JP2007333792A

JP2007333792A - レンズ駆動装置

Info

Publication number: JP2007333792A
Application number: JP2006162248A
Authority: JP
Inventors: Akira Imai; 今井　　亮
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2006-06-12
Filing date: 2006-06-12
Publication date: 2007-12-27

Abstract

【課題】簡略かつ小型化することのできるレンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】形状記憶合金線５３は、レンズ駆動回路６０から電圧が印加されると収縮し、ズームレンズ４２を駆動する。レンズ位置検出部７１は、形状記憶合金線５３に流れている電流値に基づいて形状記憶合金線５３の長さを推定してズームレンズ４２のレンズ位置を検出し、レンズ位置の情報をレンズ駆動制御部７０にフィードバックする。レンズ駆動制御部７０は、レンズ位置検出部７１からフィードバックされたレンズ位置の情報と、システムコントローラ６１から入力された目標位置との偏差を算出し、この偏差に基づいて、レンズ位置が目標位置に合致するように、レンズ駆動回路６０から形状記憶合金線５３に印加される電圧に対するＰＷＭ制御を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、撮影装置に組み込まれたレンズ駆動装置に関するものである。

近年、撮像光学系と、撮像光学系により結像された画像を光電変換するＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子とを用いた撮影装置は、単体のデジタルカメラだけではなく、携帯電話や、ＰＤＡ（携帯型情報端末）などの各種電子機器に内蔵されることが多くなってきている。このような、小型の電子機器に内蔵される撮影装置では、ズームレンズなどの可動レンズを駆動するアクチュエータとしてモータを用いると撮影装置が大きくなってしまうため、形状記憶合金の伸縮を利用したアクチュエータを用いることによって小型化を図ったレンズ駆動装置が特許文献１〜４などで提案されている。
特開平９−１２７３９８号公報特開２００４−３８０５８号公報特開２００４−６９９５０号公報特開２００５−１９５９９８号公報

しかしながら、特許文献１記載のレンズ駆動装置では、可動レンズの位置を制御するために、形状記憶合金によるアクチュエータの他に、可動レンズの位置を検出するポジションメータを用いており、また、特許文献２〜４のそれぞれに記載のレンズ駆動装置では、可動レンズの位置を検出しないで形状記憶合金に通電するオープン制御と位置決め用のカムとを組み合わせた位置制御を行っているため、これらは構造が複雑であったり、サイズが大きくなるなどして、コストも掛かってしまうという問題があった。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、可動レンズの位置を精度良く制御するとともに構造が簡略で部品点数の少ないローコストなレンズ駆動装置を提供することを目的とする。

請求項１記載のレンズ駆動装置は、鏡筒内を光軸に沿って移動自在な光学レンズと、前記光学レンズを光軸に沿った一方向に付勢するバネと、通電に反応して変形することで前記光学レンズを前記バネの付勢方向と反対方向に駆動する形状可変部材と、前記形状可変部材に電圧を印加する電圧印加手段と、前記形状可変部材に通電されている電流値に基づいて前記光学レンズの位置を検出する位置検出手段と、前記光学レンズが停止する所定の目標位置と前記位置検出手段による検出位置とを比較して、前記検出位置が前記目標位置に合致するように前記電圧印加手段を制御して前記形状可変部材への電圧印加を変更する制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

また、前記形状可変部材は、線状に形成されており、前記光学レンズに連結されているとともに、前記鏡筒と一体に形成された複数の支持部によって移動自在に支持されており、通電に反応して収縮することで前記光学レンズを駆動することが好適である。

また、前記形状可変部材は、前記光学レンズに連結された部分から前記支持部に向かって直線的に配置された直線部分と、この直線部分に連続して前記鏡筒に対して螺旋状に巻き付けられた螺旋部分とからなることが好適である。

請求項４記載のレンズ駆動装置は、鏡筒内を光軸に沿って移動自在な光学レンズと、前記光学レンズを光軸に沿った一方向に付勢するバネと、前記光軸と略平行な方向に凹凸を有する波線状となるように前記鏡筒に対して巻きつけられ、通電に反応して収縮することで前記光学レンズを前記バネの付勢方向と反対方向に駆動する形状可変部材と、前記形状可変部材に電圧を印加する電圧印加手段と、前記形状可変部材に通電されている電流値に基づいて前記光学レンズの位置を検出する位置検出手段と、前記光学レンズが停止する所定の目標位置と前記位置検出手段による検出位置とを比較して前記検出位置が前記目標位置に合致するように前記電圧印加手段を制御して前記形状可変部材への電圧印加を変更する制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

