KR101798181B1 - 셔터 장치 및 그를 구비한 이미지 캡쳐 장치 - Google Patents

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Abstract

셔터 장치 및 그를 구비한 이미지 캡쳐 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 입사광이 통과하는 셔터 개구를 가진 셔터 장치로서, 상기 셔터 개구를 개폐하는 하나 이상의 셔터막과 상기 셔터막 구동을 위한 구동 링크를 포함하는 하나 이상의 셔터막 조립체; 및 상기 구동 링크를 회전 구동하는 하나 이상의 액츄에이터;를 포함하며, 상기 액츄에이터의 회전 중심은 상기 구동 링크의 회전 중심으로부터 편심된다.

Description

셔터 장치 및 그를 구비한 이미지 캡쳐 장치{SHUTTER DEVICE AND IMAGE CAPTURING APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 셔터 장치 및 그를 구비한 이미지 캡쳐 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 포컬 플레인 셔터(Focal Plane Shutter) 유형의 셔터 장치 및 그를 구비한 이미지 캡쳐 장치에 관한 것이다.
카메라로서 대표되는 이미지 캡쳐 장치는 이미지 센서와 같은 촬상 소자 앞에 촬상 소자의 노광 정도를 조절하기 위한 셔터 장치가 일반적으로 구비한다. 포컬 플레인 셔터(Focal Plane Shutter: FPS)는 선막 및 후막을 구동함으로써 셔터를 개폐하는 유형의 셔터 장치이다. 포컬 플레인 셔터에는 셔터막들(선막 및 후막)의 구동을 위한 장치로서 액츄에이터가 구비될 수 있으며, 액츄에이터는 빠른 응답성, 선후막의 독립 제어 가능성 등의 이점을 지닌다.
셔터막들이 원활하게 동작하기 위해서 셔터막들의 주행 속도는 일정 속도 이상으로 확보되어야 하며, 액츄에이터는 그에 상응하는 전력을 소비하게 된다. 그런데 액츄에이터의 소비 전력이 클수록, 해당 카메라 내부의 타 시스템들에 대한 전력 공급의 안정성이 약화될 수 있고, 해당 카메라의 동작 가능 시간이 단축될 수 있으며, 또한 셔터 장치에서 발생되는 발열량의 증가로 주변 시스템에 부정적인 영향을 끼칠 수 있다.
따라서 셔터막들의 적절한 주행 속도를 확보하면서도 액츄에이터의 소비 전력을 줄일 수 있는 방안을 모색할 필요가 있다.
한편 셔터막들은 비교적 얇은 두께를 가지면 비교적 연성이 큰 재질을 갖는다. 그리하여 셔터막들에는 중력과 같은 요인으로 인해 굽힘(bending)과 같은 변형이 발생될 수 있다. 이러한 셔터막들의 변형은 셔터막 동작의 정확성을 떨어뜨릴 수 있으며, 이에 따라 셔터 장치의 성능이 저하될 수 있다.
따라서 셔터막들의 변형량을 최소화할 수 있는 방안을 또한 모색할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 이미지 캡쳐 장치에 구비된 셔터 장치의 구동을 위한 액츄에이터의 소비 전력을 줄이는 것이다.
이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 입사광이 통과하는 셔터 개구를 가진 셔터 장치로서, 상기 셔터 개구를 개폐하는 하나 이상의 셔터막과 상기 셔터막 구동을 위한 구동 링크를 포함하는 하나 이상의 셔터막 조립체; 및 상기 구동 링크를 회전 구동하는 하나 이상의 액츄에이터;를 포함하며, 상기 액츄에이터의 회전 중심은 상기 구동 링크의 회전 중심으로부터 편심된 것을 특징으로 하는 셔터 장치를 제공한다.
상기 액츄에이터는 상기 액츄에이터에 구비된 로터와 함께 회전하는 회전 레버를 포함하고, 상기 회전 레버의 일단에는 구동 돌기가 구비되며, 상기 구동 링크에는 상기 구동 돌기가 삽입되는 슬롯이 형성될 수 있다.
상기 셔터막 조립체는, 상기 구동 링크와 함께 상기 셔터막을 지지하는 종동 링크, 및 상기 구동 링크와 상기 종동 링크 사이에 결합된 보조 링크를 더 포함할 수 있다.
상기 보조 링크의 재질은 상기 셔터막의 재질에 비해 보다 큰 경성을 가질 수 있다.
상기 셔터막 조립체는 제1 셔터막 및 제2 셔터막을 포함하며, 상기 제1 셔터막 및 상기 제2 셔터막 각각은 상기 구동 링크 및 상기 종동 링크 각각에 핀 결합될 수 있다.
