Brevet FR2627925A1 — publié le 19890901

Procédé et dispositif de déflexion horizontale de faisceaux pour appareil de vidéo-projection à haute puissance pour grande écran. DESCRIPTION La présente invention a pour objet des procédés et des dispositifs de dé flexion horizontale de faisceaux pour appareil de vidéo-projection à haute puissance, permettant la projection de programmes de télévision sur grand écran. Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des appareils de vidéo-projection. On connaît des appareils dits vidéo-projecteurs qui permettent de projeter une image vidéo en couleurs sur un écran de grandes dimensions placé dans une salle de projection, de sorte que de nombreux spectateurs rassemblés dans la salle peuvent assister à une émission de télévision. Les vidéo-projecteurs en couleurs connus à ce jour comportent par exemple plusieurs tubes cathodiques colorés respectivement en rouge, vert et bleu, de sorte qu'une image dans une des trois couleurs fondamentales se forme sur 11 écran de chaque tube à partir du signal vidéo de chrominance correspondant à chaque couleur fondamentale. Ils comportent des objectifs placés en avant de chacun des écrans des tubes cathodiques qui projettent les images sur un écran de plus grande dimension, sur lequel les images correspondant aux trois couleurs fondamentales se superposent pour reconstituer les couleurs. Les vidéo-projecteurs connus peuvent comporter un tube cathodique pour les images rouges et bleues et deux tubes cathodiques pour les images vertes. On rappelle en effet que les principes d'analyses et de reproduction d'images vidéo sont posés depuis la découverte en 1873 des propriétés photo-électriques du sélénium dont la résistance électrique varie avec la lumière. Au départ, les moyens d'analyse utilisés étaient reconnus et limitaient la définition de l'image, soit le nombre de lignes à quelques dizaines. I1 fallut attendre 1937 pour atteindre 819 lignes, qui est le standard français, grâce à la télévision cathodique qui utilise donc un fin faisceau d'électrons, dépourvus d'inertie dans un tubeàvide, dans lequel l'image est reconstituée sur un écran qui ferme le tube et qui est composé de minuscules éléments phpto-électriques sur lesquels se projette le spot lumineux créé par le faisceau d'électrons. Dans le cas d'un tube de vidéo-projecteur en couleurs, l'écran est coloré et le faisceau qui alors le traverse, en prend la teinte pour former l'image sur un grand écran de projection par superposition avec les autres faisceaux et par balayage ultra rapide de toute la surface de l'écran. Les balayages, qui sont en fait des déflexions ou déviations des faisceaux, doivent se faire en parfait synchronisme entre eux et avec les signaux vidéos images proprement dits pour que l'image reproduite soit visible, stable, fidèle et nette. Pour cela, ces balayages successifs suivant des lignes horizontales et une trame verticale sont,d'une manière connue, assurés grâce à des variations de tension en forme de dents de scie, qui s'appliquent sur les bobines de déviation situés à la sortie des canons à électrons. Ces variations de tension sont engendrées par un générateur en général transistorisé, appelé base de temps, et unique pour chaque plan de déviction afin d'assurer le synchronisme de tous les signaux correspondants et coopérants pour la reproduction de l'image. Ainsi la base de temps horizontal est activée par des séries d'impulsion de courant de courte durée, ou tops de synchronisation qui commandent le départ de chacune des lignes et qui déterminent leur nombre ou définition, et la base de temps verticale est activée par un autre série de tops qui commandent le départ de chaque trame et qui déterminent donc la fréquence du nombre d'images projetées. I1 est connu qu'en standard européen par exemple, la fréquence de trame verticale est celle du courant électrique d'alimentation, soit 50 hertz, et celle des tops de ligne est de 15.625 hertz correspondant à une définition de 625 lignes. Bien entendu, la qualité de l'image projetée est directement fonction de cette dernière définition, et les utilisateurs des appareils de vidéo-projection qui Veulent augmenter la taille de leur écran pour satisfaire leur public, voudraient donc pouvoir, d'une part, augmenter le balayage ou la distance de projection et, d'autre part, la fréquence des tops de ligne. En effet, l'avènement des transmissions par satellites et des antennes pouvant capter les émissions vidéo retransmises par ces satellites tend à accroître les possibilités de vidéo projection pour permettre à des publics de plus en plus nombreux de suivre en direct des transmissions vidéo d'évenements importants ayant lieu en n' importe quel point du globe terrestre par exemple1 de suivre un concert, un évènement sportif, une retransmission d'un fait marquant d'actualité, un voyage d'une personnalité importante etc... ou d'assister à une retransmission