KR100649756B1 - Device for lens transfer - Google Patents
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Abstract
렌즈 이송장치를 제공한다. Provide a lens transfer device.
본 발명은 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈배럴; 전원인가시 구동력을 발생시키는 몸체부와, 상기 몸체부의 일단에 구동력을 출력하는 출력부재를 구비하는 엑츄에이터; 상기 몸체부의 타단에 일측 자유탄성단이 접하여 상기 엑츄에이터를 출력부재측으로 가압하도록 탄성력을 제공하는 예압부재 ; 상기 출력부재와 일측면이 접하고, 상기 렌즈배럴과 연결되어 상기 엑츄에이터의 구동력에 의해서 광축방향으로 왕복이송되는 사각단면상의 왕복부재; 및 상기 왕복부재의 직선운동을 안내하도록 상기 왕복부재의 타측면과 외접하여 구름회전되는 안내부;를 포함한다. The present invention provides a lens barrel comprising at least one lens; An actuator having a body portion generating a driving force when power is applied, and an output member outputting a driving force to one end of the body portion; A preload member which contacts one end of the free elastic end to the other end of the body to provide an elastic force to press the actuator toward the output member; A reciprocating member having a square cross section in contact with one side of the output member and connected to the lens barrel and reciprocating in an optical axis direction by a driving force of the actuator; And a guide part which is rolled around the other side of the reciprocating member so as to guide the linear movement of the reciprocating member.
본 발명에 의하면, 렌즈이송시 마찰력을 최소화하여 구동효율을 향상시키고, 동력전달손실을 최소화하여 낮은 입력전력으로 빠른 렌즈 이송속도와 큰 렌즈 이송 구동력을 얻을 수 있다.According to the present invention, it is possible to obtain a high lens transfer speed and a large lens transfer driving force with a low input power by minimizing frictional force during lens transfer to improve driving efficiency and minimizing power transmission loss.
Description
도 1은 캠을 이용한 종래의 렌즈 이송장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a conventional lens transfer apparatus using a cam.
도 2는 스크류를 이용한 종래의 렌즈 이송장치의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a conventional lens transfer apparatus using a screw.
도 3은 압전소자를 이용한 종래의 렌즈 이송장치를 도시한 것으로,Figure 3 shows a conventional lens transfer apparatus using a piezoelectric element,
(a)는 전체 평면도, (a) is the overall plan view,
(b)는 부분 분해사시도이다. (b) is a partially exploded perspective view.
도 4는 본 발명에 따른 렌즈 이송장치를 도시한 전체 사시도이다.4 is an overall perspective view of the lens transport apparatus according to the present invention.
도 5는 도 4의 A방향에서 바라본 정면도이다. FIG. 5 is a front view as seen in direction A of FIG. 4.
도 6은 도 4의 B방향에서 바라본 정면도이다.FIG. 6 is a front view as viewed in the direction B of FIG. 4.
도 7은 본 발명에 따른 렌즈 이송장치에서 가이드 샤프트의 작동을 도시한 상태도이다. 7 is a state diagram showing the operation of the guide shaft in the lens transfer apparatus according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
110 : 렌즈배럴 115 : 배럴프레임110: lens barrel 115: barrel frame
116 : 엑츄에이터 프레임 117 : 안내 프레임116: actuator frame 117: guide frame
120 : 엑츄에이터 121 : 몸체부120: actuator 121: body
122 : 출력부재 130 : 예압부재122: output member 130: preload member
131 : 자유 탄성단 133 : 탄성편131: free elastic end 133: elastic piece
135 : 고정단 140 : 왕복부재135: fixed end 140: reciprocating member
150 : 안내부 151 : 롤러150: guide portion 151: roller
152 : 롤러축 153 : 안내롤러152: roller shaft 153: guide roller
본 발명은 광학기구에 채용되는 렌즈를 이송하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 렌즈이송시 마찰력을 최소화하여 구동효율을 향상시키고, 동력전달손실을 최소화하여 낮은 입력전력으로 빠른 렌즈 이송속도와 큰 렌즈 이송변위를 얻을 수 있으며, 안내메카니즘을 보다 단순화하여 광학기기의 소형화를 도모할 수 있도록 개선한 렌즈 이송장치에 관한 것이다. The present invention relates to a device for transferring a lens that is employed in the optical mechanism, and more particularly, to improve the driving efficiency by minimizing the friction force during lens transfer, and to minimize the power transmission loss, fast lens transfer speed and large The present invention relates to a lens transfer device that can obtain a lens transfer displacement, and to improve the miniaturization of an optical device by simplifying a guide mechanism.
