KR20070121304A - 줌 렌즈 배럴 어셈블리 - Google Patents

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KR20070121304A KR1020060056185A KR20060056185A KR20070121304A KR 20070121304 A KR20070121304 A KR 20070121304A KR 1020060056185 A KR1020060056185 A KR 1020060056185A KR 20060056185 A KR20060056185 A KR 20060056185A KR 20070121304 A KR20070121304 A KR 20070121304A
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Abstract

본 발명에 의한 줌 렌즈 배럴 어셈블리는 하나 또는 둘 이상의 고정렌즈 군과 하나 또는 둘 이상의 이동렌즈 군이 광축을 중심으로 한 양단부의 정공과 장공에 설치된 정공 가이드 샤프트와 장공 가이드 샤프트에 의해 안내되어 이동하는 구조로서, 상기 정공의 중심과 상기 장공의 중심과 상기 광축이 동일 선상에 놓이도록 설계된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 첫째, 렌즈 배럴의 가이드 샤프트의 조립홀인 정공과 장공과 렌즈 중심을 동일 선상에 놓이게 하여 설계함으로써, 각 렌즈군 간의 광축 정렬을 용이하게 할 뿐만이 아니라, 실제 완제품에서 발생하는 렌즈 디센터와 렌즈 틸트의 문제를 줄여서 안정된 품질의 촬영장치를 제조할 수 있도록 한다. 둘째, 토션 스프링의 탄성력에 의하여 클립의 나사산을 제어모터의 리드 스크루에 밀착시키는 구조에 의하여, 외부 충격이 가해지더라도 클립의 나사산이 리드 스크루에 맞물리는 위치를 이탈하지 않도록 한다.

Description

줌 렌즈 배럴 어셈블리{Zoom lens barrel assembly}
도 1은 종래의 줌 렌즈 배럴 어셈블리에 포함되는 하나의 이동렌즈군의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 줌 렌즈배럴을 이동렌즈군의 앞에서 본 정면도이고, 도 3은 도 2의 A-A 단면의 예시도이고, 도 4는 그 저면도이다.
도 5는 본 발명의 줌 렌즈배럴 어셈블리에서 하나의 이동렌즈군의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5의 클립부재(212)의 상세도이다.
도 7은 도 5의 클립 부재가 이동렌즈군에 조립된 상태의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 렌즈 배럴의 가공오차에 의해 발생하는 렌즈 디센터(lens decenter)와 렌즈 틸트(lens tilt)를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 카메라 등의 촬영장치에 장착된 줌 렌즈 배럴 어셈블리에 관한 것 이다.
도 1은 종래의 줌 렌즈 배럴 어셈블리(zoom lens barrel assembly)에 포함되는 하나의 렌즈군의 정면도이다. 고정렌즈군인 경우에는 클립 결합홀(6)이 생략된다.
줌 렌즈 배럴(1)은 하나 또는 둘 이상의 고정렌즈군과 하나 또는 둘 이상의 이동렌즈군이 렌즈의 중심이 되는 광축(2)을 중심으로 한 양단부의 정공(3)과 장공(4)에 설치된 정공 가이드 샤프트와 장공 가이드 샤프트에 의해 안내되어 고정되거나 이동하는 구조로 되어 있다.
도 1의 종래의 구조에서는 이동렌즈군 배럴 본체(1)의 양단부에 형성된 정공(3) 및 장공(4)과 광축이 되는 렌즈(5)의 중심(2)을 서로 동일선상에 놓지 않고 설계하여, 정공(3)과 장공(4)이 각각 렌즈 중심(2)을 기준점으로 하여 X치수와 그 공차(ΔX), Y치수와 그 공차(ΔY)로 설계된다.
그런데, 이와 같이 각 렌즈군의 부품이 정공(3)과 장공(4)이 각각 X공차(ΔX)와 Y공차(ΔY)로 관리될 경우 2 방향에서 발생하는 제품 공차로 인하여, 각 렌즈군의 정공(3)과 장공(4)이 실제로 가이드 샤프트에 조립될 때 각 렌즈군간의 광축을 정렬(align)하기가 힘들었다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 각 렌즈군간의 광축 정렬을 용이하게 하고, 또한 충격이 가해졌을때 이동렌즈군의 위치가 틀어지는 것을 방지한 클립 구조를 갖는 줌 렌즈배럴 어셈블리를 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 줌 렌즈 배럴 어셈블리는, 하나 또는 둘 이상의 고정렌즈군과 하나 또는 둘 이상의 이동렌즈군이 광축을 중심으로 한 양단부의 정공과 장공에 결합된 정공 가이드 샤프트와 장공 가이드 샤프트에 의해 안내되어 이동하는 구조의 렌즈 배럴 어셈블리로서, 상기 정공의 중심과 상기 장공의 중심과 상기 렌즈군의 중심(광축)이 동일 선상에 놓이도록 설계된 것을 특징으로 한다.
상기 각 렌즈군의 정공은 몰드금형에서 통코어에 의하여 성형되는 것이 바람직하다.
상기 이동렌즈군은 제어모터와 상기 제어모터의 리드 스크루(lead screw)의 나사산에 맞물려 이동하는 클립기구가 결합된 구조에 의하여 광축상에서 위치 이동이 제어된다.
상기 클립기구는, 중앙이 비어있고 양단에 클립 결합홀이 상기 정공에 하부에 클립 결합홀이 형성된 클립 결합부; 상부에는 상기 클립 결합홀에 동축으로 끼워지는 가이드홀이 관통 형성되고, 상기 가이드홀의 적어도 일단에서 상기 가이드홀을 중심으로 스프링 가이드벽이 형성되고, 하부에는 상기 리드 스크루의 나사산에 맞물리는 클립 나사산이 형성된 클립본체; 상기 스프링 가이드벽에 끼워지며 상기 클립 결합부의 중앙부 내측단에 한쪽발이 지지되어 상기 클립본체 상기 리드 스크루의 나사산 맞물림 방향으로 밀착하는 탄성력을 제공하는 토션 스프링; 및 상기 클립 결합홀을 통하여 상기 토션 스프링과 상기 클립의 가이드홀에 끼워지는 클립 가이드 샤프트를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 클립 나사산은 상기 리드 스크루의 리드각만큼 사선으로 배치된 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 구성과 동작을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면에 도시된 동일한 참조 부호는 동일한 기능을 수행하는 구성요소를 의미한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 줌 렌즈배럴을 이동렌즈군의 앞에서 본 정면도이다. 도 2에서 고정렌즈군인 경우에는 클립결합홀(206)이 생략된다.
도 3과 도 4는 본 발명의 렌즈배럴 구조가 채용된 줌 렌즈배럴 어셈블리의 일 예로서, 도 3은 도 2의 A-A 단면의 예시도이고, 도 4는 그 저면도이다.
도 3을 참조하면, 줌 렌즈배럴 어셈블리에 있어서, 입사광축(124)을 통하여 고정렌즈군(100)으로 입사된 빛은 1군 고정렌즈군(100) 내부의 반사광학소자에 의하여 직각 방향으로 꺽인 광축(122)으로 광로가 변경되어 2군 이동렌즈군(102), 3군 고정렌즈군(104), 4군 이동렌즈군(106), 5군 고정렌즈군(108)을 통과하여 CCD(charge coupled device)와 같은 수광소자(110)로 수광되어 광전변환되며, 광전변환된 신호는 케이블(도 4의 120)을 통하여 줌 렌즈배럴 어셈블리를 구비하는 디지털 촬영장치의 제어부(미도시)로 전달된다.
여기서 이동렌즈군(102, 106)은 줌 렌즈군 또는 초점 렌즈군 등으로 기능하게 된다.
도 2의 줌 렌즈배럴은 하나 또는 둘 이상의 고정렌즈군(100, 104, 108)과 하나 또는 둘 이상의 이동렌즈군(102, 106)이 광축(도 3, 도 4의 122)을 중심으로 한 양단부의 정공(202)과 장공(204)에 설치된 정공 가이드 샤프트(도 4의 112)와 장공 가이드 샤프트(도 4의 114)에 의해 안내되어 이동하는 구조이다.
도 3, 도 4의 줌 렌즈배럴 구조에서, 각 렌즈군은 이를 채용하는 촬영장치의 제품사양에 따라 삭제되거나 추가될 수 있으며, 도 2의 본 발명의 특징적인 렌즈배럴 구조는 1군 고정렌즈군(100)에는 적용되지 않고, 가이드 샤프트(112, 114)에 끼워지는 렌즈군(102, 104, 106)에만 적용된다. 특히 도 2의 렌즈배럴은 도 3, 도 4의 2군 이동렌즈군(102)의 렌즈배럴 구조를 예시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명 줌 렌즈 배럴 어셈블리는, 정공(202)과 장공(204)과 렌즈군의 중심(122, 광축)이 동일 기준선상(200)에 놓이도록 설계된 것을 특징으로 한다.
도 1의 종래의 렌즈배럴 구조에서는 이동렌즈군 배럴본체(1)의 양단부에 형성된 정공(3) 및 장공(4)과 광축이 되는 렌즈(5)의 중심(2)을 서로 동일선상에 놓지 않고 설계하여, 정공(3)과 장공(4)이 각각 렌즈 중심(2)을 기준점으로 하여 X치수와 그 공차(ΔX), Y치수와 그 공차(ΔY)로 설계되며, 몰드 성형에 의한 각 렌즈군 가공시 이러한 X공차(ΔX)와 Y공차(ΔY)로 인하여, 각 렌즈군의 정공(3)과 장공(4)이 실제로 가이드 샤프트에 조립될 때 각 렌즈군간의 광축(2)을 정렬하기가 힘든 문제점이 있었다.
이에 비하여 본 발명의 렌즈 배럴에 있어서는, 몰드 금형에서 정공(202)과 장공(204)과 렌즈군의 중심(122)이 기준선(base line)에 배치되고, 렌즈 중심(122)과 정공(202)의 위치를 기준으로 장공(204)을 관리하게 되므로, 렌즈배럴을 2개의 가이드 샤프트에 조립할 때 광축 정렬이 용이해진다.
도 5는 본 발명의 줌 렌즈배럴 어셈블리에서 하나의 이동렌즈군의 구성을 나타낸 사시도이다. 도 5에서 고정렌즈군인 경우에는 클립결합홀(206)이 생략된다.
각 렌즈군의 정공(202)은 몰드금형에서 통코어에 의하여 성형되는 것이 바람직하다. 몰드 성형에 의하여 정공(202)을 가공시에 일자 통코어로 취출함으로써, 제품 양산시에 정공(202) 내부에 거스러미(burr)가 발생하지 않도록 하고 정공 양단의 홀 위치(202, 203)를 일정하게 한다. 이 때 정공(202)의 축(122)방향 길이는 코어 이형저항을 고려하여 소정 길이 이상 예컨대 6mm 이상으로 하는 것이 바람직하다.
만일 정공 성형시 일자 통코어가 아니고, 정공 양단(202, 203)으로 빠지게 되는 2개의 코어에 의해 성형하면, 금형내에서 서로 다른 코어 위치 공차가 발생하고 정공 내부에서 코어 부정합성에 의한 거스러미(burr)가 발생하여 광축으로부터의 렌즈군의 디센터(lens decenter)와 틸트(lens tilt)에 직접적인 영향을 주게된다(도 8 참조).
이동렌즈군(102)은, 정공(202)과 장공(204)에 가이드 샤프트(112, 114)가 끼워진 상태에서, 제어모터의 리드 스크루(116)의 나사산에 맞물려 좌우로 이동하는 클립기구(212)가 결합된 구조에 의하여 광축상(122)에서 안내되며 위치 이동이 제어된다.
본 발명의 클립기구(212)는 토션 스프링(216)이 조립된 채로 클립 결합부(206)에 끼워져서 클립 가이드 샤프트(210)에 의해 고정되어, 제어모터의 리드 스크루(116)에 맞물린다.
렌즈배럴(102)에서 정공(202)에 하부의 양단에 형성되는 클립결합부(208)는 클립기구(212)가 끼워질 수 있도록 중앙이 비어있고 클립 결합홀(206)이 형성되어 있다.
도 6은 도 5의 클립부재(212)의 상세도로서, 클립 가이드 샤프트(210)에 끼워지는 가이드홀(300)이 관통 형성되고, 가이드홀(300)의 일단에서 가이드홀(300)을 중심으로 스프링 가이드벽(302, 304)이 형성되고, 리드 스크루(도 5의 116)의 나사산에 맞물리는 클립 나사산(214)이 스크루 결합부(308)에 형성되어 있다.
스프링 가이드벽(302, 304)에는 토션 스프링(216)이 결합된다.
클립부재(212)에서 스프링 가이드벽(302, 304)으로부터 소정 간격 이격되어, 토션 스프링(216)의 한쪽발이 지지되는 가이드 보스(306)가 형성되어 있다.
그리고 클립부재(212)가 모터의 리드 스크루(도 5의 116)에 결합될 때, 리드 스크루를 감싸도록 지지부재(310, 312)가 형성되어 있는데, 이 지지부재(310, 312)는 충격시 스크루 결합부(308)의 나사산(214)이 리드 스크루(116)에서 이탈하는 것을 방지한다. 여기서 클립 나사산(214)은 리드 스크루(116)의 리드각(lead angle)만큼 사선으로 배치하는 것이 나사간의 물림율을 향상시키므로 바람직하다.
도 7은 도 5의 클립 부재가 이동렌즈군에 조립된 상태의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
이동렌즈군의 렌즈배럴(102)의 정공(202) 및 장공(204)이 정공 가이드 샤프트(202) 및 장공 가이드 샤프트(114)에 조립되어 있고, 클립 가이드 샤프트(210)에 의해 클립기구(212)가 제어모터의 리드 스크루(116)에 클립 나사산(214)이 맞물려클립 결합부(208)에 조립되어 있다.
제어모터(116)가 정, 역방향 회전하여 클립기구(212)를 이동시킴으로써, 이동렌즈군(102)이 광축상에서 전후로 위치를 이동하게 된다.
이러한 클립구조에서 스프링 가이드벽(302, 304)에 끼워진 토션 스프링(216)은 한쪽 발(217)이 클립결합부(208)의 내측단(200)에 지지되고, 다른쪽 발(215)은 클립기구(216)의 보스(306)에 지지된다. 클립결합부(208) 내측단에 지지된 토션 스프링(216)의 탄성력이 스크루 결합부(308)를 리드 스크루(116)에 밀착시키는 방향(402, 404)으로 작용한다.
이러한 토션 스프링(216)과 지지부재(310, 312)가 구비된 클립기구의 구조에 의하여, 외부 충격이 가해지더라도 클립의 나사산(214)이 리드 스크루(116)에 맞물리는 위치를 이탈하지 않도록 한다.
도 8은 렌즈 배럴의 가공오차에 의해 발생하는 렌즈 디센터(lens decenter)와 렌즈 틸트(lens tilt)를 설명하기 위한 도면이다.
렌즈 디센터는 실제 조립된 제품의 광축이 이론 광축으로부터 반경방향으로 벗어난 정도를 의미하며, 렌즈 틸트는 실제 조립된 제품의 광축이 이론 광축으로부터 기울어진 정도를 의미한다. 이러한 렌즈군의 디센터와 틸트의 정도는 제품 가공시 각 부품의 누적공차, 조립공차 등을 관리함으로써 결정된다.
도면에서 R1 중심과 R2 중심은, 정공(202, 203) 성형시에 각각 정공 양단(202, 203)에서 빠지는 2개의 서로 다른 코어에 의해 성형한 경우에 각 코어의 중심이 서로 불일치할 수 있음을 의미한다. 이러한 코어 불일치로 인하며 렌즈군의 디센터와 틸트의 관리가 더욱 어려워지게 된다.
도 2에서 설명한 바와 같이, 렌즈 배럴의 가이드 샤프트(112, 114)의 조립홀인 정공(202)과 장공(204)과 렌즈 중심(122)을 동일 선상에 놓이게 하여 설계함으로써, 실제 완제품에서 발생하는 이러한 렌즈 디센터와 렌즈 틸트의 문제를 줄여서, 더욱 안정된 품질의 촬영장치를 제조할 수 있도록 한다.
또한 몰드 성형에 의하여 정공(202)을 가공시에 일자 통코어로 취출함으로써, 제품 양산시에 정공(202) 내부에 거스러미(burr)가 발생하지 않도록 하고 정공 양단의 홀 위치를 일정하게 하여, 렌즈 디센터와 렌즈 틸트를 더욱 경감하는 방향으로 품질을 관리할 수 있다.
이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 줌 렌즈배럴 어셈블리에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 렌즈 배럴의 가이드 샤프트의 조립홀인 정공과 장공과 렌즈 중심을 동일 선상에 놓이게 하여 설계함으로써, 각 렌즈군간의 광축 정렬을 용이하게 할 뿐만이 아니라, 실제 완제품에서 발생하는 렌즈 디센터와 렌즈 틸트의 문제를 줄여서 안정된 품질의 촬영장치를 제조할 수 있도록 한다.
둘째, 토션 스프링의 탄성력에 의하여 클립의 나사산을 제어모터의 리드 스크루에 밀착시키는 구조에 의하여, 외부 충격이 가해지더라도 클립의 나사산이 리드 스크루에 맞물리는 위치를 이탈하지 않도록 한다.
본 발명은 이상에서 설명되고 도면들에 표현된 예시들에 한정되는 것은 아니다. 전술한 실시예들에 의해 가르침을 받은 당업자라면, 다음의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위 및 목적 내에서 치환, 소거, 병합 등에 의하여 전술한 실예들에 대해 많은 변형이 가능할 것이다.

Claims (5)

  1. 하나 또는 둘 이상의 고정렌즈군과 하나 또는 둘 이상의 이동렌즈군이 광축을 중심으로 한 양단부의 정공과 장공에 설치된 정공 가이드 샤프트와 장공 가이드 샤프트에 의해 안내되어 이동하는 구조의 렌즈 배럴 어셈블리에 있어서,
    상기 정공의 중심과 상기 장공의 중심과 상기 렌즈군의 중심(광축)이 동일 선상에 놓이도록 설계된 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 배럴 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 렌즈군의 정공은 몰드금형에서 통코어에 의하여 성형되는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 배럴 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이동렌즈군은 제어모터와 상기 제어모터의 리드 스크루(lead screw)의 나사산에 맞물려 이동하는 클립기구가 결합된 구조에 의하여 광축상에서 위치 이동이 제어되는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 배럴 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서, 상기 클립기구는
    중앙이 비어있고 양단에 클립 결합홀이 상기 정공에 하부에 클립 결합홀이 형성된 클립 결합부;
    상부에는 상기 클립 결합홀에 동축으로 끼워지는 가이드홀이 관통 형성되고, 상기 가이드홀의 적어도 일단에서 상기 가이드홀을 중심으로 스프링 가이드벽이 형성되고, 하부에는 상기 리드 스크루의 나사산에 맞물리는 클립 나사산이 형성된 클립본체;
    상기 스프링 가이드벽에 끼워지며 상기 클립 결합부의 중앙부 내측단에 한쪽발이 지지되어 상기 클립본체 상기 리드 스크루의 나사산 맞물림 방향으로 밀착하는 탄성력을 제공하는 토션 스프링; 및
    상기 클립 결합홀을 통하여 상기 토션 스프링과 상기 클립의 가이드홀에 끼워지는 클립 가이드 샤프트를 구비하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 배럴 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 클립 나사산은 상기 리드 스크루의 리드각만큼 사선으로 배치된 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 배럴 어셈블리.
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