DE102004038344B4 - Doppelseitige Beleuchtungsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Doppelseitige Beleuchtungsvorrichtung für ein elektronisches Gerät, wobei das elektronische Gerät (1) ein großes Anzeigepaneel (2) und ein kleines Anzeigepaneel (3) umfasst, die auf beiden Seiten eines Gehäuses (4) vorgesehen und Rücken an Rücken angeordnet sind, wobei die Beleuchtungsvorrichtung weiterhin ein Beleuchtungspaneel (8), das in dem Gehäuse (4) vorgesehen ist und eine erste Oberfläche (11) zum Aussenden von Licht in Richtung auf das große und eine zweite, gegenüberliegende Oberfläche (11) zum Aussenden von Licht in Richtung auf das kleine Anzeigepaneel (2, 3) aufweist, sowie eine Lichtquelle (10), die auf einer Seite des Beleuchtungspaneels (8) als Randbeleuchtung vorgesehen ist umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtabsorptionsschicht (17, 22) vorgesehen ist, die eine dem großen Anzeigepaneel (2) entsprechende Größe und eine dem kleinen Anzeigepaneel (3) entsprechende Öffnung aufweist, und zwischen dem Beleuchtungspaneel (8) und dem kleinen Anzeigepaneel (3) angeordnet ist, und dass die Lichtabsorptionsschicht (17, 22) derart ausgebildet ist, dass eine Menge der von der Lichtabsorptionsschicht (17, 22) reflektierten Lichtstrahlen und eine Menge der von dem kleinen Anzeigepaneel (3) reflektierten Lichtstrahlen derart gleich sind, dass die Verteilung der Lichtstrahlen auf der Seite des kleinen Anzeigepaneels (3) gleichmäßig ist und der Einfluss der von dem kleinen Anzeigepaneel (3) reflektierten Lichtstrahlen auf das Licht für die Beleuchtung des großen Anzeigepaneels (2) klein ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine doppelseitige Beleuchtungsvorrichtung, die Licht von beiden Seiten emittiert. Die Beleuchtungsvorrichtung ist zwischen Rücken an Rücken angeordneten Flüssigkristallanzeigen (LCDs) vorgesehen und beleuchtet die LCDs als Hintergrundbeleuchtung.
  • Seit einigen Jahren finden LCD-Beleuchtungsvorrichtungen mit dünnen Dicken weite Verbreitung als Beleuchtungsvorrichtungen für verschiedene elektronische Geräte wie etwa PCs, PDAs, Videospielgeräte und Mobiltelefone. Es gibt elektronische Geräte, bei dem zwei LCDs Rücken an Rücken angeordnet sind, um Anzeigeflächen auf beiden Seiten eines Gehäuses vorzusehen.
  • Es wurden verschiedene Hintergrundbeleuchtungsvorrichtungen mit einer dünnen Dicke und einer gleichmäßigen Helligkeit vorgeschlagen, wie zum Beispiel in den japanischen Patenten JP 2739730 B2 , JP 2747241 B2 , in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung JP 2004-078047 A , JP 2004-087409 A und in Sumitomo Three-M Co. Ltd., Catalogue of Brightness Enhancement Film (BEF Series, RBEF Series).
  • Ferner offenbart die US2003/0128316 A1 eine kleine und ein große Flüssigkristallanzeige an den beiden Lichtaustrittsflächen einer Hintergrundbeleuchtung, wobei zwischen der kleinen Flüssigkristallanzeige und der Hintergrundbeleuchtung eine Reflexionsfolie angeordnet ist.
  • Die US 2002/0064037 A1 offenbart zwei Flüssigkristallanzeigen an beiden Seiten einer einzelnen Hintergrundbeleuchtung, wobei zur Homogenisierung Diffusorplatten vorgesehen sind.
  • Die WO 03/029884 A1 offenbart zwei Flüssigkristallanzeigen an beiden Seiten einer einzelnen Hintergrundbeleuchtung mit einem Polarisationsteiler.
  • Die US 2003/0031007 A1 und die JP 2003-059321 A offenbaren jeweils eine Hintergrundbeleuchtung mit einer Prismenfolie.
  • Wenn jedoch zwei Sätze von Beleuchtungsvorrichtungen für die Hintergrundbeleuchtung beider LCDs verwendet werden, ist die Anzahl der Teile, die Dicke der Beleuchtungsvorrichtung und die Anzahl der Montageschritte größer, wobei außerdem die Kosten für die Beleuchtungsvorrichtung erhöht sind. Außerdem wird das Gewicht größer, wodurch die Tragbarkeit des Geräts eingeschränkt wird. Weil beide Beleuchtungsvorrichtungen mit jeweils exklusiven Lichtquellen ausgestattet sind, wird außerdem viel Strom verbraucht.
