JP2013242426A - 駆動機構およびレンズ移動機構 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動機構に採用される移動体を安定的に保持するとともに、機構の薄型化（低背化）、レンズユニットの大口径化を図ることが可能な構造を備える、駆動機構およびレンズ移動機構を提供する。
【解決手段】第１回転支持軸１０９ａ、第２回転支持軸１０９ｂおよび第１支持体１０７、ならびに、第３回転支持軸１１３ａ、第４回転支持軸１１３ｂおよび第２支持体１１１により平行リンク機構が構成されるように、第１回転支持軸１０９ａおよび第３回転支持軸１１３ａが固定体１０１に設けられるとともに、第２回転支持軸１０９ｂおよび第４回転支持軸１１３ｂが移動体１０３に設けられ、駆動部材１３０の伸縮の制御により、移動体１０３の移動方向Ｌ１への移動量が制御される。
【選択図】図１

Description

この発明は、駆動機構およびレンズ移動機構に関する。

従来から、携帯電話に搭載可能なカメラモジュールの開発が行なわれている。近年、スマートフォン等の携帯型端末装置の需要の拡大にともなって、カメラ機能の高度化、およびカメラの小型化、薄型化への要求は益々高まってきている。特に、撮像センサの狭ピッチ化に伴う画素数の増加により、オートフォーカス時のレンズ移動に伴うレンズの傾き（チルト）への要求は、今後さらに厳しくなる方向にある。

国際公開第２００７／１１３４７８号（特許文献１）には、カメラレンズ駆動装置に関し、レンズユニットの上下を板ばねにより支持し、紐状の形状記憶合金（ＳＭＡ（Shape Memory Alloy））をレンズユニットに対してＶ字形状（斜め）に架設し、形状記憶合金の伸縮を利用してレンズを移動する機構が開示されている。

特開２０１１−１６４４１２号公報（特許文献２）には、オートフォーカスユニットに関し、平行リンク機構を用いてレンズユニットを支持し、形状記憶合金（ＳＭＡ）によりトグル機構を駆動して、レンズユニットを移動させる機構が開示されている。

特開２００９−３７０５９号公報（特許文献３）には、レンズ駆動装置に関し、形状記憶合金（ＳＭＡ）とレバー部材とを用いて、レンズユニットを駆動させる機構が開示されている。

国際公開第２００７／１１３４７８号 特開２０１１−１６４４１２号公報 特開２００９−３７０５９号公報

上記特許文献１に開示されるカメラレンズ駆動装置においては、レンズユニットの薄型化を図ると、形状記憶合金の架設角度が光軸に対して垂直な方向に近づくため、レンズの移動方向への駆動力が低下するとともに、光軸と垂直な方向への力が増加する。そのため、レンズを回転させるモーメントが増加し、レンズの傾斜または傾転が増加する。

特許文献２に開示されるオートフォーカスユニットにおいては、トグル機構、プーリなどの部品が必要となり構造が複雑となり、部品点数も多くなるために、オートフォーカスユニットの薄型化（低背化）が困難である。

特許文献３に開示されるレンズ駆動装置においては、レバー部材を用いたレンズユニットの支持においては、レンズユニットに設けられた円筒状が、レバー部材に設けられたアーム部分に載置され、レンズユニットがレバー部材により駆動されるが、レンズユニットは平行板バネにより光軸方向に移動するように支持されており、平行板バネが占める面積によりレンズユニットの大口径化が困難である。

上記した各特許文献においては、駆動機構の移動体にレンズユニットを適用した場合について説明しているが、レンズユニットに限定されず上述した各課題は、駆動機構自体の課題と考えることができる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、駆動機構に採用される移動体を安定的に保持するとともに、機構の薄型化（低背化）、レンズユニットの大口径化を企図することが可能な構造を備える、駆動機構およびレンズ移動機構を提供することにある。

この発明に基づいた駆動機構においては、固定体と、上記固定体に対して移動可能な移動体と、一端が上記固定体に第１回転支持軸により回動可能に軸支持され、他端が上記移動体に第２回転支持軸により回動可能に軸支持される第１支持体と、一端が上記固定体に第３回転支持軸により回動可能に軸支持され、他端が上記移動体に第４回転支持軸により回動可能に軸支持される第２支持体と、上記第１支持体および上記第２支持体の少なくともいずれか一方と、上記固定体との間に架設され、第１形状記憶合金線を用いた駆動部材とを備える。

上記第１回転支持軸、上記第２回転支持軸および上記第１支持体、ならびに、上記第３回転支持軸、上記第４回転支持軸および上記第２支持体により平行リンク機構が構成されるように、上記第１回転支持軸および上記第３回転支持軸が上記固定体に設けられるとともに、上記第２回転支持軸および上記第４回転支持軸が上記移動体に設けられる。

上記駆動部材は、上記第１支持体および上記第２支持体の少なくともいずれか一方と上記固定体との間に架設される。

上記移動体の移動方向は、上記第１支持体および上記第２支持体が延びる方向に対して交差する方向であり、上記駆動部材の伸縮の制御により、上記移動体の上記移動方向への移動量が制御される。

