Brevet FR2121403A1 — publié le 19720825

L'invention a pour objet un appareil pour la mise au point d'un instrument d'optique. Habituellement, le déplacement d'un ou plusieurs composants d'un appareil d'optique pour assurer et/ou conserver ld mise au oint est obtenu par voie manuelle à partir dune observation que fait l'opérateur. l'appareil selon l'invention est caractérisé par ce fait que ce déplacement est assuré automatiquement à partir d'un signal électrique d'un signe ou de l'autre suivant que l'image effectivement formée est en deçà ou en delà de la position à laquelle correspond la mise au point. L'invention vise une forme de réalisation caractérisée en ce quelle comprend des w.oyens sensibles à la variation de la dimension de l'image d'une tache lumineuse de l'objet par rapport à celle qui correspond à la condition de mise au point. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère au dessin annexé, dans lequel la figure 9 est un schéma d'un appareil selon l'invention la figure 2 est une vue en perspective d'un modulateur de lumière selon l'invention ; la figure 3 est une vue schématique d'une partie d'un dispositif selon l'invention la figure 4 est une vue d'une. partie d'un disque de raodulation de lumière les figures 5 et 6 sont des diagrammes. L'instrument d'optique 10 (figure 1) comprend diverses lentilles ou autres composants optiques, par exemple une lentille convergente 11, une lentille divergente 12, et est destiné à fournir l'image d'un objet 13 dans un plan-image 14. Le dispositif selon l'invention a pour but d'adapter constamment les composants optiques de l'instrument pour que, le plan-image 14 étant fixe, l'image de l'objet 13 fournie par l'instrument se fore constatent dans ledit plan malgré l'éloignement ou le rapprochement de l'objet 13 par rapport à l'instrument d'optique.L'adaptation est, par exemple, obtenue par déplacement d'un des composants optiques, dans la réalisation la lentille 12, comme il est montré, d'une manière schématique, par une denture de crémaillere 15 propre à déplacer la lentille 12 dans un sens et dans l'autre le long de l'axe 16 sous l'effet d'entraînement d'un pignon 17 calé sur l'arbre d'un moteur électrique 18. Un miroir semi-transparent 19 est interposé sur le trajet du faisceau de lumière 21 porteur de l'image et des moyens optiques schématisés par la lentille 22 sont prévus pour que, au plan image 14 correspondant au faisceau traversant 23 corresponde un plan-image 24 correspondant au faisceau réfléchi 25. De part et d'autre du.plan 24 et à égale distance de celui-ci sont disposés des disques 26 et 27. Ces disques sont calés sur l'arbre 28 d'un moteur électrique 29 tournant à vitesse constante. L'axe dudit arbre est distant de l'axe du faisceau 25. le disque 26 comprend un premier demi-cercle 31 (figure 2) totalement transparent et un second demi-cercle 32, limité par rapport au premier par le diamètre 33 et qui comprend une multiplicité de secteurs annulaires équi-angulaires alternati vexent transparents 34 et opaques 35. te disque 27 est d'une constitution identique à celle du disque 26 : il présente un demi-cercle 36 totalement transparent et-un autre demi-cercle 37 limité par rapport au premier par le diamètre .38 et qui présente une succession de secteurs annulaires équi-angulaires alt.ernativement transparents 41 et opaques 42. -La partie centrale de l'un et l'autre des issues est affectée à leur support et à leur entraînement du disque. le faisceau 43 (figure 1) résultant de la traversée des deux disques parvient, après passage dans une optique 44, à un détecteur 45 laissant apparître à sa sortie seulement la composante électrique alternative ; le détecteur 45 comprend avantageusement des semi-co-nducteurs et le signal électrique de sortie est appliqué à l'entrée 46 d'un démodulateur 47. Une source lumineuse 48 est placée en regard de la face avant 49 du disque 26 et de l'autre côté du disque 26, à la même distance de l'axe de l'arbre 28, est placée une cellule 51 fournissant un signal qui, après traversée d'un filtre 53, est appliqué àune seconde entrée 54 du démodulateur 47. La sortie 55 du démodulateur 47, apres amplification dans un amplificateur 56, est utilisée pour faire tourner le moteur 18. Lorsque l'instrument optique est-au point, l'image d'une petite tache lumineuse 61 de l'objet 13 se forme en 62 (figure 3) dans le plan 24 équidistant des disques 26 et 27, la partie 63 du pinceau 25' correspondant à ladite tache occultée par le disque 26 étant, par raison de symétrie, de même dimension que la partie 64 dudit pinceau occultée par le disque 27. Dans cette condition, avantageusement, les taches 63 et 64 ont des dimensions telles qu'elles sont sensiblement tangentes à deux limites adjacentes 65 et 66 de secteur 35 comme montré pour la tache 63 sur la figure 4. la modulation introduite pendant le demi-tour du disque 26 correspondant au défilement du demi-cercle 32 devant la tache 63 est la même que celle introduite par le disque 27 dans le demi-tour suivant par le défilement du demi-cercle 37 devant 1 tache 64 Pendant le premier demi-tour, le pinceau 43' est modulé par le seul premier disque 26 et, pendant le second demitour, le pinceau 43' est modulé par le seul second disque 27. Les autres parties de l'objet, distinctes d'une tache brillante, ne fournissent pratiquement pas de modulation aussi bien par la moitié à secteurs