NO175992B - Fremgangsmåte og utrustning for fjernstyring av bevegelsene av et fjernsynskamera eller filmkamera - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og en tilhørende utrustning for fjernstyring av bevegelsene av en gjenstand, særlig et fjernsynskamera eller filmkamera.

Under opptak av videoer eller filmer for filmindustrien er det ofte nødvendig med fjernstyring av bevegelsene av fjernsynskameraet eller filmkameraet, ved å styre innrammingen på en spesiell monitor som er anbrakt nær operatøren.

I det følgende vil fjernsynskameraet hovedsakelig bli omtalt, i den forståelse at det som sies gjelder i like stor grad for filmkameraet. I teori og i praksis er i virkeligheten bruksmåten identisk både når det dreier seg om et fjernsynskamera (elektronisk registrert bilde) og et filmkamera (bilde registrert på film), da begge disse filmingssystemer inneholder muligheten for fjernbetraktning av det innrammede bilde. I virkeligheten frembringer fjernsynskameraet direkte et elektronisk bilde som kan gjøres synlig på en normal monitor, mens det for filmkameraet er mulig å benytte en anordning som kalles en "elektronisk lupe" og som ikke er noe annet enn et lite fjernsynskamera som filmer det innrammede bilde, idet dette tas fra filmkamerasøkeren.

For fjernstyring av et fjernsynskamera eksisterer det spesielle understøttelser som ved hjelp av fjernstyrte, elektriske motorer gjør det mulig for kameraet å bevege seg om de to filmingsakser som kalles henholdsvis panorering (PAN) (horisontal bevegelse) og vipping (TILT) (vertikal bevegelse).

Fjernoperasjon av et fjernsynskamera kan utføres på to måter, nemlig ved hjelp av en spak (vanligvis kalt "styrespak") med en vinkelamplitude som er proporsjonal med fjernsynskameraets bevegelseshastighet, eller ved hjelp av to håndsveiver eller ratt som beveger fjernsynskameraet om de respektive panorerings- og vippeakser, med en hastighet som er proporsjonal med deres rotasjonshastighet. Det innrammede bilde kontrolleres på en monitor som er beliggende i en fast stilling nær betjeningsorga-nene.

I begge disse systemer blir derfor den skifting eller forskyvning som forårsakes av operatøren, ikke overført eller omformet til en tilsvarende forskyvning av fjernsynskameraet, men til hastighet av dets bevegelse. Dette betyr at det ikke eksisterer noen posisjonsforbindelse mellom spaken (i det tilfelle hvor kommandoer gis ved hjelp av en spak) og det hode på hvilket fjernsynskameraet er montert, og av denne grunn klarer ikke operatøren å oppfatte fjernsynskameraets bevegelse, selv om han følger innrammingen av dette i en monitor.

Disse fjernstyringssystemer krever operatører som er høyt spesialisert i disse spesielle betjeningsorganer, da en vanlig operatør ville komme ut for store vanskeligheter ved frembringelse av riktige bevegelser av fjernsynskameraet, da han ville arbeide under meget forskjellige forhold i forhold til de som han var vant til. I virkeligheten er fjernsynskameraet vanligvis montert på hoder, kalt "flytende" eller "gyroskopiske", dvs. med koplinger eller roterende masser som er passende for å utføre bevegelsene av fjernsynskameraet som beveges legemlig av operatøren, mindre avbrutt og jevnere, og derfor veksler bildet i søkeren i forhold til de overførte bevegelser.

US-A-1 708 541 viser en fjernstyring for tunge gjen-stander, særlig lyskastere eller kanoner, i overensstemmelse med innledningen til de etterfølgende, selvstendige krav, ved hjelp av hvilken det er mulig å påvirke den gjenstand som skal beveges, på avstand ved hjelp av meget små vinkelbevegelser, takket være et komplisert system med to motorer for hver akse. Denne fjernstyring er ikke spesielt konstruert for fjernsynskameraer eller filmkameraer, og den sørger derfor ikke for den mulighet å montere en monitor på den innkapsling eller kappe som påvirkes av operatøren, for kontroll av opptaket.

FR-A-2 264 298 viser et meget spesielt filmings- eller opptakssystem som består i å ta opp to enkeltstående filmer, den ene av et motiv i naturlig størrelse og den andre av et miniatyr-bakteppe, som deretter overlagres for å få et fullstendig bilde. Operatøren ser ikke miniatyrbakteppebildet som tas av et fjernstyrt kamera.

Formålet med oppfinnelsen er å realisere fjernstyring av bevegelsene av et fjernsynskamera eller et filmkamera, idet operatørens arbeidsmåte opprettholdes fullstendig uendret med hensyn til direkte kommando av fjernsynskameraet.

