Een nieuwe vorm van led verlichting heeft zijn intrede gedaan: de filament-led. Zijn deze lampen bruikbaar als continu-licht voor in de studio?
Maar voor we het over de nieuwe filament-leds hebben, eerst een algemene inleiding over de verschillende lichtbronnen die gebruikt kunnen worden.
Compact fluorescent lampen
De compact fluorescent lampen zijn op de markt gebracht in de jaren 1990. Ze waren niet echt compact en je kon ze niet in alle lamphouders gebruiken omdat ze een ballast in de lamp zelf hadden. Het nominaal lichtvermogen werd pas na enkele minuten bereikt als de buis opgewarmd was. De lamppen hadden eigenlijk weinig succes.Dan zijn de lampen met electronische ballast op de markt gekomen. Ze waren kleiner en lichter en konden de gloeilampen vervangen. De lampen hebben nog steeds het temperatuurprobleem en een verdere evolutie is niet meer mogelijk: de lampen hebben hun maturiteit bereikt en men verwacht geen verdere verbeteringen.
Deze lampen hebben nog altijd enkele beperkingen:
- Het licht dat ze geven is niet echt wit. Wij zien wit licht omdat onze ogen de correctie uitvoeren, maar de kleurweergave is eigenlijk niet goed.
- Bepaalde lampen hebben een flikkering. Dit is minder het geval met de moderne electronische ballasten, maar het effekt is toch zichtbaar bij goedkope lampen.
- De lampen bevatten een kleine hoeveelheid kwik. De hoeveelheid is echt miniem, maar er worden miljoenen lampen gemaakt. Er is vaak geen recyclage. Als de buis breekt komt het kwik in het milieu terecht.
- Deze lampen kunnen moeilijk of niet gedimd worden. Er is altijd een minimale lichtsterkte nodig om de ionisatie in stand te houden.
- De lampen geven minder licht als ze koud zijn, ze zijn eigenlijk niet geschikt voor intermitterend bedrijf.
Led lampen
De led-lampen zijn dan gekomen. Eerst gebruikt als aanduiders, dan zijn er sterkere leds op de markt gebracht. Tegenwoordig gebruikt men een blauwe led, waarvan een deel van het licht omgezet wordt in geel licht door een fluorescerende laag (hetzelfde principe als bij tl-lampen).De led lampen die het meeste licht geven bestaan uit gele pastilles die de led diode bedekken. Een koeling is noodzakelijk omdat al het licht uit een kleine diode komt. Zonder koelplaat zou de temperatuur van de led diode te sterk oplopen. Als de led lamp goed gekoeld wordt, dan is de levensduur van de lamp 50.000 uur.
De lampen worden gevoed met 12V of 220V. Een schakelende voeding is nodig om de voedingsspanning om te vormen tot een lage spanning met constante stroom voor de led diodes. Vaak gaan de lampen defekt omdat de voeding gesneuveld is: de led lampen zelf zijn meestal nog goed. Dit is vaak het geval met lampen "made in china".
De lampen stralen aan één kant en zijn ideaal voor bepaalde toepassingen, maar niet voor andere. De kleurweergave-index is meestal beter dan die van TL-lampen en de kleurtemperatuur gaat van warm-wit tot blauwachtig wit. De meeste lampen hebben een kleurtemperatuur van 2800°K (komt overeen met gloeilampen), maar er zijn er ook met een kleurtemperatuur van 4000°K en zelfs 6000°K. Het is de samenstelling van de fosforlaag die de kleurtemperatuur bepaalt.
Terwijl TL lampen een piek hebben in het groen, hebben de led-lampen een piek in het geel. Deze piek is minder storend en kan gemakkelijker gecorrigeerd worden. Het is eenvoudig om een Photoshop handeling te programmeren die de weergave corrigeert.
