FR2885474A1 - Procede de controle de la vitesse de balayage d'un faisceau electronique dans un tube cathodique et dispositif de controle correspondant - Google Patents

Abstract

Selon ce procédé de contrôle de la vitesse de balayage d'un faisceau électronique dans un tube cathodique (10), par modulation SVM de la vitesse de balayage en fonction de transitions de luminance, on module en outre la vitesse de balayage de manière à augmenter l'influence relative de la modulation dans une zone centrale du tube (10), en considérant le trajet du faisceau électronique, tout en diminuant l'influence relative de la modulation dans une zone périphérique du tube.

Description

Procédé de contrôle de la vitesse de balayage (l'un faisceau

électronique dans un tube cathodique et dispositif de contrôle correspondant L'invention concerne le domaine des tubes cathodiques et, en particulier, les tubes cathodiques de poste de télévision.

Plus particulièrement, l'invention concerne le contrôle de la vitesse de balayage d'un faisceau électronique dans un tel tube cathodique.

Afin d'afficher une image ou un contenu vidéo, l'écran du poste est balayé par un faisceau électronique selon un trajet bien défini.

Pour cela, l'écran d'un téléviseur comporte un certain nombre de lignes qui sont généralement réparties en deux trames.

Le spot lumineux, c'est-à-dire le faisceau d'électrons, parcourt les lignes de gauche à droite en commençant par le milieu de la première ligne.

Après avoir parcouru une ligne, il revient rapidement à gauche et parcourt la ligne suivante. A la dernière ligne, il s'arrête en son milieu puis revient jusqu'au milieu de la première ligne afin de reconstituer une nouvelle page ou une nouvelle image.

A cet effet, le tube cathodique est pourvu de déviateurs de commande servant à dévier horizontalement et verticalement le faisceau électronique, sous le contrôle d'un générateur de courant alimentant les déviateurs.

Dans le but de pallier au manque de vitesse des amplificateurs de signal vidéo, qui se traduit par une incapacité relative à afficher des transitions brusques de luminance dans un signal vidéo incident, les tubes cathodiques sont parfois équipés d'une bobine de modulation SVM ( Scan Velocity Modulation ) servant à moduler la vitesse de balayage des faisceaux. Cette bobine agit sur le faisceau électronique de manière à agir sur la vitesse de balayage en fonction des transitions de luminance. Ceci a pour effet de changer l'impression visuelle du 2885474 2 spectateur, une transition très forte se traduisant alors)ar une distance de balayage plus petite. Le renforcement des contrastes ainsi obtenu est souvent perçu comme avantageux par les utilisateur;.

Pour mettre en uvre la modulation SVM, le; transitions de luminance sont détectées à la sortie du processeur de traitement de signaux vidéo et sont converties en impulsions de courant dont la durée correspond au temps de montée du signal sur la cathode du tube cathodique. Ce courant sert alors à alimenter la bobine SVM de modulation pour commander le déplacement du faisceau électronique en conséquence.

On a représenté sur les figures la à ld l'évolution en fonction du temps du signal de luminance Y (t) au niveau de la cathode, du courant Ivm (t) alimentant la bobine de déviation et le déplacement X (t) du faisceau électronique, respectivement, ainsi que l'évolution de la luminance résultante Y (X) en fonction du déplacement du faisceau électronique, obtenue après compensation par a bobine de compensation.

Dans l'exemple illustré, on a considéré que le signal de luminance Y présenté en entrée de la cathode du tube comporte deux transitions blanc/noir et noir/blanc. Comme représenté, ces transitions se traduisent, dans le courant Ivm d'alimentation de la bobine de compensation, par des impulsions Il et I2 pendant la durée de la transition et par une modification consécutive du déplacement X (t) du faisceau électronique.

Par ailleurs, les courbes de la figure ld, qui montrent deux courbes illustrant l'évolution de la luminance résultante Y(X) en fonction du déplacement X du faisceau, respectivement en l'absence de compensation (courbe A) et après compensation (courte B), montrent que pour les deux fronts de montée et de descente, la transition noir/gris est accélérée tandis que la transition gris/blanc est décélérée, après compensation. En effet, les fronts de transition du signal de luminance Y(X) comportent chacun une première zone zl dans laquelle la transition est décélérée par rapport à la transition du signal de luminance en l'absence de compensation et une deuxième zone z2 dans laquelle la transition est accélérée. Aussi, l'impresson visuelle est assez flatteuse dans la mesure où la transition noir/blanc paraît plus courte et le contraste est amélioré. Toutefois, dans les motifs considérés qui correspondent à l'affichage d'une bande noire, la bande noire apparaît plus étroite, ce qui correspond à une distorsion par rapport au motif d'origine.

