KR100956378B1 - 초소형 셔터 장치 - Google Patents

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KR100956378B1
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윤영복
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Abstract

본 발명은 초소형 셔터 장치의 구조를 개선하여 소형화 및 경량화를 가능하게 하고 전력 소모를 절감하며 제품의 수명 및 성능과 신뢰성을 향상하기 위한 것이다.
이를 위해, 본 발명은, 중앙에 관통홀이 형성되고 전류가 인가됨에 따라 자기장을 형성하는 코일이 설치되는 기판을 포함하는 코일층; 및 상기 코일층의 일측면에 설치되며, 상기 기판의 형상과 대응되는 형상을 갖는 셔터케이스와 상기 셔터케이스 내에 탄성수단을 매개로 설치되어 전류가 흐름에 따라 상기 코일이 형성하는 자기장과의 상호 작용으로 발생되는 전자기력에 의해 일방향으로 이동되고 상기 전자기력의 해제시 상기 탄성수단의 복원력을 통해 원위치로 복귀되면서 상기 기판의 관통홀을 개폐하는 차단막을 포함하는 셔터층;을 포함하는 초소형 셔터 장치를 제공한다.
초소형 셔터 장치, 코일층, 셔터층, 관통홀, 코일, 셔터케이스, 탄성수단

Description

초소형 셔터 장치{Shutter apparatus}
본 발명은 셔터 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 전자기력 및 탄성력에 의해 차단막을 이동하면서 관통홀을 개방 또는 폐쇄할 수 있는 초소형 셔터 장치에 관한 것이다.
최근 통신 기술 및 디지털 정보 처리 기술의 발전과 더불어 정보 처리 및 연산, 통신, 화상 정보 입출력 등 다양한 기능이 집적된 휴대용 단말기 기술이 새롭게 대두되고 있다.
디지털 카메라와 통신 기능이 장착된 PDA 또는 핸드폰, 디지털 카메라와 PDA 기능이 장착된 핸드폰 등을 그 예로 들 수 있는데, 디지털 카메라 기술 및 정보 저장 능력의 발달로 인하여 고사양의 디지털 카메라 모듈의 장착이 점차 보편화되고 있는 추세이다.
이를 뒷받침하는 제반 기술의 발달로 휴대용 단말기 등에 장착되는 디지털 카메라 모듈에 메가 픽셀급 이미지 센서가 사용되면서, 광학 줌, 자동 초점 조절 기능과 더불어 기계식 셔터 장치의 기능의 중요성이 더욱 부각되고 있다.
여기서, 휴대용 단말기에 사용되고 있는 카메라 모듈의 셔터 방식으로 전자식과 기계식이 있다.
이 중, 소프트웨어에 의해 조절되는 전자식 셔터만으로는 좋은 화질을 가진 고화소의 사진을 기대하기 어려우므로 사진 촬영 시 차단막을 실제로 움직여 불필요한 빛을 차단하고 화질을 높이는 기계식 셔터를 채용하는 비중이 커지고 있으며, 이를 소형화하기 위한 기술개발이 활발히 이루어지고 있다.
하지만, 종래의 기계식 셔터는 카메라 모듈 내에서 큰 부피를 차지하는 전자석이 구비되거나 복잡한 매커니즘의 구현을 위해 많은 구성부품이 필요하므로 카메라 모듈의 소형화에 기술적인 한계를 가지고 있다.
따라서, 본 발명은 종래 셔터 장치에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 전자기력 및 탄성력에 의해 차단막을 이동하면서 관통홀을 개방 또는 폐쇄함으로써, 소형화 및 경량화가 가능하고 전력 소모가 절감되며 제품의 수명 및 성능과 신뢰성을 향상할 수 있는 초소형 셔터 장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 형태에 의하면, 중앙에 관통홀이 형성되고 전류가 인가됨에 따라 자기장을 형성하는 코일이 설치되는 기판을 포함하는 코일층; 및 상기 코일층의 일측면에 설치되며, 상기 기판의 형상과 대응되는 형상을 갖는 셔터케이스와 상기 셔터케이스 내에 형성된 탄성수단에 연결되도록 형성되어 전류가 흐름에 따라 상기 코일이 형성하는 자기장과의 상호 작용으로 발생되는 전자기력에 의해 일방향으로 이동되고 상기 전자기력의 해제시 상기 탄성수단의 복원력을 통해 원위치로 복귀되면서 상기 기판의 관통홀을 개폐하는 차단막을 포함하는 셔터층;을 포함하는 초소형 셔터 장치가 제공된다.
