KR20000018893A - 줌 렌즈 배럴 구동 시스템을 가지는 카메라 - Google Patents

Abstract

줌 렌즈 배럴 구동 시스템을 가지는 카메라는 하나의 구동원, 상기 구동원에 의하여 복수의 배럴 및 렌즈 군이 광축 방향으로 이동하여 촬영 광학계의 배율 변화가 연속적으로 이루어지는 배율 조절 수단, 상기 촬영 광학계의 배율 변화에 연동하여 상기 복수의 렌즈 군이 광축 방향으로 지근 거리의 포커스 위치와 무한대의 포커스 위치 사이를 연속적으로 반복하여 이동하여 포커스가 조절되는 포커스 조절 수단을 포함한다.

따라서 촬영을 하기 위하여 주밍을 하게 되면 하나의 구동원에 의하여 촬영 광학계의 배율 변화가 연속적으로 이루어지고 이 광학계의 배율 변화에 따라 전군 렌즈가 광축 방향으로 반복 이동하여 연속적인 포커싱이 이루어진다.

하나의 구동원으로 주밍에 관계하는 배럴 및 포커싱에 관계하는 렌즈 군들을 이동시키는 구조를 간단하게 구현함으로써 생산 코스트를 절감할 수 있으며, 주밍 및 포커싱이 연속적으로 이루어져 촬영 광학계 전 영역에서 양질의 사진을 얻을 수 있다.

Description

줌 렌즈 배럴 구동 시스템을 가지는 카메라

본 발명은 줌 카메라에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하나의 구동원으로 주밍과 포커싱을 할 수 있는 렌즈 셔터식 카메라의 줌 렌즈 배럴 구동 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 컴팩트 줌 카메라는 사진 촬영 렌즈의 초점 길이(focal length)인 배율을 가변시키는 줌 기능과 피사체의 거리에 따라 초점(focal point)을 맞추는 포커스 기능을 가진 줌 렌즈 배럴 시스템을 구비하고 있다.

이러한 줌 및 포커스 기능을 가지는 수단은 미국 특허 공보 제4,936,664호, 제5,602,608호 및 제5,687,029호 등에 개시되어 있다.

미국 특허 공보 제4,936,664호에는 배율을 가변시키는 줌 모터와 포커스를 맞추기 위한 포커스 모터가 각각 설치되어 있어 주밍과 포커스를 조절할 수 있는 구조가 나타나 있다. 하나의 구동원으로 초점 길이를 조절하고 다른 하나의 구동원으로 포커스를 맞추어 서로의 관계를 나타내는 그래프는 도 17에 나타나 있다. 이 그래프의 가로축 방향은 배럴의 회전각을 나타내고, 세로축 방향은 위쪽이 배럴 회전각에 대한 초점 길이를 나타내며, 아래쪽이 무한대 초점에서 지근 거리의 포커스를 나타낸다. 초점 길이를 가변하기 위하여 하나의 모터를 구동시키면 배럴이 회전함에 따라 와이드에서 텔레 또는 텔레에서 와이드 방향으로 연속적인 줌 비의 변화가 일어난다. 그리고 다른 하나의 모터로 포커싱의 제어가 이루어지는데, 이 포커싱은 셔터 블록 내의 포커스 레버 회전각이 정해진 각도로 포커스 영역 안에서 회전함으로써 이루어진다. 즉 초점 길이에 대응하여 셔터 블록 내 내의 포커스 레버 회전각이 일정한 간격으로 회전하여 사진의 촬영이 이루어지게 된다. 이와 같이 2개의 구동원에 의하여 구동하는 방식은 주밍과 포커싱을 독립적으로 용이하게 제어할 수 있다.

그리고 미국 특허 공보 제5,602,608호에는 하나의 구동원으로 주밍, 포커싱, 필름 감기 및 되감기를 동력 절환 수단을 이용하여 구동하는 방식이 개시되어 있다. 이러한 방식은 하나의 구동원으로 주밍 및 포커싱을 하기 때문에 구동원의 수를 줄일 수 있는 이점을 가지고 있다.

또한 미국 특허 공보 제5,687,029호에는 하나의 구동원으로 주밍과 포커싱을 구현하는 줌 렌즈 배럴 시스템을 개시하고 있다. 특히 이 줌 렌즈 배럴 시스템은 배럴 내에 반복적인 홈(groove)을 형성하여 주밍 영역과 포커싱 영역을 구현하고 있다. 이러한 주밍과 포커싱 영역의 상관 관계는 도 18에 나타나 있다. 이 도면의 가로축 및 세로축은 도 17과 동일하게 배럴 회전 각 및 초점 길이 그리고 포커스를 나타낸다. 초점 길이는 셋팅 위치에서 단계적으로 선택될 수 있고, 선택된 초점 길이에 따라 광학계가 구현된다. 광학계 구현 구간(도면에서 실선으로 표시)에서는 배럴에 형성되어 있는 홈을 타고 전군 또는 후군 렌즈가 이동하여 무한대 및 지근거리 사이에서 포커스가 설정된다.

