前言
全球的運(yùn)動盛事巴西里約奧運(yùn)剛剛結(jié)束，電視機(jī)前的觀眾對于高質(zhì)量的節(jié)目需求也日愈增加。高質(zhì)量運(yùn)動節(jié)目需求其中之一就是慢速攝影，除了用慢速攝影呈現(xiàn)運(yùn)動員精細(xì)動作外更可以讓裁判做出更精準(zhǔn)的判決。一般的攝影速度為NTSC系統(tǒng)的24 fps(frame per second)或是PAL/SECAM的25 fps，經(jīng)由提高fps(frame per second)達(dá)成慢速攝影。于超高慢速下對于人造光源的需求是非常嚴(yán)苛的，每張畫面需要要有一致的光量因此才不會有閃爍的問題，而閃爍的大小是由參數(shù)Flicker factor或是percent flicker所決定。本篇文章解釋為何Flicker factor影響超高慢速攝影并說明了明緯的LED driver如何符合慢速攝影需求。
   


 
Current Ripple 與Flicker Factor
傳統(tǒng)運(yùn)動場使用的照明系統(tǒng)為metal halide lights(HID) ，其高耗能是主要缺點(diǎn)之一。因此越來越多運(yùn)動場的照明系統(tǒng)更改為LED照明系統(tǒng)。除了節(jié)能以外，使用LED照明的其他優(yōu)點(diǎn)有:較寬的調(diào)光范圍，均勻分布的光源，較佳的光演色性(CRI>80) ，更低的漫射光，當(dāng)重新啟動燈具不需等待，更長的產(chǎn)品周期，低閃爍符合超高慢速攝影需求。LED的物理特性為轉(zhuǎn)化來自driver提供的電能量而輸出為光能量。這樣的轉(zhuǎn)化機(jī)制是類線性，因此LED照明系統(tǒng)中主要取決是否閃爍的零件是為LED driver。如Figure 1所示，理想的LED driver輸出電流為直流，實(shí)際上輸出的電流是變化的，而相關(guān)的參數(shù)則為 Current ripple，代表了電流對于固定周期時間下的振幅變化。當(dāng)電能量經(jīng)LED轉(zhuǎn)化成光能量時其參數(shù)便叫做Flicker factor 或是Percent flicker。因?yàn)镃urrent ripple與 Flicker factor有類線性的關(guān)系，故當(dāng)設(shè)計LED照明系統(tǒng)時，得知LED driver 的Current ripple參數(shù)，可用做評估整個照明系統(tǒng)的閃爍效能以節(jié)省時間。


Figure 1 Illustration of Current ripple and Percent flicker or Flicker factor for stadium applications
其中Imax , Imin 分別為輸出電流最大值與最小值; EHmax, EHmin分別為某固定點(diǎn)量到照度的最大值與最小值

 
運(yùn)動場慢速攝影規(guī)范
歐洲足球協(xié)會聯(lián)盟UEFA對球場的Flicker factor有做出規(guī)范，其要求在高慢速攝影300 fps下Elite Level A規(guī)格的球場 其平均Flicker factor需小于5%，Level A與Level B的球場其平均Flicker factor需小于12%，Level C的球場其平均的球場其平均Flicker factor需小于20%。
 
LED Driver的Current Ripple標(biāo)示
恒流CC機(jī)型的Current ripple可參考driver的datasheet或是specification，舉例說明，明緯HLG-320H-C series的Current ripple為5%如Figure 2左圖所示，而實(shí)際量測值則標(biāo)示在明緯HLG-320H-C的網(wǎng)上測試報告，如Figure 2右圖，HLG-320H-C1400的量測值約為1,14%，符合歐洲足球協(xié)會聯(lián)盟UEFA 所要求Elite Level A球場Flicker factor 5%的規(guī)范。


Figure 2 Current ripple from specification of MEAN WELL HLG-320H-C series (Left);
The measured Current ripple from test report of HLG-320H-C1400 with output current 1400 mA (Right)

 
總結(jié)
慢速攝影下對于人造光源的需求是非常嚴(yán)苛的，LED照明系統(tǒng)中主要取決是否閃爍的要件為LED driver，取決于運(yùn)動用途跟需求，明緯提供完整的產(chǎn)品線與對應(yīng)的技術(shù)信息讓客戶可依照LED driver的特性來建構(gòu)適合慢速攝影的運(yùn)動場用的LED照明系統(tǒng)。

作者: 歐洲明緯 吳懷文 Email: wen@meanwell.eu