DE19831004A1 - LED based lighting unit for use on body of road vehicle - Google Patents
LED based lighting unit for use on body of road vehicleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Leuchte für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Licht emittierenden Diode (LED) als Lichtquelle in einem Gehäuse, das eine Rückwand und eine Lichtscheibe umfaßt, die im wesentlichen gegenüber der Rückwand angeordnet ist.The invention relates to a lamp for a motor vehicle with at least one light emitting diode (LED) as a light source in a housing that has a rear wall and comprises a lens which is arranged substantially opposite the rear wall.
Herkömmliche Leuchten und insbesondere Rückleuchten umfassen ein Gehäuse, in dem mindestens eine Lichtquelle hinter einer lichtdurchlässigen Lichtscheibe angeordnet ist, die das Gehäuse zu einer Seite abdeckt. Die der Lichtscheibe gegenüberliegende Wand des Gehäuses ist i. a. als Reflektor ausgebildet, um von der Lichtquelle nach hinten abgestrahltes Licht nach vorne durch die Lichtscheibe zu werfen und so die Lichtintensität der Lichtquelle besser auszunützen. Als Lichtquelle kann dabei insbesondere aus Gründen der Lebensdauer und der Energieeinsparung eine Licht emittierende Diode (LED) verwendet werden.Conventional lights and in particular taillights comprise a housing in which at least one light source is arranged behind a translucent lens, which covers the housing on one side. The wall opposite the lens the housing is i. a. designed as a reflector to back from the light source to throw emitted light forward through the lens and thus the light intensity make better use of the light source. In particular, can be used as the light source A light-emitting diode for reasons of durability and energy saving (LED) can be used.
Bei den LEDs, die heute auf dem Markt verfügbar sind, ist der Körper jedoch intensiv eingefärbt. D.h. auch im ausgeschalteten Zustand, wenn die Diode kein Licht emittiert, wirkt die LED für den Betrachter farbig, was besonders dann auffällt, wenn die Diode vor einem andersfarbigen Hintergrund angeordnet ist.With the LEDs that are available on the market today, however, the body is intense colored. I.e. even when switched off, when the diode does not emit light, the LED appears colored to the viewer, which is particularly noticeable when the diode is in front a different colored background.
Im Stand der Technik kennt man aus DE 33 05 218 eine Mehrkammerleuchte für Kraftfahrzeuge mit einer Lichtscheibe, in die auf eine vorgegebene Art und Weise Tripelzeilen oder Tripelspalten von Streuelementen integriert sind, und eine davor liegende durchsichtige Scheibe Flächen aufweist, die die Tripelzeilen und -spalten vor parallelem Licht aus der Lichtquelle abschirmen. Die Flächen, die das parallele Licht abschirmen, sind schräg verlaufende Flächen, d. h. Prismenflächen.In the prior art, a multi-chamber lamp is known from DE 33 05 218 Motor vehicles with a lens, in a predetermined way Triple rows or triple columns of scattering elements are integrated, and one before lying transparent disc has surfaces that the triple rows and columns shield parallel light from the light source. The areas that the parallel light shield, are sloping surfaces, d. H. Prismatic surfaces.
Des gleichen ist im Stand der Technik aus EP 0 017 356 ein in die Lichtscheibe einer Fahrzeugleuchte integriertes Linsenelement bekannt, mit dem die Funktion der Leuchte auch bei einer Reflektorgröße gewährleistet werden soll, die aus Kostengründen und Gründen des Aussehens relativ klein ist.The same is in the prior art from EP 0 017 356 one in the lens Vehicle light integrated lens element known with which the function of the lamp should also be guaranteed with a reflector size that for reasons of cost and Because of the appearance it is relatively small.
Der Nachteil bei diesem Stand der Technik ist jedoch, daß nicht-ebene Flächen wie Prismen und Linsen bei der Fertigung der Lichtscheibe jedoch einen wesentlich höheren Aufwand bedeuten.The disadvantage of this prior art, however, is that non-flat surfaces such as Prisms and lenses in the manufacture of the lens, however, a much higher Mean effort.
