KR20230122319A - 연속축 시선 안정화 장치 - Google Patents

연속축 시선 안정화 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230122319A
KR20230122319A KR1020220018828A KR20220018828A KR20230122319A KR 20230122319 A KR20230122319 A KR 20230122319A KR 1020220018828 A KR1020220018828 A KR 1020220018828A KR 20220018828 A KR20220018828 A KR 20220018828A KR 20230122319 A KR20230122319 A KR 20230122319A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vibration
stabilizer
coil
continuous axis
actuator
Prior art date
Application number
KR1020220018828A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102642366B1 (ko
Inventor
허정우
윤태수
성기준
이승하
김성수
최우진
윤용은
Original Assignee
국방과학연구소
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 국방과학연구소 filed Critical 국방과학연구소
Priority to KR1020220018828A priority Critical patent/KR102642366B1/ko
Publication of KR20230122319A publication Critical patent/KR20230122319A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102642366B1 publication Critical patent/KR102642366B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/68—Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
    • H04N23/682—Vibration or motion blur correction
    • H04N23/685—Vibration or motion blur correction performed by mechanical compensation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/002—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion characterised by the control method or circuitry
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/18—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with coil systems moving upon intermittent or reversed energisation thereof by interaction with a fixed field system, e.g. permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0007—Movement of one or more optical elements for control of motion blur
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0046—Movement of one or more optical elements for zooming

Abstract

일 실시예에 따른 연속축 시선 안정화 장치는, 내부 플랫폼에 발생되는 진동을 검출하는 센서, 상기 검출된 진동을 보상하기 위한 보상신호를 출력하는 진동 보상 제어부, 및 상기 보상신호를 근거로, 외란에 의한 상기 내부 플랫폼의 흔들림을 방지하는 구동모듈 집합체를 포함하고, 상기 구동모듈 집합체는 복수개의 구동모듈을 포함하고, 상기 각각의 구동모듈은, 회전진동에 대한 안정화 제어를 수행하는 액츄에이터, 및 외부 진동을 제거할 수 있는 적어도 하나 이상의 구면베어링-댐퍼 조립체를 포함할 수 있다.

