Brevet FR2536937A1 — publié le 19840601

Agencement de circuit -pour un dispositif analyseur d'image de caméra de télévision en couleurs La présente unvention concerne, d'une façon générale, les dispositifs analyseurs d'image de caméra de télévision en couleurs utilisant un filtre à bande de séparation de couleurs pour produire un signal vidéo multicolore et elle a trait, plus particulièrement, à un agencement de circuit pour un tel dispositif analyseur d'image de caméra de télévision en couleurs. Les caméras de télévision en couleurs dites à' un seul tube, comportant un filtre à-bandesde séparation de couleurs, sont utilisés à grande échelle pour produire un signal vidéo multicolore et, une telle caméra de télévision en couleurs à un seul tube comprend habituellement une couche photoconductrice dans sa partie de conversion photoélectrique On utilise la couche photoconductrice pour y emmagasiner des charges en fonction de la quantité de lumière incidente, les charges emmagasinées étant ensuite déchargées à l'aide d'un faisceau électronique de balayage qui leur est appliqué de manière que l'on obtienne un signal vidéo de sortie On fixe l'intensité du faisceau électronique de balayage à une valeur relativement faible de manière que l'on obtienne une caractéristique de modulation uniforme sur la totalité de la cible du tube analyseur d'image, ainsi qu'un signal de sortie présentant un degré de modulation satisfaisant En raison de l'utilisation d'un tel faisceau de balayage d'intensité relativement faible, certaines des charges emmagasinées dans une partie o la nuantité de lumière incidente est importante, ne peuvent pas se décharger complètement Ceci revient à dire qu'il existe une détérioration du degré de modulation dans une partie brillante Par conséquent, le signal vidéo de sortie ne représente pas d'une façon précise la brillance d'une image captée, spécialement dans une partie brillante, ce qui nuit à la qualité de l'image reproduite sur le tube à rayonscathodique. Un tel phénomène indésirable est appelé "un phénomène d'insuffisance de faisceau" et, il est classique pour empêcher la détérioration du degré de modulation par un tel phénomène d'insuffisance de faisceau de modifier l'intensité du faisceau électronique de balayage en fonction de la quantité de lumière tombant sur le tube analyseur d'image Toutefois, dans une caméra de télévision à un seul tube, le signal vidéo de sortie est un signal vidéo multicolore qui comprend des composantes haute fréquence et, par conséquent, lorsque ce signal vidéo de sortie est utilisé tel quel pour commander l'intensité du faisceau électronique de balayage, la commande d'intensité a lieu avec un retard considérable en raison des éléments retardateurs existant de façon inhérente dans la boucle de commande Il en résulte qu'une telle commande d'intensité de faisceau avec rétroaction ne peut pas "rattraper" l'image formée sur la couche de conversion photoélectrique, ce qui se traduit sur le tube à rayonscathodiques par des images reproduisant la couleur d'une façon peu satisfaisante. Du fait qu'un tel retard est dû aux composantes haute -fréquence du signal vidéo de sortie, on a effectué jusqu'à présent la commande d'intensité de faisceau du dispositif analyseur d'image d'une telle caméra de télévision à un seul tube en utilisant uniquement les composantes basse fréquence du signal vidéo de sortie Toutefois, quand on effectue une commande d'intensité de faisceau avec rétroaction en utilisant les composantes basse fréquence du signal vidéo de sortie, on rencontre les problèmes suivants Lorsque le signal vidéo ne comporte pas de composantes basse fréquence ou lorsque les composantes basse fréquence sont d'un niveau très faible, il n'est pas possible d'effectuer efficacement la commande d'intensité de faisceau avec rétroaction Il en résulte que l'intensité du faisceau électronique de balayage n'augmente pas en fonction de la brillance de l'image captée, ce qui se traduit par une détérioration de la qualité de l'image reproduite. La présente invention a été mise au point pour éliminer les inconvénients mentionnés ci-dessus propres à l'agencement de circuit classique d'une caméra de télévision en couleurs à un seul tube. C'est pourquoi, la présente invention a pour objet de fournir un agencement de circuit nouveau et avantageux pour une caméra de télévision en couleurs à un seul tube de laquelle on peut obtenir un signal vidéo de sortie satis- faisant qui n'est pas affecté par le phénomène indésirable d'insuffisance de faisceau. Selon une caractéristique de la présente invention, on traite le signal de sortie d'un tube analyseur d'image pour en détecter l'enveloppe de manière à commander l'inten- sité du faisceau électronique de balayage en utilisant cette enveloppe du signal vidéo de sortie. Un agencement de circuit selon la présente invention pour une caméra de télévision en couleurs comportant un