상술한 미국 특허 공보 제4,936,664호에 나타난 기술은 주밍을 하기 위한 구동원으로 구동력이 강한 DC 모터, 포커싱 구동원으로 위치 제어가 용이한 스테핑 모터를 사용하여 제어의 효율성은 좋으나 비용이 증대되는 문제점이 있다. 그리고 미국 특허 공보 제5,602,608호에 나타난 기술은 동력 절환 수단의 구조가 복잡해져 컴팩트한 카메라를 구현하는데 어려운 문제점을 가지고 있다. 또한 미국 특허 공보 제5,687,029호에 나타난 기술은 배럴에 형성되어 있는 홈이 배럴의 작동에 영향을 미치게 되어 촬영 광학계로 사용할 수 없는 구간이 존재하게 되어 연속적인 주밍 동작이나 많은 단계의 배율 영역을 구현하기 어려운 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 주밍과 포커싱을 구현하기 위하여 하나의 구동원을 사용하여 원가 절감을 도모하면서 초점 길이가 연속적으로 변화하도록 하여 초점 길이 전 영역에서 촬영 광학계를 구현하고 이에 대응하여 포커싱이 이루어지는 줌 렌즈 배럴 구동 시스템을 가지는 카메라를 제공하는 데 있다.

그리고 초점 길이 전 영역에서 연속적인 촬영 광학계가 구현되며, 이때 촬영 렌즈의 배율 변화에 연동하여 피사체 초점 조절 렌즈군이 광축 방향으로 최 지근 거리의 초점 위치와 무한대 초점 위치 사이를 연속적으로 반복 이동하여 포커싱이 이루어지는 메카니즘을 간단한 구조로 구현하여 성능을 향상시키기 위한 줌 렌즈 배럴 구동 시스템을 가지는 카메라를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 카메라의 주요부가 나타나도록 도시한 정면도,

도 2는 도 1의 평면도,

도 3은 도 1의 렌즈 배럴을 분해하여 도시한 분해 사시도,

도 4는 제1 실시예로 도 3의 가이드 플레이트를 확대하여 도시한 확대도,

도 5는 도 3의 포커스 캠 레버를 확대하여 도시한 확대도,

도 6은 도 5의 포커스 캠 레버를 도시한 정면도,

도 7은 와이드 상태에서 렌즈 배럴이 결합된 상태를 도시한 부분 단면도,

도 8은 텔레 상태에서 렌즈 배럴이 결합된 상태를 도시한 부분 단면도,

도 9는 와이드 상태에서 가이드 플레이트와 연동하는 전군 렌즈의 연결 관계를 나타내는 사시도,

도 10은 텔레 상태에서 가이드 플레이트와 연동하는 전군 렌즈의 연결 관계를 나타내는 사시도,

도 11은 도 10의 A부를 상세하게 도시한 확대도,

도 12는 포커스 캠 레버와 연동하는 전군 렌즈의 연결 관계를 나타내는 도면,

도 13은 전군 렌즈군의 주밍과 포커싱에 대한 광축상 이동 궤적을 나타내는 도면,

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 배럴 회전각에 대한 주밍과 포커싱의 상관 관계를 나타내는 도면,

도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가이드 플레이트의 형상을 도시한 사시도,

도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배럴 회전각에 대한 주밍과 포커싱의 상관 관계를 나타내는 도면,

도 17은 종래의 셔터 블록 내에 오토 포커스 조출 메카니즘이 있는 경우의 배럴 회전각에 대한 주밍과 포커싱의 상관 관계를 나타내는 도면,

도 18은 또다른 종래의 배럴 회전각에 대한 주밍과 포커싱의 관계를 나타내는 도면이다.

본 발명의 줌 렌즈 배럴 구동 시스템을 가지는 카메라는 하나의 구동원, 상기 구동원에 의하여 복수의 배럴 및 렌즈군이 광축 방향으로 이동하여 촬영 광학계의 배율 변화가 연속적으로 이루어지는 배율 조절 수단, 상기 촬영 광학계의 배율 변화에 연동하여 상기 복수의 렌즈군이 광축 방향으로 지근 거리의 포커스 위치와 무한대의 포커스 위치 사이를 연속적으로 반복하여 이동하여 포커스가 조절되는 포커스 조절 수단을 포함한다.

