Stu­dio-fres­nel mit Led-leucht­mit­tel

War­um be­schäf­tigt man sich heute noch mit ei­nem Fres­nel­lin­sen-schein­wer­fer? Dar­über hin­aus auch noch den spe­zi­el­len Stu­dio-ty­pen – heute, wo wir mit Wa­sh-mo­vingheads doch al­le An­for­de­run­gen lö­sen kön­nen? War­um Stu­fen­lin­sen und vor al­lem Led-stu­fen­lin­sen d

Production Partner - - Led-stufenlinsen-übersicht | Einführung - Text: Her­bert Bern­städt | Fo­tos und Ab­bil­dun­gen: Die­ter Stork, Her­bert Bern­städt

Die The­se, dass Stu­fen­lin­sen­schein­wer­fer nicht mehr be­nö­tigt wür­den, weil sie von kopf­be­weg­ten Wash­lights ab­ge­löst sei­en, ist auf den ers­ten Blick durch­aus be­rech­tigt. Schaut man sich heute die Shows auf der Büh­ne oder im Fern­seh­stu­dio an, dann wird man sehr vie­le Led-wash­lights fin­den und viel­leicht noch in der ei­nen oder an­de­ren Ecke ei­ne Stu­fen­lin­se. Ja, die Zu­sam­men­set­zung ei­nes Show­sets hat sich sehr ver­än­dert.

Aus den da­mals üb­li­chen un­er­schüt­ter­ba­ren „Weiß­licht-frak­ti­on“mit ge­sät­tig­ten Fres­nel­be­stü­ckung und hier und da mal ein „Ef­fekt­schein­wer­fer“hat sich heute das Ver­hält­nis völ­lig um­ge­dreht. Zu­min­dest wenn es um klas­si­schen Stu­dio­shows geht.

Wo­zu heute noch Stu­dio-fres­nels?

Geht man heute durch die La­ger der Ver­lei­her, so fin­det man in den hin­te­ren Rei­hen meist noch Bat­te­ri­en von al­ten Stu­di­o­schein­wer­fern, die ih­re An­schaf­fungs­kos­ten schon lan­ge ein­ge­spielt ha­ben. Aber die „Stu­fe“(Stu­dio-fres­nel­lin­sen­schein­wer­fer) ist aus dem Brot- und But­ter­ge­schäft durch die Mo­ving-wa­s­her ver­drängt wor­den. Doch mitt­ler­wei­le ent­wi­ckeln vie­le Her­stel­ler wie­der Stu­dio-fres­nel­schein­wer­fer – vie­le set­zen da­bei auch auf die Led-tech­nik.

Vor al­lem die Fle­xi­bi­li­tät der neu­en „Led-stu­fe“macht den Typ wie­der in­ter­es­sant. Mo­bi­le Re­por­ta­gen z. B. sind si­cher­lich prä­des­ti­niert für den Ein­satz, weil eben durch die ge­rin­ge Strom­auf­nah­me auch der Ak­ku­be­trieb mög­lich wird. Auch bei Out­door-film­sets wer­den die leis­tungs­stär­ke­ren Va­ri­an­ten kaum durch Mo­ving Lights er­setzt wer­den. Be­son­ders weil der Be­darf nach be­weg­li­chen, mul­ti­funk­tio­na­len Schein­wer­fern nicht ge­ge­ben ist. Und auch da kann die LED mit ih­ren bau­li­chen Ei­gen­schaf­ten punk­ten, da vie­le Ge­rä­te mit ei­ner Ip-klas­si­fi­zie­rung glän­zen. Ein­her­ge­hend gal­ten die „Stu­fen“schon im­mer als ro­bus­te Ar­beits­tie­re und auch die neu­en Ge­rä­te mit Led-en­gi­ne ma­chen da kei­ne Aus­nah­me.

Leis­tungs­tech­nisch hat sich eben­falls in den letz­ten Jah­ren ei­ni­ges im Be­reich LED ge­tan. Der Wir­kungs­grad hat mitt­ler­wei­le ei­nen Stand er­reicht, bei dem man im Ta­ges­licht­be­reich mit ei­nem Led-ba­sier­ten Äqui­va­lent ei­ner 2-kwEnt­la­dungs­lam­pe ar­bei­ten kann.

