WO2009118791A1 - 駆動装置、レンズ駆動装置および機械装置 - Google Patents

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WO2009118791A1
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arm
shape memory
memory alloy
driven
biasing
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PCT/JP2008/000776
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柴田康一
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トキコーポレーション株式会社
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/08—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted to co-operate with a remote control mechanism
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
    • F03G7/061—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element
    • F03G7/0614—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element using shape memory elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
    • F03G7/065—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like using a shape memory element

Definitions

  • the present invention relates to a driving technique, and more particularly, to a driving device and a mechanical device that drive a lens of a digital camera mounted on a portable terminal.
  • a digital camera requires a mechanism for driving a lens in order to focus the lens during shooting.
  • the lens driving mechanism may be realized by a motor, a plunger, or the like.
  • electromagnetic parts such as motors and plungers
  • a lens driving technique using a shape memory alloy as a driving source without using an electromagnetic component see, for example, Patent Document 1).
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and a general purpose thereof is to provide a technique for miniaturizing a lens driving mechanism using a shape memory alloy as a driving source.
  • a driving device that drives a driven member, and includes two arm members that are in contact with and gripped by the driven member, and two arm members.
  • a first biasing member that biases the driven member in the first direction via one first arm member of the first arm member, and a first direction via the other second arm member of the two arm members.
  • the second urging member for urging the driven member in a different second direction and the first arm member swinging to contract against the first urging member when contracted when a driving current is supplied.
  • a shape memory alloy to be made.
  • This device is a drive device that drives a driven member, and includes an arm member that contacts and supports the driven member, and a first bias that biases the driven member in the first direction via the arm member.
  • the driven member is moved in the second direction by the second biasing member while maintaining contact with the arm member.
  • Still another aspect of the present invention is a drive device.
  • This device is a drive device that drives a driven member, and is in contact with and supported by the driven member, and a first biasing member that biases the driven member in the first direction, and a first direction
  • a second urging member that urges the driven member in a different second direction, and a first urging member that contracts when a driving current is supplied and resists the urging force of the first urging member.
  • a shape memory alloy that swings the member, and when the first biasing member swings, the driven member maintains the contact with the first biasing member while the second biasing member causes the second biasing member to maintain the second biasing member. Moved in the direction.
  • the driven member may be moved in the first direction by the first urging member so as to resist the second urging member when the supply of the driving current to the shape memory alloy is stopped.
  • the spring constant of the first biasing member may be set larger than the spring constant of the second biasing member.
  • Still another aspect of the present invention is a lens driving device.
  • the apparatus has a cylindrical holding member that holds the lens inside, a pair of first arm members that respectively contact the holding member, and a pair of first arm members, and the holding member in the first direction.
  • a second biasing member that biases the holding member in a second direction different from the first direction, and contracts when a drive current is supplied to resist the first biasing member.
  • a shape memory alloy that swings the pair of first arm members.
  • the holding member When the pair of first arm members swings, the holding member is moved in the second direction by the second biasing member while maintaining the gripping state by the first arm member and the second arm member. Also good.
  • the holding member may be moved in the first direction by the first urging member so as to resist the second urging member when the supply of the driving current to the shape memory alloy is stopped.
  • the first arm member moves away from the holding member.
  • the spring constant of the first biasing member may be set larger than the spring constant of the second biasing member.
  • the holding member may include a plurality of first protrusions to be in contact with the first arm member or the second arm member and a plurality of second protrusions having a shape different from the first protrusion on the outer peripheral surface.
  • the first arm member or the second arm member may have a first engagement portion and a second engagement portion having shapes corresponding to the first protrusion and the second protrusion, respectively.
  • the first protrusion and the first engagement part may be slidably contacted, and the second protrusion and the second engagement part may be slidably contacted.
  • Still another aspect of the present invention is a mechanical device.
  • the mechanical device includes an optical device. This device is equipped with the above-described driving device or lens driving device.
  • the driving mechanism of the lens protection device can be reduced in size.
  • FIGS. 1A to 1C are diagrams for explaining the operation principle of the lens driving device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a perspective view showing an appearance of the lens driving device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B shows a configuration example of the frame body of FIG.
  • FIG. 2C is a diagram illustrating a configuration example of the drive system in FIG.
  • FIG. 3A is a top view of the lens driving device of FIG.
  • FIG. 3B is a bottom view of the lens driving device of FIG.
  • FIG. 3C is a first side view of the lens driving device of FIG.
  • FIG. 3D is a second side view of the lens driving device of FIG.
  • FIG. 4A is a first perspective view showing a configuration example of the first drive block of FIG.
  • FIG. 4A is a first perspective view showing a configuration example of the first drive block of FIG. FIG.
  • FIG. 4B is a second perspective view showing a configuration example of the first drive block of FIG.
  • FIG. 5A is a first perspective view showing a configuration example of the second drive block of FIG.
  • FIG. 5B is a second perspective view showing a configuration example of the second drive block of FIG.
  • FIG. 6A is a top view showing the lens support member of FIG.
  • FIG. 6B is a perspective view showing the lens support member of FIG.
  • FIG. 6C is a first side view showing the lens support member of FIG.
  • FIG. 6D is a second side view showing the lens support member of FIG.
  • Fig.7 (a) is a perspective view which shows the structure except the 2nd drive block from the structure shown in FIG.2 (c).
  • FIG. 7B is a perspective view showing the first drive block and the lens support member of FIG.
  • FIG.7 (c) is the perspective view which showed FIG.7 (b) from another angle.
  • FIG. 8A is a first perspective view showing the second drive block and the lens support member of FIG.
  • FIG. 8B is a second perspective view showing the second drive block and the lens support member of FIG.
  • FIG. 9A is a side view of FIG.
  • FIG. 9B is a side view of FIG.
  • FIG.9 (c) shows the enlarged view of the pressing part of FIG.9 (b).
  • FIGS. 10A to 10C are views for explaining the operation principle of the lens driving device according to the modification of the embodiment of the present invention.
  • the present embodiment relates to a lens driving device using a shape memory alloy as a driving source.
  • a shape memory alloy is a linear material whose shape changes when a drive current is supplied. Since shape memory alloys are easy to process and do not take up space, they can be applied to lens drives for digital cameras mounted on small devices such as optical devices such as mobile phones. Become. Note that the drive device according to the present embodiment can also be applied as a drive mechanism of a mechanical device other than the optical device.
  • Mobile phones are often operated with one hand, and may be accidentally dropped depending on the usage environment. In such a fall, a large force is applied to the lens barrel portion on which the lens is mounted. Therefore, when the shape memory alloy is directly connected to the lens barrel, unintentional acceleration is applied, and the shape memory alloy connected to the lens barrel is forcibly pulled. Deteriorates. In particular, if an unintended acceleration is applied when the shape memory alloy is contracting, the effect is further increased. Therefore, it is desirable to provide a mechanism for protecting the shape memory alloy from the acceleration generated at the time of dropping, and to reduce the size of the lens driving device.
  • a small lens driving device can be realized with a simple configuration.
  • FIGS. 1A to 1C are diagrams for explaining the operation principle of the lens driving device 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A shows an aspect of the lens driving device 100.
  • the drive current is not supplied to the shape memory alloy 320, and the shape memory alloy 320 is in a state that does not sag. In this state, the tensile force of the shape memory alloy 320 and the resultant force of the first spring 340a and the second spring 340b are balanced (hereinafter referred to as a steady state) at the illustrated position.
  • the spring constants of the first spring 340a and the second spring 340b are adjusted so that the lens support member 330 and the first arm portion 350a are not separated from each other.
  • the shape memory alloy 320 is in a state that does not sag.
  • tension is generated, and the above-described adjustment is performed.
  • the lens driving device 100 includes a shape memory alloy 320, a lens support member 330, a first spring 340a, a second spring 340b, a first arm portion 350a, and a second arm portion 350b.
  • Each of the shape memory alloy 320 and the first spring 340a has one end connected to the first arm portion 350a and the other end fixed.
  • the second spring 340b has one end connected to the second arm portion 350b and the other end fixed.
  • the lens support member 330 is not mechanically fixed to either the first arm part 350a or the second arm part 350b, and is held so as to be sandwiched between the first arm part 350a and the second arm part 350b. Is supported. Specifically, the first spring 340a biases the lens support member 330 in the direction of the first arrow 410 via the first arm portion 350a. The second spring 340b urges the lens support member 330 in the direction of the second arrow 420 via the second arm portion 350b against the urging of the first spring 340a. Here, the lens support member 330 stops at a position where the shape memory alloy 320 and the resultant force of the first spring 340a and the second spring 340b balance each other, and the first arm portion 350a and the second arm portion. Supported by 350b.
  • FIG. 1B is a diagram illustrating an operation state of the lens driving device 100 when a driving current is supplied to the shape memory alloy 320.
  • a drive current is supplied to the shape memory alloy 320
  • the shape memory alloy 320 contracts in the direction of the third arrow 430.
  • the first arm portion 350 a connected to the shape memory alloy 320 is pulled in the direction of the third arrow 430.
  • the force pulled in the direction of the third arrow 430 acts to assist the force in the direction of the second arrow 420 by the second spring 340b.
  • the balanced state of the spring force of the first spring 340a and the second spring 340b is broken from the steady state. Then, the lens support member 330 is moved in the direction of the third arrow 430 while resisting the spring force of the first spring 340a by the contraction force of the shape memory alloy 320 and the spring force of the second spring 340b.
  • the lens support member 330 moves the shape memory alloy 320, the first spring 340a, and the second spring 340b to each other as shown in FIG. It moves to the position where the resultant force of the spring force is balanced.
  • FIG. 1C is a diagram illustrating an operation state of the lens driving device 100 when an unintended acceleration is applied in the direction of the fourth arrow 440 due to, for example, the lens driving device 100 dropping.
  • the mass M of the lens support member 330 on which the lens is mounted is extremely heavier than the masses m1 and m2 of the first arm portion 350a and the second arm portion 350b.
  • the spring constant k1 of the first spring 340a is set to be larger than the spring constant k2 of the second spring 340b.
  • the lens support member 330 works with the second arm portion 350 b while resisting the spring force of the second spring 340 b acting in the direction of the second arrow 420. It moves in the direction of 4 arrow 440.
  • the first arm portion 350a also moves in the direction of the fourth arrow 440 in response to the acceleration in the direction of the fourth arrow 440.
  • the mass m1 of the first arm portion 350a is lighter than the total mass (M + m2) of the lens, the lens support member 330, and the second arm portion 350b. Further, the lens support member 330 is not fixed. Therefore, the movement amount of the first arm portion 350a can be smaller than that of the lens support member 330 and the second arm portion 350b.
