Reflektoranordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reflektoranordnung für eine ein dem natürlichen Tageslicht entsprechendes Spektrum aufweisende künst- liehe . Lichtquelle vorzugsweise eine Leuchtstoffröhre mit zumindest ' teilweise um die Lichtquelle angeordneten und einstellbaren Reflektor¬ elementen.

Eine entsprechende Reflektoranordnung ist dem DE-GM 18 03 911 zu entnehmen. Dabei ist die Reflektoranordnung in einer Straßenleuchte angeordnet, um durch Einsteilen der einzelnen als Spiegel ausge¬ bildeten- Reflektorelementen eine Anpassung der Lichtstärkeverteilung jeder einzelnen Leuchte an die jeweiligen Straßenverhältnise vor¬ nehmen zu können. Dabei werden die auf einem Kranz um die Lampe angeordneten Einzelspiegel nach dem Aufstellen der Lampe einmal eingestellt , um so -wie erwähnt- auf die gewünschten Straßen Ver¬ hältnisse eingestellt zu werden.

Der GB-PS 97 40 ist eine Reflektoranordnung für künstliches Licht zu entnehmen , die aus kranzförmig um eine Lichtquelle angeordneten Einzelreflektoren besteht, die derart verschwenkbar sind, daß die Lampe entweder eine Decke oder einen Boden eines Raumes beleuchtet.

Der US-PS 40 74 • 127 ist eine Beleuchtungsanordnung zu entnehmen , mit der die Lichtverhältnisse von Tag und Nacht simuliert werden können .

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Dabei ist unter Lichtverhältnissen nur der Helligkeitsgrad zu ver¬ stehen. Die Simulation erfolgt dadurch, daß eine stabförmige Lampe von einem einen Schlitz aufweisenden drehbaren Reflektor umgeben ist, der in Abhängigkeit von der gewünschten nachzuempfindenden Tages- zeit die von der Lampe abgegebene Strahlung nicht, teilweise oder vollständig abdeckt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es , eine Reflektoranordnung der eingangs genannten Art so auszubilden , daß die biologischen Wirkungen von künstlichen Lichtquellen dahingehend verbessert werden, daß insbesondere die Farbtemperatur des von der Lichtquelle stammenden Lichts dem Tagesverlauf des natürlichen Tageslichts ent¬ spricht, also dem natürlichen Circadian-Rhythmus nachahmbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes Reflektor¬ element ein prismenförmig ausgebildeter um seine Längsachse dreh¬ barer Körper ist und sich entlang der Längsachse der Lichtquelle erstreckt, wobei zumindest zwei der Körperseitenflächen eine voneinan¬ der abweichende Geometrie mit unterschiedlichen optischen Eigen- schaften aufweisen. Dabei ist unter optischer Eigenschaft bzw. Wirk¬ samkeit zu verstehen, daß insbesondere die Farbtemperatur des re¬ flektierten Lichts veränderbar ist, um so dem Tagesverlauf des natürlichen Lichts zu entsprechen. Gleichzeitig wird durch das Ver¬ stellen der Reflektorelemente zueinander und das wahlweise Ausrichten der unterschiedlich reflektierenden Körperseitenfläche neben der Ver¬ änderung der Farbtemperatur sichergestellt, daß die Beleuchtungs¬ stärke dem Tageslicht entsprechend nachvollzogen wird. Zu diesem Zweck können die einzelnen Reflektorelemente synchron gesteuert werden, gegebenenfalls durch einen vorprogrammierten Regel- mechanismus, so daß der natürliche Ablauf des Tageslichts simuliert wird. Dadurch wird die monotone Beleuchtungsstärke und Farb¬ temperatur der bekannten künstlichen Lichtquellen unterbunden.