また、前記光学レンズを支持し、前記鏡筒に対して移動自在に取り付けられ、周方向に略均等な角度間隔の位置にそれぞれ設けられた連結部を介して前記形状可変部材と連結するレンズ支持部材を備えており、前記バネは、複数の前記連結部毎にそれぞれ設けられ、前記レンズ支持部材を付勢することが好適である。

また、前記光学レンズを支持し、前記鏡筒に対して移動自在に取り付けられ、周方向に略均等な角度間隔の位置にそれぞれ設けられた連結部を介して前記形状可変部材と連結するレンズ支持部材を備えており、前記バネは、前記連結部とは異なる角度間隔の位置にそれぞれ設けられ、前記レンズ支持部材を付勢することが好適である。

また、前記形状可変部材は、形状記憶合金からなることが好適である。

なお、形状可変部材として、繊維状の形状記憶合金が特に好ましいが、誘電エラストマーや圧電素子などを用いても良い。

請求項１記載のレンズ駆動装置によれば、バネが光学レンズを光軸に沿った一方向に付勢し、通電に反応して変形する形状可変部材がバネの付勢方向と反対方向に光学レンズを駆動し、電圧印加手段が形状可変部材に電圧を印加し、位置検出手段が形状可変部材に通電されている電流値に基づいて光学レンズの位置を検出し、制御手段が、光学レンズが停止する所定の目標位置と位置検出手段による検出位置とを比較して、検出位置が目標位置に合致するように電圧印加手段を制御して形状可変部材への電圧印加を変更するので、アクチュエータである形状可変部材の他にレンズ位置を検出するセンサや位置決め用のカムなどを設けなくとも可動レンズの位置を精度良く制御するとともに、レンズ駆動装置を構造が簡略で部品点数の少ないローコストなものとすることができる。

また、形状可変部材が、線状に形成され、光学レンズに連結されているとともに、鏡筒と一体に形成された複数の支持部によって移動自在に支持されており、通電に反応して収縮することで光学レンズを駆動することで、可動レンズの移動を安定させることができる。

また、形状可変部材が、光学レンズに連結された部分から支持部に向かって直線的に配置された直線部分と、この直線部分に連続して前記鏡筒に対して螺旋状に巻き付けられた螺旋部分とからなることで、形状可変部材の可変ストロークに余裕を持たせて位置制御の精度を高め、且つレンズ駆動装置を小型化することができる。

請求項４記載のレンズ駆動装置によれば、バネが光学レンズを光軸に沿った一方向に付勢し、光軸と略平行な方向に凹凸を有する波線状となるように鏡筒に対して巻きつけられて通電に反応して収縮する形状可変部材がバネの付勢方向と反対方向に光学レンズを駆動し、電圧印加手段が形状可変部材に電圧を印加し、位置検出手段が形状可変部材に通電されている電流値に基づいて光学レンズの位置を検出し、制御手段が、光学レンズが停止する所定の目標位置と位置検出手段による検出位置とを比較して、検出位置が目標位置に合致するように電圧印加手段を制御して形状可変部材への電圧印加を変更するので、アクチュエータである形状可変部材の他にレンズ位置を検出するセンサや位置決め用のカムなどを設けなくとも可動レンズの位置を精度良く制御するとともに、レンズ駆動装置を構造が簡略で部品点数の少ないローコストなものとすることができる。また、形状可変部材の可変ストロークに余裕を持たせて位置制御の精度を高め、且つレンズ駆動装置を小型化することができる。

また、光学レンズを支持し、鏡筒に対して移動自在に取り付けられ、周方向に略均等な角度間隔の位置にそれぞれ設けられた連結部を介して形状可変部材と連結されるレンズ支持部材を備えており、バネが、複数の連結部毎にそれぞれ設けられ、レンズ支持部材を付勢することで、可動レンズが光軸に対して傾斜することを防ぐことができ、レンズ駆動装置における可動レンズの移動性能を向上させることができる。

