Brevet FR2537734A1 — publié le 19840615

La présente invention concerne un dispositif de commande d'objectif qui comporte un porte-objectif supporté par un arbre de support afin qu'il soit mobile au moins dans la direction axiale de l'arbre de support. Un dispositif classique de commande d'objectif de type biaxial est représenté sur les figures 1 à 3 des dessins annexés sous forme éclatée, en perspec- tive et en coupe transversale respectivement Ce dispositif de commande d'objectif a une fonction de réglage du déplacement de l'objectif dans la direction de l'axe optique et aussi une fonction de poursuite afin qu'il règle le déplacement de l'objectif en direction perpendiculaire à l'axe optique Ce dispositif est décrit plus en détail en référence aux figures 1 à 3. Un porte-objectif 1 comprend un ensemble en une seule pièce comprenant un cylindre la et une plaque lb d'extrémité L'extrémité supérieure d'un coussinet 2 pénètre dans la partie centrale du porte-objectif l et y est fixée L'extrémité supérieure d'un arbre 4 de support pénètre dans le coussinet 2 alors que l'extrémité inférieure de cet arbre pénètre dans une base sensiblement circulaire 3 En d'autres termes, le porte-objectif 1 est supporté par l'arbre 4 par l'intermédiaire du coussinet 2 de manière qu'il puisse tourner autour de l'axe de l'arbre 4 de support et qu'il puisse coulisser dans la direction axiale de cet arbre 4. L'objectif 6 est maintenu par l'intermédiaire d'une monture 5 dans la position d'une saillie lc de la plaque lb d'extrémité du porte-objectif 1, à distance de l'axe de l'arbre 4 de support L'objectif 6 est porté de manière que son axe optique soit parallèle à l'axe de l'arbre 4 de support. Une bobine 7 de focalisation est enroulée autour de la paroi circonférentielle Id du porte-objectif 1 l'axe de l'arbre 4 constituant l'axe central Quatre bobines sensiblement rectangulaires 8 A à 8 D de poursuite sont collées en forme en couches autour de la surface externe de la bobine 7 de focalisation, à intervalles réguliers en direction circonférentielle Les côtés opposés a et b de chaque bobine de poursuite sont parallèles à l'axe de l'arbre de support 4. Deux carcasses internes 3 b et 3 c sont placées sur une face supérieure 3 a de la base 3 et dans le porte-objectif 1 de manière que les carcasses 3 b et 3 c soient l'une en face de l'autre, l'arbre 4 de support étant placé entre elles Deux premières encoches 3 d et 3 e sont formées sur les côtés de l'arbre 4 qui est disposé entre les deux carcasses 3 b et 3 c Un aimant annulaire 9 et deux carcasses externes raccordées a et 10 Ob sont placés à l'extérieur des carcasses internes 3 b et 3 c et des premières encoches 3 d et 3 e et à l'extérieur du porte-objectif 1 Les carcasses externes 10 Oa et 1 Ob sont raccordées à la face latérale supérieure de l'aimant 9 Des secondes encoches 10 c et 10 d sont formées entre les carcasses externes 10 a et O lob Les carcasses externes O 10 a et 10 b et les secondes encoches 10 c et 10 Od sont destinées à être en face des carcasses internes 3 b et 3 c et des premières encoches 3 d et 3 e respectivement, par l'intermédiaire de la paroi circonférentielle ld du porte-objectif 1. La paroi circonférentielle ld du porte-objectif 1 est disposée de manière que la bobine 7 de focalisation et les côtés a des bobines de poursuite 8 A à 8 D soient disposés dans l'entrefer du circuit magnétique comprenant les carcasses internes 3 b et 3 c, les carcasses externes a et 10 b, et l'aimant 9, ou un entrefer délimité entre les carcasses internes 3 b et 3 c et les carcasses externes Oa et 10 b. Dans l'entrefer magnétique précité, un champ ma- gnétique est formé en direction perpendiculaire à la paroi circonférentielle ld du porte-objectif 1. * a 5-37 ? 