KR102521040B1 - 수평 자세 유지 장치 - Google Patents

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임배석
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심재규
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Abstract

카메라 모듈을 포함하는 수평 자세 유지 장치와 관련된 다양한 실시예들이 기술된 바, 한 실시예에 따르면, 수평 자세 유지 장치는, 배럴; 상기 배럴의 측면에 구비되는 커버부; 상기 커버부내에 구비되며, 상기 배럴의 수평 자세를 유지하기 위해 상기 배럴을 제 1 방향(X축)으로 회전시키는 제 1 구동부; 상기 커버부내에 구비되며, 상기 배럴의 수평 자세를 유지하기 위해 상기 커버부를 제 2 방향(Y축)으로 회전시키는 제 2 구동부; 및 상기 제 1, 2 구동부의 회전을 제어하는 제어부를 포함할 수 있으며, 이외에도 다양한 다른 실시예들이 가능하다.

Description

수평 자세 유지 장치{HORIZONTAL POSITION MAINTENANCE DEVICE}
본 발명의 다양한 실시예들은 카메라의 수평 자세 유지 촬영이 가능하도록 한 수평 자세 유지 장치에 관한 것이다.
일반적으로 사진이나 동영상 촬영시, 사용자는 카메라를 흔들림없이 수평이 유지된 상태에서 이미지를 촬상하는 것이 요구된다. 예를 들어, 누구나 손쉽게 외부에서 콤팩트 비디오, 캠코더 또는 휴대폰 등을 이용하여 이동 촬영하는 일이 빈번해짐에 따라, 비디오, 캠코더 또는 휴대폰 등의 흔들림을 안정화 시키도록 하는 휴대장비의 개선에 대한 요구 및 수요가 지속적으로 상승하고 있다. 예를 들어, 영상물인 영화 혹은 비디오, 카메라들은 통상적으로 유연한 고품질의 결과물을 얻기 위해서 각 이동 촬영시 초점이 흔들리지 않는 촬영 결과물을 얻고자 노력하고 있다.
따라서, 카메라의 수평 자세 유지 촬영을 위해 수평 자세 유지 장치가 개발되었고, 상기 수평 자세 유지 장치는 일반적으로 짐벌 또는 스테디 캠들이 있다.
이러한 상기 수평 자세 유지 장치는 각 축마다 구동부들이 있어 수평 유지를 위해 동작 하며 회전축이 단계별로 다음 축 회전 운동에 포함되어 있다. 즉 Z축이 회전하면 X축 구동부, Y축 구동부 및 지지 구조물도 같이 회전하게 되고, X축은 X축 관련 지지 구조물만 회전이 되도록 구성되어 있다. 이러한 수평 자세 유지 촬영 기술은 별도의 카메라를 수평 자세 유지 장치에 장착하는 구조로 설계되어 있으며 카메라는 최종 회전축인 X축 끝에 고정 장착된다.
그러나, 종래의 수평 자세 유지 장치는 구동부가 회전축에 가깝게 구성되어 있고, 이렇게 되면 X축 구동을 위한 구동부 및 Y축 구동을 위한 구동부의 위치가 카메라를 기준으로 전방 및 후방에 배치되고, 이로 인해 제품의 전체 형상의 길이가 길고, 커지는 단점이 있었다. 즉, 상기 제품은 카메라 모듈을 실장하기 위한 공간을 제공해야 할 뿐만 아니라, 카메라의 전방 및 후방에 상기 X, Y축 구동부와 상기 X, Y 축 구동부들의 회전을 지지하는 구조물을 제공해야 함으로 제품의 크기가 커져 초소형 카메라 모듈에는 적용이 불가능함은 물론 제품의 크기의 증가로 인해 소형화 또는 슬림화를 저해시키는 단점이 있었다.
또한, 이러한 구조의 수평 자세 유지 장치는 X, Y축 구동부와 상기 X, Y 축 구동부들의 구조물이 카메라의 전방에서 후방으로 길게 배치되는 구조이기 때문에 구조물로부터 길이가 길어 회전 운동이 크게 걸려 구조물로부터의 떨림에 의한 진동이 발생하는 단점이 있었다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시예들에서는 카메라 모듈을 내장한 카메라 배럴의 측면에 카메라 모듈의 수평 자세를 유지하기 위해 회전되는 제 1, 2 구동부를 구성함으로써, 기존 카메라의 전방 및 측면에 구비되던 구동부를 카메라 모듈의 측면에 모두 구비하여 제품의 크기를 줄일 수 있고, 이로인해 제품을 소형화 및 슬림화할 수 있을 뿐만 아니라, 카메라 모듈의 회전시 회전 운동을 최소화하여 구동부들로부터 발생되는 진동을 감소시킬 수 있도록 한 수평 자세 유지 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 수평 자세 유지 장치는, 배럴(barrel); 상기 배럴의 측면에 구비되는 커버부; 상기 커버부내에 구비되며, 상기 배럴의 수평 자세를 유지하기 위해 상기 배럴을 제 1 방향(X축)으로 회전시키는 제 1 구동부; 상기 커버부내에 구비되며, 상기 배럴의 수평 자세를 유지하기 위해 상기 커버부를 제 2 방향(Y축)으로 회전시키는 제 2 구동부; 및 상기 제 1, 2 구동부의 회전을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 카메라 모듈이 포함된 수평 자세 유지 장치는, 상기 카메라 모듈을 내장하는 카메라 배럴; 상기 카메라 배럴의 측면에 구비되는 커버부; 상기 커버부내에 구비되며, 상기 카메라 모듈의 수평 자세를 유지하기 위해 상기 카메라 배럴을 제 1 방향(X축)으로 회전시키는 제 1 구동부; 상기 커버부내에 구비되며, 상기 카메라 모듈의 수평 자세를 유지하기 위해 상기 커버부를 제 2 방향(Y축)으로 회전시키는 제 2 구동부; 및 상기 제 1, 2 구동부의 회전을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 예를 들면, 카메라 모듈을 내장한 카메라 배럴의 측면에 카메라 모듈의 수평 자세를 유지하기 위해 회전되는 제 1, 2 구동부를 구성하여 기존 카메라의 전방 및 측면에 구비되던 구동부들을 카메라 모듈의 측면에 모두 구비하여 제품의 크기를 줄일 수 있고, 이로 인해 제품을 소형화 및 슬림화할 수 있을 뿐만 아니라, 카메라 모듈의 회전시 발생되는 진동을 감소시켜 흔들림 없는 영상 또는 사진 촬영을 할 수 있다.
