Brevet FR2511512A1 — publié le 19830218

La présente invention concerne un appareil ser- vant à mesurer les distances et a trait plus particulière- ment à un télémètre servant à la mise au point d'un ins- trument d'optique. Dansla technique il est bien connu d'utiliser un appareil télémétrique à ultrasons pour mesurer unedis- tance focale Les brevets déposés aux Etats Unis d'Améri- que sous les No 4 199 246, 4 148 574 et 4 167 316 décrivent tous des systèmes de télémétrie acoustique servant à dé- terminer et à régler le foyer d'appareils de prise de vues. Dans le domaine des appareils de prise de vues, la mise au point est nécessaire afin d'amener l'objet pho- tographié dans le champ d'observation d'un système de len- tilles d'un appareil de prise de vue Dans ce cas, la pro- fondeur du champ d'observation, c'est-à-dire la partie du champ qui est mise au point, peut être relativement étendue et c'est pour cette raison qu'une commande précise du ré- glage de la distance focale n'est pas critique Dans cer- tains types d'appareils tels que des traceurs optiques ou des systèmes de découpage à laser, la profondeur de champ est limitée Cette condition de profondeur de champ est com- mune aux systèmes optiques dont la mise au point s'effec- tue sur des objets situés à proximité immédiate des systè- mes de lentilles Avec les traceurs optiques de haute pré- cision, qui sont utilisés pour produire des"modèles" pour des plaquettes à circuits imprimés, la plaque photographi- que ou la pellicule qui est exposée est maintenue très près de la tête optique pour plusieurs raisons et une profondeur de champ de l'ordre de 0,0254 cm n'est pas inhabituelle. C'est pourquoi le problème consistant à maintenir une ima- ge mise au point correctement se pose d'une manière aiguë. Il est essentiel d'avoir une mise au point rigoureuse afin de pouvoir clairement tracer les parties conductrices et les parties non conductrices de la plaquettes à circuits imprimés En outre les microcircuits prennent une importan- ce de plus en plus considérable et utilisent des conducteurs extrêmement fins selon des réseaux à haute densité La mise au point dans le domaine de la fabrication de tels circuits prend une importance encore plus grande. On sait que des plaques formées de pellicules de verre,à partir desquelles les modèles sont fabriqués,possè- dent des irrégularités de surface Une feuille formée dl une pellicule ultra-mince ayant pour dimensions 50,8 cm x ,96 cm présente des défauts superficiels, que l'on dési- gne sous le terme de courbure diagonale de l'ordre de 0,005 cm La planéité globale d'une plaque ayant pour dimensions ,8 cm x 60,96 cm peut varier d'une valeur allant jusqu'à 0,03 cm sur l'ensemble de la surface photosensible Avec des traceurs optiques de haute précision, ces variations de la surface du verre ont un impact important sur la mise au point de toute image projetée sur la surface photosen- sible, compte tenu de la profondeur de champ limitée On a trouvé des facteurs supplémentaires, qui ne sont pas en rapport avec la plaque formant pellicule elle-même et qui affectent aussi la mise au point, dans la structure qui supporte la plaque et produit un déplacement relatif entre la plaque et la tête optique Par exemple un manque de pa- rallélisme entre les glissières suivant lesquellesla tête et les plaques sont déplacées l'une par rapport à l'autre, a pour effet que la distance entre la tête et la surface pho- tosensible varie en différents emplacements sur la plaque. De même des irrégularités de surface sur ces glissières ou sur les guides qui circulent sur ces glissières ajoutent des erreurs supplémentaires de positionnement au manque de parallélisme. Pour cette raison, certains traceurs optiques de l'art antérieur ont été équipés de mécanismes de com- mande permettant de régler la tête optique du traceur et de ce fait de maintenir une distance essentiellement uni- forme entre la tête optique et la surface photosensible qui est soumise à une exposition de la part de la dite tête optique Le brevet déposé aux Etats Unis d'Amérique sous le N' 3 511 149 au nom de Blattner et le brevet déposé aux Etats Unis d'Amérique sous le N O 3 704 657 au nom de Sliwkowski décrivent deux exemples de traceurs optiques comportant des dispositifs permettant de régler la tête optique par rapport à la surface photographique afin de permettre la mise au point Dans chacun de ces traceurs de l'art antérieur, un capteur pneumatique monté au voi- sinage de l'axe optique de la tête détecte la distance entre la tête et la surface photosensible d'une pellicule et effectue des réglages appropriés de positionnement de la tête par rapport à la surface, de manière à maintenir en position le foyer de la tête. Pour les raisons mentionnées ci-dessus et comp- te tenu des exigences requises d'une misé au point plus précise sur le plan de la pellicule, un but général de la présente invention est de fournir un appareil de télé- métrie permettant une mise au point automatique précise dans un traceur optique ou dans un autre instrument d'op- tique. La présente invention a trait à un-télémètre à fréquences multiples