DE102013007129B3

DE102013007129B3 - LED-Lampe für Schönheitsanwendungen

Info

Publication number: DE102013007129B3
Application number: DE201310007129
Authority: DE
Inventors: Torsten Rehberg; Roland Michal
Original assignee: Narva Lichtquellen GmbH and Co KG
Current assignee: Narva Lichtquellen GmbH and Co KG
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2014-10-23
Anticipated expiration: 2033-04-26

Abstract

Lampe, aufweisend mindestens drei LEDs, welche innerhalb des visuellen Spektrums von ca. 400 nm bis ca. 900 nm Wellenlänge Licht aussendet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Spektrum der Lampe zu mehr als 50% der Lichtleistung besteht aus spektralen Anteilen des ausgesendeten Lichts im Wellenlängenbereich von a) 580 nm mit einer Halbwertsbreite von 10 nm bis 30 nm, b) 620 nm mit einer Halbwertsbreite von 10 nm bis 30 nm, c) 830 nm mit einer Halbwertsbreite von 10 nm bis 30 nm, und dass die Lichtleistung der mindestens drei LEDs über den Bereich von ca. 400 nm bis ca. 900 nm mindestens 500 W/m2 aufweist, wobei die Lichtleistung durch die Lichtabgabe der mindestens drei LEDs und durch mindestens einen Reflektor vorgegeben ist. Überraschender Weise hat sich gezeigt, dass durch Anwendung des Lichts mit dieser Zusammensetzung in einer Lichttherapie eine Stimulation des Hautzellenwachstums, der Kollagen- und Elastinbildung stattfindet und so eine Regeneration und Verjüngung der Haut erzielbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lampe, aufweisend mindestens drei LEDs, welche innerhalb des visuellen Spektrums von ca. 400 nm bis ca. 900 nm Wellenlänge (VIS-NIR-Bereich) Licht aussendet.
Für den Einsatz zu medizinischen, medizin-nahen oder kosmetischen Zwecken sind Lampen für Schönheitsanwendungen bekannt und solche Lampen, welche ein Lichtspektrum aufweisen, das bei einer Lichttherapie eines Patienten mit diesen Lampen zu einer äußerlichen Verbesserung der Hautstruktur des Patienten führt. Um die Hautstruktur mit einer Lichttherapie zu verbessern, werden Lampen verwendet, die ein Strahlungsmaximum bei einer Wellenlänge zwischen 610 und 640 nm aufweisen. In Folge dessen sind diese Lampen rot oder durch die Verwendung von Leuchtphosphoren in Leuchtstofflampen oder Gasentladungslampen rötlich oder rosa gefärbt. Zur Durchführung der Lichtbehandlung werden Leuchtstoffröhren oder Gasentladungslampen deshalb eingesetzt, weil diese Lampen für diesen Einsatzzweck bisher bevorzugte Eigenschaften aufweisen.
Eine erste erwünschte Eigenschaft dieser Lampen ist es, dass Leuchtstoffröhren und Gasentladungslampen in der Regel einen geringen, aber nicht vernachlässigbaren Infrarotanteil aufweisen, wodurch sich die Haut bei einer Lichtbehandlung mit diesen Lampen nicht übermäßig aufheizt. Das subjektive Gefühl des Patienten, der dem Licht einer solchen Lampe ausgesetzt ist, ist nicht durch übermäßige Wärme geprägt. Im Vergleich dazu weisen für die Lichtbehandlung menschlicher Haut einsetzbare Glühfadenlampen ein kontinuierliches Spektrum auf, wobei das kontinuierliche Spektrum der Glühfadenlampe im Wesentlichen dem Spektrum eines schwarzen Strahlers ähnelt. Um für den Einsatzzweck bevorzugte Spektralanteile des ausgesendeten Lichts einer Glühfadenlampe zu verstärken, ist es bei Glühfadenlampen notwendig, die Gesamtleistung zu erhöhen und mit Filtern zu arbeiten, damit die Haut nicht unnötig großer Wärmestrahlung bei der Lichtbehandlung ausgesetzt ist. Durch den Einsatz von Filtern ist der Großteil der Lichtenergie einer Glühfadenlampe verloren.