더불어, 카메라 모듈의 측면에 제 1, 2 구동부를 모두 구비하여 제품에 설치되는 에프피씨비(FPCB)의 설치를 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치를 포함하는 네트워크 환경을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 수평 자세 유지 장치의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 수평 자세 유지 장치의 구성 중 카메라 배럴과 제 1 구동부의 결합 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 수평 자세 유지 장치의 구성 중 제 1 구동부의 지지 부재와 제 2 구동부의 가이드 기어부의 결합 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 수평 자세 유지 장치의 구성 중 제 1 구동부와 제 2 구동부의 결합 상태를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 수평 자세 유지 장치의 결합 상태를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 수평 자세 유지 장치의 제 1 방향으로 회전하는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 수평 자세 유지 장치의 제 1 방향으로 회전하는 상태를 나타내는 다른 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 수평 자세 유지 장치의 제 2 방향으로 회전 전 상태를 나타내는 평면도이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 수평 자세 유지 장치의 제 2 방향으로 회전 전 상태를 나타내는 정면도이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 수평 자세 유지 장치의 제 2 방향으로 회전 상태를 나타내는 평면도이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 수평 자세 유지 장치의 제 2 방향으로 회전 상태를 나타내는 다른 평면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 수평 자세 유지 장치에 대한 구동 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 다른 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 수평 자세 유지 장치를 장착한 짐벌 장치를 나타내는 정면도이다.
도 15는 본 발명의 다른 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 수평 자세 유지 장치를 장착한 짐벌 장치를 나타내는 배면도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 수평 자체 유지 장치를 장착한 무인 비행체를 나타내는 사시도이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 발명에서, "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 발명에서, "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.
본 발명에서 사용된 "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 기재된 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 발명에서 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 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 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 구성된(또는 설정된) 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 발명에서 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 용어들은 본 발명에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 발명에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 발명에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 발명에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 전자책 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드(skin pad) 또는 문신), 또는 생체 이식형(예: implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예들에서, 전자 장치는 가전 제품(home appliance)일 수 있다. 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널(home automation control panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치(internet of things)(예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하여, 다양한 실시예에서의, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(10)가 기재된다. 전자 장치(10)는 버스(110), 프로세서(120), 메모리(130), 입출력 인터페이스(150), 디스플레이(160), 및 통신 인터페이스(170)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(10)는, 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 구비할 수 있다.
버스(110)는, 예를 들면, 구성요소들(110-170)을 서로 연결하고, 구성요소들 간의 통신(예: 제어 메시지 및/또는 데이터)을 전달하는 회로를 포함할 수 있다.
프로세서(120)는, 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 예를 들면, 전자 장치(10)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
메모리(130)는, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 예를 들면, 전자 장치(10)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 메모리(130)는 소프트웨어 및/또는 프로그램(140)을 저장할 수 있다. 프로그램(140)은, 예를 들면, 커널(141), 미들웨어(143), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programming interface(API))(145), 및/또는 어플리케이션 프로그램(또는 "어플리케이션")(147) 등을 포함할 수 있다. 커널(141), 미들웨어(143), 또는 API(145)의 적어도 일부는, 운영 시스템(operating system(OS))으로 지칭될 수 있다.
커널(141)은, 예를 들면, 다른 프로그램들(예: 미들웨어(143), API(145), 또는 어플리케이션 프로그램(147))에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예: 버스(110), 프로세서(120), 또는 메모리(130) 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 커널(141)은 미들웨어(143), API(145), 또는 어플리케이션 프로그램(147)에서 전자 장치(10)의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
미들웨어(143)는, 예를 들면, API(145) 또는 어플리케이션 프로그램(147)이 커널(141)과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다.
또한, 미들웨어(143)는 어플리케이션 프로그램(147)으로부터 수신된 하나 이상의 작업 요청들을 우선 순위에 따라 처리할 수 있다. 예를 들면, 미들웨어(143)는 어플리케이션 프로그램(147) 중 적어도 하나에 전자 장치(10)의 시스템 리소스(예: 버스(110), 프로세서(120), 또는 메모리(130) 등)를 사용할 수 있는 우선 순위를 부여할 수 있다. 예컨대, 미들웨어(143)는 상기 적어도 하나에 부여된 우선 순위에 따라 상기 하나 이상의 작업 요청들을 처리함으로써, 상기 하나 이상의 작업 요청들에 대한 스케쥴링 또는 로드 밸런싱 등을 수행할 수 있다.
API(145)는, 예를 들면, 어플리케이션(147)이 커널(141) 또는 미들웨어(143)에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예를 들면, 파일 제어, 창 제어, 영상 처리, 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(예: 명령어)를 포함할 수 있다.
입출력 인터페이스(150)는, 예를 들면, 사용자 또는 다른 외부 기기로부터 입력된 명령 또는 데이터를 전자 장치(10)의 다른 구성요소(들)에 전달할 수 있는 인터페이스의 역할을 할 수 있다. 또한, 입출력 인터페이스(150)는 전자 장치(10)의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 사용자 또는 다른 외부 기기로 출력할 수 있다.
디스플레이(160)는, 예를 들면, 액정 디스플레이(liquid crystal display(LCD)), 발광 다이오드(light-emitting diode(LED)) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode(OLED)) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템(microelectromechanical systems(MEMS)) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(160)는, 예를 들면, 사용자에게 각종 콘텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 또는 심볼 등)을 표시할 수 있다. 디스플레이(160)는, 터치 스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스쳐, 근접, 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다.
통신 인터페이스(170)는, 예를 들면, 전자 장치(10)와 외부 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(102), 제 2 외부 전자 장치(104), 또는 서버(106)) 간의 통신을 설정할 수 있다. 예를 들면, 통신 인터페이스(170)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해서 네트워크(162)에 연결되어 외부 장치(예: 제 2 외부 전자 장치(104) 또는 서버(106))와 통신할 수 있다.
무선 통신은, 예를 들면, LTE, LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 등 중 적어도 하나를 사용하는 셀룰러 통신을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신은, 예를 들면, WiFi(wireless fidelity), 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 지그비(Zigbee), NFC(near field communication), 자력 시큐어 트랜스미션(Magnetic Secure Transmission), 라디오 프리퀀시(RF), 또는 보디 에어리어 네트워크(BAN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한실시예에 따르면, 무선 통신은 GNSS를 포함할 수 있다. GNSS는, 예를 들면, GPS(Global Positioning System), Glonass(Global Navigation Satellite System), Beidou Navigation Satellite System(이하 "Beidou") 또는 Galileo, the European global satellite-based navigation system일 수 있다. 이하, 본 문서에서는, "GPS"는 "GNSS"와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 유선 통신은, 예를 들면, USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard232), 또는 POTS(plain old telephone service) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 네트워크(162)는 통신 네트워크(telecommunications network), 예를 들면, 컴퓨터 네트워크(computer network)(예: LAN 또는 WAN), 인터넷, 또는 전화 망(telephone network) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 외부 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(10)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 한 실시예에 따르면, 서버(106)는 하나 또는 그 이상의 서버들의 그룹을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(10)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 전자 장치(예: 전자 장치(102,104), 또는 서버(106)에서 실행될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(10)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(10)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 다른 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))에게 요청할 수 있다. 다른 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(10)로 전달할 수 있다. 전자 장치(10)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
이하에서 설명될 전자 장치(10)는 앞서 언급한 웨어러블 기기(wearable device), 노트북, 넷북, 스마트 폰(Smart Phone), 테블릿 PC, 갤랙시 탭, 아이패드, 카메라 모듈, 충전 장치, 무선 충전 장치 및 수평 자세 유지 장치 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 수평 자세 유지 장치가 설명된다. 본 발명에서, 사용자라는 용어는 카메라 모듈을 위한 수평 자세 유지 장치를 사용하는 사람 또는 카메라를 위한 수평 자세 유지 장치를 사용하는 장치(예: 짐벌 장치, 무인 비행체등)를 지칭할 수 있다.
