DE3913877A1

DE3913877A1 - Electro-optical multiple segment display - monitors potential drops of display segments contg. diode strands for individual segment fault detection

Info

Publication number: DE3913877A1
Application number: DE19893913877
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Ronkholz; Waldemar Hinzmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-04-27
Filing date: 1989-04-27
Publication date: 1990-10-31

Abstract

An electrooptical multiple segment display (D) contains a combination of parallel connected strands (s) of electrooptical sources, esp. light emitting semiconducting diodes (2) in series. Each segment (Si) is controlled from a display circuit via a constant current source (4i) with a current monitor circuit (7i). The monitor circuit produces fault information if a strand develops a fault. It monitors potential drops i.e. the resultant summation current potential drop of a segment's parallel connected strands. USE/ADVANTAGE - For large area, remote indication of changing information. Faults in individual segments of display are detected before entire display fails.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrsegment-Display gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a multi-segment display according to the Preamble of claim 1.

Derartige Displays sind als Wechsel-Informationsanzeigen im Einsatz. Für großflächige, auch aus erheblicher Entfernung eindeutig erkennbare Informationsdarbietung ist jedes Dis play-Segment aus der Parallelschaltung mehrerer Stränge von in Serien geschalteten Leuchtquellen, vorzugsweise lichtimi tierenden Halbleiterdioden, zusammengesetzt. Das erbringt den Vorteil, keine teueren und alterungsempfindlichen groß flächigen elektrooptischen Leuchtkörper einsetzen zu müssen und aus preisgünstig verfügbaren kleinen Einheits-Leuchtkör pern Displays unterschiedlichster Anforderungen kombinieren zu können. Von betriebstechnischem Vorteil ist darüberhinaus, daß ein Segment nicht gleich völlig ausfällt, wenn einzelne der in Serie geschalteten Leuchtquellen ausfallen und da durch womöglich auch einen ganzen Segment-Strang außer Be trieb setzen. Denn wenn mehrere, beispielsweise drei Stränge nebeneinander ein Display-Segment ergeben, dann ist dieses Segment auch dann immer noch hinreichend erkennbar, wenn ei ner der drei Stränge oder gar zwei Stränge ausgefallen sind. Es bleibt somit genügend Zeit, Reparaturmaßnahmen einzulei ten, ohne daß die Informationsdarbietung gänzlich ausfällt.Such displays are in the form of alternating information displays Commitment. For large areas, even from a considerable distance each disc is clearly recognizable information play segment from the parallel connection of several strands of light sources connected in series, preferably lichtimi ing semiconductor diodes. That yields the advantage of no expensive and age-sensitive large to have to use flat electro-optical filament and from reasonably priced small standard light fixtures Combine pern displays of different requirements to be able to. Another operational advantage is that a segment does not fail completely when individual of the light sources connected in series fail and there by possibly an entire segment strand apart from Be urge to sit. Because if several, for example three strands result in a display segment next to each other, then this is Segment is still sufficiently recognizable even if egg ner of the three strands or even two strands have failed. There is therefore enough time to take repair measures without completely missing the information.

In der Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Mehrsegment-Display gattungsgemäßer Art zu schaffen, bei dem Betriebsstörungen in einzelnen Seg menten vor vollständigem Segment-Ausfall erkennbar sind.The invention lies in the knowledge of these facts the task of a multi-segment display of the generic type To create a way in which malfunctions in individual seg elements are recognizable before complete segment failure.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch ge löst, daß das gattungsgemäße Display gemäß dem Kennzeich nungsteil des Anspruches 1 ausgestattet ist.This object is essentially ge according to the invention triggers that the generic display according to the license plate tion part of claim 1 is equipped.

Nach dieser Lösung läßt sich mit vergleichsweise geringfügi gem schaltungstechnischen Mehraufwand in Zusammenhang mit der elektrischen Speisung der Segment-Stränge die Ausgabe einer Fehlerinformation gewinnen, wenn das Segment zwar noch nicht vollständig ausgefallen ist, aber in einzelnen Strän gen daraus bereits Betriebsstörungen vorliegen. Das Auftre ten der Fehlerinformation kann eine Reparaturanforderung aus lösen. Parallel dazu kann innerhalb der Darstell-Steuer schaltung für das Display überprüft werden, ob die Informa tionsanzeige zur Vermeidung schwerwiegender Irrtümer voll ständig abgeschaltet werden muß; oder aber ob ein weiterer Betrieb mit reduzierter Balkenstärke des gestörten Segmentes vertretbar ist bzw. ob sogar eine Umstellung auf eine geän derte Informationsdarstellung (unter Ausschaltung des gestör ten Segmentes) einen Notbetrieb ermöglicht. Letzteres könnte beispielsweise vorliegen bei Umschalt-Möglichkeiten zwischen unterschiedlichen Anzeigesymbolen mittels Vielsegment-Dis plays zur Zeichendarstellung; und insbesondere bei Einsatz des Displays für komplexe grafische Darstellungen, die auch in andere Display-Bereiche verschoben werden können, wo kei ne momentan fehlerhaft arbeitenden Segmente die Informations darbietung verfälschen können.After this solution can be comparatively marginally according to additional circuitry related to the electrical supply of the segment strands the output an error information if the segment is still is not completely failed, but in individual strands there are already operational disruptions. The appearance A repair request can result from the error information to solve. In parallel, within the representation tax circuit for the display can be checked whether the informa display to avoid serious errors must be switched off constantly; or whether another Operation with reduced bar thickness of the disturbed segment is justifiable or whether even a change to a ge changed information display (by switching off the fault ten segment) enables emergency operation. The latter could for example, there are switching options between different display symbols using multi-segment dis plays for character display; and especially when used of the display for complex graphical representations that also can be moved to other display areas where no ne currently incorrectly working segments the information can falsify presentation.

