Brevet FR2546020A1 — publié le 19841116

-1- VISEUR ELECTRONIQUE POUR CAMERA DE TELEVISION COULEUR La présente invention se rapporte aux caméras de télévision couleur; elle concerne un viseur électronique destiné à équiper de tels caméras. Les fondements de la télévision (TV) couleur, sont décrits dans diverses publications techniques, et sur ce sujet on pourra utilement consulter l'ouvrage de R TARASCO et al "Cours Fondamental de Télévision" 1976, édité par les Editions Radio-Paris Les caméras TV couleur utilisées pour les prises de vue en studio ou en extérieurs comportent essentiellement deux sous-ensembles: un sous-ensemble optique, assez semblable dans son principe à ceux utilisés dans le domaine du cinéma, et un sous-ensemble électronique qui rassemble les éléments électroniques transformant l'image optique en un signal électrique correspondant La tâche du "cadreur", ou opérateur de la caméra, étant de cadrer l'image de la scène à téléviser et d'ef- fectuer la mise au point optique de cette image, il est nécessaire d'équiper ces caméras de prises de vue d'un viseur électronique Un viseur électronique est constitué par un petit tube-écran visible à l'arrière de la caméra, sur lequel apparaît l'image en retour de la scène captée par la caméra Pour assurer une focalisation optimale de l'image optique de la caméra, il est souhaitable que dans l'image TV visualisée sur l'écran du viseur électronique les détails de cette image TV soient renforcés. Les viseurs électroniques qui équipent les caméras de télé- vision couleur sont généralement des équipements du type four- nissant uniquement une image TV achrome En effet, de tels équipements sont d'un coût modéré du fait que leur complexité est relativement faible et aussi par voie de conséquence leur fiabilité est élevée Il est pourtant souhaitable que l'opérateur de la caméra dispose, en retour, d'une image TV qui soit aussi représentative que possible de l'image polychrome générée par la caméra et, en plus, que cet opérateur ait la possibilité complémentaire de pouvoir renforcer les détails de l'image afin de lui permettre d'effectuer une focalisation, aussi optimale que possible, de l'image optique captée par la caméra Toutefois, la réalisation d'un viseur électronique polychrome, du fait de sa complexité, est un équipement dont le coût est d'autant plus important que l'on cherche à maintenir une performance de fiabilité élevée De plus, les dimensions physiques d'un viseur électronique polychrome sont importantes si celui-ci est réalisé de manière classique c'est à dire par l'assemblage de composants discrets Ces dernières années, certains fabricants de composants semiconducteurs ont développé des circuits intégrés à grande échelle (LSI) sous la forme de boîtiers LSI standards, qui rassemblent les principales fonctions rencontrées dans un poste TV grand public La contre-partie des avantages que procurent les boitiers LSI standards est une souplesse d'utilisation réduite En effet, les boitiers LSI pour circuits de télévision sont adaptés à la réalisation des récepteurs classiques grand public. Le problème qui se pose, si l'on veut utiliser des boîtiers LSI standards dans la construction d'un viseur électronique polychrome, est l'adjonction de fonctions complémentaires, notamment celles permettant de renforcer d'une manière contrôlée les détails de l'image TV Dans les viseurs électroniques achromes, le renfor- cement des détails de l'image TV est obtenu simplement en augmen- tant le gain de l'amplificateur vidéofréquence dans la région des fréquences élevées de sa bande passante Cette technique classique n'est plus applicable, si l'on utilise des boitiers LSI standards dans lesquels la dynamique des amplificateurs à vidéofréquence est toujours limitée. Le but que vise l'invention est de réaliser un viseur électro- nique polychrome par interconnexion de boitiers LSI standards et d'incorporer des moyens complémentaires permettant de renforcer les détails de l'image TV présentée à l'opérateur de la caméra. Pour atteindre ce but, un viseur électronique pour caméra de télévision couleur, ayant une entrée de signal vidéo-composite et un tube à rayon cathodique trichrome à cathodes indépendantes les- quelles cathodes sont connectées respectivement à trois amplifi- cateurs vidéofréquence, comprend, connectées à l'entrée de signal vidéocomposite, les trois voies de signal suivantes: une voie de séparation et de tri des signaux de synchronisation lignes et