CN103318417A - 用于飞行器驾驶舱显示器的设备 - Google Patents

Abstract

本发明名称为“用于飞行器驾驶舱显示器的设备”。一种飞行器驾驶舱显示器(22)，尤其包括具有液晶矩阵的LCD面板(24)以及用于照亮液晶矩阵的背光组装件(40)。显示器(22)的其余部分允许架构内的单点故障只影响LCD面板(24)的主要显示功能的一部分。

Description

用于飞行器驾驶舱显示器的设备

背景技术

当代飞行器驾驶舱包括具有多个飞行显示器的飞行驾驶台(deck)，它向飞行人员显示飞行器操作和控制中所用的范围广泛的飞行器、飞行、导航及其它信息。在航空工业，有一种在驾驶舱中使用大型宽屏格式显示器的趋势。这带来提供更大可配置显示表面的优势，从而为飞行人员提供更多信息并提供调整显示格式和显示信息的能力。因为所有主要飞行信息可在单一显示表面而不是多个显示器或仪表上显示，单一显示表面的损失将远远严重于传统方式。

发明内容

在一个实施例中，飞行器驾驶舱显示器包括具有排列成行和列的像素的液晶矩阵的显示面板；用于照亮液晶矩阵的背光；第一和第二独立视频通道，每个视频通道具有操作地耦合到并驱动液晶矩阵中的行的行驱动器，第一视频通道具有操作地耦合到并驱动液晶矩阵的第一部分的列的第一列驱动器，第二视频通道具有操作地耦合到并驱动液晶矩阵的第二部分的列的第二列驱动器，第一部分与第二部分不相同；以及用于在第一和第二独立视频通道之间进行选择以在显示面板上显示视频信号的开关。

在另一个实施例中，飞行器驾驶舱显示器包括具有排列成行和列的像素的液晶矩阵的LCD面板；具有用于照亮液晶矩阵的LED阵列的背光；第一和第二独立视频通道，每个视频通道具有操作地耦合到并驱动液晶矩阵中的行的行驱动器，第一视频通道具有操作地耦合到并驱动液晶矩阵的第一部分的列的列驱动器，第二视频通道具有操作地耦合到并驱动液晶矩阵的第二部分的列的列驱动器，第二部分与第一部分不相同；第一和第二独立背光控制通道，每个通道具有操作地耦合到LED阵列以控制液晶矩阵背光的LED驱动器；以及用于在第一和第二独立视频通道之间进行选择以在LCD面板上显示视频信号的开关。

附图说明

附图包括：

图1是现有设计飞行显示模块的示意图。

图2是根据本发明实施例的、具有多个飞行显示模块的飞行器驾驶舱的一部分的透视图。

图3是根据本发明实施例的、图2的飞行器驾驶舱的飞行显示模块之一的示意图。

具体实施方式

图1示出现有设计飞行显示模块2。飞行显示模块2包括显示面板4，它可以是宽屏LCD显示面板；以及关联的功率和控制电子器件，其中包括电源电路6、定时控制7、采取行和列显示驱动器8和9形式的显示驱动器。功率数据和视频数据馈入飞行显示模块2，并且现有设计飞行显示模块2内的任何故障，无论是电源电路6、定时控制7还是显示驱动器8和9故障，都将对飞行显示模块2在显示面板4上显示未损坏的视频数据的能力造成不利影响。损坏（corruption）可表示为LCD面板上部分或全部屏幕视频损坏。在显示器为宽屏显示器时，损失这种大区域显示的影响远远剧烈于传统配备的飞行器上单一机械仪表的损失或较小电子飞行仪表显示器的损失。

