Brevet FR2010390A1 — publié le 19700213

La présente invention concerne un mécanisme de mise au point de caméra, et en particulier un mécanisme pour régler une lentille de mise au point d'une caméra en réponse à des distances focales déterminées par un dispositif de mesure de distances fonctionnant 5 suivant le principe de la triangulation. La lentille est réglée par un moteur dans un circuit de contrôle en réponse à l'orientation d'un organe influencé par la gravité. Le principe de la triangulation concerne le calcul de la longueur d'un côté d'un triangle rectangle, dans ce cas, la dis-10 tance de la caméra au sujet à photographier. Pour calculer la distance, la longueur soit du côté vertical ou soit de l'hypoténuse d'un triangle et l'un des angles autre que l'angle droit doivent être connus. Pour l'usage du principe dans un agencement de mise au point d'une caméra, la longueur d'un côté vertical du 15 triangle doit être empiriquement déterminée comme étant "la taille d'un adulte moyen" au—dessus du plan de support sur lequel l'usager repose. De plus, le côté vertical sera approximativement le même dans la plupart des usages auxquels la caméra peut être soumise. Ce faisant que l'usager aligne la base d'un sujet éloi-20 avec une marque de référence dans le chercheur de vues de la caméra, ou viseur, la caméra est amenée à être placée à un angle suivant des valeurs qui peuvent être déterminées. C'est-à-dire que l'usager voit le sujet au point où une ligne verticale à travers le sujet intersecte le plan de support. L'axe optique de la 25 lentille de caméra peut être orienté, de façon répétée, à un angle donné par rapport à la fois au côté vertical et au côté de base du triangleo Par suite,les valeurs requises nécessaires pour calculer la longueur inconnue de la ligne de base sont disponibles. Pour déterminer l'angle d'inclinaison de l'axe optique, un 30 organe pendulaire orientable sous l'influence de la gravité est agencé pour pivoter autour d'un axe qui s'étend perpendiculairement à l'axe optique. Lorsque le boîtier est incliné, i * organe pendulaire, s'il est libre, demeurera fixe dans l'espace, continuant à pendre verticalement sous l'influence de la gravité. 35 Dans cette orientation, l'organe pendulaire doit se déplacer à partir de l'axe optique suivant un angle donné» Etant donné que la gamme des déplacements pendulaires correspondant à la gamme des plans focaux de la lentille peut être déterminée, ces valeurs peuvent être introduites dans un mécanisme de mise au point pour kO régler le foyer de la lentille pour la distance donnée. 69 18794 2 2010390 La translation de 1'orientation angulaire de l'organe pendulaire pour la mise au point à distance, pour régler le plan du foyer d'une lentille, peut être accomplie par des moyens mécaniques et par des mécanismes électro-mécaniques. Un mécanisme qui s'est révélé avantageux est de la dernière catégorie dans laquelle l'organe pendulaire est un contact électrique oscillant par rapport à un élément résistant. En réponse aux variations d'une résistance introduite dans le circuit de contrôle d'un moteur par diverses positions du contact sur l'élément, un moteur loest excité pour mettre au point la lentille sur le sujet» Le circuit excite le moteur pendant le temps où il doit être excité et le désexcite au moment précis requis. Ainsi, on peut voir que pour mettre au point une lentille au moyen du mécanisme mettant en oeuvre des caractéristiques de la présente invention, l'usager 15a seulement besoin de la base du sujet et de commander un dispositif de contrôle. La caméra peut subséquemment être mise à angle droit pour le cadrage d'une scène et le bouton de fonctionnement de la caméra est alors poussé0 La présente invention a pour objet de prévoir un mécanisme 20de détermination de distance susceptible d'être actionné d'une manière semi-automatique sur le principe de la triangulation. La présente invention sera décrite ci-après en relation avec les dessins ci-joints dans lesquels : La figure 1 est une vue schématique et en perspective d'un 25instrument d'optique mettant en oeuvre le mécanisme de mise au point selon des caractéristiques de' la présente invention ; La figure 2 est un diagramme schématique des circuits associés au présent mécanisme de mise au point j La figurp 3 est un diagramme schématique en perspective mon-30trant des éléments du mécanisme de mise au point 5 Dans la figure 1 on a représenté un instrument optique, tel qu'une caméra 10, comprenant un boîtier ayant une paroi avant 12 pour supporter un objectif 14 de mise au point ou ensemble de lentille dans un barillet 16, et une paroi arrière 18 comportant une 35ûuverture 20 à travers laquelle l'utilisateur peut voir l'image d'un objet éloigné 24„ Le sujet 2h, montré schématiquement sous la forme d'une ligne, est mis au point par l'objectif l4 sur un plan image (non représenté). Pour différentes distances, caméra à sujet, le plan focal de 4ola lentille 14 doit être changé pour 1'amener en coïncidence avec 69 18794 3 2010390 le plan image. Une cellule d'objectif de mise au point montrée comme un élément 26 est rendue réglable dans une direction parallèle avec l'axe optique 28 pour varier le plan focal. Dans cet exemple décrit, un moyen moteur montré sous la forme d'un petit 5 moteur 30 est connecté de façon opérationnelle à la cellule d'objectif de mise au point 26 pour la faire déplacer dans un sens et dans l'autre le long de l'axe optique 28. Le système de vision ou de cadrage comprend un premier et un second dispositifs réfléchissant 1'image, qui sont montrés comme 10 étant des miroirs 3k, 36, pour diriger l'image vers 1'ouverture 20o Dans le système de vision et agencée pour être visible dans celui-ci, se trouve une marque de référence 38 par rapport à laquelle l'image du sujet doit être positionnée pour déterminer la distance qui le sépare de la caméras Lorsque la caméra est orientée pour 15 aligner le point d'intersection d'une ligne verticale à travers le sujet et d'un plan de base commun au sujet et à l'utilisateur, l'axe optique 28 de l'objectif 14 définit l'hypoténuse d'un triangle par lequel la longueur de la ligne de base entre la caméra et le sujet peut être déterminée. 20 Le mécanisme de détermination de distance comprend un organe pendulaire 50 monté de façon à pouvoir osciller autour d'un axe 52 se trouvant dans un plan perpendiculaire à l'axe optique. Comme représenté schématiquement dans la figure 2, une extrémité de l'organe pendulaire se déplace comme un balai sur un élément de 25 résistance $k lorsque l'organe pendulaire 50 est orienté de façon à osciller sous l'influence de la gravité» Dans toutes les- positions de cet organe oscillant ou balai contre l'élément de résistance, une résistance différente est introduite dans un circuit électrique pour mettre au point ultimement le système de lentille 30 d'objectif l4 L'organe pendulaire 50 et D'élément de résistance 5k sont connectés à un circuit de commande représenté schématiquement dans la figure 2. Ce circuit dans lequel le moteur 30 est aussi connecte, comprend une alimentation de puissance contrôlée 58 comprenant 35 une source de puissance telle qu'une batterie 42, une résistance fixe 64 en série avec la batterie et un diode de Zener 66 en parallèle avec cette dernière. La diode règle le débit de tension de la batterie dans laquelle une tension constante est introduite pour équilibrer le circuit. Par le conducteur 68, l'un des conducteurs 40 de l'alimentation en puissance 58 est connecté >oit nu balai 50 BAP ORIGINAL 69 18794 4 2010390 ou soit à l'élément de résistance '5h. Dans cet exemple préféré» le balai est connecté par le conducteur 72 à l'autre conducteur de l'alimentation en puissance à travers un circuit de chronométrage 70. 5 Le circuit de chronométrage fonctionne pour contrôler la lon gueur de temps pendant laquelle l'objectif est entraîné pour la mise au point. Le circuit de chronométrage 70 comprend une résistance réglable Jk qui reste fixe après un réglage préliminaire ou un ajustement fait à l'usine pour permettre au circuit de supporter 10 des variations dans d'autres aspects du système de mise au point de l'objectif. Le circuit comprend aussi une capacité 78 qui reçoit le courant en quantités variables suivant la commande obtenu par la résistance réglée et l'élément de résistance . En faisant varier les quantités de courant appliquées à la 15 capacité, celle-ci est chargée à un pourcentage donné de capacité à des taux variables. Le taux de charge est premièrement varié par la position du balai 50 sur l'élément de résistance 5^» qui crée une résistance élevée lorsque le balai est près de l'extrémité inférieure, tel qu'orienté dans la figure 2, et une faible 20 résistance lorsque le balai est près de l'extrémité supérieure. Les temps de charge de la capacité peuvent ainsi être relativement long et court, respectivement, suivant les altérations du courant circulant dans celle—ci. Le courant provenant de l'alimentation en puissance 58 pour 25 équilibrer le circuit et le moteur est provoqué lors de la ferme tu re manuelle du commutateur 80 normalement ouvert. Lé commutateur comprend une paire d'ensembles de contacts 80a et 80b montrés physiquement séparés mais mécaniquement couplés pour être commandés simultanément. Lors de la fermeture du commutateur 80, 30 toute la tension est appliquée à partir de la source d'alimentation en puissance 58 sur l'amplificateur du moteur et sur le circuit de commutateur 84. Ce circuit à son tour excite le moteur à pleine action» Lorsque le moteur est excité, l'autre ensemble de contacts du commutateur 80 se ferme-aussi pour provoquer la circulation 35 d'un courant dans le circuit de chronométrage 70 et, de ce fait, initie la période de temps pendant laquelle le moteur est actionné. Après qu'une certaine valeur de tension a été appliquée à partir de la source d'alimentation en puissance 58 dans le circuit de chronométrage 70 pour charger la capacité de 78, celle-ci se 40 décharge dans le transistor unijonction 88. Ce transistor, connecté HAD ORIGINAL 69 18794 5 2010390 au circuit de chronométrage par le conducteur 90, est dans un circuit en série avec une paire de résistances et le conducteur 96 connecté à un redresseur contrôlé au silicium. La résistance inférieure est choisie comme ayant une valeur suffisante pour déter-5 miner la tension à laquelle la capacité doit être chargée avant d'être déchargée à travers le transistor. Lors de la décharge de la capacité, une impulsion de déclenchement allant dans le sens positif est produite par le transistor et appliquée dans le conducteur 87<> 10 Le conducteur 96 connecte le transistor 88 à un redresseur au silicium contrôlé 100 pour amener ce redresseur à être placé dans la position "en action" en réponse à une impulsion de déclenchement. Avant que le redresseur ne soit déclenché dans la position "en circuit", il est effectivement un élément à résis— 15 tance élevée provoquant la circulation d'un courant de polarité relativement positive dans l'amplificateur du moteur qui, à son tour, permet le fonctionnement de ce moteur,, Cependant, après que l'impulsion de tension de déclenchement a été reçue par le redresseur, la résistance à travers celui-ci tombe effectivement 20 et le met dans l'état "hors circuit". A son tour, le redresseur met l'amplificateur du moteur "hors circuit", ce qui désexcite le moteur 30« Lorsque ce moteur est désexcité, l'objectif 14 a été déplacé pendant une périodedetemps prédéterminée dans la direction axiale pour amener l'image d'un objet éloigné au foyer sur le 25 plan image de la caméra. Un organe de commande 110, susceptible d'être actionné manuellement^ est représenté dans la figure 3 comme étant un levier auquel d'autres organes de liaison peuvent être connectés pour être commandés de l'extérieur du boîtier de la caméra. L'organe de commande 30 110 est prévu pour remettre l'objectif 14 à sa position de départ, et pour commander le mécanisme de détermination de distance. L'organe de contrôle 110 est monté pour se déplacer autour du pivot 116 fixé à l'intérieur du boîtier de la caméra. L'extrémité de l'organe 110 éloigné du pivot 116 se prolonge à travers une fente (non re-35 présenté) formée dans une plaque de mécanisme 118» Une pluralité de parties de détente 120 sont formées en courbe sur une partie 124 de la plaque pour recevoir l'organe de détente 128 fixé à l'organe 110. Les parties de détente peuvent être désignées respectivement à partir de la partie supérieure tel que "en action", "hors d'ac— 40 tion" et "remise en position" , telles qu'orientees dans la bad original 69 18794 6 2010390 f igure 3• Les trois positions de 1'organe de commande 110 servent à définir la fonction du mécanisme de détermination de distance. Dans la position centrale ou "hors d'action", l'organe 110 est espacé 5 d'un micro-commutateur, représentant le commutateur 80, avec lequel il entrera en contact à une extrémité de sa course, et est espacé de la partie 130 de la carcasse du moteur. Cette partie 130 peut être soit un prolongement soit une partie intégrante de la carcasse du moteux'30, àpartir duquel se prolonge un arbre dfentraîne— 10 ment 132. Le pignon 134 est fixé sur l'extrémité de l'arbre d'entraînement 132 éloignée du moteur 3O0 Le pignon est sélectivement mobile en et hors d'engrènement avec l'engrenage entraîné 138 situé autour du barillet d'objectif 16, mais est sollicité de façon continue vers l'entraînement avec celui-ci par un élément de sollici-15 tation représenté sous la forme d'un ressort l40. Par suite, lorsque le moteur est excité, le barillet d'objectif 16 est mis en rotation pour positionner de façon alternative la cellule de lentille de mise au point 26. Après une opération de mise au point, la manoeuvre de l'organe 20 de commande HO vers la position "remise en position" conditionne l'objectif l4 en arrière vers la "position de départ" pour mettre au point sur une autre distance. Lorsque l'organe est déplacé de la position "hors action", il entre en contact avec le prolongement 130 de la carcasse du moteur pour faire pivoter celle—ci 25 autour des axes de pivotement 1.42'. Ce mouvement de la carcasse du moteur déplace le pignon 134 et le met hors d'engrènement avec l'engrenage entraîné 138 du barillet d'objectif» Le barillet d'objectif étant libéré de la force de retenue du pignon, un organe de retour montré sous la forme d'un ressort 146 ramène l'ob— 30 jectif et, en conséquence, la cellule de focalisation, à la position "départ". L'importance de la rotation du barillet est limitée par un arrêt 148 qui est engagé par la partie coopérante 150 sur le barillet, représentée par l'extrémité de l'engrenage 138» L'objectif est ainsi conditionné pour une nouvelle opération de 35 focalisation. Une opération de focalisation est initiée par le mouvement de l'organe de commande 110 sur une position "en action" ou position supérieure. Le mouvement initial de la position de "remise en position" permet au ressort 140 de provoquer le réen-40 grônement du pignon 134 avec l'engrenage entraîné 1.38» Lorsque BAD ORIGINAL 69 18794 2010390 l'organe approche de la position "en action", la patte 154 est mise en contact avec le commutateur 80 et le ferme, celui-ci exci tant de ce fait le circuit de commande du foyer et le moteur 30o Comme décrit précédemment, le moteur 30 entraîne pendant un temps 5 prédéterminé la cellule 26 de mise au point réciproque dans le foyer sur le sujet éloigné» Lorsque l'objectif est mis au point^ l'organe de commande 110 est ramené à la position "hors action". Etant donné que le pignon 134 demeure engrené avec l'engrenage 138, l'objectif 14 demeurera au foyer à cette distance jusqu'à 10 ce qu'il soit remis en position pour être mis au point sur une autre distance. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de 15 1'art. BAD ORIGINAL 69 18794 8 2010390 REVENDICATIONS 1. Instrument optique comportant un boîtier et une lentille d'objectif susceptible d'être mise au point, agencée à partir du boîtier pour le réglage de mise au point, caractérisé en ce qu'il 5 comprend un organe pendulaire monté de façon à subir un mouvement d'oscillation par rapport au boîtier jusqu'à une position angulaire correspondant à la distance focale et des moyens mobiles répondant à l'organe pendulaire pour entraîner l'objectif vers une position de mise au point. 10 20 Instrument optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens mobiles comprennent un moteur pour entraîner l'objectif et des moyens électriques répondant à la position angulaire de l'organe moteur pour exciter ce moteur de manière à régler l'objectif. 15 3. Instrument optique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens électriques comprennent des moyens d'ouverture de circuit pour désexciter le moteur lorsque l'objectif est à l'état "mise au point". 4o Dispositif de détermination de distance pour un instru-20 ment optique comportant un objectif susceptible d'être mis au point sur un sujet éloigné, à une distance définie par l'inclinaison d'un organe pendulaire orientable perpendiculairement à l'axe de l'objectif, dans lequel l'axe définit l'hypoténuse d'un triangle et la distance instrument à sujetf définit la base de ce 25 triangle, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de commande susceptible d'être excité simultanément avec le circuit de commande d'entraînement d'un objectif pour sa mise au point sur une gamme de distances alors que le circuit est excité et des moyens dans le circuit de commande répondant h la position orientée de 30 l'organe pendulaire pour désexciter lé moyen d'entraînement lorsque l'objectif est mis au point sur le sujet. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe pendulaire est mobile en relation avec un élément de résistance pour faire varier le circuit de commande. 35 6, Dispositif selon la revendication h, caractérisé en ce que le moyen dans le circuit de commande, répondant à la position orientée de l'organe pendulaire, est un circuit de chronométrage dont le chronométrage démarre sur excitation du circuit, lequel circuit termine son contact de-temps après 1'écoulement d'inter-^0 vallpsde temps variables. BAD ORIGINAL 69 18794 9 2010390 7» Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le circuit de chronométrage comprend un circuit résistance— capaci té « 8» Dispositif selon la revendication J, caractérisé en ce 5 que le circuit de chronométrage comprend un transistor unijonction connecté à la sortie de la résistance pour être déclenché lorsque le circuit de chronométrage a terminé le comptage du temps. 9o Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un organe de commande déplaçable manuellement sur 10 plusieurs positions, une de ces positions provoquant l'excitation du circuit de commande„ 10. Dispositif selon la revendication h, caractérisé en ce qu'il comprend un organe de commande déplaçable manuellement sur plusieurs positions, une de celles-ci permettant à un objectif de 15 mise au point de retourner à une position de départ pour une autre opération de mise au point.