La présente invention se rapporte à un dispositif de stabilisation d'image.
On sait qu'à partir d'un certain grossissement, il n'est plus possible d'obtenir une image nette pour un temps de pose donné avec un appareil portatif, si celui-ci n'est pas fixé à un pied. Or l'emploi du pied limite évidemment les conditions d'utilisation d'un appareil de photo, la visée et la prise de vue avec l'appareil porté à la main étant le plus souvent désirable.
Il existe déjà de nombreux dispositifs de stabilisation pour rendre un organe indépendant des mouvements d'un véhicule, en particulier dans des applications militaires. De tels dispositifs ne sont pas adaptables à la stabilisation d'une image sur le plan d'un film photographique.
Un dispositif mécanique apte à déplacer un élément optique d'un objectif photographique parallèlement au plan du film a été décrit dans le brevet suisse No 669 271. Ce mécanisme est basé sur un système optique de compensation a double parallélogramme déformable, un pour chaque axe de compensation. Chacun de ces parallélogrammes est pressé élastiquement contre une came entraînée par un moteur. Cette came est destinée à communiquer au parallélogramme déformable des déplacements linéaires dont la vitesse est proportionnelle à la vitesse angulaire des tremblements communiqués manuellement à l'appareil photographique. Pour une vitesse d'amplitude maximale, ou aussi de crête constante, plus la fréquence de ces tremblements est élevée, plus les accélérations sont élevées également.
Or, au-delà d'un certain seuil d'accélération, les moyens de rappel élastiques s'appliquant sur l'élément optique de relativement forte inertie, ne peuvent plus suivre les mouvements de la came et un décollement se produit entre la came et le parallélogramme déformable. Dès cet instant, le système entre dans un domaine d'instabilité, l'asservissement ne pouvant plus maîtriser le déplacement de l'élément optique. L'augmentation de la force de rappel élastique entraînerait des problèmes de frottement qui entraveraient le fonction nement correct du système de compensation.
Le but de la présente invention est de remédier, au moins en partie, à ces inconvénients.
A cet effet, cette invention a pour objet un dispositif de stabilisation d'image selon la revendication 1.
L'avantage de la solution, qui consiste à limiter les accélérations exigées par l'asservissement est d'être purement électronique et de permettre un contrôle extrêmement précis du fonctionnement du dispositif de stabilisation.
Le dessin annexé illustre, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de ce dispositif.
La fig. 1 est une vue très schématique et unidimensionnelle montrant la conception du mécanisme à actionner.
Les flg. 2a et 2b illustrent un modèle analytique contenant les paramètres mécaniques et électriques intervenant dans le dispositif de stabilisation.
La fig. 3 est un schéma-bloc du circuit électrique de commande.
Les fig. 4a et 4b sont des diagrammes explicatifs.
La fig. 5 est un schéma électrique de réalisation du module de compensation C du schéma-bloc de la fig. 3.
La fig. 6 est un diagramme de la caractéristique du module de la fig. 5.
La fig. 7 est un schéma électrique du module PID utilisé dans le schéma-bloc de la fig. 3.
La fig. 8 est un diagramme illustrant le gain en fonction de la fréquence du module de la fig. 7.
La fig.
9 est un schéma électrique d'un module du schéma-bloc de la fig. 3.
La fig. 10 est un diagramme caractéristique du module de la fig. 9 illustrant la variation de tension du moteur d'entraînement de la came de commande en fonction de la position, durant la phase de centrage.
La fig. 11 est un schéma électrique d'une réalisation du module de limitation d'accélération du schéma de la fig. 3.
