KR20150016358A - 카메라 모듈 - Google Patents

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마사아키 안도
신이치 요시카와
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니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 소형화를 도모할 수 있음과 아울러, 카메라를 임의의 방향으로 안정되게 향하게 할 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 것. 구체적으로는 카메라 모듈(1)에서는, 구동 장치(20)에 있어서 모터(30)를 회전시키면, 모터(30)의 회전은 기어 기구(40)를 통하여 가동체(90)에 전달되므로, 카메라(10)를 보유 지지하는 가동체(90)가 카메라(10)의 촬상 방향과 교차하는 회전 중심 축선(Lc) 주위로 회전하여 촬상 방향이 전환된다. 여기서, 구동 장치(20)에서는 기어 기구(40)가 사용되고 있으므로, 감속비를 크게 하여 분해능을 높였을 경우에도, 벨트 기구를 사용했을 경우에 비하여 소형화를 도모할 수 있다. 또한 가동체(90)를, 고정체(80)를 향하여 힘을 가하는 밀어붙임 부재(70)가 설치되어 있기 때문에, 기어 기구(40)에 백래쉬가 있을 경우에도 촬상 방향이 흔들리지 않는다.

Description

카메라 모듈 {CAMERA MODULE}
본 발명은 카메라의 촬상 방향을 전환할 수 있는 카메라 모듈에 관한 것이다.
카메라의 촬상 방향을 전환하는 장치는 특히 감시 카메라의 분야에서 다용되고 있으며, 이러한 용도에 사용하는 카메라 모듈에서는 벨트 기구를 통하여 모터의 회전을 카메라에 전달하도록 되어 있다(특허문헌 1, 2 참조).
일본 특허 공개 평8-95129호 공보 일본 특허 공개 제2008-78964호 공보
카메라의 촬상 방향을 전환하고자 하는 요구는 감시 카메라에 한하지 않고, 예를 들어 텔레비전 전화 등의 분야에서도 존재하는데, 이러한 분야에서는 카메라의 촬상 방향의 전환에 높은 분해능이 요구되는 관계로, 종래에는 수동에 의한 전환이 주류였다. 즉, 특허문헌 1, 2에 기재된 기술과 같이 벨트 기구를 채용했을 경우, 모터로부터의 감속비를 크게 하여 분해능을 높이려고 하면, 카메라 모듈이 대형화되어버려 텔레비전 전화 등에 탑재하기에 부적합하다. 특히 거치형 텔레비전에 카메라를 탑재하여 통화자의 화상을 통화 상대에게 송신하도록 구성하는 경우, 텔레비전 화면을 둘러싸는 프레임 부분에 카메라를 배치할 필요가 있기 때문에, 벨트 기구를 채용한 대형 카메라 모듈을 사용하는 것이 곤란하다.
따라서 벨트 기구 대신 기어 기구를 이용하는 것이 생각되지만, 기어 기구를 채용했을 경우, 기어 간의 백래쉬가 원인으로 되어 카메라의 촬상 방향이 안정되지 않는다는 문제점이 있다. 특히 분해능을 높이는 것을 목적으로 하여, 기어의 수를 증가시켜 감속비를 크게 하면, 그만큼 백래쉬의 영향이 커져 버린다.
이상의 문제점을 감안하여, 본 발명의 과제는 소형화를 도모할 수 있음과 아울러, 카메라를 임의의 방향으로 안정되게 향하게 할 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 카메라 모듈은, 카메라와, 상기 카메라를 보유 지지하는 가동체와, 상기 가동체를 상기 카메라의 촬상 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 회전 중심 축선 주위로 회전 가능하게 지지하는 고정체와, 모터 및 상기 모터의 회전을 감속하여 상기 가동체에 전달하는 기어 기구에 의하여, 상기 가동체를 상기 회전 중심 축선 주위로 회전시키는 구동 장치와, 상기 가동체를 상기 회전 중심 축선 방향으로 밀어붙여 상기 고정체에 힘을 가하는 밀어붙임 부재를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 구동 장치에 있어서 모터를 회전시키면, 모터의 회전은 기어 기구를 통하여 가동체에 전달되므로, 카메라를 보유 지지하는 가동체가 카메라의 촬상 방향과 교차하는 회전 중심 축선 주위로 회전하여 촬상 방향이 전환된다. 여기서, 구동 기구에서는 기어 기구가 사용되고 있으므로, 감속비를 크게 하여 분해능을 높였을 경우에도 벨트 기구를 사용했을 경우에 비하여 소형화를 도모할 수 있다. 또한 가동체를 회전 중심 축선 방향으로 밀어붙여, 고정체를 향하여 힘을 가하는 밀어붙임 부재가 설치되어 있기 때문에, 기어 기구에 백래쉬가 있을 경우에도 촬상 방향이 흔들리지 않는다. 그로 인하여, 카메라를 임의의 방향으로 안정되게 향하게 할 수 있다. 또한 모터는 기어 기구에 의하여 감속되어 전달되므로, 밀어붙임 부재에 의하여 가동체를, 고정체를 향하여 힘을 가한 구성을 채용했을 경우에도 모터의 회전에 의하여 가동체를 회전시킬 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 기어 기구는, 제1 축선 주위로 회전 가능한 복수의 제1 기어와, 상기 제1 축선과 평행하게 병렬하는 제2 축선 주위로 회전 가능한 복수의 제2 기어를 포함하고, 상기 모터의 회전은, 상기 복수의 제1 기어 및 상기 복수의 제2 기어에 있어서, 제1 기어로부터 제2 기어로의 전달과, 당해 제2 기어로부터 다른 제1 기어로의 전달과, 당해 다른 제1 기어로부터 다른 제2 기어로의 전달이 행해져서 상기 가동체에 전달되는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 감속 기구를 구성하는 데 있어서, 제1 축선을 따라 배치된 복수의 제1 기어와, 제2 축선을 따라 배치된 복수의 제2 기어를 이용하므로, 감속비를 크게 했을 경우에도 기어 기구(감속 기구)가 차지하는 공간이 좁아도 된다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 기어 및 상기 제2 기어는 각각, 대직경 기어에 대하여 상기 제1 축선 방향 및 상기 제2 축선 방향에 있어서의 동일 측에 소직경 기어가 일체화되어 있는 복합 기어이며, 상기 복수의 제1 기어 및 상기 복수의 제2 기어에 있어서, 제2 기어의 대직경 기어에는 당해 제2 기어를 구동하는 제1 기어의 소직경 기어가 맞물리고, 당해 제2 기어의 소직경 기어에는 당해 제2 기어에 종동하는 다른 제1 기어의 대직경 기어가 맞물려 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 감속 기구를 구성하는 데 있어서, 제1 기어 및 제2 기어로서 대직경 기어와 소직경 기어가 동일한 방향으로 위치하는 복수의 복합 기어를 이용하므로, 감속비를 크게 했을 경우에도 기어 기구(감속 기구)가 차지하는 공간이 좁아도 된다.