Eine weitere erwünschte Eigenschaft von Leuchtstofflampen und Gasentladungslampen ist, dass sie einen hohen Anteil an schmalbandigen Spektralanteilen aufweisen, deren Lage im Spektrum und Intensität für den erwünschten Einsatzzweck optimiert werden kann. Aber auch Gasentladungslampen und Leuchtstofflampen sind in ihren spektralen Eigenschaften nicht beliebig variabel optimierbar, weil die zur Verfügung stehenden Leuchtphosphore zur Erzeugung des Lichtes in der Regel ein komplexes breites Spektrum aufweisen, innerhalb dessen sich verschiedene Linien oder zumindest schmalbandige Spektralanteile mit hoher Lichtleistung auffinden. Bei der Optimierung von Mischungen von Leuchtphosphoren für Leuchtstofflampen und Gasentladungslampen ist das Ergebnis zum Teil nicht vollkommen vorhersehbar, weil die spektralen Eigenschaften der Fluoreszenz der Leuchtphosphore von der Formulierung des Leuchtsalzes aber auch von der Anregungswellenlänge des Leuchtstoffes abhängt. Die Anregungswellenlänge zur Anregung der Fluoreszenz der Leuchtphosphore ist dabei nicht nur die Wellenlänge der Linienspektren des in der Gasentladungslampe oder in der Leuchtstofflampe entladenden Gases, sondern die Zusammenschau aller in der Leuchtstoffmischung entstehenden Lichtanteile mit individueller Wellenlänge und Intensität. Dabei ist auch ein Eigenerregungseffekt beobachtbar, wobei Fluoreszenzlicht des Leuchtphosphores den gleichen Leuchtphosphor erneut zur Fluoreszenz bei anderen Wellenlängen anregt. Die Herstellung von Leuchtphosphoren durch Mischen unterschiedlicher Zutaten für Leuchtstofflampen und Gasentladungslampen mit vorher gewählten Eigenschaften geht daher einher mit einer Vielzahl von Mischungs- und Formulierungsversuchen ohne exakte Vorhersehbarkeit des mit den versuchsweise hergestellten Leuchtphosphormischungen erzeugten Spektrums.
Sofern für einen Einsatzzweck im medizinischen, medizin-nahen oder kosmetischen Bereich spezielle Lampen geschaffen werden sollen, besteht das Problem, dass bei der Optimierung der Lichteigenschaften der Lampe stets in Kauf genommen werden muss, dass auch Licht mit einer nicht erwünschten Wellenlänge entsteht, wie beispielsweise Licht im UV-A, UV-B oder gar im UV-C-Bereich. Diese begleitenden Lichtanteile können bei sehr starker Ausprägung Erytheme, Sonnenbrände oder gar ein Karzinom erzeugen. Daher werden diese zwangsläufig in Kauf zu nehmenden Spektralanteile durch Auswahl der Mischung und Formulierung der Leuchtphosphore möglichst minimiert. Des Weiteren ist nicht auszuschließen, dass auch die Wirkung des UV-A, UV-B, UV-C oder der Infrarotanteil des Lichtes von Leuchtstofflampen oder Gasentladungslampen einen zusätzlichen, nur scheinbar die Hautstruktur verbessernden Effekt zeigen. So ist es nicht vollkommen auszuschließen, dass die mit Leuchtstofflampen oder Gasentladungslampen lichtbehandelte menschliche Haut aufgrund der begleitenden Spektralanteile außerhalb des erwünschten Lichtspektrums eine geringfügige Schwellung zeigt und dass wegen der auf die Lichtbehandlung folgenden inneren Reizung der Haut diese eine nur scheinbare Verbesserung der Hautstruktur durch Einlagerung von Lymphflüssigkeit und Wasser zeigt, weil die Schwellung in den oberen Hautschichten äußerlich zunächst den erwünschten Effekten ähnelt.
Gesetzliche Vorschriften für die Zulassungsfähigkeit von Lichtquellen setzen Grenzen für die Erythemwirksamkeit der Gesamtlichtquelle, wobei jede einzelne Wellenlänge des Lichtes mit einer für sie individuellen Erythemwirksamkeit bewertet wird. Die gesamte Erythemwirksamkeit der Lichtquelle besteht somit aus dem Integral der einzelnen Intensitäten bei unterschiedlichen Wellenlängen multipliziert mit der einmal bestimmten Erythemwirksamkeit von Licht dieser Wellenlänge und Intensität, denn nicht nur die Lage im Spektrum, sondern auch die Energie des Lichts bei dieser Wellenlänge ist ursächlich für die Erythemwirksamkeit. In der Regel ist die Erythemwirksamkeit nicht linear. Das bedeutet, dass ein geringer Lichtanteil bei einer bestimmten Wellenlänge keine oder nur eine geringe Erythemwirksamkeit hat und bei Überschreiten einer Schwellintensität überproportional zur Lichtintensität zunimmt.