Nachstehend ist anhand eines stark vereinfachten Block schaltbildes ein bevorzugtes schaltungstechnisches Realisie rungsbeispiel zur erfindungsgemäßen Lösung näher erläutert.Below is a very simplified block circuit diagram a preferred circuit-technical realization Example for the solution according to the invention explained in more detail.

Das bei abgeschnittener Darstellung in seinem unteren Be reich skizzierte elektrooptische Display D weist eine An zahl I (typischerweise beispielsweise sieben) individuell aus einer Darstellschaltung 1 elektrisch ansteuerbare bal kenförmige Segmente S auf. Wie aus der näheren Darstellung des unteren querliegenden Segmentes Si ersichtlich, verlau fen parallel zur Längserstreckung eines Segmentes S mehrere Stränge s von jeweils in Reihe geschalteten kleinen elektro optischen Strahlern, vorzugsweise Leuchtdioden 2. Die ein zelnen Dioden-Stränge s eines Segmentes S werden parallel, über Vorwiderstände Rs, aus einer Speiseschaltung 3 betrie ben, die als Konstantstromquelle 4 ausgelegt ist. Dadurch werden, gleiche elektrische Leistungsdaten für die Leucht dioden 2 vorausgesetzt, innerhalb eines Segmentes S Hellig keitsunterschiede vermieden; und durch Abgleichen der Kon stantstromquellen 4 I aller Segmente SI sind gleichbleibend unterschiedliche bzw. übereinstimmende Helligkeitseindrücke aller Segmente SI des Display D erzielbar.The electro-optical display D outlined in its lower region in a cut-off view has a number I (typically, for example, seven) individually from a display circuit 1, electrically controllable bal-shaped segments S. As can be seen from the detailed illustration of the lower transverse segment Si , parallel to the longitudinal extent of a segment S, several strands s of small electro-optical radiators, preferably light-emitting diodes 2, each connected in series. The individual diode strings s of a segment S are operated in parallel, via series resistors Rs , from a supply circuit 3 which is designed as a constant current source 4 . As a result, the same electrical performance data for the LEDs 2 provided differences in brightness S avoided within a segment S ; and by comparing the constant current sources 4 I of all segments SI , constantly different or matching brightness impressions of all segments SI of the display D can be achieved.

Die Darstellschaltung 1 zur Ansteuerung der Stränge s eines Segmentes Si weist einen beispielsweise als manuelles Ein gabegerät oder/und als Steuerrechner ausgelegten Zeichenge nerator 5 auf, der ein Register 6 setzt und weitertaktet, um nacheinander (je nach dem gerade gewünschten Anzeige-Symbol auf dem Display D) bestimmte der Segmente Si über ihre Spei seschaltung 3 i vorübergehend aufleuchten zu lassen bzw. wie der abzuschalten, wie es als solches aus der elektrooptischen Laufschrift-Anzeige grundsätzlich bekannt ist.The display circuit 1 for controlling the strands s of a segment Si has a generator 5 , for example as a manual input device and / or as a control computer, which sets and registers a register 6 in order (depending on the display symbol currently desired on the Display D ) certain of the segments Si to temporarily light up via their storage circuit 3 i or how to switch it off, as is basically known as such from the electro-optical ticker display.

