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1. Abbildung 49 Auswertungsdiagramm mit Farbwiedergabeindex Ra f r die Vergleiche 1 8 9 und 10 zwischen Referenz und Vergleichsscheinwerfer Diese Unterschiede im Farbwiedergabeindex Ra zwischen den am Scheinwerfer angegliche nen LED Stufenlinsenscheinwerfer Test 1 Ra 94 38 und den konventionellen Stufenlin senscheinwerfern mit Folie Test 8 R4 84 84 oder gedimmt Test 9 R4 93 53 und Test 10 Ra 83 3 ohne Wei abgleich relativiert jedoch den so hoch eingeforderten Farbwieder Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 69 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung gabeindex von Lichtquellen Durch das Dimmen und das Verwenden von Folien wird ein teils starker Abfall der Farbwiedergabe deutlich Test 8 10 Dieses Vorgehen ist jedoch in re nommierten Fernsehstudios allgegenw rtig und wird t glich praktiziert Durch diese entstan denen Mischlichtsituationen zwischen gedimmten bzw mit Folie versehenen Stufenlinsenscheinwerfern und konventionellen Stufenlinsenscheinwerfern entsteht eben falls eine starke Farbabweichung Daraus resultiert ein niedrigerer Farbwiedergabeindex als der des Scheinwerfers allein Mit den Einstellungsm glichkeiten der neuartigen LED Stufenlinsenscheinwerfer kann man diese Farbwiedergabeunterschiede innerhalb dieses Lichtquellentyps sehr gering halten Test 1 Ra 94 38 und Test 7 Ra 91 78
2. sseseeeeeeeeeeeenennnn 22 Tabelle 12 Die wichtigsten Schutzkennzeichnungen f r Lichtquellen 25 Tabelle 13 Wichtige Parameter einer Leuchtdiode sssseeeeeeeeeeeeeeeeeee 40 Tabelle 14 Vorteile der LED Technologie eessseeeeeenenmmmnnnn 42 Tabelle 15 Nachteile der LED Technologie seeeeseeeeeeeeeeeennnnnn 43 Tabelle 16 Einsatzgebiete und Anwendungsbeispiele der LED Lichttechnologie 44 Tabelle 17 Markt berblick ber LED Stufenlinsenscheinwerfer f r einen m glichen Fernsehstudioeinsatz e o te ee 46 Tabelle 18 Technische Daten des ARRI 650 Plus sssseeneee 50 Tabelle 19 Photometrischen Daten des ARRI 650P lus seeeeeee 51 Tabelle 20 Technische Daten des ARRI L7C eseesssseseeeeeneeeennnn nn 52 Tabelle 21 Photometrischen Daten des ARRI L7C sssseeenn 52 Tabelle 22 Vergleichstests zwischen Referenzscheinwerfern und Vergleichsscheinwerfern mit Vergleichsbedingungen und Zielsetzung eseeeeeeeeee 59 Tabellenverzeichnis XIV Tabelle 23 Messergebnisse von Temperatur Abstand Farbtemperatur Spannung und SION nenne engine 60 Tabelle 24 Bewertungstabelle f r das TLCI Verfahren 44444444444RRRRRRn nn nenn 65 Tabelle 25 Technische Parameter des ARRI 650Plus un
3. 36 Abbildung 29 Spektrum eines LED ARRAYs RGB W mit 3200 K eesssssss 36 Abbildung 30 CIE Normfarbtafel mit den Spektrumsbereichen der einzelnen Verfahren 37 Abbildung 31 Binnig Verfahren bei LED Herstellern sesseeeeeneene 38 Abbildung 32 Einteilung der Farbklassen in die CIE Normfarbtafel ssss 38 Abbildung 33 Temperaturverhalten verschiedener LED Farben ssssssss 39 Abbildung 34 Entwicklung der Effizienz der LED Technologien 4 44m gt 41 Abbildung 35 Marktentwicklung der Einsatzgebiete durch LED ssssssssssss 45 Abbildung 36 Konventioneller Stufenlinsenscheinwerfer vom Typ ARRI 650Plus 50 Abbildung 37 Spektralmessung mit Farbwiedergabeindex von ARRI ssss 51 Abbildung 38 Ansicht eines ARRI EG tort Letter e het ee o reco cese iode Rte 52 Abbildung 39 Spektralmessung mit Farbwiedergabeindex von ARRI s 53 Abbildung 40 Spektralmessung mit TLCI Messung von Alan Roberts 53 Abbildung 41 Colorchecker mit 24 Farbproben ssseeeeennnne 55 Abbildung 42 Testaufbau mit Stufenlinsenscheinwerfern im Fernsehstudio der Hochschule ILWEIOA en ee ee a ee enter 55 Abbildung 43 Testaufbau mit Stufenlinsenscheinwerfern im Fernsehstudio der Hochschule Mittweida
4. Abbildung 4 CIE Normfarbtafel mit der sog Black Body Kurve 15 Vgl Ebd n Vgl http www elv de Vom Licht zur Beleuchtung Teil 2 Licht und Farbe x aspx cid 726 detail 36948 print 1 Stand 13 02 2014 17 Vgl Zieseni et al 2009 S 24 n http de wikipedia org wiki CIE Normvalenzsystem Die_Normfarbtafel Stand 05 01 2014 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 7 Grunds tzlich k nnen alle Farben durch Mischung von drei Grund bzw Prim rfarben Farb fernsehen hergestellt werden wenn sich keiner dieser drei Prim rfarben durch die anderen beiden mischen l sst Damit l sst sich nun jede Farbe durch drei Ma zahlen mit den Farben Rot Gr n und Blau in der o g CIE Normfarbtafel darstellen Diese hufeisenf rmige Fl che der CIE Normfarbtafel beruht auf dem x und y Anteil einer beliebigen Farbe P Durch die Grundbedingung x y z 1 l sst sich der z Anteil jeweils rechnerisch z 1 x y ermitteln und laut Angaben der CIE in eine Ebene als Farbdreieck darstellen Dieses enth lt eine Kurve mit allen f r den Menschen sichtbaren Spektralfarben gem Abb 1 und eine sog Purpurgerade als Verbindungslinie zwischen Blau und Rot In der Mitte liegt der Unbuntpunkt W Wei mit den Koordinaten x y 0 333 Je weiter eine Farbkoor dinate vom Zentrum entfernt ist desto h her ist seine farbliche S ttigung Somit k nnen alle Farben durch die Angaben der Normfarb
5. Das resultiert dann in einer unbefriedigenden Farbwiedergabe von R4 60 80 AuBerdem steigt die Gefahr einer Sch digung des Auges durch den hohen Blauanteil im Licht Die Lichtqualit t von Gl hbirnen und Halogenlampen kann von LEDs auf Grund des schlechten Farbspektrums und dem daraus resultierenden niede ren Farbwiedergabeindex R nicht erreicht werden Diese vorangegangen Meinungen ber die Farbwiedergabe der neuartige LED Lichttechnologie best tigen auch Videoanalysen aus dem Jahre 2011 der Firma AMPAS Auf Grund dieser z Zt noch vorhandenen kritischen Fachmeinungen in der Literatur sollen im Weiteren die Parameter und hier speziell die Farbwiedergabeeigenschaften von LED Stufenlinsenscheinwerfer als meist genutzter Lichtquellentyp in Fernsehstudios und der neueste Form der LED Lichttechnologie in Vergleichsversuchen gegen ber konventioneller Halogen Stufenlinsenscheinwerfern genauer untersucht werden T http www led lampe info vor und nachteile html Stand 02 02 2014 a http led info de grundlagen leuchtdioden vor und nachteile html Stand 02 02 2014 295 http www led lampe info vor und nachteile html Stand 02 02 2014 209 http www hbernstaedt de knowhow led led strahler leuchten htm Stand 02 02 2014 E http www gluehbirne ist org artikel die led ist eine karotte php Stand 02 02 2014 203 http www lampenladen24 de blog led die zukunft des lichts vor und nachteile der led technik html S
6. Geringe Anschaffungs kosten aber folgende Servicekosten z Zt noch Hohe An schaffungskosten Geringe Anschaf fungskosten aber folgende Servicekos ten Tabelle 27 Wesentliche Eigenschaften der bedeutendsten Leuchtmittel f r Fernsehstudios 309 ygl http www hbernstaedt de Stand 30 01 2014 9 Anlagen XXVIII D Kennzeichnung von Leuchtmitteln nach DIN 49805 Die Grundstruktur des ILCOS DIN 49805 sieht wie folgt aus Der erste Buchstabe gibt die Lampenkategorie an Gl hlampen H Halogenlampen F Leuchtstofflampen Weitere Buchstaben definieren die Formen Anwendungen Sockel usw hier nur beispiel haft A Hauptreihennorm gr Bere Lampen B kleinere Lampen Kerze G Kugel allgemeine Beleuchtung D stabf rmig zweiseitiger Sockel IR Infrarotstrahler Bei Gl hlampen werden zus tzlich Parameter wie Kolben und Farbe angegeben C klar F mattiert oder beschichtet W wei R rot Y gelb Beispiele IA Standard Gl hlampe HR Halogen Gl hlampe mit Kaltlichtreflektor FD Leuchtstofflampe zweiseitig gesockelt Weiterhin muss der Lampensockel eines Leuchtmittels in Verbindung mit der zugeh rigen Fassung der Lichtquelle eine gute Halterung und Zentrierung der Lampe erm glichen eine gute elektrische Verbindung gew hrleisten Schutz gegen elektrischen Schlag bei zuf lliger Ber hrung bieten eine leichte Montage und Demontage der Lampe erm g
7. ssssseessesesssssss XLVI Abbildung 70 Farbdifferenzen Delta E f r Test 4 ssssssssee XLVI Abbildung 71 Selbstentwickelter Colorchecker des Test 5 sssseessesssssss XLVII Abbildung 72 Farbdifferenzen Delta E f r Test 5 ssssssssee XLVII Abbildung 73 Selbstentwickelter Colorchecker des Test 6 ssssesssssssssss XLVIII Abbildung 74 Farbdifferenzen Delta E f r Test 6 sssssse XLVIII Abbildung 75 Selbstentwickelter Colorchecker des Test 7 ssssesesseeeessssse XLIX Abbildung 76 Farbdifferenzen Delta E f r Test 7 sssssseee XLIX Abbildungsverzeichnis XII Abbildung 77 Selbstentwickelter Colorchecker des Test 8 ssseeeeeeeeeeeeeeeee L Abbildung 78 Farbdifferenzen Delta E f r Test 8 22444440000nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn nn L Abbildung 79 Selbstentwickelter Colorchecker des Test 9 ssseesseeeeeeeeeeese LI Abbildung 80 Farbdifferenzen Delta E f r Test 9 ssssseee LI Abbildung 81 Selbstentwickelter Colorchecker des Test 10 sseseesessesssssss LII Abbildung 82 Farbdifferenzen Delta E f r Test 10 ssssseen LII Abbildung 83 Selbstentwickelter Colorchecker des Test 11 ssseesesessssssss LIII Abbildung 84 Farbdifferenzen Delta E f r Test 11 LIII Abbi
8. Typische 24 Stufenlinsenscheinwerfer 24 x 1000 W 24 0 KW 24 x 220 W 5 28 KW Scheinwerferleistung m Studiofl che 24 KW 97 m 247 W m 5 28KW 97m 54 4 W m E Leistung f r Studiofl che 24 Leuch ten 247 W m x 97 m 24 KW 54 4 W m x 97 m 5 27 KW Anteil Horizontfl che 10 9 m x 4 2 m 45 m 10 9 m x 4 2 m 45 m E Leistung Horizontfl che Angenommen 11 Leuchten 247 W m x45 m 11 1 KW 54 4 W m x 45 m 2 44 KW Gesamtenergie Scheinwerfer 35 1 KW 7 71 KW Energieleistung Klimaanlagen bei Gleichzeitigkeitsfaktor 0 679 der SW und 351KWx0 6x0 25 2 52 7 71 KW x0 6x0 25 2 1 1 Leistungszahl 4 Klimanalage Rn KA Gesamtenergieleistung 40 3 KW 8 81 KW Energieverbrauch bei 250 h Monat 10 075 KWh 2 202 KWh Energieverbrauch bei 120 900 KWh 26 430 KWh 3 000 h Jahr l i EA 10 397 2 273 Lebensdauer Leuchtmittel 200 h 50 000 h Ersatzleuchtmittel Jahr bei 3000 h Jahr 3000 h 200h x 0 6 x 35 und Gleichzeitigkeitsfaktor 0 6 315 Stk Jahr Kosten Ersatzmaterial Leuchtmittel z B OSRAM CP71 ca 15 Bu Gesamtkosten Ersatzmaterial 4 725 Reparaturstd bei 15 min Leuchtmittel 315 x 15 60 79 Std Jahr austausch Reparaturkosten Jahr bei 80 Std 6 320 Gesamtkosten Instandhaltung 11 045 Gesamtbetriebskosten Jahr 21 442 2 273 Laufende Einsparung durch LED Stu
9. genannt im Farbspektrum der CIE Normfarbtafel siehe Abb 4 nach DIN 5033 Als schwarzer Strahler bezeichnet man alle Lichtquellen die sich entlang dieses Planckschen Kurvenzuges bewegen Ver gleichsobjekt ist hierbei ein Schwarzer K rper gl hendes Titan der bei bestimmten Tem peraturen erhitzt ganz bestimmte Farben annimmt Je hei er der schwarze K rper ist umso gr er ist bei k rzeren Wellenl ngen die relative Intensit t Ein kalter K rper strahlt fast ausschlie lich im Infraroten 300 K Wenn er erhitzt wird beginnt er rot zu gl hen Wei teres Erhitzen kann ihn gelb wei und sogar blau erscheinen lassen 5800 K Alle so be stimmten Farben liegen auf der o g Black Body Kurve in der o g CIE Normfarbtafel Beispielsweise Halogengl hlampen siehe 2 2 1 verlaufen nur einen Teil entlang dieser Kur ve weil Sie eine Farbtemperatur von 3200 K besitzen und der Gl hdraht bei 3600 K schmilzt Mit dem Verfahren des o g schwarzen Strahlers lassen sich jedoch auch die Lichtfarben oberhalb der Schmelztemperaturen von Wolfram beschreiben Weiterhin gilt wenn eine Farbe einer Lichtquelle in der CIE Normfarbtafel auf oder dicht ne ben dieser Black Body Kurve liegt so kann man diese durch die Temperatur die zu der Kur ve an dieser Stelle geh rt kennzeichnen Diese Temperatur wird als hnlichste Farbtemperatur T der jeweiligen Lichtquelle bezeichnet siehe Tab 4 und mit der sog Judd schen Gerade in der CI
10. 7sCFUgJwwodQGB8AuQ Stand 22 12 2013 B amp H Foto amp Electronics Corp 2014 The Professionals Source URL http www bhphotovideo com Stand 15 02 2014 Baskan Mithat o J Filterfolien f r Fotografen URL http www filterfolie de WD Folien Stand 22 12 2013 Bax shop de 2014 Showtec Performer 2000 LED Fresnel Theaterscheinwerfer 3200K URL http www bax shop de showtec performer 2000 led fresnel theaterspot 3200K gclid CLn50ZbgtbwCFQzItA odcjsA8w Stand 30 01 2014 Bernhardt Thomas Hornisch J rg o J Begriffe in der Lichtmessung URL http www wirsindheller de Begriffe in der Lichtmessung 28 0 html Stand 30 01 2014 Bernst dt Herbert 2001 Wissenstransfer zum Thema Veranstaltungstechnik mit dem Schwerpunkt Lichttechnik URL http www hbernstaedt de Stand 15 02 2014 B nisch Roland 2011 Die Led Lampe URL http www led lampe info Stand 15 02 2014 Boronkay Gabor 2012 Colour Conversion Centre 4 0a URL http ccc orgfree com Stand 22 12 2013 Braun Adrienne 2012 Der Moderator greift in die Luft URL http www stuttgarter zeitung de Stand 15 02 2014 Cinescopophilia et al 2013 Stop Measuring LED Lights By CRI and Use TLCI Instead Says EBU URL http cinescopophilia com Stand 15 02 2014 Cree 0 J Cree Sets New R amp D Performance Record with 276 Lumen Per Watt Power LED URL http www cree com Stand 15 02 2014 Literaturverzeichnis XIX Davie
11. Jedoch sind LED Stufenlinsenscheinwerfer ohne Angleichungen am Scheinwerfer Test 4 und 6 in einer Mischlichtsituation also ohne die Hilfe eines speziell auf diesen Scheinwerfertyp durchge f hrten Wei abgleich mit einem Farbwiedergabeindex von R 87 21 Test 4 und R 80 00 Test 6 f r eine farbkritische Umgebung wie ein Fernsehstudio schlecht geeignet AbschlieBend wird deutlich dass durch Folien und Dimmen der konventionellen Stufenlin senscheinwerfer die Farbwiedergabe ebenfalls teils stark beeintr chtigt wird bergang von Farbwiedergabestufe 1A zu 1B Jedoch ist wie bereits erw hnt f r ein Fernsehstudio ein Farbwiedergabeindex von gr er 90 vollkommen ausreichend Somit relativiert sich der Unterschied der Farbwiedergabe der LED Stufenlinsenscheinwerfer bei Mischlichtsituatio nen gegen ber konventionellen Stufenlinsenscheinwerfern sehr stark Allgemein kann man jedoch schlussfolgern dass der Farbwiedergabeindex wie bereits erw hnt nur bedingt Auf schluss ber die genauen Farbabweichungen liefert Entscheidender ist der errechnete Delta E Wert der Vergleichsgruppen Hierbei kann man entsprechend Abb 87 in Anlage M erken nen dass bei allen Vergleichen mit den LED Stufenlinsenscheinwerfern und korrekt ausge f hrtem WeiBabgleich Test 1 3 5 7 eine starke Abweichung MW von Delta E 2 2 in den Farbfeldern 4 12 14 und eine geringe Abweichung MW von Delta E 2 1 lt 2 in den Farbfel dern 1 2 6 7 9 11 15 16
12. LED wird grundlegend als Abk rzung f r Lichtemittierende Diode eng lightemitting diode bzw auch Lumineszenz Diode verwendet Diese LED Lichttechnologie ist gegen ber kon ventionellen Leuchtmitteln eine revolution re Technologie und wird in Zukunft die Welt des Lichtes ver ndern Im Folgenden werden Grundlagen wie die Funktionsweise Typen Farb und w rmespezifische Parameter soweit sie f r das Verst ndnis f r den Einsatz der LED als Leuchtmittel in Scheinwerfern notwendig sind dargelegt 3 1 1 Funktionsweise von LEDs Eine LED ist ein Halbleiter der Licht emittieren kann Halbleiter sind wie in Kapitel 2 2 1 ge nannt Festk rper und abh ngig von ihrem Zustand elektrische Leiter oder Nichtleiter Somit bestehen LEDs aus mehreren Schichten von halbleitendem Material und wandeln elektrischen Strom direkt in Licht um Daher besitzen LEDs die gleichen Grundeigenschaf n http www baulinks de webplugin 2007 1801 php4 Stand 10 01 2014 111 Uwe Gebauer 2014 schriftliche Mitteilung vom 02 02 2014 112 Ris 2003 S 120 113 http de wikipedia org wiki Halbleiter Stand 10 01 2014 114 Ris 2003 S 121 Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 28 ten wie pn Halbleiterdioden Diese sind jedoch nichtleuchtende Dioden und bestehen ber wiegende aus dem chemischen Element Silicium seltener auch Germanium oder Selen Bei der neuartigen LED Lichttechnologie werden f r die Herstellung berwie
13. wegen Reflexionen und Absorption Daher werden stetig neue Einsatzgebiete erschlossen und in verschiedenen Bereichen k n nen andere Leuchtmittel und Lichtquellen durch LED ersetzt werden 183 pttp www led info de grundlagen leuchtdioden geschichte html Stand 30 01 2014 184 Ebd Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 42 Im Folgenden sollen nun die wesentlichen Parameter und Eigenschaften von LED zusam mengefasst und die Folgen f r die Leuchtmittel sowie Lichtquellen der Studiobeleuchtung abgeleitet werden Zun chst werden die Chancen und Risiken der LED Technologie disku tiert und dargelegt Weiterhin werden im Anschluss die daraus resultierenden m glichen Ein satzgebiete von Leuchtdiode untersucht und hierbei der Einsatz bei der Studiobeleuchtung vertieft Chancen und Risiken der LED Lichttechnologie LEDs bieten durch Ihre Eigenschaften Chancen f r neue Einsatzgebiete und bringen dadurch nat rlich auch gewisse Risiken mit sich Im Folgenden werden die wesentlichsten Vorteile von LEDs in Tab 14 erl utert Vorteile Grund Keine sch dliche UV und IR Strahlung keine St rung des Orientierungssinnes von Insekten Das relativ schmalbandige Spektrum einer Leuchtdiode Unempfindlich gegen Ersch tterungen sehr lange Lebensdauer wartungsarm keine Einschaltverz gerung gr ere Anzahl von Schaltzyklen praktisch tr g heitslos schalt oder modulierbar Sehr robuste halbleitertypi
14. 0 10 186 093 039 165 a 085 311 1 64 154 928 041 021 07 0 960 084 Abbildung 87 Mittelwert der Farbdifferenzen Delta E der Tests 1 2 3 5 7 Farbdifferenz A E 2 der Colorchecker Farben der Vergleichsreihen 1 2 3 5 7 8 00 Farbabweichung A E 00 400 2 00 000 t T 1 1 i6 12 18 T 178 0 90 258 3 98 02 329 170 106 158 000 021 077 Tex 7 191 199 0 40 450 o Test S 1 11 1 53 0 22 2 84 K 2 177 049 0 97 104 1 65 5 354 j 1 11 155 149 0 00 028 0 41 9 Test 3 1 12 0 10 1 56 1 86 z 0 165 101 1 67 0 00 123 i x 2 37 K 093 3 11 0 82 118 164 1 54 weten 2 049 077 032 174 2 0 38 oss 113 125 216 051 168 0 54 084 101 159 276 073 070 197 091 000 013 034 026 052 70 309 146 117 144 os9 000 072 111 081 0 96 Abbildung 88 Kumulierter Mittelwert der Farbdifferenzen Delta E der Tests 1 2 3 5 7 Anlagen LVI N Ausz ge aus den Interviews Auszug aus dem Interview vom 14 01 14 mit Dennis Jackstien Wer sind Sie und was machen Sie genau bei ARRI Dennis Jackstien Dipl Ing f r Medientechnik 4 5 Jahre in der Entwicklungsabteilung ARRI Lichttechnik besch ftigt danach 2 5 Jahre im Produktmanagement Aktuell freiberuflich f r AR
15. Abstand 3m in SST Lichttech Gr en 14171x 14988cd 9531lm 7694 Ix 69819cd 2403lm Abstrahlwinkel 52 12 Durchmesser 2 9m 0 6m Tabelle 19 Photometrischen Daten des ARRI 650Plus Weiterhin liegt der Farbwiedergabeindex CRI in Ra dieses Scheinwerfers laut Laborwerten von ARRI bei 99 43 Da der ARRI 650Plus die Referenzlichtquelle im Studiotest darstellte im Folgendem die von ARRI gemessene Spektralkurve Siehe Abb 37 Halogen Abbildung 37 Spektralmessung mit Farbwiedergabeindex von ARRI Weiterhin wurden die Stufenlinsenscheinwerfer vom Typ ARRI True Blue T1 und Quartzcolor Polaris als konventionelle Stufenlinsenscheinwerfer im Studiotest eingesetzt Die techni schen und photometrischen Daten dieser beiden Scheinwerfer sind hierbei in der Anlage aufgelistet 4 1 2 Parameter der LED Stufenlinsenscheinwerfer Ein LED Stufenlinsenscheinwerfer ist die neueste Generation von Stufenlinsenscheinwer fern und wie bereits in Kapitel 2 2 2 beschrieben mit einer LED Lightengine Komponente als Leuchtmittel ausgestattet Bei ARRI wird diese Art von Scheinwerfer seit 2008 entwickelt und sp ter auch produziert Sie sind somit Marktf hrer und Vorreiter in der Entwicklung von LED Stufenlinsenscheinwerfern Wie bereits im Kapitel 3 2 erw hnt wurde der L7C der L Serie von ARRI siehe Abb 38 als Vergleichstestscheinwerfer im Studiotest ausgew hlt und eingesetzt 214 ygl http calc arri de calculat
16. Anlagen XXXI wurde von G Destriau an Zinksulfid ZnS ein hnlicher Leuchteffekt entdeckt und von ihm zu Ehren des russischen Physikers Losev als Lossew Licht bezeichnet Es dauerte lange bis man diese Lichtemission zufriedenstellend erkl ren konnte Erst 1951 mit dem technischen Fortschritt der Halbleiterphysik und der Entwicklung des Transistors konnte man die o g Beobachtungen in das theoretische Schema des Festk rperwissens einordnen und erkl ren Ab sofort experimentierten Wissenschaftler weiterhin ausgiebig mit Zinksulfid Ab 1959 stand die Lichterzeugung durch Halbleitermaterial im Vordergrund Hier bei spielten die sichtbare Lichtemissionen auf Basis eines direkten Mischkristalls von Galli umarsenid GaAs und Galliumphosphid GaP eine besondere Rolle Weiterhin wurde durch diese neuartige Technologie versucht die alten Kathodenstrahlr hren durch flachere Bildschirme zu ersetzen Somit kam mehr als 50 Jahre nach den ersten Entdeckungen von H J Round die LED Entwicklung erst voll in Gange Es folgte rasch die Entwicklung der ersten roten Lumineszenzdiode Typ GaAsP und markiert die Geburtsstunde der industriell gefertigten LEDs Somit wurde die Leuchtdiode hnlich wie wir Sie heute kennen von Nick Holonyak im Jahre 1962 ins Leben gerufen Grob gesagt konnte danach jedes Jahrzehnt die Effektivit t um das Zehnfache erh ht werden Dank verbesserter Halbleitermaterialen geht die Entwicklung der LED ste
17. Diese Farbqualit tsskala CQS ist ein quantitatives Ma f r die F higkeit einer Lichtquelle um die Farben der beleuchteten Objekte wiederzugeben Sie entwickelten ein psychophysi sches Experiment um die Lichtqualit t der LED Lichtquellen zu beurteilen Im Rahmen dieser Bachelorarbeit war es nicht m glich eine dieser gegenw rtig diskutierten neuen Testmethoden TLCI und CQS zu nutzen Da es wie bereits erw hnt noch keine weiteren allgemeing ltigen Alternativen zum gegenw rtigen Farbwiedergabeindex CRI R gibt unter Vorbehalt Deshalb wurde aus Vergleichbarkeitsgr nden im Folgenden auf den Metamerieindex DeltaE des Farbraums CIELAB2000 Normlichtart A Gesichtsfeld 10 und dazugeh rigem CRI R4 ausgewichen Um zu diesen o g Metamerieindex DeltaE des CIELAB2000 und dazugeh rigem CRI R4 zu gelangen wurden die in der Excel Tabelle bertragenen RGB Farbwerte des WFM der ein zelnen Scheinwerfertests des Studiotests wie folgt weiter berechnet siehe Abb 46 Weite re Ausf hrungen inklusive Formeln befinden sich in der Anlage K 59 ygl http www gtc org uk tlci results aspx sthash svO7x2jb dpuf Stand 22 12 2013 259 Vgl http www armadilloled com CQS Colour Quality Scale htm Stand 22 12 2013 260 ygl http en wikipedia org wiki Color_Quality_Scale Stand 22 12 2013 Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 66 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehs
18. Kennzeichnung von Leuchtmitteln Allgemein werden Leuchtmittel in verschiedene Lampentypen eingeordnet Die Bezeichnung dieser Lampentypen erfolgt in D CH A und NL den Vereinbarungen vom ZVEI Zentralver band Elektrotechnik und Elektronikindustrie e V 9 Weiterhin wurde im Rahmen der IEC ein internationales Bezeichnungssystem definiert und als DIN 49805 Internationales Lampenbezeichnungssystem ILCOS IEC 1231 Internatio nal Lamp Coding System herausgebracht siehe Anlage D 6 81 http de wikipedia org wiki OLED Stand 10 01 2014 ig Vgl http www ledshift com News artikel QLEDs_Lichterzeugung_mit_Quantum_Dots html Stand 10 01 2014 9 Http de wikipedia org wiki OLEDstNachteile Stand 10 01 2014 Vgl Dietze 2013 S 1 95 Http www et inf fho emden de elmalab beleucht download Blt 3 pdf Stand 10 01 2014 86 Http www et inf fho emden de elmalab beleucht download Blt 3 pdf Stand 10 01 2014 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 21 Allgemein soll ein hersteller bergreifender Austausch von Leuchtmitteln erm glicht werden dazu wurde von der Lighting Industry Federation der LIF Code f r Leuchtmittel eingef hrt Dabei sind folgende Kennbuchstaben siehe Tab 10 beim LIF Code f r bestimmte Typen klassen vorgesehen Kennbuchst Beschreibung Tabelle 10 LIF Code f r Leuchtmittel 9 Leider ist nicht f r jedes Leuchtmittel ein LIF Code vorhanden Deshal
19. M belleuchten Textil und Objektbeleuchtung Theater Film Studio und B hnenbeleuchtung etc Pers nliche Beleuchtung Taschenlampen Stirnlampen Fahrradbeleuchtung Schl sselanh nger Gartenlampen Arbeitsleuchten etc Projektoren Als energiesparende Lichtquelle innerhalb des Projektor nicht bildgebend Gro displays und Beschilderung Anzeige und Werbetafeln im Innen und Au enbereich Orientierungsleuchten Not und Hinweisleuchten Signal leuchten etc Automobil R ck und Vorderleuchten Innenraumbeleuchtung sowie Statusanzeigen etc Mobiltelefone Tastatur und Hintergrundbeleuchtung sowie Statusan zeigen Andere Displays Meist berwiegend Hintergrund bzw Anzeigeleuchten Fernseher und Monitore Hintergrundbeleuchtung oder bildgebende Funktion durch RGB etc Computer und Laptops Anzeigeelemente sowie Hintergrundbeleuchtung etc Film und Fernsehstudiobeleuchtung Theater und Veranstaltungsbeleuch tung Einsatz in vielf ltigen Scheinwerfertypen und Effektbe leuchtungen Tabelle 16 Einsatzgebiete und Anwendungsbeispiele der LED Lichttechnologie Diese Zusammenfassung enth lt nur die wesentlichsten Einsatzgebiete auf die weiteren zahlreichen allgemeinen Anwendungsbeispiele wird an dieser Stelle nicht weiter eingegan gen Jedoch wird in Zukunft durch weitere Einwicklungsarbeit die LED Lichttechnologie in neue Einsatzgebiete vordringen und weite
20. SMD LED Der englischsprachige Begriff Surface Mounted Device SMD deutsch oberfl chenmon tiertes Bauelement ist ein Fachbegriff aus der Elektronik Diese Eigenschaft des Leuchtmit tels vermeidet das Aufbohren von Platinen beim Aufbringen der LED Somit k nnen SMD LEDs direkt auf der Platine verl tet werden und sparen sehr viel Platz siehe Abb 20 Abbildung 20 Aufbau einer SMD LED Diese LED Typen erreichen keine groBen Leistungskategorien da es hierbei hnlich wie bei der T Typ LED Probleme mit der W rmeableitung gibt Dennoch findet diese Bauform in der Allgemein Beleuchtung z B f r LED Panele regen Anklang Superflux LED Superflux LEDs bzw Spider LEDs sind eine Weiterentwicklung der o g bedrahteten LEDs Die vier Kontaktf Be Pins erm glichen die Ansteuerung der 3 Grundfarben bzw anders verdrahtet auch einer Farbe Ein Nebeneffekt dieser Pins ist eine bessere W rmeableitung Abb 21 und somit eine hohe Lebensdauer Sie sind getrennt ansteuerbar und enthalten bis zu 4 Halbleiterkristalle Chips Abbildung 21 Aufbau einer Superflux LED 129 Attp www hbernstaedt de knowhow led led_typen htm Stand 10 01 2014 130 Attp www ledshift com Bauformen 20German htmi Stand 10 01 2014 131 Uwe Gebauer 2014 schriftliche Mitteilung vom 12 02 2014 132 Attp www led shop24 de superflux leds nichia nspwr70css htm Stand 10 01 2014 Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie
21. eine neuartige Testmethodik TLCI zur Bewertung von Lichtquellen speziell LED Lichtquellen Der Unterschied zum aktuell bestehenden CRI Bewertungsverfahren welches die Lichtquel le direkt bewertet und es dabei metamere Abweichungen entstehen besteht darin dass das TLCI Verfahren eine komplette TV Kamera und Display nachahmt und somit die Auswirkun gen auf die o g Hardware ber cksichtigt Weiterhin werden f r einen Test 24 Testfarben herangezogen und nicht wie im CRI nur 8 Die TLCI wird in der Praxis mit Hilfe von Software statt echter Hardware Kamera Fernse her realisiert Die einzige erforderliche Hardware ist ein Infrarotspektrometer um die spekt rale Verteilung der Lichtquelle zu messen Die Berechnungen werden auf einem Computer mit einer speziellen Analysesoftware ausgef hrt Es entsteht ein Zahlenwert TLCI auf einer Skala von 0 bis 100 Die Bedeutung der Nummerierung ist hnlich wie bei dem Farb wiedergabeindex CRI jedoch gibt es wichtige Unterschiede Anders als der CRI wo ein Wert von mehr als 90 f r die Beleuchtung bei Fernsehproduktionen empfohlen wird ist bei dem TLCI noch ein Wert von 75 als das Minimum f r die Fernsehnutzung akzeptabel siehe Tab 24 252 Vgl http www elv de Vom Licht zur Beleuchtung Teil 2 Licht und Farbe x aspx cid_726 detail_36948 print_1 Stand 22 12 2013 253 Vgl https tech ebu ch tlci 2012 Stand 22 12 2013 d Vgl https tech ebu ch groups led Stand 22 12 2013 em
22. 14 Querschnitt einer Fresnel Linse und einer blichen Linse mit gleicher sime m 23 Abbildung 15 Innerer Aufbau eines Stufenlinsenscheinwerfers vom Typ ARRI 650Plus 23 Abbildung 16 Variation des Abstrahlwinkels durch Abstand nderung zwischen Komponente und Stutenlilse titt ne E e e o e co e o EET 23 Abbildung 17 Aufbau eines neuartigen LED Stufenlinsenscheinwerfers vom Typ ARRI L7C E onm SPERREN ec PR BEN PEN PEUEHELRTEE WER ARD PRRPETR 24 Abbildung 18 Chemischer Prozess innerhalb einer Leuchtdiode 29 Abbildung 19 Aufbau einer T Typ LED eeesseeeeeeeeeeeeeeeennnnn nemen nnn 29 Abbildung 20 Aufbau einer SMD LED usssssssssssnnnnnnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnnnnn nenn 30 Abbildung 21 Aufbau einer Superflux LED esee 30 Abbildung 22 Aufbau emer GODB LE D areae bet RE a 31 Abbildung 23 LED ARRAY mit vielen COB LEDSs sssseseeeemeeenen 32 Abbildung 24 Wei licht durch eine UV LED mit verscheiden Farbstoffen 34 Abbildungsverzeichnis X Abbildung 25 Funktionsweise einer MULTI LED mit drei LED Chips 34 Abbildung 26 Spektrum einer MULTI LED 3200 K sseeeene 35 Abbildung 27 Funktionsweise einer LUMINESZENZKONVERSIONS LED 35 Abbildung 28 Spektrum einer LUMINESZENZKONVERSIONS LED 3200 K
23. 2 1 1 Dieses Messverfahren wird z Zt noch mit sehr teuren Messger ten durchgef hrt die zum Vergleichsversuch nicht zur Verf gung standen Selbst ein teures Spektrometer als Messger t ist f r den konkreten Anwendungsfall in ei nem TV Studio nicht besser als der WFM Entscheidend ist doch was die Kamera sieht Das Spektrometer versucht in aller Regel das menschliche Auge abzubilden 236 Vgl http www filterfolie de WD Folien Stand 22 12 2013 237 http www elv de Vom Licht zur Beleuchtung Teil 2 Licht und Farbe x aspx cid_726 detail_36948 print_1 Stand 22 12 2013 8 Vgl Loos 1989 S 69 Dennis Jackstien 2014 schriftliche Mitteilung vom 10 02 2014 Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 62 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung Daher wurden zum Aufnehmen der Farbanteile RGB die in Kapitel 4 2 1 genannten Mess mittel und Verfahren verwendet Diese Farbanteile k nnen weiterf hrend ber den CIE XYZ Farbraum in den CIELAB Farbraum bertragen werden siehe Abb 45 Emisi n sipek trum maeiah costante Remistionsfura con pektrste Vertedungs funimon des Fartbeetes Norm tpektrahwertfunktionen Normtartwerte Abbildung 45 Licht und Farbmessung f r reproduzierbare numerische Aussagen Anschie end kann aus den ermittelten Werten des CIELAB Farbraums siehe Kapitel 2 1 1 ein Farbabstand Delta E zu einer
24. 20 C bis 35 C peraturen gek hlt werden Active 20 C bis 45 C Preis ohne Zubeh r 266 389 00 EUR 2 421 00 EUR Tabelle 25 Technische Parameter des ARRI 650Plus und ARRI L7C im Vergleich Der Vergleich der technischen Parameter zeigt eindeutige Vorteile des LED Stufenlinsenscheinwerfers Einer der wichtigsten Unterschiede ist der Stromverbrauch Hierbei verbraucht der ARRI L7C als neuste Generation der LED Stufenlinsenscheinwerfer nur ein drittel des Stromes im ma ximal Betrieb gegen ber dem konventionellen ARRI 650 Plus mit Halogenleuchtmittel Eine Musterrechnung unter Annahmebedingungen in Tab 26 soll die Einsparungsm glichkeiten am Beispiel des Fernsehstudios Mittweida 4 2 1 verdeutlichen 265 http www machhell de index php cat 21 amp product 4050300296692 amp sidDE5307DD1FA443FEA85C24E C973B26A 76cO0lqu2eh571k9if6glqmtelo Stand 22 12 2013 266 nttp www atld de product info php products id 33013 amp gclid CIBR3q 8 7sCFUgJwwodQG8AuQ Stand 22 12 2013 267 iehttechnischen Gr en Abstrahlwinkel und Durchmesser jeweils f r einen Abstand von 3 Meter Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 73 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung Scheinwerfertyp Parameter Konventioneller Halogen Stufenlinsenscheinwerfer LED Stufenlinsenscheinwerfer Studiofl che 10 9 m x 8 9 m 97 m 10 9 m x 8 9 m 97 m
25. 30 01 2014 82 Ris 2003 S 122 Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 41 3 2 Entwicklung Chancen Risiken und Einsatzgebiete der LED Lichttechnologie Die LED Technologie hat sich bereits bei vielen Anwendungen etabliert und wir in Zukunft in weitere Bereiche unseres Alltags vordringen Die neuste Errungenschaft durch Leistungs steigerungen und verschiedener K hlverfahren ist der LED Stufenlinsenscheinwerfer Die ser ist f r Fernsehstudios in Zukunft von besonderer Bedeutung und wird a m S eine starke Beachtung finden Im Folgenden werden die Entstehung die Entwicklung von LEDs sowie die Einsatzgebiete und dessen Chancen und Risiken diskutiert Geschichte der LED Lichttechnologie In Abb 34 sind alle bedeutenden Entwicklungen der LED und Halbleiter Technologie chro nologisch dargestellt Ein kurzer entwicklungsgeschichtlicher Abriss ist in der Anlage G zu sammengefasst Effizienz Im W 183 Abbildung 34 Entwicklung der Effizienz der LED Technologien Wie in der Grafik zu erkennen ist wurden und werden stetig effektivere Halbleitermaterialien f r die LED Produktion entwickelt und eine Effektivit tssteigerung um das zehnfache f r jedes Jahrzehnt erreicht Weitere Ziele der Entwicklung dieser Technologie sind die Steigerung der Effizienz und die preiswertere Herstellung der Halbleiter Aktuell besitzen hocheffektive Leuchtdioden bereits einen Wirkungsgrad von circa 90 effektiv circa 30