여기서, 상기 코일층은 영구자석으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 코일층은, 상기 셔터층의 상부 또는 하부 또는 상하부에 설치될 수 있다.
또한, 상기 코일층은 상기 기판이 복수로 적층되어 형성될 수 있다.
여기서, 상기 기판이 복수로 적층시 상기 각 기판에 형성된 코일 간의 전기적인 연결은 전도성 비아(via)를 통하여 이루어질 수 있다.
이때, 상기 전도성 비아는, 상기 각 기판에 상호 대응되도록 형성된 비아홀과, 상기 비아홀에 충전되어 상기 각 기판에 형성된 코일 간의 전기적인 연결을 형성하는 전도성 메탈을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 비아홀은, 상기 비아홀은, 기계적 가공 방법 또는 화학적 가공 방법 또는 광학적 가공 방법 또는 양극산화 방법으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 기판이 복수로 적층시 기판과 기판 사이에는 부도체 기판이 설치되어 적층될 수 있다.
그리고, 상기 기판이 복수로 적층시 상기 각 기판에 형성된 코일은 인접된 기판에 형성된 코일과 중첩되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 기판이 복수로 적층시 상기 각 기판에 형성된 코일은 인접된 기판에 형성된 코일과 미중첩되도록 형성될 수도 있다.
그리고, 상기 기판이 복수로 적층시 상기 각 기판에 형성된 관통홀은 인접된 기판에 형성된 관통홀과 동일한 크기로 형성될 수 있다.
또한, 상기 기판이 복수로 적층시 상기 각 기판에 형성된 관통홀은 인접된 기판에 형성된 관통홀과 다른 크기로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 복수의 기판에 형성된 관통홀은 적층방향을 따라 순차적으로 크기가 커지거나 또는 작아지도록 형성될 수도 있다.
한편, 상기 기판의 표면은 기계적 가공 방법 또는 화학적 가공 방법을 통해 평탄하게 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 코일은 상기 기판의 내부에 전부 또는 일부가 삽입되도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 코일은 상기 관통홀의 둘레에 권선 형태로 형성될 수 있다.
이때, 상기 코일의 권선 형태는 원형 또는 타원형 또는 다각형으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 코일은 은(Ag) 또는 동(Cu) 또는 알루미늄(Al) 또는 금(Au)과 같이 전기전도성이 높은 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 코일은 잉크젯 프린팅 또는 스크린 프린팅 또는 리소그라피 공정 또는 전기화학적인 도금 공정으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 기판은, 저온 동시 소성 세라믹(LTCC:Low Temperature Co-fired Ceramics) 제조 공법으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 기판의 형태는 원형 또는 타원형 또는 다각형으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 기판은 실리콘 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 기판은 글라스(glass)를 포함하는 세라믹 재질로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 기판은 산화규소(SiO2) 또는 산화붕소(B2O3) 또는 산화칼슘(CaO) 또는 산화마그네슘(MgO) 또는 산화알루미늄(Al2O3) 중 어느 하나를 포함하는 세라믹 재질로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 기판은 투자율을 갖는 자성체 물질로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 기판은 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 망간(Mn), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 구리(Cu) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 자성체 물질로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 기판은 투자율을 갖는 자성체 물질과 세라믹이 혼합된 재질로 형성될 수도 있다.
그리고, 상기 관통홀은, 기계적 가공 방법 또는 화학적 가공 방법 또는 광학적 가공 방법으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 차단막은, 상기 셔터케이스 내에 상호 대응되는 탄성수단을 매개로 복수로 설치되어 상기 관통홀을 분할하여 폐쇄하도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 차단막이 복수로 설치시, 상기 복수의 차단막은 동일한 수평면 상에서 이동되도록 설치될 수 있다.
또한, 상기 차단막이 복수로 설치시, 상기 각 차단막은 서로 다른 수평면 상에서 이동되도록 설치될 수도 있다.
그리고, 상기 차단막이 복수로 설치시, 상기 각 차단막은 동시에 전류가 인가되어 상기 관통홀을 개방 또는 폐쇄하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 차단막이 복수로 설치시, 상기 복수의 차단막은 순차적으로 전류 가 인가되어 상기 관통홀을 순차적으로 개방 또는 폐쇄하도록 구성될 수도 있다.
그리고, 상기 차단막은 인가되는 전류의 세기에 따라 이동 속도가 조절될 수 있다.
또한, 상기 차단막은 인가되는 전류의 방향이 전환됨에 따라 상기 관통홀을 폐쇄하거나 또는 개방하는 방향으로 이동될 수 있다.
