KR101319169B1 - 카메라 시스템 - Google Patents

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KR101319169B1
KR101319169B1 KR1020120058850A KR20120058850A KR101319169B1 KR 101319169 B1 KR101319169 B1 KR 101319169B1 KR 1020120058850 A KR1020120058850 A KR 1020120058850A KR 20120058850 A KR20120058850 A KR 20120058850A KR 101319169 B1 KR101319169 B1 KR 101319169B1
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리-테 쿠오
잉치 초
웨이-웬 슈
치-루 리엔
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와 홍 인더스트리얼 코포레이션
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Abstract

일종의 카메라 시스템은 고정부재, 이동부재, 상기 이동부재에 구동력을 제공하는 구동유닛, 이미지센서, 렌즈 어셈블리 및 광축방향을 따라 롤링하는 적어도 하나의 롤링축을 포함한다. 렌즈어셈블리는 상기 이동부재에 설치된다. 고정부재는 지탱부가 구비되며, 이동부재는 상기 고정부재에 설치된다. 구동유닛은 상기 고정부재와 상기 이동부재 사이에 설치되며, 이미지 센서는 고정부재에 설치된다. 상기 적어도 하나의 롤링축의 축심방향은 상기 이동부재의 이동방향과 수직을 이루며, 상기 적어도 하나의 롤링축은 상기 이동부재와 상기 지탱부 사이에 롤링 가능하게 설치된다. 이를 통하여, 종래의 카메라 시스템이 장착이 용이하지 않은 문제를 개선할 수 있다.

Description

카메라 시스템{CAMERA SYSTEM}
본 발명은 일종의 카메라 시스템에 관한 것으로서, 특히 롤링축을 사용하여 이동부재가 받는 흡착력을 저지하는 카메라 시스템에 관한 것이다.
종래의 카메라 시스템은 소형화를 이루기 위하여, 대부분 자성체와 도전성 코일을 각각 렌즈 모듈과 베이스시트에 설치하여, 상기 자성체와 상기 코일에 의해 발생되는 자기장과 전기장의 교호작용을 이용하고, 또한 플레밍의 왼손법칙에 따라 광축방향에 구동력을 발생시킴으로써 렌즈모듈을 초점 이동시킨다. 중화민국 특허 제I343165호에 게시된 「광학장치」를 예로 들면, 렌즈와, 상기 렌즈의 일측에 위치하는 코일, 자성체 및 이미지센서를 구비하며, 렌즈와 코일 사이에 가이드로드가 구비되어, 상기 렌즈가 상기 가이드로드의 안내 및 코일과 자성체가 공급하는 구동력을 받아 광축 방향에서 진퇴운동을 한다. 그런데, 이러한 방식은 코일과 자성체가 반경방향으로 배열되기 때문에 비교적 큰 공간을 차지하는 단점이 있다.
따라서 이후 코일과 자성체를 일측변으로 배치하는 렌즈작동장치가 연구 개발되었는데, 이러한 방식은 렌즈를 구동유닛 방향으로 흡착시키는 힘을 발생시킬 수 있기 때문에, 렌즈가 구동유닛과 지나치게 밀착되면서 과도한 밀착력에 의해 렌즈 모듈이 이동할 수 없게 되는 것을 방지하기 위한 기구를 더 추가해야 한다. 예를 들어 한국 특허 100849580호에 게시된 카메라 시스템은 렌즈모듈과, 상기 렌즈모듈에 구동력을 제공하는 구동유닛, 이미지센서 및 다수의 볼을 구비한다. 상기 렌즈모듈은 2개의 지탱부가 구비되고, 상기 구동유닛에 상기 2개의 지탱부에 대면하여 다수의 수용공간이 구비되며, 상기 볼의 크기는 이러한 수용공간에 돌출되어 상기 볼들이 상기 2개의 지탱부에 접촉될 수 있다. 이로써, 상기 렌즈 모듈이 상기 구동유닛과 과도하게 밀착되는 것을 방지하고, 상기 렌즈 모듈이 상기 지탱부 방향을 따라 이동할 수 있게 된다. 그러나 이러한 방식은 다수의 볼을 지탱부 및 수용공간 사이에 설치해야 하므로, 조립이 매우 불편하다.
