Brevet FR2475832A1 — publié le 19810814

La présente invention concerne un système d'enregistrement d'images en couleurs sur une pellicule cinématographique dans lequel la prise de vues est assurée au moyen d'une caméra vidéo d'un type nouveau. On connatt les avantages respectifs de l'enregistrement magnétique des images et de ltenregistrement sur pellicule. L'enregistrement magnétique, qui met en oeuvre des moyens électroniques, ne pose aucun problème de synchronisation sonimage, permet une vision instantanée des images et est d'une très grande souplesse d'emploi (possibilités de ralenti, d'accéléré, d'arrêt sur une image, facilité de truquages). Mais la définition de l'image de télévision n'est pas très élevée puisqu'elle est limitée par le standard télévision de 625 lignes. L'enregistrement des images sur pellicule donne une image de définition élevée, et la projection de l'image ne nécessite qu'un matériel simple. Mais la vision des images enregistrées suppose que la pellicule a été développée, et ne peut donc pas titre instantanée. I1 serait donc souhaitable de combiner les avantages de ces deux techniques et de pouvoir enregistrer sur pellicule une image produite par une installation vidéo, qui aurait été déjà visionnée par le réalisateur. Mais on se heurte ici au problème de la définition insuffisante de l'image de télévision. L'image de télévision en couleurs au standard de 625 lignes a une définition de 1 'or 6 dre de 0,5.106 points, très nettement inférieure à celle d'une image cinématographique 35 mm, qui est supérieure à 106 points. il en résulte que si l'on enregistre par un moyen quelconque une image de télévision sur une pellicule 35 mm, l'image obtenue sera d'une qualité trop insuffisante pour pouvoir être projetée en public sur grand écran. On pourrait envisager d'augmenter la définition verticale de l'image de télévision, par exemple de la porter à 1 000 lignes ou plus. La sensibilité des éléments photosensibles des tubes de prise de vues actuels le permettrait aisément. Mais'la conséquence en serait un élargissement très important de la bande passante. Et aucun des matériels qui composent actuellement une installation vidéo ne conviendrait pour une bande passante ainsi élargie. Ce serait le cas en particulier pour les magnétoscopes utilisés pour enregistrer les images et pour le montage, et pour les truqueurs-mélangeurs d'images. L'invention vise à produire par un dispositif du type caméra vidéo une image en couleurs de définition beaucoup plus élevée que l'image de télévision standard, et ceci sans élargissement de la bande passante. L'idée directrice de l'invention consiste, pour la prise de vues, à analyser une image par deux groupes de tubes analyseurs fonctionnant selon le meme schéma de balayage, mais suivant un mode entrelacé. Les lignes d'analyse du second groupe de tubes sont donc au même standard que celles du premier groupe, mais sont placées dans les intervalles entre lignes du premier groupe. On multiplie ainsi par deux la définition verticale de l'image, mais sans modifier la bande passante. En effet les signaux produits par le second groupe de tubes ont exactement la même structure que ceux produits par le premier grou- pe. Ils peuvent donc autre traités sans difficultés par les matériels existants. De façon avantageuse, la caméra comprend en tout quatre tubes analyseurs, le premier groupe au sens défini ci-dessus comprenant au moins deux tubes fournissant des composantes de couleur et le second groupe comprenant au moins un tube qui fournit un signal supplémentaire représentatif de la luminance. Dans cette réalisation avantageuse, on tire parti du fait que pour la rétine, l'information de luminance est beaucoup plus importante pour la vision d'un objet que les informations sur les couleurs. Un signal représentatif de la luminance peut donc être considéré comme suffisant pour définir une image entrelacée par rapport à l'image fournie par les tubes du premier groupe. De façon préférée, on utilise en tant que signal supplémentaire représentatif de la luminance la composante de chrominance verte. On sait que l'information de luminance résulte de l'addition des trois composantes de chrominance, mais dans cette addition, la composante verte est