KR102166251B1

KR102166251B1 - 드론용 조명장치

Info

Publication number: KR102166251B1
Application number: KR1020190072368A
Authority: KR
Inventors: 고윤안
Original assignee: 주식회사 시스텍
Priority date: 2019-06-18
Filing date: 2019-06-18
Publication date: 2020-10-15

Abstract

본 발명에 따르면, 드론에 고정장착되는 고정프레임부(210); 상기 고정프레임부(210)에 상하로 회동 가능하게 장착되는 조명프레임(220); 상기 드론에 장착된 드론카메라(10)의 촬영방향과 조명방향이 일치되도록 상기 조명프레임(220)에 장착되는 조명광모듈(100); 상기 조명광모듈(100)의 회동단에 고정장착되는 피동프레임(230); 상하로 회동동작하는 드론카메라(10)의 회동단에 고정장착되는 구동프레임(240); 및 상기 피동프레임(230)과 구동프레임(240) 사이에 연결되어 구동프레임(240)의 회동동작에 따라 피동프레임(230)이 함께 회동하도록 연동시키는 링크프레임(250);을 포함하는 드론용 조명장치가 개시된다.

Description

드론용 조명장치{LIGHTING APPARATUS FOR DRONE}

본 발명은 드론용 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 드론에 장착된 드론카메라의 촬영방향에 따라 항상 조명방향이 일치되도록 회동동작하며 드론카메라가 회동동작하는 구동력을 이용하여 별도의 구동수단없이도 회동동작할 수 있는 드론용 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로 촬영용 드론에는 카메라와 함께 조명수단이 장착되어 야간에도 촬영기능을 구현할 수 있다. 또한, 드론을 이용한 항공촬영시 촬영방향의 패닝(Panning, 수평방향 회전)은 드론을 수평방향으로 회전시켜 조절하며 촬영방향의 틸팅(Tilting, 상하방향 회전)은 카메라를 상하 방향으로 회동시켜 조절할 수 있었다. 따라서, 카메라를 상하 방향으로 회동시키기 위한 구동수단이 드론에 장착되며, 촬영방향으로 조명을 제공하기 위해 촬영방향을 감지하기 위한 감지수단 및 감지된 촬영방향으로 조명수단의 조명방향을 상하로 회동시키기 위한 구동수단이 장착되어야 하였다.

이러한 감지수단 및 구동수단들을 통해 카메라의 촬영방향과 조명의 조명방향을 자유롭게 조절할 수 있었으나 부가적으로 장착되는 감지수단이나 구동수단들로 인해 드론의 부피가 커질뿐만 아니라 중량도 함께 증가하게 되면서 한정된 배터리 용량으로 프로펠러를 회전시켜야 하는 드론의 비행시간을 대폭 단축시키는 문제점으로 있었다.

한편, 도 1에는 종래의 LED램프를 구비한 드론의 구성이 개시되어 있다. 도면을 참고하면 다수의 회전 프로펠러를 통해 상하좌우 전방위로 비행가능하며 외부에 상향 또는 하향으로 광원을 조사하는 LED램프(410,420,430)를 장착하여 작업지역의 조명기구로 활용이 가능하도록 구비되었다.

또한, 본체(100)에는 상면에 상향으로 광원을 조사하는 상부 LED램프(410)를 장착하고 하면에는 하향으로 광원을 조사하는 하부 LED모듈(420)을 장착하며 측부엔느 측면 LED모듈(430)이 장착되어 전방위로 조명을 제공할 수 있었다.

통상적으로 LED램프나 LED모듈에 실장된 LED단자는 광원과 형광체가 밀착되게 일체형으로 이루어져 광원으로부터 발산된 광을 형광체에 집중시키지 못하기 때문에 다수 개의 LED단자가 다발로 집속되어 요구되는 광량의 조명광을 제공하도록 구비되었다. 이러한 LED램프나 LED모듈을 드론에 장착하는 경우 부피가 커져 조명 외에 카메라나 착륙장치 등의 다른 부수기재를 장착하기 위한 공간이 협소해질 뿐만 아니라 무게가 커져 드론의 비행시간이 더욱 단축되는 문제점이 있었다.

공개특허공보 제10-2017-0093579호(2017. 08. 16), LED램프를 구비한 조명모듈용 드론.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 드론카메라의 촬영방향을 감지하지 않더라도 상하 회동동작하는 드론카메라의 촬영방향을 추종하여 항상 촬영방향과 조명방향이 일치되도록 동작할 수 있으며, 드론카메라가 회동동작하는 구동력을 이용하여 회동동작할 수 있어 별도의 구동수단이 불필요한 드론용 조명장치를 제공하는 것에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 드론용 조명장치는, 드론에 고정장착되는 고정프레임부(210); 상기 고정프레임부(210)에 상하로 회동 가능하게 장착되는 조명프레임(220); 상기 드론에 장착된 드론카메라(10)의 촬영방향과 조명방향이 일치되도록 상기 조명프레임(220)에 장착되는 조명광모듈(100); 상기 조명광모듈(100)의 회동단에 고정장착되는 피동프레임(230); 상하로 회동동작하는 드론카메라(10)의 회동단에 고정장착되는 구동프레임(240); 및 상기 피동프레임(230)과 구동프레임(240) 사이에 연결되어 구동프레임(240)의 회동동작에 따라 피동프레임(230)이 함께 회동하도록 연동시키는 링크프레임(250);을 포함한다.

