WO2023280898A1 - Stabilization system for guiding a camera - Google Patents

Stabilization system for guiding a camera Download PDF

Info

Publication number
WO2023280898A1
WO2023280898A1 PCT/EP2022/068678 EP2022068678W WO2023280898A1 WO 2023280898 A1 WO2023280898 A1 WO 2023280898A1 EP 2022068678 W EP2022068678 W EP 2022068678W WO 2023280898 A1 WO2023280898 A1 WO 2023280898A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
camera
gimbal
stabilization system
connection arrangement
magnetic spring
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/068678
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans-Heiner Siems
Original Assignee
Siems Hans Heiner
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siems Hans Heiner filed Critical Siems Hans Heiner
Publication of WO2023280898A1 publication Critical patent/WO2023280898A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/56Accessories
    • G03B17/561Support related camera accessories
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16MFRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • F16M11/02Heads
    • F16M11/04Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand
    • F16M11/06Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting
    • F16M11/12Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction
    • F16M11/121Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction constituted of several dependent joints
    • F16M11/123Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction constituted of several dependent joints the axis of rotation intersecting in a single point, e.g. by using gimbals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16MFRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • F16M11/02Heads
    • F16M11/18Heads with mechanism for moving the apparatus relatively to the stand
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16MFRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • F16M11/20Undercarriages with or without wheels
    • F16M11/2007Undercarriages with or without wheels comprising means allowing pivoting adjustment
    • F16M11/2014Undercarriages with or without wheels comprising means allowing pivoting adjustment around a vertical axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16MFRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M13/00Other supports for positioning apparatus or articles; Means for steadying hand-held apparatus or articles
    • F16M13/04Other supports for positioning apparatus or articles; Means for steadying hand-held apparatus or articles for supporting on, or holding steady relative to, a person, e.g. by chains, e.g. rifle butt or pistol grip supports, supports attached to the chest or head

Definitions

  • the invention relates to a stabilization system for mobile film and video cameras (cameras for short), in particular for the indispensable amateur filmmaker, but also for certain shooting conditions in the professional field.
  • the cameraman Gerrett Brown developed the so-called Steadycam, also known as the "levitation tripod".
  • Spring force and moment of inertia are the physical means used, which are able to almost completely compensate for unwanted movements of the camera.
  • a spring arm system transfers the weight of the camera and the system to the body and compensates for the up and down movements that occur when walking.
  • the camera itself is attached to a rod, which is balanced on a gimbal by means of counterweights on the opposite side of the joint.
  • the inertial mass eliminates unwanted lateral rolling movements, but is otherwise freely movable in the gimbal.
  • a gimbal is a mounting or suspension of a camera, the camera being mounted such that it can rotate about the horizontal axis and the vertical axis.
  • a corresponding motorization can also actively enable a rotational movement of the camera around these spatial axes. As a result, unwanted movements of the camera can be actively compensated for by the motorization and thus the film recordings can be stabilized.
  • the gimbal makes these corrections autonomously. In addition, it can also be completely remote-controlled, for example if you want to change the viewing direction of the camera.
  • gimbals are also widely used and known in the prior art for hand-held cameras. They are used for larger handheld cameras such as digital single-lens reflex cameras (DSLR) and camcorders weighing up to approx. 3 kg and, last but not least, for smartphones.
  • DSLR digital single-lens reflex cameras
  • gimbals have the disadvantage that in principle they cannot, or at least only poorly, compensate for the undesirable movement of the irregular up and down when the cameraman walks.
  • the disadvantage is an even higher weight and definitely the loss of further control options using the joystick during recording, since the spring arms must always be held with both hands.
  • the other combination i.e. attaching a gimbal head (without handles) with the camera to a complete Steadycam system with spring arms and mounted rod with counterweights, is also implemented in the professional context in particular.
  • the very expensive and space-consuming combination of steadycam and gimbal is still not suitable for wider use in the amateur sector and when the shooting conditions require compact equipment.
  • the perfect handling of a Steadycam requires months of training and places the highest demands on the physical constitution of the cameraman, since professional systems weigh up to 30 kg.
  • the object of the invention to provide a stabilization system for the camera work, which autonomously corrects undesired disturbing movements and compensates for the weight of the camera system, so that only the dynamic forces of the camera movement are applied by the arms of the person operating the camera and on the other hand to enable the camera to move as naturally as possible in the desired direction of movement.
  • the stabilization system for camera work according to the invention has a gimbal which is configured to hold a camera and to compensate for unwanted or unintentional movements of the camera during camera work.
  • the stabilization system according to the invention has a body vest, which is worn by a person operating the camera and is configured to transfer the weight of the entire system to the body of this person.
  • a connection arrangement is arranged between the gimbal and the body vest, which is intended to transfer the weight of the system to the body vest.
  • the linkage assembly is also configured to allow vertical and horizontal panning of the camera.
  • the stabilization system according to the invention has a magnetic spring arrangement, comprising at least one magnetic spring, which is configured to compensate for the weight of the entire stabilization system and to ensure that the system can be adjusted in height.
  • a magnetic spring is used in particular in linear actuators in order to counteract the weight of objects during movement when arranged vertically to compensate for or with gravity. By compensating for the force of weight, the corresponding actuators only have to apply the dynamic forces that are necessary to move the corresponding objects against or with the force of gravity.
  • a magnetic spring has a rod-shaped rotor which moves in a stator. The functional principle of the magnetic spring is discussed in more detail in the description of the figures (FIGS. 2a, 2b).
  • the weight compensation of the magnetic spring Due to the weight compensation of the magnetic spring, it is possible for the person operating the camera to adjust the height of the stabilization system without having to apply the weight of the entire system with their arms or having to bend their knees. For other camera movements such as horizontal panning, only the dynamic forces have to be applied by the arms.
  • the weight compensation is achieved via a force balance between the force of the magnetic spring and the weight of the weight to be compensated (see explanations for Figs. 2a, 2b).
  • the magnetic spring is attached directly to the body vest and in this position is connected to the gimbal and camera (gimbal unit for short) via the connection arrangement.
  • the weight of the gimbal unit is thus introduced into the body vest via the connection arrangement and the magnetic spring.
  • the at least one magnetic spring is advantageously arranged in such a way that its stator extends essentially vertically and the connection arrangement is connected to the rotor.
  • the magnetic spring is arranged in a vertical guide, in particular directly on the body vest.
  • the guide is configured to ensure pure vertical movement of the connection assembly connected to the magnetic spring, the magnetic spring being arranged in the guide such that vertical movement of the connection assembly pulls the slider of the magnetic spring out of the stator. In this way, a vertical movement of the gimbal unit can be implemented, for which purpose only the dynamic forces have to be applied due to the weight-force-compensating effect of the magnetic spring.
  • connection arrangement has at least one joint, which enables a tilting movement (vertical pivoting movement) of the gimbal unit.
  • a horizontal pivoting movement is also made possible in addition to the vertical pivoting movement is particularly advantageous. This can advantageously be ensured by means of a further joint or a further bearing, or it can be implemented in the joint that is already present.
  • a joint of this type, with which both the horizontal and the vertical pivoting movement can be implemented, is provided, for example, by a cardanic joint.
  • the storage for realizing the horizontal pivoting movement between the connection arrangement and the magnetic spring arrangement is provided.
  • the first movement is the rotation around the optical axis, i.e. the axis that points in the direction of the camera.
  • This movement is also known as rolling.
  • Rotation about the vertical axis is called (horizontal) pan, while rotation about the horizontal axis perpendicular to the line of sight is called tilt or vertical pan.
  • the rolling movement is compensated by the gimbal.
  • the pivoting movements are ensured on the one hand by appropriate joints or appropriate bearings in the connection arrangement, but can also be achieved by appropriate adjustment of the viewing direction on the gimbal itself.
  • connection arrangement By providing a joint for the tilting movement in the connection arrangement, it is divided, with one part being connected to the magnetic spring or the body vest and the other part being connected to the gimbal unit.
  • the part connected to the gimbal unit can now be folded down against the part connected to the body vest, as a result of which the gimbal unit is tilted.
  • the gimbal unit can be folded down so far that the camera hangs in the gimbal, whereby the gimbal is located above the camera, unlike when it is not folded down, and is guided just above the ground, making extremely close-to-the-ground recordings possible, with the person operating the camera still be able to walk upright.
  • the gimbal can be adjusted so that the viewing direction of the camera and thus the film clip follows the panning movement of the gimbal, or on the other hand so that the viewing direction of the camera is always forward and the panning movement is not participates. With the latter setting, movements of the camera to extremely close to the ground and back are possible, with only the distance between the camera and the ground changing.
  • an elastic element is provided between the two parts of the connection arrangement, which is configured to apply a force during the tilting movement of the gimbal unit using a joint, which counteracts the torque generated during this tilting movement.
  • an elastic element can ensure that the leverage of the gimbal unit during the tilting movement is at least partially compensated by the force applied by the elastic element and the person operating the camera therefore has to exert less holding force during the tilting movement.
  • the elasticity of the elastic element and thus the force caused by the element is selected with the camera as a function of the weight of the gimbal or can be adjusted using different pretensions.
  • the stabilization system has a spring system which is intended to prevent vertical movements of the gimbal and thus of the camera.
  • a Spring system can be ensured, for example, by two springs arranged in parallel in the connection arrangement, the end points of the springs being supported horizontally linearly.
  • Such a spring system can compensate for the undesired up and down movements of the camera, which occur when the person operating the camera walks.
  • connection arrangement has a handle for guiding the camera and/or a control joystick for aligning the gimbal unit.
  • the joystick can be arranged on a handle. Manual control of the camera can be carried out precisely with one grip.
  • the handle is advantageously movable and arranged in such a way that it can be easily reached and operated in any position of the gimbal unit, ie even when taking pictures close to the ground or when the camera is panned sideways or backwards. Movable in this context means that the handle can be adjusted depending on the position of the gimbal unit, for example using joints or a telescopic rod on which the handle is mounted, so that it can be conveniently operated in any position of the gimbal unit.
  • the direction of view of the camera can also be adjusted in the gimbal using the motors provided in the gimbal. If the grip offers appropriate control options (e.g. with a joystick), then the person operating the camera can combine the manual camera control and the active camera movements in the gimbal during the recording as desired.
  • the grip offers appropriate control options (e.g. with a joystick)
  • the person operating the camera can combine the manual camera control and the active camera movements in the gimbal during the recording as desired.
  • the stabilization system has a holder for a video monitor or a smartphone, which is arranged in particular on the body vest, the magnetic spring arrangement or the connection arrangement, but preferably on the handle (guide handle).
  • a monitor or smartphone with a control app for the gimbal can be provided in the mount, where the live recording of the camera can be streamed. This means that the person operating the camera always has full camera control, even in extreme positions of the camera, for example just above the ground, and can adjust the camera view with corresponding precision.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an embodiment of the stabilization system according to the invention
  • FIG. 2a shows a detailed view of a magnetic spring arrangement of the embodiment according to the invention from FIG. 1 in the front view
  • FIG. 2b shows a detailed view of the magnetic spring arrangement from FIG. 2a in a side view
  • FIG. 3a shows a detailed view of the first connection arrangement of the embodiment according to the invention from FIG. 1 in a first state
  • FIG. 3b shows the detailed view from FIG. 3a in a second state
  • FIG. 3c shows the detailed view from FIG. 3a in the first state in a frontal view
  • FIG. 4a shows a detailed view of the second connection arrangement of the embodiment according to the invention from FIG. 1 in a front view
  • FIG. 4b shows the second connection arrangement from FIG. 4a in a side view
  • FIG. 5a shows a schematic view of a second embodiment of the stabilization system according to the invention in a first configuration
  • FIG. 5b shows a schematic view of a second embodiment of the stabilization system according to the invention in a first configuration
  • FIG. 1 shows a schematic view of an embodiment of the stabilization system 10 according to the invention.
  • a person operating the camera can be seen with a body vest 20.
  • This has a reinforcement 21 on its front, which can be provided, for example, by hard plastic or a metal plate.
  • Body vests of this type are also used in already known stabilization systems from the prior art, such as in conventional steadycam solutions.
  • the weight of the stabilization system 10 is essentially directed to the hips and the lower torso of the person using the camera via a hip belt, a waist belt and two straps that each reach over the shoulders, resulting in considerable relief for the spine.
  • a magnetic spring arrangement 30 is arranged on the reinforcement 21, which is described in more detail in FIGS. 2a and 2b.
  • the first connection arrangement 40 consists of two parts which, in the position shown in FIG. 1, are arranged at a 90 degree angle to one another, the cantilever 41 being one of the two parts.
  • the other part (foldable section 46 ) which is perpendicular to the boom 41 and can be folded down, is connected to the boom 41 via a joint 42 .
  • the first connection arrangement 40 is explained in more detail in FIGS. 3a, 3b and 3c.
  • the second connection arrangement 50 is shown in Figures 4a and 4b in detail. Also connected to the second connection arrangement 50 is a gimbal 60 on which a camera 70 is mounted. Both the camera 70 and the gimbal 60 are commercially available items known to those skilled in the art. Therefore, a more detailed description of these components will not be given at this point.
  • the second link assembly 50 includes a T-bar 54 on which a guide handle 53 is movably (i.e., adjustable as defined above) mounted.
  • this guide handle contains control elements such as a joystick (not shown), the viewing direction of the camera 70 can also be controlled and aligned via the gimbal 60 using this joystick.
  • the second connection arrangement 50 has two handles 56, only one of these two handles 56 being visible in the view shown, since one handle 56 blocks the view of the other.
  • the magnetic spring arrangement 30 is shown in detail in a front view (FIG. 2a) and in a side view (FIG. 2b).
  • the magnetic spring arrangement 30 has two magnetic springs 31, each of which has a hollow-cylindrical stator 311 and a rod-shaped runner 312 that can be moved in translation therein, with the runners 312 being longer than the stators 311.
  • the runners 312 being longer than the stators 311.
  • other embodiments with more or less magnetic springs 30 conceivable.
  • the magnetic spring 31 uses the functional principle of magnetic repulsion or attraction.
  • the rotor 312 is typically magnetized over part of its length and the stator 311 is made of a magnetic material.
  • the magnetic force acts in such a way that the rotor 312 is drawn into the stator 311 until the magnetized part of the rotor 312 is completely inside the stator 311. From this position, the rotor 312 can be moved translationally in the stator 311 with an expenditure of force which exceeds the force caused by the magnetization.
  • the working range of the magnetic spring is defined by the length of the magnetization of the rotor 312 and the length of the stator 311. It ends when the magnetized part of the rotor 312 is completely outside the stator 311.
  • the special feature of the magnetic spring 30 is that the magnetization exerts a constant force on the rotor 312 over the entire working range.
  • the stabilization system 10 makes use of this functional principle.
  • stators 311 and runners 312 are magnetized to different degrees and can be combined with one another as desired, a gradually adjustable total magnetic force can be achieved which is matched to the total weight of the stabilization system 10, typically between 60 and 120N. This makes it possible to use a large number of gimbals 60 and cameras 70 with different total weights. There is no need for time-consuming balancing before each shot, as is the case with spring arm systems.
  • a magnetic spring works passively, ie no external power supply is required and, apart from occasional lubrication of the rotor, it is maintenance-free.
  • the stators 311 are arranged in a fixed manner in a housing 33 of the magnetic spring arrangement 30.
  • the runners 312, on the other hand, are firmly connected to a cantilever mount 36. This in turn is immovably integrated into a carriage 34, which can be moved in a guide 35 (see FIG. 2b) in the vertical direction along the housing.
  • the guide 35 is provided by means of a plurality of rollers 351, 352, which can be subdivided into guide rollers 351 and support rollers 352.
  • the guide rollers 351 are arranged in the plane of the drawing at the top of the carriage 34 and run in rails integrated in the housing 33 .
  • the support rollers 352, on the other hand, support the carriage 34 at the lower end of the magnetic spring arrangement 30 in the plane of the drawing, the carriage 34 against a back plate 37 on which the arrangement 30 is mounted.
  • the embodiment of the guide 35 shown has the advantage that the leverage of the stabilization system 10 can be well balanced. Of course, any other form of linear guide is also conceivable without deviating from the idea of the invention.
  • the assembly 30 is made up of two components that can be translated relative to one another by means of the guide 35 and is attached to the body vest 20 by means of the back plate 37 .
  • the first component consists of the carriage 34, the cantilever support 36 with the first coupling element 361 and the runners 312 of the magnetic springs 31, while the other component consists of the housing 33, the back plate 37 and the stators 311.
  • the cantilever mount 36 is loaded, taking into account the dead weight of the carriage 34 and the cantilever mount 36, by a force acting vertically downwards in the plane of the drawing, which corresponds in amount to the force caused by the magnetization of the magnetic springs 31, then the system is in (force) equilibrium .
  • the slide 34 can be moved vertically along the guide 35 in the working area of the magnetic springs 31 up and down by a very small additional force that has to be applied.
  • a magnetic spring grip 38 is provided on the carriage 34 in the embodiment of the invention shown.
  • the two connection arrangements 40 and 50 and thus the gimbal 60 together with the camera 70 are fastened to the cantilever mount 36 .
  • the above-described balance of forces is thus established by the dead weight of the components mentioned on the one hand and the magnetic force of the magnetic springs 31 on the other.
  • the inherent weight of the components is compensated for by the magnetic springs 31, which means that the person operating the camera can change the height of the camera 70 with extremely little effort, without having to bend his knees, for example.
  • FIGS. 3a, 3b and 3c the first connection arrangement 40 of the embodiment according to the invention from FIG. 1 is shown in detail from different views.
  • the arrangement 40 has a jib 41 which, as already described, is connected to the jib receptacle 36 via the first coupling element 361 and the second coupling element 411 so that it can rotate horizontally. Furthermore, it has a foldable section 46, which can be connected via a joint 42 is connected to the boom 41.
  • a third coupling element 45 is used to connect the first connection arrangement 40 to the second connection arrangement 50, as shown in FIG.
  • the foldable section 46 consists of a straight axis 461 which is rotatably arranged in two horizontally arranged ball bearings 462 and 463, the lower ball bearing 462 being connected via the joint 42 to the boom 41 so that it can be tilted vertically.
  • the horizontally arranged ball bearings 462 and 463 With the aid of the horizontally arranged ball bearings 462 and 463, the movement of the horizontal pivoting of the gimbal unit can be realized when the straight axis 461 is in the upright position. They thus serve as a rotary bearing for the straight axis 461.
  • the section 46 that can be folded down can be folded down relative to the boom 41 via the joint 42 .
  • a fully folded-down state of the first connection arrangement 40 is shown in FIG. 3b.
  • the rotatability of the straight axle 461 in the ball bearings 462 and 463 is fully retained in any position when folding down.
  • the resulting direction of movement varies depending on the extent of the collapse.
  • Horizontal pivoting results in the upright (Fig. 3a) and fully folded (Fig. 3b) position.
  • a rolling movement results, with which the visual effect of swaying back and forth can be intentionally evoked, for example, with the camera pointing forward.
  • the tilting mechanism for example due to the state shown in FIG. 3b, makes it possible to take extremely close-to-the-ground recording positions, with the person operating the camera still being able to move upright, which greatly increases the comfort for such recordings.
  • two elastic elements 43 are provided on the first connection arrangement (see FIG. 3c), which are arranged between the cantilever 41 and the horizontal ball bearing 463 and are thus stretched by the folding movement. The stretching creates a force that counteracts the folding movement. The further the foldable section 46 is folded down, the greater the elongation and the compensating force caused by it. This reduces the force required by the person operating the camera to fold it down and open it again.
  • the two elastic elements 43 are provided as rubber bands, which are attached to the boom 41 on one side by means of a fastener 44 and to the upper horizontal ball bearing 463 on the other side via an intermediate element 47 .
  • the fastening means 44 is provided by a metal plate which is screwed to the cantilever 41 via a wing screw and clamps the elastic element 43 between itself and the cantilever 41 .
  • the position of the metal plate can also be used to set the prestressing of the elastic elements 43 and thus the resulting balancing force when folding down.
  • FIGS. 4a and 4b show detailed views of the second connection arrangement 50 of the embodiment according to the invention from FIG. 1, with FIG. 4a showing a front view and FIG. 4b showing a side view.
  • the second connection arrangement 50 has a fourth coupling element 55 with which the second connection arrangement 50 can be connected to the first connection arrangement 40 via the third coupling arrangement 45 .
  • Such a coupling can take place, for example, via a plug-in and quick-release system, as is widespread in such systems.
  • the second connection arrangement 50 has a T-arm 54, at one end of which a guide handle 53 with or without a joystick (for adjusting the gimbal 60) and at the other two ends of which handles 56 are arranged.
  • the T-bar 54 is in the shape of a "T" when viewed from above (view not shown).
  • the camera can thus be pivoted about the straight axis 461, preferably with the guide handle 53, but also with the side handles 56.
  • “sideways" recordings for example of a walker, or, with the extension arm 41 additionally swiveled to the side, also recordings past the person operating the camera backwards, i.e. "backwards" are possible.
  • the person operating the camera can continue to move forward. This significantly increases the comfort when recording from such camera positions.
  • the gimbal 60 is connected to the second connection arrangement 50 using a gimbal mount 52 .
  • the gimbal mount 52 is in turn connected to the handles 56 by a spring system 51, the spring system 51 in the present embodiment being provided by two individual springs arranged in parallel.
  • the springs are mounted at their ends on the handles 56 in linear guides that run horizontally.
  • the purpose of the spring system 51 is to make the up and down movements of the camera 70 that occur when walking softer and to compensate for them as comprehensively as possible.
  • the stabilization system 10 shown in Fig. 1.
  • the person operating the camera is able to assume various camera positions with the least possible effort and, for example, also take pictures close to the ground or laterally and rearwardly directed pictures in an upright posture and while walking forward.
  • a monitor or display such as a smartphone 80 on a holder provided for this purpose on e.g. the guide handle 53 of the second connection arrangement 50, with the live - Camera image can be streamed.
  • the position of the monitor 80 can be adjusted via various setting options so that the person operating the camera has complete image control, regardless of the position of the gimbal 60 and the camera 70, even when taking pictures from camera positions in which they cannot see the camera display.
  • the figs 5a and 5b show a further embodiment of the stabilization system (10) according to the invention. This largely corresponds to the embodiment already described in FIG. 1, which is why only the differences will be discussed at this point.
  • the embodiment shown in Figures 5a and 5b has a first configuration shown in Figure 5a in which the camera 70 is held in an upright position and allows filming from a perspective which is approximately at head level of the filming person.
  • the first coupling element 361 is located at a greater distance from the magnetic spring arrangement 30.
  • a first pivot bearing 414 is arranged on the first coupling element 361, which enables the cantilever 41 to rotate (pivot) about a vertical axis .
  • a swivel handle 413 is provided on the boom 41 . By means of the pivot bearing 414 and the pivot handle 413, the extension arm 41 and thus the camera 70 can be pivoted.
  • the boom 41 is designed as a telescopic boom and has a telescopic fixation 412 .
  • the length of the boom 41 and thus the horizontal distance of the camera 70 from the body of the filming person can be adjusted. In particular, this simplifies recordings that are to be recorded backwards past the body.
  • the boom 41 can be rotated through 90 degrees using the pivot bearing 414 and adjusted to the appropriate length which is required to film past the body.
  • the telescopic fixation 412 is there to fix the length of the telescopic boom and make it adjustable by loosening the telescopic fixation 412 .
  • Conventional telescopic systems can be used here.
  • the second connection arrangement 50 has a joint 42 which enables a tilting movement of at least parts of the second connection arrangement 50 and thus a pitching movement (vertical panning) of the camera 70 .
  • this joint 42 is part of the first connection arrangement 40.
  • this pitching movement is at least partially compensated for by a force which is applied by an elastic element 43 when the pitching movement is carried out.
  • the elastic element 43 is arranged between a restoring section 431 and a second element (here the second pivot bearing 415) arranged below the joint 42 . In this way, the pitching movement of the second connection arrangement 50 can be compensated for by the elastic element 43 independently of the pivoting movement carried out.
  • the guide handle 53 is connected to the second guide arrangement 50 via a handle attachment 540 .
  • the handles 56 of the second connection arrangement 50 can be dispensed with and only brackets 560 are provided instead.
  • the handle attachment 540 is connected to a connecting element which attaches the gimbal 60 to the second connecting arrangement 50, more precisely to the gimbal mount 52 (see FIG. 4a).
  • the second connection arrangement 50 together with the gimbal 60 and camera 70 is attached to the lower third coupling element 452, so that the camera 70 is guided just above the ground and extremely close-to-the-ground recordings are possible.
  • the handle attachment 540 of the guide handle 53 is further connected to the second connection arrangement 50 via a guide rod 541 .
  • a guide aid (not shown) is arranged on the second connection arrangement 50, in particular between the joint 42 and the second pivot bearing 415, which stabilizes the guide rod 541.
  • the prestressing of the spring system 51 is in particular continuously adjustable, as a result of which the spring system 51 can be adjusted to different weights of the camera 70 and the gimbal 60 .
  • the adjustment of the spring system 51 can be ensured, for example, via two spring steel elements fastened to the brackets 560, between which the spring system 51 is arranged.
  • the spring steel elements are each connected by means of a ring to the corresponding bracket 560 on which they are arranged. Depending on the positioning of the rings, the deformation of the spring steel element can be influenced and thus the prestressing of the spring system 51 can be influenced.
  • a telescopic extension rod can also be used in the embodiment according to FIG.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Accessories Of Cameras (AREA)

