專利名稱：預(yù)測液晶顯示器的背光燈故障的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0001本發(fā)明一般涉及顯示裝置，且更具體地涉及對顯示裝置的背光
燈的光輸出的測量，以預(yù)測背光燈故障。
背景技術(shù)：
0002平板液晶顯示器("LCD")是一種用于傳達(dá)信息的普及的顯示 裝置。LCD重量和尺寸的降低以及其功率需求的降低大大提高了其優(yōu)于 陰極射線管("CRT")顯示器和其它顯示器類型的多功能性。但是，LCD 需要照明源以査看呈現(xiàn)的信息。高質(zhì)量的LCD，諸如可透射顏色的LCD 單元，通常由內(nèi)部光源提供背光。也就是說，背光燈被置于液晶層之后 以便于看得見LCD產(chǎn)生的最終圖像。半透射(transflective) LCD單元通 常依賴于內(nèi)部或外部(例如，環(huán)境的)光源，而反射式LCD單元完全依 賴于外部光源。利用LCD或DLP (德州儀器的數(shù)字光處理TM)的投影顯 示器通常使用白熾燈用于照明。眾所周知，由于燈絲局部損耗變薄且因 此變得更熱，白熾燈的顏色溫度會升高直到接近壽命末期。
0003目前LCD單元用于很多應(yīng)用，包括計算機工業(yè)，其中LCD單 元不僅僅是膝上型計算機的極好顯示選擇，也越來越多地用于臺式計算 機，在臺式計算機中LCD單元尺寸的減少使得它們很有吸引力。它們還 用于很多其它便攜式電子裝置。
0004可透射的液晶顯示器在其背光燈發(fā)生故障時變得無用。由于LCD
呈現(xiàn)的信息不易于讀取，從而使得顯示器本質(zhì)上不起作用。這樣的故障 會損害和顯示器關(guān)聯(lián)的裝置或系統(tǒng)的運行。在一些情形下，背光燈故障 會使與LCD關(guān)聯(lián)的裝置或系統(tǒng)完全不可用。LCD也用于醫(yī)療設(shè)備。它們 為藥物傳遞系統(tǒng)和藥物存儲系統(tǒng)以及很多其它類型的醫(yī)療設(shè)備提供用戶 界面。和其它應(yīng)用一樣，在很多醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用中，LCD是設(shè)備的組成部 分，且當(dāng)它發(fā)生故障時不易于替換。在臺式計算機應(yīng)用的情形中，當(dāng)LCD發(fā)生故障時，通?？奢p松獲得另一 LCD，并將其連接到該計算機，從而 用戶能夠繼續(xù)他的/她的任務(wù)。在膝上型計算機以及很多醫(yī)療設(shè)備裝置的
情形下，必須將設(shè)備本身分解開，移除發(fā)生故障的LCD，并且將可用的 LCD安裝在適當(dāng)位置。這會需要大量的工作和時間并且雖然LCD的替換 起作用，但是設(shè)備是不可用的。例如，與輸液泵(infusionpump)控制器 關(guān)聯(lián)的顯示器上的背光燈故障可能需要中斷控制器的使用直到背光燈被 替換。如果整個控制器易于替換，則輸液泵可能使用新的控制器立即重 新投入使用，假設(shè)替換控制器可用并且可重新編程，則可同時對第一控 制器上發(fā)生故障的顯示器進行修理。
0005另舉一例，與藥物供應(yīng)箱的訪問控制器關(guān)聯(lián)的顯示器上的背光 燈故障可能使得箱子不可用于提供普通服務(wù)。這樣的情況可能需要存儲 在該箱子內(nèi)的任何受控物質(zhì)，諸如麻醉藥物，被轉(zhuǎn)移到另一供應(yīng)箱以確 保只有授權(quán)的人可以獲取它們。除了受控藥物從一個箱子到另一個箱子 的實際物理移動外，移動的數(shù)據(jù)必須記入到監(jiān)測這種藥物的位置的服務(wù) 器內(nèi)。這種轉(zhuǎn)移行為可能需要大量時間，并且從大多數(shù)護理工作人員忙 碌的時間表的角度來看，這種行為是不希望發(fā)生的。在任何情形下，醫(yī) 療和其它環(huán)境中的背光燈故障都會對工作流程效率產(chǎn)生不利影響。0006LCD單元的常見背光燈是發(fā)光二極管(LED)和冷陰極熒光燈 (CCFL)。 CCFL的一個缺點是它們的工作壽命相對較短。已知的是，由 CCFL和其它照明源產(chǎn)生的光的顏色溫度隨著時間會發(fā)生變化。顏色傳感 器已經(jīng)用于提供自動"白平衡"調(diào)整以彌補來自CRT顯示器和背光燈的 光的"顏色溫度"中的變化。 一般說來，來自任一照明源的白光的"顏 色溫度"與其紅、綠和藍(lán)色強度分量的相對百分比構(gòu)成有關(guān)。用絕對/開 氏溫標(biāo)(° K)表示的相對高的顏色溫度表示具有較大藍(lán)色分量的"白色"。 相對低的顏色溫度表示具有較大紅色分量的"白色"。光檢測器已與LCD 單元共同使用以調(diào)整來自光源的光的強度。但是，據(jù)發(fā)明人所知，沒有 傳感器已經(jīng)用于預(yù)測LCD的即將發(fā)生的故障。
