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〜VAIO専用LCDモニタのDVI化改造〜


SONY VAIO Lシリーズ専用LCDモニタ

PCVA-141LAP / PCVA-14XLAP / PCVA-15XTAP

前回CoCoNet液晶工房のキット「A-100K」を用いた12inchLCDモニタを制作したわけですが、同時に購入した「A-200K」で使えるLVDSのLCDパネルを捜していました。最初にヤフオクでLVDS14インチXGAパネルのSAMSUNG LT141X2-124を落札して繋げてみたのですが、まったく映らず。電源投入しても黒い画面が徐々にホワイトアウトするだけでした。CoCoNetの情報だとLT-141X7は対応パネルだということだったので、型番から推測しておそらくリビジョン違いのLT-141X2も映るだろうと踏んでいたのですが、見事に裏切られました。何度電源やピンアサインなど確認してもNG。当初はキットかパネルかどちらかが壊れているのだろうと思い、パネルをジャンクノートのマザーに直接配線して確認したところ表示可能であったので、キットのほうが初期不良と考え、CoCoNetの返送して調べて貰いました。しかし、キット正常(パネルかACアダプタの問題)ということで返送されてきました。

どうやら、LT141X2-124はA-200K非対応パネルだということのようです。このキット、相性が激しすぎます!結構高値で購入したパネルだったのでショックでした。CoCoNet側ももうちょっと情報を出してくれれば非対応パネルを掴んで泣く人も減るのに…。ユーザーからの情報をフィードバックするようなシステムになってないんですもん。公式BBS設置するだけでも大分違うと思うんですけどねぇ…。噂では経営者や店員は大陸の方だそうで、言語コミュニケーションの問題があるのかも知れません。

で、仕方ないので他のパネルを探していたわけですが、VAIOのLシリーズ専用モニタの一部の機種がどうやらLVDSであるらしいという情報があったので、もしかして使えるかも!? と考えて3台ほど落札してみました(買いすぎ)。

このシリーズのLCDモニタはコネクタが特殊で、本体からケーブルが直出しで、先端にハーフピッチアンフェノールのコネクタが付いています。電源や音声信号も同じコネクタでやりとりするようになっており、VAIOの特定機種でしか使えないようになっています。
しかも信号の仕様やピンアサインが型番によって微妙に異なり、ユーザーの混乱を招いています。見た目が同じようなだけに、ヤフオクでも間違って落札してしまう人が後を絶ちません。出品時に説明されていても普通のPCに繋がると思った人が入札してしまうケースも多いようです。ゆえに勘違い入札による突発的な価格高騰や、その後の再出品が非常に多いのも特徴です。

ヤフオクでの動作品の相場としては、一番機能の低いPCVA-141LAPが5000円〜8000円くらい。スピーカーのグレードがアップしてコネクタが変更になったPCVA-14XLAPが8000円前後。15インチLCDで信号がTMDS仕様になったPCVA-15XTAPが1万円前後ってな具合でした(H16年1月現在)。勘違い君が出現すると価格が異常に高騰しますが、大概落札後に再出品してくるので大人しく身を引いたほうが賢明です。

で、最初に落札したのが、PCVA-14XLAPという型番のもの。14インチのスピーカー内蔵LVDSモニタでした。ケーブルがバッサリ切断されたジャンクということで2700円でゲット。ジャンク品なのでお値段としては妥当でしょう。その後PCVA-141LAP(1700円)とPCVA-15XTAP(3700円)のジャンクも入手してみました。これら3機種はヤフオクでも結構見かけることが多い機種です。

