Licht

Konventionelle Scheinwerfer

Profilscheinwerfer – der König der Scheinwerfer

Der Profilscheinwerfer ist DER klassische Theaterscheinwerfer schlechthin. Mit dem Profilscheinwerfer ist man in der Lage, das Licht mit einer harten, exakten Kante abzuschneiden. Dies wird eingesetzt, wenn man zwar auf die Vorbühne leuchten will, dabei aber kein Licht den Schacht des Orchestergrabens anstrahlen soll. Man benötigt also einen Scheinwerfer, mit dem man das Licht wie entlang einer Linie abschieben kann. Mehr noch, man kann den Kanten jedwede Form geben, so dass ein Profil aus Licht entsteht. Hierzu verwendet man Gobos – doch dazu später mehr.

Profiler in einer Beleuchtungsbrücke
Profilscheinwerfer im Typischen Theatereinsatz (Bild: Herbert Bernstädt)

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Aufbau und Funktionsweise des Profilscheinwerfers

Zwei optische Systeme in einem Gehäuse

Ellipsenspiegel-Optik

Kondensor-Optik

Abbildungssystem – Linsentubus

Linsenfunktion

Befestigungssystem

Abbildungsfehler

Kaustik-Sphärische Aberration

Farbfehler

Astimatismus

Hallos

Zoom

Einstellarbeit

Blendenschieber

Blendenschieber-Aufbau

Blendenschieber-Ebenen

Blendenschieber-Rotieren

Rotierende Blendenschieber

Abbildungsqualität

Iris

Frost

Dimmer

Normgerechte Bezeichnung


Hartes Licht wird außerdem bevorzugt, um die plastische Form eines Gesichtes oder Objektes stärker heraus stellen zu können, da hier Wölbungen oder Falten je nach Auftreffwinkel mit sehr differenzierter Lichtintensität zum Zuschauer hin reflektiert wird. Im Gegensatz steht das weiche Licht (bzw. mit Weichzeichnern), das sich insbesondere Künstlerinnen wünschen, die meist auch ihr Alter verschweigen. Glücklicherweise kann man den Profilscheinwerfer auch so einstellen, dass statt hartem Licht auch solches mit weichem Rand abgestrahlt wird – somit ist er sehr flexibel in seinem Einsatzgebiet.

Auch das Streulicht ist beim Profilscheinwerfer wesentlich geringer als bei den anderen Scheinwerfertypen. Unter Streulicht versteht man das Licht, welches das Umfeld beleuchtet, sich aber außerhalb des eigentlichen Scheinwerferlichtkegels befindet. Dies ist z. B. wichtig, wenn man mit einem Vorbühnenscheinwerfer auf die Bühne leuchtet und gleichzeitig das Bühnenportal vom Streulicht erhellt wird – häufig passt das aber nicht unbedingt zur Inszenierung, z.b. wenn das Bühnenportal in einem anderen Stil gebaut ist, als die Inszenierung auf der Bühne thematisch spielt. Daneben gibt es auch das Streulicht, das aus den Kühlschlitzen heraustritt und somit das unmittelbare Umfeld des Scheinwerfers erhellt. Befindet sich der Scheinwerfer hinter Soffitten versteckt, so ist die Abschattung meist ausreichend, dass dieses Streulicht keine Rolle spielt. Aber ist der Scheinwerfer z. B. im Zuschauerraum aufgehängt, so ist viel Streulicht meist zu auffällig und beleuchtet womöglich auch noch die Scheinwerferaufhängung, was auf keinen Fall ästhetisch wirkt.

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Aufbau und Funktionsweise des Profilscheinwerfers

Man unterteilt den Profilscheinwerfer in zwei Hauptbestandteile: Einmal gibt es das Lampenhaus (Ellipsenspiegel oder Kondensator-Typ) und zum anderen den Linsentubus. Dazwischen angesiedelt ist die Abbildungsebene. Das Lampenhaus hat die Aufgabe, die Abbildungsebene (Blendenschieber und Goboebene) mit möglichst viel gerichtetem Licht zu durchfluten, während der Linsentubus das Objekt bzw. die Lichtbegrenzung der Abbildungsebene in größerer Entfernung abbilden soll.

Die Bestandteile eines Profilscheinwerfers lassen sich außerdem noch unterteilen in:

  • das Leuchtmittel als Halogenleuchtmittel und Entladungslampe. Die Entladungslampe wird weiter unterteilt in HMI- bzw. MSR- und CDMT-Leuchtmittel sowie natürlich in letzter Zeit verstärkt in LED.
  • Dann lässt sich der Lampenkopf in Ellipsenspiegel und Kondensoroptik einordnen. Der Ellipsenspiegel wird wiederum unterteilt in einen zentrisch durchbrochenen (für rotationssymmetrische Leuchtmittel) oder in einen angeschnittenen Ellipsenspiegel (für biplane Leuchtmittel).
  • Außerdem unterscheidet man noch den Tubus in einen mit Festbrennweite oder Zoomtubus.

 

Grafik von Funktonstypen Profilscheinwerfer
Typisierung verschiedener Profilerklassen; (Doppellinse an der Fokus-Position findet meist bei sehr großen Abstrahlwinkeln Anwendung) (Bild: Herbert Bernstädt)

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Zwei optische Systeme in einem Gehäuse

Das Zusammenspiel von Lampenbau und Linsentubus ist einer der großen Künste, wenn es darum geht, einen leistungsstarken und dennoch optisch guten Profilscheinwerfer herzustellen. Denn möglichst viel Licht, das im Lampenhaus gerichtet wird und das Gobo durchflutet, soll auch von der anschließenden Abbildungsoptik verwendet werden können. Hier liegt auch die Ursache, wenn z. B. das Streulicht bei einem Scheinwerfer stärker ausfällt als beim anderen. Man sollte sich immer im Klaren sein, dass in einem Profilscheinwerfer zwar zwei optische Systeme für sich wirken, die aber zusammen ein Ergebnis erreichen müssen. So kann es bei bestimmten Linsenstellungen der Abbildungseinheit (sprich des Linsentubus) dazu kommen, dass sich alle Linsen zu einem Brennpunkt vereinen, der dann das Leuchtmittel abbildet – und zwar ungünstigerweise in der Ebene der Farbfolienhalter. Die Standzeit einer Farbfolie mit dieser ungünstigen Linsenposition beträgt Sekunden. Natürlich kann man den Zoom wieder so verstellen, dass der Fokus des Leuchtmittels nicht mehr in der Farbfolienebene liegt, wird aber gerade diese ungünstige Linsenkombination vom Designer verlangt, dann kann man sich nur noch mit einem Farbextender retten. Dieser verschiebt einfach die Farbfolienebene außerhalb des Brennpunktes.

 

Grafik STrahlengang Primäroptik
1. Kombination Optik/Leuchtmittel mit Optik-Abbildung
2. Ungünstige Einstellung verursacht Brennpunkt bei Farbfolienhalter
3. Lösung: Farbfolie mit Hilfe eines Farbfolienextenders aus dem Brennpunkt nehmen
(Bild: Herbert Bernstädt)

 

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Ellipsenspiegel-Optik

Grundsätzlich ist die Aufgabe des Lampenhauses so viel Licht durch die Abbildungsebene scheinen zu lassen wie irgendwie möglich. Jedoch das einfache „Bescheinen der Abbildungsebene ist nur die halbe Miete, denn gleichzeitig soll das Licht sehr gleichmäßig verteilt über die gesamte Fläche durch die Abbildungsebene scheinen und dann noch möglichst vollständig von der anschließenden Optik, dem Linsentubus verwendet bzw. genutzt werden können. Ein guter Wirkungsgrad entsteht erst dadurch, das möglichst alles vom Lampenhaus gesammelte Licht auch von den Linsentubus verwertet werden kann, jedoch mehr dazu in der nächsten Folge dem Abbildungssytem. Hier soll es ausreichen, das man ein Lichtsammelndes System benötigt und dafür sind die zwei grundsätzliche Arten, den Ellipsenspiegel und die Kondensoroptik, verfügbar.

Die Ellipse kann man sich schnell selbst konstruieren, indem man zwei Punkte setzt, diese Punkte kann man dann mit einer Reiszwecke abstecken. Verknotet man dann einen längeren Faden als Ring und spannt diesen Faden zwischen einen Bleistift und den zwei Reiszwecken, bildet sich ein Dreieck. Der äußere Punkt des Dreieckes ist gleichzeitig ein Punkt auf der Ellipse. Bewegt man dann den Bleistift bei beibehaltung der Spannung am Faden, wird eine Ellipse gezeichnet. Die Ellipse hat zwei besondere Eigenschaften. Einmal werden alle Lichtstrahlen die aus einem Brennpunkt (Einer der Konstruktionspunkte der eben gezeichneten Ellipse) heraustreten von der reflektierenden Spiegelwand einer Ellipsenform immer so reflektiert das er durch den zweiten Brennpunkt (zweiten Konstruktionspunkt) hingelenkt wird. Die zweite Besonderheit dabei ist, und dass kann man anhand dem Konstruktionsbeispiel mit den Faden bzw. der Fadenlänge gut nachvollziehen, ist das die Laufzeiten aller reflektierten Strahlen, egal ob nah am Brennpunkt oder weiter entfernt, genauso gleich lang sind, um den zweiten Brennpunkt zu erreichen. Für unsere Scheinwerfer ist das zwar nicht ganz so erheblich, aber für die „langsameren“ Schallwellen wohl schon. Somit ist es möglich mit einer Ellipse Licht zu sammeln, es durch eine Abbildungsebene zu senden und es für die Abbildungsoptik zu nutzen.

