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POSEMETRE P HOTOELECTRIQUE.
La présente invention a pour objet un posemètre photoélectrique comportant une série de cadrans interchangeables,chacun étant étalonné pour une sensibilité d'émulsion donnée. Les cadrans, étant imprimés sur les deux faces, peuvent servir chacun pour deux sensibilités d'émulsion. Chaque fa- ce de ce cadran comporte une série d'échelles concentriques, chacune étalonnée pour une vitesse courante d'obturation donnée (par exemple : 1/10, 1/25, 1/50, 1/100 etc...). Chaque échelle est alors étalonnée et chiffrée en valeurs de diaphragme, en fonction de la lumière reçue par la cellule.
Ce dispositif permet de lire instantanément, sous l'aiguille du posemètre, la valeur du diaphragme à utiliser pour l'émulsion pour laquelle de cadran a été établi.
Inversement, dans une variante, on peut envisager l'impression d'une série d'échelles concentriques correspondant chacune à une ouverture de diaphragme, et étalonnée en valeurs de temps d'obturation.
Ce principe peut être adapté à tout galvanomètre courant suffisamment sensible pour être utilisé dans la construction d'un posemètre photoélectrique. De plus, ce posemètre peut comporter un seul cadran susceptible de servir pour un certain nombre de sensibilité d'émulsion, car il peut être réglable par simple déplacement angulaire dans son propre plan par rapport au corps du posemètre et à l'aiguille indicatrice, chacune de ses positions correspondant à une sensibilité d'émulsion donnée. Cette dernière caractéristique est réalisés grâce à un élément inventif essentiel; cet élément inventif est un galvanomètre alimenté en courant continu par la cellule photoélectrique soumise à la lumière.
Il possède la particùla- rité de faire exécuter à l'équipage mobile des déplacements angulaires égaux entre eux pour des variations successives d'augmentation ou de diminution de lumière de raison géométrique 2 (loi de succession des chiffres standard des ouvertures de diaphra
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des ouvertures de diaphragmes : 2, 28, 4, 56, 8, etc...). L'écartement linéaire requis des graduations des différentes échelles précitées est rendu possible, quelle que soit l'intensité lumineuse, grâce à un galvanomètre original à masses polaires et noyau échancrés et à shunts réglables, dont le champ de circuit magnétique varie, au cours des déplacements angulaires du cadre mobile portant l'aiguille, selon une loi compensant les variations de la courbe caractéristique de la cellule photo-électrique.
Par ce dispositif, qui sera décrit en détail plus loin, il devient possible d'inscrire sur un seul cadran une série d'échelles correspondant chacune à une durée d'obturation déterminée (ou à un diaphragme déterminé), mais dont les graduations demeurent égales entre elles sur toute la longueur de chacune des échelles. On réalise ainsi de façon pratique un posemètre à cadran pivotant en fonction de la sensibilité de l'émulsion utilisée.
Sur les dessins ci-contre, on a représenté :
Figure 1, le schéma de courbes caractéristiques des cellules photoélectriques ;
Figures la et 1b, une échelle de graduations non rectifiées, et une échelle rectifiée,
Figure 2, une vue générale complète (agrandie) d'un posemètre selon l'invention;
Figure 3, schéma du galvanomètre;
Figure 4, détail d'un exemple de cadran pour photographie, gradué selon l'invention;
Figure 5, vue analogue d'un cadran pour cinéma.
On sait que l'échelle de numérotation des diaphragmes utilisés en photographie est établie de telle façon que, d'un chiffre au suivant, la quantité de lumière admise dans la chambre diminue de moitié ; autrement dit, si l'on passe d'un diaphragme au diaphragme supérieur (moins ouvert), il faudra, pour obtenir un cliché dé même densité qu'avec le diaphragme précédent, une intensité lumineuse double, ou un temps de pose double, ou une émulsion de sensibilité double de celle qui aura été précédemment utilisée.
Comme l'intensité lumineuse extérieure s'impose à l'usager, et qu'il ne peut être question de changer constamment d'émulsion, le posemètre selon l'invention a été conçu, comme il a été dit, avec la sensibilité d'émulsion comme paramètre.
