DE1764685B2 - Elektrische Allzweck-Entladungslampe - Google Patents

Description

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Die Werte in der Tabelle I gelten für handelsübliche leistungsverhältnis der Nahultraviolettstrahlung zur Lampen. Infolge der Herstellungs- und Material- Mittelultraviolettstrahlung von etwa 8 bis 40 abgegetoleranzen können bei den tatsächlichen Lampen ben werden und die durch den Lampenkolben abgegeringe Abweichungen von den angegebenen Werten gebene ultraviolette Gesamtstrahlung pro Lumen des auftreten. 5 durch den Lampenkolben abgegebenen sichtbaren Wie man der Tabelle I entnehmen kann, stimmt Lichts etwa denselben Anteil wie in natürlichem Tageskeine der bekannten Lichtquellen mit dem natürlichen licht entsprechender Farbtemperatur aufweist.
Tageslicht überein. So stimmt die sogenannte Tages- Der eine Abkehr von den eingebürgerten Lampenlicht-Leuchtstofflampe, aus deren Bezeichnung man arten darstellende Erfindungsgegenstand zeichnet sich an eine Anpassung an das Tageslicht schließt, ledig- io durch einen überraschenden, bisher nicht erzielten Hch hinsichtlich der Farbtemperatur mit dem Tages- besten Erfolg aus. Die erfindungsgemäße Lampe stellt licht überein. Der Farbton weicht hingegen von dem- nämlich nicht nur eine Allzweck-Lichtquelle dar, jenigen des Tageslichts ab. Der Farbwiedergabeindex sondern ist darüber hinaus mit äußerst vorteilhaften CRI der Tageslicht-Leuchtstofflampe beträgt lediglich lichtbiologischen Wirkungen verbunden. So werden 75 gegenüber 100 für natürliches Licht. Die Energie 15 beispielsweise unter ihrer Strahlung besondere Arten im Nahultraviolettbereich beträgt nut 37 Mikrowatt von Bakterien wirkungsvoller getötet und das Wachspro Lumen oder nur ein Zehntel des Wertes vom na- turn von Pflanzen gefördert. Neben diesen für Mensch, türlichen Licht. Die übrigen in der Tabelle angeführten Tier und Pflanze vorteilhaften Eigenschaften zeichnet Lichtquellen haben eine niedrige Farbtemperatur, sich die Lampe beim Gebrauch für allgemeine Beeinen geringen Farbwiedergabeindex CRI oder eine 20 leuchtungszwecke dadurch besonders aus, daß nicht äußerst geringe oder sehr hohe ultraviolette Licht- nur infolge des hohen Farbwiedergabeindex die einleistung im Vergleich zu natürlichem Licht. zelnen Farben einen natürlicheren, der Bestrahlung In Ergänzung zu dem aus der Tabelle I bekannten mit Tageslicht entsprechenden Farbton haben, son-Stand der Technik ist aus der US-PS 25 63 9(X) eine dem daß auch durch die unsichtbare langwellige Ultra-Leuchtstofflampe bekannt, die ebenfalls kein dem 25 violettstrahlung das Sehvermögen dadurch verbessert natürlichen Tageslicht entsprechendes Spektrum auf- wird, daß die praktisch überall vorkommenden fluorweist. Diese bekannte Lampe zeigt vielmehr ein eszierenden Substanzen einen erhöhten Glanz und eine scharfes Maximum im Mittelultraviclettbereich, um höhere ' lelligkeit zeigen. Zu dem mit dem Erfindungszur Bräunung einen Erythem erzeugenden Vorgang gegenstand erzielten technischen Fortschritt wird hervorzurufen. Im Gegensatz zu natürlichem Tages- 30 ergänzend auf die Ausführungen am Ende der Figurenlicht beträgt bei dieser Lampe das Vertiältnis zwischen beschreibung verwiesen.

der Nahultraviolettstrahlung und der Mittelultra- Vorteilhafte Weiterbildungen der Lampe mit be-

violettstrahlung nahezu 1, und der Anteil des sieht- sonders günstigen Leuchtstoffmischungen, die, bezogen

baren Lichts steht in einem krassen Mißverhältnis zum auf die elektrische Leistung der Lampe, sehr hohe

Anteil der Ultraviolettstrahlung. Ferner sind aus der 35 Lichtleistungen zulassen, sind durch Unteransprüche

DT-PS 12 50034, der DT-PS 8 58 578 und aus der gekennzeichnet.

FR-PS 12 93 935 Leuchtstoffmischungen bzw. Leucht- Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung

Stofflampen bekannt, die ebenfalls kein dem natür- werden an Hand von Figuren beschrieben,

liehen Tageslicht entsprechendes Gesamtspektrum F i g. 1 zeigt perspektivisch eine nach der Erfindung

erzeugen, sondern je nach dem speziellen Verwendungs- 40 ausgebildete Leuchtstofflampe;

zweck entweder den sichtbaren Strahlungsanteil oder F i g. 2 zeigt den Transmissionsgrad einer Glasart

den nicht sichtbaren ultravioletten Strahlungsanteil für die in der F i g. 1 dargestellte Lampe;

stärker hervorheben. F i g. 3 und 4 zeigen Diagramme, in denen eine

Ohne Beachtung der gesamten spektralen Verteilung Lampe nach deir Erfindung mit anderen Lichtquellen

des natürlichen Tageslichts hat man also bisher ver- 45 verglichen ist.

