CN106328041B - 带有冗余驱动元件的故障-运行发射显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种故障‑运行显示装置和控制故障‑运行显示装置的方法。更具体地，装有冗余控制电路的具有独立可访问的（可控的）发光元件的反射显示器被利用。在发生故障时，一组冗余控制电路可以被禁用，而另一组冗余控制电路可以被启用以保持显示设备故障后仍可运行。

Description

带有冗余驱动元件的故障-运行发射显示器

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及带有冗余驱动元件的故障-运行发射显示器。

背景技术

显示系统广义地包括发射显示器和非发射型显示器。发射显示器是指无需背光灯能直接产生图像的显示器。例如，场发射显示器的研究提供了各种典型类型的发射显示器。其它类型的显示器，例如发光二极管（LED）显示器、有机发光二极管（OLED）显示器、表面传导电子发射显示器（SEDs）等，一般也称为发射显示器。另一方面，非发射显示器是指需要背光灯的显示器。光调制显示设备，例如液晶显示器（LCD），都是非发射型显示器。

“故障-运行”系统是指系统在遇到故障发生后仍可以继续运行。一些飞机系统需要故障后仍可运行，包括可以提供关键的主要飞行信息的显示系统。飞机显示系统的常规实施通常包括多个横向定位在仪表板上的显示器。这些显示器安全固定到固定位置，不能改变位置。一些相邻显示器具有进入复归模式的能力，作为主要显示器的备份以防主要的显示故障。这种相邻的显示器进入复归模式的能力可以使飞行员在维持飞机控制并且在降级状态中继续进行。

然而要注意，相邻显示器（现作为主要显示器的备件）的位置相比于主要显示器的位置是次优的。使用在次优位置的后备显示器有几个缺点。例如，在仪表盘上的主飞行信息重新定位可能会影响飞行员的交错检查习惯模式，并可能导致在高工作负载期间扩展视觉搜索。由于显示器正在使用的复归模式，飞行员还可能需要执行额外的动作以查看详细的系统信息。另外，需要配备多个显示器的仪表盘（以便相邻的显示器可以作为备件）可能导致增加的重量和过度的仪表盘杂乱。此外，作为备件的显示器需要以一种可以保持在扩展视野上的可读性的方式被构形，这会导致需要额外的动力或增加的单位成本。

还要注意，在飞行甲板设计的最新发展越来越依赖于单个大型显示器。可能没有可用的相邻显示器可以作为单一大型显示器的备份，因此，设计出一种可实现故障后仍可运行的单一大型显示器是至关重要的。

发明内容

一方面，本发明所公开的实施例涉及一种显示设备。所述显示设备包括至少一组发光元件；至少两个冗余组控制电路，其被构形用以控制所述至少一组发光元件；及一控制器，其与所述至少两个冗余组控制电路通信连接。所述控制器被构形用以：禁用所述至少两个冗余组控制电路中的第一组控制电路控制所述至少一组发光元件；及启用所述至少两个冗余组控制电路中的第二组控制电路控制所述至少一组发光元件。

再一方面，本发明所公开的实施例涉及一种显示设备。所述显示设备包括至少两组发光元件，所述至少两组发光元件共同形成一显示面板，所述至少二组发光元件包括第一组发光元件和第二组发光元件，其中所述第一组发光元件和第二组发光元件交错跨越所述显示面板。所述显示设备还包括一组控制电路，其专用于所述至少两组发光元件中的每一特定组发光元件，其中专用于每一特定组发光元件的所述组控制电路被构形用以提供针对那特定组发光元件的控制。

另一方面，本发明所公开的实施例涉及到一种显示设备。所述显示设备包括第一组发光元件和第二组发光元件，它们共同形成一显示面板，其中所述第一组发光元件和第二组发光元件交错跨越所述显示面板。所述显示设备还可包括专用于控制所述第一组发光单元的第一组控制电路，及专用于控制所述第二组发光单元的第二组控制电路。所述显示设备进一步可包括与所述第一组和第二组控制电路通信连接的控制器，所述控制器被构形用以选择性地启用或禁用所述第一组和第二组控制电路中的至少一个。

