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Title:
METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING MOTORS IN THE FILM AND BROADCASTING INDUSTRY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/234011
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a device for the open-loop or closed-loop control of motors for movement axes of devices in the film and broadcasting industry, whereby at least one motor is controlled via radio or a cable by a computer unit using an operating part consisting of at least one operating element, wherein a force can be exerted on the operating element by an electromechanical element in at least one operating element of the operating part, which generates haptic feedback, wherein this force can be changed dynamically via input or read parameters and can be manually overridden.

Inventors:
MAIER FLORIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/062943
Publication Date:
November 26, 2020
Filing Date:
May 08, 2020
Export Citation:
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Assignee:
MAIER FLORIAN (DE)
International Classes:
G03B17/56; G03B13/18; G03B13/32; G03B17/02; G03B17/18
Domestic Patent References:
WO1997025657A11997-07-17
Foreign References:
EP2706407A22014-03-12
DE202009014504U12010-02-04
EP1918196A12008-05-07
DE102016118460A12018-03-29
DE19926597A12000-12-14
US5059019A1991-10-22
US20050156892A12005-07-21
DE102004015947A12005-10-13
DE102011121021A12013-06-13
DE19712049A11998-09-24
US20030184518A12003-10-02
DE102015110633A12017-01-05
US20070279401A12007-12-06
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Claims:
Ansprüche: .) Verfahren zur Steuerung oder Regelung von Motoren für Bewegungsachsen von Geräten im Film- und

Broadcastbereich, bei dem mit einem Bedienteil, bestehend aus mindestens einem Bedienelement, mindestens ein Motor per Funk oder per Kabel über eine Rechnereinheit gesteuert wird,

dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem Bedienelement des Bedienteils

durch ein elektromechanisches Element eine Kraft auf das Bedienelement ausgeübt werden kann, die eine haptische Rückmeldung erzeugt,

diese Kraft dynamisch durch eingegebene oder ausgelesene Parameter über die Rechnereinheit veränderbar ist, wobei die eingegebenen oder ausgelesenen Parameter in Abhängigkeit eines Aufnahmeobjektes oder des sich ändernden Zustands eines Objektes oder eines Gerätes erzeugt werden und

diese Kraft manuell übersteuert werden kann. .) Verfahren zur Steuerung oder Regelung von Motoren für Bewegungsachsen von Geräten im Film- und

Broadcastbereich, bei dem mit einem Bedienteil, bestehend aus mindestens einem Bedienelement, mindestens ein Motor per Funk oder per Kabel über eine Rechnereinheit gesteuert wird,

dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem Bedienelement des Bedienteils

durch ein elektromechanisches Element eine Kraft auf das Bedienelement ausgeübt werden kann, die eine haptische Rückmeldung erzeugt,

diese Kraft dynamisch durch eingegebene oder ausgelesene Parameter über die Rechnereinheit veränderbar ist, wobei ein Parameter das Drehen des Handrads per Hand des Nutzers oder die Eingabe auf einem Bedienelement ist, wodurch durch die Rechnereinheit eine dynamische Kraft errechnet wird, die das Drehen per Hand unterstützt und/oder das Handrad von selbst auf eine bestimmte Position oder mit einer definierten Geschwindigkeit in eine bestimmte Richtung dreht, und diese Kraft manuell übersteuert werden kann. .) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass die durch das elektromechanische Element erzeugte Kraft auf das Bedienelement zu einem bestimmten Zeitpunkt und/oder in Abhängigkeit von der Position des Bedienelements und/oder der Position eines Aufnahmeobjektes so niedrig oder nicht vorhanden ist, so dass das Bedienelement ohne großen Widerstand bedienbar ist,

und zu einem anderen Zeitpunkt und/oder an anderer Position des Bedienelements und/oder an anderer Position eines Aufnahmeobjektes eine individuell einstellbare oder dynamische Kraft auf das Bedienelement ausgeübt werden kann. .) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass die haptische Rückmeldung mindestens einen Endanschlag oder mindestens eine Begrenzung eines Dreh- oder Schiebebereichs/Einstellbereichs kennzeichnet. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, das die haptische Rückmeldung eine Markierung oder ein Kraft-Muster darstellt oder ein mechanisches Verhalten nachbilden kann. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass durch das elektromechanische Element eine Kraft auf das

Bedienelement so ausgeübt wird, dass sich das Bedienelement selbstständig an definierte Punkte mit einer definierten Geschwindigkeit bewegt und der Nutzer bei Bedarf ohne aktives Umschalten jederzeit eingreifen und manuell übersteuern kann. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der eingegebenen oder ausgelesenen Parameter durch die mit einem Abstandssensor erfasste Position eines Aufnahmeobjekts bestimmt wird. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass die Position mindestens eines Aufnahmeobjekts an einem Display, das an dem Bedienteil oder dem Bedienelement angebracht ist, angezeigt und dynamisch angepasst und ggf. eines davon als aktives Objekt gekennzeichnet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass die Verfolgung bestimmter Objekte an einem Touchscreen am Bedienteil oder am Bedienelement ausgewählt werden kann. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, dass das elektromechanische Element nur dann eine nachführende Kraft auf das Bedienelement ausübt, wenn ein Objekt, das im Tiefenschärfebereich oder einem anderen definierten Bereich gehalten werden soll, diesen zu verlassen droht. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, dass das elektromechanische Element eine nachführende Kraft auf das Bedienelement zur Verfolgung eines Objekts ausübt, sobald der Nutzer das Bedienelement in einen zuvor festgelegten Bereich um dieses Objekt herum hineinführt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ,

