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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren, die einen
Fehlerzustand eines Flachbildschirms infolge einer fehlenden oder
fehlerhaften Aktivierung mindestens eines zur Bilderzeugung relevanten
Elements des Flachbildschirms ermitteln.
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Flachbildschirme,
wie z. B. TFT-LCD-Flachbildschirme, dienen als Anzeigeeinheiten
für verschiedene
Datenverarbeitungseinheiten und sind in speziellen Anwendungen,
wie Geldautomaten, Informationsterminals und Kassensysteme, als
Anzeigeeinheit integriert. Ein Ausfall und/oder eine Fehlfunktion
von zur Bilderzeugung relevanten Elementen des Flachbildschirms,
insbesondere der Hintergrundbeleuchtung eines TFT-LCD-Flachbildschirms,
führt zu
einer fehlerhaften bzw. nicht mehr erkennbaren Bilddarstellung des
anzuzeigenden Bildes. Derzeit ist es nicht möglich, solche Fehlerzustände automatisch zu
erkennen und ein Fehlersignal auszugeben bzw. den Status des Flachbildschirms,
insbesondere den Status der Hintergrundbeleuchtung des Flachbildschirms,
aus der Ferne abzufragen. Eine Funktions- und Fehlerkontrolle von
Flachbildschirmen ist derzeit nur visuell möglich. Bei einem Ausfall eines
Flachbildschirms, insbesondere bei der Integration des Flachbildschirms
in eine der oben genannten Anwendungen, können dadurch lange Ausfallzeiten
entstehen, in denen diese Anwendungen dem Endkunden nicht zur Verfügung stehen
bzw. von diesem nicht bedient werden können. Somit werden fehlerhafte
Bildschirme in den oben genannten Anwendungen erst bei einer visuellen
Kontrolle und somit unter Umständen
erst sehr spät
erkannt, sodass Servicetechniker den Fehler erst spät beheben
können.
Bei einer gestörten
Anwendung infolge eines Fehlers des Flachbildschirms entsteht durch
lange Ausfallzeiten ein hoher Schaden, insbesondere auch dadurch,
dass der Endkunde die Anwendung meidet, da er sich nicht auf die
Funktion der Anwendung verlassen kann.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben,
bei denen ein Fehlerzustand eines Flachbildschirms einfach und sicher
automatisch ermittelt wird.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
11 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Durch
eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Fehlerzustands eines Flachbildschirms
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 wird erreicht, dass eine
Fehlfunktion mindestens eines zur Bilderzeugung relevanten Elements
des Flachbildschirms auf einfache Art und Weise ermittelt wird und
ein Fehlersignal ausgegeben wird. Dadurch kann insbesondere von
einer Servicezentrale eines Dienstleisters oder eines Herstellers
der Anwendung einfach ermittelt werden, ob der Flachbildschirm einer
entfernt angeordneten Anwendung, wie z. B. bei einem bei einem Kunden
aufgestellten Geldautomaten, einem Informationsterminal oder einem
SB-Kassensystem, einen Fehler aufweist oder ob kein Fehler ermittelt worden
ist. Dadurch kann ein Fehlerzustand eines Flachbildschirms einfach
und schnell erkannt werden, wenn das Fehlersignal oder eine entsprechende Fehlerinformation
von der Anwendung zu der Servicezentrale übertragen wird. Beispielsweise
kann diese Fehlerinformation über
ein lokales oder globales Kommunikationsnetz, wie dem öffentlichen
Telefonnetz oder dem Internet oder einem Local-Area-Network übertragen
werden. Auch ist die Übertragung
auf eine andere geeignete Weise, insbesondere über ein Energieversorgungsnetz
oder per Funk, möglich.
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Mit
einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 können die
gleichen Vorteile erreicht werden, wie mit der Vorrichtung zum Ermitteln eines
Fehlerzustands eines Flachbildschirms mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung, in der die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen erläutert
wird.
