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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Bildanzeigevorrichtung und ein
Verfahren zur Einstellung eines Farbradindex und insbesondere eine
Vorrichtung und ein Verfahren zur Einstellung eines Farbradindexwerts
abhängig
von einer Änderung
der Farbtemperatur in einem optischen DLP-System.
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Eine
solche Vorrichtung und ein solches Verfahren gemäß der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 10
sind aus
US-A-6 054
832 bekannt.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Ein
optisches Digitallichtverarbeitungssystem (DLP) setzt verglichen
mit einem Flüssigkristallanzeige-(LCD-)Projektionssystem
ein neues Anzeigeverfahren ein, das ein lichtreflektierendes Element verwendet,
um eine Bildqualität
mit hoher Auflösung zu
erzielen.
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Das
optische DLP-System erzeugt eine Bildqualität mit hoher Auflösung und
hoher Helligkeit, indem es selektiv Licht reflektiert und eine integrierte Schaltung
verwendet, die mit Tausenden von lichtreflektierenden Elementen
konfiguriert ist.
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Das
optische DLP-System enthält
eine digitale Mikrospiegelvorrichtung (DMD), die eine Integration
von Millionen von Mikrospiegeln, die von der Auflösung abhängt, und
Signalverarbeitungschips zur Steuerung jedes Spiegels ist, der in
die DMD integriert ist.
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1 ist
eine Ansicht eines optischen DLP-Systems des Stands der Technik.
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Bezugnehmend
auf 1, enthält
das optische DLP-System des Stands der Technik eine Lampe 10 zur
Emission von Licht, eine Stablinse 11, durch die das emittierte
Licht aus der Lampe 10 geht, ein Farbrad 12 zur
Trennung von weißem
Licht, das durch die Stablinse 11 geht, in rotes (R), grünes (G) und
blaues (B) Licht, einen Kondensor 13 zum Zusammenfassen
des getrennten RGB-Lichts,
das durch das Farbrad 12 geliefert wird, ein Prisma 15 zum
Reflektieren des zusammengefaßten
Lichts zu einer DMD 14 hin, die DMD 14 zum selektiven
Reflektieren des roten, grünen
und/oder blauen Lichts, um eine passende Farbe zu erzeugen, und
Projizieren des reflektierten Lichts zu einer Projektionslinse 16 hin,
und die Projektionslinse 16 zum Vergrößern des reflektierten Lichts
und Richten des Lichts auf einen Projektionsschirm 17.
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Es
wird nun beruhend auf der obigen Konfiguration eine Arbeitsweise
des optischen DLP-Systems des Stands der Technik beschrieben. Das
weiße
Licht, das aus der Lampe 10 emittiert wird, wird durch
eine innere Krümmung
eines Reflektors gesammelt, und dann geht das gesammelte Licht durch den
Lichttunnel oder die Stablinse 11.
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Die
Stablinse 11 wird bereitgestellt, indem vier kleine und
längliche
Spiegel angebracht werden, die einander gegenüberliegen. Das Licht, das durch die
Stablinse 11 geht, wird gestreut und reflektiert, so daß die Helligkeitsverteilung
gleichmäßig wird.
Die Helligkeit des Lichts, das schließlich auf den Projektionsschirm 17 projiziert
wird, muß gleichmäßig sein. Die
Stablinse 11 führt
diese Funktion aus, und daher ist sie ein wichtiges optisches Element
in einer Anzeigevorrichtung des Projektionstyps.
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Das
Licht, das durch die Stablinse 11 geht, wird zur Farbtrennung
durch das Farbrad 12 durchgelassen. Das Farbrad 12 dreht
sich abhängig
von der Vertikalsynchronisation eines Bildes.
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Dann
geht das Licht durch den Kondensor 13 und wird durch das
Prisma 15 reflektiert, so daß das Licht auf die DMD 14 gerichtet
wird. Abhängig
vom Einfallswinkel reflektiert das Prisma 15 das Licht
total oder läßt es durch.
