用于飞机驾驶员座舱的显示系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于飞机或其它交通工具的显示系统。利用背面投影ＬＣＤ使最大的屏幕面积用于显示与操作者相关的数据。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及本专利技术一般涉及用于飞机驾驶员座舱或其它交通工具的显示系统，尤其涉及一背面投影数字显示系统，该系统能选择性显示有关行进路线、行进条件，交通工具状态、地理条件及危险或障碍警报等数据的高级信息。2．相关已有技术说明飞机驾驶员座舱的设计在美国是由FAA管理的。SAE(汽车工程师协会)是FAA的标准制定／推荐团体，它颁布了在制造飞机时遵守的飞行器仪表标准。例如3ATI插槽标准，该标准是被现在使用的绝大多数飞行器遵守的ARINC(航空电子工学无线股份有限公司)标准，该标准是在以电子-机械显示设备诸如HSI(水平状态指示器)为标准设备时产生的，它只允许尺寸为3″×3″的仪表板面积。随着数字技术的进步，为了提供更高的可靠性、精确度和更多的功能，需要在该工业中用数字型式替换这些显示器。然而，这些飞机无法容易地被更新成配备要求更大屏幕的数字设备，而现有的3×3仪表板经证实不够容纳数字显示器。这种3×3显示一直是发展这种数字显示的主要障碍。首先，标准的直观式LCD不是以这种尺寸大批量生产的，因此一种特制的3″×3″LCD的制造成本高达每个10，000美金。另外，直观式LCD的结构决定了该装置的外周部分不能用于显示信息，因为这部分已被驱动电路所使用。因此这种3″×3″LCD一般只能产生一个2．3″×2．3″的显示面积。减少的显示面积阻碍了其显示足够的信息以使其可用于许多功能的能力。本专利技术针对的第二个问题是航空电子学工业对更精密复杂的“状态安全意识”(SAS)技术日益增长的需要。这是指一种能为飞行员提供更易懂、更丰富的关于即时环境及可能出现的任何危害的信息的技术。例如，美国在1996年有246起普通坠机事件。其中42起为控制中飞向地面(CFIT)。即，飞机在在飞行员的控制下撞向诸如山脉、天线或地面的情形。这种情形通常发生在能见度非常低和飞行员偏离了航道的时候。因此飞行员并没有意识到飞行路线上的自然障碍，因为这种显示装置只能提供有关理想飞行航道的信息。我们相信，如果本专利技术能被用于这些飞机，将避免许多这类事故的发生并挽救成百上千的生命。因此，在此行业中需要(1)能在即便是飞行员偏离了航道的时候也能有效地收集周围构造物数据的技术，和(2)能将此信息以一种简单、直接的方式显示给飞行员的硬件，最好是采用数字仪表。专利技术概述相应地，本专利技术的目的在于克服已有技术中的上述缺陷。尤其是在本专利技术的某些方面，一个航空电子学显示装置也许会包含一个在3ATI显示插槽中获得最大显示面积的背面投影LCD系统。另外，在本专利技术中，微处理器可接收G．P．S．(“全球定位系统”)的数据作为输入。同时微处理器还有一以数据库形式存储北美或其它地区的防御测绘机构的地形信息的存储器。该装置将G．P．S．和地形数据相关起来从而确定飞机位置及飞行航道上或附近区域的所有障碍物。另外，感应罗盘和陀螺仪指示飞机当前方位的数据被用于确定飞行器的航道。其他导航装置(例如VOR)也可以用于确定航向。由此信息，用DOD地形数据确定即将来临的障碍物并将其显示给飞行员。在本专利技术的几个特定实施例中，几种不同的信息可以有选择地显示于系统。为了便于理解同时减少混乱，提供了几个用户输入口供飞行员有选择性地打开或关闭某种信息的显示。例如，在飞行员准备着陆接近跑道并且在跑道目视范围内时，飞行员可以关闭与着陆无关的后视图或导航辅助信息。另外，有一点应予以注意本专利技术适用于航空电子学飞机驾驶员座舱的显示器，也同样适用于其它交通工具。附图简要说明附图说明图1为本专利技术一实施例元件的方框图。图2为本专利技术一实施例的截面图。图3A为本专利技术的视频显示系统一实施例的方框图。图3B为本专利技术的反射镜及LCD系统的详细方框图。图4为本专利技术的传感器输入系统的一实施例的方框图。图5为本专利技术一实施例的操作程序流程。图6为图5的程序流程的子程序。