WO2015150229A1 - Anzeigebaugruppe für ein sichtfeldanzeigegerät und verfahren zum betreiben derselben - Google Patents

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WO2015150229A1
WO2015150229A1 PCT/EP2015/056582 EP2015056582W WO2015150229A1 WO 2015150229 A1 WO2015150229 A1 WO 2015150229A1 EP 2015056582 W EP2015056582 W EP 2015056582W WO 2015150229 A1 WO2015150229 A1 WO 2015150229A1
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heat sink
display
liquid crystal
crystal display
display assembly
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PCT/EP2015/056582
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Bernhard Herzog
Martin EDEL
Steffen HEUTE
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Robert Bosch Gmbh
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133382—Heating or cooling of liquid crystal cells other than for activation, e.g. circuits or arrangements for temperature control, stabilisation or uniform distribution over the cell
    • G02F1/133385—Heating or cooling of liquid crystal cells other than for activation, e.g. circuits or arrangements for temperature control, stabilisation or uniform distribution over the cell with cooling means, e.g. fans
    • G—PHYSICS
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    • 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
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13356—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors characterised by the placement of the optical elements
    • G02F1/133567—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors characterised by the placement of the optical elements on the back side

Definitions

  • the present invention relates to a display assembly for a field of view display device, to a method of operating the display assembly, and to a field of view display device.
  • a liquid crystal display is temperature sensitive. Leaving a temperature tolerance range may result in temporary and irreparable damage.
  • US 2007/0097049 A1 describes a liquid crystal display device with a temperature sensor for a vehicle.
  • a display panel for a field of view display device, a method of operating the display module, and a field of view display apparatus according to the
  • a liquid crystal display is irradiated by light to one on the
  • Liquid crystal display image information shown in the light to transport In other words, a liquid crystal display needs a
  • a slice of diamond can be brought into contact with the liquid crystal display.
  • Liquid crystal display has significantly increased heat transport capability.
  • An example of such a material is sapphire or a sapphire material.
  • a display assembly for a field of view display device having the following features: a liquid crystal display for providing image information of the
  • the liquid crystal display is arranged in a beam path of the display module and / or the field of view display device; and a transparent heat sink for tempering the liquid crystal display, wherein the heat sink is thermally coupled to the liquid crystal display and disposed in the optical path.
  • a visual field display device is presented with a display module according to the approach presented here, wherein the liquid crystal display and the heat sink are arranged in a beam path of the field of view display device.
  • thermoelectric element a method for operating a display module according to the approach presented here, wherein the display module comprises at least one thermoelectric element and the method has at least the following step: Cooling the heat sink and heating the heat sink using the thermoelectric element when the liquid crystal display is warmer than a predetermined maximum temperature, and / or
  • thermoelectric element Heating the heat sink and cooling the heat sink using the thermoelectric element when the liquid crystal display is colder than a predetermined minimum temperature.
  • a display assembly may be understood to be a component of a field of view display device.
  • the field of view display device can be referred to as a head-up display.
  • the display assembly may include a light source and optics for shaping the light emitted by the light source.
  • Light source and its attachments can also be arranged in a light source assembly.
  • the display assembly is configured to allow the shaped light from the light source to fall through an imaging portion of the display assembly.
  • the imaging part comprises at least one liquid crystal display.
  • the liquid crystal display is configured as a unit or assembly and has a plurality of discrete display points which, in response to any electrical signal, can vary in transparency to the light of the light source.
  • the display points can be adjusted by the electrical signal of approximately completely transparent to approximately completely non-transparent.
  • the set display points complement each other to form an image that is projected into the light.
  • a colored image results from a color addition of different colored pixels.
  • a heat sink is adapted to receive heat energy from the liquid crystal display and to guide it along a temperature gradient. Alternatively or additionally, the heat sink may also be designed to heat the liquid crystal display. Because of this relationship, the heat sink can also be generally referred to as tempering unit.
  • the heat sink has a high
  • the heat sink may comprise a crystalline material having a higher thermal conductivity than optical glass. Due to the crystal structure atoms and / or molecules of the heat sink are arranged directed, whereby a good thermal conductivity results.
  • the heat sink may comprise a sapphire material. Sapphire is
  • Sapphire approximately optically clear and translucent. Sapphire absorbs very little light. Sapphire is very robust. Sapphire is available on an industrial scale and relatively inexpensive.
  • the display assembly may include a heat sink located outside of the beam path.
  • the heat sink is thermal with the
  • a heat sink can be intransparent.
  • the heat sink can be made of metal.
  • the heat sink may be made of aluminum. Through the heat sink surface can be provided to the
  • the heat sink may have cooling ribs and / or be arranged such that it can be cooled, inflated or sucked by a fan.
  • a fan By a fan, an increased heat transfer to the fluid can be achieved.
  • the fan can cause a turbulent flow that disturbs an insulating boundary layer. Cooling fins can ensure fast and efficient dissipation of heat loss.
  • the display assembly may include a thermoelectric element disposed between the heat sink and the heat sink.
  • a first side of the thermoelectric element is thermally coupled to the heat sink.
  • a second side of the thermoelectric element is thermally coupled to the heat sink.
  • a thermoelectric element may be configured to actively transport heat using electrical energy and utilizing the Seebeck effect.
  • the thermoelectric element may be formed as a Peltier element. By the thermoelectric element, a temperature gradient across the heat sink and / or the heat sink can be increased in order to carry away a larger heat flow.
  • the heat sink may be adhesively bonded to the liquid crystal display using a transparent adhesive.
  • the adhesive can be flexible.
  • the adhesive may have low absorption. Through the glue can one improved heat transfer from the liquid crystal display to the
  • Heat sink can be achieved.
  • the heat sink may be disposed between the liquid crystal display and an optical element of the field of view display device.
  • the heat sink is thermally coupled to the optical element.
  • heat energy can be transferred to the optical element or heat energy can be absorbed by the optical element.
  • the optical element can be used as a buffer for the thermal energy when more heat energy is generated on the liquid crystal display than the heat sink can currently carry away.
  • the display assembly may include a temperature sensor for detecting a
  • thermoelectric element can be regulated by using the temperature.
  • the temperature sensor can be
  • the heat sink may have an optically active form.
  • the heat sink can be designed to break light in the beam path and / or to influence light in the beam path.
  • the heat sink may be formed as an optical lens. As a result, an optical component can be saved. It can be saved space.
  • the approach presented here also provides a control unit which is designed to implement the steps of a variant of a method presented here
  • a control device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon.
  • the control unit may have an interface, which may be formed in hardware and / or software.
  • the interfaces may be part of a so-called system ASIC, which performs various functions of the system
  • Control unit includes. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the
  • Interfaces software modules that are available for example on a microcontroller in addition to other software modules.
  • Fig. 1 is an illustration of a field of view display device with a
  • FIG. 2 is an illustration of a display assembly having an optically active heat sink according to one embodiment of the present invention
  • thermoelectric element 3 is an illustration of a display assembly having a thermoelectric element according to an embodiment of the present invention
  • Fig. 4 is an illustration of a display module with a planar
  • a heat sink according to an embodiment of the present invention is a heat sink according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 5 is an illustration of a display module with a planar
  • thermoelectric element A heat sink, a thermoelectric element and a fan according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is an illustration of a display assembly having a thickened optical element according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is an illustration of a display assembly with a folding mirror according to an embodiment of the present invention
  • 8 is an illustration of a display assembly with a closed cooling circuit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart of a method for operating a
  • Fig. 1 shows a representation of a field of view display device 100 with a
  • the display assembly 102 includes a liquid crystal display 104 for providing image information of the field of view display device 100 and a transparent heat sink 106 for tempering the liquid crystal display 104.
  • the heat sink 106 is thermally coupled to the liquid crystal display 104.
  • the liquid crystal display 104 and the heat sink 106 are arranged in a beam path 108 of the field of view display device 100.
  • Field of view display device 100 further comprises mirrors 110.
  • the viewing area 114 may be referred to as eyebox 114.
  • eyebox 114 When an eye 116 of a viewer is located within the viewing area 114, the eye 116 may perceive the image information.
  • the field of view display device 100 is installed in a vehicle.
  • Viewer is a driver of the vehicle.
  • the image information is mirrored into the field of view 114 via a windscreen 118 of the vehicle.
  • the field of view display device 100 is protected from contamination by a cover disk 120 arranged in the beam path 108.
  • a display assembly 102 or imaging unit or PGU 102 generates a backlit image on a display 104 which is reflected via mirror 110 of the HUD 100 and the windshield 118 of the vehicle to the driver's eye 116 and perceived by the driver as a virtual image. If sun rays 122 now meet approximately parallel to a main ray 108 in the HUD 100, they are focused on the display 104.
  • box-head-up displays 100 there may be a problem that when the sun is irradiated directly into the HUD 100 along the main beam 108, some focus on the image source 104 occurs.
  • the box-head-up display 100 may be referred to as a box HU D 100 or a windshield HU D 100.
  • the permissible temperature can locally be exceeded without the use of the approach presented here, and the polarizer can be damaged. For example, irreversible loss of contrast may occur. Also, clarification of the liquid crystal may occur, resulting in disappearance of the displayed image.
