EP2029934B1 - Sanitärarmatur mit wenigstens einer beleuchtungseinrichtung - Google Patents
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- EP2029934B1 EP2029934B1 EP07725686A EP07725686A EP2029934B1 EP 2029934 B1 EP2029934 B1 EP 2029934B1 EP 07725686 A EP07725686 A EP 07725686A EP 07725686 A EP07725686 A EP 07725686A EP 2029934 B1 EP2029934 B1 EP 2029934B1
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- European Patent Office
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- lens body
- light
- sanitary fitting
- partial beam
- beam splitter
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V33/00—Structural combinations of lighting devices with other articles, not otherwise provided for
- F21V33/0004—Personal or domestic articles
- F21V33/004—Sanitary equipment, e.g. mirrors, showers, toilet seats or paper dispensers
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03C—DOMESTIC PLUMBING INSTALLATIONS FOR FRESH WATER OR WASTE WATER; SINKS
- E03C1/00—Domestic plumbing installations for fresh water or waste water; Sinks
- E03C1/02—Plumbing installations for fresh water
- E03C1/04—Water-basin installations specially adapted to wash-basins or baths
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Definitions
- the invention relates to a sanitary fitting with at least one illumination device which has at least two light sources, in particular RGB light sources, with different emission colors for producing light with a color mixed additively from the different emission colors, and with a diffuser for the light.
- at least one illumination device which has at least two light sources, in particular RGB light sources, with different emission colors for producing light with a color mixed additively from the different emission colors, and with a diffuser for the light.
- the bulbs have in such known sanitary fittings the function of illuminating an escaping water jet.
- such bulbs may also have the purpose of signaling actuations of the setting elements or characterizing operating parameters, such as the water temperature and / or the water flow rate. But they can also be provided only to produce a visually appealing design.
- RGB lamps are used to produce light of a symbolizing the prevailing water temperature color. For example, as the water temperature increases, the color of the light changes from blue to red.
- a generic Sanitairarmatur is for example off DE-A-196 54 359 known.
- RGB illuminants have separate basic elements for the primary colors red, green and blue, whose light is incident on a scattering cover glass acting as a diffuser shine. From the viewing side, the cover glass appears in the desired mixed color. To change the mixed color, the lighting elements are driven accordingly. However, the spatial distribution of the lighting elements causes on the viewing side of the cover glass inhomogeneous color representation, in particular color stripes.
- Object of the present invention is to design a sanitary fitting of the type mentioned, in which on the viewing side of the diffuser monochrome as possible with a homogeneous color distribution is visible.
- each light source and the diffuser at least one beam splitter for dividing the light beams is arranged in a main partial beam and a reflected partial beam and in each case a deflection for deflecting the corresponding reflected partial beam is mounted such that the reflected partial beam and meet the main sub-beam in different areas on the diffuser.
- each light source is assigned a beam splitter, which splits the light into two sub-beams and supplies them to two separate regions of the diffuser.
- Each bulb emits in this way an overall larger area. It finds so much better additive mixture of the radiated by the different lamps colors instead, so that the mixed color also appears much more uniform, preferably almost monochrome.
- the beam splitter may have a partially reflecting first particular flat surface which is inclined in particular 45 ° relative to the main beam direction of the incident light, and the deflection can in the beam path of the reflected beam part at least partially reflecting, the first facing, spaced therefrom second, in particular flat surface having substantially the same inclination as the first surface.
- the beam splitter with a corresponding refractive index has a reflectance of about 0.5, so that the light intensities of the main partial beam and the reflected partial beam are approximately equal. In this way, a uniform illumination of the diffuser is achieved at the two impact areas.
- the lens body made of plastic in particular polycarbonate, be.
- Lens body made of plastic are easy to produce.
- the centers of three beam splitters for three lamps can be arranged at the corners of a particular equilateral first triangle and three of the beam splitters corresponding deflection respectively between two beam splitters, in particular at the corners of a similar, by 180 ° with respect to the first triangle whose center axis is rotated second triangle, be arranged.
- the primary colors red, green and blue can be emitted to realize the RGB color model.
- the arrangement at the corners of an equilateral triangle allows a uniform overlap of all three colors.
- the arrangement of the deflecting means which is rotated through 180 °, ensures that the same colors impinge on opposite regions of the diffuser, whereby the mixing of the color components is markedly improved.
- the bulbs can be a red, a green and a blue LED. LEDs are easy to manufacture, robust, small and have a high efficiency.
- FIG. 1 is a generally provided with the reference numeral 10 lens body of an illumination device for a sanitary fitting not otherwise shown.
- the cover is on the light exit side 14 of the lens body 10, in FIGS. 3 to 5 below, arranged.
- the lens body 10 is manufactured in one piece from polycarbonate with optical quality and preferably UV-stabilized; at least its on or illuminated by the light of the LEDs surfaces are ground optically.
