Brevet FR2575350A1 — publié le 19860627

257535a La présente invention se rapporte aux appareils de formation d'images à dispositifs à couplage de charge utilisés pour détecter des images d'énergie de rayonnement dans des trames successives avec un échantillonnage entre- lacé, et concerne plus particulièrement la suppression du scintillement à la fréquence d'images dans les signaux vidéo produits par ces appareils de formation d'images. Les échantillons d'un signal vidéo fournis à la sortie d'un appareil de formation d'image à couplage de charge sont généralement couplés en courant alternatif à un circuit de rétablissement de composante continue pour être fixés à un potentiel continu prescrit pendant des pé- riodes de retour de ligne. Pendant la partie de retour de ligne dans laquelle le signal de sortie de l'appareil de formation d'image de charge doit être fixé, le signal de sortie est au niveau du noir. Le couplage en courant alter- natif est généralement assuré par un couplage résistif dans lequel les échantillons du signal vidéo passent par un con- densateur de blocage de composante continue pour apparaitrE sur la résistance de couplage. La résistance de couplage peut être la résistance d'entrée d'un amplificateur par exemple. Cette résistance de couplage est shuntée par une résistance de fixation de niveau de valeur relativement faible pendant le rétablissement de composante continue La constante de temps RC associée avec le condensateur de blocage de composante continue et la résistance de fixa- tion de niveau, divisée par le facteur de fixation, appelé ci-après "constante de temps de fixation de niveau" s'est avérée un facteur important pour contrôler la visibilité du scintillement à fréquence d'image. Des composantes parasites à des fréquences supérieu- res à la fréquence de lignes de balayage ont une amplitude appréciable pendant le court intervalle dans le retour de ligne o est effectuée la fixation de niveau du noir. La fixation de niveau avec ses composantes parasites superpo- sées sur le niveau du noir échantillonne et maintient ces composantes pour allonger leur durée pendant tous les balayages de lignes. Cela donne lieu à des variations de trainage horizontal dans la luminosité moyenne d'une image télévisée, appelées "parasites de trainage". Il est de pratique courante de faire en sorte que la constante de temps RC ait une durée de plusieurs lignes afin de réduire le parasite de trainage par intégration; mais cela est associé avec un effet indésirable. Le scintillement à la fréquence d'image devient plus visible quand la constante de temps de fixation de niveau est relativment longue par rapport à la durée d'une ligne. Le scintillement à la fréquence d'image résulte de sources de deux types généraux décrits ci-après. Le premier type est celui dans lequel l'efficacité de photo-conversion dans un groupe de trames alternées diffère de celle de l'autre groupe de trames alternées. Cela entraîne une dif- férence dans les paquets de charges correspondantes dans des trames successives d'échantillons d'images statiques par rapport aux amplitudes de leurs composantes de photo- réponse. Le scintillement à la fréquence d'image de ce type tend à être réduit en faisant en sorte que les in tervalles d'intégration d'image aient la même durée que toutes les trames. En pratique, cela se fait généralement de deux ma- nières. Tout d'abord, les périodes de transfert de trame sont amenées à des intervalles qui sont séparés exactement d'une période de trame, toutes les périodes de trame ayant exactement la même durée. Ensuite, des tensions d'in- tégration appliquées aux électrodes de grilles de registres d'image dans les groupes de trames alternées sont telles qu'elles entraînent que les efficacités de collectage pour toutes les trames soient les mêmes. Dans tous les cas, ce type de scintillement à la fréquence d'image peut être an- nulé par un réglage différentiel des gains dans les trames alternées et en pratique, le réglage de zéro tend à être stable dans le temps. Le second type, et le moins évident, de scintille- ment à la fréquence d'image résulte des niveaux réels du noir pour les deux groupes de trames alternées, différents l'un de l'autre. Des échantillons du niveau du noir four- nis par un appareil de formation d'images à couplage de charge du type à transfert de trame ou à transfert d'inter- ligne, pendant les périodes de fixation de niveau par ré- tablissement de composante continue, sont produits par un dépassement de balayage du registre de ligne de sortie. Autrement dit, le registre de ligne de sortie dont les éta- ges successifs