Brevet FR2227550A1 — publié le 19741122

La présente invention concerne des dispositifs de commande d'exposition pour des appareils photographiques, et plus particulièrement un perfectionnement dans la stabilisation du dispositif de commande d'exposition vis-à-vis d'une variation de la température ambiante en vue d'extraire des valeurs d'exposition sûres et précises, telles qu'elles sont nécessaires pour des vues à luminance faible. Des appareils de commande d'exposition classiques utilisent une cellule photoconductrice en tant qu'élément récepteur de lumière. La cellule photoconductrice est caractérisée par une plage linéaire limitée de sa caractéristique de réponse de signal de courant de sortie en fonction de la luminance, et la réponse dans une plage de courant faible est sensiblement erronée. En conséquence, ce type d'appareil de commande d'exposition ne peut pas être utilisé directement sur des signaux de courant très faibles comme on peut en obtenir lorsqu'on photographie des objets ayant de très faibles luminances. I1 a été proposé d'utiliser une cellule photovoltaïque, telle qu'une cellule sensible dans le bleu et une photodiode comme capteur, pour pouvoir étendre la plage de réponse linéaire vers la limite inférieure.Dans ce cas, toutefois, les cellules photovoltaiques, qui fournissent généralement des courbes de tensions de sortie à faible pente par rapport à la luminance de la scène à photographier, nécessitent d'utiliser des amplificateurs opérationnels combinés à celles-ci pour délivrer des niveaux suf fi- samment élevés de tensions de signal. L'utilisation d'amplificateurs opérationnels dans un dispositif de commande d'exposition cree une autre difficulté de stabilisation du dispositif vis-à-vis d'une variation de la température ambiante due à la subordination à la tem pérature de l'amplification des amplificateurs opérationnels.Ne pas tenir compte des instabilités des amplificateurs opérationnels conduit à limiter la précision de la commande d'exposition par laquelle une exposition correcte serait autrement effectuée. Selon la présente invention, une cellule photovoltaSque est utilisée comme capteur en combinaison avec un convertisseur logarithmique constitué par un amplificateur opérationnel possédant deux bornes d'entrée et une borne de sortie avec une diode de contre-réaction connectée entre une des bornes d'entrée et la borne de sortie de l'amplificateur opérationnel. Dans un mode de réalisation préféré, la borne de sortie de l'amplificateur opérationnel est relie à un appareil de mesure de courant au moyen duquel un mécanisme de régulation d'ouverture du diaphragme de l'appareil photographique est préréglé à une valeur en conformité avec une vitesse d'obturateur préalablement choisie.Afin d'éliminer les composantes subordonnées à la température de la réponse du signal de sortie en fonction de la luminance, de la cellule photovoltaîque ainsi que de la conversion logarithmique du convertisseur logarithmique, il est prévu un stabilisateur de tension connecté à l'autre borne d'entrée de l'amplificateur opérationnel et réalisé de façon à comporter un ensemble de transistors choisis pour avoir des caractéristiques telles que les composantes de température précitées peuvent être compensées avec les composantes subordonnées à la température de la tension délivrée à partir du stabilisateur de tension résultant. Un objet de la présente invention est de proposer un dispositif de commande d'exposition en vue de déterminer des valeurs d'exposition plus fiables et plus précises que ce tétait possible auparavant, sur une plage de luminance à limite inférieure étendue de scènes à photographier, en dépit de la variation de la température ambiante du dispositif. La présente invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante, faite en relation avec les dessins cijoints, dans lesquels La figure 1 est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'un dispositif de commande d'exposition destiné à être utilisé avec un appareil photographique reflex à objectif unique, selon la présente invention. La figure 2 est un schéma de circuit représentant de fa çon plus détaillée le mode