应当理解，以上概述及以下详述仅为本发明的示范和解释，并不用以限制本发明，附图被纳入并构成说明书的一部分，与说明书共同解释本发明的实施例，说明本发明的原理。

附图的简要说明

通过参考下列附图，本领域技术人员可更好理解本发明的多个目标和优点：

图1是根据本发明一个典型实施例所述的一种描述显示设备的简化电路图；

图2是根据本发明一个典型实施例所述的一种描述控制电路的一部分的简化电路图；及

图3是根据本发明一个典型实施例所述的一种描述另一种显示设备的简化电路图。

具体实施方式

详细参考在此公开的本发明内容的示例性实施例，其中的例子已在附图进行说明。

在此公开的本发明内容的实施例涉及故障后仍可运行的显示系统及故障后仍可运行的显示系统的控制方法。更为具体地，独立可访问（可控制）的装有冗余控制电路的发光元件的发射显示器被应用作为故障-运行的显示系统。

参考图1，所示为一种描述典型的显示设备100的简化电路图。要注意，通常与LEDs相关联的符号被用于这个电路图（以及随后的图）中，这些符号是代表通用的发光元件102，并不是意味着仅限于LEDs。可以理解，其它类型的发光元件102（例如，LEDs、OLEDs、SEDs及其它类型的元件）都可以被使用，这些都不脱离本发明的发明构思范围。

如图1所示，所示显示设备100包括一组发光元件102，形成显示面板104。所示显示设备100还包括两组冗余的源极和栅极控制线驱动器106A和106B，其被构形用以驱动两组驱动电路108A和108B。要注意，因为所述源极和栅极控制线驱动器的各种不同的实施都是已知的现有技术，所以在示意图中仅进行简单地示意性地描述。还要注意，在本发明公开中，所述源极和栅极控制线驱动器及它们相应的驱动电路被共同称为所述发光元件的“控制电路”。

进一步要注意，两驱动电路108A和108B被使用来访问同组的发光元件102。所述驱动电路108A和108B在发光元件102的行和/或列上是交错的（或者交织的）。如下进行更详细的描述，所述驱动电路108A和108B以这种交错方式可以减少故障的感知影响，甚至在最坏的故障条件情况下（例如，如果驱动电路108A和108B中的一个完全发生故障）也可以完全恢复，让所述显示设备100，即使在这种故障条件下，可以在整个显示面板104上保持运行。

例如，在某一实施例中，一组控制电路（例如，所述驱动电路108A及所述源极和栅极控制线驱动器106A）被用来驱动所述发光元件102，而另一组控制电路（例如，所述驱动电路108B及所述源极和栅极控制线驱动器106B）仍未激活或无动力。接着在所述驱动电路108A和/或源极和栅极控制线驱动器106A上检测到故障，所述驱动电路108A和源极和栅极控制线驱动器106A可以禁用/失效，且所述驱动电路108B及源极和栅极控制线驱动器106B可启用/激活来接管发光元件102的控制。以这种方式提供的冗余装置使所述显示设备100保持充分运行，即使一组驱动电路108A/108B和/或一组源极和栅极控制线驱动器106A/106B部分或完全发生故障。

可预见的，各种技术可以被利用来检测可能发生的故障。例如，故障检测通过利用可监控所述驱动电路108A和108B及所述源极和栅极控制线驱动器106A和106B的状态的外部电气监控电路来执行。可选择和/或此外，一个或多个光学/图像传感器可以被用来在所述显示设备100的光学观测基础上观察故障是否已经发生。用户还可以提供一选项来手动指定用户观察到的故障。一旦检测到故障，所述故障会报告给与所述源极和栅极控制线驱动器106A和106B连接的控制器120，所述控制器120可有条件地禁用/启用如上所述的一组源极和栅极控制线驱动器106A或106B及其相应的驱动电路108A或108B。

可选择和/或此外，所述控制器120可以按照预定计划定期地在两组控制电路106A/108A和106B/108B之间切换，让它们轮流来积极地控制所述发光元件102。要注意，定期在在两组控制电路106A/108A和106B/108B之间切换有助于减少操作疲劳，提高两组装置的可靠性和寿命。

可预见的，所述控制器120包括一个或多个处理器，连接有用来存储处理器可执行代码的永久处理器可读媒体，被构形用以引导处理器执行其预期功能。可以理解，所述控制器120被应用作为集成电路、专用处理单元、现场可编程门阵列或各种其它类型的处理器或处理单元，这些都不脱离本发明的发明构思范围。

