FR2527349A1

FR2527349A1 - Systeme de mise au point automatique

Info

Publication number: FR2527349A1
Application number: FR8304434A
Authority: FR
Inventors: William T Daly; Boris Gelman; William R Sanderson
Original assignee: Telex Communications Inc
Current assignee: Bosch Security Systems Inc
Priority date: 1982-03-22
Filing date: 1983-03-19
Publication date: 1983-11-25
Also published as: DE3308536A1; JPS58172609A; US4415244A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME DE MISE AU POINT AUTOMATIQUE. DANS CE SYSTEME, L'ENTREE 70 D'UN AMPLIFICATEUR DIFFERENTIEL 46 COMMANDANT UN MOTEUR 48 EST UNE TENSION QUI EST LINEAIREMENT PROPORTIONNELLE A L'ENERGIE DE RAYONNEMENT PRESENTE SUR UNE CELLULE PHOTOELECTRIQUE 38. L'AUTRE ENTREE 72 DE L'AMPLIFICATEUR DIFFERENTIEL 46 COMPORTE UN AMPLIFICATEUR NON LINEAIRE 74 DANS SON PARCOURS DE SIGNAUX. CET AMPLIFICATEUR NON LINEAIRE 74 A UNE CONSTANTE DE PROPORTIONNALITE SUPERIEURE SUR UN NIVEAU D'ENERGIE DE RAYONNEMENT PLUS LIMITE. AU-DELA DE CETTE LIMITE, LA TENSION S'ELEVE MOINS VITE OU PAS DU TOUT. L'INVENTION EST UTILISEE POUR PERMETTRE LA MISE AU POINT AUTOMATIQUE D'UN PROJECTEUR DE DIAPOSITIVES QUEL QUE SOIT LE TYPE DE DIAPOSITIVE A PROJETER.

Description

i Système de mise au point automatique

La présente invention concerne des projec-

teurs de diapositives et, plus particulièrement, un système de mise aupoint automatique pour un projecteur de ce type, qui est insensible au type de diapositive

à projeter afin de maintenir une mise au point de pro-

jection correcte.

Antérieurement, on a proposé et mis en oeuvre

différents types de systèmes de mise au point automati-

que pour projecteurs de diapositives Dans un systè-

me de mise aupoint automatique relativement classique, les éléments de mise au point automatique et l'objectif

de projection sont montés sur un chariot pouvant se dé-

placer par rappor't à la base du projecteur Ce chariot est situé entre le poste de projection contenant une

diapositive à projeter et la surface sur laquelle l'ima-

ge de la diapositive est projetée pour la visualisation.

L'objectif de projection peut être déplacé par un opéra-

teur par rapport au chariot en vue d'amener l'image de la diapositive projetée dans le foyer sur la surface de vision L'ensemble du chariot, y compris l'objectif de

projection, peut se déplacer sous le contrôle du systè-

me de miseau point automatique afin de maintenir cons-

tante la distance comprise entre la pellicule de la diapositive au poste de projection et le chariot et, partant, la distance comprise entre la pellicule de la

diapositive et l'objectif de projection En conséquen-

ce, bien que la pellicule puisse "sauter" par rapport à la monture de la diapositive au poste de projection

après avoir été exposée à la chaleur de la lampe de pro-

jection, la mise au point est maintenue Antérieurement, cet objet a été réalisé par réflexion de la lumière de la pellicule de la diapositive sur un système à cellule photoélectrique double Les sorties des cellules photoélectriques sont comparées et le résultat obtenu

est utilisé pour exciter un moteur réversible qui dé-

place le chariot par rapport à la pellicule de la dia-

positive afin d'équilibrer les quantitésde lumière cap-

tées par les deux cellules photoélectriques.

Bien que le système décrit ci-dessus puisse être généralement satisfaisant, il s'avère inadéquat

dans certaines conditions opératoires Une des condi-

tions dans lesquelles le système précité de la techni-

que antérieure devient inapproprié, est celle selon la-

quelle les diapositives à projeter sont mélangées au

hasard sans tenir compte de leur type Il existe es-

sentiellement deux types de diapositives, à savoir une diapositive à pellicule nue ou découverte et une

diapositive à pellicule recouverte d'une lame de verre.

1 S Si un système du type décrit ci-dessus est mis au point en utilisant une diapositive à pellicule découverte, lorsqu'une diapositive recouverte d'une lame de verre

se trouve au poste de projection, les surfaces réflé-

chissantes supplémentaires résultant de la présence du verre modifient à la fois la quantité et la répartition

de la lumière réfléchie sur les cellules photoélectri-

ques En conséquence, lorsque le système déplace le chariot pour équilibrer cette répartition de lumière,

l'image projetée subit une variation de mise au point.

Dès lors, un objet spécifique de la présente invention est de fournir un système de mise au point automatique permettant l'utilisation de diapositives à pellicule découverte et de diapositives à pellicule recouverte d'une lame de verre qui sont mélangées les unes avec

les autres.

Suivant les principes de la présente invention, on réalise les objets précités, ainsi que d'autres en

prévoyant, pour un projecteur de diapositives, un sys-

tème de mise au point automatique qui réagit à la posi-

tion d'une image réfléchie par une diapositive locali-

sée à un poste de projection, système dans lequel le centre d'image pondéré en intensité est décalé, pour une diapositive à pellicule recouverte d'une lame de

verre, tant en ce qui concerne la position que l'éner-

gie totale, comparativement à une diapositive à pelli-

cule découverte Le système de mise au point automa-

tique suivant la présente invention comprend un moyen réagissant au décalage imposé à l'énergie totale de l'image en vue de modifier la réponse du système à

la position du centre d'image pondéré en intensité.