dispositif analyseur d'image à' un seul tube agencé pour être balayé par un faisceau électronique comprend un détecteur d'enveloppe qui réagit au signal vidéo de sortie du dispositif analyseur d'image en produisant un signal d'enveloppe de sortie, et un moyen pour modifier l'intensité dudit faisceau électronique en fonction dudit signal d'enveloppe. L'objet et les caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement dans la description détaillée donnée ci-après en référence aux dessins annexés, sur lesquels: les figures 1 A à'1 D sont des formes d'ondes utiles pour la compréhension du fonctionnement d'un agencement de circuit classique; - la figure 2 est un schéma-synoptique d'un premier mode de réalisation de la présente-invention; les figures 3 A à 3 D sont des formes d'ondes utiles pour comprendre le fonctionnement de l'agencement de circuit de la figure 2; la figure 4 est un schéma de principe montrant une partie principale de la figure 2; la figure 5 est un diagramme de forme d'onde montrant le signal de commande appliqué au tube analyseur d'image de la figure 2; la figure 6 est une représentation schématique montrant un second mode de réalisation de la présente invention; les figures 7 et 8 sont des diagrammes de formes d'ondes montrant le fonctionnement du second mode de réalisation de la figure 6. Avant de décrire la présente invention, on va décrire en se référant aux figures 1 A à, ID le problème mentionné ci-dessus propre à l'agencement de circuit classique La figure 1 A est un diagramme de forme d'onde montrant un signal vidéo de sortie d'un dispositif analyseur d'image dans le cas d'une lumière blanche ou tous les rayons de lumière colorée provenant d'un sujet sont appliqués à, travers un filtre à bandesde séparation de couleurs à une partie de conversion photoélectrique d'un dispositif analyseur d'image, le filtre de séparation de couleurs présentant un motif répétitif de trois types de bandes de couleurs qui laissent passer la lumière blanche, la lumière cyan et la lumière verte respectivement La forme d'onde de la figure l A montre le signal vidéo de sortie émis pendant une seule période de balayage horizontale ( 1 H) Bien que le filtre à bandesde séparation de couleurs comporte un grand nombre de bandes, la forme d'onde du signal de sortie de la figure 1 A a été représentée comme si le nombre des bandes était extrêmement faible pour des raisons de simplification La référence I indique une composante de signal correspondant à la lumière verte qui est transmise à travers toutes les bandes colorées du filtre La référence II indique une composante de signal correspondant à la lumière bleue qui est transmise à travers les bandes cyan et les bandes non colorées La référence III indique une composante de signal correspondant à la lumière rouge qui est transmise uniquement à travers les bandes non colorées capables de transmettre tous les rayons lumineux colorés. Pour éviter le phénomène précité d'insuffisance de faisceau affectant la technique antérieure, on utilise les composantes basse fréquence du signal vidéo de sortie comme signal de commande Sc que l'on compare avec un seuil th-th, comme représenté sur la figure 1 B,de manière à, augmenter l'intensité du faisceau électronique de balayage lorsque le signal de commande Sc dépasse le seuil th-th. Toutefois, dans le cas o les composantes basse fréquence ont un niveau relativement faible de sorte que l'amplitude du signal de commande Se est inférieure au seuil th-th, comme représenté sur la figure 1 D, l'intensité du faisceau électro- nique de balayage n'est pas augmentée même si les rayons lumineux tombant sur le tube analyseur d'image ont une intensité telle que le signal vidéo de sortie a une amplitude relativement importante, comme représenté sur la figure 1 C. Il en résulte que, comme on le voit, l'intensité du faisceau électronique de balayage est insuffisante dans la partie o le signal vidéo de sortie se trouve au-dessus du seuil th-th. En se référant maintenant à la figure 2, on voit que l'on y a représenté un premier mode de réalisation de la présente invention sous la forme d'un schéma synoptique Un tube 1 analyseur d'image du type conçu pour produire un signal vidéo de sortie multicolore est utilisé pour recevoir des rayons lumineux provenant d'un sujet, ces rayons lumineux tombant sur le tube analyseur d'image après avoir traversé une lentille 5 d'objectif Le tube 1 analyseur d'image comporte un canon électronique 8 qui engendre un faisceau électronique de balayage dirigé sur une couche 10 de conver- * 25 sion photoélectrique Le tube 1 analyseur d'image comporte également un fond 9 muni d'un filtre (non représenté) à bandes de couleurs, une électrode 2 de sortie de signal à, partir de laquelle un signal vidéo de sortie est obtenu, et une élec- trode ou grille de commande 3 pour commander l'intensité du faisceau électronique En plus de l'agencement décrit