이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라용 셔터장치의 구성을 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 실시예의 셔터장치는 베이스(10), 제1 및 제2 전자석(20a,20b), 구동아암(30), 마그네틱(35), FPCB(flexible printed circuit board)(40), 제1 및 제2 셔터(50,60)를 포함한다.
베이스(10)는 일측이 원형으로 이루어진 몸체부(11)와 이 몸체부(11) 일측에 연장 형성된 연장부(18)를 포함한다.
몸체부(11)는 중앙에 빛이 투과하기 위한 광투과공(11a)이 형성되며, 광투과 공(11a) 주변에는 후술하는 제1 및 제2 보빈(21,23)이 장착되는 장착홈(13)이 형성된다. 또한 몸체부(11)는 몸체부(11) 상측에 FPCB(40)를 고정시키기 위한 다수의 고정돌기(15)가 외주 선단을 따라 소정간격으로 돌출 형성된다. 또한 몸체부(11)는 연장부(18)와의 경계지점에 고정축(16)이 형성된다.
연장부(18)는 구동아암(30)을 선회 가능하게 지지하며, 구동아암(30)과 함께 제1 및 제2 전자석(20a,20b)의 일부가 배치된다.
제1 전자석(20a)은 제1 보빈(21) 및 제1 코일부(22)를 포함한다. 제1 보빈(21)은 일부가 장착홈(13)의 일측에 결합되며 나머지 부분이 연장부(18) 측으로 돌출되며, 제1 코일부(22)는 연장부(18)로 돌출된 제1 보빈(21)의 일측에 권취된다.
제2 전자석(20b)은 베이스(10) 상에서 광투과공(11a)을 중심으로 제1 전자석(20a)에 대칭되도록 배치된다. 제2 전자석(20b)은 제1 전자석(20a)과 동일한 구성으로 이루어진다. 즉, 제2 전자석(20b)은 제2 보빈(23) 및 제2 코일부(24)를 포함한다. 제2 보빈(23)은 일부가 장착홈(13)의 타측에 결합되며 나머지 부분이 연장부(18) 측으로 돌출되고, 이 연장부(18)로 돌출된 부분에는 제2 코일부(24)가 권취된다.
구동아암(30)은 연장부(18)의 결합구멍(19)에 선회 가능하도록 일측 하단에 힌지돌기(31)가 형성되며, 타측 상단에는 연결돌기(33)가 형성된다. 이 경우, 연결돌기(33)에는 후술하는 제1 및 제2 셔터(50,60)의 제1 및 제2 장공(53,63)이 각각 슬라이딩 가능하게 연결된다. 이에 따라, 구동아암(30)은 시계방향 및 반시계방향 으로 선회 시 제1 및 제2 셔터(50,60)를 서로 마주하는 방향 및 그 반대방향으로 선회시킨다.
마그네틱(35)은 제1 및 제2 코일부(22,24)의 일측에서 형성되는 자기장에 영향을 받을 수 있도록 제1 및 제2 코일부(22,24) 사이에서 위치하는 구동아암(30)의 일측에 고정된다. 이 경우, 마그네틱(35)은, N극 및 S극의 2극으로 착자된다(도 3 참고). 또한, 마그네틱(135, 도 5 참고)은 2극 착자되는 것에 제한되지 않고 N극, S극, N극(또는 S극, N극, S극)이 순차적으로 3극 착자됨에 따라 마그네틱 양단에 동일한 자극이 착자되도록 하는 것도 가능하다(도 5참고).
FBCB(40)는 소정의 회로부가 형성되며 제1 및 제2 코일부(22,24)에 인가되는 전류를 인가한다. 이 FPCB(40)는 주변을 따라 몸체부(11)의 다수의 고정돌기(15)가 삽입되는 다수의 고정홈(45)이 형성되며, 몸체부(11) 상측에 안착된다. 이때, FBCB(40)는 중앙부분에 광투과공(11a)에 대응하는 지름을 갖는 관통구멍(41)이 형성된다.
제1 셔터(50)는 제1 고정구멍(51), 제1 장공(53) 및 제1 요홈부(55)를 포함한다. 제1 고정구멍(51)에는 제1 셔터(50)의 선회중심이 되는 고정축(16)이 힌지 가능하게 삽입되며, 제1 장공(53)에는 구동아암(30) 선회 시 구동아암(30)의 선회방향과 동일 방향으로 제1 셔터(50)를 선회시키기 위해 연결돌기(33)가 슬라이딩 가능하게 삽입된다. 이경우, 제1 장공(53)은 제1 고정구멍(51)에 인접한 제1 셔터(50)의 일 부분에 형성된다.
또한 제1 셔터(50)는 제1 셔터(50)의 선회방향의 일측에 광투과공(11a)의 지 름과 같거나 큰 지름을 갖는 제1 요홈부(55)가 형성되며, 이는 제1 요홈부(55)가 광투과공(11a)의 원주와 일치된 상태에서 광투과공(11a)을 완전 개방할 수 있도록 하기 위함이다. 이 경우 제1 셔터(50)는 제1 장공(53)의 길이를 적절히 설정함으로써, 제1 요홈부(55)가 광투과공(11a)의 원주와 일치된 상태까지 그 선회각도를 제한할 수 있다.
제2 셔터(60)는 광투과공(11a)을 기준으로 제1 셔터(50)의 맞은편에 배치되며, 제1 셔터(50)와 같이 제2 고정구멍(61), 제2 장공(63) 및 제2 요홈부(65)를 포함한다. 이 경우, 제2 고정구멍(61)에는 제1 고정구멍(51)에 삽입된 고정축(16)이 힌지 가능하게 삽입되며, 제2 장공(63)에는 제1 장공(53)에 삽입된 구동아암(30)의 연결돌기(33)가 슬라이딩 가능하게 삽입된다. 이러한 제2 장공(63)은 제2 고정구멍(61)에 인접한 제2 셔터(60)의 일 부분에 형성된다.
더욱이 제2 셔터(60)는 제1 셔터(50)와 마찬가지로 제2 셔터(60)의 선회방향의 일측에 광투과공(11a)의 지름과 같거나 큰 지름을 갖는 제2 요홈부(65)가 형성되며 이는, 제2 요홈부(65)가 광투과공(11a)의 원주와 일치된 상태에서 광투과공(11a)을 완전 개방할 수 있도록 하기 위함이다. 아울러 제2 셔터(60)는 제2 장공(63)의 길이를 적절히 설정함으로써, 제2 요홈부(65)가 광투과공(11a)의 원주와 일치된 상태까지 그 선회각도를 제한할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 셔터장치의 작용을 도 3 및 도 4를 참고하여 설명하면 다음과 같다. 참고로 도 3 및 도 4는 설명의 편의를 위해 FPCB(40)를 생략한 상태로 나타낸다.
먼저 작용설명에 앞서, 하기에 설명하는 마그네틱(35)은 N극 및 S극의 2극으로 착자되고, 마그네틱(35)의 양측에 각각 인접하게 배치된 제1 및 제2 보빈(21,23)의 일측에 동시에 동일한 자극의 자기장이 형성되는 것을 기준으로 하여 설명한다.
도 3을 참고하면, 본 실시예의 셔터장치는 예를 들면, 카메라(미도시)를 온(on)시키거나 카메라가 내장된 휴대폰(미도시)의 경우 촬영모드로 설정할 경우, 몸체부(11)의 광투과공(11a)이 제1 및 제2 셔터(50,60)에 의해 완전히 폐쇄되어 필름 또는 CCD(charge-coupled device)가 광에 비노출되는 초기상태가 된다.
이 상태에서, 사진촬영을 위해 셔터버튼(미도시)을 누르면 순간적으로 제1 및 제2 셔터(50,60)가 선회하면서 도 4와 같이, 광투과공(11a)을 완전히 개방한다. 이하에, 이와 같이 광투과공(11a)이 폐쇄된 상태(도 3 참조)에서 완전 개방된 상태(도 4 참조)로 전환되는 과정을 좀 더 자세히 설명한다.
먼저, 제1 및 제2 전자석(20a,20b)의 제1 및 제2 코일부(22,24)에 동시에 전류가 인가되면, 마그네틱(35)에 인접한 제1 및 제2 보빈(21,23)의 일측에 동시에 동일한 자극 즉, S극의 자기장이 형성된다.
이에 따라 마그네틱(35)은 도 4와 같이, N극 측과 제1 보빈(21)의 S극 자기장이 형성되는 측 사이에 발생하는 인력에 의해 제1 보빈(21)의 S극 측으로 당겨짐과 동시에, 마그네틱(35)의 S극 측과 제2 보빈(23)의 S극 자기장이 형성되는 측 사이에서 발생하는 척력에 의해 마그네틱(35)이 제2 보빈(23)의 S극 측으로부터 밀려나게 된다.
따라서, 구동아암(30)은 힌지돌기(31, 도 2 참고)를 중심으로 시계방향으로 선회하면서, 연결돌기(33)는 제1 및 제2 셔터(50,60)의 제1 및 제2 장공(53,63)을 따라 슬라이딩 이동한다. 이에 따라, 제1 셔터(50)는 고정축(16)을 기준으로 반시계방향으로 선회하고 동시에 제2 셔터(60)는 고정축(16)을 기준으로 시계방향으로 선회하여, 제1 및 제2 요홈부(55,65)가 광투과공(11a)과 동심원으로 배치되면서 광투과공(11a)을 완전히 개방한다.
그 후, 광투과공(11a)을 폐쇄하는 과정 즉, 도 4에서 도 3으로 전환되는 과정을 설명하면 다음과 같다.
제1 및 제2 코일부(22,24)에 광투과공(11a)이 개방될 때의 반대방향으로 동시에 각각 전류가 인가되면, 도 3과 같이, 마그네틱(35)에 인접한 제1 및 제2 보빈(21,23)의 일측에 각각 N극 자기장이 형성된다.
이에 따라 마그네틱(35)은 S극 측이 인력에 의해 제2 보빈(23)의 N극 자기장이 형성되는 측으로 당겨짐과 동시에, 마그네틱(35)의 N극 측이 척력에 의해 제1 보빈(21)의 N극 자기장이 형성되는 측으로부터 밀려나게 된다.
따라서, 구동아암(30)은 힌지돌기(31, 도 2 참고)를 중심으로 반시계방향으로 선회하고, 구동아암(30)의 연결돌기(33)가 제1 및 제2 셔터(50,60)의 제1 및 제2 장공(53,63)을 따라 슬라이딩 이동한다. 이에 따라, 제1 셔터(50)는 고정축(16)을 기준으로 시계방향으로 선회하고 동시에 제2 셔터(60)는 고정축(16)을 기준으로 반시계방향으로 선회하여, 광투과공(11a)을 완전히 폐쇄한다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 셔터장치는, 단일 마그네틱(35) 양측 에 각각 인접한 제1 및 제2 전자석(20a,20b)에 발생하는 자기장에 의해 마그네틱(35)의 양측에 인력과 척력이 동시에 발생케 하여 구동아암의 선회력을 증가시킴으로써, 제1 및 2 셔터(50,60)의 스피드를 증가시켜 고해상도의 촬영은 물론 선명한 촬영이 가능하다.
한편, 상기에서는 마그네틱(35)이 2극으로 착자된 경우를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 도 5 및 도 6과 같이, N극, S극, N극(또는 S극, N극, S극)을 순차적으로 착자한 3극 마그네틱(135)을 사용하는 것도 물론 가능하다.
이와 같이, N극, S극, N극 순서로 3극 착자된 마그네틱(135)을 사용하는 경우, 구동아암(30)을 시계 및 반시계방향으로 선회시키기 위해 제1 및 제2 코일부(22,24)에 동시에 전류를 인가하되 마그네틱(135)에 인접한 제1 및 제2 보빈(21,23)의 일측에 서로 반대되는 자기장이 형성되도록 하는 점에서 상기 도 3 및 4와 같이 2극 착자된 마그네틱(35)를 사용할 때와 차이가 있다.
한편, 도 5 및 도 6과 같이, 구동아암(30) 및 제1 및 제2 셔터(50,60)에 의해 광투과공(11a)이 개방 및 폐쇄되는 과정은 2극 착자된 마그네틱(35)을 사용할 때와 동일하므로 이에 대한 구체적인 동작설명은 생략한다.