FR2878064A1 - Ecran d'affichage retro eclaire polychrome - Google Patents

Abstract

Un écran d'affichage rétro éclairé est adapté pour offrir à l'utilisateur de l'écran une gamme de couleurs comprise entre les couleurs de base de chacune des sources lumineuses. L'écran d'affichage rétro éclairé comprend au moins deux sources lumineuses électroniques (22) associées respectivement à des longueurs d'onde prédéterminées différentes et des moyens de réglage du rayonnement de chacune desdites au moins deux sources lumineuses électroniques (22), en vue d'afficher une couleur parmi une gamme de couleurs obtenue par combinaison des couleurs desdites au moins deux sources lumineuses électroniques.

Description

La présente invention concerne d'une part, un écran d'affichage rétro

éclairé et d'autre part, un procédé de réglage de la couleur d'un écran d'affichage rétro éclairé adapté à être mis en oeuvre sur un écran conforme à l'invention.

De manière générale, l'invention concerne les écrans rétro éclairés, et plus particulièrement les écrans d'affichage de données des appareils électroménagers, et des dispositifs portables, notamment les téléphones portables, les assistants numériques personnels (ou PDA, Personal Digital Assistant en terminologie anglo-saxonne).

Les écrans rétro éclairés consistent à éclairer le fond d'écran d'une couleur donnée, et à afficher des informations au dessus du fond d'écran éclairé.

Actuellement, les systèmes de rétro éclairage d'écrans d'affichage diffusent une couleur figée en longueur d'onde sur toute la surface d'affichage, ou des couleurs différentes dans des zones différentes délirnitées de cette surface. Pour cela, une seule source de couleur est utilisée pour éclairer la surface d'affichage ou une zone du fond d'écran.

D'autres afficheurs utilisent deux couleurs de fond d'écran de façon exclusive. Ainsi, l'utilisateur de tels afficheurs peut choisir l'une ou l'autre des couleurs. La mise en oeuvre d'un tel système implique la présence de deux sources de couleur, ne fonctionnant que de manière unitaire.

Ainsi de tels systèmes permettent uniquement d'avoir une couleur ou deux couleurs de fond d'écran, ces couleurs étant choisies par le fabriquant du dispositif et imposées à l'usager.

La présente invention a pour but de fournir un écran d'affichage rétro éclairé et un procédé de réglage de la couleur associé, particulièrement bien adaptés à offrir aux utilisateurs d'un produit concerné ayant un écran rétro éclairé, un large choix de coloris d'affichage.

A cette fin, selon un premier aspect, la présente invention vise à fournir un écran d'affichage rétro éclairé comprenant au moins deux sources lumineuses électroniques associées respectivement à des longueurs d'onde prédéterminées différentes. L'écran d'affichage rétro éclairé comprend des moyens de réglage du rayonnement de chacune desdites au moins deux sources lumineuses électroniques, en vue d'afficher une couleur parmi une gamme de couleurs obtenue par combinaison des couleurs desdites au moins deux sources lumineuses électroniques.

Compte tenu des caractéristiques ci-dessus, l'écran rétro éclairé selon l'invention comprend une pluralité de sources lumineuses qui vont être combinées par le réglage du rayonnement de chacune des sources lumineuses en vue d'offrir à l'utilisateur de l'écran une gamme de couleurs comprise entre les couleurs de base de chacune des sources lumineuses.

Selon une caractéristique, les moyens de réglage du rayonnement sont aptes à régler le courant électrique circulant dans lesdites au moins deux sources lumineuses électroniques.

Cette caractéristique permet en faisant varier le courant circulant dans les sources lumineuses, de modifier le rayonnement des sources lumineuses et donc de modifier l'intensité de la couleur des sources lumineuses en vue de leur combinaison.

Selon une autre caractéristique, les moyens de réglage du rayonnement sont aptes à régler la période d'allumage et d'extinction desdites au moins deux sources lumineuses électroniques.

Selon cette caractéristique, on fait varier le courant électrique moyen circulant dans les sources lumineuses et donc on modifie leur rayonnement, modifiant par conséquent la couleur de l'écran rétro éclairé.

