Brevet FR2503958A1 — publié le 19821015

1. La présente invention concerne un dispositif et un procédé de transmission d'ondes ultrasonores Plus par- ticulièrement, la présente invention concerne un émetteur ultrasonique pour dispositif de mise au point automatique incorporé à un appareil de production d'images. Les dispositifs classiques de mise au point auto- matique utilisant des ondes ultrasonores pour la mesure des distances comprennent, en général, un moyen permettant d'émettre des ondes ultrasonores pendant une durée spécifiée de faible valeur et de recevoir des ondes ultrasonores réfléchies,un moyen de traitement destiné à produire un signal de comman- de répondant à la durée du trajet des ondes ultrasoniques entre le moyen d'émission et leur retour au moyen de récep- tionet d'autre part, un moyen de mise au point automatique permettant de déplacer des lentilles en réponse au signal de commande généré en provenance du moyen de traitement Lors- que de tels dispositifs de mise au point automatique sont utilisés pour le contrôle de la position d'objets en mouve- ment permanent, par exemple, dans une caméra vidéo, il est nécessaire qu'ils procèdent continuellement au contrôle de la position de mise au point des lentilles sur la base d'une mesure de distance effectuée en continu La description suivante concernera des caméras vidéo et sera donnée à titre 2503 958 2. d'exemple des problèmes de bruit soulevés par un moyen de production d'images. La présente invention concerne un dispositif et un procédé de transmission d'ondes ultrasonores ne provo- quant aucun bruit d'image, même dans le cas o le disposi- tif est incorporé à une caméra vidéo. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est un schéma de circuit d'un dispo- sitif de transmission d'ondes ultrasonores selon la pré- sente invention; La figure 2 est un diagramme d'ondes de signali- sation représentant des formes d'ondes de signal en plu- sieurs endroits du circuit de la figure 1; et La figure 3 est un schéma d'un autre dispositif d'ondes ultrasonores selon la présente invention. Un dispositif de transmission d'ondes ultrasono- res selon la présente invention est construit dans un appa- reil de production d'images et a pour but de procéder à une mise au point automatique, et comprend: un moyen de circuit de compteur pour compter des impulsions d'un signal de synchronisation verticale, un générateur d'impulsions pour générer un si- gnal à impulsions de durée prédéterminée en réponse à un signal de sortie du moyen de circuit de compteur, un moyen de génération destiné à produire un signal électrique ayant une fréquence d'onde ultrasonore en réponse à la durée de l'interruption entre une produc- tion d'image et la production d'image suivante. La durée de transmission des ondes ultrasonores est généralement suffisante, étant de l'ordre de 1 milli- seconde Par conséquent, il est possible de transmettre des ondes ultrasonores sans l'inconvénient du bruit dû aux va- riations de tension liées à la commande d'un circuit au moment de la transmission,dans le cas o les opérations de transmission sont effectuées à l'intérieur de la période de 2503 95 3. suppression. La figure 1 est un schéma de circuit d'un appareil de transmission d'ondes ultrasonores selon la présente in- vention La figure 2 est un diagramme d'ondes représentant des formes d'ondes de signal en divers endroits du circuit de la figure 1 Le dispositif de la figure 1 comprend un moyen diviseur de fréquence 1 agissant en compteur, un mul- tivibrateur monostable 2, un oscillateur 3, un circuit à bascule 4 servant de moyen de déclenchement, un circuit 1 o d'entraînement 5, un transducteur 6 et un circuit de comman- de 7. Le moyen de division de fréquence 1 divise une fré- quence d'un signal de synchronisation verticale TC 1 (figure 2) ayant une durée de suppression t 1 et appliqué sous for- me de signal d'horloge en provenance d'un circuit de la ca- méra vidéo, de sorte qu'il produit des signaux de sortie Q O divisés