ＬＥＤ表示装置及びＬＥＤ表示機

【目的】点灯回路の故障を迅速に検出できる故障検出回路を有したＬＥＤ表示装置及びこのＬＥＤ表示装置を有したモジュールから構成されたＬＥＤ表示機を提供すること。
【構成】複数個のＬＥＤ素子と、入力されたシフトデータに基づいてこれらのＬＥＤ素子を点灯するためＬＥＤ素子と同じ数のフリップフロップ２からなるシフトレジスタ３を少なくとも有する点灯回路と、この点灯回路のシフトレジスタ３に故障検出用パルスを入力しシフトレジスタ３から出てきた故障検出用パルスのパルス数をカウントしてシフトレジスタを構成するフリップフロップの故障を検出する故障検出回路４を有する。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＬＥＤ表示装置及びＬＥＤ表示機に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば高速道路上に配置される最近の道路情報表示機は、従来の電球式に代わりＬＥＤを使用した方式が急速に普及し、なかでもシンボルマークのような図柄の表示や文字の見やすさから高解像形のＬＥＤを使用したＬＥＤ表示機が多数採用されるようになってきている。
【０００３】図５のように、例えばＬＥＤ表示機２０は、例えば縦２０ｃｍ、横２０ｃｍ、奥行３０ｃｍの筐体からなる複数個のモジュール２１から構成され、各モジュール２１の前面には図６のように例えば２５６（１６×１６）個のＬＥＤ素子２２が配置され、シフトデータはＩＮからＯＵＴに矢印のように送られる。モジュールの個数は表示機の大きさにより異なり、図５の表示機では６３個のモジュールが使用されている。
【０００４】各モジュール内にはこれらＬＥＤ素子を点灯するためのＬＥＤ表示装置が組み込まれている。ＬＥＤ表示装置は点灯回路を有し、この点灯回路は、例えば図７のように、ＬＥＤ素子と同じ数のＤ−ＦＦ２３−１〜Ｄ−ＦＦ２３−ｎをカスケード（直列）に接続してなるシフトレジスタ２４と、例えば図８のようにＬＥＤ素子と同じ数のＤ−ＦＦからなりシフトレジスタ２４からの出力データを一旦記憶するラッチ回路２５と、ＬＥＤ素子用ドライバー２６と、定電流回路などから構成されている。
【０００５】なお図７において、ＳＩはシフトデータ入力、ＳＣＫはシフトクロック、ＳＣＬＲはクリア、ＳＯはシフトデータ出力を意味する。表示データとしてのシフトデータは各モジュールのシフトレジスタ２４を構成する一番目のＤ−ＦＦ２３−１に入力され、そのデータはＳＣＫからシフトクロックが入力されるたびに、その出力Ｑから次のＤ−ＦＦ２３に順次送られながら、それぞれのＬＥＤ素子を点灯していく。シフトレジスタ２４を構成する最後のＤ−ＦＦ２３−ｎから出たシフトデータ出力ＳＯは次のモジュールに入力される。
【０００６】道路情報をコントロールする指令室のコンピューターから各ＬＥＤ表示機に表示データとしてのシフトデータが送られると、シフトデータは図５のようにＬＥＤ表示機２０を構成する初めのモジュール２１に入力され、その後矢印のように順次すべてのモジュール２１を通って送られる。なおシフトデータの入力箇所は１か所に限らず、例えば図５の表示機の場合、３行に配置されたモジュール行の各行に入力してもよい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのようなＬＥＤ表示機において、いずれかのモジュール内のシフトレジスタを構成するＤ−ＦＦのいずれかが故障した場合、シフトデータが次のＤ−ＦＦに送られず、したがってシフトデータはそれ以降のモジュールに送られないことになり、故障したモジュール以降の表示がめちゃめちゃになってしまう。
【０００８】指令室では、ＬＥＤ表示機の一番目のモジュールの入り口部分のシフトデータ入力と、最後のモジュールの出口部分のシフトデータ出力を検出して、ＬＥＤ表示機が適正に表示しているか管理しているので、故障が生じた場合はすぐに確認できるが、ＬＥＤ表示機を構成しているモジュールのうちいずれが故障しているかは、指令室では確認出来ない。
【０００９】また、従来は故障の修理のためＬＥＤ表示機が設置されている現場に行って、表示機の裏扉を開けてもいずれのモジュールが故障しているかすぐに確認出来ない。しかも、ＬＥＤ表示機は高速道路などの車線上にあるため、交通規制をする時間を短くするために修理を極力短時間で済ませなければならないという要請がある。
【００１０】本発明は、点灯回路の故障を迅速に検出できる故障検出回路を有したＬＥＤ表示装置及びこのＬＥＤ表示装置を有したモジュールから構成されたＬＥＤ表示機を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１のＬＥＤ表示装置では、複数個のＬＥＤ素子と、入力されたシフトデータに基づいてこれらのＬＥＤ素子を点灯するためＬＥＤ素子と同じ数のフリップフロップからなるシフトレジスタを少なくとも有する点灯回路と、この点灯回路のシフトレジスタに入力されシフトレジスタから出てきた故障検出用パルスのパルス数をカウントしてシフトレジスタを構成するフリップフロップの故障を検出する故障検出回路とを有するように構成されている。
【００１２】請求項２の発明は、請求項１に記載のＬＥＤ表示装置において、故障検出回路が、故障検出回路に入力される監視クロックに基づいてセット信号を出力し故障検出回路を監視状態にする監視セット手段と、故障検出回路が監視状態になった状態で、故障検出のため点灯回路のシフトレジスタを構成するフリップフロップの数だけ点灯回路のシフトレジスタに入力されてこのシフトレジスタから出てきた故障検出用パルスのパルス数をカウントするカウンタ手段と、カウンタ手段が規定の数の故障検出用パルスをカウントとしたか判定し適正ならＯＫ信号を出力する判定手段と、監視セット手段のセット信号と、判定手段からのＯＫ信号と、次の監視クロックの入力とに基づいて正常信号を出力する正常信号出力手段とを具備するように構成されている。
【００１３】請求項３の発明は、請求項２に記載のＬＥＤ表示装置において、正常信号出力手段からの正常信号に基づいて正常又は異常であることを示す表示手段をさらに有するように構成されている。
【００１４】請求項４のＬＥＤ表示機では、複数個のＬＥＤ素子と、入力されたシフトデータに基づいてこれらのＬＥＤ素子を点灯するためＬＥＤ素子と同じ数のフリップフロップからなるシフトレジスタを少なくとも有する点灯回路と、点灯回路のシフトレジスタに入力されシフトレジスタから出てきた故障検出用パルスのパルス数をカウントしてシフトレジスタを構成するフリップフロップが故障していないか検出する故障検出回路とが、１つの筐体に収納されてモジュールを構成し、このようなモジュールが複数個接続されて構成されている。
【００１５】請求項５の発明は、請求項４に記載のＬＥＤ表示機において、各モジュールに点灯回路のシフトレジスタが正常又は異常であることを示す表示手段が配置されているように構成されている。
【００１６】請求項６の発明は、請求項４または請求項５に記載のＬＥＤ表示機において、通信回線を介して、複数個のモジュールの故障検出回路に順次監視セット信号を送って、各故障検出回路を順次監視状態にセットし、セットされたモジュールの点灯回路のシフトレジスタに故障検出用パルスとシフトクロックを送りシフトレジスタから出てきた故障検出用パルスのパルス数をカウントしてシフトレジスタを構成するフリップフロップが故障していないか順次検査してその正常信号を順次通信回線を介して受けることにより、遠隔地から不良モジュールの位置と故障の程度を検出できるように構成されている。
【００１７】
【作用】請求項１の発明では、点灯回路のシフトレジスタにシフトレジスタを構成するフリップフロップの数と同じ数の故障検出用パルスを入力し、シフトレジスタから出てきた故障検出用パルスのパルス数を、故障検出回路がカウントすることにより、シフトレジスタを構成するフリップフロップが故障していないか検査する。
【００１８】請求項２の発明では、故障検出回路に、故障検出回路を監視状態にするセット信号及び監視クロックを入力して、故障検出回路のセット手段をセットした後、点灯回路のシフトレジスタにそのシフトレジスタを構成するフリップフロップの数だけ故障検出用パルスとシフトクロックを入力し、シフトレジスタから出てきた故障検出用パルスのパルス数をカウンタ手段でカウントし、判定手段でカウンタ手段が規定の数の故障検出用パルスをカウントとしたか判定し適正ならＯＫ信号を出し、この判定手段からのＯＫ信号と、監視セット手段のセット信号と、次の監視クロックの入力とに基づいて正常信号出力手段が正常信号を出力する。
【００１９】請求項３の発明では正常信号出力手段からの正常信号に基づいて表示手段が正常又は異常であることを表示する。
【００２０】請求項４の発明では複数個のＬＥＤ素子と、点灯回路と、故障検出回路が、１つの筐体に収納されてモジュールを構成し、このようなモジュールが複数個接続されてＬＥＤ表示板が構成されている。
【００２１】請求項５の発明では各モジュールに点灯回路のシフトレジスタが正常又は異常であることを示す表示手段が配置されている。
【００２２】請求項６の発明では通信回線を介して各モジュールを順次検査していって、順次正常信号を通信回線を介して受けることにより、遠隔地から不良のモジュールを検査する。
【００２３】
【実施例】図１においてＬＥＤ表示機はそれぞれ２５６個のＬＥＤ素子を有する、それぞれ筐体に収納されたＮ個のモジュール１により構成されている。モジュールはカスケード接続され、それぞれ図２のように、従来のモジュールと同じように、ＬＥＤ素子の他に、ラッチ回路、定電流回路、ＬＥＤ素子と同じ数（２５６個）のフリップフロップ（ＤーＦＦ）２を従続してなるシフトレジスタ３などからなる点灯回路を具備するＬＥＤ表示装置を有している。さらに本発明のＬＥＤ表示装置は、故障検出回路４を有している。
【００２４】故障検出回路４は、カウンタ手段としての８ビットのカウンタ５と、カウンタ５が１２８個（１６進数の７Ｆ）の故障検出用パルスをカウントしたか判定する判定手段としての７Ｆ判定回路６と、監視セット手段としてのフリップフロップ（ＦＦ）７と、正常信号出力手段としての３入力ＡＮＤゲート８及びＯＲゲート９と、表示手段としてのＬＥＤ素子からなる正常モニタ１０と、表示手段用駆動手段としてのリセット・セット・フリップフロップ（Ｒ−Ｓ−ＦＦ）１１とから構成されている。８ビットのカウンタ５は、シフトレジスタ３から出てくる故障検出用パルスのパルス数をカウントする。７Ｆ判定回路６は、例えばＡＮＤゲートからなりカウンタ５の内容が７Ｆ（１２８）になったか判定する。
【００２５】なお、図１及び図２において、ＳＩはシフトデータ入力、ＳＯはシフトデータ出力、ＳＣＫはシフトクロック、ＳＣＬＲはクリア、ＯＫＩは正常信号入力、ＯＫＯは正常信号出力、ＳＥＴは監視セット入力、ＳＥＴＯは監視セット出力、ＫＣＫは監視クロックをそれぞれ意味する。
【００２６】以下図３及び図４のタイムチャートに従い図２の回路の動作を説明すると、まずＳＥＴを立てて、１番目のＫＣＫを入力する。すると１番目のモジュール１の監視セット手段としてのフリップフロップ７がセットされ、出力Ｑ（ａ）すなわちＳＥＴＯ（１）がＨになる（図３（Ｃ））。その状態で、図４のｇ）のように１番目のモジュールのＳＩ、ＳＣＫからシフトレジスタ３にそれぞれ２５６個の故障検出用パルスと２５６個のシフトクロックを入力する。１番目のモジュールのシフトレジスタ３のすべてのＤ−ＦＦ２が正常であれば、１番目のモジュールのＳＯから１２８個の故障検出用パルスが出てくる。