Und be­trach­tet man sich nun die Ent­la­dungs­lam­pe ge­gen­über ei­ner Led-en­gi­ne, dann ist der gro­ße Vor­teil nicht die Stro­mer­spar­nis, son­dern viel­mehr die Mög­lich­keit die LED elek­tro­nisch dim­men zu kön­nen, oh­ne ei­nen Shut­ter be­nut­zen zu müs­sen. Dar­über hin­aus spart man sich das Vor­schalt­ge­rät. Rech­net man die Kos­ten ei­ner Ta­ges­licht­stu­fe mit Vor­schalt­ge­rät und Shut­ter zu­sam­men, wird man fest­stel­len, dass Led-lö­sun­gen durch­aus preis­wer­ter sein kön­nen.

So­mit schickt sich die Led-stu­fen­lin­se an, die klas­si­schen Ent­la­dungs­lam­pen zu ver­drän­gen. Dies macht na­tür­lich auch im Thea­ter nicht halt, wenn es eben­falls um die kal­te Licht­far­be der Ent­la­dungs­lam­pe geht, wel­che die LED eben­so wie­der­ge­ben kann. Ge­ra­de beim Thea­ter, wie aber auch am Set, ist es oft­mals not­wen­dig, Be­rei­che vom Licht­wurf ab­zu­schat­ten. In die­sem Be­reich fal­len die kopf­be­weg­ten Wash­lights deut­lich hin­ter den Stu­fen­lin­sen zu­rück. Auch die sim­ple Be­die­nung ei­ner Stu­fe macht die­sen Typ Schein­wer­fer für klei­ne­re Thea­ter, Stadt­hal­len, Au­len oder auch Mehr­zweck­hal­len in­ter­es­sant.

Nicht zu­letzt gibt es im­mer mehr Fir­men, die für ih­re Prä­sen­ta­tio­nen auf Mes­sen und Events im Zu­ge ih­rer ei­ge­nen Com­pa­ny Com­p­li­an­ce zum The­ma Nach­hal­tig­keit nur noch Led­licht für ih­re Ver­an­stal­tung zu­las­sen.

Die Stu­fe & die LED

Die Stu­fen­lin­se ist ei­ne Op­tik, die haupt­säch­lich zum ho­mo­ge­nen Aus­leuch­ten von Per­so­nen und Sets ge­eig­net ist. Auf­grund der vie­len Kan­ten der Fres­nel­l­in­se, ist im­mer ein weich aus­lau­fen­der Rand vor­han­den. So­mit hat man kei­ne har­ten Kan­ten, die durch das Bild ver­lau­fen könn­ten. Man kann sehr

gut von ei­nem Schein­wer­fer zum nächs­ten über­lap­pend leuch­ten, so dass ei­ne ho­mo­ge­ne Licht­flä­che ent­steht. Mit dem Ver­stel­len des Leucht­mit­tels zur Lin­se wer­den Ab­strahl­win­kel von ca. 6° bis 50° er­reicht, so dass man Flä­chen wie auch Spit­zen set­zen kann. Wie be­reits an­ge­deu­tet, leis­tet die Tor­klap­pe bei brei­tem Ab­strahl­win­kel in der Re­gel ein sau­be­res Ab­schat­ten. Die Tor­klap­pe ist ei­nes der ty­pi­schen Kenn­zei­chen von Stu­dio-stu­fen­lin­sen. Die­se ist meist so ge­la­gert und

aus­ge­führt, dass man sie auch mit ei­ner Be­dienstan­ge ein­stel­len kann. Wei­ter­hin sind Scrims und hal­be Scrims als ty­pi­sches Zu­be­hör im Stu­dio zu fin­den, um die Licht­in­ten­si­tät zu dämp­fen oh­ne die Farb­tem­pe­ra­tur zu ver­än­dern. Da­bei er­folgt schon ei­ne Un­ter­schei­dung zum Thea­ter-stu­fen­lin­sen­schein­wer­fer: Im Thea­ter darf vom Schein­wer­fer kein Streu- bzw. Stör­licht aus­tre­ten. Der Thea­ter­schein­wer­fer hat ei­ne Farb­fo­li­en­auf­nah­me, meist als licht­dich­te ge­schlos­se­ne Kas­set­te. In der An­wen­dung im Stu­dio ist das Streu­licht in der Re­gel kein Pro­blem, wenn man so­wie­so ver­sucht, ei­nen gleich­mä­ßig wei­ßen Licht­tep­pich zu leuch­ten, der nur aus der Rich­tung der Ka­me­ra be­trach­tet wird.

