Unterwasserscheinwerfer und Sicherheitssystem
Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst einen Unterwasser scheinwerf er, vorzugsweise für den Einbau in eine Wandnische eines Schwimmbeckens und weiter insbesondere für ein Sicherheitssystem zur Überwachung des Unterwasserbereichs eines Schwimmbeckens. Der Unterwasserscheinwerfer umfasst ein Gehäuse, dessen Innenraum von zumindest einer lichtdurchlässigen Frontscheibe berandet wird. Im Innenraum des Gehäuses ist zumindest ein oder mehrere Lichtstrahler angeordnet.
Derartige Unterwasserscheinwerfer dienen in Schwimmbädern zur Beleuchtung des Unterwasserbereichs und lassen sich an den Wänden des Schwimmbeckens im Bereich darin seitlich eingelassener sog. Einbaunischen montieren. Um eine gewünschte Lichtintensität und - Verteilung zu erreichen, kann ein herkömmlicher Unterwasserscheinwerfer mehrere Lichtstrahler bzw. Lichtquellen mit geeigneter Lichtleistung aufweisen. Der Lichtbedarf ist im Regelfall so groß, dass selbst bei Verwendung von sog. energiesparenden Leuchtmitteln in den Lichtstrahlern im Betrieb eine erhebliche Wärme entstehen kann. Hiervon unabhängig ist auch ein Sicherheitssystem für Schwimmbecken bekannt, das eine Anzahl von unter Wasser in die Wand des Schwimmbeckens eingebaute und bspw. an einen Computer angeschlossene Kameras aufweist. Die Unterwasseraufnahmen können mittels geeigneter Einrichtungen, insbesondere mittels Bearbeitungssoftware, auf das Vorhandensein bestimmter Bild- strukturen, die bspw. einem menschlichen Körper ähneln, untersucht werden, insbesondere um einen regungslosen Menschen zu erkennen. Jede Kamera befindet sich in einem gedichteten Gehäuse zum Einbau an einer Einbaunische einer Schwimmbeckenwand.
In der Praxis haben sich für Einbaunischen in der Vergangenheit bestimmte typische Abmessungen am Markt durchgesetzt. Die Kamera-Gehäuse sind daher bzgl. Form und Größe so ausgeführt, dass sie anstelle eines an einem
Schwimmbecken bereits verbauten herkömmlichen Unterwasserscheinwerfers nach dessen Ausbau in der Einbaunische montiert werden können. Dies führt allerdings nachteilig zu der Folge, dass dann der betreffende Unterwasserbereich nur noch schwächer beleuchtet ist, was sich insbesondere auch nachteilig auf die Bildqualität der Kamera auswirkt. Bei bestehenden Schwimmbecken, bei denen die Anzahl der Einbaunischen bereits fest vorgegeben ist, musste diese Einschränkung bisher in Kauf genommen werden. Bei der Neuplanung von Schwimmbecken kann zur Bestückung der Beckenwände mit Einbau-Kameras und einer ausreichenden Anzahl von Einbau-Scheinwerfern eine entsprechend große Zahl von Einbaunischen eingeplant werden, was allerdings zu einem hö- heren Aufwand und hohen Kosten führt.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Unterwasserscheinwerfer der eingangs genannten Art vorteilhaft weiterzubilden, so dass insbesondere einzelne oder mehrere der zuvor beschriebenen Ein- schränkungen möglichst weitgehend vermieden werden können.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß zunächst und im Wesentlichen in Verbindung mit dem Merkmal gelöst, dass im Innenraum des Gehäuses zumindest eine Kamera angeordnet ist, deren optische Achse (bzw. deren geradli- rüge Verlängerung) in Kamerablickrichtung durch die lichtdurchlässige Frontscheibe verläuft. Eine derartige Integration einer Kamera in einen Unterwasserscheinwerfer wurde im Stand der Technik u. a. aufgrund des begrenzten Einbauraumes in Einbaunischen, worin sich die beschriebene Problematik der
Aufheizung im Betrieb verschärft, wie auch bspw. aufgrund der bei den Einbau-Gehäusen für Schwimmbecken bzgl. der Sicherheit bestehenden Anforderungen an die Gestaltung der Gehäusefront nicht in Betracht gezogen. Der erfindungsgemäße Unterwasserscheinwerfer, in dessen Gehäuse eine Kamera angeordnet ist, erfüllt als Einbau-Einheit, die zum Einbau in nur eine einzelne Einbaunische bestimmt ist, mittels dem bzw. den darin eingebauten Lichtstrahlern einerseits und der Kamera andererseits zwei Funktionen in einem. Der erfindungsgemäße Unterwasserscheinwerfer mit darin integrierter Kamera vereinigt in einer Einbaunische die Funktionalitäten eines Scheinwerfers und der Kamera in einer Einbau-Einheit, so dass dafür nicht wie im Stand der Technik zwei Einbaunischen, sondern zur Montage nur noch eine gemeinsame Einbaunische erforderlich ist. Die äußeren Abmessungen sind vorzugsweise so gewählt, dass sich der erfindungsgemäße Unterwasserscheinwerfer mit darin integrierter Kamera in herkömmliche Einbaunischen mit üblichen Abmessungen einbauen lässt. Durch die räumliche Nähe von Kamera und Lichtstrahlern kann das Blickfeld der Kamera mit einer gewünschten Lichtverteilung aufgehellt werden. Dabei wird unter der optischen Achse der Kamera eine gedachte Mittenachse oder Symmetrieachse der Kamera verstanden, die in einer zu ihrer Abbildungsebene senkrechten Richtung durch den Mittelpunkt des Kamerabil- des verläuft. Als insofern gedachte geometrische Linie besitzt die optische Achse keine definierte Länge. Ordnet man der optischen Achse als Bedeutung eine nur auf das Kameraobjektiv begrenzte Länge zu, versteht sich, dass die optische Achse in ihrer gedachten geradlinigen Verlängerung durch die lichtdurchlässige Frontscheibe tritt. Würde man dem Begriff optische Achse andererseits die Bedeutung zuordnen, dass die optische Achse eine unbegrenzte Länge besitzt, erstreckt sich die optische Achse selbst durch die Frontscheibe. Mit anderen Worten tritt zufolge der Anordnung und Ausrichtung der Kamera in dem Gehäuse eine gedachte gerade Linie unbegrenzter Länge, die mit der optische
