Brevet FR2228340A1 — publié le 19741129

La présente invention se rapporte à la transmission d'images visuelles par un canal de transmission d'une porteuse d'émission modulée en amplitude, de fréquence comparable à la largeur de bande du signal émis. I1 se pose, dans des installations de ce type, le problème du chevauchement entre les composantes moyenne (continue) et alternative du signal, qui entraine une distorsion (altération) provenant des interférences avec la bande de base, ou une réduction de la largeur de bande effectivement disponible (et, par suite, une diminution de la résolution). L'invention vise à rendre utilisable toute la largeur de bande disponible sans interférence avec la bande de base, et elle est particulièrement utile dans un système à lumière hachée, protégée contreles effets de la lumière environnante et de la dérive de composante continue. De façon générale, suivant l'invention on produit un signal porteur modulé par l'image, de fréquence suffisamment supérieure à celle de la porteuse d'émission pour éviter les interférences avec la bande de base, sans sacrifier la largeur de bande effective, puis on multiplie effectivement le signal modulé obtenu par une onde de fréquence égale à la différence entre la porteuse modulée par l'image et la porteuse d'émission, et on émet le signal obtenu.Dans des modes d'exécution avantageux, un laser constitue la source d'un faisceau lumineux interrompu à une fréquence égale à au moins cinq fois celle de la porteuse d'émission, la fréquence porteuse modulée étant choisie pour éviter des harmoniques inférieurs ayant des fréquences de battement comprises dans la largeur de bande de la porteuse d'émission modulée ; une onde carrée est prélevée à partir d'un oscillateur à quartz pour moduler le laser et engendrer un signal vidéo ; et une onde sinusoïdale est obtenue à partir de l'oscillateur et multipliée par le signal vidéo pour engendrer un signal à émettre, les spectres de la bande de base étant éliminés par filtrage du signal vidéo avant la multiplication.Dans des modes d'exécution destinés à la transmission sur ligne téléphonique, la porteuse d'émission a avantageusement une fréquence de 2 KHz, la porteuse modulée par l'image est à 10 KHz et l'onde sinusoïdale est à 8 KHz. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description détaillée qui va suivre et se réfère aux dessins an nexés, d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, dont la figure 1 est unEdiagramme schématique d'un émetteur d'images, montrant une fraction du système optique la figure 2 est un diagramme schématique, semblable à la figure 1, d'un récepteur la figure 3 est un diagramme schématique détaillé du dispositif de traitement analogique de la figure 1 la figure 4 est un ensemble de diagrammes montrant les spectres qui apparaissent en des points déterminés du montage de la figure 3. La figure 1 montre un émetteur, destiné à engendrer et à traiter des signaux vidéo à partir, par exemple, d'une photographie ou d'un document commercial, et à fournir une porteuse à 2.000 Hz modulée en amplitude, devant être transmise sur une ligne téléphonique. La photographie 10 en question est guidée de façon à être déplacée verticalement par des rouleaux 12, entraînés par un moteur, devant un champ d'exploration ou d'analyse délimité par une ouverture 14. Un laser (hélium-néon) 18 est modulé entre la brillance maximale et l'extinction au moyen d'une onde carrée à 10 KHz. Le faisceau laser est projeté sur la photographie par l'intermédiaire d'un système optique . L'un des éléments du système optique est un miroir 20 entrainé par un galvanomètre 21 qui fait explorer au faisceau une ligne standard de 29,2 cm de long, perpendiculairement à la direction de défilement du papier devant l'ouverture 14. La lumière réfléchie est captée par un réseau de cellules solaires 22 dont les courants de sortie alimentent en parallèle un préamplificateur 23 où le courant est amplifié et limité à une bande de 8 à 12 KHz.Du fait que ce signal d'image module une porteuse de 10 KHz, le préamplificateur peut être couplé en alternatif, ce