따라서 촬영을 하기 위하여 주밍을 하게 되면 하나의 구동원에 의하여 촬영 광학계의 배율 변화가 연속적으로 이루어지고 이 광학계의 배율 변화에 따라 렌즈군이 광축 방향으로 반복 이동하여 연속적인 포커싱이 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 통하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 카메라의 주요부가 나타나도록 도시한 정면도이고, 도 2는 도 1의 평면도로서, 카메라 바디(1) 및 줌 모터(3) 그리고 줌 모터(3)의 회전 구동력을 감속하여 배럴에 전달하기 위한 동력 전달 기어군(5)을 도시하고 있다.

카메라 바디(1)의 위면에는 주밍을 하기 위한 텔레 및 와이드 스위치(7, 9), 릴리즈 스위치(11) 등이 배치되어 있다. 텔레 및 와이드 스위치(7, 9)는 카메라 바디 내에 수납되어 있는 제어용 인쇄 회로 기판(13)과 연결되어 줌 모터(3)를 구동할 수 있도록 연결되어 있다.

줌 모터(13)는 카메라 바디(1) 내에 수납되어 있으며 텔레 및 와이드 스위치(7, 9)의 작동에 따라 정, 역회전을 함으로서 주밍과 포커싱이 동시에 이루어지도록 제어용 인쇄 회로 기판(13)과 연결되어 있다.

동력 전달 기어군(5)은 줌 모터(3)의 구동력을 전달할 수 있도록 연결되어 있는 제1 감속 기어(15), 제1 감속 기어(15)와 치합되어 있는 제2 감속 기어(17), 제2 감속 기어(17)와 치합되어 있는 제3 감속 기어(19) 그리고 제3 감속 기어(19)와 치합되어 있는 제4 감속 기어(21)로 이루어져 있다. 동력 전달 기어군(5)은 줌 모터(3)의 구동력을 감속시키는 역할을 하고 있으며, 본 실시예에서는 그 수가 4개로 이루어져 있는 것을 설명하고 있으나, 수가 제한되는 것은 아니고 설계의 효율성에 따라 다수로 설치하는 것이 가능하다.

그리고 배럴 아이들 기어(23)는 제4 감속 기어(21)와 치합되어 있으며 배럴을 광축 방향으로 이동시킬 수 있도록 카메라 바디(1)에 수납되어 있는 줌 렌즈 배럴 어셈블리(25)에 줌 모터(3)의 구동력을 전달할 수 있는 구조로 설치되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 실시예의 줌 렌즈 배럴 어셈블리를 분해하여 도시한 분해 사시도이다.

렌즈 베이스(27)는 카메라 바디(1)에 고정 결합되어 있으며, 내주면에는 나선으로 다수의 헬리코이드 홈(27a)과 광축 방향으로 다수의 선형 가이드 홈(27b)이 형성되어 있다. 그리고 렌즈 베이스(27)의 일측에는 제4 감속 기어(21)와 치합되어 있는 배럴 아이들 기어(23)가 샤프트(23a)에 의하여 결합되어 있다.

헬리코이드 링(29)은 렌즈 베이스(27)의 내주면에 형성되어 있는 헬리코이드 홈(27a)과 결합되어 광축 방향으로 회전 및 직진 이동할 수 있도록 외주면 일단에 헬리코이드 돌기(29a)가 형성되어 있으며, 이 헬리코이드 돌기(29a)의 사이에 배럴 아이들 기어(23)와 치합될 수 있도록 기어(29b)가 형성되어 있다. 이 기어(29b)는 배럴 아이들 기어(23)와 치합되어 줌 모터(3)의 구동력을 전달받아 헬리코이드 링(29)을 광축 방향으로 회전 및 직진 이동시키게 된다.

헬리코이드 링(29)의 내주면에는 다수의 헬리코이드 홈(29c)이 나선 방향으로 형성되어 있다.

가이드 플레이트(31)는, 도 4에 도시하고 있는 바와 같이, 중앙부에 구멍이 뚫려져 있는 원판형의 플레이트로 이루어져 있으며 외주면에는 복수의 선형 돌기(31a, 31b, 31c)가 형성되어 있고, 일면에는 복수의 회전 지지 돌기(31d, 31e, 31f)가 형성되어 있으며 원판형의 플레이트와 연직 방향, 즉 광축 방향으로 향하도록 복수의 직진 가이드 부(33, 35)가 형성되어 있다.

선형 돌기(31a, 31b, 31c)는 렌즈 베이스(27)의 복수의 선형 가이드 홈(27b, 선형 돌기 대응 부호는 생략 함)을 따라 광축 방향으로 직진 이동할 수 있도록 결합된다. 그리고 복수의 회전 지지 돌기(31d, 31e, 31f)는 헬리코이드 링(29)의 일단에 결합(도 7 및 도 8에 도시하고 있음)되어 헬리코이드 링(29)이 가이드 플레이트(31)에 대하여 회전할 수 있도록 결합되어 있다.