  • the first arm portion 350a does not follow the movement of the lens support member 330.
  • the shape memory alloy 320 extends due to the movement of the first arm portion 350a, the amount of movement of the first arm portion 350a is not large, so the shape memory alloy 320 does not extend excessively.
  • the first arm portion 350a and the lens support member 330 are fixed, the first arm portion 350a follows the movement of the lens support member 330, so that the shape memory alloy 320 is excessively stretched.
  • the force applied to the lens support member 330 is changed to a shape memory alloy. Transmission to 320 can be avoided.
  • even if acceleration is applied in the direction opposite to the fourth arrow 440 the shape memory alloy 320 is contracted, and therefore there is no influence on the shape memory alloy 320.
  • lens driving device 100 Next, a specific configuration and operation of the lens driving device 100 will be described with reference to the drawings. Hereinafter, (1) the overall appearance, (2) the detailed internal configuration, and (3) the operation mode of the lens driving device 100 will be described in order.
  • FIG. 2A is a perspective view showing the appearance of the lens driving device 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the lens driving device 100 includes a first frame 10 a and a second frame 10 b represented by the frame body 10, first to fifth columns 22 a to 22 e represented by a column 22, and a drive system 200.
  • FIG. 2B shows a configuration example of the frame 10 of FIG.
  • the frame 10 accommodates the drive system 200 inside.
  • the first frame 10 a and the second frame 10 b are fixed by a support 22.
  • the support column 22 is installed at each corner of the frame body 10.
  • the first column 22a and the second column 22b are installed at the same corner, and the other columns 22 are installed at different corners.
  • FIG. 2 (c) is a diagram illustrating a configuration example of the drive system 200 of FIG. 2 (a).
  • the drive system 200 includes a stopper 14, a first shape memory alloy 20a, a second shape memory alloy 20b, represented by a shape memory alloy 20, a lens support member 30, a first spring 40a, and a pair of first arms.
  • the pair of first arm portion 50a and second arm portion 50b are referred to as lower arms.
  • the pair of third arm portion 60a and fourth arm portion 60b is referred to as an upper arm.
  • the shape memory alloy 20, the lens support member 30, the first spring 40a, the second spring 40b, the lower arm, and the upper arm shown in FIG. 2C are the shape memory alloys shown in FIGS. 320, the lens support member 330, the first spring 340a, the second spring 340b, the first arm portion 350a, and the second arm portion 350b.
  • the first arm portion 50a includes a first shaft 52a and a first hook 54a.
  • the second arm part 50b has the same configuration as the first arm part 50a.
  • the third arm portion 60a includes a third shaft 62a.
  • the 4th arm part 60b takes the same composition as the 3rd arm part 60a.
  • Each arm part is installed in the frame 10 so that it can rock
  • the set of the first spring 40a and the lower arm is referred to as a first drive block.
  • a set of the second spring 40b and the upper arm is referred to as a second drive block.
  • the first drive block has the same mode as the second drive block.
  • the lens support member 30 is a cylindrical frame for holding the lens inside.
  • the lens support member 30 is formed with a groove inside the cylinder so that the lens can be easily fitted, and is fixed after the lens is fitted.
  • the lens support member 30 is not connected to either the lower arm or the upper arm, and is supported so as to be movable in the optical axis direction while being held by both arms.
  • the first support 22a is connected to one end of the first shape memory alloy 20a.
  • the first shape memory alloy 20 a is hooked to the first hook 54 a and the other end is connected to the stopper 14.
  • the stopper 14 is connected to the first frame 10a.
  • the first shape memory alloy 20a is supplied with a drive current from the first column 22a.
  • the second shape memory alloy 20b is connected to the second support 22b and the stopper 14 at both ends while being hooked to the second hook 54b.
  • the second shape memory alloy 20b is supplied with a drive current from the second column 22b.
  • a state in which a drive current is supplied to the first shape memory alloy 20a and the second shape memory alloy 20b is referred to as a drive state.
  • the first shape memory alloy 20a and the second shape memory alloy 20b in the driving state generate heat due to electric energy when energized, and generate shape recovery force as mechanical energy based on the thermal energy.
  • FIG. 3A is a top view of the lens driving device 100 of FIG.
  • FIG. 3B is a bottom view of the lens driving device 100 of FIG.
  • FIG. 3C is a first side view of the lens driving device 100 of FIG.
  • FIG. 3D is a second side view of the lens driving device 100 of FIG.
  • the same components as those in FIGS. 2A and 2C are denoted by the same reference numerals.
  • the first shaft 52a and the second shaft 52b of the lower arm and the third shaft 62a and the shaft 62 of the upper arm are rotatably supported by the frame body 10, respectively.
  • FIG. 4A is a first perspective view showing a configuration example of the first drive block in FIG.
  • FIG. 4B is a second perspective view showing a configuration example of the first drive block of FIG.
  • the first arm portion 50a includes a semi-arc-shaped first tube support portion 72a and a first hook 54a.
  • a first engagement portion 70a and a second engagement portion 70b are formed near both ends of the first tube support portion 72a.
  • the second arm portion 50b has the same shape as the first arm portion 50a, and a second cylinder support portion 72b in which a second hook 54b, a third engagement portion 70c, and a fourth engagement portion 70d are formed. Including.
  • the first engagement portion 70a and the third engagement portion 70c have shapes as shown in the figure, and the second engagement portion 70b and the fourth engagement portion 70d have semicircular recesses.
  • the first engaging portion 70 a to the fourth engaging portion 70 d are portions that are in contact with the lens support member 30.
  • the shape of the first spring 40a is substantially L-shaped as shown.
  • the first spring 40a is an elastic body whose both ends are hooked by the first hook 54a and the second hook 54b and in contact with the first arm portion 50a and the second arm portion 50b.
  • the first spring 40a biases the first arm portion 50a and the second arm portion 50b in the directions of the fifth arrow 450 and the sixth arrow 460.
  • the first hook 54a and the second hook 54b are given forces in the directions of rotating in the directions of the seventh arrow 470 and the eighth arrow 480 about the first shaft 52a and the second shaft 52b, respectively.
  • the first spring 40a may be mechanically fixed to the first hook 54a and the second hook 54b.
  • FIG. 5A is a first perspective view showing a configuration example of the second drive block of FIG.
  • FIG. 5B is a second perspective view showing a configuration example of the second drive block of FIG.
  • Each of the third arm portion 60a and the fourth arm portion 60b includes a semi-arc-shaped third tube support portion 72c, a fourth tube support portion 72d, a third shaft 62a, and a fourth shaft 62b.
  • a fifth engagement portion 70e and a sixth engagement portion 70f, and a seventh engagement portion 70g and an eighth engagement portion 70h are formed at both ends of the third tube support portion 72c and the fourth tube support portion 72d, respectively. Is done.
  • the third arm part 60a and the fourth arm part 60b have substantially the same shape as the first arm part 50a and the second arm part 50b except for the configuration of the first hook 54a and the second hook 54b.
  • the second drive block has the same mode as the first drive block described above, except for the direction in which the second drive block is installed on the lens support member 30.
  • FIG. 6A is a top view showing the lens support member 30 of FIG.
  • FIG. 6B is a perspective view showing the lens support member 30 of FIG.
  • FIG. 6C is a first side view showing the lens support member 30 of FIG.
  • FIG. 6D is a second side view showing the lens support member 30 of FIG.
  • FIG. 6C and FIG. 6D not only the lens support member 30 but also the first spring 40a and the second spring 40b are shown in order to clarify the positional relationship between the protrusions 32. Yes.
  • the lens support member 30 has eight protrusions 32, a first protrusion 32a to an eighth protrusion 32h.
  • the eight protrusions 32 are configured in any one of two types of shapes.
  • the eight protrusions 32 are arranged on the outer peripheral surface of the lens support member 30 so that the shapes of the adjacent protrusions 32 are different from each other.
  • the protrusion 32 is slidably in contact with the engaging portion of either the lower arm or the upper arm. Although details will be described later, the lens support member 30 can be moved in the optical axis direction by sliding with the engaging portion by making the shapes of the adjacent protruding portions 32 different from each other.
  • the first protrusion 32a, the third protrusion 32c, the sixth protrusion 32f, and the eighth protrusion 32h are formed in a rectangular parallelepiped shape.
  • the 2nd projection part 32b, the 4th projection part 32d, the 5th projection part 32e, and the 7th projection part 32g are constituted by the shape which combined the rectangular parallelepiped and the semi-column.
  • the direction of the semicircle is the same for the second protrusion 32b and the fourth protrusion 32d.
  • the fifth protrusion 32e and the seventh protrusion 32g are also in the same direction. However, the fifth protrusion 32e and the seventh protrusion 32g are installed in directions opposite to the directions of the second protrusion 32b and the fourth protrusion 32d.
  • the protrusions that come into contact with the hooks of the lower arm are the first protrusion part 32a to the fourth protrusion part 32d.
  • the first protrusion 32a and the second protrusion 32b are in contact with the first engagement part 70a and the second engagement part 70b of the first arm part 50a, respectively.
  • the third protrusion 32c and the fourth protrusion 32d are in contact with the third engagement part 70c and the fourth engagement part 70d of the second arm part 50b, respectively.
  • the protrusions in contact with the hook portion of the upper arm are the fifth protrusion part 32e to the eighth protrusion part 32h.
  • the fifth protrusion part 32e and the sixth protrusion part 32f are in contact with the fifth engagement part 70e and the sixth engagement part 70f of the third arm part 60a, respectively.
  • the seventh projecting portion 32g and the eighth projecting portion 32h are in contact with the seventh engaging portion 70g and the eighth engaging portion 70h of the fourth arm portion 60b, respectively.
  • movement aspect of the lens drive device 100 is divided into three cases of a steady state, a drive state, and the state where the acceleration was added in the steady state, and is demonstrated.
  • an interlocking mode between the lens support member 30 and each drive block will be described in detail.
  • FIG. 7A is a perspective view showing a configuration excluding the second drive block from the configuration shown in FIG.
  • FIG. 7B is a perspective view showing the first drive block and the lens support member 30 of FIG.
  • FIG.7 (c) is the perspective view which showed FIG.7 (b) from another angle.
  • FIG. 8A is a first perspective view showing the second drive block and the lens support member 30 of FIG.
  • FIG. 8B is a second perspective view showing the second drive block and the lens support member 30 of FIG.
  • the third arm portion 60a is paired with the fourth arm portion 60b and supports the lens support member 30 so as to be movable in the optical axis direction.
  • the second spring 40b biases the lens support member 30 via the third arm part 60a and the fourth arm part 60b.
