DE102021130619A1 - Device and assembly for generating images on a projection surface - Google Patents

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Michael Graf
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Abstract

Gezeigt ist eine Vorrichtung (200) zum Erzeugen von Bildern auf einer Projektionsfläche (202), mit mindestens einer Lichtquelle (204) zum Erzeugen von Beleuchtungslicht; einer Flüssigkristalleinheit (208) mit mindestens zwei Segmenten (214a, 214b, 214c), die jeweils zwei Elektroden (400, 402a, 402b, 402c) und einen zwischen den beiden Elektroden angeordneten Flüssigkristall (316) umfassen, die jeweils von dem Beleuchtungslicht durchleuchtbar sind und deren jeweilige Transparenz mittels an den Elektroden (400, 402a, 402b, 402c) anliegenden Wechselspannungen steuerbar ist; einer Abbildungsoptik (210), die das Beleuchtungslicht, das die Segmente (214a, 214b, 214c) durchleuchtet, zum Erzeugen der Bilder auf die Projektionsfläche (202) abbildet; und einer Steuereinheit (222), die ausgebildet ist, die Temperatur der Flüssigkristalleinheit (208) zu ermitteln und die Frequenzen und die Potentialdifferenzen der an den Elektroden (400, 402a, 402b, 402c) anliegenden Wechselspannungen in Abhängigkeit der Temperatur der Flüssigkristalleinheit (208) zu steuern. Die Lichtquelle (204) ist derart ausgebildet, dass die Lichtstromdichte auf einer der Lichtquelle (204) zugewandten Fläche (226) der Flüssigkristalleinheit (208) einen Wert zwischen 7 lm/mm2und 80 lm/mm2, insbesondere zwischen 36 lm/mm2und 48 Im/mm2, hat.Shown is a device (200) for generating images on a projection surface (202), with at least one light source (204) for generating illumination light; a liquid crystal unit (208) with at least two segments (214a, 214b, 214c), each comprising two electrodes (400, 402a, 402b, 402c) and a liquid crystal (316) arranged between the two electrodes, which can each be transilluminated by the illumination light and whose respective transparency can be controlled by means of AC voltages applied to the electrodes (400, 402a, 402b, 402c); imaging optics (210), which images the illumination light, which shines through the segments (214a, 214b, 214c), to generate the images onto the projection surface (202); and a control unit (222) which is designed to determine the temperature of the liquid crystal unit (208) and the frequencies and the potential differences of the AC voltages present at the electrodes (400, 402a, 402b, 402c) as a function of the temperature of the liquid crystal unit (208) to control. The light source (204) is designed in such a way that the luminous flux density on a surface (226) of the liquid crystal unit (208) facing the light source (204) has a value between 7 lm/mm2 and 80 lm/mm2, in particular between 36 lm/mm2 and 48 lm/mm2. mm2, has.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Bildern auf einer Projektionsfläche. Die Erfindung ferner betrifft eine Baugruppe für ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung der vorgenannten Art.The invention relates to a device for generating images on a projection surface. The invention also relates to an assembly for a vehicle with a device of the aforementioned type.

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Im Automobilbereich werden sogenannte Logoleuchten verwendet, die mehrere statische, d.h. unbewegte Bilder oder eine Abfolge von Bildern zum Erzeugen einer kurzen Animation auf einen Bereich seitlich eines Fahrzeugs projizieren können, beispielsweise vor eine Tür des Fahrzeugs. Die Funktionsweise dieser Logoleuchten entspricht der eines Filmprojektors. Um derartige Logoleuchten besonders kostengünstig und kompakt herstellen zu können, wird zur Bilderzeugung eine Flüssigkristalleinheit verwendet. Die Flüssigkristalleinheit hat mehrere einzeln transparentschaltbare Segmente, die von einer Lichtquelle wie eine Maske durchleuchtet und von einer Abbildungsoptik zum Erzeugen von Bildern auf eine Projektionsfläche abgebildet werden.So-called logo lights are used in the automotive sector, which can project a number of static, i.e. still images or a sequence of images to generate a short animation onto an area on the side of a vehicle, for example in front of a door of the vehicle. The functionality of these logo lights corresponds to that of a film projector. In order to be able to produce such logo lights particularly inexpensively and compactly, a liquid crystal unit is used for image generation. The liquid crystal unit has several segments that can be individually switched to be transparent, which are illuminated by a light source like a mask and are imaged onto a projection surface by imaging optics for generating images.

Um die einzelnen Segmente transparent bzw. opak zuschalten, wird eine Spannung an die Segmente angelegt. Durch Anlegen der Spannung werden die Moleküle des Flüssigkristalls in dem jeweiligen Segment ausgerichtet und wird für Licht transparent bzw. opak. Je höher die angelegte Spannung ist, desto höher ist die Transparenz des Segments. Damit es dabei nicht zu einer dauerhaften Ausrichtung der Moleküle des Flüssigkristalls und damit zu einer Schädigung des Flüssigkristalls kommt, wird eine Wechselspannung verwendet.In order to switch the individual segments transparent or opaque, a voltage is applied to the segments. By applying the voltage, the molecules of the liquid crystal are aligned in the respective segment and become transparent or opaque to light. The higher the voltage applied, the higher the transparency of the segment. An AC voltage is used so that the molecules of the liquid crystal are not permanently aligned and the liquid crystal is not damaged.

Die Transparenz der Segmente hängt darüber hinaus von der Temperatur der Flüssigkristalleinheit ab. So nimmt die Transparenz eines Segmentes mit steigender Temperatur und gleichbleibender Spannung zu. Insbesondere nimmt auch die Transparenz nicht transparentgeschalteter Segmente mit steigender Temperatur zu. Um auch bei hohen Temperaturen einen gleichbleibenden Kontrast zu erzielen, wird bei bekannten Flüssigkristalleinheiten die an den Elektroden anliegende Spannung mit steigender Temperatur gesenkt. Durch die Spannungssenkung wird ein Übersprechen der Segmente auf benachbarte Bereiche verhindert. Für diese Spannungsanpassung ist jedoch eine komplexe elektronische Ansteuerung erforderlich, die kostspielig ist und mit einer hohen Bauraumanforderung verknüpft ist. Auch werden für eine Spannungsanpassung unter Umständen zusätzliche elektronische Bauteile benötigt.The transparency of the segments also depends on the temperature of the liquid crystal unit. The transparency of a segment increases with increasing temperature and constant voltage. In particular, the transparency of non-transparent switched segments also increases with increasing temperature. In order to achieve a constant contrast even at high temperatures, in known liquid crystal units the voltage present at the electrodes is reduced as the temperature rises. The voltage reduction prevents crosstalk between the segments and neighboring areas. For this voltage adjustment, however, a complex electronic control is required, which is expensive and is associated with a high space requirement. Additional electronic components may also be required for voltage adjustment.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Erzeugen von Bildern auf einer Projektionsfläche und eine Baugruppe mit einer Vorrichtung der vorgenannten Art anzugeben, die über eine weite Temperaturspanne ein kontrastreiches Bild liefert und dabei kompakt und kostengünstig ist.It is therefore an object of the invention to specify a device for generating images on a projection surface and an assembly with a device of the aforementioned type that delivers a high-contrast image over a wide temperature range and is compact and inexpensive.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und eine Baugruppe mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved by a device and an assembly with the features of the independent claims. Advantageous developments are specified in the dependent claims.

ZusammenfassungSummary

Die vorgeschlagene Vorrichtung umfasst mindestens eine Lichtquelle zum Erzeugen von Beleuchtungslicht, eine Flüssigkristalleinheit mit mindestens zwei Segmenten, die jeweils zwei Elektroden und einen zwischen den beiden Elektroden angeordneten Flüssigkristall umfassen, die jeweils von dem Beleuchtungslicht durchleuchtbar sind und deren jeweilige Transparenz mittels an den Elektroden anliegenden Wechselspannungen steuerbar ist. Die Vorrichtung hat eine Abbildungsoptik, die das Beleuchtungslicht, das die Segmente durchleuchtet, zum Erzeugen der Bilder auf die Projektionsfläche abbildet. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, die Temperatur der Flüssigkristalleinheit zu ermitteln und die Frequenzen und die Potentialdifferenzen der an den Elektroden anliegenden Wechselspannungen in Abhängigkeit der Temperatur der Flüssigkristalleinheit zu steuern.The proposed device comprises at least one light source for generating illuminating light, a liquid crystal unit with at least two segments, each comprising two electrodes and a liquid crystal arranged between the two electrodes, which can each be transilluminated by the illuminating light and whose respective transparency is controlled by means of AC voltages applied to the electrodes is controllable. The device has imaging optics, which images the illumination light, which shines through the segments, onto the projection surface in order to generate the images. The device also includes a control unit which is designed to determine the temperature of the liquid crystal unit and to control the frequencies and the potential differences of the AC voltages present at the electrodes as a function of the temperature of the liquid crystal unit.

