Brevet FR2539519A1 — publié le 19840720

Dispositif de mise au point automatique pour appareil photographique. La présente invention se rapporte à un dispositif de mise au point automatique pour appareil photographique. Dans un appareil conventionnel %à mise au point automa- tique, une section télémétrique, qui détecte la distance à l'objet, ne détecte cette distance que pour un objet principal, c'est-à-dire qu'elle n'effectue l'opération de mise au point que pour une portion extrêmement limitée du champ photographiquetelle que laportion centrale Il en résulte que la composition est standardisée et donc que le dispositif conventionnel de mise au point automatique ne convient pas pour de nombreuses situations de prise de vue. Pour surmonter la difficulté décrite ci-dessus, on a proposé un dispositif de mise au point automatique dans lequel il est prévu une section télémétrique qui mesure une distance à un objet situé au centre du champ photographique, les données,concernant cette distance, fournies par la section télémétrique étant mémorisées Le photographe peut alors composer une image en mettant au point sur un objet désiré puis en déplaçant l'appareil photographique pour placer l'objet désiré à un endroit autre qu'au centre du champ Une fois la composition déterminée de cette façon, on manoeuvre l'obturateur. Toutefois, avec ce dispositif, il est nécessaire que l'opérateur effectue des opérations compliquées pour déterminer sa composition avant de prendre une photographie Par conséquent ce dispositif est désavan- tageux en ce sens qu'il est difficile à un débutant de l'utiliser correc- tement. Du fait de ce qui précède, un objet de l'invention est de fournir un dispositif de mise au point automatique pour appareil photographique dans lequel la composition des objets à photographier puisse facilement se déterminer à la demande et qui permette de prendre des photographies nettes et bien au point au moyen d'opérations simples. On a atteint l'objet ci-dessus de l'invention en fournissant un dispositif de mise au point automatique pour appareil photographique qui, selon l'invention, comporte une section télémétrique dans laquelle la lumière émise par une section émettrice de lumière est appliquée aux objets à photographier, la lumière réfléchie par les objets est reçue par un réseau linéaire d'éléments détecteurs de lumière et des signaux sont émis par les différents éléments détecteurs de lumière et représen- tent les distances entre les objets situés dans les différentes portions du champ photographique et la surface d'enregistrement de l'image; comporte également des moyens de balayage pour faire que la section télémétrique puisse balayer dans une profondeur de champ prédéterminée tout en se dirigeant vers un objet principal; comporte également une section de mémorisation pour ne détecter et ne mémoriser, parmi les signaux de distance fournis par la section télémétrique pendant l'opération de balayage effectuée par les moyens de balayage, que le signal distance fourni pour un objet situé à la plus courte distance; et comporte égale- ment une section de réglage de l'objectif pour, en réponse au signal mémorisé dans la section de mémorisation, régler l'objectif sur une position de mise au point correspondant à l'objet situé à la plus courte distance. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels la figure I est un diagramme par blocs représentant la disposition globale d'un dispositif de mise au point automatique de l'invention, la figure 2 est un schéma de circuit représentant un circuit logique utilisé dans le dispositif de la figure 1, la figure 3 est un schéma explicatif utilisé pour une description de l'opération de balayage de la section télémétrique du dispositif de la figure 1, la figure 4 est un schéma explicatif pour une description d'un champ photographique, la figure 5 est un schéma explicatif pour une description d'un autre exemple d'un dispositif de balayage de la section télémétrique, la figure 6 est un schéma explicatif pour une description d'un