Brevet FR2488470A1 — publié le 19820212

L'invention se rapporte à des moyens pour focaliser automatiquement une caméra de télévision, et notamment à un dispositif de circuit pour obtenir des données, pendant le processus de réglage, qui définissent avec précision les conditions de focalisation optimale. On connait, en technique de caméra de télévision, diffé- rents processus possibles pour réaliser la focalisation manuelle et/ou automatique de caméras de reportage ou de classe studios de télévision. Ainsi par exemple, des dispositifs typiques de l'état de la technique utilisent des mires classiques de définition présentant des lignes verticales de différents espacements pour fermer des grilles que le faisceau balaye. Les grilles de lignes sont remplacées, dans d'autres dispositifs par des lignes en coins, d'espacement choisis. Ces différents types de grilles sont généralement disposées au centre de la mire, c'està-dire, dans des dispositifs automatiques de réglage de caméra au centre d'une mire diascopique, o les conditions de focalisation sont optimales. Lorsque le faisceau balaye les différentes grilles pendant la phase de réglage de la caméra, un signal est formé par le tube et détecté. Les conditions de focalisation électrique optimales sont atteintes lorsque les valeurs crête à crête du signal sont maximales. Les valeurs détectées maximales sont utilisées pendant la phase de service de la caméra par réglage manuel de moyens potentiométriques, ou par application d'une correction de focalisation électrique par l'intermédiaire d'un correcteur automatique d'erreur. Des dispositifs de focalisation automatique de l'état de la technique utilisent ainsi des moyens analogiques pour déterminer et corriger la focalisation des caméras,et, de ce fait, présentent les désavantages inhérents aux dispositifs - analogiques, tels que dérive, bruit etc... En outre les dispositifs antérieurs exigent l'utilisation d'une mire supplémentaire, la mire de définition à grilles mentionnées précédemment. L'invention propose un dispositif de circuit numérique relativement simple, qui est une partie, et partie intégrante du dispositif de base de réglage de caméra, et qui définit avec précision la condition de focalisation optimale utilisée pendant la phase de service de la caméra. Plus particulièrement, pendant la phase de réglage d'une caméra de télévision, le faisceau de balayage d'un tube de prise de vue vient balayer la mire utilisée pour déterminer les corrections d'erreurs de géométrie et de trainage de sorte que le tube délivre un signal en correspondance avec les zones blanches et noires, en carreaux de damier, de la mire.Il s'en- suit que des variations dans les montées temporelles du signal sont proportionnelles aux variations de focalisation du faisceau de balayage. Le signal, et donc chaque montéeest échantillonné et numérisé, et la différence entre deux échan- tillons successifs est analysée. La différence numérique entre échantillons est très faible tant que le faisceau balaye la mire entre des transitions. Lorsque le balayage intéresse une transition, par contre, la différence numérique est relativ- ement grande, et sa valeur est proportionnelle à la montée temporelle du signal. La montée,de son côté,est proportionnelle à la condition de Localisation, c'est-à-dire une condition de Localisation optimale engendre la montée la plus rapide et vice versa. Les grandeurs des différences numériques succes- sives sont comparées et la valeur la plus grande, qui corres- pond à la condition de focalisation optimale, est conservée pour un intervalle de temps choisi. Les plus grandes diffé- rences sont pondérées sur les intervalles de mesure successifs pour améliorer le rapport signal/bruit, et les données différ- ences résultantes sont enregistrées dans les circuits de correction associés à la caméra pour une utilisation ultérieure pour fournir la condition de Localisation optimale pendant la phase de service de la caméra. Donc l'invention a pour objet un dispositif de focali- sation automatique perfectionné de conception relativement simple. L'invention a également pour objet un circuit de mesure numérique pour déterminer avec précision la condition de Localisation optimale d'une caméra de télévision utilisant la même mire que pour les corrections de géométrie et de trainage. L'invention a encore pour objet un dispositif numérique pour déterminer la condition de focalisation optimale qui fait partie intégrante et met en oeuvre le dispositif automatique de réglage d'une caméra de télévision automatisée. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressorti- ront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exe- mple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1A, 1B est un graphique représentant différentes conditions de focalisation d'un faisceau électronique de bala- yage, et les formes de signaux respectives de montées temporel- les respectivement proportionnelles; Les figures 2A et 2B sont un schéma des circuits selon l'invention pour déterminer les différentes montées des signaux de la figure 1B, et engendrer les données numériques signifi- catives de la condition de focalisation optimale. La forme de réalisation choisie et représentée de dispo- sitif est adaptée à déterminer les variations de focalisation optique aussi bien qu'électrique d'une caméra de télévision pendant la phase de réglage de la caméra. Des données numréiques représentatives de la condition de focalisation optimale sont enregistrées puis utilisées ultérieurement lorsque la caméra est en service. A cette fin, en se référant à la figure 1, le dispositif utilise une mire 10 en damier noir et blanc, qui sert à élabo- rer les mesures et corrections d'erreurs de géométrie (parfois dite de calage) et de trainage (parfois dite d'ombrage). La mire est constituée de rangées de carreaux de damiers alterna- tivement noirs, blancs, etc... 12, 14, 12', 14' etc... respect- ivement. En phase de focalisation, les carreaux sont balayés par le faisceau électronique 16 d'un tube de prise de vue, pendant le réglage, pour engendrer un signal résultant dont la grandeur alterne entre un niveau de tension de noir et un niveau de tens- ion de blanc. Donc le signal comporte de rapides transitions de tension entre les niveaux correspondant aux transitions, issues des carreaux noir, blanc, noir formant la mire 10. On trouvera un exemple d'une-mire en damier noir et blanc balayée par le faisceau électronique d'un tube de prise de vue dans la demande de brevet 81 07 219, déposée le 10 avril 1981 par la Demande- resse. Ainsi la figure 1 A représente un faisceau électronique 16, sous différentes conditions de focalisation: c'est-à-dire le faisceau 16 a est en condition de défocalisation indési- rable tandis que le faisceau 16 b est proche de la condition de focalisation optimale. On peut voir que l'intervalle de temps durant lequel le faisceau 16 a a défocalisé (et donc de diamètre plus grand) traverse une transition entre les carreaux noir et blanc, 12 et 14 respectivement, est plus grand en proportion que l'intervalle de temps durant lequel le faisceau 16 b, focalisé plus précisément, (et donc de plus petit diamètre) traverse la transition entre les carreaux 12', 14'. Il s'en suit que les transitions de tension des signaux respectifs 18 a, 18 b, (figure 1 B) sont, de façon corres- pondante plus lente et plus rapide. Autrement dit, le faisc- eau 16 b qui est en condition de focalisation plus précise, donne la montée la plus rapide et donc aisément décelable, par comparaison avec le faisceau défocalisé 16 a. Aussi, la transition de signal 18 b intervient durant un intervalle de temps d'environ une période d'échantillonage, comme indiqué de-façon typique en 22. On peut voir que les variations de condition de focalisation se reflètent directement dans les variations de montées temporelles correspondantes du 'faisceau quand il traverse les transitions du damier Le dispositif décrit ici décèle ces variations de montées et en particulier décèle la plus grande valeur de montée dans une période d'échantillonage choisie, pour fournir des données numériques qui définissent les conditions optimales