JP2008281900A - 駆動装置およびレンズ保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動装置を小型化すること。
【解決手段】連結部材１４は、外枠１０と内枠１２の所定の相対的な位置関係を維持するように構成される。駆動電流が形状記憶合金２２に供給され、形状記憶合金２２が収縮することにより、外枠１０と内枠１２の相対的な位置関係を変化させる。また、連結部材１４は、形状記憶合金２２への駆動電流の供給が停止された場合に、外枠１０と内枠１２の相対的な位置関係を元に戻すような弾性を有する。第１バネ部材１６ａは、駆動部材１８を第１位置、または、第１位置とは異なる第２位置に付勢する。内枠１２は、一方の形状記憶合金が収縮することによって、第１バネ部材１６ａのバネ力に抗して、駆動部材１８を一方の位置から他方の位置に移動させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、駆動部材の駆動技術に関し、特に、携帯端末に搭載された駆動装置およびレンズ保護装置に関する。

近年、ディジタル信号処理技術の発展により、アナログカメラに代わって、ディジタルカメラが台頭している。通常、ディジタルカメラには、撮影時以外においてレンズを保護するためのレンズバリアが搭載される。一般的に、レンズバリアの開閉駆動は、モータやプランジャなどによって実現される。しかしながら、モータやプランジャのような電磁部品の小型化には限度があるため、携帯電話などの小型のディジタルカメラ用としては、上述したような電磁部品を組み込むことが困難であった。従来、電磁部品を用いずに、形状記憶合金を駆動源とする技術を開示するものがある（たとえば、特許文献１、２参照）。
特開２０００−２２１５６３号公報 特開２００２−２６８７４８号公報

将来的に、携帯端末は、更なる小型化が進むと予想されるため、携帯端末に組み込まれる駆動装置にも更なる小型化が望まれる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、レンズバリアの駆動機構を小型化できる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の駆動装置は、駆動部材を駆動する駆動装置であって、ベース部材と、アーム部材と、ベース部材とアーム部材とを連結する連結部材と、アーム部材に接続されて、ベース部材に対する駆動部材の位置を定めるバネ部材と、ベース部材の異なる位置にそれぞれの一端が固定され、アーム部材の異なる位置にそれぞれの他端が接続された２つの形状記憶合金と、を備える。形状記憶合金は、駆動電流が供給されることによって収縮し、一方の形状記憶合金が収縮することによって、アーム部材が駆動部材を駆動する。

ここで、形状記憶合金は、通電したときの電気エネルギーによって発熱し、その熱エネルギーをもとに力学的エネルギーとしての形状回復力を発生させてもよい。また、形状記憶合金は二方向性の形状記憶効果をもつものであってもよい。この態様によると、形状記憶合金に駆動電流を供給することで駆動部材を駆動でき、簡易な構成で小型のアクチュエータを実現できる。

連結部材は、ベース部材とアーム部材の所定の相対的な位置関係を維持するように構成され、形状記憶合金に駆動電流が供給され、形状記憶合金が収縮することにより、ベース部材とアーム部材の相対的な位置関係を変化させ、形状記憶合金への駆動電流の供給が停止されると、ベース部材とアーム部材の相対的な位置関係を元に戻すような弾性を有してもよい。

この場合、形状記憶合金に駆動電流が供給され、形状記憶合金が収縮することにより、ベース部材とアーム部材の相対的な位置関係を変化させ、形状記憶合金への駆動電流の供給が停止されると、ベース部材とアーム部材の相対的な位置関係が元に戻すような弾性を有することによって、ベース部材とアーム部材の所定の相対的な位置関係を維持できる。

バネ部材は、駆動部材を第１位置、または、第１位置とは異なる第２位置に付勢し、アーム部材は、一方の形状記憶合金が収縮することによって、バネ部材のバネ力に抗して、駆動部材を第１位置から第２位置に移動させ、また、他方の形状記憶合金が収縮することによって、バネ部材のバネ力に抗して、駆動部材を第２位置から第１位置に移動させてもよい。

この場合、駆動電流が形状記憶合金に供給されなければ、バネ部材は、駆動部材を第１位置または第２位置の安定位置に保持できる。また、駆動電流が形状記憶合金に供給され、形状記憶合金が収縮することによって、駆動部材は、第１位置と、第２位置との間で移動できる。

バネ部材は、駆動部材が一方の位置から他方の位置に移動する際に、一方の位置から、第１位置と第２位置との間の中立位置に至るまでは、移動に抗するようなバネ力を駆動部材に印加し、中立位置から他方の位置に至るまでは、移動を補助するようなバネ力を駆動部材に印加してもよい。

この場合、駆動部材が第１位置と中立位置の間に存在すれば、バネ部材が駆動部材に対し、第１位置に移動させる方向のバネ力を与え、一方、駆動部材が第２位置と中立位置の間に存在すれば、バネ部材が駆動部材に対し、第２位置に移動させる方向のバネ力を与える。これにより、駆動部材は、形状記憶合金が収縮しないかぎり、第１位置と、第２位置のいずれかに安定して位置する。一方、駆動部材がバネ力に抗して一方の位置から中立位置を超えるように移動した場合、一転して、バネ力も駆動部材に対して他方の位置に近づくような方向に作用するため、効率的に駆動部材を移動できる。このように、駆動部材は、バネ力により２つの位置のいずれかに安定的に位置する一方、形状記憶合金の収縮力とバネ部材のバネ力との相互作用により効率的に２つの位置の間で移動できる。

駆動装置は、バネ部材により駆動部材に印加されるバネ力の一部をキャンセルする緩衝部材をさらに含んでもよい。緩衝部材は、両端が駆動部材とベース部材のそれぞれに接続され、バネ部材のバネ力に抗するようなバネ力を駆動部材に与えてもよい。この場合、バネ部材により駆動部材に印加されるバネ力の一部をキャンセルできる。緩衝部材は、バネ部材により駆動部材に印加されるバネ力のうち、所定の方向以外の方向に作用するバネ力の成分を低減する。これにより、駆動部材は、スムーズに所定の方向に移動できる。

