Изобретение, в общем, относится к устройствам дисплея и, более конкретно, к измерениям светоотдачи задней подсветки устройства дисплея для прогнозирования отказа задней подсветки.
Уровень техники
Жидкокристаллический дисплей с плоской панелью ("LCD", ЖКД) представляет собой популярное устройство дисплея, предназначенное для передачи информации. Уменьшенный вес и размер ЖКД и его пониженные требования к мощности питания значительно увеличивают его эксплуатационную гибкость по сравнению с дисплеем на электронно-лучевой трубке ("CRT", ЭЛТ) и другими типами дисплеев. Однако для ЖКД требуется источник освещения, чтобы можно было видеть представляемую информацию. Высококачественные ЖКД, такие как светопропускающие цветные ЖКД модули, обычно имеют заднюю подсветку, обеспечиваемую с помощью внутреннего источника света. Таким образом, задняя подсветка располагается позади слоев жидких кристаллов для обеспечения визуализации получаемого в результате на ЖКД изображения. Полупрозрачные ЖКД модули обычно основаны на внутреннем или внешнем (например, окружающем) источнике света, в то время как работа отражающих ЖКД модулей полностью основана на внешних источниках освещения. В проекционных дисплеях используются либо ЖКД, или DLP (ЦОС, Цифровая обработка света™, разработки компании Texas Instruments), для освещения которых обычно используются лампы накаливания. Известно, что цветовая температура ламп накаливания повышается ближе к концу срока службы, поскольку происходит эрозия части нити, и она становится тоньше и, следовательно, более горячей.
Модули ЖКД используют в настоящее время для многих вариантов применения, включающих в себя компьютерную отрасль, где они представляют собой не только отличный вариант выбора дисплея для переносных компьютеров, но также все чаще используются для настольных компьютеров, поскольку их уменьшенный размер делает их привлекательными. Они также используются во множестве других портативных электронных устройствах.
Пропускающий свет жидкокристаллический дисплей становится бесполезным, когда происходит отказ задней подсветки. Информацию, представляемую ЖКД, при этом будет сложно прочитать, что, таким образом, делает дисплей, по существу, неработоспособным. Такой отказ может повлиять на работу устройства или системы, связанных с дисплеем. В некоторых случаях отказ задней подсветки может привести к тому, что устройство или система, с которой соединен ЖКД, станет полностью непригодным для использования. ЖКД используют также для медицинского оборудования. На их основе строят интерфейсы пользователя для систем раздачи медикаментов и систем хранения медикаментов, а также для многих других типов медицинского оборудования. Во множестве вариантов применения в медицинском оборудовании, как и в других вариантах применения, ЖКД представляют собой неотъемлемую часть оборудования, и их нельзя легко заменить в случае отказа. В случае применения с настольным компьютером, когда происходит отказ ЖКД, обычно можно легко приобрести другой ЖКД, соединить его с компьютером, после чего пользователь получает возможность продолжить выполнять свои задачи. В случае переносного компьютера и множества устройств медицинского оборудования само оборудование требует разборки, необходимо вынуть отказавший ЖКД и вместо него установить работоспособный ЖКД. Это может потребовать значительных усилий и времени и все время, пока будет происходить замена ЖКД, оборудование будет неработоспособным. Например, отказ задней подсветки дисплея, связанного с контроллером инфузионного насоса, может потребовать прекращения использования контроллера до тех пор, пока не будет заменена задняя подсветка. Если весь контроллер можно легко заменить, инфузионный насос затем может быть немедленно включен в работу с новым контроллером, пока будет происходить ремонт неисправного дисплея в первом контроллере, при условии, что контроллер для замены будет доступен и его можно будет перепрограммировать.
В качестве дополнительного примера отказ задней подсветки дисплея, связанного с контроллером доступа к шкафу с медицинским имуществом, может привести к невозможности использования шкафа для обычной работы. Такой случай может потребовать перенос контролируемых веществ, хранящихся в шкафу, таких как наркотические медикаменты, в другой шкаф снабжения, для того чтобы обеспечить доступ к ним только для авторизованных лиц. Кроме фактического физического перемещения контролируемых медикаментов из одного шкафа в другой, данные о перемещении должны быть зарегистрированы в серверах, отслеживающих место расположения таких медикаментов. Такие действия по переносу могут потребовать значительного времени и, с учетом уже напряженных графиков работы большинства работников здравоохранения, являются нежелательными. В любом случае отказ задней подсветки в медицинских и других установках может отрицательно повлиять на эффективность рабочего процесса.
Обычно для задней подсветки модулей ЖКД используют светодиоды (LED, СД) и флуоресцентные лампы с холодным катодом (CCFL, ФЛХК). Один недостаток ФЛХК состоит в том, что они имеют относительно короткий срок службы. Цветовая температура света, получаемого с помощью ФЛХК и других источников освещения, как известно, может смещаться со временем. Для автоматической регулировки "баланса белого" использовали датчики цвета, для компенсации такого сдвига "цветовой температуры" света, дисплеев ЭЛТ и задних подсветок. Обычно "цветовая температура" белого света любого источника освещения скоррелирована с относительным процентным вкладом его красного, зеленого и синего компонентов интенсивности. Относительно высокие цветовые температуры, выраженные в градусах Кельвина (К), представляют "белый цвет", имеющий больший вклад синего цвета. Относительно низкие цветовые температуры представляют "белый цвет", имеющий больший вклад красного. В модулях ЖКД также использовали детекторы света для регулировки интенсивности света от источников света. Однако, насколько известно автору данной заявки, до настоящего времени не использовали какие-либо датчики для прогнозирования неизбежного отказа ЖКД.
