DE29816331U1

DE29816331U1 - Leuchtdiodenmatrix-Anzeigevorrichtung

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Publication number: DE29816331U1
Application number: DE29816331U
Authority: DE
Original assignee: Dambach Werke GmbH
Current assignee: Dambach Werke GmbH
Priority date: 1998-09-15
Filing date: 1998-09-15
Publication date: 1998-12-10
Anticipated expiration: 2008-09-16

Description

Leuchtdiodenmatrix-Anzeigevorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leuchtdiodenmatrix-Anzeigevorrichtung, insbesondere für den Außenbereich, mit in Zeilen und Spalten angeordneten Anzeigepunkten, die mittels einer Steuereinrichtung zeitlich einzeln nacheinander ansteuerbar sind und mittels einer einen Stromaufnehmer aufweisenden Strom-Überwachungseinrichtung auf Anzeigefehler überwachbar sind, wobei mit dem Stromaufnehmer ein Ansteuerstrom der Anzeigepunkte erfaßbar und mittels der Überwachungseinrichtung dem betreffenden aktivierten Anzeigepunkt zuordenbar ist.

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Eine Anzeigevorrichtung dieser Art ist in der DE 42 03 276 A1 angegeben. Bei dieser bekannten Anzeigevorrichtung sind in Zeilen und Spalten angeordnete Anzeigepunkte für eine variable Zeichendarstellung vorgesehen, die mittels einer Steuereinrichtung ansteuerbar sind. Die Funktion der einzelnen Anzeigepunkte ist mittels einer Strom-Überwachungseinrichtung mit Stromaufnehmern in Form von Transistoren überwacht, die zwischen zwei Schieberegistern angeordnet sind, mit denen einerseits der Sollzustand einer Darstellung auf der Anzeige und andererseits deren Istzustand erfaßt werden. Hierzu gelangt ein von einem Dekoder kommender Datenstrom über eine Leitung gleichzeitig in die beiden parallel zueinander angeordneten Schieberegister, zwischen denen sich auch die Anzeigepunkte bzw. Bildpunkte befinden. Mit der derart aufgebauten Überwachungseinrichtung erfaßte Fehlerzustände können einer zentralen Leitstelle zur Auswertung zugeführt werden. Der Aufbau dieser Überwachungseinrichtung ist relativ aufwendig, insbesondere im Hinblick auf große Anzeigevorrichtungen dieser Art, die als Anzeigevorrichtungen im Straßenverkehr häufig mehrere Meter breit und hoch sind.

In der DE 36 20 584 A1 ist eine Überwachungseinrichtung für eine 7-Segment-Anzeige gezeigt, wobei ein Offen-Kollektor-Ausgang der Segmentanzeige ausgenutzt wird. Für eine großflächige Leuchtdiodenmatrix-Anzeigevorrichtung wäre eine derartige Überwachungseinrichtung nicht geeignet und zu aufwendig.

Eine ähnliche Leuchtdioden-Anzeigevorrichtung in Form einer 7-Segment-Anzeige mit einer Überwachungseinrichtung in Form eines Stromsensortransistors ist auch in der DE 27 27 800 A1 angegeben. Dabei ist für jedes einzelne Segment, d.h. für jede einzelne Leuchtdiode der Anzeige ein Stromsensortransistor vorgesehen, der an den Emitter-Anschluß eines jeweiligen Treibertransistors angeschlossen ist. Die Ausgangssignale dieser den einzelnen

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Segmenten zugeordneten Stromsensortransistoren werden jeweils einer Torschaltung zugeführt, an deren anderem Eingang von den Ansteuerleitungen der Segmente abgegriffene Spannungen angelegt sind. Am Ausgang dieser Torschaltungen wird ein Überwachungssignal erzeugt, das über weitere Torschaltungen einem Datenbus eines Mikroprozessors zugeführt wird, der auch der Informationseingabe zur Ansteuerung dient. Auch ein derartiger Aufbau ist für eine großflächige Leuchtdiodenmatrix-Anzeigevorrichtung zu aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leuchtdiodenmatrix-Anzeigevorrichtung bereitzustellen, die hinsichtlich der Überwachungseinrichtung möglichst einfach aufgebaut ist, dabei aber eine zuverlässige Funktionsüberwachung bietet und insbesondere auch für großflächige Anzeigevorrichtungen für den Straßenverkehr vorteilhaft ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Demnach ist für alle Anzeigepunkte nur ein gemeinsamer Stromaufnehmer vorgesehen, der dem gemeinsamen Zeilenansteuerpfad oder dem gemeinsamen Spaltenansteuerpfad vor einer Aufteilung in die einzelnen Zeilenansteuerleitungen bzw. Spaltenansteuerleitungen zugeordnet ist. Dabei wird die Einzelansteuerung der Anzeigepunkte vorteilhaft ausgenutzt, um eine möglichst einfache, dabei aber zuverlässige Überwachung jedes einzelnen Anzeigepunktes zu gewährleisten. Für die gesamte Anzeigevorrichtung reicht ein gemeinsamer Stromaufnehmer der Überwachungseinrichtung.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Anzeigevorrichtung, die mit wenig Energiebedarf zuverlässig arbeitet und dabei kostengünstig ist, besteht darin, dass der Stromaufnehmer durch einen dem Zeilenansteuerpfad oder dem Spaltenansteuerpfad parallel geschalteten Optokoppler gebildet ist.