Je höher die Frequenz der an dem jeweiligen Segment anliegenden Wechselspannung ist, desto mehr Spannung fällt an dem Widerstand der Leiterbahnen ab und desto geringer ist die effektive Spannung zwischen den beiden Elektroden der angesteuerten Segmente. Die zwei Elektroden stellen eine Kapazität dar, die zusammen mit dem Widerstand der Leiterbahnen bei hohen Frequenzen einen elektrischen Tiefpass bildet. Über die Frequenz der an den Elektroden anliegenden Wechselspannung kann also die effektive Spannung angepasst werden, die an den Segmenten anliegt. Folglich kann durch eine Steuerung der Frequenz die Transparenz der Segmente angepasst werden. Um bei steigender Temperatur der Flüssigkristalleinheit einen gleichbleibenden Kontrast zu erhalten, wird bei der vorgeschlagenen Vorrichtung lediglich die Frequenz der an den Elektroden anliegenden Wechselspannung erhöht. Die Änderung der Frequenz der Wechselspannung lässt sich mit einer einfacheren elektronischen Schaltung erreichen, als die Änderung der Spannungspegel der Wechselspannung. Damit lässt sich die vorgeschlagene Vorrichtung zum einen kostengünstiger fertigen. Zum anderen kann die vorgeschlagene Vorrichtung mit kleineren elektronischen Bauteilen realisiert werden, womit die Vorrichtung auch in kleinen Bauräumen verbaut werden kann.The higher the frequency of the AC voltage applied to the respective segment, the more voltage drops across the resistance of the conductor tracks and the lower the effective voltage between the two electrodes of the driven segments. The two electrodes represent a capacitance that, together with the resistance of the conductor tracks, forms an electrical low-pass filter at high frequencies. The effective voltage that is present at the segments can therefore be adjusted via the frequency of the alternating voltage present at the electrodes. Consequently, by controlling the frequency, the transparency of the segments can be adjusted. In order to obtain a constant contrast as the temperature of the liquid crystal unit rises, only the frequency of the AC voltage applied to the electrodes is increased in the proposed device. Changing the frequency of the AC voltage can be achieved with simpler electronic circuitry than changing the voltage levels of the AC voltage. On the one hand, the proposed device can thus be manufactured more cost-effectively. On the other hand, the proposed device can be realized with smaller electronic components, whereby the device can also be installed in small spaces.

Die Steuereinheit ist insbesondere ausgebildet, die Frequenzen und die Potentialdifferenzen der an den beiden Elektroden jeweils eines Segmentes anliegenden Wechselspannungen voneinander unabhängig zu steuern.In particular, the control unit is designed to control the frequencies and the potential differences of the AC voltages present at the two electrodes of a segment independently of one another.

Die Lichtquelle ist derart ausgebildet, dass die Lichtstromdichte auf einer der Lichtquelle zugewandten Fläche der Flüssigkristalleinheit einen Wert zwischen 7,75 lm/mm2 und 77,5 lm/mm2, insbesondere zwischen 36 lm/mm2 und 48 Im/mm2, hat. Bei tiefen Temperaturen, insbesondere unter 0°C, nimmt die Reaktionszeit typischer Flüssigkristalleinheiten stark ab - bis hin zu einem völligen Einfrieren der Segmente. Um die Flüssigkristalleinheit auf ihre Betriebstemperatur zu bringen, werden üblicherweise integrierte Heizvorrichtungen verwendet. Diese beanspruchen jedoch zusätzlichen Bauraum und erfordern eine eigene elektronische Ansteuerung. In dieser Ausführungsform erfolgt eine Erwärmung der Flüssigkristalleinheit auf ihre Betriebstemperatur mittels des Lichtstroms.The light source is designed in such a way that the luminous flux density on a surface of the liquid crystal unit facing the light source has a value between 7.75 lm/mm 2 and 77.5 lm/mm 2 , in particular between 36 lm/mm 2 and 48 lm/mm 2 , has. At low temperatures, in particular below 0°C, the response time of typical liquid crystal units decreases sharply - up to the point where the segments freeze completely. Integrated heaters are commonly used to bring the liquid crystal unit up to its operating temperature. However, these take up additional space and require their own electronic control. In this embodiment, the liquid crystal unit is heated to its operating temperature by means of the luminous flux.

Insbesondere ist die Steuereinheit ausgebildet, die Lichtquelle derart zu steuern, dass die Lichtstromdichte auf einer der Lichtquelle zugewandten Fläche der Flüssigkristalleinheit erhöht wird, wenn die Temperatur der Flüssigkristalleinheit unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt. Die Erwärmung der Flüssigkristalleinheit auf ihre Betriebstemperatur kann somit bei besonders tiefen Temperaturen, insbesondere bei Temperaturen unter 0°C, beschleunigt werden.In particular, the control unit is designed to control the light source in such a way that the luminous flux density on a surface of the liquid crystal unit facing the light source is increased when the temperature of the liquid crystal unit is below a predetermined value. The heating of the liquid crystal unit to its operating temperature can thus be accelerated at particularly low temperatures, in particular at temperatures below 0°C.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit ausgebildet, die Frequenz der an den Elektroden anliegenden Wechselspannung auf einen ersten Frequenzwert zu setzen, wenn die Temperatur der Flüssigkristalleinheit einen Wert unterhalb eines vorbestimmten Temperaturwertes hat, und auf einen zweiten Frequenzwert zu setzen, wenn die Temperatur der Flüssigkristalleinheit einen Wert hat, der größer als der vorbestimmten Temperaturwert ist. Zusammengefasst wird in dieser Ausführungsform die Frequenz der an den Elektroden anliegenden Wechselspannung und damit die temperaturabhängige Transparenz der Segmente in mindestens zwei Stufen geregelt. Eine solche Steuerung lässt sich einfach und kostengünstig realisieren.In a further preferred embodiment, the control unit is designed to set the frequency of the alternating voltage applied to the electrodes to a first frequency value when the temperature of the liquid crystal unit has a value below a predetermined temperature value, and to a second frequency value when the temperature of the Liquid crystal unit has a value that is greater than the predetermined temperature value. In summary, in this embodiment, the frequency of the AC voltage applied to the electrodes and thus the temperature-dependent transparency of the segments is regulated in at least two stages. Such a control can be implemented simply and inexpensively.

In einer hierzu alternativen Ausführungsform wird die Frequenz der an den Elektroden anliegenden Wechselspannung stufenlos, d.h. kontinuierlich geregelt. Eine solche stufenlose Regelung kann beispielsweise auf Grundlage eines funktionalen Zusammenhangs zwischen der Temperatur der Flüssigkristalleinheit und einer Frequenz der an den Elektroden anliegenden Wechselspannung erfolgen.In an alternative embodiment, the frequency of the AC voltage applied to the electrodes is steplessly, i.e. continuously, regulated. Such a stepless regulation can take place, for example, on the basis of a functional relationship between the temperature of the liquid crystal unit and a frequency of the AC voltage applied to the electrodes.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit ausgebildet, die Frequenz der an den Elektroden anliegenden Wechselspannung auf den zweiten Frequenzwert zu setzen, wenn die Temperatur der Flüssigkristalleinheit einen Wert zwischen dem ersten vorbestimmten Temperaturwert und einem zweiten vorbestimmten Temperaturwert hat, und auf einen dritten Frequenzwert zu setzen, wenn die Temperatur der Flüssigkristalleinheit einen Wert hat, der größer als der zweite vorbestimmte Temperaturwert ist. In dieser Ausführungsform wird die Frequenz der an den Elektroden anliegenden Wechselspannung und damit die Transparenz der Segmente in drei Stufen geregelt. Dies erlaubt eine Kontrolle über den Kontrast der Vorrichtung, ist aber immer noch einfach und kostengünstig zu realisieren. Um eine noch genauere Steuerung des Kontrastes zu ermöglichen, können auch mehr als drei Stufen verwendet werden. Alternativ kann auch eine stufenlose, kontinuierliche Steuerung des Frequenzwertes in Abhängigkeit der Temperatur erfolgen, insbesondere auf Grundlage eines funktionalen Zusammenhangs.In a further preferred embodiment, the control unit is designed to set the frequency of the AC voltage applied to the electrodes to the second frequency value when the temperature of the liquid crystal unit has a value between the first predetermined temperature value and a second predetermined temperature value, and towards a third frequency value set when the temperature of the liquid crystal unit is at a value greater than the second predetermined temperature value. In this embodiment, the frequency of the AC voltage applied to the electrodes and thus the transparency of the segments is regulated in three stages. This allows control over the contrast of the device, but is still simple and inexpensive to implement. More than three levels can also be used to enable even more precise control of the contrast. Alternatively, stepless, continuous control of the frequency value as a function of the temperature can also take place, in particular on the basis of a functional relationship.

