Brevet FR2618572A1 — publié le 19890127

La présente invention se rapporte à un procédé d'augmentation de la résolution d'un système de prélèvement d'images produites par un tube cathodique, ainsi qu'à un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé. Dans un écran de tube cathodique, plus les pixels sont rapprochés, plus la définition est élevée. Mais un problème se pose actuellement pour les images de synthèse: plus les pixels sont nombreux sur l'écran, plus le temps mis pour générer une image est long. Si l'on veut diminuer le temps de production des images affichées par le tube cathodique, il faut se contenter d'images de résolution relativement mauvaise. La présente invention a pour objet un procédé permettant d'augmenter les résolutions d'images produites par un tube cathodique et prélevées par un système, tel qu'une caméra à prises de vue image par image ou un appareil de photo, sans pour autant augmenter le temps de génération de ces images. La présente invention a également pour objet un dispositif de mise en oeuvre d'un tel procédé. Le procédé conforme à l'invention consiste à prélever successivement au moins deux images produites par le tube cathodique, ces images étant décalées entre elles d'une fraction du pas des points correspondant aux pixels des images formées sur l'écran du tube cathodique qui les composent. Ce décalage est obtenu en modifiant le chemin suivi par les rayons lumineux produits par le tube cathodique sur une partie du trajet de ces rayons. Ledit décalage peut être effectué, soit au moins une fois dans la même direction, l'amplitude des décalages étant sensiblement égale au rapport du pas des points composant ces images et du nombre de ces décalages augmenté d'une unité, soit effectué selon au moins deux directions différentes. Le dispositif de mise en oeuvre du procédé de l'invention comporte, entre l'écran du tube cathodique et le système de prélèvement au moins un dispositif modifiant le trajet de rayons lumineux, qui peut soit être mobile entre une-position pour laquelle il intersecte les rayons lumineux se propageant de l'écran du tube cathodique vers le dispositif de prélèvement, et une position pour laquelle il ne les intersecte pas, soit être disposé sur le trajet de ces systèmes lumineux, et avoir plusieurs orientations différentes ou présenter alternativement des propriétés différentes visà-vis de ces rayons lumineux. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation, pris comme exemple non limitatif, et illustré par les dessins annexes, dont la figure 1 est une vue simplifiée en perspective d'un dispositif con forme à l'invention dans lequel les rayons lumineux émis par l'écran d'un tube cathodique suivent un trajet "normal" la figure 2 est une vue simplifiée en perspective du dispositif de la figure 1 dans lequel lesdits rayons lumineux suivent, sur une partie de leur parcours, un trajet parallèle au trajet normal, et la figure 3 est une vue partielle agrandie d'une image formée sur le plan d'une surface sensible du dispositif de prélèvement d'images du dispositif de la figure 2. Le procédé d'augmentation de résolution de l'invention s'applique au traitement des images produites par des tubes cathodiques trichromes, aussi bien que par des tubes cathodiques monochromes dont l'écran est formé de luminophores distincts définissant les différents pixels de leurs images. Pour simplifier les explications, on ne parlera par la suite que des- pixels monochromes. On a représenté sur les figures 1 et 2 l'écran 1 d'un tube cathodique. La couche électro-luminescente de cet écran est formée de luminophores, par exemple ronds, mais qui peuvent aussi bien être rectangulaires ou oblongs. Lorsque ces luminophores sont excités par le faisceau électro- nique du canon du tube, ils définissent les pixels d'une image affichée par l'écran du tube cathodique. Sur les figures 1 et 2, on a représenté, de façon agrandie dans un cercle, quelques uns de ces pixels, référencés 2 dans leur ensemble. En vue d'enregistrer les images, par exemple des images de synthèse élaborées par un ordinateur ou un micro-ordinateur, affichées par l'écran 1, sur une surface sensible 3, telle qu'une pellicule photographique, on utilise un dispositif de prise de vues dont on n'a représenté que l'objectif 4. Ce dispositif de prise de vues peut être, par exemple, une caméra à déclenchement vue par vue ou un appareil photographique. L'image de l'écran 1 formée par