用于光学输出电气设备的内部工作状态的显示装置、方法和移动终端设备与流程

本发明涉及用于向外光学输出电气设备的内部工作状态的显示装置。显示装置从外部可见地布置在电气设备上，例如布置在电气设备的壳体中或壳体上。显示装置具有多个能单独操控的离散的发光点，发光点用于输出电气设备的工作状态。本发明还涉及借助移动终端设备显示电气设备的内部工作状态的方法以及用于显示电气设备的内部工作状态的移动终端设备。移动终端设备具有摄像机、屏幕和/或显示器和计算装置。

背景技术：

1、现有技术中已知电气设备，电气设备通过显示装置将其内部工作状态向外传达。显示装置可包括屏幕形式的图形用户界面(gui)，在屏幕上以能直接理解的方式为电气设备的用户显示当前的内部工作状态。例如能借助错误代码或以文本形式在gui上显示电气终端设备的内部错误状态。以这种方式用户能快速且方便地立即获知电气设备的内部工作状态并且必要时采取合适的措施(例如重启设备、激活特定的设备工作模式、关闭设备等)。但是gui的问题在于其高昂的价格和其在电气设备的外侧上要求的空间需求。为了用户快速且方便地获知工作状态，gui应不低于特定的最小尺寸。在小的gui上实现具有较大字符的滚动条也是有问题的，因为用户不再能够快速且方便地获知工作状态。

2、现有技术中还已知没有大的gui而是仅具有一个或多个能单独操控的并且从外部可见的发光点或背光符号以便向外、例如为用户传达电气设备的运行状态的电气设备。在此通常发光点或背光符号象征特定的工作状态。必要时经由操控的发光点或符号的发出光的颜色能向外传达电气设备的不同工作状态。但是在此问题是，发光点或符号在大多情况下不能快速且方便地以及尤其不能以直接理解的方式为用户传达工作状态。用户通常必须参考电气设备的操作说明或手册来获知操控的发光点或符号的意义。即使标记发光点或选择合适的符号在此也几乎不能提供帮助，因为标记通常由于缺少空间而选择过窄，而无法使用户轻易理解。在经由发光点或符号的发出的光的颜色或经由发出的光的闪烁频率输出电气设备的工作状态时在任何情况下用户必须查阅电气设备的操作说明或手册来理解含义并且获知工作状态。

技术实现思路

1、基于所述的现有技术，本发明的目的是提供一种方案，一方面尽可能成本有利地并且另一方面也明确且易于理解地为电气设备的用户显示电气设备的内部工作状态。

2、为了实现该目的提出具有权利要求1的特征的显示装置。尤其从开头所述类型的显示装置出发提出，显示装置构造成作为电气设备的特定工作状态的表示并且根据工作状态定义显示装置的多个待激活的和/或待去激活的发光点的组合，并且显示装置构造成激活和/或去激活定义的发光点并且通过激活的和/或去激活的发光点的组合输出工作状态。替代地或额外地提出，显示装置构造成作为电气设备的特定工作状态的表示将显示装置的至少一个离散的发光点在激活状态和去激活状态之间根据电气设备的工作状态来回地切换以输出工作状态，在激活状态中至少一个发光点发出光，在去激活状态中至少一个发光点不发出光。

3、一个或多个发光点通过移动终端设备以光学方式检测，移动终端设备一方面构造成评估检测到的发光点、进行处理、获取输出的工作状态并且显示获取的工作状态。终端设备构造成例如移动电话、尤其构造成智能手机、平板电脑、用于显示电气设备的工作状态的专用读取和显示设备等。因此电气设备的显示装置仅输出激活的和/或去激活的发光点的组合或模型，组合/模型只有通过在移动终端设备上运行的计算机程序(所谓的应用程序或app)编译之后并且在移动终端设备的屏幕等上显示之后才能使设备的用户理解。同样能想到，电气设备的显示装置根据预定的节奏、预定的频率、预定的占空比或其他代码在激活状态和去激活状态之间来回地切换至少一个发光点，该代码只有通过在移动终端设备上运行的计算机程序(所谓的app)编译之后并且在移动终端设备的屏幕等上显示之后才能使设备的用户理解。

