DE102014113387B4

DE102014113387B4 - Motor vehicle headlights with a thermally optimized display unit

Info

Publication number: DE102014113387B4
Application number: DE102014113387.0A
Authority: DE
Inventors: David Duhme; Henrik Hesse; Christian Hüster; Tobias Irmscher; Christian Schmidt; Carsten Wilks
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2014-09-17
Filing date: 2014-09-17
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2034-09-18
Also published as: DE102014113387A1

Abstract

Kraftfahrzeugscheinwerfer (10), aufweisend
eine Displayeinheit (20) mit zumindest einem ersten Polarisationsfilter (21), zumindest einem Displayelement (23), zumindest einem zweiten Polarisationsfilter (22), wobei das zumindest eine Displayelement (23) zwischen dem zumindest einen ersten Polarisationsfilter (21) und dem zumindest einen zweiten Polarisationsfilter (22) angeordnet ist, sowie zumindest einer Lichtquelle (30) zur Emittierung von Licht in Richtung der Displayeinheit (20),
dadurch gekennzeichnet,
dass das zumindest eine das Displayelement (23) beabstandet zu dem zumindest einen ersten und zu dem zumindest einen zweiten Polarisationsfilter (21, 22) angeordnet ist, so dass sich zwischen dem zumindest einen Displayelement (23) und dem zumindest einen ersten Polarisationsfilter (21) und dem zumindest einen zweiten Polarisationsfilter (22) jeweils ein Kühlkanal (40) bildet, durch den ein Fluid (41) strömbar ist, wodurch eine Kühlung der Displayeinheit (20) erzielbar ist.

Motor vehicle headlights (10), having
a display unit (20) with at least one first polarization filter (21), at least one display element (23), at least one second polarization filter (22), the at least one display element (23) between the at least one first polarization filter (21) and the at least one second polarization filter (22) is arranged, and at least one light source (30) for emitting light in the direction of the display unit (20),
characterized,
that the at least one display element (23) is arranged at a distance from the at least one first and from the at least one second polarization filter (21, 22), so that between the at least one display element (23) and the at least one first polarization filter (21) and the at least one second polarization filter (22) each forms a cooling channel (40) through which a fluid (41) can flow, whereby cooling of the display unit (20) can be achieved.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einer Displayeinheit und zumindest einer Lichtquelle, bei dem die Anordnung der Polarisationsfilter und des Displayelementes thermisch optimiert ist.The present invention relates to a motor vehicle headlight with a display unit and at least one light source, in which the arrangement of the polarization filter and the display element is thermally optimized.

Aus dem Stand der Technik sind Flüssigkristalldisplaysysteme (LCD) bekannt, die hauptsächlich in Unterhaltungselektronik, an Messgeräten, in Mobiltelefonen, Digitaluhren und Taschenrechnern zur Anwendung kommen. Deren Funktion beruht darauf, dass Flüssigkristalle die Polarisationsrichtung von Licht beeinflussen, wenn ein bestimmtes Maß an elektrischer Spannung angelegt wird. Die elektrische Spannung bewirkt dabei eine Ausrichtung der Flüssigkristalle, wodurch sich die Durchlässigkeit für polarisiertes Licht, das mit einer Hintergrundbeleuchtung und Polarisationsfiltern erzeugt wird, ändert. Bei den zur Hintergrundbeleuchtung eingesetzten Lichtquellen handelt es sich in der Regel um Kaltkadodenstrahlbeleuchtung oder bei neueren Systemen um LEDs bzw. OLEDs. Das ausgestrahlte Licht fällt dabei zuerst auf einen Polarisationsfilter und danach auf ein Flüssigkristalldisplay bevor es durch einen zweiten Polarisationsfilter die Displayeinheit verlässt. Die beiden Polarisationsfilter werden dabei vor und hinter das Flüssigkristalldisplay angeordnet und liegen dabei unmittelbar sandwichartig aufeinander. Gattungsgemäße Displaysysteme arbeiten mit vergleichsweisen geringen Leuchtdichten, bei dem der größte Teil des Lichts, das auf das Display trifft vom ersten Polarisationsfilter absorbiert und in Wärme umgewandelt wird. Da die Polarisatoren direkt auf dem Display angebracht sind, besteht die Gefahr, dass bei Erreichen höherer Temperaturen die Polarisationsfilter und das Displayelement durch Überhitzung zerstört werden. Ein gattungsgemäßes Displaysystem ist in der US 2009/0135365 A1 offenbart, wobei das Displayelement einseitig über einen Kühlkanal mit Gas gekühlt wird.Liquid crystal display systems (LCD) are known from the prior art, which are mainly used in entertainment electronics, on measuring devices, in mobile phones, digital watches and pocket calculators. Their function is based on the fact that liquid crystals influence the direction of polarization of light when a certain amount of electrical voltage is applied. The electrical voltage causes the liquid crystals to align, which changes the permeability for polarized light that is generated with backlighting and polarization filters. The light sources used for backlighting are usually cold cathode ray lighting or, in more recent systems, LEDs or OLEDs. The emitted light falls first on a polarization filter and then on a liquid crystal display before it leaves the display unit through a second polarization filter. The two polarization filters are arranged in front of and behind the liquid crystal display and lie directly on top of one another like a sandwich. Generic display systems work with comparatively low luminance levels, in which most of the light that hits the display is absorbed by the first polarization filter and converted into heat. Since the polarizers are attached directly to the display, there is a risk that the polarization filters and the display element will be destroyed by overheating when higher temperatures are reached. A generic display system is in the U.S. 2009/0135365 A1 disclosed, wherein the display element is cooled on one side via a cooling channel with gas.

Für die Verwendung derartiger Displaysysteme im Scheinwerferbereich für Kraftfahrzeuge müssen deutlich höhere Leuchtdichten für das sichtbare elektromagnetische Spektrum in einem Display realisiert werden. Nachteilhaft bei den bekannten Displaysystemen auf Flüssigkristallbasis sind die geringe Leuchtdichte sowie die sandwichartige Anordnung, bei der die Polarisationsfilter direkt auf dem Display angebracht sind, so dass ein erhöhtes Risiko für die Beschädigung aufgrund von Überhitzung besteht. Dieser Nachteil potenziert sich, wenn höhere Leuchtdichten für das sichtbare elektromagnetische Spektrum realisiert werden, was für einen Einsatz im automotiven Scheinwerferbereich notwendig ist.For the use of such display systems in the headlight area for motor vehicles, significantly higher luminance levels for the visible electromagnetic spectrum must be realized in a display. Disadvantages of the known display systems based on liquid crystals are the low luminance and the sandwich-like arrangement in which the polarization filters are attached directly to the display, so that there is an increased risk of damage due to overheating. This disadvantage increases when higher luminance levels are realized for the visible electromagnetic spectrum, which is necessary for use in automotive headlamps.

Die DE 10 2012 112 127 A1 offenbart ein Lichtmodul für einen Scheinwerfer eines Fahrzeugs, aufweisend zumindest eine Lichtquelle und wenigstens eine Blendenvorrichtung für die Beeinflussung des von der Lichtquelle emittierten Lichts, wobei die Blendenvorrichtung als LCD-Blende ausgebildet ist, wobei die LCD-Blende wenigstens abschnittsweise derart ausgebildet ist, dass diese im stromlosen Zustand gegen Lichtdurchlass sperrt. Die LCD-Blende kann einen ersten Polarisator, durch welchen das von der Lichtquelle zur Verfügung gestellte Licht eindringt, aufweisen. Weiter kann ein zweiter Polarisator vorgesehen sein, durch welche das Licht die LCD-Blende verlässt. Zwischen dem ersten Polarisator und dem zweiten Polarisator kann eine Flüssigkristallschicht angeordnet sein.the DE 10 2012 112 127 A1 discloses a light module for a headlight of a vehicle, having at least one light source and at least one screen device for influencing the light emitted by the light source, the screen device being designed as an LCD screen, the LCD screen being configured at least in sections in such a way that blocks the passage of light when de-energized. The LCD bezel may have a first polarizer through which the light provided by the light source enters. A second polarizer can also be provided, through which the light leaves the LCD panel. A liquid crystal layer can be arranged between the first polarizer and the second polarizer.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine thermisch optimierte Gestaltung von hochauflösenden Displaysystemen zu ermöglichen, die eine Anwendung für automotive Scheinwerfer erlaubt.It is the object of the present invention to at least partially eliminate the disadvantages described above. In particular, it is the object of the present invention to enable a thermally optimized design of high-resolution display systems that allows use for automotive headlights.

Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.The above object is achieved by a motor vehicle headlight having the features of claim 1. Further features and details of the invention result from the dependent claims, the description and the drawings.

Ein erfindungsgemäßer Kraftfahrzeugscheinwerfer dient zum Einsatz von hochauflösenden Displaysystemen für automotive Scheinwerferanwendungen. Hierfür weist der erfindungsgemäße Kraftfahrzeugscheinwerfer eine Displayeinheit mit zumindest einem ersten Polarisationsfilter, zumindest einem Displayelement sowie zumindest einem zweiten Polarisationsfilter auf, wobei das Displayelement zwischen dem ersten und dem zweiten Polarisationsfilter angeordnet ist. Ferner umfasst ein erfindungsgemäßer Kraftfahrzeugscheinwerfer zumindest eine Lichtquelle zur Emittierung von Licht in Richtung der Displayeinheit. Das Displayelement ist beabstandet zum ersten und zum zweiten Polarisationsfilter angeordnet, so dass zwischen dem Displayelement und dem ersten sowie dem zweiten Polarisationsfilter jeweils ein Kühlkanal sich bildet, durch den ein Fluid strömbar ist, wodurch eine Kühlung der Displayeinheit erzielbar ist.A motor vehicle headlight according to the invention is used for the use of high-resolution display systems for automotive headlight applications. For this purpose, the motor vehicle headlight according to the invention has a display unit with at least one first polarization filter, at least one display element and at least one second polarization filter, with the display element being arranged between the first and the second polarization filter. Furthermore, a motor vehicle headlight according to the invention comprises at least one light source for emitting light in the direction of the display unit. The display element is arranged at a distance from the first and second polarization filter, so that a cooling channel is formed between the display element and the first and second polarization filter, through which a fluid can flow, whereby cooling of the display unit can be achieved.

Ein erfindungsgemäßer Kraftfahrzeugscheinwerfer unterscheidet sich von bekannten Kraftfahrzeugscheinwerfern dadurch, dass das Displayelement beabstandet zum ersten und zum zweiten Polarisationsfilter angeordnet ist, so dass sich zwischen dem Displayelement und dem ersten Polarisationsfilter und dem zweiten Polarisationsfilter jeweils ein Kühlkanal bildet, durch den ein Fluid strömbar ist, wodurch eine Kühlung der Displayeinheit erzielbar ist. Der Unterschied zu bekannten Displaysystemen aus der Unterhaltungselektronik, kennzeichnet sich insbesondere dadurch, dass eine Trennung der Polarisationsfilter vom eigentlichen Display realisiert wird, wodurch eine Optimierung der Kühlleistung erzielt wird.A motor vehicle headlight according to the invention differs from known motor vehicle headlights in that the display element is arranged at a distance from the first and second polarization filters, so that a cooling channel through which a fluid can flow is formed between the display element and the first polarization filter and the second polarization filter a cooling of the display is achievable. The difference to known display systems from entertainment electronics is characterized in particular by the fact that the polarization filter is separated from the actual display, which optimizes the cooling capacity.

Scheinwerfer an Fahrzeugen, insbesondere Frontscheinwerfer, dienen der Verkehrssicherheit durch die Sichtbarmachung und Ausleuchtung des Fahrweges bei Dunkelheit. Als Lichtquelle kommen im Stand der Technik Glühlampen, Gasentladungslampen (Xenonlicht), LEDs oder Laserdioden zum Einsatz. Der Einsatz von Displaysystemen auf Flüssigkristallbasis erfordert hochauflösende Displaysysteme, die mit einer höheren Leuchtdichte den Umweltanforderungen im automotiven Einsatz ermöglichen.Headlights on vehicles, in particular front headlights, serve to ensure traffic safety by making the roadway visible and illuminating it in the dark. In the prior art, incandescent lamps, gas discharge lamps (xenon light), LEDs or laser diodes are used as the light source. The use of display systems based on liquid crystals requires high-resolution display systems that meet the environmental requirements in automotive use with a higher luminance.

Ein entscheidender Kerngedanke der vorliegenden Erfindung ist die Trennung der Polarisationsfilter vom eigentlichen Displayelement, so dass gleichzeitig eine Kühlung der Polarisationsfilter und des Displayelementes durch eine Umströmung mit einem Fluid ermöglicht ist.A crucial core idea of the present invention is the separation of the polarization filter from the actual display element, so that the polarization filter and the display element can be cooled at the same time by a fluid flowing around them.

Um sicherzustellen, dass der erfindungsgemäße Kraftfahrzeugscheinwerfer eine ausreichend hohe Leuchtdichte ermöglicht, kommen insbesondere LEDs zum Einsatz. In order to ensure that the motor vehicle headlight according to the invention enables a sufficiently high luminance, LEDs are used in particular.

LEDs mit einer ausreichend großen Leistung sind z. B. Hochleistungsleuchtdioden sowie SMD LEDs, die sich aufgrund der erhöhten Leistung im Betrieb erhitzen. Eine erfindungsgemäße Anordnung innerhalb des Kraftfahrzeugscheinwerfers ermöglicht den Einsatz hochauflösender Displaysysteme mit leistungsfähigen LEDs der vorbenannten Art, wobei durch eine erfindungsgemäße Kühlung ein Überhitzen und in Folge dessen eine Beschädigung der Polarisationsfilter und/oder des Displayelementes, zumindest weitestgehend verhindert wird. Die Abfuhr der Wärme verlängert die Haltbarkeit und ermöglicht gleichzeitig höhere Leuchtdichten. Die Polarisationsfilter können unterschiedliche Stellwinkel aufweisen, sodass die optischen Eigenschaften weiter veränderbar sind.LEDs with a sufficiently large power are z. B. high-performance light-emitting diodes and SMD LEDs, which heat up during operation due to the increased power. An arrangement according to the invention within the motor vehicle headlight enables the use of high-resolution display systems with high-performance LEDs of the aforementioned type, overheating and subsequent damage to the polarization filter and/or the display element being at least largely prevented by cooling according to the invention. The dissipation of the heat extends the service life and at the same time enables higher luminance levels. The polarization filters can have different setting angles, so that the optical properties can be changed further.

