Brevet FR2715236A1 — publié le 19950721

Dispositif d'orientation en site et en azimut avec suspension pour appareils de prises de vues. Ce dispositif d'orientation en site et en azimut,destiné à des caméras professionnelles minatures,se compose d'une suspension motorisée anti-vibration comprenant un système de conservation de l'horizon,équipé d'un moteur gyroscopique 3, et d'une perche télescopique 4 support de ladite suspension d'une part et d'un boitier de commande 5 des moteurs 1,2,3 d'autre part. Les dispositifs connus d'orientation en site et en azimut pour appareils de prises de vues possèdent une structure de soutien de la caméra importante et lourde à mettre en place.De par leur taille souvent imposante,ils nécessitent un espace d'évolution conséquent et adapté.ll en résulte un fort encombrement,une maniabilité et une mobilité réduitesDe plus,il est impératif de procéder à leur calage en site et en azimut ou d'avoir recours à des systèmes mécaniques importants pour conserver l'horizon de la prise de vue. La présente invention a pour but de réaliser un dispositif d'orientation en site et en azimut,pour des caméras professionnelles miniatures,capable de conserver l'horizon de la prise de vue par un système gyroscopique,d'amortir les vibrations générées par les moteurs 1,2,3 et les mouvements de la perche télescopique 4 et de répondre à la plupart des problèmes techniques auxquels sont confrontés les dispositifs existant.Elle prend en compte la difficulté d'adaptation des systèmes connus de prises de vues à la réalisation de nouvelles images. Le dispositif selon l'invention se caractérise par son application lorsque l'espace est trop réduit pour les systèmes existant ,par la rotation de l'axe caméra sur plusieurs axes, par sa grande mobilité,par la possibilité d'effectuer des mouvements rapides,par son utilisation dans des conditions nécessitant un poids et un encombrement minimum,par son installation rapide et par sa maniabilité permettant d'éviter les ombres et les reflets. De plus,ce dispositif est conçu pour résister aux projections de liquides.Ceci le rend opérationnel quelques soient les conditions climatiques. Parmi les nombreuses applications d'un tel dispositif on peut citer,à titre d'exemple,les prises de vues sportives,acrobatiques,délicates,en espace restreint. Pour une description plus aisée de cette invention,en référence à la figure 4,nous utiliserons une origine O représentant le centre de la caméra miniature 6 avec un repère x,y,z et une origine O' représentant l'opérateur avec un repère x',y',z'.De même,nous conviendrons de la position de la perche télescopique 4 sur l'axe horizontal xx dans le repère O,x,y,z et sur l'axe x',x' dans le repère O',x',y',z'. L'un des principes fondamentaux de ce dispositif est une mobilité quasiment totale de l'axe de prises de vues.Ainsi,pour une meilleure compréhension des différents mouvements de ce dispositif nous décomposerons celui-ci en deux éléments qui sont: une suspension motorisée anti-vibration,équipée d'un système de conservation de l'horizon comprenant un moteur gyroscopique 3,et une perche télescopique 4 support de ladite suspension d'une part et du boitier de commande 5 des moteurs 1,2,3 d'autre part. Un mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention sera décrit à présent, à titre d'exemple non limitatif,en regard des dessins annexés dans lesquels: La figure 1 montre une vue de face de la suspension à l'échelle 1 La figure 2 montre une vue de droite en coupe selon la ligne A-A de la suspension La figure 3 montre une vue de face de l'élément de base 32 de la perche télescopique 4 La figure 4 montre le dispositif vu de face en mode d'utilisation La suspension motorisée anti-vibration,située au sommet de la perche télescopique 4,est équipée de deux moteurs électriques miniatures 1,2 démultipliés et d'undispositif anti-vibration,support du système de conservation de l'horizon. Le moteur 1 de dimensions et de poids réduits est fixé sur la base 7 de la suspension.ll permet à celle-ci une rotation de 360- sur l'arbre 12,axe xx,situé au sommet de la perche télescopique 4.Ce mouvement est réalisé par deux engrenages 11,10 de démultiplication axés à 90 et disposés l'un sur l'arbre 12 et l'autre sur l'arbre du moteur 1.Cette démultiplication permet une utilisation optimum du moteur 1 en raison des impératifs de la prise de vues. Un roulement à billes 13 solidaire de la base 7 de la suspension sur son diamètre extérieur autorise la rotation sans frottement sur l'arbre 12.Deux bagues d'arrêt 14,15 disposées de part et d'autre du roulement à billes 13 interdisent une translation de la base 7 de la suspension sur l'arbre 12,axe xx. Le moteur 2,de caractéristiques identiques à celles du moteur 1 ,est fixé sur le montant latéral 8 de la suspension.ll permet au dispositif