DE102021203529A1 - display device - Google Patents
display device Download PDFInfo
- Publication number
- DE102021203529A1 DE102021203529A1 DE102021203529.9A DE102021203529A DE102021203529A1 DE 102021203529 A1 DE102021203529 A1 DE 102021203529A1 DE 102021203529 A DE102021203529 A DE 102021203529A DE 102021203529 A1 DE102021203529 A1 DE 102021203529A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- display
- display device
- heat
- buffering
- transparent heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 17
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 claims description 4
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 2
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005331 crown glasses (windows) Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004438 eyesight Effects 0.000 description 1
- 239000005308 flint glass Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 1
- 239000012788 optical film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
- G09F19/00—Advertising or display means not otherwise provided for
- G09F19/12—Advertising or display means not otherwise provided for using special optical effects
- G09F19/18—Advertising or display means not otherwise provided for using special optical effects involving the use of optical projection means, e.g. projection of images on clouds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
- B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
- B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
- B60K35/23—Head-up displays [HUD]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
- B60K35/40—Instruments specially adapted for improving the visibility thereof to the user, e.g. fogging prevention or anti-reflection arrangements
- B60K35/425—Anti-reflection arrangements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0149—Head-up displays characterised by mechanical features
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
- G09F21/00—Mobile visual advertising
- G09F21/04—Mobile visual advertising by land vehicles
- G09F21/049—Mobile visual advertising by land vehicles giving information to passengers inside the vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
- B60K2360/20—Optical features of instruments
- B60K2360/23—Optical features of instruments using reflectors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
- B60K2360/20—Optical features of instruments
- B60K2360/25—Optical features of instruments using filters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
- B60K2360/20—Optical features of instruments
- B60K2360/33—Illumination features
- B60K2360/334—Projection means
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0118—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0149—Head-up displays characterised by mechanical features
- G02B2027/0154—Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements
- G02B2027/0159—Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements with mechanical means other than scaning means for positioning the whole image
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transportation (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Marketing (AREA)
- Accounting & Taxation (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Instrument Panels (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung (1) mit einer bildgebenden Einheit (10) mit einem Anzeigeelement (11) zum Anzeigen eines Bildes und einer Optikeinheit (14) zum Projizieren des Bildes auf eine Projektionsfläche. Die bildgebende Einheit (10) und die Optikeinheit (14) sind durch ein Gehäuse (15) gegen die Umgebung abgegrenzt. Auf dem Anzeigeelement (11) ist ein transparentes wärmepufferndes Element (12) angeordnet.The present invention relates to a display device (1) with an imaging unit (10) with a display element (11) for displaying an image and an optical unit (14) for projecting the image onto a projection surface. The imaging unit (10) and the optics unit (14) are separated from the environment by a housing (15). A transparent heat-buffering element (12) is arranged on the display element (11).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit einer bildgebenden Einheit mit einem Anzeigeelement zum Anzeigen eines Bildes und einer Optikeinheit zum Projizieren des Bildes auf eine Projektionsfläche.The present invention relates to a display device with an imaging unit with a display element for displaying an image and an optical unit for projecting the image onto a projection surface.
Derartige Anzeigevorrichtungen können beispielsweise für ein Head-Up-Display für ein Fortbewegungsmittel verwendet werden. Unter einem Head-Up-Display, auch als HUD bezeichnet, wird ein Anzeigesystem verstanden, bei dem der Betrachter seine Blickrichtung beibehalten kann, da die darzustellenden Inhalte in sein Sichtfeld eingeblendet werden. Während derartige Systeme aufgrund ihrer Komplexität und Kosten ursprünglich vorwiegend im Bereich der Luftfahrt Verwendung fanden, werden sie inzwischen auch im Automobilbereich in Großserie verbaut.Such display devices can be used, for example, for a head-up display for a means of transportation. A head-up display, also referred to as a HUD, is understood to mean a display system in which the viewer can maintain his line of sight, since the content to be displayed is displayed in his field of vision. While such systems were originally used mainly in the aviation sector due to their complexity and costs, they are now also being installed in large series in the automotive sector.