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Da bei einer Leuchtdioden-Anzeigevorrichtung die einzelnen Anzeigepunkte eine hohe Lebenserwartung aufweisen, bestehen weitere vorteilhafte Maßnahmen darin, dass die Überwachungseinrichtung mittels der Steuereinrichtung in vorbestimmten oder vorbestimmbaren Zeitabständen oder auf Abruf durch Wartungspersonal oder auf der Grundlage eines Programms einschaltbar und abschaltbar ist. Dabei ergibt sich ein einfacher Aufbau dadurch, dass zum Einschalten und Abschalten der Überwachungseinrichtung in dem parallelen Stromweg ein steuerbarer Schalter angeordnet ist.

Der Überwachungsbetrieb läßt sich dabei dadurch optimieren, dass für die Durchführung der Überwachung in der Steuereinrichtung ein Prüfprogramm hinterlegt ist. Verschiedene Ausführungen werden dabei mit den Maßnahmen erzielt, dass mit dem Prüfprogramm die Ansteuerzeitpunkte, die Ansteuerdauern und/oder die Ansteuerstromverläufe bestimmbar sind.

Ein Überwachungsvorgang tritt dabei für einen Betrachter nicht störend in Erscheinung, wenn vorgesehen ist, dass ein Überwachungszyklus höchstens eine Sekunde dauert und/oder dass die Ansteuerung der Anzeigepunkte während eines Überwachungszyklus mit geringerer Leistung erfolgt als während des normalen Anzeigebetriebs.

Eine günstige Auswertung eines Überwachungsvorganges wird dadurch erreicht, dass über eine Rückmeldeleitung zurückgeführte Stromsignale des Stromaufnehmers in der Steuereinrichtung auf der Grundlage der in derselben vorhandenen Zeitinformation der Zeilenansteuerung in Verbindung mit der Zeitinformation der Spaltenansteuerung hinsichtlich eines Fehlers des zu aktivierenden Anzeigepunktes auswertbar sind.

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Verschiedene Auswertungen und Reaktionen in einem Fehlerfall werden auf einfache Weise dadurch ermöglicht, dass die Steuereinrichtung einen Fehlerspeicher aufweist, in dem Fehlermeldungen hinterlegbar sind, und dass aufgrund der hinterlegten Fehlermeldungen eine Fehleranzeige und/oder Ausschaltung der Anzeigevorrichtung steuerbar ist. Beispielsweise kann dadurch das Fehlerkriterium von mehreren aufeinander folgenden Messungen abhängig gemacht werden. Es kann entschieden werden, ob eine Fehlermeldung bei Ausfall eines oder mehrerer Leuchtpunkte erfolgen soll oder ob bei einer bestimmten einstellbaren Anzahl von fehlenden Leuchtpunkten die Anzeigevorrichtung wegen nicht mehr eindeutig erkennbaren Darstellungen (Verstümmelung) ausgeschaltet werden soll.

Um eine großflächige Anzeige bei zuverlässigem Betrieb zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass sie aus mehreren Anzeigemodulen zusammengesetzt ist, dass jedes Anzeigemodul eine zu der Steuereinrichtung gehörende Steuereinheit mit Fehlerspeicher aufweist, dass jedes Anzeigemodul entsprechend den vorstehend genannten Maßnahmen steuerbar ist und dass mittels der Steuereinrichtung die Gesamtanzeige aus den Anzeigen der einzelnen Anzeigemodulen zusammensetzbar ist. Mit diesen Maßnahmen kann auch festgestellt werden, ob ein Anzeigemodul ausgewechselt werden muß.