26. 34 25 28 18 2 909 3020 3010 Tabelle 23 Messergebnisse von Temperatur Abstand Farbtemperatur Spannung und Strom F r die Farb und Beleuchtungsst rkemessung wurde das llluminance Meter T 1 und Chromameter XY 1 von Minolta verwendet Abstand und Temperatur wurden mit den Mess ger ten Kaleas Laserabstandsmesser LDM 500 und Kaleas Infrarot Temperatur Scanner 34020 aufgenommen Hierbei ist klar geworden dass das Chromameter XY 1 von Minolta f r die Messung der Farbtemperatur eines LED Stufenlinsenscheinwerfers keine aussage kr ftigen Werte liefert Dies liegt daran dass die Messsensoren dieses Messger tes nicht exakt die Normfarbwerte der CIE abbilden k nnen und somit die steilen Flanken im LED Spektrum zu Messabweichungen f hren Weiterhin wurden die Messungen am OCP bei ann hrend gleicher Blende 4 0 Farbtempe ratur 3200K Beleuchtungsst rke 1200 Ix im Studiotest realisiert Die Tests mit und ohne Wei abgleich sollen wie bereits erw hnt Mischlicht bzw Volllichtsi tuationen darstellen Zum Beispiel stellen die Tests Test 4 und 6 ohne Wei abgleich an der Kamera eine Mischlichtsituation dar Dies geschieht durch das bereits erw hnte Ph nomen wenn die Kamera in eine andere Lichtsituation mit anderen Scheinwerfern schwenkt oder f hrt und der Bildtechniker den Wei abgleich nicht korrigiert hat Diese Situation ist durch einen Teilersatz der Scheinwerfer in Fernsehstudios der Fall weil dann nicht immer
27. 3m 800 90 W gt 90 CRI 1 342 95 Dayled 1000 SST 3m 4300 DTS mit FST 3m 518 160 W gt 90 CRI 12 7 65 1 007 23 V SCENA LED SST 3m 2243 150 FR Mole mit FST 3m 4090 400 W 95 CRI 10 55 2 193 75 193 400W Studio SST 3m 9687 JuniorLED Showtec mit 10000 Ix auf 2m 100W gt 83 CRI 13 41 1 095 00 Performer 2000 LED Dedolight Noch nicht Ver Noch Noch nicht Noch nicht Noch nicht Ver f mit ffentlicht nicht Ver Ver ffentlicht Ver ffent fentlicht DLED12 0 ffentlicht licht Tabelle 17 Markt berblick ber LED Stufenlinsenscheinwerfer f r einen m glichen Fernsehstudioeinsatz Es gibt hierbei noch weitere Anbieter dieses neuartigen LED Stufenlinsenscheinwerfers Oftmals findet man sehr preisg nstige Produktionsg ter aus Billiglohnl ndern wobei die be worbenen Parameter a m S nicht ganz der Praxis entspringen 9 Http www toneart shop de arri I7 c stand mount blue silver 3m cable schuko connector I1 31330cd html gclid2 CL6OteahtrwCFSgewwodqDoAAg Stand 30 01 2014 9 Http www bhphotovideo com c product 886683 REG Zylight 26 01020 F8 LED Fresnel Daylight html Stand 30 01 2014 i http store litepanels com p inca 12 tungsten fresnel Stand 30 01 2014 92 Http www bhphotovideo com c product 877288 REG DeSisti Id320 110 LED Leonardo 120W Fresnel html Stand 30 01 2014 e http www profotshop de index php category_id 249 amp page shop product_deta
28. Change to Orange Reduzierung des Lichtstromes Deutsches Institut f r Normung Digital Multiplex Protokoll eingetragener Verein ebenda englisch europ ische Union bei SLSW zwischen FST und SST w hlen Fernsehstudio Floodstellung Groupe Sp cial Mobile Hydrargyrum Medium Arc lodide Hochschule Mittweida Infrarot Liquid Crystal Display Studiokamera der Firma Grassvalley Leuchtdiode eng Light Emitting Diode Lichtechnische z B Gr en meiner Ansicht nach Abk rzungsverzeichnis VIII NIST NSP 0 0 OCP PAN PAR QLED QDLED Ra RDM RGB RGBW RSW SLSW SMD sog SST Std Stk SW Tab TILT TLCI TV u a UV VDE Vgl VSW WDMX WFM WIFI z B z Zt ZigBee National Institute of Standards and_Technology Narrow Spot oben genannt Operation Control Panel Schwenken Horizontal Pre glaslampe in PAR Scheinwerfern eingesetzt Quantum Dot LED Farbwiedergabeindex Remote Device Management Rot Gr n Blau Rot Gr n Blau Wei Referenzscheinwerfer Stufenlinsenscheinwerfer Surface Mount Device sogenannt Spotstellung Stunde St ck Scheinwerfer Tabelle Neigen Vertikal Television Lighting Consistency Index Television unter anderem Ultraviolett Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e V Vergleich Vergleichsscheinwerfer Wireless Digital Multiplex Waveformmonitor Wireless Fidelity zum Beispiel zur Zeit Industriestandard f r Funknetze Abbildun
29. Lichttechnik und Beleuchtung in x ncspjupj p 3 2 1 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik sseeeeeessesss 3 2 1 1 Licht und Farbe zeros dedit EE d RP 4 2 1 2 Lichttechnische Gr en und Einheiten eeesssesssssss 13 2 2 Grundlagen und Grundbegriffe der Beleuchtung in Fernsehstudios 15 2 2 1 Leuchtmittel in Fernsehstudios esseeeenn 16 2 2 2 Lichtquellen und Scheinwerfertypen in Fernsehstudios 21 3 Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 27 3 1 Grundlagen der LED Lichttechnologie eesseseeeeeeeeenee 27 3 1 1 Funktionsweise von EDS iit nee 27 3 1 2 Eigenschaften und Farben von LEDSs 22244444snnennnnnn nenne 33 3 2 Entwicklung Chancen Risiken und Einsatzgebiete der LED Lichttechnologie 41 4 Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung 49 4 1 Beschreibung der Vergleichsobjekte eseeeeseeeeeeeee 49 4 1 1 Parameter der konventionellen Stufenlinsenscheinwerfer 49 4 1 2 Parameter der LED Stufenlinsenscheinwerfer 51 4 2 Beschreibung der Vergleichsmethode f r den Fernsehstudi
30. N des Auges 0 4 400 nm 450 nm 500 nm 550 nm 600 nm 650 nm 700 nm Abbildung 2 Beispielhaft die Spektrale Remissionskurve von Halogenlampen und die Empfindlichkeit des menschlichen Auges n Dadurch kann man bei verschiedenen Lichtquellen mit vollem Spektrum WeiB verschiede ne Remissionskurven messen Zum Beispiel erh lt man kontinuierliche Lichtspektren siehe Abb 2 unter anderem bei Halogengl hlampen Kontinumstrahler bzw Bandenspektren oder Linienspektren bei z B Quecksilberdampflampen oder Energiesparlampen Linienstrah ler Die folgende Abb 3 zeigt als Beispiel eines Linienstrahlers die spektrale Remissions kurve einer Energiesparlampe 100 EL rec Empfindlichkeit des Auges 8096 60 40 20 0 4 400 nm 450 nm 500 nm 550 nm 600 nm 650 nm 700 nm Abbildung 3 Beispielhaft die Spektrale Remissionskurve einer Energiesparlampe und die Empfindlichkeit des menschlichen Auges Grundlegend wird diese linienartige Verteilung des sichtbaren Farbspektrums durch die mo nochromatische Strahlung eines Leuchtmittels erzeugt Die Zuordnung und Vergleichbarkeit h ngt somit von den spektralen Anteilen des jeweiligen Leuchtmittels in einer Lichtquelle ab Da bestimmte Farben in diesem Spektrum nur schwer abzugrenzen sind hat die Commissi on Internationale de l Eclairage CIE Internationale Beleuchtungskommission 1931 ein Normvalenzsystem entwickelt Unter d
31. R gt G gt B Generell kann man hierbei feststellen dass die Einbr che des Farbspektrums bei Blau daf r zust ndig sind dass die gemessenen Blauanteile teils stark abweichen Gerade bei blauen Fl chen des Colorcheckers ist diese Abweichung sehr deutlich dies liegt m A n daran dass die Farbe des Farbfelds von der LED Lichtquelle nicht ausreichend ausgestrahlt wird und somit auch nicht reflektiert werden kann Dar ber hinaus liegt dieser Einbruch im Farbspekt rum Blau a m S an der LED bedingten Bauform z B Tr bung der Vergussmasse einer LED siehe 3 1 Letztendlich sind visuelle Vergleiche der selbstentwickelten Colorchecker mit RGB Farben abseits des Farbwiedergabeindexes a m S in Bezug auf Farbtreue und wiedergabe sehr befriedigend AbschlieBend kann man weiterhin feststellen dass selbst die LED Stufenlinsenscheinwerfer vom selben Hersteller Unterschiede in der Farbwiedergabe untereinander aufweisen Dies wird in folgenden Abb 50 dargestellt Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 71 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung Farbwiedergabeindex Ra der Vergleichsgruppen 1 7 2 5 3 2 95 93 Abbildung 50 Farbwiedergabeindex Ra f r die Vergleiche 1 7 2 5 und 3 2 zwischen Referenz und Vergleichs scheinwerfer Abb 50 zeigt auf dass gleiche Tests mit unterschiedlichen LED Stufenlinsenscheinwerfern Te
32. Ris 2003 S 15 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 4 2 1 1 Licht und Farbe Im Folgenden sollen die wesentlichsten Parameter von Licht und Farbe beschrieben werden Strahlung Wellenl nge und Spektrum Licht wird oftmals als eine Strahlung bezeichnet In erster Linie ist Licht eine Form von Ener gie und bertr gt bei Ausstrahlung elektromagnetische Strahlung Diese Ausstrahlung erfolgt mit einer bestimmen Ausbreitungsgeschwindigkeit m s und schwingt in einer bestimmten Frequenz Hz pro Medium Dividiert man diese beiden Parameter erh lt man die Wellenl n ge A in nm der Strahlung z B die der optischen Strahlung Diese ist wiederum nur ein klei ner Teil aller elektromagnetischen Wellen siehe Abb 1 und bewegt sich im Bereich 1nm bis zu 1mm In diesem Bereich der Strahlung ist das sichtbare Licht die Infrarotstrahlung IR und die Ultraviolettstrahlung UV zu finden siehe Tab 1 Das f r den Menschen sichtbare Spektrum Licht Ultraviolett Infrarot 400nm 450nm 1500nm 1550nm 6s00nm 18650 nm Quelle Ar endung H hen Gerpme harte mittlere weiche UV Infrarot Terepertz Radar MW Herd UHF UKW Mittelw elle hoch mittel nieder Vorkommen strahlung strahlung R ntgenstrahlung ETUR strahlung i strantung VHF Kurzwelle Langwelle frequente Ultraviolet Mikrow ellen Rundfunk Wechselstr me strahlung 1 fm 1pm l Inm 1 um lmm lem lm 1km 1Mm
33. Voraussetzungen in der Fernseh studiobeleuchtung Im Folgenden Kapitel 3 soll nur die neuartige LED Lichttechnologie f r Leuchtmittel von im Studiobereich eingesetzten Scheinwerfern behandelt werden Weiterhin soll untersucht werden welche Ver nderungen sich durch den Einsatz der neuartigen LED Leuchtmittel bei Stufenlinsenscheinwerfern ergeben 109 Ygl Zeiseni 2009 S 94 Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 27 3 X Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie In zehn Jahren 2017 wird kaum noch ein herk mmliches Leuchtmittel auf dem Markt sein Nimbus Gesch ftsf hrer Dietrich Brennenstuhl Wie bereits in Kapitel 2 2 1 beschrieben geh rt die LED zu den Festk rper Leuchtmitteln Der Grundstein der Entwicklung dieses Leuchtmittels wurde 1907 von Henry Joseph Round gelegt und seither stetig weiterentwickelt Diese neuartige Lichttechnologie steht in Bezug auf Einsatz und Verwendungsm glichkeiten in Fernsehstudios seither stark in der Diskussi on Die Designer und Szenenbildner sind schwer begeistert und entwerfen die unm glichsten Dekorationen Im Folgenden soll diese energiesparende Technologie genauer anschaut werden Es werden unter anderem der Aufbau die Funktionsweise und die Bauform sowie Eigenschaften und Farben von LEDs dargestellt Ebenso wird auf die Geschichte die Entwicklung und Einsatz gebiete dieser Technologie eingegangen 3 1 Grundlagen der LED Lichttechnologie
34. a gt 0 tan b a 360 tan b a 0 T h h 360 2 hi k 2 1 0 17cos 30 0 24 cos 277 0 32 cos 377 6 0 20 cos 4 7 63 h hl Ah 4 hi h 4 360 hh lt h hl h 360 sh gt h 356 http www brucelindbloom com index html Eqn DeltaE CIE2000 html Stand 30 01 2014 Anlagen XL L L L 2 C 2 Ja b C a br C C C 2 C G 1 4 2 Cras J a a 1 G a a 1 G Ciz Jar b C Ja b C C C 2 y jtan b Jai tan b a gt 0 tan b a 360 tan b a 0 tan b a tan b a gt 0 tan b a 4 360 tan b a 0 F n h 3609 2 hi h 2 lhi T 1 0 17cos H 30 0 24cos 2 0 32cosl3 F 6 0 20 cos 4 7 63 h hl Ah hl h 3600 sh lt h hi h 360 sh gt h AL L L AC 2 C C AH 24C C sin Ah 2 0 015 L 50 20 4 L 50 Se 1 0 045C 214 S 1 0 015C T 20 0 FE C i CEIS R R sin 2A0 K z1 default Ko 21 default Ky 1 default Anlagen XLI Weiterf hrend kann wie bereits beschrieben der Farbwiedergabeindex Ra wie folgt berech net werden R 100 4 6A E General color rendering index CRI CRI Ra X R n Anzahl der Farbproben In der Regel 8 Testfarben Diese Formel entspricht f r Durchschnittsbildung der n Test
35. bestimmten festgelegten Normgr e ARRI 650Plus be rechnet werden Weiterf hrend kann daraus der Farbwiedergabeindex R siehe Kapitel 2 1 1 berechnet werden Dieser Farbwiedergabeindex R steht in Bezug der Bewertung von LED Lichtquellen aktuell stark in der Kritik Obwohl er das einzige international anerkannte Messsystem f r die Be wertung von Lichtquellen ist Dieser stammt urspr nglich aus den 1960er Jahren und ist konzipiert nach der Farbwieder gabe f r den menschlichen Betrachter statt der f r eine TV Kamera Studien die bereits mit LED Lichtquellen unternommen wurden haben gezeigt dass der blicherweise verwendete Farbwiedergabeindex in der Beleuchtungsindustrie f r Fernse hen wegen des schwimmenden wei en Punktes ungeeignet ist 240 Vgl http www elv de Vom Licht zur Beleuchtung Teil 2 Licht und Farbe x aspx cid 726 detail 36948 print 1 Stand 22 12 2013 Vgl Loos 1989 S 70 odd Vgl http cinescopophilia com stop measuring led lights by cri and use tlci instead says ebu Stand 22 12 2013 Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 63 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung Der Farbwiedergabeindex ist kein eindeutiges Ma f r die Farbtreue Ein hoher CRI bedeutet keinesfalls immer dass alle Farben gut wiedergegeben werden Tats chlich k nnen Lichtquellen mit signifikant anderer spektraler Zusammensetz
36. ecce qo EEO 0192222105238 102125192 21570212 aep spEU SEU mp yrEO To en 1510228102255 wp gepo sP GCP cp xpo ey XE ed 107 10 10 10 10 10 10 10 5 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 1 Zettahertz 1 Exahertz 1 Petahertz 1 Terahertz 1 Gigahertz 1 Megahertz 1 Kilohertz Abbildung 1 Verteilung der elektromagnetischen Wellen des Lichtes mit dem Spektrum des sichtbaren Lichtes Ultraviolettstrahlung 100 nm bis 380 nm Sichtbares Licht 380 nm bis 780 nm Infrarotstrahlung 780 nm bis 1 mm Tabelle 1 Spektralverteilung des sichtbaren Lichtes gt In diesem sichtbaren Strahlungsspektrum von 380 nm bis 780 nm befindet sich jede Farbe die wir mit unserem menschlichen Auge wahrnehmen k nnen Dieses Spektrum l sst sich an Hand von Transmissions oder Reflexions bzw Remissionskurven in einem Diagramm darstellen und beschreiben Die Werte f r diese Kurven werden bei der Zerlegung von Licht durch lichttechnische Messger te wie z B ein Spektrometer erzeugt Durch das Eintragen und miteinander Verbinden der gemessen Werte ber den sichtbaren Wellenl ngenbereich erh lt man die sog spektrale Remissionskurve siehe Abb 2 7 Vgl Grosch 2009 S 5 http commons wikimedia org wiki File Electromagnetic spectrum c svg Stand 05 01 2014 Vgl Loos 1989 S 26 Vgl Loos 1989 S 75 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 5 100 T Empfindlichkeit
37. einem FS Nach weis durch einen optimalen Wei abgleich von RSW und VSW jeweils am OCP ARRI650Plus mit einem Wei abgleich an der OCP ARRI L7C mit einem Farbabgleich am OCP auf das Farbfeldnummer 2 Hautton Fernsehre levant Zielsetzung Vollersatz in einem FS durch VSW Volllichtsituationen in einem FS Nach weis durch einen optimalen Wei abgleich von RSW am OCP und VSW auf Farbfeldnum mer 2 Hautton am OCP 23 gl Ackermann 2006 S 98 234 Vgl Ebd Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 59 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung Test Referenzscheinwerfer RSW Vergleichsscheinwerfer VSW Vergleichsbedingungen Zielsetzung f r ein Fernsehstudio FS ARRI650Plus mit einem Wei abgleich an der OCP ARRI L7C ohne Wei abgleich am OCP Wei abgleich vom ARRI650Plus Zielsetzung Teilersatz in einem FS durch VSW Mischlichtsituation in einem FS Nach weis da keine Anpassung am VSW an den Wei abgleich des RSW ARRI650Plus mit einem Wei abgleich an der OCP ARRI L7T ebenfalls mit einem Wei abgleich am OCP Zielsetzung Vollersatz in einem FS durch VSW Volllichtsituationen in einem FS Nach weis durch einen optimalen Wei abgleich von RSW und VSW jeweils am OCP ARRI650Plus mit einem Wei abgleich an der OCP ARRI L7T ohne Wei abgleich am OCP Wei abgleich vom ARRI650Plus Zielsetzung Teilersatz in einem FS durch VSW Mischl
38. gend Galliumverbindungen Al In GaP und In GaN als III V Verbindungshalbleiter verwen det Bei einem III V Verbindungshalbleiter handelt es sich um eine Verbindung von Materialien der chemischen Hauptgruppe Ill Erdmetalle Borgruppe und V Stickstoff Phosphor Gruppe deren Kombination die elektrische Leitf higkeit von Halbleitern besitzt und f r die Halbleitertechnik sowie die Erzeugung von Leuchtdioden von gro er Bedeutung ist Weiterhin kommt das verwendete chemische Element Gallium nur sehr selten vor und die Gewinnung ist sehr energie und arbeitsaufw ndig Daher wird dieser Prozess auf sog Billig lohnl nder wie die Volksrepublik China ausgelagert Ein gro er Vorteil ist jedoch dass man dieses Element wiederaufbereiten kann und es z Zt als nicht toxisch eingestuft wird Unter Vorbehalt Ausnahmen sind hierbei LEDs mit Galliumarsenid als Halbleiter Dieser Stoff ist giftig und umweltsch dlich und auBerdem ist das Recycling dieses Stoffes noch nicht ren tabel Weiterhin vergiftet der Abbau bzw die Gewinnung laut Quelle die Umwelt LED Chips ent halten Arsen Indium und oder Antimon die auf die menschliche Gesundheit und die Um welt toxisch wirken k nnen Auch k nnen in den LEDs z B Kabel Dr hte L tmittel und Klebstoffe sowie K hlk rper zur Anwendung kommen und diese k nnen zus tzliche seltene bzw giftige Metalle wie Kupfer Gold Nickel und Blei aufweisen Zusammenfassend wurde jedoch festg
39. glichkeiten von neuartigen Fernsehkameras durch we sentlich lichtempfindlichere Aufnahmesensoren in die lichttechnischen Messungen 4 Schaffung eines geschlossenen Regelkreises von Lichtmessungen mit Hilfe der Ka meratechnik und anschlie ender Steuerung der Helligkeit Farbtemperatur und Farbwiedergabe der Studiobeleuchtung 5 Eine Optimierung der Linearkombinationen bei Kamerasensoren auf die spektrale Verteilung neuartiger Lichtquellen 6 Die Lebensdauer Effizienz und Lichtausbeute sollte durch neuartige K hlverfahren z B Wasserk hlung f r die LED Stufenlinsenscheinwerfer weiterentwickelt werden 7 Eine Steigerung der Farbwiedergabe durch dynamisches Angleichen der Blauanteile der LED Lightengine in einem Scheinwerfer Schluss 81 Allgemein konnte abschlieBend festgestellt werden dass die Farbmessung und Bewertung durch das veraltete CIE Normvalenzsystem f r die heutige Zeit nicht mehr ausreichend ist da dieses ausschlie lich f r das menschliche Auge bewertet Hierbei wird sich die neue Testmethode wie TLCI in Zukunft durchsetzen Weiterhin gibt jedoch die hier angewandte und entwickelte Messmethode ber eine Kamer aanalyse mit anf nglichen RGB WeiBabgleich und anschlie ender Auswertung der RGB Farbe ber den Waveformmonitor hinreichende Aussagen zur Farbwiedergabequalit t und ist somit als praxistaugliches Messverfahren f r Lichtquellen anzusehen Durch die zu beobachtende breite Entwicklungsleistung der
40. leuchtdioden temperatur html Stand 30 01 2014 170 Dennis Jackstien 2014 schriftliche Mitteilung vom 10 02 2014 171 Vgl Jackstien 2013 S 7 172 Weigand 2003 S 21 173 pttp www led info de grundlagen leuchtdioden temperatur html Stand 30 01 2014 174 Bttp www led info de grundlagen leuchtdioden alterung html Stand 30 01 2014 5 Ebd Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 40 abnimmt Daher wird immer h ufiger das Geh use aus einer Silikonmasse gefertigt um diese Tr bung zu verlangsamen Generell besteht bei dieser Technologie erheblicher Entwicklungsbedarf im Bereich Emissi onseigenschaften speziell bei der Lichtausbeute und der Lichtst rke Diese Eigenschaften sind zum Beispiel f r den Einsatz in Fernsehstudios enorm wichtig Wie bereits im Kapitel 3 1 1 beschrieben sind die o g Parameter unter anderem durch das W rmemanagement einer LED begrenzt Nichtsdestotrotz hat die Firma Cree bereits im Jahre 2013 eine wei e R amp D Power LED mit 276 Lumpen pro Watt an 350 mA und einer Farbtemperatur von 4401 K vorgestellt Diese Werte sind unteranderem von der Farbtemperatur bzw der Lichtfarbe abh ngig zum Beispiel bei warmwei en LEDs sind solche Werte kaum erreichbar An dieser Stelle ist kritisch zu bemerken dass diese Werte nur bei sehr niedrigen Temperatu ren kurz angeblitzt und mit extrem geringer Leistung erreicht werden k nnen und somit rei ner Laborwerte unter praxisfernen Bedingung
41. sind LED Stufenlinsen den klassischen Technologien noch unterlegen Dennoch werden auch hier bereits LED Stufenlinsen eingesetzt Wird die LED Technologie die Infrastruktur von Studios in Zukunft ver ndern Wird es dadurch vielleicht neue Beleuchtungskonzepte und Techniken geben Man kann mehr mit Farben und Farbwechseln experimentieren auch LIVE K hlaufwand in Studios kann dramatisch reduziert werden und auch die sonstige Distribution Infrastruktur Im Einsatz dann war es ARRI aber auch sehr wichtig das klassisch gute Konzept der Stu fenlinsenscheinwerfer beizubehalten Nicht umsonst hat sich das ber Jahrzehnte durchge setzt Fokussierung saubere Schattenbildung Einsatz von Fl geltoren usw berholte LED Konzepte die diese Eigenschaften nicht bieten konnten Stichwort Mehrfachschatten ha ben sich eben auch nicht durchgesetzt Anlagen LVII Werden LED Stufenlinsen in Zukunft noch mehr Lichtst rken aufweisen k nnen Sicherlich Die LED Technologie entwickelt sich weiter und auch wird man durch optimierte K hlsysteme mehr Leistung in einem Scheinwerfer verbauen k nnen Das W rmemanage ment ist immer der begrenzende Faktor Deshalb ist es sehr schwierig leistungsstarke Scheinwerfer wie den L7 zu bauen ohne dabei die LEDs zu stark zu erhitzen LED Ersatz f r 2KW Halogenstufenlinsen wird es in den n chsten Jahren geben aber ein 5KW Ersatz z B ist noch in weiter Ferne Von klassischen Tageslichtscheinwerfern ganz zu schwei
42. und Lichtst rke siehe 3 1 2 Somit ist die K hlung im Einsatzprozess ein sehr wichtiges Thema Dies wird besonders bei hohen Lichtstr men sehr wichtig wie z B bei gr eren LED ARRAYSs Dabei wird zwischen einer aktiven und einer passiven K hlung unterschieden Ei ne Kombination beider Prinzipien nennt man Hybrid Bei einer passiven K hlung wird mit sog Heatpipes K hlblechen sowie K hlrippen gearbeitet Hierbei soll garantiert werden dass die entstandene W rme der LED Lightengine bestm glich abgeleitet wird Dadurch werden die Bauform und das Gewicht zum Beispiel eines LED Stufenlinsenscheinwerfers deutlich gr er und begrenzen dieses Verfahren durch die maximal vertretbare Bauform Diese passive K hlung kann nur begrenzt bis 100 W LED ARRAYSs bzw bis zu einer be stimmten Temperatur eingesetzt werden und muss somit mit einer aktiven K hlung kombi niert werden Durch diese aktive K hlung mit L ftern wird Platz gespart und die K hlung optimiert Jedoch erzeugen die eingesetzten L fter leise Ger usche die in Anwendungsf l len laut ARRI jedoch kaum st ren und von den Anwendern akzeptiert werden Unter Vor behalt Weiterhin werden K hlungs L fter und LED Systeme stetig optimiert Dadurch werden sie effizienter und ver ndern infolgedessen das Erscheinungsbild Bauform bzw die Effizienz eines Scheinwerfers e Somit sind die resultierenden Lichtstr me sowie Lichtst rken von LED ARRAYs bzw LED Stufenlinsens
43. 17 18 24 in Bezug auf den konventionellen Stufenlinsen scheinwerfer zu erkennen ist siehe Anlage L Die Farbabweichung Delta E der anderen noch nicht erw hnten Farbfelder liegt unter dem Wert 1 und ist somit laut Tab 7 nur f r ein ge btes Auge bemerkbar Dies wird noch deutlicher wenn die Farbdifferenz A E 2000 der 24 Colorcheckerfarben der 5 Vergleiche 1 2 3 5 und 7 kumuliert werden siehe Abb 88 Anla ge M Dies liegt a m S daran dass der CIELAB2000 Farbraum dem Gr nanteil im Farb spektrum eine sehr hohe Bedeutung zukommen l sst Bei den Vergleichsgruppen ohne Wei abgleich sind teils sehr starke Farbabweichungen zwischen den einzelnen Farbfeldern der zu testenden Lichtquellen und der Referenzlicht quelle zu erkennen Dies l sst sich wiederum an Hand der RGB Werte vom selbstentwickel ten Colorchecker siehe Anlage L besser aufschl sseln 264 Vgl Ackermann 2006 S 17 Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 70 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung Allgemein kann man dabei erkennen dass der Gr nanteil der Farbspektren relativ gesehen eher konstant bleibt jedoch der Blau und Rotanteil teilweise sehr stark abweicht Zum Bei spiel kann man beobachten dass der Rotanteil der gedimmten und mit Folie behafteten Scheinwerfer ohne Wei abgleich Test 8 9 10 deutlich ber dem der Bezugsquelle liegt der Blauanteil jedoch darunter Dies lieg
44. 31 Der Abstrahlwinkel wird durch die verwendete Linse beeinflusst Mehrere Superflux LEDs zusammengefasst besitzen einen gro en Abstrahlwinkel und senden ihr Licht fl chenf rmig aus Dies macht diese LED zu einem Multi Chip Tr ger mit vielen Anwendungsm jglichkei ten Superflux LEDs werden in der Fl chenbeleuchtung als LED Birnen LED Tubes hnli che wie Leuchtstofflampen LED Modulen aber auch immer fter in der Automobilindustrie eingesetzt In der Werbebranche verwendet man sie z B f r Schriftzugbeleuchtungen oder Diamontagen Weiterhin bietet LUMILEDS sog HighFlux LEDs Produktname Luxeon mit einem h heren Lichtstrom an COB LED Diese COB LEDs eng Chip on Board sind Hochleistungsleuchtmittel und erreichen durch h here Str me gr ere Lichtst rken Dadurch wird demzufolge mehr W rme entwickelt welche abgleitet werden muss Da die LED Chips bei dieser Bauform direkt auf einem Lei terplattentr ger aufgebracht sind sog Bonding ist es m glich die Temperatur optimal aus dem Halbleiterkristall nach au en zu leiten Weiterhin sind diese LEDs anders als o g Typen in einer Silikonmasse vergossen siehe Abb 22 Chip Pad l Leiterplatte Substrat Halbleiterkristall Thermischer Leitkleber Abbildung 22 Aufbau einer COB LED Dieser Typ von LED wird oft in sog LED ARRAYS dt LED Felder angeordnet um eine Steigerung der Lichtintensit t zu erreichen Meist werden hierbei unte
45. 5 61 243 242 193 243 242 192 CIELAB2000 bei A 10 Abbildung 65 Selbstentwickelter Colorchecker des Test 2 ARRI 650 L7 C WB am OCP 2 76 2 16 Farbabweichung AE 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Colorchecker Farben Abbildung 66 Farbdifferenzen Delta E f r Test 2 Anlagen XLV CIELAB2000 bei A 10 TEST3 Farbwiedergabevergleich sRGB ARRI 650 L7 C WB am OCP auf NR 2 von 100 ARRI 650 100 75 60 134 126 L7 C WB am OCP auf NR 2 99 73 60 134 125 195 206 ARRI 650 L7 C WB am OCP auf NR 2 von 100 o Farbabweichung AE o e e e o o 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Colorchecker Farben Abbildung 68 Farbdifferenzen Delta E f r Test 3 Anlagen XLVI TEST 4 Farbwiedergabevergleich sRGB ARRI 650 _ L7 C WB auf 100 ARRI 650 100 75 L7 C WB auf 100 97 73 52 CIELAB2000 bei A 10 195 195 2 89 196 180 Abbildung 69 Selbstentwickelter Colorchecker des Test 4 ARRI 6504 L7 C WB auf 100 Farbabweichung AE 4 9 6 7 B8B 9 10 31 12 13 14 15 16 1 18 19 20 21 22 23 24 Colorchecker Farben Abbildung 70 Farbdifferenzen Delta E f r Test 4 Anlagen XLVII CIELAB2000 bei A 10 Farbwiedergabevergleich sRGB ARRI 650 L7 T WB am OCP ARRI 6504 MUEVE 182 134 L7 T WB am OCP rt 183 135 242 193 195 195 242 193 195 197 Ab
46. 7 TD 5600 K SST CRI gt 90 erreichen k nnen Weitere Hersteller von LED Stufenlinsenscheinwerfern Tab 17 zeigen hierbei noch weiteres Potential Dieser groBe Nachteil l sst sich in Zukunft nur durch Forschung und Weiterentwicklung be heben Jedoch ist an dieser Stelle zu sagen dass es in heutigen Fernsehstudios mit High end Kameras keiner gro en Beleuchtungsst rken mehr bedarf Dies liegt daran dass die Kamerasensoren in den Studiokameras sehr lichtempfindlich sind somit kommt es dazu dass eine Beleuchtungsst rke laut Kapitel 2 1 2 von rund 700 Ix f r solche Kameras v llig ausreicht Jedoch sind f r Filmaufnahmen im Freien und gro fl chige Ausleuchtungen innerhalb eines Fernsehstudios h her Beleuchtungsst rken sehr erw nscht bzw teilweise notwendig Ein Weiteres groBes Problem der LED Technologie ist die W rmeentwicklung und abfuhr siehe 3 1 2 Dies ist bei der ARRI L Serie mit Hybrid und Aktiv K hlungssystem gel st worden Die aktive K hlung mit einem L ftersystem Ventilator bringt den Nachteil der Ge r uschentwicklung mit sich Dies kann man durch den Hybridbetrieb des Scheinwerfers bis 80 der Lichtintensit t unterbinden Erfahrungswerte zeigen jedoch dass sich dieses L f terger usch nur sehr selten st rend auf die Tonaufnahmen in einem Fernsehstudio auswir ken siehe 3 1 2 Zudem kann man diese L ftersysteme selber wechseln und erneuern Des Weiteren ist das Gewicht und die Gr e des ARR
47. 7 m 0 7m Tabelle 35 Photometrischen Daten des ARRI L7T Weiterhin liegt der Farowiedergabeindex CRI in Ra dieses Scheinwerfers laut Angaben des Herstellers bei 9 4 349 Die bereits gemessenen Spektraldaten von Alan Roberts mit dem TLCI Verfahren sind in Abb 60 aufgef hrt 347 348 ygl http calc arri de calculator Stand 30 01 2014 349 ygl http www arri com lighting lighting_equipment lampheads led_lampheads l_series l7_t Stand 30 01 2014 Vgl http www arri com lighting lighting equipment lampheads led lampheads l series I7 t Stand 30 01 2014 Anlagen XXXVII ARRI L7 TT 3200 CCT P3245 0 9 EBU TLCI 2012 TLCI 2012 74 P3245 Alan Roberts Sector Lightness Chroma R o o Japans goocni 0 0 0 0 0 0 0 o Abbildung 60 Spektralmessung mit TLCI Messung von Alan Roberts K Zur Methodik Rechnungsweg mit Formeln Berechnung der Ermittelten Werte Es wurden nun die abgelesenen Spannungswerte in Millivolt der einzelnen Farbanteile RGB vom Waveformmonitor der Bildtechnik in RGB Werte des sRGB Raums umgerech net Dies geschah mit einer Relativierung der Spannungs und RGB Werte des Color checkers Die Colorchecker Farbprobe Nummer 19 Reinwei hat laut Angaben des Herstellers X Rite einen gedruckten RGB Wert von Rot 243 Gr n 243 und Blau 242 Ein korrekt ausgef hrter Wei abgleich an der Bildtechnik ergibt im Reinwei der Color checker Farbprobe
48. 9086a4d html Stand 23 12 2013 Dennis Jackstien 2014 schriftliche Mitteilung vom 10 02 2014 Schluss 80 5 Schluss Mit der vorliegenden Arbeit konnte der Nachweis gef hrt werden das neuartige LED Stufenlinsenscheinwerfer im Vergleich ZU konventionellen Halogen Stufenlinsenscheinwerfern 1 vergleichbaren Farbwiedergabeindexe von R gt 90 besitzen 2 Energieeinsparungen von gt 50 erm glichen dadurch weniger und leichtere Ener giezufuhr zulassen 3 laufende Energiekosteneinsparungen bei t glichem Studioeinsatz von 8 Std von et wa 230 Scheinwerfer und Jahr 4 neuartige Scheinwerferansteuerungen in den LED Stufenlinsenscheinwerfern als Bussysteme vorhanden sind die damit komplexe externe Switch und Dimmer entfal len lassen 5 bereits heute ein vollst ndiger Ersatz bzw eine echte Alternative sind 6 bei Abl se oder Neuinvestitionen im Studiolichtbereich erste Wahl sind Weiterf hrende Untersuchungen und Entwicklungen sollten sich auf folgende Aufgaben konzentrieren 1 Einbeziehung weiterer LED Stufenlinsenscheinwerfer anderer renommierter Herstel ler um eine ausreichend gesicherte Widerspiegelung des Studioscheinwerfermark tes zu erreichen 2 Vergleichende Messungen mit neuartigen Messmethoden zur Bestimmung der Farbwiedergabequalit t wie z B CQS vom NIST und TLCI vom Alan Robert um die hier erzielten Messergebnisse im CIELAB2000 mit Ra zu verifizieren 3 Einbeziehung der neuen M
49. Anordnen von vier unterschiedlichen LEDs RGB W erm glicht jedoch zus tzlich eine Korrektur in Richtung Gr n und Magenta gro Bes Dreieck welches f r die Beleuchtung in einem Fernsehstudio sehr groBe Bedeutung hat Die o g Verfahren gelten f r alle Bauformen von LEDs Obwohl meist f r den Prozess mit Phosphor COB LEDs eingesetzt werden und die Wei lichterzeugung mit MULTI LEDs durch T TYP LEDs realisiert wird Es gibt generell bei der Produktion von LEDs meist Lumineszenzkonversions LEDs sehr starke Schwankungen der Farbigkeit Dies h ngt wie bereits erw hnt mit der St rke der auf gebrachten Phosphorschicht zusammen Die St rke dieser Schicht kann im Herstellungs prozess kaum einheitlich gehalten werden Beim sog Binning Abb 31 werden einheitliche Farbtemperaturen sichergestellt und LEDs in verschiedene Farbklassen eingeteilt 160 Jackstien 2013 S 12 161 Vgl Ebd 162 Vgl http www led info de grundlagen leuchtdioden weisslicht led lumineszenz konversion html Stand 30 01 2014 163 Ygl Jackstien 2013 S 12 Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 38 Abbildung 31 Binnig Verfahren bei LED Herstellern 9 Je kleiner die Toleranzen dieser Farbklassen Bins gesetzt werden desto einheitlicher sind die Farbwiedergabeeigenschaften der eingeteilten LEDs und umso teurer werden somit die einzelnen Bins Zum Beispiel entspricht die Farbklasse PO etwa einer Farbtemperatur von Halogenleuchtmitt