また、光学レンズを支持し、鏡筒に対して移動自在に取り付けられ、周方向に略均等な角度間隔の位置にそれぞれ設けられた連結部を介して形状可変部材と連結されるレンズ支持部材を備えており、バネが、連結部とは異なる角度間隔の位置にそれぞれ設けられ、レンズ支持部材を付勢することで、可動レンズが光軸に対して傾斜することを防ぐことができ、レンズ駆動装置における可動レンズの移動性能を向上させることができる。

本発明を適用したカメラ付き携帯電話１０の正面側の外観斜視図を図１に、背面側の外観斜視図を図２に示す。カメラ付き携帯電話１０の本体部１１は、上部筐体１２、下部筐体１３、及び、これら筐体を回動自在に連結するヒンジ部１４から構成されている。上部筐体１１には、本発明が実施されたレンズ駆動装置１５（図５参照）を含む撮影装置１６（図５参照）が設けられている。本体部１１は、ヒンジ部１４で回動させることにより、上部筐体１２と下部筐体１３とを展開及び折り畳み可能となっている。

上部筐体１２及び下部筐体１３は、ともに略矩形の薄板状に形成されている。上部筐体１２の、背面１２ａには撮影装置１６の撮像レンズ２５が露呈し、正面１２ｂにはＬＣＤパネル２６及び受話スピーカ２７が、上面１２ｃにはアンテナ２８が配設されている。下部筐体１３の正面１３ａには操作部３１及び送話マイク３２が、下面１３ｂには外部機器とケーブル接続するための端子３４と、メモリーカード３５（図５参照）が装填されるメモリカードスロット３６が配設されている。メモリカードスロット３６の奥には、挿入されたメモリカード３５と電気的に接続され、メモリカード３５に対して画像データ等の読み書きを行うカードＩ／Ｆ３７（図５参照）が配設されている。

アンテナ２８は、通話や電子メールサービス、インターネット接続サービスを利用する際に電波信号の送受信に用いられる。受話スピーカ２７及び送話マイク３２はカメラ付き携帯電話１０で通話を行う際に用いられる。ＬＣＤパネル２６には、カメラ付き携帯電話１０におけるメニュー画面や、着信相手の電話番号などの各種情報、撮像素子３８（図３参照）により得られたスルー画像や、メモリカード３５に記録された画像が表示される。なお、撮像素子３８としては、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどを適宜用いれば良い。

操作部３１は、選択キー３１ａ、シャッタボタン３１ｂ及びダイヤルキー３１ｃなどからなる。選択キー３１ａは、各種メニューの選択及び設定などを行う際に押下される。また、選択キー３１ａは、撮影装置１６におけるズーム操作にも使用され、選択キー３１ａの操作に応じて被写体のズームアップ及びズームダウンが行われる。シャッタボタン３１ｂは、撮影装置１６のシャッターを切る操作に使用する。ダイヤルキー３１ｃは、電話番号や電子メールの文章などを入力する際に操作される。

図３及び図４に示すように、撮影装置１６の撮像レンズ２５はレンズ鏡筒４０に収容されている。レンズ鏡筒４０には撮像レンズ２５の他、光軸４１に沿って、ズームレンズ（光学レンズ）４２及び撮像レンズ４３が収容されている。

ズームレンズ４２は、レンズ鏡筒４０の内周面に対して摺動自在な支持枠（レンズ支持部材）４５によって周縁を保持されており、支持枠４５とともにレンズ鏡筒４０内を光軸４１に沿って移動可能となっている。ズームレンズ４２が移動することによって、撮像素子３８上に結像される被写体像が変倍される。

支持枠４５の外縁には、導電性を有する半環状の連結環（連結部）４６が突設されている。連結環４６は、レンズ鏡筒４０に設けられた長穴４０ａに、レンズ鏡筒４０の内側から緩やかに挿通されており、レンズ鏡筒４０の外部に露呈している。長穴４０ａの長手方向は、光軸４１と平行となっており、また、長穴４０ａ内には、円柱状のガイドピン４７が、軸が長手方向になるように設けられている。ガイドピン４７は、レンズ鏡筒４０に固着されるともに、支持枠４５に設けられている穴４５ａに摺動自在に挿通されており、これにより支持枠４５は、ガイドピン４７に沿って光軸４１と平行に移動する。