Dette formål er oppnådd ved hjelp av de særtrekk som er angitt i de karakteriserende deler av de etterfølgende, selvstendige krav.

Styre- eller innstillingshodet (acquirer head) som påvirkes av operatøren, er et normalt filmhode som er bevegelig ved hjelp av en spak og forsynt med stillbare koplinger på to rotasjonsakser som står normalt på hverandre, slik at man er i stand til å regulere forskyvningsmotstanden av selve hodet.

På dette hode er det montert en fjernsynsmonitor som følger alle bevegelser av hodet og på hvilken bildet av opptaket fremkommer, dvs. det bilde som operatøren ville se på fjernsynskamera-kontrollmonitoren eller i filmkamerasøkeren dersom sistnevnte var montert på det hode som operatøren manøvrerer. Operatørens arbeidsforhold er derfor nøyaktig de samme som de ville være når det dreier seg om direkte manøvrering av fjernsynskameraet eller filmkameraet.

Panorerings- og vippebevegelsene av det innstillingshode på hvilket fjernsynskameraet eller filmkameraet er montert, avleses av respektive følere som sender elektriske pulser til en sentral styreenhet som følgelig manøvrerer aktuatorhodemotorene, idet de på identisk måte reproduserer den bevegelse som frem-bringes av operatøren. Disse motorer styres åpenbart i stilling og kan være både skrittmotorer eller trinnløse motorer.

Mer spesielt avleses den horisontale bevegelse (panorering) og den vertikale bevegelse (vipping) av innstillingshodet, frembrakt av operatøren, ved hjelp av tannremmer eller tannhjul som er beliggende mellom de roterende deler av hodene og den tilsvarende føler, hvilken omformer disse bevegelser til elektriske signaler som styrer de tilsvarende motorer i aktuatorhodet hvis panorerings- og vippebevegelser også oppnås ved hjelp av tannremmer eller tannhjul.

Forholdet mellom vinkelbevegelsene av innstillingshodet og de tilsvarende vinkelbevegelser av aktuatorhodet er fortrinnsvis 1:1, slik at man har et absolutt samsvar mellom stillingen av innstillingshodet som påvirkes av operatøren, og stillingen av det motoriserte aktuatorhode på hvilket fjernsynskameraet eller filmkameraet er montert.

Dette forhold kan imidlertid varieres og bringes for eksempel til 2:1 eller 1:2, slik at man oppnår henholdsvis for eksempel jevnere bevegelser med telelinser eller større aksjons-hastighet når man benytter kort optikk. Overgangen fra ett forhold til et annet oppnås véd hjelp av kommutatorer.

Ved hjelp av spesielle omkastere er det også mulig å invertere eller vende om bevegelsene av aktuatorhodet i forhold til bevegelsene av innstillingshodet, hvilket er nyttig for eksempel når aktuatorhodet er montert opp ned.

Dette system med fjernstyring av fjernsynskamerabeve-gelser ifølge oppfinnelsen kan benyttes med god virkning ved såkalt "bevegelsesstyring", når det er nødvendig å få fjernsynskameraet til å utføre gjentatte bevegelser som er registrert eller opptatt tidligere ved hjelp av en prosessor. I dette tilfelle overføres eller bibringes panorerings- og vippebevegelsene av fjernsynskameraet, som normalt er montert på en løpevogn med flere frihetsgrader, under registrering eller innspilling, på en måte som er helt identisk med den som er beskrevet tidligere.

Ytterligere særtrekk ved oppfinnelsen vil bli forklart i den etterfølgende, nærmere beskrivelse, idet det refereres til et ikke-begrensende utførelseseksempel som er vist på tegningene, der fig. 1 viser et skjematisk riss av utrustningen ifølge oppfinnelsen som helhet, og viser innstillingshodet, aktuatorhodet og den sentrale styreenhet, og fig. 2 viser et aksono-metrisk riss av bare innstillingshodet, vist i større målestokk og fra en forskjellig vinkel i forhold til fig. 1.

Idet det henvises til tegningene, er det vist et innstillingshode 1 som ved hjelp av fjernstyring overfører kommandoer til et fjernsynskamera eller filmkamera 4 som er montert på et motorisert aktuatorhode 3. Henvisningstallet 2 betegner en sentral styreenhet som etablerer en elektrisk forbindelse mellom de to hoder og inneholder drivenhetene for motorene.

Aktuatorhodet, på hvilket fjernsynskameraet 4 er montert (fra nå av vil et fjernsynskamera vanligvis bli omtalt, selv om det som sies også gjelder for et filmkamera), omfatter en fast understøttelse 5 ved hvis frie ende det er dreibart montert en første L-formet konsoll eller brakett 6 til hvis frie flens det også på dreibar måte er montert en andre L-formet brakett 7 som er av mindre størrelse i forhold til den første. Fjernsynskameraet 4 er festet til den frie flens av den L-formede brakett 7.