  • Dagegen sind bei einer Beleuchtungsvorrichtung mit Lichtflächen auf beiden Seiten der Vorrichtung zum Hintergrundbeleuchten von gegenüberliegenden LCDs mit unterschiedlichen Anzeigeflächen die Lichtreflexionseigenschaften auf einem Anzeigepaneel mit einer kleinen Fläche jeweils in der Mitte und in einem peripheren Bereich des Anzeigepaneels unterschiedlich. Wenn in diesem Zustand ein Anzeigepaneel mit einer großen Fläche reflektiertes Licht von dem kleinen Anzeigepaneel empfängt, wird die Intensität des auf das große Anzeigepaneel einfallenden Lichts aufgrund der unregelmäßigen Intensität des empfangenen Reflexionslichts ungleichmäßig.
  • Um diesen Nachteil zu beseitigen, muss eine Streuschicht an einem äußeren Teil der Beleuchtungsvorrichtung vorgesehen werden. Die Streuschicht reduziert jedoch die Intensität des Beleuchtungslichts.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsvorrichtung anzugeben, die gegenüberliegende Anzeigepaneels mit unterschiedlicher Fläche gleichmäßig beleuchten kann.
  • Zur Lösung dieser Aufgabenstellung stellt die Erfindung eine Doppelseitige Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereit.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen genannt.
  • Die Prismen der Helligkeitssteigerungsschicht sind auf einer dem Beleuchtungspaneel zugewandten Seite angeordnet.
  • Das große Anzeigepaneel und das kleine Anzeigepaneel überlappen in einer optischen Achse.
  • Die Lichtabsorptionsschicht ist schwarz oder grau.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die doppelseitige Beleuchtungsvorrichtung weiterhin eine halbdurchlässige Reflexionsschicht, die zwischen dem großen Anzeigepaneel und der Helligkeitssteigerungsschicht angeordnet ist.
  • Die halbdurchlässige Reflexionsschicht ist eine halb versilberte Spiegelschicht.
  • Die Helligkeitssteigerungsschicht kann eine Helligkeitssteigerungs-Doppelschicht mit einer Vielzahl von Prismen umfassen, die auf beiden Seiten in senkrechten Richtungen zueinander angeordnet sind.
  • Gemäß einem anderen Aspekt umfasst die doppelseitige Beleuchtungsvorrichtung weiterhin eine Vielzahl von Prismen, die auf wenigstens einer Seite des Beleuchtungspaneels vorgesehen sind.
  • Die Prismen sind schiefwinkelige Prismen.
  • Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werdend durch die folgende ausführliche Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
  • 1a ist eine seitliche Schnittansicht, die ein elektronisches Gerät mit einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 1b ist eine Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel eines elektronischen Geräts zeigt.
  • 2 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines Teils A von 1a.
  • 3 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines weiteres Beispiels für das Teil A.
  • 4 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein elektronisches Gerät mit einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 5 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein elektronisches Gerät mit einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 6 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein elektronisches Gerät mit einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Im Folgenden wird auf 1a, 2 und 3 Bezug genommen, die eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • Das elektronische Gerät 1 umfasst ein großes Anzeigepaneel 2 einer LCD und ein kleines Anzeigepaneel 3 einer anderen LCD, die an einem Gehäuse 4 jeweils in Öffnungen 5 und 6 montiert sind. Das kleine Anzeigepaneel 3 weist eine Anzeigefläche auf, die kleiner ist als diejenige des großen Anzeigepaneels 2. Beide Anzeigepaneels 2 und 3 sind Rücken an Rücken angeordnet und überlappen in der optischen Achse.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung 7 der vorliegenden Erfindung umfasst ein Beleuchtungspaneel 8 mit einer rechteckigen Form, das aus einem transparenten Kunstharz ausgebildet ist und in dem Gehäuse 4 gehalten wird, sowie eine Vielzahl von Lichtquellen 10 mit LEDs, die an einer der kurzen Seiten des rechteckigen Beleuchtungspaneels 8 angeordnet sind. Auf den beiden Oberflächen des Beleuchtungspaneels 8 sind Reflexionsflächen 11 ausgebildet. Jede der Reflexionsflächen umfasst eine Vielzahl von Prismen 12 wie in 2 gezeigt oder eine Vielzahl von zylindrischen Flächen wie in 3 gezeigt. Die Prismen 12 sind schiefwinklige Prismen mit jeweils einer langen Fläche 12a auf der Seite der Lichtquelle.
  • Helligkeitssteigerungsschichten 15 und 16 aus PET sind zwischen der ersten Oberfläche des Beleuchtungspaneels 8 und dem großen Anzeigepaneel 2 und zwischen der zweiten Oberfläche des Beleuchtungspaneels 8 und dem kleinen Anzeigepaneel 3 vorgesehen. Auf der Seite gegenüber dem Beleuchtungspaneel 8 jeder der Helligkeitssteigerungsschichten 15, 16 sind eine Vielzahl von Prismen 19 ausgebildet, um die Intensität des Lichts zu steigern.
  • Eine Lichtabsorptionsschicht 17 ist zwischen dem Beleuchtungspaneel 8 und dem kleinen Anzeigepaneel 3 angeordnet. Die Lichtabsorptionsschicht 17 weist eine Größe auf, die im wesentlichen derjenigen des großen Anzeigepaneels 2 entspricht und eine Öffnung 18 aufweist, die dem kleinen Anzeigepaneel 3 entspricht. Die Lichtabsorptionsschicht 17 weist eine Funktion zum Absorbieren von einfallendem Licht auf.
  • Während des Betriebs treten von den Lichtquellen 10 emittierte Lichtstrahlen in das Beleuchtungspaneel 8 ein und pflanzen sich in dem Beleuchtungspaneel fort. Die Lichtstrahlen in dem Beleuchtungspaneel 8 werden durch die Reflexionsflächen 11 reflektiert und von der ersten und zweiten Oberflächen des Beleuchtungspaneels 8 weg projiziert. Dabei reflektieren die langen Flächen 12a der Reflexionsflächen 11 die Lichtstrahlen gleichmäßig und gleichen so die ausgegebene Lichtmenge aus.
  • Die meisten Lichtstrahlen werden von dem Beleuchtungspaneel 8 durch Helligkeitssteigerungsschichten 15 und 16 ausgegeben, um die Unterseiten des großen Anzeigepaneels 2 und des kleinen Anzeigepaneels 3 von hinten zu beleuchten. Aus dem Beleuchtungspaneel 8 in einer schrägen Richtung ausgegebene Lichtstrahlen werden durch die Prismen 19 reflektiert, sodass die Lichtstrahlen senkrecht auf das große Anzeigepaneel 2 und das kleine Anzeigepaneel 3 einfallen und dadurch die Helligkeit der Anzeigepaneels erhöhen.
  • Die meisten der auf die peripheren Teile des kleinen Anzeigepaneels 3 einfallenden Lichtstrahlen werden durch die Lichtabsorptionsschicht 17 absorbiert, und eine kleine Menge von Lichtstrahlen wird durch die Lichtabsorptionsschicht 17 reflektiert. Die Menge der reflektierten Lichtstrahlen ist beinahe gleich der Menge der durch das kleine Anzeigepaneel 3 reflektierten Lichtstrahlen. Deshalb ist die Verteilung der Lichtstrahlen von der Seite des kleinen Anzeigepaneels 3 beinahe gleichmäßig. Der Einfluss der reflektierten Lichtstrahlen auf das Licht für die Beleuchtung des großen Anzeigepaneels ist klein, sodass keine Unregelmäßigkeit in der Helligkeit auftritt.
  • 1b zeigt ein weiteres Beispiel der ersten Ausführungsform.
  • Bei der Beleuchtungsvorrichtung ist ein Helligkeitssteigerungsfilm 16a mit einer kleinen Größe, die im wesentlichen derjenigen der Öffnung 18 entspricht, anstelle des Helligkeitssteigerungsfilms 16 von 1a vorgesehen.
  • Die anderen Teile sind hinsichtlich Aufbau und Betrieb identisch mit denjenigen von 1a und werden durch gleiche Bezugszeichen wie in 1a angegeben, wobei hier auf eine wiederholte Beschreibung dieser Teile verzichtet wird.
  • Im Folgenden wird auf 4 Bezug genommen, die eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung ist mit einer halb versilberten Spiegelschicht 21 als halbdurchlässiger Reflexionsschicht versehen, die zwischen dem großen Anzeigepaneel 2 und der Helligkeitssteigerungsschicht 15 angeordnet ist. Die anderen Teile sind identisch wie in 1a, wobei diese Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1a angegeben werden.
  • In der halb versilberten Spiegelschicht 21 ist die Intensität des durchgehenden Lichts gleich der Intensität des reflektierten Lichts. Das durchgehende Licht mit der reduzierten Intensität beleuchtet das große Anzeigepaneel 2.
  • Andererseits werden reflektierte Lichtstrahlen f zu den Lichtstrahlen hinzugefügt, die auf das kleine Anzeigepaneel 3 fallen. Deshalb wird das kleine Anzeigepaneel 3 durch Licht mit hoher Intensität beleuchtet. Die Intensität der Lichtstrahlen auf beide Anzeigepaneels kann also stark geändert werden. Zum Beispiel wird das kleine Beleuchtungspaneel vorzugsweise zum hellen Beleuchten eines kleinen Anzeigepaneels auf der Unterseite eines Mobiltelefons verwendet.
  • Im Folgenden wird auf 5 Bezug genommen, die eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • In der Beleuchtungsvorrichtung ist eine Lichtabsorptionsschicht 22 anstelle der Lichtabsorptionsschicht 17 der ersten und zweiten Ausführungsform vorgesehen. Die Lichtabsorptionsschicht 22 ist zwischen dem Beleuchtungspaneel 8 und dem kleinen Anzeigepaneel 3 angeordnet. Die Lichtabsorptionsschicht ist aus PET und weist eine graue Farbe auf. Die Lichtabsorptionsschicht 22 weist im wesentlichen die gleiche Größe wie das große Anzeigepaneel 2 und eine Öffnung 23 in Entsprechung zu dem kleinen Anzeigepaneel 3 auf.
  • Die graue Lichtabsorptionsschicht 22 absorbiert einen Teil der Lichtstrahlen und reflektiert den anderen Teil.
  • Weiterhin sind anstelle der Helligkeitssteigerungsschichten 15 und 16 der ersten und zweiten Ausführungsform eine Helligkeitssteigerungs-Doppelschicht 25 und eine Helligkeitssteigerungs-Doppelschicht 26 vorgesehen. Jede der Helligkeitssteigerungs-Doppelschichten 25 und 26 weist eine Vielzahl von Prismen 27 auf der dem Anzeigepaneel 2 bzw. 3 zugewandeten Seite und eine Vielzahl von Prismen 28 auf der dem Beleuchtungspaneel 8 zugewandten Seite auf, wobei die Prismen in der senkrechten Richtung länglich ausgebildet sind.
  • In die Helligkeitssteigerungs-Doppelschichten 25 und 26 einfallende Lichtstrahlen werden durch die äußeren Prismen 27 reflektiert und als Licht r zurückgeführt. Weiterhin fällt das reflektierte Licht f aus der Lichtabsorptionsschicht 22 auf das Lichtpaneel 8. Die Lichtabsorptionseffizienz der Lichtabsorptionsschicht 22 wird auf einen derartigen Wert gesetzt, dass die Intensität des reflektierten Lichts f aus der Lichtabsorptionsschicht 22 der Intensität des zurückgeführten Lichts r entspricht. Deshalb ist die Helligkeit der Oberfläche des großen Anzeigepaneels 2 gleichmäßig verteilt.
  • Im Folgenden wird auf 6 Bezug genommen, die eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Bei der Beleuchtungsvorrichtung ist die halb versilberte Spiegelschicht 21 der zweiten Ausführungsform von 4 zwischen dem großen Anzeigepaneel 2 und der Helligkeitssteigerungs-Doppelschicht 25 der dritten Ausführungsform von 5 vorgesehen. Die anderen Teile sind mit denjenigen von 5 identisch, wobei sie auch durch gleiche Bezugszeichen wie in 5 angegeben werden.
  • Ähnlich wie in der dritten Ausführungsform ist die Helligkeit des großen Anzeigepaneels 2 gleichmäßig verteilt.
  • Weil die halb versilberte Spiegelschicht 21 vorgesehen ist, wird die Helligkeit des großen Anzeigepaneels 2 reduziert und wird die Helligkeit des kleinen Anzeigepaneels 3 durch das reflektierte Licht von der halb versilberten Spiegelschicht 21 erhöht. Die Helligkeit beide Anzeigepaneels kann also stark verändert werden.
  • In der zweiten und vierten Ausführungsform kann die halb versilberte Spiegelschicht 21 durch ein weiße Streuschicht des halb durchlässigen Typs ersetzt werden, die eine gleiche Wirkung wie die halb versilberte Schicht aufweist.
  • Weiterhin kann anstelle der Lichtabsorptionsschichten 17 und 22 ein Teil des Gehäuses 4 in Entsprechung zu der Schicht 17 (22) zu einer Fläche mit derselben Funktion wie die Lichtabsorptionsschicht geändert werden.
  • Weil gemäß der vorliegenden Erfindung eine Helligkeitssteigerungsschicht vorgesehen ist, wird das Hintergrundlicht zu dem Anzeigepaneel der LCD konzentriert, sodass das Anzeigepaneel hell und gleichmäßig beleuchtet wird.
  • Weiterhin wird die Helligkeit des großen Anzeigepaneels durch die Lichtabsorptionsschicht gleichmäßig gemacht.
  • Die Erfindung wurde mit Bezug auf bevorzugte spezifische Ausführungsformen beschrieben, wobei zu beachten ist, dass die Beschreibung beispielhaft ist und die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Der Erfindungsumfang ist durch die folgenden Ansprüche definiert.

Claims (8)

  1. Doppelseitige Beleuchtungsvorrichtung für ein elektronisches Gerät, wobei das elektronische Gerät (1) ein großes Anzeigepaneel (2) und ein kleines Anzeigepaneel (3) umfasst, die auf beiden Seiten eines Gehäuses (4) vorgesehen und Rücken an Rücken angeordnet sind, wobei die Beleuchtungsvorrichtung weiterhin ein Beleuchtungspaneel (8), das in dem Gehäuse (4) vorgesehen ist und eine erste Oberfläche (11) zum Aussenden von Licht in Richtung auf das große und eine zweite, gegenüberliegende Oberfläche (11) zum Aussenden von Licht in Richtung auf das kleine Anzeigepaneel (2, 3) aufweist, sowie eine Lichtquelle (10), die auf einer Seite des Beleuchtungspaneels (8) als Randbeleuchtung vorgesehen ist umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtabsorptionsschicht (17, 22) vorgesehen ist, die eine dem großen Anzeigepaneel (2) entsprechende Größe und eine dem kleinen Anzeigepaneel (3) entsprechende Öffnung aufweist, und zwischen dem Beleuchtungspaneel (8) und dem kleinen Anzeigepaneel (3) angeordnet ist, und dass die Lichtabsorptionsschicht (17, 22) derart ausgebildet ist, dass eine Menge der von der Lichtabsorptionsschicht (17, 22) reflektierten Lichtstrahlen und eine Menge der von dem kleinen Anzeigepaneel (3) reflektierten Lichtstrahlen derart gleich sind, dass die Verteilung der Lichtstrahlen auf der Seite des kleinen Anzeigepaneels (3) gleichmäßig ist und der Einfluss der von dem kleinen Anzeigepaneel (3) reflektierten Lichtstrahlen auf das Licht für die Beleuchtung des großen Anzeigepaneels (2) klein ist.
  2. Doppelseitige Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Helligkeitssteigerungsschichten (15, 16) mit einer Vielzahl von Prismen (19) vorgesehen sind, wobei wenigstens eine der Helligkeitssteigerungsschichten (15, 16) zwischen dem großen Anzeigepaneel (2) und dem Beleuchtungspaneel (8) und wenigstens eine Helligkeitssteigerungsschicht (15, 16) zwischen dem kleinen Anzeigepaneel (3) und dem Beleuchtungspaneel (8) angeordnet sind, wobei die Prismen (19) der Helligkeitssteigerungsschicht (15, 16) auf einer dem Beleuchtungspaneel (8) zugewandten Seite vorgesehen sind.
  3. Doppelseitige Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das große Anzeigepaneel (2) und das kleine Anzeigepaneel (3) in einer optischen Achse überlappen.
  4. Doppelseitige Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Helligkeitssteigerungsschichten (15, 16) mit einer Vielzahl von Prismen (19) vorgesehen sind, wobei wenigstens eine der Helligkeitssteigerungsschichten (15, 16) zwischen dem großen Anzeigepaneel (2) und dem Beleuchtungspaneel (8) und wenigstens eine Helligkeitssteigerungsschicht (15, 16) zwischen dem kleinen Anzeigepaneel (3) und dem Beleuchtungspaneel (8) angeordnet sind, wobei die Prismen (19) der Helligkeitssteigerungsschicht (15, 16) auf einer dem Anzeigepaneel (2, 3) zugewandten Seite vorgesehen sind.
  5. Doppelseitige Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 4, weiterhin gekennzeichnet durch eine halbdurchlässige Reflexionsschicht (21), die zwischen dem großen Anzeigepaneel (2) und der Helligkeitssteigerungsschicht (15, 16) angeordnet ist.
  6. Doppelseitige Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Oberfläche (11) des Beleuchtungspaneels (8) Prismen (12) oder zylindrische Flächen (13) umfassen.
  7. Doppelseitige Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die halbdurchlässige Reflexionsschicht (21) eine halb versilberte Spiegelschicht ist.
  8. Doppelseitige Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Prismen (12) schiefwinklige Prismen sind.
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