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EP1677277A2 - Control procedure for a matrix display screen - Google Patents

Control procedure for a matrix display screen Download PDF

Info

Publication number
EP1677277A2
EP1677277A2 EP05113010A EP05113010A EP1677277A2 EP 1677277 A2 EP1677277 A2 EP 1677277A2 EP 05113010 A EP05113010 A EP 05113010A EP 05113010 A EP05113010 A EP 05113010A EP 1677277 A2 EP1677277 A2 EP 1677277A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
voltage
voltages
time
column
pair
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
EP05113010A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1677277A3 (en
EP1677277B1 (en
Inventor
Denis Sarrasin
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 EP1677277A2 publication Critical patent/EP1677277A2/en
Publication of EP1677277A3 publication Critical patent/EP1677277A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1677277B1 publication Critical patent/EP1677277B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control 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
    • G09G3/22Control 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
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00Control of display operating conditions
    • G09G2320/02Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0271Adjustment of the gradation levels within the range of the gradation scale, e.g. by redistribution or clipping
    • G09G2320/0276Adjustment 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
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control 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
    • G09G3/2007Display of intermediate tones
    • G09G3/2077Display of intermediate tones by a combination of two or more gradation control methods
    • G09G3/2081Display of intermediate tones by a combination of two or more gradation control methods with combination of amplitude modulation and time modulation

Definitions

  • the present invention relates to a method of controlling a matrix display screen for displaying images having different gray levels.
  • the images to display can be in black and white or in colors, in the latter case, the expression "gray level" means half-tone of color.
  • the display matrix screens to which the present invention more particularly applies are flat screens with electron emission or with electron sources.
  • FIG. 1 schematically illustrates in section a matrix display screen that uses a field emission electron source.
  • This matrix display screen comprises one or more anode electrodes 1, cathode electrodes 2 which are electron sources, gate electrodes 3, isolated from the cathode electrodes 2 but which cooperate with them.
  • These anode electrodes 1 on the one hand, cathode 2 and gate 3 on the other hand are located on different supports 5, 6 which when assembled delimit a space 7 in which the vacuum prevails.
  • the cathode electrodes 2 emit a flow of electrons as a function of the electric field created by the potential difference V GK imposed between the gate electrodes 3 and the cathode electrodes 2.
  • Polarization means are intended to apply a voltage V G to the gate electrodes 3 and a voltage V K to the cathode electrodes 2.
  • the voltage V GK represents the control voltage which is equal to (V G - V K ).
  • a voltage source V A makes it possible to apply a high voltage to the anode electrodes 1. This voltage (of the order of several hundred volts) is substantially higher than that applied to the cathode electrodes to attract the electrons emitted by the electrodes. cathode electrodes.
  • Electrons emitted by the cathode electrodes 2 are accelerated and collected by the anode electrodes 1 subjected to the high voltage VA. If a layer of phosphor material 8 ("phosphor") is deposited on the anode electrodes 1, the kinetic energy of the electrons is converted into light.
  • phosphor material 8 a layer of phosphor material 8
  • a display device with an electron emission matrix display screen and the associated control electronics.
  • the electrodes of cathode and gate extend in substantially perpendicular directions to form an electron emitter matrix array.
  • the cathode electrodes generally form columns and grid electrodes of the rows of the matrix display screen.
  • An image dot is at the intersection between a cathode electrode also called column electrode c1 to cm and a gate electrode also called line electrode 11 to 1p.
  • the matrix display screen has p rows and m columns.
  • the document referenced [4] describes how the addressing of each image point of the display screen and therefore the control of the luminance thereof.
  • the device of FIG. 2 comprises a line scan generator 9.
  • This line scan generator 9 is connected to a voltage source VLS (for example equal to 80V) and to a voltage source VLNS which is generally grounded.
  • the device also comprises a control generator 12, for controlling the columns, connected to two voltage sources 13 (for example equal to 40V) and 14 (for example ground), making it possible to apply one or other of these voltages, according to the information to be displayed, on the electrodes of columns c1 to cm.
  • the generators 10 and 12 often called “drivers", are connected to a controller 16 which synchronizes the assembly in relation to data and control signals provided.
  • all the lines 11, ... 1p are connected to the line scan generator 9 and they are each in turn selected sequentially for a line selection time Tls by applying to them the voltage VLS which is called the selection voltage. During this line selection time Tls, the unselected lines are brought to the voltage VLNS which is called the non-selection voltage. All the columns c1, .., cm are connected to the control generator 12.
  • the columns c1, ... cm are brought to a voltage corresponding to the information to be displayed by the image points at the intersection of the latter and the selected line.
  • the voltage of the unselected lines VLNS is such that the voltages present on the columns do not affect the display on these lines.
  • FIG. 3 shows that the cathode response curve (Vli-Vcj) of an image point Pi, j comprises an emission threshold Vs. As long as the line / column potential difference remains below this threshold Vs, it There is almost no electron emission.
  • a modulation of the column voltage is therefore chosen Vcj such that when the voltage Vli equal to the non-selection voltage VLNS is applied to the line li, the potential difference between VLNS and the column voltage Vcj is always less than the threshold Vs and such that when one applies to the line li the voltage Vli equal to the selection voltage VLS, the column voltage Vcj makes it possible to reach a zone where the line / column potential difference vli-Vcj is beyond the threshold Vs.
  • FIGS. 4A and 4B show two different constructions which are equivalent at least for the selection time.
  • the maximum potential difference (and therefore the white), is obtained by applying a column voltage V Con close to VLNS and the minimum potential difference (for black) is obtained with a column voltage V Coff intermediate between VLNS and VLS.
  • the minimum potential difference (and hence the black) is obtained by applying a column voltage V Coff close to VLNS and the maximum potential difference is obtained with a column voltage V Con lower than VLNS.
  • a display screen for HDTV type HDTV 1080p includes 1080 refreshed lines with a frequency of 60 Hz and 1920 columns.
  • the line selection time Tls is approximately 15 ⁇ s. If we tolerate a setup time of about 1%, this represents a rise time of about 150 ns for a circuit that should also modulate a forty volts, a scan speed (English name of slew rate) 60V / ⁇ s. This performance must be performed at the least cost for the 1920 columns with severe constraints on the power consumption of these circuits.
  • a disadvantage of this type of addressing is that the frequencies associated with these pulses do not pass without damage in the complex display screens. Indeed, the time constants specific to the display screen depend both on the resistivity of the row and column electrodes and the line / column capacity to be loaded at each voltage change. The reduction of these values is a strong technological constraint, difficult to achieve to display a large number of gray levels on large complex display screens. This method also comes up against the problem of the capacitive consumption generated by both the levels of the voltages to be switched and the frequency of these switches.
  • matrix display screens have mostly response types that follow a linear law whether with respect to a voltage or a duration of excitation.
  • the European patent application bearing the number [6] and whose references are at the end of the description proposes to perform a correction of the luminances from linearly coded data by varying the light emission amplitude over time. line selection, thus giving equal reference deviations, different illumination differences. It also proposes to obtain the same result by using pulse width modulation (PWM) with a nonlinear distribution of times. This corrects the answer for high levels of illumination but can not restore details for low levels.
  • PWM pulse width modulation
  • a larger number of samples means samples of shorter durations and thus clashes with the time constants of the display screen.
  • the method of the invention does not apply exclusively to microtip screens but to any type of electron emission matrix display screen.
  • Another object of the invention is to make the response of an electron source screen compatible with the nonlinear coding called gamma correction.
  • Another object of the invention is to reduce the number of bits to be used for controlling a matrix display screen.
  • Another object of the invention is to propose a method for controlling a matrix display screen whose capacitive consumption is minimized.
  • the present invention proposes, in order to display the gray levels, instead of using samples in linear proportion of the light intensity, to use samples in a non-linear proportion by opting for a coding which follows the curve of response of the human eye because the eye is more sensitive to luminance differences at low level of illumination than at high level. His perception of luminance follows a nonlinear law known as gamma correction which has been modeled in particular by the International Commission on Illumination.
  • the present invention relates to a method of controlling a matrix display screen with lines and columns whose intersections form a picture dot, including applying to a line a line selection voltage during a line selection time and simultaneously with a column of a control voltage corresponding to a gray level to be displayed by the associated image point.
  • the gray level is selected from 2 q levels and numerically coded according to a nonlinear law consistent with the perception of luminance by a human eye.
  • the line selection time is subdivided into one or more groups of 2 (qn) time intervals with (qn) integer> 1, each group having the same duration.
  • the distribution of these 2 (qn) time intervals in a group is, for a pair of voltages, according to a nonlinear law having a transfer function close to the inverse of that previously used to code the gray levels to the corresponding gray level range.
  • the voltage applied to a column takes, for a pair of voltages and a group of time intervals, either one of the values of the voltage torque during the whole duration of the group, or switches at least once, during the duration of the group, at the end of a time interval, of a value of the pair of voltages to the other.
  • the time slots in the two groups can be distributed symmetrically with respect to the middle of the line selection time, so as to limit current calls of switching common to all columns.
  • the line selection voltage is transient free.
  • the present invention is particularly applicable to electron source flat screens.
  • the binary words are subdivided into two subwords one of n bits corresponding to the most significant bits and the other of q-n bits corresponding to the least significant bits.
  • the column driving voltage generator may comprise for each column, a combinatorial logic stage controlling a series of analog switches to preselect a voltage pair delivered by the discrete voltage generator from the n most significant bits of a word binary and a signal from a counter initialized at each line selection time and to switch from one of the voltages to the other torque when the counter has reached the value corresponding to qn low-order bits of the word binary.
  • the counter receives a series of non-linearly distributed pulses corresponding to the pair of voltages coming from a pulse generator connected to the screen controller via a multiplexer also receiving in address the n most significant bits of the binary word delivered by the data source.
  • the combinational logic stage can receive the n most significant bits of the binary word delivered by the data source via a shift register associated with memory latches.
  • the combinatorial logic stage can be connected to the counter via a comparator which compares the signal from the counter with the qn bits of least significance of the binary word delivered by the data source.
  • an addressing mode is used presenting both the modulation possibilities in terms of time and voltage offered by the electro-optical response of a screen using an electron source. Beyond the threshold, the luminance obtained varies according to a quasi-exponential law with the voltage and linearly with the duration of excitation.
  • the display screen to which the invention applies is a matrix display screen to p lines 11 to 1p and m columns c1 to cm. This matrix display screen is electron source.
  • a selected line voltage VLS is applied to a selected line li which in the example described will be at a high level since in this example the operation will be performed according to the mode of Figure 4A.
  • control voltages will be applied to the columns c1 to cm such that the image point Pi, j at the intersection between the selected line li and the column concerned cj will display a desired gray level G .
  • the number q is the number of bits that will be used to code the gray level. Eight-bit color coding allows good grayscale rendering.
  • n N pairs of voltages are defined such that (Vc0, Vc1), (Vc1, Vc2) ... (Vci-1, Vci), whil, (VcN-1, VcN), Vc0 represents the voltage whose potential difference with respect to the line selection voltage VLS corresponds to the Vs electron emission threshold.
  • the application of a voltage of one of the couples on a column immediately causes an emission more or less electrons according to the luminance / voltage curve shown in Figure 5B.
  • the 2 q gray levels are divided into 2 qn ranges n of q gray levels.
  • Vci + 1 is associated with one of the ranges n of q gray levels.
  • the line selection time Tls is subdivided into one or more groups T of 2 (qn) time intervals [ti + 1, ti] between times t0 and t2 qn , with qn greater than one.
  • Each group T has the same duration.
  • the time intervals t0 to t2 qn have different durations for each pair of voltages (Vci, Vci + 1).
  • the time intervals t0 to t2 qn of a group T have durations which follow a nonlinear law which has a transfer function close to the inverse of that previously used to code the gray levels for the corresponding range n of gray levels.
  • a given gray level G is in one of the ranges n of gray levels and to display this gray level G, we will use the pair of voltages (Vci, Vci + 1) which is associated with the said range n of levels of gray.
  • one of the torque voltages (Vci, Vci + 1), for example Vci is applied to a column Ci for the duration of the group, or, initially, one of the voltages, for example Vci, is applied and then at the end of a time interval of the group T, at least once, the previous voltage Vci is switched to the other voltage Vci + 1 of the pair.
  • the voltage to be applied to a column ci then takes the first value Vci during an integer number of time intervals [ti, ti-1] of the group T and switches to the second value Vci + 1 if necessary during the rest of the time of the group if, for example, only one switching is planned.
  • the time intervals between the instants t2 qn and t0 in the group of time intervals T have durations that vary from one pair of voltages to another according to a nonlinear law having a transfer function close to the inverse of the one used to code the gray levels.
  • the first pair of voltages (Vc0, Vc1) makes it possible to display the range n of the 2 q / 2 n first levels of gray
  • the second pair of voltages (Vc1, Vc2) makes it possible to display the range n of the following 2 q / 2 n gray levels and so on with the pair of voltages (VcN-1, VcN) which makes it possible to show the range n of the last 2 q / 2 n gray levels.
  • P G represents the normalized weight to one that has the coded gray level.
  • the weights P Gsup and P Ginf are calculated in the same way from the gray levels Gsup and Ginf which limit the range of gray levels associated with the pair of voltages. We can write that:
  • This time ⁇ t is therefore coded according to a nonlinear law having a transfer function close to the inverse of that (1), (2) used to code the gray levels G for the range n of gray levels considered.
  • the line selection time Tls has only one group of time slots and that the voltage Vc0 is first applied so as to display the lowest luminance then then that one switches to the voltage Vc1 allowing the strongest luminance during the rest of the time of Tls.
  • the first voltage pair (Vc0, Vc1) is used to display the first (2 qn ) gray levels.
  • time intervals (by example t62-t63) or samples have different durations for each pair of voltages and these durations are to be calculated according to formula (3).
  • this formula makes it possible to place the terminals of these time intervals with respect to the line selection time Tls.
  • the first n high-order bits give information on the voltage pair that will be used to control the column that must be addressed to display the gray level G.
  • the n most significant bits are equal to 01. This is the pair (Vc1, Vc2) of rank 2, which will serve. If these n most significant bits had been 00, we would have taken the pair (Vc0, Vc1) of rank 1. If these n bits of weight had been 11, we would have used the pair (Vc2, Vc3) of rank 3. More generally the Y value in decimal of the n most significant bits leads to the use of the pair of tensions of rank Y + 1.
  • the pair (Vc1 Vc2) of the example displays the range of gray levels whose terminals are 64 and 128.
  • the q-n low-order bits 110101 correspond to 53 in base 10. They indicate when the switching of the voltage Vc1 to the voltage Vc2 will occur. It will occur at time t53 which is the upper bound of the time interval [t54, t53].
  • the voltage Vc2 will be applied for 80% of the line selection time Tls between times t53 and t0 of the line selection time Tls while the voltage vc1 will only be applied for 20% of the line selection time Tls between t64 and t53 instants.
  • FIG. 6A shows a first simplified example of the signal to be applied to a line for selecting it and the signal to be applied to a column so that the image point at the intersection of the line and the column displays a gray level. coded 11 in decimal.
  • a selected line sees the voltage applied to it go from VLNS to VLS at the beginning of time t8 and return to VLNS at the end of time t0.
  • the voltage Vc0 is such that VLS-Vc0 corresponds to the electron emission threshold of the matrix display screen used. With the voltage Vc0 electrons are emitted but at a very low level which may be insufficient depending on the external light atmosphere to have a perception of the associated luminance.
  • the voltage Vc4 makes it possible to display the highest luminance.
  • the n 2 most significant bits 01 indicate the voltage torque to be used for displaying this gray level.
  • the voltage pair to be used is the second (Vc1 Vc2).
  • the low-order bits 011 indicate the moment when one of the voltages Vc1 will be switched to the other Vc2.
  • the bits of low weight 011 correspond to 3 in decimal base.
  • the instants t7 to t1 are positioned between t8 and t0 according to the calculations of ⁇ t explained above.
  • the successive time intervals have decreasing durations but of course they could have had increasing durations. It could be envisaged, alternatively, that the distribution of the time intervals corresponds to that of the part comprised between t0 and t8 of FIG. 6B, with the difference that the time interval [t8, t0] would be equal to the selection time line T1s and not halfway.
  • switching of the voltage Vc2 to the voltage Vc1 would be done at time t3, at the end of the time interval which goes from t2 to t3.
  • the different switching times possible from one voltage to the other can be controlled by pulse signals from a screen controller 21 in response for example to a conversion table 11 as illustrated in FIG. 8B.
  • These pulses can be used by counting means 13 which, depending on the low-order bits of the gray level to be displayed, and therefore the appropriate torque of the voltages will determine the instant or times when a switching must take place. At every tension will be associated a specific signal carrying all possible switching times. Only one or a few of these moments will be activated according to the gray level to be displayed, the others will be neutralized.
  • the dashed grid represents the different switching times possible for each of the voltage pairs and the number entered in each box represents the gray level obtained, expressed in decimal base, if a switching occurs in a voltage voltage pair allowing display the lowest luminance towards the voltage to display the highest luminance.
  • the bold line shows the pace of the signal to be applied to a column to obtain on a point image, located at the intersection of this column and a selected line, the gray level encoded 11.
  • the boxes bearing the numbers 0, 8, 16, 24, i.e. of the form 2 k represent the gray levels obtained without switching. To obtain the gray level 0, the voltage remains during the entire line selection time T1s to Vc0, for the gray level 8, the voltage remains at Vc1 and so on.
  • FIG. 6B illustrates an advantageous variant of implementation of the invention in which the line selection time T1s is subdivided into two equal groups T1, T2 of 2 n time intervals. In these two groups the distribution of the 2 qn time intervals is symmetrical with respect to the middle of the line selection time Tls.
  • the voltage pair (Vc1, Vc2) applies from time t0 to time t3, then there is switching to voltage Vc1.
  • the voltage Vc1 applies from time t3 to time t8.
  • the voltage Vc1 applies from time t8 'to time t3', then there is switching to voltage Vc2.
  • the voltage Vc2 applies from time t3 'to time t0'.
  • the signal that applies to the columns is symmetrical with respect to the instant t8 or t8 ', these two moments being merged.
  • This variant makes it possible to obtain a distribution of rise and fall times which avoids the common switching current calls to all the columns.
  • the line selection time Tls taken into account for the control of the signals on the columns corresponds to the duration during which the line selection signal is well established, that is, has reached its VLS level and therefore, that tm end dead times corresponding to the rising and falling edges of the signal as it passes from the VLNS non-selection level to the VLS selection level and vice versa should be ignored.
  • the line selection time is then free of end dead time and therefore of voltage transient.
  • FIG. 7 illustrates in the form of timing diagrams (7A to 7F) the signals used to control a matrix display screen in the example of FIG. 6B, taking into account dead times.
  • the timing diagram 7A is a line clock signal HL whose rising edge is intended to trigger a transition of the signal to be applied to the lines: transition from VLNS to VLS or vice versa.
  • the signal to be applied on the lines is illustrated by the timing diagram 7D. It is generated by the line scan generator.
  • the solid lines show the signal to be applied on a line that is selected and the dashed line signals illustrate the signals that applied to the previous line and will apply to the next line.
  • the timing diagram 7B illustrates an LC pulse signal which controls the loading of data relating to the columns to be controlled.
  • the column driving voltage generator switches the column of a given image point of the voltage it had at the previous line selection time to the voltage it must take at the beginning of the current line selection time.
  • Timechart 7C illustrates the signal CC which will allow the signal to be applied to the columns to overcome the end dead times tm.
  • the positive part of this signal corresponds to the time Tls used to code the gray levels.
  • the signal applies to the pulse generator 11 (described later in FIG. 8) to validate the useful time of the series of pulses as illustrated by the timing diagram 7F.
  • Timechart 7E gives the appearance of the signal to be applied to a column to display the gray level shown in Figure 6B.
  • the voltage applied to the column is Vc2
  • the column keeps this voltage for a duration D1t then switches to the voltage Vc1, it keeps this voltage and then switches to the voltage Vc2 with an advance of D1t with respect to the end of the line selection time T1s free of the end dead time tm.
  • the timing diagram 7F illustrates a series of pulses taken from the 2 n series which are associated with each pair of voltages (Vci, Vci + 1).
  • the pulses are produced by a pulse generator 11 to generate the switching between the two voltages via a multiplexer 12, a counter 13 and a comparator 14 described later in FIG. 8B.
  • the screen 25 has lines li and columns cj which intersect and whose intersections form image points Pi, j.
  • the control device comprises a row scanning generator 22 and a control voltage generator of the columns 23.
  • the control voltage generator of the columns 23 is connected to a digital data source 20 capable of supplying binary words representing the codes 2 q gray levels to be displayed, a screen controller 21 and a generator of 2 n + 1 (or N + 1) discrete voltages 24. These binary words are coded on q bits according to the response curve of the human eye.
  • Screen controller 21 is also connected to line scanner 22 (not visible in FIG. 8B). The screen controller 21 receives synchronization signals from the data source 20, it manages and supplies signals suitable for driving the line scan generator 22 and the pilot voltage generator of the columns 23.
  • the binary words provided by the data source 20 have q bits, they decompose in two subwords one of which is formed of n high-order bits and the other of low-order bits.
  • the sub word formed of the n bits serves to determine the pair of voltages to be used according to the gray level to be displayed.
  • the sub word consisting of qn low-weight bits reflects a moment of switching from one torque voltage to the other.
  • the control voltage generator of the columns 23 has as much output as columns.
  • Each output Cout of the control voltage generator of the columns 23 is controlled by a control circuit 16 comprising N + 1 analog switches CA whose outputs are all connected to the column of the considered channel, the validation inputs of these switches being driven by a combinatorial logic stage 15 receiving, on the one hand, the subword formed of the n most significant bits representing the gray level to be displayed and, on the other hand, by a signal coming from a counter 13 initialized at each time of line Tls and providing the index of the addressing sequence within the line selection time Tls.
  • This counter 13 itself receives a series of 2 qn pulses per line time Tls, this series of non-linearly distributed pulses being chosen from 2 n series according to the n high-order bits of the gray level to be displayed.
  • the series of pulses are provided, for example, for example by a conversion table type circuit (known under the name of look-up table or LUT) associated with a counter reset at each start of line selection time Tls.
  • the times ⁇ t between the beginning of the line selection time and each of the pulses provided are consistent with those expressed by formulas (1), (2), (3).
  • the combinational logic stage 15 makes it possible to select a pair of voltages from the n most significant bits and then to switch from the voltage Vci to Vci + 1 when the counter 13 reaches the value corresponding to the qn least significant bits of the binary word. corresponding to the gray level to display.
  • the screen controller 21 supplies the pulse generator 11 with the control signals LC (timing chart 7B) and CC (timing chart 7C) of FIG. 7.
  • the digital data source 20 provides the q-bit data words according to the response source of the human eye and the necessary synchronization signals.
  • the data are conventionally received by a device 10 including for each column a shift register associated with memory latches for the different channels to be controlled.
  • each output Cout of the control voltage generator of the columns 23 must be able to switch between two voltages supplied by the generator of N + 1 discrete voltages 24.
  • the pulse generator 11 produces on its 2 n outputs series of non-linearly distributed pulses corresponding to the instants t0 to t2 qn (timing diagram 7F) for respectively each pair of voltages (Vci, Vci + 1). It is connected at the output to the multiplexer 12 also receiving in address the n most significant bits of the binary word of q bits representing the gray level to display delivered by the data source 20.
  • the multiplexer 12 makes it possible to switch to the counter 13 the series of pulses corresponding to the pair of voltages determined by the n most significant bits.
  • the output of the multiplexer 12 serves as a clock at the counter 13 which is reset at the beginning of the line selection time by the screen controller 21.
  • the counter 13 of qn bits is connected at the output to a comparator 14 which provides a comparing the word of qn bits supplied by the counter 13 and the qn least significant bits of the binary word provided by the data source 20.
  • the output of the comparator 14 changes state when the value counted by the counter 13 becomes equal or greater than the value from the data source 20.
  • the output of the comparator 14 is sent to the combinatorial logic stage 15 which also receives the n most significant bits, to control the passage of the voltage Vci (selected by the bits of high weight) at the voltage Vc + 1.
  • This passage is provided by the control circuit 16 comprising the analog switches CA whose outputs form an output Cout of the control voltage generator of the columns 23, this output being to be connected to a column of the display screen 25, a single CA switches being closed at a time.
  • An advantage of the method of the invention compared to conventional methods with temporal modulation of the voltage is that the columns receive less information to manage for the same image quality but also that the use of time is optimized. For example, in a system with two voltage levels (classical PWM), to transcribe an image digital video in HDTV 1080p quality, it takes at least 12 bits for a line time of about 15 ⁇ s. A linear division of time gives a sample interval of 15/2 12 # 3.7ns. Switching to 8 bits increases this time by a factor of 16.
  • VLS voltage
  • VLNS minimum voltage
  • the method according to the invention makes it possible to increase the time between switching while decreasing the capacitive consumption by minimizing the transitions of voltages applied to the columns during the passage of a line addressed to the next.
  • a voltage pair switching at times distributed on well-defined non-linear scales is provided.
  • the low-order bits of the gray level will drive the time response for the selected level while the high-order bits will be used for the choice of voltage pairs.
  • the values of the voltages will be preset so as to obtain a uniform luminance response from one voltage to the next in the following. Since the voltage response of an electron source is close to the inverse of the gamma correction transfer function, the voltage staging can be established with successive differences relatively close to one another.
  • the method of the invention is not limited to display screens displaying video type images, it can be applied to the control of a display screen not displaying video signals such as personal computer screens. .
  • the codes corresponding to the gamma correction can be extracted from a LUT conversion table in order to display all the shades of gray distinctly by reducing the number of samples (and therefore with longer sample durations).

