EP1005012B1 - Adressage numérique d'un écran plat de visualisation - Google Patents

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EP1005012B1
EP1005012B1 EP19990410169 EP99410169A EP1005012B1 EP 1005012 B1 EP1005012 B1 EP 1005012B1 EP 19990410169 EP19990410169 EP 19990410169 EP 99410169 A EP99410169 A EP 99410169A EP 1005012 B1 EP1005012 B1 EP 1005012B1
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EP
European Patent Office
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addressing
electrode
time
during
potential
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP19990410169
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German (de)
English (en)
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EP1005012A1 (fr
Inventor
Bernard Bancal
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP1005012A1 publication Critical patent/EP1005012A1/fr
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Publication of EP1005012B1 publication Critical patent/EP1005012B1/fr
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    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G—PHYSICS
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    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/06—Details of flat display driving waveforms
    • G09G2310/066—Waveforms comprising a gently increasing or decreasing portion, e.g. ramp
    • G—PHYSICS
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    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0271—Adjustment of the gradation levels within the range of the gradation scale, e.g. by redistribution or clipping
    • G09G2320/0276—Adjustment of the gradation levels within the range of the gradation scale, e.g. by redistribution or clipping for the purpose of adaptation to the characteristics of a display device, i.e. gamma correction
    • G—PHYSICS
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    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/2007—Display of intermediate tones
    • G09G3/2011—Display of intermediate tones by amplitude modulation
    • G—PHYSICS
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    • G09G3/2007—Display of intermediate tones
    • G09G3/2014—Display of intermediate tones by modulation of the duration of a single pulse during which the logic level remains constant

Definitions

  • the present invention relates to flat screens for viewing. It relates more particularly to flat screens in which the respective lighting instructions of the different pixels are applied digitally to an electrode of the screen.
  • FIG. 1 shows very schematically and partially the structure of a microtip flat screen.
  • This screen comprises cathode electrodes, here microtips 1 intended to emit electrons to anode electrodes 2 repaired cathodes by a void 3.
  • Grid electrodes 4 are associated with the cathode electrodes 1, generally in one direction perpendicular, so as to form an electron emitter matrix network.
  • FIG. 1 is very schematic. In particular, this representation is intended to distinguish the different addressing potentials of the electrodes and not to expose in detail the structure of the microtip screen. Thus, in FIG. 1, only one microtip per pixel has been shown while the microtips are, in practice, several thousand per screen pixel.
  • the anode 2 is brought to a potential V A (for example, several hundred volts) substantially higher than the potential of the cathode to attract the electrons emitted by the microtips.
  • V A for example, several hundred volts
  • the anode is, in general, permanently raised to its addressing potential.
  • three anodes of different colors blue, green, red are generally used, which are then addressed sequentially per frame of each color.
  • the gate electrodes 4 are arranged in rows in a first direction and are sequentially polarized, in a line scan, to an addressing potential, generally at a potential V G , positive with respect to the cathode electrodes 1.
  • the cathode electrodes 1 are arranged in columns in a second direction perpendicular to the first and are simultaneously addressed by respective signals V K , V K ' during the addressing of a gate line, the electron emission current representing, for each row of the grid, the brightness of the pixel defined by the intersection of the column of the cathode and the row of the grid.
  • the addressing potential of the cathode electrodes represents the brightness of the pixel defined by the intersection of the column of the cathode and the row of the grid.
  • the columns are thus brought to respective potentials between a maximum transmission potential and a no-emission potential (for example, respectively 0 and 30 volts for a gate whose addressing potential is of the order of 80 volts).
  • the brightness is defined by the address time (address pulse width) of the column under consideration during the duration (line time) of addressing the grid.
  • FIG. 2 very schematically illustrates, in the form of timing diagrams, an example of cathode addressing by pulse width modulation.
  • all the cathode columns are, during the duration t1 of addressing each gate line 4, addressed by respective signals V K , V K ' , each corresponding to a pulse whose width is function of the desired illumination for the pixel defined by the intersection of the line and the column considered.
  • the column addressed by the signal V K has a higher illumination setpoint than that addressed by the signal V K, insofar as the periods during which the potential difference between the gate electrode and cathode electrode is high (for example, greater than the 50-volt threshold of electron emission) are more important.
