-
Stand der Technik
-
Anzeigevorrichtungen in Kraftfahrzeugen umfassen in der Regel optische Elemente, beispielsweise Projektoren oder Spiegel, deren Funktionsfähigkeit durch Staub oder Schmutz beeinträchtigt werden kann. Insbesondere bei Head-Up-Displays kann es aufgrund des begrenzt verfügbaren Bauraums in einem Kraftfahrzeug jedoch notwendig sein, auf sogenannte Deckscheiben zu verzichten, welche üblicherweise Schmutz oder Staub aus einer Umgebung des Head-Up-Displays von den sensitiven Komponenten des Head-Up-Displays fernhalten.
-
Aus
JP-2003025872 A ist ein Head-Up-Display bekannt, welches einen Ventilator umfasst, um Staub von einem Display des Head-Up-Displays fernzuhalten.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Vorteile der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung, insbesondere ein Head-Up-Display, mit einer Einheit zur Entfernung von Partikeln und/oder Fluidbestandteilen aus einem Volumen. Die Einheit umfasst mindestens einen Bereich, wobei der Bereich zu einer zumindest vorübergehenden Anhäufung der Partikel und/oder der Fluidbestandteile in einem an den Bereich angrenzenden Teilvolumen des Volumens ausgebildet ist.
-
Unter einem Volumen ist insbesondere ein Raumbereich zu verstehen, der an den Bereich der Einheit angrenzt. Unter einer Anhäufung der Partikel und/oder der Fluidbestandteile kann insbesondere eine Ansammlung oder Konzentrierung der Partikel und/oder Fluidbestandteile aus dem Volumen in dem Teilvolumen verstanden werden. Unter Partikel können insbesondere Staubpartikel verstanden werden. Fluidbestandteile können insbesondere Wasserdampf und/oder Wassertropfen umfassen.
-
Die erfindungsgemäße Einheit hat den Vorteil, dass durch die vorübergehende Anhäufung der Partikel und/oder Fluidbestandteile aus dem angrenzenden Volumen eine Konzentration dieser Partikel und/oder Fluidbestandteile außerhalb des Teilvolumens reduziert wird und somit eine Anlagerung oder Verschmutzung von sensitiven Elementen der Anzeigevorrichtung, wie beispielsweise bildgebende Einheiten oder Spiegel, verringert wird. Die erfindungsgemäße Einheit bewirkt somit einen Schutz der sensitiven Einheiten der Anzeigevorrichtung vor Kontaminationen wie Schmutz, Staub oder anderen Stoffen.
-
Vorzugsweise ist der Bereich der erfindungsgemäßen Einheit ausgebildet, eine größere Fähigkeit zur zumindest vorübergehenden Anhäufung von Partikeln und/oder Fluidbestandteilen aus dem Volumen als ein an den Bereich angrenzender weiterer Bereich aufzuweisen. Dies hat den Vorteil, dass sich die Partikel und/oder Fluidbestandteile aus dem Volumen nahe des Bereichs anhäufen und somit nicht nahe eines benachbarten Bereichs, der beispielsweise sensitive Elemente der Anzeigevorrichtung aufweist.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Bereich einen Klebestreifen, eine Filzschicht, Borsten, Fasern, Flockfasern, ein Kissen und/oder eine Beschichtung mit Silikongel. Diese Mittel zeichnen sich neben einer einfachen Verfügbarkeit und geringen Herstellungskosten durch ihre Fähigkeit aus, Partikel und/oder der Fluidbestandteile aus einem an diese Mittel angrenzenden Volumen zumindest vorübergehend zu binden und somit anzuhäufen. Insbesondere kann es sich bei dem Klebestreifen um einen doppelseitigen Klebestreifen handeln, welche über eine erste klebende Seite an einer gewünschten Stelle der Anzeigevorrichtung angebracht werden kann und wobei eine zweite klebende Seite zum Einfangen und somit zu einer Anhäufung von Partikeln und/oder Fluidbestandteilen aus einem an den Klebestreifen angrenzenden Volumen ausgebildet ist. Eine oder beide Seiten des Klebestreifens können vorzugsweise lichtabsorbierend, beispielsweise in schwarzer Farbe, ausgeführt sein. Borsten, Filz, Faster und Flockfasern eignen sich durch ihre bürstenförmige bzw. faserartige Struktur in besonders vorteilhafter Weise für ein Einfangen von Partikeln.