Vorzugsweise liegt der erste vorbestimmte Temperaturwert in dem Bereich zwischen -5°C und 10°C. In diesem Bereich beginnt die Reaktionszeit der Flüssigkristalleinheit mit sinkender Temperatur abzunehmen. Eine Ansteuerung mit einer höheren Frequenz als der inversen Reaktionszeit würde zu einem unerwünschten Flackern der Flüssigkristalleinheit und damit zu einer Verringerung der Bildqualität führen.Preferably, the first predetermined temperature value is in the range between -5°C and 10°C. In this range, the response time of the liquid crystal unit begins to decrease as the temperature decreases. Driving at a frequency higher than the inverse of the response time would lead to undesired flickering of the liquid crystal unit and thus to a reduction in image quality.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform steuert die Steuereinheit die Frequenz der an den Elektroden anliegenden Wechselspannung derart, dass die Frequenz einen Wert zwischen 1 Hz und 40 Hz hat, wenn die Temperatur der Flüssigkristalleinheit zwischen -40 C und 0°C beträgt. Ab einer Temperatur von etwa 0°C beginnt die Reaktionszeit der Flüssigkristalleinheit mit sinkender Temperatur bis zu einem Wert von etwa 1 Hz abzunehmen, bevor es zu einem Einfrieren der Flüssigkristalleinheit kommt. Durch die Wahl dieser Parameter wird somit ein Flackern der Flüssigkristalleinheit bei tiefen Temperaturen verhindert.In a further preferred embodiment, the control unit controls the frequency of the AC voltage applied to the electrodes in such a way that the frequency has a value between 1 Hz and 40 Hz when the temperature of the liquid crystal unit is between -40°C and 0°C. From a temperature of about 0°C, the response time of the liquid crystal unit begins to decrease with decreasing temperature up to a value of about 1 Hz before the liquid crystal unit freezes. Choosing these parameters thus prevents flickering of the liquid crystal unit at low temperatures.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform steuert die Steuereinheit die Frequenz der an den Elektroden anliegenden Wechselspannung derart, dass die Frequenz einen Wert zwischen 40 Hz und 100 Hz hat, wenn die Temperatur der Flüssigkristalleinheit zwischen 0°C und 60°C beträgt. In diesem Temperaturbereich entspricht die Frequenz der Wechselspannung in etwa einer Bildwiederholfrequenz, die eine für das menschliche Auge flüssige Darstellung einer Animation erlaubt. Zudem ist die Frequenz der Wechselspannung derart gewählt, dass die an den jeweils angesteuerten Segmenten anliegende effektive Spannung ein kontrastreiches Bild erzeugt.In a further preferred embodiment, the control unit controls the frequency of the AC voltage applied to the electrodes in such a way that the frequency has a value between 40 Hz and 100 Hz when the temperature of the liquid crystal unit is between 0°C and 60°C. In this temperature range, the frequency of the AC voltage roughly corresponds to a refresh rate that is fluid for the human eye Display of an animation allowed. In addition, the frequency of the AC voltage is selected in such a way that the effective voltage applied to the respectively driven segments generates a high-contrast image.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform steuert die Steuereinheit die Frequenz der an den Elektroden anliegenden Wechselspannung derart, dass die Frequenz einen Wert zwischen 100 Hz und 100 kHz hat, wenn die Temperatur der Flüssigkristalleinheit zwischen 40°C und 200°C beträgt, insbesondere zwischen 60°C und 130°C beträgt. Bei höheren Temperaturen muss die an den transparentgeschalteten Segmenten anliegende Spannung gesenkt werden, um ein Übersprechen auf benachbarte Segmente zu verhindern. Um auch in diesem Temperaturbereich ein kontrastreiches Bild auf der Projektionsfläche zu erzeugen, wird die Frequenz der Wechselspannung entsprechend angepasst.In a further preferred embodiment, the control unit controls the frequency of the AC voltage applied to the electrodes in such a way that the frequency has a value between 100 Hz and 100 kHz when the temperature of the liquid crystal unit is between 40° C. and 200° C., in particular between 60° C and 130°C. At higher temperatures, the voltage applied to the segments that are switched transparent must be lowered in order to prevent crosstalk to neighboring segments. In order to generate a high-contrast image on the projection surface even in this temperature range, the frequency of the AC voltage is adjusted accordingly.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit ausgebildet, die Höhe und Dauer der Potentialdifferenz zwischen einer ersten Spannung, die an einer ersten Elektrode der Flüssigkristalleinheit anliegt und allen Segmenten zugeordnet ist, und mindestens einer zweiten Spannung, die an einer zweiten Elektrode der Flüssigkristalleinheit anliegt und die mindestens einem Segment zugeordnet ist, in Abhängigkeit der Temperatur der Flüssigkristalleinheit zu steuern. Die erste Elektrode ist allen Segmenten gemein, daher wird die erste Elektrode auch als Common-Elektrode bezeichnet. Jedes Segment weist zudem eine zweite Elektrode auf. Der Flüssigkristall dabei ist zwischen den beiden Elektroden angeordnet. Durch das Erzeugen einer Potentialdifferenz zwischen der Common-Elektrode und der individuellen Elektrode eines Segments, wird dieses Segment in seiner Transmissionsrate gesteuert.In a further preferred embodiment, the control unit is designed to measure the level and duration of the potential difference between a first voltage which is present at a first electrode of the liquid crystal unit and is assigned to all segments, and at least one second voltage which is present at a second electrode of the liquid crystal unit and associated with at least one segment depending on the temperature of the liquid crystal unit. The first electrode is common to all segments, so the first electrode is also called the common electrode. Each segment also has a second electrode. The liquid crystal is arranged between the two electrodes. By creating a potential difference between the common electrode and the individual electrode of a segment, that segment is controlled in its transmission rate.

Typischerweise werden Flüssigkristalleinheiten mit einer rechteckigen Wechselspannungen betrieben. Eine erste rechteckige Wechselspannung liegt an der ersten Elektrode an und eine zweite rechteckige Wechselspannung liegt jeweils an den zweiten Elektroden an. Die Differenz zwischen den beiden Wechselspannung entspricht dabei jeweils der Potentialdifferenz, die an dem entsprechenden Segment anliegt. Eine Phasenverschiebung zwischen den beiden Wechselspannungen verändert die effektive Spannung, die an dem jeweiligen Segment anliegt. Somit kann eine Phasenverschiebung zusätzlich zu der Frequenzveränderung genutzt werden, um die effektive Spannung und damit die Transmissionsrate der Segmente zu steuern. Insbesondere kann die Phase hierbei für jedes Segment einzeln verändert werden. Eine Phasenverschiebung ist auch dann noch möglich, wenn die Frequenz der Wechselspannung nicht weiter erhöht werden kann, weil beispielsweise die Taktfrequenz der Steuereinheit nicht weiter erhöht oder gar nicht verändert werden kann. Dies erlaubt insbesondere den Einsatz einer kostengünstigen Elektronik.Typically, liquid crystal units are operated with a square-wave AC voltage. A first square-wave AC voltage is applied to the first electrode and a second square-wave AC voltage is applied to the second electrodes, respectively. The difference between the two AC voltages corresponds to the potential difference that is present at the corresponding segment. A phase shift between the two AC voltages changes the effective voltage applied to the respective segment. Thus, a phase shift can be used in addition to the frequency change to control the effective voltage and hence the transmission rate of the segments. In particular, the phase can be changed individually for each segment. A phase shift is also possible when the frequency of the AC voltage cannot be increased any further because, for example, the clock frequency of the control unit cannot be increased any further or cannot be changed at all. In particular, this allows the use of inexpensive electronics.

Alternativ oder zusätzlich umfasst die Vorrichtung einen Temperatursensor zum Messen der Temperatur der Flüssigkristalleinheit oder der Umgebung der Flüssigkristalleinheit. Aus der Temperatur der Umgebung der Flüssigkristalleinheit kann, insbesondere durch die Steuereinheit, die Temperatur der Flüssigkristalleinheit ermittelt werden. Als Temperatursensor eignet sich insbesondere ein Heißleiter. Mittels eines Temperatursensors lässt sich die Temperatur sehr zuverlässig bestimmen. Dies ist eine Bedingung für die effektive Anpassung der Frequenz der Wechselspannung, um einen gleichbleibenden Kontrast zu erzielen. Somit wird in dieser Ausführungsform eine besonders gleichmäßiger Kontrast und damit eine gleichbleibende Bildqualität in einer weiten Temperaturspanne erzielt.Alternatively or additionally, the device comprises a temperature sensor for measuring the temperature of the liquid crystal unit or the environment of the liquid crystal unit. The temperature of the liquid crystal unit can be determined from the temperature of the surroundings of the liquid crystal unit, in particular by the control unit. A thermistor is particularly suitable as a temperature sensor. The temperature can be determined very reliably using a temperature sensor. This is a condition for effectively adjusting the frequency of the AC voltage to achieve consistent contrast. In this embodiment, a particularly uniform contrast and thus a constant image quality is thus achieved over a wide temperature range.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Flüssigkristalleinheit eine Passiv-LCD-Einheit. Passiv- und Aktiv-LCD-Einheit unterscheiden sich in der Art und Weise ihrer Ansteuerung. Bei einer Passiv-LCD-Einheit wird jedes Segment über eine individuelle Leiterbahn angesteuert, wodurch die Ansteuerung besonders einfach und damit auch kostengünstig zu realisieren ist.In another preferred embodiment, the liquid crystal unit is a passive LCD unit. Passive and active LCD units differ in the way they are controlled. With a passive LCD unit, each segment is controlled via an individual conductor track, which means that the control can be implemented particularly easily and therefore inexpensively.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung mit einem Bussystem eines Kraftfahrzeugs, insbesondere mit einem LIN-Bus oder einem CAN-Bus, verbindbar ist. Sowohl LIN-Busse als auch CAN-Busse sind im Automobilbereich weitverbreitete Feldbusse, die verschiedene Sensoren und Aktoren eines Fahrzeugs mit einer zentralen Steuereinheit verbinden. Die Vorrichtung kann somit mittels der zentralen Steuereinheit des Fahrzeugs angesteuert werden.In a further preferred embodiment, the device can be connected to a bus system of a motor vehicle, in particular to a LIN bus or a CAN bus. Both LIN buses and CAN buses are fieldbuses that are widespread in the automotive sector and connect various sensors and actuators in a vehicle to a central control unit. The device can thus be controlled by the central control unit of the vehicle.

Die Erfindung betrifft ferner eine Baugruppe für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit einer Vorrichtung nach vorgenannter Art. Die Baugruppe ist insbesondere derart ausgebildet, dass sie in einer Tür des Fahrzeugs, einem Seitenspiegel, einem Seitenschweller des Fahrzeugs oder in einem Bauraum, der für eine Rückfahrkamera vorgesehen ist, angeordnet werden kann.The invention also relates to an assembly for a vehicle, in particular a motor vehicle, with a device of the type mentioned above. The assembly is designed in particular in such a way that it can be installed in a door of the vehicle, a side mirror, a side skirt of the vehicle or in a space that is required for a reversing camera is provided, can be arranged.

