Brevet FR2476949A1 — publié le 19810828

La présente invention concerne un dispositif pour la production d'images télévisées, à matrices à transfert de charges. L'invention trouve ses applications notamment dans le domaine médical ou industriel de la radiologie où les systèmes électroniques avec traitement d'image vidéo et photographie petit format sont appelés à remplacer les radiographies classiques faites sur des émulsions photographiques de grand format. De tels systèmes utilisent comme élément de détection de l'image radiologique un amplificateur d'image radiologique dont l'image de sortie est focalisée sur une caméra de télévision utilisant elle-même un tube de prise de vue du type vidicon.L'image vidéo fournie par la caméra est alors soit directement visualisée sur un ou plusieurs moniteurs de télévision, soit enregistrée sur un magnétoscope ou un vidéodisque, soit encore digitalisée et mise en mémoire pour un traitement par calculateur digital. L'invention a pour but de remplacer la caméra de télévision classique avec tube de prise de vue par un ou plusiéurs dispositifs de visualisation à matrices à transfert de charges qui ont l'avantage sur le tube de prise de vue classique, vidicon par exemple, - d'une durée de vie supérieure et d'un encombrement moindre. Ils sont, par ailleurs, insensibles à des paramètres perturbateurs extérieurs tels qu'un champ magnétique par exemple influant sur les trajectoires des faisceaux d'électrons dans les tubes. La précision du balayage liée aux signaux d'horloge alimentant de tels dispositifs est également un avantage de l'emploi de ceuxsci par rapport aux tubes de prise de vue classique. Un dispositif de visualisation à matrices à transfert de charges est limité dans sa possibilité de différentier un nombre important de points élémentaires par suite de différentes limitations physiques intervenant dans sa réalisation. Pour analyser-des images dont le nombre de points est supérieur à la capacité de détection et conversion du dispositif d'analyse, I'invention prévoit de morceler l'image en plusieurs sous-images, la prise de vue de chacune de celles-ci étant alors effectuée par un dispositif à transfert de charges ayant une résolution suffisante pour le nombre de points de résolution contenus dans une sous-image. La présente invention concerne un dispositif pour la production d'images télévisées dont les moyens d'analyse point par point de cette image comprennent une structure assurant l'éclatement de l'image optique en plusieurs sous-images dont ensemble reproduit l'image initiale, la prise de vue de chaque sous-image étant effectuée à l'aide d'un dispositif de visualisation à matrices à transfert de charges. ; D'autres objets, caractéristiques et résultats de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les figures annexées qui représentent: - figure 1 : schéma d'un dispositif de visualisation télévisée utilisé dans l'art antérieur.; - figures 2a et 2b : schéma d'un dispositif de visualisation télévisée selon l'invention suivant 2 modes de réalisation différents; La figure 4 montre, en coupe schématique, un dispositif de visualisation télévisée couramment utilisé dans l'art antérieur. Un tel dispositif utilise comme élément de détection de l'image radiologique un tube amplificateur d'image radiologique représenté par l'indice 100. Un tel tube comporte deux sections I et II, sections image et d'analyse respectivement. L'image de sortie d'un tel tube est focalisée sur une caméra de télévision utilisant un tube de prise de vue du type vidicon, soit par un système optique classique, soit par un système à fibres optiques, soit directement en électrons si le tube de prise de vue est intégré au tube intensificateur d'image radiologique ou tube IIR. La description suivante s'applique au cas où le tube de prise de vue est intégré à IlIR. Dans la première des 2 sections mentionnées précédemment,à gauche sur la figure, sont produits les photoélectrons, représentés par le faisceau des droites en traits interrompus, dirigés de l'écran d'entrée du tube 10, composé, selon l'art connu, d'un scintillateur il et d'une photocathode 12, et exposé au rayonnement X incident traversant l'objet à observer 13, vers la cible 14 qui constitue la face d'entrée de la deuxième section, une cible vidicon par exemple, balayée point par point par un pinceau d'électrons issu de l'autre extrémité de cette section à droite de la figure et représenté par la flèche 15. L'ensemble des deux sections est maintenu sous vide dans l'enveloppe 16. En fonctionnement, l'accélération des photoélectrons est assurée par une source de tension continue représentée en 17. L'image vidéo fournie par la caméra de télévision est alors soit directement visualisée sur un ou plusieurs moniteurs de télévision 20 soit enregistrée sur un magnétoscope ou un vidéodisque, soit encore digitalisée et mise en mémoire pour un traitement par calculateur digital 21 avant d'être définitivement visualisée sur un ou plusieurs moniteurs 22. Les figures 2a et 2b montrent en coupe schématique, un schéma d'un dispositif de visualisation télévisée - selon l'invention