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Die Notwendigkeit und die Möglichkeiten der Sanierung von Beleuchtungsanlagen werden in drei Nichtwohngebäuden unterschiedlicher Nutzungsart untersucht. Die berechneten und vor Ort gemessenen Energieumsätze der Altanlagen und der Neuplanungen für ein Schulgebäude, mehrere Ausstellungssäle in Museen und 40 Büroräume eines Verwaltungsgebäudes ergaben erhebliche Einsparpotenziale von bis zu 70 %. Mit Einführung der LED-Technik ist erstmal eine hohe Energieeffizienz mit gleichzeitig deutlich verbesserter Lichtqualität möglich. So ist beispielsweise für den Einsatz in Museen keine UV-Filterung nötig und das relative Schädigungspotenzial wird deutlich abgesenkt. Zur weiteren Erhöhung der Energieeinsparung bei Tageslichtnutzung gibt DIN 5034-1 einen Faktor von 0,6 an, um den bei seitlichem Tageslichteinfall der Wartungswert der Beleuchtungsstärke für horizontale Sehaufgaben reduziert werden darf. Da diese Angabe bisher nur auf Berechnungen beruhte, wurden in einem Probandentest unter kontrollierten Laborbedingungen die Auswirkungen des seitlichen Tageslichteinfalls gegenüber einer konventionellen künstlichen Beleuchtungsanlage bei unterschiedlichen Oberflächenbeschaffenheiten der Sehaufgabe weitergehend untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass für die Bewältigung der Sehaufgabe sogar noch kleinere Faktoren zu begründen wären. Jedoch fielen die Bewertungen der Annehmlichkeit durch die Probanden bei Faktoren

Im experimentellen Teil dieser Arbeit wurden durch 40 Probanden visuelle Farbschwellen ermittelt und große Farbunterschiede bewertet. Die Experimente wurden für Körperfarben bei einer Beleuchtung mit der Normlichtart D65, für die Probengröße von 2° und für aneinander grenzende Farbmuster durchgeführt. Die CIELAB-, die CIEDE2000- und andere Farbabstandsformeln wurden geprüft. Die Farbabmusterungsexperimente unterschieden sich in wichtigen Punkten von anderen Untersuchungen. Durch eine neue optische Farbmischmethode ist eine exakte Bestimmung der Farbschwellen für Körperfarben möglich und nicht nur der Bereich, in dem die Farbschwellen liegen. Eine Verfälschung der Ergebnisse durch die Trennkanten- und Glanz-Effekte von aneinandergrenzenden Farbmustern ist ausgeschlossen. Bei der Untersuchung der großen Farbunterschiede mit einem CIELAB-Farbabstand ΔE*ab > 10 wird durch die Kombination von zwei bekannten Untersuchungsmethoden eine neue Methode entwickelt, die unabhängig von einer Referenz ist, welche die Ergebnisse beeinflusst. Für die Farbschwellen ergeben sich bei den aneinander grenzenden Farbmustern mittlere Farbabstandswerte von 0,417 für CIELAB und von 0,308 für CIEDE2000. Für die Farbschwellen und mit den beiden Farbabstandsformeln ist die Korrelation um etwa den Faktor 2 schlechter als für die großen Farbunterschiede. Daher sind die Farbabstandsformeln CIELAB und CIEDE2000 für die Beschreibung von Farbschwellen nicht geeignet. Jedoch durch Verkleinerung der Parameter für die Rot-Grün-Buntheit a* und die Gelb-Blau-Buntheit b* um etwa den Faktor 2 und 6 gegenüber der Helligkeit können die Farbschwellenergebnisse angenähert beschrieben werden. Für Farbschwellen und einen kleinen geometrischen Abstand (~ 0,5 mm) mit grauer Farbe zwischen den Farbmustern vergrößert sich der CIELAB-Farbabstand um einen Faktor 2,4 bis 3,5 je nach Referenzfarbe. Für einen geometrischen Abstand größer als 2,0 mm erreicht, der CIELAB-Farbabstand einen Sättigungswert, der um den Faktor 2,8 bis 4,0 größer ist. Bei der Untersuchung der großen Farbunterschiede mit einem CIELAB-Farbabstand ΔE*ab > 10 zeigt die CIELAB-Formel eine statistisch insignifikant bessere Korrelation zwischen visueller Bewertung und farbmetrischer Berechnung als die CIEDE2000-Formeln. In the experimental part of this work 40 test persons have determined visual colour thresholds and large colour differences. The experiments were done for surface colours with an illumination of the CIE standard illuminant D65, for the 2° CIE standard observer and for adjacent colour samples. The CIELAB, the CIEDE2000 and other colour formulas were tested. The colour assessment experiments differ in important points compared to other experiments. By a new optical colour mixture method an exact determination of the colour threshold was possible, and not only the range in which the colour thresholds are located. A falsification of the results by borderline or gloss effects of the adjacent samples is excluded. For the investigation of the large colour differences with a CIELAB colour difference ΔE*ab > 10 two known research methods are combined to a new one which is independent of a reference, and which may influence the results. For the colour thresholds and for adjacent samples result the average colour difference data are 0.417 for CIELAB and 0.308 for CIEDE2000. For the colour thresholds, and with both colour difference formulas the correlation is by about a factor 2 worse compared to the large colour differences. Therefore the colour difference formulas CIELAB and CIEDE2000 are not applicable to describe colour thresholds. However, by reduction of the parameters for the red-green a* and yellow-blue chroma b* by a factor 2 and 6 compared to the lightness, our threshold results may be described approximately. For the colour thresholds und a small geometric distance (~ 0.5 mm), and a grey colour between the colour samples the CIELAB colour difference increases by a factor 2.4 to 3.5 depending on the reference colour. For a geometric distance larger than 2.0 mm the CIELAB colour difference reaches a saturation value which is by a factor 2.8 to 4.0 larger. For the investigation of the large colour differences with a CIELAB colour difference ΔE*ab > 10 the CIELAB formula shows an insignificant better correlation between the visual assessment and the colorimetric calculation compared to the CIEDE2000 formula.

