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【摘要】测试一款LED电脑灯，解析其构成、功能和性能及其特点。
【关键词】白光LED（阵列）；测评；电脑灯：滤色片
文章编号：10.3969/j.issn.1674-8239.2016.02.001
本次考察的产品是来自Chauvet Professional公司的产品——Gogue R2 Spot（以下简称该灯具）。已经制造这类产品的许多公司，都采用全白光LED光源和二向色性滤光片的组合技术以获得色彩及其变化。依笔者所见，对这种方法赞同的和反对的都有。其有利的方面是，白光LED的发光效率非常高。大多数商业照明制造商的研发部门都非常关注它们，所以，他们为获得灯具高功效而主导了这种组合技术。另外，他们也倾向于拥有比RGB光源更好的显色性，而不必担心所有色光汇聚在单个光束中时其混合光色的均质性。然而其不利的方面是，正如采用白光光源的任何灯具一样，利用滤色片产生色光时，将不可避免地损失光通量及灯具发光效能，尤其当色轮转到高饱和度的灯光滤色片时，其光能损失更大。
该灯具在测试台上表现得如何？与以往考察一样，笔者设法检验和测量笔者所能做的每一项内容，从功率输入到光输出，并报告原始数据，拥有这些信息将有助于用户做出自己的决定。文中提供的结果是基于对灯具的检测，检测时灯具在115 V 60 Hz标称电源下运行，被检测灯具是Chauvet Professional公司提供给笔者的唯一一台Gogue R2 Spot灯具，见图1。
1 光源
如前所述，该灯具采用白光LED光源。该灯具配置的光源由49个荧光粉型白光发射器COB（chip-on-board，板载芯片）阵列组成。笔者没有拆卸灯具以察看这些发射器，但是可以在调暗的低亮度下透过灯具的透镜获得良好的观察。在图2中，能够清晰地看见各个晶片以及将它们连接在一起的细小的连接线。在同一张照片中，也可以看见蓝色LED和黄色荧光粉的组合。制造商标识这个阵列的额定功耗为240 W。当然，所有LED功率的评估值都是标称值。实际运行时LED光源的功率有多大，取决于用户将LED光源冷却得怎样，取决于如何将其热量排出，以使其保持在额定的工作温度范围内运行。LED阵列被直接安装在大型的铝质散热器上，该散热器嵌入热管以便将热量扩散到更大的表面积。图3显示散热器的边缘和6个被嵌入、经过LED阵列下方的热管。而散热器由两台速度可控的轴流风扇来冷却。
2 调光与频闪
因为这是一台LED灯具，所有调光和频闪都是以电子控制方式来完成。制造商以16 bit调光来运行LED光源，并配以2.2 kHz PWM频率，因而产生了极佳的平滑调光控制。图4显示其调光曲线，它非常接近于线性调光曲线。线性调光并非是笔者最喜爱的，但是要知道自己的需要，控制是足够的平滑，以便用户能添加任何一种想要的控制台已配置的调光曲线。正如大家对LED光源所期望的，其频闪功能是清脆而明晰的，测得其可控速率范围是0.8Hz～22Hz。
在LED光源之后，灯具光学链的第一个部件是一个透镜组。推测它用来校准光输出，并将光导向通过光学链的其余部分。在稍后的检测中将返回介绍它及其光学性能。
3 颜色系统
如前所述，该灯具是一台使用二向色性滤色片获得色彩的白光LED灯具。它配置有两个色轮，每个色轮安装有7个不可替换的、楔形二向色性滤色片，外加一个开孔。两个色轮在运作上是完全相同的，尽管它们的色彩选择不同。快速路径运算、双色彩效果以及色轮连续不停的旋转等常规功能在两个色轮上都能得以实现（对于运用色轮的混合解决方案，双色彩或许是另一个加分点）。
图5是其中一个色轮的视图，图中显示粘合着的梯形滤色片和很窄的轮辐。图6显示使用中的一则双色彩的例子。两个色轮也可以组合使用以提供混合色彩及效果。
笔者测得其未曾滤色的白光的色温是8197 K，CRI（一般显色指数）为72，CQS（色质指数）为69；在使用3200 K CTO色温滤色片时，测得其色温是3912 K，使用5600 K CTO色温片时，其色温是4566 K。
