Brevet FR2515368A1 — publié le 19830429

Appareil de détection de distance optique ". La présente invention concerne un appareil de détection de distance d'un objet et plus particulièrement un appareil de détection de distance (télémètre) d'un objet assurant une détection très pré- cise de la distance en utilisant la lumière traversant un système optique de prise de vues de façon à ne pas engendrer de parallaxe, et qui ne comporte pas d'élé- ments mobiles aboutissant à un montage et une structure mécaniques, simples, sous la forme d'une réalisation compacte et d'une très faible consommation d'énergie. Récemment, diverses caméras de mise au point automatique (encore appelées "caméras auto focus") ont été développées pour détecter automati- quement la distance d'un objet; on connait également une caméra à mise au point automatique travaillant par ultra-sons Dans la caméra à mise au point automatique à ultra-sons, lorsque l'obturateur est libéré, une onde ultra-sonore est émise vers l'objet à partir de l'intérieur de la caméra (ou appareil photo) et l'appa- reil reçoit l'onde ultra-sonore réfléchie par l'objet; le temps nécessaire à l'onde ultra-sonore entre son émission par l'appareil et son retour dans l'appareil est détecté; ce temps est une mesure de la distance entre la caméra et l'objet Une lentille de prise de vues montée dans l'appareil est déplacée de façon appro- priée en fonction du résultat de la détection de la distance pour assurer la mise au point automatique pré- cise Ce type d'appareil photographique à mise au point automatique a l'avantage que la précision de la détec- tion de la distance entre l'objet et l'appareil ne dé- pend pas de la clarté ou du contraste de l'objet Tou- tefois, cette solution a l'inconvénient grave qu'il doit traiter différents résultats de mesure suivant que l'objet est vu par l'appareil photographique de face ou suivant une direction oblique sur le côté; lorsque l'objet est vu à travers une fenêtre, l'appareil ne permet pas de détecter la distance de l'objet mais la distance de la fenêtre. On connait également un appareil photographique à mise au point automatique utilisant le principe de la triangulation L'appareil photographique à mise au point automatique de ce type se compose géné- ralement d'un miroir fixe et d'un miroir mobile travail- lant de façon couplée avec la lentille de prise de vues. Dans l'appareil photographique, le miroir fixe et le miroir mobile réfléchissent la lumière de l'avant de l'appareil photographique vers les deux faces d'un pris- me, faces qui sont perpendiculaires l'une à l'autre Les faisceaux lumineux du miroir fixe et du miroir mobile sont réfléchis par le prisme et arrivent sur l'écran de réception de lumière d'un récepteur de lumière Puis, on détecte la relation de position entre l'image de l'objet fournie par le miroir fixe et l'image de l'objet provenant du miroir mobile, ces deux images étant pro- Jetées sur l'écran de réception de lumière du récepteur de lumière; le miroir mobile est déplacé par rotation ou de façon oblique suivant le résultat de la détection pour que la relation de position entre les deux images corresponde à une relation prédéterminée par déplace- ment de la lentille de prise de vues vers l'avant ou vers l'arrière suivant le mouvement du miroir mobile et ainsi le foyer optique est mis en position de mise au point précise Dans cet appareil photographique à mise au point automatique, lorsque l'objet est vu de face ou suivant une direction oblique, le foyer peut être mis en position de mise au point juste dans tous les cas De plus, il n'y a aucun inconvénient lorsque l'objet est vu à travers une fenêtre Toutefois dans la caméra à mise au point automatique travaillant selon le principe de la triangulation, comme l'image de l'objet qui traverse la lentille de mise au point est placée au foyer par exemple d'un film suivant le résultat de la détection de la distance entre l'objet et l'appareil, distance mesurée par un système de visée optique qui est distinct de la lentille de prise de vues, il y aura de la parallaxe De ce fait, ce type d'appareil photographique ne convient pas notam- ment comme appareil utilisant une lentille à focal variable (Zoom) En outre, cet appareil nécessite également un moteur particulier pour entrainer le miroir mobile En fait dans le cas d'un appareil photo- graphique, lorsqu'on utilise un ressort ou analogue, on peut entratner le miroir mobile Par contre dans le cas d'une caméra, la position du foyer varie à tout instant, si bien qu'il est indispensable d'utiliser un moteur pour entraîner le miroir mobile, ce qui crée des diffi- cultés de bruit, augmente la consommation d'énergie, se traduit par un dispositif encombrant, un coût élevé, tous inconvénients qui ne sont pas négligeables. La présente invention a pour but de créer un appareil de détection de la distance d'un objet (télémètre) permettant de remédier aux inconvé- nients des solutions connues, en assurant une détection de distance très précise, à l'aide de la lumière pas- sant par le système optique de prise de vues de façon à éviter toute parallaxe, sans comporter de lentille mobile, à l'aide d'un montage mécanique d'une structure simple, réalisable sous une forme compacte et dont la consommation d'énergie soit très réduite. L'invention se propose de créer un appareil de détection de distance applicable notam- ment à une caméra vidéo ou à une caméra de huit mm. A cet effet, l'invention concerne un appareil de détection de la distance d'un objet, cet appareil comportant une lentille de prise de vues rece- vant la lumière émise par l'objet, une première lentil- le formant le faisceau lumineux de l'objet en un fais- ceau lumineux parallèle lorsque l'objet se trouve au foyer de la lentille de prise de vues, une seconde len- tille pour focaliser la lumière à travers la première lentille, un moyen de détection de lumière recevant la lumière de la seconde lentille, un moyen de séparation pour séparer la lumière de la première lentille en au moins deux faisceaux lumineux décalés l'un par rapport à l'autre perpendiculairement à l'axe optique de la seconde lentille et un moyen de détection pour détecter le déplacement des images multiples du moyen de détec- tion de lumière, images engendrées par les faisceaux lumineux distincts des moyens de séparation lorsque l'objet n'est pas au foyer de la lentille de prise de vues et pour générer un signal de sortie qui varie avec la distance de l'objet. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans les- quels: les figures l A-l D sont des schémas respectifs servant à expliquer le principe optique de l'invention. les figures 2 A-2 C sont des schémas servant à expliquer le principe du décalage du faisceau lumineux perpendiculairement à l'axe optique de la lentille à l'aide d'un miroir faisant partie de l'invention. la figure 3 est un schéma du montage d'ensemble dans le cas d'un exemple d'appareil de détection de distance d'un objet selon l'invention. la figure 4 A est une vue de face d'un photocapteur ou d'un photodétecteur utilisé selon l'invention et qui correspond au cas d'un objet placé de façon précise au foyer. les figures 4 B et 4 C sont des vues de face correspondant à la figure 4 A mais pour le cas d'un objet qui ne se trouve pas de façon précise au foyer. la figure 5 est un schéma d'une variante correspondant à un exemple d'un second système optique et d'un photodétecteur de-l'appareil selon l'in- vention. la figure 6 est un schéma d'une autre variante d'un second système optique et d'un photo- détecteur d'un appareil selon l'invention. la figure 7 est une vue schéma- tique de côté du montage global d'un second mode de réalisation d'un appareil selon l'invention. la figure 8 est une vue en plan correspondant à la figure 7. la figure 9 est une vue en pers- pective d'un exemple de miroirs décalés selon le second mode de réalisation de l'invention représenté aux figu- res 7 et 8. la figure l OA est une vue de face d'un photodétecteur du second mode de réalisation de l'invention dans le cas d'un objet se trouvant de façon précise au foyer. les figures l OB et l OC corres- pondent à la figure l OA mais dans le cas d'un objet qui ne se trouve pas précisément au foyer. la figure 11 est un schéma d'un troisième mode de réalisation de l'invention. les figures 12 à 14 sont des schémas de variantes de réalisation selon l'invention. la figure 15 est un schéma du montage d'ensemble d'un quatrième mode de réalisation d'un appareil selon l'invention. la figure 16 est un schéma à échelle agrandie d'une structure d'une lentille à oeil de mhouche et d'un élément de détection d'image correspondant à un quatrième mode de