그리고, 상기 차단막은 반원형 또는 원형 또는 타원형 또는 다각형 또는 초승달형으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 탄성수단은, 상기 셔터케이스에 형성된 고정부; 및 상기 셔터케이스 내에서 상기 고정부와 상기 차단막 사이를 연결하도록 형성되며, 상기 차단막을 탄력적으로 지지하는 복수의 탄성부;를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 탄성수단은, 상기 셔터케이스에 일측이 연결 형성되고 상기 차단막에 타측이 연결 형성된 복수의 탄성부를 포함하여 이루어질 수도 있다.
한편, 상기 셔터층을 구성하는 상기 탄성수단 및 상기 차단막은 MEMS(Micro Electro Mechanical System)와 같은 반도체 공정을 통해 일체로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 셔터층은, 도체, 부분 절연된 도체, 표면이 도금 처리된 부도체, 자성체의 조합으로 구성되어 상기 차단막으로 전류가 흐르도록 하는 통로를 형성할 수 있다.
여기서, 상기 셔터층에 흐르는 전류의 통로의 길이를 조절함으로써 상기 차단막을 이용시키는 전자기력의 크기를 변환시킬 수 있다.
이때, 상기 차단막에는 전류가 흐르는 통로가 형성되되, 상기 차단막에 형성 되는 통로는 일정한 패턴을 형성할 수 있다.
그리고, 상기 도체의 부분적인 절연은, 아노다이징 공정 또는 화학적 식각 공정으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 차단막은 인가되는 전류의 세기에 따라 이동 변위가 조절됨으로써 상기 관통홀의 개방 면적을 조절하여 상기 관통홀을 통과하는 빛의 양을 조절할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 셔터 장치는, 소형화 및 경량화가 가능하고 전력 소모가 절감되며 제품의 수명 및 성능과 신뢰성을 향상할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 초소형 셔터 장치에 대한 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 셔터 장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 초소형 셔터 장치의 열림 상태를 개략적으로 나타낸 구성도이며, 도 3은 도 1의 초소형 셔터 장치의 닫힘 상태를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
그리고, 도 4는 도 1의 초소형 셔터 장치의 셔터층의 다른 형태를 개략적으 로 나타낸 분해 사시도이고, 도 5는 도 4의 초소형 셔터 장치의 열림 상태를 개략적으로 나타낸 구성도이며, 도 6은 도 4의 초소형 셔터 장치의 닫힘 상태를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
또한, 도 7 내지 도 12는 도 1의 초소형 셔터 장치의 셔터층 중 탄성수단의 다른 형태들을 개략적으로 나타낸 구성도이며, 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 셔터 장치의 셔터층에 전류가 흐르는 통로를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
실시예
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 셔터 장치는, 크게 코일층(10)과, 셔터층(20)을 포함하여 구성된다.
상기 코일층(10)은, 중앙에 관통홀(10a)이 형성되는 기판(11)과, 상기 기판(11)에 설치되어 전류가 인가됨에 따라 자기장을 형성하는 코일(12)을 포함하여 구성된다.
상기 셔터층(20)은, 상기 코일층(10)의 일측면에 설치되며 상기 기판(11)의 형상과 대응되는 형상을 갖는 셔터케이스(21)와, 상기 셔터케이스(21) 내에 형성된 탄성수단(22)에 연결되도록 형성되어 전류가 흐름에 따라 상기 코일(12)이 형성하는 자기장과의 상호 작용으로 발생되는 전자기력에 의해 일방향으로 이동되고 상기 전자기력의 해제시 상기 탄성수단(22)의 복원력을 통해 원위치로 복귀되면서 상기 기판(11)의 관통홀(10a)을 개폐하는 차단막(23)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 코일층(10)은 영구자석으로 이루어진 층으로 형성될 수도 있다.
그리고, 상기 코일층(10)을 형성하는 기판(11)은 상기 셔터층(20)의 상부 또는 하부 또는 상하부에 모두 설치될 수 있다.
또한, 상기 코일층(10)이 단일개의 기판(11)으로 구성될 경우에는, 상기 기판(11)에 설치되는 코일(12)은 기판(11)의 관통홀(10a)의 둘레에 권선된 형태로 이루어지되, 코일(12)의 양단에는 코일(12)로 전류가 인가되는 패드 형태의 단자(13a,13b)가 각각 형성될 수 있다.
