JP2011001824A - アクチュエータ、駆動装置、および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電力の消費量を抑制しつつ、衝撃や外力の負荷に耐え得ることが可能なアクチュエータ、ならびに該アクチュエータを搭載した駆動装置および撮像装置を提供する。
【解決手段】アクチュエータは、形状記憶合金を用いて構成され、通電に応答して発熱するとともに該発熱に応じて変形する可動部と、該可動部が固定される第１および第２部材とを備える。そして、該アクチュエータでは、可動部が、第１部材と第２部材との間を少なくとも一度往復するように、第１部材と第２部材との間に架設される。
【選択図】図１１

Description

本発明は、アクチュエータ、ならびに該アクチュエータを搭載した駆動装置および撮像装置に関する。

近年、携帯電話機等の小型の電子機器にカメラモジュールが搭載されることが多く、カメラモジュールの更なる小型化が指向されている。

このカメラモジュールについては、従来、レンズを支持するレンズバレルとレンズホルダ、赤外線(ＩＲ)カットフィルタを支持するホルダ、基板、撮像素子、および光学素子からなる積層体と、該積層体を保持する筐体と、該積層体を封止する樹脂等が必要とされている。よって、上記多数の部品の小型化を図りつつ、多数の部品を精度良く組み合わせてカメラモジュールを作製することは容易でなかった。

そこで、基板と、多数の撮像素子が形成された半導体シートと、多数の撮像レンズが形成されたレンズアレイシートとを樹脂層を介して貼り付けて積層部材を形成し、該積層部材をダイシングして、個々のカメラモジュールを完成させる技術が提案されている（例えば、特許文献１等）。この技術では、一枚のウエハ状の積層部材から、数百個のカメラモジュールを切り出すことも可能であり、微細加工のプロセスとのマッチングも良い。このため、カメラモジュールの小型化、薄型化、および低コスト化に対して大きく寄与するものと考えられる。

しかし、上記特許文献１の技術では、ウエハ状の部材を積層させるため、ボイスコイルモータ等、撮像レンズを移動させるための部分（可動部分）を成すアクチュエータの配置等が困難であった。従って、オートフォーカスやズームの機能等を小型のカメラモジュールに組み込むことが困難であった。

ところで、小型のカメラモジュールへの適用が可能なアクチュエータとして、形状記憶合金を用いたものが考えられる（例えば、特許文献２等）。この形状記憶合金を用いたアクチュエータは、小型であっても非常に大きな力を得ることが可能であり、小型化に伴って体積に対する表面積の割合が増加することで一般的な課題である応答性も改善されるため、小型のカメラモジュールに対するマッチングが良いと言える。

特開２００７−１２９９５号公報 特開２００８−１９７５１号公報

しかしながら、小型のアクチュエータには、消費電力の低減、および衝撃や外力の負荷に耐え得る構成が要求されるが、上記特許文献２では、これらの要求への対応策については考慮されていない。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、電力の消費量を抑制しつつ、衝撃や外力の負荷に耐え得ることが可能なアクチュエータ、ならびに該アクチュエータを搭載した駆動装置および撮像装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、第１の態様に係るアクチュエータは、形状記憶合金を用いて構成され、通電に応答して発熱するとともに該発熱に応じて変形する可動部と、前記可動部が固定される第１および第２部材とを備え、前記可動部が、前記第１部材と前記第２部材との間を少なくとも一度往復するように、前記第１部材と前記第２部材との間に架設される。

第２の態様に係るアクチュエータは、第１の態様に係るアクチュエータであって、前記可動部に係る電気抵抗を検出することで該可動部に係る変位を認識する認識手段を更に備える。

第３の態様に係るアクチュエータは、第１または第２の態様に係るアクチュエータであって、前記第１および第２部材のうちの少なくとも一方の部材が、固定部材である。

第４の態様に係るアクチュエータは、第３の態様に係るアクチュエータであって、前記第１および第２部材が、それぞれ固定部材である。

第５の態様に係る駆動装置は、第４の態様に係るアクチュエータと、前記可動部に対して当接または別部材を介して当接する移動対象物とを備える。

第６の態様に係るアクチュエータは、第３の態様に係るアクチュエータであって、前記第１部材が、固定部材であり、前記第２部材が、前記第２部材に対して相対的に移動する移動部材である。

第７の態様に係るアクチュエータは、第６の態様に係るアクチュエータであって、前記第１部材が、前記第２部材の周囲に設けられ、前記可動部が、前記第２部材の周囲の略等間隔の場所において前記第１部材と前記第２部材との間に架設される。

第８の態様に係る駆動装置は、第６または第７の態様に係るアクチュエータと、前記第２部材に対して固定される移動対象物とを備える。

第９の態様に係る撮像装置は、第４、第６、および第７の何れか１つの態様に係るアクチュエータと、撮像素子と、被写体からの光を前記撮像素子まで導く光学系とを備え、前記撮像素子および前記光学系のうちの少なくとも一方が、前記可動部の変形によって移動される。

第１０の態様に係る駆動装置は、固定部材と、前記固定部材に対して相対的に移動する移動対象物と、形状記憶合金を用いて構成され、通電に応答して発熱するとともに該発熱に応じて変形する可動部とを備え、前記可動部が、前記固定部材と前記移動部材との間を少なくとも一度往復するように、前記固定部材と前記移動部材との間に架設される。

第１から第４、第６、および第７の何れの態様に係るアクチュエータによっても、可動部の断面積が維持されつつ該可動部の配設経路が長くなることで、該可動部における電気的な抵抗値が増加するため、電力の消費量を抑制しつつ、衝撃や外力の負荷に耐え得ることが可能なアクチュエータを提供することができる。

第２の態様に係るアクチュエータによれば、可動部に係る変位に対する電気的な抵抗値の変化量が大きくなるため、外乱の影響に拘わらず、可動部に係る変位を精度良く認識することができる。

第５、第８、および第１０の何れの態様に係る駆動装置によっても、電力の消費量を抑制しつつ、衝撃や外力の負荷に耐え得ることが可能なアクチュエータを搭載した駆動装置を提供することができる。

第７の態様に係るアクチュエータによれば、可動部によって移動部材が支持されるため、構成および製造工程の簡素化によって、アクチュエータの製造が容易となる。

第９の態様に係る撮像装置によれば、電力の消費量を抑制しつつ、衝撃や外力の負荷に耐え得ることが可能なアクチュエータを搭載した撮像装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るカメラモジュールを搭載した携帯電話機の概略構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る第１の筐体に着目した断面模式図である。 本発明の一実施形態に係るカメラモジュールの断面模式図である。 撮像素子層の平面外観図である。 撮像素子保持層の平面外観図である。 スペーサ層の平面外観図である。 アクチュエータ層の平面外観図である。 第１および第２平行ばね層の平面外観図である。 撮像レンズ層の平面外観図である。 蓋層の平面外観図である。 アクチュエータ層とレンズユニットとの相対的な配置関係を示す図である。 ＳＭＡの変形によるレンズユニットの動作を説明するための図である。 ＳＭＡの変形によるレンズユニットの動作を説明するための図である。 第１および第２平行ばね層の機能を説明するための図である。 第１および第２平行ばね層の機能を説明するための図である。 カメラモジュールの製造工程の一例を示すフローチャートである。 カメラモジュールの製造工程を説明するための図である。 一変形例に係るアクチュエータ層の構成例に係る模式図である。 一変形例に係る光学レンズ部の動作を説明するための図である。 一変形例に係る光学レンズ部の動作を説明するための図である。 一変形例に係る撮像素子を移動させる構成を例示する図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

＜(1)携帯電話機の概略構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るカメラモジュール５００を搭載した携帯電話機１００の概略構成を示す模式図である。なお、図１および図１以降の図では方位関係を明確化するために、ＸＹＺの相互に直交する３軸が適宜付されている。

図１で示されるように、携帯電話機１００は、折り畳み式の携帯電話機として構成され、第１の筐体２００と、第２の筐体３００と、ヒンジ部４００とを有する。第１の筐体２００および第２の筐体３００は、それぞれ板状の略直方体の形状を有し、各種電子部材を格納する筐体としての役割を有する。具体的には、第１の筐体２００は、カメラモジュール５００および表示ディスプレイを有し、第２の筐体３００は、携帯電話機１００を電気的に制御する制御部とボタン等の操作部材とを有する。なお、ヒンジ部４００は、第１の筐体２００と第２の筐体３００とを回動可能に接続する。このため、携帯電話機１００は、折り畳み可能となっている。

また、第１の筐体２００には、電流供給ドライバ６００、電気抵抗検出部７００、およびコントラスト検出部８００が搭載されている。電流供給ドライバ６００は、カメラモジュール５００の形状記憶合金（ＳＭＡ）膜４１（図７）への電流の供給を制御する。電気抵抗検出部７００は、ＳＭＡ膜４１における電気抵抗を検出する。コントラスト検出部８００は、カメラモジュール５００の撮像素子１１（図３）で得られる画像信号についてコントラストを検出する。また、第２の筐体３００には、合焦制御部３１０が搭載されている。合焦制御部３１０は、電気抵抗検出部７００およびコントラスト検出部８００からの信号の入力に応じて、電流供給ドライバ６００を介したＳＭＡ膜４１への電流の供給量を制御することで、カメラモジュール５００の合焦状態を調整するオートフォーカス制御を行う。