따라서, 본 발명자는 상기 단점들을 개선할 수 있음을 감지하여, 연구에 전념함과 아울러 학술적 이론을 함께 운용하여 마침내 설계가 합리적이면서 상기와 같은 단점들을 효과적으로 개선할 수 있는 본 발명을 제시하게 되었다.
본 발명의 주요 목적은 종래의 카메라 시스템이 조장이 용이하지 않은 문제점을 개선할 수 있는 일종의 카메라 시스템을 제공하고자 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 지탱부가 구비된 고정부재와; 상기 고정부재에 설치되어, 광축 방향으로 이동 가능한 이동부재와; 상기 고정부재와 상기 이동부재 사이에 설치되어 상기 이동부재에 구동력을 제공하는 구동유닛과; 고정부재에 설치되는 이미지센서와; 상기 이동부재에 설치되며, 촬영대상물이 상기 이미지센서에 상이 맺히도록 하는 렌즈 어셈블리; 및 축심방향이 상기 이동부재의 이동방향과 수직을 이루고, 상기 이동부재와 상기 지탱부 사이에 롤링 가능하도록 설치되며, 상기 구동유닛에서 먼 상기 이동부재의 일측에 위치하는, 광축방향을 따라 롤링하는 적어도 하나의 롤링축을 포함하는 일종의 카메라 시스템을 제공한다.
본 발명은 롤링축을 사용하여 이동부재가 구동유닛 측으로 이동하는 것을 제한하며, 롤링축은 조립이 비교적 용이하다.
도 1은 본 발명인 카메라 시스템의 제1 실시예의 입체분해도이다.
도 2는 본 발명인 카메라 시스템의 제1 실시예의 입체도이다.
도 3은 본 발명인 카메라 시스템의 제1 실시예의 단면도이다.
도 4는 본 발명인 카메라 시스템의 제2 실시예의 입체분해도이다.
도 5는 본 발명인 카메라 시스템의 제2 실시예의 입체도이다.
도 6은 본 발명인 카메라 시스템의 제2 실시예의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에서 제공하는 카메라 시스템은 고정부재(1), 이동부재(2), 구동유닛(3), 광축방향을 따라 롤링하는 적어도 하나의 롤링축(4), 위치감지부재(5), 측향견인부재(6), 이미지감지모듈(7), 제어유닛(8) 및 렌즈 어셈블리(9)를 포함한다.
고정부재(1)는 상기 적어도 하나의 롤링축(4)의 롤링 방향을 안내하도록 고정부재(1)의 일측면에 설치되는 지탱부(11)를 구비한다. 지탱부(11)는 적어도 하나의 평면이거나 또는 상기 이동부재(2)의 이동방향과 평행한 적어도 하나의 돌기일 수 있으며, 본 실시예에서 지탱부(11)는 상기 이동부재(2)의 이동방향과 평행한 2개의 돌기이다. 상기 적어도 하나의 롤링축(4)은 지탱부(11)에 의해 지지된다. 지탱부(11) 외측에는 롤링축(4)의 이동범위를 제한하도록 둘씩 대향하는 4개의 위치제한홈(12)이 구비된다. 본 실시예에서, 위치제한홈(12)은 위치제한판의 일측에 위치하며, 상기 위치제한판은 위치제한홈(12)을 구비한 일측이 지탱부(11)에 밀착된다. 고정부재(1) 하부에 중공의 걸림점(13)이 구비되며, 상기 걸림점(13)의 공경은 상기 이동부재(2)의 직경보다 작기 때문에, 이동부재(2)가 바닥까지 하강할 때 상기 걸림점(13)에 의해 저지되어 정지될 수 있다. 본 실시예에서는 걸림점(13)이 이동부재(2)와 접촉되는 부위를 한정하지 않으며, 이동부재(2) 상의 임의의 위치와 접촉되면서 이동부재(2)를 저지하는 기능만 있으면 된다.