Le dispositif de stabilisation a été dimensionné sur la base de mesures de fréquence, d'amplitude et de vitesse angulaire des mouvements communiqués à un appareil photographi que équipé d'un téléobjectif de 300 mm f/2.8 pendant le temps d'exposition. Ces tests ont été réalisés sur un échantillon de personnes des deux sexes. L'analyse de ces résultats a montré que la largeur de bande de la fréquence des mouvements stabiliser se situe entre 1 et 10-12 Hz. L'amplitude moyenne de déplacement de l'image sur le plan du film pendant le temps d'exposition de 1/60 s, est de 60 à 80 mu m avec des pointes maximum de 200 à 260 mu m qui peuvent aller jusqu'à 300 mu m, si l'on tient compte du temps total de déplacement du rideau qui est de 24 ms. Pour que le processus de stabilisation soit efficace, il ne faut pas que les oscillations résiduelles dépassent 20 mu m pendant 1/60 s.
Les vitesses linéaires maximum à compenser ont été fixées à 20 mm/s, ce qui fixe le déplacement maximum de l'optique de compensation durant 1/60 s à moins de 0,5 mm.
La présente invention a pour objet un système d'asservissement d'un dispositif électromécanique du type de celui décrit dans le brevet suisse No 669 271 auquel on pourra se référer. La fig. 1 illustre très schématiquement le principe unidimensionnel de ce dispositif qui constitue un compensateur optique des déplacements angulaires imprimés à l'appareil photographique. Ce dispositif comporte un équipage mobile portant un élément optique de compensation 2, guidé en translation par des organes de guidage 3 et actionné par une came 4 solidaire de l'arbre d'un moteur 5, un ressort de précontrainte 6 maintenant constamment l'équipage mobile 1 contre la came 4 par l'intermédiaire d'un galet 7. En fait, le mécanisme comporte un second degré de liberté orthogonal à celui illustré et comprenant les mêmes éléments afin de déplacer l'élément optique 2 selon deux axes orthogonaux.
Par souci de simplicité on ne se réfère ici qu'à un moteur et un équi page mobile, la commande du second équipage mobile étant, dans son principe, identique à celle du premier.
La fig. 2a représente le compensateur optique S illustré par la fig. 1, dont le premier élément, le moteur 5, reçoit une tension d'entrée Umot. L'élément optique 2 solidaire de l'équipage mobile 1, dont la position correspond à Vlens et la vitesse à Vlens, constitue le dernier élément de ce compensateur.
Avant d'examiner l'ensemble du circuit de commande, nous allons procéder à une étude des caractérisques électro-mécaniques du compensateur optique, qui sera utile pour concevoir ce circuit de commande.
La fig. 2b représente symboliquement tous les paramètres électriques et mécaniques du dispositif illustré par la fig. 1. On analysera à partir de cette représentation symbolique la fonction de transfert du dispositif. Cette fig. 2b comporte quatre parties relatives au moteur 5, à la came 4, à l'équipage mobile 1 de l'élément optique 2 et à la force de précontrainte Fconst. La partie électrique du moteur à courant continu 5 comporte sa résistance R, son inductance L, sa tension contre électromotrice E et sa partie mécanique, son inertie I, son frottement rho . La came 4 est symbolisée par son facteur de transformation couple-force delta , l'équipage mobile 1 par sa masse m d'une part et par la raideur k, le frottement dynamique lambda du ressort, la force de précontrainte, Fconst du ressort et le poids de l'équipage mobile qui plaquent celui-ci contre la came d'autre part.
Par analyse de ces différents paramètres, on obtiendra la fonction de transfert S relative au déplacement du compensateur optique en fonction de la tension Umot appliquée au moteur 5 à courant continu et de la force Fconst.
Les fonctions de transfert du modèle symbolique de la fig. 2 sont pour la partie électrique du moteur:
M = psi .i
E = psi . omega
Umot-E = Ri + sLi
Umot = (R+sL)i+ psi omega
et pour sa partie mécanique:
M = Mi+M rho +M delta
=sI omega + rho . omega + delta F delta
pour la liaison came-équipage mobile supposée rigide:
EMI5.1
pour l'équipage mobile
F delta = Fm + Fk + F lambda + Fconst.
