KR102277844B1 - 카메라의 이물질제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라의 이물질제거장치에 관한 것이다. 본 발명은 구동원의 동력에 의해 작동되는 구동모듈(10)과, 카메라(C) 렌즈의 전면에 설치되어 카메라(C) 렌즈를 보호하고 회전 및 직선이동가능하게 설치되는 렌즈커버(50)와, 상기 구동모듈(10)의 작동에 연동하여 일정경로를 따라 직선왕복운동하면서 상기 렌즈커버(50)를 직선이동시킴과 동시에 일정각도만큼 1차회전시키는 액추에이터(20)와, 상기 액추에이터(20)와 상대이동되고 상기 렌즈커버(50)와 맞물리는 과정에서 상기 렌즈커버(50)를 1차회전과 동일한 방향으로 일정각도만큼 2차회전시키는 회전가이드(30) 및 탄성부재(S)를 포함한다. 탄성부재(S)는 상기 렌즈커버(50)에 상기 회전가이드(30) 방향으로 탄성력을 제공하여 상기 구동모듈(10)이 상기 렌즈커버(50)를 미는 힘이 제거되면 상기 렌즈커버(50)를 다시 상기 회전가이드(30) 방향으로 이동시키면서 상기 렌즈커버(50)가 상기 회전가이드(30)에 맞물리게 한다. 본 발명의 카메라의 이물질제거장치는 카메라(C) 렌즈의 전방에 설치된 렌즈커버(50)가 구동원에 의해 자동으로 회전과 동시에 직선이동하게 되고, 그 과정에서 표면에 묻는 빗물 등 이물질이 자연스럽게 제거될 수 있다.

Description

카메라의 이물질제거장치{Dust removal apparatus for camera}

본 발명은 카메라의 이물질제거장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카메라의 렌즈에 빗물 등 이물질이 묻어 시야를 방해하는 것을 방지하기 위한 이물질제거장치에 관한 것이다.

카메라는 다양한 용도로 사용되고 있는데, 최근에는 승용차의 대형화와 고급화가 진행되면서 운전석에 앉은 운전자가 확인하기 어려운 사각지대의 시야를 확보하기 위해 감시카메라가 설치되고 있다. 이러한 차량용 감시카메라는 자동차의 전방 및 후방에 설치되어 운전자의 시야를 넓히는 역할을 한다.

그런데, 이와 같이 외부로 노출된 상태로 사용되는 감시용 카메라에는 이물질이 묻기 쉽다. 예를 들어 비가 오는 경우에는 카메라의 렌즈 부위에 빗물이 맺히기 때문에 정확한 영상을 얻을 수 없고, 운전자는 카메라를 통해 시야를 확보하기 어려워 안전사고가 유발될 수 있는 문제점이 있다.

물론 사용자는 카메라 렌즈 부위의 이물질을 닦아 낼 수 있지만 이는 별도의 수작업을 필요로 하고, 차량용 카메라의 경우에는 운전중에 이물질 제거작업을 하기 어려운 문제가 있다.

대한민국 등록특허 10-0757598 대한민국 공개특허 10-2011-0026220

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 카메라의 렌즈에 묻은 이물질을 자동으로 제거할 수 있도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 구동원의 동력에 의해 작동되는 구동모듈과, 카메라 렌즈의 전면에 설치되어 카메라 렌즈를 보호하고 회전 및 직선이동가능하게 설치되는 렌즈커버와, 상기 구동모듈의 작동에 연동하여 일정경로를 따라 직선왕복운동하면서 상기 렌즈커버를 직선이동시킴과 동시에 일정각도만큼 1차회전시키는 액추에이터와, 상기 액추에이터와 상대이동되고 상기 렌즈커버와 맞물리는 과정에서 상기 렌즈커버를 1차회전과 동일한 방향으로 일정각도만큼 2차회전시키는 회전가이드와, 상기 렌즈커버에 상기 회전가이드 방향으로 탄성력을 제공하여 상기 구동모듈이 상기 렌즈커버를 미는 힘이 제거되면 상기 렌즈커버를 다시 상기 회전가이드 방향으로 이동시키면서 상기 렌즈커버가 상기 회전가이드에 맞물리게 하는 탄성부재를 포함한다.

상기 액추에이터에는 상기 렌즈커버를 향해 1차회전기어가 돌출되고 상기 렌즈커버에는 상기 1차회전기어에 맞물리는 구동돌기가 구비되어, 상기 액추에이터가 이동하는 과정에서 구동돌기가 1차회전기어에 물려 렌즈커버가 직선이동하고, 상기 구동돌기가 상기 1차회전기어의 경사를 따라 이동하는 과정에서 상기 렌즈커버가 1차회전된다.

상기 회전가이드의 전면과 이와 마주보는 렌즈커버의 후면에는 서로 맞물리는 2차회전기어 및 종동기어가 구비되어 상기 2차회전기어가 종동기어에 맞물리는 과정에서 상기 렌즈커버가 2차회전된다.

상기 렌즈커버가 1차회전되면 상기 렌즈커버의 종동기어는 맞물렸던 2차회전기어와 이웃한 다음 2차회전기어에 맞물릴 수 있는 상태가 되고, 상기 렌즈커버가 2차회전되면 상기 렌즈커버의 구동돌기는 맞물렸던 액추에이터의 1차회전기어와 이웃한 다음 1차회전기어에 맞물릴 수 있는 상태가 된다.