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Abstract

The method involves applying a line selection voltage (VLS) to a line and a voltage to a column related to a grey level, during a line selection time (Tl) that is subdivided into groups according to a non-linear law with a transfer function close to the inverse of a gamma correction transfer function. The column voltage takes a value of one of two voltages throughout one group or switches from one voltage to the other during the group. The grey level is numerically coded according to the gamma transfer function based on the perception of the eye. The column voltage is selected among voltages (Vc0-Vc4) that are distributed in pairs. An independent claim is also included for a device for controlling a matrix display screen.

Description

DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA

La présente invention concerne un procédé de commande d'un écran de visualisation matriciel destiné à afficher des images ayant différents niveaux de gris. Les images à afficher peuvent être en noir et blanc ou en couleurs, dans ce dernier cas, l'expression « niveau de gris » signifie demi-teinte de couleur.The present invention relates to a method of controlling a matrix display screen for displaying images having different gray levels. The images to display can be in black and white or in colors, in the latter case, the expression "gray level" means half-tone of color.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURESTATE OF THE PRIOR ART

Les écrans matriciels de visualisation auxquels s'applique plus particulièrement la présente invention sont des écrans plats à émission d'électrons ou à sources d'électrons.The display matrix screens to which the present invention more particularly applies are flat screens with electron emission or with electron sources.

Il s'agit notamment des écrans à cathodes chaudes, à cathodes photoémissives et à cathodes à micropointes à effet de champ, comme décrit dans le document référencé [1] en fin de description, des écrans à nanofissures à effet de champ, comme décrit dans le document référencé [2], des écrans à sources planes d'électrons du type graphite ou carbone diamant, comme décrit dans le document référencé [3].These include screens with hot cathodes, photoemissive cathodes and field effect microtip cathodes, as described in document referenced [1] at the end of the description, nanofield screens field effect, as described in the document referenced [2], plane electron source screens of the graphite or diamond carbon type, as described in the referenced document [3].

La figure 1 illustre schématiquement en coupe un écran de visualisation matriciel qui utilise une source d'électrons à émission de champ. Cet écran de visualisation matriciel comprend une ou plusieurs électrodes d'anode 1, des électrodes de cathode 2 qui sont des sources d'électrons, des électrodes de grille 3, isolées des électrodes de cathode 2 mais qui coopèrent avec elles. Ces électrodes de d'anode 1 d'une part, de cathode 2 et de grille 3 d'autre part sont situées sur des supports différents 5, 6 qui lorsqu'ils sont assemblés délimitent un espace 7 dans lequel règne le vide. Les électrodes de cathode 2 émettent un flux d'électrons en fonction du champs électrique créé par la différence de potentiel VGK imposée entre les électrodes de grille 3 et les électrodes de cathode 2.Figure 1 schematically illustrates in section a matrix display screen that uses a field emission electron source. This matrix display screen comprises one or more anode electrodes 1, cathode electrodes 2 which are electron sources, gate electrodes 3, isolated from the cathode electrodes 2 but which cooperate with them. These anode electrodes 1 on the one hand, cathode 2 and gate 3 on the other hand are located on different supports 5, 6 which when assembled delimit a space 7 in which the vacuum prevails. The cathode electrodes 2 emit a flow of electrons as a function of the electric field created by the potential difference V GK imposed between the gate electrodes 3 and the cathode electrodes 2.

Des moyens de polarisation sont destinés à appliquer une tension VG aux électrodes grille 3 et une tension VK aux électrodes de cathode 2. La tension VGK représente la tension de commande qui est égale à (VG - VK).Polarization means are intended to apply a voltage V G to the gate electrodes 3 and a voltage V K to the cathode electrodes 2. The voltage V GK represents the control voltage which is equal to (V G - V K ).

Une source de tension VA permet d'appliquer une haute tension aux électrodes d'anode 1. Cette tension (de l'ordre plusieurs centaines de volts) est sensiblement plus élevée que celle appliquée aux électrodes de cathode pour attirer les électrons émis par les électrodes de cathode.A voltage source V A makes it possible to apply a high voltage to the anode electrodes 1. This voltage (of the order of several hundred volts) is substantially higher than that applied to the cathode electrodes to attract the electrons emitted by the electrodes. cathode electrodes.

Des électrons émis par les électrodes de cathode 2 sont accélérés et collectés par les électrodes d'anode 1 soumises à la haute tension VA. Si l'on dépose une couche de matériau luminophore 8 (« phosphore ») sur les électrodes d'anode 1, l'énergie cinétique des électrons est convertie en lumière.Electrons emitted by the cathode electrodes 2 are accelerated and collected by the anode electrodes 1 subjected to the high voltage VA. If a layer of phosphor material 8 ("phosphor") is deposited on the anode electrodes 1, the kinetic energy of the electrons is converted into light.