여기서, 상기 고정프레임부(210)는, 상기 드론카메라(10)를 중심으로 양측 위치로 각각 하향 연장된 제1지지프레임(211) 및, 각 제1지지프레임(211)로부터 전방으로 연장 배치된 제2지지프레임(212)을 포함하고, 상기 조명프레임(220)은 드론카메라(10)를 중심으로 양측방에 각각 위치하며 제2지지프레임(212)의 단부에 장착된 제1베어링(213)에 연결되어 상하로 회동가능하게 장착되고, 상기 링크프레임(250)은 구동프레임(240)에 장착된 제2베어링(241)에 일단이 연결되며 피동프레임(230)에 장착된 제3베어링(231)에 타단이 연결되어 구동프레임(240)과 피동프레임(230)을 상호 연동시킬 수 있다.

또한, 상기 조명광모듈(100)은, 드론으로부터 고도정보를 수신하여 수신된 고도정보에 따라 조명광의 최적인 배광각으로 자동조절될 수 있다.

또한, 지상에 설치되어 전방을 향해 팬동작하면서 영상을 촬영하는 지상카메라(20)에 근접배치되고, 조명광을 발산하는 조명헤드(263)가 고정설치된 조명고정부(261)에 수평방향으로 회동 가능하게 장착되며, 상기 지상카메라(20)의 팬동작 구동력을 전달받아 상기 조명헤드(263)가 함께 회동하거나 상기 지상카메라(20)의 팬동작 상태를 감지하여 지상카메라(20)의 팬동작 움직임에 따라 동일한 회전각으로 회동하는 지상조명광모듈(260);을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 지상카메라(20)에서 촬영된 영상을 영상분석하여 움직임을 나타내는 피사체(P)를 추출하고 추출된 피사체(P)의 위치정보를 산출하는 제어모듈(270);을 더 포함하고, 상기 제어모듈(270)은 산출된 위치정보를 드론으로 전송하여 드론이 피사체 위치로 이동하도록 하며 상기 피사체의 위치를 향해 드론카메라(10) 및 조명광모듈(100)이 지향하도록 구동제어할 수 있다.

또한, 상기 조명광모듈(100)은, 광원마운트(116)에 지지되어 둘레가 커버되도록 고정 장착되며 인가되는 구동전원에 따라 청색광을 일측으로 발산하는 청색광원부(111)와, 상기 청색광원부(111)의 일측방향에 일정거리 이격되게 배치되며 상기 청색광원부(111)와 대응되는 위치에는 전후방으로 개구된 관통공(113)이 형성된 형광체지그(112)와, 상기 청색광원부(111)와 형광체지그(112) 사이에 배치되어 청색광원부(111)에서 발산된 청색광을 상기 관통공(113)에 집약시키는 광학계(119)와, 상기 형광체지그(112) 내에서 상기 관통공(113) 위치에 배치되며 관통공(113)을 통해 입사되는 청색광에 여기되어 백색광을 발산하는 형광체(114) 및, 상기 형광체(114)와 대향하도록 상기 형광체지그(112)의 일측방향에 배치되어 발산하는 백색광의 배광을 조절하는 배광렌즈(115)를 포함하는 발광부(110)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 청색광원부(111)와 형광체(114)는, 상기 형광체(114)의 크기, 상기 관통공(113)의 직경, 상기 청색광원부(111)에 인가되는 전류크기에 따라 설정된 이격거리로 배치될 수 있다.

또한, 상기 광원마운트(116)는 열전도성 재질로 이루어지고, 상기 조명광모듈(100)은, 상기 광원마운트(116)의 타측에 일측이 밀착되도록 장착되며 타측에는 다수의 방열판(121)이 구비되어 상기 광원마운트(116)로부터 전달되는 열을 외부로 방출하는 히트싱크(120) 및, 상기 발광부(110)를 둘러싸는 형태로 배치되며 일측에는 발광부(110)의 백색광을 외부로 발산하기 위한 조명공이 개구되어 형성되며 상기 발광부(110)보다 상대적으로 큰 크기로 이루어져 내측면과 상기 발광부(110)의 측부 사이에 공간부(131)를 형성하는 하우징(130)을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 발광부(110)의 단부 테두리와 상기 하우징(130)의 개구된 일측 테두리 사이에는 복수 개의 외기유입공(141)이 형성되어 상기 공간부(131)로 외기를 유입시키는 전방프레임(140)이 배치될 수 있다.

또한, 상기 히트싱크(120)는 각 방열판(121)이 일측에서 타측방향으로 연장형성될 수 있다.