Über die wei­te­ren ty­pi­schen Aus­stat­tungs­merk­ma­le ei­ner Stu­fen­lin­se müs­sen wir nicht mehr aus­führ­lich be­rich­ten. Wer dar­an In­ter­es­se hat, dem emp­feh­len wir den Ar­ti­kel „Stu­fen­lin­sen­schein­wer­fer: Grund­la­gen der Stu­di­o­schein­wer­fer“auf production-part­ner.de (http://bit.ly/2qai7tw oder Qr-co­de). In die­sem ein­lei­ten­den Ar­ti­kel, wol­len wir uns je­doch auf die Be­son­der­hei­ten der Stu­fen­lin­se mit ei­nem Led-leucht­mit­tel kon­zen­trie­ren.

Da sind z. B. die cha­rak­te­ris­ti­schen Tor­klap­pen­funk­tio­nen des Stu­di­o­schein­wer­fers im Zu­sam­men­spiel mit der LEDEn­gi­ne zu be­trach­ten. Die räum­li­che An­ord­nung der LEDS in­ner­halb ei­nes Ar­rays kön­nen die Pro­jek­ti­ons­ei­gen­schaf­ten im Ver­gleich zur Ha­lo­gen- oder Ent­la­dungs­lam­pe deut­lich ver­än­dern. So fin­den sich oft­mals Hof­bil­dun­gen, ein ty­pi­sches Zen­tral­loch oder här­te­re Kan­ten durch den Tu­bus wie­der. Auch Hel­lig­keits­ab­stu­fun­gen an der Kan­te sind all­seits be­kannt. Au­ßer­dem ent­ste­hen durch die Geo­me­trie des Le­d­ar­rays manch­mal ecki­ge bzw. qua­dra­ti­sche Licht­fel­der, die den Zoom-be­reich nur ein­ge­schränkt ver­wend­bar ma­chen. Auch ei­ne un­ter­schied­li­che Phos­phor­men­ge auf den ein­zel­nen LEDS kön­nen den Licht­wurf fle­ckig wir­ken las­sen. Eben­so ist die Küh­lung der LED weit­aus auf­wen­di­ger zu rea­li­sie­ren als bei ei­nem klas­si­schen Leucht­mit­tel. Die­se zur Küh­lung die­nen­den Kom­po­nen­ten sor­gen dann im Ge­häu­se für ei­ne Ein­schrän­kung im Fahr­weg zur Lin­se, wo­durch der Zoom-be­reich eben­falls be­grenzt ist.

Bei der Ent­wick­lung von Led-ba­sier­ten Stu­fen­lin­sen­schein­wer­fern muss­ten sich die Her­stel­ler des­halb von dem Ge­dan­ken lö­sen, die al­ten Ge­häu­se ein­fach mit ei­ner LED an­statt ei­nes Ha­lo­gen- oder Ent­la­dungs­leucht­mit­tels zu ver­se­hen. Je nach Ent­wick­lungs­auf­wand gibt es dem­ent­spre­chend auch zum Teil gro­ße Un­ter­schie­de zwi­schen den Qua­li­tä­ten der heu­ti­gen Led-„fres­neler“.

Licht­qua­li­tät von LEDS

Ei­ne Haupt­ei­gen­schaft von Stu­dio-stu­fen­lin­sen­schein­wer­fern ist na­tür­lich, dass die Licht­qua­li­tät auch für Ka­me­ra­an­wen­dung nutz­bar ist. Das be­trifft in ers­ter Li­nie aber nicht die Pro­jek­ti­on, viel­mehr ist da­mit die Zu­sam­men­set­zung der Fre­quen­zen des Lichts selbst ge­meint – die wie­der­ge­ge­be­ne

Farb­tem­pe­ra­tur, de­ren senk­rech­ten Ab­wei­chung zur planck­schen Kur­ve so­wie na­tür­lich die Farb­wie­der­ga­be.

Grund­sätz­lich hat man es mit zwei Ty­pen von Led-en­gi­nes zu tun, um wei­ßes Licht zu emit­tie­ren. Die ei­ne Grup­pe sind die Weiß­licht-ar­rays, die es so­wohl in ei­ner fes­ten Farb­tem­pe­ra­tur­be­stü­ckung als auch in va­ria­bler gibt. Die an­de­re Grup­pe sind Led-ar­rays, die mit far­bi­gen LEDS er­wei­tert wer­den, um das Farb­spek­trum zu er­wei­tern.