본 발명에 있어서, 상기 모터의 모터 축선은 상기 제1 축선 및 상기 제2 축선과 평행, 또는 상기 제1 축선 및 상기 제2 축선 중 한쪽의 연장선 상에 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 모터 및 기어 기구가 차지하는 공간이 좁아도 된다.
본 발명에 있어서, 상기 가동체의 상기 회전 중심 축선은 상기 제1 축선 및 상기 제2 축선과 평행하게 연장되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 가동체 및 기어 기구가 차지하는 공간이 좁아도 된다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 축선 및 상기 제2 축선은 상기 가동체의 상기 회전 중심 축선에 대하여, 상기 촬상 방향과는 반대측을 향하여 배열되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 피사체측에서 보았을 때 카메라 모듈이 차지하는 영역이 좁아도 된다. 따라서 텔레비전 화면을 둘러싸는 프레임 부분 등에 카메라 모듈을 수납할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 복수의 제1 기어는 각각, 상기 제1 축선 상에서 연장되는 공통의 제1 지지축에 회전 가능하게 지지되고, 상기 복수의 제2 기어는 각각, 상기 제2 축선 상에서 연장되는 공통의 제2 지지축에 회전 가능하게 지지되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 복수의 제1 기어에 있어서의 지지축을 제1 지지축으로서 공통화할 수 있고, 복수의 제2 기어에 있어서의 지지축을 제2 지지축으로서 공통화할 수 있으므로, 부품 개수의 삭감을 도모할 수 있음과 아울러, 기어 기구가 차지하는 공간이 좁아도 된다.
본 발명에 있어서, 상기 카메라는 상기 구동 장치에 구동되어, 상기 고정체로부터 노출된 상태와 상기 고정체에 숨겨진 상태로 전환되는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 카메라를 사용하지 않을 때는 카메라를 고정체에 숨겨진 상태로 할 수 있으므로, 카메라가 더러워지는 것을 방지할 수 있음과 아울러, 카메라의 존재가 신경 쓰인다는 사태를 회피할 수 있다.
본 발명에서는, 구동 장치에 있어서 모터를 회전시키면, 모터의 회전은 기어 기구를 통하여 가동체에 전달되므로, 카메라를 보유 지지하는 가동체가 카메라의 촬상 방향과 교차하는 회전 중심 축선 주위로 회전하여 촬상 방향이 전환된다. 여기서, 구동 기구에서는 기어 기구가 사용되고 있으므로, 감속비를 크게 하여 분해능을 높였을 경우에도, 벨트 기구를 사용했을 경우에 비하여 소형화를 도모할 수 있다. 또한 가동체를 회전 중심 축선 방향으로 밀어붙여, 고정체를 향하여 힘을 가하는 밀어붙임 부재가 설치되어 있기 때문에, 기어 기구에 백래쉬가 있을 경우에도 촬상 방향이 흔들리지 않는다. 그로 인하여, 카메라를 임의의 방향으로 안정되게 향하게 할 수 있다. 또한 모터는 기어 기구에 의하여 감속되어 전달되므로, 밀어붙임 부재에 의하여 가동체를, 고정체를 향하여 힘을 가한 구성을 채용했을 경우에도 모터의 회전에 의하여 가동체를 회전시킬 수 있다.
도 1은 본 발명을 적용한 카메라 모듈을 탑재한 텔레비전의 설명도이다.
도 2는 본 발명을 적용한 카메라 모듈의 전체 구성을 도시하는 설명도이다.
도 3은 본 발명을 적용한 카메라 모듈의 내부 구성을 도시하는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명을 적용한 카메라 모듈에 사용한 각 부재 설명도이다.
도 5는 본 발명을 적용한 카메라 모듈의 평면 구성을 도시하는 설명도이다.
도면을 참조하여, 본 발명을 적용한 카메라 모질의 일례를 설명한다. 또한 이하의 설명에 있어서, 카메라가 정면을 향하고 있을 때의 촬상 방향을 X축 방향으로 하고, X축 방향에 직교하는 가로 방향을 Y축 방향으로 하며, X축 방향 및 Y축 방향에 직교하는 상하 방향을 Z축 방향으로 하여 설명한다. 또한 X축 방향 중, 피사체가 위치하는 측을 일방측 +X라고 하고, 피사체가 위치하는 측과는 반대의 타방측 -X라고 하며, Y축 방향 중, 카메라를 향하여 좌측을 일방측 +Y라고 하고, 우측을 타방측 -Y라고 하며, Z축 방향 중, 상측을 일방측 +Z라고 하고, 하측을 타방측 -Z라고 하여 설명한다.
