KR20150105150A - 렌즈 구동 조립체 및 이를 가지는 촬영 장치 - Google Patents

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Abstract

렌즈 구동 조립체 및 이를 가지는 촬영 장치가 제공된다. 보다 상세하게는 캠 배럴의 회전 및 탄성력에 의해 제1 렌즈군 조립체가 회동하여 광 축에 정렬되는 렌즈 구동 조립체 및 이를 가지는 촬영 장치가 개신된다. 개시되는 실시예 중 일부는 모터에서부터 전달된 구동력에 의한 캠 배럴의 회전, 캠 배럴의 회전에 대응되어 광 축에 직선 운동하는 프런트 배럴 및 캠 배럴의 회전과 탄성력에 의한 제1 렌즈군 조립체의 회전을 포함하는 렌즈 구동 조립체 및 이를 가지는 촬영 장치가 제공된다.

Description

렌즈 구동 조립체 및 이를 가지는 촬영 장치{LENS DRIVING ASSEMBLY AND PHOTOGRAPHING APPARATUS HAVING THE SAME}
아래 실시예들은 렌즈 구동 조립체 및 이를 가지는 촬영 장치에 관한 것으로, 상세하게는 캠 배럴의 회전 및 탄성력에 의해 제1 렌즈군 조립체가 회동하여 광 축에 정렬되는 렌즈 구동 조립체 및 이를 가지는 촬영 장치에 관한 것이다.
기술의 발전으로 촬영 장치에서 제공하는 기능은 다양해지고 복잡해지고 있다. 공학 기술의 발달로 접사 거리 및 먼 거리의 피사체를 왜곡 없이 접사 및 망원을 이용하여 촬영할 수 있다. 또한, 기술의 발전으로 촬영 장치의 크기 및 두께는 얇아지고 있다.
촬영 장치의 전원이 오프인 경우, 사용되는 복수의 렌즈를 촬영 장치 내부로 수납해야 하며, 이를 위해 별도의 부품 들이 필요하다. 별도의 부품을 사용하지 않을 경우, 고정된 경통의 외주 면에 형성된 경사진 홈을 따라 경통이 회전하며 이동하여야 한다. 고 배율의 줌을 위해 이동 거리가 커짐에 따라 경통의 직경 및 구동력을 전달하는 모터의 용량도 커져야 한다.
캠 배럴의 회전 및 탄성력에 의해 홈 위치에서 정렬 위치로 회동하는 제1 렌즈군 조립체를 포함하는 렌즈 구동 조립체 및 이를 가지는 촬영 장치가 제공될 수 있다.
캠 배럴의 회전 및 가이드 바에 의해 광 축으로 직진 운동을 하는 프런트 배럴을 포함하는 렌즈 구동 조립체 및 이를 가지는 촬영 장치가 제공될 수 있다.
캠 배럴에 형성되고 상기 캠 배럴의 회전에 대응하여 상기 제1 렌즈군 조립체의 이동을 가이드하는 복수의 돌기를 포함하는 렌즈 구동 조립체 및 이를 가지는 촬영 장치가 제공될 수 있다.
캠 배럴의 전체 회전 구간 중 일부 회전 구간에서, 캠 배럴은 회전하나 제1 렌즈군 조립체의 측면 접촉에 의해 제1 렌즈군 조립체의 이동을 제한하는 돌기를 포함하는 렌즈 구동 조립체 및 이를 가지는 촬영 장치가 제공될 수 있다.
캠 배럴의 회전에 의해 이동하는 프런트 배럴에 의한 내부 공간으로 상기 캠 배럴의 개구를 통해 이동하는 제1 렌즈군 조립체를 포함하는 렌즈 구동 조립체 및 이를 가지는 촬영 장치가 제공될 수 있다.
제1 렌즈군 조립체의 정렬 위치의 도달에 의해 발생하는 충격 및/또는 진동을 감쇠하는 판 스프링을 포함하는 렌즈 구동 조립체 및 이를 가지는 촬영 장치가 제공될 수 있다.
이에 한정되지 않고 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 캠 배럴의 회전 및 탄성력에 의해 제1 렌즈군 조립체를 홈 위치에서부터 정렬 위치로 이동하는 렌즈 구동 조립체 및 이를 가지는 촬영 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 렌즈 구동 조립체는 원주 면에 개구를 가지고, 전달되는 구동력에 의해 광 축을 중심으로 회전하는 캠 배럴, 상기 캠 배럴에 수납되며, 상기 캠 배럴의 회전에 대응하여 광 축 방향으로 이동되는 프런트 배럴, 및 상기 광 축에서부터 이격된 홈 위치와 상기 광 축에 정렬된 정렬 위치로 회동되는 제1 렌즈군 조립체를 포함하고, 상기 제1 렌즈군 조립체는 상기 캠 배럴의 회전 및 탄성력에 의해 상기 홈 위치와 상기 정렬 위치로 상기 개구를 통해 이동한다.
본 발명의 실시예에 따른 렌즈 구동 조립체는 복수의 돌기 및 원주 면에 개구를 가지고, 전달되는 구동력에 의해 광 축을 중심으로 회전하는 캠 배럴, 상기 캠 배럴에 수납되며, 상기 캠 배럴의 회전에 대응하여 광 축 방향으로 직선 운동하는 프런트 배럴, 및, 상기 광 축에서부터 이격된 홈 위치와 상기 광 축에 정렬된 정렬 위치로 회동되는 제1 렌즈군 조립체를 포함하고, 상기 제1 렌즈군 조립체는 상기 캠 배럴의 회전 및 탄성력에 의해 상기 홈 위치와 상기 정렬 위치로 상기 개구를 통해 이동하고, 상기 캠 배럴의 회전에 대응하여 상기 복수의 돌기 중 하나의 돌기는 캠 배럴의 원주 방향으로 돌출되고, 다른 돌기는 캠 배럴의 반경 방향으로 돌출되어 상기 제1 렌즈군 조립체와 선택적으로 접촉한다.
본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치는 모터를 포함하는 렌즈 구동 조립체, 및 상기 모터의 구동을 제어하는 제어 유닛을 포함하고, 상기 렌즈 구동 조립체는, 개구를 가지고, 상기 모터에서부터 전달되는 구동력에 의해 광 축을 중심으로 회전하는 캠 배럴, 상기 캠 배럴에 수납되며, 상기 캠 배럴의 회전에 대응하여 광 축 방향으로 이동되는 프런트 배럴, 및, 상기 광 축에서부터 이격된 홈 위치와 상기 광 축에 정렬된 정렬 위치로 회동되는 제1 렌즈군 조립체를 더 포함하고, 상기 제1 렌즈군 조립체는 상기 캠 배럴의 회전 및 탄성력에 의해 상기 홈 위치와 상기 정렬 위치로 상기 개구를 통해 이동된다.
캠 배럴의 회전 및 탄성력에 의해 홈 위치에서 정렬 위치로 회동하는 제1 렌즈군 조립체를 포함하는 렌즈 구동 조립체 및 이를 가지는 촬영 장치가 제공될 수 있다.
캠 배럴의 회전 및 가이드 바에 의해 광 축으로 직진 운동을 하는 프런트 배럴을 포함하는 렌즈 구동 조립체 및 이를 가지는 촬영 장치가 제공될 수 있다.
캠 배럴에 형성되고 상기 캠 배럴의 회전에 대응하여 상기 제1 렌즈군 조립체의 이동을 가이드하는 복수의 돌기를 포함하는 렌즈 구동 조립체 및 이를 가지는 촬영 장치가 제공될 수 있다.
캠 배럴의 전체 회전 구간 중 일부 회전 구간에서, 캠 배럴은 회전하나 제1 렌즈군 조립체의 측면 접촉에 의해 제1 렌즈군 조립체의 이동을 제한하는 돌기를 포함하는 렌즈 구동 조립체 및 이를 가지는 촬영 장치가 제공될 수 있다.
캠 배럴의 회전에 의해 이동하는 프런트 배럴에 의한 내부 공간으로 상기 캠 배럴의 개구를 통해 이동하는 제1 렌즈군 조립체를 포함하는 렌즈 구동 조립체 및 이를 가지는 촬영 장치가 제공될 수 있다.
제1 렌즈군 조립체의 정렬 위치의 도달에 의해 발생하는 충격 및/또는 진동을 감쇠하는 판 스프링을 포함하는 렌즈 구동 조립체 및 이를 가지는 촬영 장치가 제공될 수 있다.
이에 한정되지 않고 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 캠 배럴의 회전 및 탄성력에 의해 제1 렌즈군 조립체를 홈 위치에서부터 정렬 위치로 이동하는 렌즈 구동 조립체 및 이를 가지는 촬영 장치가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치에서 제1 렌즈군 조립체가 홈 위치에 있는 경우의 렌즈 구동 조립체의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치에서 제1 렌즈군 조립체가 정렬 위치에 있는 경우의 렌즈 구동 조립체의 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치의 렌즈 구동 조립체에서 분리된 구성 요소의 개략적인 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치의 렌즈 구동 조립체에서 프런트 배럴 및 캠 배럴의 개략적인 사시도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치에서 제1 렌즈군 조립체가 홈 위치에 있는 경우의 렌즈 구동 조립체의 개략적인 사시도 및 정면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치에서 제1 렌즈군 조립체가 홈 위치에 있고, 캠 배럴이 회전하는 경우의 렌즈 구동 조립체의 개략적인 사시도 및 정면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치에서 제1 렌즈군 조립체가 홈 위치에서 정렬 위치로 이동하는 경우의 렌즈 구동 조립체의 개략적인 사시도 및 정면도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치에서 제1 렌즈군 조립체가 정렬 위치에 있는 경우의 렌즈 구동 조립체의 개략적인 사시도 및 정면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치에서 제1 돌기 및 제2 돌기가 제1 렌즈군 조립체와 함께 접촉하는 경우의 렌즈 구동 조립체의 정면 확대도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치에서 제1 렌즈군 조립체와 캠 배럴이 분리된 경우의 개략적인 사시도이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치에서 캠 배럴과 판 스프링의 이격 및 접촉하는 경우의 개략적인 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 예시적 실시예를 상세하게 설명한다. 또한, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치를 제조하고 사용하는 방법을 상세히 설명한다. 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.
"제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 항목들 중의 어느 하나의 항목을 포함한다.
