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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Linsenanordnung für ein Kameramodul, und insbesondere eine Linsenanordnung für ein Kameramodul, das in einem kleinen tragbaren Gerät, wie beispielsweise einem mobilen Kommunikationsendgerät, angeordnet sein kann.
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Beschreibung des Stands der Technik
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In letzter Zeit wurde in einem tragbaren mobilen Kommunikationsgerät, wie einem Kameratelefon, einem PDA (personal digital assistant) und einem Smartphone sowie einer Vielzahl von IT-(Informationstechnologie)Geräten ein kleines Kameramodul verwendet. Da diese Geräte immer kleiner und dünner werden, wird auch das Kameramodul miniaturisiert.
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Das Kameramodul weist als Hauptbestandteil einen Bildsensor auf, wie beispielsweise ein CCD (charge coupled device; ladungsgekoppeltes Bauteil) oder einen CMOS (complementary metal oxide semiconductor; komplementärer Metalloxid-Halbleiter). Der Bildsensor nimmt ein Bild eines Objektes auf, und die Bilddaten werden in einem Speicher eines Geräts gespeichert. Die gespeicherten Daten werden über ein Anzeigemedium, wie beispielsweise ein LCD (liquid crystal display, Flüssigkristallanzeige) in einem Gerät oder einem Computerbildschirm als Bild ausgegeben.
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In einem kleinen elektronischen Gerät, wie beispielsweise einem mobilen Kommunikationsendgerät, ist ein Hochleistungs-Kameramodul mit Autofokus-Funktion, Zoomfunktion und Ähnlichem untergebracht.
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1 und 2 stellen eine Zoom-Linsentubusanordnung dar, die in einer digitalen Kamera gemäß dem Stand der Technik verwendet wird. Beschränkungen beim Miniaturisieren des in dem kleinen tragbaren Gerät angebrachten Kameramoduls können an dem Beispiel der Zoom-Linsentubusanordnung beschrieben werden, obwohl auch andere technische Gebiete für die Erfindung infrage kommen.
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Die Zoom-Linsentubusanordnung der digitalen Kamera gemäß dem Stand der Technik ist in der koreanischen Offenlegungsschrift
KR 1020070121304 A beschrieben.
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Wie in 1 und 2 dargestellt ist, weist die in der digitalen Kamera gemäß dem Stand der Technik angebrachte Zoom-Linsentubusanordnung eine bewegliche Linsengruppe 102 mit einer Linse 200, einen Klemmmechanismus 212 und eine Führungsschraube 116 auf.
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Löcher 202 und 203 sind auf einer Seite der beweglichen Linsengruppe 102 ausgebildet. Eine Welle 112 ist in die Löcher 202 und 203 eingesetzt, um die bewegliche Linsengruppe 102 entlang der optischen Achse zu führen.
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Der Klemmmechanismus 212 ist mit einem Klemmverbindungsteil 208 verbunden und ein Schraubverbindungsteil 308 ist mit der Führungsschraube 116 verbunden.
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Ein Schraubgewinde 214 ist auf dem Schraubverbindungsteil 308 gebildet, um mit der Führungsschraube 116 zusammenzuwirken.
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Wie in 2 dargestellt ist, ist eine Torsionsfeder 216 in Federführungswände 302, die an dem Klemmmechanismus 212 ausgebildet sind, eingesetzt. Ein Ende 217 der Torsionsfeder 216 wird von einem inneren Ende des Klemmverbindungsteils 208 gestützt, und das andere Ende 215 wird von einem runden Vorsprung 306 auf dem Klemmmechanismus 212 gestützt. Somit wird das Schraubverbindungsteil 308 dicht an der Führungsschraube 116 durch die Federkraft der Torsionsfeder 216 gehalten.
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Die Torsionsfeder 216 der Linsentubusanordnung aus den 1 und 2 erzeugt eine Federkraft, damit der Klemmmechanismus 212 mit der Führungsschraube 116 fest in Eingriff ist. Aus diesem Grund ist ohne die Torsionsfeder 216 ein Linsenantrieb nicht möglich. Somit kann die Torsionsfeder 216 als wesentlich für den Antrieb der Linsentubusanordnung erachtet werden.
