Leuchtdiodenmatrix-Anzeigevorrichtung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Leuchtdiodenmatrix-Anzeigevorrichtung, insbesondere für den Außenbereich, mit in Zeilen und Spalten angeordneten Anzeigepunkten, die mittels einer Steuereinrichtung ansteuerbar sind und mittels einer Überwachungseinrichtung auf Anzeigefehler überwacht sind.

[0002] In der DE 27 27 800 ist bei einer Leuchtdioden-Anzeigevorrichtung in Form einer 7-Segmentanzeige eine Überwachungseinrichtung auf Anzeigefehler angegeben, die einen Stromsensortransistor aufweist. Eine derartige Überwachungseinrichtung bei einer Leuchtdiodenmatrix einzusetzen, bietet sich nicht an, da wegen der Vielzahl der Anzeigepunkte ein hoher Aufwand erforderlich wäre. Eine ähnliche Überwachungseinrichtung für eine Leuchtdioden-Anzeigevorrichtung bei einer Segmentanzeige zeigt auch die DE 36 20 584 A1, wobei der Offen-Kollektor-Ausgang der Segmentanzeige ausgenutzt wird. Auch diese Art der Überwachungseinrichtung ist für eine Leuchtdiodenmatrix-Anzeigevorrichtung nicht geeignet.

[0003] Aus der DE 40 24 499 C1 geht eine Matrix-Anzeigevorrichtung hervor, bei der die Anzeigepunkte mittels der Lichtaustrittsseiten von Lichtleitfasern gebildet werden. Um verschiedene Anzeigen zu erzeugen, sind bistabile Verschlußelemente über der Lichtaustrittsseite der Lichtleitfasern angeordnet. Zum Öffnen bzw. Schließen der Verschlüsse werden an diese zeilen- und spaltenweise Setz- bzw. Rücksetzimpulse angelegt, die mittels jeweiliger Optokoppler überwacht werden. Zum Feststellen, ob die Anzeigepunkte tatsächlich leuchten, ist eine gesonderte Überwachungsschaltung erforderlich.

[0004] Aus der US-A-5 444 390 ist eine Leuchtdiodenmatrix-Anzeigevorrichtung mit in Zeilen und Spalten angeordneten LEDs in einer 5x7 Konfiguration bekannt, die jeweils mittels einer Steuereinrichtung ansteuerbar sind und mittels einer Überwachungseinrichtung auf Anzeigefehler überwacht sind. Durch die Überwachungseinrichtung ist der Ansteuerstrom jedes Anzeigepunktes mittels eines Stromaufnehmers erfaßbar und mittels der Überwachungseinrichtung dem betreffenden Anzeigepunkt zuzuordnen. Der Stromaufnehmer ist hierbei durch eine Spannungsteilerschaltung in der Stromzuführleitung mit nachgeschaltetem Operationsverstärker gebildet, wobei die Potentialdifferenz durch den Operationsverstärker in ein Ausgangssignal umgewandelt wird, das zu einem Mikrokontroller gesendet wird. Dieser erhält dadurch Informationen über die Funktionsfähigkeit der Leuchtdioden. Es ist lediglich ein gemeinsamer Stromaufnehmer für alle Zeilen und Spalten vorgesehen.

[0005] Aus der DE 29 52 009 A ist eine Prüfschaltung für eine matrixförmige Anordnung von optischen Anzeigeorganen bekannt, bei der für jede Lampengruppe ein als Stromsensor ausgebildeter Detektor vorhanden ist, so daß der Zustand der einzelnen Lampengruppen parallel an die Steuereinheit geleitet werden kann.

[0006] Aus der DE 32 06 123 A ist eine Schaltungsanordnung zur Kontrolle und Fehlererkennung beim Betrieb einer Fluoreszenzanzeige bekannt, bei der Optokoppler als Stromaufnehmer seriell zu den Ansteuerleitungen geschaltet sind.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Leuchtdiodenmatrix-Anzeigevorrichtung bereitzustellen, die bei einfacher Ausbildung eine zuverlässige Funktionsüberwachung bietet.

[0008] Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

[0009] Mit der Maßnahme, daß die Stromaufnehmer durch den Zeichenansteuerleitungen bzw. Spaltenansteuerleitungen parallel geschaltete Optokoppler gebildet sind, kann der Ansteuerstrom potentialfrei erfaßt und die Information darüber an die Steuereinrichtung zur Auswertung zurückgeführt werden, ohne daß die Ansteuerung beeinflußt wird.