Achse zusammenfällt, durch die lichtdurchlässige Frontscheibe hindurch. Die Frontscheibe kann vorzugsweise aus Glas, insbesondere aus gehärtetem Sicherheitsglas, hergestellt sein. Zweckmäßig ist ein Glas, das gegen Inhaltsstoffe von Schwimmbadwasser nach DIN 19634 beständig ist. Bevorzugt ist auch, dass die Frontscheibe insgesamt oder zumindest in einem Scheibenteilbereich, durch den die optische Achse bzw. gerade Verlängerung der optischen Achse der Kamera tritt, klartransparent ausgebildet ist. Dabei kann ein Grad an Klartransparenz ausreichen, der zur Bildaufzeichnung von in dem Schwimmbecken befindlichen Gegenständen ausreichend ist. Vorzugsweise kann die Kamera ein zu ihrer optischen Achse rotationssymmetrisches Blickfeld aufweisen, bspw. mit einem Blickwinkel im Bereich zwischen 160° und 180°. Das Gehäuse kann je nach Anforderungen bspw. an einen lösbaren Einbau an einer an sich bekannten Einbaunische oder an einen festen Einbau angepasst sein. Der erfindungsgemäße Unterwasserscheinwerfer mit darin integrierter Kamera könnte auf- grund der erläuterten zweifachen Funktionalität auch als Unterwasserkamera mit darin bzw. mit in deren Gehäuse integriertem Scheinwerfer, der einen oder mehrere Lichtstrahler umfassen kann, bezeichnet werden.
Der erfindungs gemäße Unterwasserscheinwerfer kann auf vielfältige Weise vorteilhaft weitergebildet werden. Es besteht die Möglichkeit, dass er mehrere Lichtstrahler aufweist, zwischen denen die Kamera angeordnet ist. So besteht die Möglichkeit, dass das Kamerablickfeld gleichmäßig und insbesondere in verschiedenen Richtungen ausgeleuchtet wird. Auch besteht die Möglichkeit, dass jeder Lichtstrahler eine lichtemittierende Diode (LED) oder bspw. mehre- re, insbesondere zu einer LED-Gruppe zusammengefasste, LEDs umfasst. Insbesondere können LEDs gewählt und entsprechende Mittel vorgesehen sein, so dass die LEDs in ihrer Helligkeit variabel einstellbar sind. Insbesondere in diesem Zusammenhang ist bevorzugt, dass der Unterwasserscheinwerfer zumin-
dest einen Temperatursensor zur Messung der Temperatur in dem Innenraum des Gehäuses und eine Regeleinrichtung aufweist, welche bei einem Temperaturanstieg im Gehäuse die Helligkeit der Lichtstrahler, insbesondere der LEDs, so reduziert, dass eine vorwählbare bzw. vorgewählte Temperatur in dem Ge- häuse nicht überschritten wird. Die Lichtstrahler bzw. LEDs können dazu bspw. mit einem zum Dimmen geeigneten Vorschaltgerät verbunden sein. Es können weiße und/ oder farbige LEDs zum Einsatz kommen. Geeignet sind auch LEDs, die je nach anliegenden Spannungen in verschiedenen Farben leuchten können. Vorzugsweise werden energiesparende LEDs eingesetzt, die einen hohen Wirkungsgrad haben, d. h. im Verhältnis zu ihrer Lichtleistung vergleichsweise geringe Wärme abgeben. Bevorzugt ist vorgesehen, dass mehrere, beispielsweise sechs, LED-Gruppen vorhanden sind, wobei vorzugsweise zwischen einer jeweiligen LED-Gruppe und der Frontscheibe eine die LEDs der LED-Gruppe gemeinsam überdeckende, vorzugsweise für jede LED eine Linse aufweisende, Linsenscheibe angeordnet ist.
Als zweckmäßig wird angesehen, dass zumindest zwei Lichtstrahler, insbesondere LED-Gruppen, so angeordnet sind, dass sie sich in einer zu der optischen Achse der Kamera senkrechten Betrachtungsebene auf einer die optische Achse der Kamera senkrecht kreuzenden Längsmittellinie von der Kamera äquidistant auf gegenüberliegenden Seiten der Kamera befinden. Dabei besteht die Möglichkeit, dass die Linsenscheiben jeder dieser beiden LED-Gruppen so ausgebildet sind, dass von den LEDs einfallendes Licht zu der Frontscheibe hin mit elliptischer Intensitätsverteilung austritt. Dabei ist bevorzugt, dass die im Ver- gleich zu der Ellipsennebenachse längere Ellipsenhauptachse jeweils senkrecht zu der Längsmittellinie und zu der optischen Achse der Kamera orientiert ist. Alternativ könnte sich die Ellipsenhauptachse bspw. parallel zu der Längsmittellinie erstrecken.
Alternativ oder kombinativ können zwei Lichtstrahler, insbesondere LED- Gruppen, so angeordnet sein, dass sie sich in einer zu der optischen Achse der Kamera senkrechten Betrachtungsebene auf einer von der Längsmittellinie pa- rallel beabstandeten ersten Längslinie auf den beiden gegenüberliegenden Seiten einer die optische Achse und die Längsmittellinie senkrecht schneidenden Quermittellinie und in von der Quermittellinie gleichem Abstand befinden. Beispielsweise können die Linsenscheiben jeder dieser beiden LED-Gruppen so ausgebildet sein, dass von den LEDs einfallendes Licht zu der Frontscheibe hin mit rotationssymmetrischer Intensitäts Verteilung, bspw. mit einem Lichtaustrittswinkel von 25°, austritt.
