Brevet FR2064457A1 — publié le 19710723

La présente invention concerne ure caméra de télévision en couleurs et plus particulièrement du type comprenant un seul tube de prise d image On a dé là proposé un certain nombre de caméras de télévision en couleurs qui produisent un signal video de couleur en projetant sur une surface d exploration d un tube de prise d'image- une image avec séparation des couleurs d'un objet à téléviser et une image de repère pourvue d un réseau sombre et d un réseau lumineux superposés ou se r ecouvrant Un inconvénient général.de ces camereas de télévision en couleurs rigide en ce qu il faut distinguer la bande du signal de repère des bandes du signal de chrominance et du signal de luminance et que par conséquent- il est nécessaire de réduire la bande du signal de chrominance ou du signal de luminance- ce qui a pour conséquence qu*il est presque impossible cle reproduire une image en couleurs avec une définition élevée D autre part il est également impossible de séparer le signal de repère et le signal video du signal de sortie de la caméra de télévision en couleurs de la technique precedente ce qui détériore 1 image reproduite en raison du fait qu:un signal est mélangé avec l'autre signal» Le filtre pour la production d'une image de repère utilisé dans la caméra de la technique précédente est constitué soit par un filtre de couleurs formé comme partie intégrante avec un filtre de séparation de couleurs dans ] une de ses parties soi* - parun fil're forméin-lependamment du filtre de séparation de couleurs.pour superposer optiquement ou recouvrir 1 image des deux filtres sur la surface d:expl.ora ■ f ion du tube de filtre d image. Dans !.e premier cas; le taux d u t f 1 i sa 11 on de la lumière projetée sur le filtre est .diminué du fait que la zone du filtre est occupée par le filtré-index ce qui détérioré la sensibilité et la définition de la c-améra comme dans le cas où 1 on prévoit un diaphragme dans la caméra , Dans le dernier cas il est nécessaire i- ajuster le fil + re-înriex ef le filtre de séparation de couleurs de telle manière que les images des deux filtres soient formées avec un taux de chevauchement prédéterminé. En outre: il faut également réaliser les filtres avec une précision élevée de réseau- ce qui élève le prix de revient de 1 appareil jg--- ■ •' , badoriginal 70 37996 2 2064457 La présente invention pour but de réaliser une caméra de télévision en couleurs dépourvue de 1:inconvénient rencontré dans la technique précédente» ITn autre objet de la présente invention est de fournir une caméra de télévision en couleurs qui possède par exemple deux sources lumineuses pour la production du signal de repère» La caméra de 1 invention est caractérisée en ce que les deux lumières sont projetées alternativement à travers le filtre sur la surface d'exploration pour former électriquement, sur cette surface une "deuxième image de repère chevauchant avec la première^ l'une des deux lumières étant une couleur complémentaire de l'autre lumière. Pendant la période de suppression du faisceau vertical, on projette alternativement des lumières contenant des couleurs complémentaires entre elles sur la surface d'exploration d:un fube de prise d image à travers des filtres de couleur à partir des sources lumineuses du tube, les images des réseaux prédéterminés des filtres de couleur se chevauchant, sur la surface d'exploration en une image avec séparation des couleurs d un objet à téléviser. Puisque les images des réseaux produites par les deux sources lumineuses sont en relation de couleurs complémentaires entre elles, on obtient un signal électrique composé d:un signal de repère et drun signal video de couleur avec des formes d:ondes différentes à partir de la caméra pendant la periode d'exploration verticale» Dans ce cas, puisque le signal de repère est produit au moyen d un filtre de couleur pour produire un signal de chrominance, le signal de repère et le signai de chrominance possèdent la même bande, ce qui évite l'inconvénient de l'appareil classique» La présente invention réalise une caméra de télévision en couleurs dont la construction est simple, et qui ne nécessite aucun ajustage et augmente en outre la définition dans toute la possibilité. Afin de separer le signal composé en signal de repère et en