Brevet FR2101196A1 — publié le 19720331

i 2101196 L'invention concerne un nouvel appareil de compensation de la lumière parasite dans un dispositif d'affichage d'imagesdu type décrit dans la demande de brevet français déposée le 6 Novembre 1970 sous le n° 70-39.975 au nom de 5 Société dite HAZELTINE CORPORATION et ayant pour titre "Dispositif pour simuler électroniquement un processus de reproduction en couleurs d'une image". Dans les applications normale de la télévision, les effets de lumière parasite sur les tubes-images modernes sont suffisamment faibles pour être négligeables. Cepen-10 dant, dans certaines applications, par exemple les dispositifs simulant un processus de reproduction d'une image, les effets de lumière parasite peuvent fournir des résultats trompeurs même avec les tubes-images modernes. La demande de brevet français déposée le 15 6 Novembre 1970 sous le n° 70- 39 379 au nom de Société dite : HAZELTINE CORPORATION et ayant pour titre "Dispositif électrooptique d'exploration d'images", décrit un type de compensateur de lumière parasite qui compense les effets de lumière parasite dans un tube à rayons cathodiques utilisé comme dispositif d'ex-20 ploration à spot mobile. Dans ce système, la lumière parasite, par exemple celle due aux réflexions multiples à l'intérieur de la plaque avant du tube à rayons cathodiques, est rendue uniforme, de sorte qu'elle est sensiblement équivalente à un signal en courant continu, en augmentant l'épaisseur de la plaque avant du 25 tube à rayons cathodiques. Un signal de base proportionnel à cette lumière parasite uniforme est alors soustrait du signal vidéo représentant l'image pour compenser les effets de cette lumière parasite. Avec des écrans d'affichage de dimensions 30 importantes, il est pratiquement impossible de rendre la lumière parasite uniforme comme dans la demande de brevet qui vient d'être citée, étant donné que l'épaisseur nécessaire de la plaque avant ne serait pas réalisable en pratique. Par conséquent, dans ces dispositifs d'affichage la compensation de la lumière parasite 35 par un décalage, à l'aide d'un signal continu, du niveau de référence du signal vidéo n'est qu'une correction approximative. L'appareil réalisant cette correction doit par conséquent être peu coûteux pour être rentable. La présente invention se propose de réaliser 40 un tel compensateur de lumière parasite peu coûteux qui permet 71 28359 2 2101196 de réaliser approximativement la compensation décrite dans la demande cie brevet précédemment mentionnée et qui est particulièrement utile dans le cas où une image de dimensions importantes est affichée sur un tube à rayons cathodiques. Cependant, on remarque-5 ra que l'invention peut être utilisée pour compenser la lumière parasite dans n'importe quel dispositif d'affichage, y compris un dispositif d'exploration à spot mobile, si on le désire. La présente invention se propose de fournir un compensateur de lumière parasite capable de compenser les 10 effets de lumière parasite dans un simulateur de processus de reproduction d'une image comportant un dispositif d'affichage, de réaliser une telle compensation pour des images possédant une luminosité moyenne importante, et de réaliser cette compensation, qui est peu coûteuse et simple à mettre en oeuvre, dans des sys-15 tèmes du type décrit dans les demandes de brevets précédemment mentionnées. Suivant l'invention, dans un simulateur de processus de reproduction d'un image comportant un dispositif d'affichage, on prévoit un appareil pour compenser les effets 20 non souhaitables de la lumière parasite dans le dispositif d'affichage. Cet appareil comporte des moyens pour fournir un signal vidéo représentant l'image à simuler, le signal possédant une composante continue représentant la luminosité moyenne de l'image, cette luminosité moyenne pouvant varier entre une valeur faible 25 (image adoucie) et une valeur élevée (image brillante). Cet appareil comporte en outre des moyens ayant un rapport de transmission des signaux vidéo en continu et en alternatif inférieur à l'unité pour les signaux vidéo fournis, afin de modifier le rapport des composantes continue et alternative du signal vidéo 30 fourni d'une quantité qui décale l'effet non souhaitable de la lumière parasite apparaissant normalement dans le dispositif d'affichage pour des images de luminosité moyenne élevée. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation 35 particulière donnée à titre d'exemple et représentée au dessin annexé dans lequel : La figure 1 représente un dispositif d'affichage d'une image en couleurs comportant l'appareil suivant l'invention. 