KR20180126178A - 짐벌 장치 및 비행 장치 - Google Patents

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KR20180126178A
KR20180126178A KR1020170060852A KR20170060852A KR20180126178A KR 20180126178 A KR20180126178 A KR 20180126178A KR 1020170060852 A KR1020170060852 A KR 1020170060852A KR 20170060852 A KR20170060852 A KR 20170060852A KR 20180126178 A KR20180126178 A KR 20180126178A
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Abstract

본 실시예는 베이스; 상기 베이스와 아래로 이격된 지지부; 상기 지지부와 연결된 영상 기기; 상기 베이스와 상기 지지부 사이에 배치된 탄성부; 상기 베이스와 상기 지지부 사이에 배치되고, 상기 탄성부와 이격되어 위치하는 구동부를 포함하고, 상기 구동부는, 상기 지지부에 배치된 마그넷부; 상기 베이스에 상기 지지부와 대향하여 배치된 코일부를 포함하는 짐벌 장치와 상기 짐벌 장치가 장착된 비행 장치에 관한 것이다.

Description

짐벌 장치 및 비행 장치{GIMBAL DEVICE AND FLYING DEVICE}
본 실시예는 카메라 모듈 및 차량에 관한 것이다.
이하에서 기술되는 내용은 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 기재한 것은 아니다.
드론은 카메라 모듈, 센서, 통신 시스템 등이 장착된 무인 비행 장치이다. 최근, 드론은 소비자의 다양한 요구에 따라 카메라 모듈 및 센서 모듈과 결합하여 항공 촬영, 측정 및 키덜트 제품 등으로 그 용도가 확대되고 있다.
그러나 드론의 비행 시 발생하는 진동에 의해 영상 기기(카메라 모듈)가 이동하거나 회전하여 촬영 품질이 떨어지는 문제가 발생하고 있다.
본 실시예는 비행 장치의 진동 시, 카메라 모듈 등의 영상 기기를 정립시킬 수 있는 짐벌 장치와 상기 짐벌 장치가 장착된 비행 장치를 제공하고자 한다.
본 실시예의 짐벌 장치는, 베이스; 상기 베이스와 아래로 이격된 지지부; 상기 지지부와 연결된 영상 기기; 상기 베이스와 상기 지지부 사이에 배치된 탄성부; 상기 베이스와 상기 지지부 사이에 배치되고, 상기 탄성부와 이격되어 위치하는 구동부를 포함하고, 상기 구동부는, 상기 지지부에 배치된 마그넷부; 상기 베이스에 상기 지지부와 대향하여 배치된 코일부를 포함할 수 있다.
상기 베이스에 배치되고, 상기 코일부와 전기적으로 연결된 제1메인기판을 더 포함할 수 있다.
상기 마그넷부는, 상기 지지부의 상하 방향 중심축을 기준으로 대칭으로 위치하는 제1마그넷과 제2마그넷; 상기 지지부의 상하 방향 중심축을 기준으로 대칭으로 위치하고, 상기 제1마그넷과 상기 제2마그넷과 간극을 가지는 제3마그넷과 제4마그넷을 포함하고, 상기 코일부는, 상기 제1마그넷과 상하 방향으로 대향하는 제1코일; 상기 제2마그넷과 상하 방향으로 대향하는 제2코일; 상기 제3마그넷과 상하 방향으로 대향하는 제3코일; 상기 제4마그넷과 상하 방향으로 대향하는 제4코일을 포함할 수 있다.
상기 제1마그넷과 상기 제2마그넷은 좌우 방향으로 서로 이격되며 전후 방향으로 연장되고, 상기 제3마그넷과 상기 제4마그넷은 전후 방향으로 서로 이격되며 좌우 방향으로 연장되고, 상기 제1마그넷과 상기 제2마그넷과 상기 제3마그넷과 상기 제4마그넷의 극성은 상하 방향으로 배치되고, 상기 제1마그넷과 상기 제2마그넷의 극성 배치는 동일하고, 상기 제3마그넷과 상기 제4마그넷의 극성 배치는 동일하고, 상기 제1마그넷과 상기 제4마그넷의 극성 배치는 다르고, 상기 제1코일과 상기 제2코일은 좌우 방향으로 서로 이격되며, 상기 제1코일과 상기 제2코일의 코일 코어는 전후 방향으로 연장되고, 상기 제3코일과 상기 제4코일은 전후 방향으로 서로 이격되며, 상기 제3코일과 상기 제4코일의 코일 코어는 전후 방향으로 연장될 수 있다.
상기 탄성부는, 상기 지지부의 상하 방향 중심축을 기준으로 대칭으로 위치하는 제1탄성부재와 제2탄성부재; 상기 지지부의 상하 방향 중심축을 기준으로 대칭으로 위치하고, 상기 제1탄성부재와 상기 제2탄성부재와 간극을 가지는 제3탄성부재와 제4탄성부재를 포함하고, 상기 지지부는 상기 제1탄성부재와 상기 제2탄성부재와 상기 제3탄성부재와 상기 제4탄성부재에 의해 상하 방향으로 탄성 지지될 수 있다.
상기 지지부와 상기 영상 기기 사이에 배치되고, 상기 영상 기기를 상하 방향 축, 전후 방향 축, 좌우 방향 축을 기준으로 회전시키는 회전부를 더 포함할 수 있다.
상기 회전부는, 제1모터부와, 제2모터부와, 제3모터부; 일측이 상기 제1모터부와 회전 가능하도록 연결되고, 타측에는 제2모터부가 배치된 제1연결부재; 일측이 상기 제2모터부와 회전 가능하도록 연결되고, 타측에는 제3모터부가 배치된 제2연결부재를 포함하고, 상기 제1모터부는 상기 지지부에 상기 마그넷부와 이격되어 배치되고, 상기 영상 기기는 상기 제3모터부와 회전 가능하도록 연결될 수 있다.
상기 제1모터부는 상하 방향 축을 기준으로 회전하는 제1회전부재를 포함하고, 상기 제1연결부재는 상기 제1회전부재와 연결되어 회전하고, 상기 제2모터부는 전후 방향 축을 기준으로 회전하는 제2회전부재를 포함하고, 상기 제2연결부재는 상기 제2회전부재와 연결되어 회전하고, 상기 제3모터부는 좌우 방향 축을 기준으로 회전하는 제3회전부재를 포함하고, 상기 영상 기기는 상기 제3회전부재와 연결되어 회전할 수 있다.
상기 제1연결부재는, 일측에 배치되어, 상기 제1회전부재와 연결된 제1회전 브라켓; 타측에 배치되며, 상기 제2모터부가 장착된 제2모터 브라켓; 상기 제1회전 브라켓에서 상기 제2모터 브라켓으로 연장되어, 상기 제1회전 브라켓과 상기 제2모터 브라켓을 연결하는 제1연장부재를 포함하고, 상기 제2연결부재는, 일측에 배치되어, 상기 제2회전부재와 연결된 제2회전 브라켓; 타측에 배치되며, 상기 제3모터부가 장착된 제3모터 브라켓; 상기 제2회전 브라켓에서 상기 제3모터 브라켓으로 연장되어, 상기 제2회전 브라켓과 상기 제3모터 브라켓을 연결하는 제2연장부재를 포함할 수 있다.
상기 지지부의 내측에 배치된 제2메인 기판; 상기 제2모터 브라켓의 내측에 배치되며, 상기 제2모터부와 전기적으로 연결된 제2모터 기판; 상기 제3모터 브라켓의 내측에 배치되며, 상기 제3모터부와 전기적으로 연결된 제3모터 기판; 상기 제2메인기판과 상기 제2모터 기판을 전기적으로 연결하는 제1연결기판; 상기 제2모터 기판과 상기 제3모터 기판을 전기적으로 연결하는 제2연결기판; 상기 제3모터 기판과 상기 영상 기기를 전기적으로 연결하는 제3연결기판을 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 짐벌 장치는, 베이스; 상기 베이스와 일측으로 이격되어 위치하는 지지부; 상기 지지부와 연결된 영상 기기; 상기 지지부가 제1방향으로 이동하도록 상기 베이스와 상기 지지부 사이에 배치된 탄성부; 상기 지지부가 상기 제1방향과 수직한 제2방향과 상기 제1방향 및 상기 제2방향과 모두 수직한 제3방향으로 이동하도록, 상기 베이스와 상기 지지부 사이에 배치된 구동부를 포함할 수 있다.
