DE102011105689B4 - Anzeigevorrichtung mit einem Flüssigkristalldisplay und Verfahren zum Schützen eines Flüssigkristalldisplays - Google Patents

Anzeigevorrichtung mit einem Flüssigkristalldisplay und Verfahren zum Schützen eines Flüssigkristalldisplays

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Abstract

Anzeigevorrichtung (1), umfassend ein Flüssigkristalldisplay (2) zum Wiedergeben eines Bildes, ein Sensorsystem (5) zum Ermitteln einer Beleuchtungsstärke einer einfallenden optischen Strahlung (3) und zum Bestimmen eines aktuellen Sonnenstands relativ zu dem Flüssigkristalldisplay (2), eine verstellbare Abschattungsvorrichtung zum Schützen des Flüssigkristalldisplays (2) vor der einfallenden optischen Strahlung (3) sowie eine Steuereinheit (8), die eingerichtet ist, zu prüfen, ob die von dem Sensorsystem (5) ermittelte Beleuchtungsstärke oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts liegt und abhängig von einem Ergebnis dieser Prüfung die Abschattungsvorrichtung so anzusteuern, dass sie einen Strahlengang (14) eines auf das Flüssigkristalldisplay (2) fallenden Teils der optischen Strahlung (3) unterbricht, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (5) eine Recheneinheit (15) umfasst, die eingerichtet ist, festzustellen, ob der aktuelle Sonnenstand in einen vorgegebenen Winkelbereich fällt und den aktuellen Sonnenstand aus einem Datum, einer Uhrzeit, einem Aufenthaltsort und einer Himmelsrichtung zu berechnen, wobei der Aufenthaltsort und die Himmelsrichtung durch Geopositionsdaten eines Navigationssystems definiert sind und über ein Bussystem übermittelt werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit einem Flüssigkristalldisplay, bei der es sich zum Beispiel um ein Head-up-Display handeln kann, sowie ein Verfahren zum Schützen des Flüssigkristalldisplays einer entsprechenden Anzeigevorrichtung vor einfallender Sonnenstrahlung.
  • Anzeigevorrichtungen mit Flüssigkristalldisplays sollten nicht über einen längeren Zeitraum einer direkten Einstrahlung einer intensiven optischen Strahlung, beispielsweise Sonnenstrahlung, ausgesetzt werden. Durch die auf das Flüssigkristalldisplay auftreffende Strahlung wird eine Temperatur des Flüssigkristalldisplays erhöht, und das Display kann bei einer zu großen Temperaturerhöhung seine physikalischen Eigenschaften verlieren. In diesem Fall klärt das Display, und angezeigte Bildinformationen gehen verloren. Auch wenn ein derartiger Vorgang im Allgemeinen reversibel ist, können bei längerer beziehungsweise häufigerer Belastung des Flüssigkristalldisplays irreversible Schädigungen auftreten.
  • Bei Kraftfahrzeugen, welche über ein Head-up-Display (HUD) als Anzeigevorrichtung verfügen, können bei einem ungünstigen Sonnenstand Sonnenstrahlen durch eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs direkt auf das Display auftreffen. Das Head-up-Display oder Frontsichtdisplay projiziert durch einen Strahlengang ein Bild auf die als Projektionsfläche dienende Windschutzscheibe des Fahrzeugs, welches als virtuelles Bild von einem Fahrzeuginsassen wahrgenommen werden kann. Durch eine im Strahlengang des Head-up-Displays enthaltene Spiegeloptik wird allerdings nicht nur das Bild projiziert, sondern auch die auf das Fahrzeug auftreffende Strahlung direkt auf das Display geleitet und auf der Displayfläche konzentriert, sofern die optische Strahlung unter einem bestimmten Winkel auftrifft. Wird das Flüssigkristalldisplay irreversibel geschädigt, beispielsweise durch langes Anhalten bei Sonnenschein, kann in einem vom Head-up-Display angezeigten virtuellen Bild ein sogenannter „Bonanza-Effekt“ auftreten, bei dem durch die irreversible Schädigung hervorgerufene Artefakte im virtuellen Bild sichtbar bleiben.
  • Zur Vermeidung einer derartigen irreversiblen Schädigung eines Flüssigkristalldisplays wird bei aus dem Stand der Technik bekannten Head-up-Displays beispielsweise ein Polarisationsfilter vor dem Display angebracht, welcher nur einen Anteil der einfallenden Strahlung mit einer bestimmten Polarisationsrichtung passieren lässt, wobei diese Polarisationsrichtung einer Polarisationsrichtung des Displays entspricht. Beispielsweise kann nur s-polarisiertes Licht den Polarisationsfilter passieren. Hierdurch lässt sich die Aufheizung des Flüssigkristalldisplays reduzieren und der Zeitpunkt, ab dem der Bonanza-Effekt auftritt, wird hinausgezögert. Nachteilig daran ist, dass der Polarisationsfilter eine Leistung und Bildschärfe des Flüssigkristallbildschirms mindert und dass eine erhöhte Leistungsaufnahme mit damit verbundenen Wärmeverlusten erforderlich ist, um trotz Filters eine ausreichend hohe Transmission des Flüssigkristalldisplays zu erreichen.