Es ist auch möglich, den Farbeindruck der LED in ausgeschaltetem Zustand zu vermeiden, indem man eine farblose LED als Lichtquelle verwendet. Eine solche Lichtquelle ist jedoch teurer als herkömmliche LEDs.It is also possible to change the color of the LED when it is switched off Avoid using a colorless LED as a light source. Such However, light source is more expensive than conventional LEDs.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die gattungsgemäße Leuchte so weiterzubilden, daß sie im ausgeschalteten Zustand für den Betrachter homogener erscheint bei gleichzeitiger Beibehaltung einer hohen Leuchtkraft im eingeschalteten Zustand und kostengünstig herzustellen ist.It is therefore an object of the invention to develop the generic lamp so that when switched off, it appears more homogeneous to the viewer and at the same time Maintaining high luminosity when switched on and inexpensive is to be produced.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Leuchte mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.The object is achieved according to the invention by a lamp with the features according to Claim 1. Preferred embodiments of the invention are the subject of dependent subclaims.
Die Lösung der Aufgabe beruht im wesentlichen darauf, daß die Lichtscheibe der Leuchte in zwei Bereiche unterteilt wird. Ein Bereich der Lichtscheibe ist dabei eingetrübt, so daß er als Streuscheibe wirkt und nur durchscheinend ist, während ein anderer Bereich der Lichtscheibe durchsichtig ist. Dadurch wird erreicht, daß Licht von außen, das von der ausgeschalteten LED senkrecht durch die Lichtscheibe zurückgeworfen wird, gestreut wird und bei Betrachtung der Leuchte unter einem nahezu senkrechtem Blickwinkel nicht mehr so intensiv wirkt, das Rot der LED wird blasser. Bei eingeschalteter LED wird das abgestrahlte Licht dagegen direkt auf den durchscheinenden Bereich der Lichtscheibe geworfen und tritt durch diesen ohne oder mit Richtungsänderung hindurch. Bei einer Richtungsänderung um über 90° wird das Licht von dem inneren Bereich der Lichtscheibe auf den Reflektor hinter der LED zurückgeworfen, von wo es dann durch den durchsichtigen Bereich der Lichtscheibe aus der Leuchte tritt. Dadurch wird eine gleichmäßigere Verteilung des von der eingeschalteten LED abgestrahlten Lichtes über die gesamte sichtbare Fläche der Leuchte erreicht. The solution to the problem is essentially based on the fact that the lens of the lamp is divided into two areas. An area of the lens is clouded, so that it acts as a diffuser and is only translucent, while another area of the Lens is transparent. This ensures that light from outside, that from the switched off LED is thrown back vertically through the lens, scattered is and not when viewing the lamp from an almost vertical angle looks more intense, the red of the LED fades. If the LED is on, it will emitted light, however, directly on the translucent area of the lens thrown and passes through it without or with a change of direction. At a Change of direction by over 90 ° is the light from the inner area of the lens thrown back on the reflector behind the LED, from where it then through the transparent area of the lens emerges from the lamp. This will make one more uniform distribution of the light emitted by the switched-on LED the entire visible area of the lamp is reached.
Die erfindungsgemäße Leuchte für Kraftfahrzeuge mit mindestens einer Licht emittierenden Diode (LED) als Lichtquelle in einem Gehäuse, das eine Rückwand und eine Lichtscheibe umfaßt, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtscheibe mindestens einen Bereich, der ein vorgegebenes Streuvermögen hat, und mindestens einen Bereich, der durchsichtig ist, umfaßt.The lamp according to the invention for motor vehicles with at least one light emitting diode (LED) as a light source in a housing that has a rear wall and comprises a lens, is characterized in that the lens at least an area that has a predetermined spreading power and at least one area which is transparent, includes.