Selon une autre caractéristique, l'écran d'affichage rétro éclairé comprend au moins trois sources lumineuses électroniques associées respectivement à des longueurs d'onde prédéterminées différentes, et comprend, en outre, des moyens de sélection d'une couleur à partir de sa teinte, sa saturation et sa luminosité en vue de déterminer le réglage du rayonnement de chacune desdites au moins trois sources lumineuses électroniques.

Selon cette caractéristique, la sélection d'une couleur est effectuée selon un modèle TSL, c'est-à-dire Teinte, Saturation. et Luminosité. Ce modèle est bien adapté à l'homme puisqu'il est proche de la perception physiologique de la couleur par l'eeil humain, et permet donc de sélectionner facilement une couleur. Les informations cle teinte, saturation et luminosité de la couleur sont ensuite converties en vue de déterminer le réglage du rayonnement de chacune des sources lumineuses et afficher la couleur sélectionnée.

La présente invention vise également selon un second aspect à fournir un procédé de réglage de la couleur d'un écran d'affichage rétro éclairé conforme à l'invention. Le procédé comprend une étape de réglage du rayonnement de chacune desdites au moins deux sources lumineuses électroniques, en vue d'afficher une couleur parmi une gamme de couleurs obtenue par combinaison des couleurs desdites au moins deux sources lumineuses électroniques.

Les avantages et caractéristiques particulières propres au procédé de réglage de la couleur d'un écran d'affichage rétro éclairé selon l'invention sont similaires à ceux exposés ci-dessus concernant l'écran rétro éclairé conforme à l'invention.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est un schéma de principe d'un écran d'affichage rétro éclairé ; la figure 2 est une perspective d'un moyen d'éclairage de l'écran rétro éclairé polychromique selon l'invention; la figure 3 est un exemple de schéma électrique de mise en oeuvre de l'invention; la figure 4 montre un premier mode de réalisation du réglage de la couleur d'un écran d'affichage rétro éclairé par l'utilisateur; la figure 5 montre un second mode de réalisation du réglage de la couleur d'un écran d'affichage rétro éclairé par l'utilisateur.

En référence à la figure 1, une forme de réalisation particulière d'un écran d'affichage rétro éclairé comprend un boîtier d'affichage 1, muni de boutons de commande 2, les boutons de commande étant destinés à régler ou programmer les données affichées sur l'afficheur. Le boîtier d'affichage 1 comprend un écran transparent 3, notamment en verre. De plus, le boîtier d'affichage 1 comprend essentiellement un moyen d'éclairage de l'écran rétro éclairé 5, un circuit imprimé 6 et un moyen de connexion 4 entre les boutons de commande et le circuit imprimé 6. Le moyen d'éclairage de l'écran rétro éclairé 5 constitue le fond d'écran de l'afficheur. II comprend les différentes sources de couleur selon l'invention destinées à éclairer la surface d'affichage aussi appelée "fond d'écran".

L'invention consiste donc à fournir une gamme de couleur possible de fond d'écran aux fabricants d'appareils utilisant un écran rétro éclairé ou aux utilisateurs de ces appareils, de manière à ce qu'ils personnalisent la couleur de l'afficheur.

Un modèle de représentation de la couleur proche de la perception physiologique de la couleur par l'oeil humain est le modèle TSL (Teinte, Saturation, Luminosité).

Ce modèle consiste à décomposer la couleur selon les critères physiologiques suivants.

La teinte, correspondant à la perception de la couleur, est définie par la longueur d'onde de la radiation monochromatique équivalente.

Ainsi, la teinte est définie selon un cercle chromatique, exprimée par un nombre qui est sa position angulaire sur le cercle chromatique à partir du haut du cercle et dans le sens horaire, 0 est la couleur rouge, 120 est la couleur verte et 240 est le bleu.

La saturation, décrivant la pureté de la couleur, c'est-à-dire son caractère vif ou terne, est définie par un pourcentage de pureté.

Elle est maximale sur le cercle chromatique (100 ./o) et minimale au centre (0 = gris).