Bei den rein­wei­ßen Led-ar­rays wird ein blau­er LED-CHIP mit un­ter­schied­li­chen Phos­phor an­ge­regt, die dann wie­der­um grü­ne, gel­be so­wie we­ni­ge ro­te An­tei­le hin­zu­fü­gen und in der Sum­me wei­ßes Licht er­ge­ben. Be­trach­tet man sich das Spek­trum, so er­kennt man da­bei im­mer ei­nen Ein­bruch nach der Far­be Blau, ge­folgt von dem Phos­phor­bauch aus Grün und Gelb, wel­cher dann im Rot­be­reich wie­der ab­sinkt. Je nach­dem wel­che Phos­pho­re und wie dicht die­se auf­ge­tra­gen wer­den, kann fast je­de Farb­tem­pe­ra­tur de­fi­niert wer­den – von z. B. 3.200K oder 5.600K. Durch die Ein­brü­che des Spek­trums des Weiß­licht-ar­rays ist die Farb­wie­der­ga­be nicht op­ti­mal. Ein­fa­che Ar­rays wei­sen ei­nen CRI von un­ter 80 auf. Das reicht, um ei­ne Büh­ne hell zu ma­chen, oh­ne An­spruch auf ge­stal­te­ri­sches schö­nes Licht.

Durch die Ver­wen­dung zwei­er Licht­far­ben wie Kalt­weiß und Warm­weiß in ei­nem oder zwei se­pa­ra­ten Ar­rays, ist es mög­lich, im Schein­wer­fer auch die Farb­tem­pe­ra­tur ein­zu­stel­len, in­dem man die An­tei­le des ent­spre­chen­den Ar­ray hin­zu­fügt bzw. weg­nimmt. Oft­mals ver­bes­sert man durch die ver­schie­de­ne Phos­phor-zu­sam­men­set­zung von Kalt­weiß und Warm­weiß die Farb­wie­der­ga­be im Misch­be­trieb.

Um je­doch ei­nen Drift ins Ro­te oder Grü­ne zu er­rei­chen, ist dies kei­ne ad­äqua­te Lö­sung. Da­zu muss ein an­de­rer An­satz der Weiß­licht­er­zeu­gung ein­ge­setzt wer­den. Da­bei ver­sucht man das Spek­trum mit al­len ver­füg­ba­ren far­bi­gen LEDS auf­zu­fül­len, um so­mit ein mög­lichst breit­ban­di­ges Spek­trum oh­ne nen­nens­wer­te Lü­cken zu er­rei­chen. Wird die­ser An­satz ge­wählt, hat man bei ent­spre­chen­der Aus­wahl meist das Spek­trum gut aus­ge­füllt und kann vor al­lem im Rot­be­reich mit der ent­spre­chen­den LED rich­tig punk­ten. Wei­ter­hin hat die­se En­gi­ne den ent­schei­den­den Vor­teil, dass es durch

ent­spre­chen­de An­steue­rung der LED mög­lich ist, nicht nur ent­lang der planck­schen Farb­kur­ve die Farb­tem­pe­ra­tur zu än­dern, son­dern auch ei­nen Drift in den ro­ten bzw. grü­nen Be­reich durch­zu­füh­ren oder eben zu kom­pen­sie­ren. Da­mit wird das Ein­stel­len auf Ka­me­ras er­heb­lich er­leich­tert. Her­aus­for­de­rung die­ser Tech­nik ist je­doch das Zu­sam­men­füh­ren al­ler ein­zel­nen Licht­quel­len zu ei­nem ho­mo­ge­nen Weiß­licht. Dies wird durch pri­mä­re Op­tik­an­ord­nun­gen er­reicht, die ei­ne ge­wis­se Bau­grö­ße auf­wei­sen und letzt­end­lich meist auch viel Licht „schlu­cken“, so dass die­se Schein­wer­fer von der Hel­lig­keit den Weiß­licht-ar­rays meist un­ter­le­gen sind.

