FR 2110432 A1 19720602 FR 7137016 A 19711014 71 37016 2110432 L'invention concerne un dispositif de prisé de vues en couleurs tel qu'une image à couleurs séparées soit formée sur la couche de conversion photo-électrique de ce tube, à l'aide d'un filtre en bandes,. et que plus de deux types de signaux de chrominance soient obtenus à partir de 5 ce tube. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de prise de vues en couleurs pouvant produire des signaux vidéo en couleurs ne formant pas de moirure dans l'image reproduite. Un dispositif de prise de vues en couleurs utilise généralement trois tubes d'images correspondant aux trois couleurs primaires, le 10 rouge, le vert et le bleu pour obtenir trois signaux de chrominance; mais ces trois signaux de chrominance peuvent également être obtenus avec un seul tube de prise de vues. Un dispositif de prise de vues en couleurs du type à séparation de phases est connu sous la forme d'un dispositif de prise de vues en couleurs pouvant délivrer trois signaux. Dans ce type de dispositif de 15 prise de vues, une image à bandes de couleurs séparées d'un objet à téléviser est formée par un filtre en bandes . sur la couche de conversion photo-électrique de ce tube de prise de vues, et la couche de conversion est balayée par un faisceau d'électrons transversalement aux bandes de l'image à couleurs séparées pour obtenir un signal de conversion photo-électrique à partir de 20 ce tube de prise de vues. Trois signaux de couleurs primaires peuvent être extraits séparément par séparation de phasœ du signal de conversion photo-électrique. Généralement, le dispositif de prise de vues en couleurs du type à séparation de phases nécessite un signal d'index pour séparer les 25 signaux de chrominance individuels du signal de conversion photo-électrique combiné provenant du tube de prise de vues. L'invention propose un dispositif de prise de vues en couleurs pouvant produire un signal composite constitué d'un signal d'index et d'un signal de chrominance superposés, et provenant du tube de prise de 30 vues, en établissant précédemment une répartition du potentiel prédéterminée sur la couche de conversion photo-électrique, de manière à délivrer des signaux de chrominance bien équilibrés, sans diaphonie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre 35 d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est un schéma d'un système représentant un exemple du dispositif de prise de vues en couleurs conforme à l'invention; 71 37016 2 2110432 - la figure 2 est une vue en perspective représentant un fragment de la partie principale du tube de prise de vues utilisé dans le dispositif de la figure 1; - les figures 3 et 4A-4F sont des schémas de formes d'ondes 5 permettant d'expliquer le dispositif de prise de vues en couleurs de la figure 1; - la figure 5 est un graphique illustrant un exemple du spectre de fréquences d'un signal de chrominance composite obtenu avec le dispositif de prise de vues de la figure 1; 10 - la figure 6A-6D est un schéma représentant la relation qui existe entre un filtre optique et des impulsions d'échantillonnage conformément à l'invention; - la figure 7 est un schéma représentant un échantillon de moirure dans une image reproduite; 15 - la figure 8A-® est un schéma similaire à celui de la figure 6j conforme à l'invention; - la f igure 9MJD est un schéma similaire à celui de la figure 6, permettant d'expliquer l'invention; - la figure 10 représente la section optique de découpage 20 de l'image d'un exemple du dispositif de prise de vues en couleurs conformé' à l'invention; - la figure 11 représente le montage optique d'un autre exemple de l'invention; - la figure 12 est une vue en coupe fragmentaire d'un 25 exemple d'un dispositif optique formant des images multiplesd'un autre exemple de l'invention; - les figures 13-16 sont des vues latérales représentant d'autres exemples du dispositif optique formant 4es images multiples; - les figures 17 et 18 représentent le montage optique 30 d'un autre exemple de l'invention; - la figure 19 est une vue en perspective d'une plaque en cristal expliquant l'invention; - la figure 20 est une vue en perspective représentant deux plaques de cristal expliquant l'invention; 35 - la figure 21 est un schéma de vecteurs expliquant l'invention; 71 37016 3 2110432 - les figures 22 et 23 sont des schémas représentant le montage de plusieurs images pour expliquer l'invention; et - la figure 24 est un montage optique représentant la partie principale d'un autre exemple de l'invention. 5 Une description sera tout d'abord donnée d'un tube de prise de vues. L'extrémité de cible du tube est représentée sur la figure 2 et comporte plusieurs séries d'électrodes "nésa" A^, B^,...AnJ Bn ayant une largeur prédéterminée de,par exemple,5yU, imbriquées les unes dans les autres dans un ordre cyclique répétitif à des intervalles prédéterminés de, par 10 exemple, 30^u, sur une couche de conversion photo-électrique 1, telle qu'une couche photoconductrice de trisulfure d'antimoine, balayée par un faisceau d'électrons. Les électrodes A^, ...A^ et B^,...Bn sont indiquées par A et B, respectivement. Dans ce cas, ces électrodes A et B sont placées de façon que leurs directions longitudinales soient différentes de la direction de balayage 15 horizontal du faisceau d'électrons, indiquée par une flèche d. Dans l'exemple représenté, la direction de balayage horizontal du faisceau d'électrons d et les directions longitudinales des électrodes A et B sont perpendiculaires. Les électrodes A et B sont reliées en deux groupes aux bornes de sortie des signaux T. et T , respectivement. Les électrodes A et B sont formées sur A. Jj 20 une plaque isolante transparente de protection, par exemple une plaque de verre 3, sur laquelle est formée la couche de conversion 1. De l'autre côté de la plaque de verre 3 est disposé un filtre optique F constitué d'éléments de filtre en bandes rouge, vert, et bleu