Alternativ ist die Baugruppe derart ausgebildet, dass sie in einem Bauraum, der für eine Leuchte des Fahrzeugs vorgesehen ist, angeordnet werden kann. In dieser alternativen Ausführungsform ist die Vorrichtung insbesondere ausgebildet, wenigstens ein Bild auf die Projektionsfläche zu projizieren, das eine zulassungsfähige Signallichtfunktion darstellt oder Teil einer zulassungsfähigen Signallichtfunktion ist, beispielsweise ein Schlusslicht oder ein Fahrtrichtungsanzeiger.Alternatively, the assembly is designed in such a way that it can be arranged in an installation space that is provided for a lamp in the vehicle. In this alternative embodiment, the device is designed in particular to project at least one image onto the projection surface, which represents a permissible signal light function or is part of a permissible signal light function, for example a tail light or a direction indicator.

Die Verwendung der Baugruppe ist jedoch nicht auf den Außenbereich des Fahrzeugs beschränkt. Beispielsweise kann die Baugruppe auch als dynamische Lese- oder Raumbeleuchtung im Innenraum des Fahrzeugs angeordnet werden.However, the use of the assembly is not limited to the exterior of the vehicle. For example, the assembly can also be arranged as dynamic reading or room lighting in the interior of the vehicle.

Figurenlistecharacter list

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die beispielhafte Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Figuren näher erläutert.Further features and advantages emerge from the following description, which explains exemplary embodiments in more detail in conjunction with the attached figures.

Es zeigen:

  • 1 einen Graph, der die Abhängigkeit der Transparenz eines beispielhaften Flüssigkristalleinheit von einer angelegten Spannung zeigt;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erzeugen von Bildern auf einer Projektionsfläche gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 3 eine Explosionsdarstellung der Vorrichtung zum Projizieren von Bildern auf die Projektionsfläche gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
  • 4 eine schematische Darstellung der Flüssigkristalleinheit der Vorrichtung zum Erzeugen von Bildern auf einer Projektionsfläche;
  • 5 ein Ersatzschaltbild eines Segments der Flüssigkristalleinheit; und
  • 6 ein Phasendiagramm zur Verdeutlichung der Funktionsweise der Flüssigkristalleinheit.
Show it:
  • 1 a graph showing the dependency of the transparency of an exemplary liquid crystal device on an applied voltage;
  • 2 a schematic representation of a device for generating images on a projection surface according to an embodiment;
  • 3 an exploded view of the device for projecting images onto the projection surface according to a further embodiment;
  • 4 a schematic representation of the liquid crystal unit of the device for generating images on a projection surface;
  • 5 an equivalent circuit of a segment of the liquid crystal unit; and
  • 6 a phase diagram to clarify the operation of the liquid crystal unit.

Ausführliche BeschreibungDetailed description

1 ist ein Diagramm 100, das die Abhängigkeit der Transparenz einer beispielhaften Flüssigkristalleinheit von einer angelegten Spannung zeigt. 1 10 is a graph 100 showing the dependency of the transparency of an exemplary liquid crystal device on an applied voltage.

Die Abszisse 102 gibt den Wert der an ein transparentschaltbares Segment der Flüssigkristalleinheit angelegten Spannung in Volt an. Die Ordinate 104 gibt die Transparenz des Segments in Prozent an. Das Diagramm 100 umfasst zwei Graphen 106a, 106b, die jeweils die Abhängigkeit der Transparenz der beispielhaften Flüssigkristalleinheit von der angelegten Spannung für zwei verschiedene Temperaturen zeigen. Ein erster Graph 106a ist durch eine Volllinie dargestellt und zeigt das Verhalten der beispielhaften Flüssigkristalleinheit bei einer niedrigen Temperatur. Ein zweiter Graph 106b ist durch eine Punktlinie dargestellt und zeigt das Verhalten der beispielhaften Flüssigkristalleinheit bei einer hohen Temperatur.The abscissa 102 indicates the value of the voltage in volts applied to a transparent switchable segment of the liquid crystal unit. The ordinate 104 indicates the transparency of the segment in percent. Diagram 100 includes two graphs 106a, 106b, each showing the dependency of the transparency of the exemplary liquid crystal unit on the applied voltage for two different temperatures. A first graph 106a is represented by a solid line and shows the behavior of the example liquid crystal device at a low temperature. A second graph 106b is represented by a dotted line and shows the behavior of the example liquid crystal device at a high temperature.

Wie man in 1 sehen kann, ist das Segment auch bei einer geringen angelegten Spannung nicht vollständig opak. Für typische Flüssigkristalleinheiten weisen sowohl einzeln transparentschaltbare Segmente als auch die sogenannten nicht-leuchtenden Bereiche zwischen einzelnen Segmenten diese Grundtransparenz auf, weil der Flüssigkristall vollflächig über der Flüssigkristalleinheit liegt und nur im Bereich der Segmente geschaltet wird. In dem gezeigten Beispiel beträgt die Grundtransparenz 20% bzw. 30%. Ab einer angelegten Spannung von etwa 1,7 V nimmt die Transparenz der Flüssigkristalleinheit mit steigender Spannung schnell zu und nähert sich die Maximalwert von 100% asymptotisch.how to get in 1 As can be seen, the segment is not completely opaque even with a low applied voltage. For typical liquid crystal units, both segments that can be switched transparent individually and the so-called non-luminous areas between individual segments have this basic transparency because the liquid crystal lies over the entire surface of the liquid crystal unit and is only switched in the area of the segments. In the example shown, the basic transparency is 20% or 30%. From an applied voltage of about 1.7 V, the transparency of the liquid crystal unit increases rapidly with increasing voltage and asymptotically approaches the maximum value of 100%.

Die Transparenz der Flüssigkristalleinheit hängt aber nicht nur von der angelegten Spannung, sondern auch von der Temperatur der Flüssigkristalleinheit ab. Mit steigender Temperatur nimmt die Grundtransparenz der Flüssigkristalleinheit zu. Der zweite Graph 106b ist im Vergleich zu dem ersten Graph 106a gestaucht. Um bei hohen Temperaturen einen gleichbleibenden Kontrast zwischen den Segmenten und den nicht-leuchtenden Bereichen zu erzeugen, wird bei bekannten Flüssigkristalleinheiten die an den Segmenten angelegte Spannung reduziert. Diese Spannungsreduktion reduziert das Übersprechen eines angesteuerten Segmentes auf ein benachbartes Segment oder einen benachbarten nicht-leuchtenden Bereich. Somit bleiben die Bereich der Flüssigkristalleinheit auch bei steigenden Temperaturen klar voneinander abgegrenzt.However, the transparency of the liquid crystal unit depends not only on the applied voltage but also on the temperature of the liquid crystal unit. With increasing temperature, the basic transparency of the liquid crystal unit increases. The second graph 106b is compressed compared to the first graph 106a. In known liquid crystal units, in order to produce a constant contrast between the segments and the non-luminous areas at high temperatures, the voltage applied to the segments is reduced. This voltage reduction reduces crosstalk from a driven segment to an adjacent segment or non-luminous area. Thus, the areas of the liquid crystal unit remain clearly separated from each other even with increasing temperatures.

Mit sinkender Temperatur nimmt außerdem die Reaktionszeit der Flüssigkristalleinheit ab. Dies bedeutet, dass die Zeit, die zum Umschalten der Segmente von einem opaken Zustand in einen transparenten Zustand zunimmt. Bei typischen Flüssigkristalleinheiten sinkt die Bildwiederholrate ab einer Temperatur von etwa 0°C mit abnehmender Temperatur auf Werte unter 1 Hz. Bei besonders tiefen Temperaturen kann es zu einem vollständigen Einfrieren der Flüssigkristalleinheit kommen, bei dem kein Umschalten der Segmente mehr möglich ist. Es ist daher notwendig, Flüssigkristalleinheiten auf eine gewisse Betriebstemperatur zu erwärmen. Dies geschieht in bekannten Flüssigkristalleinheiten mit Hilfe von Heizvorrichtungen.Also, as the temperature decreases, the response time of the liquid crystal unit decreases. This means that the time it takes to switch the segments from an opaque state to a transparent state increases. In typical liquid crystal units, the refresh rate drops from a temperature of around 0°C to values below 1 Hz with decreasing temperature. At particularly low temperatures, the liquid crystal unit can freeze completely, at which point it is no longer possible to switch the segments. It is therefore necessary to heat liquid crystal units to a certain operating temperature. In known liquid crystal units, this is done with the aid of heating devices.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 200 zum Erzeugen von Bildern auf einer Projektionsfläche 202 gemäß einem Ausführungsbeispiel. 2 shows a schematic representation of a device 200 for generating images on a projection surface 202 according to an embodiment.

