KR19990027561A - 비디오 카메라의 리니어 액츄에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비디오 카메라의 리니어 액츄에이터에 관한 것으로서, 내측 상,하 및 좌,우면에 고정부와 가이드부가 각각 일체로 장착된 배럴마스터와, 상기 고정부에 끼워맞춤식으로 고정되는 2개가 1조로 된 요크와, 상기 요크와 배럴마스터에 평행하게 고정된 한 쌍의 가이드축에 각각 삽입되고, 상기 가이드부를 따라 직선왕복 이동하면서 입사광을 포커싱하기 위한 포커싱수단과, 상기 배럴마스터의 일면에 분리 가능하게 결합되는 후방경통과, 상기 후방경통 내측면에 마련되어 상기 요크를 지지하여 고정위치의 정도를 높이기 위한 지지부를 포함하여 구성됨으로써, 요크의 금형가공이 용이함은 물론 저소비전력으로 큰 전자력을 얻을 수 있어 이에 따라 포커스셀의 추진력을 향상시킬 수 있고, 요크를 폐자로로 구성시키기 위한 보조요크 및 이를 밀착시키기 위하여 후방경통에 고정나사로 고정되는 패드 등 별도의 부품이 삭제되므로 작업공수 및 재료비를 절감할 수 있다.

또한, 포커스렌즈가 장착된 포커스셀의 일면에 구동코일을 접합시킴으로써, 리니어 액츄에이터를 박형화할 수 있다.

Description

비디오 카메라의 리니어 액츄에이터

본 발명은 비디오 카메라의 리니어 액츄에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 포커스셀과 구동코일을 융착하여 렌즈를 직접 구동시킴으로써 포커스렌즈의 추진력을 크게할 수 있도록 한 비디오 카메라의 리니어 액츄에이터에 관한 것이다.

일반적으로, 캠코더 등을 포함한 비디오 카메라는 피사체로부터 조사된 광의 초점을 자동으로 조절한 후 촬상소자에 도달시킨 영상을 기록매체에 녹화하고, 녹화된 영상을 재생하기 위한 장치로서 최근 들어 소형화, 고기능화 및 고성능화가 절실히 요구되고 있다. 특히 속도, 정도, 저소음화 및 저소비전력화가 절실히 요구되고 있다.

이러한 요구에 대응하기 위한 비디오 카메라는 피사체로부터의 광을 고배율로 확대하거나 또는 축소시키기 위한 줌 렌즈와 이와 동일하게 이동되는 포커스렌즈를 통하여 촬상소자에 도달되어 그의 면에 일정한 상이 맺힌다. 이때, 포커스렌즈는 직류서보모터 또는 스텝핑모터에 별도의 기어감속장치를 사용하여 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환한 후 줌 렌즈 및 포커스렌즈를 광축방향으로 직선왕복 이동시키면서 피사체의 입사광을 촬상소자에 상을 맺히게 하였지만, 스텝핑모터를 적용함에 따라서 기구적인 부하 즉, 백래시 및 기어들간의 마찰이 발생되고, 특히 소비전력이 증가될 뿐만 아니라, 포커스렌즈의 고속이동 및 정밀위치제어가 불가능한 단점이 있었다.

이와같은 단점을 해결하기 위해 종래에는 도1 내지 도3에 도시된 바와같이 줌 렌즈를 통과한 입사광을 포커싱(focusing)하기 위한 포커스렌즈를 직선왕복 이동시킬 수 있도록 촬상장치에 적용되는 리니어모터가 제공되었다. 렌즈경통(도시되지않음)의 일면과 후방경통부인 배럴마스터(12)가 나사결합되며, 배럴마스터(12) 내부에는 평행도를 갖는 한 쌍의 가이드핀(14)이 고정된다.

배럴마스터(12)의 내측 상,하면에는 凹형상을 갖는 고정부(12a)가 일체로 돌출되고, 고정부(12a)에는 마그네트(16)가 부착된 ㄷ자 형상의 요크(18)가 지지 고정되어 있으며, 배럴마스터(12)의 내벽면에는 요크(18)의 고정위치를 결정할 수 있도록 하기 위해 요크(18)에 형성된 끼움공(18a)으로 끼워지는 고정돌기(12b)가 만들어졌다.

요크(18)의 개구부에는 요크(18)를 폐자로로 구성하기 위하여 평판상의 보조요크(20)가 분리 가능하게 장착되며, 이 보조요크(20)는 후방경통(10) 내측면에 고정나사(22)로 고정된 패드(pad)(24)에 의해 요크(18)의 개구부에 밀착되고, 요크(18)의 공극에는 포커스셀(26)이 직선왕복이동 가능하게 삽입된다.