- the lateral surfaces of the truncated cones can thus act as reflectors for light coming from the interior of the truncated cones. Then cut each circular truncated cone with two planes, which each run parallel to the central axes, not shown, of the circular truncated cones and intersect each other at an angle of 120 °. The resulting cut surfaces 17, which - since they are intended - only in the auxiliary construction in FIG. 6 are shown, extend over about two-thirds of the height of the circular truncated cones.
- the thus assembled lens body 10 is in the FIGS. 3 to 5 shown.
- the gravity axis 18 is in FIGS. 3 to 5 indicated by dashed lines. It is perpendicular to a base 20 of the lens body 10, which in turn is located on the light exit side 14. Where the cut surfaces 17 abut each other, the circular truncated stumps merge into one another in one piece. Then bring in each case between two circular truncated cones on the side surfaces of the lens body 10 in FIGS. 3 to 5 shown incision 36, whose shape is described in more detail below.
- annular flange 44 is formed, which terminates the light exit side base 20 of the lens body 10 in the circumferential direction.
- the base 20 projects beyond the outermost edges of the base surfaces of the circular truncated cones.
- the base 20 is optically ground.
- each receiving area 16 a in Figures 2 and 5 visible circular cylindrical, slightly conical receiving opening 22 for the corresponding LED.
- the longitudinal axes of the receiving openings 22 extend almost coaxially to the respective central axes of the receiving areas 16 forming circular truncated cones through the corners of an imaginary, second equilateral triangle, which is aligned parallel to the base 20 of the lens body 10.
- the center of gravity of the second equilateral triangle lies on the center of gravity axis 18 of the lens body 10. Its corners lie on a circle 24 which is coaxial with the axis of gravity 18 and which is in FIG. 2 indicated by dashed lines.
- the radius of the circle 24 is about half as large as the radii of the base surfaces of the receiving areas 16 forming circular truncated cones.
- the bisectors of the second triangle are parallel to those of the first equilateral triangle through the corners of the center axes of the circular truncated cones of the receiving areas 16 lead.
- bottoms 26 of the receiving openings 22 are located slightly above half the height of the lens body 10.
- the receiving openings 22 taper towards their bottoms 26; their inner circumferential surfaces are inclined to their longitudinal axes by about 1 °.
- the diameters of the receiving openings 22 at their narrowest points at the level of their bottoms 26 are approximately half the size of the radii of the base areas of the circular truncated cones of the receiving areas 16.
- the diode receiving side 12 facing surfaces of the floors 26 are viewed convexly convex there and each serve as a condenser for the radiated from the corresponding LED light.
- the surfaces are optically ground.
- the red, the blue and the green LED are arranged so that they radiate substantially in the direction of the light exit side 14 (main beam direction).
- the receiving openings 22 are easily accessible from outside the lens body 10.
- the lens body 10 may be integrally molded, and the receiving openings 22 may each be recessed by means of a removable core.
- each receiving opening 22 In extension of each receiving opening 22 is located on the light exit side 14 of each receiving area 16 at a distance below its bottom 26 a in FIGS. 1 and 5 visible, to the light exit side 14 open wedge-shaped beam splitter space 28.
- the beam splitter spaces 28 have rectangular bases, which in the lower view in FIG. 1 is visible.
- Each beam splitter space 28 is bounded by a tangential wall 30 and two radial walls 32 which are all perpendicular to the base 20 of the lens body 10 and by a beam splitter surface 34.
- the tangential wall 30 also extends perpendicularly in a plane the bisector of the first and the second imaginary triangle and limits the axis of gravity 18 of the lens body 10 side facing away from the beam splitter space 28.
- the extension of the beam splitter space 28 in the direction of the bisectors of the imaginary triangles on its open side is slightly smaller than the diameter the receiving openings 22 at their narrowest points in the region of the floors 26th
- the radial walls 32 of a beam splitter space 28 are parallel to each other and perpendicular to the tangential wall 30. Their distance from each other corresponds approximately to the smallest diameter of the receiving openings 22nd
- the beam splitter spaces 28 each, as already mentioned, limited by the beam splitter surface 34, which at a distance in FIGS. 3 to 5 mounted below the bottoms 26 of the receiving openings 22 is.
- the beam splitter surfaces 34 are inclined with respect to the base surfaces 20 of the lens body 10 by 45 °, such that light coming from the receiving openings 22 is partially reflected to the gravity axis 18.
- the centers of the beam splitter surfaces 34 lie on a circle 27 about the axis of gravity 18, which has the same diameter as the circle 24; this is in FIG. 1 visible, noticeable.
- the centers of the beam splitter surfaces 34 are located at the corners of an equilateral triangle, which is congruent to the second triangle, through the corners of the central axes of the overlying receiving openings 22, viewed in the direction of the axis of gravity 18.