이동부재(2)는 고정부재(1) 내부에 설치되어, 이동부재(2) 내부에 렌즈모듈(미도시)을 장착할 수 있으며, 또한 렌즈모듈의 초점 이동을 실시한다. 이동부재(2)는 베이스부(21), 베이스부(21)로부터 일측으로 돌출되는 연장부(22) 및 상기 연장부(22)에 위치하는 협지부(23)를 포함한다. 협지부(23)는 적어도 하나의 평면이거나 또는 이동부재의 이동방향과 평행한 적어도 하나의 돌기로서, 상기 적어도 하나의 롤링축(4)이 연장부(22)에 관통되어 협지부(23)에 떠받쳐진다.
본 실시예에서, 연장부(22)는 U자형 구조를 띠며, 패널(221) 및 양측판(222)을 포함한다. 양측판(222)의 일단은 베이스부(21)에 연결되고, 타단은 패널(221)에 연결된다. 양측판(222)은 각각 2개의 관통공(223)이 구비되며, 또한 양측판(222)의 관통공(223)은 둘씩 서로 대향한다. 상기 관통공(223)들의 너비는 상기 적어도 하나의 롤링축(4) 직경보다 크기 때문에, 상기 적어도 하나의 롤링축(4)이 상기 관통공(223)에 관통될 때, 상기 관통공(223) 내에서 롤링이 가능하다. 협지부(23)는 패널(221) 내측에 위치한다. 본 실시예에서, 협지부(23)는 이동부재(2)의 이동방향과 평행한 4개의 돌기이며, 각각 2개씩 서로 대향하는 관통공(223) 사이에 각각 2개의 돌기가 구비된다.
구동유닛(3)은 고정부재(1)와 이동부재(2) 사이에 설치되어 이동부재(2)에 구동력을 제공한다. 구동유닛(3)은 적어도 하나의 자석(31) 및 적어도 하나의 코일(32)을 포함하며, 상기 적어도 하나의 자석(31)은 이동부재(2)에 설치되고, 상기 적어도 하나의 코일(32)은 고정부재(1)에 설치된다.
본 실시예에서, 코일(32)은 하나로 선정하였으며, 또한 고정부재(1)의 일측에 고정 설치된다. 상기 적어도 하나의 자석(31)은 2개로 선정하였으며, 이동부재(2) 상에서 코일(32) 방향으로 좌우 양단에 각각 고정 설치된다. 코일(32)이 통전되면, 도전성 코일(32)과 자석(31)에 의해 자기장과 전기장의 교호작용이 발생된 후, 플레밍의 왼손법칙에 따라 광축방향에 구동력이 발생하여 렌즈모듈이 초점 이동을 하도록 구동된다.
상기 적어도 하나의 롤링축(4)은 광축방향을 따라 롤링하며, 상기 적어도 하나의 롤링축(4)의 축심방향은 이동부재(2)의 이동방향과 수직을 이루고, 상기 적어도 하나의 롤링축(4)은 이동부재(2)에 관통 설치됨과 아울러 지탱부(11)에 롤링 가능하도록 설치되며, 상기 적어도 하나의 롤링축(4)은 구동유닛(3)과 먼 이동부재(2)의 일측에 위치한다. 본 실시예어서, 상기 적어도 하나의 롤링축(4)은 2개로 선정하였으며, 각 롤링축(4)은 이동부재(2)의 두 대향하는 관통공(223)에 관통되는 동시에 협지부(23) 및 지탱부(11)에 떠받쳐진다.
