• Gasontladingslampen voor studio-, theater- en discobelichting door R.A. Rueb, Zichtlijn 12, augustus 1990

    In studio’s, theaters en disco’s is de belichting uiterst belangrijk. Sommige speciale effecten zijn slechts met speciale belichtingssystemen te bereiken.

    De tegenwoordig voor dat doel gebruikte hogedruk-ontladingslampen (HID-lampen) zijn hoofdzakelijk tin-halogenidelampen (DN, CID) en ‘medium-source’-jodidelampen (MSI, HMI). Onlangs werd door Philips een nieuwe serie lampen ontwikkeld, die beter aansluit bij de eisen die bij studio-, theater- en discogebruik gesteld worden. Deze nieuwe lamp heet MSR-lamp (medium source rare earth lamp: Medium-source-lamp met zeldzame aarden). Hierbij een bespreking van deze nieuwe lampenserie.

    Tweekneepslampen met dubbelzijdige lampvoet, Zichtlijn 12, VPT Afbeelding 1 Tweekneepslampen met dubbelzijdige lampvoet

    Belangrijke factoren
    Bij gebruik van het juiste belichtingssysteem kunnen in studio’s, theaters en disco’s veel speciale effecten bereikt worden.
    Bij studiobelichting zijn de kleurtemperatuur en haar onveranderlijkheid de belangrijkste aspecten. Voor buitenopnamen moet de kleurtemperatuur van de lampen die van het daglicht (5600K) benaderen. Voor binnenopnamen is voor de kleurtemperatuur 3200K als norm vastgesteld. Kleurenfilms worden op een bepaalde kleurtemperatuur afgestemd. Door het gebruik van kleurfilters kan me de kleurtemperatuur van het in de camera binnenvallende licht aanpassen aan de kleurtemperatuur van de film. Televisiecamera’s kunnen over een bereik van 2800 tot 10.00K elektronisch op de kleurtemperatuur van het licht worden afgestemd.

    Andere belangrijke factoren voor studiobelichting zijn: de kleurweergave-index (CRI, Colour Rendering Index), het lichtrendement van de lamp (lm/W), het herontstekingsvermogen in hete toestand en de dimmogelijkheden.

    Voor theaterbelichting is de lichtregeling eigenlijk het belangrijkste punt. Ook mot hier de kleurweergave-index (CRI) van de lampen en een zeer gericht geluidsniveau van het gehele belichtingssysteem vermeld worden. 

    In de disco is vooral de hoeveelheid licht belangrijk. Geringe lichtbooglengten zijn vereist, opdat scherpe bundels kunnen worden bereikt. Herontsteking in hete toestand is voor discobelichting niet noodzakelijk, zodat met een goedkoop VSG-ontstekingssysteem kan worden gewerkt.

    In de studio-, theater- en discobelichting worden zowel halogeengloeilampen als gasontladingslampen gebruikt. In dit artikel worden verder uitsluitend ontladingslampen en in het bijzonder metaalhalogenidelampen behandeld. Nieuwe ontwikkelingen op het gebied van deze lampen vergroten voortdurend de mogelijkheden in bovengenoemde toepassingen.

    De thans verkrijgbare nieuw ontwikkelde metaalhalogenidelampen voor studio-, theater- en discobelichting worden hier voorgesteld, en hun eigenschappen met het oog op deze toepassingen beschreven.

    Metaal-halogenidelampen
    De hier beschreven tin-halogenidelampen kenmerken zich door de eigenschap dat de kleuren uit het spectrum in dezelfde energiehoeveelheid voorkomen, hetgeen voornamelijk door moleculaire straling van het tin-halogeen wordt veroorzaakt. Ze hebben goede kleureigenschappen: een kleurtemperatuur van 5500K en een CRI 85, zodat de aanpassing aan het daglicht zeer goed is. Het lichtrendement van tin-halogenidelampen is 60-65 lm/W.

    De Philips-serie van tilhalogenidelampen bestaat uit uitvoeringen met een vermogen van 250, 500, 600, 1000W, en bovendien 500HR (HR betekent Hot Restrike voor toepassingen, waarin het noodzakelijk is de lamp in hete toestand te ontsteken).

    Het zijn lampen met enkelzijdige lampvoeten, die optisch gecentreerd zijn. De ontladingsbuis is in een met stikstof gevulde buitenwand gemonteerd. Door deze bouwwijze worden de invloeden van de omgeving op de eigenschappen van de lamp beperkt.

    De enkelzijdige lampvoeten maken het mogelijk de buis axaal in de reflector aan te brengen. Daardoor, en door de geringe lichtboorlengte, wordt een hoge effectiviteit van het systeem bereikt.

    Andere eigenschappen van de tin-halogenidelampen zijn:

    • Geringe kleurverschuiving tijdens de levensduur (3% van het lampvermogen),
    • Mogelijkheid tot lichtregeling (dimmen tot 30% van het nominale lampvermogen met constante kleurtemperatuur),
    • Geringe UV-uitstraling (3% van het lampvermogen),
    • Geen beperkingen ten aanzien van de brandstand.