본 출원서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 1을 참조하면, 촬영 장치(100)는 전면에 렌즈(101)와 플래시(102)를, 후면에 디스플레이 화면(도시되지 아니함)과 촬영 장치(100)의 기능 제어에 대응되는 조작 버튼(도시되지 아니함, 예를 들어, 메뉴 버튼 등)을 포함할 수 있다. 촬영 장치(100)는 전면과 후면을 연결하는 측면에 셔터 버튼(103), 전원 버튼(104)과 스트랩(strap) 걸이(도시되지 아니함)를 포함할 수 있다. 촬영 장치(100)에 포함되는 버튼은 물리 버튼뿐만 아니라 터치 버튼으로 구현될 수 있다. 또한, 촬영 장치(100)는 촬영 장치(100) 및 모터의 구동을 제어하는 제어 유닛(control unit, 110) 및 촬영 장치(100)에 전원을 공급하는 배터리(도시되지 아니함)를 포함할 수 있다.
촬영 장치(100)는 휴대폰, 스마트 폰, 태블릿 PC, 디지털 카메라, 캠코더(camcorder), 디지털 일안 반사식 카메라(digital single - lens reflex camera), 또는 미러리스 카메라(mirror-less camera)　등을 포함할 수 있다. 또한, 촬영 장치(100)는 적어도 하나의 렌즈 또는 적어도 하나의 렌즈군 조립체를 이용하여 스틸 이미지 및/또는 동영상을 촬영 가능한 전자 장치(도시되지 아니함)를 포함할 수 있다. 촬영 장치(100)는 전자 장치(도시되지 아니함)와 일체형이거나 또는 분리형일 수 있다. 예를 들어, 분리형 촬영 장치(100)는 전자 장치(도시되지 아니함)와 유/무선으로 연결가능하고, 촬영 장치(100)로/에 촬영 및/또는 기 저장된 데이터(예를 들어, 스틸 이미지 또는 동영상)를 전자 장치(도시되지 아니함)로 송/수신 할 수 있다.
촬영 장치(100)는 제어 유닛(110)과 복수의 렌즈 및/또는 복수의 렌즈군(group)을 가지는 렌즈 구동 조립체(lens driving assembly, 200)를 포함한다. 제어 유닛(110)은 도 1에 상세히 도시되지는 않았지만, 렌즈 구동 조립체(200)를 포함하는 촬영 장치(100)의 구성 요소들과 전기적으로 연결된다. 제어 유닛(110)은 프로세서(Processor, 도시되지 아니함), 촬영 장치(100)의 제어를 위한 제어 프로그램이 저장된 롬(ROM, 도시되지 아니함) 및 촬영 장치(100)의 외부로부터 입력되는 신호 또는 데이터를 저장하거나, 촬영 장치(100)에서 수행되는 다양한 작업에 대한 저장 영역으로 사용되는 램(RAM, 도시되지 아니함)을 포함할 수 있다. 제어 유닛(110)은 마이크로 칩 또는 마이크로 칩을 포함하는 회로 보드로 구현될 수 있으며, 제어 유닛(110)에 포함되는 구성 요소들은 제어 유닛(110)에 내장되는 소프트웨어 및/또는 회로들로 구현될 수 있다.
제어 유닛(110)은 촬영 장치(100)의 전반적인 동작 및 촬영 장치(100)의 구성 요소들 사이의 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 기능을 수행한다. 또한, 사용자의 입력 또는 설정되어 저장된 조건을 만족하는 경우, 제어 유닛(110)은 OS(Operation System) 및 다양한 어플리케이션을 실행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치에서 제1 렌즈군 조립체가 홈 위치에 있는 경우의 렌즈 구동 조립체의 개략적인 사시도이다.
도 2에서, 렌즈 구동 조립체(200)는 프런트 캡(280)이 일부 벗겨진 개략적인 사시도로 표시된다. 도 2에서, 촬영 장치(100)의 전원 오프(power off) 및/또는 촬영 장치(100)에서 카메라 어플리케이션(도시되지 아니함)의 선택(예를 들어, 카메라 어플리케이션에 대응되는 단축 아이콘의 선택)이 수신되는 않는 경우(예를 들어, 촬영 장치(100)가 제1 상태인 경우)의 홈 위치에 위치하는 제1 렌즈군 조립체(first lens assembly, 220)를 포함하는 렌즈 구동 조립체(200)의 개략적인 도면이다.
도 2를 참조하면, 렌즈 구동 조립체(200)는 렌즈 베이스(lens base, 210), 제1 렌즈군 조립체(220), 캠 배럴(cam barrel, 230), 프런트 배럴(front barrel, 240, 도 4 참조), 제2 렌즈군 조립체(second lens assembly, 250, 도 4 참조), 셔터 조립체(shutter assembly, 260, 도 4 참조), 패널 배럴(panel barrel, 270), 프런트 캡(front cap, 280, 도 4 참조), 및 모터(291)와 기어열(gear train, 도시되지 아니함)을 포함하는 구동 모듈(driving module, 290)을 포함한다. 렌즈 구동 조립체(200)는 이미지 센서(296)를 포함하는 이미지 센서 모듈(295, 도 4 참조)을 포함할 수 있다. 이미지 센서 모듈(295)은 렌즈 구동 조립체(200)와 분리형이거나 또는 일체형일 수 있다.
촬영 장치(100)가 제1 상태인 경우, 프런트 배럴(240), 제2 렌즈군 배럴(250), 셔터 조립체(260), 및 패널 배럴(270)은 광 축(-z 축 방향)으로 정렬되어 캠 배럴(230) 내부에 수납된다.
캠 배럴(230), 프런트 배럴(240), 제2 렌즈군 배럴(250), 셔터 조립체(260), 및 패널 배럴(panel barrel, 270)이 정렬되는 광 축(z 축)은 제2 상태인 촬영 장치(100)에서 정렬되는 제1 렌즈군 조립체(220), 제2 렌즈군 배럴(250) 및 이미지 센서(291)의 렌즈 중심축(lens center axis)을 의미할 수 있다.
촬영 장치(100)가 제1 상태인 경우, 제1 렌즈군 조립체(220)는 렌즈 베이스(210)에 고정된 축(211)을 기준으로 정렬 위치로 이동하기 전의 위치인 홈 위치에 위치한다. 홈 위치는 제1 렌즈군 조립체(220)가 광 축에서부터 이격되어, 촬영 장치(100)의 촬영에 관여하지 않는 위치이다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 촬영 장치(100)는 홈 위치에 있는 제1 렌즈군 조립체(220)를 제외하고, 광 축에 정렬된 제2 렌즈군 배럴(250) 및 이미지 센서(296)을 이용하여 스틸 이미지 및/또는 동영상을 촬영할 수도 있다.
제1 렌즈군 조립체(220)의 정렬 위치는 축(211)을 기준으로 탄성부재, 예를 들어, 스프링(219)의 탄성력에 의해 회동되는 제1 렌즈군 조립체(220)의 렌즈 중심축(예를 들어, 광 축)과 직선 운동하는 제2 렌즈군 조립체(250)의 렌즈 중심축이 정렬되는 위치(예를 들어, 광학 요구 위치)를 의미한다. 정렬 위치는 제1 렌즈군 조립체(220)가 광 축에 정렬되어 촬영 장치(100)의 촬영에 관여하는 위치이다. 광학 요구 위치는 촬영 장치(100)에서 스틸 이미지 및/또는 동영상 촬영을 위하여 렌즈 구동 조립체(200)의 구성 요소들의 광학 성능이 발휘되는 위치를 의미할 수 있다.
정렬 위치는 제1 렌즈군 조립체(220)의 렌즈 중심축과 제2 렌즈군 배럴(250)의 렌즈 중심축의 간격이 2 ㎜ 이하인 위치를 포함할 수 있다. 렌즈 중심축의 기울기는 광 축의 기울기와 동일할 수 있다. 또한, 렌즈 중심 축은 광 축과 일치하거나 또는 평행할 수 있다.
렌즈 구동 조립체(200)에 수납되는 구성 요소 중 패널 배럴(270)의 링(271) 표면(271a, 예를 들어, 광 축과 교차하는 링(271)의 표면)의 높이는 렌즈 베이스(210)의 바닥을 기준으로 한 프런트 캡 링(282) 표면(282a, 예를 들어, 광 축과 교차하는 링의 표면)의 높이와 비교하여 낮을 수 있다(예를 들어, 0.01 내지 3 ㎜). 링(271) 표면(271a)의 높이는 프런트 캡 링(282)의 표면(282a) 높이보다 낮으므로, 수납되는 다른 구성 요소(예를 들어, 캠 배럴(230), 프런트 배럴(240), 제2 렌즈군 배럴(250), 및/또는 셔터 조립체(260))의 높이는 프런트 캡 링(282)의 높이보다 낮을 수 있다. 패널 배럴(270)의 링(271)이 프런트 캡 링(282)보다 낮게 수납되는 경우, 구성 요소(예를 들어, 캠 배럴(230), 프런트 배럴(240), 제2 렌즈군 배럴(250), 셔터 조립체(260))는 광 축방향 뿐만 아니라 광 축과 교차하는 방향에서 가해지는 외력으로부터 보호될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치에서 제1 렌즈군 조립체가 정렬 위치에 있는 경우의 렌즈 구동 조립체의 개략적인 사시도이다.
도 3에서, 도2와 유사하게 렌즈 구동 조립체(200)는 프런트 캡(280)이 일부 벗겨진 개략적인 사시도로 표시된다. 도 3은 촬영 장치(100)의 부팅(booting) 및/또는 촬영 장치(100)에서 카메라 어플리케이션(도시되지 아니함)의 선택(예를 들어, 카메라 어플리케이션에 대응되는 단축 아이콘의 선택)이 수신되는 경우(예를 들어, 촬영 장치(100)의 제2 상태)의 정렬 위치에 위치하는 렌즈 구동 조립체(200)의 개략적인 도면이다. 정렬 위치에서 제1 렌즈군 조립체(220)와 제2 렌즈군 배럴(250)이 광 축(z 축)에 정렬된 렌즈 구동 조립체(200)의 개략적인 도면이다.
촬영 장치(100) 가 제2 상태인 경우, 구동 모듈(290)의 모터(291)에서 발생되는 구동력(driving force)은 구동 모듈(290)의 기어열(도시되지 아니함)로 전달된다. 기어열(도시되지 아니함)을 통하여 캠 배럴(230)의 기어(234)에 전달되는 구동력에 의해, 캠 배럴(230)은 광 축을 기준으로 회전을 시작한다.