  • Die US 4,886,328 A beschreibt ein System nach dem Oberbegriff des vorliegenden Patentanspruchs 1. Sie gibt die klare Anweisung, die Belichtungsintensität zu messen und bei einer zu hohen Belichtungsintensität den Strahlengang zu dem Display zu unterbrechen.
  • Die JP 2006-082593 A beschreibt ein sogenanntes „Pop-Up Type Head-Up-Display“. Dabei ist vorgesehen, dann, wenn das Head-Up-Display nicht im betriebsbereiten Zustand ist, sondern von seinem Combiner abgedeckt wird, diesen Combiner derart zu drehen, dass das auf dem Combiner auftreffende Sonnenlicht nicht in die Augen eines Kraftfahrers gelangen kann und so diesen Kraftfahrer nicht zu blenden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigevorrichtung mit einem Flüssigkristalldisplay vorzuschlagen, das eine Schädigung des Flüssigkristalldisplays durch zu starke Sonnenstrahlung zu vermeiden erlaubt, ohne dass dadurch eine Wiedergabequalität der Anzeigevorrichtung beeinträchtigt wird. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schützen eines Flüssigkristalldisplays zu entwickeln, mit dem sich der genannte Nachteil vermeiden lässt und das dennoch insbesondere eine irreversible Beschädigung des Flüssigkristalldisplays durch Sonnenstrahlung sicher zu verhindern erlaubt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 und ein Verfahren nach Anspruch 9.
  • Die vorgeschlagene Anzeigevorrichtung umfasst ein Flüssigkristalldisplay zum Wiedergeben eines Bildes, ein Sensorsystem zum Ermitteln einer Beleuchtungsstärke einer einfallenden optischen Strahlung und zum Bestimmen eines aktuellen Sonnanstands relativ zu dem Flüssigkristalldisplay, eine verstellbare Abschattungsvorrichtung zum Schützen des Flüssigkristalldisplays vor der einfallenden optischen Strahlung sowie eine Steuereinheit. Der Begriff „optische Strahlung“ soll dabei nicht nur sichtbares Licht mit einer Wellenlänge von 400 nm bis 780 nm bezeichnen können, sondern auch infrarotes Licht und/oder ultraviolettes Licht. Die Steuereinheit ist eingerichtet, zu prüfen, ob die von dem Sensorsystem ermittelte Beleuchtungsstärke oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts liegt und ob der aktuelle Sonnenstand in einen vorgegebenen Winkelbereich fällt. Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, die Abschattungsvorrichtung abhängig von einem Ergebnis dieser Prüfung so anzusteuern, dass die Abschattungsvorrichtung einen Strahlengang eines auf das Flüssigkristalldisplay fallenden Teils der optischen Strahlung unterbricht und somit das Flüssigkristalldisplay vor einer Beschädigung schützt.
  • Die Beleuchtungsstärke und der aktuelle Sonnenstand sind zwei einfach zu bestimmende Parameter, die anzeigen, ob überhaupt eine für eine Schädigung des Flüssigkristalldisplays ausreichende Intensität der optischen Strahlung vorliegt und ob diese Strahlung auf das Flüssigkristalldisplay auftrifft. Durch Prüfung dieser Parameter durch die Steuereinheit kann somit zuverlässig festgestellt werden, ob das Flüssigkristalldisplay geschädigt werden kann. Die abhängig von dem Ergebnis der Prüfung erfolgende Ansteuerung der Abschattungsvorrichtung zum Schützen des Flüssigkristalldisplays erlaubt es, die Anzeigevorrichtung normal zu betreiben, solange eine Gefahr der Beschädigung des Flüssigkristalldisplays ausgeschlossen ist, und somit auch auf von vornherein vorgesehene Schutzmechanismen, die einen Normalbetrieb beeinträchtigen, zu verzichten, allerdings dennoch das Flüssigkristalldisplay bei Gefahr der Beschädigung zu schützen und eine Bildwiedergabe zu unterbrechen, falls ohnehin mit einer Störung der Bildwiedergabe durch das ausfallende Flüssigkristalldisplay zu rechnen ist.
  • Der vorgegebene Winkelbereich des Sonnenstands kann diejenigen Winkel umfassen, bei denen die optische Strahlung direkt auf das Flüssigkristalldisplay fällt. Der vorgegebene Schwellwert ist vorzugsweise definiert durch den Wert der Beleuchtungsstärke, ab dem eine irreversible Schädigung des Flüssigkristalldisplays bei Bestrahlung mit der auftreffenden optischen Strahlung auftritt.