On se réfère à la figure 2 qui représente un dispositif d'affichage avec un écran de visualisation matriciel à émission d'électrons et l'électronique de commande associée. Dans le type d'écran de visualisation matriciel représenté, les électrodes de cathode et de grille s'étendent dans des directions sensiblement perpendiculaires de manière à former un réseau matriciel émetteur d'électrons. Les électrodes de cathode forment généralement des colonnes et les électrodes de grille des lignes de l'écran de visualisation matriciel. Un point image se trouve à la croisée entre une électrode de cathode aussi appelée électrode de colonne c1 à cm et une électrode de grille aussi appelée électrode de ligne 11 à 1p. L'écran de visualisation matriciel comporte p lignes et m colonnes. Le document référencé [4] décrit comment se fait l'adressage de chaque point image de l'écran de visualisation et donc la commande de la luminance de celui-ci.Referring to Fig. 2, there is shown a display device with an electron emission matrix display screen and the associated control electronics. In the type of matrix display screen shown, the electrodes of cathode and gate extend in substantially perpendicular directions to form an electron emitter matrix array. The cathode electrodes generally form columns and grid electrodes of the rows of the matrix display screen. An image dot is at the intersection between a cathode electrode also called column electrode c1 to cm and a gate electrode also called line electrode 11 to 1p. The matrix display screen has p rows and m columns. The document referenced [4] describes how the addressing of each image point of the display screen and therefore the control of the luminance thereof.

Le dispositif de la figure 2 comprend un générateur de balayage de lignes 9. Ce générateur de balayage de lignes 9 est relié à une source de tension VLS (par exemple valant 80V) et à une source de tension VLNS généralement portée à la masse. Le dispositif comprend aussi un générateur de pilotage 12, pour commander les colonnes, relié à deux sources de tension 13 (par exemple valant 40V) et 14 (par exemple la masse), permettant d'appliquer l'une ou l'autre de ces tensions, selon les informations à afficher, sur les électrodes des colonnes c1 à cm. Les générateurs 10 et 12, souvent appelés « drivers », sont reliés à un contrôleur 16 qui assure la synchronisation de l'ensemble en relation avec des données et signaux de contrôle fournis.The device of FIG. 2 comprises a line scan generator 9. This line scan generator 9 is connected to a voltage source VLS (for example equal to 80V) and to a voltage source VLNS which is generally grounded. The device also comprises a control generator 12, for controlling the columns, connected to two voltage sources 13 (for example equal to 40V) and 14 (for example ground), making it possible to apply one or other of these voltages, according to the information to be displayed, on the electrodes of columns c1 to cm. The generators 10 and 12, often called "drivers", are connected to a controller 16 which synchronizes the assembly in relation to data and control signals provided.

Plus précisément toutes les lignes 11,...1p sont reliées au générateur de balayage de lignes 9 et elles sont sélectionnées chacune à leur tour séquentiellement pendant un temps de sélection de ligne Tls en leur appliquant la tension VLS qui est appelée tension de sélection. Pendant ce temps de sélection de ligne Tls, les lignes non sélectionnées sont portées à la tension VLNS qui est appelée tension de non sélection. Toutes les colonnes c1,..,cm sont reliées au générateur de pilotage 12.More precisely, all the lines 11, ... 1p are connected to the line scan generator 9 and they are each in turn selected sequentially for a line selection time Tls by applying to them the voltage VLS which is called the selection voltage. During this line selection time Tls, the unselected lines are brought to the voltage VLNS which is called the non-selection voltage. All the columns c1, .., cm are connected to the control generator 12.

Pendant ce temps de sélection de ligne Tls, les colonnes c1, ...cm sont portées à une tension correspondant à l'information à afficher par les points images se trouvant à la croisée de ces dernières et de la ligne sélectionnée. La tension des lignes non sélectionnées VLNS est telle que les tensions présentes sur les colonnes n'affectent pas l'affichage sur ces lignes.During this line selection time Tls, the columns c1, ... cm are brought to a voltage corresponding to the information to be displayed by the image points at the intersection of the latter and the selected line. The voltage of the unselected lines VLNS is such that the voltages present on the columns do not affect the display on these lines.

Pour obtenir un niveau de gris donné sur un point image Pi,j se trouvant à la croisée de la ligne li et de la colonne cj, on peut agir sur la valeur de la différence de potentiel Vli-Vcj qui s'applique entre la ligne li et la colonne cj ainsi que sur la durée t pendant laquelle elle s'applique, cette durée devant rester inférieure ou égale au temps de sélection de ligne Tls.To obtain a given gray level on an image point Pi, where j is at the crossing of the line li and of the column cj, it is possible to act on the value of the potential difference Vli-Vcj that applies between the line li and column cj as well as the duration t during which it applies, this duration having to remain less than or equal to the line selection time Tls.

La figure 3 montre que la courbe de réponse Icathode (Vli-Vcj) d'un point image Pi,j comporte un seuil d'émission Vs. Tant que la différence de potentiel ligne/colonne reste inférieure à ce seuil Vs, il n'y a quasiment pas d'émission d'électrons.FIG. 3 shows that the cathode response curve (Vli-Vcj) of an image point Pi, j comprises an emission threshold Vs. As long as the line / column potential difference remains below this threshold Vs, it There is almost no electron emission.

Lors de la commande d'un point image Pi,j , on choisit donc une modulation de la tension colonne Vcj telle que lorsque l'on applique à la ligne li la tension Vli égale à la tension de non sélection VLNS, la différence de potentiel entre VLNS et la tension colonne Vcj soit toujours inférieure au seuil Vs et telle que lorsque l'on applique à la ligne li la tension Vli égale à la tension de sélection VLS, la tension colonne Vcj permette d'atteindre une zone où la différence de potentiel ligne/colonne vli-Vcj soit au delà du seuil Vs.When controlling an image point Pi, j, a modulation of the column voltage is therefore chosen Vcj such that when the voltage Vli equal to the non-selection voltage VLNS is applied to the line li, the potential difference between VLNS and the column voltage Vcj is always less than the threshold Vs and such that when one applies to the line li the voltage Vli equal to the selection voltage VLS, the column voltage Vcj makes it possible to reach a zone where the line / column potential difference vli-Vcj is beyond the threshold Vs.

On peut polariser lignes et colonnes de différentes manières pour arriver à un même résultat car c'est la différence de potentiel ligne/colonne Vli-Vcj qui pilote l'émission des électrons. On a représenté en figure 4A et 4B, deux constructions différentes qui sont équivalentes au moins pour le temps de sélection.We can polarize rows and columns in different ways to arrive at the same result because it is the potential difference line / column Vli-Vcj that drives the emission of electrons. FIGS. 4A and 4B show two different constructions which are equivalent at least for the selection time.

Sur la figure 4A, la différence de potentiel maximum (et donc le blanc), est obtenue en appliquant une tension colonne VCon proche de VLNS et la différence de potentiel minimum (pour le noir) est obtenue avec une tension colonne VCoff intermédiaire entre VLNS et VLS.In FIG. 4A, the maximum potential difference (and therefore the white), is obtained by applying a column voltage V Con close to VLNS and the minimum potential difference (for black) is obtained with a column voltage V Coff intermediate between VLNS and VLS.

A contrario, sur la figure 4B, la différence de potentiel minimum (et donc le noir), est obtenue en appliquant une tension colonne VCoff proche de VLNS et la différence de potentiel maximum est obtenue avec une tension colonne VCon inférieure à VLNS.In contrast, in FIG. 4B, the minimum potential difference (and hence the black) is obtained by applying a column voltage V Coff close to VLNS and the maximum potential difference is obtained with a column voltage V Con lower than VLNS.

Dans les descriptions qui suivent, les exemples seront donnés suivant le système de tension de la figure 4A. L'invention s'applique bien sûr aux deux systèmes.In the following descriptions, the examples will be given according to the voltage system of FIG. 4A. The invention applies of course to both systems.

On va s'intéresser dans ce qui suit aux différents procédés de commande des colonnes en vue d'obtenir des niveaux de gris convenables.In the following, the various control methods of the columns will be of interest in order to obtain suitable gray levels.

La modulation analogique du signal à appliquer aux colonnes est la solution la plus évidente pour afficher des niveaux de gris sur un écran de visualisation à source d'électrons. Cette solution décrite dans le document référencé [4] dont les références se trouvent en fin de description, n'est toutefois pas très viable dans l'état actuel des techniques du moins pour la commande d'écrans de visualisation complexes. En effet, un écran de visualisation pour la télévision haute définition HDTV de type 1080p comporte 1080 lignes rafraîchies avec une fréquence de 60 Hz et 1920 colonnes. Le temps de sélection de ligne Tls vaut environ 15µs. Si on tolère un temps d'établissement d'environ 1%, cela représente un temps de montée d'environ 150 ns soit pour un circuit qui devrait par ailleurs moduler une quarantaine de volts, une vitesse de balayage (dénomination anglaise de slew rate) de 60V/µs. Cette performance devant être réalisée au moindre coût pour les 1920 colonnes avec des contraintes sévères sur la consommation électrique de ces circuits.The analog modulation of the signal to be applied to the columns is the most obvious solution for displaying gray levels on an electron source display. This solution described in the referenced document [4] whose references are at the end of the description, however, is not very viable in the current state of the art at least for the control of complex display screens. Indeed, a display screen for HDTV type HDTV 1080p includes 1080 refreshed lines with a frequency of 60 Hz and 1920 columns. The line selection time Tls is approximately 15 μs. If we tolerate a setup time of about 1%, this represents a rise time of about 150 ns for a circuit that should also modulate a forty volts, a scan speed (English name of slew rate) 60V / μs. This performance must be performed at the least cost for the 1920 columns with severe constraints on the power consumption of these circuits.

On s'est alors orienté vers un adressage numérique à deux niveaux avec modulation temporelle de la tension pendant le temps de ligne Tls, méthode dite de PWM pour «Pulse Width Modulation». Dans un tel mode d'adressage, toutes les colonnes c1 à cn sont commutées pendant une fraction plus ou moins longue du temps de sélection de ligne Tls à un potentiel permettant d'extraire des électrons et pendant le reste de ce même temps de sélection de ligne Tls commutées à un autre potentiel bloquant cette extraction. Cette fraction est fonction de la luminance à obtenir. Le niveau de gris affiché est directement proportionnel à la quantité de charges émises. Le document [5] dont les références se trouvent en fin de description décrit ce type de modulation temporelle.We then turned to a two-level digital addressing with temporal modulation of the voltage during the line time Tls, PWM method for "Pulse Width Modulation". In such an addressing mode, all the columns c1 to cn are switched during a more or less long fraction of the line selection time Tls to a potential allowing to extract electrons and during the remainder of this same line selection time Tls switched to another potential blocking this extraction. This fraction is a function of the luminance to be obtained. The gray level displayed is directly proportional to the quantity of charges emitted. The document [5] whose references are at the end of the description describes this type of temporal modulation.

Un inconvénient de ce type d'adressage est que les fréquences associées à ces impulsions ne transitent pas sans dommages dans les écrans de visualisation complexes. En effet les constantes de temps propres à l'écran de visualisation dépendent à la fois de la résistivité des électrodes de lignes et de colonnes et de la capacité ligne/colonne qu'il faut charger à chaque modification de tension. La diminution de ces valeurs est une contrainte technologique forte, difficilement réalisable pour permettre d'afficher un grand nombre de niveaux de gris sur des écrans de visualisation complexes de grande taille. Ce procédé se heurte par ailleurs au problème de la consommation capacitive engendrée à la fois par les niveaux des tensions à commuter et la fréquence de ces commutations.A disadvantage of this type of addressing is that the frequencies associated with these pulses do not pass without damage in the complex display screens. Indeed, the time constants specific to the display screen depend both on the resistivity of the row and column electrodes and the line / column capacity to be loaded at each voltage change. The reduction of these values is a strong technological constraint, difficult to achieve to display a large number of gray levels on large complex display screens. This method also comes up against the problem of the capacitive consumption generated by both the levels of the voltages to be switched and the frequency of these switches.

Le procédé décrit dans la demande de brevet portant le numéro [7] dont les références complètes se trouvent en fin de description préconise l'utilisation de circuits permettant de commuter plusieurs niveaux de tensions à des moments linéairement choisis pendant temps de sélection de ligne. Cela permet ainsi de minimiser les niveaux de commutation à appliquer aux colonnes en vue de réduire la consommation capacitive, tout en affichant un grand nombre de niveaux de gris. La réponse en luminance d'un écran de visualisation à source d'électrons étant quasi-linéaire avec le temps d'excitation, le procédé cité ci-dessus est adapté à une source d'électrons codant linéairement les niveaux de gris.The method described in the patent application bearing the number [7], whose complete references are found at the end of the description, recommends the use of circuits making it possible to switch several voltage levels at linearly selected moments during line selection time. This makes it possible to minimize the switching levels to be applied to columns to reduce capacitive consumption, while displaying a large number of gray levels. The luminance response of an electron source display screen being quasi-linear with the excitation time, the method cited above is adapted to an electron source linearly encoding the gray levels.

Les procédés cités ci-dessus décrivent des solutions basées sur un codage linéaire des niveaux de gris. En effet, les écrans de visualisation matriciels ont pour la plupart des types de réponse qui suivent une loi linéaire que ce soit par rapport à une tension ou à une durée d'excitation.The methods mentioned above describe solutions based on a linear coding of gray levels. Indeed, matrix display screens have mostly response types that follow a linear law whether with respect to a voltage or a duration of excitation.

Il est connu de l'homme de l'art qu'il faut 12 à 14 bits pour bien transmettre un signal vidéo sous forme numérique si l'on utilise des échantillons en proportion linéaire de l'intensité lumineuse.It is known to those skilled in the art that it takes 12 to 14 bits to properly transmit a video signal in digital form if samples are used in linear proportion of light intensity.

La demande de brevet européen portant le numéro [6] et dont les références se trouvent en fin de description, propose d'effectuer une correction des luminances à partir de données linéairement codées en faisant varier l'amplitude d'émission lumineuse au cours du temps de sélection de ligne, attribuant ainsi à des écarts de consigne égaux, des écarts d'éclairement différents. Elle propose également d'obtenir le même résultat en utilisant une modulation des largeurs d'impulsions (PWM) avec une répartition non linéaire des temps. Ceci corrige la réponse pour les forts niveaux d'éclairement mais ne peut restituer les détails pour les faibles niveaux.The European patent application bearing the number [6] and whose references are at the end of the description proposes to perform a correction of the luminances from linearly coded data by varying the light emission amplitude over time. line selection, thus giving equal reference deviations, different illumination differences. It also proposes to obtain the same result by using pulse width modulation (PWM) with a nonlinear distribution of times. This corrects the answer for high levels of illumination but can not restore details for low levels.

Si l'on voulait dans le document référencé [7], utiliser une source dont le codage des niveaux de gris n'est pas linéaire, il faudrait encoder le signal de la source au moyen par exemple d'une table de conversion (connue sous l'acronyme anglo-saxon de LUT pour Look Up Table) pour obtenir un code numérique variant linéairement avec l'intensité lumineuse à transmettre, ce qui doit conduire à un codage sur au moins 12 bits pour une bonne restitution des niveaux de gris.If one wanted in the document referenced [7], to use a source whose grayscale coding is not linear, it would be necessary to encode the signal of the source by means for example of a table of conversion (known under the acronym for LUT for Look Up Table) to obtain a numerical code that varies linearly with the luminous intensity to be transmitted, which must lead to a coding of at least 12 bits for a good rendering of the gray levels.