  • maximum illumination generally corresponds to a minimum pulse width. It will be noted, however, that it is sufficient to invert the pulse to obtain a different illumination rule as a function of the pulse widths, and that the principle of pulse width modulation to fix the quantity of electrons emitted remains the even.
  • the modulation of the width of the addressing pulses of the cathode electrodes takes place, most often, digitally.
  • the respective light intensities I K ' and I K of the pixels considered above are fixed by binary words, respectively W K' and W K.
  • the higher the desired light intensity the higher the number of the binary word (for example 1.0.1 for column K 'and 0.1.1 for column K).
  • Digital addressing is particularly suitable for matrix screens in which one of the electrodes is addressed by pulse signals whose pulse width sets the brightness setpoint. Indeed, this pulse width modulation is generally effected from a clock (dashed, FIG. 2) with a higher frequency than that of the pulse trains generally corresponding to the line scan frequency, so most often by an integer division of clock cycles.
  • An object of the present invention is to improve the perception of the levels of illumination by the user in the dark levels.
  • the present invention also aims to propose a new method of digital addressing of a display screen which implements such an improvement.
  • the present invention also aims at providing a method whose implementation is particularly simple and which minimizes the changes to be made to the conventional digital addressing of such a screen.
  • the present invention provides a digital addressing method of a flat display array organized in a matrix network and at least a first electrode receives a numerical set of illumination setting the pulse width to be applied during a addressing time of a second perpendicular electrode, this process consisting in rendering the luminous emission amplitude non-constant during the addressing time of the second electrode so that the emission amplitude difference
  • the luminous intensity is lower for two adjacent low-illumination binary setpoints than for two binary setpoints which are always adjacent but of higher illumination.
  • said non-constant variation follows a law established from the relationship linking the sensitivity of the eye to illumination.
  • the method is applied to a flat display screen in which the first electrode is constituted by a field emission cathode, the second electrode being constituted by a grid associated with the cathode.
  • the method consists in varying the addressing potential of the second electrode during said addressing time.
  • the method consists in nonlinearly increasing the addressing potential of the gate lines during each line time.
  • the method consists in varying the frequency of an address pulse width modulation clock of the first electrode.
  • the variation of the clock frequency is performed modulo the addressing time of the second electrode.
  • the method consists in varying the addressing potential of a third electrode during the addressing time of the second electrode.
  • the third electrode is constituted by a cathodoluminescent anode.
  • the method consists in varying the addressing voltage of the first electrode during the addressing time of the second electrode.
  • the present invention originates from an observation of the sensitivity of the eye as a function of illumination.
  • This sensitivity is not linear but is approximately logarithmic, that is, two neighboring gray levels are more distinguishable if they are dark than if they are clear.
  • Figure 4 illustrates the influence of this logarithmic sensitivity of the eye on the addressing of a screen digitally. This figure represents the response of the eye E as a function of light intensity L.
  • the axis of the luminous intensity I is cut (sampled) to code this intensity in binary form, for example on 3 bits (8 states) in the example shown.
  • the non-linearity of the sensitivity of the eye to this luminous intensity results in two adjacent instructions (0.0.0, 0.0.1) of low illumination resulting in very different responses from the eye, while two instructions adjacent (1.0.1, 1.1.0) of high light intensity result in responses of the eye very close to each other.
  • a feature of the present invention is to vary the light emission amplitude over the scanning time of a scan line.
  • provision is made to make the luminous intensity emitted during the addressing of the electrode of the screen subjected to a line scan non-constant, that is to say to make non-constant constant emission current during the time of a line.
  • this amounts, for example, to vary the amplitude of the current during the addressing of each grid line.
  • the difference in light emission amplitude, and thus in the quantity of electrons emitted in the case of a field effect screen, is lower for two adjacent low illumination binary readings. only for two binary directions always adjacent but of strong illumination.
  • FIG. 5 illustrates, in the form of timing diagrams, a first embodiment of the present invention.
  • the timing diagrams of FIG. 5 represent the signal V G for addressing a grid line for a line time t1 and an example of addressing signals V K and V K ' of cathode columns during this line time.
