用于检查车辆的显示器的方法和设备以及车辆的显示器与流程

本发明涉及用于检查车辆的显示器的方法和设备、以及相应的计算机程序和车辆的显示器。

背景技术：

现代的车辆可以配备有显示屏作为人机界面的中央部件，以便例如可视化信息娱乐和舒适功能或者诸如变速器的行驶级的与安全相关的信息。

为了确保这种显示系统的功能上的安全性并且满足法律或客户指定的安全要求，需要持续不断地对显示系统进行检查。

技术实现要素：

在此背景下，本发明提供了根据独立权利要求的改进的用于检查车辆的显示器的方法、相应的设备以及改进的显示器。有利的设计方案由属权利要求和下文的描述得出。

本发明提出了一种用于检查车辆的显示器的方法，其中，显示器包括具有多个能背光照亮的像素的显示矩阵和用于探测在对像素进行背光照亮时反射的光的探测器单元，其中，该方法包括以下步骤：

读入表示车辆的当前行驶级的行驶级信号；

通过使用行驶级信号来驱控像素，以便在显示器上显示至少一个测试图像；

响应于驱控地读取探测器单元，以便获得配属于测试图像中的至少一个测试信号；以及

对测试信号进行评估，以便检查显示器。

显示器可以被理解为用于显示信息的屏幕。显示矩阵可以被理解为由多个单个的像素(又称像点)构成的光学显示，诸如液晶显示。像素可以例如以水平的行和竖直的列的方式布置，并且根据实施方式，像素可以由至少两个例如颜色不同的子像素构成。在此，每一个单个的像素可以通过行编号和列编号的说明来被明确限定。显示矩阵可以例如实现为rgb矩阵。探测器单元可以例如被理解为光电二极管、光电晶体管或用于产生光电流的其他感光的结构元件。例如，探测器单元也可以包括多个这样的感光的结构元件。照明单元可以例如被理解为发光二极管或其他适用的光源。例如，照明单元也可以包括多个这样的光源。

行驶级可以例如被理解为自动变速器的位置p、d、n或r。测试图像可以被理解为被显示用来检查显示器的功能性的图像。例如，测试图像可以表示特定的测试图案或者也可以是黑色图像。

这里所描述的方案是基于以下认识：例如结合线控换挡应用可以低成本又可靠地通过如下方式检查车辆中的用于显示行驶级的显示器，即，在显示器上显示测试图像，借助位于显示器中的探测器单元检测在显示器中显示测试图像时所产生的光反射，并且以适当的方式进行评估。例如，可以在每次变换行驶级时产生测试图像，或者也可以在显示器运行时持续不断地产生测试图像。这样就能确保在显示器上可靠地显示与安全相关的信息，诸如关于当前行驶级的图像信息。

根据一个实施方式，在驱控步骤中，可以驱控像素，以便在显示器上在显示测试图像之后显示配属于当前行驶级的行驶级图像。行驶级图像可以例如被理解为表示行驶级的符号或者表示行驶级的字母。由此，能够在显示行驶级图像之前就已经确保显示器正常工作。

根据另一实施方式，在驱控步骤中，可以驱控像素，以便在显示器上以依赖于当前行驶级所确定的图像序列来显示测试图像和行驶级图像。在此，在读取步骤中，可以读取探测器单元，以便获得测试信号的相应于图像序列的序列。相应地，在评估步骤中，可以处理测试信号的序列，以便检查显示器。例如，在显示器运行中，可以分别交替地显示测试图像和行驶级图像一定的显示持续时间。在此，测试图像的显示持续时间与行驶级图像的显示持续时间可以彼此不同。例如，测试图像的显示持续时间可以短于行驶级图像的显示持续时间。通过该实施方式，可以提高该方法的可靠性。

有利的是，在驱控步骤中，驱控像素，以便以彼此不同的图像重复率显示测试图像和行驶级图像。例如由此可以实现的是，显示测试图像，而不被显示器的观看者感知。由此，在检查显示器时能够避免干扰性的图像失真。

