KR100964542B1 - 카메라 렌즈 도어 개폐장치 - Google Patents

카메라 렌즈 도어 개폐장치 Download PDF

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김상후
설현희
박창욱
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Abstract

본 발명은 카메라 렌즈 도어 개폐장치에 관한 것으로서, 특히 전류인가시 수축되는 형상기억합금을 이용하여 휴대폰 등에 장착된 카메라의 도어를 자동으로 개폐하는 카메라 렌즈 도어 개폐장치에 관한 것이다.
본 발명의 카메라 렌즈 도어 개폐장치는, 카메라 렌즈를 개폐하는 카메라 렌즈 도어 개폐장치에 있어서, 개구부가 형성되어 렌즈의 전면에 배치되는 베이스와; 일단이 상기 베이스에 힌지결합되고, 회전에 의해 상기 개구부를 개폐하는 회전도어와; 상기 회전도어에 연결되고, 전류인가시 수축되어 상기 회전도어를 회전시키는 형상기억합금과; 일단이 상기 베이스에 힌지결합되고, 타단이 상기 회전도어에 힌지결합된 토션스프링으로 이루어지되, 상기 회전도어는 상기 형상기억합금에 의해 상기 토션스프링을 압축 또는 팽창시키면서 회전하다가, 상기 토션스프링의 최대변곡점을 지나면, 압축 또는 팽창된 상기 토션스프링의 탄성복원력에 의해 상기 회전도어는 나머지 구간을 회전하는 것을 특징으로 한다.
카메라 렌즈 도어 개폐장치, 형상기억합금, 토션스프링

Description

카메라 렌즈 도어 개폐장치 { CAMERA LENS DOOR OPENING AND SHUTTING APPARATUS }
본 발명은 카메라 렌즈 도어 개폐장치에 관한 것으로서, 특히 전류인가시 수축되는 형상기억합금을 이용하여 휴대폰 등에 장착된 카메라의 도어를 자동으로 개폐하는 카메라 렌즈 도어 개폐장치에 관한 것이다.
사진 및 디지털 기술이 발전함에 따라, 렌즈를 통해 결상된 상(image)을 촬상소자를 이용하여 전기적 신호로 만들고 이를 다시 디지털 데이터로 변환하여 저장시키는 카메라 장치를 탑재한 휴대폰 또는 PDA가 등장하였다.
카메라 장치는 휴대폰 또는 PDA의 배면 또는 전면 또는 측면 등에 설치되고, 렌즈로 광이 입사할 수 있도록 설치된다.
초기 휴대폰 또는 PDA에는 렌즈가 외부에 노출되도록 한 형태가 대부분인데, 이 경우에 렌즈의 표면에 먼지나 이물질이 자주 끼게 되어 렌즈가 손상되거나 선명한 사진 촬영을 하지 못하였다.
그래서 카메라 도어를 구비한 PDA 또는 휴대폰이 개발되었다.
이때 카메라 도어의 개폐 방법은 사용자 조작에 따라 기계적 연동으로 개폐 되는 기계식 카메라 렌즈 도어 개폐장치에 의한 개폐 방법과, 특정 조건에 따라 자동으로 개폐되는 자동식 카메라 렌즈 도어 개폐장치에 의한 개폐 방법이 제안되었다.
자동식 카메라 렌즈 도어 개폐장치의 일예로, 공개특허2004-102482에 게재된 '폴더형 휴대폰의 카메라 렌즈 도어 개폐장치'와 공개특허2004-102483에 게재된 '폴더형 휴대폰의 카메라 도어 개폐 장치'가 알려져 있다.
102482 특허는 하나의 도어로 이루어진 카메라 도어를 솔레노이드를 이용하여 자동으로 개폐되도록 하는 것이며, 102483 특허는 두개의 도어로 이루어진 카메라 도어를 구동모터를 이용하여 자동으로 개폐되도록 하는 것입니다.
그러나 위와 같은 종래의 기술들은, 도어의 개폐를 위해 솔레노이드 또는 모터 등을 장착하여 동력을 구하기 때문에, 솔레노이드 또는 모터 등의 부품의 크기가 크기 때문에 카메라 렌즈 도어 개폐장치를 슬림화하는데 한계가 있었다.
본 발명은 도어를 개폐하는 구동원으로 두께가 얇은 형상기억합금을 이용함으로써, 카메라 렌즈 도어 개폐장치의 전체적인 두께를 슬림화시킬 수 있는 카메라 렌즈 도어 개폐장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 카메라 렌즈 도어 개폐장치는, 카메라 렌즈를 개폐하는 카메라 렌즈 도어 개폐장치에 있어서, 개구부가 형성되어 렌즈의 전면에 배치되는 베이스와; 일단이 상기 베이스에 힌지결합되고, 회전에 의해 상기 개구부를 개폐하는 회전도어와; 상기 회전도어에 연결되고, 전류인가시 수축되어 상기 회전도어를 회전시키는 형상기억합금과; 일단이 상기 베이스에 힌지결합되고, 타단이 상기 회전도어에 힌지결합된 토션스프링으로 이루어지되, 상기 회전도어는 상기 형상기억합금에 의해 상기 토션스프링을 압축 또는 팽창시키면서 회전하다가, 상기 토션스프링의 최대변곡점을 지나면, 압축 또는 팽창된 상기 토션스프링의 탄성복원력에 의해 상기 회전도어는 나머지 구간을 회전하는 것을 특징으로 한다.
상기 회전도어의 회전중심과 상기 토션스프링의 타단을 연결한 제1직선과, 상기 토션스프링의 일단과 타단을 연결한 제2직선은, 그 길이가 상이하고, 상기 회전도어의 회전궤적과, 상기 회전도어에 대한 미구속 상태에서의 상기 토션스프링의 회전궤적은, 상호 2점에서 교차된다.
상기 회전도어의 회전중심과 상기 토션스프링의 타단 사이에 상기 토션스프링의 일단이 배치되되, 상기 형상기억합금에 의해 상기 회전도어가 회전될 때 상기 토션스프링은 일단을 중심으로 회전하면서 압축되다가, 상기 토션스프링의 최대변곡점을 지나면, 압축된 상기 토션스프링의 탄성복원력에 의해 상기 회전도어는 나머지 구간을 회전한다.
또는, 상기 토션스프링의 일단과 상기 토션스프링의 타단 사이에 상기 회전도어의 회전중심이 배치되되, 상기 형상기억합금에 의해 상기 회전도어가 회전될 때 상기 토션스프링은 일단을 중심으로 회전하면서 팽창되다가, 상기 토션스프링의 최대변곡점을 지나면, 팽창된 상기 토션스프링의 탄성복원력에 의해 상기 회전도어는 나머지 구간을 회전한다.
상기 형상기억합금이 인가되는 전류를 제어하는 제어부를 더 포함하여 이루어지되, 상기 제어부는 상기 토션스프링이 최대변곡점을 지날 때까지 상기 형상기억합금에 전류를 인가하여 상기 회전도어를 회전시키도록 하고, 상기 토션스프링이 최대변곡점을 지나면 상기 형상기억합금에 인가되는 전류를 차단한다.
상기 형상기억합금은, 상기 회전도어의 회전중심과 다른 위치에 연결되고, 전류인가시 수축되어 상기 회전도어를 상기 개구부가 개방되는 일방향으로 회전시키는 제1형상기억합금과; 상기 회전도어의 회전중심과 다른 위치에 연결되고, 전류인가시 수축되어 상기 회전도어를 상기 개구부가 폐쇄되는 타방향으로 회전시키는 제2형상기억합금으로 이루어진다.
상기 형상기억합금은 선형(線形) 또는 코일형으로 이루어진다.
상기 회전도어는, 상기 베이스에 힌지결합되고, 일단에 제1기어부가 형성된 제1회전도어와, 상기 베이스에 힌지결합되고, 일단에 상기 제1기어부와 맞물리는 제2기어가 형성된 제2회전도어로 이루어지되, 상기 형상기억합금 및 토션스프링은 상기 제1회전도어에 결합된다.
상기 회전도어는 1개로 이루어지고, 상기 회전도어 및 베이스에는 상기 회전도어의 개폐 완료시 자력에 의해 상기 회전도어를 고정시키는 자석부가 장착되되, 상기 자석부는, 상기 개구부가 개방되었을 때 상기 회전도어를 고정시키는 개방자석부와; 상기 개구부가 폐쇄되었을 때 상기 회전도어를 고정시키는 폐쇄자석부로 이루어지고, 상기 개방자석부, 상기 회전도어 또는 베이스 중 어느 하나에 장착되는 제1자석과, 나머지 하나에 장착되어 상기 제1자석과 접하는 제2자석 또는 자성체로 이루어지며, 상기 폐쇄자석부는, 상기 회전도어 또는 베이스 중 어느 하나에 장착되는 제3자석과, 나머지 하나에 장착되어 상기 제3자석과 접하는 제4자석 또는 자성체로 이루어진다.
또는, 상기 회전도어 및 베이스에는 상기 회전도어의 개폐 완료시 자력에 의해 상기 회전도어를 고정시키는 자석부가 장착되되, 상기 자석부는, 상기 개구부가 개방되었을 때 상기 회전도어를 고정시키는 개방자석부와; 상기 개구부가 폐쇄되었을 때 상기 회전도어를 고정시키는 폐쇄자석부로 이루어지고, 상기 개방자석부는, 상기 회전도어 또는 베이스 중 어느 하나에 장착되는 제5자석과, 나머지 하나에 장착되어 상기 제5자석과 접하는 제6자석 또는 자성체로 이루어지고, 상기 폐쇄자석부는, 상기 제1회전도어 또는 제2회전도어 중 어느 하나에 장착되는 제7자석과, 나머지 하나에 장착되어 상기 제7자석과 접하는 제8자석 또는 자성체로 이루어진다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 카메라 렌즈 도어 개폐장치에 따르면, 형상기억합금을 사용하여 카메라 도어를 개폐하기 때문에 휴대폰 등에 장착되는 카메라 렌즈 도어 개폐장치의 두께를 보다 얇게 제작할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 카메라 렌즈 도어 개폐장치는 휴대폰뿐만 아니라, 디지털카메라 등 카메라가 장착되는 장치에 적용할 수 있다.
이하 제1실시예 및 제 2실시예에서는 카메라 렌즈 도어 개폐장치가 휴대폰에 장착되어 있는 것을 전제로 설명한다.
제1실시예
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 카메라 렌즈 도어 개폐장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 카메라 렌즈 도어 개폐장치의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 카메라 렌즈 도어 개폐장치가 닫힌 상태의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 카메라 렌즈 도어 개폐장치에서 토션스프링이 최대변곡점을 지나는 때의 평면도이며, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 카메라 렌즈 도어 개폐장치가 열린 상태의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 회전도어의 궤적과 토션스프링의 궤적을 도시한 궤적도이다.
본 발명의 카메라 도어(130) 개폐장치는 카메라 렌즈를 개폐하는 것으로써, 제1실시예는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 베이스(110)와, 커버(120)와, 회전도어(130)와, 형상기억합금(140)과, 토션스프링(150)과, 제어부와, 자석부 등으로 이루어진다.
상기 베이스(110)는 휴대폰 카메라의 외부케이스가 될 수도 있고, 별도의 부재로 이루어져 휴대폰 카메라의 외부에 장착될 수도 있다.
상기 베이스(110)에는 개구부(111)가 형성되어 있고, 상기 개구부(111)는 카메라 렌즈의 전면에 배치되어 있어 상기 개구부(111)와 렌즈가 광축방향으로 일직선 상에 놓이도록 한다.
상기 베이스(110)에는 상기 회전도어(130), 형상기억합금(140), 토션스프링(150), 자석부 등의 구성요소가 장착된다.
상기 커버(120)는 상술한 구성들이 장착되는 상기 베이스(110)를 덮는 것으로써, 상기 커버(120)에도 상기 개구부(111)에 대응되는 홀이 형성되어 있다.
상기 회전도어(130)는 일단이 상기 베이스(110)에 힌지결합되어 있고, 회전에 의해 상기 개구부(111)를 개폐한다.
상기 회전도어(130)의 일단은 상기 회전도어(130)의 양단 중 상기 개구부(111)로부터 멀리 떨어진 곳을 지칭한다.
본 실시예에서 상기 회전도어(130)는 1개로 이루어져 있다.
상기 형상기억합금(140)(SMA)은 상기 회전도어(130)에 연결되어 상기 회전도어(130)를 회전시켜 상기 개구부(111)를 개폐하는 역할을 한다.
상기 형상기억합금(140)은 전류인가시 수축되기 때문에, 상기 회전도어(130) 를 회전시킬 수 있다.
상기 회전도어(130)를 회전시키기 위해 상기 형상기억합금(140)은 상기 회전도어(130)의 회전중심(D1)과 다른 위치에서 상기 회전도어(130)에 연결된다.
상기 형상기억합금(140)은, 상기 회전도어(130)의 회전중심(D1)과 다른 위치에 연결되고, 전류인가시 수축되어 상기 회전도어(130)를 상기 개구부(111)가 개방되는 일방향으로 회전시키는 제1형상기억합금(141)과, 상기 회전도어(130)의 회전중심(D1)과 다른 위치에 연결되고, 전류인가시 수축되어 상기 회전도어(130)를 상기 개구부(111)가 폐쇄되는 타방향으로 회전시키는 제2형상기억합금(142)으로 이루어진다.
본 실시예에서는 상기 제1형상기억합금(141)의 양단과 상기 제2형상기억합금(142)의 양단은 상기 베이스(110)에 고정결합되어 있고, 각각의 중심부가 상기 회전도어(130)에 연결되어 있다.
상기 제1형상기억합금(141)이 상기 회전도어(130)에 연결된 부위와, 상기 제2형상기억합금(142)이 상기 회전도어(130)에 연결된 부위는, 상기 회전도어(130)의 회전중심(D1)을 기준으로 상호 반대편에 위치한다.
상기 제1형상기억합금(141) 및/또는 제2형상기억합금(142)은 선형(線形) 또는 코일형으로 이루어지고, 개폐장치의 슬림화를 위하여 선형으로 이루어짐이 바람직하다.
상기 토션스프링(150)은, 일단이 상기 베이스(110)에 힌지결합되고, 타단이 상기 회전도어(130)에 힌지결합되어 상기 회전도어(130)의 회전시 탄성력을 부가하 여 상기 회전도어(130) 회전을 돕는다.
즉, 후술하는 바와 같이, 상기 형성기억합금 스프링은 일정지점까지 상기 회전도어(130)가 회전되도록 하는 초기회전력을 가하는 것이고, 상기 토션스프링(150)은 일정지점 후부터 상기 회전도어(130)가 회전되도록 하는 종기회전력을 가하는 것이다.
위와 같은 상기 토션스프링(150)에 의해, 상기 회전도어(130)는 초기에 상기 형상기억합금(140)에 의해 상기 토션스프링(150)을 압축 또는 팽창시키면서 회전하다가, 상기 토션스프링(150)의 최대변곡점을 지나면, 압축 또는 팽창된 상기 토션스프링(150)의 탄성복원력에 의해 상기 회전도어(130)는 나머지 구간을 자동으로 회전하게 된다.
이를 위해, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 회전도어(130)의 회전중심(D1)과 상기 토션스프링(150)의 타단을 연결한 제1직선(L1)과, 상기 토션스프링(150)의 회전중심(T1)인 일단과 타단을 연결한 제2직선(L2)은, 그 길이가 상이하다.
또한, 상기 회전도어(130)의 회전궤적(D2)과, 상기 회전도어(130)에 대한 미구속 상태에서의 상기 토션스프링(150)의 회전궤적(T2)은, 상호 2점 즉 도 6에서 P1 및 P2에서 교차된다.
상기 회전도어(130)에 대한 미구속 상태에서의 상기 토션스프링(150)의 회전궤적(T2)이란, 상기 토션스프링(150)이 상기 회전도어(130)에 결합되지 않은 상태에서 상기 토션스프링(150)의 일단을 회전중심(T1)으로 하여 회전할 때의 회전궤적을 말한다.
본 실시예에서는, 상기 회전도어(130)의 회전중심(D1)과 상기 토션스프링(150)의 타단 사이에 상기 토션스프링(150)의 일단 즉 회전중심(T1)이 배치되도록 하였다.
따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 회전도어(130)의 회전궤적(D2)과, 상기 회전도어(130)에 대한 미구속 상태에서의 상기 토션스프링(150)의 회전궤적(T2)은, 상호 2점에서 교차하고, 상기 토션스프링(150)의 회전궤적(T2)이 상기 회전도어(130)의 회전궤적(D2) 밖으로 돌출되어 있다.
그러나, 상기 토션스프링(150)의 타단은 상기 회전도어(130)에 결합되어 구속되기 때문에, 상기 토션스프링(150)은 상기 회전도어(130)의 회전궤적(D2)을 따라서 이동하게 되고, 이로 인해 상기 토션스프링(150)은 초기에 압축되게 된다.
즉, 상기 형상기억합금(140)에 의해 상기 회전도어(130)가 회전될 때 상기 토션스프링(150)은 일단을 회전중심(T1)으로 회전하면서 압축되다가, 상기 토션스프링(150)의 최대변곡점을 지나면, 압축된 상기 토션스프링(150)의 탄성복원력에 의해 상기 회전도어(130)는 나머지 구간을 회전하게 된다.
상기 제어부는 상기 형상기억합금(140)이 인가되는 전류를 제어하는 것으로써, 상기 제어부는 상기 토션스프링(150)이 최대변곡점을 지날 때까지 상기 형상기억합금(140)에 전류를 인가하여 상기 회전도어(130)를 회전시키도록 하고, 상기 토션스프링(150)이 최대변곡점을 지나면 상기 형상기억합금(140)에 인가되는 전류를 차단한다.
상기 자석부는, 상기 회전도어(130) 및 베이스(110)에 장착되어, 상기 회전 도어(130)의 개폐 완료시 자력에 의해 상기 회전도어(130)를 고정시켜 상기 회전도어(130)가 유동됨이 없이 개폐상태를 유지하도록 한다.
상기 자석부는, 상기 개구부(111)가 개방되었을 때 상기 회전도어(130)를 고정시키는 개방자석부(170)와, 상기 개구부(111)가 폐쇄되었을 때 상기 회전도어(130)를 고정시키는 폐쇄자석부(180)로 이루어진다.
상기 개방자석부(170)는, 상기 회전도어(130) 또는 베이스(110) 중 어느 하나에 장착되는 제1자석(171)과, 나머지 하나에 장착되어 상기 제1자석(171)과 접하는 제2자석 또는 자성체(172)로 이루어진다.
그리고, 상기 폐쇄자석부(180)는, 상기 회전도어(130) 또는 베이스(110) 중 어느 하나에 장착되는 제3자석(181)과, 나머지 하나에 장착되어 상기 제3자석(181)과 접하는 제4자석 또는 자성체(182)로 이루어진다.
본 실시예에서는 상기 회전도어(130)의 양측에 각각 상기 제1자석(171)과 제3자석(181)을 장착하고, 상기 베이스(110)에는 상기 제1자석(171)과 제3자석(181)에 접촉하는 자성체(172,182)를 장착하였다.
즉, 상기 제1자석(171)과 자성체(172)의 접촉에 의해 상기 회전도어(130)는 상기 개구부(111)를 개방한 상태로 유동됨이 없이 고정되고, 상기 제3자석(181)과 자성체(182)의 접촉에 의해 상기 회전도어(130)는 상기 개구부(111)를 폐쇄한 상태로 유동됨이 없이 고정된다.
본 발명의 카메라 렌즈 렌즈 도어 개폐장치는 상기 자석부 없이 상기 토션스프링(150)의 탄성력에 의해서만 작동될 수도 있다.
이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동과정에 대하여 살펴본다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 개구부(111)가 폐쇄된 상태에서는 상기 토션스프링(150)은 이완된 상태를 유지하고 있고, 상기 제1형상기억합금(141)과 제2형상기억합금(142)에는 전류가 인가되지 않아 이완된 상태로 놓여 있다.
이때, 상기 회전도어(130)는 상기 토션스프링(150)의 탄성력에 의해 유동됨이 없이 상기 개구부(111)를 폐쇄하고 있다.
또한, 상기 폐쇄자석부(180) 즉 상기 회전도어(130)에 장착되는 제3자석(181)과, 상기 베이스(110)에 장착된 자성체(182)의 상호 접촉에 의해, 상기 회전도어(130)는 더욱 회전 유동됨이 없이 일정한 위치를 유지한다.
이러한 상태에서 상기 개구부(111)를 개방하기 위해, 사용자가 별도의 버튼 등을 조작하면, 상기 제어부는 상기 제1형상기억합금(141)에 전류를 인가한다.
상기 제1형상기억합금(141)에 전류가 되면, 상기 제1형상기억합금(141)은 수축하게 되는바, 상기 제1형상기억합금(141)에 연결된 상기 회전도어(130)는 상기 토션스프링(150)을 도 4에 도시된 바와 같은 상태가 될 때까지 압축시키면서 회전하게 된다.
이때, 상기 토션스프링(150)은 타단이 상기 회전도어(130)에 구속되어 있는바, 일단을 중심으로 상기 회전도어(130)의 궤적을 따라 회전하게 된다.
도 4는 상기 토션스프링(150)이 최대변곡점에 도달한 상태를 도시한 것으로써, 이때까지 상기 제1형상기억합금(141)은 상기 회전도어(130)를 회전시키고, 상 기 토션스프링(150)은 압축된다.
도 4에 도시된 상기 토션스프링(150)의 최대변곡점을 지나면, 그 후부터는 압축되어 있던 상기 토션스프링(150)의 탄성복원력에 의해 상기 회전도어(130)는 나머지 구간을 회전하여 도 5에 도시된 바와 같이 상기 개구부(111)를 완전히 개방한 상태가 된다.
이때, 상기 토션스프링(150)의 탄성력에 의해 상기 회전도어(130)는 유동됨이 없이 상기 개구부(111)를 완전히 개방한 상태를 유지한다.
한편, 상기 제어부는 상기 토션스프링(150)의 최대변곡점을 지나는 시점에서 상기 제1형상기억합금(141)에 인가된 전류를 차단하여 상기 제1형상기억합금(141)을 이완시킴으로써 상기 회전도어(130)가 원활하게 나머지 구간을 회전되도록 하고, 또한 상기 제1형상기억합금(141)이 전류에 지속적으로 가열되는 것을 방지한다.
또한, 상기 개방자석부(170) 즉 상기 회전도어(130)에 장착되는 제1자석(171)과, 상기 베이스(110)에 장착되는 자성체(172)의 상호 접촉에 의해, 상기 회전도어(130)는 더욱 회전 유동됨이 없이 상기 개구부(111)를 개방된 상태로 유지하게 된다.
그리고, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 개구부(111)가 개방된 상태에서 상기 개구부(111)룰 폐쇄하고자 할 경우에는, 상기 제어부는 상기 제2형상기억합금(142)에 전류를 인가한다.
그러면, 상기 제2형상기억합금(142)은 수축하게 되고, 상기 제2형상기억합 금(142)에 연결된 상기 회전도어(130)는 상기 토션스프링(150)을 도 4에 도시된 바와 같은 상태가 될 때까지 압축시키면서 회전하게 된다.
이때, 상기 토션스프링(150)은 타단이 상기 회전도어(130)에 구속되어 있는바, 일단을 중심으로 상기 회전도어(130)의 궤적을 따라 회전하게 된다.
도 4는 상기 토션스프링(150)이 최대변곡점에 도달한 상태를 도시한 것으로써, 이때까지 상기 제2형상기억합금(142)은 상기 회전도어(130)를 회전시키고, 상기 토션스프링(150)은 압축된다.
도 4에 도시된 상기 토션스프링(150)의 최대변곡점을 지나면, 그 후부터는 압축되어 있던 상기 토션스프링(150)의 탄성복원력에 의해 상기 회전도어(130)는 나머지 구간을 회전하여 도 3에 도시된 바와 같이 상기 개구부(111)를 완전히 폐쇄한 상태가 된다.
또한, 상기 제어부는 상기 토션스프링(150)의 최대변곡점을 지나는 시점에서 상기 제2형상기억합금(142)에 인가된 전류를 차단하여 상기 제2형상기억합금(142)을 이완시킴으로써 상기 회전도어(130)가 원활하게 나머지 구간을 회전되도록 하고, 또한 상기 제2형상기억합금(142)이 전류에 지속적으로 가열되는 것을 방지한다.
그리고, 상기 회전도어(130)는 상기 폐쇄자석부(180)에 의해 상기 베이스(110)에 밀착됨으로써, 상기 개구부(111)를 완전하게 폐쇄할 수 있고, 또한 외력에 의해 쉽게 유동됨이 없이 상기 개구부(111)의 폐쇄상태를 유지할 수 있다.
위와 같이, 형상기억합금(140)을 이용하여 휴대폰 카메라의 도어(130)를 개 폐함으로써, 개폐장치의 두께를 보다 얇게 하여 제품의 슬림화를 이룰 수 있다.
제2실시예
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 카메라 렌즈 도어 개폐장치의 사시도이고, 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 카메라 렌즈 도어 개폐장치의 분해사시도이며, 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 카메라 렌즈 도어 개폐장치가 닫힌 상태의 평면도이고, 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 카메라 렌즈 도어 개폐장치에서 토션스프링이 최대변곡점을 지나는 때의 평면도이며, 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 카메라 렌즈 도어 개폐장치가 열린 상태의 평면도이고, 도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 회전도어의 궤적과 토션스프링의 궤적을 도시한 궤적도이다.
제2실시예는 도 7 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 베이스(210)와, 커버(220)와, 회전도어(230)와, 형상기억합금(240)과, 토션스프링(250)과, 제어부와, 자석부 등으로 이루어진다.
제2실시예는 제1실시예와 비교하여, 회전도어(230), 토션스프링(250), 자석부 등이 상이한 바, 이를 중심으로 설명한다.
상기 베이스(210), 커버(220), 형상기억합금(240), 제어부 등은 제1실시예와 동일한 바, 자세한 설명은 생략한다.
상기 회전도어(230)는, 제1회전도어(231)와 제2회전도어(235)로 이루어진다.
상기 제1회전도어(231)는, 상기 베이스(210)에 힌지결합되고, 일단에 제1기어부(232)가 형성되어 있다.
상기 제2회전도어(235)는, 상기 베이스(210)에 힌지결합되고, 일단에 상기 제1기어부(232)와 맞물리는 제2기어부(236)가 형성되어 있다.
상기 제1회전도어(231)와 제2회전도어(235)는 상기 제1기어부(232)와 제2기어부(236)의 맞물림 회전에 의해, 각각 상기 개구부(211)의 절반씩을 개폐하여, 전체적으로 상기 개구부(211)를 개폐하게 된다.
즉, 상기 제1회전도어(231)와 제2회전도어(235)는 상호 접하여 상기 개구부(211)를 폐쇄하고, 상호 반대방향으로 회전하여 상기 개구부(211)를 개방한다.
상기 형상기억합금(240)은 상기 개구부(211)를 개방할 때 이용되는 제1형상기억합금(241)과, 상기 개구부(211)를 폐쇄할 때 이용되는 제2형상기억합금(242)으로 이루어진다.
상기 제1형상기억합금(241) 및 제2형상기억합금(242)은 상기 제1회전도어(231)의 회전중심(D3)과 다른 위치에서 상기 제1회전도어(231)에 연결된다.
상기 토션스프링(250)은 일단이 상기 베이스(210)에 힌지결합되고, 타단이 상기 제1회전도어(231)에 힌지결합되어, 상기 제1회전도어(231)의 회전시 탄성력을 부가하여 상기 제1회전도어(231) 및 제2회전도어(235)의 회전을 돕는다.
도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제1회전도어(231)의 회전중심(D3)과 상기 토션스프링(250)의 타단을 연결한 제1직선(L3)과, 상기 토션스프링(250)의 회전중심(T3)인 일단과 타단을 연결한 제2직선(L4)은, 그 길이가 상이하다.
또한, 상기 제1회전도어(231)의 회전궤적(D4)과, 상기 제1회전도어(231)에 대한 미구속 상태에서의 상기 토션스프링(250)의 회전궤적(T4)은, 상호 2점 즉 도 12에서 P3 및 P4에서 교차된다.
상기 제1회전도어(231)에 대한 미구속 상태에서의 상기 토션스프링(250)의 회전궤적(T4)이란, 상기 토션스프링(250)이 상기 제1회전도어(231)에 결합되지 않은 상태에서 상기 토션스프링(250)의 일단을 회전중심(T3)으로 하여 회전할 때의 회전궤적을 말한다.
본 실시예에서는, 상기 토션스프링(250)의 회전중심(T3)인 일단과 타단 사이에 상기 제1회전도어(231)의 회전중심(D3)이 배치되도록 하였다.
따라서, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제1회전도어(231)의 회전궤적(D4)과, 상기 제1회전도어(231)에 대한 미구속 상태에서의 상기 토션스프링(250)의 회전궤적(T4)은, 상호 2점에서 교차하고, 상기 제1회전도어(231)의 회전궤적(D4)이 상기 토션스프링(250)의 회전궤적(T4) 밖으로 돌출되어 있다.
그러나, 상기 토션스프링(250)의 타단은 상기 제1회전도어(231)에 결합되어 구속되기 때문에, 상기 토션스프링(250)은 상기 제1회전도어(231)의 회전궤적(D4)을 따라서 이동하게 되고, 이로 인해 상기 토션스프링(250)은 초기에 팽창되게 된다.
즉, 상기 형상기억합금(240)에 의해 상기 제1회전도어(231)가 회전될 때 상기 토션스프링(250)은 일단을 회전중심(T3)으로 회전하면서 팽창되다가, 상기 토션스프링(250)의 최대변곡점을 지나면, 팽창된 상기 토션스프링(250)의 탄성복원력에 의해 상기 제1회전도어(231)는 나머지 구간을 회전하게 된다.
상기 자석부는, 상기 회전도어(230) 및 베이스(210)에 장착되어, 상기 회전도어(230)의 개폐 완료시 자력에 의해 상기 회전도어(230)를 고정시켜 상기 회전도어(230)가 유동됨이 없이 개폐상태를 유지하도록 한다.
상기 자석부는, 상기 개구부(211)가 개방되었을 때 상기 회전도어(230)를 고정시키는 개방자석부(270)와, 상기 개구부(211)가 폐쇄되었을 때 상기 회전도어(230)를 고정시키는 폐쇄자석부(280)로 이루어진다.
상기 개방자석부(270)는, 상기 회전도어(230) 또는 베이스(210) 중 어느 하나에 장착되는 제5자석(271)과, 나머지 하나에 장착되어 상기 제5자석(271)과 접하는 제6자석 또는 자성체(272)로 이루어진다.
그리고, 상기 폐쇄자석부(280)는, 상기 제1회전도어(231) 또는 제2회전도어(235) 중 어느 하나에 장착되는 제7자석(281)과, 나머지 하나에 장착되어 상기 제7자석(281)과 접하는 제8자석 또는 자성체(282)로 이루어진다.
본 실시예에서는 상기 제1회전도어(231)의 양측에 각각 상기 제5자석(271)과 제7자석(281)을 장착하고, 상기 제2회전도어(235) 및 베이스(210)에는 각각 상기 제5자석(271)과 제7자석(281)에 접촉하는 자성체(272)를 장착하였다.
즉, 상기 제5자석(271)과 자성체(272)의 접촉에 의해 상기 제1회전도어(231)는 상기 개구부(211)를 개방한 상태로 유동됨이 없이 고정된다.
상기 제1회전도어(231)가 유동됨이 없이 고정됨으로써, 상기 제1회전도어(231)와 제1기어부(232) 및 제2기어부(236)로 맞물려 있는 상기 제2회전도 어(235)가 유동됨이 없이 고정된 상태를 유지한다.
그리고, 상기 제1회전도어(231)에 장착된 제7자석(281)과 상기 제2회전도어(235)에 장착된 자성체(282)의 접촉에 의해, 상기 제1회전도어(231) 및 제2회전도어(235)는 상기 개구부(211)를 폐쇄한 상태로 유동됨이 없이 고정된다.
그 외 다른 구성을 제1실시예와 동일한 바, 자세한 설명은 생략한다.
이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동과정에 대하여 살펴본다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 개구부(211)가 폐쇄된 상태에서는 상기 토션스프링(250)은 이완된 상태를 유지하고 있고, 상기 제1형상기억합금(241)과 제2형상기억합금(242)에는 전류가 인가되지 않아 이완된 상태로 놓여 있다.
이때, 상기 폐쇄자석부(280) 즉 상기 제1회전도어(231)에 장착된 제7자석(281)과, 상기 제2회전도어(235)에 장착된 자성체(282)의 상호 접촉에 의해, 상기 제1회전도어(231) 및 제2회전도어(235)는 상호 접하여 상기 개구부(211)를 완전히 폐쇄시키면서 동시에 상호 유동됨이 없이 일정한 위치를 유지한다.
이러한 상태에서 상기 개구부(211)를 개방하기 위해, 사용자가 별도의 버튼 등을 조작하면, 상기 제어부는 상기 제1형상기억합금(241)에 전류를 인가한다.
상기 제1형상기억합금(241)에 전류가 되면, 상기 제1형상기억합금(241)은 수축하게 되는바, 상기 제1형상기억합금(241)에 연결된 상기 제1회전도어(231)는 회전하게 되고, 이로 인해 상기 제1회전도어(231)의 제1기어부(232)에 맞물려 있는 상기 제2기어부(236)가 형성된 상기 제2회전도어(235)가 상기 제1회전도어(231)의 반대방향으로 회전하게 된다.
이때, 상기 토션스프링(250)은 타단이 상기 제1회전도어(231)에 구속되어 있는바, 일단을 중심으로 상기 제1회전도어(231)의 궤적을 따라 회전하게 된다.
상기 제1회전도어(231)와 제2회전도어(235)가 상호 멀어지는 방향으로 회전됨에 따라서, 상기 토션스프링(250)은 팽창되고, 상기 개구부(211)는 점점 개방된다.
도 10은 상기 토션스프링(250)이 최대변곡점에 도달한 상태를 도시한 것으로써, 이때까지 상기 제1형상기억합금(241)은 상기 제1회전도어(231)를 회전시키고, 상기 토션스프링(250)은 팽창된다.
도 10에 도시된 상기 토션스프링(250)의 최대변곡점을 지나면, 그 후부터는 팽창되어 있던 상기 토션스프링(250)의 탄성복원력에 의해 상기 제1회전도어(231) 및 제2회전도어(235)는 나머지 구간을 회전하여, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 개구부(211)를 완전히 개방한 상태가 된다.
한편, 상기 제어부는 상기 토션스프링(250)의 최대변곡점을 지나는 시점에서 상기 제1형상기억합금(241)에 인가된 전류를 차단하여 상기 제1형상기억합금(241)을 이완시킴으로써, 상기 회전도어(230)가 원활하게 나머지 구간을 회전되도록 하고, 또한 상기 제1형상기억합금(241)이 전류에 지속적으로 가열되는 것을 방지한다.
이때, 상기 개방자석부(270) 즉 상기 제1회전도어(231)에 장착되는 제5자석(271)과, 상기 베이스(210)에 장착되는 자성체(272)의 상호 접촉에 의해, 상기 회전도어(230)는 회전 유동됨이 없이 상기 개구부(211)를 개방된 상태로 유지하게 된다.
그리고, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 개구부(211)가 개방된 상태에서 상기 개구부(211)룰 폐쇄하고자 할 경우에는, 상기 제어부는 상기 제2형상기억합금(242)에 전류를 인가한다.
그러면, 상기 제2형상기억합금(242)은 수축하게 되고, 상기 제2형상기억합금(242)에 연결된 상기 제1회전도어(231)는 상기 토션스프링(250)을 도 10에 도시된 바와 같은 상태가 될 때까지 팽창시키면서 회전하게 된다.
이때, 상기 토션스프링(250)은 타단이 상기 제1회전도어(231)에 구속되어 있는바, 일단을 중심으로 상기 제1회전도어(231)의 궤적을 따라 회전하게 된다.
도 10은 상기 토션스프링(250)이 최대변곡점에 도달한 상태를 도시한 것으로써, 이때까지 상기 제2형상기억합금(242)은 상기 제1회전도어(231) 및 제2회전도어(235)를 회전시키고, 상기 토션스프링(250)은 팽창된다.
도 10에 도시된 상기 토션스프링(250)의 최대변곡점을 지나면, 그 후부터는 팽창되어 있던 상기 토션스프링(250)의 탄성복원력에 의해 상기 회전도어(230)는 나머지 구간을 회전하여 도 9에 도시된 바와 같이 상기 개구부(211)를 완전히 폐쇄한 상태가 된다.
이때, 상기 제1회전도어(231)가 상기 개구부(211)를 폐쇄하는 방향으로 회전됨에 따라서, 상기 제1회전도어(231)의 제1기어부(232)와 맞물리는 제2기어부(236)가 형성된 상기 제2회전도어(235)도 상기 개구부(211)를 폐쇄하는 방향을 회전하게 되어, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 제1회전도어(231)와 제2회전도어(235)가 상호 접함으로써 상기 개구부(211)를 폐쇄하게 된다.
또한, 상기 제어부는 상기 토션스프링(250)의 최대변곡점을 지나는 시점에서 상기 제2형상기억합금(242)에 인가된 전류를 차단하여 상기 제2형상기억합금(242)을 이완시킴으로써 상기 회전도어(230)가 원활하게 나머지 구간을 회전되도록 하고, 또한 상기 제2형상기억합금(242)이 전류에 지속적으로 가열되는 것을 방지한다.
그리고, 상기 제1회전도어(231) 및 제2회전도어(235)는 상기 폐쇄자석부(280)에 의해 상호 밀착됨으로써, 상기 개구부(211)를 완전하게 폐쇄할 수 있고, 또한 외력에 의해 쉽게 유동됨이 없이 상기 개구부(211)의 폐쇄상태를 유지할 수 있다.
위와 같이, 형상기억합금(240)을 이용하여 휴대폰 카메라의 도어를 개폐함으로써, 개폐장치의 두께를 보다 얇게 하여 제품의 슬림화를 이룰 수 있다.
본 발명인 카메라 렌즈 도어 개폐장치는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 카메라 렌즈 도어 개폐장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 카메라 렌즈 도어 개폐장치의 분해사시도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 카메라 렌즈 도어 개폐장치가 닫힌 상태의 평면도,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 카메라 렌즈 도어 개폐장치에서 토션스프링이 최대변곡점을 지나는 때의 평면도,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 카메라 렌즈 도어 개폐장치가 열린 상태의 평면도,
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 회전도어의 궤적과 토션스프링의 궤적을 도시한 궤적도,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 카메라 렌즈 도어 개폐장치의 사시도,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 카메라 렌즈 도어 개폐장치의 분해사시도,
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 카메라 렌즈 도어 개폐장치가 닫힌 상태의 평면도,
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 카메라 렌즈 도어 개폐장치에서 토션스프링이 최대변곡점을 지나는 때의 평면도,
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 카메라 렌즈 도어 개폐장치가 열린 상 태의 평면도,
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 회전도어의 궤적과 토션스프링의 궤적을 도시한 궤적도,
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 베이스, 111 : 개구부, 120 : 커버, 130 : 회전도어, 140 : 형상기억합금, 141 : 제1형상기억합금, 142 : 제2형상기억합금, 150 : 토션스프링, 170 : 개방자석부, 171 : 제1자석, 172 : 자성체, 180 : 폐쇄자석부, 181 : 제3자석, 182 : 자성체, D1 : 회전도어의 회전중심, D2 : 회전도어의 회전궤적, T1 : 토션스프링의 회전중심, T2 : 회전도어에 대한 미구속 상태에서의 토션스프링의 회전궤적, P1,P2 : 회전도어의 회전궤적과 회전도어에 대한 미구속 상태에서의 토션스프링의 회전궤적이 교차하는 지점, L1 : 제1직선, L2 : 제2직선,
210 : 베이스, 211 : 개구부, 220 : 커버, 230 : 회전도어, 231 : 제1회전도어, 232 : 제1기어부, 235 : 제2회전도어, 236 : 제2기어부, 240 : 형상기억합금, 241 : 제1형상기억합금, 242 : 제2형상기억합금, 250 : 토션스프링, 270 : 개방자석부, 271 : 제5자석, 272 : 자성체, 280 : 폐쇄자석부, 281 : 제7자석, 282 : 자성체, D3 : 제1회전도어의 회전중심, D4 : 제1회전도어의 회전궤적, T3 : 토션스프링의 회전중심, T4 : 제1회전도어에 대한 미구속 상태에서의 토션스프링의 회전궤적, P3,P4 : 제1회전도어의 회전궤적과 제1회전도어에 대한 미구속 상태에서의 토션스프링의 회전궤적이 교차하는 지점, L3 : 제1직선, L4 : 제2직선,

Claims (10)

  1. 카메라 렌즈를 개폐하는 카메라 렌즈 도어 개폐장치에 있어서,
    개구부가 형성되어 렌즈의 전면에 배치되는 베이스와;
    일단이 상기 베이스에 힌지결합되고, 회전에 의해 상기 개구부를 개폐하는 회전도어와;
    상기 회전도어에 연결되고, 전류인가시 수축되어 상기 회전도어를 회전시키는 형상기억합금과;
    일단이 상기 베이스에 힌지결합되고, 타단이 상기 회전도어에 힌지결합된 토션스프링으로 이루어지되,
    상기 회전도어는 상기 형상기억합금에 의해 상기 토션스프링을 압축 또는 팽창시키면서 회전하다가, 상기 토션스프링의 최대변곡점을 지나면, 압축 또는 팽창된 상기 토션스프링의 탄성복원력에 의해 상기 회전도어는 나머지 구간을 회전하는 것을 특징으로 하는 카메라 렌즈 도어 개폐장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회전도어의 회전중심과 상기 토션스프링의 타단을 연결한 제1직선과, 상기 토션스프링의 일단과 타단을 연결한 제2직선은, 그 길이가 상이하고,
    상기 회전도어의 회전궤적과, 상기 회전도어에 대한 미구속 상태에서의 상기 토션스프링의 회전궤적은, 상호 2점에서 교차되는 것을 특징으로 하는 카메라 렌즈 도어 개폐장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 회전도어의 회전중심과 상기 토션스프링의 타단에 상기 토션스프링의 일단이 배치되되,
    상기 형상기억합금에 의해 상기 회전도어가 회전될 때 상기 토션스프링은 일단을 중심으로 회전하면서 압축되다가, 상기 토션스프링의 최대변곡점을 지나면, 압축된 상기 토션스프링의 탄성복원력에 의해 상기 회전도어는 나머지 구간을 회전하는 것을 특징으로 하는 카메라 렌즈 도어 개폐장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 토션스프링의 일단과 상기 토션스프링의 타단 사이에 상기 회전도어의 회전중심이 배치되되,
    상기 형상기억합금에 의해 상기 회전도어가 회전될 때 상기 토션스프링은 일단을 중심으로 회전하면서 팽창되다가, 상기 토션스프링의 최대변곡점을 지나면, 팽창된 상기 토션스프링의 탄성복원력에 의해 상기 회전도어는 나머지 구간을 회전하는 것을 특징으로 하는 카메라 렌즈 도어 개폐장치.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 형상기억합금이 인가되는 전류를 제어하는 제어부를 더 포함하여 이루 어지되,
    상기 제어부는 상기 토션스프링이 최대변곡점을 지날 때까지 상기 형상기억합금에 전류를 인가하여 상기 회전도어를 회전시키도록 하고, 상기 토션스프링이 최대변곡점을 지나면 상기 형상기억합금에 인가되는 전류를 차단하는 것을 특징으로 하는 카메라 렌즈 도어 개폐장치.
  6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 형상기억합금은,
    상기 회전도어의 회전중심과 다른 위치에 연결되고, 전류인가시 수축되어 상기 회전도어를 상기 개구부가 개방되는 일방향으로 회전시키는 제1형상기억합금과;
    상기 회전도어의 회전중심과 다른 위치에 연결되고, 전류인가시 수축되어 상기 회전도어를 상기 개구부가 폐쇄되는 타방향으로 회전시키는 제2형상기억합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 카메라 렌즈 도어 개폐장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 형상기억합금은 선형(線形) 또는 코일형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 카메라 렌즈 도어 개폐장치.
  8. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전도어는,
    상기 베이스에 힌지결합되고, 일단에 제1기어부가 형성된 제1회전도어와,
    상기 베이스에 힌지결합되고, 일단에 상기 제1기어부와 맞물리는 제2기어가 형성된 제2회전도어로 이루어지되,
    상기 형상기억합금 및 토션스프링은 상기 제1회전도어에 결합된 것을 특징으로 하는 카메라 렌즈 도어 개폐장치.
  9. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전도어는 1개로 이루어지고,
    상기 회전도어 및 베이스에는 상기 회전도어의 개폐 완료시 자력에 의해 상기 회전도어를 고정시키는 자석부가 장착되되,
    상기 자석부는,
    상기 개구부가 개방되었을 때 상기 회전도어를 고정시키는 개방자석부와;
    상기 개구부가 폐쇄되었을 때 상기 회전도어를 고정시키는 폐쇄자석부로 이루어지고,
    상기 개방자석부
    상기 회전도어 또는 베이스 중 어느 하나에 장착되는 제1자석과, 나머지 하나에 장착되어 상기 제1자석과 접하는 제2자석 또는 자성체로 이루어지며,
    상기 폐쇄자석부는,
    상기 회전도어 또는 베이스 중 어느 하나에 장착되는 제3자석과, 나머지 하나에 장착되어 상기 제3자석과 접하는 제4자석 또는 자성체로 이루어진 것을 특징 으로 하는 카메라 렌즈 도어 개폐장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 회전도어 및 베이스에는 상기 회전도어의 개폐 완료시 자력에 의해 상기 회전도어를 고정시키는 자석부가 장착되되,
    상기 자석부는,
    상기 개구부가 개방되었을 때 상기 회전도어를 고정시키는 개방자석부와;
    상기 개구부가 폐쇄되었을 때 상기 회전도어를 고정시키는 폐쇄자석부로 이루어지고,
    상기 개방자석부는,
    상기 회전도어 또는 베이스 중 어느 하나에 장착되는 제5자석과, 나머지 하나에 장착되어 상기 제5자석과 접하는 제6자석 또는 자성체로 이루어지고,
    상기 폐쇄자석부는,
    상기 제1회전도어 또는 제2회전도어 중 어느 하나에 장착되는 제7자석과, 나머지 하나에 장착되어 상기 제7자석과 접하는 제8자석 또는 자성체로 이루어진 것을 특징으로 하는 카메라 렌즈 도어 개폐장치.
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