KR101556563B1 - 렌즈 바렐 조립체 - Google Patents

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KR101556563B1
KR101556563B1 KR1020080077054A KR20080077054A KR101556563B1 KR 101556563 B1 KR101556563 B1 KR 101556563B1 KR 1020080077054 A KR1020080077054 A KR 1020080077054A KR 20080077054 A KR20080077054 A KR 20080077054A KR 101556563 B1 KR101556563 B1 KR 101556563B1
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Abstract

렌즈 바렐의 이동의 안전성을 확보하여 영상 처리 장치의 화질을 향상할 수 있도록 본 발명은 적어도 하나의 렌즈가 장착된 렌즈 바렐, 상기 렌즈 바렐을 광축 방향으로 이동하게 하는 구동 부재, 상기 구동 부재가 안착되는 베이스, 상기 베이스에 형성되고 상기 렌즈 바렐의 이동을 가이드 하는 가이드 부재 및 상기 베이스와 상기 렌즈 바렐을 연결하고 복수의 탄성 부재를 구비하는 탄성부를 포함하는 렌즈 바렐 조립체를 제공한다.

Description

렌즈 바렐 조립체{Lens barrel assembly}
본 발명은 렌즈 바렐 조립체에 관한 것으로 더 상세하게는 렌즈 바렐의 이동의 안전성을 확보하여 영상 처리 장치의 화질을 향상할 수 있는 렌즈바렐 조립체에 관한 것이다.
영상 처리 장치인 디지털 카메라, 캠코더 등은 포커싱(focusing) 또는 줌(zoom) 기능을 구현하기 위하여 렌즈를 광축 방향으로 이동하게 한다.
이 때 렌즈는 렌즈 바렐에 장착되어 모터와 같은 구동 수단에 의하여 이동하게 된다. 렌즈 바렐에는 소정의 관통홀이 형성되고, 관통홀에 삽입되도록 배치된 가이드부에 의하여 렌즈 바렐이 가이드되어 용이하게 이동할 수 있다.
렌즈 바렐이 이동하는 동안 렌즈가 미세하게 떨리는 것을 방지하기 위하여 스프링과 같은 탄성 부재를 사용한다. 그러나 스프링과 같은 탄성 부재의 특성상 스프링의 압축 정도에 따라 힘을 전달하는 정도가 변하여 렌즈 디센터(lens decenter) 및 렌즈 틸트(lens tilt)를 유발하여 원하는 화질의 영상을 구현하는데 한계가 있다.
본 발명은 렌즈 바렐의 이동의 안전성을 확보하여 영상 처리 장치의 화질을 향상할 수 있는 렌즈바렐 조립체를 제공할 수 있다.
본 발명은 적어도 하나의 렌즈가 장착된 렌즈 바렐, 상기 렌즈 바렐을 광축 방향으로 이동하게 하는 구동 부재, 상기 구동 부재가 안착되는 베이스, 상기 베이스에 형성되고 상기 렌즈 바렐의 이동을 가이드 하는 가이드 부재 및 상기 베이스와 상기 렌즈 바렐을 연결하고 복수의 탄성 부재를 구비하는 탄성부를 포함하고, 상기 탄성부의 탄성 부재는 판형 탄성 부재를 구비하는 렌즈 바렐 조립체를 개시한다.
본 발명에 있어서 상기 판형 탄성 부재는 적어도 하나의 만곡부를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 렌즈 바렐에는 가이드 홀이 형성되고, 상기 가이드 부재가 상기 가이드홀에 삽입되어 상기 가이드 부재가 상기 렌즈 바렐의 이동을 가이드 할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 탄성부는 제1 탄성 부재 및 제2 탄성 부재를 포함하고, 상기 제1 탄성 부재의 일단은 상기 바렐에 연결되고 상기 제1 탄성 부재의 타단은 상기 제2 탄성 부재의 일단에 연결되고, 상기 제2 탄성 부재의 타단은 상기 베이스에 연결될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 제1 탄성 부재는 인장 코일 스프링이고, 상기 제2 탄성 부재는 판 스프링일 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 제2 탄성 부재의 일단은 상기 제1 탄성 부재와 결합하도록 걸림부가 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 제2 탄성 부재의 타단과 상기 베이스는 나사 결합에 의하여 결합할 수 있다.