Suivant un aspect de la présente invention, le système de mise au point automatique comprend une source d'énergie de rayonnement, un moyen destiné à diriger l'énergie de rayonnement de cette source vers une diapositive localisée à un poste de projection à l'intérieur du projecteur, ainsi qu'un premier et un

deuxième éléments sensibles à l'énergie de rayonne-

ment et montés pour recevoir l'énergie de rayonnement réfléchie par la diapositive Lorsqu'une diapositive

à pellicule découverte est située à la distance correc-

te de l'objectif de projection, le premier élément sen-

sible à l'énergie de rayonnement reçoit une plus grande quantité de cette énergie que le deuxième et inversement pour une diapositive recouverte d'une lame de verre qui, en outre, réfléchit une plus grande quantité

d'énergie de rayonnement qu'une diapositive àpelliculedé-

couverte Les premier et deuxième éléments sensibles à l'énergie de rayonnement engendrent des signaux de

sortie respectifs en relation avec la quantité d'éner-

gie de rayonnement ainsi captée et des moyens sont pré-

vus pour recevoir ces signaux de sortie et réagir à la fois aux niveaux absolus et relatifs de ces derniers

afin de maintenir la distance correcte entre la diapo-

sitive et l'objectif de projection quel que soit le ty-

pe de diapositive (diapositive à pellicule découverte -

ou diapositive à pellicule recouverte d'une lame de

verre) se trouvant au poste de projection.

Les objets précités apparaîtront plus claire-

ment à la lecture de la description ci-après donnée

en se référant aux dessins annexés dans lesquels:

la figure 1 illustre schématiquement un sys-

tème de mise au point automatique de la technique an-

térieure pour un projecteur de diapositives, pouvant

être réalisé selon les principes de la présente in-

vention;

la figure 2 illustre la géométrie que présen-

te le système de mise au point automatique lorsqu'une diapositive à pellicule découverte se trouve au poste de projection;

la figure 3 illustre la géométrie que présen-

te le système de mise au point automatique lorsqu'une diapositive à pellicule recouverte d'une lame de verre se trouve au poste de projection avant compensation de l'effet exercé par le verre; la figure 4 est un bloc-diagramme illustrant

le montage d'un circuit réalisé conformément aux prin-

cipes de la présente invention; la figure 5 est un diagramme idéalisé utile pour expliquer la théorie du fonctionnement du circuit illustré en figure 4; la figure 6 est un schéma de montage détaillé

illustrant une forme de réalisation d'un circuit fonc-

tionnant selon les principes de la présente inven-

tion; et la figure 7 est un diagramme illustrant les

caractéristiques d'amplification du circuit de la fi-

gure 6.

En se référant à présent à ces dessins dans lesquels les mêmes chiffres de référence désignent des éléments identiques dans les différentes figures, la

figure 1 est une représentation schématique d'un pro-

jecteur de diapositives de la technique antérieure

auquel est incorporé un système de mise au point auto-

matique Le projecteur de diapositives comprend une base désignée d'une manière générale par le chiffre

de référence 10, une lampe de projection 12, des len-

tilles 14 destinées à concentrer la lumière qu'irradie

la lampe de projection 12, ainsi qu'un objectif de pro-

jection 16 Le projecteur comporte également un poste de projection 18 conçu pour recevoir une diapositive

qui comporte une pellicule 22 maintenue dans un ca-

dre 24 définissant une zone d'image devant être proje-

tée de la manière habituelle, le long de l'axe de pro-

jection de l'objectif 16, sur une surface de vision 26.

Le projecteur est également pourvu d'un mécanisme ma-

nuel de mise au point 28 qui, dans la forme de réalisa-

tion illustrée, comprend un bouton 30 accessible à un opérateur et pouvant être ainsi manipulé pour déplacer l'objectif 16 le long de son axe de projection afin d'établir une condition de mise en coïncidence préférée entre le plan focal de l'objectif de projection 16 et

un plan d'image défini par la zone d'image de la dia-

positive 20 située au poste de projection 18; de la

sorte, la projection de la zone d'image de la diaposi-

tive 20, à travers l'objectif de projection 16, sur la surface de vision 26, est mise au point optiquement en

vue de sa visualisation.

Lorsque le projecteur décrit ci-dessus est

équipé d'un système de mise au point automatique spéci-

fique de la technique antérieure, l'objectif de projec-

tion 16 et le système de mise au point automatique peu-

vent être montés sur un chariot 32 qui est à son tour monté sur la base 10 en vue de se déplacer par rapport

à cette dernière Un système de mise au point automa-

tique spécifique de la technique antérieure comprend une

source lumineuse 34, une lentille 36 destinée à diri-

ger la lumière de cette source 34 vers le plan d'image

défini par la diapositive 20 disposée au poste de pro-

jection 18, un détecteur de lumière comprenant une pre-

mière et une seconde cellule photoélectriques pratique- ment identiques 38 et 40 respectivement, ainsi qu'une lentille 42 pour la mise au point de l'image de la

source lumineuse 34 qui est réfléchie par la zone d'ima-

ge de la diapositive 20 sur le plan de détection défini

par les cellules photoélectriques 38 et 40 Les si-

gnaux de sortie de chacune des cellules photoélectri-

ques 38 et 40 sont amplifiés par des amplificateurs 42 et 44 respectivement, et ces signaux amplifiés sont transmis à un amplificateur différentiel 46 dont la sortie est couplée à un moteur réversible 48 L'arbre de sortie de ce moteur réversible 48 est accouplé à un système 50 destiné à déplacer le chariot 32 par rapport à la base 10 dans une direction pratiquement parallèle

à l'axe de projection de-l'objectif de projection 16.

