KR20080063099A - 줌렌즈 배럴 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피사체로부터 입사되는 영상광을 기본 골격이 되는 프레임 내에서 절곡시켜 절곡된 광축 상에서 변배 및 초점 조절하는 소형 줌렌즈 배럴 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 줌모터의 동력이 스크루부재와 회전캠부재와 같은 회전구동부재를 통하여 제2 줌렌즈군에 전달되는 동시에 제2 줌렌즈군의 동력이 캠부재을 통해 제1 줌렌즈군에 전달되도록 하여 변배에 따른 제1,2 줌렌즈군 사이의 간격 변화를 유도하되, 제1 줌렌즈군과 제2 줌렌즈군을 탄성부재로 상호 연결하고, 회전캠부재의 캠홈의 구간별 경사도를 달리함으로써, 외부 충격에 강함은 물론이고 구동원의 동력을 일정하게 유지하면서도 보다 정확한 변배 기능을 제공하고, 오랜 시간 동안 구동원인 줌모터가 무리없이 안정적으로 구동할 수 있도록 하며, 줌모터와 회전캠부재를 상호 결합 연동시키는 기어부의 구조를 변경함으로써, 구동원의 회전이득과 기본 골격이 되는 프레임 내에서의 공간 활용도를 향상시킬 수 있는 줌렌즈 배럴 어셈블리에 관한 것이다. 본 발명의 줌렌즈 배럴 어셈블리 구조에 의하면, 간단한 구성의 줌렌즈 구동 기구를 제공하여 설계, 가공 및 조립성의 향상으로 생산 비용이 절감되고 공간을 효율적으로 활용할 수 있다. 따라서 디지털 카메라 및 휴대폰 등 모바일 촬영기기의 소형(compact)화 추세에 따른 박형의 촬영기기를 구현할 수 있는 효과가 있다.

줌렌즈군, 캠부재, 회전구동부재, 줌렌즈 배럴

Description

줌렌즈 배럴 어셈블리{Zoom Lens Barrel Assembly}

본 발명은 피사체로부터 입사되는 영상광을 절곡시켜 절곡된 광축 상에서 변배 및 초점 조절하는 줌렌즈 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부 충격에 강함은 물론이고, 보다 정확한 변배 기능을 제공하고, 오랜 시간 동안 구동원인 줌모터의 무리 없이 안정적으로 구동할 수 있으며, 기본 골격이 되는 프레임 내에서의 공간 활용도를 향상시킬 수 있는 줌렌즈 배럴 어셈블리에 관한 것이다.

본 발명은 카메라 기능을 가지는 모바일 기기(모바일 폰, PDA)나 디지털 카메라에 장착되는 줌렌즈 배럴 어셈블리 및 이를 구비한 촬영장치에 관한 것이다.

디지털 카메라나, 모바일 폰용 카메라등의 디지털 촬영기기는 일반적으로 렌즈부를 구비한 광학계와, 렌즈부의 일면에 배치되는 촬상 소자와, 촬상 소자로부터 받은 전기적 신호를 처리하는 화상 처리부와, 촬영된 화상을 저장하는 메모리 등으로 이루어져 있는데, 그 작동은 다음과 같이 수행된다.

즉, 촬영자가 촬영을 하면, 렌즈부를 투과한 피사체의 영상광이 CCD/CMOS 등의 촬상 소자에 입사되고, 촬상 소자는 입사된 영상광을 전기적 화상 신호로 변환하고, 화상 처리부는 그 화상 신호를 처리하고, 메모리는 촬영된 화상을 저장함으 로써 촬영이 수행되게 된다.

한편, 사용자의 편의에 따라, 표준 상태보다 멀리 있는 피사체를 가까이 당겨서 촬영하기 위해서는 줌렌즈 광학계가 필요하게 된다.

그러한 줌렌즈 광학계는, 줌렌즈 광학계를 구성하는 줌렌즈들 사이의 거리를 변화시키는 기계, 기구적 구성을 구비함으로써, 변배(變倍, zoom) 작용을 수행하게 된다.

그런데, 종래의 줌렌즈 광학계의 경우에는, 줌렌즈군들 사이의 거리를 변화시키기 위한 기구적 구성으로 원통형의 배럴(barrel)에 형성된 입체캠을 일반적으로 구비하고 있었다. 그러나, 그러한 입체캠은 그 가공이 어렵고, 줌 구동시 배럴내의 입체캠을 따라 줌렌즈군들이 움직이는 구조를 가지고 있으므로, 주변의 줌 모터 및 포커싱 모터들의 배치위치가 제한됨으로써 효율적인 공간 활용이 어려워 전체적인 줌렌즈 배럴의 부피가 커지는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 최근 디지털 카메라 및 휴대폰 등 모바일 촬영기기의 소형(compact)화 추세에 따라, 구성이 간단하고 공간의 효율적인 사용이 가능한 촬영기기용 줌렌즈 배럴 어셈블리 및 이를 구비한 촬영기기를 제공하는데 있다.

또한 외부 충격에 강함은 물론이고 구동원인 줌모터의 동력을 일정하게 유지하면서도 보다 신속하고 정확한 변배 기능을 제공하고, 오랜 시간 동안 줌모터의 무리 없이 안정적으로 구동할 수 있도록 하는 줌렌즈 배럴 어셈블리를 제공하는 데 그 목적이 있다.