dadurch gekennzeichnet, dass bei einem als Handrad ausgebildeten Bedienelement, um dessen Umfang ein umlaufendes Display angebracht ist, bei einer Spreizung des gesamten Einstellbereichs auf mehrere Umdrehungen, der sichtbare Displaybereich laufend auf den aktuellen Bereich aktualisiert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,

dadurch gekennzeichnet, dass Informationen in das Aufnahmeset projiziert werden, die auf den eingegebenen oder ausgelesenen Parametern in Abhängigkeit eines Aufnahmeobjektes oder des sich ändernden Zustands eines Objektes oder eines Gerätes basieren und diese Informationen das Aufnahmebild nicht stören. Vorrichtung zur Steuerung oder Regelung von Motoren für Bewegungsachsen von Geräten im Film- und Broadcastbereich bestehend aus einer Rechnereinheit (10) und einem Bedienteil (1 ), das mit mindestens einem Bedienelement (4; 7; 8) ausgestattet ist und über Funk oder Kabel (9) zumindest indirekt mit mindestens einem Motor (11 ) verbunden ist, und die zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 ausgestattet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass mindestens in einem Bedienelement (4; 7; 8) des Bedienteils (1 ) ein elektromechanisches Element (6) vorhanden ist,

das eine Kraft, die eine haptische Rückmeldung erzeugt, auf das Bedienelement (4; 7; 8) ausüben kann und

so ausgelegt ist, dass diese Kraft dynamisch durch eingegebene oder ausgelesene Parameter über die Rechnereinheit (10) veränderbar ist, wobei die Rechnereinheit (10) so ausgelegt ist, dass die eingegebenen oder ausgelesenen Parameter in Abhängigkeit eines Aufnahmeobjektes (14) oder des sich ändernden Zustands eines Objektes oder eines Gerätes erzeugt werden können und

so ausgelegt ist, dass diese Kraft am Bedienelement (4; 7; 8) manuell übersteuert werden kann. Vorrichtung zur Steuerung oder Regelung von Motoren für Bewegungsachsen von Geräten im Film- und Broadcastbereich bestehend aus einer Rechnereinheit (10) und einem Bedienteil (1 ), das mit mindestens einem Bedienelement (4; 7; 8) ausgestattet ist und über Funk oder Kabel (9) zumindest indirekt mit mindestens einem Motor (11 ) verbunden ist, und die zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 ausgestattet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass mindestens in einem Bedienelement (4; 7; 8) des Bedienteils (1 ) ein elektromechanisches Element (6) vorhanden ist,

das eine Kraft, die eine haptische Rückmeldung erzeugt, auf das Bedienelement (4; 7; 8) ausüben kann und

so ausgelegt ist, dass diese Kraft dynamisch durch eingegebene oder ausgelesene Parameter über die Rechnereinheit (10) veränderbar ist, wobei ein Parameter das Drehen des Handrads per Hand des Nutzers oder die Eingabe auf einem Bedienelement ist, wodurch durch die Rechnereinheit eine dynamische Kraft errechnet werden kann, die das Drehen per Hand unterstützt und/oder das Handrad von selbst auf eine bestimmte Position oder mit einer definierten Geschwindigkeit in eine bestimmte Richtung dreht, und

so ausgelegt ist, dass diese Kraft am Bedienelement (4; 7; 8) manuell übersteuert werden kann. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15,

dadurch gekennzeichnet, dass inkrementeile oder absolute Positionssensoren in dem mindestens einen Bedienelement (4; 7; 8) vorhanden sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16,

dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bedienelement (4; 7; 8) das elektromechanische Element ein Motor (6) ggf. mit Getriebe ist, der die Kraft für die haptische Rückmeldung auf das Bedienelement (4;

7; 8) erzeugt. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17,

dadurch gekennzeichnet, dass mindestens das eine Bedienelement (4; 7; 8) ein Handrad (4) ist, um dessen Achse ein umlaufendes Display (5) angebracht ist, das so ausgelegt ist, dass ggf. bei einer Spreizung des gesamten Einstellbereichs auf mehrere Umdrehungen der sichtbare Displaybereich laufend auf den aktuellen Bereich aktualisiert werden kann. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18,

dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheit (10) den mindestens einen der eingegebenen oder ausgelesenen Parameter aus den Werten eines Abstandssensors (13) errechnet und daraus ein statisches oder dynamische Signal über Funk oder Kabel (9) für die Ansteuerung des Motors (6) erzeugt, der die Kraft für die haptische Rückmeldung auf das Bedienelement (4; 7; 8) erzeugt.

Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von Motoren im Film- und

Broadcastbereich

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung von Motoren im Film- und

Broadcastbereich gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 2, sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14 oder 15.

Stand der Technik:

Im Filmbereich werden bisher Schärfe, Blende und Zoom üblicherweise elektronisch über externe Motoren, die an den Objektiven einer Kamera angebracht werden, gesteuert. Über ein Handsteuergerät, das in der Regel ein Handrad für den Fokus, einen Schieberegler für die Blende und ggf. eine Art Joystick für die Zoomeinstellung besitzt, kann der Nutzer bis zu drei am Objektiv angebrachte Motoren aus einiger Entfernung steuern, die dann jeweils Fokus, Blende und ggf. Zoom steuern. Die Datenübertragung erfolgt in der Regel kabellos. Dabei besitzen die Eingabegeräte üblicherweise Potentiometer oder

Inkrementalgeber, die beispielsweise die jeweilige Stellung des Handrads erfassen und an die Motoren weitergeben. Ein solches Eingabegerät hat in der Regel zwei feste Endanschläge. Im Rahmen einer Kalibrierung werden diese Endanschläge den Endanschlägen des Objektivs zugeordnet, d.h. der

Umdrehungsbereich von knapp einer Umdrehung wird dem Umdrehungsbereich des Objektivs zugeordnet. Abweichend dazu kann auch ein kleiner Bereich des Objektivs dem gesamten Umdrehungsbereich des Eingabegeräts zugeordnet werden, um so noch feiner Steuern zu können (DE 10 2004 015 947 A1 ).