Es ist ferner jedem Segment Si eine Funktions-Überwachungs schaltung 7 i zugeordnet. Diese liefert eine Fehlerinformation 8 i, wenn die tatsächliche Arbeitsweise dieses Segmentes Si abweicht von der Informationsvorgabe 9 i aus der Darstell schaltung 1; wenn also beispielsweise das Segment Si nicht aufleuchtet, obgleich es über seine Speiseschaltung 3 i ange steuert wird (oder umgekehrt). Vorzugsweise arbeitet die Überwachungsschaltung 7 auf der Basis eines Vergleiches einer betriebstypischen Sollspannung mit der an einem Serienwider stand abfallenden Spannung aufgrund der Konstantstrom-Spei sung der Segment-Stränge s, also aufgrund eines nach Maßgabe der Charakteristik der Leuchtdioden 2 zu erwartenden Span nungsabfalls im jeweiligen Strang-Kreis. Es genügt jedoch, nicht jeden einzelnen Strang s gesondert zu überprüfen, son dern den resultierenden Spannungsabfall 10 aufgrund des Sum menstromes der Stränge s abzufragen. Das ist schaltungstech nisch besonders einfach realisierbar, wenn die Konstantstrom quelle 4 nach Art eines Emitterfolgers 11 realisiert ist, al so mit Basis-Ansteuerung eines bipolaren Transistors, in des sen Kollektorkreis die parallel geschalteten Dioden-Stränge s liegen und dessen Emitter auf einen den Summenstrom führenden Emitterwiderstand 12 arbeitet. Da dieser einpolig auf Masse potential liegen kann, ist die Abfrage des Spannungsabfalls 10 mittels der Überwachungsschaltung 7 schaltungstechnisch unproblematisch. Letzterer braucht dafür im einfachsten Falle lediglich einen im Zweipunktbetrieb arbeitenden Spannungsde tektor 13 aufzuweisen, beispielsweise eine spannungsgesteuer te Kippstufe (Schmitt-Trigger) oder einen Komparator mit Dif ferenzspannungs-Eingang. Vorzugsweise ist dem Spannungsdetek tor 13 eine einstellbare oder selbsttätig stabilisierende Spannungsteilerschaltung 14 für schaltungstechnisch einfache Definition der Ansprechspannung vorgesetzt. Durch die An steuerung eines Erwartungswert-Einganges 15 ist blockschalt mäßig angedeutet, daß die Arbeitsweise der Überwachungs schaltung 7 von der momentanen Informations-Vorgabe 9 aus der Darstellschaltung 1 abhängt - um also dann und nur dann auf den zu erwartenden Spannungsabfall 10 im Stromsummen kreis zu detektieren, wenn tatsächlich das zugeordnete Seg ment Si leuchten soll.A function monitoring circuit 7 i is also assigned to each segment Si . This provides error information 8 i when the actual operation of this segment Si differs from the information specification 9 i from the representation circuit 1 ; if, for example, the segment Si does not light up, although it is controlled via its supply circuit 3 i (or vice versa). The monitoring circuit 7 preferably works on the basis of a comparison of a typical operating voltage with the voltage dropping at a series resistance due to the constant current supply of the segment strings s , that is to say on the basis of a voltage drop to be expected in the respective string in accordance with the characteristic of the LEDs 2 -Circle. However, it is sufficient not to check each individual strand s separately, but to query the resulting voltage drop 10 due to the sum current of the strands s . This is particularly easy to implement in terms of circuit technology if the constant current source 4 is implemented in the manner of an emitter follower 11 , al so with basic control of a bipolar transistor in whose collector circuit the parallel-connected diode strings s are located and whose emitter is based on the total current leading emitter resistor 12 works. Since this can be single-pole to ground potential, the query of the voltage drop 10 by means of the monitoring circuit 7 is not problematic in terms of circuitry. In the simplest case, the latter only needs to have a voltage detector 13 operating in two-point operation, for example a voltage-controlled multivibrator (Schmitt trigger) or a comparator with a differential voltage input. Preferably, the voltage detector 13 is preceded by an adjustable or automatically stabilizing voltage divider circuit 14 for simple definition of the response voltage in terms of circuitry. By the control of an expected value input 15 is indicated block circuit moderately that the operation of the monitoring circuit 7 depends on the current information specification 9 from the representation circuit 1 - so then and only then to the expected voltage drop 10 in the current sum circuit detect if the assigned segment Si is actually to light up.

