KR100280326B1

KR100280326B1 - 카메라의 전자셔터 구동 장치

Info

Publication number: KR100280326B1
Application number: KR1019980012783A
Authority: KR
Inventors: 강태훈
Original assignee: 이중구; 삼성테크윈주식회사
Priority date: 1998-04-10
Filing date: 1998-04-10
Publication date: 2001-03-02
Also published as: KR19990079896A

Abstract

3매 이상의 섹터를 사용하여 소형 카메라에 있어서도 대구경을 실현하기 위한 시스템을 구성하는 경우 작동 토오크를 충분하게 확보하고 구동수단이 차지하는 공간을 줄여 소형화가 가능하도록, 초기위치 설정 및 렌즈어셈블리의 조출을 위해 구동되고 로터 및 모터기어와 4개의 접점을 구비하는 한쌍의 스테이터로 이루어지는 렌즈용 스테핑모터을 포함하는 렌즈구동수단과, 렌즈용 스테핑모터의 회전력에 의해 렌즈어셈블리를 조출시키고 외주면 일부에 돌출하여 렌즈구동수단과 맞물리는 종동기어가 형성되며 회전가능하게 지지되는 포커스조절링으로 이루어지는 렌즈조출수단과, 포커스조절링의 외주면에 돌출하여 형성하는 종동기어 및 검출돌기와 포커스조절링의 초기위치를 검출하는 포토인터럽터를 포함하는 조정수단과, 복수 극의 영구자석으로 이루어지는 로터 및 섹터기어와 전류를 인가하는 코일이 감겨진 스테이터로 이루어지는 섹터용 스테핑모터와 섹터기어와 맞물리는 연결기어 및 연결기어에 맞물리는 슬라이드기어가 형성되며 한쪽 끝부분에는 구동돌기가 형성되는 구동부재와 종동돌기가 한쪽면에 형성되며 섹터를 구동시키는 노출조절링 및 노출조절링에 소정의 방향으로 힘을 가하는 탄성부재를 포함하는 섹터구동수단으로 구성되는 카메라의 전자셔터 구동장치를 제공한다.

Description

카메라의 전자셔터 구동 장치{ELECTRONIC SHUTTER OPERATING DEVICE OF CAMERA}

본 발명은 카메라의 전자셔터 구동방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 3매 이상의 섹터를 사용하여 소형 카메라에 있어서도 대구경을 실현하기 위한 시스템을 구성하는 경우 작동 토오크를 충분하게 확보하고 스테이터를 원형으로 형성하여 렌즈구동수단 및 섹터구동수단이 차지하는 공간을 줄여 소형화가 가능한 카메라의 전자셔터 구동방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자셔터를 사용하는 카메라는 피사체와의 임의 거리에 대하여 측거된 위치로 초점조절용 렌즈를 조출시키는 자동초점조절과 피사체의 밝기에 따라 조리개의 개구도를 제어하는 자동노출조절이 순차적으로 자동으로 행하여지는 시스템을 보유한다.

이러한 전자셔터를 사용하는 카메라에 대한 기술이 본 출원인의 대한민국 특허출원 제97-38300호에 기재되어 있다.

대한민국 특허출원 제97-38300호에 기재된 종래 카메라의 전자셔터 구동장치는 도 17에 나타낸 바와 같이, 전원의 온이나 셔터 스위치의 릴리즈동작이 검출되는 경우 초기 위치 설정 및 초점조절용 렌즈(17)의 조출을 위해 구동되도록 4극의 영구자석으로 이루어지는 로터(2) 및 이 로터(2)와 일체로 구성되는 모터기어(3)와 상기한 로터(2)의 구동과 회전방향을 제어하기 위하여 인가되는 스텝 펄스를 접속하기 위한 4개의 접점을 구비하는 한쌍의 스테이터(5)로 구성되는 제1구동수단과, 상기한 제1구동수단의 모터기어(3)와 소정의 감속비로 기어결합되는 복수의 2단기어(7), (9), (11)에 기어결합되고 감속되어 전달되는 회전력에 의해 측거된 값만큼 초점조절용 렌즈를 조출시키는 포커스조절링(13)과, 전원의 공급이나 셔터의 릴리즈동작이 인가될 때에 상기한 포커스조절링(13)의 위치를 검출하여 초기 위치로 조정하도록 포토인터럽터(31)와 상기한 포커스조절링(13)의 외주면에 형성되는 돌기 및 기어부로 이루어지는 초기 위치 검출 및 조정수단과, 2매로 이루어지는 섹터(57), (59)를 개방 또는 폐쇄시키도록 전류가 인가되는 방향에 따라 정회전 또는 역회전하는 자동노출메타(41)와 상기한 자동노출메타(41)에 의해 회전하고 외주면 일부에 기어가 형성되는 기어레버(45)와 상기한 기어레버(45)에 형성된 기어와 맞물리는 기어가 한쪽 끝면에 형성되고 상기한 섹터(57), (59)에 결합되는 섹터핀(53)이 형성되는 섹터레버(51)와 상기한 섹터레버(51)에 항상 섹터(57), (59)를 개방시키는 방향으로 탄성력을 가하도록 설치되는 탄성부재(49)로 이루어지는 자동노출조절수단을 포함한다.

도면에서 미설명 부호 10은 상기한 제1구동수단이 설치되는 모터베이스를 나타내고, 부호 15는 상기한 포커스조절링(13)과 기어결합되는 렌즈홀더를 나타내며, 부호 20은 상기한 모터베이스(10)의 위쪽에 결합되는 모터커버를 나타내고, 부호 30은 상기한 2단기어(7), (9), (11)가 설치되고 상기한 모터베이스(10)의 아래쪽에 결합되는 셔터베이스를 나타내며, 부호 40은 상기한 셔터베이스(30)의 아래쪽에 결합되는 셔터커버를 나타낸다.

