JP4484239B2

JP4484239B2 - 表示ユニット，情報表示装置，およびその故障検出方法

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Publication number: JP4484239B2
Application number: JP2003287419A
Authority: JP
Inventors: 久就大塚; 健治松本
Original assignee: Nagoya Electric Works Co Ltd
Current assignee: Nagoya Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-08-06
Filing date: 2003-08-06
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2023-08-06
Also published as: JP2005055730A

Description

本発明は，縦横のマトリクス状に配置された表示素子群により点綴りで文字，シンボル等の情報を表示する表示ユニットおよびその表示ユニットを複数個用いる情報表示装置に関する。さらに詳細には，迅速かつ容易に故障の検出および故障ユニットの特定ができるようにした表示ユニット，情報表示装置，およびその故障検出方法に関するものである。

従来のこの種の情報表示装置の例として，特許文献１に記載されたものが挙げられる。この情報表示装置における表示ユニットは，図６のブロック図に示すように構成されている。この表示ユニットは，診断部８４を備えている。そして，故障診断を行う際には，診断切替信号により，入力切替部８１および出力切替部８３を制御して，入力側および出力側を切り離す。この状態で診断部８４から表示駆動部８２の入力側に所定パターンの診断データを入力する。そして表示駆動部８２を通過して出てきた診断結果データを診断部８４に取り込む。そして，診断データと診断結果データとの整合性により，表示駆動部８２が正常であるか否かを診断するのである。表示駆動部８２の故障が検出されると，故障検知部８５からユニット故障信号が制御部へ送られるようになっている。

また，従来の別の情報表示装置の例として，特許文献２に記載されたものが挙げられる。この情報表示装置における表示ユニットは，図７のブロック図に示すように構成されている。この表示ユニットで故障診断を行うときには，SELEN信号をハイとする。すると，SELCK信号の立ち上がりエッジにより，そのハイ信号がフリップフロップ９０のＱ端子からフリップフロップ９１のＤ端子に入力される状態となる。そして， SET信号の立ち上がりエッジにより，このハイ信号がフリップフロップ９１のＱ端子からスイッチ９９の SEL信号に入力される状態となる。このため，スイッチ９９のＹ端子がA1端子から切り離される。こうして，シフトレジスタ９５をクロックCLK から切り離しその状態を保持する。また，PASEN信号をハイとする。すると，SELCK信号の立ち上がりエッジにより，そのハイ信号がフリップフロップ９８のＱ端子からフリップフロップ１００のＤ端子に入力される状態となる。そして， SET信号の立ち上がりエッジにより，このハイ信号がフリップフロップ１００のＱ端子からスイッチ９３の SEL信号に入力される状態となる。このため，スイッチ９３のＹ端子は，A1端子でなくB1端子と接続される。こうしてスイッチ９３を迂回路側に切り替える。

さらに，OFFEN信号をハイとする。すると，SELCK信号の立ち上がりエッジにより，そのハイ信号がフリップフロップ１０１のＱ端子からフリップフロップ９４のＤ端子に入力される状態となる。そして， SET信号の立ち上がりエッジにより，ENABLE信号にかかわらず表示素子アレイ９２が消灯される状態となる。また， CHKEN信号をハイとする。すると， SELCK信号の立ち上がりエッジにより，その信号に基づく信号がフリップフロップ１０２から出力される。これにより，スイッチ９６を接続状態にするとともにスイッチ９７を遮断状態にする。これにより，シフトレジスタ９５を CHKDOバスにつなぐとともに後段からのCHKDO信号を遮断する。この状態でシフトレジスタ９５の内容をCHKDOバスに読み出す。そして，シフトレジスタ９５の内容を制御部に送り，制御部にて故障診断を行うのである。
特開平１１−３３８４１２号公報特開２０００−９８９６５号公報

しかしながら，前記した従来の情報表示装置には，以下のような問題点があった。まず特許文献１の情報表示装置では，個々の表示ユニットの構造が複雑で部品点数も多いという問題点がある。その理由は，各表示ユニットに診断部８４を備えなければならないからである。また，この情報表示装置では，各表示ユニットにおける故障の診断に要する時間が長いという問題もある。その理由は，診断部８４から表示駆動部８２に診断データを入力し，さらに診断結果データを回収するまでに，表示駆動部８２のシフトレジスタの段数の２倍のクロック数が必要だからである。また，判定結果を制御部が取得するためには，さらに全シフトレジスタ段数分のクロック数が必要である。このため，故障した表示ユニットを制御部が把握するためには，相当に長い時間が必要なのである。一方，特許文献２の情報表示装置では，制御部にかかる負担が大きい。故障検出の方法そのものは従前からのデータ照合方式を使用しているからである。

