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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug und im Besonderen eine ultradünne Lichtleiteranordnung sowie ein Anzeigesystem, das die ultradünne Lichtleiteranordnung aufweist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die Bereitstellung automobiler gebündelter Instrumentenanzeigen und Ringbeleuchtungen ist mittels konventioneller Verfahren durch den Raum, welcher in dem Bereich einer Rückwand für Beleuchtungsfunktionen zur Verfügung steht, begrenzt. Anzeigen werden, um dieses Problem zu verringern, traditionell rund um die Anzeigenbegrenzungen in Form geschnitten. Konventionelle Lösungen führen zu erhöhten Kosten und Beleuchtungsproblemen bei Anwendungen, die eine Anzeige (beispielsweise Flüssigkristall) aufweisen.
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Ein anderes Beleuchtungsverfahren beinhaltet ein Anheben einer grafischen Ebene der Messgrafiken, um so für Freiraum eines traditionellen Lichtleiters für eine Instrumentenbeleuchtung zu sorgen. Jedoch kann die erhabene grafische Ebene des Instruments von den grafischen Ebenen rund um die vordere Oberfläche eines verbundenen Displays visuell unterscheidbar sein.
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Es wäre wünschenswert, eine ultradünne Lichtleiteranordnung sowie ein Anzeigesystem, das dieultradünne Lichtleiteranordnung aufweist, zu entwickeln, wobei die ultradünne Lichtleiteranordnung eine geeignete Beleuchtung von mindestens einer Komponente unter Beibehaltung eines sehr niedrigen Profils bereitstellt.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Es sind übereinstimmend mit der vorliegenden Erfindung überraschend eine ultradünne Lichtleiteranordnung sowie ein Anzeigesystem, das die ultradünne Lichtleiteranordnung aufweist, entdeckt worden, wobei die ultradünne Lichtleiteranordnung eine geeignete Beleuchtung von mindestens einer Komponente unter Beibehaltung eines sehr niedrigen Profils bereitstellt.
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Eine ultradünne Lichtleiteranordnung umfasst in einer Ausführungsform: einen Lichtleiter mit einer maximalen Stärke von einem Millimeter; eine Lichtquelle, welche angrenzend an einen Teil des Lichtleiters angeordnet ist, um Lichtstrahlen in den Lichtleiter abzugeben; ein reflektierendes Material, das auf mindestens einem Teil der ersten Seite des Lichtleiters angeordnet ist, um die interne Reflexion der Lichtstrahlen im Lichtleiter zu maximieren; eine in den Lichtleiter integrierte Lichtextrahierungseinrichtung, um Lichtstrahlen durch eine zweite Seite des Lichtleiters zu leiten; und einen flexiblen Schaltkreis, welcher angrenzend an mindestens einen Teil des Lichtleiters angeordnet ist, wobei die Lichtquelle mit dem flexiblen Schaltkreis in elektrischer Verbindung steht, um die Lichtquelle selektiv mit Strom zu versorgen.
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Ein Anzeigesystem umfasst in einer anderen Ausführungsform: einen Rahmen mit einer Vielzahl an darin gebildeten Öffnungen; eine ultradünne Lichtleiteranordnung, welche angrenzend an den Rahmen angeordnet ist, wobei die Lichtleiteranordnung Folgendes aufweist: einen Lichtleiter mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite, die gegenüber der ersten Seite liegt; eine Lichtquelle, welche angrenzend an einen Teil des Lichtleiters angeordnet ist, um Lichtstrahlen in den Lichtleiter abzugeben; ein reflektierendes Material, das an mindestens einem Teil der ersten Seite des Lichtleiters angeordnet ist, um eine interne Reflexion der Lichtstrahlen im Lichtleiter zu maximieren; eine in den Lichtleiter integrierte Lichtextrahierungseinrichtung, um Lichtstrahlen durch eine zweite Seite des Lichtleiters zu leiten; und einen flexiblen Schaltkreis, welcher angrenzend an mindestens einen Teil des Lichtleiters angeordnet ist, wobei die Lichtquelle mit dem flexiblen Schaltkreis in elektrischer Verbindung steht, um die Lichtquelle selektiv mit Strom zu versorgen; und eine Anzeige, welche angrenzend an den Rahmen angeordnet ist, wobei mindestens ein Teil der Anzeige durch eine Öffnung, die in dem Rahmen gebildet ist, sichtbar ist.