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Infolgedessen wird dem menschlichen Organismus auch dann , wenn er unter entsprechenden künstlichen Lichtquellenverhältnissen arbeiten muß, ein natürlicher Stoffwechsel und Hormonhaushalt gewährleistet. Dabei können die Reflektorelemente derart auf die Lichtquelle kon- trolliert ausgerichtet werden, daß sogar der Durchzug von Wolken oder ähnliches vorgetäuscht wird, indem zum Beispiel kürzere Zeit¬ räume von geringerer Beleuchtungsstärke nachvollzogen werden.

Nach einer besonders hervorzuhebenden Ausgestaltung ist der prismen- förmige Körper ein Dreieckprisma, dessen drei Seitenflächen mit von¬ einander abweichender Geometrie versehen sind, wobei deren optische Wirksamkeit ebenfalls unterschiedlich gewählt ist. So ist nach hervor¬ zuhebenden Merkmalen der Erfindung eine der Seitenflächen konvex ausgebildet und zeigt vorzugsweise eine strukturierte Oberfläche. Diese konvexe Seitenfläche, die rot ist oder zumindest eine Rottönung aufweist, stellt sicher, daß verstärkt der Rotanteil des von der künstlichen Lichtquelle stammenden Lichts reflektiert wird, wohingegen der UV-Anteil des Spektrums verringert reflektiert wird. Mittels dieser konvex ausgebildeten roten Seitenfläche des Dreieckprismas soll sicher- gestellt werden , daß die Farbtemperatur im Bereich von ca . 3500 Kelvin liegt. Durch die konvexe Form wird auch erkennbar, daß der Reflexionsgrad im Vergleich zu plan oder konkav geformten Flächen geringer ist.

Die zweite Seitenfläche ist nach der erfindungsgemäßen Lehre plan ausgebildet, zeigt eine gelbe Farbe, um so die UV-Strahlung besonders gut zu reflektieren und die Farbtemperatur auf insgesamt ca. 4500° K zu erhöhen. Durch die ebene Ausbildung kann die Beleuchtungsstärke des von der künstlichen Lichtquelle stammenden Lichts um ca . 12 % angehoben werden.

Schließlich ist die dritte Seitenfläche konkav ausgebildet, zeigt also den höchsten Reflexionsgrad und wirkt silberfarben -dies wird durch eine Spezialaluminiumlegierung insbesondere eine Magnesium-

Aluminium-Legierung erzeugt-, um so zum einen die Helligkeit zu maxim ^a leren und zum anderen die Farbtemperatur auf in etwa 5400 K zu steigern. Dadurch ist auch gleichzeitig die höchste UV-Reflexion von den Reflektorflächen gewährleistet.

Kann die Beleuchtungsstärke zum einen durch die der Lichtquelle zugewandte Fläche des Reflektorelementes bis zu _+ 25 % variiert werden, so geschieht dies außerdem dadurch , daß der freie lichte Abstand zwischen aneinandergrenzenden Kanten von nebeneinander an- geordneten Reflektorelementen während des Drehvorgangs verändert wird, so daß dadurch automatisch der Reflexionsgrad erhöht bzw. verringert wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die direkte von der künstlichen Lichtquelle stammende Strahlung zusätzlich bezüglich der Beleuchtungsstärke und Farbtemperatur verändert werden, indem Folien und/oder verstellbare Reflektoren zum Beispiel in Form von Jalousien angeordnet werden.

Vorzugsweise ist die Reflektoranordnung für eine Leuchtstoffröhre be¬ stimmt, die mit geglättetem Gleichstrom betreibbar ist, wobei während des Betriebes eine Umpolung der Lampenelektroden erfolgt. Dadurch wird zum einen der Stromverbrauch um schätzungsweise 37 % im Vergleich zu den bekannten ausschließlich mit Wechselstrom be- triebenen Leuchtstoffröhren (zum einen durch die Erhöhung der Lumen/Wattleistung um 20%, zum anderen wird der Stromverbrauch gegenüber bekannten Schaltungen um 17% verringert) reduziert, und zum anderen die biologische Wirkung entsprechender Lampen um ca. 300 % erhöht, indem die negativen Auswirkungen wie zum Beispiel optisches Flimmern, elektromagnetische Störfelder usw. ausgeschlossen werden. Dabei dürfte insbesondere eine Leuchtstoffröhre Verwendung finden , wie sie unter der Bezeichnung True Lite auf dem Markt ist und nahezu vollständig das natürliche Sonnenlichtspektrum einschlie߬ lich der UVA- und UVB-Anteile emitiert.