  • This bias causes a force to rotate in the directions of the eleventh arrow 510 and the twelfth arrow 520 around the third shaft 62a and the fourth shaft 62b. With these rotational forces, the second drive block presses the fifth protrusion 32e to the eighth protrusion 32h in a direction to move the lens support member 30 downward in the drawing.
  • the first drive block and the second drive block are pressed against each other so as to move the lens support member 30 in opposite directions, and the resultant force of the shape memory alloy 20, the first spring 40a, and the second spring 40b. Are in equilibrium. As a result, in a steady state, the lens support member 30 is stationary at the position shown in FIG.
  • FIG. 9A is a side view of FIG. 7B.
  • FIG. 9B is a side view of FIG.
  • the first shape memory alloy 20a and the second shape memory alloy 20b contract and resist the first spring 40a.
  • the first hook 54 a and the second hook 54 b are urged in the directions of the ninth arrow 490 and the tenth arrow 500.
  • the lower arm generates a force that rotates in the directions of the thirteenth arrow 530 and the fourteenth arrow 540 around the first shaft 52a and the second shaft 52b.
  • the direction of the rotational force is opposite to the direction of the rotational force indicated by the seventh arrow 470 and the eighth arrow 480 in FIGS. 7A to 7C.
  • the second spring 40b urges the upper arm, and rotational forces in the directions of the eleventh arrow 510 and the twelfth arrow 520 are generated.
  • the fifth engaging portion 70e and the seventh engaging portion 70g of the upper arm are pressed against each other while rotating and sliding the fifth protruding portion 32e and the seventh protruding portion 32g of the lens support member 30.
  • the sixth engaging portion 70f and the eighth engaging portion 70h of the upper arm are pressed against each other while sliding between the sixth protruding portion 32f and the eighth protruding portion 32h of the lens support member 30.
  • the upper arm moves the lens support member 30 in the direction of the fifteenth arrow 550.
  • the urging force by the first spring 40a is weakened by the shape memory alloy 20, and the rotational direction of the lower arm is displaced. Therefore, the balanced state of the first spring 40a and the second spring 40b is lost, and the rotational force in the directions of the eleventh arrow 510 and the twelfth arrow 520 due to the biasing force of the second spring 40b becomes dominant, and the lens support member 30 is Move in the direction of the fifteenth arrow 550.
  • FIG. 9C shows an enlarged view of the pressing portion 600 of FIG. 9B.
  • the eighth engaging portion 70h slides on the eighth protrusion 32h in the left direction in the drawing as compared with the state in FIG. 9B.
  • the fifth protrusion 32e since the fifth protrusion 32e is in a mode in which the shape of the fifth protrusion 32e itself and the fifth engagement part 70e are smoothly meshed with each other, the fifth protrusion 32e rotates and slides.
  • the eighth protrusion 32h has the same shape as the sixth protrusion 32f, and the eighth engagement part 70h of the fourth arm part 60b is a sixth (not shown) of the other end of the third arm part 60a.
  • the shape is the same as that of the engaging portion 70f. Therefore, the third arm part 60a rotates and slides with the fifth protrusion part 32e at the fifth engagement part 70e at one end of the arm, and slides with the sixth protrusion part 32f at the sixth engagement part 70f at the other end. It will be.
  • the shape is different from 32g.
  • the seventh engaging portion 70g has the same shape as the fifth engaging portion 70e
  • the seventh projecting portion 32g has the same shape as the fifth projecting portion 32e.
  • the sixth protrusion 32f has the same shape as the eighth protrusion 32h. Therefore, the eighth protrusion 32h and the eighth engagement part 70h correspond to the relationship between the sixth protrusion 32f and the sixth engagement part 70f.
  • the seventh protrusion 32g and the seventh engagement part 70g correspond to the relationship between the fifth protrusion 32e and the fifth engagement part 70e.
  • the fourth arm portion 60b slides with the eighth projecting portion 32h at the eighth engaging portion 70h at one end of the arm, and the seventh engaging portion 70g at the other end (not shown). Thus, it will rotate and slide with the seventh protrusion 32g.
  • all of the first engaging portion 70a to the eighth engaging portion 70h have a semicircular shape like the fifth engaging portion 70e, and the first protruding portion 32a to the eighth protruding portion 32h are formed.
  • the shape is like the fifth protrusion 32e.
  • all the sets of the engaging portion 70 and the protruding portion 32 become a set like the fifth engaging portion 70e and the fifth protruding portion 32e of FIG. 9C, and the eighth engaging portion 70h and There is no set like the eighth protrusion 32h.
  • the first driving block In the driving state, the first driving block generates a rotational force in the directions of the thirteenth arrow 530 and the fourteenth arrow 540 due to the contraction of the shape memory alloy 20. Therefore, unlike the second drive block, the projection 32 of the lens support member 30 is not pressed against, but the first projection 32a to the fourth projection 32d and the first engagement portion 70a to the fourth engagement portion. 70d slides or rotates while being in contact with each other. As described above, the lens support member 30 is moved in the direction of the fifteenth arrow 550 by being biased by the second spring 40b while being gripped by the lower arm and the upper arm due to the interlocking between them.
  • the shape memory alloy 20 when the supply of the drive current to the first shape memory alloy 20a and the second shape memory alloy 20b is stopped, the shape memory alloy 20, and the resultant force of the first spring 40a and the second spring 40b are balanced with each other
  • the lens support member 30 moves in the direction of the sixteenth arrow 560 and shifts to a steady state.
  • the first engaging portion 70a to the fourth engaging portion 70d and the first protruding portion 32a to the fourth protruding portion 32d are interlocked with each other. Since these interlocking modes are the same as the interlocking modes of the fifth protrusion part 32e to the fourth protrusion part 32d and the fifth engagement part 70e to the eighth engagement part 70h described above, description thereof will be omitted.
  • the lower arm is also moved in the direction of the sixteenth arrow 560 by acceleration.
  • the rotation of the thirteenth arrow 530 and the fourteenth arrow 540 reverses, and the first hook 54a moves in the direction opposite to the ninth arrow 490, and the second arrow
  • the hook 54 b moves in the direction opposite to the tenth arrow 500. Since the first shape memory alloy 20a and the second shape memory alloy 20b are hooked to the first hook 54a and the second hook 54b, respectively, the first shape memory alloy 20a and the second shape memory alloy are moved by these movements. 20b will be pulled.
  • the lower arm is lighter than the lens support member 30 on which the lens is mounted, is not connected to the lens support member 30, and the first spring 40a has a larger spring constant than the second spring 40b. . Therefore, the movement amount of the lower arm is smaller than the movement amount of the lens support member 30 and the upper arm. As a result, the lower arm and the lens support member 30 may be separated from each other. In any case, since the amount of movement of the lower arm is small, the acceleration can be prevented from being excessively transmitted to the first shape memory alloy 20a and the second shape memory alloy 20b, and the shape memory alloy 20 is not pulled excessively. And its performance does not deteriorate.
  • the mass of the lower arm, the relationship between the lens support member 30 on which the lens is mounted and the mass of the upper arm, and the relationship between the spring constants of the first spring 40a and the second spring 40b are appropriately adjusted.
  • the shape memory alloy 20 can be appropriately protected from unintended acceleration.
  • a small lens protection device can be realized with a simple configuration.
  • the lens drive device 100 By holding the lens support member 30 by covering the first drive block and the second drive block with each other, the lens drive device 100 can be reduced in size.
  • the driving state by making the shapes of the two protrusions 32 to be in contact with one arm 60 different, the engagement part 70 of the arm 60 and the protrusion 32 of the lens support member 30 are locked. Can be avoided.
  • FIGS. 10A to 10C are diagrams for explaining the operation principle of the lens driving device 700 according to the modification of the embodiment of the present invention.
  • FIGS. 10A to 10C correspond to FIGS. 1A to 1C.
  • the difference from the above-described embodiment is that a parallel link is used, there is only one arm, the shape memory alloy and the first spring are pulled in different directions, the first spring and the second spring.
  • the spring is a tension spring.
  • FIG. 10A is a diagram illustrating an operation state of the lens driving device 700 in a steady state.
  • the lens driving device 700 includes a shape memory alloy 80, a first spring 82, a second spring 84, an arm 86, a lens support 88, a first parallel link 90a represented by a parallel link 90, and a second parallel link.
  • a link 90b and a frame 98 are included.
  • the shape memory alloy 80 has one end connected to the frame 98 and the other end connected to the arm 86.
  • the first spring 82 has one end connected to the frame 98 and the other end connected to the arm 86.
  • the first parallel link 90a is composed of two arms. The two arms have both ends pivoted on a frame 98 and an arm 86, and support the arm 86 so as to be swingable. Both ends of the arm 86 are connected to the shape memory alloy 80 and the first spring 82, respectively. The swing direction of the arm 86 is guided by the first parallel link 90a.
  • the arm 86 has a first protrusion 92 and supports the lens support 88 in contact therewith.
  • the second spring 84 has one end connected to the frame 98 and the other end connected to the lens support portion 88.
  • the second parallel link 90b is composed of two arms. The two arms have both ends pivoted on the frame 98 and the lens support portion 88, and support the lens support portion 88 so as to be swingable.
  • the lens support portion 88 is connected to the second spring 84.
  • the lens support portion 88 is guided in the swinging direction by the second parallel link 90b.
  • the lens support portion 88 has a second protrusion portion 94 and comes into contact with the first protrusion portion 92 of the arm 86 while being engaged therewith.
  • the first spring 82 pulls the lens support portion 88 in the direction of the 17th arrow 870 through the arm 86.
  • the second spring 84 pulls the lens support portion 88 in the direction of the eighteenth arrow 880 against the pulling of the first spring 340a. Therefore, the lens support portion 88 has a resultant force of the spring force of the shape memory alloy 80, the first spring 82, and the second spring 84 while the second protrusion 94 and the first protrusion 92 are engaged. Will be stationary at a position where they balance.
  • FIG. 10B is a diagram showing an operation state of the lens driving device 100 in the driving state.
  • the shape memory alloy 80 contracts in the direction of the 19th arrow 890.
  • the arm 86 connected to the shape memory alloy 80 is pulled in the direction of the 19th arrow 890 and resists the biasing of the direction of the 17th arrow 870 by the first spring 82.
  • the lens support portion 88 is moved in the direction of the 18th arrow 880 by the spring force of the second spring 84 while resisting the spring force of the first spring 82 and maintaining contact with the arm 86. It is done.
  • the lens support portion 88 is positioned so that the spring forces of the first spring 82 and the second spring 84 balance each other, as shown in FIG. Move to.
  • FIG. 10C is a diagram showing an operating state of the lens driving device 700 when an unintended acceleration is applied to the lens support portion 88 in the direction of the twentieth arrow 900 in a steady state.