0007所有背光燈最終會因為使用或僅僅因為壽命而發(fā)生故障。 一些 類型的背光燈發(fā)生故障的時間比其它類型的背光燈早。這只是這種故障 何時發(fā)生的問題。背光燈的故障在很多或大多數(shù)情形下會導(dǎo)致相關(guān)聯(lián)的LCD不可用。準(zhǔn)確預(yù)測LCD即將不可用的能力會為用戶提供一個有利條 件，因為可提早采取行動來安排即將發(fā)生故障的LCD的替換或修理。在 LCD是醫(yī)療儀器運行應(yīng)有且必要的組件且已經(jīng)預(yù)測了LCD的故障的情況 下，可以在LCD實際發(fā)生故障之前安排儀器的維護，在維護期間可以替 換或修理LCD。具有這樣一種安排維護時間的能力，將產(chǎn)生高得多的可 靠度，即在需要用儀器或儀器處于實際運行時，儀器不會由于LCD的背 光故障而意外地變?yōu)椴豢捎谩?br> 0008只為背光燈提供幾天或幾個月或幾年的"典型"壽命或分配數(shù) 個工作小時數(shù)代表其壽命會為操作人員添加必須跟蹤背光燈使用的負(fù) 擔(dān)。被打開或關(guān)閉的次數(shù)也會影響其壽命。記錄該數(shù)據(jù)并定期瀏覽該數(shù) 據(jù)會給工作人員強加沒有時間支持的負(fù)擔(dān)。操作人員可采取以下方法-只是等待直到背光燈故障然后修理它比持續(xù)記錄并分析背光燈的服務(wù)時 間和開閉周期來試圖預(yù)測故障更為有效。當(dāng)然，當(dāng)LCD和背光燈用于關(guān) 鍵應(yīng)用中時，等待故障發(fā)生的方法具有以上討論的不利后果。
0009因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)認(rèn)識到對提供更為準(zhǔn)確的事先警告 液晶顯示器中背光燈故障的裝置的需求。也意識到了對于提供這種警告 的自動化系統(tǒng)和方法的需求。這種警告允許用戶通過在故障發(fā)生之前替 換背光燈來執(zhí)行預(yù)防性的維護，因此將減輕背光燈故障對工作進度效率 的不利影響。本發(fā)明滿足了這一需求和其它需求。

發(fā)明內(nèi)容
0010簡短且概括地說，本發(fā)明針對預(yù)測顯示器的背光燈故障的系統(tǒng)
和方法。具體地，提供了一個預(yù)測顯示器的背光燈故障的系統(tǒng)，該系統(tǒng) 包括與背光燈進行光通信的傳感器、存儲器裝置以及與傳感器和存儲器 通信的處理器，傳感器被配置成對來自背光燈的光進行顏色測量，并且 提供表示在這些顏色測量過程中被感測光的測量信號，存儲器裝置被配
置成存儲顏色測量值，而處理器并被配置成接收在不同時間獲得的背 光燈的多個測量信號，將多個測量信號彼此比較，以及基于至少兩個測 量信號之間的比較提供預(yù)測背光燈故障的預(yù)測信號。在更具體的方面， 處理器被進一步配置成將測量信號存儲在存儲器裝置中，訪問存儲器裝置以檢索存儲的測量信號，比較檢索的測量信號和時間上較為當(dāng)前(較 近)的測量信號，以及基于檢索的測量信號和較近的測量信號之間的比 較提供預(yù)測背光燈故障的預(yù)測信號。
0011在本發(fā)明的其它詳細(xì)方面，處理器被進一步配置成當(dāng)比較結(jié)果 超過一閾值時，向顯示器提供故障警告信號。該處理器被進一步配置成 當(dāng)比較的結(jié)果超過一閾值時，提供故障警告信號以點亮告警燈。處理器 被進一步配置成基于比較，向顯示器提供表示背光燈在故障前的剩余運 行壽命的剩余壽命信號。
0012在另外的其它方面，傳感器被配置成提供表示從背光燈感測的 光的顏色溫度的測量信號，并且處理器被進一步配置成比較背光燈的更 近的顏色溫度測量信號和背光燈的較早顏色溫度測量信號，以及當(dāng)更近 的測量值與較早的測量值之間的差值達(dá)到故障閾值時提供預(yù)測故障的預(yù) 測信號。傳感器被配置成檢測來自背光燈的光的紅、綠和藍(lán)色分量以及 提供表示紅、綠和藍(lán)色分量的分量測量信號，并且處理器被進一步配置 成比較紅、綠和藍(lán)色分量中每一個的更近分量測量信號和較早分量測量 信號，并在至少一種分量的更近測量值和較早測量值之間的差值達(dá)到故 障閾值時提供預(yù)測故障的預(yù)測信號。而且，另一方面，處理器被進一步 配置成當(dāng)測量信號的比較指示背光燈的顏色在測量次數(shù)之間已經(jīng)變化的 量等于故障閾值時，提供背光燈故障的預(yù)測信號。
0013在根據(jù)本發(fā)明的方法有關(guān)的方面，提供了一種預(yù)測顯示器的背 光燈故障的方法，該方法包括感測由背光燈產(chǎn)生的光，對來自背光燈的 光進行顏色測量，以及提供表示在這些顏色測量期間感測的光的測量信 號，以及將多個顏色測量信號相互進行比較并基于在不同時間獲得的至 少兩個測量信號之間的比較提供背光燈故障的預(yù)測信號。在更為具體的 方面，進行顏色測量包括對背光燈的顏色溫度進行測量，并且比較包括 在不同時間獲得的顏色溫度的測量值。
0014在更為具體的方面，進行顏色測量包括檢測背光燈的光的顏色 分量，并且比較包括比較每種分量的更近分量測量信號和每種分量的較 早分量測量信號，以及當(dāng)至少一種分量的更近測量值和較早測量值之間 的差值達(dá)到故障閾值時提供預(yù)測背光燈故障的預(yù)測信號。在又一詳細(xì)方面，檢測顏色分量包括檢測紅、綠和藍(lán)色顏色分量。
