Brevet FR2474218A1 — publié le 19810724

-1-- La présente invention se rapporte, d'une manière générale, à l'enregistrement et la lecture d'informations et elle se rapporte plus particulièrement à un appareil, un procédé et un support d'enregistrement pour la mise en mémoire et la reproduction ultérieure de signaux d'information, tels que des informations vidéo et des informations audio qui s'y rapportent. Les brevets des E.U.A. qui décrivent la technique antérieure dans le domaine concerné par la présente invention sont les brevets des E.U.A. No 3.371.154, n0 3.391.247, n0 3.446.914, no 3.829.610, no 3.848.095, no 3.931.457 et no 4.106.058. Ces docu- ments sont cités à titre d'exemple et on doit les considérer comme incorporés à la présente description, par la référence qui y est faite ici, en tant que de données de base de la présente invention. En outre, il est connu dans diverses techniques d'utiliser des marques de référence d'un type quelconque sur des objets tournants pour détecter la vitesse de rotation de ces objets; certains de ces moyens sont appelés des appareils tachymétriques. Le dispositif et le procédé de commande de vitesse, tels que décrits et revendiqués ici, sont susceptibles d'être utilisés avec un appareil de lecture de supports d'enregistrement dans lequel une représen- tation analogique d'un étalon de temps est enregistré sur un support d'enregistrement et est ensuite détecté et utilisé en tant qu'élément d'une boucle de réaction électromécanique pour commander la vitesse de lecture du support d'enregistrement. Le réglage chronométrique, dans le sens o cette expression est utilisée ici, signifie la vitesse et le changement de vitesse du support d'enregistrement devant un élément d'enregistrement tel que, par exemple, un faisceau laser modulé. -2- Comme représenté dans les documents anté- rieurs ci-dessus mentionnés, les disques vidéo et autres supports d'enregistrement, tels que les bandes magné- tiques, sont de plus en plus utilisés et leur emploi se généralise pour l'enregistrement et la production de signaux d'informations, tels que des images vidéo sono- res par exemple. En général, la scène est analysée en images discrètes sur la base d'un balayage ligne par ligne et les informations audio sont enregistrées concurremient des pistes vidéo et des pistes audio étant toutes deux formées sur le support d'enregistre- ment. Les informations enregistrées sont lues sur le support d'enregistrement et transcrites afin de repro- duire simultanément une image et des sons. Dans un tel système, les signaux audio et vidéo reproduits ont- pratiquement la même durée. Un problème important se pose lorsque l'appareil de lecture, tel qu'un lecteur de disques optiques, ne se verrouille pas à la vitesse correcte. Un léger écart de la vitesse à laquelle le disque est joué peut provoquer une distorsion de l'image reprodui- te. P exemple, une différence de réglage chronométri- que de 0,002 % peut éliminer la couleur de l'image reproduite. Le perfectionnement réalisé par la pré- sente invention a trait aux lecteurs de supports d'en- registrement qui sont munis de moyens pour être calés automatiquement que le même signal de synchronisation que l'enregistrement du fait que l'on forme, sur le support d'enregistrement, un signal analogique "étalon" ou "d'encodage", par exemple sur la périphérie exté- rieure du disque, qui peut ensuite être lu par la servo- commande du lecteur qui verrouille sa vitesse sur ce signal, ou se synchronise avec lui, lors de la lecture. -3- En d'autres termes, lorsqu'un enregistre- ment est effectué, le disque ou la bande peut être l'objet d'une erreur de réglage chronométrique "inhérente" quelque peu analogue au pleurage ou fluctuations qui se produisent dans les enregistrements sonores. Cependant, conformément à l'invention, en même temps que l'on effectue l'enregistrement, on enregistre également, sur le support d'enregistrement, un signal étalon, ayant une fréquence spécifiée, en tant que signal de temps. Lorsque ce signal de temps, produit à partir de l'enregistrement, est synchronisé par le lecteur avec un signal étalon de référence produit par le lecteur (qui est le même que le signal étalon utilisé lors de l'enregistrement) le réglage chronométrique de l'enregistrement, lorsqu'il est lu, est maintenu iden- tique au réglage chronométrique utilisé lorsqu'il a été enregistré. Un avantage supplémentaire qui découle des caractéristiques