本発明は，前記した従来の情報表示技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，簡単な構造の表示ユニットを用いて，迅速に故障の診断および故障した表示ユニットの特定ができる情報表示装置，そのための表示ユニット，およびその故障検出方法を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の表示ユニットは，同種の表示ユニットとともに制御部に直列に接続して使用されるものであり，縦横のマトリクス状に配置された表示素子群と，前段の表示ユニットまたは制御部（以下，単に「前段」という）から入力されたデータを保持しつつ転送クロックに従って順次後段へ出力するシフトレジスタとを有し，シフトレジスタから所定のタイミングで取得したデータに基づいて表示素子群により表示を行うものであって，シフトレジスタの出力点からデータを取得するとともに，そのデータを１転送クロック遅れて出力する第１データ転送手段と，第１データ転送手段の出力点からデータを取得するとともに，そのデータを１転送クロック遅れて出力する第２データ転送手段と，第１データ転送手段の出力データと第２データ転送手段の出力データとの論理演算値を出力する監視ゲートとを有している。また，監視ゲートの出力データと他の表示ユニットの監視ゲートの出力データとの時系列合成を作成し，さらに別の表示ユニットもしくは制御部へ送信する合成手段と，シフトレジスタの出力点のデータと前段からシフトレジスタに入力されるデータとのいずれか一方を択一的に後段へ出力するスルースイッチとをさらに有している。

また，本発明の情報表示装置は，複数の本発明の表示ユニットを直列に接続するとともに，これらの複数の表示ユニットを制御する制御部とを有するものであって，制御部が，各表示ユニットのシフトレジスタに表示データおよび転送クロックを提供するとともにスルースイッチにスルー設定信号を提供し，通常表示を行う際には，スルー設定信号により各表示ユニットを，スルースイッチがシフトレジスタを通過したデータを後段へ出力する通常表示モードとした上で表示データを提供し，表示ユニットの故障検出を行う際には，スルー設定信号により各表示ユニットを，スルースイッチがシフトレジスタに入力されるデータをそのまま後段へ出力するスルーモードとした上で，表示データに代えてチェックデータを提供し，各表示ユニットの監視ゲートの出力データの時系列合成の入力を受けるものである。

この情報表示装置における故障検出は，次の方法により行われる。まず，各表示ユニットのシフトレジスタに，表示データの代わりに，ハイロー間のエッジを含むチェックデータを供給する。すると，各表示ユニットでは，シフトレジスタの段数分の転送クロックを受けることにより，チェックデータがシフトレジスタの出力点に到達することになる。そこで，転送クロックに従ってシフトレジスタの出力点から第１データ転送手段に，さらに第２データ転送手段にチェックデータを取り込む。そして，第１データ転送手段の出力データと第２データ転送手段の出力データとの論理演算値を監視ゲートにより出力する。監視ゲートの出力値は，シフトレジスタが正常であるか否かにより異なる。したがって，監視ゲートの出力値により，そのシフトレジスタが正常であるか否かを診断することができる。ここで監視ゲートは，両データ転送手段の出力データについて，一方のみ反転させてそれらの論理値を出力するものであるとよりよい。なお，チェックデータのビット長は，シフトレジスタの段数より短いものでよく，２ビットでも十分である。

ここで第１データ転送手段および第２データ転送手段の例として，複数のフリップフロップを直列に接続した直列フリップフロップ群が挙げられる。すなわち，直列フリップフロップ群の前端をシフトレジスタの出力点に接続し，各フリップフロップが転送クロックに従ってチェックデータを転送するようにすればよい。そして監視ゲートには，直列フリップフロップ群中の２つのフリップフロップの出力データが入力されるようにすればよい。

また，各表示ユニットが合成手段を有することにより，各表示ユニットの監視データを順に並べたシリアルデータを制御部へ提供することができる。このため制御部では，シリアルデータを受信するだけで，表示ユニットにおける故障の有無を把握できる。また，故障があった場合の故障ユニットの特定もできる。ここで合成手段の例として，監視ゲートの出力と他の表示ユニットの監視ゲートの出力データとの論理演算値を出力する論理ゲートと，論理ゲートの出力データを転送クロックに従って取得する監視用フリップフロップとの組み合わせを挙げることができる。

本発明の表示ユニットにおいてはまた，シフトレジスタの出力点のデータと前段からシフトレジスタに入力されるデータとのいずれか一方を択一的に後段へ出力するスルースイッチを有し，制御部から受けるスルー設定信号に基づいて，スルースイッチがシフトレジスタを通過したデータを後段へ出力する通常表示モードと，スルースイッチがシフトレジスタに入力される表示データをそのまま後段へ出力するスルーモードとが切り替えられる。また，制御部は，スルー設定信号により各表示ユニットをスルーモードとした上で，各表示ユニットのシフトレジスタに表示データの代わりにチェックデータを提供して表示ユニットの故障検出を行う。

