KR20060054857A

KR20060054857A - 압전 단결정을 이용한 경통 구동장치

Info

Publication number: KR20060054857A
Application number: KR1020040093691A
Authority: KR
Inventors: 정명진
Original assignee: 정명진
Priority date: 2004-11-16
Filing date: 2004-11-16
Publication date: 2006-05-23

Abstract

본 발명은 폰 카메라의 자동초점조절용 경통 구동장치에 관한 것으로서, 초점조절 렌즈를 직선왕복 이동시키기 위한 구동장치에서 렌즈가 부착되는 경통의 측면에 구동과 안내의 역할이 가능한 한 쌍의 압전 단결정을 대칭으로 배치함으로써, 부가적인 안내기구를 제거하여 전체 경통 구동장치의 크기를 소형화하고, 기구적인 부하를 제거하여 소비전력의 최소화와 정밀위치제어의 구현이 가능하도록 한 압전 단결정을 이용한 경통 구동장치에 관한 것이다.

본 발명에 의해 구동장치의 부품수가 줄어들고 부가적인 안내기구의 제거가 가능하여 전체 크기를 소형화하는 것이 가능하게 되며, 기구적인 부하를 제거함으로써 소비전력을 작게 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 구동신호에 대한 응답속도가 빠른 압전 단결정을 사용함으로써 초점조절 렌즈의 고속 정밀위치제어가 가능하게 되어 피사체의 초점조절을 위한 시간이 단축되고, 최상의 화상을 촬상소자로 부터 얻는 것이 가능하게 된다.

폰 카메라, 자동초점조절, 압전 단결정, 경통, 구동장치

Description

압전 단결정을 이용한 경통 구동장치{Barrel driving mechanism using piezoelectric single crystal}

도 1은 종래의 경통 구동장치의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 경통 구동장치의 사시도

도 3은 본 발명에 따른 경통 구동장치의 렌즈 초기 위치도

도 4는 본 발명에 따른 경통 구동장치의 렌즈 이동 위치도

도 5는 본 발명에 따른 경통 구동장치의 다른 실시도

이 장치는 휴대폰 카메라, 디지털 카메라, 디지털 캠코더 등에서 자동초점조절 및 광학줌용 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 자동초점조절용 경통 구동장치는 경통의 측면에 너트가 설치되고 상기 너트에 나사봉이 나사결합 되어 스테핑모터의 회전에 의해 경통이 직선왕복 이동하도록 구성되어 있다.

제 1도에 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 경통의 측면에 구동과 안내의 역할이 가능한 한 쌍의 압전 단결정을 대칭으로 배치함으로써, 부가적인 안내기구를 제거하여 전체 크기를 소형화하고, 기구적인 부하를 제 거하여 소비전력의 최소화와 정밀위치제어의 구현이 가능하도록 하는 압전 단결정을 이용한 경통 구동장치를 제공하고자 하는데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 압전 단결정을 이용한 경통 구동장치는 렌즈가 부착되는 경통의 측면에 구동과 안내의 역할이 가능한 한 쌍의 압전 단결정이 대칭으로 배치되며, 상기의 압전 단결정은 판형으로 일단부가 경통의 측면에 돌출된 돌기에 고정되고, 타 일단부는 구동장치의 베이스에 고정되며, 압전 단결정에 구동신호를 인가하기 위한 플렉서블피시비가 구비된다.

이하 본 발명에 따른 압전 단결정을 이용한 경통 구동장치의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제 2도는 본 발명에 따른 경통 구동장치를 도시한 도면으로서, 초점조절용 렌즈(31)가 부착된 경통(32)이 조립되는 홀더(33)의 측면에 두개의 삽입슬롯(34A,34B)이 형성되어 있으며, 상기 삽입슬롯에는 압전 단결정 구동부(35A,35B)가 삽입되어 자외선 접착제(도시하지 않음)로 고정된다.

상기 압전 단결정 구동부(35A,35B)는 동일한 치수(폭, 길이 및 두께)를 갖는 제1 압전 단결정 박판(36A,36B)이 제1 스틸 박판(37)의 상부 및 하부에 각각 압착되며, 상기 제1 스틸 박판(37)의 양 단부는 고정블록(38A,38B)에 고정되며, 일 단부의 제1 고정블록(38A)은 베이스(39)에 고정되고 타 단부의 제2 고정블록(38B)은 제2 스틸 박판(40)과 부착된다. 상기 제2 스틸 박판(40)의 상부 및 하부에는 동일한 치수(폭, 길이 및 두께)를 갖는 제2 단결정 박판(41A,41B)이 압착된다. 상기 제2 스틸 박판(40)의 단부는 상기 홀더(33)의 측면에 구비된 삽입슬롯(34A,34B)에 삽입되어 고정된다. 상기 베이스(39)에는 제1 고정블록(38A)을 통해 압전 단결정 박판에 구동신호를 인가하기 위한 플렉서블피시비(42)가 구비된다.

상기와 같이 구성되는 압전 단결정을 이용한 경통 구동장치의 동작흐름을 제 3도 와 제 4도를 참조하여 상세하게 설명한다.

폰 카메라의 촬영모드에 의해 렌즈를 통한 피사체의 화상이 검출센서(43)에서 검출되면 피사체의 상이 촬상소자에서 초점을 맺도록 경통 구동장치에 구비된 압전 단결정에 구동 제어신호가 인가된다. 상기의 구동 제어신호는 화상 검출센서(43)로 부터 화상 처리장치(44)로 보내진 화상신호를 분석하여 경통의 정밀제어를 위해 구동회로(45)에서 아날로그 신호로 변환되어 압전 단결정에 인가된다. 제 3도는 압전 단결정 박판에 구동 제어신호가 인가되지 않은 상태도로 초점조절용 렌즈(31)의 초기 위치(L1)를 나타낸다. 제 4도는 제1 및 제2 압전 단결정 박판(36,41)에 구동 제어신호가 인가되어, 상기 제1 및 제2 압전 단결정 박판(36,41)이 인장됨에 따라 서로 압착된 제1 및 제2 스틸 박판(37,40)이 굽힘변형을 일으켜 초점조절용 렌즈(31)가 상방향으로 이동한 상태도로 초점조절용 렌즈의 이동위치(L2)를 나타낸다. 피사체의 상이 촬상소자에 초점을 맺게 되면 렌즈는 일정위치에 정지하며, 피사체의 이동에 의해 초점에서 벗어나게 되면 렌즈를 상하 방향으로 이동하여 자동으로 초점을 맺도록 동작한다. 상기와 같은 구성에서 스틸 박판(37,40)의 상하 면에 동일한 치수의 압전 단결정 박판(36A,36B 및 41A,41B)을 사용함으로써 굽힘 변형되는 스틸 박판의 양 끝단에서 상대 굽힘 각도가 존재하지 않게 되어 안내기구의 구비없이 초 점 조절용 렌즈(31)는 화상축(46)상에서 상하 방향으로만 이동하는 것이 가능하게 된다.

제 5도는 본 발명에 따른 경통 구동장치의 다른 실시예를 도시한 도면으로서, 초점조절용 렌즈(51)가 부착된 경통(52)이 조립되는 홀더(53)의 측면에 두개의 삽입슬롯(54A,54B)이 형성되어 있으며, 상기 삽입슬롯에는 압전 단결정 구동부(55A,55B)가 삽입되어 자외선 접착제(도시하지 않음)로 고정된다.

상기 압전 단결정 구동부(55A,55B)는 동일한 치수(폭, 길이 및 두께)를 갖는 제1 압전 단결정 박판(56A,56B)과 제2 압전 단결정 박판(57A,57B)이 "ㄱ" 형상의 스틸 박판(58)의 상부 및 하부에 각각 압착되며, 상기 스틸 박판(58)의 일 단부는 상기 홀더(53)의 측면에 구비된 삽입슬롯(54A,54B)에 삽입 고정되고, 타 단부는 고정블록(59)에 부착된다. 상기 고정블록(59)은 베이스(60)에 고정되며, 상기 베이스(60)에는 고정블록(59)을 통해 압전 단결정 박판에 구동신호를 인가하기 위한 플렉서블피시비(61)가 구비된다.

이상에서와 같이 본 발명은 초점조절 렌즈를 직선왕복 이동시키기 위한 경통 구동장치에서 렌즈가 부착되는 경통의 측면에 구동과 안내의 역할이 가능한 한 쌍의 압전 단결정 구동부를 대칭으로 배치함으로써, 구동장치의 부품수가 줄어들고 부가적인 안내기구의 제거가 가능하여 전체 크기를 소형화하는 것이 가능하게 된다. 또한, 기구적인 부하를 제거함으로써 소비전력를 작게 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 구동신호에 대한 응답속도가 빠른 압전 단결정을 사용함으로써 초점조절 렌즈 의 고속 정밀위치제어가 가능하게 되어 피사체의 초점조절을 위한 시간이 단축되고, 최상의 화상을 촬상소자로 부터 얻는 것이 가능하게 된다.

Claims

렌즈가 부착되는 경통의 측면에 한 쌍의 압전 단결정이 대칭으로 배치되며, 상기의 압전 단결정은 판형으로 일단부가 경통의 측면에 돌출된 돌기에 고정되고, 타 일단부는 구동장치의 베이스에 고정되며, 압전 단결정에 구동신호를 인가하기 위한 플렉서블피시비가 구비되는 것을 특징으로 하는 경통 구동장치
청구항 1에 있어서, 상기 경통의 측면에 배치되는 압전 단결정은 스틸 박판에 압착되어 구동신호의 인가시 압전 단결정의 인장에 따른 스틸 박판의 굽힘 변형이 발생되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 경통 구동장치
청구항 2에 있어서, 상기 스틸 박판의 상부 및 하부에 압착되는 압전 단결정의 치수를 동일하게 함으로써 상대 굽힘 각도가 존재하지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 경통 구동장치
청구항 2에 있어서, 상기 스틸 박판은 고정블록을 사용하여 1층 이상의 스틸 박판 층을 형성하여 각 층의 굽힘 변형이 누적되는 것이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 경통 구동장치
청구항 2에 있어서, 상기 스틸 박판은 "ㄱ" 형상으로 구성되어 단층의 스틸 박판에 두 쌍의 압전 단결정을 압착하여 스틸 박판의 굽힘 변형이 누적되는 것이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 경통 구동장치
청구항 2에 있어서, 상기 스틸 박판은 한 쌍 이상의 압전 단결정을 압착하는 것이 가능한 형상으로 구성하여 스틸 박판의 굽힘 변형이 누적되는 것이 가능하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 경통 구동장치