=(s<2>m + s lambda + k)Ylens + Fconst
où Ylens correspond à la position de l'équipage mobile.
pour l'ensemble
EMI5.2
Itot = I + m delta <2
> rho tot = rho + lambda delta <2
>
Etant donné que le poids de l'équipage mobile et la force de précontrainte Fconst sont des valeurs constantes, on peut les neutraliser en appliquant au moteur 5 une tension fixe équivalente à Uconst:
EMI6.1
En plus de la neutralisation de Fconst, on peut simplifier les qualités dynamiques du compensateur optique dans le domaine des fréquences utiles à la fonction de transfert S (s) suivante:
EMI6.2
Le diagramme de la fig. 4a illustre les caractéristiques dynamiques du modèle simplifié, dont les paramètres Ps1, Ps2 et Sconst sont définis par:
EMI6.3
On voit donc qu'à basses fréquences une tension Umot appliquée au moteur 5 engendre essentiellement un déplacement et à hautes fréquences une accélération. Entre ces deux domaines de fréquences, il existe une zone de proportionnalité dans le sens complexe entre tension et vitesse.
En élargissant cette zone à l'intervalle de fréquences de 1-10 (Hz) requis pour obtenir une stabilisation efficace comme proposé sur la fonction de transfert idéale (fig. 4b) du compensateur C, on peut réaliser un circuit d'asservissement en vitesse que l'on décrira maintenant plus en détail à l'aide du schéma-bloc de la fig. 3.
Ce circuit comporte un accéléromètre Acc formant à sa sortie un signal gamma proportionnel à l'accélération angulaire communiquée à l'appareil photographique pendant la visée et l'exposition du film. Ce signal gamma est intégré par un convertisseur accélération-vitesse a/v pour former à sa sortie un signal Uv caractéristique de la vitesse angulaire.
Le reste du circuit d'asservissement est constitué par une boucle fermée. Le signal de vitesse Uv issu du convertisseur a/v est envoyé dans un bloc de compensation électronique C qui filtre et élargit la gamme de fréquences pour laquelle la vitesse Vlens atteinte par le moteur sera proportionnelle à sa tension d'alimentation Umot. Les zéros de sa fonction de transfert doivent correspondre aux pôles Ps1 et Ps2 du système électromécanique S, comme illustré par le diagramme de la fig. 6. C'est ce bloc, dont le détail est illustré par le schéma électrique de la fig. 5 qui fournit la tension Umot introduite dans le moteur 5 du compensateur optique S. La position Ylens de l'équipage mobile 1 du compensateur optique S est détectée par le bloc M qui effectue une mesure différentielle de haute précision de cette position.
Cette mesure est différenciée pour engendrer un signal Umes proportionnel à la vitesse Vlens de cet équipage mobile.
Ce signal est envoyé dans un filtre PID (Proportionnel, Intégrateur, Différentiateur) qui extrait alors du signal d'erreur Udiff entre le signal de vitesse désirée Uv et le signal de vitesse mesurée Umes de l'équipage mobile 1, les termes qui vont être réinjectés dans la boucle d'asservisse ment sous forme du signal Ucomp.
Cette régulation sert à stabiliser optiquement les tremblements communiqués à l'appareil photographique. Elle a pour but de faire en sorte que l'erreur en position epsilon due à la différence entre la vitesse de tremblement OMEGA camera et la vitesse OMEGA lens de la lentille compensatrice 2, fixée à l'équipage mobile 1 soit minimum durant le temps d'exposition de la pellicule photographique.
La régulation proposée ici fonctionne en vitesse. Son but est de générer un signal de correction de vitesse jusqu'à ce que l'erreur de vitesse soit aussi petite que possible. Au lieu du filtre PID proposé ici, on pourrait utiliser un règleur à variables d'état, une solution digitale ou un asservissement en position.
