Brevet FR2417125A1 — publié le 19790907

La présente invention concerne un dispositif d'entrainement de l'arbre de griffe d'une caméra cinématographique. Les caméras cinématographiques connues à ce jour comporte généralement des dispositifs d'entraihement du film au moyen d'une griffe animée d'un mouvement alternatif. Ces dispositifs d'entraînement utilisent une composition de mouvements mécaniques pour assurer une loi appropriée de pénétration de la griffe dans les perforations du film, suivie d'une descente de cette griffe entraînant avec elle vers le bas le film, puis d'une remontée de la griffe dégagée desdites perforations. Certains dispositifs d'entraînement connus utilisent des mécanismes à cames et à bielle-manivelle qui ne satisfontpas tous aux lois idéales et qui sont entraînés par un moteur à mouvement continu. D'autres dispositifs connus entraînent le film par des mécanismes liés à des moteurs du type pas à pas qui produisent des vibrations et par conséquent des bruits incompatibles avec l'utilisation de caméras de prise de vues accompagnée de prise de son. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en procurant un dispositif d'entraînement à mécanisme du type à bielle-manivelle ne produisant pratiquement aucun bruit tout en assurant une loi de déplacement de la griffe optimale dans les conditions d'utilisation. A cet effet ce dispositif d'entraînement de l'arbre de griffe d'une caméra cinématographique, comportant un moteur électrique accouplé à l'arbre de griffe lui-meme relié à cette griffe par un mécanisme du type bielle-manivelle, pour transformer le mouvement de rotation du moteur électrique en mouvement de translation alternatif de la griffe, est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour moduler la vitesse de rotation de l'arbre de griffe, en fonction de l'angle de rotation de celui-ci par rapport à une position de référence, de telle façon que la vitesse de la griffe au moment de son engagement dans une perforation du film soit la plus faible possible et que cette vitesse croisse ensuite, au cours de la descente du film, suivant une loi telle que l'accélération communiquée au film n'entraîne qu'une contrainte minimale exercée sur ce dernier. Le dispositif d'entramement suivant l'invention permet ainsi d'obtenir un engagement à vitesse très lente de la griffe dans une perforation du film, d'où suppression de tout choc violent sur le bord de ladite perforation, et le temps ainsi perdu lors de cet engagement est ensuite rattrapé au cours de la descente du film durant laquelle la vitesse croit progressivement suivant une loi optimale évitant de trop grandes contraintes sur le film. On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est un schéma synoptique d'un dispositif d'entrainement à vitesse variable de l'arbre de griffe d'une caméra cinématographique suivant l'invention. La figure 2 est un schéma synoptique partiel d'une variante d'exécution. La figure 3 est un schéma synoptique d'une autre variante d'exécution. La figure 4 est un schéma synoptique d'une autre variante. La figure 5 est un schéma synoptique d'une variante d'exécution dans laquelle la loi de variation de la vitesse est pré-enregistrée sur une roue tachymétrique. La figure 6 est une vue en élévation d'une roue tachymétrique utilisée dans le dispositif de la figure 5. Sur la figure 1 la caméra cinématographique est représentée uniquement par une fenêtre de prise de vues 1 qui est ménagée, d'une manière connue, dans une plaque canal derrière laquelle défile verticalement et pas à pas un film cinématographique 2. Ce film est entravé vers le bas au moyen d'une griffe 3 dont l'extrémité formant crochet s'engage dans les perforations latérales successives du film 2. La griffe 3 constitue la bielle d'un mécanisme du type bielle- manivelle, désigné dans son ensemble par 4 et qui comporte essentiellement un plateau 5 portant un tourillon 6 sur lequel est articulé le pied de la bielle 3 constituant la griffe.Le plateau 5 du mécanisme 4 est solidaire d'un arbre de griffe 7 qui est entraîné en rotation à la vitesse angulaire t4, par un moteur électrique 8 tournant à vitesse constante Ck par l'intermédiaire d'un coupleur 9. Le coupleur 9 est prévu pour ne transmettre à l'arbre de griffe 7, c'est-a-dire au plateau 5 du mécanisme bielle-manivelle 4, que l'énergie suffisante pour que la vitesse angulaire CJ, du pied de bielle 6 suive une loi imposée par un générateur 11 de fonction CL)j(), étant l'angle du pied de bielle 6 avec une position de référence, par exemple le point mort