(텔레비전의 전체 구성)
도 1은 본 발명을 적용한 카메라 모듈을 탑재한 텔레비전의 설명도이다. 도 1에 도시하는 텔레비전(100)에 있어서, 텔레비전 화면(110)의 주위는 직사각형 프레임체(120)로 둘러싸여 있으며, 프레임체(120)의 상변 부분(121)에는 본 발명을 적용한 카메라 모듈(1)이 탑재되어 있다. 카메라 모듈(1)은 텔레비전 전화용 카메라(10)와, 카메라(10)를 지지하는 고정체(80)를 구비하고 있으며, 카메라(10)는 고정체(80)를 통하여 프레임체(120)에 지지되어 있다. 이와 같이 구성한 텔레비전(100)은 텔레비전 전화 기능을 갖고 있으며, 카메라 모듈(1)에 의하여 촬영한 통화자의 화상을 통화 상대에게 송신한다. 또한 텔레비전 화면(110)에는 통화 상대가 비친다.
카메라 모듈(1)에 있어서, 통화자의 얼굴의 높이에 따라서는 카메라(10)에 의한 촬상 방향을 상하 방향으로 조절할 필요가 있다. 이 때문에, 본 형태의 카메라 모듈(1)에는 후술하는 구동 장치(20)가 내장되어 있으며, 구동 장치(20)에 의하여 카메라 모듈(1) 내에서, 카메라(10)를 Y축 방향으로 연장되는 회전 중심 축선(Lc) 주위로 회전시켜 촬상 방향을 조절한다. 또한 텔레비전(100)을 통상의 텔레비전으로서 사용할 때, 카메라(10)가 노출되어 있으면 신경이 쓰이므로, 본 형태에서는 구동 장치(20)에 의하여 카메라 모듈(1) 내에서, 카메라(10)를 Y축 방향으로 연장되는 회전 중심 축선(Lc) 주위로 회전시켜 카메라(10)를, 카메라 모듈(1)에 사용한 고정체(80)에 숨겨지도록 한다.
(카메라 모듈(1)의 전체 구성)
도 2는 본 발명을 적용한 카메라 모듈(1)의 전체 구성을 도시하는 설명도이고, 도 2의 (a) 및 (b)는 카메라(10)가 고정체(80)에 숨겨진 대기 상태에 있어서의 사시도, 및 대기 상태에 있어서 상부 케이스를 떼어낸 상태의 사시도이며, 도 2의 (c) 및 (d)는 카메라(10)가 고정체(80)로부터 노출된 사용 상태에 있어서의 사시도, 및 사용 상태에 있어서 상부 케이스를 떼어낸 상태의 분해 사시도이다. 도 3은 본 발명을 적용한 카메라 모듈(1)의 내부 구성을 도시하는 분해 사시도이다. 도 4는 본 발명을 적용한 카메라 모듈(1)에 사용한 각 부재 설명도이며, 도 4의 (a) 및 (b)는 카메라 모듈(1)을 도 3보다 더욱 미세하게 분해했을 때의 분해 사시도, 및 제1 기어 등의 사시도이다. 도 5는 카메라 모듈(1)의 평면 구성을 도시하는 설명도이며, 도 5의 (a) 및 (b)는 카메라 모듈(1)의 평면도, 및 상부 케이스를 떼어낸 상태에 있어서의 평면도이다.
도 2, 도 3, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 카메라 모듈(1)은, 카메라(10)를 보유 지지하는 가동체(90)와, 가동체(90)를 카메라(10)의 촬상 방향(X축 방향의 일방측 +X)과 교차하는 Y축 방향으로 연장되는 회전 중심 축선(Lc) 주위로 회전 가능하게 지지하는 고정체(80)와, 가동체(90)를 회전 중심 축선(Lc) 주위로 회전시켜 카메라(10)의 촬상 방향을 전환하는 구동 장치(20)를 갖고 있다. 구동 장치(20)는 모터(30)와, 모터(30)의 회전을 감속하여, 가동체(90)에 감속되어 전달하는 기어 기구(40)를 구비하고 있다. 본 형태에 있어서는, 모터(30)로서 스테핑 모터가 사용되고 있다.
(고정체(80)의 구성)
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 고정체(80)는, Z축 방향의 치수가 X축 방향의 치수나 Y축 방향의 치수에 비하여 짧은 편평형 직육면체를 포함하는 모듈 케이스를 구성하고 있으며, 이러한 고정체(80)에 의하여 카메라 모듈(1)의 외형 형상이 규정되어 있다. 본 형태에 있어서 고정체(80)는, Z축 방향의 일방측 +Z(상측)를 향하여 개방 상태에 있는 상자형 하부 케이스(81)와, 하부 케이스(81)의 상부 개구를 폐색하는 사각형 상부 케이스(82)를 구비하고 있다. 하부 케이스(81)는 Z축 방향의 타방측 -Z에 위치하는 저판부(810)와, 저판부(810)의 외측 테두리로부터 Z축 방향의 일방측 +Z를 향하여 기립한 4개의 측판부(811, 812, 813, 814)를 구비하고 있다. 하부 케이스(81)에 있어서, X축 방향의 타방측 -X에 위치하는 측판부(813)에는 직사각형의 절결이 형성되어 있으며, 이러한 절결은 기판(88)에 의하여 폐색되어 있다. 또한 측판부(811)에는, 카메라(10)를 노출시키는 직사각형 절결(811s)과, 후술하는 평기어(99)를 배치할 공간을 확보하기 위한 절결(811t)이 형성되어 있다.