0015根據(jù)本發(fā)明的更為詳細(xì)的方面，提供預(yù)測背光燈故障的預(yù)測信 號包括點亮告警燈。該方法進一步包括基于比較向顯示器提供剩余壽命 信號，該剩余壽命信號表示背光燈在故障之前剩余的運行壽命。
0016根據(jù)以下詳細(xì)說明并結(jié)合附圖，將更易于理解本發(fā)明的特征和 優(yōu)點。


0017圖1是模塊化藥物輸液系統(tǒng)的前面板的圖形，該模塊化藥物輸 液系統(tǒng)包括一個安裝到控制器上的注射泵模塊。注射泵模塊和控制器都 具有至少一個LCD，用于控制對病人輸液。
0018圖2是可通過計算機控制進入的藥物存儲箱的立體圖，該計算 機在其用戶接口中包括一 LCD。
0019圖3是系統(tǒng)方塊圖，其示出處理器向通信裝置傳送警告信號以 響應(yīng)來自耦連到背光燈的傳感器的顏色測量值，以及響應(yīng)存儲在存儲器 裝置中的一個或多個參考顏色測量值。
0020圖4是背光燈的故障預(yù)測的圖形，其以豎直的格式示出故障警 告文本和表示故障前剩余小時數(shù)的數(shù)字。
0021圖5是背光燈的故障預(yù)測的圖形，其以水平的格式示出故障警 告文本和表示故障前剩余小時數(shù)的數(shù)字。
0022圖6是圖1的部分的放大圖形，其示出圖4和5的警告在控制 器的前面板的顯示器上的位置的示例，以及根據(jù)以下圖7和8的告警燈 的位置。
0023圖7是示出兩個警告指示器和相關(guān)文本的使用的圖形，警告指 示器和相關(guān)文本可以位于如圖6所示的醫(yī)療裝置的前面板上。
0024圖8是示出單個警告指示器和相關(guān)文本的使用的圖形，警告指 示器和相關(guān)文本可以位于如圖6所示的醫(yī)療裝置的前面板上。
0025圖9是LCD顯示器的背光燈的故障預(yù)測的實施例，其示出在確 定預(yù)測時獲得、存儲以及比較的顏色測量值。
具體實施例方式
0026為了說明本發(fā)明的實施方式，現(xiàn)在更詳細(xì)參見示例性附圖，其 中相同的參考數(shù)字表示多個視圖中對應(yīng)的或相同的元件，圖1示出了醫(yī) 療裝置20，其包括輸液泵22 (此案中是注射泵)，以及具有用戶界面26 的控制器24，用戶界面包括液晶顯示器("LCD") 28和多個用戶輸入按 鈕30。輸液泵同樣包括至少一個LCD32和按鈕34作為用戶界面。在這 種情形下，控制器用于提供對注射泵的操作控制。它用于使用操作參數(shù) 對注射泵進行編程，將操作參數(shù)和特定藥物的可接受限制比較，提供與 特定條件下不正確操作有關(guān)的警報，以及執(zhí)行與醫(yī)療流體輸液過程有關(guān) 的其它關(guān)鍵任務(wù)。設(shè)置操作參數(shù)、選擇傳遞的藥物、驗證參數(shù)是否已經(jīng) 正確設(shè)置以及傳達(dá)某些警報的原因均通過控制器24的LCD 28傳達(dá)給操 作人員。如果控制器LCD發(fā)生故障，則操作人員無法確定泵的配置或當(dāng) 前的操作模式，且必須停止使用控制器和泵直至LCD被修理或替換。
0027同樣，輸液泵通過其前面板上的LCD32發(fā)送關(guān)于其操作的某些 信息。泵LCD的故障可能會使操作人員缺少關(guān)于泵的配置和操作的信息， 且輸液必須被延遲直到修理或替換LCD。因此，該裝置中LCD28或32 的缺失會導(dǎo)致輸液泵22不可用直到修理或替換發(fā)生故障的LCD。這種模 塊化藥物系統(tǒng)的操作的更多細(xì)節(jié)可以在Eggers的名稱為"Modular Patient Care System (模塊化病人護理系統(tǒng))"的美國專利5,713,856中找到，該 專利通過引用整體并入本文。
0028現(xiàn)在參見圖2，其示出了自動配藥機40 ("ADM")，該配藥機包 括多個抽屜42，每個抽屜可包括根據(jù)醫(yī)生的指示或處方，病人將要服用 的藥物。ADM還可以存儲不需要使用醫(yī)生處方的更多標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)療護理產(chǎn) 品，并且也可以存儲受控制的物質(zhì)，諸如麻醉劑。進入抽屜以拿走藥物 或其它產(chǎn)品必須通過使用應(yīng)有的控制器44來實現(xiàn)?？刂破鬟€包括LCD 46 和鍵盤48作為其用戶界面。LCD用于在ADM允許進入抽屜之前提示 ADM的用戶輸入信息，諸如病人身份、護理人員身份、處方號、密碼和 其它數(shù)據(jù)。如果LCD發(fā)生故障，ADM的用戶將無法得知控制器需要哪 些信息，并且用戶將無法正確輸入那些信息用于控制器驗證。用戶將因 此無法使用ADM的抽屜，并且ADM將因此變得不可用直到LCD被修理或替換。