34 En conséquence, ce dernier est entraîné électromagnéti- quement dans la direction de focalisation, c'est-à-dire dans la direction de l'axe de l'arbre 4 de support par circulation d'un courant en direction circonf:ren- tielle par rapport à la surface circonférentielle id de la bobine 7 de focalisation, c'est-à-dire d'un courant circulant dans la direction circonférentielle d'un cercle centré sur l'axe de l'arbre 4 de support. Simultanément, le porte-objectif 1 est aussi entraîné électromagnétiquement dans la direction de poursuite, c'est-à-dire dans la direction qui le fait pivoter autour de l'axe de l'arbre 4 de support, par des courants qui-circulent dans les côtés a des bobines 8 A à 8 D de poursuite dans un même sens en direction axiale de l'arbre 4 - Un organe 11 d'amortissement, formé de caoutchouc ou d'une manière analogue, est disposé entre le porte- objectif 1 et la base 3 Cet organe a le rôle d'un dispositif de maintien en position neutre qui ramène automatiquement le porte-objectif 1 à la position neutre lorsque ce porte-objectif 1 n'est plus déplacé dans la direction de focalisation ou de poursuite. Lorsque le porte-objectif du dispositif décrit précédemment est réalisé avec une plus faible épaisseur dans la direction de l'axe de l'arbre de support afin que l'ensemble du dispositif soit moins épais, les extrémités externes des carcasses internes, constituant les organes se trouvant à l'intérieur du porte-objectif, sont en butée contre la plaque d'extrémité de ce porte- objectif Si la dimension des carcasses internes est réduite afin que cet inconvénient soit supprimé, les zones en regard comprises entre les carcasses internes et les carcasses externes sont réduites et la force magnétique obtenue ne peut pas être suffisante En d'autres termes, une force d'entraînement nécessaire à la focalisation ou à la poursuite ne peut pas être obtenue si bien que la sensibilité est faible. 253 ? 734 La présente invention concerne la résolution de ce problème et plus précisément un dispositif de commande d'objectif qui peut être réalisé avec une faible épaisseur sans que sa sensibilité soit réduite. Dans le dispositif de commande d'objectif selon l'inven- tion, des trous d'insertion sont formés dans le porte- objectif afin qu'ils logent, parallèlement à l'axe de l'arbre de support, les extrémités externes au moins des organes qui sont placés à l'intérieur du porte-objectif. Le dispositif selon l'invention a les effets suivants. Comme ses trous d'insertion sont formés dans le porte-objectif afin qu'ils logent au moins les extrémités externes des organes qui sont placés à l'intérieur du porte-objctif suivant l'axe de l'arbre de support, le porte-objectif peut être réalisé avec une faible épaisseur sans que la dimension des organes mesurés dans la direction axialedu porte-objectif, soit réduite En conséquence, le dispositif peut être relativement mince sans réduction de sensibilité qui est provoquée lorsque les organes ont une dimension réduite. En outre, comme ces trous d'insertion sont formés dans le porteobjectif, le poids de celui-ci est réduit Ainsi, le poids d'un organe mobile est réduit et la sensibilité s'en trouve accrue. Etant donné la présence des trous d'insertion, la surface d'une partie du porte-objectif, en direction perpendiculaie à l'axe de l'arbre de support, est réduite si bien que le bruit acoustique est aussi réduit. Lorsque les trous d'insertion formés dans le porte-objectif ont une configuration convenable par rapport aux organes, ces derniers jouent le rôle d'organes de butée lorsque le porte-objectif pivote en excès autour de l'arbre de support Ainsi, la-contrainte agissant sur le mécanisme de maintien en position neutre ne peut pas être excessive, et la fiabilité du dispositif est accrue. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels, les figures 1 à 3 ayant déjà été décrites les figures 4 A et 4 B forment ensemble une perspective éclatée d'un dispositif de commande d'objectif selon un mode de réalisation de l'invention; la figure 5 est une perspective du dispositif monté. la figure 6 est une vue en plan du dispositif de la figure 5; la figure 7 est une coupe suivant la ligne VIIVII de la figure 6; et la figure 8 est une coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 6. On considère maintenant un mode de réalisation avantageux de l'invention, en référence aux dessins annexés. Les figures 4 A et 4 B forment ensemble une perspective éclatée du dispositif alors que la figure est une perspective du dispositif monté, la figure 6 une vue en plan, et les figures 7 et 8 des coupes suivant les lignes VII-VII et VIII-VIII de la figure 6. Une saillie tubulaire 20 b dépasse vers le bas de la partie centrale d'une face inférieure 20 a d'une base de forme carrée 20 L'extrémité inférieure d'un arbre 22 de support est enfoncée dans un trou interne 21 de la saillie 20 b Deux premières carcasses d et 20 e sont placées en regard, l'arbre 22 de support étant disposé entre elles dans la partie centrale d'une face supérieure 20 c de la base 20 Les premières carcasses 20 d et 20 e sont des plaques courbes qui délimitent des arcs de cercle dont le centre se trouve sur l'axe de l'arbre 22 de support Les premières carcasses 20 d et 20 e sont placées dans un espace délimité 2537754- à l'intérieur d'un porte-objectif 23 décrit dans la suite du présent mémoire Les premières encoches 24 A et 24 B sont délimitées entre ces premières carcasses d et 20 e. Deux secondes carcasses 20 f et 20 g ayant la forme de plaques courbes sont disposées en regard l'une de l'autre des premières encoches 24 A et 24 B, et elles sont placées sur un autre cercle (qui se trouve à l'extérieur du cercle des premières carcasses) à la face supérieure 20 c, le centre étant sur l'axe de l'arbre 22 de support Les secondes carcasses 20 f et 20 g sont placées à l'extérieur du porte-objectif 23. La saillie tubulaire 20 b, les premières carcasses 20 d et 20 e, et les secondes 20 f et 20 g sont formées en une seule pièce en un matériau magnétique Une fenêtre optique elliptique 25 est formée dans la base afin qu'elle communique avec la première encoche 24 B Un faisceau laser est guidé dans la fenêtre optique 25. Deux premiers aimants 26 A et 26 B sont montés à la face supérieure 20 c de la base 20 à l'extérieur des premières carcasses 20 d et 20 e et sur un autre cercle ayant son centre sur l'axe de l'arbre 22 de support Les premiers aimants 26 A et 26 B sont placés en face des premières carcasses 20 d-et 20 e respectivement à des distances égales Les premiers aimants 26 A et 26 B sont disposés à l'extérieur du porte-objectif 23 Deux troisièmes carcasses 27 A et 27 B de forme courbe sont réalisées en une seule pièce avec les faces supérieures des premiers aimants 26 A et 26 B respectivement En conséquence, les troisièmes carcasses 27 A et 27 B sont disposées de manière analogue à l'exté- rieur du porte-objectif 23 Ainsi, deux secondes encoches 28 A et 28 B sont formées entre le premier aimant 26 A et la troisième carcasse correspondante 27 A et entre le premier aimant 26 B et la troisième carcasse correspon- 253 ?? 34 dante 27 B. Deux seconds'aimants 29 A et 29 B de forme rectangulaire sont collés aux faces internes des secondes carcasses 20 f et 20 g respectivemet afin qu'ils'se trouvent en dehors du porte-objectif 23. Le porte-objectif 23 a une structure en une seule pièce comprenant un cylindre plat 23 a dont la dimension, en direction axiale,est faible,, et une plaque 23 b d'extrémité de forme circulaire placée à l'extrémité supérieure du cylindre 23 a le matériau du l:orte-objectif 23 peut être l'aluminium ou le duralumin qui a une faible masse volumique mais il s'agit de préférence d'un matériau non métallique tel qu'une résine ou une céramique afin que des courants de Foucauld ne puissent pas se former. Un trou 30 