WO2011050867A1

WO2011050867A1 - Steuerungsvorrichtung für ein objektiv einer kamera

Info

Publication number: WO2011050867A1
Application number: PCT/EP2010/002412
Authority: WO
Inventors: Martin Longmore; Robert Wolff; Joachim Meinberg; Wolfgang Stanek
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2010-04-20
Publication date: 2011-05-05
Anticipated expiration: 2012-04-27
Also published as: US20130271619A1; DE202009014504U1

Abstract

Eine Steuerungsvorrichtung für ein Objektiv (12) einer Kamera (10), insbesondere einer HD-Kamera, zur Einstellung der Schärfe, der Blende und/oder des Zooms umfasst wenigstens eine elektromotorischen Antriebseinheit (16) zur Verstellung eines Objektivrings (14) und wenigstens eine Bedieneinheit (18) mit einem manuell auslenkbaren Bedienelement (28) zur Ansteuerung der Antriebseinheit (16). Die Bedieneinheit (18) weist eine Kontrolleinrichtung auf, die eine taktile Rückmeldung über das Ausmaß und/oder die Richtung der manuellen Auslenkung bereitstellt.

Description

Steuerungsvorrichtung für ein Objektiv einer Kamera

Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für ein Objektiv einer Kamera, insbesondere einer HD-Kamera, zur Einstellung der Bildschärfe, der Blende und/oder des Zooms. Die Erfindung betrifft ferner ein Kamerasystem mit einer solchen Steuerungsvorrichtung.

Bezüglich der Einstellung der Bildschärfe arbeiten professionelle Kameramänner fast ausschließlich im„manuellen Modus" der Kamera, also ohne Automatik, da nicht das Gesamtbild, sondern nur bestimmte Bildausschnitte ("close- ups") scharfgestellt werden müssen. Die manuelle Einstellung der Bildschärfe erfolgt mithilfe eines Einstellrings am Objektiv der Kamera (Bildschärfe-Objektivring).

Im professionellen Einsatz ist es üblich, eine sogenannte Schärfenzieheinrich- tung mit dem Kameraobjektiv zu koppeln, die zur Entlastung des Kameramanns von einem Bildschärfeassistenten (Schärfenzieher) manuell bedient wird. Die Schärfenzieheinrichtung ist in der Regel rein mechanisch mit dem Bildschärfe- Objektivring verbunden. Es sind aber auch am Kameraobjektiv angeordnete elektromotorisch betriebene Antriebseinheiten bekannt, die zur Schärfeeinstellung z. B. über ein Zahnritzel ein Drehmoment auf die Außenverzahnung des Bildschärfe-Objektivrings übertragen. Eine solche Antriebseinheit ist beispiels- weise in der EP 0 575 022 B1 gezeigt.

Bisherige elektro-mechanische Schärfen- oder Blendenziehsysteme werden primär dazu benutzt, festgelegte Sequenzen mit vorbestimmten Einstellungen aufzunehmen, insbesondere an einem Filmset. In der Regel wird eine vorbereitete Szene mehrfach gedreht, weshalb bei diesen Systemen die Reproduzier- barkeit der Schärfen- oder Blendeneinstellung und der damit verbundenen Objektivposition (Schärfen- oder Blendenpunkt-System) im Vordergrund steht.

Sowohl im privaten Einsatz als auch in vielen professionellen Aufnahmesituationen wäre es vorteilhaft, wenn der Benutzer bzw. der Kameramann selbst auf einfache Weise eine schnelle und exakte Schärfeneinstellung vornehmen könnte, um spontan auf eine Situation reagieren zu können. Eine Einstellung der Bildschärfe unmittelbar am Objektivring oder eine indirekte Einstellung mithilfe einer Schärfenzieheinrichtung oder sogenannten "Follow-Focus-Systemen" setzt jedoch immer voraus, dass der Benutzer bzw. der Kameramann die Kamera mit einer Hand loslässt. Dies macht es dem Kameramann unmöglich, die Schärfe schnell genug verändern zu können, wie es etwa für Dokumentationen und Reportagen erforderlich wäre. Außerdem führt das Loslassen der Kamera mit einer Hand insbesondere bei bewegten Aufnahmen ("moves") zu Verwacklungen, die gerade bei anspruchsvollen Aufnahmen im hochempfindlichen HD-Bereich eine inakzeptable Unschärfe zur Folge haben.

Entsprechendes gilt für die Einstellung der Irisblendenöffnung und des Zooms (Brennweite). Somit sind die Einsatzmöglichkeiten hochwertiger HD-Kameras deutlich eingeschränkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, dem Benutzer einer Kamera eine komfortable, schnelle und präzise Einstellung der Schärfe, der Blende und/oder des Zooms zu ermöglichen, möglichst ohne Beeinträchtigung bei der manuellen Führung der Kamera.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch eine Steuerungsvorrichtung für ein Objektiv einer Kamera, insbesondere einer HD-Kamera, mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung ergeben sich aus den Unteransprü- chen.

