Brevet FR2513054A1 — publié le 19830318

La présente invention concerne, de manière gé- nérale, des dispositifs de compensation de température pour des ensembles à tube de prise de vues et elle s'applique plus particulièrement à un dispositif de compensation de température pour un ensemble à tube de prise de vues comprenant un organe lumineux de polarisa- tion capable de compenser une variation du courant du signal de polarisation due à une variation de la tempé rature de l'organe lumineux de polarisation. De manière générale, un tube de prise de vues photoconducteur du type à blocage présentant des carac- téristiques telles qu'une sensibilité élevée, une per- sistance visuelle (image résiduelle) faible, un caractère compact et une résolution élevée est couramment utilisée en tant que tube de prise de vues pour une caméra de télé- vision couleur Cependant, dans ce type de tubes de prise de vues, une image résiduelle capacitive est introduite du fait de la capacitance électrostatique existant entre une membrane conductrice transparente et une membrane photoconductrice Une telle capacitance électrostatique est introduite du fait que la charge électrique de la capacitance électrostatique ne peut pas être déchargée, compte tenu du changement rapide de l'image En consé- quence, et de manière à réduire l'image résiduelle, un organe lumineux de polarisation est prévu sur la face antérieure du tube de prise de vues, et une lumière de polarisation est projetée sur l'organe lumineux de pola- risation La constante de temps est diminuée en maintenant l'organe polarisé dans la gamme de fonctionnement. L'organe lumineux de polarisation ci-dessus présente de manière générale une structure dans laquelle plusieurs diodes photo-émettrices sont maintenues à des intervalles également espacés sur un support de maintien en forme de couronne Cependant, du fait que les diodes photo-émettrices sont des semi-conducteurs, la caracté- ristique d'émission de lumière varie selon la variation de la température ambiante Par exemple, si la température ambiante s'élève, la luminosité de la lumière de polarisa- tion augmente Ainsi, la luminosité sur la surface anté- rieure du tube de prise de vues augmente même lorsque l'intensité lumineuse de l'image n'augmente pas L'image devient alors brillante et la phase de couleur change pour produire une couleur irrégulière dans l'image, du fait du signal de prise de vues ainsi obtenu. Particulièrement, dans une caméra de télévision couleur, un circuit de compensation de gamma est en général utilisé pour obtenir une reproduction correcte de la luminance Toutefois, comme cela est bien connu, la caractéristique de compensation de gamma du circuit de compensation de gamma est une caractéristique à compensa- tion de niveau, et l'amplification aux faibles niveaux du signal vidéo est excessivement élevée En conséquence, lorsque la luminosité d'entrée est faible, la luminosité de sortie variera de manière importante, même lorsque la variation de la luminosité d'entrée est légère Ainsi la lumière de polarisation doit être compensée pour que celle-ci ne varie pas avec la variation de la température ou qu'elle compense électriquement la variation de la lumière de polarisation provoquée par une variation de température dans un dispositif de production et/ou réception de signaux. En tant que dispositif habituel permettant la mise en oeuvre de la compensation en accord avec la varia- tion de la température (ci-après appelée "compensation de température"), on utilisait un dispositif de compensa- tion de température dans lequel la luminosité de la lumière de polarisation était détectée et la compensation effectuée de telle manière que la lumière de polarisation soit toujours constante, compte tenu de la variation de la lumière de polarisation due à la variation de tempé- rature afin de maintenir constant le courant du signal de polarisation de l'organe lumineux de polarisation. Cependant, du fait que le dispositif de compensation de température habituelle utilise une source de courant cons- tant, il est nécessaire d'employer un grand nombre d'éléments de circuits En outre, le coût d'un tel dispo- sitif de compensation de température devient élevé car il