4、在此不仅能显示工作状态或错误状态的类型，而且也能显示附加的信息例如解释和/或用于消除错误状态的合适措施。这也可通过参考(所谓的链接)手册或工作说明的相应部位进行，手册或工作说明或者以电子形式存储在移动终端设备上或者在互联网上能在线调用。附加的信息也可例如包括错误出现的时间点。为了能显示电气设备的在过去出现的多个工作状态可想到，电气设备或显示装置具有存储器，在存储器中存储最后x(例如最后10)个出现的工作状态并且在需要时可以从中调取这些工作状态。存储器例如构造成环状存储器。

5、例如借助处理装置定义待激活的和/或待去激活的发光点，处理装置是显示装置的一部分或者至少为其配备处理装置。处理装置与电气设备的控制器连接并且由此获得关于电气设备的当前工作状态的信息。处理装置能够访问查找表等，查找表为当前工作状态分配待激活的和/或待去激活的发光点的相应组合。然后例如也通过处理装置相应地操控显示装置的发光点，由此在显示装置上输出对应的激活的和/或去激活的发光点的组合。

6、也可操控各个发光点，使得发光点随时间在激活状态和去激活状态之间改变。尤其发光点能在激活状态和去激活状态之间来回地转换，优选连续地转换。如应以何种节奏、以何种频率、以何种占空比或以哪个代码使至少一个发光点在激活状态和去激活状态之间转换的规定可根据电气设备的运行状态通过处理装置获取。处理装置可以访问查找表等，查找表为当前工作状态分配在激活状态和去激活状态之间的相应的节凑、频率、占空比或其他代码。

7、借助至少一个发光点通过显示装置发出的电气设备的工作状态可以人眼不可感知的方式进行。这例如可以涉及多个并排和/或上下叠置布置的发光点的尺寸或间接，发光点能如此小和/或如此紧密地并排和/或上下叠置布置，使得用肉眼不能将发光点彼此区分。只有通过移动终端设备的高分辨率才能获取激活的和/或去激活的发光点的组合和/或对应关系。终端设备(摄像机和/或评估装置)的空间分辨率优选是发光点的分辨率的两倍以上。

8、但是电气设备的工作状态以人眼不可感知的方式的输出例如也可涉及至少一个发光点的来回切换的频率，该频率的大小例如可高于50或60hz，使得用肉眼不再能够检测到在激活状态和去激活状态之间的转换。只有通过移动终端设备的高采样率(时间分辨率)才能获取至少一个发光点的转换。终端设备(摄像机和/或评估装置)的采样率优选是至少一个发光点的转换频率的两倍以上。

9、尤其重要的是在本发明中一工作状态通过多个发光点的组合或模型表示。然后可通过在移动终端设备上运行的计算机程序编译和处理发光点。在此例如可借助查找表根据激活的和/或去激活的发光点的组合获取相应的工作状态。然后可以由数据库提供与获取的工作状态相应的待显示的纯文本并且例如显示在终端设备的屏幕上。

10、本发明中的电气设备首先是以电流运行的所有家用设备、休闲设备或办公设备或娱乐行业的设备。但是本发明中的电气设备也可包括气动式或液压式操作的设备，其工作状态通过传感器检测并且转变为电信号，从而能够通过有针对性地激活和/或去激活发光点的特定组合在显示装置上输出相应的工作状态。

11、本发明中的发光点可以具有任意形状。尤其想到圆形的、矩形的或正方形的发光点。但是发光点也可具有任意其他形状、甚至可以构造成符号。重要的是，显示装置具有多个发光点并且需要输出的工作状态通过多个激活的和/或去激活的发光点的组合表示或显示装置具有至少一个发光点并且需要输出的工作状态通过在激活的和去激活的工作状态之间来回切换来表示。

12、发光点可以主动地发出光或者构造成被动的发光点，被动的发光点通过一个或多个单独的光源照射并因此其发出光。被动的发光点能够例如实现为lcd显示器的像素或场或微镜阵列(所谓的数字镜设备)。主动的发光点能够例如实现为多个上下叠置和/或并排布置的led或led显示器的像素或场。代替led也可使用oled等。