EXPOSÉ DE L'INVENTIONSTATEMENT OF THE INVENTION

L'invention a pour objet d'améliorer le procédé de commande décrit dans le document [7] pour permettre d'afficher un continuum de nuances de gris conformément à la courbe de réponse de l'oeil humain sans augmenter considérablement le nombre d'échantillons à traiter. Un plus grand nombre d'échantillons signifie, des échantillons de durées inférieures et se heurte donc aux constantes de temps de l'écran de visualisation. Le procédé de l'invention ne s'applique pas exclusivement aux écrans à micropointes mais à tout type d'écran de visualisation matriciel à émission d'électrons.It is an object of the invention to improve the control method described in [7] to enable the display of a gray scale continuum according to the response curve of the human eye without significantly increasing the number of samples. treat. A larger number of samples means samples of shorter durations and thus clashes with the time constants of the display screen. The method of the invention does not apply exclusively to microtip screens but to any type of electron emission matrix display screen.

Un autre but de l'invention est de rendre compatible la réponse d'un écran à source d'électrons avec le codage non linéaire dit de correction de gamma.Another object of the invention is to make the response of an electron source screen compatible with the nonlinear coding called gamma correction.

Un autre but de l'invention est de diminuer le nombre de bits à utiliser pour la commande d'un écran de visualisation matriciel.Another object of the invention is to reduce the number of bits to be used for controlling a matrix display screen.

Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de commande d'un écran de visualisation matriciel dont la consommation capacitive est minimisée.Another object of the invention is to propose a method for controlling a matrix display screen whose capacitive consumption is minimized.

Pour y parvenir la présente invention propose, pour afficher les niveaux de gris, au lieu d'utiliser des échantillons en proportion linéaire de l'intensité lumineuse, d'utiliser des échantillons en proportion non linéaire en optant pour un codage qui épouse la courbe de réponse de l' oeil humain car l' oeil est plus sensible aux différences de luminance à faible niveau d'éclairement qu'à fort niveau. Sa perception de la luminance suit une loi non linéaire dite de correction de gamma qui a été modélisée notamment par la Commission Internationale de l'Eclairage.In order to achieve this, the present invention proposes, in order to display the gray levels, instead of using samples in linear proportion of the light intensity, to use samples in a non-linear proportion by opting for a coding which follows the curve of response of the human eye because the eye is more sensitive to luminance differences at low level of illumination than at high level. His perception of luminance follows a nonlinear law known as gamma correction which has been modeled in particular by the International Commission on Illumination.

Plus précisément, la présente invention concerne un procédé de commande d'un écran de visualisation matriciel avec des lignes et des colonnes dont les intersections forment un point d'image, comprenant l'application à une ligne d'une tension de sélection de ligne pendant un temps de sélection de ligne et simultanément à une colonne d'une tension de commande correspondant à un niveau de gris à afficher par le point image associé. Le niveau de gris est choisi parmi 2q niveaux et numériquement codé suivant une loi non linéaire conforme à la perception de la luminance par un oeil humain. Les différentes tensions à appliquer aux colonnes sont choisies dans une suite strictement croissante de (2n +1) tensions avec n entier ≥1, ces tensions étant réparties en N =2n couples de tensions consécutives, chaque couple permettant d'afficher une plage de niveaux de gris. Le temps de sélection de ligne est subdivisé en un ou plusieurs groupes de 2(q-n) intervalles de temps avec (q-n) entier >1, chaque groupe ayant la même durée. La répartition de ces 2(q-n) intervalles de temps dans un groupe se fait, pour un couple de tensions, suivant une loi non linéaire présentant une fonction de transfert proche de l'inverse de celle ayant préalablement servi à coder les niveaux de gris pour la plage de niveaux de gris correspondante. La tension appliquée à une colonne prend, pour un couple de tensions et un groupe d'intervalles de temps, soit l'une des valeurs du couple de tensions pendant toute la durée du groupe, soit commute au moins une fois, au cours de la durée du groupe, en fin d'un intervalle de temps, d'une valeur du couple de tensions à l'autre.More specifically, the present invention relates to a method of controlling a matrix display screen with lines and columns whose intersections form a picture dot, including applying to a line a line selection voltage during a line selection time and simultaneously with a column of a control voltage corresponding to a gray level to be displayed by the associated image point. The gray level is selected from 2 q levels and numerically coded according to a nonlinear law consistent with the perception of luminance by a human eye. The different voltages to be applied to the columns are chosen in a strictly increasing sequence of (2 n + 1) voltages with n being ≥ 1, these voltages being distributed in N = 2 n consecutive pairs of voltages, each pair to display a range of gray levels. The line selection time is subdivided into one or more groups of 2 (qn) time intervals with (qn) integer> 1, each group having the same duration. The distribution of these 2 (qn) time intervals in a group is, for a pair of voltages, according to a nonlinear law having a transfer function close to the inverse of that previously used to code the gray levels to the corresponding gray level range. The voltage applied to a column takes, for a pair of voltages and a group of time intervals, either one of the values of the voltage torque during the whole duration of the group, or switches at least once, during the duration of the group, at the end of a time interval, of a value of the pair of voltages to the other.

La loi de codage d'un niveau de gris G est telle que : G = ( 2 q 1 ) × 4 , 5 × P G pour P G 0 , 018

Figure imgb0001

et G = [ ( 1 , 099 × P G ) 0 , 45 0 , 099 ] ( 2 q 1 ) pour P G > 0 , 018 ,
Figure imgb0002

PG étant un poids relatif (normé à un) attribué au niveau de gris.The law of coding of a gray level G is such that: BOY WUT = ( two q - 1 ) × 4 , 5 × P BOY WUT for P BOY WUT 0 , 018
Figure imgb0001

and BOY WUT = [ ( 1 , 099 × P BOY WUT ) 0 , 45 - 0 , 099 ] ( two q - 1 ) for P BOY WUT > 0 , 018 ,
Figure imgb0002

P G being a relative weight (standardized to one) attributed to the gray level.

Pour un couple de tensions, une plage de niveaux de gris, un groupe d'intervalles de temps et un niveau de gris à afficher donnés, la tension du couple conduisant à la luminance la plus forte peut être appliquée pendant un intervalle de temps donné par : Δt = τ ( P G - P Ginf ) / ( P Gsup - P Ginf )

Figure imgb0003

avec τ durée d'un groupe de 2q-n intervalles de temps, PG poids du niveau de gris à afficher, PGsup et PGinf poids des niveaux de gris correspondants respectivement aux bornes supérieures et inférieures de la plage de niveaux de gris associée au couple de tensions.For a given pair of voltages, a range of gray levels, a group of time intervals, and a gray level to be displayed, the torque voltage leading to the highest luminance can be applied for a given time interval by : .delta.t = τ ( P BOY WUT - P Ginf ) / ( P GSUP - P Ginf )
Figure imgb0003

with τ duration of a group of 2 qn time intervals, P G weight of the gray level to be displayed, P Gsup and P Ginf weight of the respective gray levels respectively at the upper and lower bounds of the gray level range associated with the voltage pair.

Lorsque le temps de sélection de ligne est subdivisé en deux groupes d'intervalles de temps, les intervalles de temps dans les deux groupes peuvent être répartis symétriquement par rapport au milieu du temps de sélection de ligne, de manière à limiter des appels de courant de commutation communs à toutes les colonnes.When the line selection time is subdivided into two groups of time slots, the time slots in the two groups can be distributed symmetrically with respect to the middle of the line selection time, so as to limit current calls of switching common to all columns.

Il est préférable que pendant le temps de sélection de ligne, la tension de sélection de ligne soit exempte de transitoire.It is preferable that during the line selection time, the line selection voltage is transient free.

La présente invention s'applique tout particulièrement aux écrans plats à source d'électrons.The present invention is particularly applicable to electron source flat screens.

La présente invention concerne également un dispositif de commande d'un écran de visualisation matriciel selon le procédé précédemment décrit qui comporte :

  • une source de donnée numériques apte à fournir des mots binaires codés sur q bits selon la loi non linéaire conforme à la perception de la luminance par un oeil humain et représentant les codes des 2q niveaux de gris à afficher,
  • un contrôleur d'écran recevant des signaux de synchronisation de la source de données et gérant des signaux propres à piloter un générateur de balayage des lignes et un générateur de tensions de pilotage des colonnes qui reçoit pour chaque colonne les codes des niveaux de gris à afficher et qui permet de générer, à partir d'un générateur de tensions discrètes, les tensions des couples de tension, et de commuter si nécessaire d'une tension à l'autre dans un couple.
The present invention also relates to a device for controlling a matrix display screen according to the method previously described which comprises:
  • a digital data source capable of providing binary words encoded on q bits according to the non-linear law according to the perception of luminance by a human eye and representing the codes of the 2 q gray levels to be displayed,
  • a screen controller receiving synchronization signals from the data source and managing signals suitable for driving a line scan generator and a column driving voltage generator which receives for each column the gray level codes to be displayed which makes it possible to generate, from a generator of discrete voltages, the voltages of the voltage torques, and switch if necessary from one voltage to the other in a couple.

Les mots binaires sont subdivisés en deux sous-mots l'un de n bits correspondant aux bits de poids fort et l'autre de q-n bits correspondant aux bits de poids faible. Le générateur de tensions de pilotage des colonnes peut comporter pour chaque colonne, un étage de logique combinatoire commandant une série de commutateurs analogiques pour présélectionner un couple de tensions délivré par le générateur de tensions discrètes à partir des n bits de poids fort d'un mot binaire et d'un signal issu d'un compteur initialisé à chaque temps de sélection de ligne et pour basculer de l'une des tensions à l'autre du couple lorsque le compteur a atteint la valeur correspondant aux q-n bits de poids faible du mot binaire.The binary words are subdivided into two subwords one of n bits corresponding to the most significant bits and the other of q-n bits corresponding to the least significant bits. The column driving voltage generator may comprise for each column, a combinatorial logic stage controlling a series of analog switches to preselect a voltage pair delivered by the discrete voltage generator from the n most significant bits of a word binary and a signal from a counter initialized at each line selection time and to switch from one of the voltages to the other torque when the counter has reached the value corresponding to qn low-order bits of the word binary.

Le compteur reçoit une série d'impulsions non linéairement réparties correspondant au couple de tensions venant d'un générateur d'impulsions relié au contrôleur d'écran via un multiplexeur recevant par ailleurs en adresse les n bits de poids fort du mot binaire délivré par la source de données.The counter receives a series of non-linearly distributed pulses corresponding to the pair of voltages coming from a pulse generator connected to the screen controller via a multiplexer also receiving in address the n most significant bits of the binary word delivered by the data source.

L'étage de logique combinatoire peut recevoir les n bits de poids fort du mot binaire délivré par la source de données via un registre à décalage associé à des bascules de mémorisation.The combinational logic stage can receive the n most significant bits of the binary word delivered by the data source via a shift register associated with memory latches.

L'étage de logique combinatoire peut être relié au compteur via un comparateur qui assure une comparaison entre le signal issu du compteur et les q-n bits de poids faible du mot binaire délivré par la source de données.The combinatorial logic stage can be connected to the counter via a comparator which compares the signal from the counter with the qn bits of least significance of the binary word delivered by the data source.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels :

  • la figure 1 représente en coupe un écran de visualisation matriciel auquel peut s'appliquer le procédé de l'invention ;
  • la figure 2 illustre schématiquement un dispositif de commande d'un écran de visualisation matriciel connu auquel peut s'appliquer le procédé de l'invention ;
  • la figure 3 montre l'allure du courant cathode en fonction de la tension appliquée à la ligne li et à la colonne cj ;
  • les figures 4A, 4B illustrent les tensions à appliquer à une ligne et une colonne dans deux configurations différentes pour commander un point image ;
  • la figure 5A présente la courbe dite de correction de gamma qui transforme une intensité lumineuse ou luminance en un signal vidéo et la figure 5B est la courbe inverse ;
  • les figures 6A, 6B montrent deux exemples de signaux à appliquer à une ligne et à une colonne d'un écran de visualisation matriciel pour afficher un niveau de gris donné selon le procédé de l'invention ;
  • La figure 7 illustre sous forme de chronogrammes (7A à 7F) les signaux mis en jeux pour la commande d'un écran de visualisation matriciel dans l'exemple de la figure 6B avec prise en compte des temps morts ;
  • les figures 8A, 8B illustrent de manière générale et en détail, un dispositif de commande d'un écran de visualisation matriciel selon le procédé de l'invention.
The present invention will be better understood on reading the description of exemplary embodiments given, purely by way of indication and in no way limiting, with reference to the appended drawings in which:
  • FIG. 1 represents in section a matrix display screen to which the method of the invention can be applied;
  • FIG. 2 diagrammatically illustrates a control device of a known matrix display screen to which the method of the invention can be applied;
  • Figure 3 shows the shape of the cathode current as a function of the voltage applied to the line li and to the column cj;
  • FIGS. 4A, 4B illustrate the voltages to be applied to a line and a column in two different configurations for controlling a picture point;
  • FIG. 5A shows the so-called gamma correction curve which transforms a luminous intensity or luminance into a video signal and FIG. 5B is the inverse curve;
  • FIGS. 6A, 6B show two examples of signals to be applied to a row and a column of a matrix display screen to display a given gray level according to the method of the invention;
  • FIG. 7 illustrates in the form of timing diagrams (7A to 7F) the signals used for controlling a matrix display screen in the example of FIG. 6B, taking into account dead times;
  • FIGS. 8A, 8B generally and in detail illustrate a device for controlling a matrix display screen according to the method of the invention.

Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures décrites ci-après portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre.Identical, similar or equivalent parts of the different figures described below bear the same numerical references so as to facilitate the passage from one figure to another.

Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles.The different parts shown in the figures are not necessarily in a uniform scale, to make the figures more readable.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERSDETAILED PRESENTATION OF PARTICULAR EMBODIMENTS

On va maintenant décrire plus en détail un exemple du procédé de l'invention.An example of the process of the invention will now be described in more detail.

Dans ce procédé on utilise un mode d'adressage présentant à la fois les possibilités de modulation en temps et en tension offert par la réponse électro-optique d'un écran utilisant une source d'électrons. Au delà du seuil, la luminance obtenue varie suivant une loi quasi exponentielle avec la tension et linéairement avec la durée d'excitation.In this method, an addressing mode is used presenting both the modulation possibilities in terms of time and voltage offered by the electro-optical response of a screen using an electron source. Beyond the threshold, the luminance obtained varies according to a quasi-exponential law with the voltage and linearly with the duration of excitation.

L'écran de visualisation auquel s'applique l'invention, est un écran de visualisation matriciel à p lignes 11 à 1p et à m colonnes c1 à cm. Cet écran de visualisation matriciel est à source d'électrons.The display screen to which the invention applies, is a matrix display screen to p lines 11 to 1p and m columns c1 to cm. This matrix display screen is electron source.