réalisation de l'invention selon la figure 15. les figures 17 A et 17 B sont des schémas agrandis montrant comment les faisceaux lumi- neux arrivent dans la lentille à oeil de mouche et sur les éléments de détection d'image en l'absence de mise au point. la figure 18 est un diagramme du signal de sortie d'un élément de réception de lumière ou d'un élément de détection de lumière. DESCRIPTION DE DIFFERENTS MODES DE REALISATION PREFEREN- TIELS: Le principe optique de la présente invention sera d'abord décrit ci-après; cette descrip- tion sera suivie de celle de différents modes de réali- sation d'un appareil de détection de la distance d'un objet selon l'invention. En premier lieu, le principe optique de l'invention sera décrit en référence aux figures l A-l D. Chacune des figures l A-l D est un schéma montrant les faisceaux lumineux émis d'un objet Ob dans le cas de lentilles convexes L et L 2 ayant la même distance focale f 1 et f 2, ces lentilles étant dis- posées parallèlement l'une à l'autre à une distance D égale à la distance focale f 1 ou f 2; Hi-Hi' correspond au plan principal de la lentille convexe L du côté de l'objet Ob; H 2-H 2 ' correspond au plan principal de la lentille convexe L 2 du côté de l'image Im; O O représente l'axe optique des lentilles convexes L et L 2. Selon la figure l A, lorsque l'objet Ob d'une hauteur h se trouve au foyer Pfi de la lentille convexe Ll, les rayons lumineux émis d'un cer- tain point de l'objet Ob vers la lentille L 1 sont parallèles dans la zone TD comprise entre les deux lentilles convexes L et L 2 De façon plus précise, les rayons lumineux émis par la partie inférieure de l'objet Ob se trouvant au foyer Pfi de la lentille convexe L 1 suivent un trajet indiqué par une flèche simple et deviennent un faisceau de rayon parallèle à l'axe opti- que O O des deux lentilles convexes L 1 et L 2 dans la zone TD entre les deux lentilles convexes L et L 2; puis, les rayons lumineux traversent la lentille L 2 pour être regroupés et converger au foyer Pf 2 de l'autre len- tille L 2; les rayons lumineux émis par la partie supé- rieure Su de l'objet Ob suivent un tracé référencé par des doubles flèches pour se transformer en un faisceau de rayon parallèle dans la plage TD; ce faisceau avance comme représenté à la figure A la sortie de la lentille convexe L 2, le faisceau de rayon lumineux converge sur le point Su' qui est en-dessous du foyer Pf 2 de la len- tille convexe L 2; la différence correspond à la hauteur h de l'objet Ob. Selon la figure l A, on a repré- sente uniquement le tracé des rayons lumineux provenant de la partie inférieure de l'objet Ob et du sommet de l'objet;les autres rayons lumineux émis par un point quelconque de l'objet Ob traversent la lentille L 1 pour former un faisceau de rayon parallèle dans la zone TD; puis ces rayons convergent en un point distant du foyer f 2 de la lentille L 2 L'image Im de l'objet Ob apparait ainsi à une position différente de celle correspondant à la distance focale f 2 de la lentille L 2. De plus, à titre d'exemple, comme le montrent les traits pleins aux figures l B et 1 C, lors- que l'objet Ob se trouve dans une position plus éloignée du foyer Pfi de la lentille Ll, les rayons lumineux émis des points respectifs de l'objet Ob vers la lentille L convergent et ne deviennent pas des faisceaux de rayons parallèles dans la zone TD entre les lentilles L et L 2. Après avoir traversé la lentille L 2, les rayons lumineux convergent dans des positions voisines de la lentille L 2 et non au foyer Pf 2 de la lentille L 2 c'est-à-dire en avant du foyer Pf 2. En outre, comme indiqué par le trait plein à la figure 1 D, lorsque l'objet Ob se trouve dans une position plus proche de la lentille L, que du foyer Pfi de la lentille Ll, les rayons lumineux émis par les points respectifs de l'objet Ob en direction de la lentille L 1 divergent dans la zone TD entre les len- tilles L 1 et L 2 c'est-à-dire qu'ils ne forment pas des faisceaux de rayons parallèles Après avoir traversé la lentille L 2, les faisceaux de lumière convergent dans une position en arrière du foyer Pf 2 de la lentille L 2 c'est-à-dire derrière le foyer Pf 2. En fait lorsque les faisceaux de rayons lumineux sont décalés perpendiculairement à l'axe optique O O dans la zone TD dans laquelle les rayons émis par l'objet Ob deviennent des faisceaux de rayons parallèles dans le cas d'une mise au point précise, les faisceaux de rayons lumineux suivent les trajectoires suivantes: Dans un premier cas lorsque l'objet Ob se trouve au foyer P 1 l de la lentille LV. les rayons lumineux émis par les points respectifs de l'objet Ob deviennent des faisceaux de rayons parallè- les dans la zone TD De la sorte même si les faisceaux de rayons parallèles respectifs sont décalés dans la direction perpendiculaire à l'axe optique O 0, il n'y a pas de modification de la position des points respectifs derrière la lentille L 2 là o les rayons lumineux convergent C'est pourquoi, la position de l'image Im nesera pas modifiée. Par contre comme représenté aux figures 1 C et 1 D, lorsque l'objet Ob se trouve dans une position autre que le foyer Pf 1 de la lentille L 1 c'està-dire dans une position non mise au point, les rayons lumineux des points respectifs de l'objet Oh ne deviennent pas des faisceaux de rayons parallèles dans la zone TD Puis, si les faisceaux de rayons respectifs dont chacun n'est pas un faisceau de rayon parallèle, sont décalés perpendiculairement à l'axe optique O O (P représentant le degré du décalage), les faisceaux de rayons lumineux convergent respectivement en diffé- rents points du plan perpendiculaire à l'axe optique O O derrière la lentille L 2 Cela signifie en prati- que comme représenté à la figure IC que lorsque l'objet Ob se trouve dans une position derrière le foyer (appelée ci-après simplement "sur focalisation"), les points respectifs auxquels les rayons lumineux conver- gent sont décalés près de l'axe optique O O, ce qui diminue la hauteur B de l'image Im Inversement comme représenté à la figure 1 D, lorsque l'objet Ob se trouve en avant du foyer (appelé ci-apr-s "sous focalisation") la hauteur B de l'image Im augmente comme représenté à la figure ID Le degré de variation ib B de la hauteur B de l'image Im est donné par l'équation suivante qui montre que AB est proportionnel au déplacement Af 2 entre la position dans laquelle est formée l'image Ix et le foyer Pf 2 de la lentille L AOB la P bf f 2 Comme indiqué ci-dessus, lors- qu'il n'y a pas de mise au point, si les rayons lumi- neux sont décalés parallèlement à une direction per- pendiculaire à l'axe optique O O dans la zone TD entre les lentilles L 1 et L 2, les positions respecti- ves auxquelles sont formées les images sont déplacées dans le plan perpendiculaire à l'axe optique O 0. En utilisant efficacement ce principe optique, l'invention réalise un appareil de détection de la distance d'un objet Selon l'invention, lors de la détection, les rayons lumineux qui passent par le même point de la lentille L 1 dans la même direc- tion sont séparés en un ensemble de rayons lumineux et les rayons lumineux sont décalés perpendiculairement à l'axe optique O O de la lentille L de façon à passer par différents points de la lentille L 2, ce qui donne des images multiples au moins à l'état de non mise au point Puis, on détecte une relation de posi- tion des images multiples de façon à détecter la manière et le degré de décalage du foyer c'est-à-dire pour détecter si le foyer est en situation de sur ou de sous focalisation ainsi que pour déterminer le degré du déplacement. En fait selon l'invention décrite ci-dessus, il faut séparer les faisceaux lumineux paral- lèles passant dans la lentille L 1 au m ême point dans la même direction en un ensemble de rayons lumineux lors- il que la distance de l'objet est détectée et il faut décaler les rayons lumineux ainsi séparés, parallèle- ment à la lentille L 2 pour faire passer les rayons lumineux ainsi séparés par des points différents de la lentille L Différents procédés sont envisagea- bles pour mettre en oeuvre l'opération ci-dessus on estime toutefois qu'il est le plus intéressant d'utiliser un miroir, ce qui correspond au mode de réalisation préférentiel de l'invention Un moyen de principe pour séparer les rayons lumineux en utili- sant un miroir et pour décaler les rayons lumineux ainsi séparés en des rayons parallèles par rapport à la lentille L 2 sera décrit ci-après à l'aide des figu- res 2 A-2 C. Les figures 2 A-2 C sont des schémas montrant le trajet des rayons lumineux émis par l'objet Ob lorsque les deux lentilles L 1 et L 2 se trouvent dans leurs plans principaux H 1 H 1 ' et H 2 H 2 ', essentiellement perpendiculaires l'un à l'autre avec un miroir M qui réfléchit la lumière traversant la lentille L 1 en provenance de l'objet Ob vers la lentille L 2, le miroir faisant un angle essen- tiel égal à 450 par rapport à l'un ou l'autre des plans principaux H 1 H 1 ' ou H 2 H 2 ' des lentilles L 1 et L 2. Lorsque l'objet Ob se trouve au foyer Pfi de la lentille L comme représenté à la figure 2 A, la lumière émise par les points respectifs de l'objet Ob et qui traverse la lentille L 1 devient des rayons lumineux parallèles Les rayons lumineux parallèles sont réfléchis par le miroir M vers la lentille L 2 et sont focalisés sur le foyer Pf 2 de la lentille L 2 comme image Im L'image Im de l'objet Ob se forme ainsi au foyer Pf 2 de la lentille L 2. Même si la position du miroir M est déplacée parallèlement à la direction perpendicu- laire, d'une distance P choisie de façon appropriée suivant la direction de l'axe optique de la lentille L 1 comme cela est indiqué par la ligne en pointillés M' à la figure 2 B, dans un cas de mise au point exacte, les rayons lumineux émis par l'objet Ob et qui ont tra- versé la lentille L et on été réfléchis par le miroir M' sur la lentille L 2 deviennent des rayons lumineux parallèles dans la zone comprise entre les lentilles L 1 et L 2, si bien que la position dans laquelle les rayons lumineux se coupent, ne change pas. Par contre, si l'objet Ob se trouve dans une position éloignée du foyer Pfi de la lentille L c'est-à-dire par exemple derrière le foyer Pfi comme représenté à la figure 2 C, les rayons lumi- neux qui traversent la lentille L en provenance des différents points de l'objet Ob ne deviennent pas des rayons lumineux parallèles Si dans ces conditions, le miroir M est déplacé parallèlement pour permettre le déplacement des rayons lumineux, parallèlement comme décrit ci-dessus, cela se traduit par un déplacement des positions dans lesquelles les rayons lumineux se coupent dans le plan perpendiculaire à l'axe optique de la lentille L 2 La direction du décalage des posi- tions de recoupement des rayons lumineux est différente suivant que l'objet se trouve en avant ou en arrière du foyer comme cela est représenté à la figure 2 C En ou- tre, le degré de déplacement t B est proportionnel au degré de déplacement A f 2 entre le foyer Pf 2 de la lentille L 2 et les points de convergence En consé- quence, si un semi-miroir est placé dans la position M représentée en traits pleins et qu'un miroir normal est placé dans la position M' représentée en pointil- lés aux figures 2 B et 2 C, on peut obtenir une image double au moins en position de non mise au point Le principe ci-dessus est utilisé efficacement dans les modes de réalisation d'un appareil de détection de la distance d'un objet selon l'invention comme cela sera décrit ci-après. Différents modes de réalisation d'un appareil selon l'invention seront décrits ci-après en détail en référence aux dessins annexés. Les figures 3 et 4 A et 4 C sont des schémas correspondant à un premier mode de réalisation d'un appareil selon l'invention appliqué par exemple à un appareil photographique Selon la figure 3, la réfé- rence TL concerne la lentille de prise de vues et au foyer Pft de cette lentille à l'opposé de l'objet se trouve un écran pour l'image principale STL comme cela est représenté en pointillés; cet écran correspond à un matériau photosensible tel qu'un film ou analogue non représenté La référence HM 1 désigne un miroir semi- transparent placé entre la lentille de prise de vues TL et l'écran STL sur lequel se forme l'image principale; lr tare réfléchissante du miroir fait un angle essen- tiellement égal à 450 par rapport au plan principal de la lentille de prise de vues TL La référence L 1 dési- gne une lentille disposée de façon à recevoir les rayons lumineux qui traversent la lentille de prise de vues TL et sont réfléchis par le miroir semi-transparent HM 1 dont le plan principal fait un angle par exemple égal à 450 par rapport à la surface réfléchissante du miroir semitransparent HM 1 Cette lentille L 1 est située à une distance correspondant à la distance focale f 1 par rapport à l'écran de formation de l'image auxi- hlaire Pft' produite par le miroir semi-transparent HM 1. En conséquence, les rayons lumineux qui traversent la lentille L 1 et sont émis par les points respectifs de l'objet deviennent des rayons lumineux parallèles en position de focalisation précise. C'est pourquoi, la zone entre la lentille L 1 jusqu'au côté opposé du miroir semi-trans- parent HM 1 c'est-à-dire la partie inférieure de la len- tille L 1 selon la figure 3 devient la zone TD dans la- quelle les rayons lumineux des différents points de l'objet sont des rayons parallèles lorsque la mise au point est exacte Dans la zone TD se trouve un miroir semi-transparent HM 2 disposé de façon oblique par rap- port à l'axe optique de la lentille L 1 suivant un angle par exemple égal essentiellement à 450 et à une distance appropriée de la lentille L 1; il est également prévu un miroir normal FM dans une position parallèle à une distance appropriée du miroir semi-transparent HM 2 dans la direction dans laquelle cheminent les rayons lumineux Il en résulte qu'une partie des rayons lumi- neux traversant la lentille L 1 est réfléchie par le miroir semitransparent HME et l'autre partie des rayons lumineux ayant traversé le miroir semi-transpa- rent HM 2 est réfléchie par le miroir normal FM Dans ce cas, les rayons lumineux réfléchis par le miroir semi transparent HM 2 et par le miroir normal FM sont essentiellement parallèles l'un à l'autre Le miroir semitransparent HM 2 et le miroir normal FM constituent ainsi un moyen 1 qui sépare les rayons lumineux traver- sant la zone TD en deux faisceaux lumineux Ce moyen 1 est avantageusement appelé dans la description de la présente invention: moyen de séparation des rayons lu- mineux. A la figure 3, la référence L 2 a désigne une lentille de réception par exemple dans sa moitié supérieure des rayons lumineux du miroir semi- transparent HM 2; la référence L b désigne une lentille de réception par exemple de la moitié inférieure des rayons lumineux du miroir normal FM Dans ces condi- tions, les lentilles L 2 a et L 2 b sont placées de façon à faire un angle égal à 450 respectivement par rapport au miroir semi-transparent HM 2 et au miroir normal FM. La relation de position entre les lentilles L 2 a et L 2 b et celle entre la lentille Ll, le miroir semi-transpa- rent HM 2 et le miroir normal FM sont telles qu'elles satisfassent aux conditions suivantes: Pour faciliter la compréhension, on a indiqué à titre d'exemple, la lumière passant par l'axe optique de la lentille L Une partie de la lumière réfléchie par le miroir semis transparent HM 2 traverse la lentille L 2 a dans une posi- tion décalée de P dans la direction supérieure de l'axe optique de la lentille L 2 a selon la figure 3 La partie restante de la lumière qui a traversé le miroir semi- transparent HM 2 et qui est réfléchie par le miroir nor- mal FM traverse la lentille L 2 b dans une position déca- lée de P' vers le bas par rapport à l'axe optique de la lentille L 2 b selon la figure 3 Cela peut être con- sidéré comme si lors de la détection de la distance entre l'objet et l'appareil photographique (ou caméra) les deux lentilles L 2 a et L 2 b étant supposées former une lentille L 2 et la lumière traversant la lentille L au même point dans la même direction étant respecti- vement introduite dans la lentille L en des points qui diffèrent l'un de l'autre P + P', se traduit par un effet essentiellement analogue à celui correspondant à la relation de position entre la lentille L 2 et le mi- * roir M des figures 2 A-2 C et que cette position serait décalée perpendiculairement à l'axe optique de la len- tille L 2 comme cela a été indiqué Le déplacement P selon les figures 2 A et 2 C correspond à la somme P + P' dans le mode de réalisation de l'invention re- présenté à la figure 3. A la figure 3, les références P 51 et P 52 désignent respectivement les photodétecteurs ou photocapteurs qui sont disposés parallèlement l'un à l'autre et distants de la distance focale f L 2 des lentilles L 2 a et L 2 b' Les photodétecteurs P 51 et P 52 sont respectivement formés par un dispositif à couplage de charge (CCD), un photocapteur ou analogue qui porte comme représenté aux figures 4 A-4 C un certain nombre d'éléments photosensibles ou d'éléments récepteurs 2, 2, suivant la direction du décalage (directi'on ver- ticale selon le premier mode de réalisation de la figu- re 1) des deux rayons lumineux séparés par le moyen de séparation de rayons lumineux 1. Les figures 4 A-4 C sont des vues de face