Brevet FR2476864A1 — publié le 19810828

1.. La présente invention concerne un procédé et un dispositif de mise au point automatique dans un système de projection à grandissement variable en continu, dans lequel une image originale est projetée sur un matériau photosen- sible par une lentille de mise au point, et dans lequel un de ces trois organes est fixe, tandis que les deux autres éléments sont agencés pour pouvoir se dépla- cer le long de l'axe optique. Dans une caméra de reproduction ou un agrandisseur destiné à repro- duire une image de film projetée sur un matériau photosensible par une lentille de mise au point, ou un système de projection tel qu'un projecteur ou similaire permettant de projeter ou agrandir une image de film sur un écran, on a souvent utilisé un système de projection à mise au point automatique à grandissement va- riable continu, afin que l'ajustage de l'image originale puisse facilement être fait et que ceci puisse être observé même si l'échelle de grandissement est aug- mentée ou réduite quand cette échelle varie. Cependant, dans un tel dispositif de projection à mise au point au- tomatique conventionnel, le matériau photosensible est fixe et la lentille de mise au point et l'image originale bougent ensemble au moyen de cames. Dans ce cas, la fabrication de ces cames est plutôt difficile et coûteuse. En plus, lorsque la lentille de mise au point est remplacée par une autre ayant une dis- tance focale différente, d'autres cames deviennent nécessaires et l'ajustage de la mise au point de la nouvelle lentille est assez compliqué. Par conséquent, la présente invention a donc pour but de fournir un procédé de mise au point automatique dans un dispositif de projection à grandis- sement variable continu, qui pallie tous les inconvénients mentionnés cidessus, et se faisant par une opération rapide, simple, stable et précise. Un autre avantage de la présente invention est de fournir un dispo- sitif de mise au point automatique dans un système de projection à grandissement variable continu alliant tous les inconvénients mentionnés ci-dessus, qui n'uti- lise aucune came, qui est de construction simple et qui permet une mise au point rapide, stable et précise. Selon la présente invention, le procédé de mise au point automati- que, dans un système de projection o l'image originale est projetée sur un ma- tériau photosensible par une lentille de mise au point et o un des trois élé- ments est fixe, les deux autres étant mobiles dans le sens de l'axe optique, est caractérisé en ce que lorsque le grandissement de l'image est changé, l'un des organes mobiles, ayant une vitesse de déplacement supérieure à celle de l'autre organe mobile, est déplacé en avant de l'autre organe mobile, et en ce que l'au- tre organe mobile est déplacé de façon dépendante du premier organe mobile, de sorte que l'image projetée soit constamment focalisée sur le matériau photosen- sible. 2. Selon la présente invention, le dispositif de mise au point automa- tique, dans un système de projection à grandissement variable continu o l'ima- ge originale est projetée sur un matériau photosensible par une lentille de mi- se au point et o un des trois éléments est fixe, les deux autres éléments é- tant conçus pour se déplacer dans le sens de l'axe optique, comprend a) des moyens pour déplacer les deux éléments mobiles, b) des détecteurs pour repérer les positions des deux éléments mobi- les, et c) des moyens de contrôle pour calculer les positions des deux élé- ments mobiles correspondant au grandissement désiré lorsque celui-ci est modi- fié, qui déplace l'un deséléments mobiles ayant une vitesse de déplacement su- périeure à celle de l'autre élément mobile à l'avant de cet autre élément mobile, et qui calcule une position finale dans laquelle l'autre élément mobile doit être amené, cette position dépendant de la position dudit premier élément mobile, le second élément mobile étant amené dans cette position finale d'une façon dépen- dant du mouvement du premier élément mobile, de sorte que l'image projetée soit constamment focalisée sur le matériau photosensible. La présente invention sera mieux comprise en référence à la descrip- tion d'une forme de réalisation préférentielle et au dessin annexé, dans lequel La figure 1 est une vue de côté de la caméra de reproduction, dans laquelle la présente invention est utilisée, La figure 2 est un graphique montrant les variations de distance en- tre le support de