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Weitere Einzelheiten , Vorteile und Merkmale der Erfindung ergebe sich sowohl aus den Ansprüchen als auch aus den in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen :

Fig . 1 Eine mit einer erfindungsgemäßen Reflektoranordnung ver¬ sehene Leuchtstoffröhre,

Fig . 2 in vergrößerter Darstellung die Reflektoranordnung nach Fig. 1 ,

Fig. 3 sine Detaildarstellung eines Reflektorelements gemäß Fig. 2 und

Fig . 4 eine alternative Ausbildung einer Reflektoranordnung gemäß Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 ist eine von einer Reflektoranordnung 10 umgebene künstliche Lichtquelle in Form einer Leuchtstoffröhre 12 dargestellt. Dabei befindet sich die Reflektoranordnung 10 in einem Leuchten¬ gehäuse 13, das zum Beispiel an einer Zimmerdecke angebracht oder von dieser abgehängt werden kann . Die Reflektoranordnung 10 besteht gemäß Fig. 2 zumindest aus teilkranzförmig um die Leuchtstofflampe 12 zum Beispiel auf einem gedachten Zylindermantel oder einer anderen gekrümmten Fläche angeordneten Reflektorelemente 14, um so die von der Leuchtstofflampe 12 kommende Strahlung im gewünschten Umfang hinsichtlich der Farbtemperatur und Helligkeit modifizieren und reflektieren zu können. Die Reflektorelemente 14 werden -wie insbesondere die Fig. 3 verdeutlicht- durch prismenförmige Körper gebildet, . die an ihren Enden Lagerzapfen 16 bzw. 18 aufweisen, mittels derer diese in dem Gehäuse 13 gelagert werden können. Ferner

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können von den Lagerzapfen 16 und/oder 18 zum Beispiel Reibräd o.a. angeordnet sein, die mit an den angrenzenden Reflektorelement in Wechselwirkung treten, um so zum Beispiel über einen an ein Stirnseite des Gehäuses 13 vorhandenen Getriebemotor 20 ein ko trolliertes und synchrones Drehen der Reflektorelemente 14 zu ermö lichen .

Dabei kann zwischen den einzelnen Reibrädern gegebenenfalls e Getriebe angeordnet sein, um die Reflektorelemente 14 zwar gleic zeitig aber im entgegengesetzten Sinne verdrehen zu können. D Steuerung der einzelnen Reflektorelemente 14 kann dabei vorpr grammiert sein, um so im gewünschten Umfang ein Ausrichten auf d Leuchtstofflampe 12 zu gewährleisten, wodurch letztendlich die B leuchtungsstärke und die Farbtemperatur der abgestrahlten Strahlu bestimmt wird.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist die Ausbildung eines jed Reflektσrelementes 14, das bevorzugt ein Dreieckprisma mit geoemtris unterschiedlich ausgebildeten Seitenflächen 22, 24 und 26 ist. D unterschiedliche Ausbildung der Seitenflächen 22, 24, 26 soll neb einer noch zu beschreibenden unterschiedlichen optischen Wirksamke in Bezug auf die einfallende Strahlung sicherstellen, daß die von d künstlichen Lichtquelle in Form der Leuchtstofflampe 12 stammen Strahlung bezüglich Beleuchtungsstärke und/oder Farbtemperat derart variiert wird, daß der Tagesablauf des natürlichen Lich simuliert wird.