Alternativ oder kombinativ kann der Unterwasserscheinwerfer zwei Lichtstrahler, insbesondere LED-Gruppen, aufweisen, die so angeordnet sind, dass sie sich in einer zur optischen Achse der Kamera senkrechten Betrachtungsebene auf einer von der Längsmittellinie parallel beabstandeten zweiten Längslinie auf den beiden gegenüberliegenden Seiten einer die optische Achse und die Längsmittellinie senkrecht schneidenden Quermittellinie und in von der Quermittellinie gleichem Abstand befinden, wobei sich die erste Mittellinie und die zweite Mittellinie auf gegenüberliegenden Seiten der Längsmittellinie erstrecken. Bei diesen Lichtstrahlern kann bspw. vorgesehen sein, dass die Linsenscheiben so ausgebildet sind, dass von den LEDs einfallendes Licht zu der Frontscheibe hin ebenfalls mit rotationssymmetrischer Identitätsverteilung, bspw. mit einem mit einem vergleichsweise größeren Lichtaustrittswinkel von bspw. 40°, austritt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird als zweckmäßig angesehen, dass die Frontscheibe eine an der Scheinwerferfront nach außen hervortretende
Ausformung aufweist, durch welche die optische Achse der Kamera zumindest in gradliniger Verlängerung hindurchtritt. Insbesondere kann die Ausformung in der von der optischen Achse der Kamera vorgegebenen Richtung über eine von der Außenseite einer Frontblende vorgegebene Frontebene hervortreten. Durch den im Inneren der Ausformung gebildeten Hohlraum wird der Innenraum des Gehäuses vergrößert, so dass mehr Raum für die Verteilung von Wärme der Lichtstrahler vorhanden ist. Die Ausformung kann in bzw. parallel zu der Richtung der optischen Achse eine Erstreckung aufweisen, die im Bereich von mehreren Millimetern oder Zentimetern liegt. Dies ermöglicht es ins- besondere, dass die Kamera in Richtung der optischen Achse in Relation zu den Lichtstrahlern bzw. LEDs hervorsteht, um so einen größeren Abstand zu erreichen. Insbesondere kann sich die Frontöffnung bzw. die Frontlinse der Kamera bis in die Ausformung hinein erstrecken. Es besteht die Möglichkeit, dass die Frontscheibe eine Ausformung aufweist bzw. ausbildet, die entlang eines randseitigen Übergangsbereiches, insbesondere an ihrer Außenseite konkav gewölbt, in einen ebenen Scheibenbereich der Frontscheibe übergeht. Alternativ oder kombinativ ist bevorzugt, dass die Frontscheibe in dem inneren, von dem Übergangsbereich umrandeten Schei- benbereich an ihrer Außenseite zumindest bereichsweise oder überall konvex gewölbt ist. Eine konvexe Wölbung geht dabei mit einer von dem Gehäuseinneren weggerichteten Auswölbung einher. Anstelle einer gewölbten bzw. gerundeten Ausgestaltung der Ausformung kann alternativ eine eckige Ausformung vorgesehen sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Ausformung in einer zu der optischen Achse der Kamera senkrecht orientierten Betrachtungsebene in einer Längsrichtung eine größere Erstreckung als in einer zu der Längsrichtung senk-
rechten Querrichtung aufweisen. Insbesondere ist ein im Wesentlichen rechteckiger Grundriss bevorzugt, dessen Schmalseiten außen leicht konvex gewölbt verlaufen. Insbesondere in Verbindung damit ist bevorzugt, dass sich in einer zu der optischen Achse parallel gerichteten Projektionsbetrachtung alle Licht- strahier mit ihrer jeweils gesamten oder mit ihrer zumindest teilweisen Abstrahloberfläche, insbesondere jeweils zumindest eine LED oder sämtliche LEDs des Lichtstrahlers, hinter der Ausformung befindet bzw. befinden. Es besteht die Möglichkeit, dass der zentrale Scheibenbereich der Ausformung, der sich innerhalb des umlaufenden Übergangsbereiches erstreckt, an seiner Au- ßenseite in einer parallel zu der besagten Längsrichtung durch die optische Achse verlaufenden Querschnittsebene bei Betrachtung in Längsrichtung in einem Längsmittelabschnitt eben und zu dessen beiden Seiten konkav gerundet ist oder geneigt zu der Oberfläche im Längsmittelabschnitt verläuft, und in einer parallel zu der Querrichtung durch die optische Achse verlaufenden Quer- schnittsebene bei Betrachtung in Querrichtung durchgehend konkav gerundet ist oder in einem Quermittelabschnitt eben und zu dessen beiden Seiten konkav gerundet ist oder geneigt zu der Oberfläche im Quermittelabschnitt verläuft. In diesem Zusammenhang könnte auch von einer langgestreckten domartigen Ausgestaltung der Ausformung gesprochen werden. Es besteht die Möglich- keit, dass die Ausformung einen zentralen ebenen Scheibenbereich umfasst, von dessen Umfang sich die Ausformung an der Außenseite (also an der vom Innenraum abgewandten Seite) konvex gewölbt oder geneigt bis zu dem schon beschriebenen Übergangsbereich erstreckt. Die Abmessungen (bspw. Durchmesser oder Länge und Breite) des zentralen ebenen Scheibenbereichs können so groß gewählt sein, dass die Kamera durch ihn hindurch das gesamte Kamerabild umfasst.