【摘要】 LED发光二极管具有发光效率高、光线可调的特点，但单体功率小、价格高。随着科技的进步，LED舞台灯光在演出中的应用越来越多。本文分析了LED灯具的优势和存在的问题舞台灯具，展望了其良好的应用前景。

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1 LED舞台灯光的现状

1.1 技术发展概况

自1990年代蓝光、白光和高亮度LED出现以来，LED的发光效率不断提高，目前商用LED灯管的发光效率已达到50 lm/W~100 lm/W，其发光效率还在不断提高，估计最终会达到200 lm/W左右，不仅比10 lm/W~30 lm/W的白炽灯（包括卤钨灯）高很多，高于目前所有的光源。但是，单个LED的功率很小，只有1W~5W，光效只有几百流明，而舞台灯具往往功率为千瓦，光通量为上万的流明。因此，很多人以前从未想过使用LED。在舞台灯光上。

本世纪初，蓝光LED普及，白光LED技术逐渐成熟，LED发光效率较白炽灯提高一倍，大功率（瓦特级）LED寿命可达数万小时. 凭借光照方便的优势，将多颗LED组合起来增加总光通量的新型LED舞台灯开始出现。起初，由于技术原因和价格昂贵，这种灯很少使用。近年来，由于LED灯具发光效率的提高，以及聚光杯、管芯、外壳等配件的普及，很多厂家开始组装生产。LED灯因其色泽鲜艳、节能环保等特点吸引了人们的尝试。

一些演出使用了LED灯，取得了不错的效果。

目前LED用于白光照明的方式有两种：一种是在发出蓝光的管芯中加入荧光粉，使发出的蓝光一部分通过荧光粉转化为黄光，一部分蓝光蓝光和黄光混合成白光；另一种是将三个分别发出红、绿、蓝光的LED灯管组合起来，混合后形成白光。前一种方式多用于电视照明，后一种方式主要用于舞台灯光。

1.2 LED 用于舞台灯光的优势

LED 灯可用于舞台照明，这要归功于它的几个主要特点：

（1)节能。

与白炽光源（包括卤钨光源）灯相比，LED灯非常节能高效，我们可以通过比较两种灯的结构来观察这一点。

一种。白炽灯的光效。在目前常用的白炽射灯中，作为光源的白炽灯泡体积较大，常采用反射镜和聚光镜的结构。其中之一是球形反射器。灯丝位于球面反射器的中心。球面将灯背后的光反射回灯丝并一起向前移动。会聚成近乎平行的光束，如图1所示。光路只能利用灯泡发出的一部分光，加上反射器和透镜的损耗，整个灯的光效只有百分之十。

湾。卤钨灯的光效。目前的高效椭球镜成像聚光灯得益于卤素灯泡的小型化，如图2所示，灯丝位于椭球镜内的焦点处。

由于椭球的特性，它有两个焦点。从一个焦点发出的光被椭球反射后，它将聚焦在另一个焦点上。灯前的聚光透镜的焦点靠近椭球反射镜的第二焦点，使光源发出的光经过第二焦点反射后会聚成一束的平行光线。由于灯泡内填充了卤素，改进了灯丝和灯泡的工艺和材料，减小了灯泡的尺寸，将灯泡深深地包裹在椭球反射器中。椭球反射器对灯泡的夹角很大。大部分光都用到了，这款灯的光效比之前的灯高，可以达到40%~50%。

C。LED灯的光效。目前常见的LED光束灯采用专用聚光杯，LED发光二极管安装在全透明聚光杯内。聚光杯中间是一个凸透镜，它将位于凸透镜焦点处的LED灯管向前发出的光束汇聚成平行光束，从LED灯管侧面发出的光束进入聚光杯内侧，然后折射到聚光杯外侧。冷凝杯的外侧和内侧设计有一定的角度。当光线到达外侧时，外侧光线的入射角会大于聚光杯材料的临界入射角，所以不可能发生折射，只有全反射产生并从正面发射。经过合理设计，出射光会变成平行于灯具光轴的平行光，如图3所示。

大功率LED管内部有一个高效反射镜舞台灯具，为单向光源。

一个小的聚光杯几乎可以利用LED管发出的所有光线形成平行光束，光源的利用率非常高。由于LED管发出的光不含红外线，所以LED的温度不会太高。聚光杯虽然靠近LED，但仍可以采用透光率高的聚脂塑料制成，不会因高温而变形。精心设计的模压冷凝杯，批量生产，具有极佳的一致性。

LED灯管和聚光杯组合成一个模组，但是光通量不够。一般是将相同的模组再组合起来形成一个扁平的LED阵列，如图4所示。这样一来，一百多瓦LED灯发出的光就相当于几百瓦钨丝白炽灯的亮度，已经可以满足舞台应用的需要，满足节能的要求。

有人将LED内部的光学设计称为一级设计，将聚光杯设计称为二级设计，将聚光杯模组的组合称为三级设计。扁平冷凝杯模块的组装过程比较简单。由于每个模组发出的平行光束在同一平面上重叠，整个灯具发出略微发散的平行光束，通过大量的LED发光，产生满足舞台需要的强光。

LED灯与白炽灯相比，一方面，LED灯管的发光效率是白炽灯的2倍以上；其次，发光二极管利用其小尺寸和低温的优势，采用更高效的光路设计。，光源光通量利用率比白炽舞台灯高数倍。两个因素叠加，同样的光通量，白炽灯的功率比LED灯大几倍。因此，功率较低的LED灯可以满足舞台对光强的要求。

（2)鲜艳的色彩。

在舞台表演中，灯光被用来给舞台布景、道具、服装等染色，或者营造特定的舞台氛围，舞台表演使用大量的彩色灯光。与舞台灯光常用的色光相比，LED照明在色彩表现上优于传统光源。以往舞台灯光所用的色光是在白光发光灯前加滤色纸或其他滤色片，即阻挡不需要的色光，只通过需要的色光光谱。因为很多不需要的色光被阻挡，所以发出的色光非常微弱，尤其是常用的蓝光，其光谱处于可见光谱的高端。敏感，很多对人眼敏感的光线都被挡住了，

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