상기 베이스나, 상기 지지부나, 상기 베이스와 상기 지지부의 사이에 배치되어, 상기 제2방향과 상기 제3방향을 기준으로 상기 지지부의 이동을 감지하는 이동 감지부를 더 포함하고, 상기 구동부는 상기 지지부를, 상기 이동 감지부에서 감지한 이동 방향과 반대로 이동시킬 수 있다.
상기 지지부와 상기 영상 기기 사이에 배치되고, 상기 영상 기기를 상기 제1방향을 기준으로 회전시키고, 상기 제2방향을 기준으로 회전시키고, 상기 제3방향을 기준으로 회전시키는 회전부를 포함할 수 있다.
상기 회전부에 배치되어, 상기 제1방향과 상기 제2방향과 상기 제3방향을 기준으로 상기 영상 기기의 회전을 감지하는 회전 감지부를 더 포함하고, 상기 회전부는 상기 영상 기기를 상기 회전 감지부에서 감지한 회전 방향과 반대로 회전시킬 수 있다.
본 실시예의 비행 장치는, 본체; 상기 본체의 일측에 배치되고, 상기 본체를 부양시키는 원동부; 상기 본체의 타측에 배치되는 짐벌 장치를 포함하고, 상기 짐벌 장치는, 상기 본체의 타측에 배치된 베이스; 상기 베이스와 아래로 이격된 지지부; 상기 지지부와 연결된 영상 기기; 상기 베이스와 상기 지지부 사이에 배치된 탄성부; 상기 베이스와 상기 지지부 사이에 배치되고, 상기 탄성부와 이격되어 위치하는 구동부를 포함하고, 상기 구동부는, 상기 지지부에 배치된 마그넷부; 상기 베이스에 상기 지지부와 대향하여 배치된 코일부를 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 짐벌 장치의 탄성부와 구동부가 비행 장치의 진동에 의해 발생하는 x,y,z축 방향 이동을 보상한다. 나아가 짐벌 장치의 회전부가 비행 장치의 진동에 의해 발생하는 x,y,z축 회전을 보상한다. 그 결과, 영상 기기는 비행 장치의 진동과 무관하게, 정립 상태로 촬영을 수행하여 영상 품질이 향상될 수 있다.
도 1은 본 실시예의 비행 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 실시예의 짐벌 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 실시예의 탄성부와 구동부를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 실시예의 짐벌 장치를 분해한 사시도이다.
도 5는 본 실시예의 제1연결부재와 제2모터 기판과 제2모터부를 분해한 사시도이다.
도 6은 본 실시예의 제2연결부재와 제3모터 기판과 제3모터부를 분해한 사시도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 설명의 편의를 위해, "제1방향"을 도면에 표시된 "z축 방향" 또는 "상하 방향"으로 정의한다. 또, "제2방향"을 도면에 표시된 "x축 방향" 또는 "전후 방향"으로 정의한다. 또, "제3방향"을 도면에 표시된 "y축 방향" 또는 "좌우 방향"으로 정의한다. 즉, "제1방향", "제2방향", "제3방향"은 직교 좌표계를 따라 서로 수직으로 배치될 수 있다. 이 경우, "제1방향"과 "제2방향"은 서로 수직하고, "제3방향"은 "제1방향" 및 "제2방향"과 모두 수직하게 배치될 수 있다.
다만, 상술한 배치는 설명의 편의를 위한 일 예일 뿐, "제1방향", "제2방향", "제3방향"이 반드시 수직으로 배치되어야 하는 것을 의미하는 것이 아니다. 즉, "제1방향"과 "제2방향"은 90°가 아닌 각도로 서로 경사지게 배치되고, "제3방향"은 "제1방향" 및 제2방향"과 모두 90°가 아닌 각도로 경사지게 배치될 수도 있음을 유의하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 실시예의 비행 장치(1)에 대해 설명한다. 도 1은 본 실시예의 비행 장치를 나타낸 사시도이다. 비행 장치(1)는 무인 드론(drone)일 수 있다. 사용자는 비행 장치(1)를 무선 단말기(미도시)에 의해 제어할 수 있다. 비행 장치(1)는 본체(10), 원동부(20) 및 짐벌 장치(1000)를 포함할 수 있다.
본체(10)는 외관 부재로, 본체(10)의 일측에는 원동부(20)가 배치될 수 있고, 본체(10)의 타측(아래)에는 짐벌 장치(1000)가 배치될 수 있다. 또, 본체(10)의 내측에는 전자 제어 유닛(ECU, Electric Control Unit, 미도시)이 배치될 수 있다.
원동부(20)는 본체(10)의 상하 방향 중심축을 기준으로 서로 대칭으로 배치된 복수 개의 프로펠러 유닛일 수 있다. 프로펠러의 회전에 의해 본체(10)는 비행할 수 있다.
짐벌 장치(1000)는 본체(10)의 아래에 배치될 수 있다. 짐벌 장치(1000)는 본체(10)의 진동 여부와 무관하게 영상 기기(600)의 자세를 제어할 수 있다. 따라서 영상 기기(600)는 정립 상태로 촬영을 수행할 수 있다.
전자 제어 유닛은 사용자가 제어하는 무선 단말기와 무선 통신할 수 있다. 전자 제어 유닛은 비행 장치(1)의 각종 전자 부품 및 짐벌 장치(1000)와 전기적으로 연결될 수 있다. 전자 제어 유닛은 사용자가 제어하는 무선 단말기와 무선 통신하여, 각종 제어 신호를 수신하고, 이를 전자 부품 및 짐벌 장치(1000)로 송신하여, 전자 부품 및 짐벌 장치(1000)를 제어할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 실시예의 짐벌 장치(1000)에 대해 설명한다. 도 2는 본 실시예의 짐벌 장치를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 실시예의 탄성부와 구동부를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 실시예의 짐벌 장치를 분해한 사시도이고, 도 5는 본 실시예의 제1연결부재와 제2모터 기판과 제2모터부를 분해한 사시도이고, 도 6은 본 실시예의 제2연결부재와 제3모터 기판과 제3모터부를 분해한 사시도이다.
본 실시예의 짐벌 장치(1000)는 비행 장치(1)의 진동에 의해 발생하는 "제1방향(z축)" 이동, "제2방향(x축)" 이동, "제3방향(y축)" 이동, "제1방향" 회전(z축, Roll), "제2방향" 회전(x축, Pitch), "제3방향" 회전(y축, Yaw)을 상쇄시킬 수 있다. 그 결과, 영상 기기(600, 일 예로 카메라 모듈)는 정립된 상태에서 촬영을 수행할 수 있다(영상 기기 자세 제어).
짐벌 장치(1000)는 베이스(100), 지지부(200), 탄성부(300), 구동부(400), 회전부(500), 영상 기기(600), 제1메인기판(710), 제2메인기판(720), 제1연결기판(730), 제2연결기판(740), 제3연결기판(750), 제2모터 기판(760), 제3모터 기판(770), 이동 감지부(800) 및 회전 감지부(900)를 포함할 수 있다.
베이스(100)는 외장 부재로 본체(10)의 아래에 배치될 수 있다. 베이스(100)는 본체(10)와 결합하거나, 본체(10)와 일체로 형성될 수 있다. 따라서 본체(10)의 비행 시 발생하는 진동은, 베이스(100)로 전달될 수 있다. 즉, 베이스(100)는 본체(10)와 일체로 진동할 수 있다. 베이스(100)는 사각 플레이트 형태일 수 있다.
베이스(100)의 내부 또는 위에는 제1메인기판(710)이 배치될 수 있다. 즉, 베이스(100)의 내측에는 제1메인기판(710)을 수용하기 위한 내부 공간이 마련될 수 있다.
한편, 제1메인기판(710)이 베이스(100)의 위에 배치되는 경우, 본체(10)에는 하측이 개구된 내부 공간이 마련될 수 있다. 제1메인기판(710)은 본체(10)의 내부 공간에 수용되고, 본체(10)의 하측 개구는 베이스(100)에 의해 커버될 수 있다. 그 결과, 제1메인기판(710)은 폐쇄된 공간에 내장되어 외부로 부터 보호될 수 있다.