在上述色轮1的列表中，读者可能注意到黄滤色片显现出难以置信的高透射率，高达98%。为什么它有如此高效的透射率？它看上去像是非常饱和的黄色，那么，其光输出为什么没有减少得更多呢？这是运用了产生白光的组合技术的结果——蓝色LED和黄色荧光粉的组合——而且也显露出运用照度计测量所依据的现行标准之不足，图7显示其白光LED的光谱（没有附加滤色片），而图8则显示附加黄滤色片时的光谱。可见，图8的光谱显得漂亮得多，兩个光谱之间的唯一差异（忽略它们尺度的改变）是黄滤色片滤掉了LED光源发出的蓝光，仅仅发送出来自黄色荧光粉的辐射光。笔者在之前文章中曾说过，照度计应用的现行CIE标准在确认蓝光总量时是有欠缺的。实际上，它根本没有真实地反映那个蓝光波段的光量。因此，当黄色滤色片被移除时，照度计并没有注意到这种变化，其照度值没多大改变。事实上，人眼能极好地感知蓝光；如果不具备这种视觉功能，那么光绝不会看上去是白色的，蓝光贡献出远大于所测得的2%光输出。这绝不是该灯具的缺点，它涉及到行业中已经制定的光输出测量标准的问题。
4 图案轮
该灯具配置有两个图案轮，一个固定图案轮和一个旋转图案轮。旋转图案轮配置有7个可替换的金属图案片和一个开孔。追随当前行业发展的趋势，图案片被安装在卡盘内，卡盘能容易地卡进图案轮上的卡槽或从卡槽中取出。图9显示其中一个安装在卡盘中的图案片图形，而图10显示操作窗口的面板（上一关闭的面板，下一移除了面板），在灯具外就能快速将其打开，可以容易地更换图案片，而不必完全卸下灯具顶盖。
旋转图案轮的定位和旋转在某些点位有点慢以及不够稳。笔者测得其定位精度或滞后为0.28。，这相当于在20英尺射距上偏差1.2英寸（或在10m射距上偏差55mm）。两个图案轮运用快速路径算法以使变化时间最小化。 图11显示旋转图案轮可达到的典型的聚焦质量，只显现最小的边缘一中心聚焦差异（球差）和彩色边纹（色像差）。固定图案轮与旋转图案轮非常类似，虽然它显现出稍大一点的球差。图12显示聚焦点从一个图案轮移向另一个图案轮时的聚焦或变形效果。
5 光圈
灯具最后一个可聚焦成像的部件是光圈。完全闭合光圈可将孔径尺寸减小至其最大尺寸的13%，此时其对应的光斑角是2°。笔者测得其打开或闭合的时间是0.4s。
6 棱镜与雾化镜
紧接光圈之后的部件是可移动的聚焦透镜组，透镜组之后则跟随着棱镜和旗形雾化镜。玻璃质三棱镜可以在0.5s内被插入或移出光束。一经插入定位，它能被驱动旋转，其速度范围是0.33r/min（约180s/r）至3.8r/min。影像分离如图13所示，同时也显示影像通过棱镜后其聚焦质量仍保持得相当好，只产生了少量的色差（这是常见的现象；笔者不知道有哪家制造商采用消色差棱镜以改善效果）。
实际上，旗形雾化镜比雾化滤光片更像一片漫射型雾化玻璃，因此它提供整体的泛光效果，而不是柔和图案影像的边缘。这是一个要么全有或要么全无的雾化镜，不存在中间定位的选择。雾化镜插入或移出也需时0.5S。
7 透镜与光输出
光学链的最后一个部件是大的光输出透镜组。总计有三个透镜组：紧接着LED阵列之后的是准直透镜组，光圈之后的是可移动的聚焦透镜组（全程移动时间是0.6s）以及光输出透镜组。笔者测得该灯具在光斑角为16。时的光输出是8279Im。测得其功耗为292W，测算其发光效能略低于30Im/W。灯具光输出特性曲线非常平坦，非常适合于图案投影，但是如果想混合相邻两个光束，那么其效果就不会很好。这或许指明了该灯具预期是用作效果灯具。图14显示灯具非常平坦的光输出曲线。
8 水平与垂直旋转
笔者测得该灯具的水平和垂直旋转范围分别为540°和230°。完成水平全程540°旋转需时2.7s，而完成更典型的180°旋转则需时1.2s。垂直全程230°旋转需时1.5s，而典型的180°旋转则需时1.3s。水平和垂直两个方向的运转都非常平稳，没有跳步或步进现象。在机械上而言，这是一个刚性系统，所以其运转是快速的，滞后是较低的。笔者测得水平和垂直两个方向上的滞后很低，仅为0.05。，这相当于在20英尺射距上偏差0.2英寸（或在10m射距上偏差8mm）。刚性系统的缺憾是；当摇头停止运转时，会出现明显的弹跳现象。两个方向的运转轴线上都配置有光学编码器，以便灯具被碰击时重置定位。