【００２７】この故障検出用パルスの数をカウンタ５で数え、カウンタ５の内容が７Ｆ（１２８）になったことを７Ｆ判定回路６が判定すると７Ｆ判定回路６からＨ（ＯＫ信号）が出力され、３入力ＡＮＤゲート８に送られる。ここで２番目のＫＣＫが入力されると（図３（ｂ））、３入力ＡＮＤゲート８の出力（ｂ）はＨとなる。（ｂ）がＨになるとＲ−Ｓ−ＦＦ１１がセットされ正常モニタ１０が点灯する。一方、ＯＲゲート９の出力（c）がＨとなり、１番目のモジュールが正常であることを示す１番目の正常信号（ＯＫＯ）（図４（ｊ））が出力される。これで１番目のモジュールのチェックが完了する。この正常信号は通信回線を介して指令室に送られる。
【００２８】２番目のＫＣＫが入力されると同時に、２番目のモジュールの故障検出回路の監視セット手段としてのＦＦ７がセットされ、ＳＥＴＯ（２）がＨになる（図３（ｄ））。この状態で１番目のモジュールのＳＩから１２８個の故障検出用パルスと、ＳＣＫから２５６個のシフトクロックがそれぞれ入力され、上記と同様に２番目のモジュールのシフトレジスタが正常かどうか検査され、正常であれば、３番目のＫＣＫが入力されると同時に、２番目のモジュールの正常モニタ１０が点灯するとともに、２番目の正常信号が出力される。
【００２９】以後、同様にして順次すべてのモジュールが検査される。これらの検査はすべて指令室のコンピュータにより制御されて行なわれる。もし、正常信号が出力されないモジュールがあれば、そのモジュールが故障していることになり、そのモジュール以降のモジュールにおいては異常点灯になっていることがわかり、ＬＥＤ表示機における異常点灯の範囲が推定できる。
【００３０】これにもとずいて、修理者が現場に向かい、表示機の裏扉を開け、マザーボード上にある正常モニタ１０をデータの流れに沿ってチェックしていけば、各モジュールのうち正常モニタ１０が点灯していない最初のモジュールが少なくとも不良であることがわかるのでそのモジュールを交換すればよい。それ以降のモジュールが故障しているかは、故障したモジュールを交換後、あるいはその不良モジュールを飛ばして接続し、現場で或いは指令室から上記と同様に検査のための故障検出用パルスを送って検査すればよい。
【００３１】なお、上記実施例では、ＬＥＤ素子は１色の場合を示したが、２色用のＬＥＤ素子を使用する場合には、同じモジュール内にもう１組の、ＬＥＤ表示装置が配置される。また正常モニタ１０は、異常な時に点灯する異常モニタとしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】請求項１のＬＥＤ表示装置によれば、ＬＥＤ素子一つ一つの故障はチェックできないが、点灯回路のシフトレジスタにシフトレジスタを構成するフリップフロップの数と同じ数の故障検出用パルスを入力し、シフトレジスタから出てきた故障検出用パルスのパルス数を、故障検出回路がカウントすることにより、シフトレジスタを構成するフリップフロップが故障していないか検査できるので、メンテナンスの上から極めて便利である。
【００３３】請求項２のＬＥＤ表示装置によれば、故障検出回路の回路構成が簡単で、確実性の高い動作性能が得られる。
【００３４】請求項３のＬＥＤ表示装置によれば、正常信号出力手段からの正常信号に基づいて表示手段が正常又は異常であることを表示するので、故障が目視的に確認できる。
【００３５】請求項４のＬＥＤ表示機によれば、複数個のＬＥＤ素子と、点灯回路と、故障検出回路が、１つの筐体に収納されてモジュールを構成し、このようなモジュールが複数個接続されているので、故障が生じた場合にはモジュール単位で交換すればよく、現場でのメンテナンスにかかる時間が短くてすむ。
【００３６】請求項５のＬＥＤ表示機によれば、各モジュールに点灯回路のシフトレジスタが正常又は異常であることを示す表示手段が配置されているので、現場に行ってＬＥＤ表示機の裏扉を開ければどのモジュールが故障しているか一目で分かる。