-
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Volumen bezüglich der Anzeigevorrichtung derart angeordnet, dass bei einem Betrieb der Anzeigevorrichtung ein Strahlengang von aus der Anzeigevorrichtung emittierten Lichtstrahlen das Volumen durchquert. Durch die an das Volumen angrenzende Anordnung der erfindungsgemäßen Einheit kann somit in besonders vorteilhafter Weise durch eine Entfernung der Partikel und/oder Fluidbestandteile aus dem Volumen eine Störung des Strahlengangs verringert werden.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Volumen zumindest teilweise durch ein Gehäuse der Anzeigevorrichtung und eine transparente Deckscheibe der Anzeigevorrichtung begrenzt.
-
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung weist die Einheit eine Öffnung zur Abführung gebundener Partikel und/oder Fluidbestandteile auf, wobei die Öffnung vorzugsweise an einer, bezogen auf eine für einen Betrieb vorgesehene Orientierung der Anzeigevorrichtung, die Anzeigevorrichtung unten begrenzende Seite eines Innenraums der Anzeigevorrichtung angeordnet ist. Eine solche Öffnung hat den Vorteil, dass die in dem an den Bereich angrenzenden Teilvolumen angehäuften Partikel und/oder Fluidbestandteile entfernt und somit auch weiter von den sensitiven Elementen der Anzeigevorrichtung entfernt werden können. Dadurch wird vorteilhafterweise in dem Teilvolumen Platz für neu anzuhäufende Partikel und/oder Fluidbestandteile geschaffen. Wenn sich die Öffnung vorzugsweise an einer, bezogen auf eine für den Betrieb vorgesehene Orientierung der Anzeigevorrichtung, die Anzeigevorrichtung unten begrenzende Seite eines Innenraums der Anzeigevorrichtung angeordnet ist, hat dies darüber hinaus den Vorteil, dass das Abführen der Partikel und/oder Fluidbestandteile durch ein Einwirken der Gravitationskraft in Richtung der Öffnung unterstützt wird. Insbesondere angehäufte Fluidbestandteile können dadurch vorteilhafterweise in Richtung der Öffnung und durch die Öffnung abfließen.
-
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Einheit zur Entfernung von Partikeln und/oder Fluidbestandteilen eine Einrichtung zur elektrostatischen Aufladung mindestens eines Teils des mindestens einen Bereichs der Einheit. Eine elektrostatische Aufladung ist insbesondere vorteilhaft, um Staubpartikel in die Nähe des Bereichs zu ziehen und in dem Teilvolumen angrenzend an den Bereich anzuhäufen.
-
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Einheit in einer Vertiefung eines Gehäuses der Anzeigevorrichtung angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass eine mögliche Störung von durch die Anzeigevorrichtung emittierten Lichtstrahlen durch die Anordnung der Einheit an der Anzeigevorrichtung reduziert wird. Vorzugsweise ist die Vertiefung derart ausgeführt, dass sich das Teilvolumen ebenfalls in der Vertiefung befindet. Dies hat den Vorteil, dass es den angehäuften Partikeln und/oder Fluidbestandteilen erschwert wird, das Teilvolumen wieder zu verlassen. Ferner ist ein Einfluss von Luftströmen auf das Teilvolumen durch die Vertiefung reduziert, was einen Verbleib der Partikel und/oder Fluidbestandteile in dem Teilvolumen unterstützt.
