FR2795189A1 - Dispositif de mise au point et d'ajustement de longueur focale pour une camera video - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de mise au point et d'ajustement de longueur focale d'un système de lentilles (19), comportant plusieurs actionneurs à flexion piézoélectriques (10, 11) fixés le long de l'axe optique de la lentille de mise au point (15), et symétriquement par rapport à celui-ci; les actionneurs sont connectés à un manchon (16) afin que des mouvements de flexion des actionneurs soient convertis en mouvement de mise au point linéaire; un entraînement de zoom comporte un moteur pas-à-pas dont la rotation est convertie en mouvement linéaire d'un manchon de zoom pour l'ajustement de la longueur focale; l'activation du moteur et la production du signal d'ajustement de focalisation sont effectuées lors de l'intervalle de suppression de trame qui est extrait du signal vidéo et délivré sous forme d'une fenêtre temporelle.

Description

1i 2795189 La présente invention concerne un dispositif de mise au point

et d'ajustement de longueur focale pour une caméra vidéo, en particulier pour un système de lentilles optiques d'une caméra vidéo endoscopique, ayant un dispositif d'entraînement, déplacé par au moins un actionneur piézoélectrique, d'une lentille de mise au point du système de lentilles, ayant un circuit de mise au point automatique pour produire un signal d'ajustement du foyer qui peut être envoyé vers l'actionneur piézoélectrique, et ayant un entraînement de zoom électromoteur, connecté à un objectif de zoom du système de lentilles optiques, ayant un circuit de commande de zoom à l'aide duquel un signal de zoom entré manuellement produit un

signal d'ajustement de longueur focale pour l'entraînement de zoom.

En particulier pour des applications endoscopiques avec lesquelles le chirurgien opérant supprime l'assistant guidant la caméra et maintient la caméra lui-même ou a celle-ci fixée par l'intermédiaire d'un bras de support mécanique, l'automatisation du réajustement fréquent de la mise au point d'image offre une amélioration de manipulation importante qui permet au

chirurgien de plus se concentrer sur l'activité chirurgicale ou de diagnostic.

Lors d'une endoscopie, une mise au point automatique peut uniquement être acceptée lorsqu'elle réagit de manière non-visible par l'oeil humain, le résultat étant la nécessité d'avoir un système de commande utilisé en tant qu'entraînement très rapide et que cet entraînement, que ce soit dans la tête de caméra ou dans le câble relié à la commande de caméra, ne puisse

entrainer des perturbations du signal d'image.

Des dispositifs de mise au point automatique dans des caméras vidéo habituelles ont fréquemment la forme de moteurs électriques qui

entraînent un élément de mise au point guidé linéairement via une broche.

Un autre transfert de mouvement habituel de moteurs électriques est effectué via une denture située sur la circonférence d'un manchon contenant

l'élément de mise au point, afin de déplacer celui-ci à la manière d'un rotor.

Ce mouvement de rotation par l'intermédiaire d'une fente hélicoïdale située dans le manchon est converti en un ajustement de translation du manchon de mise au point. L'utilisation de moteurs électriques dans des têtes de caméra endoscopique occasionne souvent des perturbations de l'image

vidéo, qui, du fait de la nature de l'utilisation, ne peuvent pas être acceptées.

De plus, des moteurs électriques peuvent uniquement être déplacés

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successivement dans une direction, et un mouvement du type saut jusqu'à une certaine position cible n'est pas possible avec ceux-ci. Ainsi, à l'aide de moteurs électriques, les exigences d'un ajustement rapide du foyer ne pouvant pas être décelé par l'oeil peuvent être satisfaites avec difficulté seulement. Selon le brevet US n0 5 490 015, on connaît un dispositif de mise au point automatique pour un endoscope vidéo qui comporte un actionneur piézoélectrique pour déplacer une lentille de mise au point. Cet entraînement de mise au point connu est basé sur les propriétés d'un actionneur empilé piézoélectrique, avec lequel de nombreux éléments céramiques piézoélectriques en forme de plaquette et des couches d'électrodes placées de manière intermédiaire sont empilés les uns sur les autres, et qui réalise un déplacement du type saut à l'aide d'une activation adaptée. L'actionneur piézoélectrique positionné dans une gorge par un dispositif de serrage surmonte le frottement de blocage par l'intermédiaire d'une impulsion mécanique, le résultat étant une extension du type saut. Par cet intermédiaire, l'actionneur peut glisser dans la gorge et le support de lentille de mise au point connecté à l'actionneur peut être déplacé sur une courte période de temps. La répétition successive de ce court tronçon de déplacement a pour résultat un ajustement perceptible. La direction vers l'avant ou l'arrière est déterminée à l'aide de ceci par la forme des flancs de

la tension d'activation qui est appliquée à l'actionneur piézoélectrique.

