EP2097893B1

EP2097893B1 - Procede d'adressage d'un afficheur a cristaux liquides en mode sequentiel couleur

Info

Publication number: EP2097893B1
Application number: EP07857922.4A
Authority: EP
Inventors: Maxime Vaillant; Patrick Rocca; Hugues Lebrun
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: THOMSON LICENSING
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2018-08-08
Anticipated expiration: 2027-12-20
Also published as: FR2910684B1; EP2097893A1; US8305317B2; US20100019999A1; FR2910684A1; WO2008077873A1

Description

La présente invention concerne un afficheur à cristaux liquides du type à adressage séquentiel couleur, et plus particulièrement un procédé d'adressage d'un tel afficheur. Elle s'applique plus particulièrement à toute la gamme des écrans à vision directe, allant des écrans de téléphone cellulaire aux écrans de grandes dimensions pour la télévision.
Un intérêt des afficheurs de type séquentiel couleur est la possibilité de réaliser des systèmes d'affichage couleur pour des écrans de vision directe sans filtres colorés, c'est à dire sans information de couleur attachée à un point image (pixel). Chaque point image est incolore et une boîte à lumière est utilisée qui permet successivement d'éclairer l'afficheur dans les trois couleurs primaires, typiquement, en rouge, en vert et en bleu.
L'adressage comprend alors plusieurs trames colorées par trame vidéo complète. Dans le temps de chaque trame colorée, tous les pixels de la matrice sont adressés pour afficher l'information vidéo correspondant à la couleur primaire associée, et la boîte à lumière éclaire l'afficheur dans la couleur primaire correspondante.
Une séquence colorée correspondante est illustrée sur la figure 1 : Dans chaque trame, F1 par exemple, se succèdent trois trames colorées, rouge, vert et bleu, dans l'exemple fR1, fG1 et fB1 respectivement. La séquence colorée rouge, vert, bleu se répète périodiquement, à la fréquence des trames vidéo complètes. Dans l'exemple, la fréquence trame est égale à 60Hz donnant une durée T0 de 16, 667ms pour chaque trame vidéo.
Un problème connu de ces afficheurs est le problème dit de rupture des couleurs "Color Break-up", dû au temps de stabilisation du cristal liquide, qui se traduit par un défaut d'affichage perceptible pour l'oeil d'un observateur. En effet, du fait de la capacité de l'oeil à distinguer des mouvements très rapides, il est capable de distinguer la succession des différentes trames colorées. Notamment, un observateur perçoit des clignotements de couleurs particulièrement visibles sur une image blanche lorsque l'écran fonctionne à basse fréquence ou lorsqu'il bouge la tête en face de l'écran. Alors que l'oeil accepte sans être trop gêné un rafraîchissement complet des images à 50Hz, une modification des couleurs à la fréquence de 150Hz peut être détectée dans les cas d'observation tels que ceux cités ci dessus.
La perception par l'oeil de ce défaut d'affichage prend la forme d'une succession de bandes ou franges colorées, typiquement la succession des couleurs primaires, comme illustré schématiquement sur la figure 1, avec une fréquence spatiale qui dépend de la fréquence de rafraîchissement de l'image. Ainsi, dans l'exemple, l'oeil perçoit une succession périodique d'une bande rouge, d'une bande verte, et d'une bande bleue.
On notera ici que l'on a par convention représenté le rouge en pointillé blanc sur fond noir, le vert en traits pointillés noirs obliques sur fond blanc et le bleu par un quadrillé de traits noirs sur fond blanc.
Pour résoudre ce problème de défaut d'affichage dû à la succession périodique des trames colorées, on cherche habituellement à augmenter la fréquence des trames vidéo, en particulier à la doubler. L'effet de rupture des couleurs est atténué. Néanmoins il reste encore bien visible, car il n'est pas possible de rafraîchir l'image à trop haute fréquence, pour des raisons de compatibilité technologique avec les écrans à matrice active. Aussi la fréquence image reste très en dessous du seuil définissant la limite de perception du phénomène, selon l'acuité visuelle d'un observateur standard.
Dans l'invention, on a cherché à résoudre ce problème d'une autre manière, en proposant des arrangements temporels et/ou spatiaux particuliers des trames colorées, pour élaborer des séquences colorées présentées à l'afficheur, qui soient telles que la succession des couleurs selon ces arrangements devient imperceptible, ou quasiment imperceptible à l'oeil. Ces arrangements peuvent avantageusement se combiner à des arrangements des puissances lumineuses émises dans les phases d'éclairage successives de l'afficheur. Le document US 6,570,554 B1 décrit le ré-arrangement de trames colorées d'une séquence de trames vidéo et arrive à une séquence comme: RGB-GBR-BRG et donc divulgue le préambule de la revendication 1.
L'invention concerne un procédé d'adressage d'un afficheur à cristaux liquides en séquentiel couleur, à partir d'une séquence vidéo formée d'une pluralité de trames vidéo, chaque trame vidéo comportant une suite de trois trames colorées correspondant aux trois couleurs primaires, présentées dans le même ordre successif de couleurs primaires dans chaque trame vidéo, le procédé comprenant une étape de ré-arrangement desdites trames colorées de séquence vidéo, pour fournir une séquence d'affichage par laquelle ces trames colorées sont présentées successivement à l'afficheur dans un ordre différent, caractérisé en ce que l'étape de ré-arrangement pour former ladite séquence d'affichage consiste à répéter les étapes suivantes :

