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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft Kraftfahrzeuge mit Anzeigesystemen, die zur Darstellung von fahrzeug- und fahrrelevanten Informationen, Medien und Kommunikationsinformationen sowie Navigationsinformationen geeignet sind. Die Erfindung betrifft weiterhin Anzeigesysteme mit flexiblen Anzeigemöglichkeiten, die auch verschiedene Sehgewohnheiten bzw. -schwächen des Fahrers berücksichtigen können.
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Technischer Hintergrund
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Die Anzeigesysteme sind in der Regel auf die Sehaufgabe eines durchschnittlichen Fahrers ausgelegt, und dabei wird von einer optimalen Sehkraft des Fahrers ausgegangen. Bei der Darstellung der Anzeige auf einer Anzeigeeinrichtung wird die Art der Darstellung, wie beispielsweise die Auswahl der Zeichengrößen, dem Anzeigeabstand bzw. der Akkommodationsentfernung angepasst.
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Es bestehen jedoch erhebliche Unterschiede in der visuellen Wahrnehmung von Personen, beispielsweise aufgrund einer Sehschwäche, insbesondere Weitsichtigkeit und Kurzsichtigkeit, einer individuellen Akkommodationsentfernung, einer Akkommodationszeit und dergleichen.
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Eine herkömmliche Anzeigeeinrichtung eines Anzeigesystems in einem Kraftfahrzeug, wie z.B. eine Bildschirmanzeige über der Mittenkonsole, weist in der Regel eine oder mehrere Anzeigen auf, die fest zwischen 50 und 80 cm vom Beobachterauge, d. h. z.B. vom Auge des Fahrers, entfernt sind.
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Weiterhin sind Head-up-Anzeigeeinrichtungen bekannt, die über eine Reflexion über einen sogenannten Combiner oder eine sonstige Reflexionsfläche der Windschutzscheibe ein virtuelles Bild im Auge des Betrachters darstellen, so dass es für den Betrachter schwebend vor dem Fahrzeug erscheint.
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Die Art der Darstellungen für beide oben genannten Anzeigeeinrichtungen unterscheidet sich, so dass je nach Sehgewohnheit oder Seheigenschaften, wie z.B. aufgrund einer Sehschwäche und/oder einer individuellen Akkommodationsentfernung, eine der Anzeigeeinrichtungen zur Darstellung der anzuzeigenden Informationen besser geeignet ist und eine einfachere und schnellere Wahrnehmung der entsprechenden Information ermöglicht. Derzeit ist es nicht möglich, eine der Anzeigeeinrichtungen an die verschiedenen Sehgewohnheiten von Betrachtern anzupassen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Anzeigesystem zur Verfügung zu stellen, das eine Variabilität der Anzeigemöglichkeiten ermöglicht und zudem die dargestellte Information an etwa der gleichen Sichtposition mit Bezug auf das Fahrzeug bereitstellt.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch das Anzeigesystem gemäß Anspruch 1 sowie durch das Verfahren zum Betreiben eines Anzeigesystems gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
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Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Anzeigesystem für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, umfassend:
- - eine erste Anzeigeeinrichtung, die im Wesentlichen flächig ausgebildet ist und an einer Oberseite des Armaturenbretts angebracht ist;
- - eine zweite Anzeigeeinrichtung, die in dem Armaturenbrett angeordnet ist und eine Auslassöffnung für ein Projektionslichtstrahlenbündel zur Reflektion an einem Reflexionsbereich in einen Augenbereich eines Benutzers aufweist;
- - eine Verstelleinrichtung, die ausgebildet ist, um die erste Anzeigeeinrichtung an der Oberseite des Armaturenbretts des Kraftfahrzeugs zwischen einer ersten Gebrauchsstellung, bei der die erste Anzeigeeinrichtung die Auslassöffnung der zweiten Anzeigeeinrichtung zumindest teilweise verdeckt, und einer zweiten Gebrauchsstellung, bei der die Anzeigefläche der ersten Anzeigeeinrichtung von dem Augenbereich wahrnehmbar ist und die Auslassöffnung der zweiten Anzeigeeinrichtung nicht verdeckt wird, zu verstellen.
