DE10113234A1 - Lighting device for illuminating drawings, images or motifs has light refracting arrangement mounted on the rear of transparent plate between plate and rear reflective arrangement - Google Patents
Lighting device for illuminating drawings, images or motifs has light refracting arrangement mounted on the rear of transparent plate between plate and rear reflective arrangementInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine mit Leuchtkörpern versehene Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a provided with luminous bodies Lighting device according to the preamble of Claim 1.
Derartige Beleuchtungsvorrichtungen dienen dazu, an ihr angebrachte Zeichen, Bilder oder Motive zum Leuchten zu bringen. Dabei handelt es sich um Beleuchtungsvorrichtungen, die eine flächige Ausleuchtung beispielsweise von Photodias, Backlightfilmen, Hinterbildleuchten, Lichtschilder, Schulungstafeln, Steuer-, Schalt- oder Regeleinrichtungen, sowie lichtdurchfluteter Bilder, usw., effizienter, langlebiger und verbrauchskostengünstiger ermöglichen.Such lighting devices are used on it attached signs, pictures or motifs to light up bring. These are lighting devices, which is a flat illumination of, for example, photo slides, Backlight films, backlighting, light signs, Training boards, control, switching or regulating devices, as well as light-flooded pictures, etc., more efficient, more durable and enable lower consumption costs.
Aus dem Stand der Technik beispielsweise gemäß der DE-PS 32 23 706 ist eine Beleuchtungsvorrichtung dieser Gattung bekannt.From the prior art, for example according to DE-PS 32 23 706 a lighting device of this type is known.
Diese Beleuchtungsvorrichtung besteht aus einer lichtdurchlässigen, planparallelen Palette, deren Schmalseite den Lichteintritt für randseitig angeordneter Lichtquellen bildet. Die Ober- und Unterseite der Palette bewirken eine Vielfachreflexion des eingetretenen Lichts unter allseitiger Verteilung des Lichts im Innern des Palette. Die Palette ist ferner an einer Seite mit einer lichtbrechenden, rasterförmigen Oberflächenstruktur zum stellenweisen dosierten Austritt des Lichts aus dem Innern der Palette versehen, über der eine als Leuchtfläche dienende Streuschicht angeordnet ist. Für eine gleichmäßigere Verteilung des austretenden Lichts ist die Rasterdichte der Oberflächenstruktur mit zunehmendem Abstand von den Lichtquellen größer. Das Raster verändert die damit versehene Oberfläche der Palette derart, dass ein auf einen Rasterpunkt oder -strich auftreffender Lichtstrahl nicht reflektiert wird sondern aus der Glaspalette unter Beugung dringt und das auf der Palette liegende Bild oder Motiv beleuchtet. This lighting device consists of a translucent, plane-parallel pallet, the narrow side the light entry for light sources arranged at the edge forms. The top and bottom of the pallet create a Multiple reflection of the light entering under all directions Distribution of light inside the pallet. The palette is further on one side with a refractive, grid-shaped Surface structure for the dosed exit of the Provide light from the inside of the pallet, over which one as Luminous surface serving scatter layer is arranged. For one is the more even distribution of the emerging light Screen density of the surface structure with increasing distance from the light sources bigger. The grid changes that provided surface of the pallet such that one on one Light beam not hitting the halftone dot or line is reflected but from the glass palette with diffraction penetrates and the image or motif lying on the palette illuminated.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass eine Totalreflektion des Lichts insbesondere im Glaspalettenbereich nahe der Lichtquellen und eine exakte Bestimmung der Lichtaustrittsbereiche durch eine entsprechende Anordnung der Rasterpunkte oder -striche nicht einfach realisierbar ist.However, it has been shown that a total reflection of the Light especially in the glass pallet area near the Light sources and an exact determination of the Light exit areas through a corresponding arrangement of the Halftone dots or lines are not easy to implement.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Beleuchtungsvorrichtung dieser Gattung zu schaffen, mittels der eine vergleichmäßigte, flächige Ausleuchtung eines Zeichens, Motivs oder Bildes möglich ist.It is therefore the object of the invention, a To create lighting device of this type, by means of a uniform, flat illumination of a sign, Motif or picture is possible.
Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is performed by a lighting device with the Features of claim 1 solved.
Der Kern der Erfindung besteht demzufolge darin, dass die Beleuchtungsvorrichtung eine transparente Platte hat, an deren zumindest eine Schmal- oder Randseite zumindest eine Leuchtquelle vorzugsweise in Leuchtdiodenform für das Einkuppeln von Licht in die Platte angeordnet ist und deren sämtliche Randseiten mit einer Reflektionsschicht oder -folie (vorzugsweise eine speziell hierfür entwickelte weiße Folie) versehen sind. Des weiteren ist ein Reflektionsmittel (vorzugsweise ein weiße Folie) vorgesehen, das auf einer Rückseite, d. h. hinter der Platte angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist ein Lichtbrechungsmittel an der Rückseite der Platte zwischen der Platte und dem rückseitigen Reflektionsmittel angeordnet (vorzugsweise ein auf die Plattenrückseite ausgedrucktes weißes Raster), um die Flächenstruktur der Platte auf deren Rückseite in vorbestimmter (d. h. analytischer) und/oder berechneter Weise zu verändern.The essence of the invention is therefore that the Lighting device has a transparent plate on the at least one narrow or edge side at least one Light source preferably in the form of an LED for that Coupling light is arranged in the plate and its all edges with a reflective layer or film (preferably a specially developed white film) are provided. It is also a reflection medium (preferably a white film) provided on a Back, d. H. is arranged behind the plate. According to the invention there is a light refraction means on the back the plate between the plate and the back Reflective means arranged (preferably one on the Printed white grid) to the back Surface structure of the plate on the back in a predetermined (i.e. analytical) and / or calculated way.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the invention are Subject of the other subclaims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert.The invention is described below with reference to a preferred one Embodiment with reference to the accompanying Drawings explained in more detail.
Es zeigenShow it
Fig. 1 einen Querschnitt einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 1 a cross section of a lighting device according to a preferred embodiment of the invention,
Fig. 2 die Draufsicht auf eine Rasterstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung und Fig. 2 is a plan view of a grid structure according to the present invention and
Fig. 3 die Perspektivenansicht der Beleuchtungsvorrichtung gemäß Fig. 1. Fig. 3 shows the perspective view of the lighting device of FIG. 1.
Die Fig. 1 zeigt eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit einer transparenten Platte 1 vorzugsweise aus Kunststoff, Acrylglas, Glas oder dergleichen lichtdurchlässigen Materialien, die zu einer vorzugsweise rechteckigen Tafel mit vorbestimmter Dicke geschnitten ist und durch die Einstrahlung seitlich, d. h. randseitig angebrachter Lichtquellen 7 ausgeleuchtet wird. Fig. 1 shows a lighting device according to a preferred embodiment of the invention, with a transparent plate 1, preferably made of plastic, acrylic glass, glass or the like translucent materials, which is cut into a preferably rectangular panel with a predetermined thickness and by the radiation on the side, ie on the edge attached light sources 7 is illuminated.
An der einen Schmalseite der Platte 1 ist ein Lichtquellenmodul 8 befestigt bestehend aus einer Kunststoffleiste oder Schiene, in der zumindest eine Leuchtquelle, gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Anzahl von im wesentlichen gleichmäßig beabstandeten Leuchtdioden, kurz LEDs 7 genannt, eingesetzt sind, die an eine zentrale Stromquelle anschließbar sind. Zwischen der Kunststoffleiste und dem Plattenrand ist eine Reflektionsschicht oder -folie 6 zwischengefügt, welche von den Lichtquellen d. h. vorliegend den LEDs 7 durchdrungen wird. Die Platte 1 ist hierfür mit einer der Anzahl der Lichtquellen 7 entsprechenden Zahl von Vertiefungen oder Bohrungen randseitig ausgebildet, in welche die Lichtquellen 7 beim Aufsetzen der Kunststoffleiste hineinragen, um so Licht in die Platte 1 einzustrahlen.On one narrow side of the plate 1 , a light source module 8 is attached consisting of a plastic strip or rail in which at least one light source, according to this exemplary embodiment a number of substantially equally spaced light-emitting diodes, LEDs 7 for short, are used, which are connected to a central power source can be connected. A reflection layer or film 6 is interposed between the plastic strip and the edge of the plate, which is penetrated by the light sources, ie in the present case the LEDs 7 . For this purpose, the plate 1 is formed with a number of depressions or bores on the edge corresponding to the number of light sources 7 , into which the light sources 7 protrude when the plastic strip is placed in order to radiate light into the plate 1 .
