DE102017120092A1

DE102017120092A1 - Bestrahlungseinheit mit Abstandssensor

Info

Publication number: DE102017120092A1
Application number: DE102017120092.4A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Narva Lichtquellen GmbH and Co KG
Current assignee: Narva Lichtquellen GmbH and Co KG
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2019-02-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bestrahlungseinheit (100, 200, 400) für Beleuchtungs-, Bestrahlungs und/oder Besonnungszwecke aufweisend eine Mehrzahl von einzelnen LED (10).Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mindestens eine Vorrichtung (20) zur automatischen Regelung in der Bestrahlungseinheit (100, 200, 400) die Lichtintensität der Bestrahlungseinheit (100, 200, 400) so steuert, dass eine vorbestimmte gleichmäßige Bestrahlungsstärke auf einem beleuchteten Objekt oder auf der besonnten Haut zur Verfügung wird.Die Bestrahlungseinheit (100, 200, 400) hat den Vorteil, dass die Haut bei der Besonnung gleichmäßig bestrahlt wird. Bei der Beleuchtung von musealen Objekten wird die gesamte Oberfläche des musealen Objektes mit einer vorherbestimmbaren bestrahlungsstärke bestrahlt. Des Weiteren sorgt die Bestrahlungseinheit (100, 200, 400) für ein sehr gleichmäßiges Licht (ambientes Licht), in welchem störende Spitzlichter unterdrückt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bestrahlungseinheit für Bestrahlungs-, Beleuchtungs- und Besonnungszwecke aufweisend eine Mehrzahl von einzelnen LED.
Zur Besonnung des menschlichen Körpers ist es bekannt, als Bestrahlungseinheit Leuchtstofflampen mit einem zur Besonnung geeigneten Lichtspektrum in einer bettartigen Vorrichtung anzuordnen, wobei diese Besonnungsapparatur sowohl in der Liegefläche als auch in einer oberhalb der Liegefläche vorhandenen Besonnungsfläche die zuvor genannten Leuchtstofflampen aufweist. Neben dieser bekannten Art der Besonnungsvorrichtungen, „Sonnenbänke“ genannt, in der die Besonnung in Liegeposition stattfindet, sind auch sogenannte „Sonnenduschen“ bekannt, in der Besonnungslampen wie an einem Paravent angeordnet sind. Der Nutzer dieser Besonnungsapparatur umschließt sich mit dem Paravent und lässt sich in stehender Position von allen Seiten her gleichmäßig bestrahlen.
Wichtig bei Besonnungsapparaturen ist es, die Dosis der Bestrahlung auf der Hautoberfläche gleichmäßig zur Verfügung zu stellen. Durch die gleichmäßige Bestrahlungsstärke ist es möglich, den Körper auch gleichmäßig zu bräunen, so dass keine Flecken entstehen, die durch die Haltung und auch durch die Topographie des menschlichen Körpers entstehen, wenn dieser vor der Besonnungsaparatur steht oder unter dieser liegt. Bei statischen Bestrahlungseinheiten oder Bestrahlungs- oder Besonnungsleuchtenl besteht eine starke Variation der Bestrahlungsstärke mit dem Abstand der zu bestrahlenden Hautpartie zur Bestrahlungseinheit. Gerade im Nahbereich variiert die Lichtintensität einer statischen Bestrahlungseinheit sehr stark mit der Nähe zur Bestrahlungsquelle, sodass die Strahlendosis bei festgelegter Bestrahlungszeit auch stark von der Ausrichtung der zu bestrahlenden Hautpartie zur Lampe abhängt. In der Sonnenbank sind die Ausrichtung und der Abstand zwischen Haut und der unterhalb des Körpers angeordneten Bestrahlungseinheit durch die Liegefläche eindeutig definiert. Die Bestrahlungseinheiten oberhalb des Körpers haben jedoch keinen fest definierten Abstand, was schon aus der Form des Körpers hervorgeht. Während die Unterseite des Körpers bei der Bestrahlung aufgrund des Gewichtes auf die Haut weniger stark durchblutet ist und daher weniger durch Flüssigkeit des Körpers gekühlt wird, ist die Haut auf der Oberseite des Körpers bei Rückenlageposition zwar gut durchblutet, aber die äußere Struktur und Form des Körpers erlaubt es nicht, die Strahlungsleistung bis nah an das empfohlene Optimum zu steuern. Schon dadurch kommt es zu sehr stark unterschiedlichen Bräunungsergebnissen.