La figure 1 montre les courbes de cellules photoélectriques, où les intensités lumineuses sont portées en abscisses et l'intensité électrique fournie par la cellule en ordonnées. Sur la figure, on voit que les courbes normales C et C' forment un coude p, p' respectivement. de sont ces coudes qui, sur les cadrans des posemètres non rectifiés, obligent à porter sur les échelles des graduations plus écartées au milieu, plus serrées vers les extrémités (fig. la). Le galvanomètre à masses polaires et noyau échancrés redresse ces courbes jusqu'à obtenir la droite Co, comme on le verra plus loin. Ce redressement de la courbe de la cellule photo- électrique permet de réaliser sur chaque échelle des graduations équidistantes (fig. lb) .
Le posemètre se compose essentiellement d'un galvanomètre G et d'une cellule photoélectrique Z protégée par un volet 1 en matière translucide pouvant pivoter autour d'un axe horizontal 2-2' fixé dans le boîtier (figuré en coupe sur la figure 2) sous l'action d'un ressort ±. Le volet 1 porte intérieurement un embrèvement de forme sensiblement rectangulaire dans lequel peut prendre place un cache opaque 5. Lorsque les pièces sont dans la position représentée en trait plein sur la figure 2, le cache met la cellule Z au repos en interceptant toute lumière. Si le volet 1 est ouvert (position 1' en trait mixte sur la figure 2), la lumière extérieure
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est admise intégralement et le posemètre peut être utilisé en mesurant la lumière réfléchie par le sujet.
En retirant le cache 2. et en replaçant le volet 1 en position fermée, on ne laisse pénétrer jusqu'à la cellule Z qu'une proportion de lumière rigoureusement déterminée (dans la pratique, 18%) grâce à l'épaisseur et à la teinte du volet. Le posemètre fonctionne alors pour la mesure en lumière incidente. Il est orienté en principe vers la source lumineuse.
De toutes façons, la cellule Z débite sur le cadre mobile 6 par les fils conducteurs 7 et 7' et à travers une résistance de tarage 8.
Le cadre mobile 6 pivotant en 0, avec l'aiguille 2 qui en est solidaire, dévie linéairement grâce à une forme spéciale des masses polaires P et P' de l'aimant, et grâce à sa propre forme échancrée. Pour diminuer la sensibilité du galvanomètre au voisinage des points p et p' de la figure 1, le noyau central 10 porte une large échancrure 10a; cette échancrure a son action renforcée par celles des échancrures Pa et P'a des masses polaires P et P'.
L'échancrure 10a du noyau 10 est telle que la sensibilité du galvanomètre permettrait de faire une lecture comme si la courbe de la cellule était la courbe C" de la figure 1, le point p étant alors en 0 . On a intentionnellement exagéré cette échancrure pour diminuer la sensibilité du galvanomètre dans la zône centrale au point de pouvoir utiliser des cellules présentant un fort coude p. Or, la courbe idéale de lecture est la droite Co, ne présentant aucun coude au point Po homologue des coudes p, p' et ±. Le redressement de la courbe sera obtenu grâce aux shunts S et S', dont il sera question plus loin de façon plus détaillée.
Les échancrures Pa et P'a des masses polaires P et P' sont orientées selon un axe Z-Z' oblique par rapport à X-Y qui est l'axe de la zone de sen- sibilité maximum du galvanomètre par concentration maximum du flux magnétique sur le cadre 6, concentration compensant la faible énergie de la cellule, alors faiblement éclairée.
Au contraire, le profil, convenablement échancré en P et P'a, des masses P et P', se traduit par une diminution de flux, lequel passe par un minimum sur l'axe Z-Z' correspondant à la position de l'aiguille 3 au milieu de l'échelle (les posemètres antérieurs présentaient, ainsi qu'on l'a dit, en cette zone centrale de l'échelle de lecture, une dilatation des graduations, resserrées aux ailes de l'échelle).
Pour re-concentrer le champ et rétablir la linéarité de l'échelle (droite Co de la figure 1), on a prévu deux shunts réglables S et S'.
Cette reconcentration est d'ailleurs modérée car, dans cette partie de leur courbe, les cellules dispensent une énergie sensiblement croissante.