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die konvexe Ausformung rotationssymmetrisch bezüglich einer geometrischen Rotationsmittelachse geformt ist. Insofern ist von einer rotationssymmetrisch domartigen Ausformung zu sprechen. Es besteht die Möglichkeit, dass die Rotationsmit- telachse mit der optischen Achse der Kamera geometrisch zusammenfällt. Insbesondere kann die Form der Ausformung zumindest bereichsweise der Oberflächenform einer Kugelkalotte angenähert sein oder ihr entsprechen. Bei einer solchen domartigen Ausgestaltung der Ausformung ist bevorzugt, dass sich in einer zu der optischen Achse parallel gerichteten Projektionsbetrachtung die Lichtstrahler seitlich außerhalb der Ausformung und dabei hinter dem ebenen Scheibenbereich befinden.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann vorgesehen sein, dass die Kamera zur Verbindung mit einer Betriebseinrichtung, bei der es sich bspw. um einen Computer handeln kann, zumindest einen, insbesondere nur einen, Anschluss bzw. Verbindungsleitung aufweist. Als zweckmäßig wird angesehen, dass die Kamera mit einem Ethernetkabel verbunden oder verbindbar ist und an eine Stromversorgung mittels "Power over Ethernet" (PoE) angepasst ist. Eine zweckmäßige Ausgestaltung wird darin gesehen, dass die LEDs auf einer LED-Platine angeordnet sind. Diese kann auf ihrer von den LEDs abgewandten Unterseite mit einer Wärmeleitfolie bedeckt, bspw. beklebt, sein. Die Wärmeleitfolie kann zumindest in einem Randbereich der LED-Platine an einen Metallkörper angrenzen. Bei diesem kann es sich bspw. um eine metallische Au- ßenwand des Gehäuses oder um eine aus Metall, bspw. aus Aluminium oder Aluminiumlegierung, hergestellte, an eine metallische Außenwand des Gehäuses angrenzende Kühl-Distanzplatte handeln. Es besteht die Möglichkeit, dass der Unterwasserscheinwerfer nur eine zu dem Gehäuse abgedichtete An-
Schlussleitung aufweist, die Kabel zur Stromversorgung der Lichtstrahler, zur Stromversorgung der Kamera und zum Datenaustausch mit der Kamera um- fasst, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Anschlussleitung ein Ether- net-Kabel zur kombinierten Stromversorgung und Datenübertragung für die Kamera umfasst.
Die Erfindung umfasst auch ein Sicherheitssystem zur Überwachung des Unterwasserbereichs in einem Schwimmbecken. Das Sicherheitssystem umfasst einen oder mehrere der erfindungsgemäßen Unterwasserscheinwerfer mit dar- in integrierter Kamera, wobei die Unterwasserscheinwerfer einzelne oder mehrere der vorangehend und nachfolgend beschriebenen Merkmale aufweisen können. Die jeweilige Kamera ist, insbesondere mittels Ethernet- Verbindungskabel, an eine zentrale Betriebseinrichtung, bei der es sich bspw. um einen Computer handeln kann, angeschlossen. Die Betriebseinrichtung weist Bildauswertungsmittel, insbesondere Bildauswertungssoftware, auf, die an die Erkennung von vorgegebenen Strukturen in dem aufgezeichneten oder abgespeicherten Bild angepasst oder zumindest dazu geeignet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Figuren, welche bevorzugte Ausführungsbeispiele wiedergeben, weiter beschrieben. Darin zeigt:
Fig. 1 perspektivisch einen mit einer Kamera ausgestatteten erfindungsgemäßen Unterwasserscheinwerfer, gemäß einem ersten Ausführungsbei- spiel;
Fig. 2 den Unterwasserscheinwerfer gemäß Fig. 1 in einer Frontansicht in Blickrichtung II gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der vertikalen Schnittebene III - III gemäß Fig. 2; Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der horizontalen Schnittebene IV - IV gemäß Fig. 2;
Fig. 5 den Unterwasserscheinwerfer gemäß den Fig. 1 bis 4 in einer perspektivischen Explosionsansicht;
Fig. 6 eine perspektivische Rückansicht des Unterwasserscheinwerfers in Blickrichtung VI gemäß Fig. 1;
Fig. 7 perspektivisch ein erfindungsgemäßes Sicherheitssystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit zwei erfindungsgemäßen Unterwasserscheinwerfern gemäß Fig. 1 bis 6 in einer Einbausituation in einem ausschnittsweise dargestellten Schwimmbecken;
Fig. 8 in einer Schnittansicht entlang Schnittebene VIII - VIII aus Fig. 7 die Einbausituation des einen Unterwasserscheinwerfers;
Fig. 9 in einer im Vergleich zu den vorangehenden Figuren perspektivischen Vergrößerung eine der mittleren Linsenscheiben des Unterwasserscheinwerfers gemäß Fig. 1 bis 8;
Fig. 9a eine Draufsicht in Blickrichtung IXa aus Fig. 9;
Fig. 9b eine Seitenansicht in Blickrichtung IXb aus Fig. 9a;
Fig. 10 in einer perspektivischen Vergrößerung eine der in Blickrichtung von Fig. 2 oberen Linsenscheiben des Unterwasserscheinwerfers gemäß Fig. 1 bis 8;
Fig. 10a eine Draufsicht in Blickrichtung Xa aus Fig. 10;
Fig. 10b eine Seitenansicht in Blickrichtung Xb aus Fig. 10a;
Fig. 11 in einer perspektivischen Vergrößerung eine der in Blickrichtung von Fig. 2 unteren Linsenscheiben des Unterwasserscheinwerfers gemäß Fig. 1 bis 8;
Fig. IIa eine Draufsicht in Blickrichtung XIa aus Fig. 9; Fig. IIb eine Seitenansicht in Blickrichtung Xlb aus Fig. 9;