de réalisation représenté dans la figure 1. la figure 3 est un schéma de circuit d'un exemple d'une combinaison de circuits de capteur et de convertisseur logarithmique avec un circuit stabilisateur de tension destiné à être utilisé dans le circuit de la figure 2. La figure 4a est un graphique représentant la variation des tensions de sortie du circuit convertisseur logarithmique et du circuit stabilisateur de tension de la figure 5 en fonction de la température. La figure 4b est un graphique représentant la variation de la résistance avec la température du cadre mobile d'un appareil de mesure de courant de la figure 2 ou de la figure 3. La figure 5 représente une modification dans la disposition des circuits de capteur et de convertisseur logarithmique et du circuit stabilisateur de tension de la figure 5. La figure 6 est un schéma de circuit de type sans mémoire de circuit de mesure d'intensité lumineuse comportant les circuits de capteur et de convertisseur logarithmique combinés avec le circuit stabilisateur de tension de la figure 2 avec une légère modification. La figure 7 est un schéma de circuit du type à mémoire de circuit de mesure d'intensité lumineuse comportant les circuits de capteur et de convertisseur logarithmique combinés avec le circuit stabilisateur de tension de la figure 2 avec une légère modification. On se réfère à la figure 1. Un mode de réalisation préféré du dispositif de commande d'exposition est représenté, disposé dans un appareil photographique reflex à objectif unique, comportant un dispositif d'objectif 1, un dispositif de diaphragme réglable 2 monté dans un espace à l'intérieur de l'objectif 1, un miroir basculant 3 situé entre l'objectif 1 et un obturateur dans le plan focal non représenté, et un dispositif de visée comprenant un écran de mise au point 4, une lentille condenseur 5 et un pentaprisme supérieur 6.Positionné derrière la face d'émergence du pentaprisme 6 et au-dessus d'un oculaire non représenté, se trouve un dispositif de détection de valeur d'intensité lumineuse, comportant une cellule photovoltaSque 7, dont une borne est reliée à un contact fixe d'un commutateur à deux directions 8. Le contact mobile du commutateur 8 est relié à entrée d'un amplificateur opérationnel 9. la borne de sortie de l'amplificateur opérationnel 9 est reliée à une borne d'un appareil de mesure de courant 10 dont l'aiguille peut être vue par l'opérateur à travers l'oculaire du dispositif de visée. L'appareil de mesure de courant 10 est disposé dans -un mécanisme de régulation d'ouverture de diaphragme de l'appareil photogra- phique comportant des moyens 17 de commande d'ouverture et des moyens de couplage 18 reliant les moyens 17 au dispositif de diaphragme 2 suite au réglage d'un composant de réglage de vitesse d'obtu rateur 12, d'un composant de réglage de vitesse du film 15 et d'un composant de réglage du nombre f 14 pour prérégler le mécanisme à une valeur en accord avec la durée d'exposition choisie et la sensibilité du film qui est utilisé, ou qui doit être utilisé, par l'intermédiaire d'un multiplicateur 15 dans lequel des informations à partir des composants de réglage 12, 15 et 14 sont électriquement combinées ensemble, de sorte que l'aiguille de l'appareil de mesure de courant 10 est déviée jusqu a une position déterminée en accord avec la valeur d'exposition extraite. Le composant de réglage de vitesse d'obturateur 12 est combiné à la fois à un obturateur 22 réglé électriquement et à un obturateur 23 réglé mécaniquement, ces obturateurs étant agencés pour être actionnables indépendamment l'un de l'autre.Le dispositif de commande d'exposition comporte en outre un circuit oscillateur 19 relié à une diode émissive 21 pour l'exci- ter durant l'intervalle de temps pendant lequel le film photographique est exposé, un circuit de contrôle 20 de la batterie relié à la diode 21 et un dispositif générateur d'éclairs 24 en vue d'une photographie automatique au flash, ayant une résistance variable 24R montée dans l'anneau de réglage de distance du barillet de l'objec- tif pour ajuster l'énergie de l'éclair à la distance entre l'appareil photographique et l'objet. En