Brevet FR2121766A1 — publié le 19720825

i 2121766 La présente invention concerne un procédé pour la reproduction d'images de télévision, dans lequel la surface d'une couche de commande est déformée suivant une trame par un faisceau électronique et sert à la commande de la lumière d'un système strioscopique, le faisceau électro-5 nique étant modulé par un dispositif de concentration auxiliaire, commandé par la tension du signal vidéo. Dans un procédé de ce type connu, la modulation du faisceau électronique s'effectue par défocalisation de son spot. Ce procédé dépend de la définition de la norme de télévision et présente par suite l'incon-10 vénient d'exiger des couches de commande ou des paramètres de couche de commande différents pour l'adaptation aux diverses normes de télévision. La défocalisation implique en outre toujours une distribution de la charge du faisceau électronique sur une zone plus étendue de la couche de commande, lors du passage d'une image claire à une image sombre, et cette 15 zone est sensiblement circulaire; le passage clair-sonibre ne peut donc pas être soudain, mais se fait toujours sur une intervalle spatial relativement grande de sorte que ce procédé de modulation entraîne des réductions de contraste et de luminance. L'invention a pour objet d'éviter ces inconvénients. Selon une 20 caractéristique essentielle de l'invention, le faisceau électronique balayant la couche de commande est divisé, pour un format de trame constant, en plusieurs faisceaux partiels écartés suivant la direction perpendiculaire à celle des lignes et la distance entre ces faisceaux partiels est modifiée en fonction de la tension du signal vidéo, appliquée au 25 dispositif de concentration auxiliaire. L'invention diffère ainsi fondamentalement des procédés de modulation connus, qui reposent tous sur le principe de la modulation d'amplitude pure et dans lesquels la commande de la lumière repose sur une homogénéisation de la distribution de charge, pour une période constante de 30 déformation de la couche de commande. Dans le procédé selon l'invention par contre, la modulation porte non sur l'amplitude des points de déformation de la couche de commande, mais sur leur distance mutuelle, au moins suivant une direction, c'est-à-dire sur la fréquence spatiale de la déformation de la couche de commande. Par analogie avec la notion de 35 fréquence connue, la fréquence spatiale désigne l'inverse de la distance de deux points se trouvant dans le même état, en cas de variations périodiques à une coordonnée de position. 72 00857 2 2121766 L'invention concerne en outre un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé mentionné, avec un tube cathodique, un système de déviation du faisceau, un dispositif de concentration du faisceau, un dispositif de concentration auxiliaire, commandé par la tension du signal vidéo, et une couche de commande déposée sur un support. Le dispositif selon l'invention est caractérisé par un diaphragme, disposé sur le trajet du faisceau électronique pour le diviser en n faisceaux partiels, n étant un nombre entier supérieur à 1 et de préférence égal à 3. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous et des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente le schéma d'ensemble d'un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention; la figure 2 représente le schéma d'un détail de la figure 1; la figure 3 représente un diagramme pour l'explication du fonctionnement du dispositif de la figure 2; la figure 4 représente une première variante du détail de la figure 2; et la figure 5 représente une seconde variante du détail de la figure 2. La source lumineuse est constituée par une lampe à décharge 10, avec un miroir 12 disposé à l'arrière et un condenseur 14 placé sur le trajet du faisceau lumineux, devant la lampe. La lumière émise par la lampe tombe sur la surface métallisée des bandes 18 d'un système 37 à bandes réfléchissantes, puis est déviée par cette surface sur un milieu de commande 19, déposé sous forme d'une couche mince sur la surface d'un miroir concave 20. Une lentille 22 forme l'image du plan du condenseur 14 sur le plan du champ d'image 24 ou plan du milieu de commande. Ce montage connu est utilisé pour la projection d'images de télévision. Le miroir concave 20 se trouve pour ce faire dans une enceinte sous vide 26, qui contient en outre un tube cathodique 28 avec le système de déviation 30 et un système de concentration et modulation 33. Le faisceau électronique 32 balaie le champ d'image 24 suivant des lignes juxtaposées; sa modulation par le signal vidéo produit à la surface de la couche de commande, dans le champ d'image, une distribution de charge formant une trame régulière. Les lignes tracées sur la couche de commande sont parallèles aux bandes 18. Le système à bandes 