  • a reflective polarizer may be used as the cover plate 120 of the HUD 100.
  • a transmissive polarizer may be used within the HUD optic 110.
  • a cold-light mirror 110 which is reflective to infrared radiation and transmissive to visible light, may be disposed within the HUD optic 110. A combination of a cold mirror 110 and a polarizer is also possible.
  • the radiated energies at HUDs 100 with much larger virtual image and / or larger projection distance much higher.
  • the projection distance describes the distance of the virtual image to the eyebox.
  • the radiation is more focused at a larger projection distance, so that the Irradiance (irradiation) is additionally increased locally.
  • the irradiance is at least locally with the above methods usually no longer manageable.
  • the temperature of the LCD cell 104 is lowered by either generating forced convection or by coupling a transparent structure 106 which acts as a heat sink 106.
  • a conventional fan-assisted solution that delivers ambient air to the display eliminates the need for cooling an LCD 104 in the HUD 100 because it would be virtually impossible for precipitate dust to be deposited on the LCD 104. Since the image on the LCD 104 is displayed to be greatly magnified by the driver, even very small particles (eg 0.1 millimeter) would be visibly obscured.
  • FIG. 2 shows an illustration of a display module 102 with an optically active heat sink 106 according to an exemplary embodiment of the present disclosure
  • the display assembly 102 is shown schematically and by way of example, and substantially corresponds to the display assembly in FIG. 1.
  • the heat sink 106 has an optically effective shape.
  • Heat sink 106 is configured to influence the beam path 108.
  • the liquid crystal display 104 and the heat sink 106 are glued together by a transparent adhesive film 200 with heat conduction.
  • Liquid crystal display 104 and the heat sink 106 are of a
  • Display frame 202 held.
  • the liquid crystal display 104 is connected via a flexible conductor.
  • One or more LEDs 112 are thermally coupled to a heat sink 204 and emit their light toward the display assembly 104.
  • the HU D image is generated.
  • the heat sink 106 is formed as a field lens 206 and has the task of redirecting the light of the LEDs 112 such that by the HU D optics, for example, the mirror in Fig. 1, the light is directed as possible in the eyebox.
  • a diffuser 208 is required to improve, in simple terms, the homogeneity of the brightness of the image.
  • Heat sink 106 may be referred to as a heat conductive element 106.
  • the thermally conductive element 106 can simultaneously serve for beam shaping.
  • the heat-conducting element 106 can integrate the function of the field lens 206.
  • FIG. 3 shows a representation of a display module 102 with a
  • thermoelectric element 300 according to an embodiment of the present invention.
  • the display module 102 substantially corresponds to the display module in FIG. 2.
  • the display module 102 here has the thermoelectric element 300 and a heat sink 302.
  • Heatsink 302 is disposed outside of the beam path 108.
  • the heat sink has cooling fins for providing heat transfer surface.
  • Display frame 202 is here in a recess of the heat sink 302
  • thermoelectric element 300 is disposed between the heat sink 106 and the heat sink 302. A first page of the
  • thermoelectric element 300 is thermally coupled to the heat sink 106.
  • a second side of the thermoelectric element 300 is thermally coupled to the heat sink 302.
  • the heat sink 106 is over the
  • thermoelectric element 300 thermally coupled to the heat sink 302.
  • the heat sink 106 is adhesively bonded to the liquid crystal display 104 using a transparent adhesive 304.
  • the field lens 206 (also referred to herein as a heat-conducting element) carries a diffuser 306 on the side facing away from the illumination.
  • the thermal coupling of the heat-conducting element 106 to the LCD 104 is effected via a transparent adhesive (also referred to as "optical bond") 304.
  • the transparent adhesive 304 may consist of an elastic silicone polymer.
  • the transparent adhesive 304 preferably has a layer thickness between 40 microns and 300 microns ( ⁇ ). Using the transparent adhesive 304, the thermally conductive element 106
  • the heat sink 106 serve as a supporting component for the LCD 104.
  • a mechanical structure can be designed such that the Element 106 mechanically holds the LCD 104 over the adhesive 304.
  • the heat sink 302 is thermally coupled to the element 104.
  • a Peltier element 300 is disposed between the element 106 or an adapter 308 and the heat sink 302. Between the adapter 308 and the heat sink 106 here thermal paste 309 is arranged to improve the heat transfer.
  • the Peltier element 300 may be used to cool the element 106 and the LCD 104 at high temperatures.
  • the LCD 104 can be cooled at high temperatures to a temperature between 40 ° C and 70 ° C, on the one hand unfavorably high temperatures of the LCD and on the other hand
  • the Peltier element 300 may also be used to heat the element 106 and the LCD 104 at low temperatures.
  • a controller 310 is connected to the thermoelectric element 300, wherein in response to a first control signal of the controller 310, the thermoelectric element 300 may cool the adapter 308 and / or the heat sink 106 and heat the adapter 308 or the heat sink 106, in particular, to a second control signal if a corresponding cooling threshold or a heating threshold of a temperature value of the liquid crystal display have been exceeded or undershot.
  • sapphire is preferably used as the transparent heat conductor 106.
  • the sapphire 106 may be bonded to a frame 202 and the cooling structure 302 in the housing via a thermally conductive connection.
  • the heat conductive member 106 may be bonded using thermal grease 309, a thermal pad 309, or thermally conductive adhesive 309.
  • the structure of the holder is composed of the heat sink 302 and the frame 308 supporting the sapphire disk 106.
  • the sapphire disk 106 in turn carries the LC display 104 via the optical bond 304 at least in the plane of the optical bond 304.
  • a lateral, precise fixation of the LCD 104 can again be achieved via the display frame 202 and the holding frame 308 respectively.
  • the display 104 can be well protected against force effects, since the display 104 is significantly lighter than sapphire 106.
  • the heat sink 106 serves as a "heat storage”.
  • the heat sink 106 buffers temperature peaks over their mass.
  • the heat output is dissipated by the Peltier cooling 300 at a low level.
  • Efficient cooling can be achieved by coupling, as in FIG. 3, a transparent element 106 to the LCD cell 104 via a transparent adhesive 304 "optical bond" in a heat-conducting manner, which temporarily stores the heat for a short time and, secondly, to the environment in the medium term can derive.
  • the adhesive 304 is advantageously a silicone gel 304 which has as advantages a high transparency and a very high elasticity. This will be
  • the silicone gel 304 has high temperature resistance and high resistance to radiation in the visible, ultraviolet (UV) and infrared (IR) spectrum.
  • the optical element 106 is on at least one end face with good
  • this is a combination of adapter 308, Peltier element 300 (thermoelectric cool TEC) and heat sink 302, whose finned side in turn dissipates the heat to the ambient air.
  • the adapter 308 can either be coupled to the optical element 106 only on one end side, as shown here. Likewise, the adapter 308 may be coupled to two or three end sides or circumferentially as a frame on all four end faces. Since common designs of the diffuser 306 may not be optically coupled to both surfaces, the diffuser 306 is arranged here on the side of the optical element 206 assigned to the light source.
  • the optical element 206 is embodied here as a cylindrical field lens 206.
  • the field lens 206 made of sapphire 106 can also be produced directly. It is advantageous here that the field lens 206 can be designed with a particularly high refractive power owing to the high refractive index of sapphire 106.
  • FIG. 4 shows an illustration of a display assembly 102 having a planar heat sink 106 in accordance with one embodiment of the present invention
  • heat is dissipated from the LCD display 104 via a combination of a sapphire disk 106 and a heat sink 302.
  • heat sink 302 is dissipated from the LCD display 104 via a combination of a sapphire disk 106 and a heat sink 302.
  • Sapphire disc 106 may be arranged a Peltier element.
  • an LCD assembly 102 for a head-up display with a device 106 for cooling the display 104 is presented.
  • the device 106 is in particular designed to cool the display 104 when heated by radiant energy.
  • the cooling takes place by a transparent, highly thermally conductive element 106, which is coupled to the LCD 104 thermally conductive.
  • the heat-conducting element 106 is made of sapphire.
  • the thermally conductive element 106 is a substantially plane-parallel plate.
  • the heat-conducting element 106 has a thickness between 1.5 millimeters and 5 millimeters.
  • the sapphire 106 is connected to the LC display 104 via an optical bonding 304.
  • the sapphire 106 is connected to the LCD 104 via a transparent, flat adhesive bond.
  • the heat sink 106 comprises a crystalline material.
  • the crystalline material has a higher thermal conductivity than optical glass.
  • the heat sink 106 is made of a
  • Sapphire material for example sapphire crystal.
  • the heat sink 106 conducts heat energy much better than, for example, the field lens 206.
  • Liquid crystal display 104 is arranged. Between the field lens 206 and the sapphire plate 106, a gap is arranged. In the gap is here the diffuser 306 is arranged. As in FIG. 3, the display frame 202 is arranged in a recess of the heat sink 302.
  • Elements 206 a disc 106 with a higher thermal conductivity, is used as optical glass.
  • a sapphire disk 106 having a thermal conductivity of the order of 25 W / m K may be used.
  • a disk 106 of alumina AI203 can be used.