본 발명에 관한 렌즈 바렐 조립체는 렌즈 바렐의 이동의 안전성을 확보하여 영상 처리 장치의 화질을 향상할 수 있다.
이하 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 렌즈 바렐 조립체의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 렌즈 바렐 조립체의 분해 사시도이다. 도 3은 도 1의 제2 탄성 부재의 확대도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 관한 렌즈 바렐 조립체(100)는 렌즈 바렐(110), 베이스(120), 가이드 부재(130), 구동 부재(140) 및 탄성부(150)를 포함한다.
렌즈 바렐(110)에는 렌즈(111)가 장착된다. 렌즈 바렐(110)에는 복수의 렌즈가 장착될 수 있다. 즉 고정 렌즈군 및 이동 렌즈군들이 장착될 수 있다. 광축을 통하여 입사된 빛은 고정 렌즈군의 내부의 반사 광학 소자에 의하여 직각으로 꺽인 광축으로 광로가 변경되어 이동 렌즈들을 통과하여 CCD(charge coupled device)와 같은 촬상 소자(미도시)로 수광되어 광전변환되고, 광전변환된 신호는 영상 처리 장치의 제어부(미도시)로 전달된다. 또한 렌즈(111)는 포커싱 렌즈기능을 할수 있다.
렌즈 바렐(110)에는 렌즈 바렐(110)의 이동에 관여하는 관통공인 가이드 홀(113)및 리드 스크류홀(114)이 형성되어 있다. 이들에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
베이스(120)에는 구동 부재(140), 가이드 부재(130)가 배치된다. 또한 탄성부(150)가 배치될 때 탄성부(120)의 일단이 베이스(120)에 연결되어 탄성부(120)가 렌즈 바렐(110)의 이동의 안전성을 확보하게 한다.
구동 부재(140)는 렌즈 바렐(110)을 이동하는 수단으로서 구동 모터(141) 및리드 스크류(142)를 포함한다. 구동 모터(141)는 일반 모터일 수 있고 기어내장 모터일 수 있다. 구동 모터(141)의 축은 제어 신호에 따라 양 방향으로 회전하도록 형성된다.
구동 모터(141)와 리드 스크류(142)는 베이스(120)하부에 배치된 기어(미도시), 벨트 등의 동력 전달 수단에 의하여 연결된다. 구동 모터(141)가 회전하게 되면 기어 등의 동력 전달 수단에 의하여 구동 모터(141)의 구동력이 리드 스크류(142)에 전달되어 리드 스크류(142)도 회전하게 된다.
구동 부재(140)의 형태는 다양할 수 있다. 구동 모터(141)의 회전축에 스크류(142)를 장착하는 구조를 적용할 수 있음은 물론이다.
리드 스크류(142)의 외주면에는 나사가 형성되어 있다. 리드 스크류(142)는 렌즈 바렐(110)의 리드 스크류홀(114)에 끼워진다. 리드 스크류홀(114)의 내주면에는 나사가 형성되어 있다. 리드 스크류(142)의 외주면에 형성된 나사가 리드 스크류홀(114)의 내주면에 형성된 나사와 접촉한다.
나사들의 접촉으로 인하여 리드 스크류(142)가 회전하게 되면 렌즈 바렐(110)은 광축 방향으로 직선 운동을 할 수 있다.
가이드 부재(130)는 기둥 형태로 형성되고 렌즈 바렐(110)의 가이드 홀(113)에 끼워진다. 도 1 및 도 2에는 2개의 가이드 부재(130)가 도시되어 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 가이드 부재(130)의 개수는 가이드 부재(130)가 설치되는 공간과 다른 부재들의 상관관계를 고려하여 적절하게 정할 수 있다.
가이드 홀(113)도 2개가 도시되어 있으나 가이드 부재(130)와 마찬가지로 그수를 적절하게 정할 수 있다.
또한 도 1에는 가이드 부재(130)가 원기둥 형태로 형성된 것이 도시되어 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 형태의 가이드 부재(130)를 포함할 수 있다. 즉 다각형의 단면을 갖는 기둥 형태의 가이드 부재(130)도 적용 가능하다.
렌즈 바렐(110)이 가이드 부재(130)에 의하여 안내되어 이동하도록 가이드 부재(130)와 가이드 홀(113)은 일정 간격을 갖고 이격된다.