est nécessaire de prévoir une forte source de tension. Il existait ainsi, dans le dispositif connu, un inconvénient en ce que ce dispositif de compensation de température ne convenait pas à une application dans une caméra de télévision couleur mono-tube de type portatif, dans lequel un faible coût de réalisation est exigé. La présente invention a ainsi pour objet un dispositif de compensation de température pour un ensemble à tube de prise de vues qui est nou- veau et particulièrement utile et dans lequel les inconvé- nients décrits ci-dessus de la technique antérieure ont été éliminés; un dispositif de compensation de température pour un ensemble à tube de prise de vues dans lequel un signal de compensation, permettant de supprimer la varia- tion d'une lumière de polarisation due à une variation de température, est multiplexé avec un signal de compen- sation d'ombre au moment o une impulsion de porte de noir est multiplexée au signal de compensation d'ombre, et au voisinage de ce moment Selon, le dispositif de la présente invention, il est possible de supprimer sensible- ment et de compenser la variation de la caractéristique de la lumière de polarisation due à une variation de tem- pérature, et cela par l'utilisation d'un circuit simple; un dispositif de compensation de température pour un ensemble à tube de prise de vues dans lequel un signal de compensation, obtenu par l'utilisation d'un organe qui subit la même variation que celle de la carac- téristique de l'organe lumineux de polarisation due à la variation de température, est multiplexé avec un signal de compensation d'ombre de telle manière que le niveau de calage et le niveau du noir deviennent égaux. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'in- vention sont représentées, à titre d'exemples non limi- tatifs, au dessin annexé. La fig 1 est une vue latérale en coupe verti- cale d'une partie d'un tube de prise de vues et d'un or- gane lumineux de polarisation d'un ensemble à tube de. prise de vues qui peut recevoir un dispositif de compen- sation de températureconforme à la présente invention. La fig 2 est une vue frontale illustrant un organe lumineux de polarisation. La fig 3 est un-schéma général fonctionnel d'un ensemble à tube de prise de vues utilisant un dispo- sitif de compensation de température conforme à la pré- sente invention. La fig 4 est un schéma d'une forme de réalisa- tion concrète d'une partie essentielle du schéma fonc- tionnel de la fig 3. Les fig 5 (A) à 5 (G) sont des schémas montrant respectivement des formes d'ondes de signaux à diverses parties du schéma fonctionnel des fig 3 et 4. La fig 6 est un schéma montrant une variante d'une partie essentielle du circuit de la fig 4. A la fig 1, un faisceau lumineux provenant d'une image traverse une lentille 10, l'ouverture 12 d'un organe lumineux de polarisation 1 i et arrive sur la plaque antérieure 14 d'un tube de prise de vues photocon- ducteur 13 du type à blocage Comme illustré à la fig 2, l'organe lumineux de polarisation 1 i comprend plusieurs diodes photo-émettrices 16 a à 16 f régulièrement espacées sur un support 15 en forme de couronne, le côté d'émission de lumière étant dirigé vers le centre du support 15 Une lentille de diffusion 17 réalisée en une résine acrylique est prévue à la périphérie interne des diodes photo- émettrices 16 a à 16 f La lumière provenant des diodes 2 2513054 photo-émettrices 16 a à 16 f est diffusée au niveau de la lentille de diffusion 17 et est projetée sur la plaque antérieure du tube de prise de vues 13 en tant que lu- mière de polarisation L'organe lumineux de polarisation 11 est, par exemple, disposé dans une position délimitant un intervalle de un millimètre par rapport à la plaque antérieure 14. Un filtre à bandes 19 maintenu par une bague de cible 18, et une minceplaque de verre 20 présentant une épaisseur de l'ordre de 15 à 20 microns et fixée sur le filtre à bande 19, sont prévus dans le tube de prise de vues 13 Une membrane conductrice transparente 21 et une membrane photoconductrice 22 sont successivement plaquées sur la plaque de verre 20 Une partie formant masque noire (partie optiquement noire) 23 est prévue dans le filtre à bandes 19. Une information de