Die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung zur Einstellung der Bildschärfe, der Blende und/oder des Zooms umfasst wenigstens eine elektromotorische Antriebseinheit zur Verstellung eines Objektivrings und wenigstens eine Bedieneinheit mit einem manuell auslenkbaren Bedienelement zur Ansteuerung der Antriebseinheit. Die Bedieneinheit weist eine Kontrolleinrichtung auf, die eine taktile Rückmeldung über das Ausmaß und/oder die Richtung der manuellen Auslenkung bereitstellt.

Die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung, die grundsätzlich für jede Art von Foto-, Video-, Film- und Fernsehkamera mit (Wechsel-)Objektiven geeignet ist, ist im Gegensatz zu den bekannten Lösungen universell einsetzbar. Sie erleichtert das Ziehen der Bildschärfe, der Irisblendenöffnung und/oder des Zooms am Kameraobjektiv erheblich. Aufgrund der taktilen Rückmeldung hat der Benutzer jederzeit im Gefühl, wie weit er das Bedienelement gerade auslenkt. Diese automatische Kontrolle der momentanen Auslenkung ermöglicht ein intuitives und hochpräzises Einstellen der Objektiveigenschaften. Somit schafft die Erfindung die Voraussetzung dafür, dass ein Kameramann diese Aufgabe auch im professionellen Filmbetrieb mit einer empfindlichen HD-Kamera selbst übernehmen kann.

Da die Bedieneinheit unabhängig von der Antriebseinheit gestaltet und platziert werden kann, ist eine Anordnung des Bedienelements in der Nähe eines Handgriffs der Kamera möglich. Dies erlaubt es dem Kameramann, die Steuerungsvorrichtung mit nur einem Finger (z. B. dem Daumen) zu bedienen, ohne dass er dafür die zugehörige Hand vom Kameragriff lösen muss. Mit etwas Routine kann das Bedienelement - ohne Abwenden der Augen von der Kamera - einfach ertastet und je nach Bedarf wunschgemäß ausgelenkt werden. Die Flexibilität bei der Anordnung der Bedieneinheit mit dem Bedienelement erlaubt optimale ergonomische Lösungen sowohl für Rechts- als auch für Linkshänder.

Besonders geeignet für die Bereitstellung der taktilen Rückmeldung durch die Kontrolleinrichtung ist ein auf das Bedienelement einwirkendes Federelement. Elastische Federn haben die für den vorgesehenen Zweck vorteilhafte Eigenschaft, dass die Rückstellkraft (Federkraft) zur Auslenkung (Federweg) proportional ist. Es kann mithilfe des Federelements aber auch ein komplexerer, differenzierter Kennlinienverlauf für das Bedienelement realisiert werden.

Das Bedienelement ist vorzugsweise in eine definierte Nullstellung (Ausgangsstellung, Mittelstellung) vorgespannt, in der es ohne äußere Einwirkung verbleibt (z. B. durch Einrasten oder weil das Bedienelement dort im Gegensatz zu benachbarten Stellungen kräftefrei ist). Damit ist eine automatische Nullpunkt-Rückstellung gewährleistet, wodurch die intuitive Bedienung weiter verbessert wird. Der Benutzer weiß dann nämlich genau, dass ein Loslassen des Bedienelements sofort zu einem Anhalten der Antriebseinheit führt. Wenn der Benutzer also die richtige Einstellung getroffen hat, muss er nur das Bedienelement kurz loslassen, und der Objektivring verbleibt in der aktuellen Stellung.

Entsprechend der Möglichkeit, den Objektivring in zwei entgegengesetzte Richtungen zu drehen, ist für die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung ein in zwei Richtungen auslenkbares Bedienelement vorteilhaft, insbesondere um auf einfache Weise eine Richtungsumkehr zu ermöglichen.

Zu einer komfortablen Bedienung kann auch wenigstens ein Endanschlag beitragen, der die Auslenkung des Bedienelements sinnvoll begrenzt. Die Kontrolleinrichtung ist bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung so ausgelegt, dass die Vorspannung des Bedienelements in die Nullstellung eine Rückstellkraft erzeugt, die ausgehend von der Nullstellung bei steigender Auslenkung des Bedienelements in einem ersten Bereich zunächst stark und dann in einem zweiten Bereich weniger stark oder gar nicht anwächst. Es hat sich gezeigt, dass ein solcher Kennlinienverlauf mit einem anfänglich stärkeren Anstieg der Rückstellkraft, der dann bei größeren Auslenkungen verflacht (und ggf. in einen Endanschlag mündet), für die angestrebte intuitive Bedienung besonders geeignet ist.

Konstruktiv umgesetzt werden kann der oben beschriebene Kennlinienverlauf mit einer Kontrolleinrichtung, die einen Schwenkhebel sowie ein an das Bedienelement gekoppeltes Steuerrad mit einem abgeflachten Abschnitt aufweist, wobei der Schwenkhebel mithilfe des Federelements an den abgeflachten Abschnitt gedrückt wird.