[0010] Der Aufwand für die Ansteuerung der Anzeigevorrichtung und die benötigte Leistung bei gleichzeitiger sicherer Funktionsüberwachung der einzelnen Anzeigepunkte werden dadurch verringert, daß pro Zeile oder pro Spalte ein Stromaufnehmer vorgesehen ist und daß die den Koordinatenpunkten der zu aktivierenden Anzeigepunkte entsprechenden Spalten und Zeilen zyklisch im Multiplexbetrieb mit einer Frequenz ansteuerbar sind, die eine Aktivierung der anzusteuernden Leuchtdioden oberhalb der Flimmerverschmelzungsfrequenz des Auges ergibt. Dabei wird eine optimale Anzeigequalität aufrechterhalten, wobei durch die Höhe der Ansteuerimpulse eine hohe Leuchtdichte erreichbar ist, die mittels Pulsweitenmodulation auf gegebene äußere Lichtverhältnisse abstimmbar ist.

[0011] Der Ort des jeweils aktivierten Anzeigepunktes kann dadurch einfach festgestellt werden, daß über eine Rückmeldeleitung zurückgeführte Stromsignale der Stromaufnehmer in der Steuereinrichtung aufgrund der in derselben vorhandenen Zeitinformation der Zeilenansteuerung in Verbindung mit der Zeitinformation der Spaltenansteuerung hinsichtlich eines Fehlers des zu aktivierenden Anzeigepunktes auswertbar sind.

[0012] 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 aufeinanderfolgenden 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.

[0013] 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 Ansprüchen 2 bis 5 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.

[0014] 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.

[0015] 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.

[0016] 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 eines Stromaufnehmers.

[0017] In den Fig. 1 und 2 ist schematisch der Aufbau einer Leuchtdiodenmatrix-Anzeigevorrichtung wiedergegeben und die Funktionsweise verdeutlicht.

[0018] Gemäß Fig. 1 weist die Anzeigevorrichtung eine Leuchtdiodenmatrix mit in Zeilen y und Spalten x 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.

[0019] Die Anzeigepunkte L werden von einer Steuereinheit ST aus mit einem Ansteuerstrom versorgt, der dem jeweiligen aktivierten Anzeigepunktes AL durch Ansprechen des entsprechenden Koordinatenpunktes x,y über eine zugehörige Zeilenansteuerleitung ZL und eine zugeordnete Spaltenansteuerleitung SL zugeführt wird. In dem Strompfad, und zwar vorliegend in der Zeilenansteuerleitung ZL jedes Anzeigepunktes L, ist ein Stromaufnehmer S angeordnet, mit dem der Ansteuerstrom des aktivierten Anzeigepunktes AL (Leuchtpunktes) erfaßt und über eine Rückmeldeleitung ME der Steuereinheit ST zugeführt wird. In der Steuereinheit ST ist ein Fehlerspeicher FSP angeordnet, in dem eine Kennung bei ausbleibendem oder fehlerhaftem Ansteuerstrom hinterlegt wird. Alternativ ist auch eine Anordnung der Stromaufnehmer S in den Spaltenansteuerleitungen SL möglich.

[0020] Wie aus Fig. 2 ersichtlich, werden die Anzeigepunkte L über einen in der Zeilenansteuerleitung ZL liegenden Vorwiderstand R_v angesteuert. Der Stromaufnehmer S in Form eines Optokopplers OK ist dem Vorwiderstand R_v in Reihe mit einem Meßwiderstand R_M parallel geschaltet. Der Optokoppler OK gibt eine potentialfreie Strommessung und verfälscht den Ansteuerstrom nicht.

[0021] Eine gesamte Anzeigevorrichtung kann aus mehreren Anzeigemodulen zusammengesetzt sein, die entsprechend der vorstehenden Beschreibung aufgebaut sind. Mittels einer Steuereinrichtung, von der die Steuereinheit ST mit dem Fehlerspeicher FSP einen Teil bildet, kann die Anzeige der einzelnen Anzeigemodulen zu der Gesamtanzeige koordiniert werden. Jedes Anzeigemodul hat eine eigene Überwachungseinrichtung, 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 durchzuführen.