여기서, 상기 코일층(10)이 관통홀(10a)이 형성됨과 아울러 코일(12)이 설치된 기판(11)이 복수로 적층되어 형성될 경우에는, 자세하게 도시하진 않았지만, 상기 각 기판(11)에 형성된 코일(12) 간의 전기적인 연결은 전도성 비아(via)를 통하여 이루어질 수 있다.
즉, 상기 각 기판(11)에 상호 대응되도록 형성된 비아홀과, 상기 비아홀에 충진되는 전도성 메탈을 포함하여 이루어진 전도성 비아를 통해 상기 각 기판(11)에 형성된 코일(12) 간의 전기적인 연결을 형성할 수 있다.
이와 같이, 상기 코일층(10)을 다수개의 기판(11)을 적층하여 형성하는 것은, 작은 공간 내에서 큰 자기장을 유발하기 위함이다.
이때, 상기 비아홀은, 기계적 가공 방법 또는 화학적 가공 방법 또는 광학적 가공 방법 또는 양극산화 방법으로 형성될 수 있다.
물론, 상기 코일층(10)을 다수개의 기판(11)을 적층하여 형성할 경우, 적층 된 기판(11)에 각각 형성된 코일(12) 간의 전기적인 연결을 하지 않고, 각 기판(11)에 형성된 코일(12)에 개별적으로 전류가 인가되도록 형성할 수도 있다.
이와 같은 경우에는, 상기 각 기판(11)에 형성된 코일(12)에 동시에 전류를 인가하는 것이 바람직하다.
한편, 도시하진 않았지만, 상기 기판(11)이 복수로 적층시 기판(11)과 기판(11) 사이에는 부도체 기판이 설치되어 적층될 수 있으며, 이와 같은 경우 역시 상기 각 기판(11)은 비아홀과 전도성 메탈로 이루어진 전도성 비아를 통해 코일(12) 간의 전기적인 연결을 형성할 수 있다.
다른 한편, 상기 기판(11)이 복수로 적층시, 상기 각 기판(11)에 형성된 코일(12)은 인접된 기판(11)에 형성된 코일(12)과 기판(11) 적층방향으로 중첩되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 기판(11)이 복수로 적층시, 상기 각 기판(11)에 형성된 코일(12)은 인접된 기판(11)에 형성된 코일(12)과 기판(11) 적층방향으로 미중첩되도록 형성될 수도 있다.
한편, 자세하게 도시하진 않았지만, 상기 기판(11)이 복수로 적층시 상기 각 기판(11)에 형성된 관통홀(10a)은 인접된 기판(11)에 형성된 관통홀(10a)과 동일한 크기로 형성될 수 있다.
또한, 상기 기판(11)이 복수로 적층시, 상기 각 기판(11)에 형성된 관통홀(10a)은 인접된 기판(11)에 형성된 관통홀(10a)과 다른 크기로 형성될 수도 있다.
즉, 상기 각 기판(11)에 형성된 관통홀(10a)은 적층방향을 따라 순차적으로 크기가 커지거나 또는 작아지도록 형성될 수도 있다.
한편, 상기 기판(11)의 표면은 기계적 가공 방법 또는 화학적 가공 방법을 통해 평탄하게 형성되어 기판(11)의 적층시 기판(11) 간의 적층 간섭없이 최대한 슬림하게 적층되는 것이 바람직하다.
다른 한편, 상기 기판(11)에 설치되는 코일(12)은 상기 기판(11)의 내부에 전부 또는 일부가 삽입되도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 코일(12)은 전술한 바와 같이, 상기 기판(11)에 형성된 관통홀(10a)의 둘레에 권선 형태로 형성될 수 있다.
이때, 상기 코일(12)의 권선 형태는 원형 또는 타원형 또는 다각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 코일(12)은 은(Ag) 또는 동(Cu) 또는 알루미늄(Al) 또는 금(Au)과 같이 전기전도성이 높은 금속 재질로 형성될 수 있으며, 잉크젯 프린팅 또는 스크린 프린팅 또는 리소그라피 공정 또는 전기화학적인 도금 공정으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 기판(11)은, 저온 동시 소성 세라믹(LTCC:Low Temperature Co-fired Ceramics) 제조 공법으로 형성될 수 있다.
즉, 상기 기판(11)은, 적당한 유전율을 갖는 그린 시트를 형성하고 그 위에 코일(12)로서 은 또는 동을 주원료로 한 도전성 페이스트를 인쇄하여 적층한 후 형성될 수 있다.