캠 배럴(230)이 회전됨에 따라 캠 배럴(230)의 내부에 수납된 프런트 배럴(240), 제2 렌즈군 배럴(250), 셔터 조립체(260), 및 패널 배럴(270)은 광 축방향(+z 방향)으로 이동된다. 스프링(219)의 탄성력에 의해 제1 렌즈군 조립체(220)는 회전하는 캠 배럴(230)의 개구(232, 도4 참조)를 통해 광 축 방향으로 회동된다. 회동되는 제1 렌즈군 조립체(220)는 렌즈 베이스(210)에 형성된 렌즈 베이스 가이드 홈(212)에 의해 안내된다. 제1 렌즈군 조립체(220)는 제1 렌즈군 조립체(220)의 하단에 있는 제1 렌즈군 가이드 돌기(225, 도 8a 참조) 및 렌즈 베이스 가이드 홈(212)에 의해 안내되어 회동될 수 있다. 스프링(219)의 탄성력에 의해 제1 렌즈군 조립체(220)는 정렬 위치까지 회동될 수 있다. 캠 배럴(230)의 회전 완료를 기준으로 제1 렌즈군 조립체(220)의 회동은 시간(예를 들어, ± 1.5 sec 미만)내에 완료될 수 있다.
이하에서, 도 4를 참조하여 홈 위치와 정렬 위치에 있는 제1 렌즈군 조립체(220), 캠 배럴(230) 및/또는 프런트 배럴(240)의 상세한 동작을 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치의 렌즈 구동 조립체에서 분리된 구성 요소의 개략적인 사시도이다.
도 4를 참조하면, 렌즈 구동 조립체(200)는 렌즈 베이스(210), 제1 렌즈군 조립체(220), 캠 배럴(230), 프런트 배럴(240), 제2 렌즈군 배럴(250), 셔터 조립체(260), 패널 배럴(270), 프런트 캡(280), 및 모터(291)와 기어열(gear train, 도시되지 아니함)을 포함하는 구동 모듈(driving module, 290)을 포함한다. 렌즈 구동 조립체(200)는 이미지 센서(296)를 포함하는 이미지 센서 모듈(295)을 포함할 수 있다.
렌즈 베이스(210)는 축(211), 렌즈 베이스 가이드 홈(212), 복수의 고정 돌기(213), 복수의 가이드 바(guide bar, 214), 판 스프링(215), 제1 스토퍼(stopper, 216), 제2 스토퍼(도시되지 아니함) 및 이미지 센서 개구(image sensor opening, 210a)를 포함한다.
축(211)은 제1 렌즈군 조립체(220)의 탄성 회동의 기준 축일 수 있다. 축(211)의 위치는 렌즈 구동 조립체(200)의 크기, 캠 배럴(230)의 크기(예를 들어, 내경, 외경을 포함), 제1 렌즈군 조립체(220)의 이동 거리 및/또는 회전 각도를 고려하여 결정될 수 있다. 후술되는 도 6b를 참조하면, 축(211)의 중심은 캠 배럴(230)의 외경과 접하는 사각형 영역(218) 내에 위치할 수 있다. 축(211) 중심이 캠 배럴(230)의 외경과 접하는 사각형 영역(218) 내에 위치하는 경우는 축(211) 중심이 캠 배럴(230)의 외경과 접하는 사각형 영역(218)의 외부에 위치하는 경우와 비교하여 렌즈 구동 조립체(200)를 소형화 및 제1 렌즈군 조립체(220)의 이동 거리를 단축할 수 있다.
제1 렌즈군 조립체(220)에 탄성력을 제공하는 스프링(219)은 축(211)을 관통하는 기둥(222)에 위치할 수 있다. 스프링(219) 일단의 후크는 제1 렌즈군 조립체(220)의 연결 암(223)과 접촉할 수 있고, 다른 일단의 후크는 렌즈 조립체(210)의 측면과 접촉할 수 있다.
렌즈 베이스 가이드 홈(212)은 탄성 회동되는 제1 렌즈군 조립체(220)를 홈 위치 및 정렬 위치로 안내한다. 렌즈 베이스 가이드 홈(212)는 제1 렌즈군 조립체(220)를 홈 위치 및 정렬 위치로 안내하기 위하여 곡률 반경을 가질 수 있다. 곡률 반경을 가지는 렌즈 베이스 가이드 홈(212)은 직선 형상의 렌즈 베이스 가이드 홈(도시되지 않음)과 비교하여 렌즈 구동 조립체(200)의 소형화에 유리하다. 또한, 곡률 반경을 가지는 렌즈 베이스 가이드 홈(212)은 직선 형상의 렌즈 베이스 가이드 홈(도시되지 않음)과 비교하여 제1 렌즈군 조립체(220)의 홈 위치 및 정렬 위치의 도착에 대응되는 이동 속도, 충격 및 진동 중 적어도 하나를 감소할 수 있다. 예를 들어, 이동 속도, 충격 및 진동 중 하나, 또는 이동 속도, 충격 및 진동의 조합을 감소할 수 있다. 또한, 곡률 반경을 가지는 렌즈 베이스 가이드 홈(212)은 직선 형상의 렌즈 베이스 가이드 홈(도시되지 않음)과 비교하여 제1 렌즈군 조립체(220)의 정렬 위치에서부터 홈 위치의 도착에 대응되는 충격 및/또는 진동을 감쇠할 수 있다. 예를 들어, 이동 속도, 충격 및 진동 중 하나, 또는 이동 속도, 충격 및 진동의 조합을 감소할 수 있다.
복수의 고정 돌기(213)는 캠 배럴(230)의 외주면(233a)에 형성되는 제2 가이드 홈(233, 도6a 참조)에 삽입되어 캠 배럴(230)의 회전을 안내할 수 있다. 또한, 복수의 고정 돌기(213)는 캠 배럴(230)의 제2 가이드 홈(233)에 삽입되어 캠 배럴(230)의 회전 및/또는 캠 배럴(230)의 광 축방향 이동을 제한할 수 있다.
광 축방향으로 연장되는 복수의 가이드 바(214)는 캠 배럴(230)의 회전 운동에 대응하여 캠 배럴(230)의 내부에 위치하는 프런트 배럴(240)을 광 축방향(예를 들어, +z 방향, 또는 -z 방향)으로 직선 운동하도록 가이드 할 수 있다. 복수의 가이드 바(214)의 삽입을 위한 복수의 가이드 바 홀(242)이 프런트 배럴(240)에 마련될 수 있다. 복수의 가이드 바(214)는 캠 배럴(230)의 회전 운동에 따른 프런트 배럴(220)의 회전을 제한할 수 있다. 또한, 복수의 가이드 바(214)에 의해 직선 운동을 하는 프런트 배럴(230)을 촬영 장치(100)에 적용함에 따라, 경통(lens barrel) 크기는 작아질 수 있다.
렌즈 베이스(210)의 이미지 센서 개구(210a)를 통해 이미지 센서(296)는 제1 렌즈군 조립체(220) 및 제2 렌즈군 배럴(250)의 렌즈 중심축에 정렬될 수 있다. 이미지 센서 개구(210a)의 면적은 이미지 센서(296)의 크기(예를 들어, 가로 길이 X 세로 길이)에 따라 변경될 수 있다.
제1 렌즈군 조립체(220)가 정렬 위치에 도달하는 경우, 판 스프링(215)은 제1 렌즈군 조립체(220)의 정렬 위치에 도달에 의해 발생하는 충격 및/또는 진동을 감쇠할 수 있다.
제1 렌즈군 조립체(220)가 정렬 위치에 도달하는 경우, 제2 스토퍼(도시되지 아니함)는 제1 렌즈군 조립체(220)의 제1 렌즈군 스토퍼(224)의 이동을 제한할 수 있다.
스프링(219)는 제1 렌즈군 조립체(220)에게 정렬 위치로 회동되는 방향의 탄성력을 제공한다. 스프링(219)은 토션 코일 스프링일 수 있다. 스프링(219)은 일단만 또는 양단에 후크를 가지는 토션 코일 스프링일 수 있다.
스프링(219) 일단의 후크는 제1 렌즈군 조립체(220)의 연결 암(223)에 지지될 수 있으며, 다른 일단의 후크는 렌즈 베이스(210)에 지지될 수 있다. 또한, 스프링(219)은 일단과 타단이 각각 렌즈 베이스(210)와 제1 렌즈군 조립체(220)의 연결 암(223)에 지지된 인장 코일 스프링일 수도 있다. 스프링(219)의 탄성력에 의해 제1 렌즈군 조립체(220)는 캠 배럴(230)의 개구(232)를 통해 홈 위치에서부터 정렬 위치로 이동할 수 있다.
제1 렌즈군 조립체(220)는 제1 렌즈군 배럴(221), 축 삽입 기둥(222), 제1 렌즈군 배럴(221)과 축 삽입 기둥(222)를 연결하는 연결 암(223), 스토퍼(224) 및 제1 렌즈군 가이드 돌기(225)를 포함할 수 있다.
제1 렌즈군 배럴(221)은 하나의 렌즈(도시되지 아니함)를 지지할 수 있다. 또한, 제1 렌즈군 배럴(221)은 둘 이상의 렌즈(도시되지 아니함) 및 둘 이상의 렌즈 사이에 위치하는 렌즈 시트(도시되지 아니함)를 지지할 수 있다. 제1 렌즈군 배럴(220)에 지지되는 렌즈의 개수 및/또한 렌즈 시트의 개수가 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가지는 자에게 용이하게 이해될 것이다.
축 삽입 기둥(222)은 축(211)의 삽입을 위한 관통구(222a)를 포함하는 원기둥 형상 또는 원뿔형상일 수 있다. 스프링(219)은 축 삽입 기둥(222)의 외주에 삽입될 수 있다.
연결 암(223)은 제1 렌즈군 배럴(221)과 축 삽입 기둥(222)을 서로 연결한다. 연결 암(223)은 제1 렌즈군 배럴(221)을 지지할 수 있다.
제1 렌즈군 조립체(220)의 하단에 있는 제1 렌즈군 가이드 돌기(225)는 탄성력에 의해 이동하는 제1 렌즈군 조립체(220)를 렌즈 베이스 가이드 홈(212)을 따라 정렬 위치로 안내할 수 있다. 제1 렌즈군 가이드 돌기(225)는 렌즈 베이스 가이드 홈(212)에 의해 안내되는 제1 렌즈군 조립체(220)의 수평 방향(예를 들어, 광 축과 교차하는) 이동을 제한할 수 있다.
제1 렌즈군 스토퍼(224)는 제1 렌즈군 배럴(221)에서 반경 방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 제1 렌즈군 조립체(220)가 광 축에 정렬되는 경우, 제1 렌즈군 스토퍼(224)는 렌즈 베이스 가이드 홈(212)을 따라 이동하는 제1 렌즈군 조립체(220)의 진행을 제한한다. 제1 렌즈군 스토퍼(224)는 제1 렌즈군 조립체(220)의 수평 방향(예를 들어, 광 축과 교차하는)의 이동을 제한할 수 있다.
회전 운동하는 캠 배럴(230)은 복수의 제1 가이드 홈(231), 개구(232) 제2 가이드 홈(233) 및 기어(234)를 포함한다.