Eine mathematische Methode zur Farbdatenkontrolle von der Bildaufnahme bis zur Bildausgabe auf der Basis der Farbmetrik wird entwickelt. Alle farbmetrischen Transformationen erfolgen über den Natürlichen Austauschfarbraum NCCS (Natural Colour Connection Space). Die hier vorgestellte Methode der Bildverarbeitung wird daher als Methode NCCS bezeichnet. Die Berechnung der Farbdaten von Bildaufnahme- und Bildausgabegeräten gemäß der Methode NCCS erfolgt in einem Software-Programm und wird an verschiedenen Gerätekombinationen getestet. Als Bildaufnahmegeräte dienen Scanner und Scannereinheiten von Multifunktionsgeräten. Für die Bildausgabe werden Tintenstrahl-Drucker, Laser-Drucker, Foto- und Diabelichter verwendet. Bei der Methode NCCS werden die Farbumfänge aller an einem Arbeitsablauf beteiligten Geräte relativ farbmetrisch auf den Austauschfarbraum NCCS abgebildet. Hierbei ergibt sich der Vorteil, dass Konturen und Farbverläufe in Bildern auf allen am Arbeitsablauf beteiligten Geräten erhalten bleiben. Es konnte gezeigt werden, dass die Methode NCCS sehr gut für die Farbdatenkontrolle von der Bildaufnahme bis zur Bildausgabe geeignet ist. Die Güte eines einzelnen Arbeitsablaufes bei der Geräteansteuerung wurde durch die Bestimmung der erreichten mittleren Farbabstände ermittelt. Die CIELAB-Abstände wurden dabei zwischen reproduzierten Farben von Geräten und den vorgegebenen Farben der Testvorlage berechnet. Die erzielte Ansteuerungsgenauigkeit von Geräten nach der Methode NCCS wurde mit kommerziellen Software-Lösungen verglichen. Hierbei traten bei der Bildausgabe über eine ICC-profilierte Druckeransteuerung im Mittel 30% größere mittlere und 25% größere maximale Farbabstände bei der Farbreproduktion auf als bei einer Druckeransteuerung über die Methode NCCS. Bei der Bildaufnahme traten bei einer ICC-profilierten Scanneransteuerung im Mittel 90% größere mittlere und 115% größere maximale Farbabstände bei der Farbdarstellung auf als bei einer Scanneransteuerung über die Methode NCCS. Beim Gesamtarbeitsablauf traten bei einer ICC-profilierten Geräteansteuerung von Scanner und Drucker im Mittel 90% größere mittlere und 120% größere maximale Farbabstände bei der Farbreproduktion auf als bei einer Geräteansteuerung über die Methode NCCS. A mathematical method is developed to control the colour values in a scan to print workflow. The method is based on colorimetry. All colorimetric transformations are passed through the Natural Colour Connection Space - NCCS. Therefore the here presented method of Colour Management is called the method NCCS. A software is developed to test this method. The software is tested with several scanning and printing devices. For the scanning process scanners and scanner units of multifunctional devices are used. The printing process is tested with ink-jet printers, laser printers, photographic-quality-image printers and desktop film recorders. Using the method NCCS the colour-gamuts of all devices of a scan to print workflow are transformed into the Natural Colour Connection Space. All transformations are relative colorimetric. This form of transformation has the advantage that contures in pictures are visible on all devices. The method NCCS was particularly suitable for the control of colour values in a scan to print workflow. The precision of a single workflow was determined by calculating the average colour differences in the CIELAB colour space. The colour differences in the standard CIELAB system were calculated between the reproduced colours of a colour device and the default colours of a given testchart. The quality which was obtained with the method NCCS was compared to the results achieved by standard ICC-workflow methods. For printing devices the average differences in colour reproduction were 30% larger and the maximum differences in colour reproduction were 25% larger by using an ICC-workflow compared to the method NCCS. For scanning devices the average differences in colour reproduction were 90% larger and the maximum differences in colour reproduction were 115% larger by using an ICC-workflow compared to the method NCCS. For the scan to print workflow the average differences in colour reproduction were 90% larger and the maximum differences in colour reproduction were 120% larger by using an ICC-workflow compared to the method NCCS.