F , FTr et F_, de largeur prédéterminée, K. V B disposés séquentiellement à des intervalles prédéterminés dans un ordre 25 cyclique répétitif F^, F . F^,, F_, F . F,,,..., de manière que chaque triade K V V JJ d'éléments rouge, vert et bleu soit opposée à une paire d'électrodes adjacentes A^ et B^ des électrodes A et B mentionnées ci-dessus. Le montage est tel que les directions longitudinales des éléments de filtre en bandes correspondent à celles des électrodes A et B. Une plaque de verre frontale 4 30 recouvre le filtre optique F. La couche de conversion photo-électrique 1, les électrodes A et B, la plaque de verre 3, le filtre optique F et la plaque de verre frontale 4 sont combinés en une configuration en forme de disque ayant un diamètre de 2,54 cm, par exemple, et fixée à une extrémité d'une enveloppe 5 35 d'un tube de prise de vues comme représenté sur la figure 1. L'enveloppe 5 du tube comporte une bobine de déviation 6, une bobine de focalisation 7, et une bobine d'alignement 8. Une lentille de caméra 9 permet de faire pénétrer 71 37016 4 2110432 les rayons lumineux provenant d'un objet 10 à téléviser dans l'enveloppe 5 du tube à travers la plaque frontale 4, ces rayons étant focalisés sur la couche de conversion photo-électrique 1. Cette figure comporte également un canon à électrons 11. 5 Pendant le fonctionnement du dispositif de prise de vues, un signal alternatif S^, représenté sur la figure 3, est appliqué aux électrodes A et B. Un transformateur 12, par exemple, peut être prévu, et les extrémités t^ et t^ de son enroulement secondaire 12b peuvent être reliées aux bornes de sortie TA et Tg du signal. Une source de signaux 13 permet 10 d'engendrer le signal alternatif S^, synchronisé avec la période de balayage horizontal d'un faisceau d'électrons sur la couche de conversion photo-électrique 1, et la source de signaux est reliée à un enroulement primaire 12a du transformateur 12. Le signal alternatif est une onde rectangulaire dont la largeur d'impulsion 1H est égale à la période de balayage horizontal du 15 faisceau d'électrons H. Pour le système NTSC, cette largeur est égale à 63,5 ^us. Le signal a une fréquence de répétition égale à la moitié de la fréquence de balayage horizontal, c'est-à-dire 15,75 kHz pour le système 2 NTSC. Un tel signal alternatif peut être obtenu en utilisant un signal d'impulsion provenant du convertisseur courant continu-courant continu d'un y 20 circuit générateur haute tension, par exemple. Ces convertisseurs courant continu-courant continu sont bien connus, et n'ont pas besoin d'être décrits ici. La prise centrale t^ de l'enroulement secondaire 12b du transformateur 12 est reliée au côté entrée d'un préamplificateur 15 à travers un condensateur 14, et une source d'alimentation en courant continu de, par exemple, 25 10 à 50 V est reliée à la prise centrale tQ de l'enroulement secondaire 12b à travers une résistance R. Au lieu d'utiliser un transformateur 12, il est également possible de relier les résistances en série entre les bornes et Tg, de relier leur point de connexion à la borne d'entrée du préamplificateur 15 30 à travers un condensateur et d'appliquer l'onde rectangulaire mentionnée ci-dessus aux électrodes A et B à travers des condensateurs. Avec le montage représenté sur la figure 1, durant une certaine période de balayage horizontal Hj,, l'électrode A est alimentée par une tension superposée constituée de la tension provenant de la source 35 d'alimentation en courant continu B+ et du signal représenté sur la figure 3. L'électrode B est alimentée uniquement par- la tension provenant de la source d'alimentation en courant continu B+s si bien que le potentiel 71 37016 5 2110432 à l'électrode A est supérieur à celui de l'électrode B formant ainsi une image de charge en-bandes sur la couche de conversion photo-électrique 1 correspondant à l'électrode A. Lorsqu'aucune lumière provenant de l'objet 10 ne vient frapper le tube de prise de vues 2 pendant la période de 5 balayage horizontal SL, un signal à onde rectangulaire S^., tel que celui représenté sur la figure 4A, est obtenu du côté de l'entrée du préamplificateur 15 correspondant à l'électrode A. Ce signal S^. sert de signal d'index, et sa fréquence est déterminée par les largeurs et les espacements entre les électrodes A et B et par le temps nécessaire pour la formation d'une période 10 de balayage horizontal du faisceau d'électrons. Dans ce cas, la fréquence du signal d'index S^. est établie à, par exemple, 3,58 MHz. Puis, lorsque les rayons lumineux provenant de l'objet 10 sont focalisés sur la couche de conversion photo-électrique 1, un signal correspondant à l'image en couleurs séparées sur la couche de conversion photo-électrique 1 est superposé au 15 signal d'index pour obtenir un signal composite S2, tel que représenté sur la figure 4B. Sur cette figure, les parties du signal composite S£ correspondant à la lumière colorée en rouge, en vert et en bleu sont marquées R, V et B. Le signal composite S2 s'exprime par la somme d'un signal de luminance S„, d'un signal porteur de chrominance S et du signal d'index S , Y k X 20 c'est-à-dire que S9 = S + S + S . Le spectre de fréquences du signal compo- Z. x i site est déterminé, par exemple, comme représenté sur la figure 5S en considérant les largeurs et les espacements entre les électrodes A et B et les éléments de filtre en bandes FD, F„ et F du filtre optique F, ainsi K V d que la période de balayage horizontal. C'est-à-dire que le signal composite 25 S^ se trouve tout entier dans une bande de 6 MHz. Le signal de luminance S^. occupe la partie des fréquences inférieures de cette bande, et le signal de chrominance S occupe la partie des fréquences supérieures. Dans ce cas, il est préférable de réduire le chevauchement du signal de luminance et du signal de chrominance, et si nécessaire, le pouvoir séparateur peut être 30 légèrement abaissé en plaçant une lentille lenticulaire