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Ein Anzeigesystem umfasst in einer weiteren Ausführungsform: einen Rahmen mit einer Vielzahl an darin gebildeten Öffnungen; eine ultradünne Lichtleiteranordnung, welche angrenzend an den Rahmen angeordnet ist, wobei die Lichtleiteranordnung Folgendes aufweist: einen Lichtleiter mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite, die gegenüber der ersten Seite liegt; eine Lichtquelle, welche angrenzend an einen Teil des Lichtleiters angeordnet ist, um Lichtstrahlen in den Lichtleiter abzugeben; ein reflektierendes Material, das an mindestens einem Teil der ersten Seite des Lichtleiters angeordnet ist, um eine interne Reflexion der Lichtstrahlen im Lichtleiter zu maximieren; eine in den Lichtleiter integrierte Lichtextrahierungseinrichtung, um Lichtstrahlen durch eine zweite Seite des Lichtleiters zu leiten; und einen flexiblen Schaltkreis, welcher angrenzend an mindestens einen Teil des Lichtleiters angeordnet ist, wobei die Lichtquelle mit dem flexiblen Schaltkreis in elektrischer Verbindung steht, um die Lichtquelle selektiv mit Strom zu versorgen; eine Applikation, welche angrenzend an die zweite Seite des Lichtleiters angeordnet ist, um mindestens einen Teil der Lichtstrahlen, welche aus der zweiten Seite des Lichtleiters austreten, zu erhalten; und eine Anzeige, welche angrenzend an den Rahmen angeordnet ist, wobei mindestens ein Teil der Anzeige durch eine Öffnung, die im Rahmen gebildet ist, sichtbar ist, und ein Teil des Lichtleiters einen Teil der Anzeige überdeckt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Sowohl das Vorgenannte als auch andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden den Fachleuten aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform unter Einbeziehung der begleitenden Zeichnungen schnell ersichtlich, wobei:
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1 eine erhabene Vorderansicht eines Anzeigesystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine partiell auseinandergezogene Vorderansicht des Anzeigesystems aus 1 ist;
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3 eine perspektivische Rückansicht des Anzeigesystems aus 1 ist; und
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4 eine vergrößerte fragmentarische Schnittdarstellung des Anzeigesystems aus 1 entlang der Linie 4-4 ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DER ERFINDUNG
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Die folgende detaillierte Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen beschreiben und illustrieren verschiedene Ausführungsformen der Erfindung. Die Beschreibung und die Zeichnungen dienen dazu, Fachleute zu befähigen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden. Sie dienen keinesfalls dazu, den Umfang der Erfindung in jedweder Art und Weise zu begrenzen.
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1–4 stellen ein Anzeigesystem 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Das System 10 weist, wie dargestellt, ein Gehäuse 12, eine Anzeige 14, die an dem Gehäuse 12 angebracht ist, und ein Instrument 16 auf, das an dem Gehäuse 12 angebracht ist. Mindestens ein Teil des Instruments 16 überdeckt als ein nicht einschränkendes Beispiel einen Teil der Anzeige 14. Es versteht sich, dass das Gehäuse 12 ein relativ statischer Teil einer Instrumententafel, welche in einem Fahrzeug angeordnet ist, sein kann. Es kann jedoch jedwedes Gehäuse 12 oder Mittel zur Sicherung einer relativen Position der Anzeige 14 und des Instruments 16 verwendet werden. Es versteht sich ferner, dass die Anzeige 14 und das Instrument 16 jedwede Position relativ zueinander einnehmen können.
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Bei der Anzeige 14 handelt es sich typischerweise um eine Flüssigkristallanzeige (LCD), welche einem Anwender eine visuelle Ausgabe präsentiert, um Informationen über Fahrzeuginformationen [sic] oder über den Status eines Fahrzeugsystems (z. B. die Navigation, die Geschwindigkeit, den Kilometerzähler, Kontrollampen und Ähnliches) zu übermitteln. Es versteht sich jedoch, dass jedwede Anzeigeart, welche jetzt bekannt ist oder zu einem späteren Zeitpunkt entwickelt wird, verwendet werden kann, um die Ergebnisse visuell darzustellen, beispielsweise eine Dünnfilmtransistor-Anzeige (DFT).
