FR2984664A1 - Dispositif d'affichage - Google Patents

Abstract

Dispositif d'affichage (1) comportant une surface d'affichage (3), un photocapteur (4) pour mesurer l'intensité lumineuse et une unité de contrôle (6, 7, 8, 9, 10, 11) qui reçoit et traite les signaux d'image pour l'affichage sur la surface d'affichage (3). Le photocapteur (4) mesure la luminosité de la lumière ambiante incidente dans la zone de la surface d'affichage (3), et l'unité de commande (6, 7, 8, 9, 10, 11) reçoit une valeur de mesure du photocapteur et règle le contraste de la surface d'affichage pour l'affichage des signaux d'image en fonction de la valeur de mesure.

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un dispositif d'affi- chage comportant une surface d'affichage, un photocapteur pour mesurer l'intensité lumineuse et une unité de contrôle qui reçoit et traite les signaux d'image pour l'affichage sur la surface d'affichage. L'invention se rapporte également à un procédé d'affi- chage de signaux d'affichage à l'aide d'un dispositif d'affichage du type défini ci-dessus. Etat de la technique Les dispositifs d'affichage tels que par exemple les écrans cathodiques, les affichages LC ou les projecteurs d'image sont connus dans de nombreux domaines d'application et par de multiples modes de réalisation. Habituellement, les dispositifs d'affichage ont des éléments de manoeuvre ou de commande permettant d'adapter manuellement, l'affichage, aux conditions de l'environnement pour avoir une bonne li- sibilité des informations affichées. On connaît également des appareils d'affichage permet- tant l'adaptation automatique à une ou plusieurs conditions d'utilisation. Selon le document DE 10 2008 043 189 A 1, on connaît par exemple un projecteur comportant des moyens pour déterminer la dis- tance ou la place du projecteur par rapport à la surface de projection. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un moyen permettant d'adapter le dispositif d'affichage pour assurer une bonne lisibilité des images affichées et des informations. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, la présente invention concerne un dispositif d'affichage du type défini ci-dessus caractérisé en ce que, - le photocapteur mesure la luminosité de la lumière ambiante inci- dente dans la zone de la surface d'affichage, et - l'unité de commande reçoit une valeur de mesure du photocapteur et règle le contraste de la surface d'affichage pour l'affichage des signaux d'image en fonction de cette valeur de mesure. En d'autres termes, l'invention a pour objet un dispositif d'affichage comportant une surface d'affichage, un photocapteur mesu- rant l'intensité lumineuse et une unité de contrôle recevant et traitant les signaux d'image pour les afficher sur la surface d'affichage. La base de l'invention consiste à réaliser le photocapteur pour mesurer la luminosité de la lumière ambiante incidente dans la région de la surface d'affichage et comportant une unité de contrôle recevant la valeur de mesure fournie par le photocapteur et réglant le contraste de la surface d'affichage pour afficher les signaux d'image en fonction de la valeur mesurée. Ainsi, le dispositif selon l'invention a l'avantage qu'en cas de fort rayonnement incident, il saisit la lumière parasite avec le photo- capteur et réalise une adaptation différenciée de la surface d'affichage pour l'affichage qui, le cas échéant, ne demande pas plus d'énergie et même moins d'énergie pour afficher l'image. Le dispositif d'affichage selon l'invention permet ainsi une gestion économe en énergie par rapport à un dispositif d'affichage qui utilise une luminosité de base, par exemple celle de la source lumineuse pour l'éclairage du fond, d'un élément LCD, et l'augmente uniformément sur toute la surface d'affichage lorsque la lumière parasite augmente. La surface d'affichage est par exemple un afficheur à cris- taux liquides (LCD), ou un élément d'affichage à photodiodes orga- niques (OLED). La surface d'affichage peut également comporter une vitre de diffraction éclairée par transparence par le rayonnement lumineux ou encore réfléchissant le rayonnement lumineux. Le photocapteur est une photorésistance ou une photodiode. En particulier, le photocapteur est un photocapteur de caméra de sorte que le dispositif d'affichage selon l'invention s'utilise avantageusement comme afficheur multimédia et/ou afficheur de communication. Pour mesurer la luminosité dans la zone de la surface d'affichage, le photocapteur peut par exemple être intégré directement dans la surface d'affichage. De façon préférentielle, le photocapteur est installé au bord de la surface d'affi- chage, par exemple dans le cadre ou le boîtier entourant la surface d'affichage. Pour l'invention, il est décisif que le photocapteur se trouve dans une position exposée au rayonnement lumineux incident provenant de l'environnement et qui correspond de manière simultanée à l'in- tensité et au rayonnement incident pour la surface d'affichage. On peut par exemple utiliser plusieurs photocapteurs dans la surface d'affichage et/ou qui sont installés au bord de cette surface, par exemple autour de la surface d'affichage. A cet effet, le photocapteur est installé à proximité de la surface d'affichage, notamment à une distance, par exemple maximale de 2 cm. De façon préférentielle, l'invention réalise l'unité de contrôle pour répéter régulièrement la saisie des mesures du photocapteur et/ou l'adaptation du contraste de l'affichage à la surface d'affichage. Cela permet une adaptation rapide, avantageuse, à des rayonnements lumineux incidents, variables venant de l'environnement du dispositif d'affichage. L'unité de contrôle règle le contraste à deux ou plusieurs niveaux. De façon préférentielle, l'unité de contrôle règle le contraste au moins sensiblement de façon continue. L'unité de contrôle comporte un circuit analogique réalisant un réglage totalement continu. Si l'unité de contrôle est réalisée pour un traitement pratiquement numérique des signaux d'image, on pourra avoir un grand nombre de valeurs de contraste étagées qui donnent une approximation relativement bonne d'un réglage continu. Un tel ensemble comporte par exemple 10 niveaux de contraste et mieux encore 200 niveaux de contraste. Cela permet une adaptation plus précise et plus régulière, avec moins de variations brusques pour l'affichage à des conditions d'environnement variables. De façon préférentielle, le dispositif d'affichage comporte des moyens de réglage du photocapteur pour une direction d'incidence prédéfinie de la lumière ambiante. Cela permet d'adapter le dispositif d'affichage tout particulièrement au rayonnement incident de la lumière parasite déviée par le dispositif d'affichage sous l'effet des réflexions en direction des yeux de l'observateur. La direction d'incidence se prédétermine notamment en fonction de la direction de vue de l'observateur, tel que le conducteur, regardant l'affichage central d'une unité multi- média équipant un véhicule de tourisme. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'unité de contrôle comporte une unité électronique, notamment un composant logique programmable pour saisir la valeur de mesure du photocapteur ou adapter le contraste. En particulier, l'unité électronique de saisie des valeurs de mesure du photocapteur et d'adaptation du contraste, permet au circuit électronique d'être logé pour son fonctionnement dans un module électronique fermé qui équipe le dispositif d'affichage en option ou en seconde monte.

De façon préférentielle, l'unité électronique comporte un composant logique programmable. Le composant logique programmable est par exemple un réseau de portes programmables FPGA ou un dispositif logique programmable CPLD. Cela permet une construction relativement puissante et peu encombrante de l'unité électronique. De façon préférentielle, l'unité de contrôle comporte un microprocesseur, en par- ticulier un processeur graphique programmé pour adapter le contraste en fonction de la lumière incidente mesurée par le photocapteur. Pour l'adaptation du contraste de la lumière incidente mesurée, l'unité de contrôle modifie la luminosité du signal d'image d'un seul élément d'image. Le signal d'image est un signal analogique tel qu'un signal vidéo ou un signal numérique de données. Le signal d'image d'un élément d'image correspond par exemple à un point image ou à un segment d'image. Plusieurs signaux d'image peuvent être associés à un élément d'image. En particulier, dans le cas de dispositifs d'af- fichage en couleur, on aura chaque fois un nombre prédéfini, notamment fixe, de signaux d'image, par exemple pour représenter plusieurs couleurs primaires chaque fois d'un point image associé à un emplacement fixe de la surface d'affichage. De manière préférentielle, pour régler le contraste, l'unité de contrôle, modifie les valeurs de luminosité des signaux d'image ap- partenant à l'image à afficher en fonction de la luminosité mesurée par le photocapteur. L'unité de contrôle comporte une commande de synchronisation qui, avant le début du traitement du premier signal d'image d'une image à afficher, appelle une valeur de mesure de la lu- mière incidente mesurée par le photocapteur sur la surface d'affichage. Selon un développement préférentiel du dispositif d'affichage, le photocapteur mesure séparément la luminosité de la lumière incidente pour au moins deux plages différentes de longueur d'onde et fournit des valeurs de mesure distinctes. De façon préférentielle, l'unité de contrôle saisit au moins deux valeurs de mesure et adapte le con- traste en fonction des composants d'intensité des différentes plages de longueur d'onde. Cette solution a l'avantage que pour l'adaptation du contraste d'un affichage d'image l'unité de contrôle tient compte non seulement de l'intensité globale de la lumière incidente dans la surface d'affichage, mais également des différences de couleur de la lumière in- cidente en distinguant par exemple entre le crépuscule et la mi-journée ou encore les différentes heures de la journée avec un ciel couvert ou un ciel dégagé. De façon préférentielle, l'unité de contrôle modifie les si- lo gnaux d'image d'une couleur primaire indépendamment des autres cou- leurs primaires en fonction de la luminosité mesurée par le photocapteur. Les couleurs primaires sont les couleurs dont la combinaison donne d'autres couleurs ou des niveaux de gris. Par exemple, il s'agit des couleurs primaires usuelles, telles que rouge, vert, bleu pour 15 un affichage RGB. L'unité de contrôle permet par cette réalisation, une meilleure adaptation du contraste à la sensibilité physiologique de rceil humain aux différentes longueurs d'onde de la lumière. Cela donne également la possibilité d'adapter le contraste par l'unité de contrôle pour des défauts de vision de couleur, par exemple des défauts de vision des 20 couleurs rouge, vert. En particulier, en combinaison avec le photocap- teur associé à des longueurs d'onde, l'invention permet un réglage sur de nombreuses conditions d'environnement différentes. Selon un développement préférentiel du dispositif d'affi- chage, l'unité de contrôle modifie les signaux d'image pour adapter le 25 contraste de luminosité à la luminosité mesurée par le photocapteur pour des couleurs prédéfinies. S'il faut prévoir un dispositif d'affichage principalement ou exclusivement pour l'affichage d'images calculées telles que par exemple des informations de navigation ou pour l'affichage de menus d'utilisation et d'informations, on peut prédéfinir dès le 30 départ le nombre de couleurs affichées. L'unité de contrôle peut ainsi être implémentée chaque fois avec une couleur prédéfinie et modifiée en fonction de la couleur et de la lumière incidente mesurée pour adapter le contraste. De façon préférentielle, l'unité de contrôle règle le con- 35 traste des signaux d'une image à afficher en utilisant chaque fois l'une des deux plages différentes de luminosité et dans la première plage de luminosité, on amplifie les différences de luminosité des signaux d'image en fonction de l'augmentation de la lumière incidente au niveau de la surface d'affichage. Cela permet également de prédéfinir plusieurs premières plages de luminosité. On peut également prévoir plusieurs secondes plages de luminosité et notamment englober des secondes plages de luminosité chaque fois dans une première plage de luminosité. La fonction d'amplification de l'unité de contrôle amplifie par exemple linéairement la luminosité les signaux lumineux d'entrée et donne une image avec une plage de valeurs plus grande. La luminosité des signaux d'image reçus peut être associée par exemple par l'intermédiaire d'une fonction mathématique, à différents niveaux de gris pour l'affichage des signaux d'image. Une fonction d'amplification se réalise comme circuit électronique analogique. De façon préférentielle, la fonc- tion d'amplification est réalisée sous forme de circuit numérique qui est avantageusement peu encombrante et d'une conception souple. On peut également amplifier le contraste avec plusieurs niveaux de luminosité de signaux d'image reçus associés à une zone partielle de la première plage de luminosité pour en donner l'image avec un niveau de gris prédéfini. Par exemple, on peut associer des valeurs de luminosité, en particulier dans le cas d'un traitement numérique de signaux d'image en utilisant un tableau d'association, encore appelé "tableau de mise à jour". Le nombre de niveaux pourra être réduit en fonction de la lumière incidente mesurée, de sorte que les niveaux voi- sins seront rapprochés ou éloignés les uns des autres en fonction de l'intensité mesurée de la lumière incidente. Pour une image affichée, cela permet un contraste plus faible ou plus important entre des points image, par exemple voisins.

La première plage de luminosité est limitée de préférence à une plage de perception prédéfinie, relativement plus sensible pour rceil. Une seconde plage de luminosité couvre de préférence une plage de luminosité ou d'intensité moins sensible pour la perception visuelle. Cela permet de limiter le traitement des signaux d'image par l'unité de contrôle aux valeurs de luminosité des signaux d'image reçus et dont la représentation est plus riche en contraste et relativement mieux adaptée à la surface d'affichage De façon particulièrement préférentielle, l'unité de con- trôle diminue les différences de luminosité des signaux d'image dans la seconde plage de luminosité. Une amplification positive pour la pre- mière plage de luminosité et une amplification négative pour une ou plusieurs secondes plages de luminosité, pourront être accordées de façon que les valeurs de luminosité des signaux d'image reçus, se rapportent de manière univoque aux signaux d'image émis pour la surface d'affichage sans rencontrer de chevauchement des plages de valeurs par l'amplification du contraste de l'unité de commande. En diminuant les différences de luminosité dans une ou plusieurs secondes plages de luminosité, on peut ne pas utiliser des valeurs de luminosité, en particulier des niveaux de gris numériques pour la représentation de signaux d'image. De telles représentations de signaux d'image de la seconde plage de luminosité avec des valeurs de luminosité non utilisées, peuvent servir à l'affichage de signaux d'image de la première plage de luminosité, pour répartir les valeurs de luminosité dans des plages de luminosité plus grandes et avoir ainsi un plus fort contraste.

Dans le cas d'un dispositif d'affichage monochrome, on peut définir la valeur de luminosité d'un signal d'image pour un élément d'image, par exemple un point image avec son niveau de gris. Dans le cas d'un dispositif d'affichage à plusieurs couleurs, on compose la valeur de luminosité à partir de plusieurs signaux d'image, par exemple plusieurs canaux de couleur d'un signal vidéo. De façon préférentielle, l'unité de contrôle calcule à partir d'un nombre prédéfini de signaux d'image, une valeur commune de luminosité, notamment un niveau de gris pour traiter la valeur de luminosité calculée pour l'adaptation du contraste à la lumière incidente mesurée. L'unité de contrôle utilise la valeur de luminosité calculée pour déterminer plusieurs valeurs de luminosité adaptées pour les différents signaux d'image et commander ainsi l'affichage sur la surface d'affichage. De façon préférentielle, l'unité de contrôle du dispositif d'affichage règle le contraste à partir des informations de luminosité pour un nombre prédéfini de signaux d'une image pour différentes couleurs primaires pour déterminer un niveau de gris moyen sur un ensemble de signaux d'image et en ce qu'en outre le niveau de gris moyen est modifié en fonction de l'intensité lumineuse mesurée et que finale- ment, les informations de luminosité des signaux d'image de différentes couleurs primaires, seront modifiées selon la variation du niveau de gris moyen. Cela permet d'adapter le contraste pour une lumière incidente mesurée à la perception des couleurs primaires du dispositif d'affichage en ce que par exemple, en faisant la moyenne des différentes couleurs primaires, on les pondère avec différents coefficients de pondération. On aura ainsi avantageusement une meilleure reconnaissance des images affichées ou des informations. Le dispositif d'affichage accorde par l'unité de contrôle, un ou plusieurs paramètres d'une fonction de correction gamma sur la lumière incidente mesurée. Selon un développement préférentiel de l'in- vention, l'unité de contrôle modifie les signaux d'image pour régler le contraste en fonction de l'intensité lumineuse mesurée avant d'appliquer la correction gamma aux signaux d'image. Cette solution a l'avantage que l'unité de contrôle servant à adapter le contraste en fonction du calcul, sera plus simple et se limitera par exemple à une fonction mathématique linéaire. Selon un autre développement, l'invention a pour objet un procédé d'affichage des signaux d'image avec un dispositif d'affichage selon l'invention, correspondant à l'un ou plusieurs des dévelop- pements ci-dessus. Le procédé est ainsi caractérisé en ce qu'on mesure la luminosité de la lumière incidente dans la zone de la surface d'affichage avec un photocapteur dans la région de la surface d'affichage et on règle le contraste de la surface d'affichage en fonction de la luminosité mesurée par le photocapteur.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation d'un dispositif d'affichage représenté schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure la représente schématiquement un affichage en vue de face pour des conditions d'éclairage avantageuses, - la figure lb est une représentation schématique de l'affichage en vue de face avec une faible réflexion de la lumière incidente, - la figure lc est une représentation schématique de l'affichage en vue de face avec une forte réflexion de la lumière incidente, - la figure 2 représente schématiquement une vue de face en perspective d'un afficheur, - la figure 3 est une représentation schématique de la direction de vue et de la direction des rayons d'un afficheur central, - la figure 4 est une représentation schématique de la réalisation d'un afficheur selon l'invention, - la figure 5 est une représentation schématique d'un autre afficheur selon l'invention, - la figure 6 est un diagramme montrant la relation fonctionnelle entre la luminosité des points image indiqués et celle des données d'une image. Description de modes de réalisation de l'invention Les figures la- lc montrent l'affichage d'un extrait de carte 71 ou encore l'impression visible d'une carte affichée sur un affi- cheur 70 d'un dispositif d'affichage (non représenté) connu selon l'état de la technique. La surface d'affichage 70 peut faire partie par exemple d'un appareil de navigation ou d'un afficheur central, par exemple intégré dans la console centrale d'un véhicule. La carte affichée est présen- tée pour le même extrait de carte 71 dans les figures la, lb, lc mais dans des conditions d'éclairage différentes et sans application de l'invention. La figure la montre l'extrait de carte 71 en l'absence de lumière incidente ou pour une lumière incidente relativement faible en provenance de l'environnement. Cela correspond pour l'essentiel à l'impres- sion visuelle d'un observateur pour des conditions d'affichage idéales pour lesquelles on détermine le contraste de l'image affichée par les caractéristiques de contraste de l'affichage et les valeurs de contraste résultant des données de l'image affichée. La luminosité de base, c'est-à-dire l'intensité lumineuse de toute la surface d'affichage 70 dans rceil d'un observateur, est générée principalement par l'affichage (non repré- senté) lorsqu'on regarde la surface d'affichage 70. La luminosité de base dans la situation représentée à la figure la, se compose uniquement des luminosités différentes de diverses zones de l'image. Le contraste de l'image de l'extrait cartographique 71 ou de l'affichage de l'image est dé- fini principalement par des différences de luminosité et des valeurs de couleur des données de l'image et des paramètres d'affichage, le cas échéant réglables manuellement. La figure lb montre la surface d'affichage 70 pour un rayonnement incident d'une quantité de lumière relativement moyenne en provenance de l'environnement arrivant sur la surface d'affichage 70. La lumière de l'environnement arrivant sur la surface d'affichage 70 et réfléchie en direction de l'observateur, n'est pas en général liée à l'image affichée et peut arriver par exemple à des endroits de la surface d'affichage 70 avec la même intensité. Ainsi, la lumière ambiante incidente réfléchie par la surface d'affichage 70, augmente la luminosité de base de sorte que la fraction relative de la lumière émise par l'affichage de l'image, diminue. Il en résulte que rceil de l'observateur reçoit certes plus de lumière mais la lumière reçue contient proportionnellement moins d'informations de l'image affichée que dans le cas de la figure la.

Contrairement à l'image affichée, c'est-à-dire les différences de lumino- sité et de couleur de l'image, la comparaison par rapport à la luminosité de base, diminue, de sorte que pour l'observateur, les caractéristiques distinctives des zones de l'image diminuent. Pour un rayonnement lumineux incident relativement fort en provenance de l'environnement, la lumière de l'affichage sur la surface d'affichage sera très fortement surexposée, de sorte que de nombreux détails importants de toute l'image ne seront pratiquement pas perceptibles pour l'observateur ou ne le seront plus. Une telle situation est représentée à la figure lc.

La figure 2 montre un dispositif d'affichage 1 selon l'in- vention équipé d'un affichage 2, avec une surface d'affichage 3 et un cadre 5 entourant la surface d'affichage 3. Le cadre 5 est équipé d'un photocapteur 4 qui mesure ainsi l'intensité de la lumière incidente dans la zone de la surface d'affichage 3. Une unité de contrôle non représen- tée à la figure 2 peut par exemple être installée au dos du dispositif d'al- fichage 1 par exemple au dos de l'affichage 2. L'affichage 2 comporte des moyens non représentés pour diriger le photocapteur 4 sur une direction d'incidence prédéterminée, par exemple pour cacher (non représenté) ou pour un montage pivotant (non représenté) du photocapteur. De façon préférentielle, l'affichage 2 comporte un élément d'entraînement permettant d'adapter l'alignement du photocapteur 4, par exemple par rapport à la position des yeux, de manière automatique selon les variations, par exemple de la position assise dans le véhicule. Cela est particulièrement avantageux si l'affichage 2 n'est pas installé directement devant l'observateur et si son regard n'arrive que rarement et jamais à angle droit sur la surface d'affichage. Comme exemple de tels dispositifs d'affichage non visibles en direction droite qui ne sont pas représentés ici, comportent par exemple l'affichage central du tableau de bord d'un véhicule automobile ou le tableau d'affichage des arrivées et des départs des moyens de transports publics. La figure 3 montre le montage d'un affichage 2 d'un dispositif d'affichage 1 selon l'invention avec une surface d'affichage 3 avec le regard d'un observateur 12 en position latérale par rapport à la surface d'affichage 3. Cela correspond par exemple au montage d'un affi- chage central sur la colonne centrale de l'habitacle d'un véhicule servant de préférence à plusieurs occupants du véhicule regardant dans des différentes directions. La surface d'affichage 3 de la figure 3, est perpendiculaire au plan de la feuille de papier. Une ligne normale N est tracée à angle droit par rapport à la surface d'affichage 3 sur une position du photo- capteur 4. La ligne S décrit une direction de regard de l'observateur faisant un angle 13 avec la normale N. Pour une forte lumière incidente sur la surface d'affichage 3, dans la direction -13 par rapport à la normale N, par exemple suivant la ligne E, une partie importante de l'intensité sera reproduite dans la direction de visée S d'un observateur et cette intensi- té pourra couvrir la lumière émise par l'observateur 2. Si on augmente la luminosité totale de la surface d'affi- chage 3, on augmente également principalement la luminosité des zones de toute l'image qui sont par zone lumineuse et participent ainsi en plus à la surexposition de zones d'image plus sombres. La recon- naissance d'un affichage peut ainsi se détériorer encore plus, par exemple selon les figures lb et lc. Relever le contraste de l'image permet d'augmenter les différences de luminosité des zones d'image de sorte que l'image affichée pourra mieux se reconnaître. Le photocapteur 4 installé de façon à pouvoir s'orienter sur une ou plusieurs directions incidentes prédéfinies, a l'avantage que la zone d'une surface d'affichage 3 se surveille d'une manière relativement précise quant au rayonnement ou à la lumière ambiante dont les réflexions sur la surface d'affichage 3 peuvent réduire la reconnaissance des images pour un observateur.

Le photocapteur 4 peut comporter une photodiode, une photorésistance ou un capteur CCD (dispositif à couplage de charge), par exemple un capteur de caméra. Le photocapteur 4 comporte une lentille non représentée et/ou un diaphragme non représenté, par exemple pour recevoir princi- palement la lumière d'une direction d'incidence déterminée pour les mesures d'intensité. Le dispositif d'affichage selon l'invention, peut être réalisé différemment et à titre d'exemple deux modes de réalisation seront décrits ci-après.

La figure 4 montre sous la forme d'un schéma par blocs une première réalisation d'un dispositif d'affichage 1 selon l'invention. Le dispositif d'affichage comporte un affichage 2 qui a pour l'essentiel les mêmes caractéristiques inventives que l'affichage de la figure 2 : la surface 3 de l'affichage 2 est entourée par un cadre 5 équipé d'un pho- tocapteur 4 ; le photocapteur 4 mesure l'intensité de la lumière inci- dente arrivant sur la surface d'affichage 3. L'affichage 2 sert à afficher des images sur la surface d'affichage 3. L'affichage 2 a une unité électronique 8 avec un processeur graphique 7 pour recevoir les signaux d'image. Le processeur gra- phique 7 peut recevoir des signaux d'image sous forme numérique, par exemple par une interface de bus numérique ou sous forme analogique, par exemple par un connecteur vidéo analogique. De plus, le processeur graphique comporte par exemple un calculateur de commande et/ou par exemple un appareil multimédia et/ou par exemple il est relié à un réseau de communication tel que le réseau CAN, le réseau MOS, le réseau LIN. Le processeur graphique 7 pourra déterminer les signaux d'image qui donnent une image complète pour l'affichage sur la surface d'affichage 3 et les signaux d'image qui appartiennent à l'image suivante à afficher. Le processeur graphique 7 associe aux signaux d'image reçus, des éléments d'image tels que par exemple des points image ou par exemple des segments d'affichage et il détermine par exemple des paramètres de représentation à partir des données d'image. Le processeur graphique 7 et le cas échéant d'autres éléments électroniques non re- présentés déduisent à partir des signaux d'image, des informations pour l'affichage d'image selon les capacités de l'affichage 2, par exemple son aptitude à échelonner les couleurs ou les valeurs de luminosité. Le dispositif d'affichage 1 comporte à cet effet des moyens de réglage non représentés permettant à l'utilisateur de faire des réglages de base du dispositif d'affichage, par exemple la luminosité de base ou aussi par exemple le contraste de base par adaptation manuelle. De tels moyens de réglage peuvent être reliés au processeur graphique 7 qui tient compte de ces réglages pour le traitement des données d'image. Le pro- cesseur graphique 7 génère des signaux à partir des données d'image utilisées par exemple pour être transmises à l'électronique de commande non représentée, de l'affichage 2. Dans le mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 4, une unité électronique 8 est interposée entre le processeur graphique 7 et l'affichage 2. L'unité électronique 8 est dans le dispositif d'affichage 1 pour le traitement des signaux d'image du processeur graphique 7, pour adapter le contraste d'éléments d'image prédéfinis ou de zones d'image prédéfinies à l'intensité lumineuse mesurée par le photo-capteur 4.

Le photocapteur 4 est relié à un convertisseur de signaux 6, par exemple un convertisseur de signaux analogiques/numériques (A/D). Le convertisseur de signaux 6 est relié à l'unité électronique 8 pour préparer les signaux de mesure du photocapteur 4 et les fournir à l'unité électronique 8, par exemple sous forme numérique. Le convertis- seur de signaux 6 est intégré dans le photocapteur 4 ou dans l'unité électronique 8. L'unité électronique 8 comporte de préférence des composants semi-conducteurs FPGA ou CPLD dans lesquels est intégré notamment un convertisseur analogique/numérique (A/D). Cela permet d'obtenir une unité électronique de construction relativement peu en- combrante. L'unité électronique 8 peut être liée à une unité de configu- ration 10. L'unité de configuration 10 peut contenir les données pour l'initialisation et/ou la configuration et/ou la programmation de l'unité électronique ; ces données décrivent le procédé d'adaptation du contraste à la lumière incidente mesurée. Cette adaptation est commandée par l'unité électronique. L'unité électronique 8 reçoit les valeurs de mesure du photocapteur 4 ou du convertisseur de signaux 6 pour les transformer en un paramètre utilisé par, l'unité électronique pour adapter le contraste de l'image affichée avec le rayonnement lumineux incident déter- miné par le photocapteur 4 en fonction de la surface d'affichage 3. Le photocapteur 4 est relié de préférence à l'unité électronique 8 pour que les valeurs de mesure du rayonnement incident lumineux dans la région de la surface d'affichage 3, soient transmises relativement fréquemment à l'unité électronique. L'unité électronique 8 peut par exemple comporter un générateur d'horloge qui déclenche l'in- terrogation périodique des valeurs de mesure du photocapteur 4. Le générateur d'horloge est réglé sur une période adaptée à la rémanence de l'observation visuelle humaine ou à la fréquence de l'établissement d'une image sur la surface d'affichage 3. La période d'interrogation de 16 à 20 ms permet une adaptation de façon que l'adaptation du con- traste se fasse avec des modifications relativement rapides de luminosité arrivant sur la surface d'affichage pour paraître sans retard pour l'observateur. On peut également envisager que le photocapteur 4 ou le convertisseur de signaux 6 prédéfinissent une modification de l'intensi- té lumineuse incidente dont le dépassement déclenche un signal dans l'unité électronique 8 ce qui évite les demandes de valeurs de mesure pratiquement permanentes par l'unité électronique 8. L'unité électronique 8 exploite les données d'image reçues du processeur graphique 7 pour les informations de contraste et en fonction des valeurs de rayonnement incident, mesurées, elle adapte le contraste des images présentées. L'unité de configuration 10 exécute de telles opérations sur les données d'image en appliquant un ou plusieurs procédés 10 comme circuit électronique ou comme code-programme exécutable par un processeur non représenté ou dans des combinai- sons envisageables de manière quelconque des deux techniques. Pour cela, l'unité est équipée d'une combinaison quelconque des deux techniques ; elle est par exemple équipée d'un composant de mémoire. L'unité électronique 8 comporte de préférence un composant logique programmable non représenté qui a l'avantage que le procédé 10 pour- ra, pour adapter le contraste d'affichage, être réalisé d'une manière rela- tivement proche d'un circuit et pourra se réaliser relativement rapidement. L'unité électronique 8 est reliée à l'affichage 2 directement ou par une unité de commande supplémentaire non représentée.

La structure du dispositif d'affichage 1 représentée à la figure 4 comporte le cas échéant, un équipement formé d'un dispositif d'affichage non représenté, et ayant tout d'abord seulement le processeur graphique 7 et l'affichage 2 sans le photocapteur 4. Un équipement non représenté comporte l'unité électronique 8, le convertisseur de si- gnaux 6, le photocapteur 4 et la réalisation programmable ou en circuit du procédé déterminant le contraste. De façon préférentielle, l'unité électronique 8 comporte à cet effet, par exemple deux interfaces de signal identiques, non représentées reliées au processeur graphique 7 et à l'affichage 2.

La figure 5 montre un second exemple de réalisation de la structure d'un dispositif d'affichage 1 selon l'invention. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, le dispositif d'affichage 1 comporte un afficheur 2 avec une surface d'affichage 3 entourée par le cadre 5. Le cadre 5 est équipé d'un photocapteur relié à un convertisseur de signaux 6.

A la différence du dispositif d'affichage de la figure 4, le convertisseur de signaux 6 est relié ici à un processeur graphique 7. Par exemple, le convertisseur de signaux est relié par une interface numérique de signaux, (par exemple par un bus I2C) au processeur graphique 7. Une mémoire 11 est reliée au processeur graphique 7 contenant les données, par exemple les programmes et les paramètres pour adapter le contraste de l'affichage d'image à la lumière incidente mesurée. Le processeur graphique 7 lui-même applique un code-programme pour une telle adaptation ; il peut également utiliser partiellement les données pour installer un autre élément de circuit, tel que par exemple une uni- té électronique 9 et le procédé d'adaptation du contraste pour la lumière incidente mesurée. Un exemple de réalisation du procédé selon l'invention d'adaptation du contraste à la lumière incidente dans une surface d'affichage, sera décrit ci-après à l'aide du diagramme 20 de la figure 6 qui montre deux fonctions 21, 22 ; la fonction 21 correspond à l'affichage direct des signaux d'image reçus et inchangés. La luminosité des signaux d'image entrant, est représen- tée sur l'axe horizontal x suivant les niveaux de gris. Les niveaux de gris représentés sur l'axe vertical y, correspondent à la luminosité des si- gnaux d'image avec lesquels on commande en définitive la surface d'af- fichage. Par exemple, pour un affichage numérique monochrome, les valeurs de niveaux de gris selon l'axe x, correspondent aux valeurs de luminosité des données d'image numériques des différents points image d'un affichage monochrome. Un affichage monochrome n'a qu'une cou- leur primaire. Il s'agit par exemple du blanc avec une ou plusieurs va- leurs de gris jusqu'au noir, comme seule couleur primaire dans le sens des teintes. Dans le cas des affichages polychromes, on utilise plusieurs couleurs primaires séparément ou en mélange pour obtenir différentes teintes. Comme les différentes teintes, notamment des couleurs pri- maires peuvent générer à la vue des impressions de luminosité indé- pendantes de l'intensité lumineuse, on ne peut associer directement les niveaux de gris des signaux image reçus. Cette difficulté est évitée, par exemple en formant notamment une valeur moyenne pondérée à partir de plusieurs signaux d'image, par exemple pour plusieurs couleurs primaires. La figure 6 montre deux fonctions 21 et 22 par des traits continus. De façon stricte, cela n'est possible que dans le cas d'un traitement électronique analogique. Dans le cas d'un traitement numérique des signaux d'image cela doit correspondre à une représentation simpli- fiée, par exemple à un tracé étagé de nombreuses valeurs discrètes. La plage des valeurs numériques s'étend par exemple pas à pas de 0 à 255 dans le cas de niveaux de gris avec des nombres binaires à huit chiffres pour une plage de traitement de 8 bits. La valeur 0 correspond à l'état non éclairé, par exemple à un point noir, alors que la valeur 255 claire correspond au maximum, à un point blanc. Si l'on utilise les signaux d'image de manière inchangée pour l'affichage, cela correspond au tracé croissant monotone de la fonction 21 ; chaque niveau de gris est représenté par lui-même. Les niveaux de luminosité utilisés pour l'affichage augmentent suivant la fonction 21 dans toute la plage des valeurs, ici pour les valeurs com- prises entre 0 et 255 pour les signaux d'image reçus, de manière régulière et proportionnelle. Les rapports de luminosité des différentes plages d'image sur la surface d'affichage sont fidèles aux signaux d'image reçus.