  • the lens support unit 88 resists the spring force of the second spring 84 acting in the direction of the eighteenth arrow 880, while the twentieth arrow. Move in the direction of 900.
  • the arm 86 also receives the acceleration in the direction of the 20th arrow 900 and moves in the direction of the 20th arrow 900.
  • the arm 86 is lighter than the lens support portion 88 and is not connected to the lens support portion 88, and the first spring 82 has a larger spring constant than the second spring 84. For this reason, the movement amount of the arm 86 may be smaller than the movement amount of the lens support portion 88. Accordingly, the arm 86 does not move following the lens support portion 88, and the shape memory alloy 80 is not pulled excessively.
  • the arm 86 is lighter than the lens support portion 88, the spring constants of the first spring 82 and the second spring 84 are adjusted, and the arm 86 and the lens support portion 88 are not directly connected.
  • the shape memory alloy 80 will loosen. This slackness hardly affects the shrinkage performance and life of the shape memory alloy 80 compared to being pulled too much.
  • the first shape memory alloy 20a and the second shape memory alloy 20b have been described as separate shape memory alloys, but the present invention is not limited thereto.
  • the first shape memory alloy 20a may be the second shape memory alloy. It may be integrated with 20b and configured as one shape memory alloy. In this case, both ends of the shape memory alloy may be connected to the first support column 22a and the second support column 22b and hooked to the first hook 54a, the stopper 14, and the second hook 54b. In this case, the number of parts can be reduced. It goes without saying that even in such an aspect, an effect equivalent to the effect described above can be achieved.
  • the shape memory alloy 20 may have a bidirectional shape memory effect.
  • Bi-directionality refers to the property of contracting when energized and returning to the original when energization is stopped.
  • the lens can be continuously moved in the front-rear optical axis direction by controlling the supply of drive current.
  • a control device that controls the supply of the drive current may be provided. Such an aspect enables smooth focus adjustment.
  • the arm 86 has been described as being supported by the first parallel link 90a and the first spring 82, but this is not restrictive, and instead of the first parallel link 90a and the first spring 82, a leaf spring is used. It may be supported by an elastic body such as. Even with such a configuration, an effect equivalent to the effect described above can be obtained. Further, by using the leaf spring, a more space-saving design is possible, and the lens driving device can be further downsized. In addition, the number of parts can be reduced, and design and manufacture are facilitated.
  • the lens driving mechanism of the camera can be reduced in size.

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Abstract

　携帯端末に組み込まれる駆動装置は、小型化が望まれる。本発明に係る駆動装置において、アーム部材は、被駆動部材を摺動可能に支持する。第１付勢部材は、所定のバネ定数を有し、被駆動部材をアーム部材を介して付勢する。第２付勢部材は、第１付勢部材のバネ定数より小さい値のバネ定数を有し、第１付勢部材に対抗する向きに被駆動部材を付勢して、アーム部材と共に被駆動部材を支持する。形状記憶合金は、駆動電流が供給されると収縮して、第１付勢部材に抗するように、アーム部材を揺動させる。被駆動部材は、アーム部材が揺動すると、アーム部材に接しながら、第２付勢部材により摺動される。

Description

駆動装置、レンズ駆動装置および機械装置
　本発明は、駆動技術に関し、特に、携帯端末に搭載されたディジタルカメラのレンズを駆動する駆動装置および機械装置に関する。
　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、撮影時においてレンズの焦点を合わせるために、レンズを駆動するための機構が必要となる。一般的に、レンズ駆動機構は、モータやプランジャなどによって実現されることがある。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界があるため、携帯電話などの小型のディジタルカメラに、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したレンズ駆動技術を開示するものがある（たとえば、特許文献１参照）。
国際公開第ＷＯ０７／１１３４７８号パンフレット
　意図しない大きな加速度が形状記憶合金に加わると、形状記憶合金の伸縮性能や使用可能期間に影響を及ぼす場合がある。そのため、形状記憶合金を加速度から保護するための機構が別途必要となり、このことが形状記憶合金が組み込まれた装置の小型化を困難なものとしていた。
　本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その総括的な目的は、形状記憶合金を駆動源とするレンズ駆動機構を小型化す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、被駆動部材を駆動する駆動装置であって、被駆動部材にそれぞれ接触して把持する２つのアーム部材と、２つのアーム部材の一方の第１アーム部材を介して、被駆動部材を第１の方向に付勢する第１付勢部材と、２つのアーム部材の他方の第２アーム部材を介して、第１の方向とは異なる第２の方向に被駆動部材を付勢する第２付勢部材と、駆動電流が供給されると収縮して、第１付勢部材に抗するように、第１アーム部材を揺動させる形状記憶合金と、を備える。被駆動部材は、第１アーム部材が揺動すると、２つのアーム部材との接触を維持しながら、第２付勢部材により第２の方向に移動させられる。
　本発明の別の態様もまた、駆動装置である。この装置は、被駆動部材を駆動する駆動装置であって、被駆動部材に接触して支持するアーム部材と、被駆動部材をアーム部材を介して第１の方向に付勢する第１付勢部材と、第１の方向とは異なる第２の方向に被駆動部材を付勢する第２付勢部材と、駆動電流が供給されると収縮して、第１付勢部材に抗するように、アーム部材を揺動させる形状記憶合金と、を備える。被駆動部材は、アーム部材が揺動すると、アーム部材との接触を維持しながら、第２付勢部材により第２の方向に移動させられる。
　本発明のさらに別の態様は、駆動装置である。この装置は、被駆動部材を駆動する駆動装置であって、被駆動部材に接触して支持し、被駆動部材を第１の方向に付勢する第１付勢部材と、第１の方向とは異なる第２の方向に被駆動部材を付勢する第２付勢部材と、駆動電流が供給されると収縮して、第１付勢部材の付勢力に抗するように、第１付勢部材を揺動させる形状記憶合金と、を備え、被駆動部材は、第１付勢部材が揺動すると、第１付勢部材との接触を維持しながら、第２付勢部材により第２の方向に移動させられる。
　被駆動部材は、形状記憶合金への駆動電流の供給が停止されると、第２付勢部材に抗するように、第１付勢部材により第１の方向に移動させられてもよい。被駆動部材に対して、第２付勢部材に対抗する向きの加速度が加えられると、アーム部材もしくは第１付勢部材は、被駆動部材と離れていく。第１付勢部材のバネ定数は、第２付勢部材のバネ定数よりも大きく設定されていてもよい。
