Brevet FR2495419A1 — publié le 19820604

La présente invention concerne un perfectionnement apporté au dispositif de verrouillage d'exposition d'une caméra vidéo, d'une caméra de télévision ou d'un moyen analogue possédant un dispositif de commande automatique d'exposition. Certaines caméras vidéo ou des moyens analogues pos- sèdent un dispositif de commande automatique d'exposition pour pro- duire une valeur d'exposition correcte à tout instant et, dans de nombreux cas, ce dispositif de commande automatique d'exposition est extrêmement utile. Toutefois, dans certains cas, comme par exemple lorsque l'image d'un objet à photographier présente une taille et une position qui varient, par exemple par effet de travel- ling, il arrive parfois qu'une exposition correcte ne puisse être obtenue pour l'objet par le fait que le fonctionnement du circuit de commande d'exposition est altéré par le niveau de lumière entourant l'objet à photographier. Plus particulièrement, par exemple, si l'on prend une image d'un sujet, tel qu'une personne, contre la lumière de façon que l'image du sujet remplisse le plan, puis que l'on contracte la repré- sentation du sujet par effet de travelling, il apparaît un environne- ment plus brillant autour du sujet. Le circuit d'exposition réagit alors à cet environnement plus brillant, ce qui a pour effet de faire paraître le sujet plus sombre. Si, dans un tel cas, il était possible d'effectuer le travelling tout en maintenant la valeur initiale d'exposition, on pourrait alors éliminer l'inconvénient mentionné ci-dessus. On va d'abord décrire, en relation avec les figures 1 et 2, un dispositif classique de commande automatique d'exposition. La figure 2 est un schéma de principe montrant un iris automatique d'une caméra de télévision. Le mécanisme de diaphragme automatique 10 de la figure 2 est présenté sur la figure 1 de manière détaillée. On donne brièvement le fonctionnement de l'iris automatique de la figure 2. De la lumière traversant une lentille 9 forme une image sur la surface de captation d'image d'un élément 11 de captation d'image par l'intermédiaire du mécanisme de diaphragme automatique 10 et est transformée en un signal électrique par l'élément 11. Le signal électrique est amplifié à un niveau nécessaire par un circuit amplificateur vidéo 12. L'amplitude du signal ainsi amplifié est mesurée par un circuit détecteur de niveau 13 et est appliquée à un circuit amplificateur de comparaison 14, o il est comparé a une valeur d'exposition voulue, et la différence entre eux est amplifiée. Le signal de sortie du circuit 14 est appliqué via un commutateur 15 de commutation'fonctionnement normal-verrouillagd'au mécanisme de diaphragme automatique 10, si bien que le diaphragme est amené à produire la valeur d'exposition voulue. Le mécanisme de diaphragme automatique 10 est présente en détail sur la figure 1. Du courant appliqué à des conducteurs 8 fait qu'un moteur 4 d'entraînement de diaphragme produit un couple permettant d'actionner des lames 1 d'ouverture. L'arbre de sortie du moteur 4 d'entraînement de diaphragme est couplé à un bras 3 d'inter- verrouillage et à une grande poulie 5. Le bras d'interverrouillage 3 est relié, via une tige, à un levier 2 d'entratnement de diaphragme, de sorte que le déplacement horizontal du bras 3 ouvre ou ferme les lames d'ouverture 1 de manière à commander la valeur d'ouverture. Plus spécialement, une tension mesurée par le circuit 13 détecteur de niveau est comparée avec la valeur voulue dans le circuit ampli- ficateur de comparaison 14. Lorsque, en conséquence de la comparai- son, il est déterminé que la tension est plus grande que la valeur voulue, les lames d'ouverture 1 se ferment;.et, lorsque la tension est plus petite, les lames d'ouverture 1 s'ouvrent, si bien que la commande automatique se règle sur une valeur d'exposition correcte à tout instant. Avec le dispositif classique, le verrouillage de l'exposition s'effectue de la manière suivante. Lorsqu'une valeur d'exposition correcte a été obtenue pour un sujet à photographier, une petite poulie 6 est déplacée en direction de la flèche en même temps qu'un bouton 7, jusqu'à ce que la poulie vienne en contact avec la grande poulie 5. Dans le même temps, on ouvre le commutateur et on fixe le bouton 7, en résultat de quoi l'état d'exposition est en état de verrouillage. Si l'on tourne le bouton 7 de manière à faire tourner l'arbre de sortie du moteur 4, alors on peut manoeuvrer manuellement le diaphragme. Toutefois, le dispositif classique de commande auto- matique d'exposition ainsi conçu présente certains inconvénients. (1) Les parties mécaniques telles que la grande poulie 5, la petite poulie 6 et le bouton 7 de commande manuelle d'ouverture sont néces- saires pour le verrouillage d'exposition et, par conséquent, la posi- tion du bouton de verrouillage d'exposition est limitée. (2) Puisque la force de frottement entre la grande et la petite poulie est uti- lisée, le dispositif classique est susceptible de se détériorer avec la temps. Sur cette base, un but de l'invention est de proposer un dispositif de verrouillage d'exposition dans lequel, même lorsque la représentation du sujet subit des modifications de taille et de position, il peut être obtenu une exposition correcte pour le sujet à tout instant. En résumé, ce but est atteint selon l'invention au moyen d'un circuit de maintien de tension placé entre la sortie