VAIO Lシリーズ専用LCDモニタ 仕様

型番

信号

LCDパネル

コネクタ

スピーカー

対応機種
改造可能
PCVA-141LAP LVDS 三菱AA141XB02(14.1インチXGA LVDS 26p 0.5W+0.5W PCV-L300、L500、L700、L310、L510、L710 A-200K
PCVA-14XLAP LVDS 三菱AA141XB02(14.1インチXGA LVDS 40p 3W+3W PCV-L320 A-200K
PCVA-14XTAP TMDS 三菱AA141XB02(14.1インチXGA LVDS 40p 3W+3W PCV-L330、L330A A-200K/DVI化
PCVA-15XLAP LVDS TORiSAN TM150XG-02L02D(15インチXGA LVDS 40p 3W+3W PCV-L520 A-200K
PCVA-15XTAP TMDS 日立TX38D86VC1CAA(15インチXGA LVDS 40p 3W+3W PCV-L530、L550、L450G A-200K/DVI化
PCVA-15XTAP2 TMDS LG LP150X1 (15インチXGA LVDS 40p 3W+3W PCV-L350 A-200K/DVI化
PCVA-15QTAP TMDS 三菱AA150QA01(15インチQuad-VGA 1280x960 TMDS) 40p 3W+3W PCV-L720 DVI化
PCVA-15QTAP2 TMDS 三菱AA150QB01(15インチQuad-VGA 1280x960 TMDS) 40p 3W+3W PCV-L730、L750 DVI化

仕様については、ここのサイトを参考にさせていただきました。

ヤフオクではこの中でもPCVA-141LAPを一番多く見かけます。結構売れた機種みたいですが、ジャンクになっている本体も多いことが伺えます。ちなみにPCVA-15XTAP、PCVA-14XTAP、PCVA-15XTAP2はモニタ自体はTMDSですが、内部のLCDパネルはLVDSなのがポイントです。TMDS→LVDSの変換基板が入っているのです。PCVA-15QTAP/QTAP2は、パネル自体がTMDSなので注意(CoCoNetのA-200Kは使えない)。

右端に改造可能な手法を記したので参考にしてください。要するに、末尾がLAPのものはTMDS非対応なので、DVI化改造はできません。末尾がQTAP/2なのはパネル自体がTMDSなので、A-200Kは使えません。末尾がXTAP/2のものは内部パネルがLVDSなのでA-200Kが使えますし、内部の基板がTMDS対応なのでDVI化も可能で応用範囲が広いです。


内部のLCDパネル

とりあえずバラして内部のLCDパネルを取り出してみました。中身は三菱のAA141XB02というLVDSのパネルでした。このパネル、同じ型番でも日本製と台湾製があるようで。ちなみにPCVA-141LAPPCVA-14XLAPのパネルはどちらも同じ型番のものが入ってました。

コネクタ

信号コネクタはJAE20pで、LVDSパネルとしては一般的なもので、ピンアサインも一般的な配列。CoCoNetのA-200Kにもそのまま繋がる感じです。

液晶のガラスは旭硝子が作っているようで。

A-200Kを繋ぐ

で、目的のCoCoNet A-200Kを繋いでみたところ、映りました!

しかし、どう設定を追い込んでもコントラストが甘すぎ。正面から見ると黒がグレーに見えます。バックライトの光量調整してもダメ。斜め下から見るとこの画像のように綺麗に見えるんですが、正面からの使用に耐えないというのもねぇ…。

LCDパネルに半固定抵抗があったので弄ってみたところ、若干変化が見られたものの、満足の行くレベルに達せず、調整範囲外という感じでした(後から検証したところ、どうもキット添付のケーブルの品質の問題だったようです;次回の記事で詳述します)。

こんな感じに14インチの2枚のパネルを動作確認してみましたところ、一枚は赤いライン抜けがあり、もう一枚はバックライトの冷陰極管が劣化しており、色調が妙に赤いです。しばらく時間を置くと徐々に白くなりますが、光量は落ちてます。やっぱり安いジャンクだけのことはありますね。

もう一つ、15インチのPCVA-15XTAPはバックライトが点灯しないジャンクを3700円で落札したものですが、こちらはバックライトさえ交換すればA-200Kでも綺麗に映るようです。よって、A-200KPCVA-15XTAPをベースに制作することに決定。