prépondérante puisqu'elle est affectée du coefficient 0,59, les composantes rouge et bleue n'intervenant respectivement qu'avec les coefficients 0,30 et 0,11. La connaissance de la composante verte donne donc une information suffisante sur la luminance. Cette réalisation a l'avantage de fournir un signal directement utilisable pour l'enregistrement sur pellicule. Dans cette réalisation, le premier groupe de tubes comprend de préférence les trois tubes d'une caméra classique, qui fournissent les chrominances rouge, verte et bleue de l'image de base, le second groupe comprenant uniquement un tube qui fournit la chrominance verte de l'image entrelacée. Pour l'enregistrement sur pellicule, l'invention prévoit d'associer à une ligne du signal supplémentaire, qui est de préférence la chrominance verte, les lignes adjacentes de l'image de base pour les composantes de chrominance rouge et bleue. On obtient ainsi, en plus de l'image de base au standard de télévision, une image complète reconstituée à partir du signal supplémentaire, au mtme standard et dont les lignes sont entrelacées par rapport aux lignes de l'image de base. La définition verticale de l'image enregistrée sur la pellicule est le double du standard télévision, soit 625 x 2 = 1 250 lignes, ce qui correspond à une définition d'environ 2,in6 points. Une définition aussi élevée permet d'obtenir lors de la projection des images cinématographi- ques d'une excellente qualité. Différentes modalités peuvent être envisagées pour la reconstitution d'une image complète. On peut ainsi,pour produire une ligne de chrominance rouge (ou bleue), répéter la ligne précédente de chrominance rouge (ou bleue) de l'image de base, ou bien faire la moyenne de la ligne précédente et de la ligne suivante de l'image de base. De façon appropriée, dans l'appareil d'enregistrement sur pellicule, on dirige six faisceaux lumineux monochromatiques sur la pellicule, deux pour le rouge, deux pour le vert, deux pour le bleu, tous les faisceaux étant animés à l'unisson d'un mouvement de balayage suivant une direction, et la pellicule est déplacée en continu perpendiculairement à ladite direction de balayage, les faisceaux étant respec- vivement modulés par les signaux de chrominance des deux images entrelacées. Cet agencement est avantageux en ce que le balayage vertical est fourni par le déplacement de la pellicule à une vitesse appropriée. De façon avantageuse, les dispositifs d'émission des faisceaux lumineux sont disposés à la suite l'un de l'autre dans la direction de défilement de la pellicule, avec un pas correspondant sensiblement à la dimension verticale d'une image. On réalise ainsi une exposition séquentielle de la pel licule, puisque les différentes composantes de couleur sont enregistrées successivement sur la pellicule qui réalise l'intégration chimique de ces composantes. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description ci-après faite en référence aux dessins annexés. Dans les dessins - la figure 1 représente schématiquement un exemple de réalisation d'une caméra vidéo conforme à l'invention - la figure 2 illustre le mode de balayage des tubes dans la caméra de la figure 1 - la figure 3 montre sous forme de schéma-blocs l'ins- tallation de production des images à enregistrer sur pellicule - la figure 4 représente schématiquement le dispositif d'enregistrement sur pellicule. La figure 1 représente schématiquement une caméra vidéo couleur utilisant le principe bien connu de la division optique pour la sélection chromatique. Un système optique sépare le faisceau lumineux entrant E en les composantes verte, rouge et bleue. Ce système comprend un miroir dichrorque 1 qui réfléchit la composante verte et ;oi-;se passer les autres composantes. La composante verte traverse un objectif de focalisation 2 et un filtre vert 3 et atteint la plaque photosensible 4 d'un tube analyseur S tel qu'un vidicon. Les autres composantes traversent un objectif 6 et sont séparées dans un miroir dichroS- que 7 qui réfléchit la composante rouge et laisse passer la composante bleue. La composante rouge, après passage dans un filtre rouge 8, est projetée sur la plaque photosensible 9 d'un tube analyseur 10, et de même la composante bleue, après filtrage en 11, est