  • the representation of FIG. 5 is to be compared with that of FIG.
  • the addressing potential V G of the gate lines is modulated, preferably analogically, during the time t1 for selecting each line of the gate.
  • the potential of the addressed line is raised to a first value V0 (for example, of the order of 75 volts) and this value increases until a potential V1 (for example, from about 80 volts) at the end of the line time.
  • the cathode column addressing signals V K and V K ' are not modified with respect to the conventional case (FIG. 2).
  • the period during which a cathode emits is that during which it is brought to a low potential while the gate is brought to a high address potential.
  • FIGS. 6A and 6B illustrate the effect of the present invention on the respective light intensities I K ' and I K for two binary words, respectively W K' and W K , taken as an example.
  • FIGS. 6A and 6B are to be compared with FIGS. 3A and 3B previously described.
  • the analog modulation of the gate voltage V G leads to making the relationship between the light intensity and the binary setpoint non-linear.
  • the interpolation (increasing slope) of the respective mean values of the light intensities as a function of the instructions is represented by a pnl dotted line.
  • the non-linear appearance of this interpolation pn1 is to be compared with the dotted line pl of FIGS. 3A and 3B which also represents the interpolation of the average values of the light intensities but which is linear.
  • the non-linearity provided according to the invention to the relationship between the luminous intensity and the binary set point (dotted pnl), depends on the correction that you want to make depending on the sensitivity of the eye.
  • This correction conditioned here by the pace given to the analog modulation of the potential of the grid lines at each line time t1, will be adapted according to the applications.
  • the definition of such a pace is within the abilities of those skilled in the art from the functional indications given above.
  • the duration of a line time is of the order of 20 to 40 ⁇ s for a conventional microtip screen. This duration is perfectly compatible with the modulation performed according to the present invention.
  • Figure 7 illustrates a second embodiment of the present invention. This figure illustrates, in the form of timing diagrams, the respective curves of two cathode signals V K and V K ' during a line time t1 in which a gate line is addressed by a signal V G.
  • a feature of this second embodiment is to vary the clock frequency CLK of modulation of the width of each control pulse of the cathode during the line time.
  • the clock signal CLK does not have the same frequency during a line time. In the embodiment shown, this frequency increases with the running of the line time.
  • the number of clock cycles present during a line time corresponds to the number of states on which coded lighting instructions applied to the columns of the cathode.
  • the width modulation of the pulses of the signals V K and V K ' effected from the clock signal CLK, leads to a non-linearity of the width of these pulses for a difference the same value of the number of illumination set bits.
  • An advantage of the present invention is that it improves the quality of the images viewed by improving the perception of differences in illumination levels in the dark regions of an image by reducing gaps between two consecutive levels.
  • Another advantage of the present invention is that it can be implemented in a particularly simple manner and with minor modifications of the conventional addressing circuits of the display screens.
  • the choice between either of the embodiments exemplified above by way of example will depend on the application and the type of circuit used. In particular, it will be preferred to use the first embodiment if it is desired not to modify the addressing of the columns of the cathodes. Conversely, the second embodiment will be chosen if it is desired to maintain a conventional addressing of the grid lines.
  • the present invention is susceptible of various variations and modifications which will be apparent to those skilled in the art.
  • other means than those described above to vary the light intensity during a line time can be used provided that they comply with the features described above.
  • Such a variation which results in a variation of the anode-cathode voltage causes a variation of the emission current, therefore of the light intensity during the line time.
  • the addressing pulses whose width is modulated may each consist of a train of pulses which, for the second embodiment, will have a frequency at least equal to the frequency. lower CLK signal of variable frequency.

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  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Description

  • La présente invention concerne les écrans plats de visualisation. Elle concerne plus particulièrement les écrans plats dans lesquels les consignes respectives d'éclairement des différents pixels sont appliquées de façon numérique à une électrode de l'écran.