de transfert de charge sont chargés en pa- rallèle avec une ligne de balayage de paquets de charge, est ensuite commandé par horloge vers l'avant à la fréquen- ce de balayage des éléments d'image. La commande par horloge vers l'avant du registre de ligne de sortie se fait pendant un temps suffisamment long pour fournir en série à sa sortie non seulement la ligne de paquets de charges échantillon- nant l'image mais également une succession'résultante de puits vides qui ont été commandés par horloge sur toute la longueur du registre de sortie. La durée relativement courte (environ 53 microsecondes dans un standard de télévision diffusée) du passage d'un puits vide le long du registre de ligne permet un temps de balayage pour collecter le cou- rant d'obscurité accumulé, et, bien entendu, le puits vide n'a pas produit de composante de charge. Les niveaux du noir sur lesquels sont superposées les composantes photoélectriques des puits de charge com- mandés par horloge dans l'étage de sortie de l'appareil de formation d'image à couplage de charge pendant le retour de ligne contiennent un courant d'obscurité appréciable. Le courant d'obscurité accumulée que contient le niveau du noir accompagnant chaque réponse photoélectrique a deux compo- santes: Une composante continue accumulée dans le registre d'image pendant le temps d'intégration d'image et une com- posante en-gradins accumulée dans le registre d'emmagasinage de trame entre le transfert d'image et la lecture. La dif- férence d'une demi-ligne dans les temps o sont mémorisées des trames alternées dans le registre d'emmagasinage de trames entraîne une légère différence (0,2 pour cent environ) des composantes de courant d'obscurité des deux trames. Ce qui importe davantage est que les niveaux du noir dans le signal de sortie de l'appareil de formation d 'image à-cou- plage de charge sont superposés sur des signaux de commande par horloge relativement intenses. Cette fuite d'horloge peut être quatre fois plus importante qu' une réponse de puits plein. A 20dB au-dessous de la réponse du puit plein un scintillement à la fréquence d'image de 10 pour cent environ est le millième d'une fuite d'horloge. Des diffé- rences aussi faibles de fuite d'horloge sur des trames al- ternées peut donner lieu à un scintillement appréciable à la fréquence d'image dans le traitement des échantillons du signal de sortie de l'appareil de formation d'image à couplage de charge. Ces différences de fuites d'horloge peu- vent être attribuées à différents profils de charges sta- tiques sur le registre d'image dans des trames alternées. Le scintillement à la fréquence d'image du second type dé- crit ci-dessus est insaisissable et difficile à combattre en pratique, ce qui suggère qu'un mécanisme comme celui décrit, c'est-à-dire impliquant des combinaisons soustrac- tives de signaux d'entrée relativement intenses pour sépa- rer un signal de sortie relativement faible est en fait responsable de ce scintillement persistant à la fréquence d'image. Une longue constante de temps de fixation de niveau dans le circuit de rétablissement de composante continue entraîne que le niveau du noir d'une trame persiste dans la suivante pour exagérer le scintillement à la fréquence - d'image, mais une constante de temps de plusieurs lignes est nécessaire pour supprimer le parasite de trainage. Selon l'invention, ce dilemme est résolu en utilisant une con- stante de temps de plusieurs lignes dans le rétablissement de composante continue de chaque groupe de balayage de trames alternées, mais en changeant rapidement le niveau du noir à celui du rétablissement de composante continue entre des balayages de trames successifs. Le problème du réglage rapide d'un niveau du noir à un autre dans des parties différentes d'un signal de télé- vision apparaît dans un contexte de temporisation diffé- rent dans des systèmes de télévision qui alternent des sig- naux de différence de couleurs ligne par ligne. Le brevet des Etats Unis d'Amérique N 4 414 572 décrit un circuit de rétablissement de composante continue utilisant une fixa- tion de niveau verrouillée d'un type qui permet un rétablis- sement indépendant des nivaux continus sur des groupes al- ternés de lignes. Des variantes du circuit de rétablissement de composante continue différentes de celui décrit spéci- fiquement dans le brevet précité peuvent être réalisées, per- mettant un rétablissement indépendant des niveaux continus des trames alternées. Selon l'invention, le scintillement à la fréquence d'image est supprimé par une commutation entre des circuits séparés de rétablissement de composante