ci-dessus est que l'encodeur actuelle- ment utilisé dans le lecteur peut être supprimé, ce qui entraîne une diminution du coût. L'un des buts généraux de la présente invention est de réaliser des moyens relativement sim- ples pour synchroniser avec précision le réglage chrono- métrique de la lecture d'un support d'enregistrement avec le réglage chronométrique de l'enregistrement respectif de ce support d'enregistrement respectif. Ces buts, ainsi que d'autres buts et avantages, sont obtenus grâce à un procédé pour produire un signal analogique vidéo et analogue sur un support d'enregistrement tout en produisant simultanément un signal analogique étalon de temps ou d'encodage sur le support d'enregistrement, signal étalon qui caractérise le réglage chronométrique de l'enregistrement pendant que le signal d'information analogique est produit sur 247421-8 -4- le support d'enregistrement. Lorsque l'enregistrement est joué pour reproduire un tel signal, l'étalon de temps est détecté et comparé à un étalon de référence (qui est le même que.l'étalon utilisé lors de l'enre- gistrement). Le réglage chronométrique du support d'enregistrement est modifié de la manière nécessaire pour fournir des marques de signal de temps qui sont les mêmes que l'étalon de référence. Des moyens sont prévus pour enregistrer un signal analogique vidéo ou analogue sur un support - d'enregistrement tout en produisant un signal étalon de vitesse analogique sur le support d'enregistrement, - signal étalon qui fournit un moyen de caractériser le réglage chronométrique de l'enregistrement pendant qu'un tel signal est enregistré sous une forme analogique. Les moyens de lecture comprennent des moyens pour dé- tecter un tel signal vidéo et des moyens pour détecter le signal étalon de temps. Des moyens sont prévus pour produire un signal étalon de lecture de référence qui est caractéristique du réglage chronométrique suivant lequel le lecteur devrait fonctionner. Des moyens de comparaison sont prévus pour produire un signal de différence entre le signal étalon de temps et le signal étalon de lecture de référence. Des moyens de commande sont prévus pour faire varier la vitesse du lecteur en réponse à la différence entre les signaux dans un sens tendant à réduire la - différence à zéro. Au moment o le signal de différence devient nul, le système est maintenu dans une boucle verrouillée en phase qui comporte le moteur du lecteur, le support d'enregistre- ment portant l'étalon de temps et les moyens de détec- tion de marques, les moyens comparateurs et les moyens de commande qui commandent la vitesse du moteur du lec- teur. D'autres caractéristiques de l'invention -5- apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel La Figure 1 est une vue en plan, quelque peu schématique, d'un support d'enregistrement constitué par un disque portant des représentations analogiques d'un signal vidéo et de l'étalon de temps, tel que prévus selon la présente invention; La Figure 2 est une vue partielle à plus grande échelle du support d'enregistrement de la Figure 1 avec une représentation schématique des signaux ana- logiques vidéo enregistrés et trois versions d'un signal étalon de temps analogiques de la présente invention représentées autour de la périphérie extérieure du sup- port d'enregistrement; 15. La Figure 3 est un schéma-bloc simplifié et une représentation schématique de la présente inven- tion, cette vue neimontrant que les éléments qui interviennent pour la production du signal 6talon de temps analogique et ne représentant pas les éléments actuellement connus qui sont utilisés pour former les signaux vidéo analogiques sur le support d'enregistre- ment; La Figure 4 est un schéma-bloc simplifié et une représentation schématique de l'appareil de lecture de la présente invention, cette vue ne montrant pas les éléments actuellement connus qui sont utilisés pour reproduire l'image vidéo et le son détectés à partir des signaux d'informations analogiques portés par le support d'enregistrement. Sur les Figures 1 et 2 auxquelles on se référera, on a rprésenté un support d'enregistrement, tel qu'un disque 10 en matière en feuille. Comme représen- té, des signaux d'informations analogiques enregistrés 12, tels que des signaux vidéo, sont formés par un grand nombre de pistes formant une bande sur le disque - 6- 10. Sur la périphérie extérieure du disque 10, sont représentés plusieurs signaux étalons de temps