Hohllichtleiter gespeist durch künstliche Lichtquellen oder Sonnenlicht können als Beleuchtungsanlagen mit Längen bis zu 40 m verwendet werden. Deswegen sind sie eine interessante Alternative für verschiedene Beleuchtungszwecke wie z.B. zur Tunnelbeleuchtung, Innenraumbeleuchtung (Montagenhallen, Schwimmhallen, Mehrzweckhalle, u.a.). Außerdem kann man auch größere Raumtiefen durch Hohllichtleitersysteme mit Tageslicht versorgen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden durch umfangreiche Messungen und Berechnungen zwei große Nachteile des HLG: a) kleiner Wirkungsgrad bzw. b) ungleichmäßig ausgekoppelter Lichtstrom, die den Einsatz eines HLG im Innenraum beschränken, gelöst. Ein guter Ersatz der Prismenfolie zur Weiterleitung ist der Visible Mirror Film (VMF) mit einem durchschnittlichen Reflexionsgrad von 98 % für alle einfallenden Winkel der Strahlen. Mit Hilfe des VMF kann der Wirkungsgrad von HLG auf 80 % verbessert werden. Hier wurde auch eine neue Lösung präsentiert, die auf dem separaten Einsatz eines diffus reflektierenden Extraktors für jedes Segment eines HLG, ähnlich dem Einsatz von Spiegelextraktoren, basiert. Dadurch kann mit einem Endspiegel eine nahezu gleichmäßige Beleuchtungsstärkeverteilung auf der beleuchtenden Nutzebene realisiert werden. Für eine absolut gleichmäßige Beleuchtungsstärkeverteilung kann ein flacher Endspiegel statt des Endspiegels der Firma 3M ohne einen wesentlichen zusätzlichen Verlust verwendet werden. Kapitel 4 beschreibt, wie die Abweichung der berechneten von den gemessenen Licht-planungsparametern reduziert werden kann. Wenn bei der Berechnung der Beleuchtungsstärke die gemessenen LVK in den Bereichen der Spiegelextraktoren mit einen Segment von 0,2 m anstatt 1 m verwenden werden, ist eine maximale relative Abweichung kleiner als 16 % und eine mittlere relative Abweichung kleiner als 7 % garantiert. Die maximale relative Abweichung der Leuchtdichte kann auf ca. 5 % beschränkt werden, wenn die Breite des HLG mit dem entsprechenden Auskopplungsfenster mit einem Korrekturfaktor von 1,05 in den Eulumdat-Daten eingegeben wird. Bei Berücksichtigung der Bedingungen zur gemessenen LVK und berechneten Leuchtdichte kann die berechnete UGR die Blendung mit hoher Genauigkeit beurteilt werden. Das hier vorgestellte Tageslichtsystem mit beweglicher mechanischer Kopplung kann einen Wirkungsgrad von bis zu 72 % erreichen. Wenn für den Leuchtenbetriebswirkungsgrad des HLG ein Wert von 80 % angesetzt wird, ergibt sich ein Wirkungsgrad des kompletten Systems von bis zu 58 %. Dieses entwickelte Tageslichtsystem eignet sich für den Einsatz zur Lichtversorgung fensterloser Gebäudeteile oder Areale mit Fensterabständen von bis zu 40 m mit Tageslicht, da bei Räumen mit Seitenfenster die Beleuchtungsstärke durch Tageslicht von der Fensterwand in die Raumtiefe näherungsweise exponential abnimmt. Dabei kam ein Tageslichtsystem zum Einsatz, dessen Vorteile vor allem Kosteneinsparungen, positive Effekte auf die Aufenthaltsqualität und gestiegener visueller Komfort sowie Umweltfreundlichkeit sind., Hollow light guider fed by artificial sources of light or sunlight can be used as lighting systems with lengths up to 40 m. So they are an interesting alternative for different lighting purposes as for example to the tunnel lighting, interior lighting (assembly halls, swimming halls, multipurpose hall, among other things). Moreover, one can also supply bigger space depths by hollow light guider's systems with daylight. Within the scope of this work became by extensive measurements and calculations two big disadvantages of the HLG: a) small efficiency or b) irregularly the uncoupled light stream which limit the application of a HLG in the interior, relaxed. A good substitute of the prism foil to the forwarding is of the Visible Mirror film (VMF) with an average reflecting degree of 98% for all occurring corners of the rays. With the help of the VMF the efficiency can be improved by HLG on 80%. Here a new solution which is based on the separate application of a vaguely reflecting ex-tractor for every segment of a HLG, like the application of mirror extractor was also presented. A nearly steady density of light distribution at the lighting up benefit level can be thereby realized with a final mirror. For an absolutely steady density of light distribution a level final mirror can be used instead of the final mirror of the company 3Mm without essential additional loss. If with the calculation of the flux of light the measured of Luminosity distribution use in the areas of the mirror extractor with a segment of 0.2 m instead of 1 m, a maximum relative divergence is smaller than 16% and a middle relative divergence is smaller than 7% is guaranteed. The maximum relative divergence of the luminous density can be limited to approx. 5% if the width of the HLG is given with the suitable extraction window with a correction factor by 1.05 in the Eulumdat data. By consideration of the conditions to the measured Luminosity distribution and calculated luminous density the glare with high exactness can be judged the calculated UGR. The daylight system introduced here with movable mechanical coupling can reach efficiency from up to 72%. If for the light company efficiency of the HLG a value of 80% is attached, an efficiency of the complete system from up to 58% arises. This developed daylight system is suited for the application to the light care of windowless parts of the building or areas with window distances from up to 40 m with daylight, because in rooms with side window the density of light decreases by daylight from the window wall in the space depth similarly exponential. Besides, there was used a daylight system whose advantages are above all cost savings, positive effects on the stay quality and risen visual comfort as well as environmental friendliness.