В конечном итоге происходит отказ всех устройств задней подсветки во время использования или просто от старения. Отказ некоторых типов задней подсветки происходит раньше, чем других типов задней подсветки. Единственный вопрос, когда произойдет такой отказ. Отказ задней подсветки приводит к неработоспособности соответствующего ЖКД во многих или в большинстве случаев. Способность точно прогнозировать надвигающуюся неработоспособность ЖКД могла бы предоставить для пользователя преимущество, состоящее в том, что он мог бы заранее предпринять определенные шаги для запланированной замены или ремонта выходящего из строя ЖКД. В случае, когда ЖКД представляет собой интегрированный и необходимый компонент для работы медицинского инструмента, и отказ ЖКД был спрогнозирован, можно заранее запланировать техническое обслуживание инструмента до фактического отказа ЖКД, во время которого ЖКД может быть заменен или отремонтирован. При наличии возможности такого планирования технического обслуживания можно обеспечить намного более высокий уровень доверительной вероятности, что инструмент не станет неожиданно неработоспособным из-за отказа задней подсветки ЖКД в тот момент, когда инструмент требуется, или когда фактически происходит операция.
Случай, когда указывают "типичный" срок службы для задней подсветки, выраженный в количестве дней или месяцев, или лет, или случай, когда назначают количество рабочих часов для представления срока его службы, приводит к тому, что у оператора появляется дополнительная забота, состоящая в необходимости отслеживать степень использования задней подсветки. Количество раз включения или выключения также может повлиять на его срок службы. Регистрация таких данных и их периодический просмотр могут представлять нагрузку для операторов, для выполнения которой у них нет времени. Для оператора может оказаться более эффективно просто ждать до момента отказа задней подсветки и затем ремонтировать ее, чем постоянно записывать и анализировать часы работы и количество циклов включения и отключения задней подсветки в попытке прогнозировать отказ. Конечно, подход, состоящий в ожидании отказа, может иметь отрицательные последствия, описанные выше, в случае, когда ЖКД и заднюю подсветку используют в критических вариантах применения.
Следовательно, для специалистов в данной области техники понятна необходимость в средстве, обеспечивающем более точное заблаговременное предупреждение об отказе задней подсветки жидкокристаллического дисплея. Также известна потребность в автоматической системе и способе обеспечения такого предупреждения. Такое предупреждение могло бы уменьшить отрицательное влияние на эффективность рабочего процесса из-за отказа задней подсветки и позволило бы пользователям выполнять превентивное техническое обслуживание путем замены задней подсветки до ее отказа. Настоящее изобретение удовлетворяет этой и другим потребностям.
Сущность изобретения
Кратко и в общих чертах настоящее изобретение направлено на систему и способ, которые прогнозируют отказ задней подсветки дисплея. В частности, предусмотрена система, которая прогнозирует отказ задней подсветки дисплея, система содержит датчик, оптически сообщающийся с задней подсветкой, выполненный с возможностью проведения измерений цвета света задней подсветки, и выполненный с возможностью предоставления сигналов измерения, представляющих свет, измеренный во время этих измерений цвета, запоминающее устройство, выполненное с возможностью сохранения результатов измерения цвета, и процессор, соединенный с датчиком и запоминающим устройством, выполненный с возможностью принимать множество сигналов измерения, которые были получены для задней подсветки в разное время, сравнивать множество сигналов измерения друг с другом и предоставлять сигнал прогнозирования о прогнозируемом отказе задней подсветки на основе сравнения, по меньшей мере, двух сигналов измерения. В более подробных вариантах осуществления, процессор дополнительно выполнен с возможностью сохранения сигналов измерения в запоминающем устройстве, доступа к запоминающему устройству для получения сохраненного сигнала измерения, сравнения полученного сигнала измерения с недавним текущим сигналом измерения, и предоставления сигнала прогнозирования о прогнозируемом отказе задней подсветки на основе сравнения между полученным сигналом измерения и недавним текущим сигналом измерения.
В других подробных вариантах изобретения процессор дополнительно выполнен с возможностью предоставления сигнала предупреждения об отказе в дисплей, когда результат сравнения превышает пороговое значение. Процессор дополнительно выполнен с возможностью предоставления сигнала предупреждения об отказе для включения предупредительного светового сигнала, когда результат сравнения превышает пороговое значение. Процессор дополнительно выполнен о возможностью предоставлять сигнал остающегося срока службы на дисплее на основе сравнения, представляющего оставшийся срок службы задней подсветки перед отказом.
В других вариантах датчик выполнен с возможностью предоставления сигналов измерения, представляющих цветовую температуру света, измеряемого для задней подсветки, и процессор дополнительно выполнен с возможностью сравнения недавнего сигнала измерения цветовой температуры задней подсветки со старым сигналом измерения сигнала цветовой температуры задней подсветки и предоставления сигнала прогнозирования о прогнозируемом отказе, когда разность между недавним измерением и более старым измерением достигает порогового значения отказа. Датчик выполнен с возможностью детектировать красный, зеленый и синий компоненты света от задней подсветки и предоставлять сигналы измерения компонентов, представляющих красный, зеленый и синий компоненты, и процессор дополнительно выполнен с возможностью сравнивать друг с другом недавние сигналы измерения компонентов каждого из красного, зеленого и синего компонентов с более старыми сигналами измерения компонентов и предоставлять сигнал прогнозирования в виде прогнозируемого отказа, когда разность между более новым измерением и более старым измерением, по меньшей мере, одного из компонентов достигает порогового значения отказа. Кроме того, в другом варианте процессор дополнительно выполнен с возможностью предоставления сигнала прогнозирования отказа задней подсветки, когда сравнение сигналов измерения обозначает, что произошел сдвиг цвета задней подсветки между моментами времени измерения на величину, равную пороговому значению отказа.
В вариантах, относящихся к способу в соответствии с изобретением, предложен способ прогнозирования отказа задней подсветки для дисплея, способ, содержащий: определяют свет, генерируемый задней подсветкой, выполняя измерения цвета света задней подсветки, и предоставляют сигналы измерения, представляющие измеряемый свет, в течение таких измерений цвета, и сравнивают множество сигналов измерения цвета друг с другом, и предоставляют сигнал прогнозирования отказа задней подсветки на основе сравнения, по меньшей мере, двух сигналов измерения, полученных в разное время. В более подробных вариантах, проведение измерений цвета содержит: выполняют измерения цветовой температуры задней подсветки, и сравнение содержит: измеряют цветовую температуру, полученную в разное время.
