DE19925725A1 - Vorrichtung zur Kühlung eines Displays - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung eines Displays, insbesondere eines Plasmadisplays. Sie weist einen Ventilator, einen Temperaturfühler und eine mit dem Temperaturfühler verbundene Steuersignalerzeugungseinheit auf. Der Temperaturfühler mißt die Temperatur eines Meßobjektes. Die gemessene Temperatur wird in der Steuersignalerzeugungseinheit zur Erzeugung eines Steuersignals für den Ventilator verwendet, der eine das Display kühlende Luftströmung erzeugt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung eines Displays, mit einem Ventilator zur Erzeugung einer das Display kühlenden Luftströmung, einem Temperaturfühler und einer mit dem Temperaturfühler verbundenen Steuersignalerzeugungseinheit.

Aus der Zeitschrift RFE, Heft 2, 1997, Seiten 18-20, sind bereits die grundsätzliche Funktionsweise und die wesentlichen Eigenschaften eines von der Anmelderin entwickelten Fernsehgerätes mit einem Plasmadisplay bekannt. Ein Nachteil derartiger Plasmadisplays ist deren vergleichsweise hohe Leistungsaufnahme, aufgrund derer Maßnamen notwendig sind, die zu einer Abkühlung des Displays führen.

In diesem Zusammenhang ist es bereits bekannt, im Bereich des Plasmadisplays einen Temperaturfühler vorzusehen, mittels dessen die im Bereich des Displays herrschende Temperatur erfaßt wird. Überschreitet diese Temperatur einen vorgegebenen Temperatur-Schwellenwert, dann wird ein Steuersignal für einen Ventilator erzeugt, mittels dessen eine das Display kühlende Luftströmung erzeugt wird.

Ein Nachteil dieser Vorgehensweise besteht darin, daß die die Abkühlung hervorrufende Luftströmung erst dann erzeugt wird, wenn die gemessene Temperatur im Bereich des Displays schon vergleichsweise hoch ist. Dies führt bei einem Betrieb des Displays über einen langen Zeitraum dazu, daß die der Wärme ausgesetzten Bauteile schneller als nötig altern. Diese Alterung wiederum führt zu häufigeren Ausfällen von Bauteilen bzw. zu Gerätedefekten.

In der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 197 54 804.0 ist eine Vorrichtung zur Kühlung eines Displays beschrieben, welche eine Schaltung zur Auswertung des dem Display zugeführten Videosignals aufweist. Diese ist ausgangsseitig mit einer Steuersignalerzeugungseinheit verbunden, die ein Steuersignal für einen Ventilator unter Berücksichtigung des Ausgangssignals der Schaltung zur Auswertung des dem Display zugeführten Videosignals erzeugt.

Weiterhin ist aus der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 197 56 653.7 eine Vorrichtung zur Vermeidung einer Überhitzung eines Plasmadisplays bekannt. Diese weist eine Meßeinheit zur Erzeugung einer Information über die Leistungsaufnahme des Displays auf, die ausgangsseitig mit einer Steuersignalerzeugungseinheit zur Erzeugung eines Steuersignals verbunden ist. Das Steuersignal beaufschlagt eine Schaltung zur Reduzierung der Helligkeit der auf dem Display dargestellten Bildsignale. Weiterhin weist die bekannte Vorrichtung einen Temperaturfühler zur Erfassung der im Bereich des Displays herrschenden Temperatur auf, dessen Ausgangssignal zur Erzeugung des genannten Steuersignals beiträgt.

Ferner ist aus der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 198 00 846.5 eine Vorrichtung zur Vermeidung einer Überhitzung eines Displaytreiber- Bausteins eines Plasmadisplays bekannt. Dieser Displaytreiber-Baustein weist mehrere Displaytreiber-Elemente auf, von denen jedes einem Bildbereich des auf dem Display darzustellenden Bildes zugeordnet ist. Mittels einer Steuersignalerzeugungseinheit wird ein bildbereichsweises Meßsignal des darzustellenden Bildes generiert. Ein die Helligkeit der auf dem Display dargestellten Signale reduzierendes Steuersignal wird dann erzeugt, wenn das einem Bildbereich zugehörige Meßsignal einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Kühlung eines Displays anzugeben, mittels derer eine verbesserte Kühlung des Displays erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß durch die Auswertung der Temperatur eines Meßobjektes genauere Aufschlüsse über die Notwendigkeit einer Kühlung des Displays gewonnen werden können als bei bekannten Vorrichtungen, bei denen der Temperaturfühler an anderer Stelle im Display vorgesehen ist. Ist bei einer bekannten Vorrichtung beispielsweise die Darstellung eines Bildinhalts mit nur wenigen hellen Anteilen und vielen dunklen Anteilen vorgesehen und befindet sich der Temperaturfühler in der Nähe des Displaybereiches, auf welchem die hellen Bildanteile dargestellt werden, dann wird mittels des Temperaturfühlers das Vorliegen einer hohen Temperatur detektiert und der Ventilator eingeschaltet oder dessen Drehzahl erhöht, um eine das Display kühlende Luftströmung zu erzeugen. Dies wäre aber gar nicht nötig, da die Gesamttemperatur des Displays nicht so hoch ist, als daß es einer Kühlung bedarf. Ist hingegen die Darstellung eines Bildinhalts mit nur wenigen dunklen Anteilen und vielen hellen Anteilen vorgesehen und befindet sich der Temperaturfühler in der Nähe des Displaybereiches, auf welchem die dunklen Bildanteile dargestellt werden, dann wird mittels des Temperaturfühlers das Vorliegen einer niedrigen Temperatur detektiert und die an und für sich notwendige Kühlung nicht aktiviert. Dies kann zu einem Ausfall des Displays führen. Wird hingegen erfindungsgemäß mittels eines Temperaturfühlers die Temperatur eines geeigneten Meßobjektes des Displays gemessen und zur Ansteuerung des Ventilators verwendet, dann wird die tatsächliche Leistungsaufnahme des Displays besser erfaßt. Dadurch kann sichergestellt werden, daß eine Kühlung des Displays dann und nur dann erfolgt, wenn sie auch notwendig ist.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, daß die zur Kühlung verwendeten Ventilator bei Erfassung der Temperatur einer relevanten Komponente des Displays erst dann mit erhöhter Drehzahl laufen müssen, wenn die Temperatur der relevanten Komponente eine kritische Temperatur erreicht hat. Folglich ist in der Einschaltphase die Geräuschentwicklung durch die Ventilatoren gering und steigert sich über die Zeit allmählich. Hierdurch wird ein Nutzer subjektiv die Geräuschentwicklung als "angenehmer" aufnehmen und sich diese nicht in den Vordergrund drängen, als wenn die Ventilatoren bereits beim Einschalten mit hoher Drehzahl laufen.

Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der Erläuterung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren.

Es zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Kühlung eines Displays,

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der in der Fig. 1 gezeigten Vorrichtung,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Kühlung eines Displays, und

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Kühlung eines Displays.

Die Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Kühlung eines Displays. Bei diesem Display handelt es sich um ein Plasmadisplay 1, welches im unteren Bereich der Rückseite Lufteintrittsöffnungen 2 und auf der Oberseite Luftaustrittsöffnungen 3 aufweist. Weiterhin ist das Plasmadisplay 1 in seinem Innenbereich mit einem Meßobjekt 4 versehen, bei welchem es sich vorzugsweise um einen Kühlkörper des Netzteils des Displays oder um einen Hochspannungstreiber-Baustein des Displays handelt. Bei diesem Meßobjekt handelt es sich um ein Bauteil, welches die Gesamttemperatur des Displays repräsentiert.

Eine Änderung der Temperatur der durch die Lufteintrittsöffnungen zugeführten Luft führt unmittelbar zu einer proportionalen Änderung der Temperatur des Meßobjektes 4. Auch eine Änderung des Bildinhalts ergibt eine direkt vergleichbare Änderung der Temperatur des Meßobjektes 4. Ändert sich beispielsweise der Bildinhalt von dunkel nach hell, dann resultiert daraus eine durch die höhere Stromaufnahme verursachte höhere Temperatur des Meßobjektes 4. Im Falle der Abdeckung der Luftaustrittsöffnungen 3 erhöht sich die Temperatur des Meßobjektes 4 bis auf einen unzulässigen Wert.

Die am Meßobjekt 4 vorliegende Temperatur wird mittels eines Temperaturfühlers 5 erfaßt und an eine Steuersignalerzeugungseinheit 6 gemeldet. Diese erzeugt ein Steuersignal für einen Ventilator 7, dessen Drehzahl in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur verändert wird. Steigt die gemessene Temperatur, dann führt dies zu einer Erhöhung der Drehzahl des Ventilators 7, um eine stärker kühlende Luftströmung zu erzeugen. Erniedrigt sich die gemessene Temperatur, dann wird die Drehzahl des Ventilators 7 ebenfalls erniedrigt. Erkennt die Steuersignalerzeugungseinheit, daß die Steigung der Temperatur des Meßobjektes 4 einen vorgegebenen Schwellenwert für Steigung übersteigt, dann erzeugt sie ein Steuersignal, welches zum Ausschalten des Displays verwendet wird und dies dem Nutzer beim Wiedereinschalten über OSD (On- Screen-Display) als Meldung mitgeteilt wird.

Die Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der in der Fig. 1 gezeigten Vorrichtung. Auf der Abszisse ist dabei die Zeit t und auf der Ordinate die Temperatur ϑ aufgetragen.

Der Kurvenverlauf k1 entspricht der Temperatur des durch die Lufteintrittsöffnungen 2 zugeführten Luftstromes. Dieser Luftstrom weist vom Zeitpunkt t = 0 bis zum Zeitpunkt t1 eine Temperatur von 20°C auf. Diese erhöht sich dann bis zum Zeitpunkt t2 linear auf 30°C und bleibt dann bis zum Zeitpunkt t5 konstant.

Der Kurvenverlauf k2 zeigt die Temperatur des Meßobjektes. Diese liegt zwischen den Zeitpunkten t = 0 und t1 konstant bei 50°C. Danach steigt sie bis zum Zeitpunkt t2 linear auf 60°C an und folgt demnach den Veränderungen der Lufteintrittstemperatur. Vom Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t3 bleibt die Temperatur am Meßobjekt konstant bei 60°C. Zum Zeitpunkt t3 werden die Luftaustrittsöffnungen des Displays abgedeckt. Dies führt zu einem steilen Anstieg der Temperatur des Meßobjektes, die zum Zeitpunkt t4 bei 100°C liegt. Dieser Temperaturwert ist ein Schwellenwert, bei dessen Erreichen die Steuersignalerzeugungseinheit 6 das das Display ausschaltende Steuersignal erzeugt. Nach dem Ausschalten des Displays nimmt die Temperatur am Meßobjekt 4 wieder ab.

Beim obigen Ausführungsbeispiel führen folglich sowohl Änderungen der Temperatur der dem Display 1 durch die Lufteintrittsöffnungen 2 zugeführten Luftströmung als auch Änderungen der Hell-/Dunkel-Anteile des Bildinhalts als auch eine Abdeckung der Luftaustrittsöffnungen zu einer Veränderung der Temperatur, die mittels des Temperaturfühlers 5 an einem Meßobjekt 4 gemessen werden kann. Die derart gemessene Temperatur wird in einer Steuersignalerzeugungseinheit 6, die als Mikrocomputer realisiert sein kann, in ein Steuersignal umgesetzt, welches zu einer Veränderung der Drehzahl des Ventilators 7 oder - beim Überschreiten vorgegebener Schwellenwerte - auch zu einer Ausschaltung des Displays verwendet werden kann und dies dem Nutzer sofort oder beim Wiedereinschalten über OSD (On-Screen-Display) als Meldung mitgeteilt wird.

Die Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Kühlung eines Displays, bei welchem es sich ebenfalls um ein Plasmadisplay 1 handelt. Auch dieses Plasmadisplay weist Lufteintrittsöffnungen 2 und Luftaustrittsöffnungen 3 auf. In seinem Innenbereich ist das Plasmadisplay 1 mit Meßobjekten 4a, 4b, 4c versehen, deren jeweilige Temperatur mittels eines Temperaturfühlers 5a, 5b, 5c erfaßt und an eine Steuersignalerzeugungseinheit 6 gemeldet wird. Diese erzeugt nach einer Auswertung der ihr zugeführten Temperatursignale Steuersignale für Ventilatoren 7a, 7b, 7c.

Für jeden der Temperaturfühler 5a, 5b, 5c ist das Temperaturintervall bekannt, in welchem die jeweils gemessene Temperatur liegen kann. Dadurch ist es möglich, die gezeigte Vorrichtung im Sinne einer Fehlerüberwachung einzusetzen. Tritt beispielsweise ein Ventilatorkurzschluß auf, dann wird dies von der Steuersignalerzeugungseinheit 6 erkannt. Da in diesem Fall die gemessenen Temperaturen sehr schnell auf unzulässig hohe Werte ansteigen, setzt die Steuersignalerzeugungseinheit 6 alle Ventilatoren außer Betrieb. Weiterhin initiiert sie über eine nicht gezeichnete OSD-Schaltung (On-Screen- Display) die Anzeige einer Fehlermeldung auf dem Display und sorgt für eine Ausschaltung des Gerätes.

Auch dann, wenn ein Ventilator blockiert, abgedeckt oder elektrisch nicht verbunden ist, steigen die gemessenen Temperaturen auf unzulässig hohe Werte. Dies wird von der Steuersignalerzeugungseinheit erkannt, die in einem solchen Fall ebenfalls für eine Anzeige einer Fehlermeldung auf dem Display und eine Ausschaltung des Geräts sorgt.

Weist ein Temperaturfühler einen Kurzschluß auf oder liegt eine Unterbrechung der elektrischen Verbindung zwischen einem Meßobjekt und der- Steuersignalerzeugungseinheit vor, dann bleibt der jeweilige Eingangswert der Steuersignalerzeugungseinheit konstant. Tritt dieser Fall beispielsweise für eine Zeitdauer von 20 Minuten auf, dann kann die Steuersignalerzeugungseinheit entweder für ein Ausschalten des Gerätes oder eine Erhöhung der Ventilatordrehzahl auf den zulässigen Maximalwert sorgen. Weiterhin kann die Steuersignalerzeugungseinheit den Ventilator, der dem ausgefallenen Temperaturfühler zugeordnet ist, mittels eines Steuersignals ansteuern, welches aus einem oder mehreren der weiteren Temperaturfühlersignale abgeleitet ist. Auch in diesem Fall ist die Anzeige einer entsprechenden Fehlermeldung auf dem Display vorgesehen.

Ist einer der Temperaturfühler 5a, 5b, 5c nicht mehr mit dem jeweiligen Meßobjekt 4a, 4b, 4c kontaktiert, dann erreicht die gemessene Temperatur den zu erwartenden Wert nicht, d. h. sie liegt außerhalb des oben genannten Temperaturintervalls. In einem solchen Fall kann ebenso vorgegangen werden, wie es im vorherigen Absatz beschrieben wurde.

Die Anzeige einer Fehlermeldung auf dem Display bleibt in vorteilhafter Weise auch nach einem Aus- und Wiedereinschalten des Gerätes erhalten und kann nur durch einen Fachhändler gelöscht werden, nachdem dieser das Gerät einer sorgfältigen Prüfung unterzogen hat.

Die Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Kühlung eines Displays, bei welchem es sich ebenfalls um ein Plasmadisplay 1 handelt. Auch dieses Plasmadisplay weist Lufteintrittsöffnungen 2 und Luftaustrittsöffnungen 3 auf. In seinem Innenbereich ist das Plasmadisplay 1 mit Meßobjekten 4a, 4b, 4c versehen, deren jeweiligen Temperatur mittels eines Temperaturfühlers 5a, 5b, 5c erfaßt und an eine Steuersignalerzeugungseinheit 6 gemeldet wird. Diese erzeugt nach einer Auswertung der ihr zugeführten Temperatursignale Steuersignale für Ventilatoren 7a, 7b, 7c.

Jede Meßobjekt-/Ventilatoreinheit ist einer bestimmten Baugruppe des Gerätes zugeordnet. Beispielsweise sind das Meßobjekt 4a und der Ventilator 7a einer Baugruppe 8 zugeordnet, die dem Display-Netzteil entspricht. Das Meßobjekt 4b und der Ventilator 7b sind einer Baugruppe 9 zugeordnet, die dem Audioverstärker entspricht. Das Meßobjekt 4c und der Ventilator 7c sind einer Baugruppe 10 zugeordnet, die einer Signalverarbeitungseinheit entspricht.

In diesem Fall leiten die Temperaturfühler 5a, 5b, 5c Temperatursignale von Meßobjekten ab, die unterschiedlichen Baugruppen angehören. Die Ventilatoren 7a, 7b, 7c haben einen Durchmesser, der in etwa der gesamten Displaybreite entspricht. Diese Displaybreite ist - wie sich aus der rechten Darstellung in der Fig. 4 ergibt - in zwei Bereiche D und E aufgeteilt, von denen der eine ein mit Elektronik versehener Bereich E und der andere der eigentliche Displaybereich D ist. Diese beiden Bereiche sind über eine temperaturisolierende Zwischenwand voneinander getrennt, die sich bis knapp unterhalb des Bereiches erstreckt, in welchem der Ventilator angeordnet ist. Folglich wird mittels des Ventilators sowohl der Elektronikbereich als auch der Displaybereich gekühlt.

Wenn nun die zu den einzelnen Baugruppen gehörigen Ventilatoren mit einer Drehzahl arbeiten, die jeweils der dazugehörigen Temperatur entspricht, ergibt sich für das Plasmadisplay 1 insgesamt ein unterschiedliches Temperaturprofil. Da jedoch die Helligkeit eines Plasmadisplays temperaturabhängig ist, muß die Plasmadisplaykühlung gleichmäßig erfolgen. Aus diesem Grund erzeugt die Steuersignalerzeugungseinheit 6 ein für alle Ventilatoren gemeinsames Steuersignal, welches der höchsten gemessenen Temperatur zugeordnet ist. Bei einer derartigen Ableitung der Drehzahl der Ventilatoren in Abhängigkeit von der höchsten gemessenen Temperatur wird sichergestellt, daß die Kühlung des Plasmadisplays gleichmäßig erfolgt, ohne daß eine Überhitzung einzelner Baugruppen auftritt.

Claims (14)

1. Vorrichtung zur Kühlung eines Displays, mit

• - einem Ventilator zur Erzeugung einer das Display kühlenden Luftströmung,
• - einem Temperaturfühler und
• - einer mit dem Temperaturfühler verbundenen Steuersignalerzeugungseinheit,

dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Meßobjekt (4) aufweist und daß der Temperaturfühler (5) zur Erfassung der Temperatur des Meßobjektes (4) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßobjekt (4) ein die Gesamttemperatur des Displays (1) repräsentierendes Bauteil ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßobjekt (4) ein Kühlkörper des Netzteils des Displays oder der Hochspannungstreiberbaustein ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignalerzeugungseinheit (6) bei einer Veränderung der Temperatur des Meßobjekts ein Steuersignal erzeugt, welches zu einer Veränderung der Drehzahl des Ventilators (7) dient.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignalerzeugungseinheit (6) ein das Display ausschaltendes Steuersignal erzeugt, wenn die Steigung der Temperatur des Meßobjektes oder die Temperatur des Meßobjektes einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere Meßobjekte (4a, 4b, 4c) und mehrere Temperaturfühler (5a, 5b, 5c) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der Temperaturfühler (5a, 5b, 5c) ein eigener Ventilator (7a, 7b, 7c) zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Temperaturfühler (5a, 5b, 5c) einer anderen Baugruppe (8, 9, 10) des Displays zugeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Temperaturfühler (5a, 5b, 5c) der Steuersignalerzeugungseinheit (6) zugeführt sind und die Steuersignalerzeugungseinheit (6) in Abhängigkeit vom die höchste Temperatur anzeigenden Ausgangssignal ein gemeinsames Steuersignal für alle Ventilatoren (7a, 7b, 7c) erzeugt.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignalerzeugungseinheit (6) beim Erkennen eines fehlerhaften Eingangssignals die Anzeige einer Fehlermeldung auf dem Display initiiert.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige der Fehlermeldung auf dem Display auch bei einem Wiedereinschalten des Gerätes erhalten bleibt.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das Display ein Fernsehgerät mit Flachdisplay ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das Display ein Monitor mit Flachdisplay ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Display ein Plasmadisplay ist.