Brevet FR2486667A1 — publié le 19820115

La présente invention concerne une caméra de prise de vues avec variation de la distance focale de l'objectif, et plus particulièrement une caméra de prise de vues dans laquelle la vitesse de variation de la distance focale de l'objectif ou de changement de plan, réglée par l'opérateur, est maintenue constante. En rapport avec le récent développement remarquable des caméras vidéo dans les écoles, les usines,les hôpitaux et dans les habitations privées, on en est venu à exiger 1.0 des objectifs de prise de vues de ces caméras des valeurs élevées de grossissement lors du changement rapide de plan égales par exemple à trois, six et dix, et en outre on a également accéléré l'opération de changement de plan en mettant en oeuvre un changement de plan actionné 1.5 par voie électrique. Il en résulte que ces objectifs de prise de vues se sont rapprochés du point de vue fonctionnel de la'spécifi- cation des objectifs de changement de plan ou zooms montés sur des caméras légères utilisées jusqu'alors dans les sta- tions de radiodiffusion pour la collecte des nouvelles informations ou pour la photographie auxiliaire de scènes ou analoguesalors que, d'autre part, on est en présence d'exigences sévères considérables quant au coût de ces caméras étant donné qu'elles sont destinées à être utilisées par le grand public. De même en ce qui concerne l'exigence requise concer- nant un zoom électrique, non pas la commande marche-arrêt comme dans le cas de caméras cinématographiques à films de 8mm, mais la spécification selon laquelle la vitesse de la variation de - distance focale de l'objectif ou vitesse de changement de plan est contineument variable et selon laquel- le l'ensemble de la gamme d'actionnement du zoom est au minimum de trois secondes et au maximum de 30 secondes ou 60 secondes, valeur comparable à celle du zoom pour station de radiodiffusion, doit être réalisée inévitablement dans des conditions limitées. - 2 - Une modification de la vitesse de variation de la distance focale peut être simple à réaliser par modifi- cation de la tension appliquée au moteur, comme cela est représenté sur la figure lA des dessins annexés à la présente demande. Cependantla suppression de l'irrégularité du cou- ple du zoom, qui fournit la charge du moteursest difficile dans la pratique étant donné qu'elle est limitée par la précision de fabrication du mécanisme de déplacement de la lentille mobile pour réaliser le changement de plan, et par la douceur de la came de commande, et le couple est également fortement affecté par la position de la caméra lorsqu'elle est dirigée sur un objet devant être photographié. Par conséquent, en particulier pendant la réalisa- tion d'une variation lente de la distance focale de l'objec- tif, l'irrégularité de la vitesse est visible et il se présente un problème dans le fait que, lorsqu'il existe une variation du couple au voisinage d'un point P sur la figure IA, le changement rapide de plan s'arrête à mi-chemin. Au contraire,dans les caméras destinées à être utilisées dans les stations de radiodiffusion, les incon- vénients mentionnés ci-dessus sont résolus grâce à l'utili- sation d'un moteur muni d'un générateur tachymétrique, et la réaction caractéristique de vitesse fournie par le générateur tachymétrique et un servo-amplificateur est telle que, comme cela est représenté sur la figure IB des dessins annexés à la présente demande, la zone stable de vitesse pour la variation du couple lors d'une vitesse faible est étendue et il devient possible de réaliser un entraînement à vitesse presque infiniment faible, mais cette vitesse est réglée dans une certaine plage pratique de valeurs sous l'influence de la résolution du générateur tachymétrique et de la stabilité du circuit. La figure 2 des dessins annexés à la présente demande montre un exemple du circuit classique d'attaque, dans lequel la réaction de vitesse est réalisée à l'aide - 3 - d'un générateur tachymétrique 5. Par l'intermédiaire d'un potentiomètre et d'une résistance variable i raccordée