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Das
auf die DMD 14 auftreffende Licht wird abhängig vom
Ein/Aus-Zustand der Mikrospiegel der DMD 14, die als Reaktion
auf abgetastete Pixelwerte gesteuert werden, auf den Projektionsschirm 17 oder aus
ihm heraus gerichtet.
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Das
Licht, das an der DMD 14 reflektiert und zum Projektionsschirm 17 gerichtet
wird, geht durch die Projektionslinse 16. Dann wird das
Licht durch die Projektionslinse 16 vergrößert und
wird auf den Projektionsschirm 17 projiziert.
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2 ist
eine Ansicht, die das Farbrad 12 des optischen DLP-Systems
des Stands der Technik darstellt.
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Bezugnehmend
auf 2, wird das Farbrad 12 durch einen Gleichstrommotor 17 angetrieben, und
es sind RGB-Filter am Farbrad 12 angebracht.
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Um
eine Drehzahl des Farbrades 12 und eine Farbphase mit einem
Synchronsignal eines Bildsignals zu synchronisieren, ist eine Farbradindexmarkierung 18 am
Farbrad 12 angebracht.
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Die
R-, G- und B-Filter können
am Farbrad 12 in drei gleichen Teilen von 360 Grad angebracht werden.
In einem anderen Beispiel können
zwei R-Filter, zwei G-Filter und zwei B-Filter in sechs gleichen
Teilen von 360 Grad angebracht sein. In einem solchen Fall kann
der Gleichstrommotor 17 die Drehzahl reduzieren, die erforderlich
ist, damit das Licht durch einen Farbfilter geht.
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Das
Ausmaß des
Lichts, das durch die Stablinse 11 geht, wird als eine „Fleckgröße" bezeichnet. Wenn
sich das Licht an der Grenze zwischen den RGB-Filtern befindet,
wird kein Licht mit einer Grundfarbe gebildet. Folglich wird solches
Licht nicht in der Bilddarstellung verwendet. Wenn jedoch das Licht
an allen Grenzen gesammelt wird, wird Licht mit weißer Farbe
gebildet, das verwendet wird, um eine weiße Farbe darzustellen.
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Die
Indexmarkierung 18 wird als ein Erkennungsindex verwendet,
um die Drehzahl des Farbrades 12 und die Farbphase mit
dem Synchronsignal des Bildsignals zu synchronisieren. Die Indexmarkierung 18 kann
mit einem lichtabsorbierenden schwarzen Band oder Anstrichfarbe
versehen sein.
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Die
Drehzahl des Farbrades 12, das durch den Gleichstrommotor 17 gedreht
wird, und die Farbphase werden mit dem Synchronsignal synchronisiert,
indem Infrarotstrahlen auf die Indexmarkierung 18 gestrahlt
werden und die reflektierten Infrarotstrahlen detektiert werden.
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Manchmal
kann die Indexmarkierung 18 jedoch an einer Position des
Farbrades 12 angebracht sein, die sich von der voreingestellten
Position unterscheidet. Falls sich die Indexmarkierung 18 außerhalb
der voreingestellten Position befindet, wird das Bildsignal nicht
mit dem Licht vom Farbrad 12 synchronisiert, so daß keine
hohe Bildqualität
erzeugt wird. Daher kann eine spezifische Software verwendet werden,
um die Position der Indexmarkierung 18 zu erkennen.
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Ein
Einstellwert, um die Position der Indexmarkierung 18 zu
erkennen, wird als Farbradindexwert bezeichnet. Das optische DLP-System
steuert eine Drehzahl und eine Farbphase durch die Verwendung des
Farbradindexwerts richtig.
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Die 4 bis 6 stellen
Farbwert-(Farb-)Koordinaten für
unterschiedliche Temperaturarten gemäß des Stands der Technik dar.