상기 보조 링크는 상기 제1 셔터막이 핀 결합된 지점들과 동일한 지점들에서 상기 구동 링크 및 상기 종동 링크 각각에 핀 결합될 수 있다.
상기 구동 링크 및 상기 종동 링크 각각에서 상기 제1 셔터막의 핀 결합 지점은 상기 제2 셔터막의 핀 결합 지점보다 링크의 회전 중심에 더 가깝게 배치될 수 있다.
상기 셔터 장치는, 하나 이상의 선막을 가진 제1 셔터막 조립체, 및 하나 이상의 후막을 가진 제2 셔터막 조립체를 포함할 수 있다.
상기 셔터 장치는 상기 제1 셔터막 조립체와 상기 제2 셔터막 조립체를 분리하는 분리판을 더 포함하며, 상기 분리판은 상기 셔터 개구가 배치된 방향에 대해 경사지게 배치될 수 있다.
상기 셔터막은 상기 셔터 개구를 따라 병진 운동하는 것일 수 있다.
상기 액츄에이터는 보이스 코일 모터 액츄에이터일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 촬상소자와, 상기 촬상소자를 향해 빛을 통과시키는 셔터 개구를 가진 셔터 장치를 포함하는 이미지 캡쳐 장치로서, 상기 셔터 장치는, 상기 셔터 개구를 개폐하는 하나 이상의 셔터막과 상기 셔터막 구동을 위한 구동 링크를 포함하는 하나 이상의 셔터막 조립체; 및 상기 구동 링크를 회전 구동하는 하나 이상의 액츄에이터;를 포함하며, 상기 액츄에이터의 회전 중심은 상기 구동 링크의 회전 중심으로부터 편심된 것을 특징으로 하는 이미지 캡쳐 장치를 또한 제공한다.
상기 액츄에이터는 상기 액츄에이터에 구비된 로터와 함께 회전하는 회전 레버를 포함하고, 상기 회전 레버의 일단에는 구동 돌기가 구비되며, 상기 구동 링크에는 상기 구동 돌기가 삽입되는 슬롯이 형성될 수 있다.
상기 셔터막 조립체는, 상기 구동 링크와 함께 상기 셔터막을 지지하는 종동 링크, 및 상기 구동 링크와 상기 종동 링크 사이에 결합된 보조 링크를 더 포함할 수 있다.
상기 보조 링크의 재질은 상기 셔터막의 재질에 비해 보다 큰 경성을 가질 수 있다.
상기 셔터 장치는, 하나 이상의 선막을 가진 제1 셔터막 조립체, 및 하나 이상의 후막을 가진 제2 셔터막 조립체를 포함할 수 있다.
상기 셔터 장치는 상기 제1 셔터막 조립체와 상기 제2 셔터막 조립체를 분리하는 분리판을 더 포함하며, 상기 분리판은 상기 선막 및 후막이 배치된 평면에 대해 경사지게 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 이미지 캡쳐 장치의 셔터 장치에 구비된 셔터막들의 변형량을 최소화하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 입사광이 통과하는 셔터 개구를 가진 셔터 장치로서, 상기 셔터 개구를 개폐하는 하나 이상의 셔터막; 상기 셔터막이 장착되며 상기 셔터막을 구동하는 구동 링크; 상기 셔터막이 장착되며 상기 구동 링크와 함께 상기 셔터막을 지지하는 종동 링크; 및 상기 구동 링크와 상기 종동 링크 사이에 결합된 보조 링크;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셔터 장치를 제공한다.
상기 보조 링크의 재질은 상기 셔터막의 재질에 비해 보다 큰 경성을 가질 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 입사광이 통과하는 셔터 개구를 가진 셔터 장치로서, 상기 셔터 개구 개폐를 위한 하나 이상의 선막을 구비한 제1 셔터막 조립체; 상기 셔터 개구 개폐를 위한 하나 이상의 후막을 구비한 제2 셔터막 조립체; 및 상기 제1 셔터막 조립체와 상기 제2 셔터막 조립체를 분리하는 분리판;을 포함하며, 상기 분리판은 상기 선막 및 후막이 배치된 평면에 대해 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 셔터 장치를 또한 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 캡쳐 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 이미지 캡쳐 장치에 구비된 셔터 장치의 사시도이다.
도 3은 도 2의 셔터 장치의 배면도이다.
도 4는 도 2의 셔터 장치의 부분 분해 사시도이다.