sucht, in Abhängigkeit von dem bietreffenden An- In F i g. 1 ist eine Leuchtstofflampe dargestellt, wendungszweck Lampen zu schaffen, die einen oder deren Spektrum nahezu mit demjenigen von natürmehrere besondere Bereiche des gesamten Strahlungs- lichem Tageslicht im sichtbaren und ultravioletten spektrums des natürlichen Lichts auf Kosten von ande- Bereich übereinstimmt. Die Lampe 1 weist einen herren Bereichen überbetonen, um beispielsweise eine 50 kömmlichen Grundaufbau auf und enthält einen längmaximale Ausbeute an sichtbarem Licht oder an ultra- liehen, rohrförmigen Glaskolben 2, dessen Enden jevioletter Strahlung zu erzielen. weils mit einem Glasfuß 3 abgedichtet sind. Durch den Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine an Glasfuß 3 erstrecken sich zwei Zuleitungsdrähte 4 das natürliche Tageslicht angepaßte Afawecklampe zu und 5, an denen ein vorzugsweise aus Wolfram hergeschaffen, die auch im Nah- und Mittelultraviolett- 55 stellter Glühfaden 6 befestigt ist. Der Faden 6 kanr bereich eine an das Tageslicht angepaßte Strahlungs- als Doppel-, Dreifach- oder Mehrfachwendel ausge leistung aufweist. bildet sein und ist mit einem herkömmlichen Elek Die eingangs beschriebene elektrische Allzweck- tronen emittierenden Überzug aus Erdalkalioxider Entladungslampe zeichnet sich somit nach der Erfin- versehen. Ferner ist es im allgemeinen üblich, aucl dung dadurch aus, daß der Leuchtstoffbelag derart 60 noch Zirkondioxid im Faden zu benutzen,
ausgebildet ist und der Lampenkolben einen solchen Der Kolben 2 enthält eine Füllung aus einem inertei Transmissionsgrad hat, daß die im Bereich des sieht- Gas, beispielsweise Argon, mit einem niedrigen Drucl baren Spektrums durch den Lampenkolben abgegebene von etwa 2 mm Quecksilbersäule. Ferner wird ein Strahlung einen Farbwidergabeindex CRI von min- geringe Menge eines ionisierten Materials, beispiels destens 50 aufweist und daß durch den Lampenkolben 65 weise Quecksilber, benutzt, so daß die Lampe be pro Lumen sichtbaren Lichts etwa 6 bis 50 Mikrowatt einem Quecksilberdampfdruck zwischen 2 und 1 Mittelultraviolettstrahlung und etwa 150 bis 700 Mikro- Mikrometer betrieben werden kann. An den beide watt Nahultraviolettstrahlung bei einem Strahlungs- Enden des rohrförmigen Kolbens ist jeweils ein

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Grundplatte 7 mit je zwei Kontaktstiften 8 und 9 be- Wie man F i g. 2 entnehmen kann, nimmt der Durchfestigt. Die Kontaktslifte sind mit den Zuleitungs- laßgrad von 0% bei etwa 270 Nanometer auf 50% bei drähten 4 und 5 verbunden und können in Leucin- 300 Nanometer zu und erreicht dann seinen Maximalstofflampen-Fassungen eingesetzt werden. Der bisher wert von etwa 90% bei 345 Nanometer. Die Hauptbeschriebene Aufbau der Lampe ist bekannt; es können 5 anforderung an das für die Lampe nach der Erfindung davon zahlreiche Abweichungen vorgenommen werden. benutzte Glas besteht darin, daß es die Strahiungsmit denen der Fachmann vertraut ist. energie mit einer Wellenlänge von mehr als 290 Nano-Um die gewünschte spektrale Verteilung zu erzielen. meter durchläßt und die unterhalb dieser Wellenlänge werden bei einer Leuchtstofflampe 1 ein Kolben 2 liegende ultraviolette Energie, die schädliche Ausmit einem derartigen Tranzmissions- oder Durchlaß- io Wirkungen haben kann, absperrt, grad benutzt, daß der Kolben oberhalb einer Wellen- Die Innenseite des Kolbens 2 ist mit einem Leuchtlänge von etwa 290 Nanometer nahezu die gesamte stoff 10 überzogen, der Licht auf Grund der ultraviolette Strahlungsenergie durchläßt. Eine Glasart Resonanzstrahlung des' ionisierten Quecksilbers ermit einem hierzu geeigneten Durchlaßgrad ist bei- zeugt.

spielsweise das handelsübliche »Code-0080-Glas« der 15 In der folgenden Tabelle Il sind zwei Leuchtstoff-

Fa. Corning Glass Works of Coming, New York. Der mischungen angegeben, die für diese Lampen benutzt

Durchiaßgrad dieses Glases ist in F i g. 2 gezeigt. werden können, um die gewünschte spektrale Strah-

»Corning-9821-Glas« kann ebenfalls verwendet werden. lungsverteilung zu erzielen.

Tabelle II

Leuchtstoffmischungen für Leuchtstofflampen

	Mischung A	Mischung B
	Gewichtsprozent
	750O0K, CRl	5500° K. 91 CRI
Strontiumcalcium- orthophosphat: Zinn	44,7	68,3
Magnesiumwolframat	20,8	22,2
Calciumwolframat	13,7
Magnesiumfluoro- germanat	6,8
Yttriumvanadat: Europium	3,3
Bariumsilikat: Blei	9.0	5,0
Calciumzinkphos- phat: Thallium	2,0
Zinksilikat: Mangan		4,5

Aus der Tabelle II geht hervor, daß die Leuchtstoff- wiedergabeindex von natürlichem Tageslicht entmischung A in Verbindung mit einem Glaskolben, spricht.

dessen Durchlaßgiad dem in F i g. 2 gezeigten Verlauf 50 Bei Verwendung der Leuchtstoffmischung B in entspricht, eine Lampe mit einer Farbtemperatur von Verbindung mit einem Glaskolben, dessen Durchlaß-7500° Kelvin und mit einem Farbwiedergabeindex CRI grad in F i g. 2 gezeigt ist, erhält man eine Lampe mit von 96 liefert. In F i g. 3 ist die spektrale Verteilung einer Farbtemperatur von 5500° Kelvin und einem dieser Lampe — gestrichelte Linie 20 — im Vergleich Farbwiedergabeindex CRl von 91. Die spektrale Verzu natürlichem Tageslicht nach JUDD — ausgezogene 55 teilung dieser Lampe — ausgezogene Linie 30 — ist im Linie 22 — bei derselben Farbtemperatur gezeigt. Die Vergleich zu der spektralen Verteilung einer herkömm-Wellenlänge ist längs der x-Achse und die mittlere liehen »kaltweißen« Lampe — gestrichelte Linie 32 — Energie in Mikrowatt/10 Nanometer pro Lumen längs gezeigt. Die Lampe nach der Erfindung hat eine bedeir j'-Achse aufgetragen. Die Bezeichnung 10 Nano- trächtlich größere Strahlungsenergie im Nahultrameter bezieht sich auf den Spektralbereich, der in 60 violett-, Violett-, Grün-, Blau- und Rotbereich und einer vorgegebenen Zeit gemessen und integriert wurde. weniger im Gelbbereich.

Aus Gründen der Übersicht sind die integrierten Werte Die folgende Tabelle III vergleicht die Spektral-

in Blockform anstatt als kontinuierliche Linie dargc- verteilung von zwei Lampen, die unter Verwendung

stellt, wie es normalerweise üblich ist. Wie man dem der Leuchtstoffmischungen A und B in Verbindung

in F i g. 3 gezeigten Diagramm entnehmen kann. 65 mit einer Gksart. deren Durchlaßgrad in F i g. 2

ist die Lampe bei derselben Farbtemperatur weit- gezeigt ist, hergestellt sind, ferner von natürlichem

gehend angepaßt. Ferner hat die Lampe einen Färb- Tageslicht bei denselben Farbtemperaturen und von

wiedergabeindex CRJ von 96, der nahezu dem Färb- einer Leuchtstofflampe mit »kaltweißem« Licht.