prendre k trames vidéo successives de la séquence vidéo où k est un entier au moins égal à 3,
répartir chacune des 3k trames colorées desdites k trames vidéo successives, en fonction de la couleur primaire associée, dans un paquet d'une séquence de trois paquets successifs de n=k trames colorées chacun, suivant des règles de répartition suivantes:
- les trois paquets sont chacun associés à une paire différente d'une première couleur primaire et d'une deuxième couleur primaire,
- pour chaque paquet, les n=k trames colorées du paquet sont sélectionnées parmi lesdites 3k trames colorées, suivant leur ordre successif d'apparition dans la séquence vidéo, en fonction de ladite paire de première et deuxième couleurs primaires associée au paquet, et elles sont ordonnées dans le paquet de sorte que les trames colorées de rang impair sont de ladite première couleur primaire et les trames colorées de rang pair sont de ladite deuxième couleur primaire, et
- la trame colorée de rang n d'un paquet et la trame colorée de rang 1 du paquet suivant de la séquence sont des trames colorées de couleurs primaires différentes,
la séquence d'affichage étant ainsi constituée de séquences de 3 paquets chacune successivement formée à partir de k trames vidéo successives de la séquence vidéo.

Le niveau de puissance de lumière émis dans la phase d'éclairage d'une trame colorée est avantageusement aléatoire. Dans une variante, le niveau de puissance de lumière de chaque trame colorée est tel que la puissance lumineuse reconstituée sur l'afficheur, correspond à un blanc achromatique.
L'invention concerne aussi un afficheur à cristaux liquides du type à adressage séquentiel des couleurs, comprenant un dispositif d'adressage mettant en oeuvre un procédé d'adressage selon l'invention.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention sont détaillés dans la description suivante en référence aux dessins illustrés donnés à titre d'exemple non limitatif. Dans ces dessins :

la figure 1 déjà décrite illustre une séquence colorée suivant l'état de l'art;
la figure 2 déjà décrite illustre le phénomène de coupure des couleurs tel que perçu par l'oeil d'un observateur;
la figure 3 illustre une séquence de trames colorées constituées à partir d'une séquence vidéo reçue;
la figure 4 illustre un afficheur avec un dispositif d'adressage permettant la constitution de telles séquences;
la figure 5 illustre une séquence de trames colorées selon un premier mode de réalisation de l'invention;
la figure 6 illustre une séquence de trames colorées suivant une variante du premier mode de réalisation;
la figure 7 est un synoptique général d'un procédé d'adressage d'un afficheur LCD selon l'invention.