ana- logiques 14A, 14B et 14C. L'un quelconque de ces signaux étalons peut être utilisé et, dans l'exemple représenté sur la Figure 2, des moyens modulateurs 16 sont foca- lisés pour produire le signal étalon analogique 14C et ce signal analogique sera appelé le signal étalon analogique 14 dans le reste de la description. Suivant un mode de réalisation préféré, le disque vidéo 10 est fabriqué dans une feuille cir- culaire découpée dans une pellicule qui est constituée par une émulsion photosensible portée par un substrat ou support hyalin. On expose la pellicule comme décrit ci-après et on la développe de façon à faire varier le facteur de transmission de la pellicule en fonction des informations vidéo et étalon qui doivent être enregis- trées. Une pellicule appropriée est une émulsion à grains fins d'halogénure d'argent d'une épaisseur d'environ 6 mm porté par un substrat en "Mylar" d'une épaisseur de 0,115 mm. Un autre substrat en polyester solide, dimensionnellement stable, ayant une épaisseur de 0,180 mm est le substrat épais "Estar" vendu par la Société Eastman Kodak Company, Rochester N.Y. 14650, E.U.A. Bien que l'on ne l'ait pas représenté, le support d'enregistrement peut être réalisé sous d'autres formes, si désiré, par exemple sous la forme d'un cy- lindre comportant des pistes d'enregistrement axialement espacées ou sous forme d'un film en bande ou d'un ruban d'une matière appropriée pour pouvoir être trans- porté d'une bobine à une autre. Cependant, le disque vidéo préparé photographiquement, tel que décrit ici est préféré du fait qu'il est bon marché, facile à produire et à reproduire, qu'il permet d'avoir une forte densité de stockage d'informations et qu'il peut être -7- stocké et transporté aussi facilement qu'une autre pellicule développée ou que des négatifs photographi- ques. En outre, il est important de noter qu'un tel support d'enregistrement permet l'emploi d'un appareil de lecture relativement bon marché. Appareil d'enregistrement Le procédé de la présente invention utili- se à la fois un appareil d'enregistrement et un appa- reil de lecture. Sur la Figure 3, à laquelle on se référera, l'appareil d'enregistrement a été désigné par la référence 28. Le disque 10 est entraîné en rota- tion par un moteur 18 à une vitesse réglée par un amplificateur 20 de commande du moteur qui répond à un comparateur de fréquences/phases 23. Une fréquence usuelle engendrée par le générateur 22 d'impulsions de synchronisation est de 15,734 kHz. Il y a avantageusement 525 impulsions ou marques par tour du disque 10 dans le signal étalon analogique 14 étant donné qu'il y a 525 lignes dans le système de télévision utilisé aux Etats-Unis et qui est basé sur le standard NTSC. Une vitesse de rotation avantageuse du disque 10 est actuel- lement d'environ 1800 tr/mn. La fréquence des impulsions du générateur 22 d'impulsions de synchronisation est appliquée au comparateur de fréquences/phases 23 qui les compare aux signaux d'un disque encodeur 19 entraîné par le moteur 58. Le comparateur 23 produit un signal de correction qui est appliqué à un égalisateur d'avance/retard 21 qui, à son tour,.actionne l'amplificateur 20 de commande de mo- teur pour commander le moteur 18. Ce type de mécanisme d'entraînement de disque, tel que ci-dessus décrit, est bien connu dans la technique et il n'est donc pas néces- saire de la décrire davantage. Le générateur 22 d'impulsions de synchro- nisation applique également la fréquence d'impulsions -- * 2474218 -8- à un amplificateur de commande 24 pour actionner un modulateur 16. Le faisceau d'un laser 26 est projeté à travers le modulateur 16 sur le disque 10 au moyen d'un système optique (non représenté) et le faisceau du laser 26 est interrompu par le modulateur 16 en réponse à la fréquence du générateur 22 d'impulsions de synchronisation et il frappe le disque 10 confor- mément à la fréquence des impulsions de synchronisation. L'exposition du-disque 10 au faisceau laser pulsé, conformément à la fréquence d'impulsions, produit un signal étalon analogique 14, tel que-repré- senté sur la Figure 2. Comme précédemment mentionné, on pourrait produire sur le disque 10, l'un quelconque des signaux étalons analogiques 14A, 14B ou 14C. Il est considéré préférable que ce signal analogique 14C, tel que représenté, soit produit par le modulateur 16 du fait que le signal analogique 14C est celui qui est le plus proche de la périphérie extérieure du disque et