-
Vorzugsweise ist die Einheit benachbart an ein optisches Element der Anzeigevorrichtung angeordnet, insbesondere benachbart an einen Teil einer bildgebende Einheit oder an einen Spiegel. Eine Wirksamkeit von optischen Elementen kann durch Schmutz oder Kontamination besonders einfach gestört werden. Die Anordnung der Einheit in eine Nachbarschaft an ein solches optisches Element ist somit besonders vorteilhaft.
-
Das optische Element kann insbesondere auf einer, bezogen auf eine für einen Betrieb vorgesehene Orientierung der Anzeigevorrichtung, unten begrenzenden Seite eines Innenraums der Anzeigevorrichtung angeordnet sein. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass die Einheit zur Entfernung der Partikel und/oder Fluidbestandteile in einer Nachbarschaft dieses an einer Unterseite des Innenraums angeordneten optischen Elements angebracht ist, da sich aufgrund der Gravitationskraft Partikel und/oder Fluidbestandteile nahe einer Unterseite in erhöhter Konzentration befinden.
-
In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung umfasst die Anzeigevorrichtung eine Abdeckeinheit, wobei die Abdeckeinheit zwischen einer ersten Position, in welcher ein optisches Element der Anzeigevorrichtung abgedeckt ist, und einer zweiten Position bewegbar ist, wobei die Abdeckeinheit die Einheit zur Entfernung von Partikeln und/oder Fluidbestandteilen umfasst und wobei auf mindestens einer Seite der Abdeckeinheit einer der Bereiche für eine zumindest vorübergehende Anhäufung der Partikel und/oder der Fluidbestandteile angeordnet ist. Die Abdeckeinheit ist hierbei insbesondere vorgesehen, das optische Element während einer Nichtbenutzung der Anzeigevorrichtung vor Schmutz oder anderen Kontaminationen zu schützen. Durch die Anordnung der Einheit zur Entfernung von Partikeln und/oder Fluidbestandteilen wird vorteilhafterweise diese Schutzfunktion der Abdeckeinheit zusätzlich unterstützt.
-
Vorzugsweise ist die Seite eine dem optischen Element abgewandte oder zugewandte Seite der Abdeckeinheit, wenn sich die Abdeckeinheit in der ersten Position befindet. Handelt es sich hierbei um die abgewandte Seite, so bewirkt die Einheit eine Entfernung der Partikel und/oder Fluidbestandteile aus einer unmittelbaren Umgebung um die von der Abdeckeinheit abgedeckte optische Einheit, während sich die Abdeckeinheit in der ersten Position befindet. Somit wird vorteilhafterweise während einer Nichtinbetriebnahme der Anzeigevorrichtung ein Volumen um das optische Element von Partikeln und/oder Fluidbestandteilen gereinigt, bevor ein erneuter Betrieb aufgenommen wird.
-
Handelt es sich bei der Seite um die dem optischen Element zugewandten Seite, wenn sich die Abdeckeinheit in der ersten Position befindet, so bewirkt die auf dieser Seite angeordnete Einheit ferner eine Entfernung von Partikeln und/oder Fluidbestandteilen aus einer unmittelbaren Umgebung um das optische Element, wenn sich die Abdeckeinheit in der ersten Position befindet. Vorzugsweise ist Einheit hierbei so dimensioniert, dass sie das optische Element berührt, wenn sich die Abdeckeinheit in der ersten Position befindet. Dadurch können vorteilhafterweise bereits auf dem optischen Element anhaftende Partikel und/oder Fluidbestandteile wieder entfernt werden. Insbesondere kann die Einheit ein Kissen umfassen.
-
Vorzugsweise können sowohl auf der dem optischen Element zugewandten Seite als auch auf der dem optischen Element abgewandten Seite der Abdeckeinheit, wenn sich die Abdeckeinheit in der ersten Position befindet, jeweils eine erfindungsgemäße Einheit zur Entfernung von Partikeln und/oder Fluidbestandteilen angeordnet sein.