図２は、携帯電話機１００のうちの第１の筐体２００に着目した断面模式図である。図１および図２で示されるように、カメラモジュール５００は、ＸＹ断面のサイズが約５ｍｍ四方であり、厚さ（Ｚ方向の奥行き）が数ｍｍ程度である小型の撮像装置、所謂マイクロカメラユニット（ＭＣＵ）となっている。

以下、カメラモジュール５００の構成、およびカメラモジュール５００の製造工程について順次説明する。

＜(2)カメラモジュールの構成＞
図３は、カメラモジュール５００の断面模式図である。図３で示されるように、カメラモジュール５００は、撮像素子層１０、撮像素子保持層２０、スペーサ層３０、アクチュエータ層４０、第１平行ばね層５０、撮像レンズ層６０、第２平行ばね層７０、および蓋層８０からなる８層がこの順番で積層されて形成されている。そして、該８層に含まれる相互に隣接する各２層の間が、エポキシ樹脂等の樹脂によって接合されているため、各層間に樹脂が介在している。

また、各層１０〜８０は、±Ｚ方向の面において略同一の矩形状（ここでは、一辺が約５ｍｍの正方形）の外形を有する。なお、後述するが、撮像レンズ層６０については、カメラモジュール５００の製造途中で、例えば、固定枠体６０Ｆ（図９）と突起部６１ａ，６１ｂ（図９）とを連結する連結部６４ａ，６４ｂが切断され、光学レンズ部６３、突起部６１ａ，６１ｂ、およびレンズ保持部６２ａ，６２ｂを備えて構成されるレンズユニット６０Ｕと、固定枠体６０Ｆとが分離された状態となる。

カメラモジュール５００では、アクチュエータ層４０によってレンズユニット６０Ｕが光学レンズ部６３の光軸ＰＬに沿った方向（ここでは、±Ｚ方向）に移動されることで、撮像素子層１０の撮像素子１１とレンズユニット６０Ｕとの距離が変更される。該距離の変更により、カメラモジュール５００の合焦状態が調整されるオートフォーカス制御が実現される。

カメラモジュール５００は、詳細には次のように構成される。

撮像素子層１０の上面（＋Ｚ側の面）には該撮像素子層１０を保持する撮像素子保持層２０が配置されるとともに、該撮像素子保持層２０の上面（＋Ｚ側の面）にはスペーサ層３０が配置される。このスペーサ層３０は、第１および第２平行ばね層５０，７０によるレンズユニット６０Ｕの−Ｚ方向への押し下げによってアクチュエータ層４０のＳＭＡ膜４１が弾性変形を行う空間を確保する機能を有する。

また、スペーサ層３０の上面には、アクチュエータ層４０、第１平行ばね層５０、撮像レンズ層６０、および第２平行ばね層７０がこの順番で積層されることで、光学レンズ部６３を移動させるための機構（移動機構）が構成されている。

この移動機構では、レンズユニット６０Ｕのレンズ保持部６２ａ，６２ｂが、第１平行ばね層５０と第２平行ばね層７０とによって±Ｚ方向から挟持されることで、光軸ＰＬに沿った方向に移動可能に支持される機構（平行リンク機構）を構成する。このため、レンズユニット６０Ｕは、±Ｚ方向への移動によって固定枠体６０Ｆに対して相対的に傾かない。また、レンズユニット６０Ｕの突起部６１ａ，６１ｂのうちの−Ｚ側に配置された当接部６１Ｔａ，６１Ｔｂが、アクチュエータ層４０のＳＭＡ膜４１と当接する。このため、ＳＭＡ膜４１の変形に応じて、レンズユニット６０Ｕが、光軸ＰＬに沿った方向に移動される駆動装置が形成されている。

また、第２平行ばね層７０の上面には、ガラス等の透明な素材で構成される蓋層８０が配置される。

そして、上述したように、８つの層１０〜８０は、外周部でエポキシ樹脂等の接着剤によって相互に接合される。このため、カメラモジュール５００は、光学レンズ部６３が移動する空間を包含する密閉空間を形成する。なお、カメラモジュール５００の製造は、例えば、クリーンルーム内またはクリーンベンチ内で行われ、カメラモジュール５００が形成する密閉空間にゴミや塵が侵入しないように維持される。これにより、細かい隙間を有する移動機構にゴミや塵等が付着する不具合、ならびに密閉空間内における空気の対流の発生が抑制される。その結果、駆動機構に対する負荷のばらつきが低減され、光学レンズ部６３の移動精度の向上が図られる。

また、カメラモジュール５００では、撮像素子層１０の上面（＋Ｚ側の面）からアクチュエータ層４０の上面（＋Ｚ側の面）にかけて、撮像素子保持層２０、スペーサ層３０、およびアクチュエータ層４０を順次に貫通する孔（貫通孔）ＣＶａ，ＣＶｂが設けられる。この微小な貫通孔ＣＶａ，ＣＶｂの内径は、例えば、数十μｍ程度に設定される。また、この貫通孔ＣＶａ，ＣＶｂには、導電材料が充填され、撮像素子層１０とアクチュエータ層４０のＳＭＡ膜４１との間が導電可能に接続される。

＜(2-1)各機能層について＞
以下では、カメラモジュール５００を構成する各機能層の詳細について説明する。図４〜図１０は、撮像素子層１０、撮像素子保持層２０、スペーサ層３０、アクチュエータ層４０、第１および第２平行ばね層５０，７０、撮像レンズ層６０、および蓋層８０の構成例をそれぞれ示す平面図である。なお、各機能層については、−Ｚ側の面を一主面と称し、＋Ｚ側の面を他主面と称する。

＜(2-1-1)撮像素子層＞
図４で示されるように、撮像素子層１０は、例えば、ＣＯＭＳセンサまたはＣＣＤセンサ等で形成される撮像素子１１、その周辺回路、および撮像素子１１を囲む外周部１２を備えるチップである。なお、ここでは図示を省略しているが、撮像素子層１０の裏面（−Ｚ側の面）には、撮像素子１１に対する信号の付与、および撮像素子１１からの信号の読み出しを行うための配線を接続するための各種端子が設けられる。

例えば、撮像素子層１０の裏面では、はんだボールを用いたリフロー方式によるはんだ付けが行われることで、撮像素子層１０と、電流供給ドライバ６００、電気抵抗検出部７００、およびコントラスト検出部８００等との間が、導電可能またはデータ送受信可能に接続される。

＜(2-1-2)撮像素子保持層＞
撮像素子保持層２０は、例えば、樹脂等の素材によって形成され、接合によって取り付けられる撮像素子層１０を保持するチップである。

具体的には、図５で示されるように、撮像素子保持層２０の略中央には、断面が略正方形の開口２０ＨがＺ方向に沿って設けられ、該開口２０Ｈの断面は＋Ｚ側に行くに従って小さくなる。なお、図５の破線で描かれた四角形は、−Ｚ側の面における開口２０Ｈの外縁を示す。また、撮像素子保持層２０の外周部の一辺を成す板状の部分の所定の２箇所には、Ｚ方向に沿って貫通する微小な孔（貫通孔）ＣＶ_2a，ＣＶ_2bが設けられ、該貫通孔ＣＶ_2a，ＣＶ_2bには導電材料が充填される。なお、開口２０Ｈおよび貫通孔ＣＶ_2a，ＣＶ_2bは、例えば、型押し等によって形成される。

更に、撮像素子保持層２０の一主面および他主面はそれぞれ略平坦であり、且つ該一主面と他主面とは略平行の関係にある。そして、撮像素子保持層２０の外周部の一主面が隣接する撮像素子層１０と接合されるとともに、該外周部の他主面が隣接するスペーサ層３０と接合される。

＜(2-1-3)スペーサ層＞
スペーサ層３０は、例えば、樹脂等の素材によって形成され、レンズユニット６０Ｕの移動空間を確保するチップである。

具体的には、図６で示されるように、外縁および内縁がそれぞれ矩形である環状の形状を有し、Ｚ方向に貫通する中空部分３０Ｈを有する。また、スペーサ層３０の一辺を成す棒状の部分の所定の２箇所には、撮像素子保持層２０と同様に、Ｚ方向に沿って貫通する微小な孔（貫通孔）ＣＶ_3a，ＣＶ_3bが設けられ、該貫通孔ＣＶ_3a，ＣＶ_3bには導電材料が充填される。なお、中空部分３０Ｈおよび貫通孔ＣＶ_3a，ＣＶ_3bは、例えば、型押し等によって形成される。

更に、スペーサ層３０の一主面および他主面はそれぞれ略平坦であり、且つ該一主面と他主面とは略平行の関係にある。そして、スペーサ層３０の一主面が隣接する撮像素子保持層２０と接合されるとともに、他主面が隣接するアクチュエータ層４０と接合される。