Dans le procédé de l'invention, pendant le temps de sélection de ligne Tls, on applique à une ligne sélectionnée li une tension de ligne sélectionnée VLS qui dans l'exemple décrit sera à un niveau haut puisque dans cet exemple le fonctionnement va se faire selon le mode de la figure 4A. Pendant ce temps de sélection de ligne T1s, on va appliquer aux colonnes c1 à cm des tensions de commande telles que le point image Pi,j à la croisée entre la ligne sélectionnée li et la colonne concernée cj va afficher un niveau de gris G souhaité. On choisit de disposer de 2q niveaux de gris avec q entier. Le nombre q correspond au nombre de bits qui vont être utilisés pour coder le niveau de gris. Un codage sur huit bits par couleur permet une bonne restitution des niveaux de gris.In the method of the invention, during the line selection time Tls, a selected line voltage VLS is applied to a selected line li which in the example described will be at a high level since in this example the operation will be performed according to the mode of Figure 4A. During this line selection time T1s, control voltages will be applied to the columns c1 to cm such that the image point Pi, j at the intersection between the selected line li and the column concerned cj will display a desired gray level G . We choose to have 2 q gray levels with q integer. The number q is the number of bits that will be used to code the gray level. Eight-bit color coding allows good grayscale rendering.

Pour pouvoir obtenir ces 2q niveaux de gris, on choisit de disposer d'un ensemble de 2n + 1 (n ≥ 1) tensions Vc0 à Vc2n ou bien VcN si N= 2n successives à appliquer aux colonnes c1 à cm de l'écran de visualisation matriciel. Cet ensemble de tensions à appliquer aux colonnes forme une suite strictement croissante. Les tensions de la suite sont regroupées en N = 2n couples de tensions, chacun étant formé de deux tensions consécutives de la suite (Vci, Vci+1). L'une des tensions Vci+1 permet d'afficher, au niveau d'un point image, une luminance plus forte que ne le permet l'autre tension Vci.To obtain these 2 q gray levels, we choose to have a set of 2 n + 1 (n ≥ 1) voltages Vc0 to Vc2 n or else VcN if N = 2 n successive to be applied to columns c1 to cm of the matrix display screen. This set of tensions to apply to the columns forms a strictly increasing sequence. The voltages of the sequence are grouped into N = 2 n pairs of voltages, each being formed by two consecutive voltages of the sequence (Vci, Vci + 1). One of the voltages Vci + 1 makes it possible to display, at one image point, a higher luminance than is allowed by the other voltage Vci.

On peut écrire que dans la suite croissante des tensions, les tensions d'un couple sont telles que:
Vci = Vci+1 + δvi et le signe de δvi dépend du système de tensions choisi comme on l'a expliqué aux figures 4A, 4B. La différence de potentiel de VLS par rapport à Vci est inférieure à celle par rapport à Vci+1. Les écarts de tension δvi peuvent être soient égaux, soient différents comme expliqué dans le document [7]. On a illustré schématiquement des écarts de tension sensiblement égaux sur la courbe luminance/tension de la figure 5B.
It can be written that in the increasing series of tensions, the tensions of a couple are such that:
Vci = Vci + 1 + δvi and the sign of δvi depends on the chosen voltage system as explained in FIGS. 4A, 4B. The potential difference of VLS with respect to Vci is lower than that with respect to Vci + 1. The voltage deviations δvi may be equal or different as explained in document [7]. Schematically illustrated voltage differences substantially equal on the luminance / voltage curve of Figure 5B.

On définit donc ainsi 2n = N couples de tensions tels que (Vc0,Vc1), (Vc1, Vc2) ... (Vci-1, Vci), ......, (VcN-1, VcN) , Vc0 représente la tension dont la différence de potentiel par rapport à la tension de sélection de ligne VLS correspond au seuil d'émission d'électrons Vs. L'application d'une tension de l'un des couples sur une colonne provoque immédiatement une émission de plus ou moins d'électrons selon la courbe luminance/tension illustrée sur la figure 5B.Thus 2 n = N pairs of voltages are defined such that (Vc0, Vc1), (Vc1, Vc2) ... (Vci-1, Vci), ......, (VcN-1, VcN), Vc0 represents the voltage whose potential difference with respect to the line selection voltage VLS corresponds to the Vs electron emission threshold. The application of a voltage of one of the couples on a column immediately causes an emission more or less electrons according to the luminance / voltage curve shown in Figure 5B.

Les 2q niveaux de gris se répartissent en 2q-n plages n de q niveaux de gris. À chaque couple de tensions Vci, Vci+1 est associé une des plages n de q niveaux de gris.The 2 q gray levels are divided into 2 qn ranges n of q gray levels. At each pair of voltages Vci, Vci + 1 is associated with one of the ranges n of q gray levels.

Le temps de sélection de ligne Tls est subdivisé en un ou plusieurs groupes T de 2(q-n) intervalles de temps [ti+1,ti] compris entre les instants t0 et t2q-n, avec q-n supérieur à un. Chaque groupe T a la même durée. Au sein d'un groupe T, les intervalles de temps t0 à t2q-n ont des durées différentes pour chaque couple de tensions (Vci, Vci+1). Les intervalles de temps t0 à t2q-n d'un groupe T ont des durées qui suivent une loi non linéaire qui présente une fonction de transfert proche de l'inverse de celle ayant préalablement servi à coder les niveaux de gris pour la plage n de niveaux de gris correspondante.The line selection time Tls is subdivided into one or more groups T of 2 (qn) time intervals [ti + 1, ti] between times t0 and t2 qn , with qn greater than one. Each group T has the same duration. Within a group T, the time intervals t0 to t2 qn have different durations for each pair of voltages (Vci, Vci + 1). The time intervals t0 to t2 qn of a group T have durations which follow a nonlinear law which has a transfer function close to the inverse of that previously used to code the gray levels for the corresponding range n of gray levels.

Un niveau de gris donné G se trouve dans une des plages n de niveaux de gris et pour afficher ce niveau de gris G, on va utiliser le couple de tensions (Vci, Vci+1) qui est associé à la dite plage n de niveaux de gris.A given gray level G is in one of the ranges n of gray levels and to display this gray level G, we will use the pair of voltages (Vci, Vci + 1) which is associated with the said range n of levels of gray.

Pour un groupe T d'intervalles de temps donné, on applique à une colonne Ci soit l'une des tensions du couple (Vci, Vci+1), par exemple Vci, pendant toute la durée du groupe, soit, dans un premier temps, on applique l'une des tensions par exemple Vci puis on commute en fin d'un intervalle de temps du groupe T, au moins une fois, de la tension précédente Vci à l'autre tension Vci+1 du couple.For a group T of given time intervals, one of the torque voltages (Vci, Vci + 1), for example Vci, is applied to a column Ci for the duration of the group, or, initially, one of the voltages, for example Vci, is applied and then at the end of a time interval of the group T, at least once, the previous voltage Vci is switched to the other voltage Vci + 1 of the pair.

La tension à appliquer à une colonne ci prend alors la première valeur Vci pendant un nombre entier d'intervalles de temps [ti, ti-1] du groupe T et commute à la seconde valeur Vci+1 si nécessaire pendant le reste du temps du groupe si par exemple une seule commutation est prévue.The voltage to be applied to a column ci then takes the first value Vci during an integer number of time intervals [ti, ti-1] of the group T and switches to the second value Vci + 1 if necessary during the rest of the time of the group if, for example, only one switching is planned.

Les intervalles de temps compris entre les instants t2q-n et t0 dans le groupe d'intervalles de temps T ont des durées qui varient d'un couple de tensions à un autre selon une loi non linéaire présentant une fonction de transfert proche l'inverse de celle ayant servi à coder les niveaux de gris.The time intervals between the instants t2 qn and t0 in the group of time intervals T have durations that vary from one pair of voltages to another according to a nonlinear law having a transfer function close to the inverse of the one used to code the gray levels.

Le premier couple de tensions (Vc0, Vc1) permet d'afficher la plage n des 2q/2n premiers niveaux de gris, le second couple de tensions (Vc1, Vc2) permet d'afficher la plage n des 2q/2n niveaux de gris suivants et ainsi de suite avec le couple de tensions (VcN-1, VcN) qui permet d'afficher la plage n des derniers 2q/2n niveaux de gris.The first pair of voltages (Vc0, Vc1) makes it possible to display the range n of the 2 q / 2 n first levels of gray, the second pair of voltages (Vc1, Vc2) makes it possible to display the range n of the following 2 q / 2 n gray levels and so on with the pair of voltages (VcN-1, VcN) which makes it possible to show the range n of the last 2 q / 2 n gray levels.

Un niveau de gris G, exprimé en base décimale, peut s'exprimer conformément à une loi non linéaire conforme à la perception de la luminance par l'oeil humain. Cette loi peut s'exprimer de la manière suivante : G = ( 2 q 1 ) × 4 , 5 × P G

Figure imgb0004

pour PG ≤0,018 et G = [ ( 1 , 099 × P G ) 0 , 45 0 , 099 ] ( 2 q 1 )
Figure imgb0005
A gray level G, expressed in decimal base, can be expressed in accordance with a nonlinear law consistent with the perception of luminance by the human eye. This law can be expressed as follows: BOY WUT = ( two q - 1 ) × 4 , 5 × P BOY WUT
Figure imgb0004

for P G ≤0.018 and BOY WUT = [ ( 1 , 099 × P BOY WUT ) 0 , 45 - 0 , 099 ] ( two q - 1 )
Figure imgb0005

Pour PG > 0,018For P G > 0.018

PG représente le poids relatif normé à un que possède le niveau de gris codé.P G represents the normalized weight to one that has the coded gray level.

Ces relations sont calquées sur la fonction de transfert de la loi dite de correction de gamma qui transforme une intensité de lumière variant linéairement, en un signal vidéo non linéaire pour que l' oeil humain en ait une perception aussi fidèle que possible. Cette loi non linéaire a été modélisée et est normalisée comme le document [8] dont les références se trouvent en fin de document le précise. Elle est représentée sur la figure 5A. La partie sensiblement linéaire correspond aux niveaux proches du noir correspondants à 8,1 % du signal correspondant au blanc et d'intensité inférieure ou égale à 1,8 % de la luminance du blanc.These relations are modeled on the transfer function of the so-called gamma correction law which transforms a linearly varying intensity of light into a nonlinear video signal so that the human eye has a perception as faithful as possible. This nonlinear law has been modeled and is standardized as the document [8] whose references are at the end of the document. It is shown in Figure 5A. The substantially linear portion corresponds to the levels close to black corresponding to 8.1% of the signal corresponding to the white and intensity less than or equal to 1.8% of the luminance of the white.

Suivant le code G du niveau de gris à afficher, dans l'hypothèse où l'on commute une fois la tension pour appliquer ce niveau de gris, le temps d'application sur une colonne de la tension permettant d'afficher la plus forte luminance dans le couple Vci, Vci+1 s'exprime par : Δ t = τ ( P G P G inf ) / ( P G sup P G inf )

Figure imgb0006

τ est la durée d'un groupe de 2q-n intervalles de temps, PG poids relatif (normé à un) du niveau de gris à afficher, PGsup et PGinf poids des niveaux de gris correspondants respectivement aux bornes supérieures et inférieures de la plage de niveaux de gris associée au couple de tensions Vci, Vci+1. Lorsqu'il n'y a qu'un seul groupe dans le temps de sélection de ligne, τ est égal à Tls. Le poids PG est calculé en prenant l'inverse des formules (1) et (2) soit : P G = G ( 2 q 1 ) × 4 , 5 pour P G 0 , 018
Figure imgb0007

Et P G = [ G 2 q 1 + 0 , 099 1 , 099 ] 1 / 0 , 45 pour P G > 0 , 018
Figure imgb0008
According to the G code of the gray level to display, assuming that the voltage is switched once to apply this gray level, the application time on a column of the voltage to display the highest luminance in the pair V ci , V ci + 1 is expressed by: Δ t = τ ( P BOY WUT - P BOY WUT inf ) / ( P BOY WUT sup - P BOY WUT inf )
Figure imgb0006

τ is the duration of a group of 2 qn time intervals, P G relative weight (normalized to one) of the gray level to be displayed, P Gsup and P Ginf the weight of the gray levels corresponding respectively to the upper and lower limits of the range of gray levels associated with the voltage pair Vci, Vci + 1. When there is only one group in the line selection time, τ is equal to Tls. The weight P G is calculated by taking the inverse formula (1) and (2): P BOY WUT = BOY WUT ( two q - 1 ) × 4 , 5 for P BOY WUT 0 , 018
Figure imgb0007

And P BOY WUT = [ BOY WUT two q - 1 + 0 , 099 1 , 099 ] 1 / 0 , 45 for P BOY WUT > 0 , 018
Figure imgb0008

Les poids PGsup et PGinf sont calculés de la même manière à partir des niveaux de gris Gsup et Ginf qui bornent la plage de niveaux de gris associée au couple de tensions. On peut écrire que :The weights P Gsup and P Ginf are calculated in the same way from the gray levels Gsup and Ginf which limit the range of gray levels associated with the pair of voltages. We can write that:

Ginf=G(ix2q-n) et Gsup=G((i+1)×2q-n)avec i entier variant de 0 à N-1.Ginf = G (ix2 qn ) and Gsup = G ((i + 1) × 2 qn ) with i integer varying from 0 to N-1.

Ce temps Δt est donc codé suivant une loi non linéaire présentant une fonction de transfert proche de l'inverse de celle (1), (2) ayant servi à coder les niveaux de gris G pour la plage n de niveaux de gris considérée.This time Δt is therefore coded according to a nonlinear law having a transfer function close to the inverse of that (1), (2) used to code the gray levels G for the range n of gray levels considered.

On suppose, dans l'exemple décrit, que le temps de sélection de ligne Tls ne comporte qu'un seul groupe d'intervalles de temps et que l'on applique d'abord la tension Vc0 permettant d'afficher la plus faible luminance puis ensuite que l'on commute à la tension Vc1 permettant la plus forte luminance pendant le reste du temps de Tls.It is assumed, in the example described, that the line selection time Tls has only one group of time slots and that the voltage Vc0 is first applied so as to display the lowest luminance then then that one switches to the voltage Vc1 allowing the strongest luminance during the rest of the time of Tls.

Le premier couple de tension (Vc0, Vc1) permet d'afficher les (2q-n) premiers niveaux de gris. Le temps d'application de la tension Vc1 permettant l'émission, suivant le code G du niveau de gris à afficher doit être tel que : Δ t = T l s × P G P G sup

Figure imgb0009
The first voltage pair (Vc0, Vc1) is used to display the first (2 qn ) gray levels. The application time of the voltage Vc1 allowing the emission, according to the G code of the gray level to be displayed, must be such that: Δ t = T l s × P BOY WUT P BOY WUT sup
Figure imgb0009

On va maintenant donner un premier exemple concret avec les mêmes hypothèses.We will now give a first concrete example with the same hypotheses.

