解析Robe Robin 600 LED Wash

文/［美］邁克·伍德 編譯/姚涵春

（1. 上海戲劇學院，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備領域中的主要制造商之一，其專注于鉆研新技術，每年有許多新產品問世。筆者認為，演藝照明行業向固態照明和功率型LED產品轉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產業中。

對照明設備制造商來說，這種趨勢也充滿了挑戰。目前，LED光源發展迅速，其產品正以驚人的速度變為過時進而快速報廢，以致自動化照明設備制造商不得不每年至少一到兩次重新評估每個產品，繼而進行有效的再設計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、每年更新升級和再接受培訓的重復周期之中。

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。該類產品市場競爭激烈，且已迅速成為自動化LED燈具最成功的領域之一。筆者猜想，自動化變焦LED染色電腦燈的銷售量已經超過傳統染色電腦燈。在本次測評中，筆者對Robe公司提供的Robin 600 LED染色電腦燈進行一系列測試工作，并給出結論供讀者參考。

1 光源

先從光源開始這次測評工作，并逐項穩步完成整個系統的檢測。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、藍和白色芯片各一個，其總功率約10 W，圖2為LED光源細節顯示。每只LED光源都配備一個廣角的光學鏡片，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，其外圍的兩塊環形電路板，分別配備了12只和18只LED光源。每個環（或稱環帶）能被分別控制。

圖2 LED光源細節

圖3 LED陣列

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

2 光學

LED板上安裝了一個復雜的光學裝置，它由圓盤和光學器件組合而成，結構類似三明治，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，看上去像結實的大錐體。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。筆者認為，它可達到兩個目的：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中構建了第一組固定的光學組件。

這個變焦系統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，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個步進馬達線性驅動器實現軸向運動以改變該系統的光束角。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溫控風扇和驅動器

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 最大變焦時光強分布曲線

圖11 最小變焦時光強分布曲線

在這些器件上，又配置了一個有37個圓孔的圓盤，每個LED光源對應一個圓孔，見圖9，而最后一個部件是起保護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，在常規的射距上沒有彩色邊紋現象，也沒有多色的陰影。它似乎也避免了這類燈具可能產生的紅色或藍色光環現象，幾乎所有色彩都有一個干凈利落的光束。筆者認為，那是六角形柵格所產生的良好結果。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遠勝過光輸出的損失。

大約兩、三年前，制造商們的目標是將燈具的光通量都有效利用，那時的理念是數量勝過質量。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。這是一件好事，筆者很樂意看到這一理念的轉變。

3 光輸出

Robin 600 LED Wash具有復雜的光學系統。它的實際運行效果如何呢？筆者測量了所有LED滿量程工作時的最大光輸出，60o寬光斑角時的光輸出是7 373 lm，而在27o窄光斑角時的光輸出則下降為5 875 lm。光束的光強分布如圖10和圖11所示。正如光強分布曲線所示，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滿量程工作時測得的，當時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實的白光輸出。混合得到十分接近黑體輻射軌跡的5 600 K白光時，光輸出約為滿量程光輸出的80%。變焦是平滑的（盡管在標準型款式的燈具中有噪聲），并提供光束角之間的轉換，在轉換全過程中任何點位都沒有色斑點或色環。以最快速度完成全程變焦需時0.5 s。總的說來，其光輸出非常柔滑，令人滿意。

4 調光

圖12展示了Robin 600 LED Wash的調光曲線，它非常接近線性響應。即使采用8 bit DMX512通道，在全程90%以上的調光過程中，都非常平滑，僅在調光末端的5%～10%過程中才出現步進現象。所以，Robe公司必須采用內插值方法以使DMX512調光更為平滑。該燈具在調光時的色彩一致性也非常好，只是在全程的最后才顯露出一點變化。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個同心環帶上獨立控制的頻閃效果。

在調光方面需要注意的一點是：如果用戶采用虛擬色彩通道將該燈具設置為2700K或3200K鹵素燈的白色，那么，當燈具在調光時，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，其結果是，燈光調暗時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，對高清電視系統可能會引發混淆或閃爍問題。對快速移動的目的物，它也會引起頻閃現象。

