Brevet FR2502874A1 — publié le 19821001

La présente invention concerne des moyens permettant d'améliorer la géométrie de la zone d'image active dans un tube photo-électrique et,en particulier, des moyens permettant de limiter le phénomène de la "distorsion marginale" dans les tubes analyseurs de caméra de télévision. Dans les tubes photo-électriques, un faisceau électro- nique balaie une zone d'image active bidimensionnelle située à l'intérieur d'une partie non balayée environnante de l'en- semble de la cible du tube. Toutefois, l'ensemble de la cible reçoit de la lumière incidente qui, en conséquence, charge toute la face arrière de la cible. Etant donné que le faisceau ne 'lit" que la zone d'image active, de très fortes charges subsistent dans la partie non balayée environnante de la ci- ble. Ces charges s'infiltrent dans la zone d'image active immédiatement adjacente en provoquant une "distorsion margi- nale'" tant horizontale que verticale, c'est-à-dire une dis- torsion le long des bords supérieur, inférieur, gauche et droit de l'image. Dans la technique antérieure, on obtient une certaine compensation de la distorsion marginale en prolongeant le balayage du faisceau électronique sur une faible distance dans les régions limites entourant immédiatement la zone d'image active. Cette faible distance, dénommée ci-après "course de balayage supplémentaire" est déterminée par la vitesse du faisceau et par le temps disponible au cours des intervalles de suppression de faisceau horizontal et vertical immédiate- ment avant et après la période de retour du spot. Le faisceau électronique "lit" et, par conséquent, décharge une petite région limite autour de la zone d'image active, région qui correspond à la course de balayage supplémentaire que le fais- ceau effectue pendant les quelques microsecondes disponibles en se déplaçant à la vitesse de balayage normale. Cela a pour effet de réduire légèrement l'importance de l'infiltra- tion de charges et, par conséquent la distorsion marginale. Toutefois, une distorsion marginale appréciable subsiste encore et, par conséquent, pose un problème permanent dans la construction des caméras de télévision. L'invention apporte un moyen extrêmement simple et néanmoins efficace, permettant de réduire au minimum le 25028?4 phénomène de distorsion marginale décrit ci-dessus courant dans les systèmes de caméra de la technique antérieure. A cet effet, une tension additionnelle choisie est appliquée aux circuits de génération de balayage horizontal et vertical classique pendant tout ou partie des intervalles de suppres- sion de faisceau horizontal et vertical respectifs. La tension additionnelle provoque une augmentation substantielle corres- pondante de la vitesse de balayage du faisceau électronique au cours des intervalles de suppression de faisceau correspon- dants. Il résulte de cette augmentation de vitesse que, sur la même période de temps disponible, le balayage du faisceau se prolonge, sur une distance augmentée dans une mesure corres- pondante, dans la zone de la cible antérieurement non balayée entourant la zone d'image active. Cela a pour effet de dé- charger cette zone environnante sur une distance plus grande, suffisante pour empêcher une distorsion marginale appréciable de se produire dansl'image dans les directions horizontale et verticale. L'invention envisage divers moyens pour assurer la gé- nération des tensions additionnelles, de manière à provoquer une augmentation correspondante de la vitesse de balayage du faisceau électronique au cours des intervalles de suppres- sion de faisceau horizontal et vertical, comme décrit plus loin de façon plus détaillée. Compte tenu de ce qui précède, l'invention a notamment pour objet: - d'éliminer pratiquement la distorsion marginale en provo- quant une augmentation choisie de la vitesse de balayage du faisceau au cours des intervalles de suppression de faisceau horizontal et vertical d'appliquer des tensions en courant continu choisies aux entrées des générateurs de formes d'onde en dents de scie horizontale et verticale d'un dispositif de balayage de tube analyseur de caméra, au cours des intervalles de suppression de faisceau, de manière à augmenter de façon correspondante la vitesse de balayage du faisceau électronique - d'appliquer des impulsions de suppression de faisceau ho- rizontale et verticale aux entrées des générateurs de formes d'onde en dents de scie respectifs, pour assurer l'augmenta- tion sélective de la vitesse du faisceau électronique; - d'appliquer une forme d'onde de tension d'une configuration choisie aux formes d'onde en dents de scie horizontale et verticale, pendant les intervalles de suppression de faisceau respectifs, pour augmenter la vitesse de balayage du faisceau. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints qui en représentent, à titre d'exemples non limitatifs, des modes de réalisation. Sur ces dessins: la figure 1 est une vue de l'écran, c'est-à-dire de la zone de cible, d'un tube photo-électrique, sur laquelle le mode de balayage supplémentaire utilisé dans un dispositif de la technique antérieure est représenté à une échelle exagérée; les figures 2A-2F représentent des courbes comparant des formes d'onde types, engendrées par les dispositifs de la technique antérieure, avec les formes d'onde engendrées par la combinaison suivant l'invention; la figure 3 est un schéma simplifié d'un premier mode de mise en oeuvre de la technique suivant l'invention utilisé avec un circuit intégré générateur de dents de scie; la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 1, représentant la course de balayage supplémentaire augmen- tée, assurée par l'invention; la figure 5 est un schéma simplifié d'un mode de réalisation de variante de la combinaison suivant l'inven- tion; les figures 6A-6C représentent des courbes de formes d'onde types du circuit de la figure 5, et la figure 7 est un schéma simplifié d'un autre mode de réalisation de l'invention utilisé avec un générateur de formes d'onde en dents de scie plus simple. On va tout d'abord se référer à la figure 1, sur la- quelle l'écran d'un tube photo-électrique 12 est représenté comme formant une cible 14 du tube. La cible est définie par un zone d'image active 16 entourée d'une zone de cible 18 non active, c'est-à-dire non balayée. La zone d'image active 16 est balayée par un faisceau électronique suivant deux di- mensions pour engendrer, par l'intermédiaire de la cible, le signal vidéo correspondant à l'image produite par la lu- mière incidente sur la zone d'image active 16. Toutefois, la cible 14 reçoit de la lumière incidente sur toute son éten- due et est chargée en conséquence. Etant donné que le faisceau ne balaye pas la zone non active 18, il subsiste dans celle- ci de très fortes charges, qui s'infiltrent dans lesparties immédiatement adjacentes de la zone d'image active 16. Il en résulte une distorsion des bords supérieur, inférieur, gau- che et droit de l'image vidéo, distorsion qu'on peut désigner sous le nom de "distorsion marginale" horizontale et verti- cale. La distorsion marginale est réduite dans une certaine mesure par un balayage supplémentaire au-delà de la zone d' image active 16 sur de petites distances 20 en direction horizontale et sur de petites distances 22 en direction ver- ticale. Les zones affectées par ce balayage supplémentaire sont ainsi déchargées pour réduire l'importance de l'infiltra- tion de charge dans la zone d'image active. Toutefois, il subsiste encore une certaine distorsion marginale et le signal vidéo classique apparaît sous la forme représentée, par exemple, sur la figure 2C. Comme on peut le voir sur cette figure, le courant de signal aux limites de la zone d'image active dépas- se le niveau du blanc, ce qui provoque une distorsion sur les bords horizontaux et verticaux de l'image vidéo. Pour mieux fixer les idées, on peut donner un exemple en ce qui concerne la distorsion en direction horizontale ou "distorsion horizontale", en considérant le cas du standard de télévision PAL. La durée de ligne active correspondant à l'image active dans la direction horizontale est indiquée sur la figure 2 et est de 52 microsecondes _( ps) sur une durée de ligne totale de 64,us. Il reste donc un intervalle de suppression de faisceau horizontal de12 ps. La période de retour du spot correspondant à l'impulsion d'excitation ho- rizontale (Figure 2A) est d'environ 5 ps. On dispose donc d'environ 7 lis au cours de l'intervalle de suppression de faisceau pour effectuer le balayage supplémentaire. Si le signal vidéo de sortie est centré autour du balayage, comme représenté sur la figure 2, on peut alors effectuer un balaya- ge supplémentaire du faisceau pendant environ 3,5 ps de part et d'autre de l'image. La course de balayage supplémentaire résultante précédemment mentionnée (c'est-à-dire la distance , figure 1) est alors égale à la distance dont le faisceau électronique se déplace en 3,5 ps à sa vitesse de balayage usuelle. On peut voir que les courbes de la figure 2 s'appli- quent également au processus de balayage en direction verti- cale, au cours duquel plusieurs lignes sont balayées au-dessus et audessous de la zone d'image active 16, ce qui produit la course de balayage supplémentaire 22 dans la direction verti- cale, au sommet et à la base de la zone active 16. De tels balayages supplémentaires n'assurent qu'une compensation minimale de l'infiltration de charge dans la zone d'image active, de sorte qu'une distorsion marginale appré- ciable subsiste. Suivant l'invention, il est prévu un moyen permettant d'utiliser ces périodes de balayage supplémentaire pour pro- duire des courses de balayage supplémentaires du faisceau notablement plus grandes dans la zone non balayée 18. Il en résulte une décharge de la zone