Dabei ist das Streuvermögen des inneren Bereiches definiert durch das Verhältnis der Leuchtdichten unter bestimmten Winkeln hinter dem durchscheinenden Bereich, d. h. das von einer Seite kommende Licht wird in dem durchscheinenden Bereich gestreut und tritt durch den Bereich unter Änderung seiner Richtung hindurch. Unter "durchsichtig" wird verstanden, daß das auf der einen Seite des durchsichtigen Bereiches einfallende Licht nahezu vollständig und im wesentlichen ohne Richtungsänderung auf der anderen Seite wieder austritt.The scattering capacity of the inner area is defined by the ratio of the Luminance at certain angles behind the translucent area, i. H. the Light coming from one side is scattered and kicked in the translucent area through the area changing its direction. Under "transparent" is understood that the light incident on one side of the transparent area almost completely and essentially without changing direction on the other side emerges again.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der innere Bereich und der äußere Bereich auf der Lichtscheibe konzentrisch angeordnet. Dies ist eine Anordnung, die insbesondere für Leuchten geeignet ist, die eine LED in der Mitte eines Reflektors umfassen.In a preferred embodiment of the invention, the inner area and the outer area arranged concentrically on the lens. This is an arrangement which is particularly suitable for lights that have an LED in the middle of a reflector include.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt der innere Bereich eine Trübschicht auf der Lichtscheibe. Damit wird eine besonders einfache Herstellung erreicht, da die Trübschicht eine kostengünstig herstellbare Folie sein kann, die auf die homogene Lichtscheibe aufgeklebt wird.In a further preferred embodiment of the invention, the inner region comprises a cloudy layer on the lens. This makes production particularly easy achieved because the cloudy layer can be an inexpensive film that can be produced on the homogeneous lens is glued on.
Die erfindungsgemäße Leuchte hat den Vorteil, daß sie einfach und kostengünstig herzustellen ist und keinen zusätzlichen Aufwand bei der Montage erfordert, da die Oberfläche der Lichtscheibe keine zusätzlichen Strukturierungen aufweisen muß, die als Linse oder Abschattung wirken. Ferner ist durch die Streuwirkung des inneren Bereichs der Lichtscheibe die Leuchte auch unter kleineren Winkeln als 90° gut zu erkennen, was insbesondere bei LEDs als Lichtquelle wegen ihrer vergleichsweise hohen Strahlungsbündelung i.a. schwierig zu erreichen ist.The lamp according to the invention has the advantage that it is simple and inexpensive is to produce and does not require any additional effort during assembly, since the Surface of the lens does not have to have any additional structures, which as Lens or shade act. Furthermore, due to the scattering effect of the inner area the lens, the light can be seen well at angles smaller than 90 ° especially with LEDs as a light source because of their comparatively high Radiation bundling in general is difficult to reach.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsformen, wobei bezug genommen wird auf die beigefügten Zeichnungen.Further features and advantages of the invention result from the description of Embodiments, reference being made to the accompanying drawings.
Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine Leuchte mit Lichtquelle als eine Ausführungsform der Erfindung. Fig. 1 shows in cross section a lamp with a light source as an embodiment of the invention.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lichtscheibe in Draufsicht. Fig. 2 shows an embodiment of the lens according to the invention in plan view.
Die in Fig. 1 dargestellte Leuchte umfaßt ein Gehäuse 1, in dem eine LED 2 als Lichtquelle eingebaut ist. Die Leuchte ist ihrerseits in eine Karosserie 8 eines Fahrzeugs eingebaut. Das Gehäuse 1 der Leuchte läßt sich im wesentlichen in zwei Teile unterteilen: es wird durch eine Lichtscheibe 3 vorne abgedeckt, durch die das Licht der LED 2 austritt, und es umfaßt eine Rückwand 4, die der Lichtscheibe 3 im wesentlichen symmetrisch gegenüberliegt. Die Lichtscheibe 3 kann jedoch auch eine asymmetrische Position gegenüber der Rückwand 4 haben, insbesondere, wenn die Leuchte an eine schrägen Außenfläche des Fahrzeugs angebracht werden soll, wie dies etwa bei Blinkleuchten vorne links, hinten rechts etc. im Fahrzeug der Fall ist. Die LED 2 ist vorzugsweise auf einem Sockel 5 in dem Gehäuse 1 angeordnet. Der Sockel 8 für die LED 2 ist in die Rückwand 4 integriert. Die Rückwand 4 und der Sockel 8 können insbesondere einstückig hergestellt sein.The lamp shown in Fig. 1 comprises a housing 1 in which an LED 2 is installed as a light source. The lamp is in turn installed in a body 8 of a vehicle. The housing 1 of the lamp can essentially be divided into two parts: it is covered by a lens 3 at the front, through which the light from the LED 2 emerges, and it comprises a rear wall 4 , which is opposite the lens 3 essentially symmetrically. However, the lens 3 can also have an asymmetrical position with respect to the rear wall 4 , in particular if the lamp is to be attached to an inclined outer surface of the vehicle, as is the case, for example, with turn signals in the front left, rear right, etc. in the vehicle. The LED 2 is preferably arranged on a base 5 in the housing 1 . The base 8 for the LED 2 is integrated in the rear wall 4 . The rear wall 4 and the base 8 can in particular be made in one piece.