formant un coussinet est réalisé au centre du porte-objectif 23 afin qu'il le traverse. L'extrémité supérieure-de l'arbre 22 est introduite dans ce trou 30 L'arbre 22 de support porte le porte- objectif 23 par l'intermédiaire du trou 30 si bien que le porte-objectif 23 peut pivoter autour de l'arbre 22 de support et peut coulisser dans la direction axiale de cet arbre 22. Deux trous 31 A et 31 B d'insertion sont formés dans la plaque 23 b du porte-objectif afin que le trou , c'est-à-dire l'arbre 22 de support, soit placé entre eux Les trous 31 A et 31 B logent les extrémités externes des premières carcasses 20 d et 20 e, dans la direction axiale de l'arbre 22 Les sections des trous 31 A et 31 B d'insertion ont des formes de segments, les arcs les limitant étant disposés le long d'une paroi circonférentielle 23 c du porte-objectif 23. Un trou 32 de logement d'objectif est formé entre les trous 31 A et 31 B d'insertion à distance du trou 30 afin qu'il se trouve dans là direction axiale de l'arbre 22 de support. Une monture 34 contenant un objectif 33 est ajustée et maintenue dans le trou 32 L'objectif 33 est maintenu de manière que son axe optique soit parallèle à celui de l'arbre 22 de support. Une bobine de focalisation 35 est enroulée autour de la paroi circonférentielle 23 c du porte-objectif 23, suivant un cercle dont le centre se trouve sur l'axe de l'arbre 22 de support Deux bobines de poursuite 36 A-et 36 B de forme sensiblement rectangulaire sont collées sous forme de couches à la surface de la bobine 35 de focali- sation à intervalles réguliers suivant un cercle dont le centre se trouve sur l'axe de l'arbre 22 Les bobines 36 A et 36 B de poursuite sont disposées verticalement en face des trous d'insertion 31 A et 31 B (c'està-dire avec une rotation de 900) de part et d'autre de l'arbre 22 de support comme représenté sur la figure 6 Simultanément, chacune des bobines 36 A et 36 B a un ensemble de côtés a et b dans la direction axiale de l'arbre 22 de support. Les premières carcasses 20 d et 20 e, les troi- sièmes carcasses 27 A et 27 B et les premiers aimants 26 A et 26 B forment un premier circuit magnétique. La paroi circonférentielle 23 c du porte-objectif 23 est disposée de manière que les parties de la bobine de focalisation autour desquelles les bobines de poursuite 36 A et 36 B ne sont pas formées et qui sont disposées suivant le cercle dont le centre se trouve sur l'axe de l'arbre 22 de support, soient disposés dans une paire d'entrefers 37 A et 37 B qui sont formés respectivement entre les premières carcasses 20 d et e et les troisièmes carcasses 27 A et 27 B du premier circuit magnétique. Les secondes carcasses 20 f et 20 g et les seconds aimants 29 A et 29 B constituent un second circuit magnétique La paroi circonférentielle 23 c est disposée de manière que les côtés a des bobines 36 A et 36 B de poursuite se trouvent vers l'intérieur des seconds aimants 29 A et 29 B, c'est-à-dire du côté de l'arbre 22 de support. Lorsque les premiers aimants 26 A et 26 B ont des pôles magnétiques tels que représentés sur la figure 8, lorsqu'un courant est transmis à la bobine de focalisation dans le sens des aiguilles d'une montre sur la figure 6, le porte-objectif 23 est déplacé vers le bas (en direction perpendiculaire au plan du dessin) Lorsqu'un courant est transmis dans le sens contraire des aiguilles le montre, le porte-objectif 23 est déplacé vers le haut,(en direction perpendiculaire au plan du dessin) si bien que le réglage de focalisation est assuré. Lorsque les seconds aimants 29 A et 29 B ont des pôles magnétiques tels que représentés sur la figure 6, le porte-objectif 23 est déplacé dans le sens des aiguilles d'une montre lorsqu'il reçoit un courant transmis vers les côtés a des bobines de poursuite 36 A et 36 B, vers le haut, en direction perpendiculaire au plan de la feuille