non balayée sur des distances proportionnellement plus grandes à partir des limites de la zone d'image active 1.6. Cela empêche une infiltration de charges dans la zone d'image active, ce qui résoud le problème de la distorsion marginale horizontale et verticale. Plus précisément, en partant de la même période de 3,5 ps de balayage supplémentaire horizontale indiquée sur la figure 2, si la vitesse du faisceau électronique est doublée, triplée, etc., pendant la même période de temps, alors la distance que le faisceau parcourt dans la zone non balayée est doublée, triplée, etc. de façon correspondante. En prati- que, la vitesse de balayage du faisceau peut être augmentée sélectivement presque sans limitation pendant toute la durée des intervalles de suppression de faisceau horizontal et ver- tical, pour assurer des courses de balayage supplémentaires considérablement plus grandes sur les bords supérieur, infé- rieur, gauche et droit de l'image. A cet effet, la figure 3 montre un générateur de formes d'onde en dents de scie horizontales et/ou verticales type représenté ici sous la forme d'un circuit intégrateur de base 24 constitué par un amplificateur opérationnel 26 et un con- densateur 28. Une tension positive (par exemple de 1 volt) est appliquée à l'entrée négative de l'amplificateur 26 par l'intermédiaire d'un conducteur d'entrée 30 et d'une résis- tance 32, qui détermine le courant de charge. L'entrée posi- tive est mise à la masse. Un moyen commutateur de rétablisse- ment classique 34 est branché aux bornes du condensateur 28 et est excité par l'impulsion d'excitation horizontale (H) ou verticale (V) classique (figures 2A) sur le conducteur d' excitation 36. La dent de scie horizontale ou verticale clas- sique de la figure 2B est produite à une sortie 40. Classiquement, lorsque l'impulsion d'excitation de la figure 2A est absente, le moyen commutateur de rétablissement 34 est ouvert et le condensateur 28 se charge pour produire la rampe linéaire 38 de la figure 2B à la sortie 40. La pente de la rampe 38 est fonction de la valeur du condensateur 28, de la valeur de la résistance 32, et de la valeur de la ten- sion appliquée au conducteur d'entrée 30. Pendant la partie médiane de l'intervalle de suppression de faisceau, l'impul- sion d'excitation ferme le moyen commutateur de rétablissement 34 en court-circuitant le condensateur 28 à la masse, et en engendrant la rampe de retour du spot 42. Comme on peut le voir sur la figure 2B, la pente des parties de balayage supplémentaire 44,46 de la rampe 38 est la même que celle de ladite rampe 38 au cours des intervalles de suppression de faisceau. Suivant l'invention, une résistance 48 est interposée entre l'entrée négative de l'amplificateur opérationnel 26 et une tension de courant continu de balayage supplémentaire choisie appliquée à un conducteur d'entrée 50. La tension de balayage supplémentaire peut être, par exemple, l'impulsion de suppression de faisceau H ou V représentée sur la figure 2D, impulsion qui s'étend symétriquement de part et d'autre de l'impulsion d'excitation H ou V de la figure 2A. Le courant appliqué au circuit intégrateur à partir du conducteur d'en- trée 50 est déterminé par la valeur de la résistance 48. En conséquence, la tension de balayage supplémentaire appliquée en 50 est ajoutée à la tension classique produite en 30 au cours de l'intervalle de suppression de faisceau H ou V correspondant. Il en résulte que la pente des parties de ram- pe 44, 46 et celle de la rampe de retour du spot 42 déjà représentées sur la figure 2B et, par conséquent, la vitesse du faisceau de balayage au cours de l'intervalle de suppres- sion de faisceau, sont augmentées dans une mesure correpon- dante. L'augmentation de vitesse est mise en évidence sur la figure 2E par les parties de rampe 44' et 46' s'étendant de part et d'autre de la rampe de retour du spot 42'. La rampe 42' est également représentée avec une pente plus forte. Etant donné que la vitesse du faisceau est doublée, triplée, etc. au cours de l'intervalle de suppression de faisceau, le fais- ceau pénètre sur une distance augmentée correspondante dans la zone de cible 18 habituellement non balayée au cours des pé- riodes de balayage supplémentaire correspondant aux rampes 44', 46'. A titre d'exemple seulement, si la source 30 est de 1 volt et la résistance 32 de 1000 ohms, alors le courant de charge classique est de 1 milliampère (mA) pendant que le moyen commutateur de rétablissement 34 est ouvert, c'est-à- dire pendant l'intervalle de balayage de l'image active. Etant donné que la tension d'entrée de la source 50 est nulle pendant l'image active, le circuit intégrateur produit la rampe classique 38 de la figure 2B. Si l'on désire obtenir une augmentation de vitesse quadruplant la vitesse normale pendant les périodes de balayage supplémentaire, on donne à la résistance 48 une valeur de 330 