캠 배럴(230)은 렌즈 베이스(210)에 장착되며, 모터(291) 및 기어열(도시되지 아니함)을 통해 전달되는 구동력에 따라 광 축을 기준으로 회전한다. 회전 운동 및 직선 운동을 모두 하는 캠 배럴(230)과 비교하여 회전 운동만 하는 캠 배럴(230)에 의해 기어열(도시되지 아니함) 개수 및/또는 기어열(도시되지 아니함)의 높이가 감소하여 경통의 크기를 축소할 수 있다.
제1 가이드 홈(231)은 캠 배럴(230)의 내주 면에 형성된다. 제1 가이드 홈(231)의 개수는 프런트 패널(240)의 돌기(241)의 개수보다 많거나 동일할 수 있다. 예를 들어, 제1 가이드 홈(231)의 개수가 5인 경우, 프런트 패널(240)의 돌기(241)의 개수는 5 또는 4 이하 일 수 있다. 제1 가이드 홈(231)은 캠 배럴(230)의 상단에서부터 아래 방향으로 형성되어 원주 방향으로 연장되고, 아래 방향에 경사지게 연장되어 다시 원주 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 제1 가이드 홈(231)은 (
Figure pat00001
) 와 같은 형상일 수 있다. 제1 가이드 홈(231)의 상단은 프런트 배럴(240)의 돌기(241)가 삽입될 수 있다. 제1 가이드 홈(231)은 프런트 배럴(240)의 돌기(241)의 높이 또는 돌기(241)와 제1 가이드 홈(231)의 접촉 면의 면적에 대응되게 형성될 수 있다.
개구(232)는 탄성력에 의해 광 축방향으로 이동되는 제1 렌즈군 배럴(221)의 통과 영역이다. 개구(232)는 캠 배럴(230)의 하단에 형성된다. 본 발명의 실시예에 따른 개구(232)의 높이는 캠 배럴(230)의 하단을 기준으로 4.86㎜ 이다. 개구(232)의 높이는 제1 렌즈군 조립체(220)가 통과할 수 있는 높이이면 충분하다. 광 축을 기준으로 개구(232)의 열린 각도는 120°이며, 예를 들어, 80 내지 150° 사이의 각도일 수 있다. 또한, 복수의 제1 가이드 홈(231)는 개구(232)에 의해 짧은 길이를 가지는 짧은 길이 제1 가이드 홈(231b)과 개구(232)와 중첩되지 않아 긴 길이를 가지는 긴 길이 제1 가이드 홈(231a)을 포함할 수 있다.
제2 가이드 홈(233)은 캠 배럴(230)의 외주 면에 형성된다. 제2 가이드 홈(233)의 개수는 렌즈 베이스(210)의 고정 돌기(213)의 개수보다 많거나 동일할 수 있다. 예를 들어, 제2 가이드 홈(233)의 개수가 4인 경우, 렌즈 베이스(210)의 고정 돌기(213)의 개수는 4 또는 3 이하 일 수 있다. 제2 가이드 홈(233)은 렌즈 베이스(210)의 고정 돌기(213)가 삽입 가능하게 캠 배럴(230)의 하단에서부터 위 방향으로 형성되고, 원주 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 제2 가이드 홈(233)은 (
Figure pat00002
) 와 같은 형상일 수 있다. 제2 가이드 홈(233)의 두께는 렌즈 베이스(210)의 고정 돌기(213)의 높이 또는 고정 돌기(213)와 제2 가이드 홈(233)의 접촉 면의 면적에 대응되게 형성될 수 있다.
제2 가이드 홈(233)은 각각의 고정 돌기(213)의 높이에 대응되게 캠 배럴(230)의 하단에서부터 위 방향으로 형성되는 각각 다른 높이의 가이드 홈을 가질 수 있다. 예를 들어, 개구(232)에 인접하여 형성되는 제2 가이드 홈(233)의 높이는 다른 제2 가이드 홈(233)의 높이보다 높을 수 있다.
기어(234)는 캠 배럴(230)의 외주 면의 일부 영역에 형성된다. 또한, 기어(234)는 캠 배럴(230)의 외주 면에서 개구(232)가 없는 영역에 형성될 수 있다. 외주 면의 일부 영역에 형성되는 기어(234)는 캠 배럴(230)의 회전 각도에 대응된다. 예를 들어, 캠 배럴(230)의 회전 각도가 50°인 경우, 기어(234)는 광 축을 기준으로 기어 (234)의 시작 위치 및 최종 위치 사이의 각도가 50°를 초과하도록 캠 배럴(230)의 외주 면에 형성될 수 있다.
모터(291) 및 기어열을 통해 기어(234)에 전달되는 구동력에 의해 캠 배럴(230)은 회전한다. 캠 배럴(230)이 회전하는 경우, 탄성력을 전달받은 제1 렌즈군 조립체(220)는 스프링(219)의 탄성력에 의해 개구(232)를 통해 홈 위치에서부터 정렬 위치로 이동할 수 있다. 캠 배럴(230)이 회전하는 경우, 캡 배럴(230)에 수납되는 프런트 배럴(240)은 광 축방향으로 직선 운동할 수 있다.
프런트 패널(240)은 복수의 돌기(241) 및 복수의 가이드 바 홀(242)을 포함한다.
복수의 돌기(241)는 회전하는 캠 배럴(230)의 제1 가이드 홈(231)에 의해 안내된다. 캠 배럴(230)의 회전 및 가이드 바(214)에 의해 프런트 배럴(240)은 광 축 방향(+z 방향 또는 ? 방향)으로 직선 운동을 한다. 제1 렌즈군 조립체(220)가 홈 위치에 있는 경우, 캠 배럴(230)의 내부에 위치하는 프런트 배럴(240)은 이미지 센서(296)에 근접하는 프런트 배럴(240)의 제1 위치에 수납될 수 있다. 캠 배럴(230)의 회전 및 탄성력에 의해 제1 렌즈군 조립체(220)가 홈 위치에서부터 정렬 위치로 이동하는 경우, 캠 배럴(230)의 내부에 수납되는 프런트 배럴(240)은 광 축 방향(+z 방향)으로 이미지 센서(296)에서 멀어지는 제2 위치로 이동(예를 들어, 직선 운동)할 수 있다.
프런트 배럴(240)의 제1 위치와 제2 위치 사이의 간격(예를 들어, 직선 이동 거리)은 제1 렌즈군 조립체(220)의 높이보다 더 클 수 있다. 예를 들어, 제1 렌즈군 조립체(220)의 높이가 4 ㎜인 경우, 프런트 배럴(240)의 제1 위치와 제2 위치 사이의 간격은 제1 렌즈군 조립체(220)의 두께를 고려하여 4 ㎜를 초과할 수 있다. 또한, 제1 가이드 홈(231)에 의해 안내되는 돌기(241)의 이동 거리는 프런트 배럴(240)의 제1 위치와 제2 위치 사이의 간격보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1 렌즈군 조립체(220)의 높이가 4 ㎜인 경우, 프런트 배럴(240)의 돌기(241)의 이동 거리는 4.1 ㎜를 초과할 수 있다. 프런트 배럴(240)의 돌기(241)의 이동 거리는 제1 렌즈군 조립체(220)의 높이뿐만 아니라 캠 배럴(230)의 내경에 의해 변경될 수도 있다.
가이드 바 홀(242)은 렌즈 베이스(210)의 가이드 바(214)에 의해 관통된다. 가이드 바 홀(242)의 개수는 렌즈 베이스(210)에 배치되는 가이드 바(214) 개수에 따라 변경될 수 있다. 복수의 가이드 바 홀(242) 및 복수의 가이드 바(214)에 의해 캠 배럴(230)의 회전에 따른 프런트 배럴(240)의 회전은 제한될 수 있다. 또한, 프런트 배럴(240)은 제2 렌즈군 배럴(250)을 수납한다.
제2 렌즈군 배럴(250)은 복수의 렌즈(251)와 복수의 렌즈 시트(도시되지 아니함)를 포함한다.
제2 렌즈군 배럴(250)은 복수의 렌즈(251)와 복수의 렌즈 시트를 지지할 수 있다. 예를 들어, 제2 렌즈군 배럴(250)은 4매의 렌즈 및 2매의 렌즈 시트를 지지할 수 있다. 제2 렌즈군 배럴(250)은 하단에 위치하는 프런트 배럴(240)에 수납될 수 있다. 제2 렌즈군 배럴(250)에 지지되는 렌즈의 개수 및/또한 렌즈 시트의 개수가 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가지는 자에게 용이하게 이해될 것이다.
셔터 조립체(260)은 셔터 모듈(shutter module, 261) 및 VCM 모듈(voice coil motor module, 262)을 포함할 수 있다. 셔터(261)은 이미지 센서(296)로 입력되는 광의 통과 시간을 조절할 수 있다. 또한, 조리개는 광 량을 조절할 수 있다.
VCM 모듈(262)은 VCM의 구동 특성을 이용하여 렌즈(251)와 이미지 센서(296)사이의 거리를 조정하는 오토 포커스(Auto Focus) 기능을 제공한다. VCM의 구조는 스프링, 코일 및 자석을 포함하며, 전류와 자기장에 의해 렌즈를 광 축 방향으로 이동할 수 있다.
셔터 조립체(260) 및 제2 렌즈군 배럴(250)은 프런트 배럴(240)에 수납된다. 셔터 조립체(260), 제2 렌즈군 배럴(250) 및 프런트 배럴(240)은 결합될 수 있다. 제2 렌즈군 배럴(250)이 중간에 위치하고, 셔터 조립체(260) 및 프런트 배럴(240)은 다양한 체결 부재(예를 들어, 나사, 리벳, 또는 후크 등) 또는 접착 테이프, 접착제에 의해 결합될 수 있다.
패널 배럴(270)은 패널 배럴 링(271), 글라스(예를 들어, 투명 또는 반투명, 도시되지 아니함), 글라스 시트(도시되지 아니함) 및 적외선(IR) 필터를 포함할 수 있다.
패널 배럴 링(271)은 글라스(예를 들어, 투명 또는 반투명, 도시되지 아니함), 글라스 시트(도시되지 아니함) 및 적외선(IR) 필터와 결합된 패널 배럴(270)을 패널 배럴(270)의 전면에서 결합하여 지지할 수 있다. 패널 배럴(270)은 다양한 체결 부재(예를 들어, 나사 또는 리벳 등) 또는 접착 테이프, 접착제에 의해 셔터 조립체(260)과 결합될 수 있다.
프런트 캡(280)은 프런트 캡 링(281)과 프런트 캡 실드(front cap shield, 도시되지 아니함)을 포함한다. 프런트 캡 링(281)은 프런트 캡 실드 및 프런트 캡(280)과 결합된다. 프런트 캡(280)은 렌즈 베이스(210)와 결합될 수 있다. 프런트 캡(280)과 렌즈 베이스(210)는 다양한 체결 부재(예를 들어, 나사 또는 리벳 등) 또는 접착 테이프, 접착제에 의해 결합될 수 있다.