9 噪声
显然，冷却风扇是最喧闹的噪声源。伴隨有在垂直方向上以某些速度运转时会发出一些共鸣声，因而很大程度上提高了本底噪声。
10 电参数与复位/初始化时间
该灯具在115V 60Hz标称电源下运行，当所有LED光源满功率运作时，笔者测得电流为2.42A，灯具功耗为282W，而功率因数为0.96。关闭LED光源时，测得灯具静态功耗为48W，电流为0.43A，而功率因数为0.92。
从冷启动或DMX512复位指令起灯具初始化全程运行需时约25s。其复位运行部分表现良好，而部分则表现糟糕，其间灯具平稳地逐渐淡出，然后重新定位，但是灯具在完成最终定位之前又逐渐淡入。
11 结构与电子设备
该灯具跟随当下常规技术和采用分布式控制系统，将其主马达控制板安装在摇头中，而将电源安装在底座内。图15显示灯具的两个灯弓臂，臂内安装有水平和垂直旋转马达，而图16显示主马达控制电路板。实际上灯具结构并不是模块化的结构，但是看上去它十分简洁以致不需拆卸。有趣的是，制造商给模塑组件选择实施“感觉柔软”的表面处理，获得了非常好的哑光效果，没有反射光泽。看看这样的表面能维持多久，会是有趣的，因为笔者之前从未发现那样的表面材料是非常耐用的。如果的确如此，那么这是一种明智的选择。水平和垂直旋转轴都安装有锁定装置以确保运输安全。
该灯具配置有5针XLR连接器和3针数据连接器以及powerCon输入和输出以适用灯具菊花链的配接。图17和图18显示其连接面板及显示屏。本机控制是借助彩色LCD屏幕和菜单系统来操作，菜单系统包含有通常的设置、自检以及维修功能。
以上所述几乎就是该灯具的全部，这种聚光型灯具将功效与LED光源的控制结合起来，并配置有二向色性滤色片的饱和色彩。如前所述，对这种结合既有赞同者又有反对者。用户可根据自己的具体情况来考虑，笔者依旧只是试图提供原始事实和数据，以有助于用户做出自己的决定。
【关键词】白光LED（阵列）；测评；电脑灯：滤色片
文章编号：10.3969/j.issn.1674-8239.2016.02.001
本次考察的产品是来自Chauvet Professional公司的产品——Gogue R2 Spot（以下简称该灯具）。已经制造这类产品的许多公司，都采用全白光LED光源和二向色性滤光片的组合技术以获得色彩及其变化。依笔者所见，对这种方法赞同的和反对的都有。其有利的方面是，白光LED的发光效率非常高。大多数商业照明制造商的研发部门都非常关注它们，所以，他们为获得灯具高功效而主导了这种组合技术。另外，他们也倾向于拥有比RGB光源更好的显色性，而不必担心所有色光汇聚在单个光束中时其混合光色的均质性。然而其不利的方面是，正如采用白光光源的任何灯具一样，利用滤色片产生色光时，将不可避免地损失光通量及灯具发光效能，尤其当色轮转到高饱和度的灯光滤色片时，其光能损失更大。
该灯具在测试台上表现得如何？与以往考察一样，笔者设法检验和测量笔者所能做的每一项内容，从功率输入到光输出，并报告原始数据，拥有这些信息将有助于用户做出自己的决定。文中提供的结果是基于对灯具的检测，检测时灯具在115 V 60 Hz标称电源下运行，被检测灯具是Chauvet Professional公司提供给笔者的唯一一台Gogue R2 Spot灯具，见图1。
1 光源
如前所述，该灯具采用白光LED光源。该灯具配置的光源由49个荧光粉型白光发射器COB（chip-on-board，板载芯片）阵列组成。笔者没有拆卸灯具以察看这些发射器，但是可以在调暗的低亮度下透过灯具的透镜获得良好的观察。在图2中，能够清晰地看见各个晶片以及将它们连接在一起的细小的连接线。在同一张照片中，也可以看见蓝色LED和黄色荧光粉的组合。制造商标识这个阵列的额定功耗为240 W。当然，所有LED功率的评估值都是标称值。实际运行时LED光源的功率有多大，取决于用户将LED光源冷却得怎样，取决于如何将其热量排出，以使其保持在额定的工作温度范围内运行。LED阵列被直接安装在大型的铝质散热器上，该散热器嵌入热管以便将热量扩散到更大的表面积。图3显示散热器的边缘和6个被嵌入、经过LED阵列下方的热管。而散热器由两台速度可控的轴流风扇来冷却。
