DE2617316A1

DE2617316A1 - Einrichtung zur betonung einer farbabweichung

Info

Publication number: DE2617316A1
Application number: DE19762617316
Authority: DE
Inventors: Jun William A Thornton
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1975-04-29
Filing date: 1976-04-21
Publication date: 1976-11-11
Also published as: GB1548190A; JPS51131186A; US3963953A; NL7603566A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Betonung einer Farbabweichung, wobei die Einrichtung Licht mit einer spektralen Zusammensetzung erzeugt, die Abweichungen im farblichen Aussehen von Gegenständen betonen, die unterschiedliche spektrale Reflektionskurven aufweisen, aber bei Tageslicht zumindest im wesentlichen die gleiche Farbe zu haben scheinen.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich also mit Einrichtungen (prinzipiell Lampen), mit denen die Stabilität oder Beibehaltung der Farbanpassung von ähnlich gefärbten Gegenständen ermittelt werden kann. Die Einrichtungen gemäß der Erfindung sorgen also für die Erkennung von potentiellen farblichen Fehlanpassungen, die bei bestimmten Beleuchtungen zusammenzupassen scheinen, bei anderen Beleuchtungen jedoch farbliche Abweichungen zeigen.

Eine große Zahl von im Handel erhältlichen Produkten erhalten ihren Marktwert zum Teil dadurch, daß sie in Farbe oder Helligkeit zu einem anderen Produkt oder zu einem anderen Teil des gleichen Produktes passen. Die Farbe der Sitzpolster und die Farbe der Karosserie von Automobilen sind ein Beispiel dafür. Diese Anpassung sollte möglichst weitgehend bestehen bleiben,

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-e-t'on (O211) 32 08 58 Telegramme C-istopat

ORIGINAL INSPECTED

gleichgültig, unter welcher Beleuchtung der Kunde den Gegenstand betrachtet.

Die Erreichung einer anfänglichen Farbanpassung (beispielsweise bei Tageslicht) ist ein schwieriges und kompliziertes industrielles Problem in dem allgemeinen Fall, bei dem die Teile, die zusammenpassen sollen, durch unterschiedliche Pigmente gefärbt werden oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Selbst dann, wenn bei Tageslicht eine anfängliche Farbanpassung erreicht wurde, bleibt eine potentielle Fehlanpassung für den Fall, daß die Gegenstände unter anderen Beleuchtungen betrachtet werden. Ein Hersteller kann ein Produkt unter einer weiteren oder auch unter zwei weiteren Beleuchtungen untersuchen, wie beispielsweise unter der Beleuchtung einer Glühlampe oder einer fluoreszierenden Lampe. Es können große Anstrengungen unternommen werden, um Anpassungen hinsichtlich des Pigments oder hinsichtlich der Farbbildung zu erreichen, bis eine zufriedenstellende Anpassung bei allen Testbeleuchtungen sich ergibt. Dies schließt jedoch nicht alle möglichen Fehlanpassungen aus. Die Farbe von Autopolstern und Autokarosserielacken braucht nicht nur bei Tageslicht, Glühlampenlicht und bei unterschiedlichen Arten von fluoreszierenden Lampen zu sehen sein, sondern eine Betrachtung konnte auch bei der Beleuchtung durch andere Lampen, wie beispielsweise Hochdruck-Natriumlampen, Metall-Halogenlampen und durch sowohl korrigierte wie auch nicht korrigierte Quecksilberlampen erfolgen. Wenn die spektralen Reflektionskurven (der Materialien) identisch sind, wird die Farbanpassung bei allen Beleuchtungen gleich bleiben. Dies ist jedoch im allgemeinen nicht der Fall und es ist allgemein unpraktisch, die spektralen Reflektionskurven identisch zu machen. Daher muß der Hersteller im allgemeinen die Farbanpassung unter der Beleuchtung von einer großen Anzahl von Lampen testen und wiederholte Korrekturen vornehmen, wenn er sicher sein will, daß die Farbanpassung bei den meisten unterschiedlichen Beleuchtungen erhalten bleibt. Doch selbst dann ist es möglich, daß irgendeine andere Lampe zu einer Farb-Fehlanpassung führt.

