KR100467654B1 - 소형 카메라용 셔터장치 - Google Patents

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KR100467654B1
KR100467654B1 KR1020030100000A KR20030100000A KR100467654B1 KR 100467654 B1 KR100467654 B1 KR 100467654B1 KR 1020030100000 A KR1020030100000 A KR 1020030100000A KR 20030100000 A KR20030100000 A KR 20030100000A KR 100467654 B1 KR100467654 B1 KR 100467654B1
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장헌주
조상화
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주식회사 씨티전자
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Abstract

셔터장치의 구조를 간단히 하여 크기를 축소하고 응답속도를 높인 소형 카메라용 셔터장치가 개시된다. 이러한 셔터장치의 베이스부는, 경통부에 고정되며 경통부에 장착된 렌즈 그룹에 빛을 통과시키는 광통과공을 갖는다. 셔터부는, 광통과공을 개폐할 수 있도록 베이스부에 유동 가능하게 설치된다. 구동부는 베이스부에 설치되고 셔터부를 구동시켜 광통과공을 개폐시킨다. 이러한 소형 카메라용 셔터장치는, 셔터장치의 구조를 간단히 하고 크기를 축소하여 통신 단말기에 설치되는 소형의 카메라 장치에 적용하는 것이 가능하게 되고, 응답속도를 최대화 시켜 고화질의 영상을 촬영하는 것이 가능하게 된다.

Description

소형 카메라용 셔터장치{SHUTTER MECHANISM FOR SMALL CAMERA}
본 발명은 소형 카메라용 셔터장치에 관한 것으로, 특히 셔터장치의 구조를 간단히 하고 크기를 축소하여 통신 단말기에 설치되는 소형의 카메라 장치에 적용하는 것을 가능하게 하고, 응답속도를 최대화 시켜 고화질의 영상을 촬영하는 것을 가능하게 하기 위한 소형 카메라용 셔터장치에 관한 것이다.
일반적으로 전자셔터를 적용하는 카메라는, 피사체와의 임의의 거리에 대하여 측거된 위치로 초점 조절용 렌즈를 노출시키는 자동 초점 조절과, 피사체의 밝기에 따라 조리개의 개구 크기를 제어하는 자동 노출이 순차적이고 자동으로 이루어진다.
이러한 전자셔터를 적용한 카메라에 대한 기술은, 미국특허 제4918480호(1998.10.27)와, 미국특허 제 4634254호(1985.6.20)와, 미국특허 제 5111230호(1990.8.28)와, 일본국 특허공개 공보 소61-9632호, 대한민국특허출원 제 1997-0038300호, 대한민국특허 제 0261600호에 개시되어 있다.
이와 같은 종래의 셔터장치는, 경통부를 구동시키는 동력원으로부터 동력을 전달받아 셔터를 구동시키는 구조를 채택하고 있어서, 동력원의 수를 절감할 수 있는 장점이 있다. 그러나 이러한 셔터장치는 동력전달 구조가 복잡하고 부품 수가 과다한 단점이 있다.
한편, 휴대폰과 같은 소형의 통신 단말기는 크기의 제약상 소형의 카메라를 장착하여 사용하고 있으며, 경우에 따라서는 카메라의 크기를 최소화하기 위하여 줌기능을 가지지 않고 온/오프 기능만을 가지는 카메라가 사용되기도 한다.
따라서 종래의 셔터장치와 같이 복잡한 구조를 가져서 부피가 큰 셔터장치는 휴대용 단말기용 카메라에 적용하여 사용하기 어려운 문제점이 있었다.
즉, 휴대폰용 카메라는 경통부를 구동시키기 위한 동력원과 셔터를 구동시키기 위한 동력원을 별도로 구비하더라도 반드시 전체 크기를 소형화하여야 한다.