또한. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 수평 자세 유지 장치(200, 도 2에 도시됨)는 카메라 모듈의 수평 자세 유지를 위한 장치에 대해서 기술하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 수평 자세 유지가 요구되는 다양한 전자 장치에 적용될 수 있다. 예를 들면, 상기 수평 자세 유지 장치의 배럴에 카메라 배럴이외에 레이저를 내장하는 배럴이나 수평 자세 유지가 요구되는 물건을 적용할 수 있다.
상기 카메라는 전체적으로 구 또는 반구 형상으로 설계되며, 카메라의 전체 외면은 카메라 하우징(미도시 됨)과 베이스(미도시 됨)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 하우징은 내부에 렌즈 조립체(미도시)의 적어도 일부를 실장하여 상기 렌즈 조립체를 보호하고, 상기 렌즈 조립체에 의한 외부 이미지 촬상을 위하여 투명한 유리 재질로 구성할 수 있다. 상기 베이스는 카메라의 하우징 외면을 형성하며, 내부에 렌즈 조립체의 일부, 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 인쇄 회로기판, ISP(image signal processor), 또는 플래시(flash)(예: LED 또는 xenon lamp 등) 등을 실장할 수 있는 공간을 구비할 수 있다. 상기 베이스는 상기 내부에 실장된 부품들을 고정하고 보호하는 역할을 한다. 상기 베이스의 외면은 유선 또는 무선 연결을 확인하거나 외부 부속품과의 결합을 확인하는 각종 버튼이 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 카메라 모듈은 상기 베이스 내측에 배치되는 적어도 하나의 광각 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광각 렌즈는 어안렌즈, 초광각렌즈 등 다양한 렌즈를 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 어안렌즈는 사각이 180도를 넘는 초광각 렌즈이며, 180도의 시야를 가진 전체의 피사체를 하나의 원형 안에 촬영할 수 있다. 렌즈 조립체은 광각 렌즈 이외에도 초점 거리를 조절할 수 있도록 광의 경로 상에 배치되는 오목렌즈 또는 볼록렌즈 등의 광학부재를 더 포함하여 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 카메라 모듈에 구비된 이미지 센서는 상기 베이스 내부에 배치되며, 상기 렌즈 조립체로부터 얻은 피사체의 정보를 검지하여 전기적인 영상신호로 변환하는 역할을 한다. 이미지 센서는 예를 들면, CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서 또는 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서 등을 이용할 수 있다. 다만, 이에 한정된 것은 아니며, 그와 유사한 기능을 수행하는 다른 센서 소자들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 이미지 센서의 일면은 렌즈 조립체와 대면 배치되며, 타면은 인쇄 회로기판과 대면 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 인쇄 회로기판은 베이스 내에 배치되며, 다양한 전자 소자들이 집적회로(Ictegrated Circuit; IC) 형태로 배치될 수 있다. 인쇄 회로기판은 렌즈 조립체로부터 촬상된 이미지를 저장 및 처리하는 영상 처리소자 등 각종 소자들로 구성될 수 있다. 또 한 예로, 베이스 일면에는 상기 인쇄 회로부의 통신부와 연결되고 외부 장치와 유선 커넥터 연결을 위한 유선 통신 단자들이 배치될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 카메라 모듈(211)이 포함된 수평 자세 유지 장치(200)의 구성을 구체적으로 설명하면, 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈(211)을 포함하는 수평 자세 유지 장치(200)의 구성을 나타내는 분해 사시도 이고, 도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈(211)을 포함하는 수평 자세 유지 장치(200)의 구성 중 제 1 구동부(230)와 제 2 구동부(240)의 결합 상태를 나타내는 사시도이며, 도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈(211)을 포함하는 수평 자세 유지 장치(200)의 결합 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 수평 자세 유지 장치(200)는, 카메라 모듈(211)을 내장하는 카메라 배럴(210), 커버부(220), 제 1, 2 구동부(230)(240) 및 제어부(250)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 카메라 배럴(210)은 상기 카메라 모듈(211)의 수평 자세를 유지하도록 후술하는 제 1, 2 구동부(230)(240)의 측면에 구비될 수 있다.
상기 커버부(220)는 후술하는 상기 제 1, 2 구동부(230)(240)를 구비하고, 상기 카메라 배럴(210)을 제 1, 2 방향(X축,Y축)으로 회전시킬 수 있도록 상기 카메라 배럴(210)의 측면에 배치될 수 있다.
상기 제 1 구동부(230)는 상기 카메라 모듈(211)의 수평 자세를 유지하기 위해 상기 카메라 배럴(210)을 제 1 방향(X축)으로 회전시킬 수 있도록 상기 커버부(220)내에 구비될 수 있다.
상기 제 2 구동부(240)는 상기 카메라 모듈(211)의 수평 자세를 유지하기 위해 상기 커버부(220)를 제 2 방향(Y축)으로 회전시킬 수 있도록 상기 커버부(220)내에 구비될 수 있다.
상기 제어부(250)는 상기 제 1, 2 구동부(230)(240)의 회전을 제어할 수 있다.
상기 커버부(220)는 프론트 커버부(221) 및 리어 커버부(222)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 프론트 커버부(221)는 상기 리어 커버부(222)에 구비된 복수의 체결부(223a)를 통해 체결되도록 나사 체결부(221a)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 프론트 커버부(221)와 상기 리어 커버부(222)를 대면시키고, 이때, 상기 리어 커버부(222)의 체결부(223a)들과 상기 프론트 커버부(221)의 나사 체결부(221a)를 서로 일치시킨 후 나사를 체결하여 서로 결합시킨다. 상기 프론트 커버부(221)와 상기 리어 커버부(222)가 결합됨과 동시에 상기 커버부(220)들내에는 상기 제 1, 2 구동부(230)(240)를 수용할 수 있는 수용 공간(223)이 형성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 제 1 구동부(230)를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈(211)을 포함하는 수평 자세 유지 장치(200)의 구성 중 카메라 배럴(210)과 제 1 구동부(230)의 결합 상태를 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈(211)을 포함하는 수평 자세 유지 장치(200)의 구성 중 제 1 구동부(230)의 지지 부재(232)와 제 2 구동부(240)의 가이드 기어부(242)의 결합 상태를 나타내는 사시도이며, 도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈(211)을 포함하는 자세 유지 장치(200)의 제 1 방향(X축)으로 회전하는 상태를 나타내는 사시도이고, 도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈(211)을 포함하는 수평 자세 유지 장치(200)의 제 1 방향(X축)으로 회전하는 상태를 나타내는 다른 사시도이다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 상기 제 1 구동부(230)는 제 1 구동 모터(231) 및 지지 부재(232)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 구동 모터(231)는 상기 제어부(250)의 전원 공급에 따라 상기 카메라 배럴(210)을 상기 제 1 방향(X축)으로 회전시킬 수 있도록 상기 카메라 배럴(210)의 측면에 배치됨과 동시에 회전가능하게 연결될 수 있다. 상기 지지 부재(232)는 상기 카메라 배럴(210)의 회전을 지지하도록 상기 커버부(220)에 구비될 수 있다.
