Brevet FR2821694A1 — publié le 20020906

La présente invention est du domaine de l'électronique et concerne un procédé et un dispositif permettant d'obtenir une courbe d'énergie lumineuse parabolique de sources de lumière constituées par des diodes électroluminescentes (DEL) diffusant des images, dans le domaine des écrans géants, c'est à dire d'écrans constitués d'une très grande pluralité de diodes, éventuellement groupées en"pixels"s'il s'agit d'obtenir une polychromie apparente. On rappelle que la restitution des niveaux de luminance, ou modulation, d'une image par les sources lumineuses sur un écran géant s'effectue essentiellement par une commande temporelle en tout ou rien des dites sources. La modulation est dite à durée de conduction variable des dites sources. Généralement, la commande temporelle est effectuée par les moyens binaires de l'informatique et les niveaux de luminance résultent d'un découpage en N pas (généralement N = 256 pas) d'une base de temps de B (généralement B = 10 millisecondes (10mS) appliquée à un module de commande des DEL Ce procédé de modulation universellement employé a un défaut majeur : il ne restitue pas correctement la courbe de puissance de l'énergie lumineuse des niveaux de luminance des images à reproduire telles que ces images sont déterminées par des générateurs d'image à rapport cyclique, et ce défaut se traduit sur l'écran par un clignotement de l'image dans les zones de faible éclaire- ment. En effet la courbe de progression du rapport cyclique de la modulation temporelle est linéaire ce qui est en contradiction avec da physiologie de loeil qui nécessite une progression parabolique de l'énergie lumineuse. Sans doute que l'on a cherché à remédier à cette discordance en corrigeant l'image générée par le générateur : il a été proposé divers modes de correction qui à la connaissance du Demandeur on tous procédé de la modification du rapport cyclique, essentiellement en modifiant la fréquence du signal fourni par le générateur, notamment en le divisant. Cette correction nécessiterait de transmettre au module de commande, des signaux numériques ayant eux-mêmes par nature une fréquence assez élevée et leur faire supporter une fréquence supplémentaire correspondant à la correction elle-même, ce qui conduirait à des fréquences de l'ordre de 2. 000 MHz incompatibles avec leur passage dans des liaisons filaires En effet le passage de telles fréquences dans les liaisons filaires se heurte à l'impédance de ces liaisons, impédance liée elle-même à la fréquence du signal véhiculé, et cet effet est d'autant plus important que la distance séparant le module de commande des DEL, du générateur d'image est plus grande, laquelle distance varie précisément en fonction de la dimension de l'écran ; en d'autres termes plus la dimension d'un écran augmente, plus augmente la longueur des circuits de commande en provenance du générateur, plus augmente leur impédance, et plus la correction par division est inefficace. L'idée mère de l'invention a été de moduler paraboli- quement la durée des pas du signal de rafraîchissement dont les pseudofréquences, même les plus hautes, correspondant aux pas les plus courts de fin de cycle sont tout à fait compatibles avec leur passage dans les liaisons filaires. Dès lors se trouve reconstituée une progression parabolique des niveaux de luminance sans que l'on ait eu à les faire transiter sous forme numérique par les liaisons filaires du si- gnal image. Ainsi selon la présente invention un dispositif d'affichage d'images lumineuses, du type de dispositif dits"écrans géants"du type comprenant une pluralité de sources lumineuses constituées des diodes électroluminescentes rassemblées sur un panneau, un premier générateur de signal dit signal "image", relié par liaison filaire longue à une première entrée dite de signal image du dit module de commande, le dit générateur délivrant des signaux numériques représentatifs de l'intensité lumineuse d'un point de l'image, un module de commande de chaque dite diode situé dans le voisinage de la dite diode et relié à elle par liaison fi- laire courte, le dit module de commande délivrant, à partir des signaux numérique re- çus du générateur de signal image, un signal de commande à rapport cyclique ayant une base de temps de durée b divisible en pas, et un deuxième générateur de signal de rafraîchissement, de base de temps de durée (période) égale à b, ledit second générateur étant relié par liaison filaire longue