(57)【要約】【課題】環境温度によってオートフォーカスの作動時間が長くなるのを防止することを目的とする。【解決手段】駆動モジュールの駆動モードとして、形状記憶合金体に対して通電してその温度を漸次上昇させることでレンズ枠を全移動範囲に亘って移動させて焦点を探査した後、形状記憶合金体の温度を低下させて合焦位置までレンズ枠を移動させる第一駆動モードと、形状記憶合金体に対して通電してその温度を漸次低下させることでレンズ枠を全移動範囲に亘って移動させて焦点を探査した後、形状記憶合金体の温度を上昇させて合焦位置までレンズ枠を移動させる第二駆動モードと、を有し、制御手段が、環境温度を検出し、環境温度が閾値温度よりも低い場合に第一駆動モードを選択して環境温度が閾値温度よりも高い場合に第二駆動モードを選択し、選択された駆動モードに従い形状記憶合金体に対する通電を制御して駆動手段を駆動させる。【選択図】図６
2011209468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、
該支持体に対して一定方向に沿って往復移動可能に設けられていると共にレンズを保持するレンズ枠と、
該レンズ枠を弾性保持するばね部材と、
通電による発熱によって変形可能な形状記憶合金体を有し、該形状記憶合金体に通電して該形状記憶合金体を変形させることで前記レンズ枠を前記ばね部材の復元力に抗して駆動する駆動手段と、
前記形状記憶合金体に対する通電を制御することで前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備える駆動モジュールであって、
該駆動モジュールの駆動モードとして、
前記形状記憶合金体に対して通電して該形状記憶合金体の温度を漸次上昇させることで前記レンズ枠を全移動範囲に亘って移動させて焦点を探査し、その後、前記形状記憶合金体の温度を低下させて合焦位置まで前記レンズ枠を移動させる第一駆動モードと、
前記形状記憶合金体に対して通電して該形状記憶合金体の温度を漸次低下させることで前記レンズ枠を全移動範囲に亘って移動させて焦点を探査し、その後、前記形状記憶合金体の温度を上昇させて合焦位置まで前記レンズ枠を移動させる第二駆動モードと、
を有しており、
前記制御手段が、環境温度を検出し、検出された環境温度が閾値温度よりも低い場合に前記第一駆動モードを選択して環境温度が閾値温度よりも高い場合に前記第二駆動モードを選択し、選択された駆動モードに従い前記形状記憶合金体に対する通電を制御して前記駆動手段を駆動させることを特徴とする駆動モジュール。
【請求項２】
支持体と、
該支持体に対して一定方向に沿って往復移動可能に設けられていると共にレンズを保持するレンズ枠と、
該レンズ枠を弾性保持するばね部材と、
通電による発熱によって変形可能な形状記憶合金体を有し、該形状記憶合金体に通電して該形状記憶合金体を変形させることで前記レンズ枠を前記ばね部材の復元力に抗して駆動する駆動手段と、
前記形状記憶合金体に対する通電を制御することで前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備える駆動モジュールであって、
該駆動モジュールの駆動モードとして、
前記形状記憶合金体に対して通電して該形状記憶合金体の温度を低下させることで前記レンズ枠を移動させて焦点を探査し、該焦点が検出された後、山登り法によって前記形状記憶合金体の温度を上下させながら前記レンズ枠の位置を微調整して該レンズ枠を合焦位置まで移動させる第一駆動モードと、
前記形状記憶合金体に対して通電して該形状記憶合金体の温度を上昇させることで前記レンズ枠を移動させて焦点を探査し、該焦点が検出された後、山登り法によって前記形状記憶合金体の温度を上下させながら前記レンズ枠の位置を微調整して該レンズ枠を合焦位置まで移動させる第二駆動モードと、
を有しており、
前記制御手段が、環境温度を検出し、検出された環境温度が閾値温度よりも低い場合に前記第一駆動モードを選択して環境温度が閾値温度よりも高い場合に前記第二駆動モードを選択し、選択された駆動モードに従い前記形状記憶合金体に対する通電を制御して前記駆動手段を駆動させることを特徴とする駆動モジュール。
【請求項３】
請求項１または２に記載の駆動モジュールにおいて、
前記制御手段が、
前記形状記憶合金体の昇温時における環境温度と該形状記憶合金体の変形収束時間との関数のグラフと、前記形状記憶合金体の降温時における環境温度と該形状記憶合金体の変形収束時間との関数のグラフと、の交点における環境温度を前記閾値温度とすることを特徴とする駆動モジュール。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の駆動モジュールを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項５】
支持体と、
該支持体に対して一定方向に沿って往復移動可能に設けられていると共にレンズを保持するレンズ枠と、
該レンズ枠を弾性保持するばね部材と、
通電による発熱によって変形可能な形状記憶合金体を有し、該形状記憶合金体に通電して該形状記憶合金体を変形させることで前記レンズ枠を前記ばね部材の復元力に抗して駆動する駆動手段と、
前記形状記憶合金体に対する通電を制御することで前記駆動手段を制御して前記レンズ枠を合焦位置まで移動させる制御手段と、
を備える駆動モジュールの制御方法であって、
該駆動モジュールの駆動モードとして、
