KR20170065235A - 소형 카메라 짐벌 - Google Patents

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KR20170065235A
KR20170065235A KR1020150171426A KR20150171426A KR20170065235A KR 20170065235 A KR20170065235 A KR 20170065235A KR 1020150171426 A KR1020150171426 A KR 1020150171426A KR 20150171426 A KR20150171426 A KR 20150171426A KR 20170065235 A KR20170065235 A KR 20170065235A
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lens barrel
gimbal
gimbals
barrel
axis
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KR1020150171426A
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강윤석
박성진
임배석
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명에는 비행체에 장착되는 3축 카메라 짐벌이 개시된다. 개시된 짐벌은 카메라 짐벌에 있어서, 짐벌 배럴; 카메라 모듈이 배치되며, 상기 짐벌 배럴에 조립된 렌즈 배럴; 상기 짐벌 배럴과 렌즈 배럴을 연결하되, 상기 렌즈 배럴이 자유스럽게 회전가능하게 연결되는 연결부를 포함하되, 상기 연결부는 상기 렌즈 배럴의 롤링 축, 요잉 축 및 피칭 축을 각각 제공하고, 상기 연결부에 조립된 렌즈 배럴은 중력에 의해 수평 자세 유지가 가능할 수 있다.

Description

소형 카메라 짐벌{SMALL CAMERA GIMBAL}
본 발명의 다양한 실시예는 드론과 같은 무인 비행체에 장착되어, 중력을 이용하여 카메라를 수평 자세로 유지하는 카메라 촬영 기구물에 관한 것이다.
종래 기술의 수평 자세 유지 촬영 기구물(이하 GIMBAL)은 2축 조정, 3축 조정이 대부분으로 설계되어 왔다. 조정 축의 수에 따라 구동부의 수가 정해질 수 있다. 예를 들어, Y축을 중심으로 하는 회전을 요잉(YAWING), X축 조정을 피칭(PITCHING), Z축 조정을 롤링(ROLLING)으로 정의할 수 있다.
각 축 마다 구동부가 있어 수평 유지를 위해 동작하며, 회전 축이 단계 별로 다음 축 회전 운동에 포함 되어 있다.
종래 기술은 별도의 카메라를 짐벌(GIMBAL)에 장착하는 구조로 설계되어 있으며, 카메라는 최종 회전 축인 축 끝에 장착 되도록 되어 있다.
대형 카메라 장착용 짐벌은 축 지지대를 양끝에 구성하기도 하지만, 소형 카메라용 짐벌은 구동부가 있는 곳만 회전 축으로 사용한다.
하지만, 종래 기술은 카메라를 장착용으로 초소형 카메라 모듈에는 적용이 불가하며, 초소형 렌즈를 사용한 드론(DRONE)은 짐벌 기능이 없다.
종래 기술의 짐벌은 일반적인 카메라를 장착하여 사용하는 방법이며 크기가 크며, 가격이 비싸고, 브러쉬리스 모터(BRUSHLESS MOTOR)사용으로 무겁다. 그렇기 때문에 비행을 위한 드론은 대형으로 구성이 되어야 안정적인 비행 및 촬영이 가능할 수 있다.
또한, 종래의 짐벌은 상측에 무인 비행체 상측에 부착되는 타입이 대부분이며, 카메라부터 구동축을 나눠 보면, 피칭 축, 롤링 축, 요잉 축으로 구성이 될 수 있다.