In dieser Arbeit wird das Konzept der akustischen Resonanz in Hochdruckentladungslampen (HID) theoretisch und experimentell erforscht. Eine phänomenologische Untersuchung wurde durchgeführt, um bestehende Theorien zum physikalischen Hintergrund der Anregung von akustischen Instabilitäten zu erhärten oder Unzulänglichkeiten aufzuzeigen. Eine Theorie der akustischen Instabilitäten, die auf der Ausbildung von akustischen Strömungen (acoustic streaming) in HID Lampen basiert, wurde erläutert. Das Problem der akustischen Resonanz, hinsichtlich einer gegebenen Temperaturverteilung innerhalb des Bogen-Gefäßes, wurde numerisch gelöst. Die klassische Methode für die Berechnung der akustischen Resonanzfrequenzen ist nur für zylinderförmige Geometrien des Brenners anwendbar, da sie nicht die Gastemperaturverteilung einbezieht. Eine verbesserte Methode zur Berechnung der Resonanzfrequenzen wurde in dieser Arbeit vorgestellt. Die Methode erzielt präzisere Ergebnisse durch die Verwendung der realen Geometrie des Brenners und der Temperaturverteilung innerhalb des Brenners. Eine numerische Berechnung der Wellengleichung innerhalb des Brenners ermöglicht die Bestimmung der Position von Knoten und Gegenknoten der stehenden Druckwellen und der linearen akustischen Geschwindigkeit. Nach der Theorie des "acoustic streaming" können die Richtung und die Position der Füllungsströme festgestellt werden. Dieses Verfahren hilft, den Einfluss der Anregung der akustischen Resonanzen auf die Entladung für die verschiedenen akustischen Moden zu verstehen und vorauszusagen. In einem realen Fall wird die Hypothese des "Effect of acoustic streaming on the discharge" verwendet, um das Verhalten der Entladung, infolge der Anregung der akustischen Resonanz, zu erklären. Es wird gezeigt, dass die vorgeschlagene Hypothese in der Lage ist, einige Beobachtungen in Bezug auf die akustische Instabilität der Entladung zu erklären. Der praktische Aspekt dieser Arbeit besteht in der Ermittlung der erforderlichen Güte der Leistungseinspeisung (Oberwellengehalt), die einen stabilen Betrieb, ohne Anregung störender akustischer Resonanzen ermöglicht. Alle wahrnehmbaren Änderungen des ausgestrahlten Lichtes der Lampe, die durch Anregung der akustischen Resonanzen verursacht werden, müssen vermieden werden. Basierend auf diesem Kriterium, wurde eine Methode mit Messaufbau entwickelt, um Schwankungen des Lichtstromes in Bezug auf das menschliche Auge quantitativ zu bewerten. Dieser Messaufbau kann auch für weitere Anwendungen eingesetzt werden, indem die zeitliche Änderung des Lichtes in Bezug auf die Wahrnehmung durch den Menschen untersucht wird. Es wurde ein automatisiertes Messsystem, einschließlich des Flickermeters, entwickelt, um die Empfindlichkeit der Anregung von akustischen Resonanzen in HID Lampen infolge von Hochfrequenzbestandteilen der Leistung experimentell zu untersuchen. Basierend auf Labormessungen, wurde die Toleranzgrenze für den Wert der Welligkeit der Lampenleistung für die Halogen-Metalldampflampen (Nennleistung bis zu 250 W) ermittelt. Es konnte bestätigt werden, dass die Toleranzgrenze extrem von der Frequenz der Welligkeit und von der Brennposition der Lampe abhängt. Allgemein gesprochen kann eine Leistungswelligkeit mit einem Umfang von weniger als einem Prozent, wenn sie exakt bei der Resonanzfrequenz eingekoppelt wird, eine wahrnehmbare Bogeninstabilität anregen. Die Ergebnisse dieser Arbeit sind bereits in ein Normungsverfahren zur Schnittstelle zwischen Halogen-Metalldampflampen der Leistung im Bereich von 20 bis 150 W und elektronischen Vorschaltgeräten mit Rechteck-Betrieb eingeflossen. In this work the concept of acoustic resonance (AR) in High Intensity Discharge (HID) lamps theoretically and experimentally is studied. A fundamental investigation is carried out in order to get a better understanding of physical backgrounds which are responsible in excitation of acoustic resonances and acoustic instabilities in such lamps. The existing theories, which have introduced during the last four decades is explored. Based on the theory of acoustic streaming, a new hypothesis about the possible physical reasons for the excitation of acoustic instabilities and the temporal response of the discharge is given. To support the discussed hypothesis a real case of acoustic instability is investigated. A numerical method to solve the wave equations inside the lamp's arc tube which accounts for the temperature distribution of the filling gas is then introduced. In contrast to the classic method, which solves the wave equation in a cylindrical arc tube considering a homogenous sound velocity, the method mentioned in this work, considers the exact geometry of the arc tube