servant à mesurer la distance en- tre un objet tel que la tête optique située dans un tra- ceur optique, et un plan de référence tel que la surface de la pellicule, sur laquelle on désire que l'image soit mise au point. L'appareil comporte un générateur d'ondes servant à produire des ondes d'énergie discrètes à une première et une seconde fréquences caractéristiques, la seconde fréquence étant supérieure à la première fré- quence Le générateur émet les ondes entre l'objet et le plan de référence et le récepteur est associé au gé- nérateur d'émission de manière à recevoir les ondes émises sur les deux fréquences Des moyens détecteurs 2511 152 sont raccordés au récepteur en vue de détecter la différen- ce de phase et de déterminer la distance entre l'objet et le plan de référence à la fois pour la première et pour la seconde fréquences Des moyens de commutation associés aux moyens de détection commandent le processus de détection pour la première fréquence de manière à réaliser une détec- tion grossière de la distance et, pour la seconde fréquence, de manière à réaliser une détection fine. Dans un traceur optique ou dans un autre disposi- tif optique, la distance détectée entre l'objet et le plan de référence est utilisée pour régler le foyer de la tête optique sur une pellicule Un moteur est prévu dans le dis- positif pour régler le positionnement de système de lentil- les par rapport à la surface photosensible d'une pellicule, et la distance mesurée par les moyens de détection est uti- lisée pour actionner le moteur de manière à régler le foyer. Avec un télémètre à deux fréquences ou à plu- sieurs fréquences permettant de réaliser > la fois des réglages approchés et des réglages précis du foyer, le contrôle de la mise au point sur le film est grandement amélioré Les opérations de tracé peuvent être effectuées sur des plaques formant pellicules sans qu'il se pose des problèmes importants concernant la planéité ou la courbu- re diagonale De même on peut s'accommoder sans difficul- té d'écarts du foyer provoqués par le dispositif optique lui-même ou de la manière dont la plaque formant pellicule est montée dans le dispositif Globalement le produit ré- sultant exposé sur la plaque formant pellicule possède une qualité améliorée. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur les- quels: La figure 1 est une vue en perspective d'un traceur optique mettant en oeuvre le télémètre de la pré- sente invention; la figure 2 est une vue en élévation de la tête optique contenue dans le traceur optique de la figure 1 et du support pour la plaque formant pellicule soumise à l'ex- position par la tête optique; la figure 3 est une vue partielle de la tête op- tique illustrant le fonctionnement du télémètre pour diffé- rentes hauteurs de la tête; la figure 4 est un diagramme montrant des ondes ultrasoniques pour différentes fréquences caractéristiques en vue d'une mise au point approchée et précise; et la figure 5 est un schéma-bloc du système de mi- se au point automatique selon une forme de réalisation du traceur optique des figures 1 à 3. La figure 1 représente un traceur optique dési- gné dans son ensemble par la référence 10 et dans lequel est mis en oeuvre le système de mise au point automatique de la présente invention Le traceur optique 10 fonction- ne en réponse à un dispositif de commande automatique 12 qui est disposé à distance du traceur et envoie des ordres pour effectuer les tracés selon un programme préétabli Le traceur optique comporte une table de support 14 sur la- quelle est disposée une plaque formant pellicule 16, dont la surface photosensible 17 ou le plan de la pellicule est tournée vers le haut en direction d'une tête optique La tête optique soumet à une exposition ou éclairedes tracés réalisés sur la surface photosensible en projetant un faisceau de lumière vers le bas sur un point de la sur- face et en se déplaçant en général parallèlement à la sur- face suivant les directions représentées des coordonnées X et Y de manière à éclairer les tracés linéaires 18 Le tracé ou le travail artistique effectué par la tête 20 peut représenter le modèle d'une plaquette à circuits im- primés ou d'un autre produit. La tête optique 20 est montée sur un chariot 22 enserrant la table 14 et qui peut être déplacé, en trans- lation, d'une manière pouvant être commandée, selon un mouvement de va-et-vient sur la table suivant la direc- tion de la coordonnée X, au moyen d'une vis-mère 24 et d'un moteur d'entraînement 26 en réponse à des ordres reçus de la part du dispositif de commande automatique 12 La tête optique peut être également déplacéesur le chariot 22 par rapport à la table 14, dans la direction Y représentée, au moyen d'une autre vis-mère 28 et d' un moteur d'entraînement 30 actionné en réponse à des ordres provenant du dispositif de commande 12 Grâce à des déplacements composites suivant les directions X et Y, la tête optique peut être déplacée parallèlement à la plaque formant pellicule 16 et fournir des tracés linéaires en tout point de la surface photosensible 17. La figure 2 représente la tête optique 20 d'une manière plus détaillée ainsi que les parties de la tête qui projettent des images vers le bas sur la sur- face photosensible 17 de la pellicule 16 La tête compor- te une source de lumière 40, telle que par exemple une lampe éclair au xénon qui produit un faisceau de lumiè- re qui est projeté à travers une lentille convergente 42 et d'autres dispositifs optiques 44 de manière à produire une image qui doit être envoyée sur la pellicule 16 Une lentille d'objectif 46 située dans la partie inférieure de la tête optique est utilisée pour projeter l'image à partir des dispositifs 44 le long de l'axe fixe 48 de la tête, sur la surface photosensible 17, la projection étant effectuée avec mise au point de sorte qu'une reproduction précise etfine de l'image est envoyée sur la pellicule 16. Pour une description plus détaillée de la tête optique et de son fonctionnement, on se réfèrera au-brevet déposé aux Etats Unis d'Amérique sous le N O 3 848 520. L'ensemble de l'équipement optique contenu dans la tête 20 est monté fixe à l'intérieur d'un boîtier 50, 11512 qui est monté de façon réglable dans un Jeu de glissières 52,54 de manière à pouvoir être rapproché et écarté de la table de reproduction 14 et de la plaque formant pellicule 16 Le déplacement du bottier 50 de long de l'axe optique 48 permet de régler la position du plan focal de la tête et est réalisé à l'aide d'un servomoteur 56 qui comporte une vis-mère 50 fixée rigidement à la partie supérieure du bottier 50 Le servomoteur 56 est monté fixe sur une struc- ture en forme d'étrier 52 situé au-dessus d'une plate-for- me 60 du chariot La tête 20 et la plate-forme 60 peuvent être déplacées en translation parallèlement à la table de reproduction 14 au moyen du chariot 22 et de vis-mères et de moteurs d'entraînement associés représentés sur la figu- re 1 Lorsque la tête optique 20 est déplacée par transla- tion au-dessus de la plaque formant pellicule 16 au cours d'une opérationcb tracé, le plan focal de la tête ou le foyer de la lentille d'objectif 46 peut être réglé par rap- port à la surface photosensible 17 à l'aide du servomoteur 56 Le réglage du foyer à l'aide d'un servomoteur 56 est réalisé à l'aide du dispositif de mise au point automatique conforme à la présente invention et décrit ci-après. Le dispositif de mise au point automatique con- forme à la présente invention utilise un télémètre à fré- quences multiples pour mesurer et réglerla distance entre la lentille 46 de l'objectif de la tête optique 20 et la surface photosensible 17 de la plaque formant pellicule 16. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, un générateur ultrasonique à deux gammes envoie des ondes d' énergie possédant deux fréquences différentes entre la tê- te optique et la surface de la pellicule de manière à me- surer la distance effective La plus faible des deux fré- quences fournit une mesure approchée de la distance per- mettant d'établir de façon préliminaire une distance de séparation approchée entre la pellicule et la tête opti- que et le foyer correspondant, tandis que la fréquence supérieure fournit une mesure fine de la distance de manière à maintenir ultérieurement la distance d'une manière précise. Par exemple le dispositif de mise au point automa- tique produit une basse fréquence caractéristique permettant de réaliser une mise au point approchée de la lentille 46 de l'objectif sur la surface photosensible 17 lorsque l'on commence à effectuer un tracé Etant donné que la plaque formant pellicule 16 peut présenter un certain nombre d'é- paisseurs différentes et peut être réglée dans un châssis porte-pellicule à différentes hauteurs au-dessus de la ta- ble de reproduction 14, le réglage approché de la tête op- tique doit s'accommoder d'une gamme assez étendue de posi- tions du plan de la pellicule Dans une forme de réalisa- tion de l'invention, le mode de réglage approché à 10 k Hz recouvre une bande d'environ + 5,1 mm et fournit une réso- lution de 0,025 mm dans cette gamme Une fois-réalisé le réglage approché, le dispositif de mise au point automati- que passe à une fréquence caractéristique supérieure de manière à maintenir le foyer d'une manière plus précise, en raison d'ondulations et d'autres variations plus fai- bles de la surface photosensible 17 Le mode plus précis ou fin de réglage est effectuée à 210 k Hz et recouvre une bande de + 0,2 mm avec une résolution de 0,0025 mm. Les composants principaux du dispositif de mi- se au point automatique représentés sur les figures 2 et 3 sont le générateur d'ondes 70 et un récepteur 72 L' émetteur et le récepteur sont montés à distance l'un de l'autre sur le boîtier 50 de la tête optique De préféren- ce l'émetteur est un transducteur ultrasonique comportant des caractéristiques directionnelles et servant à diriger une onde d'énergie ultrasonique suivant un axe 74 en direc- tion de la surface photosensible 17 Le récepteur 72 est, dans ce cas, un transducteur ultrasonique possédant égale- ment des caractéristiques directionnelles et qui reçoit des ondes d'énergie réfléchies par la surface 17 le long d'un axe 76 L'émetteur et le récepteur fonctionnent essen- tiellement le long