DE19708684A1 - Periskopsystem für Kameras - Google Patents

Description

Oftmals sind Filmaufnahmen in beengten Situationen nur möglich, indem die Kamera durch optische Hilfen vom eigentlichen Aufnahmeort entfernt wird. Unter der Vielzahl der hier einsetzbaren Gerät sticht das sogenannte "Kenworthy/Nettmann Snorkel Camera System" durch seine Vielseitigkeit heraus. Es besteht aus einem senkrecht nach unten ragendem, durch Servomotoren ferngesteuert um 360° drehbaren afokalen Periskoprohr mit einem Vergrößerungsfaktor von 4,17 und einem Frontlinsendurchmesser von 25 mm. Der Strahlengang wird dabei durch einen auswechselbaren über Servomotoren vertikal schwenkbaren oberflächenverspiegelten Spiegel, der in variablem Abstand vom Periskoprohr an dessen unterem Ende sitzt, in das System nach oben hin, und am oberen Ende durch ein Prisma rechtwinklig in das Objektiv der Kamera umgelenkt. Dabei bilden die optischen Gruppen des Rohres und der je variablen Kameraobjektive zusammen ein optisches System, dessen Brennweite sich aus der Brennweite des Objektives dividiert durch den Vergrößerungsfaktor des afokalen Systems von 4,17 ergibt. Die Blende ergibt sich dabei grundsätzlich jeweils aus der Brennweite des Objektives dividiert durch den Durchmesser der Frontlinse des Rohres von 25 mm. Das "Kenworthy/Nettmann Snorkel Camera System" besteht aus zwei drehbaren Ebenen. Erstens dem Periskoprohr mit Spiegel unten und zweitens dem Umlenkprisma mit Kamera oben, welche, über Servomotoren ferngesteuert, um die Mittelachse des Periskoprohres um 360° rotieren können. Beide Ebene sind miteinander verbunden und am vorderen Ende eines 1,25 m langen Armes befestigt, der seinerseits in der Mitte an einen Kran o. ä. montiert werden kann und am hinteren Ende ca. 50 kg an Gegengewichten, abhängig vom jeweils eingesetzten Kameratyp, trägt. Über dem zentralen Prisma ist ein Gehäuse mit Schleifringkontakten zur Übertragung aller Steuersignale des Systems über eine Brücke mit dem Arm verbunden. Kameraschwenkbewegungen in allen drei Achsen werden durch a.) den beweglichen Spiegel (vertikaler Schwenk), b.) synchrone Rotation des Periskoprohres sowie des Prismas mit der Kamera (horizontaler Schwenk), sowie c.) Verschiebung der beiden Ebenen gegeneinander (rollender Horizont) erreicht. Scharfeinstellung erfolgt ebenfalls mittels Servomotoren innerhalb des afokalen Elements. Alle Funktionen werden von, mit langen Kabeln verbundenen, Stellpulten mit Monitoren zur synchronen Betrachtung des Kamerabildes gesteuert ("The Kenworthy/Nettmann Snorkel Camera System" aus Information und Gesamtkatalog der Fa. MAT Mobile Advanced Technologie, Warnstedtstr. 10-12, 22525 Hamburg).

Durch die Drehung des Prismas und der Kamera um die Mittelachse des Periskoprohres benötigt das System erstens sehr viel Raum, und bedarf zweitens, durch die Bewegung großer Massen auf einem großen Radius, einer aufwendigen und schweren Aufhängung mit Gegengewichten. Die Größe und das Gewicht des Systems machen seinen Einsatz in grundsätzlich beengten Situationen, und/oder solchen, bei denen aufnahmebedingt stärkere Beschleunigungskräfte wirken, und/oder solchen in denen eine schwere Aufhängung nicht möglich ist (z. B. Aufnahmen in bewegten Autos, Flugzeugen, Eisenbahnzügen etc.), unmöglich.

Der in Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Gesamtgröße und das Gesamtgewicht des Systems zu verringern, sowie die innerhalb des Systems bewegten Massen und ihre Wege zu verringern, um Aufnahmen in eben solchen Situationen zu ermöglichen.

Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale, 1.a.) daß das Prisma feststeht, und 1.b.) daß die Kamera in einem, um ihre eigene optische Achse und synchron zum Periskoprohr drehbaren, Rahmen aufgehängt ist, gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Kamera statt eines großen Kreisbogens um die senkrechte Mittelachse des Periskoprohres, nur noch eine Drehung um sich selbst vollführen muß. Dies ermöglicht erstens die Befestigung des Periskopsystems nahe seines Schwerpunktes, was die weit ausladende Armkonstruktion sowie den Einsatz von Gegengewichten überflüssig macht. Somit ist es möglich das Periskopsystem auch an Aufhängungen mit geringer Nutzlast, oder in Situationen, in denen starke Beschleunigungskräfte wirken, zu verwenden. Durch die leichte, modulare Bauweise werden sowohl Frachtkosten, wie auch Aufbauzeiten eingespart. Zweitens benötigt das Periskopsystem seitlich keinen lichten Raum mehr für die waagerechte Rotation der Kamera, da diese ihre Bewegung nun innerhalb des Systems vollführt. Die Einsatzmöglichkeiten in grundsätzlich beengten Situationen werden dadurch sowohl erheblich vergrößert, als auch deren konstruktiver Aufwand verringert.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Patentanspruch 2, sowie Patentanspruch 3 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 2 ermöglicht es, sowohl eine Vielzahl verschiedener Kameratypen einzusetzen, als auch in der Praxis bewährte Elemente existierender Periskopsysteme zu verwenden. Dabei gewährleistet eine modular variable Bauweise nach Patentanspruch 2 eine hohe Kompatibilität unter Benutzung weniger Komponenten.

Die Weiterbildung des unter Patentanspruch 2.e beschriebenen Kameraringes nach Patentanspruch 3, ermöglicht es, durch die Aufteilung des Kameraringes in einen motorisierten Hauptring und die Verwendung einer Anzahl vorgefertigter Adapterringe für die einzelnen Kameratypen, die genaue Justierung der jeweiligen Kameratypen in je ihrer optischen Achse, schnell und unkompliziert zu vollziehen. Dies vereinfacht sowohl die Konstruktion des Kameraringes, als auch die Arbeit des jeweiligen Justierens.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine seitliche Gesamtansicht des Periskopsystems, wobei

• a) das Periskoprohr, mit
• b) dem schwenkbaren Spiegel,
• c) der Servomotor für die Bewegung des Spiegels,
• d) der Servomotor für die horizontale Bewegung des Periskoprohrs,
• e) das feststehende Prisma,
• f) die Stangen,
• g) die Brücke, mit
• h) Adapter (Mitchell Mount)
• i) der Kameraring (Hauptring), mit
• j) Servomotor zur Drehung des
• k) Adapterringes, mit
• l) verstärkter Platte zur Aufnahme der
• m) Kamera, mit zentriertem
• n) Aufnahmeobjektiv

darstellt.

• o) Stellt eine mögliche Unterbringung für Elektronik und zentrale Steckverbindungen dar.

Fig. 2 in einer vereinfachten Ansicht des Periskopsystems,

• a) die Rotation des Periskoprohres mit Spiegel um die optische Achse
• b) die Rotation der Kamera im Kameraring um die optische Achse des
• c) Aufnahmeobjektives,
• d) das feststehende Prisma, und
• e) die zusätzliche vertikale Schwenkbewegung des Spiegels.

Es zeigen:

Fig. 3 und Fig. 4 den Kameraring nach Patentanspruch 2.e, wobei Fig. 3 eine Seitendarstellung mit Aufschnitt, und Fig. 4 eine Frontalansicht darstellt.

Die Bezugszeichen gelten für beide Darstellungen gleichermaßen.

• A) Hauptring
• B) einer der jeweiligen Adapterringe
• a) Außenring (fest)
• b) Aufnahme für die Stangen
• c) Innenring (drehbar)
• d) Kugellager
• e) Zahnkranz
• f) Zahnriemen
• g) Ritzel
• h) Servomotor zur Drehung des Innenrings/Adapterrings/Kamera
• i) Riemenabdeckung
• j) Kontaktschleifringe
• k) Kontaktschleifer
• l) innere Steckerleiste
• m) äußere Steckerleiste
• n) Paßring
• o) verstärkte Aufnahmeplatte
• p) Schrauben zur Kamerabefestigung
• q) Paßdorne und Schrauben
• r) Aufnahme für Paßdorne und Gewinde
• s) Kamera (schematisch) mit zentriertem Objektiv

Claims (3)

1. Periskopsystem für Kameras mit senkrecht nach unten ragendem um 360° Grad horizontal drehbarem Periskoprohr. Das Periskoprohr, bestehend aus einem afokalen Linsensystem mit positiven Vergrößerungsfaktor in einem röhrenförmigen Gehäuse, bildet dabei in der Kombination mit dem Kameraobjektiv das eigentliche Aufnahmeobjektiv, mit aus der Kombination beider entstehenden eigenen optischen Eigenschaften. Der Strahlengang wird hierbei zwischen dem Kameraobjektiv und dem Periskoprohr durch ein Prisma rechtwinklig, und unterhalb der Frontlinse des Periskoprohres durch einen vertikal schwenkbaren Spiegel in veränderlichem Winkel umgelenkt. Alle Funktionen werden über Servo-Motoren ferngesteuert. Das Periskopsystem kann mit verschiedenen Kameratypen und Objektiven bestückt werden und dient der fotografischen und/oder kinematografischen Aufnahme, einschließlich elektronischer Bildaufzeichnung, in beengten Aufnahmesituationen, in denen für normale Aufnahmeapparate kein Platz ist. Das System ist
dadurch gekennzeichnet,

• a. daß das Prisma feststeht,
• und beim Drehen des Periskoprohres ein aufrechtstehendes Bild dadurch gewährleistet wird,
• b. daß die Kamera in einem, um ihre eigene optische Achse und synchron zum Periskoprohr drehbaren Rahmen aufgehängt ist.

2. Periskopsystem für Kameras nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• a. daß, das System aus modularen Baugruppen aufgebaut ist, und variabel, im Hinblick auf größtmögliche Kompatibilität mit existierenden Kamerasystemen, montiert werden kann, wobei
• b. die einzelnen Baugruppen auf Stangen montiert werden,
• c. die Stangen durch eine U-förmigen Brücke starr miteinander verbunden werden, und das System mittels der Brücke an andere übliche Aufhängungen (Kamerakräne etc.) befestigt werden kann,
• d. das feste Prisma und das, über Servomotoren ferngesteuerte, drehbare Periskoprohr mit schwenkbaren Spiegel als eine Einheit ausgeführt sind, und zusammen mit
• e. dem Kameraring, in dem die Kamera, ferngesteuert um ihre eigene optische Achse drehbar, aufgehängt ist, auf den Stangen montiert wird.

3. Kameraring nach Patentanspruch 2.e.,
dadurch gekennzeichnet,

• a. daß der Kameraring zweiteilig aufgebaut ist, und aus
• b. dem an den Stangen zu montierenden und über Servomotoren fern gesteuert drehbaren Hauptring mit innenliegenden Schleifringkontakten zur Übertragung aller Kamerafunktions­ signale, einschließlich des Videosignals, sowie aus
• c. verschiedenen vorgefertigt Adapterringen, die für einzelne Kameratypen und/oder Aufnahmeformate, die Zentrierung des jeweiligen Kameraobjektives in seiner eigenen optischen Achse gewährleisten, und die jeweilige Kamera auf einer verstärkten Platte tragen, wobei alle Adapterringe je mittels
• d. einheitlicher Paßdornen und Schrauben schnell und präzise am Hauptring befestigt werden können, besteht.