또한, 상기 조명광모듈(100)은, 상기 히트싱크(120)를 둘러싸는 형태로 배치되며 상기 히트싱크(120)보다 상대적으로 큰 크기로 이루어져 히트싱크(120)의 측부와 내부면 사이에 공간부를 형성하는 후방하우징(150)을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 전방프레임(140)은, 연장된 길이를 따라 다수 개의 리브(142)가 이격배치되면서 각 리브(142) 사이에 외기유입공(141)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 전방프레임(140)은, 각 리브(142)가 동일한 방향으로 경사지게 배치되면서 각 외기유입공(141)을 통해 사선방향으로 외기가 유입될 수 있다.

한편, 상기 하우징(130) 상에서 광원마운트(116)와 대응되는 위치에는 측방둘레를 따라 측방통기공(143)이 개구되어 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 드론용 조명장치에 의하면,

첫째, 조명프레임(220)은 드론에 고정장착된 고정프레임부(210)에 상하로 회동가능하게 장착되고, 조명광모듈(100)은 드론에 장착된 드론카메라(10)의 촬영방향과 일치되도록 조명프레임(220)에 장착되며, 피동프레임(230)은 조명광모듈(100)의 회동단에 고정장착되고, 구동프레임(240)은 상하로 회동동작하는 드론카메라(10)의 회동단에 고정장착되며, 상기 피동프레임(230)과 구동프레임(240) 사이에 연결되는 링크프레임(250)에 의해 구동프레임(240)의 회동동작에 따라 피동프레임(230)이 함께 회동하도록 연동시킬 수 있으므로, 드론카메라(10)의 촬영방향을 감지하지 않더라도 상하 회동동작하는 드론카메라(10)의 촬영방향을 추종하여 항상 촬영방향과 조명방향이 일치되도록 동작할 수 있다. 또한, 드론카메라(10)가 회동동작하는 구동력을 이용하여 조명광모듈(100)을 회동동작시킬 수 있어 별도의 구동수단이 불필요하며 이에 따라 드론의 경량화를 도모하고 비행시간을 대폭 증대시킬 수 있다.

둘째, 상기 고정프레임부(210)는, 상기 드론카메라(10)를 중심으로 양측 위치로 각각 하향 연장된 제1지지프레임(211) 및, 각 제1지지프레임(211)로부터 전방으로 연장 배치된 제2지지프레임(212)을 포함하고, 상기 조명프레임(220)은 드론카메라(10)를 중심으로 양측방에 각각 위치하며 제2지지프레임(212)의 단부에 장착된 제1베어링(213)에 연결되어 상하로 회동가능하게 장착되며, 상기 링크프레임(250)은 구동프레임(240)에 장착된 제2베어링(241)에 일단이 연결되며 피동프레임(230)에 장착된 제3베어링(231)에 타단이 연결되어 구동프레임(240)과 피동프레임(230)을 상호 연동시킴으로써, 드론카메라(10)를 중심으로 양 측에 각각 조명광모듈(100)을 배치하여 야간에 필요한 충분한 광량의 조명을 제공할 수 있으며 무게 중심을 균일하게 하여 안정적인 비행이 가능하게 한다.

셋째, 상기 조명광모듈(100)은 드론으로부터 고도정보를 수신하여 수신된 고도정보에 따라 최적의 배광각으로 조명광이 발광하도록 자동조절됨으로써, 드론으로부터 촬영된 영상을 보고 필요에 따라 조명광의 배광각을 번번히 조절할 필요가 없어 사용자의 편의를 증대시키고 보다 양질의 영상을 촬영가능한 여건을 제공할 수 있다.

넷째, 지상에 설치되어 전방을 향해 팬동작하면서 영상을 촬영하는 지상카메라(20)에 근접배치되는 지상조명광모듈(260)은, 조명광을 발산하는 조명헤드(263)가 고정설치된 조명고정부(261)에 수평방향으로 회동 가능하게 장착되며, 상기 지상카메라(20)의 팬동작 구동력을 전달받아 상기 조명헤드(263)가 함께 회동하거나 상기 지상카메라(20)의 팬동작 상태를 감지하여 지상카메라(20)의 팬동작 움직임에 따라 동일한 방향으로 회동함으로써 촬영방향과 조명방향을 항상 일치시킬 수 있다.

다섯째, 상기 지상카메라(20)에서 촬영된 영상을 영상분석하여 움직임을 나타내는 피사체(P)를 추출하는 제어모듈(270)은 추출된 피사체(P)의 위치정보를 산출하고 산출된 위치정보를 드론으로 전송하여 드론이 피사체 위치로 이동하도록 하며 상기 피사체(P)의 위치를 향해 드론카메라(10) 및 조명광모듈(100)이 지향하도록 구동제어함으로써, 수동조작하면서 피사체(P)의 위치를 추종해야 하는 번거로움을 해소할 수 있으며 사용자의 편의를 증대시킬 수 있다.

여섯째, 드론(10)에 장착되어 조명을 제공하는 조명광모듈(100)의 경우, 광원마운트(116)에 지지되어 둘레가 커버되도록 고정 장착되며 인가되는 구동전원에 따라 청색광을 일측으로 발산하는 청색광원부(111)와, 상기 청색광원부(111)의 일측방향에 일정거리 이격되게 배치되며 상기 청색광원부(111)와 대응되는 위치에는 전후방으로 개구된 관통공(113)이 형성된 형광체지그(112)와, 상기 청색광원부(111)와 형광체지그(112) 사이에 배치되어 청색광원부(111)에서 발산된 청색광을 상기 관통공(113)에 집약시키는 광학계(119)와, 상기 형광체지그(112) 내에서 상기 관통공(113) 위치에 배치되며 관통공(113)을 통해 입사되는 청색광에 여기되어 백색광을 발산하는 형광체(114) 및, 상기 형광체(114)와 대향하도록 상기 형광체지그(112)의 일측방향에 배치되어 발산하는 백색광의 배광을 조절하는 배광렌즈(115)를 포함하는 발광부(110)가 구비되는 것과 같이, 청색광을 발산하면서 발열되는 청색광원부(111)와 상기 청색광에 여기되어 백색광을 발산하는 형광체(114)를 상호 공간적으로 일정거리 이격시키며 청색광원부(111)에서 발산된 청색광을 광학계(119)로 형광체(114)에 집약되도록 하여 고휘도로 집중된 백색광을 제공할 수 있으면서도 조명장치를 소형화 및 경량화할 수 있다.

일곱째, 상기 광원마운트(116)는 열전도성 재질로 이루어지고, 광원마운트(116)의 타측에 일측이 밀착되도록 장착되는 히트싱크(120)는 타측에는 다수의 방열판(121)이 구비되어 상기 광원마운트(116)로부터 전달되는 열을 외부로 방출하고, 상기 조명광모듈(100)을 둘러싸는 형태로 배치되는 하우징(130)은 일측에 조명광모듈(100)의 백색광을 외부로 발산하기 위한 조명공이 개구되어 형성되며 상기 조명광모듈(100)보다 상대적으로 큰 크기로 이루어져 상기 조명광모듈(100)의 측부와 내측면 사이에 공간부(131)를 형성하며, 상기 조명광모듈(100)의 단부 테두리와 상기 하우징(130)의 개구된 일측 테두리 사이에 배치되는 전방프레임(140)은 복수 개의 외기유입공(141)이 형성되어 상기 공간부(131)로 외기를 유입시키는 것과 같이, 드론의 비행에 따라 발생하는 비행풍을 내부로 유입하여 조명을 제공하면서 발생하는 구동열을 효율적으로 냉각시킬 수 있다.

도 1은 종래의 LED램프를 구비한 드론의 구성을 나타낸 사시도,
도 2 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론용 조명장치의 구성을 나타낸 사시도, 측면도, 정면도 및 평면도,
도 6 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론용 조명장치의 동작원리를 설명하기 위한 사시도 및 측면도,
도 10 및 도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조명광모듈의 구성 및 동작원리를 설명하기 위한 사시도 및 개략도,
도 12 및 도 13은 발명의 바람직한 실시예에 따른 조명광모듈의 구성을 나타낸 측면도 및 분리사시도,
도 14 및 도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 청색광원부과 형광체가 초점거리로 이격된 상태를 나타낸 개략도,
도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 측방통기공 및 후방하우징의 구성을 나타낸 사시도,
도 17은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론용 조명장치의 구성을 나타낸 측단면도,
도 18은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리브의 구성을 나타낸 사시도,
도 19는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리브가 경사지게 배치된 구성을 나타낸 사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론용 조명장치는 드론카메라의 촬영방향을 감지하지 않더라도 상하 회동동작하는 드론카메라의 촬영방향을 추종하여 항상 촬영방향과 조명방향이 일치되도록 동작할 수 있으며, 드론카메라가 회동동작하는 구동력을 이용하여 회동동작할 수 있어 별도의 구동수단이 불필요한 장치로서, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 고정프레임부(210), 조명프레임(220), 조명광모듈(100), 피동프레임(230), 구동프레임(240) 및 링크프레임(250)을 포함한다.

먼저, 상기 고정프레임부(210)는 드론용 조명장치를 드론 상에 장착시키기 위한 프레임구조물로서 드론의 하부에 고정장착되며, 상기 조명프레임(220)은 고정프레임부(210)에 조명광모듈(100)을 장착시키기 위한 프레임구조물로서 고정프레임부(210)에 상하로 회동 가능하게 장착된다.

여기서, 상기 고정프레임부(210)는, 상기 드론카메라(10)를 중심으로 양측 위치로 각각 하향 연장된 제1지지프레임(211) 및, 각 제1지지프레임(211)로부터 전방으로 연장 배치된 제2지지프레임(212)을 포함한다.

또한, 상기 조명프레임(220)은 드론카메라(10)를 중심으로 양측방에 각각 위치하며 제2지지프레임(212)의 단부에 장착된 제1베어링(213)에 연결되어 상하로 회동가능하게 장착된다.

상기 피동프레임(230)은 조명광모듈(100)의 회동단에 고정장착되며 구동프레임(240)은 상하로 회동동작하는 드론카메라(10)의 회동단에 고정장착된다.

여기서, 상기 조명프레임(220)은 조명광모듈(100)의 안정적인 상하 회동을 위해 조명광모듈(100)의 무게 중심에 장착되는 것이 바람직하며, 도면에는 상기 피동프레임(230)이 조명광모듈(100)의 전단측에 장착된 것을 예시하였으나 후단에 장착되어도 동일한 기능을 수행할 수 있다.

상기 링크프레임(250)은 피동프레임(230)과 구동프레임(240) 사이에 연결되어 구동프레임(240)의 회동동작에 따라 피동프레임(230)이 함께 회동하도록 연동시킨다.

여기서, 상기 링크프레임(250)은 구동프레임(240)에 장착된 제2베어링(241)에 일단이 연결되며 피동프레임(230)에 장착된 제3베어링(231)에 타단이 연결되어 구동프레임(240)과 피동프레임(230)을 상호 연동시킬 수 있다.

따라서, 도 2 내지 도 5와 같이 드론카메라(10)와 조명광모듈(100)이 전방을 지향한 상태에서, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 드론카메라(10)의 전단이 하향 45도가량 회동하게 되면 드론카메라(10)의 회동단에 고정장착된 구동프레임(240)이 동일하게 45도가량 회동하게 되고 이에 따라 고정된 조명프레임(220)을 중심으로 링크프레임(250)이 후방으로 후퇴하면서 피동프레임(230)을 45도 가량 회동시킴으로써 조명광모듈(100)의 조명방향이 드론카메라(10)의 촬영방향과 일치되도록 회동동작하게 되는 것이다.

또한, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 드론카메라(10)의 전단이 하향 45도가량 더 회동하면서 직하방을 지향하게 되면 동일한 동작원리에 따라 조명광모듈(100)의 조명방향이 직하방을 지하하도록 동작되어 항시 촬영방향과 조명방향을 일치시킬 수 있다.

이러한 고정프레임부(210), 조명프레임(220), 조명광모듈(100), 피동프레임(230), 구동프레임(240) 및 링크프레임(250)의 조합된 구성을 통해, 드론카메라(10)의 촬영방향을 감지하지 않더라도 상하 회동동작하는 드론카메라(10)의 촬영방향을 추종하여 항상 촬영방향과 조명방향이 일치되도록 동작할 수 있다. 또한, 드론카메라(10)가 회동동작하는 구동력을 이용하여 조명광모듈(100)을 회동동작시킬 수 있어 별도의 구동수단이 불필요하며 이에 따라 드론의 경량화를 도모하고 비행시간을 대폭 증대시킬 수 있다.

또한, 드론카메라(10)를 중심으로 양 측에 각각 조명광모듈(100)을 배치하여 야간에 필요한 충분한 광량의 조명을 제공할 수 있으며 무게 중심을 균일하게 하여 안정적인 비행이 가능하게 한다.

한편, 상기 조명광모듈(100)은 드론으로부터 고도정보를 수신하여 수신된 고도정보에 따라 최적의 배광각으로 조명광이 발광하도록 자동조절됨으로써, 드론으로부터 촬영된 영상을 보고 필요에 따라 최적의 배광각으로 조절할 필요가 없어 사용자의 편의를 증대시키고 보다 양질의 영상을 촬영가능한 여건을 제공할 수 있다. 여기서 상기 고도정보는 드론이 비행하고 있는 높이에 대한 고도정보일 수 있고 드론의 비행하고 있는 위치(GPS좌표 기준)의 지면에 대한 고도정보일 수 있으며 지면과 드론이 상하로 이격된 차이에 대한 고도정보일 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 드론이 일정 고도를 유지하면서 이동하는 경우 지면의 고도변화에 따라 조명광이 입사되는 면의 높이가 달라지게 되는데, 조명광모듈(100)로부터 발광하는 조명광의 배광각이 고정된 경우 조명장치로부터 입사면이 멀어지거나 가까워지게 되면 촬영에 요구되는 광량의 조명을 제공하기가 제한될 수 있다. 이에 상기와 같이 드론으로부터 수신되는 입사면의 고도정도를 이용하여 자동으로 조명광의 배광각을 자동조절함으로써 항상 요구되는 광량에 적합한 조명광을 제공할 수 있다.

한편, 도 10에 도시된 바와 같이 지상에 설치되어 전방을 향해 팬동작하면서 영상을 촬영하는 지상카메라(20)에 근접배치되는 지상조명광모듈(260)은, 조명광을 발산하는 조명헤드(263)가 고정설치된 조명고정부(261)에 수평방향으로 회동 가능하게 장착되며, 상기 지상카메라(20)의 팬동작 구동력을 전달받아 상기 조명헤드(263)가 함께 회동하거나 상기 지상카메라(20)의 팬동작 상태를 감지하여 지상카메라(20)의 팬동작 움직임에 따라 동일한 방향으로 회동함으로써 촬영방향과 조명방향을 항상 일치시킬 수 있다. 여기서 상기 지상카메라(20)는 적외선 카메라일 수 있으며 이 경우 상기 지상조명광모듈(260)은 적외선 조명을 발산하는 조명수단인 것이 바람직하다.

또한, 도 11을 참고하면 상기 지상카메라(20)에서 촬영된 영상을 영상분석하여 움직임을 나타내는 피사체(P)를 추출하는 제어모듈(270)은 추출된 피사체(P)의 위치정보를 산출하고 산출된 위치정보를 드론으로 전송하여 드론이 피사체 위치로 이동하도록 하며 상기 피사체(P)의 위치를 향해 드론카메라(10) 및 조명광모듈(100)이 지향하도록 구동제어함으로써, 수동조작하면서 피사체(P)의 위치를 추종해야 하는 번거로움을 해소할 수 있으며 사용자의 편의를 증대시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도 11 내지 도 14에는 조명광모듈(100)의 구성이 개시되어 있다. 도면을 참고하면 상기 조명광모듈(100)은 청색광원부(111), 형광체지그(112), 광학계(119), 형광체(114) 및 배광렌즈(115)를 포함한다.

먼저, 상기 청색광원부(111)는 조명광을 발산하는데 필요한 광원을 제공하는 발광수단으로서 광원마운트(116)에 지지되어 둘레가 커버되도록 고정 장착되며 인가되는 구동전원에 따라 청색광을 일측으로 발산한다. 이러한 청색광원부(111)로 청색 LED 및 청색 레이저 다이오드를 이용할 수 있다.

상기 형광체지그(112)는 형광체(114)가 청색광원부(111)의 광발산 방향에 고정배치되도록 지지하는 지그로서 상기 청색광원부(111)의 일측방향에 일정거리 이격되게 배치되며 상기 청색광원부(111)와 대응되는 위치에는 전후방으로 개구된 관통공(113)이 형성된다.

상기 광학계(119)는 청색광원부(111)의 청색광을 형광체(114)에 집중시키는 광학수단으로서 상기 청색광원부(111)와 형광체지그(112) 사이에 배치되어 청색광원부(111)에서 발산된 청색광을 상기 관통공(113)에 집약시킨다. 이러한 광학계(119)로 볼록렌즈나 구형상의 볼렌즈를 이용할 수 있다.

상기 형광체(114)는 형광체지그(112) 내에서 관통공(113) 위치에 배치되며 관통공(113)을 통해 입사되는 청색광에 여기되어 백색광을 발산한다. 여기서, 청색광을 백색광으로 변환할 수 있도록 황색의 형광물질로 이루어질 수 있다.

또한, 도 15에 상기 청색광원부(111)와 형광체(114)는 청색광원부(111)에서 발산된 청색광이 형광체(114)에 집중될 수 있는 초점거리(L)로 이격배치되는 것이 바람직하다. 특히, 상기 청색광원부(111)와 형광체(114)는, 형광체(114)의 크기, 상기 관통공(113)의 직경, 상기 청색광원부(111)에 인가되는 전류크기에 따라 설정된 초점거리(L)로 이격배치됨으로써, 청색광원부(111)의 한정된 광량을 최대로 증폭시켜 최적의 백색광을 조명영역으로 발산할 수 있다.

상기 배광렌즈(115)는 형광체(114)와 대향하도록 형광체지그(112)의 일측방향에 배치되어 발산하는 백색광의 배광을 조절하며 이를 위해 형광체(114)에 집중된 청색광에 의해 발산된 백색광이 요구되는 발광면적을 갖도록 확산투과한다. 그리고 상기 배광렌즈(115)는 배광렌즈(115)의 전단 위치에서 형광체지그(112)에 결합되는 렌즈지그(118)에 의해 가압되면서 고정장착될 수 있다.

따라서, 백색광의 요구되는 배광범위에 따라 측면 경사면의 기울기 각이 변경될 수 있고, 측면 경사면에는 전방으로 광을 반사하는 반사부재가 배치되어 광효율을 증대시킬 수 있으며 도 13에 도시된 바와 같이 배광조절을 위해 필요한 경우 오목 또는 볼록 형태의 집광렌즈(117)가 장착될 수 있다.

