駆動装置
【課題】被駆動体に収納する構成部品のサイズを従来より大きくすることが可能な駆動装置を提供する。
【解決手段】ＳＭＡアクチュエータを用いた駆動装置１００の構成では、拡大機構部材２の変位出力部におけるリング形態部２１ｂは、平面視して被駆動体１の領域に含まれる。すなわち、拡大機構部材２の変位出力部２ｂにおけるリング形態部２１ｂと被駆動体１とを軸線ＡＸに沿う方向に縦に配置する構成をとり、拡大機構部材２の平面視形成領域分、従来の構成よりも被駆動体１をより外側にまで配置することができる。このため、従来と同じサイズの固定部材を用いても、そのスペースを有効利用して本体部内に装着するレンズユニットＬＵにおける撮像レンズＬＳの口径を従来よりも大きくすることが可能となる。
【解決手段】ＳＭＡアクチュエータを用いた駆動装置１００の構成では、拡大機構部材２の変位出力部におけるリング形態部２１ｂは、平面視して被駆動体１の領域に含まれる。すなわち、拡大機構部材２の変位出力部２ｂにおけるリング形態部２１ｂと被駆動体１とを軸線ＡＸに沿う方向に縦に配置する構成をとり、拡大機構部材２の平面視形成領域分、従来の構成よりも被駆動体１をより外側にまで配置することができる。このため、従来と同じサイズの固定部材を用いても、そのスペースを有効利用して本体部内に装着するレンズユニットＬＵにおける撮像レンズＬＳの口径を従来よりも大きくすることが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状記憶合金アクチュエータを用いて小型の機械要素を駆動する駆動装置に関し、特に、撮像光学系を構成するレンズユニットを光軸方向に移動するのに好適な駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラ付き携帯電話機等に搭載される撮像素子の画素数が増大する等、高画質化が飛躍的に進んでおり、これに伴い、画像撮影という基本機能に加えて、フォーカス機能やズーム機能等を付加することが求められている。
【０００３】
これらの機能を付加するには、レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置が必要であり、最近では、形状記憶合金（Shape Memory Alloy：ＳＭＡと称する）アクチュエータを用いたレンズ駆動装置の適用が種々検討されている。この装置は、ＳＭＡを通電加熱する等して収縮力を発生させ、該収縮力をレンズ駆動力として利用するもので、小型化、軽量化が容易で、且つ、比較的大きな駆動力を得ることができるという利点がある。
【０００４】
ＳＭＡアクチュエータを適用したレンズ駆動機構および駆動装置としては、例えば、特許文献１が開示する構成では、レバー部材がレンズユニットの一部分をその側方から包囲するアーム部分を有し、当該アーム部分の両端（先端）に変位出力部を備えるものであって、移動力の入力による変位入力部の変位量よりも変位出力部の光軸方向への変位量が大きくなるよう構成されている。
【０００５】
また、特許文献２が開示する駆動装置の構成では、固定部の一角にレバー部材の駆動支点部を設け、該一角と対向する第二の角に、被駆動体の本体部からガイド胴部を突設し、このガイド胴部を摺動自在に支持すると共に、該ガイド胴部を付勢するバイアスバネを備える駆動ガイド部を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−３７０５９号公報
【特許文献２】国際公開第２０１１／０６５２９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
最近では撮像装置の小型化、特に低背化と、小型化に反するレンズの大口径化が求められている。そのため限られた大きさの中で、収納するレンズの口径は可能な限り大きいほうが好ましい。
【０００８】
しかしながら、特許文献１および特許文献２のような駆動装置の構成では、被駆動部材の外側周囲にレバー部材が配置されているため、被駆動部材とレバー部材との両者の厚みを考慮して、被駆動部材内部のレンズ枠に収納する撮像レンズの口径が決定されていた。このため、スペースに限りがあり、撮像レンズの口径が制限される構成となって、好ましくない。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ＳＭＡアクチュエータを用いた駆動装置の構造において、被駆動体に収納する構成部品のサイズを従来と比較して大きくすることが可能な駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、貫通孔部を有する固定部材と、前記貫通孔の軸線に沿う方向に往復移動自在に駆動される所定の構成部品を収納可能な被駆動体と、前記被駆動体を駆動する拡大機構部材と、前記拡大機構部材を移動させる駆動力を発生する形状記憶合金アクチュエータと、を備え、前記固定部材は一角部に前記拡大機構部材との駆動支点部を有し、平面視して前記駆動支点部と前記軸線を挟んで対向する所定の位置に前記軸線に沿って設けられる軸部材を有し、該軸部材の軸方向に沿って前記被駆動体を移動させることができるガイド機構部をさらに備え、前記拡大機構部材は、前記一角部に設けられ且つ前記形状記憶合金アクチュエータが係合する変位入力部と、平面視して前記所定の対向位置に前記被駆動体を当接により変位可能に設けられる当接部と該当接部と前記変位入力部とを連結し平面視してリング状形態となるリング形態部とからなる変位出力部とを有し、前記拡大機構部材の前記変位出力部における前記リング形態部は、平面視して前記被駆動体の領域に含まれることを特徴とする、駆動装置である。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の駆動装置であって、前記形状記憶合金アクチュエータとして線状のアクチュエータが設けられ、前記アクチュエータが平面視して「く」字状に屈曲する状態で前記変位入力部に架け渡されるとともに、前記アクチュエータの少なくとも一部は、前記被駆動体と平面視重複する位置に設けられることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の駆動装置であって、前記拡大機構部材の前記変位出力部は、前記軸線に沿う方向において前記被駆動体とは異なる高さに形成されることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の何れかに記載の駆動装置であって、前記被駆動体は本体部と該本体部から突設されるガイド胴部とを有し、前記ガイド胴部と前記軸部材とは一体化されて構成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の何れかに記載の駆動装置であって、前記所定の構成部品が撮像レンズであり、前記軸線が前記撮像レンズの光軸であることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６の発明は、貫通孔部を有する固定部材と、前記貫通孔の軸線に沿う方向に往復移動自在に駆動される所定の構成部品を収納可能な被駆動体と、前記被駆動体を駆動する拡大機構部材と、前記拡大機構部材を移動させる駆動力を発生する形状記憶合金アクチュエータと、を備え、前記固定部材は一角部に前記拡大機構部材との駆動支点部を有し、前記拡大機構部材は、前記一角部に設けられ且つ前記形状記憶合金アクチュエータが係合する変位入力部と、平面視して所定の位置に前記被駆動体を当接により変位可能に設けられる当接部と該当接部と前記変位入力部とを連結する変位連結部とを有し、前記固定部材は平面視矩形状を呈し、前記被駆動体は平面視略円状を呈し、前記固定部材の前記一角部を一方の頂点とした平面視第１及び第２の辺部分それぞれと、前記被駆動体とが最も接近する第１及び第２の最接近点を含む第１及び第２の最接近点近傍領域それぞれにおいて、前記軸線方向と直交し前記拡大機構部材が存在する断面には、前記被駆動体が存在しないことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７の発明は、請求項６に記載の駆動装置であって、前記所定の構成部品が撮像レンズを保持するレンズ枠であり、前記軸線が前記撮像レンズの光軸であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１ないし請求項５の発明によれば、拡大機構部材の変位出力部におけるリング形態部は、平面視して被駆動体の領域に含まれる。すなわち、拡大機構部材の変位出力部におけるリング形態部と被駆動体とを軸線に沿う方向に縦に配置する構成をとり、拡大機構部材の平面視形成領域分、従来の構成よりも被駆動体をより外側にまで配置することができる。