구동 모듈(290)은 모터(291) 및 복수의 기어로 구성된 기어열(도시되지 아니함)을 포함할 수 있다.
제어 유닛(110)의 제어에 의해 기동된(activated) 모터(291)의 구동력은 복수의 기어열(110)을 통해 캠 배럴(230)의 기어(234)로 전달된다. 제어 유닛(110)의 제어에 의해 결정된 모터(291)의 회전 방향에 대응하여 캠 배럴(230)의 회전 방향(예를 들어, 시계 방향 또는 반시계 방향)이 결정된다. 또한, 제어 유닛(도시되지 아니함)의 제어에 의해 결정된 모터(291)의 회전 방향에 대응하여 프런트 배럴(240)의 직선 운동 방향(예를 들어, +z 방향 또는 -z 방향)이 결정된다. 모터(291)의 회전 속도는 일정(constant)하거나 또는 일정하지 않을 수 있다(non-constant). 모터(291)의 회전 속도가 일정 또는 일정하지 않을 수 있다는 것은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가지는 자에게 용이하게 이해될 것이다.
구동 모듈(290)은 다양한 체결 부재(예를 들어, 나사 또는 리벳 등) 또는 접착 테이프, 접착제에 의해 렌즈 베이스(210)와 결합될 수 있다.
이미지 센서 모듈(295)은 이미지 센서(296) 및 기판(PCB, 297)를 포함한다.
이미지 센서(296)은 입력된 광을 전기 신호를 변환하는 반도체 소자를 포함한다. 이미지 센서(296)의 크기는 이미지 센서의 대각선 길이를 기준으로 예를 들어, 1/2.3" 내지 4/3"일 수 있다. 또한, 이미지 센서(296)는 예를 들어, 전하 결합 소자(CCD, Charge Coupled Device) 이미지 센서일 수 있다. 또한, 이미지 센서(296)는 상보성 금속 산화물 반도체(CMOS, Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 이미지 센서를 포함할 수 있다.
기판(297)은 이미지 센서(296)와 이미지 센서의 구동에 필요한 반도체 소자를 상호 연결할 수 있다. 또한, 기판(297)을 통해 제어 유닛(110)과 이미지 센서(296)를 상호 연결할 수 있으며, 제어 유닛(110)을 이미지 센서(296)을 제어할 수 있다. 이미지 센서 모듈(295)은 다양한 체결 부재(예를 들어, 나사 또는 리벳 등) 또는 접착 테이프, 접착제에 의해 렌즈 베이스(210)와 결합될 수 있다.
렌즈 구동 조립체(200)는 촬영 장치(100)의 중심 영역보다는 양 측면 중 하나의 측면에 더 근접되게 위치할 수 있다. 또한 렌즈 구동 조립체(200)는 촬영 장치(100)의 중심점에서부터 양 측면 중 하나의 측면 사이의 중심 영역에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치(100)는 1단으로 광학 기능(예를 들어, 촬영)을 수행하나, 별도의 광 축(+z 또는 ? 방향)에 대해 이동하는 렌즈군 배럴(도시되지 아니함)을 이용하여 2단 내지 5단으로 돌출되어 줌 기능을 수행할 수 있다. 또한, 렌즈 구동 조립체(200)은 촬영 장치(100)에 착탈가능한 렌즈 교환 방식으로 구현될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치의 렌즈 구동 조립체에서 프런트 배럴 및 캠 배럴의 개략적인 사시도이다.
도 5를 참조하면, 캠 배럴(230)의 내부에 위치하는 프런트 배럴(240)을 분리하여 개략적으로 도시한 도면이다.
캠 배럴(230)은 복수의 제1 가이드 홈(231), 개구(232) 제2 가이드 홈(233), 기어(234), 제1 돌기(235a) 및 제2 돌기(235b)를 포함한다. 프런트 배럴(240)은 복수의 돌기(241) 및 복수의 가이들 바 홀(242)을 포함한다. 캠 배럴(230)의 제1 가이드 홈(231)은 하단 영역(231m), 상단 영역(231n) 및 상단 영역과 하단 영역을 연결하는 연결 영역(231l)을 포함한다.
촬영 장치(100)의 제1 상태에서, 프런트 배럴(240)의 돌기(241)는 캠 배럴(230)의 제1 가이드 홈(231)의 하단 영역(231m, 예를 들어, 제1 위치)에 위치한다.
촬영 장치(100)의 제1 상태에서 촬영 장치(100)의 제2 상태로 변경되는 경우, 프런트 배럴(240)의 돌기(241)는 제1 가이드 홈(231)의 하단 영역(231m)에서부터 연결 영역(231l)로 이동할 수 있다.
제1 렌즈군 조립체(220)와 제2 렌즈군 배럴(250)이 광 축(z축 방향)에 정렬(예를 들어, 제1 렌즈군 조립체(220)가 정렬 위치에 도달)되는 경우, 프런트 배럴(240)의 돌기(241)는 연결 영역(231l)에서부터 상단 영역(231n)에 위치할 수 있다. 캠 배럴(230)의 개구(232)에 의해 일부 제1 가이드 홈(231)은 하단 영역(231m)의 일부 또는 연결 영역(231l)의 일부가 없을 수 있다. 예를 들어, 제1 가이드 홈(231b)은 상단 영역(231n) 및 연결 영역(231l)의 일부를 포함할 수 있다. 제1 가이드 홈(231b)는 상단 영역(231n) 및 연결 영역(231l)만을 포함할 수 있다. 제1 가이드 홈(231b)는 상단 영역(231n), 연결 영역(231l) 및 하단 영역(231m)의 일부를 포함할 수도 있다.
제2 가이드 홈(233)은 캠 배럴(230)의 회전 각도에 대응되는 호(arc) 길이(예를 들어, 캠 배럴(230)의 회전 시작 위치에서부터 캠 배럴(230)의 회전 종료 위치까지의 호 길이)보다 더 긴 호 길이로 형성될 수 있다. 캠 배럴(230)의 회전에 대응하여 제2 가이드 홈(233)은 렌즈 베이스(210)의 고정 돌기(213)를 안내한다.
캠 배럴(230)의 회전에 대응하여 제1 돌기(235a) 및 제2 돌기(235b)는 탄성력이 전달되는 제1 렌즈군 조립체(220)의 연결 암(223) 측면과 선택적으로 접촉할 수 있다. 예를 들어, 제1 돌기(235a) 및 제2 돌기(235b)는 제1 렌즈군 조립체(220)의 연결 암(223) 측면에 모두 접촉할 수 있다. 제1 돌기(235a) 및 제2 돌기(235b) 중 하나의 돌기만 제1 렌즈군 조립체(220)의 연결 암(223) 측면에 접촉할 수 있다. 또한, 제1 돌기(235a) 및 제2 돌기(235b)는 제1 렌즈군 조립체(220)의 연결 암(223) 측면에 모두 접촉하지 않을 수 있다.
제1 돌기(235a) 및 제2 돌기(235b)와 제1 렌즈군 조립체(220)의 연결 암(223) 측면과의 선택적 접촉에 의해, 제1 렌즈군 조립체(220)의 홈 위치에서부터 정렬 위치의 도착에 대응되는 이동 속도, 충격 및 진동 중 적어도 하나를 감소할 수 있다. 예를 들어, 이동 속도, 충격 및 진동 중 하나, 또는 이동 속도, 충격 및 진동의 조합을 감소할 수 있다. 또한, 제1 렌즈군 조립체(220)의 정렬 위치에서부터 홈 위치의 도착에 대응되는 이동 속도, 충격 및 진동 중 적어도 하나를 감소할 수 있다. 예를 들어, 이동 속도, 충격 및 진동 중 하나, 또는 이동 속도, 충격 및 진동의 조합을 감소할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치에서 제1 렌즈군 조립체가 홈 위치에 있는 경우의 렌즈 구동 조립체의 개략적인 사시도 및 정면도이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 제1 렌즈군 조립체(220)는 홈 위치에 위치한다. 캠 배럴(230)에 수납되는 프런트 배럴(240)의 위치는 이미지 센서(296)에 근접하는 제1 위치이다. 프런트 배럴(240)의 돌기(241)는 캠 배럴(230)의 제1 가이드 홈(231)의 하단 영역(231m)에 위치한다. 일부 프런트 배럴(240)의 돌기(241)는 개구(232)에 노출될 수 있다.
캠 배럴(230)의 제2 가이드 홈(233)에 렌즈 베이스(210)의 복수의 고정 돌기(213)가 위치한다. 제2 가이드 홈(233)의 양단 중 일단은 렌즈 베이스(210)의 고정 돌기(213)의 일 측면(213a)과 거리(d1 = 0.95 ㎜)만큼 이격 될 수 있다. 거리(d1)는 예를 들어 0.1 내지 1.5 ㎜ 정도로 이격 될 수 있다. 제2 가이드 홈(233)의 일단과 고정 돌기(213)의 일 측면(213a) 사이의 거리(d1)는 캠 배럴(230)의 직경에 따라 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가지는 자에게 용이하게 이해될 것이다.
제2 가이드 홈(233)의 일 단과 고정 돌기(213)의 일 측면(213a)이 거리(d1)만큼 이격되는 경우, 렌즈 구동 조립체의 구성 요소는 제1 렌즈군 조립체(220)의 정렬 위치를 초과하는 모터(291)의 구동력에 의한 손상 및/또는 기어의 백래시(backlash)를 방지할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 제1 렌즈군 조립체(220)의 홈 위치에서, 제1 렌즈군 배럴(221)의 일부 영역은 캠 배럴(230)의 외주 면(230a, 예를 들어, 가상선을 포함)의 일부 영역과 오버랩 된다. 캠 배럴(230)의 개구(232)에서 제1 렌즈군 배럴(221)의 일부 영역과 캠 배럴(230)의 외주 면의 일부 영역이 오버랩 된다. 제1 렌즈군 배럴(221)의 일부 영역과 캠 배럴(230)의 외주 면의 일부 영역과의 오버랩에 의해, 제1 렌즈군 조립체(220)의 이동 거리가 감소될 수 있다. 렌즈 구동 조립체(200)의 크기도 소형화할 수 있다.
제1 렌즈군 배럴(221)의 외주 면은 프런트 배럴(240)의 외주 면(240a, 예를 들어, 가상선을 포함)과 접촉하지 않을 수 있다. 제1 렌즈군 배럴(221)의 외주 면은 캠 배럴(230)의 회전에 대응하여 직선 운동하는 프런트 배럴(240)의 외주 면과 비 간섭 거리(예를 들어, 0.05 ㎜ 이상)만큼 이격될 수 있다.