Tabelle III

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685^"

Wellenlängenbereich	Mikrowatt	pro Lumen	Kaltweiß	750O0K,	7500°K
	5500° K,	5500°K		96 CRI	Natürliches Licht
	91 CRI	Natürliches Licht

Mittel-UV (280 bis 320 nm)	30	10,7	26	26	28
Nah-UV (320 bis 380 nm)	254	255	30	530	535
Violett (380 bis 450 nm)	543	567	363	610	898
Blau (450 bis 500 nm)	853	882	554	1144	1128
Grün (500 bis 570 nm)	1077	937	735	1014	993
Gelb (570 bis 590 nm)	787	704	1070	658	682
Orange (590 bis 610 nm)	735	743	760	681	671
Rot (Länger als 610 nm)	620	824	246	605	681

Die in der vorstehenden Tabelle 111 und den F i g. 3 und 4 angegebenen Daten wurden wie folgt berechnet. Für jede der Lichtquellen wurde die auf gleiche Lumen normierte relative spektrale Leistungsverteilung auf Koordinatenpapier aufgezeichnet. Für eine 10-Nanometer-Bandbreite wurden Quecksilberlinien berechnet und getrennt aufgezeichnet. Die Leistungsverteilungskurven wurden durch Einzeichnen von senkrechten Linien, die an der Wellenlängenachse beginnen und bis zu dem kontinuierlichen Spektrum reichen, in ent-•prechend zugeordnete Bänder unterteilt, so daß sich für jedes unter der Kurve dargestelltes Band eine begrenzte Fläche ergibt. Die Gesamtfläche unter der gesamten Kurve und die Flächen der einzelnen getrennten Bänder wurden mit einem kompensierten Polarplanimeter ausgemessen. Die Flächen jedes Bandes wurden dann durch die spektrale Bandbreite von 10 Nanometer geteilt, so daß sich für jedes Band eine durchschnittliche Höhe ergibt. Der absolute Wert in Mikrowatt/Lumen/10 Nanometer für das Nahultraviolettband wurde dann wie folgt bestimmt:

As

JL

1
685

10-β

Dabei gilt:

JX — mittlerer Strahlungsfluß in Mikrowatt/
Lumen/10 Nanometer

A_Uv = Fläche des Nahultraviolettbandes

As = Gesamtfläche unter dem Spektrum

685 Lumen/Watt = elektrisches Äquivalent von Licht bei 555 Nanometer

L = Helligkeitsfaktor =

J = relative Spcktralleistung bei der
Wellenlänge λ

y — ClE-1931-Normalbeobachterfunktion.

Das Verhältnis Jk_uvlA„_v wurde dann als Konstante

für die übrigen Bänder zum Berechnen der Werte in Mikrowatt/Lumen/10 Nanometer benutzt, um die Flächenmessungen in absolute Werte umzuformen.

Wie man aus der Tabelle III sieht, stimmt die spektrale Strahlungsverteilung einer Lampe mil

7500° Kelvin und einem Farbwiedergabeindex CRi von 96 nahezu mit der spektralen Strahlungsverteilun| von natürlichem Tageslicht bei derselben Farbtempe· ratur^ überein. Dies trifft auch für eine Lampe mi' 5500° Kelvin und einem Farbwiedergabeindex CR'

von 91 zu.

Die obenerwähnten Lampen können als vielseitig« Lichtquellen verwendet werden. Die Lampen liefen bei einer Leistung von 40 Watt nahezu eine Licht leistung von 2100 bis 2300 Lumen. Dies ist ein sehi günstiges Ergebnis im Vergleich zu herkömmlicher

Leuchtstofflampen, von denen Luxusausführungei

bei derselben Leistung etwa denselben Lichtstron

erzielen.

Die oben angegebenen Leuchtstoffmischungen/

und B sollen lediglich als typische Beispiele eine großen Anzahl von verwendbaren Leuchtstoffen be trachtet werden. Bei den Mischungen A und B liefer Bariumsilikat: Blei Strahlungsenergie im Nahultra Violettbereich und Calciumzinkphosphat: Thalliur

Strahlungsenergie im Mittelultraviolettbereich. Di Mengen von diesen beiden Leuchtstoffen werden zu nächst ausgewählt, um die gewünschte Ultraviolett Strahlung zu erzeugen. Dann werden andere Leuchl stoffe hinzugegeben, um die gewünschte Farbtempera

tür und den gewünschten Farbwiedergabeindex CR zu erzeugen. Die Mengenanteile in den oben beschric benen Leuchtstoff mischungen können sich änderr und zwar in Abhängigkeit von der relativen Wirt samkeit der verschiedenen Leuchtstoffe.

Die Lampen erzeugen im Mittel- und Nahultra v:olettbereich eine mit dem natürlichen Tageslicr vergleichbare ultraviolette Strahlenmenge pro Lume und liefern gleichzeitig einen Lichtslrom mit ein«

hinreichend guten Farbton, so daß die Lampe als Allzweck-Lichtquelle benutzt werden kann, beispielsweise an Stelle der üblichen Leuchtstofflampen, die in Fabriken, Schulen, Wohnungen, Büroräumen usw. angebracht sind.

Der Durchlaßgrad des Glaskolbens wird, beispielsweise durch die Art seiner Bestandteile und seiner Stärke und bzw. oder durch die Art der aufgebrachten Leuchtstoffmischungen sowie durch andere Faktoren, derart gewählt, daß eine Lampe mit folgenden Eigenschäften entsteht: Farbwiedergabeindex CjR/ von etwa 50 oder größer; Ausstrahlung im Mittelultraviolettbereich von 6 bis 50 Mikrowatt pro Lumen ausgestrahlten sichtbaren Lichts; Ausstrahlung im Nahultraviolettbereich von 150 bis 700 Mikrowatt pro Lumen ausgestrahlten sichtbaren Lichts; Verhältnis der Nahultraviolettstrahlung zur Mittelultraviolettstrahlung von 8 bis 40.