Jedenfalls wenn zwei Drittel der vorhandenen Stränge s eines Segmentes Si ausfallen (dunkel bleiben bei angesteuertem Segment Si oder umgekehrt) folgt daraus eine ganz erhebliche Beeinträchtigung der visuellen Aufnehmbarkeit der über das Display D darzubietenden Information. Eine Schwankung des abgefragten Spannungsabfalles 10 um zwei Drittel seines Nennwertes ist aber auch ohne besondere schaltungstechnische Stabilisierungsmaßnahmen seitens der Betriebsspannungs-Quel len unproblematisch, nämlich zuverlässig mittels einer span nungsprüfenden Überwachungsschaltung 7 feststellbar. Diese liefert nun eine Fehlerinformation 8, die gegebenenfalls un mittelbar in die Darstellschaltung 1 eingespeist wird, um wenn möglich auf eine andere Darstellart umzuschalten oder schlimmstenfalls, wegen schwerwiegender Informationsverfäl schungsgefahren, das Display D ganz abzuschalten. Um eine programmgemäß vorgegebene Überprüfung durchführen zu können daraufhin, ob andere Darstellarten (etwa Übergang von Block buchstaben auf Kleinschrift) trotz der fehlerhaften Arbeits weise eines Segmentes Si noch eine brauchbare Informations übermittlung erbringen, ist es zweckmäßig, die Fehlerinfor mation 8 i dahingehend zu codieren, daß die Darstellschaltung 1 die Lage des fehlerhaften Segmentes Si im Display D er kennt. Dafür ist im Blockschaltbild ein Kennungsgeber 16 vorgesehen, dessen beispielsweise binär-verschlüsselte Seg mentinformation i über ein Gatter 17 als die individuelle Fehlerinformation 8 i ausgegeben wird, wenn das Gatter 17 aufgrund Ansprechens des Fehler-Detektors 13 freigegeben wird.In any case, if two thirds of the existing strands s of a segment Si fail (remain dark when the segment Si is activated or vice versa), this results in a very considerable impairment of the visual recordability of the information to be presented on the display D. A fluctuation in the queried voltage drop 10 by two thirds of its nominal value is also problem-free without any special circuit-technical stabilization measures on the part of the operating voltage sources, namely reliably detectable by means of a voltage-checking monitoring circuit 7 . This now provides error information 8 , which may be fed directly into the display circuit 1 , in order to switch to a different display mode if possible or, in the worst case, due to serious risk of information corruption, switch off the display D entirely. In order to be able to carry out a check, as specified in the program, as to whether other types of representation (for example, transition from block letters to lower case) still provide useful information transmission despite the faulty mode of operation of a segment Si , it is advisable to code error information 8 i accordingly. that the display circuit 1 he knows the location of the defective segment Si in the display D. For this purpose an identification transmitter 16 is provided in the block diagram, the example binary encoded Seg i ment information via a gate 17 is output as the individual error information 8 i, when the gate 17 due to the response of the error detector is released. 13

Die weiteren Segmente Si des Display D sind ebenfalls mit Speiseschaltungen 3 der zuvor beschriebenen Art ausgestat tet, also für Konstantstrom-Speisung ihrer Segment-Stränge s bei Überprüfung des Summenstrom-Spannungsabfalles ausge legt, wie in der Zeichnung blockschaltmäßig angedeutet. So sind alle Segmente Si eines Display D individuell und konti nuierlich auf typische, insbesondere aus dem Leuchtenbetrieb oder der Steuerschaltung herrührende, Betriebsstörungen (wie Dauerleuchten, Segmentzerstückelung, Einzelsegmentausfall oder Versorgungsausfall) überprüfbar, um automatisch Korrek turmaßnahmen treffen und Reparaturen veranlassen zu können.The other segments Si of the display D are also equipped with supply circuits 3 of the type described above, that is, for constant current supply of their segment strands s when checking the total current voltage drop out, as indicated in the drawing in terms of block diagrams. Thus, all segments Si of a display D can be individually and continuously checked for typical malfunctions (such as continuous lights, segment dismemberment, single segment failure or supply failure), in particular due to the lighting operation or the control circuit, so that corrective measures can be taken automatically and repairs can be arranged.

Claims

1. Electro-optical multi-segment display ( D ) with composition of its segments ( SI ) from parallel-connected strands ( s ) of electro-optical emitters, in particular re light-emitting semiconductor light-emitting diodes ( 2 ) in series connection, characterized in that from a display circuit ( 1 ) each of the segments ( Si ) can be controlled via a constant current source ( 4 i ) with a current monitoring circuit ( 7 i ), which triggers error information ( 8 i ) in the event of electrical malfunction of strands ( s ) of a segment ( Si ).

2. Multi-segment display according to claim 1, characterized in that the monitoring circuits ( 7 ) are designed for voltage drop interrogation.

3. Multi-segment display according to claim 2, characterized in that the resulting total current voltage drop ( 10 ) of the strands ( s ) connected in parallel in a segment ( Si ) is queried.

4. Multi-segment display according to claim 3, characterized in that the constant current source ( 4 i ) is designed as an emitter follower ( 11 ) with an emitter resistor ( 12 ), on which the resulting voltage drop ( 10 ) is queried.

5. Multi-segment display according to one of the preceding claims, characterized in that the monitoring circuit ( 7 ) with a voltage detector ( 13 ) behind a voltage divider circuit ( 14 ) is equipped.

6. Multi-segment display according to one of the preceding claims, characterized in that the monitoring circuit ( 7 i ) with an identifier ( 16 i ) for outputting a faulty segment ( Si ) indivi dualizing error information ( 8 i ) to the display circuit ( 1st ) Is provided.