projetée sur la plaque photosensible 12 d'un tube 13.Le système optique comprend également} de façon connue, des blocs optiques servant à compenser les différences de chemins optiques et qu'on n'a pas représentés ici. Selon l'invention, la caméra comprend un tube analyseur supplémentaire 20 dont la plaque photosensible 21 reçoit également a composante verte. Un diviseur de faisceau 22 est monté à cet effet à la suite du filtre vert 3. Le tube 20 peut être du même type que les tubes de base 5, 10 et 13 et l'analyse de la plaque 21 se fait selon le même mode de balayage, conforme au standard 625 lignes, que celle des plaques 4, 9 et 12. Mais le faisceau d'analyse dans le tube 20 est décalé verticalement d'une demi-ligne par rapport aux faisceaux d'analyse dans les tubes de base 5, 10 et 13, comme illustré sur la figure 2. La figure 2 montre ctte à côte la plaque 4 du tube de base 5 recevant la composante verte et la plaque 21 du tube supplémentaire 20. Les lignes Vn, Vu+1, etc., sont les lignes de balayage consécutives de la plaque 4, l'intervalle entre lignes ayant été très exagéré pour plus de clarté.On voit que la ligne V'n de la plaque 21 est située au milieu de l'intervalle séparant les lignes consécutives Vn, Vu+1. L'image - au sens de la télévision - formée des lignes ... V'n, n+1 est ainsi en- trelacée par rapport à l'image formée des lignes ... Vn, v n+1 Ce décalage s'obtient très facilement par un réglage approprié du système de déviation du faisceau du tube 20. La chrominance verte obtenue à la sortie du tube 20 ne représente qu'une partie de l'information relative à une image de balayage, puisque les chrominances rouge et bleue ne sont pas produites, mais c'est la partie prépondérante puisque la chrominance verte représente 59 % de la luminance et que c'est la luminance qui est l'information essentielle pour l'oeil. Tout se passe en fait comme si, par la seule adjonction d'un tube analyseur, on avait doublé la définition verticale de la caméra. Mais le signal de chrominance V' c'mis par le tube 20 est au standard télévision et ne pose aucun problème de traitement. Compte tenu de ce doublement effectif de la définition verticale, on a intérêt à réduire le "focus" - c'est-à-dire la dimension de la projection, sur la plaque photosensible, du faisceau d'analyse - par rapport au réglage classique. Ceci revient à réduire la divergence du faisceau d'analyse et ne soulève pas de difficultés. En ce qui concerne le mode de balayage, on a l'habi- tude dans le domaine de la télévision de former une image complète de 625 lignes par deux trames entrelacées de 312,5 lignes chacune. Cette technique permet d'éviter le papillotement de l'image lors de la visualisation sur un tube écran. Dans le cas présent, ce problème se pose avec beaucoup moins d'acuité car il stagit d'enregistrer une image sur pellicule. On a donc le choix dans ltinvention entre le mode de balayage classique avec entrelacement de trames et un mode de balayage sans entrelacement, où l'on analyse chaque fois une image complète de 625 lignes an rythme de 25 images/ second". La figure 3 représente de façon synoptique l'installation de prise de vues et d'enregistrement d'images sur pellicule selon l'invention. L'installation comprend un truqueur-mélangeur d'images (switcher) 40 relié à des sources d'images qui sont d'une part des caméras 30 telles que décrites ci-dessus en référence à la figure 1, chaque caméra fournissant les signaux R, V, B et V' précités, et d'autre part des sources telles que 45 fournissant par exemple des incrustations, des effets spéciaux, etc. Le truqueur 40 effectue la sélection des images provenant des caméras 30 et l'incorporation des différents effets. Le truqueur 40 comprend des tubes écrans permettant une vision instantanée des images et donc une sélection appropriée par le réalisateur. Les signaux R, V, B, V' obtenus à la sortie du truqueur 40 sont enregistrés dans des appareils d'enregistrement/ reproduction tels que des magnétoscopes 51, 52, 53, 54. Ces magnétoscopes appartiennent à une unité de montage 50 qui comprend une autre batterie de quatre magnétoscopes 55, 56, 57, 58 sur lesquels sont enregistrés les signaux de lecture des magnétoscopes 51, 52, 53, 54 et une unité de commande 59 qui