50. E Normfarbtafel beschrieben Diese Judd sche Gerade stellt somit eine Erweiterung bzw Erg nzung des Planckschen Kurvenzugs dar Farbtemperatur Lichtquelle 1 500K Kerze 2 700 K Gl hlampe 100 W 3 200 K Halogengl hlampe 4 000 K Leuchtstofflampe Neutralwei 5 000 K Morgen und Abendsonne 5 600 K Halogen Metalldampflampen 20 000 K Blauer Himmel Tabelle 4 Typische Farbtemperaturen verschiedener Lichtquellen d 7 Vgl Ackermann 2006 S 15 ygl http de wikipedia org wiki Farbtemperatur Stand 05 01 2014 vgl Ris 2003 S 36 9 Vgl Loos 1989 S 28 31 Vgl Zieseni et al 2009 S 24 32 Vgl Ackermann 2006 S 16 33 Vgl Zieseni et al 2009 S 24 Hs Vgl http www techniklexikon net d juddsche geraden juddsche geraden htm Stand 06 01 2014 35 ygl Ris 2003 S 36 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 9 In der Beleuchtung von Fernsehstudios mit Scheinwerfern kann man diese Farbtemperatur mit sog Farbfilterfolien in verschiedenen Abstufungen z B Change to Orange Full to 1 8 angleichen Die Farbtemperaturen welche die gleiche relative Strahlenverteilung wie der Plancksche Strahler besitzen bezeichnet man als Normlichtarten Lichtart und Normlichtarten Licht mit einer festgelegten Energiestrahlung und einer relativen spektralen Strahlungsver teilung wird als Lichtart bezeichnet In der Farbmetrik werden gen
51. Farben Abbildung 82 Farbdifferenzen Delta E f r Test 10 Anlagen LIII CIELAB2000 bei A 10 TEST 11 Farbwiedergabevergleich sRGB L7 C WB am OCP zu L7 T WB auf 100 L7C L7 C WB am OCP 99 75 61 136 121 L7 T WB auf 100 17 100 73 S 135 118 243 242 192 243 238 196 Abbildung 83 Selbstentwickelter Colorchecker des Test 11 ARRI 650 L7 C x am ad zu L7 T WB auf 100 L7C ital 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Colorchecker Farben w 4 b c EF e z a 2 i Abbildung 84 Farbdifferenzen Delta E f r Test 11 Anlagen LIV M Erg nzende Abbildungen zur Auswertung Mittelwert der Farbdifferenz A E 2900 Colorchecker Farben ber die Vergleich 2 und 5 mit Wei abgleich 1 A 10 Mittelwert der Farbabweichung AE 9 p NP J Abbildung 85 Mittelwert der Farbdifferenzen Delta E der Tests 2 und 5 Mittelwert der Farbdifferenz A E 390 Colorchecker Farben ber die Vergleich 1 und 7 mit Wei abgleich 1 A 10 eichung AE gt y oo o o Colorchecker Farben Abbildung 86 Mittelwert der Farbdifferenzen Delta E der Tests 1 und 7 Anlagen FarbdifferenzA E zp der Colorchecker Farben der Vergleichsreihen 12 3 5 7 4 i H amp n HMM 128 129 215 041 A 0 89 000 0 72 111 081 O94 Toas 077 174 046 202 089 038 070 000 013 034 52 1 12
52. GB Werte sind jedoch auf der beigef gten CD ROM siehe Anlage O enthalten Im folgenden Kapitel werden die im An hang dargestellten Ergebnisse diskutiert und ausgewertet Ein Ausblick soll den Abschluss dieses Kapitels bilden 4 3 1 Ergebnisse Auswertung und Vergleich Der wichtigste und umstrittenste Punkt in der Vergleichbarkeit von LED Stufenlinsenscheinwerfern ist die Farbwiedergabe Um diesen Punkt objektiv bewerten zu k nnen wurde der o g Studiotest realisiert Anschlie end wurden zus tzlich alle errechne ten CRI Werte von den 11 Vergleichstests in einem Diagramm zusammengefasst siehe Abb 48 Farbwiedergabeindex Ra der Vergleichsgruppen 1 11 Abbildung 48 Zusammenfassung der Farbwiedergabeindex Ra f r die 11 Vergleiche zwischen Referenz und Vergleichsscheinwerfer Hiermit wird deutlich dass die Ergebnisse von Test 2 mit Ra 95 93 und Test 5 mit Ra 94 58 des durchgef hrten studiorelevanten Testaufbaus den vom Herstellen ermittelten Farbwiedergabeindex siehe 4 1 2 der neuartigen LED Stufenlinsenscheinwerfer best tigen Da der Wei abgleich Farbdifferenz AE 2000 der Farbe 19 Wei 0 hierbei korrekt am Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 68 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung OCP durchgef hrt wurde simuliert dieser Test wie bereits erw hnt einen vollwertigen Ersatz aller Scheinwerfer in einem Fern
53. HOCHSCHULE allg MITTWEIDA UNIVERSITY OF KAR APPLIED SCIENCES BACHELORARBEIT Herr Konrad Dietze Einsatz von LED als neue Lichttechnologie in der Fernsehstudiobeleuchtung am Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern Berlin 2014 Fakult t Medien BACHELORARBEIT Einsatz von LED als neue Lichttechnologie in der Fernsehstudiobeleuchtung am Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern Autor Herr Konrad Dietze Studiengang Medientechnik Seminargruppe MT10WF B Erstpr fer Prof Dr Ing Wilfried Schmalwasser Zweitpr fer Prof Dr Ing Rainer Zschockelt Einreichung Berlin 20 02 2014 Faculty of Media BACHELOR THESIS Application of LED as a new lighting technology in the television studio lighting Exemplified by Fresnel spotlights author Mr Konrad Dietze course of studies media technology seminar group MT10WF B first examiner Prof Dr Ing Wilfried Schmalwasser Second examiner Prof Dr Ing Rainer Zschockelt submission Berlin 20 02 2014 Bibliografische Angaben Konrad Dietze Einsatz von LED als neue Lichttechnologie in der Fernsehstudiobeleuchtung am Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern Application of LED as a new lighting technology in the television studio lighting Exemplified by Fresnel spotlights 81 Seiten Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fakult t Medien Bachelorarbeit 2014 Abstract Die Arbeit befass
54. I L7C in Bezug auf den ARRI 650Plus erheblich h her Somit ist ein L7C circa dreimal so gro wie ein 650Plus und circa vier bis f nfmal so schwer Gerade bei der Umr stung f r ein Fernsehstudio auf die o g Pole Operation sind es dann schon 12 5 Kg Jedoch ist hierbei zu sagen dass das Gewicht und die Gr Be eines Scheinwerfers f r ein Fernsehstudio eine eher untergeordnete Rolle spielt Dennis Jackstien 2014 schriftliche Mitteilung vom 14 01 2014 eu Vgl Ackermann 2006 S 102 81 Vgl Arnold amp Richter 2012 S 11 Dennis Jackstien 2014 schriftliche Mitteilung vom 14 01 2014 283 Vgl Arnold amp Richter 2012 S 27 Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 77 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung da die Scheinwerfer nicht gro artig bewegt werden und blicherweise ausreichend Platz vorhanden ist Unter Vorbehalt Der Preis des ARRI L7C ist ebenfalls noch zu nennen der z Zt mit 2 421 00 EUR mehr als sechsmal so hoch ist wie der vom ARRI 650 Plus 389 00 EUR Dies begr ndet sich durch den erh hten Produktionsaufwand der aufwendigen Elektronik Mikroprozessoren Software Routinen Kalibrierung computerberechnete Optiken 3 bei jedem L7 etc Dadurch ist z B der L7C ein exakt kalibrierter Computer der Licht erzeugt Weiterhin gibt es demzufolge na t rlich auch diese vielen Vorteile wie oben beschrieben Laut Herstellerangabe hat ma
55. LAB Farbraum laut Kapitel 2 1 1 Folgende Formeln waren zur Berechnung notwendig L 116 x IE 16 Yn 3 x 3 Y a 500x ue Xn Yn b 2200 x GE ks E Yn Zn Die Yn Xn und Zn Faktoren sind Kennziffern der jeweiligen Normlichtart siehe Kapitel 2 1 1 und sind nach ISO Norm ISO 3664 Kriterien f r Normlicht definiert Als Normlichtart f r die Vergleichsrechnung wurde A mit 2856K Farbtemperatur gew hlt da es leider keine defi nierten Faktoren f r eine Farbtemperatur 3200 K gibt Weiterhin wurde ein Gesichtsfeld von 10 gew hlt mit X 5 42111 1626 Y494 99 9997 und Z 54 35 1956 siehe Kapitel 2 1 1 Mit den berechneten CIELAB Werten der einzelnen Vergleichsscheinwerfer kann nun der Metamerieindex Delta E f r den Farbraum CIELAB2000 berechnet werden Hierf r braucht man folgende Formeln und die berechneten Werte jeder zu vergleichenden Lichtquelle 39 http www wisotop de vonRGBnachHSV shtmi Stand 30 01 2014 39 http de wikipedia org wiki Lab Farbraum Stand 30 01 2014 354 http de wikipedia org wiki ISO 3664 Stand 30 01 2014 355 Vgl Loos 1989 S 190 Anlagen XXXIX Delta E CIE 2000 AL ac Y an Y AC Y AH NEU E gm earr SE K 5 Kese Kysy KeSe A KySa Wobei gilt a tb C C C 2 C C 425 a G a lee Ciz Jar bj C3 ya b C cec 5 a 2 0 an b aj 360 tan b aj 0 m b a tan h n zm b a tan b
56. LED Scheinwerfern die bereits erw hnten LED ARRAYSs Hierbei werden h ufig nur die o g Lumineszenzkonversions LEDs angeordnet um die Effizienz dieses Leuchtmittels zu steigern Diesen Vorgang des Mi schens von warmwei en und kaltwei en LEDs nennt man BI Color Der im Test verwendete Scheinwerfer L7C vom Hersteller ARRI verwendet ein anderes Prin zip Durch die Kombination der beiden o g Prozesse Multi und Lumineszenzkonversions LED wird hierbei die Farbwiedergabe und Effizienz nochmals gesteigert Da die spektrale Zusammensetzung einer wei en LED mit der von drei weiteren LEDs Rot Gr n Blau ge mischt wird gleichen sich nochmals L cken im Farbspektrum an siehe Abb 29 380 480 580 680 780 Abbildung 29 Spektrum eines LED ARRAYs RGB W mit 3200 K Somit zeigen sich auch Unterschiede in der Darstellung in der CIE Normfarbtafel zwischen den beiden genannten Verfahren innerhalb eines LED ARRAYSs siehe Abb 30 155 Jackstien 2013 S 17 bi Vgl http www led info de grundlagen leuchtdioden weisslicht led lumineszenz konversion html Stand 30 01 2014 157 Ygl Jackstien 2013 S 16 158 vgl Ebd 159 Jackstien 2013 S 17 Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 37 Abbildung 30 CIE Normfarbtafel mit den Spektrumsbereichen der einzelnen Verfahren 9 Hierbei kann man im Bl Color Verfahren nur zwischen den gew hlten Farbtemperaturen der LEDs korrigieren siehe gr ne Linie Das
57. Leuchtmittel und Scheinwerfer hersteller ist zu erwarten dass dieser LED Scheinwerfertyp in h here Leistungskategorien vordringen wird Dies wird der Entwicklung der LED zufolge jedoch nicht mehr lang auf sich warten lassen Der Einsatz in Fernsehstudios bzw bei Au enaufnahmen On Location ist hierbei jedoch die wohl gr te Herausforderung dieser Technologie Abschlie en kann gesagt werden das es nach wie vor Stufenlinsenscheinwerfer als Stan dard Lichtquellen in der Fernsehindustrie geben wird Diese werden in Zukunft nur durch die neuartige LED Lichttechnologie verbessert bzw ersetzt verdr ngt werden sie aus heutiger Sicht jedoch wahrscheinlich nicht Literaturverzeichnis XVI Literaturverzeichnis Interviews Ausz ge in Anlage N B Eng Markus Buchner 2014 Ausbildung Bachelor of Engineering Medientechnik Bet tigungsfelder Medienplanung Projektingenieur Dipl Ing Dennis Jackstien 2014 Ausbildung Dipl Ing f r Medientechnik Bet tigungsfelder 7 Jahre in der Entwicklungsabteilung und Produktmanagement ARRI Lichttechnik besch ftigt freiberuflich f r ARRI Workshops Pr sentationen usw zum The ma Lichttechnik Lichtgestaltung mit Schwerpunkt LED Uwe Gebauer 2014 Ausbildung Elektromonteur ausgebildeter Meister f r Veranstaltungstechnik Beleuchtung und B hnenbeleuchtungsmeister Bet tigungsfelder Fernsehen B hnenshow EB und Studioproduktion Beleuchtung Planung und Durchf hrung
58. Nummer 19 Spannungswerte von Rot 0 7 V Gr n 0 7 V und Blau 0 7 V Nun wurde relativ zum Reinwei der Wert der gedruckten Angaben von Rot 243 durch die gemessenen Angaben in Millivolt 0 7V geteilt Somit erh lt man einen Koeffizienten mit den man nun alle Spannungswerte in SRGB Werte transformieren kann Ein Beispiel zur Berechnung der Koeffizienten ROT 243 0 7 347 14 GR N 243 0 7 347 14 BLAU 242 0 7 345 71 Ein Beispiel zur Berechnung der sRGB Werte aus den Spannungswerten von Test 1 Farb probe 1 39 http www gtc org uk tici results aspx Stand 30 01 2014 351 ygl Original gedruckte RGB Farben von Colorchecker X Rite stand Dezember 2012 Anlagen XXXVIII ARRI 650Plus Rot 0 287 347 14 100 Rot 0 216 347 14 75 Rot 0 174 345 71 60 ARRI L7C Rot 0 287 347 14 100 Rot 0 210 347 14 73 Rot 0 174 345 71 60 Hierbei gilt eine Toleranz von 0 5 Einheiten die gerundet werden Nun kann mit den errechneten RGB Werten weiter im CIELAB2000 Farbraum verfahren werden siehe Bild oben Dieser Faroraum ben tigt als n chstes die XYZ Werte aus den RGB Werten Diese berechnen sich nach nach ITU Rec 709 International Televisision Union HDTV mit folgender Formel 9 X 0 4124564 x R 0 3575761 x G 0 1804375 x B Y 0 2126729 x R 0 7151522 x G 0 0721750 x B Z 0 0193339 x R 0 1191920 x G 0 9503041 x B Diese XYZ Werte sind wichtig f r die Transformierung in den CIE
59. RI t tig f r Workshops Pr sentationen usw zum Thema Lichttechnik Lichtgestaltung mit Schwerpunkt LED Wie lang wird im Allgemeinen schon an LED Stufenlinsen geforscht und seit wann sind solche Technologien schon auf dem Markt und sind solche Systeme bereits voll st ndig oder teilweise in Fernsehstudios etabliert ARRI hat bereits 2004 begonnen mit LEDs zu testen und zu forschen und war damit einer der ersten Filmlichthersteller am Markt Die ersten LED Leuchten von ARRI kamen dann erst 2007 auf den Markt PAX System da man von Anfang an qualitativ sehr hochwertiges LED Licht erzeugen wollte und von Beginn an auf Mehrkanal L sungen gesetzt hat Die Entwick lung daf r hat entsprechend Zeit bedurft Fernsehstudios r sten mehr und mehr auf LED um Gerade f r Neubauten ist die LED Technologie h chst interessant da in vielen Punkten der klassischen Halogen Technologie weit berlegen Noch arbeiten die meisten Studios aber mit Halogen Werden sich LED Stufenlinsen in Zukunft gro fl chig durchsetzen Wenn ja wo k nnten m gliche Einsatzgebiete sein Im TV Event und Theaterbereich definitiv Stufenlose Farbeinstellm glichkeiten geringer Stromverbrauch keine W rme im Licht und allgemein viel geringere W rmeabstrahlung als Halogen kein Brennerwechsel mehr kein Streulicht es gibt so viele Vorteile Im Location bereich Filmdrehs ist es etwas schwieriger da hier auch Gr e und Gewicht sehr wichtige Faktoren sind und da
60. UV LED mit mehreren verschiedenen Leuchtstoffen Rot Gr n und Blau kombiniert Dadurch wird hnlich der folgenden Lumineszenzkonversions Leuchtdiode der Farbstoff f r die ben tigte Farbe durch die UV LED zum Leuchten angeregt siehe Abb 24 Dieses Prinzip wird aus praktischen Gr nden in einem Bauteil durchgesetzt und wird in der Praxis eher selten angewandt 3 Phosphore N N a m jueites ten Abbildung 24 WeiBlicht durch eine UV LED mit verscheiden Farbstoffen Weiterhin hat die Trennung der Strahlungsquelle vom Farbstoff zur Folge dass die entste hende W rme im LED Chip nur einen geringen Einfluss auf die Farbstoffe und somit auf die emittierenden Farben hat Durch dieses Prinzip ist die Lichtausbeute insgesamt eher schwach Desweitern gibt es das verwendete Verfahren der Additiven Farbmischung durch drei ver schiedene LED Chips mit einer unterschiedlichen Lichtfarbe Rot Gr n Blau siehe Abb 25 Abbildung 25 Funktionsweise einer MULTI LED mit drei LED Chips Dieses Verfahren erzeugt sog Mehrfachschatten die regenbogenfarbig um den Lichtkegel herum entstehen Deshalb wird diese Form h ufig nur als Effektlicht in der Veranstaltungs technik oder als Dekoration in Fernsehstudios verwendet Generell haben beide Prinzipien den Nachteil dass durch die verschiedenen resultierenden Helligkeiten der einzelnen Chips und deren Degradation Temperaturschwankungen entste hen die wiede
61. Vgl http cinescopophilia com stop measuring led lights by cri and use tlci instead says ebu Stand 22 12 2013 256 ygl https tech ebu ch tlci 2012 Stand 22 12 2013 Vgl http www gtc org uk tlci results aspx Stand 22 12 2013 Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 65 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung TLCI Wert Beschreibung 85 100 Die Farbabweichungen sind so klein dass ein Kolorist es nicht korrigieren w rde Ein Kolorist w rde wahrscheinlich eine Farbkorrektur durchf hren wollen Dies k nnte 75 85 erschnell und ohne Probleme realisieren um zu einem akzeptablen Ergebnis zu kom men Arbeit ben tigen Die Farbwiedergabe ist so schlecht dass ein guter Kolorist eine Farbkorrektur vorneh men k nnte jedoch dieses Ergebnis trotzdem zu schlecht f r den Standard TV Betrieb w re 50 75 Ein Kolorist w rde auf jeden Fall eine Farbkorrektur vornehmen wollen Dies w rde viel Die Farbwiedergabe ist so schlecht dass ein guter Kolorist eine lange Zeit zu k mpfen h tte um das Bild zu verbessern und selbst dann sind die Ergebnisse f r den Standard TV Betrieb nicht akzeptabel Tabelle 24 Bewertungstabelle f r das TLCI Verfahren Weiterhin forscht Hr Pousset mit einem Forscherteam der NIST National Institute of Stan dards and Technology an einer Farbqualit tsskala CQS f r die Bewertung neuartiger Lichtquellen
62. abe CIELAB 2000 A 10 A E 2000 CIE Ra CRI RGB Farbabweichung Farbwiedergabe Metamerieindex CIE Ra CRI CIE A E ze A E 2000 Referenzlicht I I Rmv Roos Abbildung 47 Programmtechnische Umrechnungsschritte Die Ergebnisse dieser Umrechnungen wurden f r jede Colorcheckerfarbe jeweils f r die Referenzlichtquelle und die Vergleichslichtquelle in einer selbst entwickelten Colorcheckerta fel Excel 2010 mit RGB Wert farblich dargestellt um eventuelle Farbunterschiede optisch zu verdeutlichen B http ccc orgfree com Stand 22 12 2013 262 http easyrgb com index php X CALC Stand 22 12 2013 263 http www brucelindbloom com index htmI ColorCalculator html Stand 22 12 2013 Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 67 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung 4 3 Auswertung des Fernsehstudiotest und weitere Ver gleiche Die Ergebnisse des Studiotests besitzen einen enormen Umfang und sind somit in der Anla ge K kurz erl utert und beschrieben Dabei sind die oben genannten errechneten Werte bei spielhaft im eigenst ndig entwickelten Colorchecker mit den RGB Werten der Bezugsquel Bezugsquellen dem Delta E und dem CRI R des CIELAB2000 dargestellt Hierbei sind ebenfalls Ausz ge aus der Berechnungstabelle enthalten der komplette Datensatz der ge messenen RGB Spannungswerte und die umgerechneten R
63. adiometry URL http www gtc org uk Stand 15 02 2014 Schenke G 2013 Lampen URL http www et inf fho emden de Stand 15 02 2014 Schmid Gaiser Stefan 2010 Farbwiedergabe URL http www elektro wissen de Elektronik farbwiedergabe html Stand 06 01 2014 Schmidt F Kr ger U 0 J Eigenschaften von digitalen 1 Chip CCD Kameras bei der Anwendung zur Farbbeurteilung und Farbdarstellung URL http www technoteam de Stand 15 02 2014 Schrom Christian 2014 0 T URL http www machhell de index php cat 21 amp product 4050300296692 amp sidDE5307DD1FA443 FEA85C24ECC973B26A 76c0lqu2eh571k9if6glqmtelO Stand 22 12 2013 Schwandt Dr Friedrich Kr ger Tim 2014 Industriestrompreise in Deutschland in den Jahren 2000 bis 2013 in Euro Cent pro Kilowattstunde URL http de statista com statistik daten studie 155964 umfrage entwicklung der industriestrompreise in deutschland seit 1995 Stand 22 12 2013 Slezak Stefan 2010 Vor und Nachteile der LED Technik URL http www lampenladen24 de blog led die zukunft des s vor und nachteile der led technik html Stand 02 02 2014 Stefan 2004 Was sind LUMILEDS URL http www ledstyles de ftopic149 html Stand 10 01 2014 Stenzel Peter 0 J Argumente f r die Gl hbirne Informationen ber Gl hbirnen Halo gen Led amp Sparlampen URL http www gluehbirne ist org Stand 15 02 2014 Thomas Wildgruber 2013 Farbmodelle LAB URL http www
64. alle Scheinwerfer vom selben Typ und Hersteller verwendet werden Bei LED Stufenlinsenscheinwerfern kann man jedoch einen Wei abgleich Anpassung am Scheinwerfer Vergleich 1 und 7 als neuartiges Feature vornehmen und dadurch die Schwankungen im Farbspektrum angleichen Weiterhin sollen die Tests Vergleich 2 und 5 mit einem korrekt ausgef hrten Wei und Schwarzabgleich die M glichkeit des vollst ndigen Ersatzes von Stufenlinsenscheinwerfern mit Halogenleuchtmitteln durch LED Stufenlinsenscheinwerfer vom selben Typ und Herstel ler in einem Fernsehstudio darstellen 235 Dennis Jackstien 2014 schriftliche Mitteilung vom 10 02 2014 Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 61 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung Die Tests mit den gedimmten Vergleich 9 und 10 bzw mit Folie best ckten Scheinwerfern Vergleich 8 sollen die bliche Vorgehensweise in einem Fernsehstudio simulieren Dimmen von Scheinwerfern in Fernsehstudios ist absolut notwendig da auf allen Lichtpositionen die selbe Beleuchtungsst rke einzuhalten ist Weiterhin wird sehr oft versucht mit WD Folie White Diffusion ein angenehmeres weicheres Licht zu erzeugen und harte Lichtschatten zu vermeiden Das Licht wird durch die Folie gestreut und die Schatten werden somit weicher was in vielen F llen auf dem Bildschirm angenehmer und besser aussieht Auch dadurch kann es folglich
65. arbraum wird an dieser Stelle nicht weiter eingegangen Der o g CIELAB Farbraum ist ein Farbraum der den Bereich der wahrnehmbaren Farben abdeckt Dieser Farbraum ist auf Grundlage der Gegenfarbentheorie konstruiert Eine der wichtigsten Eigenschaften des L a b Farbmodells ist seine Ger teunabh ngigkeit Das heiBt die Farben werden unabh ngig von der Art ihrer Erzeugung und Wiedergabetechnik definiert Das Farbmodell ist in der EN ISO11664 4 genormt und wird durch ein dreidimensi onales Koordinatensystem beschrieben siehe Abb 6 9 L wei N z Ei S E Ex b blau schwarz L 0 Abbildung 6 Vollst ndiger CIELAB Farbraum Durch den o g CIELAB l sst sich nun ein Farbabstand Delta E ermitteln Der Farbab stand Delta E wird als Metamerie Index verwendet Das ist der Abstand zwischen den Farbkoordinaten die jeweils den beiden Farbeindr cken in einem dreidimensiona len Farbraum zugeordnet sind Dieser Metamerie Index Delta E wird in folgenden Abstu fungen als gut bzw schlecht bewertet siehe Tab 7 Delta E Bewertung 0 0 0 5 kein bis fast kein Unterschied 0 5 1 0 Unterschied kann f r das ge bte Auge bemerkbar sein 1 0 2 0 unmerklicher Farbunterschied 2 0 4 0 wahrgenommener Farbunterschied 4 0 5 0 wesentlicher Farbunterschied der selten toleriert wird gt 5 0 die Differenz wird als andere Farbe bewertet Tabelle 7 Bewertungstabelle f r den Metamerie Index 50 htt
66. auch eine Amortisation laut Kapitel 4 3 1 nach 3 66 Jahren ein Dies liegt unter anderem jedoch auch daran dass sich durch die geringe W rmeabstrahlung des kalten LED Lichts Klimaenergie f r K hlung der Umgebungstemperaturen einsparen l sst Die Vorteile der LED Technologie sind heutzutage schon so enorm dass es nicht mehr lan ge dauern wird bis man in fast allen Bereichen der Beleuchtungsindustrie diese Technologie finden wird Eine Ausnahme bilden aufwendige Au enaufnahmen On Location durch die Gr e und das Gewicht bzw der geringen Beleuchtungsst rke der neuartigen Scheinwer fer Speziell in Fernsehstudios passiert aktuell jedoch schon ein Wandel hin zur LED Technologie und weg von stromintensiven konventionellen Lampensystemen Die kaufm n nischen Vorteile sind einfach zu groB was sich unter anderem in enormen Einsparungen in der Energiebilanz niederschl gt Somit kann in Zukunft effizienter gearbeitet und damit die Bilanz der Arbeitsprozesse weiterhin optimiert werden Somit sind heutige LED Stufenlinsenscheinwerfer von diesem Typ f r ein Fernsehstudio schon vollst ndig einsetz bar Es ist zu erwarten dass konventionelle Scheinwerfer in Zukunft in diesem Bereich voll st ndig abl sen werden 28 Dennis Jackstien 2014 schriftliche Mitteilung vom 14 01 2014 29 Zieseni et al 2009 S 76 291 http www stuttgarter zeitung de inhalt neue swr studios der moderator greift in die luft 67fe2cd8 ee15 4a5e b557 52369
67. b wurde eine weiterer g ngiger Code der ANSI Code American National Standards Institute entwickelt Auch hier wird die Spezifikation mechanisch elektrisch und photometrisch f r einen hersteller bergreifenden Austausch garantiert Beispielsweise hat ein typisches Leuchtmitteltyp in einem Fernsehstudio mit LIF Code CP71 einen ANSI Code von FKJ f r ein 1000W 230V Leuchtmittel 2 2 2 Lichtquellen und Scheinwerfertypen in Fernsehstudios Scheinwerfer in Fernsehstudios sind sog selbstleuchtende Lichtquellen erster Ordnung da sie selbst Licht erzeugen Passive reflektierende Lichtquellen wie z B der angestrahlte Mond oder Katzenaugen sollen in der vorliegenden Arbeit nicht betrachtet werden berblick der Scheinwerfertypen f r Fernsehstudios t Hier Im Folgenden werden die speziellen Lichtquellen f r ein Fernsehstudio kurz erl uter bei werden nur Lichtquellen erl utert die f r das Verst ndnis als wichtig betrachtet wurden Weiter Ausf hrungen sind in der Anlage E zu finden Lichtquellen z B f r allgemeine Be leuchtung werden hier ebenfalls nicht weiter erl utert Parabolspiegelscheinwerfer PAR Scheinwerfer Der PAR Scheinwerfer ist eine sehr h ufig als Effektlicht verwendete Lichtquelle in Fernseh studios Hierbei wurde g nzlich auf Linsensystem verzichtet um einen hohen optischen Wir kungsgrad zu erreichen Das Leuchtmittel sitzt hierbei direkt im Brennpunkt eines 37 http www hbernstaedt de knowho
68. bildung 71 Selbstentwickelter Colorchecker des Test 5 ARRI 6504 L7 T WB am OCP 2 76 o o o o 1 00 Farbabweichung AE o o 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Colorchecker Farben Abbildung 72 Farbdifferenzen Delta E f r Test 5 Anlagen XLVIII CIELAB2000 bei A 10 TEST6 Farbwiedergabevergleich sRGB ARRI 650 L7 T WB auf 100 ARRI 6504 ME EE 182 134 L7 T WB auf 100 96 73 46 151 136 242 WISS 4 08 3 56 215 190 194 175 Abbildung 73 Selbstentwickelter Colorchecker des Test 6 ARRI 650 L7 T WB auf 100 liil Jid 3 4 5 6 7 8 9 1011 22 13 M 15 16 17 18 19 20 2 2 23 24 Colorchecker Farben Farbabweichung AE Abbildung 74 Farbdifferenzen Delta E f r Test 6 Anlagen XLIX CIELAB2000 bei A 10 Farbwiedergabevergleich sRGB ARRI 650 L7 T mit WB am Scheinwerfer auf WB von Halogen REF 100 ARRI 6504 100 75 SUM 182 134 126 L7 T mit WB am Scheinwerfer auf WB von Halogen REF 100 98 73 55 132 135 116 202 116 202 112 243 242 193 195 195 243 242 193 194 195 Abbildung 75 Selbstentwickelter Colorchecker des Test 7 ARRI 650 L7 T mit WB am Scheinwerfer auf WB von Halogen REF 100 o o B o 2 0 Farbabweichung AE o o 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Colorchecker Farben Abbildung 76 Farbdifferenzen Delta E f r Test 7 Anlagen L CIELAB2000 be
69. biniert Dadurch wird das energiereiche kurzwellige blaue Licht teilweise vom Farbstoff absorbiert Nach anschlieBender Rekombina tion wird ein langweiligeres energie rmeres gelbes Licht emittiert Da nicht der gesamte Blauanteil absorbiert wird ergibt die resultierende additive Farbmischung der Spektralfarben weiBes Licht siehe Abb 27 1 Phosphor wei es Licht Abbildung 27 Funktionsweise einer LUMINESZENZKONVERSIONS LED Durch dieses Verfahren k nnen eine bessere Farbwiedergabe und unterschiedliche Farb temperaturen erzeugt werden Die L cken im Spektrum sind gr tenteils ausgeglichen und zeigen einen h heren Farbwiedergabeindex siehe Abb 28 152 Jackstien 2013 S 17 153 Attp www led info de grundlagen leuchtdioden weisslicht led lumineszenz konversion htmi Stand 30 01 2014 154 Attp Icommons wikimedia org wiki File LED_weiss_P_blau svg Stand 30 01 2014 Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 36 380 Abbildung 28 Spektrum einer LUMINESZENZKONVERSIONS LED 3200 K Weiterhin k nnen durch die Dosierung des Farbstoffes die spektralen Anteile der Farbmi schung sowie die Farbtemperatur so variiert werden dass weitere Farbt ne von Wei oder zum Beispiel auch Magenta emittiert werden k nnen Die so entstandenen Farbt ne bewe gen sich in der CIE Normfarbtafel auf einer Mischgeraden zwischen zwei Farben LED ARRAYs Viele Lampenhersteller verwenden bei der Produktion von
70. bt es keine Langzeitstu dien Schwankungen in Lichtfarbe Durch Schwankungen und Ungenauigkeit in der Produkti on bzw durch die Temperaturen w hrend des Betriebs sehr gerichteter Abstrahlwinkel Selbst ohne Reflektor nur Abstrahlwinkel bis 140 Entz ndung der Netzhaut und Augen Durch das kurzwellige Blau oder Wei licht von Hochleis sch den bei sehr langem Hineinsehen tungs LEDs je gr er der Blauanteil desto h her das Risiko keine Hinweispflicht Wenn Defekt dann kompletter Ver Weil Reparaturen sehr aufwendig bis unm glich sind lust einzelne LEDs nicht ersetzbar Empfindlichkeit gegen ber Mikrowel Sie wird hervorgerufen durch die hohe Ladungstr ger lenstrahlung mobilit t in den verwendeten III V Halbleitermaterialien e Hoher Verbrauch an Edelmetallen F r jedes neue LED Leuchtmittel erneut ben tigt Stich Gold Kupfer seltene Erden usw f r wort mehrfach Anordnung in LED ARRAYs die notwendige Elektronik Keine einheitlichen Normen und we Es besteht keine Pr fpflicht von LED Produkten Herstel nige Hinweispflichten ler m ssen anhand einer Risikobeurteilung selbst ent scheiden Meist nur eine begrenzte Einsatztem Da geringe Sperrschichttemperatur im Halbleiter peratur Elektrosmogbelastung durch PWM Laut KO TEST berschreiten LEDs die TCO Norm die f r Pulsweitenmodulation Computermonitore erlaubt ist um mehr als das Zehnfache Tabelle 15 Na
71. ch die j hrlichen Einspa rungen eine Amortisation nach 3 66 Jahre ein Jedoch k nnen die z Zt noch ungenauen Kosten f r Wartung Pflege und Personalschulungen sowie f r Zubeh r DMX Kabel gr e re Lichtstellpulte Booster neuere Software die Einsparungen noch beeinflussen Wenn man dies auf gr Bere Sendeanstalten bertr gt k nnten enorme Kosten eingespart werden Zus tzlich tr gt man zum Umweltschutz bzw der Energiewende bei und nebenbei wird der eigene Strombedarf noch optimiert Ein weiterer gro er Vorteil ist dass man alle Funktionen des LED Stufenlinsenscheinwerfers mit Hilfe eines DMX Signals von einem Lichtpult aus steuern kann Dies bedarf nat rlich der Zufuhr eines zus tzlichen DMX Kabels beim Aufbau Mehraufwand Somit ist es bei LED Stufenlinsenscheinwerfern m glich zentral und einheitlich eine Farbkorrektur mit Hilfe der Gr n Magenta Korrektur vorzunehmen Dar ber hinaus kann man das vollst ndige Farb spektrum dieser Scheinwerfer mit Hilfe der Farbtemperatur anpassen Somit wird aus einem Kunstlichtscheinwerfer mit einem Handgriff einen Tageslichtscheinwerfer siehe 2 2 Dies hat den Vorteil dass keine speziellen Farbfolien f r die Farbkorrektur mehr braucht werden Dies spart Zeit beim Einleuchten und Anpassen der Scheinwerfer da keine Leiterarbeit mehr notwendig ist AuBerdem spart man sich zus tzliche Scheinwerfer mit verschiedenen Farb temperaturen und somit Geld Des Weiteren sind diese neuartigen Sch
72. cheinwerfer vom Typ L7T Hierzu wurden alle technischen und photometrischen Daten in der Anlage J aufgelistet Es gab noch die Absicht weitere LED Stufenlinsenscheinwerfer anderer Hersteller im kon kreten Fall die Sola 6 von Litepanels und die LED LEONARDO 120 W von Desisti zu testen Diese neuartigen LED Stufenlinsenscheinwerfer waren zum Studiotest zwar verf gbar aber leider nicht einsatzf hig womit sich der Referenzvergleich mit diesen LED Stufenscheinwerfern aus diesem Grunde nicht realisieren lie und einem sp teren Test vor behalten bleibt 219 ygl http calc arri de calculator Stand 15 12 2013 220 Jackstien 2013 S 17 221 http www gtc org uk tlci results aspx Stand 18 12 2013 Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 54 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung 4 2 Beschreibung der Vergleichsmethode f r den Fern sehstudiotest In diesem Kapitel werden der Versuchsaufbau und die verwendete Testmethode dargestellt Diese ist a m S neuartig sehr innovativ pragmatisch sowie f r den Einsatz im laufenden Sendebetrieb eines Fernsehstudios geeignet und wurde f r die vorliegende Arbeit entwickelt Gute Methode um schnell einen Vergleich durchzuf hren Viel besser als z B mit dem Farbtemperaturmessger t zu pr fen Es geht hier dann im Praxisfall auch nicht um die 2 Stelle nach dem Komma sondern eine gute brauchbare Absch tzung Daf
73. cheinwerfern im Speziellen durch die Faktoren W rme und K hlung stark be grenzt 3 1 2 Eigenschaften und Farben von LEDs Einzelne LEDs k nnen verschiedene Farben emittieren und senden nur sehr wenig IR und UV Strahlung aus Dabei ist die spektrale Remissionskurve sehr schmalbandig fast linienar tig Aus diesem Grund wird diese Lichtquelle als Linienstrahler bezeichnet der monochrome Strahlung aussendet F r die Erzeugung einer Farbe werden verschieden Galliumverbindun gen ben tigen siehe Anlage F Somit h ngt die Farbe einer Leuchtdiode wesentlich vom Bandabstand des eingesetzten Halbleitermaterials ab und entspricht direkt einer be stimmten Wellenl nge A bzw dem Kehrwert der Frequenz der emittierten elektromagneti schen Strahlung Mit der Additive Farbmischung einzelner LEDs k nnen weitere Farbe erzeugt werden Weiterhin k nnen LEDs durch die Summe einzelner Farben wei es Licht emittieren Dabei unterscheidet man drei verschiedene Verfahren der Additiven Farbmischung 144 Dennis Jackstien 2014 schriftliche Mitteilung vom 14 01 2014 145 Uwe Gebauer 2014 schriftliche Mitteilung vom 02 02 2014 146 Dennis Jackstien 2014 schriftliche Mitteilung vom 14 01 2014 147 http de wikipedia org wiki Leuchtdiode Aufbau Stand 30 01 2014 Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 34 MULTI LED Bei Multi LEDs wird die Farbe Wei aus den drei Grundfarben Rot Gr n und Blau gemischt Daf r wird eine