Die Projektionsfläche 202 ist in 2 durch eine Strichlinie angedeutet. Die Vorrichtung 200 hat eine Lichtquelle 204, eine Kondensoroptik 206, eine Flüssigkristalleinheit und eine Abbildungsoptik 210. Die Lichtquelle 204 erzeugt Beleuchtungslicht, das durch eine Kondensorlinse 212 der Kondensoroptik 206 auf die Flüssigkristalleinheit 208 gelenkt wird. Die Flüssigkristalleinheit 208 umfasst zwei oder mehr Segmente 214a, 214b, die zwischen zwei Glasplatten 216, 218 angeordnet sind. Die Segmente 214a, 214b können einzeln und unabhängig voneinander transparent geschaltet werden und sind jeweils einem der Bilder zugeordnet. Das jeweils transparent geschaltete Segment 214a, 214b wird durch die Lichtquelle 204 durchleuchtet und bildet eine Maske des dem Segment 214a, 214b zugeordneten Bildes. Zur Erzeugung des Bildes, das dem transparent geschalteten Segment 214a, 214b jeweils zugeordnet ist, wird das Segment 214a, 214b durch eine Abbildungslinse 220 der Abbildungsoptik 210 auf die Projektionsfläche 202 abgebildet. Durch die Vorrichtung 200 können zum einen mehrere Bilder auf die Projektionsfläche 202 projiziert werden. Zum anderen kann durch aufeinanderfolgendes Transparentschalten der Segmente 214a, 214b eine kurze, aus den Bildern zusammengesetzte Animation auf die Projektionsfläche 202 projiziert werden.The projection surface 202 is in 2 indicated by a dashed line. The device 200 has a light source 204, condenser optics 206, a liquid crystal unit and imaging optics 210. The light source 204 generates illumination light which is directed through a condenser lens 212 of the condenser optics 206 onto the liquid crystal unit 208. The liquid crystal unit 208 comprises two or more segments 214a, 214b sandwiched between two glass plates 216,218. The segments 214a, 214b can be switched to be transparent individually and independently of one another and are each assigned to one of the images. The respective segment 214a, 214b switched transparent is transilluminated by the light source 204 and forms a mask of the image assigned to the segment 214a, 214b. In order to generate the image that is assigned to the segment 214a, 214b that has been switched to transparent, the segment 214a, 214b is imaged onto the projection surface 202 by an imaging lens 220 of the imaging optics 210. On the one hand, the device 200 can be used to project a plurality of images onto the projection surface 202 . On the other hand, a short animation composed of the images can be projected onto the projection surface 202 by successively switching the segments 214a, 214b transparent.

Die Vorrichtung 200 umfasst ferner eine Steuereinheit 222, die mit der Flüssigkristalleinheit 208 und der Lichtquelle 204 verbunden ist. Die Steuereinheit 222 ist ausgebildet, die einzelnen Segmente 214a, 214b der Flüssigkristalleinheit 208 durch Anlegen einer Wechselspannung transparent zu schalten. Hierzu ist die Steuereinheit 222 mit den Segmenten 214a, 214b direkt über Leiterbahnen 224 verbunden. Alternativ kann auch eine Multiplexeinheit eingesetzt werden, um mehrere Segmente 214a, 214b über eine Leiterbahn 224 anzusprechen. Die Frequenz der Wechselspannung wird durch die Steuereinheit 222 in Abhängigkeit der Temperatur der Flüssigkristalleinheit 208 gesteuert. Wird die Flüssigkristalleinheit 208 mit einer höheren Frequenz als vorgesehen betrieben, wirkt die Flüssigkristalleinheit 208 wie ein elektrischer Tiefpass. Dies bedeutet, dass mehr Spannung an dem elektrischen Widerstand der Leiterbahnen 224 abfällt und die effektive an den Segmenten 214a, 214b anliegende Spannung sinkt. Mit höherer Frequenz sinkt folglich die an den Segmenten 214a, 214b anliegende Spannung. Dies ist im Folgenden anhand der 4 und 5 genauer beschrieben. Die Steuereinheit 222 steuert ferner eine Potentialdifferenz zwischen den Wechselspannungen, die an verschiedenen Elektroden 400, 402 (vgl. 4) der Segmente 214a, 214b anliegt. Auch mittels dieser Phasenverschiebung lässt sich die effektive an den Segmenten 214a, 214b anliegende Spannung steuern, was im Folgenden anhand der 4 und 6 genauer beschrieben ist.The device 200 further comprises a control unit 222 which is connected to the liquid crystal unit 208 and the light source 204 . The control unit 222 is designed to switch the individual segments 214a, 214b of the liquid crystal unit 208 transparent by applying an AC voltage. For this purpose, the control unit 222 is connected to the segments 214a, 214b directly via conductor tracks 224. Alternatively, a multiplex unit can also be used in order to address a plurality of segments 214a, 214b via a conductor track 224. The frequency of the alternating voltage is controlled by the control unit 222 depending on the temperature of the liquid crystal unit 208. If the liquid crystal unit 208 is operated at a higher frequency than intended, the liquid crystal unit 208 acts like an electrical low-pass filter. This means that more voltage is dropped across the electrical resistance of the conductor tracks 224 and the effective voltage present across the segments 214a, 214b decreases. Consequently, the voltage present at the segments 214a, 214b decreases with higher frequency. This is shown below using the 4 and 5 described in more detail. The control unit 222 also controls a potential difference between the AC voltages which are applied to different electrodes 400, 402 (cf. 4 ) of the segments 214a, 214b. The effective voltage applied to the segments 214a, 214b can also be controlled by means of this phase shift, which is explained below on the basis of 4 and 6 is described in more detail.

Die Steuereinheit 222 ist ferner ausgebildet, die Lichtquelle 204 so zu steuern, dass ein Lichtstrom auf einer der Lichtquelle 204 zugewandten Fläche 226 der Flüssigkristalleinheit 208 einen bestimmten Wert hat. Insbesondere ist die Steuereinheit 222 ausgebildet, die Lichtquelle 204 in Abhängigkeit der Temperatur der Flüssigkristalleinheit 208 zu steuern. Mit anderen Worten, die Steuereinheit 222 steuert die Lichtstromdichte in Abhängigkeit der Temperatur der Flüssigkristalleinheit 208. Bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise unter 0°C, wird die Lichtstromdichte erhöht. Hierdurch kann die Flüssigkristalleinheit 208 erwärmt werden und ein Sinken der Bildwiederholrate verhindert werden.The control unit 222 is also designed to control the light source 204 such that a luminous flux on a surface 226 of the liquid crystal unit 208 facing the light source 204 has a specific value. In particular, the control unit 222 is designed to control the light source 204 as a function of the temperature of the liquid crystal unit 208 . In other words, the control unit 222 controls the luminous flux density as a function of the temperature of the liquid crystal unit 208. At low temperatures, for example below 0° C., the luminous flux density is increased. Thereby, the liquid crystal unit 208 can be heated and the frame rate can be prevented from being lowered.

Zum Bestimmen der Temperatur der Flüssigkristalleinheit 208 kann die Vorrichtung 200 einen Temperatursensor aufweisen, der die Temperatur an der Flüssigkristalleinheit 208 oder in der näheren Umgebung der Flüssigkristalleinheit 208 misst.In order to determine the temperature of the liquid crystal unit 208, the device 200 can have a temperature sensor which measures the temperature at the liquid crystal unit 208 or in the immediate vicinity of the liquid crystal unit 208.

3 zeigt eine Explosionsdarstellung der Vorrichtung 300 zum Projizieren von Bildern auf die Projektionsfläche 202 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. 3 shows an exploded view of the device 300 for projecting images onto the projection surface 202 according to a further exemplary embodiment.

Die Vorrichtung 300 umfasst ein Gehäuse 302, das in der Ausführungsform nach 3 beispielhaft als eine zweiteilige Baugruppe ausgeführt ist. Das Gehäuse 302 besteht aus einem ersten Gehäuseteil 304a und einem zweiten Gehäuseteil 304b und dient der Fixierung und Justage der übrigen Einheiten der Vorrichtung 300. Das Gehäuse 302 ist lichtabsorbierend und schirmt somit Streulicht ab. Das erste Gehäuseteil 304a hat eine zur Lichtquelle 204 gerichtete Lichteintrittsöffnung 306. Das zweite Gehäuseteil 304b hat eine Lichtaustrittsfläche 308, durch welche die Abbildungsoptik 210 die Segmente 214a, 214b der Flüssigkristalleinheit 208 zum Erzeugen der Bilder auf die Projektionsfläche 202 abbildet.The device 300 includes a housing 302, which in the embodiment according to 3 is embodied as a two-part assembly, for example. The housing 302 consists of a first housing part 304a and a second housing part 304b and is used to fix and adjust the other units of the device 300. The housing 302 is light-absorbing and thus shields off scattered light. The first housing part 304a has a light entry opening 306 directed towards the light source 204. The second housing part 304b has a light exit surface 308 through which the imaging optics 210 images the segments 214a, 214b of the liquid crystal unit 208 onto the projection surface 202 in order to generate the images.

Unterhalb des ersten Gehäuseteils 304a ist die Lichtquelle 204 angeordnet. Die Lichtquelle 204 umfasst einen Schaltungsträger 310, auf dem beispielhaft zwei LED-Elemente 312a, 312b angeordnet sind. Die LED-Elemente 312a, 312b lassen sich einzeln dimmen, beispielsweise über die Steuerung der Tastraste der an den LED-Elementen 312a, 312b anliegenden Spannung. Ferner lassen sich die LED-Elemente 312a, 312b einzeln ein- und ausschalten. Sowohl durch das Dimmen, als auch durch das Zu- bzw. Abschalten einzelner LED-Elemente 312a, 312b kann die Lichtstromdichte auf der der Lichtquelle 204 zugewandten Fläche 226 der Flüssigkristalleinheit 208 gesteuert werden.The light source 204 is arranged below the first housing part 304a. The light source 204 includes a circuit carrier 310 on which two LED elements 312a, 312b are arranged, for example. The LED elements 312a, 312b can be dimmed individually, for example by controlling the keying of the voltage present at the LED elements 312a, 312b. Furthermore, the LED elements 312a, 312b can be switched on and off individually. The luminous flux density on the surface 226 of the liquid crystal unit 208 facing the light source 204 can be controlled both by dimming and by switching individual LED elements 312a, 312b on or off.