Filament led lampen
Uiteindelijk zijn de filament leds gekomen. Men gebruikt kleine led diodes die op een drager gemonteerd worden (meestal een dun glazen plaatje) en het geheel wordt in een fluorescerende pasta ingegoten. De stroom die door een diode loopt is klein, maar de diodes zijn bijzonder klein, waardoor de stroom per oppervlakte-eenheid (stroomdichtheid) toch aan de hoge kant is. Hoe kleiner de diodes, hoe minder materiaal er nodig is om een lamp te maken. De diodes worden aan één kant van het plaatje geplaatst.Het electronisch gedeelte is eerder beperkt: een diodebrug, soms een afvlakelko om flikkeringen te beperken (een filament-led heeft niet de thermische traagheid van een gleilamp), soms een stroombeperking in de vorm van een PTC waarvan de weerstandswaarde stijgt met de temperatuur en dus de stroom kan beperken tot een veilige waarde.
De duurdere lampen (Philips) hebben een electronische schakeling die de flikkeringen totaal kan onderdrukken.
Men kan de lampen dimmen met een electronische dimmer (triac), maar de lichtsterkte is niet lineair: de meeste lampen beginnen maar licht te geven vanaf 170V, om hun maximaal vermogen te bereiken bij 215V. Het effekt wordt door de knik (diodecaracteristiek) veroorzaakt. Er is een minimale spanning nodig vooralleer de diode in geleiding komt. Als men de spanning verder opvoert, dan blijft de stroom redelijk constant (en dus ook de helderheid van de lamp).
Ik heb ook het verbruik gemeten: 29.3mA bij 220V, dit is dus 6.6W (in plaats van de 4W zoals aangegeven op de verpakking). De lichtsterkte komt wel overeen.
Bepaalde fabrikanten voegen een paar rode leds in iedere filament om de slechtere rood-weergave te compenseren. Dit is niet het geval met de gloeidraden op de fotos. De rode straling heeft geen effekt op de fluorescerende laag (Stokes effekt).
Om de foto's te nemen werd de voedingsspanning beperkt tot 170V, bij deze spanning beginnen de diodes te geleiden.
Temperatuur van de "gloeidraad"
Het zwak punt van deze lampen is de warmteafvoer. De leds produceren niet zoveel warmte, maar ze zijn talrijk en het plaatje is een slechte warmtegeleider. Goedkope lampen gebruiken een glasplaatje, duurdere lampen ceramiek. In de goedkope lampen stijgt de temperatuur van de gloeidraad tot 105°C, wat te veel is. Deze lampen zijn maar voorzien om een duizendtal uren mee te gaan, niet veel meer dan een traditionele gloeilamp. De lichtintensiteit valt duidelijk terug als de halve levensduur bereikt is, en dat is een teken om de lamp te vervangen.De lichtsterkte van een filament-led gloeilamp is beperkt tot 1W per strip wegens de slechte warmteafvoer. Om een lamp met een hoger vermogen te bekomen moet men meer gloeidraadjes gebruiken. De betere lampen zijn met helium gevuld, deze gas is een betere warmtegeleider dan gewoon lucht. De lamp moet vanzelfsprekend niet luchtledig gemaakt worden aangezien de gloeidraad niet "gloeit". In tegendeel, er is een gas nodig om de wermte van de strip af te voeren.
De levensduur van de betere lampen wordt geschat op 15.000 uren (625 dagen continu gebruik). Als de gooeidraad gedurende de eerste minuten opwarmt stijgt ook de electrische stroom (bij de goedkopere lampen zonder electronika). De lichtsterkte stijgt niet want het rendement daalt als de temperatuur stijgt.