qu'il laisse, p a: conséquent, une surface libre supplémentaire sur le disque 10 pour l'enregistrement du signal vidéo analogique 12. L'appareil de lecture Comme déjà indiqué dans le cas de l'appa- reil enregistreur 28, l'appareil de lecture 30 comporte les divers autres éléments de lecture (non représentés) nécessaires pour détecter le signal vidéo analogique qui a été enregistré sur le disque 10 afin de produire un signal ou des signaux vidéo qui sont une reproduction exacte du signal de télévision qui a été appliqué à l'enregistreur 28. Le signal de sortie d'un photodétecteur 36 est appliqué à un circuit comparateur 38 de fréquenceg phases. Une impulsion d'un circuit d'horloge 40 qui a la même fréquence que celle produite par le générateur 22 d'impulsions de synchronisation de la Figure 3 est -9- également appliqué au comparateur 38. Le comparateur 38 compare les impulsions du photodétecteur 36 aux impulsions de l'horloge 40 et produit, en réponse, un signal de sortie qui est un signal à forme d'onde binaire dont le coefficient d'utilisation est égal au déphasage entre le signal de référence de l'horloge et le signal de temps du photodétecteur 36. Etant donné que les signaux ont des phases qui diffèrent lorsque les réglages chrono- métriques sont différents, comme ceci est le cas dans la présente invention, le signal de sortie devient positif ou négatif pour accélérer ou décélérer le moteur 32 de manière qu'il se synchronise correcte- ment. Le signal de sortie du comparateur 38 est appliqué à un filtre passe-bas 42 qui transforme les impulsions de sortie du comparateur 38 en un signal en courant continu représentatif de la région située au- dessous des formes d'onde positives du signal de sortie du comparateur 38. Le signal de sortie en courant continu du filtre 42 est appliqué à un compensateur d'avance/retard ou'égalisateur 44 qui produit un signal en courant continu positif en tant que signal de commande de l'amplificateur 46 de commande du moteur. Le moteur 32 est commandé en intensité. L'amplificateur 46 de commande du moteur est un amplifi- cateur de puissance à une seule borne couplé en courant continu, à large bande et à gain élevé, avec une entrée différentielle. Une résistance 48 de mesure d'intensité est connectée en série entre le moteur et la masse. La chute de tensien aux bornes de la résis- tance 48 de mesure d'intensité est réinjectée dans l'amplificateur 46 de commande du moteur. -10- Fonctionnement du mode de réalisation décrit Lors du fonctionnement, on place le disque photographique 10 non exposé dans l'appareil enregis- treur 28. L'appareil d'enregistrement de signaux (non représenté) est actionné pour émettre le signal sous forme d'un faisceau laser modulé qui est enregistré sur le disque 10 sous forme d'une piste. Le modula- teur 16, en réponse au générateur 22 d'impulsions de synchronisation et à l'amplificateur de commande 24, module le faisceau laser émis par le laser 26 et appli- que au disque 10 des impulsions de lumière sous forme d'une piste circulaire 14 autour de la périphérie du disque. Après que le disque 10 a été exposé au signal vidéo 12 et au signal étalon 14, on retire le disque de l'appareil enregistreur 28 et on le développe, exactement de la manière suivant laquelle on développe habituellement une pellicule photographique. Après le développement, les pistes du signal vidéo analogique apparaissent dans la région désignée par la référence 12 sur les Figures 1 et 2 et les marques du signal analogique 14 peuvent être telles que celles désignées par la référence 14C sur la Figure 2, par exemple. On place ensuite le disque 10 développé dans le lecteur 30, tel que représenté sur la Figure 4. Lorsqu'on met le lecteur 30 initialement en marche, le moteur 32 ne tourne pas. Dans ce cas, le signal de sortie de l'amplificateur 46 de commande du moteur est à une valeur maximale pour fournir le couple initial du moteur afin de permettre l'accélération jusqu'à la vitesse de fonctionnement. Description d'un second mode de réalisation On peut décrire un second mode de réali- sation, ou seconde version, de l'invention en se référant au dessin et à la description qui précède. -11*- On se référera à la Figure 2. Le signal étalon de temps analogique 14, tel que le signal 14C représenté, peut être incorporé en tant que partie du signal d'information enregistré sous la forme du signal analogique 12. Par exemple, le signal de synchronisa- tion