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PERFECTIONNEMENTS A LA TRANSMISSION A DISTANCE d'IMAGES ou VUES IMMOBILE:! OU ANIMEE.
La présente invention concerne des perfectionnements aux systèmes de télévision, particulièrement à ceux décrits dans la brevet principal et ses parfectionnements précédents.
Suivant certains systèmes de télévision, l'image transmise est re- produite sur un écran fluorescent faisant partie d'un tube à rayon cathodique.
Le tube est pourvu d'un canon développant un faisceau d'électrons et le diri- geant sur l'écran. Si on désire reproduire l'image à la cadence de 24 images élémentaires par seconde, chaque image étant divisée en 180 lignes horizontales par exemple, le rayon cathodique est déviû horizontalement 4,320 fois par secon-
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-dé et verticalement 24 fois par seconde. En marne temps, l'intensité du fais- ceau est modifiée cantonnement aux signaux d'image reçus an appliquant ces si- gnaux à une grille faisant partie du canon électronique. C'est de la polarisa- tion moyenne de cette grille que dépendan l'intensité moyenne de l'image re- produite.
Il est avantageux d'amplifier les signaux d'image par un ampli- ficateur à courant alternatif avant de les appliquer au circuit de contrôle de la grille. Dans ce cas cependant, l'éclat moyen ou l'intensité du fond de l'i- mage sera constant et ne correspondra par conséquent pas aux éclats moyens va- riables de l'image analysée à l'émetteur. Par exemple, si une image particu- lière analysée possède un éclat moyen inférieur à celui pour lequel le récep- teur est réglé à l'aide de la polarisation continue appliquée à la grille du tube récepteur, l'image reproduite sur l'écran fluorescent sera trop brillante et vice-versa.
L'invention a pour objet un système perfectionné utilisant un amplificateur à courant alternatif fournissant les signaux d'image à la grille de contrôle du tube à rayon cathodique dans lequel il est prévu des moyens pour polariser automatiquement la grille de contrôle du tube récepteur de manière qu'à tout instant le fond de l'image ou son éclat total corresponde ou soit proportionnel à l'éclat moyen de l'image analysée à cet instant.
Conformément à l'invention, on fait usage du fait que, pendant une période quelconque d'analyse, l'amplitude maximum des signaux d'image re- présentant les noirs de l'objet transmis est proportionnelle à l'intensité lu- mineuse moyenne tombant sur l'aire analysée pendant cette période. Cette con- dition est utilisée pour développer , à la réception, une onde de tension qui varie conformément aux variations de l'amplitude maxima des signaux d'image re- présentant les ombres pendant les périodes d'analyse respectives.
Cette onde est utilisée pour modifier la polarisation appliquée à la grille de contrôle du tube à rayon cathodique récepteur de manière que, pendant une période d'a- nalyse quelconque, l'amplitude maxima du signal d'image dans le sens aorres- pondant aux ombres, soit toujours exactement suffisante pour éteindre le fais- ceau cathodique
On comprendra mieux les avantages et les caractéristiques nou- vélles de l'invention en se référant à la description suivante ainsi qu'aux dessins annexés, donnés simplement à titre d'exemple et dans Iesqnels
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La Fig.1 est un diagramme simplifié du système de télévision conforme à l'invention.
Les Fig. 2, 3 et 4 sont des vues schématiques représentant le fonctionnement du dispositif de la Fig.l, et
La fig.5est une vue partielle représentant des modifications apportées au schéma de la Fig.l.
A la Fig.1, le tube à rayon cathodique 10 est pourvu d'un canon 12 développant un rayon cathodique 14 et le dirigeant vers l'écran fluorescent 16 sur lequel est reproduite l'image. En supposant que l'on transmet 24 ima- ges par seconde et que chaque image est divisée en 180 lignes horizontales, les bobines électromagnétiques 18 dévient le faisceau 14, 4.320 fois par se- conde horizontalement et les autres bobines électromagnétiques 20 dévient le faisceau, verticalement, 24 fois par seconde. Dans ce but, le générateur 28 développe une onde de courant en dents de scie d'une fréquence de 4.320 péric- des par seconde, tandis que le générateur 24 développe une onde de courant en dents de scie d'une fréquence de 24 périodes par seconde.
Comme on le varra plus loin, les appareils récepteurs sont main- tenus en synchronisme avec les appareils émetteurs au moyen d'impulsions de synchronisation commandant les générateurs 22 et 24.