trames, qui est constituée essentiellement par un boîtier LSI standards, cette voie fournissant notamment, les tops de synchronisation trames; une voie de signal vidéo-couleurs qui est constituée par un boitier LSI de décodage du signal de chrominance et d'un boîtier LSI de contrôle vidéo qui fournit les trois composantes de couleur R,V et B, et d'une voie de signal vidéo-transitions qui comprend, connectés en série, un circuit de génération d'un signal vidéo des transitions de niveau du signal vidéo- composite, ce circuit ayant une entrée de commande de blocage de la voie, qui reçoit les tops de synchroni- sation trames et un circuit de contrôle du contraste et de la luminance de l'image TV visualisée sur l'écran du tube à rayon cathodique, et, en ce que les trois composantes de couleur R, V et B sont fournies aux amplificateurs à vidéofréquence par l'intermé- diaire de circuits de sommation ayant leurs secondes entrées com- munes connectées à la sortie de signal de la voie vidéo-transitoires. D'autres caractéristiques apparaîtront dans la description détaillée de l'invention, faite en regard de dessins annexés; sur ces dessins la figure 1 est un bloc diagramme d'ensemble des circuits vidéofréquence du viseur électronique. la figure 2 est la forme du signal "SANDCASTLE" la figure 3 est un bloc diagramme du boîtier LSI de contrôle vidéo. la figure 4 est un schéma électrique qui représente une forme de réalisation des circuits de génération du signal vidéo de transitions des niveaux du signal vidéo-composite. les figures 5 a, 5 b et 5 c, montrent la forme des principaux signaux des circuits de la figure 4. la figure 6 est un schéma électrique des circuits de com- mande de contraste et de luminance de l'image TV de sortie du viseur électronique. La figure 7 représente le signal résultant de la sommation des signaux montrés aux figures Sa et 5 e. La figure 1 est un bloc diagramme d'ensemble des circuits vidéofréquence du viseur électronique Le tube à rayon cathodique 5 (TRC) est un tube trichrome dont les cathodes SR, 5 V et 5 B sont indépendantes et connectées respectivement à la sortie de trois amplificateurs de puissance à vidéofréquence 6 R, 6 V et 6 B. Le signal d'entrée du viseur électronique est le signal vidéo- composite (V C) fourni par la liaison de retour de la caméra TV et ce signal V C est appliqué sur Pentrée de signal 1 du viseur électro- nique Ce viseur électronique comprend, connectées en parallèle, les trois voies de signal suivantes: une voie 2 de séparation et de tri des tops de synchronisation des balayages lignes et trames; une voie 3 vidéo-couleur qui fournit sur trois sorties les signaux de couleurs R, V et B, et une voie 4 vidéo-transitoires qui délivre sur sa sortie un signal vidéo achrome qui correspond aux détails de l'image. La voie 2 de séparation et de tri des tops de synchronisation des balayages lignes et trames est essentiellement constituée par un boitier LSI 21 modèle TDA 2576 A Ce boitier LSI 21 délivre notamment sur sa broche 2 les tops ST de synchronisation de trame et sur sa broche 1, un signal appelé "SANDCASTLE" ou signal SD, du fait de sa forme particulière Ce signal SD est un signal complexe à plusieurs niveaux qui permet de disposer sur une liaison unique, comme représenté sur la figure 2, les signaux suivants: le signal de suppression de trame, le signal de suppression de ligne, les tops de synchronisation ligne et les tops de synchronisation trame Si l'on considère maintenant, la voie 3 vidéocouleur, on voit que celle-ci est essentiellement constituée par un circuit 32 décodeur SECAM modèle TDA 3530 qui est connecté aux entrées des voies de chromi- nance d'un circuit 34 de contrôle vidéo modèle TDA 3505 Le signal d'entrée VC est appliqué à un filtre 31 afin d'extraire le signal de chrominance qui est appliqué sur la broche 28 Le circuit 32 décodeur SECAM délivre sur ses broches 17 et 18 les composantes (R-Y) et (B-Y) du signal de chrominance La ligne à retard 33 du décodeur SECAM est un élément externe connecté entre les bro- ches 23 et 26 Le signal d'entrée V C est également fourni à une voie de signal auxiliaire constitué par la ligne à retard 35 d'égalisation des retards de temps et du filtre 36 de rejection de la sous-porteuse de chrominance pour fournir le signal de luminance Y, comme connu en soi Les signaux de chrominance (R-Y) et (B-Y) et le signal de luminance Y sont appliqués respectivement aux entrées 17, 18 et 15 du circuit 34 de contrôle