Head-Up-Displays umfassen im Allgemeinen eine bildgebende Einheit oder PGU (Picture Generating Unit), eine Optikeinheit und eine Spiegeleinheit. Die bildgebende Einheit erzeugt das Bild und nutzt dazu zumindest ein Anzeigeelement. Die Optikeinheit leitet das Bild auf die Spiegeleinheit. Die Spiegeleinheit ist eine teilweise spiegelnde, lichtdurchlässige Scheibe. Der Betrachter sieht also die von der bildgebenden Einheit dargestellten Inhalte als virtuelles Bild und gleichzeitig die reale Welt hinter der Scheibe. Als Spiegeleinheit dient im Automobilbereich oftmals die Windschutzscheibe, deren gekrümmte Form bei der Darstellung berücksichtigt werden muss. Durch das Zusammenwirken von Optikeinheit und Spiegeleinheit ist das virtuelle Bild eine vergrößerte Darstellung des von der bildgebenden Einheit erzeugten Bildes. Die bildgebende Einheit und die Optikeinheit werden in der Regel durch ein Gehäuse mit einer transparenten Abdeckung gegen die Umgebung abgegrenzt.Head-up displays generally include an imaging unit or PGU (Picture Generating Unit), an optics unit, and a mirror unit. The imaging unit generates the image and uses at least one display element for this purpose. The optics unit directs the image to the mirror unit. The mirror unit is a partially reflective, translucent disc. The viewer thus sees the content displayed by the imaging unit as a virtual image and at the same time the real world behind the pane. In the automotive sector, the windshield is often used as a mirror unit, and its curved shape must be taken into account in the display. Due to the interaction of the optics unit and the mirror unit, the virtual image is an enlarged representation of the image generated by the imaging unit. The imaging unit and the optics unit are generally separated from the environment by a housing with a transparent cover.
Für Head-Up-Displays wird derzeit üblicherweise eine Flüssigkristallanzeige (LCD: Liquid Crystal Display) mit einer Hinterleuchtung für die bildgebende Einheit genutzt. Flüssigkristallanzeigen weisen aber nur eine geringe thermische Belastbarkeit auf, sodass extern eingebrachte oder intrinsische Wärme abgeführt oder begrenzt werden muss. Eine Wärmeabfuhr oder Kühlung der bildgebenden Einheit kann beispielsweise durch die Verwendung eines Lüfters erreicht werden.A liquid crystal display (LCD: Liquid Crystal Display) with backlighting for the imaging unit is currently usually used for head-up displays. However, liquid crystal displays only have a low thermal load capacity, so that externally introduced or intrinsic heat has to be dissipated or limited. Heat dissipation or cooling of the imaging unit can be achieved, for example, by using a fan.
Vor diesem Hintergrund beschreibt
Die Verwendung eines Lüfters erfordert für eine effiziente Kühlung die Zufuhr von kühler Luft aus der Umgebung. In einem abgeschlossenen Gehäuse, wie es bei Head-Up-Displays genutzt wird, ist die Kühlung durch einen Lüfter nicht besonders effizient. Zudem besteht das Risiko, dass durch den Lüfter Staub in den optischen Pfad befördert wird. Außerdem kann der vom Lüfter produzierte Lärm störend sein.The use of a fan requires the supply of cool air from the environment for efficient cooling. In a closed housing, as used in head-up displays, cooling with a fan is not particularly efficient. There is also a risk that the fan will carry dust into the optical path. In addition, the noise produced by the fan can be annoying.
Bei Head-Up-Displays nach dem Stand der Technik besteht eine Gefahr darin, dass Sonnenlicht durch die transparente Abdeckung in das Gehäuse gelangt und durch die optischen Komponenten der Optikeinheit, z.B. gekrümmte Spiegel, auf das Anzeigeelement fokussiert wird. Der kritische Eintrag von Sonnenlicht tritt in der Regel nur sporadisch und kurzeitig, d.h. für wenige Minuten auf. Abhängig von der Krümmung der Spiegel, d.h. auch von der Vergrößerung und der Länge des optischen Weges, kann dies dazu führen, dass durch stark gebündeltes Sonnenlicht thermische Hot Spots entstehen, die das Anzeigeelement lokal beschädigen können, wenn aufgrund der Aufwärmung eine kritische Temperatur von ca. 120°C überschritten wird. Der Einsatz von Anzeigeelementen in Head-Up-Displays wird daher durch die Sonneneinstrahlung und die mögliche thermische Belastung eingeschränkt.A risk with prior art head-up displays is that sunlight can enter the housing through the transparent cover and be focused onto the display element by the optical components of the optics unit, e.g., curved mirrors. The critical entry of sunlight usually occurs only sporadically and for a short time, i.e. for a few minutes. Depending on the curvature of the mirror, i.e. also on the magnification and the length of the optical path, this can lead to thermal hotspots arising from highly concentrated sunlight, which can damage the display element locally if a critical temperature of approx 120°C is exceeded. The use of display elements in head-up displays is therefore restricted by solar radiation and possible thermal stress.