Obwohl Kenntnisse über die Erythemwirksamkeit von Licht mit schmaler Bandbreite existieren, so existieren derzeit aber keine exakten Kenntnisse über die notwendige, exakte spektrale Zusammensetzung von Licht für eine erwünschte Wirksamkeit auf die menschliche Haut. Bei bisherigen Untersuchungen der Reaktion von menschlicher Haut auf Licht wurde menschliche Haut monochromatischem oder schmalbandigem Licht über eine variable Zeit ausgesetzt, und die Reaktion der Haut, meist die Rötung, auf die Lichtaussetzung wurde untersucht. So existiert eine Funktion über die Erythemwirksamkeit von monochromatischem Licht auf menschliche Haut. Bei der Bewertung der Zulässigkeit von Lichtquellen für die Lichtbehandlung von menschlicher Haut wird die spektrale Zusammensetzung der Lichtquelle mathematisch mit der Funktion der Erythemwirksamkeit gefaltet. Als Ergebnis erhält man eine spekulierte und nahe an der Tatsächlichkeit liegende Bewertungszahl für die Verträglichkeit der Lichtquelle auf die menschliche Haut.
Es ist bekannt, dass Lampen mit Spektralanteilen in deren Licht im UV-A, UV-B oder UV-C-Bereich bestimmte Wirkung auf die Haut haben. Ebenso ist es bekannt, dass Lichtquellen mit Lichtanteilen im nahen Infrarotbereich eine bestimmte Wirkung auf die Haut haben. Die menschliche Haut reagiert aber auf monochromatisches Licht deutlich anders als auf ein Licht mit breiter Wellenlängenverteilung mit unterschiedlicher Intensität bei unterschiedlichen Wellenlängen. Es ist auch bekannt, dass die menschliche Haut bei Bestrahlung mit reinem Infrarotlicht anders reagiert als bei Bestrahlung mit Infrarotlicht, das beispielsweise einen gewissen, nicht vernachlässigbaren UV-A-Anteil enthält. Die Wirkung des Lichtes auf die Haut ist also stark abhängig vom angebotenen Spektrum und der spektralen Lichtverteilung. Es ist also eine intensive Kenntnis der Reaktion der menschlichen Haut auf die spektrale Zusammensetzung des Lichts notwendig, um eine optimale Lichtquelle für einen erwünschten Zweck aus schmalbandigen Lichtquellen zu erzeugen.
Es ist also so, dass Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge und Intensität in Alleinstellung anders wirkt als in Begleitung von Licht mit anderer Wellenlänge und Intensität. Da bekannte Lichtquellen, insbesondere Gasentladungslampen und Leuchtstofflampen neben den erwünschten Spektralanteilen für einen medizinischen, medizin-nahen oder kosmetischen Einsatzzweck auch noch begleitende Anteile im Lichtspektrum aufweisen, lässt sich eine Lichtquelle aus einzelnen schmalbandigen LEDs nicht durch die bloße Wiedergabe der Hauptlichtbestandteile einer Gasentladungslampe oder Leuchtstofflampe für denselben Zweck reproduzieren. Vielmehr besteht die Notwendigkeit, eine Kombination von LEDs mit einer Gesamtlichterzeugung mit Lichtbanden bei wenigen Wellenlängen zu finden, welche in Kombination die erwünschte Wirkung erzielen.
Wünschenswert wäre es, das Licht einer Lampe für die Lichtbehandlung menschlicher Haut durch Mischung einzelner, voneinander unabhängiger und schmalbandiger oder monochromatischer Lichtquellen zu erzeugen. Die spektrale Zusammensetzung des Lichtes einer so hergestellten Lichtquelle wäre somit frei variabel und hätte den Vorteil, dass die Lichtleistung bei den für den Einsatzzweck notwendigen Wellenlängen konzentriert werden könnte. Als schmalbandige Lichtquellen eignen sich LEDs. Diese können auf einem Träger zusammengesetzt und gemeinsam Licht mit einer optimalen Wirkung erzeugen, ohne dass dabei begleitende und unerwünschte Spektralanteile entstehen, die im schlimmsten Fall karzinogen und im einfachsten Fall aufheizend auf die menschliche Haut wirken. Da bisher aber nur die Wirkung von Leuchtstofflampen und Gasentladungslampen mit einem Strahlungsmaximum zwischen 610 nm und 640 nm mit den zwangsläufig begleitenden Spektralanteilen bekannt ist, ist eine künstliche Lichtsynthese mit Hilfe von LEDs mit schmalbandigen Lichtspektren nicht ohne Weiteres möglich. Entweder es werden unerwünschte Spektralanteile bei der Lichtsynthese mit schmalbandig strahlenden LEDs unnötig und gar in schädlicher Weise von der Leuchtstofflampe oder Gasentladungslampe auf die Lampe mit LED-synthetisiertem Lichtspektrum übertragen oder es werden zu wenig oder unwirksame Spektralanteile übernommen.