前記形状記憶合金体に対して通電して該形状記憶合金体の温度を漸次上昇させることで前記レンズ枠を全移動範囲に亘って移動させて焦点を探査し、その後、前記形状記憶合金体の温度を低下させて合焦位置まで前記レンズ枠を移動させる第一駆動モードと、
前記形状記憶合金体に対して通電して該形状記憶合金体の温度を漸次低下させることで前記レンズ枠を全移動範囲に亘って移動させて焦点を探査し、その後、前記形状記憶合金体の温度を上昇させて合焦位置まで前記レンズ枠を移動させる第二駆動モードと、
を有しており、
環境温度を検出する温度検出ステップと、
該温度検出ステップで検出された環境温度が閾値温度よりも低い場合に前記第一駆動モードを選択して環境温度が閾値温度よりも高い場合に前記第二駆動モードを選択するモード選択ステップと、
該モード選択ステップで選択された駆動モードに従い前記形状記憶合金体に対する通電を制御して前記駆動手段を駆動させる駆動ステップと、
を備えることを特徴とする駆動モジュールの制御方法。
【請求項６】
支持体と、
該支持体に対して一定方向に沿って往復移動可能に設けられていると共にレンズを保持するレンズ枠と、
該レンズ枠を弾性保持するばね部材と、
通電による発熱によって変形可能な形状記憶合金体を有し、該形状記憶合金体に通電して該形状記憶合金体を変形させることで前記レンズ枠を前記ばね部材の復元力に抗して駆動する駆動手段と、
前記形状記憶合金体に対する通電を制御することで前記駆動手段を制御して前記レンズ枠を合焦位置まで移動させる制御手段と、
を備える駆動モジュールの制御方法であって、
該駆動モジュールの駆動モードとして、
前記形状記憶合金体に対して通電して該形状記憶合金体の温度を低下させることで前記レンズ枠を移動させて焦点を探査し、該焦点が検出された後、山登り法によって前記形状記憶合金体の温度を上下させながら前記レンズ枠の位置を微調整して該レンズ枠を合焦位置まで移動させる第一駆動モードと、
前記形状記憶合金体に対して通電して該形状記憶合金体の温度を上昇させることで前記レンズ枠を移動させて焦点を探査し、該焦点が検出された後、山登り法によって前記形状記憶合金体の温度を上下させながら前記レンズ枠の位置を微調整して該レンズ枠を合焦位置まで移動させる第二駆動モードと、
を有しており、
環境温度を検出する温度検出ステップと、
該温度検出ステップで検出された環境温度が閾値温度よりも低い場合に前記第一駆動モードを選択して環境温度が閾値温度よりも高い場合に前記第二駆動モードを選択するモード選択ステップと、
該モード選択ステップで選択された駆動モードに従い前記形状記憶合金体に対する通電を制御して前記駆動手段を駆動させる駆動ステップと、
を備えることを特徴とする駆動モジュールの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズを保持するレンズ枠を駆動して自動で焦点を合わせるオートフォーカスを行う駆動モジュール、電子機器及び駆動モジュールの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばカメラ等のようなレンズを有する撮像装置では、撮影時に図１２に示すように映像の高調波成分がピークとなる位置（フォーカスポイント）にレンズを移動させる動作を行う必要であり、この動作（フォーカス）を自動で行うオートフォーカス機能を有する撮像装置が数多く提供されている。
【０００３】
上記したオートフォーカスを実現する駆動モジュールとして、従来、例えば下記特許文献１に記載されているような、形状記憶合金の温度変化に伴う変形特性を利用してレンズ枠を駆動する駆動モジュールが提案されている。この駆動モジュールには、支持体と、その支持体に対して一定方向に沿って往復移動可能なレンズ枠と、そのレンズ枠を弾性保持するばね部材と、レンズ枠をばね部材の復元力に抗して駆動する駆動手段と、が備えられている。前記した駆動手段には、レンズ枠に係合した回動可能なアーム部と、アーム部に巻き掛けられていると共に両端がそれぞれ固定された形状記憶合金ワイヤと、が備えられている。
【０００４】
上記した従来の駆動モジュールによれば、形状記憶合金ワイヤに通電することで、その通電に伴う発熱によって形状記憶合金ワイヤが縮み変形する。そして、形状記憶合金ワイヤが縮み変形することでアーム部が回動し、そのアーム部によってレンズ枠が押圧され、レンズ枠が一定方向に沿って一方側に移動する。また、上記した通電を停止することで、形状記憶合金ワイヤの温度が低下して形状記憶合金ワイヤが伸び変形する。そして、形状記憶合金ワイヤが伸び変形することでアーム部が戻り方向に回動し、レンズ枠がばね部材の付勢力によってレンズ枠が一定方向に沿って他方側に移動する。また、従来より、形状記憶合金の電気抵抗値に基いて形状記憶合金の温度をモニタリングする技術が知られている（例えば、下記特許文献２参照。）。したがって、上記した形状記憶合金ワイヤの電気抵抗値に基いて形状記憶合金ワイヤの温度をモニタリングしながら形状記憶合金ワイヤに対する通電を制御することで、レンズ枠を合焦位置まで移動させることができる。
【０００５】
また、上記した従来の駆動モジュールは、例えば、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように動作させる。すなわち、まず、形状記憶合金ワイヤに対して通電して形状記憶合金ワイヤの温度を漸次上昇させることで、形状記憶合金ワイヤを徐々に縮み変形させてレンズ枠を全移動範囲に亘って移動させる。このとき、高調波成分が最も大きくなる焦点を探査する。続いて、形状記憶合金ワイヤの温度を前記した焦点の温度まで低下させて形状記憶合金ワイヤを伸び変形させる。これにより、レンズ枠が合焦位置まで移動し、レンズの焦点が合わせられる。