de foca- lisation. Les données numériques sont alors mémorisées puis ultérieurement utilisées pour fournir la focalisation auto- matique du faisceau de balayage pendant la phase de service de la caméra. Les figures 2 A, 2 B, représentent un mode d'exécution du dispositif utilisé, par exemple, avec le dispositif de mesure d'erreur selon la demande de brevet 81 07 219 déjà mentionnée. Un certain nombre de composants de ce dispositif antérieur sont empruntés par le dispositif décrit ici, autre- ment dit, sont également utilisés dans la partie du canal vertical des circuits de mesure d'erreur verticale de géomé- trie de la demande antérieure. Cependant, pour la suffisance de description, les composants empruntés nécessaires au présent dispositif sont mentionnés ici. Ainsi les données numérisées correspondant aux signaux de la figure 1 B, qui sont formés par le balayage avec le faisceau électronique de la mire 10 de la figure 1 A pendant la phase de réglage de fonctionnement, sont acheminées à travers un convertisseur analogique/numérique (A/N) (non représenté) à un tampon d'entrée 24, par l'intermédiaire d'une voie d'entrée de données 26, sous la forme de mots à 8 moments. Le tampon 24 est couplé à des fins de commande, aux entrées A d'un différencieur 28, et alimente également un tampon retar- dateur 30. Le différencieur 28 est une unité arithmétique logique (UAL) qui, dans la phasede mesure de focalisation est programmé en soustracteur. Le tampon 30 délivre les données avec un retard d'un intervalle d'échantillonage, aux entrées B du différencieur 28. La sortie du différencieur est le signal différence A - B, ou différence numérique entre deux valeurs successives d'échantillon ou signal d'entrée présenté comme exemple figure 1 B. Les différences numériques, c'est-à-dire des nombres, sont très faibles pendant les intervalles de temps o le faisceau balaye l'ensemble d'un carreau, noir ou blanc, tels que 12, 14 12', 14' de la figure 1 A. Cependant lorsque le faisceau traverse les transitions d'un carreau noir 12, 12', etc, à un carreau blanc 14, 14' etc, les nombres sont positifs, et leurs valeurs beaucoup plus grandes dépendent des montées temporelles des signaux, représentés figure 1 B. Le moment de signe corres- pondant pour des nombres positifs est un "0", apparaissant sur une ligne 32 de la sortie de retenue du différencieur 28, cette ligne étant couplée à un tampon 34 conjointement avec le mot à 8 moments de la donnée différence A -B. A une transition d'un carreau blanc 14, 14' etc, à un carreau noir 12, 12' etc, les nombres sont négatifs (complément à 2) le moment de signe est un "1", et les valeurs fortement accrues dépendent également des montées des transitions de signaux. La donnée différence issue du différencieur 28 est rechar- gée dans le tampon 34 en réponse à un signal d'horloge à 8 megahertz (MHz) sur une ligne d'horloge 36 qui sera décrite plus loin, et est alors dirigée sur l'entrée B d'une unité arithmétique logique (UAL) redresseuse 38. L'entrée A de cette dernière est à la masse. Le moment de signe sur la ligne 32 est utilisé pour commander l'entrée de programme de lUAL 38 donne la fonction de sortie F= A+B, ou A=0. Si le moment de signe est "1", par contre, alors F=(A +B) plus 1, ou A=0 et F=B +1, ou le complément à 2. Ainsi l'UAL 38 convertit les nombres négatifs issus du différencieur 28 et du tampon 34, en nombres positifs de même valeur absolue. Les données de sortie de l'UAL redresseuse 38 sont rechargées dans un tampon 40 par l'intermédiaire d'un autre signal d'horloge à 8 MHz sur une ligne 42, puis délivrée à un moyen de détection de crête, c'est-à-dire, à l'entrée A d'un comparateur de valeur 44, ainsi qu'à un tampon 46 de valeurs maximales. La sortie du tampon 46 est renvoyée à l'entrée B du comparateur 44. Le comparateur de valeur 44 délivre une fonction de sortie A> B à l'entrée d'horloge du tampon 46 à /travers /une porte "ET" 48. La sortie de tampon 46 de valeur maximale est également couplée à un tampon de sortie 50, et de là à une voie de sortie de données 52. La donnée de sortie