고정체(80)에 있어서, 하부 케이스(81)의 측판부(811, 812, 813, 814)의 외면에는 복수의 돌기(819)가 형성되어 있으며, 상부 케이스(82)의 외측 테두리에는 돌기(819)에 걸림 결합하는 복수의 훅(829)이 형성되어 있다. 이로 인하여, 하부 케이스(81)에 상부 케이스(82)를 덮어씌울 때 훅(829)과 돌기(819)를 걸어 결합시키면, 하부 케이스(81)와 상부 케이스(82)를 결합할 수 있다. 또한 하부 케이스(81)의 저판부(810)에는, Y축 방향의 중앙이고 X축 방향의 타방측 -X 근방의 위치에, 나사 구멍(818a)이 형성된, 두꺼운 좌부(818)가 형성되어 있는 한편, 상부 케이스(82)에 있어서 나사 구멍(818a)에 중첩되는 위치에는 관통 구멍(828)이 형성되어 있다. 따라서 훅(829)과 돌기(819)의 걸림 결합에 의하여 하부 케이스(81)와 상부 케이스(82)를 결합시킨 후, 관통 구멍(828)으로부터 나사 구멍(818a)으로 나사(89)을 끼워 고정시키면, 하부 케이스(81)와 상부 케이스(82)를 더욱 결합시킬 수 있다.
(가동체(90)의 구성)
가동체(90)는 회전 중심 축선(Lc)을 따라 Y축 방향으로 연장되는 막대형 부재이며, 가동체(90)의 Y축 방향의 일방측 +Y에 있어서 카메라(10)를 내측에 보유 지지하는 대직경부(91)와, 대직경부(91)에 대하여 Y축 방향의 타방측 -Y에 연접하는 중간 직경부(95)와, 중간 직경부(95)에 대하여 Y축 방향의 타방측 -Y에 연접하는 소직경부(96)와, 소직경부(96)보다 작은 직경 치수를 갖고 소직경부(96)에 대하여 Y축 방향의 타방측 -Y에 연접하는 제1 축부(97)를 구비하고 있다. 대직경부(91)의 둘레면의 일부에는 평탄면(911)이 형성되어 있으며, 이러한 평탄면(911)에는 카메라(10)의 렌즈를 노출시키는 원형 구멍(912)이 형성되어 있다.
또한 가동체(90)는 대직경부(91)에 대하여 Y축 방향의 일방측 +Y에 연접하는 제2 축부(98)(도 5 참조)를 구비하고 있다. 한편, 고정체(80)에서는, Y축 방향의 일방측 +Y에 위치하는 측판부(814)의 내면에 제2 축부(98)를 회전 가능하게 지지하는 수용부(814e)가, 상하 방향으로 연장되는 홈형으로 형성되고, 저판부(810)의 상면에는, 제1 축부(97)를 회전 가능하게 지지하는 홈형 수용부(810e)가 형성되어 있다. 이와 같이 하여 가동체(90)는, 고정체(80)에 의하여 Y축 방향으로 연장되는 회전 중심 축선(Lc) 주위에 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한 저판부(810)의 상면에는, 소직경부(96)가 내측에 위치하는 홈형 오목부(810f)가 형성되어 있으며, 이러한 홈형 오목부(810f)에는, 소직경부(96)의 외주면에 소정의 각도 범위에 걸쳐 형성된 절결(96f)의 단부(단차부)와 간섭하여 가동체(90)의 회전을 규정하는 볼록형 스토퍼(810g)(도 5의 (b) 참조)가 형성되어 있다. 이 때문에 본 형태에서는, 소직경부(96)와 스토퍼(810g)가 간섭한 위치가, 카메라(10)가 하향으로 된 초기 위치(대기 위치)로서 설정되어 있다. 따라서 가동체(90)를 조립할 때 가동체(90)의 각도 위치를 조정하지 않더라도, 카메라(10)의 초기 위치를 규정할 수 있음과 아울러, 모터(30)에 공급하는 구동 전류의 시프트 펄스의 수에 따라 가동체(90)(카메라(10))의 방향을 제어할 수 있다. 또한 카메라 모듈(1)을 구동했을 때, 카운터 및 메모리 등을 사용하여, 소직경부(96)와 스토퍼(810g)가 간섭한 위치를 기준으로 하여 전회의 가동체(90)의 각도 위치를 기억해 두면, 다시 가동체(90)를 전회의 각도 위치까지 복귀시키는 것이 용이하다. 또한 하부 케이스(81)의 저판부(810) 및 상부 케이스(82)에 있어서, 가동체(90)의 대직경부(91)와 중첩되는 위치는 만곡된 오목부로 되어 있어, 저판부(810)나 상부 케이스(82)가 대직경부(91)와 접하지 않도록 되어 있다.
(구동 장치(20)의 구성)
도 3, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 구동 장치(20)는, 모터(30)와, 모터(30)의 회전을 감속하여, 가동체(90)에 감속되어 전달하는 기어 기구(40)를 구비하고 있으며, 모터(30)는 가동체(90)의 대직경부(91)에 대하여 X축 방향의 타방측 -X에서 이격되는 위치에, 모터 축선(Lm)이 Y축 방향으로 연장되도록 배치되어 있다. 모터(30)는 모터 본체(38)의 외주면 중, X축 방향의 타방측 -X에 위치하는 부분에 단자(32)가 배치되어 있으며, 단자(32)는 기판(88)의 구멍(881)을 관통하여, 기판(88)으로부터 X축 방향의 타방측 -X를 향하여 돌출된 상태에 있다. 따라서 단자(32)를 통하여 외부로부터 모터(30)에 급전 가능하다.