下述本发明实施例确保了飞行显示模块具有高可用性，并且除LCD面板本身故障之外的任何单一故障对主要显示功能的影响减少。图2示出根据本发明一个实施例的、具有驾驶舱12的飞行器10的一部分。虽然显示的是商用飞行器，预期本发明的实施例可用于任何类型的飞行器，例如但不限于固定翼、旋转翼、火箭、个人飞行器及军用飞行器。第一用户(例如飞行员)可出现在驾驶舱12左侧的座位14中，并且另一个用户(例如副驾驶员)可出现在驾驶舱12右侧的座位16中。具有多种仪表20和多个飞行显示模块22的飞行驾驶台18可位于飞行员和副驾驶员前面，并且可为飞行人员提供辅助驾驶飞行器10的信息。飞行显示模块22可包括主飞行显示器或多功能显示器，并且可显示飞行器10操作和控制中所用的范围广泛的飞行器、飞行、导航、系统及其它信息。飞行显示模块22显示为采用相互间隔的并排设置。飞行显示模块22可采用任何形式的布置，包括具有更少或更多显示器。此外，飞行显示模块22不需要共面，也不需要大小相同。飞行显示模块22中可包括提供显示表示的显示面板24。此显示面板可包括具有单独可控像素矩阵的任何显示面板，例如LCD和LED。作为非限制性示例，显示面板24可以是平板有源矩阵液晶显示(AMLCD)面板。

预期一个或多个光标控制装置26和一个或多个多功能键盘28可包含在驾驶舱12中，并且还可由一个或多个飞行人员用于与飞行器10的系统进行交互。适当的光标控制装置26可包括适合接受来自用户的输入并且将该输入转换成多个飞行显示模块22的任一个上的图形位置的任何装置。多种操纵杆、多路跷板开关、鼠标、轨迹球等适合于这个目的，并且各用户可具有独立光标控制装置26和键盘28。

控制器30可操作地耦合到飞行器10的组件，包括飞行显示模块22、光标控制装置26及键盘28。控制器30还可与飞行器10的其它控制器(未示出)连接。控制器30可包括存储器和处理单元，处理单元可运行任何适当程序来操作飞行器10。控制器30还可从一个或多个其它附加传感器(未示出)接收输入，附加传感器可为控制器30提供辅助飞行器10操作的多种信息。

图3示出飞行显示模块22的示意实施例。飞行显示模块22显示为包括显示面板24；背光组装件40；由电源60、定时控制器58、背光控制器94、列驱动器50、行驱动器52及LED背光驱动器54组成的第一通道42；以及由电源80、定时控制器78、背光控制器96、列驱动器70、行驱动器72及LED背光驱动器74组成的第二通道44。开关46显示为操作地耦合到飞行显示模块22。

显示面板24可包括具有像素阵列的液晶矩阵(未示出)，其中每个像素包含多个子像素的色群并且每个子像素可通过行和列寻址并由其关联的行和列驱动器编程。这种显示面板24可包括13.2英寸(335 mm)的水平尺寸，7.9英寸(201 mm)的垂直尺寸，即16:9的纵横比和15.3英寸(389 mm)的对角线尺寸。应当理解，可使用不同大小的屏幕并且纵横比可相对上述宽屏格式有所变化。

背光组装件40可以是任何适当的背光组装件，包括具有LED阵列(未示出)的发光二极管(LED)背光组装件40。背光组装件40可安装在显示面板24后面。预期背光组装件40可以是LED变种（variety），因为与阴极荧光灯相比，LED阵列可更好地再现色彩并消耗更少的电力。LED背光组装件40中的LED阵列可安装在印刷电路板(未示出)上以提供足够的光，从而照亮显示面板24的液晶矩阵。

第一通道42和第二通道44是能够在LCD面板上显示视频信号的两个相同且独立的视频通道。第一通道42显示为包括列驱动器50、行驱动器52、背光驱动器54、定时控制器58、背光控制器94及电源60。第二通道44显示为包括列驱动器70、行驱动器72、背光驱动器74、定时控制器78、背光控制器96及电源80。

第一通道42的列驱动器50可操作地耦合到显示面板24的液晶矩阵的第一部分82中的列。第二通道44的列驱动器70可操作地耦合到显示面板24的液晶矩阵的第二部分84中的列。显示面板24的液晶矩阵的第一部分和第二部分82和84不相同。仅为了便于说明，第一部分82示出为显示面板24的液晶矩阵的左边一半，而第二部分84示出为显示面板24的液晶矩阵的右边一半。应该理解，第一部分和第二部分82和84不必为显示面板24的液晶矩阵的一半。