＜(2-1-4)アクチュエータ層＞
アクチュエータ層４０は、図７で示されるように、固定枠体４０Ｆ、電極部４０Ｅａ，４０Ｅｂ、およびＳＭＡ膜４１を有する。

固定枠体４０Ｆは、例えば、シリコン等といった導電体でない素材によって形成される。そして、この固定枠体４０Ｆは、外縁および内縁がそれぞれ矩形である環状の形状を有し、Ｚ方向に貫通する中空部分４０Ｈを有する。別の観点から言えば、固定枠体４０Ｆは、Ｘ方向に延設され且つ相互に対向する板状の部分（板状部）４０Ｆａ，４０Ｆｃと、Ｙ方向に延設され且つ相互に対向する板状の部分（板状部）４０Ｆｂ，４０Ｆｄとを有する。そして、固定枠体４０Ｆは、４枚の板状部４０Ｆａ〜４０Ｆｄがこの順番で連結されるような形状を有する。なお、固定枠体４０Ｆは、カメラモジュール５００の外周部を構成し、カメラモジュール５００における固定部材として機能する。

また、板状部４０Ｆａの所定の２箇所には、撮像素子保持層２０およびスペーサ層３０と同様に、Ｚ方向に沿って貫通する微小な孔（貫通孔）ＣＶ_4a，ＣＶ_4bが設けられ、該貫通孔ＣＶ_4a，ＣＶ_4bには導電材料が充填される。ここで、貫通孔ＣＶ_4a，ＣＶ_4bおよび中空部分４０Ｈは、各種エッチング等によって形成される。

ここでは、貫通孔ＣＶ_4aに充填される導電材料は、貫通孔ＣＶ_2a，ＣＶ_3aに充填される導電材料と電気的に接続され、貫通孔ＣＶ_4bに充填される導電材料は、貫通孔ＣＶ_2b，ＣＶ_3bに充填される導電材料と電気的に接続される。具体的には、貫通孔ＣＶ_2a〜ＣＶ_4aによって貫通孔ＣＶａが形成され、貫通孔ＣＶ_2b〜ＣＶ_4bによって貫通孔ＣＶｂが形成される。そして、該貫通孔ＣＶａ，ＣＶｂにそれぞれ導電材料が充填されることで、それぞれ貫通配線が形成される。この貫通配線により、撮像素子層１０とアクチュエータ層４０とが電気的に接続される。なお、撮像素子層１０とアクチュエータ層４０との間における電気的な接続は、カメラモジュール５００の側面に印刷技術等を用いて配線を設けることによっても実現可能である。

２つの電極部４０Ｅａ，４０Ｅｂは、板状部４０Ｆａの他主面上において、相互に離隔して設けられる。具体的には、電極部４０Ｅａは、貫通孔ＣＶ_4aの一主面側に設けられるとともに、電極部４０Ｅｂは、貫通孔ＣＶ_4bの他主面側に設けられる。

ＳＭＡ膜４１は、形状記憶合金（ＳＭＡ）を用いて構成される。このＳＭＡ膜４１は、第１可動部４１ａ、および第２可動部４１ｂを有する。第１可動部４１ａは、３本の梁部４１１ａ〜４１３ａと第１および第２接続部Ｃ１，Ｃ２によって構成され、第２可動部４１ｂは、３本の梁部４１１ｂ〜４１３ｂと第４および第５接続部Ｃ４，Ｃ５によって構成される。そして、各梁部４１１ａ〜４１３ａ，４１１ｂ〜４１３ｂは、相互に対向する板状部４０Ｆａと板状部４０Ｆｃとの間に架設される。つまり、板状部４０Ｆａと板状部４０Ｆｃが、各梁部４１１ａ〜４１３ａ，４１１ｂ〜４１３ｂが固定される部材として機能する。

また、第１，３，５接続部Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５が、板状部４０Ｆｃの他主面上に設けられるとともに、第２，４接続部Ｃ２，Ｃ４が、板状部４０Ｆａの他主面上に設けられる。

具体的には、梁部４１１ａの一端部は、電極部４０Ｅａ上に形成されることで、該電極部４０Ｅａに対して電気的に接続される。梁部４１１ａの他端部は、板状部４０Ｆｃの他主面上において、第１接続部Ｃ１によって、梁部４１２ａの一端部に対して電気的に接続される。梁部４１２ａの他端部は、板状部４０Ｆａの他主面上において、第２接続部Ｃ２によって、梁部４１３ａの一端部に対して電気的に接続される。梁部４１３ａの他端部は、板状部４０Ｆｃの他主面上において、第３接続部Ｃ３によって、梁部４１１ｂの一端部に対して電気的に接続される。梁部４１１ｂの他端部は、板状部４０Ｆａの他主面上において、第４接続部Ｃ４によって、梁部４１２ｂの一端部に対して電気的に接続される。梁部４１２ｂの他端部は、板状部４０Ｆｃの他主面上において、第５接続部Ｃ５によって、梁部４１３ｂの一端部に対して電気的に接続される。そして、梁部４１３ｂの他端部は、電極部４０Ｅｂ上に形成されることで、該電極部４０Ｅｂに対して電気的に接続される。

つまり、第１可動部４１ａは、３本の梁部４１１ａ〜４１３ａおよび第１および第２接続部Ｃ１，Ｃ２によって、板状部４０Ｆａと板状部４０Ｆｃとの間を一往復半するように、板状部４０Ｆａと板状部４０Ｆｃとの間に架設される。また、第２可動部４１ｂは、３本の梁部４１１ｂ〜４１３ｂおよび第４および第５接続部Ｃ４，Ｃ５によって、板状部４０Ｆａと板状部４０Ｆｃとの間を一往復半するように、板状部４０Ｆａと板状部４０Ｆｃとの間に架設される。

なお、ＳＭＡ膜４１では、第１〜５接続部Ｃ１〜Ｃ５のうち、第３接続部Ｃ３の延設距離が他の接続部の延設距離よりも数十倍程度に設定されることで、第１可動部４１ａと第２可動部４１ｂとが比較的大きく離隔されている。

このように、ＳＭＡ膜４１は、電極部４０Ｅａと電極部４０Ｅｂとの間で、梁部４１１ａ、第１接続部Ｃ１、梁部４１２ａ、第２接続部Ｃ２、梁部４１３ａ、第３接続部Ｃ３、梁部４１１ｂ、第４接続部Ｃ４、梁部４１２ｂ、第５接続部Ｃ５、および梁部４１３ｂの順番で電気的に直列に接続されている。従って、電極部４０Ｅａと電極部４０Ｅｂとの間に電圧が印加されると、ＳＭＡ膜４１に電流が流れる。そして、このとき、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂは、通電に応じて発生するジュール熱によって発熱するとともに、該発熱に応じて変形する。

更に、アクチュエータ層４０の一主面および他主面はそれぞれ略平坦であり、且つ該一主面と他主面とは略平行の関係にある。そして、アクチュエータ層４０の一主面が隣接するスペーサ層３０と接合されるとともに、他主面が隣接する第１平行ばね層５０と接合される。なお、ＳＭＡ膜４１と第１平行ばね層５０との間には、接合に用いられる樹脂等が介在することで、電極部４０Ｅａ，４０ＥｂおよびＳＭＡ膜４１と第１平行ばね層５０との間における短絡が生じないように構成される。但し、電極部４０Ｅａ，４０ＥｂおよびＳＭＡ膜４１と第１平行ばね層５０との間における短絡を防止する観点から言えば、アクチュエータ層４０の他主面のうちの第１平行ばね層５０と接合される部分に絶縁膜が形成されることが好ましい。

＜(2-1-5)第１および第２平行ばね層＞
第１および第２平行ばね層５０，７０は、同様な構成を有するため、ここでは、第１平行ばね層５０を例に挙げて具体的に説明する。

図８で示されるように、第１平行ばね層５０は、固定枠体５０Ｆと、弾性部５１とを有する弾性部材であり、ばね機構を形成する層（弾性層）となっている。第１平行ばね層５０の素材としては、例えば、ステンレス等の金属材料またはりん青銅等が採用される。

固定枠体５０Ｆは、第１平行ばね層５０の外周部を構成する。

弾性部５１は、固定枠体５０Ｆとの接続部５１ａ，５１ｂと、レンズユニット６０Ｕとの接合部５２ａ，５２ｂとを有し、接続部５１ａ，５１ｂと接合部５２ａ，５２ｂとが板状部材５０ＥＢで繋がれる。そして、第１平行ばね層５０は、接合部５２ａ，５２ｂにおいてレンズユニット６０Ｕのレンズ保持部６２ａ，６２ｂと接合される。ここでは、レンズユニット６０Ｕの当接部６１Ｔａが、弾性部５１の内側に形成される中空の部分を通って、アクチュエータ層４０の第１可動部４１ａの架設されている部分の略中央部に当接する。更に、第１平行ばね層５０は、レンズユニット６０Ｕの突起部６１ａ，６１ｂおよび当接部６１Ｔａ，６１Ｔｂと接触しないような形状を有する。ここでは、レンズユニット６０Ｕの当接部６１Ｔｂが、弾性部５１の内側に形成される中空の部分を通って、アクチュエータ層４０の第２可動部４１ｂの架設されている部分の略中央部に当接する。