Im Rahmen der Erfindung kann das Fluid ein gasförmiges Medium sein, dass insbesondere von einem Lüfter verdichtet und entlang eines Führungssystems befördert wird. Die Gaszufuhr und die Beförderung entlang des Führungssystems lenkt das gasförmige Medium zu den zu kühlenden Bauteilen, insbesondere zu der Displayeinheit und der Lichtquelle. Die dadurch entstehende Fluidzirkulation dient dem Abtransport der Wärme, wobei gleichzeitig Fremdpartikel aus der Displayeinheit herausgeblasen werden können. Die räumliche Trennung der Wärmequelle vom eigentlichen Display führt zur Entzerrung der Temperaturproblematik. Die beidseitige Umströmung des Displayelementes sowie die zumindest einseitige Umströmung der Polarisationsfilter erhöht die zur Verfügung stehende Kühlfläche, so dass die Kühlleistung erhöht ist. Ein erfindungsgemäßes Führungssystem ermöglicht die gleichzeitige Kühlung der Polarisationsfilter und der Lichtquelle, so dass der benötigte Bauraum und die Komplexität des Gesamtsystems reduziert werden. Es ist weiterhin denkbar im oberen Teil des Kraftfahrzeugscheinwerfers einen weiteren Lüfter zu montieren, der das erwärmte Fluid aus dem Kraftfahrzeugscheinwerfer herausbefördert. Weiterhin ist es denkbar, dass zumindest ein Lüfter mit einem Filterelement versehen wird, so dass zugeführtes Fluid frei von Umweltbelastungen in den Kraftfahrzeugscheinwerfer eingeleitet werden kann. Im Rahmen der Erfindung denkbare Lüfterausführungsformen sind Axiallüfter, Radial- bzw. Zentrifugallüfter und Tangential- oder Querstromlüfter.Within the scope of the invention, the fluid can be a gaseous medium that is compressed in particular by a fan and conveyed along a guide system. The gas supply and the transport along the guide system directs the gaseous medium to the components to be cooled, in particular to the display unit and the light source. The resulting fluid circulation serves to dissipate the heat, while at the same time foreign particles can be blown out of the display unit. The spatial separation of the heat source from the actual display leads to equalization of the temperature problem. The flow around the display element on both sides and the flow around the polarization filter at least on one side increases the available cooling surface, so that the cooling capacity is increased. A guide system according to the invention enables the polarization filter and the light source to be cooled at the same time, so that the installation space required and the complexity of the overall system are reduced. It is also conceivable to mount another fan in the upper part of the motor vehicle headlight, which blows the heated fluid out of the motor vehicle headlight. Furthermore, it is conceivable that at least one fan is provided with a filter element, so that supplied fluid can be introduced into the motor vehicle headlight free from environmental pollution. Fan embodiments that are conceivable within the scope of the invention are axial fans, radial or centrifugal fans and tangential or cross-flow fans.

Vorteilhaft kann es ebenfalls sein, dass an der Lichtquelle ein Kühlkörper angeordnet ist, insbesondere der Kühlkörper Rippen und/oder Lamellen und/oder gebogene Bleche und/oder Kühlsterne und/oder Kühlfahnen aufweist. Dabei sollte der Kühlkörper aus gut wärmeleitendem Material bestehen, wobei Metall, insbesondere Aluminium oder Kupfer und/oder Federbronze und/oder Stahlblech und/oder Keramik und/oder Kohlenstoffnanoröhren denkbar sind. Insbesondere sind hierbei Kühlkörper aus Aluminium oder Kupfer vorstellbar. Die Vorteile von Aluminium ergeben sich durch den geringen Materialpreis, die leichte Verarbeitung, die geringe Dichte, eine hohe Wärmekapazität sowie eine befriedigende Wärmeleitfähigkeit. Kupfer hingegen hat eine nochmals erhöhte Wärmeleitfähigkeit, so dass die Kühlleistung hierdurch weiter erhöht werden kann. Ein erfindungsgemäßer Kühlkörper kann dabei massiv oder hohl gefertigt sein. Passive Kühlkörper wirken vorrangig durch Konvektion, d. h. dass das die Umgebungsfluid erwärmt wird, spezifisch leichter wird und damit aufsteigt, wodurch kühleres Gas nachströmt. Die Ausgestaltung von Rippen und/oder Lamellen und/oder gebogenen Blechen und/oder Kühlsternen und/oder Kühlfahnen vergrößert die Wärme abgebende Oberfläche, wodurch Beschädigungen durch Hitze vorgebeugt wird. Vorteilhaft ist, dass der Kühlkörper vertikal montiert wird, so dass der Kamineffekt die Fluidzirkulation unterstützt. Ein erfindungsgemäßer Kühlkörper kann durch Schrauben, Klemmen, Kleben oder Klammern mit einem möglichst geringen Abstand zur Lichtquelle verbunden werden. Dies begünstigt den Wärmeübergang, wobei die Kontaktflächen des Kühlkörpers und der Lichtquelle zueinander plan bzw. zweidimensional eben hergestellt sein sollten. Zum Ausgleich eventueller Unebenheiten und um einen besseren Wärmeübergang von der Lichtquelle zum Kühlkörper herzustellen, wird vor der Montage vorzugsweise eine dünne Schicht Wärmeleitpaste aufgetragen oder Wärmeleitpads verwendet. Auch der Einsatz von Wärmeleitklebern ist hierbei denkbar, wodurch eine innige Verbindung entsteht.It can also be advantageous that a heat sink is arranged on the light source, in particular the heat sink has ribs and/or fins and/or bent metal sheets and/or cooling stars and/or cooling lugs. In this case, the heat sink should consist of a material with good thermal conductivity, with metal, in particular aluminum or copper and/or spring bronze and/or sheet steel and/or ceramics and/or carbon nanotubes being conceivable. In particular, heat sinks made of aluminum or copper are conceivable here. The advantages of aluminum result from the low material price, easy processing, low density, high thermal capacity and satisfactory thermal conductivity. Copper, on the other hand, has an even higher thermal conductivity, so that the cooling capacity can be further increased. A heat sink according to the invention can be made solid or hollow. Passive heat sinks work primarily through convection, ie the surrounding fluid is heated, becomes specifically lighter and thus rises, as a result of which cooler gas flows in. The design of ribs and/or fins and/or bent metal sheets and/or cooling stars and/or cooling fins increases the heat-emitting surface, which prevents damage from heat. It is advantageous that the heat sink is mounted vertically so that the chimney effect supports the fluid circulation. A heat sink according to the invention can be connected by screws, clamps, adhesives or clamps at the smallest possible distance from the light source. This promotes the transfer of heat, whereby the contact surfaces of the heat sink and the light source should be made plane or two-dimensionally flat with respect to one another. To compensate for any unevenness and to create a better heat transfer from the light source to the heat sink, is preferably before assembly apply a thin layer of thermal paste or use thermal pads. The use of thermally conductive adhesives is also conceivable, which creates an intimate connection.

Des Weiteren ist es denkbar, dass an dem Kühlkörper zumindest ein Wärmeabführelement angeordnet ist, wobei insbesondere an dem Wärmeabführelement zumindest ein zusätzlicher Kühlkörper und/oder Rippen und/oder Lamellen und/oder gebogene Bleche und/oder Kühlsterne und/oder Kühlfahnen und/oder zumindest ein Lüfter angeordnet ist. Durch ein erfindungsgemäßes Wärmeabführelement wird ein Wärmetransport bzw. die Wärmeverteilung verbessert. Gleichzeitig erhöht sich die bereitgestellte Oberfläche des Kühlkörpers, wobei gleichzeitig durch eine variable Anordnung ein kompakter Bauraum ermöglicht ist, um die Wärme zu verteilen. Ein erfindungsgemäßes Wärmeübertragungselement ermöglicht eine hohe Wärmestromdichte, d. h. dass auf einer kleinen Querschnittsfläche große Wärmemengen transportiert werden können. Ein erfindungsgemäßes Wärmeübertragungselement kann dabei hohl, massiv oder mit weiteren die Oberfläche vergrößernden Bauteilen versehen sein. Darüber hinaus ist es auch denkbar, ein flüssiges Arbeitsmedium in das Wärmeübertragungselement einzufüllen. Der Einsatz eines Lüfters erhöht durch Zuführen von gasförmigen Fluiden die Kühlleistung des Wärmeabführelementes. Unter Lüfter werden erfindungsgemäß sowohl Ventilatoren als auch Gebläse verstanden, so dass sowohl ein Absaugen als auch ein Ansaugen ermöglicht ist.It is also conceivable for at least one heat dissipation element to be arranged on the heat dissipation element, with at least one additional heat dissipation element and/or ribs and/or fins and/or bent metal sheets and/or cooling stars and/or cooling lugs and/or at least a fan is arranged. Heat transport or heat distribution is improved by a heat dissipation element according to the invention. At the same time, the available surface of the heat sink is increased, while at the same time a compact installation space is made possible by a variable arrangement in order to distribute the heat. A heat transfer element according to the invention enables a high heat flux density, i. H. that large amounts of heat can be transported on a small cross-sectional area. A heat transfer element according to the invention can be hollow, solid or provided with other components that increase the surface area. In addition, it is also conceivable to fill the heat transfer element with a liquid working medium. The use of a fan increases the cooling capacity of the heat dissipation element by supplying gaseous fluids. According to the invention, fans are understood to mean both fans and blowers, so that both suction and suction are made possible.