Fig. 12 perspektivisch einen erfindungsgemäßen Unterwasserscheinwerfer mit Kamera gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Fig. 13 perspektivisch die Frontscheibe des Unterwasser Scheinwerfers gemäß Fig. 12;
Fig. 14 perspektivisch einen erfindungsgemäßen Unterwasserscheinwerfer mit Kamera gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Fig. 15 eine Draufsicht in Blickrichtung XV -XV gemäß Fig. 14 und
Fig. 16 perspektivisch die Frontscheibe des Unterwasser Scheinwerfers gemäß Fig. 14. Mit Bezug auf die Figuren 1 bis 6 wird ein erfindungsgemäßer Unterwasserscheinwerfer 1 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgestellt. Dieser umfasst ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnetes Gehäuse, dessen Innenraum 3 von einer lichtdurchlässigen Frontscheibe 4 beran- det wird. In dem Innenraum 3 sind in dem Beispiel sechs Lichtstrahler 5, die jeweils drei zu einer LED-Gruppe 6 zusammengefasste lichtemittierende Dioden (LED) 7 aufweisen, angeordnet. Zusätzlich ist in dem Innenraum 3 des Gehäuses 2 erfindungsgemäß eine Kamera 8 angeordnet, deren gedachte optische Achse 9 in ihrer geraden Verlängerung 9' in Kamerablickrichtung durch die lichtdurchlässige Frontscheibe 4 verläuft. Die LEDs 7 sämtlicher Lichtstrahler 5 sind auf einer ihnen gemeinsamen LED-Platine 10 angeordnet, wobei die
Stromversorgung mittels auf der LED-Platine 10 aufgebrachten, in den Figuren nicht dargestellten Leiterbahnen erfolgt. An jedem Lichtstrahler 5 sind die drei zugehörigen LEDs 7, die eine LED-Gruppe 6 bilden, bezüglich eines gedachten Strahlerzentrums radial beabstandet und paarweise um je 120° am Umfang beabstandet. Jeder Lichtstrahler 5 umfasst je eine Linsenscheibe 11, die für jede LED 7 eine Linse 12 ausbildet. Zwischen den Linsen 12 sind Stützen 13 an die Unterseite der Linsenscheibe 11 angeformt (vgl. auch Fig. 9 bis 11), die zur Ab- stützung auf der LED-Platine 10 dienen. Die Stützen 13 stützen sich so auf der LED-Platine 10 ab, so dass sich zwischen je einer LED 7 und der Frontscheibe 4 eine Linse 12 befindet.
Wie insbesondere die Figuren 2 und 5 veranschaulichen, ist die Kamera 8 bezüglich einer zu der optischen Achse 9 senkrechten Betrachtungsebene, die der
Zeichenebene von Figur 2 entspricht, zwischen den Lichtstrahlern 5 angeordnet. In dem Beispiel ist vorgesehen, dass in der besagten Betrachtungs- bzw. Projektionsebene zwei Lichtstrahler 5 bzw. LED-Gruppen 6 so angeordnet sind, dass sie sich auf einer die optische Achse 9 der Kamera 8 senkrecht kreuzenden gedachten Längsmittellinie 14 von der Kamera 8 äquidistant auf gegenüberliegenden Seiten der Kamera 8 befinden. Die Linsen 12 der zugehörigen Linsenscheiben 11 sind so ausgebildet, dass von den LEDs 7 einfallendes Licht zu der Frontscheibe 4 hin mit elliptischer Intensitätsverteilung austritt. Beispielsweise, d. h. nicht notwendig, ist vorgesehen, dass der auf die senkrecht zur Längsmit- tellinie 14 orientierte Ellipsenhauptachse bezogene Ausstrahl winkel ca. 43° und der auf die parallel zu der Längsmittellinie 14 orientierte Ellipsennebenachse bezogene Ausstrahl winkel ca. 17° beträgt.
In dem Beispiel umfasst der Unterwasserscheinwerfer zwei weitere Lichtstrah- 1er 5 bzw. LED-Gruppen 6, die in Bezug auf die Betrachtungsebene von Figur 2 so angeordnet sind, dass sie sich auf einer von der Längsmittellinie 14 parallel beabstandeten ersten Längslinie 15 auf den beiden gegenüberliegenden Seiten einer die optische Achse 9 und die Längsmittellinie 14 senkrecht schneidenden Quermittellinie 16 und in einer von der Quermittellinie 16 gleichem Abstand befinden. Die Linsenscheiben 11 dieser Lichtstrahler 5 sind so ausgebildet, dass von den LEDs 7 einfallendes Licht zu der Frontscheibe 4 hin mit rotationssymmetrischer Identitätsverteilung austritt, wobei in dem Beispiel der Ausstrahlwinkel etwa 25° beträgt. Der in dem Beispiel beschriebene Unterwasserscheinwerfer 1 besitzt noch zwei weitere Lichtstrahler 5 bzw. LED-Gruppen 6. Diese sind bezüglich der in Figur 2 gezeigten, d. h. zu der optischen Achse 9 senkrechten Betrachtungsebene auf einer von der Längsmittellinie 14 parallel beabstandeten zweiten Längslinie 17
auf den beiden gegenüberliegenden Seiten einer die optische Achse 9 und die Längsmittellinie 14 senkrecht schneidenden Quermittellinie 16 in von der Quermittellinie 16 gleichem Abstand angeordnet. Die erste Längslinie 15 und die zweite Längslinie 17 befinden sich in der in Figur 2 gezeigten Betrachtungs- ebene auf den beiden sich gegenüberliegenden Seiten der Längsmittellinie 14 in etwa gleichem Abstand von dieser. In dem Beispiel ist vorgesehen, dass die Linsenscheiben 11 dieser beiden entlang der Längslinie 17 angeordneten Lichtstrahler 5 so ausgebildet sind, dass von den LEDs 7 einfallendes Licht zu der Frontscheibe 4 hin mit rotationssymmetrischer Intensitätsverteilung bei einem in dem Beispiel gewählten Lichtaustrittswinkel von ca. 40° austritt.
