DE102021203529A1 - display device - Google Patents

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Eugen Vetsch
Matthias Hercht
Ulrich Kolloch
Jürgen Wolf
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Continental Automotive Technologies GmbH
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Continental Automotive Technologies GmbH
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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 US 2019/0182994 A1 ein Head-Up-Display für ein Fahrzeug. Das Head-Up-Display umfasst ein Anzeigemodul zum Ausstrahlen von Licht mit einer Bilderzeugungseinheit, einen Kühlkörper, der an dem Anzeigemodul angebracht ist, um Wärme vom Anzeigemodul durch Wärmeleitung abzuziehen und durch Konvektion abzuleiten, und einen Klimatisierungskanal mit einem Auslass, durch den ein Luftstrom vom Klimatisierungskanal zum Kühlkörper geleitet wird.Against this background describes U.S. 2019/0182994 A1 a head-up display for a vehicle. The head-up display includes a display module for emitting light with an imaging unit, a heat sink attached to the display module to remove heat from the display module by conduction and dissipate it by convection, and an air conditioning duct having an outlet through which airflow from the air conditioning duct to the heat sink.

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 DE 10 2014 221 538 A1 ein Head-Up Display mit einer Bilderzeugungseinrichtung. Die Bilderzeugungseinrichtung weist ein LCD mit zwei transparenten Substraten auf, zwischen denen ein Flüssigkristall angeordnet ist. Das Substrat auf der dem Strahlengang zugewandten Seite des LCDs ist aus einem transparenten keramischen Material hergestellt. Das Substrat ist thermisch an eine Wärmesenke gekoppelt, um Wärme, die durch Sonnenlicht eingetragen wird, abzuführen.For example describes DE 10 2014 221 538 A1 a head-up display with an image generating device. The imaging device has an LCD with two transparent substrates between which a liquid crystal is arranged. The substrate on the side of the LCD that faces the beam path is made of a transparent ceramic material. The substrate is thermally coupled to a heat sink to remove heat input from sunlight.

JP 2005-313733 A beschreibt ein Head-Up-Display für ein Fahrzeug. Das Head-Up-Display weist eine Bilderzeugungseinrichtung mit einem LCD auf. Zur Wärmeableitung ist eine Wärmeableitungsplatte aus Kristall auf einer Emissionsseite des LCDs angeordnet, die Licht durchlässt und auf der eine polarisierende Schicht des LCDs aufgebracht ist. Die Wärmeableitungsplatte ist an eine Wärmesenke angebunden. JP 2005-313733 A describes a head-up display for a vehicle. The head-up display has an image generating device with an LCD. For heat dissipation, a crystal heat dissipation plate is disposed on an emission side of the LCD, which transmits light, and on which a polarizing layer of the LCD is coated. The heat dissipation plate is attached to a heat sink.

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 claim 1. Preferred developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

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.
According to one aspect of the invention, a display device comprises:
  • - 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; und 6 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.

1 zeigt eine Prinzipskizze eines Head-Up-Displays gemäß dem Stand der Technik für ein Kraftfahrzeug. Das Head-Up-Display weist eine Anzeigevorrichtung 1 mit einer bildgebenden Einheit 10 und einer Optikeinheit 14 auf. Von einem Anzeigeelement 11 geht ein Strahlenbündel SB1 aus, welches von einem Faltspiegel 21 auf einen gekrümmten Spiegel 22 reflektiert wird, der es in Richtung einer Spiegeleinheit 2 reflektiert. Die Spiegeleinheit 2 ist hier als Windschutzscheibe 20 des Kraftfahrzeugs dargestellt. Von dort gelangt das Strahlenbündel SB2 in Richtung eines Auges eines Betrachters 3. 1 shows a basic sketch of a head-up display according to the prior art for a motor vehicle. The head-up display has a display device 1 with an imaging unit 10 and an optical unit 14 . A beam of rays SB1 emanates from a display element 11 and is reflected by a folding mirror 21 onto a curved mirror 22 which reflects it in the direction of a mirror unit 2 . The mirror unit 2 is shown here as a windshield 20 of the motor vehicle. From there, the bundle of rays SB2 arrives in the direction of an eye of an observer 3.