도 5는 도 2의 셔터 장치에 구비된 분리판의 경사진 배치를 설명하기 위한 도면으로서, 도 5a는 종래의 분리판의 배치를 보이는 개략적인 단면도이며, 도 5b는 본 실시예의 분리판의 배치를 보이는 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 2의 셔터 장치에 구비된 제1 셔터막 조립체(130)의 분해 사시도이며, 도 7은 도 2의 셔터 장치에 구비된 제1 셔터막 조립체를 제1 액츄에이터와 함께 도시한 정면도이다.
도 8은 액츄에이터의 구동 효율을 확인하기 위한 시뮬레이션의 결과를 나타내는 그래프로서, 도 8a는 종래 기술에 따른 액츄에이터를 적용한 결과를 나타내는 그래프이며, 도 8b는 본 실시예에 따른 액츄에이터를 적용한 결과를 나타내는 그래프이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 캡쳐 장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 캡쳐 장치의 개략적인 단면도이다. 도 1을 참조하면, 이미지 캡쳐 장치(1)는 촬영렌즈유닛(10)과, 셔터 장치(100)와, 촬상소자(20)와, 디스플레이(30)를 포함한다.
촬영렌즈유닛(10)은 다수의 촬영렌즈들을 포함한다. 이들 촬영렌즈들에 의해 피사체로부터의 입사광은 촬상소자(20)에 포커싱될 수 있다. 셔터 장치(100)는 촬영렌즈유닛(10)과 촬상소자(20) 사이에 배치되며 촬상소자(20)에 입사되는 광량을 적절하게 조절한다. 촬상소자(20)는 입사된 광을 화상 생성을 위한 전기적 신호로 변환한다. 촬상소자(20)로는 CCD 센서 또는 CMOS 이미지 센서 등이 적용될 수 있다. 디스플레이(30)는 메뉴 화면을 표시하거나 촬상소자(20)에 의해 캡쳐된 화상을 표시한다. 이미지 캡쳐 장치(1)에는 다른 부품들이 구비되지만 이들 부품들은 도시의 단순성을 위해 도 1에서 생략되어 있다.
도 2는 도 1의 셔터 장치(100)의 사시도이고, 도 3은 셔터 장치(100)의 배면도이며, 도 4는 셔터 장치(100)의 부분 분해 사시도이다.
도 2 내지 4를 참조하면, 셔터 장치(100)는 입사광이 통과하는 셔터 개구(101)를 구비한다. 셔터 장치(100)는, 베이스 프레임(110), 커버 프레임(120), 제1 셔터막 조립체(130), 제2 셔터막 조립체(140), 분리판(150), 제1 액츄에이터(160), 및 제2 액츄에이터(170)를 포함한다.
베이스 프레임(110)과 커버 프레임(120)은 상호 결합되어 셔터 장치(100)의 내부 공간을 형성한다. 베이스 프레임(110)에는 셔터 개구(101)의 일부를 구성하는 개구(111)가 형성되어 있으며, 커버 프레임(120)에도 셔터 개구(101)의 일부를 구성하는 개구(121)가 형성되어 있다. 베이스 프레임(110)의 내측면(112)에는 제1 셔터막 조립체(130)의 설치를 위한 2개의 보스 즉 제1 및 제2 보스들(114, 115) 그리고 제2 셔터막 조립체(140)의 설치를 위한 2개의 보스 즉 제3 및 제4 보스들(116, 117)이 돌출 형성되어 있다.
제1 셔터막 조립체(130) 및 제2 셔터막 조립체(140)는 셔터 장치(100)의 내부 공간에 수용된다. 도 4에 도시된 바와 같이 제1 셔터막 조립체(130)는 베이스 프레임(110)의 내측면(112)의 하측에 배치되며 제2 셔터막 조립체(140)는 베이스 프레임(110)의 내측면(112)의 상측에 배치된다. 제1 셔터막 조립체(130)는 소위 선막이라 불리는 2장의 셔터막(131, 132)을 포함하고 있고, 제2 셔터막 조립체(140)는 소위 후막이라 불리는 2장의 셔터막(141, 142)을 포함하고 있다. 이들 4장의 셔터막들(131, 132, 141, 142)이 셔터 개구(101)의 높이를 따라(즉, Z-축 방향에서) 병진 운동하면서 셔터 개구(101)를 개폐한다.