还有利的是，在驱控步骤中，驱控像素，以便交替地显示测试图像和行驶级图像。由此能够实现持续不断地检查显示器。

根据另一实施方式，在驱控步骤中，可以将像素断电，以便显示黑色图像作为测试图像。由此，能够少花费地探测到显示器锁屏。

此外，在驱控步骤中，可以驱控像素，以便响应于当前行驶级的变换来显示测试图像。由此，能够避免变换行驶级时的显示错误。

根据另一实施方式，在驱控步骤中，可以驱控像素，以在最长0.1秒的时间段上显示测试图像。由此，能够避免测试图像被显示器的观看者感知。

本文提出的方案还涉及一种设备，该设备被构造成用于在相应的装置中执行、驱控或实行在此提出的方法的变型方案的步骤。通过本发明的设备形式的实施变型方案，也可以快速又高效地解决本发明的任务。

为此，设备可以具有至少一个用于评估信号或数据的运算单元、至少一个用于存储信号或数据的存储器单元、至少一个通向传感器或执行器的用于从传感器读入传感器信号或者用于将数据或控制信号输出给执行器的接口和/或至少一个用于读入或输出嵌入通信协议中的数据的通信接口。运算单元可以例如是信号处理器、微控制器等，其中，存储器单元可以是闪存器、eprom或磁性的存储器单元。通信接口可以被构造成用于无线和/或有线地读入或输出数据，其中，可以有线地读入或输出数据的通信接口可以例如以电或光学的方式从相应的数据传输线路读入这些数据或者将这些数据输出到在相应的数据传输线中。

在此，设备可以被理解为处理传感器信号并且根据该传感器信号输出控制和/或数据信号的电器件。设备可以具有能够以硬件和/或软件的方式构成的接口。在以硬件方式的构造方案中，接口可以例如是包含设备的各种功能的所谓的系统asic的一部分。然而也可能的是，接口是它们自己的、集成的电路或者至少部分地由分立的结构元件构成。在软件方式的构造方案中，接口可以是例如在微控制器上处于其他软件模块旁的软件模块。

在一个有利设计方案中，通过设备对车辆进行控制。为此，设备可以例如访问诸如加速传感器信号、压力传感器信号、转向角传感器信号或环境传感器信号的传感器信号。驱控经由车辆的诸如制动执行器或转向执行器的执行器或者发动机控制器来进行。

此外，本文提出的方案还涉及一种车辆的显示器，其中，显示器具有以下特征：

具有多个能背光照亮的像素的显示矩阵；

用于对像素进行背光照亮的照明单元；

用于探测在对像素进行背光照亮时反射光的探测器单元；以及

根据前述实施方式的设备。

借助这种显示器，可以满足关于汽车安全完整性等级的安全要求。

根据一个实施方式，显示器可以具有用于将对像素进行背光照亮时的反射光反射到探测器单元上的反射器元件，或者附加地或替选地具有用于将照明单元的发射光散射的漫射器元件。尤其地，像素可以布置在漫射器元件上。反射器元件和漫射器元件可以例如分别被理解为板状的光学的结构元件。反射器元件可以例如在背侧地布置在显示矩阵后面，以便使从像素反射的光朝探测器单元的方向偏转。一方面，通过该实施方式可以使从像素反射的光有针对性地转向到探测器单元上；另一方面，通过该实施方式可以实现显示器中的均匀的光分布。

根据另一实施方式，反射器元件和漫射器元件可以彼此相对置地布置。尤其地，在此，探测器单元或者附加地或替选地照明单元可以布置在反射器元件与漫射器元件之间。由此，能够实现尽量紧凑的显示器的结构形式。由此，还能够使光强损失最小化。

根据另一实施方式，探测器单元与照明单元可以彼此相对置地布置。通过该实施方式，也能够实现尽量紧凑的显示器的结构形式。

还有利的是一种计算机程序产品或具有程序代码的计算机程序，程序代码可以存储在诸如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器的机器可读的载体或存储器介质上，并且用于尤其是当在计算机或设备上实施程序产品或程序时执行、实行和/或驱控根据上述实施方式中任一项的方法步骤。设备具有被构造成用于实施和/或驱控根据前述权利要求中任一项的方法的单元。