qui l'immunise aux effets de la lumière ambiante et de la dérive continue. La sortie du préamplificateur,à un niveau suffisamment élevé pour éviter d'être perturbée par le bruit, est transmise à un circuit de traitement analogique 24 où le signal vidéo de 10 KHz est multiplié par une onde sinusoldale de 8 KHz, au moyen d'un multiplicateur de précision à circuits intégrés. La sortie du multiplicateur est filtrée pour fournir un signal modulé à double bande latérale de 2 KHz, qui est amplifié et injecté par un transformateur 26 sur la ligne téléphonique. L'onde carrée de 10 KHz et l'onde sinusoïdale de 8 KHz sont toutes deux obtenues à partir d'un oscillateur à quartz de précision 28, fonctionnant à 1,44 NHz. Une horloge, constituée par un décompteur alimenté par l'oscillateur engendre des impulsions au rythme de 100 impulsions à la minute, pour synchroniser le générateur en dents de scie 29 qui fait dévier le miroir entraîné par le galvanomètre. L'horloge fait partie du circuit de commande numérique 30 qui assure également les sousprogrammes de démarrage et d'arrêt. Au démarrage, un signal pur (non modulé) de référence à 10 KHz est envoyé au multiplicateur, au lieu du signal modulé en amplitude à 10 KHz provenant du circuit photodétecteur.La sortie de l'émetteur est ainsi une tonalité d'alignement exactement à 2 KHz et OdB (par rapport à 1mu). Au bout de 30 secondes, la tonalité d'alignement est coupée deux fois par des impulsions de suppression de -32 dB, au rythme de 100 impulsions à la minute, en synchronisme avec les retours du miroir de balayage du galvanomètre. Après ces deux impulsions, l'entrée du multiplicateur commute sur le signal provenant du circuitde photodétecteuretune sortie modulée correspondant à l'image est transmise sur la ligne. Les impulsions de suppression précises de -32 dB continuent à apparaître à chaque retour du miroir de balayage. Des détecteurs de bande de papier (non représentés) se trouvent juste au-dessus et au-dessous de l'ouverture d'exploration. Lorsqu'on insère la photographie dans le guide de bandes de papier et que l'on enfonce le bouton de démarrage, un moteur rapide 32 fait descendre l'image, jusqu'à ce qu'elle soit au niveau de l'ouverture d'exploration. Lorsque la tonalité de mise en service s'achève, soit au bout de 30 secondes, soit lorsque l'on enfonce le bouton de mise en service avancée, un moteur plus lent 34 entre en action et la bande de papier défile devant l'ouverture de balayage, à la vitesse de 2,54 cm à la minute. Lorsque le bord arrière de l'image arrive à une faible distance au-dessus de l'ouverture de balayage, l'un des détecteurs de bande de papier détecte cet état, interrompt l'émission, coupe le moteur lent et met en service le moteur rapide suffisamment longtemps pour faire sortir la bande de papier du guide. L'utilisation d'un faisceau lumineux haché à la fréquence de 10 KHz évite les interférences avec la bande de base qu'en traînerait une interruption à une fréquence inférieure, où les composantes alternative et continue du signal modulé ont un chevauchement. En outre, le choix de 10 KHz et l'utilisation d'une onde sinusoïdale pure pour la multiplication destinée à produire le signal à émettre, évitent une fréquence de battement d'harmoniques d'ordre inférieur située à l'intérieur de la largeur de bande de la voie de transmission, comme le montrent les figures 3 et 4 qui donnent respectivement les détails du circuit de traitement analogique 24 et les spectres des signaux aux points (I, II et III) du circuit de traitement. La sortie du préamplificateur comporte un spectre centré sur O Hz et des spectres centrés sur les multiples de 10 KHz (dont seul le premier est montré). Le filtre B élimine la bande de base (voisine de O Hz), en ne conservant que 10 KHz et ses harmoniques (ligne II). Le filtre A produit une onde sinusoïdale pure a 8 KHz qui est transmise au multiplicateur. La sortie du multiplicateur contient toutes les fréquences somme et différence. En éliminant toutes les composantes supérieures à environ 6 KHz, le filtre C retient uniquement la bande centrée sur 2 KHz (ligne