In der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 20 2005 001 540 U1 wird eine Lichtquelle offenbart, die aus Weißlicht-LEDs mit unterschiedlicher Farbtemperatur besteht, um so Weißlicht mit unterschiedlichem Charakter in Bezug auf das Normlicht herzustellen. Nach der in der DE 20 2005 001 540 U1 niedergeschriebenen Lehre soll dem Weißlicht auch ein nicht zu vernachlässigender Teil ultravioletten Lichts zugefügt werden. Licht dieser Qualität ermöglicht ein farbgetreues Sehen, für unterschiedliche Einsatzzwecke.
In der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2010 004 042 A1 wird eine Leuchte zur Förderung des Wachstums biologischer Systeme offenbart. Die dort offenbarte Leuchte weist ein Spektrum im Bereich von 1.000 bis 10.000 Kelvin auf, wobei im Spektrum dieser Leuchte ein Maximum im Bereich von 400 bis 500 nm Wellenlänge und ein Maximum im Bereich von 500 und 700 nm vorliegen solle.
In der Druckschrift DE 41 43 168 A1 wird eine Vorrichtung zur Lichtbehandlung mit mindestens drei als LED ausgeführten Lichtquellen offenbart, die Licht innerhalb des visuellen Spektrums (ca. 400 nm bis 900 nm) aussenden. Die dort vorgeschlagenen Rotlicht-, Superrotlicht-, Gelblicht- und ggf. Grünlicht- und Blaulichtanteile (jedoch ohne langwellige Rotlichtanteile und Anteile im nahen Infrarotbereich) werden, ohne Angaben zu geeigneten Lichtleistungen, zum Einsatz für diverse therapeutische Zwecke vorgeschlagen.
In der Druckschrift US 6 019 482 A wird eine Bestrahlungsvorrichtung zur therapeutischen, bspw. schmerzlindernden Bestrahlung des menschlichen Körpers vorgeschlagen, die für die eingesetzten LEDs eine Vielzahl von Spektralanteilen im visuellen und nahen infraroten Bereich vorschlägt. Keine Hinweise können hier entnommen werden, welche Auswahl bzw. Kombination von Spektralbereichen und von zugehörigen Lichtleistungen für eine Lichtbehandlung bei bestimmten Problemen, beispielsweise bei Hautproblemen, zu treffen ist.
In der Druckschrift US 2006/0241726 A1 wird eine Vorrichtung zur Bestrahlung des menschlichen Körpers zu therapeutischen oder kosmetischen Zwecken offenbart, für deren separat angeordnete Leuchtdioden unter anderem Maxima im Lichtwellenbereich bei ca. 630 nm, 830 nm und 585 nm vorgeschlagen werden. Die dabei genannten Lichtleistungen variieren über 3 bis 4 Größenordnungen und bleiben hinsichtlich der Art der Lichtabgabe und der genauen Bestimmung (Abstand) einer Konkretisierung bedürftig.
In der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2006 041 533 A1 wird eine Beleuchtungsvorrichtung offenbart, welche aus einer Kombination einer Gasentladungslampe und mindestens einer Leuchtdiode besteht. Diese Kombination von Leuchtstofflampe und LED ermöglicht eine Variation der Farbtemperatur des damit erzeugten Lichts entlang der Farbortkurve eines schwarzen Strahlers innerhalb der Auftragung des Gamuts der menschlichen Farbempfindung. Diese Kombination ist auf die farbgetreue Erzeugung von Weißlicht unterschiedlicher Farbtemperatur ausgerichtet.
In der US-Patentanmeldeschrift US 2008/0302004 A1 ist eine LED-Kombination zur Kultivierung von Pflanzen offenbart. In dieser Kombination werden bevorzugt LEDs eingesetzt mit einer Lichtwellenlänge des im Wesentlichen blauen Bereichs von 400 nm–490 nm, des sehr schmalbandigen Bereichs von 550 bis 555 nm im grünen Bereich und des im Wesentlichen roten Bereichs des sichtbaren Spektrums von 600 nm bis 700 nm.