【０００６】
また、上記した従来の駆動モジュールの動作として、例えば、図１４（ａ）、（ｂ）に示すような動作も考えられる。すなわち、まず、形状記憶合金ワイヤに対して通電して形状記憶合金ワイヤを限界付近まで縮み変形させる。続いて、形状記憶合金ワイヤの温度を漸次低下させることで、形状記憶合金ワイヤを徐々に伸び変形させてレンズ枠を全移動範囲に亘って移動させる。このとき、高調波成分が最も大きくなる焦点を探査する。続いて、形状記憶合金ワイヤの温度を前記した焦点の温度まで上昇させて形状記憶合金ワイヤを縮み変形させる。これにより、レンズ枠が合焦位置まで移動し、レンズの焦点が合わせられる。
【０００７】
ところで、上記した形状記憶合金の電気抵抗値は、温度変化に対して図１５に示すような曲線で変化する。詳しく説明すると、初期温度Ｔ0から温度が上昇するのに伴い電気抵抗値が漸次上昇していく。そして、形状記憶合金の変形が開始された時点（温度Ｔ1）で電気抵抗値が下降に転じて漸次低下していき、形状記憶合金の変形が限界に達して形状記憶合金の変形が収まった時点（温度Ｔ2）で電気抵抗値が再び上昇に転じて漸次上昇する。つまり、形状記憶合金の変形が開始された時点の電気抵抗値Ｒmaxが最大値となり、形状記憶合金の変形が収まった時点の電気抵抗値Ｒminが最小値となる。
【０００８】
そして、上記した従来の駆動モジュールでは、図１３、図１４に示すように、撮像装置の電源を入れるたびに、形状記憶合金ワイヤに通電して当該形状記憶合金ワイヤを限界まで縮み変形させる。これにより、最大電気抵抗値Ｒmaxと最小電気抵抗値Ｒminを検出して駆動モジュールによる動作可能範囲を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−５８０７５号公報
【特許文献２】特開２００６−１８３５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記した形状記憶合金ワイヤは温度変化によって伸縮するため、環境温度が高い場合、冷却に時間がかかり、形状記憶合金ワイヤが伸び方向に変形する際の収束時間が長くなり、環境温度が低い場合、加熱に時間がかかり、形状記憶合金ワイヤが縮み方向に変形する際の収束時間が長くなる。したがって、上記した従来の技術では、環境温度によってオートフォーカスの作動時間が長くなる場合があるという問題が存在する。
【００１１】
具体的に説明すると、例えば駆動モジュールを図１３（ａ）、（ｂ）に示すように動作させる場合、上述したように焦点の探査後に形状記憶合金ワイヤの温度を低下させることでレンズ枠を合焦位置まで移動させる。よって、環境温度が低い場合には、図１３（ａ）に示すように、形状記憶合金ワイヤの温度が合焦位置の温度まで短時間で低下し、オートフォーカスの作動時間が比較的短時間になるが、環境温度が高い場合には、図１３（ｂ）に示すように、形状記憶合金ワイヤの温度を合焦位置の温度まで低下させるのに時間がかかり、その分だけオートフォーカスの作動時間が長くなる。
【００１２】
また、例えば駆動モジュールを図１４（ａ）、（ｂ）に示すように動作させる場合、上述したように焦点の探査後に形状記憶合金ワイヤの温度を上昇させることでレンズ枠を合焦位置まで移動させる。よって、環境温度が高い場合には、図１４（ｂ）に示すように、形状記憶合金ワイヤの温度が合焦位置の温度まで短時間で上昇し、オートフォーカスの作動時間が比較的短時間になるが、環境温度が低い場合には、図１４（ａ）に示すように、形状記憶合金ワイヤの温度を合焦位置の温度まで上昇させるのに時間がかかり、その分だけオートフォーカスの作動時間が長くなる。
【００１３】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、環境温度によってオートフォーカスの作動時間が長くなるのを防止することができる駆動モジュール、電子機器及び駆動モジュールの制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る駆動モジュールは、支持体と、該支持体に対して一定方向に沿って往復移動可能に設けられていると共にレンズを保持するレンズ枠と、該レンズ枠を弾性保持するばね部材と、通電による発熱によって変形可能な形状記憶合金体を有し、該形状記憶合金体に通電して該形状記憶合金体を変形させることで前記レンズ枠を前記ばね部材の復元力に抗して駆動する駆動手段と、前記形状記憶合金体に対する通電を制御することで前記駆動手段を制御する制御手段と、を備える駆動モジュールであって、該駆動モジュールの駆動モードとして、前記形状記憶合金体に対して通電して該形状記憶合金体の温度を漸次上昇させることで前記レンズ枠を全移動範囲に亘って移動させて焦点を探査し、その後、前記形状記憶合金体の温度を低下させて合焦位置まで前記レンズ枠を移動させる第一駆動モードと、前記形状記憶合金体に対して通電して該形状記憶合金体の温度を漸次低下させることで前記レンズ枠を全移動範囲に亘って移動させて焦点を探査し、その後、前記形状記憶合金体の温度を上昇させて合焦位置まで前記レンズ枠を移動させる第二駆動モードと、を有しており、前記制御手段が、環境温度を検出し、検出された環境温度が閾値温度よりも低い場合に前記第一駆動モードを選択して環境温度が閾値温度よりも高い場合に前記第二駆動モードを選択し、選択された駆動モードに従い前記形状記憶合金体に対する通電を制御して前記駆動手段を駆動させることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明に係る駆動モジュールは、支持体と、該支持体に対して一定方向に沿って往復移動可能に設けられていると共にレンズを保持するレンズ枠と、該レンズ枠を弾性保持するばね部材と、通電による発熱によって変形可能な形状記憶合金体を有し、該形状記憶合金体に通電して該形状記憶合金体を変形させることで前記レンズ枠を前記ばね部材の復元力に抗して駆動する駆動手段と、前記形状記憶合金体に対する通電を制御することで前記駆動手段を制御する制御手段と、を備える駆動モジュールであって、該駆動モジュールの駆動モードとして、前記形状記憶合金体に対して通電して該形状記憶合金体の温度を低下させることで前記レンズ枠を移動させて焦点を探査し、該焦点が検出された後、山登り法によって前記形状記憶合金体の温度を上下させながら前記レンズ枠の位置を微調整して該レンズ枠を合焦位置まで移動させる第一駆動モードと、前記形状記憶合金体に対して通電して該形状記憶合金体の温度を上昇させることで前記レンズ枠を移動させて焦点を探査し、該焦点が検出された後、山登り法によって前記形状記憶合金体の温度を上下させながら前記レンズ枠の位置を微調整して該レンズ枠を合焦位置まで移動させる第二駆動モードと、を有しており、前記制御手段が、環境温度を検出し、検出された環境温度が閾値温度よりも低い場合に前記第一駆動モードを選択して環境温度が閾値温度よりも高い場合に前記第二駆動モードを選択し、選択された駆動モードに従い前記形状記憶合金体に対する通電を制御して前記駆動手段を駆動させるものであってもよい。
【００１６】
上述した駆動モジュールによれば、環境温度に応じて駆動モードが選択され、その駆動モードに従い駆動手段が駆動してレンズ枠が合焦位置まで移動して焦点が合わせられるので、形状記憶合金体に対して通電したり通電を停止したりしてから形状記憶合金体が所望の形状に伸縮変形するまでの時間（変形収束時間）が環境温度の影響で長くなることがない。すなわち、環境温度が低い場合には、形状記憶合金体の温度を低下させる第一駆動モードで駆動手段が駆動する。このとき、環境温度が低くて形状記憶合金体の温度が低下しやすいので、形状記憶合金体に対する通電を停止してから短時間で形状記憶合金体が所望の形状に伸長変形する。また、環境温度が高い場合には、形状記憶合金体の温度を上昇させる第二駆動モードで駆動手段が駆動する。このとき、環境温度が高くて形状記憶合金体の温度が上昇しやすいので、形状記憶合金体に通電してから短時間で形状記憶合金体が所望の形状に収縮変形する。したがって、レンズ枠が合焦位置まで短時間で移動して焦点が直ちに合わせられる。
【００１７】
また、本発明に係る駆動モジュールは、前記制御手段が、前記形状記憶合金体の昇温時における環境温度と該形状記憶合金体の変形収束時間との関数のグラフと、前記形状記憶合金体の降温時における環境温度と該形状記憶合金体の変形収束時間との関数のグラフと、の交点における温度を前記閾値温度とすることが好ましい。
これにより、時間的に効率の良い駆動モードが確実に選択されるので、レンズ枠が合焦位置まで移動する時間が長くなることが確実に防止される。
【００１８】
また、本発明に係る電子機器は、上記した駆動モジュールを備えたことを特徴としている。
このような特徴により、レンズ枠が合焦位置まで短時間で移動して焦点が直ちに合わせられるので、電子機器のオートフォーカス動作の応答性が高くなる。
【００１９】
また、本発明に係る駆動モジュールの制御方法は、支持体と、該支持体に対して一定方向に沿って往復移動可能に設けられていると共にレンズを保持するレンズ枠と、該レンズ枠を弾性保持するばね部材と、通電による発熱によって変形可能な形状記憶合金体を有し、該形状記憶合金体に通電して該形状記憶合金体を変形させることで前記レンズ枠を前記ばね部材の復元力に抗して駆動する駆動手段と、前記形状記憶合金体に対する通電を制御することで前記駆動手段を制御して前記レンズ枠を合焦位置まで移動させる制御手段と、を備える駆動モジュールの制御方法であって、該駆動モジュールの駆動モードとして、前記形状記憶合金体に対して通電して該形状記憶合金体の温度を漸次上昇させることで前記レンズ枠を全移動範囲に亘って移動させて焦点を探査し、その後、前記形状記憶合金体の温度を低下させて合焦位置まで前記レンズ枠を移動させる第一駆動モードと、前記形状記憶合金体に対して通電して該形状記憶合金体の温度を漸次低下させることで前記レンズ枠を全移動範囲に亘って移動させて焦点を探査し、その後、前記形状記憶合金体の温度を上昇させて合焦位置まで前記レンズ枠を移動させる第二駆動モードと、を有しており、環境温度を検出する温度検出ステップと、該温度検出ステップで検出された環境温度が閾値温度よりも低い場合に前記第一駆動モードを選択して環境温度が閾値温度よりも高い場合に前記第二駆動モードを選択するモード選択ステップと、該モード選択ステップで選択された駆動モードに従い前記形状記憶合金体に対する通電を制御して前記駆動手段を駆動させる駆動ステップと、を備えることを特徴としている。
【００２０】