autre exemple d'un dispositif de balayage de la section télémétrique, et la figure 7 est un schéma explicatif représentant une modification de la -,section télémétrique dans laquelle on a éliminé le balayage. On va maintenant décrire une réalisation préférée de l'invention en se référant aux dessins joints. On va tout d'abord décrire la disposition de la section télémétrique employée dans un dispositif de mise au point automatique de l'invention La section télémétrique 1, représentée sur la figure 1, comporte une section émettrice de lumière 2, un premier système optique 3 et un deuxième système optique 4 et un réseau d'éléments détecteurs de lumière 5 La section émettrice de lumière 2 est de préférence concrétisée par une diode émettrice de lumière Le premier système optique 3, c'est-à-dire un condenseur, donne à la lumière émise par la section émettrice de lumière 2 la forme d'un faisceau lumineux; et le faisceau lumineux ainsi obtenu est appliqué aux objets A, B et C Des portions de cette lumière réfléchie en provenance des objets A, B et C sont appliquées au réseau d'éléments détecteurs de lumière par l'intermédiaire du deuxième système optique 4, de façon plus précise une lentille donnant une image réelle Les éléments détecteurs de lumière 5 a, 5 b, 5 c et 5 d, qui constituent le réseau d'éléments détec- teurs de lumière 5, sont disposés suivant une ligne qui s'étend perpendi- culairement aux axes optiques des systèmes optiques 3 et 4 Pour faciliter la description, le nombre d'éléments détecteurs de lumière du réseau n'est que de quatre, bien que davan- tage de ces éléments puissent habituellement être prévus. La section télémétrique l est conçue de façon à tourner pour faire face aux objets A, B et C, balayant ainsi les objets A, B et C La position ou se forme l'image sur le réseau d'éléments de détec- tion de la lumière 5 est équivalente à la position d'une surface d'enregis- trement -de l'image Un mécanisme d'entraînement en rotation, qui réalise le balayage par la section télémétrique 1, est conçu de façon que le réseau 5 balaie une profondeur de champ prédéterminée lorsqu'on' appuie sur le bouton d'obtureur (non représenté). Les signaux de sortie du réseau d'éléments 'de détection de lumière 5 sont appliqués à un circuit de conversion photoélectrique 6 o les photointensités fournies par les éléments 5 a à 5 d sont converties en tensions correspondantes Les signaux de sortie du circuit de conver- sion photoélectrique 6 sont appliqués aux premières bornes d'entrée des comparateurs de tension 7 a, 7 b, 7 c et 7 d et ils y sont comparés à une tension de référence fournie par une source d'énergie 8 Les signaux de sortie des comparateurs de tension 7 a, 7 b, 7 c et * 7 d sont appliqués aux entrées d'un registre 9 et sont chargés dans le registre 9 par une impulsion provenant d'un circuit multivibrateur monostable 10. Les signaux de sortie du registre 9 sont fournis à un circuit logique (décrit ci-dessous en détail) Le circuit logique Il fournit comme signal de sortie le signal de distance correspondant à la plus courte distance des objets A, B et C (dans le cas de la figure I on suppose que c'est l'objet A) Le signal de détection est mémorisé dans un registre 12 qui formé une section de mémorisation avec le circuit logique Il et le registre 9 Le signal de sortie mémorisé dans le registre 12 est appliqué à un circuit de réglage de l'objectif 13 qui amène l'objec- tif à la position de mise au point pour l'objet situé à la plus courte distance. On va maintenant décrire plus en détail un exemple de circuit logique 11 Comme représenté sur la figure 2, le circuit 11 comporte quatre bornes d'entrée 14, 15, 16 et 17 La borne d'entrée 14 est directement connectée à une borne de sortie 18 et -elle est de plus connectée, par l'intermédiaire d'un inverseur 19, à une première borne d'entrée d'une porte ET 20 La borne d'entrée 15 est connectée à une deuxième -borne d'entrée de la porte ET 20 et elle est connectée, par l'intermédiaire d'un inverseur 21, à une première borne