Brevet FR2793640A1 — publié le 20001117

Moniteur de télévision à écran 16/9 Il y a aujourd'hui de plus en plus de téléviseurs dont le tube cathodique ou l'écran plat peut offrir une image de longueur et de largeur dans un rapport 16/9. Quand, pour une raison ou une autre, le téléspectateur souhaite voir une image de longueur et de largeur dans un rapport 4/3, (12/9), celle-ci est reproduite au centre de l'écran et il reste, des deux côtés de l'image 4/3, une bande latérale 2/9 dans laquelle l'écran n'est pas commandé. De ce fait, les deux bords verticaux de l'image 4/3 sont irréguliers et il faut les masquer. A cet effet, à chaque ligne de balayage du spot, on procède à un blocage (blanking) du pixel du signal vidéo reçu du tuner, qui n'est donc pas envoyé sur le tube cathodique (on parle de blanking dans l'infranoir), pour reprendre cet exemple, et ce, en début de balayage ligne, pendant une durée tl, et en fin de balayage ligne, pendant une durée T-t2, T étant la durée du balayage ligne. On élargit ainsi légèrement chaque bande latérale 2/9 pour qu'elles couvrent les bords parasités de l'image utile 4/3. Dans les téléviseurs actuels, ces durées t, et t2 sont déterminées à l'aide de deux potentiomètres montés sur la carte tube. Le réglage de l'image aux dimensions 4/3 s'effectue donc manuellement avec tous les inconvénients d'imprécision, d'instabilité et, finalement, de labeur. La présente invention vise à automatiser le réglage des images 4/3 sur un écran de téléviseur ou de moniteur de télévision 16/9 et, plus généralement, le réglage d'images plus petites que l'écran, par effacement de bandes. A cet effet, l'invention concerne un moniteur de télévision comprenant un écran, des moyens de réception d'un signal vidéo pour l'envoyer sur l'écran, des moyens pour bloquer le signal vidéo des moyens de réception et des moyens de commande des moyens de blocage, caractérisé par le fait que lesdits moyens de commande des moyens de blocage comportent des moyens pour générer, à partir d'un signal de référence synchrone avec le signal vidéo, un signal impulsionnel à impulsion de position et de largeur prédéterminées. Grâce à l'invention, on peut donc facilement et automatiquement prédéterminer les deux instants, au cours de chaque ligne, où doit cesser le blocage du signal vidéo, correspondant au front arrière de la première bande d'effacement, et où doit recommencer le blocage, correspondant au front avant de la deuxième bande d'effacement. De préférence, les moyens de génération du signal impulsionnel comprennent un générateur PWM et des moyens de comparaison du signal de référence avec un signal de valeur constante représentative du rapport cyclique du signal de sortie du générateur PWM. L'intérêt de cette forme de réalisation particulière réside dans la facilité d'adapter le rapport cyclique à l'écart temporel désiré entre les fronts arrière et avant des deux bandes latérales d'effacement, sans utiliser un convertisseur numérique/analogique pour fournir le signal de valeur constante, qui sert de valeur de consigne. Avantageusement, les moyens de génération du signal impulsionnel comprennent un transformateur très haute tension du téléviseur et, plus particulièrement, le secondaire de ce transformateur, alimentant un filament générateur d'électrons du canon d'un tube et dont la différence de potentiel à ses bornes sert de signal de référence. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée du moniteur de télévision de l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 est un schéma électrique par blocs d'un téléviseur comportant le moniteur de l'invention, - la figure 2, formée des figures 2A, 2B et 2C, illustre la forme temporelle de divers signaux. Le téléviseur représenté, globalement référencé 1, comporte, dans cet exemple, un tube 18 à rayons cathodiques et un tuner ou syntoniseur 17, 27, à condensateur série de sortie 16, pour envoyer sur l'écran du tube 18, prévu pour une image au format 16/9, un signal vidéo, reçu ici par une antenne. La référence 27 indique des circuits récepteurs amplicateurs classiques de signaux d'antenne et démodulateurs, qui dépendent du milieu de transmission des signaux, hertzien comme ici, par câble ou encore fournis par une prise de raccordement d'un magnétoscope. Le reste des circuits du téléviseur 1 constitue un moniteur de télévision selon l'invention. La référence 17 indique des circuits de réception des signaux vidéo démodulés