Cependant, afin d'obtenir un trajet d'ajustement adéquat, l'actionneur piézoélectrique reçoit une séquence d'impulsions de tension dans un certain intervalle de temps. Ces impulsions de tension peuvent provoquer dans l'image vidéo des perturbations visibles puisqu'une certaine interférence sur les lignes de signal vidéo du câble de caméra ne peut pas être évitée. Ceci s'applique au voisinage direct des actionneurs de commande de la tête de

caméra sensible.

Dans le domaine d'une commande d'objectif à focale variable, c'est-à- dire pour l'activation d'un objectif zoom d'une caméra, on connaît une série de systèmes d'entraînement. Selon les documents DE 4 312 489 AI et EP 0 634 680 A2, on connaît des unités d'entraînement motrices pour des objectifs à focale variable qui utilisent un moteur synchrone ou un moteur à balais et qui, pour une transmission, utilisent des pignons, des

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roues dentées et des guides hélicoïdaux. Pour l'application dans des caméras vidéo classiques, ceci est une solution pratique. Dans le domaine des caméras vidéo endoscopiques, il apparaît cependant, du fait du fonctionnement de ces moteurs électriques, des perturbations dans l'image vidéo. De plus, ces moteurs électriques ne sont pas adaptés en tant qu'unités d'entraînement dans des endoscopes vidéo du fait de leur besoin d'espace le

plus souvent considérable.

C'est le but de la présente invention de proposer un dispositif de mise au point et d'ajustement de la distance focale d'un système de lentilles optiques d'une caméra vidéo, en particulier pour un endoscope, à l'aide duquel aucune perturbation n'est provoquée dans le signal d'image, que ce

soit dans la tête de caméra ou dans le câble relié à la commande de caméra.

De plus, on doit rendre l'entraînement du dispositif de mise au point le plus petit et le plus léger possible pour réduire les forces exercées par l'endoscope sur les ouvertures du corps et pour obtenir uniquement un court trajet de mise au point et pouvoir satisfaire aux exigences importantes, par l'intermédiaire de celui-ci, concernant la résolution du trajet d'ajustement de l'entraînement de mise au point ou de la transmission. De plus, l'entraînement prévu pour ajuster l'objectif de zoom doit être précis et ne doit pas entraîner une vibration ni une distorsion d'image quelconque

pouvant être remarquée lors du fonctionnement du zoom.

A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de mise au point et d'ajustement de longueur focale d'une caméra vidéo, en particulier pour un système de lentilles optiques d'une caméra vidéo endoscopique, ayant un dispositif d'entraînement, déplacé par au moins un actionneur piézoélectrique, d'une lentille de mise au point du système de lentilles, ayant un circuit de mise au point automatique pour produire un signal d'ajustement du foyer qui peut être envoyé à l'actionneur piézoélectrique, et ayant un entraînement de zoom électromoteur, connecté à un objectif de zoom du système de lentilles optiques, ayant un circuit de commande de zoom à l'aide duquel un signal de zoom entré manuellement produit un signal d'ajustement de longueur focale pour l'entraînement de zoom, dans lequel à partir de l'impulsion de synchronisation verticale obtenue sous forme de signal direct depuis les composants électroniques de la caméra ou extraite depuis le signal vidéo par l'intermédiaire d'un circuit

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d'extraction, une fenêtre temporelle est produite qui est appliquée au circuit de mise au point et au circuit de commande de zoom, et dans lequel le circuit de mise au point envoie le signal d'ajustement du foyer produit à l'actionneur piézoélectrique du dispositif d'entraînement et le circuit de commande de zoom envoie le signal d'ajustement de longueur focale à l'entraînement de zoom uniquement dans l'intervalle de suppression de

trame donné par la fenêtre temporelle.

Un aspect essentiel de ce dispositif est donc basé sur la production, c'est-à-dire la détection et l'utilisation, d'une fenêtre temporelle sur la base de l'impulsion de synchronisation verticale extraite du signal vidéo. La fenêtre temporelle est appliquée au circuit de mise au point et au circuit de commande de zoom, le circuit de mise au point renvoyant le signal d'ajustement du foyer produit à l'actionneur piézoélectrique, et le circuit de commande de zoom renvoyant le signal d'ajustement de longueur focale à I'entraînement de zoom, uniquement dans l'intervalle de suppression de

trame indiqué par la fenêtre temporelle.