모터(30)에 있어서는, 모터 본체(38)로부터 Y축 방향의 일방측 +Y를 향하여 출력축(35)이 돌출되어 있다. 또한 모터 본체(38)의 Y축 방향의 일방측 +Y의 면에는 단부판(31)이 고착되어 있으며, 모터 본체(38)는 단부판(31)을 통하여 하부 케이스(81)의 저판부(810)에 위치 결정되어 있다. 상부 케이스(82)에는, 3방향이 절결된 탄성판부(825)가 형성되어 있으며, 하부 케이스(81)의 저판부(810)와 상부 케이스(82) 사이에, 모터 본체(38)를 물도록 하부 케이스(81)와 상부 케이스(82)와 결합시키면, 모터 본체(38)가 탄성판부(825)에 접촉하여 탄성판부(825)가 휜 결과, 모터 본체(38)는 탄성판부(825)에 의하여 저판부(810)에 탄성을 갖고 힘이 가해진 상태로 된다.
(기어 기구(40)의 구성)
기어 기구(40)는, 모터(30)의 출력축(35)에 고착된 평기어를 포함하는 모터 피니언(41)과, 모터 피니언(41)에 대하여 X축 방향의 일방측 +X에서 인접하는 위치에서 모터 피니언(41)에 맞물리는 평기어(42)와, 평기어(42)로부터 Y축 방향의 타방측 -Y를 향하여 연장되는 원통체(48)를 통하여 평기어(42)에 연결된 평기어(43)를 구비하고 있다.
또한 기어 기구(40)는, 제1 축선(L1) 주위로 회전 가능한 복수의 제1 기어(51, 52)와, 제1 축선(L1)과 평행하게 병렬하는 제2 축선(L2) 주위로 회전 가능한 복수의 제2 기어(61, 62)를 포함하고 있다.
제1 축선(L1)은, 모터(30)에 대하여 Y축 방향의 타방측 -Y에서 모터 축선(Lm)의 연장선 상에 위치하고 있다. 보다 구체적으로는, 제1 축선(L1) 상(모터 축선(Lm)의 연장선 상)에는 Y축 방향으로 연장되는 제1 지지축(21)이 배치되어 있으며, 이러한 제1 지지축(21)에 제1 기어(51)가 회전 가능하게 지지되고, 제1 기어(51)에 대하여 Y축 방향의 타방측 -Y에서 인접하는 위치에서는 제2 기어(52)가 제1 지지축(21)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 본 형태에서는, 제1 지지축(21)의 Y축 방향의 일방측 +Y의 단부는, 좌부(818)의 Y축 방향의 타방측 -Y의 면에 홈형으로 형성된 수용부(818f)에 보유 지지되고, 제1 지지축(21)의 Y축 방향의 타방측 -Y의 단부는, 측판부(812)의 내면에 홈형으로 형성된 수용부(812f)에 보유 지지되어 있다.
제2 축선(L2)은, 모터 축선(Lm)과 회전 중심 축선(Lc) 사이(제1 축선(L1)과 회전 중심 축선(Lc) 사이)에 설정되어 있으며, 평기어(42, 43)의 회전 중심을 통과하고 있다. 이 때문에, 평기어(42, 43)도 제2 기어(61, 62)와 마찬가지로 제2 축선(L2) 주위로 회전한다. 보다 구체적으로는, 제2 축선(L2) 상에는 Y축 방향으로 연장되는 제2 지지축(22)이 배치되어 있으며, 이러한 제2 지지축(22)은 양 단부에 평기어(42, 43)가 고착된 원통체(48)의 내측을 관통하고 있다. 이 때문에, 원통체(48) 및 평기어(42, 43)는 제2 지지축(22) 주위(제2 축선(L2) 주위)로 회전 가능하다. 또한 제2 지지축(22)에 있어서, 평기어(43)에 대하여 Y축 방향의 타방측 -Y에서 인접하는 위치에는 제2 기어(61)가 회전 가능하게 지지되고, 제2 기어(61)에 대하여 Y축 방향의 타방측 -Y에서 인접하는 위치에서는 제2 기어(62)가 제2 지지축(22)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 본 형태에서는, 제2 지지축(22)의 Y축 방향의 일방측 +Y의 단부는, 측판부(814)의 내면에 홈형으로 형성된 수용부(814g)에 보유 지지되고, 제2 지지축(22)의 Y축 방향의 타방측 -Y의 단부는, 측판부(812)의 내면에 홈형으로 형성된 수용부(812g)에 보유 지지되어 있다.
이와 같이 구성한 구동 장치(20)에 있어서, 평기어(43)는 제1 기어(51)와 맞물려 있다. 이 때문에, 모터(30)가 회전하면 모터(30)의 회전은 모터 피니언(41)으로부터 평기어(42)에 전달된 후, 원통체(48)를 통하여 평기어(43)에 전달되고, 그 후, 평기어(43)의 회전은 제1 기어(51), 제2 기어(61), 제1 기어(52) 및 제2 기어(62)의 순으로 전달되어, 가동체(90)의 제1 축부(97)의 Y축 방향의 타방측 -Y의 단부에 고착된 평기어(99)에 전달된다. 이 때문에, 모터(30)의 회전이 가동체(90)에 전달된 결과, 가동체(90)가 회전 중심 축선(Lc) 주위로 회전한다.