베이스(100)의 아래에는 간극을 두고 지지부(200)가 위치할 수 있다. 베이스(100)와 지지부(200) 사이에는 탄성부(300), 구동부(400) 및 이동 감지부(800)가 위치할 수 있다.
지지부(200)는 외장부재로, 베이스(100)와 아래로 이격되어 위치할 수 있다. 지지부(200)는 영상 기기(600)와 회전부(500)에 의해 연결될 수 있다. 지지부(200)는 영상 기기(600)를 지지할 수 있다. 지지부(200)는 중공의 직육면체 형태일 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여, 탄성부(300)를 설명한다. 본 실시예의 짐벌 장치(1000)는 탄성부(300)의 탄성 구동에 의해, 비행 진동에 의해 발생하는 영상 기기(600)의 "제1방향(z축)" 이동을 상쇄시킬 수 있다.
탄성부(300)는 베이스(100)와 지지부(200) 사이에 배치될 수 있다. 탄성부(300)는 베이스(100)와 지지부(200)에 결합되어 지지부(200)를 탄성 지지할 수 있다. 탄성부(300)는 지지부(200)를 탄성 지지하여, 진동에 의해 발생하는 지지부(200)의 "제1방향(z축)" 이동을 상쇄시킨다. 탄성부(300)는 제1탄성부재(310), 제2탄성부재(320), 제3탄성부재(330) 및 제4탄성부재(340)를 포함할 수 있다.
제1탄성부재(310), 제2탄성부재(320), 제3탄성부재(330) 및 제4탄성부재(340)는 상하 방향으로 연장된 원통 형태일 수 있다. 제1탄성부재(310), 제2탄성부재(320), 제3탄성부재(330) 및 제4탄성부재(340)는 "제1방향(z축)"으로 탄성 변형할 수 있다. 제1탄성부재(310), 제2탄성부재(320), 제3탄성부재(330) 및 제4탄성부재(340)의 상측 단부는 베이스(100)의 아랫면과 결합하고, 하측 단부는 지지부(200)의 윗면과 결합하여, 베이스(100)와 지지부(200)를 상하 방향으로 탄성 연결할 수 있다. 그 결과, 지지부(200)는 제1탄성부재(310), 제2탄성부재(320), 제3탄성부재(330) 및 제4탄성부재(340)에 의해 "제1방향(z축, 상하 방향)"으로 탄성지지될 수 있다.
제1탄성부재(310)와 제2탄성부재(320)는 서로 간극을 두고, 지지부(200)의 상하 방향 중심축을 기준으로 대칭으로 위치할 수 있다. 제3탄성부재(330)와 제4탄성부재(340)는 서로 간극을 두고, 지지부(200)의 상하 방향 중심축을 기준으로 대칭으로 위치할 수 있다. 이 경우, 제1탄성부재(310) 및 제2탄성부재(320)는, 제3탄성부재(330)와 제4탄성부재(340)와 서로 간극을 두고 위치할 수 있다.
제1탄성부재(310), 제2탄성부재(320), 제3탄성부재(330) 및 제4탄성부재(340)는 지지부(200)의 각각의 모서리에 각각 위치할 수 있다. 이 경우, 제1탄성부재(310)는 제1코일(410)과 제3코일(430) 사이에 존재하는 모서리와, 제1마그넷(450)과 제3마그넷(470) 사이에 존재하는 모서리에 위치할 수 있다. 제2탄성부재(320)는 제2코일(420)과 제4코일(440) 사이에 존재하는 모서리와, 제2마그넷(460)과 제4마그넷(480) 사이에 존재하는 모서리에 위치할 수 있다. 제3탄성부재(330)는 제2코일(420)과 제3코일(430) 사이에 존재하는 모서리와, 제2마그넷(460)과 제3마그넷(470) 사이에 존재하는 모서리에 위치할 수 있다. 제4탄성부재(340)는 제1코일(410)과 제4코일(440) 사이에 존재하는 모서리와, 제1마그넷(460)과 제4마그넷(480) 사이에 존재하는 모서리에 위치할 수 있다.
본 실시예에서는 비행 진동에 의한 지지부(200)의 "제1방향(z축)" 이동은 탄성부(300)에 의해 방지될 수 있다. 지지부(200)가 탄성부(300)에 의해 "제1방향(z축, 상하 방향)"으로 탄성 지지되기 때문이다. 그 결과, 영상 기기(600)는 "제1방향(z축, 상하 방향)"으로 안정된 상태에서 촬영을 수행할 수 있다.
이하, 도 3, 도 4를 참조하여, 구동부(400), 제1메인기판(710) 및 이동 감지부(800)를 설명한다. 본 실시예의 짐벌 장치(1000)는 구동부(400), 제1메인기판(710) 및 이동 감지부(800)의 전자적 구동에 의해, 비행 진동에 의해 발생하는 영상 기기(600)의 "제2방향(x축)" 이동과 "제3방향(y축)" 이동을 상쇄시킬 수 있다.
먼저, 구동부(400)를 설명한다. 구동부(400)는 베이스(100)와 지지부(200) 사이에 배치될 수 있다. 구동부(400)는 제1메인기판(710)과 전기적으로 연결될 수 있다. 구동부(400)는 코일부와 마그넷부의 전자기적 상호 작용에 의해 지지부(200)를 이동시켜, 비행 진동에 의해 발생하는 "제2방향(x축)" 이동과 "제3방향(y축)" 이동을 상쇄시킨다. 구동부(400)는 코일부와 마그넷부를 포함할 수 있다.
코일부는 베이스(100)의 아랫면에 배치될 수 있다. 코일부는 제1메인기판(710)과 전기적으로 연결될 수 있다. 코일부는 마그넷부와 전자기적 상호작용을 하여 지지부(200)를 "제2방향(x축)" 및 "제3방향(y축)"으로 이동시킬 수 있다. 코일부는 제1코일(410), 제2코일(420), 제3코일(430) 및 제4코일(440)을 포함할 수 있다.
제1코일(410), 제2코일(420), 제3코일(430) 및 제4코일(440) 각각에서는 인출선(미도시)이 제2메인기판(720)으로 연장될 수 있다. 제1코일(410), 제2코일(420), 제3코일(430) 및 제4코일(440) 각각에서 연장된 인출선은 제2메인기판(720)에 실장될 수 있다. 따라서 제1코일(410), 제2코일(420), 제3코일(430) 및 제4코일(440) 각각은 제2메인기판(720)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1코일(410)과 제2코일(420)은 서로 간극을 두고, 지지부(200)의 상하 방향 중심축을 기준으로 대칭으로 위치할 수 있다. 제3코일(430)과 제4코일(440)은 서로 간극을 두고, 지지부(220)의 상하 방향 중심축을 기준으로 대칭으로 위치할 수 있다. 제1코일(410) 및 제2코일(420)은, 제3코일(430) 및 제4코일(440)과 간극을 두고 위치할 수 있다.
제1코일(410)은 베이스(100)의 아랫면의 우측 변을 따라 배치될 수 있다. 제2코일(420)은 베이스(100)의 아랫면의 좌측 변을 따라 배치될 수 있다. 제3코일(430)은 베이스(100)의 아랫면의 전방 변을 따라 배치될 수 있다. 제4코일(440)은 베이스(100)의 아랫면의 후방 변을 따라 배치될 수 있다.
제1코일(410)과 제2코일(420)은 좌우 방향으로 서로 이격되어 위치할 수 있다. 이 경우, 제1코일(410)과 제2코일(420)의 코일 코어는 전후 방향으로 연장된 형태일 수 있다. 제3코일(430)과 제4코일(440)은 전후 방향으로 서로 이격되어 위치할 수 있다. 이 경우, 제3코일(430)과 제4코일(440)의 코일 코어는 좌우 방향으로 연장된 형태일 수 있다.
제1코일(410)은 제1마그넷(450)과 상하 방향으로 대향하여 위치할 수 있다. 제2코일(420)은 제2마그넷(460)과 상하 방향으로 대향하여 위치할 수 있다. 제3코일(430)은 제3마그넷(470)과 상하 방향으로 대향하여 위치할 수 있다. 제4코일(440)은 제4마그넷(480)과 상하 방향으로 대향하여 위치할 수 있다.
마그넷부는 지지부(200)의 윗면에 배치될 수 있다. 마그넷부는 코일부와 전자기적 상호작용을 하여 지지부(200)를 "제2방향(x축)" 및 "제3방향(y축)"으로 이동시킬 수 있다. 마그넷부는 제1마그넷(450), 제2마그넷(460), 제3마그넷(470) 및 제4마그넷(480)을 포함할 수 있다.