Pour reproduire l'image transmise sur l'écran 16, les signaux d'image sont appliqués à la grille de contrôla 26 du canon 12, de manière que l'intensité du rayon 14 varie proportionnellement aux signaux d'image. Le rhéostat 30 est réglable et détermine le potentiel positif appliqué à la pre- mière anode 32.
On supposera par exemple, qu'à la transmission l'analyse de l'image entraîne des variations de courant dans le circuit de sortie d'un ap- pareil photo sensible. Les signaux d'image sont engendrés pendant environ 90% de la durée totale d'analyse d'une ligne élémentaire. L'impulsion de synchro- nisation contrôlant le générateur 22 est développée pendant le restant de cet- te période. L'émetteur développe également à la fin de chaque image, une im- pulsion de cadrage contrôlant le générateur 24
Les signaux d'image et de synchronisation sont reçus par un appareil récepteur 34 comportant un amplificateur à courant alternatif.
Les signaux amplifiés sont amplifiés par les connexions 36 à la
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grille de contrôle 26. Les signaux d'image 38 correspondant aux parties claires de l'image ont une polarité positive et augmentent l'intensité du rayon pro- portionnellement à leur amplitude comptée à partir de l'axe de zéro 40. Les signaux d'image 42 correspondant aux ambres de l'objet transmis, ont une po- larité négative et diminuant l'intensité du rayon proportionnellement à leur amplitude. Les impulsions de synchronisation 44 de polarité négative, ont une amplitude égale à plusieurs fois l'amplitude maximum des signaux négatifs re- présentant l'image. Chacune de ces impulsions entraîne donc l'extinction du faisceau 14 pendant son trajet de retour horizontal.
Les impulsions de cadrage
46 sont également de polarité négative et d'amplitude pratiquement égale à l'amplitude des impulsions 44. Ces impulsions éteignent le faisceau 14 pendant son trajet de retour vertical.
Les impulsions 44 envoyées par les connexions 48 au générateur 22 maintiennent ce dernier en fonctionnement à la fréquence de 4.320 périodes par seconde. Les impulsions de cadrage 46 envoyées par les connexions 50 au générateur 24 maintiennent ce dernier an fonctionnement à la fréquence de 24 périodes par seconde. Le générateur 24, d'un type quelconque, est réglé de manière à n'être sensible qu'aux impulsions de cadrage 46 de durée supérieure aux impulsions de synchronisation 41. Le réglage des générateurs 22 et 24 est tel qu'ils ne sont pas sensibles aux signaux d'image qui ont toujours une amplitude inférieure à l'amplitude des impulsions 44 et 46.
Pendant une période complète d'analyse, la surface limitée par la courbe représentant les conditions d'éclairement de l'objet, est égale à la surface limitée par la courbe des signaux d'image 42 représentant les con- ditions d'ombre de l'objet.
En fonctionnement, le rhéostat 30 est réglé de manière à étein- dre le faisceau cathodique lorsqu'aucun signal d'image n'est appliqué à la grille 26. Cette polarisation est indiquée par l'axe CO à la Fig.2. Dans cet- te figure, la polarisation appliquée à la grille 26 est portée horizontalement et l'intensité lumineuse correspondante de l'écran 16 est portée verticalement.
A tout instant, la variation de tension sur la première anode 32 et les signaux 42 représentatifs des conditions d'ombres de l'objet transmis sont de même am- plitude mais de signes contraires. La tension de l'anode 32 est appliquée à la grille 54 d'un tube 56 au moyen d'une connexion 52. Ce tube est normalement
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polarisé au point de blocage. Lorsque les impulsions de tension positive de l'anode 32 sont appliquées à la grille 54. le courant traversant la résistance
58 qui possède une valeur relativement élevée, entraîne une augmentation de la polarisation appliquée à la grille 54 jusqu'à ce que le tube 56 soit de nou- veau bloqué.
Pendant une période d'analyse quelconque, le changement de ten- sion aux bornes de la résistance 58 est égal à l'amplitude maxima désirée des signaux négatifs d'image pendant cette période. Pendant une période quelcon- que d'analyse, grâce à la connexion 60 reliant la résistance 58 à la grille de contrôle 26, le potentiel de cette dernière est rendu plus positif d'une quan- tité correspondant à l'amplitude maximum, pendant cette période, des signaux négatifs d'image 42. Le condensateur 62 est choisi suffisamment grand pour amortir les variations de tension de fréquences supérieures à 20 périodes, correspondant à la limite inférieure de fonctionnement de l'amplificateur faisant partie du récepteur 34.
Supposons d'abord que l'objet à analyser à l'émission soit cons- titué par un'trait blanc vertical sur fond noir, comme le représente la Fig.S.
Pendant chacune des périodes t correspondant à l'analyse de chaque ligne hori- zontale, la surface totale 22 limitée par la courra des signaux d'image cor- respondant aux ombres, sera égale à la surface totale B limitée par la courbe représentantles signaux d'image correspondant aux blancs. Le potentiel de la première anode 32 variera d'une quantité correspondant ,en sens inverse, à l'amplitude des signaux d'images négatifs.
En raison du fonctionnement du tube 56, comme il est expliqué plus haut, la polarisation de la grille de contrôle 26 sera rendue plus positive d'une quantité correspondant à la polarisation représentée par la distance séparant CO de @ L'amplitude maxima des signaux négatifs d'image sera alors juste suffisante, comme le représente la Fig.2 pour porter la polarisation du tube 10 à une valeur correspondant à l'extinc- tion du faisceau. Avec la nouvelle polarisation XX, le tube fonctionne entre ses limites optima, l'amplitude positive maxima des signaux tombant au point montré pour lequel l'écran 16 atteint sa luminosité maximum.
Supposons maintenant que, pendant l'analyse suivante, l'objet transmis soit représenté par une barre verticale noire sur fond blanc, comme le représente la Fig.4. Les conditions, pendant la période d'analyse t' de chaque ligne horizontale sont représentées à la Fig.2. La surface totale 2A'
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limitée par la courbe représentant les signaux négatifa d'image sera égale à la surface totale B' limitée par les signaux positifs d'image. Avec la pola- risation XX, l'amplitude maxima des signaux négatifs d'image tombera en-des- sous de la valeur correspondant à l'extinction du faisceau.
Cela signifie que l'amplitude maximum des signaux positifs d'image tombera coma il est montré, en-dessous du point correspondant à l'éclairement maximum de l'écran 16. :En raison du fonctionnement du tube 56, lorsqu'à la transmission, on passe des conditions représentées à la Fig.3 àux conditions extrêmes représentées à la
Fig.4, la potentiel de la grille 26 est rendu plus positif de manière à porter la polarisation en YY, pour que la pointe négative des signaux d'image tombe juste sur l'axe CO correspondant à l'extinction du faisceau et que la pointe maximum positive des signaux d'image tombe en un point correspondant au maxi- mum d'éclairement de l'écran 16-
Il résulte de ce qui vient d'être dit,
que la polarisation ap- pliquée à la grille de contrôle 26 est modifiée automatiquement de manière que pour les portions les plus foncées de l'objet analysé, le rayon 14 du récep- teur soit éteint, et que ,pour les parties les plus brillantes de l'image trans -mise, l'intensité du faisceau cathodique soit portée à la limite supérieure permise..
Dans le but de renverser la polarité des signaux d'image 42 cor- respondant aux ombres, on peut utiliser un étage séparé d'amplification au lieu de prendre la tension de la première anode 32 du tube récepteur. La Fig.5 re- présente une telle modification dans laquelle les signaux d'image sont envoyés à la grille du tube amplificateur auxiliaire 64 par la connexion 66. Les vi- gnaux d'image 42 sont alors amplifiés, leur polarité est inversée et ils sont appliqués par la connexion 58 & la grille 54 du tube 56. Conme précédemment, le tube 56 est polarisé normalement au point de blocage. A tous les autres points de vue, le fonctionnement du dispositif de la Fig.5 est le même que celui de la Fig.l.
Dans le fonctionnement du système conforme à l'invention, l'am- plitude effective des impulsions de synchronisation 44, lorsqu'elles existent, varie directement proportionnellement aux variations qui se présentent dans l'amplitude maximum des signaux d'image qui représentant les conditions d'cme de l'objet transmis. On peut dire, par conséquent, que le contrôle automatique @
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de l'éclat lumineux du fond de l'image, dans le système conforme à l'invention, est attribué au moins en partie aux variations d'amplitude effective des si- gnaux de contrôle conformément aux variations qui se présentent dans la lumino- sité moyenne de l'objet transmis.
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IMPROVEMENTS IN THE REMOTE TRANSMISSION of STILL IMAGES or VIEWS :! OR ANIMATED.
The present invention relates to improvements to television systems, particularly to those described in the main patent and its previous improvements.
According to certain television systems, the transmitted image is reproduced on a fluorescent screen forming part of a cathode ray tube.
The tube is provided with a gun developing an electron beam and directing it on the screen. If one wishes to reproduce the image at the rate of 24 elementary images per second, each image being divided into 180 horizontal lines for example, the cathode ray is deviû horizontally 4.320 times per second.
