KR100748703B1 - 리니어 엑츄에이터 - Google Patents

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Abstract

리니어 엑츄에이터는 베이스 부재와, 상기 베이스 부재에 설치되며, 대물렌즈가 수용되는 렌즈홀더와, 상기 렌즈홀더를 포커싱 방향으로 가변시키는 구동부 및, 상기 구동부가 구동하여 상기 렌즈홀더가 포커싱 방향으로 가변될 경우 상기 렌즈홀더를 가이드 하는 가이드부를 포함한다.
엑츄에이터, 작동체, 카메라, 대물렌즈, 자력, 가이드, 포커스

Description

리니어 엑츄에이터{LINEAR ACTUATOR}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 엑츄에이터를 보인 사시도.
도 2는 도 1의 분해사시도.
도 3a 및 도3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 엑츄에이터의 작용을 설명하기 위한 도 1의 단면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100: 엑츄에이터 10: 베이스 부재
20: 렌즈 홀더 21: 대물렌즈
22: 설치 홀 23: 렌즈커버
30: 구동부 31: 포커싱 코일
32: 요크 33: 마그네트
40: 가이드부 41: 가이드 축
42: 가이드 홀 50: 커버부재
60: 탄성부재
본 발명은 리니어 엑츄에이터에 관한 것으로서, 더 상세하게는 오토 포커싱 기능을 갖은 카메라의 엑츄에이터가 오토 포커싱 기능을 가이드 함과 더불어 외력에 의해 렌즈의 뒤틀림과 경사지는 것이 방지될 수 있도록 한 리니어 엑츄에이터에 관한 것이다.
일반적으로 휴대용 카메라, 디지털 카메라, 캠코더, 디지털 캠코더, CCD카메라 등의 카메라는 피사체로부터 조사된 상의 초점을 자동으로 조절하여 촬상소자에 피사체의 상을 저장매체에 저장하는 기기이다.
이러한 카메라는 피사체로부터 조사된 상의 초점을 자동으로 조절할 수 있도록 대물렌즈가 마련된다. 그리고 대물렌즈는 직성왕복으로 가변시킬 수 있도록 서보모터 또는 스테핑 모터를 구비한 엑츄에이터가 마련되어 있다. 그런데 모터 등을 이용한 엑츄에이터는 대물렌즈의 고속가변이 어렵고 정밀한 위치제어가 어렵다
따라서 최근에는 자력에 의해 구동될 수 있도록 구동부를 구비한 엑츄에이터가 적용되고 있다. 그리고 자력을 이용한 엑츄에이터는 본 출원인이 선출원한 국내특허 제329931호 "픽업 엑츄에이터"가 게재되어 있다.
상기 픽업 엑츄에이터는 베이스부재, 베이스 부재에 가변되도록 설치되며 대물렌즈가 수용되는 렌즈홀더 및 렌즈홀더를 자력에 의해 가변시키는 구동수단으로 구성된다.
이를 구체화 시키면, 베이스 부재에는 서로 일정한 간격으로 배치되는 제1, 2요크가 마련되고, 제1, 2요크에는 제1, 2 마그네트가 부착된다. 그리고 렌즈홀더는 제 1, 2마그네트에 의해 포커싱 방향으로 가변될 수 있도록 마련된다. 그래서 렌즈홀더에는 상기 제1, 2마그네트에 의해 가변작용될 수 있도록 포커싱 코일이 마련되어 있다.
그리고 렌즈홀더는 가변작동에 따른 진동을 흡수함과 동시에 지지될 수 있도록 판스프링 또는 코일 스프링으로 지지되고 잇다.
이러한 픽업 엑츄에이터는 고속가변이 가능하고 정밀한 위치제어가 가능하다 하지만 자력이 다르면 경사지게 가변될 수 있다, 또한 어느 한 부분에 외력이 작용하여도 경사지게 가변될 수 있는 문제가 있다.
그리고 대물렌즈를 교체 및 대물렌즈를 설치하는 과정에서 균일한 힘이 적용되지 않아 뒤틀림 및 경사짐이 발생될 수 있는 문제가 있다.
본 발명은 상기의 필요성을 감안하여 창출된 것으로서 엑츄에이터의 오토 포커싱 기능을 가이드 함과 더불어 외력에 의해 렌즈의 뒤틀림과 경사지는 것을 방지하는 리니어 엑츄에이터에 관한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 리니어 엑츄에이터는 베이스 부재와, 상기 베이스 부재에 설치되며, 대물렌즈가 수용되는 렌즈홀더와, 상기 렌즈홀더를 포커싱 방향으로 가변시키는 구동부 및, 상기 구동부가 구동하여 상기 렌즈홀더가 포커싱 방향으로 가변될 경우 상기 렌즈홀더를 가이드 하는 가이드부를 포함한다.