В дополнительных подробных вариантах проведение измерений цвета содержит: детектируют цветные компоненты света от задней подсветки, и сравнение содержит: сравнивают недавние сигналы измерения компонентов каждого из компонентов с более старыми сигналами измерения компонентов каждого из компонентов, и предоставляют сигнал прогнозирования о прогнозируемом отказе задней подсветки, когда разность между недавним измерением и более старым измерением, по меньшей мере, одного из компонентов достигает порогового значения отказа, В еще одном дополнительном подробном варианте детектирование компонентов цвета содержит: детектируют красный, зеленый и синий компоненты цвета.
В соответствии с другими подробными вариантами способа, предоставление сигнала прогнозирования об отказе задней подсветки содержит: включают предупредительный световой сигнал. Способ дополнительно содержит: представляют сигнал об оставшемся сроке службы на дисплее на основе сравнения сигнала об оставшемся сроке службы, представляющем остающийся срок службы для задней подсветки перед отказом.
Свойства и преимущества изобретения будут более понятны из следующего подробного описания, которое следует читать совместно с прилагаемыми чертежами.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 схематично показана передняя панель модульной системы для инфузии медикамента, содержащей модуль шприцевого насоса, соединенный с контроллером. Как модуль шприцевого насоса, так и контроллер имеют, по меньшей мере, один ЖКД, используемый для управления инфузией для пациента;
на фиг.2 показан вид в перспективе шкафа для хранения медикаментов, имеющего компьютерное управление над доступом к шкафу, причем компьютер содержит ЖКД в его интерфейсе пользователя;
на фиг.3 показана блок-схема системы, представляющей процессор, передающий сигнал предупреждения в устройство передачи данных в ответ на измерение цвета датчиком, соединенным с задней подсветкой, и в ответ на опорное измерение цвета среди измерений, сохраненных в запоминающем устройстве;
на фиг.4 показана схема прогнозирования отказов задней подсветки, представляющая текст предупреждения об отказе, и число, представляющее количество часов, оставшихся до отказа, в вертикальном формате;
на фиг.5 показана схема прогнозирования отказов задней подсветки, представляющая текст предупреждения об отказе, и число, представляющее количество часов, оставшихся до отказа, в горизонтальном формате;
на фиг.6 показана увеличенная схема части фиг.1, представляющая примеры размещения индикаторов предупреждения по фиг.4 и 5 на дисплее передней панели контроллера, и места расположения предупредительных световых сигналов в соответствии с фиг.7 и 8, описанными ниже;
на фиг.7 показана схема, представляющая использование двух индикаторов предупреждения и соответствующего текста, которые могут быть размещены на передней панели медицинского устройства, как показано на фиг.6;
на фиг.8 показана схема, представляющая использование одиночного индикатора предупреждения и его соответствующего текста, который может быть размещен на передней панели медицинского устройства, как показано на фиг.6; и
на фиг.9 показан вариант воплощения прогнозирования отказа задней подсветки ЖКД, представляющая измерение цвета, выполняемое, сохраняемое и используемое для сравнения при прогнозировании.
Подробное описание изобретения
Рассмотрим теперь более подробно примерные чертежи, представленные с целью иллюстрации вариантов воплощения изобретения, на которых одинаковыми номерами ссылочных позиций обозначены соответствующие или похожие элементы на нескольких видах, причем на фиг.1 показано медицинское устройство 20, содержащее насос 22 для инфузии, в данном случае шприцевой насос, и контроллер 24, имеющий интерфейс 26 пользователя, который включает в себя жидкокристаллический дисплей ("ЖКД") 28 и множество кнопок 30 ввода пользователя. Насос для инфузии аналогично включает в себя, по меньшей мере, один ЖКД 32 и кнопки 34, используемые как интерфейс пользователя. В этом случае контроллер применяют для обеспечения функционального управления шприцевым насосом. Его используют для программирования шприцевого насоса с установкой рабочих параметров, сравнения рабочих параметров с приемлемыми пределами для конкретных медикаментов, предоставления сигналов тревоги, относящихся к неправильной работе в определенных условиях, а также для выполнения других критических задач, относящихся к процедуре инфузии медицинской жидкости. Установку рабочих параметров, выбор медикамента для ввода, результаты проверки правильной установки этих параметров и причины для определенных сигналов тревоги представляют оператору через ЖКД 28 контроллера 24. Если происходит отказ ЖКД контроллера, оператор не может быть уверен в конфигурации насоса или текущего режима работы и должен прекратить использование контроллера и насоса до окончания ремонта или заменены ЖКД.
Аналогично, инфузионный насос передает определенную информацию, относящуюся к его работе, через ЖКД 32 на его передней панели. Отказ этого ЖКД насоса не позволяет передать оператору информацию о конфигурации и работе насоса, и инфузия должна быть задержана до окончания ремонта или замены ЖКД. Таким образом, потеря любого из ЖКД 28 или 32 в такой компоновке может привести к неработоспособности инфузионного насоса 22 до ремонта, или замены этого отказавшего ЖКД. Дополнительные подробности работы такой модульной системы ввода медикаментов можно найти в патенте США №5,713,856 автора Eggers, под названием "Modular Patient Care System", которая приведена здесь в качестве ссылочного материала.
Рассмотрим теперь фиг.2, на которой показано автоматизированное раздаточное устройство 40 ("ADM", АРУ), которое содержит множество выдвижных ящиков 42, каждый из которых может содержать медикаменты, принимаемые пациентами в соответствии с предписаниями или распоряжениями лечащего врача. В АРУ также может храниться большое количество стандартных продуктов для медицинского лечения, для использования которых не требуется распоряжение лечащего врача, и они также могут содержать контролируемые вещества, такие как наркотики. Доступ к выдвижным ящикам для получения медикаментов или других продуктов должен быть получен путем использования встроенного контроллера 44. Контроллер также включает в себя ЖКД 46 и клавиатуру 48, используемые в качестве его интерфейса пользователя. ЖКД используют для подсказки пользователю АРУ ввести информацию, такую как идентификация пациента, идентификация медсестры, идентификация распоряжения, паролей и других данных, прежде чем АРУ разрешит доступ к выдвижному ящику. Если происходит отказ ЖКД, пользователь АРУ не знает, какую информацию запрашивает контроллер, и пользователь не сможет правильно ввести эту информацию для проверки контроллера. Пользователь поэтому не получит доступ к выдвижным ящикам АРУ, и АРУ поэтому станет непригодным для использования до тех пор, пока не будет выполнен ремонт или замена ЖКД.