Lors de la mise en service, lorsque le projec-

teur est branché et que le système de mise au point

automatique est rendu opérant, par un moyen non repré-

senté, l'image réfléchie par la lampe 34 est dirigée

vers les cellules photoélectriques 38 et 40 Si la lu-

mière de cette image réfléchie est équilibrée de telle

sorte qu'elle tombe en quantités égales sur les cellu-

les photoélectriques 38 et 40, des signaux d'entrée égaux sont appliqués à l'amplificateur différentiel 46

et aucun signal n'est émis à la sortie de ce dernier.

Toutefois, si une des cellules photoélectriques 38, 40

reçoit plus de lumière que l'autre, les signaux appli-

qués aux entrées de l'amplificateur différentiel 46

sont inégaux et ce dernier engendre, à sa sortie, un si-

gnal qui est appliqué au moteur réversible 48 La sor-

tie de l'amplificateur différentiel 46 a une polarité

et une amplitude qui sont fonction de la cellule pho-

toélectrique 38 ou 40 qui reçoit le plus

de 1-u m i è r e, ainsi que de l'ampleur du dé-

séquilibre réel Le système de mise au point automa-

tique décrit ici est conçu de telle sorte que le mo- teur réversible 48 reçoive un signal qui lui commande de déplacer le chariot 32 dans une direction tendant à réduire ce déséquilibre Dès lors, le système de mise au point automatique fonctionne à la manière d'un système d'asservissement commandé par réaction qui maintient le chariot 32 à une distance prédéterminée du plan d'image défini par une diapositive 20 au poste de projection 18 L'opérateur du projecteur peut alors

régler, au moyen du bouton 30, la position de l'objec-

tif de projection 16 par rapport au chariot 32 afin d'assurer la mise au point optique de l'image projetée sur la surface de vision 26 Aussi longtemps que le système de mise au point automatique est opérant, ce réglage manuel ne doit être effectué qu'une seule fois, étant donné que le système de mise au point automatique maintient ensuite le chariot 32 et, partant, l'objectif de projection 16, à une distance fixe du plan d'image

défini par la zone d'image de la diapositive 20 se trou-

vant au poste de projection 18,et il importe peu que la diapositive 20 "saute" par suite de la chaleur dégagée par la lampe de projection 12 ou si une diapositive

suivante se trouvant au poste de projection 18 se dépla-

ce légèrement par rapport à la position qu'occupe la

diapositive utilisée pour la mise au point de l'objec-

tif 16, de façon bien connue dans la technique.

La figure 2 illustre la géométrie du système

de mise au point automatique décrit ci-dessus lorsqu'-

une diapositive à pellicule découverte est localisée au plan d'image 52 et que le chariot 32 se trouve à la distance correcte de ce plan d'image 52 En présence de cet ensemble de conditions, un rayon de lumière 54 venant heurter la pellicule au plan 52, par exemple, sous un angle de 43 ', sera réfléchi par la pellicule au plan 52 et la ligne centrale de l'image réfléchie S de la source 34 sera concentrée sur un point 55 situé

entre les deux cellules photoélectriques 38 et 40.

Toutefois, si la pellicule est déplacée d'une distan-

ce AL vers un nouveau plan 56, la ligne centrale de l'image de la source 34 sera déplacée vers un point 58 situé sur la cellule photoélectrique 40 La distance

d'erreur "e" entre les points 55 et 58 peut être cal-

culée comme suit: S e 2 e = -s A ( 1) o 51 est la distance comprise entre le plan 52 et la

lentille 42 le long d'un angle de 45 et 52 est la dis-

tance comprise entre la lentille 42 et le plan des cel-

lules photoélectriques 38 et 40 En conséquence, le chariot 32 doit être déplacé, par le système de mise au point automatique, d'une distance incrémentielle AL comme défini dans l'équation suivante: e 51

S ( 2)

La figure 3 illustre la géométrie du système de mise au point automatique lorsqu'une diapositive à pellicule recouverte d'une lame de verre se trouve au

poste de projection 18 Dans ce cas, le verre 60 re-

couvrant la pellicule 62 a une épaisseur T Si la

pellicule 62 est correctement placée au plan 52 (figu-

re 2) par rapport au chariot 32, ce dernier devrait être déplacé d'une distance T-T/n, o N est l'indice de réfraction du verre 60, afin de rétablir la mise

au point du système en tenant compte de l'indice de ré-

fraction du verre 60, de façon bien connue dans la

technique Toutefois, le système de mise au point au-

tomatique suivant la technique antérieure est sensible aux changements survenant dans l'indice de réfraction

d'une manière différente et il est principalement sensi-

ble à la localisation des surfaces qui réfléchissent

la lumière sur les cellules photoélectriques 38 et 40.