0029存儲在具有已經(jīng)發(fā)生故障的LCD46的ADM40內(nèi)的藥物必須被 轉(zhuǎn)移到另一 ADM直到完成對LCD的修理或者必須使用其它藥物分配裝 置，這至少會導(dǎo)致不方便。在整個護理輪班的藥物被存儲在由發(fā)生故障 的LCD所控制的藥物站的情況下，也會導(dǎo)致很大的不便。這種自動配藥 機40的操作的更多細(xì)節(jié)可以在Broadfield等人的名稱為"Method and Apparaturs for the Dispensing of Drugs (用于分發(fā)藥物的方法和裝置)"的 美國專利6,116,461中找到，該專利通過引用整體并入本文。
0030轉(zhuǎn)到圖3，其示出了告警系統(tǒng)60的方塊圖，該系統(tǒng)用于產(chǎn)生液 晶顯示器的背光燈即將發(fā)生故障的警告。該告警系統(tǒng)包括顏色傳感器62， 存儲器裝置64和通信裝置66，其中的每一個裝置均與處理器68通信。 顏色傳感器與液晶顯示器72的背光燈70進行光通信(optical communication )。背光燈的常見類型是以上討論的冷陰極熒光燈
("CCFL，，)。
0031如本文使用的，術(shù)語"故障"可泛指背光燈操作已經(jīng)退化成在 正常條件下讀取相關(guān)的LCD已經(jīng)變得不可能的地步。它也可以包括以下 情形僅僅背光燈的一部分退化以致LCD的一部分在正常條件下已經(jīng)不 可能被讀取。此外，故障可以指顏色溫度已經(jīng)偏移得足以使某些顏色靈 敏的顯示模糊且錯標(biāo)(mislabel)或不可見，諸如警告或警報。
0032將顏色傳感器62配置成對背光燈70發(fā)射的光74進行顏色測量， 并提供表示該測量值的顏色輸出76。 一個實施例中的顏色傳感器包括多 個光電二極管和顏色過濾器，并且該顏色傳感器被配置成檢測光的紅、 綠、和藍(lán)色("RGB")分量以及提供表示每種RGB分量的電壓輸出。這 些電壓輸出包括顏色輸出76并且代表顏色測量值。顏色傳感器優(yōu)選為具 有在12x12光電二極管陣列上集成的紅、綠和藍(lán)色過濾器的芯片或集成 裝置。光電二極管陣列為每種顏色分量(RGB)產(chǎn)生光電流，光電流被 轉(zhuǎn)換成模擬電壓輸出，該電壓輸出隨著光電二極管檢測的顏色的光強度 的增加而線性增長。
0033顏色傳感器62的適當(dāng)類型的一個示例是來自加利福尼亞州Palo Alto 的 Agilent Technologies 公司的三顏色傳感器模塊HDJD-S831-QT333。該顏色傳感器模塊具有紅、綠和藍(lán)色通道(channel), 每個通道提供輸出電壓。對應(yīng)每個單元面積的光能量的輸出電壓水平受 到紅、綠和藍(lán)色通道中每個通道的增益(gain)設(shè)置的影響?？梢愿鶕?jù)處 理器68的輸入要求以及使用的那種類型的背光燈70產(chǎn)生的光能水平來 改變增益設(shè)置和謹(jǐn)慎選擇增益設(shè)置。應(yīng)當(dāng)理解其它類型的顏色傳感器可 用于提供表示LCD背光燈顏色的顏色輸出76。
0034無論使用的顏色傳感器是何種類型，顏色值都可以從對應(yīng)于每 種RGB分量的相對電壓輸出獲得。例如，當(dāng)藍(lán)色的電壓輸出高于紅色和 綠色的電壓輸出時，可以獲得表示淺藍(lán)色光的顏色值。同樣，當(dāng)紅色和 綠色的電壓輸出高于藍(lán)色的電壓輸出時，可以獲得表示淺黃色光的顏色 值。而且，可以從輸出電壓獲得以絕對/開氏溫標(biāo)表示的顏色值，即熟知 的顏色溫度。淺藍(lán)色光的顏色溫度將高于淺黃色光的顏色溫度。在一些 情形下，綠色光強度的增長或缺乏可能預(yù)示著故障，并且顯示器將呈現(xiàn) 出獨特的綠色或紅紫色的外觀。在此情形下，顏色溫度是不適用的。
0035仍舊參考圖3，從顏色傳感器62接收顏色輸出76的處理器68 被配置成將顏色輸出發(fā)送到存儲器裝置64進行存儲以及將來的參考。處 理器還優(yōu)選存儲一時間指示器，其中存儲的顏色輸出用于在確定LCD 72 的背光燈70的顏色變化趨勢時進行參考的目的，盡管可以使用其它方式 產(chǎn)生和存儲時間參考。存儲器裝置優(yōu)選是非易失性存儲裝置。在存儲顏 色輸出時，在一個實施例中，處理器可單獨存儲RGB信號，每個RGB 信號具有一個時間指示器。在另一實施例中，處理器可以存儲以。K為 單位的顏色溫度和時間指示器。
0036在一個實施例中，處理器68被配置為監(jiān)測LCD 72的背光燈70 隨著時間的色移并基于該色移的量和變化速率來預(yù)測背光燈的故障。例 如，在背光燈的有用壽命開始時，在一段時間內(nèi)色移的量可能只是輕微 的，并且任何色移可能以相對慢的速率發(fā)生。在背光燈可用壽命即將結(jié) 束時，同樣的時間量內(nèi)色移量將更為劇烈并且可能以高得多的速率發(fā)生。 基于顏色傳感器62提供的背光燈的色移量以及色移速率，處理器將預(yù)測 背光燈故障，并且可能推斷故障的預(yù)測日期或時間或者背光燈即將發(fā)生 故障的其它時間標(biāo)準(zhǔn)(或計時單位)。之后，處理器將向通信裝置66發(fā)送一背光燈信息信號78。然后，該通信裝置將向用戶80提供關(guān)于背光燈 的背光燈故障信息82，但是該信息可被稱為"LCD"信息的"顯示 (DISPLAY)"信息，或其它信息。通信裝置用于警告用戶LCD的背光 燈即將發(fā)生故障。