montrant chacune les photodétecteurs PS et PS 1 2 Dans l'état de mise au point exact, on obtient la situa- tion représentée à la figure 4 A, les rayons lumineux de l'objet se regroupant pour former l'image sur l'écran photosensible ou écran de réception de l'élément photo- sensible central 20 des photodétecteurs P 51 et P 52. En retournant à la figure 3, la référence CON désigne un comparateur pour comparer les signaux de sortie des photodétecteurs P 51 et P 52; la référence PDC désigne un circuit de détection de foyer qui reçoit le signal de sortie du comparateur CON pour détecter le foyer. Dans l'appareil de détection de la distance d'un objet selon l'invention comme repré- senté aux figures, en position de mise au point exacte, les images de l'objet se forment comme décrit ci-des- sus respectivement sur les éléments photosensibles du milieu 20 des photodétecteurs P 51 et P 52 Alors qu'en position de défocalisation, les rayons lumineux des dif- férents points de l'objet qui traversent la zone TD dans laquelle se trouve le moyen 1 de séparation des rayons lumineux ne sont pas des rayons parallèles mais des rayons convergents ou divergents Bien que les rayons lumineux réfléchis par le semi-miroir HM 2 et les rayons lumineux réfléchis par le miroir FM traversent de façon similaire la lentille Ll, les deux faisceaux de rayons ci-dessus tombent en des points différents sur la lentille L 2 (la lentille L 2 peut être assimilée à une seule lentille bien qu'elle soit en réalité for- née de deux lentilles indépendantes L 2 a et L 2 b) Il est ainsi clair selon le principe représenté aux figures 2 A- 2 C que la position dans laquelle se forme l'image de l'objet sur les photodétecteurs P 51 et P 52 est décalée. De plus les rayons lumineux réfléchis par le miroir semi-transparent HM 2 sont décalés vers le haut de l'axe optique de la lentille L 2 selon la figure 3 alors que les rayons lumineux réfléchis par le miroir FM sont déplacés vers le bas par rapport à l'axe optique de la lentille L 2 selon la figure 3; les directions de dépla- cementsont opposées l'une à l'autre. Ainsi selon les figures 4 B et 4 C, lorsque la position dans laquelle se forme l'image sur le photodétecteur PS est déplacée vers le haut, la po- sition à laquelle se forme l'image sur l'autre photo- détecteur PS est déplacée vers le bas On peut ainsi détecter le décalage de la position à laquelle se forme l'image suivant que le foyer est en hypofocal ou en hyperfocal et cela en détectant le sens de déplacement des positions de formation d'image selon les figures 4 B et 4 C De plus, en détectant le degré de déplacement de la position de formation de l'image, il est possible de détecter le déplacement du foyer. Ainsi, les signaux accumulés dans les éléments photosensibles respectifs 2, 2, des deux photodétecteurs P 51 et-P 52, en comparant les si- gnaux dans le comparateur COM et en traitant le signal de sortie du comparateur par le circuit de détection de foyer PDC pour détecter celui des états représentés aux figures 4 A-4 C auxquelles appartient la position à la- quelle se forme l'image et qui correspond à la mise au point exacte à la sous-mise au point ou à la surmise au point de la position de l'image En outre comme le degré de déplacement L B augmente à mesure que les élé- ments photosensibles 2, 2, sur lesquels se forme l'image, sont éloignés des éléments photosensibles 20 du milieu, le degré de déplacement A B peut également se détecter à l'aide du circuit de détection de foyer PDC Ainsi lorsque la lentille de prise de vues est déplacée en réponse au résultat de la détection pour permettre à l'objet d'être en position de mise au point précise, une opération de mise au point automa- tique devient possible pour avoir dans tous les cas la mise au point précise. Comme la distance entre les axes optiques des deux lentilles L 2 a et L 2 b est relativement grande dans le moyen de séparation 1 des rayons lumi- neux du premier mode de réalisation selon la figure 3, il faut deux photodétecteurs P 51 et P 52 La figure 5 correspond à une variante de lentille L 2 et de photo- détecteur PS Dans cet exemple, chacuredes moitiés des deux lentilles L 2 a et L 2,qui est en principe non utilisée comme lentille, est enlevée de façon à réduire la distance entre les axes optiques des lentilles L 2 a et L 2 b et les deux lentilles L 2 a et L 2 b forment deux images sur le photodétecteur PS Dans cette variante, il suffit d'un seul photodétecteur P 51 pour obtenir le même résultat que précédemment, ce qui permet de réduire le nombre de pièces et d'avoir un appareil plus compact. Dans ce cas, les axes optiques des deux lentilles L 2 a et L 2 b n'ont pas à être parallèles l'unà l'autre mais les positions auxquelles se forme l'image à l'état de mise au point exacte sur le photodétecteur P 51 peuvent être proches ou éloignées l'une de l'autre en réglant de façon appropriée les deux axes optiques. La figure 6 est un schéma d'une autre variante de lentille L 2 et de photodétecteur P 51. Dans cet exemple, la partie des rayons lumineux qui traversent la lentille L 1 est d'abord réfléchie par un miroir normal FM 1 vers le miroir normal FM 2 et la lu- mière est en outre réfléchie par le miroir FM, vers l'arrière c'est-àdire vers la droite selon la figure 6 pour traverser la moitié supérieure de la lentille L 2 qui est unique selon la figure 6; puis, la lumière tombe sur le photodétecteur P 51 La partie des rayons lumineux envoyés sur le miroir FM 3 à partir de la len- tille L 1 est réfléchie par le miroir normal FM 3 vers le miroir normal FM 4; cette lumière réfléchie est de nou- veau réfléchie par le miroir normal FM 4, vers l'arrière pour traverser la moitié supérieure de la lentille L 2, puis la lumière tombe sur le photodétecteur P 51 Comme décrit ci-dessus, l'utilisation de quatre miroirs nor- maux FM 1, FM 2, FM 3, FM 4 permet de séparer un faisceau de rayons lumineux en deux faisceaux de rayons lumineux qui sont décalés parallèlement l'un à l'autre. Les variantes données à titre d'exemple aux figures 5 et 6 conviennent lorsqu'il faut placer le photodétecteur PS derrière la lentille L 1 qui forme la zone TD dans laquelle les rayons lumineux émis par les différents points de l'objet deviennent des faisceaux de rayons parallèles dans le cas de la mise au point exacte. Les figures 7 à 9 et l OA-l OC sont des swhémas montrant un second mode de réalisation d'un appareil pour détecter la distance d'un objet selon l'invention Dans ce second mode de réalisation, on utilise un miroir à décalage SM comme moyen 3 pour séparer le faisceau de rayons lumineux traversant la lentille L 1 à la même place et dans la même direction lors de la détection, pour obtenir deux faisceaux et pour décaler parallèlement les deux faisceaux lumineux par rapport à l'axe optique de la lentille L 2 (ce dis positif sera appelé ci-après simplement "moyen de sépa- ration et de décalage parallèle d'un faisceau de rayons lumineux") Le miroir à décalage SM se compose de sur- faces réfléchissantes ref et ref 2 adjacentes l'une à l'autre mais séparées par une partie décalée 4 pour se trouver dans deux plans différents mais parallèles. Comme représenté à la figure 9, le miroir de décalage SM peut facilement se réaliser en appliquant un film réfléchissant sur la moitié de la surface avant par exemple la moitié inférieure de la surface 6 d'une plaque transparente 5 en verre ou en résine synthétique pour constituer la surface réflé- chissante ref 2; un film réfléchissant est appliqué sur l'autre moitié à l'arrière de la plaque transparente 5 par exemple la moitié arrière supérieure 7 pour former la surface réfléchissante refl La lumière qui traverse la lentille L 1 est réfléchie vers la lentille L 2 par les deux surfaces réfléchissantes ref 1 et ref 2 du miroir à décalage SM. Aux figures, la référence CL désigne une lentille cylindrique en forme de goulotte qui est placée du côté opposé du miroir à décalage SM par rapport à la lentille L 2 et au foyer Pf 2 de la len- tille L 2; cette lentille cylindrique est disposée dans la direction horizontale (direction correspondant à la surface de la feuille des dessins, à l'arrière selon la figure 7 ou la direction verticale selon la figure 8). La lentille cylindrique CL sépare les rayons lumineux qui convergent dans cette lentille à partir des surfa- ces réfléchissantes ref 1 et ref 2 en permettant la for- mation distincte de deux images sur les photodétecteurs P 51 et P 52. Les photodétecteurs P 51 et P 52 sont disposés parallèlement à la lentille cylindrique CL à une distance correspondant à la distance focale f CL de la lentille CL à l'arrière de la lentille cylin- drique CL Les photodétecteurs