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Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, der ein Lichtmodul, eine Bilderfassungseinheit, eine von der Bilderfassungseinheit baulich getrennte Blendenvorrichtung sowie ein Gehäuse und eine transluzente Abdeckscheibe umfasst. Das Gehäuse weist eine Öffnung auf, wobei die Öffnung durch die transluzente beziehungsweise durchsichtige oder transparente Abdeckscheibe abgedeckt ist, wodurch eine Kammer gebildet ist. Die Abdeckscheibe eines Kraftfahrzeugscheinwerfers wird oft auch „Streuscheibe“ oder „Scheinwerferglas“ genannt. Das Lichtmodul, die Bilderfassungseinheit und die Blendenvorrichtung sind in der Kammer aufgenommen, d.h. dass sie sich vollständig in der Kammer befinden. Dabei ist die Blendenvorrichtung dazu eingerichtet, Licht, welches mittels des Lichtmoduls abgestrahlt und von der transluzenten Abdeckscheibe in Richtung der Bilderfassungseinheit rückgestreut wird, von der Bilderfassungseinheit abzuschatten. Dies bedeutet, dass die Blendenvorrichtung das Lichtmodul und die Bilderfassungseinheit lichttechnisch trennt, d.h. auch dass das mit dem Lichtmodul erzeugbare Licht nicht in die Bilderfassungseinheit gelangen kann.
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Der Kraftfahrzeugscheinwerfer kann dazu eingerichtet sein, eine oder mehr unterschiedliche Haupt-Lichtverteilungen, wie z.B. Abblendlichtverteilung oder (abblendfreie oder nicht abblendfreie) Fernlichtverteilung oder eine oder mehr unterschiedliche Zusatz-Lichtverteilungen, wie z.B. Nebellicht-, Schlechtwetterlicht-, Fahrtrichtungsanzeiger- oder Tageslicht-Lichtverteilung, zu erzeugen. Insbesondere handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um einen ADB-Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei ADB für „adaptive driving beam“ steht.
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Kraftfahrzeugscheinwerfer der oben genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt (siehe z.B.
JP 2018101476 A ,
EP 2626243 A1 ).
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Bei
EP 2626243 A1 ist problematisch, dass das Streulicht von der Streuscheibe in die Kamera gelangt und diese blendet.
JP 2018101476 A zeigt eine Blendenvorrichtung, die an der Kamera montiert ist. Dies ist nachteilhaft, weil dadurch ein Spalt zur Streuscheibe entsteht. Ein solcher Spalt führt zum Entstehen von Fehllicht zwischen Blende und Streuscheibe. Dadurch kann die Bilderfassungseinheit gesättigt oder geblendet werden.
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In W02019/ 212 032 A1 wird eine Lampeneinheit und eine Kamera offenbart, die in einem Lampengehäuse angeordnet sind, das eine lichtdurchlässige Abdeckung aufweist, wobei die Kamera fähig ist, eine Zielanpassung durchzuführen, und wobei die Kamera mit einer Linsenblende versehen ist, die verhindert, dass Licht, das von der Lampeneinheit emittiert wird, in die Kamera Eintritt. Als weiterer Stand der Technik wird auf die
DE 10 2012 221 074 A1 und die
DE 10 2014 102 103 A1 verwiesen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die vorgenannten Nachteile des Stands der Technik zu überwinden.
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Diese Aufgabe wird durch einen Kraftfahrzeugscheinwerfer nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.
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Die Blendenvorrichtung ist an der transluzenten Abdeckscheibe angebracht und sowohl von der Bilderfassungseinheit als auch von dem Lichtmodul beabstandet. Somit wird z.B. gewährleistet, dass die Blendenvorrichtung weder die Bilderfassungseinheit noch das Lichtmodul berührt. Dadurch können sowohl das Lichtmodul als auch die Bilderfassungseinheit, z.B. eine Kamera oder ein LiDAR Sensor eingestellt/bewegt werden, um Toleranzen auszugleichen.
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Bei der Herstellung der vorgenannten Blendenvorrichtung können verschiedene Materialien eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Blendenvorrichtung aus Kunststoff(en) oder Metall(en) bestehen. Die Oberfläche der Blendenvorrichtung kann spiegelnd oder aufgeraut, bedampft oder lackiert sein.