또한 카메라장치로 정지 화상을 촬영하는 경우에는 피사체로부터 입사되는 광량을 순간적으로 차단하는 셔터판의 스피드에 의해 촬영된 영상의 화질이 좌우되는데, 상기 개시된 특허의 셔터장치는 다수의 기어들에 의해 동력을 전달하는 구조이기 때문에 응답속도가 늦어서 정지 화상의 촬영시 화질의 저하를 가져올 수 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 셔터장치의 구조를 간단히 하고 크기를 축소하여 통신 단말기에 설치되는 소형의 카메라 장치에 적용하는 것을 가능하게 하고, 응답속도를 최대화 시켜 고화질의 영상을 촬영하는 것을 가능하게 하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예인 셔터장치의 분해 사시도,
도 2는 도 1에 도시한 셔터장치의 베이스부를 도시한 사시도,
도 3은 도 1에 도시한 셔터장치의 구동부를 도시한 사시도,
도 4는 도 1에 도시한 셔터장치의 셔터부를 도시한 사시도,
도 5는 도 3에 도시한 구동부의 횡단면도,
도 6은 도 3에 도시한 구동부의 작동 상태를 도시한 사시도,
도 7은 도 4에 도시한 셔터부의 작동 상태를 도시한 사시도,
도 8은 도 5에 도시한 구동부의 작동 상태를 도시한 횡단면도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
100: 제 1베이스 102: 제 1광통과공
110: 수용 공간부 112: 축공
114: 나사공 120: 제 2베이스
122: 제 2광통과공 124: 평면
126: 돌출면 130: 제 1장공
132: 제 2힌지축 134: 제 3힌지축
140: 가이드 리브 142: 제 1관통공
150: 제 1셔터판 152: 제 1축공
154: 제 2장공 160: 제 2셔터판
162: 제 2축공 164: 제 3장공
180: 코일 182: 요크
190: 로터 192: 제 1힌지축
194: 구동축 200: 비틀림 스프링
210: 커버 212: 제 3광통과공
214: 제 2관통공
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 경통부에 고정되고, 상기 경통부에 장착된 렌즈 그룹에 빛을 통과시키는 광통과공을 갖는 베이스부; 상기 광통과공을 개폐할 수 있도록 상기 베이스부에 유동 가능하게 설치된 셔터부; 수회 권선되어 상기 베이스부에 고정되고, 외부로부터 전원의 공급을 받는 코일; 극성이 2개로 분할되는 마그네트; 및 편심 위치에 상기 마그네트를 내장하고, 상기 마그네트의 제 1극성과 제 2극성이 상기 코일의 마그네틱 필드에 선택적으로 노출될 수 있도록 상기 베이스에 축지지되며, 회전동작에 따른 힘을 상기 셔터부에 전달하는 로터를 포함하여 이루어진 소형 카메라용 셔터장치를 제공한다.상기 베이스부는, 상기 렌즈 그룹으로 빛을 통과시키는 제 1광통과공이 형성되고, 상기 구동부가 안착되는 제 1베이스; 및 상기 제 1베이스에 결합되고, 상기 제 1광통과공에 대응되는 제 2광통과공이 형성되며, 상기 제 1베이스와 대향되는 면으로 상기 셔터부가 유동하는 평면을 제공하는 제 2베이스로 이루어진다.상기 평면에는, 상기 셔터부가 이동하는 궤적과 상기 제 2광통과공의 가장자리에 상기 셔터부와 상기 제 2베이스간의 마찰을 감소시키기 위한 돌출면이 형성된다.상기 셔터부는, 상기 베이스부에 형성되는 힌지축에 회전 가능하게 결합되고, 회전동작으로 상기 광통과공을 개폐하는 셔터판으로 이루어진다.상기 셔터판은, 상기 광통과공을 중심으로 대향되는 위치에 각각 한쌍이 설치된다.한쌍의 상기 셔터판에는 상기 로터의 구동축이 결합되는 장공이 각각 형성되고, 상기 구동축이 직선운동을 할 때 한쌍의 상기 셔터판은 상기 광통과공을 동시에 개폐하도록 상기 베이스부에 설치된다.상기 소형 카메라용 셔터장치는, 상기 코일의 중심에 결합되어 상기 베이스부에 고정되고, 상기 코일에 전원이 공급될 때 자화되는 요크를 더 포함하여 이루어진다.상기 소형 카메라용 셔터장치는, 상기 코일에 전원이 공급되어 상기 로터가 회전한 상태에서, 상기 코일에 전원이 차단될 때 상기 로터를 원상으로 복원시키는 탄성수단을 더 포함하여 이루어진다.상기 탄성수단은, 상기 로터의 회전중심축에 그 중심이 고정되고, 일단은 상기 베이스부에 지지되고, 타단은 상기 로터에 지지된 비틀림 스프링으로 이루어진다.상기 소형 카메라용 셔터장치는, 상기 베이스부에 결합되고, 상기 광통과공에 대응되는 제 3광통과공이 형성되며, 상기 셔터부 와 상기 코일 및 상기 마그네트를 커버링하기 위한 커버가 더 구비된다.