Farb­tem­pe­ra­tur und Fli­ckern: An­steue­rung von LEDS

Ei­ner der Vor­tei­le von LEDS – ge­ra­de in Hin­blick auf den Ein­satz als Stu­di­o­schein­wer­fer – ist, dass die LED beim Dim­men wei­test­ge­hend die Farb­tem­pe­ra­tur kon­stant hält. Hier ha­ben die Weiß­licht-ar­rays ei­nen Vor­teil ge­gen­über den Mul­ti­co­lor­weiß­licht-led-en­gi­nes. Um den Far­bort beim Dim­ming kon­stant zu hal­ten, be­dient man sich im bes­ten Fall der ak­ti­ven Re­ge­lung. Die meis­ten ver­füg­ba­ren Stu­dio­va­ri­an­ten ver­su­chen dies je­doch ma­xi­mal mit ei­nem Al­go­rith­mus zu kom­pen­sie­ren. Pro­ble­ma­tisch kann es beim Dim­men in­ner­halb ei­ner An­wen­dung sein, in der ei­ne Ka­me­ra auf­zeich­net. In der Re­gel wer­den LEDS mit wie­der­keh­ren­den brei­ten Strom­pul­sen ver­sorgt, wo­bei die Brei­te des Strom­pul­ses ent­spre­chend der Hel­lig­keit ist. Ist der Schein­wer­fer 100 % an, so sorgt in den meis­ten Fäl­len ein kon­stan­ter Strom­fluss für ei­nen nicht un­ter­bro­che­nen Licht­fluss. Wird nun ge­dimmt und es er­schei­nen die Strom­blö­cke, die ent­spre­chend pul­sie­ren­des Licht zur Fol­ge ha­ben, be­steht im­mer die la­ten­te Ge­fahr, dass ei­ne elek­tro­nisch ab­tas­ten­de Ka­me­ra, wie auch ein me­cha­ni­scher Shut­ter, ge­nau auf die­sen Puls­blö­cken lie­gen bzw. wei­ter­schwe­ben und dann zu den Dun­kel­stel­len ab­tas­ten. Da­zu kommt, dass je­de Ka­me­ra sich ein we­nig an­ders ver­hält. In der Re­gel wird die Pwm-fre­quenz (pul­se wi­de mo­du­la­ti­on) re­la­tiv hoch ge­setzt, um das Fli­ckern von vorn­her­ein zu ver­mei­den. Bes­se­re Sys­te­me er­lau­ben dar­über hin­aus das Ein­stel­len von un­ter­schied­li­chen Pwm-fre­quen­zen, um so aus der ei­ner Schwe­bung her­aus zu kom­men. Dann gibt es auch noch die Slow Mo­ti­on bzw. die Zeit­lu­pe. Hier wird von der Ka­me­ra hö­her ab­ge­tas­tet und schon ist wie­der von ei­ner er­höh­ten Ge­fahr der Schwe­bung bzw. dem Fli­cker aus­zu­ge­hen. Zwei Mög­lich­kei­ten sind da­bei am Markt eta­bliert: Die ers­te Mög­lich­keit ist die er­laub­te Pwm­fre­quenz auf bis zu 20.000 Hz ein­stel­len zu kön­nen, was je­doch da­zu führt, dass nicht mit 16 Bit ge­dimmt wer­den kann. Die zwei­te Mög­lich­keit ist, dass die Her­stel­ler zum Dim­men Gleich­strom nut­zen, wo­mit im­mer kon­ti­nu­ier­lich Licht an­liegt und kein Fli­ckern auf­tre­ten kann.

Die gro­ße Led-stu­fen­lin­sen-te­st­rei­he

In den kom­men­den Aus­ga­ben wer­den wir ei­ne Über­sicht über ver­schie­dens­te am Markt er­hält­li­che Led-stu­di­oStu­fen­lin­sen­schein­wer­fer ge­ben.

Spek­trum ei­nes Weiß­licht Led-ar­rays CCT 5686K, CRI 70,Weiß­punkt: 0,3283 y=0,3370

Spek­trum ei­nes Weiß­licht Led-ar­rays für gu­te Farb­wie­der­ga­be und da­für schlech­te­ren Wir­kungs­grad CCT 3320K, CRI 94,Weiß­punkt: 0,4155 y=0,3949

Spek­trum ei­nes Mul­ti­farb-led-ar­rays CCT 5549K, CRI 97,Weiß­punkt: 0,3313 y=0,34115

Spek­trum ei­ner Ent­la­dungs­lam­pe CCT 7083K, CRI 80,Weiß­punkt: 0,3059 y=0,3127

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