第一通道和第二通道42和44的行驱动器52和72可分别操作地耦合到显示面板24的液晶矩阵中的所有行。这样，行驱动器52和72中的每一个能够选择性地驱动显示面板24的液晶矩阵中的所有行。

在背光组装件为LED变种的情况下，背光驱动器54和74可以是LED驱动器并可操作地耦合到背光组装件40的LED阵列以控制背光组装件40照亮显示面板24的液晶矩阵。背光驱动器54和74中的每一个能够选择性地驱动这种背光组装件40的LED阵列。

第一通道42的定时控制器58操作地耦合到列驱动器50和行驱动器52。定时控制器58能够输出控制信号到列驱动器50和行驱动器52。第二通道44的定时控制器78操作地耦合到列驱动器70和行驱动器72。定时控制器78能够输出控制信号到列驱动器70和行驱动器72。

第一通道42的背光控制器94操作地耦合到背光驱动器54。背光控制器94能够输出控制信号到背光驱动器54。第二通道44的背光控制器96操作地耦合到背光驱动器74。背光控制器96能够输出控制信号到背光驱动器74。预期第一和第二独立视频通道42和44中的每一个的定时控制器和背光控制器可独立实现或可在单个装置内实现。

第一功率输入或电源60包含在第一通道42中并提供功率给第一通道42的组件。第二功率输入或电源80包含在第二通道44中并提供功率给第二通道44的组件。

开关46规定了第一和第二独立视频通道42与44之间的选择，以在显示面板24上显示来自选择的第一和第二独立视频通道42和44的信号。开关46可以是手动开关，位于驾驶舱12内飞行员和/或副驾驶员可接触到的位置。开关46可与飞行显示模块22集成。例如，开关显示为安装在飞行显示模块22外部。

预期开关46可以是选择第一通道42或第二通道44为活跃通道的双位手动开关。预期手动开关46还可包括自动开关位。在选择自动开关位时，飞行显示模块22中的仲裁器模块(未示出)可在飞行显示模块22加电时缺省为预定义通道，并且可监视影响视频数据流完整性的第一和第二独立视频通道42和44中的每一个内的每一个功能的健康。在检测到故障时，备选通道将自动切换成活跃通道。

虽然开关46显示并描述为手动开关，但预期开关46可以是全自动的。这种自动开关可包含在飞行显示模块22内。自动开关也许能够响应第一和第二独立视频通道42和44中的一个的故障在第一和第二独立视频通道42和44之间切换，并且可以与上述自动开关位相似地起作用。这种自动开关机制或仲裁器模块可在飞行显示模块22内复制。

在操作期间，第一通道42可在显示面板24的第一部分82上提供显示图形，而第二通道44可在显示面板24的第二部分84上提供显示图形。第一通道42和第二通道44可同步，并且只有由开关46选择为活跃的通道将控制显示面板24的相应行驱动器52和72以及相应背光驱动器54和74。第一通道42和第二通道44将分别为显示面板24的第一部分82和第二部分84提供显示图形。最初可在飞行显示模块22加电时自动或手动选择活跃通道。预期第一通道42的列驱动器50和第二通道44的列驱动器70可各包括复用器以允许按照开关46的选择从定时控制器58或定时控制器78控制列驱动器50和列驱动器70两者，并且第一通道42和第二通道44可能不需要同步。

活跃通道内的故障可导致显示面板24故障，在选择另一个通道时会恢复部分显示功能性。选择另一个通道会使该通道成为活跃通道并且允许操作适当的行驱动器、列驱动器及背光驱动器以在显示面板24的相应部分上提供视频显示。第一通道42与第二通道44之间的切换可手动进行，例如由飞行员或副驾驶员更改开关46的设置。备选地，可由自动开关响应构建到飞行显示模块22中的故障检测处理进行切换。作为非限制性示例，可存在执行错误检测处理的显示监视器以确定任何图形信息，即文本信息、图形符号和图表是否有误。