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Das obige Anzeigesystem weist eine Kombination von zwei Anzeigeeinrichtungen auf. Das Anzeigesystem ermöglicht es, durch das Verstellen der ersten Anzeigeeinrichtung zwischen einer ersten Gebrauchsstellung und einer zweiten Gebrauchsstellung diese für eine Anzeigeart zu aktivieren und gleichzeitig eine zweite Anzeigeeinrichtung so zu aktivieren, dass deren Anzeigebild die Anzeige der ersten Anzeigeeinrichtung ergänzt.
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In der ersten Gebrauchsstellung kann die erste Anzeigeeinrichtung 2 im Wesentlichen so auf der Oberseite des Armaturenbretts 4 angeordnet sein, dass die Flächennormale des Anzeigebilds zur Windschutzscheibe 5 gerichtet ist. Insbesondere kann die Flächenrichtung der Anzeigefläche der ersten Anzeigeeinrichtung 2 bündig oder planparallel zur Oberseite des Armaturenbretts 4 verlaufen. Entsprechend wird das durch die erste Anzeigeeinrichtung 2 dargestellte Anzeigebild in einer ersten Art der Darstellung über die Windschutzscheibe ins Auge des Betrachters reflektiert. Dabei kann die zweite Anzeigeeinrichtung zumindest teilweise abgeschirmt bzw. deaktiviert sein. Somit ist es in einer ersten Gebrauchsstellung möglich, die Anzeigebilder der ersten Anzeigeeinrichtung und der zweiten Anzeigeeinrichtung zu kombinieren, so dass diese gemeinsam über einen Bereich der Windschutzscheibe wahrgenommen werden können. Dazu kann die zweite Anzeigeeinrichtung eine virtuelle Bildebene aufweisen, die von der Bildebene der ersten Anzeigeeinrichtung unterschiedlich oder zu dieser identisch ist. Im Falle einer Head-up-Display-Projektionseinrichtung ist es dazu notwendig, eine Fokussiereinrichtung vorzusehen, die die virtuelle Bildebene an die Bedürfnisse des Betrachters anpasst.
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In einer zweiten Gebrauchsstellung der ersten Anzeigeeinrichtung kann diese so von der Oberseite des Armaturenbretts abstehen, so dass deren Anzeigefläche direkt von dem Augenbereich des Benutzers aus betrachtbar ist. Durch die Aktivierung der zweiten Anzeigeeinrichtung kann dadurch ebenfalls eine Überlagerung der Anzeigebilder beider Anzeigeeinrichtungen erreicht werden, die ebenfalls verschiedene virtuelle Bildebenen aufweisen.
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Somit kann ein Anzeigesystem bereitgestellt werden, das auf die visuellen Bedürfnisse eines Betrachters angepasst werden kann, da es in den verschiedenen Stellungen unterschiedliche Anzeigearten zur Darstellung einer Information bereitstellt.
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Weiterhin kann die erste Anzeigeeinrichtung einen Flachbildschirm, insbesondere einer LCD-Anzeige oder Mikro-LED-Anzeige, umfassen, und/oder die zweite Anzeigeeinrichtung eine Projektionsanzeigeeinrichtung, insbesondere eine Head-up-Display-Anzeige, umfassen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die erste Anzeigeeinrichtung in der ersten Gebrauchsstellung die Auslassöffnung teilweise überdeckt, indem diese in die Auslassöffnung reicht, so dass ein Anzeigebild der zweiten Anzeigeeinrichtung in dem Augenbereich neben der Anzeige der ersten Anzeigeeinrichtung wahrnehmbar ist.
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Weiterhin kann eine Steuereinheit ausgebildet sein, um abhängig von der ersten und der zweiten Gebrauchsstellung die Anzeigeinformation auf der ersten und der zweiten Anzeigeeinrichtung festzulegen.
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Insbesondere kann die Steuereinheit ausgebildet sein, um in der ersten Gebrauchsstellung die erste oder die zweite Anzeigeeinrichtung zu deaktivieren.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Steuereinheit ausgebildet sein, um in der zweiten Gebrauchsstellung die erste oder die zweite Anzeigeeinrichtung zu aktivieren.