アーム部材は、駆動部材を押接する押接部を含んでもよい。一方の形状記憶合金に駆動電流が供給されている場合に、駆動部材を押接することによって、駆動部材を一方の位置から他方の位置に移動できる。

形状記憶合金は、連結部材とアーム部材とに形成された配線から、駆動電流を供給されてもよい。この場合、通電路を簡易に構成でき、装置を小型化できる。

本発明の別の態様は、レンズ保護装置である。この装置は、レンズを遮蔽する閉鎖位置と、レンズを開放する開放位置との間で移動可能なレンズ保護羽根と、レンズ保護羽根を支持する駆動部材と、ベース部材と、アーム部材と、ベース部材とアーム部材とを連結する連結部材と、駆動部材およびアーム部材に接続されて、駆動部材を第１位置または第１位置とは異なる第２位置に付勢するバネ部材と、ベース部材の異なる位置にそれぞれの一端が固定され、アーム部材の異なる位置にそれぞれの他端が接続された２つの形状記憶合金と、を備える。形状記憶合金は、駆動電流が供給されることによって収縮し、連結部材は、ベース部材とアーム部材の所定の相対的な位置関係を維持するように構成され、形状記憶合金に駆動電流が供給され、形状記憶合金が収縮することにより、ベース部材とアーム部材の相対的な位置関係を変化させ、形状記憶合金への駆動電流の供給が停止されると、ベース部材とアーム部材の相対的な位置関係を元に戻すような弾性を有する。アーム部材は、一方の形状記憶合金が収縮することによって、バネ部材のバネ力に抗して、駆動部材を第１位置から第２位置に移動させ、また、他方の形状記憶合金が収縮することによって、バネ部材のバネ力に抗して、駆動部材を第２位置から第１位置に移動させ、レンズ保護羽根は、駆動部材が一方の位置から他方の位置に向けて移動することによって、閉鎖位置と開放位置との間で移動する。この場合、２つの形状記憶合金のいずれかに駆動電流を供給することによって、レンズ保護羽根の開閉移動を簡易に制御できる。

バネ部材により駆動部材に印加されるバネ力の一部をキャンセルする緩衝部材をさらに含んでもよい。緩衝部材は、両端が駆動部材とベース部材のそれぞれに接続され、バネ部材のバネ力に抗するようなバネ力を駆動部材に与えてもよい。アーム部材は、一方の形状記憶合金に駆動電流が供給されている場合に、駆動部材を押接する押接部を含んでもよい。形状記憶合金は、連結部材とアーム部材とを介して、駆動電流が供給されてもよい。

ベース部材とアーム部材と連結部材とは、一体成形されてもよい。ベース部材とアーム部材と連結部材とは、微細加工可能な材料により一体成形されてもよく、たとえば、樹脂や金属シリコンなどの材料が用いられてもよい。この場合、部品点数を減少でき、また、コストを低減できる。

ベース部材とアーム部材と連結部材と駆動部材のうちのいずれかと、レンズ保護羽根とは、階層的に配置されてもよい。この場合、レンズ保護装置を小型化できる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、レンズ保護装置の駆動機構を小型化できる。

本発明の実施形態を具体的に説明する前に、まず、概要について述べる。本実施形態は、レンズ保護装置に関する。本実施形態にかかるレンズ保護装置は、携帯電話等の小型の電子機器に搭載されるディジタルカメラのレンズの保護に好適である。

一般的に、レンズ保護装置は、レンズ保護羽根を開閉するように構成される。レンズ保護装置においては、撮影時にレンズ保護羽根を開いてレンズを開放し、撮影時以外においてレンズ全体を遮蔽するように閉じる。

前述したように、従来のレンズ保護装置は、モータやプランジャなどを駆動源として、レンズ保護羽根が開閉するように設計される。しかし、モータやプランジャのような電磁部品の小型化には限度があり、たとえば、携帯電話などにディジタルカメラに、電磁部品の羽根開閉機構を組み込むことは難しい。また、携帯電話などの精密機械を設計する場合、コスト面を考慮して、部品点数を少なくすることが好ましい。

そこで、本実施形態のレンズ保護装置においては、形状記憶合金の形状回復力と、バネ部材のバネ力とを効率的に利用し、レンズ保護羽根を開閉させることとした。このような態様により、簡易な構成により、小型のレンズ保護装置を実現できる。

本実施形態の動作原理について説明する。図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態のレンズ保護装置の駆動機構の一例を示す図である。図１（ａ）は、回転出力を発生するための駆動機構２００を示している。駆動機構２００は、ベース部材８０と、アーム部材８２と、連結部材１４と、バネ部材１６と、駆動部材８４と、形状記憶合金２２で代表される第１形状記憶合金２２ａと第２形状記憶合金２２ｂとを含む。駆動機構２００では、連結部材１４と駆動部材８４とが一体の部材として構成されている。

第１形状記憶合金２２ａは、一端がベース部材８０に接続され、他端がアーム部材８２に接続される。第２形状記憶合金２２ｂも同様に、両端がベース部材８０とアーム部材８２とに接続されるが、第１形状記憶合金２２ａとは異なる位置に接続される。形状記憶合金２２は、Ｔｉ−Ｎｉ系の素材などを用いて構成され、線状の形状を有する。また、形状記憶合金２２は、供給された駆動電流にかかる電気エネルギーによって発熱し、その熱エネルギーをもとに力学的エネルギーとしての形状回復力を発生する。具体的には、形状記憶合金２２は、駆動電流が与えられた際に、収縮する性質を有する。