포커스셀(26) 양측면에는 가이드핀(14)에 삽입되도록 삽입공(28a)이 형성된 돌출부(28)가 일체로 장착되며, 포커스셀(26) 전면에 줌 렌즈(도시되지않음)를 통과한 입사광의 초점을 조절하기 위한 포커스렌즈(30)가 부착되고, 이의 외주에는 인가된 전원에 의해 자기장을 발생시킬 수 있도록 구동코일(32)이 장방형형상으로 권선된다.

이와같이 구성된 종래의 자동초점조절용 리니어모터에 있어서는, 배럴마스터(12)의 고정부(12a)에 요크(18)를 지지 고정시킨 상태에서 요크(18)의 공극 내부로 포커스셀(26)을 광축방향으로 직선왕복이동 가능하게 삽입한 후 요크(18)의 개구부측에는 전기장 효율을 높게하기 위하여 패드(24)에 의해 밀착되는 별도의 보조요크(20)를 분리 가능하게 밀착시킨다. 이때, 보조요크(20)는 요크(18)에 부착된 마그네트(16)의 자력에 의해 부착된다.

그 후, 비디오 카메라를 작동시키기 위하여 포커스셀(26)에 권선된 구동코일(32)로 전원을 인가하면, 구동코일(32)에서 발생되는 자기장과 마그네트(16)간의 상호작용에 의해 포커스셀(26)이 자기부상되어 가이드핀(14)을 따라 직선왕복 이동한다.

즉, 구동코일(32)과 마그네트(16)에서 발생되는 자기장이 포커스셀(26) 자체의 하중가 중력을 이기게 되므로 폐자로를 구성한 요크(18)내에서 포커스셀(26)이 위치마그네트(34) 및 3상 자기저항센서(도시되지않음)와 연관된 피드백(feed back)의 위치신호에 의해 줌 렌즈를 따라 초점조절할 수 있는 위치에서 정지할 때까지 이동한 후 촬상소자에 상을 맺히게 한다.

그리고, 촬영도중 피사체가 이동되어 줌동작과 입사광량을 조절하는 조리개(iris)의 광량변화에 따라 촬상소자에 맺히는 상이 어긋날 경우 또는 촬상소자의 영상신호를 검색하여 촬상소자에 상이 집광되지 않았을 경우에는, 포커스셀(26)을 에러(error)량 만큼 전진 및/또는 후퇴를 반복하여 단시간내에 촬상소자로 도달하는 입사광의 초점을 조절한다.

그러나, 상기와 같이 포커스렌즈가 부착된 포커스셀을 구동시키기 위한 요크가 개자로로 형성됨에 따라서 전기장의 효율이 낮아지고, 개자로를 폐자로로 변형시키기 위한 별도의 평판형 보조요크를 패드를 사용하여 밀착시켰기 때문에 보조요크가 쉽게 이탈될 뿐만 아니라, 요크의 개구부에 대해 들뜨는 경우가 발생되어 소비전력이 증가됨은 물론 포커스셀의 추진력이 저하되는 단점이 있었다.

또한, 후방경통의 내측면에 패드를 고정나사로 고정시켰기 때문에 부품 및 작업공수가 증가됨은 물론 이에 따른 재료비가 상승되고, 특히 구동코일을 포커스셀에 권선시킴에 따라서 요크의 공극이 커져 리니어 액츄에이터의 박형화(compact)가 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 목적은 촬상소자에 입사광을 포커싱하기 위한 포커스렌즈를 구동시키기 위한 요크의 구조를 폐자로가 형성되도록 개선함으로써, 요크의 금형가공이 용이함은 물론 저소비전력으로 큰 전자력을 얻을 수 있어 이에 따라 포커스셀의 추진력을 향상시킬 수 있는 비디오 카메라의 리니어 액츄에이터를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 요크를 폐자로로 구성시키기 위한 보조요크 및 이를 밀착시키기 위하여 후방경통에 고정나사로 고정되는 패드 등 별도의 부품이 삭제되어 이에 따른 작업공수 및 재료비를 절감할 수 있는 비디오 카메라의 리니어 액츄에이터를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 포커스렌즈가 장착된 포커스셀의 일면에 구동코일을 접합시킴으로써, 리니어 액츄에이터를 박형화할 수 있는 비디오 카메라의 리니어 액츄에이터를 제공하는데 있다.

도 1은 선행기술에 따른 비디오 카메라의 리니어 액츄에이터를 도시한 분해사시도.

도 2는 도 1에 도시된 리니어 액츄에이터를 조립한 단면도,

도 3은 도 2의 리니어 액츄에이터의 A-A선 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 비디오 카메라의 리니어 액츄에이터의 분해 사시도.