13、在最简单的情况下能单独操控的发光点可以通过多个能单独操控的光源实现，光源在操控时发出特定颜色的光。通过光源发出的光的颜色能够是相同的或不同的。光源例如可以实现为led、oled等。沿光射出方向在光源之前可以布置光学元件。光学元件可以例如构造成显示装置的透明的防护板，防护板保护光源以防污染物、湿气和机械负载。光学元件可包括过滤元件，过滤元件改变通过的光的波长(颜色)。穿过的光的颜色对于所有发光点可以是相同的或者对于单个的或多个发光点是不同的。光学元件可成型在发光点的区域中通过的光，例如使其成束。光学元件也可具有掩模的功能，其遮蔽或反射由光源发出的光的一部分，从而例如能够实现符号形状的发光点。

14、替代地或额外地也可使单个的、多个或所有的离散的发光点在激活状态和去激活状态之间来回地切换。发光点的来回切换或转换可以特定频率、以特定占空比(激活状态中持续时间相对于去激活状态中持续时间)和/或根据特定的用于传输信息的代码、例如根据摩尔斯电码的类型进行。

15、但是能单独操控的发光点也可通过唯一的或多个光源实现，沿光射出方向为光源分配可切换的过滤元件，过滤元件能够在离散的发光点的区域中在透射(一方面)和吸收或反射(另一方面)之间转换。对此能单独地操控过滤元件的为离散的发光点分配的区域，例如通过施加电流操控。过滤元件至少在离散的发光点的区域中可相同或不同地着色，使得激活的发光点相同或不同颜色地发光。

16、通过本发明可一方面在最小的空间上输出电气设备的当前工作状态并且另一方面仍然能够通过移动终端设备为设备的用户以清楚并且明确和快速以及直接理解的方式显示。显示装置的小的空间需求一方面通过分别为特定的工作状态分配多个发光点的组合实现。在仅考虑不同发光点的激活或去激活时，通过四个发光点例如就能够为15(＝42-1)个不同的工作状态编码。显示装置的小的尺寸也能有利地影响电气终端设备的壳体的设计，因为壳体的设计不再受到大的显示装置的影响。

17、移动终端设备或在移动终端设备上运行的计算机程序还可构造成，不仅检测显示装置和评估发光点，而且识别电气设备(即电气设备的类型)，从而例如选出相应的设备特定的查找表，该查找表随后可用于评估显示装置的一个或多个发光点和/或获取显示装置输出的工作状态。

18、例如可根据显示装置的有特征的设计或通过多个发光点的有特征的布置电气设备的识别。但是也可想到，通过读取和评估布置在电气设备上的条形码或qr码或类似的码识别电气设备。在此读取代码与检测显示装置同时地进行或彼此分开地进行。同样能想到借助在电气设备和移动终端设备之间的无线电通信识别电气设备，移动终端设备检测并且评估显示装置。经由无线电通信能够将电气设备的标识、甚至可能是唯一的标识符传送给移动终端设备。无线电通信例如可以借助nfc、蓝牙、rfid等进行。

19、提出的以光学路径将电气设备的工作状态传送给移动终端设备并且通过终端设备将工作状态输出给用户尤其在例如经由其他的通信端口输出电气设备的工作状态的其他方案失败时是特别有意义的。因此通过本发明能够实现在显示工作状态以及电气设备的更好的工作可靠性方面的冗余。

20、替代地或额外地能想到，发光点能够被人眼清楚看见并且表示电气设备的特定的工作状态，但是在背景中例如通过发出的光的快速闪烁包含附加的信息，附加的信息能够通过移动终端设备检测、评估并且显示给用户。以这种方式能够向用户提供关于电气设备的多种附加信息。