suivant 2 modes de réalisation. L'ensemble du tube IIR porte le repère 100. Dans le dispositif selon l'invention l'image de sortie du tube IIR est morcelée en n sous-images. Nous avons représenté sur les figures 2a et 2b, à titre d'exemple non limitatif, le cas où n = 4. Dans le cas de la figure 2a l'éclatement de l'image en plusieurs sous-images peut s'éffectuer par un système optique classique reprenant rimage de sortie de l'lIR par une lentille 30 puis séparant cette image en faisceaux identiques par des lames semi-réfléchissantes 31, 32, 33, ou des dioptres, selon diverses techniques bien connues, chacun des 4 faisceaux identiques étant ensuite séparément focalisé par une autre lentille 41, 42, 43, 44 sur un dispositif de visualisation à matrice à transfert de charges 51, 52, 53, 54 la focalisation étant décalée pour chacun des 4 faisceaux de manière à ce que chacune des 4 sousimages soit prise en compte totalement par l'un au moins des dispositifs à transfert de charges. L'éclatement de l'image en plusieurs sous-images peut s'ef fectuer également à l'aide d'un système à fibres optiques ; c'est le cas représenté sur la figure 2b, dans lequel 4 faisceaux de fibres divergent à partir de l'extrémité accolée à la sortie de 1SIR, celui-ci étant alors équipé d'une sortie sur fibres optiques, chacun des 4 faisceaux de fibres étant à l'autre extrémité accolé à une caméra à dispositif à transfert de charges spéciale équipée d'une fibre optique d'entrée. Dans les figures 2a et 2b le bloc 60 représente l'électronique de reconstitution de limage. Pour minimiser la vitesse de transfert nécessaire de chacune des caméras à dispositif à transfert de charges, les caméras peuvent fonctionner en synchronisme, c'est-àdire que le signal vidéo sera formé de 4 signaux vidéo donnant en même temps les 4 sous-images. 1l s'agit alors de recomposer l'image vidéo à partir des 4 sous-images vidéo. Si le système considéré inclue une mémoire de trame digitale rapide et un calculateur de traitement d'image les signaux vidéo des 4 sous-images seront digitalisés et mémorisés dans 4 parties différentes de la mémoire, et c'est le calculateur qui, lors de la restitution de l'image la reconstruira en recombinant les 4 sousimages. Si le système n'inciue pas de mémoire de trame mais que les sous-images occupent chacune toute la hauteur de l'image et ne morcèlent l'image que dans le sens horizontal des lignes, alors on peut reconstituer l'image ligne par ligne grâce à deux fois 4 registres à décalage rapides de la capacité de deux lignes d'image. Le processus est le suivant : les 4 signaux vidéo formant une ligne sont enregistrés dans chacun des 4 registres d'une ligne, puis lors de la ligne suivante, pendant le remplissage des 4 registres avec la nouvelle ligne, on vide l'un après l'autre les 4 registres de la ligne précédente pour former une ligne complète et ainsi de suite. Dans les deux cas 2a et 2b, les imperfections des frontières entre les voies d'éclatement risquent de provoquer sur l'image électrique recombinée après association des signaux video des dispositifs à transfert de charges détectant chaque fraction d'image, une perturbation visible apparaissant comme bruit stationnaire. Afin de limiter la visibilité de cette perturbation, il suffit de déplacer l'image incidente dans le plan d'entrée de l'éclateur et de compenser par des modifications des signaux de balayage de chaque dispositif à transfert de charges, de telle façon que l'image électrique composite apparaisse stationnaire. Le déplacement de l'image dans le plan d'entrée de l'éclateur peut être obtenue par exemple à l'aide d'une lame à faces parallèles indexée et tournant autour d'un axe perpendiculaire au plan d'entrée. Dans le cas où l'image lumineuse à éclater est créée au sein d'un écran luminescent bombardé par un faisceau d'électrons (tube à rayon cathodique de télévision, oscilloscope, tube intensificateur d'image lumineuse ou radiologique) il suffit de déplacer l'image électronique primaire à l'aide d'un déflecteur électrostatique ou magnétique adapté au tube. REVENDICAnONS 1) Dispositif comprenant des moyens de production d'une image optique et des moyens d'analyse point par point de cette image, caractérisé en ce que ces moyens d'analyse consistent en: - une structure assurant l'éclatement de l'image optique en plusieurs images partielles dont l'ensemble reproduit l'image initiale. - des dispositifs d'analyse à matrices à transfert de charges de chacune des images partielles. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'éclatement de l'image optique consistent en une structure de fibre optique formée de n faisceaux de fibres divergents. 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'image initiale à l'entrée de l'éclateur optique est soumise à un déplacement obtenue à l'aide d'un déflecteur électrostatique. 4) Chaîne de prise.de vue comportant un dispositif de production d'une image optique et d'analyse point par point de cette image, et des moyens de traitement des signaux de chacun de ces points, caractérisé en ce qu'elle comporte un dispositif selon lune des revendications 1 à 3.