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 viewer 3 sees a virtual image VB, which is located outside the motor vehicle above the hood or even in front of the motor vehicle. The virtual image VB is an enlarged representation of the image displayed by the display element 11 due to the interaction of the optics unit 14 and the mirror unit 2 . A speed limit, the current vehicle speed and navigation instructions are shown here symbolically. As long as the eye of the viewer 3 is within an eye box 4 indicated by a rectangle, all elements of the virtual image VB are visible to the viewer 3 . If the eye of the viewer 3 is outside of the eyebox 4, then the virtual image VB is only partially visible to the viewer 3 or not at all. The larger the Eyebox 4 is, the less restricted the viewer is when choosing his seating position.

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 curved mirror 22 matches the curvature of the windshield 20 and ensures that the image distortion is stable across the entire eyebox 4. The curved mirror 22 is rotatably supported by a bearing 221 . The rotation of the curved mirror 22 made possible by this enables the eyebox 4 to be moved and thus the position of the eyebox 4 to be adjusted to the position of the viewer 3. The folding mirror 21 serves to ensure that the path covered by the beam of rays SB1 between the display element 11 and the curved mirror 22 is long, and at the same time the optics unit 14 is still compact. The imaging unit 10 and the optics unit 14 are separated from the environment by a housing 15 with a transparent cover 23 . The optical elements Elements of the optics unit 14 are thus protected, for example, against dust located in the interior of the vehicle. An optical film or polarizer 24 is also located on the cover 23. The display element 11 is typically polarized and the mirror unit 2 acts like an analyzer. The purpose of the polarizer 24 is therefore to influence the polarization in order to achieve uniform visibility of the useful light. A glare shield 25 serves to surely absorb the light reflected through the boundary surface of the cover 23 so as not to cause glare to the viewer. In addition to the sunlight SL, the light from another interfering light source 5 can also reach the display element 11 . In combination with a polarization filter, the polarizer 24 can also be used to reduce incident sunlight SL.

2 zeigt schematisch ein Head-Up-Display mit einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1. Das Head-Up-Display entspricht weitgehend dem Head-Up-Display aus 1, allerdings ist auf dem Anzeigeelement 11 der bildgebenden Einheit 10 ein transparentes wärmepufferndes Element 12 angeordnet. Das transparente wärmepuffernde Element 12 ist in diesem Beispiel als Deckglas für das Anzeigeelement 11 ausgestaltet und thermisch mit dem Anzeigeelement 11 gekoppelt. 2 shows schematically a head-up display with a display device 1 according to the invention. The head-up display largely corresponds to the head-up display 1 , however, a transparent heat-buffering member 12 is disposed on the display member 11 of the imaging unit 10 . In this example, the transparent heat-buffering element 12 is designed as a cover glass for the display element 11 and is thermally coupled to the display element 11 .

3 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer bildgebenden Einheit 10 einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung. Die bildgebende Einheit 10 weist ein Anzeigeelement 11 auf. In diesem Beispiel handelt es sich bei dem Anzeigeelement 11 um eine Flüssigkristallanzeige. Die Flüssigkristallanzeige weist eine Flüssigkristallschicht 110 auf, die zwischen zwei Polarisatoren 113, 114 angeordnet ist. Unterhalb des unteren Polarisators 113 ist eine Hinterleuchtung 13 für die Flüssigkristallanzeige angeordnet. Die Flüssigkristallschicht 110 weist eine Vielzahl von Zellen 111 auf, die durch zugehörige Elektroden 112 individuell angesteuert werden können. Auf diese Weise kann die Polarisation des Lichts der Hinterleuchtung 13, das die Flüssigkristallschicht 110 durchläuft, individuell für jede Zelle 111 beeinflusst werden, sodass es den oberen Polarisator 114 passieren kann oder geblockt wird. Auf dem Anzeigeelement 11 der bildgebenden Einheit 10 ist ein transparentes wärmepufferndes Element 12 angeordnet, das als Deckglas für das Anzeigeelement 11 ausgestaltet ist und thermisch mit dem Anzeigeelement 11 gekoppelt ist. Das transparente wärmepuffernde Element 12 ist vorzugsweise luftgekühlt, eine Wärmeabfuhr durch einen Kühlkörper ist nicht erforderlich. Dennoch kann das transparente wärmepuffernde Element 12 zusätzlich an eine Wärmesenke angebunden sein. 3 shows an enlarged view of an imaging unit 10 of a display device according to the invention. The imaging unit 10 has a display element 11 . In this example, the display element 11 is a liquid crystal display. The liquid crystal display has a liquid crystal layer 110 which is arranged between two polarizers 113,114. A backlight 13 for the liquid crystal display is arranged below the lower polarizer 113 . The liquid crystal layer 110 has a multiplicity of cells 111 which can be individually controlled by associated electrodes 112 . In this way, the polarization of the light from the backlight 13, which passes through the liquid crystal layer 110, can be influenced individually for each cell 111, so that it can pass through the upper polarizer 114 or is blocked. A transparent heat-buffering element 12 is arranged on the display element 11 of the imaging unit 10 , which is designed as a cover glass for the display element 11 and is thermally coupled to the display element 11 . The transparent heat-buffering element 12 is preferably air-cooled, heat dissipation by a heat sink is not required. Nevertheless, the transparent heat-buffering element 12 can also be connected to a heat sink.