본 실시예에서 선막과 후막은 각각 2장씩 구비되지만 다른 실시예에서 선막과 후막은 각각 1장씩 구비될 수도 있다. 그리고 본 실시예에서 셔터막들(131, 132, 141, 142)은 병진 운동하지만 다른 실시예에서 셔터막들(131, 132, 141, 142)은 회전 운동할 수도 있다. 또한 본 실시예에서 셔터막들(131, 132, 141, 142)은 셔터 개구(101)의 높이를 따라 병진 운동하지만 다른 실시예에서 셔터막들(131, 132, 141, 142)은 셔터 개구(101)의 폭을 따라(즉, X-축 방향에서) 병진 운동할 수도 있다.
제한적이지는 않지만, 제1 셔터막 조립체(130)와 제2 셔터막 조립체(140)는 동일한 구성을 갖는다. 즉 제1 셔터막 조립체(130)와 제2 셔터막 조립체(140)는 동일한 부품들을 포함하며 그 부품들의 결합 구조도 동일하다. 다만 제2 셔터막 조립체(140)의 배치는 제1 셔터막 조립체(130)를 X-축을 중심으로 180°회전시킨 배치가 된다. 당연히 제1 셔터막 조립체(130)의 배치는 X-축을 중심으로 제2 셔터막 조립체(140)를 180°회전시킨 배치가 된다. 제1 및 제2 셔터막 조립체(130, 140)에 대한 보다 자세한 것은 후술한다.
제1 액츄에이터(160)와 제2 액츄에이터(170)는 베이스 프레임(110)의 후면(113)에 장착되어 있다. 제1 액츄에이터(160)는 제1 셔터막 조립체(130)를 구동하며 제2 액츄에이터(170)는 제2 셔터막 조립체(140)를 구동한다. 이들 액츄에이터들(160, 170)은 보이스 코일 모터(VCM: voice coil motor)로서 구비된다. 따라서 이들 액츄에이터들(160, 170)은 코일에 전류가 인가될 때 로터에 회전력이 발생되는 방식으로 작동한다. 제1 액츄에이터(160)와 제2 액츄에이터는 독립적으로 작동한다. 따라서 제1 액츄에이터(160)가 구동하는 제1 셔터막 조립체(130)와 제2 액츄에이터(170)가 구동하는 제2 셔터막 조립체(140)는 서로 독립적으로 제어될 수 있다.
분리판(150)은 제1 셔터막 조립체(130)와 제2 셔터막 조립체(140)를 분리하기 위한 것으로서, 셔터 장치(100)의 내부 공간에 수용되며 중앙부에는 셔터 개구(101)의 일부를 구성하는 개구(151)가 형성된다. 이러한 분리판(150)에 의해 제1 셔터막 조립체(130)의 선막들(131, 132)과 제2 셔터막 조립체(140)의 후막들(141, 142)이 상대방의 운동을 방해하는 것이 방지될 수 있다. 도 4에서 분리판(150)은 대략적으로는 수직하게(즉 X-Z 평면에 나란하게) 배치된 것으로 보인다. 하지만 보다 정확하게는, 분리판(150)은 그 상단(152)이 그 하단(153)보다 미세하게 베이스 프레임(110) 쪽으로(즉 Y 방향으로) 치우쳐져 있다. 다시 말해서, 분리판(150)은 셔터막들(131, 132, 141, 142)이 배치된 평면(즉 X-Y 평면)에 대해 약간 경사지게(대략 0.1°) 배치된다.
분리판(150)의 경사진 배치에 대하여 도 5a 및 5b를 참조하여 추가 설명한다. 도 5는 분리판(150)의 경사진 배치를 설명하기 위한 도면으로서, 도 5a는 종래의 분리판의 배치를 보이는 개략적인 단면도이며, 도 5b는 본 실시예의 분리판의 배치를 보이는 개략적인 단면도이다. 설명의 편의를 위해 도 5b에서 분리판의 경사진 정도는 실제에 비해 과장되게 도시된 것임을 유의한다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 경우 분리판(150')은 베이스 프레임(110') 및 커버 프레임(120')에 대해 평행하게 배치된다. 그리고 베이스 프레임(110')과 커버 프레임(120') 사이의 간격은 S1로 표시되어 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 경우 분리판(150)은 베이스 프레임(110) 및 커버 프레임(120)에 대해 경사지게 배치된다. 그리고 베이스 프레임(110)과 커버 프레임(120) 사이의 간격은 S2로 표시되어 있다. 도 5a와 5b의 비교로부터 알 수 있듯이, 본 실시예의 경우 베이스 프레임(110)과 커버 프레임(120) 사이의 간격은 종래 기술의 경우에 비해 더 작다(S2 ＜ S1). 이처럼 베이스 프레임(110)과 커버 프레임(120) 사이의 간격이 종래에 비하여 더 작게 설계되더라도, 분리판(150)이 경사지게 배치되어 있기 때문에 선막들(131, 132) 및 후막들(141, 142)의 움직임들에 대한 공간적인 제약이 발생하지 않는다.