Le shunt S peut tourner autour du point 0' selon les flèches W et W'; il peut, en outre, être rapproché ou éloigné du noyau 10 suivant les flèches z et z' Il permet donc de renforcer le flux dans la zone Zo de la figure 1, et ce renforcement compense partiellement l'affaiblis- sement exagéré dû aux échancrures 10a, Pa et P'a. Ce renforcement pourra être dosé en intensité par le réglage longitudinal du shunt S, et son point d'application pourra être déplacé entre les points zo et z'o (fig. 1) par sa rotation autour de son axe 0' (figure 2).
Ce réglage (qui se fait lors de la mise au point du posemètre à sa fabrication) permet de localiser à volonté l'action du flux sur le point p (ou homologue à la courbe C (ou homologue), ce point étant pratiquement placé plus ou moins haut ou plus ou moins bas de la courbe, selon la cellule utilisée. Le régleur du posemètre est ainsi complètement maître du réglage de la z8ne centrale Zo; en intensité par le réglage longitudinal du shunt S, en direction par le réglage w-w' de la rotation du même shunt autour de son axe 0'.
Le shunt S', fixé sur la masse polaire P', sert à renforcer le champ agissant sur le cadre mobile 6 dans la zône Z'o de la courbe de la cellule, de façon que l'inclinaison de la partie supérieure de cette courbe puisse toujours être amenée à coincider avec la droite idéale Co.
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Ce dispositif uniquement magnétique réalise une échelle linéaire sans aucun recours à un procédé mécanique auxiliaire.
Il est dès lors possible d'utiliser la translation ou la rotation autour du point d'intersection des axes X-Y, X'-Y' du cadran 11 étalonné en lecture directe des diaphragmes suivant plusieurs échelles concentriques correspondant chacune à un temps d'ouverture donné de l'obturateur : 1/25, 1/50, 1/100,1/200 de seconde (fig. 4), ces vitesses n'étant d'ailleurs pas limitatives.
Bien entendu, l'encombrement du posemètre limite les déplacements du cadran, qui doivent se limiter à trois ou quatre divisions dans l'état actuel de la technique, soit une ou deux de chaque côté d'une position médiane.
On remédie à cet inconvénient relatif en imprimant les deux faces des cadrans interchangeables. On obtient ainsi des cadrans portant au total les échelles correspondant à huit ou dix émulsions différentes, alors qu'avec un galvanomètre ordinaire à échelle non-linéaire, un cadran ne pouvait être utilisé que pour une seule émulsion par face.
En admettant par exemple un déplacement de deux divisions à droite et autant à gauche (c'est-à-dire deux diaphragmes ), pour chaque face du cadran, et en admettant une sensibilité double d'une division à la suivante, un cadran imprimé sur ses deux faces peut donc servir pour des émulsions dont la sensibilité peut varier dans le rapport de 1 à 16 au moins en considérant les deux faces du cadran. Mais ces nombres ne sont pas absolument limitatifs, puisque le posemètre équipé selon l'invention pourrait recevoir tour à tour plusieurs cadrans oscillants, interchangeables.
La figure 2 montre une échelle de repères des sensibilités por- tés sur le bord du cadran mobile 11, et se déplaçant devant un repère B gravé sur une partie fixe du posemètre, de façon à permettre un réglage facile et sûr de la position du cadran pour une émulsion donnée.
Un doigt 12, solidaire du cadran, mais dépassant extérieurenent l'appareil, permet à l'usager d'effectuer aisément le déplacement du ca- dran. Des alvéoles prévues sur une partie fixe du boîtier du posemètre, peuvent recevoir des butées arrêtant le cadran sur deux positions extrê- mes, par exemple l'un pour une émulsion de couleur, relativement lente, l'autre pour une émulsion en noir-et-blanc, sensiblement plus rapide.
Ce dispositif accessoire permet un réglage instantané, sans risque d'erreur, pour un usager utilisant, par exemple,dans le même instant, deux caméras chargées d'émulsions différentes.
L'assemblage du support de cadran 11 est représenté sur la figure 2 où il est tracé en superposition sur le galvanomètre G et centré sur l'intersection des axes X-Y et X'-Y', bien que l'on puisse, sans sortir du cadre de l'invention, déplacer le centre de rotation du cadran sur l'axe X'-Y' tout en maintenant à l'intersection des axes X'-Y' et X-Y le centre géométrique des échelles graduées. Cette disposition permet une réalisation mécanique plus pratique, car le point d'accrochage du cadran est distinct de l'axe de montage du galvanomètre, plus difficilement accessible.