他の形態においては、上記固定体に設けられる上記第１回転支持軸の軸方向から上記平行リンク機構を見た場合において、上記第１回転支持軸の回転中心と上記第２回転支持軸の回転中心とを結んだ直線上での距離を比較した場合に、上記第１回転支持軸の回転中心から上記駆動部材の上記第１支持体および上記第２支持体への固定位置までの距離よりも、上記第１回転支持軸の回転中心と上記第２回転支持軸の回転中心との間の距離の方が大きく設けられている。

他の形態においては、上記第１支持体は、上記移動体を両側から挟み込む一対の第１腕部材と、上記一対の第１腕部材を連結する第１連結部材とを含み、上記一対の第１腕部材のそれぞれに、上記第１回転支持軸および上記第２回転支持軸が設けられ、上記第１連結部材は、上記第１回転支持軸を挟んで、上記第２回転支持軸とは反対側の位置に配置され、上記駆動部材は、上記第１連結部材に架設されている。

他の形態においては、上記駆動部材は、その略中央部が上記第１連結部材に架設され、その両端部が上記固定体に架設されている。

他の形態においては、上記固定体は、上記移動方向に対して交差する方向に延びる第１固定体と、上記第１固定体から上記移動方向に沿って延び、上記第１回転支持軸および上記第２回転支持軸が設けられる第２固定体と、上記移動体に上記第１固定体に向かう力を与える第１加圧手段とを含み、上記駆動部材を収縮させ、上記移動体が上記第１固定体から遠ざかる方向に移動する際に、上記第１加圧手段により、上記移動体に上記第１固定体に向かう力が与えられる。

他の形態においては、上記第１加圧手段は、上記移動体を挟んで、上記第１固定体とは反対側の領域に設けられる。

他の形態においては、上記第１加圧手段は、上記第１支持体および上記第２支持体の少なくともいずれか一方と上記第１固定体との間に架設される第２形状記憶合金線である。

他の形態においては、上記移動体には、上記第２固定体側に上記移動体を引き寄せる力、または、上記第２固定体から上記移動体を引き離す力を上記移動体に与える第２加圧手段が設けられている。

他の形態においては、上記第２加圧手段は、上記第１支持体と上記第２支持体との間に配置され、上記第１支持体および上記第２支持体に対して平行な方向に力を発生させる、る。

この発明に基づいたレンズ移動機構においては、上述に記載のいずれかの駆動機構と、上記移動体に搭載されるレンズとを備え、上記移動体の上記移動方向が、上記レンズの光軸方向となるように、上記レンズが上記移動体に搭載される。

他の形態においては、上記第１支持体は、上記光軸方向に対して垂直な面内において、上記移動体を両側から挟み込む一対の第１腕部材と、上記一対の第１腕部材を連結する第１連結部材とを含み、上記一対の第１腕部材のそれぞれに、上記第１回転支持軸および上記第２回転支持軸が設けられ、上記第１連結部材は、上記第１回転支持軸を挟んで、上記第２回転支持軸とは反対側の位置に配置され、上記駆動部材は、上記第１連結部材に架設されている。

他の形態においては、上記駆動部材は、上記光軸方向と略平行な面内に架設されている。

本発明によれば、駆動機構に採用される移動体を安定的に保持するとともに、機構の薄型化（低背化）、レンズユニットの大口径化を企図することが可能な構造を備える、駆動機構およびレンズ移動機構を提供することが可能となる。

本実施の形態におけるレンズ移動機構の構成を示す第１斜視図である。 本実施の形態におけるレンズ移動機構の構成を示す第２斜視図である。 図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。 駆動部材が非通電状態における図１中の矢印ＩＶ方向から見た側面図である。 図１中の矢印Ｖ方向から見た側面図である。 駆動部材が通電状態における図１中の矢印ＩＶ方向から見た側面図である。 第１形状記憶合金線の伸縮を示す模式図である。 第２形状記憶合金線の架設状態（非通電状態）を示す図１中の矢印ＩＶ方向に相当する方向から見た側面図である。 第２形状記憶合金線の架設状態（通電状態）を示す図１中の矢印ＩＶ方向に相当する方向から見た側面図である。

本発明に基づいた実施の形態における駆動機構およびその駆動機構を用いたレンズ移動機構について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。また、各実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。

（レンズ移動機構１００）
図１から図７を参照して、本実施の形態におけるレンズ移動機構１００の構成について説明する。まず、図１から図３を参照して、レンズ移動機構１００の概略構成について説明する。図１および図２は、レンズ移動機構１００の構成を示す第１および第２斜視図、図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。

このレンズ移動機構１００は、撮像センサに対してレンズを光軸（Ｌ１）方向に移動することで被写体の距離に応じて焦点を合わせることができ、撮像センサから出力される画像のコントラスト情報などをフィードバックし、レンズの位置を制御するオートフォーカス機構として、携帯電話、マートフォン等の携帯型端末装置への搭載が可能である。

レンズ移動機構１００は、固定体１０１と、この固定体１０１に対して移動可能な移動体１０３と、一端が固定体１０１に第１回転支持軸１０９ａにより回動可能に軸支持され、他端が移動体１０３に第２回転支持軸１０９ｂにより回動可能に軸支持される第１支持体１０７と、一端が固定体１０１に第３回転支持軸１１３ａにより回動可能に軸支持され、他端が移動体１０３に第４回転支持軸１１３ｂにより回動可能に軸支持される第２支持体１１１とを備える。