종래기술의 GIMBAL은 회전 축에 구동부가 1개씩 배치되어 3축 보정 짐벌은 3개의 구동부가 있으면 2축의 짐벌은 2개의 구동부가 배치되어 작동한다. 카메라 크기에 따라 구동부의 크기도 커지고 전체적으로 짐벌의 무게도 무거워지며 비행체의 크기도 커지게 된다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 3축 카메라 짐벌은 카메라 짐벌 회전축마다 있어야 했던 각각의 구동부 삭제가 가능할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 3축 카메라 짐벌은 자이로 센서 등 전자부품 삭제가 가능할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 3축 카메라 짐벌은 단 한 개의 모터만이 장착되어서, 초소형 저 전력 구동이 구현가능할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 3축 카메라 짐벌은 무게 중심의 이동으로 카메라 촬영 각도를 변경할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 3축 카메라 짐벌은 무게추의 이동으로 카메라 촬영 각도를 변경할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 3축 카메라 짐벌은 무게추의 이동으로 피칭 이동의 회전량을 조절할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 카메라 짐벌에 있어서, 짐벌 배럴; 카메라 모듈이 배치되며, 상기 짐벌 배럴에 조립된 렌즈 배럴; 상기 짐벌 배럴과 렌즈 배럴을 연결하되, 상기 렌즈 배럴이 자유스럽게 회전가능하게 연결되는 연결부를 포함하되, 상기 연결부는 상기 렌즈 배럴의 롤링 축, 요잉 축 및 피칭 축을 각각 제공하고, 상기 연결부에 조립된 렌즈 배럴은 중력에 의해 수평 자세 유지가 가능할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 짐벌 배럴; 상기 짐벌 배럴에 조립된 렌즈 배럴; 상기 짐벌 배럴과 렌즈 배럴을 연결하되, 상기 렌즈 배럴이 복수개의 회전축을 따라 회전가능하게 연결되는 연결부; 및 상기 렌즈 배럴에 배치되어, 상기 렌즈 배럴의 촬영 각도를 조절할 수 있는 구동부를 포함하되, 상기 렌즈 배럴은 상기 연결부에 의해 짐버 배럴에 매달리게 연결되고, 중력에 의해 수평 자세 유지가 가능할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 3축 카메라 짐벌은 소형이면서 경량으로 구성되어서, 소형 드론과 같은 무인 비행체에 실장할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 3축 카메라 짐벌은 회전축마다 있어야 했던 구동부 삭제가 가능하고, 단일 모터만이 장착되어서, 초소형, 초경량, 저 전력 구동이 구현가능할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 3축 카메라 짐벌은 연결부가 롤링 축, 피칭 축, 요잉축을 제공하여서, 각 구동축을 제공하기 위한 구조물이 단순화할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 3축 카메라 짐벌은 중력을 이용하여 수평 자세 유지가 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 3축 카메라 짐벌이 무인 비행체에 장착된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 3축 카메라 짐벌을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 연결부의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 구동부를 각각 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무게추가 전방으로 전진한 후 무게 중심이 전방쪽으로 이동한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무게추가 후방으로 후진한 후 무게 중심이 후방쪽으로 이동한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 3축 카메라 짐벌이 무인 비행체에 수평을 유지한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무인 비행체가 좌측으로 기울어진 후에 3축 카메라 짐벌이 수평을 유지한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무인 비행체가 우측으로 기울어진 후에 3축 카메라 짐벌이 수평을 유지한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무인 비행체가 전방으로 기울어진 후에 3축 카메라 짐벌이 수평을 유지한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무인 비행체가 후방으로 기울어진 후에 3축 카메라 짐벌이 수평을 유지한 상태를 나타내는 사시도이다.