On souhaite afficher sur un point image un niveau de gris G = 118. Ce niveau de gris est codé sur huit bits soit q=8. Il existe 28 = 256 niveaux de gris. On dispose de 2n+1 niveaux de tension avec par exemple n=2 soit 5 niveaux de tension dénommées Vc0, Vc1, Vc2, Vc3, Vc4 formant N=4 couples (Vc0, Vc1), (Vc1, Vc2), (Vc2, Vc3), (Vc3, Vc4) dont le rang va de 1 à 4. Le temps de sélection de ligne Tls se subdivise en un groupe T de 2q-n = 26 = 64 intervalles de temps dont les bornes vont de t64 à t0. Ces intervalles de temps (par exemple t62-t63) ou échantillons ont des durées différentes pour chaque couple de tensions et ces durées sont à calculer selon la formule (3). En fait, cette formule permet de placer les bornes de ces intervalles de temps par rapport à la durée de sélection de ligne Tls.One wishes to display on a point image a level of gray G = 118. This level of gray is coded on eight bits is q = 8. There are 28 = 256 gray levels. We have 2 n + 1 voltage levels with for example n = 2 or 5 voltage levels called Vc0, Vc1, Vc2, Vc3, Vc4 forming N = 4 couples (Vc0, Vc1), (Vc1, Vc2), (Vc2 , Vc3), (Vc3, Vc4) whose rank ranges from 1 to 4. The line selection time Tls is subdivided into a group T of 2 qn = 2 6 = 64 time intervals whose terminals go from t64 to t0 . These time intervals (by example t62-t63) or samples have different durations for each pair of voltages and these durations are to be calculated according to formula (3). In fact, this formula makes it possible to place the terminals of these time intervals with respect to the line selection time Tls.

Le code binaire correspondant au niveau de gris G=118 en base 10 est :

Figure imgb0010
The binary code corresponding to the gray level G = 118 in base 10 is:
Figure imgb0010

Les n premiers bits de poids fort renseignent sur le couple de tensions qui va servir pour commander la colonne qui doit être adressée pour afficher le niveau de gris G. Dans notre exemple les n bits de poids fort valent 01. Il s'agit du couple (Vc1, Vc2) de rang 2, qui va servir. Si ces n bits de poids fort avaient été 00, on aurait pris le couple (Vc0, Vc1) de rang 1. Si ces n bits de poids avaient été 11, on aurait utilisé le couple (Vc2, Vc3) de rang 3. Plus généralement la valeur Y en décimal des n bits de poids fort conduit à l'utilisation du couple de tensions de rang Y+1. Le couple (Vc1 Vc2) de l'exemple permet d'afficher la plage de niveaux de gris dont les bornes sont 64 et 128.The first n high-order bits give information on the voltage pair that will be used to control the column that must be addressed to display the gray level G. In our example, the n most significant bits are equal to 01. This is the pair (Vc1, Vc2) of rank 2, which will serve. If these n most significant bits had been 00, we would have taken the pair (Vc0, Vc1) of rank 1. If these n bits of weight had been 11, we would have used the pair (Vc2, Vc3) of rank 3. More generally the Y value in decimal of the n most significant bits leads to the use of the pair of tensions of rank Y + 1. The pair (Vc1 Vc2) of the example displays the range of gray levels whose terminals are 64 and 128.

On va calculer l'inverse P118 du code 118 du niveau de gris considéré. P 118 = ( 118 256 1 + 0 , 099 1 , 099 ) 1 / 0 , 45 = 0 , 225.

Figure imgb0011
The inverse P 118 of the code 118 of the gray level considered will be calculated. P 118 = ( 118 256 - 1 + 0 , 099 1 , 099 ) 1 / 0 , 45 = 0 , 225.
Figure imgb0011

P118 a été calculé avec la formule (2').P 118 was calculated with formula (2 ').

Les q-n bits de poids faible 110101 correspondent à 53 en base 10. Ils indiquent à quel instant la commutation de la tension Vc1 à la tension Vc2 va survenir. Elle va survenir à l'instant t53 qui est la borne supérieure de l'intervalle de temps [t54, t53].The q-n low-order bits 110101 correspond to 53 in base 10. They indicate when the switching of the voltage Vc1 to the voltage Vc2 will occur. It will occur at time t53 which is the upper bound of the time interval [t54, t53].

On peut également calculer le temps d'application de la tension du couple déterminé (Vc1, Vc2) permettant d'afficher la plus forte luminance soit Vc2.

  • PGinf = P64= 0,0786
  • PGsup = P128 = 0,2615
  • P64 et P128 ont été calculés avec la formule (2'). Δ t = T l s x ( 0 , 225 0 , 0786 0 , 2615 0 , 0786 ) = 0 , 8 x T l s
    Figure imgb0012
One can also calculate the application time of the determined torque voltage (Vc1, Vc2) for displaying the highest luminance is Vc2.
  • P Ginf = P 64 = 0.0786
  • P Gsup = P 128 = 0.2615
  • P 64 and P 128 were calculated with formula (2 '). Δ t = T l s x ( 0 , 225 - 0 , 0786 0 , 2615 - 0 , 0786 ) = 0 , 8 x T l s
    Figure imgb0012

La tension Vc2 sera appliquée pendant 80% du temps de sélection de ligne Tls entre les instants t53 et t0 de la durée de sélection de ligne Tls tandis que la tension vc1 ne sera appliquée que pendant 20% du temps de sélection de ligne Tls entre les instants t64 et t53.The voltage Vc2 will be applied for 80% of the line selection time Tls between times t53 and t0 of the line selection time Tls while the voltage vc1 will only be applied for 20% of the line selection time Tls between t64 and t53 instants.

On a représenté sur la figure 6A un premier exemple simplifié du signal à appliquer à une ligne pour la sélectionner et du signal à appliquer à une colonne pour que le point image à l'intersection de la ligne et de la colonne affiche un niveau de gris codé 11 en décimal. Pendant le temps de sélection de ligne Tls compris entre t8 et t0, une ligne sélectionnée voit la tension qui lui est appliquée passer de VLNS à VLS en début de temps t8 et revenir à VLNS en fin de temps t0. On suppose que l'on choisit q=5 et que l'on dispose de 25 = 32 niveaux de gris.FIG. 6A shows a first simplified example of the signal to be applied to a line for selecting it and the signal to be applied to a column so that the image point at the intersection of the line and the column displays a gray level. coded 11 in decimal. During the line selection time Tls between t8 and t0, a selected line sees the voltage applied to it go from VLNS to VLS at the beginning of time t8 and return to VLNS at the end of time t0. We assume that we choose q = 5 and that we have 2 5 = 32 gray levels.

On suppose que n=2 et que l'on dispose donc de 2n+1 = 5 valeurs de tensions Vc0, Vc1, vc2, Vc3, Vc4 réparties en N=4 couples (Vc0, Vc1), (Vc1, vc2), (vc2, Vc3), (Vc3, Vc4). Ces tensions sont rangées par ordre décroissant de Vc0 à Vc4 dans cet exemple. La tension Vc0 est telle que VLS-Vc0 correspond au seuil d'émission d'électrons de l'écran de visualisation matriciel mis en jeu. Avec la tension Vc0 des électrons sont émis mais en niveau très faible pouvant être insuffisant en fonction de l'ambiance lumineuse extérieure pour avoir une perception de la luminance associée.We assume that n = 2 and that we therefore have 2 n + 1 = 5 voltage values Vc0, Vc1, vc2, Vc3, Vc4 distributed in N = 4 pairs (Vc0, Vc1), (Vc1, vc2), (vc2, Vc3), (Vc3, Vc4). These voltages are ranked in descending order from Vc0 to Vc4 in this example. The voltage Vc0 is such that VLS-Vc0 corresponds to the electron emission threshold of the matrix display screen used. With the voltage Vc0 electrons are emitted but at a very low level which may be insufficient depending on the external light atmosphere to have a perception of the associated luminance.

La tension Vc4 permet d'afficher la plus forte luminance.The voltage Vc4 makes it possible to display the highest luminance.

Le code binaire du niveau de gris codé G=11 est :
01 011
The binary code of the gray level coded G = 11 is:
01 011

Les n=2 bits de poids fort 01 renseignent sur le couple de tension à mettre en jeu pour l'affichage de ce niveau de gris. Le couple de tension à utiliser est donc le second (Vc1 Vc2).The n = 2 most significant bits 01 indicate the voltage torque to be used for displaying this gray level. The voltage pair to be used is the second (Vc1 Vc2).

Les bits de poids faible 011 renseignent sur l'instant où se fera la commutation de l'une des tensions Vc1 à l'autre Vc2.The low-order bits 011 indicate the moment when one of the voltages Vc1 will be switched to the other Vc2.

Les bits de poids faible 011 correspondent à 3 en base décimale. Pendant le temps de sélection de ligne Tls, on distingue 2q-n = 8 intervalles de temps bornés par les instants t8, t7, t6, t5, t4, t3, t2, t1 et t0. Pour chaque couple de tension, les instants t7 à t1 sont positionnés entre t8 et t0 suivant les calculs de Δt expliqués plus haut.The bits of low weight 011 correspond to 3 in decimal base. During the line selection time Tls, there are 2 qn = 8 time intervals bounded by the instants t8, t7, t6, t5, t4, t3, t2, t1 and t0. For each voltage pair, the instants t7 to t1 are positioned between t8 and t0 according to the calculations of Δt explained above.

Dans cet exemple, les intervalles de temps successifs ont des durées décroissantes mais bien entendu ils auraient pu avoir des durées croissantes. On pourrait envisager, en variante, que la répartition des intervalles de temps corresponde à celle de la partie comprise entre t0 et t8 de la figure 6B à la différence près que l'intervalle de temps [t8,t0] serait égal au temps de sélection de ligne T1s et pas à sa moitié.In this example, the successive time intervals have decreasing durations but of course they could have had increasing durations. It could be envisaged, alternatively, that the distribution of the time intervals corresponds to that of the part comprised between t0 and t8 of FIG. 6B, with the difference that the time interval [t8, t0] would be equal to the selection time line T1s and not halfway.

En revenant à l'exemple illustré sur la figure 6A, on a vu que les bits de poids faible 011 représentent 3 en base dix, cela implique que la commutation de la tension Vc1 à la tension Vc2 se fera à l'instant t3, à l'issu de l'intervalle de temps qui va de t4 à t3.Returning to the example illustrated in FIG. 6A, it has been seen that the low-order bits 011 represent 3 at the base ten, this implies that the switching of the voltage Vc1 to the voltage Vc2 will be done at time t3, at the result of the time interval which goes from t4 to t3.

Dans l'autre exemple issu de la figure 6B, la commutation de la tension Vc2 à la tension Vc1 se ferait à l'instant t3, à l'issu de l'intervalle de temps qui va de t2 à t3.In the other example from FIG. 6B, switching of the voltage Vc2 to the voltage Vc1 would be done at time t3, at the end of the time interval which goes from t2 to t3.

Les différents instants de commutation possibles d'une tension à l'autre peuvent être pilotés par des signaux en impulsions issus d'un contrôleur d'écran 21 en réponse par exemple à une table de conversion 11 comme illustré sur la figure 8B. Ces impulsions peuvent être utilisées par des moyens de comptage 13 qui en fonction des bits de poids faible du niveau de gris à afficher et donc du couple de tensions approprié déterminera l'instant ou les instants où doit avoir lieu une commutation. A chaque couple de tension sera associé un signal spécifique porteur de tous les instants de commutation possibles. Seul un ou quelques de ces instants seront activés en fonction du niveau de gris à afficher, les autres seront neutralisés.The different switching times possible from one voltage to the other can be controlled by pulse signals from a screen controller 21 in response for example to a conversion table 11 as illustrated in FIG. 8B. These pulses can be used by counting means 13 which, depending on the low-order bits of the gray level to be displayed, and therefore the appropriate torque of the voltages will determine the instant or times when a switching must take place. At every tension will be associated a specific signal carrying all possible switching times. Only one or a few of these moments will be activated according to the gray level to be displayed, the others will be neutralized.

Le quadrillage en pointillés représente les différents instants de commutation possibles pour chacun des couples de tension et le chiffre inscrit dans chaque case représente le niveau de gris obtenu, exprimé en base décimale, si une commutation intervient dans un couple de tension de la tension permettant d'afficher la luminance la plus basse vers la tension permettant d'afficher la luminance la plus haute.The dashed grid represents the different switching times possible for each of the voltage pairs and the number entered in each box represents the gray level obtained, expressed in decimal base, if a switching occurs in a voltage voltage pair allowing display the lowest luminance towards the voltage to display the highest luminance.

Le trait en gras montre l'allure du signal à appliquer à une colonne pour obtenir sur un point image, situé à la croisée de cette colonne et d'une ligne sélectionnée, le niveau de gris codé 11. Les cases portant les chiffres 0, 8, 16, 24, c'est-à-dire de la forme 2k, représentent les niveaux de gris obtenus sans commutation. Pour obtenir le niveau de gris 0, la tension reste pendant tout le temps de sélection de ligne T1s à Vc0, pour le niveau de gris 8, la tension reste à Vc1 et ainsi de suite.The bold line shows the pace of the signal to be applied to a column to obtain on a point image, located at the intersection of this column and a selected line, the gray level encoded 11. The boxes bearing the numbers 0, 8, 16, 24, i.e. of the form 2 k , represent the gray levels obtained without switching. To obtain the gray level 0, the voltage remains during the entire line selection time T1s to Vc0, for the gray level 8, the voltage remains at Vc1 and so on.

Il est bien sûr possible de prévoir dans la durée de sélection de ligne Tls plusieurs groupes d'intervalles de temps. La figure 6B illustre une variante avantageuse de mise en oeuvre de l'invention dans laquelle le temps de sélection de ligne T1s est subdivisé en deux groupes égaux T1, T2 de 2q-n intervalles de temps. Dans ces deux groupes la répartition des 2q-n intervalles de temps est symétrique par rapport au milieu du temps de sélection de ligne Tls. Le premier groupe T1 est borné par les instants t0 à t8 et le second groupe est borné par les instants t8' (=t8) et t0'.It is of course possible to provide in the line selection time Tls several groups of time slots. FIG. 6B illustrates an advantageous variant of implementation of the invention in which the line selection time T1s is subdivided into two equal groups T1, T2 of 2 n time intervals. In these two groups the distribution of the 2 qn time intervals is symmetrical with respect to the middle of the line selection time Tls. The first group T1 is bounded by instants t0 to t8 and the second group is bounded by instants t8 '(= t8) and t0'.

Pour afficher le niveau de gris codé 11, comme précédemment on utilise le couple de tensions (Vc1, Vc2). Pendant le premier groupe T1 d'intervalles de temps, la tension Vc2 s'applique de l'instant t0 à l'instant t3, puis il y a commutation à la tension Vc1. La tension Vc1 s'applique de l'instant t3 à l'instant t8. Pendant le second intervalle de temps T2, la tension Vc1 s'applique de l'instant t8' à l'instant t3', puis il y a commutation à la tension Vc2. La tension Vc2 s'applique de l'instant t3' à l'instant t0'. Le signal qui s'applique aux colonnes est symétrique par rapport à l'instant t8 ou t8', ces deux instants étant confondus.To display the coded gray level 11, as previously we use the voltage pair (Vc1, Vc2). During the first group T1 of time intervals, the voltage Vc2 applies from time t0 to time t3, then there is switching to voltage Vc1. The voltage Vc1 applies from time t3 to time t8. During the second time interval T2, the voltage Vc1 applies from time t8 'to time t3', then there is switching to voltage Vc2. The voltage Vc2 applies from time t3 'to time t0'. The signal that applies to the columns is symmetrical with respect to the instant t8 or t8 ', these two moments being merged.

Sur les figures 6A et 6B, les instants référencés correspondent à ceux du couple de tension Vc3, Vc4.In FIGS. 6A and 6B, the instants referenced correspond to those of the voltage pair Vc3, Vc4.

Cette variante permet d'obtenir une répartition des temps de montée et de descente qui évite les appels de courants de commutation commun à toutes les colonnes.This variant makes it possible to obtain a distribution of rise and fall times which avoids the common switching current calls to all the columns.