A titre liminaire, on rappelle que dans les afficheurs LCD, on utilise le système additif de trois faisceaux de couleurs primaires qui sont le rouge vif (ou rouge) noté R, le vert vif (ou vert) noté G, et le bleu foncé (ou bleu) noté B, pour reconstituer une lumière blanche. Ces couleurs primaires sont représentées sur les figures, le rouge R en pointillé blanc sur fond noir, le vert G en traits pointillés noirs obliques sur fond blanc et le bleu B par un quadrillé de traits noirs sur fond blanc.
L'addition de deux couleurs primaires donne une couleur secondaire, comme suit :

Couleurs primaires → Couleur secondaire obtenue
Bleu B + Vert G → Bleu cyan, noté Bc
Bleu B + Rouge R → Pourpre ou Rouge Magenta, noté M
Bleu B + Vert G → Jaune, noté Y,

Les figures 3 et 4 illustrent un procédé d'adressage par lequel on arrange aléatoirement ou quasi aléatoirement les trames colorées d'une séquence vidéo SV, pour constituer une séquence d'affichage SD de trames colorées appliquée à un afficheur 1. Cet arrangement aléatoire ou pseudo-aléatoire s'applique à l'ordre d'affichage des trames colorées sur l'afficheur 1, et/ou à la durée de chacune des trames colorées.
En exemple, la séquence d'affichage SD obtenue comprend une suite de trames colorées fR1, fG1, fB1, fG2, fB2, fR2, fG3, fR3, fB3, correspondant à une succession aléatoire des couleurs primaires suivant la séquence R G B G B R G R B, chaque trame colorée correspondante ayant une durée propre, choisie aléatoirement, dans l'exemple tr1, tg1, tb1, tg2, tb2, tr2, tg3, tr3, tb3..., respectivement.
De manière connue dans l'état de l'art, une trame complète d'une image vidéo couleur à afficher comprend trois trames vidéo couleur successives, toujours dans le même ordre, typiquement une trame vidéo rouge, puis verte, puis bleue. Un dispositif d'adressage traite les trames vidéo complètes avec leurs trames vidéo couleur présentées dans l'ordre à l'afficheur. Pour chaque trame vidéo couleur, le dispositif d'adressage lit les données correspondantes à afficher pour commander les pixels de la matrice dans une phase d'écriture appropriée, et la matrice est éclairée dans la couleur primaire correspondante.
Comme illustré sur les figures 3 et 4, le dispositif d'affichage arrange les trames vidéo couleur d'une ou de plusieurs trames vidéo complètes, pour constituer une séquence SD de trames colorées dans lesquelles les couleurs primaires se présentent en séquence de manière aléatoire, et/ou dans lesquelles les durées des trames colorées sont aléatoires.
On note Fk (k entier) les trames vidéo complètes transmises par un signal d'entrée d'une séquence vidéo SV, contenant les images à afficher. On note fRk, fGk, fBk, les trames vidéo couleur rouge, verte, bleue d'une trame vidéo Fk de la séquence vidéo SV.
Ainsi, comme illustré sur la figure 4 en correspondance avec l'exemple de la séquence d'affichage SD illustrée sur la figure 3, un dispositif d'affichage constitue une séquence d'affichage SD appliquée sur l'afficheur 1, à partir des trames colorées de la séquence vidéo reçue. Cette constitution d'une séquence d'affichage SD consiste à présenter les trames vidéo couleur dans un ordre aléatoire et/ou à leur attribuer un temps trame, ou durée, aléatoire.
Dans l'exemple illustré en relation avec les figures 3 et 4, on a la combinaison des deux processus aléatoires : ordre des trames colorées et temps trame attribué à chaque trame colorée. En référence à cet exemple et à ces figures, la séquence d'affichage SD peut être réalisée comme décrit ci-après.
