JP6542930B2 - 故障検知システム、故障検知方法及び故障検知装置 - Google Patents
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Description
(第1の実施例)
図1は、故障検知システムの第1の実施例の回路を示すブロック図、図2は該第1の実施例の構成を示すブロック図である。第1の実施例に係る故障検知システムは、図示のように、発光手段1と、故障検知装置2と、ディスプレイ29とを備えている。
(第2の実施例)
図4は、本発明に係る故障検知システムの第2の実施例の構成を示すブロック図である。この例では、第1の実施例と多くの同様な構成を有するが、異なる点は選択信号S1と判定モジュール24とにある。選択信号S1は、スキャン線の一次選択信号S1aとデータ線の二次選択信号S1bとを含む。判定モジュール24は、第1のマルチプレクサ25aと、第2のマルチプレクサ25bと、減算器26と、アナログ/デジタルコンバータ31と、演算器32と、コンパレータ274とを備えている。
図5は、本発明に係る故障検知システムの第3の実施例の回路を示すブロック図である。この例では、第1の実施例と多くの同様な構成を有する。故障検知装置2が一つのLEDユニット11fを有する発光手段1と電気的に接続され、LEDユニット11fは入力端子と出力端子を有する。故障検知装置2は、駆動モジュール21と判定モジュール24と制御ユニット30とを備えている。
図6は、本発明に係る故障検知システムの第4の実施例の回路を示すブロック図である。この例では、第3の実施例と多くの同様な構成を有するが、異なる点は判定モジュール24にある。LEDユニット11fの入力端子に電気的に接続され、更に減算器26を有する。
(第5の実施例)
図7は、本発明に係る故障検知システムの第5の実施例の回路を示すブロック図である。この例では、第3の実施例と多くの同様な構成を有する。LEDユニット11fは、直列接続された複数のLED13〜15を有し、LED13〜15のそれぞれはアノードとカソードとを有する。LED13〜15では、LED13のアノードを入力端子と電気的に接続し、LED15のカソードを出力端子と電気的に接続している。
11a〜11p 発光ダイオードユニット
13〜15 発光ダイオード(LED)
1A スキャン線
1B データ線
2 故障検知装置
21 駆動モジュール
22 スキャンユニット
221、222 スキャンスイッチ
23 データユニット
231、232 データスイッチ
24 判定モジュール
25 マルチプレクサ
25a 第1のマルチプレクサ
25b 第2のマルチプレクサ
26 減算器
274 コンパレータ
29 ディスプレイ
30 制御ユニット
31 アナログ/デジタルコンバータ
32 演算器
A 第1の数値
B 第2の数値
S1 選択信号
S1a 一次選択信号
S1b 二次選択信号
S2 ステート信号
S21〜S23 サブステート信号
S3 制御信号
S31 スキャン信号
S32 データ信号
Vb 基準電圧
Vc 電圧
Vd 出力電圧
Vd1〜Vd4 電圧
Vdd 駆動電圧
Vdif 電圧差
Vled 入力電圧
Vled1〜Vled4 電圧
Vx1〜Vx4 データ信号
Vy1〜Vy4 スキャン信号
Claims (22)
- 第1の方向及び前記第1の方向と直交する第2の方向に沿ってマトリックス状に配置された複数の発光ダイオードユニットの故障を検知するための故障検知装置において、
各前記発光ダイオードユニットが前記マトリックス上の何処にあるかを特定するための位置座標を含む座標信号を生成する制御ユニットと、
前記制御ユニットが生成した前記座標信号に基づいて、前記座標信号に対応する前記発光ダイオードユニットを駆動するための駆動電圧を前記発光ダイオードユニットのアノードに入力すると共に、前記座標信号に対応する前記発光ダイオードユニットのカソードから出力電圧を取り出すための駆動モジュールと、