règle le déroulement de la lecture des magnétoscopes 51-54 et de l'enregistrement des magnétoscopes 55-58 de fa çon à obtenir le montage désiré. Les signaux enregistrés sur les magnétoscopes 55-58 représentent l'image à enregistrer sur la pellicule. Il faut souligner que le montage dans une telle installation est très simplifié par rapport au montage effectué sur des pellicules du fait que toutes les informations enre bistrées sont munies d'une adresse, ce qui permet d'utiliser pour l'unité de commande 59 des moyens électroniques programmés. Les signaux R, V, B, V' enregistrés sur bande magnétique dans les magnétoscopes 55-58 sont appliqués à un appareil d'enregistrement sur pellicule cinématographique 35 mm représenté schématiquement à la figure 4. L'appareil comprend un mécanisme pour l'entratnement de la pellicule P, symbolisé par les poulies 70 et 71 et le moteur 72 entratnant la poulie 71 par l'intermédiaire d'un réducteur approprié (non représenté). L'exposition de la pellicule P se fait au moyen de six générateurs laser 73-78 : les générateurs 73, 74 émettent un faisceau monochromatique vert, les générateurs 75,76 un faisceau rouge et les générateurs 77,78 un faisceau bleu. Les générateurs 73-78 sont disposés à la suite l'un de l'autre dans la direction de déplacement de la pellicule symbolisé par la flèche, et l'écart ou pas séparant deux générateurs consécutifs est sensiblement égal à la dimension p-d'une image de la pellicule, prise suivant la direction de déplacement. Les faisceaux émis par les générateurs 73, 75, 77 inscrivent sur la pellicule les trois composantes R, V, B de l'image de base, alors que les faisceaux émis par les générateurs 74, 76, 78 inscrivent les composantes V=R+, B de l'image entrelacée. Les faisceaux sont bien dirigés de façon à fournir cet entrelacement. La vitesse de déplacement de la pellicule correspond à la fréquence image de télévision de 25 images/seconde, et est donc égale à 25 p/seconde, p ayant la définition cidessus. Les générateurs laser 73-78 sont fixes et des moyens sont prévus pour faire accomplir à chacun des faisceaux émis un mouvement de balayage transversal à la direction de déplacement de la pellicule, symbolisé par la double flèche. La durée totale de ce mouvement de balayage est égale à la durée d'une ligne de balayage de télévision, soit 64 vs. Ce balayage transversal correspond donc au balayage horizontal du spot d'un faisceau d'analyse, cependant que le déplacement de la pellicule fournit ltéquivalent du balayage vertical. Le mouvement de balayage de chaque faisceau peut être obtenu au moyen de dispositifs connus du type flying spot utilises pour le télécinéma, Dans l'exemple de réalisation décrit, on reconstitue une image entrelacée complète V', R*, B* à partir des signaux R, V, B, V' en associant à une ligne de chrominance verte n les lignes de chrominance rouge R n et bleue B n de même rang de l'image de base, c'est-à-dire qu'on répète pour l'image entrelacée les lignes de chrominance rouge et bleue de l'image de base.On a donc le schéma R* = R et Bn = B n n n n Les signaux enregistrés sur bande magnétique dans les magnétoscopes 55-58 de la figure 3 sont donc utilisables sans traitement pour la modulation des générateurs de faisceau laser 73-78. Les six signaux de modulation sont fournis par des magnétoscopes respectifs 83-88 fonctionnant les uns par rapport aux autres avec un décalage temporel harmonisé avec le déplacement de la pellicule. Au même instant, le magnétoscope 83 fournit le signal V correspondant à l'image de rang N, le magnétoscope 84 le signal V' de l'image N-1, le magnétocope 85 le signal R de l'image N-2, le magnétoscope 86 le signal R = R de l'image N-3, le magnétoscope 87 le signal B de l'image N-4 et le magnétoscope 88 le signal B*= B de l'image N-S. Le décalage entre deux magnétoscopes consécutifs est donc 40 ms, durée d'une image de télévision. Les six composantes R V B et RV'B sont ainsi enregistrées de façon séquentielle sur la pellicule, laquelle réalise l'intégration de ces diverses composantes. Au total l'image enregistrée a une définition verticale de 625 x 2 = 1250 lignes, ce qui donne une définition d'environ 2.106 points, parfaitement appropriée pour la projection sur grand écran. La