Strahlengang in einer Ellipse
Konstruktion einer Ellipse bzw. Lichtstrahlen aus Brennpunkt 1 scheinen auch durch Brennpunkt 2 (Bild: Herbert Bernstädt)

Durch das Verhältnis der Breite zur Länge der Ellipse kann man die Aufweitung der Lichtstrahlen beeinflussen. Mann benötigt aber nur einen Teil der Ellipse um das Licht vom Leuchtmittel die Richtige Richtung zu geben. Einmal ist man bestrebt die Ellipse so weit wie möglich aufzubauen um möglichst jeden Lichtstrahl zu nutzen, was jedoch durch Platz und zum Teil auch an der preiswerten Verarbeitung des Material scheitert. Auch kann man sich vorstellen, dass in eine sehr großzügig geformte Ellipse die Hitze gut staut, insbesondere wenn man abwärts leuchtet. Deshalb sind in der Realität die Ellipsen meist als ca. Viertelsegment ausgeführt. Das dann einiges Licht nicht mehr vom Spiegel zum zweiten Brennpunkt gelenkt wird, ist aus dem folgenden Bild ersichtlich. Weiter kann man erkennen, das man sehr hohe Lichtkonzentrationen vor oder hinter den zweiten Brennpunkt erhält, so das dies ideale Orte sind, um eine Abbildungsebene dort zu platzieren. Denn je höher die Lichtdichte, um so besser wird das zu projizierende Objekt mit Licht durchflutet, was einer hellen Abbildung sehr entgegenkommt. Jedoch nutzt es auch nicht, die Abbildungsebene aus verständlichen Grund in den Brennpunkt zu legen. Die Abbildungsebene wird auch so platziert, dass man unter Berücksichtigung des Abstrahlverhalten des Leuchtmittels und deren endlichen Lichtquellenabmessungen (bei Halogenbrennern die Filamentabmessung) die Größe der gewünschten Bildvorlage die man projizieren will, anordnet. So sind Standardgrößen wie z.B. das A-Size Gobo mit seinen 75mm Bild-Durchmesser dementsprechend für eine gleichmäßige Lichtdurchflutung vom zweiten Brennpunkt so weit weg platziert, da die größtmögliche Lichtdichte das ganze Bild erfasst. Wir können aber auch anhand des Bildes erkennen, das von den zwei möglichen Abbildungsebenen die anschließende Abbildungsoptik die Lichtstrahlen in unterschiedlichem ausgeweiteten Zustand auftrifft. Die Abbildungsebene b hat den Vorteil, das der Strahl bereits gut aufgeweitet ist und sich so auf die folgende Optik gut verteilt, während bei Nutzung der Abbildungsebene a sich der Brennpunkt noch in der anschließenden Optik selbst befinden kann. Zwar werden in der Abbildungsebene a mehr des direkten Lichtstrahlen eingefangen, jedoch ist deren Winkel zu den reflektierten Lichtstrahlen stärker abweichend als bei der Ebene b.

Strahlengang Ellipsen-profiler
Ellipsenspiegel in Anwendung für Profilscheinwerfer

Um nun diese verlorenen Lichtstrahlen dennoch nutzen zu können gibt es Hersteller, die das Prinzip wie wir es bereits vom Linsenscheinwerfer her kennen, mit einem Kugelspiegel zurückwerfen. Der Kugelspiegel wirft bekannter Maßen alle Lichtstrahlen die aus seiner Mitte stammen genau zur Mitte wieder zurück. Das ist bei der Ellipse Ideal, denn wenn dann der Lichtstrahl durch das Leuchtmittel hindurch auf die Ellipse trifft, ist dieser Lichtstrahl wieder nutzbringend.

Strahlengang mit Kugelspiegel
Ellipsenspiegel mit Kugelspiegel zur Leistungssteigerung
Ellipsen-Profiler
Historischer Profilscheinwerfer, es ist auch anhand der Gehäuseform der Aufbau von Ellipse mit Kugelspiegel zu erkennen.

Betrachten wir nun den Ellipsenspiegel mit reellem Leuchtmittel haben wir bereits weitere Unterscheidungs-Prinzipien kennen gelernt. So steht z.B. eine Einseitig gesockelte Entladungslampe senkrecht im Spiegel, muss nach unten hin ein Ausbruch für den Sockel vorhanden sein. Damit erhält man oft ein Lichtbild, welches ein wenig unhomogen ist, da die Abschattungen des Spiegelausschnittes für den Sockel deutlich bemerkbar machen. Auch bei zweiseitig gesockelten Entladungslampen die auf beiden Seiten des Spiegels Ausbrüche benötigen, ist dies auch gerade im sehr abgedimmten Zustand deutlich zu erkennen. Auch bei Halogenleuchtmittel haben wir die gleiche Problematik. Ist das Leuchtmittel an der äußersten Tagente axial eingeführt, dann ist das Lichtbild rotationsymetrisch gesehen am idealsten. Auch hier gilt natürlich je kleiner die Lichtquelle, um so besser die optischen Eigenschaften, denn je größer das Filament sich flächig ausbreitet, um so größere Winkelunterschiede haben die verschiedene Lichtstrahlen, je nachdem ob sie vom oberen Ende des Filaments stammen oder vom unteren Ende. Über besondere Kombinationen wie TonnenFilament und Fassettenschliff oder Spiegelmaterialien wie dichroitische beschichtete Gläser hatten wir bereits in der ersten Ausgabe dieser Grundlagenserie „Licht am Filament“ bereits lesen können. Festzuhalten bleibt, dass der Ellipsenspiegel einen sehr hohen Wirkungsgrad zu bieten hat, jedoch aufgrund seines Strahlenganges für die anschließende Abbildungsoptik nicht so optimal ist.

Prinzipbild Leuchtmittelplazierung
A) Ausbrüche links und rechts für zweiseitig gesockeltes Leuchtmittel
B) Ausbruch unterhalb für einseitig gesockeltes Leuchtmittel stehend
C) Ausbruch Tangential für einseitig gesockeltes Leuchtmittel axial

 

Profilscheinwerfer
Ellipsenspiegelsche inwerfer, der das Temperaturproblem über Umlenkspiegel entschärft. Hier als Entladungstyp mit elektro-mechanischer Verdunklereinheit (Dimmer)
Prinzip Wärmeentkopplung
Prinzip des modernen Ellipsenspiegelscheinwerfer, der Sockel ist auch im geneigten Zustand des Scheinwerfers nicht dem Hitzestau durch die Trichterwirkung des Ellipsenspiegels ausgesetzt. Zusätzlich wird durch die Dichroitische Eigenschaft des Umlenkspiegels die Wärmestrahlung aus dem Lichtstrahl minimiert für höhere Farbfolienstandzeiten.
Leuchtmittelbasement
Geöffnetes Lampenhaus des Ellipsenspiegelprofilscheinwerfers zeigt den Blick auf die Mechanik zur Leuchtmitteljustage.
Profilscheinwerfer Blick aufs Leuchtmittel
Praktisch Ellipsensiegelausbruch nach Prinzip B eines aktuellen Profilscheinwerfers
Unterseite Profiler
Drehknopf und Kreutzschlitz-schrauben zur Ausrichtung des Leuchtmittel zum Reflektor.

Um das Leuchtmittel, wessen Filament fertigungstechnisch ein wenig metrisch verschoben sein kann, ist die Justage im Spiegel enorm wichtig. Am stärksten ist der Einfluss der Justage wenn man in den Spiegel hineien und hinausfährt. Dabei ist gerne einmal ein sehr Hotspot lastige Position eingenommen, um eine hohe Lichtstärke auf der Bühne zu erzielen. Jedoch sind bei Goboprojektionen die Randgebiete von der Helligkeit am absaufen.

Entladungslampen Profiler
Hier wurde die Original Leuchtmittel-aufnahme durch eine von einer Dritt-Fima entwickelte Entladungslampenversion ersetzt. (Bild: Herbert Bernstädt)
ETC LEuchtmittelzugriff
Typische Leuchtmittelaufnahme für Axiale Ellipsenspiegeloptik, deren Öffnung rechts zu erkennen ist.
ETC Reflector
Ellipsenspiegellagerung eines Qualitätsproduktes (Bild: Herbert Bernstädt)
ETC S4 Leuchtmitteljustage
Qualitätsprodukt mit Zweiknopfjustage des Leuchtmittels
Leuchtmittelaufnahme
Qualitätsprodukt mit Sicherung des Leuchtmittels mittels Anpressbügel

Wenn man einen Profilscheinwerfer mit Axial eingeführten Leuchtmittel betitelt, verwendet man meist Firmen- bzw. Typenbezeichnungen wie Leco, Altmänner oder Source Four. Dieser axiale Ellipsenspiegeltyp wird in großen Mengen in den Theatern der Neuen Welt eingesetzt. Dort herrscht eine andere Herangehensweise vom Leuchten. Meist ist dort eine gesättigte Bestückung vorhanden, so das jeder Fleck auf der Bühne mit bereits einem eingerichteten Profiler eingerichtet ist, so das zum Leuchten nur noch die Kanäle hereingefahren werden müssen und kaum noch Einstellarbeiten am Scheinwerfer stattfinden. Deshalb wird dort ein preisgünstiger Profilscheinwerfer benötigt um die gesättigte Bestückung sich auch leisten zu können. Dagegen wird weniger Wert auf gute Projektionseigenschaften gelegt. Im Gegenzug arbeiten europäische Theater lieber mit wenigem aber dafür sehr hochpräzisem Profilscheinwerfer. Diese werden dann speziell für die Aufgabe eingerichtet und auch mal versetzt, um von noch besserer Position das optimale Licht geben zu können. Und so kommen wir dann zur Kondensoroptik. Nebenbei bemerkt, durch diese Sättigung von Profilern benötigt man viele Dimmerkreise und benötigt auch viele Pultkanäle. Aus diesem Grund wurden zu den Zeiten als noch Speicherplatz sehr teuer war, nur die Veränderungen bei den amerikanischen Pulten abgespeichert, dem so genannten Tracking, während man hier mit der begrenzten Anzahl an Kreisen das gesamte Abbild pro Stimmung speicherte, das man dann zu Unterscheidung heute in den modernen Pulten dann Cue only nennt. Zurück zu den axiale Ellipsenspiegelprofilscheinwerfern, insbesondere deren Typen findet man meist nur bis 1 KW bzw. maximal 1,2KW, unter anderen auch weil beim abstrahlen nach unten, sich die Wärme zu sehr im Reflektor staut. Natürlich gibt es auch 2KW bzw. 2,5KW Ellipsenspiegelscheinwerfer, jedoch ist dann die Leuchtmitteleinführung meist von unten stehend, um dem Temperaturproblem aus dem Weg zu gehen.

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Kondensor-Optik

Der Name Kondensor kommt aus dem lateinischen und beschreibt im optischen Sinn, das Sammeln bzw. ein System mit Hilfe von Sammellinsen, die das von einer Lichtquelle ausgehendem Licht sammelt, um eine Abbildungsebene möglichst hell auszuleuchten. Neben der Anwendung u. a. im Mikroskop und Projektionsapparaten, ist die Gruppe von Profilscheinwerfer, die keinen Ellipsenspiegel aufweisen, mit der so genannten Kondensoroptik ausgestattet. Die Kondensoroptik haben wir vom Grundsätzlichen Aufbau bereits beim Linsenscheinwerfer kennen gelernt. Aus der PP 05/08 sind die Begriffe wie Kaustikfehler und der Anteil des Reflektors bereits bekannt. Nun wollen wir uns nur noch die verschiedenen Möglichkeiten der verschiedenen Kondensorlösungen bei Profilscheinwerfer näher bringen. Ein einfacher Kondensor besteht aus einer einfachen Plankonvexen Linse. Aus der Abbildung wird ersichtlich, das je näher die Linse an der Lichtquelle befindet, umso höher wird der Wirkungsgrad, da mehr Lichtstrahlen von der Linse eingefangen werden. Gegen die Nähe der Kondensorlinse spricht die Wärmebelastung der Linse bzw. des Glaskörpers. In der Regel werden Borosilikatgläser als Kondensator eingesetzt. Bei einigen Hochleistungsoptiken bzw. bei höherer Wattage des Leuchtmittels kommen dann aber auch schon mal Quarzglas aufgrund der besseren Eigenschaften bei höheren Temperaturen, zum Einsatz. Je näher ich auch die Linse zum Leuchtmittel hin platziere, um so größer muss auch Ihre Brechung sein, damit das Licht in der Gewünschten Richtung verlässt. Die kann man dann durch dementsprechend dickbauchige Linsen bewerkstelligen. Jedoch der Effekt der Kautilk verlangt dann nach Asphärischen Linsen, die schwerer zu fertigen sind, da Sie mehrere Radien vereinen müssen und somit schwieriger zu schleifen sind, wenn man mal von den qualitativ minderwertigen gepressten Linsen mal absieht. Um jedoch das gleiche Ergebnis zu erzielen, kann man auch zwei Linsen eng beieinander anordnen. Mann spricht dann in der Lichtbranche von einem Doppelkondensor.