レンズ鏡筒４０の外周面４０ｂには、連結環４６と同様の形状である、ガイド環（支持部）５０及びバネ固定環５１が突設されている。ガイド環５０は、長穴４０ａよりも後方となる位置に２個が突設されている。バネ固定環５１は、導電性を有しており、長穴４０ａより前方となる位置に突設されている。ガイド環５０及び連結環４６には、１本の形状記憶合金線５３が、一方のガイド環５０から連結環４６、そして他方のガイド環５０の順で摺動自在に挿通される。

形状記憶合金線（形状可変部材）５３は、形状記憶合金からなる線材で、記憶熱処理されており、低温状態で変形させても、特定の高温状態にすると記憶された元の形に戻る性質を持っている。形状記憶合金線５３は、電圧を印加すると自己発熱によって高温状態となり、収縮するようになっている。形状記憶合金線５３は、連結環４６を介して支持枠４５と連結されており、連結環４６に挿通された部分から続いてガイド環５０のそれぞれに至る部分は、光軸と略平行な直線部分５４となっており、直線部分５４に続く後方の部分は、ガイド環５０のそれぞれに係合することによって屈曲した後、レンズ鏡筒４０の外側に２重の螺旋状に巻き付けられた螺旋部分５５となっている。

形状記憶合金線５３の全体が収縮すると、ガイド環５０のそれぞれを通って直線部分５４から螺旋部分５５へと形状記憶合金線５３の一部が移動する。これにより、連結部４６を介して形状記憶合金線５３と連結されている支持枠４５及びズームレンズ４２は、ガイド環５０の側へ駆動されて移動する。形状記憶合金線５３が直線部分５４及び螺旋部分５５とからなるので、形状記憶合金線５３の全体が光軸と略平行な直線状である場合よりも形状記憶合金線５３の全体の変化量は増大し、したがってズームレンズ４２の移動量は拡大し、レンズ駆動装置１５の設計の自由度も拡大する。

連結環４６とバネ固定環５１にはバネ５６が掛け渡されている。バネ５６はコイルバネであり、連結環４６を介してズームレンズ４２をバネ固定環５１の側へ付勢する。即ち、バネ５６は、形状記憶合金線５３が駆動する方向と反対の方向へズームレンズ４２を付勢する。バネ５６は、連結環４６を介して形状記憶合金線５３と電気的に接続されており、後述するように、レンズ駆動回路（電圧印加手段）６０（図５参照）から形状記憶合金線５３への電圧の印加は、バネ５６を介して行われる。

図５に示すように、レンズ駆動装置１５を含む撮影装置１６は、システムコントローラ６１によって統括的に制御される。システムコントローラ６１は、例えばマイクロコンピュータからなり、ＣＰＵ６１ａの他に、制御プログラムや各種設定データ等が記憶されたＲＯＭ６１ｂと、制御時に生じた種々のデータが記憶されるＲＡＭ６１ｃとを備えている。

レンズ鏡筒４０の後方には、撮像素子３８が配置されている。撮像素子３８は、レンズ鏡筒４０内のレンズによって結像された被写体光を、多数の受光素子が２次元配列されてなる受光部によって光電変換し、撮像信号（電圧信号）を出力する。

撮像素子３８から出力された撮像信号は、画像処理回路６２に入力される。画像処理回路６２は、いわゆるアナログ・フロント・エンド回路であり、アナログの撮像信号をデジタルの撮像信号に変換するとともに、画像データに輝度レベル補正やホワイトバランス補正等の画質調整とＹＣ処理と、固定長化処理及び圧縮処理とを施す。撮影中にＬＣＤパネル２６にスルー画表示を行なう場合には、画質調製された画像データに簡易レベルの簡易ＹＣ処理を施し、輝度データと色差データとからなる簡易ＹＣ画像データに変換する。この簡易ＹＣ画像データは、画像メモリ６３を介して表示回路６４に読み出され、ＮＴＳＣ等のコンポジット信号に変換されてＬＣＤパネル２６に入力される。

撮影が行なわれた場合には、画像処理回路６２は、画質調製が施された画像データに本格的なＹＣ処理を施し、ＹＣ画像データを生成する。このＹＣ画像データには、更に固定長化処理と圧縮処理とが施され、例えばｊｐｅｇ形式の画像データに変換される。画像データはＲＡＭ６１ｃに記憶された後、カードＩ／Ｆ３７を介してメモリカード３５に書き込まれる。また、カードＩ／Ｆ３７は、再生モードにおいてメモリカード３５から画像データを読み出す。読み出された画像データは、伸長処理され、表示回路６４を介してＬＣＤパネル２６に表示される。

レンズ駆動装置１５は、形状記憶合金線５３、レンズ駆動回路６０、レンズ駆動制御部（制御手段）７０及びレンズ位置検出部（位置検出手段）７１から構成される。レンズ駆動制御部７０には、システムコントローラ６１から、操作部３１におけるズーム操作に応じた変倍率が制御信号として入力される。

レンズ駆動装置１５は、システムコントローラ６１からの制御信号に基づいて、ズームレンズ４２の目標位置を決定する。そして、レンズ駆動制御部７０は、ズームレンズ４２が目標位置に移動するように、レンズ駆動回路６０から形状記憶合金線５３に印加される電圧に対しＰＷＭ（パルス幅変調）制御を行う。

レンズ駆動回路６０は、レンズ駆動制御部７０の制御に従って電圧の駆動パルスを生成し、バネ固定環５１に印加する。バネ固定環５１、バネ５６、連結環４６及び形状記憶合金線５３は互いに電気的に接続されており、したがって、レンズ駆動回路６０は、バネ固定環５１、バネ５６及び連結環４６を介して形状記憶合金線５３に電圧を印加することとなる。形状記憶合金線５３の端部５３ａ，５３ｂは図示を省略した電気回路に接続されており、バネ５６及び連結環４６を介して電圧が印加された際には、端部５３ａ，５３ｂのそれぞれに等しい電流が流れるようになっている。

レンズ位置検出部７１は、形状記憶合金線５３に電圧が印加されている際に、形状記憶合金線５３に流れている電流値を測定する。なお、レンズ位置検出部７１は、形状記憶合金線５３の端部５３ａ，５３ｂの、どちらか一方の電流値を測定するとしても良いし、両方の電流値を測定するとしても良い。図６（Ａ）〜（Ｃ）のチャートに示すように、ズームレンズ４２のレンズ位置及び形状記憶合金線５３の長さ、形状記憶合金線５３の長さ及び形状記憶合金線５３の温度、並びに、形状記憶合金線５３の温度及び形状記憶合金線５３の電流のそれぞれは比例関係にあり、したがって、形状記憶合金線５３の電流値からズームレンズ４２のレンズ位置を一意的に推定することができる。レンズ位置検出部７１は、測定した電流値に基づいて形状記憶合金線５３の長さを推定し、ズームレンズ４２のレンズ位置を検出する。レンズ位置検出部７１は、検出したレンズ位置の情報をレンズ駆動制御部７０に入力（フィードバック）する。

レンズ駆動制御部７０は、レンズ位置検出部７１からフィードバックされたレンズ位置の情報と、システムコントローラ６１から入力された目標位置との偏差を算出し、この偏差に基づいて、レンズ位置が目標位置に合致するように、レンズ駆動回路６０から形状記憶合金線５３に印加される電圧に対するＰＷＭ（パルス幅変調）制御を行う。即ち、レンズ駆動制御部７０は、レンズ位置を目標位置に合致させるのに要するパルス電圧を示すパルス幅変調信号をレンズ駆動回路６０に入力し、レンズ駆動回路６０は、パルス幅変調信号に基づくパルス電圧を形状記憶合金線５３に印加する。このように、アクチュエータである形状記憶合金線５３の他にズームレンズ４２のレンズ位置を検出するセンサや位置決め用のカムなどを設けなくともズームレンズ４２の位置制御を行うことができるので、レンズ駆動装置１５を簡略かつ小型化することができる。

なお、上記実施形態では、形状記憶合金線５３を直線部分５４及び螺旋部分５５から構成していたが、レンズを駆動するアクチュエータとなる形状記憶合金の形態はこれに限られない。形状記憶合金の形態を、光軸と平行な方向に凹凸する波線状となるように鏡筒に巻き付けた場合の例を図７に示す。なお、上記実施形態と同様の機能を有するものには同じ符合を付してある。

図７に示すように、形状記憶合金線８０は、長穴４０ａよりも後方となる位置に、光軸４１と平行な方向に凹凸する波線状となるようにレンズ鏡筒４０の外側に巻き付けられている。レンズ鏡筒４０の外周面４０ｂにはガイド環５０が、形状記憶合金線８０の凹凸の頂点の位置毎に突設されており、摺動可能に挿通された形状記憶合金線８０を保持している。形状記憶合金線８０の前方に凸となっている頂点の部分の１つは、ガイド環５０に挿通されておらず、連結環４６に摺動可能に挿通されている。形状記憶合金線８０の端部８０ａ，８０ｂは図示を省略した電気回路に接続されており、バネ５６及び連結環４６を介して電圧が印加された際には、端部８０ａ，８０ｂのそれぞれに等しい電流が流れるようになっている。形状記憶合金線８０は、電圧を印加すると上記の形状記憶合金線５３と同様に自己発熱によって収縮する。形状記憶合金線８０の全体が収縮すると、連結部４６及びガイド環５０に挿通されている部分を凹凸の頂点として維持しながら、凹凸の振幅が少なくなるように変形する。これにより、連結部４６を介して形状記憶合金線８０と連結されているズームレンズ４２は、ガイド環５０の側へ駆動されて移動する。

レンズ駆動装置１５を形状記憶合金線８０、レンズ駆動回路６０、レンズ駆動制御部７０及びレンズ位置検出部７１で構成する。このようにすることによって、アクチュエータである形状記憶合金線８０の他にズームレンズ４２のレンズ位置を検出するセンサや位置決め用のカムなどを設けなくともズームレンズ４２の位置制御を行うことができるので、レンズ駆動装置１５を簡略かつ小型化することができる。また、形状記憶合金線８０の形状を波線状とすることで全体の変化量は増大し、したがってズームレンズ４２の移動量は拡大し、レンズ駆動装置１５の設計の自由度も拡大する。

上記実施形態では、形状記憶合金線８０と支持枠４５とを連結する連結環４６は、支持枠４５の外縁に一つ突設されていたが、形状記憶合金線８０と支持枠４５とを連結する態様はこれに限られない。例えば、連結環４６と同様の連結環を支持枠４５の適宜の位置に複数設けて、形状記憶合金線８０と支持枠４５とを複数の位置で連結し、バネ５６を連結環毎に設けて連結環のそれぞれにおいて形状記憶合金線８０による駆動方向と反対の方向へ支持枠４５を付勢することによって、ズームレンズ４２が光軸４１に対して傾斜することを防ぐことができ、レンズ駆動装置１５におけるズームレンズ４２の移動性能を向上させることができる。４個の連結環を、支持枠４５の外縁に周方向にそれそれが等間隔となるように設けて形状記憶合金線８０と支持枠４５とを４ヶ所で連結するとともに、バネ５６を連結環毎に設けた場合の例を図８及び図９に示す。なお、図８において、図が煩雑となるのを防ぐために、隠れ線による図示を支持枠４５のみとする。上記実施形態と同様の機能を有するものには同じ符合を付してある。

図８及び図９に示すように、支持枠４５の外縁には、周方向にそれそれが等間隔となるように連結環４６，８５〜８７が４個突設されている。レンズ鏡筒４０には、連結環４６，８５〜８７のそれぞれに対応する長穴４０ａが計４ヶ所設けられており、その内の１つにはガイドピン４７が固着されている。連結環４６，８５〜８７のそれぞれには、形状記憶合金線８０の前方に凸となっている頂点の部分が摺動可能に挿通されている。レンズ鏡筒４０の外周面４０ｂには、長穴４０ａのそれぞれの前方となる位置毎にバネ固定環５１が突設されている。連結環４６，８５〜８７及びバネ固定環５１の１対毎にバネ５６が掛け渡されている。レンズ駆動回路６０は、連結環４６と対となるバネ固定環５１に電圧を印加し、バネ固定環５１、バネ５６及び連結環４６を介して形状記憶合金線８０に電圧を印加する。このように、複数箇所で連結環４６，８５〜８７のそれぞれによって支持枠４５と形状記憶合金線８０とを連結し、バネ５６を連結環４６，８５〜８７のそれぞれに設けることによって、ズームレンズ４２が光軸４１に対して傾斜することを防ぐことができ、レンズ駆動装置１５におけるズームレンズ４２の移動性能を向上させることができる。

また、複数の連結環４６と同様の連結環を支持枠４５の適宜の位置に複数設けて、形状記憶合金線８０と支持枠４５とを複数の位置で連結した場合に、バネ５６を連結環毎に設けず、支持枠４５の周上に均等な間隔で複数設けることによっても、バネ５６のズームレンズ４２が光軸４１に対して傾斜することを防ぐことができ、レンズ駆動装置１５におけるズームレンズ４２の移動性能を向上させることができる。４個の連結環４６，８５〜８７を、支持枠４５の外縁に周方向にそれそれが等間隔となるように設けて形状記憶合金線８０と支持枠４５とを４ヶ所で連結するとともに、３個のバネ５６を支持枠４５の周上にそれぞれが１２０度の間隔となるように設けた場合の例を図１０及び図１１に示す。なお、図１０において、図が煩雑となるのを防ぐために、隠れ線による図示を支持枠４５のみとする。上記実施形態と同様の機能を有するものには同じ符合を付してある。

図１０及び図１１に示すように、支持枠４５の外縁には、周方向にそれそれが等間隔となるように連結環４６，８５〜８７が４個突設されている。また、支持枠４５の外縁には、連結環４６と同様の形状のバネ連結環９０，９１が、連結環４６とそれぞれ１２０度の間隔となるように突設されている。レンズ鏡筒４０には、連結環４６に対応する長穴４０ａと、連結環８５〜８７及びバネ連結環９０，９１をレンズ鏡筒４０の内側から外部に露呈させる切り欠き４０ｃが設けられている。切り欠き４０ｃは、レンズ駆動装置１５によって駆動される支持枠４５の移動を阻害しない十分な大きさとなっている。連結環４６，８５〜８７のそれぞれには、形状記憶合金線８０の前方に凸となっている頂点の部分が摺動可能に挿通されている。

連結環４６及びバネ連結環９０，９１のそれぞれの前方となる位置毎にバネ固定環５１が突設され、連結環４６及びバネ連結環９０，９１並びにバネ固定環５１の１対毎にバネ５６が掛け渡されている。このように、複数箇所で連結環４６，８５〜８７のそれぞれによって支持枠４５と形状記憶合金線８０とを連結し、３個のバネ５６を支持枠４５の周上にそれぞれが１２０度の間隔となるように設けることによって、ズームレンズ４２が光軸４１に対して傾斜することを防ぐことができ、レンズ駆動装置１５におけるズームレンズ４２の移動性能を向上させることができる。

なお、上記実施形態では、形状記憶合金からなるアクチュエータによって駆動されるものはズームレンズ４２であったが、例えば焦点調節を行うフォーカスレンズなどを駆動するようにしても良い。また、駆動するレンズは単体のレンズに限られず、例えば、複数枚のレンズからなるレンズ群を一体として駆動するようにしても良い。

上記実施形態では、ズームレンズ４２の後方に形状記憶合金線５３，８０を配置し、前方にバネ５６を配置したが、これを、ズームレンズ４２の前方に形状記憶合金線５３，８０を配置し、後方にバネ５６を配置するとしても良い。この場合、ズームレンズ４２は、形状記憶合金線５３，８０によって前方に駆動され、バネ５６によって後方に付勢されることとなる。また、レンズ駆動装置１５は、プリズムを用いて屈曲光学系としたレンズ鏡筒のズーム機構に用いることもできる。この場合、ズーム機構の可動レンズを、前後方向ではなく、これに垂直な方向に移動するものにでき、従っては前後方向に薄型の撮影装置とすることができる。

上記実施形態では、バネ５６及び連結環４６を介して形状記憶合金線５３，８０へ電圧を印加していたが、形状記憶合金線５３，８０の端部５３ａ，５３ｂ，８０ａ，８０ｂの一方から電圧を印加し、他方をグランド側としても良い。

カメラ付き携帯電話の正面側を示す外観斜視図である。カメラ付き携帯電話の背面側を示す外観斜視図である。レンズ鏡筒の構成を示す斜視図である。レンズ鏡筒の構成を示す断面図である。撮影装置の電気的構成を示すブロック図である。レンズ位置、形状記憶合金線長、形状記憶合金線温度及び形状記憶合金線電流の関係を示すチャートである。レンズ鏡筒の構成を示す断面図である。レンズ鏡筒の構成を示す断面図である。支持枠に突設された連結環の配置を示す正面図である。レンズ鏡筒の構成を示す断面図である。支持枠に突設された連結環及びバネ連結環の配置を示す正面図である。

符号の説明

１５レンズ駆動装置
４０レンズ鏡筒
４１光軸
４２ズームレンズ（光学レンズ）
４５支持枠（レンズ支持部材）
４６連結環（連結部）
５０ガイド環（支持部）
５３，８０形状記憶合金線（形状可変部材）
５４直線部分
５５螺旋部分
５６バネ
６０レンズ駆動回路（電圧印加手段）
７０レンズ駆動制御部（制御手段）
７１レンズ位置検出部（位置検出手段）

Claims

鏡筒内を光軸に沿って移動自在な光学レンズと、
前記光学レンズを光軸に沿った一方向に付勢するバネと、
通電に反応して変形することで前記光学レンズを前記バネの付勢方向と反対方向に駆動する形状可変部材と、
前記形状可変部材に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記形状可変部材に通電されている電流値に基づいて前記光学レンズの位置を検出する位置検出手段と、
前記光学レンズが停止する所定の目標位置と前記位置検出手段による検出位置とを比較して、前記検出位置が前記目標位置に合致するように前記電圧印加手段を制御して前記形状可変部材への電圧印加を変更する制御手段とを備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。
前記形状可変部材は、線状に形成されており、前記光学レンズに連結されているとともに、前記鏡筒と一体に形成された複数の支持部によって移動自在に支持されており、通電に反応して収縮することで前記光学レンズを駆動することを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
前記形状可変部材は、前記光学レンズに連結された部分から前記支持部に向かって直線的に配置された直線部分と、この直線部分に連続して前記鏡筒に対して螺旋状に巻き付けられた螺旋部分とからなることを特徴とする請求項２記載のレンズ駆動装置。
鏡筒内を光軸に沿って移動自在な光学レンズと、
前記光学レンズを光軸に沿った一方向に付勢するバネと、
前記光軸と略平行な方向に凹凸を有する波線状となるように前記鏡筒に対して巻きつけられ、通電に反応して収縮することで前記光学レンズを前記バネの付勢方向と反対方向に駆動する形状可変部材と、
前記形状可変部材に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記形状可変部材に通電されている電流値に基づいて前記光学レンズの位置を検出する位置検出手段と、
前記光学レンズが停止する所定の目標位置と前記位置検出手段による検出位置とを比較して前記検出位置が前記目標位置に合致するように前記電圧印加手段を制御して前記形状可変部材への電圧印加を変更する制御手段とを備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。
前記光学レンズを支持し、前記鏡筒に対して移動自在に取り付けられ、周方向に略均等な角度間隔の位置にそれぞれ設けられた連結部を介して前記形状可変部材と連結するレンズ支持部材を備えており、前記バネは、複数の前記連結部毎にそれぞれ設けられ、前記レンズ支持部材を付勢することを特徴とする請求項４記載のレンズ駆動装置。
前記光学レンズを支持し、前記鏡筒に対して移動自在に取り付けられ、周方向に略均等な角度間隔の位置にそれぞれ設けられた連結部を介して前記形状可変部材と連結するレンズ支持部材を備えており、前記バネは、前記連結部とは異なる角度間隔の位置にそれぞれ設けられ、前記レンズ支持部材を付勢することを特徴とする請求項４記載のレンズ駆動装置。
前記形状可変部材は、形状記憶合金からなることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のレンズ駆動装置。