Par ailleurs, la différence de potentiel appliq iée au faisceau électronique est identique au centre et au bord de l'écran, alors que la distance parcourue par ce faisceau est plus grande au bord qu'au centre. Il n'est donc pas accéléré par un champ électrique constant. Ce gradient de champ doit être compensé par une modulation de l'induction magnétique générée par les bobines de déviation ligne. C'est pourquoi le courant envoyé dans ces bobines n'est pas une dent de scie linéaire mais doit être modulé. Cette modulation est appelée modulation ou correction en S (de la forme de cette correction) par l'homme de l'art. Dans les systèmes SVM actuels, les impulsions de courant sont uniquement fonction de l'amplitude de la transition noir-blanc sans tenir compte de sa position dans la ligne.

Aussi, lorsqu'une image est faite de barres verticales, il 20 apparaît que l'effet de la modulation est plus sensible;;ur les bords de l'écran qu'au centre.

En effet, la correction procurée par la modu'[ation SVM ne dépend que de l'amplitude de la transition noir/blanc ou blanc/noir et ne produit donc pas le même effet au centre et au bord de l'écran. Cet effet est d'autant plus accentué que le tube est large, ce qui est souvent le cas pour les téléviseurs sur lesquels est justc,ment proposée la modulation SVM.

Au vu de ce qui précède, le but de l'invention est de pallier les inconvénients liés à l'influence accrue de la modulation SVM sur les 30 bords du tube cathodique.

L'invention a donc pour objet, selon un premier aspect, un procédé de contrôle de la vitesse de balayage d'un faisceau électronique dans un tube cathodique, par la modulation SVM de la vitesse de balayage en fonction des transitions de luminance, selon lequel on module en outre la vitesse de balayage de manière à augmenter l'influence relative de la modulation dans une zone centrale du tube, en considérant le trajet du faisceau électronique, tout en diminuant l'influence relative de la modulation (jans une zone périphérique du tube.

Pour ce faire, selon une autre caractéristique de l'invention, on élabore un courant de modulation et on alimente une bobine SVM de modulation de la vitesse de balayage du faisceau par ledit courant.

Selon encore une autre caractéristique du procédé selon l'invention, le courant de modulation est élaboré, d'une part, en traitant des signaux RVB de composantes de rouge, de vert et de bleu de manière à élaborer un premier signal de modulation représentatif de transitions de luminance d'un signal vidéo incident et, d'autre part, en élaborant un deuxième signal de modulation en forme ce parabole dont le foyer correspond sensiblement à la zone centrale du tube et dont la génératrice correspond à l'axe du tube, et en modulant le premier signal de modulation par le deuxième signal de modulation.

De préférence, le deuxième signal de modulation est élaboré à partir d'un signal en dents de scie, définissant une succession de rampes correspondant chacune à une ligne de balayage pie l'écran.

Par exemple, le deuxième signal de modulation est élaboré par élévation au carré du signal en dents de scie.

On pourrait également élever au cube le signal en dents de scie pour élaborer le deuxième signal de modulation.

Pour moduler le premier signal de modulation et le deuxième signal de modulation, le premier signal de modulation est multiplié par le deuxième signal de modulation.

Selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, le courant de modulation est élaboré, d'une part, en traitent des signaux RVB de composantes de rouge, de vert et de bleu de manière à élaborer un premier signal de modulation représentati - de transitions de luminance d'un signal vidéo incident et, d'autre pa-t, en élaborant un deuxième signal de modulation selon la relation: y:= K-aÉdz+(3Éd3 dans laquelle K, a et (3 sont des grandeurs de réglage de compensation et d désigne le déplacement du faisceau.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le signal modulé résultant de la modulation du premier signal de modulation par le deuxième signal de modulation est présenté er entrée d'une transconductance pour élaborer le courant de modulation.

Selon un autre aspect, l'invention a pour objet nn dispositif de contrôle de la vitesse de balayage d'un faisceau électronique dans un tube cathodique, comprenant des déviateurs de commande de la déviation horizontale et verticale du faisceau, et une bobine SVM de modulation de la vitesse de balayage en fonction de transitions de luminance pilotée par un circuit de modulation SVM peur élaborer un courant de modulation alimentant ladite bobine SVM de modulation.