anti-vibration,support du système de conservation de l'horizon,une rotation de 360. sur l'axe yy autour des arbres 16,17.Ces deux arbres 16,17 sont fixés diamétralement sur le tube 26 du dispositif anti-vibration et prennent appui sur les montants latéraux 8,9 de la suspension.Le mouvement est réalisé par deux engrenages 18,19 de démultiplication axés à 90 et disposés l'un sur l'arbre du moteur 2 et l'autre sur l'arbre 16.Deux roulements à billes 20,21,disposés sur lesdits arbres 18,17,chacun solidaire sur leur diamètre extérieur au montants latéraux 8,9 de la suspension,permettent la rotation sans frottement sur l'axe yy.Quatre bagues d'arrêt 22,23,24,25 disposées de part et d'autre des deux roulements à billes 1fi,17 interdisent une translation du dispositif anti-vibration sur l'axe yy. Le dispositif anti-vibration se compose d'un tube 26,en alliage léger,à l'intérieur duquel est suspendu coaxialement,par une structure élastique 271 le système de conservation de l'horizon,lui-meme support de la caméra 6.Ce système de conservation de l'horizon comprend deux tubes 28,29,en alliage léger,de diamètres différents,fixés coaxialement,entre eux,au moyen de deux roulements à billes 30,31.Sur le tube 29,de diamètre inférieur,est installé un bras de déport 33.Ce bras,en matériau absorbant les vibrations, est le support du moteur gyroscopique 3.Cette disposition autorise une rotation,sans frottement, de 360. du tube 29 par rapport au tube 28 sur l'axe zz.Par conséquent,la caméra 6,logée à l'intérieur du tube 29,peut effectuer le même mouvement.Ceci amène à un autre principe de cette invention qui est la conservation de l'horizon de la prise de vue indépendamment des mouvements en site et en azimut du dispositif.En effet,le calage parallèle des lignes verticales de l'image de la caméra avec l'axe du bras de déport 33 permet de conserver l'assiette du cadrage.De plus, la sensibilité réduite du moteur gyroscoplque 3 à la force centrifuge permet d'atténuer les oscillations autour du point d'équilibre,en mode statique,lors de mouvements rapides en site et en azimut du dispositif. Le système de conservation de l'horizon est suspendu coaxialement à l'intérieur du tube 26 par la structure élastique 27.Cette structure interdit des rotations du tube 28 par rapport au tube 26.Elle interdit également des déplacements de l'axe du système de conservation de l'horizon par rapport à l'axe zz du tube 26 lors de mouvements en site et en azimut du dispositif. Elle absorbe les vibrations générées par les moteurs 1,2,3 et les mouvements de la perche télescopique 4.Elle garantit une stabilité de l'image pendant la prise de vue. Enfin,les differents éléments de la suspension motorisée anti-vibration sont conçus pour résister aux projections de liquides:les moteurs et les connections électriques sont étanches,les matériaux utilisés sont inoxydables,le cablage est souple et adapté aux mouvements générés par les moteurs. Le deuxième élément du dispositif se compose d'une perche télescopique 4,support de la suspension motorisée anti-vibration et du boitier de commande 5 des moteurs 1,2.3. La perche télescopique 4,en fibre de carbone,possède six éléments d'environ un mètre chacun.Cette disposition permet d'adapter la longueur de la perche aux prises de vues souhaitées.Des bagues de serrage 34,situées à l'extrémité de chaque élément,permettent de solidariser ceux-ci entre eux sur l'axe xx ou x'x' en rotation et en translation.L'arbre 12,solidaire de l'élément représentant le sommet de la perche,supporte la suspension motorisée anti-vibration.L'uti I isation d'une perche cylindrique permet à l'opérateur d'effectuer manuellement une rotation de 180' de celle-ci sur l'axe x'x'.Cette façon de procéder autorise une rotation plus instinctive du dispositif lors de mouvements en site et en azimut.D'autre part,l'utilisation de la fibre de carbone présente de nombreux avantages tels que: gain de poids,flexi- bilité,inertie réduite,isolation de l'opérateur lors de phénomènes électrostatiques.Le cablage électrique des éléments de la suspension et de la caméra passe à l'inte- rieur de la perche.Sur l'extrémité de base 35 de celle-ci sont fixés deux connecteurs étanches: I'un 36 correspondant à l'alimentation électrique des moteurs,l'autre 37 à la caméra.Le boitier de commande 5 des moteurs 1,2,3 est placé sur l'élément de base 32 de la perche.Ce boitier dispose d'un interrupteur 38 pour les moteurs 1,2,3 et de deux variateurs-inverseurs 39,40 avec position O pour les moteurs 1 ,2.Ces variateurs permettent de faire varier la vitesse des moteurs 1,2 avec un rapport de un à cinq adapté à la prise de vues.ll est egalement possible de remplacer le boitier de commande 5 par un module-servo lors de l'emploi d'une télécommande H.F.Le cadrage est contrôlé soit par l'intermédiaire d'un mini-moniteur fixé sur l'élément