    Een nadeel van de tin-halogenidelampen is de kleurscheiding: de bundel vertoont deelgebieden van afzonderlijke kleuren.

    Wanneer we de eigenschappen van de tin-halogenidelampen met de eisen van studio-, theater- en discobelichting vergelijken kunnen we vaststellen, dat ze aan deze eisen zeer goed voldoen. In het eerstgenoemde geval omdat ze gedimd kunnen worden zonder verlies van kleurtemperatuur, en een hoge CRI hebben, en in het laatste geval omdat ze een hoge lichtstroom en een geringe lichtbooglengte hebben en omdat het belichtingssysteem relatief goedkoop kan zijn, daar de lampen niet in hete toestand ontstoken behoeven te worden.

    Afbeelding 2
    boven: lichtverdelings-diagrammen,
    onder: lamp in reflector - 1. reflector, 2. lamp, 3. lichtverdeling, 4. fresnellens
    Lichtverdelingsdiagrammen: reflector, lamp, lichtverdeling, fresnellens, Zichtlijn 12, VPT

     

    Eenkneepslampen met enkelzijdige lampvoet Afbeelding 3 Eenkneepslampen met enkelzijdige lampvoet

    Medium-source jodidelampen
    De familie van de medium-source jodidelampen (MSI-lampen) bevat de typen MSI, HMI, MEI, DMI, Bright Arc en Pro-Arc. De belangrijkste eigenschap van de MSI-familie is het feit dat de kleuren uit het spectrum in dezelfde energiehoeveelheid voorkomen, hetgeen voornamelijk door de verscheidenheid van aanslagniveaus van elementen uit de serie der zeldzame aarden (zoals Dysprosium, Holmium, Thulium) en door het continuüm van de moleculaire straling wordt veroorzaakt.

    Deze lampen hebben zeer goede kleureigenschappen: kleurtemperatuur 5600K en CRI 90, hetgeen een perfecte benadering van het daglicht oplevert. Andere eigenschappen zijn:

    • Hoog lichtrendement (75 tot 100 lm/W, afhankelijk van het vermogen),
    • Geringe lichtbooglengte,
    • Zeer hoge lichtintensiteit.

    In vergelijking met de tin-halogenidelampen hebben de MSI-lampen een geringe kleurscheiding. Deze is echter nauwelijks voor het menselijk oog waarneembaar.

    Er zijn MSI-lampen met een vermogen van 200, 575, 2500, 4000, 6000 en 12000 W (afb. 1). Het zijn lampen met aan beide zijden lampvoeten met relatief lange knepen, die voor de 1200W-typen en hoger mat worden gemaakt om de temperatuur van de lampvoet te beperken en daardoor oxidatie van de voedingsdraden te verhinderen. Het voordeel van de dubbelzijdige lampvoeten is de mogelijkheid tot herontsteking in hete toestand.

    Voor deze serie lampen is een breed scala aan ontstekingsapparatuur en voorschakelsystemen van verschillende fabrikanten verkrijgbaar. Voor herontsteking in hete toestand zijn impulsen van 25 tot 660 kV (afhankelijk van het lampvermogen) vereist.

    Naast deze eigenschappen moeten we bij de MSI-typen ook met enkele nadelen rekening houden:

    • een geringe kleurverschuiving tijdens de levensduur (de kleurtemperatuur daalt met 1-1,5K per branduur),
    • dimmen met constante kleurtemperatuur is niet mogelijk (verandering van het lampvermogen leidt tot verandering van de kleurtemperatuur, ongeveer 1K per Watt),
    • relatief hoog UV-aandeel (ca. 10% van het lampvermogen),
    • beperking van de brandstand (slechts horizontaal).

     

    Vanwege de dubbelzijdige lampvoeten is het niet mogelijk, of op z’n minst gecompliceerd, de lichtbooglengte axiaal in een reflector aan te brengen. Hierdoor wordt een optimaal rendement niet bereikt. Dit wordt duidelijk aan de hand van het lichtverdelingsdiagram (afb. 2, boven) en de positie van de lamp met aan beide zijdenlampvoeten in een normale reflector-lens-combinatie (afb. 2, onder). Slechts een deel van het uitgestraalde licht kan door het systeem te volle benut worden (het licht binnen hoek α).

    Niettemin hebben MSI-lampen een aantal eigenschappen die ze uiterst interessant voor studiobelichtingstoepassingen in de open lucht maken. Deze eigenschappen zijn de kleurindruk die zeer goed overeenkomt met die van daglicht, de geringe kleurverschuiving tijdens de levensduur, het zeer hoge rendement van de lamp, de hoge CRI en de mogelijkheid tot herontsteking in hete toestand.