publique d'un spectacle de cinéma, de théatre, de music-hall. De plus, l'avènement des systèmes de création d'images assistées par ordinateur augmentent considérablement les possibilités de vidéo-projection et permettent de disposer d'images à haute définition pouvant être alors aggrandies avec une bonne qualité de reproduction. A ce jour cependant, tous les appareils existants ne peuvent pas répondre à cette demande d'augmentation de puissance, que ce soit au niveau du balayage, de la distance de projection ou de la fréquence de lignes, car quelle que soit cette augmentation, cela se traduitpar une demande plus forte de puissance de commande des bobines de déviation qui entraîne un échauffement préjudiciable aux circuits transistorisés. Le problème posé est de pouvoir augmenter la puissance d'alimentation électrique des bobines de déviation des faisceaux électriques de vidéo-projecteurs, de façon à pouvoir augmenter la taille des images vidéo-projetées et/ou augmenter leur définition. Une solution au problème posé, objet de la présente invention est un procédé de déflexion horizontale de faisceaux électroniques de tubes de vidéo-projecteurs, caractérisé en ce que l'on alimente la bobine de déviation horizontale de chacun desdits tubes par une base de temps indépendante, lesquelles bases de temps reçoivent toutes en parallèle, d'une part, la même alimentation générale de puissance et, d'autre part, le même signal de synchronisme, de telle façon que les balayages horizontaux de tous les faisceaux correspondants soient synchrones et puissent projeter une grande image vidéo sur un grand écran, quelle que soit la fréquence imposée à ce balayage. Un matériel suivant l'invention est destiné à effectuer des vidéo-projections sur tout grand écran à partir, de façon connue, d'une source vidéo,et d'un vidéo-projecteur comportant plusieurs tubes de projection réalisés avec un dispositif selon l'invention. Un dispositif selon l'invention concerne la de flexion horizontale des faisceaux électrique et est caractérisé en ce que la bobine de déviation horizontale de chacun desdits tubes est alimentée par une base de temps indépendante, lesquelles bases de temps sont toutes elles-mêmes alimentées en parallèle, d'une part, par la même source de courant de puissance et, d'autre part, par un même signal de synchronisme de fréquence quelconque. Avantageusement, un dispositif, selon l'invention, de déflexion horizontale de faisceaux électroniques comporte, en outre, dans chaque dite base de temps, un potentiomètre réglable indépendant, et qui assure le phasage de tous les balayages horizontaux des faisceaux correspondants. Selon un mode de réalisation préférentiel, la source commue d'alimentation de courant de puissance desdites bases de temps est constituée d'un circuit électrique comportant plusieurs diodes Zeener qui sont montées en série et qui sont connectées séparément par un sélecteur à plusieurs positions délivrant un courant de voltage et de puissance variables. L'invention a pour résultat un nouveau dype de vidéoprojecteurs pour la projection vidéo sur grand écran, dans des salles ou en extérieur, d'émissions vidéo, en particulier à haute définition. En effet, ce type de vidéo-projecteur permet tout type de configurations de projection adaptable aux besoins d'utilisateurs qui désireraient projeter des images vidéo de plus de 10 m de côté et/ou avec une définition de plus de 1.500 lignes. De plus ce type de vidéo-projecteurs peuvent alors comporter un plus grand nombre de tubes de projection au delà des trois ou quatre généralement utilisés,permettant d'avoir alors une plus grande puissance d'éclairage d'image et une plus grande fiabilité d'ensemble. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, un exemple de réalisation d'un dispositif de déflexion horizontale suivant l'invention pour un vidéo-projecteur comportant, à titre indicatif et sans limitation de nombre, quatre tubes. La figure 1 est un schéma d'ensemble de principe connu, des composants d'un vidéo-projecteur et des liaisons incorporant et situant le dispositif de déflexion horizontale. La figure 2 est un schéma type d'un exemple de fabrication du dispositif de déflexion horizontale. La figure 1 représente schématiquement les différentes parties d'un appareil vidéo-projecteur contenues dans un boîtier 6 et qui coopèrent pour projeter sur un écran 2 des images vidéo en couleurs. Ce vidéo-projecteur comporte, de façon connue, un décodeur amplificateur vidéo 7, qui reçoit le signal vidéo multiplexé 5, c > est-à-dire le signal global de luminance et de chrominance, et qui comporte, en particulier, quatre sorties 8a, 8b, 8c et 8d, qui délivrent chacune un signal correspondant à l'une des trois couleurs fondamentales, rouge, bleu et vert et dont la tension traduit la luminosité du point image de chaque couleur; la couleur verte est doublée dans cet exemple, mais ce n'est pas nécessaire, ni limitatif. Chaque