So ist die Fläche 22 in Bezug auf die Leuchtstofflampe 12 konk ausgebildet, ist vorzugsweise mittels einer Spezialaluminiu legieru wie zum Beispiel eine Magnesium-Aluminium-Legierung silberfarben un weist optische Eigenschaften auf, die sicherstellen, daß die B leuchtungsstärke erhöht und eine Farbtemperatur der von der Leuch stofflampe 12 stammenden Strahlung auf in etwa 5400° K eingestel wird.

Die Seitenfläche 24 ist dagegen plan ausgebildet , reflektiert zwar ebenfalls die UV-Strahlung gut, jedoch in einem geringeren Anteil als die konkav ausgebildete Fläche 22 , und stellt die Farbtemperatur des abgegebenen Lichts auf in etwa 450° K ein. Ferner ist die plane Fläche gelb und halbglänzend. Vorzugsweise werden diese Eigen¬ schaften ebenfalls durch eine Spezialaluminiumlegierung erreicht.

Schließlich ist die dritte Fläche 26 konvex ausgebildet und reflektiert verstärkt den Rotanteil des von der Leuchtstofflampe 12 stammenden Lichts, wobei gleichzeitig im Vergleich zur Fläche 24 eine verringerte UV-Reflexion erfolgt. Der von der Fläche 26 wahrgenommene re¬ flektierte Lichtanteil ist aufgrund der konvexen Form im Vergleich zu den Reflexionsanteilen der anderen Flächen 22 und 24 am geringsten. Ferner ist die konvexe Fläche rot und strukturiert, wodurch gleich- falls der Reflexionsgrad verringert wird.

Durch das Ausrichten der einzelnen Reflektorelemente 14 auf die Leuchtstofflampe 12 wird somit sichergestellt , daß das abgestrahlte Licht dem natürlichen Licht eines Tagesverlaufs entspricht, so daß der natürliche biologisch-physiologische Rhythmus gewährleistet ist. Zu der Dimensionierung ist zu erwähnen , daß der Abstand der auf einem Kreis liegenden Kanten eines jeden Reflektorelements 14 in etwa 18 mm ist, wobei der Abstand zwischen der Leuchtstofflampenoberfläche und dem nächstliegenden Reflektorelement in etwa 40 bis 50 mm beträgt. Auch sei erwähnt, daß anstelle eines Dreieckprismas auch ein Sechseckprisma als Reflektorelement treten kann , wobei diametral angeordnete Seitenflächen in ihrer Geometrie und optischen Eigen¬ schaften gleich gewählt sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die von der Leuchtstoff¬ lampe stammende direkte Strahlung hinsichtlich Beleuchtungsstärke und/oder Farbtemperatur durch vorgesehene Folien oder Reflektoren 28 zusätzlich beeinflußt werden, um gegebenenfalls noch feiner die emitierte Strahlung auf die des natürlichen Tageslichts und dessen Verlauf abstimmen zu können.

Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Reflektoranordnung 10 für eine Leuchtstofflampe 12 bestimmt, die mit einem geglätteten Gleichstrom versorgt wird. Zu diesem Zweck kann die Leuchtstofflampe von einer an das Netz angeschlossenen Gleichrichterschaltung versorgt werden, wie in der Europäischen Patentanmeldung 0062269 desselben Anmelders beschrieben ist. Die von dieser Gleichrichterschaltung stammende Spannung ist dabei weitgehend geglättet, so daß u. a. die bei den bekannten Leuchtstoffröhren auftretenden elektromagnetischen Störfeider oder das optische Flimmern vermieden wird, wodurch physiologisch negative Auswirkungen auf die bei einem von solchen Leuchtstoffröhren stammenden Licht arbeitenden Personen unterbunden werden. Dabei ist wie bereits in der Europäischen Patentanmeldung beschrieben der Gleichrichterschaltung ein periodisch arbeitendes Umpolrelais nach¬ geschaltet, um ein periodisches Umpolen während des Betriebs zu gewährleisten, wodurch eine Kataphorese vermieden wird.