Brevet FR2310671A1 — publié le 19761203

La présente invention concerne un chronomètre pourvu d'une ca muera de télévision, avec une mémoire pour la aise en mémoire d'un signal d'iaa- ge représentant une scène et créé par une caméra de télévision ainsi qu'un dispositif de visualisation relié à la mémoire. Un tel chronomètre vidéo est décrit dans le brevet alleaand N 2.047.653 qui donne, cotie domaine d'application, la mesure du temps dans des rencontres sportive. Cosse, lors de ces rencontres, la mesure doit se faire avec une précision du centième de seconde, il est proposé d'utiliser un système de télévision ayant une fréquence de trame de 100 Hz avec, dans la caméra de télévision, un temps d'intégration de lumière égal à la période de trame d'un centième de seconde. La caméra de télévision, la mémoire et le dispositif de visualisation sont spécialement développés pour une fréquence de trame de 100 Hz, trame qui est différente des standards de télévision où la fréquence de trame est de 50 ou de 60 Hz.Compte non tenu de l'utilisation d'un appareillage spécialement développé et, par conséquent, coûteux, il s'avère en particulier que, dans la pratique, la fréquence de trame élevée est de 100 Hz et constitue pour la mémoire une exigence très sévère, si on veut obtenir un fonctionnement satisfaisant. La présente invention a pour but de réaliser un chronomètre vidéo réalisé avec des composants fonctionnant suivant un standard de télévision avec une période de trame déterminée, la mesure de temps pouvant se faire durant des intervalles plus courts que la période de trame. A cet effet, le chronomètre selon la présente invention est caractérisé en ce que la caméra de télévision comprend un certain nombre, au moins deux, des dispositifs de captation qui fonctionnent suivant un standard de télévision avec des périodes de ligne et de trame déterminées pour la production et le traitement des signaux ainsi qu'un dispositif d'interruption de la lumière desservant les différents dispositifs de captation au moyen duquel la lumière provenant de la scène captée et devant être traitée par les dispositifs de captation est envoyée tour à tour à un des dispositifs de captation, l'envoi des lumières tour à tour à un des différents dispositifs de captation s'effectuant durant une fraction d'une période de trame standard, cette fraction étant inversément proportionnelle au nombre des dispositifs de captation. L'invention ressortira clairement de la description donnée ciaprès avec référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure I représente une forme d'exécution d'un chronomètre selon la présente invention, les figures 2 et 3 représentent deux formes d'exécution d'un dispositif d'interruption de lumière applicable au chronomètre de la figure 1; et la figure 4 est un graphique montrant quelques signaux représentés en fonction du temps et servant à mieux faire comprendre l'invention. Sur la figure 1, les références 1 et 2 représentent deux dispositifs de captation. En vue de la commende du dispositif de captation 1, des signaux V et H sont appliqués à ce dispositif de captation et proviennent d'un générateur de signaux de commande 3. Le générateur 3 reçoit, par exemple, des signaux de synchronisation V' et H' qui ont des fréquences de traie et de ligne appartenant à un standard de télévision. Le signal de commande V ayant la fréquence de trame standard fournit la déflexion de trame nécessaire au dispositif de captation 1, tandis que le signal de co-ande H ayant la fréquence de ligne standard fournit la déflexion de ligne.Le signal de commande de ligne H est aussi appliqué au dispositif de captation 2, alors que, en ce qui concerne la déflexion de trame, on utilise un signal de commande de trame V qui est dérivé, via un dispositif de retardement 4, du signal V. Le dispositif de retardement 4 a un temps de retardement d'une demi-période de trame(~2 Il s'ensuit que les déflexions de trame dans les dispositifs de captation 1 et 2 ont un décalage d'une demi-période de traite. La figure 4 représente les signaux V et V en fonction du temps t, les référencer V1 à V4 inclusivement représentant quatre déflexions de trame successives ayant chacune une période de traie TV, tandis que les références V1, V2 et V3 représentent les déflexions de trame décalées d'une de i-période de trame 2 Les signaux V et V sont représentés 2 schématiquement par des signaux ayant la forme d'impulsions. Au