Selon l'invention, on transforme par calcul les niveaux de gris des signaux d'image reçus selon la fonction 22 pour l'affichage des signaux d'image sur la surface d'affichage. La fonction 22 représente toute la plage des valeurs des signaux d'image reçus pour des signaux d'image correspondant à une plage de valeurs importantes. Toutefois, la fonction 22 a des pentes différentes dans les différentes plages de va- leurs des niveaux de gris des signaux d'image reçus. Dans les segments 23 et 25, on diminue la pente de la fonction 22 alors que dans le segment 24, on a une pente relativement plus raide. Le tracé de la fonction 22 augmente la plage de valeurs des signaux d'image à afficher par rap- port à leur plage de valeurs initiales de sorte que l'on augmente le con- traste pour l'affichage des signaux d'image du segment 24. La pente moindre de la fonction 22 dans les segments 23, 25, correspond à une diminution de la plage des valeurs des niveaux de gris affichés pour ces signaux d'image au profit du segment 24. Ainsi, de façon avantageuse, toute la plage des valeurs des niveaux de gris servant à la représenta- tion, sera disponible pour adapter le contraste à la lumière incidente mesurée. Les valeurs de mesure de la lumière incidente sur la surface d'affichage, sont intégrées comme paramètres dans la pente de la fonction 22 sur les différents segments 23, 24, 25.

La pente moindre des segments extérieurs 23 et 25 diminue les plages de valeurs des signaux d'image à afficher par rapport aux signaux d'image reçus initialement. Cela est significatif pour les valeurs limites comprises entre deux segments 23, 24 ainsi qu'entre les seg- ments 24, 25 où l'on a le plus grand écart par rapport au tracé linéaire de pente identique. A ces endroits, l'atténuation entre les deux courbes 21, 22 là où les plages de valeurs sont décalées, donne un affichage avec plus de contraste pour les signaux d'image du segment moyen 24. De façon préférentielle, on choisit la largeur des plages de valeurs 23 et/ou 25 pour que la représentation de l'image à afficher présente si possible, des faibles distorsions de teinte, par exemple des sauts dans l'échelle des gris. L'avantage de ce mode de réalisation du procédé, est que les signaux d'image sont traités électroniquement de façon indépen- dante les uns des autres. La luminosité ou le niveau de gris des signaux d'image à afficher, sont liés de manière univoque par une relation mathématique linéaire qui, dans le cas de valeurs numériques discrètes, est relativement simple pour arrondir les valeurs représentées. Ainsi, le traitement des signaux d'image pourra se faire notamment de manière continue sans que pour cela, il faille arrêter la réception de tous les si- gnaux d'une image. Les pentes de la courbe 22 sont influencées par la valeur de mesure L de la lumière incidente dans la surface d'affichage. Les segments 23 et 25 de la plage des valeurs de luminosité des signaux d'image reçus, peuvent être choisis avec une largeur GSiim, de sorte que le paramètre Hmod sera influencé selon la relation donnée ci-après : hmod = GSffin - (L/ Lin.) - s Dans cette relation, L. correspond à une luminosité maximale mesurable. Le paramètre (s) règle de préférence l'écart maximum hmod obtenu sur le tracé de la courbe 21 si aux valeurs limites de deux segments sur l'axe horizontal x-segment d'axe ou x = GSlim ou x = (GS. - GSiim) la luminosité mesurée correspond à une luminosité maximale mesurable L = L.. Le tracé de la courbe 22 se décrit mathématiquement comme suit : Pour le segment 23 dans lequel les signaux d'image reçus prennent des valeurs dans les limites 0 x < GSiim, on calcule les ni- veaux de gris pour l'affichage des signaux d'image selon la formule : GSsortie = y = x -(1 - hmod/GSii.) Pour le segment 24 avec GSffir, x < (GSmax - GSiim), on utilise la formule suivante : GSsortie = y = x - hmod - (GSmax -2.x) / (GSmax - Et pour le segment 25 avec (GSmax - GSffin) x < GSmax, on procède selon la formule suivante : GSsortie = y = x -(1 - hmod/ GSiim) + hmod - GSmax/ GSlim Comme selon la réalisation du procédé de l'intention tous les signaux d'image d'une image affichée, sont adaptés indépendam- ment les uns des autres, cette réalisation permet un calcul en parallèle avec plusieurs processeurs ou du moins avec plusieurs éléments logiques-arithmétiques qui disposent par exemple de composants logiques programmables, par exemple FPGA ou par exemple CPLD. Un autre avantage du procédé de l'invention apparaît en particulier dans la description en ce que le procédé peut s'ajouter à différents endroits du traitement d'image de sorte qu'il convient par exemple à des applications à un signal d'image avant et/ou après son traitement, par un processeur graphique. Il est en outre possible d'appliquer un processeur graphique avant les traitements. En outre, il est possible d'appliquer le procédé selon l'invention à des signaux d'image avant et/ou après la correction Gamma, avec des signaux d'image à traitement non linéaire du niveau des gris en valeurs de luminosité adaptées physiologiquement pour l'affichage.

