KR20110102778A

KR20110102778A - 초점조절용 렌즈구동기구

Info

Publication number: KR20110102778A
Application number: KR1020100021983A
Authority: KR
Inventors: 한 상 이
Original assignee: 한 상 이
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2011-09-19
Also published as: US20120327525A1; WO2011111931A2; WO2011111931A3

Abstract

사용자가 조작을 통해 렌즈를 광축방향으로 원하는 위치로 이동시켜 초점을 조절할 수 있도록 하는 초점조절용 렌즈구동기구가 개시된다. 이 렌즈구동기구는 내부에 구속홈이 피구동렌즈의 광축방향으로 길게 마련된 브라켓과, 상기 브라켓에 의해 회전가능하게 지지되며 몸체의 적어도 일면에 회전중심으로부터 편심된 환형 홈이 마련된 초점조절용 다이얼을 갖는다. 또한, 상기 환형 홈 안에 삽입된 가이드돌기와, 상기 브라켓의 상기 구속홈에 삽입된 돌출부와, 상기 브라켓 외부로 길게 연장된 렌즈구동축을 구비하는 렌즈구동부재도 갖는다. 이들을 수납한 채 렌즈조립체 하우징에 고정되는 렌즈구동부재 하우징을 더 가질 수도 있다. 다이얼에 가해지는 외부 충격을 완충할 수 있는 충격완충수단을 더 가질 수도 있다. 다이얼이 소정방향으로 회전할 때 편심 환형 홈이 가이드돌기를 가이드하면서 가하는 힘과 구속홈이 돌출부를 광축방향으로의 움직임은 허용하되 광축방향에 직교하는 렌즈구동축 방향으로의 움직임은 불허하는 구속의 조합에 의해, 렌즈구동축이 광축방향으로 소정구간 진퇴한다. 이에 의해, 렌즈구동축에 삽입 결합된 피구동렌즈를 광축방향으로 소정구간 진퇴시킬 수 있다.

Description

초점조절용 렌즈구동기구 {Lens actuating device for adjusting lens focus}

본 발명은 렌즈구동기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자가 조작을 통해 렌즈를 광축방향으로 원하는 위치로 이동시켜 초점을 조절할 수 있도록 하는 초점조절용 렌즈구동기구에 관한 것이다.

렌즈를 채용하는 여러 가지 광학장치는 렌즈의 초점 조절을 필요로 한다. 렌즈의 초점 조절은 렌즈를 그의 광축방향을 따라 이동시켜 최적의 지점에 위치시키는 것을 통해 이루어진다. 예컨대 프로젝터 장치는 영상신호로부터 변환된 화상을 투사렌즈를 통해 스크린에 확대 투사한다. 그 투사렌즈의 스크린에 대한 초점 조절을 위해서는 그 투사렌즈 또는 별개의 초점 조절용 렌즈를 광축방향을 따라 전후로 이동 가능하게 구성하여야 한다. 그리고 그러한 렌즈 이동을 추동하는 렌즈구동기구가 필요하다.

최근에는 소형으로 제작된 프로젝터 장치가 소개된 바 있다. 특히 휴대폰에 내장될 수 있을 정도로 초소형으로 제작된 마이크로 프로젝터가 출시되기도 했다. 그러한 마이크로 프로젝터의 경우 사람이 휴대하거나 이용하는 중에 원치 않은 외력이 렌즈구동기구의 초점조절용 다이얼을 내려 누르는 경우가 잦다. 그러한 외력은 렌즈구동기구의 변형, 왜곡을 일으키거나 심할 경우 파손을 일으킬 수도 있다.

또한, 초점조절용 다이얼의 회전가능범위가 제한되어 있으면, 사용자의 오조작(예: 회전가능범위를 넘어서까지 회전시키기 위해 힘을 가하는 조작) 또는 원치 않는 외력에 의해 다이얼을 지지하는 부품이 파손되는 경우가 발생할 수 있다. 따라서 다이얼은 무한히 회전될 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 그리고 시계방향이나 반시계방향 어느 쪽으로 회전시키든 렌즈의 초점 조절이 가능하면 사용상 편리할 것이다.

본 발명은 상기와 같은 요구를 전부 수용할 수 있는 초점조절용 렌즈구동기구를 제공하는 것을 목적으로 한다. 즉, 사용자가 초점조절용 다이얼을 임의의 방향으로 1 회전시켰을 때 발생되는 힘으로 피구동 렌즈(가동 렌즈부)를 그의 광축방향으로 소정 구간을 1회 왕복하게 함으로써 사용자가 원하는 초점을 간편하게 조절할 수 있도록 하는 렌즈구동기구를 제공하는 것이 목적이다.

또한, 본 발명은 시계방향 또는 반시계방향으로 무한 회전시켜도 피구동 렌즈는 그의 광축방향으로만 소정 구간을 왕복 하도록 렌즈를 구동하는 초점조절용 렌즈구동기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 다이얼에 가해지는 외부 충격을 완충하여 부품의 변형, 왜곡 내지 파손을 방지하는 기능을 가진 초점조절용 렌즈구동기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 내부에 구속홈이 피구동렌즈의 광축방향으로 길게 마련된 브라켓; 상기 브라켓에 의해 회전가능하게 지지되며 몸체의 적어도 일면에 회전중심으로부터 편심된 환형 홈이 마련된 초점조절용 다이얼; 및 상기 환형 홈 안에 삽입된 가이드돌기와, 상기 브라켓의 상기 구속홈에 삽입된 돌출부와, 상기 브라켓 외부로 연장된 렌즈구동축을 구비하는 렌즈구동부재를 구비하며, 상기 다이얼이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 때 상기 편심 환형 홈이 상기 가이드돌기를 가이드하면서 가하는 힘과 상기 구속홈이 상기 돌출부를 상기 광축방향으로의 움직임은 허용하되 상기 광축방향에 직교하는 렌즈구동축 방향으로의 움직임은 불허하는 구속의 조합에 의해, 상기 렌즈구동축이 상기 광축방향으로 소정구간을 진퇴하도록 구성된 것을 특징으로 하는 초점조절용 렌즈구동기구가 제공된다.

상기 렌즈구동기구에 있어서, 바람직하게는 상기 다이얼이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전을 계속하면 매 회전주기마다 상기 렌즈구동축은 상기 광축방향으로 상기 소정구간을 1회 진퇴하도록 구성된다.

또한, 상기 렌즈구동기구에 있어서, 상기 렌즈구동축은 그의 단부가 피구동 렌즈인 가동렌즈부에 삽입 결합되어, 상기 광축방향으로 진퇴할 때 상기 가동 렌즈부에게 상기 광축방향을 따라 상기 소정구간을 진퇴하도록 힘을 전달한다. 이 경우, 상기 렌즈구동기구는 상기 가동 렌즈부를 상기 광축방향으로 마련된 가이드부재를 따라 활주가능하게 수납하는 렌즈조립체 하우징을 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 렌즈구동기구는 상기 다이얼, 상기 렌즈구동부재, 그리고 상기 브라켓의 조립체를 내부에 수납하고, 상기 다이얼의 일부와 상기 렌즈구동축의 일부를 상부와 하부의 바깥으로 노출한 채 상기 가동렌즈부가 설치된 렌즈조립체 하우징에 고정되는 렌즈구동기구 하우징을 더 구비할 수도 있다. 이 경우, 상기 렌즈구동기구 하우징과 상기 렌즈조립체 하우징의 적어도 어느 한 쪽에는 상기 렌즈구동기구 하우징을 상기 렌즈조립체 하우징에 고정시키기 위한 체결수단이 마련되는 것이 바람직하다.

상기 렌즈구동기구는 또한, 상기 브라켓과 상기 렌즈구동기구 하우징 사이에 개재되어 상기 브라켓의 바닥이 상기 렌즈구동기구 하우징의 바닥으로부터 떠 있도록 해주고, 상기 다이얼을 내려누르는 외력이 가해지는 경우 그 외력에 맞서 충격을 완화해주는 충격완충부재를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 브라켓의 일 측면에는 이탈방지돌기가 더 마련되고, 상기 렌즈구동기구 하우징의 대응되는 측면에는 상기 이탈방지돌기가 삽입되어 이탈하지 못하게 구속하면서 상기 렌즈구동축 방향으로 소정 구간 내에서의 움직임만 허용하는 이탈방지홈이 더 마련되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 렌즈구동기구에 있어서, 상기 가동렌즈부가 설치된 렌즈조립체 하우징과 상기 브라켓 중 적어도 어느 한쪽에는 상기 브라켓을 상기 렌즈조립체 하우징에 고정시키는 체결수단이 마련되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 렌즈구동기구는, 상기 브라켓과 상기 렌즈조립체 하우징 사이에 개재되어 상기 브라켓의 바닥이 상기 렌즈조립체 하우징의 표면으로부터 떠 있도록 해주고, 상기 다이얼을 내려누르는 외력이 가해지는 경우 상기 브라켓의 바닥이 상기 렌즈조립체 하우징의 표면에 닿기 전까지 상기 외력에 맞서 충격을 완화해주는 충격완충부재를 더 구비하는 것이 바람직하다.

끝으로, 상기 렌즈구동기구에 있어서, 상기 다이얼은 디스크 형상 또는 차바퀴 형상을 닮은 몸체의 상기 회전중심에 회전축이 마련되고, 상기 회전축을 포위하면서 상기 편심 환형 홈에 의해 포위된 몸체 부분은 상기 렌즈구동부재에 대하여 캠으로 작용하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 렌즈구동기구에 의하면, 초점조절용 다이얼을 시계방향이나 반시계방향의 어느 쪽이든 상관없이 1회전 이내로 조작하는 것에 의해 원하는 렌즈 초점을 조절할 수 있다.

또한, 초점조절용 다이얼의 회전가능범위가 무제한이므로 무리한 회전에 의한 고장은 생기지 않는다.

그리고 초점조절용 다이얼을 위에서 내려누르는 외부 충격이 가해지더라도 그 충격이 바로 다이얼을 지지하는 브라켓에 전달되지 않고 충격완충수단인 스프링이 흡수한 후 원상 복구시켜 줌으로써, 외부 충격으로 인한 고장을 줄여줄 수 있다.

도 1과 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초점조절용 렌즈구동기구(10)를 서로 다른 방향에서 본 분해사시도이며,
도 3의 (a)와 (b)는 렌즈구동기구(10)의 일부 구성요소들의 조립상태를 상하에서 본 조립상태도이며,
도 4의 (a)와 (b)는 렌즈구동기구 하우징(600)을 더 갖춘 렌즈구동기구(10)의 조립상태를 위쪽과 아래쪽에서 본 조립상태도이며,
도 5와 6은 도 4의 렌즈구동기구(10), 렌즈조립체(700), 그리고 렌즈조립체 하우징(800)의 결합관계를 나타내는 분해사시도와 조립상태를 도시한 조립상태도이고,
도 7의 (a)~(c)는 렌즈구동기구(10)의 동작 상태를 도시하며,
도 8은 본 발명에 다른 렌즈구동기구(10)를 일부 구성요소로서 채용한 마이크로 프로젝터를 구비한 휴대폰을 예시한다.

도 1과 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초점조절용 렌즈구동기구(10)의 분해 상태를 도시하는데, 이를 참조하여 렌즈구동기구(10)의 구성을 설명한다. 렌즈구동기구(10)는 초점조절 조작용 다이얼(100)과, 이의 편심 환형 홈(130)에 삽입된 가이드돌기(230)를 매개로 다이얼(100)과 결합된 렌즈구동부재(200), 그리고 다이얼(100)을 회전가능하게 지지하는 브라켓(300, 400)을 포함한다.

다이얼(100)은 디스크형상 내지 차바퀴 형상과 비슷하게 생긴 몸체(110)와, 이의 좌우 양면의 중심에서 서로 반대쪽의 법선방향으로 소정길이 연장된 회전축(120a, 120b)을 갖는다. 몸체(110)의 적어도 한쪽 면에는 환형 홈(130)이 마련된다. 회전축(120a)은 이 환형 홈(130)에 포위된다. 환형 홈(130)은 반지름이 다른 두 개의 동심원을 경계로 그들 사이에 위치한다. 환형 홈(130)의 중심(C₁)은 회전축(120a)에 대해 편심되어 있어 다이얼(100)의 중심(즉, 회전축(120a, 120b))의 중심과는 일치하지 않는다. 그러므로 환형 홈(130)의 내부 원 안쪽의 다이얼 몸체 일부(140)가 회전축(120a)의 회전 시에 캠으로 작용한다. 다이얼(100)은 그 측면 둘레를 따라 요철(150)을 마련하는 것이 바람직하다. 사람이 렌즈 초점 조절을 위해 손가락으로 다이얼(100)을 돌릴 때 슬립이 생기지 않도록 하기 위함이다.

렌즈구동부재(200)는 기저부(210)를 중심으로 돌출부(220), 가이드돌기(230), 그리고 렌즈구동축(240)이 일체로 연결된 구조이다. 기저부(210)는 다이얼(100)의 편심 환형 홈(130)이 형성된 면과 약간의 틈을 유지하면서 평행하게 이격되며, 전체 형상은 차지하는 공간을 최소화하기 위해 예컨대 도시된 것처럼 다이얼(100)의 상면 또는 하면과 측면 일부를 감싸는 'L'자 형상이다. 돌출부(220)는 그러한 기저부(210)의 일 측에서 다이얼(100) 반대쪽으로 돌출되며, 피구동 렌즈인 가동렌즈(722)의 광축방향으로 길게 연장된다. 가이드돌기(230)는 기저부(210)의 상단에서 다이얼(100)의 회전축 방향으로 돌출되어 편심 환형 홈(130)에 삽입된다. 렌즈구동축(240)은 기저부(210)의 하단에서 가동렌즈(722)의 광축방향(또는 돌출부(220)의 길이방향)과 직교하는 방향으로 다이얼(100)을 벗어나 소정길이 돌출되도록 연장된다. 렌즈구동축(240)의 단부 일부는 가동렌즈부(720)에 삽입 결합되어 렌즈 구동력을 전달한다.

제1 브라켓(300)과 제2 브라켓(400)은 서로 마주보면서 제1 브라켓(300)의 몸체(310)에 마련된 체결돌기(330)가 제2 브라켓(400)의 몸체(410)에 마련된 체결홈(430)에 체결됨으로써, 수용공간이 마련된다. 그리고 그 수용공간 안에 다이얼(100) 및 이와 결합된 렌즈구동부재(200)가 수용된다. 제1 브라켓(300)의 몸체(310)에 마련된 축 지지공(320)과 제2 브라켓(400)의 몸체(410)에 마련된 축 지지공(420)에는 다이얼(100)의 회전축(120a, 120b)이 각각 삽입되어 회전가능하게 지지된다.

제1 브라켓(300)의 내면에는 구속홈(360)이 마련된다. 그 구속홈(360)은 가동렌즈(722)의 광축방향으로 길게 형성된다. 구속홈(360)에는 렌즈구동부재(200)의 돌출부(220)가 삽입된다. 구속홈(360)의 길이(L₂)는 돌출부(220)의 광축방향의 길이(L₁)보다 좀 더 길게 만든다. 이들의 길이 차이는 렌즈구동부재(200)의 광축방향의 최대 이동거리 이상이다. 대신 구속홈(360)의 폭은 돌출부(220)의 폭과 거의 비슷하게 한다. 돌출부(220)는 구속홈(360)에 삽입되어 그의 길이 방향(즉, 광축방향)으로는 소정 거리만큼 진퇴할 수 있으되 그의 폭 방향(즉, 광축방향에 대한 법선방향)으로는 이동하지 못하도록 구속된다. 제1 브라켓(300)의 내면에는 렌즈구동부재(200)의 기저부(210)와 렌즈구동축(240)이 광축방향으로의 움직임을 허용하는 여유 공간(364)도 마련된다. 두 브라켓(300, 400)의 보다 확실한 결합상태 유지를 위해 서로 끼움 결합되는 결합축(340)과 결합공(440)이 각각 더 마련된다.

도 3의 (a)와 (b)는 다이얼(100)과 렌즈구동부재(200)가 브라켓(300, 400)에 조립된 상태를 상하에서 본 것을 도시한다. 도시된 바와 같이, 브라켓(300, 400)에 수납된 다이얼(100)은 그 일부가 브라켓(300, 400)의 상부 쪽 바깥으로 노출된다. 그 노출된 부분에 손가락을 갖다대어 다이얼(100)을 회전시킬 수 있다. 또한, 렌즈구동부재(200)의 렌즈구동축(240) 역시 그 일부가 브라켓(300, 400)의 하부 쪽 바깥으로 노출된다. 렌즈구동축(240)의 노출된 부분은 렌즈조립체(700)에 삽입 결합되어 구동력을 전달하게 된다.

다음으로, 도 4 내지 6을 더 참조하여 렌즈구동기구(10)를 렌즈조립체와 결합시켜 렌즈의 초점조절수단으로 이용하는 것에 관해 설명한다. 도 4의 (a)와 (b)는 렌즈구동기구 하우징(600)을 더 갖춘 렌즈구동기구(10)의 조립상태를 도시하는 사시도이다. 도 5와 6은 도 4의 렌즈구동기구(10), 렌즈조립체(700), 그리고 렌즈조립체 하우징(800)의 결합관계를 나타내는 분해사시도와 조립상태도이다.

렌즈구동기구(10)는 렌즈의 초점 조절 수단으로 이용되기 위해 렌즈조립체(700)와 결합될 필요가 있다. 렌즈조립체(700)와의 결합은 렌즈조립체(700)를 수납하고 있는 렌즈조립체 하우징(800)과의 결합을 통해 이루어진다. 렌즈구동기구(10)는 렌즈조립체 하우징(800)과 직접 결합될 수도 있지만, 도 1 내지 6에 도시된 것처럼 렌즈구동기구 하우징(600)을 더 갖추고 그를 통해 렌즈조립체 하우징(800)에 결합될 수도 있다.

렌즈구동기구 하우징(600)은 수용공간(660)을 제공하는 몸체(610)를 구비한다. 브라켓(300, 400)은 렌즈구동기구 하우징(600)의 위쪽에서 그 수용공간(660) 안으로 끼움 삽입됨으로써 렌즈구동기구 하우징(600)과 결합된다. 이러한 결합을 보장하고 결합상태를 안정적으로 유지하기 위해 브라켓(300, 400)의 외면과 렌즈구동기구 하우징(600)의 내면에는 끼움 삽입방향으로 가이드홈과 가이드돌출부가 각각 마련된다.

렌즈구동기구 하우징(600)에는 렌즈조립체 하우징(800)과 결합하기 위한 고정수단이 더 마련된다. 그 고정수단의 예로는 예컨대 하우징 몸체(610)의 저부 좌우 양측에 각각 마련된 체결돌기(650a)와 체결홈(650b)이 될 수 있다. 그리고 체결홈(650b) 근처에는 결합공(630)이 더 마련될 수 있다.

렌즈구동기구 하우징(600)의 체결돌기(650a)와 체결홈(650b)에 대응하여 렌즈조립체 하우징(800)의 제1하우징(800a)에는 렌즈구동기구 하우징(600)이 안치되는 렌즈구동기구 안치대(810)가 마련되고 이의 좌우측에 체결홈(850a) 및 체결돌기(850b)가 체결돌기(650a) 및 체결홈(650b)과 체결될 수 있는 짝 형상으로 마련된다. 또한 결합공(630)과 마주보는 안치대(810)의 소정 위치에 결합공(830)이 마련된다. 렌즈구동기구 하우징(600)의 체결돌기(650a)와 체결홈(650b)이 렌즈조립체 하우징(800)의 체결홈(850a)과 체결돌기(850b)에 각각 체결되고, 결합핀(640)이 결합공(630)을 관통하여 안치대(810)의 결합공(830)에까지 끼움 삽입됨으로써, 렌즈구동기구 하우징(600)은 렌즈조립체 하우징(800)에 고정된다. 렌즈조립체 하우징(800)은 제1하우징(800a)과 제2하우징(800b)의 조합으로 구성될 수 있다.

렌즈구동기구 안치대(810)의 아래쪽에는 렌즈수용부(840)가 마련되어 그 내부에 렌즈조립체(700)가 설치되고, 그 렌즈수용부(840)의 맨 앞에는 렌즈덮개(870)가 마련된다. 렌즈구동기구 안치대(810)의 가운데에는 렌즈구동축(240)이 관통되는 관통공(820)이 마련된다. 이 관통공(820)은 렌즈구동축(240)이 광축방향으로의 진퇴를 보장할 수 있도록 그 방향으로 길게 만들 필요가 있다. 또한 렌즈수용부(840)의 위쪽과 아래쪽으로는 가이드바(750a, 750b)가 삽입되는 관통공(860a, 860b)이 마련된다.

렌즈구동기구 하우징(600)을 렌즈조립체 하우징(800)에 고정하는 수단을 위와 같이 마련하지 않고, 어느 일방에만 마련하는 방안도 가능할 것이다. 또한, 도시하지는 않았지만, 렌즈구동기구 하우징(600)을 별도로 채용하지 않고, 체결돌기(650a) 및 체결홈(650b)과 같은, 렌즈조립체 하우징(800)과 결합하기 위한 체결수단을 브라켓(300, 400)에 더 마련하는 방안, 또는 렌즈조립체 하우징(800)에 브라켓(300, 400)과 직접 결합을 가능하게 하는 별도의 결합수단을 더 마련하는 방안, 또는 브라켓(300, 400)과 렌즈조립체 하우징(800) 양측에 서로 결합될 수 있는 체결수단을 각각 마련하는 방안도 물론 가능하다.

도 5를 참조하면, 렌즈조립체(700)는 피구동렌즈인 가동렌즈(722)를 잡아서 지지해주는 적어도 하나의 가동렌즈부(720)를 포함한다. 이 가동렌즈부(720)의 마주 보는 두 측부에는 가이드바(750a, 750b)와 결합되어 이동 시 그 가이드바의 안내를 받는 제1 안내부(740a)와 제2 안내부(740b)를 포함한다. 제1 안내부(740a)와 제2 안내부(740b)에는 가이드공(742a)과 가이드홈(742b)이 각각 마련되며, 이들(742a, 742b)은 렌즈조립체(700)가 렌즈수용부(840) 안에 정확하게 수납되면 두 개의 관통공(860a, 860b)과 각각 정확히 마주보게 된다. 두 개의 가이드바(750a, 750b)는 가이드공(742a) 및 관통공(860a)과 가이드홈(742b) 및 관통공(860b)에 각각 삽입된다. 제1 안내부(740a)에는 광축방향에 직교하는 방향(구동축방향)으로 렌즈구동축(240)이 삽입될 수 있도록 구동축 결합공(710)이 마련된다. 이 구동축 결합공(710)은 렌즈구동축(240)이 구동축방향으로 소정 높이(후술할 이탈방지홈(620)의 높이)만큼 오르내릴 수 있는 깊이를 갖는다. 제1 안내부(740a)의 상부는 덮개(744)로 마감된다. 렌즈조립체(700)는 가동렌즈(722) 외에도 투사렌즈 또는 다른 용도의 렌즈(730)를 더 포함할 수도 있을 것이다(다만, 이들 렌즈는 피구동렌즈는 아니며 고정렌즈임).

한편, 렌즈구동기구(10)에는 외부에서 가해지는 충격을 흡수할 수 있는 충격완충수단이 더 마련될 수 있다. 구체적으로, 제1 브라켓(300)의 저면에는 위쪽으로 소정의 깊이 형성된 스프링 삽입공(370)이 마련되고, 스프링 삽입공(370) 안으로 코일스프링(500)이 각각 삽입된다. 코일스프링(500)의 길이가 스프링 삽입공(370)의 깊이보다 더 길어 삽입된 코일스프링(500)의 일부는 바깥으로 노출된다. 또한, 제1 브라켓(300)의 일 측면에는 이탈방지돌기(350)가 마련되고, 렌즈구동기구 하우징(600)의 대응되는 측면에는 그 이탈방지돌기(350)가 삽입되는 이탈방지홈(620)이 마련된다. 그 이탈방지홈(620)은 구동축방향으로 소정의 높이를 갖는 사각형 모양으로 마련된다. 이탈방지돌기(350)는 그 이탈방지홈(620)을 이탈하지 못하게 구속되어 그 안에서만 구동축방향으로 움직일 수 있을 뿐이다.

브라켓(300, 400)이 렌즈구동기구 하우징(600)의 수용공간(660) 안으로 수납되면, 이탈방지돌기(350)는 이탈방지홈(620) 안으로 삽입됨과 동시에 코일스프링(500)은 렌즈구동기구 하우징(600)의 바닥과 제1 브라켓(300)의 스프링 삽입공(370)의 바닥 사이에서 압축된다. 그러한 상태에서는, 압축된 코일스프링(500)이 브라켓(300, 400)을 렌즈구동기구 하우징(600)의 위쪽으로 밀어 올려 이탈방지돌기(350)가 이탈방지홈(620)의 상면에 걸리고, 브라켓(300, 400)은 그 상태에서 렌즈구동기구 하우징(600)과의 결합을 유지한다.

그와 같은 결합 상태에서는 코일스프링(500)만 렌즈구동기구 하우징(600)의 바닥에 접촉되어 있고 그 코일스프링(500)의 탄성력에 의해 브라켓(300, 400)의 저면은 렌즈구동기구 하우징(600)의 바닥으로부터 떨어져 있게 된다. 이런 결합구조는 다이얼(100)에 외부 충격이 가해지더라도 그 충격을 완충할 수 있다. 도 8은 본 발명의 렌즈구동기구(10)와 렌즈조립체(700) 및 그 하우징(800)이 마이크로 프로젝터를 구성하여 휴대폰(900)에 설치된 예를 도시한다. 이러한 응용 예에 있어서, 다이얼(100)의 일부가 외부로 노출된다. 다이얼(100)을 위에서 아래로 내려 누르는 의도하지 않는 외부의 힘이나 충격이 가해지면, 그 충격은 일차적으로 코일스프링(500)이 압축되면서 흡수한다. 만약 이런 완충수단이 없으면, 다이얼(100)에 가해진 충격은 곧바로 다이얼(100)의 회전축(120a, 120b)과 편심 환형 홈(130)의 벽을 통해 브라켓(300, 400)과 렌즈구동부재(200)에 각각 전해진다. 외부 충격이 자주 가해지면 렌즈구동부재(200)의 변형이나 왜곡이 일어날 수 있고 심할 경우 부품의 파손이 생길 수 있다. 하지만 위와 같은 충격완충수단에 의해, 외부 충격이 코일스프링(500)의 반발력을 이길 정도로 크지 않으면, 브라켓(300, 400)의 저면이 렌즈구동기구 하우징(600)의 바닥에 닿지 않은 상태로 되고 그 충격은 코일스프링(500)이 흡수하게 되므로, 렌즈구동부재(200)의 변형이나 파손 등이 발생하지 않게 된다.

다음으로, 도 7은 본 발명에 따른 렌즈구동기구(10)의 동작 상태를 도시한다. 이를 참조하여 렌즈구동기구(10)의 작동 원리를 설명한다. 도 7의 (a)와 (b)는 렌즈구동부재(200)의 가이드돌기(230)가 다이얼(100)의 회전축(120a)과 가장 근접하게 위치한 상태(이하, '최근접 상태'라 함)와 가장 멀리 떨어져 있는 상태(이하, '최대이격 상태'라 함)를 각각 도시하며, (c)는 가이드돌기(230)가 회전축(120a)과 이 두 상태의 중간 정도로 이격된 상태(이하, '중간 상태'라 함)를 도시한다.

(a)의 최근접 상태에서는 렌즈구동부재(200)의 돌출부(220)는 광축방향으로 볼 때 제1 브라켓(300)에 마련된 구속홈(360)의 맨 앞으로 치우쳐져 있다. 이 상태에서 사람이 손가락으로 다이얼(100)을 시계방향 또는 반시계방향으로 180도 회전 시키면, 편심 환형 홈(130)의 측벽은 가이드돌기(230)를 떠밀면서 회전하여 (c)와 같은 중간 상태를 거쳐 (b)의 최대이격 상태에 도달한다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 편심 환형 홈(130)의 측벽이 가이드돌기(230)를 떠미는 힘은 광축방향의 성분과 구동축방향의 성분을 갖는데, 렌즈구동부재(200)의 돌출부(220)가 제1 브라켓(300)의 구속홈(360)에 의해 구동축방향으로는 움직이지 못하도록 구속되어 있으므로 상기 광축방향 성분의 힘만이 유효하게 작용한다. 그리하여 돌출부(220)는 구속홈(360)의 마이너스(-) 광축방향을 따라 구속홈(360)의 맨 뒤까지 이동하여 최대이격 상태로 천이하게 되는 것이다. 이와 같은 동작은 환형 홈(130)으로 포위된 다이얼 몸체 부분(140)이 렌즈구동부재(200)에 대하여 캠으로 작용한 결과로 볼 수도 있다. 그리고 이러한 상태 천이 과정에 부수하여, 렌즈구동부(200)의 렌즈구동축(240)은 마이너스(-) 광축방향으로 구속홈(360)의 길이와 돌출부(220)의 길이 차이(L₂-L₁)만큼 이동하게 된다.

그 최대이격 상태에서 다이얼(100)을 계속하여 같은 방향으로 180도 더 회전 시키면, 편심 환형 홈(130)의 측벽은 같은 원리로 가이드돌기(230)에 힘을 가하고, 그 결과 돌출부(220)는 구속홈(360)을 따라 광축방향으로 이동하여 (c)의 중간 상태를 거쳐 다시 (a)의 최근접 상태로 복귀하게 된다. 이에 부수하여, 렌즈구동축(240)도 광축방향으로 상기 길이 차이(L₂-L₁)만큼 이동한다.

이와 같이, 다이얼(100)의 360도 회전은 렌즈구동축(240)으로 하여금 광축방향을 따라 소정 구간(L₂-L₁)을 진퇴하도록 강제하고, 결과적으로 렌즈구동축(240)에 결합된 가동렌즈부(720)도 가이드바(750a, 750b)를 따라 마이너스(-) 광축방향으로 같은 거리만큼 이동하도록 강제된다. 가동렌즈부(720)가 광축방향을 따라 소정 구간 내에서 전진이나 후퇴를 할 수 있으므로, 그러한 이동을 통해 렌즈조립체의 초점을 조절할 수 있다.

그리고 이와 같은 렌즈 구동력은 가이드돌기(230)와 환형 홈(130)의 상대적인 회전에 의해 얻어지므로 다이얼(100)을 여러 회 같은 방향으로 회전하더라도 렌즈구동축(240)은 소정 구간(L₂-L₁) 내에서 진퇴를 반복하게 된다. 또한, 다이얼(100)을 시계방향으로 여러 회 회전시키는 것은 반시계방향으로 여러 회 회전시키는 것과 렌즈구동축(240)의 진퇴와 관련하여 실질적으로 같은 결과를 낳는다.

본 발명에 따른 렌즈구동부재는 렌즈를 채용하는 광학장치의 렌즈 초점조절용 수단으로 널리 적용될 수 있을 것이다. 특히 콤팩트한 모듈로 구성될 수 있어, 예컨대 휴대용 마이크로 프로젝터의 렌즈 초점조절용 렌즈구동기구로 적용하기에 적합하다.

10: 초점조절용 렌즈구동기구 100: 다이얼
110: 다이얼 몸체 120a, 120b: 회전축
130: 편심 환형 홈 140: 몸체 일부
C₁: 환형 홈의 중심 200: 렌즈구동부재
210: 기저부 220: 돌출부
230: 가이드 핀 240: 렌즈구동축
300, 400: 제1, 제2 브라켓 310: 몸체
320: 축 지지공 330: 체결돌기
340: 결합축 350: 이탈방지돌기
360: 구속홈 410: 몸체
420: 축 지지공 430: 체결홈
440: 결합공 500: 코일스프링
600: 렌즈구동기구 하우징 610: 몸체
620: 이탈방지홈 630: 결합공
640: 결합핀 650a: 체결돌기
650b: 체결홈 660: 수용공간
700: 렌즈조립체 710: 구동축 결합공
720: 가동렌즈부(제1렌즈부) 722: 가동렌즈
730: 고정렌즈부(제2렌즈부) 740a, 740b: 제1 및 제2 안내부
742a, 742b: 가이드공, 가이드홈 744: 덮개
750a, 750b: 가이드바 800: 렌즈조립체 하우징
800a, 800b: 제1 및 제2 하우징 810: 렌즈구동기구 안치대
830: 결합공 840: 렌즈수용부
850a, 850b: 체결홈, 체결돌기 860a, 860b: 관통공
870: 렌즈덮개

Claims

내부에 구속홈이 피구동렌즈의 광축방향으로 길게 마련된 브라켓;
상기 브라켓에 의해 회전가능하게 지지되며 몸체의 적어도 일면에 회전중심으로부터 편심된 환형 홈이 마련된 초점조절용 다이얼; 및
상기 환형 홈 안에 삽입된 가이드돌기와, 상기 브라켓의 상기 구속홈에 삽입된 돌출부와, 상기 브라켓 외부로 연장된 렌즈구동축을 구비하는 렌즈구동부재를 구비하며,
상기 다이얼이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 때 상기 편심 환형 홈이 상기 가이드돌기를 가이드하면서 가하는 힘과 상기 구속홈이 상기 돌출부를 상기 광축방향으로의 움직임은 허용하되 상기 광축방향에 직교하는 렌즈구동축 방향으로의 움직임은 불허하는 구속의 조합에 의해, 상기 렌즈구동축이 상기 광축방향으로 소정구간을 진퇴하도록 구성된 것을 특징으로 하는 초점조절용 렌즈구동기구.
제1항에 있어서, 상기 다이얼이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전을 계속하면 매 회전마다 상기 렌즈구동축은 상기 광축방향으로 상기 소정구간을 1회 진퇴하는 것을 특징으로 하는 초점조절용 렌즈구동기구.
제1항에 있어서, 상기 렌즈구동축은 그의 단부가 피구동 렌즈인 가동렌즈부에 삽입 결합되어, 상기 광축방향으로 진퇴할 때 상기 가동렌즈부에게 상기 광축방향을 따라 상기 소정구간을 진퇴하도록 힘을 전달하는 것을 특징으로 하는 초점조절용 렌즈구동기구.
제3항에 있어서, 상기 가동렌즈부를 상기 광축방향으로 마련된 가이드부재를 따라 활주가능하게 수납하는 렌즈조립체 하우징을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초점조절용 렌즈구동기구.
제1항에 있어서, 상기 다이얼, 상기 렌즈구동부재, 그리고 상기 브라켓의 조립체를 내부에 수납하고, 상기 다이얼의 일부와 상기 렌즈구동축의 일부를 상부와 하부의 바깥으로 노출한 채 상기 가동렌즈부가 설치된 렌즈조립체 하우징에 고정되는 렌즈구동기구 하우징을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초점조절용 렌즈구동기구.
제5항에 있어서, 상기 렌즈구동기구 하우징과 상기 렌즈조립체 하우징의 적어도 어느 한 쪽에는 상기 렌즈구동기구 하우징을 상기 렌즈조립체 하우징에 고정시키기 위한 체결수단이 마련되는 것을 특징으로 하는 초점조절용 렌즈구동기구.
제5항에 있어서, 상기 브라켓과 상기 렌즈구동기구 하우징 사이에 개재되어 상기 브라켓의 바닥이 상기 렌즈구동기구 하우징의 바닥으로부터 떠 있도록 해주고, 상기 다이얼을 내려누르는 외력이 가해지는 경우 그 외력에 맞서 충격을 완화해주는 충격완충부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초점조절용 렌즈구동기구.
제7항에 있어서, 상기 브라켓의 일 측면에는 이탈방지돌기가 더 마련되고, 상기 렌즈구동기구 하우징의 대응되는 측면에는 상기 이탈방지돌기가 삽입되어 이탈하지 못하게 구속하면서 상기 렌즈구동축 방향으로 소정 구간 내에서의 움직임만 허용하는 이탈방지홈이 더 마련되는 것을 특징으로 하는 초점조절용 렌즈구동기구.
제1항에 있어서, 상기 가동렌즈부가 설치된 렌즈조립체 하우징과 상기 브라켓 중 적어도 어느 한쪽에는 상기 브라켓을 상기 렌즈조립체 하우징에 고정시키는 체결수단이 마련되는 것을 특징으로 하는 초점조절용 렌즈구동기구.
제9항에 있어서, 상기 브라켓과 상기 렌즈조립체 하우징 사이에 개재되어 상기 브라켓의 바닥이 상기 렌즈조립체 하우징의 표면으로부터 떠 있도록 해주고, 상기 다이얼을 내려누르는 외력이 가해지는 경우 상기 브라켓의 바닥이 상기 렌즈조립체 하우징의 표면에 닿기 전까지 상기 외력에 맞서 충격을 완화해주는 충격완충부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초점조절용 렌즈구동기구.
제1항에 있어서, 상기 다이얼은 디스크 형상 또는 차바퀴 형상을 닮은 몸체의 상기 회전중심에 회전축이 마련되고, 상기 회전축을 포위하면서 상기 편심 환형 홈에 의해 포위된 몸체 부분은 상기 렌즈구동부재에 대하여 캠으로 작용하는 것을 특징으로 하는 초점조절용 렌즈구동기구.