일반적으로 광학기구는 캠이나 스크류 또는 압전소자 등을 이용하여 렌즈를 이송시키는 렌즈이송장치를 포함하고 있다. 이때, 상기 렌즈이송장치는 동력을 발생시키는 수단으로 모터나 압전소자들을 사용하고 동력을 전달하는 수단으로 캠이나 스크류 등을 사용한다.In general, the optical apparatus includes a lens transfer device for transferring a lens using a cam, a screw, or a piezoelectric element. In this case, the lens transfer apparatus uses a motor or piezoelectric elements as a means for generating power, and uses a cam or screw as a means for transmitting power.
따라서, 렌즈이송장치는 구동력에 의해 렌즈를 이송시켜 렌즈의 상대거리를 변화시킴으로써 줌(zooming)기능이나 초점조절(focusing)기능을 구현하도록 구성된 다.Therefore, the lens transfer device is configured to implement a zooming function or a focusing function by changing the relative distance of the lens by transferring the lens by the driving force.
도 1에는 캠을 이용하여 렌즈를 이송시키는 미국특허 6,268,970호의 줌 렌즈 배럴(10)이 도시되어 있다.1 shows a
상기 미국특허 6,268,970호는 경통(12,14,16)에 형성된 캠곡선을 따라 각 렌즈군(12a,14a,16a)들이 줌 또는 초점거리에 맞는 상대거리를 유지하기 위해 이송하도록 구성된다.The US Patent 6,268, 970 is configured to convey each
이러한 구조는 작동시 캠곡선의 형상에 의해 각 렌즈군(12a,14a,16a)들의 상대적 위치가 용이하게 결정되며 그 구동원으로 전자기 방식의 모터를 이용한다. 이때, 상기 줌 렌즈 배럴(10)은 다수개의 감속 기어를 구비하고 있고, 캠곡선을 따라 움직이는 경통의 회전운동을 직선운동으로 변환시키도록 구성되므로 그 구조가 복잡해지는 문제점이 있다. In this structure, the relative position of each
또한, 상술한 렌즈 이송장치는 다수개의 감속기어가 구비되므로 소형화가 어렵고, 전자기 방식의 모터를 사용하므로 많은 동력이 소요되며, 인체에 유해한 전자기파가 발생됨은 물론, 렌즈 이송에 대한 분해능이 낮다는 문제점이 있다.In addition, the lens conveying apparatus described above is difficult to miniaturize because it is provided with a plurality of reduction gears, and uses a motor of an electromagnetic method, which requires a lot of power, harmful electromagnetic waves to the human body, as well as low resolution for lens transport. have.
한편, 도 2에는 스크류를 이용하여 렌즈를 이송시키는 카메라의 줌 렌즈 메커니즘이 도시되어 있다.On the other hand, Figure 2 shows the zoom lens mechanism of the camera for transferring the lens using a screw.
