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スポットライトとは

公開日: 2014 年 12 月 13 日

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あらすじ 隠れる

照明装置の中で、別のニッチが「前方に向けられた、または前方に投げられた」ラテン語の射影からのスポットライトを占めています - 円錐形または放物線の反射板を反射することによって特定の方向に光線を集中させる装置。このアイデアはレオナルドダヴィンチの絵に最初に反映され、ロシアでは 9 世紀にエカテリーナ 2 世のもとでイワンペトロヴィッチクリビンによって実践されました。彼は、通常のろうそくからの光を指向性ビームに再分配する鏡のシステムを備えた光電信を作成しました。

ほんの数本のろうそくで、クリビンはサンクトペテルブルクのネヴァ川の対岸を照らし、当時の科学界を喜ばせました。

この発明は海軍のセマフォとして使用され、陸上通信では、科学者はツァールスコエ・セロー宮殿の暗い通路を照らしました。その後、この話題は軍事用の光源に発展し、集光ビームが必要なほぼすべての照明装置でリフレクター方式が使用されました。

第一次世界大戦の防空用サーチライト。当時でさえ、一部のサンプルは 12 キロメートルに達していました。

範囲を広げるには放物面反射鏡の直径を大きくする必要があり、一部のタイプのプロジェクターは直径 2 メートルの寸法に達しました。その後、保護ガラスの代わりに集光レンズが取り付けられました。発光の有用なスペクトルの一部はレンズで失われますが、この解決策により、反射表面積を節約し、ハンドヘルドデバイスまでのコンパクトなデバイスを製造することができました。

スポットライトの特徴

デバイスに設定されたタスクに基づいて、照明器具のメーカーは、デバイスの設計にはあまり関係しない特定の特性を持つ製品を製造しますが、デバイスから放出される光に直接関係します。

パワー - 光源の消費電力で、ワット (W) で表されます。パワーが高いほど、ランプは明るく遠くまで届きます。同時に、同じ電力でも異なるタイプのエネルギー効率 (光出力に対するエネルギー消費の比率) が異なります。
光束 - 光源の効率を決定する主な特性で、ルーメン (Lm) で表されます。ただし、すべての光損失を考慮したプロジェクターの最終的な効率は、照度計を使用してルクスで測定されます。
散乱角度 - リフレクターの設計と直径に応じて、6 から 160 ° の光円錐の発散角度が形成されます。角度が小さいほど、デバイスは遠くまで照らされますが、側面の照明は最小限になります。逆もまた同様です。角度が大きいほど、最小範囲で光スポットがカバーする領域が大きくなります。
光の温度 - 照らされたオブジェクトの色相で、ケルビン (K) で測定されます。赤から白まで変化します。温度は演色評価数を決定します。これは、カラーパレットが人間の目によってどの程度自然に認識されるかを決定するパラメーターです。最高の演色評価数 3500-4500 K の中立範囲にあります。

暖かい光は弱くなりますが、霧、雪、雨をよりよく透過します。 良好な視界条件では、オブジェクトの色と輪郭が 1 つのスポットに溶け込む場合がありますが、寒色の陰はより広い距離をカバーします。

意図した動作条件に応じて、スポットライトには特定の設計上の特徴があります。

電源 - ほとんどのユニットは 220 V の主電源から直接電力を供給されますが、ランプの種類によっては安定器または安定器が必要です。運転者.原則として、これらの回路要素は、最初にデバイスの設計に含まれているか、外部に接続されています。また、バッテリー、ガソリンまたはディーゼル発電機を動力源とするスタンドアローンのスポットライトもあります。
LEDドライバ
保護レベル - ユニットの筐体がシステムの安定した動作を保証する要因と環境条件を決定する特性。国際分類によると、IP は、粒子状物質および湿気に対する保護の程度に応じた数値で測定されます。

スポットライトの種類

主なデザインの違いは、光源に関するものです。最初の比較的効率的な懐中電灯には、カーボン、プラチナ、タングステンのフィラメントを備えたエジソンまたはイリイチのアーク灯が装備されていました。白金フィラメントは、経済的な不都合により、最大の資源と光出力を示しましたが、より安価なタングステンに置き換えられました.その後、ランプの進化は、効率、耐用年数、コンパクトさ、および安価な生産の向上に向けられました。

ハロゲン

白熱灯の最初の改造は、不活性ガスとヨウ素ハロゲンで満たされた石英ガラス電球でした。不活性環境では、フィラメントはそれほど激しく燃え尽きることはなく、より高い電圧とより大きな光出力が可能になりました。スポットライトの場合、最も一般的なタイプは両面 R7s ベースのリニアハロゲンランプです。