devant le tube de prise de vues 2, pour réduire la bande du signal de luminance S^. Durant la période de balayage horizontal suivante H^ les tensions (le signal alternatif) appliquées aux électrodes A et B sont inversées en phase. Par conséquent, un signal d'index résultant -Sj» tel 35 que représenté sur la figure 4A', est produit. La phase de ce signal d'index est opposée à celle du signal d'index S^. représenté sur la figure 4A. Par conséquent, un signal composite S^' est obtenu du côté d'entrée du préamplificateur 15, comme représenté sur la figure 4B', c'est-à-dire que S2,=Sy+Sc-Si. 71 37016 6 2110432 Un tel signal composite (ou S^') est appliqué au préamplificateur 15 pour être amplifié, puis à un amplificateur de traitement 16 pour être soumis à une mise en forme d'onde et à une correction du y. Ensuite, le signal composite est appliqué à un filtre passe-bas 17 et à un 5 filtre passe-bande 18 (ou un filtre passe-haut), pour obtenir le signal de luminance à la sortie du filtre passe-bas 17 et un signal = SCL + S^, tel que celui représenté sur la figure 4C (ou S^' = ~ S^, tel que représenté sur la figure 4C') à la sortie du filtre passe-bande 18. Dans ce cas, et Sjl sont des composantes basses fréquences (composantes d'onde fondait) mentale) du signal de chrominance Sr et du signal d'index S , respectivement. V X Le signal d'index S_ et le signal de chrominance S,, ont la I o même fréquence, et par conséquent, ne peuvent pas être séparés en utilisant un filtre, mais peuvent au contraire être séparés de la manière suivante. La sortie du filtre 18 est reliée à un circuit à retard 19 qui retarde d'une 15 période de balayage 1H le signal S = S + S (ou S ' = S - S ). Ce j CL XL i Cli XL circuit à retard peut être constitué d'un cristal, par exemple. Le signal S3 = (ou S^1 = SCL - SIL). provenant du circuit à retard 19 durant la période de balayage horizontal H , et le signal S ' = S - S i i CL XL (ou S. = S T + S ) provenant du filtre passe-bande 18 durant la période de^ j L»li XL 20 balayage horizontal suivante + ^ sont ajoutés dans un circuit additionneur 20. Dans ce cas, le signal de chrominance S , durant des périodes de balayage il horizontal adjacentes, peut être considéré comme pratiquement identique, et par conséquent, un signal de chrominance porteur 2S , tel que celui représenté sur la figure 4D, est obtenu comme la somme des signaux et . 25 En outre, les signaux provenant du filtre 18 et du circuit à retard 19 sont appliqués à un circuit soustracteur 21. Pendant un intervalle de balayage horizontal, la sortie du circuit soustracteur est égale à - S^', ou (S + S ) - (S _ - S T) = 2S . Pendant l'intervalle de balayage suivant, LL XL CL XL XL • la sortie du circuit soustracteur eçt S^, ou (SCL - S^) - (SCL + S ) = -2SIL, 30 comme représenté sur la figure 4E. Un tel signal d'index -2S (ou 2STT) est XL XL appliqué à un amplificateur limiteur 22 pour limiter son amplitude à une valeur constante, et obtenir ainsi un signal d'index -2Sj, tel que représenté sur la figure 4F (ou 2Sj, non représenté). La sortie du limiteur 22 est reliée à l'une des bornes fixes 35 23a d'un commutateur 23 (qui est dans la pratique un commutateur électronique). Le commutateur a un autre contact fixe 23b et un contact mobile 23c. La sortie de l'amplificateur limiteur 22 est également reliée à travers un inverseur 24 71 37016 7 2110432 à l'autre contact fixe 23b. Le contact mobile 23c est actionné pour engager les contacts fixes 23a et 23b alternativement, et pour passer de l'un à l'autre à la fin de chaque ligne de balayage horizontal, en synchronisme avec le signal alternatif appliqué aux bornes de l'enroulement primaire 5 du transformateur 12. Par conséquent, le signal d'index 2S^. est obtenu à partir du contact mobile 23c à toutes les fois. Le contact mobile 23c est relié à un démodulateur de couleurs 26 pour lui appliquer le signal 2S . Le démodulateur 26 est également alimenté par le signal de luminance Sy et le signal de chrominance S^,, de 10 manière que les signaux de chrominance rouge, vert et bleu SR, et Sg puissent Être obtenus aux bornes de sortie Tg, et Tg. Le circuit démodulateur de couleurs 26 comporte un circuit détecteur synchrone qui produit des signaux de différences de couleurs SR - Sy, - Sy et S^ - Sy en échantillonnant le signal de chrominance porteur Sr avec un signal produit en 15 déphasant le signal d'index Sj comme prédéterminé. Il comporte également un circuit matriciel qui ajoute le signal de luminance Sy aux signaux de différences de couleurs ainsi obtenus, pour obtenir les signaux de chrominance primaires S , S et S . En traitant correctement les signaux de chrominance R V B rouge, vert et bleu ainsi obtenus, il est possible d'obtenir un signal de 20 télévision en couleurs pour le système NTSC ou divers autres systèmes. Dans le cas présent, le signal du système NTSC peut également être obtenu directement en utilisant le circuit producteur de signaux de chrominance 26, et sans produire ces signaux de chrominance. Pour cela, le signal d'index S^., qui est le porteur du signal composite 25 Sg = S^ + Sj.^, est remplacé par un sous-porteur de chrominance (ayant une fréquence de 3,58 MHz) du système NTSC, auquel est ajouté le sous-porteur de chrominance modulé convenablement par le signal de chrominance porteur. Avec un tel dispositif de prise de vues en couleurs, des images en couleurs peuvent être produites uniquement avec un tube de 30 prise de vues, sans qu'il se produise de diaphonie entre les signaux de chrominance respectifs, et le système optique étant simplifié. En outre, les signaux d'index étant formés avec des images de charges qui peuvent être changées périodiquement, les signaux d'index peuvent être aisément obtenus de manière que les signaux de chrominance soient démodulés. En outre, la 35 lumière n'est pas utilisée pour produire les signaux d'index, et le rapport d'utilisation de la lumière est accru, la gamme dynamique de la couche de conversion photo-électrique étant ainsi élargie. 