附图说明

结合附图示例性地详细阐述本发明。其中：

图1示出根据一个实施例的显示器的示意图；

图2示出在检查根据一个实施例的显示器时的信号流的示意图；

图3示出用于在根据一个实施例的显示器上示出图像序列的图表；

图4示出用于在根据一个实施例的显示器上示出图像序列的图表；

图5示出用于在根据一个实施例的显示器上示出图像序列的图表；

图6示出根据一个实施例的设备的示意图；以及

图7示出根据一个实施例的方法的流程图表。

在下文对本发明优选实施例的描述中，相同或相似的附图标记用于不同的附图中示出的并起相似作用的元件，其中，省略对这些元件的重复描述。

具体实施方式

图1示出了根据一个实施例的显示器100的示意图。用于显示关于车辆的行驶级的图像信息的显示器100(本例中例如为液晶显示器)包括布置在显示矩阵104中的多个像素102。出于清楚起见的原因，图1中仅示出了其中一个像素102。根据该实施例，像素102作为rgb像素地分别具有三个子像素106地实现，其中，子像素106被构造成用于示出各一个不同的颜色，本例中为红色、绿色和蓝色。根据实施例而定地，像素102也可以包括多于或少于三个子像素并且显示不同的灰度而不是不同的颜色。此外，显示器100包括用于对像素102进行背光照亮的照明单元108。照明单元108例如是发光二极管或由多个发光二极管构成的阵列。附加地，显示器100包括探测器单元110，例如一个或多个光电二极管。探测器单元110被构造成用于探测当对像素102进行背光照亮时从像素102变向回显示器100中的光。

探测器单元110以及像素102与用于检查显示器100的功能性的设备112连接。设备112被构造成用于例如从车辆的线控换挡系统获得关于当前行驶级的信息并且处理这些信息以用于驱控像素102。为此，设备112将相应的驱控信号114输出给像素102。借助驱控信号114，驱控像素102，以便在显示器100上显示用于检查功能性的测试图像，诸如特殊的测试图案。替选地，设备112借助驱控信号114给像素102断电，从而显示黑色图像。响应于用于产生测试图像的对像素102的驱控地，设备112读取探测器单元110，以便获得表示由将像素102处的光反射所产生的光电流的测试信号116。借助测试信号116，使设备112此时检查显示器100是否正确地显示测试图像。

根据该实施例，显示器100包括漫射器元件118(本例中为光散射板的形式)，像素102例如以行和列布置在该漫射器元件上，以便形成显示矩阵104。相对于漫射器元件118地布置有本例中同样呈板状的反射器元件120，其被构造成用于将从像素102反射的光变向到探测器单元110上。反射器元件120例如经由照明单元108和探测器单元110与漫射器元件118连接，从而使照明单元108和探测器单元110布置在漫射器元件118与反射器元件120之间。照明单元108和探测器单元110大致布置在漫射器元件118和反射器元件120的彼此相对置的端部上。

根据一个实施例，显示器100包括由led、反射器和漫射器构成的背景照明部，通过该背景照明部均匀地将所有像素102照明。一个像素102例如由三个子像素106构成，子像素分别配备有针对红、绿和蓝三原色的不同的滤色器。每个子像素106例如可单独被驱控，并且因此用作一种光阀，通过该光阀可以影响各个颜色的亮度。例如，如果在显示器100上显示白色图像，则子像素106的所有光阀都开到最大，从而使显示器100以最大亮度发光。相反，如果显示黑色图像，则所有光阀关闭，并且背景照明部的光被子像素106反射。

例如借助漫射器与反射器之间的光电二极管来感测该子像素106的被反射的光，并且用于以适当的方式监控子像素106的或显示器100的功能性。为此，显示器100的背景照明部(诸如lcd显示器的led背光)的标准硬件架构例如扩展有光电二极管和附加的信号线路，该信号线路从光电二极管通向控制单元(如线控换挡系统)。

图2示出了在检查根据一个实施例的显示器、诸如上文参照图1所描述的显示器时的信号流的示意图。图中示出了用作显示屏的显示矩阵104、线控换挡系统200和显示屏控制器202。线控换挡系统200和显示屏控制器202可以例如是上文参照图1所描述的用于检查显示器的设备的部件。线控换挡系统200将形式为例如指示行驶级p、r、n或d的行驶级信号204的关于当前行驶级的信息发送给显示屏控制器202，显示屏控制器为该信息分配相应的图像信息206并且将该图像信息以限定的帧频转发给显示矩阵104。相应地，线控换挡系统200从显示矩阵104接收测试信号116，诸如光电二极管的信号。