vidéo La fonction principale de ce circuit de contrôle vidéo est d'élaborer les trois signaux de couleur R V et B Ce circuit de contrôle vidéo permet en outre d'introduire les commandes de luminosité et de contraste de l'image à raide de signaux correspondants qui sont appliqués aux broches 20 et 19 Le circuit 34 de contrôle vidéo permet également de réguler le "niveau de noir" de l'image, c'est à dire de régler automatiquement et indépendamment le niveau de blocage (cut-off) de chacun des canons électroniques du tube à rayon cathodique A cet effet, le signal SD élaboré par le circuit 21 est appliqué sur la broche 10, tandis qu'une fraction des courants des cathodes du tube TRC est fournie en retour sur la broche 26 Si l'on considère enfin la voie de signal 4 vidéo-transitions, on voit, qu'elle est constituée essentiellement par un circuit 42 de différentiation et de blocage qui est connecté à un circuit 47 de contrôle de contraste et de luminance, l'élément de retard 41 permet d'égaliser le retard de temps de cette voie La fonction du circuit 42, dont les éléments constitutifs seront décrits ultérieurement, est d'effectuer une opération de différentiation simple ou double du signal V C et de bloquer la voie de signal vidéo- transitions durant les lignes TV numérotées 1 à 24 A cet effet les tops de synchronisation trame ST fourni par le circuit 21 sont appliqués à une entrée de commande de ce circuit 42 de différen- tiation et de blocage Les fonctions du circuit 47 de contr 8 le de contraste et de luminance sont de permettre le réglage des niveaux relatifs des signaux de couleurs et des signaux de transitions achromes, de modifier le contraste et la luminance de l'image à l'aide des potentiomètres de commaande 9 et 110 Le commutateur 11 à trois positions est une commande dont le rôle est de commuter les modes de fonctionnement de la voie de signal vidéo-transitions. Les composantes de couleur R, V et B fournies par la voie 3 de signal vidéo-couleur sont appliquées respectivement aux entrées des amplificateurs 6 R, 6 V et 6 B par l'intermédiaire de circuits de sommation 7 R, 7 V et 7 B ayant des secondes entrées communes qui sont connectées à la sortie de la voie e 4 de signal vidéo-transitions. D'autre part, dans un viseur électronique bi-standard, SECAM et PAL, il est possible d'interconnecter en parallèle un boiter LSI de décodage SECAM modèle TDA 3530 et un boitier LSI 32 a de décodage PAL modèle TDA 3510 à l'entrée duquel est disposé un filtre de chrominance 3 ia, ce filtre de chrominance étant connecté à l'entrée de signal I du viseur électronique. La figure 3 est un bloc diagramme du boitier LSI Modèle TDA 3505 indiqué sous la référence 34 sur la figure 1 Ce boitier LSI comprend deux parties: une première partie, représentée sur la figure 3 a, dont la fonction est d'élaborer à partir des deux compo- santes de chrominance (R-Y) et (B-Y), et du signal de luminance Y, les trois signaux de couleurs R, V et B; et une seconde partie, représentée sur la figure 3 b, dont la fonction est de permettre de varier les niveaux des trois signaux de couleurs R, V et B et notamment d'asservir le "niveau de noir" de l'image TV visualisée sur l'écran du tube à rayon cathodique A cet effet, une fraction des courants de cathode du tube à rayon cathodique est prélevée sur les amplificateurs de puissance 6 et appliquée à la broche 26 de ce circuit LSI. Les signaux d'entrée du boitier 34, c'est à dire les deux signaux de chrominance (R-Y) et (B-Y) et le signal de luminance sont appliqués respectivement aux broches 17, 18 et 15 par des liaisons capacitives et après restauration par des circuits de "Clamp", selon la terminologie utilisée dans la technique de la télévision, ces trois signaux sont amplifiés puis combinés dans un ensemble de matrices. pour obtenir les trois composantes de couleurs R, V et B Ces trois S composantes de couleurs sont appliquées aux entrées de circuits de commutation (INVERS et CLAMP) qui comportent des secondes entrées reliées aux broches 12, 13 et 14, sur lesquelles peuvent être appliqués des signaux de test calibrés R V et B Ces circuits de commutation sont commandés, par un signal de commande appliqué sur la broche 11 Les signaux de sortie de ces circuits de commu- tation sont fournis à des amplificateurs à gain variable qui sont commandés par un signal de contrôle de contraste disponible sur la broche 19 Ensuite, les signaux de sortie de ces amplificateurs à gain variable sont appliqués à des circuits de contrôle de luminance dont les entrées de commande sont connectées à la broche 20. La seconde partie du boitier 34 comprend un circuit de décodage du signal "SANDCASTLE" généré par la voie de séparation et de tri des tops de synchronisation lignes et trames Les signaux de sortie de ce décodeur permettent, d'une part, de bloquer la trans- mission des composantes de couleurs R, V et B pendant que les lignes 1 à 24 et d'autre part, sont appliquées à un circuit de comptage, lequel génère des signaux de référence pendant les lignes 22, 23 et 24 Ces signaux de référence sont insérés à la sortie des circuits de blocage par l'intermédiaire de circuits d'insertion En- suite, des amplificateurs à gain contrôlé électroniquement permet- tent de régler le "niveau de blanc" des trois composantes de couleur. Enfin durant les lignes 22, 23 et 24, les courants de cathode du tube à rayon cathodique, disponibles sur la broche 26, sont comparés à un niveau de référence et les signaux d'erreur détectés sont appliqués à des étages de sortie qui reçoivent également les composantes de couleurs R, V et B On voit maintenant que durant les lignes TV numérotées 22-24, le signal vidéo-transitions appliqué en aval, sur la seconde entrée des circuits de sommation 7, ne doit en aucune manière modifier le niveau des impulsions de référence du "Niveau de noir" insérées dans le boitier 3 q Pour ce faire, comme il sera décrit, ci-après, la voie 4 vidéo-transitions doit être bloquée, au moins, durant les lignes 22-24. La figure 4 est un bloc diagramme des circuits 42 de la voie de signal vidéo-transitions représentés sur la figure lo L'entrée de ce circuit 42 reçoit le signal vidéo-composite et comprend connectés en série, les éléments suivants: un premier étage différentiateur 43, un étage de blocage de voie 44 et un second étage différentiateur 46 Ces circuits 42 comprennent également une bascule monostable 510 ayant une entrée de déclenchement qui reçoit les tops de synchronisation trame ST fournis par la voie de séparation et de tri des tops de synchronisation lignes et trames La sortie de la bascule monostable 45 est connectée à l'entrée de commande du circuit de blocage de voie 44 et la durée du signal de sortie de cette bascule monostable est égale à la durée de 24 lignes TV Le fonctionnement de ces circuits 42 est illustré par les figures 5 a 5 c Sur la figure a, on a représenté un échantillon, quelque peu idéalisé, du signal vidéo-composite; cet échantillon de signal ayant des fronts avant et arrière présentant des transitions relativement abruptes La figure 5 b représente le signal de sortie correspondant du premier étage différentiateur 43 et la figure 5 c représente le signal de sortie du second étage différentiateur 46 Selon une variante de réalisation de la voie vidéo-transition, l'Pétage de blocage 44 de la voie, peut être placé en amont du premier étage différentiateur 43, ou en aval du second étage différentiateur 46. La figure 7 représente le signal de la figure 5 a auquel a été superposé le signal de la figure 5 c. La figure 6 est un schéma électrique des circuits 47 de la voie de signal vidéo-transitions représentés sur la figure 1 Un amplifi- cateur vidéofréquence 48 dont le gain est contrôlable électroni- quement est connecté entre la sortie des circuits différentiateurs 42 et l'une des trois entrées d'un commutateur 11, la sortie de ce commutateur étant connectée à la seconde entrée commune des circuits sommateurs 7 R, 7 V et 7 B L'entrée de l'amplificateur 48 est également connectée à l'entrée du commutateur Il et la sortie de cet amplificateur est connectée par l'intermédiaire d'un circuit non linéaire 51 à l'entrée du commutateur Il Le curseur du poten- tiomètre 10 de commande de contraste de l'image est connecté, d'une part, à l'entrée de commande de gain de l'amplificateur vidéofréquence 48 et, d'autre part, à l'entrée d'un premier ampli- ficateur 49 de tension continue La sortie de l'amplificateur 49 est fournie à la broche 19 du boitier LSI 34 Le curseur du poten- tiomètre 9 de commande de lumière de Pimage est connecté à un second amplificateur 50 de tension continue et la sortie de cet amplificateur est connectée à la broche 20 du boitier LSI 34 de contrôle vidéo de la voie vidéo-couleur 3 Enfin, un élément à seuil 52, dont le rôle est d'augmenter sensiblement le niveau de lumière (décollement du noir lorsque la commande de contraste est réduite) est connecté entre les curseurs des potentiomètres de contraste 10 et de lumière 9. Les fonctions du commutateur 11 sont les suivantes: sur la position 1 la commande de contraste de l'image est indépendante du niveau du signal vidéo-transitions; sur la position 2, la commande de contraste agit également de façon linéaire sur les signaux vidéo- couleurs et vidéo-transitions, et enfin, sur la position 3, la com- mande de contraste agit d'une façon non linéaire sur le signal vidéo- transitions et d'une façon linéaire sur la vidéo-couleur. On voit maintenant plus clairement les avantages que présente un viseur de caméra réalisé conformément à Pinvention: le coût de réalisation est notablement réduit par l'utilisation de circuits élec- troniques standards destinés aux récepteurs TV grand public, et la fiabilité est accrue, du fait d'une réduction importante du nombre de composants électroniques et par voie de conséquence du nombre des soudures nécessaires à l'interconnexion de ces composants De plus, le viseur électronique qui utilise des tubes à rayon cathodique d'un format de 13 à 19 cm est alors de dimensions réduites. Le viseur électronique n'est pas limité dans ses caracté- ristiques à la forme de réalisation décrite, notamment le choix des modèles de boitiers LSI utilisés peut être modifié. REVENDICATIONS 1 Viseur électronique pour caméra de télévison couleur, com- prenant, notamment, une entrée signal vidéo-composante ( 1) et un tube à rayon cathodique trichrome ( 5) ayant trois cathodes indé- pendantes lesquelles sont connectées respectivement aux sorties de trois amplificateurs vidéo-fréquence ( 6), caractérisé en ce qu'il comprend, connectés à l'entrée de signal, trois voies de signal: une voie ( 2) de séparation et de tri des tops de synchroni- sation qui est constituée essentiellement par un boitier LSI standard 21, cette voie fournissant, notamment, les tops de synchronisation trames (ST) de l'image TV. une voie ( 3) de signal vidéo-couleurs qui est constituée d'un premier boitier LSI ( 32) de décodage du signal de chrominance SECAM et d'un second boitier LSI ( 34) qui fournit les trois compo- santes de couleur R V et B. une voie ( 4) vidéo-transitions qui comprend, connectés en série, un circuit ( 42) de génération d'un signal vidéotransitions ayant une entrée de commande connectée aux tops de synchro- nisation de trames, et un circuit ( 46) de contrôle du contraste et de la luminance de l'image TV, et en ce que, les trois composantes de couleurs R, V et B sont fournies aux entrées des amplificateurs vidéo-fréquence ( 6) par l'intermédiaire de circuits de sommation ( 7) ayant leurs secondes entrées communes connectées à la sortie de la voie ( 4) vidéo-transitions. 2 Viseur électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit ( 42) de génération des signaux vidéo des transitions des niveaux comprend connectés en série: un premier étage différentiateur ( 43), un étage de blocage de voie durant les lignes TV numérotées I à 24, et un second étage différentiateur ( 46). 3 Viseur électronique selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'Pétage de blocage de la voie comprend une entrée de commande qui est connectée à une bascule monostable ( 46) ayant une entrée de déclanchement qui reçoit les tops de synchronisation trames (ST). 4 Viseur électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit 46 de contrôle de luminosité et de contraste de l'image comprend un amplificateur vidéo-fréquence 48 à gain con- tr 81 able électroniquement dont l'entrée de commande est connectée à un signal de tension continue de commande de contraste. Viseur électronique selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'entrée et la sortie de l'amplificateur ( 48) à gain contrôlable électroniquement sont connectées respectivement aux entrées d'un commutateur ( 11), ayant sa sortie connectée à la seconde entrée commune des circuits de sommation 7 R, 7 V et 7 B. 6 Viseur électronique selon la revendication 5, caractérisé en ce que la sortie de l'amplificateur ( 48) à gain contrôlable électro- niquemrnent est également connectée à l'entrée du commutateur ( 11) par l'intermédiaire d'un circuit non linéaire ( 51). 7 Viseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la commande de gain de l'amplificateur à gain contrôlable électro- niquement est connectée à une première extrémité d'un circuit à seuil 52, dont la seconde extrémité est connectée au curseur d'un potentiomètre ( 9) de commande de lumière de limage.