상술한 바와 같이 드론(10)에 장착되어 조명을 제공하는 조명광모듈(100)의 경우, 광원마운트(116)에 지지되어 상기 드론용 조명장치 내에 고정 장착되며 인가되는 구동전원에 따라 청색광을 일측으로 발산하는 청색광원부(111)와, 상기 청색광원부(111)의 일측방향에 일정거리 이격되게 배치되며 상기 청색광원부(111)와 대응되는 위치에는 전후방으로 개구된 관통공(113)이 형성된 형광체지그(112)와, 상기 청색광원부(111)와 형광체지그(112) 사이에 배치되어 청색광원부(111)에서 발산된 청색광을 상기 관통공(113)에 집약시키는 광학계(119)와, 상기 형광체지그(112) 내에서 상기 관통공(113) 위치에 배치되며 관통공(113)을 통해 입사되는 청색광에 여기되어 백색광을 발산하는 형광체(114) 및, 상기 형광체(114)와 대향하도록 상기 형광체지그(112)의 일측방향에 배치되어 발산하는 백색광의 배광을 조절하는 배광렌즈(115)를 포함하는 것과 같이, 청색광을 발산하면서 발열되는 청색광원부(111)와 상기 청색광에 여기되어 백색광을 발산하는 형광체(114)를 상호 공간적으로 일정거리 이격시키며 청색광원부(111)에서 발산된 청색광을 광학계(119)로 형광체(114)에 집약되도록 하여 고휘도로 집중된 백색광을 제공할 수 있으면서도 조명장치를 소형화 및 경량화할 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론용 조명장치는 히트싱크(120), 하우징(130) 및 전방프레임(140)을 더 포함한다.

구체적으로 설명하면 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 광원마운트(116)는 열전도성 재질로 이루어지고, 광원마운트(116)의 타측에 일측이 밀착되도록 장착되는 히트싱크(120)는 타측에는 다수의 방열판(121)이 구비되어 상기 광원마운트(116)로부터 전달되는 열을 외부로 방출하고, 상기 조명광모듈(100)을 둘러싸는 형태로 배치되는 하우징(130)은 일측에 조명광모듈(100)의 백색광을 외부로 발산하기 위한 조명공이 개구되어 형성되며 상기 조명광모듈(100)보다 상대적으로 큰 크기로 이루어져 상기 조명광모듈(100)의 측부와 내측면 사이에 공간부(131)를 형성하며, 상기 조명광모듈(100)의 단부 테두리와 상기 하우징(130)의 개구된 일측 테두리 사이에 배치되는 전방프레임(140)은 복수 개의 외기유입공(141)이 형성되어 상기 공간부(131)로 외기를 유입시키는 것과 같이, 드론의 비행에 따라 발생하는 비행풍을 내부로 유입하여 조명을 제공하면서 발생하는 구동열을 효율적으로 냉각시킬 수 있다.

여기서, 상기 히트싱크(120)는 각 방열판(121)이 일측에서 타측방향으로 연장형성된 것과 같이, 외기유입공(141)을 통해 내부로 유입되는 기류 방향으로 연장형성됨으로써 공기와의 접촉면적 및 접촉시간을 증대시켜 냉각효율을 극대화할 수 있다.

또한, 도 16을 참고하면 상기 히트싱크(120)를 둘러싸는 형태로 배치되는 후방하우징(150)은 상기 히트싱크(120)보다 상대적으로 큰 크기로 이루어져 히트싱크(120)의 측부와 내부면 사이에 공간부를 형성함으로써, 상기 공간부로 유입되는 외기가 히트싱크(120)의 각 방열판(121)을 따라 유동하도록 가이드하여 방열판(121)에 의한 냉각효율을 더욱 증대시킬 수 있다.

더불어, 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 전방프레임(140)은 연장된 길이를 따라 다수 개의 리브(142)가 이격배치되면서 각 리브(142) 사이에 외기유입공(141)이 형성되어, 전방프레임(140)이 드론(10)의 비행방향을 지향하여 전방으로 배치된 경우 드론(10)의 비행에 따라 발생하는 비행풍이 각 리브(142)를 통해 분산되어 각각의 외기유입공(141)으로 유입되므로 전방프레임(140)에 의한 공기저항을 감소시킬 수 있다.

그리고, 도 19에 도시된 바와 같이 상기 전방프레임(140)은, 각 리브(142)가 동일한 방향으로 경사지게 배치되면서 각 외기유입공(141)을 통해 사선방향으로 외기가 유입되는 구조로 이루어져, 외기유입공(141)을 통해 외기가 와류하며 유입되면서 각 방열판(121)과의 접촉시간을 증대시킬 수 있다.

또한, 도 16, 도 17 및 도 19에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(130) 상에서 상기 광원마운트(116)와 대응되는 위치에는 측방둘레를 따라 측방통기공(143)이 개구되어 형성되어 상기 청색광원부(111)이 장착되어 고열로 발열되는 광원마운트(116)에 직접 외기를 공급하여 외기에 의한 냉각효율을 더욱 더 증대시킬 수 있다.