Eine vergleichbare Problematik stellt sich auch bei der Beleuchtung von sehr hochwertigen und empfindlichen musealen Objekten. So kann eine 3-dimensionale Skulptur, die empfindlich ist gegenüber ausbleichendem Licht, mit einer statischen Bestrahlungseinheit nicht gleichmäßig ausgeleuchtet werden. Das Verhältnis von Topographie der Skulptur als 3-dimensionaler Körper zur statischen Bestrahlungseinheit ist exakt das gleiche wie in einer Sonnendusche.
In Besonnungsapparaturen, insbesondere in Sonnenbänken und in Sonnenduschen, werden Leuchtstofflampen als Bestrahlungseinheit eingesetzt, die eine über den Umfang sehr gleichmäßige Abstrahlung von Licht zur Verfügung stellen. Die Variation der Intensität mit dem Abstand ist aufgrund der Reflektoren und der allseitigen Lichtabgabe weniger stark ausgeprägt.
In neueren Entwicklungen von Bestrahlungseinheiten für die Besonnung wird dazu übergegangen, anstelle von Leuchtstoffröhren, Leuchtdioden als Strahlungsquellen einzusetzen. Bestrahlungseinheiten mit LED werden dabei in Retrofit-Anordnungen zur Verfügung gestellt, in welcher Bestrahlungseinheiten mit LED innerhalb einer Vorrichtung angeordnet sind, und welche es erlauben, die Bestrahlungseinheiten mit LED in Leuchtstoffröhrenfassungen einzusetzen. Bestrahlungseinheiten mit LED haben zum Zeitpunkt dieser Anmeldung die klassische Leuchtstoffröhren auf Gasentladungsbasis in Bezug auf die Lichtausbeute im Verhältnis zur Stromaufnahme überholt. Auch sind Bestrahlungseinheiten mit LED heute dazu in der Lage, wesentlich intensiveres Licht zur Verfügung zu stellen, als klassische Leuchtstoffröhren dies können. Es scheint eine Frage der Zeit zu sein, bis Bestrahlungseinheiten mit LED auch zu ähnlich geringen Kosten wie Leuchtstofflampen hergestellt werden können. Ein Problem bleibt derzeit jedoch noch bestehen. Aufgrund der punktförmigen Lichtquelle zeigen LED gerade im Nahbereich eine stärke Variation der Bestrahlungsstärke mit dem Abstand als Leuchtstofflampen. Zwar ließe sich die punktförmige Lichtquelle einer LED durch Streuscheiben abmildern, jedoch würde dadurch die Lichtausbeute der Bestrahlungseinheiten mit LED verringert.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bestrahlungseinheit zur Verfügung zu stellen, welche eine gleichmäßige Strahlungsdosis beim Bestrahlen, Besonnen oder beim Beleuchten von bei Langzeitexposition lichtempfindlichen Objekten zur Verfügung stellt.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, dass mindestens eine Vorrichtung zur automatischen Regelung in der Bestrahlungseinheit die Lichtintensität der Bestrahlungseinheit so steuert, dass eine gleichmäßige Lichtintensität auf einem beleuchteten Objekt oder auf der besonnten Haut in Abhängigkeit der Topographie des beleuchteten Objekts oder der besonnten Haut zur Verfügung gestellt wird. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zu Anspruch 1 angegeben.
Nach dem Gedanken der Erfindung ist in der Bestrahlungseinheit selbst vorgesehen, dass eine Vorrichtung zur automatischen Regelung die Lichtintensität einer eingesetzten LED als Lichtquelle, insbesondere die Intensität jeder einzelner LED so steuert, dass eine vorbestimmte gleichmäßige Bestrahlungsstärke auf einem bestrahlten oder beleuchteten Objekt oder auf der besonnten Haut vorherrscht. Je nach Einsatzzweck ist es möglich, sämtliche LED gemeinsam zu regeln oder aber einzelne LED oder auch zusammengefasste Gruppen von LED zu regeln. Die Regelschleife besteht dabei aus einer LED, einer Gruppe von LED oder der gesamten Bestrahlungseinheit aufweisend eine Mehrzahl von LED, einem Sensor, wie z.B. einem Sensor, einer Gruppe von Sensoren, wobei je ein Sensor je einer Gruppe von LED zugeordnet ist, oder je ein Sensor exakt einer LED zugeordnet ist. Der Sensor erhält von dem bestrahlten oder beleuchteten Objekt oder von der besonnten Haut zurückgeworfenes Licht und misst dabei die Lichtintensität. Die Vorrichtung zur automatischen Regelung steuert hierzu die Bestrahlungseinheit mit LED, die Gruppe von LED oder die einzelne LED so, dass eine bestimmte Intensität gleichmäßig zur Verfügung gestellt wird. Es ist also möglich, dass über einen einzelnen Sensor die Intensität der gesamten Bestrahlungseinheit mit LED geregelt wird. Es ist auch möglich, dass die Intensität der gesamten Bestrahlungseinheiten mit LED über eine Gruppe von Sensoren geregelt wird. Des Weiteren ist es möglich, dass je ein Sensor oder je eine Gruppe von Sensoren je einer LED oder je einer Gruppe von LED zugeordnet wird. Je höher die Auflösung, also je mehr Sensoren rechnerisch pro einzelne LED in der Bestrahlungseinheiten mit LED zur Verfügung stehen, desto individueller pro Ortspunkt kann die Regelung der Bestrahlungsstärke vorgenommen werden.