Vorzugsweise ist ein erstes Ende des Schwenkhebels drehbar an einem Halteabschnitt der Bedieneinheit gelagert, und ein entgegengesetztes freies zweites Ende des Schwenkhebels ist an ein freies Ende des Federelements gekoppelt.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Bedienelement ein vorzugsweise geriffeltes Drehrad. Es hat sich gezeigt, dass die für die Verstel- lung des Objektivrings erforderliche Auslenkung des Bedienelements durch Drehen eines Drehrads intuitiv und sehr genau (in gewissem Maße abhängig vom Durchmesser des Drehrads) und insbesondere haptisch in sehr angenehmer Weise vorgenommen werden kann.

Alternativ kann das Bedienelement aber auch nur ein kreissektor- oder kreis- segmentartiges Schwenk- oder Drehelement sein. Auch ein Wipp- oder Kippschalter (z. B. verbaut in einem Joystick) als Bedienelement ist möglich, wobei hier (wie auch bei den anderen Alternativen) die erfindungsgemäße taktile Rückmeldung, ohne die eine Einstellung deutlich weniger komfortabel ist, eine Abgrenzung gegen herkömmliche derartige Schalter darstellt.

Für eine räumliche Entkopplung der Bedieneinheit von der Antriebseinheit ist ein modularer Aufbau der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung vorteilhaft, bei dem die Bedieneinheit eine Signalerzeugungseinrichtung aufweist, die abhängig von der manuellen Auslenkung des Bedienelements elektrische Signale zur Ansteuerung der Antriebseinheit erzeugt. Bei diesem Aufbau ist keine mechanische Verbindung zwischen der Bedieneinheit und der Antriebseinheit notwendig. Die Verwendung elektrischer Signale zur Ansteuerung der Antriebseinheit hat außerdem den Vorteil, dass in der Signalerzeugungseinrichtung die Signale derart erzeugt werden, dass ein sanftes Anlaufen des Antriebs, insbesondere eines in der Antriebseinheit verbauten Elektromotors, gewährleistet ist.

Die Übertragung der elektrischen Signale von der Bedieneinheit zur hiervon entkoppelten Antriebseinheit kann am einfachsten kabelgebunden erfolgen. Es kann aber auch eine (zumindest teilweise) drahtlose Übertragung der elektrischen Signale vorgesehen sein. Diese Art der Signalübertragung erlaubt eine größere Bewegungsfreiheit bei häufigerem Austausch oder Veränderung der Anordnung der Bedieneinheit und/oder der Antriebseinheit. Auch bei größeren Entfernungen ist eine drahtlose Signalübertragung komfortabler, insbesondere dann, wenn keine geeigneten Kabelwege vorgegeben sind.

Eine besonders intuitive Bedienung der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung wird durch eine Signalerzeugungseinrichtung erreicht, die so ausgelegt ist, dass sie bei steigender Auslenkung des Bedienelements Signale erzeugt, die eine Drehung eines Elektromotors der Antriebseinheit mit steigender Drehzahl bewirken. Eine stärkere Auslenkung des Bedienelements bedeutet demnach eine schnellere Verstellung des Objektivrings, und eine weniger starke Auslenkung bedeutet eine langsamere Verstellung, so wie es ein Benutzer ohne Erfahrung und Übung erwarten würde.

Die Geschwindigkeit und die Genauigkeit der Verstellung der Objektiveigen- Schäften können mittels eines Getriebes an einen in der der Antriebseinheit eingesetzten Elektromotor angepasst werden. Das Getriebe kann auch in den Elektromotor integriert sein, z. B. als nachgeschaltetes Planetengetriebe. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Antriebseinheit einen Riemen auf, der um den Objektivring gelegt werden kann. Ein so verwirklichter Riemenantrieb ermöglicht eine flexible Anpassung an das aktuell verwendete Objektiv, da z. B. ein zu kurzer oder zu langer Riemen schnell gegen einen passenden Riemen ausgetauscht werden kann.

Um einen anfänglichen Leerlauf und durch Toleranzen des Riemens bedingte Ungenauigkeiten bei der Objektiveinstellung zu vermeiden, weist die Antriebseinheit vorzugsweise eine Spanneinrichtung für den Riemen auf.

Anstelle des Riemenantriebs kann auch eine Antriebseinheit mit einem an den Objektivring anlegbaren Reibrad oder einer Zahnradgetriebestufe verwendet werden.

Eine vereinfachte Montage der Antriebseinheit ergibt sich durch eine - am besten an gängige Systeme angepasste - Befestigungseinrichtung zum Anbringen der Antriebseinheit an der Kamera oder am Objektiv oder an einer an der Kamera bzw. am Objektiv vorgesehenen Halterung.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Antriebseinheiten vorgesehen, die über eine einzige Bedieneinheit ansteuerbar sind. Eine solche Steuerungsvorrichtung ermöglicht es, mehrere Eigenschaften (Schärfe, Blende und/oder Zoom) am selben Objektiv mit nur einer Bedieneinheit nacheinander einzustellen. Hierfür ist ein Umschalten oder eine andere Art der Zuweisung der Bedieneinheit zu jeweils einer der Antriebseinheiten notwendig. Die Antriebseinheiten können aber auch an verschiedenen Kameras bzw. Objektiven angeordnet sein, sodass mit einer Bedieneinheit Objektiveigenschaften an mehreren Kameras, ggf. gleichzeitig, eingestellt werden können. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Kamerasystem mit einer Kamera und einem Objektiv sowie einer erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung.