  • Die Abschattungsvorrichtung ist vorzugsweise zwischen einem aktivierten Zustand, in dem sie den genannten Strahlengang unterbricht, und einem nicht aktivierten Zustand verstellbar. Die Steuereinheit kann dann eingerichtet sein, die Abschattungsvorrichtung genau dann zu aktivieren, wenn eine in Abhängigkeit von dem Ergebnis der genannten Prüfung definierte Bedingung erfüllt ist. Durch eine geeignete Definition der Bedingung lässt sich damit erreichen, dass der Strahlengang erst dann unterbrochen wird, wenn ohnehin eine vorübergehende oder irreversible Beschädigung des Flüssigkristalldisplays zu erwarten ist und somit die Bildwiedergabe gestört oder unterbrochen würde. Diese Bedingung kann derart sein, dass nur bei Vorliegen beider genannter Voraussetzungen, also wenn die ermittelte Beleuchtungsstärke oberhalb des Schwellwerts liegt und die Sonne in einem bestimmten Winkel steht, das Flüssigkristalldisplay geschützt und die Wiedergabe des Bildes unterbrochen wird, sodass eine zu frühe Unterbrechung des Strahlengangs und somit der Bildwiedergabe verhindert wird. Die Bedingung kann auch das Eintreten zusätzlicher Umstände fordern, beispielsweise ein Überschreiten einer kritischen Temperatur.
  • In einer Ausführungsform kann dementsprechend vorgesehen sein, dass die Anzeigevorrichtung einen in oder an dem Flüssigkristalldisplay angebrachten oder in einer Umgebung des Flüssigkristalldisplays angeordneten Temperatursensor aufweist, welcher eine Temperatur des Flüssigkristalldisplays oder einer Umgebung des Flüssigkristalldisplays misst. Die Steuereinheit kann hierbei so eingerichtet sein, die Abschattungsvorrichtung erst dann zu aktivieren, wenn die von dem Temperatursensor gemessene Temperatur einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Die genannte Bedingung ist dann also so definiert, dass sie ein Überschreiten einer durch den Schwellwert gegebenen Grenztemperatur verlangt. Durch den geeignet vorgegebenen Schwellwert der Temperatur, die vorzugsweise direkt an dem temperaturempfindlichen Flüssigkristalldisplay gemessen wird, wird das Flüssigkristalldisplay erst bei einer unmittelbar bevorstehenden Beschädigung unterbrochen, so dass die Bildwiedergabe noch bis zu diesem Zeitpunkt gegeben ist.
  • Das Sensorsystem umfaßt darüber hinaus eine Recheneinheit, die eingerichtet ist, den aktuellen Sonnenstand aus einem Datum, einer Uhrzeit, einem Aufenthaltsort und einer Himmelsrichtung zu berechnen. Durch die Berechnung kann eine komplizierte Messung des Sonnenstands vermieden werden, zumal aus den genannten Parametern der aktuelle Sonnenstand zuverlässig und eindeutig berechenbar ist. Vorzugsweise sind der Aufenthaltsort und die Himmelsrichtung durch Geopositionsdaten, besonders vorzugsweise GPS-Daten, definiert. Durch die Verwendung von GPS-Daten wird eine präzise und einfache Bestimmung des Aufenthaltsorts und der Himmelrichtung, in die die Anzeigevorrichtung ausgerichtet ist, ermöglicht.
  • In einer vorteilhaft einfach realisierbaren Ausführung umfasst die Abschattungsvorrichtung eine zum Unterbrechen des Strahlengangs vor das Flüssigkristalldisplay und beziehungsweise oder in den genannten Strahlengang klappbare Blende. Alternativ oder zusätzlich kann die Abschattungsvorrichtung einen in dem genannten Strahlengang der einfallenden optischen Strahlung angeordneten und zum Abbilden der auf dem Flüssigkristalldisplay wiedergegebenen Bilder dienenden schwenkbaren Spiegel umfassen. Durch die Verwendung des ohnehin im Strahlengang der Anzeigevorrichtung angeordneten Spiegels als Abschattungsvorrichtung oder Teil der Abschattungsvorrichtung wird somit erreicht, dass auf zusätzliche Bauteile weitestgehend verzichtet werden kann. Durch ein Verkippen des Spiegels kann daher in sehr einfacher Weise der Strahlengang unterbrochen und das Flüssigkristalldisplay vor auftreffender optischer Strahlung geschützt werden.
  • Die Anzeigevorrichtung ist vorzugsweise ein Head-up-Display. Bei einem Head-up-Display ist das Flüssigkristalldisplay in der Regel einer direkten Aufsicht durch einen Benutzer entzogen, sodass auch auf das Flüssigkristalldisplay auftreffende Strahlung unbemerkt bleibt. Daher ist es bei Anzeigevorrichtungen dieser Art besonders günstig, eine automatisch aktivierbare Schutzvorrichtung für derartige Displaytypen vorzusehen.