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Die Abdeckscheibe kann dabei aus einer oder mehreren Komponenten (Materialien) hergestellt werden. Dabei wird zwischen „1-K-ADS“ - für eine Abdeckscheibe aus einer einzigen Komponente (einem einzigen Material) - und „Mehr-K-ADS“ - für eine Abdeckscheibe aus zwei oder mehr Komponenten (Materialien) - unterschieden. Die Mehr-K-ADS können beispielsweise durch Spritzen verschiedener Komponenten übereinander hergestellt werden. In der Praxis kann zwischen einer Mehr-K-ADS und einer 1-K-ADS leicht unterschieden werden.
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An dieser Stelle sei betont, dass die Erfindung nicht auf ein einziges Lichtmodul oder eine einzige Bilderfassungseinheit beschränkt ist. Der Kraftfahrzeugscheinwerfer kann durchaus mehrere Lichtmodule (lichttechnische Baueinheiten) und/oder Bilderfassungseinheiten aufweisen.
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Die Blendenvorrichtung kann mit der Abdeckscheibe einstückig ausgebildet sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Blendenvorrichtung getrennt von der Abdeckscheibe ausgebildet und an der Abdeckscheibe beispielsweise durch Kleben, Schweißen oder Schrauben befestigt.
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Hinsichtlich Herstellung kann es vorteilhaft sein, wenn die Abdeckscheibe einstückig ausgebildet ist beziehungsweise eine monolithische Struktur bildet.
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Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Blendenvorrichtung entweder außerhalb eines vorgegebenen Sichtfelds der Bilderfassungseinheit angeordnet ist oder das Sichtfeld der Bilderfassungseinheit vorgibt. In jenem Fall, in dem die Bilderfassungseinheit das Sichtfeld vorgibt, kann die Blendenvorrichtung eine zusätzliche Wirkung einer Aperturblende der Bilderfassungseinheit entfalten. Ansonsten wird die Apertur beziehungsweise das Sichtfeld der Bilderfassungseinheit von der Blendenvorrichtung nicht beeinflusst.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass die Blendenvorrichtung an der Abdeckscheibe derart angebracht ist, dass die Kammer in zwei Teil-Kammern geteilt ist, nämlich eine erste und eine zweite Teil-Kammer, wobei jede Kammer an einem Ende durch die Abdeckscheibe geschlossen ist. An den den geschlossenen Enden gegenüberliegenden Enden können die Teil-Kammern offen sein.
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Es kann zweckmäßig sein, wenn die Bilderfassungseinheit vorzugsweise vollständig in der ersten Teil-Kammer angeordnet ist und das Lichtmodul, vorzugsweise vollständig in der zweiten Teil-Kammer angeordnet ist. Wenn der Kraftfahrzeugscheinwerfer zwei oder mehr Lichtmodule und/oder Bilderfassungseinheiten umfasst, befinden sich alle Lichtmodule vorzugsweise in der zweiten Teil-Kammer und alle Bilderfassungseinheiten in der ersten Teil-Kammer.
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Weitere Vorteile können sich ergeben, wenn die Blendenvorrichtung ein opakes Element umfasst, wobei das opake Element ausgebildet ist, zumindest eine durch eine Totalreflexion entstehende Lichtfortpflanzung in der Abdeckscheibe zu verhindern, wobei vorzugsweise das opake Element eine monolithische Struktur mit der transluzenten Abdeckscheibe bildet. Insbesondere kann sich das opake Element von der Lichteintrittsfläche bis zu der Lichtaustrittsfläche der Abdeckscheibe, beispielsweise in Richtung der ersten Teil-Kammer, erstrecken. Beispielsweise kann das opake Element in etwa die gleiche Dicke wie das die Blendenvorrichtung bildende Material aufweisen.
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Bei einer Ausführungsform kann die Blendenvorrichtung derart ausgebildet sein, dass sie ein oberes Ende und ein unteres Ende des Kraftfahrzeugscheinwerfers verbindet.
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Darüber hinaus kann es zweckdienlich sein, wenn die Blendenvorrichtung ein flaches oder gebogenes Plättchen umfasst.