このため、従来と同じサイズの固定部材を用いても、そのスペースを有効利用して被駆動体に収納する所定の構成部品のサイズをできるだけ大きくすることが可能となる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、形状記憶合金アクチュエータとして線状のアクチュエータが設けられ、アクチュエータが平面視して「く」字状に屈曲する状態で変位入力部に架け渡されるとともに、アクチュエータの少なくとも一部は、被駆動体と平面視重複する位置に設けることにより、アクチュエータの平面視形成領域分、従来の構成よりも被駆動体をさらに外側にまで配置することができる。このため、従来と同じサイズの固定部材を用いても、そのスペースを有効利用して被駆動体に収納する所定の構成部品のサイズをさらに大きくすることが可能となる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、拡大機構部材の変位出力部は、軸線に沿う方向において被駆動体とは異なる高さに形成されるため、複雑な構成をとることなく、被駆動体の形成スペースを大きく確保することができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、被駆動体は本体部と該本体部から突設されるガイド胴部とを有し、ガイド胴部と軸部材とは一体化されて構成されているため、同一材料で一体的に形成することが可能となる。また、軸部材をその上下に設けた軸受で摺動自在に支持するため、限られた空間の中で軸受間隔を長くすることができ、被駆動体の傾き精度を確保できる。そのために、軸線方向に移動する際に軸振れせず、被駆動体を安定して移動させることができる。
【００２１】
請求項５の発明によれば、所定の構成部品が撮像レンズであり、軸線が前記撮像レンズの光軸であることにより、従来と比べてより大口径の撮像レンズを搭載可能なレンズユニットを得ることができる。
【００２２】
請求項６の発明によれば、固定部材の一角部を一方の頂点とした平面視第１及び第２の辺部分それぞれと、被駆動体とが最も接近する第１及び第２の最接近点を含む第１及び第２の最接近点近傍領域において、軸線方向と直交し前記拡大機構部材が存在する断面には、前記被駆動体が存在しない。
【００２３】
このため、固定部材、被駆動体間で最もスペースに余裕がない最接近点近傍領域において、従来の構成よりも被駆動体をより外側にまで、すなわち、平面視して固定部材の第１及び第２の辺付近にまで配置することができる。その結果、従来と同じサイズの固定部材を用いても、そのスペースを有効利用して被駆動体に収納する所定の構成部品のサイズをできるだけ大きくすることが可能となる。
【００２４】
請求項７の発明によれば、所定の構成部品が撮像レンズを保持するレンズ枠であり、軸線が前記撮像レンズの光軸であることにより、従来と比べてより大口径の撮像レンズを搭載可能なレンズユニットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る駆動装置の構成要素を示した概略平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る駆動装置の構成要素を示した概略断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る駆動装置の主要部を示した構成概略図である。
【図４】本発明の実施形態の変形例に係る駆動装置の主要部を示した断面図である。
【図５】本発明の実施形態の変形例に係る駆動装置の主要部を示した断面図である。
【図６】従来の駆動装置の主要部を示した構成概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面においては同様な構成および機能を有する部分については同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。また、図面は模式的に示されたものであり、各図における各種構造のサイズおよび位置関係等は正確に図示されたものではない。
【００２７】
＜１．駆動装置の概要および全体構成＞
＜１−１．基本構成＞
図１および図２は、この発明の実施の形態に係るＳＭＡアクチュエータを用いて被駆動体を駆動する駆動機構を使用して構成した駆動装置１００のうち、構成要素を概略的に示す図である。このうち、図１は、被駆動体１から見た駆動装置１００の平面図を示し、図２は、図１のI−I線で切断した駆動装置１００の断面図である。
【００２８】
図１および図２で示されるように、本実施形態に係る駆動装置１００は、被駆動体１(例えば、所定の構成部品である撮像レンズを備えるレンズユニット)をその軸線（例えば光軸）ＡＸ方向に移動する駆動装置であって、貫通孔部４ａを有する固定部材４と、固定部材４に装着する支持部材を介して貫通孔部４ａ内をその軸線ＡＸ方向に往復移動自在に支持される被駆動体１と、この被駆動体１を移動するための駆動力を付与する形状記憶合金アクチュエータ(ＳＭＡアクチュエータ)３と、該ＳＭＡアクチュエータ３から駆動力を受けて被駆動体１を移動させる拡大機構部材２と、を備えた構成とされている。また、駆動装置１００は、被駆動体１をＳＭＡアクチュエータ３の収縮による駆動力に抗する方向に付勢するバイアスバネ７を備えている。
【００２９】
被駆動体１は、撮像レンズユニットＬＵ（所定の構成部品）を固定状態で収納可能な本体部１４と本体部１４から突設されるガイド胴部１２とを備えている。
【００３０】
固定部材４は、当該駆動機構が採用される部材(例えば、携帯電話機の撮像素子基板等)に固定されるものであり、例えば駆動装置の底辺を構成する不動の部材であり、全体が樹脂材料等により構成されている。なお、本実施形態では、固定部材４の形状は平面視四角形とし、第一角部Ｃ１、第二角部Ｃ２、第三角部Ｃ３、及び、第四角部Ｃ４の角部を有している（図１参照）。
【００３１】
そこで、拡大機構部材２の駆動支点部４ｂを第一角部Ｃ１に設け、この第一角部Ｃ１と対角線状に位置する第二角部Ｃ２にバイアスバネ７を備えるガイド機構部１０を設けた構成としている。また、形状記憶合金アクチュエータ３を通電可能に保持する支持部として通電支持部３０Ａを第三角部Ｃ３に設け、通電支持部３０Ｂを第四角部Ｃ４に設けた構成としている。
【００３２】
第二角部Ｃ２に配設されるガイド機構部１０は、被駆動体１の本体部１４から半径方向に突設されるガイド胴部１２と一体化形成されている軸部材１３を摺動自在に支持すると共に、バイアスバネ７を介して、拡大機構部材２が発揮する駆動力に抗する方向に被駆動体１を付勢する機能を有する。そのために、固定部材４の貫通孔部４ａに変位自在に装着している被駆動体１の円形の本体部１４に他の部材が緩衝しない構成となる。
【００３３】
拡大機構部材２は、第一角部Ｃ１に設けられ且つＳＭＡアクチュエータ３が係合する変位入力部２ａと、第二角部Ｃ２に被駆動体１を当接により変位可能に設けられる当接部２２ｂと該当接部２２ｂと変位入力部２ａとを連結し平面視してリング状形態となるリング形態部２１ｂとからなる変位出力部２ｂとを有して、図１のI−I線で切断した断面においては、側面視Ｌ字型の形状をしている（図２参照）。拡大機構部材２は、移動力Ｆ１の入力による変位入力部２ａの変位量よりも変位出力部２ｂの軸線ＡＸ方向への変位量が大きくなるように構成されている。すなわち、被駆動体１は、当接部２２ｂからの出力によって、変位入力部２ａへの移動力Ｆ１の入力よりも大きな変位量でもって、軸線ＡＸ方向に移動される。
【００３４】
ＳＭＡアクチュエータ３は、拡大機構部材２に対して移動力Ｆ１を付与するもので、例えばＮｉ−Ｔｉ合金等の形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ（線状体）からなる線状アクチュエータである。このＳＭＡアクチュエータ３は、低温で弾性係数が低い状態（マルテンサイト相）において所定の張力を与えられることで伸長し、この伸長状態において熱が与えられると相変態して弾性係数が高い状態（オーステナイト相；母相）に移行し、伸長状態から元の長さに戻る（形状回復する）という性質を有している。当実施形態では、ＳＭＡアクチュエータ３を通電加熱することで、上述の相変態を行わせる構成が採用されている。すなわち、ＳＭＡアクチュエータ３は所定の抵抗値を有する導体であることから、当該ＳＭＡアクチュエータ３自身に通電することでジュール熱を発生させ、該ジュール熱に基づく自己発熱によりマルテンサイト相からオーステナイト相へ変態させる構成とされている。このため、ＳＭＡアクチュエータ３の両端には、通電加熱用の第１電極３０Ａ及び第２電極３０Ｂが固着されている。これら電極３０Ａ，３０Ｂは固定部材４に設けられる所定の電極固定部に固定されている。
【００３５】
ＳＭＡアクチュエータ３は、図１に示すように、拡大機構部材２の延設部分２３に対して「く」字状に折り返すように架け渡されている。かかる構成により、ＳＭＡアクチュエータ３が電極３０Ａ，３０Ｂを介して通電加熱され、作動（収縮）すると、レバー部材２に対して移動力Ｆ１が付与され、この移動力Ｆ１により拡大機構部材２が揺動することとなる。