상기한 자동노출수단의 자동노출메타(41)는 섹터(57), (59)의 폐쇄상태를 상시 유지하며 연산된 노출량에 따라 정방향 전류의 인가로 탄성부재(49)에 의한 탄성력으로 섹터(57), (59)의 개방을 유지하고 설정된 노출이 완료되는 경우 인가되는 역방향 전류에 의하여 구동되어 개방상태에 있는 섹터(57), (59)를 폐쇄시킨다.

상기한 자동노출메타(41)는 상기한 기어레버(45)에 형성되는 걸림턱(47)에 접하는 보스(43)가 형성되며 엔극(N극)과 에스극(S극)이 반원형으로 형성되는 원기둥 형상의 영구자석과, 상기한 영구자석을 소정의 간격을 두고 지름 및 길이방향으로 감싸는 코일로 이루어진다.

상기와 같이 구성되는 종래 카메라의 전자셔터 구동장치는 2매의 섹터(57), (59)를 사용하므로 형상적인 한계 때문에 조리개의 구경을 크게 하는 데에 한계가 있다. 특히 소형 카메라에 있어서는 2매의 섹터로 이루어지면 조리개의 최대 구경이 작으므로 노출량이 부족할 경우가 있다.

따라서 조리개의 최대 구경을 크게 하기 위하여 3매 이상의 섹터를 사용하기도 하는 데, 이 경우에 있어서 종래 자동노출메타(41)로는 3매 이상의 섹터를 구동하기에 토오크가 부족하므로 정상적으로 구동하기 위해서는 자동노출메타(41)에 인가하는 전류를 크게 하여야 하거나 코일의 권수를 증가시켜야 하고, 이에 따라 전지의 소모가 많고 차지하는 공간이 커진다.

또 종래 동력원(1)에 있어서는 스테이터(5)를 고리형상의 일부를 잘라내어 형성한 철심에 코일을 감는 것에 의하여 형성하므로 스테이터(5)의 높이가 로터(2)의 높이보다 높게 형성되어 카메라의 크기를 소형화하는 데 어려움이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 조리개의 구경을 크게 하기 위하여 3매 이상의 섹터를 사용하고 렌즈구동수단과 섹터구동수단으로 구동 토오크가 크고 스테이터를 원형으로 형성하여 크기를 작게 한 스테핑모터를 사용하는 카메라의 전자셔터 구동 장치를 제공하는 것이다.

본 발명 카메라의 전자셔터 구동방법은 렌즈어셈블리의 조출 초기위치를 자동 초점 조절 위치의 전체 단중에서 설정된 최원거리 피사체에 대한 초점위치와 설정된 최근거리 피사체에 대한 초점위치 사이의 중간 단에 위치시킨 상태에서 렌즈어셈블리를 구동시키는 렌즈조출수단인 포커스조절링의 초기위치를 설정하는 초기위치 설정과정과, 상기한 초기위치 설정과정의 초기위치 설정이 완료된 상태에서 렌즈어셈블리를 조출시켜 피사체에 대한 실질적인 초점위치를 확인한 다음 그 초점위치를 기록매체에 저장하는 초점위치 저장과정과, 셔터 스위치의 릴리즈동작에 대응하여 측거회로부에서 연산된 연산치에 따라 설정된 합초위치로 렌즈어셈블리를 이동시키기 위하여 상기한 포커스조절링을 설정된 초기위치에서 임의의 방향으로 회전시켜 피사체와의 초점을 조절하는 초점조절과정과, 상기한 초점조절과정에서 초점의 조절이 완료된 상태에서 섹터구동수단인 섹터용 스테핑모터의 스테이터에 정방향의 전류를 일정시간 인가시켜 구동부재에 설치되는 탄성부재의 탄성력에 의해 연산된 노출치 만큼 섹터를 개방하여 노출을 실행하는 노출과정과, 연산된 노출치의 개방이 완료되면 섹터구동수단인 섹터용 스테핑모터의 스테이터에 역방향의 전류를 인가하여 개방상태에 있는 섹터를 폐쇄시키는 섹터폐쇄과정을 포함한다.

또 본 발명 카메라의 전자셔터 구동방법은 렌즈어셈블리의 조출 초기위치를 자동 초점 조절 위치의 전체 단중에서 설정된 최원거리 피사체에 대한 초점위치와 설정된 최근거리 피사체에 대한 초점위치 사이의 중간 단에 위치시킨 상태에서 렌즈어셈블리를 구동시키는 렌즈조출수단인 포커스조절링의 위치를 조정수단의 포토인터럽터에서 검출한 다음 제어수단에서 렌즈구동수단인 렌즈용 스테핑모터으로 펄스신호를 인가하여 설정된 초기위치에 포커스조절링을 위치시키는 초기위치 조정과정과, 포커스조절링의 초기위치가 설정된 상태에서 피사체와의 실질적인 초점을 조정하기 위하여 여유조정단의 구동을 통해 초점을 확인한 다음 상기에서 설정된 초기위치와 이격된 정도에 대한 데이터를 데이터 기록수단에 저장하는 초점위치 기록과정과, 셔터 스위치의 릴리즈 동작이 검출되는 경우 포커스조절링을 소정의 감속비로 시계방향 또는 시계반대방향으로 회전시켜 렌즈어셈블리를 측거된 합초위치인 섹터쪽 또는 피사체쪽으로 다단 조출시키면서 초점위치를 조정하는 초점위치 조정과정과, 상기한 초점위치 조정과정에서 피사체에 대한 초점조정이 완료되면 피사체의 노출을 위하여 섹터를 폐쇄상태로 유지하고 있는 섹터구동수단인 섹터용 스테핑모터의 스테이터에 정방향의 전류를 설정된 노출 정도의 시간동안 인가하여 구동부재에 설치되는 탄성부재의 탄성력으로 섹터를 설정된 노출량만큼 개방하며 설정된 노출량의 개방이 완료되면 섹터구동수단인 섹터용 스테핑모터의 스테이터에 역방향 전류를 인가하여 개방상태에 있는 섹터를 폐쇄하는 섹터개폐과정을 포함하는 것도 가능하다.