베이스 프레임(110)과 커버 프레임(120) 사이의 간격이 종래에 비해 작아짐으로써 셔터막들(131, 132, 141, 142)의 변형 가능성이 줄어들 수 있다. 예를 들어, 본 실시예의 셔터 장치(100)가 수평으로(즉, X-Y 평면에 나란하게) 배치된 경우 셔터막들(131, 132, 141, 142)은 수직으로(즉, Z 방향으로) 작용하는 중력에 의해 벤딩(bending)과 같은 변형이 발생될 수 있다. 본 실시예의 경우 베이스 프레임(110)과 커버 프레임(120) 사이의 간격이 종래에 비해 작아짐으로써 중력 등에 의한 변형량이 감소될 수 있다. 그리하여 본 실시예의 경우에는 종래에 비하여 셔터 동작의 정확성이 개선될 수 있다.
이하에서는 도 6 및 7을 참조하여 전술한 제1 셔터막 조립체(130) 및 제2 셔터막 조립체(140)에 대하여 추가적으로 설명한다. 앞서 언급한 바와 같이 제1 셔터막 조립체(130)의 구조와 제2 셔터막 조립체(140)의 구조는 동일하므로, 제1 셔터막 조립체(130)를 대표적으로 설명한다.
도 6은 제1 셔터막 조립체(130)의 분해 사시도이며, 도 7은 제1 셔터막 조립체(130)를 제1 액츄에이터(160)와 함께 도시한 정면도이다. 실제로 제1 셔터막 조립체(130)와 제1 액츄에이터(160) 사이에 베이스 프레임(110)이 배치되지만, 도 7에서는 도시의 편의를 위해 베이스 프레임(110)은 생략되어 있다.
도 6 및 7을 참조하면, 제1 셔터막 조립체(130)는, 제1 셔터막(131), 제2 셔터막(132), 구동 링크(133) 및 종동 링크(134)를 포함한다.
제1 셔터막(131)과 제2 셔터막(132)은 셔터 개구(101)를 따라(즉, Z축을 따라) 이동하면서 셔터 개구(101)를 개폐한다. 제1 셔터막(131)과 제2 셔터막(132)은 얇은 두께를 가지며, 광투과성이 낮고 유연성을 지닌 재질로 형성된다. 제1 셔터막(131)의 일단에는 제1 및 제2 결합공(131a, 131b)이 형성되어 있으며, 제2 셔터막(132)의 일단에도 제1 및 제2 결합공(132a, 132b)이 형성되어 있다.
구동 링크(133)는 제1 액츄에이터(160)의 회전력을 셔터막들(131, 132)에 전달함으로써 셔터막들(131, 132)이 병진 운동할 수 있도록 한다. 구동 링크(133)에는 보스 삽입공(133a)이 형성되며 이러한 보스 삽입공(133a)에 베이스 프레임(110)의 제1 보스(114, 도 4 참조)가 삽입된다. 따라서 구동 링크(133)는 제1 보스(114)를 중심으로 회전할 수 있으며 그 회전 중심(CL)은 보스 삽입공(133a)의 중심과 일치한다.
구동 링크(133)에는 장공 형상의 슬롯(133b)이 또한 형성되어 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 액츄에이터(160)는 로터(미도시)에 연결되어 로터와 함께 회전하는 회전 레버(161)를 포함한다. 그리고 회전 레버(161)의 일단에는 -Y 방향으로 돌출 형성된 구동 돌기(162)가 구비되어 있다. 이러한 구동 돌기(162)가 구동 링크(133)의 슬롯(133b)에 삽입 결합됨으로써 제1 액츄에이터(160)의 회전력은 구동 링크(133)에 전달될 수 있다. 구동 링크(133)에는 셔터막들(131, 132)의 장착을 위한 제1 및 제2 결합공들(133c, 133d)이 형성되어 있다. 이때 제1 결합공(133c)은 제2 결합공(133d)에 비해 구동 링크(131)의 회전 중심(CL)에 보다 가까이 배치된다.