4 zeigt schematisch ein Fortbewegungsmittel 40, in dem eine erfindungsgemäße Lösung realisiert ist. Bei dem Fortbewegungsmittel 40 handelt es sich in diesem Beispiel um ein Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug weist eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 1 auf, die in diesem Fall Bestandteil eines Head-Up-Displays ist. Mit einer Sensorik 41 können z.B. Daten zur Fahrzeugumgebung erfasst werden. Die Sensorik 41 kann insbesondere Sensoren zur Umfelderkennung umfassen, z.B. Ultraschallsensoren, Laserscanner, Radarsensoren, Lidarsensoren oder Kameras. Die von der Sensorik 41 erfassten Informationen können genutzt werden, um anzuzeigende Inhalte für das Head-Up-Display zu generieren. Weitere Bestandteile des Kraftfahrzeugs sind in diesem Beispiel ein Navigationssystem 42, durch das Positionsinformationen bereitgestellt werden können, sowie eine Datenübertragungseinheit 43. Mittels der Datenübertragungseinheit 43 kann z.B. eine Verbindung zu einem Backend aufgebaut werden, beispielsweise um aktualisierte Software für Komponenten des Kraftfahrzeugs zu beziehen. Zur Speicherung von Daten ist ein Speicher 44 vorhanden. Der Datenaustausch zwischen den verschiedenen Komponenten des Kraftfahrzeugs erfolgt über ein Netzwerk 45. 4 shows schematically a means of transportation 40, in which a solution according to the invention is implemented. In this example, the means of transportation 40 is a motor vehicle. The motor vehicle has a display device 1 according to the invention, which in this case is part of a head-up display. A sensor system 41 can be used, for example, to record data relating to the vehicle environment. The sensor system 41 can in particular include sensors for detecting the surroundings, for example ultrasonic sensors, laser scanners, radar sensors, lidar sensors or cameras. The information recorded by the sensors 41 can be used to generate content to be displayed for the head-up display. In this example, further components of the motor vehicle are a navigation system 42, through which position information can be provided, and a data transmission unit 43. The data transmission unit 43 can be used, for example, to establish a connection to a backend, for example to obtain updated software for components of the motor vehicle. A memory 44 is provided for storing data. The exchange of data between the various components of the motor vehicle takes place via a network 45.

5 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer bildgebenden Einheit 10 einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung ähnlich 3. Das transparente wärmepuffernde Element 12 weist hier zusätzlich eine mikrostrukturierte Oberfläche 125 auf, die hier in einem Teil der Oberfläche der Deutlichkeit halber übertrieben stark angedeutet ist. 5 12 shows an enlarged view of an imaging unit 10 similar to a display device according to the invention 3 . The transparent heat-buffering element 12 additionally has a microstructured surface 125 here, which is indicated here in part of the surface in an exaggerated manner for the sake of clarity.