그리고 본 발명 카메라의 전자셔터 구동장치는 전원의 온이나 셔터 스위치의 릴리즈 동작이 검출되는 경우 초기위치 설정 및 렌즈어셈블리의 조출을 위해 구동되는 렌즈구동수단과, 상기한 렌즈구동수단과 소정의 감속비로 기어결합되어 렌즈구동수단의 회전력에 의해 측거된 값만큼 렌즈어셈블리를 조출시키는 렌즈조출수단과, 전원의 공급이나 셔터의 릴리즈 동작이 인가될 때에 상기한 렌즈조출수단을 초기위치로 조정하는 조정수단과, 연산된 노출량에 대응하여 섹터를 개방 또는 폐쇄시키는 섹터구동수단을 포함한다.

상기한 렌즈구동수단은 4극의 영구자석으로 이루어지는 로터와, 상기한 로터와 일체로 구성되는 모터기어와, 상기한 로터의 구동과 회전방향을 제어하기 위하여 인가되는 스텝 펄스를 접속하기 위한 4개의 접점을 구비하는 한쌍의 스테이터로 이루어지는 렌즈용 스테핑모터을 포함한다.

상기한 렌즈구동수단은 렌즈용 스테핑모터의 모터기어에 복수의 2단 기어를 기어결합으로 연결하여 회전력을 전달하는 감속기어부를 더 포함한다.

상기한 렌즈조출수단은 외주면 일부에 돌출하여 상기한 감속기어부의 제3기어와 맞물리는 종동기어가 형성되며 셔터베이스와 모터베이스 사이에 회전가능하게 지지되는 포커스조절링으로 이루어진다.

상기한 조정수단은 상기한 포커스조절링의 외주면에 돌출하여 형성하는 종동기어 및 검출돌기와, 상기한 검출돌기와 종동기어의 위치를 감지하여 상기한 포커스조절링의 초기위치를 검출하는 포토인터럽터를 포함한다.

상기한 섹터구동수단은 복수 극의 영구자석으로 이루어지는 로터와, 상기한 로터와 일체로 구성되는 섹터기어와, 상기한 로터의 구동과 회전방향을 제어하기 위하여 전류를 인가하는 코일이 감겨진 스테이터로 이루어지는 섹터용 스테핑모터를 포함한다.

또 상기한 섹터구동수단은 상기한 섹터기어와 맞물리고 감속이 이루어지는 2단기어인 연결기어와, 상기한 연결기어에 맞물리는 슬라이드기어가 형성되고 한쪽 끝부분에는 구동돌기가 형성되는 구동부재와, 상기한 구동부재의 구동돌기와 접하는 종동돌기가 한쪽면에 형성되고 섹터를 구동시키는 노출조절링과, 상기한 노출조절링에 소정의 방향으로 힘을 가하는 탄성부재를 더 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 카메라의 전자셔터 구동장치의 일실시예를 개략적으로 나타내는 분해사시도.

도 2는 본 발명에 따른 카메라의 전자셔터 구동장치의 일실시예를 개략적으로 나타내는 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 카메라의 전자셔터 구동장치의 일실시예에 있어서 렌즈구동수단과 섹터구동수단을 나타내는 평면도.

도 4는 본 발명에 따른 섹터와 노출조절링의 일실시예를 나타내는 평면도.

도 5는 본 발명에 따른 렌즈어셈블리와 포커스조절링의 결합상태를 나타내는 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 렌즈구동수단의 일실시예를 나타내는 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 섹터구동수단의 일실시예를 나타내는 단면도.

도 8은 본 발명에 따른 포토리플렉터의 조립상태를 나타내는 단면도.

도 9는 본 발명에 따른 포커스조절링의 초기위치 검출과정을 설명하기 위한 상세도.

도 10은 본 발명에 따른 렌즈용 스테핑모터의 일실시예를 나타내는 평면도.

도 11은 본 발명에 따른 렌즈용 스테핑모터의 구동과정을 나타내는 평면도.

도 12는 본 발명에 따른 포커스조절링의 초기위치 검출과정의 일실시예를 나타내는 순서도.

도 13은 본 발명에 따른 전자 초점 조정과정을 설명하기 위한 블럭도.

도 14는 본 발명에 따른 카메라의 전자셔터 구동장치의 동작순서를 설명하기 위한 그래프.

도 15는 본 발명에 따른 카메라의 전자셔터 구동장치의 일실시예에 있어서 고휘도시의 노출제어를 나타내는 그래프.

도 16은 본 발명에 따른 카메라의 전자셔터 구동장치의 일실시예에 있어서 저휘도시의 노출제어를 나타내는 그래프.

도 17은 종래 카메라의 전자셔터 구동장치를 나타내는 분해사시도.

다음으로 본 발명에 따른 카메라의 전자셔터 구동장치의 가장 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 도 1∼도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라의 전자셔터 구동장치의 일실시예는 전원의 온이나 셔터 스위치의 릴리즈 동작이 검출되는 경우 초기위치 설정 및 렌즈어셈블리(190)의 조출을 위해 구동되는 렌즈구동수단과, 상기한 렌즈구동수단과 소정의 감속비로 기어결합되어 렌즈구동수단의 회전력에 의해 측거된 값만큼 렌즈어셈블리(190)를 조출시키는 렌즈조출수단과, 전원의 공급이나 셔터의 릴리즈 동작이 인가될 때에 상기한 렌즈조출수단을 초기위치로 조정하는 조정수단과, 연산된 노출량에 대응하여 섹터(147), (148), (149)를 개방 또는 폐쇄시키는 섹터구동수단을 포함한다.

도면에서 부호 110은 상기한 렌즈구동수단이 설치되는 모터베이스를 나타내고, 부호 130은 셔터베이스를 나타내고, 부호 140은 셔터커버를 나타낸다.