즉, 카메라 바디(22)에는 피사체 측에 고정 렌즈군(22a)이 결합되어 있고, 내부에는 수납 공간이 형성되어 있다. 이 수납 공간에는 전자기 방식의 모터(24)가 설치되어 있으며, 이 모터(24)의 축부에는 안내 스크류(24a)가 결합되어 있다. That is, the
상기 안내 스크류(24a)의 외주에는 동력 전달부재(26)가 결합되어 있으며, 이 동력 전달부재(26)의 일측에는 렌즈 배럴(28)이 결합되어 있다. A
또한, 상기 렌즈 배럴(28)에는 이송 렌즈군(28a)이 결합되어 있고, 상기 배럴(28)은 카메라 바디(22)의 내부에 광축 방향으로 결합된 가이드 샤프트(29)에 의해 광축 방향으로 이송할 수 있도록 결합되어 있다.In addition, a
따라서, 모터(24)가 작동하면 안내 스크류(24a)가 회전하고 상기 안내 스크류(24a)가 회전함에 따라 동력 전달부재(26)가 광축 방향으로 이송하게 된다. 상기 동력 전달부재(26)가 광축방향으로 이송하면 상기 배럴(28)은 상기 가이드 샤프트(29)에 의해 안내되며 역시 광축 방향으로 이송하여 줌기능이 구현된다.Therefore, when the
그러나, 상기 카메라의 줌 렌즈 메커니즘(20)도 전자기 방식의 모터를 사용하기 때문에 다수개의 감속 기어가 필요하고 이로 인해 소형화가 곤란하다. 또한, 상기 모터로부터 발생되는 전자기파의 발생을 제거할 수 없을 뿐만 아니라 이송의 분해능이 낮아 정밀한 제어가 어렵다는 문제점이 있다.However, since the
도 3a와 도 3b에는 상술한 방식들의 문제점을 해결하고자 압전소자를 이용하여 렌즈를 이송시키는 미국특허 6,215,605호의 구동장치(30)가 도시되어 있다.3A and 3B illustrate a
즉, 압전소자(32)를 베이스 블록(34)에 고정시키고 구동환봉(36)에 변위를 전달하여 슬라이드부(38a)에서 발생하는 예압과 렌즈 프레임(38)의 관성력, 가속도 효과로서 렌즈(L1,L2,L3,L4)를 이송시킨다. 또한, 입력전압의 파형에 따라 상기 렌즈 프레임(38)이 구동환봉(36)과 함께 이송하거나 또는 미끄러지는 상대운동을 함 으로써 양방향 이송이 가능하다. In other words, the
한편, 상기 구동장치(30)는 전자기 방식의 모터를 사용하지 않으므로 그 구조적으로 전자기파가 발생하지 않고, 동력전달 수단으로서 종감속 기어등을 사용하지 않으므로 그 구조의 단순화를 꾀할 수 있다.On the other hand, since the
그러나, 상기 구동환봉(36)이 고정되어 있어 경통 길이의 가변이 불가능하므로 소형화에 제한이 있고, 구동신호가 정현파 신호가 아닌 비대칭형 파형을 쓰기 때문에 구동회로가 복잡해진다는 문제점이 있다.However, since the
또한, 상기 렌즈(L1,L2,L3,L4)의 이송시 구동환봉(36)과 슬라이드부(36a)사이에서 발생되는 미끄럼 마찰력에 의해서 구동효율을 크게 저하시키고, 동력손실이 매우 클 뿐만 아니라 구동환봉(36)과 슬라이드부(36a)의 과다마모시 특성이 변화할 수 있는 단점이 있었다. In addition, due to the sliding friction generated between the
따라서, 작은 체적 내에 장착이 가능하고, 이송의 분해능이 높아 정밀한 제어가 가능하며, 작은 구동력으로 작동되면서도 충분한 이송변위를 얻을 수 있는 렌즈 이송장치에 대한 필요성이 대두되고 있다.Therefore, there is a need for a lens transfer apparatus that can be mounted in a small volume, has a high resolution of transfer, enables precise control, and can obtain a sufficient transfer displacement while operating with a small driving force.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 렌즈이송시 마찰력을 최소화하여 구동효율을 향상시키고, 동력전달손실을 최소화하여 낮은 입력전력으로 빠른 렌즈 이송속도와 큰 렌즈 이송변위를 얻을 수 있으며, 안내메카니즘을 보다 단순화하여 광학기기의 소형화를 도모할 수 있는 렌즈 이송장 치를 제공하고자 한다. The present invention is to solve the conventional problems as described above, the object is to minimize the frictional force during lens transfer to improve the driving efficiency, to minimize the power transmission loss fast lens feed speed and large lens transfer displacement with low input power In order to provide a lens transfer device capable of miniaturizing the optical device by simplifying the guide mechanism.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, The present invention to achieve the above object,
적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈배럴;A lens barrel including at least one lens;
전원인가시 구동력을 발생시키는 몸체부와, 상기 몸체부의 일단에 구동력을 출력하는 출력부재를 구비하는 엑츄에이터;An actuator having a body portion generating a driving force when power is applied, and an output member outputting a driving force to one end of the body portion;
상기 몸체부의 타단에 일측 자유탄성단이 접하여 상기 엑츄에이터를 출력부재측으로 가압하도록 탄성력을 제공하는 예압부재 ;A preload member which contacts one end of the free elastic end to the other end of the body to provide an elastic force to press the actuator toward the output member;
상기 출력부재와 일측면이 접하고, 상기 렌즈배럴과 연결되어 상기 엑츄에이터의 구동력에 의해서 광축방향으로 왕복이송되는 사각단면상의 왕복부재; 및A reciprocating member having a square cross section in contact with one side of the output member and connected to the lens barrel and reciprocating in an optical axis direction by a driving force of the actuator; And
상기 왕복부재의 직선운동을 안내하도록 상기 왕복부재의 타측면과 외접하여 구름회전되는 안내부 ;를 포함하는 렌즈 이송장치를 제공한다. It provides a lens conveying apparatus comprising a; guide portion to be rotated in the outer rotation with the other side surface of the reciprocating member to guide the linear movement of the reciprocating member.