71 37016 2110432 Dans les dispositifs de prise de vues en couleurs du type à séparation de phases, comportant le dispositif qui vient d'Être décrit, la composante de chrominance est contenue dans le signal de sortie du tube de prise de vues, sous la forme d'un signal modulé en amplitude, 5 produit par modulation de l'amplitude du porteur avec les signaux de chrominance. Dans le cas où la bande de fréquences du signal de luminance chevauche celle du signal de chrominance porteur, il peut se produire quelques troubles, tels qu'un échantillon de moirure, et une superposition des couleurs dans l'image reproduite, un désordre du signal d'index (le signal de réfé-10 rence), le mélange de l'onde de bande latérale du signal de chrominance porteur dans le signal de luminance, etc. L'échantillon de moirure est produit lorsque le signal de luminance et le porteur du signal de chrominance interfèrent pour produire, par exemple, un échantillon vertical dans l'image reproduite. L'échantillon 15 de moirure est classé, soit comme moirure blanche, soit comme moirure de chrominance. La moirure blanche est un échantillon produit dans l'image reproduite, lors de la télévision de l'image d'un objet comportant une ligne de démarcation entre des zones de grandes différences de luminosité faisant un petit angle avec les bandes de l'image à couleurs séparées sur la couche de y 20 conversion photo-électrique du tube de prise de vues. Cette moirure blanche est très apparente. La moirure blanche n'apparaît pas dans l'image reproduite lorsque l'équilibre du blanc est maintenu. EUë'apparaît au contraire dans l'image reproduite lorsque l'équilibre du blanc est perdu par dispersion 25 dans l'efficacité de conversion de la couche photo-électrique, et la sensibilité spectrale du filtre en bandes de couleurs du tube de prise de vues. Par conséquent, si cette moirure peut être évitée, il n'est pas nécessaire que la précision des caractéristiques de la couche de conversion photoélectrique et du filtre en bandes soit aussi élevée. 30 La moirure de chrominance est une bande de couleurs due à une mauvaise concordance de la position de l'échantillonnage de la couche de conversion photo-électrique pour une couleur et la position d'une bande de cette couleur de l'image en forme de bande à couleurs séparées de l'objet à téléviser. Lorsque la moirure de chrominance peut être évitée, il s'ensuit 35 naturellement une absence de moirure de blanc. En outre, si la moirure de chrominance est évitée, le désordre mentionné ci-dessus du signal d'index et le mélange de l'onde de bande latérale du signal de chrominance porteur dans le signal de luminance peuvent également être évités. 71 37016 9 2110432 Ces moirures et les défauts qui leur sont associés peuvent être évités en choisissant les bandes de fréquences du signal de luminance et du signal de chrominance porteur de manière qu'elles ne se chevauchent pas électriquement ou optiquement. Un filtre passe-bas optique peut être prévu 5 dans le système optique du tube de prise de vues. Dans ce cas, cependant, la bande de fréquences du signal de luminance est rétrécie de façon inévitable, car la bande de fréquences du signal composite ou du signal vidéo couleurs est limitée,par exemple, à 6 MHz. Par conséquent, le pouvoir séparateur du signal vidéo couleurs du dispositif de prise de vues est 10 réduit de façon inévitable. L'invention propose un dispositif de prise de vues en couleurs pouvant produire un signal vidéo couleurs qui ne produit pas de moirure et dont le pouvoir séparateur n'est pas altéré. Une description détaillée sera donnée maintenant du 15 mécanisme de production de la moirure chromatique. Le filtre optique F de la figure 2 est constitué d'éléments de filtre de couleurs rouge, verte et bleue F_, F„ et F_ ayant un rapport 11 d'utilisation donné par l'équation— = — . L'image, par exemple, d'une tige rouge m projetée sur la couche de conversion photo-électrique transversalement 20 aux éléments de filtre optique du filtre F, selon un petit angle, est telle que représentée sur la figure 6A. Le filtre F de la figure 6A correspond au filtre optique représenté sur la figure 2, et est constitué d'éléments de filtre optique de couleurs rouge, verte et bleue F , F et F . Les lignes R V Jj de balayage du faisceau d'électrons L.L , ,, L sur la couche J 6 n' n + 1' n + 2' 25 de conversion photo-électrique sont perpendiculaires aux éléments de filtre. Les parties rouges Ma de l'image à couleurs séparées de la tige rouge m projetée sur la couche de conversion photo-électrique sont représentées en traits pleins, et la partie Mb de l'image de la tige rouge m,qui ne peut pas traverser les éléments de filtre optique F^. et F^ et n'est pas projetée 30 sur la couche de conversion photo-électrique, est indiquée par des pointillés. Dans ce cas, il se forme naturellement sur la couche de conversion photoélectrique des bandes rouges, vertœ et bleues de l'objet, selon un rapport d'utilisation de — = ^ . N 3 La séparation des signaux de chrominance rouges, verts et 35 bleusdu signal de chrominance du tube de prise de vues est obtenue par détection synchrone avec le circuit producteur de signaux de chrominance 26 de la figure 1, ou par échantillonnage avec des signaux d'échantillonnage 71 37016 10 2110432 correspondant à la phase et à la largeur des signaux de chrominance respectifs contenus dans le signal de chrominance porteur. Ces procédés de séparation des signaux de chrominance sont en principe les mêmes. La description suivante s'applique particulièrement à la séparation des signaux 5 de chrominance respectifs par le procédé d'échantillonnage. Les figures 6B, 6C et 6D représentent des impulsions d'échantillonnage rouges SPR , SPR SPR pour échantillonner les signaux de " n t L ii t j chrominance rouges pour les lignes de balayage Ln, Lq + ^, et L^ + respectivement. r désigne les signaux de chrominance rouges échantillonnés par les 10 impulsions d'échantillonnage rouges. Les signaux de chrominance rouges r dans les signaux de chrominance pour les lignes de balayage L^, L^ Ln + y et Ln g sont également échantillonnés par les .impulsions d'échantillonnage rouges, mais seul le signal de chrominance rouge échantillonné par l'impulsion d'échantillonnage SPRn pour la ligne de balayage Lr est représenté sur la 15 figure 6B. Aucun signal de chrominance rouge r n'est obtenu en échantillonnant les signaux de chrominance pour les lignes de balayage L , L „, L ... n + /'n + 3 n + 4 L et L (Sur les figures 6C et 6D, seuls les signaux de chrominance n t O u -r o rouges r échantillonnés par les impulsions d'échantillonnage SPRr + £ et SPRn + ^ pour les lignes de balayage + 2 et 4- 5 sont représentés). 