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Die Anzeige 14 ist in der dargestellten Ausführungsform mittels eines Rahmens 18, welcher eine Vielzahl an Öffnungen 20, die darin gebildet sind, aufweist, wobei mindestens eine der Öffnungen 20 dergestalt konfiguriert ist, dass das visuelle Ergebnis der Anzeige 14 hindurchgeleitet werden kann, an dem Gehäuse 12 angebracht. Es ist eine Leiterplatte 22 (z. B. eine starre bedruckte Leiterplatte) angrenzend an den Rahmen 18 angeordnet, welche darüber hinaus in elektrischer Verbindung mit der Anzeige 14 steht, um die Anzeige 14 mit Strom zu versorgen sowie die Erzeugung der visuellen Ausgabe zu steuern. Es versteht sich, dass die Leiterplatte 22 in elektrischer Verbindung mit anderen Fahrzeugkomponenten und Systemen einschließlich einer Komponente des Instruments 16 stehen kann. Es versteht sich, dass die Leiterplatte 22 jedwede Anzahl an elektrischen Komponenten aufweisen kann, um die Anzeige 14 selektiv mit Strom zu versorgen und die visuelle Ausgabe, welche in der Anzeige 14 dargestellt wird, zu steuern. Weiter versteht es sich, dass die Leiterplatte 22 an jedwedem zur Anzeige 14 relativen Standort positioniert sein kann.
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Das Instrument 16 ist an dem Gehäuse 12 mittels des Rahmens 18 angebracht. Das Instrument 16 weist in der dargestellten Ausführungsform eine Hauptleiterplatte 24, welche an dem Rahmen 18 befestigt ist, eine ultradünne Lichtleiteranordnung 26, welche angrenzend an den Rahmen 18 angeordnet ist, eine Applikation 28, welche angrenzend an die Lichtleiteranordnung 26 angeordnet ist, sowie eine verzierende Komponente 30, welche angrenzend an die Applikation 28 angeordnet ist, auf.
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Bei der Hauptleiterplatte 24 handelt es sich typischerweise um eine starre bedruckte Leiterplatte, welche angrenzend an das Instrument 16 angeordnet ist, um den Komponenten des Instruments 16 (z. B. Lichtquellen, Motoren etc.) elektrische Energie bereitzustellen, um somit die Komponenten selektiv mit Strom zu versorgen. Es versteht sich, dass die Leiterplatte 22 und die Hauptleiterplatte 24 einstückig als eine einzelne Leiterplatte ausgebildet sein können. Jedoch kann der Raum der Bauform vorgeben, dass einzelne Leiterplatten 22, 24 verwendet werden müssen. Es versteht sich, dass die Hauptleiterplatte 24 jedwede Anzahl an elektrischen Komponenten aufweisen kann, um das Instrument 16 selektiv mit Strom zu versorgen und die Komponenten (z. B. einen Zeiger), welche mit dem Instrument 16 verbunden sind, zu steuern. Ferner versteht es sich, dass die Hauptleiterplatte 24 an jedwedem zum Instrument 16 relativen Standort positioniert sein kann.
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Die Lichtleiteranordnung 26 ist angrenzend an den Rahmen 18 angeordnet. Die Lichtleiteranordnung 26 weist, wie in 4 detaillierter dargestellt, einen ultradünne Lichtleiter 32, der ein reflektierendes Element 24 aufweist, das darauf angeordnet ist, einen flexiblen Schaltkreis 36, welcher angrenzend an die ultradünne Lichtführung 32 angeordnet ist, sowie eine Lichtquelle 38, welche an den flexiblen Schaltkreis 36 angeschlossen und angrenzend an den ultradünnen Lichtleiter 32 angeordnet ist, um Licht in den ultradünnen Lichtleiter 32 abzugeben. Es versteht sich, dass die Lichtführungsanordnung 26 zusätzliche Komponenten aufweisen kann.