連結部材１４は、ベース部材８０とアーム部材８２とを連結する。また、連結部材１４は、ベース部材８０との連結部分４２において、ベース部材８０に回転可能に支持されている。アーム部材８２は、貫通穴を有し、貫通穴に挿通される。

駆動機構２００において、連結部材１４と駆動部材８４とは一体であり、バネ部材１６は、連結部材１４と、換言すると駆動部材８４とアーム部材８２とに接続される。バネ部材１６は、突起４０とアーム部材８２の間に間挿され、それぞれを離す方向にバネ力を生じる。これにより、バネ部材１６は、ベース部材８０に対する駆動部材８４の位置を定める。

駆動機構２００において、第１形状記憶合金２２ａに駆動電流が供給された場合、第１形状記憶合金２２ａは収縮する。この収縮力により、ベース部材８０とアーム部材８２とが近づくように変位する。ここで、ベース部材８０が固定されている場合、アーム部材８２が図中上方に引き上げられるように変位する。このとき、第２形状記憶合金２２ｂは、その長さが変わらない。そのため、アーム部材８２は、第２形状記憶合金２２ｂとベース部材８０との接点を中心として、反時計回りの方向Ａ１に回転する。

この回転に伴い、第１押接部８６ａが駆動部材８４を押接することによって、駆動部材８４は、連結部分４２を中心として、反時計回りの方向Ａ１に回転する。以上により、形状記憶合金２２の収縮力をもとに、回転出力を発生することができる。

なお、第１形状記憶合金２２ａへの駆動電流の供給が停止された場合、バネ部材１６のバネ力により、連結部材１４やアーム部材８２は元の安定位置に戻る。

一方、第２形状記憶合金２２ｂに駆動電流が供給された場合は、第２押接部８６ｂが駆動部材８４を押接し、駆動部材８４の回転する方向が時計回り方向Ａ２になる以外は、第１形状記憶合金２２ａに駆動電流が供給された場合と同様であるため、説明を省略する。

図１（ｂ）は、直動出力を発生するための駆動機構２１０を示している。図１（ｂ）において、図１（ａ）と同一の構成については、同一の符号を付して、説明を簡略化する。駆動機構２１０は、ベース部材８０と、アーム部材８２と、連結部材１４と、バネ部材１６と、駆動部材８４と、形状記憶合金２２で代表される第１形状記憶合金２２ａと第２形状記憶合金２２ｂとを含む。駆動機構２１０では、連結部材１４と駆動部材８４とが一体の部材として構成されている。

図１（ｂ）においては、連結部材１４が貫通穴をもつ筒部２８を有し、ベース部材８０を一方向に摺動可能に支持する点と、形状記憶合金２２の接続態様とが、図１（ａ）と異なっている。形状記憶合金２２の接続態様は、駆動電流を供給されない状態において、図示するごとく、距離Ｌ１が距離Ｌ２よりも短い。第２形状記憶合金２２ｂについても同様である。

駆動機構２１０においては、駆動電流が第１形状記憶合金２２ａに供給され、第１形状記憶合金２２ａが収縮することにより、ベース部材８０とアーム部材８２とが近づくように変位する。ここで、ベース部材８０が固定されている場合、アーム部材８２は、第１形状記憶合金２２ａに沿って、図中左上方向に引き上げられるように変位する。アーム部材８２の変位に伴い、アーム部材８２の第２押接部８６ｂは、駆動部材８４を押接する。これにより、駆動部材８４、および、連結部材１４の筒部２８は、ベース部材８０に沿って、図中左方向に変位する。以上により、形状記憶合金２２の収縮力をもとに、直動出力を発生することができる。なお、距離Ｌ２と距離Ｌ１との差が大きいほど、駆動部材８４の移動距離は小さくなる。

なお、第１形状記憶合金２２ａへの駆動電流の供給が停止された場合、バネ部材１６のバネ力により、連結部材１４やアーム部材８２は元の安定位置に戻る。一方、第２形状記憶合金２２ｂに駆動電流が供給された場合は、第１押接部８６ａが駆動部材８４を押接し、駆動部材８４が図中右方向に移動する以外は、第１形状記憶合金２２ａに駆動電流が供給された場合と同様であるため、説明を省略する。

つぎに、本発明の実施形態を具体的に説明する。実施形態にかかるレンズ保護装置１００は、１対のケースと、ケース内に収容された外枠、内枠、駆動部材等と、レンズ保護羽根とを備え、複数段にて階層的に配置される。２以上の部材を同一層に配置することにより、レンズ保護装置１００を省スペースで構成でき、小型の携帯端末に容易に搭載できる。

図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態にかかるレンズ保護装置１００の第１の構成例を示す図である。第１の構成例は、レンズ保護装置１００が開放状態にある場合を示す。開放状態とは、レンズ保護羽根２０が開いた状態である。開放状態では、レンズ保護羽根２０により保護されるレンズが露出する。図２（ａ）は、レンズ保護装置１００の正面図である。図２（ａ）においては、ケースの図示を省略している。なお、開放状態に相反する状態を閉鎖状態という。閉鎖状態とは、レンズ保護羽根２０が閉じた状態である。閉鎖状態では、レンズ保護羽根２０により保護されるレンズがレンズ保護羽根２０により遮蔽される。

レンズ保護装置１００は、外枠１０と、内枠１２と、連結部材１４と、駆動部材１８と、レンズ保護羽根２０で代表される第１レンズ保護羽根２０ａと第２レンズ保護羽根２０ｂと、バネ部材１６で代表される第１バネ部材１６ａと第２バネ部材１６ｂとを含む。外枠１０は、円還形状を有し、両面に一対のケースが固定される。内枠１２も略円還形状を有し、外枠１０の内側に配置される。

