Brevet FR2611855A1 — publié le 19880909

Support d'quéipent portatif. nataLent de càra L'invention concerne un support d'équipement portatif, notamment un support antivibratoire d'appareil de prise de vues (caméra film ou camera vidéo). Lorsque des prises de vues doivent être réalisées au moyen d'une caméra mobile, il est connu d'utiliser une caméra montée sur un chariot se déplaçant sur un chemin de roulement, rails ou piste provisoire, le long du parcours prévu. Une technique plus souple, n'exigeant pas la construction d'un chemin de roulement, consiste à prévoir un système ambulatoire porté par l'opérateur. La difficulté de ces systèmes est de stabi- liser la caméra indépendamment des mouvements indésirables du corps de l'opérateur. De nombreux systèmes ont déjà été proposés. Ainsi, le document US-A-4 394 075 (complété par le docu- ment US-A-4 474 439) propose un système de bras articulé fixé sur un harnais et fondé sur l'analogie avec le membre supérieur humain. Ce système présente divers inconvénients, tant sur le plan mécani- que qu'ergonomique. Le système d'amortissement de chacun des deux demi-bras qui compose le système décrit nécessite le montage en série de trois ressorts de tension reliés entre eux par un cable, et de deux poulies qui ont pour effet de permettre le logement du nombre convenable de spires à l'intérieur de chacun des demi-bras, ce qui permet à l'ensemble des trois ressorts de se comporter comme un ressort équivalent, orienté suivant la diagonale du parallélogramme déformable que constitue chacun des demi-bras. La multiplication des liaisons, ressorts-cables-poulies, rend le système moins fiable, d'o l'utilisation d'un deuxième cable de sécurité; car si le système s'effondre par rupture des liaisons, le cable pourrait blesser l'opérateur. De plus, l'ensem- ble du système nécessite le doublement de tous les organes pour les deux demi-bras articulés, ce qui entraîne une augmentation du poids de l'appareil. Le système n'a aucun pouvoir d'adaptation au poids des diverses caméras ou de leurs variations en fonction des différents. 26 1 1855 accessoires sans changer les caractéristiques des ressorts d'amor- tissement (notamment la constante de raideur ce qui fait que pour un poids donné, un seul ressort convient; le changement du *poids ne permet plus d'avoir un amortissement correct sur toute la course effectuée par le bras suspenseur). Dans le plan frontal, l'attache du bras amortisseur a une position très latéralisée par rapport à la ligne médiane du corps. Cette position est génératrice d'un couple de force de basculement du harnais qui n'est pas maintenu d'une manière solidaire aux flancs de l'opérateur. Le résultat de la configuration du harnais impose à la sangle thoracique d'absorber la plus grande partie de cet effort en comprimant très fortement les côtes. Dans le plan sagittal, la fixation du bras est très antériorisée. La distance qui la sépare du plan frontal par lequel passe la colonne vertébrale au niveau lombaire augmente considéra- blement le moment des différentes forces qui s'y appliquent. En conséquence, c'est l'ensemble lombaire qui doit absorber, par un effort considérable, les forces dues au moment du poids de la caméra et de ses accessoires (moniteur vidéo...) par rapport à la colonne, et au couple de forces exercé sur le petit côté du parallélogramme par les ressorts de tension au niveau de l'attache du bras. La sangle thoracique du harnais limite les mouvements respiratoires et entrave la liberté de mouvement de la ceinture scapulaire et par voie de conséquence la mobilité des membres supérieurs qui doivent conduire le plus finement possible les mouvements de caméra. Pour ce qui est des sangles d'épaules, l'emplacement de la fixation du bras les contraint à absorber la presque totalité des forces de pesanteur lié au poids du bras et au poids de la caméra. La colonne dans son ensemble est malmenée. Le document US-A-4 206 983 fait connaître un autre système présentant lui aussi de nombreux inconvénients. Sur le plan mécanique tout d'abord, l'ensemble du système