Diese Betriebsbereiche sind für die einzelnen Parameter aus folgenden Gründen ausgewählt. Für eine als Allzweck-Beleuchtungskörper benutzte Lampe wird vorzugsweise ein Farbwiedergabeindex CRI von mindestens 50 angestrebt, da unterhalb dieses Wertes die Farbwiedergabe schlecht ist, so daß die Farben nicht erkannt werden können. Eine Strahlungsleistung von 6 bis 50 Mikrowatt im Mittelultraviolettbereich und von 150 bis 700 Mikrowatt im Nahultraviolettbereich pro Lumen ausgestrahlten sichtbaren Lichts und ein Verhältnis von Nahultraviolettstrahlung zu Mittelultraviolettstrahlung von 8 bis 40 sind deswegen erwünscht, weil mit diesen Werten die normale Farbtemperatur von natürlichem Tageslicht zwischen JOOO und 8000° Kelvin erreicht wird, die für Beleuchtungszwecke gut geeignet ist. Bei einer zu großen Abweichung von diesen Farbtemperaturen würde das von einer solchen Lampe ausgestrahlte Licht eine für Allzwecklampen nicht geeignete Farbe haben. Die Farbtemperatur von natürlichem Tageslicht ändert sich in Abhängigkeit von äußeren Faktoren, wie den Jahreszeiten, und es ist daher nicht möglich, sich auf eine einzige Farbtemperatur festzulegen.

Die Beschränkung der ultravioletten Energie auf die oben angegebenen Bereiche ist auch deswegen erwünscht, um eine Rötung der Haut durch die Strahlung der Lampe zu vermeiden. Vorzugsweise soll eine Person, die während einer vorgegebenen Zeit, beispielsweise während eines 8-Stunden-Arbeitstages, dem Licht der Lampe ausgesetzt ist, weniger als eine MPE-Einheit (Minimum Perceptible Erythema) erhalten; das ist gerade diejenige ultraviolette Energiemenge, die notwendig ist, um eine nicht sonnengebräunte, durchschnittlich empfindliche Haut kaum merkbar zu röten. Eine Person, die bei einer Beleuchtungsstärke von 1000 Lux (das ist die durchschnittliche Beleuchtungsstärke in einem Büroraum) dem Licht der oben beschrsebenen Lampe mit 5500° Kelvin und mit einem Farbwiedergabeindex CRI von 91 während 8 Stunden ausgesetzt ist, empfängt etwa ein Drittel der MPE-Einheit (minimal WEihrnehmbare Hautrötungscinheit).

Die in F i g. 1 gezeigte Lampe kann verhältnismäßig einfach hergestellt werden. Wenn man dabei von einem Glas ausgeht, das oberhalb von 280 Nanometer ultraviolette Energie durchläßt, dann werden hierfür zunächst die ultraviolette Energie emittierenden Leuchtstoffe ausgewählt, beispielsweise wie in den Mischungen A oder B, und zwar in solchen Mengen, daß man die gewünschte ultraviolette Energiemenge erreicht.

Dann werden die Farbemissionsleuchtstoffe ausgewählt, um den gewünschten Farbwiedergabeindex CRI zu erzielen. Es können dann noch Korrekturen vorgenommen werden, damit man sowohl die gewünschte Menge an ultravioletter Energie als auch den richtigen Farbwiedergabeindex erhält.

Es sind bereits Speziallampen entwickelt worden, die bestimmte Arten von Lichtenergie erzeugen, um gewisse biologische Wirkungen zu erzielen. Die in der US-PS 32 87 586 beschriebene Leuchtstofflampe dient beispielsweise zur Förderung des Wachstums vom gewissen Pflanzen, wie grünen Bohnen und Tomaten. Der Farbton (* = 0,392; y = 0,331) dieser Lampe liegt so weit von demjenigen von annehmbaren weißen Lichtquellen entfernt, daß der Farbwiedergabeindex CRI nach CIE nicht angewendet werden kann. Ferner ist die Lichtleistung dieser Lampe so gering, daß man sie im Vergleich zu anderen Leuchtstoff quellen nicht für allgemeine Zwecke verwenden kann.

Ferner wurden Leuchtstofflampen entwickelt, die zum Bräunen ultraviolettes Licht ausstrahlen. Diese Leuchtstofflampen können jedoch nicht als Allzwecklampen benutzt werden (1). Es sind noch andere Ultraviolettstrahler bekannt, beispielsweise die »RS«-Sonnenlampe, die den Vitamin-D-Gehalt im Körper erhöhen und das Wachstum von gesunden und starken Knochen sowie Zähnen fördern soll. Obwohl diese Höhensonnen auch im sichtbaren Bereich strahlen, weicht ihre Farbtemperatur von derjenigen eines schwarzen Körpers so stark ab, daß es sinnlos ist, zu ihrer Kennzeichnung den Farbwiedergabeindex CRl zu benutzen. Ferner ist ihr Wirkungsgrad — in der Größenordnung von 9 Lumen pro Watt — so gering, daß sie als Allzweck-Lichtquelle nicht verwendet werden kann. Selbst wenn man diese Höhensonnen für allgemeine Zwecke verwenden wollte, wäre dies nicht möglich, da diese Lampen hochultraviolette Strahlen abgeben, die für den Menschen gefährlich sind. Bei einer Lichtstärke von 500 Lux wäre eine von einer solchen Lampe bestrahlte Person einer Beleuchtungsstärke von etwa 30 Mikrowatt pro cm² im Mittelultraviolettbereich, also zwischen 290 und 320 Nanometern, ausgesetzt, so daß eine Hautrötung hervorgerufen werden würde. Die maximale Beleuchtungsstärke, die von der »American Medical Association« im Gesicht während eines achtstündigen Arbeitstages zugelassen ist, beträgt 0,5 Mikrowatt pro cm² (2). Die maximale Belauchtungsstärke war ursprünglich für eine keimtötende Ultraviolettstrahlung (253,7 Nanometer) definiert. Jetzt liegen diesem Wert aber Versuche mit Wellenlängen zwischen 28C bis 320 Nanometer zugrunde (3).

Außer der Verwendung als Allzweck-Lichtquelte hat die Lampe aber auch noch vorteilhafte photobiologische Wirkungen. So fördert beispielsweise die erfindungsgemäße Leuchtstofflampe mit 5500° Kelvin und einem Farbwiedergabeindex CRI von 91 das Pflanzenwachstum und die Saatkeimung. Unter dem Einfluß der Strahlung dieser Lampe wachsen und keimen die folgenden Blumen sehr gut: ageraturr begonia, impatience, iobelia, petunia, salvia, verbena und vienza rosea. Die Samen dieser Blumen keimten bereits zwei Wochen nach der Aussaat und erreichter unter der Bestrahlung der Lampe ein Jahr früher dieselbe Wachstumsstufe wie unter der Bestrahlung einei in der US-PS 32 87 586 beschriebenen Lampe. Welsche Bohnen und Zwergdotterblumen keimen ebenfalls sehr früh und wachsen unter der Bestrahlung dei

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Leuchtstofflampe mit 5500° Kelvin und einem Farbwiedergabeindex CRI von 91 sehr schnell heran. Bereits nach 66 Tagen erhäu man reichhaltig blühende und mit Früchten versehene Pflanzen.