여기서, 상기 가이드부는 상기 렌즈홀더의 대물렌즈를 중심으로 양측에서 가 이드 될 수 있도록 상기 렌즈홀더의 양측에 마련되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 가이드부는 상기 렌즈홀더에 마련되는 가이드 홀과, 상기 가이드 홀에 수용되어 포커싱 방향으로 가변될 수 있도록 마련되는 가이드 축을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 베이스부재에는 상기 대물렌즈 및 렌즈홀더를 보호하는 커버부재가 더 마련되며, 상기 가이드 축은 상기 베이스 부재에 일단이 고정되고, 타단은 상기 커버부재에 고정되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가이드 홀과 가이드 축은 원형, 삼각, 사각, 오각, 육각, 팔각 중 어느 하나를 선택하여 마련되는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 엑츄에이터를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해사시도이다.
도 1 내지 도 2를 참고하여 설명하면 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 리니어 엑츄에이터(100)는 베이스 부재(10)와, 렌즈홀더(20)와, 구동부(30) 및 가이드부(40)로 구성된다. 그리고 베이스 부재(10)는 상기 베이스 부재(10)가 커버될 수 있도록 결합하는 커버부재(50)가 더 마련된다.
여기서 베이스 부재(10)와 커버부재(50)는 포개어 결합되며, 피사체의 상이 후술할 대물렌즈에서 포커싱 될 수 있도록 중앙이 관통된다. 그리고 베이스 부재(10)와 커버부재(50)사이에 소정 크기의 공간이 형성되어 렌즈홀더(20)와 구동부(30) 및 가이드부(40)가 설치된다. 또한, 베이스 부재(10)의 하부에는 촬상소자가 위치한다.
렌즈홀더(20)는 중앙이 관통되어 대물렌즈(21)를 수용할 수 있도록 대물렌즈 설치 홀(22)이 마련되고, 상기 설치 홀(22)에 설치된 대물렌즈(21)를 고정하는 렌즈커버(23)가 마련된다.
여기서 설치 홀(22)에는 렌즈커버(23)가 나사 결합된다. 그래서 설치 홀(22)의 내경에 나선이 형성되고, 렌즈커버(23)의 외경에 나선이 형성된다. 그리고 렌즈커버(23)는 피사체를 대물렌즈에서 포커싱 할 수 있도록 관통 형성된다.
또한, 렌즈홀더(20)와 베이스 부재(10)사이에는 베이스부재(10)를 기준으로 렌즈홀더(20)를 가변시키는 구동부(30)가 마련된다.
여기서 구동부(30)는 렌즈홀더(20)의 양측에 고정되며, 전원을 인가하면 자기장을 발생시키는 포커싱 코일(31)과, 상기 포커싱 코일(31)이 삽입되어 자력이 형성되며, 베이스 부재(10)에 고정되는 요크(32)와, 상기 요크(32)에 결합하여 포커싱 코일(31)에서 발생된 자기장과 상호작용으로 자기부상시켜 렌즈홀더(20)를 가변시키는 마그네틱(33)으로 구성된다.
이때 요크(32)는 "U"자 형태이며, 일단에 포커싱 코일(31)이 포커싱 방향으로 가변될 수 있게 설치되고, 포커싱 코일(31)과 상호작용할 수 있게 인접하는 요 크(32)의 타단에 마그네틱(33)이 접착된다. 그리고 요크(32)는 베이스부재(10)의 양측에 고정되며 렌즈홀더(20)를 중심으로 양측에 배치된다. 그리고 포커싱 코일(31)과 마그네틱(33)은 양측이 서로 대향하게 배치된다.
한편, 렌즈 홀더(20)의 상부와 하부 양측에는 탄성부재(60)가 설치된다. 여기서 도시된 것은 판스프링으로 도시하고 있다. 하지만 코일 스프링 일 수 있다.
탄성부재(60)는 중앙이 관통된 제1탄성부재(61)와 제2탄성부재(62)로 구성되며, 베이스부재(10)와 렌즈홀더(20)의 사이에 제1탄성부재(61)가 설치되고, 렌즈홀더(20)와 커버부재(50) 사이에 제2탄성부재(62)가 설치된다. 여기서 제1, 2탄성부재(61, 62)탄성부재(60)는 가변되는 렌즈홀더(20)가 가변될 경우 진동을 흡수 할 수 있도록 함과 더불어 렌즈홀더(20)를 지지할 수 있도록 마련된다.
그리고 베이스부재(10)와 커버부재(50)의 사이에는 렌즈홀더(20)의 가변을 가이드 하는 가이드부(40)가 마련된다. 여기서 가이드부(40)는 커버부재(50)를 가변방향으로 천공하여서 되는 가이드 홀(42)과 상기 가이드 홀(42)에 삽입되어, 상기 렌즈홀더(20)가 가이드 될 수 있도록 마련되는 가이드 축(41)으로 구성된다.
이때 가이드 홀(42)의 내경과 가이드 축(41)이 정밀한 동작을 할 수 있도록 가이드 홀(42)의 내경은 0~+0.2mm의 오차 범위에 포함되고, 가이드 축(41)은 0~-0.2mm의 오차 범위에 포함되는 것이 바람직하다.
그리고 가이드 축(41)은 렌즈홀더(20)가 가변되더라도 견고하게 지지될 수 있도록 베이스부재(10)에 일단이 고정되고, 커버부재(50)에 타단이 고정된다.
따라서 포커싱 코일(31)에 전류가 흐르도록 하여 마그네트(33)와 요크(32)의 자력에 의해 렌즈홀더(20)가 가변되면 렌즈홀더(20)를 가이드 홀(42)에서 가이드 하여 원활한 가변을 유도한다.
또한, 렌즈홀더(20)에 설치된 대물렌즈(21)를 설치 또는 교체할 경우 대물렌즈를 설치 홀(22)에 설치한 후 렌즈커버(23)를 조립할 때 힘의 균형이 일정하지 않아도 가이드 축(41)에 의해 견고하게 지지되므로 대물렌즈(21)의 교체에 따른 뒤틀림이 발생되지 않는다. 따라서 가이드 축(41)과 가이드 홀(42)은 적어도 2개 이상 형성되며, 대물렌즈(21)를 중심으로 양측에 균일하게 각각 형성된다.
또한, 비틀림 외력이 아닌 포커싱 방향에서 외력이 발생하더라도 가이드 부(40)에 의해 견고하게 지지되므로 경사지는 것이 방지된다.
이하 본 발명의 일실시예에 따른 리니어 엑츄에이터(100)의 작용을 도 3a 및 3b를 참고하여 설명한다. 도 3a 및 도3b는 본 발명의 일실시예에 따른 리니어 엑츄에이터의 작용을 설명하기 위한 도 1의 단면도이다.
도 3a에 도시한 바와 같이 엑츄에이터는 미도시한 카메라의 제어부의 제어신호에 의해 전원이 인가된다. 여기서 인가된 전원은 엑츄에이터의 포커싱 코일(31)에 인가되어 도 3b와 같이 렌즈홀더(20)가 가이드부(40)에 의해 가이드 되어 자기부상 된다.
즉, 전원이 인가된 포커싱 코일(31)은 자기장을 발생시켜 포커싱 코일(31)이 삽입된 요크(32)에 자력을 발생시킨다. 이때 발생된 자력은 마그네트(33)와의 상호작용에 의해 반발력이 작용하고, 반발력은 포커싱 코일(31)을 가변시킨다.
그리고 포커싱 코일(31)이 가변됨으로서 포커싱 코일(31)이 고정된 렌즈홀더 (20)가 가이드 축(41)에 의해 안내되어 가변되고, 렌즈홀더(10)에 수용된 대물렌즈(21)가 가변되면서 피사체의 포커스를 조절하게 된다. 그래서 피사체의 상이 촬상소자에 포커스가 조절된 상태로 맺히게 된다.
이상에서 본 발명의 리니어 엑츄에이터에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
따라서 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이다.
상술한 바와 같이 렌즈홀더를 가이드 하는 가이드 부를 포함하여 구성된 본 발명의 리니어 엑츄에이터는 오토 포커싱 기능을 가이드 함으로서 원활한 포커싱을 유도하여 포커싱 에러를 방지할 수 있다.
또한. 가이드 축이 베이스 부재와 커버부재에 고정된 상태이므로 가이드 축을 따라 가변되는 렌즈홀더가 외력에 의해 렌즈의 뒤틀림과 경사지는 것이 방지되는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 베이스 부재;
    상기 베이스 부재에 설치되며, 대물렌즈가 수용되는 렌즈홀더;
    상기 렌즈홀더를 포커싱 방향으로 가변시키는 구동부;
    상기 베이스부재에 마련되며, 상기 대물렌즈 및 렌즈홀더를 보호하는 커버부재; 및
    상기 렌즈홀더에 마련되는 가이드 홀과, 상기 가이드 홀에 수용되어 상기 구동부가 구동되어 상기 렌즈 홀더가 포커싱 방향으로 가변될 수 있도록 상기 베이스 부재에 일단이 고정되고, 타단은 상기 커버부재에 고정되는 가이드 축으로 되는 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 엑츄에이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가이드부는 상기 렌즈홀더의 대물렌즈를 중심으로 양측에서 가이드 될 수 있도록 상기 렌즈홀더의 양측에 마련되는 것을 특징으로 하는 리니어 엑츄에이터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 홀과 가이드 축은 원형, 삼각, 사각, 오각, 육각, 팔각 중 어느 하나를 선택하여 마련되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 리니어 엑츄에이터.
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