Description

연속축 시선 안정화 장치{Axis-free inertial stabilization platform}
본 발명은 연속축 시선 안정화 장치에 관한 것이다.
항공 사진은 군사적 목적 또는 산업 및 학술적 연구 또는 최근에는 재해지역 등을 촬영하기 위하여 사용되는 것으로, 일반적으로 항공기의 내측 또는 저면에 장착된 카메라를 통해 지상의 사물을 촬영하여 얻게 된다.
이러한 항공 사진을 촬영하는 방식 중 유인항공촬영 방식은 비행기나 헬리콥터 등과 같이 조종사가 직접 운행하는 동체에 카메라를 장착하여 사물이나 풍경을 촬영한다. 이러한 유인항공촬용 방식은 조종사가 직접 촬영하거나 촬영을 위한 촬영기사가 동승하고, 촬영된 화면을 직접 확인하면서 촬영하기 때문에 촬영된 또는 촬영 중인 화면을 보면서 카메라의 초점이나 각도를 바로 수정할 수 있어 정확하게 사물을 촬영할 수 있다는 장점이 있다.
그러나, 유인항공촬영은 알려진 바와 같이, 항공기로부터 전달되는 진동이 크기 때문에 촬영시 카메라가 흔들려 촬영된 사진이나 영상이 선명하지 못한 문제점이 있고, 특히, 항공기로부터 전달되는 진동과 더불어 고고도에서 촬영시 발생하는 외부 바람에 의한 진동이 카메라로 전달되는 문제점이 있었다.
이에, 이를 방지하기 위하여 카메라 모듈은 짐벌이 포함된 안정화 구동기에 의해 지지된다.
외부로부터의 진동은 항공기 진동뿐만 아니라 풍압, 폭음 등에 의한 진동을 포함한다. 외부로부터의 진동은 카메라 모듈에 각 변위를 유발하는 각 진동 외란(angular oscillation disturbance)으로 카메라 모듈에 전달될 수 있다. 이러한 외란으로 인해 영상의 품질이 저하될 수 있으므로, 외란을 완전히 제거시킬 수 있는 안정화 시스템이 요구된다.
종래기술의 일 예로서 대한민국 등록특허 제1240819(공개일 2013년 01월 21일) 에는 자세 유지가 가능한 고고도 원격 촬영장치에 관하여 기재되어 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시예에 따른 목적은 외부 진동에 대하여 내부 플랫폼의 흔들림(진동)을 방지하도록 하는 연속축 시선 안정화 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 연속축 시선 안정화 장치는, 내부 플랫폼에 발생되는 진동을 검출하는 센서, 상기 검출된 진동을 보상하기 위한 보상신호를 출력하는 진동 보상 제어부, 및 상기 보상신호를 근거로, 외란에 의한 상기 내부 플랫폼의 흔들림을 방지하는 구동모듈 집합체를 포함하고, 상기 구동모듈 집합체는 복수개의 구동모듈을 포함하고, 상기 각각의 구동모듈은, 회전진동에 대한 안정화 제어를 수행하는 액츄에이터, 및 외부 진동을 제거할 수 있는 적어도 하나 이상의 구면베어링-댐퍼 조립체를 포함할 수 있다.
상기 각각의 구동모듈은, 상기 내부 플랫폼의 외측면에 상호 등간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 구동모듈은 4개이고, 2개의 구동모듈은 1쌍의 구동모듈을 구성하고, 각각의 쌍내의 구동모듈은 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
상기 각각의 구동모듈은, 보강대를 통해 서로 연결될 수 있다.
상기 액츄에이터는, 2자유도를 가진 보이스코일 액츄에이터일 수 있다.
상기 액츄에이터는, 3개의 구동축을 형성하고, 전방향 회전이 가능할 수 있다.
상기 액츄에이터는, 교차되게 배치되는 제1 코일 및 제2 코일, 상기 제1 코일 및 제2 코일이 배치되는 프레임 링의 하부에 설치된 요크, 및 상기 요크상에 배치되는 자석을 포함할 수 있다.
상기 제1 코일은 제1 코일 프레임에 권선되고, 상기 제2 코일은 제2 코일 프레임에 권선되고, 상기 제1 코일 프레임 및 상기 제2 코일 프레임은 상호 교차될 수 있다.
상기 요크의 하단부는 상기 내부 플랫폼과 연결될 수 있다.
상기 구면베어링-댐퍼 조립체는 상기 액츄에이터의 양 단부에 배치될 수 있다.
상기 구면베어링-댐퍼 조립체 각각은, 회전운동이 가능한 회전부재 및 외부 진동을 저감시키는 방진부재를 포함할 수 있다.
상기 회전부재는, 베어링 외륜, 베어링 내륜, 및 상기 베어링 외륜과 상기 베어링 내륜 사이에 배치되는 베어링 강구를 포함하고, 상기 베어링 내륜은 상기 내부 플랫폼에 연결될 수 있다.
상기 베어링 내륜 및 상기 베어링 외륜은 상기 내부 플랫폼을 기 설정된 각도 내에서 회전시킬 수 있다.
상기 방진부재는, 방진부재 프레임의 상측에 배치되고, 상기 방진부재 프레임은 상기 프레임 링에 연결된 연결구의 상부에 배치되고, 상기 연결구의 하부에는 상기 회전부재가 배치될 수 있다.
일 실시예에 따른 연속축 시선 안정화 장치는, 외부 진동에 대하여 내부 플랫폼의 진동을 안정화시킬 수 있다.
특히, 내부 플랫폼의 외측면에 4개의 구동모듈이 링형으로 설치되고, 각각의 구동모듈에는 2개씩의 방진부재가 내부 플랫폼에 연결되게 설치되되, 각각의 구동모듈은 3개의 구동축을 형성함으로써, 전방향 회전이 가능하여 내부 플랫폼에 가해지는 외란에 대하여 적절하게 대응할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연속축 시선 안정화 장치의 분해사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 구동모듈 집합체의 결합상태도이다.