Insbesondere zeigen die 4 bis 6 Farbwertkoordinaten
der RGB-Farben für
eine kühle
Art, eine mittlere Art, bzw. eine warme Art. In 4 stellt
ein Bereich 50 Standard-RGB-Farbkoordinaten zum Erhalten der kühlen Farbart
bereit. In 5 stellt ein Bereich 52 Standard-RGB-Farbkoordinaten
zum Erhalten der mittleren Farbart bereit. In 6 stellt
ein Bereich 54 Standard-RGB-Farbkoordinaten zum Erhalten
der warmen Farbart bereit. Wie gezeigt, sind die Farbwert-(Farb-)Koordinaten
im Bereich 54 für
die warme Art im allgemeinen höher
als jene für
die kühle
Art im Bereich 50.
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Gemäß des Stands
der Technik wird der Farbradindexwert in einer Art der Farbtemperatur (der
mittleren Art, der kühlen
Art oder der warmen Art) voreingestellt und bleibt während der
gesamten Verwendung fest auf dem Farbradindex. Das heißt, daß im allgemeinen
im Fertigungsstadium der Farbradindex auf die mitt lere Art eingestellt
wird. Danach kann der Farbradindex nicht geändert werden und bleibt fest
auf dem eingestellten Indexwert. Ein Endanwender des optischen DLP-Systems
kann den Farbradindex nicht ändern,
der durch den Hersteller oder dergleichen voreingestellt ist. Wenn
der Farbradindex so eingestellt ist, daß er sich auf der mittleren Art
befindet, und dann die Farbtemperatur eines Bildes auf eine kühle Art
oder eine warme Art geändert wird,
tritt als Ergebnis ein Problem von Farbbändern auf, da der Farbradindex
nicht so geändert
werden kann, daß er
der geänderten
Farbtemperatur entspricht.
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3A ist
eine Ansicht eines Abgleichbilds, wenn der Farbradindex in der mittleren
Art eingestellt ist, und 3B ist
eine Ansicht eines Abgleichbilds, das unerwünschte Farbbänder 50 zeigt,
die erzeugt werden, wenn der Farbradindex in der mittleren Art eingestellt
ist, jedoch die Farbtemperatur dann auf die kühle Art geändert wird. Wie aus 3B zu
erkennen ist, treten die unerwünschten
Farbbänder 50 in
einigen Abschnitten des Abgleichbilds auf und verschlechtern die
Bildqualität.
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Wie
oben erwähnt,
gibt es sobald der Farbradindex auf eine Art der Farbtemperatur
eingestellt ist und die Farbtemperatur auf eine andere Art geändert wird,
ein Problem von Farbbändern,
die die Bildqualität
verschlechtern.
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Gemäß des Stands
der Technik treten wie oben erläutert
Farbbänder
auf, wenn die Farbtemperaturart geändert wird, und diese Erscheinung
wird durch die Differenz zwischen RGB-Gewinn und Versatz verursacht.
Folglich muß die
Differenz zwischen dem RGB-Gewinn
und dem Versatz richtig eingestellt werden. Das heißt, sobald
der Farbradindex in der mittleren Art eingestellt ist, treten infolge
der Differenz der Farbwertkoordinaten für die unterschiedlichen Farbtemperaturarten
die in 3B gezeigten Farbbänder auf,
die die Bildqualität
verschlechtern.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Folglich
ist die vorliegende Erfindung auf eine Bildanzeigevorrichtung und
ein Verfahren zur Einstellung eines Farbradindex gerichtet, die
im wesentlichen eines oder mehrere Probleme infolge der Einschränkungen
und Nachteile des Stands der Technik vermeidet.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und
ein Verfahren zur Einstellung eines Farbradindex bereitzustellen,
die imstande sind, ein hochqualitatives Bild bereitzustellen, wenn
eine Farbtemperatur eines Bildes geändert wird.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zur Steuerung eines Farbrads bereitzustellen,
die imstande sind, einen Farbradindexwert abhängig von einer Farbtemperatur
eines Bilds richtig einzustellen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zur Einstellung eines Farbradindex bereitzustellen,
die imstande sind, zu verhindern, daß abhängig von einer Änderung
der Farbtemperatur eine unerwünschte
Farbe in einem Bild auftritt.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zur Einstellung einer Phase eines Farbrades bereitzustellen,
die einer sich ändernden
Farbtemperatur entspricht.