위치감지부재(5)는 이동부재(2)의 위치를 감지하도록 고정부재(1)의 일측면에 설치된다. 위치감지부재(5)는 자기장변화 감지부재, 광강도변화 감지부재, 전기장변화 감지부재 또는 응력변화 감지부재 등일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
측향견인부재(6)는 고정부재(1)에 설치되어 코일(32) 외측에 위치하며, 코일(32)의 자기장을 증강시키는 효과를 지닌다. 이밖에, 측향견인부재(6)는 자석(31)과 서로 흡인되면서 이동부재(2)가 측향견인부재(6) 방향을 향하도록 하는 흡착력을 발생시킨다. 또한, 이동부재(2)가 측향견인부재(6)의 우측으로 치우쳐 이동부재(2)의 좌우방향의 흡착력이 불균형해지면, 좌측으로 향하는 힘을 발생시켜 이동부재(2)가 중앙 위치로 오도록 돕고, 반대의 경우 역시 마찬가지이다. 따라서 측향견인부재(6)는 이동부재(2)를 교정하는 기능을 갖는다. 본 실시예에서, 측향견인부재(6)는 적어도 하나의 요크이나, 단 이에 한정되지 않는다. 그 중 상기 적어도 하나의 요크는 적어도 하나의 자석(31)에서 먼 상기 적어도 하나의 코일(32)의 일측이나, 상기 적어도 하나의 코일(32)의 상부 또는 상기 적어도 하나의 코일(32)의 저부 중 한 곳에 설치 가능하다.
한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 위치감지부재(5)는 상기 이동부재(2)에 설치되는 자석(31)과 대향하여, 코일(32)의 타측에 배치된다.
이미지 감지모듈(7)은 고정부재(1)에 설치되며, 상기 이미지 감지모듈(7)은 이미지센서(71), 연성회로기판(72) 및 필터(73)를 포함한다. 본 실시예에서, 고정부재(1)는 연성회로기판(72) 일측의 일단에 근접한 부위에 연결된다. 이미지센서(71)는 평면이며, 또한 고정부재(1)와 대향하는 연성회로기판(72)의 일측에 고정되고, 이미지센서(71)의 법선방향은 광축과 평행하다. 필터(73)는 이동부재(2)와 이미지센서(71) 사이에 위치하며, 필터(73)를 통과한 비가시광선을 필터링하도록 이미지센서(71)와 근접한 걸림점(13)의 일측에 고정 설치된다.
렌즈 어셈블리(9)는 이동부재(2)에 설치되며, 렌즈 어셈블리(9)는 촬영대상물이 이미지센서(71)에 상이 맺히도록 한다. 피촬영물의 이미지가 선명하게 상이 맺히도록, 이동부재(2)가 이동하면서 렌즈 어셈블리(9)를 구동시켜 피촬영물에 대하여 적당히 초점을 맞추며, 또한 이미지센서(71)에 의해 감지된다.
렌즈 어셈블리(9)는 핀홀렌즈, 단렌즈, 표준렌즈, 프라임렌즈, 장초점렌즈, 단초점렌즈, 광각렌즈 또는 매크로렌즈일 수 있다. 렌즈 어셈블리(9)의 이미징 방식은 핀홀 이미징, 단렌즈반사식 이미징, 레인지파인더, 단렌즈 이미징 또는 복합렌즈 이미징 방식일 수 있다.
제어유닛(8)은 고정부재(1)에 설치되며, 위치감지부재(5)가 보내는 신호를 계산하여 이동부재(2)의 실제위치를 획득한다. 제어유닛(8)은 설정목표 위치를 수신하고, 나아가 이동부재(2)의 표준위치신호와 실제위치신호를 비교하여 구동유닛(3)의 구동력 방향 및 크기를 조정할 수 있다. 본 실시예에서, 도 1, 도 3, 도 4 또는 도 6에 표시한 부호가 5, 8인 블록과 같이, 제어유닛(8)과 위치감지부재(5)는 일체형으로 결합되어 동일한 칩에 설치될 수 있으며, 따라서 이동부재(2)의 위치를 감지하고 구동유닛(3)의 구동력을 조정하는 위치감지 및 제어유닛을 구성한다(부호를 표시하지 않았으나, 위치감지유닛(5) 및 제어유닛(8)을 포함한다). 상기 위치감지 및 제어유닛은 고정부재(1)에 설치되고, 상기 위치감지 및 제어유닛은 위치감지부재(5)와 제어유닛(8)을 포함하며, 제어유닛(8)은 설정목표 위치신호를 수신할 수 있고, 제어유닛(8)은 위치감지부재(5)로부터 전송되는 이동부재(2)의 실제위치신호를 수신하고, 더 나아가 목표위치신호와 실제위치신호를 비교하여 구동유닛(3)의 구동력 방향 및 크기를 조정한다. 단 상기 실시제로 한정되는 것은 아니며, 제어유닛(8)의 칩을 독자적으로 고정부재(1)에 설치할 수도 있다.
조립 시, 상기 2개의 롤링축(4)을 각각 이동부재(2)의 두 대향하는 관통공(223)에 관통 설치하고, 2개의 롤링축(4) 양단을 위치제한홈(12) 내부에 설치한다. 이때 고정부재(1)의 지탱부(11) 및 이동부재(2)의 협지부(23)가 롤링축(4)에 동시에 떠받쳐지므로, 따라서 이 롤링축(4)을 이용하여 이동부재(2)가 코일(32) 방향으로 이동하는 것을 저지하는 흡착력을 제공할 수 있다.
[제2실시예]
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예와 제1 실시예의 차이점은 고정부재(1)에 위치제한홈(12)이 없고, 또한 고정부재(1)의 지탱부(11)가 상기 이동부재(2)의 이동방향과 평행한 2개의 평면이며, 또한 상기 적어도 하나의 롤링축(4)이 지탱부(11)에 의해 지지된다는데 있다.
구동유닛(3)의 상기 적어도 하나의 자석(31)은 1개로 선정되었으며, 또한 이동부재(2) 상에서 코일(32) 방향으로 고정 설치된다.
연장부(22)는 연결판(224) 및 양날개판(225)을 포함하며, 연결판(224)의 일단은 베이스부(21)에 연결되고, 타단은 양측으로 돌출된 상기 양날개판(225)을 향한다. 양날개판(225)의 말단에 베이스부(21) 방향으로 각각 하나의 관통판(226)이 수직으로 돌출된다. 2개의 관통판(226)에 각각 2개의 관통공(223)이 구비되고, 연결판(224)에 각 관통공(223) 부위에 대향하여 각각 관통홈(227)이 구비된다. 협지부(23)는 양날개판(225) 내측에 위치한다. 본 실시예에서, 협지부(23)는 이동부재(2)의 이동방향과 평행한 8개의 돌기이며, 또한 각 관통공(223) 및 그와 대향하는 관통홈(227)의 사이에 각각 2개의 돌기가 구비된다.
베이스부(21) 상단 양측에 외부로 각각 하나의 걸림판(211)이 돌출되며, 고정부재(1)에는 각각 걸림판(211)과 대향하는 위치에 걸림점(13)이 오목하게 형성되어, 이동부재(2)가 바닥까지 하강할 때, 걸림판(211)이 걸림점(13)에 의해 저지되면서 이동부재(2)의 하강을 저지한다.
조립 시, 4개의 롤링축(4)의 일단을 관통홈(227) 내측에 설치하고 타단을 관통공(223)에 설치한다. 이때 고정부재(1)의 지탱부(11) 및 이동부재(2)의 협지부(23)가 롤링축(4)을 동시에 지탱하므로, 롤링축(4)을 이용하여 이동부재(2)가 코일(32) 방향으로 이동하는 것을 저지하는 흡착력을 제공할 수 있다.
본 발명은 롤링축(4)을 사용하여 이동부재(2)가 구동유닛(3)으로 이동하는 것을 제한하며, 롤링축(4)은 조립이 비교적 용이하다.
이상의 내용은, 단지 본 발명 중의 바람직한 실시예를 설명한 것으로서, 결코 본 발명의 실시 범위를 제한하고자 하는 것은 아니며, 본 발명의 특허출원범위에 따른 균등한 변화와 수식은 모두 본 발명의 특허범위에 포함된다.
1: 고정부재 2: 이동부재
3: 구동유닛 4: 롤링축
5: 위치감지부재 6: 측향 견인부재
7: 이미지 감지모듈 8: 제어유닛
9: 렌즈 어셈블리 11: 지탱부
12: 위치제한홈 13: 걸림점
21: 베이스부 22: 연장부
23: 협지부 31: 자석
32: 코일 71: 이미지센서
72: 연성회로기판 73: 필터
211: 걸림판 221: 패널
222: 측판 223: 관통공
224: 연결판 225: 날개판
226: 관통판 227: 관통홈

Claims (13)

  1. 지탱부가 구비되는 고정부재와;
    상기 고정부재에 설치되며, 광축방향을 따라 이동하는 이동부재와;
    상기 고정부재와 상기 이동부재 사이에 설치되며, 상기 이동부재에 구동력을 제공하는 구동유닛과;
    상기 고정부재에 설치되는 이미지센서와;
    촬영대상물이 상기 이미지센서에 상이 맺히도록 이동부재에 설치되는 렌즈 어셈블리; 및
    축심방향이 상기 이동부재의 이동방향과 수직을 이루며, 롤링 가능하도록 상기 이동부재와 상기 지탱부 사이에 설치되어, 광축방향을 따라 롤링 가능한 적어도 하나의 롤링축;을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 구동유닛은 적어도 하나의 자석 및 적어도 하나의 코일을 포함하며, 상기 적어도 하나의 자석은 상기 이동부재에 설치되고, 상기 적어도 하나의 코일은 상기 고정부재에 설치되는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    이동부재의 위치를 감지하기 위한 위치감지부재를 더 포함하며, 상기 위치감지부재는 상기 고정부재에 설치되는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 고정부재에 설치되어, 설정목표 위치신호를 수신할 수 있는 제어유닛을 더 포함하며, 상기 제어유닛은 상기 위치감지부재로부터 전송되는 상기 이동부재의 실제 위치신호를 수신하고, 나아가 목표위치신호와 실제위치신호를 비교하여 상기 구동유닛의 구동력 방향 및 크기를 조정하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 고정부재에 설치되는 측향견인부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 위치감지부재는 자기장변화 감지부재, 광강도변화 감지부재, 전기장변화 감지부재 또는 응력변화 감지부재인 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 지탱부는 적어도 하나의 평면이거나 또는 이동부재의 이동방향과 평행한 적어도 하나의 돌기이며, 상기 적어도 하나의 롤링축이 상기 지탱부를 떠받치는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 이동부재는 베이스부, 상기 베이스부로부터 측면으로 돌출되는 연장부 및 상기 연장부에 위치하는 협지부를 포함하며, 상기 협지부는 적어도 하나의 평면이거나 또는 이동부재의 이동방향과 평행한 적어도 하나의 돌기이며, 상기 적어도 하나의 롤링축이 상기 연장부에 관통 설치되어 상기 협지부에 떠받쳐지는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 측향견인부재는 적어도 하나의 요크인 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 요크는 상기 적어도 하나의 자석에서 먼 상기 적어도 하나의 코일의 일측에 설치되거나, 상기 적어도 하나의 코일의 상부 또는 상기 적어도 하나의 코일의 저부 중 한 곳에 설치되는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
  11. 제 2항에 있어서,
    이동부재의 위치를 감지하기 위한 위치감지부재를 더 포함하며, 상기 위치감지부재는 상기 고정부재에 설치되는 자기장변화 감지부재로서, 상기 자기장변화 감지부재는 상기 이동부재에 설치되는 자석과 대향하여, 코일의 타측에 배치되는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 롤링축은 상기 구동유닛에서 먼 상기 이동부재의 일측에 위치하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
  13. 제 1항에 있어서,
    고정부재에 설치되며, 위치감지부재와 제어유닛을 구비하여, 이동부재의 위치를 감지하고 구동유닛의 구동력을 조정하기 위한 위치감지 및 제어유닛을 더 포함하며, 상기 제어유닛은 설정목표 위치신호를 수신할 수 있고, 상기 제어유닛은 상기 위치감지부재로부터 전송되는 상기 이동부재의 실제위치신호를 수신하고, 나아가 목표위치신호와 실제위치신호를 비교하여 상기 구동유닛의 구동력 방향 및 크기를 조정하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
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