La fig. 7 illustre le schéma électrique du filtre PID. La tension Udiff caractéristique de la différence entre la vitesse mesurée et la vitesse demandée est introduite dans le filtre qui produit à sa sortie une tension Ucorr qui est caractéristique de la correction à effectuer. Un interrupteur IN est relié à un signal logique "cent" d'une seconde boucle d'asservissement utilisée pour le centrage de la came 4 et dont on parlera par la suite. Cet interrupteur IN est maintenu ouvert, tant que l'opération de centrage n'est pas terminée.
Le diagramme de la fig. 8 illustre la caractéristique du circuit de la fig. 7 en fonction de la fréquence f.
On voit sur la fig. 3 qu'une seconde boucle fermée est formée dans laquelle un signal de tension Upos proportionnel à Vlens est envoyé dans un module de centrage CE dont le détail du circuit électrique est illustré par la fig. 9. Le signal Upos est amené a l'entrée d'un amplificateur différentiel A dont la sortie est connectée à l'entrée d'un échantillonneur-bloqueur S+H rendu actif par un signal logique "cent". Durant la phase active de ce signal logique, le module CE génère une tension Uconst fonction de la position Upos de l'équipage mobile 1, dont le but est de centrer l'élément optique de compensation 2 au milieu de sa zone de mouvement.
On voit sur la fig. 10 que tant que la position de la lentille est en dessous d'un certain seuil Uthres, on applique au moteur une tension Umax qui oblige l'élément optique à se mouvoir avec une vitesse constante en direction de son centre de positionnement. Une fois proche de ce point, on diminue la tension appliquée au moteur jusqu'au point d'équilibre Ubal correspondant au milieu de la zone de mouvement (Upos = 0). Cette tension Ubal est nécessaire pour que le moteur génère un couple apte à compenser la force Fconst causée par le poids de l'élément optique 2 et la force de précontrainte du ressort 6 qui tend constamment à ramener la came 4 en position de butée.
Une fois l'équipage mobile 1 centré, le signal logique "cent" passe au niveau bas, l'échantillonneur-bloqueur S+H fixe Uconst à sa valeur Ubal, et l'asservissement en vitesse peut fonctionner puisque l'élément optique de compensation est libre de se mouvoir dans les deux directions.
Si les accélérations communiquées à la came 4 dépassent celles que peut communiquer le ressort de rappel 6 à l'équipage 1, la came 4 se sépare momentanément de cet équipage mobile et le système entre dans un domaine non contrôlable, et est donc instable.
C'est la raison pour laquelle il est apparu nécessaire de limiter les accélérations susceptibles d'être communiquées à la came 4 par l'asservissement en vitesse. On peut montrer que pour des fréquences de l'ordre de 100 Hz, limiter le courant d'alimentation du moteur, revient à limiter les accélérations qui lui sont demandées.
Pour obtenir ce résultat, on a formé une boucle entre le bloc de capteurs M qui mesure entre autre le courant qui traverse le moteur du système électro-mécanique S, et l'entrée de ce système (fig. 3).
Le circuit électrique de cette boucle est illustré par la fig. 11. Le courant imes produit au travers d'un shunt un potentiel qui est envoyé dans un amplificateur différentiel A3 à travers un filtre passe-haut F. Le gain G et le seuil de cet amplificateur sont réglables. Dès que la partie alternative du courant imes dépasse le seuil fixé, une tension négative, Uacc proportionnelle à la valeur du dépassement Uz du seuil fixé, est ajoutée à la tension positive qui sort du compensa teur C (fig. 3) pour donner la tension d'alimentation Umot au moteur 5 du système électromécanique de compensation S, maintenant ainsi ses accélérations au-dessous de l'accélération limite à laquelle l'équipage mobile 1 se sépare de la came 4.
The present invention relates to an image stabilization device.
We know that from a certain magnification, it is no longer possible to obtain a clear image for a given exposure time with a portable device, if the latter is not fixed to a stand. However, the use of the foot obviously limits the conditions of use of a camera, aiming and shooting with the camera carried in the hand being most often desirable.
