DE351325C

DE351325C - Method and device for the generation of daylight with artificial light sources

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Publication number: DE351325C
Application number: DENDAT351325D
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Publication date: 1922-04-05

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von .Tageslicht mit künstlichen Lichtquellen. Die Erfindung bezieht sich auf künstliche Beleuchtung und betrifft im besonderen eine Vorrichtung, mit deren Hilfe die Eigenschaften des von künstlichen Lichtquellen verbreiteten Lichtes in Übereinstimmung mit den Eigenschaften des Tageslichtes gebracht werden können. _ Es ist wohl bekannt, daß jedes künstliche Licht in seinen Eigenschaften vom Tageslicht wesentlich verschieden ist, und zwar insofern, als die Farben und Farbtöne, bei künstlicher Beleuchtung gesehen, ein sehr verschiedenes Aussehen gegenüber dem haben, cias sie bei gewöhnlichem Tageslicht bieten. Dabei ist dieses verschiedene Aussehen der Farbe bei künstlicher Beleuchtung noch unter sich verschieden, je nachdem, welche Art von künstlichem Licht benutzt wird. Beispielsweise fehlen den Farben,. wenn sie im Licht einer Quecksilberdampflampe gesehen werden, vornehmlich die roten und gelben Farbtöne, während im Gegensatz die Farben im Lichte einer gewöhnlichen Glühlampe einen augenfälligen Überschuß roter und gelber Farbtöne haben. Die Ursache dieser Erscheinung liegt daran, daß künstliche Beleuchtungsquellen, im Gegensatz zum Tageslicht, Lichtstrahlen von gewisser Wellenlänge ermangeln und andererseits einen Überschuß von Lichtstrahlen anderer Wellenlänge haben.Method and device for generating daylight with artificial Light sources. The invention relates to and relates to artificial lighting in particular a device with the help of which the properties of artificial Light sources spread light in accordance with the properties of daylight can be brought. _ It is well known that every artificial light is in his Properties of daylight is significantly different, namely in that the colors and hues, seen under artificial lighting, are very different Appearance compared to what they offer in ordinary daylight. Included this different appearance of color under artificial lighting is still under differ depending on the type of artificial light used. For example lack the colors. when seen in the light of a mercury vapor lamp, mainly the red and yellow hues, while in contrast the colors in the light an ordinary light bulb has a noticeable excess of red and yellow hues to have. The cause of this phenomenon is that artificial lighting sources, In contrast to daylight, rays of light of certain wavelength are lacking and on the other hand, have an excess of light rays of other wavelengths.

Von Zeit zu Zeit sind verschiedentlich Vorschläge zur Verbesserung der Eigenschaft des künstlichen Lichtes mittels Lichtschirme oder Reflektoren gemacht worden, die entweder den Überschuß gewisser im künstlichen Lichte enthaltenen Strahlen beseitigen oder den Mangel gewisser Lichtstrahlen ausgleichen sollen. Alle diese Vorschläge haben aber nur ein ungefähres Resultat erzielt und haben nicht dazu geführt, eine für praktische Verwendungszwecke genügend-- Übereinstimmung des künstlichen Lichtes mit dem Tageslicht zu erzielen. Erst durch die vorliegende Erfindung, deren Zweck es ist, diese bisherigen Mängel auszugleichen, wird eine Vorrichtung in Vorschlag gebracht, die nach Ansicht des Erfinders eine genaue und vollständige Korrektion des künstlichen Lichtes im Sinne der vorstehenden Ausführungen erzielt.From time to time there are various suggestions for improvement the property of artificial light made by means of light screens or reflectors which are either the excess of certain rays contained in artificial light eliminate or compensate for the lack of certain rays of light. All these However, suggestions have only achieved an approximate result and have not led to a correspondence of the artificial one sufficient for practical purposes To achieve light with daylight. Only through the present invention, whose The purpose is to compensate for these previous deficiencies, a device is proposed brought, which in the opinion of the inventor an accurate and complete correction the artificial light achieved in the sense of the above.