d'un disque que par la moitié à secteurs de l'autre disque. lorsque l'objet comporte un point brillant entouré d'une. plage plus faiblement éclairée, l'image du point brillant est ainsi modulé par les disques 26 et-27. Au contraire, la plage fournit, sur le détecteur 45, un signal continu, le défilement des secteurs laissant passer en permanence la même proportion de lumière. Le détecteur n'étant sensible qu'à la composante alternative n'observe que le point brillant et non son entourage. L'appareil selon l'invention augmente donc le contraste entre le point brillant et son entourage. Dans le cas où, par exemple par suite d'un déplacement de l'objet, l'image de- la tache brillante 61 tend à s'éloigner du plan 24, par exemple se rapproche du disque 26, alors- la modula- tion introduite par ledit disque augmente, la dimension de la tache lumineuse interceptée par le disque 26 diminuant, tandis que la :,odulation introduite -Jar le disque 27 diminue, la dimension de la tecne lumineuse interceptée par ledit disque augnen- tant et couvrant simultanément des parties du demi-cercle 37 ayant des propriétés d'acheminement différentes du rayonnement lumineux. Le diagrar.lme de la figure 5 montre-par la courbe al la variation de la modulation fournie par le premier disque et par la courbe a2 la variation de la modulation fournie par le second disque en fonction de la position du plan dans lequel se forme l'image de la tache lumineuse 61, l'origine des abscisses étant le centre du premier disque. la courbe al est symétrique par rapport à la verticale vl représentative de la position du disque 26 et la courbe a2 est symétrique par rapport à la verticale v2 représentative de la position d disque 27. Le signal fourni à la sortie de la cellule 51 est représenté par la courbe A de la figure 6 et le signal fourni à la sortie du filtre 53 est représenté par la courbe B. Ce dernier signal sert de référence au démodulateur 47 qui est, par exemple, un démodulateur en anneaux. A la sortie 55 du démodulateur est présent le signal b (figure 5), c'est-à-dire que la tension à la sortie du démodulateur 47 est nulle lorsque l'image de la tache 61 se forme effectivement dans le plan 24 et elle est d'un signe ou de l'autre suivant qu'elle se forme à l'avant ou à l'arrière dudit plan.Ce signal est donc propre, après amplifi.- cation dans l'amplificateur 56, à commander le moteur 18 pour que, par l'intermédiaire du pignon 17 et de la crémaillère 15 la .lentille 12 soit déplacée dans un sens ou dans l'autre pour qu'automatiquement l'image de la tache 61 reste sensiblement dans le plan 24. la mise au point est ainsi assurée d'une manière automatique, l'image de l'objet 13 se formant en permanence exactement dans le plan 14. Dans une autre forme de réalisation, la référence du démodulateur 47 est obtenue à partir du moteur 29 par une voie 57 comprenant un résolveur 58. L'appareil trouve application principalement lorsque l'objet comporte une petite tache ou "point" brillant, comme c'est le cas d'un objet comprenant un milieu réfléchissant placé dans un champ éclairé par une source lumineuse de faible étendue. L'instrument d'optique peut appartenir à l'équipement d'une caméra de télévision et l'appareil selon l'invention assure constamment la formation sur la surface du tube de la caméra de l'image correcte d'un objet qui se déplace par rapport au tube. REVENDICATION 1.-Appareil pour asseurer la ise au point automatique d'un instrument d'optique dont l'objet comporte une tache de dimension petite contrastée par rapport au fond, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens sensibles à la dimension d'une image de ladite tache pour comander un composant de l'instrument de manière à maintenir minimale ladite dimension. 2.- Appareil selon la revendication l'caractérisé en ce que, sur le faisceau transporteur de ladite image, on interpose un dispositif de modulation de lumière à partir duquel est obtenu un signal de comrrande du déplacement du composant. 3.-Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de modulation comprend deux modulateurs situés de part et d'autre du plan-image -pour lequel la mise au point doit être conservée. 4.- pareil selon la revendication 3, caractérisé en ee que les modulateurs comprennent un disque à secteurs équi- angulaires alternativement transparents et opaques. 5.- Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les disques modulateurs sont entraînés à partir d'un moteur commun et sont divisés chacun en deux moitiés dont l'une seulement est modulatrice. 6.- Appareil selon la revendication .5, caractérisé en ce que la moitié modulatrice d'un disque est diamétralement opposée à la moitié modulatrice de l'autre disque. 7.- Appareil selon .a revendication 2, caractérisé en ce que le signal fourni par le dispositif de modulation est appliqué un démodulateur dont l'autre entrée reçoit une référence. 8.- Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce sue l'autre entre est obtenue à partir d'un des disques modulateurs. 9.-Appareil selon les revendications 5 et 7, caractérisé en ce que l'entre de référence est obtenue à partir du moteur commun d'entraînert les disques. 10.-Dispositif le solution faisant partie d'un appareil selon d'une quelconque des revendications 3 à 6. 11.-Instrument d'optique comprenant un appareil de mise au point automatique selon l'une des revendications 1 à 9.