nécessite l'emploi de moyens disparates (ressorts, cables, poulies); la multiplication de ce genre de liaisons complique sa mise en oeuvre, et fragilise le système. De plus, malgré la complication du système, il n'offre pas de véritable adaptation pour compenser les poids des divers caméras et de leurs différents équipements. Enfin, le système d'équilibration de la caméra qui se trouve après l'étrier de suspension à la cardan ne permet pas de faire varier le moment d'inertie des différents éléments pour obtenir de meilleurs résultats dans les prises de vues à grande vitesse. Sur un plan ergonomique, d'autres inconvénients apparaissent. La construction est asymétrique et non morphologique. La mise en place de la totalité de l'appareil sur l'opérateur est difficile sans une aide. La zone de manoeuvrabilité est réduite à la position frontale de la caméra, d'o une absence de liberté de positionnement. L'emplacement du pivot du bras articulé en arrière et au dessus du niveau de l'épaule, implique que la somme des contraintes (poids de la caméra et des composants + tension de rappel des ressorts) s'applique verticalement en arrière de la colonne vertébrale. Cette configuration impose à la ceinture ventrale et aux sangles d'épaules d'absorber la totalité de ces forces avec en conséquence une augmentation des pressions. La grande hauteur du système (de la ceinture à l'axe de pivotement du bras) implique que tous les mouvements de la colonne vertébrale (flexion antérieure et latérale) seront amplifiés. La configuration choisie impose la plus grande raideur à la portion haute du tronc ce qui est un facteur de tension, de gêne et de restriction dans la liberté des mouvements. L'ensemble des attaches (ceinture ventrale et sangles d'épaules) est peu efficace pour la stabilité latérale. La position de la caméra et de ses éléments limite très fortement les mouvements de panoramiquage. Enfin, la disposition du système de visée (moniteur) fait que lors des mouvements amples de la caméra, il faut réajuster l'inclinaison du moniteur. Le viseur ou moniteur n'est pas indépendant de la position de la caméra. Le but de l'invention est de proposer un suport d'équipe- ment mobile, et notamment de caméra remédiant à la plupart de ces inconvénients. Il est notamment d'obtenir un dispositif de cons- truction mécanique simple et fiable, et parfaitement adapté sur le plan ergonomique. Le support d'équipement conforme à l'invention est du type comportant un harnais destiné à équiper un opérateur et des bras mobiles équilibrés destinés au montage de l'équipement portatif. Selon l'invention: a) le harnais comporte une coque rigide sensiblement annulaire formée de deux demi-coques respectivement avant inférieure et arrière supérieure situées à des hauteurs différentes pour pouvoir s'appuyer respectivement sur la région abdominale et la région dorso-lombaire de l'opérateur, b) sur ladite coque, symétriquement de chaque côté, sont prévus des moyens de fixation pivotante des extrémités de deux demi-cadres avant reliés de manière à rester constamment parallèles, c) les deux demi-cadres comportent une pièce de liaison articulée dont l'équipement est solidaire par des moyens articulés, d) des moyens d'équilibrage élastiques sont prévus entre les demi-cadres et la coque pour équilibrer sensiblement le poids de l'équipement. La coque est conformée anatomiquement. Avantageusement, les moyens de fixation pivotante sont sensiblement dans le plan vertical de la colonne vertébrale de l'opérateur, et ils sont alignés sensiblement verticalement sur un support solidaire d'un anneau lui-même solidaire de la demi-coque avant. Avantageusement, les extrémités des demi-cadres sont reçues de manière réglable en coulissement dans des manchons pivotant grâce aux moyens de fixation pivotante. Avantageusement, les moyens d'équilibrage comportent au moins un ressort de traction rappelant au moins un demi-cadre vers le haut et l'arrière sous un angle voisin de 45 . Avantageusement, la pièce de liaison articulée comporte un élément vertical de support monté articulé et coulissant sur les deux demi-cadres et un dispositif ce blocage de coulissement compatible avec l'articulation des demi-cadres. Avantageusement, la pièce de liaison articulée comporte un élément de suport lié au demi-cadres et sur lequel est monté un bras articulé par des axes d'articulation parallèles, au bout duquel est monté un système de suspension articulée d'un équipement de caméra. Avantageusement, un moniteur vidéo est monté sur le bras articulé. Avantageusement, le système de suspension de l'équi- pement de caméra comprend un tube de suport comportant à une extrémité le support de caméra et à l'autre extrémité des éléments d'équilibrage dont la position est réglable radialement et angulairement dans un plan radial. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode préféré de réalisation, fait en liaison avec les dessins annexés sur lesquels: la figure I est une vue de trois quarts arrière schématique du dispositif de l'invention monté sur l'opérateur, la figure 2 est une vue plus détaillée de côté de la partie de harnais et des bras d'équilibrage du dispositif, la figure 3 est une vue arrière de détail du système d'équilibrage, la figure 4 est une vue de trois quarts avant du système de liaison des demi-cadres, 30. la figure 5 montre le système de suspension de l'équipement de caméra, la figure 6 est une vue détaillée du dispositif réglable d'équilibrage de la caméra dans le système de suspension. La figure 1 montre un dispositif conforme à l'invention 1, monté sur un opérateur 2, et portant l'équipement de caméra 3. Le dispositif 1 comporte une coque annulaire rigide ou semi-rigide formée de deux demi-coques 4 et 5: la demi-coque avant inférieure 4 est destinée à porter sur la région abdominale de l'opérateur tandis que la demi-coque arrière supérieure 5 forme un dossier destiné à porter sur la région dorso-lombaire de l'opérateur. Les demi-coques 4 et 5 ont une forme anatomique enveloppant l'hémicorps antérieur ou postérieur. Quoiqu'on puisse concevoir que les demi-coques 4 et 5 soient d'une pièce, il est plus avantageux de les concevoir sous forme de deux pièces distinctes assemblables l'une à l'autre selon plusieurs configurations possibles tenant compte de l'anatomie de l'opérateur. A cet effet, la demi-coque 5 comporte essentiellement une partie arrondie de dos 5a, entre deux parties latérales 5b qui se prolongent vers le bas. Ces parties latérales 5b sont recouvertes partiellement par les extrémités latérales de la demi-coque avant 4. Des trous multiples 6 sont prévus dans la zone de recouvrement possible des parties 5b pour pouvoir coopérer avec au moins un moyen de fixation rapide (boulon 7, fig.2) traversant un trou cor- respondant de chaque extrémité latérale de la demi-coque avant 4. La demi-coque avant 4 comporte aussi deux échancrures 8 en partie basse dégageant le mouvement des cuisses. Sur la demi-coque avant 4 est fixé un arceau plat 9 par trois boulons 10 (un seul ensemble est visible, fig.2), conformé sensiblement à la demicoque 4 et dont les extrémités se prolongent vers l'arrière et sont réunies par une barre 11. L'arceau peut com- porter plusieurs trous préformés de manière à permettre plusieurs positions de fixation. De plus, quoiqu'il épouse sensiblement la forme générale de la demi-coque avant 4, il peut en être légère- ment espacé, entre deux fixations 10 médiane et latérale, de ma- nière à laisser passer entre la demi-coque et lui la boucle 12 d'attachement avant de chacune des deux bretelles. Sur les parties latérales de l'arceau 9 sont fixées de chaque côté du corps, deux plaques de support 13, parallèles et 2 6 1 1855 sensiblement verticales 13a,13b, grâce à un vissage de la plaque 13b sur l'arceau 9 au moyen de deux boulons non visibles sur les figures. Les plaques 13 sont sensiblement perpendiculaires aux bras latéraux de l'arceau 9. Les plaques 13a,13b enserrent de part et d'autre de leur fixation sur l'arceau, deux axes 14,15 sur lesquels des manchons 16,17 sont montés pivotants. Ces manchons reçoivent en coulisse- ment les extrémités rectilignes de deux demi-cadres ou arceaux 18, 19 en tube rond. Une vis 20 permet de fixer les arceaux 18,19 dans les manchons 15,16. Les arceaux 18 et 19 sont réunis à l'avant par une pièce de liaison articulée 21 (dont l'équipement 3 est solidaire). La hauteur de la pièce 21 est égale à la distance séparant les axes 14 et 15 de sorte que les arceaux sont parallèles, dans toutes les positions qu'ils prennent par suite du pivotement des manchons 16,17 dans des plans verticaux latéraux. Les plaques 13a,13b (cf. aussi fig.3) enserrent à leur extrémité supérieure deux profils en U 22 fixés par des boulons 23, et reliés entre eux à l'arrière par une barre 24. Les profils 22 sont inclinés sensiblement à 45 par rapport aux plaques verticales 13a,13b. Entre deux ailes de chaque profil 22 est monté un axe 25 auquel est fixée une extrémité d'un ressort hélicoïdal de traction 26 dont l'autre extrémité est accrochée à un axe 27 prévu dans une pièce 28 solidaire de l'avant du manchon 17. Les ressorts 26 solli- citent donc en permanence vers le haut les arceaux articulés 18,19, jusque vers une position de butée haute définie par l'extrémité basse des profils 22 et correspondant sensiblement à une inclinaison des arceaux de 45 vers le haut. A l'arrière des prolongements latéraux de l'arceau plat 9 sont passsées les boucles d'attache arrière 29 (fixées par un boulon 30) des bretelles réglables 31 dont l'autre extrémité est fixé en 12. Ces bretelles 31 se croisent à l'arrière, en passant entre le dossier de la demi-coque 5 et le dos de l'opérateur, puis passent sur les épaules dans la région desquelles elles sont garnies de coussinets allongés 32, avant de redescendre sensible- ment parallèlement vers leur attache respective 12. En plus ou à la place des bretelles 31, il est possible de prévoir une sangle lombaire qui passerait au niveau des côtés de la demi-coque avant 4 en traversant celle-ci et viendrait se boucler devant ladite demi-coque, par exemple par un ruban d'accro- chage de type velours-crochet. On voit que dans le dispositif de l'invention les res- sorts de traction sont facilement interchangeables, en démontant uniquement les deux axes 25 et 27. Au lieu d'attacher les ressorts au manchon de l'arceau supérieur 19, on aurait pu choisir l'arceau inférieur, ou une combinaison des deux. Par ailleurs, l'inclinaison des ressorts à 45 , quoique particulièrement avantageuse, pourrait être choisie à une autre valeur entre 45 et 90 par rapport à l'horizontale, l'essentiel étant de placer le ressort de manière à lui permettre d'assurer un couple relativement constant sur les arceaux sur toute leur course. On pourrait aussi remplacer les ressorts de traction par des ressorts de compression de tous types placés en position contraire par rapport aux arceaux 18,19. Le dispositif de l'invention permet aussi, par le seul jeu des vis 20 de modifier l'enfoncement des arceaux 18,19 dans leur manchon respectif et donc de modifier le bras de levier du système. La configuration symétrique du dispositif est un avantage tant sur le plan de sa maniabilité que sur celui de l'ergonomie. De plus les pivots des manchons sont situés sensiblement dans le même plan, très postérieur, que la colonne vertébrale; quand il en est autrement, les charges qui ne passent pas par le plan de la colon- ne vertébrale entraînent des contraintes sur celles-ci propor- tionnelles au moment de leur force. Grâce à la rigidité de la coque et à la position des différents éléments du dispositif, et notamment de l'arceau plat 9, le poids de l'équipement de caméra exerce sur l'ensemble du dispositif un couple qui est contrebalancé par un couple du corps de l'opérateur sur la coque, avec effet d'auto-coincement de celle-ci: la demi-coque avant 4 exerce une pression abdominale tandis que la surface d'appui anatomique postérieure exerce sur la portion dorso-lombaire de la colonne une force en avant et vers le haut qui contribue à son redressement. L'ensemble des frottements contrebalance la composante verticale du poids de l'ensemble de l'appareillage, de sorte que cet