37 est disposé au centre de courbure du miroir concave 20, de façon que l'image des bandes 18 du système se forme sur elles-mêmes. Il 72 00857 3 2121766 en résulte qu'au repos, c'est-à-dire quand la surface de la couche de commande n'est pas déformée, la lumière provenant de la source et dirigée sur le miroir concave par les bandes métallisées est renvoyée vers la source par les surfaces métallisées des bandes. Lorsque la surface de la couche de commande est par contre déformée dans le champ d'image, la lumière est déviée en ce point, selon l'importance de la déformation par rapport à l'état de repos. Elle traverse les intervalles 40 séparant les bandes 18 et un objectif de projection 42 puis, après déviation par un miroir 34, atteint 1'écran de projection 36 (représenté à faible échelle). L'objectif de projection 32 est disposé de façon à former l'image du champ 24 sur l'écran 36. Une plaque de verre plan-parallèle 38 ferme le boîtier 26 par rapport à l'objectif 32, avec étanchéité au vide. L'appareillage comporte d'autres dispositifs pour la rotation et la régulation du miroir, etc., qui ne sont pas représentés par raison de clarté. La figure 2 représente le schéma détaillé du système de concentration et de modulation 33, qui comprend un diaphragme 3, un dispositif de concentration auxiliaire, représenté par un quadruplet 4, et une unité 5 de concentration du faisceau. Le diaphragme 3, comportant par exemple trois fentes horizontales superposées, est disposé sur le trajet du faisceau électronique 32, entre la couche de commande 19 et la première convergence 1 (point de striction maximale du faisceau électronique); il produit par optique électronique une silhouette du diaphragme sur la surface de la couche de commande 19. Avec un rapport de représentation de 1/1 par exemple, le contour net ou flou de la silhouette du diaphragme 3 est identique au diamètre du faisceau électronique au point de première convergence. Un diaphragme de ce type permet ainsi d'obtenir sur la surface de la couche de commande, à l'intérieur de la silhouette, trois images de potentiel séparées dans l'espace et dont les dimensions et la position relative dépendent du diamètre de la première convergence, de la distance des fentes du diaphragme et du rapport de représentation. La production de trois images de potentiel au lieu d'une sur la surface de la couche de commande correspond à un accroissement de la fréquence spatiale. L'orientation des ouvertures du diaphragme 3 est choisie de façon que les images de potentiel séparées dans l'espace soient perpendiculaires aux lignes de la trame de télévision. Dans le cas d'une déviation du faisceau électronique parallèlement aux lignes de la trame de télévision, les images de potentiel produisent par suite des lignes de potentiel séparées dans 72 00857 4 21.21766 l'espace, ce qui équivaut à un accroissement de la définition. Les densités de ces trois lignes de potentiel doivent être identiques, afin d'éviter la production de composantes de déformation de la couche de commande gênantes ou à basse fréquence par l'inégalité des densités. Ce 5 résultat est obtenu en adaptant la section de passage des ouvertures du diaphragme à la distribution du courant, sensiblement gaussienne à l'intérieur du faisceau électronique, ce qui garantit le passage de trois faisceaux électroniques séparés dans l'espace et de même intensité. L'unité 5 de concentration électromagnétique ou électrostatique du faisceau, 10 disposée sur le trajet du faisceau, entre la première convergence 1 et la couche de commande 19, produit par optique électronique une imagé de la première convergence sur la couche de commande. Avec un rapport de reproduction de 1/1 par exemple, on obtient sur la surface de la couche de commande une image à l'échelle de la première convergence du faisceau 15 électronique. Le quadruplet 4 a la même action que l'unité 5 de concen tration du faisceau, mais son champ agit en sens inverse de celui de cette unité. Les deux unités réunies présentent une vergence résultante, la vergence de l'unité 5 de concentration du faisceau étant constante et celle du quadruplet 4 variable. La tension (variable) du signal vidéo est en 20 effet appliquée au quadruplet. La tension du signal vidéo est maximale pour un point d'image à luminance minimale, c'est-à-dire pour le noir, et minimale pour un point d'image à luminance maximale. Dans le cas d'une luminance d'image maximale - tension du signal vidéo nulle - le quadruplet 4 n'agit pas; seule l'unité 5 de concentration du faisceau agit et con-25 centre le faisceau 32 divisé en trois faisceaux partiels par le diaphragme 3, de façon à les réunir de nouveau sur la couche de commande 19. La silhouette du diaphragme 3 apparaît ainsi sous forme d'un point, c'est-à-dire d'image de la première convergence 1 du faisceau électronique. Dans le cas d'une luminance d'image minimale, la tension du signal vidéo maxi-30 maie est appliquée au quadruplet 4, dont l'augmentation de vergence est telle que les champs de l'unité de concentration 5 et du dispositif de concentration auxiliaire 4 s'annulent, c'est-à-dire qu'il apparaît sur la couche de commande 19 une silhouette du diaphragme 3 ayant un diamètre D . s 35 L'interaction du diaphragme 3, du quadruplet 4 et de l'unité 5 de concentration du faisceau est décrite ci-dessous avec les notations suivantes : 72 00857 5 2121766 A - Flan de la première convergence 1 du faisceau électronique B - Plan de l'unité 5 de concentration du faisceau C - Plan de la couche de commande 19 Dp - Diamètre du diaphragme 3 5 D^ Diamètre de la silhouette du diaphragme dans le plan C a - Distance des plans A et B b. - Distance des plans B et C i Soit par ailleurs — la vergence de l'unité 5 de concentration du 1 M faisceau et =r- celle du quadruplet 4. H 10 H désigne le plan de l'image de la première convergence dans le cas de la vergence résultante Jj— - et la distance des plans^B et^H. 20 30 On a par suite : "s b2 - "l " Bp b2 avec fh a bl ou, après transformation : b, = 1 f--1 M On a par ailleurs : ^ = — + —■ ou, après transformation : FM H a 2 25 b2 = {** " '«] " En portant cette valeur dans la première relation, on obtient par suite a a D = D s p LM HJ M 1 35 Lorsque le quadruplet 4 n'agit pas, on obtient : Dm " *H]~ 72 00857 6 2121766 et par suite : D = 0 s c'est-à-dire une silhouette réduite à un"point" et par suite à l'image de la première convergence du faisceau électronique. Lorsque'par contre 5 la vergence du quadruplet 4 est augmentée au point que : FH FH c'est-à-dire quand les champs des dispositifs de concentration et de concentration auxiliaire s'annulent, on obtient : 10 a + b. D = D - s p r a c'est-à-dire une silhouette dont le diamètre résulte des lois extrêmement simples de l'optique des silhouettes. 15 Ces considérations montrent qu'une commande de la taille de la silhouette en fonction de la vergence du dispositif de concentration auxiliaire, ou en d'autres termes une consaande de la séparation dans l'espace ou de la divergence des faisceaux électroniques partiels, est possible en fonction de la tension appliquée au quadruplet. La tension 20 du signal vidéo appliquée au quadruplet permet de conmander la taille de la silhouette ou la division du faisceau électronique en n faisceaux séparés. Un accroissement de la tension du signal vidéo par rapport à la valeur correspondant au niveau du blanc augmente ainsi la taille de la silhouette et la fréquence spatiale. La définition croît toutefois avec 25 la fréquence spatiale, de.sorte que la luminance de l'image diminue. La figure 3 représente une partie agrandie du champ d'image balayé par le faisceau électronique, dans le cas de la modulation selon l'invention. Les lignes d'une trame sont indiquées par les droites 50. La notion de trame signifie que le procédé d'entrelacement connu est appliqué pour 30 la représentation de l'image : les lignes représentées par les droites 50 sont d'abord tracées successivement, puis les lignes intermédiaires. La durée de décroissance de l'enregistrement sur la couche de commande est choisie pour que l'intensité de l'image s'annule pratiquement pendant l'intervalle de temps nécessaire à l'enregistrement d'une trame, de sorte 35 que les trames successives ne s'influencent pas mutuellement. Les surfaces partielles de la couche de commande, recouvertes par une charge électrique, sont hachurées sur la figure 3, le nombre de ces surfaces partielles 72 00857 7 2121766 variant perpendiculairement aux lignes, en fonction de la tension du signal vidéo. Les zones recouvertes par une charge le long des lignes 51 constituent une image de la première convergence; ce cas correspond à un point d'image de luminance maximale. La luminance d'image décroît de droite à gauche, le long des lignes 53. La ligne 52 représente le cas où la luminance d'image augmente et diminue le long d'une ligne. Les transitions entre les divers paliers de luminance peuvent être continues - ligne 52 à droite - ou soudaines - ligne 52 à gauche. Ce dernier point en particulier est un avantage du procédé selon l'invention par rapport à tous les procédés connus. Les figures 4 et 5 représentent deux formes de réalisation d'un diaphragme à trois fentes. Dans la forme de réalisation selon figure 4, l'adaptation à la distribution gaussienne du courant dans le faisceau électronique est obtenue à l'aide d'une fente centrale 2' plus étroite que les deux fentes extérieures 2 et 2". Par la forme de réalisation selon figure 5, les trois fentes sont de même largeur, mais la fente centrale 2' est constituée par deux fentes séparées. Dans les deux formes de