종동 링크(134)는 구동 링크(133)와 실질적으로 나란히 배치되며 구동 링크(133)와 더불어 셔터막들(131, 132)을 지지한다. 종동 링크(134)에는 보스 삽입공(134a)이 형성되어 있다. 이러한 보스 삽입공(134a)에 베이스 프레임(110)의 제2 보스(115, 도 4 참조)가 삽입됨으로써 종동 링크(134)는 베이스 프레임(110)의 제2 보스(115)를 중심으로 회전할 수 있다. 액츄에이터(160)로부터 직접적으로 회전력을 전달받는 구동 링크(133)와는 달리, 종동 링크(134)는 셔터막들(131, 132)을 통해 액츄에이터(160)의 회전력을 전달받는다. 구동 링크(133)에는 셔터막들(131, 132)과의 결합을 위한 제1 및 제2 결합공들(134b, 134c)이 형성되어 있다. 여기서 제1 결합공(134b)은 제2 결합공(134c)에 비해 보스 삽입공(134a)에 보다 가까이 배치되어 있다.
제1 셔터막 조립체(130)는 셔터막들(131, 132)을 링크들(133, 134)에 장착하기 위한 제1 내지 제4 핀(136a, 136b, 137a, 137d)을 포함한다. 제1 셔터막(131)은 제1 및 제2 핀(136a, 136b)을 통해 링크들(133, 134)에 장착된다. 보다 구체적으로, 제1 핀(136a)은 제1 셔터막(131)의 제1 결합공(131a) 및 구동 링크(133)의 제1 결합공(133c)에 삽입됨으로써 제1 셔터막(131)을 구동 링크(133)에 결합시키며, 제2 핀(136b)은 제1 셔터막(131)의 제2 결합공(131b) 및 종동 링크(134)의 제1 결합공(134b)에 삽입됨으로써 제1 셔터막(131)을 종동 링크(134)에 결합시킨다. 한편, 제2 셔터막(132)은 제3 및 제4 핀(137a, 137b)을 통해 링크들(133, 134)에 장착된다. 보다 구체적으로, 제3 핀(137a)은 제2 셔터막(132)의 제1 결합공(132a) 및 구동 링크(133)의 제2 결합공(133d)에 삽입됨으로써 제2 셔터막(132)을 구동 링크(133)에 결합시키며, 제4 핀(137b)은 제2 셔터막(131)의 제2 결합공(132b) 및 종동 링크(134)의 제2 결합공(134c)에 삽입됨으로써 제2 셔터막(132)을 종동 링크(134)에 결합시킨다.
전술한 바와 같이 종동 링크(134)는 액츄에이터(160)로부터 직접적으로 회전력을 전달받지 않고 셔터막들(131, 132)을 통해 액츄에이터(160)의 회전력을 전달받는다. 따라서 셔터막들(131, 132)은 회전력 전달 기능에 따른 굽힘 모멘트(bending moment)를 크게 받게 된다. 이러한 굽힘 모멘트에 의해 셔터막들(131, 132)에는 굽힘 변형이 발생될 수 있으며 이는 셔터막들(131, 132)의 동작의 부정확성을 유발할 수 있다.
이러한 셔터막들(131, 132)의 굽힘 변형을 방지하기 위해 제1 셔터막 조립체(130)는 보조 링크(135)를 더 포함한다. 보조 링크(135)는 제1 및 제2 결합공(135a, 135b)을 구비하며, 제1 셔터막(131) 장착을 위해 사용된 제1 및 제2 핀(136a, 136b)을 통해 링크들(133, 134)에 장착된다. 즉, 보조 링크(135)의 제1 결합공(135a)에 제1 핀(136a)이 삽입되고 보조 링크(135)의 제2 결합공(135b)에 제2 핀(136b)이 삽입됨으로써, 보조 링크(135)는 제1 셔터막(131)과 동일한 방식으로 링크들(133, 134)에 장착된다. 따라서 보조 링크(135)의 핀 결합 지점들과 제1 셔터막(131)의 핀 결합 지점들은 구동 링크(133)의 제1 결합공(133c) 및 종동 링크(134)의 제1 결합공(134b)로서 일치하게 된다. 다른 실시예에서 보조 링크(135)는 제2 셔터막(132)의 핀 결합 지점들 즉 구동 링크(133)의 제2 결합공(133d) 및 종동 링크(134)의 제2 결합공(134c)에 핀 결합될 수 있다.