In der US-Patentanmeldeschrift US 2006/0018118 A1 wird eine Vorrichtung zur automatischen Adaptation an verschiedene Lichtspektren offenbart, welche innerhalb eines Toleranzfensters ein beliebiges Lichtspektrum durch die Variation der Lichtstärke der verschiedenen LED erzeugt.
In der Internationalen Patentanmeldeschrift WO 2008/118080 A1 wird ein System zur Pflanzenbeleuchtung und Wachstumsstimulation offenbart, das eine Vielzahl von LED mit verschiedenen LEDs aufweist, die einen Wellenlängenbereich des erzeugten Lichts abdecken von 630 nm bis 700 nm, von 700 nm bis 740 nm, von 750 nm bis 850 nm, von 850 nm bis 1.400 nm und von 400 nm bis 700 nm.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lichtquelle auf LED-Basis für medizinische, medizinnahe und kosmetische Zwecke zur Verfügung zu stellen, welche eine positive Wirkung auf die menschliche Haut hat.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird durch die Lichtquelle gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden durch die Unteransprüche angegeben. Verwendungen der Lampe werden in den Ansprüchen 6 und 7 angegeben.
Überraschender Weise hat sich gezeigt, dass eine Lampe bestehend aus mindestens drei LEDs, wobei das Spektrum der Lampe zu mehr als 50% der Lichtleistung besteht aus spektralen Anteilen des ausgesendeten Lichts im Bereich der Wellenlänge des Lichtes von a) 580 nm mit einer Halbwertsbreite von 10 nm bis 30 nm, b) 620 nm mit einer Halbwertsbreite von 10 nm bis 30 nm, c) 830 nm mit einer Halbwertsbreite von 10 nm bis 30 nm, wobei die angegebenen Wellenlängen mit einem Toleranzbereich von +/–15 nm, bevorzugt von +/–10 nm angegeben sind, eine positive Wirkung auf die menschliche Haut hat, wenn sie zu einer Lichtbehandlung der menschlichen Haut eingesetzt wird. Die Halbwertsbreite ist im Rahmen dieser Anmeldung definiert als die Breite der Bande im Lichtspektrum bei halber Intensität einer im Wesentlichen glockenförmigen Kurve der Bande. Sofern die Bande einen Wendepunkt oder gar Höcker aufweist, so ist die Halbwertsbreite definiert als die Breite von glockenförmigen Banden, deren Summe die Bande wiedergibt.
Diese positive Wirkung ist im Folgenden wiedergegeben.
Zunächst stellt sich ein Effekt ein, der die Haut zur Regeneration stimuliert. Es wurde festgestellt, dass der Anteil neu gebildeter Hautzellen nach einer Lichttherapie mit der erfindungsgemäßen Lampe statistisch relevant über einer nicht lichttherapierten menschlichen Haut liegt. Die mit der erfindungsgemäßen Lampe lichtbehandelte Haut wirkt äußerlich verjüngt und gestrafft, so dass ein sichtbarer, verjüngender Effekt (Anti-Aging-Effekt) eintritt. Neben der stimulierten Neubildung von Hautzellen wurde eine Verbesserung des Hautbildes beobachtet. Talgdrüsen entleeren sich, so dass sich Mitesser durch Talgabsonderung zurückbilden. Kleinste Vernarbungen, welche die Haut spröde und trocken erscheinen lassen, werden durch Hautzellenneubildung abgeworfen. Kleinstentzündungen und Hautreizungen werden gehemmt und eine Linderung von äußerlich sichtbaren Hautreizungen tritt ein. Bei einer Untersuchung an Hautbiopsien ist eine stimulierte Produktion von Kollagen und Elastin feststellbar, so dass die Haut äußerlich ein volles Bild zeigt. Gealterte Poren weisen eine nach innen gezogene Struktur auf. Gealterte Haarporen liegen in Senken, offen liegende Schweißdrüsen einer gealterten Haut liegen unterhalb der obersten Hautschichtebene, weil sie geringfügig nach innen gezogen erscheinen wie bei einer jungen menschlichen Haut. Durch die Stimulation der Kollagen- und Elastinproduktion erscheint die Haut nicht gequollen oder geschwollen wie nach einer herkömmlichen Lichtbehandlung und einer darauf folgenden inneren Reizung der Haut, wobei die so behandelte Haut nur eine scheinbare Verbesserung durch Einlagerung von Lymphflüssigkeit und Wasser zeigt. Die Kollagen- und Elastinproduktion führt zu einer längerfristigen und wünschenswerten Verbesserung der Hautstruktur, wobei die Elastizität der Haut zunimmt. Bei einem Kniff der oberen Hautschicht zwischen Daumen und Zeigefinger zieht sich die einmal gealterte Haut schneller in ihre Ursprungsform zurück und weist schneller wieder eine typische Hautfarbe der Kneifstelle umgebenden Haut auf und ist nicht so lange durch mangelnde Durchblutung farblos oder weißlich gefärbt.
