專(zhuān)利名稱(chēng)：具有至少一個(gè)照明裝置的衛(wèi)生配件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有至少一個(gè)照明裝置以及用于光的漫射器的衛(wèi)生配
件，該照明裝置具有至少兩個(gè)發(fā)光器件特別是RGB發(fā)光器件，所述發(fā)光 器件具有不同的發(fā)射顏色用以產(chǎn)生具有由所述不同的發(fā)射顏色疊加/相加 混合而成的顏色的光。
背景技術(shù)：
在這種已知的衛(wèi)生配件中，發(fā)光器件具有照亮流出的水束的功能。但 這樣的發(fā)光器件也可具有用信號(hào)標(biāo)記對(duì)調(diào)節(jié)元件的操作或表征工作參數(shù)如 水溫和/或水流量的用途。但它們也可僅用于產(chǎn)生視覺(jué)上令人滿(mǎn)意的圖案。
在市場(chǎng)上已知的衛(wèi)生配件中，使用RGB發(fā)光器件，以產(chǎn)生象征存在 的水溫的顏色的光。當(dāng)水溫升高時(shí)，光的顏色例如從藍(lán)色向紅色變化。
已知的RGB發(fā)光器件具有對(duì)于紅、緣和藍(lán)三原色分開(kāi)的發(fā)光元件， 所述發(fā)光元件的光照射在一用作漫射器的、散射的涂覆玻璃(Abdeckglas) 上。從觀察側(cè)來(lái)看，所述涂覆玻璃表現(xiàn)出所希望的混和色。為改變此混和 色，相應(yīng)地驅(qū)動(dòng)/控制發(fā)光元件。然而，發(fā)光元件的空間分布在涂覆玻璃的 觀察側(cè)上造成不均勻的成色(圖案)、特別是色帶。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，設(shè)計(jì)一種開(kāi)頭所迷類(lèi)型的衛(wèi)生配件，在該衛(wèi)生配 件中在漫射器的觀察側(cè)上可看到具有均勻的顏色分布的盡可能單色的光。
根據(jù)本發(fā)明，所述目的這樣實(shí)現(xiàn)，即在每個(gè)發(fā)光器件和漫射器之間設(shè) 置有至少一個(gè)用于將光射束分成主-分射束和反射分射束的射束分配器，用于使相應(yīng)的反射分射束偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)裝置分別這樣安裝，使得所述反射分射 束和主-分射束在不同的區(qū)域中入射到漫射器上。
根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)發(fā)光器件配設(shè)有一個(gè)射束分配器，該射束分配器將 光分成兩個(gè)分射束并輸入漫射器的兩個(gè)分離的區(qū)域。每個(gè)發(fā)光器件以這種 方式照射在總體較大的面積上。因此由不同發(fā)光器件發(fā)射的顏色明顯較好 地疊加混合，從而使混合色也顯得明顯更均勻，優(yōu)選近乎單色。
在一種特別有利的實(shí)施例中，射束分配器可具有部分>^射的特別是平
的第一表面，該第一表面相對(duì)于入射光的主射束方向傾斜了特別是45。， 偏轉(zhuǎn)裝置可在反射分射束的光路中具有至少部分反射的、面向該第 一表面 的、與之間隔一定距離的特別是平的第二表面，該第二表面基本上具有與 第一表面相同的傾斜度。通過(guò)這種方式，光的一部分能容易地從進(jìn)入的光 射束中分離并與主-分射束間隔開(kāi)一定距離地被引導(dǎo)到漫射器上。當(dāng)?shù)谝槐?面的傾斜45。時(shí)，射束分配器在相應(yīng)的折射率下具有約0.5的反射系數(shù)， 從而使主-分射束和反射分射束的光強(qiáng)度大約相等。通過(guò)這種方式，在這兩 個(gè)入射區(qū)域上均勻地照亮漫射器。
特別地，射束分配器和/或偏轉(zhuǎn)裝置可分別由唯一一個(gè)透鏡體的相對(duì)于 主射束方向傾斜的特別是平的表面區(qū)域一起形成，從而形成緊湊的光學(xué)系 統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)可容易地配備有發(fā)光器件。