fonctionnement avec un appareil photographique à un seul objectif, un objectif interchangeable 1 est choisi pour être fixé au corps de l'appareil. Les composants de réglage 13 et 14 sont réglés, respectivement, en fonction de la vitesse du film as soucié indiquée et de l'ouverture relative maximale disponible sur l'objectif 1, ainsi la position de l'aiguille déviée de l'appareil de mesure de courant 10 indique une valeur de diaphragme à laquelle le mécanisme de régulation d'ouverture de diaphragme est préréglé, et qui peut être lue par l'opérateur regardant à travers le viseur. Lorsque la vitesse d'obturateur prévue est faible, l'obturateur 22 réglé électriquement est choisi en-vue d'une connexion au dispositif de commande d'exposition, tandis que, lorsque la vitesse d'obturateur prévue est rapide, l'obturateur 23 réglé mécaniquement est choisi pour être relié audit dispositif, la sélection des obturateurs 22 et 23 étant effectuée au moyen d'un sélecteur non représenté. Avec le dispositif de commande d'exposition combiné à l'obturateur réglé électriquement, lors de l'enfoncement du bouton 16 de libéra tion de l'obturateur, la surface de l'ouverture de diaphragme de l'objectif interchangeable 1 est réglée en réponse automatique à la position angulaire de l'aiguille déviée de l'appareil de mesure de courant 10. Ensuite, le miroir 3 est déplacé vers la position de blocage en réponse à une commande du mécanisme de libération d'obturateur non représenté et l'obturateur non représenté est ouvert pour exposer le fil. Aussi longtemps que l'obturateur est ouvert, la diode émissive 91 est excitée par le circuit oscillateur, scintillant de sorte que l'opérateur de l'appareil photographique peut voir depuis l'extérieur que l'obturateur est en fonctionnement. Lorsque le circuit de contrâle de la batterie est sélectionné en vue d'un fonctionnement avec la diode 21, le circuit oscillateur est rendu actif pour exciter la diode 21, pourvu que la tension de batterie soit supérieure au niveau prédéterminé. En se référant maintenant à la figure 2, un exemple pratique du mode de réalisation du dispositif de commande d'exposition de la figure 1 selon la présente invention est représenté, dans lequel les mêmes parties que celles de la figure 1 portent des chiffres de référence identiques. Le circuit de la figure 2 comporte un circuit oscillateur 19, un circuit de contrôle de la batterie 20, un circuit de commande drobturateur 22, des sources d'alimentation en tension E1 et E2 associées à un interrupteur principal SO, une disposition d'un circuit stabilisateur de tension 34 décrit ultérieurement en détail en se référant à la figure 3, et un circuit de mesure d'intensité de lumière auquel la disposition selon la présente invention a trait particulièrement, et un circuit modificateur d'énergie d'éclair constitué des résistances 27 à 33. Le circuit de mesure d'intensité lumineuse comporte une cellule photovoltaique 7, un amplificateur opérationnel 9 possédant deux bornes d'entrée entre lesquelles la cellule photovoltaSque est connectée par l'intermédiaire d'un commutateur 8 de transfert de circuit, et possédant une borne de sortie connectée à un appareil de mesure de courant 10 par l'intermédiaire d'une résistance variable pour régler l'appareil de mesure de courant 10 à une sensibilité en accord avec le gain de l'amplificateur opérationnel 9 avec une diode de contre-réaction 25 ayant une caractéristique de conversion logarithmique. L'amplificateur opérationnel 9 est muni d'une résistance variable 26 connectée celui-ci pour régler la tension de polarisation de celui-ci. Comme représenté dans la figure 3, le circuit stabilisateur de tension 34 comporte six transistors Q1 à Q6 et un diviseur de tension constitué d'une résistance R1 et d'une résistance variable connectées en série entre elles et à un transistor Q1 pour appliquer une tension régulée à la cellule photovoltarque raccordée au point d'interconnexion A. Dans cette disposition, en supposant que le niveau de tènsion au point A est maintenu constant durant une variation de température, la tension de sortie du circuit de mesure d'intensité lumineuse comportant