Wie zuvor bereits erläutert ist eine Anordnung der Bedieneinheit der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung in unmittelbarer Nähe eines Handgriffs zur Führung der Kamera besonders vorteilhaft, weil ein Kameramann die Steue- rungsvorrichtung dann intuitiv und nur mit einem Finger bedienen kann, ohne eine Hand vom Kameragriff zu lösen. Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung kann die Bedieneinheit auch unmittelbar an das Gehäuse der Kamera angebaut oder in Form einer reduzierten Variante in das Gehäuse integriert sein. Die Mehrzahl der derzeit erhältlichen Kameras verfügt lediglich über eine manuelle Zoomverstellung (mit Autofocus). Mit dieser Weiterentwicklung ist es erstmals möglich, auch eine manuelle Schärfen- und Blendeneinstellung bei der Serienfertigung von Kameras vorzusehen. So ausgestattete Kameras erlauben dann selbst dem Laien, im „manuellen Modus" zu filmen und selbst die Schärfe bzw. Blende einzustellen, z. B. über das ohnehin vorhandene Zoom-Bedienelement oder ein separates Bedienelement der Kamera. Gleiches gilt auch für Mobiltelefon mit Kameras.

Für bestimmte Anwendungen kann aber auch eine Anordnung der Bedieneinheit an einem von der Kamera entfernten Ort vorgesehen sein. Dies ermöglicht insbesondere bei unzugänglich positionierten oder automatisiert bewegten Kameras (wie etwa bei Sportveranstaltungen, etc.) eine bequeme Bedienung der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung, die z. B. an einem das Kamerabild darstellenden Monitor kontrolliert werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: - Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Kamerasystems mit einer erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung;

- Figur 2 eine Frontansicht des Kamerasystems;

- Figur 3 eine perspektivische Ansicht der Bedieneinheit der Steuerungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; - Figur 4 eine Seitenansicht der Bedieneinheit aus Figur 3;

- Figur 5 ein Kennliniendiagramm des Bedienelements mit der Kontrolleinrichtung;

- Figur 6 eine perspektivische Ansicht eines Teils der Bedieneinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Nullstellung; und - Figur 7 den Teil der Bedieneinheit aus Figur 6 in einer ausgelenkten Stellung.

In den Figuren 1 und 2 ist ein Kamerasystem mit einer Kamera 10 und einem auf diese aufgesetzten Objektiv 12 dargestellt. Das Objektiv 12 hat Ein- stellringe (Objektivringe) 14 zur manuellen Einstellung der Bildschärfe (Focus), der Irisblendenöffnung und des Zooms (Brennweite). Von den Objektivringen 14 ist der Einfachheit halber nur derjenige zur Einstellung der Bildschärfe gezeigt.

Das Kamerasystem umfasst außerdem eine Steuerungsvorrichtung, die im dargestellten Ausführungsbeispiel zur Einstellung der Bildschärfe dient, grund- sätzlich aber auch (zusätzlich oder alternativ) für die Blenden- und/oder Zoomeinstellung geeignet ist. Die Hauptkomponenten der Steuerungsvorrichtung sind eine Antriebseinheit 16 zur Verstellung des Objektivrings 14 und eine Bedieneinheit 18 zur Ansteuerung der Antriebseinheit 16.

Die Antriebseinheit 16 ist mithilfe einer variabel einstellbaren Befestigungs- einrichtung 20 an der Kamera 10 oder am Objektiv 12 befestigt. Ebenso ist eine Befestigung an einer Halterung oder einem Aufsatz der Kamera 10 bzw. des Objektivs 12 möglich. Die Antriebseinheit 16 weist einen Riementrieb auf, der mit einem Antriebsrad 22 an einen in zwei Richtungen antreibbaren Elektromotor 24 gekoppelt ist. In den Elektromotor 24 ist ein nachgeschaltetes Planetengetriebe mit einer Übersetzung von ca. 1 :300 integriert. Ein auf die Oberfläche bzw. Verzahnung des Antriebsrads 22 und die Riffelung des Objektivrings 14 abgestimmter Zahnriemen 26 (Reib- oder Formschluss) ist einerseits um das Antriebsrad 22 und andererseits um den Objektivring 14 gelegt.

Die Antriebseinheit 16 weist ferner eine (nicht näher dargestellte) Spannein- richtung für den Zahnriemen 26 auf, damit dieser kein Spiel hat. Durch eine Drehung des Elektromotors 24 wird über (das optionale Getriebe und) den Zahnriemen 26 ein Drehmoment auf den Objektivring 14 übertragen, sodass dieser verstellt wird.