제1마그넷(450)과 제2마그넷(420)은 서로 간극을 두고, 지지부(200)의 상하 방향 중심축을 기준으로 대칭으로 위치할 수 있다. 제3마그넷(470)과 제4마그넷(480)은 서로 간극을 두고, 지지부(200)의 상하 방향 중심축을 기준으로 대칭으로 위치할 수 있다. 제1마그넷(450) 및 제2마그넷(460)은, 제3마그넷(470) 및 제4마그넷(480)과 간극을 두고 위치할 수 있다.
제1마그넷(450)은 지지부(200)의 아랫면의 우측 변을 따라 배치될 수 있다. 제2마그넷(460)은 지지부(200)의 아랫면의 좌측 변을 따라 배치될 수 있다. 제3마그넷(470)은 지지부(200)의 아랫면의 전방 변을 따라 배치될 수 있다. 제4마그넷(480)은 지지부(200)의 아랫면의 후방 변을 따라 배치될 수 있다.
제1마그넷(450)과 제2마그넷(460)은 좌우 방향으로 서로 이격되어 위치할 수 있다. 제1마그넷(450)과 제2마그넷(460)은 전후 방향으로 연장된 형태일 수 있다. 제3마그넷(470)과 제4마그넷(480)은 전후 방향으로 서로 이격되어 위치할 수 있다. 제3마그넷(470)과 제4마그넷(480)은 좌우 방향으로 연장된 형태일 수 있다.
제1마그넷(450), 제2마그넷(460), 제3마그넷(470) 및 제4마그넷(480)의 극성은 상하 방향으로 배치될 수 있다. 즉, 제1마그넷(450), 제2마그넷(460), 제3마그넷(470) 및 제4마그넷(480)은 상부와 하부의 극성이 다를 수 있다. 제1마그넷(450)과 제2마그넷(460)의 극성 배치는 동일할 수 있다. 제3마그넷(470)과 제4마그넷(480)의 극성 배치는 동일할 수 있다. 제1마그넷(450)과 제3마그넷(470)의 극성 배치는 서로 다를 수 있다. 일 예로, 제1마그넷(450)과 제2마그넷(460)의 상부는 N극이고, 하부는 S극일 수 있다. 이 경우, 제3마그넷(470)과 제4마그넷(480)의 상부는 S극이고, 하부는 N극일 수 있다.
이하, 제1메인기판(710)을 설명한다. 제1메인기판(710)은 베이스(100)의 내부에 배치될 수 있다. 이와 달리, 제1메인기판(710)은 베이스(100)의 윗면에 배치되어, 비행 장치(1)에 짐벌 장치(1000)를 장착 시, 본체(10)의 내부에 배치될 수 있다. 이 경우, 제1메인기판(710)의 아랫면은 베이스(100)에 의해 커버될 수 있다.
제1메인기판(710)은 비행 장치(1)의 전자 제어 유닛과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1메인기판(710)은 제2메인기판(720)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1메인기판(710)은 구동부(400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1메인기판(710)은 제1코일(410), 제2코일(420), 제3코일(430) 및 제4코일(440)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1메인기판(710)은 이동 감지부(800)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 제1메인기판(710)과 이동 감지부(800)는 별도의 도전 라인에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 달리, 제1메인기판(710)에 이동 감지부(800)가 직접 실장(soldering)될 수 있다.
제1메인기판(710)에는 다양한 제어 유닛이 칩(chip) 형태로 실장되어 다양한 제어 기능을 수행할 수 있다. 제1메인기판(710)은 비행 장치(1)의 전자 제어 유닛으로부터 전류를 공급받을 수 있다. 제1메인기판(710)은 제2메인기판(720)으로부터 영상 기기(600)의 영상 신호를 수신받을 수 있다. 제1메인기판(710)은 영상 신호를 비행 장치(1)의 전자 제어 유닛에 전달할 수 있다. 전자 제어 유닛은 영상 신호를 변환하여, 사용자의 이동단말기에 디스플레이할 수 있다.
제1메인기판(710)은 이동 감지부(800)로부터 "이동 정보 신호"를 수신받을 수 있다. 제1메인기판(710)은 "이동 정보 신호"를 판단하여, 제1코일(410), 제2코일(420), 제3코일(430) 및 제4코일(440)에 전류를 인가할 수 있다. 이 경우, 제1메인기판(710)은 "이동 정보 신호"에 대응되도록 전류의 방향, 세기, 파장 등을 조절하여, 구동부(400)를 제어할 수 있다.
이하, 이동 감지부(800)를 설명한다. 이동 감지부(800)는 지지부(200)의 이동을 감지하여 "이동 정보 신호"를 출력할 수 있다. "이동 정보 신호"는 "제2방향(x축)"과 "제3방향(y축)"을 기준으로 한, 지지부(200)의 이동 방향 및 이동 거리에 대한 신호일 수 있다. 이동 감지부(800)는 "이동 정보 신호"를 제1메인기판(710)에 송신할 수 있다.
이동 감지부(800)는 제1메인기판(710)에 실장될 수 있다. 이와 달리, 이동 감지부(800)는 베이스(100)와 지지부(200) 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 이동 감지부(800)는 탄성부(300) 및 구동부(400)와 간극을 두고 배치될 수 있다.
이동 감지부(800)가 베이스(100)와 지지부(200)의 사이에 배치된 경우, 이동 감지부(800)는 별도의 도전 라인(미도시)에 의해 제1메인기판(710)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이동 감지부(800)는 복수 개의 "홀 센서(Hall sensor)"일 수 있다. 이동 감지부(800)는 제1마그넷(450), 제2마그넷(460), 제3마그넷(470) 및 제4마그넷(480)의 자기력을 감지하여, 지지부(200)의 이동을 감지할 수 있다. 복수 개의 "홀 센서(Hall sensor)"는 제1마그넷(450), 제2마그넷(460), 제3마그넷(470) 및 제4마그넷(480)과 일대일 대응되도록 존재할 수 있다. 복수 개의 "홀 센서(Hall sensor)" 각각은 제1마그넷(450), 제2마그넷(460), 제3마그넷(470) 및 제4마그넷(480) 각각과 상하 방향 또는 전후 방향 또는 좌우 방향을 기준으로 서로 대응되도록 위치할 수 있다.
제2방향(x축), 제3방향(y축)으로 비행 진동이 발생하면, 이동 감지부(800)는 지지부(200)의 제2방향(x축), 제3방향(y축) 이동을 감지하여, 이에 대응하는 "이동 정보 신호"를 출력할 수 있다. 제1메인기판(710)은 "이동 정보 신호"를 전달받고, 이에 따라 구동부(400)를 제어할 수 있다. 구동부(400)는 이동 감지부(800)에서 감지된 지지부(200)의 이동 방향과 반대로 지지부(200)를 이동시켜 진동을 상쇄시킬 수 있다. 그 결과, 영상 기기(600)는 정립 상태를 유지하며 촬영을 진행할 수 있다.
좀 더 상세하게, 제2방향(x축)으로 비행 진동이 발생하면, 제2메인기판(710)의 제어에 의해 제1마그넷(450) 및 제2마그넷(460)은 제1코일(410) 및 제2코일(420)과 전자기적 상호작용하여, 지지부(200)를 제2방향(x축)으로 이동시킨다. 그 결과, 비행 진동은 상쇄되고, 영상 기기(600)는 제2방향(x축)으로 안정된 상태에서 촬영을 수행할 수 있다.
또, 제3방향(y축)으로 비행 진동이 발생하면, 제2메인기판(710)의 제어에 의해 제3마그넷(470) 및 제4마그넷(480)이 제3코일(430) 및 제4코일(44)과 전자기적 상호작용하여, 지지부(200)를 제3방향(y축)으로 이동시킨다. 그 결과, 비행 진동은 상쇄되고, 영상 기기(600)는 제3방향(y축)으로 안정된 상태에서 촬영을 수행할 수 있다.
이하, 도 4, 도 5, 도 6을 참조하여, 회전부(500), 영상 기기(600), 제2메인기판(720), 제1연결기판(730), 제2연결기판(740), 제3연결기판(750), 제2모터 기판(760), 제3모터 기판(770) 및 회전 감지부(900)를 설명한다.
