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QUERVERWEIS AUF EINE VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der vorläufigen
US-Anmeldung Nr. 62/405,431 , eingereicht am 7. Oktober 2016, die hier ausdrücklich durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen eine Dünnschicht, die Stromleitungen, Lichter und Sensoren aufweist. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung Vorrichtungen, in denen sowohl Lichtquellen als auch Sensoren auf einem einzelnen Substrat vorgesehen sind.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Im Allgemeinen besteht in der Nahrungsmittelindustrie die Notwendigkeit, die Möglichkeit der Überwachung der Unversehrtheit von Nahrungsmitteln beim Transport zu verbessern. Zum Beispiel weitet das „Food Safety Modernization Act“ (Nahrungsmittelsicherheit-Modernisierungsgesetz) die Kontrollbefugnis der „US-Food and Drug Administration“ („FDA“, Nahrungsmittel- und Arzneimittelverwaltung) aus, um den Transport von Nahrungsmitteln in den gesamten Vereinigten Staaten zu überwachen.
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Zusätzlich zu regulatorischen Problemen sind die Nahrungsmittelindustrie sowie die Medikamentenversorgungsindustrie mit weiteren Anforderungen konfrontiert, Daten hinsichtlich der Datenüberwachung zu liefern, um die Unversehrtheit von Nahrungsmitteln oder anderen verderblichen Gütern zu gewährleisten. Zum Beispiel können große Einzelhändler verlangen, dass ein Versender einen Nachweis liefert, dass bei einer bestimmten Frachtladung während des gesamten Transports über Land eine genaue Temperaturregelung aufrechterhalten wurde.
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Lastzüge sind jedoch typischerweise nicht so ausgerüstet, dass sie Frachtladungen überwachen können. Ferner müssen Lastzüge, wie alle Fahrzeuge, Energieressourcen sparen, da die Elektrizität in Lastzügen aus einer Batteriequelle bereitgestellt werden muss.
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Zusätzlich zu Überwachungsbedürfnissen benötigen Lastzüge auch eine ausreichende Beleuchtung innerhalb eines zugeordneten Hängers. Wie bei der Überwachung verlangen die besonderen Anforderungen der Kraftfahrzeugindustrie, dass auch bei der Beleuchtung Energieressourcen eingespart werden. Ferner müssen, da die gesamte Ladekapazität eines Lastzugs einen direkten Einfluss auf die Bestandsmenge hat, die der Versender transportieren kann, auch die Kompaktheit sowie Überlegungen betreffend des Platzes berücksichtigt werden.
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Figurenliste
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Die beigefügten Figuren, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf identische oder funktionell ähnliche Elemente beziehen und die zusammen mit der nachstehenden ausführlichen Beschreibung in der Beschreibung eingebracht sind und einen Teil von dieser bilden, dienen dazu, eine beispielhafte Ausführungsform weiter zu veranschaulichen und verschiedene Prinzipien und Vorteile gemäß der vorliegenden Erfindung zu erklären. Diese Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet.