そして、レンズユニット６０Ｕが固定枠体５０Ｆに対して＋Ｚ方向に移動されるにつれて、接続部５１ａ，５１ｂと接合部５２ａ，５２ｂとのＺ方向の位置がずれ、板状部材５０ＥＢは曲げ変形（たわみ変形）を生じて湾曲する。つまり、第１平行ばね層５０は、板状部材５０ＥＢの弾性変形によって、光学レンズ部６３の光軸方向（±Ｚ方向）に弾性変形可能であり、ばね機構として機能する。

更に、固定枠体５０Ｆの一主面および他主面がそれぞれ略平坦に構成され、該一主面と他主面とが略平行に構成される。そして、固定枠体５０Ｆの一主面が隣接するアクチュエータ層４０の固定枠体４０Ｆと接合され、該固定枠体５０Ｆの他主面が隣接する撮像レンズ層６０の固定枠体６０Ｆ（図９）と接合される。

ところで、第２平行ばね層７０は、図８で示されるように、第１平行ばね層５０と比較して、固定枠体５０Ｆ、弾性部５１、接続部５１ａ，５１ｂ、接合部５２ａ，５２ｂ、および板状部材５０ＥＢが、それぞれ同様な構成を有する固定枠体７０Ｆ、弾性部７１、接続部７１ａ，７１ｂ、接合部７２ａ，７２ｂ、および板状部材７０ＥＢに変更されたものとなっている。つまり、第２平行ばね層７０も、ばね機構を形成する層（弾性層）となっている。但し、第２平行ばね層７０では、固定枠体７０Ｆの一主面が隣接する撮像レンズ層６０の固定枠体６０Ｆ（図９）と接合され、該固定枠体７０Ｆの他主面が隣接する蓋層８０の外周部と接合される。

＜(2-1-6)撮像レンズ層＞
図９で示されるように、撮像レンズ層６０は、固定枠体６０Ｆと、レンズユニット６０Ｕとを有する。この撮像レンズ層６０を構成する素材としては、フェノール系の樹脂やアクリル系の樹脂等が挙げられる。

固定枠体６０Ｆは、撮像レンズ層６０の外周部を構成し、Ｚ方向について、レンズユニット６０Ｕの厚みに応じた厚みを有する。具体的には、固定枠体６０Ｆは、外縁および内縁がそれぞれ矩形である環状の形状を有し、Ｚ方向に貫通する中空部分６０Ｈを有する。そして、固定枠体６０Ｆの一主面および他主面がそれぞれ略平坦に構成され、且つ該一主面と他主面とが略平行に構成される。そして、固定枠体６０Ｆの一主面が隣接する第１平行ばね層５０の固定枠体５０Ｆと接合され、該固定枠体６０Ｆの他主面が隣接する第２平行ばね層７０の固定枠体７０Ｆと接合される。

レンズユニット６０Ｕは、中空部分６０Ｈに配置され、光学レンズ部６３、突起部６１ａ，６１ｂ、およびレンズ保持部６２ａ，６２ｂを有する。

光学レンズ部６３は、被写体からの光を撮像素子１１まで導く光学系であり、正のレンズパワーを有する。

突起部６１ａは、光学レンズ部６３の側面から−Ｘ方向に突設される部分である。また、突起部６１ａの先端近傍には、−Ｚ方向に突設される当接部６１Ｔａ（図３）が設けられ、該当接部６１Ｔａの先端が第１可動部４１ａに当接する。

突起部６１ｂは、光学レンズ部６３の側面から＋Ｘ方向に突設される部分である。また、突起部６１ｂの先端近傍には、−Ｚ方向に突設される当接部６１Ｔｂ（図３）が設けられ、該当接部６１Ｔｂの先端が第２可動部４１ｂに当接する。

このように、当接部６１Ｔａ，６１Ｔｂによって、移動対象物であるレンズユニット６０Ｕが、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂに対して当接する。なお、ここでは、当接部６１Ｔａと第１可動部４１ａとの当接、および当接部６１Ｔｂと第２可動部４１ｂとの当接をそれぞれ安定させるために、当接部６１Ｔａ，６１Ｔｂの先端部に、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂが配置される溝部が設けられることが好ましい。

レンズ保持部６２ａは、光学レンズ部６３の側面から固定枠体６０Ｆの対角線に沿って突設される部分である。レンズ保持部６２ａの先端部は、＋Ｚ方向および−Ｚ方向にそれぞれ突起した形状を有し、該先端部の一主面および他主面がそれぞれ略平坦に構成され、且つ該一主面と他主面とが略平行に構成される。そして、レンズ保持部６２ａの先端部の一主面が、第１平行ばね層５０の接合部５２ａに対して接合され、レンズ保持部６２ａの先端部の他主面が、第２平行ばね層７０の接合部７２ａに対して接合される。

レンズ保持部６２ｂは、光学レンズ部６３の側面のうち、レンズ保持部６２ａが突設される面とは略反対側の側面から固定枠体６０Ｆの対角線に沿って突設される部分である。レンズ保持部６２ｂの先端部は、＋Ｚ方向および−Ｚ方向にそれぞれ突起した形状を有し、該先端部の一主面および他主面がそれぞれ略平坦に構成され、且つ該一主面と他主面とが略平行に構成される。そして、レンズ保持部６２ｂの先端部の一主面が、第１平行ばね層５０の接合部５２ｂに対して接合され、レンズ保持部６２ｂの先端部の他主面が、第２平行ばね層７０の接合部７２ｂに対して接合される。

なお、撮像レンズ層６０については、例えば、レンズ保持部６２ａ，６２ｂが第１平行ばね層５０に対して接合された時点で、破線で描かれた連結部６４ａ，６４ｂ（図９）がフェムト秒レーザ等によって切断され、固定枠体６０Ｆと、レンズユニット６０Ｕとが分離される。

＜(2-1-7)蓋層＞
図１０で示されるように、蓋層８０は、ＸＹ断面の外縁が略正方形であり、且つＸＹ平面に略平行な盤面を有する板状の部材である。蓋層８０は、樹脂等といった透明の素材で構成され、被写体からの光をカメラモジュール５００の内部に導入する役割を果たすとともに、カメラモジュール５００の内部を密閉することで、カメラモジュール５００の内部にゴミや塵が侵入しないようにする役割を果たす。また、蓋層８０の外周部の一主面が、第２平行ばね層７０の固定枠体７０Ｆに対して接合される。

＜(2-2)レンズユニットの移動について＞
図１１は、アクチュエータ層４０とレンズユニット６０Ｕとの相対的な配置関係を示す模式図である。図１１では、アクチュエータ層４０と、撮像レンズ層６０のうちのレンズユニット６０Ｕのみとに着目した構成が示されており、第１および第２平行ばね層５０，７０等のその他の層については、図示が省略されている。

図１１で示されるように、アクチュエータ層４０は、光学レンズ部６３の光軸を挟んで、一対の可動部（具体的には、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂ）を有する。可動部４１ａについては、一端部が板状部４０Ｆａに固定され、板状部４０Ｆａと板状部４０Ｆｃとの間を１．５回往復するように架設されて、他端部が板状部４０Ｆｃに固定される。また、可動部４１ｂについては、一端部が板状部４０Ｆｃに固定され、板状部４０Ｆｃと板状部４０Ｆａとの間を１．５回往復するように架設されて、他端部が板状部４０Ｆａに固定される。

そして、各可動部４１ａ，４１ｂでは、梁部４１１ａ〜４１３ａが第１および第２接続部Ｃ１，Ｃ２によって電気的に直列に接続され、梁部４１１ｂ〜４１３ｂが第４および第５接続部Ｃ４，Ｃ５によって電気的に直列に接続される。

また、図１１で示されるように、電極部４０Ｅａ，４０Ｅｂの間には、外部から電源ＰＷが接続され、電流供給ドライバ６００におけるスイッチＳＷの開閉に応じて、電極部４０Ｅａと電極部４０Ｅｂとの間に電圧が印加される。これにより、各可動部４１ａ，４１ｂは、通電によるジュール熱の発生により加熱されて、延設方向に縮むように変形する。また、各可動部４１ａ，４１ｂは、通電の終了によって加熱されている状態から冷却（ここでは空冷）されることで、延設方向に伸びるように変形する。この各可動部４１ａ，４１ｂの変形およびレンズユニット６０Ｕの移動について、以下、具体的に説明する。

図１２および図１３は、ＳＭＡ膜４１の変形によるレンズユニット６０Ｕの動作を説明するための模式図である。図１２および図１３では、レンズユニット６０ＵとＳＭＡ膜４１と固定枠体４０Ｆに着目した構成が示されている。

図１２および図１３で示されるように、レンズユニット６０Ｕの当接部６１Ｔａ，６１Ｔｂが、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂの架設されている部分の略中央部に対してそれぞれ当接する。

第１および第２可動部４１ａ，４１ｂが通電によって加熱されていない状態（非駆動状態）では、図１２で示されるように、第１および第２平行ばね層５０，７０の板状部材５０ＥＢ，７０ＥＢが平面状になろうとする弾性力によって、レンズユニット６０Ｕに対して−Ｚ方向に押し下げる力が働く。このとき、当接部６１Ｔａ，６１Ｔｂによって、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂの中央部が押し下げられ、該第１および第２可動部４１ａ，４１ｂが撓む。従って、アクチュエータ層４０は、第１および第２平行ばね層５０，７０によって、プリチャージされた状態となる。