[0022] Die Fehlererfassung in der Steuereinheit erfolgt in Verbindung mit der in der Steuereinheit vorhandenen Ansteuerinformation der einzelnen Anzeigepunkte L. Die Ansteuerung der Anzeigepunkte L wird zeilenweise und spaltenweise 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 Steuereinheit ST die Ansteuerzeitpunkte der jeweiligen aktivierten Anzeigepunkte AL bekannt sind, kann der jeweilige Ansteuerstrom und ein mit dem Stromaufnehmer S erfaßter Strom zur Lokalisierung des jeweiligen angesteuerten Anzeigepunktes AL herangezogen und bei Feststellen eines Fehlerstromes im Fehlerspeicher FSP 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 L 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 aller Anzeigepunkte L ist damit eine vollständige Überwachung der Anzeigevorrichtung gegeben.

[0023] In der Steuereinheit oder der übergeordneten Steuereinrichtung 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 Anzeigepunkten AL kann die Anzeigevorrichtung wegen nicht mehr eindeutig erkennbaren Darstellungen (Verstümmelung) ausgeschaltet werden soll.

[0024] 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 Steuereinheit bzw. Steuereinrichtung 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.

Ansprüche

1. Leuchtdiodenmatrix-Anzeigevorrichtung, insbesondere für den Außenbereich, mit in Zeilen und Spalten angeordneten Anzeigepunkten, die mittels einer Steuereinrichtung mit einem Ansteuerstrom ansteuerbar sind, der über Zeitensteuerleitungen (ZL) und Spaltenansteuerleitungen (SL) zugeführt wird, und die mittels einer Überwachungseinrichtung auf Anzeigefehler überwacht sind, wobei die Überwachungseinrichtung eine Stromüberwachungseinrichtung mit Stromaufnehmern (S) aufweist, mit denen der Ansteuerstrom jedes Anzeigepunktes (L) erfaßbar und mittels der Überwachungseinrichtung dem betreffenden Anzeigepunkt (AL) zuordenbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Stromaufnehmer (S) durch parallel zu den Zeilenansteuerleitungen (ZL) bzw. Spaltenansteuerleitungen (SL) geschaltete Optokoppler (OK) gebildet sind.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß pro Zeile (y) oder pro Spalte (x) ein Stromaufnehmer (S) vorgesehen ist und

daß die den Koordinatenpunkten (x,y) der zu aktivierenden Anzeigepunkte (AL) entsprechenden Spalten (x) und Zeilen (y) zyklisch im Multiplexbetrieb mit einer Frequenz ansteuerbar sind, die eine Aktivierung der anzusteuernden Leuchtdioden oberhalb der Flimmerverschmelzungsfrequenz des Auges ergibt.

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

daß über eine Rückmeldeleitung (ME) zurückgeführte Stromsignale der Stromaufnehmer (S) in der Steuereinrichtung (ST) aufgrund der in derselben vorhandenen Zeitinformation der Zeilenansteuerung in Verbindung mit der Zeitinformation der Spaltenansteuerung hinsichtlich eines Fehlers des zu aktivierenden Anzeigepunktes (AL) auswertbar sind.

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

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

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

5. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß sie aus mehreren Anzeigemodulen zusammengesetzt ist,

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

daß jedes Anzeigemodul entsprechend den Ansprüchen 2 bis 4 steuerbar ist und

daß mittels der Steuereinrichtung die Gesamtanzeige aus den Anzeigen der einzelnen Anzeigemodulen zusammensetzbar ist.

6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5,
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.

Claims

1. LED matrix display, in particular for the outside area, with display points arranged in lines and columns, which may be actuated by means of a control device with a drive current, which is supplied via line control leads (ZL) and column control leads (SL), and are monitored for display faults by means of a monitoring unit, said monitoring unit having a current monitoring means with current pickups (S), with which the drive current of each display point (L) may be detected and may be assigned to the respective display point (AL) by means of the monitoring unit, characterised in that the current pickups (S) are formed by optical couplers (OK) connected in parallel with the line control leads (ZL) and column control leads (SL) respectively.