상기 지지 부재(232)에는 상기 카메라 배럴(210)의 측면에 형성된 회전부(210a; 도 2에 도시됨)에 결합되고, 상기 제 1 구동 모터(231)의 제 1 방향(X축)의 회전을 지지하도록 제 1 베어링(232a)이 수용되는 제 1 베어링 수용부(232c)가 구비될 수 있다. 상기 지지 부재(232)에는 상기 제 2 구동 모터(241)의 제 2 방향(Y축)의 회전을 지지하도록 다수의 제 2 베어링(232b)이 수용되는 다수의 제 2 베어링 수용부(232d)가 구비될 수 있다.
예를 들면, 상기 지지 부재(232)의 제 1 방향(X축)의 수직으로 상기 제 1 베어링 수용부(232c)가 구비하고, 상기 제 1 베어링 수용부(232c)내에 상기 카메라 배럴의 회전부(210a)와 결합되도록 상기 제 1 베어링(232a)을 수용할 수 있다.
상기 지지 부재(232)의 제 2 방향(Y축)의 수직으로 상기 제 2 베어링 수용부(232d)들을 구비하고, 상기 제 2 베어링 수용부(232d)들내에 상기 제 2 베어링(232b)을 각각 수용할 수 있다.
상기 제 1 구동 모터(231)는 브러시리스 모터 및 스테핑 모터 중 하나로 이루어질 수 있다, 본 발명의 실시예에서 상기 제 1 구동 모터(231)는 브러시리스 모터를 적용하여 설명하기로 한다.
상기 제 1 구동 모터(231)에 상기 제어부의 전원 공급에 따라, 상기 제 1 구동 모터(231)의 회전축이 회전되고, 상기 제 1 구동 모터(231)의 회전에 따라 상기 카메라 배럴(210)이 상기 제 1 방향(X축)으로 회전할 수 있다. 이때, 상기 제 1 구동 모터(231)는 상기 제 1 베어링(232a)에 의해 상기 카메라 배럴(210)을 회전을 지지함과 동시에 회전을 부드럽게 할 수 있다.
이와 같이, 도 7 및 도 8과 같이, 상기 제어부(250)가 상기 커버부(220)의 움직을 적어도 하나 이상의 센서부(미도시 됨)를 통해 감지하고, 상기 센서부들에서 전달된 감지 신호에 따라 상기 카메라 모듈(211)의 수평을 유지하는 제어 신호를 실시간으로 전달 받아 상기 제 1 구동부(230)의 전원 공급을 제어하여 제 1 구동 모터(231)의 회전을 제어하며, 상기 제 1 구동 모터(231)는 상기 제어부(250)의 제어 전원 공급에 따라 상기 카메라 배럴(210)을 제 1 방향(X축)으로 회전시킴과 동시에 상기 카메라 모듈(211)도 회전시켜 카메라 모듈(211)의 수평 자세 유지를 보정할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 제 2 구동부(240)를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈(211)을 포함하는 수평 자세 유지 장치(200)의 제 2 방향으로 회전 전 상태를 나타내는 평면도이고, 도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈(211)을 포함하는 수평 자세 유지 장치(200)의 제 2 방향으로 회전 전 상태를 나타내는 정면도이며, 도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈(211)을 포함하는 수평 자세 유지 장치(200)의 제 2 방향으로 회전 상태를 나타내는 평면도이고, 도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈(211)을 포함하는 수평 자세 유지 장치(200)의 제 2 방향으로 회전 상태를 나타내는 다른 평면도이다.
도 9 내지 도 12를 참조하면, 상기 제 2 구동부(240)는 제 2 구동 모터(241), 기어부(242), 가이드 기어부(242)를 포함할 수 있다.상기 제 2 구동 모터(241)는 상기 제어부의 전원 공급에 따라 회전할 수 있도록 상기 커버부(220)내에 구비될 수 있다. 상기 기어부(242)는 상기 제 2 구동 모터(241)에 회전가능하게 맞물리도록 상기 커버부(220)내에 회전가능하게 결합될 수 있다. 상기 가이드 기어부(242)는 상기 제 2 구동 모터(241)의 회전에 따라 상기 기어부(242)가 회전하고, 상기 기어부(242)의 회전력을 전달 받아 상기 커버부(220)를 상기 제 2 방향(Y축)으로 회전할 수 있도록 상기 기어부(242)와 회전가능하게 맞물릴 수 있다.
상기 기어부(242)는 제 1, 2 기어부(242)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 기어부(242a)는 상기 제 2 구동 모터(241)의 기어에 맞물리도록 기어부(242)에 구비될 수 있다.
상기 제 2 기어부(242b)는 상기 가이드 기어부(242)에 맞물리도록 상기 제 1 기어부(242a)의 이웃한 위치에 구비될 수 있다.
예를 들어, 상기 기어부(242)는 상기 커버부(220)내에 형성된 기어결합부(미도시됨)에 회전가능하게 결합되고, 이 상태에서, 상기 기어부(242)의 제 1 기어부(242a)는 상기 제 2 구동 모터(241)의 기어에 맞물리고, 상기 기어부(242)의 제 2 기어부(242b)는 상기 가이드 기어부(242)에 맞물리 수 있다.
상기 가이드 기어부(242)는 상기 제 1 구동 모터(231)에 결합되는 모터 케이스(231a)의 외측에 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 모터 케이스(231a)의 형상은 곡선으로 형성되고, 상기 가이드 기어부(242)는 곡선의 상기 모터 케이스(231a)의 형상을 따라서 곡선의 기어부(242)로 형성될 수 있다.
상기 제 2 구동 모터(241)는 브러시리스 모터 및 스테핑 모터 중 하나로 이루어질 수 있다, 본 발명의 실시예에서 상기 제 2 구동 모터(241)는 스테핑 모터를 적용하여 설명하기로 한다.