Zur Zeit werden noch weitere photobiologische Auswirkungen des Lichts von den Lampen untersucht. Ferner erzeugen die Lampen Energie in Bereichen, in denen bereits vorteilhafte photobiologische Auswirkungen nachgewiesen wurden. Um die weiteren Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Lampen zu zeigen, sind die in den F i g. 3 und 4 gezeigten Diagramme in photobiologisch aktive Bereiche aufgeteilt,

und zwar beginnend bei dem kürzeren Wellenlängenbereich mittelultraviolctt bis zu dem längeren Wellenbereich zwischen 625 und 700 Nanometer. Das in dem kürzeren Wellenlängenbereich auftretende natürliche Tageslicht reichert den Körper mit Vitamin D an. Die in dem längeren Wellenbereich auftretende Energie des natürlichen Lichts, die dem menschlichen Auge als rot erscheint, übt auf Samen eine starke Lichtstoßwirkung aus. Die den verschiedenen Spektralbändern ίο zugeordneten lächtbiologischen Wirkungen sind in der folgenden Tabelle IV zusammen mit Literaturhinweisen zusammengestellt.

Tabelle IV

Biologische Wirkung von Licht

(Wellenlänge in Nanometer) 290 300 310

320 330 340 350 360 370 440

495

570

595

625

Mittel-UV

Nah-UV

Violett

Blau

Grün

Gelb

Orange

Rot

Vitamin-D-Synthese (6, 7)

Hautrötung und Bräunung
(4,5,7)

Kalk, Phosphor- u. Kohlenhydratstoffwechsel (4, 6, 7)

Unmittelbare Bräunung (5)

Erregung v. leuchtstoffart. Farben (4a) u. Lichtbleichstoffen

Inaktivierung v. Mikroorganismen (4, 8, 9,10)

Lichtreaktivierung (9,11)

Rhodopsinwirkungsspektrum (12) und Zwielicht

Lichtdynamische Wirkungen (13,14)

Rhodopsin-

Photoregene-

ration (Ha, 15) Sehbereich.

c
O

fi

ca
ο

I I I I I

Wirkbereich d. Zirbeldrüse (16, 17, 18) sowie
Pituitaria- und Hypothalamusfunktion

(Enzyme und Hormone)
Gehirn — Nebennierendrüse — Gonaden

Da die verschiedenen Wellenlängen des natürlichen Tageslichts auch bei der Lampe auftreten, kann man auch mit dieser Lampe die nützlichen Wirkungen von natürlichem Tageslicht erreichen. So hat sehr wahrscheinlich die erfindungsgemäße Lampe mit einer Farbtemperatur von 7500° Kelvin und einem Farbwiedergabeindex CRI von 96 keimtötende Eigenschaften, die denjenigen von natürlichem Licht ähnlich sind. Wie es beispielsweise aus der Literaturstelle 10 hervorgeht, ist natürliches Tageslicht für Organismen, wie Streptokokken, bereits bei einer so niedrigen Beleuchtungsstärke wie 400 bis 500 Lux tötend. In dieser Literaturstelle ist auch angegeben, daß die Inaktivierung von gewissen Bakterien durch Sonnenlicht besser ausgeführt wird als durch ultraviolettes Licht (253,7 Nanometer) allein. Die von Sonnenlicht inaktivierten Zellen lassen sieb nämlich nicht so leicht reaktivieren. Da die Lampe mit einer Farbteniperatur von 7500° Kelvin und einem Farbwiedergabeindex CRI von 96 nahezu dieselbe Spektralverteilung aufweist wie natürliches Licht, sollte diese Lampe ähnliche Wirkungen haben. Diese Lampe stellt daher auch einen zweckmäßigen Beleuchtungskörper für Krankenhäuser dar.

15 16

Sämtliche Lampen liefern ultraviolette Strahlungs- merklich beeinflußt werden. Die kurzen Ultraviolett-

eEergie mit solchen Lichtstärkewerten, die in der strahlen allein verursachen eine Verbrennung der

Literatur als hinreichend angegeben sind, um Rachitis Haut, während die längeren Ultraviolettstrahlen allein

zu heilen oder zu verhüten (7). eine direkte Pigmentdunkelung vornehmen, ohne zu

Jüngste Forschungsergebnisse haben gezeigt, daß 5 verbrennen (5). Nur beim gleichzeitigen Auftreten von

natürliches Licht der wichtigste Umweltfaktor zur beiden Ultraviolettstrahlenarten erreicht man die

Erhaltung und Weiterentwicklung des Lebens auf der natürliche Tönung der Haut. Erstaunlicherweise hat

Erde ist (19). Für Pflanzen ist dies bereits seit langem man gefunden, daß die orale Aufnahme von Vitamin D

bekannt. Das Licht löst direkt den Vorgang der Photo- nicht die Einwirkung von durch die Haut absorbierten

synthese aus. Hierbei wird Kohlendioxid und Wasser io Ultravioletistrahlen zur Bildung desselben Vitamins

in die Grundbausteine des Lebens umgeformt. Die ersetzt werden kann (6).

Lichtintensität, Periodizität und die spektralen Licht- Die Einwirkungen des Lichts auf Bakterien sind

komponenten haben einen großen Einfluß auf das ebenfalls kompliziert. Kürzere Ultraviolettstrahlen

Wachstum der Pflanzen. Die Auswirkungen des Lichts allein scheinen die Bakterien nur für eine längere Zeit

auf die Menschen und Tiere waren bisher nicht in der 15 zu inaktivieren, während längere Ultraviolettstrahlen

gleichen Weise bekannt. Erst jetzt beginnt man den die bei der Inaktivierung hervorgerufenen Schaden bei

Zusammenhang zwischen dem Licht und den verschie- bestimmten Arten wieder heilen. Die gleichzeitige

denen Lebensformen zu verstehen. Bestrahlung mit allen Wellenlängen, wie sie im Sonnen-

Von den »National Instituts of Health« in den letzten licht enthalten sind, ist daher ein sehr komplizierter

Jahren veröffentlichte Arbeiten zeigen, daß eine kleine 20 Vorgang (11). Viren können allerdings nicht durch die

Drüse nahe der Gehirnmitte auf das in das Auge des Einwirkung von längeren Wellenlängen geheilt werden.

Menschen eintretende Licht anspricht. Dieser Vorgang Sie werden durch Ultraviolettstrahlen allein oder in

ist unabhängig von dem normalen Sehvorgang. Beim Verbindung mit längeren Wellenlängen inaktiviert (8).

