DE10126712A1 - Display device with a pointer and a light source - Google Patents

Display device with a pointer and a light source

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DE10126712A1
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    • G—PHYSICS
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    • B60K2360/33—

Abstract

The invention relates to an indicating instrument (1) which comprises a pointer, situated in front of a dial (2). Light is coupled into the axis (5) of the pointer. The light is guided into the pointer vane (3) by a deviating prism (8). The invention provides that in order to prevent a visible halo from appearing on the dial (2), around the axis (5), the light that is coupled into said axis (5) is UV light which is only converted into visible light in the pointer vane (3), by the luminescent material (10) that is present there.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigevorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Zeiger vor einem Zifferblatt und einer Lichtquelle, deren Licht in die Zeigerfahne des Zeigers eingekoppelt wird.The invention relates to a display device, in particular for a Motor vehicle, with a pointer in front of a dial and a light source, whose light is coupled into the pointer flag of the pointer.

Derartige Anzeigevorrichtungen werden vor allem im Automobilbau eingesetzt. Diese müssen so konzipiert sein, dass für den Fahrer relevante Informationen auch bei Dunkelheit klar und deutlich dargestellt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass z. B. der Zeiger einer Geschwindigkeitsanzeige derart mit einer Lichtquelle gekoppelt wird, dass dieser sich leuchtend vor dem dunklen mit leuchtenden Ziffern versehenen Zifferblatt abhebt.Such display devices are used primarily in automotive engineering used. These must be designed so that they are relevant to the driver Information is clearly and clearly presented even in the dark. This is achieved in that z. B. the pointer of a speedometer is coupled to a light source in such a way that it lights up stands out from the dark dial with luminous digits.

Bei den bisherigen Konstruktionen gelangt ein Teil des von der Lichtquelle ausgesandten Lichtes nicht in die Zeigerfahne, sondern wird vorher als Streulicht ausgekoppelt, so dass sich um die Achse des Zeigers auf dem Zif­ ferblatt ein Leuchthof bildet. Dieser setzt den Kontrast der Anzeige herab, so dass vielseitige Anstrengungen unternommen werden, den Lichthof zu unterdrücken. In previous designs, part of the light source emitted light not in the pointer flag, but is previously as Stray light is decoupled, so that around the axis of the pointer on the Zif Ferblatt forms a lighthouse. This lowers the contrast of the display, see above that versatile efforts are being made to close the atrium suppress.  

Die vorliegende Erfindung beruht daher auf dem Problem, eine Anzeigevorrichtung der genannten Art zu schaffen, bei der keine störenden Erhellungen des Zifferblattes auftreten.The present invention is therefore based on the problem of a To create a display device of the type mentioned, in which no disturbing Illuminations of the dial occur.

Dazu schlägt die Erfindung vor, dass das Spektrum des Lichtes im nicht sichtbaren Bereich liegt und in der Zeigerfahne Mittel vorhanden sind, die eine Umwandlung in den sichtbaren Bereich bewirken.To this end, the invention proposes that the spectrum of light in the visible area and there are means in the pointer flag that cause a conversion to the visible area.

Zwar tritt auch hier ein Teil des in den Zeiger bzw. in die Achse des Zeigers eingekoppelten Lichtes als Streulicht wieder aus und wird zum Zifferblatt gelenkt. Das dort reflektierte Licht wird aber vom Fahrer nicht wahr­ genommen, da es im nicht sichtbaren Bereich liegt. Das Licht, das als Leuchten der Zeigerfahne vom Fahrer erkannt wird, wird durch die Umwandlungsmittel erst in der Zeigerfahne erzeugt.Here, too, part of the pointer or axis of the pointer enters Coupled light out as stray light and becomes the dial directed. The driver does not notice the light reflected there taken because it is in the invisible area. The light that as If the pointer flag is recognized by the driver, the Conversion means only created in the pointer flag.