各前記発光ダイオードユニットのカソードに接続され、前記座標信号に基づいて、前記座標信号に対応する前記発光ダイオードユニットの前記カソードからの前記出力電圧を所定の時間間隔をあけて2回検出すると共に、これら2回の前記出力電圧の電圧差に基づいて、前記制御ユニットが前記発光ダイオードユニットに異常が生じたか否かを判断するための状態信号を生成する判定モジュールと、
を備えることを特徴とする故障検知装置。 - 検知対象としての発光ダイオードユニットを検知する故障検知システムであって、発光手段と、故障検知装置とを備え、
前記発光手段は、
互いに所定の行方向に並んで配置された複数のスキャン線と、
互いに前記行方向と垂直の列方向に並んで配置された複数のデータ線と、
それぞれが前記スキャン線と前記データ線とによって画定されたマトリックスに対応して配置された前記検知対象としての前記発光ダイオードユニットを含む複数の前記発光ダイオードユニットとを含み、
前記発光ダイオードユニットはそれぞれ、対応する前記スキャン線に電気的に接続された入力端子と、対応する前記データ線に電気的に接続された出力端子とを有し、
前記故障検知装置は、駆動モジュールと、判定モジュールとを備え、
前記駆動モジュールは、複数の前記スキャン線及び複数の前記データ線の間に電気的に接続され、前記発光ダイオードユニットを示す座標信号に基づいて、駆動信号を生成して前記発光ダイオードユニットへ出力するように配置され、
前記判定モジュールは、前記発光ダイオードユニットのそれぞれの出力端子に電気的に接続され、前記発光ダイオードユニットの前記座標信号に相関すると共に前記発光ダイオードユニットのどの前記データ線かを示す選択信号が入力されるように配置され、前記選択信号に基づいて前記発光ダイオードユニットの前記出力端子からの出力電圧を検出し、所定の時間間隔をあけた第1の時刻と第2の時刻とでそれぞれ検出された前記出力電圧の電圧差に基づいて、前記発光ダイオードユニットが異常であるかどうかを示すステート信号を生成する、
ことを特徴とする故障検知システム。 - 前記故障検知装置は更に、前記発光ダイオードユニットに相関する位置座標に基づいて前記座標信号と前記選択信号とを生成するように設けられ、また、前記判定モジュール及び前記駆動モジュールの間に電気的に接続され、入力された前記ステート信号及び前記位置座標に基づいて判定結果を出力する制御ユニットを有する、
ことを特徴とする請求項2に記載の故障検知システム。 - 更に、前記判定結果が入力されるように前記制御ユニットと電気的に接続され、前記判定結果が入力されると表示するディスプレイを備えている、ことを特徴とする請求項3に記載の故障検知システム。
- 前記判定モジュールは、
前記選択信号が入力されるように配置され、前記複数のデータ線に電気的に接続され、前記選択信号(S1)が入力されると、前記発光ダイオードユニットの前記データ線に相関する電圧を前記発光ダイオードユニットの出力端子の前記出力電圧として選択して出力するマルチプレクサと、
前記出力電圧が入力されるように前記マルチプレクサと電気的に接続され、前記第1の時刻による前記出力電圧と前記第2の時刻による前記出力電圧とをそれぞれ第1の数値と第2の数値とに変換するアナログ/デジタルコンバータと、
前記第1の数値及び前記第2の数値が入力されるように前記アナログ/デジタルコンバータと電気的に接続され、前記アナログ/デジタルコンバータから前記第1の数値と前記第2の数値とが入力されると、減算して前記電圧差を算出する演算器と、
前記電圧差が入力されるように前記演算器と電気的に接続された非反転入力端子と、前記電圧差と比較して前記ステート信号を生成する基準電圧が入力される反転入力端子と、前記ステート信号を出力する出力端子とを有するコンパレータと、
を備えていることを特徴とする請求項2に記載の故障検知システム。 - 前記選択信号は、前記スキャン線を示す一次選択信号と、どの前記データ線かを示す二次選択信号を含み、
前記判定モジュールは、
一次選択信号が入力され、複数の前記スキャン線に電気的に接続され、入力された前記一次選択信号に基づいて、複数の前記スキャン線における1つの前記スキャン線を選択し、選択された前記スキャン線の電圧を、前記検知対象の前記発光ダイオードユニットの入力端子の入力電圧とする第1のマルチプレクサと、
二次選択信号が入力され、複数の前記データ線に電気的に接続され、入力された前記二次選択信号に基づいて、複数の前記データ線における1つの前記データ線を選択し、選択された前記データ線の電圧を、前記検知対象の前記発光ダイオードユニットの出力端子の出力電圧とする第2のマルチプレクサと、
前記入力電圧が入力されるように前記第1のマルチプレクサと電気的に接続され、前記出力電圧が入力されるように前記第2のマルチプレクサと電気的に接続され、入力された前記入力電圧から前記出力電圧を減算して前記検知対象としての前記発光ダイオードユニットの電圧降下である電圧を算出する減算器と、
前記発光ダイオードユニットの電圧降下である前記電圧が入力されるように前記減算器と電気的に接続され、前記第1の時刻で入力された前記発光ダイオードユニットの電圧降下である第1の電圧と前記第2の時刻で入力された前記発光ダイオードユニットの電圧降下である第2の電圧とをそれぞれ第1の数値と第2の数値とに変換するアナログ/デジタルコンバータと、
前記アナログ/デジタルコンバータと電気的に接続され、前記アナログ/デジタルコンバータからの前記第1の数値と前記第2の数値が入力されると、前記第1の数値から前記第2の数値を減算して前記電圧差を算出する演算器と、
前記電圧差が入力されるように前記演算器と電気的に接続された非反転入力端子と、前記電圧差と比較して前記ステート信号を生成する基準電圧が入力される反転入力端子と、前記ステート信号(S2)を出力する出力端子とを有するコンパレータと、
を備えていることを特徴とする請求項2に記載の故障検知システム。 - 前記座標信号は、どの前記スキャン線かを示すスキャン信号と、どの前記データ線かを示すデータ信号を含み、
前記駆動モジュールは、
駆動電圧と前記スキャン信号を受信するように配置され、複数の前記スキャン線と電気的に接続され、前記駆動電圧と前記スキャン信号が入力されると、前記スキャン信号に基づいて、前記駆動電圧を前記発光ダイオードユニットの対応する前記スキャン線へ出力するスキャンユニット(22)と、
グラウンド電圧と前記データ信号を受信するように配置され、複数の前記データ線と電気的に接続され、前記グラウンド電圧と前記データ信号とが入力されると、前記データ信号に基づいて、対応する前記発光ダイオードユニットの出力端子を接地するデータユニットと、
を備えていることを特徴とする請求項2に記載の故障検知システム。 - 前記スキャンユニットは複数のスキャンスイッチを有し、各前記スキャンスイッチは、前記駆動電圧が入力される入力端子と、複数の前記スキャン線と電気的に接続された出力端子と、前記スキャン信号によって導通するか否かを切り替えるように制御する制御端子とを有し、
前記データユニットは複数のデータスイッチを有し、各前記データスイッチは、複数の前記データ線と電気的に接続された入力端子と、前記グラウンド電圧が入力される出力端子と、前記データ信号によって導通か否かを切り替えるように制御する制御端子とを有する
ことを特徴とする請求項7に記載の故障検知システム。 - 第1の方向及び前記第1の方向と直交する第2の方向に沿ってマトリックス状に配置された複数の発光ダイオードユニットの故障を検知するための故障検知方法において、
制御ユニットが、前記マトリックス上の何処に各前記発光ダイオードユニットがあるかを特定するための位置座標を含む座標信号を生成するステップと、