Selon une caractéristique de ce dispositif de contrôle, le circuit de modulation SVM comprend un premier étage d'élaboration d'un premier signal de modulation représentatif de transitions de luminance d'un signal vidéo incident et un deuxième circuit de compensation du premier signal de modulation de manière à augmenter l'influence relative de la modulation dans une zone centrale du tube, en considérant le trajet du faisceau électronique, tout en diminuant l'influence relative de la modulation dans une zone périphérique du tube.

Selon une autre caractéristique du dispositif selon l'invention, le deuxième circuit comporte un générateur de dents de scie et un circuit apte à élaborer un deuxième signal de modulation en forme de parabole dont le foyer correspond sensiblernent à la zone centrale du tube et dont la génératrice correspond à l'axe du tube, un multiplicateur pour multiplier les premier et deuxième signaux de modulation et une transconductance pour élaborer le courant de modulation alimentant la bobine SVM de modulation.

Selon encore un troisième aspect, l'invention a pour objet un tube cathodique comprenant un dispositif de contrôle te que défini ci-dessus.

2885474 6 D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: les figures la à ld, dont il a déjà été fait mention, sont des courbes illustrant respectivement, d'une par-:, l'évolution en fonction du temps de la luminance du signal vidéo délivré à la cathode, du courant alimentant la bobine (le compensation et le déplacement du faisceau électronique selon une ligne de balayage et, d'autre part, l'évolution de la luminance résultante en fonction du déplacement du faisceau; la figure 2 est une vue en coupe schématique de dessus d'un tube cathodique pourvu d'un dispositif de contrôle conforme à l'invention; - la figure 3 est un schéma synoptique du circuit de modulation alimentant la bobine de modulation SVM du tube de la figure 2; les figures 4a, 4b et 4c sont des courbes illustrant l'élaboration du courant de modulation alimentant la bobine de modulation SVM; et - la figure 5 illustre l'évolution du champ électrique en différents points du tube cathodique mettant en oeuvre un procédé de compensation selon l'invention.

Sur la figure 2, on a représenté de manière synoptique 25 l'architecture générale du tube cathodique conforme à l'invention, désigné par la référence numérique générale 10.

Dans l'application envisagée, ce tube cathodique est destiné à constituer le tube cathodique d'un téléviseur. Il pourrait cependant également être utilisé pour tout type de moniteur.

Comme on le voit sur cette figure, le tube 10 est essentiellement constitué d'un tube en verre 12 sous vide dans lequel un canon à électrons 14 émet un flux d'électrons f vers un écran E couvert d'éléments phosphorescents.

10 15 20 Comme cela est connu en soi, le canon à électron est constitué d'une cathode par laquelle le flux électronique f est émis ainsi qu'une ou plusieurs anodes constituant un accélérateur pour les électrons émis. Un focalisateur 16 est utilisé pour concentrer les électrons afin de constituer le flux dirigé vers l'écran.

Comme on le conçoit, dans le cadre d'un pos:e de télévision couleur, le canon à électrons est en fait constitué d'an ensemble de trois canons à électrons disposés côte à côte. Cependant, dans le cadre de la présente description, on considérera que le canon n'est constitué que d'un seul élément émettant un unique faisceau électronique f .

Deux paires de bobines 18 et 20 sous tension, alimentées par un générateur de courant 22, constituent un déflecteur servant à créer respectivement deux champs magnétiques transversaux pour dévier le flux électronique horizontalement et verticalement, c'est-à-dire de gauche à droite et de bas en haut.

Enfin, une bobine SVM de modulation 24, alimentée en courant par un circuit de modulation 23 est utilisée pour moduler la vitesse de balayage du faisceau en fonction des transitions de luminance dans un signal vidéo incident issu d'un processeur de traitement vidéo (non représenté).

La bobine 24 est constituée par une bobine de type classique appropriée pour l'utilisation envisagée. Elle ne sera donc pas décrite en détail par la suite.

On notera cependant que la bobine 24 est positionnée de sorte que son induction magnétique module l'induction magnétique de la bobine 20 du déviateur de ligne, c'est-à-dire de la bobine servant à dévier le faisceau horizontalement. Le circuit de modulation 23 alimente la bobine SVM 24 en lui fournissant une impulsion de courant pendant le temps de montée du signal sur la cathode qui correspond à des transitions noir/blanc ou blanc/noir de sorte que, pour les fronts de montée ou de descente, les transitions noir/gris sont accélérées tandis que les transitions gris/blanc sont décélérées. A cet effet, en se référant maintenant à la figure 3, le circuit de modulation 23 comporte un premier étage 26 recevant, en entrée, des signaux RVB de composantes de rouge, de vert et de bleu et comprenant un circuit 28 d'addition et de pondération réalisant une sommé pondérée des composantes de rouge, de vert et de bleu RVB. Le signal ainsi obtenu est alors dérivé par un différentiateur 30 puis éventuellement retardé et calibré.