第１形状記憶合金２２ａは、一端が外枠１０に接続され、他端が内枠１２に接続される。第２形状記憶合金２２ｂも同様に、外枠１０と内枠１２とに接続される。図示するごとく、第２形状記憶合金２２ｂは、第１形状記憶合金２２ａが接続されている個所と異なる個所において、外枠１０と内枠１２に接続される。第１形状記憶合金２２ａと第２形状記憶合金２２ｂは、左右対称となるように、外枠１０と内枠１２に接続されてよい。

外枠１０は、図１のベース部材８０に対応し、図示しないケース体にネジにより固定されている。内枠１２は、図１のアーム部材８２に対応し、連結部材１４により、外枠１０と連結される。また、内枠１２は、押接部８６を有する。なお、外枠１０、内枠１２は、図示するような円還状でなくともよい。

形状記憶合金２２の一方に駆動電流が供給されてその形状記憶合金２２が収縮する場合、押接部８６は、後述する第１バネ部材１６ａのバネ力に抗して、駆動部材１８を押接する。押接する方向は、駆動電流が供給される形状記憶合金２２による。たとえば、第１形状記憶合金２２ａに駆動電流が供給された場合、押接部８６は、駆動部材１８を図中左方向に押接し、第２形状記憶合金２２ｂに駆動電流が供給された場合、図中右方向に押接する。

連結部材１４は、ベース部材８０とアーム部材８２とを連結する。連結部材１４は、外枠１０と内枠１２との所定の相対的な位置関係を維持する。また、連結部材１４は、形状記憶合金２２に駆動電流が供給されている場合、形状記憶合金の収縮により、所定の位置関係を変化させ、駆動電流の供給が停止されると、変化させた位置関係を元に戻すような弾性を有する。

第１バネ部材１６ａは、一端が内枠１２の第１孔６０ａに接続され、他端が駆動部材１８の第２孔６０ｂに接続される。また、第１バネ部材１６ａは、駆動部材１８を付勢して、駆動部材１８を第１位置と、第１位置とは異なる第２位置とのいずれかの位置に安定して保持する。駆動部材１８が第１位置もしくは第２位置のいずれかに保持されることにより、レンズ保護装置１００は、２つの安定状態のいずれかの状態をとる。２つの安定状態とは、レンズ保護羽根２０における開放状態と閉鎖状態である。

部品点数を少なくするために、上述のように形状記憶合金２２をレンズ保護装置１００に羽根開閉機構の一部として組み込む場合、形状記憶合金２２の劣化が問題となる場合がある。形状記憶合金の劣化を抑制するためには、形状記憶合金に対する外力を回避、もしくは、低減することが望ましい。外力とは、羽根開閉機構の外部の機構からの外力を含み、また、羽根開閉機構の内部における外力、たとえば、バネ部材１６からの外力を含む。

したがって、形状記憶合金２２と駆動部材１８とを直接接続せずに、内枠１２を介して、形状記憶合金２２と駆動部材１８とを接続することによって、形状記憶合金２２は、外力から保護されることとなる。

第２バネ部材１６ｂは、一端が駆動部材１８の第３孔６０ｃに接続され、他端が外枠１０の第４孔６０ｄに接続される。また、第２バネ部材１６ｂは、第１バネ部材１６ａのバネ力と相反する方向のバネ力を駆動部材１８に印加する。第２バネ部材１６ｂは、第１バネ部材１６ａの駆動部材１８に対するバネ力の一部をキャンセルするように作用することとなる。

第２バネ部材１６ｂが無い場合、第１バネ部材１６ａが有するバネ力が第１軸５０ａ、第２軸５０ｂ、第１軸受５２ａ、第２軸受５２ｂに作用し、摩擦力が発生する。これにより、駆動部材１８の動きが妨げられ、また、第１軸５０ａ、第２軸５０ｂ、第１軸受５２ａ、第２軸受５２ｂが摩耗することがある。したがって、第２バネ部材１６ｂは、第１バネ部材１６ａとほぼ同じバネ力を有し、第１バネ部材１６ａにより駆動部材１８にかかる垂直方向の力をキャンセルするように設置すればよい。これにより、駆動部材１８が水平方向に動くときの摩擦力を減少させることができ、駆動部材１８を第１位置と第２位置との間をスムーズに移動させ、摩耗を抑制できる。

駆動部材１８は、第２バネ部材１６ｂを介して、外枠１０と接続される。また、駆動部材１８は、第１バネ部材１６ａを介して、内枠１２と接続される。また、駆動部材１８は、第１軸５０ａ、第２軸５０ｂを有し、第１レンズ保護羽根２０ａ、第２レンズ保護羽根２０ｂのそれぞれと回転可能に接続される。第１レンズ保護羽根２０ａ、第２レンズ保護羽根２０ｂと駆動部材１８との接続態様は、軸以外であってもよい。

駆動部材１８は、内枠１２の押接部８６により押接されることにより、第１位置と第２位置の２つの位置の間を移動する。駆動部材１８が第１位置に位置する場合、レンズ保護羽根２０は開放状態となる。また、駆動部材１８が第２位置に位置する場合、レンズ保護羽根２０は閉鎖状態となる。

第１形状記憶合金２２ａに駆動電流が供給された場合、駆動部材１８は、第１位置から第２位置に移動するように押接される。これにともない、レンズ保護羽根２０は、開放状態から閉鎖状態に移行する。一方、第２形状記憶合金２２ｂに駆動電流が供給された場合、駆動部材１８は、第２位置から第１位置に移動するように押接され、レンズ保護羽根２０は、閉鎖状態から開放状態に移行する。

第１レンズ保護羽根２０ａは、第１軸５０ａにより、駆動部材１８に固定される。第１レンズ保護羽根２０ａは、第１軸受５２ａを有し、図示しないケース体により、回転自在に支持される。第２レンズ保護羽根２０ｂも同様に、第２軸５０ｂにより、駆動部材１８に固定される。第２レンズ保護羽根２０ｂは、第２軸受５２ｂを有し、図示しないケースにより、回転自在に支持される。それぞれのレンズ保護羽根２０は、開放状態において開いた状態となり、レンズを露出する。また、閉鎖状態において閉じた状態となり、レンズを閉鎖する。

図２（ｂ）は、レンズ保護装置１００の側面図である。図２（ｂ）は、レンズ保護装置１００が、１対のケース３０により、外枠１０と、レンズ保護羽根２０などを覆う状態を示している。ケース３０は、ケース表面３２とケース裏面３４とを含む。ケース表面３２は、図２（ａ）を示す面である。ケース裏面３４は、ケース表面３２に対向する面である。ケース表面３２およびケース裏面３４は、レンズ保護羽根２０が開放状態の場合に、レンズが開放されるような開口部を有する。なお、ケース裏面３４は、図示しない２つの軸を有し、図２（ａ）のレンズ保護羽根２０の軸受５２と接続されて、レンズ保護羽根２０を回転自在に支持する。

図示するごとく、レンズ保護装置１００においては、形状記憶合金２２やバネ部材１６を第１層に、また、外枠１０と内枠１２と連結部材１４と駆動部材１８とを第２層に、さらに、レンズ保護羽根２０を第３層に配置している。これらを収容するケース３０の両面を各１層とみると、レンズ保護装置１００は、全５層により構成されることとなる。

図２（ｃ）は、レンズ保護装置１００の裏面図である。図示するごとく、レンズ保護装置１００は、外枠１０と内枠１２と連結部材１４とレンズ保護羽根２０により構成され、そのうち、レンズ保護羽根２０が下層に設置される。

図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態にかかるレンズ保護装置１００の第２の構成例を示す図である。第２の構成例は、レンズ保護装置１００が閉鎖状態にある場合を示す。

図３（ａ）は、レンズ保護装置１００の正面図を示し、図２（ａ）に対応している。図３（ｂ）は、レンズ保護装置１００の側面図を示し、図２（ｂ）に対応している。図３（ｃ）は、レンズ保護装置１００の裏面図を示し、図２（ｃ）に対応している。図２との相違は、駆動部材１８が第２位置に位置する点と、レンズ保護羽根２０が閉鎖状態となっている点である。その他は、図２と同様であるため、説明を省略する。

図４（ａ）〜（ｂ）は、ケース３０の構成例を示す図である。図４（ａ）は、ケース裏面３４を示し、図４（ｂ）は、ケース表面３２を示す。ケース裏面３４は、第１軸７０ａと第２軸７０ｂとを含む。また、ケース裏面３４は、図２（ａ）のレンズ保護装置１００の背面に設けられる。ケース表面３２は、正面からケース裏面３４と被せ合わせるように外枠１０等を覆う。また、ケース表面３２およびケース裏面３４は、開口部７２を含む。開口部７２は、図２のレンズ保護羽根２０が開いた状態にある場合に、レンズを露出させる。

図５（ａ）、（ｂ）は、図４（ａ）のケース裏面３４にレンズ保護羽根２０が搭載された構成例を示す図である。図５（ａ）において、レンズ保護羽根２０は開放状態となる。以下、開放状態におけるレンズ保護羽根２０の位置を開放位置という。図５（ｂ）において、レンズ保護羽根２０は閉じ、レンズ保護羽根２０は閉鎖状態となる。以下、閉鎖状態におけるレンズ保護羽根２０の位置を閉鎖位置という。

ケース裏面３４の第１軸７０ａは、第１レンズ保護羽根２０ａの第１軸受５２ａに軸受けされ、第１レンズ保護羽根２０ａを回転自在に支持する。図５（ａ）に示す態様において、図示しない駆動部材１８により、第１軸５０ａを図中左方向に移動することにより、第１レンズ保護羽根２０ａは、第１軸受５２ａを中心に反時計回りに回転し、図５（ｂ）に示す閉鎖位置に移動する。

同様に、ケース裏面３４の第２軸７０ｂは、第２レンズ保護羽根２０ｂの第２軸受５２ｂに軸受けされ、第２レンズ保護羽根２０ｂを回転自在に支持する。図５（ａ）に示す態様において、図示しない駆動部材１８により、第２軸５０ｂを図中左方向に移動することにより、第２レンズ保護羽根２０ｂは、第２軸受５２ｂを中心に反時計回りに回転し、図５（ｂ）に示す閉鎖位置に移動する。

一方、図５（ｂ）に示す態様において、第１軸５０ａ、第２軸５０ｂが図中右方向に移動することによって、第１レンズ保護羽根２０ａ、第２レンズ保護羽根２０ｂは、それぞれ時計回りに回転し、図５（ａ）に示す開放位置に移動する。

図６（ａ）、（ｂ）は、図４のケース裏面３４にレンズ保護羽根２０と駆動部材１８とが搭載された場合の構成例を示す図である。図６（ａ）、（ｂ）は、図５（ａ）、（ｂ）にそれぞれ対応する。図６（ａ）において、レンズ保護羽根２０は開放位置に位置する。また、図６（ｂ）において、レンズ保護羽根２０は閉鎖位置に位置する。

なお、レンズ保護羽根２０が開放位置に存する場合の駆動部材１８の位置を第１位置３００という。また、第１位置３００は、破線で示す中心線Ｅに対する位置である。駆動部材１８が第１位置３００に位置する場合、図示するごとく、第２孔６０ｂと第３孔６０ｃとを結ぶ直線が中心線Ｅに対して右側に位置することとなる。また、レンズ保護羽根２０が閉鎖位置に存する場合の駆動部材１８の位置を第２位置３１０という。また、第２位置３１０も、破線で示す中心線Ｅに対する位置であり、駆動部材１８が第２位置３１０に位置する場合、第２孔６０ｂと第３孔６０ｃとを結ぶ直線が中心線Ｅに対して左側に位置することとなる。

駆動部材１８は、第１軸５０ａにより、第１レンズ保護羽根２０ａと接続される。また、駆動部材１８は、第２軸５０ｂにより、第２レンズ保護羽根２０ｂと接続される。図６（ａ）に示す態様において、駆動部材１８が第１位置３００から第２位置３１０に向けて移動することにより、第１レンズ保護羽根２０ａ、第２レンズ保護羽根２０ｂは、それぞれ第１軸受５２ａ、第２軸受５２ｂを中心として、反時計回りに回転し、図６（ｂ）に示す閉鎖位置に移動する。

一方、図６（ｂ）に示す態様において、駆動部材１８が第２位置３１０から第１位置３００に向けて移動することにより、第１レンズ保護羽根２０ａ、第２レンズ保護羽根２０ｂは、それぞれ第１軸受５２ａ、第２軸受５２ｂを中心として、時計回りに回転し、図６（ａ）に示す開放位置に移動する。

つぎに、図６に示す駆動部材１８を第１位置３００から第２位置３１０の間で移動させるメカニズムについて、図７（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。図７（ａ）は、図２のレンズ保護装置１００の駆動部材１８が第１位置３００に位置する場合の構成例を示す図である。図７（ｂ）は、図２のレンズ保護装置１００の駆動部材１８が中立位置に位置する場合の構成例を示す図である。中立位置とは、第１バネ部材１６ａにより、駆動部材１８を第１位置３００に付勢する力と、第２位置３１０に付勢する力とが釣り合う位置であり、最も不安定な状態を形成する。図７（ｃ）は、図２のレンズ保護装置１００の駆動部材１８が第２位置３１０に位置する場合の構成例を示す図である。なお、図７（ａ）〜（ｃ）においては、説明の便宜上、レンズ保護羽根２０の図示を省略した。

ここでは、（１）第１バネ部材１６ａと第２バネ部材１６ｂによる作用と、（２）形状記憶合金２２の収縮力をもとにした駆動部材１８の移動の２つに分けて説明する。

（１）第１バネ部材１６ａと第２バネ部材１６ｂによる作用
前述したように、第１形状記憶合金２２ａおよび第２形状記憶合金２２ｂの双方に駆動電流が供給されていない場合、レンズ保護装置１００は、第１バネ部材１６ａにより、開放状態もしくは閉鎖状態のいずれかの状態に安定する。いずれかの形状記憶合金２２に駆動電流が供給されて、駆動部材１８が一方の位置から他方の位置に移動する場合、第１バネ部材１６ａは、移動に抗するようなバネ力を駆動部材１８に印加する。

駆動部材１８が第１位置３００に位置するときに、第１形状記憶合金２２ａが収縮して、駆動部材１８が第１位置３００から第２位置３１０に移動する場合、第１位置３００から中立位置に至るまでは、第１バネ部材１６ａは、移動に抗するようなバネ力を駆動部材１８に印加する。駆動部材１８を移動させる力がバネ力より小さい場合、駆動部材１８は、第１位置３００に安定的に位置し、開放状態が継続される。一方、駆動部材１８を移動させる力がバネ力より大きい場合、駆動部材１８は、バネ力に抗して、中立位置を越えて移動する。ここで、中立位置を超えて第２位置３１０に至るまでは、第１バネ部材１６ａは移動を補助するようなバネ力を駆動部材１８に印加する。

また、駆動部材１８が第２位置３１０に位置するときに、第２形状記憶合金２２ｂが収縮して、駆動部材１８が第２位置３１０から第１位置３００に移動する場合、第２位置３１０から中立位置に至るまでは、第１バネ部材１６ａは、移動に抗するようなバネ力を駆動部材１８に印加する。駆動部材１８を移動させる力がバネ力より小さい場合、駆動部材１８は、第２位置３１０に安定的に位置し、閉鎖状態が継続される。駆動部材１８を移動させる力がバネ力より大きい場合、駆動部材１８は、バネ力に抗して、中立位置を越えて移動する。ここで、中立位置を超えて第１位置３００に至るまでは、第１バネ部材１６ａは移動を補助するようなバネ力を駆動部材１８に印加する。

以上により、レンズ保護装置１００は、第１バネ部材１６ａのバネ力により、図７（ａ）に示す第１位置３００と、図７（ｃ）に示す第２位置３１０とのいずれかに安定して位置する。さらに、形状記憶合金２２の収縮力を駆動部材１８に作用させることによって、一方の状態から他方の状態に効率的に遷移できることとなる。

ここで、第２バネ部材１６ｂは、緩衝部材として駆動部材１８に作用する。具体的には、第２バネ部材１６ｂは、第１バネ部材１６ａにより駆動部材１８に印加されるバネ力のうち、駆動部材１８の実質的な移動方向以外の方向に作用するバネ力の成分をキャンセルするように設置される。このようなバネ力をキャンセルすることによって、駆動部材１８と、軸５０または軸受５２との摩擦が低減され、摩耗を抑制できる。また、駆動部材１８の移動がスムーズになる。なお、駆動部材１８の実質的な移動方向とは、駆動部材１８が第１位置３００と第２位置３１０との間を移動する際の移動方向を含む。

また、第２バネ部材１６ｂは、駆動部材１８が第１位置３００から第２位置３１０に移動する際に、第１位置３００から中立位置に至るまでは、移動を補助する方向にバネ力を作用させる。そのため、形状記憶合金２２のより少ない収縮により、効率的に駆動部材１８を移動できる。また、第２バネ部材１６ｂは、中立位置から第２位置３１０に至るまでは、移動に抗する方向にバネ力を作用させる。そのため、駆動部材１８の急激な移動を緩衝できる。急激な移動を緩衝することによって、駆動部材１８の軸５０や軸受５２に印加される摩擦を低減できる。

一方、第２バネ部材１６ｂは、駆動部材１８が第２位置３１０から第１位置３００に移動する場合、第２位置３１０から中立位置に至るまでは、移動を補助する方向にバネ力を作用させる。また、第２バネ部材１６ｂは、中立位置から第１位置３００に至るまでは、移動に抗する方向にバネ力を作用させる。

（２）形状記憶合金２２の収縮力をもとにした駆動部材１８の移動
図７（ａ）に示す状態において、第１形状記憶合金２２ａに駆動電流が供給されて収縮すると、内枠１２が、外枠１０の図中左側に近づくように、第１バネ部材１６ａのバネ力に抗して、時計回りに回転する。この回転は、収縮しないほうの第２形状記憶合金２２ｂの延長線と、連結部材１４の延長線との交点が中心となる。なお、連結部材１４は、形状記憶合金２２への駆動電流の供給が停止されると、前述の回転により変位した外枠１０と内枠１２との位置関係が元に戻るような弾性を有する。

内枠１２が回転すると、押接部８６が駆動部材１８を第１位置３００から第２位置３１０に向けて押接する。駆動部材１８が押接されると、前述したように、レンズ保護羽根２０が軸受５２を中心として反時計回りに回転し、開放位置から閉鎖位置に向けて移動して、図７（ｃ）に示す状態となる。このようにして、レンズがレンズ保護羽根２０に遮蔽されることとなる。

一方、図７（ｃ）に示す状態において、第２形状記憶合金２２ｂに駆動電流が供給されて収縮すると、内枠１２が反時計回りに回転し、押接部８６が駆動部材１８を第２位置３１０から第１位置３００に向けて押接する。駆動部材１８が押接されると、前述したように、レンズ保護羽根２０は、時計回りに回転し、閉鎖位置から開放位置に向けて移動して、図７（ａ）に示すように、レンズが露出されることとなる。

以上の態様により、２つの形状記憶合金２２のいずれかに駆動電流を供給することによって、レンズ保護羽根２０の開閉移動を簡易に制御できる。また、内枠１２は外枠１０と連結されているため、内枠１２は外枠１０とに接続された形状記憶合金２２に印加される第１バネ部材１６ａのバネ力を低減できる。また、連結部材１４の弾性により第１バネ部材１６ａのバネ力が緩衝されるため、形状記憶合金２２に間接的に印加される第１バネ部材１６ａのバネ力を低減できる。

また、駆動部材１８が一方の位置から他方の位置に移動する際に、第１バネ部材１６ａが移動に抗するようなバネ力を駆動部材１８に印加することによって、駆動部材１８は、形状記憶合金２２が収縮しないかぎり、第１位置３００と、第２位置３１０のいずれかに安定して位置する。また、形状記憶合金２２が収縮することによって、駆動部材１８は、第１位置３００と、第２位置３１０との間で移動できる。

また、駆動部材１８がバネ力に抗して一方の位置から中立位置を超えるように移動した場合、一転して、バネ力も駆動部材１８に対して他方の位置に近づくような方向に作用するため、効率的に駆動部材１８を移動できる。まとめると、駆動部材１８は、バネ力により２つの位置のいずれかに安定的に位置しつつ、形状記憶合金２２の収縮力とバネ部材の第１バネ部材１６ａとの相互作用により効率的に２つの位置の間で移動できる。第１バネ部材１６ａから駆動部材１８に印加されるバネ力の一部を第２バネ部材１６ｂによりキャンセルすることによって、第１バネ部材１６ａから受けるバネ力が駆動部材１８にかかりすぎるのを回避できる。

以上、本発明を実施形態、変形例をもとに説明した。この実施形態、変形例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにかかる更なる変形が可能なこと、またそうした変形も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施形態において、レンズ保護装置１００は、外枠１０と内枠１２とにより構成されるとして説明したがこれにかぎらず、たとえば、枠でなくてもよい。また、レンズ保護装置１００は、５層により構成されるとして説明したが、これ以外の階層数を有していても良いし、また、各層に配置される部材は、図２（ｂ）に図示されるような構成に限定されず、たとえば、駆動部材１８と外枠１０とが同一階層であってもよい。このような態様であっても、前述した実施形態と同等の効果を奏することができることは言うまでもない。

また、形状記憶合金は、連結部材１４とアーム部材８２に形成された配線から、駆動電流が供給されてもよい。このような態様により、配線を簡易に実現でき、省スペース化を図れる。また、外枠１０と内枠１２と連結部材１４とは、一体成形されてもよい。この場合、部品点数を減少できるため、コストを低減できる。

図１（ａ）は、本発明の実施形態のレンズ保護装置の駆動機構の一例を示す第１の図であり、図１（ｂ）は、本発明の実施形態のレンズ保護装置の駆動機構の一例を示す第２の図である。 図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態にかかるレンズ保護装置の第１の構成例を示す図である。 図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態にかかるレンズ保護装置の第２の構成例を示す図である。 図４（ａ）〜（ｂ）は、図２（ｂ）のケースの構成例を示す図である。 図５（ａ）〜（ｂ）は、図４（ａ）のケース裏面にレンズ保護羽根が搭載された場合の構成例を示す図である。 図６（ａ）〜（ｂ）は、図４（ａ）のケース裏面にレンズ保護羽根と駆動部材とが搭載された場合の構成例を示す図である。 図７（ａ）〜（ｃ）は、図２のレンズ保護装置のレンズ保護羽根が開放位置に位置する場合の構成例を示す図である。

符号の説明

１０ 外枠、 １２ 内枠、 １４ 連結部材、 １６ バネ部材、 １８ 駆動部材、 ２０ レンズ保護羽根、 ２２ 形状記憶合金、 ２８ 筒部、 ３０ ケース、 ３２ ケース表面、 ３４ ケース裏面、 ４０ 突起、 ４２ 連結部分、 ５０ 軸、 ５２ 軸受、 ６０ 孔、 ７０ 軸、 ７２ 開口部、 ８０ ベース部材、 ８２ アーム部材、 ８４ 駆動部材、 ８６ 押接部、 １００ レンズ保護装置、 ２００ 駆動機構、 ３００ 第１位置、 ３１０ 第２位置。

Claims (15)

1. 駆動部材を駆動する駆動装置であって、
   ベース部材と、
   アーム部材と、
   前記ベース部材と前記アーム部材とを連結する連結部材と、
   前記アーム部材に接続されて、前記ベース部材に対する前記駆動部材の位置を定めるバネ部材と、
   前記ベース部材の異なる位置にそれぞれの一端が固定され、前記アーム部材の異なる位置にそれぞれの他端が接続された２つの形状記憶合金と、
   を備え、
   前記形状記憶合金は、駆動電流が供給されることによって収縮し、
   一方の形状記憶合金が収縮することによって、前記アーム部材が駆動部材を駆動することを特徴とする駆動装置。
2. 前記連結部材は、前記ベース部材と前記アーム部材の所定の相対的な位置関係を維持するように構成され、駆動電流が供給されて前記形状記憶合金が収縮すると、前記ベース部材と前記アーム部材の相対的な位置関係を変化させ、前記形状記憶合金への駆動電流の供給が停止されると、前記ベース部材と前記アーム部材の相対的な位置関係を元に戻すような弾性を有することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記バネ部材は、前記駆動部材を第１位置、または、第１位置とは異なる第２位置に付勢し、
   前記アーム部材は、一方の形状記憶合金が収縮することによって、前記バネ部材の付勢力に抗して、駆動部材を前記第１位置から前記第２位置に移動させ、また、他方の形状記憶合金が収縮することによって、前記バネ部材の付勢力に抗して、駆動部材を前記第２位置から第１位置に移動させることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
4. 前記バネ部材は、前記駆動部材が一方の位置から他方の位置に移動する際に、一方の位置から、第１位置と第２位置との間の中立位置に至るまでは、移動に抗するような付勢力を駆動部材に印加し、中立位置から他方の位置に至るまでは、移動を補助するような付勢力を駆動部材に印加することを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
5. 前記バネ部材により駆動部材に印加される付勢力の一部をキャンセルする緩衝部材をさらに含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の駆動装置。
6. 前記緩衝部材は、両端が駆動部材とベース部材のそれぞれに接続され、前記バネ部材の付勢力に抗するような付勢力を駆動部材に与えることを特徴とする請求項５に記載の駆動装置。
7. 前記アーム部材は、駆動部材を押接する押接部を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の駆動装置。
8. 前記形状記憶合金は、前記連結部材と前記アーム部材とに形成された配線から、駆動電流を供給されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の駆動装置。
9. レンズを遮蔽する閉鎖位置と、レンズを開放する開放位置との間で移動可能なレンズ保護羽根と、
   前記レンズ保護羽根を支持する駆動部材と、
   ベース部材と、
   アーム部材と、
   前記ベース部材と前記アーム部材とを連結する連結部材と、
   前記駆動部材および前記アーム部材に接続されて、前記駆動部材を第１位置または第１位置とは異なる第２位置に付勢するバネ部材と、
   前記ベース部材の異なる位置にそれぞれの一端が固定され、前記アーム部材の異なる位置にそれぞれの他端が接続された２つの形状記憶合金と、
   を備え、
   前記形状記憶合金は、駆動電流が供給されることによって収縮し、
   前記連結部材は、前記ベース部材と前記アーム部材の所定の相対的な位置関係を維持するように構成され、駆動電流が供給されて前記形状記憶合金が収縮すると、前記ベース部材と前記アーム部材の相対的な位置関係を変化させ、前記形状記憶合金への駆動電流の供給が停止されると、前記ベース部材と前記アーム部材の相対的な位置関係を元に戻すような弾性を有し、
   前記アーム部材は、一方の形状記憶合金が収縮することによって、前記バネ部材のバネ力に抗して、前記駆動部材を前記第１位置から前記第２位置に移動させ、また、他方の形状記憶合金が収縮することによって、前記バネ部材のバネ力に抗して、駆動部材を前記第２位置から第１位置に移動させ、
   前記レンズ保護羽根は、前記駆動部材が一方の位置から他方の位置に向けて移動することによって、閉鎖位置と開放位置との間で移動することを特徴とするレンズ保護装置。
10. 前記バネ部材により駆動部材に印加されるバネ力の一部をキャンセルする緩衝部材をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のレンズ保護装置。
11. 前記緩衝部材は、両端が駆動部材とベース部材のそれぞれに接続され、前記バネ部材のバネ力に抗するようなバネ力を駆動部材に与えることを特徴とする請求項１０に記載のレンズ保護装置。
12. 前記アーム部材は、駆動部材を押接する押接部を含むことを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載のレンズ保護装置。
13. 前記形状記憶合金は、前記連結部材と前記アーム部材とに形成された配線から、駆動電流を供給されることを特徴とする請求項９から１２のいずれかに記載の駆動装置。
14. ベース部材とアーム部材と連結部材とは、一体成形されることを特徴とする請求項９まから１３のいずれかに記載のレンズ保護装置。
15. ベース部材とアーム部材と連結部材と駆動部材のうちのいずれかと、レンズ保護羽根とは、階層的に配置されることを特徴とする請求項９から１４のいずれかに記載のレンズ保護装置。

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