상기한 렌즈구동수단은 도 1∼도 3 및 도 6과 도 10에 나타낸 바와 같이, 4극의 영구자석으로 이루어지는 로터(102)와, 상기한 로터(102)와 일체로 구성되는 모터기어(103)와, 상기한 로터(102)의 구동과 회전방향을 제어하기 위하여 인가되는 스텝 펄스를 접속하기 위한 4개의 접점(ST1), (ST2), (ST3), (ST4)을 구비하는 한쌍의 스테이터(105)로 이루어지는 렌즈용 스테핑모터(101)를 포함한다.

상기한 로터(102)는 도 10에 나타낸 바와 같이 원기둥형상의 영구자석으로서 사분원으로 나뉘어 엔극(N극)과 에스극(S극)을 교대로 배치하여 4극으로 형성하고, 상기한 스테이터(105)는 상기한 로터(102)에 형성된 4극중 한쪽의 2극에 대응되도록 철심(104)의 양끝부분을 돌출시켜 평면에서 보아서 "ㄷ"형상으로 형성하고 돌출된 한쪽 부분에는 코일(106)을 감는 것에 의하여 이루어진다.

상기한 스테이터(105)는 도 10에 나타낸 바와 같이 철심(104)과 코일(106)의 전체적인 형상이 평면에서 보아서 상기한 로터(102)의 원둘레를 따라 감싸는 형상으로 형성한다.

상기한 렌즈용 스테핑모터(101)는 4개의 접점에 1스텝의 펄스가 인가되면 시계방향 또는 시계반대방향으로 90°회전하며, 1스텝은 2개의 구동 펄스로 이루어진다.

상기한 렌즈용 스테핑모터(101)는 도 1 및 도 6에 나타낸 바와 같이 모터베이스(110) 윗면에 설치한다.

또 상기한 렌즈구동수단은 도 1∼도 2 및 도 6에 나타낸 바와 같이 렌즈용 스테핑모터(101)의 모터기어(103)에 복수의 2단 기어(107), (108), (109)를 기어결합으로 연결하여 회전력을 전달하는 감속기어부를 포함한다.

상기한 감속기어부의 제1기어(107)는 렌즈용 스테핑모터(101)의 모터기어(103)와 맞물리고, 제3기어(109)는 상기한 렌즈용 스테핑모터(101)의 회전방향과 반대방향으로 회전하며 렌즈어셈블리(190)와 연동하는 상기한 렌즈조출수단과 기어결합한다.

상기와 같이 구성되는 감속기어부는 셔터베이스(130) 윗면에 설치하며 상기한 모터베이스(110)의 아래쪽에 결합된다.

상기한 렌즈조출수단은 도 1∼도 2 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 외주면 일부에 돌출하여 상기한 감속기어부의 제3기어(109)와 맞물리는 종동기어(164)가 형성되며 셔터베이스(130)와 모터베이스(110) 사이에 회전가능하게 지지되는 포커스조절링(160)으로 이루어진다.

상기한 렌즈어셈블리(190)와 상기한 렌즈조출수단인 포커스조절링(160)은 서로 헬리코이드(helicoid) 결합되어 위치가 고정된 포커스조절링(160)이 회전운동을 하면 회전이 구속되는 렌즈어셈블리(190)는 직선이동을 하도록 구성한다. 즉 렌즈어셈블리(190)의 아래쪽 외주면에 헬리코이드(194)를 형성하고 포커스조절링(160)의 내주면에는 렌즈어셈블리(190)에 형성한 헬리코이드(194)와 맞물리는 헬리코이드(162)를 형성하여 상기한 렌즈어셈블리(190)를 포커스조절링(160)에 서로의 헬리코이드(194), (162)가 맞물리도록 조립한다.

또 상기한 포커스조절링(160)은 셔터베이스(130)와 모터베이스(110) 사이에 직선이동 즉 상하이동이 구속된 상태로 회전가능하게 지지되고, 상기한 렌즈어셈블리(190)는 모터베이스(110)에 의하여 회전운동이 구속된 상태로 직선이동 즉 상하이동이 가능하게 지지된다.

즉 도 1 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기한 렌즈어셈블리(190)의 외주면에는 원둘레를 따라 고정홈(192)을 형성하고, 상기한 모터베이스(110)의 앞면(도 1에서 보아서 윗면)에는 안내돌기(114)를 소정의 길이(렌즈어셈블리의 이동거리에 대응하는 길이)로 수직으로 돌출시켜 형성하며, 한쪽은 상기한 안내돌기(114)에 미끄럼이동이 가능하게 결합되는 이동부(117)를 형성하고 다른쪽은 상기한 고정홈(192)에 삽입 결합되는 고정부(118)를 형성하는 안내부재(116)를 마련하여, 상기한 안내부재(116)의 고정부(118)를 상기한 고정홈(192)에 삽입하여 고정시키고 상기한 안내부재(116)의 이동부(117)를 상기한 안내돌기(114)에 결합시키면 상기한 렌즈어셈블리(190)는 상기한 안내부재(116)에 의하여 회전은 구속되고 상하이동은 자유로운 상태로 된다.

상기한 안내부재(116)는 원둘레의 일부를 잘라낸 고리형상으로 이루어지고, 잘라내어진 반대쪽에는 소정의 간격(안내돌기의 지름에 대응하는 간격)을 두고 한쌍의 돌기를 소정의 길이로 바깥쪽으로 돌출하여 형성하는 것에 의하여 이동부(117)를 형성하고, 잘라내어진 양쪽 끝부분에는 돌기를 스냅링의 형상과 마찬가지의 형상으로 안쪽으로 돌출하여 형성하는 것에 의하여 고정부(118)를 형성한다.

상기한 안내부재(116)는 상기한 고정부(118)를 상기한 렌즈어셈블리(190)의 고정홈(192)에 삽입하고 접착 등의 방법으로 고정하는 것에 의하여 서로간에 미끄럼이 발생하지 않도록 상기한 렌즈어셈블리(190)에 일체로 조립된다.

또 상기한 렌즈어셈블리(190)와 모터베이스(110) 사이에는 상기한 렌즈어셈블리(190)에 카메라 앞쪽(도 1에서 보아서 위쪽)으로 소정의 힘을 가하는 탄성부재(196)를 설치한다.