ohms, soit environ un tiers de la valeur de la résistance 32 et l'on utilise une impulsion de suppression de faisceau H ou V de 1 volt. En conséquence, suivant l'invention, pendant l'intervalle de suppression de faisceau, un courant de charge additionnel de 3 mA est ajouté au courant de 1 mA usuel de manière à obtenir un courant de charge total de 4 mA. Comme représenté sur la figure 2E, il en résulte un quadruplement de la pente des parties de rampe 44', 46' et une augmentation correspon- dante de la vitesse de balayage au cours de l'intervalle de suppression de faisceau. Le signal vidéo résultant, qui ne présente pratiquement pas de distorsion marginale, est représenté sur la figure 2F. On voit donc que, bien que les périodes de temps de balayage supplémentaire soient les mêmes que dans le disposi- tif classique, la distance parcourue par le faisceau au cours du balayage supplémentaire est considérablement accrue grâce à l'augmentation sélective de la vitesse du faisceau. Les courses de balayage supplémentaire augmentées horizontales et verticales sont désignées sur la figure 4 par les références numériques 20' et 22'. La figure 5 représente un mode de réalisation de va- riante permettant d'augmenter la vitesse du faisceau au cours des périodes de balayage supplémentaire; sur cette figure, les composants correspondant à ceux de la figure 3 sont dési- gnés par les mêmes références numériques que sur celle-ci. Dans cette variante, la source 50 et la résistance 48 de la figure 3 sont supprimées et un moyen générateur de forme d'on- de 52 applique une forme d'onde complémentaire additionnelle, au cours de l'intervalle de suppression de faisceau H ou V, en réponse aux impulsions de suppression de faisceau H ou V, respectivement, à un conducteur d'entrée 54. La sortie du générateur 52 est reliée à un moyen additionneur 56, qui re- çoit également les formes d'onde en dents de scie classiques engendrées par le circuit intégrateur 24. La figure 6A montre la dent de scie classique déjà représentée sur la figure 2B, et la figure 6B représente la forme d'onde de tension ajoutée produite par le moyen générateur de forme d'onde 52. La forme d'onde ajoutée peut être, par exemple, une onde sinusoïdale, dont l'excursion négative se produit pendant la période de balayage supplémentaire 44, et l'excursion positive, pendant la périoide de balayage supplémentaire 46. La forme d'onde de balayage supplémentaire est ajoutée à la dent de scie classi- que par le moyen additionneur 56, et la forme d'onde en dents de scie modifiée résultante de la figure 6C est alors obtenue à la sortie 40' de la figure 5. Les formes d'onde des figures 2E et 6C sont identiques. La figure 7 représente un circuit de variante permet- tant d'assurer la génération de formes d'onde en dents de scie horizontales classiques, circuit qui est généralement utilisé avec des caméras de télévision plus simples. La partie classi- que du circuit comprend, par exemple, une tension en courant continu classique appliquée à une bobine d'induction 60 par l'intermédiaire d'un conducteur d'entrée 62. L'autre extrémi- té de la bobine d'induction 60 est mise à la masse par l'in- termédiaire d'un moyen commutateur 64 et d'une diode 66 montée en parallèle avec celui-ci. Le moyen commutateur est actionné cycliquement, par exemple par l'intermédiaire d'une commande ou excitation H (horizontale) 68. L'application de la tension en courant continu à la bobine d'induction 60 au cours de 1' image active, lorsque le moyen commutateur est ouvert, engen- dre une forme d'onde en rampe horizontale classique tandis que, lorsque le moyen commutateur est fermé, elle engendre une rampe de retour du spot sur le conducteur de sortie 70. Suivant l'invention, une impulsion de tension en cou- rant continu horizontale, telle que l'impulsion de suppres- sion de faisceau H, est superposée à la tension en courant continu régnant à la sortie de la bobine d'induction 60 par l'intermédiaire d'un condcuteur d'entrée de balayage supplé- mentaire 72. La somme de ces formes d'onde engendre essen- tiellement la forme d'onde modifiée représentée sur les fi- gures 2E ou 6C, et assure l'augmentation correspondante de la vitesse de balayage du faisceau au cours de l'intervalle de suppression de faisceau. REVENDICATIONS 1. Circuit permettant de réduire au minimum la distor- sion marginale dans un tube photo-électrique (12) comportant un faisceau électronique de balayage et une zone d'image active balayée (16) à l'intérieur d'une zone (18) non balayée de la cible (14) du tube (12), dans lequel le faisceau élec- tronique de balayage décrit une trame de balayage horizontale et verticale à travers la zone d'image active (16) en réponse à l'action d'un moyen de génération de formes d'onde en dents de scie horizontales et verticales (24-26, 28), ledit circuit étant caractérisé en ce qu'il comprend la combinaison d'un moyen générateur de tension de balayage supplémentaire (50, 48; 52, 56) intégré avec le moyen de génération de formes d' onde en dents de scie (24-26, 28) pour augmenter sélectivement la vitesse de balayage du faisceau électronique exclusivement pendant les intervalles de suppression de faisceau horizontal et vertical. 