前言
全球的運動盛事巴西里約奧運剛剛結束，電視機前的觀眾對於高品質的節目需求也日愈增加。高品質運動節目需求其中之一就是慢速攝影，除了用慢速攝影呈現運動員精細動作外更可以讓裁判做出更精準的判決。一般的攝影速度為NTSC系統的24 fps(frame per second)或是PAL/SECAM的25 fps，經由提高fps(frame per second)達成慢速攝影。於超高慢速下對於人造光源的需求是非常嚴苛的，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影響超高慢速攝影並說明了明緯的LED driver如何符合慢速攝影需求。
   


 
Current Ripple 與Flicker Factor
傳統運動場使用的照明系統為metal halide lights(HID) ，其高耗能是主要缺點之一。因此越來越多運動場的照明系統更改為LED照明系統。除了節能以外，使用LED照明的其他優點有:較寬的調光範圍，均勻分布的光源，較佳的光演色性(CRI>80) ，更低的漫射光，當重新啟動燈具不需等待，更長的產品周期，低閃爍符合超高慢速攝影需求。LED的物理特性為轉化來自driver提供的電能量而輸出為光能量。這樣的轉化機制是類線性，因此LED照明系統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，實際上輸出的電流是變化的，而相關的參數則為 Current ripple，代表了電流對於固定周期時間下的振幅變化。當電能量經LED轉化成光能量時其參數便叫做Flicker factor 或是Percent flicker。因為Current ripple與 Flicker factor有類線性的關係，故當設計LED照明系統時，得知LED driver 的Current ripple參數，可用做評估整個照明系統的閃爍效能以節省時間。



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分別為某固定點量到照度的最大值與最小值

 
運動場慢速攝影規範
歐洲足球協會聯盟UEFA對球場的Flicker factor有做出規範，其要求在高慢速攝影300 fps下Elite Level A規格的球場 其平均Flicker factor需小於5%，Level A與Level B的球場其平均Flicker factor需小於12%，Level C的球場其平均的球場其平均Flicker factor需小於20%。
 
LED Driver的Current Ripple標示
恆流CC機型的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，而實際量測值則標示在明緯HLG-320H-C的網上測試報告，如Figure 2右圖，HLG-320H-C1400的量測值約為1,14%，符合歐洲足球協會聯盟UEFA 所要求Elite Level A球場Flicker factor 5%的規範。


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
慢速攝影下對於人造光源的需求是非常嚴苛的，LED照明系統中主要取決是否閃爍的要件為LED driver，取決於運動用途跟需求，明緯提供完整的產品線與對應的技術資訊讓客戶可依照LED driver的特性來建構適合慢速攝影的運動場用的LED照明系統。

作者: 歐洲明緯 吳懷文 Email: wen@meanwell.eu