이때, 상기 기판(11)을 형성하는 그린 시트는 녹는점이 낮은 글라스(glass)가 혼합된 세라믹 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 기판(11)을 형성하는 그린 시트는 산화규소(SiO2) 또는 산화붕소(B2O3) 또는 산화칼슘(CaO) 또는 산화마그네슘(MgO) 또는 산화알루미늄(Al2O3) 중 어느 하나를 포함하는 세라믹 재질로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 기판(11)을 형성하는 그린 시트는 투자율을 갖는 자성체 물질로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 기판(11)을 형성하는 그린 시트는 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 망간(Mn), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 구리(Cu) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 자성체 물질로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 기판(11)을 형성하는 그린 시트는 투자율을 갖는 자성체 물질과 세라믹이 혼합된 재질로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 기판(11)을 형성하는 그린 시트는 실리콘 재질로 형성될 수도 있다.
한편, 상기 기판(11)의 형태는 원형 또는 타원형 또는 다각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 기판(11)의 관통홀(10a)은, 기계적 가공 방법 또는 화학적 가공 방법 또는 광학적 가공 방법으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 차단막(23)은, 반원형 또는 원형 또는 타원형 또는 다각형 또는 초승달형(도 4 내지 도 6 참조)으로 형성될 수 있으며, 상기 셔터케이스(21) 내에 상호 대응되는 탄성수단(22)을 매개로 복수개로 설치되어 상기 기판(11)에 형성된 관통홀(10a)을 분할하여 폐쇄 또는 개방하도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 차단막(23)이 복수로 설치될 경우에, 상기 복수의 차단막(23)은 서로 반대방향으로 이동되면서 상기 관통홀(10a)을 개방하거나 폐쇄하도록 설치될 수 있다.
즉, 상기 차단막(23)이 반원 형상으로 두 개로 분할되어 서로 반대방향으로 이동되면서 상기 관통홀(10a)을 개방하거나 폐쇄하는 형태일 경우, 상기 각 차단막(23)은 상기 셔터케이스(21)의 내측 공간 중 양측에 대응되는 영역에서 이동되면서 기판(11)에 형성된 관통홀(10a)을 분할하여 개방하거나 폐쇄하며, 상기 각 차단막(23)을 상기 셔터케이스(21) 내에서 탄력적으로 지지하여 복원력을 제공하는 탄성수단(22)은 상기 셔터케이스(21)에 고정 형성된 고정부(22a)와 상기 고정부(22a)와 상기 차단막(23) 사이를 연결하도록 형성되는 복수의 탄성부(22b)를 포함하여 이루어질 수 있다.
이때, 상기 복수의 탄성부(22b)는, 도시하진 않았지만 상기 고정부(22a)와 상기 차단막(23) 사이를 연결하도록 형성되되, '1' 자 형상 또는 'ㄱ'자 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 복수의 탄성부(22b,222b)는 'ㄷ'자 형상으로 형성될 수도 있다.
또한, 도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이 복수의 탄성부(322b,422b)는 ' ㄹ'자 형상으로 형성될 수도 있다.
바람직하게는, 상기 각 탄성부는 탄성부의 변위 크기와 스프링 상수(복원력)값을 원활하게 조절하여 원하는 사양의 셔터층을 제작하기 위하여 'ㄹ'자 형상으로 형성되는 것이 좋다.
여기서, 상기 셔터층(20)을 구성하는 셔터케이스(21)와 탄성수단(22) 및 차단막(23)은 도체, 부분 절연된 도체, 표면이 도금 처리된 부도체, 자성체의 조합으로 이루어져 상기 차단막(23)으로 전류가 흐르도록 하는 통로를 형성할 수 있다.
이때, 상기 도체의 부분적인 절연은, 아노다이징 공정 또는 화학적 식각 공정으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 차단막(23)이 복수로 형성될 경우에는, 동시에 복수의 차단막(23)에 전류가 인가되도록 하여 기판(11)에 형성된 관통홀(10a)을 개방하거나 폐쇄할 수 있으며, 복수의 차단막(23)에 순차적으로 전류를 인가하여 기판(11)에 형성된 관통홀(10a)을 순차적으로 분할하여 개방 또는 폐쇄할 수도 있다.
또한, 상기 차단막(23)에 인가되는 전류의 세기를 조절하여 차단막(23)의 이동 속도를 조절함으로써, 기판(11)에 형성된 관통홀(10a)의 개방되는 속도 또는 폐쇄되는 속도를 조절할 수 있다.
그리고, 상기 탄성수단은, 도 11 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 셔터케이스(521)에 일측이 연결 형성되고 상기 차단막에 타측이 연결 형성된 복수의 탄성부(522)를 포함하여 이루어질 수도 있다.
