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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung eines Displays gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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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
Maßnahmen
notwendig sind, die zu einer Abkühlung
des Displays führen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Aus
JP 2-29776 A ist eine Vorrichtung zur Kühlung eines Displays bekannt.
Diese Vorrichtung weist einen Controller zur Steuerung der Vorrichtung auf.
Im Weiteren sind Sensoren vorgesehen, welche im Board des Displays
angeordnet sind und insbesondere in/an Teilen bzw. Bereichen des
Boardes, welche temperaturempfindliche Bauteile aufweisen, angeordnet
sind.
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Aus
JP 0110038391 A ist
eine Vorrichtung bekannt, mittels welcher die Temperaturen in einem Plasmadisplay über Sensoren
erfasst werden. Über die
von den Sensoren erfasste Temperatur wird die Kühlung des Displays gesteuert.
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Aus
JP 5-53508 A ist der Oberbegriff des Patentanspruches 1 der Anmeldung
bekannt, nämlich, 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, wobei die Vorrichtung
ein Messobjekt, an welchem der Temperaturfühler zur Erfassung der Temperatur
des Messobjektes angeordnet ist, aufweist.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Kühlung eines
Displays anzugeben, mittels derer eine verbesserte Kühlung des
Displays erreicht wird.
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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.
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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 ertaßt. Dadurch kann sichergestellt werden,
daß eine
Kühlung
des Displays dann und nur dann erfolgt, wenn sie auch notwendig
ist.
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Ein
weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß die zur Kühlung verwendeten Ventilatoren
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.
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Weitere
vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der Erläuterung
von Ausführungsbeispielen
anhand der Figuren.
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Es
zeigt:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
für eine
Vorrichtung zur Kühlung
eines Displays,
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2 ein
Diagramm zur Erläuterung
der Funktionsweise der in der 1 gezeigten
Vorrichtung,
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3 ein
zweites Ausführungsbeispiel
für eine
Vorrichtung zur Kühlung
eines Displays, und
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4 ein
drittes Ausführungsbeispiel
für eine
Vorrichtung zur Kühlung
eines Displays.
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Die 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.
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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.
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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
die 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.
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Die 2 zeigt
ein Diagramm zur Erläuterung
der Funktionsweise der in der 1 gezeigten Vorrichtung.
Auf der Abszisse ist dabei die Zeit t und auf der Ordinate die Temperatur ϑ aufgetragen.
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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.
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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.
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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 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 ertaßt und an eine
Steuersignalerzeugungseinheit 6 gemeldet wird. Diese erzeugt
nach einer Auswertung der ihr zugeführten Temperatursignale Steuersignale
für Ventilatoren 7a, 7b, 7c.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die 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.
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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.
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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 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.
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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.