KR20190116747A - 탈부착 가능한 vr 카메라 무진동 짐벌 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무인 비행체, 유인 비행체, 무인 자동차, 유인 자동차 등의 이동 수단에 간편하게 탈부착할 수 있고, 이동 수단에 의해 발생하는 진동을 흡수하여 영상의 왜곡 발생을 최소화할 수 있는 탈부착 가능한 VR 카메라 무진동 짐벌에 관한 것으로,
본 발명의 실시예에 따른 탈부착 가능한 VR 카메라 무진동 짐벌은,
이동 수단에 탈부착되는 짐벌 지지부; 상기 짐벌 지지부에 나사 결합을 통해 체결되는 제1 체결공과 결합홀이 형성된 부착부재와, 상기 결합홀에 억지끼움 방식으로 끼워지며 제2 체결공이 형성된 체결부재를 포함하는 부착부; 나사 결합을 통해 상기 제2 체결공과 체결되며, 이격 형성된 한 쌍의 지지 플레이트와 상기 한 쌍의 지지 플레이트 사이에 형성된 완충 부재를 포함하는 완충부; 상기 완충부에 수직 하방으로 연결 형성된 지지부; 상기 지지부와 연결 형성된 카메라 트레이를 포함한다.

Description

탈부착 가능한 VR 카메라 무진동 짐벌 {Removable VR camera Non-vibration gimbal}

본 발명은 탈부착 가능한 VR 카메라 무진동 짐벌에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 무인 비행체, 유인 비행체, 무인 자동차, 유인 자동차 등의 이동 수단에 간편하게 탈부착할 수 있고, 이동 수단에 의해 발생하는 진동을 흡수하여 영상의 왜곡 발생을 최소화할 수 있는 탈부착 가능한 VR 카메라 무진동 짐벌에 관한 것이다.

일반적으로, 공중 영상 촬영을 위해서는 유인 비행체와 조종사와 항공 촬영을 위해 특별히 제작된 고가의 영상 촬영 장비를 탑재하여 실시하므로, 매우 고가이며 별도의 비행장 등이 필요하였다. 이에 비해 드론과 같은 무인 비행체 등에 의한 공중 영상 촬영은 비교적 적은 장비와 인력으로 운영이 가능하여 소규모 공중 영상 촬영시 많이 활용되고 있다.

그러나, 무인 비행체, 예를 들어, 드론(Drone)이나 헬리캠(Helicam)에 의한 공중 영상 촬영은 지상 조종사의 조종 능력에 따라 영상의 품질이 달라지며 무엇보다도, 탑재할 수 있는 탑재 중량에 한계가 있어서 고품질 영상 장비의 탑재 활용이 힘들다는 단점이 있다. 드론으로 공중 영상을 촬영하기 위해서는 드론과 카메라를 장착할 수 있는 카메라 짐벌 장치가 필요하며, 이 짐벌 장치의 조종 또한 공중 영상을 획득하는데 있어서 중요한 요소를 차지한다.

이러한 카메라 짐벌 장치는 드론 뿐만 아니라, 케이블 캠, 차량과 같은 이동 수단에 탑재되어 지상 영상 또는 공중 영상을 촬영하기도 한다.

그러나, 현재 구현된 카메라 짐벌 장치는, 이동 수단에 고정되면, 이를 다시 해체하여 다른 이동 수단에 설치 운용하기가 매우 어렵고, 이동 수단에 의해 발생하는 진동이 카메라 짐벌 장치에 그대로 전달되어 최종적으로 카메라에 의해 획득된 영상에 흔들림 등의 왜곡이 발생하는 문제가 있다.

한국등록특허 10-1610802

본 발명은 무인 비행체, 유인 비행체, 무인 자동차, 유인 자동차 등의 이동 수단에 간편하게 탈부착할 수 있고, 이동 수단에 의해 발생하는 진동을 흡수하여 영상의 왜곡 발생을 최소화할 수 있는 탈부착 가능한 VR 카메라 무진동 짐벌을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 탈부착 가능한 VR 카메라 무진동 짐벌은,

이동 수단에 탈부착되는 짐벌 지지부; 상기 짐벌 지지부에 나사 결합을 통해 체결되는 제1 체결공과 결합홀이 형성된 부착부재와, 상기 결합홀에 억지끼움 방식으로 끼워지며 제2 체결공이 형성된 체결부재를 포함하는 부착부; 나사 결합을 통해 상기 제2 체결공과 체결되며, 이격 형성된 한 쌍의 지지 플레이트와 상기 한 쌍의 지지 플레이트 사이에 형성된 완충 부재를 포함하는 완충부; 상기 완충부에 수직 하방으로 연결 형성된 지지부; 상기 지지부와 연결 형성된 카메라 트레이를 포함한다.