and the sound velocity distribution as well. Some different practical methods in order to detect, to avoid or to establish acoustic resonances are then discussed. There are some phenomena in High Intensity Discharge (HID) lamps which have the potential to make the discharge unstable. Discharge instability, can lead to some transients in light intensity, or in its periodic form, to annoying light flickering. Instabilities appear in a very vast range. Depending on the strength of the source of instability, it varies from a very slight deflection of sodium sheath to extreme deviations of conducting channel from its normal position which can extinguish the lamp as well. In order to detect the existence of such phenomena and predict their potential power, their effects and consequenes on the light intensity can be analyzed. This has been carried out by using a tuned model of the human eye-brain system, to predict the perceptibility of the transient changes of light. The concept of light flicker factor based on eye-brain model as a measure of discharge instabilities will be introduced. The implementing method of the model and a proper measuring system for light flicker factor is being discussed. Some laboratory experiments to support this method of measurement are presented. In order to avoid the acoustic instabilities in metal halide (MH) lamps a proper method is to supply the lamp with a low frequency square wave (LFSW) current. Due to the topology of electronic ballasts for such an application, there is a high frequency ripple in the current or voltage waveform. It is known that such ripples with sufficient energy at the proper frequency are able to excite acoustic resonance in MH lamps. The threshold value for high frequency ripples in order to excite an acoustic mode and destabilize the lamp is under debate. This threshold is lamp dependent and should be measured experimentally for each lamp type. This work addresses an automated experimental method to determine the threshold value of the power ripple in a frequency range of 10-400 kHz. The experimental results show that less than 1% of power ripple at the resonance frequency is sufficient to excite a detectable (perceptible to the human eye) acoustic instability. The experimental results of this work, in the process of a standardization of low frequency square wave electronic ballasts in the range of 20 to 150W, are already used.

In dieser Arbeit wird ein multispektrales bildgebendes System zur Farbmessung von Metall- und Perleffektlacken in einem industriellen Umfeld vorgestellt. Der Zweck des vorgeschlagenen Systems ist die Serienüberwachung und daraus folgend, die Steuerung von Lackierprozessen in der Automobil- und Zulieferindustrie, um das Qualitätsniveau anzuheben und Kosten zu reduzieren. Ausgehend von der Analyse der messtechnischen Anforderungen und den durch die Prozesstechnik gegebenen Randbedingungen wurde ein technisches Konzept erarbeitet und das multispektrale Aufnahmesystem aufgebaut. Im Rahmen des Entwicklungsprozesses wurden geeignete Strategien zur Reflexionswertbestimmung vorgeschlagen, die CIELAB Farbwertberechnung realisiert und eine Farbmesssoftware entwickelt. Die Eignung des Systems, die für den Anwendungszweck gestellten Anforderungen zu erfüllen, wurde in analytischen Untersuchungen des Messprozesses überprüft. Diese Untersuchungen belegen die Erfüllung der geforderten messtechnischen Anforderungen, die Einhaltung spezifischer produktionstechnischer Randbedingungen und damit die Fähigkeit des Messsystems, eine Serienüberwachung in einem industriellen Lackierprozess durchzuführen. This thesis introduces a multispectral imaging system for the colour measurement of metallic and pearlescent paints in an industrial environment. The intention of the proposed system is to monitor and as a result to control the coating processes in the automotive and supplier industry in order to improve quality and reduce costs. Based on the analysis of the metrological requirements and the restrictions introduced by the production engineering, a technical concept was developed and the spectral imaging system was assembled. Within the development process, capable spectral transformation strategies were proposed, the CIELAB colour calculation was realized and a colour measurement software was developed. For evaluating the suitability of the constructed system for its intended purpose, analytical studies of the measurement process were performed. These proved the conformance of the system with the metrological requirements and the adherence to specific restrictions and therefore the capability of the system to do an online-monitoring of a paint-process in an industrial environment.