Schließlich eignet sich die Lampe zu einer Vorbereitung der menschlichen Haut für kosmetische Anwendungen. Durch die Bestrahlung der menschlichen Haut mit der erfindungsgemäßen Lampe öffnen sich die Poren der menschlichen Haut, wodurch Behandlungen mit auf der Hautoberfläche wirkenden Cremes wirksam unterstützt werden. Die durch die erfindungsgemäße Lampe vorbereitete Haut nimmt Cremes zur kosmetischen Behandlung besser und schneller auf, so dass ein Inhaltsstoff in der aufzutragenden Creme oder Lotion dadurch besser und intensiver wirkt. Öle und fettige Bestandteile ziehen in die Haut ein und hinterlassen dadurch keinen öligen Film auf der Haut.
Eine mit der erfindungsgemäßen Lampe lichttherapierte Haut regeneriert schneller von negativen Umwelteinflüssen wie Kälte-Wärmewechsel, Stress, trockene Luft und Sprödigkeit durch Kälte. Auch können oberflächliche Hautschädigungen, wie sie beispielsweise durch Arbeiten im Garten oder durch Abrieb bei Arbeiten mit Gartengeräten oder bei Aussetzung von Salzwasser im Meer auftreten, schneller durch Hautneubildung gelindert werden, als es bei nicht lichttherapierter Haut möglich ist. Freilich ist dieser Effekt nicht beliebig oft wiederholbar, sondern die lichttherapierte Haut muss sich nach einer Stimulation des Hautzellenwachstums durch Lichttherapie wieder für die Neubildung weiterer Hautzellen durch Bildung von neuen Hauturzellen oder teilungsbereiten Hautzellen innerlich regenerieren. Bei Untersuchungen von lichttherapierter Haut mit der erfindungsgemäßen Lampe wurde festgestellt, dass die Wirkung der erfindungsgemäßen Lampe bis in eine Tiefe von 3,0 bis 3,5 mm reicht, wo die Bildung der Kollagen- und Elastinfilamente stattfindet. Durch eine längerfristige Lichtbehandlung mit der erfindungsgemäßen Lampe wird eine Angiogenese, die Bildung neuer Blutgefäße, in der oberen Hautschicht stimuliert.
Das überraschende Moment der Erfindung ist, dass Licht mit einer wesentlichen Lichtleistung von mindestens 50% im Wellenlängenbereich von ca. 580 nm, ca. 620 nm und ca. 830 nm mit den vorgenannten Toleranzen als Lampe zur Hautstimulation eignet. Dieses Licht erscheint dann rötlich, wenn zusätzlich Weißlicht in das Licht der drei Wellenlängen dazu gemischt ist, oder rot, wenn kein weiteres Licht hinzugemischt wird. Es werden keine UV-Anteile hinzugefügt und auch keine nennenswerten UV-Anteile, die über das Maß von herkömmlichen Weißlichtlampen hinausgehen, kommen im Lichtspektrum der erfindungsgemäßen Lampe vor. Diese Lampe eignet sich zur Verbesserung der Hautstruktur nach äußerlichem Stress und zur Vorbereitung für eine kosmetische Behandlung der Haut.
Um eine optimale Wirkung zu erzielen, die eine Hautreizung durch Überwärmung bei zu hoher Intensität, aber auch eine zu langfristige Behandlung durch eine zu geringe Intensität vermeidet, ist erfindungsgemäß ferner vorgesehen, dass die Lichtleistung der mindestens drei LEDs über den Bereich im Lichtspektrum von ca. 400 nm bis ca. 900 nm mindestens 500 W/m² aufweist, wobei die Lichtleistung durch die Lichtabgabe der mindestens drei LEDs und durch mindestens einen Reflektor vorgegeben und in einem Abstand von 30 cm bis 1 m definiert ist. Beginnend bei einer Lichtleistung von 500 W/m² auf der menschlichen Haut tritt die optimale Wirkung ein in Bezug auf eine nach Möglichkeit zu vermeidende Wärmetönung der Haut durch eine zu intensive Bestrahlung und eine Austrocknung der menschlichen Haut durch eine zu lange dauernde Behandlung der Haut.