상기 액추에이터에는 1차회전기어가 구비되고, 상기 렌즈커버에는 상기 1차회전기어에 맞물리는 구동돌기가 구비되어, 상기 1차회전기어에 맞물린 구동돌기에 의해 상기 렌즈커버는 상기 회전가이드로부터 멀어지는 방향으로 직선이동하여 상기 종동기어가 상기 2차회전기어에 맞물린 상태가 해제되는 동시에 상기 구동돌기가 상기 1차회전기어의 경사를 따라 내측으로 이동하는 과정에서 상기 렌즈커버는 일정각도만큼 1차회전된다.

상기 액추에이터에 의해 1차회전된 렌즈커버의 종동기어는 상기 탄성부재에 의해 상기 렌즈커버가 회전가이드 방향으로 이동하는 과정에서 앞서 맞물린 2차회전기어에 이웃한 다음 2차회전기어에 맞물려 2차회전된다.

상기 구동모듈에는 상기 구동모듈의 중심부로부터 편심된 회전축이 구비되어 상기 구동모듈은 상기 회전축을 중심으로 회전하면서 상기 액추에이터를 직선이동시킨다.

상기 액추에이터에는 가이드슬릿이 형성되고, 상기 회전가이드는 고정설치되되 상기 가이드슬릿에 결합되어 상기 액추에이터가 일정경로로 직선이동되도록 하는 가이드돌기가 있다.

상기 액추에이터는 내부에 내부공간이 개구되는 액추에이터몸체와, 상기 액추에이터몸체의 일측에 돌출되어 상기 구동모듈에 연결되는 작동부와, 상기 액추에이터몸체의 전면 가장자리를 따라 다수개가 연속적으로 돌출되어 상기 렌즈커버의 구동돌기와 맞물리면서 렌즈커버를 1차회전시키는 1차회전기어를 포함한다.

상기 회전가이드는 상기 액추에이터의 내부공간에 수납되고 카메라를 수납할 수 있는 수납공간이 개구되는 가이드몸체와, 상기 가이드몸체의 전면 가장자리를 따라 다수개가 연속적으로 돌출되어 상기 렌즈커버의 종동기어와 맞물리면서 렌즈커버를 2차회전시키는 2차회전기어를 포함한다.

상기 2차회전기어의 앞부분에는 제2회전경사가 상기 2차회전기어와 다른 각도로 형성되고, 상기 종동기어의 앞부분에는 상기 제2회전경사에 대응하는 상대회전경사가 상기 종동기어와 다른 각도로 형성되어 상기 제2회전경사 및 상대회전경사가 맞물리는 과정에서 회전가이드와 렌즈커버가 상대회전된다.

상기 액추에이터에 의해 1차회전된 렌즈커버의 상대회전경사는 상기 종동기어가 맞물렸던 2차회전기어의 제2회전경사와 이웃한 다음 2차회전기어의 제2회전경사에 대응하게 위치다.

위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 카메라의 이물질제거장치에는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 카메라의 이물질제거장치는 카메라 렌즈의 전방에 설치된 렌즈커버가 구동원에 의해 자동으로 회전됨과 동시에 직선이동하게 되고, 그 과정에서 표면에 묻는 빗물 등 이물질이 자연스럽게 제거될 수 있다. 따라서 사용자는 자동으로 이물질을 제거하면서 카메라의 시야를 확보할 수 있으므로 사용편의성과 안정성이 모두 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

그리고 본 발명에서 렌즈커버는 액추에이터 및 회전가이드와 맞물리면서 일정한 각도씩 회전하게 되고 그 과정에서 진동이 발생한다. 따라서 단순히 직선이동하는 것에 비하여 렌즈커버의 이물질 제거효과가 커지고, 사용자는 보다 깨끗한 영상을 얻을 수 있다.

특히, 본 발명에서 렌즈커버의 직선운동 및 회전운동은 하나의 구동모듈에 의해 발생한다. 구동모듈이 회전하는 과정에서 액추에이터, 회전가이드 및 렌즈커버가 서로 연동하고 그 과정에서 렌즈커버가 직선 및 회전운동을 하게 되며, 따라서 직선운동과 회전운동을 위해 별도의 구동원을 둘 필요가 없어 제조비용을 낮출 수 있고, 전체적인 구조가 간단해지는 효과도 있다.

그리고 본 발명의 렌즈커버는 카메라로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 과정에서 일정각도만큼 회전운동하고, 다시 카메라 방향으로 복귀하는 과정에서 같은 방향으로 일정각도만큼 회전운동한다. 따라서 항상 직선운동과 회전운동이 함께 이루어지고 그 과정에서 보다 큰 진동이 발생하여 이물질 제거 효과가 더욱 커질 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 카메라의 이물질제거장치의 일실시례를 보인 사시도.
도 2는 도 1의 일실시례를 구성하는 부품을 분해하여 보인 분해사시도.
도 3은 도 1에 도시된 일실시례를 도 1과 다른 각도에서 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시례가 동작되는 과정 중에서 초기상태인 1단계를 보인 측면도.
도 5는 도 4에서 내부구조를 보이기 위해 액추에이터를 제거한 상태를 보인 측면도.
도 6은 본 발명의 일실시례가 동작되는 과정 중에서 2단계를 보인 측면도.
도 7은 본 발명의 일실시례가 동작되는 과정 중에서 3단계를 보인 측면도.
도 8은 도 7에서 내부구조를 보이기 위해 액추에이터를 제거한 상태를 보인 측면도.
도 9는 본 발명의 일실시례가 동작되는 과정 중에서 4단계를 보인 측면도.
도 10은 도 9에서 내부구조를 보이기 위해 액추에이터를 제거한 상태를 보인 측면도.
도 11은 본 발명의 일실시례가 동작되는 과정 중에서 1회전된 상태인 5단계를 보인 측면도.
도 12는 도 11에서 내부구조를 보이기 위해 액추에이터를 제거한 상태를 보인 측면도.

