: архив : архив журнала "625" : 2001 : #1

• Оглавление обзора • Световой прибор -   что это такое • Виды   осветительного   оборудования • Портативное   осветительное   оборудование   компании Anton Bauer   для внестудийной   съемки • Осветительное   оборудование Balcar • Мобильный свет в   телевидении. На   примере оборудования   Dedolight, Arri, Kino Flo   и др. • Осветительное   оборудование Ianiro • Накамерный прибор   X-Lite фирмы IDM • Lowel - мобильный   внестудийный свет • Осветительные   приборы фирмы   "Марко" • Осветительные   приборы Sachtler

Световой прибор - что это такое
Ирина Соколова

Ознакомившись со статьями по осветительному оборудованию в разных журналах стало понятно, что уважаемые авторы не знакомы с основными светотехническими понятиями, не отличают светильника от прожектора, не знают, к чему – источнику света или осветительному прибору – относятся некоторые параметры. Поэтому мы решили внести ясность и помочь разобраться в основных светотехнических параметрах и определениях.

Итак, что такое световой прибор?

Световой прибор (СП) – устройство, содержащее источник света (ИС) и светотехническую (осветительную) арматуру. Осветительная арматура перераспределяет излучение ИС в пространстве или преобразует его свойства, например, изменяет спектральный состав излучения. СП так же служит для крепления ИС и его подключения к источнику питания, а также для защиты ИС от механических повреждений и от воздействия окружающей среды.

Световые приборы классифицируются по главным и дополнительным признакам. К главным признакам относятся:

- светотехническая функция;
- основное назначение;
- характер светораспределения;
- условия эксплуатации.

К дополнительным признакам классификации относятся:

- вид лампы;
- конкретная светотехническая функция (прожек-торы или светильники);
- форма фотометрического тела (симметричные или несимметричные СП);
- возможность изменения светотехнических характеристик (регулируемые или нерегулируемые СП) и др.

По основной светотехнической функции СП разделяются на следующие группы: приборы для освещения (осветительные приборы) и приборы для световой сигнализации (светосигнальные приборы).

По характеру светораспределения приборы подразделяются следующим образом:

- прожекторы – световые приборы, перераспределяющие свет лампы внутри малых телесных углов;
- светильники – световые приборы, перераспределяющие свет лампы внутри большихтелесных углов;
- проекторы – световые приборы, перераспределяющие свет лампы с концентрацией светового
  потока на поверхности малого размера или в малом объеме.

Световые приборы для телевидения относятся к группе осветительных приборов, предназначенных для эксплуатации как в помещениях (студийное освещение), так и на улице (репортажное освещение). В телевизионных системах постановочного освещения используются прожекторы и светильники.

Из сказанного выше следует, что прожекторы и светильники являются совершенно разными осветительными приборами, и не понятно, почему в указанных материалах прожекторы практически везде названы светильниками.

Основными светотехническими характеристиками осветительных приборов являются:

- светораспределение, которое определяет распределение светового потока, создаваемого
  осветительным прибором в пространстве. Для осветительных приборов (ОП), к которым
  относятся телевизионные прожекторы и светильники, светораспределение описывается
  кривыми силы света. Кривая силы света – это зависимость значений силы света от различных
  угловых направлений I(a) = f(a) в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
  Круглосимметричные ОП характеризуются кривой силы света только в вертикальной
  плоскости, а симметричные ОП – кривыми силы света (или их семейством) в горизонтальной
  и вертикальной плоскостях;
- светильники чаще всего характеризуются распределением освещенности в различных точках   освещаемой поверхности, расположенной на определенном расстоянии от ОП;
- максимальная сила света есть максимальноеотношение светового потока к телесному углу, в
  пределах которого световой поток распространяется и равномерно распределяется. Единица
  измерения – канделла. У всех телевизионных ОП максимальная сила света совпадает с
  осевой, исключение составляет лишь ОП типа "Кососвет";
- угол рассеяния – плоский угол, в пределах которого сила света снижается до определенной
  доли I_max. Их два – 0,5 I_max и 0,1 I_max. Чаще всего используется угол рассеяния по уровню
   0,5 I_max. Значения освещенности для всех точек светового пятна не могут быть одинаковыми, так
  как значения освещенности в световом пятне спадают к его краям, то есть в пределах угла
  рассеяния. Поэтому и введена такая характеристика как значение освещенности в пределах
  угла рассеяния;
- к.п.д прибора – отношение светового потока ОП в пределах полезного угла рассеяния к
  световому потоку источника света.

По операторскому применению осветительные приборы, использующиеся в СПО телестудий подразделяются на приборы:

- рисующего света;
- выравнивающего света;
- моделирующего света;
- контрового света;
- заполняющего света;
- фонового света;
- для спецэффектов.

В качестве приборов рисующего, выравнивающего, моделирующего и контрового света применяются прожекторы с линзами Френеля. В качестве приборов заполняющего света применяются приборы рассеянного или направленно-рассеянного света.

