Brevet FR2530040A1 — publié le 19840113

DISPOSITIF DE COMMANDE D'UN IRIS A GALVANOMETRE La présente invention concerne un dispositif de commande électrique pour un iris d'une caméra photo- ou vidéographique. Elle concerne, plus particulièrement, un dispositif de ce type sans ressort de rappel, qui peut fonctionner en mode de commande automatique (asservie) ou manuelle. Des iris ou diaphragmes à galvanomètre connus sont généralement de deux types suivants: (a) à ressort de rappel dont le maintien dans une position (ouverture) fixe nécessite le passage d'un courant constant dans la bobine galvanométrique disposée dans un champ magnétique constant, la force exercée par la bobine parcourue par ce courant égalant alors celle exercée par le ressort de rappel en sens opposé, ou (b) sans ressort de rappel qui sans courant dans la bobine conserve sa position précédente lorsqu'il fonctionne en mode de commande automatique, par contre la commande manuelle y est effectuée à l'aide d'un organe de commande mécanique qui est mécaniquement couplé à l'arbre portant la bobine galvanométrique et qui doit, par conséquent, être agencé de manière débrayable, afin de permettre le passage en mode de commande automatique.Ce débrayage ainsi que le mécanisme de couplage sont source de compléxité et de coût supplémentaires par rapport au diaphragme à ressort de rappel qui, par contre, est un consommateur de courant permanent ce qui constitue son inconvénient majeur, surtout lorsque l'équipement est portatif ou, plus généralement, à alimentation autonome (par exemple, au moyen d'une batterie d'accumulateurs rechargeables ou de piles électriques). La présente invention permet, au prix de l'adjonction d'un commutateur à deux boutons poussoirs, par exemple, d'assurer la commande manuelle de l'entraînement de l'iris dans l'un ou l'autre sens à l'aide de deux tensions respectivement de polarités opposés, et d'éviter ainsi les inconvénients susmentionnés des deux types de dispositifs de l'état de la technique. Suivant l'invention, un dispositif de commande d'un iris à galvanomètre, sans ressort de rappel, du type dans lequel, en mode de fonctionnement automatique, la position angulaire de ltenrou- lement galvanométrique est commandée par une boucle d'asservissement à la vitesse et à l'intensité lumineuse en fonction d'une valeur de consigne de celle-ci réglable par l'utilisateur, la boucle d'asservissement lumineux comprenant un capteur optique transformant l'énergie lumineuse en une première tension électrique; un premier comparateur ou soustracteur analogique comparant la première tension à une seconde tension réglable, fournie par un générateur de consigne ; une génératrice tachymétrique dont l'enroulement est mécaniquement couplé à celui du galvanomètre commandant la position angulaire de l'iris ; un second comparateur ou soustracteur analogique comparant la tension fournie par le premier à celle fournie par la génératrice tachymétrique ; un amplificateur de la tension d'erreur fournie par le second comparateur, alimentant l'enroulement du galvanomètre ; un commutateur du mode de fonctionnement permettant d'arrêter l'alimentation en courant de ce dernier lors du passage du mode asservi ou automatique au mode manuel ; caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un double interrupteur à deux entrées respectivement reliées à des sources de tension de polarités opposées, à une sortie commune et en ce que le commutateur du mode de fonctionnement est agencé de telle sorte qu'il remplace la connexion entre la sortie du premier comparateur et l'une des entrées du second par une connexion entre cette dernière et la sortie du double interrupteur qui fournit à l'enroulement galvanométrique un courant de commande manuelle tout en maintenant en fonctionnement la boucle d'asservissement à la vitesse. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif de commande décrit au paragraphe précédent comprend, en outre, un circuit annexe assurant la fermeture totale de l'iris, à l'aide d'une alimentation auxilaire temporaire, lors de la disparition ou la chute sous une valeur de seuil prédéterminé, de la tension d'alimentation principale. Le dispositif de commande d'un iris ou diaphragme à galvanomètre sans ressort de rappel conforme à la présente invention, permet de combiner l'économie de consommation électrique avec une grande simplification de la commande manuelle et d'assurer une sécurité d'emploi accrue par adjonction, en remplacement -du ressort de rappel, d'un dispositif de fermeture automatique totale, lors de chaque mise hors service de la camera ou lors d'une perte de charge de la batterie ou des piles, protégeant ainsi la cible du tube analyseur d'image, sans volet de sécurité supplementaire à rappel et commande électromagnétique qui devrait être reliée à -l'aliménta- tion principale et qui consommerait, par conséquent, un courant supplémentaire pendant le fonctionnement de la caméra.Par ailleurs, I'invention permet de télécommander toutes les fonctions, telles qub la mise en ou hors service de la caméra, le passage-du fonctionnement en mode asservi au mode manuel ou l'inverse, la valeur de la tension de consigne en mode asservi, ainsi que la durée de l'application de la tension de commande manuelle de l'une ou l'autre polarité. L'invention sera mieux comprise et d'autre de ses objets, caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit et du dessin annexé, s'y rapportant, dont In figure unique est un schéma synoptique (bloc-diagramme) simplifié du mode de réalisation préféré du dispositif de commande d'un iris à galvanomètre sans ressort de rappel, selon l'invention. Sur la figure unique, on a représenté en l l'objectif (en forme de lentille convergente) recevant la lumière 2 de l'image à fixer sur pellicule ou à transformer en signal vidéo-fréquence. La lumière focalisée par l'objectif 1 passe-à travers un iris ou diaphragme 3 reglable par la rotation d'un axe auquel est couplé par des moyens mécaniques de transmission 4 (symbolisés par des tirets), I'arbre portant l'enroulement galvanométrique mobile 5 faisant partie du dispositif commandant son ouverture. En aval de l'iris 3 par rapport à la lumière incidente, se trouve placé un capteur optique 6 qui transforme la lumière 7 dont l'intensité est fonction de cette ouverture, en un signal électrique. Ce capteur optique 6 ou transducteur opto-électrique est, de préférence, lorsqu'il s'agit d'une caméra de télévision comprenant au moins un dispositif analyseur d'image de type quelconque, constitué par celui-ci même. Alternativement, il peut être constitué par une cellule photovoltaique, photo-résistive, photodiode ou phototransistor, polarisée par une source de tension à travers une résistance fixe, à condition qu'en réponse à une lumière incidente il fournisse un courant ou une tension électrique, fonction de l'intensité lumineuse. Lorsqu'il s'agit d'une caméra de télévision dans laquelle le capteur est le dispositif analyseur d'image, la cible de celui-ci étant balayée par lignes et par trames, il est nécessaire, pour pouvoir l'utiliser en tant que capteur, d'appliquer son signal de sortie éventuellement amplifié à un étage de conditionnement 8 tel qu'un intégrateur élaborant un signal représentatif de la valeur moyenne du signal vidéo-fréquence sur plusieurs trames. Le signal de sortie de l'analyseur 6 est également appliqué à la chaîne vidéo 9, représentée par des tirets, où est élaboré le signal vidéo-composite qui est transmis (diffusé). Lorsqu'il s'agit d'une caméra photographique où le récepteur d'image (9) est un film sensible, le capteur-transducteur 6 peut être placé en dehors de la trajectoire du flux lumineux dont la majeure partie devra être dirigée vers ce dernier, une petite partie peut en être dérivée vers le capteur à l'aide d'un miroir partiellement refléchissant. Le signal (tension) fourni par l'étage 8 est appliquée à l'une des entrées d'un premier. soustracteur 10 (ou comparateur) analogique dont l'autre entrée reçoit un signal (tension) de consigne de niveau réglable, fourni par un générateur de consigne 11. Le réglage de ce niveau est, par exemple, commandé manuellement au moyen d'un bouton tournant 120 faisant partie du bloc de commande 12 ac cessible à l'utilisateur. L'axe 121 du bouton est, par exemple, mécaniquement couplé à celui d'un potentiomètre dont les bornes sont branchées entre les pôles d'une source de tension continue (stabilisée, non représentée). La sortie du premier soustracteur 10 qui peut être réalisé à I'aide d'un amplificateur différentiel (opérationnel intégré) fournit un premier signal d'erreur proportionnel à la différence entre l'intensité lumineuse réellement reçue par le capteur 6 et sa valeur désirée, représentée par le niveau du signal de consigne. Lorsque le dispositif de commande fonctionne en mode asservi ou automatique, la sortie du premier soustracteur 10 est reliée par un commutateur de sélection du mode de fonctionnement 13, représenté ici sous la forme d'un inverseur, à l'une des entrées d'un second soustracteur 14 (analogue au premier 10). L'autre entrée de ce second soustracteur 14, destinée à recevoir un signal dont le niveau est