圖12 調光曲線

5 色彩系統

就色彩而言，Robin 600 LED Wash本質上是一款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的光譜分布，圖14則展示了調控各通道量值以混合產生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。該通道里還設有預編的可混合產生5種不同色溫的白光：2 700 K、3200K、4 200 K、5 600 K和8 000 K。筆者運用一臺分光計測量了這些白光的光通量輸出和色溫，結果如表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色溫

筆者也試圖用色度計測量它們，但是得到的結果差異很大，通常會偏低。三刺激值色度計，例如美能達或筆者使用的測量儀——Gigahertz-Optik HCT-99，在試圖測量LED光源的色溫不夠準確。在使用色度計獲取色溫（CT）讀數時，也應該同時使用相機或目測與其進行比對試驗。很多攝影師和燈光設計師都使用色度計，但是，如果他們知道色度計測量LED光源表現很差，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，他們運用這些白光作為參照來校準燈具，所以，這些燈具在性能上應該總是一致的。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。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

這里也應該提及3個同心環帶，在某些運作模式中，如圖3所示的3個LED環帶能獨立地用作色彩和頻閃，因此會產生如圖16所示的特效，每個環帶有不同的色彩和亮度。

圖16 3個同心環帶

6 水平旋轉和垂直旋轉

Robin 600 LED Wash可水平旋轉450°和垂直旋轉300°。水平旋轉全程需時2.5 s，而更為標準的180°全程旋轉需時2 s。垂直旋轉時，全程需時1.5 s，而180°全程需時1.25 s。水平和垂直旋轉時的定位可重復性非常好，其誤差僅0.08°——即在20英尺射距上的誤差僅約0.3英寸。按所有測試速度運行時，燈具都處于平穩運動的狀態。水平和垂直旋轉都采用久經考驗的機械裝置，該裝置使用熟悉的三相電機、皮帶傳動和全定位反饋（圖17）。

圖17 垂直旋轉馬達

7 噪聲

如前所述，風扇是受溫度控制的，所以，它的運行隨著LED的功率和溫度的變化而加速和減速。此次測得的數據是在所有LED滿量程運行30 min，在燈具達到平衡狀態之后所測量的，如表3所示。

表3 受測燈具噪音水平（一般模式）

雖然水平旋轉時噪聲稍微有點大，但最引人關注的是變焦，它運作快速，但噪聲相當高。Robin 600 LED Wash提供劇院運作模式，用戶可以在菜單系統中預先設置。這種模式使燈具在水平、垂直和變焦運作時降低馬達的速度以減小噪聲水平。運作這些燈具功能時采用這種模式，可以使噪聲下降約3 dB。

8 電子參數

Robin 600 LED Wash配置有全功率因數自動校正電源（100 V ～240 V ，50/60 Hz），在所有LED發射器都滿量程運行而馬達不運轉時，它消耗3.5 A、400 W，功率因數為1.0。這等同于最高功效，在最大光束角時其光效為17.5 lm/W。靜負載（LED和馬達都不運行）時，它消耗0.36 A、38 W，此時功率因數為0.85。從接通電源或通過DMX512控制通道發出復位指令起的初始化時間是30 s～35 s。燈具表現良好，在開始復位運行之前，它關閉燈光至全黑狀態，而當復位完成時又再一次復現燈光。

該款燈具采用Robe公司的標準彩色液晶（LCD）顯示器，配備一個觸摸屏和4個按鈕，見圖18。用戶可以在通電時操作這個系統；它配置有專用電池，也可以在燈具通電之前預先設置功能參數。該系統提供全面的DMX512選項以及良好的診斷、獨立運作和相關服務條目。它也儲存所有故障事件信息，所以，有完整的服務記錄供停機查看。電子設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，馬達驅動器安裝在燈具的一個燈弓臂中，見圖20，LED驅動器裝配在其頭部（此前已經見過了）。最后，它備有全范圍的連接器和可用的數據格式，有以太網接口支持Art-Net和MANet，以及有標準5針和非標準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 馬達驅

圖21 連接器

9 結構

Robin 600 LED Wash具有標準、通用的結構，采用塑料后蓋、壓鑄件和鋁板底座。進入燈弓臂、搖頭和底座中的電子設備的方法很簡便。進入LED光源則要耗費一點時間，有許多螺絲需卸掉，但也不復雜。

結論

Robin 600 LED Wash是一款令人關注的產品，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和強項，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據，能有助于用戶作出自己的決定。