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WO2007137994A2 - Procede d'affichage sequentiel couleur par modulation de duree - Google Patents

Procede d'affichage sequentiel couleur par modulation de duree Download PDF

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WO2007137994A2
WO2007137994A2 PCT/EP2007/055065 EP2007055065W WO2007137994A2 WO 2007137994 A2 WO2007137994 A2 WO 2007137994A2 EP 2007055065 W EP2007055065 W EP 2007055065W WO 2007137994 A2 WO2007137994 A2 WO 2007137994A2
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WO
WIPO (PCT)
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primary
image
imager
pij
pixels
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/055065
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English (en)
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WO2007137994A3 (fr
Inventor
Patrick Morvan
Jonathan Kervec
Julien Thollot
Original Assignee
Thomson Licensing
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Publication date
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Priority to DE602007012083T priority patent/DE602007012083D1/de
Priority to US12/227,666 priority patent/US8184133B2/en
Publication of WO2007137994A2 publication Critical patent/WO2007137994A2/fr
Publication of WO2007137994A3 publication Critical patent/WO2007137994A3/fr

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Definitions

  • the invention relates to a method for displaying a sequence of color images using an imager having a two-dimensional array of activatable pixels; each of the images is decomposable into at least one series of at least three primary images of different primary colors; for displaying any color image of this sequence, the pixels of the three primary images of this series are successively displayed by modulating the activation duration of said corresponding pixels of the imager.
  • US6392656, US6972736 and US6756956 disclose such a method.
  • the beginning of the activation of the pixels of each primary image generally occurs at the beginning of the display of this image; the time difference that is then generated between the display of these primary images generates color break-up defects.
  • An object of the invention is to limit this type of defect.
  • the subject of the invention is a method for displaying a sequence of color images using an imager equipped with a two-dimensional array of activatable pixels, in which, for the display of at least one color image of said sequence, said image being decomposed into at least one series of at least three successive primary primary color images, the pixels of said three primary images of the at least one series are successively displayed by modulating the duration of activation of said corresponding pixels of the imager, in which process, for each series having a duration T R , if one defines, for each pixel Py of said color image:
  • said relation is applicable for each of the images to be displayed of said sequence.
  • the invention applies to each of these series; the series may have identical or different durations.
  • the display of an image of this sequence is obtained by the successive display of three subframes of different primary colors, generally red, green and blue.
  • the activation phases of the pixels are generally positioned in the same way regardless of the primary image to be displayed, for example at the beginning of the subframe or in the middle of the subframe; the identical positioning of the activation phases implies the following relation: (d off 12, Pij + d off 23, Pij )> [T R - (d ⁇ + d 2, Pij + d 3, Pij )] / 2 .
  • the distribution of the activation phases of the pixels in three successive sub-frames of the same series is tightened compared to the prior art: the periods of activating the pixels of the first primary image towards the end of the subframe of this first image, and, during the subframe of the third primary image, shifting the activation periods of the pixels of this third primary image. towards the beginning of the subframe of this third image.
  • the pixels are not displayed by modulating the activation duration of these pixels as in the invention, but by modulating the amplitude of the backlighting ("backlight");
  • the black periods at the end of the frame in FIGS. 1 OC, 12 C do not correspond to a time interval between the end of the activation of a pixel to display a primary image and the beginning of the activation of the same pixel to display another primary image of the same series (or even frame), but of another series (or other frame).
  • pixel activation here induces the emission of this pixel (upstream of a liquid crystal cell for example) and can not, as in US6570554, designate the activation of the backlighting. a liquid crystal cell.
  • T 82 is the maximum permissible duration of activation of the pixels of said imager during the display of the second primary image, it has, whatever said pixel Py, the relation: (doff. ⁇ -pi j + doff - 23 -Pi j + d 2 _pi j ) ⁇ T S2 ; advantageously, said relation is applicable for each of the images to be displayed of said sequence.
  • all the activation pulses of the pixels preferably end at the end of this subframe, and during the subframe of the third image.
  • all the pixel activation pulses preferably all start at the beginning of this subframe.
  • This relation implies that, for each series, the pixel activation phases for the display of the second primary image are centered with respect to the activation phases of the pixels for the display of the first and third primary images of the pixels.
  • This relation implies that, for each series, the activation phases of the pixels for the display of the second primary image are contiguous to the activation phase of the pixels for the display of the first or third primary image of this image. series.
  • the primary color associated with said second primary image is green; the other primary colors, that of the first image and that of the second image, are preferably red and blue; thus, according to the invention, it is the subframes red and blue which are close to the green subframe, to reduce, in particular, the defects of color break.
  • the invention also relates to an image display system comprising a matrix imager equipped with a two-dimensional array of activatable pixels and means for activating said pixels which are adapted to apply the method according to the invention.
  • the activatable pixels of said imager are formed by electro-optical valves, and the system further comprises means for successively illuminating said imager with each primary color.
  • the imager is then illuminated by the corresponding primary color from the illumination means.
  • the duration of illumination of each primary color is then the maximum permissible duration of activation of the pixels of the imager during the display of the primary image corresponding to this primary color.