Comme le montre la figure 3, la ligne centrale de l'ima-

ge de la source lumineuse 34 est dirigée, par la len-

tille 36, le long de la ligne 54 sous un angle de 450

par rapport au plan du verre 60 et de la diapositive 62.

Une partie de cette lumière est réfléchie par la surface frontale du verre 60 comme indiqué par la ligne en trait plein 64, tandis qu'une autre partie de cette lumière est réfléchie par la surface dorsale du verre 60 et la pellicule 62 entrant en contact avec ce dernier, comme

indiqué par la ligne en traits discontinus 66, ce par-

cours étant dévié en raison de l'indice de réfraction

du verre 60 La ligne 68 illustre le parcours qui pour-

rait être suivi s'il n'y avait pas de verre et si le

rayon 54 était réfléchi uniquement par la pellicule 62.

Le décalage de luminosité ef de la ligne centrale de l'image de la source lumineuse 34 après réflexion par la surface dorsale du verre 60 et la surface frontale de la pellicule 62 est obtenu par l'équation suivante: e = 2 0,93 T ( 3)

f 51 v I-

De la même manière, le décalage de luminosité eg de la ligne centrale de l'image de la source lumineuse 34 après réflexion par la surface frontale du verre 60 est obtenu par l'équation suivante: e = S 2 T 2 ( 4) En supposant que l'épaisseur T du verre est de 0,068 cm, que l'indice de réfraction du verre 60 est

N = 1,5, que le pouvoir de réflexion de la surface dorsa-

le du verre 60 et de la pellicule 62 entrant en con-

tact avec ce dernier atteint 2,8 fois celui de la sur-

face frontale du verre 60 et que le rapport 52/51 est réglé à 0,707, on peut utiliser les équations ( 3) et ( 4) pour trouver le décalage de luminosité ea du cen-

tre pondéré de l'image composite de la source lumineu-

se 34, soit ea = 0,0413 cm En utilisant l'équation ( 2) et la valeur calculée de e a, on constate que le système

doit être déplacé de 0,0413 cm pour rétablir l'équili-

bre aux cellules photoélectriques 38 et 40 Toutefois, ainsi qu'on l'a mentionné ci-dessus, l'objectif doit être déplacé sur la distance T T/n = 0,0228 cm afin

de rétablir la mise au point En conséquence, il exis-

te une erreur de mise au point nette égale à 0,0413 -

0,0228 = 0,0185 cm par rapport à l'erreur non compensée qui est visible avec de bons systèmes de projection à

de grandes ouvertures C'est cette erreur non compen-

sée qui est corrigée par la présente invention.

Afin de compenser la différence de niveau et de répartition de la lumière reçue par les cellules photoélectriques 38 et 40 lors de l'utilisation d'une diapositive à pellicule recouverte d'une lame de verre au lieu d'une diapositive à pellicule découverte, les

parcours de signaux établis après conversion de l'éner-

gie lumineuse d'impact en énergie électrique doivent engendrer des réponses différentes au point o ils sont comparés à des fins de commande de moteur, c'est-à-dire

aux entrées de l'amplificateur différentiel 46 En ou-

tre, au moins une des réponses à l'énergie d'image doit être non linéaire en raison de la différence existant

entre la lumière reçue lorsqu'une diapositive à pelli-

cule recouverte d'une lame de verre se trouve au poste de projection et celle reçue lorsqu'une diapositive à pellicule découverte se trouve à ce poste Il existe un certain nombre de moyens permettant d'atteindre le

(L 27349

résultat souhaité Par exemple, on peut utiliser des

matières photosensibles différentes pour les deux cel-

lules photoélectriques 38 et 40 En variante, les zones des deux cellules photoélectriques 38 et 40 qui sont exposées à l'image de la source lumineuse 34, peu-

vent avoir une configuration dissymétrique afin d'en-

gendrer une réponse asymétrique Une autre méthode

pourrait consister à utiliser des cellules photorésis-

tantes avec des résistances différentes en série avec

chaque cellule Une autre méthode encore pourrait con-

sister à utiliser des cellules à photodiodes ou à photo-

transistors avec des charges différentes, de telle sor-

te qu'une sortie d'amplificateur puisse approcher la

réponse de courant de court-circuit à peu près linéai-

re des cellules vis-à-vis de l'énergie de rayonnement et que l'autre sortie d'amplificateur puisse l'approcher

proportionnellement à la tension à vide des cellules.

Suivant les principes de la présente inven-

tion, la méthode choisie consiste à utiliser des photo-

diodes à peu près correspondantes avec une amplifica-

tion dissemblable du courant de court-circuit de chacu-

ne des cellules Comme le montre la figure 4, l'entrée

de l'amplificateur différentiel 46 commandant le mo-

teur 48 est une tension qui est linéairement proportion-

nelle à l'énergie de rayonnement présente sur la cellu-

le 38 L'autre entrée 72 de l'amplificateur différen-

tiel 46 comporte un amplificateur non linéaire 74 dans

son parcours de signaux Cet amplificateur non linéai-

re 74 a une constante de proportionnalité supérieure

sur un niveau d'énergie de rayonnement plus limité.

Au-delà de cette limite, la tension s'élève à une vi-

tesse réduite ou pas du tout La figure 5 illustre un

exemple des caractéristiques de réponse des deux ca-

naux de cellules photoélectriques en termes de la ten-

sion d'entrée de l'amplificateur 46 en fonction de

2527349-

l'énergie de rayonnement présente sur les cellules 38, 40 La courbe 76 illustre la tension appliquée sur la ligne 70 en fonction de la quantité de lumière captée par la cellule photoélectrique 38 La sortie de la cellule photoélectrique 38 est un courant appli-

* qué sur le conducteur 78 et dont l'amplitude est di-

rectement proportionnelle à la quantité de lumière captée par la cellule photoélectrique 38 Ce courant

est converti en une tension qui est amplifiée linéaire-

ment par l'amplificateur 42 en vue d'engendrer, sur le

conducteur 70, une tension qui est une fonction liné-

aire directement proportionnelle de la quantité de lu-

mière captée par la cellule photoélectrique 38, confor-

mément à la courbe 76 La cellule photoélectrique 40

convertit la lumière ainsi captée en un cou-rant appli-

qué sur le conducteur 80, courant qui est converti en

une tension et amplifié linéairement par l'amplifica-

teur 44 en vue d'engendrer une tension linéaire pro-

portionnellement croissante sur le conducteur 82.

L'amplificateur non linéaire 74 a une pente linéaire-

ment croissante jusqu'à un point prédéterminé et, dans le présent exemple, il a une pente zéro au-delà de ce

point En conséquence, la courbe 84 illustre la ten-

sion appliquée sur la ligne 72 en fonction de l'énergie

captée par la cellule photoélectrique 40.

En se référant à la figure 5, lorsqu'une dia-

positive à pellicule découverte se trouve au poste de

projection 18 et que le chariot 32 està la distance cor-

recte du plan d'image 52 (figure 2), de telle sorte que

l'image projetée soit au point sur la surface de vi-

sion 26, la quantité d'énergie de rayonnement présente sur la cellule photoélectrique 38 est celle indiquée au point 38 f en figure 5, tandis que la quantité d'énergie atteignant la cellule photoélectrique 40 est indiquée au point 40 f* En conséquence, la tension équilibrée Vf

est appliquée aux deux entrées 70, 72 de l'amplifica-

teur différentiel 46, quoique des quantités d'énergie

différentes atteignent les deux cellules photoélectri-

ques De la même manière, lorsqu'une diapositive à pellicule recouverte d'une lame de verre se trouve au poste de projection 18 et que le système est au point,

la quantité d'énergie atteignant la cellule 38 est dé-

signée par le point 38 et celle atteignant la cellule g

est désignée par le point 40 La tension équili-

brée appliquée aux conducteurs 70 et 72 est la ten-

sion Vg, encore que les quantités d'énergie tombant sur les deux cellules photoélectriques diffèrent à nouveau et qu'en fait, leurs grandeurs relatives soient, dans le cas de la diapositive à pellicule recouverte d'une

lame de verre, inversées par rapport au cas de la dia-

positive à pellicule découverte Dès lors, on constate que les entrées de l'étage d'attaque du moteur sont

équilibrées tant avec une diapositive à pellicule décou-

verte qu'avec une diapositive à pellicule recouverte

d'une lame de verre, si bien que le système sera à mê-

me de maintenir une mise au point correcte pour les deux types de diapositives A ce stade, il est à noter

que la pente supérieure de la courbe 84 peut être dif-

férente de zéro, comme le montre la figure 5, pour au-

tant que l'intersection du point 38 g avec la courbe 76 soit au même niveau que l'intersection du point 40 g avec la courbe 84 Ainsi qu'on l'a décrit précédemment, une diapositive à pellicule recouverte d'une lame de verre est mise au point avec précision uniquement lorsque l'épaisseur du verre est la même que celle utilisée pour régler les valeurs du circuit, l'erreur de mise au point

étant cependant négligeable pour des variations d'épais-

seur de verre raisonnables.

La figure 6 est un schéma de montage détaillé illustrant un circuit pouvant être utilisé en vue de la

2527349.

mise en oeuvre de la présente invention et la figure 7

illustre les caractéristiques de réponse pour le cir-

cuit de la figure 6 En se référant à présent à la figure 6, les amplificateurs 42 et 44 maintiennent S des courts-circuits virtuels aux bornes des jonctions respectives des cellules à photodiodes 38 et 40 et ils convertissent le courant de sortie de chaque diode en une tension proportionnelle Etant donné que les photodiodes 38 et 40 sont chargées par un court-circuit, leurs courants de sortie appliqués sur les conducteurs

78 et 80 respectivement sont directement proportion-

nels au rayonnement qu'ils détectent, dans le domaine d'application utile Dès lors,

V 70 = -R 2 138 = -R 2538 E 38 ( 5)

et V 82 = -R 3140 = -R 3540 B 40 ( 6) o V 70 est la tension de sortie de l'amplificateur 42 apparaissant sur le conducteur 70; V 82 est la tension

de sortie de l'amplificateur 44 apparaissant sur le con-

ducteur 82; S est la sensibilité d'une cellule à l'éner-

gie de rayonnement; et E est l'énergie de rayonnement détectée par une cellule La sortie de l'amplificateur

42 est appliquée directement à l'amplificateur différen-

tiel 46 et à son circuit de sortie constitué des tran-

sistors Q 2, Q 3 et de la résistance R 15 en vue d'entra -

ner le moteur 48, tandis que la tension de sortie de l'amplificateur 44 est modifiée par les amplificateurs

92 et 94 pour engendrer le signal présentant la non-

linéarité de compensation du verre de protection de la

pellicule et qui est appliqué à l'autre entrée de l'am-

plificateur 46 Le circuit restant qui entoure le transistor Q 1, assure l'égalisation de la sensibilité

du système d'asservissement aux diapositives à pellicu-

le recouverte d'une lame de verre et à pellicule décou-

verte La figure 7 illustre les tensions d'entrée V 70

et V 72 appliquées sur les conducteurs 70 et 72 respecti-

vement, en fonction de l'énergie de rayonnement détec-

tée par les cellules 38 et 40 La tension V 70 est une fonction linéaire de l'énergie détectée par la cellule

38 et elle présente une pente égale à -R 2538, comme dé-

fini dans l'équation ( 5) ci-dessus La tension V 72 est une fonction nonlinéaire de l'énergie de rayonnement détectée par la cellule 40 et elle est constituée de deux parties linéaires, la première pour les niveaux

inférieurs de l'énergie de rayonnement détectée, cou-

vrant le cas o une diapositive à pellicule découverte se trouve au poste de projection, et la seconde, pour

les niveaux d'énergie de rayonnement détectée plus éle-

vés couvrant le cas o une diapositive à pellicule re-

couverte d'une lame de verre se trouve au poste de pro-

jection.

Si une tension proportionnelle à V 70 V 72 est

appliquée à un moteur couplé mécaniquement de telle sor-

te que toute tension positive réduise la somme des dis-

tances comprises entre la source lumineuse 34 et le cen-

tre du plan 52 de la pellicule, ainsi qu'entre ce cen-

tre et le centre des cellules photoélectriques 38, 40,

la fraction de l'image de la source lumineuse 34 tom-

bant sur la cellule 38 sera réduite, tandis que la frac-

tion tombant sur la cellule 40 sera accrue Il en sera ainsi jusqu'à ce que V 70 soit égal à V 72 Si le système vient à dépasser son point d'arrêt ou si les éléments de mise au point automatique démarrent trop près du

plan 52 de la pellicule, la tension du moteur sera néga-

tive, entraînant ainsi ce dernier dans l'autre direc-

tion jusqu'à ce que V 70 soit à nouveau égal à V 72 Si VF = V 70 = V 72 lorsque le système est équilibré avec une diapositive à pellicule découverte en place, d'après

la figure 7, on constate que la cellule 38 détecte beau-

coup plus d'énergie de rayonnement que la cellule 40.

En revanche, lorsque l'image plus large et plus accen-

tuée réfléchie par une diapositive à pellicule recou-

verte d'une lame de verre est divisée de telle sorte que le système soit en équilibre avec V 70 = V 72 = VG, on constate que la cellule 40 détecte beaucoup plus d'énergie de rayonnement que la cellule 38 C'est ce

décalage survenant dans l'équilibre relatif E 3 F vis-

à-vis de E 38 G qui provoque la localisation de l'objec-

E 40 G

tif de projection 16 à la distance différente appro-

priée de la pellicule, selon que celle-ci est recouver-

te ou non d'une lame de verre En se référant à nou-

veau à la figure 6, lorsque V 82 est moins négatif que

VK (V 82 > VK), o VK est la tension au point de jonc-

tion K qui est l'entrée de non-inversion de l'ampli-

ficateur 94, la sortie de ce dernier est maintenue à son niveau de saturation négatif Il en résulte que

la tension aux bornes de la résistance R 5 est négligea-

ble, étant donné que la diode D 1 est soumise à une pola-

risation inverse et que la chute de tension aux bornes des résistances R 8 et R 10 est la tension de décalage négligeable de l'amplificateur 92 Dès lors: V 72 = ( 1 + -R 4) V 82 pour V 82 > VK ( 7) Toutefois, lorsque V 82 est plus négatif que VK (V 82 < VK), la diode D 1 est conductrice, maintenant ainsi l'entrée de non-inversion de l'amplificateur 92

au niveau VK, soit la tension à la jonction D, confor-

mément à l'équation suivante R 8

VD = VK + (VK V 82) ( 8)

La tension de sortie de l'amplificateur 92 peut alors être calculée conformément à l'équation: V + MR 9 R 8 R 9 R 8 R 9 v 72 = ( 1 + R 4 RSR 10 VK + R-RO V 82 ' pour V 82 <VK ( 9)

La tension, VM, appliquée au moteur, lors-

qu'elle n'est pas au maximum ou au minimum négatif que peut fournir le circuit de commande, est la suivante:

V V R 14 (V V( O

=M + RR 70 V 72) (l O) o R = R 13 + R 12 RQl ( 11)

R 12 +RQ 1

et RQ 1 est la résistance drain-source du transis-

tor Q 1 En conséquence, lorsque R 14/R est nettement

supérieur à 1, la tension appliquée au moteur 48 de-

vient

VM R 1 (V 70 V 72) ( 12)

R 7

La résistance R est modifiée en mettant le transis-

tor Q 1 en ou hors circuit selon que V 72 se situe au-

delà ou en deça de sa valeur de coude, afin que la sen-

sibilité du système d'asservissement aux diapositives

à pellicule recouverte d'une lame de verre soit la mê-

me qu'avec des diapositives à pellicule découverte.

Dès lors, on peut utiliser, pour modifier le gain du circuit de commande du moteur, le même comparateur que celui employé pour amener le coude dans la réponse de

V 72 (figure 7).

Pour V 82 > VK, l'amplificateur 94 maintient la tension source-porte du transistor Q 1 au-delà de sa

valeur de coupure, amenant ainsi la résistance drain-

source RQ 1 du transistor Q à une valeur nettement supé-

rieure à celle de la résistance R 12, de sorte que la tension du moteur devient v É R 14 (

M R 12 +R 13(V 70 V 92) ( 13)

Pour V 82 < VK, la diode D 2 est soumise à une polarisa-

tion inverse, permettant ainsi, à la résistance R 11, de maintenir le transistor Ql en circuit, tandis que la résistance drain-source RQ 1 de ce dernier est égale à une

petite fraction de la résistance R 13 La tension ap-

pliquée au moteur devient alors VM Ri 4

VM R 13 (V 70 V 72) ( 14)

En résumé, dans l'hypothèse o VK est une tension négative prédéterminée, lorsque E 40 OIVKR 3540, la tension du moteur est V le R 14 I-R 2 S + ( 1 +R 9)RSE( 5 VM R 12 +R 13 lR 2538 E 38 + ( 1 +R) R 3540 E 4 l( 15) et, lorsque E 40 _>IV Kk R 3540, la tension du moteur devient

2527349 %

alors V_ R 14 r L-R 2 SE ( R 9 _ R 8 R 9)VKR 8 R 9 3 E

R 13 L 3838 -( 1 + R -5 R 10K + RSRR 3510 4

( 16) En conséquence, on a révélé un système de mise au point automatique pour un projecteur de

diapositives, qui est insensible au type de diaposi-

tive à projeter et qui maintient une mise au point de projection correcte Il est entendu que la forme de réalisation décrite ci-dessus est donnée simplement

pour illustrer l'application des principes de la pré-

sente invention Par exemple, bien que la forme de réalisation décrite comporte deux éléments de mise au point automatique (source d'énergie de rayonnement et détecteur d'énergie de rayonnement) et que l'objectif de projection soit monté sur un seul chariot entraîné, les principes de la présente invention peuvent être

appliqués à des variantes de cette forme de réalisation.

C'est ainsi que, dans le système de mise au point auto-

matique, un seul des éléments de mise au point automa-

tique peut être monté sur le chariot entraîné, l'autre élément étant fixe, tandis que l'objectif est monté sur un chariot séparé qui est accouplé au chariot entraîné en vue de se déplacer proportionnement au mouvement de celui-ci, la constante de proportionnalité dépendant, parmi d'autres facteurs, de la relation angulaire

existant entre la lumière incidente et la lumière ré-

fléchie De plus, bien que, dans la forme de réalisa-

tion décrite, la caractéristique de réponse non linéaire soit constituée de deux segments de ligne droite, la présente invention peut également être mise en oeuvre

avec une non-linéarité qui est une courbe régulière dé-

pourvue de points de transition abrupts De nombreuses autres formes de réalisation peuvent être imaginées par l'homme de métier sans se départir de l'esprit et du cadre de la présente invention tel qu'il est-défini

dans les revendications ci-après.

2527349.

Claims

REVENDICATIONS

1 Système de mise au point automatique pour un projecteur comprenant un objectif de projection

avec un plan focal localisé à une distance prédétermi-

née derrière ce dernier, ce projecteur étant conçu pour projeter une série de diapositives comportant chacune une pellicule maintenue dans un cadre définissant une zone d'image devant être projetée le long de l'axe de

projection de l'objectif, la zone d'image de cette dia-

positive établissant un plan d'image lorsque la diapo-

sitive est localisée à un poste prévu pour sa projec-

tion, ce projecteur comprenant également une base, un

chariot monté sur cette base pour se déplacer par rap-

port à celle-ci, un moyen permettant de monter -l'objec-

tif de manière réglable afin qu'il puisse-se déplacer avec et par rapport au chariot en vue d'établir une condition de mise en coïncidence préférée entre le plan d'image et le plan focal, de telle sorte que la projection de la zone-d'image, à travers l'objectif de projection, sur une surface de vision, soit mise au point optiquement pour sa visualisation, ainsi qu'un moyen de commande réversible solidarisé pour déplacer le chariot par rapport à la base et au plan d'image dans une direction pratiquement parallèle à l'axe de projection, ce système de mise au point automatique comprenant: une source d'énergie de rayonnement;

un moyen destiné à diriger l'énergie de rayonne-

ment de la source vers le plan d'image; un détecteur d'énergie de rayonnement comprenant un premier et un second élément sensibles à l'énergie de rayonnement et conçus pour recevoir l'énergie de

rayonnement réfléchie par la zone d'image au plan d'ima-

ge précité en présence de la condition de mise en coin-

cidence préférée entre le plan focal et le plan d'image, le premier élément sensible à l'énergie de rayonnement Z 1

recevant une plus grande quantité d'énergie de rayonne-

ment que le second élément sensible à cette énergie lorsqu'une diapositive à pellicule découverte se

trouve au poste de projection, tandis que c'est l'in-

verse lorsqu'une diapositive à pellicule recouverte

d'une lame de verre se trouve à ce poste, une diaposi-

tive à pellicule recouverte d'une lame de verre réflé-

chissant une plus grande quantité d'énergie de rayon-

nement qu'une diapositive à pellicule découverte, tan-

dis que chacun des éléments sensibles à l'énergie de rayonnement engendre des signaux de sortie respectifs en relation avec la quantité d'énergie de rayonnement ainsi captée individuellement; un moyen destiné à solidariser au moins un des