  • Un exemple d'écran de visualisation auquel s'applique plus particulièrement la présente invention est un écran plat à effet de champ, par exemple du type à micropointes. La figure 1 représente très schématiquement et partiellement la structure d'un écran plat à micropointes. Cet écran comprend des électrodes de cathode, ici des micropointes 1 destinées à émettre des électrons vers des électrodes d'anode 2 réparées des cathodes par un espace vide 3. Des électrodes de grille 4 sont associées aux électrodes de cathode 1, généralement dans une direction perpendiculaire, de façon à former un réseau matriciel émetteur d'électrons.
  • Un exemple d'écran à micropointes du type auquel s'applique la présente invention et son principe de fonctionnement sont décrits dans le brevet américain n° 4940916 du Commissariat à l'Énergie Atomique.
  • On notera que la représentation de la figure 1 est très schématique. En particulier, cette représentation a pour objet de distinguer les différents potentiels d'adressage des électrodes et non d'exposer de façon détaillée la structure de l'écran à micropointes. Ainsi, à la figure 1, une seule micropointe par pixel a été représentée alors que les micropointes sont, en pratique, au nombre de plusieurs milliers par pixel d'écran.
  • L'anode 2 est portée à un potentiel VA (par exemple, plusieurs centaines de volts) sensiblement plus élevé que le potentiel de la cathode pour attirer les électrons émis par les micropointes. Dans un écran monochrome, l'anode est, en général, portée en permanence à son potentiel d'adressage. Dans un écran couleur, on utilise généralement trois anodes de couleur différente (bleue, verte, rouge) qui sont alors adressées séquentiellement par trame de chaque couleur.
  • Les électrodes de grille 4 sont organisées en rangées dans une première direction et sont séquentiellement polarisées, dans un balayage ligne, à un potentiel d'adressage, généralement à un potentiel VG, positif par rapport aux électrodes de cathode 1. Les électrodes de cathode 1 sont organisées en colonnes dans une deuxième direction perpendiculaire à la première et sont simultanément adressées par des signaux respectifs VK, VK' pendant l'adressage d'une ligne de grille, le courant d'émission d'électrons représentant, pour chaque rangée de la grille, la brillance du pixel défini par l'intersection de la colonne de la cathode et de la rangée de la grille.
  • On distingue essentiellement deux procédés d'adressage d'un écran de visualisation du type décrit ci-dessus.
  • Dans une première famille d'écrans, le potentiel d'adressage des électrodes de cathode représente la brillance du pixel défini par l'intersection de la colonne de la cathode et de la rangée de la grille. Les colonnes sont donc portées à des potentiels respectifs compris entre un potentiel d'émission maximale et un potentiel d'absence d'émission (par exemple, respectivement 0 et 30 volts pour une grille dont le potentiel d'adressage est de l'ordre de 80 volts).
  • Dans une deuxième famille d'écrans à laquelle s'applique plus particulièrement la présente invention, la brillance est définie par la durée d'adressage (largeur d'impulsion d'adressage) de la colonne considérée pendant la durée (temps de ligne) d'adressage de la grille.
  • La figure 2 illustre, de façon très schématique et sous forme de chronogrammes, un exemple d'adressage de cathode par modulation de largeur d'impulsions. Dans un tel mode d'adressage, toutes les colonnes de cathode sont, pendant la durée tl d'adressage de chaque ligne de grille 4, adressées par des signaux respectifs VK, VK', correspondant chacun à une impulsion dont la largeur est fonction de l'éclairement souhaité pour le pixel défini par l'intersection de la ligne et de la colonne considérée. Dans l'exemple illustré par la figure 2, la colonne adressée par le signal VK, a une consigne d'éclairement plus importante que celle adressée par le signal VK dans la mesure où les périodes pendant lesquelles la différence de potentiel entre l'électrode de grille et l'électrode de cathode est élevée (par exemple, supérieure au seuil de 50 volts d'émission des électrons) sont plus importantes. Ainsi, dans la modulation de largeur d'impulsions opérée pour adresser les colonnes d'un écran de visualisation du type auquel s'applique la présente invention, un éclairement maximal correspond généralement à une largeur d'impulsion minimale. On notera toutefois qu'il suffit d'inverser l'impulsion pour obtenir une règle d'éclairement différente en fonction des largeurs d'impulsions, et que le principe de modulation de largeur d'impulsions pour fixer la quantité d'électrons émis reste le même.
  • La modulation de la largeur des impulsions d'adressage des électrodes de cathode s'effectue, le plus souvent, de façon numérique. Ainsi, comme l'illustrent respectivement les figures 3A et 3B, les intensités lumineuses respectives IK' et IK des pixels considérés ci-dessus sont fixées par des mots binaires, respectivement WK' et WK. Dans l'exemple représenté aux figures 3A et 3B, plus l'intensité lumineuse souhaitée est élevée, plus le mot binaire représente un nombre élevé (par exemple 1.0.1 pour la colonne K' et 0.1.1. pour la colonne K).
  • Un adressage numérique se prête particulièrement bien aux écrans matriciels dans lesquels une des électrodes est adressée par des signaux impulsionnels dont la largeur des impulsions fixe la consigne de brillance. En effet, cette modulation de largeur d'impulsions s'effectue généralement à partir d'une horloge (pointillés, figure 2) de fréquence plus élevée que celle des trains d'impulsions correspondant généralement à la fréquence de balayage ligne, donc le plus souvent par un découpage en nombre entier de cycles d'horloge.
  • Toutefois, les écrans classiques souffrent d'une mauvaise reproduction de l'éclairement, en particulier, d'une faible définition perceptible pour les nuances entre deux niveaux de brillance voisins dans les régions de l'écran de faible éclairement.
  • Un objet de la présente invention est d'améliorer la perception des niveaux d'éclairement par l'utilisateur dans les niveaux sombres.
  • La présente invention vise également à proposer un nouveau procédé d'adressage numérique d'un écran de visualisation qui met en oeuvre une telle amélioration.
  • La présente invention vise également à proposer un procédé dont la mise en oeuvre soit particulièrement simple et qui minimise les modifications à apporter à l'adressage numérique classique d'un tel écran.
  • Pour atteindre ces objets, la présente invention prévoit un procédé d'adressage numérique d'un écran plat de visualisation organisé en réseau matriciel et dont au moins une première électrode reçoit une consigne numérique d'éclairement réglant la largeur d'impulsions à appliquer pendant un temps d'adressage d'une deuxième électrode perpendiculaire, ce procédé consistant à rendre non-constante l'amplitude d'émission lumineuse au cours du temps d'adressage de la deuxième électrode de manière à ce que la différence d'amplitude d'émission lumineuse soit plus faible pour deux consignes binaires adjacentes de faible éclairement que pour deux consignes binaires toujours adjacentes mais de plus fort éclairement.
  • Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, ladite variation non-constante suit une loi établie à partir de la relation liant la sensibilité de l'oeil à l'éclairement.
  • Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, le procédé est appliqué à un écran plat de visualisation dans lequel la première électrode est constituée par une cathode à émission de champ, la deuxième électrode étant constituée par une grille associée à la cathode.
  • Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, le procédé consiste à faire varier le potentiel d'adressage de la deuxième électrode au cours dudit temps d'adressage.
  • Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, le procédé consiste à augmenter de façon non-linéaire le potentiel d'adressage des lignes de grille pendant chaque temps de ligne.
  • Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, le procédé consiste à faire varier la fréquence d'une horloge de modulation de largeur d'impulsions d'adressage de la première électrode.
  • Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, la variation de la fréquence d'horloge est effectuée modulo le temps d'adressage de la deuxième électrode.
  • Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, le procédé consiste à faire varier le potentiel d'adressage d'une troisième électrode au cours du temps d'adressage de la deuxième électrode.
  • Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, la troisième électrode est constituée par une anode cathodoluminescente.
  • Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, le procédé consiste à faire varier la tension d'adressage de la première électrode au cours du temps d'adressage de la deuxième électrode.
  • Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de mise en oeuvre et de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
    • les figures 1, 2, 3A et 3B qui ont été décrites précédemment sont destinées à exposer l'état de la technique et le problème posé ;
    • la figure 4 illustre, de façon très schématique, la sensibilité de l'oeil humain en fonction de la luminosité ;
    • la figure 5 illustre, sous forme de chronogrammes, un premier mode de mise en oeuvre de la présente invention ;
    • les figures 6A et 6B représentent l'intensité d'éclairement en fonction du mot binaire d'adressage selon deux consignes prises pour exemple ; et
    • la figure 7 illustre, sous forme de chronogrammes, un deuxième mode de mise en oeuvre de la présente invention.
  • Les mêmes éléments ont été désignés par les mêmes références aux différentes figures. Pour des raisons de clarté, seuls les éléments qui sont nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés aux figures et seront décrits par la suite. De plus, toujours pour des raisons de clarté, les chronogrammes ne sont pas à l'échelle.
  • La présente invention tire son origine d'une observation de la sensibilité de l'oeil en fonction de l'éclairement. Cette sensibilité n'est pas linéaire mais est approximativement logarithmique, c'est-à-dire que deux niveaux de gris voisin se distinguent mieux s'ils sont sombres que s'ils sont clairs.
  • La figure 4 illustre l'influence de cette sensibilité logarithmique de l'oeil sur l'adressage d'un écran de façon numérique. Cette figure représente la réponse de l'oeil E en fonction de l'intensité lumineuse L.
  • Dans un écran adressé numériquement, l'axe de l'intensité lumineuse I est découpé (échantillonné) pour coder cette intensité sous forme binaire, par exemple sur 3 bits (8 états) dans l'exemple représenté. La non-linéarité de la sensibilité de l'oeil à cette intensité lumineuse conduit à ce que deux consignes adjacentes (0.0.0, 0.0.1) de faible éclairement se traduisent par des réponses fortement différentes de l'oeil, tandis que deux consignes adjacentes (1.0.1, 1.1.0) de forte intensité lumineuse se traduisent par des réponses de l'oeil très proches l'une de l'autre.
  • De plus, on constate que là où la non-linéarité de la réponse de l'oeil traduit une forte sensibilité de l'oeil (niveaux sombres), l'échantillonnage des consignes de luminance conduit à ce que deux niveaux voisins sont fortement différents l'un de l'autre en termes de niveaux de luminance (par exemple, niveaux de gris). Il en découle que les différences de niveaux perçues par l'oeil sont, dans la plage des niveaux de faible intensité lumineuse, plus importantes que les différences de niveaux enregistrées.
  • On notera que ce problème de discordance entre la répartition des consignes de luminance et la sensibilité de l'oeil se pose essentiellement dans les écrans pour lesquels la commande en luminance est numérique. En effet, dans les autres types d'écran, par exemple les tubes à rayons cathodiques, tous les niveaux de gris voulus peuvent être affichés en raison du caractère analogique de la commande. Il en est de même pour les écrans à cristaux liquides qui sont commandés de façon analogique.
  • Une caractéristique de la présente invention est de faire varier l'amplitude d'émission lumineuse au cours du temps d'adressage d'une ligne de balayage. Ainsi, selon la présente invention, on prévoit de rendre non-constante l'intensité lumineuse émise au cours de l'adressage de l'électrode de l'écran soumise à un balayage ligne, c'est-à-dire de rendre non-constant le courant d'émission pendant le temps d'une ligne. Dans le cas d'un écran à micropointes, cela revient, par exemple, à faire varier l'amplitude du courant au cours de l'adressage de chaque ligne de grille.
  • Selon l'invention, on fait en sorte que la différence d'amplitude d'émission lumineuse, donc de quantité d'électrons émis dans le cas d'un écran à effet de champ, soit plus faible pour deux consignes binaires adjacentes de faible éclairement que pour deux consignes binaires toujours adjacentes mais de fort éclairement.
  • La figure 5 illustre, sous forme de chronogrammes, un premier mode de mise en oeuvre de la présente invention. Les chronogrammes de la figure 5 représentent le signal VG d'adressage d'une ligne de grille pendant un temps de ligne tl et un exemple de signaux d'adressage VK et VK' de colonnes de cathode pendant ce temps de ligne. La représentation de la figure 5 est à rapprocher de celle de la figure 2.
  • Selon ce premier mode de réalisation de l'invention, le potentiel VG d'adressage des lignes de grille est modulé, de préférence de façon analogique, pendant le temps tl de sélection de chaque ligne de la grille. Ainsi, à chaque temps de ligne, le potentiel de la ligne adressée est porté à une première valeur V0 (par exemple, de l'ordre de 75 volts) et cette valeur croît jusqu'à atteindre un potentiel V1 (par exemple, d'environ 80 volts) à la fin du temps de ligne.
  • Selon ce premier mode de réalisation, les signaux VK et VK' d'adressage des colonnes de la cathode ne sont pas modifiés par rapport au cas classique (figure 2).
  • Comme précédemment, la période pendant laquelle une cathode émet est celle pendant laquelle elle est portée à un potentiel bas alors que la grille est portée à un potentiel haut d'adressage.
  • Les figures 6A et 6B illustrent l'effet de la présente invention sur les intensités lumineuses respectives IK' et IK pour deux mots binaires, respectivement WK' et WK, pris pour exemple. Les figures 6A et 6B sont à rapprocher des figures 3A et 3B exposées précédemment.
  • Comme l'illustre ces figures 6A et 6B, la modulation analogique de la tension de grille VG conduit à rendre non-linéaire la relation entre l'intensité lumineuse et la consigne binaire. Aux figures 6A et 6B, on a représenté par un pointillé pnl l'interpolation (de pente croissante) des valeurs moyennes respectives des intensités lumineuses en fonction des consignes. L'allure non-linéaire de cette interpolation pnl est à rapprocher du pointillé pl des figures 3A et 3B qui représente également l'interpolation des valeurs moyennes des intensités lumineuse mais qui est linéaire.
  • La non-linéarité, apportée selon l'invention à la relation entre l'intensité lumineuse et la consigne binaire (pointillé pnl), dépend de la correction que l'on souhaite effectuer en fonction de la sensibilité de l'oeil. Cette correction, conditionnée ici par l'allure donnée à la modulation analogique du potentiel des lignes de grille à chaque temps de ligne tl, sera adaptée en fonction des applications. La définition d'une telle allure est à la portée de l'homme du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus.
  • A titre d'exemple particulier de réalisation, la durée d'un temps de ligne est de l'ordre de 20 à 40 µs pour un écran à micropointes classique. Cette durée est parfaitement compatible avec la modulation opérée selon la présente invention.
  • La figure 7 illustre un deuxième mode de mise en oeuvre de la présente invention. Cette figure illustre, sous forme de chronogrammes, les allures respectives de deux signaux de cathodes VK et VK' au cours d'un temps de ligne tl dans lequel une ligne de grille est adressée par un signal VG.
  • Une caractéristique de ce deuxième mode de mise en oeuvre est de faire varier la fréquence de l'horloge CLK de modulation de la largeur de chaque impulsion de commande de la cathode au cours du temps de ligne. Ainsi, comme l'illustre la figure 7, le signal d'horloge CLK ne présente pas la même fréquence au cours d'un temps de ligne. Dans le mode de réalisation représenté, cette fréquence augmente avec le déroulement du temps de ligne.
  • Dans l'exemple représenté à la figure 7 on a, comme en relation avec la figure 2, considéré de façon arbitraire que le nombre de cycles d'horloge présents au cours d'un temps de ligne correspondait au nombre d'états sur lequel sont codées les consignes d'éclairement appliquées aux colonnes de la cathode.
  • Ainsi, comme l'illustre la figure 7, la modulation de largeur des impulsions des signaux VK et VK', opérée à partir du signal d'horloge CLK, conduit à une non-linéarité de la largeur de ces impulsions pour un écart de même valeur du nombre de bits de consignes d'éclairement.
  • Pour réaliser une variation de la fréquence du signal d'horloge CLK modulo le temps de ligne on pourra, par exemple, utiliser une horloge plus rapide dont on prélève un nombre de paquets plus important au début du temps de ligne par rapport à la fin du temps de ligne, ou moduler cette horloge de façon analogique.
  • Un avantage de la présente invention est qu'elle améliore la qualité des images visualisées en améliorant la perception des différences des niveaux d'éclairement dans les régions sombres d'une image en réduisant les écarts entre deux niveaux consécutifs.
  • Un autre avantage de la présente invention est qu'elle peut être mise en oeuvre de façon particulièrement simple et avec des modifications mineures des circuits d'adressage classiques des écrans de visualisation.