Die Flüssigkristalleinheit 208 umfasst einen ersten Polarisator 314, einen Flüssigkristall 316 und einen zweiten Polarisator 318. Der erste Polarisator 314 lässt nur Beleuchtungslicht einer vorbestimmten Polarisationsrichtung passieren. In dem Flüssigkristall 316 sind die einzeln ansteuerbare Segmente 214a, 214b ausgebildet. Der Flüssigkristall 316 dreht die Polarisationsrichtung durchtretenden Lichts um 90°. Der zweite Polarisator 318 lässt nur Licht, das den Flüssigkristall 316 passiert hat, einer vorbestimmten Polarisationsrichtung passieren.The liquid crystal unit 208 comprises a first polarizer 314, a liquid crystal 316 and a second polarizer 318. The first polarizer 314 only allows illumination light of a predetermined direction of polarization to pass. The individually controllable segments 214a, 214b are formed in the liquid crystal 316. The liquid crystal 316 rotates the direction of polarization of transmitted light by 90°. The second polarizer 318 only allows light that has passed through the liquid crystal 316 pass a predetermined polarization direction.

Die Flüssigkristalleinheit 208 ist über die Leiterbahnen 224 mit einer LCD-Steuereinheit 320 verbunden. Die LCD-Steuereinheit 320 und der Schaltungsträger 310 der Lichtquelle 204 bilden zusammen eine Steuereinheit 222 der Vorrichtung 300. In der Ausführungsform nach 3 sind die LCD-Steuereinheit 320 und der Schaltungsträger 310 der Lichtquelle 204 jeweils auf einer eigenen Platine angeordnet. In einer alternativen Ausführungsform können die LCD-Steuereinheit 320 und der Schaltungsträger 310 der Lichtquelle 204 auf einer gemeinsamen Platine angeordnet sein.The liquid crystal unit 208 is connected to an LCD control unit 320 via the conductive traces 224 . The LCD control unit 320 and the circuit carrier 310 of the light source 204 together form a control unit 222 of the device 300. In the embodiment according to FIG 3 the LCD control unit 320 and the circuit carrier 310 of the light source 204 are each arranged on a separate circuit board. In an alternative embodiment, the LCD control unit 320 and the circuit carrier 310 of the light source 204 can be arranged on a common circuit board.

In der Ausführungsform nach 3 umfasst die Abbildungsoptik 210 drei optische Elemente 322a, 322b, 322c. An dem unmittelbar an der Flüssigkristalleinheit 208 angeordneten optischen Element 322a sind die Halteelemente 324 ausgebildet, die jeweils an einer Auflagefläche mit dem Flüssigkristalleinheit 208 verbunden sind. Die Kondensoroptik 206 ist einstückig ausgebildet.In the embodiment after 3 the imaging optics 210 includes three optical elements 322a, 322b, 322c. The holding elements 324 are formed on the optical element 322a arranged directly on the liquid crystal unit 208 and are each connected to the liquid crystal unit 208 at a contact surface. The condenser optics 206 are designed in one piece.

4 zeigt eine schematische Darstellung der Flüssigkristalleinheit 208 der Vorrichtung 200, 300 zum Erzeugen von Bildern auf einer Projektionsfläche 202. 4 shows a schematic representation of the liquid crystal unit 208 of the device 200, 300 for generating images on a projection surface 202.

Die Flüssigkristalleinheit 208 umfasst den Flüssigkristall 316, der zwischen den zwei Glasplatten 216, 218 angeordnet ist. In 4 unterhalb des Flüssigkristalls 316 ist eine erste Elektrode 400 angeordnet, die mit der Steuereinheit 222 über eine der Leiterbahnen 224 verbunden ist. In 4 oberhalb des Flüssigkristalls 316 sind zweite Elektroden 402a, 402b, 402c angeordnet, die jeweils mit der Steuereinheit 222 über eine der Leiterbahnen 224 verbunden sind und von der Steuereinheit 222 einzeln ansteuerbar sind. Die jeweils zwischen der ersten Elektrode 400 und einer der zweiten Elektroden 402a, 402b, 402c liegenden Bereiche werden die Segmente 214a, 214b, 214c genannt. Die nicht zwischen der ersten Elektrode 400 und einer der zweiten Elektroden 402a, 402b, 402c liegenden Bereiche werden nicht-leuchtende Bereiche 404 genannt. Die Segmente 214a, 214b, 214c und nicht-leuchtende Bereiche 404 sind in 4 durch unterschiedliche Schraffur gekennzeichnet. Die erste Elektrode 400 ist allen Segmenten 214a, 214b, 214c gemein, sie wird daher auch als Common-Elektrode 400 bezeichnet.The liquid crystal unit 208 includes the liquid crystal 316 sandwiched between the two glass plates 216,218. In 4 A first electrode 400 is arranged below the liquid crystal 316 and is connected to the control unit 222 via one of the conductor tracks 224 . In 4 Second electrodes 402a, 402b, 402c are arranged above the liquid crystal 316, which are each connected to the control unit 222 via one of the conductor tracks 224 and can be controlled individually by the control unit 222. The areas lying between the first electrode 400 and one of the second electrodes 402a, 402b, 402c are called the segments 214a, 214b, 214c. The areas not lying between the first electrode 400 and one of the second electrodes 402a, 402b, 402c are called non-luminous areas 404. Segments 214a, 214b, 214c and non-luminous areas 404 are in 4 marked by different hatching. The first electrode 400 is common to all segments 214a, 214b, 214c, it is therefore also referred to as the common electrode 400.

Durch Anlegen einer Wechselspannung an die erste Elektrode 400 und an eine der zweiten Elektroden 402a, 402b, 402c wird das zwischen den beiden Elektroden liegende Segment 214a, 214b, 214c transparent geschaltet. Ist die anliegende Spannung zu hoch, kann es zu einem Übersprechen kommen, dass heißt, der neben einem angesteuerten Segment 214a, 214b, 214c liegende nicht-angesteuerte Bereich 404 wird ebenfalls transparent oder teil-transparent geschalten. Dies führt zu einem verschlechterten Kontrast der Vorrichtung 200, 300.By applying an AC voltage to the first electrode 400 and to one of the second electrodes 402a, 402b, 402c, the segment 214a, 214b, 214c lying between the two electrodes is switched to be transparent. If the applied voltage is too high, crosstalk can occur, that is, the non-driven region 404 lying next to a driven segment 214a, 214b, 214c is also switched to be transparent or partially transparent. This leads to a degraded contrast of the device 200, 300.

5 ist ein Ersatzschaltbild eines Segments 214 der Flüssigkristalleinheit 208. 5 Figure 12 is an equivalent circuit diagram of a segment 214 of liquid crystal unit 208.

Zwei Pole 500a, 500b auf der linken Seite von 5 entsprechen zwei Polen der Steuereinheit 222. Die von der Steuereinheit 222 ausgegebene Spannung ist mit Ue bezeichnet. Zwei Pole 502a, 502b auf der rechten Seite von 5 entsprechen den Elektroden des Segmentes 214a, 214b, 214c. Die effektive an den Elektroden des Segmentes 214a, 214b, 214c anliegende Spannung ist mit Ua bezeichnet. Zwischen den Elektroden 400, 402 ist der Flüssigkristall 316 angeordnet. Diese Anordnung bildet einen Kondensator 504, dessen Kapazität in dem Ersatzschaltbild mit C bezeichnet wird. Der elektrische Widerstand der Leiterbahnen 224 zwischen der Steuereinheit 222 und dem Segment ist in 5 mit R bezeichnet.Two poles 500a, 500b on the left side of 5 correspond to two poles of the control unit 222. The voltage output by the control unit 222 is denoted by Ue. Two poles 502a, 502b on the right side of 5 correspond to the electrodes of the segment 214a, 214b, 214c. The effective voltage present at the electrodes of the segment 214a, 214b, 214c is denoted by Ua. Between the electrodes 400, 402 the liquid crystal 316 is arranged. This arrangement forms a capacitor 504, the capacitance of which is denoted by C in the equivalent circuit diagram. The electrical resistance of the traces 224 between the control unit 222 and the segment is in 5 denoted by R.

Gibt die Steuereinheit 222 eine Wechselspannung Ue mit entsprechend hoher Frequenz aus, wirkt die Flüssigkristalleinheit 208 in Verbindung mit den Leiterbahnen 224 wie ein elektrischer Tiefpass. Mit steigender Frequenz der von der Steuereinheit 222 ausgegebenen Wechselspannung Ue fällt mehr Spannung an dem Widerstand R der Leiterbahnen 224 ab. Die über die Kapazität C abfallende Spannung sinkt, was bedeutet, dass die effektive an den Elektroden des Segmentes 214a, 214b, 214c anliegende Spannung Ua ebenfalls sinkt. Über eine Steuerung der Frequenz der von der Steuereinheit 222 ausgegebenen Wechselspannung Ue kann somit die effektive an den Elektroden des Segmentes 214a, 214b, 214c anliegende Spannung Ua gesteuert werden.If the control unit 222 outputs an AC voltage Ue with a correspondingly high frequency, the liquid crystal unit 208 in connection with the conductor tracks 224 acts like an electrical low-pass filter. As the frequency of the AC voltage Ue output by the control unit 222 increases, more voltage drops across the resistance R of the conductor tracks 224 . The voltage drop across the capacitance C drops, which means that the effective voltage Ua present at the electrodes of the segment 214a, 214b, 214c also drops. The effective voltage Ua present at the electrodes of the segment 214a, 214b, 214c can thus be controlled by controlling the frequency of the alternating voltage Ue output by the control unit 222.