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Es kann eine Stellungssensorik vorgesehen sein, um die Gebrauchsstellung der ersten Anzeigeeinrichtung zu erkennen und der Steuereinheit zu signalisieren.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben des obigen Anzeigesystems vorgesehen, wobei die darzustellenden Anzeigeinformationen abhängig von einer festgestellten Gebrauchsstellung auf der ersten und der zweiten Anzeigeeinrichtung dargestellt wird.
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Figurenliste
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Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1a -1c schematische Darstellungen eines Anzeigesystems mit einer ersten und einer zweiten Anzeigeeinrichtung in einer ersten Gebrauchsstellung nebst Beispielen für mögliche Darstellungen der Anzeigen der beiden Anzeigeeinrichtungen; und
- 2a -2b schematische Darstellungen eines Anzeigesystems mit einer ersten und einer zweiten Anzeigeeinrichtung in einer zweiten Gebrauchsstellung nebst einem Beispiel für mögliche Darstellungen der Anzeigen der beiden Anzeigeeinrichtungen.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines Anzeigesystems 1 mit einer ersten Anzeigeeinrichtung 2 und einer zweiten Anzeigeeinrichtung 3. Das Anzeigesystem 1 befindet sich auf einer Oberseite des Armaturenbretts 4 in einem Kraftfahrzeug unter einer geneigt darüber verlaufenden Windschutzscheibe 5.
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In 1 befindet sich das Anzeigesystem 1 in einer ersten Gebrauchsstellung. Die erste Anzeigeeinrichtung 2 kann als eine selbstleuchtende Anzeigevorrichtung ausgebildet sein, wie beispielsweise ein LCD-Display mit Backlight, eine Mikro-LED-Anzeigevorrichtung oder dergleichen. Die erste Anzeigeeinrichtung 2 sollte flächig (als Flachbildschirm) ausgebildet sein und eine relativ geringe Dicke aufweisen, wie beispielsweise nicht mehr als 2 cm.
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In der ersten Gebrauchsstellung ist die Anzeigefläche der ersten Anzeigeeinrichtung 2 nach oben gerichtet, d.h. in Richtung der Windschutzscheibe 5.
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In der Querschnittsdarstellung der 1 erkennt man die Anordnung der ersten und zweiten Anzeigeeinrichtung 2, 3.
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Die zweite Anzeigeeinrichtung 3 ist in Form einer Head-up-Display-Anzeige, d. h. einer Projektionsanzeigeeinrichtung, ausgebildet und im Inneren des Armaturenbretts eingebaut. Im Betrieb strahlt die zweite Anzeigeeinrichtung 3 ein Projektionslichtstrahlenbündel in Richtung einer Reflexionsfläche R ab. An der Reflexionsfläche R, die beispielsweise als Flächenbereich (Reflexionsbereich) der Windschutzscheibe 5 oder in Form eines zusätzlichen Combiners (nicht gezeigt) ausgebildet sein kann, wird das Projektionslichtstrahlenbündel in einen Augenbereich A eines Betrachters reflektiert. Das Projektionslichtstrahlenbündel ist, wie bei Head-up-Display-Anzeigeeinrichtungen üblich, mithilfe einer 8nicht gezeigten) Optik so fokussiert, dass es das anzuzeigende Anzeigebild im Auge des Betrachters abbildet.
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In der ersten Gebrauchsstellung liegt die erste Anzeigeeinrichtung 2 im Wesentlichen so auf der Oberseite des Armaturenbretts 4 auf, dass die Flächennormale des Anzeigebilds zur Windschutzscheibe 5 gerichtet ist. Insbesondere kann die Flächenrichtung der Anzeigefläche der ersten Anzeigeeinrichtung 2 bündig oder planparallel zur Oberseite des Armaturenbretts 4 verlaufen. Die Ausrichtung der ersten Anzeigeeinrichtung 2 ist dann so, dass das Anzeigebild an der Innenseite der Windschutzscheibe 5 reflektiert wird, so dass der Betrachter das Anzeigebild der ersten Anzeigeeinrichtung über die Reflexion an der Windschutzscheibe 5 erkennen kann. Der Betrachtungsabstand entspricht dabei dem Abstand des Betrachters von der Reflexionsfläche der Windschutzscheibe 5 zuzüglich des Abstandes der Anzeigefläche der ersten Anzeigeeinrichtung 2 von der Windschutzscheibe 5.