fréquence image étant de 25 images/seconde, la projection devra se faire à ce rythme. Cela ne pose pas de problème étant donné que les appareils actuels de projection cinématographique sont en général conçus à la fois pour une vitesse de projection de 24 image/seconde (rytyme cinéma habituel) et pour une vitesse de 25 images/seconde. Le mode de reconstitution d'une image entrelacée complète décrit ci-dessus est avantageux par son extrême simplicité mais il n'est pas limitatif. On peut envisager des odes de reconstitution plus élaborés, impliquant des traitements des signaux entrants. Ainsi, on pourrait donner au signal R* correspondant à la ligne n la valeur moyenne des n signaux R n et Rn+1 de l'image de base pour les lignes n et n+1, la même règle étant appliquée au signal B*. On pourrait ainsi concevoir la caméra 30 pour produire d'autres signaux que les signaux R, + B, V' du présent exemple. Ainsi, on pourrait, au lieu du signal de chrominance verte V', obtenir le signal de luminance Y', à partir duquel on pourrait reconstituer les signaux de chrominance de l'image entrelacée par des traitements électroniques simples. Dans cette variante, le rayonnement tombant sur 1'éliment photosensible du tube analyseur supplémentaire ne ferait l'objet d'aucun filtrage. Une autre variante envisageable consisterait à produire les signaux R, V de l'image de base et les signaux V', B' de l'image entrelacée. Dans une telle variante, on pourrait utiliser pour la reconstitution d'une image de base et d'une image entrelacée complètes les techniques décrites cidessus. On a indiqué plus haut que l'analyse dans la caméra pouvait se faire avec ou sans entrelacement des trames paires et impaires, L'appareil d'enregistrement sur pellicule décrit ci-dessus convient dans les deux cas, car le dispositif du type flying spot susmentionné est justement adapté au balayage avec entrelacement des trames paires et impaires, et peut bien entendu fonctionner aussi en balayage sans entrelacement. Par ailleurs, dans l'exemple de réalisation décrit, on utilise des magnétoscopes et donc des bandes magnétiques en tant que supports d'enregistrement. I1 est clair que l'utilisation autres types de mémoires et d'appareils de mémorisation entre dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Caméra vidéo couleur, caractérisée par le fait qu'elle comprend deux groupes de tubes analyseurs fonctionnant selon le même schéma de balayage, mais suivant un mode entrelacé. 2.- Caméra selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend en tout quatre tubes analyseurs, le premier groupe au sens défini ci-dessus comprenant au moins deux tubes fournissant des composantes de couleur et le second groupe comprenant au moins un tube qui fournit un signal supplémentaire représentatif de la luminance. 3.- Caméra selon la revendication 2, caractérisée par le fait qu'on utilise en tant que signal supplémentaire représentatif de la luminance la composante de chrominance verte. 4.- Caméra selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le premier groupe de tubes comprend trois tubes qui fournissent les signaux de chrominance rouge, verte et bleue définissant une image de base, le second groupe comprenant uniquement un tube qui fournit la chrominance verte d'une image entrelacée par rapport à l'image de base. 5.- système de production et d'enregistrement sur pellicule images en couleurs incorporant au moins une caméra selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend un appareil d'enregistrement sur pellicule dans lequel on dirige six faisceaux lumineux monochromatiques sur la pellicule, deux pour le rouge, deux pour le vert, deux pour le bleu, tous les faisceaux étant animés à l'unisson d'un mouvement de balayage suivant une direction, et dans lequel la pellicule est déplacée en continu perpendi sulairement à ladite direction de balayage, les faisceaux étant respectlvement modulés par les signaux, de chrominance des deux images entrelacées. 60- Système selon la revendication 5, caractérisé par le r,t que les dispositifs d'émission des faisceaux lumineux sont disposés à.la suite l'un de l'autre dans la direction de défilement de la péllicule, avec un pas correspondant sensiblement à la dimension verticale d'une image.