本発明の表示ユニットでは，制御部からのスルー設定信号の操作により，通常表示モードとスルーモードとの切替が可能である。むろん，通常の表示データによる情報表示は通常表示モードで行われる。一方，故障検出動作は，スルーモードで行われる。この状態では，各表示ユニットのシフトレジスタに，一度にチェックデータが供給されることになる。そして，各表示ユニットの監視データが合成手段により合成されてシリアルの監視データとなる。このシリアルの監視データにより，制御部での故障ユニットの認識が行われる。

なお，表示素子群による表示の可否を切り替えるイネーブルスイッチを各表示ユニットに設けてもよい。その場合のイネーブルスイッチは，通常表示モードでは表示素子群による表示を許可し，スルーモードでは表示素子群による表示を禁止するのである。これにより，チェックデータが表示に反映されてしまうことを防止できる。また，各表示ユニットに，データ転送手段および合成手段を停止させる停止手段を設け，制御部から停止手段を操作するようにしてもよい。その場合，通常表示モードでは停止手段によりデータ転送手段および合成手段を停止させておく。そして，故障検出を行う際には，チェックデータがシフトレジスタの出力点に到達するまでにデータ転送手段および合成手段の停止を解除するのである。

本発明によれば，各表示ユニットに診断部を設ける必要がない。また，制御部から提供するチェックデータは，ごく短いビット長のものでよい。また，各表示ユニットを個別に制御することなく，一斉にスルーモードとし，一斉にチェックデータを提供するだけで故障診断および故障ユニットの特定ができる。また，故障検査のための所要時間は，基本的には，各表示ユニットにおけるシフトレジスタの段数分の転送クロック数が必要なだけである。スルー状態の設定のための時間や，チェック結果のシリアルデータを制御部へ回収するのに要する時間を含めてもさほど長くはない。このようにして，簡単な構造の表示ユニットを用いて，迅速に故障の診断および故障した表示ユニットの特定ができる情報表示装置，そのための表示ユニット，およびその故障検出方法が提供されている。

以下，本発明を具体化した最良の実施形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

本形態に係る表示ユニット１は，図１のブロック図に示すように構成されている。すなわち図１の表示ユニット１は，ＬＥＤマトリックス２と，ドライバ３と，ラッチ４と，シフトレジスタ５とを有している。表示ユニット１にはさらに，上記のものの他，アンドゲート６，１２，スイッチ７，８，フリップフロップ９，１０，１１，オアゲート１３，監視用フリップフロップ１４，バイパス路１５，および接地抵抗１６が設けられている。そして表示ユニット１は，前段の表示ユニットもしくは制御部から，イネーブル信号，ラッチ信号，表示データ，スルー設定信号，設定クロック，転送クロック，および監視中信号の各信号を受信するようになっている。そして，これらの信号を後段の表示ユニットへ送信するようになっている。また後段の表示ユニットから監視データを受信し，前段の表示ユニットもしくは制御部へ送信するようになっている。

イネーブル信号は，アンドゲート６を介してドライバ３に入力されるようになっている。この信号は，ＬＥＤマトリックス２の点灯／消灯を制御部により一斉に切り替えるための信号である。ラッチ信号は，ラッチ４に直接に入力されるようになっている。この信号は，シフトレジスタ５のデータのラッチ４による取得を制御部が指示するための信号である。

表示データは，シフトレジスタ５に直接に入力されるようになっている。むろんこのデータは，ＬＥＤマトリックス２にて表示する画像を特定するためのデータである。シフトレジスタ５の出力点からスイッチ７を介して，後段の表示ユニットに表示データが転送されるようになっている。表示データはまた，バイパス路１５によりシフトレジスタ５をバイパスして後段の表示ユニットに転送されることもできるようになっている。バイパス路１５は，スイッチ７の下流側に合流するようになっている。その途中にスイッチ８が配置されている。

スルー設定信号は，フリップフロップ９に入力されるようになっている。また，フリップフロップ９には，設定クロックがクロック信号として供給されるようになっている。そして，フリップフロップ９を出たスルー設定信号が，アンドゲート６に入力され，スイッチ７，８に制御信号として供給され，また，後段の表示ユニットへ送られるようになっている。このうちアンドゲート６，スイッチ７に対する信号は反転されるようになっている。すなわちスルー設定信号により，ＬＥＤマトリックス２の点灯／消灯を表示ユニットごとに切り替えることができるようになっている。また，スイッチ７，８は，いずれか一方がオンで他方がオフであり，いずれがオンであるかがスルー設定信号により切り替えられるようになっている。すなわち，スイッチ７およびスイッチ８は，シフトレジスタ５の出力点からの表示データと前段からシフトレジスタ５に入力される表示データとのいずれか一方を択一的に後段へ出力するスルースイッチとして機能する。また，フリップフロップ９の存在により，各表示ユニットに供給されるスルー設定信号は，設定クロックの１クロック分ずつ時間的にずれるようになっている。