여기서, 평기어(42)는 모터 피니언(41)보다 외경이 크며, 모터(30)의 회전은 감속하여 평기어(42)에 전달된 후, 평기어(43)로부터 제1 기어(51), 제2 기어(61), 제1 기어(52) 및 제2 기어(62)를 거쳐 평기어(99)에 전달되기까지의 사이에도 감속된다. 보다 구체적으로는, 제1 기어(51, 52) 및 제2 기어(61, 62)는 각각, 대직경 기어에 대하여 Y축 방향의 타방측 -Y(제1 축선(L1)의 방향 및 제2 축선(L2)의 방향에 있어서의 동일 측)에 소직경 기어가 일체화되어 있는 복합 기어이며, 이하에 설명하는 바와 같이 대직경 기어와 소직경 기어가 맞물려 감속 기구를 구성하고 있다.
우선 제1 기어(51)는, 대직경 기어(511)에 대하여 Y축 방향의 타방측 -Y에 대직경 기어(511)보다 소직경인 소직경 기어(512)가 일체화되어 있는 복합 기어이며, 제1 기어(52)는, 대직경 기어(521)에 대하여 Y축 방향의 타방측 -Y에 대직경 기어(521)보다 소직경인 소직경 기어(522)가 일체화되어 있는 복합 기어이다. 제2 기어(61)는, 대직경 기어(611)에 대하여 Y축 방향의 타방측 -Y에 대직경 기어(611)보다 소직경인 소직경 기어(612)가 일체화되어 있는 복합 기어이며, 제2 기어(62)는, 대직경 기어(621)에 대하여 Y축 방향의 타방측 -Y에 대직경 기어(621)보다 소직경인 소직경 기어(622)가 일체화되어 있는 복합 기어이다. 여기서, 대직경 기어(511, 521, 611, 621)는 모두 외경 치수가 동일하고, 소직경 기어(512, 522, 612, 622)는 모두 외경 치수가 동일하다.
또한 평기어(43)는 제1 기어(51)의 대직경 기어(511)에 맞물려 있으며, 대직경 기어(511)의 외경 치수는 평기어(43)의 외경 치수보다 크다. 제1 기어(51)의 소직경 기어(512)는 제2 기어(61)의 대직경 기어(611)에 맞물리고, 제2 기어(61)의 소직경 기어(612)는 제1 기어(52)의 대직경 기어(521)에 맞물려 있다. 또한 제1 기어(52)의 소직경 기어(522)는 제2 기어(62)의 대직경 기어(621)에 맞물리고, 제2 기어(62)의 소직경 기어(622)는 평기어(99)에 맞물려 있다. 여기서, 평기어(99)의 외경 치수는 소직경 기어(622)의 외경 치수보다 크다. 이 때문에, 평기어(43)로부터 평기어(99)까지의 기어 열에서는, 기어 간에서 회전이 전달될 때마다 감속된다.
(백래쉬 방지용 밀어붙임 부재의 구성)
본 형태에서는, 모터(30)의 회전을 가동체(90)까지, 복수의 기어를 포함하는 기어 기구(40)에 의하여 전달하고 있기 때문에, 기어끼리의 백래쉬의 영향이 커서, 가동체(90)의 회전 중심 축선(Lc) 주위의 각도 위치(카메라(10)의 촬상 방향)가 변동되기 쉽다. 따라서 본 형태에서는, 가동체(90)를, 고정체(80)를 향하여 힘을 가하는 밀어붙임 부재(70)가 설치되어 있다.
보다 구체적으로는, 가동체(90)의 제1 축부(97)에는 코일 스프링을 포함하는 밀어붙임 부재(70)가 장착되어 있으며, 밀어붙임 부재(70)에 대하여 소직경부(96)와는 반대측(Y축 방향의 타방측 -Y)에는 링형 와셔(71)가 장착되어 있다. 이 상태에서, 가동체(90)를 하부 케이스(81) 상에 탑재할 때, 와셔(71)의 밀어붙임 부재(70)와는 반대측의 면(Y축 방향의 타방측 -Y의 면)이, 하부 케이스(81)에 있어서 수용부(810e)가 형성된 벽(810h)의 Y축 방향의 일방측 +Y의 면에 접촉시킨다. 그 결과, 밀어붙임 부재(70)가 가동체(90)의 회전 중심 축선(Lc) 방향으로 압축된 상태로 되어, 소직경부(96)를 통하여 가동체(90)를 Y축 방향의 일방측 +Y(회전 중심 축선(Lc) 방향)에 밀어붙인다. 이 때문에, 가동체(90)의 제2 축부(98)의 Y축 방향의 일방측 +Y의 단부는, 측판부(814)에 형성된 수용부(814e)에 지지된 상태인 채, 수용부(814e) 내에서 측판부(814)의 내면에 탄성을 갖고 접촉한다. 따라서 모터(30)에 의하여 구동되지 않는 한, 가동체(90)는 회전 중심 축선(Lc) 주위로 뜻하지 않게 회전하는 일이 없다.
(동작 및 본 형태의 주된 효과)
본 형태의 텔레비전(100)에 있어서는, 텔레비전(100)으로 텔레비전 화상을 볼 때, 도 2의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이 가동체(90)는, 카메라(10) 및 구멍(912)이 하향(Z축 방향의 타방측 -Z)으로 되는 각도 위치에 있다(대기 상태). 이 상태에 있어서, 카메라(10)는 고정체(80)에 숨겨진 상태에 있다. 또한 대기 상태에서는, 도 3 등을 참조하여 설명한 소직경부(96)의 절결(96f)의 단부(단차부)와 하부 케이스(81)측의 스토퍼(810g)가 간섭한 상태에 있다.