6 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung, bei der von außen einfallendes Licht SL durch Reflexion am transparenten wärmepuffernden Element 12 abgeschwächt wird. Ein Teil wird als reflektiertes Störlicht SLR reflektiert, und nur ein geringer Teil gelangt als transmittiertes Störlicht SLT zur Flüssigkristallschicht 110. Der Einfachheit halber ist hier kein Faltspiegel 21 dargestellt, der gekrümmte Spiegel 22 ist in einer nicht notwendigerweise realistischen Position angedeutet. Man erkennt, daß zum Strahlenbündel SB1 gehörende Lichtstrahlen SB1 i von der Flüssigkristallschicht 110 kommend das transparente wärmepuffernde Element 12 passieren. 6 shows an arrangement according to the invention in which light SL incident from outside is attenuated by reflection on the transparent heat-buffering element 12 . Part is reflected as reflected stray light SLR, and only a small part reaches liquid crystal layer 110 as transmitted stray light SLT. For the sake of simplicity, no folding mirror 21 is shown here; curved mirror 22 is indicated in a position that is not necessarily realistic. It can be seen that light rays SB1 i belonging to the bundle of rays SB1 coming from the liquid crystal layer 110 pass through the transparent heat-buffering element 12 .

7 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung ähnlich 6, bei der von außen einfallendes Licht SL durch Reflexion am transparenten wärmepuffernden Element 12' abgeschwächt wird. Das transparenten wärmepuffernden Element 12' weist hier eine dachförmige Form auf, wobei besonders im linken Teil der Darstellung nur ein besonders geringer Teil als transmittiertes Störlicht SLT zur Flüssigkristallschicht 110 gelangt. 7 shows an inventive arrangement similar 6 , in which light SL incident from the outside is attenuated by reflection at the transparent heat-buffering element 12'. The transparent heat-buffering element 12' here has a roof-like shape, with only a particularly small part reaching the liquid-crystal layer 110 as transmitted stray light SLT, particularly in the left-hand part of the illustration.

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 imaging unit 11 can be hung without tension. Thermal expansion gradients between the imaging unit 11 and a housing of the display device 1 or a heat sink are avoided.

In einer aus der JP 2017-83699 A bekannten Lösung wird der mechanische Streß einer bildgebenden Einheit verringert, indem ein „Halteglas“, an welches ein Display geklebt ist, an ein Gehäuse oder einen externen Halter angebunden ist und nicht direkt das Display selbst. Das Halte-/Kühlglas kann im allgemeinen aus beliebigen Materialien bestehen, wobei bei unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Streß dennoch bestehen kann. Da das Display selbst aus unterschiedlichen Materialien besteht (Glas und Kunststoff) führt eine hohe Temperaturänderung (insbesondere durch Sonneneinstrahlung) zu starkem Streß des Displays. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene thermische und strukturelle Stabilisierung des Anzeigeelements 11 durch das angebrachte transparente wärmepuffernde Element 12 wird der Streß am Display bzw. Anzeigeelement 11 hingegen deutlich reduziert.In one of the JP 2017-83699 A known solution, the mechanical stress of an imaging unit is reduced by a "mounting glass", to which a display is glued, is connected to a housing or an external holder and not directly to the display itself Materials exist, although the stress can still exist with different thermal expansion coefficients. Since the display itself consists of different materials (glass and plastic), a high temperature change (particularly due to solar radiation) leads to severe stress on the display. By contrast, the thermal and structural stabilization of the display element 11 provided according to the invention by the attached transparent heat-buffering element 12 significantly reduces the stress on the display or display element 11 .

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 5 gezeigt.Anti-reflective coating: Glass can be simply anti-reflective or optically coated, which means that there are no special requirements for anti-reflective coating on the top side of the display, the top side of the display element 11. According to an advantageous variant of the invention, the surface of the transparent heat-buffering element 12 is microstructured, which also means that its surface is enlarged. This also increases the cooling effect. The microstructuring serves, for example, for antireflection coating and/or for optical compensation. This is for 5 shown.