이와 같이, 도 11 및 도 12와 같이, 상기 제어부(250)가 상기 커버부(220)의 움직을 적어도 하나 이상의 센서부(미도시 됨)를 통해 감지하고, 상기 센서부들에서 전달된 감지 신호에 따라 상기 카메라 모듈(211)의 수평을 유지하는 제어 신호를 실시간으로 전달 받아 상기 제 2 구동부(240)의 전원 공급을 제어하고, 상기 제 2 구동 모터(241)는 상기 제어부(250)의 전원 공급에 따라 상기 카메라 배럴(210)을 제 2 방향(Y축)으로 회전시킴과 동시에 상기 카메라 모듈(211)도 회전시켜 카메라 모듈(211)의 수평 자세 유지를 보정할 수 있다.
또 한실시예에 따르면, 상기 제어부(250)는, 적어도 하나의 센서부(미도시 됨)을 포함하고, 상기 센서부들에서 전달된 감지 신호에 따라 상기 카메라 모듈(211)의 수평을 유지하는 제어 신호를 실시간으로 전달 받고, 이를 기반으로 상기 제 1, 2 구동부(230)(240)의 전원 공급을 제어하여 상기 제 1, 2 구동 모터(231)(241)의 상기 제 1, 2 방향(X축, Y축)의 회전을 제어하며, 이로 인해 상기 카메라 모듈(211)의 회전 및 상기 커버부(220)의 회전을 보정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 센서부(미도시 됨)는, 물리량을 계측하거나 자세 유지 장치의 각 전자 장치의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러(color) 센서(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서, 온/습도 센서, 조도 센서, 또는 UV(ultra violet) 센서 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively), 센서부(520)는, 예를 들면, 후각 센서(E-nose sensor), EMG 센서(electromyography sensor), EEG 센서(electroencephalogram sensor), ECG 센서(electrocardiogram sensor), IR(infrared) 센서, 홍채 센서 및/또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 센서부(520)는 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 카메라 모듈(211)이 포함된 수평 자체 유지 장치의 조립 과장을 구체적으로 설명하면, 다음과 같다.
앞서 언급한 도 1과 같이, 카메라 배럴(210)내에 카메라 모듈(211)을 내장하고, 상기 카메라 배럴(210)의 측면에 형성된 회전부(210a)를 상기 지지 부재(232)의 제 1 면에 형성된 제 1 베어링 수용부(232c)가 회전가능하게 결합시킬 수 있다. 이때, 상기 제 1 베어링 수용부(232c)에는 제 1 베어링(232a)이 수용되어 있으므로, 상기 카메라 배럴(210)의 회전부(210a)가 상기 제 1 베어링 수용부(232c)에 결합됨과 동시에 상기 제 1 베어링(232a)에 회전가능하게 결합될 수 있다. 상기 지지 부재(232)의 제 1 면 반대편 제 2 면에 상기 제 1 구동 모터(231)를 구비하고, 상기 제 1 구동 모터(231)의 회전축이 지지 부재(232)의 제 1 베어링(232a) 수용부를 관통하여 상기 카메라 배럴(210)의 회전부내에 결합될 수 있다. 상기 제 1 구동 모터(231)는 상기 지지 부재(232)에 나사체결하여 고정될 수 있다. 상기 제 1 구동 모터(231)의 외부에 상기 제 1 구동 모터(231)를 보호하는 모터 케이스(231a)를 결합할 수 있다. 상기 모터 케이스(231a)의 외측에 형성된 가이드 기어부(242)에 상기 기어부(242)의 제 2 기어부(242b)를 서로 맞물리고, 상기 기어부(242)의 제 1 기어부(242a)는 상기 제 2 구동 모터(241)의 기어에 맞물리게 결합할 수 있다.
상기 지지 부재(232)의 제 2 방향(Y축)으로 다수의 상기 제 2 베어링 수용부(232d)가 형성되고, 상기 제 2 베어링 수용부(232d)들에 상기 커버부(220)에 내측에 형성된 회전 돌기(미도시 됨)들을 결합할 수 있다. 따라서, 상기 지지 부재(232)는 상기 커버부(220)를 제 2 방향(Y축)으로 회전시킬 수 있다.
이와 같이, 카메라 배럴(210)의 측면에 상기 지지 부재(232), 상기 제 1, 2 구동부(230)(240)를 순차적으로 조립한 후 상기 지지 부재(232)에 상기 커버부(220)를 결합할 수 있다. 상기 커버부(220)는 프론트 커버부(221) 및 리어 커버부(222)로 이루어지고, 상기 프론트 커버부(221)에 형성된 수용 공간(223)에 지지 부재(232)와 제 1, 2 구동부(230)(240)를 수용하고, 상기 프론트 커버부(221)에 상기 리어 커버부(222)를 결합할 수 있다. 상기 프론터 커버부(221)와 상기 리어 커버부(222)를 서로 결합함과 동시에 상기 프론터 커버부(221)의 나사 체결부(221a)와 상기 리어 커버부(222)의 체결부(223a)를 서로 대면시키고, 상기 체결부들에 나사를 체결하여 고정할 수 있다.
이렇게 조립된 수평 자체 유지 장치의 동작 과장을 구체적으로 설명하면, 다음과 같다.
앞서 언급한 도 7, 도 8, 도 11 및 도 12와 같이, 상기 수평 자세 유지 장치(200)를 사용자가 잡고 이동하면서 카메라 모듈(211)을 통해 외부 영상을 촬영할 경우, 사용자의 이동에 따라 카메라 모듈(211)의 수평 자세를 유지하기 위해 먼저 센서부(미도시 됨)가 사용자의 움직을 감지할 수 있다. 상기 센서부는 사용자의 움직에 따라 제 1, 2 방향(X축, Y축)을 감지하고, 감지된 신호를 상기 제어부(250)에 인가할 수 있다. 상기 제어부(250)는 전달된 감지 신호를 기반으로 상기 카메라 모듈(211)의 수평 자세 유지를 위해 상기 보정에 필요한 전원 공급을 상기 제 1, 2 구동부(230)(240)의 제 1, 2 구동 모터(231)(241)에 전달할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부(250)는 상기 제 1 구동부(230)의 제 1 구동 모터(231)에 제 1 방향(X축)으로 회전하도록 전원 공급을 제어하고, 이 전원 공급에 따라 상기 제 1 구동 모터(231)는 상기 카메라 모듈(211)을 제 1 방향(X축)으로 회전을 보정할 수 있다. 그리고, 상기 제어부(250)는 상기 제 2 구동부(240)의 제 2 구동 모터(241)에 제 2 방향(Y축)으로 회전하도록 전원 공급을 제어하고,이 전원 공급에 따라 상기 제 2 구동 모터(241)는 상기 카메라 모듈(211)을 제 2 방향(Y축)으로 회전을 보정할 수 있다.