이때, 도 11 내지 도 12에 도시된 셔터층은, 전술한 셔터층들과 달리 코 일(12)과 차단막(523)에 전류가 인가되기 전에 차단막(523)이 복수의 탄성부(522)의 탄성력에 의해 탄성 지지된 상태에서 기판(11)의 관통홀(10a)을 폐쇄하고, 코일(12)과 차단막(523)에 전류가 인가되면 차단막(523)이 전자기력에 의해 서로 다른 방향으로 이동됨과 아울러 복수의 탄성부(522)의 탄성 변형에 의해 상기 기판(11)의 관통홀(10a)을 개방한다.
한편, 상기 차단막(23)이 복수로 설치될 경우에, 상기 차단막(23) 및 상기 각 차단막(23)을 상기 셔터케이스(21) 내에서 탄력적으로 지지하는 탄성수단(22)을 동일 수평면 상에 설치하여, 상기 복수의 차단막(23)이 동일한 수평면 상에서 서로 다른 방향으로 이동하면서 기판(11)에 형성된 관통홀(10a)을 개방 또는 폐쇄하도록 할 수 있다.
또한, 도 4에서와 같이, 차단막(223)이 복수로 설치될 경우에, 상기 차단막(223) 및 상기 각 차단막(223)을 셔터케이스(221) 내에서 탄력적으로 지지하는 탄성수단(222)을 서로 다른 수평면 상에 설치하여, 상기 복수의 차단막(223)이 서로 다른 수평면 상에서 서로 다른 방향으로 이동하면서 기판(11)에 형성된 관통홀(10a)을 개방 또는 폐쇄하도록 할 수 있다.
즉, 상기 복수의 차단막(223)이 서로 일부 겹쳐지면서 상기 기판(11)에 형성된 관통홀(10a)을 폐쇄할 수 있다.
그리고, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 차단막(223)을 서로 다른 수평면 상에서 서로 다른 방향으로 이동하면서 기판(11)에 형성된 관통홀(10a)을 개방 또는 폐쇄하는 경우, 상기 차단막(223)은 초승달형으로 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 차단막(223)을 초승달형으로 형성함으로써, 상기 관통홀(10a)의 양측에서 상기 차단막(223)이 이동하여 관통홀(10a)을 개폐할 경우 상기 차단막(223)이 관통홀(10a)의 형상과 유사한 원형으로 빛을 차단하거나 통과하도록 함으로써 관통홀(10a)을 통과하는 빛이 이미지센서의 중심을 기준으로 방사형으로 일정하게 입사되거나 차단되도록 할 수 있다.
그리고, 도시하진 않았지만, 상기 차단막(223)을 서로 다른 수평면 상에서 서로 다른 방향으로 이동하면서 기판(11)에 형성된 관통홀(10a)을 개방 또는 폐쇄하는 경우, 상기 차단막(223)은 각각 서로 다른 셔터케이스에 별도로 형성될 수도 있다.
즉, 하나의 셔터케이스와 하나의 차단막으로 이루어진 셔터층을 MEMS(Micro Electro Mechanical System)과 같은 반도체 공정을 이용하여 두 개를 동시에 제작할 수도 있다.
물론, 하나의 셔터케이스와 두 개의 차단막으로 이루어진 셔터층 역시 MEMS 공정을 이용하여 일체로 한번에 제작할 수도 있다.
한편, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 셔터층(20)에 전류가 흐르는 통로를 형성할 경우, 즉, 차단막(23)으로 전류가 흐르도록 하는 통로(30)를 형성할 경우, 상기 통로(30)의 길이를 조절함으로써 상기 차단막(23)을 이동시키는 전자기력의 크기를 변환시킬 수 있다.
즉, 상기 차단막(23)에 형성되는 통로(30)에 일정한 패턴을 형성하여 통로(30)의 길이를 길게 함으로써, 상기 차단막(23)에 인가되는 전류에 의해 발생되 는 자기장의 분포에 변화를 주게 되어 차단막(23)의 이동 속도(셔터 스피드), 소비전력 등 셔터의 성능을 조절할 수 있다.
한편, 상기 도체의 부분적인 절연은, 아노다이징 공정 또는 화학적 식각 공정으로 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 셔터 장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도.
도 2는 도 1의 초소형 셔터 장치의 열림 상태를 개략적으로 나타낸 구성도.
도 3은 도 1의 초소형 셔터 장치의 닫힘 상태를 개략적으로 나타낸 구성도.
도 4는 도 1의 초소형 셔터 장치의 셔터층의 다른 형태를 개략적으로 나타낸 분해 사시도.