Obgleich in der Fig. 1 nicht darstellbar ist, läuft die Reflektionsschicht oder -folie um die gesamte Platte 1 randseitig herum, wodurch eine Art geschlossenes Reflektionsband ausgebildet wird. An dieser Stelle sei noch darauf hingewiesen, dass die Lichtquellen 7, d. h. das Lichtquellenmodul 8 nicht nur an einer Randseite der Platte 1 angeordnet zu sein braucht, sondern auch an mehreren oder allen Randseiten der Platte 1 vorgesehen sein können.Although it cannot be shown in FIG. 1, the reflective layer or film runs around the entire plate 1 at the edges, as a result of which a type of closed reflective tape is formed. At this point it should also be pointed out that the light sources 7 , ie the light source module 8, need not only be arranged on one edge side of the plate 1 , but can also be provided on several or all edge sides of the plate 1 .
Die Unterseite bzw. Rückseite der Platte 1, ist mit einem aufgebrachten, speziell berechneten Lichtbrechungsraster 4 versehen, wie sie nachfolgend noch genauer anhand der Fig. 2 beschrieben wird. Die Aufgabe des Rasters 4 ist es, die von den Lichtquellen 1 abgegebenen Lichtstrahlen 9 zu brechen und das Licht in der Platte 1 flächendeckend zu verteilen. Auf der Unter- bzw. Rückseite des Rasters 4 ist, vorzugsweise unter Ausbildung eines schmalen Spalts, eine weitere Reflexionsschicht 6 flächendeckend, d. h. über die gesamte Plattenrückseite hinweg angeordnet. Insbesondere wird die an der Plattenrückseite angeordnete Reflexionsschicht 6 durch eine (speziell entwickelte) weiße Reflexionsfolie gebildet, welche an der Innenseite eines die Platte 1 bilderrahmenförmig umgebenden Gehäuses 12 mit Rückwand 11 befestigt ist, d. h. also an der Innenseite der Rückwand 11.The underside or back of the plate 1 is provided with an applied, specially calculated light refraction grid 4 , as will be described in more detail below with reference to FIG. 2. The task of the grid 4 is to refract the light rays 9 emitted by the light sources 1 and to distribute the light in the plate 1 over the entire area. On the lower or rear side of the grid 4 , preferably with the formation of a narrow gap, a further reflection layer 6 is arranged over the entire surface, ie over the entire back of the plate. In particular, the reflection layer 6 arranged on the rear side of the plate is formed by a (specially developed) white reflection film which is fastened to the inside of a housing 12 with rear wall 11 surrounding the plate 1 in the form of a picture frame, that is to say to the inside of the rear wall 11 .
Das Gehäuse 12 umschließt ferner randseitig das Lichtquellenmodul 8 sowie die Lichtquellenanschlüsse, um diese vor Beschädigung zu schützen. Desweiteren bildet das Gehäuse 12 eine randseitig umlaufende Aufnahmenut mit einer die Platte 1 vorderseitig übergreifenden schmalen Leiste, welche eine zentrale Bildleuchtfläche (sichtbare Fläche) 10 der Platte 1 umschließt und gleichzeitig zur Aufnahme und/oder Fixierung eines zu beleuchtenden Objekts 2, wie beispielsweise eines Fotodias (Backlightfilms) und dergleichen Bildträger dient, das unmittelbar auf die Platte 1 aufgelegt wird. Um das Bild oder Motiv auch von der Seite besser erkennen zu können, ist eine zusätzliche Platte oder Schutzfolie 3 über das Objekt 2 gelegt, welche ebenfalls von der schmalen Leiste gehalten wird.The housing 12 also encloses the light source module 8 on the edge and the light source connections in order to protect them from damage. Furthermore, the housing 12 forms a circumferential receiving groove with a narrow strip that overlaps the plate 1 on the front, which surrounds a central illuminated image area (visible surface) 10 of the plate 1 and at the same time for receiving and / or fixing an object 2 to be illuminated, such as a photo slide (Backlight films) and the like image carrier is used, which is placed directly on the plate 1 . In order to better recognize the image or motif from the side, an additional plate or protective film 3 is placed over the object 2 , which is also held by the narrow bar.