Ähnliches gilt für die Steuerung von sogenannten Remote-Heads (schwenkbare Kameraköpfe), oder Kamerakräne, die über entweder Joystick, Schieberegler oder Handräder gesteuert werden.

Problemstellungen:

Bei den bisher üblichen Steuerungsverfahren gibt es mehrere Probleme. Im Fall, dass der gesamte Umdrehungsbereich des Eingabegeräts lediglich einem kleinen Bereich des Objektivs zugeordnet wird, um so noch feiner steuern zu können, besteht das Problem, dass auch nur der kleine Bereich des Objektivs mit dem gesamten Umdrehungsbereich des Eingabebereichs gesteuert werden kann und nicht der gesamte Bereich. D.h. möchte man noch etwas weiter über diesen gespreizten Bereich hinaus steuern, weil die Situation vor der Kamera es erfordert, so befindet man sich bereits am mechanischen

Endanschlag des Handrads und kann nicht mehr weiterdrehen.

Ein weiteres Problem ist, dass der Nutzer ausschließlich eine visuelle Rückmeldung über ein Display, jedoch keinerlei haptische Rückmeldung bekommt. Es ist zwar ein System bekannt, das bei einer bestimmten Markierung einen kleinen Motor mit einer Unwucht ansteuert und damit das gesamte

Handsteuergerät vibrieren lässt (ARRI WCU-4 Wireless Compact Unit, USER MANUAL vom 12. Dezember 2018). Dies hat aber zwei Nachteile: Das Handrad selbst vibriert nicht, sondern das gesamte Gerät; es ist daher wenig intuitiv und fühlt sich fremd bzw. nicht der jeweiligen Achse (z.B. Fokus, Iris, Zoom) zugehörig an. Darüber hinaus ist es schwierig, die beabsichtigte Position genau anzufahren, da die Reaktionszeit des Menschen bei schnellen Steuerbewegungen zu langsam ist. Zum anderen kann damit nur die Markierung einer einzigen Achse signalisiert werden, denn wenn das gesamte Gerät vibriert, kann nicht zugeordnet werden, um welche Achse es sich bei mehreren Achsen eigentlich handelt.

Weiterhin kann eine beispielsweise durch Hindernisse hervorgerufene vorübergehende Schwergängigkeit einer angesteuerten Achse nicht dargestellt werden, wenn zum Beispiel ein Kabel im Weg ist und dadurch die mechanische Verstellvorrichtung blockiert. Eine justierbare Reibung der Einstellvorrichtung kann bei den bestehenden Systemen nur einheitlich für das gesamte Bedienelement mechanisch durch Ändern einer Kontermutter festgelegt werden.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass bei zwischenzeitlichem manuellen Verstellen des jeweiligen Motors am Objektiv die Zuordnung der Position des Objektivs (oder allgemein: der angetriebenen

Mechanik) nicht mehr mit der Stellung des Handrads übereinstimmt. Hier gibt es bislang nur zwei

Möglichkeiten: Ein Neukalibieren, bei dem die Endanschläge des Objektivs wieder den Endanschlägen des Handrads zugeordnet werden oder, solange die Encoder des jeweiligen Motors fortwährend ihre Positionen an das Eingabegerät gesendet haben, das Fahren des jeweiligen Motors auf die eingestellte

Handradposition. Dadurch ändert sich im angeführten Beispiel allerdings durch die nun veränderte Schärfe, Iris oder Zoomeinstellung auch der Bildinhalt, was in den meisten Fällen vermieden werden soll. Ähnliche Probleme treten auch bei anderweitig angetriebener Mechanik auf.

Weiterhin ist es mit den bisherigen Geräten nicht möglich, ein unterstütztes sogenanntes Schärfeziehen (oder in einem anderen Beispiel: ein unterstütztes Schwenken eines Kamerakopfes) zu ermöglichen. Damit ist gemeint, dass dem Nutzer bisher keinerlei Hilfestellung beim exakten Fokussieren (bzw. Hilfestellung beim präzisen Schwenken eines Kamerakopfes) zuteil wird, außer durch die optische Anzeige der Entfernung des scharfzustellenden Objekts von der Kamera auf einem externen Display mit Hilfe von Abstandsmessgeräten. Das Schärfeziehen selbst wird dem Nutzer aber nicht abgenommen. Es gibt zwar erste Ideen zum automatischen Schärfen, aber beide Betriebsmodi schließen sich gegenseitig aus:

entweder bedient der Nutzer die Schärfe selbst oder die Automatik schärft alleine. Beides gleichzeitig sieht der Stand der Technik nicht vor. Es gibt nur den harten Wechsel zwischen beiden Modi, zwischen denen aktiv umgeschaltet werden muss (DE 10 2004 015 947 A1 ).

Ein weiteres Problem betrifft die Zuordnung von echten Eingabewerten zur Stellung des Eingabegerätes.