이하, 본 개시의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다," "가질 수 있다,”"포함한다," 또는 “포함할 수 있다” 등의 표현은 해당 특징(예:수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, “A 또는 B,”“A 또는/및 B 중 적어도 하나,”또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, “A 또는 B,“ A 및 B 중 적어도 하나,”또는 “ A 또는 B 중 적어도 하나”는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
다양한 실시예에서 사용된 “제 1,”“제 2,”“첫째,”또는“둘째,”등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 제1사용자 기기와 제2사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어 ((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나, "접속되어 (connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예:제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소 (예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소 (예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된 (또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한 (suitable for)," "하는 능력을 가지는 (having the capacity to)," "하도록 설계된 (designed to)," "하도록 변경된 (adapted to)," "~하도록 만들어진 (made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성 (또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to) 것만 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치" 라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는"것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 3축 카메라 짐벌이 무인 비행체에 장착된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 3축 카메라 짐벌(1000)(3-axis camera gimbal)(이하 짐벌이라 기재하기로 한다)은 드론과 같은 무인 비행체(2000)에 장착하여, 카메라 렌즈의 수평 자세를 유지하게 하는 기구물일 수 있다. 다양한 실시예에 따른 짐벌(1000)은 초소형 사이즈이면서 경량으로 구성되어서, 소형 사이즈의 드론과 같은 무인 비행체나, 소형 사이즈의 비행체에 실장될 수 있는 3축 조정 카메라 짐벌일 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시예에 따른 짐벌(1000)은 카메라와 같은 촬상 장치를 3축을 따라 카메라의 수평 유지를 할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 짐벌(1000)은 롤링 축, 피칭 축 및 요잉 축을 연결부가 제공할 수 있다. 또 다른 실시예에 따른 짐벌(1000)은 무제 중심 이동을 이용하여 피칭 축을 따라 렌즈 촬영 각도를 변경할 수 있다. 또한, 다양한 실시예에 따른 짐벌(1000)은 롤링 축, 피칭 축 및 요잉 축을 따라 구동부가 배치되지 않을 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 3축 카메라 짐벌을 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 2의 측면도이다.
도 2, 도 3을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 짐벌(1000)은 카메라 모듈(40)의 수평 안정화 장치, 수평 조절 장치, 스태빌라이저 등으로 다르게 지칭할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 짐벌(1000)은 짐벌 배럴(10)(gimbal barrel), 렌즈 배럴(20)(lens barrel), 연결부(30) 및 구동부(50)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 짐벌 배럴(10)은 렌즈 배럴(20)이 장착되는 지지체로서, 무인 비행체에 장착되거나 분리될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 렌즈 배럴(20)은 카메라 모듈(40)이 결합되며, 상기 짐벌 배럴(10)에 연결부(30)에 회전가능하게 결합될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 렌즈 배럴(20)은 상부쪽에 카메라 모듈(40)이 결합되고, 하부쪽에 구동부(50)가 장착되며, 대략 중간 정도에 연결부(30)가 배치될 수 있다. 카메라 렌즈(40)는 렌즈 배럴(20) 전면에 배치되고, 연결부(30) 및 구동부(50)는 렌즈 배럴(20) 배면에 배치될 수 있다. 카메라 모듈(40)은 복수 개의 렌즈(미도시)의 배열을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 연결부(30)는 짐벌 배럴(10)과 렌즈 배럴(20)을 연결하는 장치일 수 있다. 다양한 실시예에 따른 렌즈 배럴(20)은 짐벌 배럴(10)에 연결부(30)에 의해 자유스럽게 회전가능하게 연결될 수 있고, 자중에 의해 짐벌 배럴의 연결부(30)에서 매달리는 상태로 회전가능하게 구속될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 짐벌은 렌즈 배럴(20)이 항시 중력 방향으로 향하게 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 구동부(50)는 렌즈 배럴(20)을 피칭 축을 따라 회전하는 힘을 제공하는 동력원일 수 있다. 다양한 실시예에 따른 구동부(50)는 렌즈 배럴(20)의 피칭 이동을 제공하는 동력원일 수 있고, 무게 중심 이동에 따라서 렌즈 배럴(20)의 피칭 이동을 조절할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 연결부(30)는 구동부(50)와 이격되게 배치될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 상기 롤링 축, 요잉 축 및 피칭 축을 각각 제공하는 연결부(30)는 구동부(50)와 이격되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 롤링 축, 요잉 축 및 피칭 축을 따라 구동부(50)가 배치되지 않을 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 연결부의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 연결부(30)는 짐벌 배럴(10)과 렌즈 배럴(20)을 연결하는 장치로서, 렌즈 배럴(20)이 롤링 축, 피칭 축 및 요잉 축을 중심으로 회전가능하게 하는 연결 부재일 수 있다. 다양한 실시예에 따른 연결부(30)는 유니버셜 조인트(universal joint)로서, 다양한 회전축을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 연결부(30)는 구형 결합 구조를 포함할 수 있다. 짐벌 배럴(10)에 구형의 연결체(300)가 구성되고, 구형의 연결체(300)와 결합되는 수용 공간(210)을 가지는 연결부(30)가 구성될 수 있다. 렌즈 배럴(20)은 구형의 연결체(300)를 중심으로 다양한 방향으로 회전할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 구동부를 각각 나타내는 사시도이다.
