Brevet FR2224957A1 — publié le 19741031

La présente invention concerne les dispositifs de télévision en couleur et notamment des dispositifs pour larestitution des images de télévision en couleur , tels que par exemple ceux employés dans des téléviseurs grand public, des moniteurs vidéo, etc. On connaît un dispositif de restitution des images de télévision en couleur qui comprend: un tube-image dit à indexation ou tube à faisceau indexé. Sur l'écran du tube est déposé un système de bandes luminescentes en couleur , protectrices et indicatrices ; un détecteur du rayonnement émis par les bandes indicatrices ; un système relié à la sortie de ce dernier et destiné à traiter l'information index, commandant le dispositif de mise en forme d'un signal vidéo composite à partir des trois signaux primaires attaquant l'entrée du dispositif de reproduction, la sortie de ce dispositif étant connectée au Wehnelt du canon du tube-image en couleur .Dans ce dispositif connu, les bandes luminescentes en couleur , protectrices et indicatrices sur l'écran du tube-image, sont de largeurs égales, les bandes indicatrices étant superposées sur les bandes protectrices, et le rapport entre la période-de succession des bandes indicatrices et celle des triplets de bandes en couleur est fractionnaire (généralement 3/2 ou 3/4). Le système de traitement de l'information index comprend, dans ce dispositif connu, des filtres électriques pour séparer des composantes harmoniques du signal index, des amplificateurs, des limiteurs et un diviseur de fréquence regénérateur L'utilisation d'un nombre considérable de filtres électriques à bande passante étroite provoque un retard notable du signal index, donc impose des limites sévères relatives à la non-linéarité et la non-stabilité des balayages (de l'ordre de 1%) et complique le réglage du système de traitement de l'information index. L'utilisation d'un diviseur de fréquence régénérateur exige la suppres ion de 'ambiguité de phase du signal à la sortie du diviseur, ce qui est assuré à l'aide d'un signal de départ particulier ayant une période de récurrence égale à celle des bandes en couleur et émis par une partie de la structure de l'é- cran placée au commencement de chaque ligne, hors de l'image visible. En outre, dans ce dispositif connu, la différence du pas de succession des bandes en couleur et indicatrices (y compris des bandes de départ) complique la technologie de fabrication de l'écran du tube-image en couleur La présente invention vise à fournir un dispositif de reproduction des images de télévision en couleur qui écarte, dans une large mesure, les inconvénients précités, et, notamment, un dispositif de reproduction des images de télévision en couleur dont le système de traitement de l'information index n'exige pas de changements de fréquence relatifs au signal et donc de séparations des composantes harmoniques dans des filtres à bande passante étroite, et pas de circuits de départ spéciaux, ce qui conduit à donner au système de bandes le même pas de succession pour les bandes indicatrices et les bandes luminescentes en couleur assurant en même temps une séparation efficace des informations de chrominance et de l'information index. Dans ce but, le dispositif de reproduction des images de télévision en couleur comprenant un tube-image à faisceau indexé dont l'écran porte un système de bandes en couleur , pro- tectrices et indicatrices ; un détecteur de rayonnement émirs par des bandes indicatrices ; un système relié à la sortie du détecteur et destiné à traiter l'information index, commandant un système de mise en forme du signal vidéo composite à partir des trois signaux primaires arrivés à l'entrée du dispositif, la sortie dudit système étant connectée au Wehnelt du canon du tube-image, et il se caractérise notamment en ce que le système de traitement de l'information index est composé d'un différentiateur et d'un amplificateur opérationnel en série, le circuit de réaction de ce dernier contenant un amplificateur-conformateur assurant le blocage de l'amplificateur opérationnel pour des périodes de temps ne dépassant pas la période de succession de celles des bandes