« JR山手線恵比寿駅と目黒駅のホームドア(1カット撮影) | トップページ | アナログテスタを買いました »

2010年11月 5日 (金)

これがステディカムマーリン特許?

 原理をよく理解しないまま、見よう見まねでステディカムマーリンもどきを作って色々試していますが、構造のポイントがどこにあるのかが未だよく判りません。
 下記のSteadicam Merlin の公式サイトを覘いてみると、構造や調整方法についてかなり詳しい説明がありました。

Tiffen Steadicam Merlin
http://www.steadicam.com/handheldmerlin.html

Steadicam Merlin Setup and Operation Manual
http://www.steadicam.com/images/content/Merlin%20Manual%20Nov8_Lo.pdf

 上記マニュアルには、重心について以下のような説明があります。

Page 11 Sec2:11(13/48)
*****引用開始*****
4. Pre-Setting Balance
When your camera is mounted onto the Merlin, the entire unit must be set-up and balanced so that the
combined center-of-gravity (camera plus Merlin), ends up just below the center of the fulcrum (the
Gimbal), and precisely adjusted to be slightly bottom-heavy.
*****引用終了*****

 重心をジンバルの直下に配置しなければならないことは理解できますが、具体的に「直下」とは数値的にどの程度なのかがわかりません。

 バランス調整に関連して、上記マニュアルには、「drop test」について以下のような説明があります。

*****引用開始*****
Drop test
A Merlin that’s in correct top-to-bottom balance can be moved rapidly back and
forth laterally and it will essentially stay upright! It is technically bottom-heavy,
but only slightly!

Hold out the lower spar sideways and let it go, If it falls slowly, if it takes
a full second (say “Go…one-thousand-and-one”) until it passes through
vertical, in Merlin terms that’s the magic!… That’s just where you want it
to be! This is the famous Drop Test and your Merlin is ready to shoot!
This Drop Test is the way Steadicam Operators worldwide discuss and calibrate
the elusive quality of slight bottom-heaviness. Some prefer as long as three or
four seconds for their full-sized rigs to fall through vertical.
Experience, however, has shown that the Merlin works best with a Drop Time of
about one full second.

*****引用終了*****

 これによれば、僅かにボトムヘビーにして基本的には、"Drop Time"が1秒になるように調整すればよいことになっています。
 最終的には試行錯誤で調整することになるのでしょうが、”slightly”の具体的な長さ(距離)が知りたいです。
 マニュアルをざっと眺めてみましたが、具体的な数値の記載はないようです。
 なにか調べる方法はないかと考えたところ、Amazon.comに以下のような商品説明がありました。

Steadicam Merlin Stabilizer, Stabilization System for Camcorders up to Five Pounds. "Includes Free Travel Case $119 VALUE "
http://www.amazon.com/Steadicam-Stabilizer-Stabilization-Camcorders-Pounds/dp/B000F7GCAK

Technical Details
 DV Compatible
 "Folding Caliper" Hinge
 Patented 3-axis Gimbal Handle
 Lightweight
 Weighs less than 12 oz

 これによれば、ジンバルの部分が特許になっているようです。
  また、http://en.wikipedia.org/wiki/Steadicam には以下のような説明があります。
"The steadicam was introduced to the industry in 1976 by inventor and cameraman Garrett Brown"
 これによると、steadicamの発明者はGarrett Brown氏のようです。

 特許の明細書であれば、詳細な説明が記載されている可能性があるので、発明者をキーにして関係すると思われる特許を探して見ました。
 調査は以下の手順で行いました。
 なお、以下の方法は網羅的な検索ではなくて、何か参考になる特許が見つかればよいという程度の超ラフな調査方法の一例です。

(1)米国特許商標庁USPTO(United States Patent and Trademark Office )のサイト(http://www.uspto.gov/)にアクセス。
(2)左の"Patents"の枠の"② Search"をクリック。
(3)右側の"Search for Patents"の"USPTO Patent Full-Text and Image Database (PatFT)"をクリック。
(4)"Quick Search"をクリック。
(5)"USPTO Patent Application Full-Text and Image Database"が表示されるので、以下のように入力して"Search"をクリック。(注:入力方法は一例)
Term 1:"Brown-Garrett"    Field 1:"Inventor Name"
Term 2:"G03B$"              Field 2:"International Classification"
Select years               "1976 to present [full-text]" (デフォルトのまま)

 注:
   ・"$"は前方一致検索用のワイルドカードです。
   ・G03Bは写真関係の国際特許分類(IPC)です。
    国際特許分類 http://www.jpo.go.jp/shiryou/s_sonota/kokusai_t/pdf/ipc8wk/ipc8_g_sec.pdf (93/263)
   ・以下のURLで直接"USPTO Patent Application Full-Text and Image Database"にアクセスすることができますが、URLは変更される可能性があります。
         http://patft.uspto.gov/netahtml/PTO/search-bool.html

 検索の結果、以下の2件がヒットしましたが、特許番号をクリックして内容を確認しみると、スタビライザ関係(パンタグラフアーム)ではあるものの、ステディカムマーリン自体の特許ではないようです。また、件数も2件しかないのは一寸おかしいです。。

PAT. NO.  Title
1 4,394,075  Support apparatus 
2 4,208,028  Support apparatus

 念のため、発明者を"Brown"だけにして再度検索すると、80件ヒットしました。
 タイトルをみると、3番目の特許が関係ありそうです。

PAT. NO.  Title
1 7,706,553  Auto-mute command stream by voice-activated remote control 
2 7,631,979  Universal lighting system for computer web camera 
3 7,625,090  Folding and adjusting hinge for stabilized equipment support 
     (以下省略)

(7)"7,625,090"をクリックしてアブストラクトをチェック。
Abstract
An improved equipment stabilizing support apparatus having an upper spar associated with the equipment and a lower spar connected by a double-acting type hinge that provides angular displacement between the upper and lower spars to adjustably balance equipment, and angular displacement around a second axis to allow folding of the lower spar toward the upper spar to an optimum closed configuration regardless of the adjusted balancing position.

 内容的にはかなり近いようです。
 画面の上方にある"Images"のラジオボタンをクリックし、左枠の"Drawings"をクリックすると、見たことがあるような図面が表示されます。
Us7625090_fig2 

  ステディカムマーリンに似ています。
  Steadicam Merlin
  http://www.tiffen.com/images/content/Steadicam_Merlin_Broch_e_1028.pdf

 関連がある特許と思われるので、発明者を確認してみると以下のようになっています。
 Inventors:  Brown; Garrett W. (Philadelphia, PA), Sacksteder; Anthony D. (Philadelphia, PA)

 発明者の名前は"Garrett Brown"ではなくて"Brown; Garrett W."となっており、ミドルネームのイニシャルWが付いています。

(8)ミドルネームを付けて下記の条件で再検索。
Term 1:"Brown-Garrett-W"    Field 1:"Inventor Name"
Term 2:"G03B$"              Field 2:"International Classification"
Select years               "1976 to present [full-text]" (デフォルトのまま)

 今度は以下の13件がヒットしました。
 タイトルを見る限りではステディカムに関係がありそうです。

PAT. NO.  Title
1 7,625,090  Folding and adjusting hinge for stabilized equipment support 
2 7,618,016  Equipoising support apparatus 
3 5,784,966  Stabilized lightweight equipment transport system 
4 5,579,071  Camera stabilizing support 
5 5,229,798  Stabilized equipment support, primarily for use with hand-held cameras 
6 5,098,182  Stabilized equipment support, primarily for use with light-weight cameras 
7 4,946,272  Stabilized equipment support, primarily for use with light-weight cameras 
8 4,710,819  Suspension system for supporting and conveying equipment, such as a camera 
9 4,625,938  Suspension system for supporting and conveying equipment, such as a camera 
10 RE32,213  Equipment for use with hand held motion picture cameras 
11 4,474,439  Camera support 
12 4,156,512  Equipment support system 
13 4,017,168  Equipment for use with hand held motion picture cameras 

(9)各特許の図面をチェックしてみると下記の特許の図面が実際の製品(ステディカムマーリン)に近いように思われます。
1 7,625,090  Folding and adjusting hinge for stabilized equipment support 
    Appl. No.:  11/403,500   Filed:  April 13, 2006

 また、下記の3件の図面はモニタ、バッテリ付きとなっていますが、全体の構造としてはかなり近いように思われます。
5 5,229,798  Stabilized equipment support, primarily for use with hand-held cameras 
    Appl. No.:  07/817,477   Filed:  January 3, 1992
6 5,098,182  Stabilized equipment support, primarily for use with light-weight cameras
    Appl. No.:  07/511,723   Filed:  April 20, 1990
    This is a division of application Ser. No. 247,900, filed Sept. 22, 1988, now U.S. Pat. No. 4,946,272.
7 4,946,272  Stabilized equipment support, primarily for use with light-weight cameras
    Appl. No.:  07/247,900   Filed:  September 22, 1988
Us4946272_fig2_2

(10) 7,625,090が最も近いようなので、明細書をざっと読んでみました。
 重量バランスについては以下のような説明がありますが、重心(center of gravity)とジンバル(gimbal)の距離や"drop time"についての記載はないようです。
*****引用開始*****
 It is to be noted here that the various components of the stabilized support 101 have been carefully located to provide an expanded, balanced camera-equipment-receiving structure having a mass (including all structures), which is disposed along at least two perpendicular axes (either as a plurality of discrete components or as a single longitudinally disposed mass) in a fashion which increases the rotational inertia of the unit, and which provides access to its center of gravity, to permit an adjustment of the relationship between the handle 105 of the stabilized camera support 110 and the center of gravity of the resulting unit, and thus provide a stabilized mounting for isolating the camera 102 from the broad spectrum of unwanted high-to-low frequency angular motions that may be encountered. This is accomplished irrespective of the particular mass or masses that are to comprise the stabilized camera support 110, as well as the configuration for the camera 102 and the view finding device 110, in a light and rigid interconnecting structure which permits access to the center of gravity of the resulting unit to achieve the desired stabilizing effect.
*****引用終了*****