continue avec de longues constantes de temps de fixation de niveau et en uti- lisant l'un respectif des circuits de rétablissement de com- posante continue pour chacun des deux groupes de trames alternées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se réfé- rant au dessin annexé sur lequel: La Fig. 1 est un schéma s implifié d'un appareil de formation d'image à couplage de charge suivi par un circuit de rétablissement de composante continue réalisé selon l'invention, et la Fig. 2 est un schéma simplifié d'un autre mode de réalisation de l'invention. Selon la Fig. 1, un appareil de formation d'image à couplage de charge (représenté dans le type à transfert de trame comprenant des registres A, B et C) fournit des échantillons d'un signal vidéo à'l'entrée d'un préamrplifica- teur vidéo 20. Le préamplificateur vidéo 20 est un amplifi- cateur de tension délivrant des échantillons de sortie vidéo à une impédance de source relativement basse à sa borne de sortie, vers un circuit 30 de rétablissement de composante continue. Le préamplificateur vidéo 20 comporte également un circuit pour dériver un signal vidéo continu à partir des échantillons vidéo que l'appareil 10 délivre à son entrée. Cela peut se faire par un simple filtrage passe-bas. Mais il est préférable d'utiliser un circuit d'échantillonnage et maintien suivi d'un filtrage passe-bas. Le circuit d'échantil- lonnage et maintien peut être précédé d'un filtre passe-haut de manière que ce circuit d'échantillonnage et maintien effec- tue une détection synchrone des échantillons du signal de sortie de l'appreil de formation d'image 10 à la fréquence de commande par horloge du registre C. Le circuit 30 rétablit la composante cont inue selon l'invention pour l'application à l'entrée d'un autre amplificateur vidéo 40. Dans le circuit 30 de rétablissement de composante continue,, des rondensateurs 31 et 32 de blocage de composante continue, de valeurs égales, relient la sortie du préampli- ficateur vidéo 20 aux entrées des amplificateurs vidéo 33 et 34. Les amplificateurs vidéo 33 et 34 ont des impédances d'entrée élevées pour éviter toute fuite de charge depuis les condensateurs 31 et 32 de blocage de composante conti- nue à leurs entrées. Il sera supposé que des balayages suc- cessifs de trames du signal de sortie de l'appareil de forma- tion d'image 10 sont numérotés consécutivement. Une porte de transmission 35 relie la sortie de l'amplificateur vidéo 33 à l'entrée d'un autre amplificateur vidéo 30, seulement pendant les trames d'ordre impair et une porte de trans- mission 36 relie la sortie de l'amplificateur vidéo 34 à l'entrée de 1 'autre amplificateur vidéo 40, seulement pendant les trames d'ordre pair. Pendant des trames d'ordre pair, dans la période qui suit chaque intervalle de retour de ligne dans lequel le registre C de l'appareil de formation d'image 10 con- tinue à &tre commandé par horloge pour fournir des échan- tillons de référence de niveau du noir, une porte de trans- misison 47 est utilisée pour verrouiller l'entrée de l'am- plificateur vidéo 33 à un potentiel continu prescrit, au moyen d'une résistance de fixation de niveau 39, d'un con- densateur à recharge 33 de manière à maintenir le niveau continu rétabli quand la porte de transmission 37 estfermée dans l'intervalle suivant de retour de ligne. Une porte de transmission 38 utilisée pour fixer sélectivement le ni- veau de l'entrée de l'amplificateur vidéo 34 au potentiel continu prescrit pendant les balayages de trames d'ordre pair est fermée continuellement pendant chaque trame d'ordre impair. Pendant les trames d'ordre pair, dans la période après chaque intervile de retour de ligne dans lequel le registre C de l'appareil de formation d'image 10 continue à être commandé pour fournir des échantillons de référence du niveau du noir, une porte de transmission 38 maintient l'entrée de l'amplificateur vidéo 34 au potentiel continu prescrit par la résistance de fixation de niveau 39, le condensateur à recharge 32 de manière à maintenir le niveau continu rétabli quand la porte de transmission 38 est fer- mée dans l'intervalle de retour de ligne suivant. La porte de transmission 37 est fermée continuellement pendant chaque trame d'ordre pair. Un générateur d'horloge 50 commande la commutation des portes de transmission 35, 36, 37 et 38 selon l'inven- tion, de la manière déjà décrite, en plus de fournir des signaux d'horloge aux registres A, B et C de l'appareil de formation d'image 10 à couplage de charge selon la pratique courante. La Fig. 2 représente une modification du circuit de la Fig. 1 utilisant un circuit 60 de