Eintritt von Licht in das menschliche Auge steuert Sie bleiben in diesem Zustand, bis sie in eine Gastzelle

diese Drüse, die sogenannte Zirbeldrüse, die Synthese 25 gelangen, die Lichtheileigenschaften aufweist. In

und Abgabe vor chemischen Substanzen (Hormone, kürzlich veröffentlichten Forschungsergebnissen sind

Enzyme) in die Blutbahn, um diese Substanzen zum die Einwirkungen des gesamten natürlichen Sonnen-

neuroendoktrinen System zu bringen, einschließlich lichtspektrjms sowohl auf Viren als auch auf Bakterien

Gehirn, Hirnanhang und Keimdrüsen (16). Durch beschrieben (9,10).

frühere Arbeiten ist bereits die retinale Stimulation 30 Die Wirkung der einzelnen Spektralbereiche hindes Hypotbalamus-Hypophyse-Systems bekannt, das sichtlich der Inaktivierung von Bakterien und bezüglebenswichtige Funktionen des Körpers automatisch lieh erythemer Auswirkungen sind dadurch bestimmt regelt. Vor diesen Entdeckungen waren bereits zahl- worden, daß man die verschiedenen Ultraviolettreiche biologische Auswirkungen des Lichts und der bereiche voneinander trennte und die biologische Wireinzelnen Spektralkomponenten auf den Menschen 35 kung der einzelnen ultravioletten Spektralbereiche und die Tiere bekannt, doch diese Vorgänge wurden untersuchte. Die dabei gefundenen Ergebnisse treffen im einzelnen nicht verstanden. Bereits vor 40 Jahren nicht für Lichtquellen zu, bei denen längere Ultrahat man entdeckt (20), daß schieferfarbene nord- violettstrahlen gleichzeitig mit sichtbaren Strahlen amerikanische Schneefinken im Herbst nach Norden vorhanden sind. Die Auswirkungen des gesamten anstatt nach Süden wandern, wenn man den Hell- 40 natürlichen Sonnenlichtspektrums sind wesentlich Dunkel-Zyklus verändert, dem die Schneefinken vor komplizierter als diejenigen von monochromatischen ihrer Freilassung ausgesetzt sind. oder schmalen Spektren. Dies betrifft auch dien Seh-

Spätere Berichte über lichtbiologische Auswirkungen Vorgang, der von Natur aus lichtbiologisch ist. So

reichen von der Gleichgewichtsregulierung des Wassers, wurde kürzlich berichtet, daß das Sehpigment Rho-

Kohlehydrats, Blutes und der Hormone, einschließlich 45 dopsin — das sich bei der Absorption von Licht zerlegt

des Insulin und ACTH, im menschlichen Körper (i.7, und dabei die Stäbchen anregt — durch die Wirkung

21, 22), bis zu grotesken Einwirkungen von spektral- von Nahultraviolett- und Violettstrahlen wiederherge-

verzerrten Lichtquellen auf Tiere. Die letzteren Ein- stellt wird, und zwar durch den dabei auftretenden

Wirkungen umfassen eine nicht normale Entwicklung Bleichvorgang (15). Ein analoger Vorgang tritt in der

der Conaden(17) und die Erzeugung von Krebs 50 Pflanzenwelt beim Lichtstoßeffekt auf, bei dem das

(34, 24). Weitere Studien haben gezeigt, daß zwischen Licht auf die Samenkeimung eine beachtliche Wirkung

blinden Menschen und sehenden Menschen ein be- ausübt. Während eine bestimmte Wellenlänge (73Ö Na-

trächtlicher Altersunterschied hinsichtlich der Ge- nometer) die Keimung von gewissen Samen verzögert

schlechtsreife (25) und der Größe der Hypophyse (17) oder gar verhindert, wird durch eine andere bestimmte besteht. 55 Wellenlänge (660 Nanometer) der Keimvorgang ge-

Auch das durch die Haut in den menschlichen Kör- fördert. Eine gleichzeitige Bestrahlung mit beiden per eindringende Licht hat eine nützliche Wirkung. Wellenlängen einschließlich weißen Lichts liefert ein Diese Wirkungen sind bekannt und umfassen beispiels- Ergebnis, das davon abhängt, welche Wellenlänge weise die Bildung von Vitaminen im menschlichen oder Wellenlängen vorherrschen. Solche komplizierten Körper durch Ultraviolattstrahlen und einen ver- 60 photobiologischen Wirkungen treten bei natürlichem besserten Kalk-, Phosphor- und Kohlenhydrat-Stoff- Licht auf. Ein anderer Forscher (26) hat gesagt, er wechsel (4). Ferner ist noch die kosmetische Wirkung bezweifle es nicht, daß die Anpassung an das Sonneneiner sonnengebräunten Haut zu beachten, woraus licht einer der Hauptgründe für die Spektralwirkung man auf einen gesunden Körper schließen kann. Dies der lichtbiologischen Vorgänge sei.
sind sehr komplizierte Vorgänge, die durch das Gleich- 65 Ferner hat man kürzlich entdeckt, daß' geringe gewicht zwischen den kürzeren Ultraviolettstrahlen Mengen ultravioletten Lichts Änderungen in d:n (Mittelultraviolett) und den längeren Ultraviolett- lebenden Zellen hervorrufen. Während ultraviolette strahlen (Nahultraviolett und sichtbares Ultraviolett) Strahlen in lebenden Zellen die Bildung von kleinen

Melaninmengen hervorrufen, kann die Haut bereits stark verbrannt sein, bevor das Melanin eine der natürlichen Sonnenbräune entsprechende Menge erreicht hat. Andererseits kann bereits eine_ sehr geringe ultraviolette Strahlungsmenge durch Änderungen in der Zelle zu einer sehr großen Erzeugung von Melanin beitragen (27). Melanin ist ein dunkler Farbstoff, der die Haut färbt. Das Vorstehende bezieht sich auf die tatsächliche Synthese von Melanin in der malphigischen Schicht der Haut infolge der Einwirkung von Mittelultraviolettstrahlen. Nahultraviolettstrahlen erzeugen eine direkte Dunkelung der Pigmente durch Oxidation von vorhandenem Melanin in den äußeren Hautschichten.

Jüngste Entdeckungen führten weiterhin zu dem Ergebnis, daß lichtbiologische Wirkungen auf den biologischen Zeitablauf im Körper Einfluß nehmen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß zwischen dem Auge und der Zirbeldrüse Nervenverbindungen bestehen und daß das Licht auf die Synthese von Hörmonen Einfluß nimmt (28).