상기 제어부(250)는 상기 센서부들에서 전달된 감지 신호에 따라 상기 카메라 모듈(211)의 수평을 유지하는 제어 신호를 실시간으로 전달 받아 이를 기반으로 상기 제 1 구동부(230)의 전원 공급을 제어하고, 제어된 전원 공급예 따라 제 1 구동 모터(231)를 회전시켜 상기 카메라 모듈(211)의 회전을 통해 보정할 수 있고, 또한, 상기 제어부(250)는 상기 제 2 구동부(240)의 전원 공급을 제어하고, 제어된 전원 공급에 따라 상기 제 2 구동 모터(241)를 회전시켜 상기 커버부(220)의 회전을 보정할 수 있다.
예를 들면, 상기 수평 자세 유지 장치(200)에 대한 수평 유지 방법을 좀 더 구체적으로 설명하면, 다음과 같이. 먼저, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(211)을 포함하는 자세 유지 장치(200)에 대한 구동 방법을 나타낸 흐름도이다.
상기 카메라 모듈(211) 또는 상기 커버부(220)에 구비된 다수의 센서부를 이용하여 상기 카메라 모듈(211)을 내장한 카메라 배럴(210)의 수평 여부 및 움직임을 감지할 수 있다.(S1)
상기 센서부들에서 감지된 신호를 상기 제어부(250)에 전달하고, 상기 제어부(250)는 감지된 신호에 따라 상기 카메라 모듈(211)에서 촬영된 이미지의 수평 유지를 위하여 제어 신호를 실시간으로 전달 받고, 이를 기반으로 상기 제 1, 2 구동부(230)(240)의 전원 공급을 제어할 수 있다.(S2)
상기 제 1, 2 구동부(230)(240)의 제 1, 2 구동 모터(231)(241)는 제어된 전원 공급에 따라 회전하여 상기 카메라 배럴(210) 및 상기 커버부(220)를 상기 제 1, 2 방향(X축, Y축)으로 회전하여 카메라 모듈(211)의 수평 자세 유지를 위한 보정을 할 수 있다.(S3)
이와 같이, 상기 수평 자세 유지 장치(200)는 카메라 모듈(211)을 통해 이미지 촬영시 실시간으로 기울기를 보정해주어 흔들림 없는 사진 또는 동영상의 이미지를 구현할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예 따르면, 수평 자세 유지 장치는, 배럴; 상기 배럴의 측면에 구비되는 커버부; 상기 커버부내에 구비되며, 상기 배럴의 수평 자세를 유지하기 위해 상기 배럴을 제 1 방향(X축)으로 회전시키는 제 1 구동부; 상기 커버부내에 구비되며, 상기 배럴의 수평 자세를 유지하기 위해 상기 커버부를 제 2 방향(Y축)으로 회전시키는 제 2 구동부; 및 상기 제 1, 2 구동부의 회전을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예 따르면, 상기 배럴은 카메라 모듈을 내장하는 카메라 배럴을 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예 따르면, 카메라 모듈이 포함된 수평 자세 유지 장치는, 상기 카메라 모듈을 내장하는 카메라 배럴; 상기 카메라 배럴의 측면에 구비되는 커버부; 상기 커버부내에 구비되며, 상기 카메라 모듈의 수평 자세를 유지하기 위해 상기 카메라 배럴을 제 1 방향(X축)으로 회전시키는 제 1 구동부; 상기 커버부내에 구비되며, 상기 카메라 모듈의 수평 자세를 유지하기 위해 상기 커버부를 제 2 방향(Y축)으로 회전시키는 제 2 구동부; 및 상기 제 1, 2 구동부의 회전을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예 따르면, 상기 커버부는 프론트 커버부 및 리어 커버부를 포함하여 이루어지고,상기 프론트 커버부 및 상기 리어 커버부내에는 상기 제 1, 2 구동부를 수용하는 수용 공간이 구비될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예 따르면, 상기 제 1 구동부는, 상기 카메라 배럴의 측면에 배치됨과 아울러 회전가능하게 연결되며, 상기 제어부의 전원 공급에 따라 상기 카메라 배럴을 제 1 방향(X축)으로 회전시키는 제 1 구동 모터; 상기 커버부에 구비되며, 상기 카메라 배럴의 회전을 지지하는 지지 부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예 따르면, 상기 지지 부재에는 상기 카메라 배럴의 측면에 형성된 회전부에 결합되고, 상기 제 1 구동 모터의 제 1 방향(X축)의 회전을 지지하는 제 1 베어링을 구비하는 제 1 베어링 수용부가 구비되고, 상기 지지 부재에는 상기 제 2 구동 모터의 제 2 방향(Y축)의 회전을 지지하는 다수의 제 2 베어링을 구비하는 다수의 제 2 베어링 수용부가 구비될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예 따르면, 상기 제 2 구동부는, 상기 커버부내에 구비되고, 상기 제어부의 전원 공급에 따라 회전하는 제 2 구동 모터; 상기 커버부내에 회전가능하게 결합되며, 상기 제 2 구동 모터에 회전가능하게 맞물리는 기어부; 상기 기어부와 회전가능하게 맞물리고, 상기 제 2 구동 모터의 회전에 따라 상기 기어부가 회전하고, 상기 기어부의 회전력을 전달받아 상기 커버부를 상기 제 2 방향(Y축)으로 회전할 수 있도록 가이드하는 가이드 기어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예 따르면, 상기 기어부는, 상기 제 2 구동 모터의 기어에 맞물리는 제 1 기어부; 및 상기 제 1 기어부의 이웃한 위치에 구비되어 상기 가이드기어부에 맞물리는 제 2 기어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예 따르면, 상기 가이드 기어부는 상기 제 1 구동 모터에 결합되는 모터 케이스의 외측에 구비되고, 상기 모터 케이스의 외곽 형상을 따라서 곡선의 기어부로 형성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예 따르면, 상기 제어부는, 상기 커버부의 움직을 감지하는 적어도 하나의 센서부; 및 상기 센서부들에서 전달된 감지 신호에 따라 상기 카메라 모듈의 수평을 유지하는 제어 신호를 실시간으로 전달 받고, 이를 기반으로 상기 제 1, 2 구동부의 전원공급을 제어하여 상기 제 1, 2 구동 모터의 회전을 제어하며, 상기 카메라 모듈의 회전 및 상기 커버부의 회전을 보정할 수 있다.
본 발명의 다른 다양한 실시예에 따른 상기 카메라 모듈(211)이 포함된 수평 자세 유지 장치(200)를 짐벌 장치(300)에 장착하여 설명하면, 다음과 같다.
먼저. 도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈(211)을 포함하는 자세 유지 장치(200)를 장착한 짐벌 장치(300)를 나타내는 정면도이고, 도 15는 본 발명의 다른 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈(211)을 포함하는 수평 자세 유지 장치(200)를 장착한 짐벌 장치(300)를 나타내는 배면도이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 상기 짐벌 장치(300)는 상기 수평 자세 유지 장치(200)를 장착하고, 상기 수평 자세 유지 장치(200)에 카메라 배럴(210)을 구비하고, 상기 카메라 배럴(210)내에 구비된 카메라 모듈(211)을 통해 영상을 촬영함과 동시에 촬영된 영상을 전자 장치(500)의 뷰파인더를 통해 볼 수 있다.