  • Sapphire discs 106 are industrially available and are used, for example, as scratch-resistant deck glasses in high quality wristwatches. Because of the high refractive index, the sapphire disk 106 can advantageously be provided with an optical anti-reflection coating in order to reduce light losses.
  • FIG. 4 One possible embodiment is shown in FIG. 4.
  • the sapphire disk 106 which is plane-parallel in this exemplary embodiment is here without being interposed
  • Peltier element coupled to a heat sink 302.
  • the field lens 206 here has no thermo-technical function, which is a spaced arrangement to the sapphire disk 106 and the attachment of the diffuser 306 on the right
  • plan side of the field lens 206 makes possible.
  • the curved side of the field lens 206 can be arbitrarily shaped. There is no restriction on cylinder geometries, which allows a more efficient illumination optics.
  • FIG. 5 shows an illustration of a display module 102 having a planar heat sink 106 and a thermoelectric element 300 or a Peltier element 300 according to an embodiment of the present invention.
  • the display module 102 essentially corresponds to the
  • thermoelectric element 300 is arranged. Further, a fan 500 is disposed in the region of the heat sink 302.
  • the heat sink 302 is inflatable by a fan 500.
  • the display assembly 102 includes a temperature sensor 502 for sensing the fan 500 and, alternatively or in addition to controlling the Peltier element 300 Temperature on the liquid crystal display.
  • the temperature sensor 502 may be, for example, an NTC.
  • the temperature sensor 502 is located outside the used range of view of the liquid crystal display, but as close to the sapphire disk.
  • the fan 500 and / or the thermoelectric element 300 are controlled using the temperature to the
  • Temperature of the liquid crystal display 104 to keep within a tolerance range.
  • Peltier element 300 corresponds. When the liquid crystal display 104 is colder than a dew point temperature, the voltage at the Peltier element 300 is reversed to heat the liquid crystal display 104 above the dew point.
  • the fan 500 may be operated in response to a measured temperature in the system.
  • the fan 500 may be operated depending on the temperature of the element 106.
  • the fan 500 may be operated depending on the temperature of the surface of the liquid crystal display 104.
  • the fan 500 is also controlled by the control unit 310.
  • the measured temperature in the system or on the liquid crystal display 104 can be used as the control variable for the fan 500 or the thermoelectric element 300.
  • the Peltier element 300 and a fan 500 for reducing the thermal resistance of the heat sink 302 are integrated into the imaging unit 102.
  • a temperature sensor 502 can be mounted in the optically unused edge area of the LCD 104.
  • the temperature sensor 205 is here an NTC 502, which is for evaluation with an A / D converter of HU D Electronics is connected.
  • a temperature sensor 502 on the sapphire disk 106 could be advantageous.
  • FIG. 6 shows an illustration of a display assembly 102 having a thickened optical element 206 according to an embodiment of the present invention
  • the display module 102 essentially corresponds to the
  • the heat sink 106 is disposed between the liquid crystal display 104 and the field lens 206.
  • the heat sink 106 is additionally thermally coupled to the optical element 206.
  • the thermally conductive element 106 is thermally conductively connected to the optical element 206, for example the field lens.
  • the transparent adhesive 304 has been used here.
  • the optical element 206 is bonded to the plate of the heat sink 106.
  • Field lens 206, heat sink 106, and liquid crystal display 104 form a unit.
  • the field lens 206 is made of optical glass such as BK7.
  • the field lens 206 is made thicker than would be necessary for its optical function.
  • the field lens has mass and volume to buffer heat spikes, such as the heat sink in FIG.
  • the sapphire disk 106 is not made thicker than about 4 mm, it can be manufactured inexpensively. As a result, their heat capacity is limited.
  • Advantageous for a short-term buffering of the heat energy is a higher heat capacity, which can be achieved by a thermal coupling of a thickened field lens 206 to the sapphire disk 106 as in FIG.
  • Such lenses 206 may be made comparatively inexpensively from, for example, BK7 optical glass.
  • the antireflection coating of the sapphire disk 106 can generally be dispensed with. Then the diffuser 304 will again be on the left here
  • the derivative of the heat flow to the heat sink 302 optionally also via the Peltier element 300 is analogous to the other embodiments shown here.
  • a Peltier element 300 acts as a heat pump when it is traversed by an electric current.
  • the cold side of the element 300 (in the figures below) is cooled, the hot side is heated.
  • the hot side is arranged up here and connected to the heat sink 302.
  • the Peltier element 300 allows more efficient heat dissipation, especially at high ambient temperatures, when the temperature gradient between the temperature limit of the LCD 104 and the environment is very low.
  • the Peltier element 300 allows the cooling of the composite of LCD cell 104 with the coupled elements not only for improved dissipation of the irradiated solar energy, but also generally at high
  • FIG. 7 shows an illustration of a display assembly 102 with a folding mirror 700 according to an embodiment of the present invention.
  • Display assembly 102 is shown spatially. Due to the folding mirror 700, the beam path is folded by the backlight and therefore requires less installation space than in a stretched version. Between the field lens 206 and the heat-conducting member 106 and the heat sink 106, a distance is arranged. Here, the sapphire 106 carries the LCD 104. The display frame 202 projects beyond the sapphire disk 106 and does not perform a fixation task. The sapphire disk 106 bears against a holding frame 702, which assumes the function of the heat sink. The holding frame 702 has a three-sided circumferential
  • the sapphire disk 106 has oblique edges, which are formed as a contact surface for threaded pins 706. The threaded pins 706 press against the oblique edges and thus the sapphire
  • the liquid crystal display 104 is connected to the sapphire disk 106 by means of an optical bond 304.
  • the threaded pins 706 may be used alternatively, in particular resilient fasteners.
  • FIG. 8 shows an illustration of a display assembly 102 having a
  • closed cooling circuit 800 according to an embodiment of the present invention.
  • forced convection is conducted in a closed loop 800 in the image forming unit (PGU) 102 exemplified in FIG.
  • the circuit 800 contains only very clean gas, usually air, and is preferably sealed from the environment.
  • the air is passed between it and a transparent optical element 206, here a field lens 206.
  • a diffuser 306 providing homogenous illumination of the eyebox may be mounted either on the LCD cell 104 or on the element 206.
  • FIG. 9 shows a flowchart of a method 900 for operating a
  • thermoelectric element Display assembly with a thermoelectric element according to a
  • the method 900 includes a step 902 of cooling and a step 904 of heating.
  • step 902 of cooling the heat sink is cooled and the heat sink is submerged
  • thermoelectric element heated when the Liquid crystal display is warmer than a predetermined maximum temperature Use of the thermoelectric element heated when the Liquid crystal display is warmer than a predetermined maximum temperature.
  • step 904 of heating the heat sink is heated and the heat sink is cooled using the thermoelectric element when the
  • Liquid crystal display is colder than a predetermined minimum.
  • the Peltier element can be switched off to save energy.
  • the Peltier element can be operated in reverse polarity, allowing the LCD to heat up faster. This in turn optimizes display parameters, in particular shortens the switching time.
  • the fan causes a noise, it is advantageously operated only if the heat dissipation can not be guaranteed without the forced convection.
  • Sapphire has advantageous material parameters for the use presented here as a heat transport medium.
  • an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, this is to be read such that the Embodiment according to an embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment, either only the first feature or only the second feature.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anzeigebaugruppe (102) für ein Sichtfeldanzeigegerät (100). Die Anzeigebaugruppe (102) weist eine Flüssigkristallanzeige (104) und eine transparente Wärmesenke (106) auf. Die Flüssigkristallanzeige (104) ist dazu ausgebildet, eine Bildinformation des Sichtfeldanzeigegeräts (100) bereitzustellen. Die Flüssigkristallanzeige (104) ist in einem Strahlengang (108) der Anzeigebaugruppe (102) angeordnet. Die Wärmesenke (106) ist dazu ausgebildet, die Flüssigkristallanzeige (104) zu temperieren. Die Wärmesenke (106) ist thermisch mit der Flüssigkristallanzeige (104) gekoppelt und ist in dem Strahlengang (108) angeordnet.

Description

Beschreibung Titel
Anzeigebaugruppe für ein Sichtfeldanzeigegerät und Verfahren zum Betreiben derselben
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigebaugruppe für ein Sichtfeldanzeigegerät, auf ein Verfahren zum Betreiben der Anzeigebaugruppe sowie auf ein Sichtfeldanzeigegerät.
Eine Flüssigkristallanzeige ist temperaturempfindlich. Falls ein Toleranzbereich der Temperatur verlassen wird, können temporäre und irreparable Schäden auftreten.