바람직하게, 상기 엑츄에이터는 복수개의 압전체가 적층된 직육면체상의 몸체부를 갖는 압전 초음파 모터(piezoelectric utlasonic motor)이다. Preferably, the actuator is a piezoelectric utlasonic motor having a rectangular parallelepiped body portion in which a plurality of piezoelectric bodies are laminated.
바람직하게, 상기 출력부재는 알루미나를 소재로 하여 이루어지는 마찰부재이다. Preferably, the output member is a friction member made of alumina.
바람직하게, 상기 예압부재는 상기 엑츄에이터의 후단과 접촉하도록 직각방향으로 절곡되는 자유 탄성단과, 상기 자유 탄성탄의 상단으로부터 상기 엑츄에이 터의 길이방향으로 연장되는 탄성편 및 상기 탄성편의 선단으로부터 연장되어 상기 엑츄에이터가 배치되는 엑츄에이터 프레임의 일측면에 조립되도록 절곡되는 고정단으로 구비된다. Preferably, the preload member extends from a free elastic end bent at right angles to contact the rear end of the actuator, an elastic piece extending in the longitudinal direction of the actuator from an upper end of the free elastic carbon, and a tip of the elastic piece. The actuator is provided with a fixed end bent to be assembled on one side of the actuator frame is disposed.
보다 바람직하게, 상기 자유 탄성단은 길이중앙이 상기 엑츄에이터의 몸체부와 부분 접촉할 수 있도록 상기 엑츄에이터의 후단측으로 만곡지게 구비된다.More preferably, the free elastic end is provided to be curved toward the rear end side of the actuator so that the center of the length is in partial contact with the body portion of the actuator.
보다 바람직하게, 상기 탄성편은 길이중앙이 상기 엑츄에이터의 몸체부와 부분 접촉할 수 있도록 상기 엑츄에이터의 상부면측으로 만곡지게 구비된다. More preferably, the elastic piece is provided to be curved toward the upper surface side of the actuator so that the center of the length is in partial contact with the body portion of the actuator.
바람직하게, 상기 예압부재는 상기 엑츄에이터의 길이보다 길게 구비된다. Preferably, the preload member is provided longer than the length of the actuator.
바람직하게, 상기 안내부는 상기 왕복부재의 타측면에 외접하는 롤러와, 상기 롤러의 중심에 조립되는 롤러축을 갖는 안내롤러를 포함한다. Preferably, the guide portion comprises a guide roller having a roller that is external to the other side surface of the reciprocating member, and a roller shaft assembled to the center of the roller.
보다 바람직하게, 상기 안내롤러는 광축과 나란한 수직축상에 일정간격을 두고 적어도 2개이상 구비한다. More preferably, the guide roller is provided with at least two or more at regular intervals parallel to the optical axis.
바람직하게, 상기 안내부는 상기 왕복부재의 타측면에 외접하는 베어링을 포함한다. Preferably, the guide portion includes a bearing that is external to the other side of the reciprocating member.
보다 바람직하게, 상기 베어링은 광축과 나란한 수직축상에 일정간격을 두고 적어도 2개이상 구비한다. More preferably, the bearing is provided with at least two at regular intervals parallel to the optical axis.
바람직하게, 상기 렌즈배럴이 광축방향으로 안내이동되도록 조립되는 내경부를 갖는 배럴프레임을 추가 포함하고, 상기 엑츄에이터는 상기 배럴프레임의 일측으로부터 연장되는 엑츄에이터 프레임에 상기 예압부재에서 제공되는 가압방향으로만 이동될 수 있도록 배치되고, 상기 왕복부재는 상기 배럴프레임의 일측으로 부터 연장되는 안내 프레임에 상하이송가능하게 조립된다. Preferably, the lens barrel further comprises a barrel frame having an inner diameter that is assembled to guide the movement in the optical axis direction, the actuator is in the pressing direction provided by the preload member only in the actuator frame extending from one side of the barrel frame Arranged to be movable, the reciprocating member is assembled to be transportable to the guide frame extending from one side of the barrel frame.
보다 바람직하게, 상기 예압부재는 상기 엑츄에이터 프레임의 일측면에 고정단이 고정되도록 조립된다. More preferably, the preload member is assembled such that a fixed end is fixed to one side of the actuator frame.
보다 바람직하게, 상기 안내 프레임은 상기 엑츄에이터 프레임과 일체로 구비된다. More preferably, the guide frame is provided integrally with the actuator frame.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 렌즈 이송장치를 도시한 전체 사시도이고, 도 5는 도 4의 A방향에서 바라본 정면도이며, 도 6은 도 4의 B방향에서 바라본 정면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 렌즈 이송장치에서 가이드 샤프트의 작동을 도시한 상태도이다. 4 is an overall perspective view of the lens transport apparatus according to the present invention, FIG. 5 is a front view as viewed from the direction A of FIG. 4, FIG. 6 is a front view as viewed from the direction B of FIG. 4, and FIG. 7 is according to the present invention. This is a state diagram showing the operation of the guide shaft in the lens feeder.
본 발명의 렌즈 이송장치(100)는 도 4 내지 7에 도시한 바와 같이, 적어도 하나이상의 렌즈가 내부수용되는 렌즈배럴(110)과, 이를 이송시키는 구동력을 제공하는 엑츄에이터(120)와, 상기 엑츄에이터(120)를 일측으로 가압하는 예압부재(130), 상기 렌즈배럴(110)로부터 연장되는 왕복부재(140) 및 상기 왕복부재(140)의 이송을 안내하는 안내부(150)를 포함하여 구성된다. 4 to 7, the
즉, 상기 렌즈배럴(110)은 도 4와 5에 도시한 바와 같이, 적어도 하나의 렌즈(미도시)가 광축을 따라 배열되도록 일정크기의 내부공간을 갖는 수용체이다. That is, the
이러한 렌즈배럴(110)은 고정베이스(190)상에 위치고정되도록 배치되는 배럴프레임(115)의 내경부(112)에 광축방향으로 상하이동되도록 조립된다.The
상기 렌즈배럴(110)의 상부면에는 광축과 중심이 일치하는 입사공(113)을 소정크기로 관통형성한다. On the upper surface of the
또한, 상기 엑츄에이터(120)는 도 7에 도시한 바와 같이, 몸체부(121)와 출력부재(122)로 이루어지는 직육면체상의 압전 초음파 모터(piezoelectric utlasonic motor)이며, 상기 몸체부(121)는 외부면에 외부전원이 인가되는 전극단자(미도시)가 복수개 구비되며, 상기 전극단자를 통해 인가되는 전원에 의해서 길이방향의 신축 및 상하방향으로 굴곡변형되도록 복수의 압전체가 적층되는 압전소자이다. In addition, the
상기 출력부재(122)는 상기 왕복부재(140)의 일측면과 접하도록 상기 몸체부(121)의 선단에 일체로 장착되는 원통상의 마찰부재이며, 이는 세라믹 재질의 알루미나로 이루어지는 것이 바람직하다. The
이러한 엑츄에이터(120)는 상기 배럴프레임(115)의 일측에 구비되는 엑츄에이터 프레임(116)에 조립되며, 상기 엑츄에이터 프레임(116)은 상기 배럴프레임(115)과 일체로 구비될 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 별도의 부재로서 고정베이스(190)상에 고정되도록 구비될 수도 있다. The
여기서, 상기 엑츄에이터 프레임(116)은 직육면체상의 몸체부(121)가 상부로부터 끼워져 배치될 수 있도록 상기 몸체부(121)의 하부면이 접하는 바닥면과 상기 몸체부(121)의 좌,우양측면이 접하는 좌,우측면을 갖도록 구비되어야 한다. Here, the
상기 엑츄에이터(120)는 상기 엑츄에이터 프레임(116)에 가압방향으로만 움직일 수 있도록 배치되어야 한다. The
상기 출력부재(122)는 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 왕복부재(140)의 일측면과 점접촉을 형성하도록 반원단면상 또는 타원단면상으로 구비될 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 선접촉 및 면접촉을 형성할 수 있도록 다양한 단면상으로 구비될 수도 있다. As shown in FIG. 7, the
그리고, 상기 예압부재(130)는 도 4, 6 및 7에 도시한 바와 같이 상기 엑츄에이터(120)의 몸체부(121)의 후단(도면상 우측단)에 자유 탄성단(131)이 접하여 상기 몸체부(121)를 출력부재(122)측으로 일정세기의 압력으로 가압함으로서 상기 출력부재(122)와 왕복부재(140)간의 접촉부에서 접촉압력이 발생되도록 탄성력을 제공하는 스프링부재이다. In addition, the
이러한 예압부재(130)는 상기 엑츄에이터(120)가 배치되어 고정되는 엑츄에이터 프레임(116)에 타측 고정단(135)이 조립된다. The
이에 따라, 상기 예압부재(130)는 상기 엑츄에이터(120)의 후단과 접촉하도록 직각방향으로 절곡되는 자유 탄성단(131)과, 상기 자유 탄성탄의 상단으로부터 상기 엑츄에이터(120)의 길이방향으로 연장되는 탄성편(133) 및 상기 탄성편(133)의 선단으로부터 연장되어 상기 엑츄에이터(120)가 고정배치되는 엑츄에이터 프레임(116)의 일측면에 조립되도록 절곡되는 고정단(135)으로 구비되어 탄성력을 제 공하는 판스프링으로 구비되는 것이 바람직하다. Accordingly, the
여기서, 상기 자유 탄성단(131)은 길이중앙이 상기 엑츄에이터(120)의 몸체부(121)와 부분 접촉할 수 있도록 상기 엑츄에이터(120)의 후단측으로 만곡지게 구비되고, 상기 탄성편(133)도 길이중앙이 상기 엑츄에이터(120)의 몸체부(121)와 부분 접촉할 수 있도록 상기 엑츄에이터(120)의 상부면측으로 만곡지게 구비되는 것이 바람직하다. Here, the free
상기 고정단(135)은 상기 엑츄에이터 프레임(116)의 일측면에 형성되는 고정홈(116a)으로 삽입되어 고정되는 구조를 갖는다. The
상기 예압부재(130)는 설계시 조절가능한 적절한 예압력을 얻을 수 있도록 상기 엑츄에이터(120)의 길이보다 길게 구비되는 것이 바람직하다. The
또한, 상기 왕복부재(140)는 상기 엑츄에이터(120)와 대응하는 일측면이 상기 출력부재(122)와 접하고, 상기 렌즈배럴(110)과 연결되어 상기 엑츄에이터(120)의 구동시 상기 출력부재(122)로부터 전달되는 타원형 궤적을 갖는 진동에 의해서 광축방향으로 왕복이송되는 일정길이의 작동부재이다. In addition, the reciprocating
이러한 왕복부재(140)는 상기 렌즈배럴(110)이 조립되는 배럴프레임(115)으로부터 연장되는 안내 프레임(117)의 내부벽면에 접하여 상하이송되도록 수직하게 조립되며, 상하이송시 회전이 곤란하도록 사각단면상을 갖는 일정길이의 사각바로 구비되는 것이 바람직하다. The reciprocating
여기서, 상기 안내부(150)의 안내롤러(153)와 접하는 왕복부재(140)는 도 4 에 도시한 바와 같이 상하왕복운동시 회전이 곤란하도록 사각단면상으로 구비되는 것으로 도시하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 5각이상의 다각단면상으로도 구비될 수 있으며, 상기 왕복부재(140)의 단면형상에 맞추어 상기 안내 프레임(117)의 형상도 설계변경되어야 한다. Here, the reciprocating
상기 안내 프레임(117)은 상기 왕복부재(140)와 출력부재(122)간의 접촉 및 타원형 궤적의 회전구동시 간섭이 없도록 상기 출력부재(122)와 대응하는 전면일부가 개방되고, 상기 왕복부재(140)의 좌우양측면과 접하도록 좌우내부벽면을 갖는 사각공 단면상의 수직프레임이며, 상기 엑츄에이터(120)가 배치되는 엑츄에이터프레임(116)과 일체로 구비된다. . The
그리고, 상기 안내부(150)는 상기 엑츄에이터(120)으로 부터 타원형 회전력구동력을 전달받아 이를 직선운동을 전환하는 왕복부재(140)을 광축방향으로 안내하도록 상기 출력부재(122)가 접하는 왕복부재(140)의 일측면에 대하여 정반대편에 해당하는 타측면과 접하여 구름회전되는 것이다. In addition, the
이러한 안내부(150)는 상기 왕복부재(140)의 타측면에 외접하는 롤러(151)와, 상기 롤러(151)의 중심에 조립되는 롤러축(152)을 갖는 안내롤러(153)를 포함하며, 상기 안내롤러(153)는 적어도 2개이상 구비되며, 상기 롤러축(152)의 좌우양단은 상기 왕복부재(140)가 왕복이동가능하게 조립되는 안내 프레임(117)의 좌우양측 내부벽면에 관통형성되는 축공에 회전가능하게 조립된다.The
상기 안내 프레임(117)에 적어도 2개이상 구비되는 안내롤러(153)는 광축방향과 나란한 가상의 수직축상에 일정간격을 두고 배치되는 것이 바람직하다.At least two
여기서, 상기 안내부(150)는 안내롤러(153)에 한정하여 도시하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 왕복부재(140)의 외부면과 외접하여 구름안내하는 베어링을 채용하여도 좋다. Here, the
또한, 본 발명의 렌즈 이송장치(100)는 도 4 내지 7에 도시한 바와 같이 상기 렌즈배럴(110)과 조립되는 배럴프레임(115)을 구비하고, 이미지 센서(미도시)를 갖는 기판(180)이 하부면에 조립되는 고정베이스(180)를 포함한다.In addition, the
여기서, 상기 고정베이스(180)는 상기 렌즈배럴(110)이 조립되는 배럴프레임(115)과, 상기 엑츄에이터(120)가 조립되는 엑츄에이터 프레임(116) 및 상기 안내부(150)가 구비되는 안내 프레임(117)을 사출성형하는 수지구조물이다. Here, the fixed
그리고, 상기 고정베이스(190)의 상부에는 상기 렌즈배럴(110), 엑츄에이터(120), 예압부재(130), 왕복부재(140) 및 안내부(150)를 외부환경으로부터 보호할 수 있도록 케이스(미도시)가 구비된다.In addition, the upper portion of the fixing
이러한 케이스는 상부면에 상기 렌즈배럴(110)의 입사공(113)을 외부노출시키는 개구부(미도시)를 일정크기로 관통형성하여 상기 고정베이스(190)의 외측테두리에 조립되는 덮개부재이다. Such a case is a cover member assembled to an outer edge of the fixed
본 발명의 렌즈 이송장치(100)에서 적어도 하나의 렌즈가 내장된 렌즈배럴 (110)을 광축방향으로 왕복 이송시키는 동작은, 상기 엑츄에이터(120)의 몸체부(121)에 형성된 전극단자를 통하여 외부전원을 인가함으로서 압전체가 적층된 몸체부(121)의 변형에 의해서 상기 렌즈배럴(110)을 이송시키는 구동력을 발생시킨다. In the
상기 엑츄에이터(120)는 대략 222kHz 정도의 공진 주파수대의 전압이 몸체부(121)에 인가되면, 도 8(a)에 도시한 바와 같이, 상기 몸체부(121)는 출력부재(122)와 더불어 길이방향으로 신축변형되고, 대략 224kHz정도의 공진주파수대의 전압이 상기 몸체부(121)에 인가되면, 도 8(b)에 도시한 바와 같이, 상기 몸체부(121)는 'S'자형으로 굴곡변형된다. When the
이에 따라, 2개의 공진 주파수사이에 해당하는 대략 223kHz의 공진주파수대의 전압이 상기 몸체부(121)에 인가되면, 상기 몸체부(121)는 길이방향의 신축변형 진동모드와 높이방향의 굴곡변형 진동모드가 동시에 발생되기 때문에, 상기 몸체부(121)의 선단에 장착된 출력부재(122)는 도 8(c)에 도시한 바와 같이 신축변형과 굴곡변형의 합성에 의해서 상기 몸체부(121)를 측방에서 바라볼때 타원운동을 하는 진동궤적을 형성하고, 상기 몸체부(121)를 정면에서 바라볼때 직선운동을 하는 진동궤적을 형성하는 것이다. Accordingly, when the voltage of the resonant frequency band of approximately 223 kHz corresponding to the two resonant frequencies is applied to the
그리고, 상기 출력부재(122)의 타원형 진동궤적의 방향은 상기 몸체부(121)에 인가되는 전압의 전극에 따라 정방향 또는 역방향으로 전환된다. In addition, the direction of the elliptic vibration trajectory of the
이러한 경우, 상기 엑츄에이터(120)의 구동시 타원형 진동궤적을 그리는 출력부재(122)의 회전구동력은 상기 출력부재(122)의 선단과 접하는 왕복부재(140)측으로 전달되고, 상기 왕복부재(140)과 출력부재(122)가 서로 접촉하는 접촉부위에 서 마찰력이 발생되는 것이다.In this case, the rotational driving force of the
연속하여, 상기 엑츄에이터(120)에서 제공되는 구동력은 출력부재(122)를 통하여 상기 왕복부재(140)에 전달되고, 상기 안내 프레임(117)에 상하이송가능하게 조립된 왕복부재(140)에 의해서 상하운동으로 전환되어 렌즈배럴(110)과 더불어 광축방향과 나란한 수직방향으로 상하왕복이송되는 것이다. Subsequently, the driving force provided by the
이러한 왕복부재(140)는 상기 안내 프레임(117)에 회전가능하게 구비되는 안내롤러(153)와 외접함에 따라, 상기 왕복부재(140)의 상하이송은 상기 안내롤러(153)의 구름회전에 의해 최소한의 마찰력을 발생시키면서 상하이송되고, 상기 왕복부재(140)와 연결된 렌즈배럴(110)은 배럴프레임(115)의 내경부(112)에서 광축방향으로 상하이송되는 것이다. As the reciprocating
이때, 상기 렌즈배럴(110)을 이송시키기 위한 구동력으로서 상기 출력부재(122)와 왕복부재(1140)간에서 발생되는 마찰력은 상기 렌즈배럴(110)의 상하이송을 원활하게 수행할 수 있도록 상기 렌즈배럴(110)과 배럴프레임(115)의 내경부사이에서 발생되는 마찰력과 상기 왕복부재(140)와 안내롤러(150)사이에서 발생되는 마찰력을 합한 것보다 커야만 한다. In this case, the friction force generated between the
그리고, 상기 렌즈배럴(110)의 외경부와 상기 배럴프레임(115)의 내경부는 이들 사이에서의 발생되는 마찰력을 최소화할 수 있도록 설계되어야만 하고, 상기 왕복부재(140)와 안내롤러(150)도 이들 사이에서 발생되는 마찰력을 최소화할 수 있도록 설계되어야만 한다. In addition, the outer diameter portion of the
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상 의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described with respect to particular embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be modified and modified in various ways without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. I want to make it clear.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 엑츄에이터에서 제공되는 구동력에 의해서 상하이송되는 왕복부재의 직선운동을 안내하도록 왕복부재와 외접하여 구름회전되는 안내롤러 또는 베어링으로 이루어진 안내부를 갖춤으로써, 왕복부재의 상하이송시 발생되는 마찰력을 최소화할 수 있기 때문에, 엑츄에이터의 구동효율을 향상시키고, 동력전달시 발생될 수있는 동력손실을 최소화하여 사용수명을 연장할 수 있다. According to the present invention as described above, by guiding the linear motion of the reciprocating member to be transported by the driving force provided by the actuator by having a guide portion consisting of a guide roller or a bearing rotated outside the reciprocating member, when the reciprocating member Since the friction force generated can be minimized, the driving efficiency of the actuator can be improved, and the service life can be extended by minimizing the power loss that can be generated during power transmission.
또한, 종래에 비하여 낮은 입력전력으로 엑츄에이터를 구동하여도 종래에 비하여 빠른 렌즈 이송속도와 큰 렌즈 이송 변위를 얻을 수 있다. In addition, even when the actuator is driven at a lower input power than in the related art, a faster lens transfer speed and a larger lens transfer displacement can be obtained.
그리고, 렌즈배럴을 안내하는 안내메카니즘을 종래에 비하여 단순화하여 광학기기를 보다 소형화할 수 있는 효과가 얻어진다. In addition, the guide mechanism for guiding the lens barrel is simplified compared with the prior art, and the effect of miniaturizing the optical apparatus is obtained.
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