    Afbeelding 4
    boven: lichtverdelings-diagrammen,
    onder: lamp in reflector - 1. reflector, 2. lamp, 3. lichtverdeling
    Lichtverdelingsdiagrammen, lamp in reflector, Zichtlijn 12, VPT

    Metaalhalogenidelampen met verbeterde eigenschappen
    Onlangs is er een nieuwe serie metaalhalogenidelampen met verbeterde eigenschappen voor studio-, theater- en discobelichting ontwikkeld.
    Deze nieuwe lampen worden MSR-lampen genoemd. Deze spectrale energieverdeling van deze lampen worden MSR-lampen genoemd. De spectrale energieverdeling van deze lampen zorgt voor een quasi-continu spectrum dat is samengesteld uit de talrijke lijnen van de zeldzame aarden en het ononderbroken spectrum van de moleculaire straling.

    Dimgedrag van MSR-lampen Afbeelding 5
    Dimgedrag van MSR-lampen

    De kleureigenschappen van de MSR-lampen zijn zeer goed: een kleurtemperatuur van 5600J en een CRU 90, waardoor een zeer goede overeenkomst met het daglicht ontstaat. Andere eigenschappen van de MSR-lampen zijn:

    • een zeer hoog lichtrendement: 80-110 lm/W (afhankelijk van het lampvermogen),
    • een geringe lichtbooglengte,
    • een zeer hoge lichtintensiteit.

    Er zijn twee series MSR-lampen ontwikkeld. De eerste serie bestaat uit lampen, die met reglatief lage spanningsimpulsen (2-5kV) ontstoken kunnen worden. Herontsteking in hete toestand is bij deze uitvoering niet mogelijk. De lampen zijn van het eenkneepstype en voorzien van een prefocus-lampvoet. Ze zijn verkrijgbaar in de uitvoeringen 400, 700, 1200 en 2500 W (zie afb. 3, links).

    De tweede serie bestaat uit de lampen die in hete toestand herontstoken kunnen worden. Ook deze zijn van het eenkneepstype, voorzie van een prefocus-lampvoet. Ze zijn zo geconstrueerd, dat de voor de hete herontsteking benodigde hoge spanningsimpulsen (25-60kV, afhankelijk van de vermogensuitvoering) geen doorslag in de lamp of in de lampvoet veroorzaken. Momenteel is er een 1200 en een 2500W lamp (afb. 3, rechts). De 575W-uitvoering is in ontwikkeling.

    De zeer geringe lichtbooglengte en de hoge lichtintensiteit maken samen met de enkelzijdige lampvoet een eenvoudige axiale plaatsing in de reflector mogelijk, zodat het rendement van het complete systeem in vergelijking met die van het tweekneepstype aanzienlijk wordt verhoogd. Dit wordt ook duidelijk uit het lichtverdelingsdiagram (afb. 4, boven) en de positie van het eenkneepstype in de reflector (afb. 4, onder). We zien dat nagenoeg al het licht wordt gereflecteerd. Andere eigenschappen van de MSR-lampen zijn:

    • minder kleurscheiding dan bij de tin-halogenidelampen,
    • zeer geringe kleurverschuiving tijdens de levensduur (0,5-1K per branduur),
    • geen beperkingen ten aanzien van de brandstand,
    • dimmen is mogelijk tot 30% van de nominale lichtstroom met nagenoeg constante kleurtemperatuur (zie afb. 5).

     

    MSR-lampen hebben een relatief hoge Uv-straling (ca. 10% van het vermogen). Voor de MSR 575, 1200 en 2500W-lampen kunnen de VSG-systemen van de corresponderende MSI-lampen worden gebruikt, terwijl voor de MSR 400 en 700W-lampen de tin-halogenide voorschakelapparatuur voor de 500 resp. 660W geschikt is. De bestaande ontstekingsapparatuur kan voor zowel normale als Hot Restrike-uitvoeringen worden gebruikt. Daardoor is elektrische uitwisselbaarheid gewaarborgd.

    De eigenschappen van de MSR-lampen zijn dusdanig, dat ze aansluiten bij de eisen van studio-, theater- en discobelichting. De lichtregelingsmogelijkheid en de hoge CRI maken ze speciaal voor gebruik in het theater interessant. Voor de studiobelichting spreekt vooral de kleurindruk die zeer goed met die van daglicht overeenstemt, de geringe kleurverschuiving tijdens de levensduur, de hoge CRI, de hete herontsteking en de dimmogelijkheid. De hoge lichtintensiteit en de geringe lichtbooglengte zijn voor discobelichting zeer interessant.

    Met de ontwikkeling van de MSR-lampen zijn nieuwe mogelijkheden voor studio-, theater- en discobelichting gerealiseerd.

    Uit: Bühnentechnische Rundschau, nr. 5, oktober 1989. Vertaling: Aernout Bos. Met dank aan Hugo van Uum (illustraties en correcties).

    Terug

LID WORDEN