Abstract

The invention relates to a stabilization system (10) for image stabilization of mobile film and video cameras (70). The stabilization system (10) according to the invention has a gimbal (60) configured to receive a camera (70) and to compensate for unintentional movements of the camera (70), a body vest (20) configured to transfer the weight of the system (10) to the body of a camera operator, a connection arrangement (40, 50) between gimbal (60) and body vest (20), configured to transfer the weight of the stabilization system (10) to the body vest (20), and a magnetic spring arrangement (30) configured to compensate for the weight of the stabilization system (10), wherein the magnetic spring arrangement (30) has at least one magnetic spring (31).

Description

Stabilisierungssystem für die Kameraführung Camera stabilization system
Die Erfindung betrifft ein Stabilisierungssystem für mobile Film- und Videokameras (kurz Kameras), insbesondere für den ambitionierten Amateurfilmemacher, aber auch für bestimmte Drehbedingungen im professionellen Bereich. The invention relates to a stabilization system for mobile film and video cameras (cameras for short), in particular for the ambitious amateur filmmaker, but also for certain shooting conditions in the professional field.
Aus freier Hand zu filmen, ist anspruchsvoll. Neben den erwünschten Bewegungen des horizontalen und vertikalen Schwenkens kommt es weiterhin zu durch die Kameraführung bedingten unerwünschten Bewegungen. Diese sind vor allem das seitliche Hin-und Herschwanken („Rollen“) und die durch das Gehen der kameraführenden Person unvermeidlichen unregelmäßigen Auf- und Abbewegungen. Moderne Kameras haben standardmäßig optische Stabilisatoren in den Objektiven oder elektronische Korrekturalgorithmen, die eine gewisse Bildstabilisierung gewährleisten, qualitativ hochwertigen Ansprüchen genügen diese allerdings nicht. Filming freehand is demanding. In addition to the desired movements of horizontal and vertical panning, there are also undesired movements caused by the camera work. These are primarily the lateral swaying ("rolling") and the irregular up and down movements that are unavoidable when the person operating the camera walks. Modern cameras have optical stabilizers in the lenses or electronic correction algorithms that ensure a certain image stabilization as standard, but these do not meet high quality requirements.
In den 1970er Jahren entwickelte der Kameramann Gerrett Brown die sogenannte Steadycam, auch „Schwebestativ“ genannt. Federkraft und Trägheitsmoment sind die genutzten physikalischen Mittel, welche ungewollte Bewegungen der Kamera beinahe gänzlich auszugleichen vermögen. Ein Federarmsystem überträgt die Gewichtskraft der Kamera und des Systems auf den Körper und kompensiert die beim Gehen entstehenden Auf-und Abbewegungen. Die Kamera selbst ist an einer Stange befestigt, die an einem Kardangelenk mittels auf der gegenüberliegenden Seite des Gelenks befindlichen Gegengewichten ausbalanciert ist und durch die träge Masse vor allem die unerwünschten seitlichen Rollbewegungen eliminiert, ansonsten aber im Kardangelenk frei beweglich ist. In the 1970s, the cameraman Gerrett Brown developed the so-called Steadycam, also known as the "levitation tripod". Spring force and moment of inertia are the physical means used, which are able to almost completely compensate for unwanted movements of the camera. A spring arm system transfers the weight of the camera and the system to the body and compensates for the up and down movements that occur when walking. The camera itself is attached to a rod, which is balanced on a gimbal by means of counterweights on the opposite side of the joint. The inertial mass eliminates unwanted lateral rolling movements, but is otherwise freely movable in the gimbal.
Das Resultat sind ruhige, stabilisierte Aufnahmen auch bei schnellerem Laufen mit dem visuellen Effekt des Gleitens, Schwebens, Fliegens. Dieser visuelle Effekt beruht auf eben den oben genannten physikalischen Prinzipien, wodurch die Kamera an dem Federarmsystem immer sanft den Bewegungen der kameraführenden Person ein wenig nachfolgt. Die Steadycam ist insbesondere bei professionellen Filmemachern unverzichtbar geworden und wird auch seinen Stellenwert behalten.The result is smooth, stabilized recordings, even when running faster, with the visual effect of gliding, hovering, and flying. This visual effect is based on the physical principles mentioned above, which means that the camera on the spring arm system always gently follows the movements of the person operating the camera. The steadycam has become indispensable, especially for professional filmmakers, and will retain its importance.
Völlig unabhängig von dieser Entwicklung kamen in den 2000er Jahren immer mehr ferngesteuerte Drohnen für den Privatgebrauch in Mode, die in der Lage sind, völlig ruhige Luftaufnahmen zu liefern. Ermöglicht wurde dies durch immense Fortschritte in der Miniaturisierung von hochauflösenden Kameras sowie der Entwicklung motorisierter Gimbals („Gimbal“ engl. Für „kardanische Aufhängung“), also aktiver kardanischer Aufhängungen. Completely independent of this development, in the 2000s more and more remote-controlled drones for private use, which are able to deliver completely smooth aerial photographs, became fashionable. This was made possible by immense progress in the miniaturization of high-resolution cameras and development motorized gimbals (“gimbal” for “gimbals”), i.e. active gimbals.
Bei einem Gimbal handelt es sich um eine Lagerung bzw. Aufhängung einer Kamera, wobei die Kamera um die horizontalen Achsen und die vertikale Achse rotationsfähig gelagert ist. Durch eine entsprechende Motorisierung kann eine Rotationsbewegung der Kamera eben um diese Raumachsen auch aktiv ermöglicht werden. Dadurch können ungewollte Bewegungen der Kamera aktiv durch die Motorisierung ausgeglichen und somit die Filmaufnahmen stabilisiert werden. Diese Korrekturen vollzieht das Gimbal autonom. Darüber hinaus ist es aber auch komplett fernsteuerbar, wenn beispielsweise die Blickrichtung der Kamera verändert werden soll. A gimbal is a mounting or suspension of a camera, the camera being mounted such that it can rotate about the horizontal axis and the vertical axis. A corresponding motorization can also actively enable a rotational movement of the camera around these spatial axes. As a result, unwanted movements of the camera can be actively compensated for by the motorization and thus the film recordings can be stabilized. The gimbal makes these corrections autonomously. In addition, it can also be completely remote-controlled, for example if you want to change the viewing direction of the camera.
Gimbals sind mittlerweile im Stand der Technik auch für handgehaltene Kameras weit verbreitet und bekannt. Sie werden dabei sowohl für größere Handkameras wie beispielsweise digitale Spiegelreflexkameras (DSLR) und Camcorder bis zu ca. 3 kg als auch nicht zuletzt für Smartphones angewendet. In the meantime, gimbals are also widely used and known in the prior art for hand-held cameras. They are used for larger handheld cameras such as digital single-lens reflex cameras (DSLR) and camcorders weighing up to approx. 3 kg and, last but not least, for smartphones.
Während die kleinen Smartphone-Gimbals sehr gut handhabbar sind wegen ihres geringen Gewichts, stellt dies aber bis heute bei den größeren und für einen ernsthaften Filmeinsatz vorgesehenen Kameras ein großes Problem dar. So wiegt eine DSLR-Kamera mit entsprechender Optik und Gimbal ohne weiteres bis zu 4-5 kg. Damit sind längere handgehaltene Aufnahmen unrealistisch. Zwar sind einige zusätzliche Steuerungen der Kamera an einem Handgriff (z.B. über einen Joystick) bedienbar, aber es können bei weitem nicht alle Möglichkeiten, die ein Gimbal bietet, genutzt werden. While the small smartphone gimbals are very easy to handle because of their low weight, this still poses a major problem for the larger cameras intended for serious film use. A DSLR camera with the appropriate optics and gimbal easily weighs up to 4-5kg. This makes longer hand-held recordings unrealistic. Although some additional camera controls can be operated with one hand (e.g. via a joystick), not all the possibilities offered by a gimbal can be used by far.
Zusätzlich dazu haben Gimbals den Nachteil, dass sie prinzipiell die unerwünschte Bewegung des unregelmäßigen Auf- und Ab beim Gehen des Kameramanns nicht oder zumindest nur schlecht kompensieren können. Zwar gibt es seit etwa zwei Jahren auch hier eine Lösung mit einer doppelten parallel angeordneten Federanordnung, in das das Gimbal und die Kamera eingespannt werden, der Nachteil ist aber ein noch höheres Gewicht und definitiv der Verlust weiterer Steuerungsmöglichkeiten anhand des Joysticks während der Aufnahme, da die Federarme immer mit beiden Händen gehalten werden müssen. In addition to this, gimbals have the disadvantage that in principle they cannot, or at least only poorly, compensate for the undesirable movement of the irregular up and down when the cameraman walks. Although there has been a solution with a double parallel spring arrangement for about two years, in which the gimbal and the camera are clamped, the disadvantage is an even higher weight and definitely the loss of further control options using the joystick during recording, since the spring arms must always be held with both hands.
Der Gedanke ist naheliegend, für die Gewichtskompensation des motorisierten Gimbals das Federarmprinzip der Steadycam zu nutzen. Es gibt auch entsprechende Systeme mit Körperweste und Federarmen, an denen das Gimbal direkt angebracht wird. Hier verliert man aber wesentliche Bewegungsfreiheiten, da das Gimbal grundsätzlich aufrecht eingespannt ist. Extrem bodennahe Aufnahmen sind dadurch beispielsweise nicht möglich. The obvious idea is to use the spring arm principle of the Steadycam to compensate for the weight of the motorized gimbal. There are also corresponding systems with body vests and spring arms to which the gimbal is attached directly. But here you lose significant freedom of movement, since the gimbal is basically clamped upright. For example, extremely close-up shots are not possible.
Die andere Kombination, also an ein komplettes Steadycam-System mit Federarmen und gelagerter Stange mit Gegengewichten einen Gimbalkopf (ohne Handgriffe) mit der Kamera anzubringen, wird ebenfalls insbesondere im professionellen Rahmen umgesetzt. Damit gewinnt man eine Kameraposition, die hängende, extrem bodennahe Aufnahmen ermöglicht, wenn das Gimbal samt Kamera an der Lagerung der Stange komplett umgedreht wird und die Kamera kopfüber am Gimbal hängt. Für eine größere Verbreitung im Amateurbereich und wenn die Drehbedingungen eine kompakte Ausrüstung erfordern, ist die sehr teure und platzeinnehmende Kombination aus Steadycam und Gimbal aber trotzdem nicht geeignet. Die perfekte Handhabung einer Steadycam erfordert monatelanges Training und stellt höchste Ansprüche an die körperliche Konstitution des Kameramanns, da professionelle Systeme bis zu 30 kg wiegen. Andererseits ist das Gewicht eines kompakten Systems von ca. 5kg, welche eher günstige Systeme für den ambitionierten Amateurbereich aufweisen, schlicht zu gering, um die auf Trägheit beruhende bildstabilisierende Wirkung einer Steadycam mit dem bekannten Federarmsystem und der gewichtsausgeglichenen Stange zuverlässig nutzen zu können. In Fachkreisen wird auf diesen Umstand auch kritisch hingewiesen, weshalb eine Kombination aus Gimbal und Steadycam insbesondere bei leichten und kompakten Systemen nicht zum gewünschten Erfolg führt. The other combination, i.e. attaching a gimbal head (without handles) with the camera to a complete Steadycam system with spring arms and mounted rod with counterweights, is also implemented in the professional context in particular. This gives you a camera position that enables hanging, extremely close-to-the-ground shots when the gimbal and camera are completely turned over on the rod bearing and the camera is hanging upside down on the gimbal. However, the very expensive and space-consuming combination of steadycam and gimbal is still not suitable for wider use in the amateur sector and when the shooting conditions require compact equipment. The perfect handling of a Steadycam requires months of training and places the highest demands on the physical constitution of the cameraman, since professional systems weigh up to 30 kg. On the other hand, the weight of a compact system of approx. 5kg, which is rather cheap for the ambitious amateur sector, is simply too low to be able to reliably use the inertia-based image-stabilizing effect of a Steadycam with the well-known spring arm system and the weight-balanced rod. This circumstance is also critically pointed out in professional circles, which is why a combination of gimbal and steadycam does not lead to the desired success, especially with light and compact systems.
Alle mobilen Stabilisierungssysteme haben ein weiteres kritisches Merkmal: Für die Bildkontrolle muss die filmende Person immer mehr oder weniger hinter der Kamera sein, so dass viele Einstellungen im Seitwärts- oder Rückwärtsgehen durchgeführt werden müssen. Bei sehr bodennahen Aufnahmen mit dem Gimbal besteht keine direkte Bildkontrolle mehr, so dass nur mit einem vorübergehend bspw. an den beweglichen Federarmen angebrachten Monitor der zu filmende Ausschnitt der kameraführenden Person gezeigt werden kann. All mobile stabilization systems have another critical feature: for image control, the person filming must always be more or less behind the camera, so many adjustments have to be made while walking sideways or backwards. When shooting very close to the ground with the gimbal, there is no longer any direct image control, so that the section to be filmed can only be shown to the person operating the camera with a monitor that is temporarily attached, for example, to the movable spring arms.
Vor dem geschilderten Hintergrund des Stands der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung, zum Einen ein Stabilisierungssystem für die Kameraführung bereitzustellen, welches unerwünschte Störbewegungen autonom korrigiert, die Gewichtskraft des Kamerasystems kompensiert, sodass lediglich die dynamischen Kräfte der Kamerabewegung durch die Arme der kameraführenden Person aufzubringen sind und zum Anderen eine möglichst natürliche Kamerabewegung in die gewünschten Bewegungsrichtungen zu ermöglichen. Against the described background of the prior art, it is therefore the object of the invention to provide a stabilization system for the camera work, which autonomously corrects undesired disturbing movements and compensates for the weight of the camera system, so that only the dynamic forces of the camera movement are applied by the arms of the person operating the camera and on the other hand to enable the camera to move as naturally as possible in the desired direction of movement.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. This object is solved by the subject matter of the main claim. Advantageous developments of the invention are contained in the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Stabilisierungssystem für die Kameraführung weist ein Gimbal auf, welches dazu konfiguriert ist, eine Kamera aufzunehmen und ungewollte bzw. unbeabsichtigte Bewegungen der Kamera während der Kameraführung zu kompensieren. Zudem weist das erfindungsgemäße Stabilisierungssystem eine Körperweste auf, welche von einer kameraführenden Person getragen wird und dazu konfiguriert ist, das Gewicht des gesamten Systems auf den Körper dieser Person zu übertragen. Darüber hinaus ist eine Verbindungsanordnung zwischen Gimbal und Körperweste angeordnet, welche dazu vorgesehen ist, das Gewicht des Systems auf die Körperweste zu übertragen. Vorteilhafterweise ist die Verbindungsanordnung ebenfalls dazu konfiguriert, ein vertikales und horizontales Schwenken der Kamera zu ermöglichen. Ferner weist das erfindungsgemäße Stabilisierungssystem eine Magnetfederanordnung, umfassend wenigstens eine Magnetfeder, auf, welche dazu konfiguriert ist, das Gewicht des gesamten Stabilisierungssystem zu kompensieren und eine Höhenverstellbarkeit des Systems zu gewährleisten. The stabilization system for camera work according to the invention has a gimbal which is configured to hold a camera and to compensate for unwanted or unintentional movements of the camera during camera work. In addition, the stabilization system according to the invention has a body vest, which is worn by a person operating the camera and is configured to transfer the weight of the entire system to the body of this person. In addition, a connection arrangement is arranged between the gimbal and the body vest, which is intended to transfer the weight of the system to the body vest. Advantageously, the linkage assembly is also configured to allow vertical and horizontal panning of the camera. Furthermore, the stabilization system according to the invention has a magnetic spring arrangement, comprising at least one magnetic spring, which is configured to compensate for the weight of the entire stabilization system and to ensure that the system can be adjusted in height.