D'autre part, lorsqu'un courant est transmis vers le bas, en direction perpendiculaire au plan de la feuille, le porte-objectif 23 est déplacé dans le sens contraire des aiguilles d'une montre afin qu'il assure une poursuite. Le porte-objectif 23 est déplacé électromagnéti- quement comme décrit précédemment Un organe élastique 38 de support constituant un macanisme de maintien en position neutre, est placé entre la base 20 et le porte-objectif 23 L'organe élastique 38 de support ramène automatiquement le porte-objectif en position neutre lorsque l'excitation assurant la focalisation ou la poursuite disparaît. L'organe élastique 38 de support comporte par exemple une pièce 38 a de montage, par exemple une plaque métallique, et une plaque élastique 38 b de support formée de caoutchouc de silicone ou analogue, fixée par cuisson à une première extrémité de la pièce 38 a L'organe élastique 38 de support est fixé à la base 20 par introduction d'une extrémité de chacun de deux dispositifs de montage 41 A et 41 B dans une paire de petits trous 39 A et 39 B formés dans la pièce 38 a de montage L'autre extrémité de chacun des organes 41 A et 41 B de montage pénètre dans un trou 40 A, 40 B formé dans la base 20, l'arbre 22 de support étant placé entre eux Une partie 43 a de petit diamètre formée à une première extrémité d'une colonne 43 de support de matière plastique ou analogue pénètre dans un petit trou 42 formé pratiquement au centre de la plaque élastique 38 b de support et dans un collier 44, si bien que l'organe élastique 38 et la colonne 43 de support sont couplés Une partie 43 b de grand diamètre placée à l'autre extrémité de la colonne 43 pénètre dans un trou 45 formé dans le porte-objectif 23 dans la direction axiale de l'arbre 22 afin qu'elle se trouve en face du trou 32, c'est-à-dire du côté opposé par rapport à l'arbre 22 de support Ainsi, le porte- objectif 23 et l'organe élastique 38 de support sont cou- plés par la colonne 43 de support. Un couvercle 46 de fermeture maintient à: l'intérieur le porte-objectif et les autres éléments et a un orifice 47 en position correspondant à celle de l'objectif 33 La référence 48 désigne des trous de vissage. Dans le mode de réalisation décrit précédemment, les secondes carcasses 20 f et 20 g sont incorporées afin qu'elles constituent le second circuit magnétique. Cependant, les secondes carcasses 20 f et 20 g peuvent être supprimées Un second circuit magnétique peut être formé d'une manière analogue pour les côtés b des enroulements 36 A et 36 B de poursuite. Dans ce mode de réalisation, le premier et le second circuit magnétique sont formés exclusivement pour la bobine 35 de focalisation et exclusivement pour les bobines 36 A et 36 B de poursuite respectivement. Les entrefers magnétiques 37 A et 37 B formés entre les premières carcasses 20 d et 20 e et les troisièmes carcasses 27 A et 27 B du premier circuit magnétique sont alors rétrécis et la force magnétique de focalisation qui est obtenue est plus élevée. La bobine 35 de focalisation et les bobines 36 A et 36 B de poursuite sont superposées en constituant des couches La paroi circonférentielle 23 c du porte- objectif 23 n'a pas la structure double des deux cercles concentriques dont le centre commun se trouve sur l'axe de l'arbre 22 de support Pour cette raison, le poids du porte-objectif 23, c'est-à-dire de l'organe mobile, n'est pas accru et la sensibilité de focalisation n'est pas réduite En plus du fait que la masse de l'organe mobile n'est pas accrue, le diamètre du porte- objectif 23 en direction perpendiculaire à l'axe de l'arbre 22 de support est réduit L'inertie du porte- objectif 23 n'augmente pas et la sensibilité de la poursuite est accrue - En d'autres termes, même lorsque le porte-objectif 23 a une faible épaisseur dans la direction de l'axe de l'arbre 22 de support, la force d'entraînement