Die Herstellung von Prüfvorlagen erfordert Methoden, mit denen sich geräteunabhängig definierte Farben gezielt reproduzieren lassen. Hierzu werden in dieser Arbeit Methoden vorgestellt, mit denen sich im CIELAB-Farbraum (geräteunabhängig) definierte Farben in Ansteuerwerte (z. B. rgb-Werte) eines geeigneten Ausgabegerätes transformieren lassen. Die Methoden basieren auf geometrischen Modellen, die sich dadurch auszeichnen, dass sie zwischen einem Satz vorgegebener Referenzwerte, d. h. einem Satz von geräteunabhängigen Farbwerten und dazugehörigen Ansteuerwerten lokal interpolieren, um so die zwischen den Referenzwerten liegenden Farbwerte zu berechnen. Zur Interpolation werden die trilineare Interpolation, die kubischen Spline-Interpolation, die Tetraeder-Interpolation in einer Delaunay-Tetraedrisierung und die Shepard-Interpolation verwendet. Des Weiteren wurden zwei iterative Methoden entwickelt, bei denen die Referenzfarben nach jedem Iterationsschritt angepasst werden. Die von den Modellen benötigten Referenzwerte erhält man durch die Ausgabe einer Prüfvorlage mit einer entsprechenden Auswahl von Farben, definiert im Signalraum des Ausgabegerätes. Hierzu wurden verschiedene digitale Prüfvorlagen entwickelt, die kubisch-primitive Referenzfarbverteilungen, kubisch-primitive Referenzfarbverteilungen mit zusätzlichen Farbwerten am Rand des Gerätefarbraums und kubisch-raumzentrierte Referenzfarbverteilungen realisieren. Unter Verwendung eines Digital-Bilddrucksystems wurden die Reproduktionseigenschaften der verschiedenen Methoden bestimmt. Dabei zeigte sich, dass mit den Methoden im CIELAB-Farbraum definierte Farben mit einer Farbabweichung von im Mittel weniger als ΔE = 1,0 reproduziert werden können, was der Stabilität des verwendeten Drucksystems entspricht. Auf Basis dieser Untersuchungen wurden Methoden ausgewählt und mit ihnen ISO/IEC-Prüfvorlagen in photographischer Technik in Reflexion und Transmission hergestellt. The production of test charts makes it necessary to reproduce colours which are defined in a device independent colour space. This thesis presents methods to transform device independend CIELAB data into device dependend colour values (e. g. rgb-values) of an appropriate device. The methods are based on geometric models. The geometric models are using a set of reference data for a local interpolation, for example a set of device independent CIELAB data and corresponding signal values, for the calculation of values between the reference data. The interpolation uses the trilinear interpolation, the cubic spline interpolation, the tetrahedral interpolation in a Delaunay tetrahedrisation and the Shepard interpolation. Furthermore two iterative methods were developed, which are adjusting the reference colours after each iteration The reference data is determined by printing and measuring a test chart with a selection of colours defined in the device signal space. Different test charts were developed, which are using simple cubic reference colour arrangements, simple cubic reference colour arrangements with additional colour values near the boundary of the colour gamut and body-centered cubic reference colour arrangements. Using a digtal image printer the reproduction properties of the different methods were determined. It is shown that CIELAB colour data can be reproduced with a colour difference below ΔE = 1.0 which is in the range of the printer reproducibility. Based on this results the most accurate methods were used to produce ISO/IEC-test charts in reflection and transmission mode with photographic printing technology.

Mit der vorhandenen Technik für die Spektralradiometrie (UV-Spektralradiometer mit hoher Auflösung, transportabler Doppelmonochromator für UV und VIS, Spiegelmonochromator) und den verfügbaren Messgeräten der Photometrie, der Gesamtstrahlung und der Farbmetrik wurden wirksame Strahlungsanteile für die UV- und Lichttherapie ermittelt. Eine messtechnische Ergänzung war die Umsetzung der Technik der Goniophotometrie eines Spiralphotometers für integrale Messungen im UV. Damit war auch die direkte Bestimmung von Gesamtstrahlungsleistungen im UV-A,UV-B,UV-C und erythemwirksamer Strahlungsleistung möglich. Diese Messtechnik ergänzt die bisherigen indirekten Methoden unter Verwendung von speziellen Ulbrichtkugeln. Die Messanordnung bietet zudem durch Erweiterungen mit geeigneten, spektral auflösenden Messempfängern die Möglichkeit räumliche Verteilung der spektralen Zusammensetzung von UV-Strahlungsquellen aufzunehmen. Es wurden charakteristische Eigenschaften von Gerätekomponenten (spektrale Kennzahlen zahlreicher Filter- und Reflektormaterialien) ermittelt. Durch Analysen zum Anlaufverhalten und zur Leistungsvariation von Strahlungsquellen konnten Hinweise zum Betrieb von Bestrahlungsgeräten gegeben werden. Als Beispiel für die optimierte Bestrahlungsgerätetechnik wurde der UV-Sonnensimulator zur Vitamin D3-Photosynthese realisiert. Die gezielte Wahl der verwendeten Materialien und Strahlungsquellen ermöglichte den Aufbau einer an die Anwendung optimal angepasste Bestrahlungskabine. Eine neu entwickelte Software ermöglicht die automatische Berechnung der Patientendosis. Das Protokoll enthält: Bestrahlungsplan, zeitliche Steuerung der UV-Strahlungsquellen und Patientendatenbank. An therapeutischen und nichttherapeutischen Bestrahlungsgeräten wurden spektralradiometrische Messungen und photobiologische Bewertungen nach geltenden Kriterien durchgeführt. Anhand von Messungen an zahlreichen Solarien und Heimsonnen wurden die geltenden Bewertungskriterien nach DIN und RTS erläutert und für die aktuelle Praxis der Zertifizierung von solchen Geräten wurden Vorschläge gemacht. Mit Hilfe spektralradiometrischer, lichttechnischer und farbmetrischer Messungen ließen sich die wirksamen Strahlungsanteile zur Melatoninunterdrückung und Bewertungsgrößen von Lichttherapiegeräten und Lichtquellen bestimmen.