Im einfachsten Fall wird als Lichtquelle eine LED eingesetzt, die ultraviolettes Licht aussendet. Aufgrund der LED ist die Anzeigevorrichtung besonders langlebig und energiesparend.In the simplest case, an LED is used as the light source, the ultraviolet Emits light. Due to the LED, the display device is special durable and energy saving.

Als Umwandlungsmittel wird ein lumineszierendes Material eingesetzt, dass auf dieses Licht reagiert und aufgrund der Anregung durch UV-Licht seinerseits Licht im sichtbaren Bereich aussendet. Bei dem Material kann es sich z. B. um ein fluoreszierendes oder phosphoreszierendes Material handeln. Bei einem phosphoreszierenden Material besteht weiterhin der Vorteil, dass die Zeigerfahne nachleuchtet, was für bestimmte Anwendungsfälle z. B. bei einer Zeituhr von Interesse sein kann.A luminescent material is used as the conversion agent reacts to this light and due to the excitation by UV light in turn emits light in the visible area. With the material it can z. B. a fluorescent or phosphorescent material act. In the case of a phosphorescent material, that continues to exist Advantage that the pointer flag remains, which for certain Use cases e.g. B. may be of interest in a timer.

Im einfachsten Fall wird das Material als Schicht auf die Unterseite der Zeigerfahne aufgebracht. Das UV-Licht strahlt vom Fuß der Zeigerfahne ein und wird wegen des flachen Einfallswinkels durch vollständige Reflexion an der Oberseite der Zeigerfahne zur Unterseite geleitet. Dort tritt es auf das lumineszierende Material, das daraufhin sichtbares Licht zur Oberseite der Zeigerfahne abstrahlt. Der Einfallswinkel ist dabei so groß, dass das Licht aus der Oberseite austritt und für den Beobachter wahrnehmbar wird.In the simplest case, the material is layered on the underside of the Pointer flag applied. The UV light shines in from the base of the pointer flag and is due to the flat angle of incidence due to full reflection  the top of the pointer flag to the bottom. There it occurs on the luminescent material, which then visible light to the top of the Pointer flag emits. The angle of incidence is so large that the light emerges from the top and becomes perceptible to the observer.

Alternativ hierzu kann das Material auch an der Oberseite der Zeigerfahne aufgebracht werden. In diesem Fall muss es aber für sichtbares Licht transparent sei. Außerdem sollte an der Unterseite eine Reflexionsschicht vorhanden sein, die das von der Oberseite ankommende Licht dorthin zu­ rückwirft.Alternatively, the material can also be on the top of the pointer flag be applied. In this case, however, it must be visible light be transparent. There should also be a reflective layer on the bottom be present, which is where the light arriving from the top goes there back throws.

Ästhetisch besonders reizvolle Zeiger erhält man, wenn ein dunkles Kunststoffmaterial gewählt wird, das aber für UV-Licht durchlässig ist. Ein solcher Zeiger wird an der Oberseite mit dem lumineszierenden Material versehen.Aesthetically particularly attractive hands are obtained when a dark one Plastic material is selected, but which is transparent to UV light. On such pointer is on the top with the luminescent material Mistake.

Das Material kann auf den Zeiger aufgebracht werden oder aber als Dotierung in das Material der Zeigerfahne eingebracht werden. Damit ist die mögliche Gefahr, dass sich das an der Oberfläche der Zeigerfahne haftende Material wieder löst, nicht vorhanden.The material can be applied to the pointer or as Doping can be introduced into the material of the pointer flag. So that's it possible danger of sticking to the surface of the pointer flag Material loosens again, not available.

Es kann auch daran gedacht werden, die Zeigerfahne aus einem Material herzustellen, das durchgehend mit dem lumineszierenden Material dotiert ist.It can also be thought of the pointer flag made of one material to produce, which is continuously doped with the luminescent material.