- the beam splitter spaces 28 serve essentially to realize the beam splitter surfaces 34. They can be easily recessed in a lens body blank by means of a core during casting in order to obtain the beam splitter surfaces 34 in the one-piece lens body 10.
- the beam splitter surfaces 34 are optically ground.
- the incisions 36 are each located opposite one of the receiving openings 22. They are bounded on their flanks by two parallel, flat flank surfaces 38.
- the flank surfaces 38 extend on both sides at the same distance parallel to each other the plane which is spanned by the center of gravity axis 18 of the lens body 10 and the central axis of the opposite receiving opening 22.
- each recess 36 On the axis of gravity 18 of the lens body 10 side facing each recess 36 is bounded by a flat rear surface 40, which is between the flank surfaces 38 tangent to the circle 24 from the diode receiving side 12 of the lens body 10 to the level of the diode receiving side 12 facing edge of opposite beam splitter surface 34 extends.
- the rear surfaces 40 extend in planes perpendicular to the base surface 20 of the lens body 10 and perpendicular to the flank surfaces 38.
- each incision 36 is delimited by an optically ground mirror surface 42. These are in each case inclined by 45 ° with respect to the base surface 20 in such a way that they divert light which comes from the partially reflecting, respectively opposing beam splitter surface 34 substantially toward the light exit side 14.
- the mirror surfaces 42 thus act as deflection devices for the light.
- the centers of the three mirror surfaces 42 of the cuts 36 corresponding to the beam splitter surfaces 34 are arranged at the corners of a further equilateral triangle rotated by 180 ° with respect to the second triangle about the center of gravity axis 18.
- the notches 36 serve primarily to realize the mirror surfaces 42. They are formed, for example, during the casting of the lens body 10 in a corresponding shape.
- the beam splitter surfaces 34 each divide the light approximately at half intensity into a main partial beam and a reflected partial beam.
- the main partial beams pass through the beam splitter surfaces 34 in the direction of the light exit side 14, emerge from the lens body 10 and strike the cover plate.
- the reflected partial beams are deflected in the direction of the center of gravity axis 18 of the lens body 10.
- each LED on the base 20 of the lens body 10 appears double.
- the reflected partial beams and the main partial beams are scattered and appear on the viewing side as a diffused light with the desired mixed color.
- red, green and blue LEDs instead of the red, green and blue LEDs, other types of light bulbs can also be used.
- the bulbs can also be integrated RGB bulbs.
- the beam splitter surfaces 34 and the mirror surfaces 42 may instead of just be curved. They can also be inclined at an angle other than 45 ° with respect to the base 20 or the main beam directions.
- the corresponding beam splitter surfaces 34 and the mirror surfaces 42 may also have different inclinations.
- the beam splitter surfaces 34 and / or the mirror surfaces 42 may be realized instead of in the form of a single lens body 10 via separate components.
- the lens body 10 may be made of a different suitable translucent material optical quality, such as another plastic or glass instead of polycarbonate.
- the three beam splitter surfaces 34 and the corresponding mirror surfaces 42 may also be arranged differently instead of at the corners of equilateral triangles.
- the mirror surfaces 42 may also be placed in proximity to their associated beam splitter surfaces 34.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Sanitärarmatur mit wenigstens einer Beleuchtungseinrichtung die wenigstens zwei Leuchtmittel, insbesondere RGB-Leuchtmittel, mit unterschiedlichen Abstrahlfarben zur Erzeugung von Licht mit einer aus den unterschiedlichen Abstrahlfarben additiv gemischten Farbe aufweist, und mit einem Diffusor für das Licht.
- Die Leuchtmittel haben bei derartigen bekannten Sanitärarmaturen die Funktion, einen austretenden Wasserstrahl, zu beleuchten. Solche Leuchtmittel können aber auch den Zweck haben, Betätigungen der Einstellelemente zu signalisieren oder Betriebsparameter, wie die Wassertemperatur und/oder die Wasserdurchflussmenge, zu charakterisieren. Sie können aber auch lediglich zur Erzeugung eines optisch ansprechenden Designs vorgesehen sein.
- Bei marktbekannten Sanitärarmaturen werden RGB-Leuchtmittel eingesetzt, um Licht einer die vorherrschende Wassertemperatur symbolisierenden Farbe zu erzeugen. Bei einer Erhöhung der Wassertemperatur verändert sich beispielsweise die Farbe des Lichts von blau nach rot.
