Brevet FR2079395A1 — publié le 19711112

L'invention concerne particulièrement des caméras conçues pour réaliser des expositions très rapides ayant des durées aussi courtes que 5 a 10 y s. Les caméras usuelles à grande vitesse sont incapables de ces temps de pose très courts et nécessitent l'emploi 5 d'une pellicule photographique extrêmement rapide et un très fort éclairage du sujet. Grâce à l'utilisation d'un tube renforçateur d'image déclenché électroniquement, la caméra qui va être décrite expose correctement une pellicule commerciale de rapidité normale dans la photographie à grande vitesse d'objets médiocrement eclai— 10 rés. Essentiellement, la caméra comporte un système d'objectif photographique qui dirige l'image, à travers un diviseur de faisceau, vers un tube renforçateur d'image à déclenchement et aussi vers un tube photomultiplicateur. Le tube renforçateur d'image à déclen-15 chement est couplé, à travers un système optique à fibres, la pellicule placée dans un magasin d'entrainement de pellicule à moteur et le tube photoamplificateur est relié, par l'intermédiaire d'amplificateurs appropriés, à un circuit intégrateur qui intégre le signal du tube photomultiplicateur jusqu'à atteindre un niveau 20 de seuil prédéterminé auquel est engendré un signal qui déclenche le tube d'image. La mise au point du système d'objectif peut s'effectuer soit manuellement en se basant sur l'examen visuel de l'image dans la matière luminescente du tube renforçateur, soit automatiquement au moyen d'un moteur de commande cyclique d'objectif 25 sous l'action duquel l'objectif passe par environ vingt positions différentes de mise au point par seconde tandis qu'un nombre correspondant d'expositions sont effectuées. Cn peut utiliser la caméra pour prendre des vues individuelles ou bien on peut actionner continuellement le moteur d'entrainement de pellicule pour ob-30 tenir des films cinématographiques. Etant donné que le tube renforçateur d'image effectue des expositions extrêmement courtes avec un éclairage normal, le flou de l'image est minimal et la caméra convient bien à la photographie aérienne à basse altitude ou à d'autres applications dans lesquelles le support de la caméra 35 peut être en mouvement. Ainsi, étant donné le temps de pose extrêmement court, la caméra n'a pas besoin de dispositifs de correction du mouvement de l'image qui sont complexes et coûteux, comme ceux qui sont nécessaires dans les caméras usuelles. La figure unique du dessin est un schéma d'ensemble d'un mode 40 d'exécution préférentiel de l.> caméra à grande rapidité. 70 05168 2 2079395 La caméra à grande rapidité représentée par le schéma comprend un objectif 10 qui dirige son image à travers l'un d'une pluralité de filtres neutres, optiquement denses, montés sur un disque rotatif 12 support de filtres. Après son passage à travers le disque 5 12 support de filtres, l'image est divisée par un diviseur de faisceau 14 partiellement argenté de sorte que la majeure partie est réfléchie sur l'écran d'entrée d'un tube renforçateur d'image 16 à déclenchement. Des tubes de ce genre se trouvent dans le commerce et un tube renforçateur particulièrement propre à équiper la 10 caméra est une version, spécialement modifiée, du type commercial ML—8606 fourni par RCA Electron Tube Division. D'autres fabricants peuvent réaliser des tubes renforçateurs d'image à déclenchement appropriés en ajoutant des circuits de déclenchement à des tubes commerciaux actuellement fabriqués, aux Etats Unis, sous la dési-15 gnation militaire MX-7856-UV. Ces types ainsi que des types plus perfectionnés de tubes renforçateurs d'image sont des dispositifs qui donnent des amplifications d'image atteignant 50 000 X. Tout tube renforçateur d'image approprié peut être équipé par addition d'un circuit de commutation qui fournit deux niveaux différents 20 de tension. Par exemple, le tube renforçateur d'image est coupé par l'application de -1800 V environ à la borne de déclenchement et l'image est multipliée par l'application d'une tension positive de mise au point à la borne de déclenchement. Dans lf; mode d'exécution représenté sur la figure, la portion de 25 l'image qui passe à travers le disque tournant 12 support de filtre et le diviseur de faisceau 14 