（固定体１０１）
固定体１０１は、光軸方向Ｌ１に対して交差する方向に延びる平板ベースとしての第１固定体１０１ａと、第１固定体１０１ａから光軸方向Ｌ１に沿って移動体１０３側に向かって延び、第１回転支持軸１０９ａおよび第３回転支持軸１１３ａが設けられる支柱としての第２固定体１０２ａ，１０２ｂを有している。第１固定体１０１ａの移動体１０３側には撮像センサ３００が配置されている。

第２固定体１０２ａ，１０２ｂは、光軸方向Ｌ１に対して垂直な面内において、移動体１０３を両側（図１においては、紙面の略前後方向側）から挟み込むように一対設けられている。また、第１固定体１０１ａの略中心位置に移動体１０３を配置させることから、図１においては、第２固定体１０２ａ，１０２ｂは、第１固定体１０１ａの左側に偏った位置に設けられている。

固定体１０１には、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などの樹脂材料が用いられる。固定体１０１には、後述する第１形状記憶合金線および第２形状記憶合金線が固定され、それぞれの形状記憶合金線の張力が加わるため、強度を向上させるために、ガラスなどのフィラーを混入させてもよい。

本実施の形態では、固定体１０１を構成する第１固定体１０１ａと第２固定体１０２ａ，１０２ｂとは樹脂による一体成形品を用いた場合について説明しているが、第２固定体１０２ａ，１０２ｂを第１固定体１０１ａに対して別構造とすることも可能である。

第２固定体１０２ａ，１０２ｂを第１固定体１０１ａに対して別構造とした場合には、第１固定体１０１ａの光軸方向Ｌ１の厚さをより薄くすることが可能となり、レンズ移動機構１００のさらなる低背化を図ることができる。また、第２固定体１０２ａ，１０２ｂをカバー（図５参照）に固定することで、第２固定体１０２ａ，１０２ｂとしての支持強度を確保することができる。

（移動体１０３）
移動体１０３には、被写体の像を撮像センサに結像させるためのレンズ１０５が搭載されている。移動体１０３が傾斜または傾転すると、像面が傾き、画像が劣化する。したがって、レンズ１０５の姿勢を常に撮像センサ３００に対して安定的に平行に保つことが重要となる。

移動体１０３には、第１固定体１０１ａと同様に、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などの樹脂材料が用いられる。移動体１０３の強度を向上させるため、ガラスなどのフィラーを混入させてもよい。

（第１支持体１０７、第２支持体１１１）
第１支持体１０７と第２支持体１１１とは、光軸方向Ｌ１に沿って配列されている。第２支持体１１１が、第１固定体１０１ａに近い側に配置され、第１支持体１０７が、第２支持体１１１を挟んで、第１固定体１０１ａとは反対側（遠い側）に配置されている。

第１支持体１０７は、移動体１０３を両側から挟み込む一対の第１腕部材１０７ｂ，１０７ｃと、この一対の第１腕部材１０７ｂ，１０７ｃを連結する第１連結部材１０７ａとを含んでいる。

一対の第１腕部材１０７ｂ，１０７ｃのそれぞれに、第１回転支持軸１０９ａおよび第２回転支持軸１０９ｂが設けられている。第１連結部材１０７ａは、第１回転支持軸１０９ａを挟んで、第２回転支持軸１０９ｂとは反対側の位置に配置されている。第１連結部材１０７ａと第１固定体１０１ａとの間には、第１形状記憶合金線を用いた駆動部材１３０が架設されている。

したがって、本実施の形態では、駆動部材１３０は、固定体１０１に設けられる第１回転支持軸１０９ａおよび第３回転支持軸１１３ａを挟んで、第２回転支持軸１０９ｂおよび第４回転支持軸１１３ｂとは反対側の位置に架設される。なお、駆動部材１３０の架設の詳細については後述する。

第２支持体１１１は、移動体１０３を両側から挟み込む一対の第２腕部材１１１ｂ，１１１ｃと、この一対の第２腕部材１１１ｂ，１１１ｃを連結する第２連結部材１１１ａと含んでいる。

一対の第２腕部材１１１ｂ，１１１ｃのそれぞれに、第３回転支持軸１１３ａおよび第４回転支持軸１１３ｂが設けられている。第２連結部材１１１ａは、第４回転支持軸１１３ｂを挟んで、第３回転支持軸１１３ａとは反対側の位置に配置されている。したがって、第１連結部材１０７ａと第２連結部材１１１ａとは、移動体１０３を挟んで対向する位置に配置されることとなる。

第１支持体１０７および第２支持体１１１は、薄板状のステンレスをプレス加工などによりＣ字形状（コの字形状）に成形する。

第１回転支持軸１０９ａは、第２固定体１０２ａ，１０２ｂに設けられた円筒面を有する凸形状のボスに、第１回転支持軸１０９ａに設けられた穴を挿入することにより構成される。第２固定体１０２ａに設けられる第１回転支持軸１０９ａの中心軸と第２固定体１０２ｂに設けられる第１回転支持軸１０９ａの中心軸とは、同一の軸上に位置する。