-
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zu Herstellung einer Anzeigevorrichtung, insbesondere eines Head-Up-Displays, wobei die Herstellung eine Anordnung einer Einheit zur Entfernung von Partikeln und/oder Fluidbestandteilen aus einem Volumen an der Anzeigevorrichtung oder in einem Innenraum der Anzeigevorrichtung umfasst, wobei ein Bereich der Einheit zu einer zumindest vorübergehenden Anhäufung der Partikel und/oder der Fluidbestandteile in einem an den Bereich angrenzenden Teilvolumen des Volumens ausgebildet ist.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente werden gleiche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung der Elemente verzichtet wird.
-
Es zeigen:
-
1 bis 4 Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung mit einer Einheit zur Entfernung von Partikeln und/oder Fluidbestandteilen aus einem Volumen und
-
5 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren einer solchen Anzeigevorrichtung.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
1 zeigt eine Anzeigevorrichtung 100 in Form eines Head-Up-Displays 100, welches in einem Kraftfahrzeug 1 nahe einer Windschutzscheibe 10 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet ist. Das Head-Up-Display 100 umfasst eine bildgebende Einheit 110 mit mindestens einer LED 111, beispielsweise mit drei LEDs wie in 1 gezeigt, einem mit der LED 111 verbundenen Kühlkörper 112 zur Kühlung der LED 111, einem Flüssigkristalldisplay 113 und einer Combiner-Scheibe 120 zur Einspiegelung eines virtuellen Bilds aus der bildgebenden Einheit 110 in einen Bereich 510, in dem sich die Augen eines Fahrers 500 des Kraftfahrzeugs 1 befinden, wobei dieser Bereich 510 üblicherweise als Eyebox bezeichnet wird. Alternativ kann das Head-Up-Display 100 auch keine Combiner-Scheibe 120 umfassen und das virtuelle Bild in eine anders geartete Spiegelvorrichtung oder in einen Bereich der Windschutzscheibe 10 eingespiegelt werden. Das virtuelle Bild kann beispielsweise Informationen über die Fortbewegung des Kraftfahrzeugs 1 wie beispielsweise eine Momentangeschwindigkeit oder eine Drehzahl eines Motors des Kraftfahrzeugs 1, Warnhinweise oder Informationen über eine Navigation des Kraftfahrzeugs 1 umfassen. Ein Gehäuse 130 des Head-Up-Displays 100 umfasst eine Vertiefung 131, in welcher eine Einheit 200 zur Entfernung von Partikeln und/oder Fluidbestandteilen aus einem Volumen 20 angeordnet ist, wobei das Volumen 20 teilweise vom Gehäuse 130 und von der Vertiefung 131 begrenzt ist. Durch die Anordnung der Einheit 200 in der Vertiefung 131 wird ein Strahlengang 300 von aus der LED 111 emittiertem Licht nicht durch die Einheit 200 beeinträchtigt, wobei sich der Strahlengang von der LED über das Flüssigkristalldisplay 113 und über eine Spiegelung in der Combiner-Scheibe 120 bis in die Eyebox 510 des Fahrers 500 erstreckt.
-
Die Einheit 200 umfasst einen Bereich 210, wobei der Bereich 210 an ein Teilvolumen 21 des Volumens 20 angrenzt. Das Teilvolumen 21 füllt dabei die Vertiefung 131 des Gehäuses 130 vollständig aus. Der Bereich 210 umfasst einen Klebestreifen 210 zur Anhaftung von Partikeln und/oder Fluidbestandteilen aus dem Volumen 20 und bewirkt dadurch eine zumindest vorübergehende Anhäufung dieser Partikel und/oder dieser Fluidbestandteile aus dem Volumen 20 in dem Teilvolumen 21. Die Anordnung des Klebestreifens 210 in Nachbarschaft zum Flüssigkristalldisplay 113 ist dabei besonders vorteilhaft, da dadurch Staub und sonstiger Schmutz vom Flüssigkristalldisplay 113 ferngehalten wird. Alternativ oder zusätzlich zum Klebestreifen kann der Bereich 210 eine Filzschicht, Borsten, Fasern, Flockfasern, ein Kissen und/oder eine Beschichtung mit Silikongel umfassen.