Wie zu 6 und 7 beschrieben hat eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 1 auch ohne Beschichtung des transparenten wärmepuffernden Elements 12,12' aufgrund des großen Winkelabstand zwischen den ausgehenden Strahlen SB1 i und der fokussierten Sonnenstrahlen SL in einem Head-Up-Display, den Vorteil, daß das Sonnenlicht SL stärker an der Oberfläche des transparenten wärmepuffernden Elements 12,12' reflektiert und damit weniger Licht SLT zum Anzeigeelement 11 gelangt. Bei geeigneter Form / Kippwinkel der Oberfläche des transparenten wärmepuffernden Elements 12' wird der Effekt weiter verstärkt, siehe 7. Dies erhöht Transmission / Effizienz des Displays und der Hintergrundbeleuchtung.How to 6 and 7 described, a display device 1 according to the invention has the advantage, even without a coating of the transparent heat-buffering element 12,12', due to the large angular distance between the outgoing beams SB1 i and the focused sunbeams SL in a head-up display, that the sunlight SL is more strongly attached to the Surface of the transparent heat-buffering element 12,12' reflects and thus less light SLT reaches the display element 11. With a suitable shape/tilt angle of the surface of the transparent heat-buffering element 12', the effect is further intensified, see FIG 7 . This increases transmission / efficiency of the display and the backlight.

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 thermal buffering element 12 is preferably made acts as a heat store with high thermal mass. An external thermal connection, e.g. to the housing or heat sink is not necessary. The cooling effect of the transparent heat-buffering element 12 according to the invention lies in a combination of the “filter effect” of the critical, focused sunbeams SL, without negatively affecting the transmission of the backlighting, as stated above, and the dissipation of the thermal energy from the display element 11.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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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)

Anzeigevorrichtung (1), mit: - einer bildgebenden Einheit (10) mit einem Anzeigeelement (11) zum Anzeigen eines Bildes; - einem auf dem Anzeigeelement (11) angeordneten transparenten wärmepuffernden Element (12); - einer Optikeinheit (14) zum Projizieren des Bildes auf eine Projektionsfläche; und - einem Gehäuse (15) für die bildgebende Einheit (10) und die Optikeinheit (14).Display device (1), with: - An imaging unit (10) with a display element (11) for displaying an image; - a transparent heat-buffering element (12) arranged on the display element (11); - An optical unit (14) for projecting the image onto a projection surface; and - A housing (15) for the imaging unit (10) and the optics unit (14). Anzeigevorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei das transparente wärmepuffernde Element (12) thermisch mit dem Anzeigeelement (11) gekoppelt ist.Display device (1) according to claim 1 wherein the transparent heat-buffering element (12) is thermally coupled to the display element (11). Anzeigevorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Anzeigeelement (11) eine Flüssigkristallanzeige ist.Display device (1) according to claim 1 or 2 , wherein the display element (11) is a liquid crystal display. Anzeigevorrichtung (1) gemäß Anspruch 3, wobei das Anzeigeelement (11) eine Hinterleuchtung (13) aufweist.Display device (1) according to claim 3 , wherein the display element (11) has a backlight (13). Anzeigevorrichtung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das transparente wärmepuffernde Element (12) als Deckglas für das Anzeigeelement (11) ausgestaltet ist.Display device (1) according to one of the preceding claims, wherein the transparent heat-buffering element (12) is designed as a cover glass for the display element (11). Anzeigevorrichtung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine spezifische Wärmekapazität des transparenten wärmepuffernden Elements (12) einen Wert von mindestens 0,5 kJ/(kg · K) aufweist.A display device (1) according to any one of the preceding claims, wherein a specific heat capacity of the transparent heat-buffering element (12) has a value of at least 0.5 kJ/(kg·K). Anzeigevorrichtung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das transparente wärmepuffernde Element (12) luftgekühlt ist.A display device (1) according to any one of the preceding claims, wherein the transparent heat-buffering element (12) is air-cooled. Anzeigevorrichtung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das transparente wärmepuffernde Element (12) entspiegelt und/oder optisch vergütet ist.Display device (1) according to one of the preceding claims, wherein the transparent heat-buffering element (12) is anti-reflective and/or optically coated. Anzeigevorrichtung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das transparente wärmepuffernde Element (12) eine mikrostrukturierte Oberfläche (125) aufweist.A display device (1) according to any one of the preceding claims, wherein the transparent thermal buffering element (12) has a microstructured surface (125). Anzeigevorrichtung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Anzeigevorrichtung (1) Bestandteil eines Head-Up-Displays für ein Fortbewegungsmittel (40) oder eines Projektors ist.Display device (1) according to one of the preceding claims, wherein the display device (1) is part of a head-up display for a means of transport (40) or a projector.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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