第２回転支持軸１０９ｂは、移動体１０３の側面に設けられた円筒面を有する凸形状のボスに、第２回転支持軸１０９ｂに設けられた穴を挿入することにより構成される。移動体１０３の一方の側面側に設けられる第２回転支持軸１０９ｂの中心軸と移動体１０３の他方の側面側に設けられる第２回転支持軸１０９ｂの中心軸とは、同一の軸上に位置する。

第３回転支持軸１１３ａは、第２固定体１０２ａ，１０２ｂに設けられた円筒面を有する凸形状のボスに、第３回転支持軸１１３ａに設けられた穴を挿入することにより構成される。第２固定体１０２ａに設けられる第３回転支持軸１１３ａの中心軸と第２固定体１０２ｂに設けられる第３回転支持軸１１３ａの中心軸とは、同一の軸上に位置する。

第４回転支持軸１１３ｂは、移動体１０３の側面に設けられた円筒面を有する凸形状のボスに、第４回転支持軸１１３ｂに設けられた穴を挿入することにより構成される。移動体１０３の一方の側面側に設けられる第４回転支持軸１１３ｂの中心軸と移動体１０３の他方の側面側に設けられる第４回転支持軸１１３ｂの中心軸とは、同一の軸上に位置する。

（平行リンク機構）
第１回転支持軸１０９ａ、第２回転支持軸１０９ｂおよび第１支持体１０７、ならびに、第３回転支持軸１１３ａ、第４回転支持軸１１３ｂおよび第２支持体１１１により平行リンク機構が構成されるように、第１回転支持軸１０９ａおよび第３回転支持軸１１３ａが第２固定体１０２ａ，１０２ｂに設けられるとともに、第２回転支持軸１０９ｂおよび第４回転支持軸１１３ｂが移動体１０３に設けられる。

本実施の形態では、第１回転支持軸１０９ａ、第２回転支持軸１０９ｂ、第３回転支持軸１１３ａおよび第４回転支持軸１１３ｂのそれぞれの回転中心位置が、長方形の４角の位置となるように配置されている。長方形に限定されず、平行四辺形、正四角形であっても、平行リンク機構を実現させることができるが、レンズ移動機構１００の薄型化を考慮した場合には、長方形が選択される。

（各回転支持軸の配置）
図４を参照して、各回転支持軸の配置について説明する。図４は、図１中の矢印ＩＶ方向から見た側面図である。本実施の形態では、第２固定体１０２ａ，１０２ｂに設けられる第１回転支持軸１０９ａの軸方向から平行リンク機構を見た場合において、第１回転支持軸１０９ａの回転中心と第２回転支持軸１０９ｂの回転中心とを結んだ直線Ｌ２上での距離を比較した場合に、第１回転支持軸１０９ａの回転中心から駆動部材１３０の第１支持体１０７および第２支持体１１１への固定位置までの距離Ｐ１よりも、第１回転支持軸１０９ａの回転中心と第２回転支持軸１０９ｂの回転中心との間の距離Ｐ２の方が大きく設けられている。本実施の形態では、距離Ｐ２は、距離Ｐ１の約３倍としている。なお、距離Ｐ２に対する距離Ｐ２の倍率は、３倍には限定されず、適宜選択される。

（第１加圧手段）
図４を参照して、移動体１０３に設けられ、移動体１０３に第１固定体１０１ａに向かう力を与える第１加圧手段としてのバイアスばね１２０ａ，１２０ｂについて説明する。バイアスばね１２０ａ，１２０ｂは、移動体１０３に構成された保持穴１０３ｈ（図１、図２参照）に挿入されるステンレスからなる圧縮コイルばねである。

バイアスばね１２０ａ，１２０ｂを移動体１０３とカバー１６０とで挟持することにより、移動体１０３を介して第１支持体１０７を第１固定体１０１ａ方向に加圧する。その結果、バイアスばね１２０ａ，１２０ｂは圧縮されることで、バイアスばね１２０ａ，１２０ｂに生じるばね力は、駆動部材１３０を伸長させる方向に作用することとなる。

（駆動部材１３０）
図５を参照して、駆動部材１３０の架設について説明する。図５は、図１中の矢印Ｖ方向から見た側面図である。第１連結部材１０７ａと第１固定体１０１ａとの間には、駆動部材１３０が架設されている。

本実施の形態では、駆動部材１３０は、その略中央部が第１連結部材１０７ａに設けられた係合部１０７ｄに架設され、その両端部が第１固定体１０１ａに架設されている。係合部１０７ｄは、この係合部１０７ｄにおいて、駆動部材１３０に大きな応力が生じないように、所定のＲ形状が採用されている。なお、駆動部材１３０を、光軸方向Ｌ１に沿って直線的に第１連結部材１０７ａと第１固定体１０１ａとの間に架設することも可能である。

第１固定体１０１ａの一方の第２固定体１０２ａ側には、挟み込み部１４１ａが設けられた電極１４０ａが設けられ、第１固定体１０１ａの他方の第２固定体１０２ｂ側には、挟み込み部１４１ｂが設けられた電極１４０ｂが設けられている。電極１４０ａおよび電極１４０ｂには、ステンレス、銅合金などの板状部材が用いられる。