직진 가이드 부(33, 35)는 후술하는 줌 링을 광축 방향으로 직진 이동할 수 있도록 안내하는 역할을 하고 있다. 직진 가이드 부(33)의 일측면에는 복수의 경사진 요홈으로 이루어져 있는 포커스 캠면(33a)이 형성되어 있다.

줌 링(37)은 외주면 선단부에 헬리코이드 돌기(37a)가 형성되어 있으며, 이 돌기(37a)는 헬리코이드 링(29)의 내주면에 형성되어 있는 헬리코이드 홈(29c)에 결합되어 있다.

그리고 줌 링(37)은 가이드 플레이트(31)의 직진 가이드 부(33, 35)가 삽입될 수 있는 홈(37b, 37c)이 있어 헬리코이드 링(29)의 회전에 따라 광축 방향으로 직진 이동될 수 있는 구조를 가지고 있다.

줌 링(37)은 중간부에 광 경로 구멍을 가진 칸막이 부(37d)가 형성되어 있으며, 직진 가이드 부(33, 35)가 삽입되는 홈(37b, 37c)은 이 칸막이 부(37d)와 줌 링(37)의 내주면 사이에 형성되어 있다.

줌 링(37)의 필름면 쪽에는 압축 코일 스프링(39), 후군 렌즈 프레임(41) 그리고 리어 캠(43)이 순차적으로 배치되어 있다. 압축 코일 스프링(39)은 후군 렌즈 프레임(41)을 필름 면측으로 가압할 수 있도록 탄성력이 작용하는 구조로 배치되어 있다. 후군 렌즈 프레임(41)은 복수의 키 돌기(41a, 41b, 41c)가 외주면에 형성되어 줌 링(37)의 내주면에서 광축 방향으로 직진 이동할 수 있도록 결합되어 있다. 그리고 리어 캠(43)은 후군 렌즈를 광축 방향으로 비 선형 이동시킬 수 있도록 일면에 복수의 캠(43a, 43b, 43c)이 형성되어 있으며 외주면에는 복수의 키 돌기(43d, 보이지 않는 부분은 도면 부호 생략 함)가 형성되어 있어 헬리코이드 링(29)의 내주면에 직진 방향으로 형성되어 있는 직진 안내 홈(도시생략)에 결합되어 광축 방향으로 직진 이동할 수 있는 구조를 가지고 있다.

줌 링(37)의 칸막이 부(37d)의 피사체 측에는 셔터 블록(45)과 전군 렌즈 프레임(47)이 배치되어 있다. 셔터 블록(45)은 고정 스크류(도시 생략)를 이용하여 줌 링(37)의 칸막이 부(37d)에 고정 결합되어 있다. 그리고 셔터 블록(45)의 피사체 측면에는 후술하는 포커스 캠 레버의 회전 각 위치를 검지하기 위한 엔코드 인쇄 회로 기판(49)이 고정된다. 셔터 블록(45)은 전류에 의해 구동되는 전자석을 가진 갈바노 메터(galvano meter)와 차광 섹터(도시 생략)를 구비하여 렌즈 셔터(lens shutter)의 기능을 수행할 수 있는 구조로 이루어져 있다.

그리고 셔터 블록(45)의 내주면에는 헬리코이드 홈(45a)이 나선 방향으로 형성되어 있다.

전군 렌즈 프레임(47)은 외주면에 헬리코이드 돌기(47a)가 나선 방향으로 형성되어 있으며, 이 헬리코이드 돌기(47a)가 셔터 블록(45)의 내주면에 형성되어 있는 헬리코이드 홈(45a)에 결합되어 있다. 따라서 전군 렌즈 프레임(47)은 광축 방향으로 회전 및 직진 이동할 수 있다.

셔터 블록(45)의 일측에는 전군 렌즈 프레임(47)을 이미 설정된 방향으로 당겨주는 인장 코일 스프링(48)을 걸기 위한 돌기(45b)가 형성되어 있으며, 후술하는 포커스 캠 레버의 각 회전이 이루어질 수 있도록 보스(45c, 도12에 도시하고 있음)가 형성되어 있다.