- 1 ist eine Draufsicht der Dünnschicht mit Lichtquellen und Sensoren gemäß den offenbarten Ausführungsformen;
- 2 ist eine Draufsicht der Dünnschicht mit Lichtquellen und Sensoren gemäß den offenbarten Ausführungsformen;
- 3 ist eine Seitenansicht der Dünnschicht mit abgedeckten Lichtquellen und Sensoren gemäß den offenbarten Ausführungsformen;
- 4 ist eine Seitenansicht der Dünnschicht mit abgedeckten und nicht abgedeckten Lichtquellen und Sensoren gemäß den offenbarten Ausführungsformen;
- 5 ist eine Seitenansicht der Dünnschicht mit abgedeckten Lichtquellen und Sensoren gemäß den offenbarten Ausführungsformen;
- 6 ist eine Seitenansicht der Dünnschicht mit einem Trennelement zwischen abgedeckten Lichtquellen und Sensoren gemäß den offenbarten Ausführungsformen;
- 7 ist eine Perspektivansicht eines Lastzugs mit einer Anschlussbox, einem Deckenlicht und Dünnschichten, die in einem Kabelbaum miteinander verbunden sind, gemäß den offenbarten Ausführungsformen;
- 8 ist eine Perspektivansicht des Gehäuses der Anschlussbox, der in 7 gezeigt ist, gemäß den offenbarten Ausführungsformen;
- 9 ist eine teilweise Perspektivansicht des Innenraums der Anschlussbox, der in 7 gezeigt ist, gemäß den offenbarten Ausführungsformen; und
- 10 ist ein Herstellungsverfahren für eine Dünnschicht gemäß den offenbarten Ausführungsformen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Offenbarung ist dafür vorgesehen, auf hilfreiche Weise die besten Modi zum Ausführen einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weiter zu erläutern. Die Offenbarung wird ferner dafür angeboten, das Verständnis und die Beurteilung der erfindungsgemäßen Prinzipien und Vorteile von dieser zu verbessern, und nicht, um die Erfindung auf irgendeine Weise zu begrenzen. Die Erfindung ist alleine durch die beigefügten Patentansprüche einschließlich jeglicher Änderungen, die während der Anhängigkeit dieser Anmeldung erfolgt sind, und aller Äquivalente der erteilten Patentansprüche definiert.
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Es versteht sich ferner, dass die Verwendung von relationalen Begriffen, wie erste(r/s) und zweite(r/s) und dergleichen, nur erfolgt, um eine Einheit, einen Gegenstand oder eine Aktion von einer/einem anderen zu unterscheiden, ohne unbedingt irgendeine tatsächliche derartige Beziehung oder Reihenfolge solcher Einheiten, Gegenständen oder Aktionen zu erfordern oder zu implizieren. Es wird angemerkt, dass einige Ausführungsformen mehrere Prozesse oder Schritte umfassen können, die in jeder beliebigen Reihenfolge ausgeführt werden können, wenn sie nicht ausdrücklich und unbedingt auf eine bestimmte Reihenfolge begrenzt sind (d. h. Prozesse oder Schritte, die nicht auf diese Weise begrenzt sind, können in jeder beliebigen Reihenfolge ausgeführt werden).
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Ferner stellen Elemente, die die gleiche Zahl aufweisen, in allen verschiedenen Figuren und in der gesamten Offenbarung das gleiche Element dar. Ihre Beschreibung wird nicht immer für jede Ausführungsform wiederholt, sondern kann von der vorhergehenden Beschreibung übernommen werden. Elemente, die die gleiche Zahl haben, aber denen eine Buchstabenkennzeichnung hinzugefügt wurde, zeigen verschiedene Ausführungsformen eines allgemeineren Elements an.
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Überblick
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Im Allgemeinen betrifft die vorliegende Offenbarung eine Dünnschicht, die mindestens zwei Stromleitungen aufweist, die mit Lichtquellen und Sensoren verbunden sind. 1 zeigt eine Draufsicht einer Dünnschicht mit Lichtquellen und Sensoren, die in einer Reihenschaltung mit den gleichen Stromleitungen verbunden sind. 2 zeigt eine Draufsicht einer Dünnschicht mit Lichtquellen und Lichtsensoren, die parallel zueinander verlaufen.
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1 zeigt eine Dünnschicht 100, die ein Substrat 105 aufweist, das ein Paar von elektrischen Anschlüssen als Stromleitungen aufweist. Insbesondere weist die Dünnschicht 100 einen ersten elektrischen Anschluss 110 und einen zweiten elektrischen Anschluss 115 auf. Der zweite elektrische Anschluss 115 verläuft parallel zum ersten elektrischen Anschluss 110.