상기한 탄성부재(196)는 압축코일스프링으로 이루어지고, 상기한 렌즈어셈블리(190)의 외주면에 원둘레를 따라 바깥쪽으로 돌출하여 형성한 고정돌기(193)와 상기한 모터베이스(110)에 형성한 지지돌기(113) 사이에 설치된다.

그리고 상기한 모터베이스(110)에는 상기한 렌즈어셈블리(190)의 헬리코이드(194)가 형성된 부분이 삽입되는 렌즈구멍(112)을 중앙부에 형성한다.

상기한 조정수단은 도 1∼도 2 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 셔터 스위치가 작동하여 측거회로부(도면에 나타내지 않음) 및 측광회로부(도면에 나타내지 않음)에서 피사체의 거리 및 노출치를 연산하고 이에 연동하여 셔터가 작동하기 시작할 때 또는 전원이 오프되었다가 온 상태로 전환될 때에 상기한 렌즈조출수단인 포커스조절링(160)의 위치를 검출하여 포커스조절링(160)이 설정된 초기위치에 있지 않을 때 상기한 포커스조절링(160)을 초기위치로 조정하기 위한 것으로서, 상기한 포커스조절링(160)의 외주면에 돌출하여 형성하고 상기한 감속기어부의 제3기어(109)와 맞물리는 기어부(164)와 상기한 포커스조절링(160)의 외주면에 돌출하여 형성하고 상기한 기어부(164)의 한쪽 끝부분에 인접하여 위치하는 검출돌기(165)와 상기한 검출돌기(165)와 기어부(164)의 위치를 감지하여 상기한 포커스조절링(160)의 초기위치를 검출하는 포토인터럽터(139)를 포함한다.

상기한 포토인터럽터(139)는 통상적인 구성으로 이루어지는 것에 의하여 실현이 가능하고, 발광부와 수광부를 포함하며, 수광부에서 포커스조절링(160)의 구동에 따라 광을 검출하고 이 검출된 광을 통하여 포커스조절링(160)의 외주면에 형성된 검출돌기(165)가 포커스조절링(160)의 초기위치로 설정된 위치에 정상적으로 있는 지의 여부를 검출한 다음 이에 대한 신호를 출력한다.

상기에서 검출되는 검출돌기(165)의 위치가 설정된 초기위치를 벗어나 있는 것으로 판단되는 경우에는 제어수단에서 이에 대한 신호를 상기한 렌즈용 스테핑모터(101)으로 소정의 펄스신호로 출력하여 포커스조절링(160)을 시계방향 또는 시계반대방향으로 회전시키면서 포커스조절링(160)의 초기위치를 설정된 위치로 조정한다.

상기한 섹터구동수단은 도 1∼도 3 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 4극의 영구자석으로 이루어지는 로터(202)와, 상기한 로터(202)와 일체로 구성되는 섹터기어(203)와, 상기한 로터(202)의 구동과 회전방향을 제어하기 위하여 전기를 인가하는 코일이 감겨진 한쌍의 스테이터(105)로 이루어지는 섹터용 스테핑모터(200)를 포함한다.

상기한 섹터용 스테핑모터(200)는 상기한 렌즈용 스테핑모터(101)와 마찬가지의 구성으로 이루어지므로 상세한 설명은 생략한다.

또 상기한 섹터구동수단은 도 1∼도 2 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기한 섹터기어(203)와 맞물리고 감속이 이루어지는 2단기어인 연결기어(216)와, 상기한 연결기어(216)에 맞물리는 종동기어(172)가 외주면 일부에 형성되고 섹터(147), (148), (149)를 구동시키는 노출조절링(170)과, 상기한 노출조절링(170)에 소정의 방향으로 힘을 가하는 탄성부재(218)를 더 포함한다.

상기에서 셔터베이스(130)와 셔터커버(140) 사이에 누름판(150)을 조립하고, 상기한 노출조절링(170)은 상기한 셔터베이스(130)와 누름판(150) 사이에 회전가능하게 설치하며, 상기한 섹터(147), (148), (149)는 상기한 누름판(150)과 셔터커버(140) 사이에 각각 한점(한쪽 끝부분)을 중심으로 회전가능하게 설치한다.

또 상기한 섹터구동수단은 자동노출조절의 시작점을 설정하기 위하여 노출조절링(170)의 위치를 감지하는 노출위치감지수단을 더 포함한다.

상기한 노출위치감지수단은 도 1∼도 2 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기한 누름판(150)에 설치하는 반사판(152)과, 상기한 노출조절링(170)의 외주면 일부에 돌출하여 형성하는 감지돌기(173)와, 상기한 셔터베이스(130)에 설치하고 상기한 감지돌기(173)가 상기한 반사판(152) 위를 통과할 때 이를 감지하기 위한 포토리플렉터(158)를 포함한다.

그리고 본 발명은 상기한 포커스조절링(160)에 광학계에 의해 결정되는 초점조절단수(예를 들면 40단) 외에 렌즈의 조립공정에서 발생하는 오차 및 렌즈 등 부품의 편차를 보상하기 위한 조정여유단수(예를 들면 ±30단)를 더 형성하여 초점조절용 렌즈어셈블리(190)를 구동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

다음으로 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 카메라의 전자셔터 구동장치이 작동과정을 설명한다.

먼저, 오프상태에 있는 전원이 온상태로 전환되거나 셔터의 구동이 검출되면 제어수단(도면에 나타내지 않음)은 상기한 렌즈구동수단을 통해 포커스조절링(160)의 초기위치가 도 14에서 나타낸 바와 같이 전체 단계중 중간단(a)에 위치하도록 하는 초기 위치 설정동작을 실행한다.

상기에서 제어수단이 도 1 및 도 10에 나타낸 바와 같이 렌즈용 스테핑모터(101)을 이루고 있는 스테이터(105)의 각 접점에(ST1), (ST2), (ST3), (ST4)에 "하이" 또는 "로우" 상태의 제어신호를 출력하여 로터(102)를 구동시키면 도 2에 나타낸 바와 같이 모터기어(103)와 맞물리는 복수개의 2단기어(107), (108), (109)가 로터(102)의 회전을 소정의 비율로 감속시킨 다음 상기한 렌즈조출수단인 포커스조절링(160)의 회전방향을 로터(102)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전시킨다.