lieu d'utiliser le dispositif de retardement 4, il serait aussi possible de partir d'un générateur ayant un signal du double de la fréquence de traie, les deux signaux V et V ayant la fréquence de trame pouvant être obtenue par division. Sous la co,ande des signaux V et H, le dispositif de captation 1 produit, selon les méthodes courantes en télévision, un signal d'image qui est appliqué à un amplificateur de signal 5. L'amplificateur 5 peut être pourvu de dispositifs de correction de signal comme, par exemple, des correcteurs d'ouverture, des correcteurs de gamma, etc. La sortie de l'amplificateur 5 est reliée à une entrée d'un étage d'addition 6 qui est reliée, avec une autre en trée, à une sortie d'un générateur de signaux de temps 7. Le générateur de si gnaux de temps 7 est relié à la sortie d'un dispositif indicateur de temps 8, ce générateur recevant aussi les signaux V, V et H.Le dispositif 8 est pourvu d'une horloge sur la commande de laquelle, le générateur de signaux de temps 7 délivre un signal de temps SV qui, lors de la visualisation, donne une indica tion de temps dans l'image. Le signal de sortie de l'amplificateur 5 et le signal de sortie 8V du générateur de signaux de temps 7 peuvent être réalisés sous la forme d'un signal vidéo qui est composé d'un signal d'image et de signaux de synchronisation et de suppression ou encore sous la forme d'un signal vidéo modulé ayant subi d'autres traitements. La sortie de l'étage d'addition 6 est reliée à l'entrée d'une mémoire 9 dans laquelle on superpose l'information vidéo provenant du dispositif de captation 1 et l'information de temps provenant du générateur de signaux de temps 7, cette information étant ensuite mise à la disposition en vue d'une visualisation désirée au moyen d'un dispositif de visualisation 10 relié à la sortie de la mémoire 9. De facon semblable au dispositif de captation 1, le dispositif de captation 2 est relié à un circuit série comprenant un amplificateur de signal 11, un étage d'addition 12, une mémoire 13 et un dispositif de visualisation 14. Le générateur de signaux de temps 7 délivre un signal de temps SV à l'étage d'addition 12 qui fait apparaitre, dans l'image sur l'écran de visualisation du dispositif 14, une indication de temps correspondant au signal d'image produit par le dispositif de captation 2 et mis en mémoire dans la mémoire re 13. Afin de pouvoir effectuer une mesure de temps du type vidéo selon la présente invention dans le cas d'une scène à capter 15, le chronomètre de la figure I est pourvu de deux obturateurs de lumière 161 et 162 qui desservent respectivement les dispositifs de captation 1 et 2. Les obturateurs de lumière 161 et 162 constituent un dispositif d'interruption de lumière 16 au moyen duquel la lumière provenant de la scène 15 est envoyée tour à tour aux dispositifs de captation 1 et 2. Cette application alternative de la lumière s'effectue sous la cosisande des signaux V et V qui sont appliqués respectivement aux obturateurs de lumière 165 et 162.Les obturateurs de lumière 161 et 162 peuvent utiliser des cristaux laissant passer ou non la lumière, ceci en fonction de l'application d'une tension électrique. On peut aussi utiliser des dia phragres classiques. Une autre forme d'exécution, représentée aux figures 2 et 3, utilise un disque 1612 comme partie du dispositif d'interruption de lumière 16. Le dispositif d'interruption de lumière 16 comprend un disque opaque tournant autour d'un axe 17 et dans lequel est pratiquée une ouverture 18 pour le passage de la lumière. Chacun des dispositifs de captation 1 et 2 utilise un disque 1612 qui est entraîné par un moteur non représenté, les deux disques étant disposés de façon asymétrique par rapport à l'ouverture 18 en vue du passage alternatif de la lumière vers les dispositifs de captation 1 et 2. Les deux disques 1612 ont une vitesse de rotation égale à la fréquence de trame de la norme. La scène 15 est captée de la façon décrite via le dispositif d'interruption de lumière 16 en vue d'une mesure de temps du type vidéo. La scène 15 peut consister, par exemple, en une ligne d'arrivée lors d'une rencontre sportive ou en un point de changement de direction dans le cas d'une rencontre de natation. La scène 15 peut aussi concerner un processus industriel au cours duquel on désire effectuer une mesure de temps du type vidéo.On peut, dans ce cas, partir du principe que le déroulement des événements dans la