Üblicherweise wird das Licht von der Achse des Zeigers kommend in die Zeigerfahne eingekoppelt. Bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise kann die Zeigerfahne aber auch als Segment einer lichtdurchlässigen Scheibe ausgebildet werden, wobei in den Rand der Scheibe das UV-Licht eingekoppelt wird. Für den Beobachter sind aber lediglich die mit dem lumineszierenden Material versehenen Bereiche als Zeigerfahne sichtbar. Usually the light comes from the axis of the pointer into the Pointer flag coupled. In the procedure according to the invention can also be the pointer flag as a segment of a translucent Disc are formed, the UV light in the edge of the disc is coupled. For the observer, however, only those with the luminescent material provided areas visible as pointer flag.  

Sollte das Licht in die Achse des Zeigers eingekoppelt und von dort in die Zeigerfahne weitergeleitet werden, so bietet es sich an, die Achse aus einem Metallröhrchen zu bilden, an dessen Innenwänden das Licht reflektiert wird. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, die Achse aus UV-Licht-resistentem Kunststoffmaterial herzustellen.If the light is coupled into the axis of the pointer and from there into the Pointer flag are forwarded, so it makes sense to remove the axis from one To form metal tubes, on the inner walls of which the light is reflected. This eliminates the need to make the axis UV-resistant Manufacture plastic material.

Die Übersichtlichkeit und damit auch die Ablesbarkeit der Anzeigevorrichtung wird vorteilhaft verbessert, wenn in einem ersten Teilbereich der Zeigerfahne die eine Umwandlung des Lichts in den sichtbaren Bereich bewirkenden Mittel vorhanden sind und wenn in einem zweiten, an den ersten Teilbereich angrenzenden Teilbereich der Zeigerfahne keine solchen Mittel vorhanden sind. Dadurch kann der für ein Ablesen wesentliche Bereich der Zeigerfahne in der Weise hervorgehoben werden, dass nur dieser Bereich leuchtet. Vorzugsweise handelt es sich dabei um die Zeigerspitze.The clarity and thus the readability of the display device is advantageously improved if the pointer flag is in a first partial region which cause the light to be converted into the visible area Means are available and if in a second, to the first section no such means exist in the adjoining section of the pointer flag are. This allows the area of the pointer flag that is essential for reading are highlighted in such a way that only this area lights up. It is preferably the tip of the pointer.

Eine weitere Verbesserung der Ablesbarkeit kann vorteilhaft dadurch erzielt werden, dass in der Zeigerfahne in verschiedenen Bereichen unterschiedliche Mittel vorhanden sind, die eine Umwandlung des Lichts in jeweils verschiedenfarbige sichtbare Bereiche bewirken. Bei einer solchen Verwendung unterschiedlicher Mittel ist eine Gestaltung mehrfarbiger Zeiger möglich, z. B. kann die Zeigerfahne eine rote Spitze und einen gelben Korpus aufweisen, ohne dass verschiedenfarbige Lichtquellen eingesetzt werden müßten.A further improvement in readability can advantageously be achieved in this way be that in the pointer flag in different areas different means are available which convert the light into cause different colored visible areas. With one Using different means is a design of multi-colored pointers possible, e.g. B. the pointer flag can have a red tip and a yellow body have without using different colored light sources would.

Die Erfindung läßt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind drei davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt inThe invention allows various embodiments. For further Three of them are illustrated in the drawing to illustrate their basic principle are shown and are described below. This shows in

Fig. 1 eine erste Anzeigevorrichtung mit einem Zeiger, Fig. 1 shows a first display device with a pointer,

Fig. 2 einen Zeiger einer zweiten Anzeigevorrichtung und Fig. 2 shows a pointer of a second display device and

Fig. 3 einen Zeiger einer weiteren Anzeigevorrichtung. Fig. 3 is a pointer to another display device.