sortie 8 du décodeur 7 est connectée sur le canon d'un tube cathodique 9a, 9b, 9c, 9d, ayant un écran coloré respectivement en rouge, bleu, vert et vert. L'écran de chaque tube cathodiqne est placé derrière un i imaè objectif 10a, lOb, 10c, 10d qui projète/vetsl'écran 2 sur lequel les quatre images en couleurs fondamentales se superposent par convergence de quatre faisceaux 11a, llb, lic et lîd qui forment le spot lumineux 12 qui balaye l'écran. En parallèle au décodeur amplificateur 7, un détecteur de fréquence 4 sépare les signaux de synchronisme portés par le signal vidéo d'entrée 5. Ce détecteur de fréquence transmet alors au dispositif de déflexion horizontal 1 un signal 14 portant les tops de synchronisation de lignes qui sont des impulsions de courant de très courte durée, dont la fréquence est donc liée à la définition de l'image, soit par exemple un signal de fréquence 15.625 hz pour une définition de 625 lignes en standard européen, ou un signal de 37.500 hz pour une définition de 1.500 lignes. De même, le détecteur de fréquence 4 transmet au dispositif de déflexion verticale 16 un signal 15 portant les tops de synchronisation de trame qui sont des impulsions de courant de courte durée dont la fréquence correspond donc au nombre d'images différentes projetées par unité de temps, qui est égal en général à la fréquence du secteur soit 50 hz en standard européen par exemple et qui garde la même valeur quelle que soit la fréquence lignes. Le dispositif de déflexion verticale 16 comporte, suivant une réalisation connue, essentiellement, une base de temps qui alimente en parallèle les bobines de déviation verticale 17a, 17b, 17c, 17d. Le dispositif de déflexion horizontale 1 est décrit dans la figure 2 et alimente indépendamment chaque bobine de déviation horizontale 3a, 3b, 3c et 3d. Lui-même reçoit, d'une part, le signal de synchronisme horizontal 14 du détecteur de fréquence 4 et, d'autre part, une alimentation de puissance depuis une source de courant 13 elle-même pilotée par un circuit de contrôle 18. L'ensemble des éléments tel que le décodeur amplificateur vidéo 7, la base de temps ligne 1, la base de temps de trame verticale 16, le séparateur de signaux de synchronisme 4 et l'alimentation 13 sont par ailleurs, et d'une manière connue, connectés entre eux et à d'autres platines ou circuits de commande ou d'alimentation 20a et 20b nécessaires aux fonctionnements de l'appareil de projection et à son réglage, tel que le focus, le contraste, le réglage de la dimension d'image. En particulier, les autres circuits 20a des tubes de projection qui nécessitent le même synchronisme que les bobines de déviation horizontale reçoivent en parallèle au dispositif de déflexion horizontale le même signal de synchronisme 14 et comportent une ou plusieurs bases de temps comme celles décrites dans la figure 2. La figure 2 représente le schéma détaillé d'un exemple de réalisation du dispositif de déflexion horizontale 1, avec son alimentaiton 13a qui est une partie de la source de courant 13 indiquée sur la figure 1. Le dispositif de dé flexion horizontale comporte autant de bases de temps soit dans notre exemple 4 que de tubes de projection : chaque base de temps comporte un circuit transistorisé 20a, 20b 20c ou 20d de type connu, un circuit d'alimentation de puissance 22a, 22b, 22c, 22d recevant en parallèle le courant depuis le dispositif d'alimentation 13a et une bobine de réception 24a, 24b, 24c ou 24d recevant en parallèle le signal de synchronisation 14 en provenance du détecteur de fréquence 4. Chacune desdites bases de temps pilote ainsi une seule bobine de déviation horizontale 3a, 3b, 3c ou 3d des tubes cathodiques 9 décrits dans la figure 1 : ces bobines de déviation sont donc en synchronisme entre elles et avec le signal vidéo puisque co,:.-.ectées par les mêmes tops issus du détecteur de fréquence 4. Cependant, pour assurer en plus une mise en phase optimale entre chacune de ces bobines de déviation horizontale, des potentiomètres de réglage 21a, 21b, 21c et 21d sont avantageusement rajoutés aux bases de temps 20a, 20b, 20c et 20d sur le circuit d'alimentation de la base de chaque circuit transistorisé 23a, 23b, 23c et 23d. Ce montage est possible car chaque base de temps 20 n'alimente qu'une seule bobine 3, son circuit transistorisé 23 n'est pas utilisé au maximum de ses possibilités et les potentiomètres 21 ne perturbent pas son fonctionnement. Le dispositif d'alimentation 13a des circuits de puissance 22 alimentant les bases de temps 20 et les bobines 3, comporte outre un circuit transistorisé 27 de régulation, optionnellement des diodes Zeener 25 montées en série et connectées séparément à un sélecteur 26 à plusieurs positions qui permet d'en disposer un ou plusieurs sur le circuit d'alimentation. Ce dispositif permet, à partir d'un quelconque circuit de contrôle 18, d'ajuster les tensions aux bornes des circuits 22 d'alimentation des bases