Светофильтры
Светофильтры используются для получения световых лучей разного цвета. Существуют два класса светофильтров — абсорбционные и дихроичные.
Принцип работы абсорбционного светофильтра заключается в пропускании через себя свет только с определенной длинной волны, задерживая остальную часть спектра. Последнее приводит к его быстрому нагреванию и со временем разрушению.
Абсорбционные светофильтры бывают (в порядке убывания термостойкости): стеклянными, плёночными и пластиковыми.
Для фильтрования мощных осветительных приборов заливающего света используются стеклянные светофильтры, представляющие собой узкие стеклянные пластины. Использование пластин имеет преимущество перед использованием цельного стекла. При нагревании стекла от источника излучения его центральные слои пытаются увеличиться в объеме, чему препятствуют наружные слои стекла, которые нагреваются медленнее из-за малой теплопроводности стекла. Это приводит к возникновению напряжений сжатия между центральными и наружными слоями стекла, что приводит к его разрушению. Аналогичные процессы возникают и при остывании стекла, когда центральные слои остывают медленнее наружных и возникают напряжения растяжения. Стекло более устойчиво к сжатию, поэтому оно лучше переносит резкое нагревание, чем охлаждение.
Рис. 1. Стеклянные светофильтры.
Для изменения цвета лучей линзовых прожекторов применяют термостойкие полимерные пленки.
Рис. 2. Плёночные светофильтры ROSCO.
Маломощные прожекторы с невысокой температурой излучения типа PAR-36 Pinspot или декоративные светильники зафильтровываются пластиковыми светофильтрами.
Рис. 3. Пластиковые светофильтры.
Принцип действия дихроичного светофильтра заключается в том, что он пропускает через себя весь спектр излучения, отражая при этом часть не интересующего спектра. То есть, из общего спектра вычитается излучения с определенной длиной волны, что приводит к изменению пропущенного через него света. Например, при отражении синего цвета получается желтый цвет, который образуют прошедшие сквозь фильтр красная и зеленая составляющая спектра. Дихроичные светофильтры имеют следующие преимущества над абсорбционными светофильтрами:
- Высокая термостойкость, поскольку они поглощают лишь незначительную часть излучения
- Не содержат красителей, поскольку для отражения части спектра в них используются тонкие прозрачные диэлектрические пленки. Поэтому они не не выделяют запах и не выгорают как абсорбционные светофильтры
- Благодаря избирательному отражению на выходе дихроичного светофильтра получаются чистые и яркие цвета, поскольку он сам не вносит в них никаких дополнительных составляющих
Дихроичные светофильтры используется в интеллектуальных световых приборах «движущаяся голова», сканерах и др.
Светофильтры
Светофильтры
Светофильтр — это устройство, которое меняет спектральный состав и/или энергию падающего на него светового потока. Светофильтры устанавливаются на апертуру театральных осветительных приборов и обычно используются для окраски светового луча. При этом светофильтры не ограничивают световой поток и не меняют его направление.
Действие большинства театральных светофильтров основано на поглощении света: они задерживают «лишние» части спектра, пропуская световые волны нужного оттенка. Светофильтры делают из стекла или из пластика.
Стеклянные светофильтры выпускаются в виде плоских пластин шириной 25 мм, эти пластинки вертикальными или горизонтальными рядами вставляются в специальную раму. Такие светофильтры можно использовать даже с самыми мощными осветительными приборами — они устойчивы к нагреванию и сохраняют свой цвет на протяжении всего срока службы.
Пластиковые (плёночные) светофильтры изготавливаются на основе полимерных материалов методом глубокой или поверхностной окраски. Цветные плёнки поставляются листами или рулонами и имеют широкую палитру цветных оттенков. Производители гелевых светофильтров обычно выпускают специальные книжечки — свотч-буки — с образцами светофильтров, распределёнными по спектральным группам. С их помощью вы можете проверить, какой цвет получите на выходе вашего прожектора, а также узнать пропускную способность каждого фильтра.