제1 렌즈군 조립체(220)가 홈 위치에 있는 경우, 제1 돌기(235a)만이 제1 렌즈군 조립체(220)의 연결 암(223) 측면에 접촉할 수 있다. 제1 돌기(235a) 및 제2 돌기(235b)는 제1 렌즈군 조립체(220)의 연결 암(223) 측면에 모두 접촉할 수 있다. 또한, 제2 돌기(235b)만이 제1 렌즈군 배럴(221)의 측면에 접촉할 수도 있다.
제1 렌즈군 조립체(220)가 홈 위치에 있는 경우, 제1 돌기(235a)의 각도(θ1)는 14.4°이며, 또한, 예를 들어 11 내지 18° 사이의 각도일 수 있다. 제2 돌기(235b)의 각도(α1)는 9.6°이며, 또한, 예를 들어, 6 내지 13° 사이의 각도일 수 있다.
제1 렌즈군 배럴(221)의 외주 면이 캠 배럴(230)의 외주 면(230a)과 프런트 배럴(240)의 외주 면(240a) 사이에 위치함에 따라 촬영 장치(100)의 렌즈 구동 조립체(200)의 렌즈 베이스(210) 크기 및 프런트 캡(80) 크기의 소형화를 구현할 수 있다. 제1 렌즈군 조립체(220)의 이동 거리 감소, 및 제1 렌즈군 조립체(220)의 이동 거리 차이에 대응되는 약한 탄성력의 스프링(219) 적용에 의해 촬영 장치(100)의 제작 비용을 감소할 수도 있다. 또한, 모터(291)의 동작 시간 감소에 의해 촬영 장치(100)의 배터리 소모량을 절약할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치에서 제1 렌즈군 조립체가 홈 위치에 있고, 캠 배럴이 회전하는 경우의 렌즈 구동 조립체의 개략적인 사시도 및 정면도이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 캠 배럴(230)은 회전(예를 들어, θ2 = 44.4°)하지만 제1 렌즈군 조립체(220)는 아직 홈 위치에 있다. 또한, θ2은 예를 들어 41 내지 48° 사이의 각도일 수 있다.
캠 배럴(230)에 수납되는 프런트 배럴(240)의 위치는 이미지 센서(296)에 인접하는 제1 위치에서 제2 위치로 이동 중이다. 프런트 배럴(240)의 돌기(241)는 제1 가이드 홈(231)의 연결 영역(231l)과 상단 영역(231n)사이의 경계 영역에 위치한다. 또한, 프런트 배럴(240)의 돌기(241)는 제1 가이드 홈(231)의 연결 영역(231l)에 위치할 수 있다. 또한, 프런트 배럴(240)의 돌기(241)는 제1 가이드 홈(231)의 연결 영역(231l)을 통과하여 상단 영역(231n)에 위치할 수 있다.
캠 배럴(230)의 제2 가이드 홈(233)에 렌즈 베이스(210)의 복수의 고정 돌기(213)가 위치한다. 제2 가이드 홈(233)의 양 단 중 일단은 렌즈 베이스(210)의 고정 돌기(213)의 일 측면(213a)과 거리(d1 + d2 = 8.15 ㎜)만큼 이격 될 수 있다. 거리(d1 + d2)는 예를 들어 5 내지 11 ㎜ 정도 이격 될 수 있다. 거리(d2)는 7.6 ㎜이며, 나머지 거리(d1, d3(도 8a 참조), d4(도 9a 참조))보다 크다. 제2 가이드 홈(233)의 일단과 고정 돌기(213)의 일 측면(213a) 사이의 거리(d1 + d2)는 캠 배럴(230)의 직경에 따라 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가지는 자에게 용이하게 이해될 것이다.
도 7b를 참조하면, 제1 렌즈군 조립체(220)의 홈 위치에서, 제1 렌즈군 조립체(220)의 대부분 영역(예를 들어, 제1 렌즈군 배럴(2210) 및 연결 암(223) 일부)은 캠 배럴(230)의 개구(232)와 대면한다.
제1 렌즈군 배럴(221)의 외주 면은 프런트 배럴(240)의 외주 면(240a, 예를 들어, 가상선을 포함)과 접촉하지 않을 수 있다. 제1 렌즈군 배럴(221)의 외주 면은 캠 배럴(230)의 회전에 대응하여 직선 운동하는 프런트 배럴(240)의 외주 면과 비 간섭 거리(예를 들어, 0.05 ㎜ 이상)만큼 이격될 수 있다.
캠 배럴(230)이 회전하고, 제1 렌즈군 조립체(220)가 이동하지 않는 경우, 프런트 배럴(240)은 광 축방향(+z 방향)으로 이동한다. 프런트 배럴(240)의 광 축방향(+z 방향) 이동 높이는 제1 렌즈군 조립체(220)의 높이(h, 도4 참조)와 비교하여 그보다 커야 한다. 예를 들어, 제1 렌즈군 조립체(220)의 높이가 4 ㎜ 인 경우, 프런트 배럴(240)의 광 축방향(+z방향) 이동 거리는 4 ㎜ 를 초과할 수 있다. 프런트 배럴(240)의 광 축방향(+z방향) 이동 높이가 4 ㎜ 인 경우, 프런트 배럴(240)의 제1 가이드 홈(231)을 따르는 이동 거리는 4.1 ㎜ 를 초과할 수 있다. 프런트 배럴(240)의 돌기(241)의 이동 거리는 제1 렌즈군 조립체(220)의 높이뿐만 아니라 캠 배럴(230)의 내경에 의해 변경될 수도 있다.
캠 배럴(230)이 반 시계 방향으로 회전하는 경우, 제1 돌기(235a) 및 제2 돌기(235b) 중 제1 돌기(235a)가 제1 렌즈군 조립체(220)의 연결 암(223) 측면(223a, 도11 참조)에 접촉할 수 있다. 제1 돌기(235a)는 홈 위치에 있는 제1 렌즈군 조립체(220)의 정렬 위치로의 이동의 시작을 제한하고 있다.
캠 배럴(230)이 회전하고, 제1 렌즈군 조립체(220)는 홈 위치에 있는 경우, 제1 돌기(235a)의 각도(θ2)는 44.4°이며, 예를 들어 41 내지 48° 사이의 각도일 수 있다. 제2 돌기(235b)의 각도(α2)는 34.8°이며, 예를 들어, 31 내지 38° 사이의 각도일 수 있다.
각도(θ2)는 제1 돌기(235a)와 접촉하는 제1 렌즈군 조립체(220)의 연결 암(223)의 측면(예를 들어, 제1 측면(223a)의 곡률 반경), 렌즈 베이스(210)의 축(211)의 위치, 및 캠 배럴(230)의 개구(232)의 각도(예를 들어, 개구(232)의 시작 위치와 끝 위치의 각도) 중 적어도 하나에 따라 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가지는 자에게 용이하게 이해될 것이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치에서 제1 렌즈군 조립체가 홈 위치에서 정렬 위치로 이동하는 경우의 렌즈 구동 조립체의 개략적인 사시도 및 정면도이다.
캠 배럴(230)이 계속 회전(예를 들어, θ2 = 44.4° 초과)하는 경우, 제1 렌즈군 조립체(220)는 홈 위치에서부터 정렬 위치로 이동을 시작한다. .
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 캠 배럴(230)은 계속 회전하고, 제1 렌즈군 조립체(220)는 정렬 위치로 이동 중이다.
프런트 배럴(240)의 위치는 프런트 배럴(240)의 제2 위치일 수 있다. 프런트 배럴(240)의 돌기(241)는 제1 가이드 홈(231)의 상단 영역(231n)에 위치할 수 있다. 또한, 프런트 배럴(240)의 돌기(241)는 제1 가이드 홈(231)의 상단 영역(231n)을 수평으로 이동할 수 있다.
캠 배럴(230)의 제2 가이드 홈(233)에 렌즈 베이스(210)의 복수의 고정 돌기(213)가 위치한다. 캠 배럴(230)의 회전에 의해 제2 가이드 홈(233)의 양 단 중 일단은 렌즈 베이스(210)의 고정 돌기(213)의 일 측면(213a) 사이에 거리(d1 + d2 + d3 = 11.22 ㎜)만큼 이격 될 수 있다. 또한, d1 + d2 + d3는 예를 들어 8 내지 14 ㎜ 정도 이격 될 수 있다. 거리(d1, d3)는 거리(d2)와 비교하여 짧을 수 있다.
캠 배럴(230)이 계속 회전하는 경우, 스프링(219)의 탄성력에 의해 제1 렌즈군 조립체(220)는 축(211)을 기준으로 광 축 방향으로 이동한다. 프런트 배럴(240)은 광 축방향(+z 방향)으로 이동하지 않고 제2 위치를 유지한다. 프런트 배럴(240)의 광 축방향(+z 방향) 이동에 의해 확보된 렌즈 베이스(210, 또는 캠 배럴(230))과 프런트 배럴(240) 바닥 사이의 공간으로 제1 렌즈군 조립체(220)가 이동(예를 들어, 슬라이딩)한다. 프런트 배럴(240)의 제1 가이드 홈(231)의 상단 영역(231n)에서의 이동 거리는 캠 배럴(230)의 직경 및 회전 각도 중 적어도 하나에 따라 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가지는 자에게 용이하게 이해될 것이다.
제1 렌즈군 조립체(220)의 제1 렌즈군 가이드 돌기(225)와 렌즈 베이스(210)의 제1 스토퍼(216)사이는 이격(예를 들어, 비접촉)되어 있다. 가이드 돌기(225)는 제1 렌즈군 조립체(220)의 광 축방향(z축 방향)의 진동을 제한하고, 제1 렌즈군 조립체(220)를 수평으로 이동하도록 안내할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치에서 제1 돌기 및 제2 돌기가 제1 렌즈군 조립체의 측면에 함께 접촉하는 경우의 렌즈 구동 조립체의 정면 확대도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치에서 제1 렌즈군 조립체와 캠 배럴이 분리된 경우의 개략적인 사시도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 제1 돌기(235a) 및 제2 돌기(235b)는 모두 제1 렌즈군 조립체(220)의 연결 암(223) 측면에 접촉할 수 있다. 예를 들어, 제1 돌기(235a)는 연결 암(223) 제1 측면(223a)에 접촉하고, 제2 돌기(235b)는 연결 암(223) 제2 측면(223b)에 각각 접촉할 수 있다. 캠 배럴(230)이 회전을 계속하는 경우, 시계열(time series) 순서대로 제1 렌즈군 조립체(220)의 연결 암(223) 측면은 제1 돌기(235a)만 접촉(예를 들어, θ1), 제1 돌기(235a) 및 제2 돌기(235b) 모두 접촉(예를 들어, θ2), 제2 돌기(235b)만 접촉 및 제1 돌기(235a) 및 제2 돌기(235b) 모두 비접촉일 수 있다.