Eine Anzeigevorrichtung 1 besteht nach Fig. 1 aus einem Zifferblatt 2 mit einem Zeiger, dessen Zeigerfahne 3 vor dem Zifferblatt 2 liegt. Der Kopf 4 der Zeigerfahne 3 ist mit einer Achse 5 gekoppelt. Unterhalb des Zifferblattes 2 befindet sich eine Antriebseinheit 6 auf einer Leiterplatte 7. Mittels der Antriebseinheit 6 wird der Zeiger durch Drehung der Achse 5 in die gewünschte Position gestellt. Dazu ist zwischen der Achse 5 und der Antriebseinheit 6 üblicherweise ein hier nicht dargestelltes Schneckenrad­ getriebe angeordnet.According to FIG. 1, a display device 1 consists of a dial 2 with a pointer, the pointer flag 3 of which lies in front of the dial 2 . The head 4 of the pointer flag 3 is coupled to an axis 5 . A drive unit 6 is located on a circuit board 7 below the dial 2 . By means of the drive unit 6 , the pointer is set into the desired position by rotating the axis 5 . For this purpose, a worm gear, not shown here, is usually arranged between the axis 5 and the drive unit 6 .

Die Achse 5, der Kopf 4 des Zeigers sowie die Zeigerfahne 3 bestehen aus lichtleitendem Kunststoff und fungieren in diesem Sinne als Lichtleiter. Am unteren Ende ist aus der Leiterplatte 7 eine LED 9 angeordnet, die in die untere Stirnseite der Achse 5 UV-Licht einkoppelt. Dieses Licht strahlt in den Kopf 4 des Zeigers und wird dort durch ein sogenanntes Umlenkprisma 8 in die Zeigerfahne 3 geleitet. Dabei ist nicht zu vermeiden, dass ein Teil des Lichtes aus dem Kopf 4 nach unten austritt und in einem Hof um die Achse 5 auf das Zifferblatt 2 trifft. Bei der Verwendung von sichtbarem Licht wäre ein sogenannter Lichthof zu erkennen. Dieser bleibt aber aufgrund der Tatsache, dass Licht im nicht sichtbaren Bereich eingesetzt wird, für den Beobachter unsichtbar.The axis 5 , the head 4 of the pointer and the pointer flag 3 consist of light-conducting plastic and act in this sense as a light guide. At the lower end, an LED 9 is arranged from the circuit board 7 , which couples UV light into the lower end face of the axis 5 . This light radiates into the head 4 of the pointer and is guided there into the pointer flag 3 by a so-called deflection prism 8 . It cannot be avoided that part of the light emerges from the head 4 downwards and hits the dial 2 in a courtyard around the axis 5 . A so-called halo would be visible when using visible light. However, due to the fact that light is used in the non-visible area, this remains invisible to the observer.

Das in die Zeigerfahne 3 geleitete Licht trifft nach einer Totalreflexion an der Oberseite der Zeigerfahne 3 auf die Unterseite, die in diesem Ausführungsbeispiel mit einer äußeren Schicht 10 aus lumineszierendem Material beschichtet ist. After total reflection, the light directed into the pointer flag 3 strikes the top of the pointer flag 3 and the underside, which in this exemplary embodiment is coated with an outer layer 10 made of luminescent material.

Durch das Auftreffen des UV-Lichtes werden die Atome und Moleküle in der Schicht 10 angeregt und senden ihrerseits Licht im sichtbaren Bereich aus, das nach oben, wie durch die Pfeile 11 angedeutet, ausgesandt wird. Dieser Vorgang erfolgt auf der ganzen Länge der Zeigerfahne 3, so dass diese dem Beobachter des Anzeigeinstrumentes als leuchtendes Gebilde erscheint.When the UV light strikes, the atoms and molecules in the layer 10 are excited and in turn emit light in the visible range, which is emitted upwards, as indicated by the arrows 11 . This process takes place over the entire length of the pointer flag 3 , so that this appears to the observer of the display instrument as a luminous structure.

Um das sichtbare Licht scharf auf die Zeigerfahne 3 zu begrenzen, ist auf den Kopf 4 des Zeigers eine Kappe 12 gesetzt, die diesen Bereich abdeckt.In order to sharply limit the visible light to the pointer flag 3 , a cap 12 is placed on the head 4 of the pointer, which covers this area.