auto-blocage diminue beaucoup les contraintes des sangles d'épaule et rend celles-ci virtuellement inutiles. Par ailleurs, l'aspect anatomique de la demi-coque arrière 5 lui permet par ses appuis latéraux un contrôle de toutes les contraintes de basculement latéral lors du déplacement d'un cOté à l'autre de la charge portée. Cette stabilité n'affecte en rien les mouvements d'ampliation thoracique et évite des sangles thoraciques naturellement contraignantes pour l'opérateur. On se reporte maintenant à la figure 4. La pièce de liaison 21 est constituée d'un cadre rectangulaire 40 sur les grands côtés horizontaux duquel sont fixés parallèlement et verticalement deux anneaux d'articulation inférieurs 41 et deux anneaux d'articulation supérieurs 42, grâce à des boulons 43. Les anneaux 41,42 ont un diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre extérieur des arceaux 18,19. Les arceaux 18,19 peuvent coulisser et pivoter librement dans les anneaux 41,42. Comme les arceaux 18,19 sont courbes, les contacts des anneaux 41, 42 sur les arceaux sont limités, et les frottements sont réduits. Les anneaux simples 41,42 pourraient être remplacés par des roulements à bille. Un pivot 44 est monté verticalement au milieu du cadre 40 de manière à servir d'axe de pivotement à une plaque 45 montée en porte-àfaux. Le pivot 44, ou un prolongement 46 de celui-ci, fait saillie au dessus du cadre 40 à travers un orifice de son cOté supérieur, et vient se loger avec un faible jeu entre les flancs d'une fente circonférentielle s'étendant au moins sur la partie inférieure d'un anneau 48 de blocage prévu sur l'arceau 19 entre les anneaux 42. L'anneau 48 peut être bloqué grâce à une vis de blocage 49, qui fixe la position de l'anneau 48 sur l'arceau et bloque donc latéralement le pivot 46, et par conséquent le dispositif 21 tout entier. Il est clair en revanche que grâce à la fente circonférentielle 47, le mouvement de pivotement des arceaux 18, 19 n'est nullement entravé par la pièce de liaison 21. Tandis qu'une extrémité de.a plaque 45 pivote sur le pivot 44, l'autre extrémité est dotée d'un axe sur lequel pivote une pièce de liaison en H 50, sur laquelle s'articule une seconde plaque 51 pivotante horizontalement. A l'extrémité éloignée de cette plaque 51, est monté en pivotement la partie verticale d'un axe 52, dont l'autre partie est coudée et se termine par un em- boitement pivotant dans un étrier 53. Une poignée 61 est interposée entre le coude de l'axe et l'étrier 53. Dans la fourche de l'étrier est monté en pivotement autour d'un axe horizontal 54 un manchon 55 lequel est adapté pour recevoir en pivotement et en coulissement (de manière connue en soi; on pourra notamment se référer au document US-A-4 474 439 dont on incorpore l'enseignement par référence), un tube 56 de support de caméra. L'étrier 53 monté pivotant sur l'extrémité de l'axe 52 forme une suspension à la cardan. Le tube de support 56 est terminé à sa partie supérieure par une plaque de support 57 sur laquelle est montée la caméra 58 (cf.fig.1), tandis que sa partie inférieure comporte les équipements 59,60 qui servent notamment à l'équilibrage de la caméra. La figure 5 montre qu'il est avantageux de fixer sur l'axe 52, au moyen d'une console 62 blocable par une vis 63, le suport de moniteur vidéo 64, articulé en bout de console sur un pivot blocable 65. De la sorte le moniteur vidéo n'est plus lié au mouvements de la caméra par rapport à l'axe 52. Ainsi l'opérateur peut par exemple filmer à l'azimut et enchaîner par un panoramiquage qui emmènerait l'objectif de la caméra de l'avant vers l'arrière sans perdre une seconde le contrôle de l'image. Les éléments d'équilibrage 59,60 sont avantageusement la batterie 59 et le boîtier électronique 60 (ou magnétoscope,...). Le montage de ces éléments se fait grâce à une pièce 66 (fig.6) comportant un manchon central venant se bloquer sur le tube 56 grâce à des vis de blocage non représentées. Ce manchon comporte parallèles à ses extrémités deux brides 67 s'allongeant dans deux directions opposées, dans lesquelles