Weiterhin ist es bekannt, daß ultraviolette Energie die Gesundheit des menschlichen Körpers und die Gesundheit der Tiere fördert.

Die Lampe, deren Spektralbereiche demjenigen von natürlichem Tageslicht entspricht, wirkt sich also vorteilhaft auf die verschiedenen lichtbiologischen Vorgänge aus. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Lampen ein vollständiges Energiespektrum liefern, einschließlich der Energie in besonderen Bereichen, in 3^ denen lichtbiologische Wirkungen hervorgerufen werden, wie es an Hand der Literaturstellen beschrieben wurde. Allein die Förderung des Wachstums bei Pflanzen hat bereits den Fortschritt der Lampen dargelegt.

Angeführte Literatcrstellen

W ο 11 e η t i η, et al, Journal of the Electrochemical Society, 87 (1), S. 29 (1950).
Jo. of American Medical Assoc. 137, S. 1600 bis 1603.

Radiation Biology, Band II, S. 53, McGraw-Hill (1955) Ed. von Alexander Hollaender.
IES Lighting Handbook, 4. Ausgabe, S. 25-14 (1966)
(4a) dto. S. 25-12.

(5) Blum, H. F., ref. No. 23, S. 487.

(6) S e i d 1, E., »Influence of Ultraviolet Radiation

45 on the Healthy adult«, Max-Planck-Institut für Arbeitsphysiologie (Conference on Biologic Effects of Ultraviolet Radiation held at Temple University Sciences Center, August 1966).
(7) Luckiesh, Matthew, »Applications of Germicidal Erythema!, and Infrared Energy«, Van Nostrand (1946) S. 135 und 136.

(8) Luria.S. E., dto. S. 333.

(9) Harm, Walter, Radiation Research Supplement 6, S. 215, Academic Press (1966).

(10) Buchbinder, L. et aL J. Bacteriology, Band 42, 1941, S. 353 bis 366.

(10 a) IES Handbook, 4. Ausgabe, F i g. 25-23.

(11) D u I b e c c ο, Renato, ref. No. 23, S. 455.
(Ha) Ru pert, Claud S., Photophysiology, S. 283,

Academic Press (1964), Ausgabe von A. C. G iese.

(12) R u s h t ο n, W. A. H., ref. 13a., S. 126.

(13) Clare, N.T., Radiation Biology, Band III, S. 693, McGraw-Hill (1956).

(14) Blum, H. F., Photo-Dynamic Action & Diseases caused by Light, Hafner Pub. Co. (1964).

(15) P a k, W. L. andB ο e s, R. J., Science, Band 155 (3766), S. 1131 (1967).

(16) W u r t m a n, R. J. and A χ e 1 r ο d, J., Scientific American 213 (1), Juli 1965.

(17) H oliv/ich, F., Annals of The New York Academy of Sciences 117, S. 105 bis 127.

(18) B en ο it, J., ref. 17, S. 204.

(19) Evenari, M., Recent Progress in Photobiology, S. 161, Blackwell Scientific Publications (1965).

(20) Rowan, William, Nature 155, S. 494 und 495 (1925).

(21) Jones, E., Deut. Arch. Klin. Med. 175, S. 244 (1933).

(22) R ad η ot, M. and Wa liner, E., dto. S. 244 bis 253.

(23) Blum, H. F., Radiation Biology Band II, S 529, McGraw-Hill Book Co. (1955).

(24) Ott, John N., Illuminating Engineering, Band LX, S. 254 (1965).

(25) Wurtman, R. J. and Zacharias, L., Science, Band 144 (3622), S. 1154.

(26) Wald, George, Ref. No. 1, S. 336.

(27) H a r ο I d F. Blum, ref, 23, S. 507.

(28) Chemical & Engineering News, Mai 1, 1967, S. 40.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

17 Patentansprüche:

1. Elektrische Allzweck-Entladungslampe mit einem lichtdurchlässigen Lampenkolben, einem an eine Spannungsquelle anschließbaren Elektrodenpaar, einer ionisierbaren Füllung und einem auf der Kolbeninnenwand aufgebrachten Leuchtstoff- "> belag, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtstoffbelag derart ausgebildet ist und der Lampenkolben einen solchen Transmissionsgrad hat, daß die im Bereich des sichtbaren Spektrums durch den Lampenkolben abgegebene Strahlung einen Farbwiedergabeindex CRI von mindestens 50 aufweist und daß durch den Lampenkolben pro Lumen sichtbaren Lichts etwa 6 bis 50 Mikrowatt Mittelultraviolettstrahlung und etwa 150 bis 700 Mikrowatt Nahultraviolettstrahlung bei einem *" Strahlungsleistungsverhältnis der Nahultraviolettstrahlung zur Mittelultraviolettstrahlung von etwa 8 bis 40 abgegeben werden und die durch den Lampenkolben abgegebene ultraviolette Gesamtstrahlung pro Lumen des durch den Lampenkolben *5 abgegebenen sichtbaren Lichts etwa denselben Anteil wie in natürlichem Tageslicht entsprechender Farbtemperatur aufweist.

2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Lampenkolben im Nahultraviolettbereich und im Mittelultraviolettbereich pro Lumen des sichtbaren Lichts einzeln abgegebenen Strahlungsanteile praktisch gleich denjenigen sind, die man im natürlichen Licht der gleichen zugeordneten Farbtemperatur vorfindet.

3. Lampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die während einer Zeitdauer von 8 Stunden bei etwa 1000 Lux abgegebene ultraviolette Strahlungsmenge geringer als diejenige Menge ist, die eine wahrnehmbare minimale Hautrötung hervorruft.

4. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lampenkolben aus einem Werkstoff besteht, der unterhalb von 290 Nanometer praktisch strahlungsundurchlässig ist.

5. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die als Leuchtstofflampe mit einem auf der Innenseite mit einer Leuchtstoffmischung überzogenen Lampenkolben ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoff mischung das sichtbare Licht mit einer Farbtemperatur zwischen 5000 und 8000° Kelvin abgibt.

6. Lampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Lampenkolben im Nahultraviolettbereich und lvlittelultraviolettbereich pro Lumen des sichtbaren Lichts einzeln abgegebenen Strahlungsanteile praktisch gleich denjenigen sind, die man in den entsprechenden Bereichen im natürlichen Tageslicht der gleichen zugeordneten 6u Farbtemperatur vorfindet.

7. Lampe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Transmissionsgrad des Lampenkolbens derart gewählt ist, daß nur solche ultravioletten Kurzwellen abgestrahlt werden, die auch im natürlichen Licht auftreten.

