Brevet FR2571915A1 — publié le 19860418

PHN 11.178 1 "Système de prise de vues de télévision fonctionnant à des fréquences différentes du secteur alternatif et de la trame de télévision et dispositif de prise de vues de télévision convenant à ce système". L'invention concerne un système de prise de vues de télévision fonctionnant à des fréquences différentes du secteur alternatif et de la trame de télévision, système qui comprend un dispositif d'éclairage de scène auquel est amené la tension alternative du secteur et au moins un dispositif de prise de vues de télévision servant à fournir un signal vidéo correspondant à une scène et engendré suivant des lignes et des trames avec des périodes de ligne et de trame de télévision, ainsi qu'un dispositif de prise de vues de télévision convenant à un tel système. Un tel système de prise de vues de télévision est décrit dans un article dans le périodique "PROC, IEEE", volume 121, N' 7. juillet 1974, aux pages 594 à 600. L'article décrit un système de vidéophone fonctionnant à une fréquence du secteur alternatif de 50 Hz et à une période de trame de télévision de 60 Hz. Lors de la prise de vues de télévision par le dispositif de prise de vues, la fréquence du secteur de 50 Hz aboutit à une fréquence d'éclairage de scène de 100'Hz. En pratique, il s'avère que l'image reproduite par un dispositif de reproduction présente un phénomène de papillotement à une fréquence de Hz, valeur à laquelle l'oeil du téléspectateur est très sensible. Dans l'image reproduite, il s'avère se produire rapidement des perturbations de la luminance dans la direction de balayage de trame. L'article mentionne que l'application d'un circuit de verrouillage de signal vidéo n'améliore pas la qualité de l'image, du fait que la perturbation se produit comme une modulation de signal et n'est pas seulement additionnée au signal vidéo. L'invention vise à fournir un système de prise de vues de télévision dans lequel les fréquences du secteur alternatif et de trame de télévision sont différentes, sans qu'il ne se produise les susdits phénomènes de papillotement perturbant l'image reproduite. Un système ou bien un dispositif de prise de vues de télévision conforme à l'invention est caractérisé en ce que le dispositif de prise de vues fonctionne périodiquement pour la prise de vue de la scène avec une durée de prise de vue par période de trame qui est PHN 11.178 -2- pratiquement égale à, ou bien est un multiple de la moitié de la période de secteur alternatif et présentant une durée de blocage pendant le reste de la durée de la période de trame de télévision. Une forme de réalisation facile à réaliser d'un système ou d'un dispositif de prise de vues conforme à l'invention avec la prise de vues de scène et le blocage périodiques est caractérisée en ce que le dispositif de prise de vues est équipé d'un obturateur optique fonctionnant périodiquement avec la période de trame de télévision et appliqué dans un trajet optique devant au moins un appareil de prise de vues dans le dispositif de prise de vues, obturateur optique qui assure le dégagement du trajet optique vers l'appareil de prise de vues pendant ladite durée de prise de vues et le blocage pendant ladite durée de blocage. Une forme de réalisation convenant notamment à un dispositif de prise de vues muni d'un dispositif semi-conducteur de transmission de charge comme appareil de prise de vues, de façon qu'une fois par période de trame, il se produise une transmission d'information de scène à partir d'une partie de prise de vues vers une partie de mémoire de l'appareil, est caractérisée en ce que ladite durée de blocage pendant la période de trame de télévision comprend une durée de suppression de trame. L'obturateur remplit une double fonction, notamment l'élimination du papillotement conforme à l'invention et une élimination connue en soi du flou de l'image. La description ci-après, en se référant aux dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente de façon synoptique une réalisation d'un système et d'un dispositif de prise de vues de télévision conforme à l'invention et convenant audit système, La figure 2 illustre le fonctionnement du système selon la figure 1 à l'aide de quelques diagrammes de temps correspondant à une fréquence d'alimentation secteur alternatif de 50 Hz et à une fréquence de trame de télévision de 60 Hz, et La figure 3, tout comme la figure 2, correspond à une fréquence d'alimentation secteur alternatif de 60 Hz et àune fréquence de trame de télévision de 50 Hz. Sur la