Die US 2007/0097049 AI beschreibt ein Flüssigkristallanzeigegerät mit einem Temperatursensor für ein Fahrzeug.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine
Anzeigebaugruppe für ein Sichtfeldanzeigegerät, ein Verfahren zum Betreiben der Anzeigebaugruppe sowie ein Sichtfeldanzeigegerät gemäß den
Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Eine Flüssigkristallanzeige wird von Licht durchstrahlt, um eine auf der
Flüssigkristallanzeige dargestellte Bildinformation in dem Licht zu transportieren. Mit anderen Worten benötigt eine Flüssigkristallanzeige eine
Hintergrundbeleuchtung, um ein erkennbares Bild bereitstellen zu können. Herkömmliche lichtdurchstrahlte Bestandteile einer Flüssigkristallanzeige- Baugruppe sind transparent, aber tendenziell schwach ausgeprägte Wärmeleiter. Stark ausgeprägte Wärmeleiter, wie Metalle sind wiederum zumeist
intransparent. Der beste bekannte transparente Wärmeleiter ist Diamant. Um eine ideale Wärmeabfuhr von lichtdurchstrahlten Teilen einer
Flüssigkristallanzeige-Baugruppe zu erreichen, kann eine Scheibe Diamant in Kontakt mit der Flüssigkristallanzeige gebracht werden.
Eine kostengünstigere Möglichkeit besteht darin, ein transparentes Material zu verwenden, das eine gegenüber den herkömmlichen Bestandteilen der
Flüssigkristallanzeige signifikant erhöhte Wärmetransportfähigkeit aufweist. Ein Beispiel für ein solches Material ist Saphir beziehungsweise ein Saphirwerkstoff.
Es wird eine Anzeigebaugruppe für ein Sichtfeldanzeigegerät vorgestellt, wobei die Anzeigebaugruppe die folgenden Merkmale aufweist: eine Flüssigkristallanzeige zum Bereitstellen einer Bildinformation des
Sichtfeldanzeigegeräts, wobei die Flüssigkristallanzeige in einem Strahlengang der Anzeigebaugruppe und/oder des Sichtfeldanzeigegeräts angeordnet ist; und eine transparente Wärmesenke zum Temperieren der Flüssigkristallanzeige, wobei die Wärmesenke thermisch mit der Flüssigkristallanzeige gekoppelt ist und in dem Strahlengang angeordnet ist.
Weiterhin wird ein Sichtfeldanzeigegerät mit einer Anzeigebaugruppe gemäß dem hier vorgestellten Ansatz vorgestellt, wobei die Flüssigkristallanzeige und die Wärmesenke in einem Strahlengang des Sichtfeldanzeigegeräts angeordnet sind.
Ferner wird ein Verfahren zum Betreiben einer Anzeigebaugruppe gemäß dem hier vorgestellten Ansatz vorgestellt, wobei die Anzeigebaugruppe zumindest ein thermoelektrisches Element umfasst und das Verfahren zumindest den folgenden Schritt aufweist: Kühlen der Wärmesenke und Erwärmen des Kühlkörpers unter Verwendung des thermoelektrischen Elements, wenn die Flüssigkristallanzeige wärmer als eine vorbestimmte Höchsttemperatur ist, und/oder
Erwärmen der Wärmesenke und Kühlen des Kühlkörpers unter Verwendung des thermoelektrischen Elements, wenn die Flüssigkristallanzeige kälter als eine vorbestimmte Tiefsttemperatur ist.
Unter einer Anzeigebaugruppe kann ein Bestandteil eines Sichtfeldanzeigegeräts verstanden werden. Das Sichtfeldanzeigegerät kann als Head-up Display bezeichnet werden. Die Anzeigebaugruppe kann eine Lichtquelle und eine Optik zum Formen des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichts umfassen. Die
Lichtquelle und ihre Anbauteile können auch in einer Lichtquellenbaugruppe angeordnet sein. Die Anzeigebaugruppe ist so ausgebildet, dass das geformte Licht von der Lichtquelle durch einen bildgebenden Teil der Anzeigenbaugruppe fallen kann. Der bildgebende Teil umfasst zumindest eine Flüssigkristallanzeige. Die Flüssigkristallanzeige ist als eine Einheit oder Baugruppe ausgestaltet und weist eine Vielzahl einzelner Anzeigepunkte auf, die ansprechend auf je ein elektrisches Signal in ihrer Transparenz für das Licht der Lichtquelle verändern können. Dabei können die Anzeigepunkte durch das elektrische Signal von näherungsweise vollkommen transparent bis näherungsweise vollkommen intransparent eingestellt werden. Die eingestellten Anzeigepunkte ergänzen sich zu einem Bild, das in das Licht projiziert wird. Ein farbiges Bild ergibt sich durch eine Farbaddition verschiedenfarbiger Bildpunkte. Eine Wärmesenke ist dazu ausgebildet, Wärmeenergie von der Flüssigkristallanzeige aufzunehmen und entlang eines Temperaturgefälles zu leiten. Alternativ oder zusätzlich kann die Wärmesenke auch ausgebildet sein, um die Flüssigkristallanzeige aufzuheizen. Aufgrund dieses Zusammenhangs kann die Wärmesenke allgemein auch als Temperiereinheit bezeichnet werden. Die Wärmesenke weist eine hohe
Lichtdurchlässigkeit auf.
Die Wärmesenke kann einen kristallinen Werkstoff umfassen, der eine höhere Wärmeleitfähigkeit als optisches Glas aufweist. Durch die Kristallstruktur sind Atome und/oder Moleküle der Wärmesenke gerichtet angeordnet, wodurch eine gute Wärmeleitfähigkeit resultiert. Die Wärmesenke kann einen Saphirwerkstoff umfassen. Saphir ist
näherungsweise optisch klar und durchscheinend. Saphir absorbiert sehr wenig Licht. Saphir ist sehr robust. Saphir ist in industriellem Maßstab verfügbar und relativ kostengünstig.
Die Anzeigebaugruppe kann einen Kühlkörper umfassen, der außerhalb des Strahlengangs angeordnet ist. Die Wärmesenke ist thermisch mit dem
Kühlkörper gekoppelt. Ein Kühlkörper kann intransparent sein. Der Kühlkörper kann aus Metall sein. Beispielsweise kann der Kühlkörper aus Aluminium sein. Durch den Kühlkörper kann Oberfläche bereitgestellt werden, um die
Wärmeenergie an ein Fluid abzugeben.
Der Kühlkörper kann Kühlrippen aufweisen und/oder derart angeordnet sein, dass er durch einen Ventilator kühlbar, anblasbar oder saugend anströmbar ist. Durch einen Ventilator kann ein erhöhter Wärmeübergang zu dem Fluid erreicht werden. Der Ventilator kann eine turbulente Strömung verursachen, die eine isolierende Grenzschicht stört. Kühlrippen können eine schnelle und effiziente Abfuhr von Verlustwärme sicherstellen.
Die Anzeigebaugruppe kann ein thermoelektrisches Element umfassen, das zwischen der Wärmesenke und dem Kühlkörper angeordnet ist. Eine erste Seite des thermoelektrischen Elements ist thermisch mit der Wärmesenke gekoppelt. Eine zweite Seite des thermoelektrischen Elements ist thermisch mit dem Kühlkörper gekoppelt. Ein thermoelektrisches Element kann dazu ausgebildet sein, unter Verwendung von elektrischer Energie und unter Ausnutzung des Seebeckeffekts Wärme aktiv zu transportieren. Das thermoelektrische Element kann als Peltierelement ausgebildet sein. Durch das thermoelektrische Element kann ein Temperaturgefälle über die Wärmesenke und/oder den Kühlkörper vergrößert werden, um einen größeren Wärmestrom abzutransportieren.
Die Wärmesenke kann unter Verwendung eines transparenten Klebstoffs flächig mit der Flüssigkristallanzeige verklebt sein. Der Klebstoff kann flexibel sein. Der Klebstoff kann eine geringe Absorption aufweisen. Durch den Klebstoff kann ein verbesserter Wärmeübergang von der Flüssigkristallanzeige auf die
Wärmesenke erreicht werden.
Die Wärmesenke kann zwischen der Flüssigkristallanzeige und einem optischen Element des Sichtfeldanzeigegeräts angeordnet sein. Die Wärmesenke ist thermisch mit dem optischen Element gekoppelt. Dadurch kann Wärmeenergie auf das optische Element übertragen werden oder Wärmeenergie von dem optischen Element aufgenommen werden. Das optische Element kann als Puffer für die Wärmeenergie verwendet werden, wenn mehr Wärmeenergie an der Flüssigkristallanzeige entsteht, als die Wärmesenke momentan abtransportieren kann.
Die Anzeigebaugruppe kann ein Temperaturfühler zum Erfassen einer
Temperatur an der Flüssigkristallanzeige umfassen. Dabei ist insbesondere der Ventilator und alternativ oder ergänzend das thermoelektrische Element unter Verwendung der Temperatur regelbar. Der Temperaturfühler kann ein
Temperatursignal bereitstellen. Durch einen Temperaturfühler kann das
Einhalten der Temperaturtoleranz überwacht werden.
