Brevet FR2000637A1 — publié le 19690912

L'invention concerne le réglage automatique d'un diaphragme interposé sur le trajet d'un flux lumineux, tel que le flux lumineux atteignant une surface photosensible ; elle est relative, plus spécialement aux appareils photographiques dits "à réglage de lumination". Pour simplifier le texte, on exposera l'invention sur ce cas particulier, pris comme exemple, étant bien entendu que celle-ci a une portée plus générale et concerne aussi Les caméras de télévision et les autres appareils dans lesquels on reçoitWun flux lumineux, qu'on doit pouvoir régler, sur une surface sensible. Les dispositifs automatiques de réglage de la lumination utilisés dans les appareils photographiques servent à fixer au voisînage de la valeur optimale la quantité de lumière reçue par la couche photosensible, bien que la luminance de l'objet photographié puisse varier entre des limites écartées.Ces dispositifs sont généralement assez complexes, puisqu'ils nécessitent de transformer le faible signal électrique fourni par la cellule en déplacement mécanique d'une pièce coopérant avec le diaphragme de l'objectif photographique. L'invention a pour objet un dispositif de réglage du flux lumineux reçu par la surface photosensible d'un appareil photographique ou autre appareil d'enregistrement d'images optiques en fonction du signal fourni par une cellule photoélectrique. Ce dispositif est remarquable par sa grande simplicité, notamment par l'absence de tout organe mécanique. I1 utilise La variation de tension capillaire d'une goutte liquide, pendant après la cathode d'une cuve électrolytique et insoluble dans l'électrolyte, en fonction de la différence de pQten tiel appliquée entre les électrodes, phénomène connu par les travaux de Lippmann, vers le début du XXème siècle. Le dispositif suivant l'invention de réglage du filux lumineux reçu par l'objectif d'un appareil d'enregistrement d'images par voie optique en fonction de la luminance de l'objet dont on enregistre l'image, comprenant une cellule photoélectrique, est caractérisé en ce que l'organe occultant le faisceau lumineux créant l'image est formé d'une d'une-cuve électrolytique, connue en elle- même, qui comprend un bottier fermé, non conducteur de l'élictricité, dont deux parois présentent des fenêtres transparentes envis à vis et dont l'intérieur est empli d'un électrolyte où plongent deux électrodes, une goutte de liquide opaque, insoluble dans l'électrolyte et ayant une grande tension superficielle, pendant après une des électrodes de manière à pouvoir occulter un faisceau lumineux traversant les deux fenêtres en vis à vis, suivant les indications de la cellule photoélectrique à laquelle les deux électrodes sont reliées. Une variation du flux lumineux reçu par la cellule modifie ainsi la différence de potentiel entre les électrodes, ce qui modifie l'équilibre de la goutte, qui pend à une électrode, et occulte plus ou moins le faisceau lumineux. Suivant un mode de réalisation, la cellule photoélectrique est une photorésistance montée en série avec une source de tension continue et les électrodes. Autrement dit, une goutte d'un métal lourd, ayant une grande tension superficielle, tel que le mercure, est suspendue à la cathode d'une cuve électrow lytique limitée par le bottier. Un accroissement de la tension appliquée à la cathode produit une baisse de niveau de la goutte, qui reste en équilibre à un niveau plus bas. Par construction du dispositif, cette goutte est placée sur le trajet du faisceau lumineux qui vient frapper la- couche photosensible de l'ap- pareil et occulte ce faisceau de manière à maintenir à peu près constante la quantité de lumière tombant sur la surface photosensible, malgré la variation de luminance de L'objet photographié. Au dessin annexé - la Fig. 1 est une vue de face, en coupe, partiellement schématique, d'un dispositif de réglage du flux lumineux dans un appareil photographique, suivant un mode de réalisation de l'invention ; et - la Fig. 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1. Le trait C interrompu (Fig. 1) représente schématiquement le contour de l'appareil photographique. Le dispositif comprend une cuve 10 électrolytique, formée d'un bottier 12 isolant et contenant une cuvette 14 emplie d'un électrolyte 16. La cuvette 14 est logée dans une cavité ménagée dans le boîtier 12 et est supportée par une partie inférieure du boîtier, désignée par 12a. Les parois externes du bottier définissent une cavité 17 coupée en deux compartiments par la paroi 14a. Une tige 22 cylindrique, formant la cathode, est emmanchée dans la partie supérieure du bottier et pénètre dans le compartiment 18 ; une tige 24 cylindrique, formant l'anode, est emmanchée de manière analogue et pénètre dans le second compartiment 20.La zone du bottier supportant la cathode 22 s'étend plus bas que celle qui supporte l'anode 24 ; ces deux zones du boîtier sont raccordées par une zone limitée par une surface oblique, indiquée en 26. Une fenêtre 32 (Fig. 2) est placée dans une des parois latérales du bottier 12 et permet l'entrée de la lumière dans l'appareil photographique cette fenêtre est construite,par