proportionnel à la vitesse de rotation de l'axe commandant le réglage de l'ouverture de l'iris 3, est réunie à travers un étage de conditionnement (amplification, adaptation ou intégration) 15 à l'enroulement 16 d'une génératrice tachymetrique.Celle-ci fournit un signal sensiblement proportionnel à la vitesse angulaire de l'axe supportant cet enroulement 16, qui est mécaniquement couplé à ceux respectifs de l'enroulement galvanométrique 5 et de commande de l'iris 3. La sortie du second soustracteur 14 fournit alors un second signal d'erreur qui est en outre, proportionnel à la vitesse du réglage. On obtient ainsi un asservissement et à la lumière et à la vitesse. Ce second signal d'erreur alimente l'entrée d'un amplificateur de puissance (convertisseur tension-courant) 17 dont la sortie alimente en courant l'enroulement galvanométrique de commande 5. Lorsque que l'on veut commander l'ouverture de l'iris 3 en mode manuel, par l'actionnement (pivotement) d'un levier de commande 122 dans sa position indiqué par des tirets, on fait commuter l'inverseur 13 de telle sorte que son contact mobile réunit la sortie unique 180 d'un double interrupteur 18 à celle des entrées du second soustracteur 14, qui était auparavant réunie à la sortie du premier 10. Chacun de ses interrupteurs 181 et 182 constitutifs est actionnable au moyen d'un bouton poussoir 123, 124 à rappel, faisant partie du bloc de commande 12.La fermeture des interrupteurs 181, 182 permet d'appliquer à l'entrée du second soustracteur 14 des tensions continues de commande respectivement de polarités positive et négative, de telle sorte que pendant la fermeture de l'un d'eux, l'iris 3 est commandé en continu avec toutefois un asservissement à la vitesse de réglage dont la boucle est maintenue en service. Dans un mode de réalisation amélioré, les interrupteurs 181, 182 respectivement commandés par les boutons poussoirs 123, 124 à ressorts de rappel, sont remplacés par des potentiomètres dont les curseurs sont déplacés au moyen de ces derniers, de telle sorte qu'ils fournissent des tensions variables respectivement de deux polarités, en fonction de la force d'appui exercée sur les boutons, afin que les réglages puissent être effectués à des vitesses variables. Un autre aspect de l'invention est constitué par un circuit annexe 21 commandant automatiquement la fermeture totale de l'iris 3, lors d'une coupure ou d'un affaiblessement au-delà d'un certain seuil, de la tension d'alimentation générale appliquée à l'entrée 19. L'amplificateur de puissance 17 qui comporte deux entrées d'alimentation, I'une positive et l'autre négative, est alimenté à partir de l'entrée 19, par l'intermédiaire d'une source d'alimentation secondaire 20 qui comprend deux sorties, de préférence, respectivement polarisées symétriquement par rapport à la masse (potentiel de référence), à laquelle est reliée l'une des bornes de l'enroulement galvanométrique 5, afin qu'il puisse le faire tourner dans deux sens opposés. Cette alimentation secondaire 20 comprend, de préférence, deux régulateurs ou stabilisateurs de tension et, afin qu'elle constitue une alimentation tampon, des fortes capacités de filtrage en sortie respectivement chargées à travers des diodes de séparation, par exemple, de sorte qu'elles puissent conserver leur charge durant un certain temps, même après la disparition totale de la tension d'alimentation générale de l'entrée 19. Le circuit annexe 21 comprend en cascade un détecteur de niveau ou comparateur de tension analogique 22 dont la sortie fournit un premier état ("un") lorsque la tension à l'entrée 19 est supérieure à une valeur de seuil déterminée et un second état ("zéro"), dans le cas contraire. Cette sortie du comparateur 22 alimente l'entrée d'un étage de commande 23 de la fermeture de l'iris 3 qui est alimenté, par ailleurs,par la sortie négative de l'alimentation secondaire symétrique ou tampon 20, de telle sorte qu'il fournisse, en réponse à un état "zéro" appliqué à son entrée, une tension négative sur sa sortie. Cette sortie étant reliée à l'une des entrées de l'amplificateur de puissance 17 qui a été choisie de telle sorte que, lorsqu'elle reçoit une tension négative, sa sortie fournisse à l'enroulement galvanométrique de commande 5 un courant d'un sens tel que la rotation résultante de son axe commande la fermeture de l'iris 3 jusqu'à la disparition de toute charge aux bornes des condensateurs tampons situés en sortie de l'alimentation secondaire 20. Si leur capacité est suffisante et le seuil de détection placé assez haut, la charge résiduelle à leurs bornes est suffisante