Es gibt zwar Ansätze ein Display auf einen Zylindersektor des Handrads zu platzieren, dieses ist aber auf die Breite der beiden Endanschläge beschränkt (DE 10 2011 121 021 A1 ).

In DE 197 12 049 A1 ist eine Bedienvorrichtung für eine manuelle Eingabe von Informationen in ein Gerät beschrieben. Die US 2003 / 0184.518 A1 beschreibt ein Gerät mit haptischer Rückmeldung, das aus einer Bedieneinheit, einem die haptische Rückmeldung erzeugenden Antriebselement und einer Steuereinheit für das Antriebselement besteht. Die DE 10 2015 110 633 A1 offenbart eine haptische Bedieneinheit und ein Verfahren zum Bedienen von Fahrzeugen, wobei eine haptische Bedieneinrichtung mit einer

Dreheinheit verwendet wird und auf einer Anzeigeeinheit auswählbare Menüpunkte angezeigt werden, und wobei durch Drehen der Dreheinheit ein Menüpunkt selektiert wird. In der US 2007 / 027 9401 A1 wird ein System und ein Verfahren für eine Drehbewegung in einem hybriden haptischen Gerät beschrieben, das aus einem Knopf besteht, der über eine Welle auf einer Grundplatte drehbar gelagert ist.

Allen vier letztgenannten Druckschriften ist gemein, dass die dort beschriebenen Verfahren und

Vorrichtungen lediglich mechanisches Verhalten elektronisch imitieren. Problemlösung:

Die Probleme der oben genannten Einschränkungen werden durch die Merkmale des Verfahrens- Anspruches 1 oder 2 bzw. Vorrichtungs-Anspruchs 14 oder 15 gelöst.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung oder Regelung von Motoren über Funk oder Kabel, zumindest indirekt, für Bewegungsachsen von Geräten im Film- oder Broadcastbereich bestehend aus einer Rechnereinheit und einem Bedienteil, wie z.B. einer Handeinheit. Dabei sind die Bewegungsachsen an einer Mechanik durch zwei Grenzen / Endanschläge festgelegt. Das Bedienteil besteht dabei aus mindestens einem Bedienelement mit einem eingebauten elektromechanischen Element, das eine dynamische haptische Rückmeldung auf dieses Bedienelement erzeugen kann. Das Bedienelement kann ein Handrad, ein Schieberegler oder ein Joystick sein. Das elektromagnetische Element ist z.B. ein bürstenloser Motor, der ggf. über ein Getriebe eine Kraft auf das Bedienelement durch eingegebene oder ausgelesene Parameter ausüben kann, dynamisch veränderbar ist und außerdem manuell übersteuert werden kann. Ein solcher Parameter kann der Abstand eines Objektes zur Aufnahmekamera, aber auch eine Zustandsänderung des Objektes sein, z.B. ein Platzen eines Luftballons, bei dem in diesem Moment auf ein anderes Objekt geschärft werden soll.

Das Verfahren und die Vorrichtung zu dessen Durchführung soll im Folgenden am Beispiel des Handrads beschrieben werden. Selbstverständlich können die erläuterten Prinzipien analog auf einen Schieberegler oder einen Joystick übertragen werden. Die Drehbewegung ist dann beim Schieberegler eine lineare Bewegung und beim Joystick die Auslenkung aus dem Nullpunkt.

Die Erfindung sieht vor, dass das Handrad mit einem geeigneten Motor und optimalerweise

Drehwinkelsensoren für die inkrementeile oder absolute Position des Handrads ausgestattet ist. Durch eingegebene oder an weiteren Geräten oder Motoren ausgelesene Parameter soll diese Kraft auf das Handrad dynamisch einstellbar sein. Unter„dynamisch“ wird auch verstanden, dass sich ein bestimmter Zustand der Kraft auf das Handrad über einen gewissen Zeitraum nicht ändern muss, aber dennoch jederzeit ohne mechanisches Einwirken vom Nutzer (also ohne Nachstellen der Reibung eines Handrads durch eine Einstellschraube) ändern und in einen anderen Zustand überführt werden kann.

Wird die von der Rechnereinheit errechnete Kraft auf das Handrad ausgeübt, so ist dieses für den Nutzer entweder blockiert oder schwergängiger oder es unterstützt das Drehen per Hand oder bewegt sich von selbst auf eine bestimmte Position oder mit einer definierten Geschwindigkeit in eine bestimmte Richtung. Wird keine derartige Kraft auf das Handrad ausgeübt, so ist dieses für den Nutzer ohne großen Widerstand frei drehend und kann ähnlich einem normalen Handrad benutzt werden. Die Kraft auf das Handrad kann mit den entsprechenden Parametern individuell und dynamisch eingestellt werden. Trotzdem ist es möglich durch den Nutzer eine zusätzliche Kraft auf das Handrad zu überlagern, wobei eine Rechnereinheit in der Lage sein kann, diese überlagerte Kraft festzustellen und ggf. entsprechend darauf zu reagieren, wie später an Beispielen noch erläutert wird. Eingegebene oder ausgelesene Parameter können aus den Werten eines Abstandssensors von Aufnahmeobjekten zur Kamera oder dem zu steuernden Objekt (z.B. der Abstand eines Schauspielers zur Kamera oder zu einem von der erfindungsgemäßen Vorrichtung gesteuerten Scheinwerfer) von der Rechnereinheit errechnet werden. Hieraus wird ein statisches oder dynamisches Signal erzeugt, das über Funk oder Kabel übertragen wird und für die Ansteuerung des im Bedienelement eingebauten Motors, der die Kraft für die haptische Rückmeldung auf das Bedienelement erzeugt, verwendet wird. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dessen Vorrichtung lassen sich virtuelle Endanschläge simulieren (Figur 3: A). Wenn der Nutzer beispielsweise das Handrad 4 über einen Endanschlag (Figur 3: xi oder X2) hinweg dreht, so wird eine Gegenkraft erzeugt und das Handrad bewegt sich„federnd“ zurück. Die Gegenkraft kann auch so stark sein, dass der Nutzer das Handrad gar nicht mehr über den

Anschlagspunkt hinausbewegen kann.

Es können beliebige„Markierungen“ (Figur 3: B; C; D) gesetzt werden. Diese können durch haptisches Feedback auf das Bedienelement übermittelt werden. So kann eine mechanische Widerstandssenke erzeugt werden: Kommt die Markierung auf dem Handrad durch Drehen in die unmittelbare Nähe des Referenzpunktes 3, so wird die Markierung„angezogen“ und damit die Drehung des Handrads

beschleunigt, bis sie am Extrempunkt (Figur 3: XB) ist, danach wird eine Gegenkraft aufgebaut die, je weiter sich die Markierung vom Referenzpunkt entfernt, immer schwächer wird. Dadurch wird eine Senke oder ein „Loch“ simuliert (Figur 3: B). Es gibt auch den umgekehrten Fall. So kann ein Widerstandsberg simuliert werden: Je näher die Markierung dem Referenzpunkt kommt, desto größer wird eine Gegenkraft, bis man sich an dem höchsten Punkt befindet (Figur 3: xc), von da an verhält es sich umgekehrt (Figur 3: C). Es können auch beliebige Muster (erhabenes oder versenktes Plateau, Rattern, Riffelblech, Signale ähnlich Morsezeichen, Vibrieren, dynamische oder statische Schwergängigkeit/Leichtgängigkeit, Überwachung eines definierten Zwischenbereiches (Figur 3: D) usw.) nachgebildet werden.

Eine dynamische Reibung beim Drehen des Handrads, die elektronisch verstellt werden kann, gibt es bisher nicht. Daher sieht die Erfindung auch vor, jede Art von Leicht- oder Schwergängigkeit einer Bewegungsachse auf dem Handrad zu simulieren. Beispielsweise kann durch Auslesen des nötigen Stroms am Motor festgestellt werden, wie schwergängig eine Achse ist bzw. mit wieviel Last sie beaufschlagt ist. Eine Rechnereinheit kann dies durch eine entsprechende Gegenkraft auf das Handrad nachstellen. Es wirkt also so, als ob die tatsächliche Schwergängigkeit einer Achse (und damit die Kraft, die ein Motor aufwenden muss) auf das Handrad übertragen wird. Dieses Verhalten kann man beliebig mit einem Skalierungsfaktor versehen (also verstärken oder abschwächen) oder dynamisch nach bestimmten Vorgaben oder anderen Einflussfaktoren gestalten.

Damit der Nutzer jederzeit die Zuordnung der Handradumdrehung zu den aktuellen Werten auf dem Objektiv oder einer mechanischen Bewegungsachse (z.B. Remote Head an einem Kamerakran) bekommt, wird bislang nur ein manuell beschriftbarer Ring verwendet, der allenfalls durch Neuschreiben oder Austauschen aktualisiert werden kann. Um bestimmte Markierungen (Marken) zu treffen oder aktuelle Informationen zum Stand oder Schwergängigkeit der motorisch betriebenen Bewegungsachse zu bekommen, kann ein Display oder sogenanntes ePaper verwendet werden, das neben dem Bedienelement angeordnet ist (das Handrad komplett umfasst) und die Positionen der Objekte (Objektzuordnung) oder anderweitige Informationen anzeigt. Im Gegensatz zu DE 10 201 1 121 021 A1 ist dieses Display praktisch nahtlos um den Drehzylinder des Handrads angeordnet, um zu ermöglichen, dass beispielsweise mehrere Umdrehungen des Handrads für den gesamten Einstellbereich des Objektivs genutzt werden können. Die Skala auf dem Display aktualisiert sich dabei automatisch je nach Motorposition, um damit den gesamten Bereich des Objektivs oder Motorachse auf mehrere Umdrehungen abbilden zu können. D.h. die gleiche physikalische Stelle auf dem Handrad wird damit mehrfach wiederbenutzt, jedoch mit entsprechend unterschiedlichen Anzeigewerten. Diese Anzeigewerte aktualisieren sich dabei selbstständig, je nach Stellung des Handrads. Auch ist eine Aktualisierung der Anzeigewerte vorgesehen, wenn sich der Objektivtyp/Achsentyp ändert. Dies wird durch den Nutzer eingegeben oder optimalerweise automatisch erkannt. Auch ist eine dynamische Skala möglich, die den jeweiligen Widerstand der Motorachse optisch visualisiert (Figur 5) oder Symbole oder Texte für bestimmte Objekte vor der Kamera anzeigt (Figur 2). So lassen sich Positionen von Schauspielern mit Symbolen oder Texten verbinden, wobei die Symbole/Texte je nach Abstand der echten Akteure zur Kamera dynamisch auf der Anzeigeeinheit mitwandern. Auf einem Display kann dann ausgewählt werden, welches Objekt vor der Kamera man verfolgen möchte. Über Touchscreen, Tasten oder andere Eingabemöglichkeiten kann dieses aus den zur Verfügung stehenden Objekten ausgewählt werden. So kann z.B. ein Schauspieler ausgewählt werden, der dann vom

Abstandsmessgerät erfasst wird und auf einem Display an entweder dem Bedienteil oder dem

Bedienelement erscheint. Bewegt er sich vor der Kamera und ändert somit seinen Abstand zur Kamera, so wandert auch die Marke (kann auch ein beschreibender Text oder ein Symbol sein) auf dem Display des Handrads mit, so dass man der Marke manuell oder im unterstützten Ausführungsmodus folgen kann. Zusätzlich kann der Bereich um den Schärfepunkt eingeblendet werden, in dem die Tiefenschärfe gleich ist (Tiefenschärfebereich). Dies lässt eine sehr einfache Bedienung zu, da man als Nutzer durch

entsprechende Bedienung lediglich sicherstellen muss, dass das Objekt im Tiefenschärfebereich liegt.