Свотч-бук цветных фильтров Rosco Supergel
Из-за того что светофильтры поглощают часть спектра, они существенно снижают интенсивность светового потока. И если прожектор со светлым (например, жёлтым) фильтром теряет около 20% яркости, то пурпурный фильтр уменьшит его яркость на все 90%.
Этого недостатка лишены дихроичные светофильтры. Их название переводится с греческого как «двухцветный», а принцип действия основан на интерференции. Одну часть спектра они отражают, а другую — пропускают, в результате чего световой выход прожектора практически не снижается. Окраска света на выходе зависит от угла падения луча на стекло, поэтому дихроичные светофильтры позволяют получить более широкий диапазон цветовых оттенков. Они обычно применяются в интеллектуальных приборах и в колорченджерах, предназначенных для световых приборов с узким лучом.
Помимо светофильтров, меняющих цвет светового луча, в театрах используются корректирующие, диффузионные, поляризационные и защитные фильтры.
Корректирующие светофильтры используются для согласования цветовой температуры разных источников света. Например, белый свет галогенного светильника воспринимается нами не так, как белый свет люминесцентной лампы. Корректирующие фильтры способны изменить холодный спектр дневного света так, чтобы на выходе получался тёплый уютный свет галогенного прожектора и наоборот.
Корректирующие фильтры Lee для превращения галогенного света в дневной
Рассеивающие (диффузионные) фильтры смягчают контуры светового луча и делают сам луч более равномерным, без нежелательных бликов и рассеяния света.
Рассеивающие фильтры Hamburg Frost от Rosco
Теплозащитные фильтры поглощают инфракрасное излучение и снижают температуру светового луча. Такие фильтры часто используют с мощными телевизионными прожекторами.
Поляризационные фильтры пропускают свет только в одном направлении и позволяют получить интересные световые эффекты.
Что такое светофильтр, или зачем нужны цветные модули.
Последнее время, работая с рекламными компаниями, очень часто приходится сталкиваться с тем, что менеджеры по рекламе, заказывая светодиодные модули для световых коробов, не учитывают цвет светорассеивающего стекла, баннера или светорассеивающей пленки. А учитывать этот параметр очень важно.
Данная статья будет полезна абсолютно каждому менеджеру по наружной рекламе, рекламному технологу, руководителю рекламной компании и вообще всем кто хочет понять принципы работы со светом в рекламе. Давайте разберемся почему…
Во-первых, давайте вспомним что из себя представляет светорассеивающий баннер, стекло (оргстекло, акрил и т.д.), ПВХ пленки: это непрозрачный материал определенного цвета. Цветов их бывает огромное множество: белый, красный, зеленый, синий и т.д. Различаются эти материалы только степенью прозрачности и качеством рассеивания. Часто это зависит от толщины материала: чем толще, тем лучше светорассеивание.
Что нам дает хорошее светорассеивание?
- Самое простое — сквозь рассеиватель не видно источник света. Засветка получается ровная и без точек (если использовать в качестве источника света светодиодные модули). Так как речь идет о наружной и интерьерной рекламе, то эстетическая красота очень важный фактор.
- Можно увеличить шаг расположения светодиодных модулей в коробе. Это позволит нам сократить количество модулей в коробе без ущерба для качества засветки. Отсюда напрашивается несколько логичных выводов: уменьшение стоимости квадратного метра светового короба для конечного покупателя, уменьшение энергопотребления (означает использование менее мощного и более дешевого и меньшего по габаритам блока питания).
- Есть возможность уменьшить глубину светового короба до минимального. Использование хорошего стекла позволяет уменьшить толщину короба с 130мм до 100мм без ущерба для качества засветки, а соответственно и использовать более дешевый профиль.
- Кардинально изменить технологию засветки короба, например установить торцевые ассиметричные светодиодные модули по периметру короба вместо засветки с задней стенки, что также позволяет уменьшить глубину короба.