Приборами фонового освещения являются ОП типа "Кососвет". В России из-за отсутствия ОП данного типа для освещения фона применялись приборы типа ТСИМ (ИСТ).

Осветительные приборы для спецэффектов представляют собой отдельную группу приборов, к которым относятся следящие прожекторы и приборы, создающие различные световые эффекты. В настоящее время ассортимент этих приборов достаточно широк, и они получили большое распространение при подготовке и проведении музыкальных развлекательных шоу.

Источники света

Здесь также очень много неточностей. Говорится, например, что металло-галогенные лампы (МГЛ) фирм Osram и Philips имеют односторонний цоколь, но это только часть номенклатуры этих фирм, так как они выпускают МГЛ и с двухсторонними цоколями, которые широко используются в ОП для телевидения и кино.

Источники света характеризуются светотехническими, цветовыми и другими параметрами.

К светотехническим относятся следующие параметры:

- световой поток и световая отдача, под которой понимают величину, равную отношению
  светового потока лампы к ее мощности. Единица измерения световой отдачи – лм/Вт. Таким
  образом, световая отдача является характерис-тикой источника света, а не светового прибора.
  Сила света – пространственная плотность светового потока, равная отношению светового
  потока к телесному углу, в пределах которого поток распространяется и равномерно
  распределяется;
- спектр излучения, который может быть сплошным, линейчатым или имеющим обе эти
  составляющие. Сплошной спектр – это спектр, у которого монохроматические составляющие
  заполняют весь диапазон длин волн, в пределах которого излучает данный источник света.
  Линейчатый спектр – это спектр, состоящий из отдельных, не примыкающих друг к другу   монохроматических линий;
- цветовые параметры излучения ламп характеризуются координатами цветности излучения
  Т_цв и индексом цветопередачи R_а, то есть это также характеристики источника света, а не
  светового прибора.

Итак, в системах постановочного освещения (СПО) телевизионных студий применяются источники света (ИС) следующих типов:

- кварцево-галогенные лампы накаливания – КГЛН;
- металло-галогенные лампы – МГЛ;
- люминесцентные лампы – ЛЛ.

КГЛН являются традиционными источниками света, наиболее широко применяющимися в телевидении. Принцип их действия заключается в образовании на стенках колбы летучих соединений галогенидов вольфрама, которые испаряются со стенок, разлагаются на теле накала и возвращают ему испарившиеся атомы вольфрама. Лампы этого типа дают более стабильный во времени световой поток, чем обычные лампы накаливания, и, следовательно, имеют повышенный срок службы и более устойчивые колориметрические параметры.

Основными недостатками этих источников света являются низкая световая отдача (26…28 лм/Вт) и большое выделение тепла, из-за чего нужны мощные системы кондиционирования, создающие в студиях нормальный тепловой режим.

Лишь 13% подводимой к КГЛН мощности излучается в видимой области спектра, а 70% теряется в виде тепла.

Конструктивно КГЛН делятся на две группы: линейные КГЛН и КГЛН с концентрированным телом накала.

Линейные КГЛН представляют собой длинную узкую кварцевую трубку, в которой располагается прямолинейное вольфрамовое спиральное (или биспиральное) тело накала, закрепленное на вольфрамовых держателях по оси лампы. По обоим концам трубки расположены вольфрамовые вводы, которые соединены с выводами впаянной в кварц молибденовой фольги. Диаметр колбы и расположение тела накала выбирается так, чтобы при работе лампы температура стенки была равна 500…600°С.

КГЛН с концентрированным телом накала имеют компактное спиральное тело накала, расположенное в колбе, где оно крепится при помощи специальных держателей. Лампы этого типа применяются в прожекторах с линзами Френеля. Низковольтные лампы применяются в малогабаритных накамерных светильниках.

В основном срок службы линейных КГЛН лежит в пределах от 150 до 450 часов, а КГЛН с концентрированным телом накала – 50…400 часов. Несколькие типы линейных КГЛН имеют срок службы 2000 часов.

МГЛ первоначально были разработаны для освещения при проведении репортажей и съемок на натуре и начали использоваться в СПО телестудий в 1980 гг. Эта газоразрядная лампа высокого давления представляет собой толстостенную колбу из кварцевого стекла, в которую с одной или двух сторон впаяны вольфрамовые электроды. Форма колбы и ее размеры выбираются с учетом требуемого теплового режима и достаточно равномерного распределения температуры по поверхности. В лампах с двусторонним цоколем для уменьшения температуры выводов кварцевые ножки сделаны достаточно длинными, и чем больше мощность, тем длиннее ножки. Кроме ртути и зажигающего газа (аргона), лампы наполнены йодидами и бромидами диспрозия, гольмия, цезия, тулия (последний используется в лампах мощностью 2500 и 4000 Вт). За счет этих добавок достигается требуемый состав излучения.