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 구동모듈 집합체가 내부 플랫폼에 설치된 경우를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 구동모듈의 분해사시도이다.
도 6은 도 5의 결합상태도이다.
도 7은 도 6의 구동모듈을 아랫방향에서 바라본 도면이다.
도 8은 도 6의 구동모듈에서 보이스코일 액츄에이터의 일부분을 절개하여 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 연속축 시선 안정화 장치가 장착된 경우를 예시하는 도면이다.
도 10은 도 9의 view A의 방향에서 바라본 단면도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 연속축 시선 안정화 장치의 구동축을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 실시예들의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 실시예에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.
다만, 일 실시예를 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 일 실시예에 따른 냉각 시스템의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 일 실시예에 따른 연속축 시선 안정화 장치의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 일 실시예에 따른 연속축 시선 안정화 장치의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연속축 시선 안정화 장치의 분해사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 구동모듈 집합체의 결합상태도이고, 도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 구동모듈 집합체가 내부 플랫폼에 설치된 경우를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연속축 시선 안정화 장치는, 내부 플랫폼(10), 자이로 센서(16), 진동 보상 제어부(18), 및 구동모듈 집합체(40)를 포함할 수 있다.
내부 플랫폼(10)은 카메라(자이로 센서가 내장됨) 또는 자이로 센서(16) 등을 수용할 수 있다.
즉, 내부 플랫폼(10)에는 카메라(자이로 센서가 내장됨) 또는 자이로 센서(16) 등을 수납할 수 있는 수납공간부(10a)가 형성될 수 있다. 수납공간부(10a)는 내부 플랫폼(10)의 일측 방향으로 개구된다. 그에 따라, 예를 들어 카메라(자이로 센서가 내장됨)의 경우, 해당 카메라의 렌즈부분이 수납공간부(10a)의 개구부측을 향하도록 수납공간부(10a)에 설치될 수 있다.
내부 플랫폼(10)의 외측면은 복수 개의 면을 가지도록 형성된다.
자이로 센서(16)는 내부 플랫폼(10)의 수납공간부(10a)에 수납될 수 있는데, 이 경우는 자이로 센서(16)가 내부 플랫폼(10)의 회전 각속도를 감지하여 전기신호를 출력함으로써 내부 플랫폼(10)에 발생하는 진동을 검출할 수 있다.
만약, 자이로 센서(16) 대신에 카메라(예컨대, 자이로 센서가 내장됨)가 수납공간부(10a)에 수납되는 경우, 카메라에 내장된 자이로 센서가 해당 카메라의 회전 각속도를 감지하여 전기신호를 출력함으로써 카메라에 발생하는 진동을 검출할 수 있다.
진동 보상 제어부(18)는 자이로 센서(16) 또는 카메라에 내장된 자이로 센서의 출력신호에 의해 제시된 진동을 보상(예컨대, 억제 또는 상쇄)하기 위한 신호를 구동모듈 집합체(40)로 보낼 수 있다.
여기서, 진동 보상 제어부(18)는 카운터 매스(counter mass)를 포함할 수 있다.
구동모듈 집합체(40)는 진동 보상 제어부(18)로부터의 보상신호를 근거로 내부 플랫폼(10)에 가해지는 외란에 의한 흔들림을 방지할 수 있다.
구동모듈 집합체(40)는 다수개의 액츄에이터(50) 및 다수개의 구면베어링-댐퍼 조립체(25)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 구동모듈 집합체(40)는 4개의 액츄에이터(50) 및 8개의 구면베어링-댐퍼 조립체(25)를 포함할 수 있다.
여기서, 1개의 액츄에이터(50)에 대하여 2개의 구면베어링-댐퍼 조립체(25)가 대응될 수 있다. 즉, 1개의 액츄에이터(50)의 양 단부에 하나씩의 구면베어링-댐퍼 조립체(25)가 배치될 수 있다.
각각의 액츄에이터(50)는 2자유도 운동이 가능한 보이스코일 액츄에이터로 구성될 수 있다.
이와 같이, 1개의 액츄에이터(50)에 대하여 2개의 구면베어링-댐퍼 조립체(25)를 대응시킨 것을 하나의 구동모듈(20)이라고 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 구동모듈 집합체(40)는 4개의 구동모듈(20)의 집합체라고 할 수 있다. 도면에서는 구동모듈(20)을 4개로 도시하였으나, 필요에 따라서는 그 이상이어도 무방하다.