도 5를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 구동부(50)는 렌즈 배럴을 피칭축을 중심으로 일정 범위 내에서 회전하는 힘을 제공하는 동력원일 수 있다. 다양한 실시예에 따른 구동부(50)는 구동 모터(500)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 구동 모터(500)는 동력원으로서, 스테핑 모터일 수 있다. 다양한 실시예에 따른 구동부(50)는 구동 모터(500)의 동작에 의해 렌즈 배럴(20;도 3)의 무게 중심을 이동시킬 수 있다. 구동부는 미도시된 제어부에 의해 회전 방향이나, 회전량이 제어될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 구동부(50)는 기어축(510)(gear shaft)과, 무게추(520)(weight)를 포함할 수 있다. 기어축(510)은 구동 모터 회전축(501)에 배치될 수 있다. 무게추(520)는 기어축(510)에 맞물리게 배치되어, 기어축(510)을 따라 전진하거나 후진할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 기어축(510)은 축방향을 따라 복수 개의 기어 이빨이 배치되어, 무게추(520)에 구비된 기어 이빨(미도시)과 맞물릴 수 있다.
다양한 실시예에 따른 무게추(520)는 금속 재질로서, 대략적으로 외관이 직육면체 형상이고, 중심에 기어축(510)이 관통하는 개구(521)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 무게추(520)는 개구(521) 내면에 기어축(510)과 맞물리는 복수 개의 기어 이빨(gear teeth)들을 포함할 수 있다. 무게추(520)는 수평한 상태를 유지하면서, 기어축(510)과 맞물린 상태에서 구동 모터(500)의 동작에 따라 이동할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 무게추(520)는 기어축(510)을 따라 전방으로 전진하면, 구동부(50)의 무게 중심은 전방쪽으로 이동할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 무게추(520)는 기어축(510)을 따라 후방으로 후진하면, 구동부(50)의 무게 중심은 후방쪽으로 이동할 수 있다
참조번호 540은 구동 모터(500)를 지지하는 지지 구조물일 수 있다. 예를 들어, 지지 구조물은 장착 브라켓(mounting bracket)일 수 있다.
참조번호 550은 연성회로기판(FPCB)일 수 있다. 다양한 실시예에 따른 구동부(50)는 연성회로기판(FPCB)에 의해 각각 메인 인쇄회로기판(미도시)에 연결될 수 있다. 미도시된 각각의 연성회로기판은 변곡점이 이동하는 방식으로 내부에 실장될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무게추가 전방으로 전진한 후 무게 중심이 전방쪽으로 이동한 상태를 나타내는 사시도이다. 도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무게추가 후방으로 후진한 후 무게 중심이 후방쪽으로 이동한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 6, 도 7을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 구동 모터(500)가 동작하면, 상기 기어축(510)은 회전하고, 상기 기어축(510)의 정방향 또는 역방향 회전에 따라서 무게추(520)를 수평한 상태를 유지하면서, 기어축을 따라 전진하거나 후진할 수 있다. 무게추(520)의 이동에 따라서 렌즈 배럴(20)의 무게 중심은 이동할 수 있다.
만약에 다양한 실시예에 따른 무게추(520)가 기어축(510)을 따라 전진하면(도 6), 렌즈 배럴(20)의 무게 중심은 전방쪽으로 이동하고, 렌즈 배럴(20)은 전방 아래 방향으로 향하게 경사지게 배치될 수 있다.