Im Nachfolgenden wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung anhand der Fig. 2 und 3 näher beschrieben.The mode of operation of the lighting device according to the invention is described in more detail below with reference to FIGS. 2 and 3.
Die auf der Schmalseite der Lichtplatte angebrachten LEDs 7 werfen die ausfallenden Lichtstrahlen 9, im Idealfall parallel an die Ober- und Unterseite der Platte 1, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist, und werden von dort je nach Wellenlänge des Lichtstrahls 9 und Auftreffwinkel wieder reflektiert. Im Innern der Leuchtplatte 1 treffen die Lichtstrahlen 9 auf das an der Unterseite der Platte 1 aufgebrachte Raster 4 und werden dabei flächendeckend verteilt und mehrfach hin- und hergespiegelt. Die perfekte Totalrefflektion des eindringendes Lichtes im inneren der Leuchtplatte wird somit hergestellt. Durch die veränderten Oberflächenstrukturen an der Plattenunter- wie an der Plattenoberseite, werden die Lichtstrahlen 9 im Innern der Platte 1 mehrfach hin- und hergespiegelt. Somit ist im Innern der Platte 1 das Licht gefangen und gelangt in den gesamten Plattenbereich, auch zu solchen entfernten Bereichen, die von den LEDs 7 an der Schmalseite eingestrahlt, an sich nicht mehr ausgeleuchtet werden.The LEDs 7 mounted on the narrow side of the light plate throw the outgoing light beams 9 , ideally parallel to the top and bottom of the plate 1 , as indicated in FIG. 1, and from there, depending on the wavelength of the light beam 9 and angle of incidence reflected. In the interior of the light plate 1 , the light rays 9 strike the grid 4 applied to the underside of the plate 1 and are distributed over the entire area and reflected back and forth several times. The perfect total reflection of the penetrating light inside the light panel is thus created. Due to the changed surface structures on the underside and on the top of the plate, the light rays 9 are repeatedly reflected back and forth inside the plate 1 . Thus, the light is trapped in the interior of the plate 1 and does not reach the entire plate area, even to those distant areas which are irradiated by the LEDs 7 on the narrow side and are no longer illuminated per se.
Die Farbe des ausstrahlenden Lichtes kann durch verschiedene Weise gesteuert werden. Einmal durch die vorgegebene Farbe der LEDs 7, die Farbe der Leuchtplatte 1, die Farbe einer vorgesetzten Farbfolie (nicht gezeigt), sowie der verwendeten farbigen Durchleuchtmedien oder Objekte 2. The color of the emitted light can be controlled in various ways. Firstly, by the predetermined color of the LEDs 7 , the color of the light panel 1 , the color of a color film (not shown), and the colored fluoroscopic media or objects 2 used .
Das Gehäuse (12) der angeführten Beleuchtungsvorrichtung ist in der Ausführung, wie Design, Bauhöhe, Breite, Länge, Farbe, ob poliert, geschliffen usw. nach allen Seiten beliebig gestaltbar, solange die eingangs genannten Fixier- und Anbringungsfunktionen erfüllt werden.The housing ( 12 ) of the lighting device mentioned can be designed in any way in terms of design, design, height, width, length, color, whether polished, ground, etc., as long as the fixing and attachment functions mentioned at the outset are fulfilled.