6 ist ein Phasendiagramm 600 der an den Segmenten 214a, 214b, 214c anliegenden Wechselspannung zur Verdeutlichung der Funktionsweise der Flüssigkristalleinheit 208. 6 FIG. 6 is a phase diagram 600 of the AC voltage applied to the segments 214a, 214b, 214c to illustrate the mode of operation of the liquid crystal unit 208.

Die Abszisse entspricht der Zeit, auf den Ordinaten ist jeweils der Spannungspegel dargestellt. Eine erste Zeile 602 stellt den Spannungsverlauf eines Taktsignals der Steuereinheit 222 dar. Die einzelnen Takte sind in 6 durch vertikale gestrichelte Linien verdeutlicht und von 0 bis 19 durchnummeriert. Eine zweite Zeile 604 stellt den Spannungsverlauf einer an die Common-Elektrode 400 angelegtem rechteckigen Wechselspannung. Bis einschließlich Takt 9 befindet sich der Spannungspegel der Common-Elektrode 400 auf einem hohen Niveau, bei typischen Mikrocontrollern beträgt dieses typischerweise 5 V, danach wird der Spannungspegel auf ein niedriges Niveau gesenkt, typischerweise 0 V.The abscissa corresponds to the time, and the voltage level is shown on the ordinate. A first line 602 represents the voltage curve of a clock signal of the control unit 222. The individual clocks are in 6 indicated by vertical dashed lines and numbered from 0 to 19. A second line 604 represents the voltage profile of a square-wave AC voltage applied to the common electrode 400 . Up to and including clock 9, the voltage level of the common electrode 400 is at a high level, with typical microcontrollers this is typically 5 V, after which the voltage pe gel to a low level, typically 0 V.

Eine dritte Zeile 606 stellt den Spannungsverlauf einer an der zweiten Elektrode des ersten Segments 214a angelegtem rechteckigen Wechselspannung. Bis einschließlich Takt 8 befindet sich der Spannungspegel auf dem hohen Niveau, danach wird der Spannungspegel für Takt 9 auf das niedrige Niveau gesenkt, für Takt 10 wieder auf das hohe Niveau erhöht und schließlich auf das niedrige Niveau gesenkt. Hierdurch entsteht in den Takten 9 und 10 eine Spannungsdifferenz zwischen der Common-Elektrode 400 und der Elektrode 402a des ersten Segments 214a und das Segment wird transparent geschaltet. Diese Spannungsdifferenz ist in einer vierten Zeile 608 dargestellt. Gemessen auf die 20 dargestellten Takte weist das erste Segment 214a einen Tastgrad (duty cycle) von 10% auf.A third row 606 represents the voltage waveform of a square-wave AC voltage applied to the second electrode of the first segment 214a. Up to and including clock 8 the voltage level is at the high level, after which the voltage level is lowered to the low level for clock 9, raised again to the high level for clock 10 and finally lowered to the low level. This results in a voltage difference between the common electrode 400 and the electrode 402a of the first segment 214a in cycles 9 and 10, and the segment is switched to be transparent. This voltage difference is shown in a fourth line 608 . Measured against the 20 clock pulses shown, the first segment 214a has a duty cycle of 10%.

Eine fünfte Zeile 610 stellt den Spannungsverlauf einer an der zweiten Elektrode des zweiten Segments 214b angelegtem rechteckigen Wechselspannung. Bis einschließlich Takt 7 befindet sich der Spannungspegel auf dem hohen Niveau, danach wird der Spannungspegel für die Takte 8 und 9 auf das niedrige Niveau gesenkt, für die Takt 10 und 11 wieder auf das hohe Niveau erhöht und schließlich auf das niedrige Niveau gesenkt. Hierdurch entsteht in den Takten 8 bis 11 eine Spannungsdifferenz zwischen der Common-Elektrode 400 und der Elektrode 402b des zweiten Segments 214b. Diese Spannungsdifferenz ist in einer sechsten Zeile 612 dargestellt. Gemessen auf die 20 dargestellten Takte weist das zweite Segment 214b einen Tastgrad von 20% auf.A fifth line 610 represents the voltage waveform of a square-wave AC voltage applied to the second electrode of the second segment 214b. Up to and including clock 7 the voltage level is at the high level, after which the voltage level is lowered to the low level for clocks 8 and 9, raised again to the high level for clocks 10 and 11 and finally lowered to the low level. This results in a voltage difference between the common electrode 400 and the electrode 402b of the second segment 214b in cycles 8 to 11. This voltage difference is shown in a sixth line 612 . Measured against the 20 clock cycles shown, the second segment 214b has a duty cycle of 20%.

Eine siebente Zeile 614 stellt den Spannungsverlauf einer an der zweiten Elektrode 402c des dritten Segments 214c angelegtem rechteckigen Wechselspannung. Bis einschließlich Takt 9 befindet sich der Spannungspegel auf dem niedrigen Niveau, danach wird der Spannungspegel auf das hohe Niveau erhöht. Der Spannungsverlauf der zweiten Elektrode 402c ist somit antizyklisch zu dem Spannungsverlauf der Common-Elektrode 400. Hierdurch eine permanente Spannungsdifferenz zwischen der Common-Elektrode 400 und der zweiten Elektrode 402c des dritten Segments 214c und das Segment 214c bleibt transparent geschaltet. Diese Spannungsdifferenz in deiner achten Zeile 216 dargestellt. Folglich weist das dritte Segment 214c einen Tastgrad von 100% auf.A seventh line 614 represents the voltage waveform of a square-wave AC voltage applied to the second electrode 402c of the third segment 214c. Up to and including clock 9 the voltage level is at the low level, after which the voltage level is increased to the high level. The voltage profile of the second electrode 402c is therefore anticyclic to the voltage profile of the common electrode 400. This results in a permanent voltage difference between the common electrode 400 and the second electrode 402c of the third segment 214c and the segment 214c remains switched transparent. This voltage difference is shown in your eighth line 216. Consequently, the third segment 214c has a 100% duty cycle.

Eine Phasenverschiebung und/oder eine Potentialdifferenz zwischen den Wechselspannungen, die an der Common-Elektrode 400 und jeweils einer zweiten Elektrode 402a, 402b, 402c anliegen, verändert die effektive Spannung, die an dem der jeweiligen zweiten Elektrode 402a, 402b, 402c zugeordneten Segment 214a, 214b, 214c anliegt. Somit kann eine Phasenverschiebung und/oder eine Potentialdifferenzsteuerung zusätzlich zu der Frequenzveränderung genutzt werden, um die effektive Spannung und damit die Transmissionsrate der Segmente 214a, 214b, 214c zu steuern. Insbesondere kann die Phase hierbei für jedes Segment 214a, 214b, 214c einzeln verändert werden. Eine Phasenverschiebung und/oder eine Potentialdifferenzsteuerung ist auch dann noch möglich, wenn die Frequenz der Wechselspannung nicht weiter erhöht werden kann, weil beispielsweise die Taktfrequenz der Steuereinheit 222 nicht weiter erhöht werden kann.A phase shift and/or a potential difference between the AC voltages applied to the common electrode 400 and a second electrode 402a, 402b, 402c changes the effective voltage applied to the segment 214a assigned to the respective second electrode 402a, 402b, 402c , 214b, 214c. Thus, a phase shift and/or a potential difference control can be used in addition to the frequency change to control the effective voltage and hence the transmission rate of the segments 214a, 214b, 214c. In particular, the phase can be changed individually for each segment 214a, 214b, 214c. A phase shift and/or a potential difference control is also still possible when the frequency of the AC voltage cannot be increased any further because, for example, the clock frequency of the control unit 222 cannot be increased any further.

BezugszeichenlisteReference List

100100
Diagrammdiagram
102102
Abszisseabscissa
104104
Ordinateordinate
106a, 106b106a, 106b
Graphgraph
200200
Vorrichtungcontraption
202202
Projektionsflächeprojection surface
204204
Lichtquellelight source
206206
Kondensoroptikcondenser optics
208208
Flüssigkristalleinheitliquid crystal unit
210210
Abbildungsoptikimaging optics
212212
Kondensorlinsecondenser lens
214, 214a, 214b, 214c214, 214a, 214b, 214c
Segmentsegment
216,218216,218
Glasplattenglass plates
220220
Abbildungslinseimaging lens
222222
Steuereinheitcontrol unit
224224
Leiterbahntrace
226226
FlächeSurface
300300
Vorrichtungcontraption
302302
GehäuseHousing
304a, 304b304a, 304b
Gehäuseteilhousing part
306306
Lichteintrittsöffnunglight entry opening
308308
Lichtaustrittsflächelight exit surface
310310
Schaltungsträgercircuit carrier
312a,312b312a,312b
LED-ElementLED element
314314
Polarisatorpolarizer
316316
Flüssigkristallliquid crystal
318318
Polarisatorpolarizer
320320
LCD-SteuereinheitLCD control unit
322a, 322b, 322c322a, 322b, 322c
optisches Elementoptical element
324324
Halteelementholding element
400, 402, 402a, 402b, 402c400, 402, 402a, 402b, 402c
Elektrodeelectrode
404404
nicht-leuchtender Bereichenon-luminous areas
500a, 500b, 502a, 502b500a, 500b, 502a, 502b
Polpole
504504
Kondensatorcapacitor
600600
Phasendiagrammphase diagram
602, 604, 606, 608, 610, 612, 614, 616602, 604, 606, 608, 610, 612, 614, 616
ZeileLine
PP
PfeilArrow