이 상태로부터, 텔레비전(100)을 텔레비전 전화로서 이용하는 경우, 텔레비전 본체에 설치되어 있는 스위치나 리모콘 스위치를 조작하여 모터(30)를 작동시킨다. 그 결과, 모터(30)의 회전은 기어 기구(40)에 의하여 가동체(90)에 전달되므로, 가동체(90)가 회전 중심 축선(Lc) 주위로 90° 회전하고, 도 2의 (c) 및 (d)에 도시한 바와 같이 가동체(90)는, 카메라(10) 및 구멍(912)이 전향(X축 방향의 일방측 +X)으로 되는 각도 위치로 이행한다(사용 상태). 그때, 카메라(10)에 의한 촬상 방향을 통화자의 얼굴의 높이에 맞추고자 할 때는, 텔레비전 본체에 설치되어 있는 스위치나 리모콘 스위치를 조작하여 모터(30)를 작동시킨다. 그 결과, 모터(30)의 회전은 기어 기구(40)에 의하여 가동체(90)에 전달되므로, 카메라(10)의 촬상 방향을 소정의 방향에 맞출 수 있다. 그때, 기어 기구(40)는 감속 기구로서 구성되어 있으므로, 카메라(10)의 촬상 방향을 용이하게 조정할 수 있다. 특히 본 형태에서는, 다수의 기어에 의하여 기어 기구(40)를 구성하고 있기 때문에, 감속비가 크다. 따라서 카메라(10)의 촬상 방향을, 높은 분해능을 갖고 조정할 수 있다. 또한 감속 기구를 기어 기구(40)에 의하여 구성했기 때문에, 벨트 기구를 사용했을 경우에 비하여 구동 장치(20)가 차지하는 공간을 축소할 수 있다. 그로 인하여, 카메라 모듈(1)의 소형화를 도모할 수 있다. 또한 본 형태에서는, 다수의 기어를 구비한 기어 기구(40)에 의하여 감속 기구를 구성하는 데 있어서, 가동체(90)를 회전 중심 축선(Lc)의 방향으로 밀어붙여 고정체(80)에 힘을 가하는 밀어붙임 부재(70)가 설치되어 있다. 이 때문에, 기어 기구(40)에 백래쉬가 있을 경우에도 가동체(90)가 뜻하지 않게 회전하지 않으므로, 카메라(10)의 촬상 방향이 흔들리지 않는다. 그로 인하여, 카메라(10)를 임의의 방향으로 안정되게 향하게 할 수 있다. 또한 모터(30)는 기어 기구(40)에 의하여 감속되어 전달되므로, 밀어붙임 부재(70)에 의하여 가동체(90)를, 고정체(80)를 향하여 힘을 가한 구성을 채용했을 경우에도 모터(30)의 회전에 의하여 가동체(90)를 회전시킬 수 있다.
그리고 텔레비전 전화에 의한 통화가 종료되고 텔레비전 화상을 볼 때, 텔레비전 본체에 설치되어 있는 스위치나 리모콘 스위치를 조작하여 모터(30)를 작동시키면, 도 2의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이 가동체(90)는, 카메라(10) 및 구멍(912)이 하향(Z축 방향의 타방측 -Z)으로 되는 각도 위치로 복귀되고, 카메라(10)는 고정체(80)에 숨겨진 상태로 된다(대기 상태). 이와 같이 카메라(10)를 사용하지 않는 대기 상태에서는, 카메라(10)를 고정체(80)에 숨겨진 상태로 할 수 있으므로, 카메라(10)가 더러워지는 것을 방지할 수 있음과 아울러, 카메라(10)의 존재가 신경 쓰인다는 사태를 회피할 수 있다.
또한 본 형태에 있어서, 기어 기구(40)는, 제1 축선(L1) 주위로 회전 가능한 제1 기어(51, 52)와, 제1 축선(L1)과 평행하게 병렬하는 제2 축선(L2) 주위로 회전 가능한 제2 기어(61, 62)를 포함하고, 모터(30)의 회전은, 제1 기어(51, 52) 및 제2 기어(61, 62) 사이에서의 전달이 행해질 때마다 감속하여 가동체(90)에 전달된다. 이 때문에, 기어의 수를 증가시켜 감속비를 크게 하더라도, 기어 기구(40)(감속 기구)가 차지하는 공간이 좁아도 된다. 게다가 제1 기어(51, 52) 및 제2 기어(61, 62)는 각각, 대직경 기어에 대하여 동일 측에 소직경 기어가 일체화되어 있는 복합 기어이며, 제1 기어(51, 52)와 제2 기어(61, 62)에서는, 한쪽 기어인 대직경 기어와 다른 쪽 기어인 소직경 기어가 맞물려 있다. 이 때문에, 감속비를 크게 했을 경우에도 기어 기구(40)(감속 기구)가 차지하는 공간이 좁아도 된다.
또한 모터(30)의 모터 축선(Lm)은 제1 축선(L1)의 연장선 상에 있다. 이 때문에, 모터(30)와 제1 기어(51, 52)를 Y축 방향으로 인접하는 위치에 배치할 수 있는 등, 모터(30)와 기어 기구(40)를 차지하는 공간이 좁아도 된다. 또한 가동체(90)의 회전 중심 축선(Lc)은, 제1 축선(L1) 및 제2 축선(L2)과 평행하게 연장되어 있기 때문에, 기어 기구(40)에서는 간소한 구성으로 소정의 기어끼리를 맞물리게 할 수 있다. 따라서 가동체(90) 및 기어 기구(40)가 차지하는 공간이 좁아도 된다. 또한 복수의 제1 기어(51, 52)는 각각, 제1 축선(L1) 상에서 연장되는 공통의 제1 지지축(21)에 회전 가능하게 지지되고, 복수의 제2 기어(61, 62)는 각각, 제2 축선(L2) 상에서 연장되는 공통의 제2 지지축(22)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 때문에, 복수의 제1 기어(51, 52)에 있어서의 지지축을 제1 지지축(21)으로서 공통화할 수 있고, 복수의 제2 기어(61, 62)에 있어서의 지지축을 제2 지지축(22)으로서 공통화할 수 있으므로, 부품 개수의 삭감을 도모할 수 있음과 아울러, 기어 기구(40)가 차지하는 공간이 좁아도 된다.
게다가 제1 축선(L1) 및 제2 축선(L2)은, 가동체(90)의 회전 중심 축선(Lc)에 대하여 촬상 방향과는 반대측을 향하여 배열되어 있으며, 제1 축선(L1), 제2 축선(L2) 및 회전 중심 축선(Lc)은 동일한 XY 평면 내에서 회전 중심 축선(Lc), 제2 축선(L2) 및 제1 축선(L1)의 순으로 배열되어 있다. 이 때문에, 카메라 모듈(1)을 7㎜ 정도까지 편평화할 수 있으므로, 피사체측(X축 방향의 일방측 +X)에서 보았을 때 카메라 모듈(1)이 차지하는 영역이 좁아도 된다. 따라서 텔레비전 화면(110)을 둘러싸는 프레임 부분(120)에 카메라 모듈(1)을 수납할 수 있다.
[다른 실시 형태]
상기 실시 형태에서는 밀어붙임 부재(70)로서 코일 스프링을 사용했지만, 판 스프링 등의 밀어붙임 부재(70)에 의하여 가동체(90)를 회전 중심 축선(Lc)의 방향으로 밀어붙여 고정체(80)에 힘을 가해도 된다.
상기 실시 형태에서는 텔레비전 전화용 카메라 모듈(1)을 예시했지만, 피사체의 인물 움직임을 분석하여 텔레비전, 또는 텔레비전에 접속되어 있는 기기에 대한 지시를 입력하는 카메라 모듈(1)에 본 발명을 적용해도 된다. 또한 텔레비전 전화 이외에도 퍼스널 컴퓨터용, 휴대 단말기용, 감시 카메라용 등의 카메라 모듈(1)에 본 발명을 적용해도 된다.
1: 카메라 모듈
10: 고정체
20: 구동 장치
21: 제1 지지축
22: 제2 지지축
30: 모터
40: 기어 기구
51, 52: 제1 기어
61, 62: 제2 기어
70: 코일 스프링을 포함하는 밀어붙임 부재
80: 고정체
81: 하부 케이스
82: 상부 케이스
90: 가동체
100: 텔레비전
110: 텔레비전 화면
120: 프레임체
511, 521, 611, 621: 대직경 기어
512, 522, 612, 622: 소직경 기어
Lc: 회전 중심 축선
Lm: 모터 축선
L1: 제1 축선
L2: 제2 축선

Claims (8)

  1. 카메라와,
    상기 카메라를 보유 지지하는 가동체와,
    상기 가동체를, 상기 카메라의 촬상 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 회전 중심 축선 주위로 회전 가능하게 지지하는 고정체와,
    모터 및 상기 모터의 회전을 감속하여 상기 가동체에 전달하는 기어 기구에 의하여, 상기 가동체를 상기 회전 중심 축선 주위로 회전시키는 구동 장치와,
    상기 가동체를 상기 회전 중심 축선 방향으로 밀어붙여 상기 고정체에 힘을 가하는 밀어붙임 부재
    를 갖는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기어 기구는, 제1 축선 주위로 회전 가능한 복수의 제1 기어와, 상기 제1 축선과 평행하게 병렬하는 제2 축선 주위로 회전 가능한 복수의 제2 기어를 포함하고,
    상기 모터의 회전은, 상기 복수의 제1 기어 및 상기 복수의 제2 기어에 있어서, 제1 기어로부터 제2 기어로의 전달과, 당해 제2 기어로부터 다른 제1 기어로의 전달과, 당해 다른 제1 기어로부터 다른 제2 기어로의 전달이 행해져서 상기 가동체에 전달되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 기어 및 상기 제2 기어는 각각, 대직경 기어에 대하여 상기 제1 축선 방향 및 상기 제2 축선 방향에 있어서의 동일 측에 소직경 기어가 일체화되어 있는 복합 기어이며,
    상기 복수의 제1 기어 및 상기 복수의 제2 기어에 있어서, 제2 기어의 대직경 기어에는 당해 제2 기어를 구동하는 제1 기어의 소직경 기어가 맞물리고, 당해 제2 기어의 소직경 기어에는 당해 제2 기어에 종동하는 다른 제1 기어의 대직경 기어가 맞물려 있는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 모터의 모터 축선은 상기 제1 축선 및 상기 제2 축선과 평행, 또는 상기 제1 축선 및 상기 제2 축선 중 한쪽의 연장선 상에 있는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가동체의 상기 회전 중심 축선은 상기 제1 축선 및 상기 제2 축선과 평행으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 축선 및 상기 제2 축선은 상기 가동체의 상기 회전 중심 축선에 대하여, 상기 촬상 방향과는 반대측을 향하여 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 기어는 각각, 상기 제1 축선 상에서 연장되는 공통의 제1 지지축에 회전 가능하게 지지되고,
    상기 복수의 제2 기어는 각각, 상기 제2 축선 상에서 연장되는 공통의 제2 지지축에 회전 가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카메라는 상기 구동 장치에 구동되어, 상기 고정체로부터 노출된 상태와 상기 고정체에 숨겨진 상태로 전환되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
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