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Das virtuelle Bild, das von der zweiten Anzeigeeinrichtung 3, d. h. der Projektionsanzeigeeinrichtung, in das Auge des Benutzers projiziert wird, ist üblicherweise so gewählt, dass das virtuelle Bild in einem Abstand von wenigen Metern vom Auge des Betrachters entfernt wahrgenommen wird. Somit befinden sich das reflektierte Anzeigebild der ersten Anzeigeeinrichtung 2 und das virtuelle Bild der zweiten Anzeigeeinrichtung 3 in verschiedenen Akkommodationsentfernungen.
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Je nach Größe der ersten Anzeigeeinrichtung 2 verdeckt diese in der Gebrauchsstellung eine Lichtauslassöffnung 31 der Projektionsanzeigeeinrichtung 3 ganz oder teilweise. Bei einer teilweisen oder vollständigen Verdeckung kann in der ersten Gebrauchsstellung die zweite Anzeigeeinrichtung 3 vollständig deaktiviert werden. In diesem Fall nimmt der Betrachter lediglich das reflektierte Anzeigebild der ersten Anzeigeeinrichtung 2 wahr.
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Durch das Vorsehen der ersten Anzeigeeinrichtung an oder über der zweiten Anzeigeeinrichtung 3 ist gegenüber einer herkömmlichen Anzeigeeinrichtung kein zusätzlicher Bauraum zur Realisierung des Anzeigesystems 1 erforderlich.
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Bei einer teilweisen Verdeckung der Lichtauslassöffnung 31 der zweiten Anzeigeeinrichtung 3 durch die erste Anzeigeeinrichtung 2 kann zudem vorgesehen sein, dass die zweite Anzeigeeinrichtung 3 gemeinsam mit der ersten Anzeigeeinrichtung 2 betrieben wird. Dadurch können sich ergänzende Anzeigebilder beider Anzeigeeinrichtungen 2, 3 gemeinsam wahrgenommen werden. Dazu wird in einem unteren Bereich F1 der Reflexionsfläche R der Windschutzscheibe 5 das Projektionslichtstrahlenbündel der zweiten Anzeigeeinrichtung 3 reflektiert und in einem oberen Bereich F2 der Reflexionsfläche R der Windschutzscheibe 5 das Anzeigebild der ersten Anzeigeeinrichtung 2 reflektiert. Es kann sich beispielsweise ein von dem Betrachter wahrgenommenes Bild ergeben, wie es in der 1b dargestellt ist.
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Die Anzeige der 1b zeigt in dem unteren Bereich F1 das Anzeigebild der zweiten Anzeigeeinrichtung 3, während in dem oberen Bereich F2 das Anzeigebild der über die Windschutzscheibe 5 reflektierten Anzeige der ersten Anzeigeeinrichtung 2 dargestellt wird.
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Alternativ können durch entsprechende Auslegung der Abmessungen der ersten Anzeigeeinrichtung 2 der untere und obere Bereich F1, F2 auch andere Formen aufweisen und ineinander reichen, wie beispielhaft in 1c gezeigt. Der Formgebung der ersten Anzeigeeinrichtung 2 bestimmt im Wesentlichen welchen Teil des Anzeigebilds der zweite Anzeigeeinrichtung 3 sichtbar ist.
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In 2 ist das Anzeigesystem 1 in einer zweiten Gebrauchsstellung dargestellt. Dabei wird die erste Anzeigeeinrichtung 2 mithilfe einer Verstelleinrichtung 7 verstellt, insbesondere z.B. mithilfe eines Klapp- bzw. Kippmechanismus um ein Gelenk nach oben geklappt, so dass die Flächennormale der Anzeige der ersten Anzeigeeinrichtung 2 im Wesentlichen in Richtung des Augenbereichs des Benutzers gerichtet ist.