Je nach Hauttyp im Beispiel für die Besonnung oder der Farbe einer Oberfläche eines Objektes wird je nach Nähe der Haut oder der Objektoberfläche zur LED und zum Sensor um so mehr Licht zum Sensor zurückgeworfen, je näher sich die Haut oder die Oberfläche des Objekts am Sensor befindet. Die Reflexion der menschlichen Haut oder der Oberfläche des Objektes unterscheidet sich bei verschiedenen Hauttypen oder verschiedenen Oberflächen. Hellhäutige Menschen oder weiße Objekte reflektieren das Licht zwar stärker, sind aber gleichzeitig auch dem Licht stärker ausesetzt. Dunkelhäutige Menschen oder dunkle Oberflächen reflektieren das Licht weniger stark, haben jedoch durch die Haut- bzw. Oberflächenfärbung eine geringere Lichtabsorption in den unteren Hautschichten / der tieferen Oberfläche des Objektes, die durch die Bestrahlung gegebenenfalls beschädigt werden kann. Die Regelschleife zwischen der LED, die Strahlung aussendet, dem Sensor, der Licht /Strahlung detektiert, und der Regelvorrichtung, welche die Lichtintensität / Bestrahlungsstärke der LED so weit herabsetzt, dass die detektierte Licht-/Strahlungsintensität einen vorbestimmten Optimalwert einstellt, sorgt dafür, dass eine bestimmte Bestrahlungsstärke in einem vorbestimmten Zeitfenster nicht überschritten wird.
Das Licht der Bestrahlungseinheit zur Besonnung ist bevorzugt wie folgt chrakterisiert: Intensität von 5 W/m² bis 35 W/m² im Wellenlängenbereich von 380 nm bis 315 nm (UVA). Intensität von 0,025 W/m² bis 0,25 W/m² (0,5 % bis 5% der Intensität im UVA-Bereich) im Wellenlängenbereich von 315 nm bis 280 nm (UVB). Es ist also vorgesehen, dass eine Besonnungslampe als Bestrahlungseinheit im UVA-Bereich eine Lichtintensität von 5 W/m² bis 35 W/m² aufweist und dabei einen Anteil von 0,5 % bis 5% der Intensität im UVA-Bereich im UVB-Bereich aufweist. Der wesentlich geringere Lichtanteil im UVB-Bereich ist verantwortlich für die Bräunungswirkung einer solchen Bestrahlungseinheit zur Besonnung. Die Dosis in diesem Wellenlängenbereich muss limitiert werden, um die zu besonnende Haut vor einer Überdosis zu schützen, die zu einem Erythem führen könnte.
Um die erwünschte Zusammensetzung des Besonnungslichtes zu erzeugen, kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil der LED Licht im Wellenlängenbereich kürzer als 280 nm ausstrahlt, wobei ein Remote-Phosphor, der baulich vor einer LED angeordnet ist, das UVC-Licht durch Fluoreszenz in UVB-Strahlung umwandelt.