entre dans le tube photomultipli cateur 18-qui produit à sa sortie un courant électrique proportion nel à la quantité de lumière reçue à son entrée. Pour convertir ce courant en un signal de tension utilisable, la sortie du tube pho-30 tomultiplicateur 18 est couplée à l'entrée d'un amplificateur 20 où le signal est amplifié et converti en une tension de sortie qui est proportionnelle au produit du courant venant du tube photomultiplicateur 18 par la valeur de la résistance de réaction 22. La sortiê de l'amplificateur 20 est couplée à l'entrée de l'amplifica teur 24 par une résistance en série 26. L'amplificateur 24 est mu-35^i d une résistance variable de réaction 2c de sorte que l'amplifi cation de l'amplificateur 24 est proportionnelle à la valeur de la résistance de reaction ^8 divisee par la valeur de la résistance eh série 26. La résistance variable de réaction 28 est accouplée mécaniquement à un bouton de commande 30 situé à. l'extérieur du BAD ORIGINAL 70 05168 3 2079395 du boîtier de la caméra et qui peut être étalonné suivant une échelle proportionnelle de rapidité pour assurer la compensation du câblage en fonction de la rapidité de la pellicule. La sortie de l'amplificateur de compensation de rapidité de pel-5 licule 24 est couplée par l'intermédiaire d'une résistance 32 à un circuit intégrateur de tension comprenant un amplificateur 34 qui est shunté par un commutateur unipolaire à quatre positions 36 qui, lorsqu'il tourne sous l'action d'un bouton de commande 38, sélectionne l'une de quatre valeurs de capacité. Non seulement le 10 bouton de commande 38 commande le commutateur 36 mais il est aussi accouplé mécaniquement au disque tournant 12 support de filtres situé dans le système optique. Ainsi lorsqu'un filtre neutre approprié est choisi sur le disque 12, une capacité appropriée, destinée à être utilisée dans le circuit intégrateur, est également 15 choisie. Il sera expliqué ci-après comment s'effectue la détermination du filtre et de la capacité appropriés. La sortie de l'amplificateur intégrateur 34 est connectée à un amplificateur à seuil 40 qui est muni, d'une entrée supplémentaire venant d'une résistance de commande de seuil 42 qui fournit à l'amplificateur 40 20 une tension prédéterminée de référence au dessus de laquelle l'% amplificateur 40 émet un signal de sortie. Ainsi, le courant venant du tube photomultiplicateur 18 est converti en une tension correspondante qui, lorsqu'elle est compensée par le potentiomètre de rapidité 28, est transmise à un circuit intégrateur qui in-25tégre ce signal et fournit une tension de pente de sortie à l'amplificateur a seuil 40 qui transmet un signal dès que cette tension a atteint le niveau de seuil déterminé par la résistance de commande de seuil 42. Comme il a été dit ci-avant, la rotation du bouton de commande 38 30permet de choisir différents condensateurs pour l'amplificateur intégrateur 34 et entraine aussi la rotation du disque tournant 12 support de filtres qui contient un choix de filtres neutres de densités optiques différentes. Il est évident qu'un filtre très dense fait produire au tube photomultiplicateur 18 un i-lus faible courant 35d'anode et que la pente de tension produite par l'amplificateur intégrateur 34 aur CL liil iliiO lo de pente relativement plat. Par contre, si l'on choisit un filtre relativement clair sur le disque 12, le tube photomultiplicateur 16 produira un courant plus fort et l'amplificateur intégrateur 34 produira une pente beaucoup plus 40raide. Ainsi, l'ajustement du bouton de commande 38 sélectionne un niveau particulier de lumière destiné à être détecté par le BAD ORIGINAL f 70 05168 4 2079395 photomultiplicateur 18 et choisit une valeur particulière de capacité dans le circuit intégrateur pour correspondre ^u signal engendré par ce niveau particulier de lumière. Pour aider l'opérateur à choisir le niveau de lumière approprié 5 le signal venant de l'amplificateur de compensation de rapidité de pellicule 24 est contrôlé par un circuit de contrôle qui corn- • prend des amplificateurs à seuil 44 et 46. L'amplificateur à seuil 44 est ajusté par une résistance 48 de tension de référence de manière à émettre un signal de sortie seulement si le signal 10 d'entrée dépasse une tension