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Der erste elektrische Anschluss 110 und der zweite elektrische Anschluss 115 können sowohl Strom als auch Informationssignale zu Komponenten leiten, die an dem Paar von elektrischen Anschlüssen angebracht sind. In anderen Ausführungsformen kann der erste elektrische Anschluss 110 Strom leiten, und der zweite elektrische Anschluss 115 kann Strom- und Informationssignale leiten.
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Außerdem kann der zweite elektrische Anschluss 115 als Sicherung für den ersten elektrischen Anschluss 110 dienen. Mit diesem Merkmal gewährleistet die Dünnschicht 100, dass eine besondere Versandfrachtladung während des gesamten Transports ordnungsgemäß überwacht wird. Ansonsten kann auf Grund von strengen Überwachungsanforderungen ein einfacher Kurzschluss in einem elektrischen Anschluss die gesamte Frachtladung gefährden.
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Mehrere Lichtquellen 140 sind sowohl an dem ersten elektrischen Anschluss 110 als auch an dem zweiten elektrischen Anschluss 115 angebracht. Außerdem sind mehrere Sensoren 150 zwischen mindestens einem Paar der Vielzahl von Lichtquellen 140 angeordnet und mit dem ersten elektrischen Anschluss 110 verbunden. Zum Beispiel zeigt 1 ein sich wiederholendes Muster von Lichtquelle 140, Sensor 150, Lichtquelle 140 und Sensor 150. Es liegen jedoch auch andere, sich wiederholende Muster und sich nicht wiederholende Anordnungen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung.
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In anderen Ausführungsformen verlaufen die Vielzahl von Lichtquellen 140 und die Vielzahl von Sensoren 150 auf verschiedenen Paaren von elektrischen Anschlüssen. Zum Beispiel zeigt 2 eine Dünnschicht 100, die einen ersten elektrischen Anschluss 110, einen zweiten elektrischen Anschluss 115, einen dritten elektrischen Anschluss 120 und einen vierten elektrischen Anschluss 125 aufweist. Das erste Paar von elektrischen Anschlüssen weist den ersten elektrischen Anschluss 110 und den zweiten elektrischen Anschluss 115 auf. Indessen weist das zweite Paar von elektrischen Anschlüssen den dritten elektrischen Anschluss 120 und den vierten elektrischen Anschluss 125 auf.
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Das zweite Paar von elektrischen Anschlüssen kann auch eine beliebige Kombination von Informationen und Strom leiten, ähnlich wie beim ersten elektrischen Anschluss 110 und beim zweiten elektrischen Anschluss 115. Das zweite Paar von elektrischen Anschlüssen verläuft parallel zum ersten Paar von elektrischen Anschlüssen innerhalb derselben Dünnschicht 100.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist jeder von der Vielzahl von Sensoren 150 elektrisch mit dem dritten elektrischen Anschluss 120 und dem vierten elektrischen Anschluss 125 verbunden. Somit verlaufen die Vielzahl von Sensoren 150 parallel zu der Vielzahl von Lichtquellen 140.
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Art von Sensoren
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Bei der Vielzahl von Sensoren 150 kann es sich um jeden beliebigen Sensor handeln, der einem Fachmann auf dem Gebiet bekannt ist, oder um irgendeine Kombination davon. Zum Beispiel können die Vielzahl von Sensoren 150 einen Temperatursensor, einen Feuchtigkeitssensor und/oder einen Infrarotsensor („IR-Sensor“) aufweisen. In anderen Ausführungsformen können die Vielzahl von Sensoren 150 einen Sensor für flüchtige organische Moleküle aufweisen, der Chemikalien detektiert, die während des Transports von Frachtladungen freigesetzt werden. Der Sensor für flüchtige organische Moleküle kann das Vorliegen und/oder die Auswertungsrate eines flüchtigen organischen Moleküls detektieren.