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Der ultradünne Lichtleiter 32 kann aus jedwedem Material, durch das Licht hindurchgeleitet werden kann, gebildet sein. Der ultradünne Lichtleiter 32 ist als nicht einschränkendes Beispiel aus einem Polymer oder einem Kunststoff wie beispielsweise Poly(methylmethacrylat) (PMMA), Polykarbonat (PC), Polystyrol (PS) oder einem anderen jetzt bekannten oder später entwickelten Material ausgeformt. Der ultradünne Lichtleiter 32 ist typischerweise ebenflächig und weist eine Stärke T auf, die geringer als 1 mm ist. Die Stärke T des ultradünnen Lichtleiters 32 ist in bestimmten Ausführungsformen geringer als 0,6 mm. Der ultradünne Lichtleiter 32 weist, wie dargestellt, eine im Wesentlichen ebenflächige Scheibenform mit einem ausgeschnittenen Bereich 40 und einer Öffnung 42 zur Aufnahme eines Zeigers (nicht dargestellt) auf. Es versteht sich jedoch, dass der ultradünne Lichtleiter 32 jedwede Form und Größe aufweisen kann. Der ultradünne Lichtleiter 32 weist in bestimmten Ausführungsformen Lichtextrahierungseinrichtungen 44 auf, welche darin oder daran angeordnet sind. Die Lichtextrahierungseinrichtungen 44 können als nicht einschränkendes Beispiel eine Erhöhung oder einen Zahn, welche/welcher in dem ultradünnen Lichtleiter 32 gebildet ist, aufweisen, um Lichtstrahlen durch eine Vorderfläche 46 des ultradünnen Lichtleiters 32 zu leiten. Die Lichtextrahierungseinrichtungen 44 weisen als weiteres nicht einschränkendes Beispiel eine reflektierende Farbe auf, um Lichtstrahlen durch die Vorderfläche 46 des ultradünnen Lichtleiters 32 zu leiten. Es versteht sich, dass die Lichtextrahierungseinrichtungen 44 jedwedes Mittel aufweisen können, um Lichtstrahlen umzulenken, damit diese den ultradünnen Lichtleiter 32 verlassen können.
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Das reflektierende Element 34 ist typischerweise an mindestens einem Teil der rückseitigen Fläche 48 des ultradünnen Lichtleiters 32 gegenüber der Vorderfläche 46 angeordnet, um eine interne Reflexion der Lichtstrahlen im ultradünnen Lichtleiter 32 zu maximieren. Das reflektierende Element 34 kann als nicht einschränkendes Beispiel eine reflektierende Farbe sein, welche auf der rückseitigen Fläche 48 aufgetragen ist. Es versteht sich, dass das reflektierende Element 34 im ultradünne Lichtleiter 32 integriert sein kann. Es versteht sich weiter, dass jedwedes reflektierende Material oder jede reflektierende Struktur verwendet werden kann, um die interne Reflexion der Lichtstrahlen im ultradünnen Lichtleiter 32 zu maximieren.
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Das reflektierende Element 34 ist in bestimmten Ausführungsformen angrenzend an eine Kante 50 des ultradünnen Lichtleiters 32 gegenüber der Lichtquelle 38 angeordnet, um Lichtstrahlen daran zu hindern, den ultradünnen Lichtleiter 32 durch die Kante 50 zu verlassen.
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Der flexible Schaltkreis 36 ist angrenzend an mindestens einen Teil des ultradünnen Lichtleiters 32 angeordnet. Es ist, wie dargestellt, mindestens ein Teil des flexiblen Schaltkreises 36 an einen Teil des ultradünnen Lichtleiters 32 angrenzend an die Öffnung 42 gekoppelt (z. B. mit Klebstoff oder einem anderen Kopplungsmittel). Es versteht sich, dass der flexible Schaltkreis 36 in jedweder zum ultradünnen Lichtleiter 32 relativen Position angeordnet sein kann. Es versteht sich ferner, dass der flexible Schaltkreis 36 mittels eines Fachleuten bekannten flexiblen Anschlusses 51 in elektrischer Verbindung mit der Hauptleiterplatte 24 stehen kann.
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Bei der Lichtquelle 38 handelt es sich typischerweise um eine seitlich emittierende Leuchtdiode (LED) mit einer Höhe, welche im Wesentlichen gleich dem ultradünnen Lichtleiter 32 ist. Es versteht sich jedoch, dass jedwede bereits bekannte oder später entwickelte Lichtquelle mit jedweder Abmessung verwendet werden kann. Die Lichtquelle 38 ist, wie dargestellt, an dem flexiblen Schaltkreis 36 angebracht und steht sich damit in elektrischer Verbindung, wobei der flexible Schaltkreis 36 die selektive Stromversorgung der Lichtquelle 38 ermöglicht, um den ultradünnen Lichtleiter 32 selektiv zu beleuchten.
