Brevet FR2012580A1 — publié le 19700320

La présente invention est relative à un appareil^''nôtammôM:photographique, équipé d'un dispositif de télémétrie dans lequel on "utilise "un pinceau'lumineux modulé et collimaté, ce pinceau étant émis à partir d'une source incorporée à l'appareil vers un sujet dont on souhaite mesurer la distance à l'ap-5 pareil. Pour établir une mesure correcte de cette distance, la lumière réfléchie par le sujet est captée par des transducteurs photosensibles en vue de la détection d'un état d'équilibre qui permet de déterminer la distance du sujet. Le pinceau lumineau balaie un angle qui' est fonction de la distance du sujet comme le montre des considérations de triangulation. On dispose d'une came qui 10 présente une surface de came prédéterminée sur laquelle sont portées des indications concernant la distance du sujet, et cette came tourne d'un angle fonction de l'angle de. rotation du pinceau lumineux de balayage.' Lorsque la lumière réfléchie tombe également sur chacun des transducteurs il se forme un signal. Le circuit électronique développant ce signal de sortie est décrit dans 15 la demande de brevet français déposée ce jour par la Demanderesse et intitulée: "Nouveau circuit électronique associé à un dispositif automatique de télémétrie". Ce signal de sortie est appliqué à un transducteur électromécanique qui immobilise alors la came de l'appareil dans une certaine position. La distance 20 du sujet est alors définie par la position dans laquelle la came est arrêtée et l'on peut alors utiliser cette indication pour régler un organe, tel qu'un objectif d'appareil de prise de vues, en fonction de la distance du sujet. Il est bien connu dans la technique d'utiliser des transducteurs photosensibles pour mesurer des distances. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique 25 3 274 914 décrit un dispositif de télémétrie automatique pour un appareil de prise de vues, dispositif dans lequel deux transducteurs photosensibles identiques sont utilisés pour détecter l'apparition d'un état dTéquilibre entre les deux transducteurs, qui permet d'obtenir une mesure d'une distance d'un sujet, l'annulation du signal fourni par ce dispositif intervenant lorsque 30 les résistances électriques des deux transducteurs sont égales. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 035 176 concerne un télémètre monoculaire pour la navigation, la distance d'une cible étant déterminée au moyen de deux cellules photosensibles qui reçoivent la lumière réfléchie par la cible, l'une de ces cellules étant fixe et l'autre mobile. Les deux 35 cellules fournissent un signal de sortie différentiel et sont agencées dans un circuit en pont, ce pont étant réglé électriquement de manière à permettre l'établissement de la distance à mesurer à partir d'un état électrique d'équilibre . La présente invention est relative à un appareil, notamment photographique, 40 équipé d'un dispositif automatique de télémétrie dans lequel on utilise un 69 23255 2 ,2012580 pinceau lumineux modulé et collimaté, ce faisceau étant dirigé à partir d'une source incorporée à l'appareil vers un sujet dont on souhaite mesurer la distance à l'appareil. La lumière réfléchie par le sujet est reçue par un système optique récepteur installé sur l'appareil à une certaine distance de la 5 source lumineuse, et l'on forme une image de la source sur des transducteurs photosensibles disposés à une certaine distance les uns des autres. Une came rotative présente une surface de came de profil prédéterrainé pour indiquer les distances à mesurer, sa rotation étant fonction de celle du pinceau lumineux collimaté. Un circuit de détection électrique permet de détecter une position 10 d'équilibre lorsque le pinceau lumineux réfléchi répartit également l'énergie de son rayçnnement sur les transducteurs photosensibles, et ce circuit forme alors un signal de sortie. Un agencement électromécanique alimenté par ce signal bloque la rotation de la came. La distance du sujet est déterminée et on peut utiliser cette mesure pour le réglage d'un objectif. 