만약에 다양한 실시예에 따른 무게추(520)가 기어축(510)을 따라 후진하면(도 7), 렌즈 배럴(20)의 무게 중심은 후방쪽으로 이동하고, 렌즈 배럴(20)은 전방 아래 방향으로 향하게 경사지게 배치될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 3축 카메라 짐벌이 무인 비행체에 수평을 유지한 상태를 나타내는 사시도이다. 도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무인 비행체가 좌측으로 기울어진 후에 3축 카메라 짐벌이 수평을 유지한 상태를 나타내는 사시도이다. 도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무인 비행체가 우측으로 기울어진 후에 3축 카메라 짐벌이 수평을 유지한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 짐벌(1000)은 드론과 같은 무인 비행체(2000)에 장착된 상태에서, 무인 비행체(2000)가 수평 상태가 아닐 경우라도, 수평 상태를 유지할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 짐벌(1000)은 연결부, 예를 들어 유니버셜 조인트에 의해 렌즈 배럴이 짐벌 배럴에 매달리는 상태로 연결되어, 관성의 법칙에 의해 항시 수평 상태를 유지할 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시예에 따른 무인 비행체(2000)에 좌측 기울어짐(도 9와 같은 상태)이나 우측 기울어짐(도 10과 같은 상태) 또는 흔들림이 발생하여도, 짐벌(1000)은 자중에 의해 중력방향으로 배치되어서, 렌즈 배럴은 수평상태를 유지할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무인 비행체가 전방으로 기울어진 후에 3축 카메라 짐벌이 수평을 유지한 상태를 나타내는 사시도이다. 도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무인 비행체가 후방으로 기울어진 후에 3축 카메라 짐벌이 수평을 유지한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 11, 도 12를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 짐벌(1000)은 드론과 같은 무인 비행체(2000)에 장착된 상태에서, 무인 비행체(2000)가 수평 상태가 아닐 경우라도, 수평 상태를 유지할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 짐벌(1000)은 연결부, 예를 들어 유니버셜 조인트에 의해 렌즈 배럴이 짐벌 배럴에 매달리는 상태로 연결되어, 관성의 법칙에 의해 항시 수평 상태를 유지할 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시예에 따른 무인 비행체(2000)에 전방 기울어짐(도 11과 같은 상태)이나 후방 기울어짐(도 12와 같은 상태) 또는 전후방 흔들림이 발생하여도, 짐벌(1000)은 자중에 의해 중력방향으로 배치되어서, 렌즈 배럴은 수평상태를 유지할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 예를 들면, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어 (firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위 (unit)를 의미할 수 있다. "모듈"은, 예를 들면, 유닛 (unit), 로직 (logic), 논리 블록 (logical block), 부품 (component), 또는 회로 (circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용 (interchangeably use)될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. 은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들면, "모듈"은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 본 개시에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그래밍 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어는, 하나 이상의 프로세서 (예: 상기 프로세서 210)에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 상기 메모리가 될 수 있다. 상기 프로그래밍 모듈의 적어도 일부는, 예를 들면, 프로세서에 의해 구현(implement)(예:실행)될 수 있다. 상기 프로그래밍 모듈의 적어도 일부는 하나 이상의 기능을 수행하기 위한, 예를 들면, 모듈, 프로그램, 루틴, 명령어 세트(sets of instructions) 또는 프로세스 등을 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에는 하드디스크, 플로피디스크 및 자기 테이프와 같은 마그네틱 매체(Magnetic Media)와, CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory), DVD(Digital Versatile Disc)와 같은 광기록 매체(Optical Media)와, 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media)와, 그리고 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령(예: 프로그래밍 모듈)을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 본 개시의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
본 개시에 따른 모듈 또는 프로그래밍 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 본 개시에 따른 모듈, 프로그래밍 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
그리고, 본 명세서와 도면에 개시된 본 개시의 다양한 실시예들은 본 개시의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 개시의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 개시의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 개시의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 카메라 짐벌에 있어서,
    짐벌 배럴;
    카메라 모듈이 배치되며, 상기 짐벌 배럴에 조립된 렌즈 배럴;
    상기 짐벌 배럴과 렌즈 배럴을 연결하되, 상기 렌즈 배럴이 자유스럽게 회전가능하게 연결되는 연결부를 포함하되,
    상기 연결부는 상기 렌즈 배럴의 롤링 축, 요잉 축 및 피칭 축을 각각 제공하고,
    상기 연결부에 조립된 렌즈 배럴은 중력에 의해 수평 자세 유지가 가능한 짐벌.