0037通信裝置66和它提供的信息可以采用各種形式。在通信裝置以 書寫的方式和用戶通信時，寫消息可顯示在使用由告警系統(tǒng)正在監(jiān)測的 背光燈的同一LCD上。參考圖4，顯示的通信裝置采用的形式是顯示"發(fā) 生故障前的剩余小時"卯，且在一個實施例中，以上信息顯示在使用由 告警系統(tǒng)正在監(jiān)測的背光燈70的同一 LCD 72上。所計算的顯示器故障 前的剩余小時數(shù)的數(shù)字指示92也提供給用戶80。由此允許用戶80設(shè)計 一個更換或修理顯示器的計劃?？梢允褂闷渌~語替換圖4中的詞語來 達(dá)到警告用戶顯示器的故障的相同結(jié)果。例如，在圖5中，通信裝置66 為用戶提供語句"剩余的顯示時間"94以指示與圖4中相同的信息，只 是使用了不一樣多的詞語。和圖4一樣，圖5也提供了小時數(shù)96。
0038圖4和5的信息顯示66可以顯示在故障信息正在發(fā)出關(guān)于它的 警告的那個顯示器上。在圖6中，提供了圖1的部分的較大的圖形。顯 示了顯示器28，并且在顯示屏幕28的頂部的窗框96中可以呈現(xiàn)圖4的 信息。如以上討論的，該信息可以在儀器24啟動時即簡短、常規(guī)地呈現(xiàn)， 或者由用戶按下鍵98進行具體地請求。圖5的信息也顯示在屏幕底部的 顯示屏幕上，其被稱為"狀態(tài)線"。這樣的狀態(tài)線可以持續(xù)顯示以便用戶 瀏覽或者可以定期滾動，或者根據(jù)需求、或者在其它條件下滾動。圖6 中的狀態(tài)線包括圖5的詞語94和剩余的小時數(shù)96。
0039也可以向用戶提供警告LCD的背光燈故障的其它顯示。參考圖 7，可以使用分別附有說明104和106的一對燈100和102。說明"顯示 壽命>25小時"上的燈可以是綠色的，可以使用發(fā)光二極管或其它光源實 現(xiàn)。說明"顯示壽命<25小時"上的燈可以是紅色的。這樣的兩種燈的安 排可以在控制器的前面板上實現(xiàn)，如圖6所示。在如圖8所示的另一實 施例中，可以使用單個燈108和相伴的說明110。該燈直到背光燈的壽命 剩余一定數(shù)量的小時時才會被激活(或啟動)，諸如IO小時或更少110。 和在其它實施例中一樣，該實施例可以在圖6的控制器24的前面板26上實現(xiàn)(圖1)。在此實施例中，左下角安裝了其上方寫有說明性文本110
的單個告警燈108。告警燈108具有單一的顏色諸如紅色，或者可以具有 多種顏色諸如紅色和綠色，可以根據(jù)情況的要求激活這些顏色。燈108 和上述其它燈可以閃爍或保持穩(wěn)定。
0040在另一實施例中，圖8 (沒有燈)的文本可以在軟件控制下被包 括在LCD上顯示的彈出框中，彈出框與該LCD的背光燈有關(guān)?？梢燥@ 示其它文本，諸如
即將發(fā)生的顯示器故障——5小時內(nèi)需要預(yù)防性的維護。
0041顯示彈出框的軟件可以是用于運行LCD的程序，其加載在本地 計算機上或者可以是與更多裝置而不僅僅是與LCD有關(guān)的較大操作系統(tǒng) 的一部分。其它布置是可能的。
0042對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，顯示關(guān)于背光燈故障的警告信息的 其它技術(shù)將是顯而易見的。而且，與燈有關(guān)的說明或信息可以指代"背 光燈"、"顯示器"、"LCD"故障或剩余壽命，或使用其它指示。
0043應(yīng)當(dāng)注意到圖4和5的顯示66提供了背光燈的壽命中剩余小時 的運行和更新值；"倒數(shù)"顯示，其中圖7和8的顯示提供已經(jīng)達(dá)到閾值 的指示。在另一實施例中，處理器還被配置成基于當(dāng)前的使用計算背光 燈將發(fā)生故障的準(zhǔn)確日期和時間。例如，如果處理器已經(jīng)計算了背光燈 還有237小時的剩余壽命，并且背光燈正在使用，則處理器可以計算出 還剩下9天加21小時。如果處理器可獲得當(dāng)前日期和時間，則處理器可 以假設(shè)連續(xù)的使用，基于此信息計算故障日期和時間。如果背光燈在計 算的故障日期和時間之前被關(guān)閉，則一旦背光燈被再次激活，處理器便 可計算新的故障日期和時間。
0044處理器68的故障預(yù)測近似或模擬背光燈70的剩余運行壽命和 它產(chǎn)生的光的顏色溫度變化之間的關(guān)系。參見圖9，獲取來自背光燈的光 的參考顏色測量值120，背光燈諸如為液晶顯示器的冷陰極熒光燈。參考 顏色測量值優(yōu)選在背光燈的壽命早期獲取，諸如在背光燈第一次被安裝 到液晶顯示器中后不久進行，并且被賦予標(biāo)號M(tQ)。采用RGB顏色分 量的輸出電壓水平、顏色溫度或者表示顏色的其它值的形式的參考顏色 測量值存儲在存儲器中120以備將來使用。0045獲得背光燈的后續(xù)顏色測量值M(tn)122。優(yōu)選地，定期獲取后
續(xù)的顏色測量值M(ti,2…n)，諸如在背光燈關(guān)閉后被供電時。后續(xù)的顏色測