In unmittelbarer Nähe eines Handgriffs zur Führung der Kamera 10 ist die von der Antriebseinheit 16 mechanisch entkoppelte Bedieneinheit 18 montiert. Zur besseren Übersicht ist in Figur 1 die Bedieneinheit 18 im nicht-montierten Zustand dargestellt. Die Bedieneinheit 18 weist ein manuell auslenkbares Bedienelement 28 auf, das an eine in der Bedieneinheit 18 untergebrachte elektronische Signalerzeugungseinrichtung gekoppelt ist.

Die Signalerzeugungseinrichtung generiert abhängig von der manuellen Auslenkung des Bedienelements 28 elektrische Signale (pulsweitenmoduliert) zur Ansteuerung der Antriebseinheit 16, genauer gesagt des Elektromotors 24. Mit Strom versorgt wird die Signalerzeugungseinrichtung von einer oder mehreren integrierten oder externen Batterien oder Akkus 30, oder über ein Netzkabel mit Transformator.

Das Bedienelement 28 kann ausgehend von einer Nullstellung in zwei Rich- tungen ausgelenkt werden (siehe Pfeil A), jeweils bis zu einem Endanschlag. Die Auslenkung des Bedienelements 28 in zwei mögliche Richtungen wird von der Signalerzeugungseinrichtung entsprechend in eine Ansteuerung des Elektromotors 24 in zwei Drehrichtungen umgesetzt (siehe Pfeil B). Damit erlaubt die Bedieneinheit 18 eine Richtungsumkehr bei der Verstellung des Objektivrings 14 (siehe Pfeil C).

Die Bedieneinheit 18 ermöglicht außerdem eine variable Geschwindigkeit bei der Verstellung des Objektivrings 14. Hierfür ist die Signalerzeugungseinrichtung so ausgelegt, dass sie bei geringer Auslenkung des Bedienelements 28 Signale erzeugt, die eine relativ langsame Drehung des Elektromotors 24 bewirken. Umgekehrt sorgt die Signalerzeugungseinrichtung bei starker Auslenkung des Bedienelements 28 dafür, dass sich der Elektromotor 24 relativ schnell dreht. Somit kann gewährleistet werden, dass eine größer werdende Auslenkung des Bedienelements 28 einen Anstieg der Drehzahl des Elektromotors 24 und eine kleiner werdende Auslenkung eine Verringerung der Drehzahl bewirkt. Abhängig von der Funktionalität der verwendeten Signalerzeugungseinrichtung kann die Verstellgeschwindigkeit in Stufen oder stufenlos variiert werden.

Die Übertragung der elektrischen Ansteuerungssignale von der Bedieneinheit 18 zur Antriebseinheit 16 kann entweder kabelgebunden oder (zumindest streckenweise) drahtlos erfolgen, wobei im letzteren Fall auf bewährte Übertragungs- techniken zurückgegriffen werden kann.

Die Figuren 3 und 4 zeigen eine Besonderheit der Steuerungsvorrichtung, genauer gesagt der Bedieneinheit 18: eine Kontrolleinrichtung, die eine taktile Rückmeldung über das Ausmaß und/oder die Richtung der manuellen Auslen- kung des Bedienelements 28 bereitstellt. Zunächst soll die Kontrolleinrichtung allgemein hinsichtlich Funktion und Einfluss auf die Bedienung der Steuerungsvorrichtung erläutert werden, bevor dann auf die Konstruktion der in den Figuren gezeigten konkreten Ausführungsbeispiele eingegangen wird. Die Kontrolleinrichtung der Bedieneinheit 18 spannt das Bedienelement 28 in eine definierte Nullstellung vor, in der keine Drehung des Elektromotors 24 verursacht wird. Auf das Bedienelement 28 wirkt ein Federelement 32 so ein, dass eine Auslenkung des Bedienelements 28 eine Rückstellkraft in Richtung der Nullstellung erzeugt. Figur 5 zeigt einen mithilfe der Kontrolleinrichtung erreichten optimierten Kennlinienverlauf des Bedienelements 28. Die x-Achse gibt die Auslenkung (hier den Drehwinkel) des Bedienelements 28 an, die y-Achse die zugehörige Rückstellkraft, die dem vom Benutzer aufzubringenden Betätigungsmoment entspricht. Die Kennlinie ist bezogen auf die Nullstellung (1) punktsymmetrisch, weshalb nur ein Ast der Kennlinie erläutert wird. Für den anderen Ast, der die Auslenkung in entgegengesetzter Richtung repräsentiert, gilt entsprechendes.

Im Bereich (2), der einer niedrigen Verstellgeschwindigkeit entspricht, ist der Gradient des Betätigungsmoments zur Nullstellung (1) hin zunehmend. Dadurch soll dem Benutzer die exakte Einstellung in Nähe des Schärfenpunkts (Fein- bereich) erleichtert werden. Im Bereich (3), der einer höheren Verstellgeschwindigkeit entspricht, ist die Steigung geringer. Ein zu steiler Gradient in diesem Bereich würde zu einer übermäßig großen Betätigungskraft führen, was wiederum die taktile Rückmeldung im Bereich (2) reduzieren würde (keine Differenzierung zum Feinbereich). Der Bereich (4) entspricht dem Endanschlag des Bedien- elements 28.