de temps 20 et, également à celles des bobines de réception de signal 24. En effet, lorsque l'on veut augmenter par exemple la taille de l'image projetée sur l'écran 2, il est nécessaire d'augmenter à la fois la tension du signal de synchronisation 14 et celle appliquée aux bobines de déviation 3 afin d'augmenter la taille des lignes tout en gardant la même fréquence de définition. Il en est de même si l'on veut augmenter cette fréquence sans diminuer la taille de 1' image. Dans les appareils actuels et connus de vidéo-projection qui sont issus des techniques de fabrication des postes de télévision, il n'est pas possible d'augmenter la taille ou/et la fréquence de définition des images : en effet, dans ces appareils, lorsqu'on augmente par exemple la fréquence des lignes, la taille de l'image doit diminuer. Les dispositifs décrits dans la présente invention permettent d'obtenir ces deux objectifs séparément ou simultanément sans dommage pour les circuits transistorisés. Le dispositif de dé flexion horizontal 1 comporte également un moyen de sécurité constitué par une porte logique 28 à laquelle sont reliées toutes lesdites bases de temps 20a, 20b, 20c, 20d : cette porte logique est configurée dans sa position normale tant qu'elle reçoit tous les signaux de fonctionnement des bases de temps. Si l'une de ces bases cessait alors de fonctionner, cette porte logique 28 changerait d'état et enverrait un signal de coupure 29 général à l'ensemble des tubes de projection. Un appareil de vidéo-projection fabriqué suivant les dispositifs de la présente invention peut ainsi comporter plusieurs tubes de projection 9, en nonbre supérieur à celui du présent exemple, peut s'adapter à tous standards d'images jusqu'à plus de 1.500 lignes et à toute taille d'image jusqu'à plus de 10 m. REVENDICATIONS 1. Procédé de déflexion horizontale de faisceaux électroniques de tubes de vidéo-projecteurs, caractérisé en ce que l'on alimente la bobine de déviation horizontale (3) de chacun desdits tubes (9) par une base de temps (20) indépendante, lesquelles bases de temps reçoivent toutes en parallèle, d'une part, la même alimentation générale de puissance (22) et, d'autre part, le même signal de synchronisme (14), de telle façon que les balayages horizontaux de tous les faisceaux (11) correspondants soient synchrones et puissent projeter une grande image vidéo sur un grand écran (2), quelle que soit la fréquence imposée à ce balayage. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on règle un potentiomètre incorporé (21) dans chacune desdites bases de temps (20), de telle façon que les balayages horizontaux de tous les faisceaux correspondants (11) soient de même phase. 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on fasse varier l'alimentation générale de puissance (22) commune à toutes les bases de temps, de telle façon que lesdites bobines de déviation puissent recevoir un courant de voltage et de puissance variable, adapté à la taille dey'image souhaitée et à toute fréquence de balayage imposée 4. Dispositif de déflexion horizontale de faisceaux électrique de tubes (9) de vidéo-projecteurs, caractérisé en ce que la bobine de déviation horizontale de chacun desdits tubes est alimentée par une base de temps (20) indépendante, lesquelles bases de temps sont toutes elles-mêmes alimentées en parallèle, d'une part, par la même source de courant de puissance (22) et, d'autre part, par un même signal de synchronisme (14) de fréquence quelconque. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que chacune desdites bases de temps comporte un potentiomètre réglable (21), indépendant et qui assure le phasage de tous les balayages horizontaux des faisceaux correspondants. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la source commune (22) de courant de puissance desdites bases de temps est une alimentation (13a), constituée d'un circuit électrique comportant plusieurs diodes Zeener (25) qui sont montées en série et qui sont connectées séparément par un sélecteur à plusieurs positions (26) délivrant un courant, de voltage et de puissance variable adaptable à tous les standards d'image vidéo même de haute fréquence et de grande dimension. 7. Dispositif- suivant l'une quelconque des revendications 4, 5 et 6, caractérisé en ce que les autres circuits (20a) des tubes dudit appareil de vidéo-projection nécessitant le même synchronisme que lesdites bobines de déviation horizontale (3) sont alimentées par une ou plusieurs bases de temps indépendantes recevant le même signal de synchronisme (14) que les bobines. 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendication 4, 5, 6 et 7, caractérisé en ce que lesdites bases de temps sont toutes reliées à une porte logique qui délivre un signal (29)en cas d'arrêt de balayage de l'une quelconque des bobines de déviation, lequel signal commande un relais d'arrêt automatique de tous les circuits d'alimentation desdits tubes.