【００３６】
バイアスバネ７は、平面視円形の被駆動体１に収納する構成部品のサイズをできるだけ大きくし被駆動体１を安定して移動させることを可能とするために、被駆動体１の本体部１４ではなく、本体部１４から突設されるガイド胴部１２を付勢する位置に設けられている。このように、本実施形態に係る駆動装置１００は、平面視円形の被駆動体１の本体部１４から突出して離れた位置にバイアスバネ７を装着するガイド機構部１０を備えた構成とされている。なお、バイアスバネ７は、例えば、軸部材１３の外周部に装着し易く所定の付勢力が得やすい圧縮コイルバネを好適に用いることができる。
【００３７】
ガイド機構部１０を構成する一部材であるガイド体１１は、被駆動体１の一部であるガイド胴部１２と軸部材１３とを備えている。軸部材１３は、軸線ＡＸである光軸方向に延設されており、固定部材４の上端部および下端部のそれぞれに設けられるガイドスリーブ部４ｃにより摺動自在に支持されている。また、ガイド胴部１２の上面と固定部材４との間に、軸部材１３を囲むようにバイアスバネ７が装着され、バイアスバネ７は軸部材１３に嵌装されている。なお、ガイド胴部１２と軸部材１３とは一体化されて構成されているため、被駆動体１の動きとともに軸部材１３も同時に動くことになる。
【００３８】
このように、ガイド胴部１２と軸部材１３とは一体化されて構成されているため、同一材料で一体的に形成することが可能となる。また、軸部材１３をその上下に設けたガイドスリーブ部４ｃ（軸受）で摺動自在に支持ため、限られた空間の中で軸受間隔を長くすることができ、被駆動体１の傾き精度を確保できる。そのために、軸線ＡＸ方向に移動する際に軸振れせず、被駆動体１を安定して移動させることができる。
【００３９】
上記したように、本実施形態に係る駆動装置１００の基本構成は、貫通孔部４ａを有する固定部材４と、当該貫通孔の軸線ＡＸに沿う方向に往復移動自在に駆動される被駆動体１と、被駆動体１を駆動する拡大機構部材２と、拡大機構部材２を移動させる駆動力を発生する形状記憶合金アクチュエータ３と、を備えている。そして、固定部材４は一角部（第一角部Ｃ１）に拡大機構部材２との駆動支点部４ａを有し、被駆動体１は、本体部１４と、平面視して第一角部Ｃ１と軸線ＡＸを挟んで対向する所定の対向位置（第二角部Ｃ２）に該本体部１４から突設して形成されるガイド胴部１２と、ガイド胴部１２と一体化された軸部材１３を有している。ガイド機構部１０は、該軸部材１３を上下させることによりガイド体１１を摺動自在に支持するとともに、ガイド体１１を拡大機構部材２が発揮する駆動力に抗する方向に付勢するバイアスバネ７をさらに有する。拡大機構部材２は、第一角部Ｃ１に設けられ且つ形状記憶合金アクチュエータ３が係合する変位入力部２ａと、平面視して第二角部Ｃ２に被駆動体１を当接により変位可能に設けられる当接部２２ｂと該当接部２２ｂと該変位入力部２ａとを連結し平面視してリング状形態となるリング形態部２１ｂとからなる変位出力部２ｂとを有する。
【００４０】
＜１−２．駆動装置の構造における前提事情＞
ところで、この実施形態における駆動装置１００の具体的構成を説明する準備として、従来の駆動装置の構造の前提事情を説明する。図６は、従来の駆動装置の主要部を示した構成概略図である。図６（ａ）は、従来の駆動装置において、軸線（光軸）方向に沿う方向に切断した断面図であり、図１の駆動装置１００のII−II線で切断した断面図に対応している。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面のレンズ開口面から見た平面図である。
【００４１】
図６（ａ）および図６（ｂ）で示されるように、一体化形成された撮像レンズＬＳ及びレンズ枠１５からなるレンズユニットＬＵの周囲に、被駆動体１が配置され、拡大機構部材２は、さらにその被駆動体１の外側を囲むように配置されている。このように、被駆動体１の外側周囲に拡大機構部材２が配置されているため、被駆動体１の軸線ＡＸに直交する長さＬ１と、拡大機構部材２の軸線ＡＸに直交する長さＬ２との両者を考慮して、撮像レンズＬＳの口径が決定される。このため、より大口径の撮像レンズＬＳを搭載することができないという問題が生じていた。
【００４２】
このような背景の下、本発明では、被駆動体１と拡大機構部材２との配置を変更し、被駆動体１の口径Ｄ０をより大きく配置することにより、被駆動体１に収納する構成部品のサイズを従来より大きくすることが可能な駆動装置を実現する。
【００４３】
以下では、実施形態の具体的構成を説明する。
【００４４】
＜２．実施形態の具体的構成＞
図３は、本発明の実施形態に係る駆動装置１００の主要部を示した構成概略図である。図３（ａ）は、図１の駆動装置１００のII−II線で切断した断面を模式的に示した説明図であり、図６（ａ）の断面図に対応している。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面のレンズ開口面から見た平面図であり、図３（ｃ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ線で切断した断面のレンズ開口面から見た平面図である。
【００４５】
図３（ａ）で示されるように、円筒状のレンズユニットＬＵ（撮像レンズＬＳ＋レンズ枠１５）が被駆動体１に保持されている。詳細には、レンズ枠１５の外周面と被駆動体１の内周面とがネジ結合されて固定されている。レンズ枠１５と被駆動体１との固定はネジ結合に限らず他の構成、例えば、嵌合接着でも構わない。
【００４６】
レンズ枠１５の周囲には、被駆動体１と拡大機構部材２とが軸線ＡＸ方向に対して重ねて配置されている。すなわち、拡大機構部材２は、軸線ＡＸに沿う方向において被駆動体１とは異なる高さに形成される。これにより、図３（ｂ）および図３（ｃ）で示されるように、拡大機構部材２の変位出力部２ｂにおけるリング形態部２１ｂは、平面視して被駆動体１の領域に含まれ、合致する。
【００４７】
このように、拡大機構部材２の変位出力部２ｂにおけるリング形態部２１ｂは、軸線ＡＸに沿う方向において被駆動体１とは異なる高さに形成されるため、被駆動体１の形成スペースをより大きく確保することができる。すなわち、拡大機構部材２の変位出力部２ｂにおけるリング形態部２１ｂと被駆動体１とを軸線ＡＸに沿う方向に縦に配置する構成をとり、拡大機構部材２の平面視形成領域分、被駆動体１をより外側にまで配置することができる。つまり、被駆動体１の口径Ｄ１は、図６の従来の被駆動体１の口径Ｄ０よりも、拡大機構部材２の軸線ＡＸに直交する長さＬ２分（図６参照）を考慮する必要がない分、より外側にまで配置することができる（図３参照）。このため、従来と同じサイズの固定部材４を用いても、そのスペースを有効利用して被駆動体１に収納するレンズユニットＬＵ等の構成部品のサイズをできるだけ大きくすることが可能となる。
【００４８】
続いて、駆動装置１００における形状記憶合金アクチュエータ３について、図１に戻り説明する。上記したように、形状記憶合金アクチュエータ３として線状のアクチュエータが設けられ、アクチュエータ３が平面視して「く」字状に屈曲する状態で拡大機構部材２の変位入力部２ａに架け渡される。この特徴とともに、図１で示されるように、アクチュエータ３の第三角部Ｃ３、第四角部Ｃ４の近傍領域を除く大部分の領域は、被駆動体１と平面視重複する位置に設けられる。
【００４９】
このため、図３に示すように、被駆動体１の平面視外側にアクチュエータ３が形成される、図６で示した従来の構成と比べた場合、拡大機構部材２に加え、さらにアクチュエータ３の平面視形成領域分、被駆動体１をさらに外側にまで配置することができる。このため、従来と同じサイズの固定部材４を用いても、そのスペースを有効利用して被駆動体１の本体部１４に収納する構成部品のサイズ（撮像レンズＬＳのレンズ径）をさらに大きくすることが可能となる。
【００５０】
以上のような本実施形態に係る駆動装置１００に対して、被駆動体１が収納する所定の構成部品をレンズユニットＬＵとし、軸線ＡＸ方向を光軸方向とし、ＳＭＡアクチュエータ３をＳＭＡワイヤとすると、従来と比べて、より大口径の撮像レンズＬＳを搭載可能なレンズユニットＬＵを得ることができる。
【００５１】
＜３．変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００５２】
※ 本実施形態に係る駆動装置１００では、拡大機構部材２の変位出力部２ｂと被駆動体１とを軸線ＡＸに沿う方向に縦に配置する構成をとる際、図２で示されるように、バイアスバネ７が収縮する方向をプラスとすれば、被駆動体１を変位出力部２ｂよりプラス側に配置されていた。つまり、拡大機構部材２の変位出力部２ｂは、軸線ＡＸに沿う方向において被駆動体１とは異なる高さに形成されていたが、これに限られず、図４のような構成であってもよい。
【００５３】