Die Rückstellkraft kann bei einer einfacheren Variante der Kontrolleinrichtung auch entsprechend einer üblichen Federkennlinie im Wesentlichen proportional zur Auslenkung des Federelements 32 sein.

Der Benutzer, der das Bedienelement 28 festhält oder bewegt, spürt die Rückstellkraft und kann aus der Größe und der Richtung der Rückstellkraft unmittelbar auf das Ausmaß und die Richtung der momentanen Auslenkung des Bedienelements 28 schließen. Es besteht somit ein funktionaler Zusammenhang zwischen Verstellgeschwindigkeit und -richtung einerseits und der Betätigungskraft, die der Benutzer zur Überwindung der entsprechenden Rückstellkraft auf das Bedienelement 28 aufbringen muss, andererseits.

In dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Bedienelement 28 ein geriffeltes Drehrad, das um seine Mittelachse drehbar gelagert ist. Drehfest an das Drehrad ist ein Steuerrad 34 mit kleinerem Durchmesser gekoppelt, das konzentrisch zum Drehrad zwischen diesem und einem Halteabschnitt 36 (Gehäuseaußenwand) der Bedieneinheit 18 angeordnet ist. Das Steuerrad 34 weist außenseitig einen abgeflachten Abschnitt 38 auf. Der abgeflachte Abschnitt 38 ist im Wesentlichen eben und verleiht dem Steuerrad 34 eine Form, wie sie durch Entfernen eines Kreissegments von einer Scheibe entstehen würde.

An dem abgeflachten Abschnitt 38 des Steuerrads 34 liegt ein Mittelabschnitt eines Schwenkhebels 40 an. Ein erstes Ende 42 des Schwenkhebels 40 ist dreh- bar am Halteabschnitt 36 gelagert, das entgegengesetzte zweite Ende 44 ist frei. Das Federelement 32 ist hier eine elastische Schraubenfeder, deren erstes Ende 46 am Halteabschnitt 36 befestigt ist, während deren zweites Ende 48 an das zweite Ende 44 des Schwenkhebels 40 gekoppelt ist.

Die Anordnung des Schwenkhebels 40 und des Federelements 32 ist so gewählt, dass der Schwenkhebel 40 an den abgeflachten Abschnitt 38 des Steuerrads 34 gezogen wird. Diese stabile Position des Steuerrads 34 (und damit auch des drehfest an dieses gekoppelten Bedienelements 28) entspricht der Nullstellung des Bedienelements 28. Ein Drehen des Drehrads in eine Richtung bewirkt eine Auslenkung des zweiten Endes 44 des Schwenkhebels 40 gegen den Widerstand des Federelements 32. Gleiches gilt für eine Drehung in die andere Richtung.

Die besondere Anordnung und Kopplung des Federelements 32 und des Schwenkhebels 40 sowie die besondere Form des Steuerrads 34 und dessen Zusammenspiel mit dem Schwenkhebel 40 resultieren in einem Kennlinien- verlauf, wie er in Figur 5 dargestellt ist. Der Verlauf der Kennlinie kann durch Verändern bestimmter Parameter, wie etwa des Durchmessers des Steuerrads 34, der Länge des abgeflachten Abschnitts 38, der Federkonstante des Federelements 32, etc., wunschgemäß angepasst werden. Die Figuren 6 und 7 zeigen die Kontrolleinrichtung der Bedieneinheit 18 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel aus Sicht des Halteabschnitts 36. Die Funktion der Kontrolleinrichtung, insbesondere in Bezug auf die taktile Rückmeldung über das Ausmaß und/oder die Richtung der manuellen Auslen- kung des Bedienelements 28, ist die gleiche wie bei dem oben bereits ausführlich beschriebenen Ausführungsbeispiel, die technische Umsetzung weicht jedoch geringfügig ab.

Anders als bei dem in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel mit einem Steuerrad und einem Schwenkhebel ist hier eine Konstruktion mit zwei Wippen 50, 52 und einem Auslenkelement 54 vorgesehen. Das Bedienelement 28 in Form eines Drehrads ist zentrisch und drehfest auf der Welle 56 eines Drehpotentiometers (nicht gezeigt) gelagert. Das Drehpotentiometer bestimmt das Eingangssignal für die Richtungs- und Drehzahlsteuerung des Elektromotors 24. Durch Verdrehen des Potentiometers wird aufgrund der damit verbundenen Widerstandsänderung des Potentiometers das Eingangssignal verändert.

Die Welle 56 ist radial zwischen den zwei Wippen 50, 52 eingespannt. Beide Wippen 50, 52 sind an einem ersten Ende 58 bzw. 60 drehbar am Halteabschnitt 36 gelagert, sodass ihr Abstand voneinander etwa dem Durchmesser der Welle 56 entspricht. An ihren entgegengesetzten Enden 62 bzw. 64 sind die Wippen mit einem Federelement 66 in Form einer Zugfeder zusammengespannt.