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Zum Beispiel können die Sensoren für flüchtige organische Moleküle die Menge an Ethylen (d. h. Ethen), die beim Transport von Gemüse abgegeben wird, detektieren. Das spezielle flüchtige organische Molekül kann jedes beliebige Molekül aufweisen, welches von Nahrungsmitteln oder anderen verderblichen Gütern abgegeben wird, wie Kohlendioxid oder Methan.
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Anordnung von Lichtquellen und Sensoren
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Wie oben besprochen, können die Vielzahl von Lichtquellen 140 und die Vielzahl von Sensoren 150 in verschiedenen Anordnungen angeordnet werden, wie in Reihe auf demselben Paar von elektrischen Anschlüssen (1) und auf einem anderen Paar von elektrischen Anschlüssen (2).
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Bei manchen Ausführungsformen sind die Vielzahl von Lichtquellen 140 und die Vielzahl von Sensoren 150 vollständig mit einem oberen Substrat oder einer oberen Schicht bedeckt. Bei anderen Ausführungsformen sind nur die Vielzahl von Lichtquellen 140 bedeckt, und die Vielzahl von Sensoren 150 bleiben unbedeckt (entweder teilweise oder ganz). In ähnlicher Weise sind bei anderen Ausführungsformen sowohl die Vielzahl von Lichtquellen 140 als auch die Vielzahl von Sensoren 150 unbedeckt.
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Einer der Gründe, dass mindestens einer der Vielzahl von Sensoren 150 bei manchen Ausführungsformen unbedeckt ist, liegt darin, dass ein Sensor 150 der Außenumgebung ausgesetzt werden kann. Falls zum Beispiel der Sensor 150 ein flüchtiges Molekül detektiert, kann er das flüchtige Molekül nur detektieren, wenn eine besondere Oberfläche des Sensors freigelegt ist. Andererseits kann, falls der Sensor 150 IR-Licht oder eine Bewegung detektiert, der Sensor bedeckt werden, ohne die Wirksamkeit des Sensors zu beeinträchtigen.
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Außerdem können manche Sensoren 150 in manchen Ausführungsformen so freigelegt sein, dass ein Sensor 150 leicht neu kalibriert und/oder ersetzt werden kann.
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Die 3 und 4 zeigen eine Dünnschicht 100, die verschiedene Kombinationen von bedeckten und unbedeckten Sensoren 150 und Lichtquellen 140 umfasst.
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Das Material, das die Lichtquellen 140 und die Sensoren 150 bedeckt, ist nicht besonders begrenzt. Zum Beispiel zeigt 5 ein transparentes oberes Substrat 170, das sowohl die Vielzahl von Lichtquellen 140 als auch die Vielzahl von Sensoren 150 bedeckt.
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Außerdem können manche Sensoren 150 gegenüber dem Vorliegen einer Lichtquelle 140 übermäßig empfindlich sein. Andererseits könnte eine Lichtquelle 140 gegenüber dem Vorliegen eines Sensors 150 als Störung übermäßig empfindlich sein. Um diese Arten von Sensoren 150 und Lichtquellen 140 auszugleichen, kann die Dünnschicht 100 ein Trennelement 130 aufweisen, das zwischen dem Sensor 150 und der Lichtquelle 140 beabstandet ist. 6 zeigt ein Trennelement 130, das eine Lichtquelle 140 von einem Sensor 150 trennt. In anderen Ausführungsformen kann das Trennelement 130 Lichtquellen 140 von anderen Lichtquellen 140 trennen oder Sensoren 150 von anderen Sensoren 150 trennen.
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Dünnschicht-Kabelbaum
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Die Dünnschicht 100 kann auch zusammenmontiert sein, um einen Kabelbaum 200 für einen Lastzug zu bilden. Der Kabelbaum 200 verläuft um den Innenraum eines zugeordneten Hängers eines Lastzugs. 7 zeigt einen Kabelbaumaufbau 300, der einen oder mehrere Kabelbäume 200 aufweist, die entlang des Innenraums eines Hängers verbunden sind. Da der Kabelbaum 200 die Dünnschicht 100 aufweist, kann der Kabelbaum 200 auch die Vielzahl von Lichtquellen 140 und die Vielzahl von Sensoren 150 aufweisen.