Wie insbesondere die Figuren 3 bis 5 veranschaulichen, besitzt die Frontscheibe 4 eine Ausformung 18, die etwa die gleiche Scheibendicke wie der angrenzende ebene Scheibenbereich aufweist. Die Ausnehmung 18 geht entlang ihres rand- seifigen, am Umfang geschlossenen Übergangsbereiches 19 in dem Beispiel an der Außenseite konkav gewölbt in den ebenen Scheibenbereich 26 über. Der ebene Scheibenbereich 26 erstreckt sich zwischen dem Übergangsbereich 19 und dem äußeren Scheibenrand 27 entlang des gesamten Randumfanges der Frontscheibe 4. Die Ausformung 18 ist von der LED-Platine 10 weggerichtet, so dass der Innenraum 3 im Vergleich zu einer durchgehend ebenen Frontscheibe durch die Ausformung 18 vergrößert wird. In Richtung der optischen Achse 9 ist die Optik bzw. Aufnahmeöffnung 20 der Kamera 8 über die Lichtstrahler 5 erhaben und ragt geringfügig in den hohlen Innenraum der Ausformung 18 hinein. Die Kamera 8 ist so ausgerichtet, dass ihre optische Achse bzw. deren geradlinige Verlängerung 9' durch das Zentrum der Ausformung 18 aus dem Unterwasserscheinwerfer 1 nach außen tritt.
Der Unterwasserscheinwerfer 1 umfasst eine mit dem Gehäuse 2 lösbar verbundene, in dem Beispiel verschraubte, Frontblende 21, in deren Stirnwand 22 eine zentrale Durchgangsöffnung 23 zur Freigabe der Frontscheibe 4 in diesem Bereich ausgebildet ist. In dem Beispiel tritt die Ausformung 18 der Frontschei- be 4 durch die Durchgangsöffnung 23 im Querschnitt formentsprechend nach außen hervor. Mit anderen Worten tritt die Ausformung 18 an der in dem Beispiel von der Frontblende 21 und der Frontscheibe 4 gebildeten Scheinwerferfront 24 nach außen bzw. nach vorne hervor. Die Ausformung 18 tritt über eine von der Stirnwand 22 der Frontblende 21 bestimmte Frontebene vom Innen- räum 3 weggerichtet nach außen hervor. In dem mit Bezug auf die Figuren 1 bis 6 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Frontscheibe 4 in dem von dem Übergangsbereich 19 umrandeten Scheibenbereich 25 überall in zumindest einer Richtung bezüglich ihrer Außenseite konvex gewölbt ist.
Figur 2 veranschaulicht, dass bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Ausformung 18 in der zu der optischen Achse 9 der Kamera 8 senkrechten Betrachtungsebene in einer Längsrichtung L eine größere Erstreckung als in einer dazu senkrechten Querrichtung Q aufweist. Dabei ist ein im Wesentlichen rechtecki- ger Grundriss gewählt, dessen schmalseitige Ränder außen leicht konvex gerundet verlaufen. Dabei wird, auch in Verbindung mit den Figuren 3 und 4, deutlich, dass bei dem ersten Ausführungsbeispiel in einer zu der optischen Achse 9 parallel gerichteten Projektionsbetrachtung alle Lichtstrahler 5 mit zumindest einem jeweiligen Anteil ihrer Abstrahl Oberfläche (die Abstrahlfläche wird in dem Beispiel, jedoch nicht notwendig, von den Linsenscheiben 11 gebildet) hinter der Ausformung bzw. innerhalb des Grundrisses der Ausformung angeordnet sind. Insbesondere aus den Figuren 3 und 4 wird deutlich, dass bei dem ersten Ausführungsbeispiel der zentrale Scheibenbereich 25 der
Ausformung 18, der sich innerhalb des umlaufenden Übergangsbereichs 19 erstreckt, an seiner Außenseite (d. h. an der von dem Scheinwerferinneren abgewandten Seite) in einer parallel zu der Längsrichtung L durch die optische Achse 9 verlaufenden Querschnittsebene (vgl. Figur 4) bei Betrachtung in Längs- richtung L in einem Längsmittelabschnitt a eben und zu dessen beiden Seiten konkav gerundet ist und in einer parallel zu der Querrichtung Q durch die optische Achse 9 verlaufenden Querschnittsebene (vgl. Figur 3) bei Betrachtung in Querrichtung Q durchgehend konkav gerundet ist. Die Figuren 3 und 4 zeigen auch, dass die Wandstärke der aus transparentem Sicherheitsglas hergestellten Frontscheibe 4 im Bereich der Ausformung 18 in dem Beispiel etwa gleich groß wie in dem Übergangsbereich 19 und dem Außenrand 27 der Frontscheibe 4 ist.