구동모듈 집합체(40)의 각각의 구동모듈(20)은 내부 플랫폼(10)의 외측면에 설치되되, 상호 등간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 이 경우, 구동모듈 집합체(40)는 2개의 구동모듈(20)을 1쌍으로 하여, 모두 2쌍의 구동모듈(20)로 구성될 수 있다. 각각의 쌍내의 구동모듈(20)은 서로 마주보는 위치에 배치될 수 있다.
또한, 각각의 구동모듈(20)은 보강대(12)를 통해 서로 연결될 수 있다. 보강대(12)는 전체적인 강성을 높혀줌으로써, 내부 플랫폼(10)을 보다 견고히 안정화시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 보강대(12)는 인접한 2개의 액츄에이터(50) 사이에 설치되는데, 보강대(12)의 일단은 인접한 2개의 액츄에이터(50)중에서 어느 하나의 액츄에이터(50)에 연결되고, 보강대(12)의 타단은 인접한 2개의 액츄에이터(50)중에서 다른 하나의 액츄에이터(50)에 연결될 수 있다.
도 1에 도시된 다수개의 액츄에이터(50) 및 다수개의 구면베어링-댐퍼 조립체(25)를 조립하면 도 2와 같은 형태의 구동모듈 집합체(40)가 될 수 있다. 구동모듈 집합체(40)는 보강대(12)를 매개로 링형으로 형성될 수 있다.
그리고, 도 2의 구동모듈 집합체(40)는 도 3 및 도 4에서와 같이 내부 플랫폼(10)의 외측면에 설치될 수 있다. 도 3은 구동모듈(20)의 형태를 보여주기 위한 것이어서, 굳이 보강대(12)를 도시하지 않았다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 연속축 시선 안정화 장치는 자이로 센서(16)가 내부 플랫폼(10)에 발생하는 진동을 검출하면 진동 보상 제어부(18)가 해당 진동을 보상하기 위한 신호를 생성하여 구동모듈 집합체(40)에게로 보냄으로써, 구동모듈 집합체(40)가 전방향으로 회전하여 내부 플랫폼(10)에 발생된 진동을 제거할 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 구동모듈(20)의 분해사시도이고, 도 6은 도 5의 결합상태도이고, 도 7은 도 6의 구동모듈(20)을 아랫방향에서 바라본 도면이고, 도 8은 도 6의 구동모듈(20)에서 보이스코일 액츄에이터(50)의 일부분을 절개하여 나타낸 도면이다.
단일의 구동모듈(20)은 2개의 구면베어링-댐퍼 조립체(25) 및 1개의 액츄에이터(50)로 구성된다.
액츄에이터(50)는 내부 플랫폼(10)의 회전진동에 대한 시선 안정화 제어를 수행할 수 있다.
액츄에이터(50)는 플레밍의 왼손법칙에 의해 작동하는 보이스코일 액츄에이터로 구성될 수 있다.
액츄에이터(50)는 제1 코일 프레임(30)에 소정 권선수로 권선된 제1 코일(23), 제2 코일 프레임(29)에 소정 권선수로 권선된 제2 코일(22), 제1 코일 프레임(30) 및 제2 코일 프레임(29)이 장착되는 프레임 링(21), 해당 액츄에이터의 출력 증가를 위해 2단으로 구성되되 프레임 링(21)의 하부에 설치되는 요크(27), 및 요크(27)내에 설치된 자석(28)을 포함할 수 있다.
제1 코일(23) 및 제2 코일(22)은 2자유도 구현을 위해 교차되게 배치된다. 제1 코일(23) 및 제2 코일(22)이 교차되게 배치될 수 있도록, 제1 코일 프레임(30) 및 제2 코일 프레임(29)은 상호 교차될 수 있다. 즉, 제2 코일 프레임(29)에는 중공의 관통 구멍이 형성되는데, 제1 코일 프레임(30)이 그 관통 구멍을 통해 제2 코일 프레임(29)의 내부를 관통하여 제2 코일 프레임(29)에 대하여 교차되게 배치된다. 그에 따라, 제1 코일 프레임(30) 및 제2 코일 프레임(29)에 권선된 제1 코일(23) 및 제2 코일(22)은 서로 교차될 수 있다.
예를 들어, 제1 코일(23)을 하단 코일이라고 할 수 있고, 제2 코일(22)을 상단 코일이라고 할 수 있다.
그리고, 상술한 관통 구멍의 참조부호를 별도로 기재하지 않았는데, 통상의 지식을 갖춘 자라면 도 5를 보면 상술한 관통 구멍이 어디를 의미하는지를 쉽게 이해할 수 있으리라 본다.
요크(27)는 엑스(X)자 형태로 형성되어 코일(22, 23) 내부에서 간섭없이 회전 및 이동이 가능하도록 내부 플랫폼(10)에 설치된다. 요크(27)는 내부 플랫폼과 연결될 수 있는데, 바람직하게, 요크(27)의 하단부는 내부 플랫폼(10)에 장착됨으로써 출력을 전달할 수 있다.
자석(28)은 예를 들어 네오디뮴 자석(Neodymium Magnet)으로서, 2단으로 구성된 요크(27)의 내부에 수평으로 설치된다.
상술한 액츄에이터(50)는 2자유도 운동이 가능한데. 이를 위해 도 8에 예시한 바와 같이 force1, force2의 방향으로의 움직임을 가질 수 있다.
한편, 구면베어링-댐퍼 조립체(25)는 외부 진동을 제거할 수 있다. 즉, 구면베어링-댐퍼 조립체(25)로 인하여, 내부 플랫폼(10)은 진동이 제거된 상태에서 회전으로 인한 영향만이 작용되는 상태일 수 있다.
구면베어링-댐퍼 조립체(25)는 회전운동이 가능한 회전부재(26), 및 외부 진동을 저감시키는 방진부재(24)를 포함할 수 있다.
여기서, 회전부재(26)는 구면베어링으로 구성될 수 있는데, 보다 구체적으로, 회전부재(26)는 베어링 외륜(26a), 베어링 내륜(26b), 및 베어링 외륜(26a)과 베어링 내륜(26b) 사이에 배치되는 베어링 강구(26c)로 구성될 수 있다.
여기서, 베어링 내륜(26b)은 내부 플랫폼(10)에 연결된다.
베어링 내륜(26b) 및 베어링 외륜(26a)은 적은 마찰력으로 내륜(26b)이 장착된 내부 플랫폼(10)을 기 설정된 각도 내에서 자유롭게 회전시킬 수 있다. 즉, 베어링 내륜(26b) 및 베어링 외륜(26a)은 내부 플랫폼(10)이 회전될 수 있는 일정 범위의 구동각도롤 형성할 수 있다. 이를 위해, 베어링 내륜(26b) 및 베어링 외륜(26a)은 치수정밀도와 표면조도를 갖춰야 하며, 연마 또는 경면가공을 수행하여 제작될 수 있다.
방진부재(24)는 방진부재 프레임(31)의 상측에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 방진부재(24)는 방진부재 프레임(31)에 상부가 돌출되도록 배치되고, 방진부재 프레임(31)은 프레임 링(21)에 연결된 연결구(32)의 상부에 장착된다. 연결구(32)의 하부에는 회전부재(26)가 설치된다.
상술한 바와 같이 구성된 구동모듈(20)은 외부 진동이 방진부재(24)에 의해 감소한 상태에서 내부 플랫폼(10)에 출력을 전달할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 연속축 시선 안정화 장치가 장착된 경우를 예시하는 도면이고, 도 10은 도 9의 view A의 방향에서 바라본 단면도이고, 도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 연속축 시선 안정화 장치의 구동축을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 연속축 시선 안정화 장치는 외부진동에 대하여 내부 플랫폼(10)의 진동을 안정화시키기 위해, 4개의 구동모듈(20)을 내부 플랫폼(10)의 외측면에 배치할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 연속축 시선 안정화 장치에서의 내부 플랫폼(10)과 구동모듈 집합체(40)는 도 9 및 도 10에 예시한 바와 같은 형태로 프레임(14)에 장착될 수 있다. 여기서, 프레임(14)은 치구라고 할 수 있다.
즉, 내부 플랫폼(10)과 구동모듈 집합체(40)는 베이스(14a)와 좌측 측벽부(14b)와 우측 측벽부(14c) 및 상판부(14d)를 포함하는 프레임(14)의 내부에 장착될 수 있다.
여기서, 구동모듈 집합체(40)에 포함된 방진부재(24)는 상술한 베이스(14a)와 좌측 측벽부(14b)와 우측 측벽부(14c) 및 상판부(14d)에 의해 형성되는 모서리에 설치된다.
이때, 구동모듈 집합체(40)에 포함된 회전부재(26)의 베어링 내륜 및 외륜(26a, 26b)의 이격으로 인한 진동 및 베어링 강구(26c)의 이탈을 방지하기 위하여, 도 10에서와 같이 방진부재(24)는 일정 예압을 받으며 장착됨이 바람직하다.
구동모듈(20)의 액츄에이터(50)는 회전방향 진동에 대한 안정화 제어를 수행하는데, 본 발명의 실시예에 따른 연속축 시선 안정화 장치에서는 총 4개의 보이스코일 액츄에이터(50)를 사용하여 내부 플랫폼(10)의 회전진동에 대한 안정화 제어가 가능하다. 예를 들어, 구동모듈(20)의 각각의 액츄에이터(50)는 도 11 및 도 12에서와 같이 3개의 구동축(r1, r2, r3)을 형성하여 전방향 회전이 가능하다.
다시 말해서, 상술한 본 발명의 실시예에 따른 연속축 시선 안정화 장치는 8개의 방진부재(24)를 통해 외부 플랫폼(즉, 프레임(14))에 장착되므로, 방진부재(24)가 1차적으로 외부 진동을 감소시키는 역할을 한다. 그리고, 8개의 방진부재(24) 하부(즉, 연결구(32)의 하부)에 위치한 회전부재(26; 구면베어링)가 내부 플랫폼(10)에 밀착되게 지지하므로, 시선 안정화를 위해 액츄에이터(50) 구동시 각각의 회전부재(26; 구면베어링)의 베어링 내륜(26b)은 내부 플랫폼(10)에 밀착되면서 함께 움직이므로, 내부 플랫폼(10)의 회전 진동에 대한 시선 안정화를 수행할 수 있다.
이와 같이, 내부 플랫폼(10)은 구동모듈(20)과 회전부재(26; 구면베어링)의 구조를 응용하여 구성함으로써, 외란에 대하여 적극적으로 대응하도록 자유롭게 회전할 수 있으며, 회전에 대한 마찰력이 적다.
종래의 기술에 따른 장치는 2개의 구동축을 가지므로, 전방위로 가해하는 외란에 대응하는데 한계가 있었으나, 본 발명의 실시예에 따른 연속축 시선 안정화 장치는 각각의 구동모듈의 액츄에이터가 3개의 구동축을 가지게 되므로, 전방위로 가해지는 외란에 대하여 보다 적절하게 대응할 수 있다.
이상과 같이 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 실시예가 설명되었으나 이는 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것이다. 또한, 본 발명이 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 내부 플랫폼
12: 보강대
14: 프레임
16: 자이로 센서
18: 진동 보상 제어부
20: 구동모듈
40: 구동모듈 집합체