- Eine gattungsbildende Sanitairarmatur ist beispielsweise aus
DE-A-196 54 359 bekannt. - Bekannte RGB-Leuchtmittel weisen für die Grundfarben Rot, Grün und Blau getrennte Leuchtelemente auf, deren Licht auf ein als Diffusor wirkendes streuendes Abdeckglas strahlt. Von der Betrachtungsseite erscheint das Abdeckglas in der gewünschten Mischfarbe. Zum Verändern der Mischfarbe werden die Leuchtelemente entsprechend angesteuert. Die räumliche Verteilung der Leuchtelemente bewirkt allerdings auf der Betrachtungsseite des Abdeckglases eine inhomogene Farbdarstellung, insbesondere Farbstreifen.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sanitärarmatur der eingangs genannten Art zu gestalten, bei der auf der Betrachtungsseite des Diffusors möglichst monochromes Licht mit einer homogenen Farbverteilung sichtbar ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen jedem Leuchtmittel und dem Diffusor wenigstens ein Strahlteiler zur Teilung der Lichtstrahlen in einen Haupt-Teilstrahl und einen reflektierten Teilstrahl angeordnet ist und jeweils ein Umlenkmittel zum Umlenken des entsprechenden reflektierten Teilstrahls derart angebracht ist, dass der reflektierte Teilstrahl und der Haupt-Teilstrahl in unterschiedlichen Bereichen auf den Diffusor treffen.
- Erfindungsgemäß ist also jedem Leuchtmittel ein Strahlteiler zugeordnet, welcher das Licht in zwei Teilstrahlen aufteilt und zwei getrennten Bereichen des Diffusors zuführt. Jedes Leuchtmittel strahlt auf diese Weise eine insgesamt größere Fläche an. Es findet so eine wesentlich bessere additive Mischung der von den unterschiedlichen Leuchtmitteln abgestrahlten Farben statt, so dass die Mischfarbe auch deutlich gleichmäßiger, vorzugsweise nahezu monochrom, erscheint.
- Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann der Strahlteiler eine teilreflektierende erste insbesondere ebene Oberfläche aufweisen, die um insbesondere 45° gegenüber der Hauptstrahlrichtung des einstrahlenden Lichts geneigt ist, und das Umlenkmittel kann im Strahlengang des reflektierten Teilstrahls eine wenigstens teilreflektierende, der ersten zugewandte, zu dieser beabstandete zweite insbesondere ebene Oberfläche aufweisen, die im Wesentlichen die gleiche Neigung wie die erste Oberfläche hat. Auf diese Weise kann einfach ein Teil des Lichtes vom eingehenden Lichtstrahl abgetrennt und zum Haupt-Teilstrahl beabstandet auf den Diffusor geleitet werden. Bei einer Neigung der ersten Oberfläche um 45° weist der Strahlteiler bei entsprechendem Brechungsindex einen Reflexionsgrad von etwa 0,5 auf, so dass die Lichtintensitäten des Haupt-Teilstrahls und des reflektierten Teilstrahls etwa gleich sind. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Ausleuchtung des Diffusors an den beiden Auftreffbereichen erzielt.
- Speziell kann jeweils ein gegenüber der Hauptstrahlrichtung geneigter insbesondere ebener Oberflächenbereich eines einzigen Linsenkörpers den Strahlteiler beziehungsweise das Umlenkmittel mit bilden, so dass eine kompaktes optisches System entsteht, welches einfach mit dem/den Leuchtmittel(n) ausgerüstet werden kann.
- Zweckmäßigerweise kann der Linsenkörper aus Kunststoff, insbesondere aus Polycarbonat, sein. Linsenkörper aus Kunststoff sind einfach herstellbar.
- Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform können die Mittelpunkte dreier Strahlteiler für drei Leuchtmittel an den Ecken eines insbesondere gleichseitigen ersten Dreiecks angeordnet sein und dreier den Strahlteilern entsprechender Umlenkmittel jeweils zwischen zwei Strahlteilern, insbesondere an den Ecken eines ähnlichen, um 180° gegenüber dem ersten Dreieck um deren Schwerpunktachse gedrehten zweiten Dreiecks, angeordnet sein. Mit drei Leuchtmitteln können die Grundfarben Rot, Grün und Blau zur Realisierung des RGB-Farbmodells abgestrahlt werden. Die Anordnung an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks ermöglicht eine gleichmäßige Überlappung aller drei Farben. Die um 180° gedrehte Anordnung der Umlenkmittel sorgt dafür, dass jeweils gleiche Farben auf gegenüberliegenden Bereichen des Diffusors auftreffen, wodurch die Durchmischung der Farbkomponenten deutlich verbessert wird.