issus des circuits 27, et de mise en forme de ceux-ci, circuits 17 qui commandent une électrode de grille vidéo 182 du tube 18. Le téléviseur 1 est relié, par un connecteur non représenté, à un automate 20 pour régler en usine l'image du téléviseur 1. On rappellera en préambule qu'un tube à rayons cathodiques comporte un canon à électrons qui projette un faisceau ponctuel d'électrons sur son écran, dont l'intensité est commandée par une grille, commandée par le signal vidéo. Le faisceau passe entre deux bobinages de déflexion respectivement verticale et horizontale. Le bobinage de déflexion horizontale reçoit un signal en dents de scie pour défléchir progressivement le faisceau et lui faire balayer à chaque fois une ligne de 1 1 écran, le bobinage de déflexion verticale étant commandé de même, mais plus lentement, à une fréquence image. Le téléviseur 1 comporte des circuits pour bloquer le signal vidéo des circuits de réception et mise en forme 17 et comporte des circuits de commande des circuits de blocage. On entend par là que les circuits de blocage empêchent toute restitution de signal vidéo sur l'écran du tube 18, que ce soit par blocage du tube 18 lui-même, en bloquant temporairement l'émission du faisceau de rayons cathodiques, ou par blocage, à un niveau de noir, des signaux de pixels qui y sont appliqués. Les circuits de blocage comportent une électrode 181 de grille de commande de polarisation, du tube 18, qui est rappelée vers la masse par une résistance 12 avec en parallèle une diode 11 à cathode à la masse. L'électrode de polarisation 181 ne peut avoir, à la tension directe diode près, qu'une tension sensiblement nulle autorisant la restitution du signal vidéo à l'écran par commande de la grille vidéo 182, ou une tension négative, atteignant ici environ -200 V, de blocage du tube 18 et donc de blocage du signal vidéo, dont la restitution, fictive, s'effectue alors sous la forme d'une partie noire d'image, par absence d'émission d'électrons par le canon à électrons du tube 18, non représenté. Les circuits de commande des circuits de blocage comportent un comparateur 9 constitué d'un amplificateur opérationnel avec une résistance 8 de rebouclage avec hystérésis de sa sortie sur une entrée non inverseuse ayant en amont une résistance série 7. La sortie du comparateur 9 est reliée à la grille de polarisation 181 à travers un condensateur 10. Le comparateur 9 reçoit à travers la résistance 7, d'un filtre passe-bande 6 de commande, un signal alternatif de référence, synchrone avec le signal vidéo ligne du tuner 17, c'est-à-dire de même période ligne que celui-ci. Le filtre 6 comporte une inductance série reliée à un condensateur parallèle de sortie, accordés pour osciller sur la fréquence ligne du signal vidéo, de période 64 lis environ. Pour cela, dans cet exemple, le filtre oscillant 6 est relié, par un condensateur 26 en entrée, à un bobinage secondaire 23, d'un transformateur, de chauffage d'un filament 183 du canon à électrons du tube 18. Le signal alternatif du bobinage 23 ayant pour but de chauffer le filament 183, sa forme précise est sans importance, mais il présente une impulsion parasite de retour ligne qui est ici utilisée pour exciter le filtre 6. Cette impulsion est due au fait qu'un transistor 21 de commande du primaire 22 passe à l'état bloqué, pour ramener à zéro un courant en dents de scie de déflexion horizontale du faisceau d'électrons issu du canon du tube 18, commandant le bobinage de déflexion ligne. Le filtre oscillant 6 fournit donc un signal oscillant à la fréquence ligne du signal vidéo. Le transformateur considéré ici est un transformateur très haute tension dont un second bobinage 24 fournit une haute tension continue au tube 18 à travers une diode 25 de redressement. Le comparateur 9 reçoit, sur son entrée inverseuse, une tension de référence continue et réglable provenant d'une chaîne de réglage de l'image du tube 18, reçue à un format 4/3. La chaîne de réglage, ou de commande de blocage de la restitution des pixels hors format d'image 4/3, ou légèrement moins en largeur pour bien masquer les bords verticaux, comporte une mémoire 2 inscriptible depuis l'automate 20, qui est lue par un microprocesseur 3 pour fournir la tension continue de commande de réglage au comparateur 9. Cette tension permet (fig. 2A) de régler la largeur et la position de l'image vidéo utile 34 par un réglage de la largeur des bords noirs 33, 35 qui l'encadrent. L'automate 