  • said illumination means comprise a light source emitting in said three primary colors, optical means for directing the light emitted by said source onto the electro-optical valve network of said imager and a colored wheel which is interposed on the path this light between said source and said imager and which comprises segments of color filters, each filter being adapted to transmit one of the different primary colors emitted by the source.
  • the rotation of the wheel coloring allows to illuminate successively the imager by each primary color.
  • the system comprises a projection lens adapted and positioned to produce the image of said imager on a projection zone.
  • This projection zone is generally formed by a projection screen which, optionally, can be integrated into the system (in the case of backlights).
  • FIG. 2 shows a pixel control circuit of the imager of the image display system of FIG. 1;
  • FIG. 3 represents the colored wheel of the image display system of FIG. 1 and the division of the duration T F of an image frame into two periods.
  • T R of rotation of this wheel themselves subdivided into three phases 1, 2 and 3 of illumination by different primary colors, respective durations T S1 , T 82 and T 83 ;
  • FIG. 4 shows, for the same pixel of a color image to be displayed by a first embodiment of the method according to the invention, the following timing diagrams: V V IDEO video signal and VRAMP reference signal, V MIR voltage applied to the lower electrode of the optical valve corresponding to this pixel, V ITO voltage applied to the upper electrode of this same optical valve, potential difference between the electrodes of this valve, staggering of the activation phases of this valve which as a result, and staggering of the illumination phases of this valve according to Figure 3;
  • FIGS. 5 and 6 represent the same chronograms, for the same pixel of a color image to be displayed respectively by a second and a third mode of implementation of the method according to the invention.
  • a matrix imager 1 comprising a two-dimensional array of activatable pixels Py, here liquid crystal valves; these pixels are divided into columns i and lines j; as illustrated in FIG. 2, each valve comprises a liquid crystal cell LC interposed between a top transparent ITO electrode and a lower MIR reflecting electrode; the upper transparent electrode is common to all the valves of the imager;
  • illumination means of this imager comprising a light source 2 fed by a power supply 8 and emitting in three primary colors listed C1 for the red color, C2 for the green color and C3 for the blue color, unrepresented optical means adapted to direct the light emitted by this source onto the array of liquid crystal valves of the imager 1, and a colored wheel 3 interposed on the beam path of the source illuminating the imager;
  • the colored wheel 3 comprises three segments S 1 , S 2 , S 3 of color filters passing respectively the first (red), second (green) and third (blue) primary emission color of the source 2;
  • this colored wheel is driven by a motor 7 so as to be able to illuminate successively the imager 3 with each primary color during a rotation of this wheel; the rotation period of this wheel is named T R ;
  • a projection lens 4 adapted and positioned to make the image of the imager 1 on a projection area not shown;
  • system control means 5 which, associated with activation means of each optical valve Cy shown in FIG. 2, make it possible to control the activation of the pixels Py of the imager, of the light source 2 via its power supply 8, and the rotation of the colored wheel 3 via its drive motor 7;
  • an input interface 6 able to receive video signals representative of the images of a video sequence, and to decompose each image into two series of three primary images, a first primary image of red color, and a second primary image of green color. , and a third image of blue color.
  • the matrix imager 1 further comprises an array of control circuits, thus forming what is called an active matrix; each circuit is for the control of a pixel; each circuit CJ; which controls a pixel Py includes:
  • two memories MA, MB adapted to store video video data V representative of the corresponding pixel of a primary image to be displayed;
  • a multiplexer MUX connected to the two memories MA, MB, which is adapted to select the contents of one or the other memory;
  • a comparator COMP connected to the output of the multiplexer MUX and to a reference input RAMP of the circuit, adapted to compare the video content V of the memory selected by the multiplexer MUX and the signal VRAMP applied to the reference input RAMP, in order to deliver an output signal V MIR of high value V MIR . H or low value V MIR . L , according to the following logic:
  • Each control circuit Cy therefore comprises the following inputs: memory inputs, already described, connected to column electrodes Xj;
  • the duration T F of each image of this sequence, or image frame duration, is divided here into two series of three primary images; each series of three primary images corresponds to a rotation period T R of the colored wheel.
  • the input interface 6 delivers to the control means 5 series of three primary images; each primary image is output as a video signal for each pixel of that image to be displayed; With reference to FIG.
  • the video signals of each pixel control circuit are loaded into the memories MA or MB.
  • displaying the pixels of the second primary image, which is to be displayed immediately after the first being displayed; for this loading, one proceeds for example by selecting each line of pixels of the imager and, a line being selected, using the access control for example W_MA of the memories MA, the access of the memories MA is opened of each control circuit of the pixels of this line and, using the column electrodes X ⁇ , these values are addressed to the values of the video data of the pixels of the corresponding line of the image to be displayed; when all the second primary image to be displayed is thus stored in the active matrix of the imager and the illumination duration T 81 in the first primary color has elapsed, using the SEL_MA_MB memory selection command, one triggers the delivery by the MUX multiplexers of these V ⁇ IDEO video signals to one of the inputs of the COMP comparators; simultaneously, a ramp signal VRAMP R2 as
  • each control comparator Cy compares the signals V VIDEO and VRAMP- and outputs a logic signal V MIR ;
  • the shape of the ramp signal VRAMP ⁇ 2 here implies, as illustrated in the second graph of FIG. 4, a centering of the pixel activation phases, of duration d 2 _ Pij , on the illumination phase of the imager by the second primary color, of duration T 82 .