Erfindungsgemäß ist die Lichtscheibe 3 in mehrere Bereiche 6 und 7 unterteilt, von denen ein Teil durchsichtig ist, während der andere Teil nur durchscheinend ist, d. h. über ein vorgegebenes Streuvermögen verfügt. Der mindestens eine Bereich 7, der ein vorgegebenes Streuvermögen aufweist, und der mindestens eine Bereich 5, der durchsichtig ist, können beliebig auf der Lichtscheibe 3 angeordnet sein. Vorzugsweise sind aber ein durchscheinender Bereich 7 und ein durchsichtiger Bereich 6 konzentrisch angeordnet, so daß der durchscheinende Bereich 7 einen inneren Bereich bildet, der direkt gegenüber der LED 2 angeordnet ist. Fällt Licht von außen auf die Leuchte, so wird es in dem durchscheinenden Bereich 7 zunächst abgelenkt und trifft nicht direkt auf die LED, sondern unter einem gegenüber der ursprünglichen Strahlrichtung geänderten Winkel. Für einen Betrachter wirkt damit die Farbe der LED 2 nicht mehr so intensiv: die Farbe der LED 2 wird "blasser". Das Licht, das dagegen von außen auf den oder einen der durchsichtigen Bereiche 6 der Leuchte fällt, trifft ohne wesentliche Richtungsänderung auf die LED 2 oder eine dahinter liegende Fläche der Rückwand 4, von wo es zurückgeworfen wird und von einem Beobachter wahrgenommen wird. Der Farbeindruck der LED 2 oder der Fläche der Rückwand 4 bleibt unverändert. Da von außen einfallendes Licht nur direkt auf die LED 2 fallen kann, wenn es schräg auf die Leuchte trifft (direkt vor der LED 2 befindet sich der durchscheinende Bereich) und durch den durchsichtigen Bereich 6 eintritt, verringert sich der Anteil des direkt auf die LED treffenden Lichtes zusätzlich dadurch, daß es zu einer geometrischen Verkleinerung der Fläche des durchsichtigen Bereichs 6 unter dem schrägen Blickwinkel kommt.According to the invention, the lens 3 is divided into several areas 6 and 7 , one part of which is transparent, while the other part is only translucent, ie has a predetermined scattering power. The at least one area 7 , which has a predetermined scattering capacity, and the at least one area 5 , which is transparent, can be arranged as desired on the lens 3 . However, a translucent area 7 and a translucent area 6 are preferably arranged concentrically, so that the translucent area 7 forms an inner area which is arranged directly opposite the LED 2 . If light falls on the luminaire from the outside, it is first deflected in the translucent area 7 and does not strike the LED directly, but rather at an angle that is different from the original beam direction. For a viewer, the color of LED 2 is no longer as intense: the color of LED 2 becomes "paler". The light, on the other hand, falling on the outside or on one of the transparent areas 6 of the luminaire strikes the LED 2 or a surface of the rear wall 4 behind it without a significant change in direction, from where it is reflected and is perceived by an observer. The color impression of the LED 2 or the surface of the rear wall 4 remains unchanged. Since light incident from the outside can only fall directly on the LED 2 if it strikes the lamp at an angle (the translucent area is located directly in front of the LED 2 ) and enters through the transparent area 6 , the proportion of the direct on the LED is reduced striking light additionally in that there is a geometrical reduction in the area of the transparent region 6 under the oblique viewing angle.