à un commutateur du type à bascule pour la commande de la varia- tion de la distance focale, non représenté, une instruction de direction dans la position téléobjectif (TELE) ou dans la direction grand angle (GRAND ANGLE) et une tension de commande de vitesse sont appliquées à un amplificateur 3, mais la tension est réglée à zéro au niveau du point neutre du commutateur du type à bascule. Un moteur 4, associé de jofaçon opérationnelle à un mécanisme de modification de la distance focale, est entraîné en rotation sous l'action du signal de sortie de l'amplificateur 3, et une tension de pha- se opposée, produite par le générateur tachymétrique 5 raccordé au moteur.4, est appliquée à un circuit addition- j15neur 2. qui a pour effet que toute irrégularité de rotation provenant d'une variation du couple de la charge est absorbée de manière à assurer la stabilisation de la vitesse. La référence Vcc désigne une source de tension constante. Un problème particulier concernant le circuit d'atta- que utilisant un tel générateur tachymétrique est la chèreté du générateur tachymétrique lui-mêmeet en outre, pendant un déplacement à vitesse faible, une fluctuation de vitesse peut être provoquée par la résolution du dipôle du générateur tachymétrique. Un objet de la présente invention est d'empêcher que la vitesse du changement de plan ou de modification de la distance focale de l'objectif s'écarte d'une vitesse réglée. Un second objet de la présente invention est d'empêcher toute variation de la vitesse en particulier pendant un chan- gement de plan à vitesse lente. Un troisième objet de la présente invention est de fournir un circuit bon marché de commande de la vitesse. La présente invention ressortira de façon détaillée de la description qui va suivre considérée en référence aux 3_ dessins annexés, sur lesquels: les figures lA et 1B, déjà citées, sont des graphiques vitesse de rotation-couple; - 4 - la figure 2, mentionnée précédemment, est un schéma d'un circuit électrique classique de l'art antérieur; la figure 3 représente un schéma d'un exemple spéci- fique d'un appareil d'un circuit électrique conforme à l'invention; la figure 4 est un schéma d'un exemple spécifique du circuit électrique; et les figure 5A et 5B représentent des formes d'ondes de tension du moteur de l'appareil; Sur la figure 3, qui représente une forme de réalisation de la présente invention, on a représenté une résistance variable 1, un circuit additionneur 29 un amplificateur 3 et un moteur 4 raccordés à un commutateur du type à bascule, qui sont similaires aux différents éléments représentés sur la figure 2. La lentille de miise au point 10, un variateur (lentil- le à distance focale variable) 11, un compensateur (lentille de compensation du déplacement du plan image) 12 et une lentille relais 13 forment ensemble un zoom. La référence 14 désigne un tube photographique La référence 15 désigne un cylindre à came de commande pour la modification de la distance focale. Le déplacement du variateur 11 et du compen- sateur 12 peut être commandé par l'intermédiaire d'une gorge formant came et ménagée dans le cylindre à came. Un engrenage 16 fixé au cylindre à came 15 engrène avec un pignon 17 accouplé au moteur 4 de sorte que, lorsque ce dernier est en rotation, le cylindre a came 15 tourne, ce qui entraîne une modification de la distance focale entre les positions TELEGRAND ANGLE.Un autre pignon 18 est fixée à la tige de réglage (non représentée) d'une résistance variable 1r du type rhéostat rotatif' et la tige de réglage provoque le glisse- ment d'un curseur 19a depuis une extrémité jusqu'à l'autre extrémité d'une résistance 19bo Une tension constante Vcc est appliquée à la résistance 19b et par conséquent,cette tension est modifiée de façon continue au cours du adépla- cement du curseur 19a et, si la vitesse de rotation relati- ve -e rég!