이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 발명은 카메라의 이물질제거장치에 관한 것이다. 본 발명은 주로 외부에서 사용되는 카메라(C), 예를 들어 감시카메라나 차량의 전방 및 후방에 설치되는 차량용 카메라에 사용될 수 있는데, 카메라모듈에 결합되어 이물질에 의해 카메라(C)의 시야가 방해받는 것을 방지하는데 사용된다. 여기서 카메라(C) 자체는 본 발명의 주된 구성이 아니므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1에는 본 발명에 의한 카메라의 이물질제거장치가 도시되어 있다. 참고로 도 1에는 카메라(C)가 생략되어 있는데, 전면에 설치된 렌즈커버(50)의 안쪽에 카메라(C)가 설치된다. 렌즈커버(50)는 투명한 재질로 되어 있어 카메라(C)는 렌즈커버(50)를 통해 외부를 촬영할 수 있다.

본 발명의 구성요소를 보면, 먼저 본 발명을 작동시키기 위한 구동원은 모터(도시되지 않음)일 수 있고, 구동원은 구동모듈(10)에 동력을 제공한다. 본 실시례에서는 구동원으로 모터를 가정하기로 한다. 구동원인 모터가 회전력을 제공하면 구동모듈(10)이 회전한다. 상기 구동모듈(10)은 대략 원판형상이고, 회전과정에서 아래에서 설명될 액추에이터(20)를 밀어 이동시키는 역할을 한다.

도 2를 보면, 상기 구동모듈(10)은 원판형상의 모듈몸체(11)가 있고, 여기에는 회전축(15)이 달려있다. 상기 회전축(15)은 구동원에 연결되어 회전되는 부분인데, 상기 회전축(15)은 상기 모듈몸체(11)의 중심부로부터 편심되어 있다. 따라서 회전축(15)을 중심으로 구동모듈(10)이 회전되면 상기 구동모듈(10)은 회전과정에서 더 돌출되는 방향이 연속적으로 바뀐다. 예를 들어 도 4의 아래쪽 그림을 보면 회전축(15)의 우측으로 구동모듈(10)이 돌출된 것을 볼 수 있고, 도 7의 아래쪽 그림을 보면 회전축(15)의 좌측으로 구동모듈(10)이 돌출된 것을 볼 수 있다. 이와 같이 구동모듈(10)이 돌출되는 방향이 바뀌고, 그 과정에서 액추에이터(20)를 점점 밀거나 밀었던 상태를 해제하게 된다. 도시되지는 않았지만, 상기 구동모듈(10)은 반드시 회전되는 구조일 필요는 없고, 직선이동될 수도 있다. 예를 들어 구동원자체가 직선운동하는 동력을 제공하고, 구동모듈(10)은 이에 따라 직선이동할 수도 있는 것이다.

상기 구동모듈(10)은 액추에이터(20)를 직선이동시킨다. 상기 액추에이터(20)는 직선이동하면서 렌즈커버(50)를 직선/회전운동시키는 것으로, 도 2에서 보듯이 대략 원통향을 갖는다. 상기 액추에이터(20)는 크게 두가지 기능을 하는데, (i) 첫번째는 렌즈커버(50)를 밀어 아래에서 설명될 회전가이드(30)에 맞물린 상태를 해제하고, (ii) 두번째는 렌즈커버(50)를 1차회전시킨다.

액추에이터(20)의 구성을 보면, 내부에 내부공간(22)이 개구되는 액추에이터몸체(21)가 그 골격을 형성한다. 상기 액추에이터몸체(21)는 전후 방향으로 개구된 내부공간(22)이 있고, 여기에는 회전가이드(30)가 삽입된다. 상기 액추에이터몸체(21)의 측면에는 가이드슬릿(23)이 개구되는데, 여기에는 아래에서 설명될 회전가이드(30)의 가이드돌기(33)가 끼워져 액추에이터(20)의 이동을 안내하게 된다. 참고로, 본 실시례에서 액추에이터(20)는 직선이동되지만 회전가이드(30)는 고정되어 있어서, 가이드돌기(33)와 가이드슬릿(23) 구조에 의해 액추에이터(20)가 회전가이드(30)에 안내된다.

상기 액추에이터몸체(21)의 일측에는 작동부(25)가 돌출되는데, 작동부(25)는 상기 구동모듈(10)에 연결되는 부분이다. 상기 작동부(25)는 구동모듈(10)에 의해 밀리는 부분으로, 구동모듈(10)이 회전되는 과정에서 작동부(25)를 밀거나 밀었던 상태를 해제한다. 상기 작동부(25)는 상기 액추에이터몸체(21)의 아래쪽으로 돌출되어 있다.