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 짐벌 지지부는, 복수개의 지지 바아와 상기 지지 바아의 끝단에 형성된 진공 흡착패드를 구비하고, 상기 바아 상부에는 지지 플레이트가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 완충부는, 복수개의 바아(bar)가 방사 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 지지부의 양 끝단은 상기 완충부와 상기 카메라 트레이와의 체결 상태가 해제될 수 있도록 나사 결합 구조를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 카메라 트레이는, 카메라가 거치되는 카메라 거치 플레이트와, 상기 카메라 거치 플레이트의 평형을 유지하기 위한 카메라 평형 유지 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 카메라 평형 유지 모듈은, 상기 카메라 거치 플레이트의 축 방향 이동 변위를 감지하는 자이로 센서와, 상기 자이로 센서의 감지값으로부터 상기 카메라 거치 플레이트의 수평을 유지하기 위한 보정값을 산출하고, 산출된 보정값에 따라 모터를 제어하여 상기 카메라 거치 플레이트를 수평으로 유지하는 수평 유지 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 무인 비행체, 유인 비행체, 무인 자동차, 유인 자동차 등의 이동 수단에 간편하게 탈부착할 수 있고, 이동 수단에 의해 발생하는 진동을 흡수하여 영상의 왜곡 발생을 최소화할 수 있는 탈부착 가능한 VR 카메라 무진동 짐벌을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착 가능한 VR 카메라 무진동 짐벌이 이동 수단에 부착된 상태가 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착 가능한 VR 카메라 무진동 짐벌이 도시된 사시도이다.
도 3 및 도 4는 부착부가 도시된 분리 사시도이다.
도 5는 부착부가 결합된 상태가 도시된 사시도이다.
도 6은 부착부가 결합된 상태가 도시된 투시도이다.
도 7은 부착부가 완충부와 결합된 상태가 도시된 사시도이다.
도 8은 지지부의 일 실시예가 도시된 도면이다.
도 9는 카메라 트레이가 도시된 평면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 탈부착 가능한 VR 카메라 무진동 짐벌을 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착 가능한 VR 카메라 무진동 짐벌이 이동 수단에 부착된 상태가 도시된 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착 가능한 VR 카메라 무진동 짐벌이 도시된 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착 가능한 VR 카메라 무진동 짐벌(이하 ‘무진동 짐벌’이라고도 함)은, 짐벌 지지부(100), 부착부(200), 완충부(300), 지지부(400), 카메라 트레이(500)를 포함한다.

짐벌 지지부(100)는 차량과 같은 이동 수단(V)에 탈부착 가능한 구조를 가지며, 나사 결합을 통해 부착부(200)가 결합될 수 있다. 짐벌 지지부(100)는, 복수개의 지지 바아(110, bar)와 지지 바아의 끝단에 형성된 진공 흡착패드(120)를 구비하고, 바아 상부에는 지지 플레이트(plate)가 형성되어, 지지 플레이트 표면에 부착부(200)가 나사 결합을 통해 결합될 수 있다.

도 3 및 도 4는 부착부가 도시된 분리 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 부착부(200)는 부착부재(210)와 체결부재(220)를 포함한다.

부착부재(210)는 소정의 형상, 예를 들어 일부의 면이 곡면으로 구성된 직육면체 형상의 바디부(211)에 소정 두께로 형성된 원형링(212)이 돌출된 형상으로 형성될 수 있다.

부착부재(210)에는 짐벌 지지부(100)에 나사 결합을 통해 체결되는 제1 체결공(213)이 소정의 개수로 형성되고, 억지끼움 방식으로 체결부재(220)가 끼워지는 결합홀(214)이 형성된다. 또한, 부착부재(210) 내부에는 체결부재(220)에 끼워지는 걸림턱(215)이 형성된다.

체결부재(220)는 결합홀(214)과 대응하는 형상으로 형성된 체결돌기(221)가 형성되고, 체결돌기(221)의 상단에는 걸림턱(215)에 의해 고정 지지되는 고정링(222)이 형성된다. 억지끼움 방식으로 고정링(222)이 걸림턱(215)에 고정되기 위해 고정링(222)은 탄성을 가진 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 체결부재(220)에는 완충부(300)와 나사 결합을 통해 체결되는 제2 체결공(223)이 소정의 개수로 형성된다.