　本発明のさらに別の態様は、レンズ駆動装置である。この装置は、レンズを内側に保持する筒状の保持部材と、保持部材にそれぞれ接触する１対の第１アーム部材と、１対の第１アーム部材を介して、保持部材を第１の方向に付勢する第１付勢部材と、保持部材にそれぞれ接触して、１対の第１アーム部材と共に、保持部材を把持する１対の第２アーム部材と、１対の第２アーム部材を介して、第１の方向とは異なる第２の方向に、保持部材を付勢する第２付勢部材と、駆動電流が供給されると収縮して、第１付勢部材に抗するように、１対の第１アーム部材を揺動させる形状記憶合金と、を備える。
　保持部材は、１対の第１アーム部材が揺動すると、第１アーム部材と第２アーム部材とによる把持状態を維持しながら、第２付勢部材により、第２の方向に移動させられてもよい。保持部材は、形状記憶合金への駆動電流の供給が停止されると、第２付勢部材に抗するように、第１付勢部材により第１の方向に移動させられてもよい。保持部材に対して、第２付勢部材に対抗する向きの加速度が加えられると、第１アーム部材は、保持部材と離れていく。第１付勢部材のバネ定数は、第２付勢部材のバネ定数よりも大きく設定されていてもよい。保持部材は、第１アーム部材もしくは第２アーム部材と接すべき複数の第１突起部と、第１突起部とは異なる形状を有する複数の第２突起部とを外周面に有してもよい。第１アーム部材もしくは第２アーム部材は、第１突起部と第２突起部に対応する形状をそれぞれ有する第１係合部と第２係合部を有してもよい。第１突起部と第１係合部は、回転摺動可能に接し、第２突起部と第２係合部は、摺動可能に接してもよい。
　本発明のさらに別の態様は、機械装置である。機械装置は、光学装置を含む。この装置は、上述した駆動装置、または、レンズ駆動装置を搭載する。
　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。
図１（ａ）～（ｃ）は、本発明の実施形態にかかるレンズ駆動装置の動作原理を説明するための図である。 図２（ａ）は、本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の外観を示す斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の枠体の構成例を示す。図２（ｃ）は、図２（ａ）の駆動システムの構成例を示す図である。 図３（ａ）は、図２（ａ）のレンズ駆動装置の上面図である。図３（ｂ）は、図２（ａ）のレンズ駆動装置の底面図である。図３（ｃ）は、図２（ａ）のレンズ駆動装置の第１の側面図である。図３（ｄ）は、図２（ａ）のレンズ駆動装置の第２の側面図である。 図４（ａ）は、図２（ｃ）の第１駆動ブロックの構成例を示す第１の斜視図である。図４（ｂ）は、図２（ｃ）の第１駆動ブロックの構成例を示す第２の斜視図である。 図５（ａ）は、図２（ｃ）の第２駆動ブロックの構成例を示す第１の斜視図である。図５（ｂ）は、図２（ｃ）の第２駆動ブロックの構成例を示す第２の斜視図である。 図６（ａ）は、図２（ｃ）のレンズ支持部材を示す上面図である。図６（ｂ）は、図２（ｃ）のレンズ支持部材を示す斜視図である。図６（ｃ）は、図２（ｃ）のレンズ支持部材を示す第１の側面図である。図６（ｄ）は、図２（ｃ）のレンズ支持部材を示す第２の側面図である。 図７（ａ）は、図２（ｃ）に示す構成から、第２駆動ブロックを除いた構成を示す斜視図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）の第１駆動ブロックとレンズ支持部材とを示す斜視図である。図７（ｃ）は、図７（ｂ）を別の角度から示した斜視図である。 図８（ａ）は、図２（ｃ）の第２駆動ブロックとレンズ支持部材とを示す第１の斜視図である。図８（ｂ）は、図２（ｃ）の第２駆動ブロックとレンズ支持部材とを示す第２の斜視図である。 図９（ａ）は、図７（ｂ）の側面図である。図９（ｂ）は、図８（ａ）の側面図である。図９（ｃ）は、図９（ｂ）の押接部分の拡大図を示す。 図１０（ａ）～（ｃ）は、本発明の実施形態の変形例にかかるレンズ駆動装置の動作原理を説明するための図である。
符号の説明
　１０　枠体、　１０ａ　第１枠、　１０ｂ　第２枠、　１４　止具、　２０　形状記憶合金、　２２　支柱、　３０　レンズ支持部材、　３２　突起部、　４０ａ　第１バネ、　４０ｂ　第２バネ、　５０ａ　第１アーム部、　５０ｂ　第２アーム部、　５２ａ　第１軸、　５２ｂ　第２軸、　５４ａ　第１フック、　５４ｂ　第２フック、　６０ａ　第３アーム部、　６０ｂ　第４アーム部、　６２ａ　第３軸、　６２ｂ　第４軸、　７０　係合部、　７２　筒支持部、　８０　形状記憶合金、　８２　第１バネ、　８４　第２バネ、　８６　アーム、　８８　レンズ支持部、　９０　平行リンク、　９０ａ　第１平行リンク、　９０ｂ　第２平行リンク、　９２　第１突起部、　９４　第２突起部、　９８　枠、　１００　レンズ駆動装置、　２００　駆動システム、　３２０　形状記憶合金、　３３０　レンズ支持部材、　３４０ａ　第１バネ、　３４０ｂ　第２バネ、　３５０ａ　第１アーム部、　３５０ｂ　第２アーム部、　６００　押接部分、　７００　レンズ駆動装置。
　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、形状記憶合金を駆動源としたレンズ駆動装置に関する。形状記憶合金は、駆動電流が供給されることによって、その形状が変化する線状の素材である。形状記憶合金は、加工が容易であり、また、空間的にスペースをとることもないため、光学装置、たとえば携帯電話などの小型機器に搭載されるディジタルカメラのレンズ駆動装置への応用が可能となる。なお、本実施形態にかかる駆動装置は、光学装置以外の機械装置の駆動機構としても適用可能である。
　携帯電話は、片手で操作されることが多く、使用環境によっては、あやまって落下させてしまうことがある。このような落下の際には、レンズを搭載した鏡筒部に大きな力が加わる。そのため、鏡筒部に形状記憶合金が直接連結されていると、意図しない加速度が加わることで、鏡筒部に接続されている形状記憶合金が無理矢理引っ張られ、形状記憶合金の伸縮性能や寿命などが劣化する。特に、形状記憶合金が収縮しているときに意図しない加速度が加えられると、その影響はさらに大きくなる。そのため、落下時に生じる加速度から形状記憶合金を保護するための機構を設けて、レンズ駆動装置を小型化することが望ましい。
　そこで、本実施形態のレンズ駆動装置においては、形状記憶合金と、レンズを支持するための構造とを直接連結させない構成とすることによって、意図しない加速度が形状記憶合金に伝搬することを防止できる構成とした。このような態様により、簡易な構成により、小型のレンズ駆動装置を実現できる。
　まず、動作原理について説明する。図１（ａ）～（ｃ）は、本発明の実施形態にかかるレンズ駆動装置１００の動作原理を説明するための図である。図１（ａ）は、レンズ駆動装置１００の一態様を示す。本図においては、形状記憶合金３２０に駆動電流が供給されておらず、また、形状記憶合金３２０は、たるまない状態となっている。この状態において、図示する位置で、形状記憶合金３２０の引っ張り張力と、第１バネ３４０ａと第２バネ３４０ｂの合力とが釣り合っている状態（以下、定常状態という。）となる。なお、定常状態において、第１バネ３４０ａと第２バネ３４０ｂのそれぞれのバネ定数は、レンズ支持部材３３０と第１アーム部３５０ａとが離間しないように、調整される。この場合、形状記憶合金３２０がたるまない状態となっていることが前提となる。形状記憶合金３２０がたるまないことによって張力が発生し、その上で、上述の調整がなされる。
　レンズ駆動装置１００は、形状記憶合金３２０と、レンズ支持部材３３０と、第１バネ３４０ａと、第２バネ３４０ｂと、第１アーム部３５０ａと、第２アーム部３５０ｂとを含む。形状記憶合金３２０と第１バネ３４０ａは、それぞれ、一端が第１アーム部３５０ａに接続され、他端が固定されている。第２バネ３４０ｂは、一端が第２アーム部３５０ｂに接続され、他端が固定されている。
　レンズ支持部材３３０は、第１アーム部３５０ａと第２アーム部３５０ｂのいずれにも機械的に固定されることなく、第１アーム部３５０ａと第２アーム部３５０ｂに接触して挟まれるように把持されることにより、支持される。具体的には、第１バネ３４０ａは、第１アーム部３５０ａを介して、第１矢印４１０の向きにレンズ支持部材３３０を付勢する。この第１バネ３４０ａの付勢に対抗して、第２バネ３４０ｂは、第２アーム部３５０ｂを介して、第２矢印４２０の向きにレンズ支持部材３３０を付勢する。ここで、レンズ支持部材３３０は、形状記憶合金３２０と、第１バネ３４０ａと第２バネ３４０ｂの互いのバネ力の合力とが均衡する位置で静止し、第１アーム部３５０ａと第２アーム部３５０ｂにより支持される。
　図１（ｂ）は、形状記憶合金３２０に駆動電流が供給された場合におけるレンズ駆動装置１００の動作状態を示す図である。形状記憶合金３２０に駆動電流が供給されると、形状記憶合金３２０は、第３矢印４３０の向きに縮む。このとき、形状記憶合金３２０に接続されている第１アーム部３５０ａは、第３矢印４３０の向きに引っ張られる。この第３矢印４３０の向きに引っ張られる力は、第２バネ３４０ｂによる第２矢印４２０の向きの力を補助するように作用する。
　そのため、定常状態から、第１バネ３４０ａと第２バネ３４０ｂの互いのバネ力の均衡状態が崩れる。そうすると、レンズ支持部材３３０は、形状記憶合金３２０の収縮力と第２バネ３４０ｂのバネ力により、第１バネ３４０ａのバネ力に抗しながら、第３矢印４３０の向きに移動させられる。形状記憶合金３２０への駆動電流の供給が停止されると、レンズ支持部材３３０は、図１（ａ）に示したように、形状記憶合金３２０と、第１バネ３４０ａと第２バネ３４０ｂの互いのバネ力の合力とが釣り合う位置に移動する。
　図１（ｃ）は、たとえば、レンズ駆動装置１００が落下するなどして、第４矢印４４０の向きに、意図しない加速度が加わった場合におけるレンズ駆動装置１００の動作状態を示す図である。ここで、レンズが装着されたレンズ支持部材３３０の質量Ｍは、第１アーム部３５０ａ、第２アーム部３５０ｂの質量ｍ１、ｍ２と比べて、極めて重いものとする。また、第１バネ３４０ａのバネ定数ｋ１は、第２バネ３４０ｂのバネ定数ｋ２よりも大きく設定する。式で表現すると以下のようになる。
　ｍ１＜＜Ｍ　・・式（１）
　ｍ２＜＜Ｍ　・・式（２）
　ｋ１＞ｋ２　・・式（３）
　ここで、第４矢印４４０の向きに加速度が加わると、レンズ支持部材３３０は、第２アーム部３５０ｂと共に、第２矢印４２０の向きに作用する第２バネ３４０ｂのバネ力に抗しながら、第４矢印４４０の向きに移動する。同様に、第１アーム部３５０ａも、第４矢印４４０の向きの加速度を受けて第４矢印４４０の向きに移動する。
　しかしながら、第１アーム部３５０ａの質量ｍ１は、レンズとレンズ支持部材３３０と第２アーム部３５０ｂとの合計の質量（Ｍ＋ｍ２）よりも軽い。また、レンズ支持部材３３０に固定されていない。そのため、第１アーム部３５０ａの移動量は、レンズ支持部材３３０および第２アーム部３５０ｂよりも小さくてすむ。