de balayage horizontal incorporé à un signal vidéo peut être également le signal étalon de temps. L'utilisation du signal de synchronisation de balayage horizontal comme signal étalon de temps peut être particulièrement efficace pour des supports d'enregistrement qui n'ont pas la masse et l'inertie utiles pour maintenir une vitesse constante pendant l'enregistrement. En outre, les films en bande, les bandes magnétiques et supports analogues précédemment mentionnés peuvent être l'objet d'un certain allonge- ment pendant l'enregistrement et/ou la lecture qui constitue au moins une partie de la "source d'erreurs inhérente" précédemment mentionnés à laquelle l'appareil de lecture actuellement classique peut être sensible dans certains cas. Il apparaîtra clairement aux spécialistes de la technique que, dans le cas de ce mode de réalisa- tion, le modulateur 16 représenté sur la Figure 3 est également un élément du circuit d'enregistrement du signal d'information. En outre, dans ce mode de réa- lisation, le photodétecteur 36 représenté sur la Figure 4 comporte des moyens pour capter le signal étalon de temps à partir du signal d'information détecté afin de comparer au signal d'horloge 40 comme précédemment décrit. En résumé, le perfectionnement apporté par la présente invention r4side dans la.réalisation de moyens grâce auxquels le disque 10 peut être entraîné en rotation avec exactement le même réglage chronomé- trique que le réglage chronométrique auquel l'enregistre- -12- ment a été effectué. Par conséquent, s'il existe de légères différences de réglage chronométrique entre différentes machines d'enregistrement, ou entre les machines d'enregistrement de différents fabriquants de disques, le lecteur 30 jouera le disque 10 avec le réglage chronométrique, quel qu'il soit, auquel il a été enregistré, à condition naturellement que les fréquences des moyens de synchronisation de l'enre- gistreur (tel que le générateur 22) et les moyens géné- rateurs signaux d'horloge du lecteur,. (tel que l'horloge ) soient les mêmes. Le disque 10 porte un signal étalon de temps qui est enregistré sur le disque sous forme d'un -signal analogique étalon avec les autres signaux d'in- formation enregistrés. Le signal étalon analogique est enregistré à la même fréquence que le signal de syn- chronisation qui commande la vitesse d'enregistrement de l'appareil enregistreur. Lorsque lé disque est joué par l'appareil de lecture, un signal de temps du lec- teur est capté à partir du signal étalon de temps-et est utilisé pour régler la vitesse: de-l'appareil de lecture de telle sorte que l'enregistreur, puis ulté- rieurement le lecteur, fonctionnent en isosynchronisme avec une distorsion minimale du signal d'information joué par l'appareil de lecture. On estime que ce concept est susceptible d'être universellement utilisé dans le cas o des vi- tesses d'enregistrement et de lecture synchronisées pour un enregistrement respectif sont un facteur cri- tique. On peut voir que la présente invention a des caractéristiques et avantages importants dont le plus important est celui de fournir un système dans le- quel les images vidéo peuvent être enregistrées puis lues sans aucune erreur de couleur, d'image ou de son -13- qui pourrait être provoqué par une déviation du réglage chronométrique du lecteur. Il résulte clairement de la description qui précède que l'on a réalisé un nouveau procédé pour reproduire des signaux d'information, tels que des images vidéo accompagnées d'informations sonores ou autres informations connexes. Bien que l'on n'ait décrit que les modes de réalisation actuellement préférés, il apparaîtra aux spécialistes de la tech- nique que l'on peut y apporter certains changements et modifications sans s'écarter de l'esprit véritable de l'invention, tel que défini par les revendications annexées. 