Eine Magnetfeder wird insbesondere in der Linearaktuatorik eingesetzt, um bei vertikaler Anordnung die Gewichtskraft von Gegenständen bei der Bewegung gegen die oder mit der Schwerkraft zu kompensieren. Durch den Ausgleich der Gewichtskraft müssen entsprechenden Aktuatoren lediglich die dynamischen Kräfte aufbringen, welche nötig sind, um die entsprechenden Gegenstände gegen oder mit der Schwerkraft zu bewegen. Eine Magnetfeder weist einen stabförmigen Läufer auf, welcher sich in einem Stator bewegt. Auf das Funktionsprinzip der Magnetfeder wird im Rahmen der Figurenbeschreibung näher eingegangen (Figs. 2a, 2b). A magnetic spring is used in particular in linear actuators in order to counteract the weight of objects during movement when arranged vertically to compensate for or with gravity. By compensating for the force of weight, the corresponding actuators only have to apply the dynamic forces that are necessary to move the corresponding objects against or with the force of gravity. A magnetic spring has a rod-shaped rotor which moves in a stator. The functional principle of the magnetic spring is discussed in more detail in the description of the figures (FIGS. 2a, 2b).
Durch die Gewichtskompensierung der Magnetfeder ist es für die kameraführende Person möglich, eine Höhenverstellung des Stabilisierungssystems vorzunehmen, ohne die Gewichtskraft des gesamten Systems mit den Armen aufbringen oder in die Knie gehen zu müssen. Auch für sonstige Kamerabewegung wie das horizontale Schwenken müssen lediglich die dynamischen Kräfte durch die Arme aufgewendet werden. Die Gewichtskompensation wird dabei über ein Kräftegleichgewicht zwischen der Kraft der Magnetfeder und der Gewichtskraft des zu kompensierenden Gewichts erreicht (siehe Ausführungen zu Figs. 2a, 2b). Due to the weight compensation of the magnetic spring, it is possible for the person operating the camera to adjust the height of the stabilization system without having to apply the weight of the entire system with their arms or having to bend their knees. For other camera movements such as horizontal panning, only the dynamic forces have to be applied by the arms. The weight compensation is achieved via a force balance between the force of the magnetic spring and the weight of the weight to be compensated (see explanations for Figs. 2a, 2b).
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stabilisierungssystems ist die Magnetfeder unmittelbar an der Körperweste befestigt und in dieser Position über die Verbindungsanordnung mit Gimbal und Kamera (kurz Gimbaleinheit) verbunden. Die Gewichtskraft der Gimbaleinheit wird somit über die Verbindungsanordnung und die Magnetfeder in die Körperweste eingeleitet. Vorteilhafterweise ist die wenigstens eine Magnetfeder derart angeordnet, dass ihr Stator sich im Wesentlichen vertikal erstreckt und die Verbindungsanordnung mit dem Läufer verbunden ist. Durch die Anbringung der Magnetfeder an der Körperweste kann eine Einleitung des Gesamtgewichts auf die Körperweste möglichst nah am Körper der kameraführenden Person sichergestellt werden, wodurch die Anatomie der Wirbelsäule und des Körpers im Allgemeinen so wenig wie möglich belastet wird. Zudem kann auf diese Weise eine technisch unkompliziert umzusetzende Anordnung der Magnetfeder im Gesamtsystem sichergestellt werden.In an advantageous embodiment of the stabilization system according to the invention, the magnetic spring is attached directly to the body vest and in this position is connected to the gimbal and camera (gimbal unit for short) via the connection arrangement. The weight of the gimbal unit is thus introduced into the body vest via the connection arrangement and the magnetic spring. The at least one magnetic spring is advantageously arranged in such a way that its stator extends essentially vertically and the connection arrangement is connected to the rotor. By attaching the magnetic spring to the body vest, the total weight can be introduced onto the body vest as close as possible to the body of the person operating the camera, whereby the anatomy of the spine and the body in general is stressed as little as possible. In addition, an arrangement of the magnetic spring in the overall system that can be implemented in a technically uncomplicated manner can be ensured in this way.
In einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Magnetfeder in einer Vertikalführung, insbesondere direkt an der Körperweste angeordnet. Die Führung ist dazu konfiguriert, eine reine Vertikalbewegung der mit der Magnetfeder verbundenen Verbindungsanordnung sicherzustellen, wobei die Magnetfeder derart in der Führung angeordnet ist, dass bei einer vertikalen Bewegung der Verbindungsanordnung der Läufer der Magnetfeder aus dem Stator gezogen wird. Auf diese Weise kann eine Vertikalbewegung der Gimbaleinheit umgesetzt werden, wozu aufgrund der gewichtskraftkompensierenden Wirkung der Magnetfeder lediglich die dynamischen Kräfte aufgewendet werden müssen. In a further advantageous embodiment of the invention, the magnetic spring is arranged in a vertical guide, in particular directly on the body vest. The guide is configured to ensure pure vertical movement of the connection assembly connected to the magnetic spring, the magnetic spring being arranged in the guide such that vertical movement of the connection assembly pulls the slider of the magnetic spring out of the stator. In this way, a vertical movement of the gimbal unit can be implemented, for which purpose only the dynamic forces have to be applied due to the weight-force-compensating effect of the magnetic spring.
In einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Verbindungsanordnung wenigstens ein Gelenk auf, welches eine Neigebewegung (vertikale Schwenkbewegung) der Gimbaleinheit ermöglicht. Insbesondere vorteilhaft ist eine Ausführungsform, in der neben der vertikalen Schwenkbewegung auch eine horizontale Schwenkbewegung ermöglicht wird. Diese kann vorteilhafterweise über ein weiteres Gelenk bzw. einer weiteren Lagerung sichergestellt werden oder aber in dem bereits vorhandenen Gelenk realisiert sein. Ein derartiges Gelenk mit dem sowohl die horizontale als auch die vertikale Schwenkbewegung realisiert werden kann, ist beispielsweise durch ein kardanisches Gelenk gegeben. Vorzugsweise ist die Lagerung zur Realisierung der horizontalen Schwenkbewegung zwischen der Verbindungsanordnung und der Magnetfederanordnung vorgesehen. In a further advantageous embodiment of the invention, the connection arrangement has at least one joint, which enables a tilting movement (vertical pivoting movement) of the gimbal unit. An embodiment in which a horizontal pivoting movement is also made possible in addition to the vertical pivoting movement is particularly advantageous. This can advantageously be ensured by means of a further joint or a further bearing, or it can be implemented in the joint that is already present. A joint of this type, with which both the horizontal and the vertical pivoting movement can be implemented, is provided, for example, by a cardanic joint. Preferably is the storage for realizing the horizontal pivoting movement between the connection arrangement and the magnetic spring arrangement is provided.
Bei der Kameraführung wird zwischen drei verschiedenen Kamerabewegungen um drei verschiedene Achsen unterschieden. Die erste Bewegung ist dabei die Rotation um die optische Achse, also diejenige Achse, die in Blickrichtung der Kamera zeigt. Diese Bewegung wird auch als Rollen bezeichnet. Die Rotation um die vertikale Achse wird als (horizontales) Schwenken bezeichnet, während die Rotation um die horizontale Achse senkrecht zur Blickrichtung als Neigen oder vertikales Schwenken bezeichnet wird. Die Rollbewegung wird wie bereits geschildert durch das Gimbal ausgeglichen. Die Schwenkbewegungen werden zum einen durch entsprechende Gelenke bzw. entsprechende Lagerungen in der Verbindungsanordnung sichergestellt, können aber auch durch entsprechende Einstellung der Blickrichtung am Gimbal selbst erreicht werden. In the camera work, a distinction is made between three different camera movements around three different axes. The first movement is the rotation around the optical axis, i.e. the axis that points in the direction of the camera. This movement is also known as rolling. Rotation about the vertical axis is called (horizontal) pan, while rotation about the horizontal axis perpendicular to the line of sight is called tilt or vertical pan. As already described, the rolling movement is compensated by the gimbal. The pivoting movements are ensured on the one hand by appropriate joints or appropriate bearings in the connection arrangement, but can also be achieved by appropriate adjustment of the viewing direction on the gimbal itself.
Durch das Vorsehen eines Gelenks für die Neigebewegung in der Verbindungsanordnung wird diese unterteilt, wobei der eine Teil mit der Magnetfeder bzw. der Körperweste verbunden ist und der andere Teil mit der Gimbaleinheit. By providing a joint for the tilting movement in the connection arrangement, it is divided, with one part being connected to the magnetic spring or the body vest and the other part being connected to the gimbal unit.
Durch das Gelenk kann nun der mit der Gimbaleinheit verbundene Teil gegen den mit der Körperweste verbundenen Teil abgeklappt werden, wodurch eine Neigebewegung der Gimbaleinheit erfolgt. Die Gimbaleinheit kann dabei soweit abgeklappt werden, dass die Kamera im Gimbal hängt, wobei sich das Gimbal anders als im nicht abgeklappten Zustand über der Kamera befindet, und ganz knapp über dem Boden geführt wird und somit extrem bodennahe Aufnahmen möglich sind, wobei die kameraführende Person trotzdem weiterhin aufrecht gehen kann. Bei den Schwenkbewegungen anhand der Gelenke kann das Gimbal zum Einen so eingestellt werden, dass die Blickrichtung der Kamera und somit der Filmausschnitt die Schwenkbewegung des Gimbals mitmacht, oder zum Anderen so, dass die Blickrichtung der Kamera weiterhin stets nach vorne gerichtet ist und die Schwenkbewegung nicht mitmacht. Anhand der letztgenannten Einstellung sind somit Bewegungen der Kamera auf extreme Bodennähe und zurück möglich, wobei sich lediglich der Abstand der Kamera zum Boden ändert. Through the joint, the part connected to the gimbal unit can now be folded down against the part connected to the body vest, as a result of which the gimbal unit is tilted. The gimbal unit can be folded down so far that the camera hangs in the gimbal, whereby the gimbal is located above the camera, unlike when it is not folded down, and is guided just above the ground, making extremely close-to-the-ground recordings possible, with the person operating the camera still be able to walk upright. When panning using the joints, the gimbal can be adjusted so that the viewing direction of the camera and thus the film clip follows the panning movement of the gimbal, or on the other hand so that the viewing direction of the camera is always forward and the panning movement is not participates. With the latter setting, movements of the camera to extremely close to the ground and back are possible, with only the distance between the camera and the ground changing.
Weiterhin ist eine derartige Ausführungsform vorteilhaft, wenn zwischen den beiden Teilen der Verbindungsanordnung ein elastisches Element vorgesehen ist, welches dazu konfiguriert ist, bei der Neigebewegung der Gimbaleinheit anhand eines Gelenks eine Kraft aufzubringen, welche dem bei dieser Neigebewegung entstehenden Drehmoment entgegenwirkt. Durch ein derartiges elastisches Element kann sichergestellt werden, dass die Hebelkraft der Gimbaleinheit bei der Neigebewegung zumindest zum Teil durch die von dem elastischen Element aufgebrachte Kraft kompensiert wird und somit die kameraführende Person weniger Haltekraft bei der Neigebewegung aufwenden muss. Idealerweise ist die Elastizität des elastischen Elements und damit die durch das Element hervorgerufene Kraft in Abhängigkeit von der Gewichtskraft des Gimbals mit der Kamera ausgewählt oder anhand unterschiedlicher Vorspannungen einstellbar. Furthermore, such an embodiment is advantageous if an elastic element is provided between the two parts of the connection arrangement, which is configured to apply a force during the tilting movement of the gimbal unit using a joint, which counteracts the torque generated during this tilting movement. Such an elastic element can ensure that the leverage of the gimbal unit during the tilting movement is at least partially compensated by the force applied by the elastic element and the person operating the camera therefore has to exert less holding force during the tilting movement. Ideally, the elasticity of the elastic element and thus the force caused by the element is selected with the camera as a function of the weight of the gimbal or can be adjusted using different pretensions.
In einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Stabilisierungssystem ein Federsystem auf, welches dazu vorgesehen ist, vertikale Bewegungen des Gimbals und damit der Kamera zu vermeiden. Ein derartiges Federsystem kann beispielsweise durch zwei parallelangeordnete Federn in der Verbindungsanordnung sichergestellt werden, wobei die Endpunkte der Federn horizontal linear gelagert sind. Durch ein derartiges Federsystem können die unerwünschten Auf-und Abbewegungen der Kamera, welche beim Gehen der kameraführenden Person entstehen, ausgeglichen werden. In a further advantageous embodiment of the invention, the stabilization system has a spring system which is intended to prevent vertical movements of the gimbal and thus of the camera. Such a Spring system can be ensured, for example, by two springs arranged in parallel in the connection arrangement, the end points of the springs being supported horizontally linearly. Such a spring system can compensate for the undesired up and down movements of the camera, which occur when the person operating the camera walks.
Weiterhin weist die Verbindungsanordnung in einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform einen Griff zur Führung der Kamera und/oder einen Steuerungsjoystick zur Ausrichtung der Gimbaleinheit auf. Vorteilhafterweise kann der Joystick auf einem Griff angeordnet sein. Durch einen Griff kann die manuelle Steuerung der Kamera präzise durchgeführt werden. Der Griff ist vorteilhafterweise beweglich und so angeordnet, dass er möglichst in jeder Position der Gimbaleinheit, also auch bei bodennahen Aufnahmen oder bei seitlich oder rückwärts geschwenkter Kamera gut zu erreichen und zu bedienen ist. Beweglich meint in diesem Kontext, dass der Griff je nach Position der Gimbaleinheit beispielsweise anhand von Gelenken oder einer Teleskopstange, auf der der Griff montiert ist, so eingestellt werden kann, dass er in jeder Position der Gimbaleinheit bequem bedienbar ist. Wie eingangs bereits dargelegt, kann die Blickrichtung der Kamera zusätzlich im Gimbal durch die im Gimbal vorgesehenen Motoren eingestellt werden. Wenn der Griff entsprechende Steuerungsmöglichkeiten bietet (beispielsweise durch einen Joystick), dann kann die kameraführende Person die manuelle Kameraführung und die aktiven Kamerabewegungen im Gimbal während der Aufnahme beliebig kombinieren. Furthermore, in a further advantageous embodiment, the connection arrangement has a handle for guiding the camera and/or a control joystick for aligning the gimbal unit. Advantageously, the joystick can be arranged on a handle. Manual control of the camera can be carried out precisely with one grip. The handle is advantageously movable and arranged in such a way that it can be easily reached and operated in any position of the gimbal unit, ie even when taking pictures close to the ground or when the camera is panned sideways or backwards. Movable in this context means that the handle can be adjusted depending on the position of the gimbal unit, for example using joints or a telescopic rod on which the handle is mounted, so that it can be conveniently operated in any position of the gimbal unit. As already explained at the beginning, the direction of view of the camera can also be adjusted in the gimbal using the motors provided in the gimbal. If the grip offers appropriate control options (e.g. with a joystick), then the person operating the camera can combine the manual camera control and the active camera movements in the gimbal during the recording as desired.
In einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Stabilisierungssystem eine Halterung für einen Videomonitor oder ein Smartphone auf, welche insbesondere an der Körperweste, der Magnetfederanordnung oder der Verbindungsanordnung, vorzugsweise aber am Griff (Führungsgriff) angeordnet ist.In a further advantageous embodiment of the invention, the stabilization system has a holder for a video monitor or a smartphone, which is arranged in particular on the body vest, the magnetic spring arrangement or the connection arrangement, but preferably on the handle (guide handle).
In der Halterung kann ein Monitor oder Smartphone mit einer Steuerungs-App für das Gimbal vorgesehen werden, wobei dort die Liveaufnahme der Kamera gestreamt werden kann. Somit hat die kameraführende Person auch in extremen Positionen der Kamera, beispielsweise knapp über dem Boden, stets die volle Kamerakontrolle und kann eine dementsprechend präzise Einstellung der Kamerasicht vornehmen. A monitor or smartphone with a control app for the gimbal can be provided in the mount, where the live recording of the camera can be streamed. This means that the person operating the camera always has full camera control, even in extreme positions of the camera, for example just above the ground, and can adjust the camera view with corresponding precision.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. The present invention is explained in more detail below with reference to the attached figures.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stabilisierungssystems 1 shows a schematic view of an embodiment of the stabilization system according to the invention
Fig. 2a zeigt eine Detailansicht einer Magnetfederanordnung der erfindungsgemäßen Ausführungsform aus Fig. 1 in der FrontalansichtFIG. 2a shows a detailed view of a magnetic spring arrangement of the embodiment according to the invention from FIG. 1 in the front view
Fig. 2b zeigt eine Detailansicht der Magnetfederanordnung aus Fig. 2a in der Seitenansicht FIG. 2b shows a detailed view of the magnetic spring arrangement from FIG. 2a in a side view
Fig. 3a zeigt eine Detailansicht der ersten Verbindungsanordnung der erfindungsgemäßen Ausführungsform aus Fig. 1 in einem ersten Zustand FIG. 3a shows a detailed view of the first connection arrangement of the embodiment according to the invention from FIG. 1 in a first state
Fig. 3b zeigt die Detailansicht aus Fig. 3a in einem zweiten Zustand Fig. 3c zeigt die Detailansicht aus Fig. 3a im ersten Zustand in einer Frontalansicht FIG. 3b shows the detailed view from FIG. 3a in a second state FIG. 3c shows the detailed view from FIG. 3a in the first state in a frontal view
Fig. 4a zeigt eine Detailansicht der zweiten Verbindungsanordnung der erfindungsgemäßen Ausführungsform aus Fig. 1 in einer FrontalansichtFIG. 4a shows a detailed view of the second connection arrangement of the embodiment according to the invention from FIG. 1 in a front view
Fig. 4b zeigt die zweite Verbindungsanordnung aus Fig. 4a in einer Seitenansicht FIG. 4b shows the second connection arrangement from FIG. 4a in a side view
Fig. 5a zeigt eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stabilisierungssystems in einer ersten Konfiguration 5a shows a schematic view of a second embodiment of the stabilization system according to the invention in a first configuration
Fig. 5b zeigt eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stabilisierungssystems in einer ersten Konfiguration 5b shows a schematic view of a second embodiment of the stabilization system according to the invention in a first configuration
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stabilisierungssystems 10. Zu sehen ist eine kameraführende Person mit einer Körperweste 20. Diese weist an ihrer Vorderseite eine Versteifung 21 auf, welche bspw. durch Hartplastik oder eine Metallplatte gegeben sein kann. Körperwesten dieser Art werden auch bei bereits bekannten Stabilisierungssystemen aus dem Stand der Technik wie beispielsweise bei herkömmlichen Steadycamlösungen eingesetzt. Über einen Hüftgurt, einen Bauchgurt und zwei jeweils über die Schultern reichende Träger wird die Gewichtskraft des Stabilisierungssystems 10 im Wesentlichen auf die Hüfte und den unteren Rumpf der kameraführenden Person geleitet, wodurch eine erhebliche Entlastung der Wirbelsäule resultiert. An der Versteifung 21 ist eine Magnetfederanordnung 30 angeordnet, welche in den Figuren 2a und 2b näher beschrieben wird. 1 shows a schematic view of an embodiment of the stabilization system 10 according to the invention. A person operating the camera can be seen with a body vest 20. This has a reinforcement 21 on its front, which can be provided, for example, by hard plastic or a metal plate. Body vests of this type are also used in already known stabilization systems from the prior art, such as in conventional steadycam solutions. The weight of the stabilization system 10 is essentially directed to the hips and the lower torso of the person using the camera via a hip belt, a waist belt and two straps that each reach over the shoulders, resulting in considerable relief for the spine. A magnetic spring arrangement 30 is arranged on the reinforcement 21, which is described in more detail in FIGS. 2a and 2b.
Am unteren Ende der Magnetfederanordnung 30 befindet sich eine Auslegeraufnahme 36 mit einem horizontal drehbaren ersten Kopplungselement 361 Dieses ist über ein zweites Kopplungselement 411 mit einem Ausleger 41 einer ersten Verbindungsanordnung 40 fest verbindbar. Die erste Verbindungsanordnung 40 besteht aus zwei Teilen, welche in der in Fig. 1 abgebildeten Position in einem 90- Grad Winkel zueinander angeordnet sind, wobei der Ausleger 41 einen der beiden Teile darstellt. Der andere, auf den Ausleger 41 senkrecht stehende und abklappbare Teil (abklappbarer Abschnitt 46) ist über ein Gelenk 42 mit dem Ausleger 41 verbunden. Die erste Verbindungsanordnung 40 wird in den Figuren 3a, 3b und 3c näher erläutert. At the lower end of the magnetic spring arrangement 30 there is a cantilever receptacle 36 with a horizontally rotatable first coupling element 361. This can be firmly connected via a second coupling element 411 to a cantilever 41 of a first connection arrangement 40. The first connection arrangement 40 consists of two parts which, in the position shown in FIG. 1, are arranged at a 90 degree angle to one another, the cantilever 41 being one of the two parts. The other part (foldable section 46 ), which is perpendicular to the boom 41 and can be folded down, is connected to the boom 41 via a joint 42 . The first connection arrangement 40 is explained in more detail in FIGS. 3a, 3b and 3c.
Am oberen Ende des abklappbaren Teils 46 befindet sich ein drittes Kopplungselement 45, welches mit einer zweiten Verbindungsanordnung 50 über ein viertes Kopplungselement 55 fest verbindbar ist. Die zweite Verbindungsanordnung 50 wird in den Figuren 4a und 4b im Detail dargestellt. Ebenfalls mit der zweiten Verbindungsanordnung 50 verbunden ist ein Gimbal 60, auf dem eine Kamera 70 montiert ist. Sowohl die Kamera 70 als auch das Gimbal 60 sind handelsübliche Gegenstände, welche dem Fachmann bekannt sind. Daher wird an dieser Stelle auf eine nähere Beschreibung dieser Komponenten verzichtet. Die zweite Verbindungsanordnung 50 weist einen T-Ausleger 54 auf, auf dem ein Führungsgriff 53 beweglich (also einstellbar wie oben definiert) montiert ist. Enthält dieser Führungsgriff Steuerungselemente wie z.B. einen Joystick (nicht abgebildet), kann anhand dessen die Blickrichtung der Kamera 70 über das Gimbal 60 zusätzlich gesteuert und ausgerichtet werden. Zudem verfügt die zweite Verbindungsanordnung 50 über zwei Griffe 56, wobei in der dargestellten Ansicht lediglich einer dieser beiden Griffe 56 sichtbar ist, da der eine Griff 56 den Blick auf den anderen versperrt. At the upper end of the foldable part 46 there is a third coupling element 45 which can be firmly connected to a second connection arrangement 50 via a fourth coupling element 55 . The second connection arrangement 50 is shown in Figures 4a and 4b in detail. Also connected to the second connection arrangement 50 is a gimbal 60 on which a camera 70 is mounted. Both the camera 70 and the gimbal 60 are commercially available items known to those skilled in the art. Therefore, a more detailed description of these components will not be given at this point. The second link assembly 50 includes a T-bar 54 on which a guide handle 53 is movably (i.e., adjustable as defined above) mounted. If this guide handle contains control elements such as a joystick (not shown), the viewing direction of the camera 70 can also be controlled and aligned via the gimbal 60 using this joystick. In addition, the second connection arrangement 50 has two handles 56, only one of these two handles 56 being visible in the view shown, since one handle 56 blocks the view of the other.
In den Figuren 2a und 2b wird die Magnetfederanordnung 30 in einer frontalen Ansicht (Fig. 2a) und in einer Seitenansicht (Fig. 2b) detailliert dargestellt. Die Magnetfederanordnung 30 weist in dieser Ausführungsform der Erfindung zwei Magnetfedern 31 auf, welche jeweils über einen hohlzylinderförmigen Stator 311 und einen darin translatorisch bewegbaren stabförmigen Läufer 312 verfügen, wobei die Läufer 312 länger sind als die Statoren 311. Selbstverständlich sind auch andere Ausführungsformen mit mehr oder weniger Magnetfedern 30 denkbar. In FIGS. 2a and 2b, the magnetic spring arrangement 30 is shown in detail in a front view (FIG. 2a) and in a side view (FIG. 2b). In this embodiment of the invention, the magnetic spring arrangement 30 has two magnetic springs 31, each of which has a hollow-cylindrical stator 311 and a rod-shaped runner 312 that can be moved in translation therein, with the runners 312 being longer than the stators 311. Of course, other embodiments with more or less magnetic springs 30 conceivable.
Die Magnetfeder 31 nutzt das Funktionsprinzip der magnetischen Abstoßung bzw. Anziehung. Dazu ist typischerweise der Läufer 312 über einen Teil seiner Länge magnetisiert und der Stator 311 aus einem magnetischen Material. Wird der Läufer 312 in den Stator 311 gesteckt, wirkt die magnetische Kraft derart, dass der Läufer 312 in den Stator 311 hineingezogen wird, bis sich der magnetisierte Teil des Läufers 312 vollständig im Stator 311 befindet. Aus dieser Position heraus, kann der Läufer 312 mit einem Kraftaufwand, welcher die von der Magnetisierung hervorgerufenen Kraft übersteigt, translatorisch im Stator 311 bewegt werden. The magnetic spring 31 uses the functional principle of magnetic repulsion or attraction. For this purpose, the rotor 312 is typically magnetized over part of its length and the stator 311 is made of a magnetic material. When the rotor 312 is inserted into the stator 311, the magnetic force acts in such a way that the rotor 312 is drawn into the stator 311 until the magnetized part of the rotor 312 is completely inside the stator 311. From this position, the rotor 312 can be moved translationally in the stator 311 with an expenditure of force which exceeds the force caused by the magnetization.
Der Arbeitsbereich der Magnetfeder wird durch die Länge der Magnetisierung des Läufers 312 und die Länge des Stators 311 definiert. Er endet, wenn sich der magnetisierte Teil des Läufers 312 komplett außerhalb des Stators 311 befindet. Die Besonderheit der Magnetfeder 30 ist, dass durch die Magnetisierung über den gesamten Arbeitsbereich eine konstante Kraft auf den Läufer 312 ausgeübt wird.The working range of the magnetic spring is defined by the length of the magnetization of the rotor 312 and the length of the stator 311. It ends when the magnetized part of the rotor 312 is completely outside the stator 311. The special feature of the magnetic spring 30 is that the magnetization exerts a constant force on the rotor 312 over the entire working range.
Wird also an einem senkrecht angeordneten Läufer 312 einer Magnetfeder 31 ein Gewicht vorgesehen, dessen Gewichtskraft der durch die Magnetisierung hervorgerufenen Kraft entspricht, befinden sich diese beiden Kräfte im Gleichgewicht, wodurch die Gewichtskraft des Gewichts durch die Magnetfeder kompensiert wird. Der Läufer kann dann durch eine zusätzlich aufzubringende kleine Kraft innerhalb des Arbeitsbereichs der Magnetfeder mühelos verschoben werden. Das Gewicht wird somit „zum Schweben“ gebracht. Dieses Funktionsprinzip macht sich das erfindungsgemäße Stabilisierungssystem 10 zu nutze. If a weight is provided on a vertically arranged rotor 312 of a magnet spring 31, the weight of which corresponds to the force caused by the magnetization, these two forces are in equilibrium, as a result of which the weight of the weight is compensated by the magnet spring. The slider can then be easily moved within the working range of the magnetic spring by applying a small additional force. The weight is thus made to "float". The stabilization system 10 according to the invention makes use of this functional principle.
Da unterschiedlich stark magnetisierte Statoren 311 und Läufer 312 zur Verfügung stehen und diese beliebig miteinander kombinierbar sind, kann eine stufenweise einstellbare Gesamt-Magnetkraft erzielt werden, die auf die Gesamt-Gewichtskraft des Stabilisierungssystems 10, typischerweise zwischen 60 und 120N abgestimmt ist. Damit ist die Verwendung einer Vielzahl von Gimbals 60 und Kameras 70 mit unterschiedlichen Gesamtgewichten möglich. Eine aufwändige Ausbalancierung vor jeder Aufnahme wie bei Federarmsystemen entfällt. Eine Magnetfeder arbeitet passiv, d.h. es wird keine externe Energiezufuhr benötigt, und, abgesehen von gelegentlicher Schmierung des Läufers ist sie wartungsfrei. Bei der vorliegenden Magnetfederanordnung 30 aus den Figs. 2a und 2b sind die Statoren 311 fest in einem Gehäuse 33 der Magnetfederanordnung 30 angeordnet. Die Läufer 312 hingegen sind fest mit einer Auslegeraufnahme 36 verbunden. Diese wiederum ist unbeweglich integriert in einen Schlitten 34, welcher in einer Führung 35 (siehe Fig. 2b) in vertikaler Richtung entlang des Gehäuses bewegt werden kann. Die Führung 35 ist in dieser Ausführungsform anhand von mehreren Rollen 351, 352 gegeben, welche in Führungsrollen 351 und Abstützrollen 352 unterteilt werden können. Die Führungsrollen 351 sind in der Zeichnungsebene oben am Schlitten 34 angeordnet und laufen in im Gehäuse 33 integrierten Schienen. Die Abstützrollen 352 hingegen stützen den Schlitten 34 am in Zeichnungsebene unteren Ende der Magnetfederanordnung 30 den Schlitten 34 gegen eine Rückplatte 37, auf der die Anordnung 30 montiert ist, ab. Die gezeigte Ausführungsform der Führung 35 hat den Vorteil, dass die Hebelwirkung des Stabilisierungssystems 10 gut ausgeglichen werden kann. Selbstverständlich ist trotzdem jede andere Form der Linearführung ebenfalls denkbar, ohne vom Erfindungsgedanken abzurücken. Since stators 311 and runners 312 are magnetized to different degrees and can be combined with one another as desired, a gradually adjustable total magnetic force can be achieved which is matched to the total weight of the stabilization system 10, typically between 60 and 120N. This makes it possible to use a large number of gimbals 60 and cameras 70 with different total weights. There is no need for time-consuming balancing before each shot, as is the case with spring arm systems. A magnetic spring works passively, ie no external power supply is required and, apart from occasional lubrication of the rotor, it is maintenance-free. In the present magnetic spring arrangement 30 from FIGS. 2a and 2b, the stators 311 are arranged in a fixed manner in a housing 33 of the magnetic spring arrangement 30. The runners 312, on the other hand, are firmly connected to a cantilever mount 36. This in turn is immovably integrated into a carriage 34, which can be moved in a guide 35 (see FIG. 2b) in the vertical direction along the housing. In this embodiment, the guide 35 is provided by means of a plurality of rollers 351, 352, which can be subdivided into guide rollers 351 and support rollers 352. The guide rollers 351 are arranged in the plane of the drawing at the top of the carriage 34 and run in rails integrated in the housing 33 . The support rollers 352, on the other hand, support the carriage 34 at the lower end of the magnetic spring arrangement 30 in the plane of the drawing, the carriage 34 against a back plate 37 on which the arrangement 30 is mounted. The embodiment of the guide 35 shown has the advantage that the leverage of the stabilization system 10 can be well balanced. Of course, any other form of linear guide is also conceivable without deviating from the idea of the invention.