15 Au dessin donné seulement à titre d'exemple : - la Pig. 1 est une vue perspective d'un appareil photographique comprenant un dispositif automatique de télémétrie suivant un mode de réalisation de l'invention ; - la Pig. 2 est un schéma du dispositif suivant l'invention ; 20 - la Pig. 3 représente diverses formes d'ondes qui sont utiles à la des cription du fonctionnement du dispositif suivant l'invention ; et - les Pig. 4 à 7 sont des schémas expliquant le fonctionnement dyna ique du dispositif suivant l'invention. On décrira l'invention comme étant associée à un appareil photographique de 25 prise de vues mais il est clair que l'invention pourrait être adaptée à tout appareil dans lequel on a besoin de mesurer des distances. On se réfère à la Pig. 1 où l'on a représenté en 10 un appareil photographique de prise de vues. Cet appareil comprend un objectif 12, un cadran de réglage 14 de la durée d'exposition, un dispositif 16 de mesure de la lumina-30 tion, un viseur 18, un organe de déclenchement 20 d'un dispositif de télémétrie, un organe de déclenchement 22 de l'obturateur de l'appareil, un objectif transmetteur 24 projetant un pinceau lumineux, un objectif récepteur 26, un dispositif d'entraînement de la pellicule 28 et une pastille transparente 30 centrée dans le viseur 18. On se réfère maintenant à la Fig. 2 où l'on a re- 35 . . présenté en détail le dispositif de télémétrie suivant l'invention. On a représenté en 32 une came cylindrique, cette came étant installée dans l'appareil 10 et chargée par un ressort 34 qui tend à l'entraîner dans le sens des aiguilles d'une montre vers une position inactive. La came 32 présente une périphérie de profil prédéterminé, cette périphérie étant conçue pour coopérer avec d'au-40 très composants du dispositif suivant l'invention. Sur la section 36 de cette BAD ORIGINAL 69 23255 3 2012580 périphérie on a porté des indications de distance, cette section présentant un profil particulier» Dans sa position d'immobilisation finaler la came 32 coopère avec un galet 38 porté par un support 40 qui est solidaire de 1'objectif 12 de l'appareil. Cet objectif est chargé élastiquement vers la came 5 par un ressort 42. Cependant, l'objectif 12 est retenu à l'écart de cette came au moyen d'un levier de blocage 44 monté rotatif en 46 et qui est retenu dans la position représentée par un ressort 48. Les indications H ; 0,75 5 0,9 î 1,8 ; 3 ; 4»8 ; H portées sur la section 36 de la came 32 concernent différentes distances mesurées en mètres. Comme on le comprendra plus loin, la 10 rotation de la came 32 s'arrête dans l'une de ces positions lorsque la distance de mise au point est détectée et mesurée par le dispositif suivant l'invention. Dans le mode de réalisation particulier de l'invention représenté sur la Pig. 1, le repère H correspond à la distance hyperfocale qui, pour l'appareil de prise de vues représenté, est de l'ordre de 9 m« 15 La came 32 comprend un épaulement 50 découpé de manière qu'à la suite de la rotation de la came 32, l'interrupteur 52 se ferme. La came 32 est encore découpée d'une encoche 54 mise en jeu lorsqu'elle est dans sa position inactive, cette encoche coopérant avec un galet 56 porté par un organe de manoeuvre 58 qui peut pivoter en 60. La came 32 présente encore une boutonnière 20 incurvée 62 dans laquelle joue une contre—came 64 fixée à une extrémité d'un support 66 qui porte un miroir 70, ce support étant monté pivotant en 68. Un levier de verrouillage 72 est monté pivotant en 74 et est retenu temporairement dans sa position de blocage, contre la came 32, par une dent 76 qui est chargée vers un secteur dentelé 80, découpé sur la came 32, par un ressort 78. 25 Un électroaimant 82 est agencé de manière que son noyau plongeur 84 puisse frapper un cliquet d'arrêt 86. Ce cliquet '-6 est monté pivotant en 88 et il présente une griffe 98 qui peut s'engager complémentairement dans le secteur dentelé 80 de la came, ce cliquet étant normalement chargé par un ressort 92 de façon à rester à l'écart de ce secteur dentelé. 