Ainsi, puisque les périodes de temps, par exemple de 1,6 ms dans un cycle de 20 ms, non-influencées par la lecture des données d'image vidéo, dans un système de télévision conforme à la norme CCIR ou PAL, sont utilisées exclusivement pour produire le signal d'ajustement du foyer pour le dispositif de mise au point et pour produire le signal d'ajustement de longueur focale pour l'opération de zoom, des perturbations d'image provoquées par l'interférence du signal vidéo avec des courants d'activation

peuvent être éliminées.

Le dispositif de mise au point selon la présente invention utilise des actionneurs à flexion piézoélectriques pour le déplacement de l'élément de mise au point. Deux ou trois actionneurs à flexion du type bande sont positionnés latéralement en étant parallèles à l'axe optique le long de

l'objectif et sont, par exemple, fixés par moulage dans une partie immobile.

Si une charge électrique est appliquée à ceux-ci, les actionneurs à flexion piézoélectriques sont dans la position d'incurvation de leur extrémité non-fixe. Via des éléments de liaison, le déplacement produit est transmis à un manchon de mise au point enfermant la lentille de mise au point. La direction du déplacement, selon laquelle l'actionneur à flexion agit à l'origine orthogonalement à l'axe optique du système, par l'intermédiaire de

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l'inclinaison de l'élément de jonction, est convertie en un déplacement le long de l'axe optique. Le positionnement du type saut empêche des phases de flou perturbatrices, par exemple lors de processus de démarrage ou de changements de contraste importants. La vitesse de l'actionneur piézoélectrique permet de plus l'utilisation de la courte fenêtre temporelle

entre deux demi-images vidéo pour ajuster le foyer.

A l'aide du moteur pas-à-pas utilisé selon la présente invention pour le dispositif d'ajustement de longueur focale du système de zoom dans chaque intervalle de suppression de trame, dans chaque cas un pas peut être initialisé. Via un rouleau à gorge connecté à l'arbre du moteur pas-à-pas, le mouvement de rotation du rotor via l'axe connecté au manchon de zoom est converti en un mouvement axial linéaire du manchon de zoom. Ce type de guidage est par comparaison aux combinaisons connues (guidage par pignons, guide à couronne dentée, guide hélicoïdal) particulièrement faible en termes de jeu et de frottement. La longueur de filetage du rouleau à gorge correspond exactement au trajet de zoom. Par l'intermédiaire du pas du filet de la gorge, la vitesse de zoom voulue peut être établie. Dans le mode à demi-pas, le moteur pas-à- pas a une uniformité de fonctionnement particulièrement importante et, pour cette raison, ce mode à demi-pas est

préféré.

La présente invention est décrite ci-dessous plus en détail par l'intermédiaire d'exemples de mode de réalisation représentés sur les dessins, sur lesquels: - la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un circuit de mise au point activant le dispositif de mise au point selon la présente invention, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale selon un premier exemple de mode de réalisation du dispositif de mise au point selon la présente invention, - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale selon un second exemple de mode de réalisation du dispositif de mise au point selon la présente invention, - la figure 4 est une vue en coupe transversale selon le second exemple de mode de réalisation, représenté sur la figure 3, du dispositif de mise au point selon la présente invention, et

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- la figure 5 est une vue schématique et en coupe longitudinale d'un exemple de mode de réalisation d'un dispositif d'ajustement de longueur focale selon la présente invention en combinaison avec un circuit

de commande de zoom représenté sous forme d'un schéma fonctionnel.

Avec le circuit de mise au point représenté sur la figure 1 de manière schématique sous forme d'un schéma fonctionnel, dans un bloc de commande 9 d'une caméra endoscopique, une unité 1 destinée à évaluer le foyer- image et à émettre une valeur au point, un séparateur de synchronisation verticale 2, un potentiomètre électronique 3, une unité 4 destinée à activer le potentiomètre à l'aide d'un signal multi-binaire, une commande de caméra vidéo 5 et une interface 6 sont reliés à un câble de connexion 8 qui s'étend jusqu'à la tête de caméra 7 dans laquelle sont intégrés le dispositif d'entraînement de mise au point décrit plus en détail

ci-dessous et l'entraînement de zoom électromoteur.