Ähnliche thermische Belastungen können auch bei Anzeigevorrichtungen auftreten, die in Projektoren in Büros oder im Privatbereich eingesetzt werden.Similar thermal stresses can also occur in display devices that are used in projectors in offices or in the home.
Zum Schutz vor einer thermischen Belastung durch Sonnenlicht kann im Anzeigeelement ein wärmeleitendes Substrat verbaut werden, das die eingebrachte Wärme zu einer Wärmesenke ableitet. Allerdings erfordert dieser Ansatz die Verwendung von speziellen, auf die Verwendung in Head-Up Displays zugeschnittenen Anzeigeelementen, was mit erhöhten Herstellungskosten verbunden ist.To protect against thermal stress from sunlight, a thermally conductive substrate can be installed in the display element, which dissipates the heat introduced to a heat sink. However, this approach requires the use of special display elements tailored for use in head-up displays, which is associated with increased manufacturing costs.
Beispielsweise beschreibt
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigevorrichtung bereitzustellen, die auf kostengünstige Weise Schutz vor einer thermischen Belastung durch einfallendes Sonnenlicht bietet.It is an object of the present invention to provide a display device which provides protection against thermal stress from incident sunlight in a cost-effective manner.
Diese Aufgabe wird durch eine Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a display device having the features of
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist eine Anzeigevorrichtung auf:
- - eine bildgebende Einheit mit einem Anzeigeelement zum Anzeigen eines Bildes;
- - ein auf dem Anzeigeelement angeordnetes transparentes wärmepufferndes Element;
- - eine Optikeinheit zum Projizieren des Bildes auf eine Projektionsfläche; und
- - ein Gehäuse für die bildgebende Einheit und die Optikeinheit.
- - an imaging unit with a display element for displaying an image;
- - a transparent heat-buffering element arranged on the display element;
- - An optical unit for projecting the image onto a projection surface; and
- - a housing for the imaging unit and the optics unit.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird ein transparentes wärmepufferndes Element unmittelbar auf dem Anzeigeelement angeordnet, um den aus einem Energieeintrag resultierenden Temperaturanstieg zu verringern. Mit anderen Worten, ein gewöhnliches Display wird mit einem zusätzlichen Element zum Schutz vor einem übermäßigen Wärmeeintrag versehen, das die Wärme im Material verteilt. Dadurch werden die Wärmebelastung des Anzeigeelements und die daraus resultierenden mechanischen Spannungen reduziert, sodass die Funktion der bildgebenden Einheit über einen größeren Temperaturbereich und auch bei gesteigerter Sonneneinstrahlung gewährleistet ist. Für die Schutzwirkung wird kein hochwärmeleitfähiges Material benötigt, beispielsweise funktioniert auch einfaches Glas. Hierbei wird die lokale Temperaturdifferenz ΔT zur Umgebung um den Faktor 1/C gemäß ΔT=ΔQ/C reduziert, wobei C die spezifische Wärmekapazität des zusätzlichen Elements und ΔQ die zugeführte Wärme darstellt.In the solution according to the invention, a transparent heat-buffering element is arranged directly on the display element in order to reduce the temperature rise resulting from an energy input. In other words, an ordinary display is provided with an additional element to protect against excessive heat input, which distributes the heat in the material. This reduces the thermal load on the display element and the resulting mechanical stresses, so that the function of the imaging unit is guaranteed over a larger temperature range and even with increased solar radiation. No highly thermally conductive material is required for the protective effect, for example simple glass also works. Here, the local temperature difference ΔT to the environment is reduced by a factor of 1/C according to ΔT=ΔQ/C, where C is the specific heat capacity of the additional element and ΔQ is the heat supplied.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das transparente wärmepuffernde Element thermisch mit dem Anzeigeelement gekoppelt. Durch eine solche thermische Kopplung kann die Ableitung der vom Display generierten Wärme in das transparente wärmepuffernde Element verbessert werden.According to one aspect of the invention, the transparent thermal buffering element is thermally coupled to the display element. Such a thermal coupling can improve the dissipation of the heat generated by the display into the transparent heat-buffering element.