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In dem Fall der in der digitalen Kamera aus den 1 und 2 verwendeten Linsentubusanordnung besteht kein Erfordernis, die Torsionsfeder 216 zu miniaturisieren, da die digitale Kamera wesentlich größer ist als ein Kameramodul, das in einem mobilen Kommunikationsendgerät oder Ähnlichem angebracht ist. Jedoch muss, um eine ähnliche Linsentubusanordnung für das Kameramodul des mobilen Kommunikationsendgeräts herzustellen, die Torsionsfeder aufgrund der derartig geringen Größe des Kameramoduls sehr klein sein.
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Für kleinere mobile Kommunikationsendgeräte ist es erforderlich, kleinere Torsionsfedern zu verwenden. In diesem Fall werden die Torsionsfedern so klein, dass sie mit bloßem Auge nicht sichtbar sind.
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Es ist jedoch unmöglich, derartig kleine Torsionsfedern herzustellen. Selbst wenn es möglich wäre, würden die Torsionsfedern keine ausreichende Federkraft erzeugen.
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Somit besteht ein Erfordernis nach einem Kameramodul, das miniaturisiert werden kann und die Linse ohne Torsionsfeder antreiben kann.
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Aus der
US 2006 245 309 A1 ist eine Linsenanordnung für ein Kameramodul in einem tragbaren Gerät bekannt, das eine Linsenfassung aufweist, mit einer entlang der optischen Achse verlaufenden Durchgangsöffnung, einem Stützvorsprung mit einer Durchgangsöffnung, wobei auf einer Seitenfläche des Stützvorsprungs eine Führungsnut ausgebildet ist, in die ein Führungselement mit einem Ende einsetzbar ist, wobei im eingesetzten Zustand eine Führungsstange durch die Durchgangsöffnungen von Linsenfassung, Stützvorsprung und Führungselement führbar ist zur Führung der Linsenfassung, wobei das andere Ende des Führungselements elastisch und spielfrei mit der Schraube oder Gewindestange in Gewindeeingriff ist und die Linsenfassung durch Drehen der Schraube oder der Gewindestange entlang der optischen Achse bewegt.
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Ähnlich aufgebaute Linsenantriebsvorrichtungen sind aus den Druckschriften
US 5 748 394 A ,
JP 6308361 A sowie
JP 2007 199 133 A bekannt. In der
US 6 501 604 B2 wird eine Linsenantriebsvorrichtung beschrieben, bei der ein Schraubenelement und ein Führungselement benachbart an der Innenseite einer Linsenfassung angeordnet sind.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Linsenanordnung für ein Kameramodul anzugeben, das eine kompakte Bauweise aufweist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Linsenanordnung für ein Kameramodul vorgesehen, das in einem tragbaren Gerät angebracht ist, welche aufweist:
einen Körper, der wenigstens eine Linse aufnimmt und wenigstens ein Loch an einer Seite aufweist; ein Schraubelement, das in das Loch in einer im Wesentlichen zu der optischen Achse parallelen Richtung eingesetzt ist; einen runden Stützvorsprung, der an der gleichen Seite des Körpers vorgesehen ist, an der sich das Loch befindet, und der ein Verbindungsloch aufweist, das in einer im Wesentlichen zur optischen Achse parallelen Richtung gebildet ist, und eine Führungsnut, die an einer Seite einer Seitenfläche des runden Stützvorsprungs gebildet ist; eine Welle, die in das Verbindungsloch des runden Stützvorsprungs eingesetzt ist und die Bewegung des Körpers führt; und ein Führungselement, das an der Stirnfläche des Körpers angeordnet ist, dessen eine Seite das Schraubelement elastisch federnd umgreift und durch Drehung des Schraubelements bewegt wird, und dessen andere Seite mit der Welle verbunden ist, um entlang der Führungsnut bewegbar zu sein und den Körper entlang der optischen Achse zu bewegen, wobei das Schraubelement, die Welle und das Führungselement tangential zur Stirnfläche des Körpers angeordnet sind.
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Das Führungselement kann aufweisen: ein Körperteil, ein feststehendes Stützteil, das sich von dem Körperteil erstreckt und einen Führungsvorsprung aufweist, der mit dem Schraubelement zusammenwirkt; und einen elastischen Stützbereich, der sich von dem feststehenden Stützteil erstreckt und eine Federkraft erzeugt, um das feststehende Stützteil dicht an dem Schraubelement zu befestigen.