Un signal vidéo à afficher est reçu sous forme d'une séquence vidéo SV de trames vidéo. Le dispositif d'affichage 10 comprend des moyens 11 pour constituer à partir des trames colorées de cette séquence vidéo SV, une séquence d'affichage SD de trames colorées, par exemple la séquence SD décrite à la figure 3.
k trames vidéo successives F1 à Fk (k nombre entier non nul) de la séquence sont mémorisées par exemple dans une mémoire tampon 12 alimentée par le signal entrant SV, pour permettre la constitution d'une séquence d'affichage selon l'invention. Dans l'exemple illustré en figure 4, la mémoire tampon est alimentée par 4 trames vidéo successives, F1 à F4 qui comprennent respectivement les trames colorées suivantes : fR1, fG1, fB1 pour F1, fR2, fG2, fB2 pour F2, fR3, fG3, fB3 pour F3, fR4, fG4, fB4 pour F4.
La séquence d'affichage SD peut se constituer au fur et à mesure du remplissage de la mémoire tampon d'entrée 12 par les trames de la séquence vidéo SV, et elle peut elle-même être mémorisée au fur et à mesure dans une mémoire tampon 13 comme illustré, ou alimenter directement un dispositif de commande 14 de l'afficheur LCD 1. Les trames colorées de la séquence d'affichage SD sont ainsi successivement affichées sur l'afficheur LCD 1.
En parallèle, la boîte à lumière 2 est pilotée de façon synchrone pour éclairer l'afficheur LCD en correspondance avec l'affichage de la trame colorée courante de la séquence SD, pendant le temps trame alloué à cette trame colorée, qui peut être fixe ou aléatoire selon l'implémentation choisie.
En ce qui concerne la constitution de la séquence d'affichage des trames colorées, on notera que dans l'exemple illustré sur les figures 3 et 4, l'ordre des trames colorées est aléatoire sur la durée d'une trame complète vidéo Fk. En d'autres termes, chaque paquet de trois trames colorées de la séquence d'affichage SD correspond aux trames colorées d'une trame vidéo Fk de la séquence vidéo SV, mais présentées dans un ordre aléatoire par rapport à leur ordre naturel dans la séquence vidéo SV d'origine, et/ou étant chacune associée à un temps trame aléatoire. Dans cet exemple, les moyens 11 de constitution de la séquence d'affichage SD prennent la première trame vidéo complète F1 de la séquence vidéo SV mémorisée dans la mémoire tampon, et constituent un premier paquet p1 de la séquence SD en tirant un ordre aléatoire d'affichage des trois trames colorées fR1, fG1, fB1 de cette trame vidéo F1; puis les moyens 11 passent à la trame complète vidéo suivante F2, pour constituer un deuxième paquet p2 avec ses trames colorées fR2, fG2, fB2 ... et ainsi de suite. La séquence d'affichage SD est ainsi constituée de la suite des paquets p1, p2,...
Selon l'invention et comme illustré sur les figures 5 et 6, on propose de constituer une séquence d'affichage SD à partir des trames colorées de plusieurs trames F1 à Fk d'une séquence vidéo d'entrée SV. Dans ce cas, la mémoire tampon d'entrée 12 contiendra au moins les k trames à partir desquelles sera constituée une suite de paquets de la séquence d'affichage.
En pratique, la mise en oeuvre de l'invention doit satisfaire à différentes contraintes, pour produire pleinement tous ses effets et ne pas dégrader les performances de l'afficheur. Notamment, trois contraintes doivent être prises en compte :