prédéterminée, par exemple 1,0 V. De même, l'amplificateur à seuil 46 est relié à une résistance 50 de tension de référence telle que l'amplificateur 46 émet un signal de sortie seulement si son signal d'entrée dépasse une. tension plus basse, par exemple de 0,1 V. Aux bornes de sortie des ampli-15 ficateurs à seuil 44 et 46 est connecté un circuit logique qui commande des lampes témoins appropriées destinées à informer 1' opérateur lorsque le filtre neutre choisi sur le disque 12 support de filtres est correct. Ce circuit logique comprend un circuit ET 52, un circuit NI 54 et un circuit d'inhibition 56 qui,% 20 comme l'indique le schéma, est un circuit ET dont une entrée est inversée. Si la tension de sortie de l'amplificateur 24 de compensation de rapidité de pellicule dépasse le niveau de seuil des deux amplificateurs 44 et 46, chacun des amplificateurs 44 et 46 émet un signal de sortie. En réponse à deux signaux d'entrée, le 25 circuit NI 54, ne donne pas de sortie. Le circuit d'inhibition 56 qui donne seulement une sortie quand il reçoit un signal d'entrée de l'amplificateur 46 mais pas de signal de l'amplificateur 44, ne donne pas de sortie non plus. Le circuit ET 52 engendre une sortie quand il reçoit deux signaux d'entrée et, dans ce cas, il 30 émet un signal de sortie à une lampe 58 pour indiquer que le tube photomultiplicateur 18 engendre trop de courant et que l'opérateur doit choisir,un filtre plus dense sur le disque de filtres 12. Si l'opérateur choisit un filtre trop dense, le courant du tube photomultiplicateur est très faible et la tension de sortie 35 de l'amplificateur 24 est inférieure aux seuils et n'est transmise par aucun des amplificateurs à seuil 44 ou 46. Cette absence de signaux de sortie des deux amplificateurs est détectée par le circuit NI 54 qui fournit un signal de sortie à la lampe 60 pour indiquer à l'opérateur qu'il a choisi un filtre trop" dense. Quand 40 un filtre approprié a été choisi et que le courant du tube photo- 70 05168 5 2079395 multiplicateur se situe dans sa gamme de fonctionnement correct, l'amplificateur à seuil 44 ne produit pas de signal de sortie mais l'amplificateur à seuil 46 produit une sortie. En conséquence, le circuit d'inhibition 56 émet un signal de sortie à la lam-5 pe 62, indiquant à l'opérateur qu'il a choisi le filtre correct. Comme il a été expliqué ci-avant, le courant de sortie du tube photomultiplicateur 18 est converti en une tension de pente par l'amplificateur intégrateur 34 et le niveau de seuil prédéterminé est détecté par l'amplificateur 40 qui émet un signal de sortie 10 quand la pente de tension a atteint ce seuil. La sortie de l'amplificateur à seuil 40 est connectée à la borne de désenclenche-ment d'un basculeur 64. La borne de sortie du basculeur 64 est reliée à la base d'un transistor de commutation 66 dont l'émetteur et le collecteur sont connectés à travers l'amplificateur in-15 tégral 34. Ainsi, quand l'amplificateur 40 émet un signal de sortie indiquant que la tension de pente a atteint son seuil désiré, le basculeur 64 est déclenché pour saturer le transistor 66 qui, à son tour, décharge le condensateur intégrateur et court-circui-te l'amplificateur intégrateur 34 afin de préparer l'opération 20 suivante d'intégration.. 4 La sortie de l'amplificateur à seuil 40 est aussi reliée à 1* entrée d'un multivibrateur monostable 68 qui est conçu pour-se désenclencher en environ 1/2 y s. La sortie du multivibrateur 6S est reliée à la grille de commande d'un tube à vide 70 qui, lors-25 qu'il est conducteur, applique une tension de.coupure d'environ -1800 V à la porte du tube renforçateur d'image 16. Le tube renforçateur d'image 16 est mis en marche par la manoeuvre d'un interrupteur de démarrage 72 qui fournit un signal d'entrée à chacun de deux circuits ET à deux bornes, 74 et 76. Le '30 circuit ET 74, reçoit son deuxième signal d'entrée d'un commutateur de mode 78 qui permet de choisir sôit une exposition par images individuelles soit une exposition par images multiples. Quand le commutateur de mode 78 est dans la position d'images multiples, M, une deuxième entrée est fournie au circuit ET 74. Quand le com-35 mutateur de mode est dans la position d'imayes individuelles, S, la deuxième entrée est iournie au