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Außerdem ergibt der Kabelbaum 200, der Lichtquellen 140 und Sensoren 150 aufweist, die überall verteilt sind, ein verteiltes Netzwerk von Lichtern und Sensoren im gesamten Innenraum eines Hängers. Somit kann die Unversehrtheit einer Frachtladung (wie Nahrungsmittel- oder Medikamentenlieferungen) durch die integrierten Sensoren 150 genau überwacht werden.
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Ferner kann der Kabelbaum 200 an besonderen Stellen an einem Innenraum eines Hängers angebracht und im gesamten Hänger verteilt werden, um die Überwachungseffizienz zu maximieren. Andere Ausführungsformen können mehrere Kabelbäume 200 aufweisen, die in einem gesamten Lastzug verteilt sind, wie den internen Kabelbaum. Zum Beispiel zeigt 7 mehrere Kabelbäume 200.
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Bei anderen Ausführungsformen können sich die Vielzahl von Lichtquellen 140 und die Vielzahl von Sensoren 150 auch an anderen Stellen befinden, entweder zusätzlich zu oder an Stelle des Kabelbaums 200 selbst.
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Deckenbeleuchtung mit Lichtquellen und Sensoren
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Bei manchen Ausführungsformen können die Vielzahl von Lichtquellen 140 und die Vielzahl von Sensoren 150 an einer besonderen Stelle innerhalb des Hängers zentralisiert werden. Zum Beispiel können sich die Vielzahl von Lichtquellen 140 und die Vielzahl von Sensoren 150 innerhalb eines Deckenlichts 700 befinden. Das Deckenlicht 700 kann sich irgendwo im gesamten Hänger befinden, um eine Beleuchtung und eine Überwachung bereitzustellen.
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Die besondere Anordnung der Lichtquellen 140 und der Sensoren 150 innerhalb des Deckenlichts ist nicht besonders begrenzt. Zum Beispiel können die Vielzahl von Lichtquellen 140 und die Vielzahl von Sensoren 150 auf die in den 1 und 2 gezeigte Weise angeordnet sein. Mit anderen Worten können die Lichtquellen 140 und die Sensoren 150 mit demselben Paar von elektrischen Anschlüssen verbunden sein. In anderen Ausführungsformen können die Lichtquellen 140 und die Sensoren 150 mit verschiedenen Paaren von elektrischen Anschlüssen verbunden sein.
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Innerhalb des Deckenlichts 700 bildet das Paar von elektrischen Anschlüssen eine andere Konfiguration als eine gerade Linie, wie sie in den 1 und 2 gezeigt ist. Zum Beispiel können sich die elektrischen Anschlüsse krümmen und biegen, um in ein Gehäuse des Deckenlichts 700 zu passen. Jeder der elektrischen Anschlüsse innerhalb eines Paars von elektrischen Anschlüssen kann jedoch in manchen Ausführungsformen jeweils parallel zueinander verlaufen.
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Während 7 eine Ausführungsform zeigt, bei der eine oder mehrere der Dünnschichten 100 innerhalb eines Deckenlichts 700 liegen, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Ausführungsform begrenzt. Wie ein Fachmann verstehen wird, können die Dünnschichten 100 innerhalb eines Kabelbaums 200 separat ohne Deckenlicht 700 enthalten sein, wie oben besprochen.
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Integration der Anschlussbox
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Wie oben besprochen, leiten die elektrischen Anschlüsse Strom- und Informationssignale zwischen der Vielzahl von Lichtquellen 140 und der Vielzahl von Sensoren 150. Bei manchen Ausführungsformen leiten die elektrischen Anschlüsse den Strom und die Informationen zu und von einem zentralisierten Informationszentrum, das an dem Hänger angebracht ist.