Ein weiterer Vorteil ist erzielbar, wenn zumindest ein Polarisationsfilter Metamaterial aufweist. Derartige Polarisationsfilter bestehen aus einem Array kleiner Mikrodrähte auf einem transparenten Substrat, dass selektiv P polarisiertes Licht transmittiert und S polarisiertes Licht reflektiert. Insbesondere handelt es sich hierbei um Wire-Grid Polarisationsfilter, die sich ideal für Anwendungen, die ein hohes Auslöschungsverhältnis haben, eignet, hohe Betriebstemperaturen oder eine große Bandbreite vom ultravioletten bis zum infraroten Spektrum erfordert. Wire-Grid Polarisationsfilter werden zur linearen Polarisierung von Licht eingesetzt und transmittieren nur eine bestimmte Polarisationsrichtung. Dadurch entsteht der Vorteil, dass die optische Effizienz weiter erhöht wird und gleichzeitig die Wärmeentwicklung vom reflektierten Licht reduziert ist.A further advantage can be achieved if at least one polarization filter has metamaterial. Such polarizing filters consist of an array of small microwires on a transparent substrate that selectively transmits P-polarized light and reflects S-polarized light. In particular, these are wire-grid polarizing filters that are ideal for applications that have a high extinction ratio, require high operating temperatures, or require a wide bandwidth from the ultraviolet to infrared spectrum. Wire-Grid polarization filters are used for the linear polarization of light and only transmit a specific polarization direction. This has the advantage that the optical efficiency is further increased and at the same time the heat generated by the reflected light is reduced.

Im Rahmen der Erfindung kann das Fluid eine Flüssigkeit sein, wobei insbesondere die Flüssigkeit in einem Kühlkreislauf zirkuliert. Der Einsatz von Flüssigkeiten in einem Kühlkreislauf ermöglicht, dass direkte Kühlen oder das Kühlen über einen Wärmetauscher. Denkbar sind alle flüssigen Stoffgemische die zum Abtransport von Wärme eingesetzt werden können. Hierbei gilt es zu beachten, dass die optischen Eigenschaften der Polarisationsfilter, des Displayelementes und der Lichtquelle nicht beeinflusst werden sollten. Eine Flüssigkeit in einem Kühlkreislauf ermöglicht die Enthalpie entlang des Temperaturgradienten zu einer Stelle niedriger Temperatur zu transportieren. Beispielhaft sollen an dieser Stelle Kühlwasser, flüssige Metalle, Öle und Alkohol als mögliche flüssige Fluide genannt werden. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz von dielektrischen, nicht brennbaren Wärmetransportflüssigkeiten. Diese zeichnen sich durch geeignete Siede- und Gefrierpunkte, gute Werkstoffverträglichkeit sowie gute elektrische Isolationseigenschaften aus. Darüber hinaus sind derartige Wärmetransportflüssigkeiten nicht brennbar, nicht korrosiv und entsprechen den Umweltanforderungen. Bei der Zirkulationskühlung strömt das flüssige Fluid in einen Kühlkreislauf und dient dem Transport von Wärmeenergie durch Konvektion. Erfindungsgemäß ist es denkbar, dass der Kühlkreislauf sämtliche Polarisationsfilter sowie das Displayelement als auch die Lichtquelle umfasst. Somit wird eine Kühlung sämtlicher Bauteile die unter der Hitzeeinwirkung stehen ermöglicht, so dass die Ausfallwahrscheinlichkeit reduziert und die Haltbarkeit erhöht ist.Within the scope of the invention, the fluid can be a liquid, with the liquid in particular circulating in a cooling circuit. The use of liquids in a cooling circuit enables direct cooling or cooling via a heat exchanger. All liquid mixtures of substances that can be used to dissipate heat are conceivable. It is important to note that the optical properties of the polarization filter, the display element and the light source should not be affected. A liquid in a refrigeration cycle allows enthalpy to be transported along the temperature gradient to a point of lower temperature. At this point, cooling water, liquid metals, oils and alcohol should be mentioned as possible liquid fluids. The use of dielectric, non-flammable heat transport liquids is particularly advantageous. These are characterized by suitable boiling and freezing points, good material compatibility and good electrical insulation properties. In addition, such heat transport liquids are non-flammable, non-corrosive and meet environmental requirements. With circulation cooling, the liquid fluid flows into a cooling circuit and is used to transport heat energy by convection. According to the invention it is conceivable that the cooling circuit includes all polarization filters as well as the display element and the light source. This enables cooling of all components that are exposed to the heat, so that the probability of failure is reduced and durability is increased.

Dementsprechend kann das Kühlsystem so ausgeführt werden, dass Lichtquelle, Polarisationsfilter und Displayelement mit einer Kühlflüssigkeit umströmt wird. Der Wärmeübergangskoeffizient zwischen einer Grenzfläche der Polarisationsfilter und der Flüssigkeit ist um ein Vielfaches höher als bei Gasen. Dadurch kann die Verlustleistung die in den Polarisationsfiltern und des Displayelementes entsteht gut von der Vorder- und/oder Rückseite abgeleitet werden. Eine effektive Kühlung mit gasförmigen Fluid fordert auf derselben Kühlfläche sehr hohe und schwer zu realisierende Fluidgeschwindigkeiten. Darüber hinaus kann ein erfindungsgemäßer Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einer geeigneten Kühlflüssigkeit vor Staub und anderen Umweltbelastungen, wie Schadgasen geschützt werden. Ferner kann die Betriebstemperatur, die bei LCD-Systemen entscheidend für die Funktionalität und die Lebensdauer ist, durch einen Kühlkreislauf überwacht und geregelt werden.Accordingly, the cooling system can be designed in such a way that a cooling liquid flows around the light source, polarization filter and display element. The heat transfer coefficient between an interface of polarization filters and the liquid is many times higher than in gases. As a result, the power loss that occurs in the polarization filters and the display element can be easily dissipated from the front and/or rear. Effective cooling with gaseous fluid requires very high fluid velocities on the same cooling surface, which are difficult to achieve. In addition, a motor vehicle headlight according to the invention can be protected against dust and other environmental pollution, such as harmful gases, with a suitable cooling liquid. Furthermore, the operating temperature, which is crucial for the functionality and service life of LCD systems, can be monitored and regulated by a cooling circuit.

Im Rahmen der Erfindung kann zumindest der erste Polarisationsfilter und die Displayeinheit und der zumindest zweite Polarisationsfilter ein gemeinsames Gehäuse aufweisen, in dem die Flüssigkeit zirkuliert. Das Gehäuse erhöht den Schutz vor Staub und anderen Umweltbelastungen, da sich durch das Gehäuse ein geschlossenes nach außen hin gekapseltes System bildet. Ein erfindungsgemäßes Gehäuse kann hierbei thermische-leitfähige Kunststoffe, Metalle, Emaille, Glas, Silizium-Kabitt oder eine Kombination der Werkstoffe ausweisen. Durch die Auswahl thermisch-leitender Materialien wirkt die Oberfläche des Gehäuses wie ein Kühlkörper oder Wärmetauscher, sodass hierdurch die Kühlleistung bzw. Wärmeabfuhr erhöht wird.Within the scope of the invention, at least the first polarization filter and the display unit and the at least second polarization filter can have a common housing in which the liquid circulates. The housing increases protection against dust and other environmental pollution, since the housing forms a closed, encapsulated system to the outside. A housing according to the invention can be made of thermally conductive plastics, metals, enamel, glass, silicon cabitt or a combination of the materials. Due to the selection of thermally conductive materials, the surface of the housing acts like a heat sink per or heat exchanger, so that the cooling capacity or heat dissipation is increased.