sont formées des lumières 68. Entre les lumières inférieures et supérieures peuvent venir s'insérer deux axes de pivotement 69 retenus en dessous par un bouton fixe élargissant l'axe et au dessus par un bouton molleté vissé sur l'extrémité filetée de l'axe de manière à pouvoir en assurer le serrage. Les éléments 59 et 60 sont montés articulés sur les axes de pivotement 69 et fixés en position en vissant les boutons 70. Grâce aux lumières 68, il est possible d'éloigner les éléments 59 et 60 du tube 56 et donc d'augmenter le moment d'inertie de ces éléments par rapport audit tube: il s'ensuit une atténuation des mouvements parasites de rotation de la caméra coaxialement au tube 56, et donc une stabilité accrue. Par ailleurs, par la possibilité que donnent les axes 69 de disposer les éléments 59,60 non dans le prolongement l'un de l'autre comme représenté mais déportés latéralement par rapport au tube 56, on peut compenser un défaut de centrage de la caméra par rapport au tube 56. 2 6 1 1855 RE EBICAYWJ 1. Support d'équipement portatif, notamment de caméra, du type comportant un harnais destiné à équiper un opérateur (2), et des bras mobiles équilibrés destinés au montage de l'équipement portatif (3), caractérisé en ce que a) le harnais comporte une coque rigide sensiblement annulaire formée de deux demi-coques respectivement avant inférieure (4) et arrière supérieure (5) situées à des hauteurs différentes pour pouvoir s'appuyer respectivement sur la région abdominale et la région dorso-lombaire de l'opérateur (2), b) sur ladite coque (4,5), symétriquement de chaque côté, sont prévus des moyens (14,15) de fixation pivotante des extrémités de deux demi-cadres (18,19) avant reliés de manière à rester constamment parallèles, c) les deux demi-cadres (18,19) comportent une pièce de liaison articulée (21) dont l'équipement (3) est solidaire par des moyens articulés (45,51,52,53,56), d) des moyens d'équilibrage élastiques (26) sont prévus entre les demi-cadres (18,19) et la coque (4,5) pour équilibrer sensiblement le poids de l'équipement (3). 2. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de fixation pivotante (14,15) sont sensiblement dans le plan vertical de la colonne vertébrale de l'opérateur (2). 3. Support selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de fixation pivotante (14,15) sont aligéns sensiblement verticalement sur un support (13) solidaire d'un arceau (9) lui-même solidaire de la demi-coque avant (4). 4. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les extrémités des demi-cadres (18,19) sont reçues de manière réglable en coulissement dans des manchons (16,17) pivotant grâce aux moyens de fixation pivotante (14,15). 5. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'équilibrage comporte au moins un ressort de traction (26) rappelant au moins un demi-cadre (18,19) vers le haut et l'arrière sous un angle voisin de 45 . 6. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la pièce de liaison articulée (21) comporte un élément vertical de support (40) monté articulé et coulissant sur les deux demi-cadres (18,19) et un dispositif de blocage (46,48) de coulissement compatible avec l'articulation des demi-cadres (18,19). 7. Support selon l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisé en ce que la pièce de liaison articulée (21) comporte un élément de support (40) lié au demi-cadre (18,19) et sur lequel est montés un bras (45,50,51,52) articulé par des axes d'articula- tion parallèles, au bout duquel est monté un système (53,...) de suspension articulée d'un équipement de caméra (58). 8. Support selon la revendicaticn 7, caractérisé en ce qu'un moniteur vidéo (64) est monté sur le bras articulé (45,50,51,52). 9. Support selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que le système de suspension (53,...) de l'équi- pement de caméra comprend un tube (56) de support comportant à une extrémité le support (57) de caméra (58) et à l'autre extrémité des éléments d'équilibrage (59,60) dont la position est réglable radialement et angulairement dans un plan radial.