転送クロックは，シフトレジスタ５，フリップフロップ１０，１１，および監視用フリップフロップ１４にクロック信号として供給されるようになっている。これにより，シフトレジスタ５，フリップフロップ１０，１１，および監視用フリップフロップ１４におけるデータの伝達タイミングが律せられるようになっている。なおフリップフロップ１０，１１は，シフトレジスタ５の出力点から直列に配置されている。これにより，シフトレジスタ５を通過してその出力点に現れたデータを転送クロックに従ってフリップフロップ１０からフリップフロップ１１へと伝達できるようになっている。監視中信号は，フリップフロップ１０，１１，および監視用フリップフロップ１４にリセット信号として供給されるようになっている。これにより，フリップフロップ１０，１１，および監視用フリップフロップ１４が実際に転送クロックに従ってデータを伝達する動作状態と，フリップフロップ１０，１１，および監視用フリップフロップ１４の出力がローに固定されるリセット状態とを切り替えられるようになっている。

後段の表示ユニットから受信した監視データは，オアゲート１３に入力されるようになっている。オアゲート１３にはこの他，アンドゲート１２の出力も入力されるようになっている。そしてアンドゲート１２には，フリップフロップ１０の反転出力とフリップフロップ１１の出力とが入力されるようになっている。オアゲート１３の出力が，監視用フリップフロップ１４を介して前段の表示ユニットもしくは制御部へ送られるようになっている。なお，オアゲート１３における，後段の表示ユニットからの監視データを受ける入力端子は，接地抵抗１６を介して接地されている。

図１の表示ユニット１は，図２のブロック図に示すように，制御部２０に多数個を直列に接続して使用される。図２の全体で，情報表示装置を構成している。以下，個々の表示ユニットを区別する場合には，図２中に示すように表示ユニット１−１，１−２，１−３……といった具合に添え字を付するものとする。個々の表示ユニットを特に区別しない場合には，単に「表示ユニット１」というものとする。

図１および図２の情報表示装置において，通常の情報表示を行う場合には，制御部２０により，各表示ユニット１を通常表示モードとする。すなわち，イネーブル信号をハイとし，スルー設定信号および監視中信号をローとする。そして，表示ユニット１の個数分の設定クロックにより，ローレベルのスルー設定信号を全部の表示ユニット１に行き渡らせる。これにより，各表示ユニット１が通常表示モードとなる。

通常表示モードでは，ドライバ３にはアンドゲート６からハイ信号が入力されている。このためドライバ３は，ラッチ４が保持しているデータによりＬＥＤマトリックス２を点灯する点灯状態である。また，スイッチ７はオンでスイッチ８はオフである。このため，制御部２０からの表示データは，各表示ユニット１においてシフトレジスタ５を通過してから次段の表示ユニットへ向かう。また，フリップフロップ１０，１１，および監視用フリップフロップ１４は動作しない。この状態で，制御部２０から表示データを出力すると，表示データは転送クロックに従って各表示ユニット１のシフトレジスタ５に行き渡る。そして各表示ユニット１では，ラッチ信号に従ってラッチ４がシフトレジスタ５から表示データを取得する。この表示データによりＬＥＤマトリックス２が点灯される。転送クロックにより表示データが進行していき，ラッチ信号により表示が更新される。

故障診断を行う際には，制御部２０により，各表示ユニット１をスルーモードとする。すなわち，スルー設定信号をハイとする。そして，表示ユニット１の個数分の設定クロックにより，ハイレベルのスルー設定信号を全部の表示ユニット１に行き渡らせる。これにより，各表示ユニット１がスルーモードとなる。スルーモードでは，アンドゲート６の一方の入力がローであるため，ドライバ３にはアンドゲート６からロー信号が入力される。このためドライバ３は，ＬＥＤマトリックス２を点灯しない消灯状態になる。また，スイッチ７はオフでスイッチ８はオンである。このため，制御部２０からの表示データは，各表示ユニット１において，バイパス路１５を経由して直ちに次段の表示ユニット１へ向かう。したがって，制御部２０からの表示データが各表示ユニット１のシフトレジスタ５に同時に入力されることとなる。

この状態で制御部２０から各表示ユニット１のシフトレジスタ５に，表示データの代わりにチェックデータを供給する。チェックデータは，「ハイ」→「ロー」の計２ビット長のものである。この状況を図３のタイミングチャートに示す。前述のように各表示ユニット１がスルーモードとされているので，このチェックデータは各表示ユニット１のシフトレジスタ５に同時に入力される。そして，チェックデータの開始時刻ｔ１からの転送クロック数がシフトレジスタ５の段数分に達した時刻ｔ３から，監視中信号をハイとする。これにより，フリップフロップ１０，１１，および監視用フリップフロップ１４が動作する状態となる。以下の説明では，時刻ｔ３からの転送クロック数がチェックデータのビット数に達した時刻ｔ４以降の転送クロックの各立ち上がりエッジに，「０」番からの番号を付して示す。