couleur de l'image est modu- lée à modulation d'espace en deux couleurs primaires rouge et bleu au niveau du tube de prise de vues 13 On obtient ainsi un signal multiplexé de division de fréquen- ce comprenant une onde modulée contenant une information de couleur et une onde non modulée contenant une informa- tion de luminance obtenue en convertissant l'image à - modulation d'espace en un signal électrique,par exemple. Le signal de sortie ci-dessus du tube de prise de vues 13 est appliqué à un préamplificateur 30 illustré à la fig 3 Un signal a illustré à la fig 5 (A) sortant du pré-amplificateur 30 est appliqué à un circuit mélangeur 32 illustré aux fig 3 et 4 par l'intermédiaired'une borne 31 Dans le signal a, illustré à la fig 5 (A), l'indica- tion de la composante du signal de l'information vidéo est omise, et seule une composante IB du courant du signal due à la lumière de polarisation est illustrée L'inten- sité de la lumière de polarisation varie selon la varia- tion de la température ambiante eu égard aux diodes photo- émettrices 16 a à 16 f Ainsi, si la température s'élève, par exemple, la luminosité de la lumière de polarisation augmente, et le courant du signal augmente comme illustré en traits interrompus à la fig 5 (A) Par ailleurs, si la température diminue, la luminosité de la lumière de polarisation diminué, et le courant du signal diminue comme illustré en traits mixtes à la fig 5 (A). Un signal de commande horizontale b illustré à la fig 5 (B) et présentant une période égale à une période de balayage horizontal ( 1 H) est appliqué à un circuit 34 de formation du signal de compensation de tem- pérature à partir d'une borne d'entrée 33 Dans le circuit 34 de formation du signal de compensation de tem- pérature, un transistor NPN référencé QI est polarisé sur sa base par des résistances Rl, R 2, et l'émetteur de ce transistor Qi est relié à la borne d'entrée d'une source de tension électrique V 5 par l'intermédiaire d'un circuit parallèle comprenant une résistance R 3 et un condensateur CI Le collecteur d'un transistor de commu- tation PNP référencé Q 2 est relié à l'émetteur du tran- sistor Qi et la base du transistor Q 2 est reliée à la borne d'entrée 33 par l'intermédiaire d'un circuit parallèle comprenant une résistance R 5 et un condensa- teur d'accélération C 2 Le signal de sortie est obtenu sur l'émetteur du transistor Q 2. Une tension constante, obtenue en divisant la tension de la source de tension électrique VDD au moyen des résistances Ri et R 2, est appliquée de manière cons- tante sur la base du transistor Qi ci-dessus qui est reliée en émetteur suiveur Une tension constante est ainsi obtenue à l'émetteur du transistor QI, et cette tension est appliquée au collecteur du transistor Q 2 lorsqu'il n'existe aucune variation de température Un transistor présentant un coefficient de température base- émetteur sensiblement égal au coefficient de température des diodes photoémettrices 16 a à 16 f à l'intérieur de l'organe lumineux de polarisation 11 est utilisé pour le transistor Qi La tension de sortie de l'émetteur du tran- sistor Ql varie ainsi selon la variation de la luminosité de l'organe lumineux de polarisation due à la variation de température. Le transistor Q 2 est mis à l'état passant pendant une durée prédéterminée pour chaque IH par l'impulsion de commande horizontale b appliquée à la borne d'entrée 33 Pendant la période ci-dessus au cours de laquelle le transistor Q 2 est passant, la tension de sortie de l'émetteur du transistor Ql est obtenue sur l'émetteur du transistor Q 2. Un signal de polarisation est appliqué à une borne d'entrée non inverseuse d'un amplificateur opéra- tionnel 37 sur une borne 35 Une onde en dents de scie ou une onde parabolique (ou une onde multiplexée de ces ondes en dents de scie et parabolique) de période égale à la période de balayage horizontal ou une onde en dents de scie ou une onde parabolique (ou une onde multiplexée de ces ondes en dents de scie et parabolique) de période égale à la période de balayage vertical, est appliquée à une borne d'entrée inverseuse de l'amplificateur opéra- tionnel 37 sur une borne 36 Une résistance R 6 est reliée entre la borne d'entrée 37 et une face de