また、非駆動状態から、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂが通電によって加熱されている状態（駆動状態）に移行すると、図１３で示されるように、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂが、撓んだ状態から縮んで平面状になる方向に変形する。つまり、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂの撓み量が減少するように変形する。このとき、板状部材５０ＥＢ，７０ＥＢの弾性力に抗して、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂによってレンズユニット６０Ｕに押し上げる力が加えられ、レンズユニット６０Ｕが＋Ｚ方向に移動する。

更に、駆動状態から、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂが通電によって加熱されていない状態（非駆動状態）に移行すると、レンズユニット６０Ｕの位置は、図１２で示された元の位置（初期位置）に戻る。

ここで、図１３では、図１２で示された第１および第２可動部４１ａ，４１ｂの形状が太い破線で示されている。そして、非駆動状態において、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂの中央部が−Ｚ方向へ距離δ₀押し下げられていれば、駆動状態では、光学レンズ部６３の光軸に沿って、レンズユニット６０Ｕを初期位置を基準として距離δ₀までの範囲内で＋Ｚ方向に移動させることが可能である。

上述したように、アクチュエータ層４０では、梁部４１１ａ〜４１３ａが第１および第２接続部Ｃ１，Ｃ２によって電気的に直列に接続され、梁部４１１ｂ〜４１３ｂが第４および第５接続部Ｃ４，Ｃ５によって電気的に直列に接続される。このため、梁部４１１ａ〜４１３ａの延設方向に対して垂直な面に係る該梁部４１１ａ〜４１３ａの断面積の合計値、すなわち第１可動部４１ａの架設されている部分の断面積が、ある程度大きく保たれるとともに、梁部４１１ｂ〜４１３ｂの延設方向に対して垂直な面に係る該梁部４１１ｂ〜４１３ｂの断面積の合計値、すなわち第２可動部４１ｂの架設されている部分の断面積が、ある程度大きく保たれたまま、各可動部４１ａ，４１ｂの配設経路が延長される。その結果、各可動部４１ａ，４１ｂにおける一端部と他端部との間における電気抵抗値の上昇が図られる。

ところで、携帯電話機１００を地面に落下させた場合や、携帯電話機１００が激しく揺らされた場合に、レンズユニット６０Ｕに慣性力が生じて、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂに対して瞬間的に大きな力が加わることが想定される。

このような問題に対して、本実施形態では、上述したように、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂの架設されている部分の断面積が、ある程度大きく保たれる。このため、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂが衝撃や外力の負荷に耐え得る能力（以下「許容力」と称する）が高まる。また、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂがレンズユニット６０Ｕに対して付与することが可能な最大の力（最大可能出力）も高まる。更に、ＳＭＡ膜４１における電気抵抗値の上昇により、電極部４０Ｅａ，４０Ｅｂの間に印加される電圧が同一であれば、電流の消費量が低減され、電力の消費量が抑制される。そして、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂの架設されている部分の断面積と、電気的に直列に接続される梁部の本数とを適宜調整することで、電気抵抗と許容力とを適宜設定することができる。従って、ＳＭＡ層４１の設計の自由度が高まる。

なお、図１４および図１５は、第１および第２平行ばね層５０，７０の機能を説明するための模式図である。図１４および図１５では、レンズユニット６０Ｕと弾性部５１，７１の状態を側方から見た模式図が示されている。図１４および図１５で示されるように、弾性部５１，７１が、それぞれ接合部５２ａ，５２ｂ，７２ａ，７２ｂにおいてレンズユニット６０Ｕに接合されることで、レンズユニット６０Ｕを挟持する。また、図１４では、弾性部５１，７１が殆ど変形していない状態（初期状態）が示され、図１５では、弾性部５１，７１がある程度変形している状態（変形状態）が示されている。

上述したように、弾性部５１，７１は、ともに同様な構成を有し、それぞれ同様に固定枠体５０Ｆ，７０Ｆに対して２箇所（接続部５１ａ，５１ｂおよび接続部７１ａ，７１ｂ）で固設される。また、弾性部５１，７１は、それぞれ同様にレンズユニット６０Ｕに対して２箇所（接合部５２ａ，５２ｂおよび接合部７２ａ，７２ｂ）で接合される。そして、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂの変形により、図１５で示されるように、レンズユニット６０Ｕが＋Ｚ方向に押し上げられる際には、弾性部５１，７１が略同一の変形を行う。このため、レンズユニット６０Ｕに含まれる光学レンズ部６３は、光軸が傾くことなく、上下方向（ここでは、Ｚ軸に沿った方向）に移動する。すなわち、光学レンズ部６３の光軸の方向がずらされることなく、光学レンズ部６３と撮像素子１１との距離が変更される。その結果、撮像素子１１と光学レンズ部６３との距離が変更され、焦点調整を行うオートフォーカス制御が実行される。

＜(2-3)カメラモジュールにおけるオートフォーカス制御について＞
カメラモジュール５００におけるオートフォーカス制御は、図１で示された電流供給ドライバ６００、電気抵抗検出部７００、コントラスト検出部８００、および合焦制御部３１０によって実現される。

具体的には、電気抵抗検出部７００は、ＳＭＡ膜４１の電気抵抗を検出し、該電気抵抗を示す信号を合焦制御部３１０に対して出力する。合焦制御部３１０は、ＳＭＡ膜４１の電気抵抗に基づいて、ＳＭＡ膜４１の変形（具体的には、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂの中央部の変位）を検出する。つまり、電気抵抗検出部７００および合焦制御部３１０によって、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂに係る電気抵抗が検出されることで、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂに係る変位が認識される。ここでは、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂの中央部の変位が、レンズユニット６０Ｕの変位となる。

第１および第２可動部４１ａ，４１ｂの中央部の変位の検出については、ＳＭＡ膜４１（具体的には、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂ）における形状と電気抵抗との関係が一義的に決まることが利用されて実行される。そして、合焦制御部３１０は、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂの中央部の変位を検出しつつ、電流供給ドライバ６００を介してＳＭＡ膜４１への電流の供給を制御することで、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂの変形量、すなわち第１および第２可動部４１ａ，４１ｂの中央部の変位を制御する。このとき、該中央部による当接部６１Ｔａ，６１Ｔｂの押し上げにより、レンズユニット６０Ｕが＋Ｚ方向に移動されることで、光学レンズ部６３と撮像素子１１との離隔距離が変更されて、焦点の位置が変更される。

また、コントラスト検出部８００は、撮像素子１１で得られる画像信号について、コントラストを検出する。例えば、隣接画素間の階調値の差分を画像全体について積算した数値が、コントラストを示す評価値として検出される。このコントラストを示す評価値を示す信号は、合焦制御部３１０に対して出力される。

オートフォーカス制御が行われる際には、合焦制御部３１０の制御により、まず、レンズユニット６０Ｕと撮像素子１１との離隔距離が予め設定された多段階の離隔距離に順次に設定され、各離隔距離にレンズユニット６０Ｕと撮像素子１１とが設定される状態で撮像素子１１によって画像信号が取得される。換言すれば、レンズユニット６０Ｕの＋Ｚ方向への繰り出し位置が、予め設定された多段階の位置に設定されるとともに、各繰り出し位置にレンズユニット６０Ｕが配置される時点において撮像素子１１によって画像信号が取得される。なお、このとき、合焦制御部３１０が、電気抵抗検出部７００で検出されるＳＭＡ膜４１の電気抵抗をモニタリングしつつ、電流供給ドライバ６００を介したＳＭＡ膜４１への電流の供給を制御することで、レンズユニット６０Ｕの繰り出し位置が変更される。

次に、合焦制御部３１０が、コントラスト検出部８００によって各繰り出し位置について検出されたコントラストを示す評価値に基づいて、コントラストを示す評価値が最大となる繰り出し位置を検出する。このコントラストを示す評価値が最大となる繰り出し位置にレンズユニット６０Ｕが配置されている状態が、被写体に合焦している状態に相当する。そして、合焦制御部３１０の制御により、レンズユニット６０Ｕがコントラストを示す評価値が最大となる繰り出し位置まで移動されることで、カメラモジュール５００における被写体に対する合焦が実現される。すなわち、オートフォーカス制御が実現される。

ここでは、ＳＭＡ膜４１では、梁部４１１ａ〜４１３ａ，梁部４１１ｂ〜４１３ｂが第１〜５接続部Ｃ１〜Ｃ５によって電気的に直列に接続されるため、ＳＭＡ膜４１の電気抵抗値が大きくなる。このため、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂの変位に応じたＳＭＡ膜４１の電気抵抗値の変化量が大きくなる。その結果、電気抵抗値の変化の検出における外乱の影響が小さくなり、レンズユニット６０Ｕの変位の検出感度が上昇するため、オートフォーカス制御の高精度化が図られる。

＜(3)カメラモジュールの製造工程＞
図１６は、カメラモジュール５００の製造工程の手順を例示するフローチャートである。図１６で示されるように、(工程Ａ)複数のシートの準備（ステップＳ１）、(工程Ｂ)複数のシートの接合（ステップＳ２）、および(工程Ｃ)ダイシング（ステップＳ３）が順次に行われることで、カメラモジュール５００が製造される。以下、各工程について説明する。