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das Anzeigeelement eine Flüssigkristallanzeige. Flüssigkristallanzeigen sind insbesondere aufgrund der verhältnismäßig geringen Kosten die gängige Technologie, die in derzeit üblichen Head-Up-Displays für Kraftfahrzeuge zum Einsatz kommt, sodass die erfindungsgemäße Lösung breit angewendet werden kann.According to one aspect of the invention, the display element is a liquid crystal display. Liquid-crystal displays are the common technology, in particular due to the relatively low costs, which is used in currently customary head-up displays for motor vehicles, so that the solution according to the invention can be widely used.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Anzeigeelement eine Hinterleuchtung auf. Hinterleuchtungen bzw. Hintergrundbeleuchtungen werden insbesondere bei Flüssigkristallanzeigen genutzt, um den Eindruck eines selbstleuchtenden Bildes zu erzeugen. Hinterleuchtungen produzieren ihrerseits Wärme, die abgeführt werden muss. Dies wird durch das transparente wärmepuffernde Element unterstützt.According to one aspect of the invention, the display element has backlighting. Backlighting or backlighting is used in particular in liquid crystal displays in order to create the impression of a self-illuminating image. Backlighting, for its part, produces heat that has to be dissipated. This is supported by the transparent heat-buffering element.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das transparente wärmepuffernde Element als Deckglas für das Anzeigeelement ausgestaltet. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung des transparenten wärmepuffernden Elements sowie eine einfache Montage auf dem Anzeigeelement. Zugleich steht verhältnismäßig viel Material für die Wärmepufferung zur Verfügung.According to one aspect of the invention, the transparent heat-buffering element is designed as a cover glass for the display element. This enables easy manufacture of the transparent heat-buffering element and easy mounting on the display element. At the same time, a relatively large amount of material is available for thermal buffering.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist eine spezifische Wärmekapazität des transparenten wärmepuffernden Elements einen Wert von mindestens 0,5 kJ/(kg K) auf. Auf diese Weise wird erreicht, dass eine relativ große Wärmemenge lokal gepuffert werden kann. Geeignete Materialien für die Realisierung des transparenten wärmepuffernden Elements sind z.B. Kronglas, Flintglas oder Quarzglas.According to one aspect of the invention, a specific heat capacity of the transparent heat-buffering element has a value of at least 0.5 kJ/(kg K). In this way it is achieved that a relatively large amount of heat can be buffered locally. Suitable materials for the realization of the transparent heat-buffering element are, for example, crown glass, flint glass or quartz glass.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das transparente wärmepuffernde Element luftgekühlt. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird keine Wärmeabfuhr durch einen Kühlkörper benötigt, eine einfache Luftkühlung ist ausreichend. Natürlich kann das transparente wärmepuffernde Element zusätzlich an eine Wärmesenke angebunden werden.According to one aspect of the invention, the transparent thermal buffering element is air-cooled. With the solution according to the invention, no heat dissipation by a heat sink is required; simple air cooling is sufficient. Of course, the transparent heat-buffering element can also be connected to a heat sink.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das transparente wärmepuffernde Element entspiegelt und/oder optisch vergütet. Anders als vom Fachmann erwartet, ist hier keine besonders spiegelnde Oberfläche vorgesehen, die Wärmestrahlung reflektieren würde. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben aber herausgefunden, daß bei Verwendung eines erfindungsgemäßen transparenten wärmepuffernden Elements eine Verspiegelung und/oder eine optische Vergütung daran angebracht werden kann, ohne daß dies mit einer unzulässigen Temperaturerhöhung des Anzeigeelements einhergeht. Eine Verspiegelung bzw. optische Vergütung ist an dem transparenten wärmepuffernden Element einfacher anbringbar als am Anzeigeelement selbst, und vereinfacht bzw. verbilligt somit dessen Herstellung.According to one aspect of the invention, the transparent thermal buffering element is anti-reflective and/or optically coated. Contrary to what one skilled in the art would expect, no particularly reflective surface is provided here that would reflect thermal radiation. However, the inventors of the present invention have found that when using a transparent heat-buffering element according to the invention, a mirror coating and/or an optical coating can be applied to it without this being accompanied by an unacceptable increase in temperature of the display element goes. A mirror coating or optical coating is easier to attach to the transparent, heat-buffering element than to the display element itself, and thus simplifies and makes its production cheaper.