で、このPCVA-15XTAPはTMDS仕様のモニタなので、うまくコネクタを引き出せればDVI端子付きのPCで使えるようになります。この基板を使わないのは勿体ないので、残りのパーツを使ってDVIモニタも作ることにしました。

パーツを組み合わせてこんな3台を作ってみます

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)

てなわけで、今回はこのうち、DVI仕様のモニタを作るお話です。


バックライト交換

DVI仕様のモニタは職場で毎日使いたいので、ライン抜けLCDは避けて、まともに映る方のパネルを使うことにしました。しかし、こちらはバックライトが劣化していましたのでこれを交換します。

ノート用LCDで使われているバックライトは冷陰極管というやつで、極細の蛍光灯みたいなものです。太さがたったの2mmしかありません。内部で水銀を使っているためか、なかなか通販で売っているところが無いのですが、現品.comで売っているものを調達しました。例によって現品.comの中の人は、北海道の人に商品を売ってくれないのですが、某氏が仲介役を買って出てくれたのでお願いしちゃいました。

で、これを交換するわけですが、これが結構面倒、ていうかテキトーにやると壊す危険性大です。フレキのパターンが極細の上に本数も多く、少しでも切ってしまうとLCD即死&再起不能です。

やり方ですが、まずパネルの外枠から内枠を固定しているツメを全て起こしておきます。LCDパネルには縦横にそれぞれ1枚ずつ基板が付いているので、これらを固定している粘着テープなどを剥がし(または切る)、2枚の基板同士を繋いでいるフレキを解放して(これを忘れると死にます)、写真のように基板を持ち上げます。

分離

基板のフレキに負荷をかけないように慎重に作業し、バックライト部分と液晶部分(+基板)を分離するとこうなります。バックライトの部分は何層ものシートが重なっていて、1本の冷陰極管の光を面全体に拡散する仕組みになってます。

バックライトの下方に細い金属のチャンネルが付いておりここに冷陰極管が填るようになってました。
冷陰極管

元々付いていたのは 290mm長、2mm径のものでした。現品.comで一番長いのが284mmなのでちょっと短いのですが、適当な長さのものが調達できないので仕方ないでしょう。

ちなみに冷陰極管はここのショップで各種サイズ扱っているようですが、お値段がジャンカー向けじゃありません。1台3千円程度で買ったジャンクモニタの冷陰極管ごときに5000円も出してられませんがな。

はめ込み

ということで、管をチャンネルにはめ込んで、バックライト部分に付けて軽くセロテープで数カ所留めました。これを元通り液晶部分にはめ込んで戻せば完了です。

クリーンルームでもあれば別ですが、普通の家庭で作業をするとどうしても隙間に埃が入ると思います。特にバックライトと液晶の間に埃が入ると影になってしまい、結構目立ちます。エアダスターを用意しておくと良いでしょう。スプレー缶のやつで十分です。もしくは、埃を避けるためにお風呂場で裸になって作業をするとか(嘘。

で、交換後ですが、光量はかなり明るくなりました。しかし、交換した冷陰極管は元々紫っぽい色のもののようで、画面に赤みがかかっているのが気になりました。まぁ、これはPC側で色補正すればある程度改善するのでヨシとしましょう。余談ですが、液晶モニタをお店で見比べると、機種によって白色の部分の色の違いが目立ちますが、あれって冷陰極管の色によるものなんですね。


制御基板

今回の改造では、PCVA-14XLAPの筐体にPCVA-15XTAPの基板を入れるわけですがこれが都合の良いことに形状互換なんですね。バックライト用のインバータ基板はまったく同じです。信号処理用の基板は、アンプ回路は同等ですが、15XTAP用のものはTMDS信号をLVDSに変換するためのチップが載っています(ここがポイント)。TMDS信号はDVI規格で採用されているものですので、この基板を利用するとDVI信号の映像をLVDSパネルに映せるというわけです。

ちなみにPCVA-14XLAPでは、LVDS信号はこの基板を経由せず、PC本体から直接LCDパネルに繋がるようになっています。

軽く解析してみる

PCVA-15XTAPの基板ですが、こういう構成になってます。画像左上の区画の回路でTMDS信号をレシーバで受けてLVDSトランスミッタで変換して、信号をLCDパネルに引き渡しています。