Dans un but de simplification, il n'a été représenté, sur la figure 2, que deux échelles de vitesse d'obturation (1/25 et 1/50); il est aident qu'en pratique, le cadran porterait plusieurs échelles comme le mon- tre la figure 4. L'axe de rotation du cadran 11 est, par construction, solidaire du galvanomètre, et peut osciller de droite à gauche. L'encoche 13-située sur l'axe X'-Y' du cadran oscillant interchangeable représente le logement de l'axe solidaire du galvanomètre et servant de point d'appui et de rotation pour ledit cadran.
La partie inférieure du boîtier 2 porte une fente'limitée en
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n-n' et située dans le plan du upport du cadran ; fente a une lar- geur suffisante pour permettre l'introduction du cadran 11.
On réalise ainsi un posemètre photoélectrique à lecture direc- te instantanée par cadrans interchangeables,mais dont chaque cadran peut être utilisé par translation dans son propre plan pour plusieurs sensi- bilités d'émulsion.
Ceci a été rendu possible grâce à la présence, sur ces cadrans mobile, d'une ou de plusieurs échelles dont les graduations indiquant la succession des diaphragmes sont toutes équidistantes entre elles.
Cette équidistance est elle-même conditionnée par une forme spéciale des masses polaires de l'aimant du galvanomètre assurant une certaine loi de variation du champ magnétique dans lequel se meut le ca- dre mobile. Cette loi est telle que les écarts de déviation de l'aiguil- le sont égaux entre eux chaque fois que l'intensité lumineuse mesurée par la cellule a augmenté dans le rapport de 2 à 1.
En d'autres termes, les écartes successifs, égaux entre eux, de l'aiguille représentent les valeurs de la progression géométrique de rai- son 2 de la lumière.
Donc, chaque translation d'une division du cadran mobile dans le plan de celui-ci, dans un sens ou dans l'autre,permet une lecture ins- tantanée du diaphragme pour une émulsion de sensibilité moitié ou double suivant le sens du déplacement, ceci restant vrai pour des déplacements intermédiaires ou. supérieurs.
La figure 5 montre une variante du cadran oscillant destinée spé- cialement à la prise de vues cinématographiques. Les vitesses d'obturation , des diverses caméras pour un nombre d'images-secondes donné (seize, par exem- ple), n'étant pas toujours égales suivant les marques d'appareils, on a éta- bli un cadran gradué à sa partie inférieure en vitesses d'obturation per- mettant de régler ce cadran exactement à la vitesse d'obturation correspon- dant à la caméra utilisée (par exemple 1/32 de seconde).
Sur ce cadran, différentes échelles de diaphragmes ont été por- tées, et correspondent à différentes sensibilités d'émulsions couramment utilisées. On peut ainsi faire la lecture directe instantanée du diaphrag- me à employer.
REVENDICATIONS.
1. - Posemètre photoélectrique à cadran interchangeable, cadran susceptible, par une translation angulaire dans son propre plan, de per- mettre une lecture directe et instantanée du diaphragme correspondant à une vitesse d'obturation donnée, quelle que soit la sensibilité de l'émulsion employée, les graduations des échelles des diaphragmes pour toute vitesse d'obturation donnée étant toujours espacées selon un écartement constant, et les déplacements angulaires de l'aiguille étant toujours eux-mêmes é- gaux entre eux, quelle que soit l'intensité lumineuse extérieure pour des variations de lumière de raison géométrique.
2. - Posemètre photoélectrique à cadran interchangeable suscep- tible d'effectuer une translation angulaire en fonction de la vitesse d'ob- turation, portant plusieurs échelles concentriques de diaphragmes correspon- dant chacune à une émulsion de sensibilité donnée, cette variante étant spécialement destinée à l'usage du posemètre pour le cinéma, est particu- lièrement intéressante du fait que, pour un même nombre d'images-seconde, les différentes caméras n'ont pas toujours le même temps d'obturation.
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