en fréquence (forme d'onde TC 2 de signal divisé par 1/2 en figure 2), Q 1 (forme d'onde TC 3 du signal divisé par 1/4 en figure 2) et Qn (signal divisé par 1/2 (n+l) Les signaux de sortie divisés en fréquence sont utilisés pour déterminer des taux de répétition de la transmission des on- des ultrasonores d'une manière qui sera décrite ci-après. Le multivibrateur monostable 2 émet une impulsion de sortie de durée prédéterminée lors de la réception de chaque sortie du moyen de division de fréquence 1 Par exemple, dans le cas o un signal Q (forme d'onde TC 4 en figure 2) est produit, en tant que signal à impulsions re- tardé, par le multivibrateur monostable 2 par détection des temps de montée du signal Q 1 (forme d'onde TC 3), des opéra- tions de remise à l'état initial du circuit à bascule 4 sont déclenchées par l'application du signal à impulsions retardé Q à sa borne R de remise à l'état initial Ainsi, le circuit à bascule 4 fait passer un signal à fréquence ul- trasonore en provenance de l'oscillateur 3, et produit un signal d'onde ultrasonore ayant la forme d'onde TC 5 (figure 2) à une borne de sortie Q, destiné au circuit d'entraîne- ment 5 qui amplifie le signal ultrasonore grâce à l'utilisa- 2503 958 4. tion de transistors T Rl, TR 2 et TR 3 Le transducteur 6 transforme le signal électrique en provenance du circuit en onde ultrasonore, et transforme les ondes ultrasonores réfléchies en signal électrique Le signal de commande 7 comprend un moyen de circuit qui permet de détecter et de traiter le signal électrique retransformé, et de régler les positions de mise au point. Les taux de répétition de la transmission des on- des ultrasonores sont déterminés par le signal de sortie compté en provenance du moyen de division de fréquence 1, comme cela a été indiqué précédemment Le nombre de divi- sions du signal de sortie divisé en fréquence est choisi de la manière suivante en réponse aux limites de la distance mesurée Par exemple, lorsque le signal de sortie Q 1 divi- sé en fréquence par 1/4 est utilisé,il est possible de me- surer une distance atteignant 11,3 mètres en 66,7 millise- condes (= 1/60 x 4), dans la mesure o la vitesse du son est de 340 m/seconde C'est-à-dire qu'une mesure de distance pour un objet placé à 11, 3 mètres de l'émetteur, prend 66,7 millisecondes, durée correspondant au trajet de l'onde ul- trasonore jusqu'à l'objet et son retour à l'émetteur Lors- que la durée de répétition de la mesure est du même ordre que la durée du trajet aller-retour de l'onde ultrasonore jusqu'à l'objet, le récepteur doit veiller à ne pas rece- voir des ondes de réflexion de faible valeur en provenance d'autres objets placés au-delà du véritable objet dans les limites de distance mesurables étant donné que de telles ondes proviennent du lointain, et sont par conséquent re- çues après le commencement et/ou la fin de l'opération sui- vante de transmission, d'o il résulte des mesures de dis- tance erronées Des contre-mesures permettant d'éviter de tels inconvénients sont, par exemple, le réglage à une fai- ble valeur des niveaux d'énergie de transmission des ondes ultrasonores et/ou le choix de niveaux hauts pour le seuil de l'énergie reçue tenant compte de la distance mesurée. Grâce à de telles contre-mesures, les ondes ultrasonores réfléchies dans le cas cité ci-dessus et provenant de dis- 2503 958 5. tances supérieures à 11,3 mètres ne sont pas détectées. Les ondes réfléchies pouvant être détectées qui produisent des signaux normaux de mesure de distance sont renvoyées par des objets placés à une distance inférieure à environ 11,3 m de l'émetteur Ainsi, la limite maximum de mesure est de 11,3 m. Lorsque le signal de sortie divisé en fréquence par 1/2 est utilisé pour la mesure de distance, la limite maximum de mesure devient maintenant environ 5,7 m, car la durée de propagation des ondes ultrasonores jusqu'à l'objet et leur retour est de 33,3 millisecondes. La figure 3 représente un diagramme de circuit d'un second mode de réalisation