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Die Blendenvorrichtung kann also beispielsweise ein opakes Element und/oder ein Plättchen umfassen. Dabei kann das Plättchen an dem opaken Element befestigt sein. Vorzugsweise ist das Plättchen auf das opake Element, z.B. auf den Steg aufgesteckt oder mit ihm durch eine Rastverbindung verbunden ist. Eine andere Art Verbindung, wie z.B. eine Schweiß- oder Klebeverbindung ist ebenfalls möglich. Es ist auch denkbar, dass das opake Element und das Plättchen einstückig ausgebildet sind.
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Bei einer Ausführungsform kann es mit Vorteil vorgesehen sein, dass die Blendenvorrichtung an der Bilderfassungseinheit, z.B. an einem Gehäuse der Bilderfassungseinheit oder an einem Tragrahmen, in dem die Bilderfassungseinheit aufgenommen ist, befestigt ist. In diesem Fall, wenn die Blendenvorrichtung sowohl das opake Element als auch das Plättchen umfasst, ist es durchaus denkbar, dass das Plättchen mit dem opaken Element und/oder mit der Abdeckscheibe nicht in Kontakt steht, z.B. sich in einem Abstand befindet, sodass dazwischen Luft strömen kann.
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Weiterhin kann es mit Vorteil vorgesehen sein, dass die Blendenvorrichtung als sich in Richtung der Biiderfassungseinheit verjüngender Rohrabschnitt beziehungsweise Tubusabschnitt ausgebildet ist. Durch Wände des Rohrabschnitts wird dabei die erste Kammer gebildet.
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Dabei kann es zweckdienlich sein, wenn die Bilderfassungseinheit in dem Rohrabschnitt angeordnet ist.
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Hinsichtlich der Befestigung kann es vorteilhaft sein, wenn eine Lichteintrittsfläche der Abdeckscheibe eine in die Kammer hineinragende, vorzugsweise als Steg ausgebildete Erhebung aufweist, an der die Blendenvorrichtung befestigt ist, wobei die Erhebung einen in etwa rechteckförmigen Querschnitt aufweist. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform bildet die Erhebung eine monolithische Struktur mit der Abdeckscheibe. Die Erhebung vorzugsweise der Steg kann dabei zumindest teilweise aus opakem Material ausgebildet sein beziehungsweise das vorgenannte opake Element bilden.
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Außerdem kann es mit Vorteil vorgesehen sein, dass die Abdeckscheibe eine nutartige Vertiefung aufweist, wobei die Blendenvorrichtung in der Vertiefung teilweise aufgenommen und darin befestigt ist. Dabei kann beispielsweise getrennt ausgebildeter Steg aus opakem Material mit dem daran befestigten Plättchen oder nur das Plättchen in der Vertiefung aufgenommen und befestigt sein. Es versteht sich, dass der Steg in der Vertiefung derart aufgenommen sein, dass er zumindest teilweise über die Ränder der Vertiefung in die Kammer hineinragt. Dies kann einen Ausgleich von Toleranzen zwischen dem Sensor und der Blendenvorrichtung erleichtern.
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Besonders bei den vorgenannten ADB-Kraftfahrzeugscheinwerfern kann es von Vorteil sein, wenn Bilderfassungseinheit als eine Kamera, insbesondere eine CCD- oder eine CMOS-Kamera, ausgebildet ist.
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Die Erfindung samt weiteren Vorteilen ist im Folgenden an Hand beispielhafter Ausführungsformen näher erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. In dieser zeigt:
- 1a bis 1d Vorderansichten von Ausführungsformen eines Kraftfahrzeugscheinwerfers, und
- 2a bis 2d Ausschnitte aus horizontalen Querschnittansichten der Kraftfahrzeugscheinwerfer der 1a bis 1d.
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In den folgenden Figuren bezeichnen - sofern nicht anders angegeben - gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale.
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1a bis 1d zeigen Vorderansichten von vier linken Kraftfahrzeugscheinwerfern 1, 2, 3, und 4, die dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfer entsprechen. Es versteht sich allerdings, dass die Erfindung auch auf rechte Kraftfahrzeugscheinwerfer anwendbar ist. 2a bis 2d zeigen horizontale Querschnittansichten der entsprechenden Kraftfahrzeugscheinwerfer.