Um die optimale Wirkung zu erzielen, hat es sich als genügend herausgestellt, wenn gemäß Ausgestaltung der Erfindung die mindestens drei LEDs auf einem Substrat oder auf einer Platine nebeneinander angeordnet sind. Der typische Inseleffekt, bei dem Licht einer Wellenlänge in einem bestimmten und umgrenzten Bereich der Haut auftrifft und somit kein ideales Mischlicht vorhanden ist, wird zur Erzielung der optimalen Wirkung nicht benötigt. Die Mischungsproblematik ist beispielsweise bei der Stimulation von Pflanzenwachstum wesentlich wichtiger, weil die Photosynthese bei Pflanzen durch inselartig auftreffendes Licht, wobei die Lichtinseln eine unterschiedliche spektrale Zusammensetzung aufweisen, viel problematischer ist. Freilich ist es nicht schädlich, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine Vorrichtung zur optimalen Lichtmischung der mindestens drei LEDs vorhanden ist.
Um eine Lichttherapie für verschiedene Hauttypen, beispielsweise die Haut eines rothaarigen Menschen, die Haut eines blonden Menschen, die Haut eines brünetten Menschen oder die Haut eines Menschen mit hellem oder dunklem Hautton anzupassen, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Lichtleistung der mindestens drei LED's individuell steuerbar oder regelbar ist. Hellere Hauttöne sind in der Regel transparenter und daher dringt kürzerwelliges Licht tiefer in die Haut ein. Durch die individuelle Steuerung oder Regelung kann der Lichtanteil der unterschiedlichen Spektralanteile variiert werden. Für sehr thermosensible Patienten hingegen kann der längerwellige Anteil des Lichtes reduziert werden. Da die menschliche Haut für unterschiedliche Patienten ein unterschiedliches Ansprechverhalten aufweist, ermöglicht die Steuerung oder die Regelung der mindestens drei LEDs eine individuelle Anpassung an die Bedürfnisse des Patienten.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Retrofit-Anordnung vorgesehen ist, mit deren Hilfe die mindestens drei LEDs in der Fassung einer für eine andere Lampentechnik vorgesehenen Fassung einsetzbar ist. Durch die Retrofit-Anordnung, die gegebenenfalls auch eine Adaptationselektrik oder -elektronik aufweist, kann die erfindungsgemäße Lampe auch in Bestrahlungsapparaturen verwendet werden, in denen bisher nur Leuchtstofflampen oder Gasentladungslampen für die Lichttherapie verwendet wurden.
In noch weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens eine zusätzliche Weißlicht-LED vorhanden ist oder auch eine weitere LED mit kürzerwelligem Licht als die mindestens drei LEDs. Durch das Weißlicht oder durch das kürzerwellige Licht wird die rote oder rötliche Farbe der erfindungsgemäßen Lampe etwas mehr in ein rötliches Weiß verschoben oder zumindest wird das Licht der erfindungsgemäßen Lampe als weniger rot empfunden, was bei manchen Patienten eine zu starke subjektive Wärmeempfindung unterdrückt oder die Assoziation mit einer Rotlichtbehandlung durch rotes Licht einer Infrarotlampe in den Hintergrund rückt. Der mit dem Licht der erfindungsgemäßen Lampe behandelte Patient hat dadurch weniger Krankheitsempfinden. Rosafarbenes Licht wird von manchen Menschen als stimmungsaufhellend empfunden.
Die erfindungsgemäße Lampe kann eingesetzt werden zur Herstellung einer Leuchte für medizinische oder kosmetische Zwecke.
Die erfindungsgemäße Lampe kann zur Beleuchtung von Objekten im gewerblichen Bereich der Qualitätssicherung eingesetzt werden und auch zur Raumbeleuchtung im gewerblichen Bereich.
Die Erfindung wird anhand der Figur näher erläutert. Es zeigt
1 zwei beispielhafte Spektren einer erfindungsgemäßen LED-Lampe.
