行机构驱使做往返运动，以提供光束角控制。图6显示变焦透镜阵列；图7显示3个小型线性执行机构之一。请注意，线性执行机构是步进马达的另一种形式。大圆柱体本质上是一只常规的旋转式步进马达，它驱动一只内螺纹螺母，而螺母环绕着连接输出轴的丝杠。马达旋转时，螺母也一起旋转，由于螺母受制于轴向移动，所以它引发丝杠直线方式运动。

光学系统中最后一个器件是一块大的漫射镜片，被安装在整个透镜阵列的前面。推测起来，这块漫射镜片能改善灯具的颜色均匀性。图8显示漫射镜片部分移开的情形。

在运行中，变焦透镜产生一系列光斑角，窄角度可达12.4°，宽角度可达62 °。变焦范围为5:1，非常大。

图2 LED光源及组件（管芯和透镜）

图3 冷却管

图4 冷却管出口

图5 风扇

图6 变焦透镜

图7 线性执行机构

图8 漫射镜片

3 光输出

在所有4色LED都满功率运行时，笔者测量灯具的光输出，测得宽角度（62°）时的光输出是16 450 lm，而在窄角度（12.4°）时的光输出则下降为5 650 lm。通常，光学系统在宽角度时比窄角度时有更高的效率，光输出平滑，光混合良好，为舞台提供上佳的布光、染色效果。图9和10分别显示最大和最小变焦时的光输出及其光强分布。宽角度时光束呈现出良好的平坦型光分布。

在宽角度时，光束均匀性非常好，仅带有最小限度的有色阴影；在非常窄小的角度时，表现就并非如此良好，光束表现出有色边缘。当混合红色和蓝色时，这种现象就特别明显；最窄角度的光束显现出蓝边红心的情形。注意：在光学系统中保持红蓝光彼此紧挨着是非常困难的，这是因为不同波长的光受透镜偏折的作用不同。通常，蓝光被单透镜偏折的作用要比红光大些；这就是透镜的色像差效应，就如同用户看到的来自椭球成像灯的图案片投影效果一样，图案投影带有红色或蓝色边缘。

4 调光

图11显示A12的调光曲线。图形中的这条曲线可能不易看清，因为它恰好重叠在理论上的平方定律曲线上。这非常完美。

其调光性能同样是优异的，所有渐变都非常平滑、无跳变现象。虽然JB公司只提供8 bit的调光模式，但是它已做了极好的工作，通过插值和平滑DMX512信号以获得良好的调光性能。尤其是，趋向全暗的最后变光阶段极为平滑。通常，在调光低端很难得到这种平滑度；JB公司在其LED控制方面所做的工作令人印象深刻。调光时，色彩控制达到相同的情况，当A12亮度改变时呈现出微乎其微的色调改变，因而混合色自始至终保持恒定如一。A12配备有单独的频闪通道，它提供各种不同类型的频闪方式，其中包括渐变和跳变方式。笔者测得常规的频闪速率范围为6 Hz!20 Hz。

图9 最大变焦时光强分布

图10 最小变焦时光强分布

图11 调光曲线

JB公司通过菜单系统提供一些PWM速率选项。提供200 Hz和240 Hz两个TV等级选项，它们分别为50 Hz和60 Hz系统所设计的。该公司也提供“Flex”模式，它似乎以600 Hz运行。然而，这仅仅是一部分情况。从笔者所能看到的，JB公司运用改进了的PWM形式，它对不同的色彩运用不同的相位角，并且也特意采用变化的时间区段以使信号有所随机化，并使摄像机中闪烁混淆现象最小化。笔者无法使用高质量摄像机对这个系统进行测试，但是它看起来很有趣。

5 色彩系统

来自RGBW LED灯具辅助系统的颜色混合正成为一个标准，而A12正如预期的那样运行得很好。JB公司也提供CTC通道，即色温控制通道，它在其他4个通道上修改混合设置以仿真改变光源的色温。笔者测量白光的一系列色温，当CTC通道被调整时，色温从2 780 K变化到刚好超过10 000 K。图12、图13和图14显示一些样品光谱。图12显示所有发射器满功率运行时的光谱分布。在这个模式中，光不是纯白色光，但是用户可以在白光LED基本光上仍然能对RGB发射器的光色做很好的调整。图13显示CTC通道满程时光谱分布，产生2 780 K最低色温的白光，从中清晰可见，在这个模式中峰值为640 nm的红光LED占有支配地位。相反地，图14显示CTC通道设置为0时色温为10 100 K的光谱分布。此时，峰值为450 nm的蓝光是占据优势的色彩。如同JBLED A7一样，在A12中，JB公司也提供一个模拟色轮通道。它提供预混合色彩的即时选择，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输出占整个光输出的百分比如表1所示。