图3示出了用于在根据一个实施例的显示器上示出图像序列300的图表。图中示出由探测器单元探测到的光电流302的时间变化曲线。光电流302例如相应于由探测器单元输出的测试信号。在此可以看出，光电流302在使显示器上显示测试图像304(本例中例如为黑色图像)的时间段tx期间跳跃式地提升到恒定的值。在该时间段tx之前和之后，分别在显示器上显示表示当前行驶级的行驶级图像306，其在本例中示例性表示驻车级p。例如，测试图像304在行驶级变换期间在两个单个的行驶级图像306之间发生短暂的渐显。

例如，在每次行驶级变换之后在人眼不易感知的短时间段tx上示出了测试图像304。时间段tx例如最长为0.1s。在此，借助线控换挡系统的探测器单元，诸如光电二极管，感测到在子像素处反射的光。因此可以检查显示器的一般性的功能性，并且可以立即识别到诸如显示器锁屏的错误。

图4示出了在根据实施例的显示器上示出图像序列300的图表。有别于图3地，其在图4中所示的图像序列300中包括一个以上测试图像304，本例中示例性地是两个测试图像304。如图4所示，在图像序列300期间交替地在时间段tp_开内显示了行驶级图像306并在时间段tp_关上显示了测试图像304，其中，在时间段tp_关上，给显示器的像素断电。根据实施例，两个时间段tp_开、tp_关的长度可以如图4所示的那样是相同或者可以是不同的，这一点如图5所示。图像序列300，也就是说行驶级图像306的和测试图像304的各自的显示持续时间例如根据待显示的行驶级来确定。

图5示出了在根据一个实施例的显示器上示出图像序列300的图表。有别于图4地，行驶级图像306在此表示空挡位置n。为了与配属于驻车位置p的图像序列加以区分，表示空挡位置n的行驶级图像306的时间段tn_开明显长于图4中所示的时间段tp_开。在时间段tn_关内产生了测试图像304。

例如，在各自的行驶级图像304与作为测试图像306的黑色图像之间为每个行驶级分配明确的图像呈现序列。借助探测器单元对所呈现的测试图像306的时间上的评估则能够明确地推断出各自的图像序列以及行驶级，从而能够可靠地识别诸如显示器锁屏的显示错误。

图6示出了诸如上文参照图1和图2所描述的设备的根据一个实施例的设备112的示意图。设备112包括用于读入行驶级信号204的读入单元610以及驱控单元620，该驱控单元从读入单元610接收行驶级信号204并且使用该行驶级信号来输出用于在显示器上显示测试图像的驱控信号114。读取单元630被构造成用于响应于输出驱控信号114地对探测器单元进行读取。在此，读取单元630接收测试信号116并将该测试信号转发给评估单元640，该评估单元被构造成用于结合测试信号116来检查显示器的功能性。

图7示出根据一个实施例的用于检查显示器的方法700的流程图表。方法700可以例如通过使用上文参照图1、2或6所描述的设备来执行。在此，在步骤710中，读入行驶级信号。在步骤720中，通过使用行驶级信号驱控显示器的像素，以便显示测试图像。在步骤730中，响应于驱控像素地对探测器单元进行读取，以便获得测试信号。最后，在步骤740中，以适当的方式评估测试信号，以便获知显示器是否正确地显示测试图像。

方法700的步骤可以例如连续执行，以便在正在进行的运行中持续不断地检查显示器。

所描述的和在附图中所示的实施例也只是示例性地选用而已。不同的实施例能够完全地或者相对于单个的特征彼此组合。实施例也可以通过另一实施例的特征进行补充。此外，根据本发明的方法步骤可以重复地以及以不同于所描述的顺序的另一顺序来实施。

如果实施例在第一特征和第二特征之间包括“和/或”作为连接词，那么这就可以如此理解，即，该实施例根据实施方式不仅具有第一特征而且也具有第二特征，并且根据另一实施方式要么只具有第一特征要么只具有第二特征。

附图标记列表

100显示器

102像素

104显示矩阵

106子像素

108照明单元

110探测器单元

112用于检查显示器的设备

114驱控信号

116测试信号

118漫射器元件

120反射器元件

200线控换挡系统

202显示屏控制器

204行驶级信号

206图像信息

300图像序列

302光电流

304测试图像

306行驶级图像

610读入单元

620驱控单元

630读取单元

640评估单元

700用于检查显示器的方法

710读入步骤

720驱控步骤

730读取步骤

740评估步骤