すると，各表示ユニット１におけるフリップフロップ１０，１１，およびアンドゲート１２の出力信号は，図４のタイミングチャートに示すものとなる。すなわち，時刻ｔ３後の最初の転送クロック数の立ち上がりエッジにより，チェックデータの１ビット目のハイレベルがシフトレジスタ５の出力点に現れる。次の立ち上がりエッジにより，シフトレジスタ５の出力点はチェックデータの２ビット目のローレベルとなる。フリップフロップ１０の出力は，シフトレジスタ５の出力点より１転送クロック遅れるので，時刻ｔ４の直前の転送クロックの立ち上がりエッジから，時刻ｔ４後の最初の転送クロック数の立ち上がりエッジ（０番）までの間がハイとなる。フリップフロップ１１の出力は，フリップフロップ１０の出力より１転送クロック遅れるので，０番の立ち上がりエッジから１番の立ち上がりエッジまでの間がハイとなる。すなわち，フリップフロップ１０および１１は，シフトレジスタ５の出力点の信号を取得して転送クロックに従って後方へ向けて順次転送するデータ転送手段として機能している。ここで，０番の立ち上がりエッジから１番の立ち上がりエッジまでの間においては，フリップフロップ１０の出力がローでフリップフロップ１１の出力がハイとなっている。この条件が成り立つのはこの期間だけである。したがって，アンドゲート１２の出力信号は，この期間中のみハイとなる。

ところで，上記のようなアンドゲート１２の出力信号が得られるのは，シフトレジスタ５が故障なく正常に動作している場合に限られる。シフトレジスタ５が故障している場合には，次のようなこととなる。故障によりシフトレジスタ５の出力点がローレベルに固定される状態になっている場合には，上記の期間において，フリップフロップ１０，１１の出力がともにローである。よって，アンドゲート１２の出力信号がローとなる。また，故障によりシフトレジスタ５の出力点がハイレベルに固定される状態になっている場合には，上記の期間において，フリップフロップ１０，１１の出力がともにハイである。よって，アンドゲート１２の出力信号がローとなる。なお，上記の期間以外におけるアンドゲート１２の出力は，シフトレジスタ５の故障如何に関わらずローである。これより，上記の期間におけるアンドゲート１２の出力信号を，その表示ユニット１におけるシフトレジスタ５が正常であるか故障しているかを監視する監視データとして利用できるのである。よってアンドゲート１２は，監視ゲートとしての役割を果たしている。

上記のようにして，各表示ユニット１におけるアンドゲート１２は，０番の立ち上がりエッジから１番の立ち上がりエッジまでの間に一斉に監視データを出力することとなる。そして，各表示ユニット１が有するオアゲート１３および監視用フリップフロップ１４により，各表示ユニット１の監視データが，順に制御部２０へ送られることとなる。制御部２０に最初に到達する監視データは，図２中の表示ユニット１−１のものである。以下，１−２，１−３，……の順である。よって，オアゲート１３および監視用フリップフロップ１４は，監視データの時系列合成を作成する合成手段としての役割を果たしている。

なお，各表示ユニット１中に設けられている接地抵抗１６は，ローレベルを担保する役割を果たしている。すなわち，もし接地抵抗１６がなく監視データ線が完全にフロートになっていると，誤判定が生じうるのである。逆に，接地抵抗１６を介さずこの箇所を直接に接地してしまってもいけない。後段の表示ユニット１の監視用フリップフロップ１４からの信号が無効になってしまうからである。

よって，図５のタイミングチャートに示すように，制御部２０に送られる監視データは，全部の表示ユニット１が正常である場合，１番の立ち上がりエッジからハイとなり，表示ユニット１の個数分の転送クロックをカウントする間ハイであり続ける。もし，故障している表示ユニット１がある場合には，その表示ユニット１に相当するタイミングで監視データがローになってしまう。その場合，監視データがローになった時の転送クロックの立ち上がりエッジの番号によって，どの表示ユニット１が故障しているかを特定できる。図５の下段の例では，３番の表示ユニット１が故障していることがわかる。複数の表示ユニット１が故障している場合でも，すべての表示ユニット１について正常であるか故障しているかを判別することができる。

以上が故障診断動作である。故障診断が終了したら，スルー設定信号および監視中データをローに戻して通常表示モードに復帰する。もし，表示ユニット１の故障が検出された場合には，スルー設定信号と設定クロックとを用いて，故障している表示ユニット１のみスルーモードとし，正常な表示ユニット１のみ通常表示モードとして情報表示を行えばよい。