Le mode de réalisation décrit à l'aide de la figure 6 a en outre l'avantage que même en subdivisant toute la plage de valeurs des niveaux de gris reçus en plusieurs zones partielles que l'on décrit avec un paramètre GSiim, on peut également modifier le paramètre GSlim pour adapter le contraste à la lumière incidente mesurée.10 NOMENCLATURE 1 dispositif d'affichage 2 affichage 3 surface d'affichage 4 photocapteur 5 cadre 6 convertisseur de signal 7 processeur graphique 8 unité électronique 10 unité de configuration 12 observateur 21, 22 fonction 24, 24, 25 plage de valeurs/segments 70 surface d'affichage 71 extrait de carte20

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1°) Dispositif d'affichage (1) comportant une surface d'affichage (3), un photocapteur (4) pour mesurer l'intensité lumineuse et une unité de contrôle (6, 7, 8, 9, 10, 11) qui reçoit et traite les signaux d'image pour l'affichage sur la surface d'affichage (3), dispositif d'affichage caractérisé en ce que - le photocapteur (4) mesure la luminosité de la lumière ambiante incidente dans la zone de la surface d'affichage (3), et - l'unité de commande (6, 7, 8, 9, 10, 11) reçoit une valeur de mesure du photocapteur et règle le contraste de la surface d'affichage pour l'affichage des signaux d'image en fonction de la valeur de mesure. 2°) Dispositif d'affichage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (6, 7, 8, 9, 10, 11) répète régulièrement la saisie des mesures du photocapteur et/ou l'adaptation du contraste de l'affichage pour la surface d'affichage. 3°) Dispositif d'affichage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (6, 7, 8, 9, 10, 11) règle le contraste au moins sensiblement en continu. 4°) Dispositif d'affichage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'affichage (1) comporte un moyen de réglage pour régler le photocapteur (4) pour une direction d'incidence prédéterminée de la lumière ambiante. 5°) Dispositif d'affichage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (6, 7, 8, 9, 10, 11) comporte une unité électronique (8, 9) pour saisir une valeur de mesure du photocapteur (4) et pour adapter le contraste.356°) Dispositif d'affichage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité électronique (8, 9) comporte un composant logique programmable. 7°) Dispositif d'affichage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le photocapteur (4) mesure la luminosité de la lumière incidente pour deux plages différentes de longueur d'onde et la fournit sous la forme de deux valeurs de mesure distinctes. 8°) Dispositif d'affichage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (6, 7, 8, 9, 10, 11) modifie le réglage du contraste des valeurs de luminosité des signaux d'image appartenant à une image à afficher selon la luminosité mesurée par le photocapteur (4). 9°) Dispositif d'affichage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (6, 7, 8, 9, 10, 11) modifie les signaux d'image pour une couleur primaire indépendamment des autres couleurs primaires selon la luminosité mesurée par le photocapteur (4). 10°) Dispositif d'affichage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (6, 7, 8, 9, 10, 11) modifie les signaux d'image pour que le contraste de luminosité pour des couleurs prédéfinies soit adapté à la luminosité mesurée par le photocapteur (4). 11°) Dispositif d'affichage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour régler le contraste, l'unité de contrôle (6, 7, 8, 9, 10, 11), associe les signaux d'image appartenant à l'image à afficher, au moins l'une des deux plages différentes de luminosité, et dans la première plage de lu-minosité, les différences de luminosité des différents signaux, sont amplifiées. 12°) Dispositif d'affichage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (6, 7, 8, 9, 10, 11) diminue les différences de luminosité de différents signaux d'image dans la seconde plage de luminosité. 13°) Dispositif d'affichage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour régler le contraste à partir des informations de luminosité, chaque fois pour un nombre prédéfini de signaux d'image pour différentes couleurs primaires, l'unité de contrôle (6, 7, 8, 9, 10, 11) détermine le niveau de gris moyen des signaux d'image, - modifie le niveau de gris moyen en fonction de l'intensité lumineuse mesurée, et - modifie les informations de luminosité des signaux d'image des différentes couleurs primaires en fonction de la variation de la valeur moyenne du niveau de gris. 14°) Procédé d'affichage de signaux d'image avec un dispositif d'affichage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu' - on mesure la luminosité de la lumière incidente dans la zone de la surface d'affichage (3) à l'aide d'un photocapteur (4) dans la plage de la surface d'affichage (3), et - on règle le contraste de l'affichage de la surface d'affichage (3) en fonction de la luminosité mesurée par le photocapteur (4).30