透鏡體可合理地由塑料、特別是由聚碳酸酯制成。透鏡體可由塑料容 易地制造。
在另 一種特別有利的實(shí)施例中，用于三個(gè)發(fā)光器件的三個(gè)射束分配器 的中心可設(shè)置在一特別是等邊的第 一三角形的角上并且三個(gè)與射束分配器 相對(duì)應(yīng)的偏轉(zhuǎn)裝置分別設(shè)置在兩個(gè)射束分配器之間，特別是設(shè)置在一類(lèi)似 的、相對(duì)于第一三角形繞其重心軸線轉(zhuǎn)了 180°的第二三角形的角上。通 過(guò)三個(gè)發(fā)光器件，可發(fā)射紅、綠和藍(lán)三原色以實(shí)現(xiàn)RGB顏色模型。在等 邊三角形的角上的布置使得三種顏色都能夠均勻地交迭/搭接。偏轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn) 了 180。的布置用于4吏相同的顏色分別入射在漫射器的相對(duì)的區(qū)域上，由 此顯著改善顏色分量的混合。發(fā)光器件優(yōu)選為紅色、綠色和藍(lán)色的LED。 LED是可容易制造的、 結(jié)實(shí)的、尺寸小的并且具有高的效率。


下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的一種實(shí)施例。在附圖中 圖1示意性示出用于衛(wèi)生配件的、具有三個(gè)LED的照明裝置的透鏡體 的仰視圖2示意性示出圖1的透鏡體的俯視圖3示意性示出圖l和2的透鏡體的側(cè)視圖4示意性示出圖1和2的透鏡體的另一側(cè)^L圖5示意性示出圖2的透鏡體沿圖2中的剖切線V-V的軸向剖視圖6示意性示出用于說(shuō)明圖l至5的透鏡體的外輪廓的輔助結(jié)構(gòu)(圖)。
具體實(shí)施例方式
圖1示出用于衛(wèi)生配件的未示出的照明裝置的、整體以附圖標(biāo)記10 表示的透鏡體。
通過(guò)透鏡體10，分別從未示出的紅色、綠色和藍(lán)色的LED——所述 LED從二極管接納側(cè)12 、在圖3至5中的上方安裝一一射出的光這樣分布， 使其可借助于未示出的、散射所述光的、透光的涂覆盤(pán)按照RGB顏色模 型疊加混合。涂覆盤(pán)設(shè)置在透鏡體10的出光側(cè)14 (在圖3至5中的下方) 上。
透鏡體10 —體地由具有好的光學(xué)品質(zhì)的聚碳酸酯制成并優(yōu)選是紫外 線穂、定的；至少其以LED的光照射或透射的表面經(jīng)光學(xué)打磨。
透鏡體10可考慮以下面的方式組裝，該方式通過(guò)如圖6所示的輔助結(jié) 構(gòu)來(lái)說(shuō)明，該輔助結(jié)構(gòu)示出透鏡體10被分解成其虛擬的單個(gè)元件的俯視 圖
人們采用三個(gè)相同的平的截錐體，這些截錐體分別形成用于LED中的 相應(yīng)一個(gè)的接納區(qū)16。所述圓錐截體的外形輪廓線從外部看略微凸起地、優(yōu)選拋物線形地、特別是仿照Fraen透鏡地彎曲并且該外殼面經(jīng)光學(xué)打磨。 因此截錐體的外殼面對(duì)于來(lái)自截錐體內(nèi)部的光可用作反射器。然后人們用 兩個(gè)平面切截每個(gè)截錐體，所述平面分別平行于圓錐截體的未示出的中軸 線延伸并彼此相交成120°角。這樣形成的截面17——該截面由于是虛擬 的所以?xún)H在圖6的輔助結(jié)構(gòu)中示出一一延伸過(guò)圓錐截體高度的約三分之 二。接著人們將這三個(gè)切過(guò)的圓錐截體沿箭頭19的方向以其截面17相互 這樣放置，使得所述圓錐截體的中軸線相互平行地設(shè)置在一虛擬的第一等 邊三角形的角上，該第一等邊三角形的重心位于透鏡體10的重心軸線18 上。這樣組裝的透鏡體10在圖3至5中示出。重心軸線18在圖3至5中 以虛線表示。該重心軸線垂直于透鏡體10的基面20,該基面本身位于出 光側(cè)14上。在截面17相互貼合的地方，圓錐截體一體地相互交接/彼此過(guò) 渡其中。繼而，人們分別在兩個(gè)圓錐截體之間在透鏡體10的側(cè)面上引入在 圖3至5中示出的缺口 36，其形狀在下面還會(huì)進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
在圓錐截體的基面上形成有環(huán)形的凸緣44，該凸緣沿圓周方向密封透 鏡體10的出光側(cè)基面20。基面20超出圓錐截體基面的最外側(cè)的邊緣?；?面20經(jīng)光學(xué)打磨。
一用于相應(yīng)的LED的、在圖2和5中可見(jiàn)的圓柱形的、略成錐形的接 納孔22從二極管接納側(cè)12通入到每個(gè)接納區(qū)16中。
接納孔22的縱向軸線與形成接納區(qū)16的圓錐截體的各自的中軸線幾 乎同軸地延伸經(jīng)過(guò)一虛擬的第二等邊三角形的角，該第二等邊三角形與透 鏡體10的基面20平行地定向。第二等邊三角形的重心位于透鏡體10的重 心軸線18上。其各角位于一與重心軸線18同軸的圓24上，該圓在圖2 中以虛線所示。圓24的半徑約為形成接納區(qū)16的圓錐截體的基面的半徑 的一半。第二三角形的中線(Seitenhalbierende )與第一等邊三角形的中 線平行地延伸，接納區(qū)16的圓錐截體的中軸線通過(guò)該第一等邊三角形的 角。
接納孔22的、在圖2和5中可見(jiàn)的底部26位于透鏡體10的一半高度 的略上方。接納孔22朝其底部26逐漸變小；其內(nèi)表面相對(duì)于其縱軸線傾斜約1°角。接納孔22的直徑在其底部26的高度上的最窄位置處約為接 納區(qū)16的圓錐截體的基面的半徑的一半。
底部26的朝向二極管接納側(cè)12的表面從那里看凸起地拱起并分別用 作用于由相應(yīng)LED射出的光的聚光器。所述表面經(jīng)光學(xué)打磨。
紅色、藍(lán)色或綠色的LED這樣設(shè)置在接納孔22中(圖中未示出)， 使得它們基本上朝向出光側(cè)14照射(主照射方向)。
接納孔22可從透鏡體10的外部容易地接近。通過(guò)這種方式透鏡體10 可一體地澆注(鑄造)，接納孔22能分別借助于可去除的型芯而留出。
在每個(gè)接納孔22的延長(zhǎng)部中，在每個(gè)接納區(qū)16的出光側(cè)14上在圖1 和5中可見(jiàn)的、朝向出光側(cè)14開(kāi)放的楔形的射束分配器室28設(shè)置在其底 部26下方一定距離處。射束分配器室28具有長(zhǎng)方形的基面，這在圖l的 仰視圖中可以看到。每個(gè)射束分配器室28由一個(gè)切向壁30和兩個(gè)徑向壁 32——這些壁都垂直于透鏡體10的基面20延伸——以及一個(gè)射束分配器 面34界定。此外，切向壁30在一垂直于第一或第二虛擬三角形的中線的 平面內(nèi)延伸并界定射束分配器室28的、遠(yuǎn)離透鏡體10的重心軸線18的側(cè) 面。射束分配器室28沿虛擬三角形中線方向的、在其開(kāi)放側(cè)上的伸展尺寸 略小于接納孔22在底部26區(qū)域中的其最窄位置處的直徑。
射束分配器室28的徑向壁32相互平行地延伸并垂直于切向壁30。它 們彼此間的距離約等于接納孔22的最小直徑。
在二極管接納側(cè)，如已提及的，射束分配器室28分別通過(guò)射束分配器 面34界定，該射束分配器面在圖3至5中安裝在接納孔22的底部26下方 的一定距離處。射束分配器面34相對(duì)于透鏡體10的基面20傾斜45° , 使得來(lái)自接納孔22的光部分地朝向重心軸線18反射。射束分配器面34 的中心位于繞重心軸線18的一圓27上，該圓具有與圓24相等的直徑；這 在圖1中可以看到。射束分配器面34的中心全部位于一等邊三角形的角上， 該等邊三角形沿重心軸線18的方向看與第二三角形一一在射束分配器面 上方的接納孔22的中軸線延伸通過(guò)該第二三角形的角一一全等。
射束分配器室28基本上用于實(shí)現(xiàn)射束分配器面34。這些射束分配器室可容易地在澆注時(shí)借助于型芯在透鏡體坯件中留出，以便在一體的透鏡
體10中得到射束分配器面34。射束分配器面34經(jīng)光學(xué)打磨。
此外，透鏡體10的側(cè)面分別在兩個(gè)接納區(qū)16之間具有已經(jīng)提及的缺 口 36;所述缺口 36在圖2至5中可以看到。缺口 36分別與接納孔22之 一相對(duì)。它們?cè)谄鋫?cè)面被兩個(gè)平行的、平的側(cè)面38界定。側(cè)面38分別在 兩側(cè)以相同的距離平行于由透鏡體10的重心軸線18和相對(duì)的接納孔22 的中軸線確定的平面延伸。
在靠近透鏡體10的重心軸線18的側(cè)上，每個(gè)缺口 36由一平的背面 40界定，該背面在側(cè)面38之間與圓24相切地從透鏡體10的二極管接納 側(cè)12 —直延伸到相對(duì)的射束分配器面34的、靠近二極管接納側(cè)12的邊緣 的高度上。背面40在垂直于透鏡體10的基面20且垂直于側(cè)面38的平面 內(nèi)延伸。
在靠近出光側(cè)14的側(cè)上，每個(gè)缺口 36由一個(gè)光學(xué)打磨的反射面42 界定。這些反射面分別相對(duì)于基面20傾斜45°角，使其將來(lái)自部分反射 的各相對(duì)的射束分配器面34的光基本上朝向出光側(cè)14偏轉(zhuǎn)。因此反射面 42用作光的偏轉(zhuǎn)裝置。
缺口 36的所述三個(gè)對(duì)應(yīng)于射束分配器面34的反射面42的中心設(shè)置在 繞重心軸線18相對(duì)于第二三角形轉(zhuǎn)了 180°的、與該第二三角形類(lèi)似的另 一個(gè)等邊三角形的角上。
缺口 36主要用于實(shí)現(xiàn)反射面42。這些缺口例如在澆注透鏡體10時(shí)以 相應(yīng)的形狀/才莫具形成。
透鏡體10如下所述地工作
從LED射出的光經(jīng)過(guò)各接納孔22的底部26的凸起的表面進(jìn)入透鏡體 10中并在那里入射到相應(yīng)的射束分配器面34上。
射束分配器面34將所述光分別以約一半的強(qiáng)度分成一主-分射束和一 反射的分射束。
主-分射束按照折射定律朝向出光側(cè)14透射射束分配器面34，在那里 離開(kāi)透鏡體10并入射到涂覆盤(pán)上。反射分射束朝向透鏡體10的重心軸線18偏轉(zhuǎn)。
反射面42^f吏來(lái)自相對(duì)的射束分配器面34的反射分射束分別朝透鏡體 10的基面20偏轉(zhuǎn)，在那里這些分射束在與相應(yīng)的主-分射束相對(duì)的區(qū)域內(nèi) 從透鏡體10的基面20出來(lái)并入射到涂覆盤(pán)上。因此從出光側(cè)14觀察，每 個(gè)LED在透鏡體10的基面20上表現(xiàn)為兩個(gè)。
反射分射束和主-分射束通過(guò)涂覆盤(pán)散射并在觀察側(cè)上表現(xiàn)為具有所 希望的混合色的漫射光。
此外，在上述透鏡體IO中還可實(shí)現(xiàn)下述修改
代替用于三個(gè)LED，透鏡體10也可設(shè)計(jì)成用于多于或少于三個(gè)LED。
代替紅色、綠色和藍(lán)色的LED，也可使用其它類(lèi)型的發(fā)光器件。發(fā)光 器件也可以是內(nèi)置的RGB發(fā)光器件。
代替散射的涂覆盤(pán)，也可使用其它類(lèi)型的漫射器。
代替平的，射束分配器面34和反射面42也可以是彎曲的。它們也可 相對(duì)于基面20或主射束方向傾斜另一角度而不是45° 。相應(yīng)的射束分配 器面34和反射面42也可具有不同的傾斜度。
代替反射面42，也可設(shè)置其它類(lèi)型偏轉(zhuǎn)裝置的部分反射的表面，反射 分射束通過(guò)該偏轉(zhuǎn)裝置來(lái)偏轉(zhuǎn)。特別地，射束分配器面34和/或>^射面42 也可不以唯--個(gè)透鏡體10的形式而是通過(guò)分開(kāi)的構(gòu)件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
代替聚碳酸酯，透鏡體10也可由其它類(lèi)型的、適當(dāng)?shù)?、具有好的光學(xué) 品質(zhì)的透光材料例如另一種塑料或玻璃制成。