아울러 본 발명은 구동원과 회전캠부재를 상호 결합 연동시키는 기어부의 구조를 변경함으로써, 구동원의 회전이득을 높일 뿐만 아니라 기본 골격이 되는 프레임 내에서의 공간 활용도를 향상시킬 수 있는 줌렌즈 배럴 어셈블리를 제공하는 데에 다른 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 구성은, 광학계가 적어도 2개 이상의 줌렌즈군(群)이 제1 광축 상에 배치되고, 상기 제1 광축 상에서 각 렌즈군 사이의 간격을 변화시켜 광학계의 배율을 조정하는 줌렌즈 배럴 어셈블리에 있어서, 줌 모터; 상기 줌 모터 일측 끝단과 연결되어 제2 줌렌즈군을 변배 비율에 따라 이동시키기 위한 회전 동력원으로 작동하는 회전구동부재; 상기 줌 모터와 상기 회전구동부재 사이에 적어도 하나 이상 배치되는 동력 전달 기어; 상기 회전구동부재에 결합되어 상기 제1 광축 방향으로 직진 이동하며, 상기 제1 광축 방향을 따라 배치된 제2 줌렌즈군을 지지하며 일측에 제2 가이드 돌기가 구비된 제2 줌렌즈군 부재; 상기 제1 광축 방향을 따라 배치된 제1 줌렌즈군을 지지하며 일측에 제1 가이드 돌기가 구비된 제1 줌렌즈군 부재; 상기 제1,2 가이드돌기를 각각 수용하는 제1,2 캠홈을 구비하되, 상기 제2 캠홈을 통해 상기 제2 줌렌즈군의 동력을 받아 제1 광축과 직교하는 방향으로 슬라이딩되면서 상기 제1 캠홈을 통해 상기 제1줌 랜즈군 부재에 동력을 전달하는 동시에 상기 제1,2 줌렌즈군 부재 사이의 간격 변화를 유도하는 캠부재; 상기 캠부재의 외측에 위치하여 상기 프레임과 결합되어 상기 캠부재의 이탈을 방지하기 위한 캠커버; 및 상기 캠 부재가 장착되는 프레임을 구비하되, 상기 줌 모터는 상기 광축 방향을 기준으로 상기 반사 광학소자의 상기 제1 광축 방향의 전방에 배치되고, 상기 줌 모터의 회전축 외측으로 돌출된 회전축의 돌출부가 상기 프레임에 형성된 홈에 회동 가능하도록 삽입되며, 상기 제1 캠홈 형상을 U자 형상으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 회전구동부재는, 상기 줌 모터의 동력에 의해 회전 운동을 하는 스크루(screw) 부재와 상기 스크루(screw) 부재의 회전운동을 직진운동으로 변환하는 클립부재로 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전구동부재는, 원기둥의 표면에 홈을 낸 것으로, 상기 줌 모터의 동력을 받아서 회전 구동함에 따라 상기 제2 줌렌즈군 부재를 제1 광축 상에서 왕복 운동시키는 회전캠부재인 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 회전캠부재의 홈 경사도는 구간별로 달리하여 변배에 따른 제2 줌렌즈군의 이동속도를 구간별로 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1,2 줌렌즈군 사이에 위치하고, 변배에 따라 압축, 신장하는 탄성부재를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 동력 전달 기어는, 상기 줌 모터의 회전축에 결합된 웜기어(worm gear)와, 상기 웜기어에 맞물려 회전하는 웜휠(worm wheel) 또는 베벨기어로 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 광축 방향으로 상기 제1 줌렌즈군의 물체측 방향에 배치되어 상기 제1 광축에 직교한 제2 광축 방향에서 입사한 광을 상기 제1 광축 방향으로 변환시키는 반사 광학소자; 및 피사체와 마주보는 상기 제2 광축 방향으로 상기 반사 광학소자의 물체측 방향에 배치된 고정 렌즈군을 더 구비하고, 피사체로부터 입사된 영상광은 상기 고정 렌즈군, 상기 반사 광학소자, 상기 제1 줌렌즈군, 상기 제2 줌렌즈군을 순차적으로 경유하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제3 줌렌즈 구동 모터; 및 상기 제3 줌렌즈 구동 모터에 의해 구동되며, 상기 제1 줌렌즈군 및 상기 제2 줌 렌즈군과 동일한 광축상에서 상기 제1 줌렌즈군 및 상기 제2 줌렌즈군과 연동하는 제3 줌렌즈군;을 더 구비하되, 상기 제3 줌렌즈군은 상기 제2 줌렌즈군보다 상측(像側) 방향에 배치되어 변배 동작시 상기 제2 줌렌즈군과 상반되는 방향으로 이동하며 변배에 따른 초점 조정 기능을 수행하는 특징으로 한다.

또한, 상기 줌 모터 및 회전구동부재는 제1 광축과 평행하게 배치되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 줌렌즈 배럴 어셈블리에 의하면, 상기 입체캠을 채용한 종래 줌렌즈 배럴의 문제점을 해결하는 것으로서, 간단한 구성의 줌렌즈 구동 기구를 제공하여 설계, 가공 및 조립성의 향상으로 생산 비용이 절감되고 공간을 효율적으로 활용할 수 있다. 따라서 디지털 카메라 및 휴대폰 등 모바일 촬영기기의 소형(compact)화 추세에 따른 박형의 촬영기기를 구현할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 줌렌즈 배럴 어셈블리는 줌모터의 동력이 회전캠부재를 통해 제2 줌렌즈군 부재에 전달되는 동시에 제2 줌렌즈군 부재의 동력이 캠부재를 통해 제1 줌렌즈군에 전달되도록 하여 변배에 따른 제1,2 줌렌즈군 사이의 간격변화를 유도하되, 각 변배 렌즈군 사이에 탄성부재를 연결하고, 일정한 동력에 의해 회전하는 회전캠부재에 연동되어 광축 상에서 직진 운동하는 변배 렌즈군의 구간별 속도를 달리함으로써, 외부 충격에 강함은 물론이고 보다 정확한 변배 기능을 제공하면서 변배에 따른 소요시간 및 회전캠부재의 회전수를 최적화하여 보다 오랜 시간 동안 구동원인 줌모터의 무리 없이 안정적으로 구동할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 줌렌즈 배럴 어셈블리는 구동원인 줌모터와 회전캠부재를 상호 결합 연동시키는 기어부의 구조를 변경함으로써, 줌모터의 회전 이득과 기본 골격이 되는 프레임 내에서의 공간 활용도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 줌렌즈 배럴 어셈블리 및 실시예들을 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명의 바람직한 제1 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 줌렌즈 배럴 어셈블리(100)의 도시한 개략적인 사시도이다. 도 2는 도 1의 광축면의 단면도이다. 도 3은 도 1의 줌렌즈 배럴 어셈블리에서 프레임을 제거하고 도시한 사시도이다. 도 4는 도 1의 줌렌즈 배럴 어셈블리의 분해 사시도이다.

제1 실시예에 있어서, 회전구동부재는 이하 상술하는 스크루부재 및 클립부재로 구성된다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 줌렌즈 배럴 어셈블리는, 제1 줌렌즈군 부재(111), 제2 줌렌즈군 부재(121), 줌모터(130), 스크루부재(141), 클립부재(142), 캠부재(151), 고정렌즈군 부재(101), 반사 광학소자(102) 및 프레임(190, 192)을 포함한다. 여기서, 본 발명의 줌렌즈 배럴 어셈블리는 고정 렌즈군 부재(101) 및 반사 광학소자(102)를 제외한 구조로서, 제1 광축 방향으로부터 피사체의 영상광이 직접 입사되는 구조로 구비될 수도 있다.

우선, 줌 작용을 구현하는 제1 줌렌즈군 부재(111), 제2 줌렌즈군 부재(121), 줌모터(130) 및 캠부재(151)에 대해 설명한다. 도면의 고정렌즈군 부재(101) 및 반사 광학소자(102)가 구비된 줌렌즈 어셈블리 구조에서, 제2 광축(OP2) 방향이란 피사체와 마주보는 방향을 의미하고, 제1 광축 방향(OP1)이란 제2 광축 방향(OP2)에 수직으로 향하며 제1 줌렌즈군(103, 104), 제2 줌렌즈군(105, 106, 107) 등을 관통하는 방향을 의미한다. 피사체로부터 입사된 영상광은 고정 렌즈군(101), 반사 광학소자(102), 제1 줌렌즈군(103, 104), 제2 줌렌즈군(105, 106, 107)을 순차적으로 경유하여 이미지 센서(CCD, CMOS)로 입사하게 된다.

제1 줌렌즈군(103, 104)은 적어도 하나 이상의 렌즈로 구성되고, 제1 광축 방향(OP1)을 따라 배치되어 있으며, 제1 줌렌즈군 부재(111)는 제1 줌렌즈군(103, 104)을 둘러싸 지지하도록 구성된다.