상기 짐벌 장치(300)는 사용자가 손잡이부(302)를 잡고 이동하면서 다양한 각도에서 영상을 생동감 있게 촬영할 수 있는 장치이다.
예를 들면, 상기 짐벌 장치(300)는 장착부(301), 손잡이부(302) 및 회전 착탈부(303)를 포함할 수 있다.
상기 장착부(301)는 상기 수평 자세 유지 장치(200)를 장착하고, 상기 수평 유지 장치(200)의 카메라 모듈(211)을 외부로 노출시킬 수 있도록 개구부가 형성될 수 있다.
상기 손잡이부(302)는 사용자가 잡고 이동하면서 카메라 모듈(211)의 영상을 촬영하도록 상기 장착부(301)의 하부에 구비될 수 있다.
상기 회전 착탈부(303)는 뷰파인터를 구비한 전자 장치(500)를 탈부착시킬 수 있도록 상기 손잡이부(302)의 측면에 회전가능하게 연결되어 있다.
상기 회전 착탈부(303)는 상기 손잡이부(302)의 측면에 구비된 힌지부(미도시 됨)에 의해 회전될 수 있다.
이 상태에서, 도 15와 같이, 사용자가 상기 짐벌 장치(300)의 손잡이부(302)를 잡고, 이동하면서, 상기 수평 자세 유지 장치(200)의 카메라 모듈(211)을 통해 영상을 촬용할 수 있다. 이때, 상기 카메라 모듈(211)은 상기 수평 자세 유지 장치(200)의 제 1, 2 구동부(미도시 됨)에 의해 제 1, 2 방향(X축, Y축)으로 회전하여 상기 카메라 모듈(211)의 수평 자세를 유지할 수 있다.
상기 수평 자세 유지 장치(200)의 구체적인 동작은 앞서 도 2에 도시된 수평 자세 유지 장치의 동작과 동일하여 생략하기로 한다.
따라서, 상기 짐벌 장치(300)를 사용자가 잡고 이동시 상기 수평 자세 유지 장치(200)가 실시간으로 카메라 모듈(211)의 기울기를 보정함과 동시에 수평 자세 유지를 해주어 흔들림 없는 사진 또는 동영상의 이미지를 구현할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 수평 자세 유지 장치는, 상기 카메라 모듈을 통해 영상을 촬영함과 아울러 촬영된 영상을 볼 수 있도록 하는 짐벌 장치에 구비될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 짐벌 장치는, 카메라 모듈을 외부로 노출시키는 개구부를 형성하는 장착부; 상기 장착부의 하부에 구비되는 손잡이부; 및 상기 손잡이부의 측면에 회전가능하게 연결되고, 뷰파인더를 구비한 전자 장치를 탈부착시키는 회전 착탈부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 다양한 실시예에 따른 상기 카메라 모듈(211)이 포함된 수평 자체 유지 장치(200)를 무인 비행체(400)에 장착하여 설명하면, 다음과 같다.
먼저, 도 16은 본 발명의 다른 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈(211)을 포함하는 수평 자세 유지 장치(200)를 장착한 무인 비행체(400)를 나타내는 사시도이다.
도 16을 참조 하면, 상기 무인 비행체(400)는 수평 자세 유지 장치(200)를 장착하고, 복수의 프로펠러(401)를 구비하며, 상기 프로펠러(401)들을 무선 통신을 통해 지상에서 원격 조정할 수 있다.
상기 무인 비행체(400)는 조종사가 비행체(400)에 직접 탑승하지 않고 지상에서 원격조종(Remote piloted), 사전 프로그램된 경로에 따라 자동(Auto-piloted) 또는 반자동(Semi-auto-piloted) 형식으로 자율비행하거나 인공지능을 탑재하여 자체 환경 판단에 따라 임무를 수행하는 비행체(400)이다. 상기 무인 비행체는 지상통제장비(GCS : Ground Control Station/System) 및 통신장비, 지원장비등을 구비할 수 있다. 상기 무인 비행체(400)는 드론(Drone), RPV(Remote Piloted Vehicle),UAV(Unmanned/Uninhabited/Unhumanized Aerial Vehicle), UAS(Unmanned Aircraft System), RPAV(Remote Piloted Air/Aerial Vehicle) 및 Robot Aircraft 중 하나로 포함하여 이루어질 수 있다.
이러한 상기 무인 비행체(400)에는 상기 수평 자세 유지 장치(200)를 장착하는 장착 공간이 형성될 수 있다. 상기 수평 자세 유지 장치(200)에 카메라 배럴(210)을 구비하고, 상기 카메라 배럴(210)에 구비된 카메라 모듈(211)을 통해 촬영할 수 있도록 개구부(402)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 무인 비행체(400)의 장착 공간에 상기 수평 자세 유지 장치(200)를 장착하고, 상기 개구부(402)를 통해 외부의 영상을 촬영할 수 있도록 상기 카메라 모듈(211)을 배치할 수 있다.
이 상태에서, 지상에서 원격으로 조정하여 상기 무인 비행체(400)에 구비된 복수의 프로펠러(401)를 작동시켜 무인으로 비행할 수 있다. 이때, 상기 무인 비행체(400)에 구비된 상기 수평 자세 유지 장치(200)의 카메라 모듈(211)을 통해 영상을 촬영할 수 있다. 상기 수평 자세 유지 장치(200)는 카메라 모듈(211)을 제 1, 2 방향(X축, Y축)으로 회전시켜 상기 무인 비행체(400)의 무인 비행상태에서 상기 카메라 모듈(211)의 수평 자세를 유지시킬 수 있다.
상기 수평 자세 유지 장치(200)의 구체적인 동작은 앞서 도 2에 도시된 수평 자세 유지 장치의 동작과 동일하여 생략하기로 한다.