量值也可以在給背光燈供電后的預(yù)定時間段后獲取，諸如在持續(xù)使用期 間每兩個小時進行一次測量。而且，可以響應(yīng)與背光燈關(guān)聯(lián)的液晶顯示 器的用戶的特定請求而獲取后續(xù)的顏色測量值，諸如當(dāng)和液晶顯示器相 鄰的狀態(tài)開關(guān)被啟動時或者當(dāng)提供軟件命令時。這些較近的測量值也被 存儲。
0046存儲的顏色測量值被比較并且背光燈剩余壽命的預(yù)測值基于至 少兩個存儲的顏色測量值被確定124。在一個實施例中，在測量值的每次 比較過程中都使用參考顏色測量值M(to)。在一個故障預(yù)測算法中，預(yù)測 值僅僅是參考顏色測量值M(to)和后續(xù)的顏色測量值M(tn)之間的差值。例 如，當(dāng)顏色測量值以。K為單位時，兩個數(shù)之間的簡單比較可以使用以 下公式
M(t。)-M(tn)=|D| 公式1
其中M是以。K為單位的溫度
D是測量的溫度之間的差值
0047D的絕對值可以與圖表記錄的值比較以預(yù)測背光燈的剩余壽命。 但是，D的絕對值也可以和一閾值相比較，并且如果等于或大于該閾值，
則向用戶提供故障警告信號
|D^F 公式2
其中，D是測量的溫度之間的差值 F是背光燈故障的閾值
0048基于來自顏色傳感器62的當(dāng)前顏色輸出76和顏色傳感器之前 及時感測并被存儲在存儲器裝置64中以確定色移水平的存儲顏色輸出之 間的持續(xù)比較，處理器確定是否發(fā)送故障的警告信號。在另一實施例中， 處理器可以持續(xù)提供并更新背光燈故障前剩余使用時間的指示。
0049更為復(fù)雜的故障預(yù)測算法可以考慮影響背光燈的運行壽命的其 它因素，諸如背光燈經(jīng)歷的通電/斷電循環(huán)的次數(shù)、其使用年限、和色移 的變化速率。
0050可根據(jù)從具體照明源獲得的實驗數(shù)據(jù)構(gòu)建一模型，通過該模型可以存儲每一個主要的顏色溫度并將其與最后的顏色溫度相對比以提供 一種趨勢。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化(規(guī)范化)為總亮度的每種顏色的亮度變化或增量 變得足夠大時，壽命預(yù)測將開始。這是為了在允許背光燈變暗時允許預(yù) 測，以便背光燈可以在微光狀況下使用。
dPr/dt 〉 Cr
dPg/dt > Cs dPb/dt》Cb
0051其中，b、 Pg和Pb是照明源的紅、綠和藍(lán)色分量的標(biāo)準(zhǔn)化的測量 亮度。(;、Cg和Cb是通過實驗獲得的常數(shù)，這取決于背光燈的類型。標(biāo)準(zhǔn) 化的功率測量考慮所有顏色的總的照明度。例如，為了將Pj示準(zhǔn)化，將 使用總功率Pt =Pr+Ps+Pb，之后將之前的測量值與當(dāng)前測量值進行比較的比 例度量因子(ratio metric factor)會被用于將當(dāng)前的測量值標(biāo)準(zhǔn)化。因此， 因子Pt7Pt多次乘以當(dāng)前測量值以將其標(biāo)準(zhǔn)化。 一個示例是如果操作員降 低第(t-l)次和第(t)次之間的總亮度，則當(dāng)前的測量值將被增加，所 以比率將是可比的。測量使用的周期可以是分鐘或小時的數(shù)量級，并且 多個測量值被平均以減少任何給定時間段內(nèi)的噪聲。如果測量了比例的 任何差值，則時鐘將被開啟并且預(yù)測的壽命將被顯示給用戶。
0052在確定了背光燈的色移和壽命剩余預(yù)測124后，預(yù)測可以以術(shù) 語"剩余壽命"顯示126給用戶。它可以采取背光燈發(fā)生故障前剩余的 周、天或小時的格式，如圖4和圖5所示，或者圖7和8所示的單個值。 對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，剩余壽命的其它指示將是顯而易見的。
0053背光燈中的色移與預(yù)定限制或閾值進行比較128。如果預(yù)測值大 于或等于閾值"F"，將產(chǎn)生警告信號或消息130，以通知用戶預(yù)計背光燈 在一時間段內(nèi)會發(fā)生故障。有了這樣的通知，用戶就有時間替換背光燈， 從而當(dāng)液晶顯示器被用于執(zhí)行關(guān)鍵或重要任務(wù)時，背光燈不會發(fā)生故障。 預(yù)定的限制或閾值被選擇以便液晶顯示器可以持續(xù)使用一段時間，諸如 在故障發(fā)生之前的幾個小時或幾天。例如，預(yù)定限制或閾值可對應(yīng)背光 燈運行壽命的95%，以使警告信號或消息指示預(yù)計背光燈將在大約一百 小時后發(fā)生故障。
0054如果背光燈的剩余壽命預(yù)測值124沒有達(dá)到閾值，則不會產(chǎn)生警告信號或消息，并且獲得并存儲另外的顏色測量值122。之后重復(fù)比較 的過程，如圖9所示。
0055當(dāng)提供背光燈故障的警告130時，可以以不同的方式提供，如 以上進一步討論的。除了視覺警告外，警告也可以是聽得見的，諸如通 過揚聲器，將警告消息作為聽得見的警報或事先錄制的語音消息廣播出 去。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，提供警告的其它方式是顯而易見的。