이하에서는 상기와 같은 구성으로 된 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하여 본 발명을 구체화한다. 본 실시예의 기재에 있어서 관련된 공지기능이나 공지구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 부분에 대해서는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예인 셔터장치의 분해 사시도이고, 도 2는도 1에 도시한 셔터장치의 베이스부를 도시한 사시도이다.
본 발명이 적용되는 분야는 휴대폰과 같이 소형의 통신기기에 적용되는 소형 카메라장치이다.
통상 소형 카메라는 다수의 렌즈 그룹이 내장된 경통장치와, 렌즈 그룹을 통과한 영상을 전기신호로 변환하는 이미지 센서와, 렌즈 그룹에 입사되는 광량을 조절하는 셔터장치로 이루어진다.
본 실시예의 셔터장치는, 경통부에 고정되고, 경통부에 장착된 렌즈 그룹에 빛을 통과시키는 광통과공을 갖는 베이스부; 광통과공을 개폐할 수 있도록 베이스부에 유동 가능하게 설치된 셔터부; 및 베이스부에 설치되고, 셔터부를 구동시켜 광통과공을 개폐하기 위한 구동부를 포함하여 구성된다.
베이스부는, 렌즈 그룹으로 빛을 통과시키는 제 1광통과공(102)이 형성되고, 구동부가 안착되는 제 1베이스(100); 및 제 1베이스(100)에 결합되고, 제 1광통과공(102)에 대응되는 제 2광통과공(122)이 형성되며, 제 1베이스(100)와 대향되는 면으로 셔터부가 유동하는 평면(124)을 제공하는 제 2베이스(120)로 이루어진다.
셔터부는, 제 2베이스(120)에 형성되는 제 2힌지축(132) 및 제 3힌지축(134)에 회전 가능하게 결합되는 제 1축공(152) 및 제 2축공(162)이 형성되고, 회전동작으로 제 2광통과공(122)을 개폐하는 제 1셔터판(150) 및 제 2셔터판(160)으로 이루어진다.
제 2베이스(120)의 평면(124)중 제 1셔터판(150) 및 제 2셔터판(160)이 이동하는 궤적과 제 2광통과공(122)의 가장자리에는 제 1셔터판(150) 및 제2셔터판(160)과 제 2베이스(120)간의 마찰을 감소시키기 위한 돌출면(126)이 형성된다.
제 1셔터판(150) 및 제 2셔터판(160)에는 구동부의 구동축(194)이 결합되는 제 2장공(154) 및 제 3장공(164)이 각각 형성되고, 구동축(194)이 직선운동을 할 때 제 1셔터판(150) 및 제 2셔터판(160)이 동시에 제 2광통과공(142)을 개폐하도록 제 2베이스(120)에 설치된다.
상기 구동부는, 수회 권선되고, 외부로부터 전원의 공급을 받는 코일(180); 코일(180)의 중심에 결합되고, 코일(180)에 전원이 공급될 때 자화되는 요크(182); 극성이 2개로 분할되는 마그네트(184); 및 편심 위치에 마그네트(184)를 내장하고, 마그네트(184)의 제 1극성(186)과 제 2극성(188)이 요크(182)의 마그네틱 필드에 선택적으로 노출될 수 있도록 제 1베이스(100)에 축지지되며, 회전동작에 따른 힘을 셔터부에 전달하는 로터(190)를 포함하여 이루어진다.
로터(190)에는 구동축(194)이 형성되고, 제 2베이스(120)에는 구동축(194)이 돌출되는 제 1장공(130)이 형성된다.
제 1베이스(100)에는 로터(190)가 설치되는 수용 공간부(110)가 형성되고, 로터(190)의 제 1힌지축(192)이 회전 가능하게 결합되는 축공(112)이 형성된다.
구동부는, 코일(180)에 전원이 공급되어 로터(190)가 회전한 상태에서, 코일(180)에 전원이 차단될 때 로터(190)를 원상으로 복원시키는 비틀림 스프링(200)이 구비된다. 비틀림 스프링(200)은 로터(190)의 제 1힌지축(192)에 그중심이 고정되고, 일단은 제 1베이스(100)에 지지되며, 타단은 로터(190)에 지지된다.
소형 카메라용 셔터장치는, 제 2베이스(120)에 결합되고, 제 2광통과공(122)에 대응되는 제 3광통과공(212)이 형성되며, 셔터부 및 구동부를 커버링하기 위한 커버(210)가 더 구비된다.