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Zusätzliche
Vorteile, Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden teilweise in
der Beschreibung dargelegt, die folgt, und werden teilweise üblichen
Fachleuten bei der Auswertung des folgenden deutlich werden oder
können
aus der Praxis der Erfindung erfahren werden. Die Aufgaben und anderen Vorteile
der Erfindung können
durch den Aufbau realisiert und erhalten werden, der insbesondere
in der schriftlichen Beschreibung und den Ansprüchen hiervon sowie in den beigefügten Zeichnungen
dargelegt wird.
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Um
diese Aufgaben zu lösen
und andere Vorteile zu erzielen und gemäß des Zwecks der Erfindung,
die hierin ausgeführt
und allgemein beschrieben wird, wird gemäß eines Aspekts der vorliegenden
Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Farbrades bereitgestellt,
wobei das Verfahren umfaßt:
adaptives Steuern eines Farbradindex gemäß einer Benutzerauswahl einer
Farbtemperatur.
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Gemäß eines
Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern
eines Farbrades bereitgestellt, wobei das Verfahren umfaßt: adaptives
Steuern einer Phase des Farbrades gemäß einer Benutzerauswahl einer
Farbtemperatur.
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Gemäß eines
Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Steuerung
eines Farbrades bereitgestellt, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Steuereinrichtung, um einen Farbradindex gemäß einer
Benutzerauswahl einer Farbtemperatur adaptiv zu steuern.
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Gemäß eines
Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Bildanzeigevorrichtung
bereitgestellt, die aufweist: eine Steuereinrichtung, um adaptiv
einen Farbradindex gemäß einer
Benutzerauswahl einer Farbtemperatur zu steuern, und eine Anzeigeeinheit,
um ein Bild gemäß des gesteuerten Farbradindex
anzuzeigen.
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Es
versteht sich, daß die
vorhergehende allgemeine Beschreibung und die folgende detaillierte Beschreibung
der vorliegenden Erfindung exemplarisch und erläuternd sind und dazu bestimmt
sind, eine weitere Erläuterung
der Erfindung bereitzustellen, die beansprucht wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
beigefügten
Zeichnungen, die enthalten sind, um ein weitergehendes Verständnis der
Erfindung bereitzustellen, und in diese Anmeldung eingebaut sind
und einen Teil von ihr bilden, veranschaulichen Ausführungsform(en)
der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die
Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Ansicht eines optischen DLP-Systems des Stands der Technik;
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2 eine
Ansicht eines Farbrades des optischen DLP-Systems der 1;
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3A und 3B Ansichten,
die Abgleichbilder darstellen, wenn ein Farbradindex in einer spezifischen
Farbtemperaturart eingestellt ist, und dann die Farbtemperatur geändert wird;
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4 bis 6 Beispiele
von Farbwertkoordinaten für
unterschiedliche Farbarten gemäß des Stands
der Technik;
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7 eine
schematische Ansicht, die einen Aufbau einer Bildanzeigevorrichtung
darstellt, die ein optisches DLP-System gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet; und
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8 einen
Ablaufplan, der ein Verfahren zur Einstellung eines Farbradindex
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Es
wird nun im Detail auf die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen
dargestellt werden. Wo es auch immer möglich ist, werden durch die
Zeichnungen hindurch dieselben Bezugsziffern verwendet, um sich auf
dieselben oder ähnliche
Teile zu beziehen.
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Erfindungsgemäß wird eine
Phase eines Farbrades, das in einem optischen DLP-System oder anderen
System verwendet wird, so gesteuert, daß sie der gegenwärtig ausgewählten Farbtemperaturart entspricht.
Dies kann erreicht werden, indem der Farbradindexwert des Farbrades
eingestellt wird. Die Phase des Farbrades wird verwendet, um die
Farbphase und die Drehzahl des Farbrades zu steuern. Durch Einstellen
der Phase des Farbradindex wird die Drehzahl des Farbrades so gesteuert,
daß es
bei einer bestimmten Drehzahl/Intervallen für die Verarbeitung durch die
DMD synchron mit dem Bildsignal getrenntes RGB-Licht emittiert.