Le câble de connexion 8 situé entre la tête de caméra 7 et le bloc de commande 9 peut avoir une longueur de quelques mètres. Les lignes de commande de l'entraînement de la lentille de mise au point située dans la tête de caméra 7 séparent ce câble 8 en lignes destinées aux fonctions de caméra et en lignes destinées aux données d'image. Comme mentionné, à l'aide de ceci, les amplitudes alternatives des courants d'activation des entraînements de la lentille de mise au point peuvent habituellement entraîner des perturbations dans le signal vidéo. Une activation exempte de perturbation des entraînements situés dans la tête de caméra 7 peut uniquement être garantie lorsque ces entraînements ne sont pas activés ou agissent au même moment que la transmission de données d'image. Selon la présente invention, on utilise la pause existant entre les demi-images vidéo pour cette séparation en fonction du temps. Ceci est initialisé par une impulsion rectangulaire pouvant être clairement différentiée, l'impulsion de synchronisation verticale (Vy,,) du signal vidéo. Cette impulsion rectangulaire est utilisée afin de déterminer la phase dans laquelle aucun transfert de données d'image n'a lieu, et les actionneurs piézoélectriques du dispositif d'entraînement de mise au point ainsi que le moteur pas-à-pas de l'entraînement de zoom peuvent être alimentés en tension pour changer leur position.

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A l'aide d'un procédé passif, le foyer-image, ou une valeur du degré d'une position au point, est évalué dans l'unité 1. Cette valeur est traitée de plus dans l'unité 4 qui, par exemple, est conçue sous forme d'une commande à microprocesseur. La valeur transférée est comparée à des valeurs précédentes, et à partir de cette comparaison, une nouvelle valeur d'entrée vers le potentiomètre électronique 3 est évaluée. Cette valeur d'entrée est transmise au potentiomètre électronique 3 dans un format de 17 bits, l'activation du potentiomètre 3 à l'aide de la nouvelle valeur étant effectuée uniquement après le transfert des 17 bits. Le dernier bit est uniquement transmis lorsqu'une autorisation est atteinte, par l'intermédiaire du flanc avant de l'impulsion de synchronisation verticale Vyc qui peut être obtenue sous forme d'un signal direct provenant des composants électroniques de la caméra ou qui est extraite par le séparateur de synchronisation verticale 2 depuis le signal vidéo. De cette manière, la résistance du potentiomètre est uniquement changée au début du signal de suppression. Un saut de tension déclenché par ceci, au niveau de la position médiane des actionneurs à flexion piézoélectriques décrits ci-après, permet à un courant de circuler depuis ou vers les actionneurs à flexion piézoélectriques jusqu'à ce que la tension définie par le potentiomètre 3 soit entièrement appliquée aux actionneurs à flexion piézoélectriques. Ce processus est effectué également au niveau de la déviation maximale des

actionneurs piézoélectriques depuis leur position zéro en moins de 1,6 ms.

Ainsi, l'ajustement complet du dispositif d'entraînement servant à la mise au point peut avoir lieu dans l'intervalle de suppression de trame, et donc

aucune perturbation ne peut avoir lieu dans l'image vidéo.

Sur la figure 2 qui représente schématiquement une coupe longitudinale selon un premier exemple de mode de réalisation utilisant des actionneurs à flexion piézoélectriques, deux actionneurs à flexion piézoélectriques allongés parallèles du type bande 10 et 11 sont positionnés symétriquement par rapport à l'axe optique d'un système de lentilles optiques 19 contenu dans un manchon 17 et sont fixés au niveau de leur première extrémité, par exemple, par moulage (emplacements de fixation 21 et 22). Lorsqu'on délivre une charge électrique dans ces actionneurs, comme mentionné ci-dessus, dans l'intervalle de suppression de trame, les actionneurs à flexion piézoélectriques 10 et 11 sont dans la position, dans

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cet intervalle de temps, déviant leur extrémité non-fixe, représentée sur la gauche de la figure 2 (flèches A et B). Cette déviation est transmise dans chaque cas via un élément de liaison 13 et 14 à un manchon extérieur 16 portant une lentille de mise au point 15. La direction du déplacement qui est, à l'origine, orthogonale à l'axe optique du système est due à l'inclinaison de l'élément de connexion contenu dans les éléments de jonction 13 et 14

convertie en un mouvement AF le long de l'axe optique.