완충부(300)는 이격 형성된 한 쌍의 지지 플레이트(310, 320)와 한 쌍의 지지 플레이트 사이에 형성된 완충 부재(330)를 포함한다.

지지 플레이트(310, 320)의 형상은 특별한 한정은 없으나, 도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이, 공기 저항을 최소화하기 위해 복수개의 바아(bar)가 방사 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

완충 부재(330)는 한 쌍의 지지 플레이트(310, 320) 사이에 형성되어 적어도 어느 하나의 지지 플레이트 상에서 나머지 지지 플레이트가 진동하도록 하여, 이동 수단(V)의 이동시 발생하는 진동 또는 바람에 의해 발생하는 진동을 완충 부재(330)가 흡수하여 진동을 완화시킨다. 이를 위해 완충 부재(300)는 탄성이 있는 소재로 이루어지며, 예를 들어 실리콘으로 이루어 질 수 있다.

지지 플레이트(310)는 체결부재(220)의 제2 체결공(223)과 나사 결합될 수 있고, 이로써 완충부(300)와 부착부(200)가 결합 상태를 유지할 수 있다.

지지부(400)는 지지 플레이트(320)와 카메라 트레이(500) 사이를 연결하며, 이동 수단(V)과 카메라 트레이(500) 사이에 일정한 거리를 유지하게 함으로써, 카메라 트레이(500)에 배치된 카메라에 의해 이동 수단(V)이 촬영되는 것이 최소화되도록 한다.

이동 수단(V)의 크기나 촬영 환경에 따라 이동 수단(V)과 카메라 트레이(500) 사이의 거리가 길거나 짧아질 수 있으므로, 지지부(400)는 길이가 다양한 복수 개가 한세트로 구비되어 촬영 환경에 따라 적합한 길이의 지지부(400)를 사용하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 지지부(400)의 양 끝단은 완충부(300)와 카메라 트레이(500)와의 체결 상태가 해제될 수 있도록 나사 결합 구조를 구비하는 것이 바람직하다.

또는, 도 8에 도시된 바와 같이, 지지부(400)는 직경이 다른 2개 이상의 중공형 파이프(410, 420)로 이루어지고, 직경이 작은 파이프(410)가 직경이 큰 파이프(P2) 내부를 슬라이딩할 수 있는 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 슬라이딩 상태를 고정하여 길이를 유지할 수 있도록 직경이 작은 파이프(410)에는 상하 이동 가능한 돌기(411)가 형성되고, 직경이 큰 파이프(420)에는 돌기(411)가 끼워질 수 있는 적어도 하나 이상의 삽입홈(421)이 형성될 수 있다.

카메라 트레이(500)는 영상 촬영을 위한 다수 개의 카메라를 거치하고, 거치된 카메라의 평형을 유지한다. 이를 위해, 카메라 트레이(500)는 카메라가 거치되는 카메라 거치 플레이트(510)와 카메라 거치 플레이트(510)의 평형을 유지하기 위한 카메라 평형 유지 모듈(520)을 포함한다.

카메라 거치 플레이트(510)는 촬영하고자 하는 영상의 종류 및 품질에 따라 결정되는 카메라의 개수에 해당하는 카메라들을 거치한다. 예를 들어, 촬영 영상이 평면 영상이 경우, 카메라 거치 플레이트(510)는 4방과 상방 및 하방을 촬영하기 위해 6대의 카메라를 거치할 수 있도록 하고, 촬영 영상이 입체 영상인 경우, 하나의 방향 별로 한 쌍의 카메라가 필요하므로, 4방과 상방 및 하방을 촬영하기 위해 12대의 카메라를 거치할 수 있도록 할 수 있다. 도 4는 12대의 카메라를 거치하는 카메라 트레이(500)를 예시하고 있으며, 도면 부호 C1 ~ C10은 카메라가 거치되는 부분을 의미한다. C1 ~ C8은 4방을 촬영하는 카메라, C9, C10은 상방을 촬영하는 카메라가 거치된다. C9, C10의 뒤쪽에는 하방을 촬영하는 카메라가 거치된다. 물론, 이러한 카메라의 개수는 예시적인 것일 뿐, 이에 한정되지 않는다.