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-dé and vertically 24 times per second. In time, the intensity of the beam is modified confined to the image signals received by applying these signals to a grid forming part of the electron gun. It is on the average polarization of this grid that the average intensity of the image reproduced depends.
It is advantageous to amplify the image signals by an AC amplifier before applying them to the gate control circuit. In this case, however, the average brightness or intensity of the background of the image will be constant and will therefore not correspond to the varying average brightnesses of the image analyzed at the transmitter. For example, if a particular analyzed image has an average brightness lower than that for which the receiver is adjusted using the continuous bias applied to the grid of the receiver tube, the image reproduced on the fluorescent screen will be too bright and vice versa.
The object of the invention is an improved system using an AC amplifier supplying the image signals to the control grid of the cathode ray tube in which means are provided for automatically biasing the control grid of the receiving tube in such a manner. that at any time the background of the image or its total brightness corresponds or is proportional to the average brightness of the image analyzed at that instant.
According to the invention, use is made of the fact that, during any analysis period, the maximum amplitude of the image signals representing the blacks of the transmitted object is proportional to the average light intensity. falling on the analyzed area during this period. This condition is used to develop, on reception, a voltage wave which varies in accordance with the variations in the maximum amplitude of the image signals representing the shadows during the respective analysis periods.
This wave is used to modify the polarization applied to the control grid of the receiving cathode ray tube so that, during any period of analysis, the maximum amplitude of the image signal in the direction corresponding to the shadows, is always exactly sufficient to extinguish the cathode beam
The advantages and the novel characteristics of the invention will be better understood by referring to the following description as well as to the appended drawings, given simply by way of example and in Iesqnels.
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Fig.1 is a simplified diagram of the television system according to the invention.
Figs. 2, 3 and 4 are schematic views showing the operation of the device of Fig.l, and
Fig. 5 is a partial view showing modifications made to the diagram of Fig.l.
In FIG. 1, the cathode ray tube 10 is provided with a gun 12 developing a cathode ray 14 and directing it towards the fluorescent screen 16 on which the image is reproduced. Assuming that 24 images per second are transmitted and that each image is divided into 180 horizontal lines, the electromagnetic coils 18 deflect the beam 14, 4,320 times per second horizontally and the other electromagnetic coils 20 deflect the beam, vertically, 24 times per second. For this purpose, generator 28 develops a sawtooth current wave with a frequency of 4,320 per second, while generator 24 develops a sawtooth current wave with a frequency of 24 periods per second. second.
As will be discussed below, the receiving devices are kept in synchronism with the transmitting devices by means of synchronization pulses controlling the generators 22 and 24.
To reproduce the image transmitted on the screen 16, the image signals are applied to the control grid 26 of the gun 12, so that the intensity of the ray 14 varies in proportion to the image signals. The rheostat 30 is adjustable and determines the positive potential applied to the first anode 32.
It will be assumed, for example, that, on transmission, the analysis of the image causes variations in current in the output circuit of a photo-sensitive device. The image signals are generated for approximately 90% of the total analysis time of an elementary line. The sync pulse controlling generator 22 is developed during the remainder of this period. The transmitter also develops at the end of each image, a framing pulse controlling the generator 24
The image and synchronization signals are received by a receiving apparatus 34 having an AC amplifier.
The amplified signals are amplified by the connections 36 to the
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control grid 26. The image signals 38 corresponding to the bright parts of the image have positive polarity and increase the intensity of the ray in proportion to their amplitude counted from the zero axis 40. The signals d The image 42 corresponding to the ambers of the transmitted object, have a negative polarity and decrease the intensity of the ray in proportion to their amplitude. The synchronization pulses 44 of negative polarity have an amplitude equal to several times the maximum amplitude of the negative signals representing the image. Each of these pulses therefore causes the extinction of the beam 14 during its horizontal return path.
The framing impulses
46 are also of negative polarity and of an amplitude substantially equal to the amplitude of the pulses 44. These pulses extinguish the beam 14 during its vertical return path.
The pulses 44 sent by the connections 48 to the generator 22 keep the latter in operation at the frequency of 4,320 periods per second. The framing pulses 46 sent by the connections 50 to the generator 24 maintain the latter year in operation at the frequency of 24 periods per second. The generator 24, of any type, is adjusted so as to be sensitive only to the framing pulses 46 of longer duration than the synchronization pulses 41. The adjustment of the generators 22 and 24 is such that they are not responsive to image signals which always have an amplitude less than the amplitude of pulses 44 and 46.
During a complete period of analysis, the area limited by the curve representing the illumination conditions of the object is equal to the area limited by the curve of the image signals 42 representing the shadow conditions of the object. 'object.
In operation, the rheostat 30 is set so as to turn off the cathode beam when no image signal is applied to the grid 26. This polarization is indicated by the CO axis in Fig.2. In this figure, the polarization applied to the grid 26 is carried horizontally and the corresponding light intensity of the screen 16 is carried vertically.
At any time, the voltage variation on the first anode 32 and the signals 42 representative of the shadow conditions of the transmitted object are of the same amplitude but of opposite signs. The voltage from anode 32 is applied to the grid 54 of a tube 56 by means of a connection 52. This tube is normally
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polarized at the blocking point. When the positive voltage pulses from the anode 32 are applied to the gate 54, the current through the resistor
58, which has a relatively high value, results in an increase in the bias applied to the grid 54 until the tube 56 is again blocked.
During any analysis period, the change in voltage across resistor 58 is equal to the desired maximum amplitude of the negative image signals during that period. During any analysis period, thanks to the connection 60 connecting the resistor 58 to the control gate 26, the potential of the latter is made more positive by an amount corresponding to the maximum amplitude, during this period, negative image signals 42. The capacitor 62 is chosen sufficiently large to damp the voltage variations of frequencies greater than 20 periods, corresponding to the lower operating limit of the amplifier forming part of the receiver 34.
Let us first suppose that the object to be analyzed on emission is constituted by a vertical white line on a black background, as shown in Fig.S.
During each of the periods t corresponding to the analysis of each horizontal line, the total area 22 limited by the run of the image signals corresponding to the shadows will be equal to the total area B limited by the curve representing the signals d 'image corresponding to white. The potential of the first anode 32 will vary by an amount corresponding, in the reverse direction, to the amplitude of the negative image signals.
Due to the operation of the tube 56, as explained above, the polarization of the control grid 26 will be made more positive by an amount corresponding to the polarization represented by the distance between CO and @ The maximum amplitude of the negative signals image will then be just sufficient, as shown in Fig. 2, to bring the polarization of tube 10 to a value corresponding to the extinction of the beam. With the new XX bias, the tube operates within its optimum limits, with the maximum positive amplitude of the signals falling at the point shown at which screen 16 reaches its maximum brightness.
Suppose now that, during the following analysis, the transmitted object is represented by a black vertical bar on a white background, as shown in Fig. 4. The conditions, during the analysis period t 'of each horizontal line are shown in Fig. 2. The total area 2A '
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limited by the curve representing the negative image signalsa will be equal to the total area B 'limited by the positive image signals. With the XX polarization, the maximum amplitude of the negative image signals will fall below the value corresponding to the extinction of the beam.
This means that the maximum amplitude of the positive image signals will fall coma it is shown, below the point corresponding to the maximum illumination of the screen 16.: Due to the operation of the tube 56, when in transmission , we go from the conditions shown in Fig. 3 to the extreme conditions shown in
Fig. 4, the potential of the gate 26 is made more positive so as to bring the polarization to YY, so that the negative peak of the image signals falls just on the CO axis corresponding to the extinction of the beam and that the maximum positive peak of the image signals falls at a point corresponding to the maximum illumination of the screen 16-
It follows from what has just been said,
that the polarization applied to the control grid 26 is automatically modified so that for the darker portions of the object being analyzed, the beam 14 of the receiver is extinguished, and that, for the brightest parts of the object the transmitted image, the intensity of the cathode beam is brought to the upper limit allowed.
In order to reverse the polarity of the image signals 42 corresponding to the shadows, a separate amplification stage can be used instead of taking the voltage from the first anode 32 of the receiving tube. Fig. 5 shows such a modification in which the image signals are sent to the gate of the auxiliary amplifier tube 64 through connection 66. The image signals 42 are then amplified, their polarity is reversed and they. are applied through connection 58 & grid 54 of tube 56. As before, tube 56 is polarized normally at the blocking point. From all other points of view, the operation of the device of Fig. 5 is the same as that of Fig.l.
In the operation of the system according to the invention, the effective amplitude of the synchronization pulses 44, when they exist, varies directly in proportion to the variations which occur in the maximum amplitude of the image signals which represent the conditions. of the transmitted object. We can say, therefore, that the automatic control @
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of the luminous brightness of the background of the image, in the system according to the invention, is attributed at least in part to the variations in the effective amplitude of the control signals in accordance with the variations which occur in the luminosity average of the transmitted object.