figure 1, 1 désigne un dispositif de prise de vues de télévision. Dans le dispositif 1, une seule lentille optique représente PHN 11.178 -3- un système de lentilles optique 2. Dans le dispositif 1, le système de lentilles 2 est suivi d'un trajet optique 3, qui mène à un appareil de prise de vues de télévision 4, qui est censé être équipé de circuits de traitement de signal. Pour ces circuits et pour les circuits de balayage de l'appareil de prise de vues 4, celui-ci est muni d'entrées pour l'amenée de signaux destines au circuit. Sur la figure 1, pour l'amenée de signal on donne, à titre d'exemple des dispositifs de balayage de trame et de ligne respectivement 5, 6. Pour les dispositifs 5 et 6 on a représentéjà titre d'exemple, une forme de signaux en dents de scie basse et haute fréquence. Le dispositif 5 a une fréquence de trame et 0 une période de trame désignées respectivement pr FV et TV. Le dispositif 6 présente une fréquence de ligne FH et une période de ligne TH. Les dispositifs de balayage de trame et de ligne 6 et 5 assurent un balayage suivant des lignes et des trames pour l'appareil de prise de vues 4 de façon que l'information optique atteignant l'appareil de prise de vues 4 soit convertie en un signal image qui aboutit, avec de l'information de suppression et de synchronisation, à un signal vidéo CVBS qui se produit à une borne de sortie ainsi indiquée du dispositif de prise de vues 1. Le dispositif de prise de vues délivrant le signal vidéo CVBS peut fonctionner dans un système de télévision interligné ou non. En l'absence d'interlignage, il s'applique que la période de trame TV est une période d'image. Dans le cas d'interlignage simple, une seule période d'image comprend deux périodes de trames TV. Les dispositifs 5 et 6 sont commandés et alimentés à partir d'un dispositif d'alimentation et de commande désigné par 7. Dans des buts de commande, le dispositif 7 reçoit un signal de synchronisation de trame SV et un signal de synchronisation de ligne SH, par l'intermédiaire de bornes d'entrée ainsi indiquées du dispositif de prise de vues 1. Pour être complet, il y a lieu de mentionner que l'appareil de prise de vues 4 peut comprendre plusieurs appareils de prise de vues, par exemple dans le cas de télévision en couleurs. De plus, les appareils de prise de vues peuvent être des tubes de prise de vues ou des appareils de prise de vues à semi-conducteurs. Il s'avère avantageux que l'appareil de prise de vues 4 comporte au moins un dispositif de transmission de charge à semi-conducteurs destiné à la prise de vues, fonctionnant à l'aide d'un système de prise de vues et de mémoire de trame. Le dispositif de prise de vues 1 selon la figure 1 comporte 71915 PHN 11.178 -4- en outre un obturateur optique 8, qui est inséré dans le trajet optique 3, devant l'appareil de prise de vues 4. L'obturateur 8 peut être présent dans le système optique. L'obturateur 8 est commandé à partir d'un dispositif de commande 9 qui délivre un signal SO à cet effet. Dans des buts de commande du dispositif d'obturation ainsi formé (8, 9), une sortie du dispositif de balayage de trame 5 est connectée à une entrée de ce dernier. L'obturateur optique 8 peut être réalisé comme un obturateur tournant autour d'un axe ou comme un cristal liquide qui est transparent ou non, sous l'influence d'une tension qui lui est appliquée. La réalisation spécifique n'est pas importante pour la présente invention. Ce qui importe, c'est que le dispositif d'obturation (8, 9)Permettede dégager et de bloquer le trajet optique pendant chaque période de trame TV. Il en résulte une prise de vues périodique de la scène avec une durée de blocage et de prise de vues spécifiques qui sera décriteci-après par période de trame TV. Les durées de prise de vues !5 et de blocage doivent être égales pour chaque élément de prise de vues de l'appareil de prise de vues 4; il ne faut pas de dépendance d'emplacement. La solution mettant en oeuvre un obturateur 8 sous forme de cristal liquide y satisfait à priori. Lorsque l'obturateur 8 est un obturateur rotatif, il s'ensuit de façon connue que la forme doit être adaptée. Au lieu de la solution donnée sur la figure 1 avec l'obturateur 8 pour la prise de vues périodique de la scène, on peut songer à influer uniquement sur l'appareil même de prise de vues 4 de façon que ce dernier ne soit actif que pour la prise de vues de scène pendant la durée de prise de vues spécifique de la période de trame TV et qu'il soit inactif pour cette prise de vues en dehors de cette période. Avant