20 Lorsqu'une image est produite à partir de ces signaux vidéo couleurs, des moirures rouges STR sont produites comme représenté sur la figure 7. Dans ce cas, si des signaux de couleur rouge sont obtenus en échantillonnant les impulsions d'échantillonnage rouges à partir des signaux de chrominance porteurs pour toutes les lignes de balayage du faisceau d'électrons dans la 25 zone située sur la couche de conversion photo-électrique où se trouve l'image de la tige rouge m télévisée, aucune moirure n'est produite. Dans le dispositif de prise de vues en couleurs conforme à l'invention dans lequel une image en bandesà couleurs séparées d'un objet à téléviser est projetée par le filtre coloré en bandes sur la couche de 30 conversion photo-électrique du tube de prise de vues, un système optique produisant plusieurs images est interposé entre l'objet et le filtre coloré en bandes, ce système permettant aux images de l'objet superposées N fois d'être projetées sur la couche de conversion photo-électrique à des intervalles d'un multiple entier de P/N, dans la direction de la série de bandes 35 de composantes des couleurs primaires de l'image à couleurs séparées, le coefficient d'utilisation et 1§ dimension de chacune des bandes des composantes de couleurs primaires étant choisis égaux respectivement à' 1/N et à p. 71 37016 11 2110432 Dans le dispositif de prise de vues en couleurs décrit en référence aux figures 1 et 2, les bandes de composantes de couleurs primaires de l'image à couleurs séparées en bandes projetée sur la couche de conversion photo-électrique sont des bandes rouges, vertes et bleues, 5 et leur coefficient d'utilisation est égal à . En outre, le filtre optique F est en contact avec la couche de conversion photo-électrique 1, de manière que la dimension des bandes de composantes de couleurs primaires soit également celle des éléments F,,, F„ et F du filtre optique F. Dans cet R V B exemple, trois images de l'objet 10 sont projetées sur la couche de conversion 10 photo-électrique 1, à des intervalles de, par exemple, ^ ^ dans la direction du réseau des bandes de couleurs primaires de l'image à couleurs séparées, et par conséquent, dans la direction des éléments de filtre en bandes F^, Fy et Fg du filtre optique F. La figure 8 est pratiquement similaire à la figure 6. Dans 15 la figure 8A, les références Ma, Ma' et Ma" indiquent trois images de couleur rouge séparées de la tige rouge m, et Mb, Mb' et Mb" indiquent les parties de l'image de la tige rouge m interceptées par les éléments de filtre optique colorés verts et bleus F„ et F , et non projetées sur la couche de conversion V B photo-électrique. Sur les figures 8B, 8C et 8D, les références r, r' et r" 20 représentent les signaux de chrominance rouges échantillonnés par les impulsions d'échantillonnage rouges SPRn, SPR^ ^ et + 5 Pour les lignes de balayage L , L , et L ,, respectivement. n n + £. n •+* d Il ressort de la figure 8 que le signal de chrominance rouge est toujours échantillonné par l'impulsion d'échantillonnage rouge, pour toute 25 ligne de balayage. Par conséquent, aucun échantillon de moirure n'est produit dans l'image reproduite de la tige rouge m, même si cette image est projetée sur la couche de conversion photo-électrique en formant un petit angle avec les éléments de filtre optique F„s F et F du filtre F. R V B Comme il a été dit précédemment, ces images sont projetées 30 sur la couche de conversion photo-électrique à des intervalles d'un multiple entier (une fois dans l'exemple de la figure 8) de P/N dans la direction du réseau des bandes de composantes de couleurs primaires de l'image en bandes à couleurs séparées, et, sauf dans le cas où ce nombre entier est grand, p est égal à environ plusieurs dizaines de microns, et de cette façon, un 35 mauvais enregistrement de l'image dans l'image reproduite est pratiquement imperceptible par le spectateur. 71 37016 12 2110432 La description précédente a été faite en référence à la tige rouge m et aux impulsions d'échantillonnage rouges, mais elle reste vraie pour des objets de couleurs différentes et des impulsions d'échantillonnage d'autres couleurs, ainsi que pour des objets à plusieurs couleurs. 5 Par conséquent, il est possible d'éviter la production d'échantillons de moirure de couleurs et de moirures blanches. Sur la figure 8, l'image triple de l'objet est projetée sur la couche de conversion photo-électrique 1, mais des images doubles, quadruples, quintuples sont également possibles en fonction du coefficient 10 d'utilisation 1/N des bandes de composantes de couleurs primaires de l'image projetée sur la couche de conversion photo-électrique 1. La figure 9 représente un cas particulier dans lequel Ta production de la moirure peut être évitée en projetant une image double sur la couche de conversion photo-électrique dans le dispositif de prise de vues 15 en couleurs qui délivre un signal de chrominance composite contenant les trois signaux de chrominance primaires. Dans ce mode de réalisation, un filtre optique F représenté sur la figure 9A est composé d'éléments de filtre optique en bandes de couleurs rouge, jaune, verte, bleu-vert, bleue et lilas F , F , K. J Ftr, F„t7, F„ et FT, et, comme représenté sur les figures 9B, 9C et 9D, des V BV B L 20 impulsions d'échantillonnage rouges, vertes et bleues SPR, SPV et SPB sont des ondes rectangulaires. Chacune a un coefficient d'utilisation de.-j, et elles sont en phase, ou séparées dans le temps, espacées de 1/3 de cycle l'une de l'autre. Par conséquent, le signal d'échantillonnage rouge SPR échantillonne les signaux lilas, rouges et jaunes, comme représenté sur la 25 figure 9B, le signal d'échantillonnage vert SPV échantillonne les signaux de couleurs jaune, verte et bleu-vert, comme représenté sur la figure 9D, et le signal d'échantillonnage bleu SPB échantillonne les signaux de couleurs bleu-vert, bleue et lilas,comme représenté sur la figure 9D. La figure 10 représente un système optique produisant 30 plusieurs images, qui fournit dans cet exemple une image triple. L'appareil optique comprend un demi-miroir et un miroir à réflexion totale. Le système optique produisant des images multiples est placé entre la lentille 9 de la caméra et le tube 2 de cette caméra, mais la lentille 9 et le tube 2 sont placés de manière que leurs axes optiques soient parallèles l'un à l'autre 35 et espacés d'une distance prédéterminée. Quatre demi-miroirs HMp HM^, HM^ et HM^ sont parallèles l'un à l'autre, et font un angle de 45° avec l'axe optique de la lentille 9. Lorsque la lumière provenant de l'objet 10 a 71 37016 13 2110432 traversé la lentille 9, elle est réfléchie par les demi-miroirs HM^ à HM^, l'un après l'autre, pour projeter une première image sur la couche de conversion photo-électrique du tube 2. Deux miroirs à réflexion totale FM^ et FMg sont placés parallèlement aux demi-miroirs HM^ à HM^. La lumière 5 provenant de l'objet 10 qui traverse le demi-miroir HM^ est réfléchie par le miroir FM^ à réflexion totale, et traverse le demi-miroir HM^. Cette lumière est ensuite réfléchie par le demi-miroir HM^ pour projeter une seconde image sur la couche de conversion photo-électrique. Simultanément, la lumière provenant de l'objet y),qui est réfléchie par le demi-miroir HM^ 10 et qui traverse le demi-miroir est réfléchie par le miroir à réflexion totale Fl^, puis passe par le demi-miroir HM^ pour projeter une troisième image sur la couche de conversion photo-électrique. Les angles que font les miroirs à réflexion totale FM^ et FM^ avec l'axe optique de la lentille 9 sont choisis de manière que la première, la seconde et la troisième image 15 soient espacées d'un multiple entier de p/3, comme mentionné ci-dessus. . Le dispositif optique producteur d'images triples peut également Être constitué par un prisme 30, dont la section est trapézoïdale et symétrique, comme représenté sur la figure 11. Dans ce cas, les axes optiques de la lentille 9 et du tube 2 peuvent Être alignés. 20 Un microprisme 31, représenté sur la figure 12, peut Être utilisé à la place du prisme 30 de la figure 11. Ce microprisme 31 comporte un grand nombre de façettes divisées en groupes. Chaque groupe comporte trois façettes dans des plans similaires à ceux du prisme unique 30 dé la figure 11. 25 Le système optique producteur d*images doubles peut être un prisme basculant, tel que le prisme 32 représenté sur la figure 13. Ce prisme est un prisme du type à réflexion. D'autres prismes peuvent être utilisés, tels qu'un prisme de Rochon 32a représenté sur la figure 14, un prisme de Sénarmout 32b représenté sur la figure 15, ou un prisme de Wollaston 30 32c tel que représenté sur la figure 16. Ce sont tous des prismes à double image. Chacun des prismes représentés sur les figures 13-16 utilise du quartz cristallisé comme double réfracteur, mais le système optique producteur d'images doubles petit être un prisme de calcite ou similaire. La lumière sortant de ces prismes se présente sous la forme de deux faisceaux lumineux polarisés 35 oscillants perpendiculairement l'un à l'autre. Des flèches à double pointe indiquent les directions des axes optiques qui se trouvent dans le plan du dessin, et des points dans des cercles indiquent les directions des axes 71 37016 2110432 optiques perpendiculaires au plan du dessin. En outre, les traits pleins et les tiretés sortant des prismes représentent la ligne oscillant dans le plan de la feuille, et dans une direction perpendiculaire à la feuille, respectivement. 5 Les prismes 33a et 33b à double image, constitués chacun d'une série de prismes représentés sur les figures 14-16, peuvent être combinés pour être utilisés comme un système optique producteur d'images triples comme représenté sur la figure 17. La figure 18 représente un système optique produisant une 10 image plus que triple, à l'aide d'au moins deux doubles réfracteurs 34a et 34b se présentant sous la forme d'une structure unitaire, leurs directions de séparation d'images étant différentes l'une de l'autre. Le double réfracteur formant le système optique producteur d'images multiples peut être constitué par un cristal, quel qu'il soit sauf un cristal isotrope, mais la description 15 suivante sera faite en référence à l'utilisation de quartz cristallisé comme double réfracteur. Une description sera tout d'abord donnée du système optique producteur d'images triples. La figure 19 représente une feuille de quartz 34, constituant un double réfracteur, à plans parallèles 34A et 34B. L'épaisseur T de cette y 20 feuille 34 est la distance comprise entre les plans 34A et 34B. L'axe optique est l'axe Z. Le plan 34A est incliné d'un angle de 45° par rapport à l'axe optique Z. L^ est un rayon lumineux venant frapper le plan 34A de la feuille de quartz 34, et p est l'angle compris entre la lumière incidente et l'axe optique Z. Dans cet exemple, p = 45°. Deux rayons L^ et L^' sortant de la 25 feuille de quartz 34 sont, respectivement, un rayon ordinaire et un rayon extraordinaire. Le rayon ordinaire L^ se trouve dans le prolongement du rayon incident L^, et le