駆動部材１３０の一端は、電極１４０ａの挟み込み部１４１ａに固定（かしめ）され、駆動部材１３０の他端は、電極１４０ｂの挟み込み部１４１ｂに固定（かしめ）される。その結果、図５に示すように、駆動部材１３０は、レンズ１０５の中心を通過する光軸方向Ｌ１を対称軸（開口角度θ×２）として逆Ｖ字形状に架設される。

駆動部材１３０に用いられる第１形状記憶合金線は、Ｎｉ−Ｔｉ系合金である。Ｎｉ−Ｔｉ系合金を用いた形状記憶合金線は、低温で弾性係数が低い状態（マルテンサイト相）となり、所定の張力を与えることで伸張する性質を有している。

また、Ｎｉ−Ｔｉ系合金を用いた形状記憶合金線は、通電により発熱し変態温度を超えることにより相変態し、弾性係数が高い状態（オーステナイト相：母相）に移行して、伸張状態から元の長さ（記憶長さ）に戻る性質を有している。第１形状記憶合金線の直径は、約３０μｍから約１００μｍである。

（第２加圧手段）
再び、図１および図２を参照して、移動体１０３には、第２固定体１０２ａ，１０２ｂ側に移動体１０３を引き寄せる力を移動体１０３に与える第２加圧手段が設けられている。

第２加圧手段の具体的構成としては、第１支持体１０７と第２支持体１１１との間において、第２支持体１１１と同じように移動体１０３の周りに配置される線材１５０が配置されている。この線材１５０は、ステンレス棒からなり、一端が第２固定体１０２ａに設けられた支持孔１０２ｈに挿通され、他端が第２固定体１０２ｂに設けられた支持孔１０２ｈ（図示省略）に挿通されている。

移動体１０３の係合部１０７ｄが設けられる側とは反対側の面には、線材１５０を係合支持する係合ブロック１０３ａが設けられ、この係合ブロック１０３ａに設けられた係合溝１０３ｂを線材１５０が通過する。

この線材１５０を設けることで、移動体１０３は、第２固定体１０２ａ，１０２ｂ側に引き寄せられる。その結果、第１回転支持軸１０９ａ、第２回転支持軸１０９ｂ、第３回転支持軸１１３ａ、および第４回転支持軸１１３ｂにおいて生じる円筒面と孔との間に生じる隙間に起因する移動体１０３の揺れ（ガタつき）を防止することができる。

また、第１支持体１０７と第２支持体１１１との間に線材１５０を通過させることで、第１支持体１０７と第２支持体１１１とにおける各支持軸に対して均等に力を加えることができるため、移動体１０３の傾斜または傾転をより軽減することが可能となる。

また、線材１５０は、第１支持体１０７および第２支持体１１１に対して、平行に配置されていることから、第１支持体１０７および第２支持体１１１に対して平行な方向に力が作用し、平行リンク機構を回転させる力が生じにくく、駆動部材１３０の駆動力を最低限に抑えることができる。また、レンズ移動機構１００の大型化を招くこともない。

なお、第２加圧手段して、移動体１０３を第２固定体１０２ａ，１０２ｂ側に引き寄せる場合について説明したが、移動体１０３を第２固定体１０２ａ，１０２ｂ側から引き離す方向に力を加えることによっても、円筒面と孔との間に生じる隙間に起因する移動体１０３の揺れ（がたつき）を防止することができる。

上記構成を有するレンズ移動機構１００は、搭載される装置の大きさにより変更されるものであるが、概略寸法は、（縦）６ｍｍ〜１５ｍｍ、（横）６ｍｍ〜１５ｍｍ、（高さ）３ｍｍ〜５ｍｍ程度の大きさとなる。

（レンズ移動機構１００の駆動方法）
次に、上記構成を有するレンズ移動機構１００の駆動方法について、図４、図６および図７を参照して説明する。図６は、駆動部材が通電状態における図１中の矢印ＩＶ方向から見た側面図、図７は、第１形状記憶合金線の伸縮を示す模式図である。

駆動部材１３０の使用可能な変態率は、耐久性を考慮して約２％〜３％未満である。したがって、必要な移動体１０３の移動距離から、変態率以内に収まるよう、駆動部材１３０の架設角度（θ×２：図５参照）、ならびに、距離Ｐ１および距離Ｐ２（図４参照）を設定する。

さらに、駆動部材１３０の最大応力（約４００ＭＰａ〜％００ＭＰａ）を超えないこと、高温環境下において移動体１０３が初期位置から移動しないように、駆動部材１３０の初期応力設定、バイアスばね１２０ａ，１２０ｂの力量設定、ばね定数の設定を行なう。

図６に示すように、駆動部材１３０に通電した場合には、駆動部材１３０は収縮する。その結果、第１支持体１０７は、第１回転支持軸１０９ａを回転中心として、反時計方向に回転する。第２支持体１１１も同様に、第２回転支持軸１０９ｂを回転中心として、反時計方向に回転する。

移動体１０３は、第２回転支持軸１０９ｂにおいて第１支持体１０７に支持されるとともに、第４回転支持軸１１３ｂにおいて第２支持体１１１に支持されている。その結果、平行リンク機構に基づき、移動体１０３は、その姿勢を維持したまま、光軸方向Ｌ１に沿って、第１固定体１０１ａから離れる方向に移動する。