  • Es kann außerdem vorgesehen sein, dass das Sensorsystem oder ein Teil davon räumlich separiert von dem Flüssigkristalldisplay angebracht ist. Durch die räumliche Separierung von Sensorsystem und Flüssigkristalldisplay können bereits vorhandene Sensorsysteme für die Anzeigevorrichtung verwendet werden, beispielsweise ein Helligkeitssensor, der als Tag-Nacht-Sensor für eine automatische Ansteuerung von Scheinwerfern und Rückleuchten vorgegeben sein kann. So kann die beschriebene Anzeigevorrichtung mit minimalem Mehraufwand realisiert werden. Vorzugsweise ist das Sensorsystem zur Übermittlung der ermittelten Beleuchtungsstärke über ein Bussystem, besonders vorzugsweise über ein CAN-Bussystem, mit der Steuereinheit verbunden. Derartige Bussysteme weisen den Vorteil auf, einen Datenaustausch schnell und ohne große Konfigurationsprobleme zu ermöglichen. Darüber hinaus können somit in einfacher Art und Weise bereits vorhandene Sensorsysteme, die die Daten über ein Bussystem bereitstellen, in die Anzeigevorrichtung eingebunden werden. Ein CAN-Bussystem ist ein gängiges Bussystem im Kraftfahrzeugbereich.
  • In vorteilhafter Weise umfasst ein Fahrzeug, vorzugsweise ein Kraftfahrzeug wie ein Automobil oder ein Lastkraftwagen, die Anzeigevorrichtung mit den beschriebenen Eigenschaften. In Fahrzeugen ist die Gefahr der Schädigung des Flüssigkristalldisplays durch längeres Fahren oder Anhalten bei Sonnenschein besonders hoch, so dass hier die Anzeigevorrichtung vorteilhaft eingesetzt werden kann.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das Sensorsystem oder ein Teil des Sensorsystems, mit dem die Beleuchtungsstärke gemessen wird, auf einer Instrumententafel und bzw. oder unter einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs angeordnet ist. Hier kann in einfacher Weise die einfallende Strahlung detektiert werden, da keine abschattenden Gegenstände im Weg sind. Sofern die Anzeigevorrichtung ein Head-up-Display ist, wird die Windschutzscheibe als Projektionsfläche beziehungsweise als halbdurchlässiger Spiegel zum Abbilden der wiedergegebenen Bilder benutzt, so dass die auf die Windschutzscheibe auftreffende optische Strahlung durch den Strahlengang der Anzeigevorrichtung auf das Flüssigkristalldisplay gelangen kann. Das Sensorsystem an dieser Stelle anzubringen, bietet daher in diesem Fall den Vorteil, dass die Beleuchtungsstärke dort gemessen wird, wo auch die bis zum Flüssigkristalldisplay geleitete Strahlung auftrifft.
  • Ein entsprechend vorteilhaftes Verfahren zum Schützen eines Flüssigkristalldisplays einer Anzeigevorrichtung vor einfallender Sonnenstrahlung umfasst die im unabhängigen Verfahrensanspruch angegebenen Schritte.
  • Durch das Ermitteln der Beleuchtungsstärke kann überprüft werden, ob die Beleuchtungsstärke groß genug ist, um das Flüssigkristalldisplay zu beschädigen oder zu gefährden, während sich durch das Bestimmen des aktuellen Sonnenstands relativ zu dem Flüssigkristalldisplay ermitteln lässt, ob das Flüssigkristalldisplay überhaupt von einem Teil der einfallenden Sonnenstrahlung getroffen wird. So ist es möglich, das Flüssigkristalldisplay nur dann vor der auftreffenden Sonnenstrahlung durch die von der Steuereinheit angesteuerte Abschattungsvorrichtung zu schützen, und somit eine Bildwiedergabe durch die Anzeigevorrichtung möglichst lange zu gewährleisten.
  • Der aktuelle Sonnenstand wird durch eine Recheneinheit aus einem Datum, einer Uhrzeit, einem Aufenthaltsort und einer Himmelrichtung berechnet. Hierdurch entfällt ein aufwändiges direktes Messen des Sonnenstands, während dennoch eine zuverlässige Bestimmung des Sonnenstands möglich ist. Vorzugsweise werden der Aufenthaltsort und die Himmelsrichtung aus Geopositionsdaten, besonders vorzugsweise GPS-Daten, berechnet. Geopositionsdaten erlauben eine einfache Bestimmung der genannten Parameter.
  • Das Verfahren kann außerdem vorsehen, dass eine Temperatur des Flüssigkristalldisplays durch einen Temperatursensor ermittelt wird und das automatische Unterbrechen des Strahlengangs der einfallenden optischen Strahlung erst bei einem Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwerts der Temperatur erfolgt. Der Schwellwert kann z. B. so definiert werden, dass der Strahlengang erst bei einem Überschreiten einer Grenztemperatur, ab der eine vorübergehende oder irreversible Schädigung des Flüssigkristalldisplays eintritt oder droht, unterbrochen wird und die Bildwiedergabe folglich so lange wie möglich aufrechterhalten wird.