20 ayant inscrit, en mémoire 2, une valeur de facteur de forme représentant, directement ou indirectement, le rapport entre la largeur de l'image utile 34 et la largeur de l'image totale avec les bords noirs 33, 35, cette valeur est appliquée au comparateur 9 sous la forme de la tension continue de référence, ou consigne. Cette valeur de référence peut être au besoin modifiée par l'automate 20, ayant alors des capteurs de lecture de l'écran du tube 18, ou éventuellement après commande d'un opérateur observant le résultat obtenu à l'écran du tube 18. Dans cet exemple, la valeur de facteur de forme ci-dessus est transformée en la valeur continue de référence par passage dans un circuit 4 à modulation de largeur d'impulsions (PWM) commandé par le microprocesseur 3 pour reproduire dans le temps le facteur de forme représenté en mémoire 2. La sortie impulsionnelle du circuit 4 est appliquée au comparateur 9 à travers un filtre passe-bas 5, à grande constante de temps devant la période de répétition des impulsions, fournissant donc le signal continu de référence ou consigne sous la forme de la valeur moyenne du signal du circuit PWM 4, c'est-à-dire une valeur constante représentant son rapport cyclique, et donc représentant le facteur de forme en mémoire 2. On transforme ainsi simplement la valeur de facteur de forme, en mémoire 2, ou de durée absolue de l'image 34 correspondante, en une amplitude de tension continue. On comprendra bien que, comme il s'agit d'obtenir une tension continue de consigne, à partir d'impulsions PWM d'amplitude fixe dont on règle la largeur, la fréquence de répétition des impulsions du circuit PWM 4 est indépendante de celle du signal vidéo. En d'autres termes, le circuit PWM 4 et le filtre passe-bas 5 sont l'équivalent d'un circuit hacheur transformant une valeur déterminée en mémoire 2 en une tension continue proportionnelle à cette valeur. La figure 2A représente, en fonction du temps t, l'amplitude du signal vidéo ligne des circuits de mise en forme 17, la figure 2B représente les signaux en entrée du comparateur 9, la figure 2C représentant le signal d'entrée du filtre oscillant 6 qui déclenche le comparateur 9. La modulation du signal vidéo est ici de type positif, c'est-à-dire qu'un niveau zéro correspond au noir et que l'amplitude positive du signal vidéo représente le niveau de blanc. L'invention est cependant aussi applicable à un moniteur à modulation négative, pour lequel le blocage du signal vidéo au niveau du noir consisterait à le forcer à la tension positive maximale de dynamique prévue. Le signal vidéo représenté comporte, dans l'ordre, une impulsion négative 31 de synchronisation ligne, une plage 32 de temps mort, une première plage 33 d'image vidéo noire, une plage 34 d'image utile, de la largeur prévue pour le format 4/3, une seconde plage 35 d'image vidéo noire et une courte plage 36 de temps mort pour le retour ligne du faisceau cathodique. On notera que, comme évoqué plus haut, on peut agir directement sur la grille de polarisation 181 ou sur le signal vidéo qui est appliqué à la grille vidéo 182 pour produire les plages noires 33, 35. La représentation de la partie image 33, 34, 35 du signal vidéo correspond au cas dans lequel on bloquerait ce signal au niveau zéro de noir. Dans le présent exemple, on aboutit au même résultat de blocage au niveau noir, ou infranoir, par mise hors service temporaire ("blanking") du canon à électrons pendant les plages 33 et 35. La plage 34 utile de signal vidéo non nul, différent du noir, pourrait donc en fait recouvrir en tout ou partie les plages 33, 35, mais avec un effet nul puisque le tube 18 y est alors bloqué. Pour la simplicité de l'explication, on a dessiné un signal 33, 34, 35 à deux plages de noir, équivalent d'un signal vidéo 34 plus large et encadré par des plages 33, 35 correspondant en réalité au blocage du canon à électrons. On peut aussi limiter le balayage ligne à la zone utile (34) en limitant la dynamique des signaux en dents de scie de balayage ligne. Les références 41 de la figure 2C représentent les impulsions de surtension de retour ligne du bobinage 23 qui sont ici utilisées pour synchroniser, sur le signal vidéo ligne, l'action du comparateur de blocage 9 produisant les impulsions négatives de blocage de la grille 181 pour produire les plages de noir 33 et 35. Le secondaire 23 du transformateur, alimentant le filament 183 du canon à électrons du tube 18 fournit