移動体１０３の移動について、より詳細に説明する。本実施の形態において、距離Ｐ２は、距離Ｐ１の約３倍（図４参照）としている。その結果、係合部１０７ｄの変位量Ｖ１とした場合に、移動体１０３の第２回転支持軸１０９ｂでの変位量Ｖ２を、変位量Ｖ１の約３倍にすることができる。

また、図７に示すように、駆動部材１３０は、光軸方向Ｌ１に対して所定角度（θ）のＶ字状に架設され、駆動部材１３０の歪（長さ方向の変位δ＝Ｌ−Ｌ’）が、光軸方向Ｌ１においてＶ１に拡大される（拡大率＝Ｖ１／δ）。

たとえば、光軸方向Ｌ１と６０°（＝θ）の角度で駆動部材１３０を架設した場合、光軸方向（係合部）の変位で約２．１倍に拡大される。平行リンク機構の拡大分と合わせて、約６倍の拡大率が得られる。

このように、駆動部材１３０を逆Ｖ字形状に配置するとともに、平行リンク機構を用いることで、駆動部材１３０の変態量（長さ方向の変位量）に対して、リンク機構の移動方向の変位を拡大することを可能としている。これにより、駆動部材１３０の変態量を小さくでき、駆動部材１３０の耐久性の向上、消費電力の低減を図ることができる。

図５に示したように、駆動部材１３０への非通電状態（初期状態）においては、バイアスばね１２０ａ，１２０ｂの力量が、駆動部材１３０の引張応力により発生する移動体１０３の駆動力より大きくなるように設定され、移動体１０３は、所定の力量で第１固定体１０１ａ方向に押し当てられた状態となる。

駆動部材１３０の変態温度は、レンズ移動機構１００が搭載される携帯型端末装置の使用温度（７０℃以下など）よりも高い特性のものが選択されるが、６０℃などの高温では、多少変態が開始し応力上昇が生じる。

そのため、駆動部材１３０にある程度の応力上昇が生じても、移動体１０３が移動しないように、駆動部材１３０の初期応力とバイアスばね１２０ａ，１２０ｂの力量は設定される。

また、第１支持体１０７および第２支持体１１１に設けられる、第１回転支持軸１０９ａ、第２回転支持軸１０９ｂ、第３回転支持軸１１３ａおよび第４回転支持軸１１３ｂには、駆動部材１３０の張力、バイアスばね１２０ａ，１２０ｂおよび線材１５０による摩擦力が生じるので、それらを合わせて、所定の駆動部材１３０の応力（収縮応力）で、移動体１０３が移動を開始するよう設計される。

さらに、移動体１０３のレンズ１０５を近接撮影位置まで駆動したときの応力が約４００ＭＰａを超えないように、バイアスばね１２０ａ，１２０ｂのばね定数が設定される。

撮影時は、駆動部材１３０に通電して駆動部材１３０に電流を流し、駆動部材１３０の電気抵抗によるジュール熱により温度を上昇させて、駆動部材１３０を記憶状態に変態させる。

図６に示すように、駆動部材１３０の応力が上昇し、バイアスばね１２０ａ，１２０ｂによる移動体１０３を光軸方向Ｌ１（図中下方）に押す力よりも、駆動部材１３０の応力による移動体１０３を光軸方向Ｌ１（図中上方）に押す力が大きくなると、平行リンク機構にしたがい、移動体１０３は近接撮影側へ平行移動を開始する。

被写体の距離に応じて、任意の位置で移動体１０３を停止させ撮影を行うためには、駆動部材１３０の通電状態を電流値制御、ＰＷＭ駆動などにより制御を行なう。撮影後、初期位置へ戻すには（図４に示す状態）、駆動部材１３０への通電を停止する。

以上、本実施の形態におけるレンズ移動機構１００によれば、平行リンク機構を用い、この平行リンク機構の移動制御を駆動部材１３０の伸縮制御により行なっている。これにより、駆動機構に採用される移動体１０３を安定的に保持することができる。

また、平行リンク機構を用いることで、レンズ１０５の傾斜量または傾転量を小さくすることが可能となり、レンズ移動機構１００の光学性能を向上させ、高画質な画像を取得することが可能となる。

また、駆動部材１３０の伸縮制御により移動体１０３を移動させる機構を採用していることから、駆動部材１３０に必要とされるスペースを小さくすることができ、機構の薄型化（低背化）を図ることが可能となる。さらに、レンズ１０５の周囲に平行リンク機構、駆動部材１３０、バイアスばね１２０ａ，１２０ｂなどを配置することにより、レンズ１０５の大口径化、およびレンズ移動機構１００の薄型化を実現させることが期待できる。

また、駆動部材１３０は、光軸方向Ｌ１と略平行な面内に架設されていることから、レンズ移動機構１００の大型化を招くこともない。また、平行リンク機構に対して効率的に駆動部材１３０の伸縮による駆動力を与えることができる。

また、バイアスばね１２０ａ，１２０ｂを設けておくことで、応答特性を向上させること可能となり、また、高温環境下でのレンズの移動を抑制することができる。

（第２加圧手段の他の形態）
なお、上記実施の形態においては、第２加圧手段の一例として、バイアスばね１２０ａ，１２０ｂにより、移動体１０３を第１固定体１０１ａ方向に加圧する構成を採用していたが、この構成に限定されるものではない。