　したがって、第１アーム部３５０ａは、レンズ支持部材３３０の移動に追従しない。なお、形状記憶合金３２０は、第１アーム部３５０ａの移動により伸びるものの、第１アーム部３５０ａの移動量は大きくないため、形状記憶合金３２０が過度に伸びることはない。一方、第１アーム部３５０ａとレンズ支持部材３３０とが固定されていると、第１アーム部３５０ａはレンズ支持部材３３０の移動に追従するため、形状記憶合金３２０が過度に伸ばされることとなる。以上より、ｍ１、ｍ２、Ｍ、ｋ１、ｋ２を適切に調節し、かつ第１アーム部３５０ａとレンズ支持部材３３０とを固定しない構成をとることによって、レンズ支持部材３３０にかかる力を形状記憶合金３２０に伝達することを回避できる。なお、第４矢印４４０とは反対の方向に加速度がかかっても、形状記憶合金３２０が縮む方向であるため、形状記憶合金３２０に対する影響はない。
　つぎに、具体的なレンズ駆動装置１００の構成、動作について図面を用いて説明する。以下、（１）全体の外観、（２）内部の詳細な構成、（３）レンズ駆動装置１００の動作態様について順に説明する。
（１）全体の外観について
　図２（ａ）は、本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置１００の外観を示す斜視図である。レンズ駆動装置１００は、枠体１０で代表される第１枠１０ａ、第２枠１０ｂと、支柱２２で代表される第１支柱２２ａ～第５支柱２２ｅと、駆動システム２００とを含む。図２（ｂ）は、図２（ａ）の枠体１０の構成例を示す。
　枠体１０は、駆動システム２００を内側に収容する。第１枠１０ａと第２枠１０ｂとは、支柱２２によって固定される。支柱２２は、枠体１０のそれぞれの角に設置される。第１支柱２２ａと第２支柱２２ｂについては同一の角に設置され、他の支柱２２は、それぞれ異なる角に設置される。
　図２（ｃ）は、図２（ａ）の駆動システム２００の構成例を示す図である。各ブロックの位置関係を明瞭とするために、支柱２２も図示している。駆動システム２００は、止具１４と、形状記憶合金２０で代表される第１形状記憶合金２０ａ、第２形状記憶合金２０ｂと、レンズ支持部材３０と、第１バネ４０ａと、一対の第１アーム部５０ａ、第２アーム部５０ｂと、第２バネ４０ｂと、一対の第３アーム部６０ａ、第４アーム部６０ｂとを含む。以下、一対の第１アーム部５０ａ、第２アーム部５０ｂを下アームという。また、一対の第３アーム部６０ａ、第４アーム部６０ｂを上アームという。
　図２（ｃ）に示した形状記憶合金２０、レンズ支持部材３０、第１バネ４０ａ、第２バネ４０ｂ、下アーム、上アームは、図１（ａ）～（ｃ）に示した形状記憶合金３２０、レンズ支持部材３３０、第１バネ３４０ａ、第２バネ３４０ｂ、第１アーム部３５０ａ、および、第２アーム部３５０ｂのそれぞれに対応している。
　下アームにおいて、第１アーム部５０ａは、第１軸５２ａと第１フック５４ａを含む。第２アーム部５０ｂは、第１アーム部５０ａと同様の構成をとる。また、上アームにおいて、第３アーム部６０ａは、第３軸６２ａを含む。第４アーム部６０ｂは、第３アーム部６０ａと同様の構成をとる。それぞれのアーム部は、それぞれの軸を中心として揺動可能となるように、枠体１０に設置される。
　ここで、第１バネ４０ａと下アームの組を第１駆動ブロックという。また、第２バネ４０ｂと上アームの組を第２駆動ブロックという。第１駆動ブロックは、第２駆動ブロックと同一の態様を有する。レンズ支持部材３０と組み合わせる際には、図示するごとく、第２駆動ブロックを第１駆動ブロックに対して上下逆にし、さらに、９０度回転させて、互いに組み合うような態様で、レンズ支持部材３０を支持する。互いに組み合わせることにより、レンズ支持部材３０が光軸方向に移動するようにガイドして、一定の方向に安定して導くことができる。
　レンズ支持部材３０は、レンズを内部に保持するための円筒状の枠である。レンズ支持部材３０は、レンズがはめ込まれやすいように、また、はめ込んだ後は固定されるように、その円筒の内部に、溝が形成される。また、レンズ支持部材３０は、下アーム、上アームのいずれにも連結されておらず、双方のアームに把持されながら、光軸方向に移動可能に支持される。
　第１支柱２２ａは、第１形状記憶合金２０ａの一端が接続される。また、第１形状記憶合金２０ａは、第１フック５４ａにフックされ、他端が止具１４と接続される。止具１４は、第１枠１０ａと接続されている。また、第１形状記憶合金２０ａは、第１支柱２２ａから駆動電流が供給される。同様に、第２形状記憶合金２０ｂは、第２フック５４ｂにフックされながら、第２支柱２２ｂと止具１４にその両端が接続される。また、第２形状記憶合金２０ｂは、第２支柱２２ｂから駆動電流が供給される。
　なお、以下においては、第１形状記憶合金２０ａ、第２形状記憶合金２０ｂに対して駆動電流が供給されている状態を駆動状態という。駆動状態における第１形状記憶合金２０ａや第２形状記憶合金２０ｂ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する。
　図３（ａ）は、図２（ａ）のレンズ駆動装置１００の上面図である。図３（ｂ）は、図２（ａ）のレンズ駆動装置１００の底面図である。図３（ｃ）は、図２（ａ）のレンズ駆動装置１００の第１の側面図である。図３（ｄ）は、図２（ａ）のレンズ駆動装置１００の第２の側面図である。図２（ａ）や図２（ｃ）と同一の構成については、同一の符号を付している。下アームの第１軸５２ａ、第２軸５２ｂ、上アームの第３軸６２ａ、軸６２は、枠体１０に回転可能にそれぞれ支持される。
（２）レンズ駆動装置１００の内部の詳細な構成について
　ここでは、レンズ駆動装置１００の内部の詳細な構成について、第１駆動ブロック、第２駆動ブロック、および、レンズ支持部材３０の３つの態様に分けて説明する。
（２－１）第１駆動ブロックの詳細な構成について
　図４（ａ）は、図２（ｃ）の第１駆動ブロックの構成例を示す第１の斜視図である。図４（ｂ）は、図２（ｃ）の第１駆動ブロックの構成例を示す第２の斜視図である。第１アーム部５０ａは、半弧状の第１筒支持部７２ａと、第１フック５４ａとを含む構成である。第１筒支持部７２ａの両端付近には、第１係合部７０ａと第２係合部７０ｂとが形成される。第２アーム部５０ｂは、第１アーム部５０ａと同様の形状を有し、第２フック５４ｂと、第３係合部７０ｃと第４係合部７０ｄとが形成された第２筒支持部７２ｂとを含む。
　第１係合部７０ａと第３係合部７０ｃは、図示するような形状を有し、第２係合部７０ｂと第４係合部７０ｄは、半円状の凹部を有する。第１係合部７０ａ～第４係合部７０ｄは、レンズ支持部材３０と接する部分である。
　第１バネ４０ａの形状は、図示するような略Ｌ字状となる。また、第１バネ４０ａは、その両端が第１フック５４ａと第２フック５４ｂとにフックされて、第１アーム部５０ａと第２アーム部５０ｂとに接する弾性体である。第１バネ４０ａは、第１アーム部５０ａと第２アーム部５０ｂを第５矢印４５０、第６矢印４６０の向きに付勢する。この付勢により、第１フック５４ａと第２フック５４ｂは、第１軸５２ａ、第２軸５２ｂを中心として、第７矢印４７０、第８矢印４８０の向きにそれぞれ回転する方向の力を与えられる。なお、第１バネ４０ａは、第１フック５４ａ、第２フック５４ｂと機械的に固定されていてもよい。
（２－２）第２駆動ブロックの詳細な構成について
　図５（ａ）は、図２（ｃ）の第２駆動ブロックの構成例を示す第１の斜視図である。図５（ｂ）は、図２（ｃ）の第２駆動ブロックの構成例を示す第２の斜視図である。第３アーム部６０ａ、第４アーム部６０ｂのそれぞれは、半弧状の第３筒支持部７２ｃ、第４筒支持部７２ｄと第３軸６２ａ、第４軸６２ｂとを有する。
　第３筒支持部７２ｃ、第４筒支持部７２ｄのそれぞれの両端には、第５係合部７０ｅと第６係合部７０ｆ、第７係合部７０ｇと第８係合部７０ｈがそれぞれ形成される。なお、第３アーム部６０ａと第４アーム部６０ｂは、第１フック５４ａや第２フック５４ｂの構成などを除き、第１アーム部５０ａ、第２アーム部５０ｂとほぼ同様の形状である。また、第２駆動ブロックは、レンズ支持部材３０に設置される向きを除き、前述した第１駆動ブロックと同様の態様となる。
（２－３）レンズ支持部材３０の詳細な構成について
　図６（ａ）は、図２（ｃ）のレンズ支持部材３０を示す上面図である。図６（ｂ）は、図２（ｃ）のレンズ支持部材３０を示す斜視図である。図６（ｃ）は、図２（ｃ）のレンズ支持部材３０を示す第１の側面図である。図６（ｄ）は、図２（ｃ）のレンズ支持部材３０を示す第２の側面図である。図６（ｃ）と図６（ｄ）においては、それぞれの突起部３２の位置関係を明瞭にするために、レンズ支持部材３０だけでなく、第１バネ４０ａと第２バネ４０ｂも図示している。
　レンズ支持部材３０は、第１突起部３２ａ～第８突起部３２ｈの８つの突起部３２を有する。８つの突起部３２は、２種類の形状のうち、いずれかの形状で構成される。８つの突起部３２は、隣り合った突起部３２の形状がそれぞれ異なるように、レンズ支持部材３０の外周面に配置される。突起部３２は、下アームもしくは上アームのいすれかの係合部と摺動可能に接する。詳細は後述するが、隣り合った突起部３２の形状をそれぞれ異ならせることによって、係合部との摺動により、レンズ支持部材３０が光軸方向に移動できることとなる。
　具体的には、第１突起部３２ａと第３突起部３２ｃと第６突起部３２ｆと第８突起部３２ｈは、直方体状で構成される。第２突起部３２ｂと第４突起部３２ｄと第５突起部３２ｅと第７突起部３２ｇは、直方体と半円柱とを組み合わせた形状で構成される。半円の向きは、第２突起部３２ｂと第４突起部３２ｄが同じ向きとなる。また、第５突起部３２ｅと第７突起部３２ｇも同じ向きとなる。ただし、第５突起部３２ｅと第７突起部３２ｇは、第２突起部３２ｂと第４突起部３２ｄにおける向きとは反対の向きに設置される。
　下アームの引掛部と接する突起部は、第１突起部３２ａ～第４突起部３２ｄとなる。具体的には、第１突起部３２ａと第２突起部３２ｂは、第１アーム部５０ａの第１係合部７０ａ、第２係合部７０ｂのそれぞれと接する。また、第３突起部３２ｃと第４突起部３２ｄは、第２アーム部５０ｂの第３係合部７０ｃ、第４係合部７０ｄのそれぞれと接する。
　同様に、上アームの引掛部と接する突起部は、第５突起部３２ｅ～第８突起部３２ｈとなる。具体的には、第５突起部３２ｅと第６突起部３２ｆは、第３アーム部６０ａの第５係合部７０ｅ、第６係合部７０ｆのそれぞれと接する。また、第７突起部３２ｇと第８突起部３２ｈは、第４アーム部６０ｂの第７係合部７０ｇ、第８係合部７０ｈのそれぞれと接する。
（３）レンズ駆動装置１００の動作態様について
　ここでは、レンズ駆動装置１００の動作態様について、定常状態、駆動状態、および、定常状態において加速度が加わった状態の３つのケースに分けて、説明する。特に、レンズ支持部材３０と各駆動ブロックとの連動態様について詳細に説明する。
（３－１）定常状態における動作態様について