indicatrices qui sont situées au milieu des bandes protectrices larges séparant les triplets de bandes en couleur et de largeur trois fois supérieure à celle des bandes protectrices intercalées entre les bandes en couleur d'un même triplet. Le dispositif de reproduction des images de télévision en couleur , dont le système de mise en forme du signal vidéo composite est constitué par trois commutateurs de couleurs primaires et par un élément à retard comporte avantageusement un modulateur d'impulsions en durée dont la sortie est connectée à l'en- trée de l'amplificateur-conformateur du circuit de réaction et dont chaque entrée est connectée à l'entrée d'un commutateur de couleurs primaires respectif, recevant des signaux de chrominance correspondant à la couleur des bandes de ltécran contiguës à une bande indicatrice. Le dispositif de reproduction des images de télévision en couleur selon la présente invention n'exige aucune transformation en fréquence du signal index, permet d'effectuer une mise en forme par impulsions d'un signal de modulation (signal vidéo composite) sans séparation d'une composante harmonique du signal index. Les circuits dans le système de traitement de l'information index sont à bande passante large et ils introduisent un retard de signal inférieur ou égal à la période de balayage d'un seul triplet. La tolérance sur la linéarité et la stabilité se trouve par conséquence augmentée d'un ordre de grandeur. Le dispositif proposé possède peu d'éléments sujets à un réglage. La fabrication de l'écran ne soulève pas de difficultés du point de vue de technologie, car le dépôt de toutes les bandes peut se faire à partir du même masque original. La présente invention assure une protection élevée contre des parasites, puisque le principe de fonctionnement du système de traitement de l'information index est tel que celui-ci se trouve bloqué pendant des intervalles de temps séparant les moments d'apparition des impulsions index. La réalisation en deux circuits différentiateurs en série du différentiateur faisant partie du système de traitement de l'information index, ainsi que l'utilisation d'un modulateur d'impulsions en durée dans ce système, ont permis d'améliorer la reproduction des couleurs 'dans la zone périphérique de 11 écran. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'exemples concrets de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs et se réfère aux dessins, où - la figure rewtitution des images de télévision en couleur selon l'invention - la figure 2 représente le schéma synoptique d'une variante d'un dispositif selon l'invention, utilisant un modulateur d'impulsions en durée - la figure 3a est un schéma de la structure de ltécran du tube-image dans le dispositif proposé selon l'invention - les figures 3b,c, d, e, f, g, représentent des oscillo grammes des signaux relevés dans des points différents du dispositif et expliquant le fonctionnement de celui-ci. Le dispositif de restitution des images de télévision en couleur représenté sur la fig. 1 comprend : un tube-image à faisceau indexé 1 , un détecteur 2 du rayonnement émis par des bandes indicatrices (par exemple,un photomultiplicateur) , un système de traitement de l'information index 3 relié à la sortie de ce dernier. Le système de traitement de l'information index3 est constitué par un différentiateur 4 contenant un ou deux circuits RC en série, par un amplificateur opérationnel 5 en série avec eux, réalisé par exemple sous forme d'un amplificateur transistorisé utilisant des résistances à plusieurs étages, le type de conduction des transistors (p-np ou n-p-n) étant alterné d'un étage à un autre de façon que tout étage fonctionne toujours en régime de conduction, et par un circuit 6 de réaction de l'amplificateur opérationnel 5.Le circuit 6 de réaction contenant un amplificateur de mise en forme réalisé par exemple selon le schéma d'un étage de commutation transistorisé fonctionnant en régime de saturation complète. La sortie du système 3 de traitement de l'information index est connectée à l'entrée d'un dispositif 7 de formation du signal vidéo composite à partir des trois signaux primaires UR,UG, UB (rouge, vert et bleu par exemple). Le dispositif 7 de formation du signal vidéo composite est composé d'un élément à retard 8 provoquant un retard du signal index.Leur fonctionnement repose par exemple sur l'effet du retard de l'instant de blocage de l'étage de commutation par rapport à celui d'application d'un signal d'entrée de blocage, cet effet étant dû à un temps déterminé de résorption des porteurs minoritaires dans la base de l'étage de commutation fonctionnant en régime complètement saturé, et des commutateurs 9, 10 et li relatifs aux signaux UR, UGs UB des trois couleurs primaires, réalisés par exemple sous forme de combinaison d'étages commutateurs transistorisés et d'une porte ET, ayant chacun deux entrées. Les premières entrées des commutateurs 9, 10 et 11 reçoi- vent les signaux UR, UG, UB des couleurs primaires respectives. La deuxième entrée d'un des commutateurs, par exemple 9, est reliée directement à la sortie du système 3 de traitement de l'information index ; les deuxièmes entrées des autres commutateurs 10 et 11 sont connectées à la sortie du système 3 par l'intermé diapre de l'élément à retard 8. Les sorties de tous les commutateurs 9, 10, 11 sont reliées au Wehnelt du canon du tube-image trichrome 1. Le dispositif de r--strtlltlon des images de télévision en couleur représenté sur la fig. 2 comprend un tube-image à indexation 4, un détecteur du rayonnement lumineux 2 émis par des bandes indicatrices, un système 3 de traitement de l'information index et un système 7 de mise en forme du signal vidéo composite4 Les éléments principaux du système 3 de traitement de l'information index et du dispositif 7 de formation du signal vidéo composite sont analogues à ceux décrits plus haut pour la version de la fig. 1.La différence entre le dispositif de ;tltution des images de télévision en couleurs de la fig. 2 et celui de la fig. 1 consiste en ce que le système 3 de traitement de l'information index est complété par un modulateur d'impulsions en durée 12 dont la sortie est reliée à l'entrée de l'amnlificateur-conformateur du circuit de réaction 6,l'une des err trées est reliée à la premire entrée du commutateur 10 et la seconde entrée est reliée à ia première entrée du commutateur 11. Lorsque le modulateur d'impulsions en durée 12 est ainsi monté, il est nécessaire que le retard élémentaire du signal index dans le système 3 soit égal à la moitié de la période de succession du signal index, ce qui est obtenu grâce à un choix approprié des paramètres du différentiateur 4 et de l'amplif i- cateur opérationnel 5. Le modulateur d'impulsions en durée 12 peut être réalisé selon n'importe quel schéma connu ; il est possible, par exemple, d'utiliser la relation existant entre la durée du palier supérieur d'une impulsion à la sortie de l'étage transistorisé, fonctionnant en régime de saturation, et le courant de base. La structure de l'écran du tube-image dans le dispositif de restitution des images de télévision en couleur est schématisée sur la figure 3a. Les bandes luminescentes en couleur R,G, tN sont ofr,arées par les bandez protectrices H . La largeur des bandes protectrices placées entre les triplets en couleur est trois fois supérieure à la largeur des bandes protectricesH entre les bandes en couleurS d'un même triplet. Les bandes index I sont placées au milieu des bandes protectrices élargies jusqu'à la valeur 3H, de façon que l'intervalle séparant les bandes en couleurs extrêmes, par exemple B et G, et la bande index I soit égal à la largeur de la bande protectrice H et que toutes les bandes R, G, B, I et H aient la même largeur. Les figures 3b, c, d, e, f, g représentent des oscillogrammes des signaux relevés aux points b, c, d, e, f, g, des modes de réalisation du dispositif conformément aux figures 1, 2 et elles illustrent le fonctionnement du dispositif. Le dispositif de la figure 1 fonctionne comme suit : Au cours du balayage de la trame par le faisceau électronique, les bandes indicatrices I sur ltécranenettent des impulsions lumi neuve situées dans la partie ultraviolette du spectre ou proche de celle-ci Ces impulsions sont captées par le détecteur 2 à la sortie duquel apparat