따라서, 상기 무인 비행체(400)는 무인 비행시 상기 수평 자세 유지 장치(200)가 실시간으로 기울기를 보정하여 카메라 모듈(211)의 수평 자세를 유지해주어 흔들림 없는 사진 또는 동영상의 이미지를 구현할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 수평 자세 유지 장치는, 복수의 프로펠러를 장착하고, 상기 프로펠러들을 무선통신을 통해 지상에서 원격조종으로 비행하는 무인 비행체에 장착되어 사용될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 무인 비행체에는 상기 수평 자세 유지 장치를 장착하는 장착 공간이 형성되고, 상기 수평 자세 유지 장치의 카메라 모듈을 통해 촬영할 수 있도록 개구부가 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 다양한 실시예의 카메라 모듈을 포함하는 수평 자세 유지 장치는 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
수평 자세 유지 장치 : 200 카메라 배럴 : 210
커버부 : 220 제 1, 2 구동부 : 230, 240
제어부 : 250 프론트 커버부 : 221
리어 커버부 : 222 수용 공간 : 223
제 1 구동 모터 : 231 지지 부재 : 232
제 1, 2 베어링 : 232a, 232b 제 1, 2 베어링 수용부 : 232c, 232d
제 2 구동 모터 : 241 기어부 : 242
가이드 기어부 : 243 제 1, 2 기어부 : 242a, 242b
짐벌 장치 : 300 장착부 : 301
손잡이부 : 302 회전 착탈부 : 303
프로펠러 : 401 무인 비행체 : 400
개구부 : 402

Claims (15)

  1. 수평 자세 유지 장치에 있어서,
    배럴;
    상기 배럴의 측면에 구비되는 커버부;
    상기 커버부 내에 구비되며, 상기 배럴의 수평 자세를 유지하기 위해 상기 배럴을 제 1 방향(X축)으로 회전시키는 제 1 구동부;
    상기 커버부 내에 구비되며, 상기 배럴의 수평 자세를 유지하기 위해 상기 커버부를 제 2 방향(Y축)으로 회전시키는 제 2 구동부; 및
    상기 제 1, 2 구동부의 회전을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제 1 구동부는,
    상기 배럴의 측면에 배치되고 상기 배럴에 회전가능하게 연결되며, 상기 배럴을 제 1 방향으로 회전시키는 제 1 구동 모터; 및
    상기 커버부에 구비되며, 상기 배럴의 회전을 지지하는 지지 부재를 포함하고,
    상기 제 2 구동부는,
    상기 커버부 내에 구비되고, 상기 커버부를 회전시키는 제 2 구동 모터;
    상기 커버부에 회전가능하게 결합되며, 상기 제 2 구동 모터에 회전가능하게 결합되는 기어부; 및
    상기 기어부와 회전가능하게 맞물리고, 상기 제 2 구동 모터의 회전에 따라 회전하는 상기 기어부로부터 회전력을 전달받아 상기 커버부의 상기 제 2 방향으로의 회전을 안내하는 가이드 기어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 자세 유지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 배럴은 카메라 모듈을 내장하는 카메라 배럴을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수평 자세 유지 장치.
  3. 카메라 모듈이 포함된 수평 자세 유지 장치에 있어서,
    상기 카메라 모듈을 내장하는 카메라 배럴;
    상기 카메라 배럴의 측면에 구비되는 커버부;
    상기 커버부 내에 구비되며, 상기 카메라 모듈의 수평 자세를 유지하기 위해 상기 카메라 배럴을 제 1 방향(X축)으로 회전시키는 제 1 구동부;
    상기 커버부 내에 구비되며, 상기 카메라 모듈의 수평 자세를 유지하기 위해 상기 커버부를 제 2 방향(Y축)으로 회전시키는 제 2 구동부; 및
    상기 제 1, 2 구동부의 회전을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제 1 구동부는,
    상기 카메라 배럴의 측면에 배치되고 상기 카메라 배럴에 회전가능하게 연결되며, 상기 카메라 배럴을 제 1 방향으로 회전시키는 제 1 구동 모터; 및
    상기 커버부에 구비되며, 상기 카메라 배럴의 회전을 지지하는 지지 부재를 포함하고,
    상기 제 2 구동부는, 상기 커버부 내에 구비되고, 상기 커버부를 회전시키는 제 2 구동 모터;
    상기 커버부에 회전가능하게 결합되며, 상기 제 2 구동 모터에 회전가능하게 결합되는 기어부; 및
    상기 기어부와 회전가능하게 맞물리고, 상기 제 2 구동 모터의 회전에 따라 회전하는 상기 기어부로부터 회전력을 전달받아 상기 커버부의 상기 제 2 방향으로의 회전을 안내하는 가이드 기어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 자세 유지 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 커버부는 프론트 커버부 및 리어 커버부를 포함하여 이루어지고,
    상기 프론트 커버부 및 상기 리어 커버부 내에는 상기 제 1, 2 구동부를 수용하는 수용 공간이 구비되는 것을 특징으로 하는 수평 자세 유지 장치.
  5. 삭제
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 지지 부재에는 상기 카메라 배럴의 측면에 형성된 회전부에 결합되고, 상기 제 1 구동 모터의 제 1 방향(X축)의 회전을 지지하는 제 1 베어링을 구비하는 제 1 베어링 수용부가 구비되고,
    상기 지지 부재에는 상기 제 2 구동 모터의 제 2 방향(Y축)의 회전을 지지하는 다수의 제 2 베어링을 구비하는 다수의 제 2 베어링 수용부가 구비되는 것을 특징으로 하는 수평 자세 유지 장치.
  7. 삭제
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 기어부는, 상기 제 2 구동 모터의 기어에 맞물리는 제 1 기어부;
    상기 제 1 기어부의 이웃한 위치에 구비되어 상기 가이드 기어부에 맞물리는 제 2 기어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 자세 유지 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 가이드 기어부는 상기 제 1 구동 모터에 결합되는 모터 케이스의 외측에 구비되고, 상기 모터 케이스의 외곽 형상을 따라서 곡선의 기어부로 형성되는 것을 특징으로 하는 수평 자세 유지 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 커버부의 움직을 감지하는 적어도 하나의 센서부; 및
    상기 센서부에서 전달된 감지 신호에 따라 상기 카메라 모듈의 수평을 유지하는 제어 신호를 실시간으로 전달 받고, 이를 기반으로 상기 제 1, 2 구동부의 전원공급을 제어하여 상기 제 1, 2 구동 모터의 회전을 제어하며, 상기 카메라 모듈의 회전 및 상기 커버부의 회전을 보정하는 것을 특징으로 하는 수평 자세 유지 장치.
  11. 제 3 항에 있어서, 상기 수평 자세 유지 장치는, 상기 카메라 모듈을 통해 영상을 촬영함과 아울러 촬영된 영상을 볼 수 있도록 하는 짐벌 장치에 구비되는 것을 특징으로 하는 수평 자세 유지 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 짐벌 장치는, 카메라 모듈을 외부로 노출시키는 개구부를 형성하는 장착부;
    상기 장착부의 하부에 구비되는 손잡이부; 및
    상기 손잡이부의 측면에 회전가능하게 연결되고, 뷰파인더를 구비한 전자 장치를 탈부착시키는 회전 착탈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 자세 유지 장치.
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 3 항에 있어서, 상기 수평 자세 유지 장치는, 복수의 프로펠러들을 장착하고, 상기 프로펠러들을 무선통신을 통해 지상에서 원격조종으로 비행하는 무인 비행체에 장착되어 사용되는 것을 특징으로 하는 수평 자세 유지 장치.
  14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 13 항에 있어서, 상기 무인 비행체에는 상기 수평 자세 유지 장치를 장착하는 장착 공간이 형성되고, 상기 수평 자세 유지 장치의 카메라 모듈을 통해 촬영할 수 있도록 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수평 자세 유지 장치.
  15. 삭제
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