Die Wärmesenke kann eine optisch wirksame Form aufweisen. Die Wärmesenke kann dazu ausgebildet sein, Licht im Strahlengang zu brechen und/oder Licht im Strahlengang zu beeinflussen. Die Wärmesenke kann als optische Linse ausgebildet sein. Dadurch kann ein optisches Bauteil eingespart werden. Es kann Bauraum gespart werden.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in
entsprechenden Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des
Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die
Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten
Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung eines Sichtfeldanzeigegeräts mit einer
Anzeigebaugruppe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2 eine Darstellung einer Anzeigebaugruppe mit einer optisch wirksamen Wärmesenke gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine Darstellung einer Anzeigebaugruppe mit einem thermoelektrischen Element gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine Darstellung einer Anzeigebaugruppe mit einer planaren
Wärmesenke gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine Darstellung einer Anzeigebaugruppe mit einer planaren
Wärmesenke, einem thermoelektrischen Element und einem Ventilator gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 eine Darstellung einer Anzeigebaugruppe mit einem verdickten optischen Element gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 7 eine Darstellung einer Anzeigebaugruppe mit einem Faltspiegel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 8 eine Darstellung einer Anzeigebaugruppe mit einem geschlossenen Kühlkreislauf gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 9 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer
Anzeigebaugruppe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren
dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche
Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 zeigt eine Darstellung eines Sichtfeldanzeigegeräts 100 mit einer
Anzeigebaugruppe 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Anzeigebaugruppe 102 umfasst eine Flüssigkristallanzeige 104 zum Bereitstellen einer Bildinformation des Sichtfeldanzeigegeräts 100 und eine transparente Wärmesenke 106 zum Temperieren der Flüssigkristallanzeige 104. Dazu ist die Wärmesenke 106 thermisch mit der Flüssigkristallanzeige 104 gekoppelt. Die Flüssigkristallanzeige 104 und die Wärmesenke 106 sind in einem Strahlengang 108 des Sichtfeldanzeigegeräts 100 angeordnet. Das
Sichtfeldanzeigegerät 100 weist ferner Spiegel 110 auf. Um den Strahlengang von einer Lichtquelle 112 der Anzeigebaugruppe 102 in einen Sichtbereich 114 zu lenken. Der Sichtbereich 114 kann als Eyebox 114 bezeichnet werden. Wenn ein Auge 116 eines Betrachters innerhalb des Sichtbereichs 114 angeordnet ist, kann das Auge 116 die Bildinformation wahrnehmen.
Hier ist das Sichtfeldanzeigegerät 100 in einem Fahrzeug verbaut. Der
Betrachter ist ein Fahrer des Fahrzeugs. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Bildinformation über eine Frontscheibe 118 des Fahrzeugs in den Sichtbereich 114 eingespiegelt.
Das Sichtfeldanzeigegerät 100 ist durch eine in dem Strahlengang 108 angeordnete Deckscheibe 120 vor Verunreinigungen geschützt. Mit anderen Worten ist ein Grundaufbau eines HUD 100 in einem Auto sowie die zugrunde liegende Problematik dargestellt. Eine Anzeigebaugruppe 102 beziehungsweise bildgebende Einheit oder PGU 102 erzeugt ein hinterleuchtetes Bild auf einem Display 104, das über Spiegel 110 des HUD 100 sowie die Windschutzscheibe 118 des Fahrzeugs zum Fahrerauge 116 reflektiert wird und vom Fahrer als virtuelles Bild wahrgenommen wird. Treffen nun Sonnenstrahlen 122 ungefähr parallel zu einem Hauptstrahl 108 in das HUD 100, so werden sie auf das Display 104 fokussiert.
Bei Box-Head-up-Displays 100 kann das Problem bestehen, dass wenn die Sonne direkt entlang des Hauptstrahls 108 in das HUD 100 einstrahlt, eine gewisse Fokussierung auf die Bildquelle 104 erfolgt. Das Box-Head-up-Display 100 kann als Box-HU D 100 oder Windschutzscheiben-HU D 100 bezeichnet werden. Insbesondere bei Verwendung von LC Displays (LCD) 104 als Bildquelle 104 kann ohne Verwendung des hier vorgestellten Ansatzes lokal die zulässige Temperatur überschritten werden und es kann eine Schädigung des Polfilters erfolgen. Beispielsweise kann es zu einem irreversiblen Kontrastverlust kommen. Auch kann ein Klären des Flüssigkristalls erfolgen, was ein Verschwinden des angezeigten Bildes zur Folge hätte.
Als Gegenmaßnahmen gegen überhöhte Temperaturen am LCD 104 kann ein reflexiver Polfilter als Deckscheibe 120 des HUD 100 verwendet werden. Ebenso kann ein transmissiver Polfilter innerhalb der HUD Optik 110 verwendet werden. Weiterhin kann ein Kaltlichtspiegel 110, der reflexiv für Infrarotstrahlung und transmissiv für sichtbares Licht ist, innerhalb der HUD Optik 110 angeordnet werden. Eine Kombination von einem Kaltlichtspiegel 110 und einem Polfilter ist ebenso möglich.
Während der Effekt bei einem HUD 100 mit beispielsweise einem virtuellen Bild von 6° Breite und 2,5° Höhe in 2,4 Metern Projektionsabstand mit den
beschriebenen Maßnahmen in der Regel beherrschbar ist, sind die
eingestrahlten Energien bei HUDs 100 mit wesentlich größerem virtuellen Bild und/oder größerem Projektionsabstand sehr viel höher. Dabei beschreibt der Projektionsabstand den Abstand des virtuellen Bilds zur Eyebox. Zudem ist bei größerem Projektionsabstand die Strahlung stärker fokussiert, sodass die Bestrahlungsstärke (irradiation) lokal zusätzlich erhöht wird. Damit ist die Bestrahlungsstärke zumindest lokal mit den oben genannten Verfahren in der Regel nicht mehr beherrschbar.
Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird durch geeignete Maßnahmen die thermische Schädigung eines LCDs 104 bei Sonneneinstrahlung 122 vermieden. Insbesondere wird die eingestrahlte Strahlungsleistung durch geeignete
Maßnahmen abgeführt bzw. gepuffert.
Dabei wird die Temperatur der LCD-Zelle 104 gesenkt, indem entweder eine erzwungene Konvektion erzeugt wird oder eine transparente Struktur 106 angekoppelt wird, die als Wärmesenke 106 wirkt.
Eine konventionelle Lösung mit Ventilator, der Umgebungsluft zum Display führt, scheidet für die Kühlung eines LCDs 104 im HUD 100 aus, weil ein Niederschlag von Staubpartikeln auf dem LCD 104 kaum vermeidbar wäre. Da das Bild auf dem LCD 104 dem Fahrer stark vergrößert angezeigt wird, wären auch sehr kleine Partikel (z. B. 0,1 Millimeter) in störender Weise sichtbar.
Fig. 2 zeigt eine Darstellung einer Anzeigebaugruppe 102 mit einer optisch wirksamen Wärmesenke 106 gemäß einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung. Die Anzeigebaugruppe 102 ist schematisch und beispielhaft dargestellt und entspricht im Wesentlichen der Anzeigebaugruppe in Fig. 1. Die Wärmesenke 106 weist eine optisch wirksame Form auf. Die
Wärmesenke 106 ist dazu ausgebildet, den Strahlengang 108 zu beeinflussen. Die Flüssigkristallanzeige 104 und die Wärmesenke 106 sind durch einen transparenten Klebefilm 200 miteinander wärmeleitend verklebt. Die
Flüssigkristallanzeige 104 und die Wärmesenke 106 werden von einem
Displayrahmen 202 gehalten. Die Flüssigkristallanzeige 104 ist über einen Flexleiter angeschlossen.
Eine oder mehrere LEDs 112 sind thermisch an einen Kühlkörper 204 gekoppelt und strahlen ihr Licht in Richtung der Displaybaugruppe 104. Auf der LCD-Zelle 104 wird das HU D-Bild erzeugt. Die Wärmesenke 106 ist als Feldlinse 206 ausgeformt und hat die Aufgabe, das Licht der LEDs 112 so umzulenken, dass durch die HU D-Optik, beispielsweise die Spiegel in Fig. 1, das Licht möglichst in die Eyebox gerichtet wird. Ein Diffusor 208 ist erforderlich, um, vereinfacht gesagt, die Homogenität der Helligkeit des Bildes zu verbessern. Die
Wärmesenke 106 kann als wärmeleitendes Element 106 bezeichnet werden. Das wärmeleitende Element 106 kann gleichzeitig zur Strahlformung dienen.
Beispielsweise kann das wärmeleitende Element 106 die Funktion der Feldlinse 206 integrieren.
Fig. 3 zeigt eine Darstellung einer Anzeigebaugruppe 102 mit einem
thermoelektrischen Element 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Anzeigebaugruppe 102 entspricht im Wesentlichen der Anzeigebaugruppe in Fig. 2. Zusätzlich weist die Anzeigebaugruppe 102 hier das thermoelektrische Element 300 und einen Kühlkörper 302 auf. Der
Kühlkörper 302 ist außerhalb des Strahlengangs 108 angeordnet. Der Kühlkörper weist Kühlrippen zum Bereitstellen von Wärmeübertragungsfläche auf. Der
Displayrahmen 202 ist hier in einer Aussparung des Kühlkörpers 302
angeordnet. Das thermoelektrische Element 300 ist zwischen der Wärmesenke 106 und dem Kühlkörper 302 angeordnet. Eine erste Seite des
thermoelektrischen Elements 300 ist thermisch mit der Wärmesenke 106 gekoppelt. Eine zweite Seite des thermoelektrischen Elements 300 ist thermisch mit dem Kühlkörper 302 gekoppelt. Die Wärmesenke 106 ist über das
thermoelektrische Element 300 thermisch mit dem Kühlkörper 302 gekoppelt. Die Wärmesenke 106 ist unter Verwendung eines transparenten Klebstoffs 304 flächig mit der Flüssigkristallanzeige 104 verklebt.
