[发明专利]冻结液晶显示器的被动和非侵入式监控和报告

说明书

本发明涉及冻结液晶显示器的被动和非侵入式监控和报告。公开了一种被动和非侵入式监控液晶显示器（LCD）系统，包括：图形控制器，其被配置为生成交替的驱动指令集，且将所述驱动指令集转发供驱动电子器件执行以激活显示表面的显示元件。对应于第一帧的初始驱动指令集使驱动电子设备将诸如实心红色填充的初始图案绘制到显示器表面的选定区域。一个交替的驱动指令集使驱动电子设备将一个对比图案，例如实心青色填充物，绘制到选定的区域。假设初始和交替驱动指令集之间的刷新率足够高，除非显示系统处于卡住或冻结状态，当冻结的初始和对比图案清楚而快速地表明卡住/冻结的失败状态时，操作人员只能感知到这两种图案的整合。

技术领域

本发明涉及航空电子技术领域，尤其涉及一种冻结显示器的被动和非侵入式监控和报告。

背景技术

飞行显示器安全运行中最大障碍是确保最大程度不可能向飞行员显示“虚假或误导性信息”。虚假或误导性信息可能包括截至时间t₀时可能准确或正确的信息，但在某些后续时间t₁内不再准确或正确（例如，由于在空间中行进时飞机的角度和位置不断变化）。 这种特殊类型的错误或误导性信息可能是由“卡住”或“冻结”显示引起的。更糟糕的是，飞行员可能不知道卡住或冻结的显示器正在提供虚假或误导性信息，本能地依靠显示器内容，就好像它们反映了现实一样，尽管可能并非如此。

例如，有源矩阵液晶显示器（AM-LCD）可以将信息保持在屏幕或显示器表面上。通过将电容器充电至与每个单独的显示元件（例如，像素，子像素）的亮度成比例的驱动电压来将图像“画”到显示器表面。这些电容器可以包括：（1）用于直接控制LCD子像素状态的电极；（2）用于控制有机发光二极管（OLED）子像素的电流驱动的驱动电路的组成部分；或（3）用于其它矩阵驱动显示器类型的驱动电路的组成部分。显示器表面可以对应于这种电容器的二维M×N阵列（例如，每行有N个电容器的M行），从最顶行开始一次一行地充电。当一行电容器被充电到合适的驱动电压时，该行可以通过去解除其控制晶体管并激活对应于下一行的晶体管而被隔离，由此给下一行电容器充电。以这种方式，每个单独的行可以被刷新，直到整个显示器表面已经被重新绘制，由此，过程从最上面的行开始重复。因此，显示表面可以每秒更新多次（例如，以诸如60Hz的预定“刷新率”），使得人眼感知显示内容为连续动态的（假设刷新速率比人类闪烁频率阈值快）。

如果控制电路被禁用，则电容器充电过程可能停止，将处于它们最后一次充电状态下的每行电容器“冻结”，并将整个显示器在其最后命令状态下“冻结”。有可能监控显示系统以检测出故障电路，但基于传感器的监控既昂贵又笨重且麻烦。因此，虽然可以在某些类型的定制显示系统中找到这种监控方式，但在讲究效益的商业现货（COTS）显示器中很少见。此外，即使是复杂的基于传感器的监控系统也可能仅覆盖显示器表面的有限部分，或者有限的几种可能的故障类型。缺少任何一种检测失效驱动电路的活动监视器，最后一个命令图像将保持在屏幕上。然而，飞行员可能不会认为显示器被卡住或冻结，直到电容器电压下降或泄漏到足够程度会降低图像质量并使卡住状态对肉眼而言变得明显。例如，先前的AMLCD显示器可能需要更高的电压才能将常规白色显示器驱动至黑色电平。由于降低的黑色性能会更快速地影响显示器的均匀性和对比度，因此使冻结的LCD在几秒钟内明显地无效是十分显著的。

然而，AM-LCD技术的进步可能会使问题复杂化，而不是缓解这一问题。 当代AM-LCD系统倾向于使用常黑方式而不是常白方式。类似地，这种AM-LCD系统可能具有更好和更少泄漏的晶体管，并且使用较纯的液晶流体，更不易漏电。因此，冻住的显示器的黑色背景可能会延长很长时间，而只有明亮部分会由于泄漏而降低亮度。 此外，由于泄漏速度较慢，冻住的AM-LCD在检测到任何削弱前可能会失效一分钟或者两分钟，因此如果飞行员本能地依赖这种过时的视觉智能而不去质疑，这就会导致极度不安全的飞行状况。

发明内容