There are already many stabilization devices to make an organ independent of the movements of a vehicle, in particular in military applications. Such devices are not adaptable to the stabilization of an image on the plane of a photographic film.
A mechanical device capable of moving an optical element of a photographic objective parallel to the plane of the film has been described in Swiss patent No 669 271. This mechanism is based on an optical compensation system with a deformable double parallelogram, one for each axis of compensation. Each of these parallelograms is pressed elastically against a cam driven by a motor. This cam is intended to communicate linear displacements to the deformable parallelogram, the speed of which is proportional to the angular speed of the tremors communicated manually to the camera. For a speed of maximum amplitude, or also of constant peak, the higher the frequency of these tremors, the higher the accelerations also.
However, beyond a certain acceleration threshold, the elastic return means applying to the optical element of relatively high inertia can no longer follow the movements of the cam and detachment occurs between the cam and the deformable parallelogram. From this moment, the system enters a domain of instability, the servoing no longer being able to control the movement of the optical element. The increase in the elastic restoring force would cause friction problems which would hamper the correct functioning of the compensation system.
The object of the present invention is to remedy, at least in part, these drawbacks.
To this end, the subject of this invention is an image stabilization device according to claim 1.
The advantage of the solution, which consists in limiting the accelerations required by the servo, is that it is purely electronic and allows extremely precise control of the operation of the stabilization device.
The appended drawing illustrates, schematically and by way of example, an embodiment of this device.
Fig. 1 is a very schematic and one-dimensional view showing the design of the mechanism to be actuated.
The flg. 2a and 2b illustrate an analytical model containing the mechanical and electrical parameters involved in the stabilization device.
Fig. 3 is a block diagram of the electrical control circuit.
Figs. 4a and 4b are explanatory diagrams.
Fig. 5 is an electrical diagram of the compensation module C of the block diagram of FIG. 3.
Fig. 6 is a diagram of the characteristic of the module of FIG. 5.
Fig. 7 is an electrical diagram of the PID module used in the block diagram of FIG. 3.
Fig. 8 is a diagram illustrating the gain as a function of the frequency of the module of FIG. 7.
Fig.
9 is an electrical diagram of a module of the block diagram of FIG. 3.
Fig. 10 is a characteristic diagram of the module of FIG. 9 illustrating the voltage variation of the drive motor of the control cam as a function of the position, during the centering phase.
Fig. 11 is an electrical diagram of an embodiment of the acceleration limitation module of the diagram in FIG. 3.
The stabilization device was dimensioned on the basis of measurements of frequency, amplitude and angular speed of the movements communicated to a camera that is equipped with a telephoto lens of 300 mm f / 2.8 during the exposure time. These tests were carried out on a sample of people of both sexes. Analysis of these results showed that the bandwidth of the frequency of the stabilizing movements is between 1 and 10-12 Hz. The average amplitude of movement of the image on the film plane during the exposure time from 1/60 s, is 60 to 80 mu m with peaks of 200 to 260 mu m which can go up to 300 mu m, if we take into account the total time of movement of the curtain which is 24 ms. For the stabilization process to be effective, the residual oscillations must not exceed 20 mu m for 1/60 s.
The maximum linear speeds to be compensated have been set at 20 mm / s, which fixes the maximum displacement of the compensation optics for 1/60 s at less than 0.5 mm.
The present invention relates to a control system for an electromechanical device of the type described in Swiss patent No 669 271 to which reference may be made. Fig. 1 very schematically illustrates the one-dimensional principle of this device which constitutes an optical compensator for the angular displacements printed on the camera. This device comprises a movable assembly carrying an optical compensating element 2, guided in translation by guide members 3 and actuated by a cam 4 secured to the shaft of an engine 5, a prestressing spring 6 constantly maintaining the crew mobile 1 against the cam 4 via a roller 7. In fact, the mechanism has a second degree of freedom orthogonal to that illustrated and comprising the same elements in order to move the optical element 2 along two orthogonal axes.