Somit setzt sich die Anordnung 30 aus zwei anhand der Führung 35 gegeneinander translatorisch verschiebbaren Bestandteile ab, wobei Sie anhand der Rückplatte 37 an der Körperweste 20 befestigt ist. Der erste Bestandteil besteht aus dem Schlitten 34, der Auslegeraufnahme 36 mit dem ersten Kopplungselement 361 und den Läufern 312 der Magnetfedern 31, wohingegen der andere Bestandteil aus dem Gehäuse 33, der Rückplatte 37 und den Statoren 311 besteht. Thus, the assembly 30 is made up of two components that can be translated relative to one another by means of the guide 35 and is attached to the body vest 20 by means of the back plate 37 . The first component consists of the carriage 34, the cantilever support 36 with the first coupling element 361 and the runners 312 of the magnetic springs 31, while the other component consists of the housing 33, the back plate 37 and the stators 311.
Wird die Auslegeraufnahme 36 unter Berücksichtigung des Eigengewichts von Schlitten 34 und Auslegeraufnahme 36 durch eine vertikal in Zeichnungsebene nach unten wirkende Kraft belastet, welche im Betrag der durch die Magnetisierung der Magnetfedern 31 hervorgerufene Kraft entspricht, so befindet sich das System im (Kräfte-)Gleichgewicht. Der Schlitten 34 kann dadurch samt Auslegeraufnahme 36 durch eine sehr geringe zusätzlich aufzubringende Kraft vertikal entlang der Führung 35 im Arbeitsbereich der Magnetfedern 31 nach oben und unten bewegt werden. Um diese zusätzliche Kraft auf den Schlitten 34 aufzubringen, ist in der gezeigten Ausführungsform der Erfindung am Schlitten 34 ein Magnetfedergriff 38 vorgesehen.If the cantilever mount 36 is loaded, taking into account the dead weight of the carriage 34 and the cantilever mount 36, by a force acting vertically downwards in the plane of the drawing, which corresponds in amount to the force caused by the magnetization of the magnetic springs 31, then the system is in (force) equilibrium . The slide 34 can be moved vertically along the guide 35 in the working area of the magnetic springs 31 up and down by a very small additional force that has to be applied. In order to apply this additional force to the carriage 34, a magnetic spring grip 38 is provided on the carriage 34 in the embodiment of the invention shown.
Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, sind an der Auslegeraufnahme 36 die beiden Verbindungsanordnungen 40 und 50 und damit das Gimbal 60 samt Kamera 70 befestigt. Das oben geschilderte Kräftegleichgewicht wird also durch das Eigengewicht der genannten Komponenten auf der einen und der Magnetkraft der Magnetfedern 31 auf der anderen Seite hergestellt. Anders ausgedrückt wird das Eigengewicht der Komponenten durch die Magnetfedern 31 kompensiert, wodurch es der kameraführenden Person anhand eines äußerst geringen Kraftaufwands möglich ist, die Höhe der Kamera 70 zu verändern, ohne dabei bspw. in die Knie gehen zu müssen. As can be seen in FIG. 1, the two connection arrangements 40 and 50 and thus the gimbal 60 together with the camera 70 are fastened to the cantilever mount 36 . The above-described balance of forces is thus established by the dead weight of the components mentioned on the one hand and the magnetic force of the magnetic springs 31 on the other. In other words, the inherent weight of the components is compensated for by the magnetic springs 31, which means that the person operating the camera can change the height of the camera 70 with extremely little effort, without having to bend his knees, for example.
In den Figuren 3a, 3b und 3c wird die erste Verbindungsanordnung 40 der erfindungsgemäßen Ausführungsform aus Fig. 1 aus verschiedenen Ansichten detailliert dargestellt. Die Anordnung 40 weist einen Ausleger 41 auf, welcher, wie bereits geschildert, an der Auslegeraufnahme 36 über das erste Kopplungselement 361 und das zweite Kopplungselement 411 horizontal drehbar verbunden wird. Weiterhin weist sie einen abklappbaren Abschnitt 46 auf, welcher über ein Gelenk 42 mit dem Ausleger 41 verbunden ist. Anhand eines dritten Kopplungselements 45 wird die erste Verbindungsanordnung 40 mit der zweiten Verbindungsanordnung 50, wie in Fig. 1 dargestellt, verbunden. Der abklappbare Abschnitt 46 besteht aus einer geraden Achse 461, die in zwei horizontal angeordneten Kugellagern 462 und 463 drehbar angeordnet ist, wobei das untere Kugellager 462 über das Gelenk 42 vertikal neigbar mit dem Ausleger 41 verbunden ist. Anhand der horizontal angeordneten Kugellager 462 und 463 kann bei aufrechter Stellung der geraden Achse 461 die Bewegung des horizontalen Schwenkens der Gimbaleinheit realisiert werden. Sie dienen somit als Drehlagerung für die gerade Achse 461. In FIGS. 3a, 3b and 3c, the first connection arrangement 40 of the embodiment according to the invention from FIG. 1 is shown in detail from different views. The arrangement 40 has a jib 41 which, as already described, is connected to the jib receptacle 36 via the first coupling element 361 and the second coupling element 411 so that it can rotate horizontally. Furthermore, it has a foldable section 46, which can be connected via a joint 42 is connected to the boom 41. A third coupling element 45 is used to connect the first connection arrangement 40 to the second connection arrangement 50, as shown in FIG. The foldable section 46 consists of a straight axis 461 which is rotatably arranged in two horizontally arranged ball bearings 462 and 463, the lower ball bearing 462 being connected via the joint 42 to the boom 41 so that it can be tilted vertically. With the aid of the horizontally arranged ball bearings 462 and 463, the movement of the horizontal pivoting of the gimbal unit can be realized when the straight axis 461 is in the upright position. They thus serve as a rotary bearing for the straight axis 461.
Über das Gelenk 42 kann der abklappbare Abschnitt 46 gegenüber dem Ausleger 41 abgeklappt werden. Ein vollabgeklappter Zustand der ersten Verbindungsanordnung 40 ist in Fig. 3b dargestellt. Es versteht sich von selbst, dass auch alle Zwischenpositionen zwischen den beiden in Figs. 3a und 3b gezeigten Zuständen möglich sind. Die Drehbarkeit der geraden Achse 461 in den Kugellagern 462 und 463 bleibt dabei in jeder Position beim Abklappen voll erhalten. Die resultierende Bewegungsrichtung variiert dabei je nach Ausmaß des Abklappens. In aufrechter (Fig. 3a) und vollabgeklappter (Fig. 3b) Position resultiert horizontales Schwenken. Bei bspw. Vorwärtsklappen um 90 Grad resultiert hingegen eine Rollbewegung, mit der bspw. bei nach vorne gerichteter Kamera der visuelle Effekt des Hin- und Herschwankens absichtlich herbeigerufen werden kann. Vor allem aber sind über den Abklappmechanismus beispielsweise durch den in Fig. 3b gezeigten Zustand extrem bodennahe Aufnahmepositionen möglich, wobei sich die kameraführende Person weiterhin aufrecht bewegen kann, wodurch der Komfort für derartige Aufnahmen stark erhöht wird. The section 46 that can be folded down can be folded down relative to the boom 41 via the joint 42 . A fully folded-down state of the first connection arrangement 40 is shown in FIG. 3b. It goes without saying that all intermediate positions between the two in Figs. 3a and 3b are possible. The rotatability of the straight axle 461 in the ball bearings 462 and 463 is fully retained in any position when folding down. The resulting direction of movement varies depending on the extent of the collapse. Horizontal pivoting results in the upright (Fig. 3a) and fully folded (Fig. 3b) position. In the case of, for example, forward flaps by 90 degrees, a rolling movement results, with which the visual effect of swaying back and forth can be intentionally evoked, for example, with the camera pointing forward. Above all, however, the tilting mechanism, for example due to the state shown in FIG. 3b, makes it possible to take extremely close-to-the-ground recording positions, with the person operating the camera still being able to move upright, which greatly increases the comfort for such recordings.
Durch das Gewicht der am dritten Kopplungselement 45 angebrachten zweiten Verbindungsanordnung 50, dem Gimbal 60 und der Kamera 70, entsteht beim Abklappen des abklappbaren Abschnitts 46 eine Hebelwirkung, welche die genannten Komponenten nach unten zieht und somit von der kameraführenden Person auszugleichen ist. Um den Ausgleich zu erleichtern, sind an der ersten Verbindungsanordnung zwei elastische Elemente 43 vorgesehen (siehe Fig. 3c), welche zwischen dem Ausleger 41 und dem horizontalen Kugellager 463 angeordnet sind und somit durch die abklappende Bewegung gedehnt werden. Durch die Dehnung entsteht eine Kraft, welche der abklappenden Bewegung entgegenwirkt. Je weiter abgeklappt der abklappbare Abschnitt 46 ist, desto größer wird die Dehnung und die durch sie hervorgerufene Ausgleichskraft. Dadurch wird die von der kameraführenden Person aufzubringende Kraft zum Ab- und wieder Aufklappen reduziert. The weight of the second connection arrangement 50 attached to the third coupling element 45, the gimbal 60 and the camera 70 creates a leverage effect when the foldable section 46 is folded down, which pulls the components mentioned downwards and must therefore be compensated for by the person operating the camera. In order to facilitate the compensation, two elastic elements 43 are provided on the first connection arrangement (see FIG. 3c), which are arranged between the cantilever 41 and the horizontal ball bearing 463 and are thus stretched by the folding movement. The stretching creates a force that counteracts the folding movement. The further the foldable section 46 is folded down, the greater the elongation and the compensating force caused by it. This reduces the force required by the person operating the camera to fold it down and open it again.
In der gezeigten Ausführungsform sind die beiden elastischen Elemente 43 als Gummibänder vorgesehen, welche auf der einen Seite anhand eines Befestigungsmittels 44 an dem Ausleger 41 und auf der anderen Seite je über ein Zwischenelement 47 am oberen horizontalen Kugellager 463 befestigt sind. Das Befestigungsmittel 44 ist durch eine Metallplatte, welche über eine Flügelschraube am Ausleger 41 angeschraubt wird und das elastische Element 43 zwischen sich und dem Ausleger 41 einklemmt, gegeben. Über die Position der Metallplatte kann auch die Vorspannung der elastischen Elemente 43 und damit die resultierende Ausgleichskraft beim Abklappen eingestellt werden. Erreicht der abklappbare Abschnitt 46 eine Position, in der er sie sich ca. um 90 Grad zur in Fig. 1 gezeigten Ausgangsposition abgeklappt befindet, erreichen die Zwischenelemente 47 jeweils ein Abstützelement 48. Erfolgt ein Abklappen über diese Position hinaus, stützen sich die Zwischenelemente 47 jeweils am entsprechenden Abstützelement 48 ab (siehe Fig. 3b). Zwar sind ohne Zweifel auch Ausführungsformen ohne Zwischenelemente 47 und/oder Abstützelemente 48 denkbar, in denen die elastischen Elemente 43 direkt mit oberen Kugellager 463 verbunden sind, jedoch haben derartige Ausführungsformen den Nachteil, dass die elastischen Elemente 43 dann irgendwo an der ersten Verbindungsanordnung 40 reiben würden und somit der Verschleiß dieser Elemente 43 deutlich erhöht wäre. Zudem bestünde eine größere Gefahr, dass sich die Elemente 43 irgendwo einklemmen könnten, wodurch der Gebrauch des Systems behindert werden würde.In the embodiment shown, the two elastic elements 43 are provided as rubber bands, which are attached to the boom 41 on one side by means of a fastener 44 and to the upper horizontal ball bearing 463 on the other side via an intermediate element 47 . The fastening means 44 is provided by a metal plate which is screwed to the cantilever 41 via a wing screw and clamps the elastic element 43 between itself and the cantilever 41 . The position of the metal plate can also be used to set the prestressing of the elastic elements 43 and thus the resulting balancing force when folding down. When the foldable section 46 reaches a position in which it is folded about 90 degrees to the starting position shown in Fig. 1, the intermediate elements 47 each reach a supporting element 48. If folding takes place beyond this position, the intermediate elements 47 are supported each on the corresponding support element 48 (see Fig. 3b). Although embodiments without intermediate elements 47 and/or support elements 48 are undoubtedly also conceivable, in which the elastic elements 43 are connected directly to upper ball bearings 463, such embodiments have the disadvantage that the elastic elements 43 then rub somewhere on the first connection arrangement 40 would and thus the wear of these elements 43 would be significantly increased. In addition, there would be a greater risk that the elements 43 could get caught somewhere, which would hamper the use of the system.
Die Figuren 4a und 4b zeigen Detailansichten der zweiten Verbindungsanordnung 50 der erfindungsgemäßen Ausführungsform aus Fig. 1, wobei Fig. 4a eine Frontalansicht und Fig. 4b eine Seitenansicht zeigt. Die zweite Verbindungsanordnung 50 weist ein viertes Kopplungselement 55 auf, mit welchem die zweite Verbindungsanordnung 50 über die dritte Kopplungsanordnung 45 mit der ersten Verbindungsanordnung 40 verbunden werden kann. Eine derartige Kopplung kann beispielsweise über ein Steck- und Schnellspannersystem erfolgen, wie es bei derartigen Systemen weit verbreitet ist. FIGS. 4a and 4b show detailed views of the second connection arrangement 50 of the embodiment according to the invention from FIG. 1, with FIG. 4a showing a front view and FIG. 4b showing a side view. The second connection arrangement 50 has a fourth coupling element 55 with which the second connection arrangement 50 can be connected to the first connection arrangement 40 via the third coupling arrangement 45 . Such a coupling can take place, for example, via a plug-in and quick-release system, as is widespread in such systems.
Weiterhin weist die zweite Verbindungsanordnung 50 einen T-Ausleger 54 auf, an dessen einem Ende ein Führungsgriff 53 ohne oder mit Joystick (zur Einstellung des Gimbals 60) und an dessen anderen beiden Enden jeweils Griffe 56 angeordnet sind. Der T-Ausleger 54 hat von oben betrachtet (Ansicht nicht abgebildet) die Form eines „T“s. Vorzugsweise mit dem Führungsgriff 53, aber auch mit den seitlichen Griffen 56 kann die Kamera also um die gerade Achse 461 geschwenkt werden. Dadurch sind bspw. bei aufrechter Stellung der geraden Achse 461 „seitliche“ Aufnahmen, etwa eines Spaziergängers, oder, bei zusätzlich seitlich geschwenktem Ausleger 41 auch Aufnahmen an der kameraführenden Person vorbei nach hinten, also „rückwärts“ möglich. Die kameraführende Person kann sich dabei weiterhin vorwärtsbewegen. Dadurch wird der Komfort bei Aufnahmen aus derartigen Kamerapositionen deutlich erhöht. Furthermore, the second connection arrangement 50 has a T-arm 54, at one end of which a guide handle 53 with or without a joystick (for adjusting the gimbal 60) and at the other two ends of which handles 56 are arranged. The T-bar 54 is in the shape of a "T" when viewed from above (view not shown). The camera can thus be pivoted about the straight axis 461, preferably with the guide handle 53, but also with the side handles 56. As a result, for example, when the straight axis 461 is in an upright position, "sideways" recordings, for example of a walker, or, with the extension arm 41 additionally swiveled to the side, also recordings past the person operating the camera backwards, i.e. "backwards" are possible. The person operating the camera can continue to move forward. This significantly increases the comfort when recording from such camera positions.
Das Gimbal 60 wird anhand einer Gimbalaufnahme 52 mit der zweiten Verbindungsanordnung 50 verbunden. Die Gimbalaufnahme 52 wiederum ist durch ein Federsystem 51 mit den Griffen 56 verbunden, wobei das Federsystem 51 in der vorliegenden Ausführungsform durch zwei einzelne parallel angeordnete Federn gegeben ist. Die Federn sind dabei an ihrem Ende in jeweils horizontal verlaufenden Linearführungen auf den Griffen 56 gelagert. Zweck des Federsystems 51 ist es, die beim Gehen entstehenden Auf- und Abbewegungen der Kamera 70 weicher zu gestalten und möglichst umfassend auszugleichen. The gimbal 60 is connected to the second connection arrangement 50 using a gimbal mount 52 . The gimbal mount 52 is in turn connected to the handles 56 by a spring system 51, the spring system 51 in the present embodiment being provided by two individual springs arranged in parallel. The springs are mounted at their ends on the handles 56 in linear guides that run horizontally. The purpose of the spring system 51 is to make the up and down movements of the camera 70 that occur when walking softer and to compensate for them as comprehensively as possible.