Par ailleurs, dans le but de pallier les inconvénients liés à l'influence accrue de la modulation SVM sur les bords de l'écran E due aux variations du champ électrique, le circuit de modulation 23 comporte un deuxième étage 32 servant à élaborer un deuxième signal de modulation x destiné à être modulé au signal yl délivré par le premier étage 26 de manière à assurer une compensation tendant à augmenter l'influence de la modulation dans une zcne centrale de l'écran, tout en diminuant l'influence de la modulaticn dans la zone périphérique du tube.

A cet effet, le deuxième étage 32 comporte un circuit 34 d'élaboration d'un signal en dents de scie qui correspond au signal de dents de scie utilisé pour provoquer le balayage du faisceau électronique ligne par ligne. Comme représenté sur la figure 3 en pointillés, le signal S en dents de scie peut être également modifié de manière à tenir compte de l'influence accrue du champ au voisinage de la zone périphérique de l'écran en diminuant la pente de la dent de scie au voisinage des transitions entre les dents. Par ailleurs, le deuxième étage 32 comporte un circuit de multiplication 36 qui reçoit, par l'intermédiaire d'un condensateur de liaison, le signal en dents de scie délivré par la circuit 34. Par exemple, ce circuit multiplicateur réalise une élévation au carré du signal S en dents de scie. On pourrait également, en variante, élever ce signal S au cube afin de générer une parabole P. On notera que cette parabole est élaborée de. sorte que sa 30 directrice s'étende selon l'axe du tube et que son foyer corresponde à la zone centrale des tubes.

On notera également que le signal en dents de scie est avantageusement constitué par le signal de déviation horizontale du faisceau électronique.

Le signal x ainsi obtenu est multiplié à l'aide d'un multiplicateur 38 au signal yl de sortie du premier étage 26. Le signal IO ainsi obtenu est alors amplifié et transformé en courant Ivm par l'intermédiaire d'une transconductance 40 pour ve:lir attaquer la bobine S'VM 24.

Grâce à la forme de la parabole, le courant Ivm alimentant la bobine SVM peut être atténué lorsque le faisceau atteint la zone périphérique du tube.

On a représenté sur les figures 4a à 4c l'évolution en fonction du temps du signal de luminance Y(t) (figure 4a), du signal S (t) en dents de scie (figure 4b) et du courant de modulation Ivm (t) alimentant la bobine de modulation SVM, pour une période du signal en dents de scie, c'est-à-dire pour une ligne de balayage du faisceau électronique.

Comme on le voit sur ces figures, pour un signal de luminance correspondant à l'affichage d'un motif constitué par une alternance de barres noires et blanches, l'intensité du courant de modulation alimentant la bobine SVM 24 est plus faible dans les zones correspondant au début et à la fin d'une ligne de balayage, c'est-à-dire en périphérie de l'écran, et est accrue dans la zone ceni:rale de l'écran. Ainsi, la modulation appliquée par la bobine SVM en fonction des transitions du signal de luminance est sensiblement diminuée en périphérie de l'écran et est accrue au centre de l'écran.

On notera que la parabole est élaborée à partir d'une élévation au carré de la dent de scie de commande du déplacement horizontal du faisceau électronique. Ainsi, la parabole est parfaitement synchronisée su le balayage du faisceau.

On notera qu'elle peut être produite de différentes façons, analogique ou numérique, et doit pouvoir être réglée pcur tenir compte de la géométrie du tube cathodique employé. Tel est également le cas de la multiplication mise en oeuvre par le circuit de multiplication 36.

On notera enfin que le champ électrique é- pcur un point de l'écran est donné par la relation é= Vht Vp2 +d2 dans laquelle p désigne la profondeur du tub d désigne la distance d'un point considéré par rapport au centre de l'écran et Vht la haute tension du déviateur de ligne (à confirmer).

On a représenté sur la figure 5 l'évolution du clamp électrique pour différents points de l'écran (courbe C), ainsi qu'une parabole obtenue par élévation au carré d'un signal en dents de scie (courbe D). Comme on le voit sur cette figure, la compensation est imparfaite, dans la mesure où elle engendre une surcompensation dans des zones médianes situées entre le centre et la zone périphérique de l'écran.