scène 15 est de première importance, tandis que la mesure exacte du temps n'est que de seconde inportance, de sorte qu'on peut ee passer éventuellement du dispositif d'indication du temps 8 et du générateur de signaux de temps 7 ou bien encore une indication de temps ne doit avoir lieu qu'après un certain nombre de trames. Pour mieux faire comprendre le fonctionnement du dispositif de la figure 1, on se réfèrera à la figure 4 en association avec le disque 1612 de la figure 3. Les deux obturateurs de lumière 161 et 162 comportent un disque 1612 de la figure 3, ceci avec le décalage asymétrique décrit. Les signaux de commande V et V pour la déflexion de trame dans les dispositifs de captation 1 et 2 ont déj8. été décrits. Avec un signal STO de la figure 4, on a un signal qui comprend les ouvertures 18 dans les deux disques 1612 de la figure 3 précitée, disques qui font parties des interrupteurs de lumière 161 et 162 appartenant aux dispositifs de captation 1 et 2.La figure 4 montre que les durées TO se présentent iDmédiatement avant les déflexions de trame V1, V2, V3 et V4 du dispositif de captation I ou imeédiatement avant les déflexions de trame VI, V2 et V3 du dispositif de captation 2. Il en résulte que les dispositifs de captation I et 2 ont un temps d'intégration de lumière égal à la durée TO qui se déroule iinédiatement avant la déflexion de trame. Les temps d'intégration de lumière des dispositifs de captation I et 2 sont décalés en temps de Tv c'est-a-dire la durée d'une demi-période de trame.Le résultat de ceci 2 est que, dans le cas d'une norme de télévision avec une fréquence de trame de 50 ou de 60 Hz, il y a une prise d'image de la scène 15 à chaque centième ou cent vingtième de seconde. il en est de même du disque 1612 de la figure 2, mais ceci avec un temps d'intégration de lumière égal à une demi-période de TV trame 2 X ce temps étant le temps d'intégration de lumière maximum qui ne peut pas être dépassé . Si on rabaisse le temps d'intégration de lumière (par exemple de Tv à un temps TO 2 5 ms) on a comme avantage que, lors d'un mouvement rapide dans la scène 15, l'image visualisée a une meilleure définition de mou- vement dans le cas des dispositifs 10 ou 14.Si on rabaisse le temps d'intégration de lumière, il peut être nécessaire d'augmenter l'intensité d'éclairage de la scène 15 afin d'obtenir des dispositifs de captation 1 et 2 un signal de sortie d'une amplitude suffisante. A cet effet, l'angle de l'ouverture 18 dans le disque 1612 de la figure 4 peut être adapté à l'intensité des lumières disposibles. L'utilisation de deux dispositifs de captation I et 2 donne lieu à une mesure de temps du type vidéo avec des intervalles d'une demi-période de trame. S'il était nécessaire d'avoir une mesure de temps avec des intervalles d'un tiers de période de traie, il faudrait utiliser trois dispositifs de captation et un disque (1612) avec, au maximum' une ouverture d'un angle de 120|. Ici aussi, les trois disques doivent être disposés dissymétriquement dans les trois dispositifs de captation. Il est possible d'effectuer une mesure de temps avec des intervalles égaux à une fraction d'une période de traie standard qui est inversement proportionnelle au nombre des dispositifs de captation. La figure I montre que les mémoires 9 et 13 sont reliées chacune à un dispositif de visualisation propre 10 et 14. On peut ainsi observer simultanément deux images décalée dans le temps d'une demi-période de trame. On peut arriver au mamie résultat avec un seul dispositif de visualisation en ayant recours à la technique dite du "split-screen" qui utilise un comeutateur servant à appliquer successivement un signal de la mémoire 9 et un signal de la mémoire 13, ceci en synchronisme évidemment. En outre, un seul dispositif de visualisation peut, par image, être cl muté tour à tour sur l'une ou l'autre mémoire 9 ou 13, ceci en fonction de l'image sur laquelle on désire effectuer une mesure de temps. Il va de soi que les mémoires 9 et 13 peuvent être combinées en une seule mémoire qui peut recevoir simultanément deux informations différentes sur deux pistes d'information séparées. La figure 4 montre, par exemple, que le temps d'intégration de lumière TO se présente immédiatement avant les déflexions de trame décalées dans le temps dans les dispositifs de captation 1 et 2. Si le temps d'intégration de lumière TO se présente durant la période de suppression de trame, pour une