상기 보조 링크(135)의 재질은 셔터막들(131, 132)의 재질에 비해 훨씬 더 큰 경성을 갖는다. 예를 들어, 보조 링크(135)는 스테인레스스틸로 제조될 수 있다. 따라서 종동 링크(134)는 연성의 셔터막들(131, 132)이 아닌 경성의 보조 링크(135)를 통해서 액츄에이터(160)의 회전력을 전달받게 된다. 따라서 구동력 전달 기능에 따른 셔터막들(131, 132)의 굽힘 변형이 방지될 수 있고, 이로 인하여 셔터막들(131, 132)의 동작의 정확성이 개선될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 구동 링크(133)는 액츄에이터(160)의 회전 레버(161)에 구비된 구동 돌기(162)를 통해 액츄에이터(160)로부터 회전력을 전달받는다. 도 7을 참조하면, 회전 레버(161)의 회전 중심 즉 액츄에이터(160)의 회전 중심(CA)은 구동 링크(133)의 회전 중심(CL)과 일치하지 않는다. 다시 말해서, 액츄에이터(160)의 회전 중심(CA)은 구동 링크(133)의 회전 중심(CL)으로부터 편심되어 있다. 종래 기술의 경우 액츄에이터의 회전 중심과 구동 링크의 회전 중심은 상호 일치한다. 반면, 본 실시예의 경우에는 액츄에이터(160)의 회전 중심(CA)은 구동 링크(133)의 회전 중심(CL)으로부터 편심되게 설계됨으로써, 액츄에이터(160)의 구동 효율이 증대될 수 있다.
종래 기술에 따른 액츄에이터의 구동 효율과 본 실시예에 따른 액츄에이터(160)의 구동 효율을 비교하기 위해 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션에서는, 액츄에이터를 통해 구동 링크에 일정한 토크를 가하면서 시간에 따른 셔터막의 Y축 방향의 변위를 측정하였으며, 그 결과를 도 8a 및 8b로 나타내었다.
도 8은 액츄에이터의 구동 효율을 확인하기 위한 시뮬레이션의 결과를 나타내는 그래프로서, 도 8a는 종래 기술에 따른 액츄에이터를 적용한 결과를 나타내는 그래프이며, 도 8b는 본 실시예에 따른 액츄에이터를 적용한 결과를 나타내는 그래프이다. 도 8a에 도시된 바와 같이 종래 기술의 경우에는 0.03초 동안 셔터막은 Y축 방향으로 대략 34 mm 이동한 반면, 도 8b에 도시된 바와 같이 본 실시예의 경우에는 같은 0.03초 동안 셔터막은 Y축 방향으로 대략 43 mm 이동하였다.
이로부터 본 실시예에 따른 액츄에이터를 적용한 경우가 종래 기술에 따른 액츄에이터를 적용한 경우에 비하여 동일한 시간 동안 셔터막의 이동 거리가 크다는 것을 확인할 수 있다. 시뮬레이션에서 액츄에이터는 일정한 토크를 발생하였으므로 소요 시간은 소요 전력에 비례한다. 따라서 동일 시간 동안 셔터막의 이동 거리가 더 크다는 것은 동일 전력을 사용하고도 보다 큰 셔터막의 이동 거리를 얻을 수 있음을 의미한다. 그리고, 동일 전력을 사용하여 보다 큰 셔터막의 이동 거리를 얻을 수 있다는 것은 동일한 셔터막 이동 거리를 얻기 위해 보다 작은 전력이 소모됨을 의미한다.
결론적으로, 액츄에이터의 회전 중심과 구동 링크의 회전 중심이 일치하는 종래 기술의 셔터 장치와 비교하여, 액츄에이터(160)의 회전 중심(CA)이 구동 링크(133)의 회전 중심(CL)으로부터 편심된 본 실시예의 셔터 장치(100)에 의하면 셔터막 구동에 소요되는 전력 소모량이 감소될 수 있다. 따라서 본 실시예의 셔터 장치(100)에 의하면 동일한 전력으로 보다 큰 막속(셔터막 속도)을 얻을 수 있으므로, 종래에 비하여 작은 액츄에이터를 가지고 동일한 막속을 얻을 수 있다.