Gebruik in een fotostudio (continu licht)
Na deze veel te lange inleiding kunnen we beginnen met het onderwerp, namelijk het gebruik van filament-leds voor continu-verlichting in de studio.De meeste sets voor continu-verlichting zijn uitgerust met compacte FL lampen. Dit is een goedkope manier om aan een voldoende lichtintensiteit te komen zonder dat de temperatuur in de softbox te sterk zou oplopen. Fluorescentie-lampen hebben echter een slechte kleurweergave: ik heb dergelijke installaties getest bij collega-fotografen en de kleurweergave gaat van "zeer slecht" tot "middelmatig". Een manuele kleurcorrectie met Photoshop is vaak noodzakelijk, de huidstinten worden veel te groezelig weergegeven. Het is niet echt een probleem van kleurtemperatuur (die je op je fototoestel kan instellen), maar van kleurweergave (CRI: color rendering index).
Maar de fluo-lampen kunnen gemakkelijk vervangen worden door filament-led lampen. De lichtopbrengt van de eerste filament-leds was wat minder, maar nu geven ze meer licht dan gelijkaardige fluo-lampen. De temperatuur van de lampen stijgt nauwelijks, en dit is interessant als je een softbox zou gebruiken.
Gebruik altijd lampen uit eenzelfde produktierun als je een gelijkmatige lichtkleur wenst. In China worden de gloeidraadjes door één firma gemaakt, de lampen zelf worden dan in een andere firma geassembleerd en in een derde firma verpakt. Je weet dus niet goed wat je koopt. De verschillen zijn echter zeer miniem en waarschijnlijk zal je het verschil niet zien in de praktijk.
De lampen geven een redelijk diffuus licht, maar in sommige gevallen kan de lichtverdeling onregelmatig zijn, met donkere en heldere zones. De filamente stralen immers enkel naar één kant en als de plaatsing van de filamenten niet optimaal is krijg je zones die min of meer belicht zijn (als de straalkant van de filamenten allemaal naar een zelfde kant gericht zijn).
Nog een kleine opmerking: als de omhulsel breekt, dan gaan de filamenten stuk. Zuurstof en waterdamp dringen door de fosforlaag tot aan het kristal en vernietigen de struktuur ervan door oxydatie.
Gebruik in een fotostudio (modelling light)
De filament led lampen kunnen ook gebruikt worden ter vervanging van de modelling light (pilootlamp) van studio flitsers. In dieze toepassing hebben de filament leds talrijke voordelen: ze hebben een hoger rendement dan gloeilampen en warmen de softbox niet op en ze gaan veel langer mee dan de speciale halogeen lampen die tot nu toe gebruikt werden in studio flitsers.Maar de filament leds hebben ook nadelen: ze zijn moeilijker te dimmen (alms de studioflitser uitgerust is met een dimmer voor de modelling light). Naargelang de uitvoering van de dimmer kan het zijn dat de continu lichten pas gaan oplichten bij een helderheidsniveau van 40%. Ook is de lineariteit niet meer goed. Daartegenover stralen de filament leds altijd wit licht uit, ongeacht het vermogen, wat niet het geval is met gloeilampen.
Halogeen lampen?
De laagspanning halogeen lampen zijn op de markt gebracht een paar jaar voor de compacte fluorescentielampen. Het halogeengas zorgt ervoor dat de metaaldeeltjes die verdampen terug afgezet worden op de gloeidraad, waardoor men de lamp op een hogere temperatuur kan laten werken. Nadien heeft men halogeenlampen gemaakt die direct op de 220V aangesloten kunnen worden. Een superdunne gloeidraad zoals gebruikt in 60W/230V lampen zou het niet lang volhouden door de hogere temperaturen. Het is enkel met betere produktiemethodes dat men betrouwbare laagvermogen halogeenlampen op 230V heeft kunnen maken.Maar de halogeenlampen zijn nog steeds gloeilampen en hebben dus een laag rendement. De lampen worden zeer warm en zijn gevaarlijk in softboxen. Maar de kleurweergave is ideaal. Opgelet, er is een klein verschil tussen "halogeengloeilamp" en "klassieke gloeilamp". Soms moet je de kleurtemperatuur manueel instellen om het beste resultaat te bekomen.
De lampen geven geconcentreerd licht dat gemakkelijk gebundeld kan worden.