  • V ITO potential applied to the transparent upper electrode of the electro-optical valves this potential is here equal to V MIR .
  • H The fourth graph of FIG. 4 gives the voltage V LC applied across the optical valves, which is equal to V MIR -V ITO .
  • the display of the third and of the first primary image is obtained according to the same method, extrapolated from the method for displaying the second primary image;
  • the "activation" graph in FIG. 4 gives the staggering of the three pixel activation periods that result: we see that:
  • control method which has just been described makes it possible to substantially reduce the color-breaking defects for the video-sequence display.
  • reference signals in the form of a ramp for controlling the transmission duration of the pixels of an imager is described in the prior art, for example in the document US2001 -026261.
  • a second embodiment of the method according to the invention will now be described, again for displaying a sequence of images using the image display system which has just been described.
  • the invention includes case where the end or the beginning of these phases do not coincide, as long as the following relation is satisfied: (doff- 12 -Pi j + doff- 23 -Pi j ) ⁇ [TR - (di-Pi j + d 2 Pij + d 3, Pij )] / 2.
  • each series has a number of primary images greater than three, as long as there are three successive in each series to apply the method according to the invention; by extension, among the primary colors, one can even count a color of white tint.
  • the invention has been described with reference to a projection image display system where the activatable pixels of the imager are liquid crystal valves; other activatable pixels can be used without departing from the invention, such as micromirror pixels (DMD) or LED pixels, especially when they are controllable in time modulation in an analog manner, as described for example in US6590549. Note that in the document WO2006 / 003091, the micromirroirs are not controllable analogically.
  • the invention has been described with reference to a projection image display system; other image display systems may be used to implement the invention.

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Abstract

Chaque image couleur est décomposée en au moins une série d'au moins trois images primaires successives de couleurs primaires différentes, qui sont affichées successivement par modulation de la durée d'activation des pixels d'un imageur ; selon l'invention, on resserre la distribution des phases d'activation des pixels dans les trois sous-trames successives : on décale les périodes d'activation des pixels de la première image primaire vers la fin de la sous-trame de cette première image, et, lors de la sous-trame de la troisième image primaire, on décale les périodes d'activation des pixels de cette troisième image primaire vers le début de la sous-trame de cette troisième image. On diminue ainsi avantageusement les défauts de rupture de couleur.

Description

PROCEDE D'AFFICHAGE SEQUENTIEL COULEUR PAR MODULATION DE
DUREE
L'invention concerne un procédé d'affichage d'une séquence d'images en couleur à l'aide d'un imageur doté d'un réseau bidimensionnel de pixels activables ; chacune des images est décomposable en au moins une série d'au moins trois images primaires de différentes couleurs primaires ; pour l'affichage d'une image en couleur quelconque de cette séquence, on affiche successivement les pixels des trois images primaires de cette série par modulation de la durée d'activation desdits pixels correspondant de l'imageur. Les documents US6392656, US6972736 et US6756956 décrivent un tel procédé.
Dans ce procédé, le début de l'activation des pixels de chaque image primaire intervient généralement au début de l'affichage de cette image ; l'écart temporel qui est alors généré entre l'affichage de ces images primaires génère des défauts de rupture de couleur (« color break-up » en langue anglaise) . Un but de l'invention est de limiter ce type de défaut.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'affichage d'une séquence d'images en couleur à l'aide d'un imageur doté d'un réseau bidimensionnel de pixels activables, dans lequel, pour l'affichage d'au moins une image en couleur de ladite séquence, ladite image étant décomposée en au moins une série d'au moins trois images primaires successives de couleurs primaires différentes, on affiche successivement les pixels desdites trois images primaires de l'au moins une série par modulation de la durée d'activation desdits pixels correspondant de l'imageur, procédé dans lequel, pour chaque série ayant une durée TR, si l'on définit, pour chaque pixel Py de ladite image couleur :
- dμpy, Cl2-PiJ, d3_Pij comme les durées d'activation dudit pixel pour l'affichage, respectivement, de la première, de la deuxième et de la troisième image primaire de ladite série,
- doff-i2-pij comme l'intervalle de temps entre la fin toff.i.py de l'activation dudit pixel Py pour afficher ladite première image primaire de ladite série et le début ton-2-Pij de l'activation du même pixel Py pour afficher ladite deuxième image primaire de la même série, - doff-23-Pij comme l'intervalle de temps entre la fin tOff-2-Pij de l'activation dudit pixel Py pour afficher ladite deuxième image primaire de ladite série et le début W-3-Pij de l'activation du même pixel Py pour afficher ladite troisième image primaire de la même série, > on a, quel que soit ledit pixel Py de l'imageur et pour chaque série, la relation :
(doff-i2-Pij + doff-23-Pij) < [TR - (di-Pij + d2.Pij + d3.Pij)]/2. Avantageusement, ladite relation est applicable pour chacune des images à afficher de ladite séquence. Dans le cas où les images de la séquence vidéo sont décomposées une pluralité de séries d'au moins trois images primaires successives, l'invention s'applique à chacune de ces séries ; les séries peuvent avoir des durées identiques ou différentes.