In der Zusammenschau der einzelnen Komponenten ergibt sich das in Fig 1 gezeigte Stabilisierungssystem 10. Dabei ist es der kameraführenden Person möglich, unter geringstmöglichem Kraftaufwand diverse Kamerapositionen einzunehmen und beispielsweise auch bodennahe Aufnahmen oder seitliche und rückwärts gerichtete Aufnahmen in aufrechter Körperhaltung und im Vorwärtsgehen durchzuführen. Um auch bei derartigen Kamerapositionen die vollständige Bildkontrolle sicherstellen zu können, ist es möglich, einen Monitor oder Display wie etwa ein Smartphone 80 an einer dafür vorgesehenen Halterung an bspw. dem Führungsgriff 53 der zweiten Verbindungsanordnung 50 vorzusehen, wobei auf den Monitor oder das Display das Live-Kamerabild gestreamt werden kann. Die Position des Monitors 80 kann dabei über diverse Einstellmöglichkeiten so angepasst werden, dass die kameraführende Person unabhängig von der Position des Gimbals 60 und der Kamera 70 auch bei Aufnahmen aus Kamerapositionen, in denen sie das Kameradisplay nicht einsehen kann, die vollständige Bildkontrolle hat. In the synopsis of the individual components, the result is the stabilization system 10 shown in Fig. 1. The person operating the camera is able to assume various camera positions with the least possible effort and, for example, also take pictures close to the ground or laterally and rearwardly directed pictures in an upright posture and while walking forward. Around In order to be able to ensure complete image control even with such camera positions, it is possible to provide a monitor or display such as a smartphone 80 on a holder provided for this purpose on e.g. the guide handle 53 of the second connection arrangement 50, with the live - Camera image can be streamed. The position of the monitor 80 can be adjusted via various setting options so that the person operating the camera has complete image control, regardless of the position of the gimbal 60 and the camera 70, even when taking pictures from camera positions in which they cannot see the camera display.
Durch Entkoppelung der einzelnen Probleme, welche Stabilisierungssysteme nach dem Stand der Technik mit sich bringen, und die Lösung der Probleme durch jeweils einzelne voneinander unabhängige Ansätze, insbesondere die sinnvolle Verteilung der Aufgaben der Systemelemente, das sind: die Gewichtskraftkompensation direkt am Körper, die Kameraführung in bequemer Reichweite der Hände und die autonomen Bewegungskorrekturen nahe an der Kamera, gelingt es, ein System bereitzustellen, welches mit vergleichsweise einfachen Mitteln eine stabile, präzise Kameraführung mit einer Vielfalt von Kamerapositionen ohne große körperlicher Anstrengung für die kameraführende Person und bei ständiger Bildkontrolle ermöglicht. By decoupling the individual problems that stabilization systems bring with them according to the state of the art, and solving the problems through individual approaches that are independent of one another, in particular the sensible distribution of the tasks of the system elements, these are: the weight force compensation directly on the body, the camera work in comfortable reach of the hands and the autonomous movement corrections close to the camera, it is possible to provide a system which, with comparatively simple means, enables stable, precise camera work with a variety of camera positions without great physical exertion for the person operating the camera and with constant image control.
Die Figs. 5a und 5b zeigen eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stabilisierungssystems (10). Diese entspricht in weiten Teilen der bereits in Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform, weshalb an dieser Stelle lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. the figs 5a and 5b show a further embodiment of the stabilization system (10) according to the invention. This largely corresponds to the embodiment already described in FIG. 1, which is why only the differences will be discussed at this point.
Die in den Figs. 5a und 5b gezeigte Ausführungsform weist eine in Fig. 5a gezeigte erste Konfiguration auf, in der die Kamera 70 in einer aufrechten Position gehalten wird und ein Filmen aus einer Perspektive, welche sich ungefähr in Kopfhöhe der filmenden Person befindet, ermöglicht. Im Unterschied zur Ausführungsform in Fig. 1 befindet sich das erste Kopplungselement 361 in einer größeren Entfernung von der Magnetfederanordnung 30. An dem ersten Kopplungselement 361 ist eine erste Schwenklagerung 414 angeordnet, welche eine Drehung (ein Schwenken) des Auslegers 41 um eine vertikale Achse ermöglicht. Zudem ist ein Schwenkgriff 413 am Ausleger 41 vorgesehen. Mittels der Schwenklagerung 414 und dem Schwenkgriff 413 kann eine Schwenkbewegung des Auslegers 41 und damit der Kamera 70 vorgenommen werden. The ones shown in Figs. The embodiment shown in Figures 5a and 5b has a first configuration shown in Figure 5a in which the camera 70 is held in an upright position and allows filming from a perspective which is approximately at head level of the filming person. In contrast to the embodiment in FIG. 1, the first coupling element 361 is located at a greater distance from the magnetic spring arrangement 30. A first pivot bearing 414 is arranged on the first coupling element 361, which enables the cantilever 41 to rotate (pivot) about a vertical axis . In addition, a swivel handle 413 is provided on the boom 41 . By means of the pivot bearing 414 and the pivot handle 413, the extension arm 41 and thus the camera 70 can be pivoted.
Weiterhin ist der Ausleger 41 als Teleskopausleger ausgeführt und weist eine Teleskopfixierung 412 auf. Somit kann die Länge des Auslegers 41 und damit die horizontale Entfernung der Kamera 70 vom Körper der filmenden Person eingestellt werden. Dies vereinfacht insbesondere Aufnahmen, welche am Körper vorbei nach hinten aufgenommen werden sollen. Für derartige Aufnahmen kann der Ausleger 41 anhand der Schwenklagerung 414 um 90 Grad gedreht werden und auf die entsprechende Länge eingestellt werden, welche benötigt wird, um am Körper vorbeizufilmen. Die Teleskopfixierung 412 ist dazu da, die Länge des Teleskopauslegers zu fixieren und durch Lösung der Teleskopfixierung 412 einstellbar zu machen. Hierbei können herkömmliche Teleskopsysteme angewendet werden. Am Ende des Auslegers 41 befindet sich auf der oberen Seite ein oberes drittes Kopplungselement 451 und auf der unteren Seite ein unteres drittes Kopplungselement 452. In der in Fig. 5a gezeigten Konfiguration ist die zweite Verbindungsanordnung 50 und somit auch das Gimbal 60 und die Kamera 70 auf dem oberen dritten Kopplungselement 451 angeordnet. Zudem ist eine zweite Schwenklagerung 414 vorgesehen, welches ein Schwenken der zweiten Verbindungsanordnung 50 samt Kamera 70 ermöglicht. Anders als bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 weist hier die zweite Verbindungsanordnung 50 ein Gelenk 42 auf, das eine Kippbewegung zumindest von Teilen der zweiten Verbindungsanordnung 50 und somit eine Nickbewegung (vertikales Schwenken) der Kamera 70 ermöglicht. In der ersten beschriebenen Ausführungsform gern. Fig. 1 ist dieses Gelenk 42 Teil der ersten Verbindungsanordnung 40. Furthermore, the boom 41 is designed as a telescopic boom and has a telescopic fixation 412 . Thus, the length of the boom 41 and thus the horizontal distance of the camera 70 from the body of the filming person can be adjusted. In particular, this simplifies recordings that are to be recorded backwards past the body. For such recordings, the boom 41 can be rotated through 90 degrees using the pivot bearing 414 and adjusted to the appropriate length which is required to film past the body. The telescopic fixation 412 is there to fix the length of the telescopic boom and make it adjustable by loosening the telescopic fixation 412 . Conventional telescopic systems can be used here. At the end of the boom 41 there is an upper third coupling element 451 on the upper side and a lower third coupling element 452 on the lower side. In the configuration shown in Fig. 5a is the second connection arrangement 50 and thus also the gimbal 60 and the camera 70 arranged on the upper third coupling element 451 . In addition, a second pivot bearing 414 is provided, which enables the second connection arrangement 50 together with the camera 70 to be pivoted. In contrast to the embodiment according to FIG. 1 , the second connection arrangement 50 here has a joint 42 which enables a tilting movement of at least parts of the second connection arrangement 50 and thus a pitching movement (vertical panning) of the camera 70 . In the first embodiment described like. 1 this joint 42 is part of the first connection arrangement 40.
Auch in der in Fig. 5a und 5b gezeigten Ausführungsform wird diese Nickbewegung durch eine Kraft, welche von einem elastischen Element 43 bei der Ausführung der Nickbewegung aufgebracht wird, zumindest teilweise ausgeglichen. In der gezeigten zweiten Ausführungsform ist das elastische Element 43 jedoch zwischen einem Rückstellabschnitt 431 und einem unterhalb des Gelenks 42 angeordneten zweiten Elements (hier die zweite Schwenklagerung 415) angeordnet. Auf diese Weise kann eine Kompensierung der Nickbewegung der zweiten Verbindungsanordnung 50 unabhängig von der ausgeführten Schwenkbewegung durch das elastische Element 43 erfolgen. In the embodiment shown in FIGS. 5a and 5b, too, this pitching movement is at least partially compensated for by a force which is applied by an elastic element 43 when the pitching movement is carried out. In the second embodiment shown, however, the elastic element 43 is arranged between a restoring section 431 and a second element (here the second pivot bearing 415) arranged below the joint 42 . In this way, the pitching movement of the second connection arrangement 50 can be compensated for by the elastic element 43 independently of the pivoting movement carried out.
Ferner ist der Führungsgriff 53 über eine Griffbefestigung 540 mit der zweiten Führungsanordnung 50 verbunden. Aufgrund der geänderten Griffanordnung kann auf die Griffe 56 der zweiten Verbindungsanordnung 50, wie sie in der ersten Ausführungsform gezeigt werden, verzichtet werden, und stattdessen lediglich Bügel 560 vorgesehen werde. In der Ausführungsform gemäß Fig. 5a und 5b ist die Griffbefestigung 540 mit einem Verbindungselement verbunden, welches das Gimbal 60 an der zweiten Verbindungsanordnung 50, genauer gesagt an der Gimbalaufnahme 52 (siehe Fig. 4a) befestigt. Es ist jedoch denkbar, die Griffbefestigung 540 an einer anderen Stelle an der zweiten Verbindungsanordnung 50, beispielsweise an einer horizontalen Verbindung zwischen den beiden Bügel 560, zu befestigen. Furthermore, the guide handle 53 is connected to the second guide arrangement 50 via a handle attachment 540 . Due to the changed handle arrangement, the handles 56 of the second connection arrangement 50, as shown in the first embodiment, can be dispensed with and only brackets 560 are provided instead. In the embodiment according to FIGS. 5a and 5b, the handle attachment 540 is connected to a connecting element which attaches the gimbal 60 to the second connecting arrangement 50, more precisely to the gimbal mount 52 (see FIG. 4a). However, it is conceivable to attach the handle attachment 540 to a different location on the second connection arrangement 50, for example to a horizontal connection between the two brackets 560.
In der in Fig. 5b gezeigten zweiten Konfiguration der zweiten Ausführungsform, wird die zweite Verbindungsanordnung 50 samt Gimbal 60 und Kamera 70 an der unteren dritten Kopplungselement 452 befestigt, sodass die Kamera 70 knapp über dem Boden geführt wird und extrem bodennahe Aufnahmen möglich sind. In the second configuration of the second embodiment shown in FIG. 5b, the second connection arrangement 50 together with the gimbal 60 and camera 70 is attached to the lower third coupling element 452, so that the camera 70 is guided just above the ground and extremely close-to-the-ground recordings are possible.
Anhand des Gelenks 42 sowie der Abstützung durch das elastische Element 43 ist eine Nickbewegung der Kamera 70 in der ersten Konfiguration der Ausführungsform aus Figs. 5a und 5b möglich. Es ist allerdings nicht möglich die Kamera 70 mittels der Nickbewegung von der ersten Konfiguration in die zweite Konfiguration zu überführen, wie das bei der ersten beschriebenen Ausführungsform gemäß Fig. 1 möglich ist. A pitching movement of the camera 70 in the first configuration of the embodiment from FIGS. 5a and 5b possible. However, it is not possible to transfer the camera 70 from the first configuration to the second configuration by means of the nodding movement, as is possible in the first described embodiment according to FIG. 1 .
In der zweiten Konfiguration ist die Griffbefestigung 540 des Führungsgriffs 53 weiterhin über eine Führungsstange 541 mit dem zweiten Verbindungsanordnung 50 verbunden. Um die Bewegungen des Gimbals 60 über die Führungsstange 541 und die Griffbefestigung 540 besser steuern zu können, ist eine Führungshilfe (nicht dargestellt) an der zweiten Verbindungsanordnung 50 insbesondere zwischen Gelenk 42 und zweiter Schwenklagerung 415 angeordnet, welche die Führungsstange 541 stabilisiert. In the second configuration, the handle attachment 540 of the guide handle 53 is further connected to the second connection arrangement 50 via a guide rod 541 . To the movements of the gimbal 60 on the guide rod 541 and In order to be able to better control the handle attachment 540, a guide aid (not shown) is arranged on the second connection arrangement 50, in particular between the joint 42 and the second pivot bearing 415, which stabilizes the guide rod 541.
In allen Ausführungsformen der Erfindung ist die Vorspannung des Federsystems 51 insbesondere stufenlos einstellbar, wodurch das Federsystem 51 auf unterschiedliche Gewichte der Kamera 70 und des Gimbals 60 eingestellt werden kann. Die Einstellung des Federsystems 51 kann dabei beispielsweise über zwei an den Bügeln 560 befestigte Federstahlelemente sichergestellt werden, zwischen welchen das Federsystem 51 angeordnet ist. Die Federstahlelemente werden dabei jeweils anhand eines Rings mit dem entsprechenden Bügel 560 an dem sie angeordnet sind verbunden. Je nach Positionierung der Ringe kann die Verformung des Federstahlelements beeinflusst und damit die Vorspannung des Federsystems 51 beeinflusst werden. In all embodiments of the invention, the prestressing of the spring system 51 is in particular continuously adjustable, as a result of which the spring system 51 can be adjusted to different weights of the camera 70 and the gimbal 60 . The adjustment of the spring system 51 can be ensured, for example, via two spring steel elements fastened to the brackets 560, between which the spring system 51 is arranged. The spring steel elements are each connected by means of a ring to the corresponding bracket 560 on which they are arranged. Depending on the positioning of the rings, the deformation of the spring steel element can be influenced and thus the prestressing of the spring system 51 can be influenced.
Selbstverständlich können auch sich nicht wiedersprechende Merkmale der beiden beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden. So kann beispielsweise ebenfalls in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 eine Teleskopauslegerstange zum Einsatz kommen. Of course, non-contradictory features of the two different embodiments described can also be combined with one another. For example, a telescopic extension rod can also be used in the embodiment according to FIG.
BEZUGSZEICHENLISTE REFERENCE LIST
10 Stabilisierungssystem 10 stabilization system
20 Körperweste 20 body vest
21 Verstärkung 21 Reinforcement
30 Magnetfederanordnung 30 magnetic spring assembly
31 Magnetfeder 31 magnetic spring
311 Stator 311 stator
312 Läufer 312 runners
33 Gehäuse 33 housing
34 Schlitten 34 sleds
35 Führung 35 leadership
351 Führungsrolle 351 leadership role
352 Abstützrolle 352 support roller
36 Auslegeraufnahme 36 boom mount
361 erstes Kopplungselement 361 first coupling element
37 Rückplatte 37 backplate
38 Magnetfedergriff 38 magnetic spring grip
40 erste Verbindungsanordnung40 first connection arrangement
41 Ausleger 41 boom
411 zweites Kopplungselement411 second coupling element
412 Teleskopfixierung 412 telescope fixation
413 Schwenkgriff 413 pan handle
414 erste Schwenklagerung 414 first pivot bearing
415 zweite Schwenklagerung 415 second pivot bearing
42 Gelenk 42 joint
43 elastisches Element 431 Rückstellabschnitt 43 elastic member 431 recovery portion
44 Befestigungsmittel 44 fasteners
45 drittes Kopplungselement 45 third coupling element
451 oberes drittes Kopplungselement unteres drittes Kopplungselement abklappbarer Abschnitt gerade Achse unteres horizontales Kugellager oberes horizontales Kugellager Zwischenelement Abstützelement zweite Verbindungsanordnung Federsystem Gimbalaufnahme Führungsgriff T-Ausleger Griffbefestigung Führungsstange viertes Kopplungselement Griff Bügel Gimbal Kamera Monitor 451 upper third coupling element lower third coupling element foldable section straight axis lower horizontal ball bearing upper horizontal ball bearing intermediate element support element second connection arrangement spring system gimbal mount guide handle T-arm handle attachment guide rod fourth coupling element handle bracket gimbal camera monitor