Um gemäß der Erfindung eine genaue Korrektion des künstlichen Lichtes hervorzurufen, ist es nicht nur notwendig; daß alle Strahlen gleicher Wellenlänge, wie sie im Tageslicht vorhanden sind, auch im künstlichen Lichte in Erscheinung gebracht werden müssen, sondern es muß auch die Intensitätsverteilung unter den verschiedenen Strahlen proportional die gleiche sein wie im Tageslicht. Augenscheinlich kann dieses Ziel erreicht werden, indem entweder die Energie schwächerer Strahlen auf - Kosten der überschüssigen Energie kürzerer Wellenlängen vergrößert wird, und zwar durch die Benutzung von Fluoreszenzschirmen oder Reflektoren, oder indem eine proportionale Absorbierung der überschüssigen Energie derjenigen Strahlen im künstlichen Lichte stattfindet, die überschüssige Intensität besitzt, und zwar durch Anwendung entsprechend gefärbter Reflektoren oder Schirme. Es kann auch eine Kompensation beider Verfahren zur Anwendung kommen. Im allgemeinen ist das erste beschriebene Verfahren der Korrektion künstlicben Lichtes am zweckmäßigsten bei Quecksilberdampflampen anwendbar, bei denen die Strahlen kürzerer Wellenlänge überschüssige Energie besitzen, während sich das zweite.Verfahren für gewöhnliche Beleuchtungrsarten empfiehlt, bei denen die Strahlen von kürzeren Wellenlängen die schwächeren sind. Die vorliegende Erfindung bezieht sich jedenfalls nur auf das Absorbierungsverfahren, d. h. die Korrektion des künstlichen Lichtes mittels Reflektionsvorrichtungen.In order according to the invention an accurate correction of the artificial light to evoke, it is not only necessary; that all rays of the same wavelength, as they are present in daylight, they also appear in artificial light must be brought, but it must also be the intensity distribution among the different rays proportionally be the same as in daylight. Obviously this goal can be achieved either by using the energy of weaker rays at the expense of the excess energy of shorter wavelengths, and by using fluorescent screens or reflectors, or by using a proportional absorption of the excess energy of those rays in the artificial Light takes place that has excess intensity, by application appropriately colored reflectors or screens. It can also be a compensation both procedures are used. In general, the first is described The method of correcting artificial light is most useful with mercury vapor lamps applicable where the beams of shorter wavelength have excess energy, while the second method is recommended for ordinary types of lighting, where the rays of shorter wavelengths are the weaker ones. The present In any case, the invention relates only to the method of absorption, i. H. the Correction of artificial light by means of reflection devices.