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Darin
zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm eines Systems zum Ermitteln eines Fehlerzustandes
eines Flachbildschirms eines Geldautomaten und die Anbindung des
Geldautomaten an eine Serviceleitstelle;
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2 ein
Blockschaltbild einer Überwachungseinheit
zum Ermitteln des Fehlerzustandes des Flachbildschirms;
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3 ein
Diagramm mit dem mit Hilfe der Überwachungseinheit
nach 2 erfassten Stromverlaufs eines ersten Flachbildschirms;
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4 ein
Diagramm mit dem Stromverlauf eines zweiten Flachbildschirms; und
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5 ein
Diagramm mit Darstellung des mit Hilfe der Überwachungsschaltung nach 2 erfassten
Stroms des zweiten Flachbildschirms, des Signals vor einer Signalspitzenerfassungseinheit
und des Signals nach der Signalspitzenerfassungseinheit
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In 1 ist
ein Blockdiagramm eines Systems 10 zum Ermitteln eines
Fehlerzustandes eines Flachbildschirms 14 eines Geldautomaten 12 sowie die
Anbindung des Geldautomaten 12 an eine Serviceleitstelle
dargestellt. Der Geldautomat 12 hat einen Flachbildschirm 14,
der vorzugsweise als TFT-Flachbildschirm ausgeführt ist. Des weiteren sind
ein Netzteil 16 zur Stromversorgung der Komponenten des Geldautomaten 12 einschließlich des
Flachbildschirms 14, eine Überwachungseinheit 20 zum Überwachen
des Flachbildschirms 14 auf einen Fehlerzustand sowie eine
Datenverarbeitungseinheit 18 insbesondere zum Bereitstellen
einer grafischen Benutzeroberfläche
zur Anzeige auf dem Flachbildschirm 14, zum Steuern der
vom Geldautomaten 12 abzuarbeitenden Prozesse, zum Erfassen
von Daten mit Hilfe weiterer Komponenten des Geldautomaten 12 sowie
zum Steuern von Komponenten zur Ein- und/oder Ausgabe von Geld,
vorzugsweise von Banknoten, vorhanden. Zu den durch die Datenverarbeitungseinheit 18 zu
steuernden Komponenten zählen
insbesondere auch ein Kartenleser und/oder eine externe Tastatur
für Benutzereingaben
sowie weitere Komponenten und Steuereinheiten des Geldautomaten 12.
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Ferner
stellt die Datenverarbeitungsanlage 18 eine Kommunikationsschnittstelle
zur Übertragung
von Daten über
ein Netzwerk 22 bereit, über das der Geldautomat 12 mit
einem Servicecomputer 24 der Serviceleitstelle verbunden
ist. Das Netzwerk 22 kann ein öffentliches Kommunikationsnetz,
wie z. B. ein öffentliches
Telefonnetz oder das Internet, sein. Alternativ kann das Netzwerk 22 auch
ein lokales Netzwerk, beispielsweise das lokale Netzwerk einer Bank,
sein. Dieses lokale Netzwerk kann dabei auch aus mehreren Teilnetzwerken
bestehen, die über
Datenleitungen und Gateways miteinander verbunden sind, sodass der
Geldautomat 12 über
dieses Netzwerk eine Datenverbindung zu mindestens einem Servicecomputer 24 einer
Serviceleitstelle der Bank aufbauen kann.
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Mit
Hilfe der Überwachungseinheit 20 wird zumindest
der Stromfluss zwischen dem Netzteil 16 und dem Flachbildschirm 14 des
Geldautomaten 12 überwacht,
wobei die Überwachungseinheit 20 einen Fehlerzustand
feststellt, wenn der gemessene Stromwert einen voreingestellten
Soll-Wert unterschreitet. Beim Unterschreiten des Soll-Werts ist
davon auszugehen, dass kein Bild bzw. kein sichtbares Bild durch
den Flachbildschirm 14 angezeigt wird. Dies ist insbesondere
dann der Fall, wenn bei einem TFT-LCD-Flachbildschirm 14 die Hintergrundbeleuchtung
ausgefallen ist und dadurch die durch die TFT-Elemente des TFT-LCD-Flachbildschirms 14 bereitgestellten
Farbfilter zum Erzeugen eines entsprechenden Anzeigebildes korrekt
ansteuern, aber auf Grund der fehlenden Hintergrundbeleuchtung diese Bilder
für einen
Betrachter nicht erkennbar sind. Das Netzteil 16 stellt
vorzugsweise eine Gleichspannung von 24 Volt zur Versorgung des
Flachbildschirms 14 zur Verfügung.