40 La figure 2 représente un schéma d'une forme 71 28359 3 2T01196 de réalisation de l'invention. Les figures 3A et 3B sont des graphiques représentant l'amplitude des signaux vidéo représentatifs de parties d'image en fonction du temps et servant à la compréhension 5 du fonctionnement du dispositif de la figure 2„ La figure 4 représente le signal de sortie du dispositif de la figure 2 en réponse aux signaux d'entrée des figures 3A et 3B. Dans un dispositif d'affichage, la lumière 10 parasite peut provenir de différentes sources. Une de ces sources est constituée par exemple par les réflexions lumineuses multiples à l'intérieur du dispositif d'affichage et plus particulièrement à l'intérieur de la plaque avant du tube à rayons cathodiques. Dans les images possédant une luminosité moyenne 15 élevée, des petites zones sombres sont éclairées par cette lumière parasite, ce qui les fait apparaître plus brillantes qu'elles apparaîtraient 'si l'image globale avait une luminosité moyenne plus faible (ou s'il n'y avait pas de lumière parasite), la lumière parasite moyenne étant -plus faible pour les images de lumina 20 sité moyenne faible. Ces images sont affichées sur un tube à rayons cathodiques en réponse à un signal vidéo qui peut par exemple avoir une amplitude qui varie en fonction de la luminosité de l'image. Dans un type de simulateur de processus de repro-25 duction d'une image, un signal de valeur minimale représente une luminosité maximale et un signal de valeur maximale représente une luminosité minimale (noir maximal). Suivant l'invention, les effets de lumière parasite peuvent être compensés en réglant l'amplitude des signaux _vidéo représentant des images particulière-30 ment sensibles à cette lumière parasite (images de luminosité moyenne élevée) de sorte que les zones sombres de ces images sont affichées plus sombrement qu'indiqué réellement par le signal vidéo initial, ce qui décale l'effet brillant dû à la lumière parasite dans le système, 35 Un nouvel appareil 10 pour réaliser cette compensation est représenté dans la figure 1 où il est inséré dans le dispositif d'exploration décrit dans la demande de brevet français n° 70 3975 mentionnée précédemment. Les autres blocs 11, 12R, 12V, 12B, 13R, 13V, 13B et 14 sont identiques aux blocs 40 correspondants de la figure 5 de ladite demande de brevet et leur 71 28359 4 2101196 fonctionnement est décrit plus en détail dans cette dite demande. On utilise un compensateur 10 de lumière parasite distinct pour les trois canaux de couleurs (rouge, bleu et vert) puisque la lumière parasite peut apparaître indépendamment pour chaque cou-5 leur affichée sur l'écran du tube à rayons cathodiques 14. Si le dispositif d'affichage utilisé est du type monochrome la compensation globale nécessaire sera réalisée par un seul compensateur 10. Etant donné que les trois compensateurs 10 et leur fonctionnement sont sensiblement identiques, on ne se référera qu'à un ca-10 nal, par exemple le canal du rouge (R). Le positionnement des compensateurs 10 entre les amplificateurs non-linéaires 12 et la matrice 11 est tel que l'amplitude des signaux vidéo varie linéairement avec la luminosité de l'image, On remarquera que les compensateurs peuvent être placés en un autre endroit des trajets 15 individuels des signaux vidéo du dispositif d'affichage pour lequel l'amplitude des signaux vidéo varie linéairement avec la luminosité de l'image. Si on utilise un compensateur 10 dans une partie non linéaire du trajet des signaux, par exemple entre l'amplificateur non linéaire 12 et l'amplificateur de commande 13, 20 la compensation résultante ne sera pas si efficace, bien que dans certains cas cette position soit plus commode. On remarquera aussi qu'une fois que la compensation est réalisée, le signal vidéo devra être transmis en continu au tube d'affichage puisqu'un circuit de transmission en alternatif détruirait la différence des 25 niveaux de référence des signaux vidéo pour les images de luminosité moyenne faible et élevée. La figure 2 représente une forme de réalisation d'un compensateur 10 suivant l'invention qui est branché entre un amplificateur de sortie 15 de.la matrice 11 et un ampli-30 ficateur d'entrée "16 de l'amplificateur non linéaire 12R, Le compensateur 10 reçoit, par l'intermédiaire du conducteur 17, un signal vidéo du type décrit ci-dessus (l'amplitude maximale représentant 1'assombrissement maximal). Une partie de ce signal est représentée dans la figure 3A (dans laquelle la ligne en pointillé 35 représente 1'assombrissement maximal, ce signal comporte une petite zone sombre, représentée par l'impulsion étroite 18, et une large zone claire, représentée par le reste du signal entre les intervalles de suppression 19 et 20. Une partie d'un second signal est représentée dans la figure 3B et comporte une zone 40 sombre relativement importante, représentée par une impulsion 71 28359 5 2101196 d'amplitude importante entre les intervalles de suppression 19 