Brevet FR2782397A1 — publié le 20000218

APPAREIL D'ENTRAINEMENT DANS DEUX DIMENSIONS Arrière-plan de l'invention 1. Domaine de l'invention L'invention a trait à un appareil d'entraînement dans deux dimensions pour déplacer un objet dans un plan X-Y. 2. Description de la technique apparentée En général, un appareil optique tel qu'une caméra à dispositif à transfert de charges (CCD), est équipé d'un appareil d'entraînement dans deux dimensions pour déplacer une lentille optique dans un plan X-Y afin de la positionner avec précision au-dessus d'un objet à photographier. A savoir, les éléments de l'axe X et Y sont disposés de manière à être perpendiculaires l'un à l'autre et on a installé une monture d'objectif optique qui peut se déplacer dans le plan X-Y. Cependant, comme l'élément d'axe X est installé sur l'élément de l'axe Y ou vice-versa, l'élément disposé au-dessous de l'autre est soumis à une plus forte charge et la force d'entraînement nécessaire pour déplacer les éléments est accrue, et en conséquence, il est difficile d'exécuter une commande de déplacement rapide. Résumé de l'invention Pour résoudre les problèmes ci-dessus, le but de l'invention est de fournir un appareil d'entraînement dans deux dimensions capable d'exécuter une commande de déplacement rapide en soutenant une monture mobile à l'aide d'éléments d'axe X et d'axe Y. En conséquence, pour réaliser le but ci- dessus, on fournit un appareil d'entraînement dans deux dimensions comprenant: une pluralité de fils métalliques support pour soutenir d'une manière élastique une monture mobile; un premier dispositif d'entraînement relié à une monture mobile par un premier fil métallique d'entraînement susceptible d'être déformé d'une manière élastique afin de déplacer la monture mobile d'une manière linéaire dans la première direction; et un second dispositif d'entraînement relié à la monture mobile par un second fil d'entraînement susceptible d'être déformé de manière élastique, et installé à la même hauteur que le premier dispositif d'entraînement pour déplacer la monture mobile de manière linéaire dans une seconde direction perpendiculaire à la première direction. En plus, l'appareil comprend des montants d'atténuation installés sous la monture mobile pour atténuer la vibration produite quand on déplace la monture mobile soutenue de manière élastique par les fils d'acier support et par les fils d'acier d'entraînement. Brève description des dessins Les buts et les avantages ci-dessus de la présente invention deviendront plus clairs, en décrivant en détail les formes de réalisation préférées, en se référant aux dessins correspondants o: la figure 1 est une vue en plan illustrant un appareil d'entraînement dans deux dimensions selon l'invention; la figure 2 est une vue de côté et en élévation illustrant l'appareil d'entraînement dans deux dimensions de la figure 1; et la figure 3 est une vue en perspective illustrant un socle support employé dans l'appareil d'entraînement dans deux dimensions de la figure 1; et la figure 4 est un graphique illustrant un intervalle de temps de vibration nécessaire pour atténuer la vibration produite quand on déplace l'appareil d'entraînement dans deux dimensions selon l'invention dans les directions de l'axe X et de l'axe Y. Description des formes de réalisation préférées Les figures 1 et 2 illustrent une forme de réalisation préférée de la présente invention. En référence aux figures 1 et 2, une monture mobile 10, sur laquelle on a monté une lentille optique 11, est soutenue de manière élastique par une pluralité de fils d'acier support 50. Une extrémité de chaque fil d'acier support 50 est fixée à la monture mobile 10 et l'autre extrémité est fixée à un socle support correspondant 51, installé de manière fixe sur une embase 30. Ici, comme indiqué à la figure 3, le support 51 est composé de deux éléments détachables assemblés par des éléments de fixation tels que des vis 51a, et l'autre extrémité du fil d'acier support 50 est insérée dans un trou de fixation 51b pratiqué entre les deux pièces. De préférence, on fixe fermement le fil d'acier support 50 en injectant un matériau très visqueux dans un espace se trouvant entre le fil d'acier support 50 et le trou de fixation 51b. La monture mobile 10 est reliée respectivement à un premier dispositif d'entraînement 21 et à un second dispositif d'entraînement 22 par les fils d'acier d'entraînement 41 et 42. Les premier et second dispositifs d'entraînement 21 et 22 sont disposés dans les directions de l'axe X et de l'axe Y de sorte à être perpendiculaires l'un à l'autre et sont maintenus respectivement par les supports 31 et 32 de l'embase 30. Dans cet état, le premier dispositif d'entraînement 21 peut déplacer la monture mobile 10 dans une direction de l'axe X et le second dispositif d'entraînement 22 peut déplacer la monture mobile 10 dans une direction de l'axe Y. Les premier et second dispositifs d'entraînement 21 et 22 peuvent être constitués de solénoïdes utilisant des barres d'appui comme les fils d'acier d'entraînement 41 et 42. En variante, les premier et le second dispositifs d'entraînement 21 et 22 peuvent employer des éléments