de base 32 de la perche,soit par un casque avec visée vidéo,soit par des lunettes équipées d'une vision translucide. Tous les éléments de la perche,le boitier de commande 5 des moteurs et les accessoires pour le contrôle du cadrage résistent aux projections de liquides.et sont inoxydables. La perche,manipulée par l'opérateur,peut effectuer différents mouvements dans le repère O',x',y',z' tels que: rotation de 180 sur son axe x'x',rotations en site et en azimut de 360* par rapport à l'origine O'.Elle peut également être fixée sur un trépied ou une grue équipée d'une plate-forme à rotule.De plus,l'opérateur,manipulateur du dispositif,peut se déplacer selon son gré dans le repère O',x' ,y' ,z'. L'opérateur peut aussi être équipé d'un réseau d'ordres H.F. pour des raisons de commodités de liaisons lors d'émissions de télévision en conditions de direct. On peut également associer à ce dispositif soit un magnétoscope embarqué par l'opérateur soit un renvoi H.F. des images sur un poste fixe. Ce dispositif permet la combinaison de différents mouvements tels que: rotation de 360- sur l'axe xx: suspension motorisée anti-vibration rotation de 360- sur l'axe yy: dispositif anti-vibration rotation de 360- sur l'axe zz: système de conservation de l'horizon rotation de 180' sur l'axe x'x': perche manipulée par l'opérateur rotation en site de 360- par rapport à 0': perche manipulée par l'opérateur rotation en azimut de 360 par rapport à 0': perche manipulée par l'opéra teur mouvements de l'opérateur libres dans le repère O',x',y',z'. Par conséquent, l'association: des mouvements suspension-perche-opérateur ,de la légèreté,de la maniabilité,de la mobilité,du faible encombrement,de la rapidité d'installation,de la résistance aux projections de liquides de tous les éléments du dispositif,présente cette invention comme particulièrement adaptée à la réalisation de nouvelles prises de vues. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'orientation en site et en azimut avec suspension pour appareils de prises de vues,caractérisé en ce qu'il comprend une suspension motorisée anti-vibration pouvant effectuer des rotations sur sa base 7,par l'intermédiaire d'un moteur 1 autour d'un arbre 12,sur l'axe xx,fixé au sommet d'une perche télescopique 4,un dispositif anti-vibration capable de réaliser des rotations,par l'intermédiaire d'un moteur 2,autour de deux arbres 16,17,sur l'axe yy,un système de conservation de l'horizon permettant des rotations du tube 29,support de la caméra 6,sur l'axe zz,par rapport au tube 28,au moyen d'un moteur gyroscopique 3 fixé sur un bras de déport 33,un boitier de commande 5 des moteurs 1,2,3 installé sur l'élément de base 32 de ladite perche. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moteur 1 ,fixé sur la base 7 de la suspension,associé à deux engrenages 10,11 de démultiplication, à un roulement à billes 13 et à deux bagues d'arrêt 14,15,permet une rotation de 360",Sans frottement ni translation sur l'axe xx,de la suspension autour de l'arbre 12,fixé au sommet de la perche télescopique 4. 3 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moteur 2,fixé sur le montant latéral 8 de la suspension,associé à deux engrenages 18,19 de démultiplication,à deux roulements à billes 20,21 et à quatre bagues d'arrêt 22,23, 24,25,permet une rotation de 360",sans frottement ni translation sur l'axe yy,du dispositif anti-vibration autour des arbres 16,17,prenant appui sur les montants latéraux 8,9 de la suspension. 4 - Dispositif selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que le dispositif anti-vibration est composé d'un tube 26,en alliage léger,et d'une structure élastique 27 d'amortissement des vibrations à l'intérieur de laquelle le système de conservation de l'horizon prend place coaxialement sans possibilité de rotation du tube 28,sur l'axe zz,par rapport au tube 26 et sans possibilité de déplacement de l'axe du dit système par rapport à celui du dit dispositif lors de mouvements en site et en azimut. 5 - Dispositif selon les revendications 1 et 4 caractérisé en ce que le système de conservation de l'horizon,composé de deux tubes 28,29,en alliage léger,de diamètres différents,fixés coaxialement entre eux au moyen de deux roulements à billes 30,31 et d'un bras de déport 33,support du moteur gyroscopique 3,prenant appui sur le tube 29, permet une rotation de 360',sur l'axe zz,du tube 29,support de la caméra 6,par rapport au tube 28,et donc de garder l'assiette de la prise de vue lors de mouvements en site et en azimut du dispositif. 6 - Dispositif selon les revendications 1,2,3 et 5 caractérisé en ce que le boitier de commande 26 des moteurs 1,2,3,fixé sur l'élément de base 32 de la perche,dispose d'un interrupteur 38 pour les moteurs 1,2,3 et de deux variateursinverseurs 39,40 avec position O pour les moteurs 1 et 2.