Wie schon weiter oben erläutert, kann die Schicht 10 auch in das Material der Zeigerfahne 3 als Dotierung eingebracht werden. Es kann auch daran gedacht werden, die ganze Zeigerfahne 3 zu dotieren. In diesem Fall empfiehlt es sich aber, an der Unterseite der Zeigerfahne 3 eine reflektierende Schicht anzubringen.As already explained above, the layer 10 can also be introduced into the material of the pointer flag 3 as a doping. It can also be considered to dope the entire pointer flag 3 . In this case, however, it is advisable to apply a reflective layer to the underside of the pointer flag 3 .

Gleiche Elemente sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.The same elements have the same reference symbols in all figures Mistake.

In Fig. 2 ist ein Zeiger dargestellt, der sich von demjenigen nach Fig. 1 dadurch unterscheidet, dass in einem die Zeigerspitze umfassenden ersten Teilbereich 14 der Zeigerfahne 3 eine Umwandlung des Lichts in den sichtbaren Bereich bewirkende Mittel vorhanden sind, nicht jedoch in einem zweiten Teilbereich 15 der Zeigerfahne 3. Bei diesem zweiten Teilbereich 15 der Zeigerfahne 3 handelt es sich um einen der Kappe 12 zugewandten Bereich der Zeigerfahne 3. Bei einem Zeiger gemäß Fig. 2 tritt nur die Zeigerspitze leuchtend hervor. FIG. 2 shows a pointer which differs from that according to FIG. 1 in that a conversion of the light into the visible region is provided in a means in a first partial region 14 of the pointer vane 3 which comprises the pointer tip, but not in a second one Subarea 15 of the pointer flag 3 . This second partial area 15 of the pointer flag 3 is an area of the pointer flag 3 facing the cap 12 . In the case of a pointer according to FIG. 2, only the tip of the pointer emerges in a luminous manner.

Ein weiterer Zeiger ist in Fig. 3 dargestellt, wobei eine Zeigerfahne 3 in verschiedenen Bereichen unterschiedliche Mittel 13, 16, 17 aufweist, die eine Umwandlung des Lichts in jeweils verschiedenfarbige sichtbare Bereiche bewirken. Ein Mittel 16 ist an der Unterseite der Zeigerfahne 3 im Bereich der Zeigerspitze angeordnet, ein weiteres Mittel 17 ist ebenfalls an der Unterseite der Zeigerfahne 3, aber in einem einer Kappe 12 zugewandten Bereich der Zeigerfahne 3, angeordnet und ein weiteres Mittel 13 befindet sich als lichtdurchlässige Schicht an der Oberseite der Zeigerfahne 3 in einem Bereich, in dem an der Unterseite der Zeigerfahne 3 keine entsprechenden Mittel angeordnet sind. Somit kann die Zeigerspitze in einer anderen Farbe leuchten als der der Kappe 12 zugewandte Bereich der Zeigerfahne 3, und ein mittlerer Bereich der Zeigerfahne 3 kann eine weitere, dritte Farbe aufweisen.A further pointer is shown in FIG. 3, a pointer flag 3 having different means 13 , 16 , 17 in different areas, which convert the light into visible areas of different colors. A means 16 is arranged on the underside of the pointer flag 3 in the region of the pointer tip, a further means 17 is also arranged on the underside of the pointer flag 3 , but in a region of the pointer flag 3 facing a cap 12 , and another means 13 is located as translucent layer on the top of the pointer flag 3 in an area in which no corresponding means are arranged on the underside of the pointer flag 3 . Thus, the pointer tip can shine in a different color than the area of the pointer flag 3 facing the cap 12 , and a central area of the pointer flag 3 can have a further, third color.

Claims (12)

1. Anzeigevorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Zeiger und einer Lichtquelle, deren Licht in die Zeigerfahne des Zeigers eingekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Spektrum des Lichtes im nicht sichtbaren Bereich liegt und in der Zeigerfahne (3) Mittel (10) vorhanden sind, die eine Umwandlung in den sichtbaren Bereich bewirken.1. Display device, in particular for a motor vehicle, with a pointer and a light source, the light of which is coupled into the pointer flag of the pointer, characterized in that the spectrum of the light lies in the non-visible area and in the pointer flag ( 3 ) means ( 10 ) are present which cause a conversion into the visible area. 2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Licht der Lichtquelle (9) um UV-Licht handelt.2. Display device according to claim 1, characterized in that the light from the light source ( 9 ) is UV light. 3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (9) eine UV-Licht emittierende LED ist.3. Display device according to claim 2, characterized in that the light source ( 9 ) is a UV light-emitting LED. 4. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungsmittel (10) aus lumineszierendem Material bestehen.4. Display device according to one of the preceding claims, characterized in that the conversion means ( 10 ) consist of luminescent material. 5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das lumineszierende Material als Schicht (10) an der Unterseite der Zeigerfahne befindet. 5. Display device according to claim 4, characterized in that the luminescent material is located as a layer ( 10 ) on the underside of the pointer flag. 6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das lumineszierende Material als lichtdurchlässige Schicht (13) an der Oberseite der Zeigerfahne (3) befindet.6. Display device according to claim 4, characterized in that the luminescent material is located as a translucent layer ( 13 ) on the top of the pointer flag ( 3 ). 7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeiger (3) aus einem dunklen, aber für UV-Licht durchlässigen Material besteht.7. Display device according to claim 4, characterized in that the pointer ( 3 ) consists of a dark but UV-transparent material. 8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das lumineszierende Material in das Material der Zeigerfahne (3) eingebracht ist.8. Display device according to claim 5 or 6, characterized in that the luminescent material is introduced into the material of the pointer flag ( 3 ). 9. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeigerfahne (3) als Teil einer transparente Scheibe dargestellt ist, dass das Licht vom Rand der Scheibe eingekoppelt wird und dass ein segmentartiger Ausschnitt der Scheibe mit dem Umwandlungsmittel versehen ist.9. Display device according to one of the preceding claims, characterized in that the pointer flag ( 3 ) is shown as part of a transparent pane, that the light is coupled in from the edge of the pane and that a segment-like section of the pane is provided with the conversion means. 10. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeigerfahne (3) am einen Ende einer Achse (5) befestigt ist, dass das Licht in das andere Ende der Achse (5) eingekoppelt wird und dass die Achse (5) aus einem Metallröhrchen besteht, an dessen Innenwänden das Licht reflektiert wird. 10. Display device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the pointer flag ( 3 ) is attached to one end of an axis ( 5 ), that the light is coupled into the other end of the axis ( 5 ) and that the axis ( 5 ) consists of a metal tube, on the inner walls of which the light is reflected. 11. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Teilbereich (14) der Zeigerfahne (3) die eine Umwandlung des Lichts in den sichtbaren Bereich bewirkenden Mittel (10) vorhanden sind und dass in einem zweiten, an den ersten Teilbereich angrenzenden Teilbereich (15) der Zeigerfahne (3) keine solchen Mittel vorhanden sind.11. Display device according to one of the preceding claims, characterized in that in a first sub-area ( 14 ) of the pointer flag ( 3 ) are present which convert the light into the visible area ( 10 ) and that in a second, to the first Subarea adjacent subarea ( 15 ) of the pointer flag ( 3 ) no such means are present. 12. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zeigerfahne (3) in verschiedenen Bereichen unterschiedliche Mittel (13, 16, 17) vorhanden sind, die eine Umwandlung des Lichtes in jeweils verschiedenfarbige sichtbare Bereiche bewirken.12. Display device according to one of the preceding claims, characterized in that in the pointer flag ( 3 ) different means ( 13 , 16 , 17 ) are present in different areas, which convert the light into different colored visible areas.
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