셔터 블록(45)에는 편심 위치에 포커스 캠 레버(51)가 회전 가능하게 결합되어 있으며, 전군 렌즈 프레임(47)에는 포커스 릴레이 레버(53)가 고정되어 있다. 포커스 캠 레버(51)는, 도 5 및 도 6에 도시하고 있는 바와 같이, 회전 중심(51a)으로부터 짧은 팔(51b)과 긴 팔(51c)을 가지고 있다. 회전 중심(51a)은 상술한 바와 같이 셔터 블록(45)에 회전 가능하게 결합되어 있으며, 짧은 팔(51b)측에는 광축 방향으로 가이드 플레이트(31)의 포커스 캠면(33a)에 끝단이 밀착될 수 있도록 접촉 돌기(51d)가 형성되어 있는 연장 레버(51e)가 형성되어 있다.

긴 팔(51c) 부분은 전군 렌즈 프레임(47)의 간섭을 피하기 위한 반원형으로 형성되어 있고, 끝단에는 금속 절편인 브러쉬(55)가 고정되어 셔터 블록(45)에 장착되어 있는 엔코드 인쇄 회로 기판(49)에 접촉되어 배럴의 위치 정보를 얻을 수 있는 구조로 이루어져 있다.

긴 팔(51c) 부분의 끝부 일면에는 돌출 레버(57)가 고정 결합되어 있으며, 이 돌출 레버(57)는 포커스 릴레이 레버(53)에 형성되어 있는 홈(53a)에 끼워져 있다.

긴 팔(51c)의 중간부에는 셔터 블록(45)에 형성되어 있는 돌기(45c)와 결합되는 홈(51f)이 형성되어 있어 가이드 플레이트(31)의 직진 가이드 부(33)에 형성되어 있는 포커스 캠면(33a)에 의해 각 회전으로 구동되는 포커스 캠 레버(51)의 각 회전이 이루어지도록 한다.

계속해서 실시예의 구성에 따른 작동을 상세하게 설명한다.

카메라 온 상태에서 사용자가 줌 스위치(7, 9) 중에서 와이드 스위치(9)를 누르면 제어용 인쇄 회로 기판(13)으로 작동 신호가 전달되고, 이 작동 신호에 따라 줌 모터(3)가 한 방향으로 회전하게 된다. 그러면 줌 모터(3)의 구동력은 제1, 2, 3, 4 감속 기어(15, 17, 19, 21)를 통하여 배럴 아이들 기어(23)에 전달된다. 배럴 아이들 기어(23)는 렌즈 베이스(27)에 결합되어 있는 샤프트(23a)를 중심으로 회전한다. 배럴 아이들 기어(23)의 회전에 따라 이 배럴 아이들 기어(23)는 헬리코이드 링(29)의 외주면에 형성되어 있는 기어(29b)와 치합되어 헬리코이드 링(29)을 광축 방향으로 회전 및 직진 이동시킨다. 헬리코이드 링(29)의 이동에 따라 가이드 플레이트(31)의 선형 돌기(31a, 31b, 31c)가 렌즈 배럴(27)의 선형 가이드 홈(27b)을 따라 광축 방향으로 이동하고, 가이드 플레이트(31)의 회전 지지 돌기(31d, 31e, 31f)가 헬리코이드 링(29)의 내부에서 상대 회전 운동을 함으로써 가이드 플레이트는 광축 방향으로 직진 이동한다. 그리고 줌 링(37)은 외주에 형성되어 있는 헬리코이드 돌기(37a)가 헬리코이드 링(29)의 내부에 형성되어 있는 헬리코이드 홈(29c)을 따라 이동하게 된다. 이때 가이드 플레이트(31)의 직진 가이드 부(33, 35)가 줌 링(37)에 형성되어 있는 홈(37b, 37c)에 안내되어 줌 링(37)은 광축 방향으로 직진 이동하게 된다.

또한 헬리코이드 링(29)의 이동에 따라 리어 캠의 키 돌기(41a, 41b, 41c)가 헬리코이드 링(29)의 내주면에 광축 방향으로 형성된 직진 안내 홈(도시생략)을 타고 이동하여 리어 캠(43)은 줌 링(37)과 함께 광축 방향으로 회전 및 직진 이동을 하게 된다. 리어 캠(43)의 이동에 따라 캠(43a, 43b, 43c)이 후군 렌즈 프레임(41)을 광축 방향으로 이동시키게 된다.

그리고 줌 링(37)의 이동에 따라 셔터 블록(45) 및 이 셔터 블록(45)에 설치되어 있는 전군 렌즈 프레임(47)은 후군 렌즈와 상대적인 이동이 이루어진다. 이와 같이 배럴들이 상호 연동하여 작동함으로써, 도 7에 도시하고 있는 바와 같이, 초점 길이가 가변하여 줌비의 변화가 이루어진다.