d'expliquer ladite durée de prise de vues et de blocage par période de trame TV pouvant être obtenue d'une façon simple avec l'obturateur 8, on va décrire d'abord la figure 1. Le chiffre 10 désigne un secteur alternatif délivrant une tension alternative symétrique Un à diverses sorties. Le secteur 10 délivre la tension alternative à une fréquence FU et une période correspondante TU, en négligeant les variations de la fréquence de la tension alternative. Une borne présentant la tension alternative du secteur Un est connectée, selon la figure 1, à un dispositif d'alimentation 11 pour des appareils d'éclairage 12, qui ne sont représentés que par un seul appareil. Le dispositif 11 et les appareils 12 constituent un dispositif d'éclairage PHN 11.178 -5- pour une scène indiquée par 13 et qui est représentée comme une flèche. Les appareils d'éclairage 12 sont munis de lampes désignées par L et assurant l'éclairage de la scène 13. La lumière provenant des lampes L est indiquée par L2FU sur la figure 1. A cet effet, 2FU indique que la lumière provenant des lampes L présente une modulation d'intensité (L2FU) avec une fréquence double de la fréquence FU du secteur. Pour être complet, il y a lieu de noter que le dispositif d'alimentation 11 peut être muni d'un ou de plusieurs transformateurs ou de potentiomètres pour le réglage de la tension d'alimentation des lampes L. Sur la figure 1, la borne présentant la tension alternative Un du secteur est connectée en outre à une entrée d'alimentation d'un dispositif de reproduction d'images 14 et du dispositif de prise de vues 1. Dans le dispositif 7, la tension alternative Un du secteur peut être convertie au besoin en une tension alternative d'alimentation interne Uv indiquée à une borne et présentant la fréquence FV. Par l'intermédiaire d'une connexion 15 à une entrée de signal, le dispositif de reproduction d'image 14 reçoit le signal vidéo CVBS de reproduction avec la fréquence de trame et de ligne respectivement FV et FH et une tension alternative interne à la fréquence FV peut être dérivée au besoin de la tension alternative Un du secteur présentant la fréquence FU. La connexion 15 peut contenir tout canal de transmission ou moyen de stockage, comme des dispositifs d'enregistrement ou de reproduction à bande ou à disque, éventuellement avec un système de conversion de norme de télévision. En l'absence de la prise de vues de scène périodique avec la durée de prise de vues spécifique et la durée de blocage pendant la période de trame TV que le dispositif d'obturation (8, 9) des systèmes de prise de vues de télévision de la figure 1 permet d'obtenir, l'image de télévision du dispositif de reproduction d'image 14 présente un phénomène de papillotement avec des perturbations de luminance se produisant rapidement dans la direction de balayage de trame. Pour l'explication du fonctionnement du système de prise de vues de télévision selon la figure 1 avec la mesure conriforme à l'invention, il y a lieu de se référer, à titre illustratif, aux figures 2 et 3. Les figures 2 et 3 montrent, en fonction du temps t, des diagrammes de temps de la tension sinusoidale Un du secteur pour la description de l'intensité lumineuse des lampes L présentant la modulation d'intensité PHN 11.178 -6- lumineuse L2FU, pour le signal SO, pour la commande de l'obturateur 8 et pour le signal de synchronisation de trame SV. La figure 2 correspond à une fréquence du secteur alternatif FU = 50 Hz et à une fréquence de trame de télévision FV = 60 Hz. La figure 3 correspond à une fréquence du secteur alternatif FU = 60 Hz et à une fréquence de trame de télévision FV = 50 Hz. Sur les figures 2 et 3, TC = 100 ms indique une période de cycle dans laquelle se présentent respectivement d'une part cinq périodes TU = 20 ms et six périodes TV = 16,67 ms et d'autre part six périodes TU = 16,67 ms et cinq périodes TV = 20 ms. Sur le diagramme de temps SO, l'obturateur ouvert 8 est indiqué par un cercle et l'obturateur fermé 8 par un cercle hachuré. Selon la figure 2, la tension du secteur alternatif Un à la fréquence FU = 50 Hz aboutit à une fréquence d'éclairage de scène de 100 Hz comme représenté sur le diagramme de temps L. En effet, les phases positive et négative de la la tension alternative d'alimentation présentent le même effet pour les lampes L. La lumière modulée en intensité L2FU présente une ondulation de 100 Hz, valeur à laquelle correspond une période d'ondulation de 10 ms. Conformément à l'invention, pour éliminer l'influence de cette période d'ondulation de 