(11)次に、関連がありそうで且つ少し古い特許である4,946,272をチェックしてみました。
 重心とジンバルの距離について以下の記載がありました。
*****引用開始*****
 Proper adjustment of the x-y table 20 will therefore place the center of gravity of the assembled unit along the axis (z-axis) defined by the end 37 of the handle 5 of the unit (and the control surface 40). It then remains to adjust the position of this center of gravity along the length of the handle 5, by adjusting the threaded engagement between the end 37 of the handle 5 and the bushing 35 of the x-y table 20. This adjustment is preferably accomplished to place the center of the gimbal 45 approximately 1/16 of an inch above the center of gravity, so that the resulting unit is slightly bottom-heavy (tending to slowly return to a stabilized, normal orientation). This, combined with the close positioning of the control surface 40 of the handle 5 (and the gimbal 45) to the underside of the platform 3, has been found to be particularly important in assuring a controlled operation of the stabilized camera support 1, and in reducing the overall size of the device.
*****引用終了*****

 これによれば、ジンバルの中心は重心の約1/16インチ上が好ましいとなっています。
  1/16インチと言われてもぴんときませんが、Googleの検索窓に"1/16インチ"を放り込むと、(1/16)インチ = 1.5875 ミリメートルとなっています。
 ジンバルの中心と重心は非常に近接しています。

 また、"drop time"という用語自体は出てきませんが、これに対応すると思われる以下の説明がありました。
*****引用開始*****
 The adjustment screws 28, 29 are then turned for a vernier adjustment of the x-y table 20, to cause the camera 2 to sit level upon the gimbal 45. Following this, an adjustment in the z-axis is performed. To this end, the unit is supported by the grip 41, and raised up to a generally horizontal orientation. The unit is then released from this horizontal placement, and the amount of time which it takes for the unit to fall through its vertical position is measured. This should take about 2 to 3 seconds, with 2.5 seconds being preferred (which generally corresponds to a preferred placement of the center of gravity about 1/16 of an inch below the center of the gimbal). If this measured period is less than one second, it may be necessary to reduce the weight (or weights) which may have been attached to the battery holder 12, or elsewhere, earlier in the adjustment procedure. Otherwise, an appropriate adjustment in the z-axis is then performed by rotating the end 37 of the handle 5 within the bushing 35 of the x-y table 20. In any event, a re-adjustment of the x-y table 20 may then be needed, since these adjustments will become much more critical as the bottom heaviness of the unit is reduced. Further (fine) adjustment of the unit may then proceed, as needed, by alternating adjustments in the z-axis and of the x-y table, as previously described, until the unit falls through its vertical position (from the horizontal) in the desired 2.5 second interval. Once adjusted, only minor re-adjustments should then be needed to tune the unit, so long as the camera 2 remains attached to the stabilized camera support 1.
*****引用終了*****

 これによれば水平から垂直になる時間は、2~3秒、望ましくは2.5秒( 1/16インチに対応)となっており、1秒より短い場合には錘を減らす必要があるかもしれないと書かれています。

 7,625,090の場合には、アームの部分に錘としてモニタとバッテリを取り付けた構造となっており、ステディカムマーリンとは構造が若干異なりますが、数値的なイメージはなんとなく沸いてきました。
 ステディカムマーリンの取説に書いてあった"It is technically bottom-heavy, but only slightly!”の"slightly”はミリオーダーの距離のようです。
 なお、ステディカムマーリンの取説では、"Drop Time"は丁度1秒となっています。

 これを参考にしてもう少し勉強してみます。

 原理が分かっても実際に自作できるかどうかあまり自信がないですが・・・

注:
・上記米国特許はたまたま見つかったものであり、これ以外に別の特許が存在する可能性があります。
・上記米国特許に対応する外国特許(含日本特許)が存在する可能性があります。
・上記米国特許の権利が存続しているか否かは確認していません。

|

« JR山手線恵比寿駅と目黒駅のホームドア(1カット撮影) | トップページ | アナログテスタを買いました »

ステディカムもどき」カテゴリの記事

コメント

コメントを書く



(ウェブ上には掲載しません)




トラックバック

この記事のトラックバックURL:
http://app.cocolog-nifty.com/t/trackback/117933/49946607

この記事へのトラックバック一覧です: これがステディカムマーリン特許?:

« JR山手線恵比寿駅と目黒駅のホームドア(1カット撮影) | トップページ | アナログテスタを買いました »