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Fig. 1 zeigt die spektralen Reflektionskurven, die bei zwei gelben Materialien gemessen wurden. Während diese Materialien durch einen normalen menschlichen Beobachter sowohl in Farbe als auch in Helligkeit als zueinander passend gefunden wurden, wenn die Materialien von durchschnittlichem Tageslicht beleuchtet waren, ist zu erkennen, daß diese spektralen Reflektionskurven stark unterschiedlich sind. Fig. 2 zeigt die spektralen Leistungsverteilungen des reflektierenden Lichtes (und damit des Lichtes, das in das Auge eintritt) der in Fig. 1 dargestellten Materialien, wenn diese von Durchschnitts-Tageslicht beleuchtet werden. Das normale menschliche Auge sieht die zwei Materialien in der Weise, daß sie die gleiche Helligkeit und die gleiche Farbe aufweisen, trotz der Tatsache, daß die spektralen Leistungsverteilungen des von den zwei Materialien ausgehenden und in das Auge eintretenden Lichtes deutlich unterschiedlich sind.

Fig. 3 zeigt die spektralen Reflektionskurven von zwei rötlichgrauen Materialien. Es wurde gefunden, daß diese Materialien bei Beleuchtung mit durchschnittlichem Tageslicht hinsichtlich Farbe und Helligkeit zueinander passen. Diese Materialien sind stärker metamer als die Materialien der Fig. 1, d. h., die potentielle Fehlanpassung unter anderen Beleuchtungen ist größer wegen der größeren Reflektionsunterschiede. Die Reflektionsunterschiede (die Flächen zwischen den zwei Kurven im sichtbaren Bereich) legen den Wert fest, der mit dem Grad der Metamerie bezeichnet wird. Der Grad der Metamerie ist allgemein ein Maß und/oder Helligkeits-Unterschiede zwischen den reflektierten Lichtmengen von zwei Objekten, während diese durch verschiedene Beleuchtungseinrichtungen beleuchtet werden. Je größer die Reflektions-Unterschiede sind, desto größer ist die mögliche Fehlanpassung. Wenn es keine Fläche zwischen den Schleifen gibt, d. h., wenn die zwei Reflektionskurven identisch und zusammenfallend sind, erscheinen die zwei Gegenstände bei allen Beleuchtungen zueinander angepaßt.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, die Licht von einer Qualität erzeugt, daß die Fehlanpassung im farblichen Aussehen von Gegenständen betont, die unterschiedliche spektrale Reflektionskurven besitzen, aber bei Beleuchtung unter Tageslicht zumindest im wesentlichen eine ähnliche Farbe» zu haben scheinen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Hauptanspruch genannten Merkmale gelöst, also dadurch, daß die Einrichtung ein Licht erzeugendes Medium aufweist, das sichtbare Lichtstrahlen erzeugt, die im wesentlichen auf zumindest zwei der vier Farb-Fehlanpassungs-Betonungs-Wellenlängenbereichen beschränkt sind, die im wesentlichen nicht auf zwei komplementären Farb-Wellenlängenbereichen liegen, wobei die Farb-Fehlanpassungs-Betonungs-Wellenlängenbereiche von 405 bis 435 nm, 475 bis 505 nm, 565 bis 595 nm und 645 bis 675 nm reichen. Außerdem sind natürlich Einrichtungen vorhanden, um das lichterzeugende Medium in den lichterzeugenden Zustand zu bringen.

Die erfindungsgemäßen Einrichtungen erzeugen somit Licht einer Qualität, das die Fehlanpassung hinsichtlich der Farbe von Gegenständen mit unterschiedlicher spektraler Reflektionskurve betont, die bei Tageslicht-Beleuchtung farblich zusammenzupassen scheinen. Da das menschliche Auge gegenüber Farbverschiebungen viel empfindlicher ist als gegenüber Helligkeitsveränderungen, ist diese Einrichtung besonders nützlich zur Erzeugung von Farbverschiebungen zur Beobachtung durch das menschliche Auge. Die Einrichtung umfaßt ein lichterzeugendes Medium zur Erzeugung sichtbarer Lichtstrahlen, die im wesentlichen auf zumindest zwei der Farb-Fehlanpassungs-Betonungs-Wellenlängenbereiche begrenzt sind (jedoch werden zwei komplementäre Wellenlängenbereiche selbst nicht verwendet). Vorzugsweise bilden sichtbare Lichtstrahlen in den Bereichen von 435 bis 465 nm, 525 bis 550 nm und 595 is 625 nm weniger als 20 % der sichtbaren Strahlen.