在选择一个通道作为活跃的时，可禁用非活跃通道的行驱动器。作为非限制性示例，可中断到取消选择的通道的行驱动器的功率源。作为中断功率源的替代或补充，取消选择或非活跃通道的行驱动器可设置成断开或三态状态以防止活跃通道损坏。

虽然上述实施例参照具有飞行显示模块22的驾驶舱12以及具有操作地耦合到并驱动液晶矩阵的一部分82的列的第一列驱动器50的第一视频通道42和具有操作地耦合到并驱动液晶矩阵的另一部分的列的第二列驱动器70的第二视频通道44进行说明和描述，但应该理解，已考虑备选实施例。例如，第一通道可具有操作地耦合到并驱动液晶矩阵中的行的行驱动器和操作地耦合到并驱动第一部分和第二部分的列的列驱动器。类似地，第二通道可具有操作地耦合到并驱动液晶矩阵中的行的行驱动器和操作地耦合到并驱动第三部分和第四部分的列的列驱动器。第一、第二、第三和第四部分可与任何其它部分不相同并且第一通道控制的部分可与第二通道控制的部分交错。这种实施例可与上述实施例类似地操作，所不同在于显示屏幕的多个部分可在任何时候由单一通道操作。

作为又一个示例，上述实施例可包括能够操作飞行显示器的相应额外部分的额外视频通道。作为非限制性示例，可包括第三独立视频通道，其中第三视频通道具有操作地耦合到并驱动液晶矩阵中的行的行驱动器并且具有操作地耦合到并驱动液晶矩阵的第三部分的列的第三列驱动器，第三部分与第一部分82或第二部分84均不相同，并且开关46配置成在第一、第二和第三独立视频通道之间进行选择，以在LCD面板上显示视频信号。

此外，应该理解，行和列可以互换，因为它们是取决于用户对显示器的方向的相对参考。这样，由于驾驶舱可包括备选飞行显示模块，可包括第一和第二视频通道以使得第一视频通道可具有操作地耦合到并驱动液晶矩阵的一部分的行的第一行驱动器，而第二视频通道可具有操作地耦合到并驱动液晶矩阵的另一部分的行的第二行驱动器，其中第二部分与第一部分不相同。通过这种方式，仍可使用显示面板的一部分。这可成为飞行显示器垂直定向时的额外益处。

上述实施例提供多个优点。例如，上述实施例确保了飞行显示模块具有高可用性，并且除LCD面板本身故障之外的任何单一故障对飞行显示模块的主要显示功能的影响不超过一部分。虽然某些现有技术显示器能够使用订制LCD面板在显示器的某些部分具有冗余，但当前飞行器显示器并未如上所述最大化可用性。由于上述实施例的高可用性设计，在一个图形通道故障时仍可实现部分屏幕的操作，并且在活跃通道内出现故障时确保了显示视频数据的完整性。鉴于此类飞行显示器的故障会导致驾驶舱一侧的主要飞行仪表的全部损失，这种增强的系统可用性至关重要。上述实施例限制了可导致飞行显示模块上的全部显示损失的单点故障数量。飞行显示模块中唯一剩余的单通道装置是LCD本身，但是绝大多数故障导致单一像素或单一像素行或列的损失，对显示器的可读性具有最小的影响，而不是LCD的全部损失。背光组装件的个别LED也可能出现故障，但将对背光一致性和显示器可读性具有最小的影响。飞行显示模块的高可用性还允许减少或消除由于与显示器关联的电子飞行仪表系统相关问题造成的维护延迟。

本书面描述使用示例来公开本发明，其中包括最佳模式，并且还使本领域的技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的专利范围由权利要求书来定义，并且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果这类其它示例具有与权利要求书的文字语言完全相同的结构元件，或者如果它们包括具有与权利要求书的文字语言的非实质差异的等效结构元件，则它们意在落入权利要求书的范围之内。