rétablissement de composante continue plus simple. La porte de transmis- sion 61 n'est ouverte que pendant les trames d'ordre im- pair pour connecter le condensateur 63 comme condensateur de blocage de composantecontinue entre la sortie du pré- amplificateur vidéo 20 et l'entrée de l'autre amplifica- teur video 40. La porte de transmission 62 n'est ouverte que pendant les trames d'ordre pair pour connecter le condensateur 64 comme condensateur de blocage de composante continue entre la sortie du préamplificateur vidéo 20 et l'entrée de l'autre amplificateur vidéo 40. Dans cha- que trame, pendant la période après chaque intervalle de retour de ligne dans lequel le registre C de l'appa- reil de formation d'image 10 continue à être commandé- par horloge pour fournir des échantillons de référence du niveau du noir, une porte de transmission 65 verrouille l'entrée de l'autre amplificateur vidéo 40 au potentiel continu prescrit par la résistance de fixation de niveau 66. Celui des condensateurs 63 et 64 sélectionné comme condensateur de blocage de composente continue pour cette trame est rechargée par la résistance 66 et le condensa- teur sélectionné maintient le niveau continu rétabli dans l'intervalle de retour de ligne suivant. Un générateur d'horloge 70 commande la commutation des portes de transmission 61, 62, 65 selon l'invention, comme cela a été décrit dans le paragraphe précédent, en plus de fournir des signaux d'horloge aux registres A, B- et C de l'appareil de formation d'image 10 selon la pra- tique courante. Les éléments 61 et 63 peuvent être in- versés dans leur connexion en série, de même que les élé- ments 62 et 64. Des variantes de l'invention dans lesquelles des échantillons de référence de niveau du noir sont mémorisées dans un registre C étendu pour être lu avant le retour de ligne, mais après le chargement en parallèle d'échantillcns d'image dans le registre C sont possibles. Les portes 37, 38 du circuit de la Fig. 1 peuvent être des transistors a effet de champ commandés de manière que leurs résistances de canaux lorsqdils sont conducteurs constituent la résis- tance de fixation de niveau ce qui permet de remplacer la résistance 39 par une connexion directe. La porte de trans- mission 65 dans le circuit de la Fig. 2 peut être un tran- sistor à effet de champ commandé de manière que sa résis- tane de canal lorsqu'il est conducteur forme la résistance de fixation de niveau de sorte que la résistance 66 peut être remplacée par une connexion directe. Les portes de transmission 35 - 38 et 61, 62, 65 sont représentées chacune comme un seul transistor à effet de champ à grille isolée mais d'autres types de portes de transmission ou d'autres équivalents peuvent convenir. L'invention peut être mise en oeuvre quand des composantes de bandes de base du spectre de sortie de l'appareil de formation d'image à transfert de charge sont utilisées pour produire le signal vidéo et lorsque les spectres harmoniques autour du signal de comman- de par horloge du registre de sortie sont détectés en syn- chronisme pour produire le signal vidéo. Bien entendu, diverses autres modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux modes de réalisa- tion décrits et illustrés à titre d'exemples nullement li- mitatifs sans sortir du cadre de l'invention. 25753.50 REVENDICATIONS 1 - Appareil de formation d'image (10) à&semi- conducteurs, dans une caméra de télévision, caractérisé en ce qu'il comporte un registre d'image (A) qui reçoit une trame d'image et un registre de ligne de sortie (C) a couplage de charge agencé pour être chargé en parallèle avec des échantillons d'image pendant des intervalles de temps précédent des intervalles respectifs de retour de ligne et pour être déchargé en série en étant commandé par horloge dans le sens direct pendant des intervalles respectifs de retour de ligne pour fournir les échantil- lons d'image, et pour fournir des échantillons de niveau de référence du noir en continuant à être commandé par horloge dans le sens direct pendant des premiers interval- les de temps qui succèdent aux intervalles de retour de ligne respectifs, dans lequel ledit registre de ligne de sortie est agencé pour être chargé avec des échantillons d'image prélevés dans un premier groupe de lignes de ba- layage dans ledit registre d'image pendant des balayages de trames d'ordre impair et avec des échantillons d'image prélevés dans un second groupe de lignes de balayage dans ledit registre d'image pendant des balages de trames d'or- dre pair, ledit premier et le second groupe de lignes de balayage étant entre lacé et ledit appareil de formation