Dans l'exemple de mode de réalisation représenté sur la figure 2, le basculement de la lentille de mise au point 15 est empêché par les propriétés de guidage linéaire de deux manchons mobiles de manière coulissante pouvant être déplacés l'un dans l'autre, c'est-à-dire le manchon intérieur 17 contenant le système de lentilles 19 et le manchon extérieur 16

contenant la lentille de mise au point 15.

Les actionneurs à flexion piézoélectriques 10 et 11 de la figure 2, qui sont conçus sous forme d'actionneurs à flexion piézoélectriques bimorphes, à partir du circuit de mise au point décrit ci-dessus en référence à la figure 1, en correspondance avec la déviation voulue obtiennent une tension variable comprise entre - 30 V et + 30 V qui est appliquée à leur position médiane alors que les électrodes extérieures sont alimentées en une tension statique de - 30 V et + 30 V, respectivement. Les actionneurs à

flexion piézoélectriques 10 et 11 sont activés de manière synchrone.

Sur les figures 3 et 4, qui respectivement représentent de manière schématique une coupe longitudinale et une coupe transversale selon un second exemple de mode de réalisation d'un dispositif de mise au point selon la présente invention muni d'actionneurs à flexion piézoélectriques, trois actionneurs à flexion piézoélectriques 10, 11 et 12 sont disposés parallèlement à l'axe optique de la lentille de mise au point 15, et de manière symétrique par rapport à celui-ci, chacun étant espacé

angulairement de 120 d'un autre.

La réorientation du mouvement de flexion de l'extrémité libre des actionneurs à flexion piézoélectriques 10, 11 et 12 est effectuée dans cet exemple de mode de réalisation par les connexions de fil 23, 24 et 25 qui sont fixées à la circonférence du support de lentille de mise au point 16 à des distances de 120 . Par l'intermédiaire de ce type de suspension, un guidage linéaire de la lentille de mise au point selon la figure 2 peut

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toujours être effectué. Des différences de déviation des trois actionneurs 10,

11 et 12 peuvent être compensées par une activation.

Il doit être néanmoins mentionné qu'au manchon 17 contenant le système de lentilles de caméra 19 de manière classique est connecté un système d'enregistrement ayant un capteur à couplage de charges ou un prisme et trois capteurs à couplage de charges, et que ce dispositif de mise

au point est disposé dans la tête de caméra (figure 1).

L'énorme vitesse avec laquelle peut être réalisée la déviation des actionneurs à flexion piézoélectriques 10, 11 et 12 selon les exemples de modes de réalisation représentés sur les figures 2 à 4, offre diverses possibilités pour la commande passive, comme cela est mis en oeuvre dans la technologie vidéo, à l'aide d'algorithmes plus efficaces. Le positionnement du type saut empêche les phases non-focalisées perturbatrices qui apparaissent sinon lors de processus de démarrage avec des dispositifs habituels électromoteurs de mise au point automatique. Du fait de la vitesse des actionneurs tels que mentionnés, la fenêtre temporelle, donnée par l'intervalle de suppression de trame, entre deux demi-images vidéo, peut être utilisée pour un ajustement de mise au point. De cette manière, à l'aide du dispositif de mise au point selon la présente invention, des perturbations d'image peuvent être éliminées lorsqu'elles peuvent survenir par l'intermédiaire d'interférences du signal vidéo avec des

courants d'activation de l'entraînement.

Sur la figure 5 qui représente schématiquement et en coupe longitudinale un exemple de mode de réalisation d'un dispositif d'ajustement de longueur focale selon la présente invention en combinaison avec un circuit de commande de zoom représenté sous forme d'un schéma fonctionnel, un moteur pas-à-pas 30 qui est fixé dans un châssis de moteur entraîne un rouleau à gorge 31 ayant une gorge hélicoïdale 41. Via le rouleau à gorge 31, le mouvement de l'arbre du moteur pas-à-pas 30 est transmis à un axe 32 qui, pour sa part, est connecté au manchon de zoom 42 guidé dans un manchon extérieur 34. L'axe 32 transmet la force axiale au manchon de zoom 33 et déplace celui-ci dans la direction axiale. Ce type de guidage par comparaison à des solutions connues est particulièrement faible en termes de jeu et de frottement. Le châssis de moteur 40 sert également à

centrer et fixer le manchon extérieur 34.

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Le trajet de filet du rouleau à gorge 32 observé de manière axiale correspond exactement au trajet de zoom. Via le pas du filet de gorge 41, la vitesse de zoom voulue peut être établie. Une autre possibilité d'ajustement

peut être effectuée via le mode de fonctionnement du moteur pas-à-pas 30.