Weitere Komponenten des exemplarisch beschriebenen Unterwasserscheinwer- fers 1 verdeutlicht die Explosionsansicht in Figur 5. Das Gehäuse umfasst einen aus Metallguss, insbesondere aus Rotguss oder aus Bronze, gefertigten schalenartigen Gehäusekörper 28, der einen Gehäuseboden 29 und Gehäuseseitenwände 30 ausbildet und an dessen Außenseite im Bereich des Gehäusebodens 29 Kühlrippen 31 zur Wärmeabfuhr von Wärme aus dem Inneren des Scheinwer- fers hervorstehen. In dem Beispiel ist vorgesehen, dass der die Kamera 8 enthaltende Unterwasserscheinwerfer 1 nur eine einzige, zu dem Gehäuse 2 abgedichtete Anschlussleitung 33 aufweist, die sowohl Kabel zur Stromversorgung der Strahler 5, zur Stromversorgung der Kamera 8 als auch zur Datenübertragung für die Kamera 8 umfasst. Mit 32 ist eine Kabeldurchführung bezeichnet, durch welche die besagte Anschlussleitung abgedichtet durch die Gehäusewand hindurchgeführt ist. In den Gehäusekörper 28 ist eine Kühl-Distanzplatte 34, die eine mittige Durchgangsöffnung aufweist und in dem Beispiel aus Aluminium hergestellt ist, eingelegt. In zusammengebautem Zustand stützt sich die LED-
Platine 10 mit ihrer von den LEDs 7 abgewandten Unterseite auf dem Rand der Kühl-Distanzplatte 34 ab. Um die Wärmeabfuhr von der LED-Platine 10 zu verbessern, ist die LED-Platine 10 auf ihrer von den LEDs 7 abgewandten Unterseite mit einer in Figur 5 mit dem Bezugszeichen 35 versehenen Wärmeleitf o- lie beklebt, die unmittelbar an der Kühl-Distanzplatte 34 anliegt. Die Kamera 8 befindet sich auf einer entweder einstückigen oder aus mehreren Teilen zusammengesetzten Kameraplatine 36, und mit 37 ist eine Treiberplatine bezeichnet . Die Kamera 8, die LED-Platine 10, die Kameraplatine 36 und die Treiberplatine 37 sind (bspw. durch in den Figuren nicht mit dargestellte Verbin- dungsmittel wie bspw. mittels Stehbolzen) zu einer Baueinheit vormontiert. Die Sichtblende 38 besitzt Durchgangsöffnungen, die auch zur Halterung der Linsenscheiben 11 dienen können. Mit 39 und 40 sind auf der Rückseite bzw. auf der Vorderseite der Frontscheibe 4 anliegende Dichtungen bezeichnet. Ein Halterahmen 41 umschließt am Umfang eine an den Grundriss der Ausformung 18 angepasste Durchgangsöffnung 42. Im umlaufenden Bereich des Halterahmens 41 sind Durchgangsbohrungen vorhanden, mittels denen sich der Halterahmen 41 und die dahinter angeordneten beschriebenen Komponenten mittels der Schrauben 43 sandwichartig an dem schalenartigen Gehäusekörper 28 zum Zusammenbau des Gehäuses 2 mit seinen Einbauten anschrauben lässt. Von den Schmalseiten des Halterahmens 41 stehen in der Rahmenebene seitlich nach außen Vorsprünge 44 ab, die je eine Gewindebohrung 45 aufweisen. In diese kann zur Montage der Frontblende 21 durch korrespondierende Durchgangsbohrungen 46 je eine Schraube 47 eingeschraubt werden. An dem Halterahmen 41 stehen in der Rahmenebene von dessen Längsrändern mittig nach außen Vorsprünge 48 ab, durch die sich Durchgangsbohrungen 49 erstrecken.
Wie mit Bezug auf Figur 8 beschrieben, ermöglicht dies die lösbare Befestigung des Unterwasserscheinwerfers 1 an einer Wand 53 eines Schwimmbeckens 54.
In die Wand 53 ist dazu eine zu dem Schwimmbecken 54 hin offene Einbaunische 52 eingetieft. Die Einbaunische 52 wird von einer dünnwandigen Auskleidung 51 berandet, die in einen auf der Oberfläche der Wand 53 aufliegenden Flansch 55 übergeht. Der Flansch 55 trägt Gewindebohrungen 56, in die sich durch die Durchgangsbohrungen 49 hindurch gesteckte Schrauben 50 zur Montage einschrauben lassen. Form und Abmessungen der Einbaunische 52 sind so gewählt, dass zwischen der Auskleidung 51 und dem Gehäuse 2 sowohl rückseitig als auch seitlich ein Zwischenraum verbleibt. Die Frontblende 21 weist auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten ihrer für die Frontscheibe 4 bestimm- ten Durchgangsöffnung 23, in dem Beispiel in der gezeigten Einbaulage jeweils oberhalb und unterhalb der Durchgangsöffnung 23, in ihrer Stirnwand 22 und in einer an die Stirnwand 22 angrenzenden Mantelwand 57 jeweils mehrere Strömungsdurchgangsöffnungen 58 auf, durch die ein Wasseraustausch zwischen dem Schwimmbecken 54 und dem Zwischenraum 59 stattfindet, der zwi- sehen dem Unterwasserscheinwerfer 1 und der Auskleidung 51 gebildet ist. Das Wasser 60 in dem Zwischenraum 59 wird, wenn sich das Gehäuse 2 beim Betrieb durch die Lichtstrahler 5 erwärmt, ebenfalls erwärmt, so dass in dem in Figur 8 gezeigten Vertikalschnitt der Anordnung eine nach oben gerichtete Strömung entstehen kann, vgl. die Pfeile 61. Dies bewirkt, dass durch die unte- ren Strömungsdurchgangsöffnungen 58 aus dem Schwimmbecken kühles Wasser in den Zwischenraum 59 strömt, während aus den oberen Strömungsdurchgangsöffnungen 58 aus dem Zwischenraum 59 erwärmtes Wasser 60 wieder in das Schwimmbecken 54 gelangt. Dies bewirkt eine Kühlung des Unterwasserscheinwerfers 1, wobei der Wärmeübergang durch die Kühlrippen 31 begün- stigt wird. Durch die verschiedenen beschriebenen Maßnahmen zur Reduzierung der Wärmeentstehung und zur Verbesserung der Wärmeverteilung und
-ableitung, die einzeln oder in Kombination verwirklicht sein können, kann insbesondere eine zu starke Erwärmung der Kamera 8 im Unterwasserscheinwerfer verhindert werden. Figur 7 zeigt schematisch anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels ein erfindungsgemäßes Sicherheitssystem 62 zur Überwachung des Unterwasserbereichs in einem Schwimmbecken 54. Dieses umfasst in dem Beispiel zwei Unterwasserscheinwerfer 1, bei denen es sich um erfindungsgemäße Unterwasserscheinwerfer 1 handelt. Jeder Unterwasserscheinwerfer 1 ist mittels jeweils nur einer Anschlussleitung 33 mit einer zentralen Betriebseinrichtung 63 verbunden, bei der es sich in dem Beispiel um einen Computer handelt. In dem gezeigten Beispiel ist jede der Kameras 8 mittels eines durch die Anschlussleitung 33 führenden Ethernet- Verbindungskabels (nicht gesondert in den Figuren gezeigt) an die Betriebseinrichtung 63 angeschlossen, so dass die Stromversor- gung der Kamera 8 und der Datenaustausch mit der Betriebseinrichtung 63 gemeinsam mittels des Ethernet- Verbindungskabels (d. h. ohne dafür zusätzliche Kabel) erfolgt. Auch die Stromversorgung der Lichtstrahler 5 erfolgt durch in der Anschlussleitung 33 verlaufende Kabel. Die Betriebseinrichtung 63 weist Bildauswertungsmittel, insbesondere dafür geeignete Software, auf, die an eine Erkennung von vorgegebenen Konturen angepasst ist, insbesondere an die Kontur eines menschlichen Körpers.
Die Figuren 9, 9a und 9b zeigen eine an sich bekannte Linsenscheibe 11 mit daran angeformten Stützten 13, wobei die Linsen 12 in Verbindung mit einer Rif- feiung der Linsenscheibe an eine elliptische Lichtaustrittsverteilung angepasst sind. Die Ellipsenhauptachse verläuft parallel zu den Rippen der Riffelung. Bei dem in den Figuren 1 bis 6 beschriebenen Unterwasserscheinwerfer 1 wurden
diese Linsenscheiben bei den Lichtstrahlern 5 exemplarisch auf der Längsmittellinie 14 gewählt.
Die Figuren 10, 10a und 10b zeigen etwas abweichende Linsenscheiben 11. Jede Linse liefert einen rotationssymmetrischen Lichtaustritt. Diese Linsenscheiben 11 wurden in dem Beispiel bei den Lichtstrahlern 5 auf der Längslinie 15 gewählt.
Die Figuren 11, IIa und IIb zeigen eine weitere Variante der Linsenscheiben 11. Diese liefern ebenfalls mit ihren Linsen rotationssymmetrischen Lichtaustritt. Diese Linsenscheiben wurden bei den Lichtstrahlern 5 auf der Längslinie 17 gewählt.
Mit Bezug auf die Figuren 12 und 13 wird ein erfindungsgemäßer Unterwasser- Scheinwerfer 1 gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgestellt. Zur besseren Übersicht werden dabei (wie bei dem folgenden dritten Ausführungsbeispiel) für entsprechende Elemente bzw. Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet. Der Unterschied von dem mit Bezug auf die Figuren 1 bis 6 beschriebenen Ausführungsbeispiel liegt darin, dass bei der Variante ge- mäß Figuren 12 und 13 die Ausformung 18 der Frontscheibe 4 eine abweichende Form aufweist. Während die Ausformung 18 auch hier in einer zu der optischen Achse 9 der Kamera 8 senkrecht orientierten Betrachtungsebene in einer Längsrichtung L eine größere Erstreckung als in einer dazu senkrechten Querrichtung Q aufweist, ist hier der zentrale Scheibenbereich 25, durch den die op- tische Achse 9 bzw. deren Verlängerung trifft, mit einer im Wesentlichen rechteckig berandeten, eben verlaufenden Abflachung 64 ausgebildet. Deren Erstreckung ist senkrecht zur optischen Achse 9. Die Längsabmessung der Abflachung 64 wird mit a und deren Querabmessung mit b bezeichnet. Der zentrale
Scheibenbereich 25 der Ausformung 18, der sich innerhalb des umlaufenden Übergangsbereichs 19 erstreckt, ist an seiner Außenseite in einer parallel zu der Längsrichtung L durch die optische Achse 9 verlaufenden Querschnittsebene bei Betrachtung in Längsrichtung L in dem Längsmittelabschnitt a eben und zu dessen beiden Seiten konkav gerundet. In einer parallel zu der Querrichtung Q durch die optische Achse 9 verlaufenden Querschnittsebene ist der zentrale Scheibenbereich 25 außen bei Betrachtung in Querrichtung Q in dem Quermittelabschnitt b eben und zu dessen beiden Seiten konkav gerundet. Mit Bezug auf die Figuren 14 bis 16 wird ein erfindungsgemäßer Unterwasserscheinwerfer 1 gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgestellt. Dieser unterscheidet sich wiederum durch die Gestaltung der Ausformung 18 seiner Frontscheibe 4 von den vorangehend erläuterten Ausführungsformen. Die konvexe Ausformung 18 ist bezüglich einer geometrischen Rotati- onsmittelachse rotationssymmetrisch geformt. Zufolge der in dem Beispiel gewählten Montage fällt die Rotationsmittellinie geometrisch mit der optischen Achse 9 der Kamera 8 zusammen. Die Form der Ausformung 18 ist in dem von dem Übergangsbereich 19 umrandeten Scheibenbereich 25 einer Kugelkalotte angenähert. Außerhalb des Übergangsbereiches 19 verläuft die aus transparen- tem Sicherheitsglas hergestellte Frontscheibe 4 bis zu ihrem Außenrand 27 e- ben. In einer zu der optischen Achse 9 parallel gerichteten Projektionsbetrach- tung befinden sich die Lichtstrahler 5 in diesem Beispiel außerhalb der Ausformung 18 hinter dem ebenen Scheibenbereich 26 der Frontscheibe 4. Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in
Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren in ihrer fakultativ nebengeordneten Fassung eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.