비행 장치(1)의 진동에 의해 발생하는 영상 기기(600)의 "제1방향(z축)" 이동과 "제2방향(x축)" 이동과 "제3방향(y축)" 이동은 탄성부(300)와 구동부(400)에 의해 방지될 수 있으나, 영상 기기(600)의 "제1방향(z축)" 회전과 "제2방향(x축)" 회전과 "제3방향(y축)" 회전 문제는 계속 존재한다.
이를 방지하기 위해, 본 실시예의 짐벌 장치(1000)는 회전부(500), 제2메인기판(720), 제1연결기판(730), 제2연결기판(740), 제3연결기판(750), 제2모터 기판(760), 제2모터기판(770) 및 회전 감지부(900)의 전자적 구동에 의해, 영상 기기(600)의 "제1방향(z축)" 회전과 "제2방향(x축)" 회전과 "제3방향(y축)" 회전을 상쇄시켰다.
먼저, 회전부(500)를 설명한다. 회전부(500)는 지지부(200)와 영상 기기(600) 사이에 배치될 수 있다. 회전부(500)는 지지부(200)와 영상 기기(600)를 연결할 수 있다. 회전부(500)는 영상 기기(600)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 회전부(500)는 영상 기기(600)를 "제1방향(z축, 상하 방향 축)", "제2방향(x축, 전후 방향 축)", "제3방향(y축, 좌우 방향 축)"을 기준으로 회전시켜, 지지부(200)의 진동에 의해 발생하는 "제1방향(z축, 상하 방향 축)" 회전, "제2방향(x축, 전후 방향 축)" 회전, "제3방향(y축, 좌우 방향 축)" 회전을 상쇄시킨다. 회전부(500)는 제1모터부(510), 제2모터부(520), 제3모터부(530), 제1연결부재(540) 및 제2연결부재(550)를 포함할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 제1모터부(510)를 설명한다. 제1모터부(510)는 지지부(200)의 아랫면에 배치될 수 있다. 제1모터부(510)의 적어도 일부는 지지부(200)의 내측에 배치될 수 있다. 제1모터부(510)는 제1연결부재(540)와 연결될 수 있다. 제1모터부(510)는 제2메인기판(720)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1모터부(510)는 "제1방향(z축, 상하 방향 축)"으로 회전 구동하여, 영상 기기(600)를 회전시킬 수 있다. 제1모터부(510)는 제1모터(511), 제1회전부재(512) 및 제1모터 하우징(513)을 포함할 수 있다.
제1모터(511)는 제2메인기판(720)과 전기적으로 연결되어 지지부(720)의 내측에 배치될 수 있다. 제1모터(511)는 제1모터 하우징(513)에 수용될 수 있다. 제1모터 하우징(513)은 지지부(720)의 아랫면에 위치하며, 아래로 연장되고 아래가 개방된 중공의 원통 형태일 수 있다. 제1모터 하우징(513)은 지지부(720)와 일체로 형성될 수 있다.
제1모터(511)는 "제1방향(z축, 상하 방향 축)"을 기준으로 회전하는 제1샤프트(511-1)를 포함할 수 있다.
제1회전부재(512)는 제1샤프트(511-1)와 연결되어 "제1방향(z축, 상하 방향 축)"으로 회전할 수 있다. 제1회전부재(512)는 제1모터 하우징(513)에 수용될 수 있다. 제1회전부재(512)는 상하 방향으로 연장된 중공의 원통 형태로, 내측에 제1모터(511)가 배치될 수 있다. 제1회전부재(512)의 상측은 개구되었고, 하측에는 아랫면이 형성될 수 있다. 제1회전부재(512)의 아랫면의 내측은 제1샤프트(511-1)와 연결될 수 있다. 제1회전부재(512)의 아랫면의 외측은 제1모터 하우징(513)의 하측 개구를 통해 외부로 노출될 수 있다. 제1회전부재(512)의 아랫면의 외측은 제1연결부재(540)의 제1회전 브라켓(541)과 연결될 수 있다.
제1모터(511)의 구동은 제1회전부재(512)를 통해 제1연결부재(540)로 전달될 수 있다. 제1연결부재(540)의 회전에 의해, 영상 기기(600)는 "제1방향(z축, 상하 방향 축)"을 기준으로 회전할 수 있다.
이하, 도 4, 도 5를 참조하여 제2모터부(520)를 설명한다. 제2모터부(520)는 제1연결부재(540)에 배치될 수 있다. 제2모터부(520)는 제2연결부재(550)와 연결될 수 있다. 제2모터부(520)는 제2모터 기판(760)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2모터부(520)는 "제2방향(x축, 전후 방향 축)"으로 회전 구동하여, 영상 기기(600)를 회전시킬 수 있다. 제2모터부(520)는 제2모터(521), 제2회전부재(522) 및 제2모터 하우징(523)을 포함할 수 있다.
제2모터(521)는 제2모터 기판(760)과 전기적으로 연결되어 제1연결부재(540)에 배치될 수 있다. 제2모터(521)는 제2모터 하우징(523)에 수용될 수 있다. 제2모터 하우징(523)은 제1연결부재(540)의 제1모터 브라켓(543)에 위치하며, 전방으로 연장되고 전방이 개방된 중공의 원통 형태일 수 있다. 제2모터 하우징(523)은 조립 공정의 편의를 위해, 제1각편(523-1)과 제2각편(523-2)으로 분리될 수 있다. 제1각편(523-1)과 제2각편(523-2)은 제2모터 하우징(523)을 수평 면을 기준으로 절단한 형태일 수 있다.
제2모터(521)는 "제2방향(x축, 전후 방향 축)"을 기준으로 회전하는 제2샤프트(521-1)를 포함할 수 있다.
제2회전부재(522)는 제2샤프트(521-1)와 연결되어 "제2방향(x축, 전후 방향 축)"으로 회전할 수 있다. 제2회전부재(522)는 제2모터 하우징(523)에 수용될 수 있다. 제2회전부재(522)는 전후 방향으로 연장된 중공의 원통 형태로, 내측에 제2모터(521)가 배치될 수 있다. 제2회전부재(522)의 후방은 개구되었고, 전방에는 전방 면이 형성될 수 있다. 제2회전부재(522)의 전방 면의 외측은 제2모터 하우징(523)의 전방 개구를 통해 외부로 노출될 수 있다. 제2회전부재(522)의 전방 면의 외측은 제2연결부재(550)의 제2회전 브라켓(551)과 연결될 수 있다.
제2모터(521)의 구동은 제2회전부재(522)를 통해 제2연결부재(550)로 전달될 수 있다. 제2연결부재(550)의 회전에 의해, 영상 기기(600)는 "제2방향(x축, 전후 방향 축)"을 기준으로 회전할 수 있다.
이하, 도 4, 도 6을 참조하여 제3모터부(530)를 설명한다. 제3모터부(530)는 제2연결부재(550)에 배치될 수 있다. 제3모터부(530)는 영상 기기(600)와 연결될 수 있다. 제3모터부(530)는 제3모터 기판(770)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제3모터부(530)는 "제3방향(y축, 좌우 방향 축)"으로 회전 구동하여, 영상 기기(600)를 회전시킬 수 있다. 제3모터부(530)는 제3모터(531), 제3회전부재(532) 및 제3모터 하우징(533)을 포함할 수 있다.
제3모터(531)는 제3모터 기판(770)과 전기적으로 연결되어 제2연결부재(550)에 배치될 수 있다. 제3모터(531)는 제3모터 하우징(533)에 수용될 수 있다. 제3모터 하우징(533)은 제2연결부재(550)의 제2모터 브라켓(553)에 위치하며, 좌측으로 연장되고 좌측이 개방된 중공의 원통 형태일 수 있다. 제3모터 하우징(533)은 조립 공정의 편의를 위해, 제3각편(533-1)과 제4각편(533-2)으로 분리될 수 있다. 제3각편(533-1)과 제4각편(533-2)은 제3모터 하우징(533)을 수직 면을 기준으로 절단한 형태일 수 있다.
제3모터(531)는 "제3방향(y축, 좌우 방향 축)"을 기준으로 회전하는 제3샤프트(531-1)를 포함할 수 있다.