L'affichage d'une image de cette séquence est obtenu par l'affichage successif de trois sous-trames de couleurs primaires différentes, généralement rouge, verte et bleue. Dans l'art antérieur, les phases d'activation des pixels sont généralement positionnées de la même façon quelle que soit l'image primaire à afficher, soit par exemple en début de sous-trame ou en milieu de sous-trame ; le positionnement identique des phases d'activation implique la relation suivante : (doff.12.Pij + doff.23.Pij) > [T R - ( d^ + d2.Pij + d3.Pij)]/2 . Selon l'invention, afin de réduire les défauts de rupture de couleurs, on resserre la distribution des phases d'activation des pixels dans trois sous-trames successives d'une même série par rapport à l'art antérieur : on décale les périodes d'activation des pixels de la première image primaire vers la fin de la sous-trame de cette première image, et, lors de la sous-trame de la troisième image primaire, on décale les périodes d'activation des pixels de cette troisième image primaire vers le début de la sous-trame de cette troisième image. On diminue ainsi avantageusement les défauts de rupture de couleur (« color break-up » en langue anglaise) à l'affichage de la séquence vidéo. A noter que, dans le document US6570554 :
- l'affichage des pixels n'est pas réalisé par modulation de la durée d'activation de ces pixels comme dans l'invention, mais par modulation de l'amplitude du rétro-éclairage (« backlight ») ;
- les périodes « noires » dOfr-i2-Pij - doff-23-Pij entre l'activation d'un même pixel d'images primaires différentes d'une même série (c'est-à-dire d'une même trame) sont identiques (voir les distances dOfr-i2-Pij entre R et G successifs d'une part, et doff-23-pjj entre G et B successifs d'autre part, sur les figures 4C, 1OC, 12C) ;
- les périodes noires en fin de trame sur les figures 1OC, 12C ne correspondent pas à une intervalle de temps entre la fin de l'activation d'un pixel pour afficher une image primaire et le début de l'activation du même pixel pour afficher une autre image primaire de la même série (ou même trame), mais d'une autre série (ou autre trame). A noter également que le terme « activation de pixel » induit ici l'émission de ce pixel (en amont d'une cellule à cristaux liquides par exemple) et ne saurait, comme dans US6570554, désigner l'activation du rétro-éclairage d'une cellule à cristaux liquides.
De préférence, si T82 est la durée maximum admissible d'activation des pixels dudit imageur pendant l'affichage de la deuxième image primaire, on a, quel que soit ledit pixel Py, la relation : (doff.π-pij + doff-23-Pij + d2_pij) ≤ T S2 ; avantageusement, ladite relation est applicable pour chacune des images à afficher de ladite séquence.
Selon cette variante avantageuse, lors de la sous-trame de la première image primaire, toutes les impulsions d'activation des pixels se terminent de préférence toutes à la fin de cette sous-trame, et lors de la sous-trame de la troisième image primaire, toutes les impulsions d'activation des pixels commencent de préférence toutes au début de cette sous-trame. On diminue ainsi encore plus significativement les défauts de rupture de couleur (« color break-up » en langue anglaise) à l'affichage de la séquence vidéo. Selon une première variante préférentielle, on a en outre la relation : doff-i2-pij = doff-23-pjj ; cette relation s'applique alors à chaque pixel Pij des images en couleur de ladite séquence, pour chaque série d'au moins trois images primaires destinée à afficher chacune de ces images. Cette relation implique que, pour chaque série, les phases d'activation des pixels pour l'affichage de la deuxième image primaire sont centrées par rapport aux phases d'activation des pixels pour l'affichage de la première et de la troisième image primaire de cette série. Selon une autre variante préférentielle, on a en outre la relation : dOfr-i2-Pij = 0 et/ou doff-23-pjj = 0 ; cette relation s'applique alors à chaque pixel Pij des images en couleur de ladite séquence, pour chaque série d'au moins trois images primaires destinée à afficher chacune de ces images. Cette relation implique que, pour chaque série, les phases d'activation des pixels pour l'affichage de la deuxième image primaire sont accolées à la phase d'activation des pixels pour l'affichage de la première ou de la troisième image primaire de cette série. De préférence, la couleur primaire associée à ladite deuxième image primaire est de teinte verte ; les autres couleurs primaires, celle de la première image et celle de la deuxième image, sont de préférence rouge et bleue ; ainsi, selon l'invention, ce sont les sous-trames rouge et bleue qui se rapprochent de la sous-trame verte, pour diminuer, notamment, les défaut de rupture de couleur. L'invention a également pour objet un système d'affichage d'images comprenant un imageur matriciel doté d'un réseau bidimensionnel de pixels activables et des moyens d'activation desdits pixels qui sont adaptés pour appliquer le procédé selon l'invention.
De préférence, les pixels activables dudit imageur sont formés par des valves électro-optiques, et le système comprend en outre des moyens pour éclairer successivement ledit imageur par chaque couleur primaire. Pour l'affichage de chaque image primaire, l'imageur est alors éclairé par la couleur primaire correspondante provenant des moyens d'éclairement. La durée d'éclairement de chaque couleur primaire est alors la durée maximum admissible d'activation des pixels de l'imageur pendant l'affichage de l'image primaire correspondant à cette couleur primaire.
