KR20050123363A - 폰 카메라의 자동초점조절용 경통 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폰 카메라의 자동초점조절용 경통 구동장치에 관한 것으로서, 초점조절 렌즈를 직선왕복 이동시키기 위한 구동장치에서 렌즈가 부착되는 경통에 구동 제어신호의 방향이 서로 반대가 되는 구동코일을 각각 권선하고, 이에 대응하는 자석을 배치함으로써, 구동코일과 자석에 의해 발생되는 전자기힘의 효율을 배가하여 전체 경통 구동장치의 크기를 소형화 하고, 기구적인 부하를 제거하여 소비전력를 최소화하고 정밀위치제어가 가능하도록 한 폰 카메라의 자동초점조절용 경통 구동장치에 관한 것이다.

본 발명에 의해 구동코일과 자석에 의해 발생되는 구동힘의 효율을 배가하여 구동코일과 자석의 사이즈를 최소화함으로써 전체 크기를 소형화하는 것이 가능하게 되며, 기구적인 부하를 제거함으로써 소비전력를 작게하는 것이 가능하게 된다. 또한, 초점조절 렌즈의 고속 정밀위치제어가 가능하게 함으로써 최상의 화상을 촬상소자로 부터 얻는 것이 가능하게 된다.

Description

폰 카메라의 자동초점조절용 경통 구동장치{Barrel driving mechanism for auto-focusing of phone camera}

본 발명은 폰 카메라의 자동초점조절용 경통 구동장치에 관한 것으로서, 초점조절 렌즈를 직선왕복 이동시키기 위한 구동장치에서 렌즈가 부착되는 경통에 구동 제어신호의 방향이 서로 반대가 되는 구동코일을 각각 권선하고, 이에 대응하는 자석을 배치함으로써, 구동코일과 자석에 의해 발생되는 전자기힘의 효율을 배가하여 전체 경통 구동장치의 크기를 소형화 하고, 기구적인 부하를 제거하여 소비전력를 최소화하고 정밀위치제어가 가능하도록 한 폰 카메라의 자동초점조절용 경통 구동장치에 관한 것이다.

이 장치는 휴대폰 카메라, 디지털 카메라, 디지털 캠코더 등에서 자동초점 조절용 경통 구동장치를 제작시 활용이 가능하다.

일반적으로 카메라는 피사체로 부터 조사되는 광에 따라 렌즈의 초점을 조절함으로써 최상의 화상을 촬상소자로 부터 얻게 된다. 이와 같이 카메라에서 렌즈의 초점을 조절하기 위한 장치로 종래의 폰 카메라용 자동초점 조절용 경통 구동장치는 경통의 측면에 너트가 설치되고 상기 너트에 나사봉이 나사 결합되어 스테핑모터의 회전에 의해 경통이 직선왕복 이동하도록 구성되어 있다.

제1도에 도시한 바와 같이, 경통(1)의 내측에 렌즈(2,3)가 설치되고, 상기 경통의 측면에 너트(4)가 설치되며, 상기 너트에는 나사봉(5)이 나사결합 되어 있다. 상기의 나사봉 한 끝단에 종동기어(6)가 고정되어 스테핑모터(7)의 구동축(8)에 설치되어 회전하는 구동기어(9)와 치차결합 되어 있다. 상기의 구성에 의해 스테핑모터가 회전함에 따라 나사봉이 회전하여 경통이 직선왕복 이동하게 된다.

이상과 같은 구성에 있어서, 스테핑모터와 나사봉을 사용함으로써 기어들 사이의 마찰인 기구적인 부하가 발생하여 소비전력이 증가하게 되고, 기어사이의 백래시가 존재하여 고속이동 및 정밀위치제어가 불가능하게 되는 등의 문제점이 있다. 또한 구동장치의 전체 크기를 소형화할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 초점조절 렌즈를 직선왕복 이동시키기 위한 구동장치에서 렌즈가 부착되는 경통에 구동 제어신호의 방향이 서로 반대가 되는 구동코일을 각각 권선하고, 이에 대응하는 자석을 배치함으로써, 구동코일과 자석에 의해 발생되는 구동힘의 효율을 배가하여 전체 크기를 소형화하고, 기구적인 부하를 제거하여 소비전력를 최소화하고 정밀위치제어가 가능하도록 하는 폰 카메라의 자동초점조절용 경통 구동장치를 제공하고자 하는데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 자동초점조절용 경통 구동장치는 렌즈가 부착되는 경통의 측면 상부와 하부에 2개의 구동코일이 권선되고, 상기 구동코일에 대응하여 서로 다른 극의 자석이 요크에 부착되어 배치되며, 경통의 양 측면에는 경통의 직선왕복 이동을 안내하고 지지하기 위한 한쌍의 안내 지지축이 구비된다.

이하 본 발명에 따른 자동초점조절용 경통 구동장치의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제 2도 내지 제 3도는 본 발명에 따른 자동초점조절용 경통 구동장치를 도시한 도면으로서, 초점조절용 렌즈(31)가 부착되는 경통(32)의 측면에 삽입홀(32A)과 삽입슬롯(32B)이 형성되어 있으며, 상기 삽입홀과 삽입슬롯은 요크(33)상에 구비된 2개의 안내 지지축(34)에 삽입된다.

상기 경통(32)의 측면 상부와 하부에 제1 구동코일(35)과 제2 구동코일(36)이 권선되고, 상기의 제1 구동코일과 제2 구동코일은 인가된 구동 제어신호에 의해 서로 반대 방향의 전류가 흐름으로써 각 구동코일에서 반대 방향의 자기장이 발생되도록 결선된다.