＜(3-1)複数のシートの準備（工程Ａ）＞
図１７で示されるように、撮像素子層シートＵ１０、撮像素子保持層シートＵ２０、スペーサ層シートＵ３０、アクチュエータ層シートＵ４０、第１平行ばね層シートＵ５０、撮像レンズ層シートＵ６０、第２平行ばね層シートＵ７０、および蓋層シートＵ８０が準備される。ここでは、各シートが、円盤状である例を示して説明する。

撮像素子層シートＵ１０は、撮像素子層１０に相当するチップがマトリックス状の所定配列で多数形成されたシートである。この撮像素子層シートＵ１０は、例えば、円盤状のシリコン製の基板に、撮像素子１１および各種回路が形成されることで製作される。

撮像素子保持層シートＵ２０は、撮像素子保持層２０に相当するチップがマトリックス状の所定配列で多数形成されたシートである。この撮像素子保持層シートＵ２０は、例えば、樹脂等の素材で形成された円盤状のウエハに対して、型押し等によって開口２０Ｈおよび貫通孔ＣＶ_2a，ＣＶ_2bが形成され、該貫通孔ＣＶ_2a，ＣＶ_2bに対して金属メッキ等によって導電材料が充填されることで製作される。

スペーサ層シートＵ３０は、スペーサ層３０に相当するチップがマトリックス状の所定配列で多数形成されたシートである。このスペーサ層シートＵ３０は、例えば、樹脂等の素材で形成された円盤状のウエハに対して、型押し等によって中空部分および貫通孔ＣＶ_3a，ＣＶ_3bが形成され、該貫通孔ＣＶ_3a，ＣＶ_3bに対して金属メッキ等によって導電材料が充填されることで製作される。

アクチュエータ層シートＵ４０は、アクチュエータ層４０に相当するチップがマトリックス状の所定配列で多数形成されたシートである。このアクチュエータ層シートＵ４０は、例えば、以下のような工程(Ｉ)〜(VII)が順次に行われることで製作される。

(Ｉ)シリコン基板が準備される。(II)フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング等によってシリコン基板に対して貫通孔ＣＶ_4a，ＣＶ_4bが形成される。なお、ＤＲＩＥ(Deep Reactive Ion Etching)等のエッチングが施されることで貫通孔ＣＶ_4a，ＣＶ_4bが形成されても良い。(III)貫通孔ＣＶ_4a，ＣＶ_4bに対して金属メッキ等によって導電材料が充填される。(IV)シリコン基板の貫通孔ＣＶ_4a，ＣＶ_4bを覆う位置に、印刷技術を用いた塗布または蒸着等によって、電極部４０Ｅａ，４０Ｅｂが形成される。(Ｖ)シリコン基板上に、形状記憶合金の薄膜がスパッタリング等によって形成される。(VI)形状記憶合金の薄膜に対して、高温加熱時に縮むように形状を記憶させる熱処理（記憶熱処理）が施される。ここでは、形状記憶合金の薄膜が、平面状の形状を記憶する。(VII)形状記憶合金の薄膜がフォトリソグラフィ技術を用いたエッチング等によって第１および第２可動部４１ａ，４１ｂと第３接続部Ｃ３とを有するＳＭＡ膜４１が形成される。(VIII)シリコン基板に対して、フッ酸と硝酸の混合液であるフッ硝酸を用いた選択的なエッチングが施されることで、中空部分４０Ｈが形成される。このとき、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂが、中空部分４０Ｈを跨ぐように架設された状態となる。

第１平行ばね層シートＵ５０は、第１平行ばね層５０に相当するチップがマトリックス状の所定配列で多数形成されたシートである。この第１平行ばね層シートＵ５０は、例えば、ステンレス等の金属材料またはりん青銅等の素材で形成された円盤状のウエハに対して、フォトリソグラフィ技術により、平行ばねの形状のレジストが金属材料上にパターンニングされ、塩化鉄系のエッチング液に浸してウエットエッチングが行われることで、平行ばねのパターンが形成される。

撮像レンズ層シートＵ６０は、撮像レンズ層６０に相当するチップがマトリックス状の所定配列で多数形成されたシートである。但し、撮像レンズ層シートＵ６０では、各チップにおいては、固定枠体６０Ｆと突起部６１ａ，６１ｂとが連結部６４ａ，６４ｂによって連結された状態にある。この撮像レンズ層シートＵ６０は、例えば、樹脂の成型等によって製作される。

第２平行ばね層シートＵ７０は、第２平行ばね層７０に相当するチップがマトリックス状の所定配列で多数形成されたシートである。この第２平行ばね層シートＵ７０は、第１平行ばね層シートＵ５０と同様な工程で製作される。

蓋層シートＵ８０は、蓋層８０に相当するチップがマトリックス状の所定配列で多数形成されたシートである。この蓋層シートＵ８０は、例えば、樹脂の成型等によって製作される。なお、蓋層８０の形状が単なる平板で良い場合には、蓋層シートＵ８０は、平板状のガラスであっても良い。

なお、工程Ａで準備される８枚のシートＵ１０〜Ｕ８０には、シートの接合工程における位置合わせのためのマーク（アライメントマーク）が、略同一の位置に付される。アライメントマークとしては、例えば、十字などのマーク等が挙げられ、各シートＵ１０〜Ｕ８０の上面の外周部近傍であって比較的離隔した２箇所以上の位置に設けられることが好ましい。

＜(3-2)複数のシートの接合（工程Ｂ）＞
図１７で示されるように、工程Ａで準備された８枚のシートＵ１０〜Ｕ８０が、順次に積層されて接合される。

まず、撮像素子層シートＵ１０、撮像素子保持層シートＵ２０、スペーサ層シートＵ３０、アクチュエータ層シートＵ４０、第１平行ばね層シートＵ５０、および撮像レンズ層シートＵ６０の各チップが、それぞれ直上に積層されるように、シート形状のまま位置合わせ（アライメント）が行われる。

具体的には、公知のアライナー装置に、まず、撮像素子層シートＵ１０および撮像素子保持層シートＵ２０がセットされ、予め形成しておいたアライメントマークを用いたアライメントが行われる。この際、事前に、撮像素子層シートＵ１０と撮像素子保持層シートＵ２０とが接合される面（接合面）に、いわゆるエポキシ樹脂系の接着剤、または紫外線硬化接着剤が塗布されており、両シートＵ１０，Ｕ２０が接合される。なお、接合面にＯ₂プラズマを照射することで、接合面を活性化して、両シートＵ１０，Ｕ２０を直接接合する方法を用いても良い。

続いて、上記と同様なアライメントならびに接合方法により、撮像素子保持層シートＵ２０上にスペーサ層シートＵ３０が接合され、次に、該スペーサ層シートＵ３０上にアクチュエータ層シートＵ４０が接合され、その次に、該アクチュエータ層シートＵ４０上に第１平行ばね層シートＵ５０が接合され、更に、第１平行ばね層シートＵ５０上に撮像レンズ層シートＵ６０が接合される。

このとき、撮像レンズ層シートＵ６０の各レンズ保持部６２ａが、第１平行ばね層シートＵ５０の各接合部５２ａに対して接合され、撮像レンズ層シートＵ６０の各当接部６１Ｔａが、第１可動部４１ａの略中央部に対して当接する。また、撮像レンズ層シートＵ６０の各レンズ保持部６２ｂが、第１平行ばね層シートＵ５０の各接合部５２ｂに対して接合され、撮像レンズ層シートＵ６０の各当接部６１Ｔｂが、第２可動部４１ｂの略中央部に対して当接する。

また、ここでは、３つのシートＵ２０〜Ｕ４０が接合されることで、貫通孔ＣＶ_2a〜ＣＶ_4aに充填された導電材料が相互に電気的に接続されることで、貫通孔ＣＶａによって形成される貫通配線が形成される。また、貫通孔ＣＶ_2b〜ＣＶ_4bに充填された導電材料が相互に電気的に接続されることで、貫通孔ＣＶｂによって形成される貫通配線が形成される。

更に、第１平行ばね層シートＵ５０上に撮像レンズ層シートＵ６０が接合された状態で、固定枠体６０Ｆと突起部６１ａ，６１ｂとを連結する連結部６４ａ，６４ｂが切断されることで、固定枠体６０Ｆと突起部６１ａ，６１ｂとが分離される。

次に、６つのシートＵ１０〜Ｕ６０が積層されて形成された積層体の上面に対して、第２平行ばね層シートＵ７０、および蓋層シートＵ８０がこの順番で下から順に積層および接合される。アライメントならびに接合方法については、上述したシートＵ１０〜Ｕ６０に係る手法と同様であり、このとき、シートＵ１０〜Ｕ８０の各チップが、それぞれ直上に積層される。

このとき、撮像レンズ層シートＵ６０の各レンズ保持部６２ａが、第２平行ばね層シートＵ７０の各接合部７２ａに対して接合されるとともに、撮像レンズ層シートＵ６０の各レンズ保持部６２ｂが、第２平行ばね層シートＵ７０の各接合部７２ｂに対して接合される。