rayon extraordinaire L^' est écarté du rayon incident L^ (ou du rayon ordinaire L^) d'une distance W, qui est la largeur de séparation de l'image. IS représente la direction de la séparation de l'image, et 30 correspond à la direction du rayon extraordinaire L^' écarté du rayon ordinaire Lq. Cette direction'se trouve dans un plan perpendiculaire au plan 34A de la plaque 34, et comportant l'axe optique Z. Lorsque le rayon incident L^ est un rayon naturel, le rayon ordinaire L^ devient un rayon lumineux polarisé rectiligne qui oscille perpendiculairement à l'axe optique Z et à la'direction 35 de séparation de l'image IS, et le rayon extraordinaire L^' devient un rayon lumineux polarisé rectiligne qui oscille parallèlement à la direction de séparation de l'image IS. q- est l'angle compris entre le rayon extraordinaire Lq' et l'axe optique Z. 71 37016 15 2110432 Si l'indice de réfraction du rayon ordinaire LQ est pris égal à n (dans le cas d'un cristal en quartz, l'indice de réfraction d'une U O lumière ayant une longueur d'onde de 5893 A est égal à 1,5534) et si l'indice de réfraction du rayon extraordinaire L^' est pris égal à ng (dans le cas d'un cristal en quartz, l'indice de réfraction d'une lumière ayant une O longueur d'onde de 5893 A est égal à 1,5443), les équations suivantes restent vraies pour W, T, p , g- , nQ et ng. s - tg (p -CT) (1) 10 2 2 tg CT" = —. tg p :... (2) n e L'équation suivante peut être obtenue à partir des équations précédentes : 2 1 - n0 15 2 n W T 2 n e 20 1 "o2 TTp . «P e (3) Pour minimiser T, il est nécessaire que tgP =1. Si nQ = 1,5534, ng = 1,5443 et tgp= 1 dans la troisième équation, il s'ensuit que W = 0,005885 T. Par conséquent, en dirigeant la lumière provenant de 25 l'objet à téléviser vers la feuille de quartz 34, une double image de l'objet peut être obtenue avec cette feuille 34. Il est également possible d'obtenir quatre images se chevauchant dans deux dimensions, par l'usage combiné de deux feuilles de quartz 34a et 34b, placées de manière que leurs directions de séparation de l'image ISa et ISb 30 soient différentes l'une de l'autre,comme représenté sur la figure 20. Sur cette figure, les parties correspondant aux parties de la figure 19 sont identifiées par les mêmes références, et les indices "a" et "b" sont ajoutés pour distinguer les deux feuilles de quartz. Par un choix approprié de l'angle 0 compris entre les directions de séparation de l'image ISa et ISb . 35 des feuilles 34a et 34b, trois images se superposant à des intervalles réguliers peuvent être obtenues. Les feuilles 34a et 34b sont identiques, et le plan 34A de chaque feuille est incliné d'un angle de, par exemple, 45° par rapport à l'axe optique Z. 71 37016 16 2110432 Sur la figure 20, le rayon ordinaire et le rayon extraordinaire LQ' sortant de la feuille de quartz 34a proviennent d'un rayon lumineux incident L^. Le rayon ordinaire L^ et le rayon extraordinaire L^ sortant de la feuille de quartz 34b proviennent de rayon lumineux Lq. Le 5 rayon ordinaire et le rayon extraordinaire L'q2 sortant de la feuille de quartz 34b proviennent du rayon lumineux incident L'q. W représente les distances comprises entre les rayons L^ et et entre L^ et L1 et W' représente les distances comprises entre les rayons L^ et L^ et entre L'q^ et L'q2" Les distances W peuvent également être obtenues à partir des 10 équations (1)-(3). En supposant que LQ, L'0, LQl, LQ2, L'Q1 et L'02 représentent l'intensité des rayons respectifs LQ^, L^» et L'o2' 068 va-l-eurs sont données par les équations suivantes : Lq1 = LQ.cos 0 (4) 15 L02 = Lq.sin 6 (5) L'q1 = L'0.sin 0 (6) l'02 = L'q.cos 0 (7) Ceci ressort du diagramme de vecteurs représenté sur la 20 figure 21. La position des rayons L^, et sur la figure 20, dans deux dimensions, est celle représentée sur la figure 22. Pour que le rapport des intensités des rayons LQ1, L^j L'0i et L*02 so:i-t suivant : 7 : \ : \ : — , les équations (4)-(7) doivent être telles que s in 0 1 25 cqs e = tg 0 = —. Par conséquent, il s'ensuit que 0 = 26°34'. La figure 22 représente le cas où 0 = 26°34'. Dans ce cas, les épaisseurs Ta et Tb des feuilles de çyiartz 34a et 34b sont choisies de manière à être égales à ** 0 3,419 mm, de façon que W cos — soit égale au 1/3 de la dimension des bandes de composantes de couleurs primaires (dans l'exemple précédent, 20,u), 26°34' 30 c'est-à-dire 20,55 x cos —^ = 20 (microns). La distance t comprise entre les rayons LQ2 et L'Q1 est telle que t = 2Wsin 0 = 2 x 20,55 x sin 26°34'jr 9,5 (microns). Les images produites par les rayons £ ^ et L'oi sur *"a cou^he de conversion photo-électrique peuvent être considérées comme une seule image, de façon que trois images décalées de p/3 l'une par rapport à l'autre soient 35 projetées sur la couche de conversion photo-électrique, La figure 23 représente le cas où une image quadruple est produite en choisissant convenablement les épaisseurs Ta et Tb des deux feuilles de quartz 34a et 34b de la figure 20, et l'angle 0 compris entre 71 37016 17 2110432 leurs directions de séparation de l'image ISa et ISb. Dans cet exemple, les rayons L ' , L , L' - et L' ont la même intensité, c'est-à-dire que sinS W W n - tg e - 1, soit 0 = 45°, et - = 2cos45o " •£ dans les équations (4)-(7). 