Die Arbeit stellt Ausgangspunkte und Resultate von Leuchtdichte-untersuchungen vor, die im Rahmen eines BMBF-Verbundprojektes ( Grundlagen-untersuchungen zu quecksilberfreien Kurzbogen-Hochdrucklampen für Fahrzeug-scheinwerfer ) an der TU-Berlin durchgeführt wurden. Es wurden die Grundlagen der CCD-Technik und das Funktionsprinzip digitaler Kameras beschrieben, deren spektrale Empfindlichkeit an die V(?)-Funktion angepasst ist. Mit Hilfe von Wolframbandlampen und erstmalig als Leucht-dichtenormal genutzten Halogen-Niedervoltglühlampen wurden unterschiedliche Systemparameter der speziell für die Messungen an Miniaturentladungslampen angefertigten CCD-Messeinrichtung sowie das anzuwendende Messverfahren geprüft. Die herkömmlichen Autoentladungslampen in Quarztechnologie mit (Typ D2) und ohne (Typ D4) Quecksilber wurden vermessen und bezüglich der entsprechenden Anforderungen ausgewertet. Eine neue quecksilberfreie Autoentladungslampe mit einem Brenner aus Saphir wurde vorgestellt. Aufgrund der wandstabilisierten Entladung ergab sich eine nahezu rotationssymmetrische Leuchtdichteverteilung. Es wurden diverse Lampenkonstruktionen (mit und ohne Hüllkolben) mit unterschiedlichen Gasmischungen und Xe-Kaltfülldrücken bei Lampenleistungen von 20 bis 35 W untersucht. Die mit der CCD-Messanlage für reale Lampen erzeugten Lichtquellenmodelldatensätze wurden erfolgreich zur Modellierung der Beleuchtungs-stärkeverteilung auf der Straßenfahrbahn eingesetzt. Für die Bestimmung des von der Brennerwand emittierten Streulichts wurde ein objektives Verfahren erarbeitet, das eine schnelle Bewertung der optischen Qualität von Entladungsgefäßen ermöglicht. Es wurden Streucharakteristiken verschiedener Materialien (Saphir, PCA, Submicron-Alumina, AlON) bezüglich ihrer Auswirkungen auf die Leuchtdichteverteilungen bewertet. Außerdem wurde der Einfluss der Licht-quellengröße auf den Streulichtanteil sowie der Einfluss der Oberflächenbearbeitung auf die optische Qualität der Entladungsgefäße untersucht. Am Beispiel von Saphirbrennern wurde der Streumechanismus erläutert. Mit Hilfe des Backward-Raytracing-Verfahrens wurden die registrierten Streulichtverteilungen auf Fehler und Verunreinigungen im Volumen und auf der Oberfläche der Proben zurückgeführt.

Die vorliegende Arbeit entstand im Rahmen von Untersuchungen, die ein grundsätzlich besseres Verständnis der entscheidenden Prozesse in Quecksilber- und Halogenmetalldampflampen zum Ziel haben. Die hierfür eingesetzten Diagnostikverfahren lieferten insbesondere Aussagen zu radialen Plasmatemperatur- und Teilchendichteprofilen, zur elektrischen Leitfähigkeit und zu elektrischen Feldstärken auch in den Elektrodenfallgebieten. Diese Verfahren wurden zunächst an Quecksilber-Hochdruckentladungen methodisch erprobt. Der Schwerpunkt des diagnostischen Zugangs lag bei spektrometrischen Messungen. Temperaturbestimmungsmethoden wurden auf verschiedene Linien angewendet, die aus optisch dünner bzw. optisch dicker Schicht emittiert werden. Mit der Bestimmung der volumen- und raumwinkelspezifischen spektralen Strahlungsleistung bzw. der Kuppenstrahldichte einer selbstumgekehrten Linie wurden radiale Temperaturprofile mit Druckangaben in Beziehung gebracht. Durch Anwendung einer interferometrischen Methode konnten die emissionsspektrometrisch ermittelten Teilchendichten bestätigt werden. Zur Vervollständigung der radialen Temperaturprofile bis zur Wand waren Extrapolationen notwendig. Als zusätzliche Information konnte die elektrische Leitfähigkeit herangezogen werden. Die Auswahl von Stoßquerschnitten ist durch Messung der Feldstärke verbessert und damit die elektrische Leitfähigkeit mit Hilfe des Modells zuverlässig bestimmt worden. Aus Lampen gleicher Eigenschaften aber unterschiedlicher Länge und deren Brennspannungen wurde für 50 Hz Wechselstrombetrieb die Feldstärke erstmals zeitaufgelöst bestimmt. Die hierbei separat auswertbaren Spannungsabfälle in den elektrodennahen Bereichen (electrode sheath voltage - ESV) wurden ebenfalls erstmalig zeitaufgelöst gemessen. Die Untersuchungen zum zeitlichen Verlauf der ESV lassen unter Berücksichtigung von in der Literatur publizierten Elektrodenmodellen auf zeitweilig negative Anodenfallspannungen schließen. Anhand der eigenen Messungen wurden für die Modellrechnungen Linienparameter (Oszillatorenstärken und Verbreiterungskonstanten) aus unterschiedlichen Literaturquellen ausgewählt und durch Kombination ein angepaßter Datensatz erstellt. Mit den für Quecksilber erprobten Temperaturbestimmungsmethoden wurden Zusätze in