Das von der LED 2 abgestrahlte Licht trifft in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform zu einem großen Teil auf den durchscheinenden Bereich 7. Das Licht wird zu einem ersten Anteil um weniger als 90° gegenüber der Hauptstrahlachse der LED 2 abgelenkt und tritt durch den durchscheinenden Bereich 7 hindurch. Ein weiterer Anteil des von der LED 2 kommenden Lichtes wird um einen Winkel von mehr als 90° abgelenkt und trifft auf die Rückwand 4 der Leuchte, von wo es dann z. B. direkt durch den durchsichtigen Bereich 6 der Lichtscheibe aus der Leuchte austritt. Somit verteilt sich das ursprünglich stark gebündelte Licht der LED 2 über im wesentlichen die gesamte sichtbare Fläche der Leuchte, und die Strahlenergie wird vollständig ausgenutzt.In the embodiment shown in FIG. 1, the light emitted by the LED 2 strikes the translucent area 7 to a large extent. A first portion of the light is deflected by less than 90 ° with respect to the main beam axis of the LED 2 and passes through the translucent area 7 . Another portion of the light coming from the LED 2 is deflected by an angle of more than 90 ° and strikes the rear wall 4 of the lamp, from where it is then z. B. emerges directly through the transparent area 6 of the lens from the lamp. The originally strongly focused light of the LED 2 is thus distributed over essentially the entire visible surface of the luminaire, and the radiation energy is fully utilized.
Das Verhältnis des Anteils des um mehr als 90° abgelenkten Lichtes zu dem Anteil des um weniger als 90° abgelenkten Lichtes hängt von dem Streuvermögen des durchscheinenden Bereichs ab.The ratio of the proportion of light deflected by more than 90 ° to the proportion of light deflected by less than 90 ° depends on the scattering power of the translucent area.
Die Form der Rückwand 4 der Leuchte kann beliebig gewählt werden. Vorzugsweise ist wie in Fig. 1 gezeigt die Rückwand 4 des Gehäuses 1 so geformt, daß sich die LED 2 in dem Fokus eines Hohlspiegels befindet. Ein solcher Hohlspiegel ist für eine LED eigentlich nicht erforderlich, da sie das Licht bereits stark gebündelt nach vorne abstrahlt. Erfindungsgemäß wirken aber Rückwand und durchscheinender Bereich der Leuchte wie oben erläutert zusammen, so daß mit einem Hohlspiegel als Rückwand eine erwünschte "parallele" Abstrahlung nach vorne erreicht werden kann. Andere Formen der Rückwand 4 ergeben eine weitere Auffächerung des Strahls. Insbesondere kann mittels Wahl der Form des Hohlspiegels dem Licht eine gewünschte Hauptabstrahlrichtung und Bündelung erteilt werden. Zur Verstärkung eines solchen Effekts können in der Lichtscheibe 3 außerdem noch (nicht dargestellte) optische Elemente integriert werden bzw. können (nicht dargestellte) optische Elemente vor der Lichtscheibe angeordnet werden, insbesondere eine Sammellinse, um den Helligkeitsabfall am Rand des durchscheinenden Bereichs zu verringern.The shape of the rear wall 4 of the lamp can be chosen arbitrarily. Preferably, as shown in Fig. 1, the rear wall 4 of the housing 1 is shaped so that the LED 2 is in the focus of a concave mirror. Such a concave mirror is actually not necessary for an LED, since it already emits the light in a highly focused manner towards the front. According to the invention, however, the rear wall and translucent area of the lamp interact as explained above, so that a desired "parallel" radiation to the front can be achieved with a concave mirror as the rear wall. Other shapes of the rear wall 4 result in a further fanning out of the beam. In particular, by choosing the shape of the concave mirror, the light can be given a desired main emission direction and bundling. To intensify such an effect, optical elements (not shown) can also be integrated in the lens 3 or optical elements (not shown) can be arranged in front of the lens, in particular a converging lens, in order to reduce the drop in brightness at the edge of the translucent area.