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
1. Stabilisierungssystem (10) für die Kameraführung aufweisend: ein Gimbal (60), konfiguriert zur Aufnahme einer Kamera (70) und zum Ausgleich unbeabsichtigter Bewegungen der Kamera (70), eine Körperweste (20), dazu konfiguriert, das Gewicht des Systems (10) auf den Körper einer kameraführenden Person zu übertragen, eine Verbindungsanordnung (40, 50) zwischen Gimbal (60) und Körperweste (20), dazu konfiguriert das Gewicht des Stabilisierungssystems (10) auf die Körperweste (20) zu übertragen, und eine Magnetfederanordnung (30), dazu konfiguriert das Gewicht des Stabilisierungssystems (10) zu kompensieren, wobei die Magnetfederanordnung (30) wenigstens eine Magnetfeder (31) aufweist. 1. Stabilization system (10) for camera work, comprising: a gimbal (60) configured to receive a camera (70) and to compensate for unintended movements of the camera (70), a body vest (20) configured to support the weight of the system ( 10) to the body of a person operating the camera, a connection arrangement (40, 50) between the gimbal (60) and body vest (20), configured to transfer the weight of the stabilization system (10) to the body vest (20), and a magnetic spring arrangement (30) configured to compensate for the weight of the stabilization system (10), wherein the magnetic spring arrangement (30) has at least one magnetic spring (31).
2. Stabilisierungssystem (10) gemäß Anspruch 1, wobei die2. stabilization system (10) according to claim 1, wherein the
Magnetfederanordnung (30) unmittelbar an der Körperweste (20) befestigt ist und über die Verbindungsanordnung (40, 50) mit dem Gimbal (60) verbunden ist. Magnetic spring arrangement (30) is attached directly to the body vest (20) and is connected to the gimbal (60) via the connection arrangement (40, 50).
3. Stabilisierungssystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Magnetfeder (31) in einer Vertikalführung (35) insbesondere direkt an der Körperweste (20) angeordnet ist, welche dazu konfiguriert ist, eine vertikale Verschiebung der Magnetfeder (31) und damit der Verbindungsanordnung (40, 50) samt dem Gimbal (60) zu ermöglichen. 3. Stabilization system (10) according to one of the preceding claims, wherein the magnetic spring (31) is arranged in a vertical guide (35), in particular directly on the body vest (20), which is configured to cause a vertical displacement of the magnetic spring (31) and thus to enable the connection arrangement (40, 50) together with the gimbal (60).
4. Stabilisierungssystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsanordnung (40, 50) wenigstens ein Gelenk (42), insbesondere ein kardanisches Gelenk aufweist, welches dazu konfiguriert ist, eine Schwenkbewegung und/oder eine Neigebewegung des Gimbals (60) zu ermöglichen. 4. Stabilization system (10) according to one of the preceding claims, wherein the connection arrangement (40, 50) has at least one joint (42), in particular a cardanic joint, which is configured to pivot and/or tilt the gimbal (60) to allow.
5. Stabilisierungssystem (10) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei wenigstens ein elastisches Element (43) in der Verbindungsanordnung (40, 50) vorgesehen ist, welches derart konfiguriert ist, dass es bei einer Neigebewegung des Gimbals (60) eine Kraft aufbringt, welche der Neigebewegung entgegenwirkt. 5. stabilization system (10) according to the preceding claim, wherein at least one elastic element (43) in the connection arrangement (40, 50) is provided, which is configured such that it applies a force during a tilting movement of the gimbal (60) which counteracts the tilting movement.
6. Stabilisierungssystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsanordnung (40, 50) weiterhin ein Federsystem (51), insbesondere bestehend aus zwei parallelangeordneten Federn, aufweist, welches dazu konfiguriert ist, unbeabsichtigte vertikale Bewegungen des Gimbals (60) auszugleichen. 6. stabilization system (10) according to any one of the preceding claims, wherein the connection arrangement (40, 50) further comprises a spring system (51), in particular consisting of two springs arranged in parallel, which is configured to compensate for unintentional vertical movements of the gimbal (60).
7. Stabilisierungssystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Stabilisierungssystem (10) weiterhin wenigstens einen Führungsgriff (53) und/oder Griff (56) zur Führung der Kamera (70) und/oder ein Steuerungsjoystick zur Ausrichtung des Gimbals (60) aufweist, wobei der Steuerungsjoystick insbesondere auf dem Griff angeordnet ist. 7. Stabilization system (10) according to one of the preceding claims, wherein the stabilization system (10) also has at least one guide handle (53) and/or handle (56) for guiding the camera (70) and/or a control joystick for aligning the gimbal (60 ), wherein the control joystick is arranged in particular on the handle.
8. Stabilisierungssystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Stabilisierungssystem (10) weiterhin eine Halterung für einen Videomonitor (80) oder ein Smartphone aufweist, welche insbesondere an der Körperweste (20), der Magnetfederanordnung (30) oder der Verbindungsanordnung (40, 50) angeordnet ist. 8. stabilization system (10) according to any one of the preceding claims, wherein the stabilization system (10) further comprises a holder for a video monitor (80) or a smartphone, which in particular on the body vest (20), the magnetic spring arrangement (30) or the connection arrangement ( 40, 50) is arranged.
PCT/EP2022/068678 2021-07-06 2022-07-06 Stabilization system for guiding a camera WO2023280898A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021117445.7 2021-07-06
DE102021117445.7A DE102021117445B3 (en) 2021-07-06 2021-07-06 Camera stabilization system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023280898A1 true WO2023280898A1 (en) 2023-01-12