以上の故障診断動作に要する時間は，次の通りである。まず故障診断動作そのものについては，図３から明らかなように所要時間は，「チェックデータのビット数」＋「シフトレジスタ５の段数」＋「表示ユニット１の個数」＋「１」の転送クロック数に相当する時間である。

ここで「チェックデータのビット数」は，上の例ではわずかに「２」である。チェックデータは基本的に，ロー→ハイのエッジとハイ→ローのエッジとを１つずつ含んでいれば十分なので最小の２ビットでよいのである。よって，各表示ユニット１で監視信号が出力されるまでの時間（図３中のｔ１〜ｔ４）は，「シフトレジスタ５の段数」よりわずかに長い程度である。従来技術で説明したもののようにこの段階でシフトレジスタの段数の２倍に相当する時間を要してしまうことがない。そして，制御部２０が監視データを回収するのに要する時間（図３中のｔ４〜ｔ５）は，表示ユニット１の個数よりわずかに長い程度である。従来技術で説明したもののようにこの段階でシフトレジスタの総段数に相当する時間を要してしまうことがない。よって，図３中のｔ１〜ｔ５の全体でも，「シフトレジスタ５の段数」＋「表示ユニット１の個数」よりわずかに長い程度でしかない。

実際にはこれにさらに，スルーモードを設定するための時間と，その後に通常表示モードに復帰するための時間とが必要である。ただしこれらのモード移行時間はごく短時間で済む。転送クロックとは別の設定クロックによりモードの移行を行っているので，設定クロックを可能な限り高速なものとすることができるからである。したがって，故障診断動作に要する総時間は，過度に長くなることはない。よって，ダイナミック点灯方式など，表示データを高速に転送しつつ表示を行う場合においても，見る者にさほど違和感を感じさせることなく故障診断をすることができる。

以上詳細に説明したように本実施形態に係る情報表示装置では，各表示ユニット１において，シフトレジスタ５の出力点の信号を，フリップフロップ１０，１１により取り出すとともに，フリップフロップ１０の出力の反転とフリップフロップ１１の出力との論理演算値をアンドゲート１２に得るようにしている。したがって，制御部２０から表示データの代わりにチェックデータを入力することにより，所定のタイミングでアンドゲート１２から，シフトレジスタ５が故障しているか否かを示す監視データを得ることができる。このため，チェックデータは最小２ビットのごく短いもので十分で，これを供給する制御部２０の負担が小さい。また，各表示ユニット１における，故障判定のための特有の構成は，フリップフロップ１０，１１，およびアンドゲート１２だけの簡単なものである。したがって，各表示ユニット１の構成はさほど複雑なものではない。特に，長いチェック用データをあらかじめ格納するとともにその照合手段を備えた診断部を各表示ユニットに設ける必要がない。

また，各表示ユニット１において，シフトレジスタ５をバイパスするバイパス路１５を設けている。さらに，スイッチ７，８により，シフトレジスタ５を通過したデータを後段へ送る通常表示モードと，前段から入力されたデータをそのまま後段へ送るスルーモードとの切替ができるようになっている。このため，故障診断を行う際には各表示ユニット１をスルーモードとすることにより，各表示ユニット１に一斉にチェックデータを供給して，並行して故障診断を行わせることができる。また，スイッチ７，８を操作するスルー設定信号と同じ信号により，アンドゲート６を介してＬＥＤマトリックス２の点灯を停止させるようになっている。このため，制御部２０からイネーブル信号の操作をしなくても，故障診断中にはＬＥＤマトリックス２が消灯されることとなる。この点でも制御部２０の負担が軽減されている。また，制御部２０からの監視中信号により，通常表示モードにおいてはフリップフロップ１０，１１，および監視用フリップフロップ１４が動作しないようにされている。これにより，通常表示モード中に監視データが変動することがない。

さらに，各表示ユニット１では，オアゲート１３および監視用フリップフロップ１４により，各表示ユニット１の監視データを時系列的に順に合成して制御部２０へ提供するようにしている。このため，１本の監視データ線だけですべての監視データを制御部２０へ提供できる。かつ，監視データの制御部２０への提供に要する時間は表示ユニット１の個数に相当する転送クロック数の時間で済む。また，制御部２０では，監視データがローレベルとなるタイミングだけで，故障した表示ユニット１を特定することができる。

以上のようにして，簡単な構造の表示ユニット１を用いて，迅速に故障の診断および故障した表示ユニット１の特定ができる情報表示装置と，そのための表示ユニット１と，その故障検出方法とが実現されている。