代替設(shè)在等邊三角形的角上，三個(gè)射束分配器面34和相應(yīng)的反射面 42也可以按其它方式設(shè)置。反射面42也可設(shè)置在靠近它們的射束分配器 面34的附近。
權(quán)利要求
1. 一種具有至少一個(gè)照明裝置和用于光的漫射器的衛(wèi)生配件，該照明裝置具有至少兩個(gè)發(fā)光器件、特別是RGB發(fā)光器件，所述發(fā)光器件具有不同的發(fā)射顏色以產(chǎn)生具有由所述不同發(fā)射顏色疊加混合的顏色的光，其特征在于，在每個(gè)發(fā)光器件和所述漫射器之間設(shè)置有至少一個(gè)用于將光射束分成主-分射束和反射分射束的射束分配器(34)，并分別安裝一用于使相應(yīng)的反射分射束偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)裝置(42)，使得反射分射束和主-分射束在不同的區(qū)域內(nèi)入射到所述漫射器上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的衛(wèi)生配件，其特征在于，所述射束分配器具有部分反射的特別是平的第一表面(34),該第一表面相對(duì)于入射光的主射束方向傾斜了特別是45。，所述偏轉(zhuǎn)裝置在反射分射束的光路中具有至少部分反射的、面向該第一表面的、與該第一表面間隔一定距離的特別是平的第二表面(42)，該第二表面基本上具有與第一表面(34)相同的傾斜度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的衛(wèi)生配件，其特征在于，所述射束分配器和/或所述偏轉(zhuǎn)裝置分別由唯一一個(gè)透鏡體(10)的相對(duì)于主射束方向傾斜的特別是平的表面區(qū)域(34， 42) —起形成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的衛(wèi)生配件，其特征在于，所述透鏡體(10)由塑料、特別是由聚碳酸酯制成。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的衛(wèi)生配件，其特征在于，用于三個(gè)發(fā)光器件的三個(gè)射束分配器(34)的中心設(shè)置在一特別是等邊的第一三角形的角上并且三個(gè)與射束分配器(34)相對(duì)應(yīng)的偏轉(zhuǎn)裝置(42)的中心分別設(shè)置在兩個(gè)射束分配器(34)之間，特別是設(shè)置在一類(lèi)似的、相對(duì)于第一三角形繞其重心軸線轉(zhuǎn)了 180。的第二三角形的角上。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的衛(wèi)生配件，其特征在于，所述發(fā)光器件是紅色、綠色和藍(lán)色的LED。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種衛(wèi)生配件，該衛(wèi)生配件具有至少一個(gè)照明裝置和用于光的漫射器，該照明裝置具有至少兩個(gè)發(fā)光器件、特別是RGB發(fā)光器件，該發(fā)光器件具有不同的發(fā)射顏色用以產(chǎn)生具有由所述不同發(fā)射顏色疊加混合的顏色的光。在每個(gè)發(fā)光器件和所述漫射器之間設(shè)置有至少一個(gè)用于將光射束分成主-分射束和反射分射束的射束分配器(34)。用于使相應(yīng)的反射分射束偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)裝置(42)分別這樣安裝，使得反射分射束和主-分射束在不同的區(qū)域內(nèi)入射到漫射器上。
文檔編號(hào)F21S8/00GK101484745SQ200780023462
公開(kāi)日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月22日
發(fā)明者G·法伊格爾 申請(qǐng)人:漢沙金屬工廠股份公司