部件表

2 飞行显示模块

4 显示面板

6 电源电路

7 定时控制

8 列显示驱动器

9 列显示驱动器

10 飞行器

12 驾驶舱

14 座位

16 座位

18 飞行驾驶台

20 仪表

22 飞行显示模块

24 显示面板

26 光标控制装置

28 多功能键盘

30 控制器

40 背光组装件

42 第一通道

44 第二通道

46 开关

50 列驱动器

52 行驱动器

54 背光驱动器

58 定时控制器

60 电源

70 列驱动器

72 行驱动器

74 背光驱动器

78 定时控制器

80 电源

82 第一部分

84 第二部分

94 背光控制器

96 背光控制器。

Claims (14)

1. 一种飞行器驾驶舱显示器，包括：

显示面板，其具有排列成行和列的像素的液晶矩阵；

背光，其用于照亮所述液晶矩阵；

第一和第二独立视频通道，其中每个视频通道具有操作地耦合到并驱动所述液晶矩阵中的行的行驱动器，所述第一视频通道具有操作地耦合到并驱动所述液晶矩阵的第一部分的列的第一列驱动器，所述第二视频通道具有操作地耦合到并驱动所述液晶矩阵的第二部分的列的第二列驱动器，所述第一部分与所述第二部分不相同；以及

开关，其用于在所述第一和第二独立视频通道之间进行选择以在所述显示面板上显示视频信号。

2. 如权利要求1所述的飞行器驾驶舱显示器，其中，所述开关是自动开关。

3. 如权利要求2所述的飞行器驾驶舱显示器，其中，所述自动开关响应所述第一和第二独立视频通道中的一个的故障在所述第一和第二独立视频通道之间切换。

4. 如以上权利要求中的任一项所述的飞行器驾驶舱显示器，其中，所述第一和第二独立视频通道中的每一个还包含独立功率源。

5. 如权利要求4所述的飞行器驾驶舱显示器，其中，在取消选择一通道时，可中断到该通道的功率源。

6. 如以上权利要求中的任一项所述的飞行器驾驶舱显示器，其中，所述第一部分是所述显示面板的一半，而所述第二部分是所述显示面板的另一半。

7. 如权利要求6所述的飞行器驾驶舱显示器，其中，所述两半是所述显示面板的左边一半和右边一半。

8. 如权利要求1所述的飞行器驾驶舱显示器，其中，所述第一部分和第二部分不重叠。

9. 如权利要求8所述的飞行器驾驶舱显示器，其中，在取消选择所述通道时，所述行驱动器可设置成三态状态。

10. 如权利要求1所述的飞行器驾驶舱显示器，其中，在取消选择所述通道时，所述行驱动器可设置成三态状态。

11. 如以上权利要求中的任一项所述的飞行器驾驶舱显示器，其中，所述第一和第二独立视频通道中的每一个还包含定时控制器。

12. 如权利要求11所述的飞行器驾驶舱显示器，还包括第一和第二独立背光控制通道，每个通道具有操作地耦合到所述背光以控制到所述液晶矩阵的背光的背光驱动器，并且所述第一和第二独立视频通道的每一个还包括操作地耦合到所述背光驱动器的背光控制器。

13. 如权利要求12所述的飞行器驾驶舱显示器，其中，所述第一和第二独立视频通道中的至少一个的所述定时控制器和背光控制器在单一装置内实现。

14. 一种飞行器驾驶舱显示器，包括：

LCD面板，其具有排列成行和列的像素的液晶矩阵；

LED背光，其具有用于照亮所述液晶矩阵的LED阵列；

第一和第二独立视频通道，其中每个视频通道具有操作地耦合到并驱动所述液晶矩阵中的行的行驱动器，所述第一视频通道具有操作地耦合到并驱动所述液晶矩阵的第一部分的列的第一列驱动器，所述第二视频通道具有操作地耦合到并驱动所述液晶矩阵的第二部分的列的第二列驱动器，所述第二部分与所述第一部分不相同，第一和第二独立背光控制通道，其中每个通道具有操作地耦合到所述LED阵列以控制到所述液晶矩阵的背光的LED驱动器；以及

开关，其用于在所述第一和第二独立视频通道之间进行选择以在所述LCD面板上显示视频信号。

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