2. Circuit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen générateur de tension de balayage supplémen- taire (50, 48; 52, 56) applique une forme d'onde de tension choisie aux formes d'onde en dents de scie au cours des in- tervalles des impulsions de suppression de faisceau horizon- tales et verticales classiques pour assurer l'augmentation sélective de la vitesse de balayage au cours des intervalles de suppression de faisceau horizontal et vertical respectifs. 3. Circuit suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la vitesse de balayage au cours de l'intervalle de suppression de faisceau est plus grande que la vitesse de balayage au cours de l'intervalle correspondant à l'image active (16). 4. Circuit suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen générateur de tension de balayage supplé- mentaire (50, 48) comprend un moyen (50) pour appliquer des impulsions de courant continu au moyen de génération de formes d'onde en dents de scie (24) au cours des intervalles de suppression de faisceau respectifs pour augmenter la pente de la forme d'onde pendant ces intervalles. 5. Circuit suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen générateur de tension de balayage supplémen- il taire (50, 48) comprend une résistance choisie (48) couplée avec l'entrée du moyen de génération de formes d'onde en dents de scie (24); et un moyen générateur d'impulsions de courant continu (50) couplé avec ladite résistance (48) et sensible aux impulsions de suppression de faisceau horizon- tales et verticales. 6. Circuit suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen générateur de tension de balayage supplémen- taire (52, 56) comprend un générateur de forme d'onde (52) sensible aux impulsions de suppression de faisceau; et un moyen additionneur (56) couplé avec ledit générateur de forme d'onde (52) et avec le moyen de génération de formes d'onde en dents de scie (24). 7. Circuit suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le générateur de forme d'onde (52) comprend un moyen pour appliquer une onde sinusoïdale de configuration choisie à la forme d'onde en dents de scie au cours de l'intervalle de suppression de faisceau pour augmenter la vitesse de balayage du faisceau pendant cet intervalle. 8. Procédé permettant de réduire au minimum la dis- torsion marginale dans un tube photo-électrique (12) compor- tant un faisceau électronique de balayage et une zone d'image active balayée (16) à l'intérieur d'une zone (18) non balayée de la cible (14) du tube (12), dans lequel l'accumulation de charges dans la partie non balayée (18) entourant la zone d'image active balayée (16) provoque une infiltration de char- ges à partir de ladite partie (18) dans ladite zone (16), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les opé- rations consistant: à engendrer des formes d'onde en dents de scie hori- zontale et verticale en réponse à une tension d'entrée de courant continu respective, et à ajouter une tension de balayage supplémentaire addi- tionnelle aux formes d'onde en dents de scie au cours des intervalles de suppression de faisceau respectifs pour aug- menter sélectivement la pente de la rampe des dents de scie au cours de l'intervalle de suppression de faisceau. 9. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que ladite opération d'addition comprend en outre l'appli- cation d'impulsions de suppression de faisceau aux impulsions d'entrée en courant continu symétriquement à celles-ci pour assurer l'augmentation de pente. 10. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que ladite opération d'addition comprend en outre les étapes consistant: à produire des impulsions en courant continu choisies correspondant aux tensions de balayage supplémentaire au cours des intervalles de suppression de faisceau horizontal et vertical respectifs; et à appliquer les impulsions en courant continu choisies à la tension d'entrée en courant continu respective pour assurer l'augmentation de pente au cours des intervalles de suppression de faisceau. 11. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que ladite opération d'addition comprend en outre les étapes consistant à produire des ondes sinusoïdales de tension choisies correspondant aux tensions de balayage supplémentaire au cours des intervalles de suppression de faisceau horizontal et vertical respectifs; et à ajouter les ondes sinusoïdales de tension choisies aux formes d'onde en dents de scie horizontale et verticale - respectives au cours des intervalles de suppression de fais- ceau pour assurer l'augmentation de pente.