et 20. Le bloc 10 représente des moyens, dont le rapport de transmission des signaux vidéo en continu et en alter-5 natif est inférieur à l'unité pour les signaux vidéo fournis, destinés à modifier le rapport des composantes en continu et en alternatif dudit signal vidéo fourni d'une quantité qui décale l'effet de la lumière parasite apparaissant normalement dans le dispositif d'affichage lorsque des images de luminosité moyenne 10 élevée sont affichées. Ceci a pour effet de placer les signaux vidéo fournis a un niveau de référence légèrement décalé, proportionnellement à la composante continuelles signaux représentant les images de luminosité élevée étant placés à un niveau de référence plus élevé et par conséquent plus sombre que les signaux 15 représentant les images de faible luminosité. La figure 4 représente le signal de sortie du bloc 10 pour un signal d'entrée correspondant aux signaux des figures 3A et 3B superposés. Comme on peut le voir dans la figure 4, la partie de signal de la figure 3A se trouve à un niveau de 20 référence plus élevé que la partie de signal de la figure 3B, l'écart des niveaux de référence étant représenté par la zone hachurée. Lorsque ces signaux sont transmis en continu à un dispositif d'affichage par exemple-le tube à rayons cathodiques 14, et dans la forme de réalisation de la figure 1 par l'intermédiai-25 re de l'amplificateur non linéaire 12 R et de l'amplificateur de commande 13 R, la partie de signal représentée dans la figure 3B commande l'électrode appropriée du tube à rayons cathodiques (dans ce cas celle correspondant au rouge) en fonction de ses variantes d'amplitude, les signaux d'amplitude maximale bloquant 30 complètement l'électrode, faisant apparaître un affichage avec un assombrissement maximal (c'est-à-dire noir) sur le tube à rayons cathodiques. Etant donné que la luminosité moyenne de l'image représentée par le signal de la figure 3B est faible (l'amplitude moyenne du signal étant élevée), il n'y a pratiquement aucun pro-35 blême de lumière parasite dans l'image affichée et par conséquent une petite zone sombre apparaîtra aussi sombre qu'une grande zone sombre. D'autre part le signal de la figure 3A représente une image de luminosité moyenne élevée dans laquelle, comme on l'a vu précédemment, la lumière parasite éclairera les petites 40 zones sombres telles celle correspondant à l'impulsion 18. Cet 71 28359 6 2101196 éclairement parasite est décalé par l'augmentation apparente de l'amplitude de l'impulsion 18 due au niveau de référence plus élevé du signal, ce qui permet à la petite zone sombre d'avoir le même assombrissement que celui qu'elle aurait si la luminosi-5 té moyenne de l'image était faible. En outre, étant donné que le niveau de référence est décalé de façon continue proportionnellement à l'amplitude moyenne (c'est-à-dire la composante continue) du signal vidéo, et par conséquent à la luminosité moyenne de l'image, tous les signaux vidéo fournis seront mis 10 à un niveau de référence permettant une compensation approximative pour chaque image, étant donné que lorsque la luminosité moyenne décroît la lumière parasite décroît et par conséquent la compensation nécessaire est plus faible. On remarquera que ce type de compensation est efficace uniquement dans le domaine où l'ampli-15 tude du signal vidéo n'est pas suffisamment importante pour bloquer d'elle-même l'électrode appropriée du tube à rayons cathodiques puisque dans certains cas une fois que le niveau d'assombrissement maximal a été atteint, il n'est pas possible de faire apparaître l'image affichée plus sombre. 20 Un procédé peu coûteux et particulièrement efficace pour mettre ces signaux vidéo au niveau de référence souhaité, consiste à utiliser des moyens de couplage partiel en courant continu, tel le montage en parallèle d'une résistance variable 22 et d'un condensateur 23. Quand on parle de couplage 25 en alternatif ceci signifie que la composante continue est bloquée (généralement par un condensateur). Le couplage en continu signifie que la composante continue du signal est transmise (habituellement par une résistance). Le couplage partiel en continu a pour effet de transmettre une partie de la composante conti-30 nue d'un signal et de bloquer une partie de celle-ci. Autrement dit le rapport de transmission en continu et en alternatif est inférieur à l'unité. Dans la forme de réalisation représentée, ce rapport de transmission est déterminé par la relation existant entre la capacité du condensateur 23, la valeur de la résistance 35 variable 22, l'impédance de sortie de l'amplificateur 15 et l'impédance d'entrée de l'amplificateur 16. Dans la figure 4, on peut voir clairement la façon dont les niveaux de référence de chacun des signaux des figures 3 A et 3 B sont établis. Le signal de la figure 3 