Claims (13)

Vorrichtung (200, 300) zum Erzeugen von Bildern auf einer Projektionsfläche (202), mit mindestens einer Lichtquelle (204) zum Erzeugen von Beleuchtungslicht; einer Flüssigkristalleinheit (208) mit mindestens zwei Segmenten (214a, 214b, 214c), die jeweils zwei Elektroden (400, 402a, 402b, 402c) und einen zwischen den beiden Elektroden angeordneten Flüssigkristall (316) umfassen, die jeweils von dem Beleuchtungslicht durchleuchtbar sind und deren jeweilige Transparenz mittels an den Elektroden (400, 402a, 402b, 402c) anliegenden Wechselspannungen steuerbar ist; einer Abbildungsoptik (210), die das Beleuchtungslicht, das die Segmente (214a, 214b, 214c) durchleuchtet, zum Erzeugen der Bilder auf die Projektionsfläche (202) abbildet; und einer Steuereinheit (222), die ausgebildet ist, die Temperatur der Flüssigkristalleinheit (208) zu ermitteln und die Frequenzen und die Potentialdifferenzen zwischen den an den Elektroden (400, 402a, 402b, 402c) anliegenden Wechselspannungen in Abhängigkeit der Temperatur der Flüssigkristalleinheit (208) zu steuern; wobei die Lichtquelle (204) derart ausgebildet ist, dass die Lichtstromdichte auf einer der Lichtquelle (204) zugewandten Fläche (226) der Flüssigkristalleinheit (208) einen Wert zwischen 7 lm/mm2 und 80 Im/mm2, insbesondere zwischen 36 lm/mm2 und 48 Im/mm2, hat. Device (200, 300) for generating images on a projection surface (202), with at least one light source (204) for generating illuminating light; a liquid crystal unit (208) with at least two segments (214a, 214b, 214c), each comprising two electrodes (400, 402a, 402b, 402c) and a liquid crystal (316) arranged between the two electrodes, which can each be transilluminated by the illumination light and whose respective transparency can be controlled by means of alternating voltages applied to the electrodes (400, 402a, 402b, 402c); imaging optics (210), which images the illumination light, which shines through the segments (214a, 214b, 214c), to generate the images onto the projection surface (202); and a control unit (222) which is designed to determine the temperature of the liquid crystal unit (208) and the frequencies and the potential differences between the AC voltages present at the electrodes (400, 402a, 402b, 402c) as a function of the temperature of the liquid crystal unit (208 ) to control; wherein the light source (204) is designed in such a way that the luminous flux density on a surface (226) of the liquid crystal unit (208) facing the light source (204) has a value between 7 lm/mm 2 and 80 lm/mm 2 , in particular between 36 lm/mm 2 mm 2 and 48 µm/mm 2 . Vorrichtung (200, 300) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (222) ausgebildet ist, die Lichtquelle (204) derart zu steuern, dass die Lichtstromdichte auf einer der Lichtquelle (204) zugewandten Fläche (226) der Flüssigkristalleinheit (208) erhöht wird, wenn die Temperatur der Flüssigkristalleinheit (208) unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt.device (200, 300). claim 1 , wherein the control unit (222) is designed to control the light source (204) in such a way that the luminous flux density on a surface (226) of the liquid crystal unit (208) facing the light source (204) is increased when the temperature of the liquid crystal unit (208) is below a predetermined value. Vorrichtung (200, 300) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit (222) ausgebildet ist, die Frequenz der an den Elektroden (400, 402a, 402b, 402c) anliegenden Wechselspannung auf einen ersten Frequenzwert zu setzen, wenn die Temperatur der Flüssigkristalleinheit (208) einen Wert unterhalb eines vorbestimmten Temperaturwertes hat, und auf einen zweiten Frequenzwert zu setzen, wenn die Temperatur der Flüssigkristalleinheit (208) einen Wert hat, der größer als der vorbestimmten Temperaturwert ist.device (200, 300). claim 1 or 2 , wherein the control unit (222) is designed to set the frequency of the AC voltage present at the electrodes (400, 402a, 402b, 402c) to a first frequency value when the temperature of the liquid crystal unit (208) has a value below a predetermined temperature value, and set to a second frequency value when the temperature of the liquid crystal unit (208) is at a value greater than the predetermined temperature value. Vorrichtung (200, 300) nach Anspruch 3, wobei die Steuereinheit (222) ausgebildet ist, die Frequenz der an den Elektroden (400, 402a, 402b, 402c) anliegenden Wechselspannung auf den zweiten Frequenzwert zu setzen, wenn die Temperatur der Flüssigkristalleinheit (208) einen Wert zwischen dem ersten vorbestimmten Temperaturwert und einem zweiten vorbestimmten Temperaturwert hat, und auf einen dritten Frequenzwert zu setzen, wenn die Temperatur der Flüssigkristalleinheit (208) einen Wert hat, der größer als der zweite vorbestimmten Temperaturwert ist.device (200, 300). claim 3 , wherein the control unit (222) is designed to set the frequency of the AC voltage present at the electrodes (400, 402a, 402b, 402c) to the second frequency value when the temperature of the liquid crystal unit (208) has a value between the first predetermined temperature value and has a second predetermined temperature value and set to a third frequency value when the temperature of the liquid crystal unit (208) has a value greater than the second predetermined temperature value. Vorrichtung (200, 300) nach Anspruch 3 oder 4, wobei der erste vorbestimmte Temperaturwert in dem Bereich zwischen -5°C und 30°C liegt.device (200, 300). claim 3 or 4 , wherein the first predetermined temperature value is in the range between -5°C and 30°C. Vorrichtung (200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (222) die Frequenz der an den Elektroden (400, 402a, 402b, 402c) anliegenden Wechselspannung derart steuert, dass die Frequenz einen Wert zwischen 1 Hz und 40 Hz hat, wenn die Temperatur der Flüssigkristalleinheit (208) zwischen -40 C und 0°C beträgt.Device (200, 300) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (222) controls the frequency of the AC voltage applied to the electrodes (400, 402a, 402b, 402c) such that the frequency has a value between 1 Hz and 40 Hz , when the temperature of the liquid crystal unit (208) is between -40 C and 0°C. Vorrichtung (200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (222) die Frequenz der an den Elektroden (400, 402a, 402b, 402c) anliegenden Wechselspannung derart steuert, dass die Frequenz einen Wert zwischen 40 Hz und 100 Hz hat, wenn die Temperatur der Flüssigkristalleinheit (208) zwischen 10°C und 40°C beträgt.Device (200, 300) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (222) controls the frequency of the AC voltage applied to the electrodes (400, 402a, 402b, 402c) such that the frequency has a value between 40 Hz and 100 Hz , when the temperature of the liquid crystal unit (208) is between 10°C and 40°C. Vorrichtung (200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (222) die Frequenz der an den Elektroden (400, 402a, 402b, 402c) anliegenden Wechselspannung derart steuert, das die Frequenz einen Wert zwischen 100 Hz und 100 kHz hat, wenn die Temperatur der Flüssigkristalleinheit (208) zwischen 40°C und 200°C beträgt, insbesondere zwischen 60°C und 130°C.Device (200, 300) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (222) controls the frequency of the AC voltage applied to the electrodes (400, 402a, 402b, 402c) in such a way that the frequency has a value between 100 Hz and 100 kHz , when the temperature of the liquid crystal unit (208) is between 40°C and 200°C, in particular between 60°C and 130°C. Vorrichtung (200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (222) ausgebildet ist, die Höhe und Dauer der Potentialdifferenz zwischen einer ersten Spannung, die an einer ersten Elektrode (400) der Flüssigkristalleinheit (208) anliegt und allen Segmenten (214a, 214b, 214c) zugeordnet ist, und mindestens einer zweiten Spannung, die an einer zweiten Elektrode (402a, 402b, 402c) der Flüssigkristalleinheit (208) anliegt und die mindestens einem Segment (214a, 214b, 214c) zugeordnet ist, in Abhängigkeit der Temperatur der Flüssigkristalleinheit (208) zu steuern.Device (200, 300) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (222) is designed to measure the level and duration of the potential difference between a first voltage which is present at a first electrode (400) of the liquid crystal unit (208) and all segments ( 214a, 214b, 214c) and at least one second voltage applied to a second electrode (402a, 402b, 402c) of the liquid crystal unit (208) and which is assigned to at least one segment (214a, 214b, 214c) depending on the temperature of the liquid crystal unit (208). Vorrichtung (200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend einen Temperatursensor zum Messen der Temperatur der Flüssigkristalleinheit (208) oder der Umgebung der Flüssigkristalleinheit (208).A device (200, 300) according to any one of the preceding claims comprising a temperature sensor for measuring the temperature of the liquid crystal unit (208) or the environment of the liquid crystal unit (208). Vorrichtung (200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Flüssigkristalleinheit (208) eine Passiv-LCD-Einheit ist.A device (200, 300) according to any one of the preceding claims, wherein the liquid crystal unit (208) is a passive LCD unit. Vorrichtung (200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (200, 300) mit einem Bussystem eines Kraftfahrzeugs, insbesondere mit einem LIN-Bus oder einem CAN-Bus, verbindbar ist.Device (200, 300) according to one of the preceding claims, wherein the device (200, 300) can be connected to a bus system of a motor vehicle, in particular to a LIN bus or a CAN bus. Baugruppe für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit einer Vorrichtung (200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Subassembly for a vehicle, in particular a motor vehicle, with a device (200, 300) according to one of the preceding claims.
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