Pour s'affranchir de distorsions inévitables dues aux temps de montée et de descente des signaux à appliquer aux lignes de l'écran de visualisation, il est possible que le temps de sélection de ligne Tls pris en compte pour la commande des signaux sur les colonnes corresponde à la durée pendant laquelle le signal de sélection de ligne est bien établi, c'est-à-dire a atteint son niveau VLS et que par conséquent que l'on fasse abstraction de temps morts d'extrémité tm correspondants respectivement aux fronts de montée et de descente du signal lorsqu'il passe du niveau VLNS de non sélection au niveau de sélection VLS et vice-versa. Le temps de sélection de ligne est alors exempt de temps mort d'extrémité et donc de transitoire de tension.To overcome unavoidable distortions due to the rise and fall times of the signals to be applied to the lines of the display screen, it is possible that the line selection time Tls taken into account for the control of the signals on the columns corresponds to the duration during which the line selection signal is well established, that is, has reached its VLS level and therefore, that tm end dead times corresponding to the rising and falling edges of the signal as it passes from the VLNS non-selection level to the VLS selection level and vice versa should be ignored. The line selection time is then free of end dead time and therefore of voltage transient.

La figure 7 illustre sous forme de chronogrammes (7A à 7F) les signaux mis en jeux pour la commande d'un écran de visualisation matriciel dans l'exemple de la figure 6B avec prise en compte des temps morts.FIG. 7 illustrates in the form of timing diagrams (7A to 7F) the signals used to control a matrix display screen in the example of FIG. 6B, taking into account dead times.

Le chronogramme 7A est un signal d'horloge ligne HL dont le front montant est destiné à déclencher une transition du signal à appliquer aux lignes : passage de VLNS à VLS ou l'inverse.The timing diagram 7A is a line clock signal HL whose rising edge is intended to trigger a transition of the signal to be applied to the lines: transition from VLNS to VLS or vice versa.

Le signal à appliquer sur les lignes est illustré par le chronogramme 7D. Il est généré par le générateur de balayage des lignes. Les traits pleins montrent le signal à appliquer sur une ligne qui est sélectionnée et les signaux en traits pointillés illustrent les signaux qui s'appliquaient sur la ligne précédente et qui vont s'appliquer sur la ligne suivante.The signal to be applied on the lines is illustrated by the timing diagram 7D. It is generated by the line scan generator. The solid lines show the signal to be applied on a line that is selected and the dashed line signals illustrate the signals that applied to the previous line and will apply to the next line.

Le chronogramme 7B illustre un signal en impulsions LC qui commande le chargement des données relatives aux colonnes à commander. A chaque front montant d'impulsion, le générateur de tension de pilotage des colonnes bascule la colonne d'un point image donné de la tension qu'il avait au temps de sélection de ligne précédent à la tension qu'il doit prendre en début du temps de sélection de ligne en cours.The timing diagram 7B illustrates an LC pulse signal which controls the loading of data relating to the columns to be controlled. At each rising edge of the pulse, the column driving voltage generator switches the column of a given image point of the voltage it had at the previous line selection time to the voltage it must take at the beginning of the current line selection time.

Le chronogramme 7C illustre le signal CC qui va permettre au signal à appliquer aux colonnes de s'affranchir des temps morts d'extrémité tm. La partie positive de ce signal correspond au temps Tls utilisé pour coder les niveaux de gris. Le signal s'applique au générateur d'impulsions 11 (décrit ultérieurement sur les figures 8) pour valider le temps utile de la série d'impulsions comme illustré par le chronogramme 7F.Timechart 7C illustrates the signal CC which will allow the signal to be applied to the columns to overcome the end dead times tm. The positive part of this signal corresponds to the time Tls used to code the gray levels. The signal applies to the pulse generator 11 (described later in FIG. 8) to validate the useful time of the series of pulses as illustrated by the timing diagram 7F.

Le chronogramme 7E donne l'allure du signal à appliquer sur une colonne devant afficher le niveau de gris représenté à la figure 6B. Dès le début du temps de sélection de ligne exempt de temps mort d'extrémité tm, la tension appliquée à la colonne est Vc2, la colonne garde cette tension pendant une durée D1t puis commute à la tension Vc1, elle garde cette tension puis commute à la tension Vc2 avec une avance de D1t par rapport à la fin du temps de sélection de ligne T1s exempt du temps mort d'extrémité tm.Timechart 7E gives the appearance of the signal to be applied to a column to display the gray level shown in Figure 6B. From the beginning of the line selection time free of dead end time tm, the voltage applied to the column is Vc2, the column keeps this voltage for a duration D1t then switches to the voltage Vc1, it keeps this voltage and then switches to the voltage Vc2 with an advance of D1t with respect to the end of the line selection time T1s free of the end dead time tm.

La tension appliquée sur cette même colonne va ensuite servir à commander un point image se trouvant à la croisée de cette colonne et de la ligne suivante qui est maintenant sélectionnée. On lui applique une fois le temps mort d'extrémité tm écoulé une tension Vcj+1 pendant une durée D2t puis commute à la tension Vcj, elle garde cette tension Vcj puis commute à la tension Vcj+1 avec une avance de D2t par rapport à la fin du temps de sélection de ligne Tls exempt du temps mort d'extrémité tm.The voltage applied to this same column will then be used to control a point image at the cross of this column and the next line which is now selected. It is applied once the end dead time tm has passed a voltage Vcj + 1 for a duration D2t then switches to the voltage Vcj, it keeps this voltage Vcj and then switches to the voltage Vcj + 1 with an advance of D2t with respect to the end of the line selection time Tls free of the end dead time tm.

Le chronogramme 7F illustre une série d'impulsions prise parmi les 2n séries qui sont associées à chaque couple de tensions (Vci, Vci+1). Les impulsions sont produites par un générateur d'impulsions 11 pour générer le basculement entre les deux tensions via un multiplexeur 12, un compteur 13 et un comparateur 14 décrits par la suite à la figure 8B.The timing diagram 7F illustrates a series of pulses taken from the 2 n series which are associated with each pair of voltages (Vci, Vci + 1). The pulses are produced by a pulse generator 11 to generate the switching between the two voltages via a multiplexer 12, a counter 13 and a comparator 14 described later in FIG. 8B.

On va maintenant s'intéresser à un dispositif de commande d'un écran 25 de visualisation matriciel permettant d'afficher des niveaux de gris en se référant aux figures 8A, 8B. L'écran 25 comporte des lignes li et des colonnes cj qui se croisent et dont les intersections forment des points images Pi,j.We will now be interested in a control device of a matrix display screen 25 for displaying gray levels with reference to FIGS. 8A, 8B. The screen 25 has lines li and columns cj which intersect and whose intersections form image points Pi, j.

Le dispositif de commande comporte un générateur de balayage des lignes 22 et un générateur de tensions de pilotage des colonnes 23. Le générateur de tensions de pilotage des colonnes 23 est relié à une source de données numériques 20 apte à fournir des mots binaires représentant les codes des 2q niveaux de gris à afficher, à un contrôleur d'écran 21 et à un générateur de 2n+1 (ou N+1) tensions discrètes 24. Ces mots binaires sont codés sur q bits selon la courbe de réponse de l'oeil humain. Le contrôleur d'écran 21 est aussi relié au dispositif de balayage des lignes 22 (non visible sur la figure 8B). Le contrôleur d'écran 21 reçoit des signaux de synchronisation de la source de données 20, il gère et fournit des signaux propres à piloter le générateur de balayage des lignes 22 et le générateur de tensions de pilotage des colonnes 23.The control device comprises a row scanning generator 22 and a control voltage generator of the columns 23. The control voltage generator of the columns 23 is connected to a digital data source 20 capable of supplying binary words representing the codes 2 q gray levels to be displayed, a screen controller 21 and a generator of 2 n + 1 (or N + 1) discrete voltages 24. These binary words are coded on q bits according to the response curve of the human eye. Screen controller 21 is also connected to line scanner 22 (not visible in FIG. 8B). The screen controller 21 receives synchronization signals from the data source 20, it manages and supplies signals suitable for driving the line scan generator 22 and the pilot voltage generator of the columns 23.

Les mots binaires fournis par la source de données 20 possèdent q bits, ils se décomposent en deux sous-mots dont l'un est formé de n bits de poids fort et l'autre est formé de q-n bits de poids faible. Le sous-mot formé des n bits sert à déterminer le couple de tensions à employer selon le niveau de gris à afficher. Le sous-mot formé des q-n bits de poids faible traduit un instant de commutation d'une tension du couple à l'autre.The binary words provided by the data source 20 have q bits, they decompose in two subwords one of which is formed of n high-order bits and the other of low-order bits. The sub word formed of the n bits serves to determine the pair of voltages to be used according to the gray level to be displayed. The sub word consisting of qn low-weight bits reflects a moment of switching from one torque voltage to the other.

Le générateur de tensions de pilotage des colonnes 23 comporte autant de sortie que de colonnes. Chaque sortie Cout du générateur de tensions de pilotage des colonnes 23 est pilotée par un circuit de commande 16 comportant N+1 commutateurs analogiques CA dont les sorties sont toutes reliées à la colonne de la voie considérée, les entrées de validation de ces commutateurs CA étant pilotées par un étage de logique combinatoire 15 recevant d'une part le sous-mot formé des n bits de poids fort représentant le niveau de gris à afficher et d'autre part par un signal issu d'un compteur 13 initialisé à chaque temps de ligne Tls et fournissant l'indice de la séquence d'adressage à l'intérieur du temps de sélection de ligne Tls. Ce compteur 13 reçoit lui même une série de 2q-n impulsions par temps de ligne Tls, cette série d'impulsions non linéairement réparties étant choisie parmi 2n séries selon les n bits de poids fort du niveau de gris à afficher. Les séries d'impulsions sont fournies par exemple par exemple par un circuit de type table de conversion (connu sous la dénomination de look up table ou LUT) associé à un compteur remis à zéro à chaque début de temps de sélection de ligne Tls. Les temps Δt entre le début du temps de sélection de ligne et chacune des impulsions fournies sont conformes à ceux exprimée par les formules (1), (2), (3). L'étage de logique combinatoire 15 permet de sélectionner un couple de tensions à partir des n bits de poids fort puis de basculer de la tension Vci à Vci+1 lorsque le compteur 13 atteint la valeur correspondant au q-n bits de poids faible du mot binaire correspondant au niveau de gris à afficher.The control voltage generator of the columns 23 has as much output as columns. Each output Cout of the control voltage generator of the columns 23 is controlled by a control circuit 16 comprising N + 1 analog switches CA whose outputs are all connected to the column of the considered channel, the validation inputs of these switches being driven by a combinatorial logic stage 15 receiving, on the one hand, the subword formed of the n most significant bits representing the gray level to be displayed and, on the other hand, by a signal coming from a counter 13 initialized at each time of line Tls and providing the index of the addressing sequence within the line selection time Tls. This counter 13 itself receives a series of 2 qn pulses per line time Tls, this series of non-linearly distributed pulses being chosen from 2 n series according to the n high-order bits of the gray level to be displayed. The series of pulses are provided, for example, for example by a conversion table type circuit (known under the name of look-up table or LUT) associated with a counter reset at each start of line selection time Tls. The times Δt between the beginning of the line selection time and each of the pulses provided are consistent with those expressed by formulas (1), (2), (3). The combinational logic stage 15 makes it possible to select a pair of voltages from the n most significant bits and then to switch from the voltage Vci to Vci + 1 when the counter 13 reaches the value corresponding to the qn least significant bits of the binary word. corresponding to the gray level to display.

Plus précisément, comme représenté sur la figure 8B, le contrôleur d'écran 21 fournit au générateur d'impulsions 11 les signaux de contrôle LC (chronogramme 7B) et CC (chronogramme 7C) de la figure 7. La source de données numériques 20 fournit les mots de données codés sur q bits selon la source de réponse de l'oeil humain et les signaux de synchronisation nécessaires. Les données sont classiquement réceptionnées par un dispositif 10 incluant pour chaque colonne un registre à décalage associé à des bascules de mémorisation pour les différentes voies à piloter. Par ailleurs chaque sortie Cout du générateur de tensions de pilotage des colonnes 23 doit pouvoir commuter entre deux tensions fournies par le générateur de N+1 tensions discrètes 24.More specifically, as shown in FIG. 8B, the screen controller 21 supplies the pulse generator 11 with the control signals LC (timing chart 7B) and CC (timing chart 7C) of FIG. 7. The digital data source 20 provides the q-bit data words according to the response source of the human eye and the necessary synchronization signals. The data are conventionally received by a device 10 including for each column a shift register associated with memory latches for the different channels to be controlled. Moreover, each output Cout of the control voltage generator of the columns 23 must be able to switch between two voltages supplied by the generator of N + 1 discrete voltages 24.

Le générateur d'impulsions 11 produit sur ses 2n sorties des séries d'impulsions non linéairement réparties correspondant aux instants t0 à t2q-n (chronogramme 7F) pour respectivement chaque couple de tensions (Vci, Vci+1). Il est connecté en sortie au multiplexeur 12 recevant par ailleurs en adresse les n bits de poids fort du mot binaire de q bits représentant le niveau de gris à afficher délivré par la source de données 20. Le multiplexeur 12 permet d'aiguiller vers le compteur 13 la série d'impulsions correspondant au couple de tensions déterminé par les n bits de poids fort. La sortie du multiplexeur 12 sert d'horloge au compteur 13 qui est remis à zéro au début du temps de sélection de ligne par le contrôleur d'écran 21. Le compteur 13 de q-n bits est relié en sortie à un comparateur 14 qui assure une comparaison entre le mot de q-n bits fourni par le compteur 13 et les q-n bits de poids faible du mot binaire fourni par la source de données 20. La sortie du comparateur 14 change d'état lorsque la valeur comptée par le compteur 13 devient égale ou supérieure à la valeur issue de la source de données 20. La sortie du comparateur 14 est envoyée à l'étage de logique combinatoire 15 recevant par ailleurs les n bits de poids fort, pour piloter le passage de la tension Vci (sélectionnée par les bits de poids fort) à la tension Vc+1. Ce passage est assuré par le circuit de commande 16 comportant les commutateurs analogiques CA dont les sorties forment une sortie Cout du générateur de tensions de pilotage des colonnes 23, cette sortie étant à relier à une colonne de l'écran de visualisation 25, un seul des commutateurs CA étant fermé à la fois.The pulse generator 11 produces on its 2 n outputs series of non-linearly distributed pulses corresponding to the instants t0 to t2 qn (timing diagram 7F) for respectively each pair of voltages (Vci, Vci + 1). It is connected at the output to the multiplexer 12 also receiving in address the n most significant bits of the binary word of q bits representing the gray level to display delivered by the data source 20. The multiplexer 12 makes it possible to switch to the counter 13 the series of pulses corresponding to the pair of voltages determined by the n most significant bits. The output of the multiplexer 12 serves as a clock at the counter 13 which is reset at the beginning of the line selection time by the screen controller 21. The counter 13 of qn bits is connected at the output to a comparator 14 which provides a comparing the word of qn bits supplied by the counter 13 and the qn least significant bits of the binary word provided by the data source 20. The output of the comparator 14 changes state when the value counted by the counter 13 becomes equal or greater than the value from the data source 20. The output of the comparator 14 is sent to the combinatorial logic stage 15 which also receives the n most significant bits, to control the passage of the voltage Vci (selected by the bits of high weight) at the voltage Vc + 1. This passage is provided by the control circuit 16 comprising the analog switches CA whose outputs form an output Cout of the control voltage generator of the columns 23, this output being to be connected to a column of the display screen 25, a single CA switches being closed at a time.