- Vorzugsweise können die Leuchtmittel eine rote, eine grüne und eine blaue LED sein. LEDs sind einfach herstellbar, robust, klein und haben einen hohen Wirkungsgrad.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen
- Figur 1
- schematisch die Untersicht eines Linsenkörpers einer Beleuchtungseinrichtung mit drei LEDs für eine Sanitärarmatur;
- Figur 2
- schematisch den Linsenkörper aus
Figur 1 in Draufsicht; - Figur 3
- schematisch den Linsenkörper aus den
Figuren 1 und 2 in einer Seitenansicht; - Figur 4
- schematisch den Linsenkörper aus den
Figuren 1 und 2 in einer anderen Seitenansicht; - Figur 5
- schematisch den Linsenkörper aus
Figur 2 im Axialschnitt entlang der dortigen Schnittlinie V-V; - Figur 6
- schematisch eine Hilfskonstruktion zur Verdeut- lichung der Außenkonturen des Linsenkörpers aus den
Figuren 1 bis 5 . - In
Figur 1 ist ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 versehener Linsenkörper einer ansonsten nicht gezeigten Beleuchtungseinrichtung für eine Sanitärarmatur dargestellt. - Mit dem Linsenkörper 10 wird das von jeweils einer nicht gezeigten, von einer Diodenaufnahmeseite 12 her, in
Figuren 3 bis 5 oben, eingebrachten roten, grünen und blauen LED abgestrahlte Licht so verteilt, dass es mittels einer nicht gezeigten, das Licht streuenden, lichtdurchlässigen Abdeckscheibe nach dem RGB-Farbmodell additiv gemischt werden kann. Die Abdeckscheibe ist auf der Lichtaustrittsseite 14 des Linsenkörpers 10, inFiguren 3 bis 5 unten, angeordnet. - Der Linsenkörper 10 ist einstückig aus Polycarbonat mit optischer Güte hergestellt und vorzugsweise UV-stabilisiert; wenigstens seine mit dem Licht der LEDs an- beziehungsweise durchstrahlten Oberflächen sind optisch geschliffen.
- Der Linsenkörper 10 läßt sich auf folgende Weise zusammengesetzt denken, die mit einer in
Figur 6 gezeigten Hilfskonstruktion verdeutlicht wird, welche den Linsenkörper 10 in seine gedachten Einzelkomponenten zerlegt in der Draufsicht zeigt: - Man nehme drei identische gerade Kegelstümpfe, welche jeweils einen Aufnahmebereich 16 für jeweils eine der LEDs bilden. Die Mantellinien der Kreiskegelstümpfe sind von außen betrachtet leicht konvex vorzugsweise parabelförmig, insbesondere in Anlehnung an eine Fraen-Linse, gebogen und die Mantelflächen sind optisch geschliffen. Die
- Mantelflächen der Kegelstümpfe können so für Licht, das vom Inneren der Kegelstümpfe kommt, als Reflektoren wirken. Dann schneide man jeden Kreiskegelstumpf mit zwei Ebenen, welche jeweils parallel zu den nicht gezeigte Mittelachsen der Kreiskegelstümpfe verlaufen und sich gegenseitig unter einem Winkel von 120° schneiden. Die so entstehenden Schnittflächen 17, welche - da sie gedacht sind - lediglich in der Hilfskonstruktion in
Figur 6 gezeigt sind, erstrecken sich etwa über zweidrittel der Höhe der Kreiskegelstümpfe. Anschließend setze man die drei geschnittenen Kreiskegelstümpfe in Richtung der Pfeile 19 mit ihren Schnittflächen 17 aneinander, derart, dass ihre Mittelachsen parallel zueinander an den Ecken eines ersten gedachten gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind, dessen Schwerpunkt auf der Schwerpunktachse 18 des Linsenkörpers 10 liegt. Der so zusammengesetzte Linsenkörper 10 ist in denFiguren 3 bis 5 gezeigt. Die Schwerpunktachse 18 ist inFiguren 3 bis 5 gestrichelt angedeutet. Sie steht senkrecht auf einer Grundfläche 20 des Linsenkörpers 10, welche sich ihrerseits auf der Lichtaustrittsseite 14 befindet. Dort, wo die Schnittflächen 17 aneinander liegen, gehen die Kreiskegelstümpfe einstückig ineinander über. Daraufhin bringe man jeweils zwischen zwei Kreiskegelstümpfen an den Seitenflächen des Linsenkörpers 10 einen inFiguren 3 bis 5 gezeigten Einschnitt 36 ein, dessen Form weiter unten noch näher beschrieben ist. - An die Grundflächen der Kreiskegelstümpfe ist ein ringförmiger Flansch 44 angeformt, welcher die lichtaustrittsseitige Grundfläche 20 des Linsenkörpers 10 in Umfangsrichtung abschließt. Die Grundfläche 20 überragt die äußersten Ränder der Grundflächen der Kreiskegelstümpfe. Die Grundfläche 20 ist optisch geschliffen.