A 40 possède une composante continue faible (valeur moyenne) 71 28359 7 2101196 représentative de son amplitude moyenne faible. Par conséquent il passe à travers les moyens de couplage (résistance 22 et con-dansateur 23) sans pratiquement être affecté. Le signal de la figure 3 B possède une composante continue importante représen-5 tative de son amplitude moyenne relativement élevée,. Si le couplage était totalement alternatif, la composante Continue du signal serait complètement bloquée et le signal vidéo résultant serait centré autour de sa valeur moyenne, ce qui le ferait descendre sensiblement au-dessous du signal de la figure 3 A, Cepen-10 dant si on utilise un couplage partiel en alternatif, l'abaissement résultant ne représente qu'une partie de celui qui apparaîtrait pour un couplage total en alternatif et par conséquent le signal de la figure 3 B descend uniquement d'une valeur correspondant à cet abaissement partiel au-dessous du signal de la fi-15 gure 3 A, Par exemple, si la résistance 22 et le condensateur 23 sont choisis de façon à obtenir un couplage partiel en continu de 5 %>, autrement dit un rapport de transmission en continu et en alternatif de 95%, le signal de la figure 3 B desc 20 dra au-dessous d'un signal possédant une composante continue faible ou nulle (par exemple le signal de la figure 3 A) d'une quantité correspondant environ à 5% de sa propre valeur moyenne. Plus l'amplitude moyenne .du signal est importante, et par conséquent plus la luminosité moyenne de l'image est faible, plus 25 l'abaissement sera important et de ce fait plus le niveau de référence du signal sera faible. Les signaux dont le niveau de référence sera le plus élevé (le plus sombre) seront ceux qui possèdent une composante continue (valeur moyenne) faible ou nul le, et, comme on l'a vu précédemment, seront ceux qui représen-30 tent des images susceptibles d'être distordues par la lumière parasite, et donc ceux qui ont besoin d'une compensation. Pour régler correctement la résistance 22 a une valeur qui fournit une compensation adéquate pour toute la gamme des signaux vidéo fournis, on peut utiliser le procédé sui 35 vant. On regarde d'abord une zone importante correspondant à un assombrissement prédéterminé puis une petite zone correspondant au même assombrissement, sur le tube a rayons cathodiques, La ré sistance 22 est alors réglée jusqu'à ce que la zone sombre impor tante semble avoir le même assombrissement que la zone plus peti 40 te. On utilise ce. procédé en regardant une zone sombre 71 28359 8 2101196 2 correspondant à tout l'écran puis en regardant une zone de 13cm au centre de l'écran, les deux zones correspondant initialement au même assombrissement. Bien que l'invention ait été décrite en se 5 référant à une forme de réalisation particulière donnée à titre d'exemple on peut y apporter différentes modifications sans sortir du cadre de l'invention. 71 28359 9 2101196 REVENDICATIONS ' 1. Appareil pour compenser les effets indésirables de la lumière parasite dans un dispositif d'affichage faisant partie d'un dispositif de simulation d'un processus de 5 reproduction d'une image, comportant des moyens (il, 15, 17) pour fournir un signal vidéo représentant l'image à simuler, ce signal possédant une composante continue représentant la luminosité moyenne de ladite image, cette luminosité variant entre une valeur faible et une valeur élevée, caractérisé par le fait qu'il _Lo comporte, un circuit de compensation (10, 22, 23) possédant un rapport de transmission de la composante continue des signaux vidéo et de la composante alternative inférieur à l'unité pour les signaux vidéo fournis, et modifiant le rapport des composantes continue et alternative du signal vidéo fourni d'une quan- 15 tité qui décale l'effet non souhaitable de la lumière parasite apparaissant normalement dans le dispositif d'affichage lorsque des images possédant une luminosité importante sont affichées, 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le signal vidéo possède une amplitude 20 variant linéairement avec la luminosité de l'image. 3. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le circuit de compensation (10) comporte un circuit.de couplage partiel en continu (22, 23), le signal modifié étant transmis en courant continu au dispositif 25 d'affichage pour afficher l'image. 4. Appareil suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que le circuit de couplage partiel en continu (10) est constitué par une résistance (22) branchée en parallèle avec un condensateur (23), 30 5. Appareil suivant la revendication 4, carac térisé par le fait que la résistance (22) et le condensateur (23) sont choisis de façon à obtenir un rapport de transmission de la composante continue des signaux vidéo et de la composante alternative d'environ 95%,