corres- pond à la plus grande valeur numérique obtenue lors de la montée de tension la plus rapide du faisceau électronique de balayage et donc à la condition de focalisation optimale pour le tube de prise de vue de la caméra. Un circuit logique de commande associé comprend différ - entes combinaisons de portes couplées aux différents signaux d'entrée de commande occurrents, ces portes fournissant les différents signaux de commande et de séquencement pour les composants du dispositif de mesure de focalisation. Différentes parties du circuit logique de commande sont également emprun- tées au dispositif de mesure d'erreur selon la demande 81 07 219 déjà mentionnée. Ainsi le système de base d'horloge à 8 MHz est délivré, par l'entrée 54 et les inverseurs 56 aux entrées d'horloge (ou de chargement) du tampon d'entrée 24, du tampon de retard 30, du tampon 40 par la ligne 42, et à la porte "ET" 48. Les inverseurs 56 sont également couplés à l'entrée d'horloge du tampon 34 par la ligne 36, pour causer le rechargement de la donnée différence issu du différencieur 28. Des signaux de fenêtres horizontales et verticales Hl, HO et Vl VO sont délivrés par une voie d'entrée 74, et un signal de validation est délivré sur une ligne 76. Les signaux de fenêtre et de validation sont dirigés sur les portes "ET" 78, qui délivrent un signal de fenêtre validé à la porte "ET" 48 par une ligne 75, ainsi qu'à une paire de bascules 80 de type D, générateurs d'impulsion. Ces derniers délivrent des signaux de sortie Q et Q sur les lignes 82, 84 et qui abouti- ssent à l'entrée de chargement du tampon de sortie 50, et à l'entrée de déchargement du tampon 46 de valeur maximale, respectivement.,:. le signal de sortie des bascules 80 est rendu actif par le signal de fenêtre validée et est addition- né en logique avec la jonction de remise à zéro H, de sorte que, si les deux signaux sont "OUI" le tampon de sortie 50 est chargé par l'intermédiaire de la ligne 82, et le tampon 46 est déchargé par l'intermédiaire de la ligne 84. Les bascules 80 sont remises à zéro par les commandes de remise à zéro H sur les lignes 86. Un signal d'autorisation de sortie parvient à l'entrée 0E du tampon de sortie 50, en provenance d'une carte d'inter- face et d'un microprocesseur de dispositif ( non représenté) par une ligne 87. Un signal de commande focalisation/transfert est délivré par une ligne 88 lorsque le tampon 46 de valeur maximale est déchargé, et indique au microprocesseur de dispositif qu'une donnée a été transférée et est disponible sur la voie de sortie 52. Le tampon 46 est remis à zéro à l'origine de l'intervalle de mesure, c'est-à-dire, à l'origine d'une fenêtre temporelle choisie formée sur la voie de fenêtre 74. La commande force la sortie A> B du comparateur de valeur 44 à prendre un niveau haut pour tout nombre de donnée numérique supérieure à zéro qui apparait en sortie du tampon 40. Le signal A> B est combiné logiquement avec le signal de validation de fexêtre sur la ligne 75, et s'il est "OUI" le signal transfère l'impul- sion d'horloge au tampon 46 de valeur maximale à travers la porte "ET" 48. Le signal de fenêtre validé assure que la mesure pour la condition de focalisation maximale intervient à l'intérieur d'une zone prescrite du champ vidéo,par exemple le & centre, et que le faisceau balaye un motif identifié à l'épo- que de la mesure. La valeur mémorisée dans le tampon 46 aug- mente pendant la première transition entre carreaux traversés par le faisceau. Le tampon 46 conserve la valeur de crête jus- qu'à la transition suivante, ou jusqu'à ce qu'une valeur numé- riàue plus élevée apparaisse à la sortie du tampon 40, pendant la période de mesure, autrement dit la fenêtre. Le signal de sortie du tampon 46 est conduit au micropro- cesseur (non représenté) du dispositif complet, par l'intermé- diaire du tampon de sortie 50, en sorte que la donnée issue des intervalles successifs de mesure est pondérée (par moyenne) pour fournir un rapport signal-bruit amélioré de la mesure. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure de la condition de focalisation optimale, pendant la phase de réglage, d'un faisceau électro- nique d'un tube de prise de vue dans une caméra de télévision, o le faisceau (16) balaye une mire en damier (10) noir et blanc et engendre des échantillons numériques d'un signal com- prenant des transitions brusques (18a, 18b) de signal aux tran- sitions entre carreaux noirs/blancs (12,14; 12', 14') et blancs/ noirs (14, 12') de la mire 10, caractérisé par la combinaison de moyens numériques (24, 28, 30, 34, 38, 40, 44, 46, 50) de détermination de la vitesse maximale de montée des transitions (18a, 18b) de signal engendrées par le faisceau (16a, 16b) é- lectronique lorsqu'il traverse les transitions noir/blanc/noir des carreaux (12, 14,. 12') de la mire 10 en damier, et de gé- nération des valeurs numériques de crête correspondantes et des moyens de commande logique (56, 78, 80) pour assurer la prise en compte des montées (18a, 18b) du faisceau (16a, 16b) électronique de balayage pendant un intervalle de mesure.choi- si. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de détermination comprennent des moyens de formation (28, 30, 34) de la différence numérique entre. échan- tillons successifs de signal, et d'indication du signe de cette différence. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens numériques de détermination comprennent en ou- tre des moyens (38, 40) pour détecter les différences numéri- ques successives et des moyens (44, 46, 50) de mémoriser suc- cessivement les valeurs croissantes de différences numériques correspondant à la condition de focalisation optimale, en ré- ponse aux moyens de détermination (24, 28, 30, 34). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens redresseurs (38) couplés au moyen de détermination (28, 34), pour délivrer les différences numériques aux moyens (44, 46, 50) de mémorisation en polarité unique. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de command logique comprennent des moyens (78) de génération de fenêtre pour engendrer l'intervalle de mesure choisi dans les directions horizontale et verticale, les moyens de mémorisation (44, 46, 50) étant en outre sensibles aux mo- yens (78) de génération de fenêtre. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de détermination comprennent en outre des mo- yens (30) de tampon retardateur adaptés à recevoir les échan- tillons numériques de signal, et de retarder des échantillons choisis d'une période d'échantillonnage et des moyens diffé- rencieurs (28) adaptés à recevoir des échantillons non retar- dés du signal et les échantillons retardés issus du moyen de tanpon (30) de retard, en sorte d'élaborer les différences nu- mériques successives entre échantillons non retardés et re- tardés. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens pour détecter les différences successives com- prennent un moyen comparateur (44) de valeur pour charger les moyens de mémorisation (46,50) lorsque les différences numé- riques excèdent un niveau prédéterminé, et en ce que les mo- ymens de mémorisation comprennent un moyen de tampon (46) pour mémoriser temporairement les valeurs numériques de crête cor- respondant aux différences numériques supérieures. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de porte "ET" 48 couplés au moyen comparateur (44) et aux moyens (78) de génération de fe- nêtre, pour charger le moyen tampon (46) de valeur maximale pendant l'intervalle de mesure choisi. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen tampon (50) de sortie couplé au moyen (46) tampon de valeur maximale, pour délivrer les va- leurs numériques de crête correspondant aux vitesses maximales de montée, et de ce fait à la condition de focalisation opti- male. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens numériques de commande logique (56,78) compor- tent un dispositif d'horloge (56) et des moyens tampon (34,40) en couplage coopératif avec le dispositif d'horloge (56) pour charger les données numériques sélectivement dans les moyens redresseurs (38) et le tampon (46) de valeur maximale, et le moyen comparateur (44), respectivement.