de la présente invention,o un compteur 1 ' comporte une borne Tr d'entrée de signal de commande qui est destinée à recevoir un signal de commande ou signal de déclenchement Lors de la réception d'une onde ultrasonore réfléchie par l'objet,le circuit de commande 7 émet un signal de sortie destiné à la borne Tr, puis le compteur 1 ' commence à compter Après le comptage d'un nom- bre prédéterminé d'impulsions de synchronisation verticale, le compteur 1 ' émet un signal de sortie destiné au multi- vibrateur monostable 2 Les autres opérations sont sensi- blement les mêmes que dans l'exemple de la figure 1 La partie Prc entrant dans le bloc en trait mixte peut, de préférence, comprendre un microprocesseur connu. Comme cela vient d'être décrit, le dispositif de transmission d'ondes ultrasonores selon la présente inven- tion présente la caractéristique particulière que l'émis- sion des ondes est effectuée pendant les périodes de sup- pression ou durées de retour du signal de synchronisation verticale, ce qui a pour effet d'éliminer les ennuis de bruit pour la reproduction des images de la caméra vidéo. Les périodes de transmission peuvent être simplement déter- minées en utilisant le signal de synchronisation verticale produit dans la caméra vidéo De plus, la présente inven- tion prévoit un dispositif d'émission d'ondes ultrasonores capable de produire facilement des ondes avec des périodes 2503 958 6. de répétition diverses, en tenant compte des limites des distances mesurables. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 2503 958 7. REVENDICATIONS 1 Dispositif de transmission d'ondes ultrasono- res dans un appareil de production d'images pour mise au point automatique,caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de circuit de compteur ( 1 ou 1 ') destiné à compter des im- pulsions d'un signal de synchronisation verticale; un générateur d'impulsions ( 2) destiné à pro- duire un signal à impulsions de largeur prédéterminée en ré- ponse à un signal de sortie provenant du moyen de circuit de compteur, un moyen de génération ( 3 + 4) destiné à produi- re un signal électrique ayant une fréquence d'onde ultraso- nore en réponse au signal à impulsions, et un moyen transducteur ( 6) destiné à transformer le signal électrique en ondes ultrasonores, une transmission de l'onde ultrasonore étant effectuée pendant une durée sélectionnée parmi les durées de suppression du signal de synchronisation verticale et l'intervalle de temps de la transmission étant plus long que la durée du signal de synchronisation verticale. 2 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le moyen de circuit de compteur est un moyen de division de fréquence ( 1) destiné à diviser une fréquence du signal de synchronisation verticale, et le générateur d'impulsions est un multivibra- teur monostable ( 2). 3 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le moyen de circuit de compteur est un moyen de compteur'( 1 ') destiné à compter des signaux à impulsions du signal de synchronisation verticale après réception d'un signal de déclenchement produit dans un circuit de commande ( 7) sur la base de la transmission de l'onde ultrasonore,et le générateur d'impulsions est un multivibra- teur monostable ( 2). 4 Procédé de transmission d'ondes ultrasonores pour la mise au point automatique d'une caméra d'un système de télévision,caractérisé en ce qu'il comprend les étapes 2503 958 8. suivantes le comptage d'impulsions (en 1) d'un signal de synchronisation verticale (TC 1), ce qui donne au compteur ( 1 ') une sortie ayant un intervalle de temps supérieur à la période du signal de synchronisation verticale, la production d'un signal électrique ultrasono- re (en 3 + 4) seulement au cours d'une durée de suppres- sion de retour verticale du signal de synchronisation ver- ticale cette durée de suppression est choisie par l'émis- sion de la sortie du compteur ( 1 ') et la transformation du signal électrique ultrasono- re en onde ultrasonore dans un transducteur ( 6).