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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der beiliegenden Darstellung von Ausführungsbeispielen sowie aus der folgenden Beschreibung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine graphische Darstellung der spektralen Reflektionskurven (Prozent Reflektion aufgetragen über der Wellenlänge, in nm), die bei zwei gelben Materialien gemessen wurden, die hinsichtlich Farbe und Helligkeit zusammenpaßten, wenn sie bei durchschnittlichem Tageslicht betrachtet wurden;

Fig. 2 eine graphische Darstellung der spektralen Leistungsverteilung des von den Materialien der Fig. 1 reflektierten Lichtes, wenn sie mit durchschnittlichem Tageslicht beleuchtet wurden;

Fig. 3 eine graphische Darstellung der spektralen Reflektionskurven von zwei rötlich-grauen Materialien, die hinsichtlich Farbe und Helligkeit zusammenpaßten, wenn sie bei durchschnittlichem Tageslicht betrachtet wurden;

Fig. 4 eine graphische Darstellung der spektralen Leistungsverteilung einer 4-Komponenten-Metamerie-Lampe, die idealisierte Phosphore benutzen und gleiche Strahlungen in den 4-Metamerie-Wellenlängenbereichen aufweist;

Fig. 5 eine graphische Darstellung der spektralen Leistungsverteilung der 4-Komponenten-Metamiere-Lampe, die idealisierte Phosphore

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benutzt, aber ungleiche Strahlungen in den vier Metamerie-Wellenlängenbereichen aufweist;

Fig. 6 eine graphische Darstellung der spektralen Leistungsverteilung einer 4-Komponenten-Metamerie-Lampe/ die tatsächlich vorhandene Phosphore benutzt und in den vier Metamerie-Wellenlängenbereichen ungleiche Strahlung aufwe ist; und

Fig. 7 eine Aufsicht, teilweise geschnitten, auf eine vorzugsweise Ausfuhrungsform der Erfindung, bei der die Metamerie-Lampe von fluoreszierender Bauart ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung (typischerweise Lampen, möglicherweise aber auch andere Einrichtungen, wie z. B. Kombinationen von Lasern) sind so ausgeführt, daß sie betonte Farbverschiebungen erzeugen und somit ein zuverlässiges Verfahren zur Sichtbarmachung von potentiellen Störungen bei Objekten liefert, deren Farben zueinander passen sollten. Diese Einrichtungen verwenden Strahlungen in zumindest zwei von vier Farb-Fehlanpassungs-Betonungs-Wellenlängenbereichen. Aus Bequemlichkeitsgründen werden die vier Farb-Fehlanpassungs-Betonungs-Wellenlängenbereiche ("Metamerie-Bereiche") mit den Bezeichnungen M1 bis M4 versehen, wobei M1 der Eereich 405 bis 435 nm, M2 der Bereich 475 bis 505 nm, M3 der Bereich 565 bis 595 nm und M4 der Bereich 645 bis 675 nm ist. Strahlungen bei zumindest zwei der Farb-Fehlanpassungs-Betonungs-Wellenlängenbereiche sind erforderlich und zufriedenstellende Metamerie-Lampen können hergestellt werden, die Strahlungen in zwei, drei oder vier von diesen Wellenlängenbereichen abgeben. Während eine gewisse Farbverschiebung oder Helligkeitsänderung bei Verwendung von irgendwelchen zwei der Farb-Fehlanpassungs-Betonungs-Wellenlängenbereichen erhalten wird, wird eine Helligkeitsänderung, aber nur eine geringe oder gar keine Farbverschiebung erhalten, wenn die einzigen zwei Bereiche, die

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verwendet werden, komplementär zueinander sind. Da die Bereiche M1 (405 bis 435 nm) und M3 (565 bis 595 nm) komplementäre Farben darstellen, wie auch die Bereiche M2 (475 bis 505 nm) und M4 (645 bis 675 nm), sind die vier 2-Komponenten-Metamerie-Lampen, die Farbverschiebungen liefern, die folgenden: M1 mit M2, M2 mit M3, M3 mit M4, M1 mit M4. Von diesen Lampen gibt die, die M1 mit M4 kombiniert, die größte Farbabweichung und scheint daher die beste All-around-2-Komponenten-Metamerie-Lampe zu sein. Besondere Farbschattierungen können jedoch eine höhere Farbabweichung liefern, wenn eine Beleuchtung durch eine der anderen 2-Komponenten-Metamerie-Lampen erfolgt, und daher können unterschiedliche Lampen für unterschiedliche Objektfarben angemessen sein.

