KR100788844B1 - 자기적 짝힘을 이용한 카메라폰용 셔터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기적 짝힘을 이용한 구동기구를 아이리스(Iris)에 직접 결합시켜 셔터를 연속적으로 정밀하게 제어할 수 있는 카메라폰용 셔터에 관한 것으로서, 다수의 렌즈 그룹이 내장된 경통장치에 결합되는 카메라폰용 셔터에 있어서, 하나 또는 둘이상의 코일 쌍; 상기 경통장치 내의 렌즈 그룹에 빛을 제공하는 광통과공과, 복수의 제1 고정돌기가 형성되어 있는 스테이터; 제1, 제2 축공이 형성되어 있고, 상기 제1 축공에 상기 스테이터의 제1 고정돌기가 결합되며, 상기 광통과공으로 입사되는 광량을 제어하는 복수의 아이리스; 상기 아이리스의 제 2 축공에 결합되는 제2 고정돌기가 형성되어 있고, 상기 코일이 결합되는 하나 또는 둘이상의 결합돌기가 형성되어 있는 로터; 및 상기 코일과 소정 거리에 위치하며, 상기 코일에 의해 형성된 자기장과 상호작용하여 짝힘을 발생시킴으로써 상기 로터를 회전시키는 복수의 영구자석과, 상기 스테이터의 상단 소정 위치에 고정되어 상기 짝힘에 의해 아이리스가 회전할 때 상기 아이리스가 소정 위치까지 회전되도록 하고, 짝힘이 제거되었을 때 상기 아이리스가 제자리로 복귀되도록 하는 탄성체와, 상기 탄성체의 탄성거리를 제한하는 스토퍼로 이루어진 것을 특징으로 한다.

카메라폰, 셔터, 자기적 짝힘, 아이리스, Iris

Description

자기적 짝힘을 이용한 카메라폰용 셔터{SHUTTER FOR CAMERA PHONE USING MAGNETIC TORQUE}

도 1은 본 발명이 적용된 자기적 짝힘을 이용한 카메라폰용 셔터의 분해 사시도,

도 2는 본 발명이 적용된 구동기구와 자동초점기구가 일체화된 카메라폰용 셔터의 조립도,

도 3은 도 1의 평면도,

도 4는 본 발명에 적용된 아이리스(Iris)가 닫혀진 상태를 도시한 도면,

도 5는 본 발명에 적용된 아이리스(Iris)가 열려진 상태를 도시한 도면이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ***

10 : 스테이터(Stator) 12 : 볼 베어링

14 : 제1 고정돌기 16, 18, 20 : 아이리스(Iris)

22 : 로터(Rotor) 24 : 결합돌기

25, 26 : 코일 28 : 영구자석

32 : 제2 고정돌기 35 : 탄성체

36 : 스토퍼

본 발명은 자기적 짝힘을 이용한 카메라폰용 셔터에 관한 것이다.

특히, 자기적 짝힘을 이용한 구동기구를 아이리스(Iris)에 직접 결합시켜 셔터를 연속적으로 정밀하게 제어할 수 있도록 하는 자기적 짝힘을 이용한 카메라폰용 셔터에 관한 것이다.

일반적으로 전자셔터를 적용하는 카메라는, 피사체의 밝기에 따라 조리개의 개구 크기 및 셔터의 개폐 속도를 제어함으로써 이미지 센서 혹은 필름의 감광면에 도달하는 노출량이 일정하도록 조절한다.

이러한 기능을 갖는 카메라용 전자셔터를 적용한 카메라에 대한 기술은, 미국특허 제4918480호(1998.10.27)와, 미국특허 제4634254호(1985.6.20)와, 미국특허 제5111230호(1990.8.28)와, 일본국 특허공개 공보 소61-9632호, 대한민국특허출원 제1997-0038300호, 대한민국특허 제0261600호에 개시되어 있다.

이와 같은 종래의 카메라용 셔터장치는, 스텝 모터 혹은 솔레노이드 등 구동기구와 결합된 레버, 기어 등의 기구를 통하여 동력을 전달받아 셔터를 구동시키는 구조를 채택하고 있어서, 구조가 복잡하고 부품 수가 과다한 단점이 있다.

한편, 최근 휴대폰은 여러 디지털 기기의 기능들을 집적화하게 되면서 전용 부품들을 위한 공간에 많은 제약을 받게 되었다. 일본에서 발매된 카메라폰에서는 모듈의 크기를 최소화하기 위하여 다수의 구동기구 대신 하나의 구동기구를 사용한 단계적 광학 줌을 채용하였다.

이러한 상황은 300백만 화소급 이상의 모듈에서는 더욱 심각하여 복잡한 구조를 갖고 부피가 큰 기존의 디지털 카메라용 셔터장치를 채용하기 쉽지 않다. 즉, 기존 방식을 그대로 채용한다면 자동초점을 위한 경통의 구동 및 광학 줌 구동을 위한 구동기구들과 셔터를 구동시키기 위한 구동기구가 별도로 필요하게 되어 전체 모듈의 부피가 커지게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 극복하기 위해서 안출된 것으로서, 회전식 구동기구를 아이리스(Iris)에 직접 결합시켜 셔터를 연속적으로 정밀하게 제어함으로써 셔터에 조리개 기능을 부여하는 동시에 자동초점기구와 셔터를 일체함으로써, 초소형 카메라폰용 자동초점 및 셔터기구를 구현하는 데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명의 실시 예는, 다수의 렌즈 그룹이 내장된 경통장치에 결합되는 카메라폰용 셔터에 있어서, 하나 또는 둘이상의 코일; 상기 경통장치 내의 렌즈 그룹에 빛을 제공하는 광통과공과, 복수의 제1 고정돌기가 형성되어 있는 스테이터; 제1, 제2 축공이 형성되어 있고, 상기 제1 축공에 상기 스테이터의 제1 고정돌기가 결합되며, 상기 광통과공으로 입사되는 광량을 제어하는 복수의 아이리스; 상기 아이리스의 제2 축공에 결합되는 제2 고정돌기가 형성되어 있고, 상기 코일이 결합되는 하나 또는 둘이상의 결합돌기가 형성되어 있는 로터; 및 상기 코일과 소정 거리에 위치하며, 상기 코일에 의해 발생된 일정방향의 자기력에 의해 짝힘을 형성시켜 상기 로터를 회전시키는 복수의 영구자석으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 스테이터의 상단 소정 위치에 고정되어 상기 짝힘에 의해 아이리스가 회전할 때 상기 아이리스가 소정 위치까지 회전되도록 하고, 짝힘이 제거되었을 때 상기 아이리스가 제자리로 복귀되도록 하는 탄성체와, 상기 탄성체의 탄성변위를 제한하는 스토퍼를 더 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 자기적 짝힘을 이용한 카메라폰용 셔터에 관한 작용 및 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용된 자기적 짝힘을 이용한 카메라폰용 셔터의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명이 적용된 자기적 짝힘을 이용한 카메라폰용 셔터의 조립도이며, 도 3은 도 1의 평면도이다.

첨부 도면 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 렌즈 그룹이 내장된 경통장치에 결합되는 카메라폰용 셔터는 하나 또는 둘 이상의 코일(25)(26)과, 스테이터(10)와, 제1, 제2 축공(34)(36')이 형성되어 있고, 상기 제1 축공(34)에 상기 스테이터(10)의 제1 고정돌기(14)가 결합되며, 상기 광통과공(30)으로 입사되는 광량을 제어하는 복수의 아이리스(16)(18)(20)와, 상기 아이리스(16)(18)(20)의 제2 축공(36')에 결합되는 제2 고정돌기(32)가 형성되어 있고, 상기 코일(25)(26)이 결합되는 하나 또는 둘이상의 결합돌기(24)가 형성되어 있는 로터(22)와, 상기 코일(25)(26)과 소정 거리에 위치하며, 상기 코일(26)로부터 발생된 자기력에 의해 일정방향의 짝힘을 형성시켜 상기 로터(22)가 회전되도록 하는 복수의 영구자석(28)과, 상기 스테이터(10)의 상단 소정 위치에 고정되어 상기 짝힘에 의해 아이리스(16)(18)(20)가 회전할 때 상기 아이리스(16)(18)(20)가 소정 위치까지 회전되도록 하고, 짝힘이 제거되었을 때 상기 아이리스(16)(18)(20)가 제자리로 복귀되도록 하는 탄성체(35)와, 상기 탄성체(35)의 탄성거리를 제한하는 스토퍼(36)로 이루어진다.

상기 아이리스(16)(18)(20)는 본 실시 예에서는 3개로 이루어져 있으나, 2개 또는 3개 이상 복수의 아이리스로도 구현 가능하다.

상기 스테이터(10)는 상기 경통장치 내의 렌즈 그룹에 빛을 제공하는 광통과공(30)과 복수의 제1 고정돌기(14)가 형성되어 있다.

상기 코일은 전류에 의해 가해지는 힘의 방향 및 세기를 결정하는 제1 코일(25)과, 전류의 위상, 크기 및 방향을 결정하는 제2 코일(26)로 이루어져 있으며, 상기 제1 코일(25)과 제2 코일(26)은 서로 대향되게 설치된다.

상기 아이리스(16)(18)(20)는 전압이 차단되어 상기 제1, 제2 코일(25)(26)에 의해 형성되는 짝힘이 제거되는 경우 복원력에 의해 원위치로 복귀한다.

상기 서로 대향되는 위치에 구비되는 한 쌍의 영구자석(28)은 N극과 S극으로 구성되며, 자기장은 N극에서 S극 쪽으로 형성된다. 상기 영구자석(28)은 1개 이상의 쌍으로 구비된다.

상기와 같은 구성된 자기적 짝힘을 이용한 카메라폰용 셔터의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

첨부 도면 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 전원이 공급되면 제1 코일(25)을 통해 전류가 흐르게 되어 자기 모멘트가 형성되고 제2 코일(26)에도 제1 코일(25)에서와 동일한 방식으로 자기 모멘트가 로터(22)에 짝힘을 미친다.

이때, x-y 평면상에 있지 않은 힘의 성분은 대칭성에 의해 상쇄되고, 동일한 크기의 반대방향 힘의 작용점이 같은 선상에 있지 않기 때문에 일정방향으로 짝힘이 작용하여 아이리스(16)(18)(20)는 첨부 도면 도 5에 도시된 바와 같이 개방되어 광통과공(30)을 통해 광이 입사되도록 한다. 한편, 공급되던 전압이 차단되는 경우 상기 제1, 제2 코일(25)(26)을 통해 흐르던 전류가 중단됨으로써 짝힘이 소멸되고 아이리스(16)(18)(20)는 탄성체(35)의 작용에 의해 첨부 도면 도 4에 도시된 바와 같이 폐쇄 되어 광통과공(30)을 통해 렌즈로 입사되던 광을 차단한다.

한편, 일정방향으로 형성되는 짝힘에 의해 아이리스(16)(18)(20)가 회전할 때 탄성체(35)는 상기 아이리스(16)(18)(20)가 소정 위치까지 회전되도록 한다. 이때 상기 탄성체(35)는 스토퍼(36)에 의해 최대 탄성거리가 제한된다. 그리고 상기 제1, 제2 코일(25)(26) 및 영구자석(28)에 의해 형성되던 짝힘이 제거된 경우 상기 탄성체(35)는 복원력에 의해 상기 아이리스(16)(18)(20)가 제자리로 복귀되도록 한다.

여기서, 상기 한 쌍의 영구자석(28)은 스테이터 상단에 고정되되, 서로 대향되는 위치에 고정되고, 상기 한 쌍의 영구자석(28)은 N극과 S극으로 구성되며, 자기장은 N극에서 S극 쪽으로 형성된다.