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Die Überwachungseinheit 20 überträgt beim Unterschreiten
des Soll-Wertes ein Fehlersignal zur Datenverarbeitungsanlage 18,
die überprüft, ob aktuell
ein Betriebsmodus für
den Flachbildschirm 14 eingestellt ist, in dem sich der
Flachbildschirm 14 im normalen Anzeigebetrieb und nicht
im Ruhezustand befindet. Ist dass der Fall, so übermittelt die Datenverarbeitungsanlage 18 eine
Fehlernachricht über
das Netzwerk 22 zum Servicecomputer 24, der diese Nachricht
auswertet und auf geeignete Art und Weise ausgibt. Insbesondere
kann der Servicecomputer 24 und auch der Geldautomat 12 auch
automatisch einen Servicetechniker informieren, insbesondere durch
Senden einer Nachricht, wie einer E-Mail, SMS-Nachricht oder Pager-Nachricht.
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Ist
der Flachbildschirm 14 hingegen in einem Ruhemodus geschaltet,
in dem kein Anzeigebild ausgegeben wird, ist die Stromaufnahme so
gering, dass der voreingestellte Soll-Wert unterschritten wird. Die Überwachungseinheit 20 gibt
somit ein Fehlersignal an die Datenverarbeitungsanlage 18 aus.
Die Datenverarbeitungsanlage 18 überträgt jedoch bei aktiviertem Ruhemodus
keine Fehlernachricht über
das Netzwerk 22 zum Servicecomputer 24, da das
Unterschreiten des Soll-Wertes im Ruhezustand gewünscht ist,
um Energie zu sparen. Alternativ kann auch die Überwachungseinheit 20 die Überwachung des
Betriebsmodus des Flachbildschirms 14 durchführen und
nur ein Fehlersignal zur Datenverarbeitungsanlage 18 übertragen,
wenn sich der Flachbildschirm 14 in einem Betriebsmodus
befindet, in dem die Stromaufnahme des Flachbildschirms 14 den voreingestellten
Soll-Wert bei korrekter Funktion überschreiten sollte.
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Weiterhin
ist es möglich,
dass die Überwachungseinheit
in den Flachbildschirm 14 integriert ist und vorzugsweise
nur den Strom erfasst, der durch die Leuchtmittel der Hintergrundbeleuchtung
des TFT-LCD-Flachbildschirms 14 fließt. Dadurch wird speziell nur
der Strom erfasst, der durch das zu überwachende Element fließt, wodurch
eine durch weitere fehlerhafte Bauelemente des Flachbildschirms 14 verursachte
hohe Stromaufnahme bei der Stromversorgung des Flachbildschirms 14 nicht
zu einer Überschreitung
des voreingestellten Soll-Werts führt und somit ein Fehler der
Hintergrundbeleuchtung sicher festgestellt werden kann. Bei anderen
Bilderzeugungstechnologien von Flachbildschirmen wie z. B. bei Plasmabildschirmen
und Elektrolumineszenzbildschirmen kann der Strom erfasst werden,
der durch die bilderzeugenden Elemente dieser Bildschirme fließt.
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In 2 ist
ein Blockschaltbild der Überwachungseinheit 20 nach 1 dargestellt.
Eine Gleichspannung von 24 Volt zur Versorgung des Flachbildschirms 14 wird
der Überwachungseinheit 20 an
den Klemmen (+) und (–)
des Eingangs der Überwachungseinheit 20 zugeführt. Über die
Ausgänge
(+) und (–)
wird die 24 Volt Versorgungsspannung von der Überwachungseinheit 20 zum
Flachbildschirm 14 geführt.
Im Strompfad 26 der positiven Versorgungsspannung ist ein
Messwiderstand 28 angeordnet. Der Spannungsabfall über diesen
Messwiderstand 28 ist vom Stromfluss im Strompfad 26 und somit
von dem im Stromkreis zur Versorgung des Flachbildschirms 14 fließenden Strom
abhängig.