Zwischen den beiden Wippen 50, 52 ist neben der Welle 56 das Auslenkelement 54 in Form eines Stifts angeordnet. Das Auslenkelement 54 ist fest mit dem Bedienelement 28 verbunden und hat einen Durchmesser, der in etwa dem der Welle 56 entspricht. Die beiden Wippen 50, 52 sind gegen den Widerstand des Federelements 66 in einer Ebene senkrecht zur Welle 56 auslenkbar, wobei die Auslenkung durch in beide Drehrichtungen eine Koppel 68, die Endanschläge bereitstellt, auf ein vorbestimmtes. Maximum beschränkt ist.

Das Bedienelement 28 wird durch die Konstruktion der Kontrolleinrichtung automatisch in einer Nullstellung fixiert. Das Auslenkelement 54, und damit das Bedienelement 28, werden durch die von den beiden Wippen 50, 52 übertragene Federkraft in die in Figur 6 gezeigte definierte Position gezwungen. In dieser Nullstellung wird keine Drehung des Elektromotors 24 verursacht.

In Figur 7 sind das Bedienelement 28 und die Kontrolleinrichtung bei einer Drehung des Bedienelements 28 gegen den Uhrzeigersinn gezeigt. Das Aus- lenkelement 54 greift dabei an der ersten Wippe 50 an und lenkt diese aus. Dadurch wird das Federelement 66 gedehnt und erzeugt eine vom Grad der Auslenkung abhängige Rückstellkraft auf das Bedienelement 28 in Richtung der Nullstellung. Wie bereits erwähnt ist die maximale Auslenkung durch ein Anschlagen der Wippe 50 an der Koppel 68 begrenzt. Bei einer Verdrehung des Bedienelements 28 in umgekehrter Drehrichtung (im Uhrzeigersinn) gelten die gleichen Zusammenhänge.

Durch die geometrische Auslegung der Mechanik (z. B. Abstand des Auslenkelements 54 von der Welle 54) und der Federkenngröße lassen sich verschiedene Kennlinien (Rückstellmoment in Abhängigkeit des Verdrehwinkels) einstellen.

Die Bedeutung der Kontrolleinrichtung für die Bedienung der Steuerungsvorrichtung wird aus folgender Überlegung verständlich. Ohne die Kontrolleinrichtung könnte der Benutzer entweder nur erahnen oder nur optisch kontrollieren, wie weit er das Bedienelement 28 insgesamt aus der anfänglichen Nullstellung ausgelenkt hat. In letzterem Fall müsste er immer wieder einen Blick auf das Bedienelement 28 oder den Objektivring 14 werfen. Abgesehen davon, dass eine solche optische Kontrolle nur dann Sinn macht, wenn das Drehrad bzw. der Objektivring 14 mit einer oder mehreren Markierungen versehen ist, kann jedes Abwenden des Blicks eine erhebliche Ablenkung des Benutzers von der Kame- raführung bedeuten.

Die Steuerungsvorrichtung mit der Kontrolleinrichtung für das Bedienelement 28 ist auch für Stand- oder Einzelbilder, insbesondere bei normalen Consumer- oder semiprofessionellen Fotokameras nutzbar. Die Aufnahmen lassen sich mit- hilfe des Bedienelements manuell scharfstellen, und zwar auf den Bildausschnitt bzw. das Detail, auf das es dem Benutzer ankommt. Gleiches gilt für die Einstellung der Blende. Die Bedieneinheit 18 kann aufgrund der mechanischen Entkopplung von der Antriebseinheit 16 flexibel platziert werden. Für bestimmte Anwendungen kann es sinnvoll sein, die Bedieneinheit 18 nicht an der Kamera 10 oder am Objektiv 12, sondern an einem von der Kamera 10 entfernten Ort anzuordnen, um so eine Möglichkeit der Fernbedienung zu schaffen.

Durch geringfügige zusätzliche Vorkehrungen kann eine einzige Bedieneinheit 18 auch für mehrere Antriebseinheiten 16 genutzt werden, die an einer oder mehreren Kameras/Objektiven 10, 12 angeordnet sein können. In diesem Fall müssen mehrere (ggf. auswählbare) Verbindungen zwischen der Bedieneinheit 18 und den Antriebseinheiten 16 zur Übertragung der elektrischen Signale vorgesehen sein.

Es wurden bevorzugte Ausführungsformen mit einigen möglichen Abwandlungen beschrieben. Im Rahmen der Erfindung sind jedoch weitere Variationen in der Ausgestaltung möglich, insbesondere gemäß dem vorangegangen allgemei- nen Teil der Beschreibung, die in den Zeichnungen nicht explizit dargestellt sind.

