JP2009025693A - 駆動機構、駆動装置およびレンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＭＡアクチュエータを適用したレンズ駆動装置において、小型軽量化および組立性の向上を図る。
【解決手段】レンズ駆動装置は、レンズユニット１、このレンズユニット１を光軸ＡＸ方向に移動させる駆動部材２およびＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂを有している。駆動部材２は、複数の腕部２１とこれをリンクする節部２２とを有した板状基材２０からなり、この板状基材２０が菱形に屈曲され、レンズユニット１の支持部１６とベース部材４との間に設置されることにより構成されている。そして、駆動部材２（板状基材２０）の一対の「く」字型の屈曲部分を変位入力部２ａとされ、ここにＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂが懸架される一方、駆動部材２の頂部屈曲部分を変位出力部２ｂとして当該部分がレンズユニット１の支持部１６に当接している。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばカメラ付き携帯電話等の撮像光学系を構成するレンズユニットをズームやフォーカス等のために駆動する駆動機構、駆動装置、およびこれを用いたレンズ駆動装置に関するものである。

近年、カメラ付き携帯電話機等に搭載される撮像素子の画素数が増大する等、高画質化が飛躍的に進んでおり、これに伴い、画像撮影という基本機能に加えて、フォーカス機能やズーム機能等を付加することが求められている。

これらの機能を付加するには、レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置が必要であり、最近では、形状記憶合金（shape Memory Alloy・以下、「ＳＭＡ」という）アクチュエータを用いたレンズ駆動装置の適用が種々考えられている。この装置は、ＳＭＡを通電加熱する等して収縮力を発生させ、該収縮力をレンズ駆動力として利用するもので、小型化、軽量化が容易で、又比較的大きな力量を得ることができるという利点がある。本件の出願人も、この種のレンズ駆動装置として、ＳＭＡ線材（ＳＭＡアクチュエータ）の収縮力を利用して駆動レバーを揺動させ、この揺動によりカム環を回動させることにより、カム環とレンズ玉枠との間に設けたカム機構によりレンズを光軸方向に移動させるようにしたレンズ駆動装置を組込んだ撮像装置を開発し、提案している（特許文献１）。
特開２００６−２８８９１号公報

特許文献１に記載されるレンズ駆動装置によれば、光軸方向と直交する方向のＳＭＡ線材の収縮変位を良好に光軸方向の変位に変換することができる。しかしながら、ＳＭＡ線材の収縮変位を駆動レバーの揺動変位に一旦変換し、この揺動変位をカム機構によって光軸方向の変位に変換する構成であるため機構全体としてボリュームがあり、レンズ駆動装置のより一層の小型軽量化が求められる近年の趨勢に鑑みると最適とは言い難い。また、部品点数も少ないとは言えないため組立性の面でも改善の余地がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、ＳＭＡアクチュエータを適用した駆動機構等において、小型軽量化を達成しつつ組立性の良い駆動機構、駆動装置およびレンズ駆動装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本願の出願人は、リンク機構を適用することにより被駆動物を簡素な構成で駆動することを考えている。しかしながら、軸ヒンジを用いる一般的なリンク機構では、小型化にも自ずと限界があり、また、小型部品を組立てる必要があるため組立性が悪い。そこで、本願の出願人は、この点を改善し次のような駆動機構を考えた。

すなわち、本発明の駆動機構は、被駆動物を所定の第１軸方向に駆動するための駆動機構であって、所定の第１軸方向に移動可能な変位出力部、および前記第１軸方向と直交する第２軸方向の移動力を受けて前記変位出力部を前記第１軸方向に移動させる変位入力部を具備し、前記変位出力部において前記被駆動物に駆動力を付与するリンク機構からなる駆動部材と、前記変位入力部に第２軸方向の前記移動力を与える形状記憶合金アクチュエータと、前記駆動部材及び形状記憶合金アクチュエータが組込まれるベース部材と、を備え、前記駆動部材は、複数の腕部と、これらをリンクする、前記腕部よりも低剛性の節部とを一体に形成した板状基材であって、この板状基材を前記第１軸方向の断面が「く」字型となるように前記節部で屈曲させたものであり、「く」字型の屈曲部分が変位入力部とされる一方、この屈曲部分を構成する腕部の一端又はこの一端にリンクされる腕部が前記変位出力部とされているものである（請求項１）。

この構成によれば、形状記憶合金アクチュエータの作動により駆動部材の変位入力部、つまり「く」字型の屈曲部分に第２軸方向の移動力が付与されると、この「く」字型の部分が拡がり（又は縮まり）、これにより変位出力部が第１軸方向に移動し、被駆動物が第１軸方向に移動する。そのため、リンク機構をベースにした簡素な構成で被駆動物を移動させることが可能となる。しかも、駆動部材は、腕部と節部とを一体に形成した板状基材を屈曲させることにより構成されるものであるため、軸ヒンジを用いた構成に比べて小型化が容易であり、また、組付性も良いものとなる。

この場合、前記駆動部材は、前記第２軸方向に対向する一対の前記「く」字型の屈曲部分を有するものであり、各「く」字型の屈曲部分がそれぞれ前記変位入力部とされているのが好適である（請求項２）。