Der Spannungsabfall über
den Messwiderstand 28 wird mit Hilfe eines sogenannten
High-Side-Current-Sense-Amplifiers 30 erfasst. Das Ausgangssignal
des High-Side-Current-Sense-Amplifiers 30 wird
einem sogenannten Peak-Detektor 32 zugeführt, der
aus einem pulsierenden Eingangssignal ein relativ konstantes Ausgangssignal
erzeugt. Der Peak-Detektor 32 ist
insbesondere auch dazu geeignet, Signalspitzen eines zugeführten Signals
zu erfassen und über einen
Zeitraum zu speichern. Das Ausgangssignal des Peak-Detektors 32 wird
einem Komparator 34 zugeführt, der das zugeführte Signal
mit einem voreingestellten Soll-Wert vergleicht und ein Signal von beispielsweise
5 Volt ausgibt, wenn das erfasste Signal größer als der voreingestellte
Soll-Wert ist, und ein zweites Signal ausgibt, wenn das erfasste
Signal kleiner als der voreingestellte Soll-Wert ist. Das Ausgangssignal
des Komparators 34 wird über eine Ausgangsklemme 36 aus
der Überwachungseinheit 20 geführt. Dieses
Ausgangssignal gibt somit direkt einen Fehlerzustand des Flachbildschirms 14 an.
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Nach
dem Zuschalten der Hintergrundbeleuchtung des
Flachbildschirms 14 ist der Stromfluss über den Messwiderstand 28 der Überwachungseinheit 20 relativ
konstant. Der Verlauf des Stromflusses ist durch den Graphen 40 in 3 beispielhaft
dargestellt. Der Soll-Wert,
der dem Komparator 34 vorzugsweise als Spannung zugeführt wird,
ist dabei so zu wählen,
dass dieser Soll-Wert
durch das dem Komparator 34 zugeführte Messsignal bei eingeschalteter
fehlerfreier Hintergrundbeleuchtung sicher überschritten wird. Bei einem
Ausfall der Hintergrundbeleuchtung bzw. bei einer fehlerhaften Hintergrundbeleuchtung
des TFT-LCD-Flachbildschirms 14 muss das dem Komparator 34 zugeführte Messsignal
den voreingestellten Soll-Wert sicher unterschreiten. Der in 3 gezeigte
Messwertverlauf 40 wird vom High-Side-Current-Sense-Amplifier 30 ausgegeben.
Mit Hilfe des Peack-Detektors 32 wird
dieses Signal 40 gefiltert, um kurzzeitige Impulse herauszufiltern,
die zu einem Fehlersignal führen
könnten.
Der gefilterte Signalverlauf wird dann dem Komparator 34 zugeführt. Das
Fehlersignal wird dann am Ausgang 36 der Überwachungseinheit 20 ausgegeben.
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Zum
Einstellen einer gewünschten
Helligkeit des TFT-Flachbildschirms 14 kann
die Hintergrundbeleuchtung des Flachbildschirms mit Hilfe einer
Folge von Ansteuerimpulsen impulsweise bestromt werden, so dass
die die Hintergrundbeleuchtung mehrmals kurz hintereinander ein- und ausgeschaltet wird,
wodurch das menschliche Auge einen mittleren Helligkeitswert wahrnimmt.
Je nach Verhältnis
der Einstelldauer der Ausschaltdauer ergibt sich dann die vom menschlichen
Auge wahrgenommene gewünschte
Helligkeit. Diese Art der Ansteuerung wird als Pulsweitenmodulation
zur Helligkeitssteuerung des TFT-LCD-Flachbildschirms 14 bezeichnet
und ist in 4 beispielhaft dargestellt.
Würde nur
ein Mittelwert des in 4 dargestellten Signalverlaufs
gebildet werden, ist dieser Mittelwert relativ gering, sodass eine
sichere Fehlerermittlung mit Hilfe des voreingestellten Soll-Werts
nur schwer möglich
ist und wodurch der Soll-Wert so gering voreingestellt werden müsste, dass
nicht ausgeschlossen werden kann, dass bei einer erhöhten Stromaufnahme
anderer Bauelemente des Flachbildschirms dieser Soll-Wert überschritten
wird, obwohl ein Fehlerzustand der Hintergrundbeleuchtung vorliegt.
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Mit
Hilfe des Peak-Detektors 32 wird der Wert der Stromspitzen über einen
gewissen Zeitraum gespeichert. Dieser Vorgang wird als Peak-Detektion bezeichnet.