sortie de l'amplificateur opérationnel 37 Les éléments reliés ci- dessus constituent un circuit statique de compensation d'ombre de type connu, et un signal de compensation d'ombre sortant de l'amplificateur opérationnel 37 est appliqué à un point commun 39 à partir d'une borne 38 Comme cela est bien connu, le signal de compensation d'ombre est un signal permettant de compenser les effets d'ombre du courant-d'obscurité du tube de prise de vues. Comme décrit ci-dessus, le transistor Q 2 est mis à l'état passant pendant une période prédéterminée pour chaque 1 H par l'impulsion de commande horizontale b et, au cours de la période o le transistor Q 2 est à l'état passant, un signal de compensation de température est produit sur l'émetteur du transistor Ql et obtenu au point commun 39 Par conséquent, comme illustré à la fig 5 (C), un signal de compensation c obtenu en ajoutant le signal de compensation d'ombre et le signal de compensation de température est obtenu au point commun 39, et il est appliqué au circuit mélangeur 32. Le circuit mélangeur 32 comprend un transistor NPN référencé Q 3, des résistances R 12 et R 13 de polari- sation de la base du transistor Q 3, une résistance R 10 pour le collecteur du transistor Q 3, une résistance RI 1 pour l'émetteur du transistor Q 3, des résistances R 7 et R 9 reliées respectivement entre l'émetteur du transistor Q 3 et des bornes de sortie 40 et 31, ainsi qu'une résis- tance R 8 reliée entre l'émetteur du transistor Q 3 et le point commun 39. Le signal de sortie a du tube de prise de vues illustré à la fig 5 (A) est appliqué à la borne d'entrée 31 du pré-amplificateur 30 Une impulsion de porte de noir d illustrée à la fig 5 (D) et permettant de détecter la partie optiquement noire du signal de sortie du tube de prise de vues lorsque la partie formant masque noir 23 du filtre à bandes 19 est balayée, est appliquée à la borne d'entrée 40 Les signaux provenant des bornes 31 et 40 sont respectivement appliqués à l'émetteur du transistor Q 3 par l'intermédiaire des résistances R 9 et R 7. En outre, le signal-de compensation c provenant du point commun 39 est également appliqué à l'émetteur de transis- tor Q 3 par l'intermédiaire de la résistance R 8 En consé- quence, un signal mélangé e dans lequel chacun des signaux a, C et d cidessus sont respectivement multiplexés est obtenu sur une borne de sortie 41 à partir du collecteur du transistor Q 3, et il est appliqué à un circuit de pré-traitement (non représenté) prévu à un étage suivant. La composante du signal de sortie a du pré-amplificateur est calée à la position de l'impulsion de porte de noir d et déterminée d'-après les niveaux du noir dans le -35 circuit de pré-traitement mentionné précédemment. Si la température ambiante est égale à la température normale d'intérieur, le signal mélangé ci- dessus présente une forme d'onde e comme illustré à la fig 5 (E), et le niveau de calage LC coïncide avec le niveau de noir LB On obtient ainsi un état normal dans lequel le noir est équilibré. Ensuite, si la température ambiante s'élève, l'intensité lumineuse de la lumière de polarisation pro- venant de l'organe lumineux de polarisation Il augmente et la composante du courant du signal de polarisation à l'intérieur du signal de sortie du pré-amplificateur 30 atteint une composante de courant de signal I Ba présen- tant un niveau supérieur à celui de la composante de courant de signal I illustrée à la fig 5 (A) Cependant, les niveaux de l'impulsion de porte de noir d et du signal de compensation d'ombre statique à l'intérieur de la période d'effacement demeurent sensiblement cons- tants du fait qu'il n'existe presqu'aucune dépendance de la température En conséquence, dans le dispositif habi- tuel qui ne comprend pas le circuit 34 de formation d'un signal de compensation de température, le niveau de noir LB devient supérieur au niveau de calage LC comme illustré à la fig 4 (F) dans le signal mélangé du signal de sortie a du pré-amplificateur 30, du signal de compensation d'om- bre statique et de l'impulsion de porte de noir d Il en résulte une perte de l'équilibre du noir. Par ailleurs, conformément à la présente forme de réalisation de l'invention, la tension de chute