bas PMB du mouvement du pied de bielle 6 du mécanisme bielle-manivelle 4.A cet effet l'entrée du générateur de fonction li est reliée à la sortie d'un capteur 12 détectant à tout instant la valeur de l'angle t(, par exemple par comptage d'impulsions dues au défilement de fentes ou zones opaques d'une roue de mesure solidaire de l'arbre de griffe 7. Le générateur de fonctiqn 11 comporte un oscillateur lla 4e consigne qui délivre à sa sortie un signal périodique/ (1)C dont la fréquence est modulée suivant la loi précitée. Ce signal est appliqué à une entrée d'un comparateur 13 à deux entrées, lequel reçoit, sur sa seconde entrée, le signal coa représentant la vitesse angulaire de l'arbre de griffe 7 et qui est émis par un générateur tachymétrique 14. Ainsi le comparateur 13 compare en permanence la fréquence instantanée du signal #g délivré par le générateur tachymétrique 14 avec celle du signal de référence cue .Le signal de sortie du comparateur 13, qui dépend de l'écart entre les fréquences des signaux #g et #c, sert de signal de commande du coupleur 9 qui peut être du type magnétique, électromagnétique ou mécanique. Ce signal est utilisé pour faire varier le taux de glissement à l'intérieur du coupleur 9 et par conséquent pour moduler corrélativement la vitesse de sortie C du coupleur et annuler le signal de sortie du comparateur 13. Dans le cas d'un coupleur 9 du type électromagnétique, le signal de sortie du comparateurl3 est un courant électrique d'intensité variable i qui sert à contrôler la friction magnétique d'une poudre maintenue en cohésion variable entre un disque menant solidaire du moteur électrique 8 et un tambour mené solidaire de l'arbre de griffe 7. Dans la variante d'exécution illustrée sur la figure 2, le moteur électrique 8 entraîne directement l'arbre de griffe 7 solidaire du plateau 5 du mécanisme bielle-manivelle 4. Le générateur tachymétrique 14 délivre un signal tU2,qui représente la vitesse de rotation de l'arbre de griffe 7 et qui est appliqué à une entrée du comparateur 13. Ce comparateur reçoit, comme dans le cas de la figure 1, le signal de consigne et le signal de sortie 13, amplifié par un amplificateur 10 est appliqué directement au moteur électrique 8. La vitesse de rotation de ce dernier est donc directement modu lée par la fonction #c = f ( La génération de la fonction de consigne C3c = f (0Ç) peut être obtenue par le générateur de fréquence numérique 11 directement commandé par le capteur de position numérique 12 qui, à toute position indexée numé riquement, fait correspondre une fréquence instantanée Fi = N ix F, F étant la fréquence proportionnelle à la cadence de prise de vues et Ni étanttel que XNL > sur un tour soit égal à 1, le nombre d'impulsions par tour étant N constant. Dans la variante d'exécution illustrée sur la figure 3 la génération de la fonction ( c= f ( () est constituée par un convertisseur tension fréquence(F=k U) 15 dont la tension de commande est obtenue par un générateur 16 de tension U= f (01) . Ce générateur 16 est relié au capteur de position angulaire 12, émettant un signal correspondant à la valeur instantanée de l'angle et auquel est associé un capteur auxiliaire 12a émettant à chaque tour un signal de remise à zéro du générateur de tension 16. Le dispositif représenté sur la figure 3 comporte également des moyens permettant de maintenir la valeur moyenne Fi de la fréquence égale à une valeur indexée Fref Ces moyens comprennent un second comparateur 17 qui reçoit à son entrée le signal de fréquence instantanée Fi, représentant la vitesse de rotation de l'arbre de griffe 7, et à une seconde entrée un signal de fréqence de référence constante Fref émis par un oscillateur à quartz 18. La sortie du second comparateur 17 délivre une tension de correction intégrée par un circuit intégrateur 19 et qui est appliquée à une entrée de commande du convertisseur tension-fréquence 15. Cette tension intégrée assure ainsi unepolarisationmoyenne tellequeFi = Fref. Dans la variante d'exécution illustrée sur la figure 4 la tension de sortie du second comparateur 17 est appliquée à une entrée d'un amplificateur 19 recevant sur une seconde entrée le signal U=f (0t) émis par le générateur 16 . La sortie de cet amplificateur 19 est à son tour reliée à l'entrée de l'amplificateur 14 dont le signal de sortie alimente directement le moteur électrique 8. Dans une caméra à mouvement saccadé d'avancement du film, il faut obturer la fenêtre de prise de vues pendant le temps qui est utilisé pour assurer la descente du film d'un pas. Si on fait