d'image comportant en outre un circuit de sortie (20, 30, 40; 20, 60, 40) pour fournir un signal de sortie en fonction des échantillons d'image fournis par ledit registre de ligne de sortie à couplage de charge, ledit circuit de sortie comportant un appareil (30, 60) réagissant auxdits échantillons de niveau de référence du noir provenant-du registre de ligne de sortie à couplage de charge pour ré- tablir le niveau continu dedit signal de sortie, ledit appareil de rétablissement de composante continue compor- tant un premier circuit (31, 37, 61, 63) pour effectuer un rétablissement de composante continue dans la partie dudit signal de sortie dérivée pendant des balayages de trames d'ordre impair indépendamment du signal de sortie dérivé pendant des balayages de trame d'ordre pair et un second circuit (32, 38; 62, 64) pour effectuer un rétablis- sement de composante continue dans la partie du signal de sortie dérivée pendant des balayages de trame d'ordre pair indépendamment du signal de sortie dérivé pendant des balayages de trame d'ordre impair. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit de sortie de l'appareil de forma- tion d'image à semi-conducteur comporte un préamplificateur vidéo (20) comprenant une entrée à laquelle est appliqué le signal de sortie dudit registre de ligne de sortie à couplage de charge, et un circuit d'amplificateur vidéo (30, 40) pour fournir à sa sortie ledit signal de sortie avec la composante continue rétablie et dont une entrée est connectée à la sortie dudit préamplificateur vidéo par le- dit appareil de rétablissement de niveau continu, ledit circuit d'amplificateur vidéo comportant un premier et un second amplificateur vidéo (33, 34) avec des entrées et des sorties respectives, ledit premier circuit assurant le rétablissement de composante continue comportant un pre- mier condensateur de blocage de composante continue (31) dans une connexion de la sortie dudit préamplificateur vidéo et l'entrée dudit premier amplificateur vidéo (33) et unepremière porte de transmission (37) qui, pendant les premiers intervalles de temps dans les balayages de trame d'ordre impair, fixe le niveau de l'entrée dudit premier amplificateur vidéo à un potentiel continu prescrit pendant un intervalle suivant de retour de ligne, un second condensateur de blocage de composante continue (32) dans une connexion entre la sortie dudit préamplificateur vidéo et l'entrée dudit second amplificateur video (34) et une seconde porte de transmission (38) qui, pendant lesdits premiers intervalles de temps dans lesdits balayages de trame d'ordre pair, verrouillent l'entrée dudit second amplificateur vidéo audit potentiel continu prescrit pen- dant un intervalle de retour de ligne suivant, la sortie dudit premier amplificateur vidéo et la sortie dudit se- cond amplificateur vidéo étant connectées ensemble pour former la sortie (40) dudit circuit d'amplificateur vidéo. 3 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit de sortie de l'appareil de forma- tion d'image à semi-conducteur comporte un préamplifica- teur vidéo (20) dont une entrée reçoit le signal de sortie dudit appareil de formation de ligne de sortie à couplage de charge et avec une borne de sortie et un circuit d'ampli- ficateur vidéo comprenant un amplificateur vidéo (40) qui fournit à une sortie ledit signal de sortie avec une com- posante continue rétablie et dont une entrée est reliée à la sortie dudit préamplificateur vidéo par ledit appareil de rétablissement de niveau continu, ledit premier circuit de rétablissement de composante continue comprenant un premier condensateur (63) de blocage de composante continue et unie première porte de transmission (61) pour connecter la sortie dudit préamplificateur vidéo à l'entrée dudit am- plificateur vidéo par ledit premier codensateur de blocage de composante continue pendant des balayages de trame d'ordre impair, ledit second circuit de rétablissement de composante continue comprenant un second condensateur (64) de blocage de composante continue et une seconde porte de transmission (62) pour connecter la sortie dudit circuit préamplificateur vidéo à l'entrée dudit amplificateur vidéo par ledit second condensateur de blocage de composante con- tinue pendant des balayages de trame d'ordre pair respec- tivement, et lesdits premier et second circuits de rétablis- sement de composante continue se partageant un disposi- tif (65, 66) de fixation de niveau de l'entrée dudit ampli- ficateur vidéo à un potentiel continu prescrit pendant les premiers intervalles de temps dans tous les balayages d'ordre impair et d'ordre pair.