Die Feldlinse 206 (hier auch als Wärme leitendes Element bezeichnet) trägt einen Diffusor 306 auf der von der Beleuchtung abgewandten Seite. Die thermische Ankopplung des wärmeleitenden Elements 106 an das LCD 104 erfolgt über einen transparenten Kleber (auch als "optical Bond" bezeichnet) 304. Der transparente Kleber 304 kann aus einem elastischen Silikonpolymer bestehen. Der transparente Kleber 304 weist bevorzugt eine Schichtdicke zwischen 40 Mikrometer und 300 Mikrometer (μηη) auf. Unter Verwendung des transparenten Klebers 304 kann das wärmeleitende Element 106
beziehungsweise die Wärmesenke 106 als tragendes Bauteil für das LCD 104 dienen. Dabei kann ein mechanischer Aufbau derart gestaltet werden, dass das Element 106 über den Kleber 304 das LCD 104 mechanisch hält. Der Kühlkörper 302 ist thermisch leitfähig an das Element 104 angekoppelt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Peltierelement 300 zwischen dem Element 106 beziehungsweise einem Adapter 308 und dem Kühlkörper 302 angeordnet. Zwischen dem Adapter 308 und der Wärmesenke 106 ist hier Wärmeleitpaste 309 angeordnet, um den Wärmeübergang zu verbessern. Das Peltierelement 300 kann zur Kühlung des Elements 106 und des LCDs 104 bei hohen Temperaturen verwendet werden. Dabei kann das LCD 104 bei hohen Temperaturen auf eine Temperatur zwischen 40°C und 70°C gekühlt werden, um einerseits ungünstig hohe Temperaturen des LCD und andererseits eine
Betauung zu vermeiden. Das Peltierelement 300 kann bei tiefen Temperaturen auch zur Heizung des Elements 106 und des LCDs 104 verwendet werden. Ein Steuergerät 310 ist mit dem thermoelektrischen Element 300 verbunden, wobei ansprechend auf ein erstes Steuersignal des Steuergeräts 310 das thermoelektrische Element 300 den Adapter 308 und/oder die Wärmesenke 106 kühlen und auf ein zweites Steuersignal den Adapter 308 oder die Wärmesenke 106 erwärmen kann, insbesondere, wenn eine entsprechende Kühlungsschwelle bzw. eine Heizschwelle eines Temperaturwertes der Flüssigkristallanzeige überschritten bzw. unterschritten wurden.
Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird bevorzugt Saphir als transparenter Wärmeleiter 106 verwendet. Der Saphir 106 kann an einem Rahmen 202 und der Kühlstruktur 302 im Gehäuse über eine wärmeleitende Verbindung angebunden sein. Insbesondere kann der das wärmeleitende Element 106 unter Verwendung von Wärmeleitpaste 309, einem Wärmeleitpad 309 oder wärmeleitendem Kleber 309 angebunden werden. Mit anderen Worten besteht die Struktur der Halterung aus dem Kühlkörper 302 und dem Rahmen 308, die die Saphirscheibe 106 tragen. Die Saphirscheibe 106 wiederum trägt über den optical Bond 304 das LC-Display 104 zumindest in der Ebene des optical Bond 304. Optional kann eine seitliche, präzise Fixierung des LCDs 104 wiederum über den Display-Rahmen 202 und den Halterahmen 308 erfolgen. Dadurch kann das Display 104 gut vor Kraftwirkungen geschützt werden, da das Display 104 deutlich leichter als Saphir 106 ist.
In einem Ausführungsbeispiel dient die Wärmesenke 106 als "Wärmespeicher". Dabei puffert die Wärmesenke 106 Temperaturspitzen über ihre Masse ab. Die Wärmeleistung wird durch die Peltierkühlung 300 auf einem niedrigen Niveau abgeführt.
Eine effiziente Kühlung kann erreicht werden, indem wie in Fig. 3 an die LCD- Zelle 104 über einen transparenten Kleber 304 "Optical Bond" ein transparentes Element 106 wärmeleitend angekoppelt wird, das die Wärme zum einen kurzzeitig speichern und zum Anderen mittelfristig an die Umgebung ableiten kann. Der Kleber 304 ist vorteilhaft ein Silikongel 304, das als Vorzüge eine hohe Transparenz und eine sehr hohe Elastizität aufweist. Dadurch werden
mechanische Spannungen auf dem LCD 104 vermieden, die sichtbare Artefakte (Mura) verursachen könnten. Weiterhin weist das Silikongel 304 eine hohe Temperaturbeständigkeit und eine hohe Beständigkeit gegen Strahlung im sichtbaren, ultravioletten (UV) und infraroten (I R) Spektrum auf.
Das optische Element 106 ist an mindestens einer Stirnseite mit guter
Wärmeleitung an eine Struktur 302 gekoppelt, welche die Wärme nach außen abführt. Im Beispiel ist dies eine Kombination von Adapter 308, Peltierelement 300 (engl, thermoelectric cooler TEC) und Kühlkörper 302, dessen verrippte Seite wiederum die Wärme an die Umgebungsluft abführt. Der Adapter 308 kann entweder wie hier gezeigt nur an einer Stirnseite an das optische Element 106 angekoppelt sein. Ebenso kann der Adapter 308 an zwei bis drei Stirnseiten oder auch umlaufend als Rahmen an allen vier Stirnseiten angekoppelt sein. Da gängige Ausführungen des Diffusors 306 nicht an beiden Oberflächen optisch angekoppelt werden dürfen, ist der Diffusor 306 hier auf der, der Lichtquelle zugeordneten Seite des optischen Elements 206 angeordnet. Das optische Element 206 ist hier als zylindrische Feldlinse 206 ausgeführt.
Da beim optischen Element 206 die üblichen optischen Gläser eine
vergleichsweise schlechte Wärmeleitung in einer Größenordnung 1 bis 1,5 W/mK aufweisen, ist die Wärmeabfuhr zum Adapter 308 bei der hier gezeigten Lösung verbesserbar. Dazu kann auch direkt die Feldlinse 206 aus Saphir 106 gefertigt werden. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Feldlinse 206 aufgrund der hohen Brechzahl von Saphir 106 mit besonders hoher Brechkraft ausgeführt werden kann.
Fig. 4 zeigt eine Darstellung einer Anzeigebaugruppe 102 mit einer planaren Wärmesenke 106 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung. Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird Wärme von dem LCD-Display 104 über eine Kombination aus einer Saphir-Scheibe 106 und einem Kühlkörper 302 abgeleitet. Optional kann zwischen dem Kühlkörper 302 und der
Saphirscheibe 106 ein Peltierelement angeordnet sein.
Mit anderen Worten wird eine LCD-Baugruppe 102 für ein Head-up Display mit einer Vorrichtung 106 zum Kühlen des Displays 104 vorgestellt. Die Vorrichtung 106 ist insbesondere dazu ausgebildet, das Display 104 bei Erwärmung durch Strahlungsenergie zu kühlen. Das Kühlen erfolgt dabei durch ein transparentes, hoch wärmeleitendes Element 106, das an das LCD 104 thermisch leitfähig angekoppelt ist. Insbesondere ist das wärmeleitende Element 106 aus Saphir.
Das wärmeleitende Element 106 ist eine im Wesentlichen planparallele Platte. Bevorzugt weist das wärmeleitende Element 106 eine Dicke zwischen 1,5 Millimeter und 5 Millimeter auf. Die transparente Wärmesenke 106
beziehungsweise der Saphir 106 ist über ein optical Bonding 304 mit dem LC- Display 104 verbunden. Dabei wird der Saphir 106 über eine transparente, flächige Verklebung mit dem LCD 104 verbunden.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Wärmesenke 106 einen kristallinen Werkstoff. Der kristalline Werkstoff weist eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf, als optisches Glas. Insbesondere ist die Wärmesenke 106 aus einem
Saphirwerkstoff, beispielsweise Saphirglas. Damit leitet die Wärmesenke 106 wesentlich besser Wärmeenergie, als beispielsweise die Feldlinse 206.
Hier ist eine Feldlinse 206 zwischen der Lichtquelle und der
Flüssigkristallanzeige 104 angeordnet. Zwischen der Feldlinse 206 und der Saphirplatte 106 ist ein Zwischenraum angeordnet. In dem Zwischenraum ist hier der Diffusor 306 angeordnet. Wie in Fig. 3 ist der Displayrahmen 202 in einer Aussparung des Kühlkörpers 302 angeordnet.
Eine wesentliche Verbesserung ist erreichbar, wenn statt des optischen
Elements 206 eine Scheibe 106 mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit, als optisches Glas verwendet wird. Beispielsweise kann eine Saphirscheibe 106 mit einer Wärmeleitfähigkeit in der Größenordnung von 25 W/m K verwendet werden. Ebenfalls kann eine Scheibe 106 aus Aluminiumoxid AI203 verwendet werden.