- Von der Diodenaufnahmeseite 12 führt in jeden Aufnahmebereich 16 eine in
Figuren 2 und5 sichtbare kreiszylinderförmige, leicht konische Aufnahmeöffnung 22 für die entsprechende LED. - Die Längsachsen der Aufnahmeöffnungen 22 verlaufen nahezu koaxial zu den jeweiligen Mittelachsen der die Aufnahmebereiche 16 bildenden Kreiskegelstümpfe durch die Ecken eines gedachten, zweiten gleichseitigen Dreiecks, welches parallel zur Grundfläche 20 des Linsenkörpers 10 ausgerichtet ist. Der Schwerpunkt des zweiten gleichseitigen Dreiecks liegt auf der Schwerpunktachse 18 des Linsenkörpers 10. Seine Ecken liegen auf einem zur Schwerpunktachse 18 koaxialen Kreis 24, welcher in
Figur 2 gestrichelt angedeutet ist. Der Radius des Kreises 24 ist etwa halb so groß ist wie die Radien der Grundflächen der die Aufnahmebereiche 16 bildenden Kreiskegelstümpfe. Die Seitenhalbierenden des zweiten Dreiecks verlaufen parallel zu denen des ersten gleichseitigen Dreiecks, durch dessen Ecken die Mittelachsen der Kreiskegelstümpfe der Aufnahmebereiche 16 führen. - Die in
Figuren 2 und5 sichtbaren Böden 26 der Aufnahmeöffnungen 22 befinden sich etwas oberhalb der halben Höhe des Linsenkörpers 10. Die Aufnahmeöffnungen 22 verjüngen sich zu ihren Böden 26 hin; ihre Innenmantelflächen sind zu ihren Längsachsen um etwa 1° geneigt. Die Durchmesser der Aufnahmeöffnungen 22 an ihren engsten Stellen auf Höhe ihrer Böden 26 sind etwa halb so groß wie die Radien der Grundflächen der Kreiskegelstümpfe der Aufnahmebereiche 16. - Die der Diodenaufnahmeseite 12 zugewandten Oberflächen der Böden 26 sind von dort aus betrachtet konvex gewölbt und dienen jeweils als Kondensor für das von der entsprechenden LED abgestrahlte Licht. Die Oberflächen sind optisch geschliffen.
- In den Aufnahmeöffnungen 22 sind, in den Figuren nicht dargestellt, die rote, die blaue beziehungsweise die grüne LED so angeordnet, dass sie im Wesentlichen in Richtung der Lichtaustrittsseite 14 strahlen (Hauptstrahlrichtung).
- Die Aufnahmeöffnungen 22 sind von außerhalb des Linsenkörpers 10 leicht zugänglich. Auf diese Weise kann der Linsenkörper 10 einstückig gegossen sein, und die Aufnahmeöffnungen 22 können jeweils mittels eines entfernbaren Kernes ausgespart werden.
- In Verlängerung jeder Aufnahmeöffnung 22 befindet sich auf der Lichtaustrittsseite 14 jedes Aufnahmebereichs 16 in einem Abstand unterhalb ihres Bodens 26 ein in
Figuren 1 und5 sichtbarer, zur Lichtaustrittsseite 14 offener keilförmiger Strahlteiler-Raum 28. Die Strahlteiler-Räume 28 haben rechteckige Grundflächen, was in der Untersicht inFigur 1 sichtbar ist. Jeder Strahlteiler-Raum 28 wird von einer Tangential-Wand 30 und zwei Radial-Wänden 32 begrenzt, welche alle senkrecht zur Grundfläche 20 des Linsenkörpers 10 verlaufen, sowie von einer Strahlteilerfläche 34. Die Tangential-Wand 30 verläuft darüber hinaus in einer Ebene senkrecht zu der Seitenhalbierenden des ersten beziehungsweise des zweiten gedachten Dreiecks und begrenzt die der Schwerpunktachse 18 des Linsenkörpers 10 abgewandte Seite des Strahlteiler-Raums 28. Die Ausdehnung des Strahlteiler-Raums 28 in Richtung der Seitenhalbierenden der gedachten Dreiecke auf seiner offenen Seite ist etwas kleiner als der Durchmesser der Aufnahmeöffnungen 22 an ihren engsten Stellen im Bereich der Böden 26. - Die Radial-Wände 32 eines Strahlteiler-Raums 28 verlaufen parallel zueinander und senkrecht zu der Tangential-Wand 30. Ihr Abstand zueinander entspricht etwa dem kleinsten Durchmesser der Aufnahmeöffnungen 22.