signal de chrominance- on applique le signal composé, pa ssé à travers un filtre passe-bande, à un circuit de retard pour retarder le signal composé d,;un intervalle correspondant à une période verticale, et la sortie du circuit de retard et le signal composé (non retardé) sont ajoutés BAD ORIGINAL ' 70 37996 3 2064457 ensemble pour produire le signal de chrominance, tandis que leur soustraction produit le signal de repère, ce qui est base sur le fait que les deux sources lumineuses citées plus haut sont en relation de couleurs complémentaires La dest ripMon ci-après se rapporte à titre d exemple non limitatif à des modes de réalisation représentés sur les dessins ci-joint s dans lesquels - la figure 1 est. un diagramme schématique montrant un exemple de réalisation d:un tube de prise d'image en couleurs:suivant la présente intention, pour caméra de télévision en couleurs - la figure 2 est un diagramme schématique montrant un exemple du filtre de couleur de la présente invent ion - les figures ,3A à 3D inclus sont des diagrammes de la forme d onde pour expliquer la présente invent ion; - la figure 4 est un diagramme schématique montrant une variante de la présente invention - les figures à 5F inclus sont des diagrammes de forme d onde pour expliquer le fonctionnement de l'exemple représenté dans la figure 4» Dans la figure 1 la refèrence 0 indique un objet à téleviser 1 indique un tube de prise d image. comme par exemple un vidicon pour produire un signal de télévision noir et blanc ordinaire., 2 est une lentille de prise de vue disposée sur 1 avant de la surface d exploration 3 du t.'iibe de prise d: image 1 à savoir sur l avant de sa surface le conversion photoélectrique, et 4 est un filtre de couleur placé entre la lentille de prise de vue 2 e+ la surface d:exploration i. t « filtre de couleur 4 consiste en une pluralité d-'éléments de filtre de raie rouge 4R une pluralité d'élément s de fiLtre , de raie verte 46 et une pluralité d éléments de filtre de raie bleue 4B Dans ce cas les éléments de filtres de raie de ccalcul" 4R ktK* et 4B sont disposés verticalement dans un ordre prédétermine en parallèle entre eux» Entre la lentille de prise de vue 2 et le filtre de couleur 45est disposé un demi-miroir 5 le long de la direction faisant un angle d: environ 4.5° avec la direction permanente du filtre de couleur 4. Deux tubes à décharge au BAD ORIGINAL 70 37996 4 2064457 xénon ÔR et 6C sont disposes de 'elle sorte que la direction des tubes de décharge au xénon ÔR et 6C roupe le plan de réflexion du demi-miroir 5 avec un angle d'environ k5° ef que les «ubes de décharge ÔR et 6C n interrompent pas la lumière passée par la lentille de prise de vue 2, Un filtre de coul»ur rouge 7R est interpose entre un tube de décharge au xénon 6R et le demi-miroir 5, e* un filtre de couleur bleu-vert 7C entre le tube de décharge au xénon 6C et le demi-miroir La lumière émise par l'objet 0 est projetée sur la surface d•explorafion 3 du tube de prise d'image 1 à travers la lentille de prise de vue 2 le demi-miroir 5. le filtre de couleur k et une lentille de .relais 8 „ Les lumières rayonnées par les tubes de décharge au xénon ÔR et 6C passent par les filtres de couleur rouge et de couleur bleu-vert 7R et 7C et sont filtrées comme lumière rouge et lumière de couleur bleu-vert, tandis que les lumières de couleur rouge et de couleur bleu--vert sont réfléchi es par le demi-miroir 5 et conduites ensuite à la surface d'exploration 3 du tube de prise d-image 1 par 1 intermédiaire du filtre de couleur k et de la lentille de relais 8„ line électrode de chaque tube de décharge au xénon ÔR et 6C est mise à la terre, tandis que les autres électrodes sont relié-e"s respectivement à des points de contact fixes 9a et 9b d: un commutateur 9» '-'ne pièce de contact mobile 9o du commutateur 9 est reliee à la terre par l'intermédiaire d:un condensateur et également à une borne 10 d:une source d:énergie de courant continu par 1-intermédiaire d une résistance» La pièce de contact mobile 9c du commutateur 9 est commutée pour entrer en contact avec les points de contact fixes 9a et 9b en synchronisme avec le signal de synchronisation vertical» Les tubes de décharge au xénon 6r et 6C sont respectivement éclairés pendant la periode de suppression du faisceau vertical» Avec une