Claims (14)

  1. 내부 플랫폼에 발생되는 진동을 검출하는 센서;
    상기 검출된 진동을 보상하기 위한 보상신호를 출력하는 진동 보상 제어부; 및
    상기 보상신호를 근거로, 외란에 의한 상기 내부 플랫폼의 흔들림을 방지하는 구동모듈 집합체를 포함하고,
    상기 구동모듈 집합체는 복수개의 구동모듈을 포함하고,
    상기 구동모듈의 각각은,
    회전진동에 대한 안정화 제어를 수행하는 액츄에이터; 및
    외부 진동을 제거할 수 있는 적어도 하나 이상의 구면베어링-댐퍼 조립체;
    를 포함하는,
    연속축 시선 안정화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 구동모듈은,
    상기 내부 플랫폼의 외측면에 상호 등간격으로 이격되어 배치되는,
    연속축 시선 안정화 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동모듈은 4개이고,
    2개의 구동모듈은 1쌍의 구동모듈을 구성하고, 각각의 쌍내의 구동모듈은 서로 마주보도록 배치되는,
    연속축 시선 안정화 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 각각의 구동모듈은,
    보강대를 통해 서로 연결된,
    연속축 시선 안정화 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 액츄에이터는,
    2자유도를 가진 보이스코일 액츄에이터인,
    연속축 시선 안정화 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 액츄에이터는,
    3개의 구동축을 형성하고, 전방향 회전이 가능한,
    연속축 시선 안정화 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 액츄에이터는,
    교차되게 배치되는 제1 코일 및 제2 코일;
    상기 제1 코일 및 제2 코일이 배치되는 프레임 링의 하부에 설치된 요크; 및
    상기 요크 상에 배치되는 자석;
    을 포함하는,
    연속축 시선 안정화 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 코일은 제1 코일 프레임에 권선되고, 상기 제2 코일은 제2 코일 프레임에 권선되고,
    상기 제1 코일 프레임 및 상기 제2 코일 프레임은 상호 교차되는,
    연속축 시선 안정화 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 요크의 하단부는 상기 내부 플랫폼과 연결되는,
    연속축 시선 안정화 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 구면베어링-댐퍼 조립체는 상기 액츄에이터의 양 단부에 배치되는,
    연속축 시선 안정화 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 구면베어링-댐퍼 조립체의 각각은,
    회전운동이 가능한 회전부재; 및
    외부 진동을 저감시키는 방진부재;
    를 포함하는,
    연속축 시선 안정화 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 회전부재는,
    베어링 외륜;
    베어링 내륜; 및
    상기 베어링 외륜과 상기 베어링 내륜 사이에 배치되는 베어링 강구를 포함하고,
    상기 베어링 내륜은 상기 내부 플랫폼에 연결되는,
    연속축 시선 안정화 장치의 구동모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 베어링 내륜 및 상기 베어링 외륜은 상기 내부 플랫폼을 기 설정된 각도 내에서 회전시키는,
    연속축 시선 안정화 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 방진부재는, 방진부재 프레임의 상측에 배치되고,
    상기 방진부재 프레임은 상기 프레임 링에 연결된 연결구의 상부에 배치되고, 상기 연결구의 하부에는 상기 회전부재가 배치되는,
    연속축 시선 안정화 장치.