For the sake of simplicity, we are referring here only to an engine and a mobile equi page, the control of the second mobile assembly being, in principle, identical to that of the first.
Fig. 2a shows the optical compensator S illustrated in FIG. 1, the first element of which, the motor 5, receives an input voltage Umot. The optical element 2 secured to the mobile assembly 1, the position of which corresponds to Vlens and the speed to Vlens, constitutes the last element of this compensator.
Before examining the entire control circuit, we will proceed to a study of the electro-mechanical characteristics of the optical compensator, which will be useful for designing this control circuit.
Fig. 2b symbolically represents all the electrical and mechanical parameters of the device illustrated in FIG. 1. We will analyze from this symbolic representation the transfer function of the device. This fig. 2b has four parts relating to the motor 5, to the cam 4, to the mobile assembly 1 of the optical element 2 and to the prestressing force Fconst. The electrical part of the DC motor 5 comprises its resistance R, its inductance L, its voltage against electromotive E and its mechanical part, its inertia I, its friction rho. The cam 4 is symbolized by its delta torque-force transformation factor, the mobile assembly 1 by its mass m on the one hand and by the stiffness k, the dynamic lambda friction of the spring, the prestressing force, Fconst of the spring and the weight of the moving part which presses it against the cam on the other hand.
By analysis of these different parameters, we will obtain the transfer function S relating to the displacement of the optical compensator as a function of the voltage Umot applied to the DC motor 5 and of the force Fconst.
The transfer functions of the symbolic model of fig. 2 are for the electrical part of the engine:
M = psi .i
E = psi. omega
Umot-E = Ri + sLi
Umot = (R + sL) i + psi omega
and for its mechanical part:
M = Mi + M rho + M delta
= sI omega + rho. omega + delta F delta
for the cam-mobile linkage assumed to be rigid:
EMI5.1
for the mobile crew
F delta = Fm + Fk + F lambda + Fconst.
= (s <2> m + s lambda + k) Ylens + Fconst
where Ylens corresponds to the position of the moving assembly.
for the group
EMI5.2
Itot = I + m delta <2
> rho tot = rho + lambda delta <2
>
Since the weight of the moving part and the prestressing force Fconst are constant values, they can be neutralized by applying to motor 5 a fixed voltage equivalent to Uconst:
EMI6.1
In addition to the neutralization of Fconst, the dynamic qualities of the optical compensator can be simplified in the range of frequencies useful for the following transfer function S (s):
EMI6.2
The diagram in fig. 4a illustrates the dynamic characteristics of the simplified model, whose parameters Ps1, Ps2 and Sconst are defined by:
EMI6.3
It is therefore seen that at low frequencies a voltage Umot applied to the motor 5 essentially generates a displacement and at high frequencies an acceleration. Between these two frequency domains, there is a proportionality zone in the complex direction between voltage and speed.
By widening this zone to the frequency interval of 1-10 (Hz) required to obtain an effective stabilization as proposed on the ideal transfer function (fig. 4b) of the compensator C, we can create a speed control circuit which will now be described in more detail using the block diagram in FIG. 3.
This circuit comprises an accelerometer Acc forming at its output a gamma signal proportional to the angular acceleration communicated to the camera during the aiming and the exposure of the film. This gamma signal is integrated by an acceleration-speed a / v converter to form at its output a signal Uv characteristic of the angular speed.
The rest of the servo circuit consists of a closed loop. The speed signal Uv from the a / v converter is sent to an electronic compensation block C which filters and widens the frequency range for which the speed Vlens reached by the motor will be proportional to its supply voltage Umot. The zeros of its transfer function must correspond to the poles Ps1 and Ps2 of the electromechanical system S, as illustrated by the diagram in fig. 6. It is this block, the detail of which is illustrated by the electrical diagram in FIG. 5 which supplies the voltage Umot introduced into the motor 5 of the optical compensator S. The position Ylens of the moving element 1 of the optical compensator S is detected by the block M which performs a high precision differential measurement of this position.