図８および図９に、バイアスばね１２０ａ，１２０ｂに代わり、第２支持体１１１と第１固定体１０１ａとの間に第２形状記憶合金線２３０を架設する場合について説明する。図８は、第２形状記憶合金線の架設状態（非通電状態）を示す図１中の矢印ＩＶ方向に相当する方向から見た側面図、図９は、第２形状記憶合金線の架設状態（通電状態）を示す図１中の矢印ＩＶ方向に相当する方向から見た側面図である。

第２支持体１１１の第２腕部材１１１ｂには、係合部１１１ｄが設けられ、第２形状記憶合金線２３０の略中央部が係合部１１１ｄに架設され、その両端部が第１固定体１０１ａに架設されている。第１固定体１０１ａには、電極２４０ａおよび電極２４０ｂが設けられている。電極２４０ａおよび電極２４０ｂの構成および材料は、電極１４０ａおよび電極１４０ｂと同じである。

図８に示すように、第２形状記憶合金線２３０は、逆Ｖ字形状に架設される。移動体１０３を挟んで、反対側の第２腕部材１１１ｃにも同様に、第２形状記憶合金線２３０を架設してもよい。

図８に示すように、第２形状記憶合金線２３０への非通電状態（初期状態）では、第２形状記憶合金線２３０の応力により移動体１０３に対して光軸方向Ｌ１に発生する力が駆動部材１３０の応力により移動体１０３に対して光軸方向Ｌ１に発生する力よりも大きくなるように設定され、移動体１０３は、第１固定体１０１ａに押し付けられた姿勢を維持することができる。

図９に示すように、駆動部材１３０に通電し（第２形状記憶合金線２３０は非通電）、駆動部材１３０の応力を上昇させ、第２形状記憶合金線２３０が移動体１０３に対して光軸方向Ｌ１に発生する力よりも大きくなると、移動体１０３は、近接撮影側へ移動を開始する。

被写体の距離に応じて、任意の位置で移動体を停止させるためには、駆動部材１３０、第２形状記憶合金線２３０のそれぞれの通電状態／非通電状態を、電流値制御、ＰＷＭ駆動などにより制御を行なう。

撮影後、初期位置へ戻すためには、駆動部材１３０および第２形状記憶合金線２３０の通電を停止すればよい。このように構成することで、バイアスばね１２０ａ，１２０ｂを用いる場合に比べて、レンズ移動機構１００のフォーカス制御の応答性を向上させることが可能となる。

なお、第２形状記憶合金線２３０、光軸方向Ｌ１に沿って直線的に第２連結部材１１１ａと第１固定体１０１ａとの間に架設することも可能である。

また、上記実施の形態では、第１支持体１０７に駆動部材１３０を架設する場合について説明しているが、第２支持体１１１に駆動部材１３０を架設する構成、または、第１支持体１０７および第２支持体１１１の両方に駆動部材１３０を架設する構成の採用も可能である。

また、移動体１０３を両側から挟み込む一対の第１腕部材１０７ｂ，１０７ｃを採用し、同様に移動体１０３を両側から挟み込む一対の第２腕部材１１１ｂ，１１１ｃを採用した場合について説明したが、移動体１０３を安定的に保持可能であれば、第１腕部材および第２腕部材を一対設けることなく、移動体の一方側にのみ第１腕部材および第２腕部材を設ける構成を採用することも可能である。

また、第２形状記憶合金線２３０についても、第２支持体１１１に第２形状記憶合金線２３０を架設する場合について説明しているが、第１支持体１０７に第２形状記憶合金線２３０を架設する構成、または、第１支持体１０７および第２支持体１１１の両方に第２形状記憶合金線２３０を架設する構成の採用も可能である。

また、応答特性の向上および高温環境下でのレンズの移動の抑制から、第２加圧手段を設ける構成について説明したが、高い精度の応答特性が必要なく、高温環境下でのレンズの移動を考慮する必要がない場合には、第２加圧手段を設けない構成の採用も可能である。

以上、主に携帯電話等の携帯型端末装置に搭載可能なカメラモジュールのレンズ移動機構に本発明の基づいた駆動機構を採用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、同様の機能が求められる機構に対しては、広く本発明に基づいた駆動機構を適用することが可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００ レンズ移動機構、１０１ 固定体、１０１ａ 第１固定体、１０２ａ，１０２ｂ 第２固定体、１０２ｈ 支持孔、１０３ 移動体、１０３ａ 係合ブロック、１０３ｂ 係合溝、１０３ｈ 保持穴、１０５ レンズ、１０７ 第１支持体、１０７ａ 第１連結部材、１０７ｂ，１０７ｃ 第１腕部材、１０７ｄ，１１１ｄ 係合部、１０９ａ 第１回転支持軸、１０９ｂ 第２回転支持軸、１１１ 第２支持体、１１１ａ 第２連結部材、１１１ｂ，１１１ｃ 第２腕部材、１１３ａ 第３回転支持軸、１１３ｂ 第４回転支持軸、１２０ａ，１２０ｂ バイアスばね、１３０ 駆動部材、１４０ａ，１４０ｂ，２４０ａ，２４０ｂ 電極、１４１ａ，１４１ｂ 挟み込み部、１５０ 線材、１６０ カバー、２３０ 第２形状記憶合金線、３００ 撮像センサ。

