Télévision
Historique des normes couleur
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Les premiers essais de télévision couleur ont lieu pendant la seconde guerre mondiale. Tout comme avec la télévision monochrome, il y a deux systèmes en jeu: le système mécanique (ici avec une roue colorée) et le système tout électronique avec un tube de télévision à masque.
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Déjà au tout début de la télévision, on a tenté d'utiliser la couleur (disque de Nipkow) en utilisant des filtres de couleur. La première télévision (le télévisor en 1928) pouvait être équipée de filtres couleurs, mais l'expérience n'a pas continué, car l'image (même monochrome) n'était pas fameuse, avec une définition de seulement 48 lignes. De plus, le tube néon qui était utilisé comme source de lumière produisait une lumière trop monochrome. Il fallait utiliser plusieurs sources lumineuses (lampes à décharge) produisant des teintes différentes.

Les normes couleurs sont décrites ici.

Publicité CBS d'où ces images sont extraites

Au début de la télévision en couleur, CBS (une des trois majors américaines) a testé un système de couleur avec un tube monochrome et un disque de couleur. Ce système n'était pas compatible avec la norme de télévision monochrome de l'époque. Les émissions en couleur ne pouvaient pas être reçues sur une télévision monochrome et les téléviseurs couleurs devaient passer d'un mode de fonctionnement à un autre pour reproduire un programme monochrome.

Avec ce système couleur, on transmet chaque trame avec un filtre couleur séparé. Pour éviter les papilottement surtout présents quand l'image a une couleur saturée, il faut augmenter la fréquence de balayage. La fréquence verticale passe ainsi de 60 à 144Hz et la fréquence horizontale de 15.750Hz à 29.160Hz.

Mais cette fréquence plus élevée nécessite également une bande passante plus élevée. Or pour être accepté, le système couleur ne peut pas dépasser une bande passante de 6MHz, les canaux étant déjà attribués. Ce n'est pas comme en France où le gouvernement à augmenté unilatéralement la largeur des canaux pour permettre la norme française en 819 lignes. Comme il faut nécessairement une fréquence de balayage plus élevée, il faut donc réduire la définition. On passe ainsi de 525 lignes à 405 lignes et le nombre de points par ligne est réduit de moitié.

La télévision est en fait une télévision monchrome légèrement modifiée avec une base de temps qui peut être commutée (un peu comme les téléviseurs multinormes européens) et un petit circuit qui commande le moteur du disque. Sur le disque il y a un aimant qui produit un signal dans un bobinage fixe. Ce signal est comparé aux tops de synchronisation de trame et la vitesse du moteur est corrigée si nécessaire. Le disque tourne à 1440 tours par minute, le système CBS utilisant 24 images/seconde (comme le cinéma).

La synchronisation ne doit pas être parfaitement exacte. Le disque est représenté dans la position qui correspond au spot (le petit point jaune à l'écran). Au fur et à mesure que le spot trace des lignes et descend, le disque continue sa rotation pour que la partie bleue soit toujours exposée. La couleur est correcte même s'il y a un décalage de 20° d'un coté ou de l'autre.

Il n'y a pas d'information sur la couleur, la télé ne sait pas quelle couleur elle est en train de reproduire: le système peut ainsi se synchroniser sur la mauvaise couleur. La télévision contient un bouton supplémentaire pour sauter un pas. Dans le cas extrème, il faut appuyer deux fois sur ce bouton.

Le circuit de synchronisation compare les tops de synchronisation trame et le signal du pick up magnétique sur la roue. Le tube qui amplifie l'erreur commande une inductance saturable. L'inductance saturable (SAT. REACT. sur le schéma) agit comme une résistance variable commandée en courant.

Le disque est en fait double. Il se compose de deux disques qui ont la moitié transparente et l'autre moitié les trois couleurs. Quand la télévision reproduit la couleur, les disques sont en rotation et décalés de 180° (un mécanisme solidarise les deux disques à 180° l'un de l'autre une fois que le moteur tourne).

Pour reproduire un signal monochrome, on applique une tension inverse au moteur, qui est ainsi freiné. Un pal bloque la rotation dans le sens inverse de telle manière que les deux surfaces transparentes se trouvent devant l'écran. Le passage à la couleur demande environ 20 secondes (selon la publicité) et le retour au monochrome 8 secondes.

L'avantage du système couleur CBS séquentiel trame est qu'il ne nécessite aucun système complexe, en théorie on peut utiliser un chassis monochrome auquel on ajoute une partie couleur. La haute et la moyenne fréquence ainsi que la partie son ne doivent pas être adaptée, puisque la bande passante est la même. Il n'y a que la déflection qui doit être modifiée.

Quand différents systèmes ont été testés, c'était le système CBS field sequential qui donnait les meilleurs résultats, aussi bien pour les programmes couleurs que monochromes: le tube à masque n'était pas encore au point.

Mais le disque rotatif qui doit être beaucoup plus grand que l'écran rend le système très peu pratique. Il est utilisé avec un écran 10 pouces dont l'image est agrandie à 12 pouces par une loupe.

Le système CBS a été adopté en 1950 comme système officiel pour la couleur, mais n'a été utilisé que quelques années. En 1951, les émissions en couleurs sont interdites, on utilise le prétexte de la guerre de Corée pour les interdire, mais en fait c'est pour que la commission puisse faire volte-face sans perdre la face. En 1953, c'est le système concurrent NTSC qui est adopté comme système officiel.

Le système NTSC mis au point par RCA utilise un tube image spécial avec trois canons qui frappent le phosphore correspondant à travers d'un masque. Le principe du tube image à masque avait déjà été mis en pratique en 1940, mais nécessitait un équipement supplémentaire pour obtenir la couleur correcte (réglage de la pureté, de la convergence,...). Il fallait de plus extraire l'information couleur du signal vidéo composite. Une télé couleur avait le double de tubes comparé à une télé monochrome.

Un autre inconvénient était que les tubes pour la couleur étaient beaucoup plus grands et nettement moins lumineux, le masque absorbant une grande partie des électrons. Si la télévision monochrome était possible dans un local avec un éclairage ambiant diffus, pour la couleur il fallait passer à un local sans aucun éclairage.

Le système de couleur séquentiel était plus aisé à mettre en œuvre car il pouvait fonctionner avec des tubes monochromes. Il ne nécessitait pas de réglages complexes (qui étaient mis à mal par la moindre vibration ou modification du champ magnétique). Les émissions en couleur de la lune dans les années 1970 (missions Apollo successives) étaient générées par une caméra monochrome équipée d'un disque tournant. Sur terre, l'image était convertie à la norme NTSC en utilisant des mémoires magnétiques pour stocker l'image (en fait trois images monochromes) et la restituer en couleur à la norme NTSC.

Un système séquentiel est également utilisé en France (norme SECAM), mais la couleur est transmise ligne par ligne (et non trame par trame). La couleur transmise est mise dans une ligne à retard de 64µs pour être utilisée à la ligne suivante quand l'autre composante couleur est transmise. Il s'agit d'un système complètement électronique, le système séquentiel étant uniquement utilisé pour ne pas augmenter la bande passante nécessaire.

Et plus tard, on retrouve le système de couleur séquentiel avec les projecteurs DLP qui utilisent un "miroir électronique" qui réfléchit ou non la lumière vers la lentille. Comme un miroir travaille nécessairement en noir et blanc, un filtre laisse passer successivement une des trois couleurs primaires.

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