l'objectif 4 sur la pellicule 3 est référencée 5. Comme représenté de façon partielle et agrandie en traits interrompus sur la figure 3, l'image 5 est formée d'un réseau de points lumineux circulaires 6 (si les pixels 2 sont circulaires, bien entendu) qui est homothétique (si l'on néglige la courbure de l'écran 1 et les déformations géométriques éventuellement introduites par l'objectif 4) du réseau des pixels de l'écran 1. Le dispositif représenté sur les figures 1 et 2 comporte également un dispositif 7 permettant de décaler légèrement limage 5 sans avoir à dé placer l'écran 1 ou le dispositif de prise de vues ou le film 3. Selon l'invention, ce décalage se fait de façon à faire subir aux points 6 une brusque translation de la valeur d'environ 1/2 pas de leur réseau dans l'une des directions Nord/Sud, Est/Ouest ou Nord-Ouest/Sud-Est (ou bien Nord-Est/Sud-Ouest, ce qui revient au même). Ces directions sont repérées sur la figure 3. De façon avantageuse, comme représenté sur la figure 3, on effectue un décalage Nord-Ouest/Sud-Est sur une distance sensiblement égale à la moitié du pas, mesuré selon cette direction, du réseau de points 6. Le nouveau réseau de points, ainsi obtenu, a été représenté en traits pleins. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif 7 comporte une ou plusieurs lames de verre à faces parallèles, avantageusement. traitées antireflets. Dans un premier temps (figure i), le dispositif 7 est en position de "repos"-, c'est à dire qu'il est en dehors du trajet des rayons lumineux parvenant de l'écran 1 à l'objectif 4. On ouvre l'obturateur (non représenté) du dispositif de prise de vues, et au bout d'un premier temps d'exposition correspondantà lamoi'tiée l'posi'tion'correcte delesurface sensible 3, on met en place le dispositif 7 pour qu'il arrive en une position de travail (figure 2), pour laquelle il intersecte lesdits rayons lumineux. On allume à nouveau l'écran avec le dispositif 7 en place. On expose alors la seconde moitié des; la surface sensible 3, afin d'obtenir un negatif ou un inversible techniquement parfait. La position "travail" du dispositif 7 est déterminée de façon connue en soi pour obtenir le réseau de points 8 sur l'image 5; Au bout d'un second temps d'exposition, égal au premier, on ferme l'obturateur du dispositif de prise de vues. On obtient alors sur la surface sensible 3 une image à résolution double par rapport à celle obtenue sans le dispositif de l'invention. Le dispositif 7 est monté sur un support mobile sur un rail de guidage (non représenté) et actionné par un moteur électrique, par exemple un moteur linéaire dont fait partie ce rail de guidage. Au lieu de déplacer la ou les lames constituant le dispositif 7, on peut les laisser en permanence dans le trajet entre l'écran et l'appareil de prise de vues et modifier son inclinaison par rapport à l'axe optique de l'objectif 4 pour passer de la position "repos" à la position "travail" ou vice-versa. Bien entendu, au lieu d'une lame à faces parallèles, on peut utiliser tout autre dispositif optique ouélectro-optique produisant le même décalage, par exemple un miroir basculant ou à translation, ou un dispositif électro optique, dont les caractéristiques de réfraction sont modifiables sous l'effet d'un courant ou d'un champs électrique. Au lieu de produire un seul décalage, on peut produire deux ou plusieurs décalages, en réduisant corrélativement l'amplitude de ces décalages (un tiers de pas pour deux décalages successifs dans la même direction), ou en effectuant des décalages selon deux ou trois directions différentes. Si le temps de passage du dispositif 7 de la position "repos" à la position "travail" n'est pas négligeable par rapport au temps d'exposition de la surface sensible 3, on peut soit fermer l'obturateur du dispositif de prise de vues pendant le déplacement du dispositif 7 (en supposant que ce dispositif de prise de vues permette la double exposition), soit disposer un dispositif obturateur complémentaire en avant de l'objectif 4, qui est normalement ouvert et est fermé pendant le déplacement du dispositif 7. Le procédé de décalage de l'invention peut également être mis en oeuvre pour augmenter la résolution horizontale de l'image produite par un tube vidéo, par exemple dans le cadre de la projection vidéo. Une telle projection vidéo utilise, soit un tube vidéo composite (trichrome), soit trois tubes monochromes pour le rouge, le vert et le bleu