de leurs axes respectifs, mais produisent des signaux de sortie mesurables dans une plage limitée de part et d'autre de l'axe Le transducteur 70 et le récepteur 72 sont montés sur le côté opposé de l'axe optique 48 et sont orientés de telle manière que leurs axes respectifs 74,76 sont situés dans un plan commun et suivant le même angle par rapport à la surface photosensible 17, et inter- sectent l'axe optique au niveau du foyer de la lentille 46 de l'objectif Avec cette géométrie, l'onded'énergie émi- se par l'émetteur 70 est réfléchie par la surface photosen- sible 17, mais n'est reçue que par le récepteur 72 lorsque la tête optique 20 se trouve dans la position correcte du foyer ou bien dans des positions situées immédiatement au- dessus et au-dessous de la position du foyer. Dans une forme de réalisation du dispositif de mise au point automatique, la tête optique 20 est amenée initialement dans la position de mise au point représen- tée sur la figure 2, par soulèvement du boîtier 50 à 1 ' aide du servomoteur 56, jusqu'à ce qu'un interrupteur de fin de course 80 situé sur l'extrémité supérieurede la glissière 54 soit contacté A cet instant, le fonction- nement du servomoteur est inversé et ce dernier entraîne le boîtier vers le bas jusqu'à ce qu'un signal percepti- ble soit détecté par le récepteur ultrasonique 72 Dans le cas o un signal n'est pas détecté pour le réglage cor- rect, un interrupteur inférieur de fin de course 82 sera contacté et débranchera le servomoteur 56. La figure 3 montre la procédure d'initialisa- tion alors que le boîtier 50 se trouve dans deux posi- tions situées à des hauteurs différentes Dans la posi- tion haute représentée par des lignes formées de traits mixtes, l'émetteur 70 émet une onde ultrasonique qui rencontre la surface photosensible 17 et est réfléchie par cette dernière, dans une position dans laquelle le récepteur 72 est incapable de détecter la partie réfléchie de l'onde Dans la position inférieure, le boîtier 50 est réglé de façon approchée sur la distance focale correcte et le récepteur 72 est dans une position alignée et par conséquent reçoit l'onde réfléchie Grâce, à un choix appro- prié de la fréquence approchée de télémétrie et du posi- tionnement de l'émetteur et du récepteur ultrasoniques - , 72, le récepteur ne délivrera pas un signal de sor- tie mesurable avant que le boîtier 50 se rapproche de la surface 17 de la pellicule, à l'intérieur d'une bande ou zone de réglage autour de-la position focalisée ou de mise au point En d'autres termes le récepteur 72 du dis- positif de mise au point automatique ne délivrera pas de signal perceptible avant que la lentille de l'objectif soit approximativement dans la position correcte pour focaliser les images sur la surface 17 de la pellicule. A cet instant, la procédure d'initialisation est terminée et le télémètre incluant l'émetteur 70 et le récepteur 72 assume la responsabilité du pilotage du servomoteur 56 et du maintien de la tête optique 20 dans une position de mise au point par rapport à la plaque formant pellicule 16. La figure 5 montre de façon détaillée une for- me de réalisation du dispositif de mise au point automati- que Cette forme de réalisation comporte un télémètre ul- trasonique à deux fréquences, qui utilise une fréquen- ce pour réaliser un réglage approché du foyer et une secon- de fréquence supérieure pour réaliser un réglage fin du foyer. Le générateur d'ondes utilisé pour la commande comporte un oscillateur de fréquence 90, qui produit deux fréquences de télémétrie caractéristiques, à savoir une fréquence inférieure fl et une fréquence supérieure f 2. La fréquence inférieure est envoyée à un modulateur de fréquence 92 par l'intermédiaire d'un commutateur élec- 1 2 tronique de modes 94 représenté schématiquement, tandis que la seconde fréquence supérieure est envoyée directe- ment, à tout moment, au modulateur Lorsque le commuta- teur de modes 94 est fermé pour le réglage approché du foyer, la fréquence supérieure f 2 est modulée en ampli- tude par le modulateur 92, et ce à la fréquence faible caractéristique fl, et pilote l'amplificateur 96 et 1 ' émetteur ultrasonique 70 Par conséquent l'onde ultra- sonique produite lors du mode approché de fonctionnement est une onde porteuse modulée à la fréquence f 2, mais la fréquence caractéristique de l'onde est définie par les modulations d'amplitude à la fréquence fl. Dans le mode de fonctionnement précis servant à maintenir une mise au point précise de la tête optique, le commutateur de mode 94 est ouvert et le modulateur oblige l'émetteur 70 à produire une onde non modulée possédant la fréquence caractéristique f 2 L'utilisa- tion de la même fréquence pour la porteuse dans le mode approché et de la fréquence caractéristique dans le mo- de de réglage fin permet de sélectionner le matériel pour obtenir une réponse maximale et éviter l'appari- tion de fréquences inférieures dans La gamme des fréquen- ces audibles. -Le récepteur 72 reçoit à la fois les ondes modulées et les ondes non modulées, à la fréquence por- teuse f 2, et délivre des signaux correspondants qui sont transmis par