＜(3-3)ダイシング（工程Ｃ）＞
８つのシートＵ１０〜Ｕ８０が積層されて形成された積層部材が、ダイシング装置によってチップ毎に切り離されて、８つの層１０〜８０が積層されたカメラモジュール５００が多数生成される。つまり、カメラモジュール５００が完成される。

以上のように、本発明の一実施形態に係るカメラモジュール５００を搭載した携帯電話機１００では、アクチュエータ層４０において、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂの延設方向に垂直な面に係る断面積を維持しつつ、該第１および第２可動部４１ａ，４１ｂの配設経路を長くすることで、該第１および第２可動部４１ａ，４１ｂにおける電気的な抵抗値を増加させることができる。このため、電力の消費量を抑制しつつ、衝撃や外力の負荷に耐え得るアクチュエータ層４０が実現される。

また、第１可動部４１ａが、複数の梁部４１１ａ〜４１３ａが電気的に直列に接続されるとともに、第２可動部４１ｂが、複数の梁部４１１ｂ〜４１３ｂが電気的に直列に接続されることで、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂの配設経路が長くなる。このため、該第１および第２可動部４１ａ，４１ｂの電気的な抵抗値が増加することで、外乱の影響に拘わらず、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂに係る変位を精度良く認識することができる。

＜(4)変形例＞
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。

◎例えば、上記一実施形態では、固定部材としての固定枠体４０Ｆに対して、各梁部４１１ａ〜４１３ａ，４１１ｂ〜４１３ｂの両端が固定されたが、これに限られない。例えば、各梁部の一端が固定部材に固定され、各梁部の他端が、固定部材に対して相対的に移動する移動部材に固定されても良い。すなわち、各梁部の端部が固定される部材のうちの少なくとも一方が、固定部材であれば良い。以下、各梁部の一方の端部が移動部材に固定される構成を有する具体的な一態様を示して説明する。

図１８は、一変形例に係るアクチュエータ層４０Ａの構成例に係る模式図である。本変形例では、上記一実施形態に係るカメラモジュール５００を構成するアクチュエータ層４０、第１平行ばね層５０、撮像レンズ層６０、および第２平行ばね層７０の代わりに、アクチュエータ層４０Ａが採用されることで、カメラモジュール５００Ａを搭載する第１の筐体２００Ａを有する携帯電話機１００Ａが構成されるものとして説明する。

図１８で示されるように、アクチュエータ層４０Ａは、固定部材としての固定枠体４０ＦＡ、移動部材としてのレンズホルダ６３ＨＤ、電極部４０Ｅａ，４０Ｅｂ、および可動部としてのＳＭＡ膜４１Ａを備える。

固定枠体４０ＦＡは、例えば、樹脂等で形成され、中央部にＺ方向に貫通する中空部分４０ＨＡを有する。該中空部分４０ＨＡは、断面が略円形を有する。

レンズホルダ６３ＨＤは、例えば、樹脂等で形成され、外縁および内縁が略円形の環状の部材であり、中空部分４０ＨＡ内に配置される。つまり、レンズホルダ６３ＨＤの周囲に固定枠体４０ＦＡが設けられる。なお、図１８では図示が省略されているが、レンズホルダ６３ＨＤの他主面側には、バイアスばねＢＡ（図１９および図２０）が設けられ、該バイアスばねＢＡは、レンズホルダ６３ＨＤに対して−Ｚ方向に押し下げる力を付与する。また、レンズホルダ６３ＨＤに、移動対象物としての光学レンズ部６３が取り付けられることで、アクチュエータ層４０Ａによって光学レンズ部６３を移動させる駆動装置が構成される。

電極部４０Ｅａ，４０Ｅｂは、固定枠体４０ＦＡの他主面上に設けられ、ＳＭＡ膜４１Ａの一端部と他端部に対して電圧を印加するための部分である。ここでは、電極部４０Ｅａ，４０Ｅｂの配置に応じて、貫通配線の位置が適宜設定される。

ＳＭＡ膜４１Ａは、形状記憶合金を用いて構成され、８本の梁部４１１Ａ〜４１８Ａ、および９本の第１〜９接続部ＣＡ１〜ＣＡ９を有する。各梁部４１１Ａ〜４１８Ａは、固定枠体４０ＦＡとレンズホルダ６３ＨＤとの間に架設され、レンズホルダ６３ＨＤをＺ軸に沿った方向に移動可能に保持する。ここでは、８本の梁部４１１Ａ〜４１８Ａの架設位置が、レンズホルダ６３ＨＤの周囲の略等間隔の場所となっている。このような架設形態により、バランス良くレンズホルダ６３ＨＤが保持され、光学レンズ部６３の光軸の傾きが防止される。

ここでは、第１、第３、第５、第７、および第９接続部ＣＡ１，ＣＡ３，ＣＡ５，ＣＡ７，ＣＡ９が、固定枠体４０ＦＡの他主面上に配設され、第２、第４、第６、および第８接続部ＣＡ２，ＣＡ４，ＣＡ６，ＣＡ８が、レンズホルダ６３ＨＤの他主面上に配設される。なお、第１〜９接続部ＣＡ１〜ＣＡ９については、形状記憶合金でないその他の導電性を有する素材によって構成されても良い。

また、第１接続部ＣＡ１の一端部が電極部４０Ｅａに対して電気的に接続され、該第１接続部ＣＡ１の他端部が、梁部４１１Ａの一端部に対して電気的に接続される。梁部４１１Ａの他端部が、第２接続部ＣＡ２の一端部に対して電気的に接続され、第２接続部ＣＡ２の他端部が、梁部４１２Ａの一端部に対して電気的に接続される。梁部４１２Ａの他端部が、第３接続部ＣＡ３の一端部に対して電気的に接続され、第３接続部ＣＡ３の他端部が、梁部４１３Ａの一端部に対して電気的に接続される。梁部４１３Ａの他端部が、第４接続部ＣＡ４の一端部に対して電気的に接続され、第４接続部ＣＡ４の他端部が、梁部４１４Ａの一端部に対して電気的に接続される。梁部４１４Ａの他端部が、第５接続部ＣＡ５の一端部に対して電気的に接続され、第５接続部ＣＡ５の他端部が、梁部４１５Ａの一端部に対して電気的に接続される。

更に、梁部４１５Ａの他端部が、第６接続部ＣＡ６の一端部に対して電気的に接続され、第６接続部ＣＡ６の他端部が、梁部４１６Ａの一端部に対して電気的に接続される。梁部４１６Ａの他端部が、第７接続部ＣＡ７の一端部に対して電気的に接続され、第７接続部ＣＡ７の他端部が、梁部４１７Ａの一端部に対して電気的に接続される。梁部４１７Ａの他端部が、第８接続部ＣＡ８の一端部に対して電気的に接続され、第８接続部ＣＡ８の他端部が、梁部４１８Ａの一端部に対して電気的に接続される。梁部４１８Ａの他端部が、第９接続部ＣＡ９の一端部に対して電気的に接続され、第９接続部ＣＡ９の他端部が、電極部４０Ｅｂに対して電気的に接続される。

このように、ＳＭＡ膜４１Ａが、８本の梁部４１１Ａ〜４１８Ａによって、固定枠体４０ＦＡとレンズホルダ６３ＨＤとの間を４回往復するように、固定枠体４０ＦＡとレンズホルダ６３ＨＤとの間に架設される。

そして、ＳＭＡ膜４１Ａでは、第１接続部ＣＡ１、梁部４１１Ａ、第２接続部ＣＡ２、梁部４１２Ａ、第３接続部ＣＡ３、梁部４１３Ａ、第４接続部ＣＡ４、梁部４１４Ａ、第５接続部ＣＡ５、梁部４１５Ａ、第６接続部ＣＡ６、梁部４１６Ａ、第７接続部ＣＡ７、梁部４１７Ａ、第８接続部ＣＡ８、梁部４１８Ａ、および第９接続部ＣＡ９がこの順番で電気的に直列に接続される。従って、電極部４０Ｅａと電極部４０Ｅｂとの間に電圧が印加されると、ＳＭＡ膜４１Ａに電流が流れる。このとき、ＳＭＡ膜４１Ａは、通電に応じて発生するジュール熱によって発熱するとともに、該発熱に応じて変形する。

更に、一体的に繋がって形成されたＳＭＡ膜４１Ａは、上記各接続部において固定枠体４０ＦＡおよびレンズホルダ６３ＨＤと接続されているため、接続部全体の面積が大きくなることで、衝撃や外力の負荷に耐える能力が高まることになる。

図１９および図２０は、ＳＭＡ膜４１Ａの変形による光学レンズ部６３の動作を説明するための模式図である。図１９および図２０では、光学レンズ部６３とＳＭＡ膜４１Ａと固定枠体４０ＦＡに着目した構成が示されている。

ＳＭＡ膜４１Ａが通電によって加熱されていない状態（非駆動状態）では、図１９で示されるように、バイアスばねＢＡによって、レンズホルダ６３ＨＤに対して−Ｚ方向に押し下げる力が働く。このとき、レンズホルダ６３ＨＤが押し下げられ、ＳＭＡ膜４１Ａが撓む。従って、アクチュエータ層４０Ａは、バイアスばねＢＡによって、プリチャージされた状態となる。

