Brevet FR2627617A1 — publié le 19890825

La présente 4 invention est du domaine de l'affichage d'informations sur panneaux lumineux (murs vidéo, panneaux graphiques, etc...) et elle a plus particulièrement pour objet un procédé de commande des sources lumineuses disposées en un panneau graphique ainsi que le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Les commandes de sources lumineuses telles que diodes électroluminescentes (DEL), ou lampe à filament, connues à ce jour s'effectuent en tout ou rien, les sources lumineuses ne pouvant être qu'allumées ou éteintes. Ce procédé de commande employé couramment, limite la restitution d'une image comportant des nuances (u niveau du gris) à ses "à-plats" ou à ses contours, ce qui a pour conséquence une diminution de la définition de ladite image. Pour améliorer la qualité de restitution d'une image, il conviendrait donc d'utiliser pour chaque source lumineuse un nombre d'éléments lumineux égal au nombre de niveaux de gris à reproduire, chaque élément luminéux étant associé à un circuit de commande ; un tel ensemble permettant de reproduire une image avec un nombre significatif de niveaux de gris est actuellement économiquement irréalisable. Le but de la présente invention est de proposer une méthode permettant la restitution d'une image numérique ou analogique avec ses différents niveaux de gris correspondants aux différences de luminances de chaque point de l'image, dite objet, à reproduire. Selon la présente invention, un procédé de commande des sources lumineuses élémentaires disposées en un panneau graphique, ledit procédé comportant une pluralité d'éléments lumineux organisés en matrice, pour constituer l'image d'un objet lui-même constitué de points de luminance variés, du genre de méthode mettant en oeuvre un commutateur piloté par une porte logique, connectée en amont à un bus d'adresses véhiculant les informations représentant les coordonnées des sources lumineuses sélectionnées pour être alimentées en courant, ledit commutateur délivrant un niveau de tension logique à un élément de puissance chargé de fournir l'énergie nécessaire à l'éclairement de la source lumineuse élémentaire sollicitée, est caractérisé d'une manière générale en ce que ladite commande s'effectue en deux phases à partir d'un signal dont la tension est représentative d'un. certain niveau de luminance d'un point de l'objet à reproduire, la première phase consistant à mémoriser ladite tension dans la charge d'une capacité, la seconde phase à appliquer en temps opportun la dite tension, disponible aux bornes de la capacité, à une entrée de commande d'un élément de puissance qui délivrera au dit élément lumineux une puissance sensiblement proportionnelle à ladite tension de charge. De préférence, le procédé pouvant comprendre en outre des opérations de correction du décalage en tension entre le niveau de tension de commande et le niveau de tension de sortie de l'élément de puissance, lesdites opérations comprennent les étapes successives consistant à mesurer ladité tension de décalage, puis convertir ladite tension de décalage en un code numérique, puis mettre en mémoire ledit code numérique, puis lorsque la source lumineuse de l'élément de puissance en question est sélectionnée pour être alimentée, reconvertir à nouveau en valeur de tension ce dit code, puis additionner ladite tension de décalage à la tension du signal image à l'entrée de l'élément de puissance pour obtenir à la sortie dudit élément une tension égale à la tension du signal image. L'invention a aussi pour objet un dispositif de mise en oeuvre du procédé sus-défini, dispositif qui comprend, suivant une première caractéristique principale, pour chaque source lumineuse un transistor à effet de champs (FET) dont le drain (D) est connecté à une source d'énergie et dont la source (S) est reliée à la masse, la source lumineuse étant montée en série entre la source du FET et la masse, le FET étant ainsi utilisé en suiveur. De préférence ladite opération de mémorisation du niveau de tension correspondant au niveau de gris à reproduire est réalisée par le moyen d'un condensateur dont l'une des armatures est reliée à la masse, et dont l'autre est reliée en amont au commutateur délivrant le niveau de tension du signal image, et en aval, à l'électrode de commande de l'élément de puissance. Selon une seconde caractéristique principale de l'invention, l'élément de puissance utili- Sé présente une électrode de commande fortement isolée pour ne pas décharger la capacité effectuant la mise'en mémoire du niveau de tension correspondant au niveau de gris. Avantageusement, on utilisera la capacité interne de l'élément de puissance pour la phase de mémorisation du niveau de tension correspondant au niveau de gris à reproduire. Selon une caractéristique secondaire de l'invention, le procédé met en oeuvre un dispositif comprenant un microprocesseur contrôlant une mémoire numérique qui contient les valeurs numériques des niveaux de tension de décalage pour chacun des éléments de puissance, ledit microprocesseur assurant la synchronisation entre l'arrivée du niveau de tension correspondant au signal image et l'arrivée du niveau de tension correspondant à la valeur du décalage sur un sommateur, ledit microprocesseur étant utilisé pour l'adressage des différentes sources lumineuses. De préférence le dispositif