그리고 카메라 바디(1)에 설치되어 있는 텔레 스위치(7)를 누르면 상술한 와이드 상태와 동일한 과정을 거쳐 초점 길이가 가변하게 되는데, 다만 각각의 배럴이 피사체 측으로 충분히 전진하여(도 8에 도시) 전군 렌즈 프레임과 후군 렌즈 프레임의 거리가 텔레 상태보다 충분히 떨어짐으로써 달성된다. 따라서 와이드 및 텔레 상태의 전 영역에서 초점 길이의 가변이 이루어지게 된다.

계속해서 초점 길이와 연동하여 포커싱이 연속적으로 변화하는 작동을 설명하면 다음과 같다.

도 9는 와이드 상태에서의 가이드 플레이트, 포커스 캠 레버 및 전군 렌즈 프레임의 작동 관계를 설명하기 위한 사시도이고, 도 10은 텔레 상태에서의 가이드 플레이트, 포커스 캠 레버 및 전군 렌즈 프레임의 작동 관계를 설명하기 위한 사시도이며, 도 11은 포커스 캠면과 포커스 캠 레버의 밀착 부분을 상세하게 도시한 확대도이다.

우선 상술한 초점 길이가 가변하는 과정에서 가이드 플레이트(31)가 움직이게 되는데, 이때 가이드 플레이트(31)가 광축 방향으로 이동함에 따라 포커스 캠 레버(51)의 짧은 팔(51b)에 광축 방향으로 연장되어 있는 연장 레버(51e)의 끝에 형성되어 있는 돌기(51d)가 포커스 캠면(33a)에 밀착되어 있어 회전 중심(51a)을 기준으로 포커스 캠 레버(51)가 회전하게 된다. 이때 포커스 캠 레버(51)는 도11에 표시하고 있는 a부분만큼 회전하게 된다. 그러면 포커스 캠 레버(51)의 긴팔(51c)도 회전하게 되며, 이때 포커스 캠 레버(51)는, 도 12에 도시하고 있는 바와 같이, 홈(51f)이 셔터 블록(45)에 형성되어 있는 돌기(45c)에 안내되어 일정한 각도로 회전하게 된다. 포커스 캠 레버(51)의 회전에 따라 긴팔의 끝에 고정되어 있는 돌출 레버(57)도 회전하여 포커스 릴레이 레버(53)를 회전시키게 된다. 포커스 릴레이 레버(53)의 회전에 따라 전군 렌즈 프레임(47)의 헬리코이드 돌기(47a)가 셔터 블록(45)에 형성되어 있는 헬리코이드 홈(45)을 따라 광축 방향으로 이동된다. 이때 전군 렌즈 프레임(47)은 피사체측으로 이동하면서 무한대 초점에서 지근 거리 초점(도 13에서 ∞6에서 N5 구간)으로 포커싱이 이루어진다. 즉, 도 13에서 도시하고 있는 바와 같이, 가이드 플레이트(31)의 포커스 캠면(33a)의 골부는 무한대 초점을 나타내고 산부는 지근 거리 초점을 나타내게 된다.

계속해서 초점 길이의 변화에 따라 가이드 플레이트(31)가 계속해서 피사체측으로 이동하게 되면 전군 렌즈 프레임(47)은 지근 거리 초점에서 무한대 초점으로 이동하여 포커싱이 이루어지는데 이를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

즉 가이드 플레이트(31)가 피사체측으로 더 이동하게 되면 셔터 블록(45)과 전군 렌즈 프레임(47)을 연결하고 있는 인장 코일 스프링(48)이 전군 렌즈 프레임(48)을 원위치 시키는 방향으로 당기게 된다. 그러면 가이드 플레이트(31)의 포커스 캠면(33a)의 b부(도 11에 도시)를 따라서 포커스 캠 레버(57)의 돌기(51d)가 이동하게 된다. 그러면 전군 렌즈 프레임(47)은 외주면에 형성되어 있는 헬리코이드 홈(47a)이 셔터 블록(45)에 형성되어 있는 헬리코이드 홈(45a)을 따라 필름 면측으로 이동하게 된다. 따라서 지근 거리 초점에서 무한대 초점으로 이동하게 된다. 그러므로 초점 길이가 가변되는 동안 전 영역에서 가이드 플레이트의 이동에 따라 전군 렌즈 프레임(47)이 구간 D1을 반복하여 이동함으로써 초점 조절이 연속적으로 이루어지게 된다.