- Diodenaufnahmeseitig werden die Strahlteiler-Räume 28 jeweils, wie schon erwähnt, durch die Strahlteilerfläche 34 begrenzt, welche in einem Abstand in
Figuren 3 bis 5 unterhalb der Böden 26 der Aufnahmeöffnungen 22 angebracht ist. Die Strahlteilerflächen 34 sind bezüglich der Grundflächen 20 des Linsenkörpers 10 um 45° geneigt, derart, dass von den Aufnahmeöffnungen 22 kommendes Licht teilweise zur Schwerpunktachse 18 reflektiert wird. Die Mittelpunkte der Strahlteilerflächen 34 liegen auf einem Kreis 27 um die Schwerpunktachse 18, welcher den gleichen Durchmesser wie der Kreis 24 hat; dies ist inFigur 1 sichtbar. Insgesamt befinden sich die Mittelpunkte der Strahlteilerflächen 34 an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks, welches zum zweiten Dreieck, durch dessen Ecken die Mittelachsen der darüberliegenden Aufnahmeöffnungen 22 verlaufen, in Richtung der Schwerpunktachse 18 betrachtet deckungsgleich ist. - Die Strahlteiler-Räume 28 dienen im Wesentlich der Realisierung der Strahlteilerflächen 34. Sie können leicht in einem Linsenkörper-Rohling mittels eines Kerns beim Gießen ausgespart werden, um die Strahlteilerflächen 34 in dem einstückigen Linsenkörper 10 zu erhalten. Die Strahlteilerflächen 34 sind optisch geschliffen.
- Des Weiteren weisen die Seitenflächen des Linsenkörpers 10 jeweils zwischen zwei Aufnahmebereichen 16 die bereits erwähnten Einschnitte 36 auf; die Einschnitte 36 sind in
Figuren 2 bis 5 sichtbar. Die Einschnitte 36 befinden sich jeweils gegenüber einer der Aufnahmeöffnungen 22. Sie werden an ihren Flanken von zwei parallelen, ebenen Flankenflächen 38 begrenzt. Die Flankenflächen 38 verlaufen beidseitig in gleichem Abstand parallel jeweils zu der Ebene, welche durch die Schwerpunktachse 18 des Linsenkörpers 10 und die Mittelachse der gegenüberliegenden Aufnahmeöffnung 22 aufgespannt wird. - Auf der der Schwerpunktachse 18 des Linsenkörpers 10 zugewandten Seite wird jeder Einschnitt 36 von einer ebenen rückseitigen Fläche 40 begrenzt, welche sich zwischen den Flankenflächen 38 tangential zu dem Kreis 24 von der Diodenaufnahmeseite 12 des Linsenkörpers 10 bis auf Höhe des der Diodenaufnahmeseite 12 zugewandten Randes der gegenüberliegenden Strahlteilerfläche 34 erstreckt. Die rückseitigen Flächen 40 verlaufen in Ebenen senkrecht zur Grundfläche 20 des Linsenkörpers 10 und senkrecht zu den Flankenflächen 38.
- Auf der der Lichtaustrittsseite 14 zugewandten Seite wird jeder Einschnitt 36 durch eine optisch geschliffene Spiegelfläche 42 begrenzt. Diese sind jeweils um 45° bezüglich der Grundfläche 20 derart geneigt, dass sie Licht, welches von der teilreflektierenden jeweils gegenüberliegenden Strahlteilerfläche 34 kommt, im Wesentlichen zur Lichtaustrittsseite 14 hin umlenken. Die Spiegelflächen 42 wirken so als Umlenkeinrichtungen für das Licht.
- Die Mittelpunkte der drei den Strahlteilerflächen 34 entsprechenden Spiegelflächen 42 der Einschnitte 36 sind an den Ecken eines um 180° gegenüber dem zweiten Dreieck um die Schwerpunktachse 18 gedrehten, zu diesem ähnlichen, weiteren gleichseitigen Dreiecks angeordnet.
- Die Einschnitte 36 dienen in erster Linie zur Realisierung der Spiegelflächen 42. Sie entstehen beispielsweise beim Gießen des Linsenkörpers 10 in einer entsprechenden Form.
- Der Linsenkörper 10 wirkt wie folgt:
- Das von den LEDs abgestrahlte Licht tritt über die konvexen Oberflächen der Böden 26 der jeweiligen Aufnahmeöffnung 22 in den Linsenkörper 10 ein und trifft dort auf die entsprechenden Strahlteilerflächen 34.
- Die Strahlteilerflächen 34 teilen das Licht jeweils etwa mit halber Intensität in einen Haupt-Teilstrahl und einen reflektierten Teilstrahl auf.
- Die Haupt-Teilstrahlen durchstrahlen nach den allgemeinen Brechungsgesetzen die Strahlteilerflächen 34 in Richtung der Lichtaustrittsseite 14, treten dort aus dem Linsenkörper 10 aus und treffen auf die Abdeckscheibe. Die reflektierten Teilstrahlen werden in Richtung der Schwerpunktachse 18 des Linsenkörpers 10 umgelenkt.
- Die Spiegelflächen 42 lenken die von den gegenüberliegenden Strahlteilerflächen 34 kommenden reflektierten Teilstrahlen jeweils zur Grundfläche 20 des Linsenkörpers 10 hin um, wo sie in den entsprechenden Haupt-Teilstrahlen gegenüberliegenden Bereichen aus der Grundfläche 20 des Linsenkörpers 10 austreten und auf die Abdeckscheibe treffen. Von der Lichtaustrittsseite 14 aus betrachtet erscheint also jede LED auf der Grundfläche 20 des Linsenkörpers 10 doppelt.