d'entrée d'une borne ET 22 La deuxième borne d'entrée de la porte ET 22 est connectée à la borne de sortie de l'inverseur 19, et la troisième borne d'entrée de la porte ET 22 est connectée à la borne d'entrée 16 La borne d'entrée 16 est connectée, par l'intermédiaire d'un inverseur 23, à une première borne d'entrée d'une porte ET 24, dont la deuxième borne d'entrée et la troisième borne d'entrée sont respectivement connec- tées aux bornes de sortie des inverseurs 19 et 21 La quatrième borne d'entrée de la porte ET 24 est connectée à la borne d'entrée 17 Les portes ET 20, 22 et 24 ont respectivement des bornes de sortie 25, 26 et 27. Dans le circuit logique 11 décrit ci-dessus, lorsqu'un signal haut est appliqué à la borne d'entrée 14, il apparaît directement à la borne de sortie 18, et un signal de niveau bas est fourni à la pre- mière borne d'entrée de la porte ET 20, à la deuxième borne d'entrée de la porte ET 22 et à la troisième borne d'entrée de la porte ET 24, par l'intermédiaire de l'inverseur 19 En conséquence, dans ce cas, on obtient un signal de niveau haut à la borne de sortie 18, que les signaux appliqués aux bornes d'entrée 15, 16 et 17 soient au niveau haut ou au niveau bas Dans le cas ou un signal de niveau bas est appliqué à la borne d'entrée 14 et un signal de niveau haut est appliqué à la borne de sortie 15, le signal de sortie de la porte ET 20 passe au niveau haut, le signal de niveau bas apparaît directement à la borne de sortie 18, et la première borne d'entrée de la porte ET 22 et la deuxième borne d'entrée de la porte ET 24 sont au niveau bas En conséquence, dans ce cas, quels que soient les niveaux des signaux appliqués aux bornes d'entrée 16 et 17, on obtient des signaux de niveau bas aux bornes de sortie 18, 16 et 27 Dans le cas o des signaux de niveau bas sont appliqués aux bornes d'entrée 14 et 15 et un signal de niveau haut appliqué à la borne d'entrée 16, les signaux obtenus aux trois bornes d'entrée de la porte ET 22 sont au niveau haut et donc on obtient un signal de niveau haut à la borne de sortie 26 tandis que les signaux de sortie des portes ET 20 et 24 ont la valeur d'un niveau bas En consé- quence,dansce cas,on n'obtient un signal de niveau haut qu'à la borne de sortie 26, quelle que soit la valeur du niveau du signal appliqu&e à la borne d'entrée 17. Dans le cas ou un signal de niveau haut est appliqué à la borne d'entrée 17 et des signaux de niveau bas sont appliqués aux autres bornes d'entrée 14, 15 et 16, on n'obtient un signal de niveau haut qu'à la borne de sortie 27 Lorsque des signaux de niveau bas sont appliqués à toutes les bornes d'entrée 14, 15, 16 et 17, alors on obtient des signaux de niveau bas à toutes les bornes de sortie 18 , 26 et 27. Le signal de niveau haut appliqué aux bornes d'entrée 14, 15, 16 et 17, comme décrit ci-dessus, indique l'objet situé à la plus courte distance de la surface d'enregistrement de l'image et les bornes de sortie 18, 25, 26 et 27 fournissent alors les différentes valeurs de réglage de l'objectif permettant de faire correctement manoeuvrer te circuit de réglage de l'objectif 13 Lorsque des signaux de niveau bas sont appliqués à toutes les bornes d'entrée 14 à 17, la position de mise au point de l'objectif est rejetée à l'infini. On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif de mise au point automatique ainsi obtenu Lorsque l'on effectue une prise de vue, on appuie sur le bouton de l'obturateur, la section télémé- trique 1 étant dirigée sur le sujet principal (X sur la figure 3) Le fait d'appuyer sur le bouton de l'obturateur met en circuit le contacteur de mise sous tension; à ce moment-là,la section émettrice de lumière 2 de la section télémétrique 1 émet de la lumière et, en même temps, la section télémétrique 1 commence à tourner Pendant que la section télémétrique 1 tourne, le circuit monostable 10 émet une impulsion ce qui envoie un signal de rythme au registre 9 Le mécanisme d'entraî- nement en rotation décrit ci-dessus fait tourner la section télémétrique 1 pour balayer