Vorteilhaft kann es darüber hinaus sein, dass die Lichtquelle in dem Gehäuse anordbar ist, so dass die Lichtquelle, der zumindest erste Polarisationsfilter und das Displayelement und der zumindest zweite Polarisationsfilter von der Flüssigkeit umströmbar sind. Hierdurch wird unter anderem eine kompakte Bauweise ermöglicht, die gleichzeitig eine optimale Kühlleistung für sämtliche Bauteile realisiert. Das zusätzliche Umströmen der Lichtquelle im selben Kühlkreislauf verringert darüber hinaus die Fresnell Reflektionen an den optischen Grenzflächen und erhöht somit die Gesamteffizienz. Bei der Verwendung von Hochleistungs-SMD LEDs ergeben sich weitere Vorteile bei deren Erwärmung. Auf thermisch optimierte Metallkernleiterplatten (IMS) kann, abhängig von der Verlustleistung und Bauform der LEDs verzichtet werden. Auch die LEDs können vor Umwelteinflüssen besser geschützt werden. Ein separater Kühlkörper für die Lichtquelle ist nicht unbedingt notwendig, kann die Kühlleistung jedoch erhöhen.It can also be advantageous that the light source can be arranged in the housing so that the liquid can flow around the light source, the at least first polarization filter and the display element and the at least second polarization filter. This enables, among other things, a compact design, which at the same time achieves optimal cooling performance for all components. The additional flow around the light source in the same cooling circuit also reduces the Fresnell reflections at the optical interfaces and thus increases the overall efficiency. When using high-performance SMD LEDs, there are further advantages when they are heated. Thermally optimized metal core printed circuit boards (IMS) can be dispensed with, depending on the power loss and the design of the LEDs. The LEDs can also be better protected from environmental influences. A separate heat sink for the light source is not absolutely necessary, but can increase the cooling capacity.

Im Rahmen der Erfindung kann das Gehäuse mit einem Wärmetauscher verbindbar sein, wodurch die Flüssigkeit leitbar ist, wobei insbesondere an dem Wärmetauscher ein Lüfter angeordnet ist. Der Wärmetauscher ermöglicht dabei die Übertragung der thermischen Energie der Flüssigkeit auf einen anderen Stoffstrom. Somit kann die thermische Energie der Flüssigkeit an ein den Wärmetauscher umgebendes Fluid abgegeben werden. Dadurch ergibt sich eine erhöhte Kühlleistung der Flüssigkeit innerhalb des Kühlkreislaufes wodurch die Temperatur effizienter überwacht und geregelt werden kann. Es ist denkbar, den erfindungsgemäßen Wärmetauscher aus einem Metall, aus Emaille, Kunststoff, Glas, Silizium-Kabitt oder einer Kombination der Werkstoffe herzustellen. Insbesondere ist es denkbar, dass Kupfer und/oder Aluminium und/oder wärmeleitende Kunststoffe aufgrund ihrer guten Wärmeleitfähigkeit zum Einsatz kommen. Der Wärmetauscher kann dabei innerhalb des Kraftfahrzeugscheinwerfers angeordnet sein, wodurch sich eine kompakte Bauform ergibt. Darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, den Wärmetauscher außerhalb des Scheinwerfers anzuordnen. Auf diese Weise kann eine thermische Entzerrung erreicht werden, da die thermische Energie aus dem Scheinwerfer herausgefördert wird. Insbesondere ist es denkbar, dass der Wärmetauscher ebenfalls mit einem Fluid umströmbar ist, sodass ein Temperaturaustausch ermöglicht wird, wodurch die Kühlleistung gesteigert werden kann. Weiterhin ist es denkbar, den Wärmetauscher mit einem Kühlkreislauf eines Fahrzeugs zu verbinden. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn der Wärmetauscher an ein Wärmemanagementsystem eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs angeschlossen ist. Hierbei kann die thermische Energie beispielsweise zur Temperierung eines Batteriesystems genutzt werden. Dieser Effekt ist besonders beim Einsatz von Festkörperbatterien (Zebrabatterien) von Vorteil, da diese Batterien auf eine bestimmte Betriebstemperatur gebracht werden um die volle Leistung bereitstellen zu können. Darüber hinaus ist es denkbar, einen Kühlkörper am Gehäuse anzuordnen, der für eine Wärmeabfuhr außerhalb des Gehäuses sorgt.Within the scope of the invention, the housing can be connected to a heat exchanger, as a result of which the liquid can be conducted, with a fan being arranged in particular on the heat exchanger. The heat exchanger enables the thermal energy of the liquid to be transferred to another material flow. The thermal energy of the liquid can thus be released to a fluid surrounding the heat exchanger. This results in an increased cooling capacity of the liquid within the cooling circuit, which means that the temperature can be monitored and controlled more efficiently. It is conceivable to produce the heat exchanger according to the invention from a metal, from enamel, plastic, glass, silicon Kabitt or a combination of the materials. In particular, it is conceivable that copper and/or aluminum and/or thermally conductive plastics are used because of their good thermal conductivity. The heat exchanger can be arranged inside the motor vehicle headlight, resulting in a compact design. In addition, it can be advantageous to arrange the heat exchanger outside of the headlight. In this way, thermal equalization can be achieved since the thermal energy is conveyed out of the headlight. In particular, it is conceivable that a fluid can also flow around the heat exchanger, so that an exchange of temperature is made possible, as a result of which the cooling capacity can be increased. Furthermore, it is conceivable to connect the heat exchanger to a cooling circuit of a vehicle. In particular, it can be advantageous if the heat exchanger is connected to a heat management system of an electrically powered vehicle. Here, the thermal energy can be used, for example, to control the temperature of a battery system. This effect is particularly advantageous when using solid-state batteries (zebra batteries), since these batteries are brought to a specific operating temperature in order to be able to provide full power. In addition, it is conceivable to arrange a heat sink on the housing, which ensures that heat is dissipated outside of the housing.

Im Rahmen der Erfindung kann die Zirkulation der Flüssigkeit innerhalb des Kühlkreislaufes durch eine Pumpe realisiert werden, die insbesondere zwischen dem Wärmetauscher und dem Gehäuse angeordnet ist. Hierdurch wird ein stetiger Austausch der Flüssigkeit zwischen dem Gehäuse und dem Wärmetauscher hergestellt, so dass die Temperatur der Flüssigkeit an die benötigte Kühlleistung angepasst werden kann.Within the scope of the invention, the liquid can be circulated within the cooling circuit by a pump, which is arranged in particular between the heat exchanger and the housing. This creates a constant exchange of liquid between the housing and the heat exchanger, so that the temperature of the liquid can be adjusted to the required cooling capacity.

Ferner ist es denkbar, dass an dem Wärmetauscher ein Lüfter angeordnet ist, der ein gasförmiges Fluid zum Wärmetauscher hin oder vom Wärmetauscher weg befördert. Dadurch wird die Kühlleistung des Wärmetauschers weiter erhöht, so dass der Austausch der thermischen Energie zwischen der Flüssigkeit und dem Wärmetauscher weiter verbessert ist.Furthermore, it is conceivable that a fan is arranged on the heat exchanger, which fan conveys a gaseous fluid to the heat exchanger or away from the heat exchanger. This further increases the cooling capacity of the heat exchanger, so that the exchange of thermal energy between the liquid and the heat exchanger is further improved.