Dans le mode à demi-pas, l'incrément angulaire est de 9 ce qui, avec une alimentation en tension alternative de 50 Hz, correspond à une vitesse de rotation de 1,25 sl. Cependant, le mode à demi-pas se distingue par nature par une uniformité de fonctionnement supérieure du moteur pas-à-pas 30, et

c'est la raison pour laquelle ce mode est préféré.

Le rouleau à gorge 31 est constitué, de préférence, de matière plastique, d'aluminium, de titane ou d'un autre métal léger. Cependant, d'autres matériaux de densité supérieure peuvent également être appliqués pour autant que le moment moteur du moteur pas-à-pas 30 soit suffisamment élevé afin de faire face au moment d'inertie du rouleau à

gorge 31.

Dans la partie supérieure de la figure 5, sous forme d'un schéma fonctionnel, on a représenté un circuit de commande de zoom qui comporte un bloc de commande 36 connecté aux boutons de zoom 37 et 38 et une matrice de portes programmables 35 qui obtient un signal vidéo 43 et qui, en particulier en utilisant des systèmes de prisme de division chromatique, délivre un signal 44 pour un "nuance de couleurs". Le bloc de commande 36 contient une unité d'entraînement de moteur et lorsque cela est approprié

une partie d'alimentation secteur.

Le fonctionnement du moteur pas-à-pas 30 est effectué d'une manière telle que ses phases pendant la période de l'activation de la clé 37 circulent en permanence avec le courant, et donc également lors de la suppression du dispositif à couplage de charges, mais l'inversion polaire du courant de phase et donc la libération d'un incrément d'un pas ont lieu dans chaque cas de manière synchrone avec le début de "l'intervalle de suppression". Sur toute la durée de "l'intervalle de suppression", le rotor du moteur pas-à-pas 30 passe à sa nouvelle position respective. Ceci est effectué en approximativement 500 pls de sorte qu'au début de la suppression du dispositif à couplage de charges après "l'intervalle de suppression", un changement du courant de phase n'a plus lieu et donc aucune perturbation de l'image vidéo n'est provoquée. La circulation de

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courant des phases du moteur en général uniquement pendant l'intervalle sans suppression n'est pas utile puisque le rotor du moteur 30 dans ce cas a tendance à osciller et du fait de ceci peut potentiellement exécuter des

incréments de pas indéfinis.

La fréquence de suppression de demi-images est de 50 Hz ainsi que la fréquence de répétition de la fenêtre temporelle exempte de suppression, c'est-à-dire dans le cycle de 20ms comme mentionné, une fenêtre temporelle de 1,6 ms est disponible pour l'élément de pas respectif Avec un incrément angulaire du moteur 30 dans le mode à demi-pas de 9 , le résultat est une vitesse angulaire de 50 s' x 9 = 450 /s et ainsi une vitesse de rotation de 1,25 sl. A l'aide du pas du filetage du rouleau à gorge 31, la

vitesse d'ajustement de l'entraînement de zoom peut ainsi être établie.

Comme mentionné, il est également possible d'actionner le moteur avec la fréquence double, c'est-à-dire d'initialiser des incréments de deux pas par "intervalle de suppression". Par cet intermédiaire, le résultat est une vitesse

d'ajustement deux fois plus élevée.

Par l'intermédiaire du signal vidéo 43 et de la matrice de portes librement programmable 35, en plus de la commande de l'unité d'entraînement de moteur dans le bloc 36, de manière analogue un signal 44 proportionnel à la position de zoom respective peut être produit pour une

"nuance de couleurs".