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Das elastische Stützteil kann eine Mehrzahl elastischer Stützteile aufweisen, die sich von dem feststehenden Stützteil erstrecken.
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Das Führungselement kann weiter aufweisen: ein Flanschteil, das sich von dem Körperteil erstreckt und ein in dem runden Vorsprung angeordnetes Durchgangsloch aufweist, so dass die Welle durch das Durchgangsloch durchgeht; und ein Halsteil, das das Flanschteil mit dem Körperteil verbindet und sich entlang der Führungsnut bewegt.
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Das elastische Stützteil kann aufweisen: einen feststehenden Bereich, der sich von dem feststehenden Stützteil erstreckt, um feststehend zu sein; und einen elastischen Bereich, der sich von dem feststehenden Bereich erstreckt und vorgesehen ist, um elastisch bewegbar zu sein.
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Der Abstand zwischen dem Ende des elastischen Bereichs und dem feststehenden Bereich kann kleiner sein als der Durchmesser des Schraubelements. Wenn das Schraubelement zwischen dem feststehenden Stützteil und dem elastischen Bereich vorgesehen ist, befestigt somit der elastische Bereich durch seine Federkraft das Schraubelement dicht an dem feststehenden Stützelement.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich anhand der folgenden genauen Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen:
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1 und 2 Ansichten sind, in denen der Aufbau einer Linsentubusanordnung, die in einer digitalen Kamera im Stand der Technik verwendet wird, dargestellt ist;
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3 eine perspektivische Ansicht einer Linsenanordnung für ein Kameramodul, das in einem kleinen tragbaren Gerät angebracht ist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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4 eine perspektivische Explosionsansicht der Linsenanordnung aus 3 ist; und
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5A und 5B die Kopplung zwischen einem Führungselement und einem Schraubelement gemäß der Ausführungsform aus 4 darstellen.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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3 ist eine perspektivische Ansicht einer Linsenanordnung für ein Kameramodul gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Linsenanordnung aus 3. 5A und 5B stellen das Führungselement aus 4 dar.
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Wie in den 3 und 4 dargestellt ist, ist die Linsenanordnung für das Kameramodul gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Linsenanordnung, die für ein Kameramodul verwendet wird, das zum Beispiel in einem mobilen Kommunikationsendgerät, einem kleinen tragbaren Gerät, wie beispielsweise einem tragbaren Telefon oder einem persönlichen tragbaren Kommunikationsgerät (wie beispielsweise einem PDA (personal digital assistant)), verwendet wird.
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Das Kameramodul weist eine Mehrzahl an Linsenanordnungen auf. Die Mehrzahl an Linsenanordnungen kann feststehende Linsenanordnungen und bewegliche Linsenanordnungen, die sich entlang der optischen Achse bewegen können, umfassen. Alternativ können alle Linsenanordnungen als bewegliche Linsenanordnungen vorgesehen sein.
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Das Bewegen der Linsenanordnungen entlang der optischen Achse wird für eine Autofokusfunktion oder eine Zoomfunktion benutzt.
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Die Linsenanordnung aus den 3 und 4 stellt eine der oben genannten Linsenanordnungen dar.
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Wie in den 3 und 4 dargestellt ist, weist die Linsenanordnung für das Kameramodul gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Körper 10, der eine Linse 20 aufnimmt, ein Schraubelement 30 und ein Führungselement 60, das den Körper 10 bewegt, eine Stützwelle 14, die den Körper 10 stützt und führt, sowie eine Stütznut 12 auf, die die Stützwelle 14 aufnimmt.
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Die Linsenanordnung weist an einer Seite des Körpers 10 einen runden Stützvorsprung 40 auf. Der runde Stützvorsprung 40 ist mit einer Welle 50 verbunden und bietet eine Stütze für das Führungselement 60, damit dieses bewegbar mit der Welle 50 verbunden werden kann.
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Die Stützwelle 14 ist feststehend vorgesehen, und die Stütznut 12, die an dem Körper 10 gebildet ist, wird auf die Stützwelle 14 gesetzt, um zu gleiten und die Bewegung des Körpers 10 zu führen.
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Die Stützwelle 14 führt ebenfalls eine Bewegung einer anderen Linsenanordnung und dient dazu, alle Linsenanordnungen des Kameramoduls zu stützen.
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Die Welle 50 ist im Wesentlichen diagonal zur Stützwelle 14 vorgesehen und führt und stützt die Bewegung des Körpers 10.
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Das heißt, dass die Welle 50 und die Stützwelle 14 den Körper 10 diagonal stützen und die Bewegung des Körpers 10 führen.
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Die Welle 50 ist mit dem runden Stützvorsprung 40 verbunden. Die Welle 50 kann fest mit einem Verbindungsloch 42 des runden Stützvorsprungs 40 verbunden sein. Alternativ kann die Welle 50 mit dem Verbindungsloch 42 beweglich verbunden sein, so dass der runde Stützvorsprung 40 entlang der Welle 50 gleiten kann.
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Der runde Stützvorsprung 40 weist ein Verbindungsloch 42 auf, das entlang der optischen Achse gebildet ist, sowie eine Führungsnut 44, die an einer Seite der Seitenfläche gebildet ist.
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Die Führungsnut 44 führt das Führungselement 60, damit es sich entlang der Führungsnut 44 bewegt.
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Ein Loch 16 ist an einem Bereich des Körpers 10 mit einem vorbestimmten Abstand zu dem runden Stützvorsprung 40 beabstandet gebildet. Das Schraubelement 30 ist in das Loch 16 eingesetzt. Die Oberfläche des Schraubelements 30 weist ein Gewinde auf.
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Obwohl nicht dargestellt, ist das Schraubelement 30 mit einer bestimmten Antriebsvorrichtung verbunden und kann somit gedreht werden.
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Wie die Stützwelle 14 und die Welle 50 ist das Schraubelement 30 im Wesentlichen parallel zur optischen Achse vorgesehen.
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Eine Seite des Führungselements 60 ist mit dem runden Stützvorsprung 40 verbunden und wird von der Welle 50 gestützt, und die andere Seite ist mit dem Schraubelement 30 verbunden. Somit bewegt sich, wenn das Schraubelement 30 gedreht wird, das Führungselement 60 entlang der optischen Achse, um die Bewegung des Körpers 10 zu führen.
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Wie in den 4 und 5 dargestellt ist, weist das Führungselement 60 ein Körperteil 61, ein feststehendes Stützteil 62, elastische Stützteile 64a und 64b und ein Flanschteil 66 auf.
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Das feststehende Stützteil 62 erstreckt sich von dem Körperteil 61 und weist auf seiner Innenfläche einen Führungsvorsprung 62a, der mit dem Schraubelement 30 zusammenwirkt, auf.
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Die elastischen Stützteile 64a und 64b erstrecken sich von dem feststehenden Stützteil 62 und erzeugen eine Federkraft, um das feststehende Stützteil 62 dicht an dem Schraubelement 30 zu befestigen.
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Das Flanschteil 66 weist ein Durchgangsloch 67 auf und wird in den runden Stützvorsprung 40 so eingesetzt, dass die Welle 50 in das Durchgangsloch 67 eingesetzt werden kann.
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Das Führungselement 60 weist ein Halsteil 61a auf, das das Körperteil 61 mit dem Flanschteil 66 verbindet. Wenn das Flanschteil 66 in den runden Stützvorsprung 40 eingesetzt wird, geht das Halsteil 61a durch die Führungsnut 44. Das Halsteil 61a kann entlang der Führungsnut 44 bewegbar sein.
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Dadurch, dass das Halsteil 61a in der Führungsnut 44 bewegbar vorgesehen ist, kann ein kleines tragbares Gerät, das mit dem Kameramodul ausgestattet ist, Einwirkungen von außen elastisch aufnehmen.
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Die Kopplung zwischen dem Führungselement 60 und dem Schraubelement 30 wird nun genauer unter Bezugnahme auf die 5A und 5B beschrieben.
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Unter Bezugnahme auf die 5A und 5B weist das elastische Stützteil 64 einen feststehenden Bereich 63 auf, der sich von dem feststehenden Stützteil 62 erstreckt, sowie einen elastischen Bereich 65, der sich von dem feststehenden Bereich 63 erstreckt, um elastisch bewegbar zu sein.
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Wie in
5A dargestellt ist, biegt sich der elastische Bereich
65 zum feststehenden Stützteil
62. Zur Verbindung mit dem Schraubelement
30 muss sich der elastische Bereich
65 nach außen in Richtung des Pfeils
in
5B biegen. Wenn das Schraubelement
30 mit dem Führungselement
60 verbunden ist, erzeugt der elastische Bereich
65 eine Federkraft in Richtung des Pfeils
in
5B.
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Durch die in Richtung des Pfeils
ausgeübte Federkraft wird das feststehende Stützteil
62 dicht an dem Schraubelement
30 angeordnet. Während sich das Schraubelement
30 dreht, übt der elastische Bereich
64 kontinuierlich die Federkraft aus, wodurch das feststehende Stützteil
62 entlang des Schraubelements
30 bewegt wird.
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Der Betrieb der Linsenanordnung für das Kameramodul gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 beschrieben.
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Wenn ein vorbestimmtes Signal für Autofokus oder Zoom wirkt, ist das Antriebselement (nicht dargestellt) in Betrieb, um das Schraubelement 30 zu drehen.
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Wenn das Schraubelement 30 gedreht wird, bewegt sich das feststehende Stützteil 62 des Führungselements 60 entlang des Schraubelements 30 in Richtung der optischen Achse, da das feststehende Stützteil 62 mittels des Führungsvorsprungs 62a mit dem Schraubelement 30 zusammenwirkt.
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Der elastische Bereich 65 des elastischen Stützteils 64 des Führungselements 60 schiebt das Schraubelement 30 durch seine Federkraft, und der elastische Bereich 65 ist mit dem feststehenden Stützteil 62 über den feststehenden Bereich 63 verbunden. Somit ist das feststehende Stützteil 62 kontinuierlich dicht an dem Schraubelement 30 angeordnet.
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Wenn sich das Führungselement 60 in Richtung der optischen Achse bewegt, wird ebenfalls eine Antriebskraft auf das Flanschteil 66 des Führungselements 60, das in den runden Stützvorsprung 40 eingesetzt ist, ausgeübt, wodurch der Körper 10 entlang der optischen Achse bewegt wird.
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Wenn eine Kraft von außen wirkt, kann sich das Führungselement 60 bewegen, um die Kraft von außen zu absorbieren, da sich das Halsteil 61a des Führungselements 60 entlang der Führungsnut 44 des runden Stützvorsprungs 40 bewegen kann.
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Somit kann eine Beschädigung des Führungselements 60, verursacht durch eine Einwirkung von außen, auf einfache Weise verhindert werden.
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Die Linsenanordnung für das Kameramodul weist das elastische Stützteil an dem Führungselement als Ersatz für eine Torsionsfeder bei einer Linsenanordnung einer digitalen Kamera gemäß dem Stand der Technik auf. Das elastische Stützteil erzeugt durch seine Federkraft eine Stützkraft und das Führungselement ist so gestaltet, dass es entlang der Führungsnut des runden Stützvorsprungs bewegbar ist, so dass eine Einwirkung von außen absorbiert werden kann.
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Bei der Linsenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung führen das Führungselement und der runde Stützvorsprung auf ausreichende Weise die Funktionen der Torsionsfeder im Stand der Technik aus, und somit ist die Torsionsfeder nicht erforderlich. Somit kann die Linsenanordnung miniaturisiert werden.
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Für die Linsenanordnung für das in dem kleinen tragbaren Gerät angebrachte Kameramodul ist keine gesonderte elastische Einheit, wie beispielsweise eine Torsionsfeder, erforderlich, so dass es eine geringe Größe aufweisen kann, die für ein kleines tragbares Gerät, wie beispielsweise ein mobiles Kommunikationsendgerät, geeignet ist. Ebenfalls kann mit der Linsenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung eine gute Funktion ohne eine gesonderte Einheit, die eine Federkraft erzeugt, erhalten werden. Da die Struktur des Kameramoduls vereinfacht ist, ist der Montagevorgang einfacher, und es können Herstellungskosten und -zeit gespart werden.