est suffisante et simultanément la sensibilité n'est pas réduite. En outre, comme les trous 31 A et 31 B d'insertion sont formés dans le porte-objectif 23, la masse de l'organe mobile est réduite et la sensibilité est accrue. Un premier effet des trous d'insertion 31 A et 31 B est que la largeur totale de la paroi circonfé- rentielle 23 c du porte-objectif 23 dans la direction de l'axe de l'arbre 22 se trouve au niveau des entrefers magnétiques 37 A et 37 B formés entre les premières carcasses 20 d et 20 e et les troisièmes carcasses 27 A et 27 B En conséquence, la largeur totale de la paroi circonférentielle 23 c du porte-objectif 23 peut être utilisée efficacement pour la bobine 35 de focalisation et pour les bobines 36 A et 36 B de poursuite Ceci permet la réalisation d'un porte-objectif 23 encore plus mince. Un autre effet des trous d'insertion 31 A et 31 B est que la surface de la plaque 23 b d'extrémité du porte- objectif 23, en direction perpendiculaire à l'axe de l'arbre 22 de support, est réduite, et le bruit acoustique est en outre réduit. Un autre effet ds trous 31 A et 31 B d'insertion est que les premières carcasses 20 d et 20 e jouent le rôle de butées empêchant une rotation excessive du porte-objectif 23 autour de l'arbre 22 de support si bien qu'une contrainte excessive ne peut pas être appliquée à l'organe élastique 38 de support constituant un mécanisme de maintien en position neutre. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Dispositif de commande d'objectif, ayant un porte-objectif ( 23) qui maintient un objectif ( 33) et qui est supporté par un arbre ( 22) de support afin que le porte-objectif puisse coulisser au moins dans la direction axiale de l'arbre de support, caractérisé en ce qu'un trou d'insertion ( 31 A, 31 B) est formé dans le porte-objectif ( 23) et loge, pratiquement dans la direction de l'axe de l'arbre de support ( 22), l'extrémité externe au moins d'un organe disposé vers l'intérieur du porte-objectif ( 23). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe placé à l'intérieur du porte- objectif ( 23) est une carcasse ( 20 d, 20 e). 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la carcasse ( 20 d, 20 e) forme un circuit magnétique destiné à la commande du porteobjectif ( 23) dans la direction de l'axe de l'arbre de support ( 22). 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit magnétique est constitué par la carcasse ( 20 d, 20 e) et au moins unaimant ( 26 A, 26 B). Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit magnétique est constitué par la carcasse ( 20 d, 20 e), un aimant ( 26 A, 26 B), et une autre carcasse ( 27 A, 27 B) disposée à l'extérieur du porte-objectif ( 23). 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 3 à 5, caractérisé en ce qu'une partie au moins d'une bobine ( 35) de focalisation est placée dans l'entrefer ( 37 A, 37 B) du circuit magnétique afin que le porte-objectif ( 23) soit déplacé dans la direction de l'axe de l'arbre de support ( 22). 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que le porte-objectif ( 23) est supporté afin qu'il puisse aussi tourner autour d'un axe de l'arbre de support ( 22). 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisé en ce que l'objectif ( 33) porté par le porteobjectif ( 23) est placé à une certaine distance de l'axe de l'arbre de support ( 22) de manière que l'axe optique de l'objectif ( 33) soit pratiquement parallèle à l'axe de l'arbre de support ( 22). 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 8, caractérisé en ce que le porte-objectif ( 23) est sous forme d'un cylindre ( 23 a) et d'une plaque circulaire d'extrémité ( 23 b), celle-ci étant placée à une extrémité du cylindre ( 23 a), l'objectif ( 33) étant porté par la plaque d'extrémité ( 23 b), et le trou d'insertion ( 31 A, 31 B) étant formé dans la plaque d'extrémité ( 23 b).