제3회전부재(532)는 제3샤프트(531-1)와 연결되어 "제3방향(y축, 좌우 방향 축)"으로 회전할 수 있다. 제3회전부재(532)는 제3모터 하우징(533)에 수용될 수 있다. 제3회전부재(532)는 좌우 방향으로 연장된 중공의 원통 형태로, 내측에 제3모터(531)가 배치될 수 있다. 제3회전부재(532)의 우측은 개구되었고, 좌측에는 좌측 면이 형성될 수 있다. 제3회전부재(532)의 좌측 면의 외측은 제3모터 하우징(533)의 좌측 개구를 통해 외부로 노출될 수 있다. 제3회전부재(532)의 좌측 면의 외측은 영상 기기(600)와 연결될 수 있다.
제3모터(531)의 구동은 제3회전부재(532)를 통해 영상 기기(600)로 전달될 수 있다. 영상 기기(600)는 "제3방향(y축, 좌우 방향 축)"을 기준으로 회전할 수 있다.
이하, 도 4, 도 5를 참고하여 제1연결부재(540)를 설명한다. 제1연결부재(540)는 제1모터부(510)와 제2모터부(520)를 연결할 수 있다. 제1연결부재(540)의 일측은 제1모터부(510)와 회전 가능하도록 연결될 수 있다. 제1연결부재(540)의 타측에는 제2모터부(520)가 배치될 수 있다. 제1연결부재(540)는 제1모터부(510)의 구동을 영상 기기(600)에 전달하는 기능과, 제2모터부(520)를 지지하는 기능을 수행할 수 있다. 제1연결부재(540)는 제1회전 브라켓(541), 제1연장부재(542) 및 제2모터 브라켓(543)을 포함할 수 있다.
제1회전 브라켓(541)은 제1연결부재(540)의 상측에 배치될 수 있다. 제1회전 브라켓(541)은 상하 방향으로 서로 대향하는 2개의 면을 가진 원반 형태일 수 있다. 제1회전 브라켓(541)은 제1회전부재(512)와 연결될 수 있다. 제1모터(511)의 구동 동력은 제1회전부재(512)를 통해 제1회전 브라켓(541)으로 전달될 수 있다. 그 결과, 제1연결부재(540)는 "제1방향(z축, 상하 방향 축)"을 기준으로 회전할 수 있다. 이 경우, 영상 기기(600)는 제1연결부재(540)와 일체로 회전할 수 있다.
제1연장부재(542)는 제1회전 브라켓(541)과 제2모터 브라켓(543)을 연결할 수 있다. 제1연장부재(542)는 제1회전 브라켓(541)에서 아래로 연장될 수 있다. 제1연장부재(542)의 상단부는 제1회전 브라켓(541)과 연결될 수 있고, 제1연장부재(542)의 하단부는 제2모터 브라켓(543)과 연결될 수 있다.
제2모터 브라켓(543)은 제1연결부재(540)의 하측에 배치될 수 있다. 제2모터 브라켓(543)은 전후 방향으로 서로 대향하는 2개의 면을 가진 원반 형태일 수 있다. 제2모터 브라켓(543)에는 제2모터부(520)가 장착될 수 있다.
이하, 도 4, 도 6을 참고하여 제2연결부재(550)를 설명한다. 제2연결부재(550)는 제2모터부(520)와 제3모터부(530)를 연결할 수 있다. 제2연결부재(550)의 일측은 제2모터부(520)와 회전 가능하도록 연결될 수 있다. 제2연결부재(550)의 타측에는 제3모터부(530)가 배치될 수 있다. 제2연결부재(550)는 제2모터부(520)의 구동을 영상 기기(600)에 전달하는 기능과, 제3모터부(530)를 지지하는 기능을 수행할 수 있다. 제2연결부재(550)는 제2회전 브라켓(551), 제2연장부재(552) 및 제3모터 브라켓(553)을 포함할 수 있다.
제2회전 브라켓(551)은 제2연결부재(550)의 좌측에 배치될 수 있다. 제2회전 브라켓(551)은 전후 방향으로 서로 대향하는 2개의 면을 가진 원반 형태일 수 있다. 제2회전 브라켓(551)은 제2회전부재(522)와 연결될 수 있다. 제2모터(521)의 구동 동력은 제2회전부재(522)를 통해 제2회전 브라켓(551)으로 전달될 수 있다. 그 결과, 제2연결부재(550)는 "제2방향(x축, 좌우 방향 축)"을 기준으로 회전할 수 있다. 이 경우, 영상 기기(600)는 제2연결부재(550)와 일체로 회전할 수 있다.
제2연장부재(552)는 제2회전 브라켓(551)과 제3모터 브라켓(553)을 연결할 수 있다. 제2연장부재(552)는 제2회전 브라켓(551)에서 우측으로 연장될 수 있다. 제2연장부재(552)의 좌측 단부는 제2회전 브라켓(551)과 연결될 수 있고, 제2연장부재(552)의 우측 단부는 제3모터 브라켓(553)과 연결될 수 있다.
제3모터 브라켓(553)은 제2연결부재(550)의 우측에 배치될 수 있다. 제3모터 브라켓(553)은 좌우 방향으로 서로 대향하는 2개의 면을 가진 원반 형태일 수 있다. 제3모터 브라켓(553)에는 제3모터부(530)가 장착될 수 있다.
이하, 제2메인기판(720)을 설명한다. 제2메인기판(720)은 지지부(200)의 내부에 배치될 수 있다. 제2메인기판(720)은 제1메인기판(710)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2메인기판(720)은 제1모터(511)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 제1모터(511)는 제2메인기판(720)에 실장될 수 있다.
제2메인기판(720)은 제1연결기판(730)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2메인기판(720)은 제1연결기판(730)을 통해 제2모터 기판(760)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2메인기판(720)은 제2모터 기판(760)을 통해 제3연결기판(750)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2메인기판(720)은 제3연결기판(750)을 통해 제3모터기판(770)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2메인기판(720)은 제3모터기판(770)을 통해 제3연결기판(750) 및 회전 감지부(900)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2메인기판(720)은 제3연결기판(750)을 통해 영상 기기(600)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제2메인기판(720)에는 다양한 제어 유닛이 칩(chip) 형태로 실장되어 다양한 제어 기능을 수행할 수 있다. 제2메인기판(720)은 영상 기기(600)의 전원을 On/Off하거나, 영상 기기(600)의 영상 신호를 수신받아 제1메인기판(710)에 전송할 수 있다.
제2메인기판(720)은 회전 감지부(900)로부터 "회전 정보 신호"를 수신받을 수 있다. 제2메인기판(720)은 "회전 정보 신호"를 판단하여, 제1모터(511), 제2모터(521) 및 제3모터(531)에 전류를 인가할 수 있다. 이 경우, 제2메인기판(720)은 "회전 정보 신호"에 대응되도록 전류의 방향, 세기, 파장 등을 조절하여, 제1모터(511), 제2모터(521) 및 제3모터(531)를 제어할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여, 제1연결기판(730)을 설명한다. 제1연결기판(730)은 연성인쇄회로기판(FPCB, Flexible Printes Circuit Board)일 수 있다. 제1연결기판(730)은 제1롤링부(731)와 제1단자부(732)와 제2단자부(733)를 포함할 수 있다.
제1롤링부(731)는 "제1방향(z축, 상하 방향)"을 기준으로 롤링(권취)된 연성 기판일 수 있다. 제1롤링부(731)는 제1모터 하우징(513)의 내측에 수용될 수 있다. 이 경우, 제1롤링부(731)의 내측에 제1회전부재(512)가 배치될 수 있다. 즉, 방사상 내측에서부터 제1회전부재(512)와 제1롤링부(731)와 제1모터 하우징(513)이 차례로 배치될 수 있다.
제1롤링부(731)의 일측 단부에는 제1단자부(732)가 배치될 수 있다. 제1단자부(732)는 제1롤링부(731)의 일측 단부에서 위로 연장되어, 제2메인기판(720)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1롤링부(731)의 타측 단부에는 제2단자부(733)가 배치될 수 있다. 제2단자부(733)는 제1롤링부(731)의 타측 단부에서 아래로 연장되어, 제2모터 기판(760)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 제2단자부(733)는 제1연장부재(542)의 내측에 수용되어, 제2모터 기판(760)이 배치된 제2모터 브라켓(543)까지 연장될 수 있다.