すなわち、図４で示されるように、被駆動体１は、リング形態部２１ｂよりマイナス側に配置され、ガイド機構部１０において、当接部２２ｂよりプラス側で配置される構成である。つまり、図３の概略構成図において、被駆動体１とリング形態部２１ｂとの位置関係が図２で示した構成とは逆の構成をとっても良い。
【００５４】
なお、図４の構成では、拡大機構部材２のリング形態部２１ｂと当接部２２ｂとの被駆動体１に対する位置関係が逆になるため、両者を交差させるための余分なスペースが必要となるが、図１のガイド機構部１０の形成領域（第二角部Ｃ２近傍領域）において両者が交差することにより、実現可能であり、上記余分なスペースは本体部１４の形成領域の妨げにならないため、図２の構成と同様の効果を維持することが可能となる。
【００５５】
したがって、図６で示した変形例においても拡大機構部材２の変位出力部２ｂにおけるリング形態部２１ｂと被駆動体１とは、図２で示した構成と同様、軸線ＡＸに沿う方向に縦に配置する構成をとり、拡大機構部材２の平面視形成領域分、被駆動体１をより外側にまで配置することができる。
【００５６】
なお、図２の構成は、図４の構成と比較して、拡大機構部材２の変位出力部２ｂのリング形態部２１ｂと当接部２２ｂとを含む全体が、軸線ＡＸに沿う方向において被駆動体１とは異なる高さに形成されるため、複雑な構成をとることなく、被駆動体の形成スペースを大きく確保することができる。
【００５７】
※ 本実施形態に係る駆動装置１００では、被駆動体１と拡大機構部材２とを貫通孔部４ａの外周部に沿って円形状に形成されたが、これに限られず、多角形状の被駆動体１と拡大機構部材２とを備えてもよい。
【００５８】
※ 本実施形態に係る駆動装置１００では、固定部材４の平面視の形状を四角形としたが、円形でも多角形でもよく、固定部材４に設ける駆動支点部４ｂと変位入力部２ａの設置位置(一角)に軸線ＡＸを挟んで対向する位置(第二の位置)にバイアスバネ７を備えるガイド機構部１０を設ける構成であればよい。
【００５９】
※ 本実施形態に係る駆動装置１００では、ガイド機構部１０のガイド体１１において、被駆動体１の一部に相当するガイド胴部１２と軸部材１３とは一体化されて構成されていたが、ガイド胴部１２と軸部材１３とを分離して構成されても良い。具体的には、軸部材１３は、固定部材４と一体化されて構成され、被駆動体１が動いても、ガイド胴部１２のみが動き、軸部材１３は固定されているため、不動の状態であってもよい。
【００６０】
※ 本実施形態に係る駆動装置１００では、バイアスバネ７は、本体部１４から突設されるガイド胴部１２を付勢する位置に設けられていたが、この位置に限られず、拡大機構部材２が発揮する駆動力に抗する方向に被駆動体１を付勢する機能を発揮できる位置であればよい。
【００６１】
※ 本実施形態では、拡大機構部材２の変位出力部２ｂは、リング形態部２１ｂと当接部２２ｂとから構成されていたが、これに限られない。例えば、図５（図３（ａ）のＣ−Ｃ線で切断した平面図）で示される変形例のように、拡大機構部材２’の変位出力部２ｂ’は、平面視略半円状の変位連結部２１ｂ’とその先端に設けられた当接部２２ｂ’とから構成されてもよい。
【００６２】
すなわち、変形例は、本実施形態と同様に固定部材４は平面視矩形状を呈し、被駆動体１は平面視円状を呈する場合、固定部材４の一角部Ｃ１を一方の頂点とした平面視第１及び第２の辺Ｓ１，Ｓ２の部分（固定部材４の側面部に相当）それぞれと、被駆動体１とが最も接近する第１及び第２の最接近点Ｐ１，Ｐ２を含む第１及び第２の最接近点近傍領域Ｒ１，Ｒ２それぞれにおいて（図３（ｂ），図５参照）、軸線ＡＸ方向と直交し拡大機構部材２が存在する断面には、被駆動体１が存在しないという特徴を有する。ここで、図５の断面では、第１及び第２の最接近点近傍領域Ｒ１，Ｒ２に拡大機構部材２が存在する場合を示している。なお、第１及び第２の最接近点近傍領域Ｒ１，Ｒ２の大きさは設計段階で適宜設定することができる。
【００６３】
このため、固定部材４、被駆動体１間で最もスペースに余裕がない最接近点近傍領域Ｒ１，Ｒ２において、従来の構成よりも被駆動体１をより外側にまで、すなわち、平面視して固定部材４の第１及び第２の辺Ｓ１，Ｓ２付近にまで配置することができる。その結果、従来と同じサイズの固定部材４を用いても、そのスペースを有効利用して被駆動体１に収納する所定の構成部品のサイズをできるだけ大きくすることが可能となる。
【００６４】
なお、変形例の上記特徴は、図３（ｂ）及び図３（ｃ）から明らかなように、本実施形態にも備わっている。
【００６５】
※ 本実施形態に係る駆動装置１００では、軸部材１３とガイドスリーブ４ｃとを用いて被駆動部材１を軸線ＡＸ方向に変位可能に支持しているが、この構成に限らず、例えば特開2009-37059のように、平行板バネによって被駆動体１を軸線ＡＸ方向に変位可能に支持した構成において、第１及び第２の最接近点近傍領域Ｒ１、Ｒ２それぞれにおいて、軸線ＡＸ方向と直交し拡大機構部材２が存在する断面に、被駆動体１が存在しない構成を採用してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１ 被駆動体
２，２’ 拡大機構部材
２ａ 変位入力部
２ｂ，２ｂ’ 変位出力部
３ 形状記憶合金ワイヤ（ＳＭＡアクチュエータ）
４ 固定部材
４ａ 貫通部
４ｂ 駆動支点部
４ｃ ガイドスリーブ部
７ バイアスバネ
１０ ガイド機構部
１１ ガイド体
１２ ガイド胴部
１３ 軸部材
１４ 本体部
１５ レンズ枠
２１ｂ リング形態部
２１ｂ’変位連結部
２２ｂ，２２ｂ’当接部
１００ 駆動装置
ＡＸ 光軸（軸線）
Ｓ１ 第１の辺
Ｓ２ 第２の辺
Ｒ１ 第１の最接近点近傍領域
Ｒ２ 第２の最接近点近傍領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状記憶合金アクチュエータを用いて小型の機械要素を駆動する駆動装置に関し、特に、撮像光学系を構成するレンズユニットを光軸方向に移動するのに好適な駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラ付き携帯電話機等に搭載される撮像素子の画素数が増大する等、高画質化が飛躍的に進んでおり、これに伴い、画像撮影という基本機能に加えて、フォーカス機能やズーム機能等を付加することが求められている。
【０００３】
これらの機能を付加するには、レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置が必要であり、最近では、形状記憶合金（Shape Memory Alloy：ＳＭＡと称する）アクチュエータを用いたレンズ駆動装置の適用が種々検討されている。この装置は、ＳＭＡを通電加熱する等して収縮力を発生させ、該収縮力をレンズ駆動力として利用するもので、小型化、軽量化が容易で、且つ、比較的大きな駆動力を得ることができるという利点がある。
【０００４】
ＳＭＡアクチュエータを適用したレンズ駆動機構および駆動装置としては、例えば、特許文献１が開示する構成では、レバー部材がレンズユニットの一部分をその側方から包囲するアーム部分を有し、当該アーム部分の両端（先端）に変位出力部を備えるものであって、移動力の入力による変位入力部の変位量よりも変位出力部の光軸方向への変位量が大きくなるよう構成されている。
【０００５】
また、特許文献２が開示する駆動装置の構成では、固定部の一角にレバー部材の駆動支点部を設け、該一角と対向する第二の角に、被駆動体の本体部からガイド胴部を突設し、このガイド胴部を摺動自在に支持すると共に、該ガイド胴部を付勢するバイアスバネを備える駆動ガイド部を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−３７０５９号公報
【特許文献２】国際公開第２０１１／０６５２９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
最近では撮像装置の小型化、特に低背化と、小型化に反するレンズの大口径化が求められている。そのため限られた大きさの中で、収納するレンズの口径は可能な限り大きいほうが好ましい。
【０００８】