Auch ein unterstützter Ausführungsmodus ist möglich. In diesem Modus kann das Bedienelement selbstständig, angesteuert durch eine Recheneinheit, Bewegungen ausführen (z.B. das Handrad sich drehen), also sich selbstständig an definierte Punkte mit einer definierten Geschwindigkeit bewegen.

Beispielsweise dann, wenn der Motor an der Bewegungsachse per Hand verstellt wird und sich das Handrad analog dazu dreht oder wenn ein Abstandssensor 13 den Abstand zu einem Objekt 14 (z.B. Oi oder O2) vor der Kamera oder ein anderes Gerät eine bestimmte Einstellung für den jeweiligen Motor 11 oder die jeweiligen Motoren vorgibt (Figur 1 ). Auf dem Handrad wird die Zuordnung des Objekts zu einer bestimmten Entfernung Objektzuordnung 21 genannt. Der direkt die Objektzuordnung angrenzende bzw. umgebende Bereich wird Objektzuordnungsbereich 22 genannt (Figur 2). Dieser kann in den Einstellungen am Bedienteil und/oder der Rechnereinheit definiert werden.

Der Nutzer hat auch im unterstützten Ausführungsmodus jederzeit die Möglichkeit ohne aktives

Umschalten einzugreifen und zu übersteuern. Dabei sind zwei Fälle möglich: Im ersten Fall verstellt sich das Bedienelement (in diesem Beispiel das Handrad 4) von selbst und der Nutzer kann zusätzlich zur ausgeführten Bewegung des Bedienelements über die vorgegebene Position hinwegsteuern oder nachkorrigieren, im zweiten Fall bewegt sich das Bedienelement nicht von selbst (der angesteuerte Motor 11 hingegen schon) und der Nutzer kann durch entsprechendes Bewegen des Bedienelementes zusätzliche Bewegungen zu der bereits von der Rechnereinheit auf den Motor ausgeführten Bewegung aufaddieren oder subtrahieren. Anhand des folgenden Beispiels werden beide Fälle erläutert: In beiden Fällen soll ein Schauspieler 14 (z.B. O1), der sich der Kamera nähert im Fokus gehalten werden. Ein Abstandssensor 13 misst laufend den Abstand der Schauspielers 14 (z.B. O1) zur Kamera 12. Im ersten Fall stellt die Rechnereinheit laufend den Fokus je nach Abstand nach und bewegt das Handrad analog dazu. Der Nutzer hat dennoch die Möglichkeit, Korrekturen des von der Rechnereinheit vorgegebenen Wertes durchzuführen, indem er sich zwar grundsätzlich vom bewegenden Handrad führen lässt, jedoch je nach Situation den Fokuspunkt ändern kann, indem er durch zusätzliche positive oder negative

Kraftaufwendung die Handraddrehung über- oder untersteuert. Im zweiten Fall führt die Rechnereinheit dem Schauspieler den Fokus je nach Abstand zwar ebenfalls nach, bewegt aber das Handrad nicht dazu. Der Nutzer hat nun die Möglichkeit, mit positiven oder negativen Drehungen um den aktuellen Punkt ein Offset auf die von der Rechnereinheit durchgeführte Vorgabe aufzuaddieren oder abzuziehen. Um dies nutzerfreundlicher zu gestalten kann der Nullpunkt (also der Punkt an dem das zusätzliche Offset null ist) in einer Senke (Figur 3: XB) liegen.

Um eine weitere Variante des unterstützten Ausführungsmodus des Handrads zu ermöglichen (d.h.

beispielsweise einem Objekte 14 mit der Schärfe zu folgen) ist es möglich, eine durch die Rechnereinheit vorgegebene Kraft auf die Drehung des Handrads in positiver oder negativer Richtung anzuwenden, die den Nutzer in durch Einstellung festgelegter Stärke auf dem richtigen Schärfewert hält (ähnlich einer entsprechend gefühlten magnetischen Anziehung vom zu verfolgenden Objekt zum Referenzpunkt in einem definierten Umkreis um die Objektzuordnung auf dem Handrad). Dennoch ist dies kein

Automatikbetrieb im klassischen Sinne. Denn es ist möglich, die automatische Drehung jederzeit durch manuelles Eingreifen ggf. vorübergehend zu stoppen (dies kann auch durch aktives Übersteuern aus dem Einflussbereich heraus erfolgen, der die zu verfolgende Objektzuordnung 21 umgibt und innerhalb dessen ein Nachführen erfolgt) und in dem Moment kann die Verfolgung des Objektes bei entsprechender Voreinstellung abgeschaltet werden.

Auch ist es möglich den unterstützen Modus beispielsweise beim Umgreifen der Hand am Handrad durch gewisse Gesten auf einem Bedienelement ggf. vorübergehend zu aktivieren, um einen kontinuierlichen Betrieb zu gewährleisten.