　図７（ａ）は、図２（ｃ）に示す構成から、第２駆動ブロックを除いた構成を示す斜視図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）の第１駆動ブロックとレンズ支持部材３０とを示す斜視図である。図７（ｃ）は、図７（ｂ）を別の角度から示した斜視図である。
　前述したように、第１バネ４０ａが下アームを付勢することにより、第１軸５２ａと第２軸５２ｂを中心とした第７矢印４７０、第８矢印４８０の向きの回転力が生じる。これらの回転力により、下アームは、レンズ支持部材３０を図中上方に移動させる向きに、第１突起部３２ａ～第４突起部３２ｄを押接する。
　図８（ａ）は、図２（ｃ）の第２駆動ブロックとレンズ支持部材３０とを示す第１の斜視図である。図８（ｂ）は、図２（ｃ）の第２駆動ブロックとレンズ支持部材３０とを示す第２の斜視図である。第１アーム部５０ａ、第２アーム部５０ｂの場合と同様に、第３アーム部６０ａは、第４アーム部６０ｂと対になって、レンズ支持部材３０を光軸方向に移動可能に支持する。第３アーム部６０ａと第４アーム部６０ｂの対は、第１アーム部５０ａと第２アーム部５０ｂの対と共に、互いに把持することによって、レンズ支持部材３０を支持する。第２バネ４０ｂは、第３アーム部６０ａと第４アーム部６０ｂとを介して、レンズ支持部材３０を付勢する。
　この付勢により、第３軸６２ａ、第４軸６２ｂを中心とした第１１矢印５１０、第１２矢印５２０の向きに回転する力が生じる。これらの回転力により、第２駆動ブロックは、レンズ支持部材３０を図中下方に移動させる向きに、第５突起部３２ｅ～第８突起部３２ｈを押接する。
　ここで、第１駆動ブロックと第２駆動ブロックとは、互いに相反する方向にレンズ支持部材３０を移動させるように押接し合い、形状記憶合金２０と、第１バネ４０ａと第２バネ４０ｂの合力とが均衡した状態となる。これにより、定常状態において、レンズ支持部材３０は、図２（ｃ）に示す位置で静止することとなる。
。
（３－２）駆動状態における動作態様について
　図９（ａ）は、図７（ｂ）の側面図である。図９（ｂ）は、図８（ａ）の側面図である。駆動状態において第１形状記憶合金２０ａと第２形状記憶合金２０ｂとに駆動電流が供給されると、第１形状記憶合金２０ａと第２形状記憶合金２０ｂは収縮して、第１バネ４０ａに抗するように、第１フック５４ａと第２フック５４ｂを第９矢印４９０、第１０矢印５００の向きに付勢する。この付勢により、下アームは、第１軸５２ａ、第２軸５２ｂを軸として、第１３矢印５３０、第１４矢印５４０の向きに回転する力が生じる。この回転力の方向は、前述の図７（ａ）～（ｃ）の第７矢印４７０、第８矢印４８０の回転力の方向と逆になる。
　第２駆動ブロックにおいては、第２バネ４０ｂが上アームを付勢して、第１１矢印５１０、第１２矢印５２０の向きの回転力が生じる。これらの回転力により、上アームの第５係合部７０ｅ、第７係合部７０ｇが、レンズ支持部材３０の第５突起部３２ｅ、第７突起部３２ｇを回転摺動させながら押接する。また、上アームの第６係合部７０ｆ、第８係合部７０ｈは、レンズ支持部材３０の第６突起部３２ｆ、第８突起部３２ｈとの間で摺動しながら押接する。これらの押接により、上アームは、レンズ支持部材３０を第１５矢印５５０の向きに移動させる。
　まとめると、駆動状態においては、形状記憶合金２０により、第１バネ４０ａによる付勢が弱められて、下アームにおける回転方向が変位する。そのため、第１バネ４０ａと第２バネ４０ｂの均衡状態が崩れ、第２バネ４０ｂの付勢による第１１矢印５１０、第１２矢印５２０の向きの回転力が支配的になり、レンズ支持部材３０が第１５矢印５５０の向きに移動する。
　ここで、上アームの係合部７０と、レンズ支持部材３０の突起部３２との連動態様について説明する。図９（ｃ）は、図９（ｂ）の押接部分６００の拡大図を示す。第８係合部７０ｈは、図９（ｂ）における状態と比べ、図中左方向に第８突起部３２ｈ上を摺動している。一方、第５突起部３２ｅは、第５突起部３２ｅ自身の形状と第５係合部７０ｅとが滑らかに噛み合う態様であるため、回転摺動することとなる。
　なお、第８突起部３２ｈは、第６突起部３２ｆと同一の形状であり、また、第４アーム部６０ｂの第８係合部７０ｈは、第３アーム部６０ａの他端の図示しない第６係合部７０ｆと同一の形状である。そのため、第３アーム部６０ａは、アームの一端の第５係合部７０ｅで第５突起部３２ｅと回転摺動し、他端の第６係合部７０ｆで第６突起部３２ｆと摺動することとなる。
　第４アーム部６０ｂについても同様で、第８係合部７０ｈと、図示しない第７係合部７０ｇとは異なる形状をしており、また、第８突起部３２ｈと、図示しない第７突起部３２ｇとも異なる形状をしている。なお、第７係合部７０ｇは第５係合部７０ｅと同一の形状となり、また、第７突起部３２ｇは第５突起部３２ｅと同一の形状となる。また、第６突起部３２ｆは、第８突起部３２ｈと同一の形状を有する。よって、第８突起部３２ｈと第８係合部７０ｈは、第６突起部３２ｆと第６係合部７０ｆの関係に相当する。同様に、第７突起部３２ｇと第７係合部７０ｇは、第５突起部３２ｅと第５係合部７０ｅの関係に相当する。そのため、第４アーム部６０ｂは、第３アーム部６０ａと同様に、アームの一端の第８係合部７０ｈで第８突起部３２ｈと摺動し、図示しない他端の第７係合部７０ｇで第７突起部３２ｇと回転摺動することとなる。
　ここで、第１係合部７０ａ～第８係合部７０ｈのすべてが第５係合部７０ｅのような半円状の形状であり、かつ、第１突起部３２ａ～第８突起部３２ｈが第５突起部３２ｅのような形状である場合を考える。この場合においては、係合部７０と突起部３２のすべての組が、図９（ｃ）の第５係合部７０ｅと第５突起部３２ｅのような組となり、第８係合部７０ｈと第８突起部３２ｈのような組が存在しない。このような場合、たとえば、上アームが第１５矢印５５０の向きに押接し、かつ、下アームが第１５矢印５５０の向きに揺動したとしても、係合部７０と突起部３２のすべての組が互いにロックしあう状態となり、レンズ支持部材３０が動くことはない。この状態においては、図９（ｃ）の第８係合部７０ｈと第８突起部３２ｈのような摺動が発生せず、それぞれのアームが揺動不可能となる。このようなロック状態を回避するために、１つのアーム６０に対して接触すべきレンズ支持部材３０の突起部３２の形状を異ならせることとしている。また、スムーズにレンズ支持部材３０を移動させるために、第５突起部３２ｅと第５係合部７０ｅとを互いに回転摺動するような形状としている。
　なお、駆動状態において、第１駆動ブロックは、形状記憶合金２０の収縮により第１３矢印５３０、第１４矢印５４０の向きの回転力が生じる。そのため、第２駆動ブロックのようにレンズ支持部材３０の突起部３２を押接することはないが、第１突起部３２ａ～第４突起部３２ｄと、第１係合部７０ａ～第４係合部７０ｄとが互いに接しながら、摺動もしくは回転摺動する。以上、これらの連動により、レンズ支持部材３０は、下アームと上アームとに把持されながら、もっぱら第２バネ４０ｂによる付勢によって、第１５矢印５５０の向きに移動することとなる。
　一方、第１形状記憶合金２０ａと第２形状記憶合金２０ｂへの駆動電流の供給が停止されると、形状記憶合金２０と、第１バネ４０ａと第２バネ４０ｂの合力とが互いに均衡する状態に戻り始め、レンズ支持部材３０が第１６矢印５６０の向きに移動し、定常状態に移行する。第１６矢印５６０の向きに移動する際には、第１係合部７０ａ～第４係合部７０ｄと第１突起部３２ａ～第４突起部３２ｄとが互いに連動する。これらの連動態様は、前述した第５突起部３２ｅ～第４突起部３２ｄおよび第５係合部７０ｅ～第８係合部７０ｈの連動態様と同様であるため、説明を省略する。
（３－３）定常状態において加速度が加わった場合
　定常状態において加速度が加わった場合、前述の図１（ｃ）と同様の動作態様となる。具体的に、図９（ａ）～（ｃ）を用いて説明する。レンズ駆動装置１００に対して、第１６矢印５６０の向きに加速度が加わった場合、レンズ支持部材３０は、第１６矢印５６０の向きに移動する。この移動により、第５突起部３２ｅ～第８突起部３２ｈが第５係合部７０ｅ～第８係合部７０ｈを押接して、上アームが第１６矢印５６０の向きに移動させられる。
　下アームも、加速度により第１６矢印５６０の向きに移動させられる。下アームが第１６矢印５６０の向きに移動すると、第１３矢印５３０、第１４矢印５４０の回転が反転して、第１フック５４ａは第９矢印４９０と反対の向きに移動し、また、第２フック５４ｂは第１０矢印５００と反対の向きに移動する。第１フック５４ａ、第２フック５４ｂには、第１形状記憶合金２０ａ、第２形状記憶合金２０ｂがそれぞれフックされているため、これらの移動により、第１形状記憶合金２０ａ、第２形状記憶合金２０ｂが引っ張られることになる。
　ここで、下アームにおいては、レンズを装着したレンズ支持部材３０よりも軽く、また、レンズ支持部材３０と連結しておらず、さらに、第１バネ４０ａは第２バネ４０ｂよりもバネ定数が大きい。そのため、下アームの移動量は、レンズ支持部材３０や上アームの移動量よりも小さくなる。これにより、下アームとレンズ支持部材３０とが離れていく状態になることもある。いずれにせよ、下アームの移動量は小さいため、加速度が第１形状記憶合金２０ａや第２形状記憶合金２０ｂに過剰に伝わることを防ぐことができ、形状記憶合金２０が過剰に引っ張られることはなく、その性能が劣化することもない。
　まとめると、下アームの質量と、レンズを装着したレンズ支持部材３０と上アームの質量との関係、および、第１バネ４０ａと第２バネ４０ｂのバネ定数の関係を適切に調整し、さらに、レンズ支持部材３０と下アームとを直接連結させない構成をとることによって、意図しない加速度から形状記憶合金２０を適切に保護することができる。
　このため、簡易な構成により、小型のレンズ保護装置を実現できる。第１駆動ブロックと第２駆動ブロックとを互いにかぶせ合わせることによってレンズ支持部材３０を把持することによって、レンズ駆動装置１００を小型化できる。駆動状態において、１つのアーム６０に対して接触すべき２つの突起部３２の形状を異ならせることによって、アーム６０の係合部７０と、レンズ支持部材３０の突起部３２とがロックすることを回避できる。
　次に、変形例について説明する。図１０（ａ）～（ｃ）は、本発明の実施形態の変形例にかかるレンズ駆動装置７００の動作原理を説明するための図である。図１０（ａ）～（ｃ）は、図１（ａ）～（ｃ）に対応している。前述した実施形態との相違点は、平行リンクを用いている点、アームが１つのみである点、形状記憶合金と第１バネとが互いに異なる方向に引っ張りあう点、第１バネと第２バネとが共に引っ張りバネである点などである。
　図１０（ａ）は、定常状態におけるレンズ駆動装置７００の動作状態を示す図である。レンズ駆動装置７００は、形状記憶合金８０と、第１バネ８２と、第２バネ８４と、アーム８６と、レンズ支持部８８と、平行リンク９０で代表される第１平行リンク９０ａ、第２平行リンク９０ｂと、枠９８とを含む。
　形状記憶合金８０は、一端が枠９８に接続され、他端がアーム８６に接続される。第１バネ８２は、一端が枠９８に接続され、他端がアーム８６に接続される。第１平行リンク９０ａは、２つのアームにより構成される。２つのアームは、双方の両端が枠９８とアーム８６とに軸しされ、アーム８６を揺動可能に支持する。アーム８６は、その両端が形状記憶合金８０と第１バネ８２にそれぞれ接続される。アーム８６は、第１平行リンク９０ａにより、その揺動方向がガイドされる。また、アーム８６は、第１突起部９２を有し、レンズ支持部８８と接触して支持する。