Bezugszeichenliste

10 Kamera

12 Objektiv

14 Objektivring

16 Antriebseinheit

18 Bedieneinheit

20 Befestigungseinrichtung

22 Antriebsrad

24 Elektromotor

26 Zahnriemen

28 Bedienelement

30 Batterien/Akkus

32 Federelement

34 Steuerrad

36 Halteabschnitt

38 abgeflachter Abschnitt

40 Schwenkhebel

42 erstes Ende des Schwenkhebels

44 zweites Ende des Schwenkhebels

46 erstes Ende des Federelements

48 zweites Ende des Federelements

50 erste Wippe

52 zweite Wippe

54 Auslenkelement

56 Welle

58 erstes Ende der ersten Wippe

60 erstes Ende der zweiten Wippe

62 zweites Ende der ersten Wippe

64 zweites Ende der zweiten Wippe

66 Federelement

68 Koppel

Claims

Patentansprüche

1. Steuerungsvorrichtung für ein Objektiv (12) einer Kamera (10), insbesondere einer HD-Kamera, zur Einstellung der Schärfe, der Blende und/oder des Zooms, mit

wenigstens einer elektromotorischen Antriebseinheit (16) zur Verstellung eines Objektivrings (14),

wenigstens einer Bedieneinheit (18) mit einem manuell auslenkbaren Bedienelement (28) zur Ansteuerung der Antriebseinheit (16),

dadurch gekennzeichnet, dass

die Bedieneinheit (18) eine Kontrolleinrichtung aufweist, die eine taktile Rückmeldung über das Ausmaß und/oder die Richtung der manuellen Auslenkung bereitstellt.

2. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinrichtung ein auf das Bedienelement (28) einwirkendes Feder- element (32; 66) aufweist.

3. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (28) in eine definierte Nullstellung vorgespannt ist.

4. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (28) ausgehend von der Nullstellung in zwei Richtungen aus- lenkbar ist.

5. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Endanschlag vorgesehen ist, der die Auslenkung des Bedienelements (28) begrenzt.

6. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinrichtung so ausgelegt ist, dass die Vorspannung des Bedienelements (28) in die Nullstellung eine Rückstellkraft erzeugt, die ausgehend von der Nullstellung bei steigender Auslenkung des Bedienelements (28) in einem ersten Bereich zunächst stark und dann in einem zweiten Bereich weniger stark oder gar nicht anwächst.

7. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinrichtung einen Schwenkhebel (40) sowie ein an das Bedienelement (28) gekoppeltes Steuerrad (34) mit einem abgeflachten Abschnitt (38) aufweist, wobei der Schwenkhebel (40) mithilfe des Federelements (32) an den abgeflachten Abschnitt (38) gedrückt wird.

8. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ende (42) des Schwenkhebels (40) drehbar an einem Halteabschnitt (36) der Bedieneinheit (18) gelagert ist und ein entgegengesetztes freies zweites Ende (44) des Schwenkhebels (40) an ein freies Ende (48) des Federelements (32) gekoppelt ist.

9. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (28) drehfest auf einer Welle (56) gelagert ist und ein neben der Welle (56) angeordnetes Auslenkelement (54) aufweist.

10. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (56) und/oder das Auslenkelement (54) zwischen zwei Wippen (50, 52) eingespannt ist bzw. sind, die drehbar, insbesondere in einer zur Welle (56) senkrechten Ebene, gelagert und an einem Ende (62, 64) mit einem Federelement (66) zusammengespannt sind.

1 1. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung Wippen (50, 52) durch eine Koppel (68) begrenzt ist.

12. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (28) ein vorzugsweise geriffeltes Drehrad ist.

13. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinheit (18) eine Signalerzeugungseinrichtung aufweist, die abhängig von der manuellen Auslenkung des Bedienelements (28) elektrische Signale zur Ansteuerung der Antriebseinheit (16) erzeugt.

14. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine kabelgebundene Übertragung der elektrischen Signale vorgesehen ist.

15. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine drahtlose Übertragung der elektrischen Signale vorgesehen ist.

16. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungseinrichtung so ausgelegt ist, dass sie bei steigender Auslenkung des Bedienelements (28) Signale erzeugt, die eine Drehung eines Elektromotors (24) der Antriebseinheit (16) mit steigender Drehzahl bewirken.

17. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (16) einen Getriebemotor auf- weist.

18. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (16) einen Riemen (26) aufweist, der um den Objektivring (14) gelegt werden kann.

19. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (16) eine Spanneinrichtung für den Riemen (26) aufweist.

20. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit ( 6) ein an den Objektivring (14) anlegbares Reibrad oder eine Zahnradgetriebestufe aufweist.

21. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Befestigungseinrichtung (20) zum Anbringen der Antriebseinheit (16) an der Kamera (10) oder am Objektiv (12) oder an einer an der Kamera (10) bzw. am Objektiv (12) vorgesehenen Halterung.

22. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass mehrere Antriebseinheiten (16) vorgesehen sind, die über eine einzige Bedieneinheit (18) ansteuerbar sind.

23. Kamerasystem mit einer Kamera (10) und einem Objektiv (12), gekennzeichnet durch eine Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

24. Kamerasystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinheit (18) in unmittelbarer Nähe eines Handgriffs zur Führung der Kamera (10) angeordnet ist.

25. Kamerasystem nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinheit (18) unmittelbar an das Gehäuse der Kamera (10) angebaut oder in das Gehäuse integriert ist.

26. Kamerasystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinheit (18) an einem von der Kamera (10) entfernten Ort angeordnet ist.