à une deuxième entrée dite de rafraîchissement, du dit module de commande, est caractérisé dans généralité en ce que le générateur, dit deuxième, de signal de rafraîchissement est un générateur de signa ! de base de temps de période égale à b divisée en un nombre de pas égal à 256, pas qui ne sont pas égaux et dont les positions et durées relatives sont fixées par le générateur de signal de rafraîchissement. Il résulte de cette disposition générale une déformation de la répartition de l'éclairement de l'image par rapport à la répartition que procu- rerait le signal image s'il était commandé par une base de temps à pas égaux De préférence, et dans le cas de l'objectif de l'invention le générateur, dit deuxième, de signal de rafraîchissement est un générateur de signal de base de temps de période égale à b divisée en un nombre de pas égal à 256, dont la durée du pas, dit premier, de fin de cycle est égal à b/2562 chaque pas suivant ayant une durée égale au carré de la durée de celui qui le précède. Il résulte de cette disposition que sont restitués des niveaux de luminance pouvant avoir une progression parabolique apte à une bonne perception par l'oeil. Dans le type de dispositif considéré la base de temps b ayant une durée de 10 mS, le premier pas a une durée de (10/2562) x12 mS, soit 0, 00015 mS, le deuxième pas a une durée de (10/2562) x2 mS, soit 0, 00061 mS' le troisième pas a une durée de (10/256x3 mS, soit 0, 00137 mS,, etc... Pour obtenir cette variation parabolique du signal de rafraîchissement l'homme de l'art pourra avoir accès à des moyens divers bien connus de la technique et dont le choix sera déterminé par le contexte technique du panneau tel que l'utilisation d'oscillateurs variables pilotés en tension (VCO) ou tout autre moyen numérique tel une mémoire programmée dont les bits d'écriture inscrits sont en progression parabolique faisant office à la lecture d'oscillateur, sans qu'il soit utile de donner plus de précisions. Dans un mode préféré de réalisation le deuxième générateur est un est un oscillateur variable piloté en tension (VCO). Selon un autre mode de réalisation le deuxième générateur pourrait être une mémoire programmée dont les bits d'écriture inscrits sont en progression parabolique faisant office d'oscillateur à la lecture. L'invention telle que définie ci-dessus en termes de moyens ou de dispositif, pourrait, de manière équivalente eue égard à la nature essentiellement fonctionnelle des moyens de l'électronique, être définie en terme de procédé de commande d'image d'un écran à DEL, notamment écran de grande dimension ou encore"écran géant", savoir : procédé consistant à multiplexer au niveau de l'organe de commande des DEL, le signal image en provenance d'un générateur avec un signal quadratique (ou parabolique) de l'horloge de rafraîchissement de cycle du dit organe de commande, ou savoir encore : en modulant paraboliquement le signal d'horloge. Bien évidemment l'invention a pour objet l'écran luimême dés lors qu'il incorpore un tel dispositif de commande ou les moyens mettant en oeuvre le procédé. La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaîtront, à la description qui va en être fait en comparaison avec l'art antérieur, en relation avec la figure unique de la planche annexée. En référence à la figure, un écran géant 1 est géné- ralement divisé en une pluralité d'éléments modulaires tels que 2 comportant chacun une multitude de sources lumineuses 3 (DEL), chaque source lumineuse 3 étant reliée par une liaison filaire courte 4 à un module 5 de commande (PWM) de données temporelles qui reçoit d'une part par une liaison filaire 6 les données image du générateur d'image 7, et d'autre part par liaison filaire 8 une fréquence de cycle de rafraîchissement issue d'un générateur 9 de signal d'horloge. La fréquence des signaux image (14) issus du générateur d'image en est comprise sensiblement entre 10 et 30 mégahertzs. Selon l'art connu, la fréquence de cycle de rafraîchissement du générateur de signal d'horloge 9 est fixe c'est à dire qu'elle est stable dans le temps ; on a représenté en 10 un tel signal d'horloge dont la base de temps de temps (10 mS) est divisée en pas constants, chaque pas correspondant à un temps d'éclairement ou de non éclairement de la diode 3, et en correspondance en 12 le signal de commande de la diode à la sortie du module 5 (ou à l'entrée de la DEL 3). On doit comprendre selon ce qui a été dit plus haut que le signal de commande ne comportera