Pour pallier cet inconvénient, selon un autre mode de réalisation de l'invention, on module la compensation SVM en utilisant une fonction du type: y = K-aÉd2+(3Éd3 dans laquelle K, a et (3 désignent des coefficients de réglage de compensation et d désigne la distance du faisceau par apport au centre de l'écran.

On a représenté sur la figure 5 l'évolution de ce signal ainsi élaboré (courbe E).

Comme précédemment, ce signal est destiné à ê:re multiplié au signal de sortie du premier étage 26 du circuit de modulation 23 élaboré à partir des composantes de rouge, de vert et de bleu et qui sert à moduler la vitesse de balayage du faisceau en fonction des transitions de luminance.

Comme on le voit sur la figure 5, cette variante permet d'améliorer encore la compensation.

On pourrait également, selon encore une autre variante, réaliser une compensation de la modulation SVM en utilisant des circuits de traitement entièrement numériques pour procurer une compensation parfaite.

Claims (2)

11 REVENDICATIONS

1. Procédé de contrôle de la vitesse de balayage d'un faisceau électronique dans un tube cathodique (10), par modulation SVM de la vitesse de balayage en fonction de transitions de luminance, caractérisé en ce que l'on module en outre la vitesse de balayage de manière à augmenter l'influence relative de la modu ation dans une zone centrale du tube (10) en considérant le trajet du faisceau électronique, tout en diminuant l'influence relative de la modulation dans une zone périphérique du tube.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on élabore un courant de modulation et l'on alimente une bobine SVM (24) de modulation de la vitesse de balayage du faisceau par ledit courant.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le courant de modulation est élaboré d'une part en traitant des signaux (RVB) de composantes de rouge, de vert et de bleu de manière à élaborer un premier signal de modulation (yl) représentatif de transitions de luminance d'un signal vidéo incident et, l'autre part, en élaborant un deuxième signal (x) de modulation en forme de parabole dont le foyer correspond sensiblement à la zone cent-ale du tube et dont la génératrice correspond à l'axe du tube, et en modulant le premier signal de modulation par le deuxième signal de modulation.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérise en ce que le deuxième signal de modulation est élaboré à partir d'un signal en dents de scie (S) définissant une succession de rampes correspondant chacune à une ligne de balayage de l'écran (E).

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le deuxième signal de modulation est élaboré par élévation au carré du signal en dents de scie.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le premier signal de modulation est multiplié par le deuxième signal de modulation.

2885474 12 7. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le courant de modulation est élaboré, d'une part, en traitant des signaux (RVB) de composantes de rouge, de vert et de ble i de manière à élaborer un premier signal (yl) de modulation représentatif de transitions de luminance d'un signal vidéo incident et, d'autre part, en élaborant un deuxième signal de modulation selon la relation: y = K-aÉd2+ 13Éd3 dans laquelle: K, a et (3 sont des grandeurs de réglage de compensation et d désigne 10 le déplacement du faisceau.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le signal modulé résultant de la modulation du premier signal de modulation par le deuxième signal de modulation est présenté en entrée d'une transductance (40) pour élaborer le courant de modulation (Ivm).

9. Dispositif de contrôle de vitesse de balayag d'un faisceau électronique dans un tube cathodique (10), comprenant des déviateurs (18, 20) de commande de la déviation horizontale et verticale du faisceau, une bobine SVM (24) de modulation de la vitesse de balayage en fonction de transitions de luminance, pilotée par un circuit de modulation SVM (22) pour l'élaboration d'un courant de modulation alimentant ladite bobine SVM de modulation, caractérisé en ce que ledit circuit de modulation SVM (22) comprend un premier étage (2,6) d'élaboration d'un premier signal de modulation représentatif de transitions de luminance d'un signal vidéo incident et un deuxième étage (32) de compensation du premier signal de modulation de manière à augmenter l'influence -elative de la modulation dans une zone centrale du tube en considérant le trajet du faisceau électronique, tout en diminuant l'influence relative de la modulation dans une zone périphérique du tube.

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le deuxième circuit comporte un générateur de dents de scie (34), un circuit (36) apte à élaborer un deuxième signal de modulation en forme de parabole dont le foyer correspond sensiblement à la zone centrale du tube et dont la génératrice correspond à l'axe du tube, un multiplicateur (38) pour multiplier les premier et deuxième signaux de modulation et une transconductance (40) pour élaborer le courant de modulation (lvm) alimentant la bobine SVM (24) de modulation.

11. Tube cathodique, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de contrôle selon l'une quelconque des revendications 9 à 10.