電源&ロジック系のブロックでは、LVDS用の3.3v電源の生成や、これのon/off、バックライトのon/off、LEDのon/off、EDIDのデータ通信等を行ってるようです。

信号処理チップ

これがTMDSレシーバ。Silicon Image のSil141CT80。XGAのTMDS信号をデジタルRGBに変換するめのチップみたいです。

ちなみに「TMDS」は信号の規格のことですが、PanelLinkとも言うらしいです(IEEE1394 = iLink = FireWireみたいな関係なんだとか)。で、TMDS信号を使ったコネクタの規格がDVIとDFPの2種類あるわけで。ややこしい…。

で、LVDSトランスミッタ。ナショナルセミコンダクタのDS90CF363A。データシートはこちら

このチップによってデジタルRGB信号をLVDS信号に変換しています。

これは2チャンネルオーディオアンプ用の石です。PhilipsのTDA1517P。データシートはこちら


改造開始!

さて、TMDS→LVDSの変換基板を利用してDVI端子を付けたモニタが作れそうだということが分かりましたので改造を開始します。

ピンアサインについては、既に情報を公開されている方がおられますので、そちらの方が作成した配線表を利用させていただきました(下記リンク)。

参考資料 SONY VAIO専用モニタをDVIに改造する(下請け人さん、リンク許可ありがとうございます)


DVI-Dケーブル

DVIコネクタを調達する必要があるわけですが、私は普通のDVI-D用の3mのケーブルを調達しました。デジタル信号のみ対応しているタイプですので余計なピンは刺さってません。2000円もしやがりました。

コネクタだけあれば済むのですが、なかなか売ってないもので。前は千石電商の通販で扱っていたのですが、いつの間にか消えてるし。

これを適当な位置で切断します。新品で2000円もしたケーブルをいきなり切断するのには勇気が要りますが、思い切って切断しましょう!
ワイヤーの加工

筐体に合わせて長さを決め、外側の被覆を剥いて先端の加工をします。
断端の処理

TMDS信号用に4ペアの線がシールドされていますので、こんな風に加工しました。

各々がツイストペアになっており、さらにGNDラインでシールドされているわけですが、GNDとして被覆のないワイヤーが入っているのでこれをビニール線に繋ぎなおし、上から熱収縮チューブで覆いました。

ちなみにTMDSの各々の信号線は同じ長さになるようにする必要があります。高速通信なのでワイヤーの長さに差があると、信号の遅延が無視できなくなるみたいです。

上で加工したワイヤーをこのコネクタの半田付け部分に接続しました。ピッチはそこそこ細かいですが、人間の手で十分に作業可能です。
コネクタへの配線

てなわけで、印刷した配線図に従ってひたすら半田付けです。とりあえずこんなんなりました。

配線後は簡単に取れない用にホットボンドで固めています。

ちなみに電源ラインは、基板上でアナログ(オーディオ用)とデジタル(パネル用)が分離されているのでこれらを接続しています。コネクタ上方のオレンジ色のワイヤーが+12Vの電源をアナログ側に繋げているところ。

右下のオレンジと黒の太いワイヤーがACアダプタからの電源供給ラインです(オレンジ=+12v、黒=GND)。基板のランドをカッターで削って銅箔を露出させてから半田付けしています。

基板裏側でアナログとデジタルのGND同士をスズメッキ線で繋いでます。

音声入力は半田付けしやすい裏側に繋ぎました。


ACアダプタ

外付けの+12Vの電源が必要のため、秋月電子の12V 2AのACアダプタを調達しました。前に作った12インチLCDで使っているものと同じものです。1個1000円程度とジャンカーにもお求めやすいお値段となっております。