丸いリフレクターには、ピンタイプの G ベースを備えた小型のランプがあります。

エネルギー効率ハロゲンランプ Ilich 電球の 15 lm/ワットと比較して、平均 22 lm/ワットです。耐用年数も少なくとも 1.5 倍長くなります。電源には変圧器が必要ですが、220Vのネットワークに直挿しできるタイプもあります。

メタルハライド。

これらは二重のガラス球で構成されており、内側の球体には高圧下でさまざまな金属ハロゲン化物 (電気の放電によって活性化されると光るガス) が含まれています。設計には導体やフィラメントはありません。最も一般的なランプタイプには E27 または E40 ネジベースがありますが、スタジオや舞台照明では、片面および両面のピンベースが使用されることがあります。

MGL は高い演色性、最大 20,000 時間の寿命、85 Lm/W のエネルギー効率を備えています。デバイスを起動するには、チョークが必要です。バラストは、とりわけ、電源変動時の動作の安定性を維持します。ランプは加熱する必要がなく、-40°C で始動できるため、北緯での使用に適しています。

ナトリウムランプ (DNAT)

メタルハライドランプと構造的に大きな違いはありません。ナトリウム塩が内部バルブに追加され、蒸発によって黄色と赤色のスペクトルの強い光エネルギーの流れが得られます。高圧ランプランプのエネルギー効率は約 130 Lm/Watt で、低圧ランプは最大 180 Lm/Watt です。ルミネセンスの単色スペクトルは演色性を歪めますが、植物の光合成に必要な範囲で太陽スペクトルに近いです。温室に最も頻繁に設置されるのは、これらのタイプのスポットライトです。

ランプの標準タイプはネジ口金ですが、ピン口金のタイプもあります。

昼光をシミュレートし、演色性を向上させるために、白いガラスを塗装したサンプルがあります。

塩蒸気は、35°C 未満の氷点下ではあまり強く光りません。デバイスは主電源の電力変動に非常に敏感であるため、操作と点火にはチョークが必要です。むせさせる.耐用年数は 13000 ～ 15000 時間の範囲で変化し、その後光束が低下します。

赤外線照明

他の照明装置とは異なり、赤外線ランプは人間の目には見えない 800 ナノメートルの赤外線範囲のみを放射します。これらの範囲で動作するように設計されたビデオカメラと組み合わせることで、秘密の夜間監視システムを実現できます。

夜のビデオ録画。

カメラは白黒の IR イルミネーターからの反射光線のみをピックアップし、残りの空間は照らされていないように見えます。これらのユニットは、ガス放電または導いたこれらのデバイスの光源として、あらかじめ設定されたグロースペクトルを持つランプが使用されます。

ご参考までに！ IR 光線が部分的に見える人間の視覚のまれな異常があります。

導いた

コンパクトで低コスト、70～130Lm/Wの範囲のエネルギー効率により、過去20年間広く使用されています。スポットライトに使用される LED 電球には、次の 2 種類があります。

穂軸 - 間隔が狭く、蛍光体で満たされた結晶。それらは均一な光の流れを生成しますが、非常に高温であるため、大規模なヒートシンクまたは強制冷却が必要です。
SMD - 同じ力の導かれた要素のセットを持つマトリックス。

より多くのバリエーションがありますが、要素間のスペースにより、放熱性が向上します。直列に接続した場合、1 つの LED が切れると、ボード全体が故障します。 Â 平行全体の負荷が残りの電球にかかるため、摩耗が加速します。

LED素子が頻繁に過熱した後、燃え尽きなければ、最大30％のスランプを与えます。この点で、製造業者は熱放散をそれほど要求しないSMDマトリックスにもっと注意を払います。アメリカのクリー、日本の日亜、またはドイツのオスラムの LED は、平均 100 lm/W を生成し、最大 50,000 時間の耐用年数を持っています。

スポットライトのデザイン

伝統的に、デザインは次の要素で構成されています。

ハウジング - ハウジングはプラスチック製または金属製です。最良の解決策は、エンクロージャ全体がアルミニウムでできている場合です。軽量で耐腐食性があり、十分な熱伝導率を備えています。後部には金属製のラジエーターが装備されています。
リフレクター - ビームを集束させるミラーとして機能する、光沢のある金属またはホイルでコーティングされたプラスチック製のリフレクター。
保護ガラス ・耐熱ポリカーボネート製の場合もあります。分散角度が広いモデルでは、光スポットの分布を改善するために波形になっています。一部のモデルには、ガラスの代わりに集光レンズが付いています。
光源;
電源 - ランプの種類に応じて、トランス、ドライバー、またはチョークで表されます。デバイスが 220 V 主電源から直接動作する場合、または外部に接続されている場合、存在しない可能性があります。

別のニッチは、ソーラーパネルとバッテリーを備えた完全自律型デバイスで占められています。一部のモデルには、光センサーとモーションセンサーが装備されており、夜間や動く物体がセンサーの視野に入ると自動的にオンになります。