しかしながら、特許文献１および特許文献２のような駆動装置の構成では、被駆動部材の外側周囲にレバー部材が配置されているため、被駆動部材とレバー部材との両者の厚みを考慮して、被駆動部材内部のレンズ枠に収納する撮像レンズの口径が決定されていた。このため、スペースに限りがあり、撮像レンズの口径が制限される構成となって、好ましくない。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ＳＭＡアクチュエータを用いた駆動装置の構造において、被駆動体に収納する構成部品のサイズを従来と比較して大きくすることが可能な駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、貫通孔部を有する固定部材と、前記貫通孔の軸線に沿う方向に往復移動自在に駆動される所定の構成部品を収納可能な被駆動体と、前記被駆動体を駆動する拡大機構部材と、前記拡大機構部材を移動させる駆動力を発生する形状記憶合金アクチュエータと、を備え、前記固定部材は一角部に前記拡大機構部材との駆動支点部を有し、平面視して前記駆動支点部と前記軸線を挟んで対向する所定の位置に前記軸線に沿って設けられる軸部材を有し、該軸部材の軸方向に沿って前記被駆動体を移動させることができるガイド機構部をさらに備え、前記拡大機構部材は、前記一角部に設けられ且つ前記形状記憶合金アクチュエータが係合する変位入力部と、平面視して前記所定の対向位置に前記被駆動体を当接により変位可能に設けられる当接部と該当接部と前記変位入力部とを連結し平面視してリング状形態となるリング形態部とからなる変位出力部とを有し、前記拡大機構部材の前記変位出力部における前記リング形態部は、平面視して前記被駆動体の領域に含まれることを特徴とする、駆動装置である。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の駆動装置であって、前記形状記憶合金アクチュエータとして線状のアクチュエータが設けられ、前記アクチュエータが平面視して「く」字状に屈曲する状態で前記変位入力部に架け渡されるとともに、前記アクチュエータの少なくとも一部は、前記被駆動体と平面視重複する位置に設けられることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の駆動装置であって、前記拡大機構部材の前記変位出力部は、前記軸線に沿う方向において前記被駆動体とは異なる高さに形成されることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の何れかに記載の駆動装置であって、前記被駆動体は本体部と該本体部から突設されるガイド胴部とを有し、前記ガイド胴部と前記軸部材とは一体化されて構成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の何れかに記載の駆動装置であって、前記所定の構成部品が撮像レンズであり、前記軸線が前記撮像レンズの光軸であることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６の発明は、貫通孔部を有する固定部材と、前記貫通孔の軸線に沿う方向に往復移動自在に駆動される所定の構成部品を収納可能な被駆動体と、前記被駆動体を駆動する拡大機構部材と、前記拡大機構部材を移動させる駆動力を発生する形状記憶合金アクチュエータと、を備え、前記固定部材は一角部に前記拡大機構部材との駆動支点部を有し、前記拡大機構部材は、前記一角部に設けられ且つ前記形状記憶合金アクチュエータが係合する変位入力部と、平面視して所定の位置に前記被駆動体を当接により変位可能に設けられる当接部と該当接部と前記変位入力部とを連結する変位連結部とを有し、前記固定部材は平面視矩形状を呈し、前記被駆動体は平面視略円状を呈し、前記固定部材の前記一角部を一方の頂点とした平面視第１及び第２の辺部分それぞれと、前記被駆動体とが最も接近する第１及び第２の最接近点を含む第１及び第２の最接近点近傍領域それぞれにおいて、前記軸線方向と直交し前記拡大機構部材が存在する断面には、前記被駆動体が存在しないことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７の発明は、請求項６に記載の駆動装置であって、前記所定の構成部品が撮像レンズを保持するレンズ枠であり、前記軸線が前記撮像レンズの光軸であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１ないし請求項５の発明によれば、拡大機構部材の変位出力部におけるリング形態部は、平面視して被駆動体の領域に含まれる。すなわち、拡大機構部材の変位出力部におけるリング形態部と被駆動体とを軸線に沿う方向に縦に配置する構成をとり、拡大機構部材の平面視形成領域分、従来の構成よりも被駆動体をより外側にまで配置することができる。このため、従来と同じサイズの固定部材を用いても、そのスペースを有効利用して被駆動体に収納する所定の構成部品のサイズをできるだけ大きくすることが可能となる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、形状記憶合金アクチュエータとして線状のアクチュエータが設けられ、アクチュエータが平面視して「く」字状に屈曲する状態で変位入力部に架け渡されるとともに、アクチュエータの少なくとも一部は、被駆動体と平面視重複する位置に設けることにより、アクチュエータの平面視形成領域分、従来の構成よりも被駆動体をさらに外側にまで配置することができる。このため、従来と同じサイズの固定部材を用いても、そのスペースを有効利用して被駆動体に収納する所定の構成部品のサイズをさらに大きくすることが可能となる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、拡大機構部材の変位出力部は、軸線に沿う方向において被駆動体とは異なる高さに形成されるため、複雑な構成をとることなく、被駆動体の形成スペースを大きく確保することができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、被駆動体は本体部と該本体部から突設されるガイド胴部とを有し、ガイド胴部と軸部材とは一体化されて構成されているため、同一材料で一体的に形成することが可能となる。また、軸部材をその上下に設けた軸受で摺動自在に支持するため、限られた空間の中で軸受間隔を長くすることができ、被駆動体の傾き精度を確保できる。そのために、軸線方向に移動する際に軸振れせず、被駆動体を安定して移動させることができる。
【００２１】
請求項５の発明によれば、所定の構成部品が撮像レンズであり、軸線が前記撮像レンズの光軸であることにより、従来と比べてより大口径の撮像レンズを搭載可能なレンズユニットを得ることができる。
【００２２】
請求項６の発明によれば、固定部材の一角部を一方の頂点とした平面視第１及び第２の辺部分それぞれと、被駆動体とが最も接近する第１及び第２の最接近点を含む第１及び第２の最接近点近傍領域において、軸線方向と直交し前記拡大機構部材が存在する断面には、前記被駆動体が存在しない。
【００２３】
このため、固定部材、被駆動体間で最もスペースに余裕がない最接近点近傍領域において、従来の構成よりも被駆動体をより外側にまで、すなわち、平面視して固定部材の第１及び第２の辺付近にまで配置することができる。その結果、従来と同じサイズの固定部材を用いても、そのスペースを有効利用して被駆動体に収納する所定の構成部品のサイズをできるだけ大きくすることが可能となる。
【００２４】
請求項７の発明によれば、所定の構成部品が撮像レンズを保持するレンズ枠であり、軸線が前記撮像レンズの光軸であることにより、従来と比べてより大口径の撮像レンズを搭載可能なレンズユニットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る駆動装置の構成要素を示した概略平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る駆動装置の構成要素を示した概略断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る駆動装置の主要部を示した構成概略図である。
【図４】本発明の実施形態の変形例に係る駆動装置の主要部を示した断面図である。
【図５】本発明の実施形態の変形例に係る駆動装置の主要部を示した断面図である。
【図６】従来の駆動装置の主要部を示した構成概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面においては同様な構成および機能を有する部分については同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。また、図面は模式的に示されたものであり、各図における各種構造のサイズおよび位置関係等は正確に図示されたものではない。
【００２７】
＜１．駆動装置の概要および全体構成＞
＜１−１．基本構成＞
図１および図２は、この発明の実施の形態に係るＳＭＡアクチュエータを用いて被駆動体を駆動する駆動機構を使用して構成した駆動装置１００のうち、構成要素を概略的に示す図である。このうち、図１は、被駆動体１から見た駆動装置１００の平面図を示し、図２は、図１のI−I線で切断した駆動装置１００の断面図である。
【００２８】
