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〜VAIO専用モニタを汎用PC・ビデオモニタに改造する〜


 SONY VAIO Lシリーズ専用モニタ PCVA-15XTAP / PCVA-14XLAP

CoCoNet液晶工房  A-200K

前回、VAIO専用モニタのPCVA-14XLAPの液晶+筐体とPCVA-15XTAPの基板を組み合わせてDVI-Dモニタへ改造をしました。

今回は、前回予告した通り、PCVA-15XTAPの液晶+筐体と、PCVA-14XLAPの基板、そしてCoCoNet液晶工房のキットA-200Kを用いて、汎用に使えるモニタを制作します。

素材
入力信号

コントロール基板

パネル
Project #1 PCVA-14XLAP DVI-D PCVA-15XTAP 三菱 14インチ
Project #2 PCVA-15XTAP アナログVGA/S/Comp CoCoNet A-200KPCVA-14XLAP 日立 15インチ
Project #3 PCVA-141LAP LVDS(ジャンクマザー専用) PCVA-141LAP 三菱 14インチ(ライン抜け)


設計図

A-200Kをどこかに仕込まなければならないわけですが、PCVA-15XTAの筐体は薄型であるので、内部に仕込むのはちょっと無理がありそうです。当初は適当な外付けの箱を作ってその中にA-200Kを仕込み、ケーブルで繋げることを考えていたのですが、それだと外付けの箱が邪魔になりそうでイマイチです。

そこで、PCVA-15XTAPの筐体土台の底面をアルミのアングルで底上げして、その中にA-200Kを仕込むことにしました。アングルは以前に12インチのLCDモニタを作った時の余りをそのまま使ったのでコストはゼロ。

土台の制作

とりあえず適当な紙を貼って表面を保護するのはウチではお約束ということで。設計図通りにアングルを切り出して組み合わせてみました。

土台はこんな具合

切り出したアングルを筐体の底面にネジで取り付けてみました。底面は厚い鉄板なので、穴開けはちょっと大変かも。電動ドリルは必須。

この土台に合わせてA-200Kを組み込みます。


ジャンク液晶をゲット

さて、入手したPCVA-15XTAPですが、冷陰極管が割れていたジャンクだったので、これを交換するためにももう一台同型機のLCD割れジャンクを入手してみました。これらをニコイチして完全なLCDパネルを1つ作ります。

液晶割れのPCVA-15XTAPは4000円で入手したものですが、冷陰極管だけでなく、オーディオアンプ付きのTMDS→LVDS変換基板と小型スピーカーが収穫できるので元は取れると考えました。変換基板は後の工作で使う予定です。

ちなみに余った筐体は欲しい方に差し上げました。送料が掛かるのが難点ですが…。

激しく割れてます

割れ液晶ですが、ごらんの通り酷い有様です。少しでも映るなら動作確認用としての用途もあるのですが、信号を入力しても全く映りませんでした。

液晶パネルは2枚のガラス板の間に素子と液体を封入したような構造になってますが、このパネルでは裏側のガラスが割れて、そこから激しく液漏れしているようです。

ここまで割れてしまうと、もはや冷陰極管を取るくらいの用途しか思いつきませんね。


LCDパネル

PCVA-15XTAPの中には、こんなLCDパネルが入ってます。日立の15インチ液晶でした。LVDSのJAE20pコネクタは右上のビニールテープの下に隠れてます。ピンアサインは一般的なもので、A-200K付属ケーブルのコネクタがそのまま刺さります。

型番

型番は TX38D86VC1CAA 。データシートは見つかりませんでしたが、A-200Kで使えるということは、LVDS 1ch 6bitのパネルのようです。

ちなみにCoCoNetのお勧め液晶パネルのリストには入っていません。

LCDパネルの分解

冷陰極管を取るためにLCDパネルをバラします。

LCDパネルには死ぬほど細かい配線が沢山張り巡らされており、一本でも切れるとライン抜けなどを起こしてまともに表示されなくなります。あまりに細かい配線のため。、切れたところを人間業で繋ぎ直すのはまず不可能だと思います。

よって不用意に分解したりすると再起不能になる可能性が高いので、冷陰極管の交換は「壊すつもり」で臨みます。

まずはバックライトと液晶パネルを分離させるために金具のツメを起こしておきます。

次に、液晶パネルと信号処理基板を繋いでいるフレキを解放します。黒いフィルム上のシートの下に隠れているので、要注意。

これに気づかずにムリヤリ開けようとすると、フレキを切って再起不能になると思います。

ツメを起こしてフレキを解放するとこんな具合に液晶パネルとバックライトが分離できます。

バックライトは厚めの透明な板の上に幾重にもフィルム状のシートなどが重なった構造です。このLCDパネルでは冷陰極管が1本しか使われていませんが、この光を全面に均一に拡散しています。

冷陰極管はこの画像では、LCDパネルとバックライトの間に1本挟まってます。

冷陰極管のところを拡大したところ。

直径2ミリの極細の蛍光灯のようなものです。溝に填っているので、折れないように慎重に取り出します。

取り出した冷陰極管を移植

取り出した冷陰極管を単体で点灯させてみました。

デジカメ画像では白抜けしてしまいますが、かなり明るいです。

これを冷陰極管割れのLCDに移植しました。例によってパネルとバックライトの隙間にホコリが入り込むと影になってしまうのでエアダスターは必須です。

移植後のLCDですが、この通り綺麗に映ってます。管が1本なので若干暗い印象はありますが、色調はなかなか良い感じです。キチンと白が白く映ってす。

LCDの白色は冷陰極管の色がモロに反映されますので、管の色というのは結構重要だったりします。緑っぽい管や赤っぽい管を使うと綺麗な白が出ません。


制御基板の解析

PCVA-14XLAPの制御基板とインバータを利用するために、ピンアサインなどを解析してみます。A-200Kのインバータを使っても良いのですが、14XLAPの基板を使えばバックライトの調光ができるのが魅力です。

14XLAPの基板は以前に扱った15XTAPの基板からTMDS→LVDS変換回路を取り除いたような構成になっています。おおまかに分けると、上2/3がオーディオアンプ、下1/3が電源とロジック回路です。ロジック系は+3.3Vで動いているようです。

LVDS JAE 20pコネクタ

1
Vcc (+3.3V)

2
Vcc (+3.3V)

3
GND

4
GND

5
Tx0-

6
Tx0+

7
GND

8
Tx1-

9
Tx1+

10
GND

11
Tx2-

12
Tx2+

13
GND

14
CLK-

15
CLK+

16
GND

17
NC

18
NC

19
GND

20
GND

LCDパネル側のコネクタですが、LVDSインターフェイスとしては最も一般的な配列となっていました。A-200Kで採用されているコネクタがそのまま使えます。

ただし、同じLVDS規格でもピンアサインが異なることがあるので要注意。

今回の工作では、このままA-200Kに繋げています。

ちなみに、ピン番号のところの色がケーブルの色を表しています。

CN1

1
AGND

3
AVcc(+12V)

5
DGND

7
I2C通信用 LC27A 5pへ

9
infoLED +3.3Vで点灯

11
音声Rch

13
NC

15
PowerLED (+3.3V で緑 / GNDで橙)

17
DVcc(+12V)

19
DGND

2
AGND

4
AVcc(+12V)

6
DGND

8
I2C通信用 LC27A 6pへ

10
音声Lch

12
音声GND

14
NC

16
電源制御 (+3.3VでOn)

18
DVcc(+12V)

20
DGND

VAIO本体からLVDS信号以外の各種信号や電源を入力するためのコネクタです。

Vccと GNDに「A」とか「D」が付いているのは、基板上でアナログ系(オーディオアンプ)とデジタル系(LCD)で分離されているからなのですが、どちらも+12V系の電源なので、お互い繋げてしまって構いません。

7p,8pはシリアルEEPROMに繋がっているもので、おそらくVAIO本体が純正モニターを認識するための通信に使っているのだろうと思います。よって特に配線する必要はありません。

16pの電源制御線は、CN5から出力されているLCD用の+3.3v電源出力と、バックライトのOn/Offを同時に制御しています。ちなみに、オーディオアンプの電源はこのピンの状態に関わらず常にOnです。

今回の工作では、AVccとDVccを繋いでACアダプタから電源を供給し、AGNDとDGNDを接続。9p,15p,16pにはA-200KのLCD用+3.3V電源を繋いでいます。