21、根据本发明的有利的改进方案提出，显示装置的离散的发光点彼此具有预设的对应关系并且通过激活的和/或去激活的发光点彼此的对应关系定义发出的电气设备运行状态。该对应关系例如包括激活的发光点彼此的间距和/或角度。发光点彼此的对应关系然后在移动终端设备上通过计算机程序评估和处理检测的发光点时能够被考虑，以获取电气设备的相应的工作状态。此外在评估和处理检测的发光点时能获取激活的发光点的颜色或显示装置的至少一个来回切换的发光点的传输信息的频率、占空比或代码并且在获取电气设备的对应工作状态时被考虑。

22、显示装置可包括多个离散的发光点，离散的发光点并排地布置成一排。在此发光点甚至可直接紧挨地布置，因为无需对发光点标记。此外发光点也可构造得很小，使得通过用户的肉眼不能或难以彼此区分发光点。只要发光点能够被移动终端设备检测到并且能彼此区分以能够获取和显示电气设备的工作状态就足够。

23、但是根据本发明的优选的实施方式提出，显示装置的离散的发光点矩阵状地以多个行和列布置。在这种情况中各个发光点也可构造得很小，使得通过用户的肉眼不能或难以将发光点彼此区分。但是也可想到，多个发光点以任意其他布置方式设置，例如以一行或一列或圆形或环形地布置。

24、有利地，显示装置的离散的发光点分别构造成能单独操控的led或oled。可如所述地在发出的光的光路中在led之前联接光学元件，例如防护板、过滤元件或色滤器。光学元件可作为单独的透明部件嵌入到电气终端设备的壳体中或作为壳体的一体的组成部分。led可构造用于发出彼此具有不同颜色的光。单个的或所有的led也可构造成rgb(红、绿、蓝)-led，由此单个的led能够发出不同颜色的光。不同的颜色在此由通过rgb-led的红色、绿色和蓝色led发出的颜色分量的加色混合产生。

25、优选地，显示装置的离散的发光点构造成矩阵led模块的能单独操控的led。这实现了成本有利且紧凑设计的显示装置。在此led也可构造成用于发出不同颜色的光。此外能想到，单个的或所有的led构造成rgb-led。

26、电气设备的不同工作状态也可通过发光点的不同颜色编码。由此能用相对少的发光点编码更多的不同工作状态。尤其在使用两种不同颜色时，编码的工作状态几乎能翻倍(x 2-1)。对于前面提及的具有四个发光点的示例，这意味着编码的工作状态的数量可以从15个提高到29(15x 2-1)个。“-1”是由于在四个发光点关闭时不能看出一个光颜色和另一光颜色之间的区别。因此在移动终端设备上通过计算机程序评估和处理检测到的发光点时同时考虑发光点的不同颜色，以获取电气设备的相应工作状态。

27、本发明的目的还通过具有权利要求9或10的特征的方法实现。尤其基于开头所述类型的方法提出，该方法包括以下步骤：

28、-借助移动终端设备光学检测电气设备的显示装置的激活的和/或去激活的发光点的组合，

29、-借助移动终端设备评估和处理检测到的发光点以获取电气设备的通过激活的和/或去激活的发光点的组合和/或对应关系表示的工作状态，以及

30、-借助移动终端设备显示获取的电气设备的工作状态。

31、替代地，基于开头所述类型的方法提出，该方法包括以下步骤：

32、-借助移动终端设备光学检测电气设备的显示装置的至少一个发光点在激活状态和去激活状态之间的来回切换，

33、-借助移动终端设备评估和处理检测到的至少一个发光点的来回切换以获取电气设备的通过至少一个发光点的来回切换表示的工作状态，以及

34、-借助移动终端设备显示获取的电气设备的工作状态。

35、检测发光点的组合可借助移动终端设备的摄像机进行。记录显示装置的一个图像，该图像可被存储。优选地以时间顺序记录显示装置的多个图像，以例如也可检测发光点随时间的变化，例如发光点在激活状态和去激活状态之间的切换或转换。尤其每秒钟记录多个图像。图像记录的频率应至少是发光点在激活状态和去激活状态之间的来回切换的频率的两倍。