図１および図２で示されるように、本実施形態に係る駆動装置１００は、被駆動体１(例えば、所定の構成部品である撮像レンズを備えるレンズユニット)をその軸線（例えば光軸）ＡＸ方向に移動する駆動装置であって、貫通孔部４ａを有する固定部材４と、固定部材４に装着する支持部材を介して貫通孔部４ａ内をその軸線ＡＸ方向に往復移動自在に支持される被駆動体１と、この被駆動体１を移動するための駆動力を付与する形状記憶合金アクチュエータ(ＳＭＡアクチュエータ)３と、該ＳＭＡアクチュエータ３から駆動力を受けて被駆動体１を移動させる拡大機構部材２と、を備えた構成とされている。また、駆動装置１００は、被駆動体１をＳＭＡアクチュエータ３の収縮による駆動力に抗する方向に付勢するバイアスバネ７を備えている。
【００２９】
被駆動体１は、撮像レンズユニットＬＵ（所定の構成部品）を固定状態で収納可能な本体部１４と本体部１４から突設されるガイド胴部１２とを備えている。
【００３０】
固定部材４は、当該駆動機構が採用される部材(例えば、携帯電話機の撮像素子基板等)に固定されるものであり、例えば駆動装置の底辺を構成する不動の部材であり、全体が樹脂材料等により構成されている。なお、本実施形態では、固定部材４の形状は平面視四角形とし、第一角部Ｃ１、第二角部Ｃ２、第三角部Ｃ３、及び、第四角部Ｃ４の角部を有している（図１参照）。
【００３１】
そこで、拡大機構部材２の駆動支点部４ｂを第一角部Ｃ１に設け、この第一角部Ｃ１と対角線状に位置する第二角部Ｃ２にバイアスバネ７を備えるガイド機構部１０を設けた構成としている。また、形状記憶合金アクチュエータ３を通電可能に保持する支持部として通電支持部３０Ａを第三角部Ｃ３に設け、通電支持部３０Ｂを第四角部Ｃ４に設けた構成としている。
【００３２】
第二角部Ｃ２に配設されるガイド機構部１０は、被駆動体１の本体部１４から半径方向に突設されるガイド胴部１２と一体化形成されている軸部材１３を摺動自在に支持すると共に、バイアスバネ７を介して、拡大機構部材２が発揮する駆動力に抗する方向に被駆動体１を付勢する機能を有する。そのために、固定部材４の貫通孔部４ａに変位自在に装着している被駆動体１の円形の本体部１４に他の部材が緩衝しない構成となる。
【００３３】
拡大機構部材２は、第一角部Ｃ１に設けられ且つＳＭＡアクチュエータ３が係合する変位入力部２ａと、第二角部Ｃ２に被駆動体１を当接により変位可能に設けられる当接部２２ｂと該当接部２２ｂと変位入力部２ａとを連結し平面視してリング状形態となるリング形態部２１ｂとからなる変位出力部２ｂとを有して、図１のI−I線で切断した断面においては、側面視Ｌ字型の形状をしている（図２参照）。拡大機構部材２は、移動力Ｆ１の入力による変位入力部２ａの変位量よりも変位出力部２ｂの軸線ＡＸ方向への変位量が大きくなるように構成されている。すなわち、被駆動体１は、当接部２２ｂからの出力によって、変位入力部２ａへの移動力Ｆ１の入力よりも大きな変位量でもって、軸線ＡＸ方向に移動される。
【００３４】
ＳＭＡアクチュエータ３は、拡大機構部材２に対して移動力Ｆ１を付与するもので、例えばＮｉ−Ｔｉ合金等の形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ（線状体）からなる線状アクチュエータである。このＳＭＡアクチュエータ３は、低温で弾性係数が低い状態（マルテンサイト相）において所定の張力を与えられることで伸長し、この伸長状態において熱が与えられると相変態して弾性係数が高い状態（オーステナイト相；母相）に移行し、伸長状態から元の長さに戻る（形状回復する）という性質を有している。当実施形態では、ＳＭＡアクチュエータ３を通電加熱することで、上述の相変態を行わせる構成が採用されている。すなわち、ＳＭＡアクチュエータ３は所定の抵抗値を有する導体であることから、当該ＳＭＡアクチュエータ３自身に通電することでジュール熱を発生させ、該ジュール熱に基づく自己発熱によりマルテンサイト相からオーステナイト相へ変態させる構成とされている。このため、ＳＭＡアクチュエータ３の両端には、通電加熱用の第１電極３０Ａ及び第２電極３０Ｂが固着されている。これら電極３０Ａ，３０Ｂは固定部材４に設けられる所定の電極固定部に固定されている。
【００３５】
ＳＭＡアクチュエータ３は、図１に示すように、拡大機構部材２の延設部分２３に対して「く」字状に折り返すように架け渡されている。かかる構成により、ＳＭＡアクチュエータ３が電極３０Ａ，３０Ｂを介して通電加熱され、作動（収縮）すると、レバー部材２に対して移動力Ｆ１が付与され、この移動力Ｆ１により拡大機構部材２が揺動することとなる。
【００３６】
バイアスバネ７は、平面視円形の被駆動体１に収納する構成部品のサイズをできるだけ大きくし被駆動体１を安定して移動させることを可能とするために、被駆動体１の本体部１４ではなく、本体部１４から突設されるガイド胴部１２を付勢する位置に設けられている。このように、本実施形態に係る駆動装置１００は、平面視円形の被駆動体１の本体部１４から突出して離れた位置にバイアスバネ７を装着するガイド機構部１０を備えた構成とされている。なお、バイアスバネ７は、例えば、軸部材１３の外周部に装着し易く所定の付勢力が得やすい圧縮コイルバネを好適に用いることができる。
【００３７】
ガイド機構部１０を構成する一部材であるガイド体１１は、被駆動体１の一部であるガイド胴部１２と軸部材１３とを備えている。軸部材１３は、軸線ＡＸである光軸方向に延設されており、固定部材４の上端部および下端部のそれぞれに設けられるガイドスリーブ部４ｃにより摺動自在に支持されている。また、ガイド胴部１２の上面と固定部材４との間に、軸部材１３を囲むようにバイアスバネ７が装着され、バイアスバネ７は軸部材１３に嵌装されている。なお、ガイド胴部１２と軸部材１３とは一体化されて構成されているため、被駆動体１の動きとともに軸部材１３も同時に動くことになる。
【００３８】
このように、ガイド胴部１２と軸部材１３とは一体化されて構成されているため、同一材料で一体的に形成することが可能となる。また、軸部材１３をその上下に設けたガイドスリーブ部４ｃ（軸受）で摺動自在に支持ため、限られた空間の中で軸受間隔を長くすることができ、被駆動体１の傾き精度を確保できる。そのために、軸線ＡＸ方向に移動する際に軸振れせず、被駆動体１を安定して移動させることができる。
【００３９】
上記したように、本実施形態に係る駆動装置１００の基本構成は、貫通孔部４ａを有する固定部材４と、当該貫通孔の軸線ＡＸに沿う方向に往復移動自在に駆動される被駆動体１と、被駆動体１を駆動する拡大機構部材２と、拡大機構部材２を移動させる駆動力を発生する形状記憶合金アクチュエータ３と、を備えている。そして、固定部材４は一角部（第一角部Ｃ１）に拡大機構部材２との駆動支点部４ａを有し、被駆動体１は、本体部１４と、平面視して第一角部Ｃ１と軸線ＡＸを挟んで対向する所定の対向位置（第二角部Ｃ２）に該本体部１４から突設して形成されるガイド胴部１２と、ガイド胴部１２と一体化された軸部材１３を有している。ガイド機構部１０は、該軸部材１３を上下させることによりガイド体１１を摺動自在に支持するとともに、ガイド体１１を拡大機構部材２が発揮する駆動力に抗する方向に付勢するバイアスバネ７をさらに有する。拡大機構部材２は、第一角部Ｃ１に設けられ且つ形状記憶合金アクチュエータ３が係合する変位入力部２ａと、平面視して第二角部Ｃ２に被駆動体１を当接により変位可能に設けられる当接部２２ｂと該当接部２２ｂと該変位入力部２ａとを連結し平面視してリング状形態となるリング形態部２１ｂとからなる変位出力部２ｂとを有する。
【００４０】
＜１−２．駆動装置の構造における前提事情＞
ところで、この実施形態における駆動装置１００の具体的構成を説明する準備として、従来の駆動装置の構造の前提事情を説明する。図６は、従来の駆動装置の主要部を示した構成概略図である。図６（ａ）は、従来の駆動装置において、軸線（光軸）方向に沿う方向に切断した断面図であり、図１の駆動装置１００のII−II線で切断した断面図に対応している。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面のレンズ開口面から見た平面図である。
【００４１】
図６（ａ）および図６（ｂ）で示されるように、一体化形成された撮像レンズＬＳ及びレンズ枠１５からなるレンズユニットＬＵの周囲に、被駆動体１が配置され、拡大機構部材２は、さらにその被駆動体１の外側を囲むように配置されている。このように、被駆動体１の外側周囲に拡大機構部材２が配置されているため、被駆動体１の軸線ＡＸに直交する長さＬ１と、拡大機構部材２の軸線ＡＸに直交する長さＬ２との両者を考慮して、撮像レンズＬＳの口径が決定される。このため、より大口径の撮像レンズＬＳを搭載することができないという問題が生じていた。
【００４２】
このような背景の下、本発明では、被駆動体１と拡大機構部材２との配置を変更し、被駆動体１の口径Ｄ０をより大きく配置することにより、被駆動体１に収納する構成部品のサイズを従来より大きくすることが可能な駆動装置を実現する。
【００４３】
以下では、実施形態の具体的構成を説明する。
【００４４】
＜２．実施形態の具体的構成＞