Der durchscheinende Bereich 7 kann insbesondere mehrere Teilbereiche umfassen, die jeweils ein unterschiedliches vorgegebenes Streuvermögen aufweisen. So können die Teilbereiche konzentrisch angeordnet sein und das Streuvermögen von einem äußeren Teilbereich zu einem benachbarten inneren Teilbereich zunehmen. Das Streuvermögen kann dabei stufenförmig oder kontinuierlich zunehmen.The translucent area 7 can in particular comprise a plurality of partial areas, each of which has a different predetermined scattering capacity. The partial areas can thus be arranged concentrically and the scattering capacity can increase from an outer partial area to an adjacent inner partial area. The spreading capacity can increase in steps or continuously.
Zur Vereinfachung der Herstellung und zur Verringerung der Kosten wird vorzugsweise der durchscheinende Bereich 7 als eine Trübschicht auf der Lichtscheibe 3 ausgebildet. D.h. der durchscheinende Bereich wird als eine dünne Folie mit einem hohen Streuvermögen auf die ansonsten durchsichtige Lichtscheibe 3 aufgebracht, insbesondere aufgeklebt.To simplify production and to reduce costs, the translucent region 7 is preferably formed as a cloud layer on the lens 3 . That is, the translucent area is applied, in particular glued, as a thin film with a high scattering capacity to the otherwise transparent lens 3 .
Die Erfindung wurde mit zwei konzentrisch angeordneten Bereichen auf der Lichtscheibe beschrieben. Es ist dem Fachmann jedoch ohne weiteres klar, daß der streuende innere Bereich sich vor der Lichtquelle befinden sollte, nicht aber unbedingt konzentrisch in bezug auf die LED angeordnet sein muß, er kann vielmehr gegenüber der Mitte der LED auch etwas versetzt angeordnet sein, wenn er so die LED von der sichtbaren Seite besser abdeckt. Des weiteren ist es selbstverständlich möglich, nicht nur einen streuenden Bereich vorzusehen, sondern mehrere (gegebenenfalls konzentrisch angeordnete) Bereiche, die in ihrer Streuwirkung abgestuft sein können oder kontinuierlich ineinander übergehen können.The invention was made with two concentrically arranged areas on the lens described. However, it is readily apparent to those skilled in the art that the scattering interior Area should be in front of the light source, but not necessarily concentric in with respect to the LED must be arranged, rather it can be opposite the center of the LED can also be arranged a little offset, so that the LED is better from the visible side covers. Furthermore, it is of course possible, not just a scattering Area, but several (possibly concentrically arranged) Areas that can be graded in their scattering effect or continuously in one another can pass over.
Ebenso ist die Erfindung nicht auf Lichtscheiben mit planparallelen Flächen beschränkt, sondern kann ebensogut Anwendung finden auf gewölbte Lichtscheiben, etwa bei Einbauleuchten an gebogenen Außenflächen der Karosserie. Likewise, the invention is not limited to light panes with plane-parallel surfaces, but can just as well be used on curved light panes, for example with Recessed lights on curved outer surfaces of the body.
11
Gehäuse
casing
22nd
LED
LED
33rd
Lichtscheibe
Lens
44th
Rückwand, Reflektor
Rear wall, reflector
55
Sockel für LED
LED socket
66
durchsichtiger Bereich der Lichtscheibe
transparent area of the lens
77
durchscheinender Bereich der Lichtscheibe
translucent area of the lens
88th
Fahrzeugkarosserie
Vehicle body
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19831004A DE19831004A1 (en) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | LED based lighting unit for use on body of road vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19831004A DE19831004A1 (en) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | LED based lighting unit for use on body of road vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19831004A1 true DE19831004A1 (en) | 2000-02-03 |
Family
ID=7873654
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19831004A Ceased DE19831004A1 (en) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | LED based lighting unit for use on body of road vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
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