du circuit de détection de niveau et l'entrée du circuit amplificateur de comparaison dans ce circuit de commande d'exposition classique. Le circuit de maintien peut sélectivement laisser passer le signal de sortie du détecteur en vue de réaliser une commande d'exposition automatique, ou bien maintenir le signal de sortie afin de fixer le - niveau d'exposition. On peut utiliser une source de tension manuelle- ment ajustable comme source de référence pour le comparateur afin de permettre un ajustement manuel de la valeur d'exposition après l'entrée en service du circuit de maintien. La description suivante, conçue a titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels la figure 1 est une vue en perspective d'un mécanisme de diaphragme automatique, la figure 2 est un schéma-de principe montrant un circuit automatique de commande d'exposition classique; la figure 3 est un schéma de principe montrant un circuit de commande automatique d'exposition d'un iris automatique, auquel le concept technique de l'invention a été appliqué; la figure 4 est un schéma de montage montrant un cir- cuit de maintien; et la figure 5 est un schéma de principe montrant un circuit de commande automatique d'exposition fonctionnant selon un système de commande automatique de sensibilité, auquel le concept technique de l'invention a été appliqué. On va maintenant présenter un mode de réalisation de l'invention, dans lequel la position de montage n'est pas du tout limitée et le fonctionnement est stable. La figure 3 est un schéma de principe d'un dispositif de commande automatique d'exposition selon l'invention. Sur les figures 3 et 2, les parties identiques sont désignées par des numéros de référence identiques, c'est-à-dire que les composants ayant les mêmes numéros de référence sur les figures 3 et 2 ont les mêmes fonc- tions. Toutefois, il faut noter que le mécanisme de diaphragme auto- matique selon l'invention ne comporte pas-de composants 5, 6 et 7 de la figure 1 (qui ne sont pas nécessaires). Le traitement de la lumière reçue par la lentille au moyen des circuits 10 à 13 de la figure 3 est identique & celui de la figure 2. La tension détectée par le circuit 13 de détection de niveau est appliquée à un circuit de maintien 16. Le circuit de main- tien possède deux modes de fonctionnement, à savoir un mode de main- tien et un mode de simple tampon que l'on peut commuter au moyen d'un commutateur 17. Un exemple de circuit de maintien 16 est présenté sur la figure 4. Le circuit de maintien de la figure 4 est un circuit classique, et son fonctionnement sera brièvement décrit. Un amplifi- cateur opérationnel IC possède une borne d'entrée de non-inversion qui est utilisée comme borne d'entrée du circuit de maintien dans ce cas. La sortie de l'amplificateur opérationnel IC est connectée à la grille d'un transistor Q2 via un transistor Q1 servant de commutateur analogique. Le transistor Q2 fonctionne comme un circuit à source suiveuse. Un point de connexion entre la résistance de charge R3 du transistor Q2 et la source du transistor Q2 constitue la borne de sortie du circuit de maintien. La borne de sortie est connectée à la borne d'entrée d'inversion de l'amplificateur opérationnel IC. Lorsque le commutateur 17 est ouvert, la cathode d'une diode D est connectée via une résistance R2 à une source d'alimentation B+, si bien qu'aucun courant ne circule dans la diode D; celle-ci est non conductrice. Dans ce cas, la source et le drain du transistor Q1 sont à la même tension; ainsi la source et le drain sont en relation de conduction électrique. Par conséquent, une boucle de réaction IC-Q1-Q2-IC est formée, de sorte que la borne d'entrée et la borne de sortie sont à la même tension, le circuit de maintien faisant simplement fonction de circuit tampon. Ainsi, le circuit de la figure 3 fonctionne comme un circuit ordinaire de commande automatique d'exposition. Lorsque le commutateur 17 est fermé, la cathode de la diode D est reliée au potentiel de la terre. Ainsi, une importante tension est appliquée dans le sens non passant à la grille du tran- sistor Q1, et la résistance existant entre la source et le drain devient extrêmement élevée. Par conséquent, la charge appliquée sur un condensateur C est maintenue au niveau de tension appliquée immé- diatement avant la fermeture du commutateur 17. Si le circuit de la figure 4 est utilisé comme circuit de maintien 16 sur la figure 3, et si le commutateur 17 est fermé pour maintenir la tension de sortie du circuit de maintien 16, alors les lames d'ouverture 1 du mécanisme de diaphragme automatique 10 peuvent être maintenues fixes, c'est-a-dire que l'on obtient un verrouillage de l'exposition. En d'autres termes, puisque le moteur 4 d'entra!ne- ment de diaphragme actionne les lames d'ouverture 1 selon la tension qui lui est appliquée, les lames 1 peuvent être maintenues fixes par la fixité de la tension appliquée. Ainsi, si l'opérateur souhaite ensuite modifier la valeur d'exposition, il suffit de modifier la tension de référence appliquée au circuit comparateur 14 pour indi- quer la valeur d'exposition voulue, auquel cas la tension appliquée au moteur d'entraînement 4 varie, si bien que la valeur d'ouverture varie. Ainsi, de cette manière, la valeur d'ouverture peut être modi- fiée manuellement par actionnement du potentiomètre présenté sur la figure 3. L'invention a été décrite en relation avec un iris