éléments que constituent la source d'énergie de rayon-

nement et le détecteur d'énergie de rayonnement, au

chariot pour lui permettre de se déplacer avec ce der-

nier; et

un moyen d'excitation destiné à recevoir les si-

gnaux de sortie précités et agissant pour exciter le moyen de commande réversible en réponse à la fois au niveau absolu et au niveau relatif de ces signaux de

sortie, de façon à déplacer le chariot et établir ain-

si la condition 'de mise en coîncidence préférée entre le plan focal et le plan d'image quel que soit le type de diapositive (diapositive à pellicule découverte ou diapositive à pellicule recouverte d'une lame de verre)

se trouvant au poste de projection.

2 Système de mise au point automatique sui-

vant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'excitation comprend:

un amplificateur différentiel comportant deux en-

trées différentielles couplées pour recevoir des si-

gnaux d'entrée respectifs, ainsi qu'une sortie couplée au moyen de commande en vue d'appliquer, à ce dernier, 92. un signal de commande correspondant, en amplitude et

en polarité, à la différence existant entre les si-

gnaux engendrés aux entrées différentielles; un amplificateur linéaire intercalé entre un des s éléments sensibles à l'énergie de rayonnement et une des entrées différentielles en vue d'engendrer un des signaux d'entrée qui est une fonction linéaire d'un des signaux de sortie; et un amplificateur non linéaire intercalé entre l'autre élément sensible à l'énergie de rayonnement et

l'autre entrée différentielle en vue d'engendrer l'au-

tre signal d'entrée qui est une fonction non linéaire

de l'autre signal de sortie.

3 Système de mise au point automatique sui-

vant la revendication 2, caractérisé en ce que l'ampli-

ficateur linéaire est associé au premier élément sensi-

ble à l'énergie de rayonnement, tandis que l'amplifica-

teur non linéaire est associé au second élément sensi-

ble à l'énergie de rayonnement.

4 Système de mise au point automatique sui-

vant la revendication 3, caractérisé en ce que l'amplificateur linéaire a une caractéristique de réponse répondant à la relation VL = KL El, o VL est le niveau de tension du signal d'entrée mentionné en

premier lieu, KL est une constante et E 1 est la quanti-

té d'énergie de rayonnement captée par le premier élé-

ment sensible à cette énergie; et l'amplificateur non linéaire a une caractéristique de réponse répondant à la relation VNL = KNL 1 E 2 pour E 2 < ET et VNL = KT + KNL 2 E 2 pour E 2 > ET, o VNL est le niveau de tension du signal d'entrée mentionné en second lieu, KNL 1 est une constante ayant une valeur

absolue supérieure à celle de KL' KNL 2 est une constan-

te ayant une valeur absolue inférieure à celle de KL, KT est une constante, E 2 est la quantité d'énergie de rayonnement captée par le second élément sensible à cette énergie, et ET est un niveau seuil d'énergie de rayonnement atteint au second élément sensible et se

situant entre la quantité d'énergie de rayonnement cap-

tée par réflexion à partir d'une diapositive à pelli-

cule découverte et la quantité d'énergie de rayonne-

ment captée par réflexion à partir d'une diapositive

à pellicule recouverte d'une lame de verre.

Système de mise au point automatique pour un projecteur de diapositives, ce système réagissant

à la position d'une image réfléchie par une diapositi-

ve localisée à un poste de projection, à partir d'une source d'énergie de rayonnement, cette image étant,

pour une diapositive à pellicule recouverte d'une la-

me de verre, décalée tant en position qu'en intensité,

comparativement à une diapositive à pellicule décou-

verte, caractérisé par le perfectionnement comprenant:

un moyen adaptif réagissant au décalage d'inten-

sité de l'image précitée en vue de modifier la réponse

du système à la position de l'image.

6 Sysyème de mise au point automatique per-

fectionné suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen adaptif comprend:

deux éléments sensibles à l'énergie de rayonne-

ment localisés pour recevoir l'image réfléchie, chacun

de ces éléments engendrant un signal de sortie en rela-

tion avec la quantité d'énergie de rayonnement de l'image réfléchie qu'il reçoit;

un amplificateur différentiel comportant deux en-

tries différentielles couplées pour recevoir les si-

gnaux d'entrée respectifs, ainsi qu'une sortie destinée

à engendrer un signal de commande correspondant, en am-

plitude et en polarité, à la différence existant entre les signaux engendrés aux entrées différentielles, le

système de mise au point automatique utilisant ce si-

gnal pour maintenir une image projetée de cette dia-

positive au point sur une surface de vision; un amplificateur linéaire intercalé entre un des éléments sensibles à l'énergie de rayonnement et une des entrées différentielles en vue d'engendrer un des signaux d'entrée qui est une fonction linéaire d'un des signaux de sortie; et

un amplificateur non linéaire intercalé entre l'au-

tre élément sensible à l'énergie de rayonnement et l'au-

tre entrée différentielle en vue d'engendrer l'autre si-

gnal d'entrée qui est une fonction non linéaire de l'au-

tre signal de sortie.