Erfindungsgemäß kann an zumindest einem Polarisationsfilter ein wärmeleitendes transparentes Substrat, insbesondere ein Saphirglas, angeordnet sein. Das Aufbringen der Polarisationsfilter auf ein wärmeleitendes transparentes Substrat hat den Vorteil, dass eventuelle besonders hitzebeanspruchte Teilflächen der Polarisationsfilter (Hotspots) und somit die punktuelle Belastung der Polarisationsfilter verringert wird. Der Einsatz von Saphirglas hat den Vorteil, dass dieser für Isolierstoffe vergleichsweise hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, die bei niedrigen Temperaturen stark an und bei höheren Temperaturen absinkt. Darüber hinaus ist Saphirglas weniger schlagempfindlich als herkömmliches Quarz- oder Mineralglas und hat eine sehr hohe Lichtbrechung, sowie eine optimale Lichtdurchlässigkeit. Demensprechend ist der Wärmeübergangskoeffizient zwischen den Grenzflächen der Polarisationsfilter deutlich erhöht, so dass die Verlustleistung an den Polarisationsfiltern besser abtransportiert werden kann.According to the invention, a thermally conductive transparent substrate, in particular a sapphire glass, can be arranged on at least one polarization filter. Applying the polarization filter to a thermally conductive, transparent substrate has the advantage that any sub-areas of the polarization filter that are particularly exposed to heat (hotspots) and thus the punctiform stress on the polarization filter is reduced. The use of sapphire glass has the advantage that it has a comparatively high thermal conductivity for insulating materials, which drops sharply at low temperatures and drops at higher temperatures. In addition, sapphire glass is less sensitive to impact than conventional quartz or mineral glass and has very high light refraction and optimum light transmission. Accordingly, the heat transfer coefficient between the boundary surfaces of the polarization filters is significantly increased, so that the power loss at the polarization filters can be better transported away.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumliche Anordnung, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.Further measures improving the invention result from the following description of some exemplary embodiments of the invention, which are shown schematically in the figures. All features and/or advantages resulting from the claims, the description or the drawings, including structural details, spatial arrangement, can NEN be essential to the invention both on their own and in a wide variety of combinations.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

1 schematisch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers,
2 schematisch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers,
3 schematisch eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers,
4 schematisch eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers und
5 einen Polarisationsfilter auf einem wärmeleitenden transparenten Substrat.

The invention is explained in more detail below with reference to the attached drawings. It shows:

1 schematically a first embodiment of the motor vehicle headlight according to the invention,
2 schematically a second embodiment of the motor vehicle headlight according to the invention,
3 schematically a third embodiment of the motor vehicle headlight according to the invention,
4 schematically a fourth embodiment of the motor vehicle headlight according to the invention and
5 a polarizing filter on a thermally conductive transparent substrate.

Die 1 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers 10. Dieser weist eine Displayeinheit 20 mit einem ersten Polarisationsfilter 21, einem Displayelement 23 und einem zweiten Polarisationsfilter 22 auf. Das Displayelement 23 ist hierbei zwischen dem ersten Polarisationsfilter 21 und dem zweiten Polarisationsfilter 22 beabstandet angeordnet, so dass zwischen dem Displayelement 23 und dem ersten und dem zweiten Polarisationsfilter 21, 22 jeweils ein Kühlkanal 40 sich bildet, durch den ein Fluid 41 strömbar ist. Wie aus der 1 zu erkennen ist, umströmt das Fluid 41 sowohl die Polarisationsfilter 21 und 22 sowie das Displayelement 23 beidseitig, so dass sämtliche Oberflächen gekühlt werden. Die Lichtquelle 30 zur Emittierung von Licht in Richtung der Displayeinheit 20 ist beabstandet zum ersten Polarisationsfilter 21 angeordnet. Darüber hinaus ist an der Lichtquelle 30 ein Kühlkörper 60 angeordnet. Der Lüfter 50 befördert ein Fluid 41 entlang des Führungssystems 51 sowohl in Richtung Displayeinheit 20 als auch in Richtung Kühlkörper 60, so dass eine Zirkulation des Fluides 41 innerhalb des Kraftfahrzeugscheinwerfers 10 entsteht. Weiterhin sind schematisch Rippen an dem Kühlkörper 60 dargestellt, die zur Vergrößerung der Oberfläche des Kühlkörpers 60 dienen. Die Lichtquelle 30 emittiert Licht in Richtung des ersten Polarisationsfilter 21, der komplementär polarisiertes Licht in Richtung Displayelement 23 absorbiert, so dass bei angelegter elektrischer Spannung an dem Displayelement 23 die Ausrichtung der Flüssigkristalle des Displayelements 23 die Durchlässigkeit für das polarisierte Licht verändert. Die Flüssigkristalle beeinflussen dadurch die Polarisationsrichtung des Lichtes, dass nach Austritt des Displayelements 23 durch den zweiten Polarisationsfilter 22 emittiert wird. Das somit ausgegebene Licht kann zur Beleuchtung der Umwelt außerhalb des Kraftfahrzeugscheinwerfers 10 genutzt werden.the 1 shows a first embodiment of the motor vehicle headlight 10 according to the invention. This has a display unit 20 with a first polarization filter 21 , a display element 23 and a second polarization filter 22 . The display element 23 is arranged spaced between the first polarization filter 21 and the second polarization filter 22, so that between the display element 23 and the first and the second polarization filter 21, 22 a cooling channel 40 is formed, through which a fluid 41 can flow. How from the 1 can be seen, the fluid 41 flows around both the polarization filters 21 and 22 and the display element 23 on both sides, so that all surfaces are cooled. The light source 30 for emitting light in the direction of the display unit 20 is arranged at a distance from the first polarization filter 21 . In addition, a heat sink 60 is arranged on the light source 30 . The fan 50 conveys a fluid 41 along the guide system 51 both in the direction of the display unit 20 and in the direction of the heat sink 60, so that the fluid 41 circulates within the motor vehicle headlight 10. Furthermore, ribs on the heat sink 60 are shown schematically, which serve to increase the surface area of the heat sink 60 . The light source 30 emits light in the direction of the first polarization filter 21, which absorbs complementarily polarized light in the direction of the display element 23, so that when an electrical voltage is applied to the display element 23, the alignment of the liquid crystals of the display element 23 changes the permeability for the polarized light. The liquid crystals influence the direction of polarization of the light in that it is emitted after exiting the display element 23 through the second polarization filter 22 . The light thus emitted can be used to illuminate the environment outside of the motor vehicle headlight 10 .

Das Führungssystem 51 ist erfindungsgemäß derart ausgestaltet, dass das Fluid 41 gezielt an einen gewünschten Ort innerhalb des Kraftfahrzeugscheinwerfers 10 gelenkt wird. Hierbei ist es außerdem denkbar, dass das Führungssystem 51 verstellbar ausgeführt ist, so dass die Förderrichtung des Fluides 41 im Betrieb veränderbar ist. Gemäß 1 wird ein Lüfter 50 im unteren Bereich des Kraftfahrzeugscheinwerfers 10 angeordnet, wobei der Lüfter 50 ein Fluid 41 in Richtung des Kraftfahrzeugscheinwerfers 10 befördert, so dass das erwärmte Gas in den oberen Teil des Kraftfahrzeugscheinwerfers 10 befördert wird.According to the invention, the guidance system 51 is designed in such a way that the fluid 41 is guided in a targeted manner to a desired location within the motor vehicle headlight 10 . It is also conceivable that the guide system 51 is designed to be adjustable, so that the conveying direction of the fluid 41 can be changed during operation. According to 1 a fan 50 is arranged in the lower area of the motor vehicle headlight 10 , the fan 50 conveying a fluid 41 in the direction of the motor vehicle headlight 10 so that the heated gas is conveyed into the upper part of the motor vehicle headlight 10 .

Der Abstand zwischen dem Displayelement 23 und den Polarisationsfiltern 21, 22 kann erfindungsgemäß von wenigen Millimetern bis einigen Zentimetern variieren. Dabei kann der Abstand vom ersten Polarisationsfilter 21 zum Displayelement 23 unterschiedlich zu dem Abstand zwischen dem Displayelement 23 und zumindest zweiten Polarisationsfilter 22 sein, so dass dementsprechend auch der Kühlkanal 40 in seiner Breite variabel ist.According to the invention, the distance between the display element 23 and the polarization filters 21, 22 can vary from a few millimeters to a few centimeters. The distance from the first polarization filter 21 to the display element 23 can be different from the distance between the display element 23 and at least the second polarization filter 22, so that the width of the cooling channel 40 is also variable accordingly.

In der 2 ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers 10 gezeigt, bei dem im Vergleich zu der ersten Ausführungsform (1) zusätzlich ein Wärmeabführelement 61 an dem Kühlkörper 60 angeordnet ist. Darüber hinaus ist an dem Wärmeabführelement 61 ein Lüfter 50 angeordnet, der das Fluid 41 vom Wärmeabführelement 61 in Richtung Displayeinheit 20 befördert. Diese Ausführungsform ermöglicht einen kompakteren Bauraum, daher der Kühlkörper 60 an der Lichtquelle 30 deutlich verkleinert dimensioniert ist und das Wärmeabführelement 61 variabel innerhalb des Bauraums anordbar ist. Des Weiteren ist es hierbei denkbar, dass weitere Wärmeabführelemente 61 an dem Kühlkörper 60 und/oder an der Displayeinheit 20 angeordnet werden. Auch eine Mehrzahl von Lüftern 50 wie sie in dem ersten Ausführungsbeispiel (1) erläutert wurden, ist bei der zweiten Ausführungsform denkbar. Ein erfindungsgemäßes Führungssystem 51 kann die Zirkulation des Fluides 41 innerhalb des Kraftfahrzeugsystems auch in der zweiten Ausführungsform weiter verbessern. Bei dem Lüfter 50 der zweiten Ausführungsform handelt es sich um einen Axiallüfter, der das Fluid 41 in vertikaler Richtung innerhalb des Kraftfahrzeugscheinwerfers 10 verdichtet und befördert. Durch eine Anpassung der Fördergeschwindigkeit des Lüfters 50 kann die Kühlleistung sowohl an dem Wärmeabführelement 61 als auch an der Displayeinheit 20 optimiert werden. Beispielhaft sind in 2 erfindungsgemäße Lamellen an dem Wärmeabführelement 61 dargestellt, die derart angeordnet sind, dass der Kamineffekt vergrößert wird und den Transport des Fluides 41 positiv beeinträchtigt. Es ist denkbar, das Wärmeabführelement 61 auch oberhalb der Displayeinheit 20 anzuordnen und den Lüfter 50 unmittelbar auf oder beabstandet von dem Wärmeabführelement 61 anzuordnen. Darüber hinaus kann durch Anzahl und Dimensionierung der Lüfter 50 die Fördermenge und/oder die Fördergeschwindigkeit des Fluides 41 innerhalb des Kraftfahrzeugscheinwerfers 10 beeinflusst und gesteuert werden. Dies ermöglicht eine Regulierung der Betriebstemperatur der Displayeinheit 20 und/oder der Polarisationsfilter 21, 22 entsprechend der Betriebsbedingungen, wodurch z. B. auch der Energieverbrauch beeinflusst werden kann.In the 2 a second embodiment of the motor vehicle headlight 10 according to the invention is shown, in which compared to the first embodiment ( 1 ) a heat dissipation element 61 is additionally arranged on the heat sink 60 . In addition, a fan 50 is arranged on the heat dissipation element 61 and conveys the fluid 41 from the heat dissipation element 61 in the direction of the display unit 20 . This embodiment enables a more compact installation space, which is why the heat sink 60 on the light source 30 has significantly smaller dimensions and the heat dissipation element 61 can be arranged variably within the installation space. Furthermore, it is conceivable here for further heat dissipation elements 61 to be arranged on the heat sink 60 and/or on the display unit 20 . Also, a plurality of fans 50 as in the first embodiment ( 1 ) have been explained is conceivable in the second embodiment. A guidance system 51 according to the invention can also further improve the circulation of the fluid 41 within the motor vehicle system in the second embodiment. The fan 50 of the second embodiment is an axial flow fan that compresses and conveys the fluid 41 in the vertical direction inside the automotive headlight 10 . By adjusting the conveying speed of the fan 50, the cooling performance can be optimized both on the heat dissipation element 61 and on the display unit 20. Examples are in 2 Lamellae according to the invention shown on the heat dissipation element 61, which are arranged such that the chimney effect is increased and the Transport of the fluid 41 positively affected. It is conceivable to also arrange the heat dissipation element 61 above the display unit 20 and to arrange the fan 50 directly on top of or at a distance from the heat dissipation element 61 . In addition, the delivery quantity and/or the delivery speed of the fluid 41 within the motor vehicle headlight 10 can be influenced and controlled by the number and dimensioning of the fans 50 . This allows regulation of the operating temperature of the display unit 20 and / or the polarization filter 21, 22 according to the operating conditions, whereby z. B. the energy consumption can also be influenced.

Die 3 zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers 10, bei der das Fluid 41 eine Flüssigkeit 41 ist. Die Displayeinheit 20 ist hierbei in einem gemeinsamen Gehäuse 24 untergebracht, worin das Fluid 41 strömt. Hierbei umströmt das Fluid 41 das Displayelement 23 beidseitig und die Polarisationsfilter 21, 22 einseitig. Weiterhin ist ein Wärmetauscher 62 zu erkennen, der zusammen mit dem Gehäuse 24 derart verbunden ist, dass sich ein Kühlkreislauf 52 bildet. Entsprechend der 3 wird das Fluid 41 mittels Pumpe 53 zwischen dem Gehäuse 24 und dem Wärmetauscher 62 befördert. Es ist hierbei denkbar, dass an der Lichtquelle 30 ein Kühlkörper 60 angeordnet ist, der derart gestaltet ist, dass das Fluid 41 durch den Kühlkörper 60 hindurch beförderbar ist. An dem Wärmetauscher 62 ist ein Lüfter 50, hier als Axiallüfter 50 ausgeführt, angeordnet, der Gas in Richtung Wärmetauscher 62 befördert, und somit die Konvektionsleistung des Wärmetauschers 62 erhöht. Thermisch optimal ist es, wenn das Fluid 41 vertikal durch das Gehäuse 24 befördert wird, so dass das niedriger temperierte Fluid 41 von einer unteren Position der Displayeinheit 20 zu einer oberen Position der Displayeinheit 20 befördert wird und von da aus in Richtung Wärmetauscher 62 geleitet wird. Dementsprechend ergibt sich ein thermisch optimierter Kühlkreislauf 52, bei dem die Kühlleistung effizient ausgenutzt wird. Das Gehäuse 24 ist hierbei derart gekapselt ausgestaltet, dass dieses komplett gegenüber der Umwelt verschlossen ist, so dass keine Fremdpartikel in die Displayeinheit 20 eindringen können. Somit verringert sich die Beeinflussung der Haltbarkeit durch das Eindringen von Schadstoffen, das zu einer Zerstörung der Displayeinheit 20 führen kann.the 3 shows a third embodiment of a motor vehicle headlight 10 according to the invention, in which the fluid 41 is a liquid 41 . The display unit 20 is housed in a common housing 24, in which the fluid 41 flows. Here, the fluid 41 flows around the display element 23 on both sides and the polarization filters 21, 22 on one side. Furthermore, a heat exchanger 62 can be seen, which is connected to the housing 24 in such a way that a cooling circuit 52 is formed. According to the 3 the fluid 41 is conveyed between the housing 24 and the heat exchanger 62 by means of the pump 53 . It is conceivable here for a heat sink 60 to be arranged on the light source 30 , which is designed in such a way that the fluid 41 can be conveyed through the heat sink 60 . A fan 50 , designed here as an axial fan 50 , is arranged on the heat exchanger 62 , which conveys gas in the direction of the heat exchanger 62 and thus increases the convection capacity of the heat exchanger 62 . It is thermally optimal when the fluid 41 is conveyed vertically through the housing 24, so that the lower-temperature fluid 41 is conveyed from a lower position of the display unit 20 to an upper position of the display unit 20 and from there is directed towards the heat exchanger 62 . Accordingly, a thermally optimized cooling circuit 52 results, in which the cooling capacity is efficiently utilized. The housing 24 is encapsulated in such a way that it is completely sealed off from the environment, so that no foreign particles can penetrate into the display unit 20 . Thus, the impact on the durability through the ingress of pollutants, which can lead to the destruction of the display unit 20, is reduced.

In der 4 ist eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers 10 gezeigt, wobei die Lichtquelle 30 zusätzlich in dem Gehäuse 24 angeordnet ist, so dass die Lichtquelle 30, der zumindest erste Polarisationsfilter 21 und das Displayelement 23 und der zumindest zweite Polarisationsfilter 22 von der Flüssigkeit 41 umströmbar sind. Hierbei wird der erste Polarisationsfilter 21 und das Displayelement 23 beidseitig mit der Flüssigkeit 41 umströmt und somit gekühlt. Der zweite Polarisationsfilter 22 und die Lichtquelle 30 werden hierbei zumindest einseitig von der Flüssigkeit 41 umströmt und gekühlt. Das Gehäuse 24 ist hierbei vergrößert gegenüber den anderen Ausführungsformen, so dass die Lichtquelle 30 untergebracht werden kann. Auch hierbei wird ein Kühlkreislauf 52 dadurch gebildet, dass das Gehäuse 24 mit einem Wärmetauscher 62 derart verbunden ist, dass die Flüssigkeit 41 mit einer Pumpe 53 zwischen dem Gehäuse 24 und dem Wärmetauscher 62 hin und her befördert wird. Gemäß der 4 ist an dem Wärmetauscher 62 ein Axiallüfter 50 angeordnet, der ein gasförmiges Fluid 41 in vertikaler Richtung entlang des Wärmetauschers 62 befördert. Darüber hinaus ist es denkbar, einen Kühlkörper 50 an der Lichtquelle 30 derart anzuordnen, dass auch dieser durch das Fluid 41 zumindest einseitig umströmt und gekühlt wird. Auch ist es denkbar, dass auf den Einsatz einer Pumpe 53 verzichtet werden kann. Das Gehäuse 24 kann nach einem weiteren Erfindungsgedanken derart ausgestaltet werden, dass das Gehäuse 24 als Wärmetauscher 62 ausgeführt ist. Dadurch wird ein noch kompakterer Bauraum ermöglicht, wobei gleichzeitig eine ausreichende Kühlleistung erzielbar ist.In the 4 a fourth embodiment of the motor vehicle headlight 10 according to the invention is shown, with the light source 30 also being arranged in the housing 24, so that the light source 30, the at least first polarization filter 21 and the display element 23 and the at least second polarization filter 22 can be flowed around by the liquid 41. In this case, the liquid 41 flows around the first polarization filter 21 and the display element 23 on both sides and is thus cooled. The liquid 41 flows around and cools the second polarization filter 22 and the light source 30 at least on one side. The housing 24 is enlarged compared to the other embodiments, so that the light source 30 can be accommodated. Here, too, a cooling circuit 52 is formed in that the housing 24 is connected to a heat exchanger 62 in such a way that the liquid 41 is conveyed back and forth between the housing 24 and the heat exchanger 62 using a pump 53 . According to the 4 An axial fan 50 is arranged on the heat exchanger 62 and conveys a gaseous fluid 41 in the vertical direction along the heat exchanger 62 . In addition, it is conceivable to arrange a heat sink 50 on the light source 30 in such a way that the fluid 41 flows around and cools it at least on one side. It is also conceivable that the use of a pump 53 can be dispensed with. According to a further idea of the invention, the housing 24 can be designed in such a way that the housing 24 is designed as a heat exchanger 62 . This enables an even more compact installation space, while at the same time an adequate cooling capacity can be achieved.

In der 5 ist ein Polarisationsfilter 21, 22 gezeigt, der auf einem wärmeleitenden transparenten Substrat 70 aufgebracht ist. Weiterhin zu erkennen ist, dass durch das Auftreffen von Licht lediglich auf einer Teilfläche 80 des Polarisationsfilters 21, 22, deutlich höher temperierte Teilflächen 80 auf den Polarisationsfiltern 21, 22 entstehen können. Das Aufbringen auf ein transparentes wärmeleitendes Substrat 70, insbesondere Saphirglas, ermöglicht die punktuelle Temperaturbelastung der Polarisationsfilter zu verringern und die Temperaturproblematik damit zu entzerren. Erfindungsgemäß ist es denkbar, dass zumindest ein Polarisationsfilter 21 mit einem derartigen wärmeleitenden transparenten Substrat 70 versehen ist, so dass die Haltbarkeit und Ausfallwahrscheinlichkeit durch eine verbesserte Wärmeverteilung 81 optimiert werden.In the 5 A polarization filter 21, 22 is shown which is applied to a thermally conductive transparent substrate 70. FIG. It can also be seen that the impingement of light on only a partial surface 80 of the polarization filter 21, 22 can result in partial surfaces 80 on the polarization filters 21, 22 with a significantly higher temperature. The application to a transparent, thermally conductive substrate 70, in particular sapphire glass, makes it possible to reduce the punctiform temperature load on the polarization filter and thus to rectify the temperature problem. According to the invention, it is conceivable that at least one polarization filter 21 is provided with such a heat-conducting, transparent substrate 70 so that the durability and probability of failure are optimized by improved heat distribution 81 .

BezugszeichenlisteReference List

1010: Kraftfahrzeugscheinwerfermotor vehicle headlights
2020: Displayeinheitdisplay unit
2121: Polarisationsfilterpolarizing filter
2222: Polarisationsfilterpolarizing filter
2323: Displayelementdisplay element
3030: Lichtquellelight source
4040: Kühlkanalcooling channel
4141: FluidFluid
5050: LüfterFan
5151: Führungssystemguidance system
5252: Kühlkreislaufcooling circuit
5353: Pumpepump
6060: Kühlkörperheatsink
6161: Wärmeabführelementheat dissipation element
6262: Wärmetauscherheat exchanger
7070: wärmeleitendes-transparentes Substratthermally conductive transparent substrate
8080: Teilflächeface
8181: Wärmeverteilungheat distribution

Claims

Motor vehicle headlight (10), having a display unit (20) with at least one first polarization filter (21), at least one display element (23), at least one second polarization filter (22), the at least one display element (23) between the at least one first polarization filter ( 21) and the at least one second polarization filter (22), and at least one light source (30) for emitting light in the direction of the display unit (20), characterized in that the at least one spaces the display element (23) from the at least one first and to the at least one second polarization filter (21, 22), so that between the at least one display element (23) and the at least one first polarization filter (21) and the at least one second polarization filter (22) there is a respective cooling channel (40 ) forms, through which a fluid (41) can flow, whereby cooling of the display unit (20) can be achieved.

Motor vehicle headlights (10) after claim 1 , characterized in that the fluid (41) is a gaseous medium, which is compressed in particular by a fan (50) and conveyed along a guide system (51).

Motor vehicle headlights (10) after claim 1 or 2 , characterized in that a heat sink (60) is arranged on the at least one light source (30), in particular the heat sink (60) has ribs and/or lamellae and/or bent metal sheets and/or cooling stars and/or cooling lugs.

Motor vehicle headlights (10) after claim 3 , characterized in that at least one heat dissipation element (61) is arranged on the heat sink (60), in particular on the heat dissipation element (61) at least one additional heat sink (63) and/or ribs and/or fins and/or bent metal sheets and/or or cooling stars and/or cooling vanes and/or at least one fan (62) is arranged.

Motor vehicle headlight (10) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one polarization filter (21, 22) has metamaterial.

Motor vehicle headlight (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid (41) is a liquid (41), the liquid (41) in particular circulating in a cooling circuit (52).

Motor vehicle headlights (10) after claim 6 , characterized in that the at least first polarization filter (21) and the display unit (20) and the at least second polarization filter (22) have a common housing (24) in which the liquid (41) circulates.

Motor vehicle headlights (10) after claim 7 , characterized in that the at least one light source (30) can be arranged in the housing (24) so that the at least one light source (30), the at least one first polarization filter (21) and the at least one display element (23) and the at least one the liquid (41) can flow around the second polarization filter (22).

Motor vehicle headlight (10) according to one of Claims 7 or 8th , characterized in that the housing (24) can be connected to a heat exchanger (62), whereby the liquid (41) can be conducted, a fan being arranged in particular on the heat exchanger (62).

Motor vehicle headlight (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a heat-conducting, transparent substrate (70), in particular a sapphire glass (70), is arranged on at least one polarization filter (21, 22).