74. chert Ein Transistor wandelt die Ladung in Span nung um und stellt diese Spannung dem Signalprozessor zur Verf gung CMOS Bildsensoren sind g nstiger in der Fertigung und verbrauchen weniger Strom als CCD Sensoren Auch kann ein CMOS Sensor gleich als Analog Digital Wandler fungieren und Kameraeinstellungen wie den Wei abgleich kontrollieren I Parameter weiterer konventioneller Scheinwerfer Folgend die Tab 30 mit den wichtigsten technischen Daten des ARRI True Blue T1 Parameter Beschreibung Lampenkopf Fresnel 1000 W Lampentyp 230 V 1000 W FKJ 650 W FKH 120 V 1000 W EGT 750 W EGR 500 W EGN Stromverbrauch 1000 W 750 W 650 W 500W 230V 120V Ja O 100 6 per externem Dimmer Schuko Stecker Spannungsbereich Dimmbarkeit Kabel Optionen Farbtemperatur 3200K Abstrahlungswinkel 10 54 Gewicht 6 0 Kg 357x323x216 mm Tabelle 30 Technische Daten des ARRI True Blue T1 Gr e HxBxT Die photometrischen Daten eines ARRI True Blue T1 mit einem CP71 1000 W 230 V Brenner fasst Tab 31 zusammen Parameter Abstand 3m in FST Abstand 3m in SST Lichttech Gr en 2428 Ix 25357cd 14927lm 15816 Ix 69819cd 2403lm Abstrahlwinkel 50 9 6 Durchmesser 2 8m 0 5 m Tabelle 31 Photometrischen Daten des ARRI True Blue T1 Im Teststudio der HSMW waren berwiegend etwas ltere Stufenlinsen des Typ
75. cht Nur bei EB Produktionen und aktueller Berichterstattung Kamerakopflicht Eigentlich zu geringe Lichtleistung und zu kleiner Abstrahlwinkel sieht man h ufig im Fernsehen bei aktuellen Berichten an den Gesichtern gt wird aber gern von den Kameraleuten genommen leicht und sparsam Akku Handlampe Nur eine Erg nzung aber kein Ersatz f r herk mmliche HMI Handlam pen es fehlt schlicht an Lichtleistung Fl chenleuchten Vollwertiger Ersatz f r das KinoFlo Konzept Leuchtstofflampe Teilweise mit Standard Kamera Akku zu betreiben und daher breites Einsatzfeld Als B hnen oder Studiobeleuchtung nicht im Einsatz da noch kein passendes Ger t ge funden und die Investitionen in die Millionen gehen Welche Erfahrungen hast du mit dieser Technologie gemacht Als Personenlicht Deko und Effektlicht siehe oben Sehr sch n ist die stufenlose Regelung von Lichtfarbe und Leuchtst rke direkt am Ger t oder auch ber DMX Ca 50 der bei uns getesteten LED Leuchten sind an der Praxis vorbei konstruiert zu schwer zu gro zu laut nur f r innen ungleichm ige Ausleuchtung u Die LEDs altern schnell Dann ist die Farbtreue extrem eingeschr nkt und die Einzel LEDs k nnen meist nicht getauscht werden gt Komplettverlust Die Gleichm igkeit der Ausleuchtung ist ohne Zusatztechnik beschr nkt Bis vor kurzen war an jeder LED Taschen Lampe zu lesen NICHT IN DEN LICHTSTRAHL SCHAUEN da dem Lase
76. chte html Stand 30 01 2014 926 http www licht de de info und service licht specials led das licht der zukunft die lichtquelle led geschichte der led Stand 30 01 2014 327 http de wikipedia org wiki LeuchtdiodestGeschichte Stand 30 01 2014 928 http www licht de de info und service licht specials led das licht der zukunft die lichtquelle led geschichte der led Stand 30 01 2014 9 Ebd 322 Anlagen XXXII Substrates durch ein transparentes GaP Substrat erreicht Diese Transparent Substrat Dio den TS AllnGaP waren mit ca 40 Im W zur Jahrtausendwende die effektivsten verf gba ren Leuchtdioden Ab diesem Zeitraum wurden LEDs stetig in Effizienz und Lichtausbeute weiter entwickelt So erreichten im Jahre 2006 erste LEDs eine Lichtausbeute von 100 Im W somit wird ihre Effi zienz zu diesem Zeitpunkt nur noch von Gasentladungslampen bertroffen Seit 2009 wurde von der Firma Nichia eine LED entwickelt die eine angegebene Lichtausbeute von 160 Im W besitzt Das Unternehmen Cree berichtete im Februar 2010 ber eine Labor Prototyp LED die bei einer Farbtemperatur von 4579 K und Raumtemperatur circa 208 Im W erreichte Im Oktober 2011 konnte Osram Prototypen einer roten LED vorstellen die bei 609 nm und Nennstrom von 350 mA eine Lichtausbeute von 168 Im W erreicht Weiterhin stellte das Unternehmen Cree ende Dezember 2012 eine LED mit 200 Im W vor Wie be reits erw hnt ist die neuste Entwicklu
77. chteile der LED Technologie Zusammenfassend kann man sagen dass wie im Kapitel 3 1 1 bereits erw hnt durch Opti mierung der K hlverfahren eine h here Lichtausbeute und ebenfalls eine l ngere Lebens dauer zu erwarten sind Dies hat a m S zur Folge dass weniger Rohstoffe verbraucht werden m ssen da weniger Ersatz f r Totalausf lle durch berhitzung erforderlich ist Zu s tzlich sollte man weiterhin a m S den Billig Markt Sektor einschr nken und geregelte Pr fnormen und Vorschriften einf hren Dieses Vorgehen k nnte eine Preissteigerung zufol 195 http www lichtmacherei de nachteile der led htm Stand 30 01 2014 TR http www baua de de Produktsicherheit Produktgruppen Elektrische Produkte LED Roehrenlampen html Stand 30 01 2014 http www gluehbirne ist org tests php oekotest1111 Stand 30 01 2014 Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 44 ge haben die aber a m S f r diese hochentwickelte Technologie durchaus angemessen und vertretbar ist Einsatzgebiete der LED Lichttechnologie Diese obengenannten Vorteile er ffnen v llig neue und vielseitige Einsatzgebiete dieser Technologie In Tab 16 sind beispielhaft verschiedene Anwendungen und Einsatzgebiete aufgelistet Einsatzgebiet Anwendungsbeispiel Allgemeinbeleuchtung Standardlampen etc f r Innenraum oder Au enraumbe leuchtung sowie f r Stra en Park und Parkplatzbe leuchtung Museums und Vitrinenbeleuchtung
78. chtung Somit w r de ein Ersatz dieser konventionellen Halogen Stufenlinsenscheinwerfer durch energieeffizi entere LED Stufenlinsenscheinwerfer gleichen Typs viele Vorteile mit sich bringen Aus diesem Grunde ist der konventionelle Halogen Stufenlinsenscheinwerfer als Referenz scheinwerfer und der LED Stufenlinsenscheinwerfer als Vergleichsscheinwerfer f r diesen Studiotest gew hlt worden Im anschlieBenden Kapitel sollen diese Versuchsobjekte n her beschrieben und deren technische Parameter erl utert werden 4 1 1 Parameter der konventionellen Stufenlinsenscheinwerfer Konventionelle Stufenlinsenscheinwerfer siehe 2 2 2 in einem Fernsehstudio sind vorrangig mit einer Halogengl hlampe siehe 2 2 1 versehen In dem f r diese Arbeit realisierten Stu diotest wird sich auf dieses Leuchtmittel beschr nkt Tageslichtscheinwerfer werden an die ser Stelle nicht weiter betrachtet Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 50 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung Im Vergleichsversuch wurde der konventionelle Stufenlinsenscheinwerfer vom Typ 650Plus der Firma ARRI siehe Abb 36 als Referenzlichtquelle gew hlt Dieser weist ungedimmt bei ann herndem Abstand hnliche photometrische Daten wie zu vergleichende LED Stufenlinsenscheinwerfer auf Abbildung 36 Konventioneller Stufenlinsenscheinwerfer vom Typ ARRI 650Plus blicherweise werden jedoch in F
79. d 30 01 2014 332 Vgl http de wikipedia org wiki Leuchtdiode Geschichte Stand 30 01 2014 333 Vgl Ebd 334 Ebd 335 ygl http www cree com led components and modules products xlamp arrays directional media Files Cree LED 20Components 20and 20Modules XLamp Data 20and 20Binning XLampMKR paf Stand 30 01 2014 336 nttb de wikipedia org wiki LeuchtdiodestGeschichte Stand 30 01 2014 337 http www ledshift com News artikel QLEDs Lichterzeugung mit Quantum Dots html Stand 30 01 2014 338 http de wikipedia org wiki Leuchtdiode Geschichte Stand 30 01 2014 Anlagen XXXIII Aktuelle Trends sind in der Beleuchtung die Kombination von LEDs mit einem intelligenten Lichtmanagement welches durch dynamische Steuerung der Beleuchtung eine Anpassung des Lichts auf den Biorhythmus Tageslicht und die Anwesenheit des Menschen reali siert H Grundlagen Kamerasensoren Signaltrennung vor dem Kamerasensor Optische Signaltrennung rtliche Signaltrennung Zeitliche Trennung Das Spektrum wird durch optische Ma nahmen so aufgeteilt da verschiedene Empf nger das Signal gleichzeitig erfassen k n nen Strahlteilerw rfel mit dich roitischen Spiegelfl chen Prisma Gitter Verschieden angepa te Empf nger werden nebeneinan der angeordnet sodass die Signalerfassung nur angen hert an einem Ort stattfindet 1 Chip CCD Matrizen Bayer Matrix Dreibereichssensoren Appl
80. d ARRI L7C im Vergleich 72 Tabelle 26 Beispielrechnung f r Einsparungen durch den Austausch Einsatz mit LED Stufenlinsenscheinwerfern 44444444440Rnnnn nn nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 73 Tabelle 27 Wesentliche Eigenschaften der bedeutendsten Leuchtmittel f r Fernsehstudios T E XXVII Tabelle 28 Materialsysteme der LEDs verschiedener Farben ss XXX Tabelle 29 Einteilung der Verfahren f r Kamerasensoren ssssesesssese XXXIII Tabelle 30 Technische Daten des ARRI True Blue T1 esseeeseess XXXIV Tabelle 31 Photometrischen Daten des ARRI True Blue T1 seessessssess XXXIV Tabelle 32 Technische Daten des Quartzcolor Polaris ssesseessssss XXXV Tabelle 33 Photometrischen Daten des Quartzcolor Polaris XXXV Tabelle 34 Technische Daten des ARRI L7T esseeeenn XXXVI Tabelle 35 Photometrischen Daten des ARRI L7T ssessseeeeeeene XXXVI Vorwort und Danksagung XV Vorwort und Danksagung In bereits von mir absolvierten Praktika und Praxiseins tzen bei Veranstaltungen sowie Film und Fernsehproduktionen musste ich feststellen dass die jeweilige Beleuchtungstechnik einen betr chtlichen Energiebedarf und volumin sen Umfang verursacht Der Aufwand f r den Trans
81. den Jede der hier vorgestellten LED Typen ben tigt f r den Betrieb spezielle Wandler bzw Vor schaltger te Hierbei werden blicherweise ein Gleichrichter und ein Vorschaltkondensator verwendet Weiterhin wird zus tzlich ein Widerstand zur Strombegrenzung und ein weite ren Kondensator eingesetzt die den Gleichrichter bzw die LED vor dem vom Vorschaltkon densator verursachten Einschaltstromsto sowie vor berspannungsimpulsen im Netz sch tzt Seit 2006 werden LED Module als Wechselstrom LEDs vermarktet die auf der ohnehin zur W rmeableitung n tigen Metallkern Leiterplatte auch einen Br ckengleichrich ter unterbringen Dadurch ist jedoch eine Gl ttung des Gleichstroms und damit der Lichtst r ke nicht mehr m glich Neuste LED Entwicklungen verwenden ein einfaches Kondensatornetzteil im Lampensockel der als ein Spannungswandler f r den Betrieb an 240 V fungiert 139 Attp web tradekorea com upload_file2 sell 28 S00027228 30W_HB_COB_LED Al Oxide jpg Stand 30 01 2014 140 Vgl http de wikipedia org wiki Leuchtdiode Stand 30 01 2014 141 Ebd 142 Ebd m Vgl http www cree com News and Events Cree News Press Releases 2013 February 276 LPW Stand 30 01 2014 Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 33 Zusammenfassend kann festgestellt werden dass die W rmeableitung bei LEDs ein grund legendes bauformabh ngiges Problem darstellt Dies beeinflusst die Parameter Farbe
82. den dass LED Stufenlinsenscheinwerfer bereits heute eine kosten und energieg nstige Abl sevariante f r bisherige konventionelle Halogenstufen linsenscheinwerfer sind Ein Ausblick ber perspektivisch weiterf hrende Untersuchungen und Aufgaben soll die vor liegende Arbeit abschlieBen Geck 2011 S 31 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 3 2 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios Licht ist f r den Menschen von grunds tzlicher Bedeutung Ohne das nat rliche Licht der Sonne w re auf unsere Erde erst gar kein Leben entstanden Licht beeinflusst das Wohl befinden und die Stimmung des Menschen Licht ist f r diverse Beleuchtungssituationen zum Ausleuchten beispielsweise des Aufnah meraums einer Filmproduktion bzw der B hne eines Fernsehstudios unabdingbar Deshalb besch ftigt sich das folgende Kapitel grundlegend mit den Eigenschaften von Licht und des sen Parametern Weiterhin werden die lichttechnischen Gr Ben und Einheiten sowie die Grundlagen der Farbmessung dargelegt Hierbei wird auf die Grundlagen der Optik und ihrer Parameter sowie auf die Farbmetrik nur kurz eingegangen AbschlieBend werden die Grund lagen bzw Grundbegriffe der Beleuchtung in Fernsehstudios an Hand von den dort bli cherweise verwendeten Lichtquellen bzw Scheinwerfertypen und dessen Leuchtmittel erl utert 2 1 Grundlagen und Grundbegriffe der L
83. die derart hohe Anforderungen an die Lichtqualit t stellt wie die Film und Fernsehlichtbranche Farbmischsysteme in der Allgemein oder Eventbeleuchtung sind oft viel einfacher aufgebaut als beim ARRI L7 und erreichen niemals dessen Lichtquali t t Das m ssen sie f r die Allgemeinbeleuchtung auch nicht Anlagen LX Auszug aus dem Interview vom 02 02 14 mit Uwe Gebauer Wer bist du was machst du Uwe Gebauer gelernter Elektromonteur ausgebildeter Meister f r Veranstaltungstechnik Beleuchtung und B hnenbeleuchtungsmeister angestellt bei einer Rundfunkanstalt als Be leuchter Bet tigungsfeld Fernsehen B hnenshow EB und Studio Produktion Sport bertragung Rock amp Roll Open Air und B hne Aufgabengebiet Planung und Durch f hrung von Produktion inkl Material Personal und Design Was ist deine Meinung zum Thema LED und LED Stufenlinsenscheinwerfer Thema LED LED ist zum jetzigen Zeitpunkt in der Beleuchtungstechnik Personenlicht nur eine Erg nzung aber kein Ersatz ZZ wird ein gro er Rummel um diese Technik gemacht obwohl diese in der Praxis noch weit entfernt von der konventionellen Technik ist Die Werbung der Hersteller sind teilweise berzogen was bei n herer Betrachtung der Datenbl tter falls vorhanden aber zu erkennen ist Es fehlt jede Art von Langzeitstudie in Bezug auf Haltbarkeit und Wirtschaftlichkeit Die eingesparten Energiekosten werden durch extrem hohe Anschaffungskosten di
84. e leuchtungsst rke in Fernsehstudios ber eine gro e Fl che konstant gehalten werden wof r ein gro er Lichtkegel und somit gro e Abst nde erforderlich sind Diese Parameter sind je doch bauartbedingte Vorgaben eines Scheinwerfers siehe Kapitel 2 2 2 d Abbildung 9 Formel zur Berechnung der Beleuchtungsst rke 9 Lichtst rke Die Lichtst rke Candela cd ist die mit der spektralen Hellempfindlichkeit des Auges ge nauer eines genormten 2 Standard Beobachters gewichtet Strahlungsleistung einer Licht quelle pro Raumwinkel sozusagen der Lichtstrom pro Raumwinkel 84 Abbildung 10 Formel zur Berechnung der Lichtst rke zi Raumwinkel Q Der Raumwinkel Steradiant sr wird durch ein B ndel von einem Punkt ausgehender Strah len gebildet und beschreibt somit die Verteilung des Lichtstromes in die einzelnen Richtun gen des Raumes Afr Abbildung 11 Formel zur Berechnung des Raumwinkels 63 58 http de wikipedia org wiki Lichtstrom Stand 08 01 2014 59 Vgl Ackermann 2006 S 102 e http de wikipedia org wiki Beleuchtungsst C3 A4rke Stand 08 01 2014 1 http de wikipedia org wiki Lichtst 9C396A4rke Photometrie Stand 08 01 2014 Vgl Zieseni et al 2009 S 20 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 15 Messger te der Lichttechnik Die o g lichttechnischen Gr en k nnen mit unterschiedlichsten Messger ten ermit
85. e n tige Zusatztechnik und der h here Personalaufwand auf mittelfristige Sicht ausgehebelt Im Deko und Effektlicht hat sich die LED Technik teilweise schon durchgesetzt Thema LED Stufenlinsenscheinwerfer Ist mit noch keiner untergekommen und konnte somit damit noch nicht arbeiten Setz du Ihr Sie schon bei Produktionen ein Wenn ja f r welche und wo genau Ein satzgebiet wenn nein Warum NICHT Dekolicht hat sich LED durchgesetzt kleinere Bauma e besseres W rmemanagement gt Brandschutz fl chige Ausleuchtung m glich Nachteil Extrem hoher Aufwand zur Ansteuerung der LED Pult DMX Linien Buster F r Rock amp Roll nur bedingt geeignet da extrem empfindlich LED Videow nde teilweise im Einsatz wird von externen Firmen angeboten Nachteil Extrem hoher Aufwand zur Ansteuerung der LED Mindestabstand LED Wand Kamera sehr hoch ansonsten sehr pixelig Anlagen LXI Effeklicht Bis zum mittleren Leistungsbereich schon weit verbreitet Hohe Leuchtdichte bedingt eine GroBe Anzahl an Einzel LED daher z Z fast nur als Wash erh ltlich H ufiger Einsatz von Stripes an B hnenkanten oder vor R cksetzern Nachteil Studiotaugliche K hlung der LED sind sehr aufwendig schwer und teuer Baulich anderes W rmemanagement f r Outdoor Leuchten gt hohes Gewicht IP Klassifizierung extrem wichtig gt wird von den Herstellern eher auf die leichte Schulter genommen Personenli
86. e ur spr nglich analoge Version des digitalen YCbCr Diese analogen Farbsignale Rot Gr n Blau k nnen nun mit der bereits erw hnten Messtechnik der Bildtechnik vom Typ Grass Valley OCP 400 im Weiteren nur OCP genannt ausgewertet und bearbeiten werden Der Waveformmonitor Tektronix WFM 8300 stellt diese Farbsignale in verschiedenen For men dar Die im Test am h ufigsten verwendete Darstellungsform war die sogenannte Para de Diese kann die YPbPr Werte und die daf r ben tigenden YRGB Werte sehr gut darstellen Die genutzte YRGB Paradedarstellung stellt die einzelnen bertragen anlogen Farbwerte Rot Gr n Blau und Y f r Helligkeit nebeneinander mit einem Spannungswert in Millivolt dar siehe Abb 44 Abbildung 44 Waveformmonitor mit Parade Darstellung im YRGB Farbmodell einer Farbreihe des Color checkers Am Beispiel eines WeiBabgleichs Des Weiteren kann der Waveformmonitor diese Farbwerte auch in der sogenannten Vek torskop Darstellung anzeigen Diese ist f r das kalibrieren des Schwarzwertes eines Kame rabildes sehr hilfreich Ein solch modernes Messger t hat nat rlich noch viele weitere Darstellungs und Ablesefunktionen auf die in der vorliegenden Arbeit nicht weiter einge gangen wird Diese Nachbearbeitung des Kamerasignals an einer Bildtechnik mit einem Waveformmonitor erm glicht eine sehr pr zise Nachkorrektur der einzelnen RGB Werte der Kamera Da unter schiedliche Lichtquellen auch unterschiedlic
87. echnische Gesellschaft e V URL http www litg de publik imagesl litg 25 LiTG_Publ 13_Kurzbericht_CRF_WEB pdf Stand 30 01 2014 Hilberth Iris 0 J Wer erfand die Gl hbirne URL http www wissen de wer erfand die gluehbirne Stand 05 01 2014 Kohlenberg J rgen 2005 Farbwiedergabestufen URL http www code knacker de farbwiedergabestufen htm Stand 06 01 2014 Literaturverzeichnis XX Kottas Markus 2013 LEDSHIFT URL http www ledshift com Stand 15 02 2014 Landgraf Christian 2013 Nachteile der LED URL http www lichtmacherei de nachteile der led htm Stand 30 01 2014 Lenz Bj rn 2009 Leuchtmittel Ratgeber URL http www leuchtmittel ratgeber de Stand 15 02 2014 Lichtprofi 0 J o T URL http lichtprofi system shop at sitemap htm Stand 10 01 2014 Lindbloom Justin 2009 Useful Color Calculators and Informations URL http www brucelindbloom com index html Eqn DeltaE CIE2000 html Stand 30 01 2014 Litepanels 2014 Inca 12 Tungsten Fresnel URL http store litepanels com p inca 12 tungsten fresnel Stand 02 02 2014 Misholi Ariel 0 J Juddsche Gerade URL http www techniklexikon net d juddsche geraden juddsche geraden htm Stand 06 01 2014 Moser Michael Schneider Jan Ole 2013 Stundensatz der IT Engineering Freiberufler erreicht neuen H chstwert URL http www gulp de kb st stdsaetze sstext html Stand 22 12 2013 Nagel Dr Jelena Hennig Rob
88. edergabeparameter zwischen herk mmlichen Halogenstufenlinsenscheinwerfern und LED Stufenlinsenscheinwerfern untersucht werden Daf r werden geeignete Vergleichsme thoden und ein selbst entwickelter Versuchsaufbau bzw ablauf verwendet Die Bewertung der Farbwiedergabeparameter soll mit Hilfe einer verf gbaren Studiokamera durch Auswertung der RGB Signale erfolgen Dabei wird auf die Entwicklung und die Fort schritte dieser Fernsehkameratechnik im Besonderen die Kameraaufnahmechips in der vorliegenden Arbeit nicht n her eingegangen Sie dient lediglich als Messmittel um die licht technischen Parameter zu erfassen Einleitung 2 In der abschlieBenden Auswertung der Vergleichstests sollen die Vor und Nachteile von LED Stufenlinsenscheinwerfern herausgearbeitet werden Au erdem wird versucht einen Beweis zu erbringen dass die Farbwiedergabeparameter die Leistungsparameter sowie die Temperaturabh ngigkeit von LED Stufenlinsenscheinwerfern gleich oder g nstiger als Halo genstufenlinsenscheinwerfer sind Hierbei soll die von Mathias Geck im Jahre 2011 aufgezeigte Feststellung Der kritische Punkt der Farbwiedergabequalit t soll laut Angaben von Hersteller ARRI mit einem CRI von ber 90 auf einem sehr hohen Niveau liegen Es lieBen sich allerdings zu diesem Zeitpunkt nach intensiver Recherche keine unabh ngigen Studien finden welche diese Werte best ti gen weiterf hrend untersucht werden Es soll der Nachweis erbracht wer
89. egt werden kann siehe Abb 15 Abbildung 15 Innerer Aufbau eines Stufenlinsenscheinwerfers vom Typ ARRI 650Plus 98 Bewegt man diese Komponenten zur Linse hin wird der Abstrahlwinkel dieses Scheinwer fers immer gr er FST anders herum wird dieser Winkel eben immer kleiner SST Hier durch ist es m glich den Abstrahlwinkel in einem sehr gro en Bereich zu ver ndern siehe Abb 16 Abstand a i go Abstand c Abbildung 16 Variation des Abstrahlwinkels durch Abstand nderung zwischen Komponente und Stufenlinse 2r Vgl http de wikipedia org wiki Fresnel Linse Stand 10 01 2014 98 Vgl http www hbernstaedt de knowhow scheinwerfer linsen linsen htm Stand 10 01 2014 99 Vgl Ackermann 2006 S 101 190 http www hbernstaedt de knowhow scheinwerfer linsen linsen htm Stand 10 01 2014 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 24 Eine andere Form des Linsenscheinwerfers ist der Plankonvex Linsenscheinwerfer Die Funktionsweise und Einsatzgebiete entsprechen dem o g Stufenlinsenscheinwerfer obwohl dieser spezielle Scheinwerfertyp vornehmlich in Theatern eingesetzt wird Durch das andere Linsensystem entsteht ein sog Koronaeffekt wobei ein bl ulicher Rand um den Lichtkegel entsteht Dies wird bei Stufenlinsenscheinwerfer durch die andere Linse g nzlich beseitigt Diese Stufenlinsenscheinwerfer werden in Fernsehstudios blicherweise mit einem Halogen le
90. ei abgleich beeinflussen ARRI L7C mit einem Wei abgleich am OCP ARRI L7T ohne Wei abgleich am OCP Wei abgleich vom ARRI L7C Zielsetzung Teileinsatz in einem FS durch VSW Mischlichtsituation in einem FS Nach weis da keine Anpassung am VSW an den Wei abgleich des RSW Tabelle 22 Vergleichstests zwischen Referenzscheinwerfern und Vergleichsscheinwerfern mit Vergleichsbedin gungen und Zielsetzung Die Messungen wurden jeweils einzeln pro Scheinwerfer durchgef hrt und zum Zweck der Vergleichbarkeit in die o g Vergleichsgruppen 1 bis 11 zusammengefasst W hrend der einzelnen Tests mit den Scheinwerfern wurden die in Tab 23 zusammenge stellten Parameter bez glich Scheinwerfertemperatur Abstand Farbtemperatur und Leis tung gemessen bzw eingehalten Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 60 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung Parameter Temperatur am Scheinwerfer C Ab Farbtemperaturin Gedim Spann Strom stand K mt in96 ung V A Schein unten hinten Stufen Farbtafel inm Am Am Geh use Geh use linse Checker SW werfertyp ARRI L7C 29 22 22 17 2 54 3050 3110 230 0 66 ARRI 650 Plus 68 97 165 21 2 73 3120 3120 227 2 79 ARRI 650Plus mit 84 2 02 3070 3070 WD ee 32 53 170 19 2 30 2900 2950 73 Polaris ARRI True Blue T1 43 76 160 19 2 83 2950 3000 63 ARRI LIT
91. einwerfer in der Lage vollst ndig ges ttigte Farben darzustellen und dies auch stufenlos zu wechseln Somit k n nen diese Scheinwerfer auch als Effektlicht etc verwendet werden Dies erspart den Einsatz von herstellerfremden Scheinwerfern wie bei einem ausschlie lich konventionell betriebe nen Fernsehstudio Weiterhin werden f r LED Stufenlinsenscheinwerfer keine externen Dimmer mehr gebraucht Diese Scheinwerfer kann man direkt am Ger t stufenlos dimmen oder wie o g ber ein Lichtpult Dies erspart wiederum sehr viel Zeit beim Aufbau und Strom beim Betrieb der Dimmerpacks Des Weiteren kann f r die Verwendung im Studio auch auf einen Motorb gel mit Fokus Steuerung Pole Operation umger stet werden somit kann auch PAN TILT und FOCUS von der Ferne aus bedient werden Dar ber hinaus ist die Lebensdauer eines LED Stufenlinsenscheinwerfers im direkten Ver gleich rund 333 mal l nger als bei herk mmlichen Halogenleuchtmitteln Dies macht die Anschaffung und das umst ndliche Wechseln dieser Leuchtmittel berfl ssig und spart ebenfalls Geld und Zeit siehe Tab 25 274 Externer Dimmer f r mehrere Scheinwerfer Pack Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 75 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung Ein ebenfalls sehr groBer Vorteil ist die Temperatur der LED Stufenlinsenscheinwerfer im Gegensatz zu konventionellen Leuchtmitteln Diese sind rund 10
92. eln Diese sind f r viele Hersteller kaum bezahlbar somit m ssen andere Bins hinzu erworben werden Diese habe teilweise erhebliche Farbunterschiede siehe Abb 32 185 0 39 0 40 0 41 0 42 0 43 0 44 0 45 0 46 0 47 0 48 0 45 Abbildung 32 Einteilung der Farbklassen in die CIE Normfarbtafel 6 Hierbei entspricht zum Beispiel der Unterschied zwischen PO und NO etwa einer 1 8 CTO Folie Siehe Kapitel 2 1 1 der zwischen PO und MO sogar mehr als einer 1 4 CTO Folie Somit sind diese Farbunterschiede deutlich sichtbar Ein weiterer wichtiger Aspekt ist das Temperaturverhalten von LEDs da diese eine ausge pr gte Abh ngigkeit des Lichtstroms von der Temperatur zeigen Der Temperaturkoeffi 164 Jackstien 2013 S 10 165 ygl Jackstien 2013 S 12 166 Jackstien 2013 S 11 167 Ygl Ebd Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 39 zient ist abh ngig vom Material Die Strahlungsleistung f llt rein rechnerisch bei den meisten LEDs z B Rote und Gelbe LEDs bei einer Temperaturerh hung um 100 C auf weniger als die H lfte ab Wei e Gr ne und Blauen LEDs reagieren dagegen nicht ann hernd so stark auf einer Temperaturerh hung siehe Abb 33 Die in Kapitel 2 2 1 genannten Tem peraturstrahler verhalten sich genau umgekehrt Relative Luminous Flux Relative Luminous Flux 20 10 7 10 0 Tee com va i 3 cree com 25 s0 75 100 ns 180 5 75 100 125 15 Abbildung 33 Temperaturv
93. emperaturstrahler mit allerdings einer h heren Betriebstemperatur und damit wei erem Licht mit einer Farbtemperatur von 2800 K bis 3200 K Dies wird erreicht indem das F llgas bei Halogengl hlampen mit Jod oder eine Bromverbindung zugesetzt wird Dieses F llgas bewirkt dass der Verdampfungsprozess des Wolframs verlangsamt wird und es kommt zu einem sog Kreisprozess der die Schw rzung des Glaskolbens stark dezimiert Durch dieses F llgas ist die Betriebstemperatur einer Halogengl hlampe sehr hoch und muss dadurch sehr kompakt gebaut werden wodurch sich allgemeinhin die Gefahr des Plat zens des Leuchtmittels erh ht Diese kompakte Bauform erlaubt jedoch eine sehr gute Licht f hrung innerhalb des Leuchtmittels und hat somit zahlreiche Vorteile gegen ber der klassischen Gl hlampe siehe Tab 9 Kleines Bauvolumen H her Lebensdauer H here Farbtemperaturen Brillantes Licht Praktische keine Kolbenschw rzung H here Wirtschaftlichkeit vv V vvv Tabelle 9 Vorteile von Halogengl hlampen Weiterhin werden diese Halogenleuchtmittel in sog Reflektorgl hlampen unterschieden Hierbei ist f r ein Fernsehstudio die Pre glaslampe PAR zum Einsatz als Effektlicht von Bedeutung Diese bewirkt eine Lichtlenkung des Lichtes des Leuchtmittels durch ein auf der 71 Ris 2003 S 63 7 Vgl Ris 2003 S 65 7 Vgl Ris 2003 S 67 74 Vgl Ris 2003 S 69 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechni
94. en Energieersparnissen auch enorme Gewichtsvorteile mit sich Die neueste Errungenschaft in diesem Gebiet sind die in Kapitel 2 2 2 erw hnten LED Stufenlinsenscheinwerfer Hierbei gibt es vollst ndig neu entwickelte Modelle sowie einfa che LED Austauschleuchtmittel f r konventionelle Lichtquellen F r die vorliegende Arbeit wurden nur die vollst ndig neu entwickelten LED Stufenlinsenscheinwerfer als Lichtquellen betrachtet Diese erm glichen komplett neue Dimensionen der Lichtgestaltung und Beleuch tungstechnik f r Fernsehstudios sowie bei Au enaufnahmen Im Folgenden gibt Tab 17 einen Markt berblick ber diesen neuartigen LED Scheinwerfertyp mit den wesentlichsten Parametern der am Markt etablierten Hersteller und Produkte 188 Attp www elektroniknet de typo3temp pics 3db6b06f5a jpg Stand 30 01 2014 Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 46 PARAMETER f r Kunstlicht 3200 K Hersteller Beleuchtungs Strom Farbwieder Abstrahl und Produkt ER Kaufpreis st rke in Ix verbrauch gabe winkel ARRI mit FST 3m 656 220W 95 CRI 15 50 2 421 00 139 L7C Fresnel SST 3m 4996 Zylight mit FST 3m 726 100 W gt 97 CRI 16 70 1 773 31 F8 LED Fr SST 3m 5920 Litepanels FST 3m 1691 346 W E 67 15 4 018 28 mit Inca 12 SST 3m 11564 Desisti mit FST 3m 680 160 W 90 CRI 9 62 2 179 69 192 Leonardo SST 3m 8935 120 watt Lupolux mit FST
95. en Messgr en Lichtstrom Der Lichtstrom ist die lichttechnische Entsprechung zur Strahlungsleistung Die Strahlungsleistung auch Strahlungsfluss ist die Strahlungsenergie die pro Zeitspan ne von elektromagnetischen Wellen transportiert wird Wird diese Strahlungsleistung nur auf den sichtbaren Spektralbereich beschr nkt so wird dieser oft als Lichtstrom Lumen Im bezeichnet Er ber cksichtigt die wellenl ngenabh ngige Empfindlichkeit des menschlichen Auges Der Lichtstrom beschreibt somit die Lichtleistung des von einer Lampe in alle Richtungen des Raumes abgegebenen Lichtes Vgl http de wikipedia org wiki Strahlungsleistung Stand 07 01 2014 5 http de wikipedia org wiki Lichtstrom Stand 08 01 2014 5 Ris 2003 S 20 57 Vgl Zieseni et al 2009 S 19 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 14 P K m nuu 9 ES V A dA 380 nm Abbildung 8 Formel zur Berechnung des Lichtstroms Beleuchtungsst rke E Die Beleuchtungsst rke Lux Ix beschreibt die Menge des auf eine Fl che einfallenden Lichtstroms Sie nimmt nach dem fotometrischen Entfernungsgesetz bei gr er werdendem Abstand quadratisch ab In einem modern ausgestattenden Fernsehstudio mit modernen Studiokameras reicht eine Beleuchtungsst rke von 700lx vollkommen aus In der Praxis kann dieser Wert sogar noch um das vielfache verringert werden Jedoch sollte diese B
96. en Wellen l ngen nicht in gleichem Ma e reflektiert somit ndern sich der Farbeindruck und die Farbwiedergabe Farbwiedergabeindex Ra Diese o g nderung des Farbeindrucks bzw der Farbwiedergabe kann mit dem Farbwie dergabeindex beschrieben werden Unter Farbwiedergabeindex eng Colour Rendering Index CRI versteht man eine photo metrische Gr e mit der sich die Qualit t der Farbwiedergabe von Lichtquellen gleicher kor relierter Farbtemperatur beschreiben l sst Die abgek rzte Schreibweise f r den Farbwiedergabeindex ist R Dieser Farbwiedergabeindex Ra wird wie in Anlage A darge stellt berechnet F r Lichtquellen in farbkritischer Umgebung wie in Fernsehstudios wird ein Ra gt 90 also Farbwiedergabestufe 1A entsprechend Tab 6 gefordert Lampe Index Farbwiedergabestufe Gl hlampe Halogengl hlampen bis 100 1A R gt 90 LEDs Energiesparlampen Halogen Metalldampflampe 80 95 1B R 80 89 Standard Leuchtstofflampe universalwei 75 2A R 70 79 Standard Leuchtstofflampe hellwei 65 2B R 60 69 Quecksilberdampf Hochdrucklampe 45 3 Ra 40 59 Natriumdampf Hochdrucklampe 25 4 Ra 20 39 Tabelle 6 Farbwiedergabeindex mit Farbwiedergabestufe einiger bekannter Lichtquellen ud Eine Lichtquelle mit einer geringen Farbwiedergabe bzw einem geringen Farbwiedergabein dex besitzt nur einen bestimmten Teil des Spektrums der Strahlung im sch
97. en darstellen Werden LEDs in eine Lichtquelle eingebaut m ssen zus tzliche Verluste durch das not wendige Vorschaltger t 70 bis 95 Wirkungsgrad und evtl durch die o g Optik ber ck sichtigt werden Aktuelle Markenleuchtmittel erreichen Stand Januar 2014 unter Ber cksichtigung dieser Faktoren meist zwischen 50 und 110 Im W Sie sind damit etwa 3 bis 10 mal effizienter als herk mmliche Gl hlampen ca 10 14 Im W etwa 2 bis 6mal effizi enter als Halogenlampen ca 15 bis 20 Im W und hnlich effizient wie Leuchtstoffr hren ca 70 bis 90 Im W 9 AbschlieBend fasst Tab 13 die wichtigsten Parameter einer Leuchtdiode zusammen Parameter Wert Durchlassspannung 2V bis 4V je nach Lichtfarbe Durchlassstrom 10 mA 700 mA je nach Lichtfarbe bzw bei LED ARRAYs bis 1 500 mA Abstrahlwinkel 15 120 Temperaturbereich 40 C bis 100 C Tabelle 13 Wichtige Parameter einer Leuchtdiode je 76 Http de wikipedia org wiki Leuchtdiodes Wei C3 9Fe LED Stand 30 01 2014 77 http www cree com News and Events Cree News Press Releases 2013 February 276 LPW Stand 30 01 2014 78 http de wikipedia org wiki Leuchtdiode Wei C3 9Fe_LED Stand 30 01 2014 Dennis Jackstien 2014 schriftliche Mitteilung vom 10 02 2014 Stand 30 01 2014 9 http de wikipedia org wiki LeuchtdiodesfWei C3 9Fe LED Stand 30 01 2014 81 Dennis Jackstien 2014 schriftliche Mitteilung vom 10 02 2014 Stand
98. en nur bedingt w hrend einer TV Show den Wei abgleich beeinflussen da es im Sendebetrieb selten eine Rein Wei e Fl che zum Ausmessen der Farbanteile im Kame rasignal gibt Aber auch die Lampenhersteller k nnen im Vorfeld eine gewisse Einheitlichkeit ihrer Farbspektren beachten um solche Farbstiche zu vermeiden Genau hier wird in der vorliegenden Arbeit mit den Tests angesetzt und es werden die Unterschiede der Farbanteile RGB der o g spezifischen Scheinwerfertypen aufgezeigt siehe 4 1 In dem Studiotest wurden mit Hilfe der o g Signalkette und Messmittel 11 Vergleichstests zwischen Referenz und Vergleichsscheinwerfern durchgef hrt und die hierbei in Tab 22 dargestellten Ziele verfolgt Test Referenzscheinwerfer RSW Vergleichsscheinwerfer VSW Vergleichsbedingungen Zielsetzung f r ein Fernsehstudio FS ARRI650Plus mit einem Wei abgleich an der OCP ARRI L7C ohne Wei abgleich am OCP Wei abgleich vom ARRI650Plus sondern einer Anpassung am Scheinwerfer durch die vorhandene Einstellungsm glichkeiten Farbtempe ratur 3050K Dimmfunktion 9896 und Gr n Magenta Korrektur Green 0 25 Zielsetzung Teilersatz in einem FS durch VSW Mischlichtsituation in einem FS Nach weis dass eine Anpassung am VSW an den Wei abgleich des RSW m glich ist ARRI650Plus mit einem Wei abgleich an der OCP ARRI L7C ebenfalls mit einem Wei abgleich am OCP Zielsetzung Vollersatz in einem FS durch VSW gt Volllichtsituationen in
99. er LED Stufenlinsenscheinwerfer ARRI L7C repr sentativ f r die weite ren Untersuchungen im dem folgenden Kapitel verwendet werden Des Weiteren ist zu erwarten dass der LED Stufenlinsenscheinwerfertyp ebenfalls einer starken Produktentwicklung ausgesetzt sein wird und sobald die in Tab 15 genannten Nach teile der LED Technologie schrittweise berwunden werden in h here Leistungskategorien vordringt Bereits heutzutage finden diese neuartigen LED Stufenlinsenscheinwerfer Anwendung in verschiedensten Einsatzgebieten in Fernsehstudios Unter anderem werden Scheinwerfer dieses Typs im S dwestrundfunk Fernsehstudio in Stuttgart im Fernsehstudio des Mittel deutschen Rundfunk Th ringen unter Vorbehalt und wahrscheinlich im Neubau des Fernsehstudios der Hochschule Mittweida eingesetzt Es gibt jedoch auch noch sehr viele kritische Meinungen Widerspruch bzw Vorbehalte von Seiten der Beleuchtungsmeister und Lichttechniker renommierter Sendeanstalten und Fern sehstudios LED ist zum jetzigen Zeitpunkt in der Beleuchtungstechnik Personenlicht nur eine Erg n zung aber kein Ersatz Zurzeit wird ein gro er Rummel um diese Technik gemacht obwohl diese in der Praxis noch weit entfernt von der konventionellen Technik ist Ca 50 der bei uns getesteten LED Leuchten sind an der Praxis vorbei konstruiert zu schwer zu gro zu laut nur f r innen ungleichm ige Ausleuchtung u Als B hnen oder Studiobeleuchtung nicht
100. ergleich durchzuf hren Viel besser als z B mit dem Farbtemperaturmessger t zu pr fen Farbtemperaturmessger te geben die Farbe von LEDs oft verf lscht wieder Selbst ein teures Spektrometer als Messger t ist f r den konkreten Anwendungsfall in einem TV Studio nicht besser als der WFM Entscheidend ist doch was die Kamera sieht Das Spektrometer versucht in aller Regel das menschliche Auge abzubil den Genauer ist es das Testbild direkt durch eine Computersoftware analysieren und die RGB Werte ermitteln zu lassen ARRI macht es intern so aber diese Methode ist f r TV Studios mit oft knappem Zeitbudget und einen schnellen Test nicht zweckm ig Es geht hier dann im Praxisfall auch nicht um die 2 Stelle nach dem Komma sondern eine gute brauchbare Absch tzung Daf r ist die Methode ber WFM gut geeignet K nnen Sie prozentual grob einsch tzen Wie viel mehr Arbeitsaufwand in der Pro duktion von neuartigen LED Stufenlinsen gegen ber konventionellen Stufenlinsen steckt Bei einem Scheinwerfer wie dem L7 kommen Themen wie aufwendige Elektronik Mikropro zessoren Software Routinen Kalibrierung computerberechnete Optiken 3 bei jedem L7 und und und dazu die bei konventionellen Scheinwerfern nicht existierten Der Produktions aufwand ist um ein vielfaches h her Nat rlich gibt es auch einfache LED Stufenlinsen mit nur einer Farbe die oft in den selben Geh usen stecken wie sonst die konventionellen Scheinwerfer Hie
101. erhalten verschiedener LED Farben Eine Temperaturerh hung bewirkt somit nicht nur eine Verschiebung der Kennlinie sondern auch ein Wandern des Spektrums hin zu gr eren Wellenl ngen Somit ist die Lichtfarbe je nach Halbleitertyp mehr oder wenig von der Umgebungstemperatur abh ngig Sehr stark ist dies bei den Chipmaterialen mit hohem Rotanteil zusehen wodurch diese bei hohen Umgebungstemperaturschwankungen h ufiger dynamisch nachgeregelt werden m ssen Daher muss auf die wie in Kapitel 3 1 1 genannte K hlung besonders R cksicht genommen werden und ein W rmestau in einer LED vermieden werden LEDs strahlen jedoch im Ver gleich zu konventionellen Leuchtmitteln kaltes Licht aus sozusagen eine niedriger Tempera tur und somit wenig sch dlicher UV Strahlung Des Weiteren spielt die Alterung Degradation f r die Emissionseigenschaften einer LED eine entscheidende Rolle Im Allgemeinen nimmt die Intensit t der Emissionsstrahlung einer unter konstanten Bedingungen betriebenen Leuchtdiode kontinuierlich ab Dieses Ver halten h ngt vermutlich mit der Wanderung bzw Ausweitung von St rstellen im Kristall zu sammen Weiterhin wird das Kunststoffgeh use von LEDs durch die kurzwellige Strahlung von Blau sehr stark getr bt wodurch dieser Farbeanteil w hrend der Degradation erheblich 168 Vgl http www led info de grundlagen leuchtdioden temperatur html Stand 30 01 2014 169 Attp www led info de grundlagen
102. ern und wird in zwei Gruppen geteilt dem Washlight und dem Spotlight Diese Systeme bestehen aus einem Basisgeh use einem B gel Yoke und dem Kopf Head indem das Leuchtmittel sitzt Ein sog Washer entspricht am ehesten dem Lichtcharakter von einem Fluter und ent h lt h ufig ein stufenloses Farbmischsystem Der Spotlight Moving Head hnelt im Lichtcharakter dem Profilscheinwerfer und hat eine hnliche Ausstattung wie der o g Washer jedoch mit zus tzlich rotierenden Projektionsbil dern Gobos Diese Lichtquellen werden h ufig als Effektlicht oder Ersatz f r konventionelle Scheinwerfer eingesetzt 312 gl Ackermann 2006 S 82 313 Vgl Ackermann 2006 S 82 314 Vgl Ackermann 2006 S 85 315 ygl Ackermann 2006 S 86 Anlagen XXX F Materialsysteme der LEDs verschiedener Farben Farbe Wellenl nge A in nm Werkstoff Infrarot 760 Galliumarsenid GaAs Aluminiumgalliumarsenid AlGaAs Rot 610 lt lt 760 Aluminiumgalliumarsenid AlGaAs Galliumarsenidphosphid GaAsP Aluminiumgalliumindiumphosphid AlGalnP Galliumphosphid GaP Orange 590 lt lt 610 Galliumarsenidphosphid GaAsP Aluminiumgalliumindiumphosphid AlGalnP Galliumphosphid GaP Gelb 570 lt 590 Galliumarsenidphosphid GaAsP Aluminiumgalliumindiumphosphid AlGalnP Galliumphosphid GaP Gr n 500 lt lt 570 Indiumgalliumnitrid InGaN Galliumnitrid GaN Galliumphosphid GaP Aluminium
103. ert Apel Thomas Kilb Holger 2014 Verbraucherin formation zu Licht emittierenden Dioden URL http www baua de de Produktsicherheit Produktgruppen Elektrische Produkte LED Roehrenlampen html Stand 30 01 2014 Oebbeke Alfons 2013 LED light emitting diode im Lampen Magazin URL http www baulinks de Stand 15 02 2014 Ottmann Verena 2012 Bildsensoren in Digitalkameras URL http www pcwelt de ratgeber CMOS vs CCD Bildsensoren 5794727 html Stand 30 01 2014 Peters Matthias o J Was ist berhaupt ein CCD URL http www ccd sensor de html grundprinzip html Stand 30 01 2014 Placke Dr P o J Leuchtdichtemessung URL http www pepla de original texte leuchtdichtemessung htm Stand 18 12 2013 PLUSMUSIC B2B Shop 2014 DTS SCENA LED 150 WHITE 3 000 K FR URL http b2b plusmusic ch epages Plusmusic sf de CH ObjectPathz Shops Plusmusic Product s 16305264 Stand 02 02 2014 Literaturverzeichnis XXI Primrose Jon 1987 Polaris URL http www strandarchive co uk Stand 15 02 2014 Profot 2014 Lupolux Dayled LED Fresnelspot 1000 URL http www profotshop de index php category id 249 amp page shop product details amp product i d 2672 amp ltemid 70 amp option2com virtuemart amp vmcchk 1 amp ltemid 70 Stand 02 02 2014 Redeker Heinz Gerhard o J Vom Licht zur Beleuchtung Teil 2 Licht und Farbe URL http www elv de Stand 15 02 2014 Roberts Alan 2013 Practical Spectror
104. ese unter scheiden sich in ihrer Leistungsaufnahme dem Einsatzgebiet der Versorgungspannung durch den Aufbau die Gr Be und der Form des Leuchtmittels der Farbtemperatur Lebens dauer und ihrer Lichtausbeute Im Folgenden werden Leuchtmittel f r eine fernsehstudiorel evante Umgebung beschrieben und nur auf wenige wichtige Parameter eingegangen Nachstehend soll ein kurzer allgemeiner berblick zu Leuchtmitteln gegeben werden An schlie end werden die in einem Fernsehstudio eingesetzten Leuchtmittel n her beschrieben und es wird nur auf die wichtigsten einsatztypischen Parameter eingegangen berblick der Leuchtmittel f r Fernsehstudios blicherweise strahlen Leuchtmittel wie o g verschiedene elektromagnetische Wellen aus Diese bestimmen das Spektrum einer Lichtquelle Dabei kann man grundlegend zwischen zwei Hauptgruppen unterscheiden dem Kontinumstrahler und dem Linienstrahler siehe Abb 13 67 Vgl http de wikipedia org wiki Leuchtmittel Stand 08 01 2014 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 17 Ein Kontinumstrahler sendet das volle sichtbare Spektrum des Lichtes aus Der Linienstrah ler nur einen Teil des o g sichtbaren Spektrums des Lichtes und erzeugt dadurch einzelne Linien in der spektralen Remmissionskurve siehe 2 1 1 Weiterhin lassen sich die verwendeten Lampen bzw Leuchtmittel in der Fernsehstudiobe leuchtung nach Ihrer Lichterzeugung in drei weitere Gru
105. estellt dass die Schadstoffmenge in den Leuchtmitteln im Vergleich zur Schadstoffbelastung durch die Produktion eher gering ist Um die LEDs zum Leuchten zubringen Wird nun an die Anode bzw Kathode dieser Halb leiterdiode mit o g Eigenschaften eine Gleich spannung in Durchlassrichtung angelegt so wandern die Elektronen von der n dotierten Seite zur p dotierten Seite Diesen Vorgang nennt man p n bergang siehe Abb 18 15 http de wikipedia org wiki Leuchtdiode Funktionsprinzip Stand 10 01 2014 Ris 2003 S 121 Vgl http de wikipedia org wiki IIl V Verbindungshalbleiter Stand 10 01 2014 19 Vgl http de wikipedia org wiki Gallium Stand 10 01 2014 19 http www gluehbirne ist org artikel die led ist eine karotte php Stand 10 01 2014 20 Http www gluehbirne ist org studien studie umweltauswirkungen leds php Stand 10 01 2014 Vgl http de wikipedia org wiki Leuchtdiode Entsorgung_und_ Recycling Stand 10 01 2014 http de wikipedia org wiki Leuchtdiode Funktionsprinzip Stand 10 01 2014 Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 29 Tii Elektronen Fluss Abbildung 18 Chemischer Prozess innerhalb einer Leuchtdiode Nach diesem o g bergang geht das Elektron in ein energetisch g nstige res Valenzband ber Dieser bergang wird Rekombination genannt denn er kann auch als Zusammentreffen von einem Elektron im Leitungsband mit einem Defektelektro
106. farben dem arithmetischen Mit telwert Im vorliegenden Test wurden zur Beurteilung der Farbwiedergabe nicht wie beim Ra definiert Anlage A 8 Testfarben herangezogen sondern die 24 Testfarben des Colorcheckers Diese o g Berechnungen wurden vorgenommen um letztendlich zum CRI des CIELAB2000 zukommen d http en wikipedia org wiki Color rendering index Stand 30 01 2014 Anlagen XLII L Ergebnisse des Studiotests Dieser eigens entwickelte Colorchecker wurde im Microsoft Excel 2010 erstellt Der Farbton der einzelnen F llfarben der Colorchecker Tabellenfelder wurden durch F llfar be Zelle weitere Farben benutzerdefinierte Farben Farbmodell RGB als Rot Gr n und Blau Wert von 0 255 eingetragen Wie Abb 61 verdeutlicht enthalten die Farbtafeln alle wichtigen Werte f r die Vergleichbarkeit Versuchsbezeichnung Verwendeter Farbraum CIELAB2000 bei A 10 T1 Farbwiedergabevergleich SRGB ARRI 650 I WB am SW auf 100 e errechneter CRI im CIELAB2000 Farbprobe des Colorcheckers Referenz Lichtquelle darri 650 10 310 errechnete RGB Werte der Versuchs Farborobe 10 Scheinwerfer Vergleichs Lichtquelle AS THESE 7 errechnetes DELTA E im CIELAB2000 Farbprobe 13 41 49 142 41 48 149 Farborobe 19 Farbprobe 20 arbprobe 21 Farbprobe 23 Farbprobe 24 243 243 242 193 195 195 0 00 Abbildung 61 Aufbau eines selbstentwickelten Colorcheckers Wei
107. fenlinsenscheinwerfern 19 1 T Jahr Anschaffungspreis f r 35 Stk LED Stufenlinsenscheinwerfern bei ca 70 T 2 000 Stk Amortisationszeit 3 66 Jahre Tabelle 26 Beispielrechnung f r Einsparungen durch den Austausch Einsatz mit LED Stufenlinsenscheinwerfern 268 Vgl Ackermann 2006 S 142 269 Vgl Ebd 270 http de wikipedia org wiki Klimaanlage Stand 22 12 2013 271 deutschland seit 1995 Stand 22 12 2013 272 http www osram de osram_de produkte lampen speziallampen halogen Metalldampflampen hmi index jsp productId ZMP_109284 Stand 22 12 2013 http www gulp de kb st stdsaetze sstext html Stand 22 12 2013 http de statista com statistik daten studie 155964 umfrage entwicklung der industriestrompreise in Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 74 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung Konkret hei t dies dass man in einem kleinen Fernsehstudio wie in der HSMW schon rund 94 5 KWh Jahr Energieleistung oder 8 124 Jahr Energiekosten einsparen k nnte Wenn noch die Instandhaltungskosten Ersatzteile Lohnkosten f r den h ufigen Leuchtmittelaus tausch hinzugezogen werden erh hen sich die laufenden Einsparungen auf ca 19 T Bei angenommenen Anschaffungskosten f r 35 Stk LED Stufenlinsenscheinwerfern f r 2 T St ck fallen zwar erst 70 T Investitionskosten an jedoch tritt dur
108. fer ARRI 650 Plus und ARRI L7C f r einen Parametervergleich zusammengefasst Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 72 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung Technischer Parameter ARRI 650Plus ARRI L7C Stromverbrauch 650W 160W Nominal 220W Max Farbtemperatur 3200 K 2800 K 10 000 K 0 100 per externen 0 100 Stufenlos mit integriertem Dimmbarkeit Dimmer Dimmer Abstrahlwinkel 12 52 15 50 N Hybrid 10 9 kg Gewicht Zip Active 8 2 kg Hybrid 384x374x423 mm Abma e HxBxT 276 x 220 x 190 mm Attive 3195372423 mm Lichttech Gr en bei FST 1417lx 14988cd 9531lm 656lx 6809cd 3852lm Lichttech Gr en bei SST 7694lx 69819cd 2403lm 4996lx 45472cd 2130lm Abstrahlwinkel bei FST 52 49 Abstrahlwinkel bei SST 12 14 Durchmesser bei FST 2 9 m 2 7 m Durchmesser bei SST 0 6 m 0 7 m Einfacher Schuko Stecker 5 Pin DMX Stecker In und Through Optional Kon Ansteuerung Einfacher Schuko Stecker trollierbaramiBedlencund Anzelgeteldo Mini USB Temperatur der Lichtquel 165C 22C Lebensdauer 150 h265 50 000 h Nu duse eS Farh Einstellen der Farbtemperatur bzw des Farbkorrektur i Farbtons sowie der Gr n Magenta folien m Korrektur bzw der Farbs ttigung K hlung Keine K hlung Aktive und passive Hybrid K hlung Zul ssige Umgebungstem Muss durch Klimaanlagen Hybrid
109. ftechniseh arszen tete eier 56 Abbildung 44 Waveformmonitor mit Parade Darstellung im YRGB Farbmodell einer Farbreihe des Colorcheckers Am Beispiel eines WeiBabgleichs 57 Abbildung 45 Licht und Farbmessung f r reproduzierbare numerische Aussagen 62 Abbildung 46 Bearbeitungsfolge zur Ermittlung des Farbwiedergabeindex der 24 Colorcheckerfarben bei Referenz und Vergleichsscheinwerferlicht 66 Abbildung 47 Programmtechnische Umrechnungsschritte 44444444444HRRRRRn Ren 66 Abbildung 48 Zusammenfassung der Farbwiedergabeindex R f r die 11 Vergleiche zwischen Referenz und Vergleichsscheinwerfer sss444 nennen 67 Abbildung 49 Auswertungsdiagramm mit Farbwiedergabeindex Ra f r die Vergleiche 1 8 9 und 10 zwischen Referenz und Vergleichsscheinwerfer 68 Abbildungsverzeichnis XI Abbildung 50 Farbwiedergabeindex Ra f r die Vergleiche 1 7 2 5 und 3 2 zwischen Referenz und Vergleichsscheinwerfer seeeeeeeeseceee 71 Abbildung 51 Schattenbildung der Stufenlinsenscheinwerfer links ARRI 650Plus rechts ABRBILEZQY ase Ru rud FX iram edente bu od roni oven ra i end es y5 Abbildung 52 Allgemeine Berechnungsformel f r Ra eseeeeees XXIV Abbildung 53 Formel zur Berechnung der Lichtdichte sseesssess XXIV Abbildung 54 Formel zur Berechnung der Lic
110. ftliche Mitteilung vom 14 02 2014 23 McCamy et al 1976 S 95 ff Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 55 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung Abbildung 41 Colorchecker mit 24 Farbproben Anschlie end wurde dieser Colorchecker von der Kamera fokussiert und mit dem zu testen den Scheinwerfer siehe 4 1 beleuchtet Die Scheinwerfer wurden oberhalb der Kamera gewisserma en als Kopflicht mit einem Stativ fixiert und je nach Test an oder ausgeschaltet siehe Abb 42 Abbildung 42 Testaufbau mit Stufenlinsenscheinwerfern im Fernsehstudio der Hochschule Mittweida Die Studiokamera hat in der Signalkette des Versuchsaufbaus eine sehr wichtigen Teil und sendet im Format HDTV NORM IBU R BT 709 Studiokameras besitzen viele M glichkeiten und Verfahren ein Abbild einer Aufnahmeszene zu erzeugen Daf r sind unter anderem die Kamerasensoren innerhalb einer Studiokamera von groBer Bedeutung Hierf r m ssen zun chst die einzelnen Spektralbereiche einer Auf nahmeszene in die Prim rfarben Rot Gr n und Blau getrennt werden Diese Selektion kann optisch rtlich oder zeitlich geschehen und wird blicherweise auf sog CCD Sensoren oder 224 http en wikipedia org wiki ColorChecker Stand 18 12 2013 Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 56 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehst
111. galliumindiumphosphid AlGalnP Aluminiumgalliumphosphid AlGaP Zinkoxid ZnO in Entwicklung Blau 450 lt lt 500 Zinkselenid ZnSe Indiumgalliumnitrid InGaN Siliziumkarbid SiC Silizium Si als Tr ger in Entwicklung Zinkoxid ZnO in Entwicklung Violett 400 lt lt 450 Indiumgalliumnitrid InGaN Ultraviolett 230 lt lt 400 Diamant C Aluminiumnitrid AIN Aluminiumgalliumnitrid AlGaN Aluminiumgalliumindiumnitrid AlGalnN Tabelle 28 Materialsysteme der LEDs verschiedener Farben G Geschichte der LED Lichttechnologie Wie bereits in Kapitel 3 erw hnt hat der Engl nder Henry Joseph Round im Jahre 1907 den Grundstein f r die Entwicklung von Leuchtdioden gelegt Er hat in seinen Experimenten mit SiC Siliziumkarbid oder Karborund die sog Elektrolumineszenz beobachten k nnen Dabei werden anorganische Stoffe unter einer elektrischen Spannung zum Leuchten ange regt Fortan stockte 50 Jahre die Entwicklung dieser Technologie bis der russische Physi ker Oleg Vladimirovich Losev diese Lichtemission bis 1942 erneut untersuchte 1935 316 http de wikipedia org wiki Leuchtdiode Geschichte Stand 30 01 2014 317 Vgl http www baulinks de licht webplugin 2008 0586 led php4 Stand 30 01 2014 318 ygl http www licht de de info und service licht specials led das licht der zukunft die lichtquelle led geschichte der led Stand 30 01 2014 319 Ebd
112. gen Welche Testmethode wird sich in Zukunft durchsetzen COS TLCI oder weiterhin CIE Wird CIE vollst ndig abgeschafft Das kann niemand mit Gewissheit sagen An der Zeit w re es f r neue Methoden aber hier f r m ssen sich viele Hersteller und Gremien abstimmen TLCI ist f r den Fernsehbereich sehr interessant Rkra Interessant am TLCI ist nat rlich dass typische spektrale Kameraeigenschaften von 3 Chip HDTV Kameras mit ber cksichtigt werden CQS oder CRI bewerten ausschlie lich f r das menschliche Auge Warum ist das CIE f r LED Stufenlinsen nicht gut geeignet Warum entstehen star ke Farbschwankungen trotz hohem Farbwiedergabeindex Nicht nur f r LED Stufenlinsen sondern f r LED generell CRI basiert auf einer alten fehler behafteten Bewertungsmethode und nutzt nur 8 Testfarben F r weitgehend kontinuierliche Strahler ist das noch verschmerzbar Halogen HMI aber LEDs mit tw sehr diskontinuierli chen Spektren erzeugen hier durchaus verf lschte und unplausible Ergebnisse Das ein LED Scheinwerfer bei den 8 ausschlie lich pastelligen Testfarben gute Ergebnisse zeigt bedeutet nicht dass er bei ges ttigten Farben auch gut abschneidet Meistens haben LEDs hier Probleme was die CRI Methode aber gar nicht testet TLCI z B arbeitet mit 24 Testfar ben Die Bewertungen zum Farbabstand die dem CRI zu Grunde liegen wurden damals nicht ausreichend sorgf ltig durchgef hrt Jeder Mensch sieht verschieden und daher
113. gsverzeichnis IX Abbildungsverzeichnis Abbildung 1 Verteilung der elektromagnetischen Wellen des Lichtes mit dem Spektrum des sichtbaren Lichtes ooo ee aes 4 Abbildung 2 Beispielhaft die Spektrale Remissionskurve von Halogenlampen und die Empfindlichkeit des menschlichen Auges ssseseeeeeee 5 Abbildung 3 Beispielhaft die Spektrale Remissionskurve einer Energiesparlampe und die Empfindlichkeit des menschlichen Auges sseeeeeee 5 Abbildung 4 CIE Normfarbtafel mit der sog Black Bodgy Kurve sseeessssss 6 Abbildung 5 CIE Normfarbtafel mit den sog MacAdam Ellipsen 11 Abbildung 6 Vollst ndiger CIELAB Farbraum sese 12 Abbildung 7 Lichttechnische Zusammenh nge und deren Messgr fBen 13 Abbildung 8 Formel zur Berechnung des Lichtstroms sssseeeeee 14 Abbildung 9 Formel zur Berechnung der Beleuchtungsst rke ssssessssssssss 14 Abbildung 10 Formel zur Berechnung der Lichtst rke seeessesssse 14 Abbildung 11 Formel zur Berechnung des Raumwvinkels eeesssssse 14 Abbildung 12 Beleuchtungstechnischen Kreislauf in einem Fernsehstudio 16 Abbildung 13 bersicht ber die Lampensysteme uunanecesensnesnnnnennnsnnnnnnnnnnnennnnnennennnnnn 17 Abbildung
114. he Farbspektren besitzen muss man mit der Bildtechnik diese einzelnen RGB Werte der Kamera anpassen sozusagen einen entspre chenden Wei abgleich auf die vorhandene Lichtquelle vornehmen Dieser Wei abgleich 231 http de wikipedia org wiki Component_Video Stand 18 12 2013 32 Vgl ebd Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 58 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung kann nur auf eine bestimmte Fl che mit einer bestimmten Lichtmischung vorgenommen werden Mit Lichtmischung ist hierbei die Gr e der RGB Anteile am Wei gemeint welches per Wei abgleich an der Bildtechnik definiert wird ndert sich das Gleichgewicht dieser Farbanteile RGB durch Dimmen der Lichtquellen Mischlichtsituationen oder verfahren der Kamera ndert sich auch das Bild der Kamera Dieses Kamerabild erh lt im schlimmsten Fall einen Farbstich der vom menschlichen Auge als unangenehm wahrgenommen wird Somit gilt es f r die Bild und Lichttechniker im Fernsehstudio dieses Rein Wei f r das Kameraabbild im Vorfeld sowie w hrend der Sendedauer einer TV Show etc so optimal wie m glich zu halten Dies kann durch Anpassung der Lichtquellen durch die Lichttechniker eines Fernsehstudios um Mischlichtsituationen zu vermeiden im Vorfeld realisiert werden Im normalen Fall ver wendet man daf r sogenannte Konvertierungsfilter z B CTO Convert to Orange Bild techniker k nn
115. hen Leistungen Der Aufwand mit Heatpipes K hlblechen usw wird irgendwann einfach zu gigantisch Wenn die LEDs noch deutlich effizienter werden und der W rmeverlust sinkt wird es leichter sein auch Scheinwerfer ber 100W passiv zu bauen Auf der anderen Seite wird man dann aber auch versuchen aktiv zu bleiben und einfach die Baugr e des Scheinwerfers zu redu zieren Auch die L fter entwickeln sich ja noch weiter und werden noch leiser Wie ist der aktuelle Stand von LED chips Welche Art von LED werden genau in LED Stufenlinse der Firma ARRI verbaut und wie sieht die Zukunft aus Lichtst rke Leistung Produziert ARRI sogar selbst LED Chips ARRI setzt vor allem auf LEDs von PHILIPS und OSRAM Zwei der renommiertesten Her steller weltweit Es gibt bereits heute LED Arrays mit 100W die man als eine gro e Super LED ansehen kann ARRI testet auch solche Produkte aber durch die Farbmischung sind kleinere LEDs ca 3W interessanter f r ARRI Diese k nnen flexibel gemischt werden Si cher ist mit 100W Super LEDs auch noch nicht das Ende erreicht Werden hnlich oder sogar gleiche LED Chips Systeme bei gro en Lampenherstel lern verwendet Ja nat rlich Letztlich ist der Film und Fernsehlichtbereich nur ein marginaler Anteil am Lichtmarkt insgesamt Die LEDs die ARRI verwendet verwenden auch andere Aber die Zusammenstellung Kalibrierung und Ansteuerung beim ARRI L7 ist sicher recht einzigartig Es gibt kaum eine Branche
116. hnische Gr en und Einheiten eese XXIV C Vergleich der wesentlichsten Leuchtmittel f r ein Fernsehstudio XXVII D Kennzeichnung von Leuchtmitteln nach DIN 49805 XXVIII E Lichtquellen und Scheinwerfertypen nn nn nn nn nn nenn XXVIII F Materialsysteme der LEDs verschiedener Farben XXX G Geschichte der LED Lichttechnologie eeeeeeeeeeeeeeee XXX H Grundlagen Kamerasensoren ruruenunnnnnnenennnnnnnnnnnnnnnnnnennnnn ann une XXXIII I Parameter weiterer konventioneller Scheinwerfer XXXIV J Parameter weiterer LED Scheinwerfer uurusssnananannnnananannnnnn anne XXXVI K Zur Methodik Rechnungsweg mit Formeln eese XXXVII L Ergebnisse des Studioversuchs ceeeeeeeeeeenee XLII M Erg nzende Abbildungen zur Auswertung uusssssssnannnnananannnnnnan anne LIV N Ausz ge aus den Interviews eeeeeeeeeeeeenen m enne LVI O CD ROM mit Messergebnissen und Berechnungstabelle LXIII Anlagen XXIV Anlagen A Allgemeine Berechnung f r Ra Zur Berechnung des Farbwiedergabeindex sind 14 Testfarben durch DIN 6169 genorm ten Remissionsverlauf definiert Die Abweichung der Sekund rspektren zwischen Referenz und Testspektrum die
117. hotometrischen Daten eines ARRI L7C dar Parameter Abstand 3m in FST Abstand 3m in SST Lichttech Gr en 656lx 6809cd 3852lm 4996lx 45472cd 2130lm Abstrahlwinkel 49 14 Durchmesser 2 7m 0 7 m Tabelle 21 Photometrischen Daten des ARRI L7C 217 Vgl http www arri de cn lighting lighting equipment lampheads led lampheads l series Stand 15 12 2013 218 ygl http www arri com lighting lighting equipment lampheads led lampheads l series I7 c Stand 15 12 2013 Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 53 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung Weiterhin liegt der Farbwiedergabeindex dieses Scheinwerfers laut Laborwerten von ARRI bei 95 64 Im Folgenden sind die Ergebnisse der Firma ARRI ber die ersten gemessenen Spektralda ten des ARRI L7C siehe Abb 39 dargestellt Des Weiteren wurden die Testergebnisse der neuartigen Testmethodik TLCI siehe 4 2 2 von Alan Roberts in Abb 40 dargestellt L7 C 3200K 380 Abbildung 39 Spektralmessung mit Farbwiedergabeindex von ARRI ARRI L7 C 3200 CCT P3375 1 1 EBU TLCI 2012 TLCI 2012 76 P3375 Alan Roberts Sector Lightness Chroma o 0 BrBogoReod is LOCO Abbildung 40 Spektralmessung mit TLCI Messung von Alan Roberts Als weiterer Testscheinwerfer diente der ebenfalls von der Firma ARRI zu Verf gung ge stellte LED Stufenlinsens
118. htausbeute ssseesssssss XXV Abbildung 55 Formel zur Berechnung der Lichtmenge sseeseessssse XXV Abbildung 56 Formel zur Berechnung des Kontrastwiedergabefaktors XXV Abbildung 57 Formel zur Berechnung der elektrischen Stromst rke XXVI Abbildung 58 Formel zur Berechnung der elektrischen Spannung XXVI Abbildung 59 Formel zur Berechnung der elektrischen Leistung XXVI Abbildung 60 Spektralmessung mit TLCI Messung von Alan Roberts XXXVII Abbildung 61 Aufbau eines selbstentwickelten Colorcheckers esssssss XLII Abbildung 62 Bedingte Formatierung der Delta E Werte ssseseseeeeeeeesese XLII Abbildung 63 Selbstentwickelter Colorchecker des Test 1 ssessssesesssssss XLIII Abbildung 64 Farbdifferenzen Delta E f r Test 1 XLIII Abbildung 65 Selbstentwickelter Colorchecker des Test 2 ssseessesesssssss XLIV Abbildung 66 Farbdifferenzen Delta E f r Test 2 sssssssseeee XLIV Abbildung 67 Selbstentwickelter Colorchecker des Test 3 ssesseseseessss XLV Abbildung 68 Farbdifferenzen Delta E f r Test 3 sssseeeene XLV Abbildung 69 Selbstentwickelter Colorchecker des Test 4
119. i A 10 TEST8 Farbwiedergabevergleich sRGB ARRI 650 _ARRI 650 WD 1 2 WB auf 100 ARRI 650 TEC 182 134 126 2 41 ARRI 650 WD 1 2 MVP 191 137 124 242 193 195 195 234 197 195 190 Abbildung 77 Selbstentwickelter Colorchecker des Test 8 ARRI 650 ARRI 650 WD 1 2 WB auf 100 Farbabweichung AE 4 5 07 8 9 10 31 22 13 14 15 16 37 38 19 20 21 22 23 24 Colorchecker Farben Abbildung 78 Farbdifferenzen Delta E f r Test 8 Anlagen LI CIELAB2000 bei A 10 TEST9 Farbwiedergabevergleich sRGB ARRI 650 _T1 gedimmt 63 WB auf 100 ARRI 6504 100 75 SU 182 134 126 S2 T1 gedimmt 63 W 1022 73 53 131 113 202 116 207 113 195 195 2 66 192 178 Abbildung 79 Selbstentwickelter Colorchecker des Test 9 ARRI 6504 T1 gedimmt 63 WB auf 100 Farbabweichung AE o 7 8 I WU 12 13 14 135 136 7 18 19 20 a 22 23 24 Colorchecker Farben Abbildung 80 Farbdifferenzen Delta E f r Test 9 Anlagen LII TEST 10 Farbwiedergabevergleich sRGB ARRI 650 _ Quartzcolor OCP auf 100 ARRI 650 100 75 0M 182 134 126 5 62 Quartzcolor OCP a 109 78 Ewa 197 139 117 202 116 214 117 195 195 2 84 193 178 CIELAB2000 bei A 10 Abbildung 81 Selbstentwickelter Colorchecker des Test 10 ARRI 6504 Quarz Color OCP auf 100 Farbabweichung AE milii MH HH 11 7 8 9 10 1i 12 13 1 315 36 37 18 19 290 21 22 28 24 Colorchecker
120. i Giotto MK2 Despar Integra HZ3 und zwei Verfolger da ist der Typ noch un klar Robert Juliat Ginger z B Anlagen LXII O CD ROM mit Messergebnissen und Berechnungstabelle Eigenst ndigkeitserkl rung LXIV Eigenst ndigkeitserkl rung Hiermit erkl re ich dass ich die vorliegende Arbeit selbstst ndig und nur unter Verwendung der angegebenen Literatur und Hilfsmittel angefertigt habe Stellen die w rtlich oder sinn gem aus Quellen entnommen wurden sind als solche kenntlich gemacht Diese Arbeit wurde in gleicher oder hnlicher Form noch keiner anderen Pr fungsbeh rde vorgelegt Berlin 20 02 2014 Ort Datum Vorname Nachname
121. ichtsituation in einem FS Nach weis da keine Anpassung am VSW an den Wei abgleich des RSW ARRI650Plus mit einem Wei abgleich an der OCP ARRI L7T ohne Wei abgleich am OCP Wei abgleich vom ARRI650Plus sondern einer Anpassung am Scheinwerfer durch die vorhandene Einstellungsm glichkeiten Farbtempe ratur 3100K Dimmfunktion 9996 und Gr n Magenta Korrektur Green 0 19 Zielsetzung Teilersatz in einem FS durch VSW Mischlichtsituation in einem FS Nach weis dass eine Anpassung am VSW an den Wei abgleich des RSW m glich ist ARRI650Plus mit einem Wei abgleich an der OCP ARRI 650Plus mit WD Folie siehe weiter unten jedoch ohne Wei abgleich am OCP Wei abgleich vom ARRI650Plus ohne Folie Zielsetzung FS typische Anpassungen des VSW Mischlichtsituation in einem FS Nach weis dass bliche Anpassungen am VSW den Wei abgleich beeinflussen ARRI650Plus mit einem Wei abgleich an der OCP ARRI True Blue T1 auf 63 gedimmt ohne Wei abgleich am OCP Wei abgleich vom ARRI650PIus Zielsetzung FS typische Anpassungen des VSW gt Mischlichtsituation in einem FS Nach weis dass bliche Anpassungen am VSW den Wei abgleich beeinflussen ARRI650Plus mit einem Wei abgleich an der OCP Quartzcolor Polaris auf 73 gedimmt ohne Wei abgleich am OCP Wei abgleich vom ARRI650PIus Zielsetzung FS typische Anpassungen des VSW gt Mischlichtsituation in einem FS Nach weis dass bliche Anpassungen am VSW den W
122. ichttechnik Elektrisches Licht f r Stra en Wohnungs und Studiobeleuchtung war in der Vergangenheit nicht immer selbstverst ndlich Unsere Vorfahren waren bei Nacht einer Finsternis ausge setzt die es heutzutage in dieser Form nur noch selten gibt Dies nderte sich im Jahre 1801 durch die Erkenntnis von Louis Jacques Th nard dass man Metalldr hte durch den galvani schen Strom zur hellen Glut bringen kann Weiterhin revolutionierte die Erfindung der Gl h birne 1854 durch Heinrich G bel und die industriell vermarktete Weiterentwicklung von Thomas Alva Edison das Leben auf der Erde und legte den Grundstein f r die heutige Fern sehstudiobeleuchtung Sp ter folgten dann die Gasentladungslampen die Leuchtstofflam pen und die Halogengl hlampen Wissenschaftler forschten fortan an der Entwicklung der neuartigen Technologie und ver nderten somit fortlaufend das Bild dieses Planeten Diese Technologie sorgte daf r dass der Tag bis in die Nachtstunden ausgedehnt werden konnte Die neusten Errungenschaften der Menschen in Sachen Licht ist unter anderem die LED Dies erm glicht neue Beleuchtungssysteme in Film und Fernsehstudios und ist somit heut zutage nicht mehr wegzudenken Zieseni et al 2009 S 14 3 Vgl http de wikipedia org wiki GI C3 BChlampe Stand 05 01 2014 Vgl http www wissen de wer erfand die gluehbirne Stand 05 01 2014 5 Vgl http de wikipedia org wiki Thomas_Alva_Edison Stand 05 01 2014 Vgl
123. iesem Normvalenzsystem versteht man eine internati onal vereinbarte Methode der Farbkennzeichnung auf der Basis der additiven Farbmischung nach DIN 5033 Teil 2 Dabei definiert man einheitliche Prim rvalenzen bzw Normvalenzen 11 Attp www hbernstaedt de knowhow licht lichtsehen lichtsehen htm Stand 13 02 2014 12 Vgl Loos 1989 S 30 13 http www hbernstaedt de knowhow licht lichtsehen lichtsehen htm Stand 13 02 2014 14 Vgl http www farbe com cie01 htm Stand 13 02 2014 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 6 durch spezielle Wellenl ngen siehe Tab 2 und einen farbmesstechnischen Normalbe obachter Blau 435 8 nm Gr n 546 1 nm Rot 700 0 nm Tabelle 2 Normfarbwerte der CIE Es handelt sich hierbei um ein rein mathematisches System zur Ermittlung dieser Normva lenzen Farbdreieck CIE Normvalenzsystem und CIE XYZ Farbraum Dieses o g Normvalenzsystem oder CIE Normfarbsystem stellt nach DIN 5033 Teil 2 eine Relation zwischen der menschlichen Farbwahrnehmung Farbe und den physikalischen Ursachen des Farbreizes Farbvalenz her Diese mathematische Metrik wurde somit entwi ckelt um Farben exakt beschreiben zu k nnen Es erfasst dabei die Gesamtheit wahr nehmbarer Farben und wird somit in der sog CIE Normfarbtafel dargestellt siehe Abb 4 Spektralfarblinie b sio Theoretische Farben
124. ikationsspezifische Sensoren Die Daten f r die einzelnen Sensoren werden zeitlich nacheinander erfa t Filterrad LC verstimmbare Filter Elektrisch ver nderbare Sensorempfindlichkeiten Bewegte Gitter Prismen Spiegel Tabelle 29 Einteilung der Verfahren f r Kamerasensoren i CCD Kamerasensoren CCD ist die Abk rzung f r Charge Coupled Device Auf Deutsch heisst das soviel wie la dungsgekoppeltes Bauelement CCD Sensoren bestehen aus einem ein oder zweidimensi onalen Array von Speicherelementen Verwendung finden sie haupts chlich als Bildsensor bei Videokameras Scannern und digitalen Fotoapparaten Das Funktionsprinzip gliedert sich in die folgenden Punkte Ladungsentstehung in einer CCD Sensorzelle Spektrale Empfindlichkeit von CCDs Ladungstransport im CCD Ladungsverst rkung ACMOS Kamerasesoren CMOS Sensoren arbeiten wie CCDs mit Farbfiltern Allerdings lassen sich die Fotodioden einzeln adressieren und auslesen da sie ein vertikales und ein horizontales Ausleseregister 339 ygl http www licht de de info und service licht specials led das licht der zukunft leds erobern die beleuchtung Stand 30 01 2014 340 ygl http calc arri de calculator Stand 30 01 2014 341 http www ccd sensor de html grundprinzip html Stand 30 01 2014 Anlagen XXXIV besitzen Wie bei einem CCD Sensor ist zu jeder Fotodiode ein Kondensator parallel ge schaltet der die elektrische Ladung spei
125. iki Leuchtdichte Stand 30 01 2014 Anlagen XXV n P Abbildung 54 Formel zur Berechnung der Lichtausbeute 298 Lichtmenge Q Die Lichtmenge Im s entspricht der Lichtarbeit einer bestimmten Zeit T berechnet und wird als Integral des Lichtstromes in Q f 9 t dt Abbildung 55 Formel zur Berechnung der Lichtmenge e Kontrastwiedergabefaktor CHF Der Kontrastwiedergabefaktor ist ein Ma f r die Wahrnehmbarkeit eines Sehobjekts Kon trast zwischen Leuchtdichte eines Gegenstands und Umgebungsleuchtdichte und ist von der rtlichen Beleuchtungssituation abh ngig C L LJ Abbildung 56 Formel zur Berechnung des Kontrastwiedergabefaktors di ichtst rkeverteilungskurve LVK Die Lichtst rkeverteilungskurve gibt an wie viel Licht von einer Lampe in einem bestimmten Winkel ausgesendet wird Somit wird gezeigt aus welcher Richtung und mit welcher Licht st rke ein Lichtstrom einer Lichtquelle kommt dabei sind 0 immer senkrecht unter der Lam 304 pe 297 Vgl Zieseni et al 2009 S 20 298 http de wikipedia org wiki Lichtausbeute Stand 30 01 2014 299 ygl Ris 2003 S 21 300 ygl http de wikipedia org wiki Lichtmenge Stand 30 01 2014 301 Ebd 302 Vgl Ris 2003 S 33 303 http www litg de publik imagesjlitg 25 LiTG_Publ 13_Kurzbericht_CRF_WEB pdf Stand 30 01 2014 s04 Vgl http www wirsindheller de Begriffe in der Lichtmessung 28 0 html Stand 30 01 2014 A
126. ilm und Fernsehstudios Stufenlinsenscheinwerfer mit h heren Beleuchtungsst rken ab 1 KW eingesetzt Diese wiederum m ssen dadurch sehr h ufig gedimmt werden da heutige Studiokameras sehr lichtempfindlich sind siehe Kapitel 4 2 1 Somit ist dieser hier beschriebene Stufenlinsenscheinwerfer nur exemplarisch und stellvertretend f r konventionelle mit Halogengl hlampen ausgestattete Stufenlinsenschein werfer Die wichtigsten technischen Daten des ARRI 650Plus sind in Tab 18 dargestellt Parameter Beschreibung Lampenkopf Fresnel 650 W Lampentyp CP89 FRL 650 W 230 V CP89 FRK 650 W 120 V CP82 500W CP81 300W Stromverbrauch 650 W 500 W 300W Spannungsbereich 230 V 120V Dimmbarkeit Ja O 100 per externem Dimmer Kabel Optionen Schuko Stecker Farbtemperatur 3200 K Abstrahlungswinkel 12 52 Gewicht 2 6 kg Gr e HxBxT 276 x 220 x 190 mm Tabelle 18 Technische Daten des ARRI 650 Plus Die photometrischen Daten eines ARRI 650Plus mit einem CP89 FRL 650 W 230 V Bren ner fasst Tab 19 zusammen gl http www arri de cn lighting lighting equipment lampheads tungsten lampheads arri fresnel tungsten arri 650 plus Stand 15 12 2013 213 Vgl Ebd Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 51 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung Parameter Abstand 3m in FST
127. ils amp product_id 2672 amp Itemid270 amp option com virtuemart amp vmcchk 1 amp ltemid 70 Stand 30 01 2014 94 http b2b plusmusic ch epages Plusmusic sf de CH ObjectPath Shops Plusmusic Products 16305264 Stand 30 01 2014 95 Http www bhphotovideo com c product 979458 REG mole richardson 8961 400w juniorled 10 daylight html Stand 30 01 2014 http www bax shop de showtec performer 2000 led fresnel theaterspot 3200k gclid CLn50ZbqtbwCFQzItA odcjsA8w Stand 30 01 2014 97 Best tigt durch Uwe Gebauer 2014 schriftliche Mitteilung vom 12 02 2014 Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 47 Zusammenfassend kann gegenw rtig festgestellt werden dass die Produkte der Firmen Li tepanels Inca 12 Mole 400W Studio JuniorLED und Zylight F8 LED Fr wegen der vom Hersteller angegebenen sehr hohen Beleuchtungsst rken a m S in Zukunft zu beobachten sind Jedoch k nnen nur unabh ngige Vergleiche die angegebenen Beleuchtungsst rken und somit die Zukunftsf higkeit dieser Produkte best tigen Weiterhin gibt es z Zt leider auch noch keine Vergleichswerte der Farbwiedergabe zum Produkt der Firma Litepanels Inca 12 Der bereits in Kapitel 2 2 2 vorgestellte L7C von ARRI besitzt in seinen Parametern einen ausgewogenen Mittelwert im Vergleich zu den anderen Marktteilnehmern und stellt weiterhin in diesem Segment nach Aussagen des Herstellers gegenw rtig den Marktf hrer dar Aus diesen Gr nden soll d
128. im Einsatz da noch kein passendes Ger t gefunden und die Investitionen in die Millio nen gehen 198 Dennis Jackstien 2014 schriftliche Mitteilung vom 14 01 2014 199 http www stuttgarter zeitung de inhalt neue swr studios der moderator greift in die luft 67fe2cd8 ee15 4a5e b557 523699086a4d html Stand 02 02 2014 200 http www mdr de thueringen journal design118_showlmage 3_zc c4a1d70b htmi Stand 02 02 2014 201 Markus Buchner 2014 schriftliche Mitteilung vom 17 02 2014 202 Uwe Gebauer 2014 schriftliche Mitteilung vom 02 02 2014 Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 48 Die gegenw rtig teilweise noch vorhandenen kritischen Hinweise und Meinungen best tigen auch andere Literaturquellen speziell in Bezug auf die Farbwiedergabe dieser LED Stufenlinsenscheinwerfer Gegen ber Gl hlampen und Hochdruck Gasentladungslampen geringere Leuchtdichte 203 daher schlecht geeignet f r stark b ndelnde Scheinwerfer Farbwiedergabe wei er LED blaue LED ein Leuchtstoff ist nicht in allen Anwendungsf l len ausreichend Diskontinuierliches Spektrum wei er LED Nachteil gegen ber Halogen Gl hlampen Die Problematik der Farbwiedergabe von LED Leuchtmitteln ist hinsichtlich bekannt 6S ist nicht m glich mit den in LEDs verwendeten Halbleitern ein der Gl hbirne quiva lentes Licht zu erzeugen Die Farbwiedergabe ist nicht in allen Anwendungen ausreichend
129. inwerfer der sehr pr zise in der Farbwiedergabe sowie korrektur ist zu bauen Dies zeigt dass heutige LED Stufenlinsenscheinwerfer in Bezug auf die Farbwieder gabe bereits jetzt schon mit konventionellen Stufenlinsenscheinwerfern konkurrieren k nnen und f r den Einsatz in einer farbkritischen Umgebung wie ein Fernsehstudio geeignet sind Dies best tigen auch Videoanalysen der Firma ARRI zu diesem Thema ber LED Stufenlin senscheinwerfern 9 Dennis Jackstien 2013 m ndliche Mitteilung vom 04 12 2013 285 http www arri de lighting lighting_equipment lampheads led_lampheads l_series Stand 23 12 2013 Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 78 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung Dar ber hinaus sind die neuen M glichkeiten wie die Gr n Magenta Korrektur stufenloser Farbtemperatur in groBen Bereichen 2800 K 10000 K einem stufenlosen im Scheinwer fer integrierten Dimmer in Zukunft unabdingbare Parameter f r ein Fernsehstudioeinsatz Weiterhin k nnen diese Scheinwerfer ohne diverse Folien auf unterschiedliche Farbstim mungen und Lichtfarben stufenlos mit hohen Schaltzyklen und ohne Nachglimmzeiten sofort umgestellt werden Dies erm glicht ferner den Einsatz dieses Scheinwerfertyps in der Ver anstaltungstechnik und in der Fernsehbranche als Dekorations und Effektlicht Sehr sch n ist die stufenlose Regelung von Lichtfarbe und Leucht
130. ionseigenschaften des Sehobjekts spektrale Verteilung Farbton der Beleuchtung und ihre Intensit t Helligkeit Stimmungen Umfeld und manches mehr 243 Vgl https tech ebu ch tlci 2012 Stand 22 12 2013 244 Vgl http www elv de Vom Licht zur Beleuchtung Teil 2 Licht und Farbe x aspx cid_726 detail_36948 print_1 Stand 22 12 2013 245 Vgl http www ledshift com LED CRI Farbwiedergabeindex html Stand 22 12 2013 248 ygl http de wikipedia org wiki Metamerie_ Farblehre Stand 22 12 2013 247 Vgl Klein 2004 S 96 248 Vgl Loos 1989 S 29 249 gl Loos 1989 S 28 250 ygl http de wikipedia org wiki Metamerie Farblehre Stand 22 12 2013 251 ygl http www elv de Vom Licht zur Beleuchtung Teil 2 Licht und Farbe x aspx cid_726 detail_36948 print_1 Stand 22 12 2013 Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 64 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung Die CIE und verschiedene andere Organisationen arbeiten an einem eindeutigeren Ma f r die Charakterisierung der Farbwiedergabe von Lichtquellen Bis dahin ist der CRI die allge mein akzeptierte Beschreibungsgr e f r die Farbqualit t einer Lichtquelle oder Beleuch tung Ein gro er Pionier bei der Entwicklung neuer Testmethoden ist Alan Roberts Er entwickelte nach dem Vorbild des menschlichen CIE Modells mit einem Forscherteam EBU GROUP ON LED BASED STUDIO LIGHTS
131. ist es z B wichtig mit sehr vielen Menschen zu testen um einen guten Mittelwert zu erhalten Bei neue ren Methoden wie DIN99 oder CIE2000 wurde das besser ber cksichtigt Wird in Zukunft eine AKKU betriebene LED Stufenlinsen mit sogar Bluetooth DMX realisiert Nicht unwahrscheinlich Ob es nun Bluetooth DMX wird Aber Akkubetrieb und auch Funk steuerung sind sicher willkommene Erg nzungen f r einige Anwender Mgen zum Thema Bluetooth DMX Ich halte diese Art der Funksteuerung f r nicht beson ders geeignet wegen geringer Reichweite und hohem St rfaktor durch andere Bluetooth Ger te Die Zukunft wird eher Zigbee gerne bei der Steuerung von Stra enbeleuchtung verwendet WiFi oder WDMX ber GSM Frequenzen und Frequenz Hopping sein Anlagen LVIII Welche Lichtst rken ben tigt man in heutigen Fernsehstudios und welche Ab strahlwinkel werden f r Stufenlinsen bevorzugt Abstrahlwinkel Sowohl ein enger Spot als ein weiter Flood sind wichtig Nat rlich stufenlos einstellbar Fixed Focus Produkte haben sich nicht durchgesetzt Lichtst rken k nnen bei modernen Kameras immer geringer ausfallen Ich habe von Studios geh rt die mit 200 Lux arbeiten Wahrscheinlich k nnte man f r die Kameras noch weiter runtergehen aber irgendwann wird es f r die im Studio arbeitenden Leute zu dunkel Was halten Sie von der Testmethode mit Waveformmonitor und Vektorskop an Hand des YpbPr Farbmodells Gute Methode um schnell einen V
132. k und Beleuchtung in Fernsehstudios 19 Innenseite des Kolbens angebrachte Spiegel blicherweise werden diese Leuchtmittel in PAR Scheinwerfern Siehe Abschnitt 2 2 2 verwendet Hierbei werden unter anderem in Fernsehstudios Leuchtmittel wie die NSP Narrow Spot mit der Bezeichnung LIF CP 61 ANSI EXD Sockel GX16D mit 1000W eingesetzt Bei Temperaturstrahlern gibt es verschiedenste Bauformen die unter anderem von Sockel form und Glaskolben abh ngig sind Die wichtigste Bauform f r Stufenlinsenscheinwerfer siehe Abschnitt 2 2 2 in Fernsehstudios und f r die Betrachtung in dieser Arbeit ist unter anderem die einseitig gesockelte Halogenlampen LIF CP 89 ANSI FRL sockel G22 mit 650W und einer Farbtemperatur von 3200 K bzw das Halogenleuchtmittel LIF CP 71 ANSI FKJ Sockel G22 mit 1000W siehe Anlage D Auf weitere Halogenleuchtmittel wird an dieser Stelle nicht eingegangen Die Lichtfarbe dieses Leuchtmittels hat die Eigenschaft bei Reduzierung des Lichtstromes dimmen entlang des in Kapitel 2 1 1 genannten Planckschen Kurvenzugs Richtung Rot zuwandern Somit ver ndert dieses Halogenleuchtmittel im Allgemeinen seine Farbtempe ratur um 2 bei einer Spannungs nderung an der Lampe um 596 Generell jedoch ist die ses Leuchtmittel ein Kontinumstrahler der homogene gleichf rmige Strahlung aussendet wobei die spektralen Remissionskurven kontinuierlich verlaufen siehe Abb 2 in 2 1 1 Entladungslampen Gasentladu
133. ldung 85 Mittelwert der Farbdifferenzen Delta E der Tests 2 und 5 LIV Abbildung 86 Mittelwert der Farbdifferenzen Delta E der Tests 1 und 7 LIV Abbildung 87 Mittelwert der Farbdifferenzen Delta E der Tests 1 2 3 5 7 LV Abbildung 88 Kumulierter Mittelwert der Farbdifferenzen Delta E der Tests 1 2 3 5 7 L V Tabellenverzeichnis XIII Tabellenverzeichnis Tabelle 1 Spektralverteilung des sichtbaren Lichtes ssssssseeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee 4 Tabelle 2 Normfarbwerte der CIE 5 st oue En S e a be Eripe bri te b ar 6 Tabelle 3 Charakteristische Lichtfarben nach DIN 55035 sssssssese 7 Tabelle 4 Typische Farbtemperaturen verschiedener Lichtquellen 8 Tabelle 5 Normfarbma zahlen der Normlichtarten der CIE sseessssse 9 Tabelle 6 Farbwiedergabeindex mit Farbwiedergabestufe einiger bekannter Lichtquellen 10 Tabelle 7 Bewertungstabelle f r den Metamerie Index sssseeeeeeeeeeeeeeeeeeee 12 Tabelle 8 Messger te der Lichttechnik ssseeeseeseeeeeeeeennn 15 Tabelle 9 Vorteile von Halogengl hlampen ssseeeeenn 18 Tabelle 10 LIF Code f r Leuchtmittel sssseeeesseeeeeseenenneeeeeeeneneen nnn 21 Tabelle 11 Ausf hrungen von PAR Scheinwerfern
134. lichen Es gibt auch hierbei verschiedenste und genormte Sockelsysteme hier wieder nur beispiel haft E Edison Sockel meist f r Gl hlampen und Kompakt Leuchtstofflampen B Bajonett Sockel f r Klein und Zwecklampen F Stift Sockel f r Halogen Gl hlampen G Stift Sockel meist f r Leuchtstofflampen E Lichtquellen und Scheinwerfertypen Fluter Rampenleuchte und Horizontleuchten Fluter sind eine Art Lichtquelle die oft zur gleichm Bigen Ausleuchtung beispielsweise einer B hne verwendet werden Wenn man diese Lichtquelle in Gruppen zu je vier St ck zusam menfasst nennt man Sie Rampenleuchten Eine Horizontleuchte ist ein Fluter mit einem asymmetrischen Reflektor Diese richten das austretende Licht direkt auf entsprechende Projektionsw nde und kommen oft zur Beleuch tung des hinteren B hnenbildes zum Einsatz Zoom Profilscheinwerfer 310 Vgl http www et inf fho emden de elmalab beleucht download Blt 3 pdf Stand 30 01 2014 311 ygl Ackermann 2006 S 79 Anlagen XXIX Bei dieser Lichtquelle wird das Licht durch eine aufwendige Lichtkonstruktion mit mehreren Linsen gesammelt und gerichtet Weiterhin besitzen Profilscheinwerfer verschiedene Ein stellm glichkeiten wie Farbwechsler Handdimmer Drehzapfen Irisblende und einem Blackout Durch das verschieben der Linsen im inneren der Lichtquelle ergeben sich weitere Einstellung wie zum Beispiel die Variation des Lichtkegels und die Sch rfe des Lichtkegels H
135. liegende Arbeit soll die M glichkeiten und Parameter von neuartigen LED Leistungsscheinwerfern in Fernsehstudios aufzeigen Hierbei sind Vergleiche zu bisher ver wendeten konventionellen Halogenscheinwerfern herzustellen Die Arbeit wird sich schwer punktm Big auf Stufenlinsenscheinwerfer konzentrieren da diese vorrangig im Studiobetrieb zum Einsatz kommen Im zweiten Teil der Arbeit werden die Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios dargestellt Dabei werden die Grundbegriffe des lichttechni schen Raumes welcher durch die Studiobeleuchtung entsteht und durch die Kamera aufge nommen wird beschrieben Des Weiteren solen die verschiedenen Leuchtmittel und Lichtquellen bzw Scheinwerfertypen der Studiobeleuchtung im berblick beschrieben wer den Im dritten Teil der Arbeit werden die Funktionsweise der Aufbau die Chancen und Risiken sowie die m glichen Einsatzgebiete der LED Lichttechnologie aufgezeigt Weiterhin sollen der Stand und die Entwicklung der LED Lichttechnologie bei neuartigen Studioscheinwerfern beschrieben werden Im vierten Teil der Arbeit soll die bisherige konventionelle Studiolichttechnik mit der neuarti gen LED Studiolichttechnik am Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern verglichen werden Der Vergleich wird mit repr sentativen und f r den Test verf gbaren Stufenlinsenscheinwer fern im Fernsehstudio der HSMW durchgef hrt Hierbei sollen vor allem die Unterschiede der Farbwi
136. limmsten Fall Linienstrahler diese wird somit monochromatische Strahlung genannt Vgl http de wikipedia org wiki Subtraktive Farbmischung Stand 06 01 2014 n Vgl http www elektro wissen de Elektrotechnik farbwiedergabe html Stand 06 01 2014 Http de wikipedia org wiki Farbwiedergabeindex Stand 06 01 2014 44 gl Ackermann 2006 S 17 45 Http www code knacker de farbwiedergabestufen htm Stand 06 01 2014 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 11 Farbmessung und Farbmetrik Bei der Farbmessung ist es mit aufwendigen Farbmessger ten m glich den optischen Ein druck einer Farbe nach Buntton Farbton S ttigung Helligkeit durch drei voneinander un abh ngigen Norm Farbma zahlen eindeutig festzulegen sodass jede Farbe in Beziehung zu beispielsweise dem o g CIE Normvalenzsystem steht Die Grundlage dieser Theorie der Farbmessung wurde bereits 1853 durch die Gesetze von GraBmann dargelegt Weiterhin erreicht man eine eindeutige Festlegung von Farbma zahlen mit Hilfe der Farb metrik Metrik Zusammenhang vom MaBzusammenhang des Raumes Somit m ssen sich alle reellen Farben im MaBsystem unterbringen lassen niedere Farbmetrik AuBerdem soll das Ma system transformierbar sein um Farbabst nde zahlenm ig bestimmen gleiche Farbabst nde auch visuell gleich beurteilen und Farbabst nde festlegen zu k nnen h here Farbmetrik F r die o g Bestimm
137. llkommen ausreichend Hierbei werden laut Kapitel 2 1 2 f r ein Fernsehstudio Beleuchtungsst rken von 700 Ix gefordert Andere Quellen be haupten sogar dass Beleuchtungsst rken von 200 Ix immer noch ausreichend w hren Je doch der Mensch als der begrenzente Faktor in einem Fernsehstudio mehr Licht ben tigen w rde Diese Bedingungen k nnen heutige LED Stufenlinsenscheinwerfer bereits erfolg reich bieten 286 Uwe Gebauer 2014 schriftliche Mitteilung vom 02 02 2014 287 Dennis Jackstien 2014 schriftliche Mitteilung vom 14 01 2014 Dennis Jackstien 2014 schriftliche Mitteilung vom 10 02 2014 Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 79 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung Der L7 ersetzt aktuell je nach Fokusstellung einen 650 1000 W Halogenscheinwerfer LED Ersatz f r 2 KW Halogenstufenlinsen wird es in den n chsten Jahren geben aber ein 5 KW Ersatz z B ist noch in weiter Ferne In Zukunft werden sich die Kosten f r diese Systeme reduzieren und die Lichtausbeute stei 290 gen Die Fernsehstudios sind mit Energie sparender LED Beleuchtung ausgestattet Allein beim Licht rechnet man mit einer Ersparnis von 95 Prozent Weiterhin wird wie bereits erw hnt der z Zt hohe Anschaffungspreis sicher noch drastisch sinken Trotz dieser hohen Anschaffungskosten tritt bereits jetzt durch die Energieeinsparung im Stromverbr
138. mal hei er als ihr kalter Kollege der Halbleitertechnik Denn zum einen ist es ein absolut k hler Lichtstrahl der keine Infrarot oder UV Strahlung und somit keine Hitze nach vorn abgibt sodass sich z B die Darsteller einer Fernsehshow im Lichtstrahl wohltemperiert f hlen k nnen 6 Zum Anderen bleibt die Umgebungstemperatur z B ein Fernsehstudio deutlich k lter und muss somit nicht so stark aktiv mit Hilfe von Klimaanlagen gek hlt werden Dies hat den groBen Vorteil dass sehr viel Geld beim Betrieb der Klimaanlagen gespart wird Weiterhin ist die Planung eines Fernsehstudios dadurch einfacher da die Bel ftung und das Klima bei einem vollwertigen Ersatz durch LED Lichttechnologie eine eher untergeordnete Rolle spielt Des Weiteren ist das bekannte Problem der Mehrfach Schattenbildung der Additiven Farb mischung mit LED Technologie in der neuen L Serie von ARRI einwandfrei gel st Es sind keine Regenbogenr nder oder andere Mehrfachschatten zusehen Abb 51 Abbildung 51 Schattenbildung der Stufenlinsenscheinwerfer links ARRI 650Plus rechts ARRI L7C AbschlieBend ist darauf hinzuweisen dass die neuartige LED Technologie selbst bei Slow motion Aufnahmen bis zu 450 fps Frames per second vollst ndig und zu 10096 Flicker frei ist Flicker ist der subjektive Eindruck von Leuchtdichte nderungen einer Lichtquelle um gangssprachlich auch als Flackern oder Flimmern des Lichtes bekannt Nat rlich haben diese neua
139. meine Entwicklung der Studiolichttechnik 67 Jahrgang Sonderdruck Berlin Loos Hansl 1989 Farbmessung Grundlagen der Farbmetrik und ihre Anwendungsberei che in der Druckindustrie 4 Auflage Itzehoe Naturkundliche Grundlagen der Druckindust rie McCamy C S Marcus H Davidson J G 1976 A Color Rendition Chart Journal of Applied Photographic Engineering 2 Auflage o O Ris Hans Rudolf 2003 Beleuchtungstechnik f r Praktiker Grundlagen Lampen Leuchten Planung Messung 3 Auflage Berlin Ritter Marc 2010 Die Ver nderung und Entwicklung der Lichttechnik in der Event und Fernsehbranche K ln Hochschule Mittweida Bachelorarbeit Weigand Frank 2003 Lichtmischung und sammlung bei LEDs Lippstadt Hochschule Mittweida Diplomarbeit Zieseni Carl Heiz Lindemuth Frank Schmits Paul W 2009 Beleuchtungstechnik f r den Elektrofachmann Lampen Leuchten und Ihre Anwendung 8 Auflage M n chen Heidelberg Literaturverzeichnis XVIII Internet Academy of Motion Picture Arts and Sciences 2011 Solid State Lighting Project URL http www oscars org video watch stc ss pp makeup html Stand 02 02 2014 Arnold amp Richter Cine Technik GmbH amp Co Betriebs KG 2010 Lighting Equipment URL http www arri de lighting lighting_equipment Stand 15 02 2014 Atld de 2014 Ton Licht und Messe URL http www atld de product_info php products_id 33013 amp gclid CIbR3q 8
140. n Loch in terpretiert werden Die bei der Rekombination frei werdende Energie kann in einem Halblei ter als Licht Photon abgegeben werden Weiterf hrend werden LEDs in verschieden Baugruppen bzw Bauformen unterschieden T Typ LED Der T Typ LED in der Gr Be von 5 mm ist die lteste und meist verbreitetste Bauform ihrer Art Hierbei handelt es sich um eine bedrahtete Diode mit einem definierten engen Aus trittswinkel Dieser wird von dem meist durchsichtigen linsenf rmigen Kunststoffgeh use aus Epoxidharz beeinflusst siehe Abb 19 LED Chip Cathode Lead Abbildung 19 Aufbau einer T Typ LED In diesem Guss sitzt der eigentliche LED Chip auf einem Reflektor der wiederum meist die Kathode darstellt Weiterhin werden die Anschlussdr hte dieser T Typ LED als W rmeab leitung verwendet is http winfwiki wi fom de images 3 32 LED Funktion pn uebergang gif Stand 10 01 2014 124 http de wikipedia org wiki Leuchtdiode Funktionsprinzip Stand 10 01 2014 ie Vgl http www hbernstaedt de knowhow led led_typen htm Stand 10 01 2014 128 Vgl Ebd 127 http www baulinks de licht webplugin 2008 0586 leds php4 Stand 10 01 2014 128 Vgl http de wikipedia org wiki Leuchtdiode Aufbau Stand 10 01 2014 Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 30 Diese LED Bauform wird sehr h ufig f r die Effekt oder Dekorationsbeleuchtung in Fern sehstudios eingesetzt
141. n den Preis aber nach 3 Jahren Betriebseinsatz wieder erwirtschaftet Dies best tigt sich eben falls in der Musterrechnung in Tab 26 wobei die Amortisation nach 3 66 Jahren eintritt Abschlie end sind die in Tab 15 genannten allgemeinen Nachteile der LED Lichttechnologie zu beachten Hierbei ganz besonders die intensive teils augensch dliche Blendung durch kurzwellige Strahlung 4 3 2 Fazit und Ausblick Durch das vorangegangene Kapitel kann festgestellt werden dass die teilweise vorhande nen allgemeinen Zweifel kritischen Meinungen und Vorbehalte von Beleuchtungsmeistern und Sendeanstalten gegen ber der LED Technologie sich nur teilweise best tigt haben Im Studiotest stand der ARRI L7C stellvertretend f r die neuartigen LED Stufenlinsenscheinwerfer Bei diesem konnte bereits die gr te H rde der Farbwiedergabe durch die Anordnung von RGBW LEDs in der LED Lightengine erfolgreich gel st werden Es konnte jedoch auch beobachtet werden dass allgemein diese Technologie noch leichte De fizite im blauen Farbspektrum besitzt Dies k nnte a m S durch dynamisches Angleichen der Helligkeit dieser farbigen LEDs teilweise ausgeglichen werden Weiterhin ist in Bezug auf die Farbwiedergabe laut 4 3 1 ein Teilersatz durch Anpassungen am Scheinwerfer sowie ein vollwertiger Ersatz aller konventionellen Halogen Stufenlinsenscheinwerfer in einem Fern sehstudio m glich Somit wurde bewiesen dass es m glich ist einen LED Stufenlinsensche
142. ne siehe 3 1 1 und 3 optische Elemente Diese Komponente setzt sich aus der in Abb 17 dargestellten Reihenfolge der o g LED Lightengine einem Kollimator einem Kondensor und einer Fresnel Linse zusammen Abbildung 17 Aufbau eines neuartigen LED Stufenlinsenscheinwerfers vom Typ ARRI L7C 101 Vgl Ackermann 2006 S 81 102 Uwe Gebauer 2014 schriftliche Mitteilung vom 12 02 2014 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 25 Durch den Kollimator wird das abgestrahlte Licht der LED Lightengine im o g Kondensor geb ndelt und diese Komponenten sind der Ersatz f r das in konventionellen Stufenlinsen scheinwerfern eingesetzte Halogenleuchtmittel Die Mechanik der Fokussierung funktioniert im Inneren hnlich wie bei einem konventionellen Stufenlinsenscheinwerfer Hierbei wird jedoch die Komponente nicht auf einem Schlitten bewegt sondern die Stufenlinse von dem 0 9 Kondensor hin oder weg Dazu kommt dass dieser Typ von LED Stufenlinsenscheinwerfer ber einen stufenlosen Dimmer im Scheinwerfer variable Farbtemperatureinstellungen stufenloser Gr n Magenta Korrektur und einem DMX Modul verf gt Diese Funktionen erleichtern bzw vereinfachen die Arbeitsschritte bzw Abl ufe im beleuchtungstechnischen Kreislauf in einem Fernsehstu dio Abb 12 Somit kann viel flexibler und kreativer auf verschiedene Studiosituationen rea giert werden LED Stufenlinsenscheinwerfer sind die neusten Genera
143. ng eine weiBe R amp D Power LED mit 276 Lumpen pro Watt an 350 mA und einer Farbtemperatur von 4401 K unter Vorbehalt Diese Entwicklung geht stetig voran und dringt in immer h here Leistungsregionen vor Je doch beziehen sich die o g Werte zun chst nur auf die LED allein und nicht auf die Gesamt leistung Somit besitzen kommerziell erh ltliche wei e LEDs derzeit Stand Januar 2014 unter Ber cksichtigung der Gesamtleistung eine Lichtausbeute von meist 50 bis 110 Im W LEDs mit wesentlich h heren Werten bei Nennleistung sind nur mit Farbtemperaturen oberhalb von 3500K und oder Farbwiedergabeindex unterhalb von Ra 85 verf gbar 6 Als aktueller Trend gilt die Technologie der Quantum Dot LED QLED oder QDLED Hier bei handelt es sich jedoch nicht um LEDs sondern um die Lumineszenzschicht die ber der LED dem Halbleiterkristall liegt und eine gravierende Rolle f r die Farbtemperatur Farb wiedergabe und auch der Lummen Watt Effizienz spielt Weiterhin wird Gegenw rtig besonders an transparente Tr ger und Halbleiter Materialien als auch transparente elektrische Zuleitungen gearbeitet Da die Bonddr hte elektrische Leitungen zum Halbleiterchip einen Teil der leuchtenden Fl che abdecken 330 Vgl http www led info de grundlagen leuchtdioden geschichte html Stand 30 01 2014 38 http www licht de de info und service licht specials led das licht der zukunft die lichtquelle led geschichte der led Stan
144. ng von Personen und Objekten und erweist sich damit als formgebendes Medium F r die Realisierung diese o g gestalteri schen Mittel des Lichtes in der Studio bzw B hnenbeleuchtung sind die im folgenden Kapi tel beschrieben Leuchtmittel und Lichtquellen notwendig Die verschiedenen M glichkeiten der Regelung und Steuerung der Studio bzw B hnenbe leuchtung sollen nur soweit Gegenstand der vorliegenden Arbeit sein wie sie unmittelbar in Scheinwerfern integriert sind Zum Verst ndnis zeigt die folgende Abb 12 den Beleuch tungstechnischen Kreislauf in einem Fernsehstudio m http de wikipedia org wiki Raumwinkel Stand 08 01 2014 Vgl Ackermann 2006 S 191 Vgl Ackermann 2006 S 78 6 Vgl Ackermann 2006 S 96 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 16 Lichtmessung und berechnung mit Hilfe der Lichttechn Gr en und Messmittel Farbmessung und metrik Lichtquellen Scheinwerfer Stufenlinsen Fluter Verfolger PAR Moving Heads Farbwiedergabeparameter Lichtoperator Lichtsteuerpult Lichttechnischer Raum sp zi Steuersignale ACN RDM DMX I Messwerte RGB Additives Farbfernsehn Leuchtmittel Farbdreieck LED Halogen HMI Abbildung 12 Beleuchtungstechnischen Kreislauf in einem Fernsehstudio 2 2 1 Leuchtmittel in Fernsehstudios Allgemein sind Leuchtmittel alle elektrischen Verbraucher die Licht erzeugen Di
145. ngslampen funktionieren im Prinzip hnlich wie die o g Temperaturstrahler Sie erzeugen das Licht nicht durch Temperaturstrahlung sondern durch einen Entladungsvor gang in ionisierten Gasen meist Metalld mpfe und oder Edelgase in einem Glasrohr Bei Leuchtstofflampen und Quecksilberdampf Hochdrucklampen setzt man zus tzlich Leucht stoffe ein die durch die Entladung angeregt werden und ihrerseits Licht abstrahlen Die wohl wichtigste Entladungslampe f r den Film und Fernsehsektor ist die Halogen Metalldampflampe blicherweise wird dieses Leuchtmittel als HMI bezeichnet dies ist eine von OSRAM eingetragene und patentierte Bezeichnung Dieses Leuchtmittel verwendet ebenfalls den bereits erw hnten Halogenkreislauf Es besitzt jedoch ca viermal h here Lichtleistung gegen ber der Halogengl hlampe und eine zwanzigmal gr Bere Lichtdichte Das ausgestrahlte Licht dieser HMI Leuchtmittel erreicht eine Farbtemperatur von 5 600 K bis 6 000 K und wird als Tageslicht bezeichnet 75 Vgl B r 1996 S 222 76 Vgl http www dg lichtshop de OS 4008321205896 ENG Stand 10 01 2014 77 Vgl http lichtprofi system shop at sitemap htm Stand 10 01 2014 f Vgl http www hbernstaedt de knowhow leuchtmittel farbtemperatur htm Stand 10 01 2014 7 Vgl Ris 2003 S 71 8 Vgl Ackermann 2006 S 85 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 20 Es gibt in dieser Rubrik der Entladungslampen noch werte
146. nlagen XXVI Wirkungsgrad Der Wirkungsgrad bzw Leuchtenwirkungsgrad gibt an in welchem Verh ltnis das von der Lampe abgegebenen Nutzlichte zum vom Leuchtmittel nach allen Seiten hin ausgestrahlten Licht steht Elektrische Stromst rke I Die Stromst rke gibt an wie viel elektrische Ladung bezogen auf die dazu ben tig te Zeitspanne einen definierten Querschnitt passiert Q ff z I J d At Abbildung 57 Formel zur Berechnung der elektrischen Stromst rke Elektrische Spannung U Die elektrische Spannung ist eine physikalische Gr e die angibt wie viel Energie n tig wird um eine elektrische Ladung innerhalb eines elektrischen Feldes zu bewegen Ug AB _ i Baz AB Q Ji Abbildung 58 Formel zur Berechnung der elektrischen Spannung d Elektrische Leistung P Die physikalische Gr Be Leistung steht f r Energie pro Zeit und wird dann als elektrische Leistung bezeichnet wenn die bezogene oder gelieferte Energie eine elektrische Energie ist P U I Abbildung 59 Formel zur Berechnung der elektrischen Leistung 308 305 Ackermann 2006 S 17 999 http de wikipedia org wiki Stromst C3 A4rke Stand 30 01 2014 307 http de wikipedia org wiki Elektrische Spannung Stand 30 01 2014 99 nttb de wikipedia org wiki Elektrische Leistung Stand 30 01 2014 Anlagen XXVII C Vergleich der wesentlichsten Leuchtmittel f r ein Fernsehstudio AbschlieBend sind die wesentlichen Eigen