  2. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 배럴에 배치되어, 상기 렌즈 배럴의 피칭 이동을 조절할 수 있는 힘을 제공하는 구동부를 더 포함하는 짐벌.
  3. 제2항에 있어서, 상기 렌즈 배럴은 구동부 자중에 의해 짐벌 배럴의 연결부에서 매달리는 상태로 회전가능하게 구속되는 짐벌.
  4. 제3항에 있어서, 상기 구동부는 중력에 의해 수평 자세 유지가 가능한 짐벌.
  5. 제4항에 있어서, 상기 구동부는 무게 중심 이동에 따라서 상기 렌즈 배럴의 피칭 이동을 조절하는 짐벌
  6. 제3항에 있어서, 상기 구동부는
    구동 모터를 포함하되,
    상기 구동 모터의 동작에 의해 무게 중심을 이동시키는 짐벌.
  7. 제6항에 있어서, 상기 구동부는
    상기 구동 모터 회전축에 배치된 기어축; 및
    상기 기어축에 맞물리게 배치되어, 상기 기어축을 따라 전진하거나 후진하는 무게추를 포함하는 짐벌.
  8. 제7항에 있어서, 상기 무게추는 대략적으로 외관이 직육면체 형상이고, 중심에 기어축이 관통하는 개구를 포함하는 짐벌.
  9. 제8항에 있어서, 상기 무게추의 개구 내면에는 기어축과 맞물리는 복수개의 기어 이빨들을 포함하는 짐벌.
  10. 제1항에 있어서, 상기 연결부는 유니버셜 조인트를 포함하는 짐벌.
  11. 제10항에 있어서, 상기 유니버셜 조인트는 구형 결합 구조를 포함하는 짐벌.
  12. 제1항에 있어서, 상기 롤링 축, 요잉 축 및 피칭 축을 각각 제공하는 연결부는 구동부와 이격되게 배치되는 짐벌.
  13. 제2항에 있어서, 상기 롤링 축, 요잉 축 및 피칭 축을 따라 구동부가 배치되지 않는 짐벌.
  14. 제7항에 있어서, 상기 무게 추의 이동에 따라서 카메라 모듈의 촬영 각도가 조절되는 짐벌.
  15. 제3항에 있어서, 상기 렌즈 배럴은 상부에 카메라 모듈이 배치되고, 하부에 구동부가 배치되며, 상기 카메라 모듈과 구동부 사이에 연결부가 배치되는 짐벌.
  16. 제2항에 있어서, 상기 렌즈 배럴의 무게 중심은 연결부에 위치하는 짐벌.
  17. 제2항에 있어서, 상기 짐벌 배럴은 무인 비행체에 고정되는 짐벌.
  18. 카메라 짐벌에 있어서,
    짐벌 배럴;
    상기 짐벌 배럴에 조립된 렌즈 배럴;
    상기 짐벌 배럴과 렌즈 배럴을 연결하되, 상기 렌즈 배럴이 복수개의 회전축을 따라 회전가능하게 연결되는 연결부; 및
    상기 렌즈 배럴에 배치되어, 상기 렌즈 배럴의 촬영 각도를 조절할 수 있는 구동부를 포함하되,
    상기 렌즈 배럴은 상기 연결부에 의해 짐버 배럴에 매달리게 연결되고, 중력에 의해 수평 자세 유지가 가능한 짐벌.
  19. 제18항에 있어서, 상기 구동부는 무게추를 포함하고,
    상기 무게추의 이동에 따라서 렌즈 배럴의 촬영 각도가 조절되는 짐벌.
  20. 제19항에 있어서, 상기 구동부는 단일 구동 모터를 포함하고,
    상기 구동 모터는 무게추를 이동시키는 힘을 제공하는 짐벌.
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