한편 포커싱을 위하여 포커스 캠 레버(51)가 회전하는 동안 긴 팔(51c)의 끝단에 결합되어 있는 브러쉬(55)는 셔터 블록(45)에 고정되어 있는 엔코드 인쇄 회로 기판(49)의 일면을 이동하면서 배럴 이동에 관한 정보를 별도로 구성되는 입력 수단에 입력한다. 이 입력 수단은 초점 거리 가변에 따라 포커싱이 이루어질 때 오차를 보정하기 위한 것이다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 작동 결과인 주밍과 포커싱 영역의 상관 관계를 나타내는 도면이다. 도 14의 가로축 및 세로축은 배럴 회전 각 및 초점 길이 그리고 포커스를 나타낸다. 배럴이 이동하여 가변하는 초점 길이에 따라 전 영역에서 광학계가 구현되며, 가이드 플레이트(31)의 포커스 캠면(33a)골부와 홈부를 반복적으로 이동하면서 전군 렌즈 프레임(47)이 반복적으로 무한대 및 지근 거리 사이를 이동하여 포커스가 결정된다.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 사시도로서, 가이드 플레이트를 도시하고 있으며, 도 16은 도 15의 실시예의 작동 결과인 주밍과 포커싱 영역의 상관 관계를 나타내는 도면이다. 제2 실시예에서는 가이드 플레이트의 포커스 캠면의 골부와 산부가 일부 구간에서 평면을 이루는 구간이 존재하도록 구성한 점이 다를 뿐 다른 구성 및 작동을 제1 실시예와 동일하다. 본 제2 실시예에서 포커스 캠면의 골부와 산부가 평면을 이루도록 구성하는 것은 무한대 초점 또는 지근 거리 초점에서 제어를 용이하게 할 수 있다.

본 발명에 따른 줌 렌즈 배럴 구동 시스템을 가지는 카메라는, 하나의 구동원으로 주밍에 관계하는 배럴 및 포커싱에 관계하는 렌즈 군들을 이동시키는 구조를 간단하게 구현하므로써 생산 코스트를 절감할 수 있으며, 주밍 및 포커싱이 연속적으로 이루어져 촬영 광학계 전 영역에서 양질의 사진을 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 하나의 구동원,

   상기 구동원에 의하여 복수의 배럴 및 렌즈 군이 광축 방향으로 이동하여 촬영 광학계의 배율 변화가 연속적으로 이루어지는 배율 조절 수단,

   상기 촬영 광학계의 배율 변화에 연동하여 상기 복수의 렌즈 군이 광축 방향으로 지근 거리의 포커스 위치와 무한대의 포커스 위치 사이를 연속적으로 반복하여 이동하여 포커스가 조절되는 포커스 조절 수단

   을 포함하는 줌 렌즈 배럴 구동 시스템을 가지는 카메라.
2. 제1항에 있어서,

   상기 포커스 조절 수단은 전군 렌즈가 광축 방향으로 이동하여 포커스 조절이 이루어지는 줌 렌즈 배럴 구동 시스템을 가지는 카메라.
3. 하나의 모터;

   상기 모터와 치합되어 모터의 구동력을 전달하는 복수의 동력 전달 기어;

   카메라 바디에 고정되어 있으며 상기 복수의 동력 전달 기어를 통하여 상기 모터의 회전 동력을 전달받는 배럴 아이들 기어가 설치되어 있는 렌즈 베이스,

   상기 렌즈 베이스에 수납되어 있으며 광축 방향으로 직진 이동하고 선단부에 복수의 직진 가이드 부가 광축 방향으로 일정한 길이를 가지도록 형성되어 있으며 상기 직진 가이드 부의 일측에는 복수의 포커스 캠면이 형성되어 있는 가이드 플레이트,

   상기 렌즈 베이스 내에 수납되어 있으며 상기 가이드 플레이트와 상대적으로 이동할 수 있도록 결합되어 있고 상기 렌즈 베이스의 상기 배럴 아이들 기어를 통하여 회전 동력을 전달받아 광축 방향으로 회전 및 직진 이동하는 헬리코이드 링,

   상기 헬리코이드 링 내에 수납되어 있으며 가이드 플레이트의 직진 안내를 받아 상기 헬리코이드 링과 상대적으로 회전하며 광축 방향으로 직진 이동하는 줌 링,

   상기 줌 링에 상대적으로 회전 가능하게 결합되어 있으며 상기 헬리코이드 링의 이동에 따라 광축 방향으로 회전 및 직진 이동하는 리어 캠,

   상기 줌 링의 내측에 결합되어 있으며 리어 캠에 연동하여 광축 방향으로 이동하는 후군 렌즈,

   상기 줌 링에 고정되어 있으며 광량을 제어하는 셔터 블록,

   상기 셔터 블록에 결합되어 있으며 광축 방향으로 회전 및 직진 이동되는 전군 렌즈를 구비하고 있는 배율 조절 수단;

   상기 셔터 블록의 편심 위치에 회전 가능하게 결합되어 있으며 상기 가이드 플레이트에 형성되어 있는 포커스 캠면과 연동하여 일정한 범위를 반복적으로 회전하는 캠 레버,