5 En combinant plus de trois feuilles de quartz, il est également possible d'obtenir un système optique producteur d'images multiples pouvant former plus de cinq images. Si pins de deux prismes à double image comme représenté sur la figure 17 sont combinés, il est possible d'obtenir davantage qu'une image triple. Ceci peut être obtenu en plaçant les prismes de manière 10 que leurs directions de séparation de l'image soient différentes l'une de l'autre, comme dans le cas diï système optique producteur d'images multiples formé en combinant les doubles réfracteurs, comme représenté sur la figure 18. Dans le système optique représenté sur les figures 13-18, constitué de doubles réfracteurs, lorsque la lumière provenant de l'objet à 15 téléviser est une lumière parfaitement réfléchie, comme la lumière réfléchie provenant d'un métal ou de l'émail, la lumière réfléchie par l'objet n'est pas une lumière naturelle, mais une lumière polarisée rectiligne, si bien qu'une image multiple ne peut pas être produite, et qu'une moirure peut apparaître. Pour l'éviter, la figure 24 représente un dispositif optique 20 rotatif 37, qui peut être en quartz, ayant une action de dispersion de rotation, et interposé entre l'objet 10 à téléviser et le système optique producteur d'images multiples constitué d'au moins deux doubles réfracteurs. Dans ce mode de réalisation, les doubles réfracteurs sont les feuilles de quartz 34a et 34b, placées de façon que leurs directions de séparation de 25 lumière soient différentes l'une de l'autre. Le dispositif 37 est placé entre la lentille 9 et le système optique producteur d'images multiples 34a et 34b. Dans ce cas, le dispositif 37 peut être formé par une structure unitaire, les feuilles de quartz 34a et 34b constituant le système optique producteur d'images multiples. Lorsque du quartz est utilisé comme dispositif 30 rotatif optique ayant une action de dispersion de rotation, il est placé de façon que la lumière qui vient le frapper soit alignée avec l'axe optique du dispositif rotatif optique. En outre, l'épaisseur de ce dispositif rotatif optique, de préférence supérieure à plusieurs fois la longueur d'onde de la lumière incidente, est choisie de façon à obtenir une rotation optique 35 convenable de la lumière incidente, dans une gamme de longueurs d'ondes appropriée. La rotation convenable dépend de la longueur d'onde de la lumière incidente. Une rotation adéquate assure que la lumière sortant du dispositif 71 37016 18 2110432 rotatif optique 37 est suffisamment séparée par le système optique producteur d'images multiples. En plus du quartz, des dispositifs rotatifs optiques ayant une action de dispersion rotative peuvent comporter : le Bix2Ge°20s le Bi12, le Si02Q, le 17Bi203 : Ga^, le 7Bi2C>3 : Z O et autres. 5 Sur la figure 24, le dispositif rotatif optique 37 peut être remplacé par un double réfracteur 38 en quartz, en mylar, ou similaire, auquel cas le double réfracteur est orienté de manière que son axe optique soit perpendiculaire au trajet de la lumière. Dans ce cas, l'épaisseur d'une feuille de quartz, par exemple, est choisie convenablement, et la direction 10 d'oscillation de la lumière polarisée rectiligne frappant cette feuille de quartz perpendiculairement à son axe optique tourne de façon convenable pour assurer que la lumière sortant de la feuille de quartz soit séparée par le système optique producteur d'images multiples. Un tel double réfracteur peut être constitué de toutes sortes de cristaux, sauf les cristaux isotropes. 15 II va de soi que l'invention décrite est susceptible de nombreuses modifications ou variantes sans pour autant sortir de son cadre. 71 37016 2110432 REVENDICATIONS 1. Dispositif de prise de vues en couleurs dans lequel une image en bandes à couleurs séparées d'un objet à téléviser est projetée à travers un filtre coloré en bandes sur la couche de conversion photoélectrique du tube de prise de vues, ce dispositif étant caractérisé en 5 ce qu'il comporte un système optique producteur d'images multiples interposé entre l'objet et le filtre pour projeter N images de l'objet sur la couche de conversion photo-électrique, ces images étant espacées par un multiple entier de p/N dans la direction de la série de bandes de composantes de couleurs du filtre, le cycle d'utilisation et la dimension des 10 bandes de composantes de couleurs primaires étant respectivement égaux à 1/N et à p. 2. Dispositif de prise de vues en couleurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système producteur d'images multiples comporte au moins deux doubles réfracteurs optiques placés de 15 manière que leurs directions de séparation de l'image soient différentes l'une de l'autre. 3. Dispositif de prise de vues en couleurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système producteur d'images multiples comporte au moins deux doubles réfracteurs optiques placés de 20 façon que leurs directions de séparation de l'image soient différentes l'une de l'autre, ce dispositif comportant en outre un dispositif rotatif optique placé entre l'objet et le système optique producteur d'images multiples. 4. Dispositif de prise de vues en couleurs selon la 25 revendication 1, caractérisé en ce que le système producteur d'images multiples comporte au moins deux doubles réfracteurs optiques disposés de façon que leurs direction de séparation de l'image soient différentes l'une de l'autre, ce dispositif comportant en outre un double réfracteur placé sur le trajet lumineux entre lîjpbjet et le système optique producteur 30 d'images multiples de manière que l'axe optique du double réfracteur soit perpendiculaire au trajet de la lumière. 5. Dispositif de prise de vues en couleurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système à images multiples comporte un prisme entre l'objet et la couche de conversion photo-électrique 35 pour diriger la lumière provenant de l'objet vers plusieurs emplacements d'images légèrement déplacés sur la couche de conversion. 71 37016 2110432 6. Dispositif de prise de vues en couleurs selon la revendication 5, caractérisé en ce que le prisme est un prisme trapézoïdal unique. 7. Dispositif de prise de vues en couleurs selon la 5 revendication 5, caractérisé en ce que le prisme est constitué d'un microprisme comportant plusieurs groupes de façettes. 8. Dispositif de prise de vues en couleurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système à images multiples comporte plusieurs demi-miroirs pour diviser la lumière provenant de 10 l'objet en plusieurs trajets lumineux dirigés vers des emplacements légèrement séparés sur la couche de conversion photo-électrique.