2 调光与频闪
因为这是一台LED灯具，所有调光和频闪都是以电子控制方式来完成。制造商以16 bit调光来运行LED光源，并配以2.2 kHz PWM频率，因而产生了极佳的平滑调光控制。图4显示其调光曲线，它非常接近于线性调光曲线。线性调光并非是笔者最喜爱的，但是要知道自己的需要，控制是足够的平滑，以便用户能添加任何一种想要的控制台已配置的调光曲线。正如大家对LED光源所期望的，其频闪功能是清脆而明晰的，测得其可控速率范围是0.8Hz～22Hz。
在LED光源之后，灯具光学链的第一个部件是一个透镜组。推测它用来校准光输出，并将光导向通过光学链的其余部分。在稍后的检测中将返回介绍它及其光学性能。
3 颜色系统
如前所述，该灯具是一台使用二向色性滤色片获得色彩的白光LED灯具。它配置有两个色轮，每个色轮安装有7个不可替换的、楔形二向色性滤色片，外加一个开孔。两个色轮在运作上是完全相同的，尽管它们的色彩选择不同。快速路径运算、双色彩效果以及色轮连续不停的旋转等常规功能在两个色轮上都能得以实现（对于运用色轮的混合解决方案，双色彩或许是另一个加分点）。
图5是其中一个色轮的视图，图中显示粘合着的梯形滤色片和很窄的轮辐。图6显示使用中的一则双色彩的例子。两个色轮也可以组合使用以提供混合色彩及效果。
笔者测得其未曾滤色的白光的色温是8197 K，CRI（一般显色指数）为72，CQS（色质指数）为69；在使用3200 K CTO色温滤色片时，测得其色温是3912 K，使用5600 K CTO色温片时，其色温是4566 K。
在上述色轮1的列表中，读者可能注意到黄滤色片显现出难以置信的高透射率，高达98%。为什么它有如此高效的透射率？它看上去像是非常饱和的黄色，那么，其光输出为什么没有减少得更多呢？这是运用了产生白光的组合技术的结果——蓝色LED和黄色荧光粉的组合——而且也显露出运用照度计测量所依据的现行标准之不足，图7显示其白光LED的光谱（没有附加滤色片），而图8则显示附加黄滤色片时的光谱。可见，图8的光谱显得漂亮得多，兩个光谱之间的唯一差异（忽略它们尺度的改变）是黄滤色片滤掉了LED光源发出的蓝光，仅仅发送出来自黄色荧光粉的辐射光。笔者在之前文章中曾说过，照度计应用的现行CIE标准在确认蓝光总量时是有欠缺的。实际上，它根本没有真实地反映那个蓝光波段的光量。因此，当黄色滤色片被移除时，照度计并没有注意到这种变化，其照度值没多大改变。事实上，人眼能极好地感知蓝光；如果不具备这种视觉功能，那么光绝不会看上去是白色的，蓝光贡献出远大于所测得的2%光输出。这绝不是该灯具的缺点，它涉及到行业中已经制定的光输出测量标准的问题。
4 图案轮
该灯具配置有两个图案轮，一个固定图案轮和一个旋转图案轮。旋转图案轮配置有7个可替换的金属图案片和一个开孔。追随当前行业发展的趋势，图案片被安装在卡盘内，卡盘能容易地卡进图案轮上的卡槽或从卡槽中取出。图9显示其中一个安装在卡盘中的图案片图形，而图10显示操作窗口的面板（上一关闭的面板，下一移除了面板），在灯具外就能快速将其打开，可以容易地更换图案片，而不必完全卸下灯具顶盖。
旋转图案轮的定位和旋转在某些点位有点慢以及不够稳。笔者测得其定位精度或滞后为0.28。，这相当于在20英尺射距上偏差1.2英寸（或在10m射距上偏差55mm）。两个图案轮运用快速路径算法以使变化时间最小化。 图11显示旋转图案轮可达到的典型的聚焦质量，只显现最小的边缘一中心聚焦差异（球差）和彩色边纹（色像差）。固定图案轮与旋转图案轮非常类似，虽然它显现出稍大一点的球差。图12显示聚焦点从一个图案轮移向另一个图案轮时的聚焦或变形效果。
5 光圈