상기 액추에이터몸체(21)의 전면에는 1차회전기어(27)가 있다. 상기 1차회전기어(27)는 상기 액추에이터몸체(21)의 전면 가장자리를 따라 다수개가 연속적으로 돌출된 것으로, 일종의 톱니형상이다. 상기 1차회전기어(27)는 아래에서 설명될 렌즈커버(50)의 구동돌기(55)와 맞물리면서 렌즈커버(50)를 회전가이드(30)로부터 멀어지는 방향으로 밀어냄과 동시에, 렌즈커버(50) 전체를 1차회전시키는 역할을 한다. 즉, 1차회전기어(27)들 사이에 구동돌기(55)가 걸린 상태로 액추에이터몸체(21)가 전진하면 그에 따라 렌즈커버(50)도 이동하는 것이고, 구동돌기(55)가 1차회전기어(27)의 회전경사면(28)을 따라서 이동하는 과정에서 렌즈커버(50)가 회전되는 것이다.

상기 1차회전기어(27)에는 회전경사면(28)이 있다. 상기 회전경사면(28)은 구동돌기(55)를 안내하여 렌즈커버(50)를 회전시키기 위한 것으로, 액추에이터(20)의 이동방향에 대해 경사진 방향으로 연장된다. 상기 회전경사면(28)에는 아래에서 설명될 구동돌기(55)의 구동경사면(56)이 맞닿게 된다. 구동경사면(56)이 회전경사면(28)을 따라 이동하면 렌즈커버(50)가 회전되는 것인데, 구동돌기(55)가 회전경사면(28)을 따라서 충분히 회전될 수 있도록 상기 회전경사면(28)은 구동돌기(55)의 구동경사면(56) 보다 길게 형성되는 것이 바람직하다.

다음으로 회전가이드(30)를 살펴보면, 상기 회전가이드(30)는 고정설치된 것으로, 액추에이터(20)의 이동을 안내하고 렌즈커버(50)를 2차회전시키는 역할을 한다. 보다 정확하게는, 상기 회전가이드(30)는 평소에는 렌즈커버(50)가 회전되지 않도록 붙잡아 두지만, 본 발명이 동작하여 렌즈커버(50)의 이동이 시작된 후에 렌즈커버(50)가 원위치되는 과정에서 렌즈커버(50)를 2차회전시킨다. 이처럼 상기 회전가이드(30)는 상기 액추에이터(20)와 상대이동되고 상기 렌즈커버(50)와 맞물리는 과정에서 상기 렌즈커버(50)를 1차회전과 동일한 방향으로 일정각도만큼 2차회전시키는 것이다.

상기 회전가이드(30)는 가이드몸체(31)가 그 골격을 형성하는데, 상기 가이드몸체(31)는 상기 액추에이터(20)의 내부공간(22)에 수납되고 또한 카메라(C)를 수납할 수 있는 수납공간(32)을 내부에 갖는다. 상기 수납공간(32)은 전후 방향으로 개구되어 카메라(C)를 보관할 수 있는 공간이다. 본 실시례에서 상기 가이드몸체(31)는 상기 액추에이터몸체(21)와 마찬가지로 원통형상이다.

상기 회전가이드(30)의 측면에는 가이드돌기(33)가 있다. 상기 가이드돌기(33)는 상기 액추에이터(20)의 가이드슬릿(23) 내부에 위치하여 상기 액추에이터(20)가 일정경로로 직선이동되도록 하는 것이다. 물론, 상기 회전가이드(30)에 가이드슬릿(23)이 있고, 반대로 액추에이터(20)에 회전돌기가 있을 수도 있다. 상기 가이드돌기(33)의 형상도 단순한 돌기이거나 일정한 방향으로 길게 연장되는 리브형태일 수도 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 가이드돌기(33)는 회전가이드(30)의 양측에 각각 구비될 수 있고, 가이드돌기(33)의 끝 부분이 차량의 내부 등에 고정됨으로써 회전가이드(30) 전체가 고정설치되는 구조일 수도 있다.

상기 가이드몸체(31)의 전면 가장자리에는 2차회전기어(37)가 돌출된다. 상기 2차회전기어(37)는 가이드몸체(31)의 전면 가장자리를 따라 다수개가 연속적으로 돌출되어 기어 형상을 갖는 것으로, 평소에는 렌즈커버(50)의 종동기어(57)와 맞물려 렌즈커버(50)가 임의로 회전되지 않도록 하고(도 5참조), 본 발명이 작동되면 렌즈커버(50)를 2차회전시키는 역할을 한다.

보다 정확하게는, 상기 회전가이드(30)의 전면과 이와 마주보는 렌즈커버(50)의 후면에 서로 맞물리는 2차회전기어(37) 및 종동기어(57)가 구비됨으로써 상기 2차회전기어(37)가 종동기어(57)에 맞물리는 과정에서 상기 렌즈커버(50)가 2차회전되는 것이다. 만약 렌즈커버(50)가 회전되지 않은 상태로 직선왕복 운동만 한다면 상기 2차회전기어(37) 및 종동기어(57)는 항상 동일한 위치에서 맞물려 회전되지 않겠지만, 앞서 설명한 바와 같이 액추에이터(20)가 렌즈커버(50)를 밀 때 1차회전기어(27)가 렌즈커버(50)를 1차회전시키므로, 렌즈커버(50)가 다시 원위치될 때는 렌즈커버(50)의 종동기어(57)는 맞물렸던 2차회전기어(37)와 이웃한 다음 2차회전기어(37)에 맞물릴 수 있는 상태가 되는 것이다(도 10참조).