ci- dessus, qui est sensiblement le même que l'agencement classique, l'agencement de circuit comprend un préampli- ficateur 12 sensible au signal vidéo de sortie de l'électrode 2 de sortie de signal, un détecteur 14 d'enveloppe sensible au signal de sortie du préamplificateur 12, et un comparateur 16 pour comparer le signal de sortie du détecteur 14 d'enve- loppe avec une tension de référence Vs provenant d'une source 18 de tension de référence Le signal de sortie du pré- amplificateur 12 est également appliqué à, une borne 4 de sortie de signal vidéo en couleurs à, partir de laquelle un signal vidéo multicolore est obtenu. Le premier mode de réalisation de la figure 2 fonctionne de la manière suivante, Les figures 3 A et 3 C montrent la forme d'onde du signal vidéo de sortie du pré- amplificateur 12 de la même manière que les figures 1 A et l B, tandis que les figures 3 B et 3 D montrent la forme d'onde du signal de sortie du détecteur 14 d'enveloppe sensible au signal vidéo de sortie représenté sur les figures 1 A et 1 C respectivement Du fait que le détecteur 14 d'enveloppe détecte l'enveloppe du signal vidéo de sortie du préampli- ficateur 12, l'amplitude du signal de sortie Sc du détecteur 14 d'enveloppe suit fidèlement l'enveloppe du signal vidéo comme la relation entre les figures 3 A et 3 B et les figures 3 C et 3 D le montre Le signal Se d'enveloppe ou signal de commande est ensuite comparé avec un seuil th-th pour commander à l'aide de la grille de commande 3 l'intensité du faisceau électronique de balayage provenant du canon élec- tronique 8 Par conséquent, l'intensité du faisceau électronique de balayage peut être augmentée en fonction de l'amplitude du signal d'enveloppe quelle que soit la composante de fréquence du signal vidéo de sortie. On va décrire de façon plus détaillée le mode de réalisation ci-dessus de la figure 2 en se référant à la figure 4 qui représente un schéma de principe du détecteur 14 d'enveloppe et le comparateur 16 Le détecteur 14 d'enveloppe comprend, comme le détecteur d'enveloppe bien connu, une diode, une résistance et un condensateur pour obtenir un signal d'enveloppe de sortie représentant l'enveloppe du signal vidéo de sortie provenant du préamplificateur 12 Le comparateur 16 comprend quatre transistors Qi, Q 2, Q 3 et Q 4, le transistor QI étant sensible au signal d'enveloppe provenant du détecteur 14 d'enveloppe et le transistor Q 3 étant sensible à la tension de référence Vs produite par un diviseur de tension Le signal Se d'enveloppe est écrété par le transistor Qi de telle sorte que le signal d'enveloppe Sc est appliqué à la base du transistor Q 4 lorsqu'il dépasse le seuil défini par la tension de référence Vs La tension écrétée est ensuite amplifiée par les transistors Q 2, Q 3 et Q 4 de sorte qu'un signal de commande de sortie est obtenu au collecteur du transistor Q 4 Du fait que l'émetteur du transistor Q 4 est relié à une source d'énergie négative -VEE d'une tension négative prédéterminée, comme par exemple -100 V, la tension au collecteur du tran- sistor Q 4 a aussi une valeur négative, par exemple -60 V, lorsque le signal d'enveloppe Sc n'est pas supérieur à la tension de référence Vs Lorsque le signal Se d'enveloppe est supérieur à la tension de référence Vs, la tension au collec- teur du transistor Q 4 augmente vers la tension zéro comme représenté sur la figure 5 Du fait que cette tension négative est appliquée à la grille de commande 3 du tube 1 analyseur d'images la variation de tension en direction de la tension zéro se traduit par une augmentation de l'intensité du faisceau électronique de balayage, comme il est bien connu dans la technique. On voit d'après ce qui précède que le transistor Q 4 d'étage de sortie est alimenté par une tension négative prédéterminée de sorte que le signal de commande de sortie résultant appliqué à la grille de commande 3 du tube 1 analyseur d'image est normalement fixé à une valeur appropriée. Du fait que la façon de commander l'intensité du faisceau électronique de balayage par modification de la tension appliquée à la grille de commande d'un tube analyseur d'image est bien connue d'après ce qui est décrit dans le texte de la Convention Nationale (National Convention Preprint) de l'Institut des Ingénieurs de Télévision du Japon, pages 92 et 93 de l'édition de 1974, aucune autre description détaillée n'en sera donnée. Bien que l'agencement de circuit de la figure 2 fonctionne de façon satisfaisante lorsque le tube analyseur d'image présente une caractéristique de modulation idéale telle que cette caractéristique de modulation donne satis- faction dans une plage de fréquences d'une composante modulée par une composante de signal de couleur, la caractéristique de modulation des tubes analyseur d 9 image ordinaire présente une réponse relativement faible aux fréquences élevées Par conséquent, lorsque l'on utilise un tel tube analyseur d'image ordinaire, les