Es hat@sich in der Praxis herausgestellt, daß weder die Reflexion künstlichen Lichtes ar einem mit einer einzigen --lbsorbierungsfe.rlx gefärbten Reflektor, noch dieReflexion an einem mit einer Farbmischung gleichmäßig überall gefärbten Spiegel ein resultierendes Licht mit einer Intensitätsverteilung im Spektrum ergibt, die genügt, um für praktische Verwendungszwecke mit der des Tageslichtes in Vergleich gestellt zu werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun in Verbindung mit einer Quelle für künstliches Licht ein Reflektor benutzt, der an verschiedenen Stellm mit verschiedenen Farben gefärbt ist. Dieselben sind hinsichtlich Farbe und Reinheit so gewählt und an der Kompensationsvorrichtung hinsichtlich Konzentration und proportionaler Verteilung so angebracht, daß die überschüssige Energie der Lichtstrahlen im künstlichen Licht, d. h. die überschüssige Energie der Strahlen, die eine überschüssige Intensität besitzen, absorbiert wird, und zwar derart, daß im Spektrum des resultierenden Lichtes eine Intensitätsverteilung hervorgerufen wird, die möglichst genau derjenigen im Spektrum des gewöhnlichen Tageslichtes gleicht. Die für die Reflexionsvorrichtung zur Anwendung kommenden Farben sind vorzugsweise Chemikalien mit einfachem Absorbierungsspektrum wie Methyl--violett (Anilinfarbe) und Benzolgrün.It has been shown in practice that neither the reflection artificial light are colored with a single absorbing fiber Reflector, nor the reflection at one with a color mixture evenly everywhere colored mirror a resulting light with an intensity distribution in the spectrum results, which is sufficient to be used for practical purposes with that of daylight to be compared. In accordance with the present invention, in conjunction with a source of artificial light a reflector is used, which at different Stellm is colored with different colors. The same are in terms of color and Purity selected and on the compensation device in terms of concentration and proportional distribution so placed that the excess energy of the light rays in artificial light, d. H. the excess energy of the rays showing an excess Have intensity, is absorbed, in such a way that in the spectrum of the resulting Light produces an intensity distribution that is as close as possible to that is the same in the spectrum of ordinary daylight. The one for the reflection device The colors used are preferably chemicals with a simple absorption spectrum like methyl violet (aniline color) and benzene green.

Die Anordnung kann so getroffen werden, daß die Gesamtheit des von der künstlichen Lichtquelle kommenden Lichtes durch die Kompensationsvorrichtung reflektiert wird. Sie kann aber auch so getroffen werden, daß nur ein Teil des Lichtes reflektiert wird und der Rest des Lichtes direkt wirkt.The arrangement can be made so that the entirety of the the light coming from the artificial light source through the compensation device is reflected. But it can also be made so that only part of the light is reflected and the rest of the light acts directly.

Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung ist zunächst die Intensitätsverteilung im Spektrum des zu korrigierenden künstlichen Lichtes zu bestimmen. Es geschieht dies mittels aus den Arbeiten von Glazebrook, Nutting und andern wohlbekannten spektro photometrischer Verfahren. Die ermittelte Intensitätsverteilung ist dann mit der im Spektrum gewöhnlichen Tageslichtes zu vergleichen. Dieser Vergleich ermöglicht die mathematische Kalkulation der Absorbierungsenergie für die verschiedenen Wellenlängen, die erforderlich ist, um eine Intensitätsverteilung entsprechend der im Spektrum des Tageslichtes hervorzurufen. Es können dann die passenden Farben für den Reflektor ausgewählt werden, indem die Kurven und Abbildungen der Absorbierung und prozentualen Reflexion verschiedener Farben und Farbentöne bei ihrer Anwendung auf eine entsprechende Fläche in einem bekannten Grade der Konzentration einer sorgfältigen vergleichenden Beurteilung unterworfen werden. Sehr genaue spektro-photometrische Verfahren derartige Zwecke sind in Sir Williäm Abne «'erk »Untersuchungen über Farbenerscheim. gen« unter besonderer Berücksichtigung c Farbenfleckapparates beschrieben worden. Si die Kurven der einzelnen ausgewählten Farb aufgezeichnet worden, so läßt sich ihre Koi pensationskurve leicht feststellen. Ist der F trag der notwendigen Korrektion der Inten; tätsverteilung im Spektrum des künstlich Lichtes im Vergleich mit dem Tageslicht b kannt, so kann ungefähr das notwendige ve hältnismäßige Areal für die einzelnen ausg wählten Farben abgeschätzt und schließlic durch einfache mathematische Methoden ur graphische Hilfsmittel genau bestimmt werde Da bei der.vorliegenden Erfindung eine Va. richtung zur Korrektur künstlichen Lichte verschiedener Art zur Anwendung kommt, un da die Höhe und die Art der erforderlichen Koi rektion entsprechend der Verschiedenheit de künstlichen Lichtes veränderlich ist, so folgl daß die Auswahl der Farben und ihres verhält nismäßigen Areals je nach der Art des künst liehen Lichtes verschieden sein wird:-Bei Anwendung der Erfindung auf eine ge wöhnliche Glühlampe wird ein Reflektor ode: Schirm benutzt, der übliche konische Form ha-und dessen reflektierende Fläche so gefärbt ist daß sie als reflektierende Kompensationsvor. richtung wirkt. Eine Lampe dieser Art verändert gewöhnlich das Aussehen von Farben wie violett, blau und grün. Die Kompensationsvorrichtung, die in Verbindung mit einer derartigen Lampe gebracht wird, muß daher in zwei oder mehr dieser Farben in solchem Verhältnis und solcher Konzentration gefärbt sein, daß eine Absorbierung in entsprechender Proportion der überschüssigen Strahlen stattfindet, während im Gegensatz die schwachen Strahlen im Spektrum der Lampe reflektiert werden. Für den Fall, daß das resultierende Licht teils direkt wirkt und teils reflektiert wird, wird es notwendig, um so weit als möglich den unvermeidlichen Mangel der Eigenschaften des direkten Lichtes entgegenzuwirken, das reflektierte -Licht so zu verändern, daß dieser Mangel ausgeglichen wird, was nur möglich ist, indem das kompensierte Licht abweichend von dem Tageslicht und von dem künstlichen Licht gemacht wird, und zwar derart, daß diese Abweichung die Abweichung des direkten Lichtes der Lampe vom Tageslicht aufhebt. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß das Verhältnis und die Konzentration der Farben des Reflektors so gewählt werden, daß das reflektierte im Verhältnis zum Tageslicht einen verhältnismäßig größeren Teil im direkten Licht schwacher Strahlen besitzt. Die Farben können zu diesem Zweck auf der reflektierenden Fläche des Schirmes in entsprechenden Linien oder Mustern angebracht werden, und die zusammenstoße#iidc#n Kanten der verschiedenen l-'arbeu ktinnc#n gezackt ausgewählt werden.In practicing the present invention, first is the intensity distribution to be determined in the spectrum of the artificial light to be corrected. It happens this by means of the works of Glazebrook, Nutting and other well-known spectro photometric process. The intensity distribution determined is then with the to compare in the spectrum of ordinary daylight. This comparison enables the mathematical calculation of the absorption energy for the different wavelengths, which is required to produce an intensity distribution corresponding to that in the spectrum of daylight. It can then use the matching colors for the reflector can be selected by the curves and graphs of absorbance and percentages Reflection of different colors and hues when applied to a corresponding one Area in a known degree of concentration of a careful comparative To be subjected to judgment. Very precise spectrophotometric methods of this type Purposes in Sir Williäm Abne "'Erk" are investigations into Farbenerscheim. gene" has been described with special consideration of the color spot apparatus. Si the curves of each selected color have been plotted, so their Easily determine the compensation curve. Is the amount of necessary correction the inten; ity distribution in the spectrum of artificial light in comparison with the Daylight b knows about the necessary relative area for the individual selected colors estimated and finally through simple mathematical Methods ur graphic aids will be precisely determined Invention of a Va. Direction for the correction of artificial lights of various kinds for Application comes, and the level and type of Koi rection required accordingly the difference in artificial light is variable, so it follows that the choice of the colors and their relative area depending on the type of art borrowed Light will be different: -When applying the invention to a common one Incandescent lamp is used a reflector or screen, the usual conical shape ha-und whose reflective surface is colored so that it is used as a reflective compensation. direction works. A lamp of this type usually changes the appearance of colors like purple, blue and green. The compensation device used in conjunction with such a lamp must therefore be in two or more of these colors be colored in such proportion and concentration that an absorption takes place in a corresponding proportion of the excess rays, while im In contrast the weak rays are reflected in the spectrum of the lamp. For the Case that the resulting light acts partly directly and partly is reflected, it becomes necessary to address as much as possible the inevitable lack of properties to counteract the direct light, to change the reflected light so, that this deficiency is compensated for, which is only possible by compensating for it Light is made different from daylight and from artificial light, in such a way that this deviation is the deviation of the direct light from the lamp from daylight picks up. In other words, this means that the ratio and the concentration of the colors of the reflector can be chosen so that the reflected in relation to daylight a relatively larger part in direct light possesses weak rays. The colors can be used for this purpose on the reflective Surface of the screen are attached in corresponding lines or patterns, and the butting # iidc # n edges of the various l-'arbeu ktinnc # n jagged selected will.