2. Display according to Claim 1, characterised in that one current pickup (S) is provided per line (y) or per column (x), and that the columns (x) and lines (y) corresponding to the coordinate points (x, y) of the display points (AL) to be activated may be actuated cyclically in multiplex operation with a frequency, which results in activation of the light-emitting diodes to be actuated above the flicker-fusion frequency of the eye.

3. Display according to Claim 1 or 2, characterised in that current signals of the current pickup (S), which are directed back via a feedback lead (ME), may be evaluated with respect to a fault of the display point (AL) to be activated in the control device (ST) on the basis of the time information present therein of the line actuation in association with the time information of the column actuation.

4. Display according to one of the preceding claims, characterised in that the control device (ST) has a fault memory (FSP), in which fault messages can be filed, and that a fault display and/or switch-off of the display can be controlled on the basis of the filed fault messages.

5. Display according to one of Claims 2 to 4, characterised in that it is assembled from several display modules, that each display module has a control unit (ST) with a fault memory (FSP) belonging to the control device, that each display module may be controlled in accordance with Claims 2 to 4, and that the full display may be assembled from the displays of the individual display modules by means of the control device.

6. Display according to Claim 5, characterised in that one reference element (RE), with which a long-term variation of the display characteristics of the display module can be detected, is provided per display module, and/or that one temperature sensor (TS) is provided per display module, and that a reference element signal and a temperature sensor signal may be respectively evaluated with respect to a deviation from a set value by means of the control unit (ST).

Revendications

1. Dispositif d'affichage à matrice de diodes électroluminescentes, en particulier pour l'extérieur, comprenant des points d'affichage disposés en lignes et en colonnes qui peuvent être excités, au moyen d'un dispositif de commande, par un courant d'excitation transmis par l'intermédiaire de conducteurs d'excitation de lignes (ZL) et de conducteurs d'excitation de colonnes (SL), et qui sont contrôlées quant aux erreurs d'affichage par un dispositif de contrôle, le dispositif de contrôle présentant un dispositif de contrôle de courant avec des capteurs de courant (S) qui permettent de détecter le courant d'excitation de chaque point d'affichage (L) et peuvent être associés au moyen du dispositif de contrôle au point d'affichage (AL) concerné, caractérisé en ce que les capteurs de courant (S) sont formés par des coupleurs optoélectroniques (OK) montés en parallèle avec les conducteurs d'excitation de lignes (ZL) et/ou les conducteurs d'excitation de colonnes (SL) respectivement.

2. Dispositif d'affichage suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un capteur de courant (S) est prévu par ligne (y) ou par colonne (x), et que les colonnes (x) et lignes (y), correspondant aux points de coordonnées (x, y) des points d'affichage (AL) à activer, sont excitables cycliquement en multiplex avec une fréquence qui provoque une activation des diodes électroluminescentes à exciter au-dessus de la fréquence de fusion de scintillement de l'oeil.

3. Dispositif d'affichage suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que des signaux de courant des capteurs (S), renvoyés par l'intermédiaire d'un conducteur de retour (ME), sont analysables quant à une erreur du point d'affichage (AL) à activer dans le dispositif de commande (ST) sur la base de l'information de temps de l'excitation de lignes, disponible dans ce dernier, en liaison avec l'information de temps de l'excitation de colonnes.

4. Dispositif d'affichage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de commande (ST) présente une mémoire d'erreurs (FSP) dans laquelle des messages d'erreurs sont mémorisables, et qu'un affichage d'erreurs et/ou une déconnexion du dispositif d'affichage peuvent être commandés sur la base des messages d'erreurs mémorisés.

5. Dispositif d'affichage suivant l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il se compose de plusieurs modules d'affichage, que chaque module d'affichage présente une unité de commande (ST) appartenant au dispositif de commande avec mémoire d'erreurs (FSP), que chaque module d'affichage peut être commandé conformément aux revendications 2 à 4. et que l'affichage d'ensemble peut être composé à partir des affichages des modules individuels au moyen du dispositif de commande.

6. Dispositif d'affichage suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'un élément de référence (RE) est prévu par module d'affichage, avec lequel peut être détectée une variation de longue durée des propriétés d'affichage du module, et/ou qu'un capteur de température (TS) est prévu par module d'affichage, et qu'un signal d'élément de référence et/ou un signal de capteur de température est/sont analysable(s) au moyen de l'unité de commande (ST) quant à un écart par rapport à une valeur de consigne.

Zeichnung