还可预见，额外的晶体管和/或其它切换装置可用于进一步加强两组控制电路的隔离。图2是一个简化的电路图描绘了两套驱动电路108A和108B以及两个额外的切换装置110A和110B，共同使用来控制单一发光元件102。可以理解，虽然在图2所示中作为说明用途只有单一发光元件102，但在一个部分（或整个）显示面板104上的其它发光元件102可以如图2中所示的相同的方式进行控制。

更具体地，如图2所示，所述切换装置110A可响应信号选择-1（SELECT-1）进行激活/失效，这可以被分布（例如，通过如图1所示的控制器120）到与整个显示面板104上的每个发光元件102相连的每个切换装置110A。同样地，所述切换装置110B可响应信号选择-2（SELECT-2）进行激活/失效，这可以被分布（例如，通过控制器120）到与整个显示面板104上的每个发光元件102相连的每个切换装置110B。可以预见，所述切换装置110A和110B可以提供从潜在故障的控制电路的更高程度的隔离。例如，如果确定所述驱动电路108A和所述源极和栅极控制线驱动器106A应该被禁用，所述SELECT-1可以用来关闭与整个显示面板104上的所有发光元件102相连的所有切换装置110A，从整个显示面板104的所述发光元件102有效地隔离所述驱动电路108A及源极和栅极控制线驱动器106A。可以理解，假使所述驱动电路108B和所述源极和栅极控制线驱动器106B应该被禁用，所述SELECT-2可以被用于类似的方式。可以预见，所述SELECT-1及SELECT-2可以如先前描述地通过所述控制器120进行控制，基于它们相对应的控制电路106A/108A和106B/108B启用或禁用，使所述切换装置110A和110B被打开或关闭。

可以理解，所述显示设备100示出了两组控制电路106A/108A和106B/108B，可以用类似的方式提供额外多组控制电路，这些都不脱离本发明的发明构思范围。提供额外多组控制电路有助于提供额外的冗余级别。可以预见地，根据各种因素来确定，包括成本、复杂性、临界性、尺寸和/或其它的考虑，可以确定特定级别的冗余。

可以进一步预见，除了提供如上所述的冗余控制电路，冗余发光元件也可提供在某些实现来提供额外的冗余。图3所示为一种简化电路图描述了一种包括这种冗余发光元件的典型的显示设备300。用这种方式构形的显示设备300可以承受控制电路故障以及发光元件的故障，并保持其运行。

更具体地，如图3所示，所述显示设备300包括两组行和/或列交错的发光元件302A和302B。所述显示设备300还包括两组专用的驱动电路308A和308B，分别通过与它们相对应的源极和栅极控制线驱动器306A和306B进行控制。所述驱动电路308A和308B交错对应于两组交错的发光元件302A和302B。要注意，虽然在图3所示中作为说明用途，独立的地面信号被连接到两套驱动电路308A和308B上，但是地面信号可以分离或连接（共享），这些都不脱离本发明的发明构思范围。

在某些实施中，每对相邻发光元件302A和302B可以共同作为逻辑发光单元（例如，逻辑上形成用于显示目的的单一像素）运行，两组发光元件302A和302B可以同时被它们相对应的控制电路306A/308A和306B/308B。同同样的方式，假设一个发光单元（例如，302A）发生故障，在同一队里另一个发光单元（例如，302B）在不丢失像素下可以继续运行。另外地，假设一整组的发光元件（例如，所有发光元件302A）发生故障，所述显示设备300仍可以保持充分运行，因为另一组发光元件（例如，发光元件302B）仍可以保持充分运行。同样地，假设一组驱动电路（例如，308A）和/或一组源极和栅极控制线驱动器（例如，306A）部分或完全发生故障，所述显示设备300仍可以保持充分运行，因为剩余一组的驱动电路（例如，308B）和源极和栅极控制线驱动器（例如，306B）可以继续驱动所述发光单元302B来保持所述显示设备300充分运行。

可选择的，在某些实施例中，相邻发光单元302A和302B不需要作为逻辑发光单元运行，而是作为单个像素。这两组发光单元302A和302B仍然可以被其相应的控制电路306A/308A和306B/308B同时占用和驱动，如果一组发光元件（例如，302A）发生故障，剩余一组的发光元件（例如，302B）可以继续运行，但是有效地提供了一个具有较低的分辨率（由于像素损失）的显示面板。要注意，虽然在这种实施中，有效的分辨率可能会降低，尽管如此所述显示设备300故障后仍可运行。