상기와 같이 포커스조절링(160)이 소정의 방향으로 회전하면 포토인터럽터(139)는 포커스조절링(160)의 회전에 따라 수광부에서 카운터되는 기어부(164)에 대한 정보를 검출하여 제어수단쪽에 인가하여 제어수단으로 하여금 포커스조절링(160)의 초기위치 설정동작을 제어하도록 한다.

상기와 같은 포커스조절링(160)의 초기위치 설정동작은 도 12에 나타낸 바와 같이 오프상태에 있는 전원이 온상태로 전환되거나 셔터스위치의 제1릴리즈 동작이 검출되면 제어수단이 포토인터럽터(139)에서 검출된 카운터 값을 "0" 으로 클리어 한 다음 포토인터럽터(139)에서 검출되는 현재의 값이 "하이" 상태인지 또는 "로우" 상태인지를 판단한다(S71).

상기에서 포토인터럽터(139)에서 검출되는 값이 "하이"인 상태는 발광부의 광이 기어부(164)의 이에 의해 차단되어 수광부에 도달되지 못하는 상태이며, 검출되는 값이 "로우"인 상태는 발광부의 광이 차단되지 않고 기어부(164)의 이홈을 통과한 상태로 수광부에 도달하는 상태이다.

이어서 제어수단은 상기한 (S71)의 단계를 실행한 다음 렌즈용 스테핑모터(101)의 스테이터(105) 각 접점(ST1), (ST2), (ST3), (ST4)에 도 11에 나타낸 바와 같이 소정의 펄스신호를 인가하여 로터(102)의 구동을 통해 포커스조절링(160)을 시계방향으로 회전시킴과 동시에 포토인터럽터(139)에서 검출되는 신호를 분석하여 포커스조절링(160)의 상태가 상기한 단계 (S71)에서 검출된 상태와 일치하는지를 판단한다(S72), (S73).

상기에서 포토인터럽터(139)에서 검출되는 포커스조절링(160)의 상태가 상기한 단계 (S71)에서 검출된 상태와 동일하게 판단되면 카운터 값을 1 증가시키고(S74), 다른 상태로 판단되면 검출되는 포토인터럽터(139)의 카운터 값을 "0"으로 클리어한다(S75).

계속하여 포커스조절링(160)의 연속적인 구동에 따라 증가되어 검출되는 카운터 값이 소정의 횟수(예를 들면 6회) 이상 검출되는지를 판단한다(S76).

상기한 단계 (S76)에서 검출되는 증가된 카운터 값이 소정의 횟수(예를 들면 6회) 이상 연속적으로 검출되지 않는 경우에는 제어수단이 상기한 단계 (S72)를 실행하여 포토인터럽터(139)에서 인가되는 신호의 카운터를 반복적으로 실행하고, 검출되는 증가된 카운터 값이 설정된 소정의 횟수(예를 들면 6회) 이상으로 검출되는 경우 제어수단은 포토인터럽터(139)에서 검출되는 신호가 "하이" 상태인지를 판단한다(S77).

상기한 단계 (S77)에서 검출되는 포토인터럽터(139)의 상태가 "하이"의 신호를 출력하고 있으면 제어수단은 포커스조절링(160)의 외주면에 형성된 검출돌기(165)가 포토인터럽터(139)와 중첩되는 위치 즉 도 9에 나타낸 바와 같이 'Ⅰ' 의 위치에 있는 것으로 판단한 다음 렌즈용 스테핑모터(101)의 스테이터(105) 각 접점(ST1), (ST2), (ST3), (ST4)에 시계방향의 펄스신호를 연속적으로 인가하여 포커스조절링(160)을 시계방향으로 구동시킨다(S78).

상기와 같은 동작을 실행하는 상태에서 제어수단은 포토인터럽터(139)에서 인가되는 신호를 분석하여 "하이" 상태의 검출신호가 "로우" 상태로 전환되는지를 검출한다(S79).

상기한 단계 (S79)에서 검출되는 포토인터럽터(139)의 신호가 "하이" 상태에서 "로우" 상태로 전환됨을 검출하면 제어수단은 상기한 렌즈용 스테핑모터(101)의 스테이터(105) 제1접점(ST1)과 제3접점(ST3)에 인가되는 펄스의 신호가 "하이" 상태로 인가되고 있는 지를 판단한다(S80).

상기한 단계 (S80)의 판단에서 "하이" 상태로 검출되면 제어수단은 포커스조절링(160)의 초기위치가 도 14에 나타낸 바와 같이 "a"의 위치에 설정된 상태로 판단하여 초기위치 설정동작을 중지하고, "하이" 상태로 검출되지 않으면 제어수단은 렌즈용 스테핑모터(101)의 스테이터(105) 각 접점(ST1), (ST2), (ST3), (ST4)에 연속적인 펄스신호를 출력하여 렌즈용 스테핑모터(101)의 스테이터(105) 제1접점(ST1)과 제3접점(ST3)에 "하이" 상태의 신호가 인가될 때까지 연속적으로 시계방향의 구동 펄스신호를 인가한다(S81).

또 상기한 단계 (S77)에서 검출되는 포토인터럽터(139)의 상태가 "로우"의 신호를 출력하고 있으면 제어수단은 포커스조절링(160)의 외주면에 형성된 검출돌기(165)가 포토인터럽터(139)를 통과한 위치 즉 도 9에 나타낸 바와 같이 'Ⅱ' 의 위치에 있는 것으로 판단한 다음 렌즈용 스테핑모터(101)의 스테이터(105) 각 접점(ST1), (ST2), (ST3), (ST4)에 도 11에 나타낸 바와 같이 인가되는 반시계방향의 펄스신호를 연속적으로 인가하여 포커스조절링(160)을 반시계방향으로 구동시킨다(S82).