秋月では4Aのものも売ってますが、この程度の回路なら2Aでも大丈夫でしょう。たぶん。

とりあえず動作確認

上記の配線で動作確認してみたところ、バッチリ映りました! CoCoNetのA-200Kだと、コンストラストの問題が発生したLCDパネルですが、この点もまったく問題なく、黒も引き締まっています。元々日立のLCD用の基板であり、三菱のパネルで同じ画質が得られるか少々不安でしたが、このLVDS変換基板って案外自由度は高いのかも。ちなみにA-200Kで非対応だったLT141X2-124でも使えました。


音声回路の電源制御

電源のon/offですが、パネルとバックライトは信号の有無で自動的にon/off制御されるようです。しかし、このままだと音声回路は常時onになってしまい、PC本体が電源offの時も電源が入りっぱなしになるわけで、電力が無駄ですし、微妙なノイズも気になります。手動の電源スイッチを付けても良いのですが、いちいちoffにするのも面倒くさいです。そこで、音声回路の電源をリレーで制御することにしました。

てなわけで、+12V電源をアナログ系に分配する配線を引き出します。(上のオレンジ色の2本のライン)

これをリレーに繋いでます。リレーのコイル駆動電源はPC本体からDVI端子を通して供給される+5Vを使ってます。これにより、音声回路のon/offがPC本体の電源on/offと連動するようになりました。

LCD全体の電源をリレーで制御しても良いのですが、PC電源off時もスタンバイLEDを付けておきたかったので私は音声回路の電源のみをリレーに繋いでます。まぁ、このあたりはお好みで。

また、ノイズ対策のため、音声ケーブルはシールド線で繋ぎなおしてます。


コネクタ配線

ACアダプタ用のDCコネクタと、音声入力用のステレオミニジャックを筐体の背面に引き出すことにしました。スペースの余裕を考えてこんな感じに配置。ガワはABS樹脂なので加工も簡単です。

ステレオミニジャックはホットボンドで接着してます。

外から見ると増設したコネクタはこんな感じ。無改造品との外観の違いはこれだけです。

信号ケーブルはケースから直出しです。中継コネクタの類は使わないほうがノイズの心配は少なくて済みます。

ケーブルの径が元々付いていたものより若干太くなってしまったので、ケーブルを引っかける穴をリーマーとヤスリで少しだけ広げてます。


表示水準

さすがにデジタル接続なだけあって、絵は非常にクリアーですね。ノイズはまったくありませんし、ドットもエッジがクッキリ立っています。

しかし、冷陰極管が短めのものなので、両端が若干暗く、明るさにムラが出ています。

普通に使っている分にはあまり気にならないのですが、単色の画面になると目立ちます。


総評

てなわけで、製作開始から4日間で完成しました。配線は若干面倒な作業ではあるものの、最初から筐体が出来ているとラクチンですね。

音声出力についてですが、この筐体(PCVA-14XLAP)に付いているスピーカーってサイズの割に結構まともな音が出ます。中にはバスレフダクト付きのエンクロージャーに入った小型スピーカーが入ってまして、出力は公称3W+3Wで、PC用の簡易的なスピーカーとしては十分なクオリティかと思います。一方、PCVA-141LAPのスピーカーはエンクロージャ無しの貧弱なもので(0.5W+0.5W)、一応音が出る、という程度のものですので、スピーカーも利用したいのなら入手を避けたほうが良いでしょう。

制作費用ですが、3台のLCDモニタの部品の寄せ集めなので計算が難しいのですが、こんな感じに試算してみました。

合計 7990円

筐体(PCVA-14XLAP)

1000円

基板(PCVA-15XTAP)

1000円

DVI-Dケーブル(3m)

2000円

コネクタ

300円

ACアダプタ

1000円

LCDパネル(PCVA-141LAP)

1500円

冷陰極管

1000円

リレー

190円

一般市販されているモニタと違って、DVI-D信号しか使えないという制限はありますが、スピーカー内蔵でそこそこ使える14インチXGAの液晶モニタの制作費用としてはまぁまぁでしょう。

残りの2台分のパーツを使ってあと2台のモニタを作る予定ですが、この話はまた後日ということで。


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