la durée d'une trame colorée de la séquence d'affichage SD doit être suffisamment petite pour ne pas marquer l'oeil d'un observateur de façon durable.
la durée d'une trame colorée de la séquence d'affichage SD ne doit pas être trop courte de façon à être compatible avec les performances du cristal liquide sur la matrice active. Notamment il doit être supérieur au temps de stabilisation du cristal liquide dont une valeur typique est de l'ordre de la milliseconde.
la balance des couleurs doit être préservée, pour obtenir un blanc achromatique. Typiquement, ceci est obtenu avec une puissance lumineuse reconstituée sur l'afficheur comprenant 60% de vert, 20% de rouge et 20% de bleu.

Les deux premières contraintes imposent un intervalle de valeurs possibles pour les temps trames colorées, avec une valeur minimum T_min (deuxième contrainte) et une valeur maximum T_max (première contrainte). La dernière contrainte implique de ne pas privilégier pendant un temps trop long (perceptible à l'oeil) une couleur primaire par rapport à une autre.
Dans la mesure où l'on attribue des temps trames aléatoires dans des séquences dans lesquelles les couleurs se présentent dans un ordre aléatoire, il faut ainsi de préférence choisir des implémentations comprenant des règles ou contraintes pour constituer la séquence d'affichage SD. En d'autres termes, on préfère en pratique mettre en oeuvre un arrangement pseudo-aléatoire, qui permet à la fois de supprimer l'effet de rupture des couleurs ou d'en atténuer la perception de façon très importante, et de conserver par ailleurs des performances optimales pour l'afficheur.
L'implémentation de l'invention suppose ainsi la mise en oeuvre de règles aléatoires contraintes de sélection des couleurs et/ou des temps trames, qui vont donner le mécanisme d'arrangement des trames colorées de la séquence vidéo reçue SV pour former la séquence d'affichage SD. A ce mécanisme, on peut ajouter de façon avantageuse un mode de commande de la boîte à lumière qui éclaire l'afficheur LCD dans chacune des couleurs en relation avec la trame colorée courante affichée, selon lequel la puissance lumineuse émise par cette boîte à lumière dans chaque phase d'éclairage, c'est à dire pour chaque trame colorée courante, est aléatoire. Dans une variante, le mode de commande du niveau de puissance lumineuse de la boîte à lumière est tel que la puissance lumineuse reconstituée sur l'afficheur correspond à un blanc achromatrique.
Les figures 5 et 6 illustrent un procédé d'adressage selon l'invention par lequel la séquence d'affichage SD de trames colorées est constituée pour obtenir une succession pseudo-aléatoire des couleurs d'une façon telle que les ruptures de couleurs se produisent avantageusement dans les couleurs secondaires jaune Y (vert + jaune), rouge magenta M (bleu + rouge), ou bleu cyan Bc (bleu + vert). Ces ruptures dans les couleurs secondaires sont moins perceptibles pour l'oeil d'un observateur que les ruptures de couleurs primaires. Les séquences d'affichage SD illustrées sur les figures 5 et 6 sont constituées à partir de la séquence vidéo d'entrée SV illustrée sur les figures 1 et 4.
La figure 5 illustre un premier mode de réalisation dans lequel la séquence d'affichage SD est constituée d'une suite de paquets de n=3 trames colorées, chaque paquet étant associé à une paire de couleurs primaires comprenant une première couleur primaire et une deuxième couleur primaire. Dans le paquet considéré, les trames colorées de rang impair, typiquement celles des rangs 1 et 3 (n=3) sont des trames colorées correspondant à la première couleur primaire et les trames colorées de rang pair, typiquement celle de rangs 2 (n=3), sont des trames colorées correspondant à la deuxième couleur primaire.
La figure 6 illustre une variante de ce mode de réalisation dans lequel les paquets comprennent n=4 trames colorées : dans un paquet, les trames de rang impair 1 et 3 sont associées à la première couleur primaire et les trames colorées de rang pair 2 et 4 sont associées à la deuxième couleur primaire.
Dans ce mode de réalisation (figures 5 et 6), deux paquets successifs sont associés à une paire différente de couleurs primaires.
Avantageusement, la couleur de la trame colorée de rang n d'un paquet de la séquence d'affichage SD et la couleur de la trame colorée de rang 1 du paquet suivant de ladite séquence sont différentes.