P 51 et P 52 sont écartés verticalement l'un de l'autre de façon que la distance PS entre les centres des écrans photosensibles respec- tifs satisfasse à l'équation suivante: SP = fc * Q/f 2 Dans cette équation, Q est la distance entre le centre du faisceau de rayon réfléchi par la surface réfléchis- sante ref 1 et le centre du faisceau de rayons réfléchi par la surface réfléchissante ref 2 dans le cas de la mise au point exacte. Dans l'appareil de détection de la distance d'un objet selon le second mode de réali- sation de l'invention, parmi les rayons lumineux qui traversent la lentille L et sont réfléchis par le miroir à décalage SM, ceux des rayons qui sont réflé- chis par la surface réfléchissante ref 1 sont recueil- lis par la moitié supérieure de la lentille L 2 au niveau de la lentille cylindrique CL pour être proje- tés par cette lentille cylindrique CL sur le photo- détecteur P 51 se trouvant du côté inférieur; par contre, les rayons lumineux qui traversent la lentille L 2 et sont réfléchis par la surface réfléchissante ref 2 sont regroupés par la moitié inférieure de la lentille L 2 sur la lentille cylindrique CL qui projette les rayons sur la moitié supérieure du photodétecteur P 52. Dans le cas de la mise au point exacte ou lorsque les rayons lumineux des différentes parties de l'objet et qui traversent la lentille L 1 deviennent des rayons lumineux parallèles, l'image de l'objet se forme sur les éléments photosensibles 20 qui se trouvent res- pectivement au milieu des photodétecteurs P 51 et P 52 comme le montre la figure l OA Les deux faisceaux de rayons lumineux sont décalés de façon correspondante 15368 de la distance P parallèlement dans la direction verti- cale comme représenté à la figure 8. C'est pourquoi dans le cas de la sous ou surmise au point comme représenté par la vue de face des photodétecteurs P 51 et P 52 aux figures 108 et 1 OC, la position à laquelle se forme l'image sur les photodétecteurs P 51 et P 52 est déplacée dans la direc- tion horizontale De même que dans le premier mode de réalisation, par analyse des schémas de dépla- cement représentés aux figures 108 et 1 OC correspond un déplacement, on peut détecter s'il s'agit d'une sous- ou d'une surmise au point En outre, le degré de dépla- cement du foyer peut se détecter par le degré de dépla- cement de la position à laquelle se forme l'image En conséquence, comme dans le premier mode de réalisation représenté aux figures 3 et 4, les signaux de sortie des photodétecteurs P 51 et P 52 sont traités de façon appropriée pour permettre la détection automatique du foyer. En outre si deux photodétecteurs P 51 et P 52 sont réunis ou sont constitués d'une seule pièce pour former un ensemble, cela réduit le nombre de pièces ainsi que les opérations de montage. La figure 11 est un schéma d'un troisième mode de réalisation d'un appareil de détec- tion de la distance d'un objet selon l'invention Dans ce troisième mode de réalisation, on utilise une plaque transparente 8 comme moyen de séparation et de décalage des faisceaux de rayons lumineux La plaque transparente 8 est disposée suivant un angle par exemple égal à 450 par rapport au plan principal de la lentille L 1 et le plan tourné vers la lentille L 1 Joue le rôle d'un miroir semi-transparent La référence L 2 a désigne la lentille qui reçoit les rayons lumineux réfléchis par la plaque transparente 8 alors que la référence L 2 b désigne la lentille qui reçoit les rayons lumineux ré- fractés et traversant la plaque transparente 8, La len- tille L 2 a est positionnée de façon à permettre à la lumière qui chemine suivant l'axe optique de la lentil- le L 1 et qui est réfléchie par la plaque 8 de passer suivant son axe optique, la lentille L 2 b étant située de façon que son axe optique coïncide avec celui de la lentille L La référence P 51 désigne le photodétec- teur qui reçoit la lumière ayant passé à travers la lentille L 2 a; la référence P 52 désigne le photodétec- teur qui reçoit la lumière ayant traversé la lentille L 2 b. Selon l'appareil correspondant au troisième mode de réalisation, les rayons lumineux qui cheminent suivant l'axe optique de la lentille L et qui sont réfléchis par la plaque transparente 8, puis arrivent dans la lentille L 2 a cheminent suivant l'axe optique de la lentille L 2 a alors que la lumière réfractée à travers la plaque transparente 8, puis 2 È introduite dans la lentille L 2 b arrive dans cette len- tille L 2 b dans une position décalée et parallèle à l'axe optique de la lentille L 2 b Le degré de déplace- ment P est donné par l'équation suivante sin(i 1 -i 2) P = d Ca S i 1 Dans cette équation i 1 représente l'angle d'incidence des rayons lumineux par rapport à la plaque transparente 8; i 2 représente l'angle de réfraction et d représente l'épaisseur de la plaque transparente 8. Ainsi, si l'on suppose que les deux lentilles L 2 a' L 2 b forment une seule lentille L on peut considérer que la partie des rayons lumineux tombant sur la lentille L 2 est décalée parallèlement de la distance P Ainsi, le signal de sortie fourni par le photodétecteur P 51 recevant la lumière qui n'a pas été décalée parallèlement et le signal de sortie du photodétecteur P 52 qui reçoit la lumière décalée parallèlement permettent de détecter automatiquement la distance de l'objet de façon analogue au premier et second modes de réalisation de l'invention. Les figures 12 à 14 sont des schémas d'exemples respectifs de l'appareil selon l'invention. La figure 12 montre un mode de réalisation selon lequel un semi-prisme HP est utilisé pour dériver une partie des rayons lumineux allant vers l'écran STL sur lequel se forme l'image à partir de la lentille de prise de vues TL. Dans cet exemple, la lentille L permet aux rayons lumineux émis par les différents points d'objets d'être parallèles à l'axe optique de la lentille L 1 lorsque la mise au point est exacte, comme à la figure 3 Du côté opposé de la lentille L par rapport au demi-prisme HP se trouve un moyen de séparation de rayons lumineux 1 et un moyen de décalage en parallèle 3 ainsi que la lentille L 2 pour former une image sur le photodétecteur PS approprié. La figure 13 montre le mode de réalisation de l'invention appliqué à un appareil de prise de vues utilisant une lentille à focal variable. Dans cette caméra, en position de mise au point exacte, la zone entre la partie de lentille à focal variable ZOOM et la partie de lentille à RELAIS fonctionne de façon telle que les rayons lumineux des différents points de l'objet deviennent des faisceaux de rayons parallèles pour le miroir semi-transparent HM Dans la position du chemin o se trouvent les rayons lumineux réfléchis par le miroir semi-transparent HM, on a le moyen de séparation de rayons lumineux 1 ou analogue utilisé comme dans les modes de réalisation précédents et les rayons lumineux du moyen 1 sont regroupés par la lentille L sur le photodétecteur PS Le s Lgnal de sortie du photodétecteur PS est traité par le cz cuit de détection de foyer PDC pour être transmis à un cir- cuit d'entraînement DRI qui fournit le courant d'ali- mentation à un moteur Mo de façon à faire tourner celui- ci soit dans leosens des aiguilles d'une montre, soit dans le sens contraire des aiguilles d'une montre en fonction du résultat de la détection du foyer; le moteur Mo tourne ainsi sous L'effet du courant dtalimen- tation soit dans-e sens des aiguilles d'une montre, soit dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, en déplaçant la lentille de mise au point FL qui fait partie du système optique à focal variable ZOOM, vers l'avant ou vers l'arrière pour se mettre en mise au point exacte La référence TID s'applique à un élément de prise de vues ou élément d'image tel qu'un composant CCD ou analogue. La figure 14 est-un schéma de principe d'un appareil photo ou d'une caméra équipé d'un viseur optique auquel est appliquée l'invention. Dans cet exemple, les parties du chemin optique à travers le système optique du viseur se composent des lentilles L 3, L 4, Li, L^ 5, L 7 du miroir semi-transparent HM 2 du miroir M; le foyer se détecte à partir de la lumière dérivée De façon plus précise, le miroir semi- transparent HM 2 est placé entre les lentilles Li, L 5 et la position dans laquelle passe la lumière réfléchie par le miroir HM 2 comporte de façon appropriée un moyen de séparation et de décalage du faisceau de rayons lumi- neux 1 ou un moyen de séparation du faisceau de rayons lumineux et de décalage en parallèle 3. Un autre mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après mettant en oeuvre les caractéristiques de l'appareil de détection selon l'invention. Les figures 15 à 18 sont des schémas