respectivement. Dans une telle application, on interpose entre le tube composite (ou chaque tube monochrome) et l'objectif de projection correspondant un dispositif de décalage Nord-Sud (par exemple une lame à faces parallèles) rotatif synchronisé, avec un déphasage fixe, sur la fréquence d'alimentation du secteur. Ainsi, on peut doubler la définition horizontale de l'image fournie par le projecteur vidéo: on peut, par exemple, obtenir une image à 1250 lignes à partir d'une image reçue en 625 lignes. Bien entendu, dans le cas d'un projecteur vidéo à trois tubes monochromes, les trois dispositifs rotatifs de décalage seront synchronisés entre eux. La synchronisation du système rotatif sur la fréquence du secteur présente l'avantage d'une mise en phase systématique avec le signal de trame de l'image vidéo. REVENDICATIONS 1. Procédé d'augmentation de la résolution d'un système de prélèvement d'images produites par un tube cathodique, caractérisé par le fait qu'on prélève successivement au moins deux images produites par le tube cathodique, ces images étant décalées entre elles de la valeur d'une fracti-on du pas des points correspondant aux pixels des images formées sur l'écran du tube cathodique qui les composent. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le déca lage des images est obtenu en modifiant le chemin suivi par les rayons lumineux produits par le tube cathodique sur une partie du trajet de ces rayons. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'on décale les images prélevées au moins une fois dans la meme direction, l'amplitude des décalages étant sensiblement égale au rapport du pas des points composant ces images et du nombre de ces décalages aug menté d'une unité. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on décale les images prélevées selon au moins deux directions différentes. 5. Procédé selon l'une des revendications l à 4, utilisé pour augmenter la résolution horizontale de l'image produite par un tube vidéo, caractérisé par le fait que l'on décale les images qu'il produit au rythme du signal de trame de ces images. 6. Dispositif d'augmentation de la résolution d'un système de préleve ment (3,4) d'images produites par un tube cathodique (1), caractérisé par le fait qu'il comporte, entre l'écran du tube cathodique et le système de prélèvement, au moins un dispositif (7) modifiant le trajet de rayons lumineux. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le dispositif modifiant le trajet de rayons lumineux est mobile entre une position pour laquelle il- intersecte les rayons lumineux se propageant de l'écran du tube cathodique vers le dispositif de prélèvement, et une position pour laquelle il ne les intersecte pas. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le dispositif modifiant le trajet de rayons lumineux est disposé sur le trajet de rayons lumineux se propageant de l'écran du tube cathodique vers le dispositif de prélèvement et qu'il peut avoir plusieurs orien tations différentes. 9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le dispositif modifiant le trajet de rayons lumineux est disposé sur le trajet de rayons lumineux se propageant de l'écran du tube cathodique vers le dispositif de prélèvement et présente alternativement des prop riétés différentes vis-à-vis de ces rayons lumineux. 10. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que le dispositif modifiant le trajet de rayons lumineux com porte au moins une lame de verre à faces parallèles. 11. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé par le fait que le dispositif de prélèvement est une caméra à déclenchement vue par vue. 12. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé par le fait que le dispositif de prélèvement est un appareil cinématographique ou une caméra de magnétoscope. 13. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 10, pour l'application à la télévision, avec un tube vidéo trichrome, caractérisé par le fait que le dispositif modifiant le trajet des rayons lumineux est rotatif et synchronisé sur la fréquence d'alimentation du secteur. 14. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 10, pour application à la télévision, avec trois tubes monochromes (R,V,B), caractérisé par le fait que l'on dispose devant chacun des tubes un dispositif rota tif modifiant le trajet des rayons lunineux et que ces trois dispo sitifs rotatifs sont synchronisés entre eux et sur la fréquence d'alimentation du secteur.