0056在又一實施例中，顏色溫度的測量值與比較的結(jié)果可傳送到遠(yuǎn) 程位置，諸如中心管理位置。故障預(yù)測或警告也可以被自動傳送到該遠(yuǎn) 程位置或其它位置，諸如生物專家的位置。之后，注意到故障警告的生 物專家可以適當(dāng)安排背光燈的替換過程。安排替換具有故障背光燈的裝 置的時間。
0057盡管已經(jīng)圖示并描述了本發(fā)明的多個特定形式，但是對發(fā)明做 出各種修改而不偏離本發(fā)明的范圍也是顯而易見的?？梢栽O(shè)想，公開的 實施例的具體特征和方面的各種組合和次組合(subcombination)可以彼 此組合或替換以形成本發(fā)明的變化模式。因此，除了所附權(quán)利要求的限 制之外，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)受到限制。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)測顯示器的背光燈故障的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括與所述背光燈進行光通信的傳感器，其被配置成對來自所述背光燈的光進行顏色測量，并且被配置成提供表示在所述顏色測量過程中被感測的光的測量信號；存儲器裝置，其被配置成存儲顏色測量值；和與所述傳感器和所述存儲器通信的處理器，其被配置成接收在不同時間獲取的所述背光燈的多個測量信號，將多個測量信號相互比較，以及基于至少兩個測量信號之間的比較提供預(yù)測所述背光燈的故障的預(yù)測信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被進一步配置成 將測量信號存儲在所述存儲器裝置中；訪問所述存儲器裝置以檢索存儲的測量信號；將所檢索的測量信號和時間上較近的測量信號進行比較；以及 基于所檢索的測量信號和所述時間上較近的測量信號之間的比較提 供預(yù)測所述背光燈的故障的預(yù)測信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被進一步配置成當(dāng) 所述比較的結(jié)果超出一閾值時，向顯示器提供提供故障警告信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被進一步配置成當(dāng) 所述比較的結(jié)果超過一閾值時，提供故障警告信號以點亮告警燈。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被進一步配置成基 于所述比較，向顯示器提供表示所述背光燈在故障前的剩余運行壽命的 剩余壽命信號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被進一步配置成當(dāng)所述比較的結(jié)果超過一閾值時，提供故障警告信號，以及基于所述比較， 向顯示器提供表示所述背光燈在故障前的剩余運行壽命的剩余壽命信 號。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器被配置成提供表示從所述背光燈感測的所述光的所述顏 色溫度的測量信號；并且所述處理器被進一步配置成比較所述背光燈的時間上更近的顏色溫 度測量信號和所述背光燈的較早顏色溫度測量信號，以及當(dāng)所述更近的 測量值與所述較早測量值之間的差值達(dá)到一故障閾值時提供預(yù)測故障的
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器被配置成檢測來自所述背光燈的光的紅、綠和藍(lán)色分量 以及提供表示所述紅、綠和藍(lán)色分量的分量測量信號；并且所述處理器被迸一步配置成比較所述紅、綠和藍(lán)色分量中每種的時 間上更近的分量測量信號和較早分量測量信號，并在至少一種所述分量 的所述更近的測量值和所述較早測量值之間的差值達(dá)到一故障閾值時提 供預(yù)測故障的預(yù)測信號。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被進一步配置成當(dāng)測量信號的比較指示在測量次數(shù)之間所述背光燈的顏色已經(jīng)變化的量等 于故障閾值時，提供背光燈故障的預(yù)測信號。