상기 요크(33)는 대칭의 슬롯을 갖는 원통형으로 구성되어 대칭으로 구비된 요크면(33A, 33B)의 상부와 하부에 서로 반대의 극을 갖는 제1 자석(37)과 제2 자석(38)이 고정배치된다. 상기 제1 자석과 제2 자석은 자속의 누설을 최소화하기 위해 일정한 간격(39)을 두고 부착된다. 또한, 상기 제1 자석과 제2 자석은 경통의 측면에 권선되는 제1 구동코일과 제2 구동코일과 서로 면하도록 배치되어 조립된다.

상기 안내 지지축에는 일 단부(40A)는 경통과 타 단부(40B)는 요크와 고정되어 경통을 지지하는 역할을 하는 스프링(40)이 고정설치되어 경통 구동장치에 구동 제어신호가 인가되지 않는 경우에 경통이 일정 위치에 유지되도록 한다.

상기와 같이 구성되는 자동초점조절용 경통 구동장치의 동작흐름을 제 4도를 참조하여 상세하게 설명한다.

폰 카메라의 촬영모드에 의해 렌즈를 통한 피사체의 화상이 검출센서(41)에서 검출되면 피사체의 상이 촬상소자에서 초점을 맺도록 경통 구동장치에 구비된 구동코일에 구동 제어신호가 인가된다. 상기의 구동 제어신호는 경통의 정밀제어를 위해 구동회로(42)에서 펄스폭변조(PWM) 신호로 변환되어 구동코일에 인가된다. 제 4도에 도시한 바와 같이 구동 제어신호에 의해 제1 구동코일(35)과 제2 구동코일(36)에 흐르게 되는 전류는 서로 방향이 반대가 되며, 요크면(33A, 33B)에 부착된 제1 자석(37)과 제2 자석(38)에 의해 발생하는 자속(43)에 의해 플레밍의 왼손법칙에 의해 각 코일에서 발생되는 전자기힘(44)은 렌즈(31)를 상방향으로 이동하도록 된다. 피사체의 상이 촬상소자에 초점을 맺게 되면 렌즈는 일정위치에 정지하며, 피사체의 이동에 의해 초점에서 벗어나게 되면 렌즈를 상/하방향으로 이동하여 자동으로 초점을 맺도록 동작한다. 상기와 같은 구성에서 자석에서 발생되는 자속은 폐경로(45)를 구성하며 자기효율을 최대화하게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 초점조절 렌즈를 직선왕복 이동시키기 위한 경통 구동장치에서 렌즈가 부착되는 경통에 구동 제어신호의 방향이 서로 반대가 되는 구동코일을 각각 권선하고, 이에 대응하는 자석을 배치함으로써 구동코일과 자석에 의해 발생되는 구동힘의 효율을 배가하여 구동코일과 자석의 사이즈를 최소화함으로써 전체 크기를 소형화하는 것이 가능하게 된다.

또한, 기구적인 부하를 제거함으로써 소비전력를 작게하는 것이 가능하게 된다.

또한, 초점조절 렌즈의 고속 정밀위치제어가 가능하게 함으로써 최상의 화상을 촬상소자로 부터 얻는 것이 가능하게 된다.

도 1은 종래의 자동초점조절용 경통 구동장치의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 자동초점조절용 경통 구동장치의 사시도

도 3은 본 발명에 따른 자동초점조절용 경통 구동장치의 단면도

도 4는 본 발명에 따른 자동초점조절용 경통 구동장치의 상세 동작도

Claims (6)

1. 렌즈가 부착되는 경통의 측면 상부와 하부에 2개의 구동코일이 권선되고, 상기 구동코일에 대응하여 서로 다른 극의 자석이 요크에 부착되어 배치되며, 경통의 양 측면에는 경통의 직선왕복 이동을 안내하고 지지하기 위한 한쌍의 안내 지지축이 구비되는 것을 특징으로하는 경통 구동장치
2. 청구항 1에 있어서, 상기 경통의 측면 상부와 하부에 권선되는 제1 및 제2 구동코일은 인가되는 구동 제어신호에 의해 반대 방향의 전류가 흐름으로써 각 구동코일에서 반대 방향의 자기장이 발생되도록 결선되는 것을 특징으로하는 경통 구동장치
3. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 및 제2 구동코일이 권선되는 경통의 내부에 요크를 구비하지 않음으로써 경통의 전체 크기를 최소화하는 것을 특징으로하는 경통 구동장치
4. 청구항 1에 있어서, 상기 요크는 대칭의 슬롯을 갖는 원통형으로 구성되어 대칭으로 구비된 요크면의 상부와 하부에 서로 반대의 극을 갖는 제1 및 제2 자석이 고정배치되는 것을 특징으로하는 경통 구동장치
5. 청구항 4에 있어서, 상기 제1 및 제2 자석은 자속의 누설을 최소화하기 위해 일정한 간격을 두고 부착되는 것을 특징으로하는 경통 구동장치
6. 청구항 1에 있어서, 상기 안내 지지축에는 일 단부는 경통과 타 단부는 요크와 고정되어 경통을 지지하는 역할을 하는 스프링이 고정설치되어 경통 구동장치에 구동 제어신호가 인가되지 않는 경우에 경통이 일정 위치에 유지되도록 하는 것을 특징으로하는 경통 구동장치