varier pour une raison quelconque l'angle d'obturation de l'obturateur, le temps dont on dispose pour cette descente du film peut donc être plus ou moins long. Etant donné que l'on a intérêt à contraindre le moins possible le film pendant sa descente, il faut lui appliquer des forces de traction les plus faibles possibles donc utiliser tout le temps d'obturation pour accélérer puis décélérer le film. Par conséquent la loitt)a~ f (o() dépend de l'angle d'obturation choisi. .Suivant une caractéristique complémentaire de l'invention on prévoit donc d'afficher sur la caméra, grâce à un afficheur numérique, d'une part la cadence de prise de vues et d'autre part l'angle d'obturateur choisi, par exemple 188, 180 , 216 qui sont des valeurs caractéristiques et qui peuvent hêtre naturellement différentes.A chacune des valeurs ainsi affichées de l'angle de l'obturateur correspond une loi f180 s f216 , f188 mise en mémoire dans un circuit électronique approprié et qui fait correspondre à toute valeur instantanée de l'angle d soit une vitesse c( 180) définie par loi f180, soit une vitesse #c(188) définie par la loi f216, soit enfin une vitesse 216 216 ) définie par la loi f 216 Les dispositifs qui ont été décrits ci-dessus imposent à l'arbre de griffe 7 une vitesse de rotation variable en appliquant à une entrée du comparateur 13 une fréquence modulée de consigne correspondant à une vitesse (Dc mais on peut également prévoir, suivant une variante d'exécution, d'appliquer une fréquence de consigne constante et de monter sur l'arbre de griffe 7 une roue tachymétrique 21 à espacement variable entre les repères ou indices correspondant aux mesures, ainsi qu'il est représenté sur la figure 6. On voit sur cette figure que la roue tachymétrique 21 porte un repère isolé 21pmb qui lors du passage devant une cellule photo-électrique, provoque pmb l'émission d'une impulsion de référence correspondant au point mort bas de la griffe 3. La roue tachymétrique porte également une série d'autres repères disposés concentriquement en couronne avec des intervalles variables entre eux. Plus particulièrement la roue 21 comporte un premier groupe de repères 21a disposés de part et d'autre du repère de point mort bas 21pmb et qui correspondent à une décélération (diminution progressive des intervalles entre les repères) puis à une accélération (augmentation progressive des intervalles). A ces repères 21a font suite d'autres repères 21b d'intervalles constants qui correspondent à une zone de vitesse moyenne. A ceux-ci font suite d'autres repères 21c correspondant à une zone de décélération, par exemple lors de l'engagement de la griffe 3 dans une perforation du film. De cette façon la loi CD = f ( ) est directement inscrite de façon définitive sur la roue tachymétrique 21 du dispositif. Ce montage conduit à un schéma beaucoup plus simple des circuits électroniques mais il n'est pas aussi commode lors de la rechercne de la meilleure fonction #c = f (&alpha;). Comme dans les cas précédents le signal CX)} émis par le capteur 14 est appliqué à une entrée du comparateur 13 qui reçoit sur son autre entrée un signal de référence C,e.f à fréquence constante émis par un oscillateur 18. Le signal de sortie du comparateur 13 est utilisé pour commander la vitesse de rotation du moteur électrique 8 de la façon décrite précé gemment. Pour permettre de choisir à volonté la loi de variation de la vitesse angulaire, on peut faire en sorte que la roue tachymétrique 21 soif montée de façon détachable de telle sorte qutà chaque changement d'angle d'obturation, on puisse installer rapidement la roue la mieux appropriée à la loi de traction de la griffe 3 impo sée par l'angle d'obturation choisi. Dans la caméra suivant l'invention l'obturateur 22 qui défile devant la fenetre de prise de vues 1 (figure 5) tourne à vitesse constante. I1 n'est donc pas possible de l'entrainer à partir du moteur 8 d'entrainement de la griffe 3 puisque la vitesse de l'arbre de griffe 7 est modulée de la façon décrite précédemment. Par conséquent, dans la caméra suivant l'invention, l'obturateur 22 est entraidé en rotation par un moteur indépendant 23 qui est commandé par un dispositif de synchronisation de phase 24. Ce dispositif 24 reçoit, à l'une de ses entrées, une première impulsion A qui est émise par un générateur 25 détectant le passage de l'obturateur dans une position prédéterminée. Par exemple le générateur 25 peut émettre l'impulsion A chaque fois que le bord d'attaque 22a de l'obturateur 22 passe devant la fenêtre de prise de vues 1. Le dispositif