正如笔者此前文章所述，蓝光比例在人眼看来要比表1的数据高得多。JB公司采用一种相当深的蓝色，因而照度计多少低估了人眼能够感知到的光成分。

A12也能够按直视图案模式运行，即61个发射器的阵列被分割成6个群组，每个群组能被独立地控制。最外面的两个LED圆环分成两个组，其他两个小圆环构成第5组，而中心6个LED则构成第6组。图15显示预编程效果类的一些实例，它们可以通过图案通道来实现。

表1 色彩混合

图12 所有发射器满功率时光谱分布

图13 2 780 K白光光谱分布

图14 10 100 K白光光谱分布

6 水平与垂直旋转

A12可以水平旋转430 º和垂直旋转330 º。水平全程旋转需时3 s，而更典型的180 º旋转则需时2.6 s。全程垂直旋转需时1.9 s，而180 º垂直旋转则需时1.6 s。水平位置重复精度是0.35 º，即在20英尺（6 099 mm）射距上的偏差约为1.4英寸（35.56 mm）。而垂直位置重复精度是0.21 º，表现得稍微好些，即在20 英尺射距上的偏差约为0.9英寸（22.86 mm）。机械系统被加上恰当的阻尼，得以平稳地运转到目标，只有非常微小的反弹或过冲。低速运转也很好，能平滑、精确地运转。与最近出品的许多灯具一样，由于马达安装在灯弓臂内，其置顶盒体积已被最小化了。图16显示其中一个灯弓臂，其内安装着垂直旋转马达和传动皮带，并连同着用作皮带调整的两只弹簧的调压螺钉。

7 噪声

作为850 W的灯具，A12是一台相当安静的灯具。如果使灯具满功率运行后发出足够的热量，那么温控风扇就被启动，并迅速地变成最喧闹的部件。水平马达以某些速度运转时会产生一点儿哀鸣声，但是并不令人反感。声强水平如表2所示。

8 电子参数

A12能在100 V ～ 250 V AC 47/63 Hz额定电源下运行，电压可自动切换。在笔者使用115 V电压时，笔者测量4个颜色满额光输出时，其静态功耗为835 W。其功率因数约为0.99。LED全关闭、马达无动作时的功耗为43 W，而功率因数为0.81。这个功耗相当于宽角时20 lm/W和窄角时6.7 lm/W的满额光输出中的功效。

从通电或由DMX512控制通道发出重置指令起的初始化时间约为48 s。实施重置指令时，灯具表现得很好，其间，开始运转之前灯具先渐渐暗转，而在重置动作结束之后又慢慢地亮起来。

9 电子设备与控制

A12的大部分电子设备安装在摇头内，其中包含LED子板和驱动器的一块大电路板上。DMX电子设备与电源，连同菜单系统及其显示器装配在底座中。图17显示拆卸了底座的底板之后的视图。该灯具配有一个LCD显示器和菜单按钮，使用它们可以设置所有常用参数和选项，其中包括用作编制独立操作的模式。图18显示灯具上的显示器，注意：它有两组按钮，一组按钮用作各个方向性操作，依赖于用户使用哪一个按钮，显示器就会随之翻页。它也配备了JBLighting无线DMX界面作为标准。与公司先前的产品一样，A12置顶盒上也提供5针和3针XLR接口；它们被安装在中央，在其两边分别安装有菊花链PowerCon接口，见图19。

10 结构

A12是一款看上去很熟悉的灯具，形体和它先前的产品非常相像，配备有弯曲的灯弓和小巧的置顶盒。内部结构非常整齐；当然，与许多LED灯具一样，普通用户自己并不能维修。笔者并不试图拆卸LED模块。螺钉有内梅花头螺钉和十字头螺钉，因而用户必须卸下非常多的螺钉以便能完全进入灯具内部。关于灯具安装选择方案，底部有4个安装点位，在那里，直角回转式欧米茄夹具能用作设备安装。

图15 图案样品

图16 灯弓臂

表2 声强水平（正常模式）

图17 底座内部

图18 显示器

图19 接口

结论

3年前，JBLED A7是笔者能够测评的带有光束角控制功能的第一款LED染色灯。此后不久，笔者测试了许多这类灯具，因为它们业已成为许多自动照明设备中稳固的主骨干。A12追随这个发展路线，相比原有的灯具产品，它的功率更大，光输出更多，拥有更宽大的变焦范围（5:1与A7的3:1相比），这是由于增加了白光LED管芯参与混合而拥有改进了的颜色范围和显色性。A12在设备中将会填充一个灯位吗？这个结论只能由用户自己做出。希望笔者提供的这些数据能有助于用户判断。