film photosensible et le support ou lentille d'une part, et le support de film photosensible et le support d'image d'autre part, en tenant compte du grandissement de projection, La figure 3 est un schéma bloc du circuit de contrôle pour la caméra de la fig. 1, et La figure 4 est un diagramme fonctionnel, illustrant la suite des opérations de la caméra de la fig. 1. En référence au dessin, la fig. 1 montre une caméra de reproduction appliquant le procédé de mise au point automatique dans un système de projection à grandissement variable continu selon la présente invention. Un support de film 1 etdes pieds 2 maintiennent horizontalement un bâti 3. Un support de lentille 4 et un support d'image 5 sont liés de façon mo- bile au bâti 3, à proximité ou à distance du support de film 1. Un film photosensible 6, une lentille de mise au point 7 et une ima- ge originale 8 sont liés respectivement au support de film 1, au support de len- tille 4 et au support d'image 5. Un écrou 9, se trouvant tout en bas du support de lentille 4, est engagé dans une tige filetée 10, qui est fixée au bâti 3 et se prolonge dans la direc- 3. tion longitudinale de l'axe optique de la lentille 7. Une extrémité (côté droit sur la fig. 1) de la tite filetée 10 est couplée au moteur 11, afin de déplacer le support de lentille 4 le long du bâti 3, ce moteur étant monté dans le sup- port du film 1. Un autre écran 12, se trouvant tout en bas du support d'image 5, est engagé dans une autre tige filetée 13, qui est fixée au bâti 3 sous et pa- rallèlement à la tige filetée 10 et se prolonge dans la direction de l'axe opti- que de la lentille 7. Une extrémité (côté droit sur la fig. 1) de la tige file- tée 13 est couplée à un autre moteur 14, pour déplacer le support d'image 5 le long du bâti 3, cet autre moteur étant lui aussi monté sur le support à film 1. Des détecteurs de position 15 et 16 tels qu'un dispositif de codage rotatif sont montés aux autres extrémités (côté gauche de la fig. 1) des tiges filetées 10 et 13. Les détecteursde position 15 et 16 repèrent les positions du support de lentille 4 et du support d'image 5 dépendant du nombre de tours et des angles de rotation des tiges filetées 10 et 13 et des signaux de sortie indiquant la position. Le support de lentille 4 et le support de film 5 sont déplacés à la même vitesse le long du bâti 3 par les moteurs 11 et 14. Les sources de lumière 17, servant à la photographie de la lumière réfléchie par l'image originale8, et une source de lumièrel8, servant à la photo- graphie de la lumière traversant l'image originale 8, sont situées près du sup- port d'image 5. Une unité de commande moteur 19, pour les moteurs Il et 14, est fixée au bâti 3. Des moyens de contrôle 20, avec un tableau de commande 21 et un affichage digital 22 pour le contrôle électronique de l'unité de commande moteur 19 et de la caméra de la fig. 1, se trouvent à côté du support de film 1. Dans la réalisation décrite ci-dessus, si l'on considère que la distance focale de la lentille 7, les distances entre la lentille 7 et l'image originale 8, entre la lentille 7 et le film 6 et le grandissement de projection, sont respectivement désignés par f, a, b, et m, les relations entre ces symbo- les peuvent s'exprimer comme suit: 1 I 1 b a + -- = -f et m = a Dans un système à mise au point automatique à grandissement variable continu, lorsque le grandissement m varie, les équations ci-dessus sont satisfaites et on peut en tirer les équations suivantes: a f (1 +.!)...... (A) m b f (1 + m).................... (B) a + b = f (m + 1 + 2)..........DTD: ..... (C) m..DTD: Les valeurs a, b et a+b, obtenues en fonction des variations de m et par la ré- solution des équations B et C, sont indiquées sur la fig. 2. Il ressort de cette fig. 2 que la vitesse de déplacement du support 4. de lentille 4 est supérieure à celle du support d'image 5 dans le cas d'un agrandissement et vice versa dans le cas d'une réduction comme décrit ciaprès. La vitesse de déplacement du support de lentille 4, c'est-à-dire la pente de la courbe b (sur fig. 2), est obtenue en différenciant l'équation B en fonction de m comme suit db f dm La vitesse de déplacement du support d'image 5, c'est-à-dire la pente de la courbe a+b (sur fig. 2), est obtenue en différenciant l'équation en fonction de m dans l'équation suivante: f m2 - 1 = f et par conséquent 1 - m2 = 1 m2 m2 Une solution existe seulement dans ce cas. L'équation résolue en fonction de m donne: m =--r Ceci veut dire que lorsque le grandissement est plus grand que /1> 12, la vitesse de déplacement du support de lentille 4 est supérieure à celle du support de film 5, et que lorsque ce-grandissement m est plus petit que 1/JC-2, la vitesse de déplacement du support de lentille 4 est inférieure à celle du support de film 5. En conséquence, la caméra montrée sur la fig. 1 est adaptée pour être contrôlée électroniquement, de sorte que lorsque le grandissement de pro- jection m est plus grand que î/d^, le déplacement du support d'image 5 doit dé- pendre du mouvement du support de lentille 4, et que lorsque le grandissement est plus petit que 1/4'-, le déplacement de support de lentille 4 doit dépendre du mouvement du support d'image 5 avec-pour résultat une mise au point automa- tique de l'image du film sur le film photosensible 6, avec un grandissement va- riable continu. Lorsque le grandissement est égal à lîJO-2, l'un ou l'autre du support de lentille 4 ou du support d'image 5 peut être déplacé en liaison avec le déplacement du support image 5 ou du support lentille 4. Le procédé de con- trôle sera décrit en détail dans les lignes suivantes: La fig. 3 montre un circuit de contrôle avec les moyens de contrôle pour la caméra de la fig. 1. Le tableau de commande 21, l'affichage digital 22, les sources de lumière 17 et 18, l'unité de commande moteur 19 à laquelle sont connectés les moteurs 11 et 14 et les détecteurs de position 15 et 16 sont raccordés à une unité centrale de développement 101, ci-après désignée par CPU, par l'intermédiaire d'un interface 102. La fig. 4 montre le diagramme fonctionnel du déroulement des opéra- tions de la caméra de la fig. 1. Cette suite d'opérations sera décrite en rela- tion aux fig. 3 et 4. Sur le tableau de commande 21, un interrupteur 23 est enclenché au retour en position normale ou au point de départ déterminé, par exemple une des 5. extrémités du bâti 3, du-support de lentille 4 et du support d'image 5. Lorsque le grandissement de projection m est prédéterminé, les opé- rations se déroulent comme suit La caméra est mise en fonctionnement "automatique" par un bouton du tableau 21 et le grandissement m est fixé par une touche digitale. Les moyens de contrôle 20 sont alors mis en route. L'unité de contrôle moteur 19 est mise en marche et les supports de lentille 4 et d'image 5 sont positionnés par les moteurs 11 et 14, de façon que l'image originale 8 soit projetée sur le film 6 avec le grandissement prédéterminé m. Dans cette réalisation, lorsque le grandissement est plus grand que 1/dl-2, le support de lentille 4 est placé en avant du support d'image 5, et ce- lui-ci est déplacé en dépendant du support de lentille 4. Au moment Io le sup- port de lentille 4 est déplacé, le détecteur de position 15 repère sa position et envoie son information au CPU 101. Celui-ci calcule alors continuellement le grandissement m correspondant à la position repérée du support de lentille 4, et la position finale à laquelle doit se trouver le support d'image 5 en fonction de ce grandissementsuivant les équations B et C. Lorsque la position finale est différente de la position actuelle du support d'image 5 repérée en même temps par le détecteur de position 16 et le détecteur 15, le support image 5 est déplacé de façon à supprimer cette dif- férence. Etant donné que le grandissement m est plus grand que l/-vr2, la vitesse de déplacement du support image 5 est inférieure à celle du support lentille 4, et lorsque le support image 5 et le support lentille 4 sont déplacés à la même vitesse, le support image 5 peut atteindre la position finale à un moment déter- miné. En conséquence, l'image de film projetée est constamment focalisée sur le film 6 quand le grandissement m varie. Lorsque les supports de lentille 4 et d'image 5 ont atteint les posi- tions finales correspondant au grandissement réglé m, ils s'arrêtent. A ce mo- ment, le grandissement m est affiché sur l'écran 22 et les sources de lumière 17 et 18 sont enclenchées afin de photographier l'image. Lorsque le grandissement prédéterminé m est plus petit que 1/'172, le support d'image 5 est déplacé en avant du support de lentille 4, qui lui se dé- place de façon dépendante du support d'image 5. Dans cette réalisation, les sup- ports d'image 5 et de lentille 4 sont déplacés avec mise au point automatique de l'image du film sur le film 6, de la même manière que décrit ci-dessus. Lorsque le grandissement de projection