도 1 및 도 2에는 가이드 홀(113)과 리드 스크류홀(114)이 렌즈 바렐(110)에 일체의 구조로 형성된 것이 도시되어 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉 렌즈 바렐(110)의 본체와 연결되도록 연결 부재를 별도로 형성하고, 이러한 연결 부재에 리드 스크류홀 또는 가이드 홀을 형성할 수도 있다.
탄성부(150)는 복수의 탄성 부재를 포함한다. 도 1 및 도 2에는 제1 탄성 부재(151) 및 제2 탄성 부재(152)를 도시하고 있다. 탄성부(150)는 전체적으로 렌즈 바렐(110)과 베이스(120)를 연결하고 있다. 제1 탄성 부재(151)는 코일 형태의 인장 스프링이고 제2 탄성 부재(152)는 판 스프링이다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉 제1 탄성 부재(151)와 제2 탄성 부재(152)는 다양한 형태의 탄성 부재일 수 있다. 제1 탄성 부재(151)의 일단은 렌즈 바렐(110)에 연결된다. 도 2를 참조하면 렌즈 바렐(110)에 형성된 고리부(115)에 제1 탄성 부재(151)의 일단이 연결된다. 제1 탄성 부재(151)의 타단은 제2 탄성 부재(152)의 일단과 연결된다.
제2 탄성 부재(152)의 일단에는 걸림부(152a)가 형성되어 제1 탄성 부재(151)와 연결된다. 제2 탄성 부재(152)의 타단은 베이스(120)와 연결된다. 제2 탄성 부재(152)의 타단에는 결합홀(152b)이 형성되어 스크류(160)에 의하여 베이스(120)와 결합한다.
도 3은 도 1 및 도 2의 제2 탄성 부재(152)만을 확대하여 도시한 사시도이다. 도 3을 참조하면 제2 탄성 부재(152)는 만곡부를 포함하는 판 스프링이다. 즉 제2 탄성 부재(152)는 U자 형태와 유사한 모양으로 형성된다.
도 1 및 도 2를 참조하면 제2 탄성 부재(152)는 렌즈 바렐(110)의 중심부를 향하는 방향으로 형성된 만곡부를 갖도록 배치된다. 그러나 제2 탄성 부재(152)의 배치 방향은 렌즈 바렐(110)의 위치, 형태 및 베이스(120)의 형태에 따라 결정될 수 있다.
탄성부(150)는 렌즈 바렐(110)이 이동하는 동안 렌즈 바렐(110)이 미세하게 떨리는 것을 방지한다. 즉 탄성부(150)는 렌즈 바렐(110)에 연결되어 렌즈 바렐(110)과 구동 부재(140)간에 일정한 텐션을 유지하게 한다. 또한 탄성부(150)는 복수의 탄성 부재를 포함한다. 이를 통하여 한 개의 탄성 부재를 이용할 때 보다 렌즈 바렐(110)과 구동 부재(140)간의 텐션을 더 일정하게 유지하는 것이 가능하다.
구체적으로 구동 부재(140)의 리드 스크류(142)가 렌즈 바렐(110)의 리드 스크류홀(114)에 끼워지고, 리드 스크류(142)의 외주면의 나사와 리드 스크류홀(114)의 내주면의 나사의 결합에 있어 일정한 텐션을 유지하게 한다. 이를 통하여 구동 모터(141)의 구동력이 렌즈 바렐(110)에 용이하게 전달되고, 또한 구동력의 전달을 미세하게 제어할 수 있다. 구동력의 전달을 미세하게 제어할수록 렌즈 바렐(110)의 이동을 정밀하게 제어할 수 있게되어 렌즈 바렐(110)의 위치 편차, 틸트 및 디센터를 방지할 수 있다.
그러나 종래에 렌즈 바렐(110)에 연결된 탄성부가 코일 형태의 스프링으로 구성된 경우 일정한 길이 이상으로 인장되면 렌즈 바렐의 이동을 정밀하게 제어하지 못하여 렌즈 바렐(110)의 위치 편차가 생기고, 틸트 및 디센터가 발생하였다.
이는 코일 형태의 스프링으로 구성된 탄성부의 경우 인장되는 양이 커짐에 따라 하중이 급격하게 증가하는 비선형적인 탄성 운동을 하기 때문이다.
즉 탄성부가 코일 형태의 스프링인 경우 소정 길이 이상으로 인장되는 경우 비선형 탄성 운동을 하게 되고 인장되는 길이가 늘어남에 따라 하중의 변화량이 급 격하게 증가하여 렌즈 바렐의 이동을 정밀하게 제어할 수 없다.