この構成によれば、各「く」字型の屈曲部分に対して前記移動力が与えられることによって、より大きな駆動力で被駆動物を第１軸方向に移動させることができる。

この場合、前記板状基材は、一方向に並ぶ４つの腕部とこれらをリンクする節部とを備えたものであり、前記駆動部材は、前記板状基材を各節部で屈曲させて菱形に形成することにより、前記一対の「く」字型の屈曲部分を設けたものであるのが好適である（請求項３）。

この構成によれば、駆動部材の腕部や節部の数を必要最小限に抑えつつ上記のような一対の「く」字型の屈曲部分を設けることができる。そのため、簡単な構成で、高い駆動力を得ることが可能となる。

なお、上記のような構成において、前記駆動部材は、前記被駆動物を包囲可能に構成され、前記変位出力部として被駆動物を挟んで互いに対称な位置に設けられる一対の前記変位出力部を有しているのが好適である（請求項４）。

この構成によれば、一対の変位出力部を介して被駆動物に対してバランス良く駆動力を与えることが可能となり、被駆動物を第１軸方向に精度良く、かつスムーズに移動させることが可能となる。

また、上記のような構成において、前記板状基材は、無負荷状態で板状に弾性展開するフレキシブルな基材であり、前記駆動部材は、前記板状基材が屈曲された状態で前記被駆動物と前記ベース部材との間に設置されることにより、前記板状基材の弾発力で前記被駆動物とベース部材との間に保持されているのが好適である（請求項５）。

この構成によれば、板状基材を屈曲させて被駆動物とベース部材との間に設置するだけ簡単に駆動部材を設けることができる。そのため、組立性が非常に良いものとなる。

一方、前記駆動部材は、前記板状基材の一部の腕部が前記ベース部材に対して固着されているものでもよく（請求項６）、この構成によれば、予め駆動部材をベース部材に安定的に組み込んだ上で、他の部材を組込むことが可能となる。

より具体的な構成として、前記駆動部材は、前記変位入力部である「く」字型の屈曲部分の前記節部がその両側の腕部よりも狭幅に形成されるものであり、該節部に対して、前記形状記憶合金アクチュエータである線状のアクチュエータが懸架されているのが好適である（請求項７）。

この構成によると、変位入力部である「く」字型の屈曲部分に対して安定的に形状記憶合金アクチュエータを懸架することができ、変位入力部に対して第１軸方向と直交する方向の前記移動力を適切に付与することができる。

一方、本発明に係る駆動装置は、被駆動物と、この被駆動物を所定の第１軸方向に移動させる請求項１〜７の何れか一項に記載の駆動機構を備えているものである（請求項８）。

また、本発明に係るレンズ駆動装置は、被駆動物としてのレンズユニットと、このレンズユニットをその光軸方向に移動させる駆動機構として請求項１〜７の何れか一項に記載の駆動機構を備えているものである（請求項９）。

この構成によれば、レンズユニットを前記駆動機構により光軸方向に自在に移動させることができる。そして、前記駆動機構は、小型化に優れ、また組立性も良好であるため、このようなレンズ駆動装置によると、携帯電話のような小型の撮像装置への組み込みに適したものとなる。

本発明によれば、ＳＭＡアクチュエータを搭載した駆動機構において、小型軽量化を達成しつつ、しかも組立性の良好な駆動機構を提供することができる。そのため、レンズユニットの駆動に適用した場合、携帯電話機等への組込みに優れ、フォーカス機能やズーム機能の搭載に好適な駆動装置を提供できるようになる。

本発明の好ましい実施の形態について図面を用いて説明する。

図１及び図２は、本発明に係るレンズ駆動装置（本発明に係る駆動機構が適用されるレンズ駆動装置）の主要構成部分を概略的に示しており、図１は側面図で、図２は平面図でそれぞれレンズ駆動装置を示している。このレンズ駆動装置は、主に、レンズユニット１（被駆動物）、このレンズユニット１を光軸ＡＸ方向（第１軸方向）に移動させるリンク機構からなる駆動部材２、ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂ、ベース部材４、天板５、平行板バネ６ａ，６ｂ及びバイアスバネ７等から構成されている。天板５及び平行板バネ６ａ，６ｂは、便宜上図２にのみ図示している。

レンズユニット１は円筒形を有し、撮像レンズ１０と、この撮像レンズ１０を保持するレンズ駆動枠１２と、該レンズ駆動枠１２が収納される鏡筒１４とから構成されている。撮像レンズ１０は、対物レンズ、フォーカスレンズ、ズームレンズ等を有し、図外の撮像素子に対する被写体像の結像光学系を構成している。レンズ駆動枠１２は、所謂玉枠であって、鏡筒１４と共に光軸ＡＸ方向に移動する。レンズ駆動枠１２の対物側先端の外周縁部には支持部１６が突設されている。

レンズユニット１は、天板５に形成される開口部分に挿入された状態でベース部材４上に配置されている。ベース部材４及び天板５にはそれぞれ、平行板バネ６ａ，６ｂが固定されており、これら平行板バネ６ａ，６ｂにレンズユニット１が固定されている。これによってレンズユニット１がベース部材４等に対して変位可能に支持されると共に、その変位自由度が、光軸ＡＸに沿った一方向に規制されている。なお、ベース部材４は、当該レンズ駆動装置の取り付け対象となる部材（例えば携帯電話機のフレームやマウント基板等）に固定されるものであり、レンズ駆動装置の底辺を構成する不動の部材である。上記天板５は、このベース部材４に対して図外の支柱等を介して固定されている。

駆動部材２は、側面視でほぼ菱形の形状を呈し、その両端の「く」字型の屈曲部分を変位入力部２ａとして、該変位入力部２ａに光軸ＡＸと直交する方向（第２軸方向）の移動力Ｆ１が付与されることにより、当該「く」字の屈曲部分が拡開し、菱形の頂部屈曲部分を変位出力部２ｂとして、該変位出力部２ｂを移動させるように構成されている。

この駆動部材２は、矩形かつ細長で、無負荷状態で板状に弾性展開する板状基材から構成されている。具体的には、図３（ａ），（ｂ）に示すように、例えばポリイミドフィルムからなる帯状のフレキシブルなベース層２０ａ上に、銅箔等、金属の補強層２０ｂを形成した積層構造をもつ板状基材２０から構成されている。板状基材２０のうち、長手方向中央とその両側の二箇所、つまり菱形に屈曲する際の屈曲箇所では補強層２０ｂが除去されており、これによって板状基材２０に、補強層２０ｂを有する４つの腕部２１と、これら腕部２１をリンクするベース層２０ａのみからなる屈曲自在な節部２２とが交互に形成されている。そして、補強層２０ｂが外側に位置するように、板状基材２０が前記節部２２で菱形に折り曲げられ（図３（ｃ）参照）、図２に示すように、その両端がベース部材４上に設けられた突起４ａに対してその両側から突き当てられると共に、中央の屈曲部分（変位出力部２ｂ）が前記支持部１６に対してその下側から当接するように、板状基材２０が該支持部１６とベース部材４との間に設置されることにより前記駆動部材２が構成されている。

なお、板状基材２０は、ベース層２０ａの弾性力に抗して前記支持部１６とベース部材４との間に適度に圧縮された状態で設置されている。従って、駆動部材２（板状基材２０）は、菱形の形状を良好に維持した状態で、該支持部１６とベース部材４との間に安定的に保持されている。

ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂは、駆動部材２に対して前記移動力Ｆ１を付与するもので、例えばＮｉ−Ｔｉ合金等の形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ（線状体）からなる線アクチュエータである。このＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂは、低温で弾性係数が低い状態（マルテンサイト相）において所定の張力を与えられることで伸長し、この伸長状態において熱が与えられると相変態して弾性係数が高い状態（オーステナイト相；母相）に移行し、伸長状態から元の長さに戻る（形状回復する）という性質を有している。当実施形態では、ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂを通電加熱することで、上述の相変態を行わせる構成が採用されている。すなわち、ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂは所定の抵抗値を有する導体であることから、当該ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂ自身に通電することでジュール熱を発生させ、該ジュール熱に基づく自己発熱によりマルテンサイト相からオーステナイト相へ変態させる構成とされている。このため、ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂの両端には、通電加熱用の第１電極３０ａ及び第２電極３０ｂが固着されている。これら電極３０ａ，３０ｂはベース部材４上の所定の電極固定部に固定されている。

ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂは、図１に示すように、駆動部材２の前記変位入力部２ａに対して鋭角的に折り返すように各々架け渡されている。かかる構成により、ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂが電極３０ａ，３０ｂを介して通電加熱され、動作（収縮）すると、駆動部材２の互いに向かい合う各変位入力部２ａに対しそれぞれ反対向きの移動力Ｆ１が付与され、これら移動力Ｆ１により変位出力部２ｂが光軸ＡＸ方向に移動することとなる。

なお、前記板状基材２０の節部２２のうち駆動部材２の変位入力部２ａとなる節部２２は、図３（ａ）に示すように腕部２１よりも狭幅に形成されている。従って、ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂは、図４に示すように、この節部２２とその両側の腕部２２とで形成される凹部に介装された状態で安定的に駆動部材２に懸架されている。

バイアスバネ７は、ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂの動作（収縮）により前記変位出力部２ｂが移動する向きとは逆向に、レンズユニット１を光軸ＡＸ方向に付勢するものである。このバイアスバネ７は、レンズ駆動枠１２の周縁サイズと略合致した径の圧縮コイルバネからなり、レンズ駆動枠１２の頂面に一端側（下端側）が当接している。なお、バイアスバネ７の他端側（上端側）は、例えば携帯電話機のハウジング内面等、図外の不動部に当接されることとなる。

バイアスバネ７の力量は、駆動部材２に付与される前記移動力Ｆ１よりも弱いものとされ、これにより、ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂが動作していないときは、レンズユニット１はベース部材４側に向けて（図２の下方）押圧される一方で、ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂが動作すると、バイアスバネ７の押圧力に抗してレンズユニット１は反対方向（図２の上方）に移動する。つまり、バイアスバネ７は、ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂに通電加熱が行われていない時に、レンズユニット１をホームポジションに復帰させるバイアス荷重をレンズユニット１に与えるものである。

上記のレンズ移動装置によると、通電加熱が行われていないＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂの停止（伸長）時には、レンズユニット１は、バイアスバネ７の押圧力によりベース部材４側に押圧され、これによってホームポジションに保持される。一方、ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂが作動（収縮）すると、この作動により駆動部材２の前記各変位入力部２ａに移動力Ｆ１がそれぞれ付与され、この移動力Ｆ１により駆動部材２の変位出力部２ｂが光軸ＡＸ方向に移動することとなる。ここで、駆動部材２の下端（板状基材２０の両端）はベース部材４に付き当てられているため、変位出力部２ｂは上向き（つまり対物側）にのみ移動し、これにより支持部１６を押し上げる。その結果、上向きの駆動力がレンズユニット１に付与され、レンズユニット１がバイアスバネ７の押圧力に抗して上方に移動することとなる。この際、ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂへの通電電流が制御されて前記移動力Ｆ１の力量が調整されることで、レンズユニット１の変位量が調整されることとなる。

そして、ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂへの通電が停止（若しくは電圧が所定値まで低下）され、ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂが冷却されてマルテンサイト相に復帰すると、前記移動力Ｆ１が消失し、バイアスバネ７の押圧力により、レンズユニット１が光軸ＡＸ方向に沿ってホームポジションに復帰する。このように、ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂへの通電ＯＮ−ＯＦＦによって、レンズユニット１を光軸ＡＸ方向に沿って変位させることができ、また、ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂへの通電電流を制御して移動力Ｆ１の力量を調整することで、レンズユニット１の変位量を調整できるようになる。

以上のような本発明のレンズ駆動装置によると、ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂの作動に応じ、レンズユニット１を光軸ＡＸ方向に沿って良好に移動させることができる。しかも、レンズユニット１を移動させる主な機構は、ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂを除けば、上記の通り駆動部材２とバイアスバネ７だけであるため、構成が簡素で、また占有スペースも小さい。従って、レンズ駆動装置の小型化、軽量化を効果的に達成することができる。

特に、駆動部材２は、フレキシブルな板状基材２０を菱形に屈曲させものであるため、それ自体の組立が不要であり、レンズ駆動装置の組付けも極めて容易である。すなわち、駆動部材２を、軸ヒンジを使ったリンク構造体で構成することも考えられる。しかし、このような駆動部材２では、構成が複雑で部品点数が多く、小型化が難しいばかりか組立も困難を極めるものとなる。これに対して上記実施形態の構成によれば、駆動部材２の部品は板状基材２０ただ一つであり、また、レンズ駆動装置への組付けは、板状基材２０を菱形に屈曲させてレンズユニット１の支持部１６とベース部材４との間に嵌め込むだけといった極めてシンプルな作業となる。従って、レンズ駆動装置の小型軽量化を達成するのみならず、その組立性も著しく向上させることができる。

また、板状基材２０（駆動部材２）は、その腕部２１では金属補強層２０ｂが設けられて剛性が確保される一方、節部２２では補強層２０ｂが省略されて屈曲自在な構造となっている。そのため、移動力Ｆ１やバイアスバネ７の押圧力に対向し得る所望の剛性を確保しながらも、レンズ駆動装置への組付時には、板状基材２０を難なく菱形に変形させて組込むことができる。従って、この点でも組立性が良いものとなる。

加えて、板状基材２０（駆動部材２）は、ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂの懸架部分となる節部２２が上記の通り狭幅に形成され、この節部２２とその両側の腕部２２とで形成される凹部にＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂを通した状態で該ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂを懸架する構成となっている。従って、組立時には、容易にＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂを駆動部材２に懸架することができ、また、組立後は、変位入力部２ａに対するＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂのずれや脱落を有効に防止することができる。

次に、本発明の第２の実施形態にかかるレンズ駆動装置について説明する。なお、第２の実施形態も、基本的な構成は第１の実施形態と共通するため、第１の実施形態と機能的に共通する部分については同一符号を付して詳細を省略し、以下の説明では第１の実施形態との相違点について詳細に説明する。

図５は、第２の実施形態に係るレンズ駆動装置の主要構成部分を概略的に示す平面図である。このレンズ駆動装置は、大略的には、駆動部材２がレンズユニット１を包囲する構成とされており、また、一本のＳＭＡアクチュエータ（符号「３」とする）でレンズユニット１を光軸ＡＸ方向に移動させるように構成されている点で第１の実施形態のものと構成が相違する。

より詳しくは、レンズユニット１は、前記支持部１６として、周方向に１８０度位相をずらして設けられる一対の支持部１６を有している。

駆動部材２は、図６に示すように、各腕部２１が円弧状に形成された板状基材２０により構成されている。この板状基材２０は、展開した状態（レンズ駆動装置への組込前の状態）において、中央２つの腕部２１が協働して円環状を呈するように形成さるとともに、両端の腕部２１が互いに外向きに開く円弧状に形成されている。なお、板状基材２０の中央２つの腕部２１は、それぞれ円弧の両端で節部２２を介してリンクされている。

そして、この板状基材２０が、各節部２２の部分で屈曲されることにより菱型に変形され、前記円環状の部分にレンズユニット１を挿入した状態で、該レンズユニット１の各支持部１６とベース部材４との間に設置されることにより、レンズユニット１を包囲するように前記駆動部材２が構成されている。この構成では、板状基材２０の中央２つの腕部２１をリンクする各節部２２の部分が変位出力部２ｂとなり、これら変位出力部２ｂがそれぞれ前記支持部１６に当接する。

ＳＭＡアクチュエータ３は、図５に示すように、レンズユニット１の一方の支持部１６の近傍を基点として、駆動部材２の一方の変位入力部２ａ、レンズユニット１の他方の支持部１６の近傍に設けられるガイド４ｂ、駆動部材２の他方の変位入力部２ａを周回し、再び前記一方の支持部１６の近傍に戻るように、駆動部材２及びガイド４ｂに掛け渡されている。なお、ＳＭＡアクチュエータ３の電極３０ａ，３０ｂはベース部材４上の所定の電極固定部に固定されている。バイアスバネ７は、便宜上図示を省略している。

このような第２の実施形態のレンズ駆動装置によると、ＳＭＡアクチュエータ３の作動（収縮）により、各変位入力部２ａに互いに反対向きの移動力Ｆ１がそれぞれ付与され、この移動力Ｆ１により各変位出力部２ｂが光軸ＡＸ方向に移動することによりレンズユニット１が移動する。その際、駆動部材２は、各変位出力部２ｂにより、周方向に１８０度位相がずれた一対の支持部１６を介してレンズユニット１を押し上げるため、レンズユニット１を挟んだ互いに対称な位置に均等な駆動力を与えつつ該レンズユニット１をバラス良く移動させることができる。従って、レンズユニット１をより精度良く、かつスムーズに光軸ＡＸ方向に移動させることが可能となる。

また、このレンズ駆動装置では、レンズユニット１を包囲するように駆動部材２が設けられ、レンズユニット１等を周回するように一本のＳＭＡアクチュエータ３が駆動部材２等に懸架された構成であるため、レンズユニット１の周囲のスペースを略均等に活用することができる。従って、スペース効率が良く、レンズ駆動装置の小型化を図る上で有利となる。また、ＳＭＡアクチュエータ３の長さを大きくとることができるため、その分、ＳＭＡアクチュエータ３の収縮率を稼いで大きな移動量を得ることが可能になる。

なお、この第２の実施形態では、上記の通り、駆動部材２（板状基材２０）の各腕部２１が円弧状に形成され、中央２つの腕部２１が協働して円環状を呈することにより、該円環状の部分にレンズユニット１を挿入するように構成されている。しかし、レンズユニット１を挿入する環状部分の形状は「円」以外に、四角形（菱形）、六角形等の形状であってもよい。

次に、本発明の第３の実施形態にかかるレンズ駆動装置について説明する。なお、第３の実施形態も、基本的な構成は第１の実施形態と類似するため、第１の実施形態と機能的に共通する部分については同一符号を付して詳細を省略し、以下の説明では第１の実施形態との相違点について詳細に説明する。

図７及び図８は、第３の実施形態に係るレンズ駆動装置の主要構成部分を概略的に示しており、図７は平面図で、図８は側面図でそれぞれレンズ駆動装置を示している。

このレンズ駆動装置では、レンズユニット１には、その外周部にガイド孔をもつガイド部１７が突設されている。このガイド部１７には、ベース部材４に立設されるガイド棒８が挿通されており、これによってレンズユニット１がガイド棒８に沿って光軸ＡＸと平行に移動する構成とされている。なお、この実施形態では、第１の実施形態の天板５、平行板バネ６、およびレンズユニット１の支持部１６等は設けられていない。

レンズユニット１の側方部であってガイド部１７のちょうど反対側には、駆動部材２として、「く」字型の屈曲部分を有する駆動部材２が設けられている。この駆動部材２は、図９に示すように、４つの腕部２１を３つの節部２２でリンクした板状基材２０により構成されており、この板状基材２０が略Ｚ字型に屈曲された状態で、その一端がレンズユニット１の対物側の端面に、他端側の腕部２１がベース部材４にそれぞれ固着されることにより構成されている。レンズユニット１に固着される腕部２１は円弧状に形成されおり、従って、撮像レンズ１０の視野を遮ることなくレンズユニット１の端面に固着されている（図７参照）。そして、この駆動部材２では、「く」字型の屈曲部分を変位入力部２ａとして、該変位入力部２ａに光軸ＡＸと直交する方向の移動力Ｆ１が付与されることにより、当該「く」字の屈曲部分が拡開し、その一端（図示の例では上端）にリンクされる腕部２１、つまりレンズユニット１に固着される腕部２１を変位出力部２ｂとして、該変位出力部２ｂを移動させるように構成されている。

ＳＭＡアクチュエータ３は、ガイド棒８の近傍を基点として、レンズユニット１の側方に設けられるガイド４ｂ、駆動部材２の変位入力部２ａ、レンズユニット１の側方に設けられるガイド４ｂを周回し、再び前記ガイド棒８の近傍に戻るように、駆動部材２及びガイド４ｂに掛け渡されている。なお、ＳＭＡアクチュエータ３の電極３０ａ，３０ｂはベース部材４上の所定の電極固定部に固定されている。

このような第３の実施形態のレンズ駆動装置によると、ＳＭＡアクチュエータ３の作動（収縮）により、駆動部材２の変位入力部２ａに移動力Ｆ１が付与されると、この移動力Ｆ１により変位出力部２ｂが上方に移動し、この移動に伴いレンズユニット１がガイド棒８に案内されつつ上方に移動することとなる。そして、ＳＭＡアクチュエータ３への通電が停止されると、前記移動力Ｆ１が消失し、バイアスバネ７（図示省略）の押圧力により、レンズユニット１がガイド棒８に沿ってホームポジションに復帰する。従って、レンズユニット１を光軸ＡＸ方向に移動させることができる。

ところで、以上説明した第１〜第３の実施形態にかかるレンズ駆動装置は、本発明に係るレンズ駆動装置（本発明に係る駆動機構が適用されるレンズ駆動装置）の好ましい実施形態の例示であって、その具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、以下の各構成を採用することも可能である。

（１） 第１，第２の実施形態では、駆動部材２を構成する板状基材２０は、何れもその中央に節部２２が位置し、該中央の節部２２による屈曲部分を変位出力部２ｂとしてレンズユニット１（支持部１６）を押し上げる構成となっている。すなわち、菱形の尖頭部でレンズユニット１を押し上げる構成であるが、変位出力部２ｂが平坦（水平）となるように駆動部材２（板状基材２０）を構成してもよい。

図１０（ａ）は、その具体例（第２の実施形態の変形例）であり、レンズ駆動装置を側面図で概略的に示している。同図に示す駆動部材２は、図１０（ｂ）に示すように、長手方向中心部分に腕部２１が設けられた板状基材２０により構成されている。この板状基材２０が略菱形に屈曲され、図１０（ａ）に示すように、レンズユニット１の支持部１６とベース部材４との間に設置されることにより前記駆動部材２が構成されている。

この構成では、両端の「く」字型の屈曲部分を変位入力部２ａとしてここに移動力Ｆ１が付与されると、駆動部材２の中央の腕部２１を変位出力部２ｂとして該腕部２１が上方に移動する。この際、各変位入力部２ａに互いに等しい移動力Ｆ１が付与されることにより、変位出力部２ｂ（腕部２１）が水平を保った状態で上方に移動し、この移動に伴いレンズユニット１が移動する。

このような構成によれば、平坦（水平）な面で支持部１６を押し上げることができるためレンズユニット１をより安定的に移動させることが可能となる。

（２） 第１，第２の実施形態では、板状基材２０を菱形に屈曲させることにより生じる弾発力を利用することで、駆動部材２をベース部材４等に固着することなくレンズ駆動装置に組み込んでいる。しかし、別の構成として、駆動部材２をベース部材４に固定する構成を採用してもよい。

図１１（ａ）は、その具体例（第２の実施形態の変形例）であって、レンズ駆動装置を側面図（一部断面図）で概略的に示している。同図に示す駆動部材２は、例えば図１１（ｂ）に示す板状基材２０により構成されている。この板状基材２０は、腕部２１として、円環状の部分を形成する中央の２つの腕部２１と、その外側にリンクされる各々２つの矩形形状の腕部２１を備えている。そして、この板状基材２０が、その中央及びその両側の節部２２でそれぞれ屈曲されることにより、図１１（ａ）に示すように中央が山型に変形され、この状態で両端の腕部２１がベース部材４に形成された穿孔部４ｃに垂直に差し込み固定（嵌合）されることにより駆動部材２が構成されている。

この構成では、駆動部材２の両端の「く」字型の屈曲部分を変位入力部２ａとして、これら変位入力部２ａにＳＭＡアクチュエータ３（図示省略）が懸架される。そして、該ＳＭＡアクチュエータ３が作動（収縮）し、各変位入力部２ａに光軸ＡＸと直交する方向の移動力Ｆ１が付与されると、同図中に二点鎖線で示すように、駆動部材２の中央屈曲部分（変位出力部２ｂ）が上昇し、これに伴い支持部１６が押し上げられてレンズユニット１が移動することとなる。

このような構成によれば、レンズ駆動装置の組立ての際には、板状基材２０（駆動部材２）を予めベース部材４に固定した状態で他の部材の組付け等を行うことが可能となるので、レンズ駆動装置の組立性が向上するという利点がある。

なお、図１１（ａ）の例では、ベース部材４に対して板状基材２０両端の節部２２を差し込み固定しているが、例えば図１２に示すように、両端の節部２２をベース部材４の表面に対して接着固定する構成としてもよい。

（３） 第１，第２の実施形態では、駆動部材２は、板状基材２０の両端をベース部材４の突起４ａに突き当て、中央の屈曲部分をレンズユニット１の支持部１６に当接させた構成であるが、これとは逆（上下逆）の構成であってもよい。この場合には、例えば図１３に示すように、前記支持部１６の代わりに、レンズユニット１の外周縁部に断面Ｔ字型の係合部１８を突設し、板状基材２０を菱形に変形させた状態で、その両端を係合部１８に対してその両側から突き当て、中央の屈曲部分をベース部材４に当接させる構成とする。この場合には、係合部１８に突き当てられた駆動部材２（板状基材２０）の両端部分が変位出力部２ｂとなる。このような構成であっても実施形態と同様の作用効果を享受することができる。なお、図示を省略するが、図１１，図１２の例についても同様であり、この場合には、板状基材２０の両端腕部２１をレンズユニット１に固定する構成とすればよい。

（４） 第１〜第３の実施形態では、板状基材２０（駆動部材２）は、ポリイミドフィルムからなる帯状のフレキシブルなベース層２０ａ上に、銅箔等、金属の補強層２０ｂを形成した構造となっている。しかし、板状基材２０（駆動部材２）を構成する材料や具体的な構造はこの例に限定されるものではない。

例えば、ベース層２０ａを構成する材料は、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、合成ゴム等、ポリイミド以外の材料であってもよく、同様に、補強層２０ｂは、ステンレスや硬質の合成樹脂等、銅箔以外の材料であってもよい。但し、板状基材２０（駆動部材２）は、節部２２の部分で繰り返し屈伸が行われるものであり柔軟性および耐久性が要求される。従って、節部２２の部分は、これらの条件を満たすポリイミド、ポリエステル等、上記した高分子材料から構成されているのが好適である。

また、第１の実施形態では特に言及していないが、板状基材２０（駆動部材２）の節部２２の幅（例えば図３では上下方向の寸法）は板状基材２０の長手方向（腕部２１の並び方向）において一定とされている。しかし、節部２２のうちＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂが掛け渡されるものについては、板状基材２０の長手方向において幅が変化するように形成してもよい。具体的には、図１４（ａ）に示すように、前記長手方中央において幅が小さくなるように節部２２を形成してもよい。この構成によれば、ＳＭＡアクチュエータ３ａ，３ｂの作動時に、隣接する節部２２に働く応力を幅方向に分散させることができる。そのため、当該節部２２におけるベース層２０ａと補強層２０ｂとの剥離や亀裂の発生を有効に防止することができ、板状基材２０の耐久性を高めることが可能となる。なお、このような効果は、図１４（ｂ）に示すように、節部２２の幅は一定としておき、両側の節部２２の間隔が幅方向において変化するように形成した場合にも得ることが可能である。従って、腕部２１が円弧状に形成されている図６，１０及び図１１に示す板状基材２０では、自ずと上記の作用効果を享受することができる。

また、板状基材２０（駆動部材２）は、三層構造、あるいはそれ以上の積層構造を有するものであってもよい。例えば、図１５（ａ）に示すように、二層のベース層２０ａの間に補強層２０ｂを介装した構造であってもよい。この構造では、腕部２１の部分は、二層のベース層２０ａと補強層２０ｂとの三層構造となり、節部２２の部分は、ベース層２０ａの二層構造となる。この構造によれば、補強層２０ｂが二層のベース層２０ａにより被覆されているので、補強層２０ｂの剥離強度を高めて耐久性を高めることができ、また、補強層２０ｂの腐食抑制効果を得ることもできる。この場合、二層の補強層２０ｂを一体形成した構成、つまり、図１５（ｂ）に示すように、補強層２０ｂをベース層２０ａによりコーティングした構成としてもよい。この場合にも、図１５（ａ）の構成と同様の効果を享受することが可能である。

また、板状基材２０（駆動部材２）は、上記のように共通のベース層２０ａに補強層２０ｂを形成した構成に限らず、例えば金属等の板状部材を高分子材料からなる連結部材で屈曲可能に連結したものでもよい。但し、実施形態のような板状基材２０によれば、プリント配線基板（ＰＷＢ）と共通の方法で板状基材２０を生産できるという利点がある。大略的には、ポリイミドフィルムに銅層を形成し、該銅層の一部をエッチングして前記腕部２１及び節部２２を形成することにより、上記板状基材２０を製造することができる。従って、板状基材２０を簡単かつ安価に生産することができ、また小型化にも難なく対応することができる。

一方、板状基材２０（駆動部材２）は、全体が、金属、あるいは高分子材料等の単一材料から形成されているものであってもよい。この場合には、所望の剛性を確保し得るように厚みを設定した帯状部材の一部分の厚みや幅寸法を他の部分よりも小さく形成することにより該一部分により節部２２を、その他の部分により腕部２１を形成した構成とすることができる。この板状基材２０の構成によれば、全体を単一材料から構成できる。但し、この構成では、腕部２１に求められる剛性と、節部２２に求められる柔軟性および耐久性を両立させることが難しい場合がある。従って、腕部２１の剛性と、節部２２の柔軟性および耐久性を両立させる上では、上述した実施形態のような板状基材２０の構造を採用するのが好ましい。

（５） 上記実施形態では、ＳＭＡアクチュエータ３，３ａ，３ｂとして、動作（収縮）後も回復したままの形状を維持する所謂一方向性のＳＭＡアクチュエータを適用しており、そのため、バイアスバネ７を設けてレンズユニット１をホームポジションへリセットする構成を採用している。しかし、ＳＭＡアクチュエータ３，３ａ，３ｂとして、所謂二方向性のものを適用する場合には、バイアスバネ７を省略することが可能となるため、そのような構成によれば、より部品点数を減らしてレンズ駆動装置の小型軽量化を図ることが可能となる。

なお、上記実施形態では、駆動部材２（板状基材２０）、ＳＭＡアクチュエータ３，３ａ，３ｂ及びベース部材４等により本発明に係る駆動機構が構成され、この駆動機構によりレンズユニット１を駆動（移動）する構成となっている。しかし、本発明に係る駆動機構の適用は、レンズユニット１の駆動に限定されるものではなく、その他の種々の被駆動物についても適用可能であることは言うまでもない。

本発明の第１の実施形態にかかるレンズ駆動装置（本発明に係る駆動機構、駆動装置が適用されるレンズ駆動装置）の主要部を示す平面概略図である。 レンズ駆動装置を示す側面概略図（図１のII矢視図）である。 レンズ駆動装置に組込まれている駆動部材（板状基材）を示す概略図である（（ａ）は展開平面図、（ｂ）は（ａ）のIII−III線断面図、（ｃ）は菱形に屈曲させた状態の断面図をそれぞれ示している）。 駆動部材の屈曲部分（ＳＭＡアクチュエータの懸架部分）を示す平面概略図である。 本発明の第２の実施形態にかかるレンズ駆動装置を示す平面概略図である。 レンズ駆動装置に組込まれている駆動部材（板状基材）を示す展開平面図である。 本発明の第３の実施形態にかかるレンズ駆動装置を示す平面概略図である。 レンズ駆動装置を示す側面概略図（図７のVIII矢視図）である。 レンズ駆動装置に組込まれている駆動部材（板状基材）を示す展開平面図である。 レンズ駆動装置に組込まれる駆動部材（板状基材）の他の例を示す図である（（ａ）は、展開平面図で、（ｂ）は、レンズ駆動装置への組込み状態を示す図である）。 レンズ駆動装置に組込まれる駆動部材（板状基材）の他の例を示す図である（（ａ）は、展開平面図で、（ｂ）は、レンズ駆動装置への組込み状態を示す概略図である）。 レンズ駆動装置に対する駆動部材（板状基材）の組込み状態の他の例を示す概略図である。 レンズ駆動装置に対する駆動部材（板状基材）の組込み状態の他の例を示す概略図である。 （ａ），（ｂ）は板状基材の他の例を示す平面図である。 （ａ），（ｂ）は板状基材の他の例を示す断面図である。

符号の説明

１ レンズユニット
２ 駆動部材
３，３ａ，３ｂ ＳＭＡアクチュエータ
４ ベース部材
５ 天板
６ 平行板バネ
７ バイアスバネ
３０ａ 第１電極
３０ｂ 第２電極
Ｆ１ 移動力

Claims (9)

1. 被駆動物を所定の第１軸方向に駆動するための駆動機構であって、
   所定の第１軸方向に移動可能な変位出力部、および前記第１軸方向と直交する第２軸方向の移動力を受けて前記変位出力部を前記第１軸方向に移動させる変位入力部を具備し、前記変位出力部において前記被駆動物に駆動力を付与するリンク機構からなる駆動部材と、
   前記変位入力部に第２軸方向の前記移動力を与える形状記憶合金アクチュエータと、
   前記駆動部材及び形状記憶合金アクチュエータが組込まれるベース部材と、を備え、
   前記駆動部材は、複数の腕部とこれらをリンクする、前記腕部よりも低剛性の節部とを一体に形成した板状基材であって、この板状基材を前記第１軸方向の断面が「く」字型となるように前記節部で屈曲させたものであり、「く」字型の屈曲部分が変位入力部とされる一方、この屈曲部分を構成する腕部の一端、又はこの一端にリンクされる腕部が前記変位出力部とされていることを特徴とする駆動機構。
2. 請求項１に記載の駆動機構において、
   前記駆動部材は、前記第２軸方向に対向する一対の前記「く」字型の屈曲部分を有するものであり、各「く」字型の屈曲部分がそれぞれ前記変位入力部とされていることを特徴とする駆動機構。
3. 請求項２に記載の駆動機構において、
   前記板状基材は、一方向に並ぶ４つの腕部とこれらをリンクする節部とを備えたものであり、前記駆動部材は、前記板状基材を各節部で屈曲させて菱形に形成することにより、前記一対の「く」字型の屈曲部分を設けたものであることを特徴とする駆動機構。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の駆動機構において、
   前記駆動部材は、前記被駆動物を包囲可能に構成され、前記変位出力部として被駆動物を挟んで互いに対称な位置に設けられる一対の前記変位出力部を有していることを特徴とする駆動機構。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の駆動機構において、
   前記板状基材は、フレキシブルな基材であり、前記駆動部材は、前記板状基材が屈曲された状態で前記被駆動物と前記ベース部材との間に設置されることにより、前記板状基材の弾発力で前記被駆動物とベース部材との間に保持されていることを特徴とする駆動機構。
6. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の駆動機構において、
   前記駆動部材は、前記板状基材の一部の腕部が前記ベース部材に対して固着されていることを特徴とする駆動機構。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載の駆動機構において、
   前記駆動部材は、前記変位入力部である「く」字型の屈曲部分の前記節部がその両側の腕部よりも狭幅に形成されるものであり、該節部に対して、前記形状記憶合金アクチュエータである線状のアクチュエータが懸架されていることを特徴とする駆動機構。
8. 被駆動物と、この被駆動物を所定の第１軸方向に移動させる請求項１〜７の何れか一項に記載の駆動機構を備えていることを特徴とする駆動装置。
9. 被駆動物としてのレンズユニットと、このレンズユニットをその光軸方向に移動させる駆動機構として請求項１〜７の何れか一項に記載の駆動機構を備えていることを特徴とするレンズ駆動装置。

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