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.

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.

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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.

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)

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)

 

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)

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)

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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