종래의 구조에서 사용하는 탄성부는 일정한 직경을 갖고 수회에 걸쳐 권선된 코일 형태의 스프링이다. 렌즈 바렐이 베이스로부터 멀어지게 되면 코일 형태의 탄성부는 인장한다. 코일 형태의 스프링은 대체로 선형 탄성 운동을 하게 되나 일정 길이 이상으로 인장되면 비선형 탄성 운동을 하기 시작한다.
또한 코일 형태의 탄성부는 응력의 급격한 변화로 인하여 렌즈 디센터(lens decenter) 및 렌즈 틸트(lens tilt)를 유발하기도 한다. 이로 인하여 사용자의 정밀한 조작에 한계가 있는데, 구체적으로 렌즈 바렐이 원하는 위치로 이동하도록 구동 모터가 계산된 만큼 구동하여도 탄성부의 비선형 탄성 운동으로 인하여 렌즈 바렐의 실제 위치에 오차가 생기게 된다.
결과적으로 렌즈 바렐이 구비된 영상 처리 장치의 제어부에서 포커싱을 완료한 것으로 판단하여도 실제로는 렌즈 바렐이 원하는 곳에 위치하지 않아 우수한 화질의 영상을 구현하는데 한계가 있다.
그러나 본 발명은 탄성부(150)가 복수의 탄성 부재를 포함하고 특히 판형 탄성 부재를 포함한다. 판형 탄성 부재는 코일 형태의 탄성 부재에 비하여 텐션을 유지하여 주는 능력은 떨어지나 넓은 인장범위에 걸쳐 선형 탄성 운동 특성을 갖는다.
제1 탄성 부재(151)의 일단과 연결되는 제2 탄성 부재(152)는 판형 스프링으로 코일 형태인 제1 탄성 부재(151)와 연결되어 제1 탄성 부재(151)의 비선형 탄성 운동을 완충하는 작용을 한다. 즉 렌즈 바렐(110)이 베이스(120)로부터 멀리 떨어 지지 않는 거리에서는 제1 탄성 부재(151)의 탄성 운동 특성에 따라 탄성부(150)가 운동을 하게 되고, 소정의 거리 이상에서는 제2 탄성 부재(152)의 탄성 운동 특성으로 인하여 탄성부(150)가 선형 탄성 운동에 가까운 운동을 하게 된다.
이를 상술하면 다음과 같다. 즉 렌즈 바렐(110)이 이동하면서 점차 베이스(120)로부터 멀어지게 되면 제1 탄성부재(151)와 제2 탄성 부재(152)가 인장된다. 이때 코일 형태인 제1 탄성 부재(151)는 소정의 거리 이하로 인장되는 경우에는 선형 탄성 운동을 하게 되어 렌즈 바렐(110)의 안정적 운동을 확보할 수 있다.
그러나 렌즈 바렐(110)이 베이스(120)로부터 일정 거리 이상으로 떨어지게 되면 제1 탄성 부재(151)가 소정의 거리 이상으로 인장되어 비선형 탄성 운동을 하기 시작한다. 이때부터는 제1 탄성 부재(151)에 연결된 제2 탄성 부재(152)의 선형 탄성 운동 운동으로 인하여 탄성부(150)전체에서 제1 탄성 부재(151)의 비선형 탄성 운동의 영향이 줄어든다.
결과적으로 탄성부(150)는 전체적으로 볼 때 인장되는 길이에 상관없이 선형 탄성 운동을 하게된다. 탄성부(150)가 선형 탄성 운동을 하게되면 렌즈 바렐(110)을 안정적으로 지지하여 렌즈 바렐(110)의 정밀한 위치 제어를 가능케 한다.
결과적으로 렌즈 바렐(110)을 원하는 위치로 용이하게 움직일 수 있어서 원하는 화질의 영상을 용이하게 구현할 수 있다.
도시하지 않았으나 본 발명의 제2 탄성 부재(152)는 다수의 만곡부를 포함할 수 있다. 만곡부를 많이 포함할수록 변형량에 따른 하중의 변화량을 일정하게 유지할 수 있더 제2 탄성 부재(152)를 포함함에 따른 탄성부의 선형 탄성 운동을 더 용 이하게 할 수 있다.