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Zunächst wird auf die 1a und 2a Bezug genommen. 1a zeigt einen Kraftfahrzeugscheinwerfer 1 mit zwei Lichtmodulen 11, einer Bilderfassungseinheit in Form einer Kamera 12, einer von der Kamera 12 baulich getrennte Blendenvorrichtung 10, einem Gehäuse 13 und einer durchsichtigen beziehungsweise transparenten Abdeckscheibe 14. Die Abdeckscheibe 14 deckt eine Öffnung von dem Gehäuse 13 beziehungsweise eine Lichtaustrittsöffnung von dem Kraftfahrzeugscheinwerfer 1 ab, wodurch eine Kammer 15 gebildet ist, in der die Lichtmodule 11, die Bilderfassungseinheit 12 und die Blendenvorrichtung 10 vollständig aufgenommen sind und sich in dem durch die Kammer 15 zur Verfügung gestelltem Volumen - auch Bauraum genannt - befinden.
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Der Zusammenschau der 1a und 2a ist zu entnehmen, dass die Blendenvorrichtung 10 als sich in Richtung der Bilderfassungseinheit 12 verjüngender Rohr- beziehungsweise Tubusabschnitt ausgebildet sein kann. Dabei wird durch Wände des Rohrabschnitts 10 eine erste beispielsweise zylinderförmige Teil-Kammer 15a gebildet, die einseitig durch einen Teil 140 der Abdeckscheibe 14 geschlossen ist. Eine zweite Teil-Kammer 15b, die zu der ersten Kammer 15a komplementär ist und gemeinsam mit der ersten Teil-Kammer 15a die Kammer 15 bildet, ist durch ein Stück 141 der Abdeckscheibe 14 geschlossen. Das Stück 141 ist komplementär zu dem Teil 140. Die Lichtmodule 11 sind in der zweiten Teil-Kammer 15b angeordnet. Wie der 1a zu entnehmen ist, kann die Blendenvorrichtung 10 im Querschnitt rund sein.
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Die (z.B. aus Kunststoff(en) und/oder Metall(en) hergestellte(n)) Blendenvorrichtung 10 und auch anders ausgestaltete Blendenvorrichtungen 20, 30, 40 der 1b bis 1d und 2b bis 2d sind dazu eingerichtet ist, Licht L, welches mittels der Lichtmodule 11 abgestrahlt und von der transluzenten Abdeckscheibe 14 in Richtung der Bilderfassungseinheit 12 rückgestreut wird, von der Bilderfassungseinheit 12 abzuschatten. In 2a bis 2d ist zu sehen, dass die Strahlen L blockiert werden. Dadurch kann die Bilderfassungseinheit von dem Lichtmodul lichttechnisch getrennt werden und aufgrund dessen kann kein Streulicht L von der Abdeckscheibe 14 in die Bilderfassungseinheit, z.B. Kamera 12 gelangen.
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Die Blendenvorrichtung 10 ist an der transluzenten Abdeckscheibe 14 angebracht und ist sowohl von der Bilderfassungseinheit 12 als auch von den Lichtmodulen 11 beabstandet, sodass sie diese nicht berührt. Die Bilderfassungseinheit ist hierbei als Kamera 12 ausgebildet, welche in der Blendenvorrichtung, die hierbei als Rohrabschnitt 10 ausgebildet ist, in dem Rohrabschnitt 10 angeordnet.
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Die Abdeckscheibe 14 kann einstückig ausgebildet sein.
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Alle in den Figuren gezeigten die Blendenvorrichtungen 10, 20, 30, 40 liegen außerhalb des vorgegebenen Sichtfelds der Bilderfassungseinheit 12, wobei die Blendenvorrichtungen 10, 20, 30, 40, wie bereits erwähnt, das Sichtfeld der Bilderfassungseinheit vorgeben können, indem sie beispielsweise als Aperturblenden eingesetzt werden.
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Bei dem in den 1b und 2b gezeigten Kraftfahrzeugscheinwerfer 2 ist die Blendenvorrichtung als ein gebogenes Plättchen 20 ausgebildet, das sich von einem oberen Rand 18a des Gehäuses 13 bis zu einem unteren Rand 18b des Gehäuses erstreckt. Dies ermöglicht eine einfachere Fertigung der Abdeckscheibe 14.
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Der vorgenannte Teil 140 und das vorgenannte Stück 141 der Abdeckscheibe 14 sind durch einen Bereich 142 getrennt, an dem die Blendenvorrichtung 10, 20, 30, 40 angebracht ist. Dieser Bereich 142 kann ein opakes Element 17 umfassen, wobei das opake Element 17 ausgebildet ist, eine durch eine Totalreflexion entstehende Lichtfortpflanzung in der Abdeckscheibe 14 zu verhindern (siehe 1d und 2d).
