KR20120124876A - 카메라용 조리개장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 촬상장치용 조리개장치는, 광투과공이 형성된 베이스와, 베이스 위에서 이동하여 광투과공을 개폐할 수 있도록 설치되는 한 쌍의 블레이드와, 상기 한 쌍의 블레이드가 각각 연결되는 양단을 포함하는 스윙암과, 상기 베이스에 회전 가능하게 설치되며, 상기 스윙암이 고정되는 영구자석, 및 상기 영구자석의 근처에 상기 베이스에 설치되고, 상기 영구자석의 외주면으로부터 동일한 간격으로 이격되는 양단을 가지며, 코일이 권선된 전자석을 포함한다.

Description

카메라용 조리개장치{Iris apparatus for camera}

본 발명은 촬상장치용 조리개장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 감시카메라에 사용될 수 있는 조리개장치에 관한 것이다.

일반적으로 촬상장치용 조리개장치는 렌즈를 통과하는 입사 광량을 조절하여 촬상면에 입사되는 광량을 제어하는 장치이다.

종래 기술에 의한 촬상장치용 조리개장치는 광투과공이 마련된 베이스와, 베이스의 일면에서 서로 반대방향으로 직선 이동하며 광투과공을 차단하고 개방하는 한 쌍의 블레이드와, 이 한 쌍의 블레이드를 구동하기 위한 구동부를 구비한다.

상기 구동부는 모터와 모터의 회전축에 연결되는 스윙암(swing arm)을 포함한다. 스윙암의 양단에는 각각 한 쌍의 블레이드가 힌지 구조로 연결된다.

따라서, 모터에 전원이 인가되면 모터 회전축이 회전하고, 회전축이 회전하면 이에 연결된 스윙암이 회전하게 된다. 스윙암이 회전하면 한 쌍의 블레이드가 광투과공을 중심으로 직선이동하여 광투과공을 개폐함으로써 광투과공을 통과하는 광량을 제어할 수 있게 된다.

그런데, 이와 같은 종래의 촬상장치용 조리개장치는 원통 형상의 모터를 사용하여 스윙암을 회전시키기 때문에 조리개장치의 두께를 줄이는 것이 곤란하다는 문제점이 있다.

만일 조리개장치의 두께를 줄이기 위해 작은 모터를 사용하면, 한 쌍의 블레이드를 이동시키는 스윙암을 원활하게 선회시킬 수 없다는 문제점이 있다. 따라서, 조리개장치의 두께를 줄일 수 있으면서 동시에 스윙암을 원활하게 회전시킬 수 있는 조리개장치가 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 조리개장치의 두께를 줄일 수 있으면서 스윙암을 원활하게 회전시킬 수 있는 회전 토크를 갖는 촬상장치용 조리개장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 광투과공이 형성된 베이스; 상기 베이스 위에서 이동하여 상기 광투과공을 개폐할 수 있도록 설치되는 한 쌍의 블레이드; 상기 한 쌍의 블레이드가 각각 연결되는 양단을 포함하는 스윙암; 상기 베이스에 회전 가능하게 설치되며, 상기 스윙암이 고정되는 영구자석; 및 상기 영구자석의 근처에 상기 베이스에 설치되고, 상기 영구자석의 외주면으로부터 동일한 간격으로 이격되는 양단을 가지며, 코일이 권선된 전자석;을 포함하는 촬상장치용 조리개장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

상기 조리개장치는 상기 영구자석의 자력을 검출하는 홀센서; 및 상기 코일에 인가되는 전원을 제어하는 제어부;를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 홀센서에서 출력된 신호를 이용하여 상기 코일에 인가되는 전원을 제어하여 상기 한 쌍의 블레이드가 상기 광투과공을 개폐하는 정도를 제어할 수 있다.

상기 조리개장치는 상기 한 쌍의 블레이드를 원위치로 복귀시키는 복원부재를 더 포함할 수 있다.

상기 복원부재는 상기 영구자석을 중심으로 상기 전자석의 일단에 대칭되는 위치에 설치되는 자성체인 것이 바람직하다.

상기 전자석은 상기 영구자석을 중심으로 대칭으로 배치된 제1 및 제2전자석을 포함할 수 있다.

상기 제1전자석의 철심은 U자 형상으로 형성되며, U자 형상의 일단은 상기 영구자석을 회전시키는 전자석으로 사용되고, 타단은 복원부재로 사용될 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명에 의한 촬상장치용 조리개장치에 의하면, 모터를 사용하지 않고 조리개장치를 구동할 수 있으므로, 조리개장치의 두께를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 촬상장치용 조리개장치에 의하면, 종래의 모터에 비해 두께를 줄인 상태에서 동일한 자력을 발생하도록 전자석을 형성할 수 있으므로 구동부의 회전 토크를 종래의 모터와 동일하게 유지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 촬상장치용 조리개장치에 의하면, 한 쌍의 블레이드가 원위치로 복귀할 수 있도록 하는 복원부재로 자성체를 사용할 수 있다. 복원부재로 자성체를 사용하는 경우에는 장시간 사용하여도 탄성부재의 탄성계수가 변하여 광투과공이 개방되는 현상이 발생하지 않는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 의한 촬상장치용 조리개장치는 홀센서를 사용하여 조리개장치를 제어할 수 있으므로 광량을 여러 단계로 정밀하게 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 조리개장치를 나타내는 사시도;
도 2는 도 1의 촬상장치용 조리개장치의 분해 사시도;
도 3은 도 1의 촬상장치용 조리개장치에서 커버를 제거한 상태를 나타내는 사시도;
도 4는 도 1의 촬상장치용 조리개장치의 하부 베이스를 나타내는 평면도;
도 5는 도 4의 구동부를 나타내는 확대 평면도;
도 6은 도 1의 촬상장치용 조리개장치의 구동부의 다른 예를 나타내는 확대 평면도;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 조리개장치의 광투과공이 차단된 상태를 나타내는 평면도;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 조리개장치의 광투과공이 개방된 상태를 나타내는 평면도;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 조리개장치의 홀센서의 출력을 나타내는 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 촬상장치용 조리개장치의 실시예들에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 조리개장치(1)는 베이스(10), 한 쌍의 블레이드(40), 구동부(50), 커버(70)를 포함할 수 있다.

베이스(10)의 대략 중앙에는 광투과공이 관통하여 형성되고, 광투과공의 일측에는 구동부(50)가 설치되는 홈이 마련된다. 베이스(10)는 한 개의 몸체로 형성될 수 있으나, 본 실시예의 경우에는 구동부(50)의 설치를 용이하게 할 수 있도록 상부 베이스(20)와 하부 베이스(30)로 구성하였다.

상부 베이스(20)에는 촬상장치에 요구되는 광투과공(21)이 형성되고, 상부 베이스(20) 상면에 광투과공(21)의 좌우에는 한 쌍의 블레이드(40)의 이동을 안내하는 한 쌍의 안내부재(22)가 형성되며, 한 쌍의 안내부재(22) 사이에는 한 쌍의 블레이드(40) 이동시 마찰을 최소화할 수 있는 복수 개의 지지돌기(24)가 형성되어 있다. 광투과공(21)의 일측에는 구동부(50)가 노출되는 개구(25)가 형성된다. 개구(25)에는 스윙암(51)의 중심축(53)이 삽입되는 지지구멍(27)이 형성된 지지브라켓(26)이 형성된다.

하부 베이스(30)는 상부 베이스(20)와 결합하는 것으로서, 중앙에는 광투과공(21)에 대응되며, 광투과공(21)보다 큰 대략 원 형상의 중앙 구멍(31)이 형성된다. 중앙 구멍(31)의 일측으로 상부 베이스(20)의 개구(25)에 대응되는 위치에 구동부(50)가 설치된다. 하부 베이스(30)는 구동부(50)가 상측으로 돌출되지 않도록 수용할 수 있을 정도의 깊이로 형성된 홈을 포함한다. 이 홈은 하부 베이스(30) 전체 영역에 걸쳐 형성되거나 구동부(50)가 설치되는 영역에만 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이 하부 베이스(30) 전체 영역에 걸쳐 홈이 형성되어 있다. 또한, 하부 베이스(30)에는 복수 개의 고정 핀(33)이 형성되어 있고 상부 베이스(20)에는 이에 대응되는 복수 개의 고정 구멍(23)이 형성되어 있다. 따라서, 하부 베이스(30)와 상부 베이스(20)는 복수 개의 고정 핀(33)과 고정 구멍(23)에 의해 결합된다.

한 쌍의 블레이드(40)는 베이스(10)에 형성된 광투과공(21)을 개폐할 수 있도록 형성된다. 즉, 한 쌍의 블레이드(40)는 베이스(10)의 상면에 형성된 한 쌍의 안내부재(22) 사이에 복수 개의 지지돌기(24) 위에 이동 가능하게 설치된다. 한 쌍의 블레이드(40)는 제1블레이드(41)와 제2블레이드(42)를 포함하며, 제1 및 제2블레이드(41,42)는 스윙암(51)에 의해 서로 반대방향으로 직선이동하면서 광투과공(21)을 개폐한다. 제1 및 제2블레이드(41,42)의 각각의 일단에는 스윙암(51)의 힌지돌기(54)가 삽입되는 힌지구멍(43,44)이 형성된다. 또한, 제1 및 제2블레이드(41,42)는 광투과공(21)을 개방하기 위해 각각의 중앙에 형성된 요홈(45,46)을 포함한다.

구동부(50)는 한 쌍의 블레이드(40)를 직선이동시키는 것으로서, 스윙암(51), 영구자석(55), 전자석(60)을 포함할 수 있다.

스윙암(51)은 중심축(53)과 상기 중심축(53)에서 반대쪽으로 연장되는 2개의 팔(52)을 포함한다. 2개의 팔(52)의 각각의 단부에는 힌지돌기(54)가 형성된다. 중심축(53)의 하단은 영구자석(55)에 결합되고, 그 상단은 상부 베이스(20)에 형성된 지지구멍(27)에 삽입되어 지지된다.

영구자석(55)은 대략 원통형상으로 형성되며, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 중심선(56)을 기준으로 N극과 S극으로 구획되어 있다. 영구자석(55)은 그 중심선(56)의 자력이 가장 약하다. 영구자석(55)의 상단에는 스윙암(51)의 중심축(53)이 결합되는 결합공(57)이 형성되어 있고, 하단은 하부 베이스(30)에 회전 가능하게 설치된다. 예를 들면, 영구자석(55)의 하단에 결합공(미도시)이 형성된 경우에는 하부 베이스(30)에는 지지축(미도시)이 형성된다. 다른 예로, 영구자석(55)의 하단에 결합축(미도시)이 형성된 경우에는 하부 베이스(30)에 지지홈(미도시)이 형성될 수 있다. 따라서, 영구자석(55)에 스윙암(51)을 결합하면, 영구자석(55)과 스윙암(51)은 상부 베이스(20)와 하부 베이스(30)에 의해 지지되어 회전할 수 있다.

전자석(60)은 영구자석(55)의 일측 또는 양측에 하부 베이스(30)에 고정된다. 전자석(60)은 철심(62,66)과 철심(62,66)에 권선된 코일(63,67)을 포함한다. 본 실시예의 경우에는 영구자석(55)의 양측으로 제1 및 제2전자석(61,65)이 설치된다. 제1전자석(61)의 제1철심(62)의 일단(62a)과 영구자석(55)의 외주면 사이의 간격(G1)은 제2전자석(65)의 제2철심(66)의 일단(66a)과 영구자석(55)의 외주면 사이의 간격(G1)과 동일하게 설치된다. 제1철심(62)과 제2철심(66)에 각각 권선된 제1코일(63)과 제2코일(66)은 각각 케이블(82)에 연결되어 외부로부터 전원이 인가될 수 있다. 제1 및 제2전자석(61,62)은 영구자석(55)과 인접한 제1전자석(61)의 제1철심(62)의 일단(62a)과 영구자석(55)과 인접한 제2전자석(65)의 제2철심(66)의 일단(66a)은 서로 다른 극성을 띠도록 제어된다. 예를 들면 제1전자석 철심(62)의 일단(62a)이 N극을 띠면, 제2전자석 철심(66)의 일단(66a)은 S극을 띠도록 제어된다.

다른 예로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 전자석(60')의 철심(62')을 U자형으로 형성할 수 있다. 전자석(60')의 철심(62')을 U자 형상으로 하면, 전자석(60')을 한 개만 사용할 수 있다. 이때, U자형 전자석 철심(62')의 양단(62'a,62'b)은 영구자석(55)의 외주면으로부터 동일한 간격(G3)으로 이격되도록 설치된다. 본 실시예의 경우에는 철심(62')이 대략 U자 형상으로 형성되어 있으나, 철심(62')의 형상은 이에 한정되지 않는다. 철심(62')의 양단(62'a,62'b)이 영구자석(55)의 외주면과 동일 간격으로 이격될 수 있으면 어떤 형상으로도 형성할 수 있다. U자형 철심(62')에 권선된 코일(63')은 케이블(82)에 연결되어 외부로부터 전원이 인가될 수 있다. 영구자석(55)을 중심으로 전자석(60')의 반대쪽에는 복원부재로서 자성체(64')가 설치될 수 있다. 자성체(64')와 영구자석(55) 외주면과의 간격(G4)은 전자석(60')과 영구자석(55)의 간격(G3)보다 더 크다.

커버(70)는 한 쌍의 블레이드(40)가 베이스(10)로부터 이탈되지 않도록 한 쌍의 블레이드(40)를 덮는 상태로 베이스(10)에 분리 가능하게 결합된다. 따라서, 상부 베이스(20)에는 커버(70)를 고정하는 복수 개의 고정돌기(28)가 형성되고, 커버(70)에는 복수 개의 고정돌기(28)에 대응되는 복수 개의 고정 홀(78)이 형성된다. 또한, 커버(70)에는 광투과공(21)에 대응되는 광구멍(71)과 스윙암(51)의 2개의 힌지돌기(54)를 안내하는 한 쌍의 안내홈(73)이 형성된다.

영구자석(55)의 일측에는 영구자석(55)의 자력의 크기를 검출할 수 있는 홀센서(81)가 설치될 수 있다. 홀센서(81)는 케이블(82)을 통해 조리개장치(1)가 설치되는 촬상장치의 제어부(80)와 전기적으로 연결되어 검출된 자력에 대응되는 신호를 전송한다. 홀센서(81)는 촬상장치의 제어부(80)와 결합되어 구동부(50)를 정밀하게 제어하여, 조리개장치(1)를 여러 단계로 정밀하게 제어할 수 있다.

제어부(80)는 홀센서(81)로부터 입력된 신호를 이용하여 조리개장치(1)의 구동부(50)를 여러 단계로 제어하여 입사되는 광량을 정밀하게 제어할 수 있다. 도 9에는 영구자석(55)의 회전위치에 따른 홀센서(81)의 출력값이 도시되어 있다. 검출하는 자력의 크기에 따라 홀센서(81)의 출력값은 도 9와 같이 사인곡선을 그리므로, 사인곡선의 직선 구간인 A-B를 일정 간격으로 등분하면 조리개장치(1)를 여러 단계로 조절할 수 있다. 예를 들어, A-B구간을 20등분하면, 조리개장치(1)를 20단계로 제어할 수 있다.

또한, 구동부(50)는 전원이 차단되었을 때 한 쌍의 블레이드(40)를 원위치(광투과공(21)을 차단한 상태)로 복귀시키는 복원부재를 더 포함할 수 있다. 이러한 복원부재로는 스윙암(51)을 원위치로 복귀시키도록 스프링과 같은 탄성부재를 사용할 수 있으나, 본 실시예의 경우에는 자성체를 사용한다. 즉, 복원부재는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1전자석(61)의 제1철심(62)을 U자 형상으로 굽혀 영구자석(55)을 향하도록 형성한 제1철심(62)의 타단(64)을 사용할 수 있다. 이때, 제1철심(62)의 타단(64)과 영구자석(55) 외주면 사이의 간격(G2)은 제1철심(62)의 일단(62a)과 영구자석(55) 외주면 사이의 간격(G1)보다 크게 형성한다. 그러면, 제1 및 제2전자석(61,65)에 전원이 인가되지 않을 때, 영구자석(55)의 N극 또는 S극의 중심이 제1철심(62)의 타단(64)을 향하게 되어 한 쌍의 블레이드(40)가 광투과공(21)을 차단하게 된다. 이때, 제2전자석(65)의 제2철심(66)의 타단(68)은 영구자석(55)으로부터 제1전자석(61)의 제1철심(62)의 타단(64)보다 더 멀리 떨어져 있어야 한다. 이상에서는 제1철심(62)을 U자 형상으로 형성하여 그 타단(64)을 복원부재로 사용하였으나, 다른 예로서, 제1전자석(61)의 제1철심(62)과 별개의 자성체로 복원부재를 형성하여 사용할 수도 있다.

이하, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 촬상장치용 조리개장치(1)의 작용에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

먼저, 구동부(50)에 전원이 인가되기 전에, 도 7과 같이 한 쌍의 블레이드(40)가 광투과공(21)을 차단하고 있다. 도 7과 도 8은 설명의 편의를 위해 커버(70)를 제거한 상태를 나타낸다. 이때, 전원이 인가되면, 제어부(80)는 홀센서(81)를 통해 영구자석(55)의 자력을 검출함으로써 한 쌍의 블레이드(40)가 광투과공(21)을 차단하는 원위치에 있는 것을 인식한다. 그 후, 제어부(80)에 저장되거나 입력되는 조리개 값에 대응되도록 제어부(80)는 구동부(50)를 제어하여 광투과공(21)의 개방 넓이를 제어한다.

예를 들어, 광투과공(21)을 완전히 개방하는 경우에는, 제어부(80)는 제1전자석(61)이 마주하는 영구자석(55)의 극성과 반대되는 극성을 띠도록 전원을 인가한다. 예를 들어, 제1전자석(61)과 마주하는 영구자석(55)이 S극이면, 영구자석(55)과 인접한 제1전자석(61)의 제1철심(62)의 일단(62a)이 N극을 띠도록 전원을 인가한다. 그러면, 영구자석(55)이 제1전자석(61) 쪽으로 회전한다. 영구자석(55)이 회전하면, 스윙암(51)이 회전하게 된다. 스윙암(51)이 회전하면, 스윙암(51)에 연결된 제1 및 제2블레이드(41,42)가 서로 반대방향으로 직선이동하여 도 8과 같이 광투과공(21)을 개방하게 된다.

이 상태에서 제어부(80)에 입력되는 조리개 값이 변하면, 제어부(80)는 홀센서(81)와 구동부(50)를 이용하여 한 쌍의 블레이드(40)를 직선이동시켜, 조리개값에 대응되도록 광투과공(21)을 개방한다.

전원이 차단되면, 영구자석(55)의 N극 또는 S극의 중심이 제1전자석(61)의 철심(62)의 타단(64)을 향하게 된다. 그러면, 한 쌍의 블레이드(40)는 광투과공(21)을 차단하는 원위치에 위치하게 된다.

이상에서는 촬상장치로서 감시카메라(CCTV)에 사용되는 자동 조리개장치를 기초로 하여 설명하였다. 그러나, 본 발명에 의한 촬상장치용 조리개장치는 감시카메라에 사용되는 것만을 한정하는 것이 아니라, 다른 촬상장치, 예를 들면, 캠코더나 일반 카메라에도 사용될 수 있음은 당연하다.

1; 조리개장치 10; 베이스
20; 상부 베이스 21; 광투과공
30; 하부 베이스 31; 중앙 구멍
40; 한 쌍의 블레이드 43,44; 힌지구멍
50; 구동부 51; 스윙암
53; 중심축 54; 힌지돌기
55; 영구자석 56; 중심선
60; 전자석 62,66; 철심
63,67; 코일 70; 커버
80; 제어부 81; 홀센서

Claims (6)

1. 광투과공이 형성된 베이스;
   상기 베이스 위에서 이동하여 상기 광투과공을 개폐할 수 있도록 설치되는 한 쌍의 블레이드;
   상기 한 쌍의 블레이드가 각각 연결되는 양단을 포함하는 스윙암;
   상기 베이스에 회전 가능하게 설치되며, 상기 스윙암이 고정되는 영구자석; 및
   상기 영구자석의 근처에 상기 베이스에 설치되고, 상기 영구자석의 외주면으로부터 동일한 간격으로 이격되는 양단을 가지며, 코일이 권선된 전자석;을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상장치용 조리개장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 영구자석의 자력을 검출하는 홀센서; 및
   상기 코일에 인가되는 전원을 제어하는 제어부;를 더 포함하며,
   상기 제어부는 상기 홀센서에서 출력된 신호를 이용하여 상기 코일에 인가되는 전원을 제어하여 상기 한 쌍의 블레이드가 상기 광투과공을 개폐하는 정도를 제어하는 것을 특징으로 하는 촬상장치용 조리개장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 블레이드를 원위치로 복귀시키는 복원부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상장치용 조리개장치
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 복원부재는 상기 영구자석을 중심으로 상기 전자석의 일단에 대칭되는 위치에 설치되는 자성체인 것을 특징으로 하는 촬상장치용 조리개장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 전자석은 상기 영구자석을 중심으로 대칭으로 배치된 제1 및 제2전자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상장치용 조리개장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제1전자석의 철심은 U자 형상으로 형성되며,
   U자 형상의 일단은 상기 영구자석을 회전시키는 전자석으로 사용되고, 타단은 복원부재로 사용되는 것을 특징으로 하는 촬상장치용 조리개장치.

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