image visualisée par le dispositif de visualisation 10 ou 14, on obtient la même mesure de temps dans toute l'image. Si, le temps d'intégration de lumière TO se présente notamment durant une déflexion de traie, le temps qui compte pour l'image visualisée par le dispositif 12, 10 ou 14 est celui avant le moment qui précède le temps d'intégration de lumière TO, tandis que le temps de la mesure faite compte pour la partie d'image suivant ce moment. La forme d'exécution d'un chronomètre tel que représenté à la figure 1 qui comprend deux dispositifs de captation 1, 2 suivie de deux amplificateurs 5, 11, de deux étages d'addition 6, 12 et de deux mémoires 9, 13 peut donner l'impression (fausse) qu'un tel chronomètre est coûteux comparativement à un chronomètre utilisant une double fréquence de traie. Cette impression est totalement erronée du fait que les composants précités se trouvent sans difficulté sur le marché et ne s'écartent pas des normes standards, de sorte que l'on tire avantage des prix intéressants d'une fabrication en série. Il a été dit ci-dessus que les disques 1612 des figures 3 et 4, qui sont pourvus d'une seule ouverture 18, sont entraînés par un moteur non représenté faisant un certain nombre de tours par seconde égal à la fréquence de trame. Il va de soi que, pour diminuer le nombre de tours par seconde, on pourrait utiliser des disques avec plusieurs ouvertures. Dans ce cas, la vitesse de rotation diminue en proportion directe du nombre d'ouvertures par disque. REVENDICKIIONS : I. Chronomètre pourvu d'une caméra de télévision, d'une mémoire pour la mise en mémoire d'un signal d'image représentant une scène visualisée par la caméra de télévision ainsi que d'un dispositif de visualisation relié à la mémoire, caractérisé en ce que la caméra de télévision comprend un certain nombre, au moins deux, de dispositifs de captation qui travaillent suivant un standard de télévision avec des périodes de ligne et de trame déterminées pour la production et le traitement des signaux, ainsi qu'un dispositif d'interruption de lumière desservant les différents dispositifs de captation au moyen duquel la lumière provenant de la scène traitée par les différents dispositifs de captation est envoyée alternativement à un des différents dispositifs de captation, l'envoi alternatif de lumière vers un des dispositifs de captation se présentant toujours durant une fraction d'une période de trame standard inversement proportionnelle au nombre dc dispositifs de captation. 2. Chronomètre suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque dispositif de captation est relié à une mémoire associée en vue de la mise en mémoire des signaux. 3. Chronomètre suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractéri sé en ce que la production des signaux d'image par les différents dispositifs de captation se produit en des périodes décalées, le décalage de temps étant égal à la durée de ladite fraction de période de trame qui est inversement proportionnelle au nombre de dispositifs de captation. 4. Chronomètre suivant l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'après le moment de l'interruption de l'envoi de lumière vers un des dispositifs de captation provoqué par l'interruption de la lumière de la scène, la production du signal d'image par des dispositifs de captation correspondants se produit durant une période de trame. 5. Chronomètre suivant l'une des revendications I à 4, caractérisé en ce que le dispositif d'interruption de lumière est agencé de façon à ne laisser passer la lumière que durant une partie de ladite fraction de la période de trame inversement proportionnelle au nombre de dispositifs de captation, cette partie servant à laisser passer la lumière vers un des dispositifs de captation. 6. Chronomètre suivant l'une des revendications I à 5, caractérisé en ce que dans le cas d'une forme d'exécution d'un dispositif d'interruption de lumière comportant des disques opaques tournant autour d'un axe avec une ouverture pour le passage de la lumière, les disques sont disposés de façon dissymétrique pour les différents dispositifs de captation. 7. Chronomètre suivant la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits axes des disques sont accouplés a un moteur servant à faire tourner les axes avec un nombre de tours par seconde égal à la fréquence de trame ou respectivement à une partie entière de la fréquence de trame du standard de télévision.