circuit ET 76. Les bornes de sor tie der. circuits ET 74 et 76, sont reliées aux bornes d'entrée d'un circuit OU 80 qui transmet l'un ou l'autre signal à un multivibrateur monostable 82 dont la sortie est connectée à la grille 40 de commande du tube à vide 84. Quant une tension positive est 8AD ORIGINAL QQpy 70 05168 6 2079395 appliquée à la grille de commande du tube 84, le tube devient conducteur et applique une tension d'environ + 500 V a la borne de déclenchement du tube renforçateur d'image 16. La sortie du multivibrateur monostable 82 est aussi reliée à la borne d'enclenche-5 ment du basculeur 64 de sorte que quand le bouton de démarrage 72 est actionné, un signal d'enclenchement au basculeur 64 produit un signal de sortie qui rend non conducteur le transistor de commutation 66 et le circuit intégrateur peut commencer à fonctionner. 10 Quand le mode d'images multiples a été choisi par le commutateur de modes 78 et quand l'interrupteur de démarrage 72 est fermé le circuit ET 74 fournit aussi un signal au mécanisme 86 d'entrainement de pellicule. Simultanément, un signal peut être fourni à un moteur de mise au point 88 qui peut être accouplé mécanique-15 ment à l'objectif 10 pour faire varier la mise au point de l'objectif 10 entre l'infini et une distance plus courte prédéterminée. Ainsi, lorsqu'on actionne le bouton de démarrage dans le mode d'images multiples, un signal provenant du circuit ET 74 met en marche le moteur 88 dans son opération de commande cyclique d'ob-20 jectif et met aussi en marche le moteur du magasin 86 d'entrainement de pellicule pour faire des expositions à toute fréquence prédéterminée, par exemple 24 images par seconde. Si désiré, il est possible de déconnecter le signal fourni au moteur 88 et de mettre au point l'objectif 10 soit manuellement soit au moyen d' 25 un télémètre usuel couplé. Dans cette disposition, le fonctionnement de la caméra, dans le mode d'images multiples, produit des films cinématographiques à'une vitesse déterminée par le fonctionnement du magasin 86 d'entrainement de pellicule. Quand on opère dans le mode d'images individuelles, aucun signal 30 n'est appliqué au magasin 86 d'entrainement de pellicule ni au moteur 88 de commande cyclique d'objectif. L'objectif 10 est mis au point manuellement et la manoeuvre de l'interrupteur de démarrage 72 aboutit à une seule exposition. Les tubes renforçateurs d'image, comme ceux du type utilisé 35 dans la caméra selon l'invention, utilisent des systèmes optiques à fibres dans le plan focal pour isoler les porte—pellicule ou magasins métalliques situés au plan focal des hautes tensions appliquées aux éléments de tube. Malheureusement, les fibres optiques sont relativement molles et le mouvement de la pellicule dans la-40 dit plan focal entraine une usure rapide des fibres et limite BAD ORIGINAL 70 05168 7 2079395 fortement la durée du tube renforçateur d'image qui est coûteux. Aussi, pour empêcher l'usure des fibres et le raccourcissement de la durée du tube d'image dans le mode d'exécution de caméra qui est représenté, le tube 16 qui contient le système optique à fi-5 bres 90 dans son plan focal est muni d'un panneau supplémentaire 92 de système optique à fibres placé dans une monture amovible interposée entre le système optique à fibres 90 du tube et le magasin 86 d'entrainement de pellicule. Le mouvement de la pellicule use donc les fibres du panneau 92 qui sont faciles à remplacer 10 à bon compte et le système optique à fibres 90 du tube d'image 16 coûteux reste intact. Pour diminuer l'usure et prolonger la durée du système optique à fibre du panneau 92, le magasin 86 d'entrainement d^pellicule est muni d'un presseur 94 de pellicule qui est actionné contre la pellicule par une came 96 accouplée de 15 manière à tourner avec la bobine réceptrice de pellicule. Ainsi, pendant le transport réel de la pellicule entre les expositions, le presseur 94 de pellicule, actionné par came, dégage la pellicule du contact avec le système optique à fibres du panneau 92 pour réduire au minimum l'usure des fibres et prolonger leur du-20 rée. 70 05168 e 2079395 REVENDICATIONS 1 - Caméra photographique caractérisée en ce qu'elle comporte un système d'objectif photographique, un tube renforçateur d'image à