駆動モジュールが、前記制御ユニットが生成した前記座標信号に基づいて、前記座標信号に対応する前記発光ダイオードユニットを駆動する駆動電圧を前記発光ダイオードユニットのアノードに入力すると共に、前記座標信号に対応する前記発光ダイオードユニットのカソードから出力電圧を取り出すステップと、
各前記発光ダイオードユニットのカソードに接続された判定モジュールが、前記座標信号に基づいて、前記座標信号に対応する前記発光ダイオードユニットの前記カソードからの出力電圧を所定の時間間隔をあけて2回検出すると共に、これら2回の前記出力電圧の電圧差に基づいて、前記制御ユニットが前記発光ダイオードユニットに異常が生じたか否かを判断するための信号を生成するステップと、
を含むことを特徴とする故障検知方法。 - 互いに所定の行方向に並んで配置された複数のスキャン線と、互いに前記行方向と垂直の列方向に並んで配置された複数のデータ線と、それぞれが前記スキャン線と前記データ線とによって画定されたマトリックスに対応して配置された検知対象としての発光ダイオードユニットを含む複数の前記発光ダイオードユニットとを含み、前記発光ダイオードユニットはそれぞれ、対応する前記スキャン線に電気的に接続された入力端子と、対応する前記データ線に電気的に接続された出力端子とを有する発光手段と、複数の前記スキャン線及び複数の前記データ線の間に電気的に接続された駆動モジュールと、前記発光ダイオードユニットそれぞれの出力端子に電気的に接続された判定モジュールとを備えている故障検知装置とを備えている故障検知システムを用いて実行する故障検知方法であって、
前記駆動モジュールを用いて、複数の前記発光ダイオードユニットにおける1つの前記発光ダイオードユニットを検知対象として示す座標信号に基づいて、駆動信号を生成して前記発光ダイオードユニットに送るステップと、
前記判定モジュールを用いて、前記座標信号に相関し、どの前記データ線かを示す選択信号に基づいて、前記検知対象の前記発光ダイオードユニットの出力端子の出力電圧を検出するステップと、
前記判定モジュールを用いて、所定の時間間隔をあけた第1の時刻と第2の時刻とで検出された前記出力電圧の電圧差に基づいて、前記検知対象としての前記発光ダイオードユニットが異常であるかどうかを示すステート信号を生成するステップと、
を有することを特徴とする故障検知方法。 - 前記故障検知装置は更に、前記判定モジュール及び前記駆動モジュールの間に電気的に接続された制御ユニットを備え、
前記判定モジュールは複数の前記発光ダイオードユニットに接続されたマルチプレクサを備え、
前記故障検知方法は更に、
前記制御ユニットが前記検知対象としての前記発光ダイオードユニットに相関する位置座標に基づいて前記座標信号を生成すると共に、前記マルチプレクサに入力される前記選択信号を生成するステップと、
前記マルチプレクサが前記選択信号に基づいていずれかの前記データ線から前記出力電圧を取得すると共に、前記マルチプレクサが取得した電圧に基いて、前記判定モジュール(24)が前記ステート信号を出力するステップと、
前記制御ユニットが前記ステート信号及び前記位置座標に基づいて判定結果を得るステップと
を有することを特徴とする請求項10に記載の故障検知方法。 - 前記故障検知装置は更に、前記制御ユニットと電気的に接続されたディスプレイを備え、
前記故障検知方法は更に前記ディスプレイを用いて、前記制御ユニットから出力された前記判定結果が入力されて表示されるステップを有することを特徴とする請求項11に記載の故障検知方法。 - 互いに所定の行方向に並んで配置された複数のスキャン線と、互いに行方向と垂直の列方向に並んで配置された複数のデータ線と、それぞれがスキャン線とデータ線とによって画定されたマトリックスに対応して配置された複数の発光ダイオードユニットとを含み、前記発光ダイオードユニットはそれぞれ、対応する前記スキャン線に電気的に接続された入力端子と、対応する前記データ線に電気的に接続された出力端子とを有する発光手段に適用される故障検知装置であって、