상기와 같은 동작을 실행하는 상태에서 제어수단은 포토인터럽터(139)에서 인가되는 신호를 분석하여 "로우" 상태의 검출신호가 "하이" 상태로 전환되는지를 검출한다(S83).

상기한 단계 (S83)에서 검출되는 포토인터럽터(139)의 신호가 "로우" 상태에서 "하이" 상태로 전환됨을 검출하면 제어수단은 상기한 단계 (S78)을 실행하여 상기한 렌즈용 스테핑모터(101)의 스테이터(105) 각 접점(ST1), (ST2), (ST3), (ST4)에 도 11에 나타낸 바와 같이 시계방향의 펄스신호를 인가하여 포커스조절링(139)을 시계방향으로 구동시킨다.

상기한 단계 (S79)에서 검출되는 포토인터럽터(139)의 신호가 "하이" 상태에서 "로우" 상태로 전환됨을 검출하면 제어수단은 상기한 렌즈용 스테핑모터(101)의 스테이터(105) 제1접점(ST1)과 제3접점(ST3)에 인가되는 펄스신호가 "하이" 상태로 인가되고 있는 지를 판단한다(S80).

상기한 단계 (S80)의 판단에서 "하이" 상태로 검출되면 제어수단은 포커스조절링(160)의 초기위치가 도 14에 나타낸 바와 같이 "a"의 위치에 설정된 상태로 판단하여 초기위치 설정을 위한 동작을 중지하고, "하이" 상태로 검출되지 않으면 제어수단은 렌즈용 스테핑모터(101)의 스테이터(105) 각 접점(ST1), (ST2), (ST3), (ST4)에 연속적인 펄스신호를 출력하여 렌즈용 스테핑모터(101)의 스테이터(105) 제1접점(ST1)과 제3접점(ST3)에 "하이" 상태의 신호가 인가될 때까지 연속적으로 시계방향의 구동 펄스신호를 인가한다(S81).

또한 상기한 단계 (S83)에서 검출되는 포토인터럽터(139)의 신호가 "로우" 상태에서 "하이" 상태로의 전환이 검출되지 않는 경우 제어수단은 도 11에 나타낸 바와 같이 렌즈용 스테핑모터(101)의 스테이터(105) 각 접점(ST1), (ST2), (ST3), (ST4)에 연속적으로 반시계방향의 펄스신호를 인가한다.

상기한 바와 같이 제1구동수단인 렌즈용 스테핑모터(101)의 스테이터(105) 제1접점(ST1)과 제3접점(ST3)에 공통적으로 "하이" 상태가 인가되는 도 14에 나타낸 바와 같이 포커스조절링(160)의 초기위치를 "a" 포인트로의 설정이 완료된 상태에서 제어수단은 렌즈의 조립공정에서 발생하는 초점 조정의 오차를 보상하기 위하여 조리개의 전개(全開)가 유지되는 상태에서 포커스조절링(160)의 여유조정단수를 이용하여 초점조절용 렌즈어셈블리(190)를 시계방향 또는 반시계방향으로 이동시킨다.

상기와 같이 여유조정단수에 의하여 초점조절용 렌즈어셈블리(190)가 이동되는 상태에서 제어수단은 도 13에 나타낸 바와 같이, 초점확인수단에서 인가되는 신호에 따라 피사체와의 초점을 확인한 다음 초점조절용 렌즈어셈블리(190)를 연속적으로 이동시켜 초점이 맞는 단수를 검출한 다음 검출된 초점의 단수 즉 상기한 과정을 통해 설정한 초기 설정 위치에서 이격된 정도를 데이터 기록매체인 메모리수단에 저장한다.

또 줌(ZOOM)카메라의 경우 다음 초점거리로 경통을 이동한 다음 상기와 같은 단계를 초점거리별로 반복하여 각각의 초점거리에 대한 초점의 보상단수를 저장한다.

상기와 같이 초기위치의 설정과 렌즈의 조립오차에서 발생되는 초점의 오차가 보상되어진 상태에서 제어수단은 도면에 나타내지 않은 셔터로부터 인가되는 릴리즈스위치의 동작을 검출한다.

상기에서 셔터 릴리즈스위치의 동작이 검출되면 제어수단은 측거회로부에서 연산된 피사체와의 측거량에 따라 자동 초점위치로 포커스조절링(160)을 조출시켜 자동 초점조정 동작을 행하게 된다.

이 때 제어수단은 렌즈구동수단인 렌즈용 스테핑모터(101)의 스테이터(105) 각 접점(ST1), (ST2), (ST3), (ST4)에 도 11에 나타낸 바와 같이 시계방향 또는 반시계방향의 펄스신호를 인가하여 로터(102)의 구동을 통해 포커스조절링(160)을 시계방향 또는 반시계방향으로 구동시킨다.

따라서 초점조절용 렌즈어셈블리(190)는 도 14에 나타낸 바와 같이 설정된 초기위치 "a"로부터 최소 조출위치 "b" 또는 최대 조출위치 "c"로 이동되어 상기에서 연산된 피사체와의 측거된 초점 조절동작 및 노출동작이 실행된다.

상기에서 초점조절용 렌즈어셈블리(190)는 도 5에 나타낸 바와 같이 안내부재(116)와 일체로 고정되고, 상기한 안내부재(116)는 모터베이스(110)에 형성된 안내돌기(114)에 의해 회전이 방지되도록 삽입되고, 렌즈어셈블리(190)는 포커스조절링(160)과 헬리코이드 결합되어 있으므로 상기한 포커스조절링(160)의 회전동작에 따라 상기한 렌즈어셈블리(190)는 직진이동한다.

더 구체적으로 설명하면, 렌즈용 스테핑모터(101)의 모터기어(103)와 맞물리는 감속기어부가 포커스조절링(160)을 시계방향으로 회전시키면 렌즈어셈블리(190)는 섹터(147), (148), (149)쪽으로 조출되고, 포커스조절링(160)을 시계반대방향으로 회전시키면 렌즈어셈블리(160)는 피사체쪽으로 조출된다.