도 5는 도 4의 초소형 셔터 장치의 열림 상태를 개략적으로 나타낸 구성도.
도 6은 도 4의 초소형 셔터 장치의 닫힘 상태를 개략적으로 나타낸 구성도.
도 7과 도 8은 도 1의 초소형 셔터 장치의 셔터층 중 탄성수단의 다른 형태를 개략적으로 나타낸 구성도로서,
도 7은 차단막이 관통홀을 개방한 상태를 나타낸 구성도이고,
도 8은 차단막이 관통홀을 폐쇄한 상태를 나타낸 구성도이다.
도 9와 도 10은 도 1의 초소형 셔터 장치의 셔터층 중 탄성수단의 또 다른 형태를 개략적으로 나타낸 구성도로서,
도 9는 차단막이 관통홀을 개방한 상태를 나타낸 구성도이고,
도 10은 차단막이 관통홀을 폐쇄한 상태를 나타낸 구성도이다.
도 11과 도 12는 도 1의 초소형 셔터 장치의 셔터층 중 탄성수단의 또 다른 형태를 개략적으로 나타낸 구성도로서,
도 11은 차단막이 관통홀을 폐쇄한 상태를 나타낸 구성도이고,
도 12는 차단막이 관통홀을 개방한 상태를 나타낸 구성도이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 셔터 장치의 셔터층에 전류가 흐르는 통로를 개략적으로 나타낸 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 코일층 11: 기판
12: 코일 20: 셔터층
21: 셔터케이스 22: 탄성수단
23: 차단막

Claims (43)

  1. 중앙에 관통홀이 형성되고 전류가 인가됨에 따라 자기장을 형성하는 코일이 설치되는 기판을 포함하는 코일층; 및
    상기 코일층의 일측면에 설치되며, 상기 기판의 형상과 대응되는 형상을 갖는 셔터케이스와 상기 셔터케이스 내에 형성된 탄성수단에 연결되도록 형성되어 전류가 흐름에 따라 상기 코일이 형성하는 자기장과의 상호 작용으로 발생되는 전자기력에 의해 일방향으로 이동되고 상기 전자기력의 해제시 상기 탄성수단의 복원력을 통해 원위치로 복귀되면서 상기 기판의 관통홀을 개폐하는 차단막을 포함하는 셔터층;
    을 포함하는 초소형 셔터 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코일층은, 상기 셔터층의 상부 또는 하부 또는 상하부에 설치되는 초소형 셔터 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코일층은 상기 기판이 복수로 적층되어 형성되는 초소형 셔터 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기판이 복수로 적층시 상기 각 기판에 형성된 코일 간의 전기적인 연결은 전도성 비아(via)를 통하여 이루어지는 초소형 셔터 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전도성 비아는,
    상기 각 기판에 상호 대응되도록 형성된 비아홀과, 상기 비아홀에 충진되어 상기 각 기판에 형성된 코일 간의 전기적인 연결을 형성하는 전도성 메탈을 포함하여 이루어지는 초소형 셔터 장치.
  6. 삭제
  7. 제3항에 있어서,
    상기 코일층은 상기 기판의 복수 적층시 각 기판 사이에 부도체 기판이 개재되어 적층된 초소형 셔터 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 기판이 복수로 적층시 상기 각 기판에 형성된 코일은 인접된 기판에 형성된 코일과 중첩되도록 형성되는 초소형 셔터 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 기판이 복수로 적층시 상기 각 기판에 형성된 코일은 인접된 기판에 형성된 코일과 미중첩되도록 형성되는 초소형 셔터 장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 기판이 복수로 적층시 상기 각 기판에 형성된 관통홀은 인접된 기판에 형성된 관통홀과 동일한 크기로 형성되는 초소형 셔터 장치.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 기판이 복수로 적층시 상기 각 기판에 형성된 관통홀은 인접된 기판에 형성된 관통홀과 다른 크기로 형성되는 초소형 셔터 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 기판에 형성된 관통홀은 적층방향을 따라 순차적으로 크기가 커지거나 또는 작아지도록 형성되는 초소형 셔터 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 실리콘 재질로 형성되는 초소형 셔터 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 코일은 상기 기판의 내부에 전부 또는 일부가 삽입되도록 형성되는 초소형 셔터 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 코일은 상기 관통홀의 둘레에 권선 형태로 형성되는 초소형 셔터 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 코일의 권선 형태는 원형 또는 타원형 또는 다각형으로 형성되는 초소형 셔터 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 코일은 은(Ag) 또는 동(Cu) 또는 알루미늄(Al) 또는 금(Au) 중 어느 하나의 전기전도성이 높은 금속 재질로 형성되는 초소형 셔터 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 코일은 잉크젯 프린팅 또는 스크린 프린팅 또는 리소그라피 공정 또는 전기화학적인 도금 공정으로 형성되는 초소형 셔터 장치.
  19. 삭제
  20. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 형태는 원형 또는 타원형 또는 다각형으로 형성되는 초소형 셔터 장치.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 글라스(glass)를 포함하는 세라믹 재질로 형성되는 초소형 셔터 장치.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 산화규소(SiO2) 또는 산화붕소(B2O3) 또는 산화칼슘(CaO) 또는 산화마그네슘(MgO) 또는 산화알루미늄(Al2O3) 중 어느 하나를 포함하는 세라믹 재질로 형성되는 초소형 셔터 장치.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 투자율을 갖는 자성체 물질로 형성되는 초소형 셔터 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 기판은 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 망간(Mn), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 구리(Cu) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 자성체 물질로 형성되는 초소형 셔터 장치.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 투자율을 갖는 자성체 물질과 세라믹이 혼합된 재질로 형성되는 초소형 셔터 장치.
  26. 삭제
  27. 제1항에 있어서,
    상기 차단막은, 상기 셔터케이스 내에 상호 대응되는 탄성수단을 매개로 복수로 형성되어 상기 관통홀을 분할하여 폐쇄하는 초소형 셔터 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 차단막이 복수로 설치시, 상기 복수의 차단막은 동일한 수평면 상에서 이동되도록 형성되는 초소형 셔터 장치.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 차단막이 복수로 설치시, 상기 각 차단막은 서로 다른 수평면 상에서 이동되도록 형성되는 초소형 셔터 장치.
  30. 제27항에 있어서,
    상기 차단막이 복수로 형성시, 상기 각 차단막은 동시에 전류가 인가되어 상기 관통홀을 개방 또는 폐쇄하는 초소형 셔터 장치.
  31. 제27항에 있어서,
    상기 차단막이 복수로 형성시, 상기 복수의 차단막은 순차적으로 전류가 인가되어 상기 관통홀을 순차적으로 개방 또는 폐쇄하는 초소형 셔터 장치.
  32. 제1항에 있어서,
    상기 차단막은 인가되는 전류의 세기에 따라 이동 속도가 조절되는 초소형 셔터 장치.
  33. 제1항에 있어서,
    상기 차단막은 반원형 또는 원형 또는 타원형 또는 다각형 또는 초승달형으로 형성되는 초소형 셔터 장치.
  34. 제1항에 있어서,
    상기 차단막은 인가되는 전류의 방향이 전환됨에 따라 상기 관통홀을 폐쇄하거나 또는 개방하는 방향으로 이동되는 초소형 셔터 장치.
  35. 제1항에 있어서,
    상기 탄성수단은,
    상기 셔터케이스에 형성된 고정부; 및
    상기 셔터케이스 내에서 상기 고정부와 상기 차단막 사이를 연결하도록 형성되며, 상기 차단막을 탄력적으로 지지하는 복수의 탄성부;를 포함하는 초소형 셔터 장치.
  36. 제1항에 있어서,
    상기 탄성수단은, 상기 셔터케이스에 일측이 연결 형성되고 상기 차단막에 타측이 연결 형성된 복수의 탄성부를 포함하는 초소형 셔터 장치.
  37. 삭제
  38. 제1항에 있어서,
    상기 셔터층은, 도체, 부분 절연된 도체, 표면이 도금 처리된 부도체, 자성 체의 조합으로 형성되어 상기 차단막으로 전류가 흐르도록 하는 통로를 형성하는 초소형 셔터 장치.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 셔터층에 흐르는 전류의 통로의 길이를 조절함으로써 상기 차단막을 이동시키는 전자기력의 크기를 변환시키는 초소형 셔터 장치.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 차단막에는 전류가 흐르는 통로가 형성되되, 상기 통로는 일정한 패턴을 형성하는 초소형 셔터 장치.
  41. 삭제
  42. 제1항에 있어서,
    상기 차단막은 인가되는 전류의 세기에 따라 이동 변위가 조절됨으로써 상기 관통홀의 개방 면적을 조절하여 상기 관통홀을 통과하는 빛의 양을 조절하는 초소형 셔터 장치.
  43. 제1항에 있어서,
    상기 코일층은 영구자석으로 형성되는 초소형 셔터 장치.
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