Beispielsweise wird das Ausgangssignal des High-Side-Current-Sense-Amplifiers 30 über eine
Diode mit geringer Durchlassspannung, wie einer Schottky-Diode,
einem Kondensator zugeführt. Ein
parallel zum Kondensator geschalteter Widerstand bewirkt eine Entladung
des Kondensators, sodass der mit Hilfe des Kondensators gespeicherte Wert,
d. h. die vom Kondensator abgegebene Spannung, wieder abfällt, wenn
keine Spitzenwerte mehr erfasst werden. Dadurch kann eine Zustandsänderung
des Flachbildschirms 14 erfasst und somit ein Fehlerzustand
festgestellt werden. Vorzugsweise wird die Endladezeit des Kondensators
auf den zehn bis zwanzigfachen Wert der Impulsfrequenz der Helligkeitssteuerung
festgelegt. Das Ausgangssignal des Peak-Detektors 32, d.
h. die Kondensatorspannung des Kondensators, wird, wie bereits erläutert, dem
Komparator 34 zugeführt,
der das Ausgangssignal bzw. die Kondensatorspannung mit einem voreingestellten
Soll-Wert vergleicht.
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In 5 ist
ein Diagramm dargestellt, in dem der Graph 44 den Verlauf
des über
den Messwiderstand 28 gemessenen Stroms, der Graph 46 den
Verlauf des Ausgangssignals des High-Side-Current-Sense-Amplifiers 30,
das dem Peak-Detektor als
Eingangssignal zugeführt
wird, und der Graph 48 den Verlauf des Ausgangssignals
des Peak-Detektors 32 das dem Komparator 34 als
Eingangssignal zugeführt
wird, gezeigt sind. Die Graphen 44 bis 48 sind
Spannungsverläufe,
wobei der Graph 44 den Spannungsabfall über den Messwiderstand 28 angibt.
Die Höhe
des Spannungsabfalls ist von dem im Pfad 26 zur Versorgung
des Flachbildschirms 14 fließenden Stroms abhängig. Der
High-Side-Current-Sense-Amplifier 30 verstärkt dieses
Signal und der Peak-Detektor 32 erzeugt aus dem pulsierenden Ausgangssignal
des High-Side-Current-Sense-Amplifiers 30 ein
Signal mit geringer Amplitudenschwankung. Durch den Peak-Detektor 32 wird
somit ein gut auswertbares Signal erzeugt, dass mit Hilfe des Komparators 34 mit
einem Soll-Wert verglichen werden kann, wodurch Fehlerzustände des
Flachbildschirms 14 einfach und sicher erkannt werden können. Der
Graph 44 wird in 5 auch als
Ch4, der Graph 46 als Ch2 und der Graph 48 als
Ch1 bezeichnet.
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Durch
die Erfindung ist es möglich,
insbesondere den Status von Hintergrundbeleuchtungen von TFT-LCD-Flachbildschirmen 14 aus
der Ferne abzufragen. Dadurch können
im Fehlerfall lange Ausfallzeiten und dadurch entstehende Verluste
vermieden werden. Ein solches Überwachungssystem,
insbesondere die Überwachungseinheit 20,
kann auch einfach in vorhandenen Anwendungen, insbesondere in vorhandenen
Geldautomaten, Informationsterminals und Kassensystemen nachträglich mit
geringem Aufwand installiert werden. Dazu ist kein Eingriff in die Hardware
des Flachbildschirms 14 erforderlich. Bei Flachbildschirmen,
die mit einer anderen Versorgungsspannung, insbesondere einer Wechselspannung
von beispielsweise 110 Volt oder 230 Volt, betrieben werden, ist
die beschriebene Vorgehensweise zum Ermitteln eines Fehlerzustands
des Flachbildschirms 14 in gleicher Weise möglich wie
bei der Versorgung des Flachbildschirms mit einer Gleichspannung.
Die Erfassung des Fehlerzustandes ist dabei unabhängig vom
Bildinhalt des TFT-LCD-Flachbildschirms 14 möglich.
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Der
Fachmann muss dann die Überwachungseinheit 20 an
die Anforderungen der jeweiligen Wechselspannung anpassen, insbesondere durch
Vorsehen eines Gleichrichters zwischen dem Messwiderstand 28 und
dem High-Side-Current-Sense-Amplifiers 30.
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Bei
anderen Bildschirmarten, insbesondere bei Plasmabildschirmen und
bei Elektrolumiszenzbildschirmen, ist die Höhe des über den Messwiderstand 28 fließenden Stroms
insbesondere von dem dargestellten Bildinhalt abhängig. Bei
diesen Bildschirmen kann die Stromaufnahme vorteilhaft bei der Anzeige
eines Testbildes und/oder bei der Aktivierung einer Mindestanzahl
von Bildelementen erfasst und ausgewertet werden.