Plus précisément, la saturation est définie par la pureté colorimétrique pc selon la formule:

LI

pc LI+ LBI avec LI, étant la luminance de la radiation colorée et LBI la luminance de la radiation blanche dans la couleur.

Enfin, la luminosité, étant fonction de la luminosité propre de la couleur ou de la fraction de matière noire contenue dans le mélange, indique si la couleur est plus ou moins claire ou sombre.

Ainsi, la luminosité est exprimée par un pourcentage, notamment de 0 % (noir) à 100 % (blanc).

Plus précisément, la luminosité est définie par L selon la formule: L=LI+ LBI.

Elle varie entre la valeur maximum de bonne visibilité et la valeur minimum correspondant au noir, c'est-à-dire à l'absence de lumière.

Le modèle TSL permet de sélectionner facilement une couleur et est traduit selon le modèle RVB (Rouge, Vert et Bleu ou RGB - Red Green Blue en terminologie anglaise).

:20 Le modèle RVB est particulièrement bien adapté pour la représentation informatique de la couleur.

Le réglage de la couleur en RVB se fait généralement à l'aide de trois paramètres, chacun représentant une composante primaire.

Cependant, l'éclaircissement d'une couleur demande d'augmenter proportionnellement les valeurs respectives de chacune des composantes.

Ainsi, le modèle TSL est plus adapté à l'usager pour le réglage des couleurs que le modèle RVB.

Cependant, le modèle TSL est converti selon le modèle RVB dans lequel est représenté l'espace des couleurs selon trois rayonnements monochromatiques de couleurs: le rouge de longueur d'onde environ à 700,0 nm, le vert de longueur d'onde environ à 546,1 nm, le bleu de longueur d'onde environ à 435,8 nm.

Cet espace de couleur correspond à la façon dont les couleurs sont généralement codées informatiquement, ou plus exactement, à la manière dont les sources lumineuses représentent les couleurs.

Ainsi, le modèle RVB propose de coder, par exemple, sur un octet chaque composante de couleur, ce qui correspond à 256 intensités de rouge (28), 256 intensités de vert et 256 intensités de bleu, soient 16.777.216 de possibilités théoriques de couleurs différentes.

Afin de créer les couleurs sur le fond d'écran de l'écran rétro éclairé, les sources lumineuses représentant les couleurs de l'écran sont reliées à des moyens de réglage en vue de fournir un fond d'écran pouvant varier selon la gamme de couleur offerte.

Pour cela, la fonction de rétro éclairage relative à l'invention se compose d'au minimum deux sources lumineuses électroniques de longueurs d'ondes différentes qui vont être combinées. Ces sources lumineuses sont par exemple, des diodes électroluminescentes.

Les sources lumineuses sont, par exemple, de couleur rouge et bleu, voire rouge, bleu et vert, selon la largeur de la gamme de couleurs que le fournisseur de produits souhaite offrir.

Les sources lumineuses mises en oeuvre, par exemple, par des diodes électroluminescentes, sont positionnées, notamment, sur le côté de l'écran rétro éclairé. Cependant, ces sources lumineuses peuvent être positionnées en dessous de l'écran rétro éclairé.

Le positionnement des diodes sur le côté de l'écran rétro éclairé est préféré dû à la luminosité importante des diodes bleues.

Les diodes de couleur différentes peuvent également être positionnées de manière alternées afin d'uniformiser la couleur sur la surface d'affichage.

Ainsi, le positionnement est tel que les couleurs des différentes diodes sont combinées lors du fonctionnement de l'afficheur.

En référence à la figure 2, les diodes peuvent être organisées de manières alternatives sur le côté de l'écran rétro éclairé. L'écran rétro éclairé comprend une surface composée de micro prismes gravés 21 réfléchissant la couleur émise par les diodes 22, une couche de polycarbonate 23 au dessus des micro prismes, les diodes 22 étant positionnées sensiblement proches de cette couche de polycarbonate 23, et enfin une surface diffusante 24.