CN2

1
LED(緑)アノード側

2
LED(橙)アノード側

3
LED(赤)アノード側

4
DGND

5
VR1 2pへ(調光用)

6
VR1 1pへ(調光用)

7
AGND

8
AUDIO VRへ

9
AUDIO VRへ

10
AUDIO VRへ

11
AUDIO VRへ

LEDとボリウムコントロール用の基板に繋がっているコネクタです。この基板が繋がっていないと音声出力やインバータの点灯が出来ないので注意してください。

8p〜11pのオーディオ用のボリウムコントロール回路は下図のようになっていました。(5p〜6pのバックライトの調光回路については後述)

CN5

1
LCD Vcc +3.3V

2
LCD Vcc +3.3V

3
GND

4
GND

5
NC

6
NC

7
GND

8
GND

LCDに+3.3Vを供給するためのコネクタです。

前述の通り、+3.3V電源は、CN1 16pに+3.3Vを入れないと出力されません。

今回の工作ではA-200Kを使ったので、LCD用のVccはA-200Kから取り出しています。よってここの電源ライン使用せず。

CN6

CN6

インバータ基板

1
NC

8

2
バックライトOn/Off

7

3
GND

6

4
調光 (CN2 5pへ)

5

5
GND

4

6
GND

3

7
+12V

2

8
+12V

1

インバータ基板との橋渡しをしているコネクタですが、CN6とインバータ基板のコネクタではピン番号が逆になるので注意してください。

CN6 2pのバックライトOn/Off制御信号は、前述のCN1 16pの状態に従いますが、ここに直接+3.3Vを入れてもバックライトを点灯させることが可能です。

CN6 4pの調光用の回路は以下のようになっていました。


A-200K付属ケーブル

A-200Kを底面に仕込む設計だと、どうしても付属のケーブルでは長さが足りません。そこで、PCVA-14XLAPのケーブルを使って自作することにしました。

これがA-200Kに添付されていたケーブルですが、4ペアの信号線をツイストして電源ラインと束ねて熱収縮チューブで覆っただけのものです。ノイズ対策はまったく考えられていないようです。

A-200Kと接続するコネクタは18pの  ミリピッチのピンヘッダコネクタです。ピッチは2.5インチHDDのIDEコネクタと同じです。

このピッチのコネクタって地方では入手しにくいのですが、画像のような44pのものを千石電商の通販で購入しました。これを金鋸で切断して同じコネクタを作ります。

自作ケーブル完成

配線を繋ぎ直したりコネクタを繋いだりして、とりあえずこんな感じになりました。PCVA-14XLAPの基板のアンプ回路やインバータも利用するので、そちらにも配線しています。

LCDパネル側コネクタの様子。JAE 20pコネクタです。

元々PCVA-14XLAPでは、制御基板からLCDの電源を受ける構造になってましたが、配線の長さの都合で、電源はA-200Kから取ることにしました。

画像オレンジ色の配線が電源ラインですが、制御基板に繋がっていた適当な余っている線(デジタル用の電源ライン)を割り当てて、熱収縮チューブで覆ってます。

コネクタA-200K側の状態。

ピンヘッダ用のコネクタに適当に半田付けしただけなので、LCDパネルのチルト機構を使うと容易に切れてしまいそうでした。応力が一点に集中しないようにホットボンドでガチガチに固めています。

A-200Kに繋がるコネクタ以外には、12Vの電源ライン、音声入力用の配線を取り出しています。

ケーブル品質の比較

この自作ケーブルを使ってLCDパネルに繋いでみたところ、意外な事実が判明しました。

以前にA-200K添付ケーブルを使ってマトモに映らなかったパネルが綺麗に表示されるようになったのです。PCVA-14XLAP/PCVA-141LAPで使われていた三菱のパネル(AA141XB02)ですが、今回作成したケーブルを使って繋いだところ、こんな感じに映ってます。元々左側に赤いライン抜けがある液晶ですが、それ以外は問題ありません。

A-200Kに添付されているケーブルを使うとこんな風に白抜けした感じになってしまいます。設定でどんなに追い込んでもコンストラストが甘くて使い物になりません。

どうやらA-200K添付のケーブルは品質が悪いためにノイズや信号の干渉の影響を受けているようです。やっぱりLVDS4ペアの信号線はそれぞれシールドしないとマズいみたいです。束ねてしまうと信号が干渉してしまいます。

A-200Kを繋いでも綺麗に映らない場合はケーブルの自作を試してみる価値はあると思います。ていうか、最初からマトモに使えるケーブルを添付しろっての>CoCoNet。