directe au niveau de la diode de jonction base-émetteur du transistor Q 3 à l'intérieur du circuit 34 de formation du signal de compensation de température diminue par l'augmentation de température, et la tension de sortie de l'émetteur du transistor QI augmente du fait de l'aug- mentation de température ci-dessus La tension de compen- sation de température produite pendant la période au cours de laquelle le transistor Q 2 est passant devient ainsi élevée par rapport à la tension de compensation de tempé- rature obtenue à la température normale d'intérieur La valeur crête de la forme d'onde c du signal illustré à la fig 5 (C) devient inférieure à celle obtenue pour la tem- pérature normale d'intérieur Il résulte de ce qui précède que le niveau de-noir LB et le niveau de calage L O coïncident tous deux et que le noir devient équilibré dans le signal mélangé de sortie el du circuit mélangeur 32 comme on-le voit à la fig 5 (G) On peut, par conséquent, compenser la variation du courant du signal de polarisa- tion due à la variation de la température Comme décrit plus haut, la déviation entre le niveau de noir LB et le niveau de calage Lc due à la variation du courant du signal de polarisation peut être compensée en faisant varier le niveau du signal de compensation de température produit à partir de l'émetteur du transistor Q 2 dans une direction inverse par rapport à la variation de l'inten- sité de la lumière de polarisation en fonction de la variation de la température, afin de supprimer ces varia- tions La valeur de compensation peut être réglée arbitrai- rement par le rapport des résistances R 8 et R 9 Dans la forme d'onde du signal mélangé el illustré à la fig 5 (G) la composante I Ba du courant de signal indique la compo- sante du courant de signal de polarisation qui a été augmentée à l'intérieur du signal de sortie du pré-ampli- ficateur 30 lorsque la température s'élève. Comme décrit ci-dessus, dans le dispositif conforme à la présente invention, la composante du courant du signal de polarisation n'est pas maintenue constante quelle que soit la variation de la température, mais la forme d'onde du signal de compensation de température est multiplexée avec le signal de compensation d'ombre statique de sorte que le niveau de noir et le niveau de calage de la forme d'onde du signal mélangé appliqué au circuit de pré-traitement coïncident tous deux quelle que soit la variation de la température En conséquence, la réalisation du dispositif de compensation de tempéra- ture peut être simplifiée comme cela est illustré à la fig 4 o le circuit fonctionne sous une faible tension de source électrique. Si la température ambiante diminue en dessous de la température normale d'intérieur l'intensité lumineuse de la lumière de polarisation diminue, en rela- tion inverse au cas o la température ambiante se trouve au-dessus de la température normale d'intérieur Ainsi la composante du courant du signal de polarisation à l'in- térieur du signal de sortie du pré-amplificateur 30 de- vient inférieure à la composante IB du courant du signal ( 10 mi A par exemple) illustré à la fig 5 (A), et le niveau de calage devient supérieur au niveau de noir du dispositif habituel Cependant, dans le circuit du dispo- sitif conforme à la présente invention le niveau du signal de compensation de température provenant du circuit 34 de formation du signal de compensation de température diminue, afin d'augmenter la valeur crête de la forme d'onde du signal de sortie c au point commun 39 Ainsi, le niveau de calage et le niveau de noir coïncident Par conséquent, même s'il existe une variation de température, le noir peut être équilibré automatiquement et il devient possible d-'empêcher l'introduction de mauvais effets dans le signal vidéo de sortie de la caméra de télévision du fait de variations de température. Une variante du circuit 34 de formation du signal de compensation de température est illustrée à la fig 6 sous la forme d'un circuit 34 a de formation du signal de compensation de température A la fig 6, les éléments qui sont les mêmes que les éléments correspon- dants de la fig 4 sont désignés par les mêmes références, et ne seront pas décrits en détail dans ce qui suit