이때, 상기 제1 코일(25)은 전류가 흐르는 방향과 세기를 조절하여 플레밍 왼손법칙에 따라 흐르는 전류에 가해지는 힘의 방향 및 세기를 결정할 수 있으며, 제 2 코일(26)은 제1 코일(25)과 대향하는 위치(셔터기구의 반대 측)의 반대쪽에 위치하여 전류의 위상, 크기, 방향 등을 조절한다.

상기 제1, 제2 코일(25)(26)에 의해 형성되는 짝힘은 제2 고정돌기(32)을 통하여 아이리스(16)(18)(20)에 전달이 되도록 한다.

상기 스테이터(10)에 형성된 볼베어링(12)은 상기 스테이터(10) 상에서 로터(22)가 부드럽게 회전되도록 하는 역할을 한다.

상기와 같이 작동하고 구성되는 카메라폰용 셔터는 자동초점 구동기구에 채용되고 있는 보이스코일모터와 유사한 구조를 가짐으로 자동초점 기구와 쉽게 일체화가 가능하다.

상기와 같은 구성 및 작용 그리고 바람직한 실시 예를 가지는 본 발명은 자기적 짝힘(일종의 Voice Coil Motor)을 아이리스(Iris)에 직접 결합시킴으로써 셔 터를 연속적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라 정밀 위치 제어가 가능하도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 구동기구를 간소화시키는 한편 초소형 구조를 갖도록 함으로써 부피를 줄일 수 있어 좀 더 콤팩트한 휴대폰용 카메라모듈을 제조할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 다수의 렌즈 그룹이 내장된 경통장치에 결합되는 카메라폰용 셔터에 있어서,

   하나 또는 둘이상의 코일쌍;

   상기 경통장치 내의 렌즈 그룹에 빛을 제공하는 광통과공과, 복수의 제1 고정돌기가 형성되어 있는 스테이터;

   제1, 제2 축공이 형성되어 있고, 상기 제1 축공에 상기 스테이터의 제1 고정돌기가 결합되며, 상기 광통과공으로 입사되는 광량을 제어하는 복수의 아이리스;

   상기 아이리스의 제 2 축공에 결합되는 제2 고정돌기가 형성되어 있고, 상기 코일이 결합되는 하나 또는 둘이상의 결합돌기가 형성되어 있는 로터;

   상기 코일과 소정 거리에 위치하며, 상기 코일에 의해 형성되는 일정방향의 자기모멘트에 의해 짝힘을 형성시켜 상기 로터가 회전되도록 하는 복수의 영구자석; 및

   상기 스테이터의 상단에 구비되며 상기 코일로부터 발생된 자기력에 의해 일정방향의 짝힘을 형성시켜 상기 로터가 회전되면 이에 제1 고정돌기를 기점으로 상기 아이리스가 소정 위치까지 회전되도록 하며 최대 탄성거리가 제한되면서 상기 코일 및 영구자석에 의해 형성되던 짝힘이 흐르던 전류가 중단되어 제거되면 상기 아이리스가 제자리로 복귀되도록 하는 탄성체;

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기적 짝힘을 이용한 카메라폰용 셔터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성체와 이격된 상기 스테이터의 상단에 구비되어 상기 탄성체의 탄성거리를 제한하는 스토퍼로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기적 짝힘을 이용한 카메라폰용 셔터.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 코일은,

   전류에 의해 형성된 짝힘의 방향 및 세기를 결정하는 제1 코일과, 전류의 위상, 크기 및 방향을 결정하는 제2 코일로 이루어져 있으며, 상기 제1 코일과 제2 코일은 서로 대향되게 설치되는 것을 특징으로 하는 자기적 짝힘을 이용한 카메라폰용 셔터.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 영구자석은,

   N극과 S극으로 구성되며, 상기 N극에서 S극 쪽으로 N극과 S극으로 구성되며, 자기장이 형성되는 것을 특징으로 하는 자기적 짝힘을 이용한 카메라폰용 셔터.
6. 삭제

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