Der Aufbau heutiger Sonnenbänke und der Aufbau heutiger Sonnenduschen und auch die Beleuchtung für museale Objekte ist bestimmt durch die Verfügbarkeit von im Wesentlichen länglichen Leuchtstoffröhren. Um bekannte Bauformen von Besonnungsvorrichtungen mit den Bestrahlungseinheiten mit LED auszustatten, kann die Bestrahlungseinheit mit LED als Retrofitlampe aufgebaut sein. Retrofit-Lampen sehen äußerlich einer Leuchtstofflampe auf Gasentladungsbasis sehr ähnlich und haben identische Stromanschlüsse. Es ist aber auch möglich, die Bauform der Bestrahlungseinheiten mit LED etwas abzuwandeln. Bei vorhandener Retrofilt-Möglichkeit kann die Bestrahlungseinheit mit LED also auch anders aufgebaut sein. So ist es möglich, die Stromanschlüsse wie bei einer Leuchtstoffröhre im T5-, T8- oder im T12-Format vorzusehen und die Bestrahlungseinheit mit LED mit einem Profil auszutstatten, das einen Kragen aufweist, der hinter eine Hinterschneidung einer korrespondierenden Fassung greift. Im einfachsten Fall kann dies eine T-Form sein oder eine L-Form. Über den Kragen kann die Bestrahlungseinheit mit LED in eine dazu korrespondierende Fassung eingeschoben werden und dort durch einen Flächenkontakt gekühlt werden. Dieser Aufbau eignet sich für die Anordnung von Bestrahlungseinheiten mit LED in Form einer Flächenmatrix. In dieser Flächenmatrix bildet je eine Bestrahlungseinheit mit LED in Streifenform eine Zeile oder eine Spalte einer Matrix. Diese Flächenmatrix eignet sich zur flächigen Besonnung einer vor der Fläche stehenden Person oder unter der Fläche liegenden Person. Das gleiche gilt für beleuchtete museale Objekte. Auch museale Objekte können mit so einer Bestrahlungseinheit mit LED seitlich oder von oben beleuchtet werden. Dabei variiert die Vorrichtung zur automatischen Regelung in Abhängigkeit vom Abstand zum Körper / zum Objekt, der über das rückreflektierte Licht gemessen wird, die Intensität / Strahlungsstärke der Strahlungsquelle und passt sich so der Struktur des zu besonnenden Körpers oder des zu beleuchtenden Objektes an.
Je eine Lampe / Bestrahlungseinheit mit mehreren LED kann dabei so aufgebaut sein, dass eine Mehrzahl von LED in einer trogförmigen Schale mit Durchbrechungen im Boden angeordnet ist, wobei je eine LED gemeinsam mit einem Sensor in je einer Durchbrechung aufgenommen ist und wobei bevorzugt die Mehrzahl der LED und die Sensoren in der trogförmigen Schale vergossen sind. Alternativ kann die trogförmige Schale auch durch einen Deckel verschlossen sein.
Durch den Einsatz von LED anstelle von Leuchtstoffröhren im T5-, T8- oder T12-Format ergeben sich ganz andere Möglichkeiten der Bestrahlung, der Besonnung und der Beleuchtung. Zwar wird für den Fall der Besonnung weiterhin die Besonnung in einer Sonnenbank oder in einer Sonnendusche von vielen Nutzern bevorzugt sein. Es ist aber denkbar, die Besonnung über einen Lichtumhang oder über ein Cape durchzuführen. Hierzu wird eine Bestrahlungseinheit zur Besonnung vorgeschlagen, bei der vorgesehen ist, dass eine Mehrzahl von LED auf einem Textilgewebe angeordnet ist, wobei je eine LED gemeinsam mit einem Sensor ein Paar bildet, wobei das Textilgewebe als Cape oder als Umhang geschnitten ist. Bei der gleichmäßigen Beleuchtung von musealen Objekten ist es wichtig, dass bei langzeitexposition das museale Objekt an keiner Stelle mit einer zu starken Strahlung bestrahlt wird.
Der Umhang oder das Cape im Fall des Besonnungsumhangs weist dabei LED zur zum Körper gewandten Innenseite auf. Der Umhang oder das Cape können dabei lichtundurchlässig sein, um zu verhindern, dass UVB-Strahlung in die Augen des Nutzers gelangt. Die neuartige Anordnung als Lichtumhang ermöglicht beispielsweise eine Besonnung des Körpers während einer Kosmetik-Behandlung. Dabei wirkt der Umhang wärmend, was gerade in den kalten Jahreszeiten als sehr angenehm empfunden wird. Der Einsatz eines Lichtumhangs zur Besonnung mit UV-B-Lichtanteilen ist aber erst durch den Einsatz einer LEDindividuellen Regelung möglich, da einige LED bei der gedachten Nutzung direkt auf der Haut liegen werden, wie zum Beispiel LED auf den Schultern, und andere LED werden sich bei der gedachten Nutzung in einigem Abstand von der Haut befinden, wie zum Beispiel LED in Bereichen des Capes oder des Umhangs, die eine Falte werfen oder im Bereich des Saumes des Capes oder im Bereich des Saumes des Umhangs.