Metamerie-Lampen können auch in bequemer Weise hergestellt werden, indem Strahlungen in drei der Farb-Fehlanpassungs-Akzentuierungs-Wellenlängenbereiche benutzt werden. Tatsächlich ist eine der theoretisch besten Lampen (unter Verwendung von idealisierten Phosphoren mit engen, glockenförmigen, spektralen Energiedichte-Verteilungen) eine, die die Strahlungen von M1, M2 und M4 miteinander kombiniert.

Metamerie-Lampen können Strahlungen in allen vier Farb-Fehlanpassungs-Akzentuierungs-Wellenlängenbereichen (M1, M2, M3, M4) aufweisen. Der Aufbau einer derartigen Metamerie-Lampe (mit Strahlungen von idealisierten Phosphoren in allen vier Farbabweichungs-Betonungs-Wellenlängenbereichen) in Fig. 4 gezeigt. Die Strahlungen sind hinsichtlich der Leistung mit allen Wellenlängenbereichen ungefähr gleich (was eine uv-Quellenfarbe von 0,228, 0,309 liefert). Berechnungen zeigen jedoch, daß die Anpassung der relativen Stärke der Strahlung zu einer Erhöhung der Fehlanpassungen und damit allgemein zu besserer Wirkungsweise der Metamerie-Lampe führt. Die beste ermittelte M1-, M2-, M3-, M4-Lampe (die mit M1-, M2-, M3-, M4-10 bezeichnet ist), besitzt ungefähr eine 0,353-, 0,221-uv-Quellfarbe. Fig. 5 zeigt die spektrale Leistungsverteilung einer derartigen

— ο —

Lampe mit idealisierten Phosphoren und Fig. 6 zeigt die Lampe mit bestimmten tatsächlich vorhandenen Phosphoren.

Während sowohl die x,y-Diagramme als auch die uv-Diagramme allgemein zur Beschreibung der Farben verwendet werden, sind die uv-Diagramme gleichförmiger (die minimale noch sichtbare Färbverschiebung, ausgedrückt in Einheiten von u, v, ist konstanter im Bereich des Diagrammes) und wird zur Beschreibung der Ergebnisse der Messungen unterschiedlicher Metamerie-Lampen verwendet.

Es wurden zwei Meßverfahren für die Untersuchung einer Metamerie-Lampe verwendet: (1) die "Durchschnitts-FarbverSchiebung" (zwischen den Proben, die bei Tageslicht zusammenpassen) wurde bei dem Licht der Metamerie-Lampe beobachtet; (2) die Effektivität der Metamerie-Lampe bei der Erzeugung einer zumindest "minimalen sichtbaren Farbdifferenz" zwischen Proben-Paaren wurde festgestellt. Die Untersuchungen wurden mit Hilfe von 317 Paaren realer Materialien durchgeführt, die spektrale LeistungsVerteilungen des reflektierten Lichtes aufwiesen, die bei normalem Tageslicht als zusammenpassend gefunden wurden. Die Untersuchung dieser 317 Paare ist in Tabelle I zusammengefaßt.

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Tabelle I Beleuchtung

Tageslicht Kaltes weißes Halophosphatlicht Glühlampenlicht Quecksilber Farbkorrigiertes Quecksilber Hochdruck-Natrium

Quellenfarbe

	M1 ,	Μ2	, Μ3,	Μ4
	Μ1 ,	Μ2	, Μ3,	Μ4-2
Ο"»	Μ1 ,	Μ2	/ Μ3,	Μ4-3
O	Μ1 ,	Μ.2	/ Μ3,	Μ4-4
co	Μ1 ,	Μ2	, Μ3,	Μ4-5
co	Μ1 ,	Μ2	, Μ3,	Μ4-6
ay		Μ2	, Μ3,	Μ4-7
	Μ1 ,	Μ2	, Μ3,	Μ4-8
ο	Μ1 ,	Μ2	, Μ3,	Μ4-9
e»	Μ1 ,	Μ2	, Μ3,	Μ4-10
«-a
*·*	Μ1 ,	Μ2	, Μ3
	Μ1 ,	Μ3	, Μ4
	Μ2,	Μ3	, Μ4
	Μ1 ,	Μ2	, Μ4
	Μ1 ,	Μ2
	Μ2,	Μ3
	Μ3,	Μ3
	Μ1 ,	Μ4
	Μ1 ,	Μ2	, Μ3,	Μ4-10 real
	Μ1 ,	Μ2	, Μ4	real
	Μ1 ,	Μ4	real

0,197
0,221
0,256
0,182
0,236
0,301

0,228
0,295
0,221
0,212
0,293
0,163
0,233
0,299
0,336
0,353

0,206
0,283
0,225
0,176

0,107
0,201
0,289
0,364

0,351
0,175
0,250

0,311 0,339 0,350 0,323 0,338 0,358

0,309 0,339 0,331 0,259 0,268 0,256 0,209 0,224 0,277 0,221

0,307 0,320 0,346 0,208

0,186 0,346 0,371 0,122

0,221 0,208 0,220

Durchschnittliche Farbverschiebung

0,3 3,1 6,7 5,1 5,4 3,9

8,2 17,6

7,5 16,1 22,6 14,7 12,1 25,2 26,5 30,9

10,7 14,4 9,2

25,4

22,3 11

14
40,5

26,8 10

20,2

Anzahl der Paare mit sichtbarer Farbdifferenz

317 129

66

39

55 107

24 15 29

Vs

9 ι

19

22

14

35

33

7 CD

16 -k

11 -J

- .10 -

Die "durchschnittliche Farbverschiebung" wird für die verschiedenen Lampen in tausendstel Einheiten von u,v gegeben und es sollte bemerkt werden, daß dies eine Durchschnittszahl für die zufällig ausgewählten 317 Farbpaare (tatsächlicher Gegenstände) ist und sich natürlich mit den Farbpaaren ändert, die tatsächlich benutzt v/erden. Weiterhin sollte beachtet werden, daß die u,v-Diagramme nicht vollständig gleichförmig sind und daß diese Ungleichförmigkeit besonders deutlich ist in dem Purpurrot-Bereich und daß damit die M1, M4—Metamerie-Lampe, obwohl sie immer noch eine gute Metamerie-Lampe ist, wahrscheinlich nicht so gut ist, wie es durch die "Durchschnitts-Farbverschiebungs"-Zahl angedeutet wird.

Möglicherweise wird eine abgemessenere Bestimmung der Wirkungsweise der Metamerie-Lampe durch ihre Fähigkeit gegeben, eine "minimal sichtbare Farbverschiebung" (für den menschlichen Beobachter) zwischen Objekten zu erzeugen, die bei Tageslicht-Beleuchtung hinsichtlich der Farben im wesentlichen gleich erscheinen. Wie bereits vorher angedeutet, verändert sich die minimale erkennbare Farbverschiebung selbst über dem u,v-Diagramiu, es wurde jedoch gefunden, daß sie ungefähr 0,002 über den größten Teil des Diagramms beträgt (somit würde ein Gegenstand der Chromatizität u = 0,300, ν = 0,300 kaum unterscheidbar sein von einem Gegenstand mit der Chromatizität u = 0,302, ν = 0,300). Daher ist die Zahl der Paare der Tabelle I mit einer berechneten Farbverschiebung von geringer als 0,002 die Anzahl der "Paare mit keiner sichtbaren Farbdifferenz". Die 317 Paare waren ursprünglich durch menschliche Beobachter bei Tageslicht als zusammenpassend ausgewählt worden, und es war berechnet worden, daß sie alle bei Tageslicht eine Farbdifferenz von weniger als 0,002 aufwiesen. Bei einer Glühlampe ergaben Berechnungen, daß 66 Paare immer noch als zusammenpassend erscheinen würden. Es sollte bemerkt werden, daß 251 der Paare, die bei Tageslicht zusammenpassen, bei Glühlampenlicht nicht zusammenpaßten. Dies zeigt, daß das Problem tatsächlich groß ist, Farben zu finden, die untereinander passen bei der einen Beleuchtung, jedoch nicht bei einer anderen Beleuchtung.

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Von den in Tabelle I aufgeführten speziellen Metamerie-Lampen liefern alle deutlich bessere Erkennbarkeit der potentiellen Fehlanpassung, als Lampen des Standes der Technik, und sowohl die M1-, M2-, M3-, M4- als auch die M1-, M2-, M3-, M4-10-Lampen (bei Benutzung idealisierter Phosphore) erzeugten zumindest eine minimale sichtbare Farbverschiebung bei 313 der 317 Paare. Weiterhin ist es sehr unwahrscheinlich, daß Farbpaarungen, die unter einer speziellen Metamerie-Beleuchtung angepaßt wurden, jemals in eine Beleuchtung gebracht werden, bei der sie nicht zusammenpassen.

Neun Grundtypen spezieller Metamerie-Lampen können hergestellt werden, eine mit allen vier Wellenlängenbereichen, vier mit drei der vier Wellenlängenbereiche und vier mit zwei der vier Wellenlängenbereiche. Innerhalb jeder Grundtype können Variationen durch Benutzung unterschiedlicher Mengen von Strahlung in den verschiedenen Wellenlängenbereichen hergestellt werden. Tabelle I umfaßt neun theoretische Lampen mit ungleichförmigen Strahlungen in vier Wellenlängenbereichen (M1, M2, M3, M4-2 bis M1, M2, M3, M4-10). Veränderungen in der Strahlungsstärke in den verschiedenen Bereichen können auch bei Lampen vorgenommen werden, die zwei oder drei Farb-Fehlanpassungs-Betonungs-Wellenbereiche besitzen.

Die Berechnungen der Tabelle I ("durchschnittliche Farbver*- schiebung" und Anzahl der Paarungen mit keiner wahrnehmbaren Farbdifferenz) für nicht mit der Bemerkung "real" versehene Metamerie-Lampen basieren auf theoretischen glockenförmigen Verteilungen in jedem der Wellenlängenbereiche (wie sie z. B. in Fig. 4 und 5 gezeigt sind). Alle Ermittlungen sind Berechnungen, die auf gemessenen spektralen Reflektionskurven tatsächlich vorhandenerGegenstände und tatsächlich vorhandener Quellen für spektrale Energieverteilungen beruhen.

Die Tabelle I umfaßt auch Berechnungen, die auf der spektralen Leistungsverteilung tatsächlicher Phosphore bei tatsächlich vorhandenen Lampen beruhen. Die Metamerie-Lampe M1, Μ2,

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M3, M4-10 (real) benutzt eine Phosphor-Mischung zur Lieferung der vier Farbfehlanpassungs-Betonungs-Emissionen. Die Phosphormischung besteht aus ungefähr 38 % (Gew%) Strontiumorthophosphat, das von divalentem Europium (zur Lieferung des M1-Bereiches) aktiviert war, 2 % Yttriumvanadat, aktiviert durch trivalentes Dysprosium (zur Lieferung sowohl des M2- als auch des MB-Bereiches) und 60 % Magnesiumfluorogermanat, aktiviert durch 4+Mangan (zur Lieferung des M4-Bereiches). Diese Mischung erzeugte die in Fig. 6 dargestellte spektrale Energieverteilung und liefert die beste Wirkungsweise von allen untersuchten realen Metamerie-Lampen.

Die Metamerie-Lampe M1, M4 (real) ist ein Beispiel für eine Lampe, die nur zwei Farb-Fehlanpassungs-Betonungs-Wellenlängenbereiche besitzt. Die Phosphormischung der Lampe M1, M4 (real) besteht aus ungefähr 70 % Strontiumorthophosphat, aktiviert durch divalentes Europium (das prinzipiell im M1-Bereich abstrahlt) und 30 % Magnesiumfluorogermanat, aktiviert durch 4+Mangan (wodurch die Strahlung im Bereich M4 geliefert wird).

Die Lampe M1, M2, M4 (real) liefert nicht annähernd die gute Wirkung wie die theoretischen M1-, M2-, M4-Lampen und dies beruht wahrscheinlich auf der Benutzung des relativ weitbandigen M2-Phosphors. Ihre Phosphormischung benutzte 51 % (Gew%) Strontiumorthophosphat, aktiviert durch divalentes Europium (wodurch die M1-Strahlung geliefert wurde), 42 % Strontiumsilikat, aktiviert durch Europium (zur Lieferung der M2-Strahlung), und 7 % Magnesiumfluorogermanat, aktiviert durch 4+Mangan (zur Lieferung der M4-Strahlung). Eine Substitution durch ein schmalerbandig ausstrahlendes Phosphor, wie beispielsweise Magnesiumgallat, aktiviert durch Mangan, könnte die Wirkungsweise verbessern.

Natürlich können auch weitere der vorgenannten Phosphore durch andere Phosphore ersetzt werden. Z. B. könnte anstelle des Strontiumorthophosphats ein durch Europium aktiviertes Strontiumpyrophosphat verwendet werden, und anstelle des Yttrium-

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vanadats könnte LaSiCLCIrDy verwendet werden (um sowohl die M2- als auch die M3-Emission zu erhalten).

Es wurde -gefunden/ daß Strahlungen in bestimmten Wellenlängenbereichen dazu neigen, eine Farbanpassung weiterzuführen, und solche Strahlungen sollten in einer Metaitierie-Lampe vermieden werden. Insbesondere wurde gefunden, daß die Wellenlängenbereiche 435 bis 465 nm, 525 bis 555 nm und 595 bis 625 nm (die "Primär-Farbbereiche") dazu neigen, die Beobachtung von Farbdifferenzen zu verhindern und vorzugsweise sollten daher die Strahlungen von Metamerie-Lampen in diesen primären Farbbereichen möglichst klein gemacht werden. Da reale Phosphore oft verhältnismäßig breite Spektren besitzen, ist es oftmals nicht möglich, in irgendeinem gegebenen Bereich die Strahlung vollständig zu beseitigen, jedoch sollten vorzugsweise die Strahlungen in diesen Bereichen geringer bleiben, als ungefähr 20 % der gesamten sichtbaren Strahlung.

Um die sichtbare Strahlung in bestimmten Wellenlängenbereichen zu beschreiben, wurde der Ausdruck "im wesentlichen begrenzt auf" gebracht. Dieser Ausdruck bedeutet, daß die Energie in diesen Bereichen zumindest 50 % der Gesamtenergie der sichtbaren Strahlung beinhaltet. Während also eine theoretische Metamerie-Lampe im wesentlichen ihre gesamte sichtbare Strahlung innerhalb der Farb-Fehlanpassungs-Betonungs-Wellenbereiche abstrahlt und praktisch keine Strahlung in den primären Farbbereichen, läßt sich dies im allgemeinen bei realen Phosphoren nicht verwirklichen und es wurde gefunden, daß zufriedenstellende Metamerie-Lampen hergestellt werden, wenn mehr als 50 % der sichtbaren Strahlung in den Metamerie-Bereichen liegen. Das gilt insbesondere dann, wenn weniger als 20 % der Strahlung in den Primär-Farbbereichen liegt.

Tabelle II führt die typischen Prozentzahlen der Strahlung in den Metamerie-Bereichen als Prozentsatz von der Gesamtstrahlung zwischen 400 und 700 nm auf und ebenfalls den Prozentsatz

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der in den Primär-Farbbereichen (P1, P2, P3) liegenden Strahlung. Die Tabelle II umfaßt sowohl die Lampen des Standes der Technik (eine kalt-weiße Halophosphat-Lampe der fluoreszierenden Bauart, eine 150 Watt-Glühlampe, eine korrigierte und eine unkorrigierte 400 Watt-Hochdruck-Quecksilber-Lampe und eine 400 Watt-Natrium-Lampe), wie auch reale Phosphor-Metamerie-Lampen gemäß der vorliegenden Erfindung (Metamerie-Lampen M1, M2, M4 real; M1, M4 real und M1, M2, M3, Μ4-10 real).

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	M1	M2	Tabelle	M4	II	Total M1-M4	_p1	P2	P3	Total P1-P3
Beleuchtung	5% 9 2 11 12 1	9% 7 5 2 2 4	M3	9% 4 15 0 2 6	32% 40 32 35 36 48	7% 9 3 9 6 3	9% 14 8 19 17 3	8% 13 11 2 15 28	24% 36 22 30 38 34
Tageslicht Kalt-weißes Halophosphat Glühlampen-Licht Hochdruck-Quecksilber Farbkorrigiertes Quecksilber Hochdruck-Natrium	25	1	9% 20 10 22 20 37	37	65	4	3	3	10
M1 , M2, M3, M4-10 real	33	11	2	9	55	11	6	1	18
MI₇ M2, M4 real	31	0	2	23	58	5	10	2	17
M1, M4 real		4