m n'est pas déterminé et qu'il doit l'être par l'ajustage de l'image 8, l'opération se déroule comme suit: La caméra est mise sur "manuel' par un bouton du tableau de commande 21, et les sources de lumière 17 et 18 sont enclenchées. Puis, pendant que l'on observe l'image du film projetée sur le dé- 6. poli, les supports de lentille 4 et d'image 5 sont déplacés manuellement à l'ai- de de boutons poussoirs du tableau de commande 21, pour agrandir ou réduire l'i- mage du film. A ce moment, l'image film est automatiquement mise au point sur le film 6 comme décrit précédemment, et le grandissement m est affiché sur les moyens d'affichage 22. Quand l'image désirée est obtenue, les supports lentil- le 4 et d'image 5 sont arrêtés afin de permettre la photographie de l'image de film projetée sur le film 6. Dans cette réalisation, la relation entre le déplacement avant, et le dépendance entre le support lentille 4 et le support image 5, sont modifiées à un certain moment par le CPU 101, lorsque le grandissement m est égal à 1/J/-?, de la même manière que décrit plus haut. Quand le grandissement varie d'une fa- çon continue, il n'est pas nécessaire que les supports lentille 4 et d'image 5 reviennent à leur position normale, sauf lorsque le bouton d'enclenchement est enclenché. Quand la lentille de mise au point 7 est remplacée par une autre, sa distance focale est rentrée dans le CPU 101 qui contrôle les opérations auto- matiquement. Dans cette réalisation décrite ci-dessus, bien que le support de film 1 soit fixé et que les supports de lentille 4 et d'image 5 soient mobiles, l'un ou l'autre des supports lentille 4 ou d'image 5 peut être, toujours dans le cadre de la présente invention, fixé et les deux autres supports étant mobiles. Lorsque le support image 5 est fixe, des calculs sont exécutés en fonction de a+b, de la même manière que décrits ci-dessus. Dans ce cas, la rela- tion déplacement avant et la dépendance entre le support de film 1 et le sup- port lentille 4 sont changées, lorsque le grandissement m est égal à 1/ Quand le grandissement m est plus grand que./i, le support de film 1 est dé- placé en avant du support lentille 4 qui lui est déplacé en dépendance du sup- port de film 1 et vice versa. Lorsque le support lentille 4 est fixe, les calculs sont exécutés en fonction de a et de b, de la même manière que décritci-dessus, et la rela- tion du déplacement avant et la dépendance entre le support de film 1 et le support d'image 5 sont changés quand le grandissement est égal à 1. Quand le grandissement m est plus grand que 1, le support de film 1 est déplacé en avant du support d'image 5, qui lui est déplacé en dépendance du support du film 1 et vice-versa. Bien que la présente invention soit décrite en référence à un e- xemple de réalisation préféré, diverses modifications évidentes pour l'homme de l'art peuvent être entreprises sans que l'on ne dépasse le cadre de cette invention. 7. REVENDICATIONS 1. Procédé de mise au point automatique pour un dispositif de projec- tion à grandissement variable en continu, dans lequel une image originale est projetée sur un matériau photosensible par une lentille de mise au point, et dans lequel un de ces trois organes est fixe, tandis que les deux autres organes sont agencés pour pouvoir se déplacer le long de l'axe optique, caractérisé en ce que lorsque le grandissement de l'image est changé, l'un des organes mobiles, ayant une vitesse de déplacement supérieure à celle de l'autre organe mobile, est déplacé en avant de l'autre organe mobile, et en ce que l'autre organe mobi- le est déplacé de façon dépendante du premier organe mobile, de sorte que l'ima- ge projetée soit constamment focalisée sur le matériau photosensible. -2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le matériau photosen- sible est fixe, et dans lequel, lorsque le grandissement est au moins égal à _ la lentille de mise au point est déplacée à l'avant de l'image originale, et l'image originale est déplacée de façon dépendante par rapport à la lentille de mise au point, et dans lequel, lorsque le grandissement est inférieur à Mûr, l'image originale est déplacée devant la lentille de mise au point et la lentille de mise au point est déplacée de façon dépendante par rapport à l'image originale. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'image originale est fixe, et dans lequel, lorsque le grandissement est au moins égal à 4a, le maté- riau photosensible est déplacé à l'avant de la lentille de mise au point, et la lentille de mise au point est déplacée de façon dépendante par rapport au maté- riau photosensible, et lorsque le grandissement est inférieur à 4-, la lentille de mise au point est déplacée à l'avant du matériau photosensible, et le matériau photosensible est déplacé de façon dépendante par rapport à la lentille de mise au point. 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la lentille de mise au point est fixe, et dans lequel, lorsque le grandissement est au moins égal à un, le matériau photosensible est déplacé à l'avant de l'image originale, et l'i- mage orginale est déplacée de façon dépendante par rapport au matériau photosen- sible, et lorsque le grandissement est inférieur à un, l'image originale est dé- placée à l'avant du matériau photosensible, et le matériau photosensible est dé- placé de façon dépendante par rapport à l'image originale. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'image originale, le matériau photosensible et la lentille de mise au point sont maintenus par des dispositifs de fixation respectifs. 6. Dispositif de focalisation automatique pour un dispositif de projec- tion à grandissement variable en continu, dans lequel une image originale est projetée sur un matériau photosensible par une lentille de mise au point, et dans 39 lequel un de ces trois organes est fixe, tandis que les deux autres organes sont 8. agencés pour pouvoir se déplacer le long de l'axe optique, caractérisé en ce qu'il comporte: a) des moyens pour déplacer les deux organes mobiles, b) des détecteurs pour repérer les positions des deux organe mobi- les, et c) des moyens de contrôle pour calculer les positions des deux organes mobiles correspondant au grandissement désiré lorsque celui-ci est modifié, qui déplace l'un des organes mobiles ayant une vitesse de déplacement supérieure à celle de l'autre organe mobile à l'avant de cet autre organe mobile, et qui cal- cule une position finale dans laquelle l'autre organe mobile doit être amené, cette position dépendant de la position dudit premier organe mobile, le second organe mobile étant amené dans cette position finale d'une façon dépendant du mouvement du premier organe mobile, de-sorte que l'image projetée soit constam- ment focalisée sur le matériau photosensible. 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel le matériau photo- sensible est fixe, et dans lequel les moyens de contrôle sont agencés pour con- trôler que, lorsque le grandissement est au moins égal à 1, la lentille de mise au point puisse être déplacée à l'avant de l'image originale, et l'image origi- nale puisse être-déplacée de façon dépendante par rapport à la lentille de mise au point, et lorsque le grandissement est inférieur à ^^, l'image originale puisse être déplacée à l'avant de la lentille de mise au point, et la lentille de mise au point puisse être déplacée de façon dépendante par rapport à l'image originale. 8. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel l'image originale est fixe, et dans lequel les moyens de contrôle sont agencés de telle manière que, lorsque le grandissement est au moins égal à a, le matériau photosensible puisse être déplacé à l'avant de la lentille de mise au point, et que la lentil- le de mise au point puisse être déplacée de façon dépendante par rapport au ma- tériau photosensible, et que lorsque le grandissement est inférieur à %7, la lentille de mise au point puisse être déplacée à l'avant du matériau photosen- sible, et que le matériau photosensible puisse être déplacé de façon dépendante par rapport à la lentille de mise au point. 9. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel la lentille de mise au point est fixe, et dans lequel les moyens de contrôle sont agencés de telle manière que, lorsque le grandissement est au moins égal à un, le matériau photo- sensible puisse être déplacé à l'avant de l'image originale, et l'image origi- nale puisse être déplacée de façon dépendante par rapport au matériau photosen- sible, et que lorsque le grandissement est inférieur à un, l'image originale puisse être déplacée à l'avant du matériau photosensible, et que le matériau photosensible puisse être déplacé de façon dépendante par rapport à l'image 9. originale. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, dans lequel l'image originale, de matériau photosensible et la lentille de mise au 4 point sont maintenus par des supports respectifs.