また、非駆動状態から、ＳＭＡ膜４１Ａが通電によって加熱されている状態（駆動状態）に移行すると、図２０で示されるように、ＳＭＡ膜４１Ａの各梁部４１１Ａ〜４１８Ａが、撓んだ状態から縮んで平面状になる方向に変形する。つまり、ＳＭＡ膜４１Ａの撓み量が減少するように変形する。このとき、バイアスばねＢＡの弾性力に抗して、ＳＭＡ膜４１Ａによってレンズホルダ６３ＨＤに押し上げる力が加えられ、光学レンズ部６３が取り付けられたレンズホルダ６３ＨＤが＋Ｚ方向に移動する。

更に、駆動状態から、ＳＭＡ膜４１Ａが通電によって加熱されていない状態（非駆動状態）に移行すると、光学レンズ部６３が取り付けられたレンズホルダ６３ＨＤの位置は、図１９で示された元の位置（初期位置）に戻る。

ここでは、非駆動状態において、ＳＭＡ膜４１Ａが略平坦となる場合のレンズホルダ６３ＨＤの位置よりも、該レンズホルダ６３ＨＤが−Ｚ方向へ距離δ₀押し下げられていれば、光学レンズ部６３の光軸に沿って、光学レンズ部６３が取り付けられたレンズホルダ６３ＨＤを初期位置を基準として距離δ₀の範囲内で＋Ｚ方向に移動させることが可能である。

上述したように、アクチュエータ層４０Ａでは、８本の梁部４１１Ａ〜４１８Ａが第１〜９接続部ＣＡ１〜ＣＡ９によって電気的に直列に接続される。このため、梁部４１１Ａ〜４１８Ａの延設方向に対して垂直な面に係る該梁部４１１Ａ〜４１８Ａの断面積の合計値、すなわちＳＭＡ膜４１Ａのうちの架設部の断面積が、ある程度大きく保たれたまま、ＳＭＡ膜４１Ａのうちの架設部の配設経路が延長され、ＳＭＡ膜４１Ａにおける一端部と他端部との間における電気抵抗値の上昇が図られる。従って、上記一実施形態と同様に、電力の消費量を抑制しつつ、衝撃や外力の負荷に耐え得るアクチュエータ層４０Ａが実現される。

また、ＳＭＡ膜４１Ａによってレンズホルダ６３ＨＤが支持される。このため、アクチュエータ層４０Ａの構成および製造工程の簡素化により、アクチュエータ層４０Ａの製造が容易となる。

なお、本変形例では、バイアスばねＢＡが設けられたが、これに限られず、例えば、上記一実施形態と同様に、レンズホルダ６３ＨＤを挟持する第１および第２平行ばね層が設けられても良い。また、本変形例では、ＳＭＡ膜４１Ａが、８本の梁部４１１Ａ〜４１８Ａを有していたが、これに限られず、例えば、３本以上の梁部を有して構成されても良い。更に、本変形例では、レンズホルダ６３ＨＤに対して、移動対象物としての光学レンズ部６３が取り付けられたが、これに限られない。例えば、固定枠体４０ＦＡと光学レンズ部６３との間に梁部が架設されるように、ＳＭＡ膜が形成されても良い。

◎また、上記一実施形態では、各可動部４１ａ，４１ｂが、板状部４０Ｆａと板状部４０Ｆｃとの間を一往復半するように架設されたが、これに限られず、少なくとも一往復するように架設されれば良い。

◎また、上記一実施形態では、移動対象物であるレンズユニット６０Ｕが、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂに対して直接当接したが、これに限られない。例えば、第１平行ばね層５０の形状を変えて、該第１平行ばね層５０等といった別部材を介して、レンズユニット６０Ｕが、第１および第２可動部４１ａ，４１ｂに対して当接しても良い。

◎また、上記一実施形態および上記一変形例では、層状のアクチュエータ層４０，４０Ａが採用されたが、これに限られない。例えば、ある程度の厚みを有するアクチュエータとされても良い。

◎また、上記一実施形態および上記一変形例では、移動対象物が、光学レンズ部６３であったが、これに限られない。例えば、撮像素子等のその他の部材を移動対象物としても良い。例えば、被写体からの光を撮像素子に導く光学系にあたる光学レンズ部を固定し、上記一実施形態または一変形例において光学レンズ部６３を移動させるための構成と同様な構成によって撮像素子層をＺ方向に移動させても良い。

図２１は、光学レンズ部６３Ｂを固定して、該光学レンズ部６３Ｂの光軸Ａｘに沿った方向に撮像素子層１０Ｂを前後に移動させる一態様の概念図を例示する図である。図２１では、撮像素子層１０Ｂを光軸Ａｘに沿って前後に移動させるアクチュエータＡＣが描かれている。このような構成では、アクチュエータＡＣの動作に応じて撮像素子層１０Ｂが光軸Ａｘに沿って前後に移動されて、光学レンズ部６３Ｂと撮像素子層１０Ｂとの距離が変更されることで、オートフォーカス制御が実現される。このように、ＳＭＡ膜４１，４１Ａの変形に応じて撮像素子および光学系のうちの少なくとも一方が移動されれば、オートフォーカス制御が実現される。

また、アクチュエータによって移動される対象物（移動対象物）は、光学系や撮像素子等といった撮像装置を構成する要素に限られない。例えば、移動対象物は、光ピックアップレンズの対物レンズ等といったその他のものであっても良い。すなわち、本発明は、ＳＭＡを用いて構成されるアクチュエータと、該ＳＭＡの変形に応じて移動対象物が移動される駆動装置一般に適用することができる。

◎なお、上記一実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部の構成を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。

１０，１０Ｂ 撮像素子層
１１ 撮像素子
４０，４０Ａ アクチュエータ層
４０Ｆ，４０ＦＡ 固定枠体
４０Ｆａ〜４０Ｆｄ 板状部
４１Ａ 形状合金膜（ＳＭＡ）膜
４１ａ 第１可動部
４１ｂ 第２可動部
５０ 第１平行ばね層
６０ 撮像レンズ層
６０Ｕ レンズユニット
６１ａ，６１ｂ 突起部
６１Ｔａ，６１Ｔｂ 当接部
６２ａ，６２ｂ レンズ保持部
６３，６３Ｂ 光学レンズ部
６３ＨＤ レンズホルダ
７０ 第２平行ばね層
１００，１００Ａ 携帯電話機
３１０ 合焦制御部
４１１ａ〜４１３ａ，４１１ｂ〜４１３ｂ，４１１Ａ〜４１８Ａ 梁部
５００，５００Ａ カメラモジュール
６００ 電流供給ドライバ
７００ 電気抵抗検出部
８００ コントラスト検出部
Ｃ１〜Ｃ５，ＣＡ１〜ＣＡ９ 接続部

Claims (10)

1. 形状記憶合金を用いて構成され、通電に応答して発熱するとともに該発熱に応じて変形する可動部と、
   前記可動部が固定される第１および第２部材と、
   を備え、
   前記可動部が、
   前記第１部材と前記第２部材との間を少なくとも一度往復するように、前記第１部材と前記第２部材との間に架設されることを特徴とするアクチュエータ。
2. 請求項１に記載のアクチュエータであって、
   前記可動部に係る電気抵抗を検出することで該可動部に係る変位を認識する認識手段、
   を更に備えることを特徴とするアクチュエータ。
3. 請求項１または請求項２に記載のアクチュエータであって、
   前記第１および第２部材のうちの少なくとも一方の部材が、
   固定部材であることを特徴とするアクチュエータ。
4. 請求項３に記載のアクチュエータであって、
   前記第１および第２部材が、
   それぞれ固定部材であることを特徴とするアクチュエータ。
5. 請求項４に記載のアクチュエータと、
   前記可動部に対して当接または別部材を介して当接する移動対象物と、
   を備えることを特徴とする駆動装置。
6. 請求項３に記載のアクチュエータであって、
   前記第１部材が、固定部材であり、
   前記第２部材が、前記第２部材に対して相対的に移動する移動部材であることを特徴とするアクチュエータ。
7. 請求項６に記載のアクチュエータであって、
   前記第１部材が、
   前記第２部材の周囲に設けられ、
   前記可動部が、
   前記第２部材の周囲の略等間隔の場所において前記第１部材と前記第２部材との間に架設されることを特徴とするアクチュエータ。
8. 請求項６または請求項７に記載のアクチュエータと、
   前記第２部材に対して固定される移動対象物と、
   を備えることを特徴とする駆動装置。
9. 請求項４、請求項６、および請求項７の何れか１つの請求項に記載のアクチュエータと、
   撮像素子と、
   被写体からの光を前記撮像素子まで導く光学系と、
   を備え、
   前記撮像素子および前記光学系のうちの少なくとも一方が、前記可動部の変形によって移動されることを特徴とする撮像装置。
10. 固定部材と、
    前記固定部材に対して相対的に移動する移動対象物と、
    形状記憶合金を用いて構成され、通電に応答して発熱するとともに該発熱に応じて変形する可動部と、
    を備え、
    前記可動部が、
    前記固定部材と前記移動部材との間を少なくとも一度往復するように、前記固定部材と前記移動部材との間に架設されることを特徴とする駆動装置。

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