III). La bande sélectionnée comprend seulement la différence entre 8 KHz et la bande centrée autour de 10 KHz de la sortie du préamplificateur. Un choix judicieux des deux fréquences (8 et 10, devant différer de 2 KHz) empêche les harmoniques de la fréquence 8 KHz d'engendrer des battements avec des harmoniques de la fréquence 10 KHz pour produire des composantes indésirables dans la bande de O à 4 KHz. La largeur de bande de chacun des spectres partiels (par exemple, de celui qui est centré sur 10 KHz) est déterminée par la finesse de l'image et la dimension du spot d'exploration; elle est en général, dans le cas présent, de 1.500 à 2.000 HZ (c'est-à-dire, bande latérale double de 3 à 4 KHz). Le système optique peut avoir la constitution donnée en détail dans la demande de brevet français nO 74.01263 déposée le 15 janvier 1974 La figure 2 représente un récepteur utilisable avec l'émetteur représenté sur la figure 1. Le signal reçu de la ligne est transmis par un transformateur de couplage au circuit de traitement analogique 60, qui l'amplifie et le redresse. Les opérations supplémentaires de détection de signal, de protection contre les fréquences vocales, de commande automatique de gain et de désexcitation à la fin de l'émission ont également lieu dans le circuit de traitement analogique. La sortie du circuit de traitement est constituée par un signal redressé à deux alternances qui traverse alors un filtre 62 de suppression des composantes à 4 KHz et supérieures, en ne laissant subsister que le signal de bande de base.Celui-ci est alors envoyé à un amplificateur non linéaire 64, qui est un amplificateur de courant continu dont la caractéristique estX telle que la tension de sortie correspondant à tout niveau du signal d'entrée est proportionnelle au flux lumineux auquel il faut exposer du papier sec à l'argent utilisé dans le récepteur, pour développer exactement à la fin la densité correcte. La Ca- ractéristique requise de l'amplificateur non linéaire est déterminée en mesurant soigneusement la courbe D.log E du papier, dans les conditions de traitement appliquées. On opère alors à rebours à partir de cette courbe pour trouver la relation entre le flux lumineux nécessaire pour obtenir une certaine densité sur le papier et le signal qui résulte, sur l'émetteur, de l'exploration de cette densité particulière.La sortie de l'amplificateur non linéaire est transmise à un correcteur 66 qui est un filtre renforçant les hauteFfréquences-et récupère une partie de l'énergie haute fréquence perdue dans les ouvertures d'exploration de l'émetteur et du récepteur, ainsi que dans la ligne téléphonique. On peut utiliser une correction supplémentaire pour amener l'image un peu au-dessus du niveau que l'on obtiendrait par une reproduction "plate" des fréquences dans l'image originale. Le circuit de traitement analogique produit également une impulsion de synchronisation à la fin de la tonalité de repérage. Cette impulsion synchronise une horloge 68 qui est un décompteur numérique alimenté par un oscillateur à quartz à 1,44 MHz.L'horloge 100 engendre à 100 impulsions à la minute des impulsions qui sont utilisées pour entrainer le galvanomètre 70 qui fait osciller le miroir d'exploration 72. A des fins d'étalonnage, l'horloge engendre également des signaux de synchronisation qui sont utilisés par le générateur 73 pour engendrer un "coin" (signal triangulaire) à 14 échelons qui est automatiquement introduit après détection de l'image avant la fin de la tonalité d'alignement . Ainsi, chaque image reçue comporte sur elle un coin qui peut être uti lisé pour apprécier l'exactitude de la modulation laser et du traitement thermique du papier. Le signal vidéo sélectionné est transmis à un potentiomètre 74. La lumière qui tombe sur le papier est directement proportionnelle au produit du signal vidéo par le réglage du potentiomètre 74. Pour obtenir un flux lumineux sur le papier, exactement proportionnel au signal vidéo, on utilise une boucle de réaction optique. Un diviseur de faisceau 76 prélève environ 6 % du flux lumineux provenant du laser 78, qui sont détectés