- Mit der Abdeckscheibe werden die reflektierten Teilstrahlen und die Haupt-Teilstrahlen gestreut und erscheinen auf der Betrachtungsseite als diffuses Licht mit der gewünschten Mischfarbe.
- Bei dem oben beschriebenen Linsenkörper 10 sind unter anderem folgende Modifikationen möglich:
- Der Linsenkörper 10 kann statt für drei auch für mehr oder weniger als drei LEDs ausgebildet sein.
- Anstelle der roten, grünen und blauen LED können auch andersartige Leuchtmittel verwendet werden. Die Leuchtmittel können auch integrierte RGB-Leuchtmittel sein.
- Statt der streuenden Abdeckscheibe kann auch ein andersartiger Diffusor eingesetzt werden.
- Die Strahlteilerflächen 34 und die Spiegelflächen 42 können statt eben auch gekrümmt sein. Sie können auch unter einem anderen Winkel als 45° gegenüber der Grundfläche 20 oder der Hauptstrahlrichtungen geneigt sein. Die entsprechenden Strahlteilerflächen 34 und die Spiegelflächen 42 können auch unterschiedliche Neigungen aufweisen. Anstelle der Spiegelflächen 42 können auch teilreflektierende Oberflächen einer andersartigen Umlenkeinrichtung vorgesehen sein, mit der der reflektierte Teilstrahl umgelenkt wird. Insbesondere können die Strahlteilerflächen 34 und/oder die Spiegelflächen 42 statt in Form eines einzigen Linsenkörpers 10 auch über separate Bauteile realisiert sein.
- Der Linsenkörper 10 kann statt aus Polycarbonat auch aus einem andersartigen geeigneten lichtdurchlässigen Material optischer Güte, beispielsweise einem anderen Kunststoff oder Glas, sein.
- Die drei Strahlteilerflächen 34 und die entsprechenden Spiegelflächen 42 können statt an den Ecken gleichseitiger Dreiecke auch andersartig angeordnet sein. Die Spiegelflächen 42 können auch in Nachbarschaft zu den ihnen zugeordneten Strahlteilerflächen 34 plaziert sein.
Claims (6)
- Sanitärarmatur mit wenigstens einer Beleuchtungseinrichtung, die wenigstens zwei Leuchtmittel, insbesondere RGB-Leuchtmittel, mit unterschiedlichen Abstrahlfarben zur Erzeugung von Licht mit einer aus den unterschiedlichen Abstrahlfarben additiv gemischten Farbe aufweist, und mit einem Diffusor für das Licht,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen jedem Leuchtmittel und dem Diffusor wenigstens ein Strahlteiler (34) zur Teilung der Lichtstrahlen in einen Haupt-Teilstrahl und einen reflektierten Teilstrahl angeordnet ist und jeweils ein Umlenkmittel (42) zum Umlenken des entsprechenden reflektierten Teilstrahls derart angebracht ist, dass der reflektierte Teilstrahl und der Haupt-Teilstrahl in unterschiedlichen Bereichen auf den Diffusor treffen. - Sanitärarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlteiler eine teilreflektierende erste insbesondere ebene Oberfläche (34) aufweist, die um insbesondere 45° gegenüber der Hauptstrahlrichtung des einstrahlenden Lichts geneigt ist, und das Umlenkmittel im Strahlengang des reflektierten Teilstrahls eine wenigstens teilreflektierende, der ersten zugewandte, zu dieser beabstandete zweite insbesondere ebene Oberfläche (42) aufweist, die im Wesentlichen die gleiche Neigung wie die erste Oberfläche (34) hat.
- Sanitärarmatur nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein gegenüber der Hauptstrahlrichtung geneigter insbesondere ebener Oberflächenbereich (34, 42) eines einzigen Linsenkörpers (10) den Strahlteiler beziehungsweise das Umlenkmittel mit bilden.
- Sanitärarmatur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Linsenkörper (10) aus Kunststoff, insbesondere aus Polycarbonat, ist.
- Sanitärarmatur nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelpunkte dreier Strahlteiler (34) für drei Leuchtmittel an den Ecken eines insbesondere gleichseitigen ersten Dreiecks angeordnet sind und die Mittelpunkte dreier den Strahlteilern (34) entsprechender Umlenkmittel (42) jeweils zwischen zwei Strahlteilern (34), insbesondere an den Ecken eines ähnlichen, um 180° gegenüber dem ersten Dreieck um dessen Schwerpunktachse gedrehten zweiten Dreiecks, angeordnet sind.
- Sanitärarmatur nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel eine rote, eine grüne und eine blaue LED sind.
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