【００３７】請求項６のＬＥＤ表示機によれば、ＬＥＤ表示機から離れた指令室で正常信号をチェックすることにより、ＬＥＤ表示機の不良モジュールの場所が特定できるので、現場のＬＥＤ表示機の表示がどの程度だめになっているのかがわかり迅速に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＬＥＤ表示装置を有するモジュールが従続された状態を示す図。
【図２】本発明のＬＥＤ表示装置の一実施例を示す回路図。
【図３】タイムチャート。
【図４】タイムチャート。
【図５】複数個のモジュールからなるＬＥＤ表示機を示す図。
【図６】１つのモジュールに配置されたＬＥＤ素子の配列を示す図。
【図７】従来のＬＥＤ素子用点灯回路を示す図。
【図８】従来のＬＥＤ素子用点灯回路の一部を示す図。
【符号の説明】
１モジュール
２フリップフロップ（ＤーＦＦ）
３シフトレジスタ
４故障検出回路
５カウンタ手段（カウンタ）
６判定手段（７Ｆ判定回路）
７監視セット手段（フリップフロップ）
８正常信号出力手段（３入力ＡＮＤゲート）
９正常信号出力手段（ＯＲゲート）
１０表示手段（正常モニタ）
１１表示手段用駆動手段（Ｒ−Ｓ−ＦＦ）

【特許請求の範囲】
【請求項１】複数個のＬＥＤ素子と、入力されたシフトデータに基づいてこれらのＬＥＤ素子を点灯するためＬＥＤ素子と同じ数のフリップフロップからなるシフトレジスタを少なくとも有する点灯回路と、この点灯回路のシフトレジスタに入力されシフトレジスタから出てきた故障検出用パルスのパルス数をカウントしてシフトレジスタを構成するフリップフロップの故障を検出する故障検出回路とを有するＬＥＤ表示装置。
【請求項２】故障検出回路が、故障検出回路に入力される監視クロックに基づいてセット信号を出力し故障検出回路を監視状態にする監視セット手段と、故障検出回路が監視状態になった状態で、故障検出のために点灯回路のシフトレジスタを構成するフリップフロップの数だけ点灯回路のシフトレジスタに入力されてこのシフトレジスタから出てきた故障検出用パルスのパルス数をカウントするカウンタ手段と、カウンタ手段が所定の数の故障検出用パルスをカウントとしたか判定し適正ならＯＫ信号を出力する判定手段と、監視セット手段のセット信号及び判定手段からのＯＫ信号及び次の監視クロックの入力に基づいて正常信号を出力する正常信号出力手段とを具備することを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ表示装置。
【請求項３】正常信号出力手段からの正常信号に基づいて正常又は異常であることを示す表示手段をさらに有する、請求項２に記載のＬＥＤ表示装置。
【請求項４】複数個のＬＥＤ素子と、入力されたシフトデータに基づいてこれらのＬＥＤ素子を点灯するためＬＥＤ素子と同じ数のフリップフロップからなるシフトレジスタを少なくとも有する点灯回路と、点灯回路のシフトレジスタに入力されシフトレジスタから出てきた故障検出用パルスのパルス数をカウントしてシフトレジスタを構成するフリップフロップの故障を検出する故障検出回路とが、１つの筐体に収納されてモジュールを構成し、このようなモジュールが複数個接続されて構成されてなるＬＥＤ表示機。
【請求項５】各モジュールに、点灯回路のシフトレジスタが正常又は異常であることを示す表示手段が配置されていることを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ表示機。
【請求項６】通信回線を介して、複数個のモジュールの故障検出回路に順次監視セット信号を送って、各故障検出回路を順次監視状態にセットし、セットされたモジュールの点灯回路のシフトレジスタに故障検出用パルスとシフトクロックを送りシフトレジスタから出てきた故障検出用パルスのパルス数をカウントしてシフトレジスタを構成するフリップフロップが故障していないか順次検査してその正常信号を順次通信回線を介して受けることにより、遠隔地から不良モジュールの位置と故障の程度を検出できる請求項４または請求項５に記載のＬＥＤ表示機。

【図１】