  • Le choix entre l'un ou l'autre des modes de réalisation illustrés ci-dessus à titre d'exemple dépendra de l'application et du type de circuit utilisé. En particulier, on préférera utiliser le premier mode de réalisation si l'on souhaite ne pas modifier l'adressage des colonnes des cathodes. A l'inverse, on choisira le second mode de réalisation si on souhaite maintenir un adressage classique des lignes de grille.
  • Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, d'autres moyens que ceux décrits ci-dessus pour faire varier l'intensité lumineuse au cours d'un temps de ligne pourront être utilisés pourvu qu'ils respectent les fonctionnalités décrites ci-dessus. Par exemple, on pourra faire varier le potentiel d'adressage de l'anode (ou des anodes) modulo le temps de ligne. Une telle variation qui se traduit par une variation de la tension anode-cathode provoque une variation du courant d'émission, donc de l'intensité lumineuse au cours du temps de ligne. On pourra également prévoir, par exemple, de faire varier la tension d'adressage de la cathode, modulo le temps des lignes de grille, ce qui, de façon similaire, rend non-constant le courant d'émission, modulo le temps de ligne.
  • De plus, bien que l'invention ait été décrite en relation avec un écran dans lequel les consignes de luminances sont conditionnées par la cathode, la transposition de l'invention à un écran dans lequel le balayage ligne s'effectue côté cathode est à la portée de l'homme du métier.
  • Par ailleurs, on notera que si, pour des questions de clarté, l'invention a été exposée en relation avec un codage sur trois bits des consignes de luminance, ce nombre de bits est généralement plus élevé.
  • En outre, on notera que les impulsions d'adressage dont on module la largeur pourront être constituées, chacune, d'un train d'impulsions qui, pour le deuxième mode de mise en oeuvre, auront une fréquence au moins égale à la fréquence la plus basse du signal CLK de fréquence variable.

Claims (10)

  1. Procédé d'adressage numérique d'un écran plat de visualisation organisé en réseau matriciel et dont au moins une première électrode (1) reçoit une consigne numérique d'éclairement réglant la largeur d'impulsions à appliquer pendant un temps d'adressage (tl) d'une deuxième électrode (4) perpendiculaire, caractérisé en ce qu'il consiste à rendre non-constante l'amplitude d'émission lumineuse au cours du temps d'adressage de la deuxième électrode de manière à ce que la différence d'amplitude d'émission lumineuse soit plus faible pour deux consignes binaires adjacentes de faible éclairement que pour deux consignes binaires toujours adjacentes mais de plus fort éclairement.
  2. Procédé d'adressage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite variation non-constante suit une loi établie à partir de la relation liant la sensibilité de l'oeil à l'éclairement.
  3. Procédé d'adressage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est appliqué à un écran plat de visualisation dans lequel la première électrode est constituée par une cathode à émission de champ (1), la deuxième électrode étant constituée par une grille (4) associée à la cathode.
  4. Procédé d'adressage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à faire varier le potentiel d'adressage (VG) de la deuxième électrode (4) au cours dudit temps d'adressage (tl).
  5. Procédé d'adressage selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il consiste à augmenter de façon non-linéaire le potentiel d'adressage (VG) des lignes de grille (4) pendant chaque temps de ligne (tl).
  6. Procédé d'adressage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à faire varier la fréquence d'une horloge (CLK) de modulation de largeur d'impulsions d'adressage de la première électrode (1).
  7. Procédé d'adressage selon la revendication 6, caractérisé en ce que la variation de la fréquence d'horloge (CLK) est effectuée modulo le temps d'adressage (tl) de la deuxième électrode (4).
  8. Procédé d'adressage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à faire varier le potentiel d'adressage d'une troisième électrode (2) au cours du temps d'adressage (tl) de la deuxième électrode (4).
  9. Procédé d'adressage selon les revendications 3 et 8, caractérisé en ce que la troisième électrode est constituée par une anode cathodoluminescente (2).
  10. Procédé d'adressage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à faire varier la tension d'adressage de la première électrode (1) au cours du temps d'adressage (tl) de la deuxième électrode (4).
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