図３は、本発明の実施形態に係る駆動装置１００の主要部を示した構成概略図である。図３（ａ）は、図１の駆動装置１００のII−II線で切断した断面を模式的に示した説明図であり、図６（ａ）の断面図に対応している。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面のレンズ開口面から見た平面図であり、図３（ｃ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ線で切断した断面のレンズ開口面から見た平面図である。
【００４５】
図３（ａ）で示されるように、円筒状のレンズユニットＬＵ（撮像レンズＬＳ＋レンズ枠１５）が被駆動体１に保持されている。詳細には、レンズ枠１５の外周面と被駆動体１の内周面とがネジ結合されて固定されている。レンズ枠１５と被駆動体１との固定はネジ結合に限らず他の構成、例えば、嵌合接着でも構わない。
【００４６】
レンズ枠１５の周囲には、被駆動体１と拡大機構部材２とが軸線ＡＸ方向に対して重ねて配置されている。すなわち、拡大機構部材２は、軸線ＡＸに沿う方向において被駆動体１とは異なる高さに形成される。これにより、図３（ｂ）および図３（ｃ）で示されるように、拡大機構部材２の変位出力部２ｂにおけるリング形態部２１ｂは、平面視して被駆動体１の領域に含まれ、合致する。
【００４７】
このように、拡大機構部材２の変位出力部２ｂにおけるリング形態部２１ｂは、軸線ＡＸに沿う方向において被駆動体１とは異なる高さに形成されるため、被駆動体１の形成スペースをより大きく確保することができる。すなわち、拡大機構部材２の変位出力部２ｂにおけるリング形態部２１ｂと被駆動体１とを軸線ＡＸに沿う方向に縦に配置する構成をとり、拡大機構部材２の平面視形成領域分、被駆動体１をより外側にまで配置することができる。つまり、被駆動体１の口径Ｄ１は、図６の従来の被駆動体１の口径Ｄ０よりも、拡大機構部材２の軸線ＡＸに直交する長さＬ２分（図６参照）を考慮する必要がない分、より外側にまで配置することができる（図３参照）。このため、従来と同じサイズの固定部材４を用いても、そのスペースを有効利用して被駆動体１に収納するレンズユニットＬＵ等の構成部品のサイズをできるだけ大きくすることが可能となる。
【００４８】
続いて、駆動装置１００における形状記憶合金アクチュエータ３について、図１に戻り説明する。上記したように、形状記憶合金アクチュエータ３として線状のアクチュエータが設けられ、アクチュエータ３が平面視して「く」字状に屈曲する状態で拡大機構部材２の変位入力部２ａに架け渡される。この特徴とともに、図１で示されるように、アクチュエータ３の第三角部Ｃ３、第四角部Ｃ４の近傍領域を除く大部分の領域は、被駆動体１と平面視重複する位置に設けられる。
【００４９】
このため、図３に示すように、被駆動体１の平面視外側にアクチュエータ３が形成される、図６で示した従来の構成と比べた場合、拡大機構部材２に加え、さらにアクチュエータ３の平面視形成領域分、被駆動体１をさらに外側にまで配置することができる。このため、従来と同じサイズの固定部材４を用いても、そのスペースを有効利用して被駆動体１の本体部１４に収納する構成部品のサイズ（撮像レンズＬＳのレンズ径）をさらに大きくすることが可能となる。
【００５０】
以上のような本実施形態に係る駆動装置１００に対して、被駆動体１が収納する所定の構成部品をレンズユニットＬＵとし、軸線ＡＸ方向を光軸方向とし、ＳＭＡアクチュエータ３をＳＭＡワイヤとすると、従来と比べて、より大口径の撮像レンズＬＳを搭載可能なレンズユニットＬＵを得ることができる。
【００５１】
＜３．変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００５２】
※ 本実施形態に係る駆動装置１００では、拡大機構部材２の変位出力部２ｂと被駆動体１とを軸線ＡＸに沿う方向に縦に配置する構成をとる際、図２で示されるように、バイアスバネ７が収縮する方向をプラスとすれば、被駆動体１を変位出力部２ｂよりプラス側に配置されていた。つまり、拡大機構部材２の変位出力部２ｂは、軸線ＡＸに沿う方向において被駆動体１とは異なる高さに形成されていたが、これに限られず、図４のような構成であってもよい。
【００５３】
すなわち、図４で示されるように、被駆動体１は、リング形態部２１ｂよりマイナス側に配置され、ガイド機構部１０において、当接部２２ｂよりプラス側で配置される構成である。つまり、図３の概略構成図において、被駆動体１とリング形態部２１ｂとの位置関係が図２で示した構成とは逆の構成をとっても良い。
【００５４】
なお、図４の構成では、拡大機構部材２のリング形態部２１ｂと当接部２２ｂとの被駆動体１に対する位置関係が逆になるため、両者を交差させるための余分なスペースが必要となるが、図１のガイド機構部１０の形成領域（第二角部Ｃ２近傍領域）において両者が交差することにより、実現可能であり、上記余分なスペースは本体部１４の形成領域の妨げにならないため、図２の構成と同様の効果を維持することが可能となる。
【００５５】
したがって、図６で示した変形例においても拡大機構部材２の変位出力部２ｂにおけるリング形態部２１ｂと被駆動体１とは、図２で示した構成と同様、軸線ＡＸに沿う方向に縦に配置する構成をとり、拡大機構部材２の平面視形成領域分、被駆動体１をより外側にまで配置することができる。
【００５６】
なお、図２の構成は、図４の構成と比較して、拡大機構部材２の変位出力部２ｂのリング形態部２１ｂと当接部２２ｂとを含む全体が、軸線ＡＸに沿う方向において被駆動体１とは異なる高さに形成されるため、複雑な構成をとることなく、被駆動体の形成スペースを大きく確保することができる。
【００５７】
※ 本実施形態に係る駆動装置１００では、被駆動体１と拡大機構部材２とを貫通孔部４ａの外周部に沿って円形状に形成されたが、これに限られず、多角形状の被駆動体１と拡大機構部材２とを備えてもよい。
【００５８】
※ 本実施形態に係る駆動装置１００では、固定部材４の平面視の形状を四角形としたが、円形でも多角形でもよく、固定部材４に設ける駆動支点部４ｂと変位入力部２ａの設置位置(一角)に軸線ＡＸを挟んで対向する位置(第二の位置)にバイアスバネ７を備えるガイド機構部１０を設ける構成であればよい。
【００５９】
※ 本実施形態に係る駆動装置１００では、ガイド機構部１０のガイド体１１において、被駆動体１の一部に相当するガイド胴部１２と軸部材１３とは一体化されて構成されていたが、ガイド胴部１２と軸部材１３とを分離して構成されても良い。具体的には、軸部材１３は、固定部材４と一体化されて構成され、被駆動体１が動いても、ガイド胴部１２のみが動き、軸部材１３は固定されているため、不動の状態であってもよい。
【００６０】
※ 本実施形態に係る駆動装置１００では、バイアスバネ７は、本体部１４から突設されるガイド胴部１２を付勢する位置に設けられていたが、この位置に限られず、拡大機構部材２が発揮する駆動力に抗する方向に被駆動体１を付勢する機能を発揮できる位置であればよい。
【００６１】
※ 本実施形態では、拡大機構部材２の変位出力部２ｂは、リング形態部２１ｂと当接部２２ｂとから構成されていたが、これに限られない。例えば、図５（図３（ａ）のＣ−Ｃ線で切断した平面図）で示される変形例のように、拡大機構部材２’の変位出力部２ｂ’は、平面視略半円状の変位連結部２１ｂ’とその先端に設けられた当接部２２ｂ’とから構成されてもよい。
【００６２】
すなわち、変形例は、本実施形態と同様に固定部材４は平面視矩形状を呈し、被駆動体１は平面視円状を呈する場合、固定部材４の一角部Ｃ１を一方の頂点とした平面視第１及び第２の辺Ｓ１，Ｓ２の部分（固定部材４の側面部に相当）それぞれと、被駆動体１とが最も接近する第１及び第２の最接近点Ｐ１，Ｐ２を含む第１及び第２の最接近点近傍領域Ｒ１，Ｒ２それぞれにおいて（図３（ｂ），図５参照）、軸線ＡＸ方向と直交し拡大機構部材２が存在する断面には、被駆動体１が存在しないという特徴を有する。ここで、図５の断面では、第１及び第２の最接近点近傍領域Ｒ１，Ｒ２に拡大機構部材２が存在する場合を示している。なお、第１及び第２の最接近点近傍領域Ｒ１，Ｒ２の大きさは設計段階で適宜設定することができる。
【００６３】
このため、固定部材４、被駆動体１間で最もスペースに余裕がない最接近点近傍領域Ｒ１，Ｒ２において、従来の構成よりも被駆動体１をより外側にまで、すなわち、平面視して固定部材４の第１及び第２の辺Ｓ１，Ｓ２付近にまで配置することができる。その結果、従来と同じサイズの固定部材４を用いても、そのスペースを有効利用して被駆動体１に収納する所定の構成部品のサイズをできるだけ大きくすることが可能となる。
【００６４】
なお、変形例の上記特徴は、図３（ｂ）及び図３（ｃ）から明らかなように、本実施形態にも備わっている。
【００６５】