1 : 이미지 캡쳐 장치 20 : 촬상 소자
100 : 셔터 장치 110 : 베이스 프레임
120 : 커버 프레임 130 : 제1 셔터막 조립체
131 : 제1 셔터막(제1 선막) 132 : 제2 셔터막(제2 선막)
133 : 구동 링크 134 : 종동 링크
135 : 보조 링크 140 : 제2 셔터막 조립체
141 : 제1 셔터막(제1 후막) 142 : 제2 셔터막(제2 후막)
150 : 분리판 160 : 제1 액츄에이터
162 : 구동 돌기 170 : 제2 액츄에이터

Claims (20)

  1. 입사광이 통과하는 셔터 개구를 가진 셔터 장치로서,
    상기 셔터 개구를 개폐하는 하나 이상의 셔터막과 상기 셔터막 구동을 위한 구동 링크를 포함하는 하나 이상의 셔터막 조립체;
    상기 구동 링크를 회전 구동하는 하나 이상의 액츄에이터; 및
    상기 액츄에이터는 상기 액츄에이터에 구비된 로터와 함께 회전하는 회전 레버;를 포함하며,
    상기 셔터막 조립체는,
    제1 셔터막 및 제2 셔터막;
    상기 구동 링크와 함께 상기 셔터막을 지지하는 종동 링크;
    상기 구동 링크와 상기 종동 링크 사이에 결합된 보조 링크;를 포함하고,
    상기 회전 레버의 일단에는 구동 돌기가 구비되며,
    상기 구동 링크에는 상기 구동 돌기가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 장공 형상의 슬롯이 형성되며,
    상기 액츄에이터의 회전 중심이 상기 구동 링크의 회전 중심으로부터 편심됨에 따라 상기 구동 돌기는 상기 슬롯의 일단과 타단 사이를 병진운동 함으로써 상기 구동 링크에 구동력을 전달하고,
    상기 제1 셔터막 및 상기 제2 셔터막 각각은 상기 구동 링크 및 상기 종동 링크 각각에 핀 결합되고,
    상기 보조 링크는 상기 제1 셔터막이 핀 결합된 지점들과 동일한 지점들에서 상기 구동 링크 및 상기 종동 링크 각각에 핀 결합되는 것을 특징으로 하는 셔터 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보조 링크의 재질은 상기 셔터막의 재질에 비해 보다 큰 경성을 갖는 것을 특징으로 하는 셔터 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구동 링크 및 상기 종동 링크 각각에서 상기 제1 셔터막의 핀 결합 지점은 상기 제2 셔터막의 핀 결합 지점보다 구동 링크의 회전 중심에 더 가깝게 배치되는 것을 특징으로 하는 셔터 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 셔터 장치는, 하나 이상의 선막을 가진 제1 셔터막 조립체, 및 하나 이상의 후막을 가진 제2 셔터막 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 셔터 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 셔터 장치는 상기 제1 셔터막 조립체와 상기 제2 셔터막 조립체를 분리하는 분리판을 더 포함하며, 상기 분리판은 상기 선막 및 후막이 배치된 평면에 대해 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 셔터 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 셔터막은 상기 셔터 개구를 따라 병진 운동하는 것을 특징으로 하는 셔터 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 보이스 코일 모터 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 셔터 장치.
  12. 촬상소자와, 상기 촬상소자를 향해 빛을 통과시키는 셔터 개구를 가진 셔터 장치를 포함하는 이미지 캡쳐 장치로서,
    상기 셔터 장치는,
    상기 셔터 개구를 개폐하는 하나 이상의 셔터막과 상기 셔터막 구동을 위한 구동 링크를 포함하는 하나 이상의 셔터막 조립체;
    상기 구동 링크를 회전 구동하는 하나 이상의 액츄에이터;
    상기 액츄에이터는 상기 액츄에이터에 구비된 로터와 함께 회전하는 회전 레버;를 포함하며,
    상기 셔터막 조립체는,
    상기 구동 링크와 함께 상기 셔터막을 지지하는 종동 링크; 및
    상기 구동 링크와 상기 종동 링크 사이에 결합된 보조 링크;를 포함하고,
    상기 회전 레버의 일단에는 구동 돌기가 구비되며,
    상기 구동 링크에는 상기 구동 돌기가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 장공 형상의 슬롯이 형성되며,
    상기 액츄에이터의 회전 중심이 상기 구동 링크의 회전 중심으로부터 편심됨에 따라 상기 구동 돌기는 상기 슬롯의 일단과 타단 사이를 병진운동 함으로써 상기 구동 링크에 구동력을 전달하고,
    상기 셔터막은 상기 구동 링크 및 상기 종동 링크 각각에 핀 결합되고,
    상기 보조 링크는 상기 셔터막이 핀 결합된 지점들과 동일한 지점들에서 상기 구동 링크 및 상기 종동 링크 각각에 핀 결합된 것을 특징으로 하는 이미지 캡쳐 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제12항에 있어서,
    상기 보조 링크의 재질은 상기 셔터막의 재질에 비해 보다 큰 경성을 갖는 것을 특징으로 하는 이미지 캡쳐 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 셔터 장치는, 하나 이상의 선막을 가진 제1 셔터막 조립체, 및 하나 이상의 후막을 가진 제2 셔터막 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 캡쳐 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 셔터 장치는 상기 제1 셔터막 조립체와 상기 제2 셔터막 조립체를 분리하는 분리판을 더 포함하며, 상기 분리판은 상기 셔터 개구가 배치된 방향에 대해 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 캡쳐 장치.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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