音声ミュート回路

以前にVAIOモニタをDVI-Dモニタに改造したときには、音声回路の電源制御にリレーを使っていましたが、BBSでMKKさんよりアンプICのミュート機能を使ってみてはどうか、という提案がありましたので、今回はトランジスタを使ってミュートさせる方法にしてみました。

回路図はこんな感じ。必要な部品はトランジスタ2SC1815が1個と10kΩの抵抗2本だけ。リレー使うよりもコストが安いし配線も少なくてすむので最初からこうすれば良かったです。

一応回路の説明をしますと、TDA1517Pの8pはミュート端子になっていて、GNDに落とすと音声がミュートされます。ミュート端子は元々10kΩで+12Vにプルアップされているので、サスペンドLEDの点灯時の信号を利用してここがGNDに落ちる回路をトランジスタで作っています。

ミュート回路の実装

上記回路図の通り、PCVA-14XLAPの基板に取り付けてみました。

オーディオアンプIC(TDA1517P)の裏側に取り付けるのが一番簡単です。

拡大したところ。

2SC1815は型番表示面をピッタリと基板に付けています。高さを最小限にしないと、組み立てた時にシールド板が干渉してしまうので。

入力信号はスタンバイLEDの電源ラインから取ってます。スタンバイ状態になるとトランジスタのコレクタ=TDA1517Pの8PがGNDに落ちるのでミュート状態になって音が出なくなる仕組みです。


土台の加工

回路と配線の準備ができましたので、先に作成した土台にA-200Kを仕込みます。

まずは全面に操作パネルを取り付けました。今回もスイッチにはリベットを使い、青色透明アクリルで化粧してやります。

背面端子群はこのようにレイアウト。

左から、12V電源、音声入力(ステレオミニプラグ)、音声入力R、L、コンポジットビデオ入力、S映像入力、VGA入力、という並びです。

一見、音声入力が2系統あるように見えますが、単純に並列で繋がっているだけです。

底面からみたところ。

ボトムプレートの加工

組み立てたアルミのアングルの形に合わせて底面のプレート切り出しました。このプレートも12インチ液晶を作ったときに余った1ミリ厚のアルミ板を使いました。よって掛かったコストはゼロ。

アングルとL字金具で4カ所ネジ止めして、A-200Kとも4カ所でネジ止め固定しています。

内部レイアウト

最終的な内部レイアウトはこんな感じ。A-200Kの位置は、LVDSケーブルコネクタの位置を元に決めています。パネルがチルトするので、その際にコネクタやワイヤーになるべく負荷がかからないように配慮しました。

通気口の加工

A-200Kの信号処理チップはそれなりに発熱するらしく、ヒートシンクが取り付けられているのですが、ケースを密閉させてしまうと熱が籠もってヤバそうなので、底面に通風口を開けることにしました。この画像のようにボトムプレートの適当なところ(ヒートシンクの付いているチップの真裏あたり)に直径60mmの丸い穴を開けました。ただ、そのままだと格好悪いので、ダイソーで買った薄いアルミのパンチングシートを張り付けます。

ちなみに天井には元々隙間が空いているので、チップで発生した熱で空気が上昇して天井から逃げる時に底面から吸気され、自然換気されるのではないかと考えました。想像通りに空気が流れているかは分かりませんが、とりあえず連続稼働させても画面が乱れないようなので大丈夫じゃなかと思います。

張り付け

パンチングシートを適当なサイズに切り取ってこんな感じに張り付けてみました。

張り付けにはホットボンドを使用してます。裏側で見えないところなのでテキトーです。

このパンチングシート、100円で買えるので、スピーカーのグリルなど、いろいろと使えそうです。


完成!

ボトムプレートを張り付けて、ゴム足を張り付けました。底面吸気のために、足は必須。12インチ液晶モニタの制作の時にも使いましたが、今回も全面に青色透明のアクリル板を貼って化粧してます。これもアルミケースPC自作の時の端材を使ったので掛かったコストはゼロ。
外観

アルミなので全体的にピカピカです。傷防止シート(ただの紙)の効果は絶大です。連続稼働させるとアルミ板が暖かくなりますので、放熱性もそれなりによろしいようで。

土台がボッテリした感じになってしまいましたが、操作パネルとコネクタ群は使いやすく配置できました。

前面にアクリルパネルを張り付けているので、見た目も悪くないと思います。

総評

完成品をPS2に繋げてみました。ビデオ入力が使えてサウンドも出ますので、ちょっとしたゲーム機用のモニタとしては最適かも知れませんね。内蔵しているのは薄型スピーカーですが、サイズの割に音はなかなかのものです。