In 1 sind zwei beispielhafte Spektren A, B einer erfindungsgemäßen Lampe dargestellt, welche je ein Maximum aufweisen bei
= 580 nm,
= 620 nm und bei
= 830 nm. Das Licht der erfindungsgemäßen Lampe weist Licht mit Spektralanteilen auf im visuellen (VIS) Bereich 1 und im nahen Infrarotbereich 2 (IR-A). Es ist nicht vorgesehen, dass Licht im fernen Infrarotbereich bis 3.000 nm Wellenlänge 3 (IR-B) vorhanden ist. Auch sollen in der erfindungsgemäßen Lampe nach Möglichkeit keine Spektralanteile im Bereich 4 (UV-A) und/oder Bereich 5 (UV-B) vorhanden sein.
Die Lichtintensität über das gesamte Spektrum der erfindungsgemäßen Lampe beträgt in einem Anstand von 30 cm bis hin zu 1 m mindestens 500 W/m², wobei die Intensität der erfindungsgemäßen Lampe vom Einsatzzweck abhängt. Bei einem Einsatz in einem Solarium, so dass das Solarium anstelle von Bräunungslampen die erfindungsgemäßen Lampen zur Schönheitsanwendung aufweist, genügt eine Lichtleistung von 500 W/m² in einem Abstand von 30 cm, weil der Patient in einem Solarium nahe an der Lampe liegt. Bei Verwendung einer Lichtdusche, in welcher der Patient mehr Bewegungsfreiheit hat, ist eine höhere Leistung der erfindungsgemäßen Lampe notwendig.
Das Spektrum A weist lediglich Licht mit Spektralanteilen um den Wellenlängenbereich bei
= 580 nm,
= 620 nm und bei
= 830 nm auf mit einer ungefähren Halbwertsbreite von 20 nm, die bei halber Intensität der im Wesentlichen glockenförmigen Maxima um ☐₁, ☐₂, und ☐₃ gemessen wird. Licht mit dem Spektrum A weist eine im Wesentlichen rote bis orange Färbung auf und erinnert an das Licht von Rotlichtlampen für die Wärmetherapie von entzündlichen Vorgängen. Um die Assoziation beim Patienten von dieser Strahlung zu nehmen, kann nach Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass Weißlicht oder Blaulicht dem Spektrum zugemischt wird, wie es in Spektrum B dargestellt ist. Durch die Weißlicht- oder Blaulichtzumischung wird das Licht der erfindungsgemäßen Lampe etwas gefälliger.
Bezugszeichenliste

A: Spektrum
B: Spektrum
1: VIS-Bereich
2: IR-A-Bereich
3: IR-B-Bereich
4: UV-A-Bereich
5: UV-B-Bereich

Claims

Lampe, aufweisend mindestens drei LEDs, welche innerhalb des visuellen Spektrums von ca. 400 nm bis ca. 900 nm Wellenlänge (VIS-IR-A-Bereich 1, 2) Licht aus sendet, dadurch gekennzeichnet, dass – das Spektrum (A, B) der Lampe zu mehr als 50% der Lichtleistung besteht aus spektralen Anteilen des ausgesendeten Lichts im Bereich der Wellenlänge des Lichtes von a) 580 nm mit einer Halbwertsbreite von 10 nm bis 30 nm, b) 620 nm mit einer Halbwertsbreite von 10 nm bis 30 nm, c) 830 nm mit einer Halbwertsbreite von 10 nm bis 30 nm, wobei die angegebenen Wellenlängen mit einem Toleranzbereich von +/–15 nm, bevorzugt von +/–10 nm angegeben sind, und – die Lichtleistung der mindestens drei LEDs über den Bereich von ca. 400 nm bis ca. 900 nm mindestens 500 W/m² aufweist, wobei die Lichtleistung durch die Lichtabgabe der mindestens drei LEDs und durch mindestens einen Reflektor vorgegeben und in einem Abstand von 30 cm bis 1 m definiert ist.
Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei LEDs auf einem Substrat oder auf einer Platine angeordnet sind.
Lampe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtintensität der mindestens drei LEDs individuell steuerbar oder regelbar ist.
Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Retrofit-Anordnung vorgesehen ist, mit deren Hilfe die mindestens drei LEDs in der Fassung einer für eine andere Lampentechnik vorgesehene Fassung einsetzbar ist.
Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zusätzliche Weißlicht-LED vorhanden ist.
Verwendung einer Lampe nach Anspruch 1 bis 5 zur Herstellung einer Leuchte für medizinische oder kosmetische Zwecke.
Verwendung einer Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in einem Solarium.