灯具最后一个可聚焦成像的部件是光圈。完全闭合光圈可将孔径尺寸减小至其最大尺寸的13%，此时其对应的光斑角是2°。笔者测得其打开或闭合的时间是0.4s。
6 棱镜与雾化镜
紧接光圈之后的部件是可移动的聚焦透镜组，透镜组之后则跟随着棱镜和旗形雾化镜。玻璃质三棱镜可以在0.5s内被插入或移出光束。一经插入定位，它能被驱动旋转，其速度范围是0.33r/min（约180s/r）至3.8r/min。影像分离如图13所示，同时也显示影像通过棱镜后其聚焦质量仍保持得相当好，只产生了少量的色差（这是常见的现象；笔者不知道有哪家制造商采用消色差棱镜以改善效果）。
实际上，旗形雾化镜比雾化滤光片更像一片漫射型雾化玻璃，因此它提供整体的泛光效果，而不是柔和图案影像的边缘。这是一个要么全有或要么全无的雾化镜，不存在中间定位的选择。雾化镜插入或移出也需时0.5S。
7 透镜与光输出
光学链的最后一个部件是大的光输出透镜组。总计有三个透镜组：紧接着LED阵列之后的是准直透镜组，光圈之后的是可移动的聚焦透镜组（全程移动时间是0.6s）以及光输出透镜组。笔者测得该灯具在光斑角为16。时的光输出是8279Im。测得其功耗为292W，测算其发光效能略低于30Im/W。灯具光输出特性曲线非常平坦，非常适合于图案投影，但是如果想混合相邻两个光束，那么其效果就不会很好。这或许指明了该灯具预期是用作效果灯具。图14显示灯具非常平坦的光输出曲线。
8 水平与垂直旋转
笔者测得该灯具的水平和垂直旋转范围分别为540°和230°。完成水平全程540°旋转需时2.7s，而完成更典型的180°旋转则需时1.2s。垂直全程230°旋转需时1.5s，而典型的180°旋转则需时1.3s。水平和垂直两个方向的运转都非常平稳，没有跳步或步进现象。在机械上而言，这是一个刚性系统，所以其运转是快速的，滞后是较低的。笔者测得水平和垂直两个方向上的滞后很低，仅为0.05。，这相当于在20英尺射距上偏差0.2英寸（或在10m射距上偏差8mm）。刚性系统的缺憾是；当摇头停止运转时，会出现明显的弹跳现象。两个方向的运转轴线上都配置有光学编码器，以便灯具被碰击时重置定位。
9 噪声
显然，冷却风扇是最喧闹的噪声源。伴隨有在垂直方向上以某些速度运转时会发出一些共鸣声，因而很大程度上提高了本底噪声。
10 电参数与复位/初始化时间
该灯具在115V 60Hz标称电源下运行，当所有LED光源满功率运作时，笔者测得电流为2.42A，灯具功耗为282W，而功率因数为0.96。关闭LED光源时，测得灯具静态功耗为48W，电流为0.43A，而功率因数为0.92。
从冷启动或DMX512复位指令起灯具初始化全程运行需时约25s。其复位运行部分表现良好，而部分则表现糟糕，其间灯具平稳地逐渐淡出，然后重新定位，但是灯具在完成最终定位之前又逐渐淡入。
11 结构与电子设备
该灯具跟随当下常规技术和采用分布式控制系统，将其主马达控制板安装在摇头中，而将电源安装在底座内。图15显示灯具的两个灯弓臂，臂内安装有水平和垂直旋转马达，而图16显示主马达控制电路板。实际上灯具结构并不是模块化的结构，但是看上去它十分简洁以致不需拆卸。有趣的是，制造商给模塑组件选择实施“感觉柔软”的表面处理，获得了非常好的哑光效果，没有反射光泽。看看这样的表面能维持多久，会是有趣的，因为笔者之前从未发现那样的表面材料是非常耐用的。如果的确如此，那么这是一种明智的选择。水平和垂直旋转轴都安装有锁定装置以确保运输安全。
该灯具配置有5针XLR连接器和3针数据连接器以及powerCon输入和输出以适用灯具菊花链的配接。图17和图18显示其连接面板及显示屏。本机控制是借助彩色LCD屏幕和菜单系统来操作，菜单系统包含有通常的设置、自检以及维修功能。
以上所述几乎就是该灯具的全部，这种聚光型灯具将功效与LED光源的控制结合起来，并配置有二向色性滤色片的饱和色彩。如前所述，对这种结合既有赞同者又有反对者。用户可根据自己的具体情况来考虑，笔者依旧只是试图提供原始事实和数据，以有助于用户做出自己的决定。