Saphirscheiben 106 sind industriell verfügbar und werden zum Beispiel als kratzfeste Deck-Gläser in hochwertigen Armbanduhren eingesetzt. Wegen der hohen Brechzahl kann die Saphirscheibe 106 vorteilhaft noch mit einem optischen Anti-Reflex-Coating versehen werden, um Lichtverluste zu reduzieren.
Eine mögliche Ausführung zeigt Fig. 4. Die in diesem Ausführungsbeispiel planparallele Saphirscheibe 106 ist hier ohne zwischengeschaltetes
Peltierelement an einen Kühlkörper 302 angekoppelt. Die Feldlinse 206 hat hier keine wärmetechnische Funktion, was eine beabstandete Anordnung zur Saphirscheibe 106 und die Anbringung des Diffusors 306 auf der rechten
(beleuchtungsabgewandten), planen Seite der Feldlinse 206 möglich macht. Damit kann die gewölbte Seite der Feldlinse 206 beliebig geformt werden. Es besteht keine Einschränkung auf Zylinder-Geometrien, was eine effizientere Beleuchtungsoptik erlaubt.
Fig. 5 zeigt eine Darstellung einer Anzeigebaugruppe 102 mit einer planaren Wärmesenke 106 und einem thermoelektrischen Element 300 beziehungsweise einem Peltierelement 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Anzeigebaugruppe 102 entspricht im Wesentlichen der
Anzeigebaugruppe in Fig. 4. Zusätzlich ist zwischen dem Kühlkörper 302 und der
Wärmesenke wie in Fig. 3 ein thermoelektrisches Element 300 angeordnet. Ferner ist im Bereich des Kühlkörpers 302 ein Ventilator 500 angeordnet. Der Kühlkörper 302 ist durch einen Ventilator 500 anblasbar. Die Anzeigebaugruppe 102 weist zum Regeln des Ventilators 500 und alternativ oder ergänzend zum Regeln des Peltierelements 300 einen Temperaturfühler 502 zum Erfassen einer Temperatur an der Flüssigkristallanzeige auf. Der Temperaturfühler 502 kann beispielsweise ein NTC sein. Der Temperaturfühler 502 ist außerhalb des genutzten Sichtbereichs der Flüssigkristallanzeige, aber möglichst nahe an der Saphirscheibe angeordnet. Der Ventilator 500 und/oder das thermoelektrische Element 300 werden unter Verwendung der Temperatur geregelt, um die
Temperatur der Flüssigkristallanzeige 104 innerhalb eines Toleranzbereichs zu halten. Je wärmer die Flüssigkristallanzeige 104 ist, umso größer wird eine Drehzahl des Ventilators 500 eingestellt. Je wärmer die Flüssigkristallanzeige 104 ist, umso größer wird die an das Peltierelement 300 angelegte Spannung eingestellt, die mit einer Temperaturdifferenz zwischen den zwei Seiten des
Peltierelements 300 korrespondiert. Wenn die Flüssigkristallanzeige 104 kälter als eine Taupunkttemperatur ist, wird die Spannung an dem Peltierelement 300 umgekehrt, um die Flüssigkristallanzeige 104 über den Taupunkt zu erwärmen.
Der Ventilator 500 kann in Abhängigkeit von einer gemessenen Temperatur im System betrieben werden. Der Ventilator 500 kann in Abhängigkeit von der Temperatur des Elements 106 betrieben werden. Der Ventilator 500 kann in Abhängigkeit von der Temperatur der Oberfläche der Flüssigkristallanzeige 104 betrieben werden.
Denkbar ist ferner, dass der Ventilator 500 auch durch das Steuergerät 310 angesteuert wird. Dabei kann beispielsweise die gemessene Temperatur im System oder an der Flüssigkristallanzeige 104 als Steuergröße für den Ventilator 500 oder das thermoelektrische Element 300 verwendet werden.
In einer weiter optimierten Ausführungsform sind das Peltierelement 300 und ein Ventilator 500 zur Reduktion des Wärmewiderstands des Kühlkörpers 302 in die bildgebende Einheit 102 integriert. Um Ventilator 500 wie auch Peltierelement 300 energiesparend und doch effizient ansteuern zu können, ist es vorteilhaft, die Temperatur des LCDs 104 zu kennen. Dazu kann beispielsweise im optisch nicht benutzten Randbereich des LCDs 104 ein Temperatursensor 502 angebracht werden. Der Temperatursensor 205 ist hier ein NTC 502, der zur Auswertung mit einem A/D Wandler der HU D- Elektronik verbunden ist. Auch ein Temperatursensor 502 auf der Saphirscheibe 106 könnte vorteilhaft sein.
Fig. 6 zeigt eine Darstellung einer Anzeigebaugruppe 102 mit einem verdickten optischen Element 206 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung. Die Anzeigebaugruppe 102 entspricht im Wesentlichen der
Anzeigebaugruppe in Fig. 5. Im Gegensatz dazu ist die Wärmesenke 106 zwischen der Flüssigkristallanzeige 104 und der Feldlinse 206 angeordnet. Die Wärmesenke 106 ist zusätzlich thermisch mit dem optischen Element 206 gekoppelt. Das wärmeleitende Element 106 ist thermisch leitfähig mit dem optischen Element 206, beispielsweise der Feldlinse verbunden. Dazu ist hier, wie zu Verbinden der Flüssigkristallanzeige 104 und der Wärmesenke 106, der transparente Klebstoff 304 verwendet worden. Mit anderen Worten ist das optische Element 206 an die Platte der Wärmesenke 106 gebondet. Die
Feldlinse 206, die Wärmesenke 106 und die Flüssigkristallanzeige 104 bilden eine Einheit. Die Feldlinse 206 ist aus optischem Glas, beispielsweise BK7 ausgeführt. Die Feldlinse 206 ist dicker ausgeführt, als für ihre optische Funktion notwendig wäre. Dadurch weist die Feldlinse Masse und Volumen auf, um wie die Wärmesenke in Fig. 3 Hitzespitzen abzupuffern.
Wenn die Saphirscheibe 106 nicht dicker als etwa 4 mm ausgeführt wird, kann sie kostengünstig hergestellt werden. Dadurch ist deren Wärmekapazität beschränkt. Vorteilhaft für eine kurzfristige Pufferung der Wärmeenergie ist eine höhere Wärmekapazität, welche durch eine thermische Ankopplung einer verdickten Feldlinse 206 an die Saphirscheibe 106 wie in Fig 6 erreicht werden kann. Solche Linsen 206 können beispielsweise aus optischem BK7-Glas vergleichsweise kostengünstig hergestellt werden.
Wird diese Ankopplung wiederum mit dem hier vorgestellten optischem Bond 304 ausgeführt, kann das Antireflex-Coating der Saphirscheibe 106 in der Regel entfallen. Dann wird der Diffusor 304 wieder auf der hier linken
(beleuchtungszugewandten) Seite angeordnet. Dabei sind einfache
Linsengeometrien vorteilhaft. Die Ableitung des Wärmestroms an den Kühlkörper 302 gegebenenfalls auch über das Peltierelement 300 erfolgt analog zur den anderen, hier gezeigten Ausführungsbeispielen. Generell wirkt ein Peltierelement 300 als Wärmepumpe, wenn es von einem elektrischen Strom durchflössen wird. Dabei wird die kalte Seite (cold side) des Elements 300 (in den Figuren unten) gekühlt, die heiße Seite (hot side) wird erwärmt. Die heiße Seite ist hier oben angeordnet und mit dem Kühlkörper 302 verbunden. Somit erlaubt das Peltierelement 300 eine effizientere Wärmeabfuhr, insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen, wenn das Temperaturgefälle zwischen dem Temperaturlimit des LCDs 104 und der Umgebung sehr gering ist. Das Peltierelement 300 erlaubt die Kühlung des Verbundes aus LCD Zelle 104 mit den angekoppelten Elementen nicht nur zur verbesserten Abführung der eingestrahlten Sonnenenergie, sondern auch generell bei hohen
Umgebungstemperaturen zur Optimierung der Display- Parameter, wie beispielsweise dem Kontrast.
Fig. 7 zeigt eine Darstellung einer Anzeigebaugruppe 102 mit einem Faltspiegel 700 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die
Anzeigebaugruppe 102 ist hier räumlich dargestellt. Durch den Faltspiegel 700 ist der Strahlengang vom Backlight gefaltet und benötigt deswegen weniger Bauraum, als bei einer gestreckten Ausführung. Zwischen der Feldlinse 206 und dem wärmeleitenden Element 106 beziehungsweise der Wärmesenke 106 ist ein Abstand angeordnet. Hier trägt der Saphir 106 das LCD 104. Der Displayrahmen 202 überragt die Saphirscheibe 106 und übernimmt keine Fixierungsaufgabe. Die Saphirscheibe 106 liegt an einem Halterahmen 702 an, der die Funktion des Kühlkörpers übernimmt. Der Halterahmen 702 weist eine dreiseitig umlaufende
Anlagefläche 704 für die Saphirscheibe 106 auf. Zwischen dem Halterahmen 702 und der Wärmesenke 106 ist Wärmeleitpaste 309 angeordnet, um einen verbesserten Wärmeübergang zu erreichen. Die Saphirscheibe 106 weist schräge Kanten auf, die als Kontaktfläche für Gewindestifte 706 ausgebildet sind. Die Gewindestifte 706 drücken gegen die schrägen Kanten und damit den Saphir
106 auf die Anlagefläche 704. Wie in den vorhergehenden Figuren ist die Flüssigkristallanzeige 104 mittels eines Optical Bond 304 mit der Saphirscheibe 106 verbunden. Anstelle der Gewindestifte 706 können (nicht dargestellt) alternativ insbesondere federnde Befestigungselemente genutzt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, auf der einen Seite starre Elemente, auf der anderen Seite federnde Elemente zu verwenden. So wird einerseits eine präzise
Positionierung des Verbundes Saphir/LCD erreicht, andererseits durch die Federwirkung ein Ausgleich von Toleranzen und unterschiedlicher
Wärmedehnung.