déclenchement électronique disposé sur le parcours optique qui pa£t du système d'objectif et un dispositif destiné à position— 5 ner une pellicule photographique dans le plan focal du tube. 2 - Caméra selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte un panneau amovible de fibres optiques interposé entre le tube renforçateur d'image et le dispositif de positionnement de pellicule. lO 3 - Caméra selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de réglage de l'éclairage reçu par le tube d'image, ces moyens comprenant une pluralité de filtres optiques neutres de densité qui peuvent être interposés sélectivement sur le parcours optique entre le système d'objectif et le tube ren- 15 forçateur d'image. 4 - Caméra selon la revendication 3 caractérisée en ce qu^éLle comporte en outre des moyens électroniques permettant de déclencher le tube renforçateur d'image, lesdits moyens comprenant un premier dispositif de commutation permettant d'appliquer une ten— 20 sion appropriée à la borne de déclenchement du tube pour provoquer le fonctionnement de ce dernier, des moyens d'échantillonnage interposés sur le parcours optique entre le système d'objectif et le tube d'image pour échantillonner l'éclairage de l'objet vu par le système d'objectif, des moyens de conversion couplés aux 25 moyens d'échantillonnage de manière à convertir l'éclairage é-chantillonné en un niveau de tension correspondant, des composants électriques destinés à intégrer la tension de sortie des moyens de conversion et, enfin, un deuxième dispositif de commutation couplé aux composants électriques et à la borne de déclen- 30 chement du tube d'image de manière à engendrer une tension d'é~ touffement appropriée quand la tension intégrée venant des composants électriques atteint un niveau préféterminé. 5 - Caméra selon la revendication 4 caractérisée en ce que les moyens d'échantillonnage comprennent un miroir partiellement ar- 35 genté faisant un angle approprié avec l'axe optique de manière à permettre à une portion de l'éclairage d'être réfléchie et à une portion d'être réfractée à travers ledit miroir. 6 - Caméra selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens de conversion comprennent un tube photomultiplicateur des 70 05168 9 2079395 tiné à convertir 1'éclairage échantillonné en un courant correspondant et un amplificateur à réaction destiné à convertir le courant en un niveau de tension correspondant. 7 - Caméra selon la revendication 4 caractériséeen ce que les 5 composants électriques mentionnés comprennent un intégrateur de tension comportant une pluralité de condensateurs intégrateurs de capactiés différentes et un commutateur permettant de choisir l'un desdits condensateurs, ledit commutateur étant aussi couplé aux moyens de réglage de l'éclairage de manière à sélectionner 10 un filtre approprié parmi les filtres neutres de densité. 8 - Caméra selon la revendication 4 caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un câblage de commande d'indicateur couplé à la sortie des moyens de conversion de manière à produire un signal quand le filtre approprié des moyens de réglage de l'éclai- 15 rage a été choisi ledit câblage comprenant un premier amplificateur à seuil destiné à produire un signal de sortie quand son signal d'entrée dépasse un niveau supérieur prédéterminé de tension, un deuxième amplificateur à seuil destiné à produire un signal de sortie quand son signal d'entrée dépasse un niveau infé-20 rieur prédéterminé de tension, et un circuit logique couplé de * manière à recevoir les signaux de sortie desdits premier et deuxième amplificateurs à seuil et à émettre un signal de sortie quand le niveau des signaux d'entrée amenés aux premier et deuxième amplificateurs à seuil est compris entre lesdits niveaux 25 inférieur et supérieur prédéterminés de tension. 9 - Caméra selon la revendication 4 caractérisée en ce qu'elle comporte, en outre, des moyens de sélection de mode opératoire couplés au premier dispositif de commutation de manière à émettre sélectivement un signal électrique, lorsque ledit premier 30 dispositif de commutation est actionné, afin de mettre en action le moteur de commande d'un magasin d'entrainement de pellicule. 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