图7A和7B为本专利技术一实施例的典型显示屏。图8A和8B示出用于本专利技术的一个3ATI插槽。详细说明概述图1为系统的总方框图。整个系统由可以由Mortorola制造的MPC821微处理器100驱动。如以下将会详细阐述的一样，微处理器100接收多个传感器输入200，可以包括诸如G．P．S．信息、感应罗盘数据、陀螺仪数据等。传感器输入200经采样后输入处理器100并与时钟同步信号300同步。该微处理器100接收时钟同步信号300，将该信号再生后将其输入连接的装置。微处理器100还与非易失存储器410相连，该存储器可以是诸如Intel制造的208F800型闪速存储器。该存储器被用来存储操作软件、数据库信息和重复性屏幕数据，下文会对此数据进行详细说明。微处理器100还与易失存储器420相连，例如DRAM，该存储器用于存储操作过程中使用的信息和用于驱动显示系统的图示信息。通常存储器410和420有至少4M字节的存储空间。微处理器100还控制背面投影系统500，该系统包含光源510、LCD驱动器系统520和一在显示屏540上显示数据的背面投影LCD530。该LCD驱动器520从存储器420接收由微处理器100编程的图示信息。微处理器100根据从传感器输入200接收的数据和从用户输入装置600接收的用户输入条件，将该图示数据编程后输入存储器400。如图2所示，整个装置可以被装入一个3ATI盒。如图所示，用户输入装置600包含多个旋钮和开关，为了避免挡住屏幕540，它们被有选择地定位。另外，为了避免穿过位于灯510与LCD530之间的光路及LCD530与屏幕540之间的像路，这些装置被安装在仪器内部。本专利技术为了结构紧凑和不挡住屏幕而设计的结构将在下文中更详细地描述。背面投影LCD显示系统图3A为背面投影系统500的详细方框图，它包含光源510、镜系统532、LCD530、LCD驱动器522、定序器524和屏幕540。一种市场可以买到的TFT(薄膜晶体管)型LCD可用于图像投影，也可以采用任何适用的投影LCD系统。LCD530和镜系统532组成一个无滤色器的微透镜型背面投影LCD，例如SonyLCS019型就是这种装置。该装置可按如下步骤操作光源510发出白光，接着镜系统532将该光分解成三个分量R，G，B，分别延着第一轴R、第二轴G和第三轴B传递，这三个轴互成一个角度。光线R，G，B以离散的角度与单个象素撞击。根据从驱动器520接收到的电信号(该电信号是根据从微处理器100得到的数据和从存储器420得到的图示数据形成的)，554的各个象素被调节合成一个彩色图象，该图象延光轴X投射到屏幕540。该LCD534可通过驱动器520以任何理想的速度更新，但最好以30帧／秒的速度更新。以下描述该LCD驱动器的操作。下面参照图3B对本专利技术一实施例的光系统作更详尽的说明。灯或其它光源510发出的白光被第一镜5322反射后通过聚光镜5324以形成一准直的光束，该光束此时瞄准二向色镜系统5324。该系统包括一楔5324A，该楔包含涂以二向色材料的上表面5324A，该表面反射红光而让其它颜色的光通过。经反射后红光以与LCD法线成7°的角度指向LCD。该楔5324的第二表面5324B以与法线成0°的角度反射蓝光并让其它颜色的光通过。在楔5324的下方是一镜5325，该镜以与法线成-7°的角度反射剩余的绿光。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航空电子工学显示装置，其中包含：多个用于接收有关飞机的状态、位置和姿态的传感器数据和产生相应传感器信号的传感器输入端；一用于接收传感器信号的微处理器；一存储器装置；一包含屏幕和图象发生单元的背面投影图象系统；一用于有选择地控制将要被显示于屏幕的项目的用户输入端；其中，所述背面投影系统和用户输入系统与微处理器有选择地相连；和有至少８０％的屏幕被用于投影图象。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杰拉德J布劳克，
申请(专利权)人：山德尔埃维翁尼克斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]