Dans le circuit 34 a de formation du signal de compensation de température, une thermistance R 20 et une résistance R 21 reliées en parallèle à une résistance R 22 montée en série sont utilisées au lieu de la résistance Ri du circuit 34 de formation du signal de compensation de température. Selon la présente variante, la tension de polarisation de la base du transistor Ql est amenée à-varier selon la variation de température du fait de l'utilisation de la thermistance R 20 ci-dessus. Des exemples de valeurs numériques des éléments du circuit 34 a de formation du signal de compensation de température ci-dessus sont donnés ci-après. Résistances: R 2 = 2,7 k-l, R 3 = 2,7 kc L R 5 = 10 krx, R 20 = 10 kc-i, R 21 = 1,2 k L R 22 = 2,4 k 4 L L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés et décrits en détail car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. 13054 REVEND ICATIONS 1 Dispositif de compensation de température pour un ensemble à tube de prise de vues comprenant un tube de prise de vues ( 13), un organe lumineux de pola- risation ( 11) prévu à la face antérieure du tube de prise de vues pour projeter une lumière de polarisation, un circuit ( 35-38, R 6) permettant de former un signal de compensation d'ombre et un circuit ( 40) fournissant une impulsion de porte de noir, caractérisé en ce que le dis- positif de compensation de température comprend un circuit ( 34) de formation d'un signal de compensation permettant de former un signal de compensation de tem- pérature pour annuler la variation d'une composante du courant du signal provenant du tube de prise de vues due à la variation de la lumière de polarisation obtenue à partir de l'organe lumineux de polarisation qui est en accord avec la variation de température, un circuit ( 39) d'obtention de signal de compensation permettant d'obtenir un signal de compensation en multiplexant le signal de compensation de température formé par le circuit de formation du signal de compensation de température avec le signal de compensation d'ombre, et un circuit mélangeur ( 32) permettant de mélanger le signal de compensation multiplexé, le signal de sortie du tube de prise de vues et l'impulsion de porte de noir. 2 Dispositif de compensation de température selon la revendication 1 dans lequel l'organe lumineux de polarisation comprend des diodes photoémettrices ( 16 a-16 f) pour projeter la lumière de polarisation, caractérisé en ce que le circuit de formation du signal de compensation de température comprend un élément de compen- sation de température (Qi, R 20) présentant une caractéris- tique qui varie avec la variation de la température selon la variation de la caractéristique des diodes photo- émettrices due à la variation de la température. 3 Dispositif de compensation de température selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de compensation de température comprend un transistor (Qi) présentant une caractéristique de diode égale à la carac- téristique de température des diodes photo-émettrices. 4 Dispositif de compensation de température selon la revendivation 2, caractérisé en ce que Ilément de compensation de température comprend un transistor (Ql) et une thermistance (R 20) reliée au transistor de sorte que la tension de polarisation de base du transistor varie selon la variation de la température. Dispositif de compensation de température selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cir- cuit de formation du signal de compensation de température comprend un premier transistor (Ql) permettant de former ledit signal de compensation de température et un second transistor (Q 2) recevant une impulsion de commande hori- zontale (b) présentant la période d'un balayage horizontal, afin d'obtenir ledit signal de compensation de température pendant une période prédéterminée pour chaque période de balayage horizontal. 6 Dispositif de compensation de température selon la revendication 5, caractérisé en ce que la période au cours de laquelle le signal de compensation de tempé- rature est obtenu à partir du second transistor correspond à un moment au cours duquel l'impulsion de porte de noir est mélangée dans le circuit de mélange et à un moment au voisinage-de celui-ci.