Ausführungen, die wie Diabetrachter, Röntgenfilmbetrachter, Zeichnungsbetrachter usw. ausgeführt werden, beinhalten an der Gehäuseoberseite eine Klemmschiene (nicht weiter dargestellt), vorzugsweise inklusive einer evtl. erforderlichen Lupe zur Befestigung des Bildmaterials.Versions like slide viewers, x-ray film viewers, Drawing viewers, etc. are included on the Top of the housing a clamping rail (not shown), preferably including a possibly required magnifying glass Attachment of the picture material.
Das in die transparente Platte 1 durch die LEDs 7 eingekuppelte Licht 9, wird am Rand bzw. Umfang der Platte 1 durch die daran angebrachte Reflexionsfolie 6 in die Platte 1 wieder zurück reflektiert. Die Platte 1 in deren Mittenbereich, würde jedoch alleine durch diese Reflektionswirkung nicht ganz ausgeleuchtet. Nur die Umrandung des Leuchtmediums oder Objekts 2 würde beleuchtet bzw. erhellt. Diabilder und Diafilme 2 könnten somit nicht flächendeckend und gleichmäßig ausgeleuchtet werden.The light 9 coupled into the transparent plate 1 by the LEDs 7 is reflected back into the plate 1 at the edge or circumference of the plate 1 by the reflecting film 6 attached to it. The plate 1 in its central area, however, would not be fully illuminated by this reflection effect alone. Only the border of the light medium or object 2 would be illuminated or illuminated. Slide images and slide films 2 could therefore not be illuminated evenly across the entire area.
Erst durch Aufbringung des Rasters 4 als Film oder im Siebdruck 4 auf der Rückseite bzw. auf der Unterseite der Platte 1, wird eine gleichmäßige und flächendeckende Ausleuchtung bewirkt. Aus einer Vielzahl von Versuchen erhielt der Erfinder die Erkenntnis, dass eine besonders gute und gleichmäßige Ausleuchtung der Leuchttafel dann erfolgt, wenn das Raster 4 mit steigendem Abstand von der jeweiligen Lichtquelle eine ansteigende Transparenz 14 aufweist, wie die In Fig. 2 gezeigt ist. Demgemäß stellt Fig. 2 die Draufsicht einer weißen Rasterfolie 4 auf schwarzem Hintergrund dar, die für eine Beleuchtungsvorrichtung ausgebildet ist, welche eine Platte mit zwei sich gegenüberliegenden Lichtquellenmodulen aufweist. Only by applying the grid 4 as a film or in screen printing 4 on the back or on the underside of the plate 1 is a uniform and area-wide illumination achieved. From a large number of experiments, the inventor obtained the knowledge that the light panel is particularly well and uniformly illuminated when the grid 4 has an increasing transparency 14 with increasing distance from the respective light source, as shown in FIG. 2. Accordingly, FIG. 2 shows the top view of a white raster film 4 on a black background, which is designed for an illumination device which has a plate with two light source modules lying opposite one another.
Die Ausführungsform des Rasters, kann dabei in verschieden Formen ausgeführt werden.The embodiment of the grid can be different Shapes run.
Als überlegenes Raster entpuppte sich ein Rhomboid-Raster (5), wobei je nach Aufgabenlösung auch ein Punkt, Linear, Kreuz oder eine andere Form zur Anwendung in Frage kommen kann. Die Unterseite der Leuchtplatte, kann als eine alternative Ausgestaltung auch mit verschiedenen anderen Oberflächenstrukturen versehen werden, wie aufgerauht, mattiert, geschliffen, Laser strukturiert, Folien strukturiert oder mit verschieden Rastermustern bedruck, beklebt, bedampft, besprüht oder bestrichen sein, die das Verhalten des Lichtes an diesen Stellen und der gegenüber liegenden Lichtaustrittsseite an der Leuchtplatte maßgeblich verändern.A rhomboid grid ( 5 ) turned out to be the superior grid, whereby depending on the task solution, a point, linear, cross or another shape can also be used. As an alternative embodiment, the underside of the light panel can also be provided with various other surface structures, such as roughened, matted, sanded, structured with laser, structured with foils or printed, glued, steamed, sprayed or coated with different grid patterns, which affect the behavior of the light significant changes at these points and on the opposite light exit side of the light panel.