telle disposition, des images d charge électrique correspondant aux filtrés de raie rouge k, ou des images de charge électrique correspondant aux filtres de raie verte et bleue 4G et 4B , sont formées sur la surface de conversion photoélectrique 3 du tube de prise d image l.par suite de la lumière émise par les fubes de décharge au xénon 6r et 6C- à travers le filtre rouge 7R et le filtre bleu-vert 7C» Ensuite, 1:image de charge électrique de l'objet 0 en BAD ORIGNAL 70 37996 5 2064457 séparation de couleurs se recouvre avec les images précédentes» Ainsi; à la borne de sortxe du tube de prise d:image l,on obtient un signal video de couleur qui se superpose alternativement avec un signal du à une lumière de polarisation rouge et un signal dû à une lumière de polarisation bleu vert» fJn signal de polarisation de couleur rouge indiqué dans la figure 3A est superposé aux signaux video des trames de nombres impairs tandis qu'un signal de polarisation de couleur bleu-vert mélangé avec des lumières de couleur verte et de couleur bleue- comme indique dans la figure 3B, est superpose sur les signaux video des trames de nombres pairs. Le signal de sortxe du tube de prise d image 1 est fourni,par l'intermédiaire d un préamplificateur 11 et d un circuit formateur 12,à un filtre passe-bas 13 permettant le passage d un signal de luminance,et à un filtre passe-bande l4 permettant le passage d un signal de chrominance» La sortie du filtre passe-bas 13 est reliée à un circuit. matriciel de démodulation de couleur 15. tandis que la sortie du filtre passe-bande l4 est reliée à un circuit de retard 16 pour retarder la sortie d'une période verticale, par exemple 1/60 de seconde, et également, à un circuit d:addition 17 et à un circuit de soustraction l8» La sortie du circuit de retard l6 est reliée au circuit d addition 17 et au circuit de soustraction l8 respectivement» En conséquence, le signal de chrominance superpose avec les signaux de polarisation de couleur rouge de trame impaire , et le signal de chrominance superposé avec les signaux de polarisation de couleur bleu-vert de trame paire sont additionnés entre eux dans le circuit d*addition 17» Dans ce cas comme il ressort des figures 3A et. , le signal de polarisation de couleur rouge et le signal de polarisation de couleur bleu-vert sont opposés en phase et, par conséquent; les signaux de lumière de polarisation s annulent- de telle sorte qu:on obtient seulement le signal de chrominance du circuii d addition 17» D'autre part au circuit de soustraction l8: 1 un des signaux de chrominance de trame impaire et des signaux de trame paire sont soustraits, de telle sorte que le signal de chrominance est annulé» Cependant, du fait: que les signaux de polarisation de lumière des signaux de trame impaire 70 37996 6 2064457 et paire sont opposés-en phases, comme indiqué dans les figures 3A et 3B, on obtient un premier signal de repère indique dans la figure 3C dans les trames impaires, tandis qu'on obtient un deuxième signal de repère dont la phase est opposée à celle du premier signal de repèrec"est-à~dire différente de celle du premier signal de repère de l80° 9 comme indiqué dans la figure 3D., Dans ce cas, puisque le signal de couleur de polarisation rouge indiqué dans la figure 3A et le signal de couleur de polarisation bleu-vert indiqué dans la figure 3®? passent par le filtre passe-bande l4, leurs composantes haute fréquence et basse fréquence sont éliminées.» En conséquence, on obtient comme sortie du circuit de soustraction l8, les premier et deuxième signaux de repère à ondes sinusoïdales indiqués dans les figures 3C et 3D en pointillés» Les premier et deuxième signaux de repère sont appliqués à un amplificateur limiteur 19 rendant constantes leurs amplituaes» Le côté de la sortie de l'amplificateur limiteur 19 est relié à un point de contact fixe 20a d'un commutateur 20 et à un autre point de contact fixe 20b du commutateur 20, par l'intermédiaire d'un circuit iiiverseur de phase 21. Une pièce de contact mobile 20c du commutateur 20 est reliée alternativement aux points de contact fixes 20a et 20b à chaque période verticale» Dans ce cas, on peut préférer coupler la pièce de contact mobxle 20c du commutateur 20 avec la pièce 9c du commutateur 9= Ainsi, on obtient un signal de repère qui est produit