la cellule photovoltaSque 7, l'amplificateur opérationnel et la diode 25 augmente avec l'augmentation de la température ambiante du circuit tel que représenté sur la courbe Pb sur la figure 4a, la pente de la courbe Pb dépendant principalement de la caractéristique de la diode 25.Lorsque la température ambiante est modifiée, la variation de la tension de sortie se traduit par une déviation erronée de l'aiguille de l'appareil de mesure 10. Par ailleurs, le circuit stabilisateur de tension 34 est choisi pour avoir une caractéristique de tension de sortie en fonction de la température représentée par la courbe Pa dans la figure 4a, dans laquelle lorsque la température augmente, la tension de sortie au point A diminue. Il résulte, avec la disposition de la figure 3, qutil est possible de délivrer des signaux de tension de sortie. dont les niveaux sont modifiés avec la température le long de la courbe Pc. La pente de la courbe Pc est telle que la variation avec la température de la résistance du cadre mobile de l'appareil de mesure de courant annule la variation avec la température de la tension de sortie du circuit convertisseur logarithmique pour effectuer une compensation de température parfaite pour la déviation de l'aiguille de l'appareil de mesure de courant 10. En fonctionnement, le niveau de luminance d'un objet à photographier est détecté par la cellule photovoltaique 7 à travers un objectif 1, et sa tension de sortie engendrée entre les deux bornes d'entrée de l'amplificateur opérationnel 9 est amplifiée par l'amplificateur opérationnel 9 et convertie en relation logarithmique linéaire par la diode 25 en un courant de sortie qui circule à travers le cadre mobile de l'appareil de mesure de courant 10, de sorte que l'aiguille de l'appareil de mesure de courant 10 est déviée jusqu'en une position indiquant une ouverture de diaphragme effective en accord avec la vitesse d'obturateur et la sensibilité de film présélectionnées.Afin de régler le circuit de commande de 11 obturateur 22 pour l'intervalle de temps d'ouverture de l'obtu- rateur, l'interrupteur de transfert de résistances 102 est réglé en tournant le composant de réglage 12 de vitesse d'obturateur (figure 1) jusqu'à une position où un circuit à constante de temps avec un condensateur 105 est formé pour établir l'intervalle d'exposition prévu lorsque l'opérateur de l'appareil photographique enfonce le bouton 16 de libération de l'obturateur. Suite à l'action du bouton 16, l'interrupteur 104 est fermé et l'interrupteur 103 est ouvert instantanément de sorte que le condensateur 105 se charge.Lorsque la tension aux bornes du condensateur 105 a atteint un niveau prédéterminé fonction de l'intervalle d'exposition, un électro-aimant 107 qui, lorsqu'il est excité, maintient l'écran postérieur de l'ob- turateur dans le plan focal dans sa position ouverte, est désexcité pour libérer l'écran postérieur vers sa position de fermeture, de sorte que la durée de l'intervalle d'exposition prend fin. On verra à partir de la description qui précède que la présente invention envisage l'utilisation d'une cellule photovoltai- que et d'un amplificateur opérationnel avec une diode de contre-réaction ayant une caractéristique de conversion logarithmique dans un dispositif de commande d'exposition dans le but de fournir des valeurs d'exposition fiables eut précises sur une large plage de luminance de scène à photographier, étendue en particulier vers les très faibles luminances ; également, la cellule photovoltarque ainsi que le convertisseur logarithmique sont combinés à un stabilisateur de tension en fonction de la température pour délivrer des signaux de commande d'ouverture de diaphragme d'appareil photographique dont les niveaux sont stabilisés vis-à-vis d'une variation de la température ambiante du dispositif de commande d'exposition. Dans des applications photographiques exigeant une- précision rigoureuse de la commande d'exposition sur une plage étendue de luminance de scène à photographier, en dépit de la variation de la température ambiante, par conséquent, l'appareil de commande d'exposition réalisé selon la présente invention peut satisfaire ces exigences. La présente invention a été décrite ci-dessus à propos d'un exemple purement schématique qui peut être modifié de nombreuses manières. Par exemple, au lieu de la connexion du stabilisateur de~ten- sion à la cellule photovoltarque dans un état de polarisation, il est possible de disposer le stabilisateur de tension en vue d'une connexion à une borne de l'appareil de mesure de courant dont l'autre borne est reliée à la borne de sortie de l'amplificateur, de façon à appliquer une tension stabilisée vis-à-vis de la température à l'appareil de mesure de courant.Au lieu de la régulation automatique de l'ouverture du diaphragme, il est possible de régler manuellement le dispositif de diaphragme de l'appareil photographique après lecture de la valeur d'ouverture de diaphragme effective indiquée par l'aiguille déviée de l'appareil de mesure de courant à travers le viseur. De plus, les cellules photovoltatques ont des impédances très élevées pour une plage de luminances de scène à photographier faibles. Afin d'assurer un temps de réponse suffisamment rapide pour la cellule photovoltaSque à travers la plage toute entière de luminance de scène à photographiquer, par conséquent, il est nécessaire d'amener le circuit de mesure d'intensité lumineuse en fonctionnement, légèrement avant qutun actionnement du mécanisme de commande de l'obturateur ait été commencé.La disposition pour assurer un temps de réponse rapide pour la cellule photovoltalque même dans une plage de faibles luminances de scènes à photographier est réalisée dans les circuits représentés dans les figures 6 et 7, dans lesquelles les mêmes parties que celles des figures 1 à 5 portent des chiffres de réerenee-analogpes. Le circuit de la figure 6 con siste en un circuit de commande d"ouvefture de diaphragme de la caractéristique décrite et en un circuit de commande d'obturateur combiné à celui-ci.Le circuit de commande d'ourerture de diaphragme comporte un stabilisateur de tension 34" connecté à une batterie E'o à travers un interrupteur principal S'O, actionnable indépendamment d'un interrupteur S'oui d'actionnement de l'obturateur, pour rendre le circuit de mesure d'intensité lumineuse actif dans le but précité, un amplificateur opérationnel 9' ayant deux bornes d'entrée, dont une est reliée au stabilisateur 34' et ayant une borne de sortie, un élément convertisseur logarithmique 25' connecté entre l'autre borne d'entrée et la borne de sortie de l'amplificateur 9', une cellule photovoltaique 7' connectée à la borne d'entrée de l'élément 25', et des moyens indicateurs de la valeur d'ouverture du diaphragme comportant unappareilde mesure de courant 10'. Le circuit de commande de l'obturateur qui est du type sans mémoire comporte un transistor à caractéristique logarithmique 101' dont l'électrode de base est reliée à un interrupteur S'02, et dont l'électrode de collecteur est reliée à travers une résistance à un condensateur intégrateur 105', un interrupteur de mise en route 103' connecté aux bornes du condensateur 105', et un circuit du type bascule de Schmitt dont la borne d'entrée est reliée au point d'interconnexion b de la résistance et du condensateur 105', et dont la borne de sortie est reliée à un électro-aimant 107'. Préalablement au début de l'exposition, l'interrupteur principal S'O est fermé pour rendre actif le circuit de mesure de l'intensité lumineuse. Au temps suivant, lorsque ltopérateur de 1' appareil photographique enfonce le bouton 16 de libération de l'ob- turateur, les interrupteurs S'Ol et S'02 sont fermés pour actionner l'écran antérieur de l'obturateur de l'appareil photographique vers la position ouverte, de sorte qu'une exposition est commencée, et en même temps l'interrupteur de départ 103' est ouvert de sorte que le condensateur intégrateur 105' commence à se charger.Lorsque la tension au point b est descendue à un certain niveau, ie circuit du type bascule de Schmitt 106' est déclenché pour désexciter ltélectro- aimant 107', de sorte que l'écran postérieur de l'obturateur de 1' appareil photographique est libéré depuis la position ouverte vers la position fermée. A la figure 7, un circuit de commande