   상기 전군 렌즈에 고정되어 있으며 캠 레버의 회전에 따라 상기 전군 렌즈를 광축 방향으로 일정한 거리를 반복적으로 이동시키는 포커스 릴레이 레버를 구비하고 있는 초점 조절 수단;

   을 포함하는 줌 렌즈 배럴 구동 시스템을 가지는 카메라.
4. 제3항에 있어서,

   상기 전군 렌즈는 상기 포커스 캠 레버의 일단이 포커스 캠면에 항상 밀착되도록 상기 셔터 블록과 탄성 부재로 연결되어 있는 줌 렌즈 배럴 구동 시스템을 가지는 카메라.
5. 제3항에 있어서,

   상기 캠 레버는 회전 중심을 기준으로 상기 가이드 플레이트의 상기 포커스 캠면과 접촉하는 회전 팔의 길이보다 포커스 릴레이 레버와 결합되는 회전 팔의 길이가 더 길게 형성되어 있는 줌 렌즈 배럴 구동 시스템을 가지는 카메라.
6. 카메라 바디에 수납되어 있으며 주밍 및 포커싱을 하기 위한 하나의 모터;

   상기 모터와 치합되어 모터의 구동력을 감속하여 전달하는 복수의 동력 전달 기어;

   상기 카메라 바디에 고정되어 있으며 내주면에 나선형으로 복수의 헬리코이드 홈과 광축 방향으로 복수의 선형 가이드 홈이 형성되어 있는 렌즈 베이스;

   상기 복수의 동력 전달 기어와 치합되어 상기 모터의 회전력을 전달하기 위하여 상기 렌즈 베이스에 결합되어 있는 배럴 아이들 기어;

   상기 렌즈 베이스의 내주면에 형성되어 있는 상기 복수의 헬리코이드 홈에 결합되어 광축 방향으로 회전 및 직진 이동할 수 있도록 외주면에 복수의 헬리코이드 돌기가 나선형으로 형성되어 있으며, 상기 배럴 아이들 기어와 치합되어 모터의 회전 동력을 전달받아 광축 방향으로 회전 및 직진 이동할 수 있도록 외주면에 기어치가 형성되어 있고, 내주면에는 나선 방향으로 다수의 헬리코이드 홈이 형성되어 있는 헬리코이드 링;

   상기 헬리코이드 링에 상대적으로 회전이 가능하게 결합되어 있으며, 상기 렌즈 베이스의 상기 선형 가이드 홈을 따라 광축 방향으로 직진 이동할 수 있도록 결합되어 있고, 선단부에 복수의 직진 가이드 부가 광축 방향으로 일정한 길이를 가지도록 형성되어 있으며 상기 직진 가이드 부의 일측에는 복수의 포커스 캠면이 형성되어 있는 가이드 플레이트;

   외주면에 또 다른 복수의 헬리코이드 돌기를 나선 방향으로 형성하여 상기 헬리코이드 링 내부에 형성되어 있는 상기 복수의 헬리코이드 홈과 결합하여 상기 가이드 플레이트의 상기 직진 가이드 부의 안내를 받아 광축 방향으로 직진 이동하는 줌 링;

   상기 줌 링에 상대적으로 회전 가능하게 결합되어 있으며 상기 헬리코이드 링의 이동에 따라 광축 방향으로 회전 및 직진 이동하는 리어 캠;

   상기 줌 링의 내측에 결합되어 있으며 리어 캠에 연동하여 광축 방향으로 이동하는 후군 렌즈;

   상기 줌 링에 고정되어 있으며 광량을 제어하는 셔터 블록,

   상기 셔터 블록에 결합되어 있으며 광축 방향으로 회전 및 직진 이동할 수 있으며, 상기 셔터 블록과 일 방향으로 탄성력이 작용하여 회전을 제한할 수 있도록 압축 코일 스프링으로 연결되어 있는 전군 렌즈;

   상기 셔터 블록의 편심 위치에 회전 가능하게 결합되어 있으며 상기 가이드 플레이트에 형성되어 있는 포커스 캠면과 연동하여 일정한 범위를 반복적으로 회전하며, 회전 중심을 기준으로 상기 가이드 플레이트의 상기 포커스 캠면과 접촉하는 회전 팔의 길이보다 포커스 릴레이 레버와 결합되는 회전 팔의 길이가 더 길게 형성되어 있는 캠 레버;

   상기 전군 렌즈에 고정되어 있으며 캠 레버의 회전에 따라 상기 전군 렌즈를 광축 방향으로 일정한 거리를 반복적으로 이동시키는 포커스 릴레이 레버;

   을 포함하는 줌 렌즈 배럴 구동 시스템을 가지는 카메라.