제 1베이스(100)에는 제 1나사공(114)이 형성되고, 제 2베이스(120)에는 제 1나사공(114)에 대응되는 제 1관통공(142)이 형성되며, 커버(210)에는 제 1관통공(142)에 대응되는 제 2관통공(214)이 형성된다. 그리고 스크류가 제 2관통공(214) 및 제 1관통공(142)을 통과하여 제 1나사공(114)에 체결됨으로써 커버(210) 및 제 2베이스(120)가 제 1베이스(100)에 결합된다.
제 2베이스(120)와 커버(210)의 사이에는 셔터부가 설치되는 공간을 확보하기 위하여 제 2베이스(120)의 가장자리에 가이드 리브(140)가 형성된다.
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 셔터장치의 작용을 설명한다.
도 3은 본 실시예인 셔터장치의 구동부를 도시한 사시도이고, 도 4는 셔터부를 도시한 사시도이며, 도 5는 구동부의 횡단면도이다.
카메라장치에서 동영상을 촬영할 때에는 셔터장치가 렌즈그룹으로 빛을 제공하는 광통과공을 전부 개방하여야 한다. 이때에는 카메라장치의 제어부에서 코일(180)에 전원이 인가되지 않으며, 제 1셔터판(150) 및 제 2셔터판(160)은 제 2광통과공(122)을 개방한 상태를 유지한다.
한편, 카메라장치로 정지 화상을 선명하게 촬영할 때에는, 셔터장치가 광통과공을 통과하여 렌즈 그룹에 입사되는 빛을 순간적으로 차단하게 된다.
도 6은 도 3에 도시한 구동부의 작동 상태를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 4에 도시한 셔터부의 작동 상태를 도시한 사시도, 도 8은 도 5에 도시한 구동부의 작동 상태를 도시한 횡단면도이다.
이 과정은 먼저, 제어부로부터 코일(180)에 전원이 인가되면, 요크(182)가 자화되어 마그네트(184)와 대면하는 단부가 마그네트(184)의 제 1극성(186)과 동일한 극성을 가지게 된다.
따라서 마그네트(184)의 제 1극성(186)측에는 요크(182)로부터 멀어지는 척력이 발생하고, 제 2극성(188)측에는 요크(182)에 가까워지려는 인력이 발생한다. 따라서 마그네트(184)와 로터(190)가 비틀림 스프링(200)의 탄성을 이기고 제 1힌지축(192)을 중심으로 회전하게 되어 마그네트(184)의 제 2극성(188)이 요크(182)와 대면하는 위치로 이동하게 된다.
이 과정에서 로터(190)가 회전하여 구동축(194)이 제 1셔터판(150) 및 제 2셔터판(160)의 제 2장공(154) 및 제 3장공(164)에 결합된 상태에서 이동하게 된다. 따라서 제 1셔터판(150) 및 제 2셔터판(160)은 제 2힌지축(132) 및 제 3힌지축(134)을 중심으로 회전하여 제 2광통과공(122)을 폐쇄한다. 이때 제 1셔터판(150)과 제 2셔터판(160)은 제 2광통과공(122)의 양측면으로부터 동시에 모아지므로, 제 2광통과공(122)으로 유입되는 빛을 빠른 속도로 차단하게 된다. 카메라의 정지 화상의 화질은 셔터장치의 스피드에 의해 좌우되는데, 본 실시예의 셔터장치는 간단한 구조로 인하여 셔터부의 이동속도가 최대화되므로 이미지센서에서 양질의 정지 화상을 촬영할 수 있게 된다.
한편, 코일(180)에 공급되는 전원이 차단되면, 요크(182)에 형성된 자기장이 사라지게 된다. 따라서 로터(190)를 원상으로 회전시키려는 비틀림 스프링(200)의 탄성에 의해 로터(190)와 마그네트(184)는 원상으로 복원된다.