la zone F sur la plage de mesure de distance prédéter- minée (comme indiqué par le trait en tireté) pour y mesurer les distances. La lumière émise par la section émettrice de lumière 2 est réfléchie par les sujets est reçue par les éléments de détection de lumière en fonction des distances à ces sujets Par exemple, dans le cas o, sur la plage de mesure de distance, les sujets X, Y et Z sont respectivement à la distance la plus courte, à une distance intermé- diaire et à la distance la plus longue, tous les éléments détecteurs de lumière 5 a, 5 b, 5 c et 5 d reçoivent la lumière ainsi réfléchie Les signaux de sortie des éléments détecteurs de lumière 5 a à 5 d sont appliqués, par l'intermédiaire du circuit de conversion photoélectrique, aux comparateurs de tension 7 a, 7 b, 7 c et 7 d o ils sont comparés à la tension de référence fournie par la source d'énergie de référence 8 Lorsque la valeur des signaux de sortie est supérieure à celle de la tension de référence, les signaux de sortie des comparateurs 7 a, 7 b, 7 c et 7 d passent au niveau haut Ces signaux de niveau haut sont mémorisés dans le registre 9 Par conséquent les signaux appliqués aux bornes d'entrée 14, 15, 16 et 17 par le registre 9 sont au niveau haut Par conséquent seule la borne de sortie 18 fournit un signal de niveau haut tandis que les autres bornes de sortie 25, 26 et 27 fournis- sent des signaux de niveau bas, comme décrit ci-dessus. Le signal de niveau haut obtenu à la borne de sortie 18 est fourni au registre 12 o il est mémorisé en tant que signal de distance, c'est-àdire en tant que signal de distance ne concernant que le sujet X qui se trouve à la plus courte distance Le circuit de réglage de l'objectif opère en fonction des données de sortie, concernant la distance, contenues dans le registre 12 pour régler l'objectif à la demande, puis le déclenchement de l'obturateur se fait; Ces opérations se produisent presque instantanément Par conséquent, en pratique, la manoeuvre de prise de vue ne -consiste qu'à appuyer sur le bouton de l'obturateur Lors de cette manoeuvre, l'image du sujet principal se forme nettement à toute position désirée sur la surface d'enregis- trement de l'image. Les figures 5 et 6 montrent d'autres exemples de disposi- tifs de balayage Dans la réalisation décrite en premier lieu, c'est la section télémétrique 1 elle-même qui tourne Dans le cas de la figure , la section émettrice de lumière 2 est fixe tandis qu'un mécanisme d'entraînement (non représenté) est prévu pour déplacer le premier système optique 3 et le deuxième système optique 4 selon la direction longitudinale du réseau d'éléments détecteurs de lumière 5 (dans la direction d'une flèche N sur la figure 5), c'est-à-dire selon la direction le long de laquelle les éléments détecteurs de lumière sont disposés, tout en maintenant inchangée la distance D entre les axes optiques des systèmes optiques 3 et 4 D'un autre côté, dans le cas de la figure 6, le premier système optique 3 et le deuxième système optique 4 sont fixes tandis qu'un système d'entraînement est prévu pour déplacer le réseau d'éléments détecteurs de lumière 5 et la section émettrice de lumière 2 selon la direction longitudinale du réseau d'éléments détec- teurs de lumière 5 tout en maintenant inchangée la distance entre la section émettrice de lumière 2 et le réseau d'éléments détecteurs de lumière 5 Avec l'un et l'autre des dispositifs de balayage représentés sur les figures 5 et 6, la position de l'image du sujet se modifie avec le déplacement relatif des systèmes optiques 3 et 4 et-du réseau d'élé- ments détecteurs de lumière 5 Cet effet est équivalent à celui que l'on obtient en faisant tourner la section télémétrique 1 Les autres composants et leur fonctionnement sont les mêmes que ce qui a été décrit précédemment. La figure 7 montre un autre exemple de la section télémé- triqué qui, dans ce cas, peut mesurer les distances sans balayage mécanique Dans cet exemple, la section émettrice de lumière est une source lumineuse de forme allongée 28 qui