I aktuatorhodet 3 er det anordnet elektriske motorer, styrt på den måte som skal beskrives, som tillater braketten 6 å rotere om understøttelsen 5 og braketten 7 å rotere i forhold til braketten 6, ved hjelp av passende kinematiske drivverk bestående av tannremmer og/eller tannhjul.

Når aktuatorhodet 3 er i den vertikale, oppreiste stilling som er vist på fig. 1, frembringer rotasjon om under-støttelsens 5 akse, som på fig. 1 er betegnet med bokstaven X', en horisontal bevegelse av fjernsynskameraet 4, kalt panorering (horisontalt panorama), mens rotasjon av braketten 7 i forhold til dens horisontale opphengningsakse, som på fig. 1 er betegnet med Y', frembringer en vertikal bevegelse av fjernsynskameraet 4, kalt vipping (vertikalt panorama).

Innstillingshodet 1 er montert på en tripod 8 og har en bæresokkel 9 som er fiksert i forhold til tripoden 8, en del 10 som roterer om en vertikal akse som er betegnet med bokstaven X, og en del 11 som roterer om en horisontal akse betegnet med Y og spesielt omfatter en øvre plate 12 til hvilken det ved hjelp av en hurtigkoplingsanordning er festet en fjernsynsmonitor 13 som er vist i skjematisk form på fig. 1.

Rotasjon av innstillingshodet 1 om panoreringsaksen X og vippeaksen Y bibringes av operatøren ved hjelp av en spak 14 som er festet til hodets 1 roterende del 11, for eksempel til den øvre plate 12.

Når spaken 14 beveges horisontalt, bringes hele den bevegelige blokk av hodet 1 til å rotere om panoreringsaksen X, mens den bevegelige del 11, særlig den øvre plate 12 og dermed monitoren 13, bringes til å rotere om vippeaksen Y når spaken 14 beveges vertikalt. Lettbevegeligheten av panorerings- og vippebevegelsene kan justeres på passende måte ved å påvirke de respektive koplingsplater 13, 14.

Panorerings- og vippebevegelsene avleses av respektive følere 15, 16 som er integrert henholdsvis med den faste understøttelse 9 og med den del 10 av hodet som roterer om aksen X. Spesielt rager små tannhjul 17 hhv. 18 ut fra registrerings-instrumentene og bringes i rotasjon under henholdsvis panorerings- og vippebevegelsene ved hjelp av de respektive tannremmer 19, 20 som er viklet rundt de tilsvarende tannhjul 21, 22 som er integrert med henholdsvis den bevegelige del 10 og den bevegelige del 11 av innstillingshodet.

Ved hver vinkelrotasjon av de tilsvarende små tannhjul eller drev 17 og 18 sender følerne 15, 16 signaler i form av elektriske pulser til den sentrale styreenhet 2, som er vist i skjematisk form på fig. 1, ved hjelp av respektive elektriske kabler 23 og 24. Følerne 15, 16 er fortrinnsvis toveis, inkrementale kodere, og de signaler som sendes av disse, er to firkant-bølger som er forskjøvet 90° i forhold til hverandre. Styreenheten 2 driver motorene (ikke vist på fig. 1) som er anordnet i aktuatorhodet 3, på grunnlag av signaler som mottas fra innstillingshodets 1 følere, for å reprodusere panorerings- og vippebevegelsene om aksene X' og Y'. Den elektriske forbindelse mellom styreenheten 2 og aktuatorhodet 3 er på fig. 1 vist ved hjelp av en kabel 25.

Ifølge oppfinnelsen er det derfor et direkte forhold mellom panorerings- og vippe-vinkelbevegelsene av innstillingshodet som bibringes av operatøren, og de tilsvarende panorerings-og vippe-vinkelbevegelser av det motoriserte aktuatorhode.

Dersom dette forhold er 1:1, svarer en bestemt vinkelamplitude av innstillingshodet 1 til den samme vinkelamplitude av aktuatorhodet 3. Forholdet mellom bevegelsene av de to hoder kan imidlertid varieres ved hjelp av passende kommutatorer 26, 27 som er beliggende på følerne 15 og 16 for henholdsvis panorerings- og vippebevegelsene, ifølge den utførelse som er vist på tegningene.

På følerne 15 og 16 er det sørget for respektive vendere eller omkastere 28 og 29 for, når det er nødvendig, å invertere aktuatorhodets rotasjonsbevegelser i forhold til de som bibringes til innstillingshodet 1.

Med fremgangsmåten og utrustningen for fjernstyring av bevegelsene av et fjernsynskamera eller filmkamera ifølge oppfinnelsen, er det klart at operatøren, som betjener manøver-spaken 14, arbeider under de samme forhold som de som han ville arbeide under dersom fjernsynskameraet eller filmkameraet ble manøvrert direkte, da han beveger monitoren 13 sammen med innstillingshodet og denne viser bildet av gjenstanden og derfor det bilde som ville bli sett i fjernsynskameraet dersom det var montert på innstillingshodet 1, og på grunn av at de bevegelser som bibringes, utføres nøyaktig og øyeblikkelig av aktuatorhodet 3.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte ved fjernstyring av bevegelsene av en gjenstand, særlig et fjernsynskamera eller filmkamera (4) som er montert på et motorisert aktuatorhode (3), på en slik måte at det kan rotere om to akser (X', Y') i rett vinkel på hverandre, for henholdsvis panorering eller vipping, ved å bibringe tilsvarende, proporsjonale panorerings- og vippebevegelser til et tilhørende innstillingshode (1), KARAKTERISERT VED at det på innstillingshodet (1) er anordnet en fjernsynsmonitor (13) som følger de bevegelser som av operatøren bibringes til dette hode, og gjengir det bilde som tas av fjernsynskameraet eller filmkameraet (4).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at innstillingshodets panorerings- og vippebevegelser avleses av respektive følere (15, 16) som sender tilsvarende elektriske pulser for øyeblikkelig operasjon av aktuatorhodets (3) motorer.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at følerne (15, 16) er toveis, inkrementale kodere, og de signaler som sendes av disse, er to firkantbølger som er forskjøvet 90° i forhold til hverandre.

4. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-3, KARAKTERISERT VED at forholdet mellom bevegelsene av innstillingshodet (1) og bevegelsene av aktuatorhodet (3) er variable.

5. Utrustning for fjernstyring av bevegelsene av en gjenstand, særlig et fjernsynskamera eller filmkamera (4) som er montert på et motorisert aktuatorhode (3), på en slik måte at det kan rotere om to akser (X', Y') i rett vinkel på hverandre, for henholdsvis vipping og panorering, omfattende et innstillingshode (1) som er bevegelig om to tilsvarende, rettvinklede panorerings-og vippeakser (X, Y), og en anordning for å etablere et direkte forhold mellom bevegelsene av innstillingshodet (1) og de tilsvarende bevegelser av aktuatorhodet (3), KARAKTERISERT VED at det på innstillingshodet (1) er montert en fjernsynsmonitor (13) som reproduserer det bilde som tas av fjernsynskameraet eller filmkameraet (4), og som følger de bevegelser som bibringes av operatøren til innstillingshodet (1).

6. Utrustning ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at den nevnte anordning består av følere (15, 16) som avleser henholdsvis panorerings- og vippebevegelsene av innstillingshodet (1), og ved hjelp av en styreenhet (2) sender elektriske signaler for manøvrering av aktuatorhodets (3) motorer.

7. Utrustning ifølge krav 6, KARAKTERISERT VED at motorene er skrittmotorer eller trinnløse motorer som styres i stilling.

8. Utrustning ifølge krav 6, KARAKTERISERT VED at følerne (15, 16) er koplet til respektive bevegelige deler (10, 11) av innstillingshodet (1) ved hjelp av tannhjul og/eller tannremmer (17, 19, 21; 18, 20, 22).

9. Utrustning ifølge ett av kravene 5-8, KARAKTERISERT VED at innstillingshodet (1) kan påvirkes ved hjelp av en spak (14) eller to ratt.

10. Utrustning ifølge ett av kravene 5-9, KARAKTERISERT VED at den omfatter koplingsplater (13, 14) for å regulere lettbevegeligheten av innstillingshodets (1) panorerings- hhv. vippebevegelser.

11. Utrustning ifølge ett av kravene 5-10, KARAKTERISERT VED at den omfatter kommutatorer (26, 27) for endring av forholdet mellom innstillingshodets panorerings- og vippebevegelser og de tilsvarende panorerings- og vippebevegelser av aktuatorhodet.

12. Utrustning ifølge ett av kravene 5-11, KARAKTERISERT VED at den også omfatter omkastere (28, 29) for invertering av henholdsvis panorerings- og vippebevegelsene av aktuatorhodet (3) i forhold til de tilsvarende bevegelser av innstillingshodet (1).

13. Anvendelse av en fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-4 og/eller utrustning ifølge ett av kravene 5-12, til "bevegelsesstyring", for ved hjelp av en prosessor å oppta de gjentatte bevegelser som fjernsynskameraet eller filmkameraet bringes til å utføre.