상기에서 렌즈용 스테핑모터(101)의 로터(102)는 스테이터(105)의 각 접점(ST1), (ST2), (ST3), (ST4)에 1 스텝에 해당하는 2개의 펄스신호가 입력되면 90°만큼 회전하며, 상기한 로터(102)의 1 스텝 구동에 따라 포커스조절링(160)이 1 스텝 회전한다.

또 상기한 로터(102)가 90°씩 회전하므로 전자기적인 평형상태가 항상 유지되어, 별도의 포커스조절링(160) 록킹기구를 필요로 하지 않는다.

한편 상기와 같이 피사체에 대한 초점조정이 완료된 시점에서 상기한 렌즈용 스테핑모터(101)은 적어도 20ms의 안정화 구간을 갖는 데, 이는 렌즈용 스테핑모터(101)의 오버 런 현상을 억제하기 위한 것이다.

상기와 같은 동작에 의하여 임의의 피사체에 대한 초점조정이 완료된 상태에서 제어수단은 섹터구동수단인 섹터용 스테핑모터(200)를 구동하는 데, 이 때 제어수단은 도 11에 나타낸 바와 같이 섹터용 스테핑모터(200)쪽에 시계반대방향의 펄스를 각 접점(ST1), (ST2), (ST3), (ST4)에 연산된 펄스만큼 공급한다.

따라서 도 2∼도 3 및 도 11에 나타낸 바와 같이 로터(202)는 시계반대방향으로 회전하고, 이에 의하여 연결기어(207)는 시계방향으로 회전하며, 슬라이드기어(211)는 시계반대방향으로 회전하여 노출조절링(170)의 구속을 해제한다.

구속이 해제된 노출조절링(170)은 탄성부재(218)의 탄성력에 의하여 회전하기 시작하고 도 4에 나타낸 바와 같이 개방이 개시된다.

이 때 상기와 같은 개방에 의한 노출을 정확하게 제어하기 위하여 도면에 나타내지 않은 제어수단은 노출의 시작점을 검출하는 데, 이는 포토리플렉터(158)에서 검지되는 노출조절링(170) 검지돌기(173)의 위치변화를 분석하여 실행한다.

즉 도 15∼도 16에 나타낸 바와 같이 상기의 포토리플렉터(158)는 노출조절링(170)의 검지돌기(173)와 대응하는 펄스신호를 검출하며, 최초의 "하이" 펄스신호를 노출제어의 시작점으로 한다.

상기와 같은 동작에 의하여 임의의 피사체에 대한 적정 노출이 완료되는 설정된 펄스가 실행 완료되면 제어수단은 섹터구동수단인 자동노출메타(200)에 소정의 시계방향 펄스를 인가하여 자동노출메터(200)를 시계방향으로 회전시키면 결합되어 있는 슬라이드기어(211)는 시계방향으로 회전하는 데, 이 때 슬라이드기어(211)의 돌기(212)는 노출조절링(170)의 보스(174)를 밀어 개방상태의 섹터(147), (148), (149)가 폐쇄된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

상기와 같이 구성되고 작동되는 본 발명에 따른 카메라의 전자셔터 구동방법 및 그 장치에 의하면, 섹터구동수단으로 스테핑모터를 사용하므로 3매 이상의 섹터를 구동하는 데 충분한 토오크가 얻어진다.

또 종래의 스테핑모터와 자동노출메터를 사용하여 렌즈와 섹터구동수단을 구성하는 경우에 비하여 렌즈구동수단과 섹터구동수단을 스테핑모터를 사용하면, 2개의 구동원이 차지하는 공간이 작아지므로 카메라의 컴팩트화가 가능해진다.

Claims

전원의 온이나 셔터 스위치의 릴리즈 동작이 검출되는 경우 초기위치 설정 및 렌즈어셈블리의 조출을 위해 구동되고 4극의 영구자석으로 이루어지는 로터와, 상기 로터와 일체로 구성되는 모터기어와, 상기 로터의 구동과 회전방향을 제어하기 위하여 인가되는 스텝 펄스를 접속하기 위한 4개의 접점을 구비하는 한쌍의 스테이터로 이루어지는 렌즈용 스테핑모터와; 상기 렌즈용 스테핑모터의 모터기어와 연결되고 복수의 2단기어로 이루어지는 감속기어부와 맞물리는 기어가 형성되며 셔터베이스와 모터베이스 사이에 회전 가능하게 지지되고 상기 렌즈용 스테핑모터의 회전력에 의해 측거된 값만큼 렌즈어셈블리를 조출시키는 포커스조절링과; 전원의 공급이나 셔터의 릴리즈 동작이 인가될 때에 상기한 포커스조절링을 초기위치로 조정하는 조정수단과; 연산된 노출량에 대응하여 섹터를 개방 또는 폐쇄시키고 4극의 영구자석으로 이루어지는 로터와, 상기한 로터와 일체로 구성되는 섹터기어와 상기한 로터의 구동과 회전방향을 제어하기 위하여 스텝 펄스를 접속하기 위한 4개의 접점을 구비하는 스테이터로 이루어지는 섹터용 스테핑모터를 포함하는 섹터구동수단을 포함하며; 상기 렌즈용 스테핑 모터의 로터와 상기 섹터용 스테핑모터의 로터는 원기둥 형상의 영구자석으로서 사분원으로 나뉘어 엔극과 에스극을 교대로 배치하여 4극으로 형성하고, 상기 한쌍의 스테이터는 각각 상기 로터에 형성된 4극중 한쪽의 2극에 대응되도록 철심의 양끝 부분을 돌출시켜 평면에서 보아서 "ㄷ"형상으로 형성하고 돌출된 한쪽 부분에는 코일이 감겨지는 카메라의 전자셔터 구동장치.
제1항에 있어서, 상기 스테이터는 철심과 코일의 전체적인 형상이 평면에서 보아서 상기 로터의 원둘레를 따라 감싸는 형상으로 형성하는 카메라의 전자셔터 구동장치.