exemple, en résine acrylique. Une autre fenêtre 30 est placée dans un évidement situé dans la partie arrière du bottier 12. Un faisceau lumineux peut ainsi traverser directement la cuve 10 par les fenêtres 30, 32 et l'électrolyte 16, puis atteindre la couche 46 photosensible, telle qu'une pellicule photographique. Une photorésistance 34, reliée en série à une batterie 36 ou autre source de tension continue est branchée aux électrodes 22, 24. Une goutte de liquide opaque, ayant une grande tension superficielle, par exemple une goutte de mercure pend après la cathode 22 dans l'électrolyte 16. Les forces superfi,- cielles qui règlent la forme d'une goutte sont d'origine électrique, si bien qu'en soumettant cette goutte à un potentiel électrique variable, on produit une augmentation ou une diminution de la tension superficielle. Une diminution de la tension superficielle fait descendre la goutte. Comme le montre la Fig. 1, la goutte 42 est, au repos, en position haute, car elle est attirée par la cathode 22 et est maintenue par la tension superficielle.Quand on applique une différence de potentiel entre l'anode 24 et la cathode 22, la tension superficielle de la goutte 42 est modifiée et celle-ci ne peut plus se maintenir en position haute. La goutte prend alors une position plus basse, représentée en trait interrompu à la Fig. 2. Quand la goutte est en position haute, elle dégage complètement la fenêtre 32 et n'occulte pas le faisceau lumineux tombant sur la pellicule 46 à travers la cuve électrolytique. Quand une différence de potentiel est appliquée entre les électrodes, la goutte se déplace vers une position plus basse et occulte partiellement ou totalement la fenêtre 32. Cette goutte 42 joue donc le rôle d'un diaphragme réglant le flux lumineux traversant la fenêtre 32 et atteignant la couche photosensible. Une cuve électrolytique utilisant ce principe est décrite dans Product Engineering, p. 9 du numéro du 22 mai 1961. La paroi 14a a pour rôle de maintenir la goutte dans le compartiment cathodique quand elle est en position basse. D'autre part, on a représenté une photorésistance 34 associée à une pile ou autre source de tension continue bien entendu, on pourrait aussi bien utiliser une cellule photoélectrique d'un autre type, par exemple une cellule photovoltaïque qui ne demande pas de source de tension. La photorésistance 34 est disposée de manière à apprécier la luminance de l'objet photographié en donnant un signal fonction de cette luminance La résistance 34 prend donc une valeur variant avec la quantité de lumière qu'elle reçoit. Une modification de la résistance 34 produite en visant un objet plus ou moins éclairé modifie le niveau de la goutte 42.La visée d'un objet très lumineux fait ainsi baisser la goutte et la visée d'un objet sombre la fait remonter. La goutte 42 agit donc comme un diaphragme automatique réglant l'objectif photographique en fonction du sujet photographié. Comme le fonctionnenent du dispositif dépend de l'équilibre entre le poids de la goutte et les forces superficielles, il est nécessaire de calibrer très soigneusement la goutte. Une goutte de mercure pesant 52 mg et ayant donc un diamètre de 1,75 mm convient bien en association avec une cathode ayant un diamètre de 0,63 mm. On doit monter la tige 22 servant de cathode pour qu'elle touche juste le sommet de la goutte quand celle-ci est à sa position la plus basse dans la cuvette 14. I1 est à noter qu'une très petite tension électrique, de l'ordre de 1 V à 3 V, assure le fonctionnement satisfaisant du dispositif. Suivant un mode de réalisation, le dispositif suivant l'invention est disposé à l'intérieur de l'objectif d'un appareil photographique, de sorte que la goutte liquide modifie l'ouverture réelle de cet objectif. L'électrolyte est alors enfermé dans l'espace contenu dans la courbe de l'objectif, l'anode et la cathode plongeant dans cet électrolyte. La position de la goutte est réglée par une tension produite par une cellule photoélectrique, servant de signal de commande. REVENDICATIONS 1.Dispositif pour le réglage automatique de l'ouverture d'un diaphragme ré glable en fonction de l'éclairement actuel mesuré par un organe sensible photoélectrique, par exemple du diaphragme d'un appareil de prise de vues, caractérisé en ce que le diaphragme réglable est constitué par une cuve électrolytique fermée dont au moins deux parois opposées présentent des fenetres transparentes disposées en vis à vis et contenant un électrolyte dans lequel plonge deux électrodes dont l'une est au voisinage des dites fenetres et l'organe de réglage de l'ouverture du diaphragme est une goutte insoluble dans l'électrolyte d'un liquide opaque à grande tension superficielle qui est suspendue à cette dernière électrode et qui se déplace progressivement le long de cette électrode du fait des variations de tension superficielle commandées par l'organe sensible photoélectrique de manière à obturer plus. ou moins les dites fenetres. 2.Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe sensible phtoélectrique est une photorésistance montée en série avec les électrodes et avec une source de tension continue.