이 과정에서 로터(190)에 형성된 구동축(194)이 제 1셔터판(150) 및 제 2셔터판(160)의 제 2장공(154) 및 제 3장공(164)에 결합된 상태에서 최초와 역방향으로 이동하게 된다. 따라서 제 1셔터판(150) 및 제 2셔터판(160)은 제 2힌지축(132) 및 제 3힌지축(134)을 중심으로 회동하여 제 2광통과공(122)을 개방하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 경통부에 고정되고 경통부에 장착된 렌즈 그룹에 빛을 통과시키는 광통과공을 갖는 베이스부와, 광통과공을 개폐할 수 있도록 베이스부에 유동 가능하게 설치된 셔터부와, 베이스부에 설치되고 셔터부를 구동시켜 광통과공을 개폐하기 위한 구동부를 갖는 소형 카메라용 셔터장치로서, 셔터장치의 구조를 간단히 하고 크기를 축소함으로써 통신 단말기에 설치되는 카메라와 같이 소형의 크기를 갖는 카메라 장치에 적용하는 것이 가능하며, 셔터판의 구동속도를 최대화시킴으로써 고화질의 영상을 촬영하는 것이 가능한 효과가 있다.
이상에서는 본 발명을 하나의 실시예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

Claims (10)

  1. 경통부에 고정되고, 상기 경통부에 장착된 렌즈 그룹에 빛을 통과시키는 광통과공을 갖는 베이스부;
    상기 광통과공을 개폐할 수 있도록 상기 베이스부에 유동 가능하게 설치된 셔터부;
    수회 권선되어 상기 베이스부에 고정되고, 외부로부터 전원의 공급을 받는 코일;
    극성이 2개로 분할되는 마그네트; 및
    편심 위치에 상기 마그네트를 내장하고, 상기 마그네트의 제 1극성과 제 2극성이 상기 코일의 마그네틱 필드에 선택적으로 노출될 수 있도록 상기 베이스에 축지지되며, 회전동작에 따른 힘을 상기 셔터부에 전달하는 로터를 포함하여 구성된 소형 카메라용 셔터장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 베이스부는,
    상기 렌즈 그룹으로 빛을 통과시키는 제 1광통과공이 형성되고, 상기 구동부가 안착되는 제 1베이스; 및
    상기 제 1베이스에 결합되고, 상기 제 1광통과공에 대응되는 제 2광통과공이 형성되며, 상기 제 1베이스와 대향되는 면으로 상기 셔터부가 유동하는 평면을 제공하는 제 2베이스로 이루어진 것을 특징으로 하는 소형 카메라용 셔터장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 평면에는,
    상기 셔터부가 이동하는 궤적과 상기 제 2광통과공의 가장자리에 상기 셔터부와 상기 제 2베이스간의 마찰을 감소시키기 위한 돌출면이 형성된 것을 특징으로 하는 소형 카메라용 셔터장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 셔터부는,
    상기 베이스부에 형성되는 힌지축에 회전 가능하게 결합되고, 회전동작으로 상기 광통과공을 개폐하는 셔터판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 소형 카메라용 셔터장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 셔터판은, 상기 광통과공을 중심으로 대향되는 위치에 각각 한쌍이 설치된 것을 특징으로 하는 소형 카메라용 셔터장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 한쌍의 상기 셔터판에는 상기 로터의 구동축이 결합되는 장공이 각각 형성되고, 상기 구동축이 직선운동을 할 때 한쌍의 상기 셔터판은 상기 광통과공을 동시에 개폐하도록 상기 베이스부에 설치된 것을 특징으로 하는 소형 카메라용 셔터장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 소형 카메라용 셔터장치는,
    상기 코일의 중심에 결합되어 상기 베이스부에 고정되고, 상기 코일에 전원이 공급될 때 자화되는 요크를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소형 카메라용 셔터장치.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 소형 카메라용 셔터장치는,
    상기 코일에 전원이 공급되어 상기 로터가 회전한 상태에서, 상기 코일에 전원이 차단될 때 상기 로터를 원상으로 복원시키는 탄성수단을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 소형 카메라용 셔터장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 탄성수단은,
    상기 로터의 회전중심축에 그 중심이 고정되고, 일단은 상기 베이스부에 지지되고, 타단은 상기 로터에 지지된 비틀림 스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 소형 카메라용 셔터장치.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 소형 카메라용 셔터장치는,
    상기 베이스부에 결합되고, 상기 광통과공에 대응되는 제 3광통과공이 형성되며, 상기 셔터부 와 상기 코일 및 상기 마그네트를 커버링하기 위한 커버가 더 구비된 것을 특징으로 하는 소형 카메라용 셔터장치.
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KR101017077B1 (ko) * 2008-08-28 2011-02-25 주식회사 솔레모 이동 통신 단말에 구비되는 카메라 렌즈 덮개 장치

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