상기 2차회전기어(37)의 구조를 보면, 메인경사면(38)이 있고, 그 앞쪽에는 제2회전경사(39)가 있다. 상기 제2회전경사(39)는 상기 2차회전기어(37)의 메인경사면(38)과 다른 각도로 형성되는 것인데, 제2회전경사(39)에 렌즈커버(50)의 상대회전경사(59)가 맞닿으면 렌즈커버(50)가 2차회전될 수 있는 상태가 된다. 도 10을 참조하면 렌즈커버(50)가 원위치되는 과정에서 먼저 상대회전경사(59)가 제2회전경사(39)에 닿게 되는데, 이 상태에서 탄성부재(S)가 렌즈커버(50)를 밀면 경사면의 경사각에 의해 렌즈커버(50)가 2차회전되는 것이다. 앞서 설명한대로 회전가이드(30)는 고정된 상태이므로 2차회전기어(37)와 종동기어(57)가 맞물리는 과정에서 렌즈커버(50)만 회전된다.

다음으로, 렌즈커버(50)를 보면 상기 렌즈커버(50)는 투명한 재질로 만들어진 대략 원판형상의 커버몸체(51)가 골격을 형성한다. 그리고 커버몸체(51)의 전면부(52)를 통해 카메라(C)는 외부를 촬영할 수 있다. 외부의 이물질은 카메라(C)가 아니라 렌즈커버(50)의 전면부(52)에 묻게 되고, 이러한 이물질은 본 발명이 작동하면 제거될 수 있다. 이를 위해 렌즈커버(50)는 직선운동 및 회전운동을 하고, 그 과정에서 일정한 진동이 발생한다.

상기 렌즈커버(50)의 커버몸체(51)에는 구동돌기(55)가 있다. 상기 구동돌기(55)는 상기 액추에이터(20)의 1차회전기어(27)에 맞물리는 것으로, 커버몸체(51)의 측면에 돌출되어 있다. 본 실시례에서 상기 구동돌기(55)는 하나만 구비되는데, 커버몸체(51)를 둘러 다수개가 있을 수도 있다. 상기 구동돌기(55)는 액추에이터(20)의 1차회전기어(27)들 사이에 걸린 상태로 액추에이터(20)를 따라 회전가이드(30)로부터 멀어질 수 있다.

또한 상기 구동돌기(55)는 렌즈커버(50)가 1차회전되도록 한다. 상기 구동돌기(55)가 1차회전기어(27)의 회전경사면(28)을 따라서 이동하는 과정에서 렌즈커버(50)가 회전되는 것인데, 구동돌기(55)의 구동경사면(56)이 액추에이터(20)의 상기 회전경사면(28)에 맞닿아 미끌어지는 과정에서 렌즈커버(50)가 회전되는 것이다. 물론 구동돌기(55)가 회전경사면(28)을 따라서 충분히 회전될 수 있도록 상기 회전경사면(28)이 구동돌기(55)의 구동경사면(56) 보다 길게 형성되는 것이 좋다. 상기 구동경사면(56)은 회전경사면(28)과 같이 액추에이터(20)의 이동방향에 대해 경사진 방향으로 연장된다.

상기 렌즈커버(50)에는 종동기어(57)가 있다. 상기 종동기어(57)는 렌즈커버(50)의 커버몸체(51) 가장자리를 따라서 상기 회전가이드(30) 방향으로 돌출된다. 즉, 상기 회전가이드(30)의 전면과 이와 마주보는 렌즈커버(50)의 후면에는 서로 맞물리는 2차회전기어(37) 및 종동기어(57)가 구비되는 것인데, 상기 종동기어(57)가 2차회전기어(37)에 맞물리는 과정에서 상기 렌즈커버(50)가 2차회전되는 것이다. 이때, 렌즈커버(50)가 회전되지 않은 상태로 직선왕복 운동만 한다면 상기 2차회전기어(37) 및 종동기어(57)는 항상 동일한 위치에서 맞물려 회전되지 않겠지만, 앞서 설명한 바와 같이 액추에이터(20)가 렌즈커버(50)를 밀 때 1차회전기어(27)가 렌즈커버(50)를 1차회전시키므로, 렌즈커버(50)가 다시 원위치될 때는 렌즈커버(50)의 종동기어(57)는 맞물렸던 2차회전기어(37)와 이웃한 다음 2차회전기어(37)에 맞물릴 수 있는 상태가 되는 것이다(도 10참조). 즉, 상기 렌즈커버(50)가 1차회전되면 상기 렌즈커버(50)의 종동기어(57)는 맞물렸던 2차회전기어(37)와 이웃한 다음 2차회전기어(37)에 맞물릴 수 있는 상태가 되는 것이다.