en faisant correspondre le premier signal de repère,avec le deuxième signal de repère en phase, à la pièce de contact mobile 20c du commutateur' 20. Le signal de repère obtenu à la pièce de contact mobile 20c est appliqué à un circuit détecteur synchrone 23 et à un circuit déphaseur 22» La sortie du circuit déphaseur 22 est appliquée à un autre circuit déphaseur 25 et à un autre circuit détecteur synchrone 24„ La sortie du circuit déphaseur 26 est appliquée à un détecteur synchrone 25= La sortie du circuit d'addition 17 (le signal de chrominance.) est appliquée respectivement aux circuits détecteurs synchrones 239 24 et 25° Des circuits détecteurs synchrones 23, 24 et 25; on obtient respectivement des signaux différentiels de couleur (R - Y) s (G - Y) et (B - Y) qui sont appliqués à un circuit matriciel 15= Ainsi, on obtient des signaux B (bleu), G (vert) BAD ORIGINAL 70 37996 7 2064457 et R (rouge) aux bandes de sortie 15a, 15b et 15c du circuit matriciel 15 respectivement = La figure 4 montre un autre exemple de réalisation de la présente invention dans lequel les références S sont semblables à celles de la figure 1 représentent les mêmes elements» Dans cet exemple, on dispose de trois tubes de décharge au xénon ÔR 6g et 6B et les lumière qui.en proviennent sont conduites sur la surface de conversion photoélectrique 3 du tube de prise d'image l3par 1 intermédiaire d:un filtre de 10 couleur rouge 7R. dun filtre de couleur verte et d'un filtre de couleur bleue ?B comme couleurs primaires. L:une des electrodes de chaque tube de décharge au xénon 6RS 6g et 6B est reliée à la terre, tandis que les autres électrodes de ces. tubes sont reliées à des points de contact fixes 9d? 9e et 9f 15 du commutateur 9 respectivement. La pièce de contact mobile 9g du commutateur 9 est reliée successivement" aux pièces de contact, fixes 9d, 9e et yf; de façon à appliquer une tension aux tubes de décharge au xénon 6R; bG et ÔB à chaque periode de suppression du fiasceau vertical, ce qui fait émettre de 20 la lumière aux tubes de décharge au xénon» Avec une telle disposition, un signal indiqué dans la figure 5A-superposé à un signal video de couleur correspondant à limage de 1 objet 0 à téléviser, est obtenu du tube de prise d'image 1 pendant la période de temps d'une 25 trame qui suif 1:éclairage du tube de décharge au xénon ÔR» De même; un signal indiqué dans la figure 5B et un signal indiqué dans la figure 5C,respectivement superposés avec les signaux video de couleur correspondant à l'image de 1 objet 0, sont obtenus du tube de prise d image 1 pendant la période de 30 t emps dune trame qui suit 1 éclairage du tube de décharge au xénon ÔG et la période de temps d une trame qui suit 1 éclairage du tube de décharge au xénon 6B Le signal composé du signal de chrominance et du signal de repère, obtenu en dupliquant la sortie du tube de prise d image 1 au filtre passe-bande lk , par l'intermédiaire du circuit préamplificateur 11 et du circuit formateur 12 est relié à un circuit de retard 33 pour retarder le signal d une trame, à un circuit daddition 28 et à un circuit de soustraction 29 respectivement» La sortie du circuit 4o de retard 33 est appliquée respectivement, au circuit d'addition 70 37996 2064457 28, au circuit de soustraction 29 et à un circuit de retard 27 pour'retarder le signal d'une trame. La sortie du circuit de retard 27 est appliquée au circuit d:addifion 28 et au circuit de soustraction 29 respectivement0 Les signaux de 5 repère indiqués dans les figures 5A 5B et 5*C sont tous additionnes dans le circuit d:addxtion 28„ de telle sorte que les signaux de repère sont annulés et que seul le signal de chrominance C est dérivé du circuit d'addition 28„ A partir du circuit de soustraction 10 293 on obtient les signaux indiqués dans les figures 5B 5E et ,5F à chaque trame, et ces signaux sont fournis à un contact fixe 32c d'un commutateur 32 à un déphaseur 30 pour décaler la phase du signal de 120°et à un déphaseur 31 pour décaler la phase du signai de 2^0°„ Dans ce cas, puisque les signaux sont 15 passés à travers Le filtre passe-bande l49 les signaux pratiques sont des composantes fondamentales d'ondes sinusoïdales., comme indiqué en pointillés dans les figures 5D9 5E, 5F „ Les côtps de sortie des déphaseurs 30 et 31 sont reliés à des points de contact fixes 32b et 32a du commutateur 32» Une pièce de 20 contact mobiie 32d du commutateur 32 est commutée à chaque trame, en synchronisme avec3 par exemple, le commutateur 9 s pour actionner les tubes de décharge au xénon 3 de sorte que les signaux indiqués dans les figures 5D3 5E et 5F sont convertis en un signal de repère désiré I avec des phases prédéterminées. 