En pratique, et comme illustré sur la figure 5, une séquence d'affichage SD correspondante peut comprendre une succession de sous-séquences SD₁, SD₂ de même longueur, suivant le même motif aléatoire, chaque sous-séquence étant élaborée à partir de k=3 trames vidéo F1 à Fk successives de la séquence vidéo d'entrée SV, dans l'exemple à partir des trois trames vidéo successives F1 à F3 des figures 1 et 4. Dans cet exemple, chaque sous-séquence comprend trois paquets de n=3 trames. Pour former le premier paquet p1, une succession de 3 trames colorées est sélectionnée sur la base d'une paire d'une première et d'une deuxième couleurs primaires choisie parmi six paires possibles (R,G), (G,R), (G,B), (B,G), (R,B) ou (B,R). Dans l'exemple, la paire (R,G) est associée au paquet p1, la première couleur R de la paire donnant la couleur de la première et de la troisième des trois trames colorées du paquet p1, et la deuxième couleur G donnant la couleur de la deuxième trame colorée du paquet. Les moyens 11 (figure 4) vont alors sélectionner des trames colorées correspondantes dans la séquence vidéo SV, suivant leur ordre d'apparition chronologique et selon les couleurs recherchées, ce qui donne dans l'exemple pour le paquet p1 pour la première trame colorée, pour la deuxième trame colorée, fG1, et pour la troisième trame colorée, fR2. Les paquets suivants p2, p3 de la sous-séquence sont constitués suivant le même principe : dans l'exemple, le deuxième paquet p2 correspond à la sélection de la paire de couleurs primaires (B,R) et est constitué avec les trames fB1, fR3 et fB2 de la séquence SV, associées à cette sélection de couleurs. Le troisième paquet p3 correspond à la sélection de la paire de couleurs primaires (G,B) et est constituée avec les trames fG2, fB3 et fG3 de la séquence SV, associées à cette sélection de couleurs.
La succession des couleurs imposée par la sélection des paires (R,G) pour p1, (B,R) pour p2 et (G,B) pour p3 donne le motif aléatoire de la sous-séquence SD₁ : RGRBRBGBG. Ce motif est répété pour chaque sous-séquence SD_j comme illustré sur la figure 5 pour la séquence SD₂.
Si on prend l'exemple de la figure 6, dans laquelle les paquets de la séquence colorée comprennent chacun n=4 trames colorées, le motif aléatoire constitué dans l'exemple est le suivant : RGRGBRBRBGBG. Une séquence d'affichage SD correspondante peut être formée à partir des 12 trames colorées de k=4 trames vidéo F1 à Fk successives, dans l'exemple (Figure 4), à partir des trames colorées de F1 à F4.
Le mode de réalisation qui vient d'être décrit en relation avec les figures 5 et 6 a l'avantage de permettre une implémentation pratique simple, nécessitant des moyens mémoire limités.
Il peut être possible de bénéficier d'un effet de suppression de l'effet de rupture des couleurs utilisant la périodicité spatiale des couleurs dans une séquence arrangée de trames colorées. Un ordre de grandeur de la périodicité spatiale à utiliser est le 10^ième, 100^ième, de millimètres ou de centimètres.
Selon ce principe, dans une succession de 3 paquets p1, p2, p3 de 3 trames colorées de la séquence d'affichage SD constituée, les trames colorées sont arrangées de telle façon que pendant le temps de la trame colorée en première position dans chaque paquet p1, p2 et p3, on retrouve du rouge pour une trame, du vert pour une autre et du bleu pour une autre, soit globalement un blanc W ; et ceci est reproduit pour chaque position de trame colorée des paquets, c'est à dire les deuxièmes positions et les troisièmes positions.
Pour des raisons de simplicité de mise en oeuvre déjà indiquées, la séquence d'affichage SD peut avantageusement être formée par répétition d'un motif aléatoire, qui est donné par la succession des couleurs sur la séquence des trois paquets successifs p1 à p3. Ce motif aléatoire est alors répété d'une sous-séquence à l'autre ; SD₁, SD₂,...Chaque sous-séquence d'affichage peut avantageusement être constituée à partir des trames colorées de 3 trames vidéo complètes successives de la séquence vidéo SV, telles que F1, F2, F3.
La séquence SD étant formée par répétition périodique d'un motif aléatoire, par exemple toutes les 9 trames colorées (figure 5) ou toutes les 12 trames colorées (figure 6), une contrainte sur la fréquence de répétition du motif aléatoire doit être appliquée, afin d'éviter des effets de scintillement ou "flicker" : la fréquence de répétition du motif aléatoire doit être supérieure à la fréquence pour laquelle ce scintillement apparaît, fréquence que l'on note f_flicker.
Selon un autre aspect de l'invention on peut prévoir une attribution d'une durée aléatoire (temps trame) à chacune des trames colorées de la séquence d'affichage SD constituée à partir de la séquence vidéo SV. Dans ce cas, on prévoit de prendre en compte les contraintes suivantes:

la durée minimum T_min pour l'affichage d'une trame colorée, permettant la stabilisation du cristal liquide et la charge des pixels de la matrice active de l'afficheur;
la durée maximum T_max pour l'affichage d'une trame colorée, au-delà de laquelle la trame colorée sera perçue par l'observateur, ce qui doit être évité.

On note tin, i= 1 à 3 et n= r,g,b, les temps caractéristiques associés aux trames colorées (figures 3 et 4) : soit t1r, t2r, t3r les temps caractéristiques (temps trame) alloués aux trames colorées rouges fR1, fR2 et fR3 ; t1g, t2g, t3g ceux alloués aux trames colorées vertes fG1, fG2 et fG3 ; et t1b t2b t3b ceux alloués aux trames colorées bleues fB1, fB2, fB3.
On prend l'exemple d'une séquence d'affichage constituée par répétition d'un motif aléatoire, par exemple un motif aléatoire sur 9 trames colorées.
Si pour tout tin attribué à une trame colorée, i= 1 à 3, n=r, g, b, on vérifie T_min≤ tin ≤T_max, on est sûr de disposer d'un temps optimum pour l'affichage de la trame.
Si on choisit les temps caractéristiques tin tels que leurs sommes dans chaque couleur sur la durée du motif aléatoire sont égales, soit dans l'exemple, si t1r+ t2r+ t3r = t1b+ t2b+ t3b = t1g+ t2g+ t3g, alors on aura une bonne balance des couleurs, avec des systèmes d'éclairement des trois couleurs primaires équilibrés : pour un temps d'allumage identique dans chaque couleur, on obtiendra un blanc achromatique pour chaque sous-séquence répétant le motif aléatoire.
Enfin pour qu'un observateur ne perçoive pas d'effet de scintillement des trames colorées sur l'afficheur (flicker), les temps caractéristiques tin sur la durée du motif aléatoire sont de préférence choisis tels que l'on vérifie $\sum_{i = 1}^{3} \sum_{n = r, g, b} tin \leq T_{f l i c \ker},$
où T_flicker est égal à l'inverse de la fréquence de scintillement.
Si toutes ces contraintes sont respectées, les trames colorées peuvent être enchaînées de façon complètement aléatoire dans la séquence d'affichage SD.
Dans le cas où la lumière émise n'est émise par la boîte à lumière pour une trame colorée que pour une fraction du temps trame alloué à cette trame colorée, les contraintes précédentes s'écrivent un peu différemment pour la balance des couleurs. C'est notamment le cas dans les afficheurs dont le procédé d'adressage est basé sur un découpage du temps caractéristique de chaque trame colorée en trois périodes :

temps caractéristique trame colorée Ecriture des pixels Stabilisation du cristal liquide Affichage

Etat de la boîte à lumière Eteinte Eteinte Allumée
Dans ce cas, dans l'équation sur les temps caractéristiques donnée plus haut qui permet d'obtenir une balance équilibrée des couleurs, il faut prendre en compte le temps réel alloué dans chaque trame colorée à l'éclairement de la matrice. Si on note t_ain le temps d'allumage de la boîte à lumière sur le temps trame tin associé à une trame colorée, cette équation devient : t_a1r + t_a2r + t_a3r = t_a1g + t_a2g + t_a3g = t_a1b + t_a2b + t_a3b.
Un procédé d'adressage selon l'invention qui vient d'être expliquée et dont des exemples d'implémentation ont été donnés en relation avec les figures 5 et 6, permet donc, en agissant sur la succession des couleurs des trames, sur leur durée d'affichage, et éventuellement sur la puissance lumineuse émise par la boîte à lumière de l'afficheur, de rendre imperceptible ou quasiment imperceptible la rupture des couleurs.
La figure 7 donne un aperçu général d'un procédé d'adressage avec une étape d'arrangement 100 des trames colorées : après un paramétrage 100.1 de la formation de la séquence d'affichage (type d'arrangement (succession aléatoire des couleurs et/ou durée d'affichage aléatoire), périodicité d'un motif aléatoire, puissance lumineuse aléatoire), les trames colorées de la séquence vidéo SV reçue en entrée sont ré-arrangées dans une étape 100.2 de formation de la séquence d'affichage SD, en fonction de ces options d'implémentation choisies, et des contraintes imposées : une séquence d'affichage SV est formée dans une étape 100.2, le cas échéant avec le concours 100.3 d'un générateur pseudo-aléatoire pour fournir des temps caractéristiques des trames colorées : fréquence de répétition d'un motif aléatoire, valeurs minimum et maximum des durées, balance des couleurs. On obtient alors en sortie une séquence d'affichage SD qui est appliquée sur l'afficheur LCD 1, associée à un mode de commande CBAL correspondant de la boîte à lumière 2 : succession des couleurs, durée d'éclairage, puissance d'éclairage.
L'invention qui vient d'être décrite au moyen de quelques exemples non limitatifs permet d'améliorer la qualité d'affichage des afficheurs à cristaux liquides du type à adressage séquentiel couleur, et est applicable à toute la gamme des écrans à vision directe.

Claims

Procédé d'adressage d'un afficheur à cristaux liquides (1) en séquentiel couleur, à partir d'une séquence vidéo (SV) formée d'une pluralité de trames vidéo (Fk), chaque trame vidéo comportant une suite de trois trames colorées (fR1, fG1 fB1,...) correspondant aux trois couleurs primaires, présentées dans le même ordre successif de couleurs primaires dans chaque trame vidéo, le procédé comprenant une étape de ré-arrangement desdites trames colorées de séquence vidéo (SV), pour fournir une séquence d'affichage (SD) par laquelle ces trames colorées sont présentées successivement à l'afficheur dans un ordre différent, caractérisé en ce que l'étape de ré-arrangement pour former ladite séquence d'affichage (SD) consiste à répéter les étapes suivantes :
- prendre k trames vidéo successives de la séquence vidéo (SV) où k est un entier au moins égal à 3,

- répartir chacune des 3k trames colorées desdites k trames vidéo successives, en fonction de la couleur primaire associée, dans un paquet d'une séquence (SD₁) de trois paquets successifs (p1, p2, p3) de n=k trames colorées chacun, suivant des règles de répartition suivantes :
- les trois paquets sont chacun associés à une paire différente d'une première couleur primaire et d'une deuxième couleur primaire,

- pour chaque paquet, les n=k trames colorées du paquet sont sélectionnées parmi lesdites 3k trames colorées, suivant leur ordre successif d'apparition dans la séquence vidéo, en fonction de ladite paire de première et deuxième couleurs primaires associée au paquet, et elles sont ordonnées dans le paquet de sorte que les trames colorées de rang impair sont de ladite première couleur primaire et les trames colorées de rang pair sont de ladite deuxième couleur primaire, et

- la trame colorée de rang n d'un paquet et la trame colorée de rang 1 du paquet suivant de la séquence sont des trames colorées de couleurs primaires différentes,
la séquence d'affichage (SD) étant ainsi constituée de séquences (SD₁, SD₂) de 3 paquets chacune successivement formée à partir de k trames vidéo successives de la séquence vidéo (SV).
Procédé d'adressage d'un afficheur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape d'arrangement comprend une attribution d'une durée d'affichage (tr1, tb1,...) à chacune desdites trames colorées, choisie dans un intervalle de valeurs possibles.
Procédé d'adressage d'un afficheur selon la revendication 1 ou 2, l'affichage de chaque trame colorée comprenant une phase d'éclairage de l'afficheur par une boîte à lumière (2) dans une couleur primaire correspondante, caractérisé en ce que le niveau de puissance lumineuse émis par ladite boîte à lumière dans la phase d'éclairage dans la couleur associée à chacune desdites trames colorées de la séquence d'affichage SD est pseudo-aléatoire.
Procédé d'adressage d'un afficheur selon la revendication 2, dans lequel le niveau de puissance de lumière de chaque trame colorée est tel que la puissance lumineuse reconstituée sur l'afficheur correspond à un blanc achromatrique.
Procédé d'adressage selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel n=k est égal à 3 ou 4.
Procédé d'adressage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'à chaque étape de réarrangement de k trames vidéo successives de la séquence vidéo pour former une nouvelle séquence d'affichage, on utilise les mêmes associations de paires de première et deuxième couleurs primaires aux trois paquets correspondants de la séquence d'affichage, définissant un motif périodique correspondant à la succession des couleurs sur la séquence.
Procédé d'adressage selon la revendication 6, caractérisé en ce que la périodicité du motif est telle que la somme des durées des trames colorées dudit motif est inférieur ou égal à l'inverse d'une fréquence de scintillement.
Procédé d'adressage selon la revendication 2, dans lequel la durée de chaque trame colorée est variable et choisie dans un intervalle de valeurs comprises entre une valeur minimum (T_min) correspondant à un temps de stabilisation minimum du cristal liquide et une valeur maximum prédéterminée (T_max).
Procédé d'adressage selon la revendication 8, dans lequel la somme des durées des trames colorées dans chaque couleur primaire d'une séquence de 3 paquets successifs, est égale pour chacune des couleurs primaires.
Procédé d'adressage selon la revendication 8, dans lequel la somme des durées d'éclairage de l'afficheur dans chaque couleur primaire d'une séquence de 3 paquets successifs (p1, p2, p3), est égale pour chacune des couleurs primaires.
Procédé d'adressage selon la revendication 8, dans lequel les durées (tin) des trames colorées sont telles que sur une séquence périodique de 3 paquets successifs (p1, p2, p3), la somme totale des durées des trames colorées est inférieure ou égale à une durée prédéterminée correspondant à l'inverse d'une fréquence minimum de scintillement.
Afficheur à cristaux liquides du type à adressage séquentiel des couleurs, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'adressage mettant en oeuvre un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.