なお，本実施形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，本実施形態では監視ゲートをアンドゲート１２で構成し，フリップフロップ１０の出力の反転とフリップフロップ１１の出力とがアンドゲート１２に入力されるようにした。しかしこれに限らず，監視ゲートをノアゲートで構成してもよい。その場合には，フリップフロップ１０の出力とフリップフロップ１１の出力の反転とがノアゲートに入力されるようにすればよい。また，監視データ線における監視データの転送順序は逆でもよい。すなわち，図２中の表示ユニット１−１から右へ右へと監視データを転送し，一番右の表示ユニット１−ｎから別のケーブルで制御部２０へ監視データを返送するようにしてもよい。その場合，図５中の監視データの番号は，左右逆になる。

また，本実施形態ではチェックデータを２ビットとしたが，もっと長くてもよい。例えばハイ→ロー→ハイ→ローの４ビットとしてもよい。その場合には，フリップフロップ１０，１１のところを４個のフリップフロップの直列とし，アンドゲート１２は４入力のものとする。そして，前側から奇数番目のフリップフロップの出力の反転と偶数番目のフリップフロップの出力とが４入力のアンドゲートに入力されるようにすればよい。また，監視中信号は，図３中，時刻ｔ４よりも転送クロックの４クロック分前からハイアップする必要がある。もっとも，チェックデータをあまり長くすると，故障診断の迅速性の要求には合わないこととなってしまう。現実的にはチェックデータのビット数は２または４で十分である。

また本実施形態では，オアゲート１３の出力側に監視用フリップフロップ１４を配置したが，監視用フリップフロップ１４の位置は他にも考えられる。例えば，オアゲート１３の入力側でもよい。すなわち，他の表示ユニット１からの監視データをまず監視用フリップフロップ１４で受け，その出力とアンドゲート１２の出力とがオアゲート１３に入力されるようにするのである。オアゲート１３の出力は，そのまま他の表示ユニット１または制御部２０へ送られることとなる。このようにすると，図５中，制御部への監視データが，１転送クロック分早く現れることとなる。

また，本実施形態では前述のように，図４中の転送クロックの０番の立ち上がりエッジから１番の立ち上がりエッジまでの間におけるアンドゲート１２の出力信号自体が，その表示ユニット１のシフトレジスタ５の故障の有無を示している。そこで，この期間におけるこの信号をホールドすることにより，表示ユニット１に自身の故障の有無を示すモニタランプ等のインジケータを設けることもできる。

なお本実施形態では，各表示ユニット１がシフトレジスタ５を１つずつ有することとした。しかしこれに限らず，各表示ユニットが複数のシフトレジスタを有する場合であっても，本発明の適用が可能である。その場合，出口データ転送手段たるフリップフロップ群もシフトレジスタごとに設ければよい。また，監視ゲートや監視データ線については，シフトレジスタごとにそれぞれ設けてもよいし，多入力の監視ゲートを用いて１つにまとめてもよい。

実施形態の表示ユニットの構成を示すブロック図である。実施形態の情報表示装置の構成を示すブロック図である。実施形態の情報表示装置における故障診断動作を説明するタイミングチャートである。実施形態の表示ユニットにおける故障診断動作を説明するタイミングチャートである。実施形態の情報表示装置における故障診断動作を説明するタイミングチャートである。従来の表示ユニットの構成を示すブロック図である。従来の別の表示ユニットの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１表示ユニット
２ＬＥＤマトリックス（表示素子群）
５シフトレジスタ
７スイッチ（スルースイッチ）
８スイッチ（スルースイッチ）
９フリップフロップ（スルースイッチ）
１０フリップフロップ（データ転送手段）
１１フリップフロップ（データ転送手段）
１２アンドゲート（監視ゲート）
１３オアゲート（合成手段）
１４監視用フリップフロップ（合成手段）
２０制御部