이러한 측방통기공(143)은 드론용 조명장치가 드론(10)의 비행방향을 향해 전방으로 지향한 경우 전방프레임(140)의 외기유입공(141)으로 유입된 외기가 하우징(130)의 공간부(131)를 관통하면서 광원마운트(116) 및 형광체지그(112)를 냉각시킨 후 외부로 배출하는 통로로 기능하며, 드론용 조명장치가 하방으로 지향한 경우 광원마운트(116)의 구동열에 의해 외기유입공(141)을 통해 유입되는 공기가 상향으로 배출되는 통로로 기능한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100...조명광모듈 111...청색광원부
112...형광체지그 113...관통공
114...형광체 115...배광렌즈
120...히트싱크 121...방열판
130...하우징 140...전방프레임
141...외기유입공 142...리브
143...측방통기공 150...후방하우징
210...고정프레임부 220...조명프레임
230...피동프레임 240...구동프레임
250...링크프레임 260...조명광모듈

Claims

드론에 고정장착되는 고정프레임부(210);
상기 고정프레임부(210)에 상하로 회동 가능하게 장착되는 조명프레임(220);
상기 드론에 장착된 드론카메라(10)의 촬영방향과 조명방향이 일치되도록 상기 조명프레임(220)에 장착되는 조명광모듈(100);
상기 조명광모듈(100)의 회동단에 고정장착되는 피동프레임(230);
상하로 회동동작하는 드론카메라(10)의 회동단에 고정장착되는 구동프레임(240); 및
상기 피동프레임(230)과 구동프레임(240) 사이에 연결되어 구동프레임(240)의 회동동작에 따라 피동프레임(230)이 함께 회동하도록 연동시키는 링크프레임(250);을 포함하고,
상기 조명광모듈(100)은, 드론으로부터 고도정보를 수신하여 수신된 고도정보에 따라 조명광의 배광각이 자동조절되는 것을 특징으로 하는 드론용 조명장치.
청구항 1에 있어서,
상기 고정프레임부(210)는, 상기 드론카메라(10)를 중심으로 양측 위치로 각각 하향 연장된 제1지지프레임(211) 및, 각 제1지지프레임(211)로부터 전방으로 연장 배치된 제2지지프레임(212)을 포함하고,
상기 조명프레임(220)은 드론카메라(10)를 중심으로 양측방에 각각 위치하며 제2지지프레임(212)의 단부에 장착된 제1베어링(213)에 연결되어 상하로 회동가능하게 장착되고,
상기 링크프레임(250)은 구동프레임(240)에 장착된 제2베어링(241)에 일단이 연결되며 피동프레임(230)에 장착된 제3베어링(231)에 타단이 연결되어 구동프레임(240)과 피동프레임(230)을 상호 연동시키는 것을 특징으로 하는 드론용 조명장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
지상에 설치되어 전방을 향해 팬동작하면서 영상을 촬영하는 지상카메라(20)에 근접배치되고, 조명광을 발산하는 조명헤드(263)가 고정설치된 조명고정부(261)에 수평방향으로 회동 가능하게 장착되며, 상기 지상카메라(20)의 팬동작 구동력을 전달받아 상기 조명헤드(263)가 함께 회동하거나 상기 지상카메라(20)의 팬동작 상태를 감지하여 지상카메라(20)의 팬동작 움직임에 따라 동일한 회전각으로 회동하는 지상조명광모듈(260);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론용 조명장치.
청구항 4에 있어서,
상기 지상카메라(20)에서 촬영된 영상을 영상분석하여 움직임을 나타내는 피사체(P)를 추출하고 추출된 피사체(P)의 위치정보를 산출하는 제어모듈(270);을 더 포함하고,
상기 제어모듈(270)은 산출된 위치정보를 드론으로 전송하여 드론이 피사체 위치로 이동하도록 하며 상기 피사체의 위치를 향해 드론카메라(10) 및 조명광모듈(100)이 지향하도록 구동제어하는 것을 특징으로 하는 드론용 조명장치.
청구항 1에 있어서,
상기 조명광모듈(100)은,
광원마운트(116)에 지지되어 둘레가 커버되도록 고정 장착되며 인가되는 구동전원에 따라 청색광을 일측으로 발산하는 청색광원부(111)와, 상기 청색광원부(111)의 일측방향에 일정거리 이격되게 배치되며 상기 청색광원부(111)와 대응되는 위치에는 전후방으로 개구된 관통공(113)이 형성된 형광체지그(112)와, 상기 청색광원부(111)와 형광체지그(112) 사이에 배치되어 청색광원부(111)에서 발산된 청색광을 상기 관통공(113)에 집약시키는 광학계(119)와, 상기 형광체지그(112) 내에서 상기 관통공(113) 위치에 배치되며 관통공(113)을 통해 입사되는 청색광에 여기되어 백색광을 발산하는 형광체(114) 및, 상기 형광체(114)와 대향하도록 상기 형광체지그(112)의 일측방향에 배치되어 발산하는 백색광의 배광을 조절하는 배광렌즈(115)를 포함하는 발광부(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론용 조명장치.
제 6항에 있어서,
상기 청색광원부(111)와 형광체(114)는,
상기 형광체(114)의 크기, 상기 관통공(113)의 직경, 상기 청색광원부(111)에 인가되는 전류크기에 따라 설정된 이격거리로 배치된 것을 특징으로 하는 드론용 조명장치.