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Zwar können auch andere Einrichtungen (wie beispielsweise Kombinationen von Lasern oder lichtemittierenden Dioden) oder andere Arten von Entladungslampen (wie beispielsweise Hochdruck-Quecksilber-Lampen mit entsprechenden Phosphoren) zur Erzeugung von Strahlungen verwendet werden, die die gewünschte spektrale Energiedichte-Verteilung besitzen, jedoch wird eine Niederdruck-Quecksilber-Entladungslampe der fluoreszierenden Bauart vorgezogen. In Fig. 7 ist eine fluoreszierende Lampe dargestellt, die eine herkömmliche Glasumhüllung 10 aus Natronkalkglas mit einer länglichen röhrenförmigen Form besitzt. In der Umhüllung 10 sind an entgegengesetzten Enden Elektroden angeordnet, die im Betrieb die Entladung aufrechterhalten. Das die Entladung aufrechterhaltende Material umfaßt Quecksilber und eine inerte Gasfüllung 16, wie dem Durchschnittsfachmann bekannt ist. Eine Phosphorschicht 18 ist auf der inneren Oberfläche der Umhüllung 10 angeordnet. Bei einer derartigen Anordnung ist die Phosphorschicht 18 das das Primärlicht erzeugende Medium und die Elektroden 12 zusammen mit dem die Entladung aufrechterhaltenden Material enthält Einrichtungen, um eine elektrische Entladung innerhalb der Umhüllung 10 zu erzeugen. Die elektrische Entladung erregt die Phosphorschicht 18 und bringt diese in einen lichterzeugenden Zustand. Die Phosphorschicht 18 und die elektrische Ladung sind so aufeinander abgestimmt, daß (durch die Umhüllung 10 hindurch) eine Strahlung ausgesandt wird, die eine spektrale Energiedichte-Verteilung in der Weise besitzt, daß die sichtbaren Strahlungen im wesentlichen auf zumindest zwei der folgenden Wellenlängenbereiche beschränkt sind: 405 bis 435 nm, 475 bis 505 nm, 565 bis 595 nm und 645 bis 675 nm. Typischerweise besteht die Phosphorschicht 18 aus einer Mischung von Phosphoren, jedoch können auch Metamerie-Lampen hergestellt werden, bei der lediglich ein einziger Phosphor verwendet wird, der in zwei Metamerie-Bereichen abstrahlt (z. B. strahlt Yttriumvanadat, das durch trivalentes Dysprosium aktiviert ist, sowohl im M2- als auch im M3-Bereich aus).

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Ein Hersteller, der sicherstellen möchte, daß die Farben von zwei Gegenständen tatsächlich unter im wesentlichen allen Beleuchtungszuständen zueinander passen, wird typischerweise folgendes Untersuchungsverfahren anwenden: Der erste Schritt könnte eine anfängliche Anpassung der Farben bei tageslichtartiger Beleuchtung sein. Der zweite Schritt würde darin bestehen, unter Verwendung einer Metamerie-Lampe, beispielsweise der Vier-Bereichs-Metamerie-Lampe M1, M2, M3, M4-10, eine Überprüfung auf Fehlanpassung vorzunehmen. Wenn eine Fehlanpassung unter Verwendung der Metamerie-Lampe festgestellt wird, könnten angemessene Verfahrensänderungen (beispielsweise das Hinzufügen von Farben) vorgenommen werden. In einigen Fällen mag es vorteilhaft sein, speziell ausgebildete Metamerie-Lampen mit zwei Bereichen zu verwenden, um zu analysieren, welche Verfahrensänderung am günstigsten ist.

■ Patentansprüche;

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Claims

Einrichtung zur Betonung einer Farbabweichung, wobei die Einrichtung Licht mit einer spektralen Zusammensetzung
erzeugt, die Abweichungen im farblichen Aussehen von Gegenständen betonen, die unterschiedliche spektrale Reflektionskurven aufweisen, aber bei Tageslicht zumindest im wesentlichen die gleiche Farbe zu haben scheinen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung ein lichterzeugendes Medium zur Erzeugung von sichtbaren Strahlungen aufweist, die im wesentlichen auf zumindest zwei von vier Farb-Fehlanpassungs-Betonungs-Wellenlängenbereichen beschränkt sind, und das im wesentlichen nicht auf zwei
zueinander komplementäre Wellenlängenbereiche beschränkt ist, wobei die Farb-Fehlanpassungs-Betonungs-Wellenlängenbereiche bei 405 bis 435 nm, 475 bis 505 nm, 565 bis 595 nm und 645 bis 675 nm liegen; und durch Einrichtungen zur
Erregung des lichterzeugenden Mediums in den lichterzeugenden Zustand.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weniger als 20 % der sichtbaren Strahlung in den Wellenlängenbereichen 435 bis 465 nm, 525 bis 555 nm und

595 bis 625 nm liegt.
3. Einrichtungen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlung im wesentlichen beschränkt ist auf
zwei der genannten Farb-Fehlanpassungs-Betonungs-Wellenlängenbereiche.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung in allen vier der genannten Farb-Fehlanpassungs-Betonungs-Wellenlängenbereichen benutzt wird.
5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung im wesentlichen auf drei der Farb-Fehlanpassungs-Betonungs-Wellenlängenbereiche beschränkt ist.

609846/0674
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung im wesentlichen auf die Wellenlängenbereiche 405 bis 435 nm, 475 bis 505 nm und 645 bis 675 nm beschränkt ist.

ES/hs 3

60984S/0674

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