캠 배럴(230)의 제2 돌기(235b)는 제1 돌기(235a)와 비교하여 원주 방향으로 더 돌출되어 있다. 제1 돌기(235)는 제2 돌기(235b)와 비교하여 캠 배럴(230)의 반경 방향으로 더 돌출되어 있다. 또한, 캠 배럴(230)의 제2 돌기(235b)는 렌즈 베이스(210)에 근접하는 제1 돌기(235a)와 비교하여 캠 배럴(230)의 위 방향에 위치할 수 있다. 제2 돌기(235b)는 제1 돌기(235a)보다 렌즈 베이스(210)로부터 광 축방향(+z 방향)으로 이격되어 위치될 수 있다.
제1 렌즈군 조립체(220)의 연결 암(223)의 측면에서, 제2 측면(223b)은 제1 측면(223a)보다 연결 암(223)의 내부로 더 깊게 형성(groove)되어 있다. 제2 측면(223b)는 제1 측면(223a)으로부터 연결 암(223)의 내측으로 단차지게 형성될 수 있다. 따라서, 캠 배럴(230)의 반경 방향으로 더 돌출된 제1 돌기(235a)가 제2 돌기(235b)와 비교하여 연결 암(223)의 측면(예를 들어, 제1 측면(223a))에 먼저 접촉할 수 있다.
제2 돌기(235b)는 제1 돌기(235a)에 비하여 원주 방향으로 더 돌출되므로, 제1 렌즈군 조립체(220)의 제2 측면(223b)과의 접촉 위치가 제1 렌즈군 조립체(220)의 회전중심으로부터 멀다. 따라서, 제1 렌즈군 조립체(220)가 스프링(219)의 탄성력에 의하여 정렬 위치로 이동될 때에 제1 렌즈군 조립체(220)로부터 제2 돌기(235b)에 가해지는 힘을 작게 할 수 있다. 반대로, 제2 돌기(235b)가 제1 렌즈군 조립체(220)의 제2 측면(223b)을 밀어 홈 위치로 복귀시킬 때에도 미는 힘을 작게 할 수 있다. 따라서, 캠 배럴(230)의 회전 부하를 줄일 수 있다. 또한, 제1 돌기(235a) 및 제2 돌기(235b)가 함께 접촉하기 전의 제1 렌즈군 조립체(220)의 회전 속도는 제1 돌기(235a) 및 제2 돌기(235b)가 함께 접촉한 이후의 제1 렌즈군 조립체(220)의 회전 속도보다 빠를 수 있다. 제2 돌기(235b) 및 제2 측면(223b)의 접촉에 의해 회전 속도가 감속된 제1 렌즈군 조립체(220)는 정렬 위치에서의 접촉 충격, 진동 및/또는 소음을 최소화할 수 있다.
도 8b를 참조하면, 캠 배럴(230)의 회전에 따라 제1 렌즈군 조립체(220)과 제1 돌기(235a) 및 제2 돌기(235b)가 함께 접촉하는 경우, 제1 돌기(235a)의 각도(θ3)는 57.2°이며, 예를 들어 54 내지 60° 사이의 각도일 수 있다. 제2 돌기(235b)의 각도(α3)는 47.6°이며, 예를 들어, 44 내지 50° 사이의 각도일 수 있다.
각도(θ3, α3)는 제1 돌기(235a) 및 제2 돌기(236b)와 접촉하는 제1 렌즈군 조립체(220)의 연결 암(223)의 측면(예를 들어, 제1 측면(223a), 제2 측면(223b)의 곡률 반경), 렌즈 베이스(210)의 축(211)의 위치, 및 캠 배럴(230)의 개구(232)의 각도(예를 들어, 개구(232)의 시작 위치와 끝 위치의 각도) 중 적어도 하나에 따라 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가지는 자에게 용이하게 이해될 것이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치에서 제1 렌즈군 조립체가 정렬 위치에 있는 경우의 렌즈 구동 조립체의 개략적인 사시도 및 정면도이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 제1 렌즈군 조립체(220)는 탄성력에 의해 정렬 위치에 정렬된다.
프런트 배럴(240)의 위치는 프런트 배럴(240)의 제2 위치일 수 있다. 프런트 배럴(240)의 돌기(241)는 제1 가이드 홈(231)의 상단 영역(231n)에 위치할 수 있다. 또한, 프런트 배럴(240)의 돌기(241)는 제1 가이드 홈(231)의 상단 영역(231n)을 수평으로 이동할 수 있다.
캠 배럴(230)의 제2 가이드 홈(233)에 렌즈 베이스(210)의 복수의 고정 돌기(213)가 위치한다. 캠 배럴(230)의 회전에 의해 제2 가이드 홈(233)의 양 단 중 일단은 렌즈 베이스(210)의 고정 돌기(213)의 일 측면(213a) 사이에 거리(d1 + d2 + d3 + d4 = 12.22 ㎜)만큼 이격 될 수 있다. 또한, d1 + d2 + d3 + d4는 예를 들어 9.22 내지 15.22 ㎜ 정도 이격 될 수 있다.
제1 렌즈군 조립체(220)는 렌즈 베이스(210)의 제2 스토퍼(도시되지 아니함) 및 제1 렌즈군 스토퍼(226)에 의해 축(211)을 기준으로 광 축 방향에 정렬한다. 렌즈 베이스(210)의 제2 스토퍼(도시되지 아니함)는 렌즈 베이스(210)에 형성된다. 제2 스토퍼(도시되지 아니함)는 캠 배럴(230)의 내경 내에 위치하여 제1 렌즈군 스토퍼(226)와 접촉할 수 있다. 이런 경우, 제1 렌즈군 조립체(220), 제2 렌즈군 배럴(250) 및 이미지 센서(291)가 광 축방향에 정렬될 수 있다.
제1 렌즈군 조립체(220)가 광 축 방향에 정렬(제2 위치에 도착)하는 경우, 제1 렌즈군 조립체(220)의 제1 렌즈군 가이드 돌기(225)와 제1 스토퍼(216)는 상호 이격되어 있다. 제1 렌즈군 가이드 돌기(225)는 제1 렌즈군 조립체(220)의 광 축방향(z축 방향)의 진동을 제한할 수 있다.
제1 렌즈군 조립체(220)가 광 축 방향에 정렬(제2 위치에 도착)하는 경우, 제1 돌기(235a) 및 제2 돌기(235b)는 모두 제1 렌즈군 조립체(220)의 연결 암(223)의 측면(223a, 235b)에 접촉하지 않을 수 있다. 탄성력에 의해 제1 렌즈군 조립체(220)의 정렬 위치에서 홈 위치로의 복귀가 제한된다. 촬영 장치(100)는 셔터 버튼(103) 또는 디스플레이 화면(도시되지 아니함)의 터치를 포함하는 사용자의 입력(또는 음성 또는 모션)에 의해 정렬 위치에 정렬된 제1 렌즈군 조립체(220), 제2 렌즈군 배럴(250) 및 셔터 조립체(260)을 이용하여 스틸 이미지 및/또는 동영상을 촬영할 수 있다.
제1 렌즈군 조립체(220)가 광 축 방향에 정렬(제2 위치에 도착)하는 경우, 제1 돌기(235a)의 각도(θ4)는 61.4°이며, 예를 들어 57 내지 64° 사이의 각도일 수 있다. 제2 돌기(235b)의 각도(α4)는 50.8°이며, 예를 들어, 48 내지 54° 사이의 각도일 수 있다.
캠 배럴(230)의 시계 방향으로의 회전에 대응하여 제1 렌즈군 조립체(220)가 정렬 위치에서 홈 위치로 이동하는 경우는 도 6a 내지 도 9a의 단계를 반대로 수행할 수 있다. 예를 들어, 시계열(time series) 순서대로 제1 렌즈군 조립체(220)의 연결 암(223) 측면은 제1 돌기(235a) 및 제2 돌기(235b) 모두 비접촉, 제2 돌기(235b)만 접촉, 제1 돌기(235a) 및 제2 돌기(235b) 모두 접촉, 및 제1 돌기(235a)만 접촉할 수 있다.
제1 렌즈군 조립체(220)가 정렬 위치에서 홈 위치로 이동하는 경우, 제2 돌기(235b)와 제2 측면(223b)이 최초 접촉하게 된다. 제2 돌기(235b)가 제1 돌기(235a)에 비하여 원주방향으로 더 돌출되어 있으므로, 제2 돌기(235b)와 제2 측면(223b)과의 접촉 위치는 제1 렌즈군 조립체(220)의 회전중심으로부터 먼 위치가 된다. 따라서, 제1 렌즈군 조립체(220)를 회전시키기 위한 캠 배럴(230)의 회전 부하를 최소화할 수 있다. 또한, 제1 렌즈군 조립체(220)의 이동 속도를 감속하여 제2 돌기(235b)와 제2 측면(223b)이 최초 접촉 위치에서의 진동과 소음을 최소화할 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치에서 캠 배럴과 판 스프링의 이격 및 접촉하는 경우의 개략적인 사시도이다.
도 12a를 참조하면, 제1 렌즈군 조립체가 홈 위치에 있는 경우, 판 스프링(215)는 캠 배럴(230)과 캠 배럴(230)의 회전에 의해 접촉하거나 또는 접촉하지 않을 수 있다. 판 스프링(215)는 캠 배럴(230)과 캠 배럴(230)의 회전에 의해 접촉하더라도 부하는 크지 않다. 도 12b를 참조하면, 제1 렌즈군 조립체(220)가 정렬 위치에 있는 경우, 캠 배럴(230)과 판 스프링(215)은 원주돌기(235)에 의해 상호 접촉한다. 판 스프링(215)의 중심 영역은 캠 배럴(230) 방향(예를 들어, 캠 배럴(230)의 반경 방향)으로 돌출되어 있다.
제1 렌즈군 조립체(220)가 홈 위치에 있는 경우, 캠 배럴(230)의 원주돌기(235)와 판 스프링(215)의 각도(β1)은 47°로 이격되어 있다. 예를 들어, 캠 배럴(230)의 원주돌기(235)와 판 스프링(215) 사이의 각도는 44 내지 50° 사이의 각도일 수 있다.
원주돌기(235)는 캠 배럴(230)의 반경 방향(예를 들어, 판 스프링(215)의 중심 영역을 대면하는 방향)으로 돌출되어 판 스프링(215)의 중심 영역과 접촉할 수 있다. 원주돌기(235)의 돌출 높이는 0.5 ㎜ 이며, 예를 들어, 0.10 내지 1.0 ㎜ 사이의 높이일 수 있다.