也要注意，在任一实施中，发光元件的损耗可能会导致所述显示设备300的亮度损失。弥补这种损失的一个可选实施是驱动剩余发光元件处于一较高的水平（来增加感知的亮度）。虽然在某些情况下，这种可选实施是可取的，可以理解，是否提供这种可选实施可能是设备特定的，并且可能会有所不同，这些都不脱离本发明的发明构思范围。

可选择的，代替两组发光元件302A和302B同时启用，其中一组302A或302B可能被禁用（例如，被所述控制器320关闭）来节约电能，并且在其它组检测到故障的情况下可以自动启用。所述控制器320还可以降低操作疲劳。进一步地，可以理解，具有两组发光元件302A和302B除了提供如上所述的冗余，还可以提供其它优势。例如，所述控制器320可以使用两组发光元件302A和302B来在正常运行期间显示各自的显示组件。也就是，其中一组（例如，302A）可用于显示低强度大面积填充图形项目，同时另一组（例如，302B）可用于显示高强度矢量图形组件。这样一种配置是有益的，并可以防止高强度的图形从燃烧转入较低强度的区域。然而，在发生故障的情况下，高强度和低强度图形之间的分离被忽视，且如先前描述的方式提供冗余。

在另一个例子中，所述两组发光元件302A和302B被构形用于提供不同发光配置级别。例如，一组发光元件（例如，302A）包括相比另一组发光元件（例如，302B）更大和/或更亮的发光元件。这样的配置可以使显示面板304上显示的各种元件的表观亮度是可调的，通过选择性激活一组或两组发光元件302A和302B。例如，较小的发光元件（例如，302B）可用于显示暗淡的图形元素，较大的发光元件（例如，302A）可用于显示明亮的元素，且两组发光元件（例如，302B和302A）可一起使用来显示更加明亮的元素。可以理解，使用不同发光配置级别的发光元件也可以结合先前描述的可选实施，以弥补感知亮度损失，并且可能提供其它优势，这些都不脱离本发明的发明构思范围。

可以理解，虽然所述显示设备300所示为具有两组控制电路306A/308A和306B/308B及两组发光单元302A和302B，额外多组控制电路和发光单元可以用同种方式提供，这些都不脱离本发明的发明构思范围。同样地，如之前所述，各种技术可以被利用来检测可能发生的故障，包括利用外部电气监控电路、光学传感器、用户监控等。

可以预见，如上所述的冗余控制电路和/或冗余发光元件的各种实施可以被缩放和调整以适应各种尺寸的不同显示设备。所述各种实施还可以进行结合，这些都不脱离本发明的发明构思范围。还可以预见，根据本发明实施例构形的典型显示设备，可以被实施于基本不透明到基本透明范围内的刚性或柔性基板上，这取决于显示设备的具体操作要求。进一步可以预见，上面提到的发光元件可以利用各种类型的发光元件，包括LEDs、OLEDs、SEDs以及其它类型的发光元件，这些都不脱离本发明的发明构思范围。

进一步可以预见，虽然如上引用的N = 2的冗余的附图中描述的例子，冗余级别（N）可通过提供额外的冗余控制电路和/或冗余发光元件来增加，这些都不脱离本发明的发明构思范围。可以理解，提高冗余度（N）可能在最坏情况的故障条件下，以增加复杂性的代价，减少显示功能的丢失量，并且冗余级别的特定选择（N）可能是明确的实施，也可能会有所不同，这些都不脱离本发明的发明构思范围。

进一步可以预见，交错的冗余控制电路和/或冗余发光元件可以垂直和/或水平地实施在如图1-3所示的显示面板的方向上。更具体地，图3中所示的附图中描述的一个示例性实现，具有垂直和水平的交错因子i=1，即每一列和每一行的发光元件都是交错的。然而可以预见的，所述交错因子i=1仅仅为示范性的，可能会有所不同，这些都不脱离本发明的发明构思范围。例如，具有水平的交错因子i的一个实施意味着每个发光元件列数i可以交错。可以预见，所述交错因子也可以表示为一个比值。例如，横向交错因子i=a:b意味着一组发光元件列数a可以与一组发光元件列数b进行交错。