-
In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Einheit 200 eine Einrichtung 220 zur elektrostatischen Aufladung zumindest eines Teils des Bereichs 210. Bei dieser Einrichtung kann es sich insbesondere um eine Elektrode handeln, beispielsweise eine flächige Elektrode, wobei diese Elektrode statisch mit einer Spannung beaufschlagt wird, insbesondere einer Differenzspannung bezüglich einer Masse des Fahrzeugs 1.
-
2 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 101, welche ebenfalls eine bildgebende Einheit 110 mit einer LED 111, einem mit der mindestens einen LED 111 verbundenen Kühlkörper 112 zur Kühlung der LED 111 und einem Flüssigkristalldisplay 113 umfasst. Eine erste Einheit 200 zur Entfernung von Partikeln und/oder Fluidbestandteilen aus einem von dem Gehäuse 130 der Anzeigevorrichtung 101 teilweise begrenzten Volumen 20 ist in einer an das Flüssigkristalldisplay 113 angrenzenden Vertiefung 131 des Gehäuses 130 angeordnet. Die Vertiefung umfasst dabei auch ein an die Einheit 200 angrenzendes Teilvolumen 21 des Volumens 20 und befindet sich an einer das Volumen 20 von unten begrenzenden Seite des Gehäuses 130 der in ein Kraftfahrzeug eingebauten Anzeigevorrichtung 101. Die Einheit 200 umfasst ferner eine Öffnung 135 auf, welche sich durch das Gehäuse 130 erstreckt und durch welche ein durch die Einheit 200 angehäufte Flüssigkeit unter Einwirkung der Schwerkraft abfließen kann. Wie in dem Ausführungsbeispiel zu 1 kann die Einheit 200 einen Klebestreifen, eine Filzschicht, Borsten, Fasern, Flockfasern, ein Kissen und/oder eine Beschichtung mit Silikongel umfassen.
-
Diese Ausführungsform der Anzeigevorrichtung 101 umfasst ferner eine zweite Einheit 201 zur Entfernung von Partikeln und/oder Fluidbestandteilen aus dem Volumen 20, wobei die zweite Einheit an einer an das Flüssigkristalldisplay 113 angrenzenden Seite des Gehäuses 131 angeordnet ist und in diesem Beispiel einen doppelseitigen Klebestreifen 201 zur Bindung von Staubpartikeln umfasst. Aufgrund der geringen Dicke des Klebestreifens 201 wird ein Strahlengang 301 eines von der bildgebenden Einheit 110 emittierten Lichts, welcher über einen Faltspiegel 125 und eine Combiner-Scheibe 120 führt, nicht durch den Klebestreifen 201 beeinträchtigt. Eine oder beide Seiten des Klebestreifens 201 können vorzugsweise lichtabsorbierend, beispielsweise in schwarzer Farbe, ausgeführt sein.