36、对检测到的发光点的评估和处理可包括图像处理，在图像处理的过程中评估记录的一个图像或记录的多个图像以获取其中哪个发光点被激活以及哪个发光点被去激活，并且以获取激活的和/或去激活的发光点相对彼此的对应关系。图像处理能借助合适的过滤器，例如卡尔曼滤波器、高斯滤波器、索贝尔滤波器、拉普拉斯滤波器等进行。此外记录的至少一个图像逐个像素地或逐个像素组地与包含激活的和/或去激活的发光点的图像比较。也能想到其他类型的图像处理。因此显示装置的发光点的最小尺寸由摄像机和图像处理装置的分辨率确定。

37、在获取激活的和/或去激活的发光点的组合之后，例如可根据查找表获取对应的通过获取的组合表示的工作状态。查找表例如可以在本地存储在移动终端设备上或分散地例如存储在互联网中的服务器上。基于图像处理结果获取对应的工作状态的其他方式也是能够想到的。然后例如在终端设备的屏幕上显示获取的工作状态，使得电气设备的用户能快速且简单地检测工作状态。电气设备的工作状态能够清楚明确且快速地并且以用户能直接理解的方式在移动终端设备的屏幕上输出。

38、除了在移动终端设备的屏幕上光学显示工作状态，也可借助移动终端设备的扬声器以声学方式和/或借助移动终端设备的显示器以光学方式显示获取的工作状态。显示器例如可包括清楚标记的led等。还可想到，借助与移动终端设备通信连接的外部机构显示获取的工作状态。外部机构例如可以是屏幕，移动终端设备经由无线通信连接，尤其无线电连接、十分特别优选近距离无线电连接，例如蓝牙、wifi或nfc连接与屏幕连接。待显示的工作状态和可能的关于工作状态的其他信息可经由通信连接传输给外部机构并且在此处显示。

39、根据有利的改进方案，该方法实现为计算机程序(所谓的应用程序或app)，计算机程序在移动终端设备的计算装置上被处理以实施该方法。通过在计算装置上处理计算机程序，因此实施根据本发明的方法。计算机程序优选存储在移动终端设备的存储器中并且在处理之前以命令方式或字段方式作为整体被传输至计算装置并且在计算装置处被处理。计算装置包括微控制器和/或微处理器。用于计算机程序的存储器也可以是计算装置的一部分。

40、本发明还涉及用于在移动终端设备的计算装置上处理的计算机程序，其中在计算机程序在计算装置上被处理时计算机程序被编程以执行根据本发明的方法。在移动终端设备的制造之后在生产线末端处可将计算机程序存储在存储器中。替代地也可以移动的方式例如经由无线电或电信连接从互联网中的服务器下载计算机程序并且将其存储在存储器中。替代地，计算机程序也可交付在存储介质上，然后从存储介质传输给终端设备并且存储在存储器中。

41、最后本发明的目的也通过具有权利要求15或16的特征的移动终端设备实现。尤其基于开头所述类型的移动终端设备提出，计算装置构造用于实施以下步骤：

42、-接收由移动终端设备的用户发送的开始指令并且开始以下步骤，

43、-使摄像机光学检测电气设备的显示装置的激活的和/或去激活的发光点的组合。

44、-评估和处理检测到的发光点，以获取通过激活的和/或去激活的发光点的组合和/或对应关系表示的电气设备的工作状态，

45、和

46、-使屏幕和/或显示器显示获取的工作状态。

47、替代地，基于开头所述类型的移动终端设备提出，计算装置构造用于实施以下步骤：

48、-接收由移动终端设备的用户发送的开始指令并且开始以下步骤，

49、-使摄像机光学检测电气设备的显示装置的至少一个发光点在激活状态和去激活状态之间的来回切换。

50、-评估和处理检测到的至少一个发光点的来回切换，以获取通过来回切换表示的电气设备的工作状态，和

51、-使屏幕和/或显示器显示获取的电气设备的工作状态。

52、由用户发送的开始指令可以例如是在真实的或在屏幕上示出的虚拟按键上的击键。但是开始指令也可以通过用户启动计算机程序来自动触发。上述步骤通过计算装置尤其通过计算机程序的处理和根据本发明的方法的实现来实施。