또한 제2 탄성 부재(152)의 폭을 줄일수록, 길이를 늘일수록 하중의 변화량을 줄여 탄성부의 선형 탄성 운동을 더 용이하게 할 수 있다.
본 실시예에 관한 렌즈 바렐 조립체(100)는 판 스프링 형태인 제2 탄성 부재(152)를 구비하는 탄성부(150)를 포함한다. 탄성부(150)는 전체적으로 선형적 탄성 운동을 하게 되므로 인장되는 길이가 변하여도 하중의 변화가 일정하다. 그러므로 렌즈 바렐(110)이 구동 부재(140)에 의하여 이동 시 렌즈 바렐(110)과 구동 부재(140)간의 텐션을 안정적으로 유지할 수 있다.
결과적으로 본 실시예의 렌즈 바렐 조립체(100)를 차용한 영상 처리 장치를 이용하여 촬영시 포커싱 기능 또는 줌 기능을 구현할 때 제어부에 의하여 제어된 정확한 위치로 렌즈를 이동할 수 있고, 렌즈 디센터 및 렌즈 틸트등의 오작동을 방지하여 원하는 화질의 영상을 용이하게 구현할 수 있다.
도 4는 도 3의 제2 탄성 부재의 일 변형예에 관한 제2 탄성 부재의 확대 사시도이다.
제2 탄성 부재(252)는 직선 형태로 형성되어 있다. 즉 만곡부를 포함하고 있지 않다. 도 4에 도시된 제2 탄성 부재(252)는 도 3에 도시된 제2 탄성 부재(152)보다는 하중의 변화량이 클 수 있다. 제2 탄성 부재(252)는 걸림부(252a)와 연결홀(252b)을 구비하고 있다.
제2 탄성 부재(252)의 폭과 길이는 다양하게 정할 수 있다. 제2 탄성 부재(252)의 폭을 줄일수록 탄성부 전체의 운동을 선형 탄성 운동에 가깝게 할 수 있 다. 또한 제2 탄성 부재(252)의 길이를 늘일수록 탄성부 전체의 운동을 선형 탄성 운동에 가깝게 할 수 있다.
도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 렌즈 바렐 조립체의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 렌즈 바렐 조립체의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 제2 탄성 부재의 확대 사시도이다.
도 4는 도 3의 제2 탄성 부재의 일 변형예에 관한 제2 탄성 부재의 확대 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
100: 렌즈 바렐 조립체 110: 렌즈 바렐
120: 베이스 130: 가이드 부재
140: 구동 부재 141: 구동 모터
142: 리드 스크류 160: 탄성부
150: 탄성부 151: 제1 탄성 부재
152, 252: 제2 탄성 부재 160: 스크류

Claims (8)

  1. 적어도 하나의 렌즈가 장착된 렌즈 바렐;
    상기 렌즈 바렐을 광축 방향으로 이동하게 하는 구동 부재;
    상기 구동 부재가 안착되는 베이스;
    상기 베이스에 형성되고 상기 렌즈 바렐의 이동을 가이드 하는 가이드 부재;및
    상기 베이스와 상기 렌즈 바렐을 연결하고 복수의 탄성 부재를 구비하는 탄성부를 포함하며,
    상기 탄성부는 제1 탄성 부재 및 제2 탄성 부재를 포함하고,
    상기 제1 탄성 부재의 일단은 상기 바렐에 연결되고 상기 제1 탄성 부재의 타단은 상기 제2 탄성 부재의 일단에 연결되고, 상기 제2 탄성 부재의 타단은 상기 베이스에 연결되는,
    렌즈 바렐 조립체.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 탄성부재는 인장 코일 스프링이고, 상기 제2 탄성부재는 판형 스프링인 렌즈 바렐 조립체.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 판형 스프링은 적어도 하나의 만곡부를 포함하는 렌즈 바렐 조립체.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 렌즈 바렐에는 가이드 홀이 형성되고, 상기 가이드 부재가 상기 가이드홀에 삽입되어 상기 가이드 부재가 상기 렌즈 바렐의 이동을 가이드 하는 렌즈 바렐 조립체.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 탄성 부재의 일단은 상기 제1 탄성 부재와 결합하도록 걸림부가 형성되는 렌즈 바렐 조립체.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 탄성 부재의 타단과 상기 베이스는 나사 결합에 의하여 결합하는 렌즈 바렐 조립체.
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