複数の前記スキャン線及び複数の前記データ線の間に電気的に接続され、前記発光ダイオードユニットからの座標信号が入力されると、駆動信号を生成して前記発光ダイオードユニットへ出力する駆動モジュールと、
前記座標信号に相関すると共にどの前記データ線かを示す選択信号が入力されるように配置され、前記発光ダイオードユニットそれぞれの出力端子に電気的に接続され、前記選択信号が入力されると、前記発光ダイオードユニットの前記出力端子の出力電圧を検出し、所定の時間間隔をあけた第1の時刻と第2の時刻とで検出された前記出力電圧の電圧差に基づいて、前記発光ダイオードユニットが異常であるかどうかを示すステート信号を生成する判定モジュールと、
を備えていることを特徴とする故障検知装置。 - 入力端子と出力端子とを有する発光ダイオードユニットと電気的に接続されて用いられる故障検知装置であって、
前記発光ダイオードユニットの前記入力端子と前記出力端子とに電気的に接続され、制御信号を受信し、前記制御信号に基づいて、駆動信号を生成して前記発光ダイオードユニットに出力する駆動モジュールと、
前記発光ダイオードユニットそれぞれの前記出力端子に電気的に接続され、前記発光ダイオードユニットの前記出力端子の出力電圧を検出し、所定の時間間隔をあけた第1の時刻と第2の時刻とで検出された前記出力電圧の電圧差に基づいて、前記発光ダイオードユニットが異常であるかどうかを示すステート信号を生成する判定モジュールと、
を備えていることを特徴とする故障検知装置。 - 前記判定モジュールは、
前記出力電圧が入力されるように前記発光ダイオードユニットの前記出力端子と電気的に接続され、前記第1の時刻で入力された出力電圧と前記第2の時刻で入力された出力電圧とをそれぞれ第1の数値と第2の数値とに変換するアナログ/デジタルコンバータと、
前記アナログ/デジタルコンバータと電気的に接続され、前記アナログ/デジタルコンバータからの前記第1の数値と前記第2の数値が入力されると、前記第1の数値と前記第2の数値を減算して前記電圧差を算出する演算器と、
前記電圧差が入力されるように前記演算器と電気的に接続された非反転入力端子と、前記電圧差と比較して前記ステート信号を生成する基準電圧が入力される反転入力端子と、前記ステート信号を出力する出力端子とを有するコンパレータと、
を備えていることを特徴とする請求項14に記載の故障検知装置。 - 更に、前記制御信号を生成し、前記ステート信号を受信するように前記判定モジュールと電気的に接続され、前記ステート信号が入力されると判定信号を出力する制御ユニットを備えていることを特徴とする請求項15に記載の故障検知装置。
- 前記判定モジュールは、前記発光ダイオードユニットの前記入力端子と電気的に接続されており、
前記発光ダイオードユニットの前記入力端子の入力電圧と前記出力電圧が入力されるように前記発光ダイオードユニットの前記入力端子と前記出力端子とに電気的に接続され、入力された前記入力電圧と前記出力電圧とを減算して前記発光ダイオードユニットの電圧降下である電圧を算出する減算器と、
前記発光ダイオードユニットの電圧降下である前記電圧が入力されるように前記減算器と電気的に接続され、前記第1の時刻で入力された前記発光ダイオードユニットの電圧降下である第1の電圧と前記第2の時刻で入力された前記発光ダイオードユニットの電圧降下である第2の電圧とをそれぞれ第1の数値と第2の数値とに変換するアナログ/デジタルコンバータと、
前記アナログ/デジタルコンバータと電気的に接続され、前記アナログ/デジタルコンバータからの前記第1の数値と前記第2の数値が入力されると、前記第1の数値から前記第2の数値を減算して前記電圧差を算出する演算器と、
前記電圧差が入力されるように前記演算器と電気的に接続された非反転入力端子と、前記電圧差と比較して前記ステート信号を生成する基準電圧が入力される反転入力端子と、前記ステート信号を出力する出力端子とを有するコンパレータと、