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7 ist
eine schematische Ansicht, die einen Aufbau einer Bildanzeigevorrichtung
darstellt, die ein optisches DLP-System gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet. Bezugnehmend auf 7,
weist die Bildanzeigevorrichtung auf: einen Empfänger 20 zum Empfangen von
Bilddaten; einen Bildprozessor 21 zur Umwandlung der empfangenen
Bilddaten in ein anzeigbares Bildsignal; eine Anzeigeeinheit 22 zum
Anzeigen eines Bildes durch die Verwendung des Bildsignals aus dem
Bildprozessor 21 und dem RGB-Licht aus dem Farbrad des
optischen DLP-Systems;
einen Farbradtreiber 24 zum Betreiben des Farbrades; eine
Steuereinrichtung 23 zur Steuerung des Farbradtreibers 24, um
ein Bild in einer Farbtemperatur, die durch einen Benutzer ausgewählt wird,
abhängig
von einem Steuerbefehl anzuzeigen, der durch einen Benutzer wie
einem Zuschauer eingegeben wird; eine Eingabeeinheit 25,
um es dem Benutzer zu ermöglichen, den
Steuerbefehl und andere Kommandos einzugeben. Alle Komponenten der
Bildanzeigevorrichtung sind betriebsfähig gekoppelt.
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Das
optische DLP-System, das in Verbindung mit der Bildanzeigevorrichtung
der 7 verwendet wird, kann das optische DLP-System sein, das
in 1 gezeigt wird, oder ein anderer Typ eines optischen
DLP-Systems. Die Bildanzeigevorrichtung mit dem optischen DLP-System
kann ausgestrahlte Programme, DVD-Signale usw. projizieren.
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Die
Eingabeeinheit 25 kann ein Fernsteuerempfänger zum
Empfangen eines Steuersignals von einer Fernsteuereinrichtung sein.
Die Eingabeeinheit 25 empfängt eine spezifische Farbtemperatur
(Art), die durch den Benutzer gewünscht wird, als Teil der Benutzereingabe
zum Anzeigen von Bildern in der gewünschten Farbtemperaturart.
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Die
Steuereinrichtung 23 bezieht sich auf ein Synchronsignal
des Bildsignals und einen Farbradindexwert und versieht den Farbradtreiber 24 mit
einem Steuersignal zum Betreiben des Farbrades.
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Die
Steuereinrichtung 23 steuert den Farbradtreiber 24 durch
Anwenden eines voreingestellten Einstellwerts auf den Farbradindexwert
für das
Farbrad, der in der mittleren Art eingestellt ist (z.B. im Herstellungsstadium),
abhängig
von der Farbtemperatur, die durch den Benutzer eingegeben wird.
Wenn der Benutzer zum Beispiel ausgewählt hat, die Farbtemperatur
in eine kühle
Art oder warme Art zu ändern, steuert
die Steuereinrichtung 23 den Farbradtreiber 24 durch
Addieren oder Subtrahieren des voreingestellten Einstellwerts zu
oder vom Farbradindexwert, der in der mittleren Art eingestellt
ist.
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Wenn
der Farbradindexwert anfänglich
auf 10 eingestellt ist, dann kann der Einstellwert auf
2 eingestellt werden. In diesem Fall, wird der Farbradindexwert,
auf den sich der Einstellwert auswirkt, 8 oder 12. Das heißt, der
Einstellwert kann in der kühlen
Art auf +2, in der mittleren Art auf 0, und in der warmen Art auf
+2 eingestellt werden.
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Eine
optimale Farbtemperatur kann sich abhängig von den Farbtemperaturarten ändern. Der Einstellwert
für die
Farbtemperatur, die durch den Benutzer ausgewählt werden kann, wird im voraus
berechnet, und es wird ein entsprechender Einstellwert angewendet,
wenn der Benutzer eine spezifische Farbtemperatur auswählt. Auf
diese Weise ist es möglich,
adaptiv und aktiv der Änderung
der Farbtemperatur gerecht zu werden, die durch den Benutzer ausgewählt wird.