piézoélectriques comme fils d'acier d'entraînement 41 et 42 pour déplacer la monture mobile 10. A cet instant, on peut déplacer la monture mobile 10 par dilatation ou contraction des éléments piézoélectriques selon que les éléments piézoélectriques sont alimentés ou non en courant électrique. Dans tous les cas, les fils d'acier support et les fils d'acier d'entraînement 41 et 42 doivent être constitués de matériaux capables de se déformer dans les directions de l'axe X ou de l'axe Y comme dans la figure 1. En conséquence, quand, par exemple, le premier dispositif d'entraînement 21 déplace la monture mobile 10 dans la direction de l'axe X, non seulement les fils d'acier support 50 mais aussi le fil d'acier d'entraînement 42, sont courbés de manière élastique tout en soutenant la monture mobile 10. En plus, une pluralité de montants d'atténuation 52 sont installés sous la monture mobile 10. Les montants d'atténuation 52 sont prévus pour atténuer la vibration produite quand on déplace la monture mobile soutenue de manière élastique à l'aide des fils d'acier support 50. A savoir, même si la monture mobile vibre, la monture mobile 10 est en contact avec les côtés supérieurs des montants d'atténuation 52 ce qui diminue donc rapidement l'amplitude de la vibration. D'autre part, on décrira plus loin la vibration produite quand on déplace la monture mobile 10 soutenue de manière élastique par les fils d'acier support 50. Pendant le fonctionnement de l'appareil d'entraînement en deux dimensions selon la présente invention, on déplace d'abord la monture mobile 10 d'une distance souhaitée, par exemple, le long de l'axe X, puis on la déplace le long de l'axe Y de la distance souhaitée. A cet instant, comme le montre la figure 4, la monture mobile 10 vibre pendant une durée prédéterminée à partir d'un instant tl quand on a déplacé la monture mobile 10 de Xo à X1, en raison des forces élastiques des fils d'acier support 50 (figure 2) et des fils d'acier d'entraînement 41 et 42. En conséquence, on traite les informations d'image traversant la lentille optique 11 quand une telle vibration est atténuée par les montants d'atténuation et lorsque la monture mobile 10 est devenu complètement immobile. Alors, à l'instant t2, une fois le traitement des informations de l'image effectué, on déplace la monture mobile 10 de Y0 vers Y1. A cet instant, comme dans le cas ci-dessus, on traite les informations d'image quand la vibration de la monture mobile est complètement atténuée. Ici, si un intervalle de temps entre l'instant tl quand on a déplacé la monture mobile 10 de X0 vers X1 sur l'axe X et l'instant t2 quand la monture mobile commence à se déplacer de Y0 vers Y1 sur l'axe des Y vaut dt, alors on définit habituellement un intervalle de temps pour l'atténuation de la vibration par dt/2. En plus, plus la fréquence de vibration du système d'entraînement est élevée, plus vite on atténue la vibration, et l'intervalle de temps pour atténuer la vibration est diminué. En conséquence, lorsque la fréquence de vibration du système d'entraînement incluant les fils d'acier support 50 et les fils d'acier d'entraînement 41 et 42 est fn, on détermine la longueur et le diamètre de chaque fil d'acier pour satisfaire l'inégalité fn>5/(dt/2). Si on utilise les fils d'acier support 50 et les fils d'acier d'entraînement 41 et 42 qui remplissent cette condition, on peut réaliser une commande plus rapide puisque la vibration de la monture mobile 10 est atténuée plus rapidement. De plus, on préfère que les fils d'acier support 50 soient fabriqués avec un matériau qui a une résistance suffisamment élevée au plissage ou à la contrainte de fatigue, considérant le poids de la monture mobile 10. Selon la configuration selon la présente invention, puisque les fils d'acier d'entraînement 41 et 42 ne se chevauchent pas ou ne se croisent pas et sont disposés dans le même plan, on évite ainsi de soumettre tout fil d'acier d'entraînement à une charge excessive. Ceci permet de commander rapidement le déplacement dans les directions de l'axe X et de l'axe Y. REVENDICATIONS 1. Appareil d'entraînement dans deux dimensions comprenant: une pluralité de fils métalliques support pour soutenir de manière élastique une monture mobile; un premier dispositif d'entraînement relié à la monture mobile par un premier fil métallique d'entraînement susceptible d'être déformé de manière élastique pour déplacer la monture mobile de manière linéaire dans une première direction; et un second dispositif d'entraînement relié à la monture mobile par un second fil métallique d'entraînement susceptible d'être déformé de manière élastique, installé à la même hauteur que le premier dispositif d'entraînement pour déplacer la monture mobile de manière linéaire dans une seconde direction perpendiculaire à la première direction. 2. Appareil d'entraînement dans deux dimensions selon la revendication 1, o l'appareil comprend en plus des montants d'atténuation installés sous la monture mobile pour atténuer la vibration produite lors du déplacement de la monture mobile soutenue de manière élastique par les fils d'acier support et les fils d'acier d'entraînement.