제1 줌렌즈군 부재(111)의 일측에는 제1 가이드 리브(112, 도 3 참조)를 구비하고 있는데, 제1 가이드 리브(112)의 일단에는 캠부재(151)의 설치 방향으로 제1 가이드 돌기(113)가 형성되어 있다. 캠부재(151)는 제1 가이드 돌기(113)와 제2 가이드 돌기(123)에 제1 캠홈(152)과 제2 캠홈(153)이 각각 들어가도록 하여 프레임(190, 192)에 결합되고, 캠부재(151)가 고정되도록 캠커버(155)(도 1, 도 4 참조)가 캠부재(151)를 사이에 두고 프레임(190, 192)과 결합 고정된다. 캠커버(155)는 캠부재(151)의 외측에 위치하여 프레임(190)과 결합되어 캠부재(151)의 이탈을 방지한다.

본 실시예에 따르면, 제1 줌렌즈군 부재(111)는 제1 가이드 리브(112)를 구비하고, 제1 가이드 돌기(113)는 제1 가이드 리브(112)에 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 제1 줌렌즈군 부재(111)는 제1 가이드 리브(112)를 구비하지 않고, 제1 줌렌즈군 부재(111)에 제1 가이드 돌기(113)가 직접 형성될 수도 있다.

한편, 제2 줌렌즈군 부재(121)는 제1 줌렌즈군 부재(111)와 제1 광축 방향(OP1)을 따라 이격되어 배치된다. 제2 줌렌즈군(105, 106, 107)은 적어도 하나의 렌즈로 구성되고, 제1 광축 방향(OP1)을 따라 배치되어 있으며, 제2 줌 렌즈군 부재(121)는 제2 줌렌즈군(105, 106, 107)을 둘러싸 지지하도록 구성된다.

제2 줌렌즈군 부재(121)의 일측에는 제2 가이드 리브(122)를 구비하고 있는데, 제2 가이드 리브(122)의 일단에는 캠부재(151)의 설치 방향으로 제2 가이드 돌기(123)가 형성되어 있다.

본 실시예에 따르면, 제2 줌렌즈군 부재(121)는 제2 가이드 리브(122)를 구비하고, 제2 가이드 돌기(123)는 제2 가이드 리브(122)에 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 제2 줌렌즈군 부재(121)는 제2 가이드 리브(122)를 구비하지 않고, 제2 줌렌즈군 부재(121)에 제2 가이드 돌기(123)가 직접 형성될 수도 있다.

줌모터(130)는 제1 줌렌즈군 부재(111) 및 제2 줌렌즈군 부재(121) 사이의 거리를 변화시키기 위해 동력을 제공하는 기능을 수행한다. 그리고, 상기 줌모터(130)는, 제1광축 방향(OP1)을 기준으로 볼 때, 반사 광학소자(102)의 전방에 배치되고, 줌모터(130) 회전축(131)의 배치 방향은, 제2 광축 방향(OP2)과 평행(제1 광축 방향(OP1)과 직교방향)하도록 배치된다.

또한, 줌모터(130)에는 모터 회전축(131)이 일체형으로 조립되어 회전하고 있는데, 여기서 줌모터 회전축(131)의 끝단이 줌기어(132)보다 길게 밖으로 돌출되어 있는 것이 구조적 특징이다. 이렇게 하여 줌모터 회전축(131)을 프레임(190)의 일측에 형성되어 있는 줌모터 회전축 홈(191)에 회동 가능하게 삽입되도록 구성하여, 줌모터(130)의 회전시 회전축(131)의 끝단이 홈(191)에 지지되어 진동을 저감함에 따라 소음을 감소하게 한다. 또한 모터 회전축(131)이 외부 낙하 충격에 의한 휨 등을 미연에 방지 할 수 있어 소비자 사용시 발생하는 외부 충격으로부터 구동 기구의 내구성을 향상시킬 수 있다.

상기 기어부(132, 133)는 줌모터(130)로부터 동력을 전달받아, 스크루(screw) 부재(141)로 동력을 전달하게 된다. 줌모터(130)으로부터 동력을 전달받으면 스크 루 부재(141)는 회전운동을 하게 되고, 이 회전운동은 다시 클립부재(142)로 동력을 전달하게 된다. 상기 스크루(screw) 부재(141)로부터 회전 동력을 전달 받은 클립부재(142)는 회전운동을 하려고 하나 클립 가이드 샤프트(143)에 의하여 직진운동을 하게 된다. 클립 가이드 샤프트(143)에 의하여 직진운동을 하는 클립부재(142)는 제2 줌렌즈군 부재(121)를 제1 광축 방향(OP1)으로 직진 이동시키는 역할을 하게 된다. 제2 줌렌즈군 부재(121)의 일측에는 제2 가이드 리브(122)를 구비하고 있는데, 제2 가이드 리브(122)의 일단에는 캠부재(151)의 설치 방향으로 제2 가이드 돌기(123)가 형성되어 있다. 상기 제2 가이드 돌기(123)는 제1 광축방향(OP1)으로 직진 이동을 하면서 캠부재(151)를 슬라이딩 운동을 하도록 하는 역할을 한다.

한편, 실시예 도면의 캠부재(151)는 평면의 판상(plate) 구조로 형성되어 있는데, 중앙부에는 제1 캠홈(152) 및 제2 캠홈(153)이 형성되어 있다. 본 실시예에서 캠부재(151)는 평면의 판상 구조이나 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 발명의 실시용도에 따라 평면이 아닌 곡면 등의 다양한 형태의 캠을 구성할 수도 있다. 여기서, 캠 부재(151)의 평면에 수직한 방향은 촬상하는 피사체를 향하도록 배치됨으로써, 줌렌즈 배럴의 부피를 최소화할 수 있게 된다.

제1 캠홈(152)은 제1 가이드 돌기(113)가 끼워져 슬라이딩 작동이 가능하도록 형성되어 있다.

제2 캠홈(153)은 제2 가이드 돌기(122)가 끼워져 캠부재(151)가 제2줌 렌즈군 부재(111)로부터 동력을 전달 받을 수 있도록 된다.

본 실시예에 따른 제1 캠홈(152)은 "U"자 형상으로 형성되고, 제2 캠홈(153)은 직선의 형상으로 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 제1 캠홈(152)과 제2 캠홈(153)의 형상은 캠부재(151)의 슬라이딩 이동량과 제1 줌 렌즈군 부재(111)와 제2 줌렌즈군 부재(121) 사이의 거리가 적절히 변경되어 필요한 줌 작동을 수행하도록 형성되면 되고, 그 외의 세부적인 형상에는 특별한 제한이 없다.

즉, 설계자는 줌 작동에 필요한 제1 줌렌즈군 부재(111)와 제2 줌렌즈군 부재(121)의 사이의 거리의 변화량을 결정하고, 그 변화량에 따라, 제1 캠홈(152)과 제2 캠홈(153)의 곡률 및 형상을 결정하게 된다. 또한 제2 줌렌즈군 부재(121)는 스크류 부재(141)의 회전수에 따라 직접적으로 광학 위치가 결정되며 제1 줌렌즈군 부재(111)와 제2 줌렌즈군 부재(121)의 광학적 거리는 캠 부재(151)의 제1 캠홈(152)에 의하여 결정되도록 구성할 수도 있다.