ainsi, par la différence du potentiel à ses bornes, le signal de r éf érence, synchrone avec le signal vidéo. Le signal alternatif 42 représente le signal de retour ligne 41 après filtrage dans le filtre oscillant 6, une rotation de phase de 180 degrés ayant été produite par traversée d'un amplificateur non représenté. La référence 43 indique le signal continu de référence issu du filtre passe-bas 5. Comme le montre la figure 2B, le signal alternatif 42, à fréquence ligne, présente un extrémum, ici haut, en milieu (34) de ligne vidéo et un extremum opposé dans la période de début et de fin d'image, où se trouvent les impulsions 41 qui l'engendrent. Les impulsions de synchronisation ligne 31 auraient pu être utilisées, à la place des impulsions 41 de retour ligne, pour fournir le signal alternatif 42. Un déphaseur réglable peut être prévu en entrée ou sortie du filtre 6 pour centrer l'image 34. C'est par exemple une ligne à retard, à inductance série et condensateur parallèle de sortie, ou un filtre passe-bas qui élimine plus ou moins les harmoniques et permet ainsi de déformer le signal du filtre oscillant 6 pour faire évoluer différemment les instants de déclenchement et d'arrêt du comparateur 3. Le signal continu de référence de réglage 43 est situé entre les deux extréma ci-dessus, si bien que le comparateur 9 présente en sortie un état bas de -200 V dans une période de temps sensiblement centrée sur l'impulsion 41 (et 3 1), correspondant au blocage de la restitution du signal vidéo du tuner 17, ce qui produit les plages 33 et 35 de noir. Le point d'intersection 46 des signaux 42 (montant) et 43 présente un retard tl, de fin de la plage de noir 33, sur l'impulsion de synchronisation ligne 31 et le point homologue d'intersection 47 à la redescente du signal 43 présente un retard homologue t2, de début de la plage de noir 35. Une modification de la valeur du signal continu de référence 43 permet de modifier, en sens opposés, les valeurs tl et t2 déterminant la largeur des plages noires 33 et 35, et donc de régler la largeur d'image utile 34. Dans le cas d'une action de blocage au niveau du signal vidéo, donc par une commande de la grille vidéo 182 à travers les circuits de mise en forme 17, la sortie de signal impulsionnel du comparateur 9 commanderait une entrée d'inhibition 171 au niveau d'une porte vidéo des circuits de mise en forme 17 alimentant en signal vidéo le tube 18, afin de bloquer celui-ci au niveau du noir, de tension nulle dans cet exemple. Cette commande, d'inhibition ou non du signal vidéo, est alors constituée d'un signal logique de dynamique limitée à quelques volts. On conçoit que l'invention s'applique aussi à des moniteurs de télévision autres qu'à tube, par exemple des moniteurs dits à écran plat, dans lesquels l'écran est constitué d'une matrice d'éléments ponctuel, émetteurs de lumière par stimulation et excités individuellement par adressage de ceux-ci dans la matrice. REVENDICATIONS 1.- Moniteur de télévision comprenant un écran (18), des moyens (17) de réception d'un signal vidéo pour l'envoyer sur l'écran (18), des moyens (171, 181, 182) pour bloquer le signal vidéo des moyens de réception (17) et des moyens (2-6, 9, 21-26) de commande des moyens de blocage, caractérisé par le fait que lesdits moyens (2-6, 9, 21-26) de commande des moyens de blocage (171, 181, 182) comportent des moyens (3-6, 9, 21-26) pour générer, à partir d'un signal de référence synchrone avec le signal vidéo, un signal impulsionnel à impulsion de position et de largeur prédéterminées. 2.- Moniteur selon la revendication 1, dans lequel les moyens de génération du signal impulsionnel comprennent un générateur PWM (4) et des moyens (9) de comparaison du signal de référence avec un signal de valeur constante représentative du rapport cyclique du signal de sortie du générateur PWM. 3.- Moniteur selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel les moyens de génération du signal impulsionnel comprennent un transformateur (22 24) très haute tension d'alimentation d'un tube (18) du téléviseur. 4.- Moniteur selon la revendication 3, dans lequel le secondaire (23) du transformateur alimente un filament (183) de chauffage du canon à électrons du tube (18), dont la différence de potentiel à ses bornes sert de signal de référence. 5.- Moniteur selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le signal impulsionnel commande une entrée d'inhibition des moyens de réception (17).