composantes haute fréquence du signal vidéo multicolore sont amplifiées de façon préférentielle. On va se référer maintenant à la figure 6 qui montre un second mode de réalisation de la présente inventions Ce second mode de réalisation diffère du premier mode par le fait qu'un circuit d'amplification des composantes haute fréquence est disposé en outre entre le préamplificateur 12 et le détecteur 14 d'enveloppe En d'autres termes, un circuit 20 amplificateur de composanteshaute fréquence est utilisé afin d'- amplifier uniquement les composantes haute fréquence du signal de sortie du préamplificateur 12 pour engendrer un signal de sortie dont les composantes haute fréquence ont été amplifiées. Par conséquent, même s'il se produit une dégradation dans la caractéristique de modulation du tube analyseur d'image aux fréquences élevées de sorte que l'amplitude de la composante de signal vidéo de sortie modulée par une composante de couleur est faible, l'intensité du faisceau électronique de balayage peut être commandée de façon satisfaisante car les composantes haute fréquence du signal vidéo multicolore est amplifiée avant d'être appliquée au détecteur 14 d'enveloppe. Le circuit 20 d'amplification de composanteshaute fréquence comprend, comme représenté, un amplificateur formé par un transistor monté en émetteur commun, cet amplificateur étant agencé pour fonctionner comme un circuit de crête d'émetteur La figure 7 montre deux formes d'ondes d'une composante haute fréquence obtenues respectivement à partir d'un tube analyseur d'image dont la caractéristique de modulation s'est détériorée (voir la courbe en traits interrompus) et d'un tube analyseur d'image dont la caracté- ristique de modulation n'est pas détériorée (voir la courbe en trait plein) En supposant que la caractéristiques de modulation du tube 1 analyseur d'image est représentée par la courbe en traits interrompus de la figure 8, la réponse en fréquence du circuit de crête d'émetteur présente une caractéristique telle que celle représentée par la courbe en trait plein Par conséquent, lorsque la caractéristique de modulation du tube 1 analyseur d'image est mauvaise, ce qui fait que sa réponse en fréquence aux fréquences élevées est faible, la réponse en fréquence est compensée par la réponse en fréquence du circuit de crête d'émetteur comme indiqué par la courbe en traits mixtes On détermine la réponse en fréquence du circuit de crête d'émetteur de manière que la valeur de crête du signal de sortie résultant d'une carac- téristique de modulation détériorée du tube analyseur d'image soit égale à la valeur de crête résultant de la caractéris- tique de modulation non détériorée de ce tube. On voit, d'après la description qui précède, que l'agencement de circuit selon la présente invention est capable de commander l'intensité du faisceau électronique de balayage de telle manière que l'intensité du faisceau suive de façon précise l'intensité de la lumière tombant sur le tube analyseur d'image On évite ainsi le phénomène indésirable d'insuffisance de faisceau et on peut, par conséquent, obtenir un signal vidéo de sortie tel qu'on peut le souhaiter et avec lequel on obtient une image reproduite de haute qualité. Il est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées s'en sortir du cadre de la présente invention. REV'BNDICATIONS t Un agencement de circuit pour une caméra de télévision en couleurs comportant un dispositif analyseur d'image à un seul tube agencé pour 6 tre balayé par un faisceau électronique, comprenant un moyen pour modifier l'intensité du faisceau électronique en fonction d'un signal dérivé d'un signal vidéo de sortie obtenu à partir du dispositif analyseur d'image précité, caractérisé par un détecteur ( 14) d'enveloppe réagissant audit signal vidéo de sortie provenant dudit dispositif ( 1) analyseur d'image en engendrant un signal d'enveloppe de sortie (Sc) que l'on utilise pour commander l'intensité dudit faisceau électronique en comparant l'ampli- tude dudit signal d'enveloppe avec un signal de référence. 2 Un agencement de circuit suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un circuit ( 20) pour amplifier les composantes haute fréquence dudit signal vidéo de sortie avant que ledit signal vidéo de sortie soit appliqué au détecteur ( 14) d'enveloppe. 3 Un agencement de circuit suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit circuit d'amplification ( 20) comprend un circuit de crête sensible audit signal vidéo de sortie, ledit signal de crête présentant une réponse en fréquence telle que la réponse du dispositif analyseur d'image précité se trouve compensée. 4 Un agencement de circuit suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit moyen comprend un comparateur ( 16) sensible audit signal d'enveloppe et à une tension de référence, ledit comparateur comportant un étage de sortie alimenté par une tension négative prédéterminée"