Family

ID=80221866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/068678 WO2023280898A1 (en) 2021-07-06 2022-07-06 Stabilization system for guiding a camera

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102021117445B3 (en)
WO (1) WO2023280898A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5360196A (en) * 1992-09-15 1994-11-01 Garrett W. Brown Adjustable, iso-elastic support apparatus
DE102013216474A1 (en) * 2013-08-20 2015-02-26 Carl Zeiss Meditec Ag Holding device for an instrument
US20210102656A1 (en) * 2018-07-10 2021-04-08 SZ DJI Technology Co., Ltd. Gimbal

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5360196A (en) * 1992-09-15 1994-11-01 Garrett W. Brown Adjustable, iso-elastic support apparatus
DE102013216474A1 (en) * 2013-08-20 2015-02-26 Carl Zeiss Meditec Ag Holding device for an instrument
US20210102656A1 (en) * 2018-07-10 2021-04-08 SZ DJI Technology Co., Ltd. Gimbal

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021117445B3 (en) 2022-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0316370B1 (en) Camera support device worn on the body
DE102015107483B4 (en) Camera stabilizing device and camera mounting device therefor
DE2541264A1 (en) DEVICE, IN PARTICULAR FOR USE ON CAMERA-HELD FILM RECORDING DEVICES
DE202021103636U1 (en) Stabilization system for camera work
EP0023004A1 (en) Additional arrangement on a support for an optical observation apparatus
US8757900B2 (en) Body-mounted camera crane
DE112017000435T5 (en) Control mechanisms and methods of the tool holding arm for exoskeletons
DE102008015210A1 (en) Tripod for holding and positioning a payload in the room
EP2185855B1 (en) Support for compact video camera
DE10145197B4 (en) Decoupled weight compensation for a camera balance device
CH617994A5 (en) Camera carrying device
DE102021117445B3 (en) Camera stabilization system
DE3211372A1 (en) LIGHTWEIGHT TIP FASTENING HEAD
DE202018103282U1 (en) Device for the attachment and rotatable mounting of a smart device
DE10136341A1 (en) Balance system with roll handle for hand-lined cameras
DE602005001186T2 (en) Weight balance device for tripod heads for film or TV recording
DE19519528A1 (en) Stable support for equipment such as video camera
WO2014161544A1 (en) Device for supporting a stand
EP1425535A1 (en) Cardanic suspension device for a camera balance device
DE2200690C3 (en) Motion picture single lens reflex camera
DE102013011798A1 (en) Monopod with gimbal suspension
DE2833944A1 (en) Optical sighting appts. mounted on vehicle - has drive stabilising objective on target in observed area
DE856224C (en) Stand for optical devices
DE8508905U1 (en) Tripod with a receptacle for a vertically and laterally adjustable carrier of a launcher
DE3335576A1 (en) SCOPE CARRIER

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22741500

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE