KR101058020B1 - 카메라용 조리개장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라용 조리개장치에 관한 것이다. 이는 카메라의 경통내에 설치되며 셔터개구를 소정직경으로 개방하거나 차폐하는 셔터유니트와, 외부로부터 전기에너지를 공급받아 동작하여 상기 셔터유니트를 구동하는 구동부와, 상기 구동부에 전기를 인가하는 전원을 포함하는 카메라용 조리개장치에 있어서, 상기 구동부는 인가된 전기에 의해 길이방향으로 신축하며 신축에 따른 에너지를 상기 셔터유니트로 전달하여 셔터유니트를 동작시키는 하나 이상의 압전액츄에이터와, 상기 압전액츄에이터가 그 위에 장착되는 지지면을 갖는 베이스를 포함하고, 상기 압전액츄에이터는 상기 지지면상에 차례로 적층되는 다수의 압전소자와, 상기 압전소자들 사이에 설치되며 상기 전원의 전기를 압전소자에 전달하는 전극판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 카메라용 조리개장치는, 구동원으로서 압전소자를 사용하므로 구조가 간단하고 가벼워 소형 및 박형화가 가능하고 기계적인 고장이 발생할 염려가 없다.

Description

카메라용 조리개장치{Iris device of camera}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라용 조리개장치의 구성을 나타내 보인 구성도이다.

도 2는 상기 도 1에 도시한 압전액츄에이터의 동작 메카니즘을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도 3은 상기 도 1에 도시한 조리개장치에서 셔터개구가 완전히 개방된 모습을 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11:경통 13:지지링

15:이동핀 17:고정핀

19:섹터날개 19a:이동핀수용구멍

21:셔터개구 23:구동부

25:베이스 25b:홈

25a:지지면 27a,27b:압전액츄에이터

31:가압부재 31a:홈

33:전원 35:압전소자

37:전극판 39:전력선

41:탄력접착제 43:셔터유니트

45:인버터 47:받침돌기

본 발명은 카메라용 조리개장치에 관한 것이다.

카메라에 내장되는 조리개장치는 외부의 빛을 카메라 내부로 받아들이는 통로를 원하는 만큼만 개방하여 사진의 밝기를 조절하는 것으로서 여러 가지 종류가 있다. 예컨대 홍채조리개(iris diaphragm)는 얇은 강철 조각을 오버랩시키면서 둥글게 구경을 만드는 것으로서 조리개 구멍의 크기를 동심원 모양으로 연속하여 변화시키며 입사하는 광량을 조절하는 메카니즘을 갖는다.

상기 조리개는 셔터와 함께 필름에 도달하는 빛의 양을 조절함으로써 사진의 밝기와 피사계심도를 조절하는 역할을 한다. 상기 셔터의 개방시간을 조절할 수 있는 것처럼 조리개의 개방정도도 촬영에 앞서 적절히 조절해 놓을 수 있다.

보통 상기 조리개장치는 빛이 통과하는 통로를 구성하는 셔터와, 상기 셔터를 구동하는 구동수단을 동시에 구비한다. 상기 셔터는 셔터개구의 측부에 위치하며 셔터개구를 차단하거나 개방하는 다수의 셔터날개와, 상기 셔터날개에 동력을 제공하여 셔터날개를 회동시켜 동작시키는 모터 및 스프링과, 상기 모터의 회전토오크를 셔터날개 측으로 전달하는 다수의 기어장치를 포함하고 있다.

상기와 같이 종래의 셔터는, 모터와 스프링은 물론 다수의 기어를 포함하고 있으므로 무게가 무거우며 장치가 복잡하고 구성 부품이 많으므로 조리개장치의 박형화를 어렵게 한다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 구동원으로서 압전소자를 사용하므로 구조가 간단하고 가벼워 소형 및 박형화가 가능하고 기계적인 고장이 발생할 염려가 없는 카메라용 조리개장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 카메라의 경통내에 설치되며 셔터개구를 소정직경으로 개방하거나 차폐하는 셔터유니트와, 외부로부터 전기에너지를 공급받아 동작하여 상기 셔터유니트를 구동하는 구동부와, 상기 구동부에 전기를 인가하는 전원을 포함하는 카메라용 조리개장치에 있어서, 상기 구동부는 인가된 전기에 의해 길이방향으로 신축하며 신축에 따른 에너지를 상기 셔터유니트로 전달하여 셔터유니트를 동작시키는 하나 이상의 압전액츄에이터와, 상기 압전액츄에이터가 그 위에 장착되는 지지면을 갖는 베이스를 포함하고, 상기 압전액츄에이터는 상기 지지면상에 차례로 적층되는 다수의 압전소자와, 상기 압전소자들 사이에 설치되며 상기 전원의 전기를 압전소자에 전달하는 전극판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 셔터유니트는, 경통내에 회전 가능하게 지지되는 일정 직경의 지지링과, 상기 지지링의 일측면에 고정되는 하나 이상의 이동핀과, 상기 지지링의 외측부에 위치하되 경통내에 고정되며 상기 이동핀과 쌍을 이루는 고정핀과, 그 후단부가 상기 이동핀 및 고정핀에 지지되며 셔터개구측으로 연장되고 지지링의 회전시 회동운동하여 상기 셔터개구를 차단하거나 개방하는 섹터날개를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 압전액츄에이터의 상단부와 지지링의 사이에는 압전액츄에이터의 직선 운동을 지지링의 회전운동으로 전환하는 전환부가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압전액츄에이터는 두 개가 하나의 쌍을 이루되 각 압전액츄에이터의 연장방향이 서로에 대해 교차되도록 배치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 압전액츄에이터는 그 상단부가 상호 근접하도록 기울어진 상태로 상기 지지링의 외주면측으로 근접 위치하며. 상기 전환부는, 상기 각 압전액츄에이터의 상단부에 동시에 접한 상태로 상기 지지링의 외주면에 접하고 상기 압전액츄에이터의 동작시 지지링을 좌우로 회전시키는 가압부재인 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 압전액츄에이터의 하단부와 베이스 지지면의 사이에는 베이스에 대해 압전액츄에이터를 고정시키되 압전액츄에이터가 외력에 의해 요동 가능하도록 탄력을 제공하는 탄력접착제가 구비되고, 상기 압전액츄에이터의 상단부와 가압부재의 사이에는 압전액츄에이터에 대해 가압부재를 고정시키되 압전액츄에이터에 대한 가압부재의 요동이 가능하도록 탄력을 제공하는 탄력접착제가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가압부재 및 지지면의 대향면에는 상기 탄력접착제를 수용하는 홈이 형성되고, 상기 홈의 내부에는 상기 압전액츄에이터를 홈 외측 방향으로 받쳐 지지하는 받침돌기가 구비된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라용 조리개장치의 구성을 나타내 보인 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 카메라용 조리개장치는, 카메라의 경통(11) 내부에 장착되며 화살표 A방향 또는 그 반대방향으로 소정각도 범위에서 회전 가능한 지지링(13)과, 상기 지지링(13)에 지지되며 지지링(13)의 화살표 A방향 회전에 따라 화살표 Z방향으로 회동하여 셔터개구(21)를 개방하고 반대방향으로 원위치하여 셔터개구(21)를 차폐할 수 있는 세 개의 섹터날개(19)로 구성된 셔터유니트(43)와, 상기 셔터유니트(43)의 하측에 설치되며 상기 지지링(13)을 회전시키는 구동부(23)와, 상기 구동부(23)에 전기를 공급하는 전원(33)과 상기 전원(33)의 전류를 교류로 변환하는 인버터(45)를 포함하여 구성된다. 상기 인버터(45)는 전원(33) 자체가 교류전원일 경우에는 사용하지 않는다.

상기 지지링(13)은 그 회전중심축이 셔터개구(21)와 일치하도록 경통내에서 베어링(미도시) 등에 의해 지지되는 일정직경의 링형부재이다.

상기 지지링(13)의 일측면에는 세 개의 이동핀(15)이 구비된다. 상기 이동핀(15)은 지지링(13)으로부터 측방향으로 돌출된 핀으로서 지지링(13)의 중심을 기준 으로 등각 위치한다.

또한, 상기 지지링(13)의 외측부에는 세 개의 고정핀(17)이 구비된다. 상기 고정핀(17)은 경통(11)의 내측벽에 고정된 것으로서 상기 이동핀(15)과 나란하며 이동핀(15)과 쌍을 이룬다.

상기 섹터날개(19)는 세 개가 하나의 조를 이루며 모두 동일한 형상을 갖는다. 상기 섹터날개(19)는 화살표 Z방향으로 동시에 회동하여 셔터개구(21)를 완전히 차폐하거나 원하는 만큼만 개방한다.

따라서 이를테면 상기 섹터날개(19)를 소정각도만 회동시켜 상기 셔터개구(21)가 필요한 만큼 개구되도록 한 상태로 전기를 차단하고, 다시 사진촬영을 할 때 전기를 인가하여 섹터날개를 순간적으로 차폐함으로써 섹터날개가 셔터의 역할을 할 수 있게 하는 것이다. 상기 섹터날개의 형상은 얼마든지 변형 가능하다.

또한 상기 섹터날개(19)에는 이동핀수용구멍(19a)이 형성되어 있다. 상기 이동핀수용구멍(19a)은 한쪽방향으로 길게 연장된 장공으로서 상기 이동핀(15)을 그 내부에 수용하여 섹터날개(19)의 운동을 가이드한다.

상기 섹터날개(19)의 후단부는 상기 지지링(13)에 걸쳐진 상태로 상기 고정핀(17) 및 이동핀(15)에 의해 지지된다. 상기 고정핀(17)은 섹터날개(19)의 후단부를 지지하며 섹터날개(19) 회동운동의 기준점의 역할을 한다. 또한 상기 이동핀(15)은 지지링(13)의 회전력을 섹터날개(19)로 전달하여 섹터날개(19)를 회동시킨다.

한편 상기 셔터유니트(43)의 하부에 위치한 구동부(23)는, 상기 지지링(13) 을 화살표 A방향 또는 그 반대방향으로 회전시키는 것이다.

상기 구동부(23)는, 블록형 부재로서 상기 지지링(13)의 하부에 위치하고 그 상면에는 내측으로 하향 경사진 두 개의 지지면(25a)을 갖는 베이스(25)와, 상기 베이스(25)의 지지면(25a)에 각각 고정되며 길이방향 연장되되 그 연장선이 상호 교차하도록 배치된 두 개의 압전액츄에이터(27a,27b)와, 상기 양 압전액츄에이터(27a,27b)의 상단부에 구비되며 상기 지지링(13)을 화살표 a방향 또는 b방향으로 밀어 이동시키는 가압부재(31)를 포함하여 구성된다. 상기 가압부재(31)는 마찰력을 이용해 지지링(31)을 좌우로 이동시키는 것이다.

상기 압전액츄에이터(27a,27b)는 외부로부터 전기를 받으면 길이방향으로 늘어나 가압부재(31)를 통해 지지링(13)을 화살표 a방향 또는 b방향으로 회전시키는 역할을 하는 것으로서 그 구성은 공지의 것이다.

이를테면 상기 두 개의 압전액츄에이터(27a,27b) 중 도면상 좌측의 압전액츄에이터(27a)에 전기를 가하면 액츄에이터(27a)의 길이가 늘어나고 가압부재(31)가 지지링(13)을 화살표 a방향으로 밀어 도 3에 도시한 바와같이 셔터개구(21)를 개방한다. 이와 반대로 우측 압전액츄에이터(27b)에 전기를 공급하면 지지링(13)이 반대편으로 회전하여 셔터개구(21)가 다시 차폐된다. 이는 상기 압전액츄에이터(27a,27b)에 가해지는 전기를 적절히 조절하여 섹터날개(19)의 회동각도를 조절할 수 있음을 의미한다.

상기 동작을 위해서 상기 두 개의 압전액츄에이터(27a,27b)에 서로 위상이 어긋나는 교류전류를 인가하되 교류전류의 주파수가 압전소자의 공진주파수와 일치 하게 하여야 함은 물론이다. 상기한 교류전류의 공급은 일반적인 제어회로에 의해 이루어진다.

한편, 상기 구성을 갖는 압전액츄에이터(27a,27b)를 지지면(25a) 및 가압부재(31) 사이에 설치하기 위하여, 상기 지지면(25a) 및 가압부재(31)의 대향면에는 홈(25b,31a)이 형성되고 홈(25b,31a)내에 탄력접착제(41)가 충진된다.

상기 탄력접착제(41)는 압전액츄에이터(27a,27b)를 지지면(25a) 및 가압부재(31)에 대해 탄력적으로 고정하는 역할을 한다. 또한 각 홈(25b,31a)의 내부에는 받침돌기(47)가 구비된다. 상기 받침돌기(47)는 압전액츄에이터(27a,27b)에 선접촉 또는 점접촉한 상태로 압전액츄에이터(27a,27b)를 홈(25b,31b)의 외측방향으로 지지하는 것이다.

도 2는 상기 도 1에 도시한 압전액츄에이터의 동작 메카니즘을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도시한 바와같이, 압전액츄에이터(27a,27b)는, 일정두께를 가지며 다수 적층된 압전소자(35)와, 상기 각 압전소자(35)의 사이 사이에 끼워지는 전극판(37)을 포함한다. 상기 압전소자(35)는 전기를 공급받으면 기계적인 변형이 생기는 일반적인 소자(element)이다. 이러한 압전소자(35)가 다수 적층되어 있으므로 전극판(37)을 통해 전기를 공급받으면 동시에 변형되며 높이가 증가하게 된다.

도면부호 39는 상기 각 전극판(37)에 전기를 공급하는 전력선이다.

한편, 상기 압전액츄에이터(27a,27b)의 상단부 및 하단부는 가압부재(31) 및 지지면(25a)에 대해 탄력접착제(41)를 통해 고정된다. 상기 탄력접착제(41)는 예컨 대 에폭시계 수지로 제작할 수 있으며 상기한 바와같이 홈(25b,31a)의 내부에 충진된다.

특히 각 홈(25b,31a) 내부의 중앙에 위치한 받침돌기(47)가 압전액츄에이터(27a,27b)를 화살표 x방향으로 지지하고 있으므로 압전액츄에이터(27a,27b)의 신축운동은 에너지 손실없이 가압부재(31)측으로 전달된다.

또한 상기 압전액츄에이터(27a,27b)의 상하단부가 받침돌기(47)에 선접촉 또는 점접촉 하고 있으므로 상기 압전액츄에이터(27a,27b)는 지지면(25a)에 대해 화살표 m방향 또는 그 반대방향으로 요동 운동 가능하고, 가압부재(31)의 저면에 대해 화살표 n방향 또는 그 반대방향으로 요동 운동 가능하다.

도 3은 상기 도 1에 도시한 조리개장치에서 셔터개구가 개방된 모습을 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 섹터날개(19)가 화살표 Z방향으로 완전히 회동하여 셔터개구(21)를 개방하고 있다. 이는 도면상 우측의 압전액츄에이터(27b)가 동작하여 지지링(13)이 화살표 B방향으로 회전하였기 때문에 발생한 결과이다.

상기 상태에서 우측 압전액츄에이터(27b)를 정지시키고 좌측 압전액츄에이터(27a)를 동작시키면 각 섹터날개(19)가 반대방향으로 회동하여 셔터개구(21)를 완전히 차단하거나 원하는 만큼만 개방시킬 수 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 카메라용 조리개장치는, 구동원으로서 압전소자를 사용하므로 구조가 간단하고 가벼워 소형 및 박형화가 가능하고 기계적인 고장이 발생할 염려가 없다.

Claims (8)

1. 카메라의 경통내에 설치되며 셔터개구를 소정직경으로 개방하거나 차폐하는 셔터유니트와, 외부로부터 전기에너지를 공급받아 동작하여 상기 셔터유니트를 구동하는 구동부와, 상기 구동부에 전기를 인가하는 전원을 포함하는 카메라용 조리개장치에 있어서,

   상기 구동부는 인가된 전기에 의해 길이방향으로 신축하며 신축에 따른 에너지를 상기 셔터유니트로 전달하여 셔터유니트를 동작시키는 하나 이상의 압전액츄에이터와, 상기 압전액츄에이터가 그 위에 장착되는 지지면을 갖는 베이스를 포함하고,

   상기 압전액츄에이터는 상기 지지면상에 차례로 적층되는 다수의 압전소자와, 상기 압전소자들 사이에 설치되며 상기 전원의 전기를 압전소자에 전달하는 전극판을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라용 조리개장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 셔터유니트는,

   경통내에 회전 가능하게 지지되는 일정 직경의 지지링과, 상기 지지링의 일측면에 고정되는 하나 이상의 이동핀과, 상기 지지링의 외측부에 위치하되 경통내에 고정되며 상기 이동핀과 쌍을 이루는 고정핀과, 그 후단부가 상기 이동핀 및 고정핀에 지지되며 셔터개구측으로 연장되고 지지링의 회전시 회동운동하여 상기 셔터개구를 차단하거나 개방하는 섹터날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라용 조리개장치.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 압전액츄에이터의 상단부와 지지링의 사이에는 압전액츄에이터의 직선 운동을 지지링의 회전운동으로 전환하는 전환부가 구비된 것을 특징으로 하는 카메라용 조리개장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 압전액츄에이터는 두 개가 하나의 쌍을 이루되 각 압전액츄에이터의 연 장방향이 서로에 대해 교차되도록 배치된 것을 특징으로 하는 카메라용 조리개장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 각 압전액츄에이터는 그 상단부가 상호 근접하도록 기울어진 상태로 상기 지지링의 외주면측으로 근접 위치하며.

   상기 전환부는,

   상기 각 압전액츄에이터의 상단부에 동시에 접한 상태로 상기 지지링의 외주면에 접하고 상기 압전액츄에이터의 동작시 지지링을 좌우로 회전시키는 가압부재인 것을 특징으로 하는 카메라용 조리개장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 압전액츄에이터의 하단부와 베이스 지지면의 사이에는 베이스에 대해 압전액츄에이터를 고정시키되 압전액츄에이터가 외력에 의해 요동 가능하도록 탄력을 제공하는 탄력접착제가 구비되고,

   상기 압전액츄에이터의 상단부와 가압부재의 사이에는 압전액츄에이터에 대해 가압부재를 고정시키되 압전액츄에이터에 대한 가압부재의 요동이 가능하도록 탄력을 제공하는 탄력접착제가 구비된 것을 특징으로 하는 카메라용 조리개장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 가압부재 및 지지면의 대향면에는 상기 탄력접착제를 수용하는 홈이 형성되고, 상기 홈의 내부에는 상기 압전액츄에이터를 홈 외측 방향으로 받쳐 지지하는 받침돌기가 구비된 것을 특징으로 하는 카메라용 조리개장치.

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