-
3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Anzeigevorrichtung 102, wobei in diesem Beispiel ein Strahlengang 302 von von der bildgebenden Einheit 110 emittierten Lichtstrahlen über einen ersten Spiegel 121, einen zweiten Spiegel 122 und einen dritten Spiegel 123 durch eine transparente Deckscheibe 124 der Anzeigevorrichtung 102 führt. Die Spiegel 121, 122, 123 sind an Innenseiten eines Gehäuses 130 der Anzeigevorrichtung 102 angeordnet, wobei das Gehäuse 130 und die transparente Deckscheibe 124 ein an die bildgebende Einheit 110 angrenzendes Volumen 20 begrenzen, welches somit einen Innenraum der Anzeigevorrichtung 102 bildet. Der erste Spiegel 121 ist an einer das Volumen 20 von unten begrenzenden Seite des Gehäuses 130 der in ein Kraftfahrzeug eingebauten Anzeigevorrichtung 102 angeordnet und somit aufgrund der Wirkung der Schwerkraft auf Partikeln und/oder Fluidbestandteilen in dem Volumen 20 besonders anfällig für eine Verschmutzung durch die Partikeln und/oder die Fluidbestandteile. Um eine solche Verschmutzung zu verringern, ist eine Einheit 200 zur Anhäufung von Partikeln und/oder Fluidbestandteilen aus dem Volumen 20 in ein an die Einheit 200 angrenzendes Teilvolumen 21 des Volumens 20 neben dem ersten Spiegel 121 angeordnet. Die Einheit 200 ist von dem ersten Spiegel 121 nur durch eine Öffnung 135 beabstandet, wobei sich die Öffnung 135 durch das Gehäuse 130 erstreckt und durch welche ein durch die Einheit 200 angehäufte Flüssigkeit unter Einwirkung der Schwerkraft abfließen kann. Wie in dem Ausführungsbeispiel zu 1 kann die Einheit 200 einen Klebestreifen, eine Filzschicht, Borsten, Fasern, Flockfasern, ein Kissen und/oder eine Beschichtung mit Silikongel umfassen.
-
4 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel eine Weiterbildung der Ausführungsform aus 3. Die Anzeigevorrichtung 103 umfasst hierbei ferner eine Abdeckeinheit 150, die zwischen einer ersten Position 151, in welcher der erste Spiegel 121 der Anzeigevorrichtung 103 abgedeckt ist und einer zweiten Position 152 bewegbar ist. Beispielsweise ist die Anzeigevorrichtung 103 über eine Schnittstelle zu einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs eingerichtet, bei ausgeschalteter Zündung die Abdeckeinheit in die erste Position 151 zu bewegen und bei eingeschalteter Zündung in der zweite Position 152 zu bewegen. Die Abdeckeinheit 150 dient beispielsweise dazu, die bildgebende Einheit 110 vor in die Anzeigevorrichtung 103 einfallender und über den ersten Spiegel 121 reflektierter Sonnenstrahlung zu schützen.
-
Eine zweite Einheit 201 zur Entfernung der Partikel und/oder Fluidbestandteile ist in diesem Beispiel auf einer Seite der Abdeckeinheit 150 angeordnet. Diese Seite ist eine dem ersten Spiegel 121 abgewandte Seite der Abdeckeinheit 150, wenn sich die Abdeckeinheit 150 in der ersten Position 151 befindet.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann auf der dem ersten Spiegel 121 zugewandte Seite der Abdeckeinheit 150, wenn sich die Abdeckeinheit 150 in der ersten Position 151 befindet, eine dritte Einheit 202 zur Entfernung von Partikel und/oder Fluidbestandteilen angeordnet sein. Vorzugsweise ist die dritte Einheit 202 so dimensioniert, dass sie den ersten Spiegel 121 berührt, wenn sich die Abdeckeinheit 150 in der ersten Position 151 befindet. Dadurch können vorteilhafterweise bereits auf dem ersten Spiegel 121 anhaftende Partikel und/oder Fluidbestandteilen wieder entfernt werden. Insbesondere kann die dritte Einheit 202 dazu ein Kissen umfassen.
-
5 zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens 600 zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung. Es umfasst einen oder mehrere Schritte 610 der Herstellung der Anzeigevorrichtung gefolgt von einem Schritt 620 einer Anordnung einer Einheit zur Entfernung von Partikeln und/oder Fluidbestandteilen aus einem Volumen an der Anzeigevorrichtung oder in einem Innenraum der Anzeigevorrichtung, vorzugsweise gefolgt von einem oder mehreren Schritten 630 der Fertigstellung der Anzeigevorrichtung.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