を備えていることを特徴とする請求項14に記載の故障検知装置。 - 前記制御信号はスキャン信号とデータ信号とを有し、
前記駆動モジュールは、
駆動電圧と前記スキャン信号が入力されるように配置され、前記発光ダイオードユニットの前記入力端子と電気的に接続され、前記スキャン信号に基づいて前記駆動電圧を前記発光ダイオードユニットへ送るスキャンユニットと、
グラウンド電圧と前記データ信号が入力されるように配置され、前記発光ダイオードユニットの前記出力端子と電気的に接続され、前記データ信号に基づいて前記グラウンド電圧を前記発光ダイオードユニットに出力するデータユニットと、
を有することを特徴とする請求項14に記載の故障検知装置。 - 前記スキャンユニットは、前記駆動電圧が入力される入力端子と、前記発光ダイオードユニットの前記入力端子と電気的に接続された出力端子と、前記スキャン信号によって導通するかどうかを切り替えるように制御する制御端子とを有するスキャンスイッチを有し、
前記データユニットは、前記発光ダイオードユニットの前記出力端子と電気的に接続された入力端子と、前記グラウンド電圧が入力される出力端子と、前記データ信号によって導通するかどうかを切り替えるように制御する制御端子とを有するデータスイッチを有する
ことを特徴とする請求項18に記載の故障検知装置。 - 入力端子と出力端子と互いに直列接続された複数の発光ダイオードを有する発光ダイオードユニットと電気的に接続され、前記発光ダイオードはアノードとカソードとを有し、前記発光ダイオードの前記アノードが前記入力端子と電気的に接続され、前記カソードが前記出力端子と電気的に接続されている故障検知装置であって、
制御信号を受信するように配置され、前記発光ダイオードの前記入力端子と前記出力端子とに電気的に接続され、前記制御信号に基づいて前記発光ダイオードユニットに出力する駆動信号を生成する駆動モジュールと、
前記発光ダイオードの前記アノードと前記カソードとに電気的に接続され、前記発光ダイオードの電圧降下である電圧を検知するように配置され、所定の時間間隔をあけた第1の時刻と第2の時刻とで検出された前記電圧の電圧差に基づいて、前記発光ダイオードユニットが異常であるかどうかを示すステート信号を生成する判定モジュールと、
を備えていることを特徴とする故障検知装置。 - 前記判定モジュールは、
それぞれが複数の前記発光ダイオードのそれぞれと電気的に接続され、対応する前記発光ダイオードのアノードとカソードの入力電圧と出力電圧を検出し、検出された前記入力電圧から前記出力電圧を減算して、対応する前記発光ダイオードの電圧降下である電圧を算出する複数の減算器と、
それぞれが複数の前記減算器のそれぞれと電気的に接続され、前記第1の時刻で入力された前記電圧と前記第2の時刻で入力された電圧とをそれぞれ第1の数値と第2の数値とに変換する複数のアナログ/デジタルコンバータと、
それぞれが前記アナログ/デジタルコンバータのそれぞれと電気的に接続され、前記アナログ/デジタルコンバータからの前記第1の数値と前記第2の数値が入力されると、前記第1の数値と前記第2の数値を減算して前記電圧差を算出する複数の演算器と、
それぞれが前記演算器と電気的に接続され、基準電圧が入力され、前記演算器によって算出された前記電圧差が入力されると、前記基準電圧と比較して、所定のレベルを有するサブステート信号を生成する複数のコンパレータと、を備え、
複数の前記コンパレータによる複数の前記サブステート信号によって前記ステート信号を構成する、
ことを特徴とする請求項20に記載の故障検知装置。 - 更に、制御信号を生成する制御ユニットを有し、前記制御ユニットは、前記判定モジュールと電気的に接続され、前記判定モジュールからの前記ステート信号に基づいて判定結果を出力する、
ことを特徴とする請求項20に記載の故障検知装置。
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