  • Das Verfahren kann vorteilhaft mit der zuvor beschriebenen Anzeigevorrichtung durchgeführt werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den 1 bis 3 dargestellt und werden nachfolgend anhand dreier Figuren erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung einer Anzeigevorrichtung mit auf ein Flüssigkristalldisplay auftreffender optischer Strahlung,
    • 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Schützen eines Flüssigkristalldisplays und
    • 3 ein Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum Schützen eines Flüssigkristalldisplays.
  • In 1 ist in schematischer Darstellung eine Anzeigevorrichtung 1 mit auf ein Flüssigkristalldisplay 2 auftreffender optischer Strahlung 3, bei der es sich um Sonnenstrahlung handelt, dargestellt. Die Anzeigevorrichtung 1 ist ein Head-up-Display, welches in einem nur durch eine Windschutzscheibe 4 angedeuteten Fahrzeug angeordnet ist. Die Anzeigevorrichtung 1 umfasst neben dem Flüssigkristalldisplay 2 ein Sensorsystem 5, welches unterhalb der Windschutzscheibe 4 auf einer Instrumententafel des Fahrzeugs angebracht ist, sowie eine verstellbare Abschattungsvorrichtung, welche einen Strahlengang 7 der Anzeigevorrichtung 1 unterbrechen kann. Die Abschattungsvorrichtung ist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Blende 6 aus Kunststoff, welche um eine Drehachse 6b klappbar ist. Außerdem umfasst die Anzeigevorrichtung 1 eine Steuereinheit 8. Das Flüssigkristalldisplay 2 ist im in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ein TFT-Display, also ein Display, welches Dünnschichttransistoren (thin-filmtransistor) umfasst.
  • Das Flüssigkristalldisplay 2 gibt ein Bild wieder, welches durch den Strahlengang 7 auf die Windschutzscheibe 4 projiziert wird. Im Strahlengang 7 ist hierzu ein flacher Spiegel 9, welcher eine Aluminiumschicht als spiegelnde Fläche aufweist, sowie ein asphärischer Spiegel 10 enthalten, welcher ebenfalls eine Aluminiumschicht als spiegelnde Fläche aufweist und verschwenkbar sowie zur Größenanpassung des auf die Windschutzscheibe 4 projizierten Bildes asphärisch gewölbt ist. Ein Fahrzeuginsasse 11 nimmt somit das auf die Windschutzscheibe 4 projizierte Bild als ein virtuelles Bild 12 wahr, das einer realen Fahrzeugumgebung überlagert ist und beispielsweise Richtungsinformationen eines in 1 nicht dargestellten Navigationsgeräts anzeigen kann. Ganz allgemein kann es sich bei der Anzeigevorrichtung 1 um ein Anzeigegerät eines Fahrassistenzsystems handeln.
  • Die optische Strahlung 3 geht von der Sonne 13 aus und wird zumindest teilweise durch einen Strahlengang 14 über den asphärischen Spiegel 10 und den flachen Spiegel 9 auf das Flüssigkristalldisplay 2 geleitet. Der Strahlengang 14 der Sonnenstrahlung liegt nach Passieren der Windschutzscheibe 4 mit dem Strahlengang 7 der Anzeigevorrichtung 1 in Deckung.
  • Die optische Strahlung 3 trifft auch auf das Sensorsystem 5, welches eine Beleuchtungsstärke der optischen Strahlung 3 sowie einen aktuellen Sonnenstand relativ zu dem Flüssigkristalldisplay 2 ermittelt. Das Sensorsystem 5 umfasst zum Ermitteln der Beleuchtungsstärke im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Photometer 5a, welches durch einen CCD-Detektor oder mindestens eine Photodiode gegeben ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Sensorsystem 5 außerdem eine Recheneinheit 15, welche eingerichtet ist, den aktuellen Sonnenstand zu berechnen. Hierzu wird ein Datum, eine Uhrzeit, ein Aufenthaltsort des Fahrzeugs und eine Himmelsrichtung, in die das Flüssigkristalldisplay 2 mit einer Anzeigefläche zeigt, verwendet. Der Aufenthaltsort und die Himmelsrichtung, die sich aus einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs ergibt, werden durch GPS-Daten ermittelt, die entweder durch einen GPS-Empfänger im Sensorsystem 5 oder von einem an anderer Stelle im Fahrzeug vorhandenen GPS-Empfänger, welcher z. B. in dem Navigationssystem enthalten ist, empfangen und an die Recheneinheit 15 über ein Bussystem übermittelt werden. Statt GPS-Daten können selbstverständlich auch andere Geopositionsdaten verwendet werden, beispielsweise Daten des Galileo-Systems oder des GLONASS-Systems.
  • Das Sensorsystem 5 ist räumlich separiert vom Flüssigkristalldisplay 2 angebracht und übermittelt die ermittelte Beleuchtungsstärke und den aktuellen Sonnenstand über ein CAN-Bussystem 16 an die Steuereinheit 8. Das Photometer 5a und die Recheneinheit 15 können ebenfalls räumlich voneinander separiert sein, im in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich beide Bauteile unterhalb der Windschutzscheibe 4. Bei dem Photometer 5a des Sensorsystems 5 kann es sich auch um einen ohnehin im Fahrzeug vorgesehenen Sensor handeln, beispielsweise um einen Sensor einer Klimaanlage oder einer automatischen Fahrzeuglichtsteuerung.
