KR20110085269A - 빔 프로젝터의 초점 조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에는 휴대 단말기에 채용되는 빔 프로젝터의 초점 조절장치가 개시된다. 개시된 초점 조절장치는 구동 모터; 외주면을 따라서 나선형 홈이 구비되고, 상기 구동 모터에 연결된 캠; 및 상기 나선형 홈과 연동되게 샤프트가 구비되어서, 상기 캠의 회전에 따라 선형 슬라이딩하여 초점을 조절하는 프로젝션 렌즈 배렐로 구성된다. 따라서, 본 발명은 휴대 단말기 외관 디자인이 자유롭다.

Description

빔 프로젝터의 초점 조절 장치{FOCUS CONTROLLING DEVICE FOR BEAM PROJECTOR}

본 발명은 휴대 단말기에 채용되는 소형 빔 프로젝터에 관한 것으로서, 특히 소형 빔 프로젝터의 초점 조절 장치에 관한 것이다.

통상적으로 '빔 프로젝터'라 함은 디스플레이 소자에 화상을 구현하고, 별도의 광원으로부터 발생된 빛을 디스플레이 소자로 투과시킨 후, 스크린에 투영하여 대화면을 제공하는 장치를 의미한다. 디스플레이 소자를 투과한 빛은 렌즈 어셈블리를 통해서 스크린과의 거리에 따른 초점 조절이 가능하게 구성된다.

상기 빔 프로젝터는 화면 크기의 조절이 용이하지만, 화면이 확대될수록 화질이 저하되고, 밝은 곳에서는 선명한 색상 등을 구현하는데 한계가 있었으나, 최근에는 디스플레이 소자와 렌즈계 등의 제조 기술의 발달로 이러한 단점들이 점차로 개선되고 있는 추세에 있다.

또한, 빔 프로젝터는 고가의 장치이기 때문에 대형 회의실과 같은 공공 장소에서 회의, 논문 발표, 행사 등에 주로 사용되어 왔으나, 최근에는 소형 및 경량화된 가정용으로 제작된 기기가 상용화되었다. 더욱이, 휴대 단말기의 부품 소형화 진척에 따라서 휴대성이 우수한 빔 프로젝터의 상용화 노력이 경주되고 있다.

빔 프로젝터를 통해 구현되는 화면의 화질은 디스플레이 소자, 광원, 렌즈계의 품질에 의해 크게 좌우되지만, 이미 제작된 빔 프로젝터에서는 스크린과 빔 프로젝터 사이의 적정한 거리와, 설치된 상태에서는 초점 조절에 의해 좌우된다고 할 것이다.

그러나, 휴대 단말기, 예를 들어 셀룰러 폰에 장착된 소형화된 빔 프로젝터나, 휴대가 편리한 소형화된 빔 프로젝터는 스크린에 보여진 선명한 화질 제공을 위한 초점 조절장치를 설치하는데 공간적으로 한계가 있다.

도 1은 종래의 휴대 단말기에 채용된 빔 프로젝터와 수동 초점 조절장치의 외관을 보여주는 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 빔 프로젝터가 휴대 단말기(11)에 장착될 경우, 본체(11) 모서리 상단쪽에 장착되는 바, 초점 조절장치도 본체(11) 상단 부근에 장착되어져 왔다. 참조부호 12는 렌즈 윈도우를 지칭한다.

특히, 초점 조절장치가 수동으로 장착되면, 수동으로 렌즈 초점을 조절하기 위한 노브(13)가 외부에 일부 노출되어서 손가락과의 마찰로 회전가능하게 장착되는데, 이러한 노브(13)는 회전 동작으로 조절되는 것이 일반적이고, 따라서, 사용자의 손가락으로 회전시켜서 조절하였다.

그러나, 이러한 휴대 단말기에 채용된 빔 프로젝터의 초점 조절장치는 장착 위치가 본체(11) 상단쪽에 장착되어야 함으로서, 휴대 단말기 전체 디자인 또는 외간 디자인에 제약을 주는 단점이 있다. 더욱이, 조절 노브는 휴대 단말기 잡는 위치를 고려하여 본체 측면 상부에 돌출되게 장착되는 것이 일반적이다.

본 발명은 휴대 단말기 외관 디자인이 자유로워진 빔 프로젝터의 초점 조절장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 장기적 제품 신뢰성을 향상시킨 빔 프로젝터의 초점 조절장치를 제공함에 있다.

상기한 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명은 빔 프로젝터의 초점 조절 장치에 있어서, 구동 모터; 외주면을 따라서 나선형 홈이 구비되고, 상기 구동 모터에 연결된 캠; 및 상기 나선형 홈과 연동되게 샤프트가 구비되어서, 상기 캠의 회전에 따라 선형 슬라이딩하여 초점을 조절하는 프로젝션 렌즈 배렐로 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 사프트의 단부는 상기 나선형 홈에 삽입되어서, 상기 캠의 회전축에 대해서 평행한 방향으로 선형이동하게 가이드되는 구성으로 이루어진다.

또한, 본 발명에 따른 사프트의 단부는 반구형으로 구성되어 슬라이딩 이동이 원할하다.

또한, 본 발명에 따른 초점 조절장치는 구동 모터와 캠 사이에 기어 박스가 동축으로 더 구비되어 전달되는 토크를 향상시키고, 상기 기어 박스는 적어도 하나의 유성 기어를 포함하게 구성되어서 소형화에 유리하다.

또한, 본 발명에 따른 초점 조절장치는 기어 박스와 캠 사이에 동축으로 제1탄성체가 밀착되게 더 구비되고, 상기 제1탄성체는 상기 기어 박스와 캠 사이의 연결축을 관통하게 배치되어서 백래쉬를 감소시키며, 상기 제1탄성체는 압축 코일 스프링으로 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 캠은 고정체에 지지되게 제2탄성체가 더 구비되어서 백래쉬를 감소시키고, 상기 제2탄성체는 압축 코일 스프링으로 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 캠은 구동 모터에 동축으로 연결되고, 상기 프로젝션 렌즈 배렐은 상기 캠과 수직 방향으로 연결되는 구조로 이루어 진다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대 단말기에 채용된 빔 프로젝터의 초점 조절장치는 자동 초점 조절장치로 구성되어서 휴대 단말기의 외관 디자인 자유도(design flexibility)가 향상되었고, 특히 소형화에도 유리하며, 제품의 장기 신뢰성을 향상시키는데 기여하였다.

도 1은 종래의 초점 조절장치가 채용된 휴대 단말기의 외관을 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 휴대 단말기에 채용된 빔 프로젝터의 초점 조절장치의 구성을 나타내는 예시도.
도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 휴대 단말기에 채용된 빔 프로젝터의 초점 조절장치의 구성을 나타내는 예시도.
도 4는 본 발명의 제3실시 예에 따른 휴대 단말기에 채용된 빔 프로젝터의 초점 조절장치의 구성을 나타내는 예시도.
도 5는 본 발명의 제4실시 예에 따른 휴대 단말기에 채용된 빔 프로젝터의 초점 조절장치의 구성을 나타내는 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 초점 조절장치의 캠의 나선형 홈에 프로젝션 렌즈 배렐의 샤프트의 단부가 결합된 상태의 일부를 확대한 도면.
도 7은 구동 모터의 회전에 따른 초점 조절값을 나타내는 선도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기에 채용된 빔 프로젝터의 초점 조절장치의 다양한 실시 예의 구성에 대해서 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시 예에 따른 빔 프로젝터에 채용된 초점 조절 장치(20)는 미도시된 카메라 렌즈 어셈블리 내에 배치된 구동원(driving source)인 구동 모터(M)와, 동력변환 전달장치인 캠(cam)(21)과, 프로젝션 렌즈 배렐(projection lens barell)(22)을 포함한다. 상기 구동 모터(M)와, 상기 캠(21)은 일방향을 따라서 나란하게 연결되고, 상기 프로젝션 렌즈 배렐(22)은 상기 캠(21)과 수직방향으로 연결된다. 상기 구동 모터(M)는 회전 힘을 공급하는 공지의 구동원으로서, 상기 캠(21)에 회전축(25)이 직접적으로 연결되어서, 상기 캠(21)과 함께 회전하는 구성으로 이루어진다.

상기 캠(21)은 원통형으로서, 상기 구동 모터(M)가 장착된 길이방향(회전축 방향)을 따라서 평행하게 장착된다. 상기 캠(21)은 프로젝션 렌즈 배렐(22)에 전달된 동력을 전환하는 부재로, 외주면을 따라서 나선형(helical) 홈(210)이 구비된다. 상기 구동 모터(M)가 회전하면, 상기 캠(21)도 동시적으로 회전한다. 상기 캠이 회전하면, 상기 프로젝션 렌즈 배렐은 선형으로 이동함으로서, 상기 프로젝션 렌즈 배렐에 구비된 렌즈는 피사체와의 초점을 맞추게 된다.

상기 프로젝션 렌즈 배렐(22)은 캠(21)의 정회전 또는 역회전에 따라서 왕복선형 이동하여 렌즈의 초점을 조절하는 기능을 담당하는 모듈로서, 상기 나선형 홈(210)과 연동되게 샤프트(220)가 구비되어서, 상기 캠(21)의 회전에 따라서 이동을 수행한다. 특히, 상기 샤프트의 단부(221)(도 6에 도시됨)는 상기 나선형 홈(210)에 삽입되어서, 상기 캠(21)의 회전축에 대해서 평행한 방향으로 선형으로 가이드되는 구성으로 이루어진다. 참조부호 S는 상기 프로젝션 렌즈 배렐(22)이 왕복이동하는 거리를 지칭한다.

도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 빔 프로젝터의 초점 조절장치(30)의 구성을 나타내는 예시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 초점 조절장치(30)는 기어 박스(31)가 추가된 것 이외에는 상기 초점 조절장치(20)의 구성과 동일하므로, 동일한 구성을 설명하는 중복된 기재는 생략한다.

상기 초점 조절장치(30)는 상기 구동 모터(M)와 캠(21) 사이에 기어 박스(31)가 더 구비될 수 있다. 상기 기어 박스(31)는 상기 구동 모터 회전 샤프트(32) 및 상기 캠(21)의 연결축(33)과 동축으로 나란하게 연결되어, 상기 구동 모터(M)의 동력을 상기 캠(21)에 전달한다. 전달된 동력은 상기 프로젝션 렌즈 배렐(22)의 이동으로 렌즈와 피사체와의 초점을 조절하게 된다.

상기 기어 박스(31)는 다수 개의 미도시된 기어 배열로 구성되며, 상기 구동 모터(M)에서 전달된 회전 속도를 감속하여 상기 캠(21)에 전달되는 토크를 증가시키는 기능을 담당한다.

특히, 상기 기어 박스(31)는 소형화를 위해서, 구체적으로 초점 조절 장치(30)의 소형화를 위해서 유성 기어(planet gear)(미도시됨)를 포함한다. 상기 기어 박스(31)는 일반적으로 많이 채용되는 평기어(spur gear)가 부피가 크고, 기계적인 신뢰성이 저하되므로, 부피 감소에 효율적인 적어도 하나 이상의 유성 기어 채용이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 제3실시 예에 따른 빔 프로젝터의 초점 조절장치(40)의 구성을 나타내는 예시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 초점 조절장치(40)는 제1탄성체(41)가 추가된 것 이외에는 상기 초점 조절장치(30)의 구성과 동일하므로, 동일한 구성을 설명하는 중복된 기재는 생략한다.

상기 초점 조절장치(40)는 상기 기어 박스(31)와 캠(21) 사이에 제1탄성체(41)가 더 구비될 수 있다. 상기 제1탄성체는 압축 코일 스프링으로서, 상기 기어 박스(31)와 캠(21)의 연결축(42)을 관통하게 배치된다. 특히, 상기 제1탄성체(41)의 양단은 상기 기어 박스(31)와 캠(21)에 각각 밀착된 상태를 유지하면서, 상기 기어 박스(31) 동작 시의 진동 등을 흡수하여, 원할한 동력 전달을 수행한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 캠(21)이 반 바퀴 회전하면,상기 프로젝션 렌즈 배렐(22)은 1 행정(stroke)을 움직이게 되는 바, 반드시 피사체의 초점 위치를 지나게 된다. 이러한 구성에서, 상기 캠(21)의 회전 동작 시, 상기 샤프트의 단부(221)와 나선형 홈(220) 간의 유격에 따른 백래쉬(backlash))의 조절이 매우 중요하며, 상기 제1탄성체(41)는 백래쉬를 줄이는데 매우 중요한 역할을 담당한다.

이어서, 상기 구동 모터(M)가 동작하면, 상기 기어 박스(31)를 통해 소망하는 토크가 상기 캠(21)에 전달되고, 이어서, 상기 프로젝션 렌즈 배렐(22)의 이동으로 렌즈와 피사체 간의 초점을 조절하게 된다.

도 5는 본 발명의 제4실시 예에 따른 빔 프로젝터의 초점 조절장치(50)의 구성을 나타내는 예시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 초점 조절장치(50)는 제2탄성체(51)가 고정체(52)에 지지되게 구성된 것 이외에는 상기 초점 조절장치(30)의 구성과 동일하므로, 동일한 구성을 설명하는 중복된 기재는 생략한다.

상기 초점 조절장치(50)는 상기 고정체(52)와 캠(21) 사이에 제2탄성체(51)가 더 구비될 수 있다. 상기 제2탄성체(51)는 압축 코일 스프링으로서, 상기 고정체(52)와 캠(21) 사이에 배치되고, 특히 상기 구동 모터와, 상기 기어 박스와, 상기 캠(21)의 연결축과 동일한 방향으로 나란하게 배치된다. 특히, 상기 제2탄성체(51)의 양단은 상기 고정체(52)와 캠(21) 사이에서 각각 밀착된 상태를 유지하면서, 상기 구동 모터(M), 상기 기어 박스(31) 및 캠(21)의 동작 시의 회전 및 동력 전달에 따라 발생하는 진동 등을 흡수하여, 원할한 동력 전달에 도움을 제공한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 캠(21)이 반 바퀴 회전하면,상기 프로젝션 렌즈 배렐(22)은 1 행정(stroke)을 움직이게 되는 바, 반드시 피사체의 초점 위치를 지나게 된다. 이러한 구성에서, 상기 캠(21)의 회전 동작 시, 상기 샤프트의 단부(221)와 나선형 홈(220) 간의 유격에 따른 백래쉬(backlash))의 조절이 매우 중요하며, 상기 제2탄성체(51)는 백래쉬를 줄이는데 매우 중요한 역할을 담당한다.

이어서, 상기 구동 모터(M)가 동작하면, 상기 기어 박스(31)를 통해 소망하는 토크가 상기 캠(21)에 전달되고, 이어서, 상기 프로젝션 렌즈 배렐(22)의 이동으로 렌즈와 피사체 간의 초점을 조절하게 된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 프로젝션 렌즈 배렐에 구비된 샤프트(220)의 단부(221)는 반구형으로 구성됨이 바람직하다. 상기 단부(221)는 반구형으로 구성되어서 상기 캠의 나선형 홈(210)에 삽입된 채로, 상기 캠(21)의 회전 이동에 따른 원할한 슬라이딩 가이드 이동을 수행한다. 상기 단부(221)가 반구형으로 구성되어서 상기 캠, 나선형 홈과의 마모에 의한 제품 신뢰성을 향상시키데 기여하였다.

이러한 샤프트의 단부(221)가 반구형으로 구성된 것은 본 발명에 따른 초점 조절장치(20,30,40,50)에 모두 적용될 수 있음은 물론이다.

Claims (7)

1. 빔 프로젝터의 초점 조절 장치에 있어서,
   구동 모터;
   외주면을 따라서 나선형 홈이 구비되고, 상기 구동 모터에 연결된 캠; 및
   상기 나선형 홈과 연동되게 샤프트가 구비되어서, 상기 캠의 회전에 따라 선형 슬라이딩하여 초점을 조절하는 프로젝션 렌즈 배렐로 구성되어짐을 특징으로 하는 빔 프로젝터의 초점 조절장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 사프트의 단부는 상기 나선형 홈에 삽입되어서, 상기 캠의 회전축에 대해서 평행한 방향으로 선형이동하게 가이드되는 구성임을 특징으로 하는 빔 프로젝터의 초점 조절장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 사프트의 단부는 반구형으로 구성되어 슬라이딩 이동이 원할함을 특징으로 하는 빔 프로젝터의 초점 조절장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 구동 모터와 캠 사이에 기어 박스가 동축으로 더 구비되어 전달되는 토크를 향상시키고, 상기 기어 박스는 적어도 하나의 유성 기어를 포함하게 구성되어서 소형화에 유리함을 특징으로 하는 빔 프로젝터의 초점 조절장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 기어 박스와 캠 사이에 동축으로 제1탄성체가 밀착되게 더 구비되고, 상기 제1탄성체는 상기 기어 박스와 캠 사이의 연결축을 관통하게 배치되어서 백래쉬를 감소시키며, 상기 제1탄성체는 압축 코일 스프링으로 구성되어짐을 특징으로 하는 빔 프로젝터의 초점 조절장치.
6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 캠은 고정체에 지지되게 제2탄성체가 더 구비되어서 백래쉬를 감소시키고, 상기 제2탄성체는 압축 코일 스프링으로 구성되어짐을 특징으로 하는 빔 프로젝터의 초점 조절장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 캠은 구동 모터에 동축으로 연결되고, 상기 프로젝션 렌즈 배렐은 상기 캠과 수직 방향으로 연결되는 구조임을 특징으로 하는 빔 프로젝터의 초점 조절장치.

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