Вывод: используя качественные материалы с высокими показателями рассеивания света, вы можете сильно сэкономить на источнике освещения.
Во-вторых, давайте вспомним что из себя представляет именно ЦВЕТНОЕ стекло, пленка или баннер — это светофильтр. Как мы помним из школьного курса физики, свет белого цвета состоит из суммы всех остальных существующих цветов.
А цвет непрозрачных предметов мы видим потому, что поверхность этого предмета поглощает все остальные цвета, и лишь несколько отражает и этот отраженный свет и попадает нам в глаза.
Светофильтр же, как уже упоминалось в статье про анимационные световые короба, представляет из себя нечто иное, это поверхность, которая пропускает сквозь себя свет с определенной длиной волны, а все остальные — поглощает.
Вывод: использование цветных светорассеивающих материалов резко ограничивает качество и яркость свечения.
В-третьих, белый цвет состоит из всех остальных цветов, но в каком соотношении?
Тут нам поможет спектральный график интенсивности излучения светодиода белого цвета. На нем мы видим что в зависимости от спектра мощность излучения сильно разнится.
Мы видим явный пик синего цвета, так как светодиоды белого цвета на самом деле являются светодиодами синего цвета, только покрытыми люминофором светящимся в спектрах от зеленого до красного цветов. Мощность излучения можно определить площадью фигуры ограниченной графиком и диапазоном измеряемых длин волн. Давайте, например, сравним мощность излучения белым светодиодом синего спектра и красного спектра.
На рисунке невооруженным глазом видно что площадь фигуры в области красного спектра больше чем в области синего. Это означает, что белый светодиод более эффективно будет освещать короб красного цвета, чем синего.
Что же делать в такой ситуации? Ведь мы живем в 21 веке и в любом деле нужно получать максимальную эффективность с минимальными затратами ресурсов!
Вспоминаем про цветные модули! ))
Также не упускаем еще один очень немаловажный факт: потребляемая мощность модулей белого цвета и цветных модулей ОДИНАКОВА.
Это означает, что в области синего спектра светодиод синего цвета потребляет, например, 1Вт, т.е. эффективность 100%, а светодиод белого цвета в области синего спектра лишь порядка 0,15Вт, т.е. 15%. С красным спектром у белого светодиода ситуация немного лучше, но все равно это порядка 30%.
На данном графике мы видим, примерное соотношение мощностей излучения разных светодиодов в разных областях спектра.
Вывод: при подсветке светового короба с цветным лицевым стеклом модулями белого цвета и модулями того же цвета что стекло, для получения свечения одинаковой яркости, белых модулей нам понадобится значительно больше!
В-четвертых, чувствительность человеческого глаза в разных спектрах разная!
Человеческий глаз устроен так, что он восприимчив к разным цветам по разному: какие-то цвета человек видит лучше, какие-то хуже или совсем не видит. К таким спектрам например относится ИК (инфракрасное) или УФ (ультрафиолетовое). Поэтому существует такое понятие как «область видимого спектра». На графике ниже можно увидеть, что чувствительность глаза тем выше, чем ближе цвет к центру спектральной плоскости и, соответственно наоборот, она тем ниже, чем она ближе к краю.
Именно поэтому самый приятный для человеческого глаза цвет это зеленый. Нам всегда приятно посмотреть на зеленые леса и луга. И раздражает свет красного цвета.
Вывод: при использовании светодиодов одинаковой мощности синего, зеленого и красного цвета, зеленый цвет всегда будет казаться ярче других. И, соответственно, для создания свечения одинаковой яркости (только для человеческого глаза), светодиодов синего или красного цвета нам понадобится значительно большее количество.
Что ж, давайте применим наши знания на практике и посмотрим как это работает в реальности…
На этих фотографиях мы видим насколько светодиоды того же цвета что и стекло имеют лучшие характеристики рассеивания (в том числе из-за лучшего внутреннего отражения) по сравнению со светодиодами белого цвета, поэтому они не только светят ярче чем белые, но и рассеиваются они лучше.