Unter Gesten kann ein Auswerten des Impulses oder der Kraft verstanden werden, mit der der Nutzer das Handrad dreht oder anhält. Alternativ kann darunter der Druck auf einen ggf. drucksensitiven Taster verstanden werden. Anstelle des Tasters kann auch ein Sensor am Handrad feststellen, wenn die Hand das Handrad loslässt.

Wird im unterstützten Ausführungsmodus ein Objekt Oi verfolgt und soll die Verfolgung auf ein anderes Objekt O 2 gewechselt werden, so kann der Nutzer durch Aufwenden einer definierten zusätzlichen Kraft auf die Drehung des Handrads den ersten Objektzuordnungsbereich verlassen und aktiv in den zweiten Objektzuordnungsbereich drehend wechseln. Dort wird nun vom unterstützten Ausführungsmodus auf das zu verfolgende Objekt O 2 scharf gestellt und ab nun dieses Objekt weiter verfolgt. Alternativ dazu kann auch durch Auswahl auf einem Bildschirm (z.B. Touchscreen) 2 oder 5 ein Objektwechsel vollzogen werden.

Anstelle der automatischen Scharfstellung auf einen zuvor festgelegten Punkt des Objekts beim Eintritt in den Objektzuordnungsbereich (z.B. automatisches Scharfstellen auf die Augen des Schauspielers, sobald man in den Objektzuordnungsbereich gelangt) kann auch die letzte Einstellung des manuellen Schärfezugs und damit ein damit festgelegter Offset zum festgelegten Punkt des Objekts beibehalten werden (z.B. wurde kurz nach Eintritt in den Objektzuordnungsbereich manuell auf den Hinterkopf scharfgestellt, mit einem Offset zu den Augen des Schauspielers). Dieser Offset wird dann beim unterstützten

Ausführungsmodus beibehalten. ln einem weiteren unterstützten Ausführungsmodus wird solange von der Rechnereinheit keine Kraft auf die Drehung des Handrads ausgeübt, wie sich das vom Nutzer vorgegebene Objekt innerhalb des

Tiefenschärfebereich (in diesem Bereich 23 sind alle auch in unterschiedlichen Abständen befindliche Objekte scharf) befindet. Besteht die Gefahr, dass der Nutzer den Tiefenschärfebereich 23 verlässt, so kann die Rechnereinheit durch entsprechende Ausübung einer unterstützenden Kraft auf das Handrad sicherstellen, dass dieser Bereich nicht versehentlich verlassen wird. Erst wenn der Nutzer mit einer entsprechen starken Kraft den Bereich verlässt, schaltet die Rechnereinheit diesen die Bereichsgrenzen überwachenden unterstützenden Modus ab. Dieser kann auch nur vorübergehend abgeschaltet sein und sich wieder einschalten, sobald ein neues Objekt in den Tiefenschärfebereich kommt.

Des Weiteren ist es möglich, die Schärfeebene, die (berechnete oder gemessene) Tiefenschärfe, die Aufnahmeobjekte im Aufnahmeset oder andere sinnvolle Informationen auf dem umlaufenden Display 5 des Handrads 4 oder dem Display 2 des Bedienteils einzublenden. Dabei kann das Display 5 entweder fest mit dem Bedienteil 1 verbunden sein, während die Anzeige hinreichend schnell aktualisiert wird und sich lediglich das Handrad 4 dreht, oder Handrad und umlaufendes Display 5 sind eine Einheit und drehen sich gemeinsam.

Die Anzeige auf einem der Displays kann eine Ansicht aus der Vogelperspektive oder eine seitliche Perspektive symbolisch oder im aktuellen Videobild überlagert darstellen. Damit sind beispielsweise die Grenzen der Schärfenzone für den Nutzer sichtbar und er kann sich bei der Bedienung danach richten. Zur besseren Visualisierung können diese Bereiche auch mittels eines Lasers oder eines anderen optischen Projektionsmechanismus ins Aufnahmeset projiziert werden.

Es sei nochmal betont, dass sämtliche Verfahren oder Vorrichtungen, die am Beispiel des Handrades erläutert wurden, analog dazu mit Anpassungen auch auf andere Bedienelemente, z.B. einen

Schieberegler oder einen Joystick, angewendet werden können. Bei einem Schieberegler kann dieser z.B. in analoger Weise, anstelle des auf mehrere Rotationen angewandten Drehens beim Handrad, nach Auslenkung wieder in die Ausgangsstellung zurückgelangen.

Die vorgenannte Erfindung kann in allen Bereichen des Film- und Broadcastbereichs eingesetzt werden. Damit kann beispielsweise Unterstützung beim Einstellen von Objektivparametern, bei der Bedienung von Motioncontrolanwendungen (z.B. schwenkbarer Kamerakopf, Kameradollies, Kamerakräne, schwenkbare Lichtsteueranlagen) und anderen Anwendungsbereichen gegeben werden. Dies hilft in Zeiten von immer höherer Bildauflösung dennoch präzise und exakt fokussieren zu können oder Arbeitsabläufe wesentlich schneller gestalten zu können. Zusätzlich kann damit auch z.B. die Helligkeit von Scheinwerfern o.ä.

geregelt werden. Die Erfindung kann aber auch in anderen Bereichen der Technik genutzt werden. Figurenbeschreibung: ln den Figuren 1 bis 5 sind beispielhaft die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie Kraft- und

Widerstandsverläufe im erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt.