d'ouverture du diaphragme fonctionnant de la-même manière que celui de la figure 6 est combiné à un circuit de commande diobutrateur du type à mémoire réalisé en ajoutant un condensateur de mise en mémoire 50 au circuit de commande d'obturateur de la figure 6 et en utilisant un transistor à caractéristique de champ logarithmique lOla' au lieu du transistor 101'. Avec la disposition représentée dans la figure 6 ou dans la figure 7, il est possible, non seulement d'assurer un temps de réponse rapide pour la cellule photovoltalque détectant une luminance faible de scène à photographier, mais également de réduire grandement la quantité d'énergie de courant qui pourrait être autrement consommée par l'appareil de commande d'exposition. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modSications qui apparaitront à lthomme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Appareil de commande d'exposition pour un appareil photographique possédant des moyens d'ouverture d'exposition réglables, caractérisé en ce qu'il comporte - une cellule photovoltarque positionnée pour détecter le niveau de luminance d'un objet à photographier, - un moyen d'amplificateur en vue d'amplifier le signal de sortie de ladite cellule, - un moyen de convertisseur logarithmique connecté au moyen d'amplificateur pour comprimer logarithmiquement le signal de sortie amplifié de la cellule photovoltaSque, - un moyen indicateur de l'intensité lumineuse envue de l'emploi pour commander le moyen d'ouverture d'exposition et relié à la borne de sortie du moyen d'amplificateur, et - un moyen d'alimentation en énergie disposé en vue d'une connexion avec au moins le moyen d'amplificateur, le moyen de convertisseur logarithmique et le moyen d'indicateur d'intensité lumineuse, et possédant un coefficient de température négatif, de sorte que la surface d'ouverture du moyen d'ouverture de diaphragme soit commandée en accord avec l'indication du moyen d'indicateur d'intensité lumineuse. 2 - Appareil de commande d'exposition selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'indicateur de l'intensité lumineuse comporte un cadre mobile ayant un coefficient de température positif. 3 - Appareil de commande d'exposition selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'alimentation en énergie comporte' un moyen de stabilisateur de tension comportant des transistors. 4 - Appareil de commande d'exposition selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'amplificateur comporte un amplificateur opérationnel, et le moyen de convertisseur logarithmique est connecté entre l'entrée et la sortie de cet amplificateur opérationnel. 5 - Appareil de commande d'exposition pour un appareil photographique possédant un moyen d'ouverture d'exposition réglable et des moyens d'obturateurs réglables, caractérisé en ce qu'il comporte - une cellule photovoltaSque positionnée pour capter le niveau de luminance d'un objet à photographier, - un moyen d'amplificateur pour amplifier le signal de sortie de cette cellule, - un moyen de convertisseur logarithmique connecté à ce moyen d'amplificateur pour comprimer logarithmiquement le signal de sortie amplifié de cette cellule photovoltaSque, - un moyen d'indicateur de l'intensité lumineuse en vue de l'emploi dans la commande de ce moyen d'ouverture d'exposition et connecté à la borne de sortie de ce moyen d'amplificateur, - un moyen d'alimentation en énergie possédant un coefficient de température négatif, - un premier interrupteur associé à ce moyen d'alimentation en énergie pour rendre actifs, lors de la fermeture, au moins le moyen d'amplificateur, le moyen de convertisseur logarithmique et le moyen d'indicateur de l'intensité lumineuse - un circuit de commande de l'intervalle de temps d'ouverture de 11 obturateur pour cet obturateur connecté à la sortie du moyen d'amplificateur ; et - un second interrupteur pouvant etre fermé après la fermeture du premier interrupteur pour fermer le circuit de commande d'obturateur ; de sorte que le circuit de commande d'intervalle de temps d'ouverture de l'obturateur soit rendu actif après que le moyen d'indicateur de l'intensité lumineuse ait été actionné.