Kondensor-prinzipien beim Profiler
Unterschiedliche Lösungsansätze und Kombinationen führen zu unterschiedlichen homogenen Lichtfeld und Wirkungsgrad – sprich Helligkeit.
Kondensor Lampenhaus
Reale Doppel-kondensoroptik von der Seite (Bild: Herbert Bernstädt)

 

Niethammer Kondensor
Reale Doppel-kondensoroptik von oben (Bild: Herbert Bernstädt)

Auch bei der Kondensoroptik hat die reale Ausdehnung der Lichtquelle ihre Auswirkung. Es entsteht alleine durch den unterschiedlichen Auftreffwinkel der Lichtstrahlen unterschiedliche Abstrahlwinkel nach der Linse. Das Licht wird gestreut, was natürlich für die folgende Optik nicht ganz so optimal ist. Man kann erkennen, je größer die Ausdehnungen des Firlamenmtes sind, um so größer wird die Streuung, bzw. natürlich auch umgekehrt, je kleiner die Kondensorlinse ist, um so größer ist die Streuung. Ein gutes Verhältnis ist es, wenn die Kondensorlinse ca. 11 mal so groß im Durchmesser ist, als das Filament lang bei einem typischen Biplanen Wendelanordnung. Ändert man dann die Lichtquelle bei gleichem Kondsensordurchmesser, ist es verständlich, das die Abbildungsqualität steigt. Aus diesem Grund sind z.B. Profilscheinwerfer mit Entladungslampen mit Ihren sehr kleinen Lichtbogen wie z.B. 5mm exelente Projektionsapparate. Während z.B. 2KW Halogenlampen mit Ihren mindestens ca. 20 x 20mm Filamentflächen erheblich unsaubere Projektionen nach sich rufen. Benötigt man als eine sehr hochqualifiezierte Projektion, so sollte man statt einem Halogenprofilscheinwerfer eine Profiler mit Entladungslampe wählen, natürlich eine Leistungsklasse kleiner und dann mit Korrekturfilter für Halogenlicht versehen. Von der Lichtleistung würde das ca. dem Halogenprofiler entsprechen, jedoch beim Dimmen würde der Entladungslampenprofiler nicht in das rötlicher abdriften.

Kondensor-Wendel
Auswirkungen der Geometrischen Abmessung der Lichtquelle auf den Strahlengang (Bild: Herbert Bernstädt)

Ebenso wie beim Ellipsenspiegel sind viele der Kondensoroptiken mit der Möglichkeit ausgestattet das Leuchtmittel zu justieren. Das Leuchtmittel ist dabei in festem Abstand zum Kugelspiegel angeordnet. Über einen Schlitten kann dann die Leuchtmitel-Spiegelkombination zur Kondensorlinse hin oder weg verfahren werden. In vielen Spielstätten die nicht über einen feste Beleuchter oder Beleuchtermannschaft verfügen, so wie eben viele Schulaulen, Mehrzweckhallen und andere öffentliche Institutionen ist diese Einstellung oft verstellt und hat dementsprechend negative Auswirkung auf das Lichtbild. Oftmals wird es auch benutzt um bewusst einen Hotspot zu setzen, wenn man den Scheinwerfer nur für einen engen Iriseinsatz benötigt oder die Imagegröße des Gobos wesentlich kleiner ist als der Scheinwerfer zulässt. Dagegen werden in Hochleistungs-Profil-Scheinwerfer die Justage bereits ab Werk durchgeführt, so das der Nutzer der Scheinwerfer gar keine Möglichkeit mehr hat das Leuchtmittel nachzujustieren. Denn die Einstellbarkeit des Leuchtmittels zur Kondensorlinse hin bedeutet auch eine gewisse Gefahr. Wird das Leuchtmittel zu nah am der Kondensorlinse platziert, ist die Gefahr groß das die Linse durch die überhöhte Temperaturbelastung geschädigt wird.

Leuchtmittel-justage
Leuchtmittel-justage

Durch die hohe Wärmestrahlung des Leuchtmittels und die unmittelbare Nähe des Reflektors und der Kondensorlinse sind die Belastungen auf diese Bauteile sehr hoch. In einigen Optiken kann man dann bereits von Verschleißteilen wie z.B. die Bremsbeläge eines Autos sprechen, die regelmäßig erneuert werden müssen. Bei der kondensorlinse sind es meist Wärmespannungen die diese Dickbauchigen Linsen springen lässt, denn Glas selbst isoliert gut die Wärme, so das die Fläche zum Leuchtmittel hin bereits sehr heiß ist, währen die abgewandten Randgebiete noch viel tiefere Temperaturen und damit andere Ausdehnungen vorliegen. Damit entstehen Spannungen die auch zum Riss oder zum springen der Linse führen. Aber es kann auch vorkommen das z.B. bei einem Doppelkondensor, deren erste Linse nicht ganz so dickbauchig aufgebaut sein muss, dann sogar eher Verformungen auf der Planen Seite auftreten, also Verschmelzungen, die die Oberfläche verändern, ohne das die Klarheit der Linse beeinflusst wird. Diese Veränderungen sind bei oberflächigen hinsehen auch schon mal zu übersehen und trotz dem fragt man sich dann warum dieser Scheinwerfer so ein schlechtes Licht bringt, gegenüber den anderen.

Reflektor verbrannt
Degeneration eines Aluminiumreflektors (Bild: Herbert Bernstädt)

Wenn man bedenkt, das ein Automotor aus Aluminium bestehen kann, obwohl dort ständig Explosionen stattfinden, so ist man dann schon manchmal erstaunt, wie die Temperaturbelastung bei einem Kondensorsystem dem Aluminium zusetzen kann. Zunächst wird das Aluminium „blind“, das heißt die Hochglänzende Oberfläche wird matt. Dadurch nimmt Sie noch mehr Energie auf und zersetzt sich dann Zusehens noch schneller. Also nicht nur fettfrei mit dem Leuchtmittel hantieren, sondern auch mit Kondensor und Reflektor. Die Kühlung dieser Komponenten ist dementsprechend auch eine der schwierigen Unterfangen bei der Konstruktion guter Kondensoroptiken. Bei den 2KW Kondensor-Profilscheinwerfer gibt es demnach nur sehr wenige die ohne Zwangskühlung auskommen. Der Lüfter für die Zwangskühlung ist meist mit der Stromversorgung des Leuchtmittels verbunden, so das der Lüfter je nach Dimung des Leuchtmittels mal stärker mal schwächer läuft, und das in gleicher Abhängigkeit der Temperaturabstrahlung des Leuchtmittels. Oft ist der Einfach heit halber der Lüfter für 230V ausgelegt. Das hat den Nachteil das diese Lüfter bei 100% Ansteuerung oft gut zu hören sind, was in einem Sprechtheater nicht geduldet wird. Dementsprechend sind wenige Lösungen auf dem Markt, die ohne Lüfter auskommen. Dabei beschränkt man sich auf 2KW Leuchtmittel statt wie üblich den 2,5KW Leuchtmittel und setzt auf jeden fall dichoitische Kaltlichtspiegel ein. Denn ein beschichteter Glasspiegel ist nicht so Wärmeempfindlich wie Aluminium was das mattwerden betrift, Das Springen von Glas ist aber auch abhängig wie z.B. die Luftströmung und Feuchtigkeit der Umgebungsluft insbesondere bei der Nähe von Klimaanlagenluftaustrittsöfnungen vorkommen kann. Ein anderen Lösungsansatz sind Lüfter die nicht mehr zu hören sind. Weder der Luftstrom noch die Lagergeräusche oder die Luftverwirbelungsgeräusche der Kanten insbesondere wenn die Schutzgitterkanten in unmittelbarer nähe von den vorbeilaufenden Lüfterblätter befinden, sind bei solchen extrem leisen Lüfter wahrzunehmen. Man kann sich neben den Scheinwerfer stellen und wird dennoch kein Lüftergeräusch wahrnehmen, so das man dann von einem quasifreien Lüfterbetrieb reden kann. Eine Entwicklung, die man aus den Movinglightbereich bereits her kennt. Jedoch laufen diese Lüfter mit 24V, so das ein Transformator in der Zuleitung des Lüfters vorhanden sein muss. Ein großer Vorteil der Kondensoroptik ist, das die Fassung des Leuchtmittels nicht wie beim Ellipsenspiegelscheinwerfer im optischen System stört und somit über das Kühlsystemen mit gekühlt werden kann. Scheinwerferhersteller die auf Ihren Ruf achten und nicht einfach so auf Ihr Typenschild für Außentemperaturen bis zu 45° C schreiben, überprüfen selbstverständlich in einer Wärmekammer bei den verschiedenen Neigungswinkeln der Scheinwerfer die Temperaturbelastung am Sockel und mit entsprechend präparierten Leuchtmittel die zu erwartende Temperatur am Molydänfaden, dem kritischen Bauteil des Leuchtmittels, so das der vorzeitige Verschleiß des Scheinwerfers oder des Leuchtmittels auch bei einem Einsatz unter einem Zeltdach nicht vorkommt.

Test in Klimakammer
Profilscheinwerfer in einer Hitzekammer
Mess-Leuchtmittel Spotlight
Spezielles Leuchtmittel mit eingearbeiteten Temeratursensor für die Temperatur am Molydänfaden. (Bild: Herbert Bernstädt)

Um die Temperaturbelastung des Kondensorsystems so gering wie möglich zu halten, ist es notwendig in regelmäßigen Abständen den Staub der unweigerlich den Weg auf die Linsen und Reflektoren sein weg findet, zu entfernen. Und da sind wir bei dem Gedicht vom Revolutzer – vom Berufsstand Lampenputzer. Auch hier findet man wie bereits bei den Linsenscheinwerfer gesehen hat verschiedene Ansätze für einen möglichst bequemen Zugang zum Lampenhaus. Neben den bereits bei den Linsenscheinwerfer besprochenen Systemen sind uist nur noch das System zu erwähnen, bei dem die Lampenhausverkleidung nach hinten weggezogen wird und damit alle Innereinen freilegt und dem Schnellverriegelungssystem, das es erlaubt die Doppelkondensoreinheit sehr schnell zu entnehmen und somit eine bequeme und gründliche Reinigung auf dem Schreibtisch erlaubt.