また、本発明に係る駆動モジュールの制御方法は、支持体と、該支持体に対して一定方向に沿って往復移動可能に設けられていると共にレンズを保持するレンズ枠と、該レンズ枠を弾性保持するばね部材と、通電による発熱によって変形可能な形状記憶合金体を有し、該形状記憶合金体に通電して該形状記憶合金体を変形させることで前記レンズ枠を前記ばね部材の復元力に抗して駆動する駆動手段と、前記形状記憶合金体に対する通電を制御することで前記駆動手段を制御して前記レンズ枠を合焦位置まで移動させる制御手段と、を備える駆動モジュールの制御方法であって、該駆動モジュールの駆動モードとして、前記形状記憶合金体に対して通電して該形状記憶合金体の温度を低下させることで前記レンズ枠を移動させて焦点を探査し、該焦点が検出された後、山登り法によって前記形状記憶合金体の温度を上下させながら前記レンズ枠の位置を微調整して該レンズ枠を合焦位置まで移動させる第一駆動モードと、前記形状記憶合金体に対して通電して該形状記憶合金体の温度を上昇させることで前記レンズ枠を移動させて焦点を探査し、該焦点が検出された後、山登り法によって前記形状記憶合金体の温度を上下させながら前記レンズ枠の位置を微調整して該レンズ枠を合焦位置まで移動させる第二駆動モードと、を有しており、環境温度を検出する温度検出ステップと、該温度検出ステップで検出された環境温度が閾値温度よりも低い場合に前記第一駆動モードを選択して環境温度が閾値温度よりも高い場合に前記第二駆動モードを選択するモード選択ステップと、該モード選択ステップで選択された駆動モードに従い前記形状記憶合金体に対する通電を制御して前記駆動手段を駆動させる駆動ステップと、を備えるものであってもよい。
【００２１】
上述した駆動モジュールの制御方法によれば、形状記憶合金体の変形収束時間が環境温度の影響で長くなることがなく、レンズ枠が合焦位置まで短時間で移動して焦点が直ちに合わせられる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る駆動モジュール、電子機器及び駆動モジュールの制御方法によれば、環境温度に応じた駆動モードが選択され、レンズ枠が合焦位置まで短時間で移動して焦点が直ちに合わせられるので、環境温度によってオートフォーカスの作動時間が長くなるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態における駆動モジュールの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態における駆動モジュールの構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態における駆動ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態における駆動ユニットを示す斜視図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】本発明の実施形態における駆動モジュールの制御方法を示すフローチャート図である。
【図７】本発明の実施形態における駆動モジュールの駆動モードを示すグラフである。
【図８】本発明の実施形態における駆動モジュールの閾値温度を示すグラフである。
【図９】本発明の実施形態における駆動モジュールの制御方法を示すフローチャート図である。
【図１０】本発明の実施形態における駆動モジュールの駆動モードを示すグラフである。
【図１１】本発明の実施形態における電子機器の図面であり、（ａ）表面斜視図、（ｂ）裏面斜視図、（ｃ）（ｂ）のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【図１２】レンズの焦点位置を示すグラフである。
【図１３】従来の駆動モジュールの駆動モードを示すグラフである。
【図１４】従来の駆動モジュールの駆動モードを示すグラフである。
【図１５】形状記憶合金体の温度変化に対する電気抵抗値を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る駆動モジュール、電子機器及び駆動モジュールの制御方法の実施の形態について、図面に基いて説明する。
なお、一部の図面では見易さのため、例えば図５に示すレンズユニット１２などの構成部材を適宜省略して図示している。
また、図中の符号Ｍは、図５に示すレンズ５０の光軸に一致する駆動モジュール１の仮想的な軸線であり、後述するレンズ枠４の駆動方向を示している。以下では、説明を簡単にするため、分解された各構成部材の説明においても、組立時の軸線Ｍとの位置関係に基づいて、位置や方向を参照する場合がある。例えば、構成部材に明確な円、円筒面が存在しない場合でも、誤解のおそれのない限り、軸線Ｍに沿う方向を単に「軸方向」と称し、軸線Ｍに直交する方向を単に「径方向」と称し、軸線Ｍ回りの方向を単に「周方向」と称する場合がある。また、軸方向のうちの後述する制御基板３２側を「下方」とし、その反対側を「上方」とする。
【００２５】
まず、本実施形態における駆動モジュール１の構成について説明する。
図１、２に示すように、本実施形態の駆動モジュール１は、図５に示すレンズ１２（レンズユニット１２）を軸方向に沿って往復移動させるための駆動モジュールであり、電子機器などに搭載されるものである。この駆動モジュール１は、制御手段となる制御基板３２と、制御基板３２上に位置するアダプタ３０と、アダプタ３０上に配設される駆動ユニット３１と、駆動ユニット３１を覆うように配設されたカバー１１と、を備えている。
【００２６】
図３に示すように、駆動ユニット３１は、被駆動体となるレンズ枠４、支持体となるモジュール枠５、ばね部材となる上板ばね６と下板ばね７、モジュール下板８、給電部材９、及び形状記憶合金体となる形状記憶合金（Shape Memory Alloy、以下、ＳＭＡと略称する）ワイヤ１０を主な構成部材とするものであって、これら構成部材が一体に組み立てられることで１つのアクチュエータを構成する。
【００２７】