도 5는 도 4에 도시된 리니어 액츄에이터를 조립한 단면도,

도 6은 도 5의 도시된 리니어 액츄에이터의 측면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

50 : 배럴마스터 50a : 고정부

50b : 가이드부 50c : 고정돌기

50d : 걸림홈 52 : 가이드축

54 : 요크 54a : 끼움공

56 : 마그네트 58 : 후방경통

58a : 스톱퍼 60 : 텐션돌기

62 : 포커스셀 62a : 돌출부

62b : 삽입공 64 : 포커스렌즈

66 : 자기융착코일 68 : 위치마그네트

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 내측 상,하 및 좌,우면에 고정부와 가이드부가 각각 일체로 장착된 배럴마스터와; 상기 고정부에 끼워맞춤식으로 고정되는 2개가 1조로 된 요크와; 상기 요크와 배럴마스터에 평행하게 고정된 한 쌍의 가이드축에 각각 삽입되고, 상기 가이드부를 따라 직선왕복 이동하면서 입사광을 포커싱하기 위한 포커싱수단과; 상기 배럴마스터의 일면에 분리 가능하게 결합되는 후방경통과; 상기 후방경통 내측면에 마련되어 상기 요크를 지지하여 고정위치의 정도를 높이기 위한 지지부를 포함하여 구성되는 것에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 요크는 적어도 하나의 내측면에 마그네트가 부착된 ㄴ자 형상의 구조를 갖고 폐자로를 구성할 수 있도록 박스형상으로 접합되는 것에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포커싱수단은 평판의 포커스셀과 상기 포커스셀의 중앙면에 부착되어 입사광의 초점을 조절하는 포커스렌즈 및 포커스셀 일면에 접합되어 인가된 전원에 의해 자기장을 발생시키는 구동코일로 구비된 것에 의해 달성된다.

이하, 본 발명에 따른 비디오 카메라의 리니어 액츄에이터에 대한 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 리니어 액츄에이터를 도시한 도면들로서, 렌즈경통후방에 나사결합되어 촬상장치를 구성하는 배럴마스터(50)내에 2개의 가이드축(52)이 평행하게 고정되며, 배럴마스터(50)의 내측 상,하 및 좌,우면에는 凹형상의 고정부(50a)와 가이드부(50b)가 각각 일체로 장착되어 있으며, 고정부(50a)에는 ㄴ자 형상의 2개가 1조로 된 요크(54)가 끼움맞춤식으로 각각 고정된다.

1조로 된 요크(54)는 박스(box)형상을 이루어 폐자로를 구성할 수 있도록 상호 조합되며, 고정부(50a)에 고정된 요크(54)의 내측면에는 마그네트(56)가 부착되어 있고, 다른 면에는 배럴마스터(50)의 내벽면에 돌출된 고정돌기(50c)에 끼워져 요크(54)의 고정위치가 결정되도록 끼움공(54a)이 마련된다.

배럴마스터(50)의 외주면에 걸림홈(50d)이 상호 대응되도록 형성되고, 이 걸림홈(50d)에는 후방경통(58)에 돌출된 스톱퍼(58a)가 걸려지며, 후방경통(58)에는 요크(54)를 지지하여 고정위치의 정도를 높일 수 있도록 하기 위해 도 6에서와 같이 지지부가 마련된다. 이 지지부는 후방경통(58)의 내측면을 일단은 고정단으로 하고 다른 일단은 ∩ 형상의 자유단을 갖도록 하여 요크(54)의 일면을 가압하는 텐션돌기(60)로 된다.

가이드축(52)과 폐자로의 요크(54)의 공극에는 피사체의 입사광을 촬상소자에 집광시키기 위하여 줌 렌즈를 따라 직선왕복이동 가능한 포커싱수단이 삽입되며, 이 포커싱수단은 평판의 포커스셀(62)과 이의 중앙면에 부착되어 입사광의 초점을 조절하는 포커스렌즈(64) 및 포커스셀(62) 일면에 접합되어 인가된 전원에 의해 자기장을 발생시키는 구동코일로 구성되며, 구동코일은 포커스셀(62)에 접합시 삽입공이 형성된 자기융착코일(66)로 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 리니어 액츄에이터의 작용을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

포커스셀(62) 일면에 자기융착코일(66)을 접합시킨 다음 이의 접합시 형성된 삽입공과 포커스셀(62)의 돌출부(62a)에 형성된 삽입공(62b)으로 1조로 된 요크(54)와 가이드축(52)을 각각 삽입한 다음 배럴마스터(50)의 고정부(50a)에 폐자로가 구성되도록 접합된 요크(54)를 각각 고정시켜 포커스셀(62)이 가이드축(52)을 따라 행정거리(strok)내에서 자유롭게 직선왕복이동 가능하도록 한다. 이때, 요크(54)에 마련된 끼움공(54a)으로 배럴마스터(50)의 고정돌기(50c)를 고정하여 요크(54)의 고정위치를 결정한다.