Die unterhalb des Rasters 4 liegende Reflexionsfläche 6 dient der Totalreflektion des durch das Raster 4 verteilten bzw. gebeugten Lichts 9 um das Licht 9 in die Leuchtplatte 1 wieder zurück zu strahlen.The reflecting surface 6 situated below the grid 4 is used to the light 9 to radiate back into the phosphor plate 1 of the total reflection of the distributed through the grid 4 and diffracted light. 9
Das von den LEDs ausgestrahlte und eingekuppelte Licht an der Rückseite der Leuchtplatte 1 wird durch das aufgebrachte vorzugsweise weiße Rhomboid-Raster 4 gebrochen bzw. gebeugt. Über die vorzugsweise weiße Reflexionsfläche 6 im Gehäuseinnern, wird eine Vielfachreflexion ausgelöst, die eine allseitige Lichtverteilung in der Leuchtplatte 1 bewirkt. Die umher schweifenden Lichtstrahlen in der Leuchtplatte 1 werden durch das Rhomboid-Raster 4 gebrochen und über die darunter angebrachte Reflexionsfläche 6 in das Medium wieder zurück reflektiert. Hierdurch wird eine flächendeckende und gleichmäßige Verteilung des austretenden Lichts aus der Leuchtplatte mit großer Brillanz erreicht.The light emitted and coupled in by the LEDs on the rear side of the light plate 1 is refracted or diffracted by the preferably white rhomboid grid 4 applied. Multiple reflection is triggered via the preferably white reflection surface 6 in the interior of the housing, which causes light to be distributed on all sides in the light plate 1 . The wandering light rays in the light plate 1 are refracted by the rhomboid grid 4 and reflected back into the medium via the reflection surface 6 underneath. As a result, an area-wide and uniform distribution of the emerging light from the light panel is achieved with great brilliance.
Abschließend sei noch darauf hingewiesen, dass die komplette Ausführung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel als Photodisplayleuchte gemäß Fig. 3 vorgesehen ist. Die Abdeckplatte 3 sowie das Gehäuse 12 kann zusätzlich von einem Wechsel- oder einem festen Rahmen umgeben werden. Bedingt durch die platzsparende Einbaugröße der Leuchtdioden 7 kann eine sehr flache und anspruchsvolle Bauhöhe der Beleuchtungsvorrichtung erreicht werden.In conclusion, it should also be pointed out that the complete embodiment of the lighting device according to the invention is provided in accordance with the preferred exemplary embodiment as a photo display lamp in accordance with FIG. 3. The cover plate 3 and the housing 12 can additionally be surrounded by an interchangeable or a fixed frame. Due to the space-saving installation size of the light-emitting diodes 7 , a very flat and sophisticated overall height of the lighting device can be achieved.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung vorzugsweise in Form einer Fotodisplayleuchte mit einer transparenten Platte, an deren zumindest eine Randseite zumindest eine Lichtquelle für das Einkuppeln von Licht in die Platte angeordnet ist und deren schmalen Randseiten mit einer Reflektionsschicht- oder -folie versehen sind, einem Reflektionsmittel, das auf einer Rückseite der Platte angeordnet ist, sowie einem Lichtbrechungsmittel. Das Lichtbrechungsmittel ist erfindungsgemäß an der Rückseite der Platte zwischen der Platte und dem rückseitigen Reflektionsmittel angeordnet.In summary, the invention relates to a Lighting device preferably in the form of a Photo display light with a transparent plate, on the at least one edge side at least one light source for the Coupling light is arranged in the plate and its narrow margins with a reflective layer or film are provided, a reflection means on a back the plate is arranged, and a light refraction means. According to the invention, the light refraction means is on the back the plate between the plate and the back Reflecting means arranged.
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Country Status (1)
| Country | Link |
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2001
- 2001-03-19 DE DE2001113234 patent/DE10113234A1/en not_active Ceased
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