Afin de combiner au mieux les couleurs des sources lumineuses, les diodes sont, notamment, positionnées à 9 mm du bord visible de l'écran.

Les diodes peuvent être organisées en blocs de diodes. En effet, l'écran rétro éclairé est constitué d'un ensemble de blocs de diodes, les diodes au sein d'un bloc étant de même couleur. Ces blocs sont ajustés soit en série soit en parallèle soit en série et parallèle, en fonction de la tension nécessaire au fonctionnement de chacun des blocs.

Le dispositif d'afficheur comprend également des moyens, notamment électroniques, de réglage du rayonnement de chacune des sources lumineuses de manière à parcourir la gamme de couleurs obtenues en combinant ces sources lumineuses.

Ces moyens de réglage consistent par exemple, à régler le courant circulant dans les diodes électroluminescentes, notamment au moyen d'une résistance.

Selon une seconde variante de réalisation, ces moyens de réglage consistent à régler le temps moyen d'allumage d'une diode dans un cycle répétitif d'allumages et d'extinctions, c'est-à-dire de période d'allumage et d'extinction.

Ainsi, selon cette seconde variante, l'intensité lumineuse lv issue d'une diode, aussi appelée rayonnement, est fonction du courant i qui la traverse tel que lv = f(i), et de l'intensité moyenne perçue par l'oeil humain tel que Îv = Ton x Iv max Ton +Toff où Ton est le temps d'allumage de la diode, Toff le temps d'extinction de la diode et Ivmax l'intensité maximale.

Notons le coefficient ALPHA: Ton ALPHA = Ton +Toff Ce coefficient ALPHA varie de 0 à 1 lorsque la variable Ton passe de 0 seconde à (Ton + Toff) secondes et lorsque (Ton + Toff) est constant. Ainsi, pour chaque source lumineuse n, l'intensité lumineuse moyenne perçue par l'oeil Îv est donc: Îv(n) = ALPHA(n) x Iv max avec ALPHA(n) compris entre 0 et 1.

Selon un premier mode de réalisation, si deux sources lumineuses sont utilisées et si l'on a ALPHA(1) = 1 -. ALPHA(2), alors la couleur de rétro éclairage obtenue peut évoluer progressivement d'une couleur vers une autre couleur.

Selon un second mode de réalisation, si les trois sources lumineuses, rouge, vert, bleu, sont utilisées, alors la couleur obtenue couvre le spectre du visible lorsque les coefficients ALPHA(1), ALPHA(2) et ALPHA(3) évoluent.

En référence à la figure 3, ill est illustré un moyen de réglage de l'intensité lumineuse d'une diode luminescente. Le moyen de réglage comprend une source d'alimentation VCC, une diode Dl, un moyen G règle le courant électrique circulant dans la diode et une résistance RI limitant le courant passant dans la diode à une valeur Imax.

Le moyen G génère, par exemple, les périodes d'allumage et d'extinction de la diode déterminant ainsi l'intensité lumineuse de la diode.

La fréquence associée à ces périodes est supérieure à la persistance rétinienne de l'oeil humain. Ainsi la valeur de cette fréquence doit être supérieure à 10Hz. De préférence, la fréquence utilisée est de 25 à 30 Hz pour éviter le problème de scintillement perceptible par l'homme.

La fréquence générée par le moyen G peut être réalisée par un microprocesseur.

Selon un mode de réalisation utilisant trois sources lumineuses, par exemple rouge, vert, bleu, les signaux issus du microprocesseur, représentant de manière informatique la couleur selon le modèle RVB, sont codés sur trois sorties au maximum. Elles correspondent respectivement à l'intensité de rouge, de vert et de bleu, codées sur un octet, de chacune des sources lumineuses (rouge, vert, bleu).

Ces sorties du microprocesseur peuvent être spécifiques dans certains microprocesseurs.

Ces sorties sont appelées MLI (Modulation de Largeur d'Impulsions) ou PWM (signifiant en terminologie anglo-saxonne Pulse Width Modulation).

Le fonctionnement de telles sorties est simplifié pour le concepteur du logiciel de commande de réglage de la période d'allumage el: d'extinction de la diode. En effet, les valeurs correspondantes à la durée Ton et Toff sont codées au sein des registres du microprocesseur, et la fréquence correspondante d'émission des signaux est générée directement par la sortie elle-même.

Lors de l'utilisation d'un microprocesseur basé sur des sorties de signaux digitaux, le microprocesseur doit réaliser les calculs nécessaires à la détermination des impulsions d'émission des signaux. Ces calculs doivent être programmés dans le logiciel du microprocesseur et utilisent, donc, une grande partie des ressources de celui-ci.

Il est maintenant présenté un procédé de réglage de la couleur d'un écran d'affichage rétro éclairé tel que décrit précédemment.

Pour ce faire, une gamme de couleurs est présentée à l'utilisateur de l'écran d'affichage.

Tel que vu précédemment, le modèle TSL est bien adapté à l'homme puisqu'il est proche de la perception physiologique de la couleur par l'oeil humain, et permet donc de sélectionner facilement une couleur.

La figure 4 illustre un premier mode de réalisation du réglage de la couleur du rétro éclairage polychromique d'un écran.

Selon ce mode de réalisation, l'utilisateur fait déplacer un curseur sur un plan 2D selon un mode de balayage prédéterminé, par exemple, horizontal, vertical, avec ou sans aller-retour. Le plan 2D est défini selon la longueur d'onde de la couleur en abscisse c'est-à-dire la teinte et la saturation de la couleur en ordonnée.

Le modèle TSL est particulièrement adapté lorsque trois sources lumineuses, c'est-à-dire rouge, vert, bleu sont utilisées. Les six couleurs fondamentales de ce modèle sont rouge, jaune, vert, cyan, bleu et magenta, telles que définies par le cercle chromatique.

Afin de sélectionner une couleur, l'utilisateur fait une première sélection en choisissant la dominante de couleur souhaitée, puis il fait évoluer la saturation de cette couleur afin d'obtenir la couleur souhaitée.

L'utilisateur peut également régler la (luminosité de l'écran, ce réglage étant réalisé en faisant varier le rayonnement de chaque source lumineuse proportionnellement.

Les informations de teinte, saturation et luminosité de la couleur sélectionnées par l'utilisateur de l'écran sont converties au moyen d'un convertisseur du modèle TSL en un modèle RVB en vue de déterminer le réglage du rayonnement de chacune des sources lumineuses. Le réglage du rayonnement est réalisé par exemple, en réglant le courant circulant dans les sources lumineuses, ou au moyen de la sortie PWM du microprocesseur commandant la période d'allumage et d'extinction des sources lumineuses, tel que vu précédemment.

En référence à la figure 5, un second mode de réalisation du réglage est illustré.

Selon ce mode de réalisation, le bloc d'affichage comprend un moyen de régler la couleur, notamment sous la forme d'un bouton bit générateur (en terminologie anglo-saxonne rotary switch) mettant en oeuvre un procédé de réglage selon lequel on parcourt la gamme de couleur possible en combinant la teinte et la saturation de chacune des couleurs selon le modèle TSL.

Pour ce faire, la gamme de couleur est déroulée selon une spirale de couleurs prédéterminée, notamment en parcourant la gamme de couleurs allant d'un niveau de saturation minimal et en parcourant les différentes teintes (rouge, jaune, vert, cyan, bleu et magenta) vers le niveau de saturation maximal.

Ainsi, l'utilisateur déroule la:spirale jusqu'à sélectionner la couleur souhaitée en fonction de la teinte et de la saturation.

Si trois sources lumineuses composées des trois couleurs fondamentales, c'est-à-dire rouge, bleu, vert, sont fournies, la palette de couleur est établie à partir des trois couleurs. Ainsi l'ensemble des couleurs est disponible.

Afin de balayer les couleurs selon la spirale, le rayonnement de chaque source lumineuse varie de manière à obtenir un continuum de couleurs, en combinant visuellement la teinte et la saturation.