図３〜５に示すように、上記したレンズ枠４はモジュール枠５の内側に軸方向に移動可能に挿入されており、これらレンズ枠４とモジュール枠５の上端部に上板ばね６が配設されていると共にレンズ枠４とモジュール枠５の下端部に下板ばね７が配設されており、これらの上板ばね６及び下板ばね７によってレンズ枠４及びモジュール枠５が挟持されている。上板ばね６はレンズ枠４及びモジュール枠５の各上端部にそれぞれ加締めにより固定されている。また、下板ばね７の下方にはモジュール下板８が積層されており、そのモジュール下板８の下方には給電部材９が積層されており、これら下板ばね７、モジュール下板８及び給電部材９はモジュール枠５の下端部に加締めによりそれぞれ共に固定され、さらに、下板ばね７はレンズ枠４の下端部に加締めにより固定されている。また、上記したモジュール下板８の上面に上記したカバー１１が載置されて固定されている。
【００２８】
上記したレンズ枠４は、軸線Ｍを中心軸線として軸方向に沿って延設された略円筒形状の筒状部材であり、図５に示すように、軸方向に貫通する横断面視円形の収容部４Ａの内周面４Ｆに雌ネジが形成されている。そして、収容部４Ａの内周面４Ｆにはレンズユニット１２が螺合されており、これによりレンズユニット１２がレンズ枠４に保持されている。なお、レンズユニット１２は、外周面に雄ネジが形成された円筒形状の筒部５１と、その筒部５１の内側に嵌合されたレンズ５０と、から構成されている。
【００２９】
レンズ枠４の外壁面４Ｂには周方向に略９０度の間隔をおいて、径方向外方に向けて突出する突出部４Ｃ（凸部）が軸方向に延設されており、それら各突出部４Ｃの上端面４ａと下端面４ｂには、上側固定ピン１３Ａ、下側固定ピン１３Ｂがそれぞれ立設されている。上側固定ピン１３Ａは上板ばね６を保持し、下側固定ピン１３Ｂは下板ばね７を保持するためのものである。
【００３０】
上側固定ピン１３Ａ及び下側固定ピン１３Ｂは、軸線Ｍに平行な同軸位置に配置されているため、上板ばね６及び下板ばね７における、上側固定ピン１３Ａ及び下側固定ピン１３Ｂの挿通位置はそれぞれ共通化されている。
なお、上側固定ピン１３Ａおよび下側固定ピン１３Ｂの平面視の位置が異なっていてもよく、例えば４本の突出部４Ｃのうちの２つの突出部４Ｃの各上端面４ａに上側固定ピン１３Ａをそれぞれ立設し、残りの２本の突出部４Ｃの各上端面４ａに下側固定ピン１３Ｂをそれぞれ立設してもよい。
【００３１】
レンズ枠４には、ＳＭＡワイヤ１０を掛けられるガイド突起４Ｄが設けられている。このガイド突起４Ｄは、複数の突出部４Ｃのうちの１つの下端部の外周面に一体に接合されており、ＳＭＡワイヤ１０が掛けられて係止する先端鍵部（係止部）４Ｄ１が形成されている。この先端鍵部４Ｄ１は、そこに掛けられたＳＭＡワイヤ１０が収縮することによりレンズ枠４を上方に持ち上げて軸方向に沿って上方に移動させるものである。
【００３２】
また、レンズ枠４には、レンズ枠４を下向きに付勢する図２に示すコイルスプリング３４を保持するスプリング保持部３３が設けられている。このスプリング保持部３３はガイド突起４Ｄの上端面に立設された柱状の凸部であり、このスプリング保持部３３には図２に示すコイルスプリング３４が挿通されている。これによりＳＭＡワイヤ１０が周囲環境の影響などにより収縮してレンズ枠４を上昇させようとする動きを抑制することができる。なお、レンズ枠４は、熱加締めまたは超音波加締めが可能な熱可塑性樹脂、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）樹脂などにより一体成形されている。
【００３３】
モジュール枠５は、軸線Ｍを中心軸線として軸方向に沿って延設された筒状部材であり、平面視の外形が全体として略矩形状に形成され、かつその中央部に、軸方向に貫通する横断面視円形の収容部５Ａが形成されている。この収容部５Ａ内には、上記したレンズ枠４が収容されている。モジュール枠５の上部及び下部の四隅には、軸線Ｍに対する仮想垂直に沿って形成された平面状の上下端面５ａ、５ｂがそれぞれ形成され、各上端面５ａには上側固定ピン１４Ａが上方に向けてそれぞれ突設され、各下端面５ｂには下側固定ピン１４Ｂが下方に向けてそれぞれ突設されている。
【００３４】
上側固定ピン１４Ａは上板ばね６を保持し、下側固定ピン１４Ｂは下板ばね７、モジュール下板８及び給電部材９を保持するためのものである。なお、上側固定ピン１４Ａの平面視の位置は、下側固定ピン１４Ｂの配置と異なっていてもよいが、本実施形態では、それぞれ軸線Ｍに平行な同軸位置に配置されている。このため、上板ばね６、下板ばね７における、上側固定ピン１４Ａ及び下側固定ピン１４Ｂの挿通位置は、それぞれ共通化されている。また、上記した上下端面５ａ、５ｂの間の距離は、レンズ枠４の上下端面４ａ、４ｂの間の距離と略同一距離に設定されている。
【００３５】
モジュール枠５の一隅の下部には平面視の溝幅がレンズ枠４のガイド突起４Ｄに軸方向に移動可能に嵌合する大きさを有する切欠き５Ｂが形成されている。この切欠き５Ｂは、レンズ枠４をモジュール枠５内に下方から挿入して収容した状態で、レンズ枠４のガイド突起４Ｄを貫通させ、ガイド突起４Ｄの先端鍵部４Ｄ１をモジュール枠５の径方向外部に突出させるとともに、レンズ枠４の周方向の位置決めを行うためのものである。
【００３６】
また、図３、４に示すように、モジュール枠５の切欠き５Ｂに隣り合う２つの隅部には、切欠き５Ｂが設けられた隅部と同方向側の側面において、ＳＭＡワイヤ１０を保持するワイヤ保持部材（保持端子）１５Ａ、１５Ｂを取り付けるための一対の係止溝５Ｃが形成されている。
【００３７】