par une cellule solaire 80 et amplifiés. Ce signal est comparé au signal vidéo d'entrée, et la différence est utilisée pour entraîner le modulateur de laser 82. Du fait que le gain de boucle est élevé, le signal de réaction est sensiblement égal au signal vidéo. Les entrées du modulateur reçoivent des signaux de suppression et de commande provenant de l'horloge et du circuit de traitement analogique.Ils maintiennent le laser coupé, sauf pendant la réception d'une image. Le faisceau est également supprimé pendant le retour du miroir et le coin optique à échelons est automatiquement introduit avant le début de l'image. Les impulsions produites au rythme de 100 à la minute sont transmises au générateur de balayage 84. La tension en dents de scie engendrée par le générateur est transmise à l'amplificateur de déviation 86 pour produire un courant proportionnel. Ce courant attaque le galvanomètre 70. OD fait ainsi balayer au faisceau modulé le papier sec aux sels dtargent 90 qui est entraîné par un moteur sur le rouleau 92, sous la commande du relais de démarrage 94. I1 va de soi que l'on peut apporter à la description précédente et aux dessins annexés de nombreuses modifications de détail sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Emetteur de transmission d'images visuelles sur un canal de transmission au moyen d'une porteuse d'émission modulée en amplitude, de fréquence de l'ordre de la largeur de bande du signal émis, caractérisé en ce qu'il comprend des premiers moyens pour engendrer un signal modulé par l'image, de fréquence suffisamment supérieure à celle de la porteuse d'émission pour éviter les interférences avec la bande de base, sans sacrifier la largeur de bande effective, des seconds moyens pour multiplier ensuite le signal modulé ainsi obtenu par une onde de fréquence égale à la différence entre la porteuse modulée par l'image et la porteuse d'émission, et des moyens pour émettre le signal obtenu. 2. Emetteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens comprennent une source engendrant un faisceau lumineux haché. 3. Emetteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le faisceau lumineux est haché à une fréquence égale à au moins cinq fois celle de la porteuse d'émission. 4. Emetteur selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le canal est une ligne téléphonique, en ce que la fréquence de la porteuse d'émission est de 2 KHz, et en ce que la porteuse modulée par l'image est une onde à 10 KHz. 5. Emetteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la fréquence de la porteuse modulée par l'image est choisie de façon à éviter les harmoniques d'ordre inférieur ayant des fréquences de battement à l'intérieur de la largeur de bande de la porteuse d'émission modulée. 6. Emetteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un laser, un oscillateur à quartz, des moyens pour obtenir, à partir dudit oscillateur, une onde carrée pour moduler le laser et pour produire un signal vidéo, et des moyens pour obtenir à partir dudit oscillateur une onde sinusoïdale et pour multiplier le signal vidéo par cette onde sinusoïdale pour obtenir le signal à émettre. 7. Emetteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'onde carrée est à 10 KHz, et en ce que l'onde sinusoïdale est à 8 KHz. 8. Emetteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un laser, un oscillateur à quartz, des moyens pour obtenir à partir de cet oscillateur une onde carrée pour moduler le laser et pour produire un signal vidéo, et des moyens pour obtenir,à partir dudit oscillateur, une onde sinusoïdale et pour multiplier le signal vidéo par cette onde sinusoïdale pour engendrer le signal à transmettre, ces derniers moyens comprenant un premier filtre destiné à éliminer les spectres de bande de base du signal vidéo avant la multiplication, etunsecond filtre limitant le signal provenant delamultiplication à une bande cantrée sur la fréquence de la porteuse d'émission. 9. Installation de transmission électro-optique d'images comprenant un émetteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8 et un récepteur correspondant.