30 Une lampe 94 est alimentée électriquement par un circuit d'alimentation 96» sous la commande de l'interrupteur 52. La lampe 94 est agencée de manière que lorsqu'elle est alimentée, le faisceau lumineux qu'elle fournit traverse un système optique 90 installé dans une monture 100, dans l'appareil de prise de vues. Le pinceau lumineux transmis par le système optique 90 est occulté pério-35 diquement par un modulateur 102 qui peut être constitué par une lame d'acier ancrée dans un support par l'une de ses extrémités à la manière d'une console. Ce modulateur est mis en vibration par l'organe de manoeuvre 58, qui lui communique une fréquence de vibration de 1 kHz, Un détecteur photosensible, qui peut être un transistor à effet jiiotoélflctcique 40 104 est agencé de manière à recevoir la lumière modulée par le modulateur 102. 69 23255 4 2012580 Dans le mode de réalisation représenté, le pinceau lumineux ainsi modulé traverse un trou percé dans le miroir 70. Les variations de l'intensité lumineuse détectées par le transistor 104 sont converties en des signaux électriques de fréquence prédéterminée qui sont ensuite appliqués à un circuit de 5 détection repéré en 106. Ce circuit est décrit en détail dans la demande de brevet français déposée ce jour par la Demanderesse et intitulée : "Nouveau circuit électronique associé à un dispositif automatique de télémétrie". Le circuit d'alimentation 96 est constitué d'un condensateur électrolytique 10 108, d'une résistance 110 et d'une pile 112. Le condensateur électrolytique 108 est relié aux bornes de la lampe 94 suivant les polarités indiquées sur la Fig. 2 et ce condensateur est également placé en série avec la résistance 110 et la batterie 112. La borne négative du condensateur 108, la borne négative de la pile 112 et le contact mobile de l'interrupteur 52 (lorsque celui-ci est 15 ouvert) sont électriquement communs. La borne positive de la pile 112 est reliée à la borne positive du circuit de détection 106. La borne négative du circuit de détection est reliée au contact mobile de l'interrupteur 52» Enfin, le contact fixe de l'interrupteur 52 est relié à la borne positive du conducteur électrolytique 108. 20 La lumière reçue par l'objectif récepteur 26 traverse ensuite un filtre 114 et est enfin concentrée sur une paire d'éléments photosensibles 116 et 118 qui sont ici représentés comme étant des photodiodes. Les photodiodes forment deux signaux électriques qui sont exploités dans le circuit détecteur 106, comme indiqué par les lignes fléchées. 25 Le déclencheur 22 de l'obturateur est disposé au voisinage du levier de blocage 44» Il est maintenu à l'écart de ce levier au moyen d'un ressort 120. Lorsque l'on comprime ce déclencheur, son extrémité 122 vient porter sur le levier 124 qui déclenche le fonctionnement de l'obturateur (non représenté). Fonctionnement du dispositif de télémétrie suivant l'invention 30 S'il ne l'a pas déjà fait, l'opérateur de l'appareil manoeuvre un levier (non représenté) qui fait tourner la came 32 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre contre la charge du ressort 34• La came est alors retenue, de manière à ne plus pouvoir tourner, par le levier de verrouillage 72 dont la dent 76 coopère avec le secteur dentelé 20 de la came 32 pour immo— 35 biliser celle-ci. La came est alors dans sa position d'armement. L'opérateur de l'appareil vise le sujet S à photographier, à travers le viseur 18, l'appareil étant orienté vers le sujet S de manière que la pastille transparente 30 (Fig. 1) placée dans le viseur soit centrée sur ce sujet. Dans cette position, on peut obtenir un réglage correct de la distance de mise au point. 40 Cependant, il est clair què cette mesure ne dicte pas la composition de 6 5 2Q12580 l'image. Par exemple, si l'opérateur souhaite que le sujet soit placé à • droite ou à gauche du centre de l'image il peut, après avoir déterminé la distance de mise au point, déplacer l'appareil de manière à cadrer dans le viseur 18 l'arrière plan qu'il souhaite, quelle que soit la position de la 5 pastille 30. , L'opérateur comprime ensuite l'organe de déclenchement 20 du dispositif télémétrique de détermination de la mise au point. Cette manoeuvre fait basculer le levier 72 qui libère alors la came 32 en dégageant la dent 76 du secteur dentelé de cette came. La came 32 commence à tourner dans le sens des 10 aiguilles d'une montre. Elle ferme alors l'interrupteur 52 et- simultanément, l'organe de manoeuvre 58 pivote en 60. L'action de l'organe 58 détermine la mise en vibration du modulateur 102 à la fréquence de 1 kHz. L'amplitude des vibrations du modulateur 102 est représentée sur la Pig. 3D, en fonction du temps. 15 La fermeture de l'interrupteur 52 détermine (a) la mise en jeu du circuit de détection 106 et (b) l'alimentation électrique de la lampe 94 entre les bornes de la capacité électrolytique 108. Le circuit d'alimentation du circuit 106 passe par le pôle + de la pile 112, la borne + du circuit 106, la borne - du circuit 106, l'interrupteur 52 20 qui est alors fermé et le pSle - de la pile 112. Le condensateur électrolytique 108 se trouve dans un circuit fermé sur la pile 112 de manière à se charger au potentiel de cette pile. A la suite de la fermeture de l'interrupteur 52, le condensateur 108 se décharge dans le filament de la lampe 94 (Pig« 3A)• Puisque le modulateur 102 est alors en vibra -25 tion, un faisceau lumineux modulé est alors dirigé vers le miroir 70 qui le réfléchit vers l'objectif 24 suivant un certain angle. Le faisceau modulé traverse aussi un trou percé dans le miroir 70 pour tomber sur le transistor à effet photoélectrique 104 qui traduit l'énergie de ce faisceau lumineux en signaux électriques qui sont appliqués au circuit de détection 106. 30 Dans la position représentée sur la Fig. 2, la position angulaire de la came 32 correspond à la distance hyperfocale de l'objectif qui est d'environ 9 m. Tandis que la came 32 continue à tourner, elle passe successivement de la position H correspondant à l'hyperfocale vers les autres positions correspondant à des mises au point sur des sujets de plus en plus rapprochées. 35 On se réfère maintenant aux Pig. 4 à 7 qui expliquent le fonctionnement dynamique du dispositif suivant l'invention. Pour simplifier l'explication, on a seulement représenté les composants essentiels de ce dispositif sur ces figures. On appelle plan du sujet un plan perpendiculaire au .sol, parallèle à l'appareil de prise de vues, et passant par le sujet S. Xa distance à mesurer 40.. est la distance d. qui sépare l'appareil de ce plan. Puisque, par. coniruction, 69 23255 6 2012580 lés objectifs 24 et 26 sont écartés l'un de l'autre d'une certaine distance prédéterminée (dans le mode de réalisation représenté ils sont écartés de 11,11 cm), cette distance mesure un côté connu d'un triangle. Sur la Pig. 4 la came 32 est dans sa position angulaire correspondant à 5 l'hyperfocale H. L'appareil 10 étant orienté convenablement grâce à la pastille 30, la lumière venue du sujet S tombe sur les photodiodes 116, 118. Le pinceau lumineux transmis par l'objectif transmetteur 24 forme une image du filament de la lampe qui est. reprise par l'objectif récepteur 26 qui en forme me image en F. Ce point F est en dehors du plan des surfaces sensibles des 10 photodiodes 116, 118. Il en résulte que le circuit de détection ne fournit aucun signal. La forme d'onde représentée sur la Fig. 4 n'est donc représentative que d'un bruit. Lorsque le miroir 70 tourne encore (Fig. 5) l'image du filamenx vient se former en F'. Cette fois encore cette image n'atteint pas les photodiodes 116, 118. 15 Le pinceau continuant son balayage (Pig. 6) l'image du filament F" vient se former sur là photodiode 118 et le circuit détecteur 106 forme alors un signal en tension qui devient positif comme on l'a illustré sur la forme d'onde représentée sur la Fig. 6. Le circuit détecteur 106 est agencé de manière qu'un signal d'une certaine polarité soit formé lorsque l'image du fila-20 ment se forme sur une des photodiodes tandis qu'un signal de polarité opposée se forme lorsque l'image iu filament se forme sur l'autre photodiode. La polarité choisie est sans importance, l'essentiel étant de déterminer le potentiel qui se ferme lorsque l'image du filament de la lampe tombe exactement dans l'intervalle qui sépare les deux photodiodes. 25 Finale:;, .nt, le miroir ayant tourné d'un angle 13 (Fig. 7) et le pinceau lu mineux d'un angle 2B, l'image F" du filament se forme sensiblement entre les deux photodiodes 116 et 118 et la tension développée dans le circuit 106 passe alors par la valeur zéro et tend vers une valeur négative tandis que l'image du filament vient se former sur-l'autre photodiode 116. On peut dire 30 aussi que l'image du filament est venue dans une position telle que lorsqu'elle est reprise par l'objectif 26 elle détermine la formation d'une image secondaire qui toube exactement dans l'ihtervalle qui sépare ces photodiodes. Les sorties de ces photodiodes sont alors égales. Le circuit électronique de détection 106 est agencé de manière à détecter 35 ce passage dans cet intervalle, situation qui est représentée sur la Fig. 7« Lorsque cette opération est accomplie, le circuit 106 forme un signal électrique (Fig.3,E) qui alimente 1'électroaimant 82 (Fig. 2) et le noyau plongeur 84 de cet électroaimant sort alors en frappant le cliquet d'arrêt 86 pour porter la griffe 98 de ce cliquet au contact du secteur dentelé 80 de la came 32 40 afin d'arrêter la rotation de celle-ci. La came 32 se trouve alors dans une SÀD ORIGINAL 69 23255 7 2012580 position qui correspond, à une certaine distance du sujet. Cette distance D peut être calculée par la trigonométrie, en utilisant l'angle 23 ou tout autre angle convenable. Bien entendu le fabriquant de l'appareil à opéré lui-nême ces calculs pour en déduire les caractéristiques de l'appareil et en particu-5 lier celles de la cane 32. On revient à la Fig. 3 en supposant que le faisceau lumineux a balayé un angle 2B (Fig. 3» B) et que la came 32 a été bloquée dans la position qui indique que le sujet S se trouve à une distance de 1,50 m de l'appareil de prise de vues (Fig. 3| C). Comme on l'a vu plus haut, l'opérateur est maintenant 10 libre de composer son image en plaçant le sujet S, tel qu'il le voit dans le viseur 18, n'importe où dans le plan du sujet, sans tenir compte de la position prise par la pastille transparente 30. Si pendant sa rotation, la came franchit toutes les positions repérées entre le symbole H de gauche et le trait correspondant à 0,75 ni sans que le circuit 15 de détection ne réagisse, cela signifie simplement que le sujet S se trouve au-delà de 4»8 m et que par conséquent on peut utiliser la position H droite de la came qui correspond à l'hyperfocale. Lorsque l'on a déterminé la distance de mise au point, et que l'image composée dans le viseur semble satisfaisante à l'opérateur, celui-ci comprime le 20 déclencheur 22 de l'appareil, et l'extrémité 122 de ce déclencheur vient porter sur le levier de blocage 44 afin de libérer l'objectif 12 pour que le galet 38 vienne au contact du profil 36 de la came. La rotation du levier 44 actionne ensuite le levier de déclenchement 124 de l'obturateur ce qui détermine l'ouverture de celui-ci pour opérer une prise de vue. Comme on l'a vu plus haut, 25 une fois la distance du sujet déterminée, cette distance peut être utilisée pour des besoins divers, et n'est pas limitée à son utilisation en prise de vues photographiques. Dans le mode de réalisation représenté, l'étendue du réglage s'étend d'environ 0,75 m à 4»8 m. Cependant, il est clair que cette étendue peut être 30 accrue facilement en modifiant convenablement la configuration de la came 32. 69 23255 » 2012580 REVENDICATIONS 1 - Appareil, notamment photographique, équipé d'un dispositif automatique de télémétrie optique, du type qui comprend un système optique transmetteur, un système optique récepteur placé à une distance prédéterminée du système 5 émetteur, un modulateur placé sur l'axe d'un pinceau lumineux émis par une source lumineuse pour occulter périodiquement ce pinceau, caractérisé en ce qu'il comprend un agencement optique pivotant qui reçoit ce pinceau modulé pour le renvoyer vers le système optique transmetteur de façon que le pinceau balaie alors un angle prédéterminé, une came rotative dont ]a 10 périphérie est profilée de façon à définir diverses distances, la rotation de cette came étant liée à celle du pinceau, des transducteurs photosensibles disposés côte-à-côte en arrière du système optique récepteur de manière à pouvoir être centrés sur un axe passant par un point du sujet dont on souhaite déterminer la distance à l'appareil, un circuit électro-15 nique pour.détecter l'apparition d'un état d'équilibre électrique lorsque l'énergie lumineuse transmise par le système optique récepteur sur ces transducteurs se répartit également sur ceux-ci, cet état d'équilibre résultant du passage du pinceau lumineux émis sur le point choisi du sujet, ce circuit émettant alors un signal, tin agencement électromécanique 20 sensible à ce signal pour immobiliser en retour la came dans une position angulaire finale qui est fonction de la distance à mesurer. 2 — Appareil conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit d'excitation de la source lumineuse et du circuit électronique de détection. 25 3 — Appareil conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un agencement réglable dont le réglage est déterminé par la position finale de la came. 4 — Appareil conforme à la revendication 3, prévu pour la réalisation de prise de vues photographiques, caractérisé en ce que l'agencement réglable est 30 un objectif dont le réglage de la distance de mise au point est déterminé par la position finale de la came. 5 - Appareil conforme à la revendication 4» caractérisé en ce que l'objectif est solidaire d'une ccntre-came qui reste écartée de la came tant que celle-ci n'a pas atteint sa position finale d'immobilisation, l'arrivée 35 de la came dans cette position déterminant l'application de la contre- came contre sa périphérie pour régler automatiquement la mise au point de l'objectif sur le sujet. 6 - Appareil conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, carac térisé en ce que l'agencement optique pivotant est un miroir mcnté sur 40 un bras pivotant à l'une de ses extrémités, l'autre extrémité de ce 69 23255 9 '2012580 bras supportant un galet de contre-came, la périphérie de la came étant ... ; découpée d'une encoche dans laquelle passe le galet. 7..— Appareil conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les transducteurs photosensibles sont des photodiodes, au nombre de deux, les courants électriques fournis par ces photodiodes alimentant le circuit électronique de détection. 8 - Appareil conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, ca ractérisé en ce que la périphérie de la came présente un secteur dentelé, l'agencement électromécanique étant constitué d'un électroaimant dont le noyau plongeur manoeuvre un cliquet disposé à proximité de ce secteur dentelé, l'excitation de l'électroaimant étant déclenchée par le signal formé-par le circuit de détection et cette excitation portant le cliquet contre le secteur dentelé pour immobiliser la came. 9 — Appareil photographique conforme à la revendication 4 ou 5> caractérisé en ce qu'il comprend un premier organe de déclenchement du dispositif de télémétrie qui détermine automatiquement la mise au point de l'objectif sur le sujet visé et un second organe de libération de l'objectif et de déclenchement de l'obturateur, la manoeuvre de ce second organe permettant à l'objectif de venir dans une position déterminée par la position angulaire finale de la came, l'obturateur étant ensuite déclenché. 10 - Appareil conforme à la revendication 2 ou 9» caractérisé en ce que le circuit d'excitation de la source lumineuse et du circuit électronique de détection est constitué par l'agencement er. série d'un condensateur électrolytique, d'une résistance et d'une pile électrique, ce circuit étant commandé par un interrupteur qui se ferme au début de la rotation de la came pour relier le condensateur à la source lumineuse et la pile au circuit de détection. . ,