  • Die Steuereinheit 8, welche im oder am Head-up-Display angeordnet, aber auch Bestandteil eines Bordcomputers oder eines in der Instrumententafel angeordneten Kombinationsinstruments sein kann, prüft, ob die von dem Sensorsystem 5 ermittelte Beleuchtungsstärke oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts liegt und ob der aktuelle Sonnenstand in einen vorgegebenen Winkelbereich fällt. Der vorgegebene Schwellwert der Beleuchtungsstärke ist so gewählt, dass bei auf das Flüssigkristalldisplay 2 auftreffender optischer Strahlung 3, deren Beleuchtungsstärke oberhalb dieses Schwellwerts liegt, eine irreversible oder zumindest vorübergehende Schädigung des Flüssigkristalldisplays 2 auftritt oder droht. Der vorgegebene Winkelbereich ist definiert als alle möglichen Sonnenstände umfassend, bei denen Sonnenstrahlung auf das Flüssigkristalldisplay 2 treffen kann. In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist überdies am Flüssigkristalldisplay 2 ein Temperatursensor 17 angebracht, welcher eine Temperatur des Flüssigkristalldisplays 2 misst. Der Temperatursensor 17 kann auch im Flüssigkristalldisplay 2 angebracht sein und dort die Innentemperatur messen. Die gemessene Temperatur wird ebenfalls an die Steuereinheit 8 übermittelt und darauf hin geprüft, ob sie einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
  • In Abhängigkeit von einem Ergebnis dieser Prüfung steuert die Steuereinheit 8 die Abschattungsvorrichtung, im dargestellten Ausführungsbeispiel also die Blende 6, so an, dass diese vor das Flüssigkristalldisplay 2 geklappt wird und den Strahlengang 7 der Anzeigevorrichtung 1 und damit auch den Strahlengang 14 der einfallenden optischen Strahlung 3 unterbricht und somit das Flüssigkristalldisplay 2 schützt. Die Blende 6 wird dazu von einem nicht aktivierten Zustand, in dem der Strahlengang 14 nicht unterbrochen ist, durch die Steuereinheit 8 genau dann in einen aktivierten Zustand 6a gebracht, in dem sie vor dem Flüssigkristalldisplay 2 liegt und den Strahlengang 14 unterbricht, wenn eine in Abhängigkeit vom Ergebnis der genannten Prüfung definierte Bedingung erfüllt ist. Diese Bedingung ist so definiert, dass sie genau dann erfüllt ist, wenn die Beleuchtungsstärke oberhalb des Schwellwerts liegt, der aktuelle Sonnenstand in dem genannten Winkelbereich liegt und die mit dem Temperatursensor 17 gemessene Temperatur den genannten Grenzwert, also eine vorgegebene Grenztemperatur, überschreitet. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, dann aktiviert die Steuereinheit 8 die Blende 6, das heißt, die Blende 6 schwenkt in den Strahlengang 14 der einfallenden optischen Strahlung 3. Der aktivierte Zustand 6a der Blende 6 ist in 1 durch eine gestrichelte Linie gezeigt. Die Blende 6 wird hierzu um die Drehachse 6b geschwenkt.
  • Statt der Blende 6 oder zusätzlich zu der Blende 6 kann der asphärische Spiegel 10 als Abschattungsvorrichtung oder Teil der Abschattungsvorrichtung vorgesehen sein und zum Unterbrechen de Strahlengangs 7 in eine gestrichelt eingezeichnete Position 10a verkippt werden, so dass der Strahlengang 14 der einfallenden optischen Strahlung 3 sowie der Strahlengang 7 der Anzeigevorrichtung 1 unterbrochen ist.
  • Vor dem Unterbrechen des Strahlengangs 14 durch die Steuereinheit 8 kann auf einem in 1 nicht dargestellten Bordcomputer oder auf dem Flüssigkristalldisplay 2 selbst ein Warnhinweis für den Fahrzeuginsassen 11 ausgegeben werden, dass die Bildwiedergabe in Kürze unterbunden wird, um die Beschädigung des Flüssigkristalldisplays 2 zu verhindern.
  • 2 stellt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Schützen des Flüssigkristalldisplays 2 der Anzeigevorrichtung 1 dar. Das Verfahren umfasst zunächst als einen Schritt 18 ein Ermitteln der Beleuchtungsstärke der in einer Umgebung der Anzeigevorrichtung 1 auftreffenden Sonnenstrahlung mit dem Photometer 5a des Sensorsystems 5. Weiter wird in einem Schritt 19 durch Auswertung von GPS-Daten mit der Recheneinheit 15 der aktuelle Sonnenstand relativ zu dem Flüssigkristalldisplay 2 bestimmt. Die ermittelte Beleuchtungsstärke und der ermittelte Sonnenstand werden in einem weiteren Schritt 20 an die Steuereinheit 8 übermittelt. Die Steuereinheit 8 führt eine Prüfung 21 durch, ob die ermittelte Beleuchtungsstärke oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts der Beleuchtungsstärke liegt und der aktuelle Sonnenstand in den vorgegebenen Winkelbereich fällt, mithin also das Flüssigkeitsdisplay 2 durch die auftreffende optische Strahlung 3 beschädigt werden kann. In Abhängigkeit von dem Ergebnis der Prüfung wird in Schritt 22 je nach Ergebnis automatisch der Strahlengang 14 des auf das Flüssigkristalldisplay 2 auftreffenden Teils der optischen Strahlung 3 unterbrochen, indem die Steuereinheit 8 die Abschattungsvorrichtung so ansteuert, dass diese in den aktivierten Zustand 6a wechselt, oder nicht. Das automatische Unterbrechen des Strahlengangs 14 erfolgt hierbei, wenn die ermittelte Beleuchtungsstärke den vorgegebenen Schwellwert übersteigt und der aktuelle Sonnenstand in den vorgegebenen Winkelbereich fällt. Wird der Schwellwert unterschritten oder fällt der aktuelle Sonnenstand nicht in den vorgegebenen Winkelbereich, führt die Prüfung 21 also zu einem negativen Ergebnis, unternimmt die Steuereinheit 8 nichts, das heißt, in Schritt 23 wird der Strahlengang 14 nicht unterbrochen und die Abschattungsvorrichtung verbleibt im ursprünglichen nicht aktivierten Zustand. Dementsprechend wird die Abschattungsvorrichtung wieder in den nicht aktivierten Zustand zurückgeschwenkt, sobald die vorher eingetretene Bedingung nicht mehr erfüllt ist.
  • Der aktuelle Sonnenstand wird bei dem in 2 dargestellten Verfahren durch die Recheneinheit 15 aus dem Datum, der Uhrzeit, dem Aufenthaltsort und der Himmelsrichtung berechnet, wobei der Aufenthaltsort und die Himmelsrichtung aus GPS-Daten berechnet werden. Die Himmelsrichtung kann dabei als aktuelle Orientierung des Flüssigkristalldisplays 2 oder durch die Fahrzeuglängsachse definiert sein. Alternativ kann der Sonnenstand auch gemessen werden.
  • Das Verfahren kann sowohl bei der Bildwiedergabe durch die Anzeigevorrichtung 1 durchgeführt werden, als auch wenn diese ausgeschaltet ist und kein Bild anzeigt. Das Verfahren wird in Echtzeit mit einer Taktzeit von 10 ms durchgeführt, so dass das Flüssigkristalldisplay 2 permanent überwacht wird.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit 8 zusätzlich prüft, ob die Beleuchtungsstärke über einen vorgegebenen Zeitraum den Schwellwert überschreitet und/oder der aktuelle Sonnenstand während des vorgegebenen Zeitraums in den vorgegebenen Winkelbereich fällt. Das automatische Unterbrechen des Strahlengangs 14 wird in diesem Fall erst dann veranlasst, wenn diese Bedingung zumindest für ein den genannten Zeitraum entsprechende Dauer erfüllt ist.
  • 3 stellt eine weitere Ausführungsform des Verfahrens zum Schützen des Flüssigkristalldisplays 2 wiederum als Ablaufdiagramm dar. Das Ablaufdiagramm entspricht hierbei dem in 2 dargestellten, allerdings wird nun, wie zuvor im Zusammenhang mit 1 beschrieben, neben dem Sonnenstand und der Beleuchtungsstärke in einem zusätzlichen Schritt 24 die Temperatur des Flüssigkristalldisplays 2 durch den am oder im Flüssigkristalldisplay 2 angebrachten Temperatursensor 17 ermittelt. Das automatische Unterbrechen des Strahlengangs 14 der einfallenden optischen Strahlung 3 erfolgt dann aufgrund einer entsprechenden Programmierung der Steuereinheit 8 erst dann, wenn ein vorgegebener Schwellwert der Temperatur überschritten ist sowie die Beleuchtungsstärke ober halb des Schwellwerts und der aktuelle Sonnenstand in dem vorgegebenen Winkelbereich liegt. Die in den 2 und 3 veranschaulichten Verfahren können mit der in 1 dargestellten Anzeigevorrichtung 1 durchgeführt werden. Bei einer Abwandlung des Verfahrens aus 3 kann es vorgesehen sein, dass die Temperatur erst über einen bestimmten Zeitraum den Schwellwert überschreiten muss, bevor das automatische Unterbrechen des Strahlengangs 14 veranlasst wird.

Claims (10)

  1. Anzeigevorrichtung (1), umfassend ein Flüssigkristalldisplay (2) zum Wiedergeben eines Bildes, ein Sensorsystem (5) zum Ermitteln einer Beleuchtungsstärke einer einfallenden optischen Strahlung (3) und zum Bestimmen eines aktuellen Sonnenstands relativ zu dem Flüssigkristalldisplay (2), eine verstellbare Abschattungsvorrichtung zum Schützen des Flüssigkristalldisplays (2) vor der einfallenden optischen Strahlung (3) sowie eine Steuereinheit (8), die eingerichtet ist, zu prüfen, ob die von dem Sensorsystem (5) ermittelte Beleuchtungsstärke oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts liegt und abhängig von einem Ergebnis dieser Prüfung die Abschattungsvorrichtung so anzusteuern, dass sie einen Strahlengang (14) eines auf das Flüssigkristalldisplay (2) fallenden Teils der optischen Strahlung (3) unterbricht, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (5) eine Recheneinheit (15) umfasst, die eingerichtet ist, festzustellen, ob der aktuelle Sonnenstand in einen vorgegebenen Winkelbereich fällt und den aktuellen Sonnenstand aus einem Datum, einer Uhrzeit, einem Aufenthaltsort und einer Himmelsrichtung zu berechnen, wobei der Aufenthaltsort und die Himmelsrichtung durch Geopositionsdaten eines Navigationssystems definiert sind und über ein Bussystem übermittelt werden.
  2. Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschattungsvorrichtung zwischen einem aktivierten Zustand (6a), in dem sie den genannten Strahlengang (14) unterbricht, und einem nicht aktivierten Zustand verstellbar ist, wobei die Steuereinheit (8) eingerichtet ist, die Abschattungsvorrichtung genau dann zu aktivieren, wenn eine in Abhängigkeit vom Ergebnis der genannten Prüfung definierte Bedingung erfüllt ist.
  3. Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (1) einen in oder an dem Flüssigkristalldisplay (2) angebrachten Temperatursensor (17) zum Messen einer Temperatur des Flüssigkristalldisplays (2) aufweist, wobei die Steuereinheit (8) so eingerichtet ist, die Abschattungsvorrichtung erst dann zu aktivieren, wenn die von dem Temperatursensor (17) gemessene Temperatur einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
  4. Anzeigevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschattungsvorrichtung eine vor das Flüssigkristalldisplay (2) und/oder in den genannten Strahlengang (14) klappbare Blende (6) und/oder einen in dem genannten Strahlengang (14) der einfallenden optischen Strahlung (3) angeordneten und zum Abbilden der auf dem Flüssigkristalldisplay (2) wiedergegebenen Bilder dienenden schwenkbaren Spiegel (10) umfasst.
  5. Anzeigevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (1) ein Head-up-Display ist.
  6. Anzeigevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (5) räumlich separiert von dem Flüssigkristalldisplay (2) angebracht ist, wobei das Sensorsystem (5) zur Übermittlung der ermittelten Beleuchtungsstärke vorzugsweise über ein Bussystem, besonders vorzugsweise über ein CAN-Bussystem (16), mit der Steuereinheit (8) verbunden ist.
  7. Fahrzeug, umfassend eine Anzeigevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  8. Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (5) auf einer Instrumententafel und/oder unter einer Windschutzscheibe (4) des Fahrzeugs angeordnet ist.
  9. Verfahren zum Schützen eines Flüssigkristalldisplays (2) einer Anzeigevorrichtung (1) vor einfallender Sonnenstrahlung mit folgenden Schritten: - Ermitteln (18) einer Beleuchtungsstärke einer in einer Umgebung der Anzeigevorrichtung (1) auftreffenden Sonnenstrahlung; - Bestimmen (19) eines aktuellen Sonnenstands relativ zu dem Flüssigkristalldisplay (2); - Übermitteln (20) der ermittelten Beleuchtungsstärke und des bestimmten aktuellen Sonnenstands an eine Steuereinheit (8) und Prüfen (21) durch die Steuereinheit (8), ob die ermittelte Beleuchtungsstärke oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts der Beleuchtungsstärke liegt; - abhängig von einem Ergebnis der Prüfung automatisches Unterbrechen (22) eines Strahlengangs (14) eines auf das Flüssigkristalldisplay (2) fallenden Teils der Sonnenstrahlung durch eine von der Steuereinheit (8) angesteuerte Abschattungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich überprüft wird, ob der aktuelle Sonnenstand in einen vorgegebenen Winkelbereich fällt, dass der aktuelle Sonnenstand durch eine Recheneinheit (15) aus einem Datum, einer Uhrzeit, einem Aufenthaltsort und einer Himmelsrichtung berechnet wird, wobei der Aufenthaltsort und die Himmelsrichtung aus Geopositionsdaten berechnet werden, wobei die Geopositionsdaten von einem Navigationssystem über ein Bussystem übermittelt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur des Flüssigkristalldisplays (2) durch einen Temperatursensor (17) ermittelt wird (24) und das automatische Unterbrechen des Strahlengangs (14) der einfallenden optischen Strahlung (3) erst bei einem Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwerts der Temperatur erfolgt.
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