automatique; toutefois, on peut obtenir les mêmes effets avec une caméra utilisant un système de commande d'exposition par commande automatique de sensibilité en incorporant ce circuit de maintien dans le circuit de commande d'exposition. Dans un système à commande auto- matique de sensibilité, la tension de cible d'un tube a rayon catho- dique ou d'un moyen équivalent subit une modification de manière à faire varier la sensibilité du tube et, par conséquent, à commander l'exposition. Ainsi, si la tension de sortie du circuit détecteur de niveau est maintenue de la manière préconisée selon l'invention, alors la tension de cible de l'élément de captation d'image peut être facilement verrouillée, de sorte que l'exposition peut être verrouillée. Un exemple d'un tel système est présenté sur la figure 5. Le circuit de la figure 5 diffère du circuit de la figure 3 par le seul fait qu'un circuit 18 de commande de tension de cible est en outre prévu. Dans le circuit 18 de commande de tension de cible, le signal de sortie d'un circuit amplificateur de comparaison 14, analogue à celui de la figure 3, subit une inversion, et une tension présentant une polarisation appropriée est délivrée. Une tension de cible VT est commandée par le circuit 18 de commande de tension à l'aide de résistances 19 et 20, de sorte que l'on obtient une valeur correcte d'exposition. Ce type de fonctionnement est bien connu et ne nécessite pas d'autres explications. Comme cela apparaît clairement de la description donnée ci-dessus, lorsqu'on le compare avec le dispositif de verrouillage d'exposition classique, qui nécessite des pièces mécaniques se dété- riorant avec le temps et qui ne peut réaliser de verrouillage d'expo- sition que pour l'iris automatique, le dispositif de verrouillage et d'exposition de l'invention présente un montage de circuit simple et fonctionne de manière stable. Le dispositif de verrouillage d'exposition s'applique non seulement à l'iris automatique, mais aussi au système de commande automatique de sensibilité. Ainsi, la gamme d'application du dispositif de verrouillage d'exposition est plus large. Les effets d'utilisation pratique du dispositif de ver- rouillage d'exposition de l'invention doivent donc être fortement appréciés. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imagi- ner, à partir du dispositif dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes 7. ' et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. Par exemple, les composants R1, Q1 et D de la figure 4 ne sont donnés qu'A titre d'illustration, et il est clair que l'on pourrait employer n'importe lequel de divers commutateurs simples. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif de commande d'exposition pour caméra, le dispositif de commande étant du type possédant un moyen de conversion (9, 10, 11) qui transforme la lumière reçue par la caméra en signaux électriques, un moyen de détection (12, 13, 14) qui mesure la valeur desdits signaux électriques et produit un signal de commande en fonction de la différence entre ladite valeur et une valeur voulue, et un moyen de commande (15, 10; 18, 19, 20) qui ajuste le niveau d'exposition en fonction de la valeur dudit signal de commande de manière à réaliser une correction automatique d'exposition, le dis- positif étant caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen de maintien (16, 17) sélectivement actionnable par l'opérateur pour maintenir la valeur dudit signal de commande de manière à interrompre ladite correction d'exposition automatique. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de détection comprend un détecteur de niveau (13) qui produit un signal de sortie représentant le niveau lumineux reçu de l'image et un moyen de comparaison (14) qui compare ledit signal de sortie du détecteur de niveau avec un signal de référence représentant un niveau de signal voulu et qui produit ledit signal de commande en fonction de la différence existant entre eux, ledit moyen de maintien comprenant un circuit de maintien (16) connecté entre le détecteur de niveau et le-moyen de comparaison et sélecti- vement actionnable pour laisser passer le signal de sortie du détec- teur de niveau existant jusqu'au moyen de comparaison ou pour main- tenir une valeur précédente dudit signal de sortie du détecteur de niveau et fournir ladite valeur maintenue au moyen de comparaison. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de maintien, lorsqu'il est actionné, maintient la valeur de son signal de sortie à la valeur du-signal de sortie du détecteur de niveau existant à l'instant d'actionnement. 4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caracté- risé en ce qu'il comprend en outre un moyen permettant d'ajuster manuellement le signal de commande après la mise en service dudit moyen de maintien. 5. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen permettant d'ajuster ledit signal de référence tandis que le circuit de maintien fournit ladite valeur maintenue au moyen de comparaison afin de permettre d'ajuster manuel- lement ledit niveau d'exposition. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen de commande comprend un diaphragme réglable (10). 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen de conversion comprend un détecteur (11) d'image élec- tronique et en ce que le moyen de commande comprend un moyen (18, 19, ) qui ajuste les caractéristiques de réponse du détecteur d'image.