In der Figur 1 ist ein Bedienteil 1 mit einem Display 2 dargestellt, das folgende Bedienelemente aufweist: ein Handrad 4, ein Schieberegler 7 und ein Joystick 8. Auf dem Handrad 4 ist ein umlaufendes Display 5 angebracht. Am Schieberegler ist ebenfalls ein Display 15 und am Joystick (Rocker) ein Display 16 angebracht. Ein Referenzpunkt 3, der ortsfest am Bedienteil 1 angebracht ist, zeigt den aktuellen Stand des Motors 11 (für eine Bewegungsachse des Objektivs 17) auf dem umlaufenden Display 5 an. Ein Motor, der eine Kraft auf ein Bedienelement ausüben kann, ist beispielhaft als Motor 6 im Handrad 4 gezeigt. Dieser kann auch im Schieberegler 7 oder Joystick 8 vorhanden sein. Über eine Funk- oder

Kabelverbindung 9 ist das Bedienteil 1 über eine Rechnereinheit 10 mit einem Motor 11 zum Antrieb einer Achse eines Objektivs 17 verbunden. Die Rechnereinheit 10 kann alternativ auch im Bedienteil 1

untergebracht sein. Ein an der Kamera 12 angebrachter Abstandsmesser 13 misst fortlaufend den Abstand zu Aufnahmeobjekten 14 (Oi, O2)

In der Figur 2 ist ein Ausschnitt des umlaufenden Displays 5 gezeigt. Der Referenzpunkt 3 ist dabei ortsfest am Bedienteil 1 angebracht, während sich das umlaufende Display 5 in dieser Variante mit dem Handrad 4 drehen kann. Der Referenzpunkt 3 zeigt hier die aktuelle Einstellung auf ein Objekt. Die gestrichelten Linien 21 zeigen Objektzuordnungen, also die Zuordnung eines realen Objekts (in diesem Falle jeweils des Schauspielers„Michael“ und der Schauspielerin„Anna“) auf ein Symbol am Handrad 4.

Ein definierter Bereich um jeweils eine Objektzuordnung 21 herum wird Objektzuordnungsbereich 22 des Objekts genannt (dunkel hinterlegter Bereich des Namens). Der Tiefenschärfebereich 23 ist grau hinterlegt und befindet sich je nach berechneter Tiefenschärfe um den Referenzpunkt 3 herum.

In der Figur 3 wird anhand einer Grafik die Einwirkung einer von der Rechnereinheit 10 vorgegeben Kraft F auf die Drehbewegung in Anhängigkeit der Handraddrehstellung x gezeigt. An der Stelle xi und X2 sind Endanschläge dargestellt, die die Außengrenzen des gesamten Verstellbereichs A definieren und bei denen die Gegenkraft auf das Handrad 4 sprunghaft ansteigt. Im Bereich dazwischen sind unterschiedliche Kraftmuster gezeigt. Der Bereich B zeigt eine„Senke“, bei der die von der Rechnereinheit 10 vorgegebene Kraft auf das Handrad zunimmt, je näher man dem Extrempunkt XB kommt (dies kann der gewünschte Schärfepunkt auf einem Objekt/Objektzuordnungspunkt 21 sein), Bereich C zeigt einen„Berg“ mit dem Extrempunkt xc und damit den umgekehrten Fall. Im Bereich D wird die unterstützende Kraft gezeigt, die den Nutzer in einem bestimmten Bereich z.B. Tiefenschärfebereich hält, und an den Grenzen vor dem versehentlichen Verlassen des Bereichs schützt.

In der Figur 4 wird exemplarisch ein dynamischer Widerstand R aufgezeigt, der von der Position x des Handrads 4 abhängig ist. An den Außengrenzen xi und X2 hin nimmt dieser stetig zu. Im Zwischenbereich ist der sich verändernde Widerstand einer mechanischen Achse dargestellt, so wie er bei ortsabhängiger Schwergängigkeit auftreten, durch Auslesen des Motorstromes festgestellt und von der Rechnereinheit 10 in entsprechende Kräfte auf das Handrad 4 umgewandelt werden kann. In der Figur 5 ist ein Ausschnitt des umlaufenden Displays 5 gezeigt. Der Referenzpunkt 3 ist wie in Figur 2 ortsfest am Bedienteil 1 angebracht, während sich das umlaufende Display 5 in dieser Variante mit dem Handrad 4 drehen kann. Die gestrichelte Linie 31 zeigt dabei grafisch den Widerstand der mechanischen Bewegungsachse in Abhängigkeit von der Stellung des Handrads.

Bezugszeichenliste:

1 Bedienteil

2 Display am Bedienteil

3 Referenzpunkt

4 Handrad

5 Umlaufendes Display

6 Motor des Handrads (elektromechanisches Element)

7 Schieberegler

8 Joystick (Rocker)

9 Kabel- oder Funkverbindung

10 Rechnereinheit

1 1 Motor

12 Kamera

13 Abstandssensor

14 Aufnahmeobjekt (hier Oi und O2)

15 Display am Schieberegler

16 Display am Joystick (Rocker)

17 Objektiv

21 Objektzuordnung

22 Objektzuordnungsbereich

23 Tiefenschärfebereich

31 Grafische Darstellung des mechanischen Widerstands

A Gesamter Verstellbereich

B Simulierte Senke

C Simulierter Berg

D Bereich in dem ein Objekt gehalten werden soll

x Handraddrehstellung

xi , X2 Endanschläge

XB, XC Extrema

F Kraft auf das Handrad

R Widerstand einer Bewegungsachse