Un avantage du procédé de l'invention par rapport aux procédés conventionnels avec modulation temporelle de la tension est que les colonnes reçoivent moins d'informations à gérer pour une même qualité d'image mais également que l'utilisation du temps est optimisée. Pour exemple, dans un système à deux niveaux de tension (PWM classique), pour transcrire une image vidéo numérique en qualité HDTV 1080p, il faut au moins 12 bits pour un temps ligne d'environ 15µs. Une division linéaire du temps donne un intervalle d'échantillon de 15/212 # 3,7ns. Le passage à 8 bits augmente ce temps d'un facteur 16.An advantage of the method of the invention compared to conventional methods with temporal modulation of the voltage is that the columns receive less information to manage for the same image quality but also that the use of time is optimized. For example, in a system with two voltage levels (classical PWM), to transcribe an image digital video in HDTV 1080p quality, it takes at least 12 bits for a line time of about 15μs. A linear division of time gives a sample interval of 15/2 12 # 3.7ns. Switching to 8 bits increases this time by a factor of 16.

Plus précisément, dans le système de tension de la figure 4A, le blanc correspondant au niveau 255 pour un codage sur 8 bits est obtenu sur le point image considéré, lors du temps de sélection de ligne Tls, en appliquant la tension VLS sur la ligne et la tension minimum, par exemple VLNS = 0 Volt sur la colonne. En première approximation, pour obtenir le gris de niveau 254, il faut alors diminuer le temps d'excitation de la colonne de : Ψ = T l s [ 1 ( G 255 ) γ ]

Figure imgb0013

avec G=254, G étant le code du niveau de gris à afficher et γ valant environ 2,5.
Pour un temps de sélection de ligne Tls de 15µs, Ψ vaut environ 150ns. Tous les autres niveaux de gris G (variant de 0 à 254) sont obtenus avec des durées plus longues puisque les nuances de rang inférieurs sont obtenues en prolongeant cette diminution du temps d'excitation. Le choix de G valant 255 donne Ψ= 0 et la tension VcN+1 est maintenue pendant tout le temps de sélection de ligne Tls. Dans le procédé de l'invention, la durée d'impulsion la plus courte est donc 40 fois plus longue que celle à mettre en oeuvre avec un procédé linéaire.More precisely, in the voltage system of FIG. 4A, the white corresponding to the level 255 for an 8-bit coding is obtained on the image point considered, during the line selection time Tls, by applying the voltage VLS on the line and the minimum voltage, for example VLNS = 0 volts on the column. As a first approximation, to obtain the level 254 gray, it is then necessary to reduce the excitation time of the column by: Ψ = T l s [ 1 - ( BOY WUT 255 ) γ ]
Figure imgb0013

with G = 254, where G is the gray level code to be displayed and γ is approximately 2.5.
For a line selection time Tls of 15μs, Ψ is about 150ns. All other gray levels G (ranging from 0 to 254) are obtained with longer durations since lower rank grades are obtained by prolonging this decrease in excitation time. The choice of G equaling 255 gives Ψ = 0 and the voltage VcN + 1 is maintained throughout the line selection time Tls. In the process of the invention, the shortest pulse duration is therefore 40 times longer than that to be implemented with a linear process.

En résumé, le procédé selon l'invention permet d'augmenter la durée entre commutation tout en diminuant la consommation capacitive en minimisant les transitions de tensions appliquées aux colonnes lors du passage d'une ligne adressée à la suivante. Selon le niveau de gris à afficher, dans un couple de tension, on prévoit une commutation à des temps répartis sur des échelles non linéaires bien définies. Les bits de poids faibles du niveau de gris piloteront la réponse temporelle pour le niveau sélectionné alors que les bits de poids fort serviront aux choix des couples de tensions. Les valeurs des tensions seront préréglées de manière à obtenir une réponse homogène en luminance d'une tension à la suivante dans la suite. La réponse en tension d'une source d'électrons étant voisine de l'inverse de la fonction de transfert de correction de gamma, l'étagement des tensions peut s'établir avec des différences successives relativement proche les unes des autres.In summary, the method according to the invention makes it possible to increase the time between switching while decreasing the capacitive consumption by minimizing the transitions of voltages applied to the columns during the passage of a line addressed to the next. Depending on the gray level to be displayed, in a voltage pair, switching at times distributed on well-defined non-linear scales is provided. The low-order bits of the gray level will drive the time response for the selected level while the high-order bits will be used for the choice of voltage pairs. The values of the voltages will be preset so as to obtain a uniform luminance response from one voltage to the next in the following. Since the voltage response of an electron source is close to the inverse of the gamma correction transfer function, the voltage staging can be established with successive differences relatively close to one another.

Le procédé de l'invention n'est pas limité aux écrans de visualisation affichant des images de type vidéo, il peut s'appliquer à la commande d'un écran de visualisation n'affichant pas de signaux vidéo comme les écrans d'ordinateurs personnels. Dans ce cas, on dispose de signaux à appliquer aux colonnes qui sont linéairement codés. On peut en extraire par une table de conversion LUT les codes correspondants à la correction de gamma, afin d'afficher distinctement toutes les nuances de gris en réduisant le nombre d'échantillons (et donc avec des durées d'échantillon plus importantes).The method of the invention is not limited to display screens displaying video type images, it can be applied to the control of a display screen not displaying video signals such as personal computer screens. . In this case, there are signals to be applied to the columns which are linearly coded. The codes corresponding to the gamma correction can be extracted from a LUT conversion table in order to display all the shades of gray distinctly by reducing the number of samples (and therefore with longer sample durations).

Bien que plusieurs modes de réalisation de la présente invention aient été représentés et décrits de façon détaillée, on comprendra que différents changements et modifications puissent être apportés sans sortir du cadre de l'invention.Although several embodiments of the present invention have been shown and described in detail, it will be understood that different changes and modifications can be made without departing from the scope of the invention.

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Claims (10)

Procédé de commande d'un écran de visualisation matriciel avec des lignes (li) et des colonnes (cj) dont les intersections forment un point d'image (Pi,j), comprenant l'application à une ligne d'une tension de sélection de ligne (VLS) pendant un temps de sélection de ligne (Tls) et simultanément à une colonne d'une tension correspondant à un niveau de gris (G) à afficher au point image associé, caractérisé en ce que, ledit niveau de gris étant choisi parmi 2q niveaux et numériquement codé suivant une loi non linéaire conforme à la perception de la luminance par un oeil humain, les différentes tensions (Vci, Vci+1) à appliquer aux colonnes sont choisies dans une suite strictement croissante de (2n+1) tensions avec n entier ≥1, ces tensions étant réparties en N=2n couples de tensions consécutives, chaque couple permettant d'afficher une plage de niveaux de gris et en ce que le temps de sélection de ligne (Tls) est subdivisé en un ou plusieurs groupes de 2(q-n) intervalles de temps avec (q-n) entier >1, chaque groupe ayant la même durée, la répartition de ces 2(q-n) intervalles de temps dans un groupe se faisant, pour un couple de tensions, suivant une loi non linéaire présentant une fonction de transfert proche de l'inverse de celle ayant préalablement servi à coder les niveaux de gris pour la plage de niveau de gris correspondante, la tension appliquée à une colonne, pour un couple de tensions et un groupe d'intervalles de temps, soit prenant l'une des valeurs du couple de tensions pendant toute la durée du groupe, soit commutant au moins une fois, au cours de la durée du groupe, en fin d'un intervalle de temps, d'une valeur à l'autre du couple de tensions.A method of controlling a matrix display screen with lines (li) and columns (cj) whose intersections form an image point (Pi, j), comprising applying to a line a selection voltage line (TLS) and simultaneously with a column of a voltage corresponding to a gray level (G) to be displayed at the associated image point, characterized in that , said gray level being chosen from 2 q levels and numerically coded according to a nonlinear law consistent with the perception of luminance by a human eye, the different voltages (Vci, Vci + 1) to be applied to the columns are chosen in a strictly increasing sequence of (2 n +1) voltages with n ≥1, these voltages being distributed in N = 2 n consecutive pairs of voltages, each pair making it possible to display a range of gray levels and in that the line selection time (Tls) is subdivided into one or more groups of 2 (qn) time intervals with (qn) integer> 1, each group having the same duration, the distribution of these 2 (qn) time intervals in a group being, for a pair of voltages, according to a nonlinear law presenting a transfer function close to the inverse of that previously used to code the gray levels for the corresponding gray level range, the voltage applied to a column, for a pair of voltages and a group of time slots, either taking one of the values of the voltage pair during the whole duration of the group, either switching at least once, during the duration of the group, at the end of a time interval, from one value to another of the pair of voltages. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que la loi de codage d'un niveau de gris G est telle que : G = ( 2 q 1 ) × 4 , 5 × P G
Figure imgb0014

pour PG ≤0,018 et G = [ ( 1 , 099 × P G ) 0 , 45 0 , 099 ] ( 2 q 1 )
Figure imgb0015

pour PG > 0,018, PG étant un poids relatif attribué au niveau de gris.
Process according to claim 1,
characterized in that the law of coding a gray level G is such that: BOY WUT = ( two q - 1 ) × 4 , 5 × P BOY WUT
Figure imgb0014

for P G ≤0.018 and BOY WUT = [ ( 1 , 099 × P BOY WUT ) 0 , 45 - 0 , 099 ] ( two q - 1 )
Figure imgb0015

for P G > 0.018, where P G is a relative weight assigned to the gray level.
Procédé selon la revendication 2,
caractérisé en ce que pour un couple de tensions, une plage de niveaux de gris, un groupe d'intervalles de temps et un niveau de gris à afficher donnés, la tension du couple conduisant à la luminance la plus forte est appliquée pendant un intervalle de temps donné par :
Δ t= τ(PG-PGinf)/(PGsup-PGinf) avec τ durée d'un groupe de 2q-n intervalles de temps, PG poids du niveau de gris à afficher, PGsup et PGinf poids des niveaux de gris correspondants respectivement aux bornes supérieures et inférieures de la plage de niveaux de gris associée au couple de tensions.
Process according to claim 2,
characterized in that for a given pair of voltages, a range of gray levels, a given group of time intervals and a gray level to be displayed, the torque voltage leading to the highest luminance is applied during an interval of time given by:
Δ t = τ (P G -P Ginf ) / (P Gsup -P Ginf ) with τ duration of a group of 2 qn time intervals, P G weight of the gray level to display, P Gsup and P Ginf weight of corresponding gray levels at the upper and lower limits of the range of gray levels associated with the voltage pair.
Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lorsque le temps de sélection de ligne est subdivisé en deux groupes d'intervalles de temps, les intervalles de temps dans les deux groupes sont répartis symétriquement par rapport au milieu du temps de sélection de ligne.Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that when the line selection time is subdivided into two groups of time intervals, the time intervals in the two groups are distributed symmetrically with respect to the middle of the line selection time. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que pendant le temps de sélection de ligne la tension de sélection de ligne est exempte de transitoire de tension.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that during the line selection time the line selection voltage is free of voltage transients. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'écran est un écran plat à source d'électrons.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the screen is a flat screen with electron source. Dispositif de commande d'un écran de visualisation matriciel selon le procédé des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte : une source de donnée numériques (20) apte à fournir des mots binaires codés sur q bits selon la loi non linéaire conforme à la perception de la luminance par un oeil humain et représentant les codes des 2q niveaux de gris à afficher, un contrôleur d'écran (21) recevant des signaux de synchronisation de la source de données (20) et gérant des signaux propres à piloter un générateur de balayage des lignes (22) et un générateur de tensions de pilotage des colonnes (23) qui reçoit pour chaque colonne les codes des niveaux de gris à afficher et qui permet de générer, à partir d'un générateur de tensions discrètes (24), les tensions des couples de tension, et de commuter si nécessaire d'une tension à l'autre dans un couple et en ce que les mots binaires sont subdivisés en deux sous-mots l'un de n bits correspondant aux bits de poids fort et l'autre de q-n bits correspondant aux bits de poids faible, le générateur de tensions de pilotage des colonnes (23) comportant pour chaque colonne un étage de logique combinatoire (15) commandant une série (16) de commutateurs analogiques (CA) pour présélectionner un couple de tensions délivré par le générateur de tensions discrètes (24) à partir des n bits de poids fort d'un mot binaire et d'un signal issu d'un compteur (13) initialisé à chaque temps de sélection de ligne et pour basculer de l'une des tensions à l'autre du couple lorsque le compteur (13) a atteint la valeur correspondant aux q-n bits de poids faible du mot binaire. Device for controlling a matrix display screen according to the method of claims 1 to 6, characterized in that it comprises: a digital data source (20) capable of providing binary words encoded on q bits according to the non-linear law according to the perception of luminance by a human eye and representing the codes of the 2 q gray levels to be displayed, a screen controller (21) receiving synchronization signals from the data source (20) and managing signals suitable for driving a line scanning generator (22) and a column driving voltage generator (23) which receives for each column the codes of the gray levels to be displayed and which makes it possible to generate, from a discrete voltage generator (24), the voltages of the voltage torques, and to switch, if necessary, a voltage to the voltage other in a couple and in that the binary words are subdivided into two subwords one of n bits corresponding to the most significant bits and the other of qn bits corresponding to the least significant bits, the control voltage generator of the columns (23) comprising for each column a combinational logic stage (15) controlling a series (16) of analog switches (CA) to preselect a voltage pair delivered by the discrete voltage generator (24) from the n most significant bits of a binary word and a signal from a counter (13) initialized at each line selection time and to switch from one of the voltages to the other torque when the counter (13) has reached the value corresponding to the qn bits of low weight of the binary word. Dispositif de commande selon la revendication 7, caractérisé en ce que le compteur (13) reçoit une série d'impulsions non linéairement réparties correspondant au couple de tensions venant d'un générateur d'impulsions (11) relié au contrôleur d'écran via un multiplexeur (12) recevant par ailleurs en adresse les n bits de poids fort du mot binaire délivré par la source de données (20).Control device according to claim 7, characterized in that the counter (13) receives a series of non-linearly distributed pulses corresponding to the torque of voltages coming from a pulse generator (11) connected to the screen controller via a multiplexer (12) also receiving in address the n most significant bits of the binary word delivered by the data source (20). Dispositif de commande selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'étage de logique combinatoire (15) reçoit les n bits de poids fort du mot binaire délivré par la source de données (20) via un registre à décalage associé à des bascules de mémorisation (10).Control device according to one of claims 7 or 8, characterized in that the combinational logic stage (15) receives the n most significant bits of the binary word delivered by the data source (20) via a shift register associated with memory latches (10). Dispositif de commande selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'étage de logique combinatoire (15) est relié au compteur (13) via un comparateur (14) qui assure une comparaison entre le signal issu du compteur (13) et les q-n bits de poids faible du mot binaire délivré par la source de données (20).Control device according to one of Claims 7 to 9, characterized in that the combinational logic stage (15) is connected to the counter (13) via a comparator (14) which compares the signal from the counter ( 13) and the qn least significant bits of the binary word delivered by the data source (20).
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