-eest constante, la tension sera modifiée doucement dans une proportion prédéterminée. C'est à dire que, étant donné que le pignon 18 engrène avec l'engrenage 16, le signal de sortie de la résistance variable 19 est en relation prédéterminée avec la vitesse de rotation du moteur 4 ou avec l'angle de rotation du cylindre à came.15. Un circuit différenciateur 20 comporte un condensateur C1 et une résistance R1 et a pour rôle de réaliser une différenciation du signal de sortie de la résistance variable 19 et d'appli- quer ce signal au circuit additionneur 2 de l'amplificateur 3, avec la phase opposée. Le potentiel VR2 est proportionnel à un angle e et par conséquent le résultat obtenu par différenciation de ce potentiel est une vitesse angulaire de/ dt = X et joue le même rôle qu'un signal provenant d'un générateur tachymétrique. On notera que l'angle peut être quelquefois remplacé par une longueur de trajet recti- ligne. Dans le dispositif décrit précédemment, lorsque la résistance variable 1 est régléeet que le moteur 4 est piloté par l'intermédiaire de l'amplificateur 3, le cylindre à came 15 est entraîné en rotation par les engrenages 17 et 18 de manière à déplacer le variateur 11 et le compensateur 12, ce qui réalise la modification de la distance focale. Si, à ce moment là, le couple fluctue et par exemple un couple supérieur au couple usuel est appliqué, ceci aura pour effet que la vitesse de modification de la distance focale sera réduite, mais, dans la présente forme de réalisation, la résistance variable 19 et le circuit de différenciation absorbent cette fluctuation au moyen des engrenages 16 et 18. C'est à dire que, lorsque la direction et la vitesse de modification de la distance focale vers GRAND ANGLE ou TELE sont réglées par l'opération de changement de plan, le moteur 4 tourne dans la direction réglée à une vitesse réglée et le pignon 18 est entraîné également en rotation par l'intermédiaire du train d'engrenages 17,16. Par conséquent, le curseur 19a glisse sur la résistance 19b à une vitesse adaptée à la vitesse de modification de la distance focale et par conséquentp la tension prélevée du - 6 - curseur 19a augmente ou diminue selon une proportion pré- déterminée. Cependant,si larésistance,à laquelle le cylin- dre à came est soumis lorsqu'il tourne, varie, la vitesse de rotation du pignon 18 variera et la tension de sortie sera modifiée. Le circuit différenciateur 20 détecte une telle variation de la tension et applique un signal d'accé- lération au circuit additionneur 2, de sorte que la vitesse de rotation du moteur 4 est accrue et maintenue en réalité à une valeur prédéterminée. La figure 4 représente un exemple plus spécifique du circuit électrique. Sur cette figure, une résistance variable 1 et un moteur 4 sont analogues à ceux décrits précédemment et la référence 19' désigne une résistance du type rhéostat rotatif qui fournit une contre-réaction avec la direction TELE-GRAND ANGLE en opposition de phase par rapport à la résistance variable 1. C1 désigne un condensateur non polaire pour la différenciation et R1 désigne une résistance fixe pour la différenciation. Un point m désigne un circuit additionneur câblé et les am- plificateurs 21a et 21b (A/2 + A/2) forment ensemble un amplificateur A. Les références R3 et RI désignent des résistances permettant de régler le potentiel du point neutre de la résistance variable 1, et R5 R6 et R7 désignent des résis- tances pour régler le gain de l'amplificateur, tandis que C2 et C3 désignent des condensateurs supprimant les oscil- lations. Etant donné que l'impédance de charge (dans ce cas c'est l'impédance du circuit additionneur) est finie, on peut considérer que la tension de contre-réaction -a est proportionnelle à la tension Vcc appliquée à la résis- tance variable 19' et au condensateur C1 et est inversement proportionnelle à la résistance fixe R1 et à l'impédance Z du point neutre. De même,de façon synthétique, la surface optimum est déterminée par l'équilibre entre la gain de l'amplificateur -7 - et la stabilité du système et, à titre d'exemple, on choi- sit pour le condensateur C1 la capacité de 1F - 4,71iF, étant donné que le condensateur C1 est non polaire et que les formes d'ondes différenciées symétriques + et - sont requises. De même, si l'on prévoit un amplificateur destiné exclusivement à être utilisé pour -a, il est possible de rendre faible la constante de temps du condensateur Ci et de la résistance R1, mais il faut prendre en compte le nombre des pièces du circuit et l'accroissement du courant réactif consommé. Lorsque l'interrupteur principal est fermé, le phénomène se produisant est l'application d'un courant de charge au condensateur de différenciation C1 en vue d'exciter momentanément le moteur, mais ceci ne pose aucun problème d'utilisation et par conséquent, dans presque tous les cas, l'adjonction d'un circuit permettant d'empê- cher un tel phénomène au stade initial est inutile. Si l'opération de modification de la distance focale est effectuée en utilisant le circuit décrit, un courant possédant une forme d'onde telle que celle représentée sur la figure SA par exemple est envoyé au moteur 4, mais une telle fluctuation de la tension a été produite comme résultat de la réaction destinée à annihiler la fluctuation de couple du mécanisme de modification de la distance focale et finale- mentune commande de vitesse constante devient possible. Si la réaction de vitesse n'est pas réalisée et si une ten- sion constante telle que celle représentée sur la figure SB est envoyée au moteur 4, la vitesse de modification de la distance focale fluctue en même temps que la variation du cou- ple. La présente invention peut être également appliquée à d'autres commandes qu'à la commande de changement de plan ou modification de la distance focale. L'appareil selon la présente invention, que l'on vient de décrire, peut être constitué par des composants électriques bon marché, ce qui conduit à une réduction importante du coût par rapport à l'utilisation d'un généra- teur tachymétrique, et il est possible non seulement - 8 - d'obtenir un effet équivalent à celui du générateur tach.y- métrique, mais aussi d'éliminer toute fluctuation pouvant intervenir-dans le générateur tachymétrique en fonction de la résolution, lorsque la vitesse est très faible. - 9 - REVENDICATIONS 1. Caméra de prise de vues, caractérisée en ce qu'elle comporte un système optique formant objectif (10,11,12,13) et possédant plusieurs ensembles mobiles (11,12), des moyens de commande (15,16,17,18) permettant de commander le dépla- cement desdits ensembles (11,12), pour modifier la distance focale de l'objectif, un dispositif électrique(4)pour entraîner lesdits moyens de commande, un convertisseur (19, 19')accouplé au dispositif électrique (4) pour convertir le déplacement des moyens de commande (15,16,17,18)en une variation de tension, et un circuit différenciateur(20) pour réaliser la différenciation de la variation de tension et envoyer le signal obtenu au dispositif électrique (4> 2. Caméra de prise de vues selon la revendication 1, caractérisée en ce que le convertisseur 19, 19')est une résistance du type rhéostat rotatif à laquelle est appli- quée une tension prédéterminée et qui possède une tige de réglage. 3. Caméra de prise de vues selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de commande (15, 16, 17, 18)comportent une came(15)qui est contactée par lesdits ensemblesmobiles (11,12). 4. Caméra de prise de vues selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens(1) de réglage permettant de régler la vitesse de rotation du dispositif électrique(4),un circuit additionneur (2,m) pour effectuer la somme du premier signal de sortie du circuit différenciateur(20)et du second signal de sortie des moyens de réglage (1 et un circuit amplificateur(3, 21a, 21b) permettant d'amplifier le troisième signal de sortie du circuit additionneur(2,m)et d'appliquer le signal amplifié au dispositif électrique (4). 5. Caméra de prise de vues selon la revendication 4, - 10 - caractérisée en ce que le circuit additionneur(2,m)est constitué par des fils connectés ensemble. 6. Caméra de prise de vues selon la revendication 4, caractérisée en ce que le circuit amplificateur(21a, 21b)se compose de deux amplificateurs montés symétrique- ment.