Halogenmetalldampf-Entladungen untersucht. Durch Quervergleiche konnten Partialdrücke für diese Zusätze angegeben werden. In einer ersten Näherung ist mit einer Genauigkeit von ca. ± (10 - 20) % eine Basis für weitere Untersuchungen gegeben. Mit den vorgestellten Methoden konnte die Übereinstimmung zwischen experimentell meßbaren Plasmaparametern und entsprechenden Modellrechnungen erhöht werden. Die Ergebnisse zeigen Wege zur Verbesserung der lichttechnischen Lampeneigenschaften. The presented work is based on investigations which aim at a principally better understanding of the significant processes for mercury and halogen metal vapour lamps. Particularly the diagnostics of the temperature and pressure determination in real lamps were used, and the selected diagnostic procedures were methodically tested at high pressure mercury discharges. The main focus of the diagnostic is on spectrometric measurements. Temperature determination methods were applied to lines, which are emitted from optically thin and optically thick layers. The radial temperature profiles could be related to pressure values with the determination using the intensity maximum of a self-reversed non-resonance line (BARTELS) and of the volume- and spatial-specific spectral radiance density (emission coefficient). The spectrometric related temperature with the density could be confirmed by applying an interferometric method for the determination of particle densities. For completing the radial temperature profile up to the wall, an extrapolation is necessary. The electrical conductivity could be used as additional information. The selection of transport cross-sections is improved by measuring the field strength and with these the electrical conductivity could be compared with model calculations. From lamps with different length of the discharge column, the field strength was time-resolved measured for the first time. On this occasion, the electrode sheath voltage (ESV) was also time-resolved determined for the first time for a 50 Hz sine driven lamp. The examinations on the temporal course of the ESV indicate interesting questions, and occasionally negative anode-fall voltages can be derived by comparison with actual cathode models. On the basis of our measurements, line parameters were chosen (oscillator strengths and broadening constants) from various literature sources for the model calculations, and an adjusted set was made by combination of several sources. With the temperature determination methods tested for mercury, additives were examined in halogen metal vapour discharges. Partial pressures could be determined for these additives by cross comparisons. A start value for further examinations is existing in a first approximation with a precision of approximately ± (10 - 20)%. With the introduced methods, the agreement between experimentally obtainable plasma qualities and corresponding model calculations, could be increased. The results show how improvements in lamp performance can be achieved.

Ein Goniophotometer zur Messung des Lichtstromes und der Lichtstärkeverteilung von hohlen Lichtleitern Dipl.-Ing. Sven-Holger Kloss Beleuchtungsanlagen mit Hohllichtleitern können eine interessante Alternative zu bekannten Beleuchtungslösungen darstellen und haben sich in einem Teilbereich der Lichttechnik fest etabliert. Einer weiteren Verbreitung von hohlen Lichtleitern stand der Mangel an lichttechnischen Daten im Wege, die für die Lichtplanung notwendig sind. Aufgrund der großen Längen von Hohllichtleitern war das Messen des Lichtstromes und der Lichtstärkeverteilung mit herkömmlichen Meßmethoden nicht möglich. Für dieses Problem wurde im Rahmen des europäischen Forschungsprojektes ARTHELIO eine Lösung entwickelt und ein Meßaufbau realisiert. Das Meßsystem arbeitet auf Basis einer bildauflösenden CCD-Kamera, die die Messung der Lichtstärkeverteilung innerhalb der photometrischen Grenzentfernung erlaubt. Dieses erste Goniophotometer für Hohllichtleiter ermöglicht die abschnittsweise Messung von hohlen Lichtleitern, wobei sowohl die Messung der Lichtstärkeverteilung als Grundlage der Beleuchtungsberechnung mit Lichtplanungsprogrammen möglich ist, wie auch die Bestimmung des Lichtstromes, der wichtige Aussagen über den Wirkungsgrad von Hohllichtleitersystemen liefert. Die erzielten Meßwerte zeichnen sich durch geringe Meßunsicherheiten und eine hohe Reproduzierbarkeit aus. Die gemessenen lichttechnische Daten liegen im weit verbreitetem Eulumdat- Format vor und können problemlos in bestehende Lichtberechnungsprogramme eingebunden werden.