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Zum Beispiel zeigt 7 eine Anschlussbox 400, der in manchen Ausführungsformen modifiziert ist, um Signale von den Sensoren 150 entgegenzunehmen und/oder Strom zu den Lichtquellen 140 und den Sensoren 150 zu liefern. Die Anschlussbox 400 ist mit mindestens einem der Vielzahl von Kabelbäume 200 verbunden. 8 zeigt ein Gehäuse 800 der Anschlussbox 400. 9 zeigt eine Teilansicht der Schaltung und Konfiguration des Inneren der Anschlussbox 400.
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Obwohl 7 eine Ausführungsform zeigt, die eine Anschlussbox 400 und ein Deckenlicht 700 mit einer oder einer Vielzahl von Dünnschichten 100 aufweist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Ausführungsform begrenzt. Wie für einen Fachmann ersichtlich ist, können die Anschlussbox 400 und die Dünnschichten 100 bei manchen Ausführungsformen ohne eine Deckenlicht 700 enthalten sein.
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Herstellung der Dünnschicht
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10 zeigt ein Flussdiagramm 900 der Herstellung der Dünnschicht 100. Es sei angemerkt, dass die Reihenfolge der Schritte der Herstellung der Dünnschicht 100 eine andere sein kann, als in 10 gezeigt ist. Zum Beispiel zeigt 10 einen ersten Schritt 910 des Bildens eines Substrats 105. Nachdem das Substrat 105 gebildet worden ist, wird in einem zweiten Schritt 920 mindestens ein Paar von elektrischen Anschlüssen über dem Substrat 105 gebildet. Das Paar von elektrischen Anschlüssen kann bei manchen Ausführungsformen den ersten elektrischen Anschluss 110 und den zweiten elektrischen Anschluss 115 aufweisen.
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Nach dem Bilden von mindestens einem Paar von elektrischen Anschlüssen werden die Vielzahl von Lichtquellen 140 und die Vielzahl von Sensoren 150 an den elektrischen Anschlüssen angebracht. Zum Beispiel zeigt 10, dass die Vielzahl von Lichtquellen in einem dritten Schritt 930 angeschlossen werden und die Vielzahl von Sensoren in einem vierten Schritt 940 angeschlossen werden. Die Lichtquellen 140 und die Sensoren 150 könnten jedoch auch im gleichen Schritt angeschlossen werden.
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Fazit
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Diese Offenbarung beabsichtigt zu erläutern, wie verschiedene Ausführungsformen gemäß der Erfindung gestaltet und verwendet werden können, und sie beabsichtigt nicht, den wahren, beabsichtigten und angemessenen Schutzbereich und Geist von dieser zu begrenzen. Die vorstehende Beschreibung soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die präzise offenbarte Form beschränken. Modifikationen oder Varianten sind angesichts der vorstehenden Lehren möglich. Die Ausführungsformen wurden so gewählt und beschrieben, dass sie die beste Erläuterung der Prinzipien der Erfindung und ihrer praktischen Anwendung bereitstellen und es einem durchschnittlichen Fachmann auf dem Gebiet ermöglichen, die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen Modifikationen zu nutzen, wie sie für den besonderen, in Betracht gezogenen Zweck geeignet ist. Alle derartigen Modifikationen und Varianten liegen im Rahmen der Erfindung, wie sie durch die beigefügten Patentansprüche bestimmt ist und wie sie während der Anhängigkeit dieser Patentanmeldung geändert werden mag, und aller Äquivalente davon, wenn sie gemäß dem Umfang, auf den sie ordnungsgemäß, rechtlich und gerechterweise Anspruch hat, ausgelegt wird. Die vorstehend beschriebenen verschiedenen Schaltungen können in diskreten oder integrierten Schaltungen implementiert werden, wie es durch die Implementierung gewünscht ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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