10. —種預(yù)測顯示器的背光燈故障的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括-與所述背光燈進行光通信的傳感器，其被配置成檢測來自所述背光燈的光的分量以及提供表示檢測的所述分量的分量測量信號； 存儲器裝置，其被配置成存儲分量測量值；和與所述傳感器和所述存儲器通信的處理器，其被配置成接收在不同時間獲得的所述背光燈的多個分量測量信號，將每種分量的時間上更近的分量測量信號和每種所述分量的較早分量測量信號進行比較，以及 在至少一種所述分量的所述更近的測量值和所述較早測量值之間的差值 達(dá)到一故障閾值時提供預(yù)測所述背光燈的故障的預(yù)測信號。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被進一步配置成: 將分量測量信號存儲在所述存儲器裝置中；訪問所述存儲器裝置以檢索存儲的分量測量信號； 比較所檢索的分量測量信號和時間上較近的分量測量信號；以及 基于所檢索的分量測量信號和所述時間上較近的分量測量信號之間 的所述比較提供預(yù)測所述背光燈故障的預(yù)測信號。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被進一步配置成 當(dāng)所述比較的結(jié)果超過一閾值時提供故障警告信號以點亮告警燈。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被進一步配置成 基于所述比較，向顯示器提供表示所述背光燈在故障前的剩余運行壽命 的剩余壽命信號。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被進一步配置成 當(dāng)所述比較的結(jié)果超過一閾值時提供故障警告信號，以及基于所述比較， 向顯示器提供表示所述背光燈在故障前的剩余運行壽命的剩余壽命信 號。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器被配置成提供表示從所述背光燈感測的所述光的所述顏 色溫度的測量信號；并且所述處理器被進一步配置成比較所述背光燈的時間上更近的顏色溫 度測量信號和所述背光燈的較早顏色溫度測量信號，以及當(dāng)所述更近的 測量值與所述較早的測量值之間的差值達(dá)到一故障閾值時提供預(yù)測故障
16. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器被配置成檢測來自所述背光燈的光的紅、綠和藍(lán)色分量 以及提供表示所述紅、綠和藍(lán)色分量的所述分量測量信號。
17. —種預(yù)測顯示器的背光燈故障的方法，所述方法包括 感測由所述背光燈產(chǎn)生的光，對來自所述背光燈的光進行顏色測量，以及提供表示在所述顏色測量期間感測的所述光的測量信號；以及將多個顏色測量信號相互進行比較并基于在不同時間獲得的至少兩 個測量信號之間的比較提供所述背光燈的故障的預(yù)測信號。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中進行顏色測量包括對所述背光燈的顏色溫度進行測量，并且 比較包括在不同時間獲得的顏色溫度的測量值。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中進行顏色測量值包括檢測來自所述背光燈的光的顏色分量，并且 比較包括比較每種分量的時間上更近的分量測量信號和每種分量的 較早分量測量信號，以及當(dāng)至少一種所述分量的所述更近的測量值和所 述較早的測量值之間的差值達(dá)到一故障閾值時提供預(yù)測所述背光燈故障
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中檢測顏色分量包括檢測紅、綠和藍(lán)色顏色分量。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中 提供所述背光燈的故障的預(yù)測信號包括點亮告警燈。
22. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，進一步包括基于比較向顯示器提 供剩余壽命信號，所述剩余壽命信號表示所述背光燈在故障之前剩余的 運行壽命。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述提供步驟包括提供所述 背光燈的故障的預(yù)測信號以及基于比較向顯示器提供剩余壽命信號，所 述剩余壽命信號表示所述背光燈在故障之前剩余的運行壽命，提供所述 背光燈的故障的預(yù)測信號包括點亮告警燈。
全文摘要
一種預(yù)測使用內(nèi)部照明的任意顯示器的背光燈故障的早期告警系統(tǒng)和方法，顯示器諸如為液晶顯示器(LCD)、數(shù)字光處理^TM(DLP)或硅基或反射式液晶顯示(LCoS)。該顯示器可以是平板屏幕類型或投影器類型。提供一種指示一定時間段內(nèi)故障即將發(fā)生的顯示器。也提供了剩余壽命的倒數(shù)顯示器。背光燈的顏色溫度隨著時間被監(jiān)測并被比較以形成故障預(yù)測。測量值也可以包括光的各個分量諸如紅、綠和藍(lán)色分量的測量值。分量可以隨著時間單獨對比以檢測色移是否達(dá)到了預(yù)測故障的閾值。
文檔編號G09G3/34GK101563721SQ200780037778
公開日2009年10月21日 申請日期2007年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月13日
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