De préférence, lesdits moyens d'éclairement comprennent une source lumineuse émettant dans lesdites trois couleurs primaires, des moyens optiques pour diriger la lumière émise par cette source sur le réseau de valves électro-optiques dudit imageur et une roue colorée qui est interposée sur le trajet de cette lumière entre ladite source et ledit imageur et qui comprend des segments de filtres colorés, chaque filtre étant adapté pour transmettre une des différentes couleurs primaires émises par la source. La rotation de la roue colorée permet ainsi d'éclairer successivement l'imageur par chaque couleur primaire.
De préférence, le système comprend un objectif de projection adapté et positionné pour réaliser l'image dudit imageur sur une zone de projection. Cette zone de projection est généralement formée par un écran de projection qui, optionnellement, peut être intégré au système (cas des rétro-projecteurs). L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, et en référence aux figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 illustre schématiquement un mode de réalisation d'un système d'affichage d'images permettant d'utiliser le procédé selon l'invention ;
- la figure 2 représente un circuit de commande de pixel de l'imageur du système d'affichage d'images de la figure 1 ;
- la figure 3 représente la roue colorée du système d'affichage d'images de la figure 1 et le découpage de la durée TF d'une trame d'image en deux périodes
TR de rotation de cette roue, elles-mêmes subdivisées en trois phases 1 , 2 et 3 d'illumination par différentes couleurs primaires, de durées respectives TS1, T82 et T83 ;
- la figure 4 représente, pour un même pixel d'une image couleur à afficher par un premier mode de mise en œuvre du procédé selon l'invention, les chronogrammes suivants : signal vidéo VVIDEO et signal de référence VRAMP, tension VMIR appliquée à l'électrode inférieure de la valve optique correspondant à ce pixel, tension VITO appliquée à l'électrode supérieure de cette même valve optique, différence de potentiel entre les électrodes de cette valve, échelonnement des phases d'activation de cette valve qui en résulte, et échelonnement des phases d'illumination de cette valve conformément à la figure 3 ;
- les figures 5 et 6 représentent les mêmes chronogrammes, pour un même pixel d'une image couleur à afficher respectivement par un deuxième et un troisième mode de mise en œuvre du procédé selon l'invention.
Les figures représentant des chronogrammes ne prennent pas en compte d'échelle de valeurs afin de mieux faire apparaître certains détails qui n'apparaîtraient pas clairement si les proportions avaient été respectées. On va maintenant décrire, en référence à la figure 1 , un mode de réalisation du système d'affichage d'images selon l'invention ; ce système comprend :
- un imageur matriciel 1 comprenant un réseau bidimensionnel de pixels activables Py, ici des valves à cristaux liquides ; ces pixels sont répartis en colonnes i et en lignes j ; comme illustré à la figure 2, chaque valve comprend une cellule à cristaux liquides LC intercalée entre une électrode supérieure transparente en ITO et une électrode inférieure réfléchissante MIR ; l'électrode supérieure transparente est commune à toutes les valves de l'imageur ;
- des moyens d'illumination de cet imageur comprenant une source lumineuse 2 alimentée par une alimentation électrique 8 et émettant dans trois couleurs primaires répertoriées C1 pour la couleur rouge, C2 pour la couleur verte et C3 pour la couleur bleue, des moyens optiques non représentés adaptés pour diriger la lumière émise par cette source sur le réseau de valves à cristaux liquides de l'imageur 1 , et une roue colorée 3 interposée sur le trajet du faisceau de la source éclairant l'imageur ; la roue colorée 3 comprend trois segments S1, S2, S3 de filtres colorés laissant passer respectivement la première (rouge), la deuxième (verte) et la troisième (bleue) couleur primaire d'émission de la source 2 ; cette roue colorée est entraînée par un moteur 7 de manière à pouvoir éclairer successivement l'imageur 3 par chaque couleur primaire lors d'une rotation de cette roue ; la période de rotation de cette roue est nommée TR ;
- un objectif de projection 4 adapté et positionné pour réaliser l'image de l'imageur 1 sur une zone de projection non représentée ;
- des moyens de contrôle du système 5 qui, associés à des moyens d'activation de chaque valve optique Cy représentés à la figure 2, permettent de contrôler l'activation des pixels Py de l'imageur, de la source lumineuse 2 via son alimentation 8, et la rotation de la roue colorée 3 via son moteur d'entraînement 7 ;
- une interface d'entrée 6 apte à recevoir des signaux vidéo représentatifs des images d'une séquence vidéo, et à décomposer chaque image en deux séries de trois images primaires, une première image primaire de couleur rouge, une deuxième image primaire de couleur verte, et une troisième image de couleur bleue. Les largeurs angulaires des segment S1, S2, S3 de filtre coloré de la roue colorée 3 sont de préférence adaptées d'une manière connue en elle-même pour que, lors de chaque rotation de cette roue, les durées d'éclairement TS1, T82, T83 de l'imageur dans chaque couleur primaire soient adaptées pour que la fusion des éclairements qui en résulte forme une teinte blanche ; cette teinte blanche correspond généralement à une température de couleur cible ; cette disposition permet avantageusement de tirer le meilleur parti du flux lumineux émis par la source 2 ; par commodité, on a choisi ici T81 = T82 = T83. En référence à la figure 2, l'imageur matriciel 1 comprend en outre un réseau de circuits de commande, formant ainsi ce qu'on appelle une matrice active ; chaque circuit est destiné à la commande d'un pixel ; chaque circuit CJ; qui commande un pixel Py comprend :
- deux mémoires MA, MB adaptées pour stocker une donnée vidéo Vvidéo représentative du pixel correspondant d'une image primaire à afficher ; - un multiplexeur MUX relié aux deux mémoires MA, MB, qui est adapté pour sélectionner le contenu de l'une ou de l'autre mémoire ;
- un comparateur COMP relié à la sortie du multiplexeur MUX et à une entrée de référence RAMP du circuit, adapté pour comparer le contenu Vvidéo de la mémoire sélectionnée par le multiplexeur MUX et le signal VRAMP appliqué sur l'entrée de référence RAMP, de manière à délivrer un signal de sortie VMIR de valeur haute VMIR.H ou de valeur basse VMIR.L, selon la logique suivante : si
Vvidéo > VRAMP - alors VMIR = VMIR-H> sinon VMIR = VMIR-L ! la sortie de ce comparateur est reliée à l'électrode inférieure réfléchissante MIR du pixel Py . Chaque circuit de commande Cy comprend donc les entrées suivantes : - des entrées mémoires, déjà décrites, reliées à des électrodes de colonnes Xj ;
- des commandes d'accès W_MA et W_MB aux mémoires MA et MB, reliées à des électrodes de lignes, non représentées ; ainsi, tous les circuits de commande CJ; d'une même ligne j partagent ces commandes d'accès ;
- une commande de sélection des mémoires SEL_MA_MB, et une entrée de référence RAMP, déjà décrites, reliées chacune à une électrode commune au panneau ; ainsi, tous les circuits de commande Cjj de l'imageur 1 partagent la même commande de sélection des mémoires et le même signal de référence ; On va maintenant décrire un premier mode de mise en œuvre du procédé selon l'invention pour l'affichage d'une séquence d'images à l'aide du système d'affichage d'images qui vient d'être décrit.
La durée TF de chaque image de cette séquence, ou durée de trame d'image, est divisée ici en deux séries de trois images primaires ; chaque série de trois images primaires correspond à une période TR de rotation de la roue colorée. Comme indiqué précédemment, le temps alloué à l'éclairement de l'imageur par chaque couleur primaire lors d'un tour de roue colorée est ici T81 = T82 = T83 ; on a donc TR = T81 + T82 + T83 et TF = 2 x TR ; on a par exemple TF = 20 ms. L'interface d'entrée 6 délivre aux moyens de contrôle 5 des séries de trois images primaires ; chaque image primaire est délivrée sous la forme d'un signal vidéo pour chaque pixel de cette image à afficher ; en référence à la figure 3, pendant l'affichage d'une première image primaire d'une série, grâce aux moyens de contrôle, on charge, dans les mémoires MA ou MB de chaque circuit de commande des pixels, les signaux vidéo d'affichage des pixels de la deuxième image primaire, qui est à afficher immédiatement après la première en cours d'affichage ; pour ce chargement, on procède par exemple en sélectionnant chaque ligne de pixels de l'imageur et, une ligne étant sélectionnée, à l'aide de la commande d'accès par exemple W_MA des mémoires MA, on ouvre l'accès des mémoires MA de chaque circuit de commande des pixels de cette ligne et, à l'aide des électrodes de colonne X{, on adresse à ces mémoires les valeurs des données vidéo des pixels de la ligne correspondante de l'image à afficher ; lorsque toute la deuxième image primaire à afficher est ainsi stockée dans la matrice active de l'imageur et que la durée d'éclairement T81 dans la première couleur primaire est écoulée, à l'aide de la commande SEL_MA_MB de sélection des mémoires, on déclenche la délivrance par les multiplexeurs MUX de ces signaux vidéo VγIDEO à l'une des entrées des comparateurs COMP ; simultanément, on envoie sur l'entrée de référence RAMP de ces comparateurs COMP un signal de rampe VRAMP = R2 tel que représenté au graphique supérieur de la figure 4 ; il s'agit ici d'un signal linéaire croissant pendant la première moitié de la phase d'éclairement de l'imageur dans la deuxième couleur primaire, puis linéaire décroissant pendant la deuxième moitié de cette phase d'éclairement ; pendant que l'imageur est éclairé maintenant par la deuxième couleur primaire, chaque comparateur de circuit de commande Cy compare les signaux V VIDEO et VRAMP- et délivre un signal logique VMIR ; la forme du signal de rampe VRAMP = ^2 implique ici, comme l'illustre le deuxième graphique de la figure 4, un centrage des phases d'activation des pixels, de durée d2_Pij, sur la phase d'illumination de l'imageur par la deuxième couleur primaire, de durée T82. Le troisième graphique de la figure 4 donne la valeur du potentiel VITO appliqué à l'électrode supérieure transparente des valves électro-optiques : ce potentiel est ici égal à VMIR.H . Le quatrième graphique de la figure 4 donne la tension VLC appliquée aux bornes des valves optiques, qui est égale à VMIR - VITO.