여기서 종동기어(57)의 구조를 보면, 종동경사면(58)이 있고, 그 앞쪽에는 상대회전경사(59)가 있다. 상기 상대회전경사(59)는 상기 종동기어(57)의 종동경사면(58)과 다른 각도로 형성되는 것인데, 상대회전경사(59)가 회전가이드(30)의 제2회전경사(39)와 맞닿으면 렌즈커버(50)가 2차회전될 수 있는 상태가 된다. 도 10을 참조하면 렌즈커버(50)가 원위치되는 과정에서 먼저 상대회전경사(59)가 제2회전경사(39)에 닿게 되는데, 이 상태에서 탄성부재(S)가 렌즈커버(50)를 도면을 기준으로 우측으로 밀면 경사면의 경사각에 의해 렌즈커버(50)가 2차회전되는 것이다. 앞서 설명한대로 회전가이드(30)는 고정된 상태이므로 2차회전기어(37)와 종동기어(57)가 맞물리는 과정에서 렌즈커버(50)만 회전된다.

렌즈커버(50)에는 탄성부재(S)가 연결된다. 상기 탄성부재(S)는 상기 렌즈커버(50)에 상기 회전가이드(30) 방향으로 탄성력을 제공하여 상기 구동모듈(10)이 상기 렌즈커버(50)를 미는 힘이 제거되면 상기 렌즈커버(50)를 다시 상기 회전가이드(30) 방향으로 이동시키고, 그 과정에서 렌즈커버(50)가 2차회전되도록 한다. 상기 탄성부재(S)는 도 2와 같이 렌즈커버(50)의 전방에 설치되는 압축스프링이거나, 또는 렌즈커버(50)의 후방에 설치되어 렌즈커버(50)를 당기는 인장스프링으로 구성될 수도 있다.

다음으로, 도면을 참조해서 본 발명이 동작되는 과정을 살펴보기로 한다.

도 4 및 도 5에는 초기상태인 제1단계가 도시되어 있다. 참고로 도 4의 아래쪽은 이해를 돕기 위해 구동모듈(10)의 회전상태를 보인 것이다. 이에 보듯이, 초기상태에서 구동모듈(10)은 아직 액추에이터(20)를 렌즈커버(50) 방향(도면상 좌측)으로 밀지 않고 있고, 도 5와 같이 렌즈커버(50)와 회전가이드(30)는 맞물려서 렌즈커버(50)가 임의로 회전될 수 없는 상태이다. 이때 렌즈커버(50)에 이물질이 묻어 사용자가 충분히 깨끗한 영상을 얻을 수 없다고 판단되면 구동원에 신호를 인가하여 본 발명의 작동이 시작된다.

구동모듈(10)이 도 6의 회살표 ① 방향으로 회전되면 구동모듈(10)이 편심회전도면서 모듈몸체(11)가 좌측 방향으로 돌출된다. 이에 따라 액추에이터(20)의 작동부(25)는 상기 모듈몸체(11)에 밀려 좌측으로 이동된다. 물론 이 과정에서 탄성부재(S)의 탄성력이 극복되면서 액추에이터(20)가 이동된다. 도 6의 제2단계를 보면 가이드돌기(33)가 가이드슬릿(23)을 따라 좌측으로 어느 정도 이동된 것을 볼 수 있다.

동시에, 렌즈커버(50)의 구동돌기(55)는 액추에이터(20)의 1차회전기어(27) 안쪽으로 이동하기 시작하고, 액추에이터(20)는 1차회전기어(27)들 사이에 구동돌기(55)가 걸린 상태로 전진하여 렌즈커버(50) 전체를 직선이동시킨다. 도 6의 아래쪽을 보면 구동모듈(10)이 약 90도 회전된 것을 볼 수 있다.

도 7에는 제3단계가 표현되어 있는데, 도 7은 구동모듈(10)이 약 180도 회전되어 좌측으로 가장 많이 돌출된 상태이고, 따라서 액추에이터(20)와 이에 물린 렌즈커버(50)도 좌측으로 가장 많이 이동한 상태이다. 액추에이터(20)가 렌즈커버(50)를 가장 멀리 이동시키면 렌즈커버(50)의 종동기어(57)는 회전가이드(30)의 2차회전기어(37)에 맞물린 상태로부터 완전히 해제된다. 도 8은 도 7에서 액추에이터(20)를 제거한 상태로 도시한 것으로 종동기어(57)가 2차회전기어(37)에서 완전히 벗어난 것을 볼 수 있다. 이와 같이 종동기어(57)가 2차회전기어(37)에서 벗어나면 렌즈커버(50)는 회전될 수 있는데, 렌즈커버(50)가 액추에이터(20)를 따라 직선이동하는 과정에서 종동기어(57)가 2차회전기어(37)를 벗어남과 동시에, 구동돌기(55)의 구동경사면(56)이 1차회전기어(27)의 회전경사면(28)을 따라 미끌어지면서 렌즈커버(50)가 1차회전된다(도 7의 화살표 ③ 방향 참조) 이때, 구동돌기(55)가 회전경사면(28)을 따라서 충분히 회전될 수 있도록 상기 회전경사면(28)은 구동돌기(55)의 구동경사면(56) 보다 길게 형성되어 있다.

이와 같이 상기 렌즈커버(50)가 1차회전되면 상기 렌즈커버(50)의 종동기어(57)는 앞서 도 5에서 맞물렸던 2차회전기어(37)와 이웃한 다음 2차회전기어(37)(도면을 기준으로 아래쪽의 2차회전기어(37))에 맞물릴 수 있는 상태가 된다.