un signal index électrique dont la forme est montrée sur la fig. 3b. Le facteur de forme des impulsions de la structure à indexation de l'écran (défini comme étant le rapport entre la période TI de succession des bandes indicatrices I et la durée de -balayage de la bande indicatrice I) étant grand, le signal de sortie du détecteur 2 (fig. 3b) présente une forme nettement non sinusoldale. Le temps de montée d'impulsion du signal index conforme à la fig. 3b, mis en forme dans le dispositif décrit, est tel qu'il permet d'obtenir une impulsion commandant le fonctionnement du dispositif 7 de formation du signal vidéo composite de durée à peu près égale à la durée de balayage d'une seule bande en couleurs R (ou B, ou G). Pour cela, on différentie le signal de la fig. 3b. La forme du signal après passage par le circuit différentiateur à un seul élément 4 est montrée sur la fig. 3c. L'amplificateur opérationnel 5 réalise une amplification, une limitation et un rétablissement de forme du signal index4 L'amplitude du signal à la sortie de l'amplificateur opérationnel 5 (fig. 3d) devant être suffisante pour assurer un bon fonctionnement du dispositif 7 de mise en forme du signal vidéo composite. Le temps de retard élémentaire introduit par le détecteur 2 et le système 3 de formation du signal index ne dépasse pas la moitié de la période T1 de récurrence du signal index, ce qui porte la tolérance sur la non-linéarité et la nonstabilité de la trame jusqu'à 8-10 %. La forme des signaux apparaissant sur les deuxièmes entrées des commutateurs 10 et 11 du dispositif 7 répète celle du signal de la fig. 36, avec un décalage dans le temps adapté à l'emplacement relatif des bandes R, G, B sur l'écran du tube-image 1. Les décalages dans le temps souhaités sont obtenus à l'aide de I'élémentaretard 8. Le signal élémentaire (vidéo composite) à la sortie du dispositif de mise en forme 7 a la forme montrée par la fig. 3f (cas relatif à la restitution d'une plage blanche) et il est utilisé pour moduler le faisceau électronique du tube-image 1. Les signaux de chrominance UR, UG, U3 modulant les composantes de signal de la fig. 3f (modulation d'amplitude des impulsions) arrivent aux premières entrées des commutateurs 9, 10, 1l depuis le décodeur faisant partie d'un récepteur de télévision en couleur ou d'un autre source de signal de télévision en couleur ( non représentés sur les fig. 1 et 2).La durée des composantes distinctes du signal conforme à la fig. 3f étant comparable à la période de balayage de n'importe quelle bande en couleur R, B, G, et la bande indicatrice I étant décalée par rapport à n'importe quelle bande en couleur contique (par exemple B et G) d'un intervalle défini par la période de balayage de la bande protectrice H, on arrive à une séparation dans le temps efficace des signaux vidéo composite et index. Du fait que la répartition de l'énergie dans le faisceau électronique émis par le canon du tube-image 1 est proche de la répartition gaussienne et que le spot ne présente pas de limites nettes, il se produit une pré-excitation parasite des bandes indicatrices I lors de l'impact du faisceau sur n'importe quelle bande en couleur R, G, B. Dans le dispositif revendiqué, cet effet est atténué en bloquant l'amplificateur opérationnel 5 pendant des intervalles de temps ne dépassant pas a période de succession des bandes indicatrices, ce-blocage étant assuré par l'amplificateur-conformateur branché sur le circuit 6 de réaction de l'amplificateur opérationnel. La forme du signal à la sortie de l'amplificateur-conformateur dans le circuit G est représentée en traits pleins sur la fig. 3e. Le dispositif dont le schéma synoptique est représenté sur la fig. 2 fonctionne de façon analogue à la version de la fig. 1 avec cette différence que l'entrée de l'amplificateur-conformateur dans le circuit 6 de réaction est.attaquée par un signal. supplémentaire en provenance de la sortie du modulateur d'impulsions en durée 12 dont la première et la deuxième entrées reçoivent les signaux de chrominance. Dans ce cas, on doit choisir les signaux dé chrominance qui correspondent à la bande en en couleur qui précède et à celle qui suit