147. nn 2006 S 214 107 Ygl Zeiseni 2009 S 81 108 Ackermann 2006 S 213 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 26 Anforderungen an die Beleuchtung in einem Fernsehstudio F r ein Fernsehstudio gibt es a m S keine geregelten Normen f r Beleuchtungsst rke Licht farbe Farbwiedergabe und Leuchtdichte wie z B in den Normen DIN EN 124464 DIN EN 13201 und DIN EN 12193 f r Arbeitsst tten Stra enbeleuchtung und Sportst ttenbeleuch tung Allgemein werden in Fernsehstudios die in Kapitel 2 1 2 genannten Parameter und in Kapitel 2 2 1 und 2 2 2 genannten Leuchtmittel und Lichtquellen abh ngig von den Entschei dungstr gern eines Fernsehstudios und der jeweils gew nschten Lichtsituation ausgew hlt Es gibt jedoch in der Planung eines Fernsehstudios verschiedenste Vorschriften Reglungen und Hinweise z B f r Klimatisierung der Beleuchtung der Befestigung an Traversen oder der raumtechnische Aufteilung Dies wird unter anderem in der Versammlungsst ttenverord nung der L nder bzw die l nder bergreifende Musterversammlungsst ttenverordnung MVSt tt gesetzlich geregelt Weitere Normen f r Sicherungen elektrische Verbindungen bzw Verteilungen Steckdosen und Projektionen f r Fernsehstudios sind unter anderem in der DIN 15563 15564 15565 19046 56903 bis 6 49440 49441 56926 bis 7 56930 56932 und 60598 geregelt Die o g Leuchtmittel und Lichtquellen sind unabdingbare
148. nt als MaBzahl f r die 14 speziellen Farbwiedergabeindizes Zur Be rechnung des allgemeinen Farbwiedergabeindex Ra werden allerdings nur die ersten acht Testfarben herangezogen Dabei kann der Farbwiedergabeindex Ri zur Farbe i ermittelt werden Ein zusammenfassender Wert ist der allgemeine Farbwiedergabeindex Ra der als arithmetischer Mittelwert den Durchschnitt aus den Farbwiedergabeindizes R1 bis R8 bildet Abb 52 Er wird meist mit CRI gleichgesetzt 8 Romy 2s R I Abbildung 52 Allgemeine Berechnungsformel f r Ra B Lichttechnische Gr en und Einheiten euchtdichte L Die Leuchtdichte cd m ist das Ma f r den Helligkeitseindruck einer beleuchteten Fl che im menschlichen Auge und liefert detaillierte Information ber die Orts und Richtungsab h ngigkeit des von einer Lichtquelle abgegebenen Lichtstromes 9 d Ly 000 0 A1 cos 1 Abbildung 53 Formel zur Berechnung der Lichtdichte d Lichtausbeute n Die Lichtausbeute Im W ein Ma f r die Effizienz einer Lichtquelle gibt an mit welchem Wirkungsgrad die elektrische Leistung in Licht umgesetzt wird und ist somit der Quotient aus Lichtstrom und elektrischer Leistung 9 http de wikipedia org wiki Farbwiedergabeindex Stand 30 01 2014 294 http www elv de Vom Licht zur Beleuchtung Teil 2 Licht und Farbe x aspx cid 726 detail 36948 print 1 Stand 30 01 2014 5 Vgl Zieseni et al 2009 S 22 298 http de wikipedia org w
149. nzelner Bildelemente der Erzeugung eines gewollten Schattens bis hin zum Setzen einer sog Drei Punkt Ausleuchtung Bei diesen Stufenlinsenscheinwerfern befindet sich das Leuchtmittel vor einem Kugelspiegel der das zur ckstrahlende Licht gewinnbringend nach vorn reflektiert und durch eine sog Fresnel Linse deren konvexe Seite konzentrisch ausgefr st wurde als Nutzlicht b ndelt Diese Fresnel Linse ist ringf rmig in verschiede Bereiche aufgeteilt und variiert je nach Be reich in ihrer St rke siehe Abb 14 Somit wird das Licht beim passieren der Linsen Oberfl che unterschiedlich gebrochen dabei ist der Brechungswinkel nicht von der Dicke sondern dem Winkel zwischen den beiden Oberfl chen abh ngig Dadurch werden das Gewicht und das Volumen solcher Linsen im Vergleich zu blichen Linsen gleicher Brennweite erheblich verringert 91 Vgl Ackermann 2006 S 80 92 Http www hbernstaedt de knowhow scheinwerfer par par htm Stand 10 01 2014 93 Vgl Ackermann 2006 S 101 9 Vgl Ebd 35 Vgl http de wikipedia org wiki Fresnel Linse Stand 10 01 2014 6 Vgl Ebd Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 23 1 2 Abbildung 14 Querschnitt einer Fresnel Linse und einer blichen Linse mit gleicher Brennweite Im Inneren dieses Scheinwerfers sitzt die Komponenten Leuchtmittel und Spiegel auf ei nem beweglichen Schlitten der mechanisch zur oder von der Linse weg bew
150. or Stand 15 12 2013 215 Jackstien 2013 S 17 216 Dennis Jackstien 2014 schriftliche Mitteilung vom 14 01 2014 Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 52 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung Abbildung 38 Ansicht eines ARRI L7C 7 In der folgenden Tab 20 sind die wichtigsten technischen Daten des ARRI L7C zusammen gefasst Parameter Beschreibung Lampenkopf Fokusierbare Fresnel Lampentyp LED Stromverbrauch 160 W Nominal 220 W Maximum 100 250V AC 50 60Hz 0 10096 stufenlos Schuko Stecker Edison Anschluss Spannungsbereich Dimmbarkeit Kabel Optionen Abstrahlungswinkel 15 50 Gr e HxBxT Hybrid 384x374x423 mm Active 349x374x423 mm Gewicht Hybrid 10 9 kg Active 8 2 kg Farbtemperaturen 2800 K 10 000 K stufenlos einstellbar Farbigkeit volle RGB W Farbskala mit Farbton und S ttigung Steuer Farbtemperatur Toleranz 100 K nominal 1 8 Gr n Magenta nominal Gr n Magenta Korrektur stufenlos einstellbar Full Minusgreen Full Plusgreen Ansteuerung Einfacher Schuko Stecker 5 Pin DMX Stecker In und Through Optional Kontrollierbar am Bedien und Anzeigefeld Mini USB Hybrid 20 35 C Active 20 45 50 000 Stunden Tabelle 20 Technische Daten des ARRI L7C Umgebungstemperaturen Lebensdauer Tab 21 stellt die p
151. ormte Lichtarten verwen det die als Normlichtarten gekennzeichnet sind Zurzeit gibt es die Normlichtarten A C und Des dar ber hinaus noch viele weiter z B f r Leuchtstofflampen Die Normlichtarten und Lichtarten sind mit ihrem Zahlenwert NormfarbmaBzahlen und abgeleiteten Gr en auf den 2 Normalbeobachter oder den 10 Normalbeobachter bezogen siehe Tab 5 9 Normlichtart Farbtemperatur Normfarbma zahl nach CIE in Kelvin X 2 Y 2 Z 2 X 10 Y 10 Z 10 A 2856 109 85 100 00 35 58 111 14 100 00 35 20 C 6800 98 04 100 00 118 10 97 28 100 00 116 145 Des 6504 95 02 100 00 108 82 94 11 100 00 107 30 Tabelle 5 NormfarbmaBzahlen der Normlichtarten der CIE Dieser gemittelte Beobachter blickt auf eine Fl che mit einem Sichtfeld von 2 mittig zur Hauptblickrichtung Dieses Feld hat etwa die Gr Be einer 1 Euro M nze die man mit ausge strecktem Arm vor sich h lt Diese Begrenzung wurde von der CIE 1931 aus der Gr e der Zone der h chsten Dichte der farbempfindlichen Photorezeptoren im Auge abgeleitet Die CIE empfiehlt seit 1964 den 10 Normalbeobachter weil dies sich seither in der Praxis immer mehr durchsetzt Zumal das gr ere Gesichtsfeld und die daraus sicher ergebenden Normfarbma zahlen mit dem visuellen Eindruck einer Farbe besser bereinstimmen Farbmischung Es wird zwischen subtraktiver und additiver Farbmischung unterschieden Die additi
152. otest 54 4 2 1 Versuchsaufbau und verwendete Messmittel 54 4 2 2 Angewandte wissenschaftliche Methode der Farbmessung und der Berechnung der Farbabst nde Delta E im CIELAB2000 61 Inhaltsverzeichnis VI 4 3 X Auswertung des Fernsehstudiotest und weitere Vergleiche 67 4 3 1 Ergebnisse Auswertung und Vergleich seeseesssssss 67 4 3 2 Fazit und Ausblick teo ee reU RUE 77 SHEER 80 Mii cubei rlurg tr XVI hulcbBisnidri nl ee XXIII huIEPBIIl Me m XXIV Eigenst ndigkeitserkl rung eeeeeeeeeeeeeeeeeeee nennen nennen nennen nnn nnn nnne nnn LXIV Abk rzungsverzeichnis VII Abk rzungsverzeichnis a m S Abb ACN AMPAS ARRI Brenner bzw ca CCD CE CIE CIELAB2000 CMOS COB CQS CRI CTO DIMMEN DIN DMX e V ebd eng EU FOCUS FS FST GSM HMI HSMW IR LCD LDK LED Lichttech m A n aus meiner Sicht Abbildung Architecture for Control Networks Academy of Motion Picture Arts and Sciences Arnold amp Richter Cine Technik GmbH amp Co Betriebs KG umgangsprachlich f r Leuchtmittel Beziehungsweise circa Charge Coupled Device Kennzeichnung der Hersteller Internationalen Beleuchtungskommission CIELAB Farbraum mit Delta E CIE2000 Complementary Metal Oxide Semiconductor Chip on Board Color quality scale Colour Rendering Index
153. p de inforapid org index php search Gegenfarbtheorie Stand 06 01 2014 ai http www prontosystems org media presstec colormanagement farbmodelle lab jpg Stand 07 01 2014 52 Vgl Loos 1989 S 169 53 Vgl Loos 1989 S 111 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 13 Dieser ermittelte Farbabstand aus dem CIELAB Farbraum ist wiederum in verschiedene Empfehlungen der CIE abgestuft Unter anderem in den die CIE76 CIE94 und dem aktuells ten CIE2000 In den Untersuchungen in Kapitel 4 wird die j ngste Empfehlung der Internationalen Be leuchtungskommission der CIE2000 zu Berechnung verwendet Dieser gilt als empfindungs gem gleichabst ndiger als die anderen o g Verfahren Um die Verwendung des CIELAB Farbraums mit dem Delta E CIE2000 zu verdeutlichen wird im Folgenden der Begriff CIELAB2000 verwendet 2 1 2 Lichttechnische Gr en und Einheiten Im Folgenden sollen die wesentlichsten in Abb 7 dargestellten lichttechnischen Gr en und Einheiten beschrieben werden Im Anschluss sind die blicherweise verwendeten Messger te der Lichttechnik kurz aufgef hrt Weiter Ausf hrungen sind inklusive Formeln in der An lage B zu finden M Abstandradius r m Raumwinkel Q Omega sr Beleuchtungs st rke E Ix Lichtst rke I cd Lichtstrom Q Phi Im Beleuchtete Fl che A m Abbildung 7 Lichttechnische Zusammenh nge und der
154. port und die Montage der schweren energieintensiven Scheinwer fer und die unendlichen Starkstromkabelleitungen lie en in mir die Frage aufkommen ob neuartige LED Technologien nicht enorme Energie und Kosteneinsparungen sowie Arbeits entlastungen w hrend des Aufbaus mit sich bringen k nnten Diese Frage bewegte mich so sehr dass ich fortan das Thema verfolgte von Farbwiederga beproblemen und Leistungsgrenzen der LED Lichttechnologie erfuhr und auf Grund dessen das Thema als Bachelorarbeit vorschlug In meinen beiden Hochschulbetreuern Herr Prof Dr Ing Wilfried Schmalwasser und Prof Dr Ing Rainer Zschockelt aber auch in meinen sehr engagierten Praxispartnern Herrn Dipl Ing Dennis Jackstien und Herrn Uwe Gebauer fand ich hierbei dankenswerterweise eine sehr umfangreiche Unterst tzung Daf r bedanke ich mich bei allen Beteiligten Konrad Dietze Einleitung 1 1 Einleitung Die st rmische Entwicklung der LED Technologie in den letzten Jahren brachten viele Ein satzgebiete u a im Automobilbereich und der Stra en Architektur und Heimbeleuchtung mit sich Jedoch auch in der Beleuchtung von Fernseh Film und Fotostudios sowie Muse ums finden LED Technologien schrittweise in Form von verschiedenen Scheinwerfertypen Anwendung In der Literatur stehen gegenw rtig noch vorrangig die Farbwiedergabequalit t die Leistungsparameter sowohl die Temperaturabh ngigkeit von LED Leuchten zur kriti schen Diskussion Die vor
155. ppen siehe Abb 13 einteilen Lichterzeugung Kontinum Linienstrahler strahler Temperatur strahler Entladungs lampe Festk rper Halegenal b Hochdruck Niederdruck geng LED OLED entladungs entladungs lampe lampen lampen ro r Quecksilber Natriumdampf Natriumdampf i Gl hlampe Mischlicht dampf Hoch Hochdruck Niederdruck Leuchtstoff lampen drucklampe lampe lampe Halogen Metalldampf Induktions Hochspannungs l lampen leuchtr hren ampen Abbildung 13 bersicht ber die Lampensysteme In diesem Kapitel werden hierbei nur die konventionellen Leuchtmittel Temperaturstrahler und die Entladungslampen ausf hrlich erl utert Die dritte Hauptgruppe Festk rper wie LED als neuartige Lichttechnologie wird im Kapitel 3 n her beschrieben Temperaturstrahler lemperaturstrahler verhalten sich n herungsweise wie ein o g Schwarze Strahler Schwarzer K rper der eine ideale thermische Strahlungsquelle darstellt Er dient als Grundlage f r theoretische Betrachtungen sowie als Referenz f r praktische Untersuchun gen elektromagnetischer Strahlung Die bliche Farbtemperatur dieser Leuchtmittel f r ein Fernsehstudio liegt bei 3200 K und wird als Kunstlicht bezeichnet Die Lichtausbeute dieser Temperaturstrahler ist relativ gering weil die Ausstrahlung vorwie gend im unsichtbaren IR Bereich als W rmestrahlung stattfindet und n
156. prontosystems org _media presstec colormanagement farbmodelle lab jpg Stand 07 01 2014 Literaturverzeichnis XXII Tradekorea 0 J 0 T URL http web tradekorea com upload file2 sell 28 500027228 30W HB COB LED _ Al Oxide jpg Stand 30 01 2014 Waldorf Dr J rgen 0 J LEDs erobern die Beleuchtung URL http www licht de Stand 15 02 2014 Weigert Dedo 2012 LED Lichtquelle der Zukunft auch f r kreative Aufgaben URL http www film tv video de 225 html amp tx ttnews e5Btt news 65D 42873 amp L 0 amp no cache 1 Stand 15 02 2014 Wikipedia o J Die freie Enzyklop die URL http de wikipedia org Stand 15 02 2014 Wintermayr Peter 2013 Entwicklung LED URL http www elektroniknet de typo3temp pics 3db6bO06f5a jpg Stand 30 01 2014 Yoshi Ohno Wendy Davis 2010 CQS Colour Quality Scale URL http www armadilloled com CQS Colour Quality Scale htm Stand 22 12 2013 Zeitz Thomas 2014 Toneart mediavision URL http www toneart shop de arri I7 c stand mount blue silver 3m cable schuko connector l1 31330cd html gclid2CL6OteahtrwCFSgewwodqDoAAg Stand 02 02 2014 Zimmer Dr Hans Heinz 2013 VDE Website Impressum URL http www vde com de Verband Kontakt Impressum Technik Seiten Impressum Haftung aspx Stand 10 01 2014 Anlagenverzeichnis XXIII Anlagenverzeichnis A Allgemeine Berechnung f r Ra uzsssusuunananananannnnnnnn ann nun nn nn anne XXIV B Lichttec
157. r hnliche Wellen erzeugt werden Da es keine gesetzlichen Vorschriften oder Verordnungen dazu gibt ist dieser Warnhinweis an Prof LED Technik nicht zu finden dann w re manches Produkt eine Fehlentwicklung Anlagen LXII Ab einer gewissen Lichtleistung kann man ohne entsprechende Filtertechnik Streuscheiben 0 gt die nehmen aber ca 25 der so schon mageren Lichtausbeute weg nicht mehr in die Lampe schauen Gesundheitsrisiko Werden sich durch die Technologie neue Einsatzfelder bzw Gestaltungsm glichkeiten er ffnen Die Designer und Szenenbildner sind schwer begeistert und entwerfen die unm glichsten Dekorationen leider sieht man im Fernsehen meist nicht viel davon Die Lichtgestaltung wird sich nicht ndern es ndert sich nur die Beleuchtungstechnik Wann wird sich diese Technologie durchsetzen und wird sie sich berhaupt deiner Meinung nach vollst ndig durchsetzen Wenn die Technik ausgereift in allen Gesichtspunkten und bezahlbar ist wird sie sich durchsetzen Die Hersteller m ssen erst lernen eine langfristige Modellpolitik zu betreiben und den drin gend notwendigen Service zur Verf gung zu stellen Auszug aus dem Interview vom 17 02 14 mit Markus Buchner Also ganz interessant f r die Beleuchtung des neue Medienzentrums der HSMW sind ARRI L7 T ETC S4 LED CYC ARRI True Blue ST2 Dazu noch ein paar Fl chenleuchten NesyFlex 660 Horizontleuchten ARRI CYC 1000 2 Bank Desist
158. r ist der Mehraufwand nat rlich berschaubar Der L7 hingegen ist eigentlich ein exakt kalibrierter Computer der Licht erzeugt Was k nnen neuartige LED Stufenlinsen bereits f r Lichtst rken und Leistungen erreichen und dadurch schon konventionelle Stufenlinsen Scheinwerfer abl sen Der L7 ersetzt aktuell je nach Fokusstellung einen 650 1000W Halogenscheinwerfer Bau bedingt sind Halogen Stufenlinsen im Spot noch deutlich weniger effizient als im Flood LED Scheinwerfer sind etwa gleich effizient in Spot und Flood Anlagen LIX Rkra Die Lichtst rken des ARRI L7 erreichen in max Spot je nach Variante und Farbtempe ratur derzeit bis zu typ 67 kcd 83200 K L7 TT bzw typ 77 kcd 5600 K L7 TD bei sehr guten CRI s gt gt 90 Was ist die Zukunft bzw der Stand von aktiver und passiver K hlung von LED Stufenlinse Was wird sich durchsetzen Ab wann ist eine aktive K hlung erforderlich oder kann man hohe Lichst rken auch mit passiver K hlung realisieren Wenn das Gewicht keine Rolle spielen w rde w rde jeder passive K hlung wollen Aktive L fter erzeugen Ger usche wobei moderne L fter derart leise sind dass es in fast allen Anwendungsf llen nicht st rt Bei Leistungen ab 100W wird es sehr schwer noch ausrei chend passiv zu k hlen Die meisten Anwender k nnen gut mit den L ftern leben weswegen ich nicht denke dass wir in Zukunft viele Scheinwerfer mit passiver K hlung sehen werden Besonders nicht in den ho
159. r ist die Methode ber WFM gut geeignet Weiterhin ist es f r die Vergleichbarkeit der Farbabweichungen und wiedergabe zwischen den Referenz und Vergleichsscheinwerfern wichtig die benutzten Farbmodelle zur sp teren Berechnung kurz dargestellt Dadurch soll die Verst ndlichkeit dieser komplexen Materie erh ht werden Die Umrechnungsm glichkeiten sowie ausf hrliche mathematischen Modelle stehen in der Anlage K zur Verf gung 4 2 1 Versuchsaufbau und verwendete Messmittel Um Stufenlinsenscheinwerfer optimal miteinander vergleichen zu k nnen bedarf es der rich tigen Testsituation Um einen repr sentativen Versuchsaufbau zu realisieren wurde bei die sem Test der sp tere Einsatzort eine bliche Fernsehstudioumgebung gew hlt Das verwendete Fernsehstudio in der HSMW hat das Abma 10 90m x 8 90m x 4 20m mit einer Anzahl von aktuell 24 konventionellen Halogen Stufenlinsenscheinwerfern Es wurde in der Mitte des Fernsehstudios eine Kamera des Typs Grass Valley LDK8300 positioniert Im Abstand von ca zwei Metern stand ein Stuhl mit einer Farbtafel des Typs X Rite Colorchecker Stand Dezember 2012 Der Colorchecker Color Rendition Chart oder oft auch Macbeth Colorchecker genannt ist eine Farbkalibrierungstafel siehe Abb 41 be stehend aus 24 quadratischen Farbproben und wurde 1976 von McCamy Marcus und Da vidson eingef hrt Er ist absoluter Standard bei der Testung von Lichtquellen Dennis Jackstien 2014 schri
160. re unterschiedliche Verfahren Bauformen und Funktionsprinzipien auf welche hier jedoch nicht weiter eingegangen werden soll Festk rper Hierzu z hlen ebenfalls verschiedene der o g Temperaturstrahler und unter anderem auch Leuchtdioden LED und organische Leuchtdioden OLED Eine organische Leuchtdiode eng organic light emitting diode OLED ist ein leuchtendes D nnschichtbauelement aus organischen halbleitenden Materialien mit sehr guter Farb treue und Farbintensit t Jedoch stellt bei dieser Lichttechnologie z Zt das gr te techni sche Problem die vergleichsweise geringe Lebensdauer mancher aus organischen Materialien bestehenden Bauelemente dar Trotzdem bietet diese Technologie bereits heutzutage sehr viele neue Einsatzm glichkeiten und wird durch Weiterentwicklung in Zu kunft f r die Beleuchtungsindustrie noch sehr interessant werden Diese neuartige Lichttech nologie wurde in der vom Verfasser erstellten MINI BA zum Thema Auswirkungen der Entwicklung von Organischen Leuchtdioden OLED auf die digitale AuBenwerbung vom 9 Januar 2013 genauer untersucht und wird somit in der vorliegenden Arbeit keiner weiteren Betrachtung unterzogen Vertiefend werden die Funktionsweise Eigenschaften Einsatzgebiete Chancen sowie Risi ken der LED Lichttechnologie im Kapitel 3 ausf hrlich behandelt Ein allgemeiner Vergleich der wesentlichsten Leuchtmittel f r ein Fernsehstudio ist in den Anlagen C zu finden
161. rhin konventionelle Leuchtmittel verdr ngen Diese Entwicklung wird in der Allgemeinbeleuchtung sehr deutlich dies wird in Abb 35 ersichtlich Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 45 US Miltion j ilii S M gt gt 5 A a n 3 S Ni A M m p P T SU AADA D F E General lighting M Personal lighting W Projectors M Signs and large displays B Automotive BiCail phones E Other displays Bltco TV and monitors W Notebooks amp tablets Abbildung 35 Marktentwicklung der Einsatzgebiete durch LED ue So erwartet man eine Umsatzsteigerung beim Einsatz von LED in der Allgemeinbeleuchtung von ca 2 Mrd USD im Jahr 2010 auf 12 Mrd USD im Jahr 2018 Theater Film Studio und B hnenbeleuchtung In der vorliegenden Arbeit soll die Allgemeinbeleuchtung als bedeutungsvollstes Einsatzge biet der LED Lichttechnologie hierbei die spezielle Anwendung in Theater Film Studio und B hnenbeleuchtung wie folgt vertieft werden In der Anwendung f r ein Fernsehstudio sind die meisten in Kapitel 2 2 2 genannte Licht quellen bereits als energiesparende LED Version verf gbar Des Weiteren sind erheblich viele weitere Formen und Arten von Lichtquellen f r dieses Einsatzgebiet verf gbar Hierzu z hlen diverse Lichtquellen f r die Effektbeleuchtung wie z B LED Lichterketten LED Stripes und Tubes An dieser Stelle sind auch die kompakten Kamerakopflichter mit LEDs zu nennen Diese bringen bei Au enaufnahmen neben d
162. rschiedliche Farbtem peraturen bzw Lichtfarben miteinander kombiniert siehe 3 1 2 Aktuell erm glicht diese Bauform Chipdichten von bis zu 70 Chips cm siehe Abb 23 133 Attp www ledshift com Bauformen 20German htmi Stand 10 01 2014 134 Vgl http www ledstyles de ftopic149 html Stand 10 01 2014 135 Attp www hbernstaedt de knowhow led led_typen htm Stand 10 01 2014 138 http de wikipedia org wiki Leuchtdiode Aufbau Stand 10 01 2014 137 Attp www hbernstaedt de knowhow led led_typen htm Stand 10 01 2014 138 Vgl http www ledshift com Bauformen 20German htmi Stand 10 01 2014 Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 32 Abbildung 23 LED ARRAY mit vielen COB LEDs Eine erweiterte Zusammenfassung von COB LEDs auf einem Leiterplattentr ger als LED ARRAY in einem LED Stufenlinsenscheinwerfer nennt man LED Lightengine siehe 2 2 2 Hierbei werden blicherweise LEDs von renommierten globalen Herstellern CREE Nichia Seoul PHILIPS OSRAM eingesetzt Diese besonderen LED ARRAYSs besitzen z Z eine Leistung von bis zu 100 W F r eine flexible Farbmischung werden jedoch kleinere LEDs ca 3 W f r den Einsatz in Fernsehstudios in einer LED Lightengine zusammengefasst Die Entwicklung der Bauformen und Funktionen von LEDs geht stetig voran somit wurden hier nur die a m S wichtigsten LED TYPEN dargestellt Auf weitere Entwicklungen soll in der vorliegenden Arbeit nicht eingegangen wer
163. rtigen Stufenlinsenscheinwerfer auch einige Nachteile die im Folgenden kurz erl utert werden 275 Vgl http www leuchtmittel ratgeber de halogen lampen leuchtmittel php Stand 23 12 2013 7 gl Arnold amp Richter 2012 S 5 277 Vgl http www framefresh com web delivery die neue led serie von arri inkl vergleichschart pdf Stand 23 12 2013 78 Vgl http de wikipedia org wiki Flicker Stand 23 12 2013 Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 76 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung Der Gr te und bisher am schwierigsten zu l sende Nachteil der LED Technologie ist die Lichtintensivit t bzw Beleuchtungsst rke Im Vergleich zu einem konventionellen Stufenlin senschweinwerfer ist die Beleuchtungsst rke eines neuartigen LED Stufenlinsenscheinwerfers in der FST bei 3 m Abstand rund die H lfte schw cher Im Ver gleich zeigt sich jedoch das in der SST bei 3 m Abstand der Unterschied nur noch um den Faktor 0 3 absinkt Der Lichtstrom bei diesem Vergleich sinkt sogar nur um den Faktor 0 1 Diese Abweichung zwischen den einzelnen Fokussierungen der Scheinwerfer kann an der baubedingt schlechten Effizienz der Halogen Stufenlinsenscheinwerfer in der SST liegen LED Scheinwerfer sind jedoch etwa gleich effizient in SST und FST Hierbei sollte erw hnt werden dass andere LED Scheinwerfer der L Serie der Firma ARRI bereits Lichtst rken von bis zu 77 kcd L
164. rum die Farbe des einzelnen Chip beeinflussen siehe unten Jedoch erm g 148 Vgl http de wikipedia org wiki Leuchtdiode Wei C3 9Fe_LED Stand 30 01 2014 149 pttp commons wikimedia org wiki File LED weiss P UV svg Stand 30 01 2014 190 Vgl http de wikipedia org wiki Leuchtdiode Wei 03 9Fe_LED Stand 30 01 2014 151 http commons wikimedia org wiki File LED weiss P UV svg Stand 30 01 2014 Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 35 licht die Ansteuerung jeder einzelnen Farbe dass mischen verschiedener anderer Farben abseits der Wei erzeugung Ebenfalls ist der Farbwiedergabeindex siehe Kapitel 2 1 1 beider Verfahren sehr gering Es entstehen starke L cken im Spektrum dieser MULTI LEDs siehe Abb 26 400 700 Abbildung 26 Spektrum einer MULTI LED 3200 K Durch die additive Farbmischung dieser drei Farben entsteht durch unterschiedliche spekt rale Zusammensetzung also gleicher Farbvalenz eine bedingt gleiche Farbe Jedoch wird bei einer Farbmessung deutlich dass die Farben sehr unterschiedlich dargestellt werden Aus diesem Grund sind diese Systeme f r die Beleuchtung im Sendebetrieb in einem Fern sehstudio nicht geeignet Dennoch wird dieses Verfahren z B bei der Hintergrundbeleuch tung von Farb LCDs eingesetzt LUMINESZENZKONVERSIONS LED Bei der Erzeugung werden blau emittierende LEDs siehe Tab 28 Anlage F hnlich wie bei Leuchtstofflampen mit Lumineszenzfarbstoffen kom
165. s Francoise 2012 TELEVISION LIGHTING CONSISTENCY INDEX 2012 URL https tech ebu ch Stand 15 02 2014 Dehen Wolfgang Laier Dr Peter Patzak Dr Klaus 2014 OSRAM LICHT URL http www osram de Stand 15 02 2014 EasyRGB 2014 Color Calculator URL http easyrgb com index php X CALC Stand 22 12 2013 Farbe com 0 J Das Normalvalenz oder CIE System URL http www farbe com cie01 htm Stand 13 02 2014 Frame Fresh 2013 Die neue Led Serie von ARRI inkl Vergleichschart URL http www framefresh com web_delivery die_neue_led_serie_von_arri_inkl_vergleichschart pdf Stand 23 12 2013 Grassvalley 2014 LDK 8300 Live Super SloMo Camera URL http www grassvalley com products Idk 8300 Stand 18 12 2013 Hartl Stephan H o J ClE Farbr ume URL http www copyshop tips de luf06 php Stand 05 01 2014 H ler Ulrike 2014 RGB nach HSV und HSV nach RGB URL http www wisotop de vonRGBnachHSV shtml Stand 30 01 2014 Hauke Haller 2000 Led Info das Rechercheportal URL http www led info de Stand 15 02 2014 Herz Thomas 2014 SuperFlux LED Nichia NSPWR70CSS P9 wei URL http www led shop24 de superflux leds nichia nspwr70css htm Stand 10 01 2014 HeBland Karina o J Neues Design f r das MDR TH RINGEN JOURNAL URL http www mdr de thueringen journal design118_showlmage 3_zc c4a1d70b htmi Stand 02 02 2014 Hessling Dr Ing Matthias 2014 Deutsche Lichtt
166. s Quartzco lor Polaris verbaut deshalb dienten diese ebenfalls als Vergleichs Scheinwerfer 342 http www pcwelt de ratgeber CMOS vs CCD Bildsensoren 5794727 html Stand 30 01 2014 343 ygl http www arri de cn lighting lighting equipment lampheads tungsten lampheads true blue t true blue t1 Stand 30 01 2014 344 Vgl htp calc arri de calculator Stand 30 01 2014 Anlagen XXXV Folgend die Tab 32 mit den wichtigsten technischen Daten des Quartzcolor Polaris Parameter Beschreibung Lampenkopf Fresnel 1000 W Lampentyp 230 V 1000 W CP40 CP71 Stromverbrauch 1200 W 1000 W Spannungsbereich 230 V Dimmbarkeit Ja O 100 per externem Dimmer Kabel Optionen 7m Netzkabel ohne Schutzkontaktstecker Farbtemperatur 3200 K Abstrahlungswinkel 9 59 5 Gewicht 6 0 Kg Gr e HxBxT 320 x 455 x 290 mm Tabelle 32 Technische Daten des Quartzcolor Polaris Die photometrischen Daten eines Quartzcolor Polaris mit einem CP40 1000 W 230 V Brenner fasst Tab 33 zusammen Parameter Abstand 3m in FST Abstand 3m in SST Lichttech Gr en 1300 Ix 14444cd 11765lm 13000 Ix 117543cd 2277lm Abstrahlwinkel 59 9 Durchmesser 3 39 m 0 47m Tabelle 33 Photometrischen Daten des Quartzcolor Polaris 95 Vgl http www strandarchive co uk lanterns q_polaris html Stand 30 01 2014 ud Vgl h
167. schaften der bedeutendsten Leuchtmittel f r ein Fernsehstudio in Tab 27 zusammengestellt Leuchtmittel Halogen Metalldampf Wei e LED Halogengl hlampe lampe Parameter Leuchtdichte 70 117 Im W 4 105 Im W 15 36 Im W Farbtemperatur 5400 8500 K 2700 6500 K 2900 3400 K EEpEMESAUEL 200 9000 h bei Ausfall 79000 h bei50 55 2000 h bei Ausfall Leuchtkraft Farbwiedergabe CRI Ra 70 96 CRI Ra 65 93 CRI Ra 100 Kontinumstrahler Leistungsbereich 35 18 000 W 0 01 5W 2 12 000 W Dimmbarkeit 0 100 0 100 60 100 Konstante Farbtempe Starke Verschiebung ratur der Farbtemperatur Hei z ndbarkeit ca 5 min sofort sofort Einbrennzeit 3 8min sofort sofort UV Stahlung ben tigt meist UV Filter Keine UV oder IR Vd IR Strahlung Strahlung Oberfl chen Hoher Abw rmeanteil Kaum Oberfl chen Hoher Abw rmeanteil temperatur Klimaanlage temperatur Klimaanlage Brandgefahr Latente Brandgefahr Kaltes Licht Umgebungs Umgebungstemperatur Empfindlich bei Hoher Umgebungstempera temperatur unempfindlich Umgebungstempera tur unempfindlich empfindlichkeit tur Ausschaltverhalten Nachglimmen Sofort Black Nachglimmen Farbschatten Nie Farbschatten RGB mit Farbschatten Nie Farbschatten Leistungsmerkmale Teilweise hoher Ener gieaufwand notwendig Energiesparen Teilweise hoher Ener gieaufwand notwen dig Gegenw rtige Inves titionsmerkmale
168. sche Bauform mit chemi schen Elementen der keine Hohlk rper besitzt die platzen k nnen Geringer Stromverbrauch Reduzierung von CO bei Defekt bzw direktem Kon takt nicht lebensgef hrlich Nur mit einer Schutzkleinspannung betrieben da ein lichtemittierender Halbleiter Sehr kleine miniaturisierte Lichtquellen g nstiger Transport Bauformbedingt ein sehr geringes Abma m glich Sehr geringe W rmeabgabe durch Licht Kein Temperaturstrahler hohe Effizienz da wenig sch dliche UV IR Strahlung Umweltfreundlich geringe Entsor gungskosten Kein Quecksilber wie z B bei Leuchtstofflampen son dern nicht toxische Galliumverbindungen mit Ausnah Alle Lichtfarbe mit guter Farbwiederga be m glich Durch Additive Farbmischung gute Farbwiedergabe fast aller Lichtfarben m glich zum Beispiel RGB W Tabelle 14 Vorteile der LED Technologie Grundlagen und Entwicklung der LED Lichttechnologie 43 In Tab 15 werden die bereits teilweise im Kapitel 3 1 2 genannten Problematiken bzw Nach teile von LED zusammengefasst Nachteile Grund H herer Preis Durch seltene Galliumverbindungen und aufwendige Produktionsverfahren Geringe Gesamtlichtstrom Anordnung mehrerer LEDs in LED ARRAYs n tig dann trotzdem durch K hlung begrenzt Lebensdauer Schlechtes W rmemanagement f hrt zu hohe Tempera turen und dadurch zur Verk rzung der Lebensdauer und der Lichtausbeute Weiterhin gi
169. sehstudio durch LED Stufenlinsenscheinwerfer In der Anlage M stellt Abb 85 den Mittelwert der Farbabweichungen der 24 Colorcheckerfar ben f r diese beiden Vergleiche Test 2 und 5 dar Weiterf hrend zeigen die Ergebnisse von Test 1 und 7 mit einer Anpassung am Scheinwer fer durch die vorhandenen Einstellungsm glichkeiten auf Farbfeld 19 Wei des Color checkers sehr gute und fernsehstudiotaugliche Ergebnisse Diese Tests stellen wie bereits erw hnt Mischlichtsituationen mit konventionellen Stufenlinsenscheinwerfern in einem Fern sehstudio dar Hierbei zeigt Abb 86 in der Anlage M Mittelwert der Farbabweichungen der 24 Colorcheckerfarben f r diese beiden Vergleiche Der Mittelwert der o g Tests betr gt R4 94 17 und ist somit laut Tab 6 in Kategorie 1A R4 90 einzuordnen und f r eine farbkritische Umgebung wie Fernsehstudios einsetzbar Dar ber hinaus verdeutlichen die Ergebnisse jedoch auch Unterschiede der Farbwiedergabe von min Ra 80 bei Test 6 bis max Ra 95 93 bei Test 2 zwischen den einzelnen LED Stufenlinsenscheinwerfern Test 1 7 und 11 Weiterhin werden auch Unterschiede im Farbwiedergabeindex min Ra 83 30 Test 9 und max Ra 93 53 Test 8 innerhalb der Halogenlichtquellen sichtbar Test 8 10 Im Vergleich zum LED Stufenlinsenscheinwerfer mit Anpassungen am Scheinwerfer Test 1 sind diese Unterschiede sehr deutlich Abb 49 Farbwiedergabeindex Ra der Vergleichsgruppen 1 8 9 10
170. st rke direkt am Ger t oder auch ber DMxX 9 Weiterhin wird sich in Zukunft a m S eine drahtlose Ansteuerung und oder eine Akkubetrieb dieser Scheinwerfer durchsetzen Akkubetrieb und auch Funksteuerung sind sicher willkommene Erg nzungen f r einige Anwender Die Zukunft wird ZigBee gerne bei der Steuerung von StraBenbeleuchtung verwendet WiFi oder WDMX ber GSM Frequenzen und Frequenz Hopping sein Ein Nachteil den es in diese Technologie auf jeden Fall noch gibt ist die Beleuchtungsst rke Was f r ein Fernsehstudio vollkommen ausreicht wird bei z B aufwendigen AuBendrehauf nahmen in der Filmbranche nicht ausreichend sein Dort werden Scheinwerfer mit einer Leis tung von bis zu 24 KW ARRIT24 eingesetzt um reale Mond und Sonnenlichtsituation nachzuahmen Dies kann aus heutiger Sicht durch LED Scheinwerfer noch nicht realisiert werden und wird selbst durch zuk nftige Forschung Kapitel 3 noch einige Jahrzehnte dau ern Hierbei spielt insbesondere die K hlung der LEDs in einem Scheinwerfer eine gro e Rolle Das W rmemanagement ist meist der begrenzende Faktor f r gr ere Lichtst rken Aus meiner Sicht sind andere Verfahren abgesehen von passiver K hlung und L ftern viel leicht durch Fl ssigkeiten z B Wasser ein zukunftsweisender Schritt zur optimalen K hlung von LEDs Heutzutage sind bereits die Beleuchtungsst rken dieser Scheinwerfer f r moderne Fernseh studios mit modernen Studiokameras vo