이어서 도 9에는 복귀 첫단계인 제4단계가 도시되어 있다. 180도 까지 회전되었던 구동모듈(10)이 같은 방향으로 더욱 회전하여 약 270도를 회전하게 되면, 액추에이터(20)가 렌즈커버(50)를 최대한 좌측으로 밀었던 상태에서 후퇴하게 되고, 동시에 탄성부재(S)는 렌즈커버(50)를 다시 우측(도 9의 화살표② 방향 참조)으로 밀게 된다.

이 과정에서 회전가이드(30)의 2차회전기어(37) 중에서 제2회전경사(39)와 렌즈커버(50)의 상대회전경사(59)가 맞닿는다. 도 10을 보면, 렌즈커버(50)가 원위치되는 과정에서 먼저 상대회전경사(59)가 제2회전경사(39)에 닿게 된다. 만약 렌즈커버(50)가 회전되지 않은 상태로 직선왕복 운동만 했다면 상기 2차회전기어(37) 및 종동기어(57)는 앞서와 동일한 위치(도 5와 동일한 위치)에서 맞물려 회전되지 않겠지만, 앞선 제3단계에서 액추에이터(20)가 렌즈커버(50)를 밀 때 1차회전기어(27)가 렌즈커버(50)를 1차회전시켰으므로, 렌즈커버(50)가 다시 원위치될 때는 렌즈커버(50)의 종동기어(57)는 맞물렸던 2차회전기어(37)와 이웃한 다음 2차회전기어(37)에 맞물릴 수 있는 상태가 되어 있다.

도 11과 도 12에는 마지막 단계인 5단계가 표현되어 있는데, 이는 액추에이터(20)와 렌즈커버(50)가 초기상태와 같이 완전히 복귀된 상태이다. 다만, 렌즈커버(50)는 앞선 과정을 통해 1차회전되었고, 마지막 단계에서 2차회전된다. 즉, 앞서 2차회전기어(37) 중에서 제2회전경사(39)와 렌즈커버(50)의 상대회전경사(59)가 맞닿은 상태에서, 탄성부재(S)가 렌즈커버(50)를 우측으로 더욱 밀면 제2회전경사(39) 및 상대회전경사(59)의 경사각에 의해 렌즈커버(50)가 화살표③ 방향으로 2차회전되는 것이다. 회전가이드(30)는 고정된 상태이므로 2차회전기어(37)와 종동기어(57)가 맞물리는 과정에서 렌즈커버(50)만 회전된다.

이렇게 되면, 도 12에서 보듯이, 상기 렌즈커버(50)가 2차회전되어 렌즈커버(50)의 종동기어(57)는 앞서 초기상태에서 맞물렸던 2차회전기어(37)와 이웃한 다음 2차회전기어(37)에 맞물리게 되고, 동시에 상기 렌즈커버(50)의 구동돌기(55)는 앞서 맞물렸던 액추에이터(20)의 1차회전기어(27)와 이웃한 다음 1차회전기어(27)에 맞물릴 수 있는 예비상태가 된다.

이러한 직선운동 및 회전운동 과정에서 렌즈커버(50)에 묻은 이물질이 제거된다. 특히, 탄성부재(S)의 탄성력에 의해 각 기어들 사이가 맞물리며 회전되는 과정에서 진동이 발생하게 되고, 이에 따라 이물질이 더욱 효과적으로 제거될 수 있다. 보다 정확하게는 2차회전되는 과정에서 맞물리는 2차회전기어(37)의 제2회전경사(39) 및 종동기어(57)의 상대회전경사(59)는 각각 2차회전기어(37)의 메인경사면(38) 및 종동경사면(58)과 다른 각도로 형성되어 있어서 2차회전과 동시에 진동을 발생시키게 된다.

또한, 이러한 일련의 동작은 구동모듈(10)이 회전하는 과정에서 액추에이터(20), 회전가이드(30) 및 렌즈커버(50)가 서로 연동하고 그 과정에서 렌즈커버(50)가 직선 및 회전운동을 하며 이루어진다. 따라서 직선운동과 회전운동을 위해 별도의 구동원을 둘 필요가 없다.

이상에서, 본 발명에 따른 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 구동모듈 11: 모듈몸체
15: 회전축 20: 액추에이터
21: 액추에이터몸체 23: 가이드슬릿
25: 작동부 27: 1차회전기어
28: 회전경사면 30: 회전가이드
31: 가이드몸체 33: 가이드돌기
37: 2차회전기어 38: 메인경사면
39: 제2회전경사 50: 렌즈커버
51: 커버몸체 55: 구동돌기
56: 구동경사면 57: 종동기어
58: 종동경사면 59: 상대회전경사

Claims (12)