Spotlight Leuchtmittelzugriff
Zugriff durch Öffnen von unten
Serviceoefnung-ADB
Zugriff durch öffen von oben nach entfernen der Zuleitungssteckverbinder
Robert Juliat Doppelkondensor
Bequemer Zugriff von oben aber mit herausnehmbaren Komponenten
Lampenhaus mit Kondensoroptik
Öffenen des Lampengehäuses durch wegschieben nach hinten

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Abbildungssystem – Linsentubus

Um ein Lichtfeld scharf abzubilden benötigt man eigentlich nur eine Linse, wenn man mal von dem noch einfacheren Prinzip der Lochkamera einmal absieht. Gegenüber der Lochkamera hat man mit der Linse die Möglichkeit das abzubildende Objekt zu vergrößern. Das Abbildungssystem des Profilscheinwerfers trägt maßgeblich zur Qualität des Scheinwerfers bei. Dieser Bildwerfer oder auch Projektor vergrößert ein reelles Bild und bildet es auf einer Fläche wieder ab. Entfernt man sich aus dem Bereich der Profilscheinwerfer, dann nennt man, bzw, kennt man den Begriff Diaprojektor, bei dem das abzubildende Objekt mit Licht durchflutet wird, so wie beim Profilscheinwerfer eben auch. Nebenbei; wird das Objekt jedoch mit Licht angestrahlt, dann nennt man das System Epidiaskop.

Prinzip Epidiaskop
Prinzipbild = Funktionsweise des abgebildeten Epidiaskop
reales Epidiaskop
reales Epidiaskop

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Linsenfunktion

Nun wie funktioniert eine Linse die wir im Linsentubus zur Abbildung verwenden? Dazu sehen wir uns folgendes Prinzpbild an:

Prinzip Dicke Linse
Strahlengang durch eine dicke Linse.
Prinzip-dünne Linse
Strahlengang durch eine dünne Linse.

Parallel auftreffende Lichtstrahlen werden zum Brennpunkt hin gebrochen. Lichtstrahlen die aus dem Brennpunkt heraus auf die Linse treffen verlassen die Linse parallel zur optischen Achse. So lässt es sich leicht auch zeichnerisch die Vergrößerung ermitteln. Bei dicken Linsen haben wir jedoch erhöhten Aufwand, da man hier mit zwei Hauptebenen arbeiten muss. Nähert man die beiden Hauptebenen an, so das Sie nur eine Ebene bilden, sprechen wir von dünnen Linsen. Für dünne Linsen gilt dann die

Schleiferformel: 1/f = (n-1)(1/r1 – 1/r2) = 1/g + 1/b
mit
r1, r2 = Krümmungsradius
n = Brechzahl des Linsenmaterials
g = Abstand Objekt zur Hauptebene
b = Abstand Projiziertes Bild zur Hauptebene

Nebenbei für diejenigen die eine Sehhilfe einsetzen, ist er Begriff Dioptrie (dpt) ein gängiger Begriff. Die Brechkraft B wird in der Einheit Dioptrie angegeben und die Brechkraft wiederum ist der Quotient aus der Brechzahl des Linsenmaterials (n) und der Brennweite (f), kurz B=n/f.

Jetzt bewegen wir das Objekt einmal von der Linse weg und betrachten uns das projizierte Bild. Befindet sich das Objekt in zweifacher Entfernung der Brennweite, so wird das projizierte Bild gleich groß dargestellt. Bei weiterer Objektentfernung zur Linse würde das projizierte Bild sogar verkleinert werden, was für unsere Anwendungen natürlich keinen Sinn macht.

Linsentubus Prinzip
Abbildungsebene mit Abstand 2f, das projizierte Bild ist gleich groß.

An diesem Beispiel lässt sich auch erkennen, wie man grafisch die Abbildungsentfernung noch bestimmen kann. Dazu wird vom einem beliebigen Punkt vom Objekt ein Lichtstrahl der parallel zur Optischen Achse verläuft, bis zur Linsenhauptebene gezogen. Dann wird von dort eine Linie durch den Brennpunkt der Linse gezogen. Nun wird statt der Brennpunktlinie eine Linie vom Objekt durch den Mittelpunkt der Linse gezogen. An dem Schnittpunkt der beiden Linien entsteht nun ebenfalls ein scharf projiziertes Bild. Denn der Mittelpunktstrahl verlässt fast ungebrochen die dünne Linse. Bewegen wir nun die Linse zum Brennpunkt hin, vergrößert sich die Abbildung in größerer Entfernung, so wie wir es für unseren Profilscheinwerfer benötigen. Zum einen erkennen wir, das man den ersten Brennpunktstrahl nur mittel verlängerten Hilfslinie konstruieren könnten, und zum anderen verdeutlichen wir an diesem Beispiel, das viele Lichtstrahlen die Linse nicht erreichen. Somit ist also auch die Linsengröße für den Wirkungsgrad des Profilscheinwerfers von Bedeutung, wie aber auch wie das Licht, dass das Objekt durchleuchtet und möglichst auf die Abbildungsoptik fallen soll, jedoch mehr dazu später.

Prinzip-Vergrößerung
Abbildungsebene mit Abstand zwischen f und 2f, das projizierte Bild wird vergrößert.

Bewegen wir das Objekt auf den Brennpunkt zu, so erkennt man dass die Abbilddungkonstruktionslichtstrahlen immer mehr parallel verlaufen und letztendlich keinen Kreuzungspunkt mehr geben. Es wird kein Bild mehr projiziert. Das abzubildende Objekt, von nun an wollen wir es die Abbildungsebene nennen in der die später beschriebenen Funktionen wie Iris, Blendenschieber oder Gobos platziert sind, befindet sich folglich zwischen einfacher und doppelter Brennweite der Linse. Die Linse arbeitet rotationssymmetrisch und bildet das Bild wie man bereits an den Prinzipdarstellungen sehen konnte, deshalb seitenverkehrt und auf dem Kopf stehend ab.

Prinzip keine Abbildung
Abbildungsebene mit Abstand f oder kleiner, es kann kein Bild mehr projiziert werden.

Da das Auftreffen des Lichts auf eine Wand, die sich in einem bestimmten Abstand befindet, wahrscheinlich nicht mit der Brennweite und Objektabstand zur Linse verhältnismäßig übereinstimmt, um das Bild scharf wiedergegeben, wird eine Linsenverstellung benötigt, um nach 1/f =1/g + 1/b mit f = Konstant und b gegeben eben die richtige Entfernung der Abbildungsebene zur Linse (g) zu realisieren. Unschärfe ist zwar in der Regel im Theater gewollt, um nicht so harte Übergänge von einem Scheinwerfer zum anderen zu erhalten bzw. auch um die Farbränder zu beseitigen, die sehr störend sind, wenn ein Schauspieler mit seinem Gesicht durch so eine Farbkante läuft. Um jedoch das Bild dann doch scharf zu stellen, um das zu projizierende Firmenlogo richtig scharf abzubilden, kann die Linse zur Abbildungsebene verschoben werden. Dies bewerkstelligt man oft, indem ein Tubus der die Linse beinhaltet verschoben wird. Seltener zu finden sind Profilscheinwerfer mit Festbrennweite, wie man auch das Abbildungssystem mit nur einer Linse nennt, bei denen die Linse im Tubus selbst verschoben wird. Denn wenn man einen Tubus einsetzt, ist es nahe liegend, das man Ihn so gestaltet, das man Ihn schnell und leicht gegen andere Tuben mit anderen Brennweiten bzw. Abstrahlwinkeln austauschen kann, eben ein Wechseltubuensystem.

Profilscheinwerfer mit 19° Tubus
mit Wechseltubus hier 19 bestückt (Quelle Lightpower)
EDLT Linsentubus
Linsentubus ohne Lampenhaus, hier mit vergüteten und verbesserter Linse (EDLT) (Quelle Lightpower)
Profiler mit 10° Tubus
mit Wechseltubus hier 10 bestückt (Quelle Lightpower)
Profilscheinwerfer-50°
mit 50 , ohne der Möglichkeit den Tubus zu wechseln (Quelle Lightpower)

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Befestigungs-system

Die Qualitäten der Linsenverschiebung entsprechen analog den Arten wie wir Sie z.B. auch bei den Linsenscheinwerfern kennen lernen konnten. Hier sollte man noch ein Augenmerk auf das verwendete Befestigungssystem des Tubus verwenden. Vorbildlich ist z.B. eine Fixierung der Position mit einer Rädelschraube und einer weiteren festen Schraube die sich nur mittels Werkzeug lösen lässt. Denn wenn der Wechseltubus nur mit einer Fixierungsschraube befestigt ist, kann er auch mal herausrutschen, und wenn dann der Tubus kein Sicherheitsseil hat, was in der Regel der Fälle so ist, nun dann fällt der Tubus hoffentlich nur auf den Bühnenboden. Denn es gibt auch Profilscheinwerfer mit Wechseltubus, bei denen zwar zwei Befestigungen vorhanden sind, welche aber beide aus einer Handverdrehbaren Rädelschraube bestehen und beide zum Verstellen geöffnet werden müssen. Hier kann man sich leicht vorstellen, das mal eine Schraube nicht angedreht wird. Denn meist ist es die Nachlässigkeit die zu Unfällen führt, und wenn man dies einfach Konstruktionsseitig bereits verhindern kann, dann sollte man solche Systeme auch bevorzugen.

Akzeptable Lösung und Nachbautenum den Tubus gegen unbeabsichtigtes Herausfallen zu sichern:

Tubus Befestigungsschrauben ETC
Tubus Befestigungsschrauben beim ETC Source Four eine zum Feststellen und eine zur Absicherung
ETC Tubusbefestigung
Die zweite unabhängige Schraube, damit der Tubus sich nicht vom Lampenhaus lösen kann läßt sich nur Werkzeug entfernen.
Feststellschrauben Tubus
Zwei Feststellschrauben zur Tubusbefestigung bei einem ETC-Source Four-Nachbau
Tubusbefestigung
2. Schraube muss immer gelockert werden zum Tubusverstellen. Die gefahr das Sie im LAufe der Zeit nicht nachgezogen wird oder irgendwann einfach herausgefallen ist, ist größer.

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Abbildungsfehler

Anhand der Detailaufnahmen einer Projektion sind deutlich Unterschiede in der Abbildungsqualität zu erkennen. Denn einfach eine Linse in den Strahlungseingang zu bringen ist nur die halbe Miete. Damit auch ein besseres Projektionsergebnis erfolgt, kann man die Linse noch verbessern.

Bei Detailaufnahmen von Projektionen von einem Scheinwerfer zum anderen sind deutliche Unterschiede auszumachen.

adb Profiler Abbildung
Die Randzeichnung einer Goboprojektion bei einem ADB Profiler
Randzeichnung Niethammer
Zum Vergleich die Randzeichnung einer Goboprojektion bei einem Niethammer Profiler

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Kaustik – Sphärische Aberration

Die sphärische Aberration bzw. Kaustik hatten wir bereits unter Linsenscheinwerfern besprochen. Nur Achsnahe parallel einfallende Strahlen schneiden sich genau im Brennpunkt. Je weiter die parallelen Lichtstrahlen von der optischen Achse entfernt auf die Linse treffen, schneiden diese immer weiter vor dem Brennpunkt die optische Achse. Es entsteht ein Zerstreuungskreis bzw. ein Lichtfleck um die Abbildung. Man könnte dies mit einer nachgeschalteter Zerstreuungslinse oder einem speziellen Linsenschliff kompensieren, jedoch ist diese Korrektur mittels Zerstreuungslinse nur für eine festgelegte Objektentfernung möglich und speziellen Schliff der Linse findet man allenfalls bei der Kondensoroptik. Jedoch kann man sich anderweitig helfen, indem man dafür sorgt, dass nur Lichtstrahlen zur Abbildung verwendet werden, die eben nah an der optischen Achse sich befinden. Bei einem Halogenprofilscheinwerfer benutzt man dafür den Donat, was eigentlich nichts anderes ist als eine Lochblende, die in das Fach der Farbfolien eingeschoben wird und dafür sorgt, dass die Lichtstrahlen vom Rand abgeschattet werden.

Linsentubus Aberation
Sphärische Aberration
Linsentubus donat
Abbildungsqualität verbessern mit einem „Donat“
Profiler mit Donat
Donat in der Anwendung (Sitz in der Farbfilterkasette). Die ringförmigen Schlitze sind Durchbrüche zum einfachen ausbrechen um den Durchmesser für seine Bedürfnisse anpassen zu können.

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Farbfehler

Neben der sphärischen Aberration ist noch die chromatische Längsaberration bzw. der Farbfehler. Wie wir bereits aus dem Kapitel Scheinwerfer her wissen weisen blaue Lichtstrahlen einen kürzeren Brennpunkt als rote auf. Abbildungen mit weißen Licht haben einen farbigen Saum zur Folge. Zur Korrektur könnte auch eine Zerstreuungslinse mit abweichenden Dispersionsverlauf wie Kronglas oder Flintglas, eingesetzt werden (Achromat), findet aber in Profilscheinwerfern keine Anwendung.

Chromatische Längsaberration
Chromatische Längsaberration (Bild: Herbert Bernstädt)
rötlicher Rand durch Chromatische Längsaberration
Rötlicher Rand durch Chromatische Längsaberration
bläulicher Rand durch Chromatische Längsaberration
Bläulicher Rand durch Chromatische Längsaberration

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Astimatismus

Der Astimatismus tritt bei Abbildungen auf die nicht aus dem Zentrum heraus projiziert werden. Der Bildpunkt ist oval verzerrt und unscharf. Zur Korrektur werden Kombinationen von Linsenformen angewendet die sogenannten Anastigmaten. Der Koma oder Asymetriefehler kommt ebenfalls von den Abbildungen die nicht aus dem Zentrum heraus projiziert werden, jedoch zusätzlich neben dem schief zur optischen Achse einfallende parallele Strahlenbündel noch durch eine Blende begrenzt wird. Die Abbildung ist oval mit einem Kometenschweifförmiger Verformung, welche wir oft von unseren Profilscheinwerfern her kennen. Der Fehler hängt stark von der Position und Form der Blende ab. Eine Korrektur kann durch geeignete Positionierung der Blende erfolgen oder durch weiter Korrekturlinsen.

Abbildungsproblem
Obwohl Objekt 1 und 2 den Gleichen Gengenstand-abstand aufweisen, werden Sie in unterschiedlichen Projektions-abständen scharf.
Niethammer HPZ Abbildung
Gleichmäßige Verteilung und Schärfe
Goboprojektion ungleichmäßig
Mittig noch scharf, am Rand hin wird es unschärfer

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Hallos

Trift ein Lichtbündel auf die Linse, so sind zwei Grenzflächen zu überwinden. Dabei ist es so, dass pro Grenzfläche noch ca. 4% des Lichtes reflektiert werden. Bei zwei Grenzflächen sind das immerhin 8% und 8% von 100% Licht ist wirklich eine wahrnehmbare Größe. Neben dem Lichtverlust haben die Reflektionen noch eine unangenehme Eigenschaft. Denn die Reflexionen können je nach weiterer vorhandener Optik dann weitere Unsauberkeiten auf dem projizierten Motiv zur Folge haben. Durch Aufdampfen geeigneter dünner Schichten auf die Glasoberfläche lässt sich eine Minderung der störenden Reflexionen und damit eine effektive Erhöhung der Durchlässigkeit erzielen. Man nennt dieses Verfahren Reflexminderung, Entspiegelung oder Vergütung. Die klassische Entspiegelung ist eine ë/4 Schicht aus Magnesiumfluorid. Die Reduktion der Reflexion ist auch von der Wellenlänge des Lichtes abhängig. Wird durch die Beschichtung bei 400nm von 4,2% auf 2,5% reduziert, so sind es bereits bei 450nm nur noch 1,5% Reflexion zu verzeichnen und bei 550nm sogar nur noch 1,2 %. So kann man nicht nur enorm Licht gewinnen, sondern auch statt einer dickeren Linse mit großen Abbildungsfehlern besser zwei dünnere Linse einsetzen, die bessere optische Eigenschaften aufweisen als ein Dicke Linse. Deshalb kann man statt einer Linse auch einmal sehr eng nebeneinander platziertes Linsenparr finden, die sich nicht in Ihrem Abstand zueinander verändern lassen. Sind die Linsen zueinander verschiebbar, kommen wir zur nächsten Funktion dem Zoom.

Reflexion an Linse
Reflexionen an der Linse
Projektion Profiler Linsenreflektion
Reflexionen am Punkt oder über dem M zu erkennen.
Bessere Abbildung mit EDLT
Gegenüberstellung einer Abbildung mit unterschiedlichen Vergüteten Linsen (Quelle ETC)
Dedolight Perfekte Projektion
Perfectes Projektions-ergebnis

 

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Zoom

Der eben beschriebene Linsentubus erlaubt nur eine Scharfstellung durch Verschieben der Linse. Jedoch wird oftmals auch die bestimmte Abbildungsgröße in einer bestimmten Entfernung benötigt. Wenn nun aber 1/f =1/g + 1/b mit g und b gegeben ist, dann muss man f variieren können. Die Brennweite f kann man mit Hilfe zweier dünnen Linsen nach f = f1 x f2 / (f1 + f2 – r) variieren. Wir sprechen dann von einem Zoom. Die Linsen müssen dabei relativ nah beieinander liegen, damit die Abbildungsebene noch innerhalb des zweifachen Brennpunktes und dem einfachen Brennpunkt der Linsenkombination liegen kann. Durch Verstellen der Linse die zur Abbildungsebene hin liegt, stellt man am besten den Focus spricht die Scharfstellung ein, während die zur Lichtaustrittsöffnung am besten für die Einstellung der Projektionsgröße am besten geeignet ist. Auch beim Zoom gibt es Unterschiedliche Verfahren die Linsen zueinander zu verschieben.

Linsentubus Zoom Strahlengang
Zoom gleich verstellbare Brennweite der Abbildungsgebende Optik (Strahlengang wurde mit einem Optiksimulations-programm (Didaktik der Physik Erlangen (Thomas Lettner)) errechnet)

 

HPZ tubus doppellinse
Fokuslinsenparr eines Zoomprofiler befindet sich nah an der Abbildungsebene (Blendenschieber der Abbildungsebene sind rechts erkennbar)

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Einstellarbeit

Während die Standardmöglichkeit bereits bei den Linsenscheinwerfern besprochen wurde, bleibt noch die Einhandbedienung und Feststellmöglichkeit zu erwähnen. Bei der Einhandbedienung ist man beim Einrichten sehr schnell, da mit Rotation des Drehknopfes der Abstand zwischen den Linsen geregelt wird und mit dem Verschieben des Drehknopfes folgt die Verschiebung des Linsenparrs zur Abbildungsebene. Sehr schön ist hier die Skalierung gelöst, das die eine Linse Zahlenwerte annimmt, während die zweite Skala Buchstaben aufweist. Damit sind bei der Lichtplannotation keine Verwechslungen mehr möglich. Scheinwerfer deren Verstellknöpfe seitlich angeordnet sind, sind fast von allen Bedienpositionen wie oberhalb bei Leitereinrichten, oder unterhalb beim Beugen über den Rang oder Seitlich bei der Bedienung an der Galerie zu handhaben. Nur bei speziellen Positionen wie seitliche Rinnen, wäre dann eine gespiegelte Anordnung der Linsenverstellhebel besser. Hier haben pfiffige Beleuchter auch schon mal den Scheinwerfer auf dem Kopf aufgehängt, um besser bedienen zu können, wenn einem die umgekehrte Schrift nicht stört und das Lampengehäuse um 180° verdreht wurde, um den Sockel in normaler Betriebslage zu halten. Bedienknöpfe oberhalb des Tubus sind selten zu finden, denn die Wärme steigt bekanntlich nach oben und erwärmt so unnötigerweise die Bediengriffe. Aber Unterhalb sind Bedienknöpfe schon eher anzutreffen, was bei Bedienungen aus der Galerie heraus oder bei Bedienung von oben bei Montage am Rang sehr schlecht erreichbar sind und so schon Schwierigkeit der Erreichbarkeit schon einige Schweißtropfen beim Einleuchten gekostet haben.

Gewichtsausgleichsbügel
750W Profiler mit Einhandbedienung für den Zoom, Drehen und Verschieben an einem Knauf, mittig der Hebel zur Arretierung (Quelle Lightpower)
seitlicher Linsenverstellung
2,5KW Zoomprofiler mit seitlicher Linsenverstellung (Lightpower)
Linsenverstellung Profiler
1,2KW Zoomprofiler mit Linsenverstellung von unten. (Bild: Herbert Bernstädt)
seitliche Linsenverstellung
2,5KW Zoomprofiler mit seitlicher Linsenverstellung (Lightpower) (Bild: Lightpower)
Enizoom Niethammer Linsenverstellung
2 KW Zoomprofiler mit seitlicher Linsenverstellung

 

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Blendenschieber

Grundsätzlich ist zu beachten, dass die Abbildungsebene selbst keinen Einfluss auf die Qualität der Projektion hat, denn dazu dienen die Optiken vor und nach der Abbildungsebene bzw. noch viel mehr das gute Zusammenspiel derselben. Dennoch kann die Abbildungsebene mit Ihren Blendenschiebern sehr unterschiedlich gestaltet sein und damit unterschiedliche Vor- und Nachteile aufweisen wie wir im folgenden erörtern werden.

Source Four umbau mit Blendenschieber
Lichtwurf eines Profil-scheinwerfers mit zwei mit Blendenschiebern abgeschobenen Seiten

Einer der Hauptgründe für den Einsatz von Profilscheinwerfern ist, das man mit Blendenschiebern scharfe gerade Abschattung ausführen kann. Das Abschieben mit den Blendenschiebern wird oft eingesetzt, um zu verhindern, dass die Vorderseite der Bühnenkante mit beleuchtet wird. Auch das Begrenzen auf die Endkanten der Bühnendekoration ist ein häufiger Einsatz von Profilscheinwerfern mit ihren Blendenschiebern, auch damit der Raum hinter der Dekoration nicht mitbeleuchtet wird und damit zu sehen ist bzw. damit das Szenenbild nicht „aufreißt“. Aber auch bei Gegenlicht wenn der Schauspieler noch getroffen werden soll, aber auf jeden Fall verhindert werden muss das das Licht nicht in die ersten Zuschauerreihen fällt und dort blendet. Aber es werden auch oft gestalterische Elemente mit den Blendenschiebern geschaffen. So wird mit zwei gegenüberliegenden Blendenschiebern ein lang gezogenes Rechteck abgeschoben, um damit einen Weg des Schauspielers zu „zeichnen“. Ein gern Zitiertes Beispiel ist auch das Abschieben zu einem Quadrat. Werden dann viele Profiler zu einem Schachbrettmuster abgeschoben, dann kann diese Fläche mit entsprechender Dimmung unterschiedlichste Geometrien aufweisen. Aber auch oder gerade in den Gassen bzw. aus den Gallerien heraus werden Profilscheinwerfer eingesetzt. Dabei dienen auch hier oft die Blendenschieber als Hilfsmittel, damit nicht unbeabsichtigt Sofitten oder Schals beleuchtet werden. Gerade mit dem harten Licht des Profilscheinwerfer sind die seitlichen Positionen ideal für konturenreiches Ausleuchten. In den Beleuchtungsbrücken der Ränge und Beleuchtungsbrücken im Zuschauerraum sind Profilscheinwerfer eine typische Standardbestückung, denn ein Profilscheinwerfer mit engen Abstrahlwinkel kann auch bei größeren Entfernungen noch genügend Licht auf die Bühne bringen. Jedoch wird dabei die Bühne in Teilbereiche aufgesplittet, und das nicht nur in der Bühnenbreite, sondern auch in der Bühnentiefe. Je nachdem wie tief ein Scheinwerfer in die Bühne hineinleuchten soll oder eben nicht mehr den hinteren Teil der Bühne bestrahlen soll, sind dementsprechend die Positionen nahe der Vorbühne oder nahe an der rückseitigen Lichtregie auszuwählen. Dabei wird oft der Profilscheinwerfer weich gezogen oder mit dem obligatorischen Hamburger Frost Diffusionsfilter ausgestattet, damit der Übergang von einem Scheinwerfer zum nächsten nicht durch die mögliche harte Lichtkante des Profilscheinwerfers auffällt.

Theaterszene
Typischer Einsatz von Profilscheinwerfern, bei dem verhindert werden muss, das Licht außerhalb des Bühnenbildes fällt, damit der Raum drum herum weiter unsichtbar bleibt.

Somit wird deutlich, das der Blendenschieber zusammen mit der Zoomverstellung der Linsen die am häufigsten betätigten Bedienelemente des Profilscheinwerfers sind. Dementsprechend haben sind auch sehr unterschiedliche Qualitäten von Blendenschiebersystemen entwickelt. Beginnen wir mit dem Material aus dem ein Blendenschieber besteht. Einfache Blendenschieber sich aus Blech gestampft. Andere wiederum werden aus Stahl gefertigt.

Blendenschieber Metall
Typischer Einsatz von Profilscheinwerfern, bei dem verhindert werden muss, das Licht außerhalb des Bühnenbildes fällt, damit der Raum drum herum weiter unsichtbar bleibt.
BEschichteter Blendenschieber
Blendenschieber mit dunkler Oberflächenvergütung für langlebigen, ruckelfreien Einsatz.

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Blendenschieber-Aufbau

Bei hochwertigen Blendenschiebern erfolgt zusätzlich eine Oberflächenbehandlung. Und gerade auf diese Oberflächenbehandlung kommt es an. Denn die thermische Belastung der Bleche ist enorm. Dazu kommt ein Einsatz über meist 5 Jahre hinweg, bei denen die Schieber an der Führung sowie untereinander reiben. Die Folge ist, dass durch die temperaturbedingten Verwerfungen und den Schleifriefen die sich bilden, diese Schieber immer schlechter zu bewegen sind. Das äußert sich so, das man zum Bewegen den Schieber erst einmal losbrechen muss, und wenn man Ihn bewegt, erfolgt das meist ruckelnd, so das die gewünschte Position nur nach mehrmaligen hin und her und – mist schon wieder zuviel durchgeruckelt – herstellen lässt. Das erschwert nicht nur das professionelle Arbeiten ungemein und kostet Zeit, sondern das Ruckeln ist auch oft Ursache dafür, das das Leuchtmittel durch den mechanischen Stress seine durchschnittliche Lebensdauer nicht erreicht. Aus diesem Grund sollte z.B. beim Einrichten der Scheinwerfer nicht auf 100% sondern nur auf 80% laufen, da dadurch der Wolframdraht des Leuchtmittels eine höhere mechanische Stabilität aufweist. Gute Blendenschieber haben eine spezielle Beschichtung die eine leichtgängige Führung auch bei Hitze und langen Gebrauch ermöglicht. Aber auch ein hochwertiger Blendenschieber hält nicht ewig und sollte bei schlechten Schiebeeigenschaften der Blendenschiebersatz auch mal ersetzt werden. Meist ist dann die Beschichtung an den meist genutzten stellen schon weggekratzt. Nebenbei bemerkt gibt es Blendenschieber deren Beschichtung dunkel gehalten wird. Diese Abdunklung macht man auch deshalb, weil damit das Licht beim eingefahrenen Blendenschieber nicht in den Scheinwerferkopf zurückgeworfen wird. Denn dieses reflektierte Licht könnte dann unter Umständen wieder als Störlicht, aber diesmal am Blendenschieber vorbei aus dem Scheinwerfer austreten, und damit ein ungewolltes Licht abstrahlen. Jedoch läuft auch der einfache Blendenschieber, der in der Regel aus glänzenden Blech besteht, unter der großen Hitze meist recht schnell farbig an und verfärbt sich von selbst dunkel, so das hier dann auch eine Reflektionsminderung auftritt.

Refektorspiegelung
Rötliche Reflektorabbildung beim halb eingefahrenen stark reflektierenden Blendenschieber.

Natürlich ist auch die Andruckmechanik die die Blendenschieber in Position halten von Bedeutung. Denn der Blendenschieber ist in seiner horizontalen und vertikalen Ebene stufenlos verstellbar, was meist durch einfaches Einklemmen mittel Federkraft bewerkstelligt wird. Diese Federkraft kann durch einfach gebogene Bleche erfolgen, oder hochwertig über eine Mechanik die mittel Sprungfedern die Blendenschieberführungsbleche mit gleich bleibender Federkraft beaufschlagen. Gemäß BGV C1 dürfen diese Blendenschieber nicht einfach aus dem Gerät fallen. Deshalb sind die Blendenschieber meist asymmetrisch gefertigt. Manchmal haben Sie auch eine Nut, über die dann der Schieber in das Gehäuse eingeführt werden muss, so das ein Herausfallen im Betrieb nicht erfolgen kann. Wohlgemeint im Betrieb, während einer Vorstellung. Beim Einrichten, was wir jetzt mal nicht als Betrieb bezeichnen, sondern beim Handhaben, ist es durchaus möglich, das man plötzlich den Blendenschieber in der Hand hält. Jedoch geht man davon aus, das wenn man den Schieber betätigt, Ihn in der Hand hält und dann nicht gleich loslässt, wenn er die Führung des Scheinwerfers verlässt, und somit nicht herunterfällt.

Blendenschieber Ausfallsicherung
Der bereits im Vierersatz zu sehende Blendenschieber wird mit Hilfe der Nutenaussparung seitlich in den Scheinwerfer eingeführt. Versucht man nun den Blendenschieber senkrecht heraus-zuziehen, dann verhindern es die seitlichen Begrenzungen.

Selbständig bewegende Blendenschieber sind durchaus schon aufgetreten. In einem bedeutenden Londoner Musical ist im Betrieb der Blendenschieber der Schwerkraft folgend nach unten bewegt gerutscht. Dieser Effekt wurde wahrscheinlich auch unterstützt durch die Vibrationen der vorbeifahrenden U-Bahn. Der Effekt auf der Bühne war auf jeden Fall, das das licht von unten nach oben immer weiter abgeschoben wurde…. im laufenden Stück wohlgemerkt wurde so das Bühnenbild immer dunkler. Aber auch für solche Fälle gibt es Lösungen. Ein Hersteller hat dazu eine Mechanik entwickelt bei der man, nachdem man die Blendenschieber eingestellt hat, diese in der aktuellen Position fixieren kann. Dazu werden über einen Hebel die Führungsbleche der Blendenschieber zusammengepresst, so da eine Bewegung der Blendenschieber nur noch mit absolut roher Gewallt möglich ist.

Arretierbare Blendenschieber
Bei diesem Modell ist der blaue Hebel zuständig für die Verriegelung der Blendenschieberposition. Nebenbei kann man auch erkennen das auf der Seite zwei Blendenschieber gleichzeitig in einer Blendenschieberführungsschine laufen und so noch größere Abschiebemöglichkeiten erlaubt.

Sind die Profilscheinwerfer im Theater an festen Positionen angebracht, so ist beim fahrenden Volk, der Blendenschieber meist ein sehr störendes Element, da damit der Scheinwerfer sich sehr schlecht raumsparend verstauen lassen kann oder die Gefahr groß ist das das herausschauende Ende des Blendenschiebers abgeknickt wird. Dazu gibt es zwei Lösungsansätze. Einmal, wenn es der Hersteller möglich gemacht hat, kann man die gegenüber liegenden Blendenschieber verdrehen und dann aneinander so weit in den Scheinwerfer verschieben, das die Blendenschieberenden nicht mehr aus dem Gehäuse des Profilscheinwerfers heraustreten. Zum anderen verwendet man ein gänzlich anderes Blendenschiebersystem welches wir weiter unten vorstellen möchten.

Blendenschieber einführen
Bei diesen Blendenschieber der vollständig eingeschoben ist, kann bei Transport sehr leicht das Blech abknicken.

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Blendenschieber-Ebenen

Haben wir vorhin vom verdrehen von Blendenschiebern gehört um sie zum Transport tief in den Scheinwerfer zu verschieben, bedeutet das im Umkehrschluss, das diese Blendenschieber sonst aufeinander stoßen. Dies ist real auch ein wichtiger Punkt bei Blendenschiebermechaniken. Wie viele Blendenschieber in einer Ebene geführt werden, bzw. umgekehrt ausgedrückt wie viele Führungsebenen hat dieser Scheinwerfer um Blendenschieber das aneinander vorbei gleiten zu erlauben. Denn wie man aus der Abbildung leicht erkennen kann, ist es nicht möglich ein Dreieck zu bilden, wenn nicht mehr als zwei Ebenen vorhanden sind. So sind die meisten Profilscheinwerfern mit drei bis vier Blendenschieberebenen ausgestattet. Und hier müssen wir wieder ein Kompromiss wegen den physikalischen Grundlagen eingehen. Denn je mehr Blendenschieberebenen vorhanden sind, um so größer wird auch der Abstand vom ersten zum letzten Blendenschieber. Jedoch die Abbildungsoptik hat die Eigenschaft, nur in einen sehr engen Abstandsbereich auch wirklich scharf abzubilden. Somit ist bei breiten massiven Schieberführungsblechen der Abstand größer als bei dünnen Blechpaketen, die aber wiederum stärker zu temperaturbedingten Verwerfungen neigen. Folglich wird ein Profilscheinwerfer auf seine Qualität darauf hin geprüft, wie schnell ein gleichschenkliges Dreieck gebildet werden kann und inwieweit die drei Seiten gleichzeitig scharf sind, bzw. wie unterschiedlich scharf Sie zueinander werden. Wie aus dem vorigen Artikel bekannt ist welche die Farbränder die im Dreieck auftreten ebenfalls begutachtet.

Prinzip Blendenschieber
Vier Blendenschieber-ebenen erlauben Überlappungen aller Schieber, jedoch bei breiterer Abbildungsebene werden weiter entfernte Schieber unscharf. (Bild: Herbert Bernstädt)

 

Dreieck abgeschoben
Begutachtung Abgeschobenes Dreieck. Nur möglich ab drei Blendenschieber-ebenen. Man beachte die Schärfe von allen drei Seiten zueinander.

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Blendenschieber rotieren

Ein Scheinwerferhersteller erlaubt auch das Einführen von mehr als einen Blendenschieber in ein Blendenschieberfach. Damit ist man sehr nah in der gleichen Schärfeebene und hat noch die Möglichkeit noch vielfältiger abzuschieben. Hat man mit einem Blendenschiebersatz ein Dreieck oder Quadrat abgeschoben, so kann es durchaus wünschenswert sein, wenn man dieses Schiebergebilde in der Gesamtheit drehen kann. Auch hier gibt es mehr als einen Lösungsansatz. Einmal sind Scheinwerfer auf dem Markt, die dieses nicht erlauben, obwohl die Funktion gerade im Zusammenspiel mit Gobos, die aufgrund der schrägen Aufprojektion noch einmal leicht gedreht werden müssen, insbesondere wenn gerade Linien oder Texte an die Geometrie des Raumes angepasst werden müssen. Bei solchen Profilern heißt das noch mal alle Schieber neu setzen bzw. das Gobo herausnehmen, verdrehen und dann nach „try and error“ die richtige Position treffen, was einem Glücksspiel gleich kommt. Ansonsten haben die Profilscheinwerfer die Möglichkeit a) Den Lampenkopf mit Blendenschieberebene zu rotieren, b die Abbildungseinheit mit der Blendenschieberebene zu rotieren oder c) die Abbildungsebene alleine zu verschieben. Hier spielt auf einmal die Montage des Haltebügels eine Rolle oder die Möglichkeit den Bügel am Tubus oder am Lampenhaus zu befestigen. Wenn der Bügel am Lampenhaus befestigt ist und der Tubus mit der Abbildungseben rotiert wird, hat das den Vorteil, dass das Lampenhaus immer optimal für die Konvektionskühlung des Leuchtmittel mit dem Sockel ausgerichtet ist. Aus dem gleichen Grund werden aber auch Haltebügel am Tubus bevorzugt, da damit eine seitliche Aufhängung möglich wird, wenn man den Tragarm für eine stehende und hängende Aufhängung sparen möchte. Denn dann kann man den Lampenkopf um 90° drehen und ermöglicht trotz seitlicher Montage die optimale Kühlung im Lampenkopf. Dabei geht man davon aus, das das für das Ausrichten der Gobos bzw. Blendenschieber nur kleine Rotationsbewegung zulässt, so das die Effektivität der Kühlung nicht gefährdet wird. Bei der Lösung, bei der nur die Abbildungsebene selbst rotiert wird, ist man erst einmal davon ausgegangen, das die Stabilität zwischen Tubus und Lampengehäuse möglichst groß ist. Erkauft wird dies, das Blendenschieber beim seitlichen Einsatz an den Tragrahmen ein Hindernis finden, insbesondere wenn die ebene stark gedreht werden soll.

Drehbare Blendenschieberebene
Modell mit starrer Verbindung Tubus zum Lampengehäuse und drehbarer Blendenschieberebene.
drehbare Tubus
Modell mit drehbaren Tubus

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Rotierende Blendenschieber

Vor ca. 10 Jahren dachte jeder, an einem Profilscheinwerfer wird nicht mehr grundsätzlich etwas neues entwickelt werden können. Jedoch dem war nicht so. Eine große Entwicklung fand mit einem Blendenscheibersystem statt, welches in einem Ellipsenspiegel-Profilscheinwerfer Anwendung fand. Dabei wird ein Blendenschieber mittels zwei Drehräder bewegt. Man muss sich den Blendenschieber nun so vorstellen wie eine Lamelle einer Iris, bei der man die übrigen Lamellen entfernt hat. Durch drehen des Iris Führungsrades, werden die Lamellen in den Strahlengang hinein gefahren. Dasselbe passiert hier, nur das es nun eine einzeln große Lamelle ist und das Führungsrad so weit nach außen geführt ist das es als Bedienrad fungiert. Nachdem die Lamelle nun in den Strahlengang hinein gefahren wurde, muss dieser Lamellenblendenschieber nun auch noch ausgerichtet werden. Dazu verdreht man mit einem weiteren Kranz die Position der „Blendenschieber-Iriseinheit“. So hat man nun für einen Blendenschieber zwei Drehkränze. Einen für die Blendenschiebertiefe und eine für die Blendenschieberposition entlang des Lichtkreises. Und da man meist vier Blendenschieber gewohnt ist, so finden sich bei diesen Axialspiegel-Profilscheinwerfer acht Drehkränze zum Einstellen der Blendenschieber. Der Abstand der Drehkränze muss natürlich für die Handhabung einen gewissen Raum einnehmen. Folglich werden die Lamelleneinheiten mittels Blechstreifen dicht beieinander zu einer sehr engen Abbildungsebene zusammengefügt. Nachteilig bei dem System ist die Temperaturbelastung oberhalb des Tubus, wenn man dort die Schieber verstellen möchte, ist es im Betrieb dort sehr warm. Auch die Handhabung der Einstellringe bedarf eine Umgewöhnung gegenüber dem üblichen System. Das ist bei einem Theaterhaus nicht das Problem, jedoch bei sporadischer Anwendung mit unterschiedlichen Nutzern wie in Mehrzweckhallen, kann diese Art von Blendenschieberbedienung zu Verzögerungen führen. Der Vorteil liegt dagegen auf der Hand. Eine Einzelne Lamelle kann stufenlos mehr als 360° positioniert werden, so das z.B. an der Oberseite vier Blendenschieber eingesetzt werden können, währen die Seitenteile und der untere Teil ohne auskommt. Auch für den Transport sind keine herausschauenden Blendenschiebergriffe mehr im Weg. Über die Langlebigkeit und Temperaturbeständigkeit im Hinblick auf Verwerfungen des Metals wir man nach den nächsten fünf Jahren mehr sagen können.

ADB WArp Blendenschieber
Aufgeschnittener Ellipsenspiegelscheinwerfer von hinten. Mittig die Blendenschieber zu sehen.
Blendenschieber-Warp
Der Tubus alleine mit Blick auf die Blendenschiebermechanik. (Bild: Herbert Bernstädt)

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Abbildungsqualität

Letztendlich ist nicht nur die Handhabungsqualität der Blendenschieber entscheidend, sondern auch die Abbildungsqualität in Abhängigkeit der Abbildungsoptik und der Lampenhausoptik. Dabei hat sich neben den schon beschriebenen Test mit dem Dreieck, noch der Paralleltest etabliert. Dabei werden die Blendenschieber fast auf Stoß parallel zueinander eingerichtet, so dass idealer weise eine Linie entsteht. Hierbei kann man z.B. erkennen ob die Linien gerade sind oder nach außen hin voneinander sich entfernen. Dabei haben wir wie bereits behandelt die typische Verzeichnung, die wir bei einem Projektor oder Röhrenmonitor auch Kissenverzeichnung nennen. Weiterhin ist oft auch eine Lichthofbildung zu erkennen oder andere Reflexionen die ein sehr guter Profilscheinwerfer nicht so stark aufweisen sollte. Natürlich sollte man auch betrachten wie scharf die Kanten der Blendenschieber abgebildet werden. Dabei ist es nicht unüblich, das auch fransen zu erkennen sich, die durch abgescharpte Beschichtungen oder Metallspähne entstehen.

Linien Projektion
Parallele Blendenschieber mit sehr gleichmäßige Lichtzeichnung
Niethammer Linien Projektion
Parallele Blendenschieber mit deutlicher Hofbildung
Viereck abgeschoben
Abgeschobenes Viereck, mit erkennbaren Fransen am oberen Rand. Sehr gute Scharfstellung bei allen vier Ebenen.

Die Abbildungsqualität ist sehr von der Optik abhängig, bzw. dass wir mit einfachen Linsensystemen die Grenzen der Physik nicht umgehen können, lässt sich am folgenden Beispiel sehr deutlich erkennen. Wie wir bereits wissen verzeichnen einfache Plankonvexlinsen stärker, je kleiner Ihre Brennweite ist. Heute werden Profilscheinwerfer mit 50° und sogar 90° Abstrahlwinkel angeboten. Das bei so einem weiten Öffnungswinkel ohne Kompensierungsmassnahmen ein Verzeichnungseffekt auftritt und zum Rand hin positionierte gerade Blendenschieber „gebeugt“ werden, kennen wir bereits von den Röhrenfernseher mit Ihrer Tonnen bzw. Kissen Verzeichnung. Nur können wir hier keine Elektronik zur Kompensation einsetzen, sondern müsste eine andere Optik Einsetzen, was aber im Preiskampf vom Kunden nur selten angenommen wird. So werden aus geraden Blendenschiebern bei großem Abstrahlwinkel gebogene Linien.

Abblendschieber verzeichnen
50 Abstrahlwinkel und am Rand positionierte Abblendschieber verzeichnen sich Tonnenförmig.
Blendenschieber-Verzeichnung
50 Abstrahlwinkel und mittiger positionierte Abblendschieber erscheinen gerade.

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Iris

Die Iris gehört wie das Gobo oder die Blendenschieber in den Bereich der Abbildungsebene und müsste an dieser Stelle hier behandelt werden. Da jedoch die Zoomprofilscheinwerfer in der Lage sind den Lichtkreis ebenfalls kleiner darzustellen und dabei noch die Lichtintensität zu erhöhen, was jeden Lightdesigner erfreut, im Gegensatz zur Iris, die den Lichtkreis nur verjüngt indem das äußere Licht abgeschattet wird und damit verloren ist, werden heute in Profilscheinwerfern immer weniger Irise eingesetzt. Aber im Verfolgerscheinwerfer ist die Iris auch nach wie vor einer der wichtigen Funktionen. Deshalb wird die Iris bei der Seite der Verfolger behandelt.

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Frost

Wie bereits am Anfang angedeutet, ist manchmal kein scharfer Rand gewünscht. Man kann zwar den Zoom unscharf stellen, jedoch ist das Lichtbild dann nicht so homogen, wie es mit einem Frost wäre. Für lange Standzeiten sind Frostgläser ideal. Dafür haben manche Profilscheinwerfer im Linsentubus an der Fokuslinse eine Aufnahme, in die man ein Frostglas einsetzen kann.

Manchmal wird dieser Halter aber auch für dichroitische bedampfte Gläser, die als Infrarotreflektor arbeiten, eingesetzt, um die Standzeiten der nachfolgenden Farbfolien oder gegebenenfalls einer elektromechanischen Dimmereinheit bei Entladungslampen zu reduzieren. Auch hier gilt zu beachten, dass die Reflexionen, insbesondere bei dichroitisch bedampften Gläsern, zurück in das Lampenhaus geworfen werden. Damit verbunden können unschöne Effekte auftreten, wie z. B. eine erhöhte Temperaturbelastung des Lampenhauses oder Lichtreflexionen, welche das klare Projektionsbild aufweichen, verfärben oder gar Spiegelungen auch außerhalb des Lichtfeldes auftreten können.

 

Blick in Profiler tubus
Hier ist die Frostfilteraufnahme an der Fokuslinse zwischen Linse und Abbildungsebene angeordnet. (Bild: Herbert Bernstädt)
im Tubus Filter-aufnahmerahmen
Hier ist die Frostfilteraufnahme an der Fokuslinse zwischen Linse und Zoomlinse angeordnet (Bild: Herbert Bernstädt)

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Dimmer

Das Leuchtmittel haben wir bisher außen vorgelassen, da wir bei der Betrachtung des Lampenhauses darauf eingehen wollen. Bei der Entladungslampe ist man gewillt zu dimmen, jedoch hat dieses hier mechanisch zu erfolgen. Hier verbindet sich die Funktion mit dem Abbildungstubus. Eine mechanische Verdunklereinheit wie eine Jalousie, die wir von den Tageslichstufenlinsen her kennen, hat den Nachteil, dass die abschattenden Lamellen als Abschattungen sichtbar werden, wenn man sie wie üblich in den Schaft des Farbfolienhalters einfügt. Dann kann man beileibe nicht von einem homogenen Dimmen sprechen.

Mehr Erfolgt haben Bleche, die ähnlich wie eine Iris in den Strahlengang einfahren, jedoch ist dies auch nur ein halbherziger Kompromiss. Wird diese Iris-artige, elektromechanische Dimmereinheit jedoch zwischen Zoom- und Fokuslinse verlagert, dann funktioniert die Iris, die sonst den Lichtkreis in der Abbildungsebene verkleinert, wie die Blende eines Fotoapparats: Das hindurch scheinende Licht wird minimiert, ohne dass es zu einer Abbildung der Irislamellen kommt. Vielmehr noch: es erhöht sich die Tiefenschärfe, so wie wir es vom Fotoapparat her kennen. Im Prinzip ähnlich eines Donats, werden die fehlerbehafteten Randstrahlen im wahrsten Sinne ausgeblendet. Man könnte also mit dem Einziehen des Dimmers auch an Abbildungsschärfe gewinnen.

Grundsätzlich ist es eine hohe Kunst an diesem Ort auch im untersten Stellbereich homogen zu dimmen. Denn möchte man eine hohe Zuverlässigkeit des Dimmers haben, dann müssen aufgrund der starken Temperaturbelastung im Strahlengang die Verdunklerbleche etwas dicker sein. Außerdem benötigen sie einen Abstand zueinander, damit durch die Temperaturänderung eine mechanische Verbiegung der Lamellen erfolgen kann, ohne dass es dann zu Berührungen bzw. Verschleifen bis Verkanten zu den Nachbarblechen kommen kann. Sind aber die Bleche zu weit auseinander, so bildet sich zwischen ihnen ein Lichtspalt, durch den das Licht (und sei es reflektiertes) hinausdringt und weiterhin Restlicht projiziert wird.

Die Lamellen sollten schnell bewegt werden können, denn ein plötzlicher Black Out ist in der einen oder anderen Szene schon mal vorgesehen. Die Antriebsmechanik muss leichtgängig sein und darf unter den Temperaturen nicht verklemmen. Somit ist elektromechanisch allein der Dimmer Herausforderung genug. Ein Hersteller hat sich darauf spezialisiert, für bestehende Entladungslampen-Scheinwerfer Dimmer anzubieten, die ein homogeneres Dimmverhalten aufweisen als die Standard-Dimmer der Scheinwerferhersteller. Natürlich ist dann bei DMX-Ansteuerung auch eine 16-Bit-Auflösung und die Art der Dimmerkurve ein Thema.

Um den richtigen Sitz des Leuchtmittels zu kontrollieren, benutzt man gerne die Dimmerebene – denn damit die Iris nicht als Iris, sondern als Dimmer sprich Verdunkler (oder wie andere sagen als Shutter) arbeiten kann, ist sie optimal in der Abbildungsebene der Optik des Lampenhauses angeordnet. Die Unterscheidung der zwei optischen Systeme hatten wir zu Beginn bereits angedeutet. Die Lampenhausoptik hat nun die Aufgabe, möglichst viel Licht durch die Abbildungsebene zu senden und gleichzeitig das Licht möglichst vollständig für die folgende Abbildungsoptik nutzbar zu machen. Doch dazu an anderer Stelle mehr. Deshalb kann man das Leuchtmittel als Abbildung auf der Dimmerebene sehr gut sehen, natürlich vorausgesetzt man trägt eine Schweißerbrille. Man kann aber die Sichtschutzbrille weglassen, wenn man eine Iris in die Abbildungsebene einsetzt und diese sehr klein zieht. Dabei benötigt man eine Iris, die sich zu 100 % schließen lässt, was nicht selbstverständlich ist. Denn es soll nur so wenig Licht hindurch kommen, dass man nicht geblendet wird. Mit Hilfe eines weißen Blatts kann man dann wunderschön die Abbildung des Leuchtmittels betrachten.

Abbildung des Lichtbogens auf der Iris
Hier ist das Abbild des Leuchtmittels auf dem Dimmer sehr gut zentriert. Deutlich sind die Elektroden und der Lichtbogen zu erkennen. (Bild: Herbert Bernstädt)

 

Fehljustierter Brenner Abbildung auf Iris
Hier ist das Abbild des Leuchtmittels auf dem Dimmer nicht gut zentriert. Es ist auch seitlich versetzt ein starkes Einbrennen zu erkennen. (Bild: Herbert Bernstädt)

 

Abbildung Brenner
Mit Hilfe eines weißen Kartons kann die Projektion des Leuchtmittels noch besser sichtbar gemacht werden. Aber Vorsicht: Brandgefahr! (Bild: Herbert Bernstädt)

 

Dimmeriris gezackt
Gezackte Dimmerblätter für optimales homogenes Dimmen, hier von einem Drittanbieter zum Umrüsten vorhandener Systeme. (Bild: Herbert Bernstädt)

 

Vergleich der Projektionseigenschaften
Die Qualität eines Profilscheinwerfers zeigt sich in der gemessenen Lichtverteilungskurve genauso wie bei dem projizierten Bild, bei dem gleichzeitig Blendenschieber und Gobo eingesetzt werden. Scheinwerfer, die mit einem hohen axialen Spitzenwert brillieren, haben oftmals Schwächen im Randbereich. (Bild: Herbert Bernstädt)

 

Grafik überlappende Lichtverteilungskurven
Die gleichmäßige Ausleuchtung wird auch gerne verwendet, wenn man größere Bereiche mit mehreren Scheinwerfern nahtlos ausleuchten muss. Ideal wäre natürlich, wenn kaum Übergänge erkennbar werden. Dazu sind Scheinwerfer ohne Hotspot die deutlich bessere Wahl. (Bild: Herbert Bernstädt)

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Normgerechte Bezeichnung

Während die DIN 15 560 Teil 1 „Beleuchtungsgeräte, optische Systeme und Ausführung“ aus dem Jahre 1987 die Unterscheidung der Profilscheinwerfer in diese vier Typen vollzieht:

  1. Profilscheinwerfer mit Ellipsenspiegeloptik
  2. Profilscheinwerfer mit Kondensoroptik
  3. Zoomprofilscheinwerfer mit Ellipsenspiegeloptik
  4. Zoomprofilscheinwerfer mit Kondensoroptik

findet man im Teil 6 „Grafische Symbole“ aus dem Jahr 1984 nur einen 1 kW Projektionsspot, sowie 2 kW und größer 2 kW Verfolgerscheinwerfer. Dabei bezieht sich die Leistungsangabe auf Halogenleuchtmittel. Für Entladungslampen entspricht das Symbol der 1 kW Halogen- dem der 0,575 kW Entladungslampe, das Symbol der 2 kW Halogenversion dem der 1,2 kW Entladungslampe und ab 2 kW Halogen ist das Symbol für Entladungslampe und Halogenscheinwerfer identisch (s. folgende Grafik).

Für einen Lichtplan, bei dem die Realisierung der Projektionseigenschaft keine Rolle spielt, haben sich folgende Symbole etabliert:

Symbole Profilscheinwerfer
Gebräuchliche Symbole für Profilscheinwerfer. (Bild: Herbert Bernstädt)

 

Die Bezeichnung Verfolgungsscheinwerfer implementiert, dass es keine 2 kW Profiler geben würde. Da dem aber nicht so ist, und was es genau mit Verfolgungsscheinwerfern auf sich hat, erfahrt ihr im Artikel Verfolgungsscheinwerfer (folgt in Kürze).

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