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Die Applikation 28 ist angrenzend an die Vorderfläche 46 des ultradünnen Lichtleiters 32 angeordnet. Die Applikation 28 weist, wie dargestellt, eine Vielzahl an grafischen Zeichen 52 (z. B. Zahlen, Anzeiger etc.) auf. Es handelt sich als ein nicht einschränkendes Beispiel bei mindestens einem Teil der rückseitigen Fläche 54 der Applikation 28, welche angrenzend an den ultradünnen Lichtleiter 32 angeordnet ist, um eine reflektierende Fläche, um Lichtstrahlen, die durch den ultradünnen Lichtleiter 32 geleitet werden, zu reflektieren. In bestimmten Ausführungsformen ist ein reflektierendes Element 55 an der rückseitigen Fläche 54 der Applikation 28 angeordnet. Es sind als weiteres nicht einschränkendes Beispiel Teile der rückseitigen Fläche 54 der Applikation 28 nicht reflektierend, um es Lichtstrahlen zu ermöglichen, den ultradünnen Lichtleiter 32 zu verlassen, um durch einen Teil der Applikation 28 geleitet zu werden (um z. B. die grafischen Zeichen 52 zu beleuchten). Es sind in bestimmten Ausführungsformen Farbdurchgänge 56 in mindestens der Applikation 28 oder dem reflektierenden Element 55 ausgebildet, damit Licht hier hindurchgelangen kann.
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Bei der verzierenden Komponente 30 handelt es sich typischerweise um eine dreidimensionale Komponente (z. B. eine Maske, einen Zierring und dergleichen), welche angrenzend an die Applikation 28 angeordnet ist, um dem Instrument 16 einen ästhetischen Umriss zu verleihen. Die verzierende Komponente 30 kann als nicht einschränkendes Beispiel Beleuchtungsmerkmale 58 wie beispielsweise Ausschnitte und optische Elemente aufweisen, welche es ermöglichen, dass Licht durch einen Teil der verzierenden Komponente 30 oder an dieser vorbei geleitet werden kann. In einigen Ausführungsformen ist eine Vielzahl an Prismenkränzen in 30' angrenzend an die Applikation 28 angeordnet, wobei die Prismenkränze in 30' verzierende Komponenten sind, welche Lichtstrahlen aus dem ultradünnen Lichtleiter 32 erhalten und das Licht in einem im Voraus definierten Beleuchtungsmuster lenken.
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Die Lichtquelle 38 wird in der Anwendung selektiv mit Strom versorgt und emittiert Lichtstrahlen in den ultradünnen Lichtleier 32 (z. B. entlang einer peripheren Kante des ultradünnen Lichtleiters 32). Die Lichtstrahlen beleuchten mindestens einen Teil des ultradünnen Lichtleiters 32 in einer Art, die dem Prinzip der Totalreflexion ähnelt. Die Lichtextrahierungseinrichtung 44 leitet einen Teil der Lichtstrahlen durch die Vorderfläche 46 des ultradünnen Lichtleiters 32, um eine Komponente (z. B. die Applikation 28, das verzierende Element 30, die Prismenkränze 30'), welche angrenzend an die Vorderfläche des ultradünnen Lichtleiters 32 angeordnet ist, zu beleuchten. Als ein nicht einschränkendes Beispiel beleuchten die Lichtstrahlen, welche den ultradünne Lichtleiter 32 verlassen, die grafischen Zeichen 52 der Applikation 28. Der ultradünne Lichtleiter 32 erstreckt sich in bestimmten Ausführungsformen über mindestens einen Teil der Anzeige 14, um eine einzigartige Konfiguration des Anzeigesystems 10 bereitzustellen. Es versteht sich, dass der ultradünne Lichtleiter 32 es ermöglicht, dass beleuchtete Strukturen unter Beibehaltung des grafischen Erscheinungsbildes, das sich auf gleicher Höhe mit der Anzeigeoberfläche befindet, direkt über Anzeigebereiche und Abgrenzungen angeordnet sein können.
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Die vorliegende Erfindung stellt einen ultradünnen Lichtleiter 32 mit einer Maximalstärke T von einem Millimeter bereit. Der ultradünne Lichtführung 32 kann zwischen der Anzeige 14 und der Applikation 28 (oder anderen Instrumentengrafiken) positioniert sein, um die Applikation 28 zu beleuchten. Die beleuchteten grafischen Zeichen 52 der Applikation 28 erscheinen dem Anwender, da die Stärke T des ultradünnen Lichtleiters 32 relativ klein ist, als wären sie auf derselben Ebene wie eine Vorderfläche der Anzeige 14 positioniert. Der ultradünne Lichtleiter 32 maximiert entsprechend eine Anzahl an Layout-Optionen für das Anzeigesystem 10, während es ein einzigartiges Beleuchtungsmittel bereitstellt.
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Ein Durchschnittsfachmann kann aus der vorstehenden Beschreibung die wesentlichen Kennzeichen dieser Erfindung einfach bestimmen sowie, ohne ihrem Geist und Umfang abzuweichen, verschiedene Änderungen und Modifikationen an der Erfindung durchführen, um sie verschiedenen Anwendungen und Bedingungen anzupassen.