Fig. 8 zeigt eine Darstellung einer Anzeigebaugruppe 102 mit einem
geschlossenen Kühlkreislauf 800 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Um Niederschlag auf der Flüssigkristallanzeige 104 zu vermeiden, wird in der in Fig. 8 beispielhaft dargestellten bilderzeugenden Einheit (PGU) 102 die erzwungene Konvektion in einem geschlossenen Kreislauf 800 geführt. Der Kreislauf 800 enthält nur sehr sauberes Gas, in der Regel Luft, und ist vorzugsweise gegenüber der Umgebung abgedichtet.
Zur Kühlung der LCD-Zelle 104 wird die Luft zwischen dieser und einem transparenten optischen Element 206, hier einer Feldlinse 206, hindurchgeführt.
Ein Diffusor 306, der für eine homogene Ausleuchtung der Eyebox sorgt, kann entweder auf der LCD-Zelle 104 oder auf dem Element 206 angebracht werden.
Der Luftstrom 800 wird dann durch einen Kanal 802 zu einem Ventilator 804 geführt, der den Luftstrom 800 im beschriebenen Kreislauf erzeugt. Gekühlt wird die Luft durch die, hier unten angeordnete Innenseite des, in einem Halterahmen 702 angeordneten Kühlkörpers 302, dessen, hier oben dargestellte Außenseite in Kontakt mit der Luft im Einbauraum des HUD im Fahrzeug steht. Beide Seiten des Kühlkörpers 302 können vorteilhafterweise verrippt sein. Auch kann die Kühlwirkung weiter optimiert werden, indem die Außenseite des Kühlkörpers 302 durch einen zweiten, nicht dargestellten Ventilator besser angeströmt wird. Der beschriebene Luftkreislauf 800 beziehungsweise Gaskreislauf ist gegenüber der Umgebung des HUD staubdicht ausgeführt. Fig. 9 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 900 zum Betreiben einer
Anzeigebaugruppe mit einem thermoelektrischen Element gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 900 weist einen Schritt 902 des Kühlens und einen Schritt 904 des Erwärmens auf. Im Schritt 902 des Kühlens wird die Wärmesenke gekühlt und der Kühlkörper unter
Verwendung des thermoelektrischen Elements erwärmt, wenn die Flüssigkristallanzeige wärmer als eine vorbestimmte Höchsttemperatur ist. Im Schritt 904 des Erwärmens wird die Wärmesenke erwärmt und der Kühlkörper unter Verwendung des thermoelektrischen Elements gekühlt, wenn die
Flüssigkristallanzeige kälter als eine vorbestimmte Tiefsttemperatur ist.
Eine generelle Kühlung des LCDs auf beispielsweise 60°C bei hohen
Umgebungstemperaturen hat den Vorteil, dass bei Beginn der
Sonneneinstrahlung die Wärmekapazitäten im System besser wirksam sind.
Bei moderaten Temperaturen des Displays, beispielsweise +10°C bis +60°C, kann das Peltierelement ausgeschaltet werden, um Energie zu sparen.
Bei geringen Umgebungstemperaturen kann das Peltierelement mit umgekehrter Polarität betrieben werden, sodass das LCD beschleunigt aufgeheizt werden kann. Damit werden wiederum Display Parameter optimiert, insbesondere die Schaltzeit verkürzt.
Da der Ventilator ein Geräusch verursacht, wird er vorteilhafterweise nur betrieben, wenn die Wärmeabfuhr ohne die erzwungene Konvektion nicht mehr gewährleistet werden kann.
Saphir weist vorteilhafte Werkstoffparameter für die hier vorgestellte Verwendung als Wärmetransportmedium auf.
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
Ferner können die hier vorgestellten Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder"- Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Claims

Ansprüche
1. Anzeigebaugruppe (102) für ein Sichtfeldanzeigegerät (100), wobei die Anzeigebaugruppe (102) die folgenden Merkmale aufweist: eine Flüssigkristallanzeige (104) zum Bereitstellen einer Bildinformation des Sichtfeldanzeigegeräts (100), wobei die Flüssigkristallanzeige (104) in einem Strahlengang (108) der Anzeigebaugruppe (102) und/oder des Sichtfeldanzeigegeräts (100) angeordnet ist; und eine transparente Wärmesenke (106) zum Temperieren der
Flüssigkristallanzeige (104), wobei die Wärmesenke (106) thermisch mit der Flüssigkristallanzeige (104) gekoppelt ist und in dem Strahlengang (108) angeordnet ist.
2. Anzeigebaugruppe (102) gemäß Anspruch 1, bei der die Wärmesenke (106) einen kristallinen Werkstoff umfasst, der eine höhere
Wärmeleitfähigkeit als optisches Glas aufweist.
3. Anzeigebaugruppe (102) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die
Wärmesenke (106) einen Saphirwerkstoff umfasst.
4. Anzeigebaugruppe (102) gemäß einem der vorangegangenen
Ansprüche, mit einem Kühlkörper (302), der außerhalb des
Strahlengangs (108) angeordnet ist, wobei die Wärmesenke (106) thermisch mit dem Kühlkörper (302) gekoppelt ist.
5. Anzeigebaugruppe (102) gemäß Anspruch 4, bei der der Kühlkörper (302) Kühlrippen aufweist und/oder derart angeordnet ist, dass er durch einen Ventilator (500) kühlbar, anblasbar oder saugend anströmbar ist. Anzeigebaugruppe (102) gemäß einem der vorangegangenen
Ansprüche 4 oder 5, mit einem thermoelektrischen Element (300), das zwischen der Wärmesenke (106) und dem Kühlkörper (302) angeordnet ist, wobei eine erste Seite des thermoelektrischen Elements (300) thermisch mit der Wärmesenke (106) gekoppelt ist und eine zweite Seite des thermoelektrischen Elements (300) thermisch mit dem Kühlkörper (302) gekoppelt ist.
Anzeigebaugruppe (102) gemäß einem der vorangegangenen
Ansprüche, bei der die Wärmesenke (106) unter Verwendung eines transparenten Klebstoffs (304) flächig mit der Flüssigkristallanzeige (104) verklebt ist.
Anzeigebaugruppe (102) gemäß einem der vorangegangenen
Ansprüche, bei der die Wärmesenke (106) zwischen der
Flüssigkristallanzeige (104) und einem optischen Element (206) des Sichtfeldanzeigegeräts (100) angeordnet ist, wobei die Wärmesenke (106) thermisch mit dem optischen Element (206) gekoppelt ist.
Anzeigebaugruppe (102) gemäß einem der vorangegangenen
Ansprüche, mit einem Temperaturfühler (502) zum Erfassen einer Temperatur an der Flüssigkristallanzeige (104), wobei insbesondere ein Ventilator (500) und/oder ein thermoelektrisches Element (300) unter Verwendung der erfassten Temperatur regelbar ist.
Anzeigebaugruppe (102) gemäß einem der vorangegangenen
Ansprüche, bei der die Wärmesenke (106) eine optisch wirksame Form aufweist und dazu ausgebildet ist, Licht im Strahlengang (108) zu brechen und/oder Licht im Strahlengang (108) zu beeinflussen.
Sichtfeldanzeigegerät (100) mit einer Anzeigebaugruppe (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die
Flüssigkristallanzeige (104) und die Wärmesenke (106) in einem Strahlengang (108) des Sichtfeldanzeigegeräts (100) angeordnet sind.
12. Verfahren (900) zum Betreiben einer Anzeigebaugruppe (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Anzeigebaugruppe (102) zumindest ein thermoelektrisches Element (300) umfasst und das Verfahren (900) zumindest den folgenden Schritt aufweist:
Kühlen (902) der Wärmesenke (106) und Erwärmen des Kühlkörpers (302) unter Verwendung des thermoelektrischen Elements (300), wenn die Flüssigkristallanzeige (104) wärmer als eine vorbestimmte
Höchsttemperatur ist und/oder
Erwärmen (904) der Wärmesenke (106) und Kühlen des Kühlkörpers (302) unter Verwendung des thermoelektrischen Elements (300), wenn die Flüssigkristallanzeige (104) kälter als eine vorbestimmte
Tiefsttemperatur ist.
13. Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen.
14. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines
Verfahrens gemäß Anspruch 13 durchzuführen und/oder anzusteuern.
15. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 12.
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