Ein Ausführungsbeispi'-l d-#s Reflektors wird nachfolgend beschrieben und ist auf der beiliegenden Zeichnung in Schnitt und Ansicht dargestellt.An embodiment of the reflector is described below and is shown on the accompanying drawing in section and view.

Die Erfindung erscheint im besonderen anwendbar auf mit Stickstoff gefüllten elektrischen 1Volframlampen. wie sie auf (Irr beiliegenden Zeichnung dargestellt sind. Mit einer Lampe i ist in diesem Falle zweckmäßig eine untere Reflexionsvorrichtung 2 versehen. Diese Vorrichtung 2 ist undurchsichtig und blendet die direkten Lichtstrahlen der Lampe i nach dem zu beleuchtende n Objekt ab. Die Innenseite des Teiles 2 ist reflektierend. und besteht entweder aus poliertem Metall oder aus Glas mit einem Silberbelag. über der Lampe befindet sich ein Reflektor 3, der entweder, wie dargestellt, konische Form oder in flacher Form oder in jeder anderen zweckmäßig erscheinenden Form hergestellt werden kann. Diese Unterseite des ,Reflektors 3 ist in beliebiger Weise gefärbt, und zwar mit Farben, die nach der Maßgabe ausgewählt und aufgetragen sind, daß die Fläche, welche sie bedecken, in bestimmtere Verhältnis zur Gesamtfläche des Reflektors steht, wobei auch wiederum die Flächen, welche die einzelnen Farben einnehmen, in bestimmtem Größenverhältnis zueinander stehen.The invention appears to be particularly applicable to nitrogen filled electric 1-volt lamps. as shown on (Irr accompanying drawing are. With a lamp i, a lower reflection device is expedient in this case 2 provided. This device 2 is opaque and hides the direct light rays the lamp i after the n object to be illuminated. The inside of part 2 is reflective. and is made of either polished metal or glass with a Silver lining. A reflector 3 is located above the lamp, which either, as shown, conical shape or in flat shape or in any other that seems appropriate Shape can be made. This underside of the reflector 3 is arbitrary Colored wisely, with colors selected and applied as required are that the area they cover is in a more definite proportion to the total area of the reflector is, in turn, the surfaces, which the individual colors take, are in a certain proportion to each other.

Der undurchsichtige untere Reflektor 2 kann gegebenenfalls so in seiner Form und Seinem Umfang gestaltet werden, daß c#r sich (licht an die untere Hälfte der Lampe 2 anlegt, anstatt, wie auf der Zeichnung dargestellt, in einem gewissen Abstand von der Lampe zu liegen. Eine weitere Abänderung geht dahin, die untere Hälfte der Lampe selbst als einen nach außen undurchlässigen Reflektor zu gestalten, beispielsweise indem die Lampe innen oder außen versilbert oder geschwärzt wird.The opaque lower reflector 2 can optionally so in his The shape and its scope are designed so that c # r (light on the lower half the lamp 2 applies instead of, as shown in the drawing, in a certain way Distance from the lamp. There is another amendment, the lower one To design half of the lamp itself as an outwardly opaque reflector, for example by silvering or blackening the lamp inside or outside.