Медикаменты, содержащиеся в АРУ 40 с отказавшим ЖКД 46, необходимо перенести в другое АРУ до окончания ремонта ЖКД, или необходимо использовать другое средство распределения медикаментов, что приводит, по меньшей мере, к неудобству. В случае, когда все медикаменты для целой смены медицинского персонала хранятся в медицинской станции, управляемой через отказавший ЖКД, возникает существенное неудобство. Дополнительные подробности работы такого автоматизированного раздаточного устройства 40 можно найти в патенте США №6,116,461 авторов BroadHeld и др., под названием "Method And Apparatus For The Dispensing Of Drugs", который приведен здесь в качестве ссылочного материала.
На фиг.3 показана блок-схема системы 60 предупреждения, предназначенной для формирования предупреждения о приближающемся отказе задней подсветки жидкокристаллического дисплея. Система предупреждения содержит датчик 62 цвета, запоминающее устройство 64 и устройство 66 передачи данных, каждое из которых соединено с процессором 68. Датчик цвета оптически сообщается с задней подсветкой 70 жидкокристаллического дисплея 72. Задняя подсветка обычного типа представляет собой флуоресцентную лампу с холодным катодом ("ФЛХК"), как описано выше.
Используемый здесь термин "отказ" можно рассматривать, как в широком смысле означающий ухудшение работы задней подсветки до уровня, когда считывание соответствующего ЖКД становится невозможным в нормальных условиях. Он также может охватывать ситуацию, когда только часть задней подсветки ухудшилась так, что часть информации на ЖКД становится невозможно считывать при нормальных условиях. Кроме того, отказ может означать, что произошел достаточный сдвиг цветовой температуры, приведшей к определенной путанице чувствительных к цветам отображений и к неправильному обозначению или невозможности видеть такие сигналы, как сигналы предупреждения или сигналы тревоги.
Датчик 62 цвета выполнен с возможностью проведения измерений цвета света 74, излучаемого задней подсветкой 70 и предоставления выходных данных 76 цвета, представляющих это измерение. Датчик цвета в одном варианте воплощения содержит множество фотодиодов и цветных фильтров и выполнен с возможностью детектировать красный, зеленый и синий ("RGB", KЗC) компоненты света и предоставлять выходное напряжение, представляющее каждый из этих компонентов КЗС. Такое выходное напряжение содержит выходные данные 76 цвета и представляет результат измерения цвета. Предпочтительно, датчик цвета выполнен как микросхема или интегральное устройство с интегрированными красным, зеленым и синим цветными фильтрами на фотодиодной матрице размером 12×12. Фотодиодная матрица генерирует для каждого компонента цвета (КЗС) фототок, который она преобразует в аналоговое выходное напряжение, повышающееся линейно при увеличении интенсивности цвета, для того цвета, который она детектирует.
Один пример датчика 62 цвета соответствующего типа представляет собой модуль трехцветного датчика, HDJD-S831-QТ333, производства Agilent Technologies of Palo Alto, California. Такой модуль датчика цвета имеет красный, зеленый и синий каналы, каждый из которых генерирует выходное напряжение. На генерируемые уровни выходного напряжения, соответствующей световой энергии на единицу площади, влияют установки усиления для каждого из каналов красного, зеленого и синего цвета. Установки усиления можно изменять и тщательно выбирать, в зависимости от требований к входной информации процессора 68 и в зависимости от уровня световой энергии, генерируемой используемым типом задней подсветки 70. Следует понимать, что другие типы датчиков цвета можно использовать для обеспечения выходных сигналов 76 цвета, представляющих цвет задней подсветки ЖКД.
Независимо от типа используемого датчика цвета, значение цвета может быть получено из относительных выходных напряжений, соответствующих каждому из компонентов КЗС. Например, значение цвета, представляющее голубоватый свет, может быть получено, когда выходное напряжение для синего цвета выше, чем выходные напряжения для красного и зеленого цвета. Кроме того, значение номера цвета, представляющее желтоватый свет, может быть получено, когда выходные напряжения красного и зеленого выше, чем выходное напряжение для синего. Кроме того, значение цвета, выраженное в градусах Кельвина, известное как цветовая температура, также может быть получено из значений выходного напряжения. Цветовая температура голубоватого света может быть выше, чем у желтоватого света. В некоторых случаях повышение или отсутствие интенсивности зеленого может прогнозировать отказ, и дисплей может выглядеть отчетливо зеленым или отчетливо пурпурным. В этом случае цветовая температура не применима.
Также на фиг.3 показан процессор 68, который принимает выходные данные 76 цвета из датчика 62 цвета, и выполнен с возможностью передавать выходные данные цвета в запоминающее устройство 64 для сохранения и последующего обращения. Процессор, предпочтительно, также содержит маркер времени вместе с сохраненными выходными данными цвета, с целью ссыпки при определении тенденции изменения цвета задней подсветки 70 ЖКД 72, хотя можно использовать другие средства, для генерирования и сохранения ссылки на время. Запоминающее устройство предпочтительно представляет собой энергонезависимое запоминающее устройство. При сохранении выходных данных цвета, процессор, в одном варианте выполнения, может сохранять сигналы КЗС по отдельности, каждый с маркером времени. В другом варианте воплощения процессор может сохранять цветовую температуру в К и маркер времени.
Процессор 68 выполнен с возможностью отслеживать сдвиг цвета задней подсветки 70 ЖКД 72 с течением времени и прогнозировать отказ задней подсветки на основе величины и скорости изменения этого сдвига цвета в одном варианте воплощения. Например, в начале эксплуатации задней подсветки, величина сдвига цвета с течением периода времени может быть весьма незначительной, и любой сдвиг может происходить с относительно малой скоростью. Ближе к концу срока службы задней подсветки величина сдвига цвета в течение того же периода времени становится более выраженной и может происходить со значительно более высокой скоростью. На основе величины сдвига цвета и скорости сдвига цвета задней подсветки, значение которых получают с помощью датчика 62 цвета, процессор прогнозирует отказ задней подсветки и может экстраполировать прогнозируемую дату или время отказа или может использовать другую меру времени, в течение которого произойдет отказ задней подсветки. Процессор затем передает сигнал 78 информации о задней подсветке в устройство 66 передачи данных. Устройство передачи данных затем предоставляет для пользователя 80 информацию 82 об отказе задней подсветки, хотя она может быть названа информацией "ДИСПЛЕЙ", или информацией "ЖКД", или другими словами. Устройство передачи данных используется для предупреждения пользователя о том, что произойдет отказ задней подсветки ЖКД.
Устройство 66 передачи данных и информация, которую оно предоставляет, могут быть выражены в различных формах. В случае, когда устройство передачи данных связывается с пользователем в письменном виде, такое письменное сообщение может отображаться на том же ЖКД, в котором используется задняя подсветка, отслеживаемая этой системой предупреждения. На фиг.4 показано устройство передачи данных, работающее в формате отображения "ЧАСЫ, ОСТАВШИЕСЯ ДО ОТКАЗА" 90 и в другом варианте воплощения сообщение отображают на том же ЖКД 72, в котором используется задняя подсветка 70, отслеживаемая системой предупреждения. Цифровой показатель 92 количества рассчитанных часов, остающихся до отказа дисплея, также предоставляют для пользователя 80. Пользователь 80, таким образом, может разработать план замены или ремонта дисплея. Другие слова можно использовать вместо показанных на фиг.4, для получения того же результата предупреждения пользователя об отказе дисплея. Например, на фиг.5 устройство 66 передачи данных предоставляет для пользователя выражение "ОСТАВШИЕСЯ ЧАСЫ РАБОТЫ ДИСПЛЕЯ" 94, которое обозначает ту же информацию, что и на фиг.4, но без такого большого количества слов. Количество часов 96 также предоставлено на фиг.5, как и на фиг.4.
Информационное отображение 66 по фиг.4 и 5 может быть представлено на том же дисплее, информация об отказе которого поступила. На фиг.6 показана более крупная схема части фиг.1. Здесь показан дисплей 28 и прямоугольник 96, в верхней части экрана 28 дисплея может быть представлена информация, показанная на фиг.4. Как описано выше, эта информация может быть представлена кратко и регулярно при включении инструмента 24, или может быть специально запрошена пользователем при нажатии на кнопку 98. Информацию по фиг.5 также представляют на экране дисплея в нижней части экрана, которую можно назвать "строкой состояния". Такая строка состояния может отображаться постоянно для обзора пользователя или может разворачиваться периодически, или по запросу, или при выполнении других условий. Строка состояния, показанная на фиг.6, включает в себя слова 94, представленные на фиг.5, а также количество оставшихся часов 96.
Другие отображения предупреждения об отказе задней подсветки ЖКД могут быть предоставлены для пользователя. На фиг.7 показана пара световых индикаторов 100 и 102, которые можно использовать с соответствующими надписями 104 и 106, соответственно. Световой индикатор над надписью "СРОК СЛУЖБЫ ДИСПЛЕЯ > 25 ЧАСОВ" может представлять собой индикатор зеленого цвета и может быть выполнен на основе светодиода или другого источника света. Световой индикатор над надписью "СРОК СЛУЖБЫ ДИСПЛЕЯ < 25 ЧАСОВ" может быть красного цвета. Такая схема из двух световых индикаторов также может быть воплощена на передней панели контроллера, как показано на фиг.6. В другом варианте воплощения, как показано на фиг.8, можно использовать одиночный световой индикатор 108 и соответствующую надпись 110. Такой световой индикатор не включают, пока не останется определенное количество часов срока службы задней подсветки, например, десять часов или меньше 110. Как и в других вариантах воплощения, данный вариант воплощения может быть воплощен на передней панели 26 (фиг.1) контроллера 24 фиг.6. В нижнем левом углу установлен одиночный предупредительный световой индикатор 108 с пояснительным текстом 110, представленным выше в данном варианте воплощения. Предупредительный световой индикатор 108 может иметь только один цвет, например, красный, или может иметь несколько цветов, таких как красный и зеленый, которые активируют в соответствии с ситуацией. Такой световой индикатор 108 и другие индикаторы, описанные выше, могут мигать или могут оставаться постоянно включенными.
В других вариантах воплощения, текст, показанный на фиг.8 (без светового индикатора) может быть включен во всплывающее окно, отображаемое на ЖКД под управлением программного средствам, задняя подсветка которого представляет собой подсветку, к которой относится всплывающее окно. При этом может отображаться другой текст, такой как:
НЕИЗБЕЖНЫЙ ОТКАЗ ДИСПЛЕЯ: ТРЕБУЕТСЯ ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ В ТЕЧЕНИЕ ПЯТИ ЧАСОВ.
Программное обеспечение, которое отображает всплывающее окно, может представлять собой программу, обеспечивающую работу ЖКД, когда она загружена в локальном компьютере, или может представлять собой часть более крупной операционной системы, связанной с большим количеством устройств, чем просто с ЖКД. Возможны другие компоновки.
Другие техники отображения информации предупреждения об отказе задней подсветки будут понятны для специалистов в данной области техники. Кроме того, надписи, связанные со световыми индикаторами, или информация, могут относиться к отказу или оставшемуся сроку службы "задней подсветки", "дисплея", "ЖКД", или для них могут использоваться другие обозначения.
Следует отметить, что дисплеи 66, показанные на фиг.4 и 5, предоставляют текущее и обновляемое количество часов остающегося срока службы задней подсветки; отображение с "обратным отсчетом", в то время как отображение, показанное на фиг.7 и 8, предоставляет показатель того, что было достигнуто пороговое значение. В другом варианте воплощения процессор также может быть выполнен с возможностью расчета точных даты и времени, когда произойдет отказ задней подсветки, на основе текущего использования. Например, если процессор рассчитал, что осталось 237 часов срока службы задней подсветки, и задняя подсветка в настоящее время используется, процессор может рассчитать, что осталось 9 дней и 21 час. Если для процессора доступны текущие дата и время, процессор может тогда рассчитать дату и время отказа на основе этой информации, предполагая непрерывное использование. Если задняя подсветка будет выключена до рассчитанной даты и времени отказа, процессор может рассчитать новую дату и время отказа, после того, как задняя подсветка снова будет активирована.
Прогнозирование отказов, выполняемое процессором 68, аппроксимирует или моделирует взаимозависимость между оставшимся сроком службы задней подсветки 70 и сдвигом цветовой температуры генерируемого ею света. Как показано на фиг.9, выполняют 120 измерений опорного цвета для света, поступающего от задней подсветки, такой как флуоресцентная лампа с холодным катодом, жидкокристаллического дисплея.
Предпочтительно измерения опорного цвета проводят на раннем этапе срока службы задней подсветки, например вскоре после того, как задняя подсветка будет впервые установлена в жидкокристаллический дисплей, и результат обозначают как M(t0). Измерение опорного цвета в форме уровней выходного напряжения для компонентов цвета КЗС, цветовой температуры, или другого значения, представляющего цвет, сохраняют 120 в запоминающем устройстве для использования в будущем.
Последующие измерения цвета M(tn) задней подсветки выполняют 122. Предпочтительно, последующие измерения цвета M(t1, 2 … n) проводят периодически, например, когда включают питание задней подсветки после ее отключения. Последующие измерения цвета также можно выполнять через заданный период времени после подачи питания к задней подсветке, например один раз через каждые два часа в течение постоянного использования. Кроме того, последующие измерения цвета можно выполнять в соответствии с определенным запросом пользователя жидкокристаллического дисплея, с которым связана задняя подсветка, например когда активируют переключатель состояния, расположенный рядом с жидкокристаллическим дисплеем, или когда поступает команда из программного средства. Эти получаемые позже текущие результаты измерения также сохраняют.
Сохраненные результаты измерения цвета сравнивают и определяют 124 значение оставшегося срока службы задней подсветки на основе, по меньшей мере, двух из сохраненных измерений цвета. В одном варианте воплощения используют опорный результат M(t0) измерения цвета при каждом сравнении измеренных значений. В одном алгоритме прогнозирования отказов значение прогнозирования представляет собой просто разность между результатом M(t0) измерения опорного цвета и последующим результатом М(tn) измерения цвета. Например, в случае, когда измерения цвета выражены в градусах Кельвина, можно использовать простое сравнение двух чисел:
где М представляет собой температуру в градусах Кельвина;
D представляет разность между измеренными температурами.
Абсолютное значение D можно сравнивать с графиком значений для прогнозирования оставшегося срока службы задней подсветки. Однако абсолютное значение D также можно сравнивать с пороговым значением и, если оно равно или больше, чем пороговое значение, может быть предоставлен сигнал предупреждения об отказе для пользователя:
где D представляет собой разность между измеренными температурами F представляет собой пороговое значение для отказа задней подсветки. Путем постоянного сравнения текущих выходных данных 76 цвета от датчика 62 цвета и сохраненных выходных данных цвета, определенных датчиком цвета раньше по времени, которые сохранены в запоминающем устройстве 64 для определения сдвига цвета, процессор определяет, следует ли передать сигнал предупреждения об отказе. В другом варианте воплощения процессор может постоянно предоставлять и обновлять показатель оставшегося времени использования до отказа задней подсветки.
Более сложный алгоритм прогнозирования отказов может учитывать другие факторы, влияющие на срок службы задней подсветки, такие как количество циклов включения/выключения задней подсветкой, ее возраст и скорость изменения сдвига цвета.
Модель может быть построена по эмпирическим данным, полученным от конкретных источников освещения, в результате чего каждое из значений первичных температур цвета может быть сохранено, и его можно сравнивать с последним для получения тенденции. В случае обнаружения изменений или получения дельты, интенсивность каждого цвета, нормализованная по общей интенсивности, становится достаточно большой, начинается прогнозирование срока службы. Это позволяет выполнять прогнозирование с возможностью уменьшения интенсивности задней подсветки так, что ее можно использовать в условиях слабой освещенности.
dPr/dt≥Cr
dPg/dt≥Cg
dPb/dt≥Сb
Где Pr, Pg, и Рb представляют собой нормализованные измеренные значения интенсивности красного, зеленого и синего компонентов освещения. Cr, Cg и Сb представляют собой константы, полученные в результате экспериментов, в зависимости от типа задней подсветки. Нормализованные измерения мощности учитывают общую освещенность всех цветов. В качестве примера, для нормализации Pr, необходимо использовать суммарную мощность Рt=Рr+Pg+Pb, после чего можно использовать коэффициент метрического показателя, сравнивающий предыдущую меру с текущей мерой, для нормализации настоящих измерений. Таким образом, при умножении текущего измерения на коэффициент Pt-1/Pt получают его нормализацию. В качестве примера, если оператор уменьшил общую интенсивность между значениями пропорциональными (t-1) и (t), тогда текущее измерение требуется увеличить таким образом, чтобы соотношения могли быть сравнимыми. Периодичность, используемая для измерений, может быть порядка нескольких минут или часов, при этом множество измерений усредняют для уменьшения шумов в течение любого данного периода. Если измеряют какое-либо различие в соотношениях, включают часы, и пользователю представляют прогнозируемый срок службы.
После определения сдвига цвета и прогнозируемого оставшегося срока службы для задней подсветки 124 результат прогнозирования может отображаться для пользователя в виде "оставшийся срок службы" 126. Он может быть представлен в форме недель, дней или часов, остающихся до отказа задней подсветки, как показано на фиг.4 и 5, или в виде одиночного значения, представленного на фиг.7 и 8. Другие показатели оставшегося срока службы будут понятны для специалистов в данной области техники.
Сдвиг цвета 128 задней подсветки сравнивают с заданным предельным или пороговым значением. Если прогнозируемое значение больше чем или равно пороговому значению "F", генерируют 130 предупреждающий сигнал или сообщение для уведомления пользователя о том, что ожидается отказ задней подсветки в течение определенного периода времени. При таком уведомлении пользователю дают время на замену задней подсветки таким образом, что отказ не происходит при использовании жидкокристаллического дисплея для выполнения критической или важной задачи. Заданный предел или пороговое значение выбирают таким образом, чтобы жидкокристаллический дисплей можно было продолжить использовать в течение определенного периода времени, например, нескольких часов или нескольких дней, до того, как возникнет отказ. Например, заданный предел или пороговое значение может соответствовать 95% срока службы задней подсветки, таким образом, что сигнал предупреждения или сообщение обозначают, что ожидается отказ задней подсветки приблизительно через сто часов.
Если значение прогнозирования оставшегося срока службы для задней подсветки 124 не достигает порогового значения, сигнал предупреждения или сообщения не генерируют и затем выполняют другие измерения цвета и сохраняют 122 результат. Процесс сравнения затем повторяют, как показано на фиг.9.
Когда генерируют 130 предупреждение об отказе задней подсветки, оно может быть представлено различными способами, как описано более подробно выше. В дополнение к визуальным предупреждениям предупреждение также может быть звуковым, например, через громкоговоритель, который обеспечивает вещательную передачу предупреждающего сообщения в виде сигнала звуковой тревоги или заранее записанного голосового сообщения. Другие формы предоставления предупреждения будут понятны для специалистов в данной области техники.
В дополнительном варианте воплощения результаты измерений и сравнений цветовой температуры могут быть переданы в удаленное местоположение, такое как место центрального управления. Прогнозирования отказов или предупреждения также могут быть автоматически переданы в это удаленное местоположение или в другие места, такие как место работы биотехника. Биотехник, получив сигнал предупреждения об отказе, может затем запустить процесс замены задней подсветки. При этом может быть запланирована замена устройства, в котором происходит отказ задней подсветки.
Хотя были представлены и описаны несколько конкретных форм изобретения, также должно быть очевидно, что различные модификации могут быть выполнены без выхода за пределы сущности изобретения. Также предусматривается, что различные комбинации или подкомбинации специфичных свойств и аспектов раскрытых вариантов воплощения можно комбинировать друг с другом или заменять их друг другом для формирования переменных режимов изобретения. В соответствии с этим не предполагается, что изобретение ограничено чем-либо, за исключением приложенной формулы изобретения.
Изобретение относится к измерениям светоотдачи задней подсветки устройства дисплея для прогнозирования отказа задней подсветки. Техническим результатом является обеспечение более точного заблаговременного предупреждения об отказе задней подсветки жидкокристаллического дисплея. Система и способ раннего предупреждения для прогнозирования отказа задней подсветки любого дисплея, такого как жидкокристаллический дисплей (ЖКД), в котором используется внутреннее освещение, цифровая обработка света (ЦОС) или жидкие кристаллы на кремнии (LCoS, ЖКнК). Такой дисплей может представлять собой дисплей с плоским экраном или дисплей проекционного типа. Предусмотрено отображение, обозначающее, что отказ неизбежен в течение заданного периода времени. Также может быть предусмотрено отображение с обратным отсчетом оставшегося срока службы. Цветовую температуру задней подсветки отслеживают и сравнивают через определенное время для формирования прогнозирования отказа. Измерения также могут включать в себя измерения отдельных компонентов света, таких как красный, зеленый и синий компоненты. Компоненты можно сравнивать индивидуально с течением времени для детектирования сдвига цвета, который достигает порогового значения, для прогнозирования отказа. 3 н. 20 з.п. ф-лы, 9 ил.
1. Система прогнозирования отказа задней подсветки дисплея, содержащая:
датчик, оптически сообщающийся с задней подсветкой, выполненный с возможностью проведения измерений цвета света задней подсветки и выполненный с возможностью предоставления сигналов измерения, представляющих свет, измеренный в течение таких измерений цвета;
запоминающее устройство, выполненное с возможностью сохранения результатов измерения цвета; и
процессор, соединенный с датчиком и запоминающим устройством, выполненный с возможностью принимать множество сигналов измерений, которые были получены от задней подсветки в разное время, сравнивать множество сигналов измерения друг с другом и предоставлять сигнал прогнозирования о прогнозируемом отказе задней подсветки на основе сравнения, по меньшей мере, двух сигналов измерения.
2. Система по п.1, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью:
сохранять сигнал измерения в запоминающем устройстве;
получать доступ к запоминающему устройству для получения сохраненного сигнала измерения;
сравнивать полученный сигнал измерения с недавним сигналом измерения и
передавать сигнал прогнозирования о прогнозируемом отказе задней подсветки на основе сравнения между полученным сигналом измерения и сигналом недавнего измерения.
3. Система по п.1, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью предоставлять сигнал предупреждения об отказе в дисплей, когда результат сравнения превышает пороговое значение.
4. Система по п.1, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью предоставлять сигнал предупреждения об отказе для включения предупредительного светового сигнала, когда результат сравнения превышает пороговое значение.
5. Система по п.1, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью представления сигнала оставшегося срока службы на дисплее на основе сравнения, представляющего оставшийся срок службы задней подсветки до отказа.
6. Система по п.1, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью передавать в дисплей, как сигнал предупреждения об отказе, когда результат сравнения превышает пороговое значение, так и сигнал об оставшемся сроке службы, на основе сравнения, представляющего оставшийся срок службы задней подсветки до отказа.
7. Система по п.1, в которой:
датчик выполнен с возможностью предоставлять сигналы измерения, представляющие измеряемую цветовую температуру света задней подсветки; и
процессор дополнительно выполнен с возможностью сравнивать недавний сигнал измерения цветовой температуры задней подсветки со старым сигналом измерения цветовой температуры задней подсветки и представлять сигнал прогнозирования о прогнозируемом отказе, когда разность между недавним измерением и более старым измерением достигает порогового значения отказа.
8. Система по п.1, в которой:
датчик выполнен с возможностью детектировать красный, зеленый и синий компоненты света задней подсветки и представлять сигналы измерения компонента, представляющие красный, зеленый и синий компоненты; и
процессор дополнительно выполнен с возможностью сравнения сигналов недавнего измерения компонента для каждого из компонентов красного, зеленого и синего цветов со старыми сигналами измерения компонентов и представлять сигнал прогнозирования, содержащий прогнозируемый отказ, когда разница между недавним измерением и старым измерением, по меньшей мере, одного из компонентов достигла порогового значения отказа.
9. Система по п.1, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью предоставлять сигнал прогнозирования отказа задней подсветки, когда сравнение сигналов измерения обозначает, что произошел сдвиг цвета задней подсветки между временами измерений на величину, эквивалентную пороговому значению отказа.
10. Система прогнозирования отказа задней подсветки для дисплея, содержащая:
датчик, оптически сообщающийся с задней подсветкой, выполненный с возможностью детектировать компоненты цвета света задней подсветки и предоставлять сигналы измерения компонентов цвета, представляющие детектируемые компоненты цвета;
запоминающее устройство, выполненное с возможностью сохранения результата измерения компонентов цвета; и
процессор, соединенный с датчиком и запоминающим устройством, выполненный с возможностью принимать множество сигналов измерения компонентов цвета, которые были получены для задней подсветки в разные моменты времени, сравнивать множество недавних сигналов измерения компонентов цвета для каждого из компонентов цвета с более старыми сигналами измерения компонентов цвета каждого из компонентов цвета и представлять сигнал прогнозирования о прогнозируемом отказе задней подсветки, когда разность между недавним измерением и более старым измерением, по меньшей мере, одного из компонентов цвета достигает порогового значения отказа.
11. Система по п.10, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью:
сохранять сигналы измерения компонентов в запоминающем устройстве;
осуществлять доступ к запоминающему устройству для получения сохраненных сигналов об измерениях компонента;
сравнивать полученные сигналы измерения компонентов с недавними сигналами измерения компонентов; и
предоставлять сигнал прогнозирования о прогнозируемом отказе задней подсветки на основе сравнения между полученными сигналами измерения компонентов и недавними сигналами измерения текущих компонентов.
12. Система по п.10, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью предоставлять сигналы предупреждения об отказе для включения предупредительных световых сигналов, когда результат сравнения превышает пороговое значение.
13. Система по п.10, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью предоставления сигнала оставшегося срока службы для дисплея на основе результата сравнения, представляющего оставшийся срок службы задней подсветки перед отказом.
14. Система по п.10, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью предоставления в дисплей, как сигнала предупреждения об отказе, когда результат сравнения превышает пороговое значение, так и сигнала оставшегося срока службы, на основе сравнения, представляющего оставшийся срок службы задней подсветки перед отказом.
15. Система по п.10, в которой:
датчик выполнен с возможностью предоставления сигналов измерения, представляющих определенную цветовую температуру света задней подсветки; и
процессор дополнительно выполнен с возможностью сравнивать недавнее значение сигнала измерения цветовой температуры задней подсветки с более старым сигналом измерения цветовой температуры задней подсветки и предоставлять сигнал прогнозирования о прогнозируемом отказе, когда разность между более старыми измерениями и недавним и измерениями достигает порогового значения отказа.
16. Система по п.10, в которой датчик выполнен с возможностью детектировать красный, зеленый и синий компоненты света от задней подсветки и предоставлять сигналы измерения компонентов, представляющих красный, зеленый и синий компоненты.
17. Способ прогнозирования отказа задней подсветки для дисплея, содержащий этапы, на которых:
определяют свет, генерируемый задней подсветкой, выполняя измерения цвета света задней подсветки, и предоставляют сигналы измерения, представляющие измеряемый свет, в течение таких измерений цвета; и
сравнивают множество сигналов измерения цвета друг с другом и предоставляют сигнал прогнозирования отказа задней подсветки на основе сравнения, по меньшей мере, двух сигналов измерения, полученных в разное время.
18. Способ по п.17, в котором:
выполнение измерений цвета содержит: выполняют измерения цветовой температуры задней подсветки; и
сравнение содержит результаты измерения цветовой температуры, полученные в разное время.
19. Способ по п.17, в котором:
выполнение измерений цвета содержит: детектируют компоненты цвета для света задней подсветки;
сравнение содержит: сравнивают недавние сигналы измерения компонентов каждого из компонентов с более старыми сигналами измерения компонента для каждого из компонентов и предоставляют сигнал прогнозирования для прогнозируемого отказа задней подсветки, когда различие между недавним результатом измерения и более старым результатом измерения, по меньшей мере, одного из компонентов достигает порогового значения отказа.
20. Способ по п.19, в котором детектирование компонентов цвета содержит этап, на котором детектируют красный, зеленый и синий компоненты цвета.
21. Способ по п.17, в котором предоставление сигнала прогнозирования отказа задней подсветки содержит этап, на котором включают предупредительный световой сигнал.
22. Способ по п.17, дополнительно содержащий этап, на котором предоставляют сигнал оставшегося срока службы в дисплей на основе сравнения сигнала срока службы, представляющий оставшийся срок службы задней подсветки до отказа.
23. Способ по п.17, в котором этап предоставления содержит, как предоставление сигнала прогнозирования отказа задней подсветки, содержащее включение предупредительного светового сигнала, так и предоставление сигнала оставшегося срока службы для дисплея, на основе сравнения сигнала оставшегося срока службы, представляющего оставшийся срок службы задней подсветки до отказа.
| US 5736930, 07.04.1998 | |||
| US 20030227435 А1, 11.12.2003 | |||
| US 20050179638 18.08.2005 | |||
| WO 2005074331, 11.08.2005 | |||
| US 5081523, 14.01.1992 | |||
| RU 2005123376, 20.01.2006. |