モジュール枠５の側面におけるワイヤ保持部材１５Ａ，１５Ｂが配される位置には、ピン３５Ａ，３５Ｂがそれぞれ形成されている。さらに、ピン３５Ａ，３５Ｂが形成された下方には、接着剤が充填されてモジュール枠５とワイヤ保持部材１５Ａ，１５Ｂとを固定する溝部３６が形成されている。そして、ワイヤ保持部材１５Ａ，１５Ｂをモジュール枠５に固定する際に、ワイヤ保持部材１５Ａ，１５Ｂが回動するのを抑制することができる壁部３５Ｃが形成されている。壁部３５Ｃは、モジュール枠５の側面から側方（側面に対して鉛直方向）に延出されている。
【００３８】
また、モジュール枠５は、本実施形態ではレンズ枠４と同様に、熱加締めまたは超音波加締めが可能な熱可塑性樹脂、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）樹脂などにより一体成形されている。
【００３９】
ワイヤ保持部材１５Ａは、駆動モジュール１から給電部材９の一対の端子部９Ｃが突出される側の側面に取り付けられ、ワイヤ保持部材１５Ｂは、駆動モジュール１から給電部材９の一対の端子部９Ｃが突出されない側の側面に取り付けられている。
【００４０】
図４に示すように、ワイヤ保持部材１５Ａ、１５Ｂは、ワイヤ保持部１５ｂにＳＭＡワイヤ１０の端部を加締めてなる鍵状に形成された金属板などの導電性部材である。ワイヤ保持部材１５Ａ，１５Ｂには、モジュール枠５のピン３５Ａ，３５Ｂに嵌合する貫通孔３６Ａ，３６Ｂがそれぞれ形成されている。また、貫通孔３６Ａ，３６Ｂの軸方向下方には接着剤を流し込むための貫通孔３７Ａ，３７Ｂがそれぞれ形成されている。そして、モジュール枠５とワイヤ保持部材１５Ａ，１５Ｂとを固定する際に、モジュール枠５の壁部３５Ｃに当接して、ワイヤ保持部材１５Ａ，１５Ｂの回動を抑止するための腕部３８Ａ，３８Ｂがそれぞれ形成されている。係止溝５Ｃおよびピン３５Ａ，３５Ｂに側方から嵌合させ、壁部３５Ｃと腕部３８Ａ，３８Ｂとを当接させることで、ＳＭＡワイヤ１０の端部を位置決めして保持するものである。
【００４１】
ワイヤ保持部材１５Ａ、１５Ｂは、ＳＭＡワイヤ１０のワイヤ保持部１５ｂ（加締め位置）と反対側に片状の端子部１５ａを備え、モジュール枠５に対する取付状態において、端子部１５ａがモジュール枠５の下方に積層されたモジュール下板８の下方にわずかに突出されるようになっている。
【００４２】
また、一対のワイヤ保持部材１５Ａ、１５Ｂによって両端が保持されたＳＭＡワイヤ１０は、モジュール枠の切欠き５Ｂから突出されたレンズ枠４のガイド突起４Ｄの先端鍵部４Ｄ１に下方から係止され、ＳＭＡワイヤ１０の張力により、先端鍵部４Ｄ１を介して、レンズ枠４を上方に付勢している。
【００４３】
図３，４に示すように、モジュール枠５及びモジュール枠５内に挿入されたレンズ枠４のそれぞれの上部と下部には、それぞれ上板ばね６と下板ばね７とが積層されている。上板ばね６及び下板ばね７は、略同一形状に打ち抜かれた平板状の板ばね部材であり、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）鋼板などの金属板からなる。
【００４４】
上板ばね６（下板ばね７）の形状は、平面視の外形が、モジュール枠５の上側（下側）の端部と同様な略矩形状とされ、中央部に軸線Ｍと同軸でレンズ枠４の内周面４Ｆよりわずかに大きな円状の開口６Ｃ（７Ｃ）が形成され、全体としてリング状とされている。
【００４５】
上板ばね６（下板ばね７）の隅部近傍には、モジュール枠５の隅部近傍に形成された上側固定ピン１４Ａ（下側固定ピン１４Ｂ）の配置位置に対応して、各上側固定ピン１４Ａ（下側固定ピン１４Ｂ）にそれぞれ挿通可能な４つの貫通孔６Ｂ（７Ｂ）が形成されている。これにより、モジュール枠５に対する軸線Ｍに直交する平面内の位置決めが可能となっている。
【００４６】
また、上板ばね６（下板ばね７）には、レンズ枠４に形成された上側固定ピン１３Ａ（下側固定ピン１３Ｂ）の配置位置に対応して、各上側固定ピン１３Ａ（下側固定ピン１３Ｂ）にそれぞれ挿通可能な４つの貫通孔６Ａ（７Ａ）が形成されている。
【００４７】
また、開口６Ｃ（７Ｃ）の径方向外側には、リング部６Ｆ（７Ｆ）が形成され、軸線Ｍを挟んで互いに対角方向に対向する貫通孔６Ａ（７Ａ）の近傍位置から、周方向に略半円弧状に延びる４つのスリット６Ｄ（７Ｄ）がそれぞれ、略四分円弧ずつ径方向に重なった状態に形成されている。
【００４８】
これにより、上板ばね６（下板ばね７）の外側の矩形状枠体から、略四分円弧状に延ばされた４つのばね部６Ｅ（７Ｅ）が、それぞれ１つずつ貫通孔６Ａ（７Ａ）近傍に延ばされた板ばね部材が形成されている。
【００４９】
このように、上板ばね６（下板ばね７）の外形が、モジュール枠５の外形に略合わせた矩形状に設けられ、ばね部６Ｅ（７Ｅ）、リング部６Ｆ（７Ｆ）が開口６Ｃ（７Ｃ）に沿うリング状の領域に形成されている。そして、上板ばね６（下板ばね７）をモジュール枠５に固定する上側固定ピン１４Ａ（下側固定ピン１４Ｂ）の配置に応じて、スペースに余裕のある隅部に被固定部である貫通孔６Ｂ（７Ｂ）が設けられるため、貫通孔６Ｂ（７Ｂ）の形状が、ばね部６Ｅ（７Ｅ）から離すことができるので、精密な打ち抜きによる製造やエッチングでの製造が容易となる。
【００５０】
モジュール下板８は、モジュール枠５の各下側固定ピン１４Ｂを下板ばね７の貫通孔７Ｂに貫通させるとともに、モジュール枠５内に収容したレンズ枠４の各下側固定ピン１３Ｂを下板ばね７の貫通孔７Ａに貫通させた状態で、モジュール枠５との間で、下板ばね７を下方側から挟んで積層し、下板ばね７の矩形状の外形枠をモジュール枠５の端面５ｂに対して押圧状態に固定するものである。
【００５１】