10 ms, l'obturateur est ouvert pendant la durée de prise de vues TO = 10 ms. Une durée de prise de vues TO d'une période (ou, si possible, de plusieurs périodes) de la modulation d'intensité lumineuse L2FU permet d'éliminer la sensibilité à la phase. Le choix spécifique de la durée de prise de vues TO avec l'intégration lumineuse correspondante pour l'appareil de prise de vues 4 permet d'obtenir un même résultat moyen, d'une façon intégrée sur cette durée, pour le signal d'image CVBS. Ainsi, les variations de phase et d'amplitude de la modulation lumineuse L2FU n'exercent plus d'influence. Il s'est avéré possible en pratique d'éviter ledit phénomène de papillotement pendant la reproduction. D'une façon générale, le dispositif de prise de vues 1 fonctionne périodiquement pour la prise de vues de scène avec une durée de prise de vues TO par période de trame TV qui est pratiquement égale a ou qui est un multiple entier de la moitié de la période du secteur alternatif TU. La durée de blocage est TB1 + TB2 pendant le reste de la durée de la période de trame de télévision TV. Sur la figure 2, on a représenté sur le diagramme de temps SO PHN 11.178 -7- que, pour une période de trame TV, la durée de prise de vues TO est précédée d'une durée de blocage TB1 et la durée de prise de vues TO est suivie d'une durée de blocage TB2. Pour la figure 2, s'applique par exemple TB1=TB2. Pour la durée de blocage totale TB1+TB2, il s'ensuit que celle est égale au reste de la durée de période de trame de télévision TV. Pour le diagramme de temps SO de la figure 2, il s'ensuit que pour une période de 16,67 ms, il y a une durée de prise de vues TO = 10 ms et une durée de blocage TB2 + TB1 = 6,67 ms. Sur le diagramme de temps SO de la figure 2 l'intervalle de temps TO de prise de vues est centré sur la période de trame TV. Cela n'est pas nécessaire et un intervalle de temps TO avancé ou retardé est admissible. Il peut être d'importance que la durée de blocage TB1- comprenne la durée de suppression de trame de cette dernière. Cette durée de suppression de trame a pour valeur 8% de la période de trame TV, à savoir environ 1,3 ms dans les normes de télévision. Dans le cas ou le dispositif de prise de vues 1 est équipé d'un dispositif semiconducteur de transmission de charge faisant office d'appareil de prise de vues 4, de façon qu'une fois par période de trame TV il se produise une transmission d'information de scène à partir de la partie de prise de vues à une partie de mémoire de l'appareil de prise de vues, cela s'effectue pendant une partie de la durée de suppression de trame. On a proposé d'utiliser à cet effet un obturateur optique de façon que, lors de la transmission d'information, la partie de prise de vues ne reçoive pas d'information optique. Ainsi, on évite le phénomène de flou d'image pendant la reproduction. L'obturateur 8 de la figure 1 a une fonction double, notamment l'élimination du papillotement, conformément à l'invention, et l'élimination du flou d'image connue en soi. La réalisation décrite de l'appareil de prise de vues 4 est désignée en pratique comme un dispositif de transmission de trame (en anglais frame transfer device). Selon la figure 3, la tension du secteur alternative Un à fréquence FU = 60 Hz aboutit à une fréquence d'éclairage de scène de 120 Hz au diagramme de temps L. La lumière modulée en intensité L2FU présente une ondulation à 120 Hz, valeur à laquelle correspond une période d'ondulation de 8,33 ms. Pour éliminer l'influence de la période d'ondulation de 8,33 ms, conformément à l'invention, l'obturateur 8 en est ouvert pendant le double de la valeur de cette période, comme le PHN 11.178 -8- montre la figure 3 avec la durée de prise de vues TO = 16,67 ms sur le diagramme de temps SO. De façon décrite pour la figure 2, il existe une durée de blocage précédente et une durée de blocage suivante TB1, TB2, respectivement. Pour la durée de blocage totale TB1 + TB2, on obtient une durée de 3,33 ms. La durée de blocage TB1 peut comprendre, de la façon décrite pour la figure 2, la durée de suppression de trame de 8% de la période de trame TV = 20 ms, ce qui fournit 1, 6 ms. En pratique, pour la télévision à haute définition, on a proposé de choisir une fréquence de trame de télévision FV de 100 Hz, cas dans lequel la fréquence de ligne FH et le nombre de lignes par période de trame ont également une valeur double. Dans le cas d'une reproduction aux mêmes fréquences augmentées, il résulte une image de télévision de qualité améliorée. Au cas o FV = 100 Hz et FU = Hz il n'y a pas de problème. Dans le cas d'une fréquence de trame FV = 100 Hz et d'une fréquence du secteur alternatif FU = 60 Hz et en l'absence de dispositions spéciales, se produit ledit phénomène de papillotement. Conformément à l'invention, pour la période de trame de télévision TV = 10 ms on choisit une durée de prise de vues TO = 8,33 ms par période de trame et pour la durée de blocage total TB1+ TB2, il reste une durée de 1,67 ms. De plus, on a mentionné une fréquence de trame de télévision FV de 80 Hz. Dans ce cas, les durées de prise de vues TO doivent être choisies comme décrit dans le cas d'une tension du secteur alternatif de 50 Hz ou de 60 Hz. Par suite de la mise en oeuvre de la prise de vues de scène et de blocage périodiques, la sensibilité de la caméra est réduite, comparativement à une prise de vues de scène normale se produisant sur chaque période de trame TV. Dans le cas de la figure 2, il s'ensuit une sensibilité de caméra de 10: 16,67 = 60% de la valeur normale. Le cas de la figure 3 aboutit à une sensibilité de caméra de 16,67: 20 = 83% de la valeur normale. La même sensibilité s'obtient dans le cas décrit de FV = 100 Hz et de FU = 60 Hz. Cette réduction de la sensibilité de la caméra est acceptable, étant donné qu'elle procure l'avantage d'éviter le phénomène de papillotement pendant la reproduction. Au besoin, l'intensité d'éclairage peut être augmentée pour diminuer la réduction de la sensibilité de la caméra. Au lieu de songer à l'application décrite des fréquences du secteur alternatif publiques de et 60 Hz et de les fréquences de trame de télévision normalisées de PHN 11.178 -9- Hz et de 50 Hz (et la valeur actuelle non normalisée de 80 ou de Hz), on peut songer à un circuit de télévision fermé présentant une propre fréquence de trame différente et une alimentation en tension alternative du secteur publique ou bien d'un secteur privé présentant une propre fréquence différente. Pour ces cas aussi, le choix décrit de la durée de prise de vues fournit l'avantage décrit ci-dessus. Dans le cas de variations inadmissibles de fréquence du secteur, on peut mettre en oeuvre une adaptation automatique de la durée de prise de vues. Bien que dans ce qui précède, on a mentionné la fréquence de trame de télévision FV de 60 Hz, il y a lieu de noter pour être complet que le dispositif de prise de vues 1 de la figure 1 peut fonctionner suivant la norme de télévision en couleurs NTSC avec une période de trame de télévision déterminée TV de 16,683 ms, valeur à laquelle correspond une fréquence de trame FV de 59,94 Hz. A condition d'adapter ces valeurs, les diagrammes de temps de la figure 2 s'appliquent toujours. PHN 11.178 -tO- REVENDICATIONS: 1. Système de prise de vues de télévision fonctionnant à des fréquences différentes du secteur alternatif (FU) et de la trame de télévision (FV), système qui comprend un dispositif d'éclairage de scène (11, 12) auquel est amené la tension alternative du secteur (Un) et au moins un dispositif de prise de vues de télévision (1) servant à fournir un signal vidéo (CVBS) correspondant à une scène et engendré suivant des lignes et des trames avec des périodes de ligne et de trame de télévision (TH, TV), caractérisé en ce que le dispositif de prise de vues (1) fonctionne périodiquement pour la prise de vues de la scène avec une durée de prise de vues (TO) par période de trame (TV) qui est pratiquement égale à, ou bien est un multiple de la moitié de la période du secteur alternatif (TU) et présentant une durée de blocage (TB1+TB2) pendant le reste de la durée de la période de trame de télévision (TV). 2. Système de prise de vues de télévision selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de prise de vues (1) est équipé d'un obturateur optique (8) fonctionnant périodiquement avec la période de trame de télévision (TV) et appliqué dans un trajet optique (3) devant au moins un appareil de prise de vues (4) dans le dispositif de prise de vues (1), obturateur optique (8) qui assure le dégagement du trajet optique (3) vers l'appareil de prise de vues (4) pendant ladite durée de prise de vues (TO) et le blocage pendant ladite durée de blocage (TB1+TB2). 3. Système de prise de vues de télévision selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite durée de blocage (TB1+TB2) pendant la période de trame de télévision (TV) comprend une durée de suppression de trame. 4. Dispositif de prise de vues de télévision (1) convenant à un système de prise de vues de télévision selon l'une des revendications précédentes.