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das transparente wärmepuffernde Element eine mikrostrukturierte Oberfläche auf. Diese ist vorzugsweise auf der dem Anzeigeelement abgewandten Seite des transparenten wärmepuffernden Elements angeordnet. Die mikrostrukturierte Oberfläche hat den Vorteil, die Fläche der Oberfläche des transparenten wärmepuffernden Elements zu vergrößern, was die Wärmeabgabe an die Umgebung erhöht.According to one aspect of the invention, the transparent thermal buffering element has a microstructured surface. This is preferably arranged on the side of the transparent heat-buffering element facing away from the display element. The microstructured surface has the advantage of increasing the surface area of the transparent heat-buffering element, which increases heat dissipation to the environment.
Vorzugsweise wird eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung in einem Head-Up-Display für ein Fortbewegungsmittel verwendet, z.B. einem Head-Up-Display für ein Kraftfahrzeug. Ebenso kann eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung in einem Projektor genutzt werden.A display device according to the invention is preferably used in a head-up display for a means of transportation, e.g. a head-up display for a motor vehicle. A display device according to the invention can also be used in a projector.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.Further features of the present invention will become apparent from the following description and the appended claims in conjunction with the figures.
Figurenlistecharacter list
-
1 zeigt schematisch ein Head-Up-Display gemäß dem Stand der Technik für ein Kraftfahrzeug;1 shows schematically a head-up display according to the prior art for a motor vehicle; -
2 zeigt schematisch ein Head-Up-Display mit einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung;2 shows schematically a head-up display with a display device according to the invention; -
3 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer bildgebenden Einheit einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung;3 shows an enlarged view of an imaging unit of a display device according to the invention; -
4 zeigt schematisch ein Fortbewegungsmittel mit einem Head-Up-Display, das eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung nutzt.4 shows schematically a means of locomotion with a head-up display that uses a display device according to the invention. -
5 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer bildgebenden Einheit einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung;5 shows an enlarged view of an imaging unit of a display device according to the invention; -
6 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung; und6 shows an arrangement according to the invention; and -
7 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Anordnung.7 shows a further arrangement according to the invention.
Figurenbeschreibungcharacter description
Zum besseren Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren detaillierter erläutert. Gleiche Bezugszeichen werden in den Figuren für gleiche oder gleichwirkende Elemente verwendet und nicht notwendigerweise zu jeder Figur erneut beschrieben. Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt und dass die beschriebenen Merkmale auch kombiniert oder modifiziert werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den angehängten Ansprüchen definiert ist.For a better understanding of the principles of the present invention, embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the figures. The same reference symbols are used in the figures for the same or equivalent elements and are not necessarily described again for each figure. It goes without saying that the invention is not limited to the illustrated embodiments and that the features described can also be combined or modified without going beyond the protective scope of the invention as defined in the appended claims.