Die Anwendung der erfindungsgemäßen Bestrahlungseinheit findet statt bei der Beleuchtung von musealen Objekten, der gleichmäßigen Beleuchtung eines Objektes in der Fotografie, der Besonnung der menschlichen Haut für kosmetische Zwecke, der Bestrahlung der menschlichen Haut bei der Behandlung von Vitigilio (Pigmentstörung), bei Psoriasis (Schuppenflechte), bei Pilzerkrankungen für medizinische Zwecke.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:

1 eine Person auf einer geöffneten Sonnenbank, die mit der erfindungsgemäßen Bestrahlungseinheit ausgestattet ist,
2 die Sonnenbank aus 1 im geschlossenen Zustand,
3 eine beleibte Person auf einer geöffneten Sonnenbank, die mit der erfindungsgemäßen Bestrahlungseinheit ausgestattet ist,
4 die Sonnenbank aus 4 im geschlossenen Zustand,
5 eine Skizze zur Darstellung einer ersten Bauform der erfindungsgemäßen Bestrahlungseinheit zur Besonnung, wobei die Bestrahlungseinheit in einer korrespondierenden Fassung aufgenommen ist,
6 eine perspektivische Darstellung einer vereinzelten Bestrahlungseinheit aus 5,
7 eine Ansicht auf die Rückseite der Bestrahlungseinheit aus 6,
8 eine Skizze zur Verdeutlichung der Schaltung der erfindungsgemäßen Bestrahlungseinheit,
9 eine Skizze zur verdeutlichung der Wirkung der Regelung,
10 eine Skizze einer Bestrahlungseinheit in Form eines ausgebreiteten Umhangs oder Capes,
11 der Umhang oder Cape aus 10, wie er über einer Person getragen wird,
12 ein museales Objekt vor einer Beleuchtungeinheit.

In 1 ist eine geöffnete Sonnenbank SB mit einer in der Sonnenbank SB liegenden Person P dargestellt. Dabei weist die Sonnenbank SB eine von unten beleuchtete Liegefläche LF auf und einen Beleuchteten Deckel D. In dem Deckel D und in der von unten beleuchteten Liegefläche LF sind einzelne LED 10 angeordnet, die Teil der hier vorgestelten Bestrahlungseinheit 100 sind. Zum Besonnen schließt die Person P die Sonnenbank SB, so dass sich der Deckel D oberhalb der Person P1 befindet. In der geschlossenen Sonnenbank wird die Person P1 von unten durch die Liegefläche LF und von oben aus dem Deckel D heraus besonnt.
In 2 ist die geschlossene Sonnenbank SB dargestellt, in welcher die Person P1 in einer typischen Liegestellung zum Besonnen verweilt. Die hier dargestellte,schlanke Person P1 weist sowohl zur Liefgefläche LF als auch zurm Deckel D einen stets etwa in einem gewissen Bereich gleichbleibenden Abstand d auf. Bezogen auf diesen mittleren Abstand d kann eine Strahlendosis berechnet werden, die bei einer vorgegebenen Lichtintensität der als Besonnungslampen eingesetzten Bestrahlungseinheiten in einer bestimmten Zeit erfolgt. Die optimale Besonnungsdosis kann so über eine Besonnungszeit bestimmt werden.
In 3 ist die Szene wie in 1 mit einer beleibten Person P2 dargestellt. Der Bauch B der Person P2 bildet in der Rückenliegestellung die höchste Position der Person P2. Wenn, wie in 4 dargestellt, der Deckel D der Sonnenbank SB geschlossen ist, passiert es, dass der Bauch B der Person P2 den Deckel D der Sonnenbank SB berührt. Der Abstand des Bauches B zum Deckel D unterschreitet den durchschnittlichen Abstand d in besonderem Maße. Bei einer typischen Besonnung kann es passieren, dass der Bauch B der beleibten Person P2 einen Sonnenbrand (Erythem) erleidet. Passiert das zu häufig, läuft die Person P2 gefahr, an Hautkrebs zu erkranken. An dieser Stelle setzt die Erfindung an.
Als Ersatz für über die Länge gleichmäßig intensiv leuchtenden Besonnungslampen, die aus einer gattungsgemäßen Leuchtstoffröhre aus Basentladungsbasis bestehen, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, wie in 5 dargestellt, die Bestrahlungseinheiten 100 zur Besonnung auf LED-Basis einzusetzen. Die Bestrahlungseinheit 100 ist in einer ersten Variante so aufgebaut, dass sie als streifenförmige Bestrahlungseinheit 100 aufgebaut ist. Diese streifenförmige Bestrahlungseinheit 100 weist eine Mehrzahl einzelner LED 10 auf, die in dieser Variante wie an einer Kette in einer Linie angeordnet sind. Die Aufnahme für die LED 10 bildet ein hier etwa T-förmiges Profil T, das einen Kragen 57 aufweist. Mit diesem Kragen 57 kann die einzelne Bestrahlungseinheit 100 in eine korrespondierende Fassung F eingeschoben werden, so dass mehrere, in der Fassung F nebeneinander angeordnete Bestrahlungseinheiten 100 eine leuchtende Fläche 60 bilden. Dabei werden einzelne Gruppen von LED 10 oder einzelne LED 10 der Bestrahlungseinheiten 100 durch eine Vorrichtung 20 zur automatischen Regelung in ihrer Helligkeit geregelt, wenn sie einen unreglmäßig geformten allgemeinen Körper beleuchten.
Die erste variante der Bestrahlungseinheit 100 ist in 6 in einer perspektivischen Darstellung mit der Aufsicht auf ein erstes Ende gezeigt. An dem ersten Ende der Bestrahlungseinheit 100 befinden sich zwei Anschlüsse 61 und 62 für elektrischen Strom. Die Bestrahlungseinheit 100 besteht aus einer etwa trogförmigen Schale 50, die nach unten Durchbrechungen 55 aufweist. Durch diese Durchbrechungen 55 leuchten je eine LED 10 und ein Sensor 11 erhält durch die Durchbrechung 55 von menschlicher Haut H zurückreflektiertes Licht. Über das zurückreflektierte Licht wird eine Regelschleife geschlossen, über die eine Vorrichtung 20 zur automatischen Regelung die Intensität der LED 10 steuert. In 6 ist um das Profil der Bestrahlungseinheit 100 eine Röhre R strichliniert eingezeichnet. Diese strichlinierte Röhre R stellt die Ausmaße einer typischen T5-, T8 oder T12-Röhre in Bezug zu dem Profil der Bestrahlungseinheit 100 nach dieser Variante dar. Die erfindungsgemäße Bestrahlungseinheit 100 in dieser Variante kann durch die Anordnung der Anschlüsse 61 und 62 als Retrofit- Bestrahlungseinheit verwendet werden, so dass sie in bestehende Sonnenbänke SB mit Anschlüsse für Leuchtstoffröhren im T5-, T8 oder T12 Format eingebaut werden kann.
Die Trogform der Schale 50, den die Bestrahlungseinheit 100 aufweist, ist in 7 deutlich dargestellt. In der oberen Darstellung von 7 ist die leere trogförmige Schale 50 ohne die darin eingebauten LED 10 gezeigt. Die LED 10 sind jeweils an einer Durchbrechung 55 angeordnet und scheinen ihr Licht durch die Durchbrechung 55 in Richtung der Ebene hinter der Bildebene hindurch. Die eingebauten LED 10 werden in einfachster Ausführungsform vergossen, so dass sich im vergossenen Zustand der trogförmigen Schale 50 das in der in 7 unten dargestellte Bild ergibt. Die trogförmige Schale 50 ist mit einer Vergussmasse VG vergossen. Alternativ ist es auch möglich, einen Deckel auf die trogförmige Schale 50 aufzubringten. Dabei kann der Deckel auch als Kühlelement dienen, in dem die LED 10 mit dem Deckel fest und thermisch leitend verbunden sind.
In 8 ist eine beispielhafte Verschaltung der einzelnen LED 10 dargestellt.
Je eine LED 10 ist gepaart mit einem Sensor 11. Sowohl LED 10 als auch Sensor 11 sind mit einer für dieses Paar aus LED 10 und Sensor 11 dedizierten Vorrichtung 20 zur automatischen Regelung verbunden. Des Weiteren kann vorgesehen sein, je eine Vorrichtung 20 zur automatischen Regelung mit einem individuellen Netzteil 21 zu verbinden, welches aus Netzstrom eine Gleichspannung zum Betrieb der LED 10 erzeugt.
Die Wirkung der individuellen Regelung ist in 9 skizziert. Eine aus Bestrahlungseinheiten 100 aufgebaute, leuchtende Fläche 60 ist an den Stellen, wo sich kein menschlicher Körper befindet, nahezu im Vollauschlag geregelt und daher dort hell. An den Stellen, wo Körperteile der leuchtende Fläche 60 räumlich näher kommen und daher die Sensoren 11 von der Körperoberfläche rückreflektiertes Licht erhalten, verdunkelt sich die jeweils geregelte LED 10. In dem hier plakativ dargestellten Muster ist eine dunkle LED 10 als großer schwarzer Kreis dargestellt. Eine helle LED 10 ist als kleinerer schwarzer Punkt in einer hellen Fläche dargestellt. Je nach Körperhaltung, beispielsweise durch ein in Rückenlage angestelltes Knie, verdunkelt sich die das Knie beleuchtende LED 10, so dass beim Anwinkeln des Knies, wenn dies dem Deckel D einer Sonnenbank SB nahe kommt, dies keinen Sonenbrand (Erythem) entwickelt.
Eine durch den Einsatz der geregelten LED 10 mögliche Einsatzart der hier vorgestellten Bestrahlungseinheit ermöglicht die Anordung der LED 10 auf einem Textilgewebe 70. Dieses ist in vorteilhafter Weise als Cape oder als Umhang 80 geformt. In diesem Beispiel sind die einzelnen LED 10 in kreisförmiger Weise auf dem entsprechend geformten kreisörmigen Textilgeweben 70 angeordnet, wie es in 10 dargestellt ist. Dabei werden die LED über ein Netzkabel 71 mit elektrischem Strom versorgt. Das Prinzip ähnelt etwa der einer Heizdecke, die mit elektrischem Strom versorgt ist. Allerdings erzeugt der Cape oder der Umhang 80 Licht anstelle von reiner und ausschließlicher Wärme. Der Cape oder der Umhang 80 ist in 11 skizziert. Ein solcher Lichtumhang kann beispielsweise bei einer kosmetischen Behandlung oder in einem Frisierbereich eines Kosmetiksalons getragen werden. Während einer kosmetischen Behandlung trägt der Nutzer den Umhang 80 mit nach innen, zum Körper weisenden LED 10, die in der Helligkeit geregeltes Licht zur Besonnung mit dem zuvor genannten Lichtspektrum von 0,5% bis 5% des UVA-Bereiches an UVB-Licht aussenden.
Eine zur Sonnendusche sehr ähnliche Bestrahlungssituation ergibt sich bei der möglichst gleichmäßigen Beleuchtung von musealen Objekten. Je nach Matarial einer Skulptur zum Beispiel unterscheidet sich die Bestrahlungsempfindlichkeit der Skulptur sehr erheblich. Skulpturen aus organischen Materialien sind extrem empfindlich gegenüber einer Langzeitexposition mit Licht, hingegen sind Materialien, die aus Stein gehauen sind, weniger empfindlich gegenüber Licht. Wird ein museales Objekt 410, wie es im Beispiel in 12 dargestellt ist, durch eine Bestrahlungseinheit 400 mit Licht beleuchtet, so soll sichergestellt sein, dass die Skulptur gleichmäßig beleuchtet wird und dass eine bestimmte Bestrahlungsstärke auf der gesamten Oberfläche der Skulptur als museales Objekt nicht überschritten wird. Schließlich hat die gleichmäßige Bestrahlungsstärke auch noch einen besonderen Effekt bei der Beleuchtung, nämlich, dass durch die Beleuchtung mit der efindungsgemäßen Strahlungsquelle das museale Objekt mit ambientem Licht beleuchtet wird. Auf diese Weise werden die zur besseren Erfassung des musealen Objektes durch den Betrachter im Allgemeinen störenden Spitzlichter vermieden.
Im Rahmen dieser Beschreibung wird der Begriff „Bestrahlungseinheit“ zusammenfassend für Lampen, Leuchten und für Licht- oder Strahlungsmodule verwendet. Die Unterscheidung zwischen Lampe, Leuchte, sowie Licht- oder Strahlungsmodule schwindet heutzutage, wenn Lampe und Leuchte baulich nicht mehr voneinander trennbar sind oder so verbaut sind, dass eine sinnvolle Trennung zwischen der auswechselbaren Lampe und der gesamten Leuchte nicht mehr vorgenommen werden kann.
Bezugszeichenliste

10: LED
11: Sensor
20: Vorrichtung zur automatischen Regelung
21: Netzteil
30: Remote-Phosphor
50: trogförmige Schale
55: Durchbrechung
56: Boden
57: Kragen
58: Lampenaufnahme
60: leuchtende Fläche
61: Anschluss
62: Anschluss
70: Textilgewebe
71: Netzanschluss
80: Umhang
100: Bestrahlungseinheit
200: Bestrahlungseinheit
300: Vorrichtung zur Besonnung
400: Bestrahlungseinheit
410: museales Objekt
B: Bauch
d: Abstand
D: Deckel
F: Fassung
H: Haut (Querschnitt)
LF: Liegefläche
P1: schlanke Person
P2: beleibte Person
SB: Sonnenbank
T: Profil
VG: Vergussmasse

Claims

Bestrahlungseinheit (100, 200, 400) für Beleuchtungs- und Besonnungszwecke aufweisend eine Mehrzahl von einzelnen LED (10), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Vorrichtung (20) zur automatischen Regelung in der Bestrahlungseinheit (100, 200, 400) die Lichtintensität der Bestrahlungseinheit (100, 200, 400) so steuert, dass eine vorbestimmte gleichmäßige Lichtintensität auf einem beleuchteten Objekt oder auf der besonnten Haut (H) zur Verfügung gestellt wird.
Bestrahlungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als eine Vorrichtung (20) zur automatischen Regelung in der Bestrahlungseinheit (100, 200, 400) vorliegt, welche die Lichtintensität jeweils mindestens einer LED (10) so steuert, dass eine vorbestimmte gleichmäßige Lichtintensität auf einem beleuchteten Objekt oder auf der besonnten Haut (H) zur Verfügung gestellt wird, bevorzugt jeweils eine Vorrichtung (20) zur automatischen Regelung in der Bestrahlungseinheit (100, 200, 400) die Lichtintensität jeweils einer LED (10) so steuert dass eine vorbestimmte gleichmäßige Bestrahlungsstärke auf einem beleuchteten Objekt oder auf der besonnten Haut (H) zur Verfügung gestellt wird.
Bestrahlungseinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht der Bestrahlungseinheit (100, 200, 400) wie folgt charakterisiert ist: - Intensität von 5 W/m² bis 35 W/m² im Wellenlängenbereich von 380 nm bis 315 nm (UVA), - Intensität von 0,025 W/m² bis 0,25 W/m² (0,5 % bis 5% der Intensität im UVA-Bereich) im Wellenlängenbereich von 315 nm bis 280 nm.
Bestrahlungseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der LED (10) Licht im Wellenlängenbereich kürzer als 280 nm (UVC) ausstrahlt, wobei ein Remote-Phosphor (30), der baulich vor einer LED (10) angeordnet ist, das UVC-Licht durch Fluoreszenz in UVB-Strahlung umwandelt.
Bestrahlungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von LED (10) in einer trogförmigen Schale (50) mit Durchbrechungen (55) im Boden (56) angeordnet ist, wobei je eine LED (10) gemeinsam mit einem Sensor (11) in je einer Durchbrechung (55) aufgenommen ist und wobei bevorzugt die Mehrzahl der LED (10) und die Sensoren (11) in der trogförmigen Schale (50) vergossen sind.
Bestrahlungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (61, 62) der Bestrahlungseinheit (100, 200) zur Stromversorgung so angeordnet sind, dass sie als Retrofit-Satz in einen Sockel einer klassischen T5 oder T8-Röhre passen.
Bestrahlungseinheit nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die trogförmige Schale (50) einen Kragen (57) aufweist, mit welchem die Bestrahlungseinheit (100) in eine korrespondiere Lampenaufnahme (58) als Fassung (F) oder Sockel eingeschoben werden kann, um so durch eine Vielzahl nebeneinander angeordneter Bestrahlungseinheiten (100) gleicher oder ähnlicher Art eine leuchtende Fläche (60) zu bilden.
Bestrahlungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von LED (10) auf einem Textilgewebe (70) angeordnet sind, wobei je eine LED (10) gemeinsam mit einem Sensor (11) ein Paar bildet, wobei das Textilgewebe (70) als Cape oder als Umhang (80) geschnitten ist.
Vorrichtung (80, 300) zur kosmetischen Besonnung oder medizinischen bestrahlung der menschlichen Haut, aufweisend mindestens eine Bestrahlungseinheit nach den Ansprüchen 1 bis 8.
Vorrichtung zu Beleuchtung von dreidimensionalen Beleuchtung von Objekten, aufweisend mindestens eine Bestrahlungseinheit nach den Ansprüchen 1 bis 8.