1. 구동원의 동력에 의해 작동되는 구동모듈과,
   카메라 렌즈의 전면에 설치되어 카메라 렌즈를 보호하고 회전 및 직선이동가능하게 설치되는 렌즈커버와,
   상기 구동모듈의 작동에 연동하여 일정경로를 따라 직선왕복운동하면서 상기 렌즈커버를 직선이동시킴과 동시에 일정각도만큼 1차회전시키는 액추에이터와,
   상기 액추에이터와 상대이동되고 상기 렌즈커버와 맞물리는 과정에서 상기 렌즈커버를 1차회전과 동일한 방향으로 일정각도만큼 2차회전시키는 회전가이드와,
   상기 렌즈커버에 상기 회전가이드 방향으로 탄성력을 제공하여 상기 구동모듈이 상기 렌즈커버를 미는 힘이 제거되면 상기 렌즈커버를 다시 상기 회전가이드 방향으로 이동시키면서 상기 렌즈커버가 상기 회전가이드에 맞물리게 하는 탄성부재를 포함하는 카메라의 이물질제거장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 액추에이터에는 상기 렌즈커버를 향해 1차회전기어가 돌출되고 상기 렌즈커버에는 상기 1차회전기어에 맞물리는 구동돌기가 구비되어, 상기 액추에이터가 이동하는 과정에서 구동돌기가 1차회전기어에 물려 렌즈커버가 직선이동하고, 상기 구동돌기가 상기 1차회전기어의 경사를 따라 이동하는 과정에서 상기 렌즈커버가 1차회전되는 카메라의 이물질제거장치.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 회전가이드의 전면과 이와 마주보는 렌즈커버의 후면에는 서로 맞물리는 2차회전기어 및 종동기어가 구비되어 상기 2차회전기어가 종동기어에 맞물리는 과정에서 상기 렌즈커버가 2차회전되는 카메라의 이물질제거장치.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈커버가 1차회전되면 상기 렌즈커버의 종동기어는 맞물렸던 2차회전기어와 이웃한 다음 2차회전기어에 맞물릴 수 있는 상태가 되고, 상기 렌즈커버가 2차회전되면 상기 렌즈커버의 구동돌기는 맞물렸던 액추에이터의 1차회전기어와 이웃한 다음 1차회전기어에 맞물릴 수 있는 상태가 되는 카메라의 이물질제거장치.
   
5. 제 3 항에 있어서, 상기 액추에이터에는 1차회전기어가 구비되고, 상기 렌즈커버에는 상기 1차회전기어에 맞물리는 구동돌기가 구비되어, 상기 1차회전기어에 맞물린 구동돌기에 의해 상기 렌즈커버는 상기 회전가이드로부터 멀어지는 방향으로 직선이동하여 상기 종동기어가 상기 2차회전기어에 맞물린 상태가 해제되는 동시에 상기 구동돌기가 상기 1차회전기어의 회전경사면을 따라 내측으로 이동하는 과정에서 상기 렌즈커버는 일정각도만큼 1차회전되는 카메라의 이물질제거장치.
   
6. 제 5 항에 있어서, 상기 액추에이터에 의해 1차회전된 렌즈커버의 종동기어는 상기 탄성부재에 의해 상기 렌즈커버가 회전가이드 방향으로 이동하는 과정에서 앞서 맞물린 2차회전기어에 이웃한 다음 2차회전기어에 맞물려 2차회전되는 카메라의 이물질제거장치.
   
7. 제 1 항에 있어서, 상기 구동모듈에는 상기 구동모듈의 중심부로부터 편심된 회전축이 구비되어 상기 구동모듈은 상기 회전축을 중심으로 회전하면서 상기 액추에이터를 직선이동시키는 카메라의 이물질제거장치.
   
8. 제 1 항에 있어서, 상기 액추에이터에는 가이드슬릿이 형성되고, 상기 회전가이드는 고정설치되되 상기 가이드슬릿에 결합되어 상기 액추에이터가 일정경로로 직선이동되도록 하는 가이드돌기가 있는 카메라의 이물질제거장치.
   
9. 제 1 항에 있어서, 상기 액추에이터는
   내부에 내부공간이 개구되는 액추에이터몸체와,
   상기 액추에이터몸체의 일측에 돌출되어 상기 구동모듈에 연결되는 작동부와,
   상기 액추에이터몸체의 전면 가장자리를 따라 다수개가 연속적으로 돌출되어 상기 렌즈커버의 구동돌기와 맞물리면서 렌즈커버를 1차회전시키는 1차회전기어를 포함하는 카메라의 이물질제거장치.
   
10. 제 9 항에 있어서, 상기 회전가이드는
    상기 액추에이터의 내부공간에 수납되고 카메라를 수납할 수 있는 수납공간이 개구되는 가이드몸체와,
    상기 가이드몸체의 전면 가장자리를 따라 다수개가 연속적으로 돌출되어 상기 렌즈커버의 종동기어와 맞물리면서 렌즈커버를 2차회전시키는 2차회전기어를 포함하는 카메라의 이물질제거장치.
    
11. 제 3 항에 있어서, 상기 2차회전기어의 앞부분에는 제2회전경사가 상기 2차회전기어와 다른 각도로 형성되고, 상기 종동기어의 앞부분에는 상기 제2회전경사에 대응하는 상대회전경사가 상기 종동기어와 다른 각도로 형성되어 상기 제2회전경사 및 상대회전경사가 맞물리는 과정에서 회전가이드와 렌즈커버가 상대회전되는 카메라의 이물질제거장치.
    
12. 제 11 항에 있어서, 상기 액추에이터에 의해 1차회전된 렌즈커버의 상대회전경사는 상기 종동기어가 맞물렸던 2차회전기어의 제2회전경사와 이웃한 다음 2차회전기어의 제2회전경사에 대응하게 위치되는 카메라의 이물질제거장치.
    

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