l'intermédiaire de l'amplificateur 98 à un démodulateur 100 et à un amplificateur/dispositif d'écrêtace 102 Dans le mode grossier de réglage, lors- que l'onde ultrasonique est modulée, le démodulateur 100 détecte les modulations d'amplitude à la fréquence fl et délivre un signal de sortie correspondant à l'amplifica- teur 102 par l'intermédiaire d'un commutateur de modes transistorisé 104 représenté schématiquement Pendant le mode approché de réglage, le commutateur de modes 106 est ouvert de sorte que l'amplificateur 102 ne reçoit que le signal d'entrée présentant la fréquence caractéristique fi. Dans le mode fin de fonctionnement, le commuta- teur de modes 104 et ouvert et le commutateur de modes 106 * est fermé comme cela est représenté, de sorte que l'ampli- ficateur 102 reçoit un signal possédant la fréquence carac- téristique f 2. Les signaux-discrets possédant l'une des deux fréquences caractéristiques sont envoyés à un détecteur de phase 110, dans lequel la différence de phase imputa- ble à la distance parcourue le long du trajet réfléchi entre l'émetteur 70 et le récepteur 72 est déterminée au moyen d'une comparaison de phase de l'onde réfléchie pro- venant du récepteur 72 et de l'ondé de référence correspon- dante dérivée de l'oscillateur 90 par l'intermédiaire du commutateur de modesapproprié 112 ou 114 La phase détec- tée est comparée par le détecteur 110 à une phase prédéter- minée que l'on obtient pour la distance focale correcte, et tout écart par rapport à la phase prédéterminée appa- rait à la sortie du détecteur et constitue un signal d' erreur de mise au point e qui active le circuit 118 de commande du servomoteur 56 par l'intermédiaire du circuit logique 120 Le servomoteur est actionné par le signal d'erreur et déplace la tête optique suivant la direction appropriée en la rapprochant ou en l'écartant du plan de la pellicule de manière à obtenir la distance focale cor- recte. Le signal d'erreur e est également examiné dans un comparateur 116 de contrôle d'erreur de manière à déterminer si le signal se situe en deçà d'une tolérance préréglée Le comparateur 116 est fondamentalement un dé- tecteur de niveau et délivre un signal de validation au circuit logique 120 du système, toutes les fois que le signal d'erreur se situe en deçà de la tolérance Si le signal est hors de la tolérance en raison d'une défaillan- ce éventuelle d'un composant dans le circuit d'émission, de réception ou de détection, le comparateur invali- de l'opération du circuit logique 120 du système ou désac- couple le servomoteur 56, et ce dernier reste bloqué dans la dernière position de réglage Une lampe témoin de dé- faillance (non représentée) peut être actionnée simulta- nément. Le signal d'erreur e est également utilisé dans le circuit logique 120 du système pour commander la commutation du dispositif de mise au point automatique, et plus particulièrement les commutateurs de modes 94,104, 106,112 et 114 entre le mode de réglage approché et le mode de réglage fin Initialement, le circuit 120 fonction- ne dans le mode de réglage approché lorsque la tête opti- que est approchée pendant la phase initialisation du fonc- tionnement, décrite en référence à la figure 3 Lorsque le signal d'erreur e, reçu par le circuit logique 120, tombe au-dessous d'un nombre prédéterminé, cela indique que la tête optique se rapproche de la distance focale correcte par rapport au plan de la pellicule A cet ins- tant, le circuit logique active les commutateurs de mo- des,qui sontde préférence des commutateurs à transistors à effet de champ, par l'intermédiaire du conducteur 122, et le dispositif de mise au point passe au mode fin ou précis de fonctionnement. La commutation du mode de fonctionnement d'une basse fréquence à une fréquence supérieure permet au dis- positif de mise au point automatique de maintenir l'état focalisé ou de mise au point avec une résolution supérieu- re En d'autres termes, le dispositif de mise au point fonctionnant à la fréquence supérieure peut suivre de pe- tites variations de la distance focale entre la lentille de l'objectif et la surface de la pellicule, et ce avec une précision supérieure L'aptitude à corriger de telles petites variations de la distance focale au moyen du dispositif de commande à deux fréquence est expliquéede façon plus détaillée en référence à la représentation des deux fréquences caractéristiques de télémesure sur la figure 4. La figure 4 représente à titre d'exemple deux fréquences ultrasoniques qui peuvent être utilisées dans le dispositif de mise au point automatique représenté sur la figure 5 On notera que la fréquence supériere f 2 pré- sente une ampleur neuf fois supérieure à celle de la fré- quence fl Ainsi par exemple la fréquence fl peut être éga- le à 10 k Hz et la fréquence f 2 peut être de 90 k Hz. Afin que le dispositif de mise au point automa- tique déplace initialement la tête optique depuis une po- sition relevée dans une position focalisée approximative- ment correcte, à la fréquence inférieure fl, on choisit la longueur d'ondede cette fréquence de manière que le récepteur 72 sur les figures 2 et 3 ne détecte pas et ne produise pas un signal mesurable réfléchi par la surface 17 de la pellicule avant que le récepteur soit bien à une distance inférieure à une longueur d'onde,de la position focalisée le long de la trajectoire de l'onde réfléchie. En d'autres termes, lorsque le récepteur 72 recommencera à détecter l'onde ultrasonique émise, réfléchie par la sur- face 17, de la pellicule, le récepteur se trouvera appro- ximativement dans la position focale correcte-au-dessus de la surface 17 de la pellicule, et la distance entre l'émetteur et le récepteur sera égal au nombre correct de longueursd'onde le long de la trajectoirede l'onde réflé- chie entre l'émetteur et le récepteur. A-des fins d'illustration, on suppose que la distance entre l'émetteur et le récepteur pour la distan- ce focale correcte est égale à environ 1/4 d'une longueur d'onde à la fréquence fl, et par conséquent la différence de phase entre l'onde émise par l'émetteur et l'onde reçue par le récepteur est de 90 degrés Par conséquent le dé- tecteur 110 de la figure 5 est réglé ou est préréglé de manière à produire un signal nul lorsque la phase mesurée parle détecteur est égale à 90 degrés La distance le long de la trajectoire de l'onde réfléchie est par conséquent égale au 1/4 de la longueur d'onde, comme cela est repré- senté schématiquement sur la figure 4. Le circuit logique 120 du dispositif comporte un circuit de détection de zéro qui identifie l'état dans lequel le signal d'erreur e provenant-du comparateur est nul ou sensiblement nul Le circuit délivre alors un signal de commutation de mode dans le conducteur 122 reliant la série des commutateurs de modes 94, 104, 106, 112 et 114 et modifie la fréquence de fonctionnement du dispositif de mise au point, de la fréquence inférieure f 1 à la fré- quence supérieure f 2. Une fois qu'est intervenue la modification de la fréquence, le détecteur de phase 110 compare les si- gnaux émis et reçus à la seconde fréquence supérieure f 2. La figure 4 montre que si le dispositif de mise au point automatique fournit le foyer correct à une distance égale au quart de la longueur d'onde de la fréquence inférieure fl, alors la distance focale correcte mesurée le long de la trajectoire de l'onde réfléchie sera égale à plusieurs longueursd'onde de la fréquence supérieure f 2 Etant don- né que le détecteur de phase 110 détecte simplement la différence de phase entre l'onde émise et l'onde reçue, le fait que la trajectoire de l'onde réfléchie ait une longueur de plusieurs longueurs d'onde n'a aucune impor- tance et le dispositif de mise au point automatique fonc- tionnera autour d'une condition nulle au point de phase de 90 degrés pendant plusieurs cycles ou longueur d'onde le long de la trajectoire réfléchie. De faibles variations dues au caractère ondu- lé ou à la pente de la surface de la pellicule par rapport au plan dans lequel la tête optique est déplacée, sont dé- tectées avec une précisiontrès supérieure, en raison de la variation plus importante du signal d'erreur e à la fréquence supérieure Une remise en position permanente de la tête optique par l'intermédiaire du circuit 118 du moteur d'entraînement et du servomoteur 56 maintient la tête optique dans la position focale correcte étant donné que le dispositif d'asservissement maintient la différen- ce de phase de 90 degrés et la distance optique associée entre la lentille 46 de l'objectif et la surface 17 de la pellicule. On notera que la distance focale maintenuepar le dispositif de mise au point automatique est la distance comptée suivant l'axe focal entre la lentille de l'objec- tif et la surface de la pellicule, étant donné que les axes de l'émetteur 70 et du récepteur 72 sont dirigés vers et intersectent le foyer de la lentille de l'objectif au niveau de la surface de la pellicule Ainsi le dispositif de mise au point automatique effectue réellement la mise au point sur la position de l'objectif plutôt que sur un point de référence décalé supposé être dans le même plan que la surface de la pellicule. On comprendra que, lorsque le même détecteur de phase est utilisé pour déterminer la différence de phase pour deux fréquences caractéristiques, la distan- ce focale correcte n'est pas toujours rendue égale à la même différence de phase que dans le cas représenté avec les fréquences de la figure 4 Par exemple on peut voir que la relation de phase à 900 prévaut pour les deux fré- quences uniquement lorsque le rapport des fréquences est égal à 4 N + 1, N étant un nombre entier positif Par conséquent une modification d'échellon importante du si- gnal d'erreur e peut intervenir lors de la commutation entre les fréquences Bien qu'un tel signal d'erreur puis- se être toléré par le servomécanisme, il est souhaitable que les deux fréquences soient corrélées suffisamment pour placer la tête optique essentiellement dans la position focale correcte approximativement au même angle de phase que lorsqu'un seul détecteur de phase est utilisé Sinon il est possible de prévoir différents détecteursde phase com- portant des réglages appropriés respectivement pour les deux fréquences différentes Le réglage du déphasage à décrit ci-dessus est particulièrement avantageux étant donné qu'il peut être aisément détecté par un cir- cuit numérique L'étalonnage du dispositif de mise au point automatique pour une phase à 90 degrés avec des fréquences adaptées de façon appropriée peut être ob- tenu par réglage de l'émetteur 70 et du récepteur 72 le long de leurs axes respectifs. Le dispositif de mise au point automatique représenté sur la figure 5 inclut également les compara- teurs 124 et 126 de supervision du signal Des comparateurs sont fondamentalement des détecteurs de niveau similaires au comparateur 116 et sont raccordés, conformément à une relation de commande, au circuit logique du dispositif. Si le signal provenant du récepteur 72 tombe au-dessous d'un niveau prédéterminé, le comparateur 124 en avise le circuit logique 120 du système et empêche le signal d'er- reur e d'exercer toute commande supplémentaire sur le ser- vomoteur 56 Ainsi, si le signal du dispositif de mise au point est perdu, la tête optique reste verrouillée dans la dernière position focale commandée Le comparateur 126 contrôle le niveau du signal de référence et inhibe le signal d'erreur de la même manière que le comparateur 124. Les interrupteurs de fin de course 80, 82 situés sur la tête optique 20 sur la figure 2 sont rac- cordés au circuit logique du dispositif, comme repré- senté sur la figure 5,et inhibent le fonctionnement du circuit 118 du moteur d'entraînement et le servomoteur 56 lorsque la tête optique atteint soit la limite supé- rieure, soit la limite inférieure D'autres commutateurs commandant le fonctionnement du servomoteur 56 incluent un commutateur "de décharge" 130 actionné manuellement et servant à relever la tête optique avec une opération de tracé de manière à permettre à la plaque formant pellicule 16 d'être retirée de la table 14, un commuta- teur "de charge" 132 servant à faire démarrer la tête optique se déplaçant vers le bas à partir d'une position relevée pendant la phase d'initialisation du fonctionne- ment, et un interrupteur d'arrêt 134 destiné à arrêter toutes les opérations du dispositif de mise au point au- tomatique. Par conséquent on a décrit un dispositif de mise au point automatique à fréquences multiples, placé dans un traceur optique en vue de maintenir de façon pré- cise un état focalisé, et ce avec une résolution élevée. On utilise une basse fréquence pour le réglage approché du foyer et une fréquence supérieure pour le réglage pré- cis Par suite du positionnement des transducteurs, le dispositif de commande maintiertle foyer le long de l' axe optique du traceur plutôt que sur un point de réfé- rence distant. Bien que la présente invention ait été décri- te dans une forme de réalisation préférée, on comprendra que l'on peut y apporter de nombreuses modifications et de nombreuses substitutions Par exemple on envisage,dans le cadre de l'invention, d'utiliser plus de deux fréquen- ces pour obtenir des niveaux de mise au point approchée, intermédiaire et précise Le dispositif de mise au point automatique peut également commuter en va-et-vient entre une fréquence élevée et une fréquence basse lorsque le signal d'erreur pilotant le servomoteur le commande Bien que le servomoteur 56 déplace l'ensemble de la tête opti- que 20 par rapport à la surface 17 de la pellicule, il est également envisagé que le système de lentilles lui-mê- me puisse être réglé par le servomoteur à l'intérieur de la tête Le seul détecteur de phase et le comparateur pour les fréquences approchée et précise réduit le nombre des composants dans le dispositif de commande, mais l'invention envisage également d'utiliser des détecteurs et des compara- teurs individuels pour chacune des fréquences respectives. Il est possible de prévoir un circuit de compensation dans le dispositif de mise au point automatique afin de régler le fonctionnement du dispositif de commande dans le cas i variations de la longueur d'onde provoquées par des varia- tions de la température ambiante, de la pression ambiante et de l'humidité Ainsi la présente invention a été décri- te conformément à plusieurs formes de réalisation données à titre d'exemple, sans aucun caractère limitatif. REVENDICATIONS 1 Télémètre à fréquences multiples servant à mesurer la distance entre un objet et un plan de référen- ce, du type comportant un oscillateur ( 90) servant à pro- duire des signaux possédant une fréquence caractéristique, un générateur d'ondes ( 70) raccordé à l'oscillateur et as- socié à l'objet et au plan de référence pour produire des ondes d'énergie à la fréquence produite par l'oscillateur et émettre les ondes entre l'objet et le plan de référen- ce, un récepteur d'ondes ( 72,98) associé au générateur d' ondes et destiné à recevoir les ondes émises par le géné- rateur entre l'objet et le plan de référence, un détec- teur ( 110) possédant une entrée raccordée au récepteur pour détecter, à partir des ondes reçues,la distance en- tre l'objet et le plan de référence, caractérisé en ce que l'oscillateur ( 90) délivre des signaux à une première fréquence caractéristique (fl) et à une seconde fréquen- ce (f 2), qui estsupérieure à la première fréquence,et parun dispositif de commande ( 120) associé au détecteur et servant à commuter la détection de la distance entre l'objet et le plan, de la première fréquence servant à réaliber une détection approchée sur la secondefréquence servant à réaliser une détection précise. 2 Télémètre à fréquences multiples selon la revendication 1, caractérisé en ce que le récepteur d'on- des ( 98,100) possède deux sorties correspondant auxondes d'énergie respectivement à la première et à la seconde fréquence, et que le dispositif de commande ( 120) compor- te des commutateurs de modes ( 104,106) situés à l'entrée du détecteur et servant à transmettre des signaux indi- viduellement au détecteur à partir des sorties respecti- ves du récepteur. 3 Télémètre à fréquences multiples selon la revendication 2, caractérisé en ce que les commutateurs de modescomprennent un commutateur de modes ( 94) branché entre l'oscillateur et le générateur d'ondes et servant à commander les caractéristiques de productiond'ondes à la première et à la seconde fréquences. 4 Télémètre à fréquences multiples selon la revendication 3, caractérisé en ce que le générateur d' onde comporte un modulateur ( 92) raccordé à l'oscilla- teur ( 90) en vue de moduler à la première fréquence ca- ractéristique (fl), une onde porteuse produite par le gé- nérateur à la seconde fréquence (f 2), et que le commuta- teur de modes( 94) est associé au modulateur ( 92) pour commander la modulation de l'onde porteuse. Télémètre à fréquences multiples selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur ( 110) comporte une sortie livrant un signal indicateur de la distance entre l'objet et le plan de référence, et que le dispositif de commande ( 120) comporte un circuit logi- que raccordé au détecteur pour modifier la détection de la distance entre l'onde d'énergie à la première fréquen- ce et l'onde d'énergie à la seconde fréquence, en répon- se au signal délivré par la sortie du détecteur. 6 Télémètre à fréquencesmultiplesselon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur ( 110) comporte un seul détecteur de phase comparant la phase des ondes émise et reçue à la fois à la première fréquen- ce et à la seconde fréquence. 7 Télémètre à fréquencesmultiples selon la revendication 6, caractérisé en ce que le détecteur de phase ( 110) et le générateur d'ondes ( 92,70) sont tous deux raccordés à l'oscillateur de manière à fonctionner à la première et à la seconde fréquences, et que le dis- positif de commande comporte des commutateurs de modes ( 94,104,106) associésau détecteur de phase pour modifier les fréquences de fonctionnement du générateur d'ondes et du détecteur de phase en les faisant passer simultané- ment de la première à la seconde fréquence. 11512 8 Télémètre à fréquences multiples selon la revendication 1, caractérisé-en ce qu'il comporte en ou- tre un moteur raccordé au détecteur en vue de régler la distance entre l'objet et le plan de référence en réponse à la distance détectée par les moyens de détection pour maintenir une distance prédéterminée. 9 Télémètre à fréquences multiples servant à mesurer la distance entre un objet et un plan de réfé- rence, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur d'ondes ( 70) et le récepteur d'ondes( 72) sont tous deux montés de façon fixe par rapport à l'ob- jet et sont sensibles du point de vue directionnel et sont orientés de manière à émettre une onde d'énergie vers le plan de référence et à recevoir l'onde d'éner- gie réfléchie par le plan de référence. Télémètre à fréquences multiples selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif de commande comporte un circuit de supervision possédant un détecteur de niveau du signal contrôlant le niveau du signal de l'onde reçueafin d'empêcher une mesure de dis- tance lorsque le niveau du signal tombe hors d'une tolé- rance. 11 Télémètre à fréquences multiples servant à mesurer la distance entre un objet et un plan de réfé- rence selon la revendication 10,caractérisé en ce que le générateur d'ondes ( 70) possède un axe d'émission, le long duquel une onde produite est émise, que le récep- teur ( 72) comporte un axe de réception sensible le long duquel une onde émise est détectée, et que le généra- teur et le récepteur sont montés à distance sur l'objet de sorte que l'axe d'émission et l'axe de réception sont disposés chacun dans un plan commun etfont le même angle par rapport à la surface de référence et s'inter- sectent réciproquement approximativement à une distance désirée entre l'objet et le plan de référence, grâce à quoi les ondes émises par l'émetteur sont réfléchies par la surface de la pellicule et sont reçues par le récep- teur le long de l'axe sensible lorsque l'objet et le plan de référence sont séparés par approximativement la distance désirée, tandis que les ondes émises ne sont pas reçues par le récepteur lorsque l'objet et le récep- teur sont séparés par une distance sensiblement supérieu- re à la distance désirée, de sorte que le circuit de su- pervision permet une mesure de distance dans le premier cas et empêche une mesure dans le second cas.