그 후, 배럴마스터(50) 외주면에 마련된 걸림홈(50d)으로 스톱퍼(58a)가 걸리도록 하여 후방경통(58)을 결합시키면, 후방경통(58) 내측면에 마련된 텐션돌기(60)가 요크(54)의 일면을 가압함에 따라서 요크(54)를 확실하게 고정시킴과 동시에 리니어 액츄에이터의 구동시 발생되는 진동을 용이하게 흡수할 수 있어 포커스셀(62)이 흔들림이 없이 직선왕복 이동할 수 있다.

이와같이 리니어 액츄에이터의 조립을 완료한 상태에서 피사체 또는 대상물을 촬영하기 위해 자기융착코일(66)로 전원을 인가하면, 요크(54)에 부착된 마그네트(56)의 자속이 자기융착코일(66)에 대해 직각으로 교차차되면서 플레밍의 왼손법칙에 따라 포커스셀(62)이 가이드축(52)과 가이드부(50b)를 따라 광축방향으로 구동하기 시작한다.

즉, 요크(54)의 폐자로에 의해 저전력에서 큰 전자력이 발생됨에 따라서 높은 추진력으로 포커스셀(62)이 이동할 때 위치마그네트(68)의 이동위치를 3상 자기저항센서로 검출한 다음 이의 검출된 위치신호에 의해서 포커스셀(62)은 줌에 따른 일정위치에 정지되어 촬상소자에 상을 초점조절하는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 비디오 카메라의 리니어 액츄에이터에 의하면, 촬상소자에 입사광을 포커싱하기 위한 포커스렌즈를 구동시키기 위한 요크의 구조를 폐자로가 형성되도록 개선함으로써, 요크의 금형가공이 용이함은 물론 저소비전력으로 큰 전자력을 얻을 수 있어 이에 따라 포커스셀의 추진력을 향상시킬 수 있고, 요크를 폐자로로 구성시키기 위한 보조요크 및 이를 밀착시키기 위하여 후방경통에 고정나사로 고정되는 패드 등 별도의 부품이 삭제되므로 작업공수 및 재료비를 절감할 수 있다.

또한, 포커스렌즈가 장착된 포커스셀의 일면에 구동코일을 접합시킴으로써, 리니어 액츄에이터를 박형화할 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims (6)

1. 내측 상,하 및 좌,우면에 고정부와 가이드부가 각각 일체로 장착된 배럴마스터와;

   상기 고정부에 끼워맞춤식으로 고정되는 2개가 1조로 된 요크와;

   상기 요크와 배럴마스터에 평행하게 고정된 한 쌍의 가이드축에 각각 삽입되고, 상기 가이드부를 따라 직선왕복 이동하면서 입사광을 포커싱하기 위한 포커싱수단과;

   상기 배럴마스터의 일면에 분리 가능하게 결합되는 후방경통과;

   상기 후방경통 내측면에 마련되어 상기 요크를 지지하여 고정위치의 정도를 높이기 위한 지지부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 리니어 액츄에이터.
2. 제1항에 있어서, 상기 요크는 적어도 하나의 내측면에 마그네트가 부착된 ㄴ자 형상의 구조를 갖고 폐자로를 구성할 수 있도록 박스형상으로 접합되는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 리니어 액츄에이터.
3. 제1항에 있어서, 상기 포커싱수단은 평판의 포커스셀과 상기 포커스셀의 중앙면에 부착되어 입사광의 초점을 조절하는 포커스렌즈 및 포커스셀 일면에 접합되어 인가된 전원에 의해 자기장을 발생시키는 구동코일로 구비되는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 리니어 액츄에이터.
4. 제1항에 있어서, 상기 후방경통에는 상기 배럴마스터의 외주면에 마련된 걸림턱에 걸리도록 스톱퍼가 돌출된 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 리니어 액츄에이터.
5. 제1항에 있어서, 상기 지지부는 상기 후방경통의 내측면에 일단은 고정단으로 하고 다른 일단은 자유단을 갖도록 하여 상기 자유단이 요크를 일면을 가압하는 텐션돌기로 된 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 리니어 액츄에이터.
6. 제3항에 있어서, 상기 구동코일은 상기 요크의 공극내에 삽입되도록 상기 포커스셀에 접합시 삽입공이 형성된 자기융착코일로 된 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 리니어 액츄에이터.