제1연결부재(540)의 회전 시, 제1단자부(732)는 고정되고 제2단자부(733)는 회전한다. 그 결과, 제1롤링부(731)에는 제1단자부(732)와 제2단자부(733)의 회전 위상 차에 의해 비틀림(torsion)이 발생할 수 있다. 그러나 본 실시예에서는 제1연결부재(540)의 회전 시, 제1롤링부(731)가 마치 태엽과 같이 풀리거나 감겨 비틀림이 발생하지 않는다. 따라서 제1연결기판(730)의 비틀림에 의한 내마모성이 증가하였다.
이하, 도 4를 참조하여, 제2연결기판(740)을 설명한다. 제2연결기판(740)은 연성인쇄회로기판(FPCB, Flexible Printes Circuit Board)일 수 있다. 제2연결기판(740)은 제2롤링부(741)와 제3단자부(742)와 제4단자부(743)를 포함할 수 있다.
제2롤링부(741)는 "제2방향(x축, 전후 방향)"을 기준으로 롤링(권취)된 연성 기판일 수 있다. 제2롤링부(741)는 제2모터 하우징(523)의 내측에 수용될 수 있다. 이 경우, 제2롤링부(741)의 내측에 제2회전부재(522)가 배치될 수 있다. 즉, 방사상 내측에서부터 제2회전부재(522)와 제2롤링부(741)와 제2모터 하우징(523)이 차례로 배치될 수 있다.
제2롤링부(741)의 일측 단부에는 제3단자부(742)가 배치될 수 있다. 제3단자부(742)는 제2롤링부(741)의 일측 단부에서 후방으로 연장되어, 제2모터 기판(760)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제2롤링부(741)의 타측 단부에는 제4단자부(743)가 배치될 수 있다. 제4단자부(743)는 제2롤링부(741)의 타측 단부에서 전방으로 연장되어, 제3모터 기판(770)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 제4단자부(743)는 제2연장부재(552)의 내측에 수용되어, 제3모터 기판(770)이 배치된 제3모터 브라켓(553)까지 연장될 수 있다.
제2연결부재(550)의 회전 시, 제3단자부(742)는 고정되고 제4단자부(743)는 회전한다. 그 결과, 제2롤링부(741)에는 제3단자부(742)와 제4단자부(743)의 회전 위상 차에 의해 비틀림(torsion)이 발생할 수 있다. 본 실시예에서는 제2연결부재(550)의 회전 시, 제2롤링부(741)가 마치 태엽과 같이 풀리거나 감겨 비틀림이 발생하지 않는다. 따라서 제2연결기판(740)의 비틀림에 의한 내마모성이 증가하였다.
이하, 도 4를 참조하여, 제3연결기판(750)을 설명한다. 제3연결기판(750)은 연성인쇄회로기판(FPCB, Flexible Printes Circuit Board)일 수 있다. 제3연결기판(750)은 제3롤링부(751)와 제5단자부(752)와 제6단자부(753)를 포함할 수 있다.
제3롤링부(751)는 "제3방향(y축, 좌우 방향)"을 기준으로 롤링(권취)된 연성 기판일 수 있다. 제3롤링부(751)는 제3모터 하우징(533)의 내측에 수용될 수 있다. 이 경우, 제3롤링부(751)의 내측에 제3회전부재(532)가 배치될 수 있다. 즉, 방사상 내측에서부터 제2회전부재(522)와 제2롤링부(741)와 제2모터 하우징(523)이 차례로 배치될 수 있다.
제3롤링부(751)의 일측 단부에는 제5단자부(752)가 배치될 수 있다. 제5단자부(752)는 제3롤링부(751)의 일측 단부에서 우측으로 연장되어, 제3모터 기판(770)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제3롤링부(751)의 타측 단부에는 제6단자부(753)가 배치될 수 있다. 제6단자부(753)는 제3롤링부(751)의 타측 단부에서 좌측으로 연장되어, 영상 기기(600)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 제6단자부(753)는 영상 기기(600)의 내부에 수용될 수 있다.
영상 기기(600)의 회전 시, 제5단자부(752)는 고정되고 제6단자부(753)는 회전한다. 그 결과, 제3롤링부(751)에는 제5단자부(752)와 제6단자부(753)의 회전 위상 차에 의해 비틀림(torsion)이 발생할 수 있다. 본 실시예에서는 영상 기기(600)의 회전 시, 제3롤링부(751)가 마치 태엽과 같이 풀리거나 감겨 비틀림이 발생하지 않는다. 따라서 제3연결기판(750)의 비틀림에 의한 내마모성이 증가하였다.
이하, 도4, 도 5, 도 6을 참조하여 제2모터 기판(760)과 제3모터 기판(770)을 설명한다. 제2모터 기판(760)은 제1연결부재(540)의 제2모터 브라켓(543) 내측에 배치될 수 있다. 제3모터 기판(770)은 제2연결부재(550)의 제3모터 브라켓(553) 내측에 배치될 수 있다. 제2모터 브라켓(543)과 제3모터 브라켓(553) 각각에는 제1모터 기판(760)과 제3모터 기판(770)을 각각 수용하기 위한 내부 공간이 마련될 수 있다. 제2모터 기판(760)은 제2모터(521)와 전기적으로 연결되어, 제2모터(521)의 구동 전력을 제공할 수 있다. 제3모터 기판(770)은 제3모터(531)와 전기적으로 연결되어, 제3모터(531)의 구동 전력을 제공할 수 있다. 한편, 제3모터 기판(770)에는 회전 감지부(900)가 칩(chip) 형태로 실장될 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 회전 감지부(900)를 설명한다. 회전 감지부(900)는 영상 기기(600)의 회전을 감지하여 "회전 정보 신호"를 출력할 수 있다. "회전 정보 신호"는 "제1방향(z축, 상하 방향)", "제2방향(x축, 전후 방향)", "제3방향(y축, 좌우 방향)"을 기준으로 한, 영상 기기(600)의 회전 각도에 대한 신호일 수 있다. 회전 감지부(900)는 "회전 정보 신호"를 제2메인기판(720)에 송신할 수 있다.
회전 감지부(900)는 제3모터 기판(770)에 실장될 수 있다. 영상 기기(600)와 가장 가까운 기판으로, 영상 기기(600)의 회전을 가장 정밀하게 측정할 수 있기 때문이다. 이와 달리, 회전 감지부(900)는 영상 기기(600)의 내부에 직접 배치될 수도 있다. 회전 감지부(900)는 자이로 센서(gyro sensor) 또는 가속도 센서(acceleration sensor)일 수 있다.
비행 진동에 의해 회전 발생 시, 제2메인기판(720)은 "회전 정보 신호"를 전달받고, 이에 따라 회전부(500)를 제어할 수 있다. 회전부(500)는 회전 감지부(900)에서 감지된 영상 기기(600)의 회전 방향과 반대로 영상 기기(600)를 회전시켜, 진동을 상쇄시킬 수 있다. 그 결과, 영상 기기(600)는 정립 상태를 유지하며 촬영을 진행할 수 있다.
좀 더 상세하게, 비행 진동에 의해 제1방향(z축, 상하 방향)을 기준으로 한 회전이 발생하면, 제2메인기판(720)의 제어에 의해 제1모터부(510)는 이와 반대로 회전 구동한다. 그 결과, 영상 기기(600)의 회전은 상쇄되고, 영상 기기(600)는 제1방향(z축, 상하 방향)을 기준으로 한 회전에 안정된 상태에서 촬영을 수행할 수 있다. 나아가 비행 진동에 의해 제2방향(x축, 전후 방향), 제3방향(y축, 좌우 방향)을 기준으로 한 회전도 이와 마찬가지로 상쇄되어, 영상 기기(600)는 모든 회전 방향에 대해 안정된 상태에서 촬영을 수행할 수 있다.
상술한 바를 종합하면, 본 실시예의 짐벌 장치(1000)는 비행 진동 시, x,y,z축 이동과 회전에 대해 정립 상태를 유지할 수 있다. 즉, 6축 요동을 제어함으로써 안정적인 촬영 영상을 확보할 수 있다.