s'étend dans une direction horizon- tale, le premier système optique étant un condenseur cylindrique 29 disposé en face de la source lumineuse de forme allongée 28 Le deuxième système optique est une lentille cylindrique 30 donnant une image réelle et disposée de façon qu'il y ait une distance D entre les axes optiques des lentilles 29 et 30 Un réseau d'éléments détecteurs de lumière, de forme allongée, 31 est disposé en face des lentilles cylindriques donnant une image réelle 30 Une ligne imaginaire qui relie les axes optiques des lentilles 29 et 30 est perpendiculaire à la direction longitu- dinale de la source lumineuse de forme allongée 28 La direction lon- gitudinale de chacun des éléments détecteurs de lumière de forme allongée, 31 a, 31 b, 31 c et 31 d qui constituent le réseau d'éléments détecteurs de lumière, de forme allongée, 31 est perpendiculaire à la ligne imaginaire qui relie les axes optiques des lentilles 29 et 30. L'objectif 32, disposé entre les lentilles 29 et 30, peut se déplacer le long de l'axe optique au moyen du circuit, décrit ci-dessus, de réglage de l'objectif 13. Dans la section télémétrique 33 ainsi construite, la source lumineuse de forme allongée 28 s'étend dans le sens de la largeur du champ photographique F et les éléments détecteurs de lumière du réseau 31 s'étendent également dans le sens largeur du champ photo- graphique F En conséquence l'effet des flux lumineux réfléchis en provenance des sujets X, Y et Z est équivalent à celui obtenu dans le cas du balayage des exemples décrits ci-dessus Du fait que la source lumineuse 28 s'étend horizontalement, la plage d'application de lumière au sujet peut se régler et la plage de balayage peut s'accroître substan- tiellement On peut donc utiliser par exemple comme source lumineuse 28 un flash infrarouge qui donne une importante quantité de lumière. Dans le cas de la figure 7, le circuit logique Il de traitement des signaux du réseau d'éléments détecteurs de lumière 31 est le même que celui de l'exemple décrit ci-dessus Par contre, du fait que le temps nécessaire pour l'opération de balayage pour la mesure des distances est éliminé, on peut diminuer de façon importante la durée de l'impul- sion de sortie du circuit monostable 10 Les autres composants et leur fonctionnement sont les mêmes que ceux des exemples décrits ci-dessus. Comme on le voit à partir de la description ci-dessus, selon l'invention, on mesure la distance entre la surface d'enregistrement de l'image et le sujet situé à la plus courte distance et l'objectif se règle en conséquence On peut donc obtenir des photographies nettes et bien au point indépendamment de la position du sujet principal dans la composition De plus, comme il n'est pas nécesaire que l'opérateur effectue des opérations compliquées avant de prendre la photographie, les appareils photographiques utilisant le dispositif de mise au point automatique de l'invention conviennent pour les débutants. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Dispositif de mise au point automatique pour appareil photographique, caractérisé en ce qu'il comporte une section télémétrique ( 1) comprenant une section émettrice de lumière ( 2) pour envoyer de la lumière sur les sujets à photo- graphier (A, B et C) situés à des positions correspondant à une profondeur de champ prédéterminée dans le champ photographique et comprenant également un réseau linéaire d'éléments de détecteurs de lumière ( 5) pour fournir des signaux de sortie de distance représentant les distances desdits sujets à la surface d'enregis- trement de l'image;- des moyens ( 4) pour diriger la lumière réfléchie en provenance desdits sujets sur les éléments correspondants parmi lesdits éléments détecteurs de lumière ( 5 a, 5 b, 5 ci 5 d) des moyens de logique ( 11) et de mémorisation ( 12) pour ne détecter et ne mémoriser, parmi lesdits signaux de distance, qu'un signal de distance correspondant à un sujet situé à la plus courte distance parmi lesdits sujets; et une section de réglage de l'objectif ( 13), opérant en réponse audit signal mémorisé dans ladite section de mémorisation ( 12), pour régler l'objectif photographique à la position de mise au point dudit sujet situé à la plus courte distance. 