8. Lampe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoff-

685

mischung mindestens die folgenden Leuchtstoffe enthält:

Strontiumcalciumorthophosphat: Zinn,
Magnesiumwolframat,
Bariumsilikat: Blei,
Zinksilikat: Mangan.

9. Lampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schaffung einer Lampe mit einem Farbwiedergabeindex von etwa 91 bei einer Farbtemperatur von etwa 5500° Kelvin die einzelnen Leuchtstoffe die folgenden Gewichtsprozente, bezogen auf das Gesamtgewicht der Leuchtstoffmischung, aufweisen:

Strontiumcaiciumortho-

phosphat: Zinn 68,3

Magnesiumwolframat 22,2

Bariumsilikat: Blei 5,0

Zinksilikat: Mangan 4,5

10. Lampe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoffmischung mindestens die folgenden Leuchtstoffe enthält:

Strontiumcalciumorthophosphat: Zinn,
Magnesiumwolframat,
Calciumwolframat,
Magnesiumfluorogermanat,
Yttriumvanadat: Europium,
Bariumsilikat: Blei,
Calciumzinkphosphat: Thallium.

11. Lampe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schaffung einer Lampe mit einem Farbwiedergabeindex von etwa 96 bei einer Farbtemperatur von etwa 7500° Kelvin die einzelnen Leuchtstoffe die folgenden Gewichtsprozente, bezogen auf das Gesamtgewicht der Leuchtstoffmischung, aufweisen:

Strontiumcalciumorthophosphat : Zinn ⁴4,7

Magnesiumwolframat 20,8

Calciumwolframat 13,7

Magnesiumfluorogermanat 6,8

Yttriumvanadat: Europium 3,3

Bariumsilikat: Blei 9,0

Calciumzinkphosphat: Thallium .. 2,0

12. Lampe nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoffmischung im sichtbaren Bereich Licht abgibt, bei dem das Verhältnis des gelben zum roten Anteil erheblich weniger als 10: 1 bei einer Farbtemperatur von 5500° Kelvin beträgt.

13. Lampe nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtsloffmischung im sichtbaren Bereich Licht abgibt, bei dem das Verhältnis des gelben zum roten Anteil erheblich weniger als 7 : 1 bei einer Farbtemperatur von etwa 7500° Kelvin beträgt.

14. Lampe nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Lampe und den Leuchtstoffen erzeugte Strahlung praktisch keine Infrarotstrahlung enthält.

15. Lampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbwiedergabeindex CRI mehr als 90 beträgt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Alliweck-Entladungslampe mit einem lichtundurchlässigen Lampenkolben, einem an eine Spannungsquelle inschließbaren Elektrodenpaar, einer ionisierbaren Füllung und einem auf der Kolbenhinenwand aufgebrachten Leuchtstoffbelag.

Es ist bekannt, daß die derzeitigen Lampen und Beleuchtungskörper, die für allgemeine Zwecke verwendet werden sollen, im Vergleich zu natürlichem Tageslicht stark verzerrte Spektren sowohl im sichtbaren als auch im ultravioletten Wellenlängenbereich haben. Dies wird an Hand der folgenden Tabelle I belegt, in der die Werte für den Farbton, den Farbwiedergabeindex Ci?/, die Farbtemperatur und die ultraviolette Strahlungsleistung in Mikrowatt pro Lumen ausgestrahlten Lichts für herkömmliche Lichtquellen angegeben sind.

Tabelle I

lichtquelle Farbton
JC y CRl Farb-
Temperatur
^rK UV-Mikrowatt
Mitlei-UV pro Lumen
Nah-UV Außenbeleuchtung 0,332 0,348 100 5500 10,7 254 Außenbeleuchtung 0,313 0,329 100 6500 18,5 390 Außenbeleuchtung 0,299 0,315 100 7500 37,9 535 Leuchtstofflampe, kaltweiß 0,370 0,377 66 4300 26 30 Leuchtstofflampe, warm weiß 0,430 0,406 54 3100 19 38 Leuchtstofflampe, weiß 0,406 0,395 59 3550 25 51 Leuchtstofflampe, Tageslicht 0,310 0,333 75 6700 15 37 Leuchtstofflampe Deluxe,
kaltweiß 0,369 0,369 86 4200 19 40 Leuchtstofflampe Deluxe,
warm weiß 0,434 0,400 77 3000 14 30 400-Watt-Quecksilber-
dampflampe, weiß 0,331 0,379 (22) (5690) 75 956 400-Watt-Quecksilber-
dampflampe, farbig 0,412 0,450 (45) (3800) 7 361 1000-Watt-Quecksilber
dampflampe, weiß 0,330 0,380 (20) (5700) 205 1141 Metallhalogenidlampe 0,373 0,385 44 4250 8,1 1018 H ochdruck-Natriumlampe 0,495 0,385 18 2100 0,2 94 100-Watt-Glühlampe 0,445 0,407 98 2900 4,5 40 Höhensonne 0,409 0,495 (4080) 547 471

Für die Tabelle I gelten die folgenden Definitionen: χ und y sind die Koordinaten des genormten Farbtondiagramms der »International Commission on Illumination« (ICI), die auch als »Commission Internationale de l'Eclairage« (ClE) bekannt ist; CRI ist der von der CIE eingeführte, sogenannte Farbwiedergabeindex, der die Farbeigenschaften einer Lichtquelle, bezogen auf die entsprechende Farbtemperalur, eines schwarzen Strahles oder natürlichen Tageslichts mißt. Die Zahl 100 entspricht dabei dem Bezugswert für einen schwarzen Körper oder Tageslicht. Je dichter der C/?/-Wert bei 100 iiegt, um so genauer ist die Übereinstimmung der Lichtquelle mit dem Tageslicht. Dies ist genauer beschrieben in dem Aufsatz »Interim — Method of Measuring and Specifying Color Rendering of Light Sources«, Illuminating Engineerinc. Band LVII, No. 7, S. 471, JuIi 1962;

die Farbtemperatur ist diejenige Temperatur, bei der bezüglich des Farbtons das Licht eines schwarzen Körpers mit dem Licht der untersuchten Lichtquelle übereinstimmt;
Mittleres-UV ist derjenige Teil im ultravioletten Spektralbereich des natürlichen Tageslichts, der zwischen 290 und 320 Nanometer liegt;
Nah-üV ist derjenige Teil im ultravioletten Spektralbereieh des natürlichen Tageslichts, der zwischen 320 und 380 Nanometer liegt;
UV-Mikrowatt pro Lumen ist die ultraviolette Strahlungsleistung pro Lumen ausgestrahlten Lichts.

Die in der Tabelle 1 in Klammern angegebenen Werte sind geschätzt und mittels der Temperaturkurve für einen schwarzen Körper extra poliert.