Claims

同種の表示ユニットとともに制御部に直列に接続して使用されるものであり，縦横のマトリクス状に配置された表示素子群と，前段の表示ユニットまたは制御部（以下，単に「前段」という）から入力されたデータを保持しつつ，前段から供給される転送クロックに従って順次後段の表示ユニット（以下，単に「後段」という）へデータを出力するシフトレジスタとを有し，前記シフトレジスタから所定のタイミングで取得したデータに基づいて前記表示素子群により表示を行う表示ユニットにおいて，
前記シフトレジスタの出力点からデータを取得するとともに，そのデータを１転送クロック遅れて出力する第１データ転送手段と，
前記第１データ転送手段の出力点からデータを取得するとともに，そのデータを１転送クロック遅れて出力する第２データ転送手段と，
前記第１データ転送手段の出力データと前記第２データ転送手段の出力データとの論理演算値を出力する監視ゲートと，
前記監視ゲートの出力データと他の表示ユニットの監視ゲートの出力データとの時系列合成を作成し，さらに別の表示ユニットもしくは制御部へ送信する合成手段と，
前記シフトレジスタの出力点のデータと前段から前記シフトレジスタに入力されるデータとのいずれか一方を択一的に後段へ出力するスルースイッチとを有し，
前段から受けるスルー設定信号に基づいて，
前記スルースイッチが前記シフトレジスタを通過したデータを後段へ出力する通常表示モードと，
前記スルースイッチが前記シフトレジスタに入力されるデータをそのまま後段へ出力するスルーモードとが切り替えられることを特徴とする表示ユニット。
直列に接続された複数の表示ユニットと，前記複数の表示ユニットを制御する制御部とを有し，各表示ユニットが，縦横のマトリクス状に配置された表示素子群と，前段の表示ユニットまたは制御部（以下，単に「前段」という）から入力されたデータを保持しつつ転送クロックに従って順次後段の表示ユニット（以下，単に「後段」という）へ出力するシフトレジスタとを有し，前記シフトレジスタから所定のタイミングで取得したデータに基づいて前記表示素子群により表示を行う情報表示装置において，
各表示ユニットが，
シフトレジスタの出力点からデータを取得するとともに，そのデータを１転送クロック遅れて出力する第１データ転送手段と，
前記第１データ転送手段の出力点からデータを取得するとともに，そのデータを１転送クロック遅れて出力する第２データ転送手段と，
前記第１データ転送手段の出力データと前記第２データ転送手段の出力データとの論理演算値を出力する監視ゲートと，
前記監視ゲートの出力データと他の表示ユニットの監視ゲートの出力データとの時系列合成を作成し，さらに別の表示ユニットもしくは前記制御部へ送信する合成手段と，
前記シフトレジスタの出力点のデータと前段から前記シフトレジスタに入力されるデータとのいずれか一方を択一的に後段へ出力するスルースイッチとを有し，
スルー設定信号に基づいて，
前記スルースイッチが前記シフトレジスタを通過したデータを後段へ出力する通常表示モードと，
前記スルースイッチが前記シフトレジスタに入力されるデータをそのまま後段へ出力するスルーモードとが切り替えられるものであり，
前記制御部が，
各表示ユニットのシフトレジスタに表示データおよび転送クロックを提供するとともにスルースイッチにスルー設定信号を提供し，
通常表示を行う際には，スルー設定信号により各表示ユニットを通常表示モードとした上で表示データを提供し，
表示ユニットの故障検出を行う際には，スルー設定信号により各表示ユニットをスルーモードとした上で，表示データに代えてチェックデータを提供し，各表示ユニットの監視ゲートの出力データの時系列合成の入力を受けることを特徴とする情報表示装置。
直列に接続された複数の表示ユニットと，前記複数の表示ユニットを制御する制御部とを有し，各表示ユニットが，縦横のマトリクス状に配置された表示素子群と，前段の表示ユニットまたは制御部（以下，単に「前段」という）から入力された表示データを保持しつつ転送クロックに従って順次後段の表示ユニット（以下，単に「後段」という）へ出力するシフトレジスタとを有し，前記シフトレジスタから所定のタイミングで取得した表示データに基づいて前記表示素子群により表示を行う情報表示装置における故障検出方法において，
各表示ユニットに，
シフトレジスタの出力点からデータを取得するとともに，そのデータを１転送クロック遅れて出力する第１データ転送手段と，
前記第１データ転送手段の出力点からデータを取得するとともに，そのデータを１転送クロック遅れて出力する第２データ転送手段と，
前記第１データ転送手段の出力データと前記第２データ転送手段の出力データとの論理演算値を出力する監視ゲートと，
前記監視ゲートの出力データと他の表示ユニットの監視ゲートの出力データとの時系列合成を作成し，さらに別の表示ユニットもしくは前記制御部へ送信する合成手段と，
前記シフトレジスタの出力点のデータと前段から前記シフトレジスタに入力されるデータとのいずれか一方を択一的に後段へ出力するスルースイッチとを備えておき，
前記制御部により各表示ユニットのシフトレジスタに表示データおよび転送クロックを提供するとともにスルースイッチにスルー設定信号を提供し，
通常表示を行う際には，スルー設定信号により各表示ユニットを，スルースイッチがシフトレジスタを通過したデータを後段へ出力する通常表示モードとした上で表示データを提供し，
表示ユニットの故障検出を行う際には，
スルー設定信号により各表示ユニットを，スルースイッチがシフトレジスタに入力されるデータをそのまま後段へ出力するスルーモードとした上で，各表示ユニットのシフトレジスタに表示データの代わりにチェックデータを提供し，
各表示ユニットにて，シフトレジスタを通過したチェックデータを前記第１データ転送手段，前記第２データ転送手段，および監視ゲートでチェックし，
そのチェック結果の前記合成手段による時系列合成を前記制御部へ提供することを特徴とする情報表示装置の故障検出方法。