Die Überwachungseinrichtung kann dadurch vervollkommnet werden, dass pro Anzeigenmodul ein Referenzelement vorgesehen ist, mit dem eine Langzeitveränderung der Anzeigeeigenschaften des Anzeigemoduls erfaßbar ist, und/oder dass ein Temperatursensor pro Anzeigemodul vorgesehen ist und dass ein Referenzelementsignal bzw. ein Temperatursensorsignal hinsichtlich einer Abweichung von einem Sollwert mittels der Steuereinheit auswertbar ist/sind.

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Verringert sich z.B. die erzielbare Leuchtdichte bis unter eine vorgebbare Schwelle oder ändern sich bei einer Farb-Anzeigevorrichtung die Farbwerte gegenüber einem Referenzwert um ein vorgebbares Maß, so kann eine entsprechende Information zum Auswechseln des Anzeigemoduls ausgegeben werden. Auf der Grundlage des Temperatursensorsignals kann z.B. eine Lüftung eingeschaltet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch den Aufbau einer Leuchtdiodenmatrix-Anzeigevorrichtung und

Fig. 2 einen Ausschnitt der Leuchtdiodenmatrix-Anzeigevorrichtung nach Fig. 1 mit einer genaueren Darstellung einer Überwachungseinrichtung.

In den Fig. 1 und 2 ist schematisch der Aufbau einer Leuchtdiodenmatrix-Anzeigevorrichtung wiedergegeben und die Funktionsweise verdeutlicht.

Gemäß Fig. 1 weist die Anzeigevorrichtung eine Leuchtdiodenmatrix mit in m Zeilen y und &eegr; Spalten &khgr; angeordneten Anzeigepunkten L auf, die von einer Leuchtdiode oder einer Gruppe von Leuchtdioden gebildet werden. Mit einer Gruppe von Leuchtdioden pro Anzeigepunkt L können z.B. erhöhte Anzeigeleuchtdichten bei hohen Umgebungsleuchtdichten oder Farbdarstellungen erzielt werden.

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Die Anzeigepunkte L werden von einer Steuereinrichtung ST aus mit einem Ansteuerstrom versorgt, der dem jeweiligen aktivierten Anzeigepunkt AL durch Ansprechen des entsprechenden Koordinatenpunktes x, y über eine zugehörige Zeilenansteuerleitung ZL, die über einen Zeilenschalter ZSCH an einen gemeinsamen Zeilenansteuerpfad ZL' anschaltbar ist, und eine zugeordnete Spaltenansteuerleitung SL, die über einen gemeinsamen Spaltenansteuerpfad SL' anschaltbar ist, zugeführt wird. In dem gemeinsamen Strompfad, und zwar vorliegend in dem Zeilenansteuerpfad ZL', ist ein Stromaufnehmer in Form eines Optokopplers OK mit vorgeschaltetem Meßwiderstand R_M angeordnet, mit dem der Ansteuerstrom des zu einem jeweiligen Zeitpunkt aktivierten Anzeigepunktes AL (Leuchtpunktes) erfaßbar ist. Über eine Rückmeldeleitung ME wird der erfaßte Ansteuerstrom der Steuereinrichtung ST zugeführt. In der Steuereinrichtung ST ist ein Fehlerspeicher angeordnet, in dem eine Kennung bei ausbleibendem oder fehlerhaftem Ansteuerstrom hinterlegt wird. Alternativ ist entsprechend auch eine Anordnung des Stromaufnehmers OK in dem Spaltenansteuerpfad SL' möglich.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, werden die Anzeigepunkte L über einen in dem Zeilenansteuerpfad ZL' liegenden Vorwiderstand R_v angesteuert. Der Stromaufnehmer OK in Form des Optokopplers liegt in Reihe mit einem Meßwiderstand R_M und ist mit diesem dem Vorwiderstand R_v parallel geschaltet. In dem Parallelzweig liegt vor dem Meßwiderstand R_M ein steuerbarer Schalter ÜSCH der Überwachungseinrichtung ÜE. Der Optokoppler OK ergibt eine potentialfreie Strommessung und verfälscht den Ansteuerstrom nicht.

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Das Rückmeldesignal ME wird zu einer Auswerteeinrichtung AW der Steuereinrichtung ST geführt. Die Auswerteeinrichtung AW steht weiterhin mit einer Ansteuerung AST in Verbindung, mit der der zeilenweise und spaltenweise Betrieb über den Zeilenansteuerpfad ZL' und den Spaltenansteuerpfad SL' erfolgt.