한편, 본 실시예의 짐벌 장치(1000)에서 영상 기기(600)는 카메라 모듈과 같은 다양한 촬영 기기를 모두 포함하는 개념이고, 다양한 목적(예를 들면, 기후 예측)에 따라 영상 기기(600)는 다양한 감지 기기(예를 들면, 미세 먼지 센서) 등으로 대체될 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 베이스;
    상기 베이스와 아래로 이격된 지지부;
    상기 지지부와 연결된 영상 기기;
    상기 베이스와 상기 지지부 사이에 배치된 탄성부; 및
    상기 베이스와 상기 지지부 사이에 배치되고, 상기 탄성부와 이격되어 위치하는 구동부를 포함하고,
    상기 구동부는,
    상기 지지부에 배치된 마그넷부; 및
    상기 베이스에 상기 지지부와 대향하여 배치된 코일부를 포함하는 짐벌 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스에 배치되고, 상기 코일부와 전기적으로 연결된 제1메인기판을 더 포함하는 짐벌 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마그넷부는,
    상기 지지부의 상하 방향 중심축을 기준으로 대칭으로 위치하는 제1마그넷과 제2마그넷;
    상기 지지부의 상하 방향 중심축을 기준으로 대칭으로 위치하고, 상기 제1마그넷과 상기 제2마그넷과 간극을 가지는 제3마그넷과 제4마그넷을 포함하고,
    상기 코일부는,
    상기 제1마그넷과 상하 방향으로 대향하는 제1코일;
    상기 제2마그넷과 상하 방향으로 대향하는 제2코일;
    상기 제3마그넷과 상하 방향으로 대향하는 제3코일; 및
    상기 제4마그넷과 상하 방향으로 대향하는 제4코일을 포함하는 짐벌 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1마그넷과 상기 제2마그넷은 좌우 방향으로 서로 이격되며 전후 방향으로 연장되고, 상기 제3마그넷과 상기 제4마그넷은 전후 방향으로 서로 이격되며 좌우 방향으로 연장되고,
    상기 제1마그넷과 상기 제2마그넷과 상기 제3마그넷과 상기 제4마그넷의 극성은 상하 방향으로 배치되고, 상기 제1마그넷과 상기 제2마그넷의 극성 배치는 동일하고, 상기 제3마그넷과 상기 제4마그넷의 극성 배치는 동일하고, 상기 제1마그넷과 상기 제4마그넷의 극성 배치는 다르고,
    상기 제1코일과 상기 제2코일은 좌우 방향으로 서로 이격되며, 상기 제1코일과 상기 제2코일의 코일 코어는 전후 방향으로 연장되고, 상기 제3코일과 상기 제4코일은 전후 방향으로 서로 이격되며, 상기 제3코일과 상기 제4코일의 코일 코어는 전후 방향으로 연장되는 짐벌 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부는,
    상기 지지부의 상하 방향 중심축을 기준으로 대칭으로 위치하는 제1탄성부재와 제2탄성부재; 및
    상기 지지부의 상하 방향 중심축을 기준으로 대칭으로 위치하고, 상기 제1탄성부재와 상기 제2탄성부재와 간극을 가지는 제3탄성부재와 제4탄성부재를 포함하고,
    상기 지지부는 상기 제1탄성부재와 상기 제2탄성부재와 상기 제3탄성부재와 상기 제4탄성부재에 의해 상하 방향으로 탄성 지지되는 짐벌 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 지지부와 상기 영상 기기 사이에 배치되고, 상기 영상 기기를 상하 방향 축, 전후 방향 축, 좌우 방향 축을 기준으로 회전시키는 회전부를 더 포함하는 짐벌 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 회전부는,
    제1모터부와, 제2모터부와, 제3모터부;
    일측이 상기 제1모터부와 회전 가능하도록 연결되고, 타측에는 제2모터부가 배치된 제1연결부재; 및
    일측이 상기 제2모터부와 회전 가능하도록 연결되고, 타측에는 제3모터부가 배치된 제2연결부재를 포함하고,
    상기 제1모터부는 상기 지지부에 상기 마그넷부와 이격되어 배치되고, 상기 영상 기기는 상기 제3모터부와 회전 가능하도록 연결된 짐벌 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1모터부는 상하 방향 축을 기준으로 회전하는 제1회전부재를 포함하고, 상기 제1연결부재는 상기 제1회전부재와 연결되어 회전하고,
    상기 제2모터부는 전후 방향 축을 기준으로 회전하는 제2회전부재를 포함하고, 상기 제2연결부재는 상기 제2회전부재와 연결되어 회전하고,
    상기 제3모터부는 좌우 방향 축을 기준으로 회전하는 제3회전부재를 포함하고, 상기 영상 기기는 상기 제3회전부재와 연결되어 회전하는 짐벌 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1연결부재는,
    일측에 배치되어, 상기 제1회전부재와 연결된 제1회전 브라켓;
    타측에 배치되며, 상기 제2모터부가 장착된 제2모터 브라켓; 및
    상기 제1회전 브라켓에서 상기 제2모터 브라켓으로 연장되어, 상기 제1회전 브라켓과 상기 제2모터 브라켓을 연결하는 제1연장부재를 포함하고,
    상기 제2연결부재는,
    일측에 배치되어, 상기 제2회전부재와 연결된 제2회전 브라켓;
    타측에 배치되며, 상기 제3모터부가 장착된 제3모터 브라켓; 및
    상기 제2회전 브라켓에서 상기 제3모터 브라켓으로 연장되어, 상기 제2회전 브라켓과 상기 제3모터 브라켓을 연결하는 제2연장부재를 포함하는 짐벌 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 지지부의 내측에 배치된 제2메인 기판;
    상기 제2모터 브라켓의 내측에 배치되며, 상기 제2모터부와 전기적으로 연결된 제2모터 기판;
    상기 제3모터 브라켓의 내측에 배치되며, 상기 제3모터부와 전기적으로 연결된 제3모터 기판;
    상기 제2메인기판과 상기 제2모터 기판을 전기적으로 연결하는 제1연결기판;
    상기 제2모터 기판과 상기 제3모터 기판을 전기적으로 연결하는 제2연결기판; 및
    상기 제3모터 기판과 상기 영상 기기를 전기적으로 연결하는 제3연결기판을 더 포함하는 짐벌 장치.
  11. 베이스;
    상기 베이스와 일측으로 이격되어 위치하는 지지부;
    상기 지지부와 연결된 영상 기기;
    상기 지지부가 제1방향으로 이동하도록 상기 베이스와 상기 지지부 사이에 배치된 탄성부; 및
    상기 지지부가 상기 제1방향과 수직한 제2방향과 상기 제1방향 및 상기 제2방향과 모두 수직한 제3방향으로 이동하도록, 상기 베이스와 상기 지지부 사이에 배치된 구동부를 포함하는 짐벌 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 베이스나, 상기 지지부나, 상기 베이스와 상기 지지부의 사이에 배치되어, 상기 제2방향과 상기 제3방향을 기준으로 상기 지지부의 이동을 감지하는 이동 감지부를 더 포함하고,
    상기 구동부는 상기 지지부를, 상기 이동 감지부에서 감지한 이동 방향과 반대로 이동시키는 짐벌 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 지지부와 상기 영상 기기 사이에 배치되고, 상기 영상 기기를 상기 제1방향을 기준으로 회전시키고, 상기 제2방향을 기준으로 회전시키고, 상기 제3방향을 기준으로 회전시키는 회전부를 포함하는 짐벌 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 회전부에 배치되어, 상기 제1방향과 상기 제2방향과 상기 제3방향을 기준으로 상기 영상 기기의 회전을 감지하는 회전 감지부를 더 포함하고,
    상기 회전부는 상기 영상 기기를 상기 회전 감지부에서 감지한 회전 방향과 반대로 회전시키는 짐벌 장치.
  15. 본체;
    상기 본체의 일측에 배치되고, 상기 본체를 부양시키는 원동부; 및
    상기 본체의 타측에 배치되는 짐벌 장치를 포함하고,
    상기 짐벌 장치는,
    상기 본체의 타측에 배치된 베이스;
    상기 베이스와 아래로 이격된 지지부;
    상기 지지부와 연결된 영상 기기;
    상기 베이스와 상기 지지부 사이에 배치된 탄성부; 및
    상기 베이스와 상기 지지부 사이에 배치되고, 상기 탄성부와 이격되어 위치하는 구동부를 포함하고,
    상기 구동부는,
    상기 지지부에 배치된 마그넷부; 및
    상기 베이스에 상기 지지부와 대향하여 배치된 코일부를 포함하는 비행 장치.
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