원주돌기(235)의 돌출 높이가 렌즈 구동 조립체(200)의 구조에 의해 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가지는 자에게 용이하게 이해될 것이다.
캠 배럴(230)이 회전하는 경우, 프런트 배럴(240)은 가이드 바(214)에 의해 광 축 방향(z축 방향)으로 직선 운동을 한다. 프런트 배럴(240)의 복수의 돌기(241) 및 프런트 배럴(240)과 가이드 바(214)의 접촉 중 적어도 하나에 의해 진동이 발생할 수 있다. 또한, 소음도 발생할 수 있다. 제1 렌즈군 조립체(220) 및 제2 렌즈군 배럴(250)이 광 축방향에 정렬하는 경우, 진동에 의해 광학 품질(예를 들어, 광학 성능)의 변화가 발생할 수 있다. 캠 배럴(230)이 회전하는 경우, 캠 배럴(230)은 모터(291)의 구동력에 의해 회전하며 판 스프링(215)과 접촉할 수 있다. 캠 배럴(230)이 회전하는 동안, 캠 배럴(230)은 판 스프링(215)과 접촉하지 않을 수도 있다.
제1 렌즈군 조립체(220)가 정렬 위치에서 정렬하는 경우, 캠 배럴(230)의 원주돌기(235)와 판 스프링(215)은 접촉한다. 캠 배럴(230)의 회전에 의해 원주돌기(235)는 판 스프링(215)의 가장자리부터 먼저 접촉한다. 캠 배럴(230)의 회전이 멈추는 경우, 원주돌기(235)의 중심 영역과 판 스프링(215)의 중심 영역은 멈출 수 있다. 원주돌기(235)와 판 스프링(215)의 접촉에 의해 캠 배럴(230)의 진동이 감소될 수 있다. 원주돌기(235)와 판 스프링(215)의 접촉하는 경우, 원주돌기(235)의 높이 및/또는 판 스프링(215)의 탄성력에 의해 캠 배럴(230)과 판 스프링(215) 사이의 이동 간극(moving gap)이 감소될 수 있다. 원주돌기(235)와 판 스프링(215)의 접촉에 의해 광학 성능 필요 구간(예를 들어, 제1 렌즈군 조립체(220) 및 제2 렌즈군 배럴(250)의 광 축방향 정렬하는 구간)에서는 진동이 감소될 수 있다. 광학 성능 필요 구간에서 감소된 진동에 의해 사용자는 의도한대로 스틸 이미지 및/또는 동영상을 촬영할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 캠 배럴(230)은 홈 위치에 있는 제1 렌즈군 조립체(220)에 대응하여 별도의 원주돌기(도시되지 아니함)를 가질 수 있다. 제1 렌즈군 조립체(220)가 홈 위치에 있는 경우, 캠 배럴(230)의 별도 원주돌기(도시되지 아니함)은 도 12a를 참조하면 판 스프링(215)와 대면하는 위치할 수 있다. 도 12b와 동일하게 별도 원주돌기(도시되지 아니함)와 판 스프링(215)이 접촉할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 촬영 장치(100)는 판 스프링(215)과 같은 탄성 부재뿐만 아니라 다른 진동 감쇠 부재(예를 들어, 고무, 플라스틱 등)를 사용하여 진동을 감쇠할 수도 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 본 발명은 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 촬영 장치 200: 렌즈 구동 조립체
210: 렌즈 베이스 220: 제1 렌즈군 조립체
230: 캠 배럴 240: 프런트 배럴
250: 제2 렌즈군 배럴 260: 셔터 조립체
270: 패널 배럴 280: 프런트 캡
290: 구동 모듈 296: 이미지 센서

Claims (18)

  1. 원주 면에 개구를 가지고, 전달되는 구동력에 의해 광 축을 중심으로 회전하는 캠 배럴;
    상기 캠 배럴에 수납되며, 상기 캠 배럴의 회전에 대응하여 광 축 방향으로 이동되는 프런트 배럴; 및,
    상기 광 축에서부터 이격된 홈 위치와 상기 광 축에 정렬된 정렬 위치로 회동되는 제1 렌즈군 조립체를 포함하고,
    상기 제1 렌즈군 조립체는 상기 캠 배럴의 회전 및 탄성력에 의해 상기 홈 위치와 상기 정렬 위치로 상기 개구를 통해 이동하는 렌즈 구동 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캠 배럴은,
    상기 캠 배럴의 외주 면에 형성되어 구동 모듈에서부터 상기 구동력을 전달받는 기어;
    상기 캠 배럴의 내주 면에 형성되며, 상기 구동력에 의한 회전에 대응하여 상기 프런트 배럴을 가이드하는 제1 가이드 홈; 및
    상기 제1 렌즈군 조립체의 이동을 가이드하는 돌기를 더 포함하는 렌즈 구동 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 캠 배럴의 상기 돌기는 복수의 돌기를 포함하고,
    상기 캠 배럴의 회전에 대응하여 상기 복수의 돌기는 회전하는 상기 제1 렌즈군 조립체의 측면에 선택적으로 접촉하는 렌즈 구동 조립체.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 기어는 상기 캠 배럴의 회전 각도와 비교하여 더 큰 각도로 형성되는 렌즈 구동 조립체.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 가이드 홈은 상기 개구에 의해 짧은 길이의 제1 가이드 홈 및 긴 길이의 제1 가이드 홈을 포함하는 렌즈 구동 조립체.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 캠 배럴의 회전에 의해 상기 프런트 배럴이 이동하는 경우, 상기 제1 렌즈군 조립체는 상기 프런트 배럴의 이동에 의한 내부 공간으로 상기 개구를 통해 이동하는 렌즈 구동 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프런트 배럴은,
    상기 프런트 배럴의 외주 면에 형성되고, 상기 캠 배럴의 상기 제1 가이드 홈에 의해 안내되는 복수의 돌기를 포함하고,
    상기 프런트 배럴에는 제2 렌즈군 배럴이 수납되는 수납하는 렌즈 구동 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 홈 위치는 제1 상태인 촬영 장치에서의 상기 제1 렌즈군 조립체의 위치이고, 상기 정렬 위치는 제2 상태인 상기 촬영 장치의 위치인 렌즈 구동 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 캠 배럴의 전체 회전 구간 중 일부 회전 구간에서, 상기 제1 렌즈군 조립체는 상기 캠 배럴의 돌기와 상기 제1 렌즈군 조립체의 측면 접촉에 의해 이동을 제한 받는 렌즈 구동 조립체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군 조립체는 상기 캠 배럴의 복수의 돌기의 접촉에 대응되는 제1 측면 및 제2 측면을 포함하고,
    상기 제1 측면 및 제2 측면은 상기 복수의 돌기 중 하나의 돌기만 접촉되거나 또는 복수의 돌기가 모두 접촉되는 렌즈 구동 조립체.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군 조립체가 상기 홈 위치에 있는 경우에 유지되는 동안의 상기 캠 배럴의 회전 각도는 상기 제1 렌즈군 조립체가 상기 홈 위치에서부터 상기 정렬 위치로 이동되는 동안의 상기 캠 배럴의 회전 각도보다 큰 렌즈 구동 조립체.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 캠 배럴을 수용하는 렌즈 베이스를 더 포함하고,
    상기 렌즈 베이스는,
    상기 제1 렌즈군 조립체의 회전의 기준인 축;
    상기 제1 렌즈군 조립체의 회전을 가이드하는 렌즈 베이스 가이드 홈;
    상기 캠 배럴의 외주 면에 형성되는 제2 가이드 홈에 삽입되어 상기 캠 배럴의 회전을 가이드하는 고정 돌기; 및
    상기 캠 배럴의 회전에 대응되는 상기 프런트 배럴의 직선 운동을 가이드 하는 가이드 바를 포함하는 렌즈 구동 조립체.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 렌즈 베이스의 상기 렌즈 베이스 가이드 홈은 곡률 변경을 가지는 렌즈 구동 조립체.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 렌즈 베이스는 이미지 센서 개구를 더 포함하고,
    상기 이미지 센서 개구를 통해 이미지 센서는 상기 광 축에 정렬되는 렌즈 구동 조립체.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 렌즈 베이스는 판 스프링을 더 포함하고,
    상기 제1 렌즈군 조립체가 상기 정렬 위치에 도착하는 경우, 상기 판 스프링은 상기 캠 배럴의 외주 면에 형성되는 원주돌기와 접촉하여 상기 제1 렌즈군 조립체가 상기 정렬 위치에 도착에 대응되어 발생하는 진동을 감쇠하는 렌즈 구동 조립체.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 조립체에 상기 정렬 위치로 회동되는 방향으로 탄성력을 제공하는 스프링을 더 포함하고,
    상기 스프링은 상기 스프링의 양단 중 적어도 일단에 후크를 가지는 렌즈 구동 조립체.
  17. 복수의 돌기 및 원주 면에 개구를 가지고, 전달되는 구동력에 의해 광 축을 중심으로 회전하는 캠 배럴;
    상기 캠 배럴에 수납되며, 상기 캠 배럴의 회전에 대응하여 광 축 방향으로 직선 운동하는 프런트 배럴; 및,
    상기 광 축에서부터 이격된 홈 위치와 상기 광 축에 정렬된 정렬 위치로 회동되는 제1 렌즈군 조립체를 포함하고,
    상기 제1 렌즈군 조립체는 상기 캠 배럴의 회전 및 탄성력에 의해 상기 홈 위치와 상기 정렬 위치로 상기 개구를 통해 이동하고,
    상기 캠 배럴의 회전에 대응하여 상기 복수의 돌기 중 하나의 돌기는 캠 배럴의 원주 방향으로 돌출되고, 다른 돌기는 캠 배럴의 반경 방향으로 돌출되어 상기 제1 렌즈군 조립체와 선택적으로 접촉하는 렌즈 구동 조립체.
  18. 모터를 포함하는 렌즈 구동 조립체; 및
    상기 모터의 구동을 제어하는 제어 유닛을 포함하고,
    상기 렌즈 구동 조립체는,
    개구를 가지고, 상기 모터에서부터 전달되는 구동력에 의해 광 축을 중심으로 회전하는 캠 배럴;
    상기 캠 배럴에 수납되며, 상기 캠 배럴의 회전에 대응하여 광 축 방향으로 이동되는 프런트 배럴; 및,
    상기 광 축에서부터 이격된 홈 위치와 상기 광 축에 정렬된 정렬 위치로 회동되는 제1 렌즈군 조립체를 더 포함하고,
    상기 제1 렌즈군 조립체는 상기 캠 배럴의 회전 및 탄성력에 의해 상기 홈 위치와 상기 정렬 위치로 상기 개구를 통해 이동되는 촬영 장치.
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