2 Dispositif de mise au point automatique selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de diriger la lumière réfléchie ( 4) comprennent des moyens pour faire opérer un balayage par ladite section télémétrique ( 1) par rotation de ladite section télémétrique pour couvrir ladite profondeur de champ prédéterminée. 3 Dispositif de recherche automatique de la profondeur de champ, selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite section télémétrique ( 1) comporte un premier système optique ( 3) pour envoyer sur lesdits sujets la lumière provenant de ladite section émettrice de lumière ( 2) et un deuxième système optique ( 4) pour envoyer la lumière-réfléchie, en provenance desdits sujets, sur ledit réseau d'éléments détecteurs de lumière ( 5); et en ce que lesdits moyens de balayage comportent un mécanisme d'entraînement pour déplacer ledit premier système optique ( 3) et ledit deuxième système optique ( 4) selon la direction longitudinale desdits éléments détecteurs de lumière tout en maintenant constante la distance entre ledit premier système optique et ledit deuxième système optique. 4 Dispositif de mise au point automatique selon la revendi- cation 2, caractérisé en ce que ladite section télémétrique ( 1) comporte un premier système-optique ( 3) pour envoyer auxdits sujets la lumière en provenance de ladite section émettrice de lumière ( 2) et un deuxième système optique ( 4) pour envoyer la lumière réfléchie, en provenance desdits sujets, audit réseau d'éléments détecteurs de lumière ( 5); et en ce que lesdits moyens de balayage comportent un mécanisme d'entraînement pour déplacer ledit réseau d'éléments détecteurs de lumière ( 5) selon la direction longitudinale desdits éléments -détecteurs de lumière. Dispositif de mise au point automatique selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que ladite section émettrice de lumière ( 2) comporte une source lumineuse de forme allongée ( 28) s'étendant en longueur, selon une direction perpendiculaire à la direction longitudinale desdits éléments détecteurs de lumière et en ce que ladite section télémétrique ( 1) comporte un conden- seur rectangulaire ( 29) pour envoyer sur lesdits sujets, s'étendant parallèlement à la direction longitudinale desdits éléments émetteurs de lumière, la lumière provenant de ladite section émettrice de lumière ( 2), et comporte également une lentille rectangulaire ( 30) donnant une image réelle pour envoyer audit réseau d'éléments détecteurs de lumière la lumière réfléchie en provenance desdits sujets, ledit condenseur rectangulaire ( 29) étant disposé parallè- lement auxdites lentilles rectangulaires pour donner une image réelle avec une distance fixe prédéterminée entre eux. 6 Dispositif de mise au point automatique selon la revendi- cation 5, caractérisé en ce que ledit condenseur rectangulaire ( 29) et ladite lentille rectangulaire ( 30) donnant une image réelle sont disposés de part et d'autre dudit objectif. 7 Dispositif de mise au point automatique selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que ledit circuit de logique-et de mémoire ( 11) comporte un circuit de conversion photoélectrique ( 6) pour convertir les intensités de sortie fournies par lesdits éléments détecteurs de lumière ( 5 a à 5 d) en tensions correspondantes un certain nombre de comparateurs ( 7 a, 7 b,) soit un pour chaque sortie dudit circuit de conversion photoélectrique ( 6), pour comparer les signaux de sortie correspondants dudit circuit de conversion photoélectrique ( 6) à un potentiel de référence; un registre ( 9) pour mémoriser les signaux de sortie desdits compa- rateurs; et des moyens constituant un circuit logique ( 11) pour fournir au stade actif un signal de sortie représentant celui d'ordre moindre desdits signaux de sortie mémorisés dans ledit registre au moment dudit stade actif.