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Claims (25)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de mise au point et d'ajustement de longueur focale d'une caméra vidéo, en particulier pour un système de lentilles optiques d'une caméra vidéo endoscopique, ayant un dispositif d'entraînement (13, 14, 16), déplacé par au moins un actionneur piézoélectrique (10, 11, 12), d'une lentille de mise au point (15) du système de lentilles (19), ayant un circuit de mise au point automatique (1-4) pour produire un signal d'ajustement du foyer qui peut être envoyé à l'actionneur piézoélectrique (10, 11, 12), et ayant un entraînement de zoom électromoteur (30), connecté à un objectif de zoom (33) du système de lentilles optiques, ayant un circuit de commande de zoom (35-38) à l'aide duquel un signal de zoom entré manuellement produit un signal d'ajustement de longueur focale pour l'entraînement de zoom, caractérisé en ce que, à partir de l'impulsion de synchronisation verticale (VYc) obtenue sous forme de signal direct depuis les composants électroniques de la caméra ou extraite depuis le signal vidéo par l'intermédiaire d'un circuit d'extraction, une fenêtre temporelle est produite qui est appliquée au circuit de mise au point (1-4) et au circuit de commande de zoom (35-38), et en ce que le circuit de mise au point (1-4) envoie le signal d'ajustement du foyer produit à l'actionneur piézoélectrique (10, 11, 15) du dispositif d'entraînement (13, 14, 16) et le circuit de commande de zoom envoie le signal d'ajustement de longueur focale à l'entraînement de zoom uniquement dans l'intervalle de suppression de

trame donné par la fenêtre temporelle.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de mise au point comporte un dispositif d'acquisition de mise au point d'image (1) qui acquiert le degré d'une position au point de la lentille de mise au point (15), et un dispositif de comparaison (4) qui compare le degré acquis de mise au point au degré précédent de mise au point et qui, à partir de la comparaison, produit un signal d'entrée pour le générateur de tension (3) par l'intermédiaire duquel une tension de mise au point correspondant à une position de lentille de mise au point est envoyée à l'actionneur piézoélectrique (10, 11, 12) pendant l'intervalle de suppression

de trame.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le

générateur de tension (3) est un potentiomètre électronique.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,

caractérisé en ce que le circuit de mise au point comporte un microprocesseur (1, 4) qui produit le signal d'entrée du potentiomètre

électronique (3) sous forme d'un signal multi-binaire.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,

caractérisé en ce que le dispositif de mise au point comporte deux actionneurs à flexion piézoélectriques parallèles (10, 11) du type bande disposés en vis-à-vis l'un de l'autre sur les deux côtés d'un manchon de mise au point (16) comportant la lentille de mise au point (15) et disposés symétriquement par rapport à l'axe optique de la lentille de mise au point (15), et le long de celui-ci, l'extrémité libre desdits actionneurs étant connectée respectivement via un élément de jonction (13, 14) au manchon is de mise au point (16), et en ce que la tension de mise au point produite par le générateur de tension (3) ou le potentiomètre électronique est envoyée de manière synchrone aux deux actionneurs à flexion piézoélectriques

(10, 11).

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un manchon (17) contenant des composants optiques du système de lentilles (19), est agencé dans le manchon de mise au point (16) de manière mobile

et coulissante, pour le gnidage linéaire.

7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que

les éléments de jonction (13, 14) sont des connexions en film plastique.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,

caractérisé en ce que le dispositif de mise au point comporte trois actionneurs à flexion piézoélectriques du type bande (10, 11, 12) espacés mutuellement angulairement de 120 et disposés symétriquement par rapport à l'axe optique de la lentille de mise au point (15), et le long de celui-ci, et au niveau des côtés d'un manchon de mise au point (1 6) comportant la lentille de mise au point, l'extrémité libre desdits actionneurs étant connectée au manchon de mise au point (16) via un élément de jonction (23-25) respectivement, et en ce que la tension de mise au point produite par le générateur de tension (3) ou le potentiomètre électronique est envoyée de manière synchrone aux deux actionneurs à

flexion piézoélectriques (10, 11).

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les

éléments de jonction (23-25) sont des connexions par fil.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9,

caractérisé en ce que les extrémités des actionneurs à flexion piézoélectriques, se trouvant à l'opposé des extrémités libres, sont reliées à

une partie extérieure (21, 22) fixant la tête de caméra.

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10,

io caractérisé en ce que l'entraînement de zoom comporte un moteur pas à pas (30) qui peut être activé par le circuit de commande de zoom (35- 38) de sorte qu'il peut être ajusté, par intervalle de suppression de trame, dans

chaque cas d'un pas ou d'un demi-pas.

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que is l'objectif de zoom (33) est entouré d'un manchon de zoom (42) guidé de manière linéaire dans un manchon extérieur (34) fixé dans la tête de caméra et en ce que le manchon de zoom (42) comporte un axe faisant saillie radialement (32) venant en prise à travers une fente longitudinale axiale du manchon extérieur (34), ledit axe pour sa part venant en prise en ayant un faible jeu et un faible frottement dans une gorge hélicoïdale (41) d'un rouleau à gorge (31) se trouvant dans un prolongement axial de l'arbre moteur du moteur pas à pas (30) d'une manière telle que le mouvement de rotation de l'arbre moteur est converti en un mouvement axial du manchon de zoom (42), la longueur de la gorge hélicoïdale (41)

du rouleau à gorge (31) correspondant au trajet d'ajustement de zoom.