Pour chaque série d'images primaires à afficher, on obtient l'affichage de la troisième et de la première image primaire selon le même procédé, extrapolé du procédé d'affichage de la deuxième image primaire ; le graphique supérieur de la figure 4 donne le signal VRAMP = R1 appliqué pendant l'affichage de la première image primaire, qui est linéaire décroissant, et le signal VRAMP = R3 appliqué pendant l'affichage de la troisième image primaire, qui est linéaire décroissant ; le graphique « activation » de la figure 4 donne l'échelonnement des trois périodes d'activation des pixels qui en résulte : on voit que :
- la fin des phases d'activation de tous les pixels de la première image primaire de chaque série coïncide avec la fin de la phase d'illumination de l'imageur par la première image primaire ;
- le début des phases d'activation de tous les pixels de la troisième image primaire de chaque série coïncide avec le début de la phase d'illumination de l'imageur par la troisième image primaire. Ainsi, si l'on définit, pour chaque pixel Py de l'image couleur à afficher :
- dμpy, Cl2-PiJ, d3_Pij comme les durées d'activation de ce pixel pour l'affichage, respectivement, de la première, de la deuxième et de la troisième image primaire de ladite série,
- doff-i2-pij comme l'intervalle de temps entre la fin toff.i.py de l'activation de ce pixel Py pour afficher la première image primaire et le début -on-2-pij de l'activation du même pixel Py pour afficher cette deuxième image primaire, - doff-23-Pij comme l'intervalle de temps entre la fin tOff-2-py de l'activation de ce pixel Py pour afficher la deuxième image primaire et le début ton-3-pij de l'activation du même pixel Py pour afficher la troisième image primaire, on constate que : - on a la relation : doff.12.Pij + d2.Pij + doff_23-pij = T82 ;
- du fait du centrage des phases d'activation des pixels pour l'affichage des deuxièmes images primaires de chaque série, on a dOfr-i2-Pij = ^os-23-?iy
Le procédé de pilotage qui vient d'être décrit permet de diminuer sensiblement les défauts de rupture de couleurs pour l'affichage de séquence vidéo. A noter que l'utilisation de signaux de référence en forme de rampe pour le pilotage en modulation de durée d'émission des pixels d'un imageur est décrite dans l'art antérieur, par exemple dans le document US2001 -026261. On va maintenant décrire un deuxième mode de mise en œuvre du procédé selon l'invention, toujours pour l'affichage d'une séquence d'images à l'aide du système d'affichage d'images qui vient d'être décrit.
La seule différence avec le premier procédé qui vient d'être décrit réside dans la forme du signal de référence VJ^MP ; ici, dans chaque série de trois images primaires, au lieu de la succession précédente R1, R2, R3, on a, en référence à la figure 5, la succession R\ : linéaire décroissant, R'2 : linéaire à nouveau décroissant, et R'3 : linéaire croissant, de sorte que l'intervalle de temps d'off-12- Py entre la fin de l'activation de chaque pixel Py pour afficher la première image primaire, rouge, et le début de l'activation du même pixel Py pour afficher la deuxième image primaire, verte, est toujours nul ; on a toujours la relation (d'off-12-Pij =0) + d'2-pij + d'off.^.pij = T82 ; dans ce mode de réalisation, les phases d'activation de tous les pixels de la première image primaire, rouge , sont accolés aux phases d'activation de tous les pixels de la deuxième image primaire, verte ; on obtient également une diminution sensible des défauts de rupture de couleurs pour l'affichage de séquence vidéo. On va maintenant décrire un troisième mode de mise en œuvre du procédé selon l'invention, toujours pour l'affichage d'une séquence d'images à l'aide du même système d'affichage d'images. La seule différence avec le premier procédé réside également dans la forme du signal de référence VJ^MP ; ici, dans chaque série de trois images primaires, au lieu de la succession R1, R2, R3 du premier mode de réalisation, on a, en référence à la figure 6, la succession FT 1 = R\ : linéaire décroissant, R"2 : linéaire croissant, et R"3 = R'3 : linéaire croissant, de sorte que l'intervalle de temps d'Off-23-pij entre la fin de l'activation de chaque pixel Py pour afficher la deuxième image primaire, verte, et le début de l'activation du même pixel Py pour afficher la troisième image primaire, bleue, est toujours nul ; on a toujours la relation d" Ofr-i2-Pij + d" 2_pij + (d'Off-23-Pij =0) = T$2 ! dans ce mode de réalisation, les phases d'activation de tous les pixels de la deuxième image primaire, verte, sont accolés aux phases d'activation de tous les pixels de la troisième image primaire, bleue ; on obtient également une diminution sensible des défauts de rupture de couleurs pour l'affichage de séquence vidéo.