la bande indicatrice (considérées dans le sens de balayage par le faisceau électronique). Ce sont les signaux UB et UG qui sont choisis dans l'exemple décrit de réalisation du dispositif. L'application de ce signal supplémentaire au circuit de réaction 6 fait varier la forme de signal au point e du dispositif ; ainsi, la durée du palier d'impulsion de signal de blocage (ligne en pointillé sur la fig. 3e) devient proportionnelle au temps de parcours- par le faisceau électronique de la distance entre la bande indicatrice I et les bandes en couleur respectives (ici B et G). Pour obtenir une combinaison arbitraire de signaux de couleurs primaires UR, UG, UB la durée du palier d'impulsion du signal de blocage doit, dans la version considérée, satisfaire à la relation électrique ci-après TS = T1/2 [1-(&alpha; UG - ss UB)7] (1) avec Ô ( [1 - ( " 2 , ou :: T5 est la durée du palier d'impulsion du signal de réaction au point e du dispositif TI est la période de récurrence du signal index , sont des facteurs constants déterminant les limites de variation du signal de réaction UB, UG sont les signaux de couleurs primaires correspondant aux bandes en couleur sur l'écran (dans le cas analysé B et G) immédiatement continguës à la bande indicatrice I, UB correspondant à la bande précédente et UG à la bande suivante considérées dans le sens du balayage-par faisceau électronique du tube-image Les facteurs Q et ffi de l'expression (1) sont réglés au cours de l'accord du système 3 de traitement de l'information index. La correction ci-dessus du signal de réaction améliore la restitution des couleurs saturées. L'application d'une double différentiation dans l'élément 4 du système 3 de traitement de l'information index dans les deux versions des dispositifs représentés sur les fig. 1 et 2 permet d'atténuer l'influence des irrégularités de raideur du front du signal à la sortie du détecteur 2 (fig. 3) sur le signal au point f du dispositif. Cette irrégularité est due à une irrégu larité de concentration du faisceau électronique suivant la plage de l'écran et elle amène finalement un recouvrement, au point f , des signaux qui se succèdent dans le temps et une distorsion chromatique sur la périphérie de l'écran. La forme du signal index. à la sortie de l'élément 4 après la double différentiation est montrée sur la figure 3g REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la restitution des images de télévision en couleur comprenant : un tube-image à faisceau indexé dont l'écran porte un système de bandes en couleur , protectrices et indicatrices ; un détecteur de rayonnement émis par des bandes indicatrices ; un système de traitement de l'information index relié à la sortie dudit détecteur et commandant un système de mise en forme du signal vidéo composite à partir des signaux des trois couleurs primaires, la sortie dudit système de mise en forme étant connectée au Wehnelt du canon du tube-image trichrome, caractérisé en ce que le système de traitement de l'information index utilisé comprend un différentiateur et un amplificateur opérationnel en série, le circuit de réaction de ce dernier contenant un amplificateur-conformateur de blocage de l'amplificateur opérationnel pendant des périodes de temps ne dépassant pas la période de succession des bandes indicatrices situées au milieu des bandes protectrices larges qui séparent les triplets de bandes en couleur et qui ont une largeur trois fois supérieure à celle des bandes protectrices intercalées entre les bandes en couleur d'un même triplet. 2. Dispositif pour la restitution des images de télévision en couleur selon la revendication 1, dans lequel le système de mise en forme du signal vidéo composite est composé de trois commutateurs relatifs aux couleurs primaires et d'un élément à retard, caractérisé en ce qu'il comprend un modulateur d'impulsions en durée dont la sortie attaque 11 entrée de l'amplificateur-conformateur du circuit de réaction et dont chaque entrée est reliée à une entrée respective des commutateurs des couleurs primaires qui reçoivent les signaux de chrominance correspondant à la couleur des bandes d'écran contiguës à la bande indicatrice.