Der Betrachter 3 sieht ein virtuelles Bild VB, welches sich außerhalb des Kraftfahrzeugs oberhalb der Motorhaube oder sogar vor dem Kraftfahrzeug befindet. Durch das Zusammenwirken von Optikeinheit 14 und Spiegeleinheit 2 ist das virtuelle Bild VB eine vergrößerte Darstellung des vom Anzeigeelement 11 angezeigten Bildes. Hier sind symbolisch eine Geschwindigkeitsbegrenzung, die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit sowie Navigationsanweisungen dargestellt. So lange sich das Auge des Betrachters 3 innerhalb einer durch ein Rechteck angedeuteten Eyebox 4 befindet, sind alle Elemente des virtuellen Bildes VB für den Betrachter 3 sichtbar. Befindet sich das Auge des Betrachters 3 außerhalb der Eyebox 4, so ist das virtuelle Bild VB für den Betrachter 3 nur noch teilweise oder gar nicht sichtbar. Je größer die Eyebox 4 ist, desto weniger eingeschränkt ist der Betrachter bei der Wahl seiner Sitzposition.The
Die Krümmung des gekrümmten Spiegels 22 ist an die Krümmung der Windschutzscheibe 20 angepasst und sorgt dafür, dass die Bildverzeichnung über die gesamte Eyebox 4 stabil ist. Der gekrümmte Spiegel 22 ist mittels einer Lagerung 221 drehbar gelagert. Die dadurch ermöglichte Drehung des gekrümmten Spiegels 22 ermöglicht ein Verschieben der Eyebox 4 und somit eine Anpassung der Position der Eyebox 4 an die Position des Betrachters 3. Der Faltspiegel 21 dient dazu, dass der vom Strahlenbündel SB1 zurückgelegte Weg zwischen Anzeigeelement 11 und gekrümmtem Spiegel 22 lang ist, und gleichzeitig die Optikeinheit 14 dennoch kompakt ausfällt. Die bildgebende Einheit 10 und die Optikeinheit 14 werden durch ein Gehäuse 15 mit einer transparenten Abdeckung 23 gegen die Umgebung abgegrenzt. Die optischen Elemente der Optikeinheit 14 sind somit beispielsweise gegen im Innenraum des Fahrzeugs befindlichen Staub geschützt. Auf der Abdeckung 23 befindet sich weiterhin eine optische Folie bzw. ein Polarisator 24. Das Anzeigeelement 11 ist typischerweise polarisiert und die Spiegeleinheit 2 wirkt wie ein Analysator. Zweck des Polarisators 24 ist es daher, die Polarisation zu beeinflussen, um eine gleichmäßige Sichtbarkeit des Nutzlichts zu erzielen. Ein Blendschutz 25 dient dazu, das über die Grenzfläche der Abdeckung 23 reflektierte Licht sicher zu absorbieren, sodass keine Blendung des Betrachters hervorgerufen wird. Außer dem Sonnenlicht SL kann auch das Licht einer anderen Störlichtquelle 5 auf das Anzeigeelement 11 gelangen. In Kombination mit einem Polarisationsfilter kann der Polarisator 24 zusätzlich auch genutzt werden, um einfallendes Sonnenlicht SL zu reduzieren.The curvature of the
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine mechanische Stabilisierung: Die bildgebende Einheit 11 kann spannungsfrei aufgehängt werden. Thermische Ausdehnungsgradienten zwischen bildgebender Einheit 11 und einem Gehäuse der Anzeigeeinrichtung 1 oder einem Kühlkörper werden vermieden.The present invention enables mechanical stabilization: the
In einer aus der
Entspiegelung: Glas kann einfach entspiegelt beziehungsweise optisch vergütetet werden, dadurch wird keine besonderen Anforderungen an Entspiegelung der Displayoberseite, der Oberseite des Anzeigeelements 11, benötigt Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist eine Mikrostrukturierung der Oberfläche des transparenten wärmepuffernden Elements 12 vorgesehen, wodurch auch dessen Oberfläche vergrößert wird. Dies hat zusätzlich eine Verstärkung der Kühlwirkung zur Folge. Die Mikrostrukturierung dient beispielsweise zur Entspiegelung und/oder zur optischen Vergütung. Dies ist zur
Wie zu
Kühlung: Das Glas, aus dem das transparente wärmepuffernde Element 12 vorzugsweise besteht, agiert als Wärmespeicher mit hoher thermischer Masse. Eine externe thermische Anbindung, z.B. an Gehäuse oder Kühlkörper ist nicht nötig. Die Kühlwirkung des erfindungsgemäßen transparenten wärmepuffernden Elements 12 liegt in einer Kombination aus „Filterwirkung“ der kritischen fokussierten Sonnenstrahlen SL, ohne die Transmission der Hintergrundbeleuchtung negativ zu beeinflussen, wie oben angegeben, und der Abfuhr der Wärmeenergie vom Anzeigeelement 11.Cooling: The glass from which the transparent