25 et sont dérivés ensuite de la pièce de contact mobile 32do En conséquence, on voit que , si 1 - on emploie dans cet exemple des circuits détecteurs synchrones et un circuit matriciel (non indiqué) semblable à ceux de la figure 1, on peut obtenir des signaux video de couleur des trois 3° couleurs R, G. et B- Les exemples ci-dessus sont des cas où le signal video, superpose alternativement avec des signaux de polarisation de lumière de couleur différente à chaque période verticale, est obtenu du tube de prise d!imagé.« Cependant, on 35 peut obtenir du tube de prise d'image un signal video superposé alternativement avec des signaux de polarisation de couleur différente à chaque période horizontale, et la période horizontale est choisie de façon à être le temps de retard du circuit de retard avec des effets semblables à ceux des exemples 40 précédents. v fc - BAD ORIGNAL 70 37996 9 2064457 Dans les exemples précédents, on utilise des filtres de couleur avec les trois couleurs primaires R, G et B, mais on peut employer à leur place des filtres de couleur avec par exemple les couleurs R. G et bleu-vert avec le même résultat. On peut également combiner un filtre de couleur et un écran à lentille composé d"un certain nombre d?objectifs lenticulaires de façon à former un dispositif pour produire une image à séparation de couleur. D3autre part, on peut utiliser, comme tube de prise d:image, un capteur d:image d:un dispositif à état solide utilisant un semi-conducteur avec un certain nombre de jonctions PN„ Bien entendu, 1 invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représentée à partir duquel on pourra prévoir d;autres modes et d'autres formes de réalisation,sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 70 37996 10 2064457 REVENDICATIONS ' 1°) Caméra de télévision en couleurs pour produire un signal électrique correspondant à 1Jobjet à téléviser dans le champ de vue de la caméra, caméra comprenant 5 une surface d'exploration adaptée pour convertir la lumière qui y est projetée en une sortie électrique, un dispositif de filtre placé entre l'objet et la surface d!exploration et formant sur la surface d'exploration une première image de séparation de couleur de l'objet, et un dispositif pour projeter 10 au moins deux lumières , caméra caractérisée en ce que les deux lumières sont projetées alternativement à travers le filtre sur la surface d'exploration, pour former électriquement sur cette surface une deuxième image de repère chevauchant avec la première, l'une des deux lumières étant une couleur 15 complémentaire de l'autre lumière» 2°) Caméra de télévision de couleurs suivant la revendication 1,caractérisée en ce qu'un dispositif projette l'une des deux lumières sur la surface d'exploration pendant le temps où aucune sortie électrique n'est dérivée de 20 la surface d'exploration- 3°) Caméra de télévision en couleurs suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'un circuit produit un signal électrique composé consistant en un signal de repère et un signal video de couleur à partir de la surface 25 d■exploration. 4°) Caméra de télévision de couleurs suivant la revendicationl, caractérisée en ce que les deux lumières sont projetées alternativement sur la surface d'exploration à chaque période d'exploration de la surface. 30 5°) Caméra de télévision de couleurs suivant la revendication 3? caractérisée en ce qu'un circuit de retard au moins retarde le signal électrique composé, et un circuit d'addition additionne la sortie du circuit de retard et le signal électrique composé pour produire un signal video 35 de couleur. 6°) Caméra de télévision en couleurs suivant la revendication 3, caractérisée en ce qu'un circuit de retard au moins retarde le signal électrique composé,et un circuit de soustraction est prévu pour fournir un signal de 40 repère en produisant un signal de différence entre le signal électrique composé et la sortie du circuit de retard.