　第２バネ８４は、一端が枠９８に接続され、他端がレンズ支持部８８に接続される。第２平行リンク９０ｂは、２つのアームにより構成される。２つのアームは、双方の両端が枠９８とレンズ支持部８８とに軸しされ、レンズ支持部８８を揺動可能に支持する。レンズ支持部８８は、第２バネ８４に接続される。また、レンズ支持部８８は、第２平行リンク９０ｂにより、その揺動方向がガイドされる。また、レンズ支持部８８は、第２突起部９４を有し、アーム８６の第１突起部９２と係合しながら接触する。
　以上の構成のもと、第１バネ８２は、アーム８６を介して、第１７矢印８７０の向きにレンズ支持部８８を引っ張る。この第１バネ３４０ａの引っ張りに対抗して、第２バネ８４は、第１８矢印８８０の向きにレンズ支持部８８を引っ張る。そのため、レンズ支持部８８は、その第２突起部９４と第１突起部９２とが係合しながら、形状記憶合金８０と、第１バネ８２と第２バネ８４の互いのバネ力の合力とが均衡する位置で静止することとなる。
　図１０（ｂ）は、駆動状態におけるレンズ駆動装置１００の動作状態を示す図である。形状記憶合金８０に駆動電流が供給されると、形状記憶合金８０は、第１９矢印８９０の向きに縮む。このとき、形状記憶合金８０に接続されているアーム８６は、第１９矢印８９０の向きに引っ張られ、第１バネ８２による第１７矢印８７０の向きの付勢に抗することになる。
　そのため、定常状態から、形状記憶合金８０と、第１バネ８２と第２バネ８４の互いのバネ力の合力による均衡状態が崩れる。そうすると、レンズ支持部８８は、第２バネ８４のバネ力により、第１バネ８２のバネ力に抗しながら、かつ、アーム８６との接触を維持しながら、第１８矢印８８０の向きに移動させられる。形状記憶合金８０への駆動電流の供給が停止されると、レンズ支持部８８は、図１０（ａ）に示したように、第１バネ８２と第２バネ８４の互いのバネ力が釣り合う位置に移動する。
　図１０（ｃ）は、定常状態において、レンズ支持部８８に対して、第２０矢印９００の向きに意図しない加速度が加わった場合におけるレンズ駆動装置７００の動作状態を示す図である。レンズ駆動装置７００に対して、第２０矢印９００の向きに加速度が加わると、レンズ支持部８８は、第１８矢印８８０の向きに作用する第２バネ８４のバネ力に抗しながら、第２０矢印９００の向きに移動する。一方、アーム８６も第２０矢印９００の向きの加速度を受けて第２０矢印９００の向きに移動する。
　しかし、アーム８６は、レンズ支持部８８よりも軽く、また、レンズ支持部８８に連結されておらず、さらに、第１バネ８２は第２バネ８４よりもバネ定数が大きい。そのため、アーム８６の移動量は、レンズ支持部８８の移動量よりも小さくてすむ。これにより、アーム８６は、レンズ支持部８８に追従して移動せず、形状記憶合金８０が過剰に引っ張られることはない。
　このように、アーム８６をレンズ支持部８８よりも軽くし、また、第１バネ８２と第２バネ８４のバネ定数を調節し、さらに、アーム８６とレンズ支持部８８とを直接連結しない構成をとることによって、意図しない加速度が形状記憶合金８０に伝達することを回避できる。なお、図１０（ｃ）と比べて反対の向きに加速度が加わった場合、形状記憶合金８０は、弛むこととなる。この弛みは、引っ張られ過ぎることと比べて、形状記憶合金８０の収縮性能や寿命に影響を与えることはほとんどない。
　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、第１形状記憶合金２０ａと第２形状記憶合金２０ｂは別個の形状記憶合金として説明したがこれにかぎらず、たとえば、第１形状記憶合金２０ａは、第２形状記憶合金２０ｂと一体となって、１つの形状記憶合金として構成されていてもよい。この場合、その形状記憶合金の両端は第１支柱２２ａと第２支柱２２ｂとに接続され、第１フック５４ａと止具１４と第２フック５４ｂとにフックされればよい。この場合、部品点数を減少させることができる。このような態様であっても、前述した効果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２０は、二方向性の形状記憶効果をもつものであってもよい。二方向性とは、通電時に縮み、通電停止時に元に戻る特性をいう。この二方向性を利用すれば、駆動電流の供給を制御することによって、レンズを連続的に前後の光軸方向に移動させることができる。このように駆動電流の供給を制御する制御装置を備えてもよい。このような態様により、スムーズな焦点調節が可能となる。
　また、変形例において、アーム８６は、第１平行リンク９０ａと第１バネ８２に支持されるとして説明したが、これにかぎらず、第１平行リンク９０ａや第１バネ８２の代わりに、板バネなどの弾性体により支持されてもよい。このような構成であっても、前述した効果と同等の効果を奏することができる。また、板バネを用いることによって、より省スペースな設計が可能となり、レンズ駆動装置をより小型化できる。また、部品点数を減少でき、設計、製造が容易となる。
　本発明によれば、カメラのレンズ駆動機構を小型化できる。

Claims (15)

  1. 　被駆動部材を駆動する駆動装置であって、
    　前記被駆動部材にそれぞれ接触して把持する２つのアーム部材と、
    　前記２つのアーム部材の一方の第１アーム部材を介して、前記被駆動部材を第１の方向に付勢する第１付勢部材と、
    　前記２つのアーム部材の他方の第２アーム部材を介して、前記第１の方向とは異なる第２の方向に前記被駆動部材を付勢する第２付勢部材と、
    　駆動電流が供給されると収縮して、前記第１付勢部材に抗するように、前記第１アーム部材を揺動させる形状記憶合金と、
    を備え、
    　前記被駆動部材は、前記第１アーム部材が揺動すると、前記２つのアーム部材との接触を維持しながら、前記第２付勢部材により第２の方向に移動させられることを特徴とする駆動装置。
  2. 　前記被駆動部材に対して、前記第２付勢部材に対抗する向きの加速度が加えられると、前記第１アーム部材は、前記被駆動部材と離れていくことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
  3. 　被駆動部材を駆動する駆動装置であって、
    　前記被駆動部材に接触して支持するアーム部材と、
    　前記被駆動部材を前記アーム部材を介して第１の方向に付勢する第１付勢部材と、
    　前記第１の方向とは異なる第２の方向に前記被駆動部材を付勢する第２付勢部材と、
    　駆動電流が供給されると収縮して、前記第１付勢部材に抗するように、前記アーム部材を揺動させる形状記憶合金と、
    を備え、
    　前記被駆動部材は、前記アーム部材が揺動すると、前記アーム部材との接触を維持しながら、前記第２付勢部材により第２の方向に移動させられることを特徴とする駆動装置。
  4. 　被駆動部材を駆動する駆動装置であって、
    　前記被駆動部材に接触して支持し、前記被駆動部材を第１の方向に付勢する第１付勢部材と、
    　前記第１の方向とは異なる第２の方向に前記被駆動部材を付勢する第２付勢部材と、
    　駆動電流が供給されると収縮して、前記第１付勢部材の付勢力に抗するように、前記第１付勢部材を揺動させる形状記憶合金と、
    を備え、
    　前記被駆動部材は、前記第１付勢部材が揺動すると、前記第１付勢部材との接触を維持しながら、前記第２付勢部材により第２の方向に移動させられることを特徴とする駆動装置。
  5. 　前記被駆動部材に対して、前記第２付勢部材に対抗する向きの加速度が加えられると、前記第１付勢部材は、前記被駆動部材と離れていくことを特徴とする請求項３または４に記載の駆動装置。
  6. 　前記被駆動部材は、前記形状記憶合金への駆動電流の供給が停止されると、前記第２付勢部材に抗するように、前記第１付勢部材により第１の方向に移動させられることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の駆動装置。
  7. 　前記第１付勢部材のバネ定数は、前記第２付勢部材のバネ定数よりも大きく設定されている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. 　レンズを内側に保持する筒状の保持部材と、
    　前記保持部材にそれぞれ接触する１対の第１アーム部材と、
    　前記１対の第１アーム部材を介して、前記保持部材を第１の方向に付勢する第１付勢部材と、
    　前記保持部材にそれぞれ接触して、前記１対の第１アーム部材と共に、前記保持部材を把持する１対の第２アーム部材と、
    　前記１対の第２アーム部材を介して、前記第１の方向とは異なる第２の方向に、前記保持部材を付勢する第２付勢部材と、
    　駆動電流が供給されると収縮して、前記第１付勢部材に抗するように、前記１対の第１アーム部材を揺動させる形状記憶合金と、
    を備えることを特徴とするレンズ駆動装置。
  9. 　前記保持部材は、前記１対の第１アーム部材が揺動すると、前記第１アーム部材と前記第２アーム部材とによる把持状態を維持しながら、前記第２付勢部材により、前記第２の方向に移動させられることを特徴とする請求項８に記載のレンズ駆動装置。
  10. 　前記保持部材は、前記形状記憶合金への駆動電流の供給が停止されると、前記第２付勢部材に抗するように、前記第１付勢部材により第１の方向に移動させられることを特徴とする請求項８または９に記載のレンズ駆動装置。
  11. 　前記保持部材に対して、前記第２付勢部材に対抗する向きの加速度が加えられると、前記第１アーム部材は、前記保持部材と離れていくことを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
  12. 　前記第１付勢部材のバネ定数は、前記第２付勢部材のバネ定数よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
  13. 　前記保持部材は、前記第１アーム部材もしくは前記第２アーム部材と接すべき複数の第１突起部と、前記第１突起部とは異なる形状を有する複数の第２突起部とを外周面に有し、
    　前記第１アーム部材もしくは前記第２アーム部材は、前記第１突起部と前記第２突起部に対応する形状をそれぞれ有する第１係合部と第２係合部を有することを特徴とする請求項８から１２のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
  14. 　第１突起部と第１係合部は、回転摺動可能に接し、第２突起部と第２係合部は、摺動可能に接することを特徴とする請求項１３に記載のレンズ駆動装置。
  15. 　請求項１から７のいずれかに記載の駆動装置を搭載したことを特徴とする機械装置。
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