Mit Scheinwerfern ins perfekte Licht gesetzt: LEDs für die große Show

Kopfbewegte Scheinwerfer für die Bühne erfordern besonders hohe Leuchtdichten. Für viele Moving-Head-Applikationen sind LEDs inzwischen dennoch eine bestens geeignete Lichtquelle. Allerdings bedarf es eines speziellen LED-Designs.

Bühnenshows, Konzerte und Theateraufführungen leben von effektvollem Licht. In der Regel verwendet man für diese spezielle Beleuchtung Moving Heads. Das sind äußerst flexible, kopfbewegte Scheinwerfer, die sich um die horizontale und die vertikale Achse drehen lassen. Ausgeführt als Wash-, Spot- oder Beamlights, eröffnen sich mit den Scheinwerfern nahezu unendlich viele Beleuchtungsmöglichkeiten und Lichtszenarien.

Wash-Leuchten sind für großflächige Beleuchtungen ausgelegt. Sie strahlen das Licht in einem breiten Winkel ab und erzeugen auf einer Wand einen eher verwaschenen Lichtabdruck ohne scharfe Grenzen. Im Gegensatz dazu strahlt ein Spot einen engwinkligen, gebündelten Lichtstrahl ab, der eine bestimmte Fläche mit scharfem Umriss abgrenzt. Beam-Leuchten zeichnen sich durch einen besonders engwinkligen kollimierten Strahl aus, der zum Beispiel durch künstlichen Nebel sichtbar gemacht werden kann. Jeder der drei Leuchtentypen stellt spezielle Anforderungen an die Lichtquelle.

Beamlights erfordern Lichtquellen mit sehr hoher Leuchtdichte und sind deshalb noch immer vorrangig eine Domäne konventioneller Lampen. Die für Wash- und Spotlights notwendigen Leuchtdichten lassen sich hingegen heute schon mit LEDs erzielen.

Der Lichtleitwert

Da die Forderungen nach hoher Leuchtdichte aus Projektionsanwendungen bekannt sind, lassen sich Synergieeffekte nutzen. Denn sowohl für Projektionsanwendungen als auch für Scheinwerferapplikationen spielt der Lichtleitwert, die Etendue, eine entscheidende Rolle. Diese Erhaltungsgröße beschreibt die geometrische Fähigkeit eines optischen Systems, Licht hindurch zu lassen. Ihr Wert ergibt sich aus dem Produkt aus Öffnungsgröße und Raumwinkel, aus dem das System Licht aufnimmt: 

E=n²·A·π·sin(α)      (1)

mit E – Etendue; n – Brechungsindex des die Lichtquelle umgebenden Mediums; A – leuchtende Fläche der Lichtquelle; α – Abstrahlwinkel der Lichtquelle.

Je geringer die Etendue ist, desto besser kann der Strahl kollimiert werden. Ein umso engwinkligerer Strahl wird erreicht, ohne dass der Durchmesser der Optik zu groß wird. Diese Anforderung wird von den Ostar-Stage-LEDs  erfüllt, denn diese besitzen statt einer Silikonlinse eine flache, antireflex-beschichtete Glasabdeckung, die für die Lichteinkopplung in externe Optiken optimiert ist. Wegen des Luftspalts zwischen Chip und Glasabdeckung hat das System eine geringe Etendue. In Verbindung mit einer externen Optik lässt sich ein schmaler Lichtstrahl mit unter ±8° Abstrahlwinkel erzeugen. Der Strahl ist um den Faktor zwei engwinkliger, als es bei auf kunststoffvergossenen LEDs basierenden Spots möglich ist.