réalisation, la section de passage de la fente centrale 2' est inférieure à celle de chacune des deux fentes extérieures et identiques 2 et 2". Le procédé décrit offre un avantage important, en plus de ceux précédemment indiqués : le temps de mémorisation de la couche de commande diminue quand la fréquence spatiale augmente et la déformation résiduelle de la couche de commande, obtenue à la fin d'un temps de trame déterminé, diminue également quand la fréquence spatiale augmente. Une variation de la fréquence spatiale permet ainsi de faire varier dans de larges limites non seulement l'intensité lumineuse, mais aussi la mémorisation par la couche de commande. La commande du temps de mémorisation et de la déformation résiduelle des couches de commande utilisées dans des systèmes de reproduction de télévision est possible par modulation de la fréquence spatiale et permet pour la première fois l'emploi d'une couche de commande universelle, dont la mémorisation est adaptable par une commande simple aux exigences ou définitions différentes des diverses normes de télévision. La seule condition est toutefois que le temps de mémorisation, prédéterminé par le comportement propre de la couche de commande, doit toujours être supérieur au temps de mémorisation nécessaire en service, car la commande du temps de mémorisation n'est possible que 72 00857 8 2121766 dans le sens d'une réduction. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. 72 00857 9 2121766 Revendications 1. Procédé pour la reproduction d'images de télévision, dans lequel la surface d'une couche de commande est déformée suivant une trame par un faisceau électronique, dans un système strioscopique, et sert à la 5 commande de la lumière, le faisceau électronique étant modulé par un dispositif de concentration auxiliaire, qui est commandé par la tension du signal vidéo, ledit procédé étant caractérisé en ce que, pour un format de trame constant, le faisceau électronique balayant la couche de commande est divisé en plusieurs faisceaux partiels écartés, suivant la direction 10 perpendiculaire à celle des lignes, et que la distance de ces faisceaux partiels est modifiée en fonction de la tension du signal vidéo appliquée au dispositif de concentration auxiliaire. 2. Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce.que l'intensité du faisceau électronique est maintenue constante. 15 3. Procédé selon revendication 2, caractérisé en ce que la distance des faisceaux électroniques partiels varie proportionnellement à la tension du signal vidéo. 4. Procédé selon revendication 3, caractérisé par l'emploi d'un diaphragme pour la division du faisceau électronique. 20 5. Procédé selon revendication 4, caractérisé en ce que le diaphragme est disposé sur le trajet du faisceau électronique, entre la couche de commande et le point de striction maximale du faisceau électronique. 6. Procédé selon revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de concentration auxiliaire, commandé par la tension du signal vidéo, 25 est disposé sur le trajet du faisceau électronique, de façon à permettre le déplacement du plan image du point de striction maximale du faisceau cathodique en fonction de la tension du signal vidéo appliquée, dans un domaine compris entre la couche de commande et un plan situé en arrière de cette dernière, la distance des divers faisceaux électroniques partiels 30 étant nulle en cas de coïncidence du plan image du point de striction maximale et de la couche de commande, et augmentant avec la distance du plan image du point de striction maximale à la couche de commande. 7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon revendication 1, avec un tube cathodique, un système de déviation du faisceau, un disposi- 35 tif de concentration du faisceau, un dispositif de concentration auxiliaire, commandé par la tension du signal vidéo, et une couche de commande déposée sur un support, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'un diaphragme 72 00857 10 21-21766 est disposé sur le trajet du faisceau électronique pour le diviser en n faisceaux partiels, n étant un nombre entier supérieur à 1 et de préférence égal à 3. 8. Dispositif selon revendication 7, caractérisé en ce que le diaphragme 5 comporte des fentes parallèles à la direction des lignes, la section de passage des diverses fentes étant inversement proportionnelle à la densité de courant dans le faisceau électronique, à l'emplacement de la fente. 9. Dispositif selon une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce 10 que le dispositif de concentration du faisceau est constitué par une len tille électromagnétique. 10. Dispositif selon une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le dispositif de concentration auxiliaire est constitué par un quadruplet électrostatique ou électromagnétique.