2474.218 -14- REVENDICATIONS 1. - Procédé pour enregistrer puis pour reproduire de manière fidèle des informations, caracté- risé en ce qu'il consiste a) à enregistrer l'information sur un sup- port d'enregistrement sous forme d'un signal d'infor- mation analogique à un réglage chronométrique respectif tout en enregistrant simultanément un signal étalon de temps ayant une fréquence fixe spécifique, sous forme d'un signal étalon analogique; b) à détecter (36) et à reproduire ladite information à partir du signal d'information analogique et un signal de temps lu à partir du signal étalon ana- logique; c) à produire (40) un signal de temps de référence ayant la fréquence fixe spécifiée; d) à comparer (38) le signal de temps lu au signal de référence et à produire un signal de dif- férence de temps dont la grandeur correspond à la dif- férence, quelle qu'elle soit, qui existe entre le réglage chronométrique de la lecture du support d'en- registrement et le réglage chronométrique de l'enre- gistrement du support d'enregistrement; et e) à ajuster (42-44) puis à maintenir (46) le réglage chronométrique de la lecture du support d'enregistrement de façon qu'il soit approximativement identique au réglage chronométrique de l'enregistrement du support d'enregistrement. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal étalon analogique est enregistré sous forme d'une piste analogique respective (14A, 14B, 14C). 3. - Procédé selon la revendication 1- caractérisé en ce que le signal étalon analogique est -15- enregistré dans la même piste analogique (12) que le signal d'information analogique. 4. - Procédé de lecture fidèle d'un signal d'information sur un support d'enregistrement, cette information ayant été enregistrée à une vitesse d'en- registrement respective sous forme d'un signal d'in- formation analogique en même temps qu'était enregistré concurremment un signal étalon de temps ayant une fré- quence fixe spécifiée sous forme d'un signal étalon analogique, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste: a) à détecter et à reproduire le signal d'information à partir du signal d'information analo- gique et à produire un signal de temps lu à partir du signal étalon analogique; b) à produire un signal de référence de temps ayant ladite fréquence fixe; c) à comparer le signal lu au signal de référence et à produire un signal de différence de temps d'une grandeur correspondant à la différence existant entre le signal lu sur le support d'enregistrement et le signal de référence; et d) à réduire le signal de différence à zéro en ajustant puis en maintenant le réglage chronométrique de la lecture du support d'enregistrement approximative- ment égal au réglage chronométrique de l'enregistrement effectué sur le support d'enregistrement. 5. - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le signal de temps lu est détecté sur une piste analogique étalon respective. 6. - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le signal de temps lu et le signal d'information sont détectés à partir de la même piste analogique. 7. - Appareil de lecture pour lire des -16infonrmaticns sur un support d'enregistrement sur lequel est enregistré un signal analogique d'information à un réglage chronométrique spécifié ainsi qu'un signal étalon de temps analogique ayant une fréquence fixe, caractérisé en ce qu'il comporte: a) des moyens de détection (36) pour détec- ter et reproduire ledit signal d'information à partir dudit signal d'information analogique et un signal de lecture à partir du signal étalon de temps analogique; b) des moyens (4.0) générateurs de signaux pour produire un signal de référence de temps ayant la- dite fréquence fixe; c) des moyens comparateurs (38) pour com- parer le signal de lecture au signal de référence et pour produire un signal de différence de temps lu dont la grandeur correspond à la différence qui existe entre le réglage chronométrique de lecture instantané du support d'enregistrement et ledit signal de fréquence fixe; d) des moyens (42,44) de réglage'de servo- commande fonctionnant en réponse au signal- de différence pour ajuster le réglage chronométrique du lecteur pour que le signal de lecture deviennent approximativement égal au signal de fréquence fixe; et e) les moyens de servo-commande tenant le réglage chronométrique de la lecture semblable au réglage chronométrique de l'enregistrement au moyen d'un système de réaction en boucle verrouillé en phase comprenant les moyens détecteurs, les moyens comparateurs et les moyens de réglage. 8. - Appareil-de lecture selon la reven- dication 7, caractérisé en ce que le signal analogique étalon de temps a été enregistré sous forme d'une piste séparée et distincte. 9. - Appareil de lecture selon la reven- -17- dication 7, caractérisé en ce que le signal analogique étalon de temps a été enregistré en tant que partie du signal analogique d'information. 10. - Appareil de lecture selon la reven- dication 7, caractérisé en ce que l'information est une information vidéo comportant des images et des sons.