Claims (12)

1. 固定体と、
   前記固定体に対して移動可能な移動体と、
   一端が前記固定体に第１回転支持軸により回動可能に軸支持され、他端が前記移動体に第２回転支持軸により回動可能に軸支持される第１支持体と、
   一端が前記固定体に第３回転支持軸により回動可能に軸支持され、他端が前記移動体に第４回転支持軸により回動可能に軸支持される第２支持体と、
   前記第１支持体および前記第２支持体の少なくともいずれか一方と、前記固定体との間に架設され、第１形状記憶合金線を用いた駆動部材と、
   を備え、
   前記第１回転支持軸、前記第２回転支持軸および前記第１支持体、ならびに、前記第３回転支持軸、前記第４回転支持軸および前記第２支持体により平行リンク機構が構成されるように、前記第１回転支持軸および前記第３回転支持軸が前記固定体に設けられるとともに、前記第２回転支持軸および前記第４回転支持軸が前記移動体に設けられ、
   前記駆動部材は、前記第１支持体および前記第２支持体の少なくともいずれか一方と前記固定体との間に架設され、
   前記移動体の移動方向は、前記第１支持体および前記第２支持体が延びる方向に対して交差する方向であり、
   前記駆動部材の伸縮の制御により、前記移動体の前記移動方向への移動量が制御される、駆動機構。
2. 前記固定体に設けられる前記第１回転支持軸の軸方向から前記平行リンク機構を見た場合において、前記第１回転支持軸の回転中心と前記第２回転支持軸の回転中心とを結んだ直線上での距離を比較した場合に、
   前記第１回転支持軸の回転中心から前記駆動部材の前記第１支持体および前記第２支持体への固定位置までの距離よりも、前記第１回転支持軸の回転中心と前記第２回転支持軸の回転中心との間の距離の方が大きく設けられている、請求項１に記載の駆動機構。
3. 前記第１支持体は、
   前記移動体を両側から挟み込む一対の第１腕部材と、
   前記一対の第１腕部材を連結する第１連結部材と、を含み、
   前記一対の第１腕部材のそれぞれに、前記第１回転支持軸および前記第２回転支持軸が設けられ、
   前記第１連結部材は、前記第１回転支持軸を挟んで、前記第２回転支持軸とは反対側の位置に配置され、
   前記駆動部材は、前記第１連結部材に架設されている、請求項１または２に記載の駆動機構。
4. 前記駆動部材は、
   その略中央部が前記第１連結部材に架設され、
   その両端部が前記固定体に架設されている、請求項１から３のいずれかに記載の駆動機構。
5. 前記固定体は、
   前記移動方向に対して交差する方向に延びる第１固定体と、
   前記第１固定体から前記移動方向に沿って延び、前記第１回転支持軸および前記第２回転支持軸が設けられる第２固定体と、
   前記移動体に前記第１固定体に向かう力を与える第１加圧手段と、を含み、
   前記駆動部材を収縮させ、前記移動体が前記第１固定体から遠ざかる方向に移動する際に、前記第１加圧手段により、前記移動体に前記第１固定体に向かう力が与えられる、請求項１から４のいずれかに記載の駆動機構。
6. 前記第１加圧手段は、前記移動体を挟んで、前記第１固定体とは反対側の領域に設けられる、請求項５に記載の駆動機構。
7. 前記第１加圧手段は、
   前記第１支持体および前記第２支持体の少なくともいずれか一方と前記第１固定体との間に架設される第２形状記憶合金線である、請求項５に記載の駆動機構。
8. 前記移動体には、
   前記第２固定体側に前記移動体を引き寄せる力、または、前記第２固定体から前記移動体を引き離す力を前記移動体に与える第２加圧手段が設けられている、請求項５から７のいずれかに記載の駆動機構。
9. 前記第２加圧手段は、
   前記第１支持体と前記第２支持体との間に配置され、前記第１支持体および前記第２支持体に対して平行な方向に力を発生させる、請求項８に記載の駆動機構。
10. 請求項１または２に記載の駆動機構と、
    前記移動体に搭載されるレンズと、を備え、
    前記移動体の前記移動方向が、前記レンズの光軸方向となるように、前記レンズが前記移動体に搭載される、レンズ移動機構。
11. 前記第１支持体は、
    前記光軸方向に対して垂直な面内において、前記移動体を両側から挟み込む一対の第１腕部材と、
    前記一対の第１腕部材を連結する第１連結部材と、を含み、
    前記一対の第１腕部材のそれぞれに、前記第１回転支持軸および前記第２回転支持軸が設けられ、
    前記第１連結部材は、前記第１回転支持軸を挟んで、前記第２回転支持軸とは反対側の位置に配置され、
    前記駆動部材は、前記第１連結部材に架設されている、請求項１０に記載のレンズ移動機構。
12. 前記駆動部材は、前記光軸方向と略平行な面内に架設されている、請求項１１に記載のレンズ移動機構。

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