Si, dans tous les modes de réalisation présentés, on a la relation dOfF-i2-Pij + ^2- Pij + doff-23-Pij = ~*~S2' l'invention inclut également les cas où l'on aurait dOfr-i2-Pij
+ d2-Pij + dOff-23-Pij < TS2- Si, dans tous les modes de réalisation présentés, les phases d'activation de pixels de la première image primaire de chaque série se terminent toujours en même temps que la phase d'illumination de l'imageur par cette couleur primaire, et les phases d'activation de pixels de la troisième image primaire commencent toujours en même temps que la phase d'illumination de l'imageur par cette couleur primaire, l'invention inclut des cas où la fin ou le début de ces phases ne coïncident pas, du moment que la relation suivante est satisfaite : (doff-12-Pij + doff-23-Pij) < [TR - ( di-Pij + d2.Pij + d3.Pij)]/2. A noter que cette relation est évidemment satisfaite dans tous les modes de réalisation qui viennent d'être présentés. L'invention a été décrite en référence à une décomposition de chaque image d'une séquence vidéo en deux séries de trois images primaires successives de différentes couleurs primaires ; l'invention s'applique également aux cas de décomposition de chaque image en une seule série de trois images primaires, ou en plus de deux séries de trois images primaires ; les différentes séries peuvent avoir des durées différentes.
L'invention s'applique également aux cas où chaque série présente un nombre d'images primaires supérieur à trois, du moment qu'il s'en trouve trois successives dans chaque série pour appliquer le procédé selon l'invention ; par extension, parmi les couleurs primaires, on peut même compter une couleur de teinte blanche.
L'invention a été décrite en référence à un système d'affichage d'images où le séquencement des images primaires est assuré par une roue colorée ; d'autres modes de séquencement des images primaires peuvent être utilisés sans se départir de l'invention.
L'invention a été décrite en référence à un système d'affichage d'images par projection où les pixels activables de l'imageur sont des valves à cristaux liquides ; d'autres pixels activables peuvent être utilisés sans se départir de l'invention, comme les pixels à micromirroir (DMD) ou les pixels à diodes électroluminescentes, notamment lorsqu'ils sont pilotables en modulation de durée de manière analogique, comme décrit par exemple dans le document US6590549. A noter que dans le document WO2006/003091 , les micromirroirs ne sont pas pilotables de manière analogique. L'invention a été décrite en référence à un système d'affichage d'images par projection ; d'autres systèmes d'affichages d'images peuvent être utilisés pour mettre en œuvre l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'affichage d'une séquence d' images en couleur à l'aide d'un imageur (1) doté d'un réseau bidimensionnel de pixels activables, dans lequel, pour l'affichage d'au moins une image en couleur de ladite séquence, ladite image étant décomposée en au moins une série d'au moins trois images primaires successives de couleurs primaires différentes, on affiche successivement les pixels desdites trois images primaires de l'au moins une série par modulation de la durée d'activation desdits pixels correspondant de l'imageur, caractérisé en ce que, pour chaque série ayant une durée TR, si l'on définit, pour chaque pixel Py de ladite image couleur :
- dμpy, Cl2-PiJ, d3_Pij comme les durées d'activation dudit pixel pour l'affichage, respectivement, de la première, de la deuxième et de la troisième image primaire de ladite série, - d Off-i2-Pij comme l'intervalle de temps entre la fin toff.i.py de l'activation dudit pixel Py pour afficher ladite première image primaire de ladite série et le début -on-2-pij de l'activation du même pixel Py pour afficher ladite deuxième image primaire de la même série,
- d off-23-Pij comme l'intervalle de temps entre la fin tOff-2-py de l'activation dudit pixel Py pour afficher ladite deuxième image primaire de ladite série et le début to^.py de l'activation du même pixel Py pour afficher ladite troisième image primaire de la même série,
> on a, quel que soit ledit pixel Py de l'imageur et pour chaque série, la relation :
(doff-i2-Pij + doff-23-Pij) < [TR - (di-Pij + d2.Pij + d3.Pij)]/2.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que, si T82 est la durée maximum admissible d'activation des pixels dudit imageur pendant l'affichage de la deuxième image primaire, on a, quel que soit ledit pixel Py, la relation : (doff.12.Pij + doff.23.Pij+ d2.Pij) < T82 ;
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé en ce qu'on a en outre la relation : dOfr-i2-Pij = doff-23-Pij-
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé en ce qu'on a en outre la relation : dOfr-i2-Pij = 0 et/°u doff-23-Pij = 0-
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la couleur primaire associée à ladite deuxième image primaire est de teinte verte.
6. Système d'affichage d'images comprenant un imageur matriciel (1) doté d'un réseau bidimensionnel de pixels activables et des moyens d'activation
(5) desdits pixels caractérisés en ce qu'ils sont adaptés pour appliquer le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.
7. Système selon la revendication 6 où les pixels activables dudit imageur sont formés par des valves électro-optiques, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour éclairer successivement ledit imageur par chaque couleur primaire.
8. Système selon la revendication 7 caractérisé en ce que lesdits moyens d'éclairement comprennent une source lumineuse (2) émettant dans lesdites trois couleurs primaires, des moyens optiques pour diriger la lumière émise par cette source sur le réseau de valves électro-optiques dudit imageur et une roue colorée (3) qui est interposée sur le trajet de cette lumière entre ladite source (2) et ledit imageur (1 ) et qui comprend des segments de filtres colorés (S1 , S2, S3), chaque filtre étant adapté pour transmettre une des différentes couleurs primaires émises par la source (2).
9. Système selon l'une quelconque des revendications 7 à 8 caractérisé en ce qu'il comprend un objectif de projection (4) adapté et positionné pour réaliser l'image dudit imageur (1) sur une zone de projection.
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