171. st 1 und 7 sowie 2 und 5 auch teilweise sehr unterschiedliche Ergebnisse innerhalb einer Produktgruppe f r R4 erbringen Dies kann daran liegen dass der L7T auf eine Farbtempera tur spezialisiert ist und somit nur begrenzt korrigierbar ist Im Test 11 siehe Abb 48 spiegelt sich der Unterschied im Farbwiedergabeindex R4 94 51 zwischen dem L7C und L7T in einer Mischlichtsituation ohne einen Wei abgleich auf die Testlichtquelle deutlich wieder Selbst mit den aktuellsten Testmethoden wie TLCI siehe 4 2 2 werden diese Unterschiede zwischen den LED Stufenlinsenscheinwerfern deutlich siehe 4 1 2 Weiterhin zeigen diese Diagramme dass bei beiden LED Stufenlinsenscheinwerfern ein TLCI Wert um die 75 er reicht wird Diese Farbabweichungen kann man durch eine Nachbearbeitung laut Zuord nungstabelle Tab 24 Kapitel 4 2 2 leicht bzw mit mittlerem Aufwand beseitigen Somit kann man abschlie end sagen dass der ARRI L7C Test 1 und 2 die besten Ergeb nisse erbracht hat und im Vergleich die beste Farbwiedergabe aufweisen konnte Daher soll sich f r die weiteren Betrachtungen nur auf die technischen Parameter dieses speziellen LED Stufenlinsenscheinwerfers ARRI L7C beschr nkt werden Die bereits angesprochenen technischen Parameter einer Lichtquelle spielen ebenfalls eine sehr entscheidende Rolle f r die Vergleichbarkeit von Scheinwerfern In folgender Tab 25 wurden die wichtigsten technischen Parameter der beiden Hauptvergleichsscheinwer
172. t Y und die zwei Farbkomponenten Cb Blue Yellow Chrominance und Cr Red Green Chrominance auf Dieser digitale Daten strom wird f r die Messger te der Bildtechnik Waveformmonitor Tektronix WFM 8300 wie der in das analoge YPbPr Farbmodell gewandelt siehe Abb 43 3 Referenzscheinwerfer ARRI 650Plus Waveformmonitor Tektronix WFM Vergleichsscheinwerfer z B ARRI L7C Abbildung 43 Testaufbau mit Stufenlinsenscheinwerfern im Fernsehstudio der Hochschule Mittweida technisch 2a Vgl http www technoteam de e898 e97 e305 e408 jof2k_ger pdf s 2 Stand 18 12 2013 229 ygl http www pepla de original texte leuchtdichtemessung htm Stand 18 12 2013 aai Vgl http www technoteam de e898 e97 e305 e408 jof2k ger pdf s 2 Stand 18 12 2013 228 Ackermann 2006 S 98 i http www grassvalley com products Idk 8300 Stand 18 12 2013 9 ygl http de wikipedia org wiki YCbCr Farbmodell Stand 18 12 2013 Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am 57 Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung Dieses bei Component Video benutzte YPbPr Signal besteht aus dem Helligkeitssignal Y sowie den Farbabweichungssignalen Pb f r die Abweichung von Grau auf einer Blau Gelb Skala sowie Pr f r die Abweichung von Grau auf einer Rot T rkis Skala und gibt Auf schluss ber die Position des Farbvektors im YPbPr Diagramm YPbPr ist somit di
173. t daran dass z B beim Dimmen eines Halogen scheinwerfers bzw einer Lichtquelle die Farbtemperatur sinkt und somit der Farbort in der CIE Normfarbtafel entlang der Planckschen Kurve Richtung Rot wandert siehe Kapitel 2 2 1 Bei den LED Vergleichsgruppen l sst sich erkennen dass der Rot und Gr nanteil der Test mit Wei abgleich Test 1 3 5 7 eher konstant bleibt jedoch der Blauanteil teils stark ab weicht Zum Beispiel gibt es bei fast allen Farbfeldern mit hohem Blauanteil eine Abweichung des Blauanteils des Test Scheinwerfers die ber dem der Bezugsquelle liegt Bei den restli chen Farbfeldern des Colorcheckers ist der Blauanteil im Vergleich zur Bezugsquelle eher niedriger Bei den o g Tests 4 und 6 der LED Stufenlinsenscheinwerfer ohne WeiBabgleich l sst sich dazu noch erkennen dass nicht nur der Blauanteil stark abnimmt sondern auch der Rotanteil etwas nach unten abweicht Dies kann an der Verteilung des Farbspektrums der Lichtquelle liegen siehe 4 1 2 Hierbei wird deutlich dass es starke Einbr che im Blauanteil sowie eine Abscheidung des hinteren Rotanteils kommt Bei der Auswertung von Test 3 zeigt sich dass der Rot und Gr nanteil bei Farbfelder mit Blauanteil abnimmt jedoch der gemessene Blauanteil des Lichtes stark zunimmt Bei den restlichen Farbfeldern nimmt der Blauanteil teils stark ab wobei Gr n und Rotanteil eher konstant bleiben Dies kann an der stufenf rmigen Einteilung des Spektrums der Farbe 2 liegen
174. t sich mit dem Einsatz der LED Lichttechnologie bei Stufenlinsenscheinwer fern f r die Fernsehstudiobeleuchtung Es wird versucht die gegenw rtig noch vorhandenen Vorbehalte und kritischen Meinungen zur Farbwiedergabe und Beleuchtungsst rke von LED Stufenlinsenscheinwerfern zu relativieren Weiterhin soll nachgewiesen werden dass diese Scheinwerfertypen bereits heute eine kosten und energieg nstige Alternative zu bisherigen konventionellen Halogen Stufenlinsenscheinwerfern sind Grundlagen ber Licht Farbe und lichttechnische Gr Ben sowie einen berblick der Leuchtmittel und Scheinwerfertypen in Fernsehstudios werden zun chst vermittelt Anschlie end werden Grundlagen der LED Lichttechnologie wie Funktionsweise Eigenschaften und Farbe sowie die Chancen und Ri siken beim Einsatz in Stufenlinsenscheinwerfern der Studiobeleuchtung dargestellt In einer umfangreichen Testserie unter studiorelevanten Bedingungen werden Halogen Stufenlinsenscheinwerfer mit LED Stufenlinsenscheinwerfern verglichen Hierbei wird schwerpunktm ig die Farbabweichung mit Hilfe des Metamerieindex Delta E 2000 im CIELAB Farbraum sowie die Farbwiedergabe mit Hilfe des Farbwiedergabeindex R anhand von Kameramessungen mit verschiedenen Referenz und Vergleichsscheinwerfern bei der Beleuchtung einer Farbtafel ermittelt Die Auswertung der Farbwiedergabe und abweichungen erfolgt ber die RGB Kamerasignale am Waveformmonitor und wird dann durch programmtechnische Mi
175. tand 02 02 2014 ar http www gluehbirne ist org artikel die led ist eine karotte php Stand 02 02 2014 21 Ebd 211 http www oscars org video watch stc_ssi_pp_makeup htmi Stand 02 02 2014 Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am Beispiel 49 von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung 4 Vergleich von konventioneller Lichttechnik mit neuartiger LED Lichttechnologie am Beispiel von Stufenlinsenscheinwerfern in der Fernsehstudiobeleuchtung F r den Vergleich zwischen konventionellen Stufenlinsenscheinwerfern und neuartigen LED Stufenlinsenscheinwerfern im Studiobereich ist es wichtig repr sentative wissenschaftliche Vergleichsmethoden besonders zur Beurteilung der Farbwiedergabeeigenschaften anzu wenden Somit wurden umfangreiche lichttechnische Messungen zwischen verschiedenen LED und Halogen Stufenlinsenscheinwerfern in studiorelevanter Umgebung und deren Bewertung bzw Gewichtung notwendig Damit soll erreicht werden dass Studioscheinwerfer in ihren typischen Parametern miteinan der verglichen werden k nnen Und es soll der Nachweis erbracht werden dass die Substi tution von herk mmlichen Studioscheinwerfern durch LED Stufenlinsenscheinwerfer m glich ist 4 1 Beschreibung der Vergleichsobjekte Wie im Kapitel 2 2 2 bereits erw hnt sind Fresnel bzw Stufenlinsenscheinwerfer die am h ufigsten vorkommenden Scheinwerfertypen in der Fernsehstudiobeleu
176. telt wer den blicherweise werden in einem Fernsehstudio folgende Messger te verwendet siehe Tab 8 Lichttech Messger t Verwendung Luxmeter Ermittlung der Beleuchtungsst rke von Lichtquellen Leuchtdichtemesser Ermittlung der Lichtdichte L in cd m von Lichtquellen Farbtemperaturmessger t Ermittlung der Farbtemperatur einer Lichtquelle f r LED nur beschr nkt geeignet Allgemeine Messger te Verwendung Laserabstandsmessger t Zur Abstandsermittlung H he des Raumes Diagnose Pr fger t Durchf hrung der Durchgangs Schutzleiter Isolationswieder stands Kurzschluss und Funktionspr fung Volt Ampere und Ohmmeter Ermittlung der drei Grundwerte des Ohm schen Gesetzes Tabelle 8 Messger te der Lichttechnik 2 2 Grundlagen und Grundbegriffe der Beleuchtung in Fernsehstudios In der Beleuchtung speziell im Theater oder im Fernsehstudio ist die Lichtrichtung aus wel cher der Darsteller beleuchtet wird sehr entscheidend Das Erscheinungsbild des Darstellers kann dadurch v llig ver ndert dargestellt werden Als Lichtrichtung wird Seitenlicht Ober licht Gegenlicht Vorderlicht Unterlicht und Schatten als k nstlerisches bzw gestalterisches Mittel in der Beleuchtung bezeichnet 9 Speziell in Fernsehstudios kommen noch das F h rungslicht sowie Aufhelllicht Hinterlicht Dekorationslicht Kante Spitze Kicker Gloriole und das Kleidungslicht hinzu Licht ver ndert somit die Wirku
177. terhin wurden die jeweiligen Delta E Angaben als Abstufung des Metamerieindexes sie he 2 1 1 durch eine Farbcodierung gem Abb 62 zus tzlich zu den numerischen Werten farblich unterschiedlich dargestellt Farbcodierung von Farbdifferenz AE DE kein bis fast kein Unterschied Unterschied kann f r das ge bte Auge bemerkbar sein unmerklicher Farbunterschied wahrgenommener Farbunterschied wesentlicher Farbunterschied der selten toleriert wird die Differenz wird als andere Farbe bewertet Abbildung 62 Bedingte Formatierung der Delta E Werte Im Folgenden werden die o g selbstentwickelten Colorchecker und S ulendiagramme der errechneten Delta E Werte f r die Colorcheckerfarben 1 24 der Vergleichsgruppen 1 11 11 Vergleiche zwischen Referenz und Vergleichsscheinwerfer dargestellt Anlagen XLII CIELAB2000 bei A 10 TEST1 Farbwiedergabevergleich sRGB ARRI 6504 L7 C WB am SW auf 100 2 ARRI 650 IUVENI 182 134 L7 C WB am SW auf 100 EN 183 135 202 116 20322113 243 242 193 243 242 Abbildung 63 Selbstentwickelter Colorchecker des Test 1 ARRI 6504 L7 C mit WB am Scheinwerfer auf WB von Halogen REF 100 Farbabweichung AE 4 5 6 7 8 9 1011 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Colorchecker Farben Abbildung 64 Farbdifferenzen Delta E f r Test 1 XLIV Farbwiedergabevergleich SRGB ARRI 650 L7 C WB am OCP ARRI 650 100 75 60 L7 C WB am OCP 99 7
178. tig weiter Ab 1971 gibt es LEDs in den Farben Gr n Orange Gelb und somit verbesserten sich Leistung und Effizienz Weitere verschiedene Farbt ne von Gr n bis Ultraviolett wurden mit dem neuen Halbleitermaterial Galliumnitrid GaN m glich Auf dieser Grundlage entwickelte Shuji Nakamura 1993 in Japan die ersten kommerziellen blauen LED auf GaN Basis Weiterhin war die Entwicklung sehr effizienter Gr n Indium Galliumnitrid Leuchtdiode InGaN LED und sp ter auch eine wei e LED sein Verdienst Im Jahr 1995 wird eine LED vorgestellt die durch Zugabe von Leuchtstoffen wei es Licht aus Lumineszenzkonversion gewinnt Zwei Jahre sp ter kommen diese wei en LEDs auf den Markt Weitere Leistungssteigerungen wurden von Hewlett Packard im selben Zeit raum durch das Ersetzen des auf die lichtemittierenden Pn Schichten aufgebrachten GaAs 32 http www led info de grundlagen leuchtdioden geschichte html Stand 30 01 2014 Se http www licht de de info und service licht specials led das licht der zukunft die lichtquelle led geschichte der led Stand 30 01 2014 Vgl http www led info de grundlagen leuchtdioden geschichte html Stand 30 01 2014 329 http www licht de de info und service licht specials led das licht der zukunft die lichtquelle led geschichte der led Stand 30 01 2014 324 ygl http de wikipedia org wiki Leuchtdiode Geschichte Stand 30 01 2014 32 http www led info de grundlagen leuchtdioden geschi
179. tionen von Stufenlinsenscheinwer fern in der Fernsehstudiobeleuchtung Kennzeichnung von Lichtquellen und Scheinwerfern F r Lichtquellen gibt es in Deutschland verschiedene Sicherheitspr fungen die von einer Pr fstelle des VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e V oder des T V durchgef hrt werden Hierbei wird unter anderem die IP Schutzart DIN EN 60529 Gegen Eindringen von Fremdk rper und Feuchte und die Schutzklasse DIN VDE 0711 Schutz gegen elektrischen Schlag ermittelt siehe Tab 12 IP Schutzart nach DIN EN 60529 Schutzklasse nach Erste Ziffer Frremdk rperschutz Zweite Ziffer Wasserschutz DIN VDE 0711 0 Kein Schutz 0 Kein Schutz 1 Schutzleiter 6 Staubdicht 8 Unterwasser 3 Schutzkleinspannung 50V Tabelle 12 Die wichtigsten Schutzkennzeichnungen f r Lichtquellen Weiterhin werden Lichtquellen mit dem bekannten CE Zeichen vom Hersteller selbst als eine Konformit tserkl rung ber die Erf llung bestimmter EU Richtlinien gekennzeichnet Weitere Normen und Reglungen sind in der DIN 15560 Scheinwerfer f r Film Fernsehen B hne und Photographie zusammengefasst 103 Vgl http www arri com lighting lighting equipment laampheads led lampheads l series I7 c Stand 10 01 2014 u http www vde com de Verband Kontakt Impressum Technik Seiten Impressum Haftung aspx Stand 10 01 2014 105 Ygl Zeiseni 2009 S 81 106 Ygl Ackerma
180. ttel als Delta E 2000 bzw Farbwiedergabe Ra f r jede Color checkerfarbe berechnet Die Farbabweichungen zwischen Referenz und Vergleichsschein werfer werden in einer eigens entwickelten Colorcheckertafel und in S ulendiagrammen f r jeden Test dargestellt So werden in den insgesamt 11 Vergleichen verschiedene Lichtsitua tionen simuliert Die Vergleichstests stellen verschiedene Misch und Volllichtsituationen als auch Bedingungen mit und ohne korrekten Wei abgleich nach Abschlie end werden die Testergebnisse umfangreich bewertet und weitere Parameter zwischen Halogen und LED Stufenlinsenscheinwerfen verglichen Im Fazit wurde festgestellt dass heutige LED Stufenlinsenscheinwerfer ber umfangreiche funktionelle Neuerungen in der Scheinwerfer steuerung verf gen die Farbwiedergabe im Bereich von Ra gt 95 liegt und beachtliche Ener gieeinsparungen eintreten Es wurde deutlich dass heutige LED Stufenlinsenscheinwerfer bereits eine energie und kosteng nstige Alternative f r Halogen Stufenlinsenscheinwerfer in der Fernsehstudiobeleuchtung sind Ein Ausblick zeigt notwendige weiterf hrende Untersu chungen und Entwicklungen auf Inhaltsverzeichnis V Inhaltsverzeichnis Inhalisverzelchnls 2 2 ee ee V Abk rzungsverzelchnls ee ke VII Abbildungsverzelchnis rur ee en eek en IX TabellenverzelchniS pee ee de XIII Vorwort und Danksagung u idein tacite el XV LES Id cnl 1 2 Grundlagen und Grundbegriffe der
181. ttp www strandarchive co uk lanterns q polaris html Stand 30 01 2014 Anlagen XXXVI J Parameter weiterer LED Scheinwerfer Die Tab 34 fasst somit die wichtigsten technischen Daten des ARRI L7T zusammen Parameter Beschreibung Lampenkopf Fokusierbare Fresnel Lampentyp LED Stromverbrauch 160 W Nominal 220 W Maximum Spannungsbereich 100 250V AC 50 60Hz Dimmbarkeit 0 100 stufenlos Kabel Optionen Schuko Stecker Edison Anschluss Abstrahlungswinkel 15 50 Gr e HxBxT Hybrid 384x374x423 mm Active 349x374x423 mm Gewicht Hybrid 10 9 kg Active 8 2 kg Farbtemperaturen 2600 K 3600 K stufenlos einstellbar Farbtemperatur Toleranz 100 K nominal 1 8 Gr n Magenta nominal Gr n Magenta Korrektur stufenlos einstellbar Full Minusgreen Full Plusgreen Ansteuerung Einfacher Schuko Stecker 5 Pin DMX Stecker In und Through Optional Kontrollierbar am Bedien und Anzeigefeld Mini USB Umgebungstemperaturen Hybrid 20 35 C Active 20 45 C Lebensdauer 50 000 Stunden Tabelle 34 Technische Daten des ARRI L7T Die photometrischen Daten eines ARRI L7T sind in Tab 35 zusammengestellt Parameter Abstand 3m in FST Abstand 3m in SST Lichttech Gr en 811lx 8418cd 4762Im 6824lx 62109cd 2909Im Abstrahlwinkel 49 14 Durchmesser 2
182. tudiobeleuchtung Wei abgleich Messen der Mit Umrechnen der Messung auf Farbe 19 gt RGBmV Werte pro gt koeffizent prm z Spannungswerte in der Colorcheckertafel Colorcheckerfarbe RGB 0 255 RGB 0 255 i Berechnung Berechnung Farbabweichung Farbwiedergabe Umrechnen der Umrechnen vom E 2000 Ri RGB 0 255 in CIE XYZ CIE XYZ nach CIE LAB zwischen Referenz zwischen Referenz und und Vergleichsscheinwerfer Vergleichsscheinwerfer pro Colorcheckerfarbe pro Colorcheckerfarbe Berechnung Darstellung von A E Farbwiedergabeindex R 2000 pro Farbe und Darstellung von Ra der zwischen Referenz und Farbtafel der 11 11 Vergleiche in Vergleichsscheinwerfer f r Vergleiche in 5 i x S ulendiagrammen die gesamten 24 Farben der Colorcheckertafel und Colorcheckertafel S ulendiagrammen Abbildung 46 Bearbeitungsfolge zur Ermittlung des Farbwiedergabeindex der 24 Colorcheckerfarben bei Refe renz und Vergleichsscheinwerferlicht Diese Umrechnung vom mV Bereich ber den RGB Farbraum dem XYZ Farbraum dem LAB Farbraum in Delta E des CIELAB2000 erfolgte mit Hilfe von folgenden Berechnungs programmen Colour Conversions Centre 4 0a und EasyRGB und wurde zus tzlich durch folgendes Programm CIE Color Calculator von Lindblomm 8 auf ihre Richtigkeit kontrolliert siehe Abb 47 Programme Colour ConversionsCentre 4 0a EasyRGB CIE Color Calculator von Farbauswertung Lindblomm Farbabweichung L Farbwiederg
183. uchtmittel als Kunstlichtscheinwerfer eingesetzt sind jedoch auch als Tageslichtscheinwer fer verwendbar Hierbei wird das in Kapitel 2 2 1 genannte Halogenleuchtmittel gegen ein Halogen Metaldampfleuchtmittel getauscht Dieser Lichtquellentyp wird oftmals nach dem Verbrauch der elektrischen Leistung kategori siert Somit kommen Begriffe wie eine 1 KW Stufenlinse oder eine 2 KW Stufenlinse als Gr Beneinheit blicherweise vor Wie im Kapitel 2 1 2 beschrieben werden f r Fernsehstudios teilweise konstante Beleuch tungsst rken ber gro e Fl chen ben tigt Daher werden sehr lichtstarke und somit gro e Stufenlinsenscheinwerfer bis zu 5 KW eingesetzt um ber eine weite Entfernung eine m g lichst gro e Fl che mit ausreichend Beleuchtungsst rke gleichm ig auszuleuchten Jedoch raten Beleuchtungsmeister diesen Effekt durch viele kleine 1 KW und 2 KW Scheinwerfer zu erzielen LED Stufenlinsenscheinwerfer Alle aufgef hrten Lichtquellen der Beleuchtung in Fernsehstudios sind gegenw rtig bereits mit neuartiger LED Lichttechnologie verf gbar wobei hierbei die Funktionsweise und der Aufbau meist variieren Jeder Hersteller dieser neuartigen Lichtquellen verbaut seine Leuchtmittel anders daher soll der Aufbau des LED Stufenlinsenscheinwerfers vom Typ L7C der Firma ARRI exemplarisch f r die Funktionsweise dargestellt werden Dieser LED Stufenlinsenscheinwerfer besitzt im Inneren statt eines Halogenbrenners eine LED Lightengi
184. udiobeleuchtung CMOS Sensoren abgelegt siehe Anlage H Auf die Erl uterung von Aufbau und Funkti onsweise sowie die Verfahren der spektralen Trennung wird an dieser Stelle verzichtet da das Messmittel bzw der Kamerasensor der Studiokamera im Studiotest als Konstante ange sehen wurde Jedoch k nnen sich besonders bei der Korrektur von nicht optimal angepass ten Sensorempfindlichkeiten durch Optimierung der Linearkombinationen relative spektrale Empfindlichkeiten bei RGB des Kamerasensors verbesserte M glichkeiten zur Berech nung der Farbvalenzen ergeben Durch moderne Kamerasensoren sind neuartige Studi okameras in der Lage in sehr lichtschwachen Umgebungen noch ein gutes Kamerabild zu erzeugen Die im Studiotest verwendete Studiokamera besitzt drei Aufnahmechips je einen f r die Prim rfarben Rot Gr n und Blau und ist somit das bildaufnehmende Messmittel im Ver suchsaufbau ber einen Prismenteiler wird das einfallende Licht in die RGB Anteile aufge teilt und jeweils einem Chip zugef hrt Jeder dieser CCD Chips Charged Coupled Device nimmt eine der Farben auf Die somit entstandenen Farbsignale des 3 CCD 2 3 type 16 9 HD DPM CCDs ger Studiokamera vom Typ LDK8300 werden ber ein Glasfaser kabel digital im YCbCr Farbmodell in die Bildregie des Fernsehstudios bertragen Dieses YCbCr Farbmodell wurde f r das Digitalfernsehen nach der Norm PAL entwickelt und teilt die Farbinformation in die Grundhelligkei
185. ufige Anwendung finden diese Lichtquellen in der speziellen Objektbeleuchtung Verfolger Verfolger werden ausschlie lich zur Personen und Objektverfolgung eingesetzt Die Funkti onsweise und Ausstattung ist vergleichbar mit dem o g Profilscheinwerfer Zus tzlich wer den speziell bei Verfolgern zur optimalen manuellen F hrung Griffelemente und ein Schwerpunktausgleich integriert Dieser Scheinwerfertyp wird im Open Air Bereich mit Ta geslicht emittierenden Leuchtmitteln z B HMI ausgestattet um weite Entfernungen ber br cken zu k nnen Hierf r werden spezielle Vorschaltger te ben tigt die meist einen h heren Anschaffungspreis mit sich ziehen In Fernsehstudios werden vornehmlich kon ventionelle Halogenleuchtmittel eingesetzt Spiegelabgelenkte Scheinwerfer Scanner Ein sog Scanner wird als Multifunktionsscheinwerfer eingesetzt und funktioniert im inneren hnlich wie ein Profilscheinwerfer wobei das austretende Licht von einem beweglichen Spiegel reflektiert wird Durch diese Reflexion geht Lichtst rke verloren somit werden meist lichtstarke Halogen Metalldampfleuchtmittel siehe 2 2 1 eingesetzt Da diese Lichtquellen aus der Diskothekenbeleuchtung stammen haben sie extrem viele Einstellm glichkeiten und werden z Zt nur noch sehr selten als Effektlicht oder kleiner Verfolger verwendet Kopfbewegte Scheinwerfer Moving Head Diese Art von Lichtquellen geh rt ebenfalls zu den Multifunktionsscheinwerf
186. ung als die Referenzquelle den gleichen CRI aufweisen obwohl sie eine stark abweichende Farbwirkung des bestrahlten Objekts hervorrufen Dieser Effekt kann einerseits auf die Metamerie unterschiedlich zusammengesetzte Lichtspektren k nnen obwohl ganze Bandbreiten fehlen den gleichen Farbeindruck hervorrufen zur ckgef hrt werden Der Farbeneindruck einer Fl che h ngt somit stark von der verwendeten Lichtquelle ab Als Metamer bedingt gleich werden zwei Farbproben bezeichnet die unter bestimmten Bedin gungen die identische Farbvalenzen erzeugen jedoch unterschiedliche spektrale Remissionskurven haben Der praktisch am h ufigsten anzutreffende Fall der Metamerie ist die Beleuchtungsmetame rie Diese bezeichnet die bereinstimmung zweier Farben unter einer Bezugslichtart und Abweichung unter anderen Lichtarten bzw Lichtquellen Die Ursache der Metamerie sind hier die unterschiedlichen Lichtspektren der jeweiligen Lichtquellen So wird die unter einer Normlichtart D65 6500 K beleuchtete Fl che gleicher Farbe an ders wahrgenommen als dieselbe Fl che bei einer Beleuchtung mit der Normlichtart A 2856 K Als metameriefrei gilt eine Farbe deren Delta E bez glich zwei vereinbarter Lichtquellen nicht gr Ber als 0 5 f r unge bte Beobachter nicht gr Ber als 1 0 ist Tabelle 7 Kapitel 21 1 Einfluss auf den Farbeindruck haben eine Vielzahl von messbaren und subjektiven Einflussgr en spektrale Reflex
187. ung und Darstellung kann das CIE Normvalenzsystem bzw die CIE Normfarbtafel als internationaler Standard herangezogen werden Dieses hat bei der Zuord nung und Darstellung dieser ermittelten Farbabst nde jedoch erhebliche Schwachpunkte Wie der Amerikaner Mac Adams herausfand sind die zahlenm ig gleich gro en Farbab st nde in der Normfarbtafel bei unterschiedlichen Farbt nen vom Menschen nicht als gleich groB empfunden wurden Diese Erkenntnis hat er mit seinen MacAdam Ellipsen veranschaulicht dargestellt Weiterhin hat dies zur Folge dass der CIE XYZ Farbraum emp findungsgem nicht gleichabst ndig und somit f r die praktische Anwendung der Bewer tung von Farbabst nden schlecht geeignet ist siehe Abb 5 0 9 470 0 01 460 P5 0 l 00 01 02 03 04 05 06 07 08 Abbildung 5 CIE Normfarbtafel mit den sog MacAdam Ellipsen 9 vgl Zieseni et al 2009 S 16 7 Loos 1989 S 14 Ebd http commons wikimedia org wiki File CIExy1931_MacAdam png Stand 06 01 2014 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 12 Somit wurde 1976 von der CIE weitere Farbr ume aus dem o g CIE XYZ Farbraum entwickelt um die empfindungsgem e Farbcharakterisierung Gleichabst ndig keit besser darstellen zu k nnen als in diesem Normvalenzsystem der CIE von 1931 Die bekanntesten Farbr ume sind unter anderem der CIELAB Farbraum und den CIELUV Farbraum Auf den CIELUV F
188. ur ein kleiner Anteil des Spektrums sichtbar ist Temperaturstrahler sind zum Beispiel Gl hlampen oder Halogengl hlampen http www et inf fho emden de elmalab beleucht download Blt 3 pdf Stand 08 01 2014 Vgl http de wikipedia org wiki Kunstlicht Stand 08 01 2014 Ris 2003 S 55 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 18 Gl hlampen werden als solches in Fernsehstudios nur noch sehr selten verwendet somit dient die Erl uterung dieses Leuchtmittels hierbei nur zum Verst ndnis der Funktion von Temperaturstrahlern Bei Gl hlampen wird ein sehr d nner Wolframdraht mit einem Durch messer von einigen hundertstel Millimeter beim Stromdurchgang auf eine Temperatur von etwa 2700 K gebracht Weiterhin bestehen diese Leuchtmittel aus einem Sockel und einem Glaskolben der die Licht erzeugenden Gl hwendel enth lt Dieser Glaskolben ist bei kleinen Gl hlampen meist luftleer gepumpt Vakuumlampe bei gr eren Gl hlampen ist er mit einem Gas bef llt und kann somit mit h heren Temperaturen bei gleicher Lebensdauer betrieben werden und strahlt ein wei eres Licht ab Des Weiteren sind Halogengl hlampen f r die vorliegende Arbeit von sehr gro er Bedeu tung da es im sp teren Vergleichsversuch die Referenz bzw Bezugsquelle darstellt Au Berdem sind unter anderem diese Leuchtmittel der absolute Standard in Fernsehstudios Halogengl hlampen sind hnlich wie Gl hlampen T
189. ve Farbmischung liegt dann vor wenn Farbreize optisch durch Lichtfarben gemischt werden Ein Mischen von Lichtfarben bedeutet dass durch das Auge mehrere Strahlungen gleichzei tig oder schnell nacheinander wahrgenommen werden Die additive Farbmischung spielt im Farbfernsehn sowie bei der Reproduktion des Kamerabildes auf dem Kamerasensor und weiterf hrend in der Studiobeleuchtung eine sehr entscheidende Rolle Die subtraktive Farbmischung jedoch ist eine physikalische Kombination der Spektralanteile der Farbmittel 36 Vgl Loos 1989 S 28 37 Vgl Ebd 38 Vgl Loos 1989 S 188 ff 9 http de wikipedia org wiki CIE Normvalenzsystem Stand 06 01 2014 Vgl Loos 1989 S 58 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 10 durch Remission bei Reflexion von der Oberfl che eines K rpers oder durch Transmission beim Durchgang durch ein Medium Farbwiedergabe Farbwiedergabe ist ein wichtiger Aspekt der k nstlichen Beleuchtung Je nach Art der Be leuchtung zeigt ein K rper eine entsprechende Farbe In bestimmten Situationen sollten Far ben so nat rlich wie m glich wiedergegeben werden z B beim Farbfernsehen Eine farbi farbige beleuchtete Fl che wird jedoch von zwei Lichtquellen mit unterschiedlicher spektraler Zusammensetzung aber augenscheinlich gleich weiBem Licht jeweils unterschiedlich dar gestellt Dies liegt daran dass die Fl che die jeweils in der Lichtquelle enthalten
190. von Produktion inkl Material Personal und Design B cher und Ver ffentlichungen Ackermann Norbert 2006 Lichttechnik Systeme der B hnen und Studiobeleuchtung 2 Auflage Wien Arnold amp Richter Cine Technik GmbH amp Co Betriebs KG 2012 Benutzerhandbuch L7 Stephanskirchen Baer Roland 1996 Beleuchtungstechnik Grundlagen 2 Auflage Berlin Dietze Konrad 2013 Auswirkungen der Entwicklung von Organischen Leuchtdioden OLED auf die digitale Au enwerbung Dresden Hochschule Mittweida MINI BA Geck Mathias 2011 LED Licht in Film und Fernsehen Chancen und Risiken Mittweida Hochschule Mittweida Bachelorarbeit Grosch Thorsten 2009 Grundlagen des Lichts Photorealistische Computergrafik 2 Vor lesung Magdeburg Literaturverzeichnis XVII Hanus Bo 1996 Solaranlagen Der Praxis Ratgeber f r Photovoltaik Anwender 1 Aufla ge Feldkirchen Jackstien Dennis 2006 Spezifizierung eines Kameralichtes f r die elektronische Bericht erstattung im Fernsehen Eine Produktidee auf Basis der LED Technologie der Arnold amp Richter Cine Technik GmbH amp Co Betriebs KG Mittweida Hochschule Mittweida Diplomar beit Jackstien Dennis 2013 ARRI LED Technologie Vortrag M nchen Keller Max 1991 DuMont s Handbuch B hnenbeleuchtung 3 Auflage K ln Klein Georg A 2004 Farbenphysik f r industrielle Anwendungen 1 Auflage Heidelberg Kreckel R diger 2013 FKTG Stand und allge
191. w leuchtmittel lif htm Stand 10 01 2014 88 Ebd ii Vgl http de wikipedia org wiki Lichtquelle Stand 10 01 2014 9 Vgl B r 1996 S 286 Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 22 Parabolspiegels und das Licht verl sst die Lichtquelle relativ parallel laut 2 2 1 H ufig werden solche Scheinwerfer im Niedervoltbereich in Gruppen angeordnet so dass ein Licht vorhang entsteht Eine Weiterentwicklung dieser Lichtquelle ist der sog Parblazer hier bei ist der Spiegel direkt im Leuchtmittel integriert Diese Lichtquelle wird nicht im Niedervoltbereich betrieben Es gibt hierbei verschiedene Ausf hrungen die nach Leuchtmitteldurchmesser kategorisiert werden siehe Tab 11 Bezeichnung Beschreibung PAR 64 Leuchtmitteldurchmesser 203 mm x 3 14 64 cm aufgerundet PAR 56 Leuchtmitteldurchmesser 178 mm x 3 14 56 cm aufgerundet PAR 46 Leuchtmitteldurchmesser 146 mm x 3 14 46 cm aufgerundet PAR 36 Leuchtmitteldurchmesser 114 mm x 3 14 36 cm aufgerundet Tabelle 11 Ausf hrungen von PAR Scheinwerfern Dieser Scheinwerfertyp wird in Fernsehstudios bereits zunehmend mit LED Lichttechnologie betrieben Fresnel bzw Stufenlinsenscheinwerfer Stufenlinsenscheinwerfer sind die am h ufigsten vorkommenden Scheinwerfertypen in der Fernsehstudiotechnik und geh ren zu dem absoluten Standard Ihr Einsatzgebiet reicht von der Aufhellung ei
192. wertanteile x und y im CIE XYZ bzw xyY Farbraum in der CIE Normfarbtafel beschrieben werden Lichtfarbe Die Farbe einer Lichtquelle wird als Lichtfarbe bezeichnet die durch die farbmetrische Gr e bestimmt werden kann Diese Lichtfarbe kennzeichnet den Farbeindruck den wir an einer Lichtquelle wahrnehmen siehe Tab 3 Lichtquelle Farbtemperatur in Kelvin Warmwei unter 3300 K Neutralwei 3300 K bis 5300 K Tageslichtwei auch Kaltwei ber 5300 K Tabelle 3 Charakteristische Lichtfarben nach DIN 55035 Erhitzt man z B einen Wolframfaden einer Gl hlampe kontinuierlich so leuchtet er anf ng lich r tlich dann gelblich und schlie lich wei Der Physiker Max Planck hat diese Art von Strahlung die sog Temperaturstrahlung durch mathematische Formeln beschrieben Plancksches Strahlungsgesetz 19 Vgl Ris 2003 S 38 20 Vgl Loos 1989 S 58 Vgl Ris 2003 S 38 http www copyshop tips de luf06 php Stand 05 01 2014 3 Vgl Zieseni et al 2009 S 24 4 Vgl Loos 1989 S 28 5 Vgl Zieseni et al 2009 S 24 6 Vgl Ebd Grundlagen und Grundbegriffe der Lichttechnik und Beleuchtung in Fernsehstudios 8 Farbtemperatur Die Farbtemperatur Kelvin K beschreibt die Farbe einer Lichtquelle bei deren Betriebstem peratur Durch das o g Plancksche Strahlungsgesetz definiert Max Planck seine Plancksche Kurve engl Black Body Kurve oder auch schwarzen Strahler
193. zu unterschiedlichen Farbspektren innerhalb eines Scheinwerfertyps z B ARRI 650Plus kommen Im Testverlauf wurde der Mittelwert der ermittelten Spannungswerte der RGB Farbanteile der einzelnen Farbreihen des X Rite Colorcheckers f r die jeweiligen Tests mit Hilfe der Li nien Auswahl und dem Cursor vom Waveformmonitor der Bildtechnik abgelesen Dabei gab es eine Messungenauigkeit von lt 0 005 V um den abgelesenen Messwert Anschlie end wurde dieser in eine Excel Tabelle bertragen und den weiteren Umrechnungsschritten zu gef hrt 4 2 2 Angewandte wissenschaftliche Methode der Farbmessung und der Berechnung der Farbabst nde Delta E im CIELAB2000 blicherweise werden Lichtquellen mit einer Farbmessung siehe Kapitel 2 1 1 im Labor auf Ihre Farbwiedergabe und Qualit t mit dem sogenannten Spektralverfahren getestet und aus gemessen Zus tzlich gibt es noch das sogenannte Dreibereichsverfahren und weitere auf die nicht weiter eingegangen werden soll Das Spektralverfahren ist das genaueste aber auch das komplizierteste Farbmessverfahren und bedarf sehr teuren Messger ten z B einem Spektrometer Dieses Verfahren zerlegt das Licht einer Lichtquelle in ihre spektralen Bestandteile und liest somit den Spektralbereich einer Lichtquelle aus entsprechend Kapitel 2 1 1 Hierbei kann nun festgestellt werden ob ein kontinuierliches Spektrum einer Licht quelle vorliegt oder ob es starke Einbr che oder Schwankungen gibt gem Kapitel

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