※ 本実施形態に係る駆動装置１００では、軸部材１３とガイドスリーブ４ｃとを用いて被駆動部材１を軸線ＡＸ方向に変位可能に支持しているが、この構成に限らず、例えば特開2009-37059のように、平行板バネによって被駆動体１を軸線ＡＸ方向に変位可能に支持した構成において、第１及び第２の最接近点近傍領域Ｒ１、Ｒ２それぞれにおいて、軸線ＡＸ方向と直交し拡大機構部材２が存在する断面に、被駆動体１が存在しない構成を採用してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１ 被駆動体
２，２’ 拡大機構部材
２ａ 変位入力部
２ｂ，２ｂ’ 変位出力部
３ 形状記憶合金ワイヤ（ＳＭＡアクチュエータ）
４ 固定部材
４ａ 貫通部
４ｂ 駆動支点部
４ｃ ガイドスリーブ部
７ バイアスバネ
１０ ガイド機構部
１１ ガイド体
１２ ガイド胴部
１３ 軸部材
１４ 本体部
１５ レンズ枠
２１ｂ リング形態部
２１ｂ’変位連結部
２２ｂ，２２ｂ’当接部
１００ 駆動装置
ＡＸ 光軸（軸線）
Ｓ１ 第１の辺
Ｓ２ 第２の辺
Ｒ１ 第１の最接近点近傍領域
Ｒ２ 第２の最接近点近傍領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔部を有する固定部材と、
前記貫通孔の軸線に沿う方向に往復移動自在に駆動される所定の構成部品を収納可能な被駆動体と、
前記被駆動体を駆動する拡大機構部材と、
前記拡大機構部材を移動させる駆動力を発生する形状記憶合金アクチュエータと、
を備え、
前記固定部材は一角部に前記拡大機構部材との駆動支点部を有し、
平面視して前記駆動支点部と前記軸線を挟んで対向する所定の位置に前記軸線に沿って設けられる軸部材を有し、該軸部材の軸方向に沿って前記被駆動体を移動させることができるガイド機構部をさらに備え、
前記拡大機構部材は、前記一角部に設けられ且つ前記形状記憶合金アクチュエータが係合する変位入力部と、平面視して前記所定の対向位置に前記被駆動体を当接により変位可能に設けられる当接部と該当接部と前記変位入力部とを連結し平面視してリング状形態となるリング形態部とからなる変位出力部とを有し、
前記拡大機構部材の前記変位出力部における前記リング形態部は、平面視して前記被駆動体の領域に含まれることを特徴とする、
駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動装置であって、
前記形状記憶合金アクチュエータとして線状のアクチュエータが設けられ、前記アクチュエータが平面視して「く」字状に屈曲する状態で前記変位入力部に架け渡されるとともに、
前記アクチュエータの少なくとも一部は、前記被駆動体と平面視重複する位置に設けられることを特徴とする、
駆動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の駆動装置であって、
前記拡大機構部材の前記変位出力部は、前記軸線に沿う方向において前記被駆動体とは異なる高さに形成されることを特徴とする、
駆動装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れかに記載の駆動装置であって、
前記被駆動体は本体部と該本体部から突設されるガイド胴部とを有し、前記ガイド胴部と前記軸部材とは一体化されて構成されていることを特徴とする、
駆動装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れかに記載の駆動装置であって、
前記所定の構成部品が撮像レンズであり、
前記軸線が前記撮像レンズの光軸であることを特徴とする、
駆動装置。
【請求項６】
貫通孔部を有する固定部材と、
前記貫通孔の軸線に沿う方向に往復移動自在に駆動される所定の構成部品を収納可能な被駆動体と、
前記被駆動体を駆動する拡大機構部材と、
前記拡大機構部材を移動させる駆動力を発生する形状記憶合金アクチュエータと、
を備え、
前記固定部材は一角部に前記拡大機構部材との駆動支点部を有し、
前記拡大機構部材は、前記一角部に設けられ且つ前記形状記憶合金アクチュエータが係合する変位入力部と、平面視して所定の位置に前記被駆動体を当接により変位可能に設けられる当接部と該当接部と前記変位入力部とを連結する変位連結部とを有し、
前記固定部材は平面視矩形状を呈し、
前記被駆動体は平面視略円状を呈し、
前記固定部材の前記一角部を一方の頂点とした平面視第１及び第２の辺部分それぞれと、前記被駆動体とが最も接近する第１及び第２の最接近点を含む第１及び第２の最接近点近傍領域それぞれにおいて、
前記軸線方向と直交し前記拡大機構部材が存在する断面には、前記被駆動体が存在しないことを特徴とする、
駆動装置。
【請求項７】
請求項６に記載の駆動装置であって、
前記所定の構成部品が撮像レンズを保持するレンズ枠であり、
前記軸線が前記撮像レンズの光軸であることを特徴とする、
駆動装置。
【請求項１】
貫通孔部を有する固定部材と、
前記貫通孔の軸線に沿う方向に往復移動自在に駆動される所定の構成部品を収納可能な被駆動体と、
前記被駆動体を駆動する拡大機構部材と、
前記拡大機構部材を移動させる駆動力を発生する形状記憶合金アクチュエータと、
を備え、
前記固定部材は一角部に前記拡大機構部材との駆動支点部を有し、
平面視して前記駆動支点部と前記軸線を挟んで対向する所定の位置に前記軸線に沿って設けられる軸部材を有し、該軸部材の軸方向に沿って前記被駆動体を移動させることができるガイド機構部をさらに備え、
前記拡大機構部材は、前記一角部に設けられ且つ前記形状記憶合金アクチュエータが係合する変位入力部と、平面視して前記所定の対向位置に前記被駆動体を当接により変位可能に設けられる当接部と該当接部と前記変位入力部とを連結し平面視してリング状形態となるリング形態部とからなる変位出力部とを有し、
前記拡大機構部材の前記変位出力部における前記リング形態部は、平面視して前記被駆動体の領域に含まれることを特徴とする、
駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動装置であって、
前記形状記憶合金アクチュエータとして線状のアクチュエータが設けられ、前記アクチュエータが平面視して「く」字状に屈曲する状態で前記変位入力部に架け渡されるとともに、
前記アクチュエータの少なくとも一部は、前記被駆動体と平面視重複する位置に設けられることを特徴とする、
駆動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の駆動装置であって、
前記拡大機構部材の前記変位出力部は、前記軸線に沿う方向において前記被駆動体とは異なる高さに形成されることを特徴とする、
駆動装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れかに記載の駆動装置であって、
前記被駆動体は本体部と該本体部から突設されるガイド胴部とを有し、前記ガイド胴部と前記軸部材とは一体化されて構成されていることを特徴とする、
駆動装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れかに記載の駆動装置であって、
前記所定の構成部品が撮像レンズであり、
前記軸線が前記撮像レンズの光軸であることを特徴とする、
駆動装置。
【請求項６】
貫通孔部を有する固定部材と、
前記貫通孔の軸線に沿う方向に往復移動自在に駆動される所定の構成部品を収納可能な被駆動体と、
前記被駆動体を駆動する拡大機構部材と、
前記拡大機構部材を移動させる駆動力を発生する形状記憶合金アクチュエータと、
を備え、
前記固定部材は一角部に前記拡大機構部材との駆動支点部を有し、
前記拡大機構部材は、前記一角部に設けられ且つ前記形状記憶合金アクチュエータが係合する変位入力部と、平面視して所定の位置に前記被駆動体を当接により変位可能に設けられる当接部と該当接部と前記変位入力部とを連結する変位連結部とを有し、
前記固定部材は平面視矩形状を呈し、
前記被駆動体は平面視略円状を呈し、
前記固定部材の前記一角部を一方の頂点とした平面視第１及び第２の辺部分それぞれと、前記被駆動体とが最も接近する第１及び第２の最接近点を含む第１及び第２の最接近点近傍領域それぞれにおいて、
前記軸線方向と直交し前記拡大機構部材が存在する断面には、前記被駆動体が存在しないことを特徴とする、
駆動装置。
【請求項７】
請求項６に記載の駆動装置であって、
前記所定の構成部品が撮像レンズを保持するレンズ枠であり、
前記軸線が前記撮像レンズの光軸であることを特徴とする、
駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−９７３４６（Ｐ２０１３−９７３４６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４２９８６（Ｐ２０１１−２４２９８６）
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]