de synchronisation de phase 24 reçoit sur une seconde entrée une impulsion B qui est émise par un générateur d'impulsions 26 chaque fois que le plateau de la manivelle 5 passe, au cours d'un tour, dans un position déterminée. Par exemple le générateur d'impulsions 26 peut émettre une impulsion B lorsque le tourillon 6 constituant le pied de la bielle 3 formant griffe passe au point mort bas. Cette synchronisation de phase est obtenue extrêmement rapidement au moyen du dispositif 24 qui mesure l'écart de phase entre les deux impulsions A et B, ce qui se traduit par un nombre d'impulsions stockées dans un compteur, ce dispositif ramenant ensuite l'obturateur 22 dans un position angulaire telle que le nombre d'impulsions abandonnées ou gagnées sur la roue tachymétrique 21 solidaire du plateau manivelle 5 soit égal à celui mis en mémoire lors de la mesure de l'écart de phases entre les deux impulsions A et B. Bien que dans toutes les formes d'exécution de l'invention qui ont été décrites ci-dessus on utilise, pour l'entramement de la griffe 3, des moteurs à courant continu, on pourrait également employer à cet effet des moteurs pas à pas. Dans ce cas les impulsions correspondant à la vitesse de rotation C4c seraient envoyées directement au moteur pas à pas sans passer par la boucle d'asservissement de vitesse constituée par les comparateurs de fréquences et de phases. Dans la forme d'exécution de l'invention illustrée sur la figure 5 on peut utiliser le fait que l'obturateur 22 est entraîné par un moteur indépendant 23 pour faire tourner uniquement cet obturateur 22, sans entrai ner le film par le moteur 8, dans le but de réaliser une mesure de flux lumineux traversant l'objectif, ce qui évite de gaspiller du film pendant toute la durée de l'échantillonnage. REVENDICATIONS 1" - Dispositif d'entraînement de l'arbre de griffe d'une caméra cinématographique, comportant un moteur électrique accouplé à l'arbre de griffe lui-même relié à cette griffe par un mécanisme du type bielle-manivelle, pour transformer le mouvement de rotation du moteur électrique en mouvement de translation alternatif de la griffe caractérisé en ce qutil comprend des moyens pour moduler la vitesse de rotation de l'arbre de griffe 7, en fonction de l'angle de rotation de celui-ci par rapport à une position de référence, de telle façon que la vitesse de la griffe 3 au moment de son engagement dans une perforation du film soit la plus faible possible et que cette vitesse croisse ensuite, au cours de la descente du film, suivant une loi telle que l'accélération communiquée aufilm n'entralne qu'une contrainte minimale exercée sur ce dernier. 2 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens prévus pour moduler la vitesse de rotation de l'arbre de griffe 7 comprennent un générateur de fonction ltdélivrant un signal périodique de consigne 6)c dont la fréquence est modulée en fonction de l'angle de rotation ol. de l'arbre de griffe 7, un générateur tachymétrique 14 produisant un signal de mesureWaté correspondant à la valeur instantanée de la vitesse de rotation de l'arbre de griffe 7, un comparateur 13 aux deux entrées duquel sont respec tivement appliqués le signal de consigne Cdc et le signal de mesureCO et a et délivrant à sa sortie un signal de commande correspondant à l'écart entre les deux signaux précités, et des moyens pour ajuster, en fonction de ce signal de commande, la vitesse de rotation de l'arbre de griffe de manière àannuler ce dernier signal. 3' - Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comprend, entre le moteur 8 et l'arbre de griffe 7, un coupleur 9 auquel est appliqué le signal de commande délivré par le comparateur 13. 4 -- Dispositif suivant la revendication 3 caractérisé en ce que le coupleur 9 est du type électro-magnétique et le signal de commande délivré par le comparateur 13 est un courant électrique d'intensité variable. 50 - Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé en ce que le moteur électrique 8 est accouplé directement à l'arbre de griffe 7 et la sortie du comparateur I3 est relit à ce moteur 8 par amplificateur 10. 6i- Dispositif suivant l'une quelconque. des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que le générateur de fonction II est constituépar un générateur de fréquence commandé par un capteur de-position numérique I2 qui à toute position angulaire de l'arbre de griffe 7 indexée numériquement fait correspondre une fréquence instantanée F. = N. xF, F étant la fréquence proportionnelle à la i i cadence de prise de vues et N. étant tel qu4flsur un tour soit égal à 1, le nom i ,vL bre d'impulsions par tour étant constant. 70- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que le générateur de fonction 15 est constitué par un convertisseur tension-fréquence dont la tension de commande d'entrée est délivrée par un générateur 16 de tension U = f (d) lié à l'arbre de griffe 7. 8 - - Dispositif suivant la revendication 7 caractérisé en ce qu'il comporte un second comparateur 17 connecté,à l'une de ses entrées, au générateur tachymétrique 14 et, à son autre entrée, à un oscillateur 18 délivrant un signal de référence à fréquence constante, la sortie du second comparateur étant connectée,par l'intermédiaire d'un circuit intégrateur 19, à une entrée de commande du convertisseur tension-fréquence 15 pour appliquer à ce dernierune tension de correction imposant au convertisseur tensionfréquence 15 une polarisation moyenne telle que la valeur moyenne de la fréquence instantanée F. du signal émis par le générateur tachymétrique 14 soit égale à la fréquence de référence du signal émis par l'oscillafeur 18 9q ' - Dispositif suivant la revendication 7 caractérisé en ce qu'il comporte un second comparateur 17 dont une entrée est connectée au générateur tachymétrique 14 et l'autres un oscillateur 18 émettant un signal de référence de fréquence constante, la sortie de ce second comparateur 17 étant reliée à une entrée d'un amplificateur 19 dont l'autre entrée est connectée à la sortie du convertisseur tension-fréquence 16, l'amplificateur 19 étant relié, par l'intermédiaire d'un amplificateur intermédiaire 10, au moteur électrique 8. IO- - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour mettre en mémoire plusieurs lois #c = f (&alpha;) de variation du signal de consigne, ces diverses lois correspondant respectivement à divers angles d'obturation de l'obturateur défilant devant la fenêtre de prise de vues de la caméra, et des moyens pour sélectionner et afficher l'angle de l'obturateur choisi et corrélativement la loi correspondante de variation du signal de consigne Cc)c en fonction de l'angle o( de l'arbre de griffe 7. 11 - Dispositif suivant la revendicationl caractérisé en ce que les moyens prévuspour modulerla vitesse de rotationde l'arbre de griffe 7 comprennent une roue tachymetrique 21 solidaire de l'arbredu moteur 8 sur laquelle est inscrite en permanencela loi #c=f(&alpha;), donnant la variation du signal périodique de consigne ( c représentant la vitesse de rotation de l'arbre de griffe 7 , en fonction de l'angle derotation &alpha;; de celui-ci par rapport à la position de référence, et ce au moyen de repères ou indicesmarqués sur la roue tachymétrique21 avec des espacements variables , un générateur tachymétrique 14 pour détecter le passage des repères ou indices de la roue tachymétrique 21 et les transformer en signal périodique de consigne #c, un oscillateur 18 émettant un signal de référence #ref de fréquence constante , un comparateur 13 à deux entrées auxquelles sont respectivement appliqués le signal de consigne et et le signal de référence Xre et un amplificateur 10 branché entre la sortie du comparateur 13 et le moteur électrique 8 pour commander la vitesse de rotation de l'arbre de griffe 7 en fonction de la valeur du signal de sortie du comparateur 13. 120- Dispositif suivant la revendication 10 caractérisé en ce que la roue tachymétrique 21 est montée de façon détachabl e sur l'arbre degriffe 7 de manière à pouvoir rnonter sur cet arbre la roue tachymétrique 21 portant inscrite la loi de modulation de la vitesse correspondant à l'angle d' obturation de l'obturateur choisi. 13 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à12 caractérisé en ce qu'il comporte un moteur indépendant 23 pour entraver séparement l'obturateur 22 , un premier générateur d'impulsion 25 émettant nie première impulsion A chaque fois que l'obturateur passe dans une position pré determinéé, un second générateur d'impulsion 26 émettant une seconde impulsion B lorsqu'un point du plateau 5 du mécanisme bielle- manivelle 4 passe dans une position prédéterminée , et un dispositif de synchronisation de phase 24 à deux entrées respectivement connèctées aux premier et second générateurs dtimpul- sion 25, 26 et dont la sortieest reliée au moteur électrique indépendant 23 entraînant l'obturateur 22. 14 - Caméra cinématographique caractérisé en ce qu'elle comporte deux moteurs électriques indépendants 8, 23, l'un 8 étant accouplé à l'arbre 7 solidaire de la griffe 3 entraînant le film et l'autre 23 étant accouplé à l'obturateur 22.