Pour ce faire, le rayonnement de chacune des sources lumineuses électroniques varie de manière à cornbiner le parcours de la gamme de teintes de couleurs et de l'échelle de saturation.

Comme précédemment, les informations de teinte, saturation et luminosité de la couleur sélectionnées par l'utilisateur de l'écran sont converties au moyen d'un convertisseur du modèle TSL en un modèle RVB en vue de déterminer le réglage du rayonnement de chacune des sources lumineuses. Le réglage du rayonnement est réalisé par exemple, en réglant le courant circulant dans les sources lumineuses, ou au moyen de la sortie PWM du microprocesseur commandant la période d'allumage et d'extinction des sources lumineuses, tel que vu précédemment. L'utilisateur peut également régler la luminosité de l'écran.

Selon un mode de réalisation, les couleurs peuvent être programmées en usine. Ainsi le fabricant d'appareils électroménager peut choisir la couleur du rétro éclairage de l'écran de son appareil en fonction de ses besoins pour différentier les produits.

L'utilisation d'un tel dispositif de réglage permet de réduire les coûts puisqu'il n'y a qu'une seule référence d'afficheur.

De plus, la personnalisation de la couleur de l'écran rétro éclairé peut être laissée à l'utilisateur tel que montré ci-dessus, ou être réalisée en usine.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Ecran d'affichage rétro éclairé comprenant au moins deux sources lumineuses électroniques (22) associées respectivement à des longueurs d'onde prédéterminées différentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage du rayonnement de chacune desdites au moins deux sources lumineuses électroniques (22), en vue d'afficher une couleur parmi une gamme de couleurs obtenue par combinaison des couleurs desdites au moins deux sources lumineuses électroniques (22).

2. Ecran d'affichage rétro éclairé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites au moins deux sources lumineuses électroniques sont des diodes électroluminescentes.

3. Ecran d'affichage rétro éclairé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de réglage du rayonnement sont aptes à régler le courant électrique circulant dans lesdites au moins deux sources lumineuses électroniques (22).

4. Ecran d'affichage rétro éclairé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de réglage du rayonnement sont aptes à régler la période d'allumage et d'extinction desdites au moins deux sources lumineuses électroniques (22).

5. Ecran d'affichage rétro éclairé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'écran d'affichage rétro éclairé comprend au moins trois sources lumineuses électroniques (22) associées respectivement à des longueurs d'onde prédéterminées différentes, et comprend, en outre, des moyens de sélection d'une couleur à partir de sa teinte, sa saturation et sa luminosité en vue de déterminer le réglage du rayonnement de chacune desdites au moins trois sources lumineuses électroniques (22). 20

6. Procédé de réglage de la couleur d'un écran d'affichage rétro éclairé conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de réglage du rayonnement de chacune desdites au moins deux sources lumineuses électroniques (22), en vue d'afficher une couleur parmi une gamme de couleurs obtenue par combinaison des couleurs desdites au moins deux sources lumineuses électroniques (22).

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'étape de réglage du rayonnement comprend une étape de réglage du courant électrique circulant dans lesdites au moins deux sources lumineuses électroniques (22).

8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'étape de réglage du rayonnement comprend une étape de réglage de la période d'allumage et d'extinction desdites au moins deux sources lumineuses électroniques (22).

9. Procédé selon les revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l'écran d'affichage rétro éclairé comprend au moins trois sources lumineuses électroniques (22) associées respectivement à des longueurs d'onde prédéterminées différentes, ledit procédé comprend, préalablement, une étape de sélection d'une couleur à partir de sa teinte, sa saturation et sa luminosité en vue de déterminer le réglage du rayonnement de chacune desdites au moins trois sources lumineuses électroniques (22).

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le rayonnement de chacune desdites au moins trois sources lumineuses électroniques (22) varie de manière à parcourir, d'une part, une gamme de teintes de couleurs et, d'autre part, le niveau de saturation pour une teinte sélectionnée.

11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le rayonnement de chacune desdites au moins trois sources lumineuses électroniques (22) varie de manière à cornbiner le parcours de la gamme de teintes de couleurs et de niveau de saturation.