This measurement is differentiated to generate a signal Umes proportional to the speed Vlens of this mobile equipment.
This signal is sent to a PID filter (Proportional, Integrator, Differentiator) which then extracts from the error signal Udiff between the desired speed signal Uv and the measured speed signal Umes from the moving equipment 1, the terms which will be fed back into the control loop in the form of the Ucomp signal.
This regulation serves to optically stabilize the tremors communicated to the camera. Its purpose is to ensure that the error in the epsilon position due to the difference between the trembling speed OMEGA camera and the speed OMEGA lens of the compensating lens 2, fixed to the moving element 1, is minimum during the time d exposure of the photographic film.
The regulation proposed here operates in speed. Its purpose is to generate a speed correction signal until the speed error is as small as possible. Instead of the PID filter proposed here, we could use a state variable controller, a digital solution or a position control.
Fig. 7 illustrates the electrical diagram of the PID filter. The voltage Udiff characteristic of the difference between the measured speed and the requested speed is introduced into the filter which produces at its output a voltage Ucorr which is characteristic of the correction to be made. An IN switch is connected to a logic signal "cent" from a second control loop used for centering the cam 4 and which will be discussed later. This IN switch is kept open until the centering operation is completed.
The diagram in fig. 8 illustrates the characteristic of the circuit of FIG. 7 as a function of frequency f.
We see in fig. 3 that a second closed loop is formed in which a voltage signal Upos proportional to Vlens is sent to a centering module CE, the details of the electrical circuit of which are illustrated in FIG. 9. The signal Upos is brought to the input of a differential amplifier A, the output of which is connected to the input of a sampler-blocker S + H made active by a logic signal "cent". During the active phase of this logic signal, the CE module generates a voltage Uconst which is a function of the position Upos of the moving element 1, the aim of which is to center the optical compensation element 2 in the middle of its movement zone.
We see in fig. 10 that as long as the position of the lens is below a certain threshold Uthres, a voltage Umax is applied to the motor which forces the optical element to move with a constant speed in the direction of its center of positioning. Once close to this point, the voltage applied to the motor is reduced to the equilibrium point Ubal corresponding to the middle of the movement zone (Upos = 0). This voltage Ubal is necessary for the motor to generate a torque capable of compensating for the force Fconst caused by the weight of the optical element 2 and the prestressing force of the spring 6 which constantly tends to return the cam 4 to the stop position.
Once the moving equipment 1 is centered, the logic signal "cent" goes to the low level, the sampler-blocker S + H fixes Uconst at its value Ubal, and the speed control can operate since the optical compensation element is free to move in both directions.
If the accelerations communicated to the cam 4 exceed those which the return spring 6 can communicate to the crew 1, the cam 4 momentarily separates from this mobile assembly and the system enters a non-controllable domain, and is therefore unstable.
This is the reason why it appeared necessary to limit the accelerations capable of being communicated to the cam 4 by the speed control. It can be shown that for frequencies of the order of 100 Hz, limiting the motor supply current amounts to limiting the accelerations which are required of it.
To obtain this result, a loop was formed between the block of sensors M which measures, among other things, the current which flows through the motor of the electro-mechanical system S, and the input of this system (fig. 3).
The electrical circuit of this loop is illustrated in fig. 11. The current imes produces through a shunt a potential which is sent to a differential amplifier A3 through a high-pass filter F. The gain G and the threshold of this amplifier are adjustable. As soon as the alternating part of the current imes exceeds the fixed threshold, a negative voltage, Uacc proportional to the value of the exceeding of the fixed threshold Uz, is added to the positive voltage which leaves the compensator C (fig. 3) to give the voltage of supply Umot to the motor 5 of the electromechanical compensation system S, thus maintaining its accelerations below the limit acceleration at which the moving element 1 separates from the cam 4.