さて、お約束のトータルコストを計算してみます。ジャンクから部品取りしたものは、入手費用を元に適当に部品の価値考えて割り振って計算しています。

合計 18650円

筐体+LCD(PCVA-15XTAP#1)

4000円

基板(PCVA-14XLAP)

500円

CoCoNet A-200K

10000円

冷陰極管(PCVA-15XTAP#2)

2000円

背面コネクタ類

360円

ピンヘッダコネクタ

ACアダプタ

1000円

音声ミュート回路

50円

パンチングシート

100円

ゴム足x4

80円

金具、ネジ、リベット類

560円

アルミ板、アングル、アクリル板

0円

うーん、辛うじて2万円は切っていますが、やっぱりA-200Kの値段の高さが目に付きますねぇ。最近値下がりして買いやすくなってはきたものの、1万円となるとまだまだ気軽に入手しにくいお値段です。ジャンクを弄るに際して、「コストが安い」というのは最優先事項でありますので、もうちょっと勉強して欲しいものですが。

まぁ、S映像信号の入力が可能な市販の液晶モニタはまだそれなりに高価なので、ビデオモニタとしてはまぁまぁのお値段でしょうか。汎用モニタとしてそれなりに活用していきたいと思います。


2005.07.22追記

パネル交換

しばらく使っていましたが、最近の高輝度&高コントラスト比のパネルの絵と比べると、15XTAPの液晶(TX38D86VC1CAA)は綺麗とはいえず、次第に活用の機会を失っていったのでした。

そこで、テコ入れとして液晶パネルを入れ替えることにしました。ヤフオクで今時の表面光沢タイプの新品パネルが出品されていたので、13000円もしましたが頑張って落札しちゃいました。新しめの光沢液晶ってあんまり出品されないんですよねぇ。PS2PC専用LCDのために14インチの光沢パネルも欲しいんですが。

ブツはSAMSUNGの LTN150XG-L02 という型番。型番の読み方は、LTN(シリーズ名)150(インチ)X(解像度XGA)G(世代)-L02(リビジョン)と推測されます。世代がGなので、1から数えてシリーズ16代目?

新しい分、画質も期待が持てますが、情報が無いためA-200Kで使えるかどうかは分かりません。まぁ、ダメでもノートPCにLVDSで繋げて活用する手段がありますので、あえてバクチを打ってみました。

コネクタ変換

インターフェイスは普通にLVDS 1ch 6bitですが、コネクタは今時の30pであったので、A-200K標準のJAE20pに変換しました。

最近のノート用パネルは30pで統一される傾向があるのかも。

都合の良いことに、基板に信号名が明記されてました。まぁ、アサイン自体はアーム式LCD2号機で使ったシャープのLQ150X1LBE1と同じでしたが。

ちなみにJAE20pコネクタは、ジャンクなLCDモニタ用ADコンバータ基板から剥がした物です。電源以外は0.2mmのポリウレタン線で配線してます。

加工後は絶縁のために、フィルムテープで保護してます。

ワイヤー延長

冷陰極管のワイヤーが短かったので、延長しました。

ここは高圧電流が通るので、リークしないようにしっかりと絶縁しないと危険です。高圧側は念のため熱収縮チューブを2重にしてます。

ステーの作成
パネルは元々入っていたTX38D86VC1CAAより一回り薄く小さいものでした。固定用のネジ穴の形状も全く異なるものだったので、ステーx4個を0.5mm厚のアルミ板で作成しました。
組み込み

4カ所のステーでネジ止めして、画面の位置を合わせました。ヤワなステーですが、バッチリ固定されてます。

肝心の画質ですが、さすがに今時の液晶だけあって、かなり良いです。アーム式LCD2号機と同等の高輝度、高コントラスト比の綺麗な絵でした。ただ、高視野角タイプではないので、上下方向からの鑑賞には堪えませんけど。この改造で実用性を取り戻したので、現在ゴロ寝ネットサーフPC用&ゲーム機用のモニタとして連日稼働中です。

よくよく考えるとここまで辿り着くまでに最終的に3万円以上かけてしまいました。今時3万円もかければ普通のモニタは買えますね。結局、普通の人は普通に製品を買ったほうが良いだろう、といういつもの結論になってしまいました(ガーン)。


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