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Die
Drehphase des Farbrades wird schneller oder langsamer, wenn der
Einstellwert auf den anfänglich
eingestellten Farbradindexwert angewendet wird. Die resultierende
Phasenänderung
des Farbrades (z.B. des Rades 12) stellt eine optimierte
und hochqualitative Bildanzeige bereit, da die Phase des Farbrades
adaptiv so geändert
wird, daß sie
der Änderung
der Farbtemperatur entspricht, die durch den Benutzer ausgewählt wird.
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8 ist
ein Ablaufplan, der ein Verfahren zur Einstellung des Farbradindex
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt. Dieses Verfahren kann durch
die Bildanzei gevorrichtung der 7 oder eine
andere geeignete Vorrichtung/System implementiert werden.
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Bezugnehmend
auf 8 ist ein Farbradindexwert (CWI) anfänglich so
eingestellt, daß er
sich auf der mittleren Art befindet, z.B. im Herstellungsstadium
der Bildanzeigevorrichtung (S100).
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Danach
kann sich eine Farbtemperatur eines Anzeigebildes abhängig von
einer Benutzerauswahl einer bevorzugten Farbtemperaturart ändern. Wenn in
diesem Prozeß der
Benutzer die kühle
Art über
die Eingabeeinheit 25 auswählt, wird ein Farbradindexwert
(CWI C) der kühle
Art erzeugt, indem der anfänglich
eingestellte Farbradindexwert (CWI) zu einem voreingestellten Einstellwert
(b) (S110, S120) addiert wird. Wenn der Benutzer die warme Art auswählt, wird
ein Farbradindexwert (CWI W) der warmen Art erzeugt, indem der anfänglich eingestellte Farbradindexwert
(CWI) vom voreingestellten Einstellwert (a) subtrahiert wird (S130,
S140). Dabei können
die voreingestellten Einstellwerte andere oder dieselben sein. Der
eingestellte Farbradindexwert wird im Farbrad durch den Betrieb
des Farbradtreibers 24 implementiert.
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Folglich
kann die Verschlechterung der Bildqualität verhindert werden, indem
adaptiv der Farbradindexwert so geändert wird, daß er der
Farbtemperaturänderung
entspricht, wann immer der Benutzer die Farbtemperatur für Bilder ändert, die
angezeigt werden sollen.
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Obwohl
sich hier die Werte a und b abhängig von
Modellen der Bildanzeigevorrichtung ändern können, wird es bevorzugt, daß sich die
Werte a und b jeweils im Bereich von 2 bis 6 befinden.
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Erfindungsgemäß können Bilder,
die sich abhängig
von der Farbtemperatur empfindlich ändern, mit einer hohen Qualität erhalten
werden, indem der Farbradindexwert adaptiv eingestellt wird, wie
hierin erläutert
wird.
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Die
vorliegende Erfindung stellt die Vorrichtung und das Verfahren zur
Steuerung des Farbrades bereit, die imstande sind, die Bildqualität abhängig von
der Farbtemperatur, die durch den Benutzer ausgewählt wird,
effektiv zu verbessern.
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Ferner
kann die vorliegende Erfindung ein hochqualitatives Bild anzeigen,
indem nur der Farbradindexwert ohne die Verwendung irgendeiner zusätzlichen
Vorrichtung oder Bedienung geändert wird.
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Es
wird Fachleuten klar sein, daß verschiedene
Modifikationen und Variationen in der vorliegenden Erfindung vorgenommen
werden können,
ohne den Geist oder Rahmen der Erfindungen zu verlassen. Folglich
wird beabsichtigt, daß die
vorliegende Erfindung die Modifikationen und Variationen dieser Erfindung
abdeckt, vorausgesetzt sie fallen in den Rahmen der beigefügten Ansprüche und
ihrer Äquivalente.