본 실시예에 따른 줌렌즈 배럴의 하부 즉, 제2 줌렌즈군 부재(121)의 상측(像側) 방향에는, 제1 광축 방향(OP1)을 따라 제3 줌렌즈군 부재(180)가 배치된다.

제3 줌렌즈군 부재(180)는 제3 줌렌즈군(108)을 가지고 있으며, 제3 줌렌즈군 구동 모터(181)에 의하여 설정된 값으로 줌잉(zooming)시 이동을 한다. 이 때 제3 줌렌즈군(108)은 자동 초점(Auto Focus) 기능도 동시에 수행하며, 이 경우 망원(Tele)단에서 광각(Wide)단으로 줌잉을 할 경우 제2 줌렌즈군 부재(121)와 제3 줌렌즈군 부재(180)는 서로 상반된 방향으로 이동을 한다.

한편, 본 실시예에 따르면, 제1 줌렌즈군 부재(111) 및 제2 줌렌즈군 부재(121) 와 별개의 구동 장치로 줌잉 및 자동초점조절을 수행하는 제3 줌렌즈군 부재(180)를 구비하고 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 줌잉시 제3 줌렌즈군 부재(180)는 고정시키고 제1 줌렌즈군 부재(111) 및 제2 줌렌즈군 부재(121) 만으로 줌 구동을 수행할 수도 있다.

가이드 샤프트(171, 172)는 프레임(190, 192)에 제1 광축 방향(OP1)과 평행한 방향으로 장착되는데, 좌우 대칭으로 2개가 장착되게 되며, 제1 줌렌즈군 부재(111) 및 제2 줌렌즈군 부재(121)가 제1 광축 방향(OP1)을 따라 이동될 수 있도록 가이드 한다.

도 5는 줌렌즈 배럴의 광각단(Wide) 상태, 도 7은 줌렌즈 배럴의 중간단(Middle) 상태, 도 8은 망원단(Tele) 상태의 도면이다. 도 6은 도 5의 측면도이다. 도 5(망원단)으로부터 도 7(중간단), 도 9(망원단)까지의 제1 줌렌즈군(111)과 제2 줌렌즈군(121)의 이동 동작은 줌모터(130) → 웜기어(132) → 웜휠(133) → 스크루부재(141) → 클립부재(142) → 제2렌즈군부재(121) → 제2가이드돌기(123) → 제2캠홈(153)→ 캠부재(151) → 제1캠홈(152) → 제1가이드돌기(113) → 제1가이드 리브(112) → 제1렌즈군부재(111)의 동력전달 구조에 의해 달성된다.

도 3, 도 9, 도 10을 참조하여, 줌모터(130)로부터 캠부재(151)로의 동력이 전달되어 줌렌즈 배럴이 동작하는 과정을 다음과 같이 상세히 설명한다.

줌모터(130)의 회전축(131)에는 웜(worm)기어(132)가 끼워져 배치된다. 웜 휠(worm wheel)(133)은 웜기어(132)와 치합되도록 배치되고, 줌모터(130)의 회전축(131)의 방향과 직교하도록 배치된다.

웜휠(133)의 축에는 스크루(screw) 부재(141)가 압입 조립되며, 스크루(screw) 부재(141)에는 줌모터(130)의 1회전시 일정량을 이동시킬 수 있는 리드스크루가 일체형으로 가공되어 있다.

또한 도 3, 도 9, 도 10을 참조하면, 스크루(screw) 부재(141)에는 스크루 부재(141)와 반대 형상의 리드 스크루(lead screw)를 갖는 클립부재(142)가 조립되어 있다. 바람직하게는 상기 클립부재(142)에는 별도의 키(key)홈(144, 도 10 참조)이 형성되어 있고, 키홈(144)이 클립 가이드 샤프트(143)에 끼워져서 클립부재(142)의 회전운동을 직진운동으로 변환하게 한다.

도 3, 도 10을 참조하면, 직진운동으로 변환된 클립부재(142)는 제2 줌렌즈군 부재(121)를 제1 광축 방향(OP1)으로 직진 이동하게 하며, 이 때 제2 줌렌즈군 부재(121)에 형성된 제2 가이드 돌기(123)는 캠부재(151)에 동력을 전달하게 된다.

제2 가이드 돌기(123)로부터 동력을 전달받은 캠부재(151)는 제2 캠홈(153)이 제1 광축(OP1)에 대하여 각도를 가지며 기울어져 있으므로, 힘의 분력이 발생하여 회전운동 또는 제1 광축방향(OP1)으로 직진 이동하려고 하나 프레임 부재(190)의 일측에 형성되어 있는 캠부재 안내부(161, 162)(도4, 도 13 참조)에 의하여 제1 광축(OP1) 방향과 직각인 방향으로 슬라이딩 운동을 하게 된다.

줌모터(130)의 회전축(131)으로부터 스크루 부재(141), 클립부재(142), 제2 줌 렌즈군 부재(121)를 통하여 캠부재(151)에 동력이 전달되면, 캠부재(151)는 도시된 화살표(B)의 방향과 같이 슬라이딩 운동을 하게 되며, 그렇게 되면 제1 가이드 돌기(113)가 제1 캠홈(152)을 따라 슬라이딩되면서, 제1 줌렌즈군 부재(111)와 제2 줌렌즈군 부재(121) 사이의 거리를 변화시켜, 줌 작용이 수행되게 된다.

도 11은 도 2의 줌렌즈 배럴 어셈블리의 줌모터 구성을 설명하기 위한 배면 사시도이다. 도 12는 도 11의 줌모터부 중심을 따라 자른 단면도이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 줌모터(130)에는 모터 회전축(131)이 일체형으로 조립되어 회전하고 있는데, 여기서 줌모터 회전축(131)의 끝단(134)이 줌 기어(132)보다 길게 밖으로 돌출되어 있는 것이 구조적 특징이다. 이렇게 하여 줌모터 회전축(131)의 끝단(134)을 프레임(190)의 일측에 형성되어 있는 줌모터 회전축(131) 홈(191)에 회동가능하게 삽입되도록 구성하여, 줌모터(130)의 회전시 회전축(131)이 홈(191)에 지지되어 진동을 저감함에 따라 소음을 감소하게 한다. 또한 모터 회전축(131)이 외부 낙하 충격에 의한 휨 등을 미연에 방지할 수 있어 소비자가 카메라 사용시 발생하는 외부 충격으로부터 줌 구동 기구의 내구성을 향상시킬 수 있다.

한편 프레임(190)에는 제1 광축 방향(OP1)과 제2 광축 방향(OP2)에서 관찰할 수 있는 측정 가이드부(163, 164)가 구비되어 있어 제1 광축(OP1)과 제2 광축(OP2)의 직교성을 측정하는데 사용 할 수 있다. 즉 제1 광축 방향(OP1)에서 볼 때 제 2 광축(OP2)의 중심을 알기가 어려우며 또한 즉 제2 광축 방향(OP2)에서 볼 때 제1 광축(OP1)의 중심을 알기가 어렵다. 따라서 제1 광축(OP1)의 중심과 제2 광축(OP2)의 중심을 측정하기 위한 방법으로서 제1 광축(OP1) 방향에서 측정할 수 있는 제2 광축(OP2)의 중심을 형성하고, 제2 광축(OP2) 방향에서 측정할 수 있는 제1 광축(OP1)의 중심을 형성하여 서로의 중심을 측정 할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예에 따른 줌렌즈 배럴에 따르면, 설계, 제조를 위한 가공 및 조립 공정이 용이할 뿐만 아니라, 공간을 효율적으로 활용할 수 있어, 박형의 촬상 장치를 구성할 수 있다.

도 15는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 줌렌즈 배럴 어셈블리(200)의 사시도로서, 줌 구동 구조에서 기어(133, 132)가 생략되고 줌모터(130)에 스크루 부재(141)가 직접 연결된 구조로 된 실시예이다. 도 15의 실시예는 도 1~도 14까지의 실시예보다는 제1 광축(OP1) 방향으로 웜휠(133)과 줌모터(130)의 길이 차이만큼 전체 외관의 차이가 발생한다.

이하 도 16 내지 도 21을 참조하여 본 발명에 따른 제2 실시예를 설명한다.

도 16은 본 발명에 따른 또 다른 제2 실시예로써 줌렌즈 배럴 어셈블리를 개략적으로 도시한 사시도, 도 17은 도 16의 AA' 라인을 따라 취한 단면도, 도 18은 도 16의 프레임을 제거하고 도시한 사시도, 도 19는 도 16에 있어, 회전캠부재와 제2 줌렌즈군 부재의 결합 연동 구조를 도시한 사시도, 도 20은 도 18의 슬라이딩캠부재를 제거하고 도시한 사시도, 도 21은 도 20에 있어서 기어부의 변형 예를 도시한 사시도이다.

여기서, 상기 전 구성을 포함하여 기본 골격을 이루는 프레임(190, 192) 외측에는 통상의 기술과 마찬가지로 제1,2 광축(OP1, OP2)의 상호 직교성을 측정하기 위한 측정 가이드 홈(미도시)을 설치함이 바람직하다.

이에 더하여, 본 발명에 따른 줌렌즈 배럴 어셈블리(100)는 영상광의 초점을 조절하는 제3 줌렌즈군(108)을 더 포함하여 구성될 수 있음은 물론이다. 이때, 상기 제3 줌렌즈군(108)은 제1 광축(OP1) 상에서 상기 제1,2 줌렌즈군(103 내지 107)과 이미지센서(미도시) 사이에 위치함이 바람직하다.

제1 실시예와 동일한 구성을 갖는 프레임 및 캠커버 등에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

제2 실시예에 있어서, 회전구동부재는 회전캠부재로 구성되며, 이하 제2 실시예에 따른 회전구동부재 및 이에 연동되는 어셈블리 구성 요소간 동작 내용을 설명하면 다음과 같다.

제1 줌렌즈군은 제1 광축(OP1) 상에서 배치되는 적어도 하나 이상의 렌즈로 구성되는 제1 줌렌즈군(103, 104)을 지지하고, 외측 표면으로부터 돌출 형성되는 제1 가이드돌기(113)를 구비한다.

상기 제2 줌렌즈군은 제1 광축(OP1) 상에 배치되는 적어도 하나 이상의 렌즈로 구성되는 제2 변배렌즈군(105 내지 107)을 지지하고, 외측 표면으로부터 서로 다른 방향으로 각각 돌출 형성되는 제1 가이드돌기(113) 및 회전캠보스(146)를 구비한다.

여기서, 상기 회전캠보스(146)는 도 19를 통해 후술되는 회전캠부재(144)의 홈(145)에 삽입되어 상기 제2 줌렌즈군이 상기 회전캠부재(144)에 결합 연동되도록 한다.

한편, 상기 제1,2 가이드돌기(113, 123)는 상기 캠부재(151)가 설치되는 방향으로 돌출되도록 하여 상기 제1,2 줌렌즈군 각각에 직접 형성되며, 이 중에서도 상기 제1,2 가이드 돌기(113, 123)는 상기 캠부재(151)와의 위치 관계에 따라 상기 제 1,2 줌렌즈군으로부터 각각 연장되는 제1,2 가이드 리브를 통해 간접적으로 형성되기도 한다.

가이드 레일(150)은 상기 제1,2 줌렌즈군을 안내 즉, 상기 제1,2 줌렌즈군이 제1 광축(OP1) 상에서 양방향 이동하게끔 그 경로를 제한하는 것으로서, 일 예로 상기 제1,2 줌렌즈군이 장착되며 제1 광축(OP1)과 평행하게 설치되는 2 개의 봉으로 구현될 수 있다.

한편, 도면에서는 상기 가이드 레일(150)을 이루는 봉이 2 개로 도시되어 있으나, 특히 이에 한정하는 것이 아니라 상기 제1,2 줌렌즈군의 기울어짐이 없는 범위 안에서 그 수를 달리 할 수 있음은 물론이다.

구동원인 줌모터(130)는 웜기어(132') 및 베벨기어(133')를 통해 상기 회전캠부재(144)를 연동시킨다.

일 예로, 상기 웜기어(132')는 상기 구동원(130)과 직접 결합되도록 하고, 상기 베벨기어(133')은 상기 회전캠부재(144)와 직접 결합되도록 하여 그에 따른 구동원(130)의 동력이 상기 웜기어(132'), 베벨기어(133'), 회전캠부재(144) 순으로 전달될 수 있도록 한다.

이때, 상기 웜기어(132') 및 베벨기어(133')가 상호 직교하는 2 축의 샤프트를 각각 구비함으로 인해, 상기 구동원(130)의 샤프트와 상기 회전캠부재(144)의 회전축은 제1 광축(OP1)과 평행하게 배치되고, 상기 베벨기어(133')의 샤프트는 제1 광축(OP1)과 직교하도록 배치된다. 이로써, 상기 구동원(130), 웜기어(132'), 베벨기어(133'), 및 회전캠부재(144)는 ㄷ자 형상을 이루게 된다.

이에 더하여, 상기 베벨기어(133')는 상기 반사 광학소자(102)가 프리즘 형상을 가짐으로 인해 그 반사면 외측으로 남는 공간에 위치하되, 상기 베벨기어(133')의 샤프트가 제1,2 광축(OP1, OP2)과 상호 직교하는 방향으로 배설되도록 함이 바람직하다.

아울러, 상기 웜기어(132') 및 베벨기어(133')의 샤프트는 상기 프레임(190)에 형성된 샤프트홈(미도시) 내로 회동 가능하게 삽입됨으로써, 외부 충격시에 상기 구동원(130) 및 기어부의 이탈을 방지한다.

한편, 상기 베벨기어(133')의 변속비는 통상 1인 것으로 하여 상기 웜기어(132') 및 베벨기어(133')의 변속비가 상기 웜기어(132')의 변속비와 일치하도록 하고 있으나, 특히 이에 한정되는 것이 아니라 경우에 따라서는 상기 구동원(130)의 회전이득을 더 얻기 위해 상기 베벨기어(133')의 변속비를 달리할 수 있음은 물론이다.

상기 캠부재(151)는 상기 제2 줌렌즈군의 왕복운동에 따른 동력을 전달받아 제1 광축(OP1)과 직교하는 방향으로 슬라이딩 구동되면서 상기 제1 줌렌즈군에 동력을 전달하는 것으로, 상기 제1,2 줌렌즈군과의 동력교환을 위하여 상기 제1,2 가이드돌기(113, 123)를 각각 수용하는 제1,2 캠홈(152, 153)을 구비하고 있다.

여기서, 상기 제1,2 캠홈(152, 153)의 형상은 상기 캠부재(151)가 슬라이딩 동작함에 따라 그 사이의 간격이 비선형적으로 변화하도록 함이 바람직하다.

예컨대, 상기 제1 캠홈(152)은 U 자 모양으로, 상기 제2 캠홈(153)은 제1 광축 방향(OP1)에 대하여 기울어진 직선 모양으로 가공할 수 있다.

이상에서 설명된 상기 캠부재(151)는 상기 제1,2 줌렌즈군 사이의 간격 변화를 유도하는 제1,2 캠홈(152, 153)을 갖고 있는 점이 종래 기술과 동일하다고 할 수 있으나, 다른 점이 있다면 동력 전달 구조에 있어서 상기 제1,2 줌렌즈군에 동력을 전달하는 주체가 아니라 상기 제1,2 줌렌즈군 사이에서 동력전달 매개체로서 기능한다는 점이다.

다시 말해, 종래에는 구동원인 줌모터의 동력이 캠부재를 통해 제1,2 줌렌즈군으로 동시에 전달되는 구조였으나, 본 발명에 있어서는 구동원의 동력이 상기 회전캠부재(144)를 통해 상기 제2 줌렌즈군에 전달되는 동시에 상기 제2 줌렌즈군의 동력이 상기 캠부재(180)를 통해 상기 제1 줌렌즈군으로 전달되는 구조로서, 동력전달경로가 통상의 기술과 다름을 알 수 있다.

도 19에 도시된 바와 같이, 상기 회전캠부재(144)는 원기둥 표면에 홈(145)을 낸 것으로, 줌모터(130)의 동력을 제공받아 회전 구동하면 그 홈(145)을 따라서 상기 회전캠보스(146)가 제1 광축(OP1)에 평행한 면내에서 왕복운동을 하며, 상기 회전캠보스(144)와 일체인 제2 줌렌즈군을 이동시킨다.

이때, 상기 회전캠보스(146)는 상기 회전캠부재(144)의 홈(145) 내로 삽입되어 상기 회전캠부재(144)가 회전 구동함에 따라 그 홈(145)을 타고 제1 광축(OP1) 방향으로 진행하게 되므로, 상기 회전캠부재(144)로부터 동력을 전달받는 피동체로서 기능한다.

상기 회전캠보스(146)의 홈(145)은 본 발명의 기술 요부로서, 전 구간에 걸쳐 경사도가 일정한 나선형으로 형성될 수도 있으나, 바람직하게는 각 구간별로 그 경 사도를 달리하여 형성되도록 한다.

다시 말해, 상기 회전캠부재(144)가 줌모터(130)의 동력을 받아 일정한 속도로 회전 구동함에 따라 그 홈(145)을 타고 제1 광축(OP1) 방향으로 이동하는 회전캠보스(146)의 구간별 이동속도를 달리함으로써, 결과적으로 상기 제2 줌렌즈군의 구간별 이동속도를 가변 조절함이 바람직하다.

이는 상기 회전캠부재(144)의 홈(145)에 있어 보다 정밀도가 요구되는 변배 구간에 해당하는 구간의 경사도를 낮추어 조절함으로써, 줌모터(130)의 동력을 일정하게 유지하면서도 상기 제2 줌렌즈군의 이동속도를 부분적으로 낮추어 조절하기 위함이다.

이로써, 결과적으로는 정확한 변배 기능을 제공하면서도 변배에 따른 소요시간 및 회전캠부재(144)의 회전수가 최적화되어 오랜 시간 동안 줌모터(130)가 안정적으로 구동할 수 있게 된다.

도 20에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 줌렌즈 배럴 어셈블리는 상기 제1,2 줌렌즈군 사이에 위치하고, 변배에 따라 압축,신장하는 탄성부재(149)를 더 구비하도록 함이 바람직하다.

상기한 탄성부재(149)는 상기 제 1,2 줌렌즈군 부재(111, 121) 사이의 거리가 가까워지면 압축운동을 하고, 멀어지면 신장운동을 하면서 상기 제 1,2 줌레즈군 부재(111, 121)가 각각 상기 제 1,2 캠홈(151, 152)에 서로 정확하게 밀착하여 이동 가능하도록 한다.

또한, 상기 탄성부재(149)는 외부에서 충격시 압축되면서 충격을 흡수하여 상기 제1,2 줌렌즈군 부재(111, 121)의 이탈 및 상기 제 1,2 캠홈(151, 152)의 파손을 방지할 수 있으며, 충격 후에는 그 복원력에 의하여 원래의 위치로 복귀하게 됨에 따라 시장에서의 제품 불량을 방지 할 수 있다.

한편, 도 21에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 줌렌즈 배럴 어셈블리(100)는 상기 줌모터(130)와 상기 회전캠부재(144)를 상호 결합 연동시키기 위한 기어부를 웜기어(132') 단독으로 구성할 수도 있다.

이때, 상기 줌모터(130)는 상기 반사 광학소자(102)가 프리즘 형상을 가짐으로 인해 그 반사면 외측으로 남는 공간에 위치하되, 상기 줌모터(130)의 샤프트가 제1,2 광축(OP1, OP2)과 상호 직교하는 방향으로 배설되도록 한다.

이하 상기 제1 및 제2 실시예에 따른 줌렌즈 배럴 어셈블리가 장착된 기기 구성에 대하여 간단하게 설명하면 다음과 같다.

도 22는 본 발명의 줌렌즈 배럴 어셈블리가 장착된 디지털 촬영기기의 일 실시예의 구성을 나타낸 블록도로서, 본 발명의 줌렌즈 배럴 어셈블리(300), 촬영부(302), 영상 처리부(304), 저장부(306), 조작부(310), 제어부(308)를 구비한다. 또한 도 23의 촬영장치는 디스플레이부(312)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

먼저, 줌렌즈 배럴 어셈블리(300)는 도 1 내지 도 21에서 예시한 본 발명의 줌렌즈 배럴 어셈블리(300)이다.

디지털 촬영기기의 컴팩트화 경향에 따른 이너 줌렌즈(inner zoom lens) 타입의 디지털 카메라(도 23, 24 참조)에서는 피사체 방향의 영상광 입사측에서 광로를 직각 방향으로 변경하기 위한 반사 광학소자를 구비한 줌렌즈 배럴 어셈블리(300)가 장착된다. 이에 의하여 디지털 카메라 외부의 피사체로부터의 입사된 영상광이 줌렌즈 배럴 어셈블리(300)를 통하여 직각으로 변환되어 촬영부(302)로 입사된다.

촬영부(302)는 줌렌즈 배럴 어셈블리(300)를 통하여 입사된 피사체의 영상광을 이미지 신호로 변환한다. 이를 위하여 촬영부(302)는 줌렌즈 배럴 어셈블리(300)를 통하여 입사된 영상광을 전기적 신호로 광전 변환하는 CCD(charge coupled device)/CMOS 센서 등과 같은 광전변환소자, 변환된 전기신호의 잡음 억제를 위한 CDS(correlated double sampling) 회로, 전기신호의 이득을 보정하기 위한 AGC(Auto gain control) 회로 및 각종 신호 보정회로 등이 구비될 수 있다.

영상 처리부(304)는 촬영부(302)에서 촬영된 이미지를 디지털 이미지 처리하여 출력한다. 영상 처리부(304)는 촬영부(302)에서 출력된 이미지 신호에 윤곽보정, 감마 보정, AWB(auto white balance) 처리 등 제품 설계 사양에 따른 일정한 영상 신호 처리를 수행한다. 또한, 영상 처리부(304)는 처리된 이미지를 소정 저장 형식의 파일 예컨대 JPEG(joint photographic coding experts group) 파일로 변환하여 저장부(306)로 출력한다.

조작부(310)는 사용자에 의해 조작되어 촬영 지시 신호를 발생한다. 조작부(310)에는 각종 메뉴 설정 버튼, 파워버튼, 줌 버튼 등이 구비될 수 있다.(도 25 참조)

저장부(306)는 영상 처리부(304)로부터 출력된 저장 파일 또는 임시 저장 이미지 파일들을 저장한다.

제어부(308)는 조작부(310)로부터 입력된 촬영 지시 신호에 따라 촬영부(302)를 제어하고, 줌렌즈 배럴 어셈블리(300)의 구동 모터(줌모터, 제3렌즈 구동 모터)를 제어하고, 영상 처리부(304)의 영상 처리방식을 제어한다.

디스플레이부(312)는 촬영할 이미지의 프리뷰(preview) 화면을 제공하고, 저장부(306)에 저장된 이미지를 재생하는 등의 기능을 하며, LCD(liquid crystal display) 등에 의해 구비될 수 있다.(도 25 참조)

도 23, 24는 본 발명의 줌렌즈 배럴 어셈블리가 내장된 디지털 촬영장치의 일 예로서 이너줌 타입의 컴팩트 디지털 카메라의 예시이며, 플래시(401), 뷰 파인더(403), 렌즈 커버(404), 내장 렌즈 유닛(405), 배터리부(402) 등을 구비한다.

도 24를 참조하면, 도 23에서 설명한 각종 구성부분(302, 304, 306, 308)들이 구현된 카메라 내부회로(406) 및 기구물들이 내장되고, 렌즈 커버(404)가 내려간 상태에서 렌즈 입구(407)가 개방되어 있다. 디지털 카메라 외부의 피사체로부터 렌즈 입구(407)를 통하여 입사된 광이 내장된 줌렌즈 배럴 어셈블리(408)를 통하여 촬영부 회로에 설치된 CCD/CMOS로 입사되도록 한다.

줌렌즈 배럴 어셈블리 제조업체에서는 도 1의 100 또는 도 15의 200과 같이 카메라 본체를 제외한 줌렌즈 배럴 어셈블리 상태로 제조하여 납품하고, 완제품 제조업체에서는 이를 도 24, 25와 같이 디지털 촬영장치에 줌렌즈 배럴 어셈블리(408)을 내장하여 완제품을 제조할 수 있다.

도 25는 도 23, 24의 디지털 촬영장치의 뒷면 구성의 일 예로서, 뷰 파인더(210), 디스플레이(418), 각종 조작버튼(414, 415, 416, 417), 방향버튼(411, 412), 줌 버튼(413) 등이 구비되어, 사용자가 촬영을 위한 조작 및 확인을 수행할 수 있도록 한다.

상기 도 23, 24, 25의 실시예는 본 발명의 줌렌즈 배럴 어셈블리가 내장된 디지털 촬영장치의 일 예로서 이너줌 타입의 디지털 카메라를 예시하였으나, 본 발명의 촬영장치는 이에 한정하는 것은 아니며, 휴대폰 카메라에도 그대로 적용될 수 있다. 본 발명의 줌렌즈 배럴 어셈블리가 휴대폰 카메라에 내장되는 경우에는, 도 23, 24의 뷰 파인더(403), 렌즈 커버(404) 등이 생략되고, 조작부는 도 25의 줌 버튼(412) 기능의 버튼만을 구비한 간단한 구성으로서 본 발명의 촬영기기를 구성할 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.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 줌렌즈 배럴 어셈블리를 도시한 개략적인 사시도.

도 2는 도 1의 A-A 단면도.

도 3은 도 1의 줌렌즈 배럴 어셈블리에서 프레임을 제거하고 도시한 사시도.

도 4는 도 1의 줌렌즈 배럴 어셈블리의 분해 사시도.

도 5는 도 2의 줌렌즈 배럴 어셈블리의 줌 모터, 기어열, 스크루(screw) 부재, 클립부재 및 캠 부재의 모습을 도시한 정면도이며, 줌렌즈 배럴이 광각(Wide)단에 위치한 상태를 도시한 도면.

도 6은 도 5의 측면도.

도 7은 도 2의 줌렌즈 배럴이 중간(middle)단으로 변경된 상태를 도시한 도면.

도 8은 도 2의 줌렌즈 배럴이 망원(Tele)단으로 변경된 상태를 도시한 도면.

도 9 및 도 10은 도 2의 줌렌즈 배럴 어셈블리에서 스크루 부재, 클립 부재, 제2줌 렌즈군 부재의 결합/분해 관계를 도시한 도면.

도 11은 도 2의 줌렌즈 배럴 어셈블리의 줌모터 부재를 구성을 설명하기 위한 배면 사시도.

도 12는 도 11의 줌모터부 중심을 따라 자른 단면도.

도 13은 도 2의 줌렌즈 배럴 어셈블리의 제2광축 방향에서 본 프레임 부재의 도면.

도 14는 도 2의 줌렌즈 배럴 어셈블리의 제1광축 방향에서 본 프레임 부재의 도 면.

도 15는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 줌렌즈 배럴 어셈블리(200)의 사시도.

도 16은 본 발명에 따른 또 다른 제2 실시예로써 줌렌즈 조립체를 개략적으로 도시한 사시도.

도 17은 도 16의 A-A 선을 따라 취한 단면도.

도 18은 도 16의 프레임을 제거하고 도시한 사시도.

도 19는 도 16에 있어, 회전캠부재와 제2 줌렌즈군 부재의 결합 연동 구조를 도시한 사시도.

도 20은 도 18의 슬라이딩캠부재를 제거하고 도시한 사시도.

도 21은 도 20에 있어서 기어부의 변형 예를 도시한 사시도.

도 22는 본 발명의 줌렌즈 배럴 어셈블리가 장착된 디지털 촬영기기의 일 실시예의 구성을 나타낸 블록도.

도 23, 24는 본 발명의 줌렌즈 배럴 어셈블리가 내장된 디지털 촬영장치의 일 예시도.

도 24는 도 23에서 설명한 각종 구성부분들이 구현된 카메라 내부회로 및 기구물들의 내장 도면.

도 25는 도 23, 24의 디지털 촬영장치의 뒷면 구성의 일 예시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

OP1 : 제1광축 OP2 : 제2광축

101 : 고정렌즈군 102 : 반사 광학소자

103, 104 : 제1줌 렌즈군 105, 106, 107 : 제2줌 렌즈군

108 : 제3줌 렌즈군

111 : 제1줌 렌즈군 부재 112 : 제1 가이드 리브

113 : 제1 가이드 돌기 121 : 제2줌 렌즈군 부재

122 : 제2 가이드 리브 123 : 제2 가이드 돌기

130 : 줌모터 131 : 모터 회전축

132, 133 : 기어 부재 132': 웜기어

133': 베벨기어 141 : 스크루(screw) 부재

142 : 클립부재 143 : 클립 가이드 샤프트

144 : 회전캠부재 145 : 홈

146 : 회전캠보스 149 : 탄성부재

150 : 가이드레일 151 : 캠 부재

152 : 제1 캠홈 153 : 제2 캠홈

155 : 캠 커버 161, 162 : 캠 부재 안내 부

163, 164 : 측정 가이드 부

171, 172 : 직진 가이드 샤프트

180 : 제3렌즈군 부재 181 : 제3렌즈군 구동모터

190, 192 : 프레임 191 : 줌 모터 회전축 홈

Claims (9)

1. 광학계가 적어도 2개 이상의 줌렌즈군(群)이 제1 광축 상에 배치되고, 상기 제1 광축 상에서 각 렌즈군 사이의 간격을 변화시켜 광학계의 배율을 조정하는 줌렌즈 배럴 어셈블리에 있어서,

   줌모터;

   상기 줌모터 일측 끝단과 연결되어 제2 줌렌즈군을 변배 비율에 따라 이동시키기 위한 회전 동력원으로 작동하는 회전구동부재;

   상기 줌모터와 상기 회전구동부재 사이에 적어도 하나 이상 배치되는 동력 전달 기어;

   상기 회전구동부재에 결합되어 상기 제1 광축 방향으로 직진 이동하며, 상기 제1 광축 방향을 따라 배치된 제2 줌렌즈군을 지지하며 일측에 제2 가이드 돌기가 구비된 제2 줌렌즈군 부재;

   상기 제1 광축 방향을 따라 배치된 제1 줌렌즈군을 지지하며 일측에 제1 가이드 돌기가 구비된 제1 줌렌즈군 부재;

   상기 제1,2 가이드돌기를 각각 수용하는 제1,2 캠홈을 구비하되, 상기 제2 캠홈을 통해 상기 제2 줌렌즈군의 동력을 받아 제1 광축과 직교하는 방향으로 슬라이딩되면서 상기 제1 캠홈을 통해 상기 제1 줌렌즈군 부재에 동력을 전달하는 동시에 상기 제1,2 줌렌즈군 부재 사이의 간격 변화를 유도하며 상기 캠홈 중 어느 하나 이상은 U자 형으로 형성하는 캠부재;

   상기 캠부재의 외측에 위치하여 상기 프레임과 결합되어 상기 캠부재의 이탈을 방지하기 위한 캠커버; 및

   상기 캠 부재가 장착되는 프레임을 구비하되,

   상기 줌모터는 상기 광축 방향을 기준으로 상기 반사 광학소자의 상기 제1 광축 방향의 전방에 배치되고, 상기 줌모터의 회전축 외측으로 돌출된 회전축의 돌출부가 상기 프레임에 형성된 홈에 회동 가능하도록 삽입되는 것을 특징으로 하는 줌렌즈 배럴 어셈블리.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 회전구동부재는,

   상기 줌모터의 동력에 의해 회전 운동을 하는 스크루(screw) 부재와 상기 스크루(screw) 부재의 회전운동을 직진운동으로 변환하는 클립부재로 구성하는 것을 특징으로 하는 줌렌즈 배럴 어셈블리.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 회전구동부재는,

   원기둥의 표면에 홈을 낸 것으로, 상기 줌모터의 동력을 받아서 회전 구동함에 따라 상기 제2 줌렌즈군 부재를 제1 광축 상에서 왕복 운동시키는 회전캠부재인 것을 특징으로 하는 줌렌즈 배럴 어셈블리.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 회전캠부재의 홈 경사도는 구간별로 달리하여 변배에 따른 제2 줌렌즈군의 이동속도를 구간별로 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 줌렌즈 배럴 어셈블리.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 제1,2 줌렌즈군 사이에 위치하고, 변배에 따라 압축, 신장하는 탄성부재를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 줌렌즈 배럴 어셈블리.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 동력 전달 기어는,

   상기 줌모터의 회전축에 결합된 웜기어(worm gear)와, 상기 웜기어에 맞물려 회전하는 웜휠(worm wheel) 또는 베벨기어로 구성하는 것을 특징으로 하는 줌렌즈 배럴 어셈블리.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제1 광축 방향으로 상기 제1 줌렌즈군의 물체측 방향에 배치되어 상기 제1 광축에 직교한 제2 광축 방향에서 입사한 광을 상기 제1 광축 방향으로 변환시키는 반사 광학소자; 및

   피사체와 마주보는 상기 제2 광축 방향으로 상기 반사 광학소자의 물체측 방향에 배치된 고정 렌즈군을 더 구비하고,

   피사체로부터 입사된 영상광은 상기 고정 렌즈군, 상기 반사 광학소자, 상기 제1 줌렌즈군, 상기 제2 줌렌즈군을 순차적으로 경유하는 것을 특징으로 하는 줌렌즈 배럴 어셈블리.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   제3 줌렌즈 구동 모터; 및

   상기 제3 줌렌즈 구동 모터에 의해 구동되며, 상기 제1 줌렌즈군 및 상기 제2 줌 렌즈군과 동일한 광축상에서 상기 제1 줌렌즈군 및 상기 제2 줌렌즈군과 연동하는 제3 줌렌즈군;을 더 구비하되,

   상기 제3 줌렌즈군은 상기 제2 줌렌즈군보다 상측(像側) 방향에 배치되어 변배 동작시 상기 제2 줌렌즈군과 상반되는 방향으로 이동하며 변배에 따른 초점 조정 기능을 수행하는 특징으로 하는 줌렌즈 배럴 어셈블리.
9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 줌 모터 및 회전구동부재는 제1 광축과 평행하게 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 줌렌즈 배럴 어셈블리.

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