Die Steuereinrichtung ST mit der Ansteuerung AST und der Überwachungseinrichtung ÜE ist vorliegend so ausgebildet, dass über den Schalter ÜSCH die Überwachungseinrichtung ÜE nur zeitweise in vorgegebenen oder vorgebbaren Zeitabständen entsprechend einer programmierten Überwachungsroutine in Betrieb genommen wird. Die Zeitdauer für den Durchlauf der Überwachungsroutine kann dabei so kurz, z.B. 100 ms oder 1 s, gewählt werden, dass der normale Anzeigebetrieb nicht gestört wird. Dabei kann die Lichtstärke der Leuchtdioden so niedrig oder die Ansteuerdauer so kurz gewählt werden, dass ihr Aufleuchten für das Auge nicht oder kaum wahrnehmbar ist.

Eine gesamte Anzeigevorrichtung kann aus mehreren Anzeigemodulen zusammengesetzt sein, die entsprechend der vorstehenden Beschreibung aufgebaut sind. Mittels einer übergeordneten Steuereinrichtung kann die Anzeige der einzelnen Anzeigemodulen zu der Gesamtanzeige koordiniert werden. Jedes Anzeigemodul hat eine eigene Überwachungseinrichtung ÜE, mit der die Anzeigefehler innerhalb des Anzeigemoduls festgestellt und ausgewertet werden können. Es ist auch möglich, eine weitere Fehleranalyse der Anzeigemodulen in der übergeordneten Steuereinrichtung ST durchzuführen.

Die Fehlererfassung in der Steuereinrichtung ST erfolgt in Verbindung mit der in der Steuereinrichtung ST vorhandenen Ansteuerinformation der einzelnen Anzeigepunkte L. Die Ansteuerung der Anzeigepunkte L wird zeilenweise und spal-

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tenweise im Multiplexbetrieb vorgenommen, wobei pro Anzeigemodul zu einer Zeit nur jeweils ein Anzeigepunkt L, der gegebenenfalls aus mehreren Leuchtdioden bestehen kann, angesteuert wird. Die Ansteuerfrequenz ist dabei so hoch, daß die intermittierende Ansteuerung vom Auge nicht wahrgenommen wird, d.h. oberhalb der Flimmerverschmelzungsfrequenz liegt. Die Leuchtdichte der Anzeigepunkte L kann dabei mittels Pulsweitenmodulation gewählt werden, wobei durch die Pulsweitenansteuerung relativ hohe momentane Leuchtdichten erzielbar sind. Da in der Steuereinrichtung ST die Ansteuerzeitpunkte der jeweiligen aktivierten Anzeigepunkte AL bekannt sind, kann der jeweilige Ansteuerstrom und ein mit dem Stromaufnehmer OK erfaßter Strom zur Lokalisierung des jeweiligen angesteuerten Anzeigepunktes AL herangezogen und bei Feststellen eines Fehlerstromes im Fehlerspeicher mit einer entsprechenden Kennung hinterlegt werden. Bei einer Gruppe von Leuchtdioden L ist in der Steuereinheit auch die Information bekannt, wie hoch der jeweilige Ansteuerstrom sein muß, so daß durch Vergleich mit dem Rückmeldesignal des Stromaufnehmers OK auch der Ausfall einzelner Leuchtdioden durch Vergleich mit dem jeweiligen Sollwert festgestellt werden kann. Bei einer Farbdarstellung, bei der die einzelnen Leuchtdioden pro Anzeigepunkt L entsprechend der darzustellenden Farbe angesteuert werden, kann auf diese Weise auf die richtige Farbdarstellung rückgeschlossen werden. Durch die aufeinanderfolgende Kontrolle der Anzeigepunkte L ist damit eine vollständige Überwachung der Anzeigevorrichtung gegeben.

In der Steuereinrichtung ST können in einer Auswerteeinheit die notwendigen Schlüsse für die Fehlerbehandlungen festgelegt werden. Es kann entschieden werden, ob eine Fehlermeldung bei Ausfall eines oder mehrerer Anzeigepunkte L erfolgen soll. Bei einer bestimmten einstellbaren Anzahl von fehlenden aktiven

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Anzeigepunkten AL kann die Anzeigevorrichtung wegen nicht mehr eindeutig erkennbaren Darstellungen (Verstümmelung) ausgeschaltet werden.

Um die Funktionsüberwachung der Anzeigemodule noch zu verbessern, kann z.B. für eine Langzeitüberwachung der Leuchtdichte und/oder Farbwiedergabe ein Referenzelement RE vorgesehen sein; bei Abweichung von einem vorgebbaren Sollwert kann über die Steuereinrichtung ST eine entsprechende Information zum Auswechseln des Anzeigemoduls ausgegeben werden. Ferner kann ein Temperatursensor TS an geeigneter Stelle vorgesehen sein, um z.B. eine Kühlvorrichtung zu aktivieren oder die Anzeigevorrichtung bei Gefahr abzuschalten.