还可以预见，所述交错因子i可独立选择，并且在不同的垂直和/或水平方向上有所不同。例如，一个实施具有一垂直交错因子i_v和一不同的水平交错因子i_h。另一个例子中，垂直或水平方向中的一个方向可以实现无交织，要注意，具体的实施可以基于所需的冗余要求细节而有所不同，这些都不脱离本发明的发明构思范围。

可以理解，虽然飞机显示系统在之前例子中被引用，但是这样的引用仅仅是示例性的。根据本发明实施例所述的显示设备可以应用于各种不同类型的显示器，包括安装在交通工具（例如，陆地、海上、空中、太空的交通工具）上的显示器、便携式显示器（例如，佩带式、手机、头戴式、平板电脑、个人电子产品等等）、电脑显示器、电视显示器以及各种其它类型的显示器。还可预见，在某些实施中，所述显示设备被构形用以支持三维（3D）视图；然而可以理解，3D视图的功能可以不需要。

这是可以理解的，本发明公开的发明构思的实施例不限于任何潜在的实施技术。本发明公开的发明构思能够利用任何软件和硬件技术的结合而实施，并且可以利用各种技术，这些技术不会背离本发明公开的发明构思的范围或者不牺牲所有材料的技术优势。

相信公开的本发明的发明构思和许多随之而来优点将通过前面描述被理解，并且在形式、结构、布置组件排列方面可做出不同变化，且不脱离本发明构思的范围或不牺牲所有材料优势，这将是很明显的。在此之前，仅仅是解释性实施例描述的形式，这是后面的包括这些变化的权利要求的意图。

Claims (8)

1.一种显示设备，包括：

第一组发光元件和第二组发光元件，其共同形成一显示面板，其中所述第一组发光元件和第二组发光元件交错跨越所述显示面板；

与所述第一组发光元件耦合的第一组源极和栅极控制线驱动器，其被构形用以控制所述第一组发光元件；

与所述第二组发光元件耦合的第二组源极和栅极控制线驱动器，其被构形用以控制所述第二组发光元件，与所述第二组发光元件耦合的所述第二组源极和栅极控制线驱动器与与所述第一组发光元件耦合的所述第一组源极和栅极控制线驱动器隔离；及

一控制器，其与所述第一组和第二组源极和栅极控制线驱动器通信，所述控制器被构形用以选择性地启用或禁用所述第一组和第二组源极和栅极控制线驱动器中的至少一个，所述控制器被构形用以根据预定计划选择性地启用和禁用所述第一组和第二组源极和栅极控制线驱动器中至少一个一段时间，从而定期地接合所述第一组和第二组发光元件中至少一个，其中，所述控制器被进一步构形用以同时使所述第一组发光元件显示较低强度的图形项，而所述第二组发光元件显示较高强度的矢量图形组件，所述控制器进一步被构形用以通过所述第一组或第二组源极和栅极控制线驱动器中的至少一个增加所述第一组发光元件或第二组发光元件中的至少一个的亮度级别；

一用户输入，当用户检测到所述第一组或第二组源极和栅极控制线驱动器中的至少一个中的故障时由用户激活该用户输入，其中所述故障信息被传输给所述控制器。

2.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述第一组发光元件和所述第二组发光元件每i列或每i行交错跨越所述显示面板。

3.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述控制器被构形用以禁用所述第一组或第二组源极和栅极控制线驱动器中的至少一个以响应所述第一组或第二组源极和栅极控制线驱动器中的至少一个中检测到的故障。

4.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述控制器被构形用以选择性地同时启用所述第一组或第二组源极和栅极控制线驱动器。

5.根据权利要求3所述的显示设备，进一步包括至少一个图像传感器或光学传感器，其被构形用以检测所述第一组或第二组源极和栅极控制线驱动器中的至少一个内的故障，一旦检测到所述故障，所述至少一个图像传感器或光学传感器被构形用以传输所述故障信息给所述控制器。

6.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述控制器被构形用以使所述第一组发光元件和所述第二组发光组件显示单独的显示元 件。

7.根据权利要求3所述的显示设备，进一步包括电气监控电路以检测所述第一组或第二组源极和栅极控制线驱动器中的至少一个内的故障，所述电气监控电路被构形用以传输所述故障信息给所述控制器。

8.根据权利要求1所述的显示设备，进一步包括一基板，该基板是柔性或刚性的。

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