pas de durée d'éclairement ou d'extinction inférieure à 10/256 mS soit 0,039 mS. Au contraire, selon l'invention, le signal 13 issu du module, ou à l'entrée de la DEL 3, lorsqu'il est commandé par une base de temps à pas à variation parabolique 11, pourra présenter des signaux de durée aussi petite que 10/2562 soit 0,00015 mS. Cette dernière durée de signal, constatée à sortie du module PWM, ou à l'entrée de la diode, ou encore par analyse photométrique temporelle de l'éclairement de la diode, est caractéristique de l'invention. Ou encore, de façon caractéristique, on retrouvera sur l'écran, au voisinage des DEL ; ou de tout autre organe de luminescence en tout ou rien, d'une part des points, ou bornes, qui seront le siège d'un signal de fréquence de l'ordre de 10 MHz à 30 MHz qui pourra être le signal image 14, et d'autre part des points, ou bornes qui seront le siège d'un signal de type à progression parabolique, d'une pseudo-fréquence de l'ordre de 6 MHz, ce qui se traduit, à l'examen visuel de l'écran, par une image sensiblement identique à l'image source. On notera aussi l'intérêt économique apporté par l'invention par le fait qu'il n'y pas de composants supplémentaires, mais seulement la programmation d'un composant, le VCO par exemple, programmation dont le coût est négligeable. On doit comprendre que l'invention n'est pas limitée à la correction parabolique de la luminance mais qu'elle peut s'étendre à la correction de tous autres défauts liés à la structure ou aux composants des panneaux, voire à la modification programmée de l'éclairement des images. REVENDICATIONS 1.-Dispositif d'affichage d'images lumineuses, du type de dispositif dits"écrans géants"comprenant : un pluralité de sources lumineuses constituées des diodes électroluminescentes (3) rassemblées sur un panneau (2), un premier générateur (7) de signal dit signal"image" (14), relié par liaison filaire longue (6) à une première entrée dite de signal image d'un module de commande (5), le dit générateur délivrant des signaux numériques (14) représentatifs de l'intensité lumineuse d'un point de l'image, le module de commande (5) de chaque dite diode (3) situé dans le voisinage de la dite diode et relié à elle par liaison filaire courte (4), le dit module de commande délivrant, à partir des signaux numérique reçus du géné- rateur de signal image, un signal de commande (12,13) à rapport cyclique ayant une base de temps de durée b divisible en pas, un générateur (9), dit deuxième, de signal de rafraî- chissement, de base de temps de durée (période) égale à b, ledit second généra- teur étant relié par liaison filaire longue (8) à une deuxième entrée dite de rafraîchissement, du dit module (5) de commande, caractérisé : en ce que le générateur (9), dit deuxième, de signal de rafraîchissement est un générateur de signal de base de temps de période égale à b divisée en un nombre de pas égal à 256, pas qui ne sont pas égaux et dont les positions et durées relatives sont fixées par le générateur de signal de rafraîchissement d'où il résulte une déformation de la répartition de l'éclairement de l'image par rapport à la répartition que procurerait le signal image s'il était commandé par une base de temps à pas égaux 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé : en ce que, plus particulièrement, le générateur (9), dit deuxième, de signal de rafraîchissement est un générateur de signal de base de temps de période égale à b divisée en un nombre de pas égal à 256, la durée du premier en fin du cycle est égal à b /2562 chaque pas précédent ayant une durée égale au carré de la durée de celui qui le précède, . d'où il résulte finalement que sont restitués des niveaux de luminance pouvant avoir une progression parabolique aptes à une bonne perception par l'#il 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé : en ce que la base de temps b ayant une durée de 10 mS, le premier pas a une durée de (10/2562) x12 mS, soit 0,00015 mS, le deuxième pas une durée de (10/2562)x22 mS, soit 0,00061 mS' le troisième pas une durée de (10/256 mS, soit 0, 00137 mS ; 4. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé : en ce que le générateur, dit deuxième, est un est un oscillateur variable piloté en tension (VCO). S - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé : en ce que le générateur, dit deuxième, est une mémoire programmée dont les bits d'écriture inscrits sont en progression parabolique 1 faisant office d'oscitiateur à ia Jecture.