Claims

- 11 - 7. August 1998 Ansprüche

1. Leuchtdiodenmatrix-Anzeigevorrichtung, insbesondere für den Außenbereich, mit in Zeilen und Spalten angeordneten Anzeigepunkten (L), die mittels einer Steuereinrichtung (ST) zeitlich einzeln nacheinander ansteuerbar sind und mittels einer einen Stromaufnehmer (OK) aufweisenden Strom-Überwachungseinrichtung (ÜE) auf Anzeigefehler überwachbar sind, wobei mit dem Stromaufnehmer (OK) ein Ansteuerstrom der Anzeigepunkte (L) erfaßbar und mittels der Überwachungseinrichtung (ÜE) dem betreffenden aktivierten Anzeigepunkt (AL) zuordenbar ist,
dadurch gekennzeichnet,

dass für alle Anzeigepunkte (L) nur ein gemeinsamer Stromaufnehmer (OK) vorgesehen ist, der dem gemeinsamen Zeilenansteuerpfad (ZL') oder dem gemeinsamen Spaltenansteuerpfad (SL') vor einer Aufteilung in die einzelnen Zeilenansteuerleitungen (ZL) bzw. Spaltenansteuerleitungen (SL) zugeordnet ist.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

dass der Stromaufnehmer (OK) durch einen dem Zeilenansteuerpfad (ZL')

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oder dem Spaltenansteuerpfad (SL') parallel geschalteten Optokoppler (OK) gebildet ist.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

dass die Überwachungseinrichtung (ÜE) mittels der Steuereinrichtung (ST) in vorbestimmten oder vorbestimmbaren Zeitabständen oder auf Abruf durch Wartungspersonal oder auf der Grundlage eines Programms einschaltbar und abschaltbar ist.

4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,

dass zum Einschalten und Abschalten der Überwachungseinrichtung (ÜE) in dem parallelen Stromweg ein steuerbarer Schalter (ÜSCH) angeordnet ist.

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,

dass für die Durchführung der Überwachung in der Steuereinrichtung (ST) ein Prüfprogramm hinterlegt ist.

6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

dass mit dem Prüfprogramm die Ansteuerzeitpunkte, die Ansteuerdauern und/oder die Ansteuerstromverläufe bestimmbar sind.

7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,

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dass ein Überwachungszyklus höchstens eine Sekunde dauert und/oder dass die Ansteuerung der Anzeigepunkte (L) während eines Überwachungszyklus mit geringerer Leistung erfolgt als während des normalen Anzeigebetriebs.

8. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

dass über eine Rückmeldeleitung (ME) zurückgeführte Stromsignale des Stromaufnehmers (OK) in der Steuereinrichtung (ST) auf der Grundlage der in derselben vorhandenen Zeitinformation der Zeilenansteuerung in Verbindung mit der Zeitinformation der Spaltenansteuerung hinsichtlich eines Fehlers des zu aktivierenden Anzeigepunktes (AL) auswertbar sind.

9. Anzeigevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

dass die Steuereinrichtung (ST) einen Fehlerspeicher aufweist, in dem Fehlermeldungen hinterlegbar sind, und

dass aufgrund der hinterlegten Fehlermeldungen eine Fehleranzeige und/oder Ausschaltung der Anzeigevorrichtung steuerbar ist.

10. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

dass sie aus mehreren Anzeigemodulen zusammengesetzt ist,

dass jedes Anzeigemodul eine zu der Steuereinrichtung (ST) gehörende Steuereinheit mit Fehlerspeicher aufweist,

dass jedes Anzeigemodul entsprechend den vorhergehenden Ansprüchen steuerbar ist und

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dass mittels der Steuereinrichtung (ST) die Gesamtanzeige aus den Anzeigen der einzelnen Anzeigemodulen zusammensetzbar ist.

11. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,

dass pro Anzeigenmodul ein Referenzelement (RE) vorgesehen ist, mit dem eine Langzeitveränderung der Anzeigeeigenschaften des Anzeigemoduls erfaßbar ist, und/oder

dass ein Temperatursensor (TS) pro Anzeigemodul vorgesehen ist und
dass ein Referenzelementsignal bzw. ein Temperatursensorsignal hinsichtlich einer Abweichung von einem Sollwert mittels der Steuereinheit (ST) auswertbar ist/sind.