comprend, pour additionner la tension de décalage à la tension du signal image, un réseau de résistance. Selon une troisième caractéristique principale de l'invention, le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisé en ce que chaque source lumineuse est composée de triplets (trois DEL ou trois lampes à filament) représentant les trois couleurs fondamentales, chaque élément du triplet étant commandé séparément, ce qui permet de reproduire une image polychromatique. Selon une quatrième caractéristique principale de l'invention, le dispositif précité est caractérisé en ce qu'il comporte un circuit imprimé appelé carte mère, destiné à supporter des circuits imprimés pour inter-connecter les sources lumineuses aux circuits de commandes analogiques, les sources lumineuses étant disposées le long d'un c6té de la carte-mère, et en ce que, la carte mère comporte sur sa surface les divers circuits d'adressage des cartes auxiliaires, cette disposition permettant de rapprocher physiquement les sources lumineuses côte à côte, et d'empiler les circuits imprimés auxiliaires de façon à obtenir pour une surface donnée de l'image à reproduire, un nombre le plus élevé possible de sources lumineuses en améliorant ainsi la définition de l'image. La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparartront à la description qui va être faite d'une forme particulière de réalisation, en relation avec les dessins des planches annexées dans lesquelles - la fig.1 est une représentation schématique du système de commande utilisé dans l'art antérieur, - la fig.2 est une représentation schématique du dispositif utilisé pour la mise en oeuvre de l'invention, - la fig.3 illustre de façon schématique le système de commande d'une source lumineuse selon l'invention, - la fig.4 représente un exemple de matrice d'éléments lumineux, - la fig.5 illustre une disposition avantageuse de l'implantation des différents éléments d'une matrice, et - la fig.6 illustre un panneau composé de plusieurs éléments de base. Sur la fig.1, il apparaTt'que la tension de sortie d'une porte logique 11 attaque directement l'électrode de commande l'élément de puissance 8 (un MOS FET le plus souvent) celui-ci ayant sa source reliée à la masse et le drain à une source d'énergie 10, la source lumineuse 4 et une résistance 9 étant montés en série entre le drain et ladite source d'énergie. Sur la fig.2, est représenté d'une façon schématique le dispositif utilisé pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, comprenant un circuit de commande analogique 1, l'élément assurant la mémorisation 11 du niveau de gris de l'image 2, l'élément de puissance 3 et la source lumineuse destinée à être sollicitée. Le circuit de commande analogique est constitué d'une porte analogique 1 recevant un signal de commande dont le rôle est d'informer ladite porte analogique sur les numéros de lignes 5 et de colonnes 6 correspondants aux coordonnées, sur la matrice, de la source lumineuse à solliciter. Un interrupteur 1" met en relation la ligne de niveau de gris 7 au condensateur de mémorisation 2. Lorsque la porte analogique 1 est désactivée, la liaison entre la ligne de niveau de gris 7 et le condensateur 2 est coupée et ledit condensateur garde en mémoire I'information du niveau de gris de la ligne 7. Sur la fig.3, la tension de sortie'du condensateur 11 attaque l'électrode de commande de l'élément de puissance ; le drain de celui-ci est connecté à une source d'énergie 10, une résistance 9 étant montée en série entre la source d'énergie et le drain et la source de l'élément de puissance est reliée à la masse, la source lumineuse 4 étant montée en série entre ladite source de l'élément de puissance et la masse. Ainsi, le circuit d'interface de puissance 8 alimente en courant la source lumineuse 4 à travers la résistance de limitation 9 connectée à la source d'énergie 10 ; ia tension aux bornes du condensateur 11 comprend la tension du signal image et la tension de compensation du décalage "entrée/sortie" du MOS FET et se retrouve appliquée aux bornes de l'élément lumineux 4 dont l'éclairement dépendra de cette tension. La fig.4 représente, à titre d'exemple, une matrice 11 de quatre éléments lumineux 4, échantillon d'un panneau graphique de grande dimension. Les lignes 5, 6 et 7 représentent les bus qui véhiculent les signaux de commandes aux commutateurs analogique 1. L'élément de puissance est représenté en 8 et la source lumineuse à solliciter en 4. La fig.5 illustre une disposition avantageuse d'implantation des différents éléments constituant une matrice 11 de multiples sources lumineuses 17 avec les différents circuits de commande et de la carte mère 16. Ainsi, un circuit imprimé 12, appelé carte mère supporte des circuits imprimés 13 inter-connectant les sources lumineuses aux circuits de commande analogique i5. Des circuits d'adressage des cartes auxiliaires se trouvent sur la carte mère en 14. Cette disposition permet de rapprocher physiquement les sources lumineuses côte à côte, et d'empiler les circuits imprimés auxiliaire de façon à obtenir pour une surface donnée de l'image à reproduire un nombre le plus élevé possible de sources lumineuses, la définition de l'image pour un distance d'observation donnée étant bien entendu dépendante de ce nombre. La fig.6 représente un panneau 16 qui peut être composé d'un nombre quelconque d'éléments de base 17 qui peuvent être composés par exemple de 32 X 32 sources lumineuses élémentaires. Bien que l'on ait décrit ' et représenté une forme particulière de réalisation de l'invention, il doit être compris que la portée de cette dernière n'est pas limitée à cette forme mais qu'elle s'étend à touts les moyens équivalents comportant les caractéristiques générales énoncées plus haut. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour la commande d'éléments lumineux de panneaux graphiques, ceux-ci comportant une pluralité d'éléments lumineux organisés en matrice, pour constituer l'image d'un objet lui-même constitué de points de luminance variés, du genre de méthode mettant en oeuvre un commutateur piloté par une porte logique, connectée en amont à un bus d'adresses véhiculant les informations représentant les coordonnées des sources lumineuses sélectionnées pour être alimentée en courant, ledit commutateur délivrant un niveau de tension logique à un élément de puissance chargé de fournir l'énergie néces saire à l'éclairement de la source lumineuse élémentaire sollicitée, caractérisé en ce que ladite commande s'ef fectue en deux phases à partir d'un signal dont la tension est représentative d'un certain niveau de lumi nance d'un point de l'objet à reproduire, - la première phase consistant à mémoriser ladite tension dans la charge d'une capacité, - la seconde phase à appliquer en temps opportun la dite tension, disponible aux bornes de la capacité, à une entrée de commande d'un élément de puissance qui délivrera au dit élément lumineux une puissance sensiblement proportionnelle à ladite tension de charge 2.- -Procédé selon la revendication 1, ledit procédé compre nant en outre des opérations de correction du décalage en tension entre le niveau de tension de commandé et le niveau de tension de sortie de l'élément de puissance, caractérisé en ce que lesdites opérations comprennent les étapes successives consistant à - mesurer ladite tension de décalage, puis - convertir ladite tension de décalage en un code numérique, puis - mettre en mémoire ledit code numérique, puis - lorsque la source lumineuse de l'élément de puissance en question est sélectionnée pour être alimentée, recon vertir à nouveau en valeur de tension ce dit code en valeur de tension, puis - additionner ladite tension de décalage à la tension du signal image à l'entrée de l'élément de puissance pour obtenir à la sortie dudit élément une tension égale à la tension du signal image 3.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend pour chaque source lumineuse un transistor à effet de champs (FET) dont le drain (D) est connecté à une source d'énergie et dont la source (S) est reliée à la masse, la source lumineuse étant montée en série entre la source du FET et la masse, le FET étant ainsi utilisé en suiveur 4.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite opération de mémorisation du niveau de tension correspondant au niveau de gris à reproduire est réalisée par le moyen d'un condensateur dont l'une des armatures est reliée à la masse et l'autre reliée en amont, au commutateur délivrant le niveau de tension du signal image et en aval, à l'électrode de commande de l-'élément de puissan ce 5.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un micro processeur contrôlant une mémoire numérique qui contient les valeurs numériques des niveaux de tension de décala ge pour chacun des éléments de puissance, ledit micro processeur assurant la synchronisation entre l'arrivée du niveau de tension correspondant au signal image et l'arrivée du niveau de tension correspondant à la valeur du décalage sur un sommateur, et en cé que ledit microprocesseur sera utilisé pour l'adressage des différentes sources lumineuses 6.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé : en ce que l'élément de puissance utilisé présente une électrode de commande fortement isolée pour ne pas décharger la capacité effectuant la mise en mémoire du niveau de ~tension correspondant au niveau de gris 7.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on utilise la capa cité interne de l'élément de puissance pour la phase de mémorisation du niveau de tension correspondant au niveau de gris à reproduire 8.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la 'revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend pour addi tionner la tension de décalage à la tension du signal image, un réseau de résistance 9.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque source lumineu se est composée de triplets (3 DEL ou lampes à filament) représentant les trois couleurs fondamentales, chaque élément du triplet étant commandé séparément, ce qui permet de reproduire une image polychromatique 10.-Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit imprimé appelé carte mère, destiné à supporter - des circuits imprimés pour inter-connecter des sources lumi neuses aux circuits de.commandes analogiques, et en ce que, la carte mère compor te sur sa surface supérieure les divers circuits d'adressage des cartes auxiliaires, cette disposition permettant de rapprocher physiquement les sources lumi neuses côte à côte, et d'empiler les circuits imprimés auxiliaires de façon à obtenir pour une surface donnée de l'image à reproduire, un nombre le plus élevé possible de sources lumineuses en améliorant ainsi la définition de l'image.