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Zudem wird die Lichtauslassöffnung der zweiten Anzeigeeinrichtung 3 vollständig geöffnet, so dass diese in an sich bekannter Weise ein Anzeigebild ins Auge des Benutzers projizieren kann. Dadurch ist es möglich, ein kombiniertes Anzeigebild dem Benutzer darzustellen, das sich aus dem Anzeigebild der ersten Anzeigeeinrichtung 2, das unmittelbar wahrgenommen werden kann, und dem Projektionsanzeigebild der zweiten Anzeigeeinrichtung 3 zusammensetzt. Dabei ist der Akkommodationsabstand für das wahrgenommene Anzeigebild der ersten Anzeigeeinrichtung 2 deutlich geringer als dies bei der ersten Gebrauchsstellung der Fall ist, wo sich die Akkomodationsentfernung aus den jeweiligen Abständen des Augenbereichs und der Anzeigefläche zur Windschutzscheibe als Reflexionsfläche R ergibt.
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In 2b ist die vom Betrachter wahrnehmbare Anzeige dargestellt. Im unteren Bereich F3 erkennt man die Anzeige der hochgeklappten ersten Anzeigeeinrichtung 2, die im Abstand von ca. 0,5 bis 0,8 m wahrgenommen wird. Das darüber in dem Bereich F4 wahrnehmbare virtuelle Anzeigebild der zweiten Anzeigeeinrichtung 3 kann dagegen in einem Akkomodationsabstand von einigen Metern, wie beispielsweise zwischen 3 und 10 m, vom Auge des Betrachters wahrgenommen werden. Somit lassen sich Anzeigeinformationen auf den verschiedenen Anzeigebereichen verteilen, die den Sehgewohnheiten des Betrachters entsprechen. Insbesondere Fahrzeug- und fahrrelevante Informationen können bei einem weitsichtigen Betrachter vorzugsweise in einem Fernbereich dargestellt werden, während andere Informationen, insbesondere Informationen, die für andere Fahrzeuginsassen als den Fahrer des Fahrzeugs wahrnehmbar sein sollen, auf dem unteren Anzeigebereich F3 dargestellt werden.
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Bei einem eher kurzsichtigen Betrachter ist dagegen die erste Gebrauchsstellung zweckmäßiger, da dort das Anzeigebild in einer Entfernung zwischen 1 und 2 m wahrgenommen wird, da das Anzeigebild über einen Reflexionsbereich der Windschutzscheibe wahrgenommen wird.
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Der Klappmechanismus der ersten Anzeigeeinrichtung 2 kann mit einer Stellungssensorik 8 zur Stellungserkennung gekoppelt sein, die als Schalter z.B. nahe der Verstelleinrichtung 7 oder durch optische Mittel in der zweiten Anzeigeeinrichtung 3 vorgesehen sein kann. Durch die Stellungserkennung kann eine Steuereinheit 6 des Anzeigesystems 1 feststellen, in welcher Gebrauchsstellung sich das Anzeigesystem 1 befindet, und gegebenenfalls abhängig von der Gebrauchsstellung die zweite Anzeigeeinrichtung 3 aktivieren oder deaktivieren und die Anzeigeinformationen auf die Anzeigebereiche F1, F2 bzw. F3, F4 verteilen.
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Beide Gebrauchsstellungen können wahlweise durch manuelles oder automatisches Verfahren eingestellt werden, wobei durch die Stellungserkennung die anzuzeigenden Informationsobjekte den Anzeigebereichen abhängig von der jeweiligen Gebrauchsstellung zugeordnet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anzeigesystem
- 2
- erste Anzeigeeinrichtung
- 3
- zweite Anzeigeeinrichtung
- 4
- Armaturenbrett
- 5
- Windschutzscheibe
- 6
- Steuereinheit
- 7
- Verstelleinrichtung
- 8
- Stellungssensorik
- 31
- Lichtauslassöffnung
- F1, F2
- oberer, unterer Bereich der ersten Gebrauchsstellung
- F3, F4
- oberer, unterer Bereich der zweiten Gebrauchsstellung