KR1020220018828A 2022-02-14 2022-02-14 연속축 시선 안정화 장치 KR102642366B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220018828A KR102642366B1 (ko) 2022-02-14 2022-02-14 연속축 시선 안정화 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220018828A KR102642366B1 (ko) 2022-02-14 2022-02-14 연속축 시선 안정화 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230122319A true KR20230122319A (ko) 2023-08-22
KR102642366B1 KR102642366B1 (ko) 2024-03-04

Family

ID=87799501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220018828A KR102642366B1 (ko) 2022-02-14 2022-02-14 연속축 시선 안정화 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102642366B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001280418A (ja) * 2000-03-29 2001-10-10 Fujikura Rubber Ltd 防振装置
KR20160101182A (ko) * 2013-12-24 2016-08-24 피브이 랩스 인코포레이티드 플랫폼 안정화 시스템
KR101672125B1 (ko) * 2015-03-03 2016-11-03 한밭대학교 산학협력단 2축 액츄에이터

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001280418A (ja) * 2000-03-29 2001-10-10 Fujikura Rubber Ltd 防振装置
KR20160101182A (ko) * 2013-12-24 2016-08-24 피브이 랩스 인코포레이티드 플랫폼 안정화 시스템
KR101672125B1 (ko) * 2015-03-03 2016-11-03 한밭대학교 산학협력단 2축 액츄에이터

Also Published As

Publication number Publication date
KR102642366B1 (ko) 2024-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2984519B1 (en) Apparatus and methods for stabilization and vibration reduction
US9789976B2 (en) Carrier having non-orthogonal axes
JP5802192B2 (ja) カメラ駆動装置
JP6148680B2 (ja) カメラ駆動装置
US4498038A (en) Stabilization system for soft-mounted platform
US6263160B1 (en) Stabilized platform systems for payloads
US10897559B2 (en) Camera and photography assembly
EP3371505B1 (en) Active stabilisation system
WO2019153821A1 (zh) 一种云台及无人飞行器
US8749645B2 (en) Method and structure for suppressing resonance in an anti-shake lens focusing module
JPH063150A (ja) ジンバル振動分離システム
CN108881697A (zh) 一种二轴防抖云台及摄像装置
US20200378551A1 (en) System and method for supporting a compact servo system
JPH03188430A (ja) 像ぶれ防止装置
US5978137A (en) Image stabilizing apparatus
JP2018072657A (ja) 光学ユニット
KR20180106603A (ko) 짐벌장치 및 이를 포함하는 드론
KR20230122319A (ko) 연속축 시선 안정화 장치
KR102642361B1 (ko) 연속축 시선 안정화 장치의 구동모듈
CN109683345B (zh) 抖动校正装置、镜头镜筒以及摄影装置
US20220269102A1 (en) Optical unit
JP3197995B2 (ja) 手振れ補正機能を有する光学機器
JP7032068B2 (ja) 振れ補正機能付き光学ユニットの回転体基準角度位置調整方法
KR102358694B1 (ko) 짐벌 장치 및 비행 장치
TWI592601B (zh) 雲台機構

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant