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Filmaufnahmekamera
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Filmaufnahmekamera mit einem
Greiferwerk, einer rotierenden Blende und einer Stachelwalze.
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Bei den bekannten Kameras dieser Art ist für den Antrieb von Greifererk,
Blende und Stachelwalze ein einziger Antriebsmotor vorgesehen von dem mittels Getriebe
bzw. Riementrieb die Antriebsbewegung für diese drei Bauelemente abgeleitet wird.
Von Nachteil hiebei ist, daß infolge-der erforderlichen Getriebe, die Kamera nicht
zu vernachlässigende Betriebsgeräusche aufweist, die Kamera also einen lauten Lauf
aufweist. Um diese Betriebsgeräusche herabzusetzen hat man einerseits das Getriebe
selbst zu verbessern versucht anderseits hat man auch das Gehäuse gegen Schall isoliert.
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Beide Verbesserungen haben das Problem nicht vollständig lösen können.
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Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht eine Kamera zu
konzipieren, die außerordentlich geräuscharm ist.
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Bei einer Filmkamera der eingangs genannten Art wird dies erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß für Greiferwerk, rotierende Blende und Stachelwalze jeweils
ein gesonderter Antriebsmotor vorgesehen ist und die drei Antriebsmotore durch eine
Steueranordnung untereinander verbunden sind.
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Nachstehend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher beschrieben, welche in Blockform schematisch eine Schaltungsanordnung zum
Betrieb bzw. zur Steuerung einer
erfindungsgemäßen Kamera zeigt.
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Für Sektorblende, Greiferwerk und Stachelwalze ist jeweils ein gesonderter
Motor 1,2 bzw. 3 vorgesehen; bei diesen Motoren handelt es sich zweckmäßig um Schrittschaltmotore,
die nicht mit einer kontinuierlichen Spannung, sondern mit Impulsen gesteuert werden;
die Motordrehzahl ist direkt proportional der Taktfrequenz der Impulse. Von Vorteil
hiebei ist, daß man für die Ansteuerung aller drei Motoren nur einen einzigen Frequenzgenerator
benötigt. Dieser ist mit 4 bezeichnet und liefert bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
112 Hz, weil die verwendeten Motoren pro Umarehung 112 Schritte benötigen.
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Diese 112 Hz werden in einer Multiplizierschaltung 5 mit einer Zahl
n multipliziert; die Zahl n ist an der Multiplizierschaltung frei wählbar und entspricht
der Bildfrequenz der Kamera. Zufolge der freien Einstellbarkeit der Bildfrequenz
ist es möglich, die Multiplizierschaltung 5 mit einer Steuerung 49 zu verbinden,
welche eine Blendeneinstellung an der Filmkamera in Abhängigkeit von den frei gewählten
Bildfolgefrequenzwerten erlaubt. Am Ausgang der Multiplizierschaltung,wird somit
ein Signal erhalten, dessen Frequenz n . 112 Hz beträgt. Dieses Signal liegt über
einen Schalter 6 direkt an einer Treiberstufe (Wickelmotoransteuereinheit) 7 für
den Creiferwerkmotor 1 an. Die Drehzahlen des Sektorblendenmotors und des Stachelwalzenmotors
sind geringer; das Ausgangssignal der Multiplizierschaltung muß daher entsprechend
heruntergeteilt werden. Hiezu ist der Treiberstufe 8 für den Sektorblendenmotor
2 eine Untersetzerstufe 9 und der Treiberstufe 10 für den
Stachelwalzenmotor
3 eine Untersetzerstufe 11 vorgeschaltet, welche jeweils über einen steuerbaren
Schalter 12 bzw. 13 am Ausgang der Multiplizierschaltung 5 angeschlossen sind.
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Vorliegendenfalls sind die Untersetzungsverhältnisse der Stufen 9
und 11 so gewählt, daß die Umdrehungszahl des Sektorblendenmotors die Hälfte und
die Umdrehungszahl des Stachelwalzenmotors ein Achtel der Umdrehungszahl des Greiferwerkmotors
beträgt.
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Auf der Welle jedes dieser Motoren sitzt eine Codierscheihe 14, 15,
16, welche über eine zugeordnete - vorLiegendenfalls nicht dargestellte - Photo-Elektronik,
z.B. Optokoppler, ein Ausgangssignal liefert, dessen Frequenz der jeweiligen Umdrehungszahl
proportional ist.
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Es liefert somit jeder Optokoppler eine der Umdrehungszahl proportionale
Impulszahl; an jede Photo-Elektronik ist ein Zähler 17, 18, 19 angeschlossen und
es ist jeder Zähler an einen Komparator 20, 21, 22 geführt, in welchem der Zählerstand
mit dem von einem Sollwertgeber 23, 24, 25 gelieferten Wert verglichen wird. Die
Ausgänge der Sollwertgeber sind an die Steuereinheit 40 geführt. Die Zähler 17,
18 und 19 können Fortlaufzähler oder Durchlauf zähler sein. Der Vergleich findet
im Takt der von einem Taktfrequenzgenerator 26 gelieferten Taktfrequenz ftakt statt;
dieser kann beispielsweise 1000 Hz sein, wobei der Zählerstand durch die steigende
Flanke im Komparator mit dem Sollwert verglichen wird. Mit der fallenden Flanke
werden die Zähler wieder auf 0 gesetzt. Liefert eine der Komparatorschaltungen
20,
21, 22 ein Signal, so liegt eine Abweichung des Sollbetriebsverhaltens der Motoren
1, 2 bzw. 3 vor und es werden durch dieses Signal über die Steuereinheit 40 und
die Steuerleitungen 6a, 12a, 13a die Schalter 6, 12 oder 13 abgeschaltet. Unter
Sollbetriebsverhalten ist vorliegendenfalls nicht nur der Zustand zu verstehen,
daß die Motoren mit ihren voreinstellbaren Nenndrehzahlen laufen, es muß auch die
Stachelwalze und die Blende stets eine genaue Position zum Greifer haben; irgendeine
diesbezügliche Asynchronität läßt der ermittelte Stand der Zähler 17, 18, 19 erkennen,
der zugehörige Komparator liefert ein Ausgangssignal, alle Schalter 6, 12 oder 13
werden geöffnet und die Motoren stillgesetzt.
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Ferner sind zwei Wickelmotoren 30, 31 für das Filmmaterial vorgesehen,
wobei der eine beim Vorlauf ein Zugmotor und der andere ein Bremsmotor bzw. beim
Rücklauf der eine der Bremsmotor und der andere der Zugmotor ist. Da der Radius
der Filmmaterialspule z.B. zwischen 25 mm und 125 mm variiert, muß man daher diese
Motoren so steuern, daß konstanter Zuy vorliegt, Auf der Welle jedes Motors 30 und
31 sitzt eine Codierscheibe 32 bzw. 33, die über eine - nicht dargestellte - Photo-Elektronik,
z.B. Optokoppler, Signale abgibt, deren Frequenz der jeweiligen Umdrehungszahl entspricht.
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Jedem Wickelmotor 30 bzw. 31 ist ein eigener Steuerkreis zugeordnet.
Wesentlicher Bestandteil dieser Steuerkreise ist ein Zähler 34 bzw. 35, in welchem
die von der Photo-Elektronik der Codierscheibe 14 gelieferten und der Umdrehungszahl
des Greiferwerkmotors entsprechenden Impulse fortlaufend gezählt
werden
und zwar in Zeiteinheiten, welche bestimmt sind, durch die Umdrehungszahl des Wickelmotors
bzw. Bremsmotors 30 bzw. 31. Durch die Flanke eines Impulses von 32 wird der Zähler
freigegeben und durch dieselbe Flanke des darauffolgenden Impulses die Zählung beendet,
der nunmehr vorliegende Zählerstand wird in eine Ansteuereinheit übernommen, welche
den Wickelmotor mit einem Strom ansteuert, welcher direkt proportional diesem Zählerstand
ist.
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Je mehr Filmmaterial auf der vom Wickelmotor angetriebenen Aufwickelspule
aufgewickelt ist umso langsamer wird der Wickelmotor bei konstanter Drehzahl des
Greiferwerkmotors laufen, umso größer wird die durch die beiden Flanken der Motor-Schrittschaltimpulse
definierte Tsrbreite, umso größer der Zählerstand und umso größer der von der Ansteflereinrichtung
gelieferte Strom für den Wickelmotor sein. Der Strom ist damit immer proportional
zum Radius der Filmwickelspule, damit ist auch das Drehmoment proportional zum Radius
und daraus folgt, daß die Zugkraft auf den Film unabhängig vom Radius ist; auf den
Film wird konstanter Zug ausgeübt und zwar bei allen einstellbaren Filmgeschwindigkeiten.
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Formelmäßig stellen sich diese Verhältnisse folgendermaßen dar: Ix
M (auf Grund der gewählten Motortype) M = k.R R F = k.R = k = konstant R
I
= Strom des Aufwickel- bzw. Bremsmotors; M = Drehmoment des Aufwickel- bzw. Bremsmotors;
R = Raduis der Filmspule; F = auf den Film ausgeübte Zugkraft; k = Konstante.
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Die Verhältnisse am Bremsmotor entsprechen jenen des Wickelmotors,
jedoch wird der Bremsmotor 31 in umgekehrter Richtung mit Strom angetrieben.
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Die Erfindung ist auf die Verwendung von zwei Motoren also einem
Aufwickel- und einem Bremsmotor nicht beschränkt.
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Es kann vielmehr auch ein einziger Motor, nämlich ein Wickelmotor,
Verwendung finden, welcher bei allen Geschwindigkeiten in der vorstehenden Weise
auf konstanten Zug geregelt wird.
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Als Bremsaggregat kann beispielsweise eine Reibungsbremse vorgesehen
sein, die Restkraft muß die Stachelwalze aufnehmen.
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Um festzustellen, ob die Betriebsgrenzen erreicht bzw.
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überschritten sind oder atypische Betiebszustände erreicht wurden,
wird der Zählerstand nicht nur in die Ansteuereinheit 36 übertragen, sondern auch
in einen Komparator, dem von einem Sollwertgeber 38 Vergleichswerte, welche den
Betriebsgrenzen entsprechen, zugeführt werden. Der Vergleich erfolgt im Takt des
vom Taktfrequenzgenerators 26 am Komparator anliegenden Signals (Abfragetakt). Wird
ein Überschreiten der Betriebsgrenzen festgestellt, so erzeugt die Komparatorschaltung
37 ein Signal. Der Ausgang der Komparatorschaltung 37 ist mit einem Eingang der
Steuereinrichtung 40 verbunden und die Steuereinrichtung öffnet auf Grund dieses
Signals die Schalter für alle Motoren und diese bleiben stehen. Dadurch ist auch
der Zählerstand von 34 und somit
auch der von der Ansteuereinheit
36 gelieferte Ansteuerstrom für den Motor 30 gleich Null. Gleiches gilt in diesem
Fall für den Motor 31 und den ihm zugeordneten Steuerkreis.
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Ein Grenzbetriebszustand des Bremsmotors ist z.B. dann erreicht, wenn
der Film zur Gänze aufgewickelt ist und der Bremsmotor nach Abziehen des Filmes
freigegeben ist und in jener Richtung umläuft, die seiner Stromansteuerung tatsächlich
entspricht, nämlich in umgekehrter Richtung.
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Neben dem kontsnuterlicnen Betrieb der Kamera ist auch eine Einzelbildaufnahme
möglich.
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Ein EIN-AUS-Schalter 42 zur Betätigung der Schalter 6, 12 und 13
von Hand aus, befindet sich für eine Einzelbildaufnahme in AUS-Stellung. Soll nun
eine Einzelbildaufnahme vorgenommen werden, so wird ein an der Steuereinrichtung
40 herausgeführter Schalter 43 gedrückt und lediglich der dem Blendenmotor zugehörige
Schalter aktiviert. Prinzipiell wird die Blende stets in der Schließstellung stehen
bleiben. Wird der Schalter 43 gedrückt, so läuft der Bendenmotor um eine halbe Umdrehung
aus der Schließstellung, über die Offenstellung wieder in die Schließstellung zurück.
Der Film wird entsprechend der mittleren Umdrehungsgeschwindigkeit des Blendenmotors
belichtet.
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Die vorstehend beschriebene Kamerasteuerung kann noch mit einer Schaltungsanordnung
ausgestattet werden, welche eine vollautomatische Einblendung des Klappenbildes
und des Klappentons auf das Bildmaterial erlaubt. Schematisch ist diese Schaltungsanordnung
mit 50 bezeichnet.