servant à expliquer cet autre mode de réalisa- tion de l'invention. A la figure 15, la référence ZOOM désigne un système optique à focal variable dont la distance focale peut être modifiée par déplacement de la lentille de mise au point FL par déplacement héli- coldal vers l'avant et vers l'arrière en étant entraînée par le moteur M La référence RELAIS s'applique à une lentille de relais qui fait converger les rayons lumi- neux dusystème optique à focal variable ZOOM pour former une image de l'objet sur l'élément de prise de vues TDI. L 5 Les rayons lumineux de l'objet aux différents points deviennent respectivement des faisceaux de rayons paral lèles dans la zone comprise entre le système optique à focal variable ZOOM et l'élément de lentille de relais RELAIS dans les conditions de mise au point exacte, zone dans laquelle se trouve le miroir semi-transparent HM, pour extraire des faisceaux de rayons lumineux parmi les faisceaux de rayons lumineux qui vont du système optique à focal variable ZOOM à la lentille de relais RELAIS, comme rayons lumineux servant à détecter le foyer Le miroir semitransparent HM 1 fait un angle par exemple égal à 450 par rapport à l'axe optique du sys- tème à focal variable ZOOM. La référence HM 2 désigne un miroir semi-transparent qui reçoit en pratique la lumière réfléchie par le miroir semi-transparent HM La réfé- rence FM s'applique à un miroir à-réflexion totale qui est disposé parallèlement au miroir semi-transparent HM pour assurer la réflexion totale de la lumière qui traverse le miroir semi-transparent HM Ainsi, la lumière provenant du miroir semi-transparent HM 2 prove- nant d'un endroit dans la même direction est réfléchie de façon à donner des rayons parallèles à ceux réflé- chis par le miroir à réflexion totale FM Le miroir semi-transparent HM 2 et le miroir à réflexion totale FM constituent des moyens permettant de séparer les faisceaux de rayons lumineux émis par le système opti- que à focal variable ZOOM au même endroit et dans la même direction pour donner deux faisceaux de rayons lumineux qui sont décalés dans la direction perpendi- culaire à l'axe optique de la lentille L 2; on a ainsi un moyen de séparation et de décalage en parallèle de faisceaux de rayons lumineux 3 comme décrit ci-dessus. La lentille L 2 est placée de façon à recevoir la lumière du miroir à réflexion totale FM sur l'une de ses moitiés (dans ce mode de réalisa- tion, représenté à la figure 15, il s'agit de la moitié supérieure) ainsi que pour recevoir la lumière du miroir semi-transparent HM 2 sur l'autre moitié (selon la figure : moitié inférieure) et les rayons lumineux introduits sont regroupés pour former une image de l'objet La réfé- rence FEL s'applique à une lentille dite "oeil de mouche" qui se compose d'un certain nombre d'éléments de lentille très petits,X , réunis suivant une ligne droite et qui est séparée de la lentille L 2 d'une distance égale à la distance focale f 2 (de la lentille L 2) Les éléments Il Q, sont répartis dans la direction ver- ticale selon la figure 15 Lorsque la mise au point est exacte, une image de l'objet se forme sur la lentille oeil de mouche FEL La lentille FEL sépare les rayons lumineux qui convergent sur les élémentsde lentille respectifs i Q, Y-, en des rayons de la moitié supérieure et de la moitié inférieure de la lentille L 2 en regroupant les rayons lumineux séparés sur les emplacements décalés verticalement La référence PSA s'applique à un réseau photocapteur situé derrière la lentille oeil de mouche FEL (du côté droît seion ia figure 15) ce réseau étant par exemple constl Tué d'un composant CCD Selon la figure 16, le Réseau de photo- capteur PSA se compose d'éléments photosenslb es P 51, P 52 etc qui sont respectivement formés d'une paire d'éléments photosensibles PS ai, P Sbl; P Sa 2, P Sb 2 répartis suivant une ligne droite avec un intervalle égal à celui des éléments de lentille -Q, Q de la lentille oeil de mouche FEL Les différents éléments de détection de lumière P 51, P 52 se trouvent der- rière les éléments de lentille t, t, co-rrespon- dants de la lentille FEL. Un élément photosensible P Sai, P Sa 2 de chaque paire d'éléments photosenslbles P Sal, P Sbl; P Sa 2, P Sb 2 composant les éléments photo- sensibles P 51 respectifs sont placés de façon à rece- voir les rayons lumineux de la partie de moitié infé- rieure de la lentille L 2 que les éléments de lentille t correspondants sont converges sur les éléments photosensibles P 51 de la lentille oeil de mouche FEL alors que les autres éléments photosensibles P Sbi sont positionnés de façon analogue pour recevoir les rayons lumineux rendus convergents par la moitié supérieure de la lentille L 2. En se reportant de nouveau à la figure 15, la référence PSC s'applique à un circuit de détection de foyer qui reçoit les signaux de sortie du réseau photodétecteur PSA pour traiter ces signaux. Pour cela, le circuit'de détection de foyer PSC reçoit sur l'une des bornes d'entrée a les signaux de sortie des éléments photosensibles P Sal, P Sa 2 de chaque élément photosensible P 51, P 52 alors que son autre borne d'entrée b reçoit les signaux de sortie des au- tres éléments photosensibles P Sbl, P Sb 2 des éléments photosensibles P Si, P 52 pour effectuer différentes opérations de traitement des signaux telles que la com- paraison des signaux de sortie pour détecter le foyer. La référence DRI désigne un circuit d'entrainement qui reçoit le signal de détection du foyer du circuit de détection de foyer PSC pour donner'un signal d'entraî- nement correspondant La référence M O s'applique au moteur qui est entraîné par le signal d'entraînement dérivé du circuit d'entraînement DRI dans le sens des aiguilles d'une montre ou le sens contraire des ai- guilles d'une montre pour déplacer la lentille de mise au point FL du système optique à focal variable ZOOM vers l'avant ou vers l'arrière. Le principe de l'appareil cor- respondant à ce mode de réalisation sera décrit ci-après. Selon la figure 15, la plupart des rayons lumineux qui traversent le système optique ZOOM passent par le miroir semi-transparent HM 1 pour tomber sur l'élément de lentille de relais RELAIS La lentille de relais RELAIS fait converger ces rayons lumineux et une image de l'objet se forme sur l'écran de réception de lumière de l'élément de prise de vues TID lorsque le système optique ZOOM est en position de mise au point exacte Une partie des rayons lumineux qui traversent le système optique ZOOM est réfléchie par le miroir semi-transparent HM 1 vers le miroir semi- transparent HM Une partie des rayons lumineux est réfléchie par le miroir semi-transparent HM 2 pour être envoyée sur une moitié à savoir la moitié inférieure selon la figure 15 de la lentille L 2, les autres rayons lumineux traversant le miroir semi-transparent HM 2 pour être réfléchis par le miroir à réflexion totale FM vers la moitié supérieure de la lentille L 2 Les rayons lumineux réfléchis par le miroir à réflexion totale FM vers la lentille L 2 sont recueillis par la lentille L 2 pour former une image de l'objet sur la lentille oeil de mouche FEL dans les conditions de mise au point précise De façon plus détaillée, les rayons lumineux des différents points de l'objet en position de mise au point précise sont collectés respectivement sur les éléments de lentille J, e, de la lentille oeil de mouche FEL Parmi les rayons lumineux ainsi collec- tés, ceux de la moitié inférieure de la lentille L 2 sont reçus par les éléments de lentille t pour former une image de l'objet sur l'élément photosensible supé- rieur PS al' PS a 2 Les rayons lumineux de la moitié supérieure de la lentille L 2 sont recueillis par les éléments de lentille t pour former l'image de l'objet sur l'élément photosensible inférieur P Sbl' P Sb 2 Selon la figure 16, la lumière d'un objet par exemple la lumière émise par un certain point 1 de l'objet donne un rayon R 1 qui traverse la moitié supérieure de la lentille L 2 et un rayon R 1 ' qui traverse la moitié inférieure de cette lentille; ces deux rayons tombent sur un élément de lentille i 1 Pour la lumière émise par un point 2 de l'objet, voi- sin du point 1 ci-dessus, le rayon R 2 traverse la moi- tié supérieure de la lentille L 2 et le rayon R 2 ' tra- verse la moitié inférieure; ces deux rayons tombent sur l'élément de lentille L 2 voisin de l'élément de len- tille L 1 sur lequel tombe la lumière du point 1 Le rayon lumineux R 1 arrive sur l'élément photosensible P Sbl et le rayon lumineux R 1 ' arrive sur l'élément photosensible PS; le rayon lumineux R 2 arrive sur l'élément photo- sensible P Sb 2 et le rayon R 2 ' arrive sur l'élément photosensible P Sa 2 De la même manière, les