Лампы этих типов могут мгновенно перезажигаться в горячем состоянии. Газоразрядные лампы всех типов включаются в сеть через специальную пуско-регулирующую аппаратуру (ПРА) и блок мгновенного перезажигания (БМП). Эти устройства обеспечивают необходимые режимы зажигания, разгорания и работы лампы, а также возможность ее перезажигания в горячем состоянии. ПРА конструктивно выполняются в виде отдельного блока.

Источники света этого типа имеют ряд преимуществ по сравнению с КГЛН, но наличие некоторых недостатков, о которых будет сказано далее, ограничило их применение в СПО телестудий.

Преимущества МГЛ:

- высокая световая отдача, доходящая до 100 лм/Вт и более, что позволяет при тех же уровнях   освещенности объекта применять осветительные приборы, мощность которых
  приблизительно в три раза ниже, чем мощность приборов на КГЛН;
- значительно меньшее выделение тепла. На излучение в видимой области спектра приходится   приблизительно 49% подводимой мощности, на выделение тепла – 30%, что позволяет
  отказаться от мощных систем кондиционирования и использовать, в ряде случаев, для
  телевизионной студии приспособленное помещение с низкими потолками.

Недостатки МГЛ:

- наличие значительного времени разгорания (4…5 мин), в течение которого изменяется
  спектральный состав излучения, что, в свою очередь, влияет и на цветопередачу   изображения;
- невозможность регулирования светового потока ламп от 0 до 100% (возможно регулирование
  от 100% до 35% при наличии электронного ПРА), то есть отсутствие динамики света;
- наличие в схеме ПРА и БМП, являющихся возможным дополнительным источником
  нестабильности в работе ОП;
- наличие ультрафиолетовой составляющей излучения, оказывающей вредное воздействие на
  человека, выражающееся в покраснении кожи и воспалении слизистой оболочки глаз.

В ОП, предназначенных для освещения при проведении студийных и внестудийных телевизионных передач применяются МГЛ двух типов: короткодуговые МГЛ с односторонним цоколем типа "Бипост" и короткодуговые МГЛ с двусторонним цоколем.

МГЛ с цоколем "Бипост" применяются в прожекторах с линзами Френеля и приборах направленно-рассеянного света, а МГЛ с двусторонним цоколем – в прожекторах с линзами Френеля большой мощности и приборах рассеянного (бестеневого) света.

ЛЛ представляют собой разрядные источники света низкого давления, в которых
УФ-излучение ртутного разряда преобразуется люминофором в более длинноволновое излучение. В последние годы в телестудиях и на выезде начали применяться системы смешанного освещения, включающие в себя ОП на ЛЛ и на КГЛН (реже на МГЛ).

К достоинствам этих ламп следует отнести высокую световую отдачу и большой срок службы, а также низкую яркость и температуру поверхнос-ти лампы.

К недостаткам следует отнести трудность перераспределения и концентрации их светового потока в пространстве и зависимость надежности их работы от температуры окружающей среды. Это обуславливается тем, что температура окружающей среды влияет на температуру стенок ЛЛ и давление паров ртути в ней, имеющее оптимум при определенной температуре. Отклонение от оптимального значения ведет к снижению светового потока ЛЛ и к ухудшению зажигания. Рабочий диапазон температуры окружающей среды – +5…+50°С. Недостатком является также то, что включение лампы в сеть возможно только при помощи пускорегулирующего аппарата или стартера.

В связи с тем, что ЛЛ являются линейными лампами и имеют значительную длину, они применяются только в ОП рассеянного света. В СПО телевизионных студий применяются ЛЛ с Т_цв = 3100 или 5500°К. Лампы взаимозаменяемы, поскольку имеют одинаковые габариты, что позволяет, в зависимости от условий съемки и типа источников света в прожекторах, использовать их в одних и тех же приборах.

В связи с тем, что при питании ЛЛ переменным током возникает пульсация светового потока, которая несколько сглаживается за счет послесвечения люминофора, для устранения стробоскопического эффекта применяется стартер, при котором лампа работает на частоте 400 Гц.

Световая отдача этих источников света несколько ниже, чем у МГЛ (некоторые МГЛ имеют световую отдачу 100 лм/Вт).

Таким образом, хотим еще раз подчеркнуть, что прожектор и светильник – это разные осветительные приборы, имеющие различное назначение, светотехнические параметры и перераспределяющие световой поток источника света по различным законам. Светильников с линзой Френеля не существует!

От редакции:

- автор статьи Ирина Борисовна Соколова является заведующей отделом телевизионной
  светотехники и колориметрии АО ВНИИТР;
- у внимательного читателя после ознакомления со статьей могут возникнуть некоторые
  вопросы. В частности, в описании световой отдачи создается впечатление, что суммарная
  мощность составляет менее 100%. Однако, часть мощности идет на потери в проводах,
  электрических соединениях, регулирующей аппаратуре. При питании от аккумулятора часть
  энергии теряется в аккумуляторной батарее. И, естественно, часть подводимой мощности
  выделяется в виде излучения в невидимых диапазонах спектра – инфракрасном и
  ультрафиолетовом. Таким образом, подводимая и отдаваемая мощности равны.