카메라 평형 유지 모듈(520)은 카메라 거치 플레이트(510)의 축 방향을 제어하여 카메라의 촬영 방향이 수평을 유지하도록 한다. 이를 위해, 카메라 평형 유지 모듈(520)은 카메라 거치 플레이트(510)의 축 방향 이동 변위를 감지하는 자이로 센서(521)와, 자이로 센서(521)의 감지값으로부터 카메라 거치 플레이트(510)의 수평을 유지하기 위한 보정값을 산출하고, 산출된 보정값에 따라 모터를 제어하여 카메라 거치 플레이트(510)를 수평으로 유지하는 수평 유지 유닛(522)을 포함한다.

자이로 센서(521)는 카메라 거치 플레이트(510)의 축 방향 이동 변위(예를 들어, 이동 각도)를 감지하며, 그 설치 위치는 카메라 거치 플레이트(510)의 어디에 설치되어도 무방하다. 경우에 따라, 카메라에 부착될 수도 있다. 자이로 센서(521)는 최소 2축 자이로 센서를 사용하는 것이 바람직하다.

수평 유지 유닛(522)은 카메라 거치 플레이트(510)에 형성되는 모터 고정대(522a)와, 모터 고정대(522a)의 각 측면에 형성된 모터(522b, 522c)를 포함한다. 도면에서는 2축 모터를 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 3축 모터도 가능하다.

모터 고정대(522a)는 도시된 바와 같이 ‘ㄷ’ 형상으로 형성되며, 카메라 거치 플레이트(510)에 고정된다. 제1 모터(522b)는 모터 고정대(522a) 중앙에 형성되며, 지지부(400)과 회전 가능하도록 형성된다. 제2 모터(522c)는 모터 고정대(522a)의 측면에 형성되며, 카메라 거치 플레이트(510)에서 카메라 거치를 위해 돌출된 부분과 회전 가능하도록 형성된다.

제1 모터(522b)의 회전에 따라 카메라 거치 플레이트(510)는 x축을 기준으로 R1 방향으로 회전 가능하며, 제2 모터(522c)의 회전에 따라 카메라 거치 플레이트(510)는 y축을 기준으로 R2 방향으로 회전 가능하다.

만약, 지면 위아래 방향인 z축을 기준으로 회전하고자 하는 경우, 지지 아암(530)의 소정 부분에 모터를 설치하고 베어링 연결함으로써 구현될 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100 : 짐벌 지지부 200 : 부착부
300 : 완충부 400 : 지지부
500 : 카메라 트레이

Claims (6)

1. 이동 수단에 탈부착되는 짐벌 지지부;
   상기 짐벌 지지부에 나사 결합을 통해 체결되는 제1 체결공과 결합홀이 형성된 부착부재와, 상기 결합홀에 억지끼움 방식으로 끼워지며 제2 체결공이 형성된 체결부재를 포함하는 부착부;
   나사 결합을 통해 상기 제2 체결공과 체결되며, 이격 형성된 한 쌍의 지지 플레이트와 상기 한 쌍의 지지 플레이트 사이에 형성된 완충 부재를 포함하는 완충부;
   상기 완충부에 수직 하방으로 연결 형성된 지지부;
   상기 지지부와 연결 형성된 카메라 트레이
   를 포함하는 탈부착 가능한 VR 카메라 무진동 짐벌.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 짐벌 지지부는,
   복수개의 지지 바아와 상기 지지 바아의 끝단에 형성된 진공 흡착패드를 구비하고, 상기 바아 상부에는 지지 플레이트가 형성되는 것을 특징으로 하는 탈부착 가능한 VR 카메라 무진동 짐벌.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 완충부는,
   복수개의 바아(bar)가 방사 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 탈부착 가능한 VR 카메라 무진동 짐벌.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 지지부의 양 끝단은 상기 완충부와 상기 카메라 트레이와의 체결 상태가 해제될 수 있도록 나사 결합 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 탈부착 가능한 VR 카메라 무진동 짐벌.
   
5. 청구항 1에 있어서, 상기 카메라 트레이는,
   카메라가 거치되는 카메라 거치 플레이트와,
   상기 카메라 거치 플레이트의 평형을 유지하기 위한 카메라 평형 유지 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈부착 가능한 VR 카메라 무진동 짐벌.
   
6. 청구항 5에 있어서, 상기 카메라 평형 유지 모듈은,
   상기 카메라 거치 플레이트의 축 방향 이동 변위를 감지하는 자이로 센서와,
   상기 자이로 센서의 감지값으로부터 상기 카메라 거치 플레이트의 수평을 유지하기 위한 보정값을 산출하고, 산출된 보정값에 따라 모터를 제어하여 상기 카메라 거치 플레이트를 수평으로 유지하는 수평 유지 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈부착 가능한 VR 카메라 무진동 짐벌.

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