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Insbesondere erstreckt sich das opake Element 17 von einer Lichteintrittsfläche 1401 bis zu einer Lichtaustrittsfläche 1400 der Abdeckscheibe 14. Beispielsweise kann das opake Element 17 in etwa die gleiche Dicke wie das die Blendenvorrichtung 10, 20, 30, 40 bildende Material aufweisen.
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Der 2c ist zu entnehmen, dass die Lichteintrittsfläche 1401 eine als Steg ausgebildete Erhebung 19 aufweisen, an der die Blendenvorrichtung 30 befestigt ist. Der Steg 19 kann eine monolithische Struktur mit der Abdeckscheibe 14 bilden und besteht vorzugsweise aus dem gleichen Material. Es ist allerdings durchaus denkbar, den Steg 19 bis zu der Lichtaustrittsfläche 1400 aus einem anderen, beispielsweise undurchsichtigen Material auszubilden, um, wie in 2d, das Propagieren des totalreflektierten Lichts L in die erste Kammer zu verhindern.
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Darüber hinaus ist den 1d und 2d zu entnehmen, dass die Blendenvorrichtung 40 sowohl das Plättchen 20 als auch das beispielsweise als eine stegartige Erhebung 19 ausgebildete, opake Element 17 umfassen kann. Beispielhaft ist dabei gezeigt, dass das Plättchen 20 nicht an dem opaken Element 17 befestigt ist und von diesem beabstandet ist, sodass ein Luftspalt zwischen dem Plättchen 20 und dem opaken Element gebildet wird. Die 1d und 2d lassen erkennen, dass das Plättchen 20 an einem Gehäuse beziehungsweise an einem Tragrahmen der Kamera 12 befestigt sein kann. Dabei wirkt das Plättchen 20 mit dem opaken Element 17 derart zusammen beziehungsweise sie sind derart in Bezug aufeinander angeordnet, dass keine von dem Lichtmodul 11 erzeugten und von der Abdeckscheibe 14 zurückgestreuten Lichtstrahlen in die Kamera 12 gelangen können. Es versteht sich, dass dabei nicht jene Strahlen gemeint sind, die den Kraftfahrzeugscheinwerfer durch die Abdeckscheibe 14 verlassen und von Objekten zurückgestreut werden, die sich außerhalb des Kraftfahrzeugscheinwerfers in einem erheblichen Abstand (mehr als 1 Meter) von dem Kraftfahrzeugscheinwerfer befinden.
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Figure 2b ist weiters zu entnehmen, dass die Abdeckscheibe 14 auf ihrer dem Inneren der Kammer 15 zugewandten Seite eine Vertiefung 16 aufweisen kann. Die Vertiefung 16 ist in der 2b absichtlich übertrieben groß dargestellt, damit sie in der Zeichnung gut erkennbar ist. Die Vertiefung 2b kann in dem Trenn-Bereich 142 angeordnet sein.
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Die Kamera 12 kann eine CCD- oder eine CMOS-Kamera sein.
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Die vorgenannten Begriffe „oben“, „unten“, „vertikal“ und „horizontal“ beziehen sich auf eine fachübliche, zweckmäßige Einbaulage des Kraftfahrzeugscheinwerfers in einem Kraftfahrzeug.
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Solange es sich nicht aus der Beschreibung einer der oben genannten Ausführungsformen zwangsläufig ergibt, wird davon ausgegangen, dass die beschriebenen Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert werden können. Unter anderem bedeutet dies, dass auch die technischen Merkmale einer Ausführungsform mit den technischen Merkmalen einer anderen Ausführungsform einzeln und unabhängig voneinander nach Belieben kombiniert werden können, um auf diese Weise zu einer weiteren Ausführungsform derselben Erfindung zu gelangen.
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So zum Beispiel kann die Vertiefung 16, die in der Figure 2b gezeigt ist, durchaus bei jeder anderen gezeigten Ausführungsform ohne weiteres eingesetzt werden. Weiterhin ist dies auf die Erhebung 19, opakes Element 17 oder die konkrete Form der Blendenvorrichtung 10, 20,30,40 und noch weitere Merkmale einzelner Ausführungsformen mutatis mutandis anwendbar.