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- US 2019/0182994 A1 [0005]US 2019/0182994 A1 [0005]
- DE 102014221538 A1 [0010]DE 102014221538 A1 [0010]
- JP 2005313733 A [0011]JP2005313733A [0011]
- JP 2017083699 A [0037]JP 2017083699 A [0037]
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021203529.9A DE102021203529A1 (en) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021203529.9A DE102021203529A1 (en) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021203529A1 true DE102021203529A1 (en) | 2023-04-20 |
Family
ID=85773447
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021203529.9A Pending DE102021203529A1 (en) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102021203529A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005313733A (en) | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Nippon Seiki Co Ltd | Display device for vehicle |
DE102014221538A1 (en) | 2014-10-23 | 2016-04-28 | Continental Automotive Gmbh | Head-Up Display |
JP2017083699A (en) | 2015-10-29 | 2017-05-18 | 日本精機株式会社 | Display device |
US20190182994A1 (en) | 2017-12-13 | 2019-06-13 | Panasonic Automotive Systems Company Of America, Division Of Panasonic Corporation Of North America | Head up display cooling |
-
2021
- 2021-10-15 DE DE102021203529.9A patent/DE102021203529A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005313733A (en) | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Nippon Seiki Co Ltd | Display device for vehicle |
DE102014221538A1 (en) | 2014-10-23 | 2016-04-28 | Continental Automotive Gmbh | Head-Up Display |
JP2017083699A (en) | 2015-10-29 | 2017-05-18 | 日本精機株式会社 | Display device |
US20190182994A1 (en) | 2017-12-13 | 2019-06-13 | Panasonic Automotive Systems Company Of America, Division Of Panasonic Corporation Of North America | Head up display cooling |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3916440B1 (en) | Head-up display for a motor vehicle | |
DE69009569T2 (en) | Direction of view display for motor vehicles. | |
DE102018103476B4 (en) | WINDSCREEN DISPLAY SYSTEM AND DEVICE WITH A WINDSCREEN DISPLAY SYSTEM | |
DE102011075884A1 (en) | HUD with holographic optical elements | |
DE102015222507A1 (en) | Head-up display device and backlight device | |
WO2015150229A1 (en) | Display module for a device displaying a field of vision, and method for operating same | |
DE102020106160A1 (en) | Arrangement for the suppression of reflections in a windshield display system and windshield display system | |
DE102019201251A1 (en) | HEAD-UP DISPLAY DEVICE AND DISPLAY DEVICE | |
DE102016225994A1 (en) | Projection device for a motor vehicle and method for displaying a virtual image for a driver of a motor vehicle | |
DE4102678A1 (en) | Head-up display for aircraft | |
DE102021203529A1 (en) | display device | |
WO2022188906A1 (en) | Display device | |
DE102018131804B4 (en) | Head-Up Display | |
DE112021004145T5 (en) | Head-up display unit designed for high working temperature and high backlight intensity | |
DE102020215887B4 (en) | Head-up display imaging unit with folding mirror | |
DE69519766T2 (en) | METHOD FOR ATHERMALIZING A THERMAL IMAGING CAMERA WITH SCANING AND OPTICAL DEVICE FOR CARRYING OUT THIS METHOD | |
JPH02308120A (en) | Display device | |
DE102021207976B3 (en) | Cover arrangement and head-up display for a means of transport with such a cover arrangement | |
DE102021207973B3 (en) | Cover arrangement and head-up display for a means of transport with such a cover arrangement | |
DE102019131732A1 (en) | Projection unit for a field of view display device for use in a vehicle | |
EP3807703A1 (en) | Device for generating a virtual image | |
DE102019201055A1 (en) | Imaging unit for a device for displaying an image | |
DE102022206421A1 (en) | Autostereoscopic display device | |
DE102021214549B3 (en) | Head-up display imaging unit with folding mirror | |
DE102017118365B4 (en) | Head-up display with several optional filters for one vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE TECHNOLOGIES GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE TECHNOLOGIES GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE TECHNOLOGIES GMBH, 30165 HANNOVER, DE |