13. Dispositif selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que le circuit de commande de zoom (35-38) active le moteur pas à pas

(30) dans le mode à demi-pas.

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'un demipas du moteur pas à pas (30) correspond à un incrément angulaire de

15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 à 14,

caractérisé en ce que le rouleau à gorge (31) est constitué de matière

plastique ou d'un métal léger.

16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 15,

dans lequel le dispositif de mise au point agit sur une lentille de mise au point d'un système de lentilles de caméra, en particulier dans une tête de caméra (7) d'un endoscope, dispositif dans lequel un dispositif d'entramement frappé par un signal d'ajustement de focalisation produit sur la base d'un signal de foyer acquis par un circuit de mise au point (1-4), comporte au moins un actionneur piézoélectrique (10, 11, 12) dont le déplacement est transféré à la lentille de mise au point (15) par un élément de connexion (13, 14; 23-25), caractérisé en ce qu'au moins deux l0 actionneurs à flexion piézoélectriques du type bande (10, 11) sont situés au niveau des côtés d'un manchon de mise au point (16) comportant la lentille de mise au point (15), de manière symétrique par rapport à l'axe optique de la lentille de mise au point, et le long de celui-ci, l'extrémité libre desdits actionneurs, via un élément de jonction (13, 14), étant respectivement connectée au manchon de mise au point de telle sorte que leur déviation par flexion est convertie en un déplacement linéaire du

manchon de mise au point dans la direction de l'axe optique.

17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'un manchon (17) contenant des composants optiques (19) du système de lentilles de caméra est agencé de manière mobile et coulissante dans le manchon de mise au point pour le guidage linéaire du mouvement de mise

au point.

18. Dispositif selon la revendication 16 ou 17, caractérisé en ce que les éléments de jonction (13, 14) sont des connexions en film

plastique.

19. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que trois actionneurs à flexion piézoélectriques du type bande (10, 11, 12) sont agencés mutuellement en étant espacés angulairement de 120 et disposés symétriquement par rapport à l'axe optique de la lentille de mise au point (15), et le long de celui-ci, au niveau des côtés d'un manchon de mise au

point (16) comportant la lentille de mise au point (15).

20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que les

éléments de jonction (23, 24, 25) sont des connexions par fil.

21. Dispositif de mise au point selon la revendication 19 ou 20, caractérisé en ce que les extrémités des actionneurs de flexion, disposés à l'opposé des extrémités libres, sont moulées dans une partie immobile

extérieure (21, 22).

22. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 15,

comportant un dispositif d'ajustement de longueur focale d'un système de lentilles de caméra d'une caméra vidéo, contenant un objectif de zoom (33), en particulier pour un endoscope, ayant un entraînement de zoom électromoteur connecté à l'objectif de zoom (33) et à un circuit de commande de zoom (35-38) à l'aide duquel un signal de zoom entré manuellement produit un signal d'ajustement de longueur focale destiné à io l'entraînement de zoom, caractérisé en ce que l'entraînement de zoom comporte un moteur pas à pas (30) et en ce que l'objectif de zoom (33) est entouré par un manchon de zoom (42) qui est guidé linéairement dans un manchon extérieur (34) et qui comporte un axe faisant saillie de manière radiale (32) venant en prise à travers une fente longitudinale axiale du manchon extérieur (34), ledit axe pour sa part venant en prise en ayant un faible jeu et un faible frottement dans une gorge hélicoïdale (41) d'un rouleau à gorge (31) se trouvant dans un prolongement axial de l'arbre moteur du moteur pas à pas (30), d'une manière telle que le mouvement de rotation de l'arbre moteur est converti en un mouvement axial du manchon

de zoom (42).

23. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce que le moteur pas à pas (30) est activé par le circuit de commande de zoom

(35-38) dans le mode à demi-pas.

24. Dispositif d'ajustement de longueur focale selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'un demi-pas du moteur pas à pas

(30) correspond à un incrément angulaire de 9 .

25. Dispositif d'ajustement de longueur focale selon l'une

quelconque des revendications 22 à 24, caractérisé en ce que le rouleau à

gorge (31) est constitué de matière plastique ou d'un métal léger.