pour amener l'iris 3 à sa fermeture totale. Les condensateurs tampons de l'alimentation secondaire 20 étant déchargés, l'étage de commande 23, ainsi que l'amplificateur de puissance 17 cessent d'être alimentés, et l'enrou-- lement galvanométrique de commande 5 ayant préalablement été arrêté dans sa rotation par une butée matérialisant la fermeture~ totale de l'iris 3, ne reçoit dès lors plus aucun courant. D'autres modes de réalisation du circuit annexe de fermeture automatique 21 qui sont possibles et rendus accessibles au moyen de la présente invention, font évidemment partie de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande d'un iris (3) du type à galvanomètre sans ressort de rappel, pouvant commander le réglage de l'ouverture de l'iris (3) en mode automatique ou manuel, dans lequel en mode de fonctionnement automatique, la position angulaire de l'enroulement galvanométrique de commande (5), qui détermine cette ouverture, est commandée au moyen d'une boucle d'asservissement (6, 8, 10, 11, 14, 17) qui alimente en courant cet enroulement (5), le passage du mode de fonctionnement automatique ou asservi en mode manuel étant effectué à l'aide d'un commutateur du mode de fonctionnement (13) en coupant la boucle (6, 8, 10,11, 14, 17), caractérisé en ce que le commutateur du mode de fonctionnement (13), en position de commande manuelle, permet l'alimentation de l'enroulement galvanométrique (5) de telle sorte qu'à l'aide de deux tensions continues de polarités opposées, on puisse respectivement commander l'iris (3) dans les sens de son ouverture et de sa fermeture. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la boucle d'asservissèment comprend : un capteur optique ou transducteur opto-électrique (6) mesurant l'intensité réelle de la lumière (7) ayant traversée l'iris (3) et fournissant un signal électrique dont le niveau est fonction de cette intensité; un générateur de consigne (11) fournissant un signal de consigne de niveau réglable, correspondant à l'intensité lumineuse désirée; un premier comparateur analogique (10) comparant les niveaux des signaux provenant respectivement du capteur (6) et du générateur de consigne (11), et fournissant un premier signal d'erreur proportionnel à la différence entre ces niveaux; et un amplificateur de puissance ou convertisseur tension-courant (17) couplé à la sortie du premiér comparateur (10) et dont la sortie alimente en courant l'enroulement galvanométrique (5) qui est mécaniquement couplé à l'axe de réglage de l'iris (3). 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'une autre boucle d'asservissement combinée à la première (6, 8, 10, 11, 17), comprend une génératrice tachymétrique (16) mécaniquement couplée à l'axe de réglage de l'iris (3) et fournissant un signal de niveau proportionnel à la vitesse de rotation de celui-ci et un second comparateur (14) dont une entrée reçoit ce signal de vitesse et dont l'autre entrée reçoit, en mode asservi, le premier signal d'erreur et peut recevoir en mode manuel, I'une des deux tensions de polarités opposées qui lui sont appliquées au moyen d'interrupteurs (181, 182) respectivement commandés par des boutons poussoirs (123, 124), et dont la sortie alimente l'amplificateur de puissance (17), en fonction de la position du commutateur de mode de fonctionnement (13) constitué par un inverseur (13), afin de conserver la boucle de vitesse au cours du réglage manuel. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les interrupteurs (181, 182) sont remplacés par des potentiomètres aux bornes desquels on applique respectivement deux tensions de polarités opposées, les curseurs de ces potentiomètres étant positionnés au moyen des boutons poussoirs (123, 124) à ressorts de rappel, de telle sorte que les valeurs des tensions qu'ils fournissent varient en fonction de la force exercée sur les boutons (123, 124). 5. Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une source d'alimentation continue secondaire, éventuellement à sorties symétriques, (20) qui est agencée de manière à servir d'alimentation tampon, lors de la disparition de la tension d'alimentation générale, et qui alimente, notamment, I'amplificateur de puissance (17); et un circuit annexe de détection (21) de cette disparition, fournissant à l'une des entrées de ce dernier un signal de commande de fermeture de l'iris (3) qui provoque une rotation de l'enroulement galvanométrique (5) dans le sens de cette fermeture, jusqu'à l'arrivée à une butée. 6. Application du dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes à une caméra photo-ou vidéographique.