rayons lumineux R 3, R 3 ', R 4, R 4 ', R 5, R 5 ' des différents points 3, 4, 5 de l'objet arrivent respectivement sur les éléments photosensibles P Sb 3 ' P Sa 3 ' P Sb 4, P Sa 4 ' PSM et P Sa 5 Ainsi, les rayons lumineux du même point. de l'objet arrivent sur les éléments photosensibles P Sa et P Sb du même élément photosensible PS Les cour- bes en traits pleins du graphique de la figure 18 cor- respondent à des exemples de signaux de sortie des différents éléments photosensibles en position de mise au point exacte; la courbe en traits pleins Wa cor- respond au signal de sortie des éléments photosensibles P Sal' P Sa 2 alors que la courbe en traits pleins Wb correspond aux signaux de sortie des éléments photo- sensibles P Sbl, P Sb 2 etc. En fait en position de non mise au point, même si les rayons lumineux des différents points de l'objet sortent du système optique à focal= variable ZOOM, ces rayons ne deviennent pas des fais- ceaux de rayons parallèles, si bien qu'aucune image de l'objet n'est formée sur la lentille oeil de mouche FEL, même si ces rayons sont regroupés par la lentille L 2 En conséquence, comme représenté aux figures 17 A et 17 B, les rayons lumineux du même point de l'objet arrivent sur les différents éléments de lentille ú, fl, qui obligent ces rayons à tomber sur les éléments photosensibles P Sa et P Sb d'éléments photosensibles PS et PS différents l'un de l'autre A titre d'exemple dans certains cas, les rayons lumineux R 2 et R 2 ' du point 2 de l'objet cheminent de la manière suivante: le rayon R 2 arrive sur l'élément photosensible P Sb 3 de l'élément P 53 et l'autre rayon R 2 ' arrive sur l'élément photosensible P Sal de l'élément P 51 comme représenté à la figure 17 A De la même manière, le rayon R 3 arrive sur l'élément photosensible P Sb 4; le rayon R 3 ' arrive sur l'élément photosensible P Sa 2; le rayon R 4 arrive sur l'élément photosensible P Sb 5; le rayon R 4 ' arrive sur l'élément photosensible P Sa 3; le rayon R 5 arrive sur l'élément photosensible P Sb 6; le-rayon lumineux R 5 ' arrive sur l'élément photosensible P Sa 4 * En position de mise au point précise ou de non mise au 2515368 = point, les éléments photosensibles qui reçoivent la lumière du même point de l'objet sont décalés Le signal de sortie des éléments photosensibles P Sal' P Sa 2 dans ce cas donne la courbe portant la référence Wa' à la figure 18 provenant du décalage du signal de sortie Wa vers la gauche selon cette figure. Inversement le signal de sortie qui correspond à la ligne en pointillés Wb' fournie par les éléments photosensibles P Sbl, P Sb 2 représente la courbe provenant du décalage du signal de sortie Wb vers le côté droit comme représenté à la figure 18 En outre la position de l'élément photosensible sur lequel tombent les rayons lumineux du même point de l'objet est parfois décalée dans la direction directement inver- * se de celle représentée à la figure 17 A comme le montre la figure 17 B; le rayon lumineux R 2 arrive alors sur l'élément photosensible P Sbl de l'élément P 51; le rayon R 2 ' arrive sur l'élément photosensible P Sa 3; le rayon R 3 arrive sur l'élément photosensible P Sb 2; le rayon lumineux R 3 ' arrive sur l'élément photosensible P Sa; le rayon R 4 arrive sur l'élément photosensible P Sb 3; le rayon R 4 ' arrive sur l'élément photosensible P Sa 5. Le fait qu'un rayon lumineux arrive sur l'élément photo- sensible comme représenté à la figure 17 A ou comme re- présenté à la figure 17 B correspond à une sous-mise au point ou une sur-mise au point. Comme décrit ci-dessus, dans le circuit de détection de foyer PSC qui reçoit le signal de sortie du réseau photodétecteur PSA, si pour les états représentés aux figures 16, 17 A, 17 B on détecte la position de pénétration de la lumière dans l'élé- ment photosensible, il est possible de détecter de façon précise le foyer Puis, le circuit d'entraînement DRI qui reçoit le signal de détection de foyer ainsi détecté génère le signal d'entraînement en réponse au signal détecté pour faire tourner le moteur Mo dans le sens des aiguilles d'une montre ou le sens contraire des aiguilles d'une montre; le moteur M O déplace ainsi la lentille de mise au point FL qui fait partie du système optique à focal variable ZOOM, vers l'avant ou vers l'arrière en supprimant ainsi le déplacement du foyer. En fait dans l'appareil de la figure 15, comme le moyen de séparation et de décalage parallèle des faisceaux de rayons lumineux se compose du miroir semi-transparent HM 2 et du miroir à réflexion totale FM, la lumière émise par un point du système optique à focal variable dans la même direction et séparée par le moyen de séparation et de décalage en parallèle de faisceaux de rayons lumineux pour donner des faisceaux de rayons lumineux parallèles qui passent par des positions différentes de la lentille L 2 Pour faciliter la compréhension, on examine le rayon lumi- neux RN émis par le système optique à lentille varia- ble ZOOM suivant l'axe optique; ce rayon est réfléchi par le miroir semitransparent HM 1 Le rayon lumineux RN est partiellement réfléchi par le miroir semi- transparent HM 2 puis traverse la partie a de la lentille L 2 en-dessous de son axe optique selon la figure 15 alors que l'autre partie du rayon lumineux X qui traver- se le miroir semi-transparent HM 2 est réfléchie par le miroir à réflexion totale FM et passe par la partie b qui se trouve au-dessus de l'axe optique de la lentil- le L 2 Cela se produit quelle que soit l'ouverture F du système optique à focal variable ZOOM On suppose maintenant que la distance entre les points a et b est égale à P Les rayons lumineux réfléchis par le miroir semi-transparent HM 1 sont séparés en deux faisceaux de rayons qui sont décalés par le moyen de séparation et de décalage 3 perpendiculairement à l'axe optique de la lentille L 2 suivant la distance P La paire d'élé- ments photosensibles P Sa et P Sb qui composent chacun des éléments photosensibles PS, PS présentent un intervalle approprié S Cet intervalle approprié Sp est donné par l'équation suivante f FE SP f P Dans cette relation, f FE représente la distance focale de chacun des éléments de lentille composant la lentille oeil de mouche FEL. L'équation ci-dessus montre claire- ment que la distance appropriée S p entre la paire d'élé- ments photosensibles P Sa et P Sb dépend de la distance P de séparation des faisceaux de rayons lumineux parallèles ce décalage étant mesuré perpendiculairement à l'axe optique de la lentille L, de la distance focale f 2 de la lentille L 2 et de la distance focale f FE de chaque élément de lentille t de la lentille oeil de mouche FEL, cette relation étant indépendante-de l'ouverture F du système optique à focal variable ZOOM. Comme décrit ci-dessus, l'appa- reil de détection de la distance d'un objet selon l'in- vention peut trouver de multiples applications. L'appareil selon l'invention se compose d'un premier système optique qui transforme les rayons lumineux des différents points d'un objet en faisceaux de rayons parallèles lorsque la mise au point est exacte, et un second système optique pour recueillir ou faire converger les faisceaux de rayons parallèles ayant traversé le premier système optique sur l'écran de réception de lumière du photodétecteur; dans ce second système, les faisceaux de rayons lumineux qui sortent dupremier système optique au même endroit et dans la même direction sont lors de la détection du foyer, séparés en un ensemble de faisceaux de rayons lumineux; -les fais ceaux de rayons lumineux séparés sont décalés parallè- lement au second système optique en passant par des points différents du second système optique; ces fais- ceaux de rayons lumineux sont projetés sur l'écran de réception de lumière du photodétecteur alors qu'à l'état de non mise au point, les ensembles de fais- ceaux de rayons lumineux forment les images multiples - sur l'écran de réception de lumière du photodétecteur. En détectant le déplacement entre les images multiples apparaissant sur l'écran de réception de lumière du photodétecteur, on détecte le foyer ou la distance d'un objet En conséquence lorsque le photodétecteur a une structure simple et se compose d'un certain nombre d'éléments photosensibles, bien que chaque élément com- porte un petit écran de réception de lumière qui est associé à cet élément ou fait corps avec lui, ces élé- ments étant répartis dans une direction prédéterminée, on peut réduire la densité des points d'échantillonnage et améliorer considérablement la précision de la détec- tion du foyer. En principe selon l'invention, comme la détection du foyer se fait en détectant si les faisceaux de rayons lumineux qui traversent la zone dans laquelle ils sont des faisceaux de rayons paral- lèles lorsque la mise au point est exacte, sont réelle- ment des faisceaux de rayons parallèles ou des fais- ceaux qui convergent ou qui divergent, si bien qu'il n'y a aucun risque de changement du résultat de la détection suivant le diamètre du faisceau de rayons lumineux La précision de la détection n'est pas modi- fiée par la position de la pupille de sortie de la lentille de prise de vues qui compose le système opti- que ou encore le diamètre du diaphragme Ainsi, il n'est pas nécessaire de prévoir un moyen particulier pour corriger le résultat de la détection suivant le diamètre du diaphragme. Il apparatt de l'équation donnée précédemment que l Von a: à B = P f 2/f 2 La précision de la détection ne dépend pas selon la formule ci-dessus de l'ouverture F de la lentille de prise de vues puisque cette précision résulte du rap- port entre la distance focale f de la lentille de prise de vues et du diamètre D du diphragme; cette précision dépend seulement de la lentille L 2 c'est-à- dire de la distance focale f 2 de la lentille située entre le moyen de séparation et de décalage des fais- ceaux de rayons lumineux et le photodétecteur ainsi que le décalage parallèle P du faisceau de rayons lumi- neux. De même suivant l'invention, comme on utilise la lumière qui traverse le système optique de prise de vues pour détecter le foyer ou la distance d'un objet, il n'y a pas de parallaxe En outre comme aucun organe mobile n'est nécessaire pour détecter la distance d'un objet, on a un montage méca- nique et une réalisation très simple de l'appareil qui peut se concevoir sous une forme compacte En particu- lier, l'appareil selon l'invention représenté aux figures 5 et 6 ne nécessite qu'un photodétecteur, ce qui permet une structure encore plus compacte de l'appareil. Dans l'appareil selon l'invention, muni du miroir à décalage et de la lentille cylindrique, comme deux photodétecteurs sont disposés en parallèle, ces deux photodétecteurs peuvent facilement être réunis, ce qui donne une structure beaucoup plus compacte à l'appareil. De plus, l'appareil selon l'inven- tion convient en particulier comme caméra vidéo, comme caméra huit rmetc, tous appareils qui utilisent généra- lement une lentille à focal variable Habituellement, lorsqu'un objet (sujet) dont on veut prendre l'image se trouve éloigné de l'appareil, on utilise avantageu- sement une lentille à focal variable et il faut détecter la distance entre l'objet ou le foyer avec une très grande précision La précision de détection du foyer doit être augmente Selon l'appareil de l'invention, plus la lentille à focal variable est utilisée effica- cement et plus grand sera le déplacement AB entre les images multiples en position de non mise au point étant donné la fonction d'amplification d'image de la lentille à focal variable; la précision de la détection est ainsi augmentée de façon correspondante C'est pour- quoi, même lors de la détection d'un objet éloigné à l'aide d'une lentille à focal variable, la détection automatique du foyer peut se faire de façon suffisam- ment satisfaisante pour donner une belle image de l'objet Lors de la prise de vues de l'objet avec une lentille de type angle, le déplacement & B entre les différentes images en position de non mise au point est réduit et la précision de la détection est égale- ment réduite d'autant Toutefois comme pour une lentille grand angle, il n'est pas nécessaire d'avoir une mise au point aussi précise que celle nécessaire pour unúe lentille de type télé-objectif, même s'il y a un léger défaut de mise au point, on obtient une image relative- ment bonne qui ne présente aucune difficulté. Bien que différents modes de réa- lisation de l'invention aient été décrits ci-dessus, d'autres variantes sont envisageables En particulier, le moyen de séparation des faisceaux des rayons lumineux permet différentes solutions Par exemple, on a envi- sagé ci-dessus l'utilisation d'un miroir semi-transpa- rent et d'un miroir à réflexion totale; toutefois, le miroir semi-transparent peut être remplacé par un fil- tre optique qui laisse passer la lumière correspondant à une plage déterminée de longueur d'onde et la lumière restante est réfléchie; l'un des deux photodétecteurs est prévu de façon à présenter une caractéristique qui reçoit seulement la lumière correspondant à une longueur d'onde déterminée à la sortie du filtre et qui est ré- fléchie par le miroir D'autres variantes sont envisa- geables. R E V E N D ICATIONS 1 ) Appareil de détection de la distance d'un objet, appareil caractérisé en ce qu'il comporte une lentille de prise de vues recevant la lumière d'un objet, une première lentille (L 1) pour transformer les rayons lumineux de l'objet à ia sortie de la lentille de prise de vues (TL) en un faisceau de rayons lumineux parallèles lorsque l'objet se trouve au foyer de la lentille de prise de vues (TL), une seconde lentille (L 2) pour focaliser la lumière ayant traversé la première lentille, un moyen photo- sensible (P 51, P 52) recevant la lumière de la seconde lentille (L 2), un moyen de séparation ( 1) pour séparer la lumière de la première lentille (L 1) en au moins deux faisceaux de lumière qui sont décalés perpendicu- lairement à l'axe optique de la seconde lentille (L 2, L 2 a et L 2 b), un moyen de détection (COM) pour détecter le déplacement des images multiples du moyen photosen- sible (P 51, P 52) engendré par les faisceaux de rayons lumineux séparés, par le moyen de séparation ( 1) lors- que l'objet n'est pas au foyer de la lentille de prise de vues et pour générer un signal de sortie qui varie avec la distance de l'objet. 2 ) Appareil selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le moyen de séparation ( 1) se compose d'un miroir semi-transparent (HM 2) ré- fléchissant une partie de la lumière de la première len- tille (L 1) vers la seconde lentille (L 2, L, L 2 a L 2 b) et transmettant l'autre partie de la lumière, ainsi qu'un miroir à réflexion totale (FM) pour réfléchir cette partie restante de la lumière vers la seconde lentille (L 2, L 2 b)- 3 ) Appareil selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que la seconde lentille (L 2) se compose de lentilles distinctes (L 2 a, L 2 b) recevant respectivement la lumière réfléchie par le miroir semi- transparent (HM 2) et par le miroir à réflexion totale (FM) se trouvant dans des positions différentes l'une de l'autre. 4 ) Appareil selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que le moyen deséparation se compose d'un premier miroir à réflexion totale (FM 1) qui réfléchit dne première partie de la lumière de la première lentille (L 1), un second miroir à réflexion totale (FM 2) qui réfléchit la lumière envoyée par le premier miroir à réflexion totale (F^M^ 1) pour former un premier faisceau de rayons lumineux destiné à la seconde lentille (L 2), un troisième miroir à réflexion totale (FM 3) pour réfléchir une seconde partie de la lumière de la première lentille (L 1) et un quatrième miroir à réflexion totale (FM 4) pour réfléchir la lumière du troisième miroir à réflexion totale et former un second faisceau de rayons lumineux destiné à la seconde lentil- le (L 2), le second faisceau de rayons lumineux étant décalé par rapport au premier faisceau de rayons lumi- neux perpendiculairement à l'axe optique de la seconde lentille (L 2). ) Appareil selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le moyen de séparation se compose d'un miroir ( 4) ayant deux faces réfléchis- santes (refl, ref 2) décalées dans la direction de l'axe optique de la première lentille (L 1) et le moyen-photo- sensible (P 51) comporte une lentille cylindrique (CL) pour séparer la lumière venant de la première face réfléchissante et la lumière venant de la seconde face réfléchissante (refl, ref 2), et un second photodétec- teur (P 51, P 52) recevant respectivement les faisceaux de lumière séparés. r 60) Appareil selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le moyen de séparation se compose d'un panneau de verre transparent ( 8) ayant une face d'entrée et une face de sortie, la face d'en- trée fonctionnant comme miroir semi-transparent réflé- chissant une partie de la lumière du premier moyen et réfractant la partie résiduelle de la lumière et qui sort de la face de sortie. 7 ) Appareil selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le moyen de détection de la-lumière (P 51, P 52) comporte un photodétecteur et une lentille oeil de mouche (FEL, e, L) dis- posés dans le plan focal de la seconde lentille (L 2) pour séparer les faisceaux de rayons lumineux vers dif- férents points du photodétecteur (PS).