Bei einer mit Stickstoff gefüllten Wolframlampe werden beispielsweise gemäß der Erfindung die folgenden Farben und Flächenanteile für den Reflektor ausgewählt: r. Prozent der Reflektorfläche ist mit Zinnober, 6 Prozent mit Smaragdgrün und 6 Prozent - mit Ultramarin bedeckt.In the case of a tungsten lamp filled with nitrogen, for example according to the invention, the following colors and surface proportions are selected for the reflector: r. Percent of the reflector area is with vermilion, 6 percent with emerald green and 6 percent Percent - covered with ultramarine.

Bei Anwendung dieser Farben und dem Flächenverhältnis der Farben zur Fläche des Reflektors erhält das Licht der Lampe die Eigenschaft des Tageslichtes.When using these colors and the area ratio of the colors to the The surface of the reflector gives the light from the lamp the property of daylight.

Ebenso könnten beispielsweise die folgc-iiclc#n Farben in folgendem Flächenverhältnis verwendet werden: i Prozent ist mit Methylviolett, i Prozent mit Ultramarin und i Prozent mit Smaragdgrün bedeckt. f )ic# Farbe-ii können dabei in jeder beliebigen @V;isc# auf den Reflektor aufgetragen werden, beispielsweise durch Färbung, durch Druck, ,Lurch Aufmalen oder durch Anbrirgung gefärbter Platten aus beliebigem Material, wie i'apier oder C@@webe.Likewise, for example, the following colors could be in the following Area ratios are used: i percent is with methyl violet, i percent is with Ultramarine and i percent covered with emerald green. f) ic # color-ii can be used in any @V; isc # can be applied to the reflector, for example by Coloring, by printing, painting on or by attaching colored plates any material, such as i'apier or C @@ webe.

Es ist des ferneren noch zu erwähnen, claß die wie vorstehend geschildert ausgeführte Erfindung eine dahingehende Abänderung erfahren kann, daß die Benutzung des unteren undurchsichtigen Reflektors 2 in Fortfall kommt. Die Eigenschaft des resultierenden künstlichen Lichtes wird dann allein durch dies Verwen-Jung eines über der Lampe angebrachten Reflektors korrigiert, für den der Farbenbelag nach dem vorstehend geschilderten Verfahren ausgewählt und angeordnet ist. Das zu beleuchtende Objekt wird in diesem Falle zum Teil von direkten Strahlen getroffen und zum anderen Teil von den durch den farbigen Reflektor zurückgeworfenen Strahlen. Die Wirkung einer solchen ist naturgemäß derjenigen, bei welcher die Gesamtheit der Strahlen von dem gefärbten Reflektor ausgeht, nicht ganz gleichwertig.It is also to be mentioned that those as described above Executed invention can be modified to the effect that the use of the lower opaque reflector 2 is omitted. The property of the The resulting artificial light then becomes one through this use alone corrected reflector mounted above the lamp, for which the color coating is corrected is selected and arranged according to the method described above. The one to be illuminated In this case, the object is partly hit by direct rays and partly by direct rays Part of the rays reflected by the colored reflector. The effect such is naturally that in which the totality of the rays emanating from the colored reflector, not entirely equivalent.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of daylight with artificial Light sources, characterized in that artificial light is produced by reflection is influenced on a surface that is in at least two different places with different colors is covered. These separate colors are in terms of hue and color strength so selected and so arranged with respect to the surface area and measured that through them a corresponding reduction in artificial light Compared to daylight, there are predominant types of radiation without mutual interference the colors can be effected with one another.

2. Apparatus for execution of the method according to claim i, characterized in that behind the artificial Light source is a reflector with the arrangement of colors causing the selective absorption is provided.

3. Apparatus for carrying out the method according to claim i, characterized characterized that behind the artificial light 1 queih: a reflector with the the selective absorption effecting color arrangement and in front of the light source Anti-glare screen are provided so that all of the light rays pass through the reflector be influenced i.