モジュール下板８の形状は、モジュール枠５の外形と略同様の矩形状外形を有する板状部材であり、中央部に軸線Ｍを中心とする略円形状の開口８Ａが厚さ方向に貫通して形成されている。そして、組立時に下板ばね７に積層される上面８ａ側には、レンズ枠４の各下側固定ピン１３Ｂの配置位置に対応する位置に、後述する加締め部との干渉を避けるための４つのＵ字状の凹部８Ｂが形成されている。また、モジュール下板８の周縁に位置する各隅部にはモジュール枠５の各下側固定ピン１４Ｂの配置位置に対応して、これら下側固定ピン１４Ｂをそれぞれ挿通させる貫通孔８Ｃが形成されている。モジュール下板８の材質は、例えば、電気絶縁性および遮光性を有する合成樹脂を採用している。また、モジュール下板８が電気絶縁性を有することで、給電部材９を下板ばね７に対して電気的絶縁状態で固定する絶縁部材となっている。
【００５２】
給電部材９は、それぞれ板状の金属板からなる一対の電極９ａ、９ｂからなる。電極９ａ、９ｂは、いずれも、モジュール下板８の外形に沿う略Ｌ字状の配線部９Ｂと、配線部の端部からモジュール下板８の外形の外側に突出する端子部９Ｃとを備える折れ線状の金属板からなる。そして、それぞれの配線部９Ｂには、モジュール下板８の下面から下方に突出されるモジュール枠５の下側固定ピン１４Ｂのうち、モジュール下板８の外形に沿って隣り合う２つの下側固定ピン１４Ｂを、それぞれ挿通させて、電極９ａ、９ｂをモジュール枠５に対して位置決めを行う２つの貫通孔９Ａが設けられている。
【００５３】
また、図４に示すように、一対の電極９ａ、９ｂの端子部９Ｃは、モジュール枠５において、ワイヤ保持部材１５Ａが取り付けられた側の側面から軸方向下方に並列して突出するように設けられている。
このため、一方の電極９ａには、貫通孔９Ａと端子部９Ｃとの間の配線部９Ｂ上の側面に、ワイヤ保持部材１５Ａの端子部１５ａを電気的に接続するために凹状に切り欠かれた導電接続部９Ｄが設けられている。
これに対し、他方の電極９ｂには、配線部９Ｂの側面におけるワイヤ保持部材１５Ｂの端子部１５ａとの接続箇所に、切り欠かれた導電接続部９Ｄが形成されている。この導電接続部９Ｄにおいて、他方の電極９ｂとワイヤ保持部材１５Ｂとが電気的に接続されている。
また、それぞれの導電接続部９Ｄを、端子部１５ａと電気的に接続する手段としては、例えば、半田付けまたは導電性接着剤による接着を採用することができる。
【００５４】
図２にように、カバー１１は、上面１１Ｅの外縁部から下方側に、モジュール枠５を外嵌可能に覆う側壁部１１Ｄが延ばされ、下方側に矩形状の開口１１Ｃが形成された部材であり、上面１１Ｅの中央部に軸線Ｍを中心とした円状の開口１１Ａが設けられている。開口１１Ａの大きさは、レンズユニット１２を出し入れ可能な大きさとされる。
【００５５】
図１，２に示すように、制御基板３２は、駆動ユニット３１に制御信号や電力を供給する制御基板であり、一対の電極９ａ、９ｂの各端子部９Ｃに電気的に接続されるプリント配線３９，３９が表面に形成されたプリント基板と、そのプリント基板上に実装された図示しない制御回路と、からなる。詳しく説明すると、制御基板３２は、プリント配線３９，３９を介して一対の電極９ａ、９ｂに通電してＳＭＡワイヤ１０を適宜伸縮変形させる制御手段であり、ＳＭＡワイヤ１０を伸縮させることでレンズ枠４をモジュール枠５に対して相対的に軸方向に沿って移動させてレンズ枠４を所望の位置（合焦位置）に配置させるものである。
【００５６】
次に、上記した構成の駆動モジュール１の組立方法について順を追って説明する。
【００５７】
第１工程では、まず、モジュール枠５の収容部５Ａ内に下方からレンズ枠４を挿入し、モジュール枠５の上端面５ａと、レンズ枠４の上端面４ａとを同一高さに揃える。そして、モジュール枠５の各上側固定ピン１４Ａとレンズ枠４の各上側固定ピン１３Ａとを上板ばね６の各貫通孔６Ｂ、６Ａにそれぞれ挿通する。
【００５８】
その後、上板バネ６の各貫通孔６Ａ、６Ｂを貫通して上方に突き出された各上側固定ピン１３Ａ、１４Ａの先端部を図示しないヒータチップにより熱加締めして、図４、５に示すようにそれぞれ第１の固定部である加締め部１６と、第２の固定部である加締め部１７を形成する。
【００５９】
このとき、レンズ枠４の上端面４ａとモジュール枠５の上端面５ａとは、同一平面上に整列されており、平板状の上板ばね６を変形させることなく配置して、熱加締めを行うことができる。そのため、変形する上板ばね６を押さえる必要がないので、容易に加締め作業を行うことができる。また、上板ばね６の変形による浮きなどの発生を防止することができる。
また、各ヒータチップの高さを共通とすることができるので、双方の加締め部１６、１７を同時に形成しても、加締め精度のバラツキを低減することができる。
【００６０】
次に、第２工程では、レンズ枠４の各下側固定ピン１３Ｂを下板ばね７の各貫通孔７Ａにそれぞれ挿通する。その際、同時にモジュール枠５の各下側固定ピン１４Ｂを下板ばね７の各貫通孔７Ｂ、モジュール下板８の各貫通孔８Ｃ、給電部材９の各貫通孔９Ａに挿通する。その後、下板ばね７の各貫通孔７Ａを貫通して下方に突き出された各下側固定ピン１３Ｂの先端部を図示しないヒータチップにより熱加締めして、図５に示すように第１の固定部である加締め部１８を形成する。
【００６１】
このとき、レンズ枠４の上下端面４ａ、４ｂ間の軸方向距離と、モジュール枠５の上下端面５ａ、５ｂ間の軸方向距離とは等しいため、各下端面４ｂ、５ｂ同士は、同一平面上に整列されており、平板状の下板ばね７を変形させることなくモジュール下板８を積層配置して熱加締めを行うことができるので、下板ばね７の変形による浮きなどの発生を防止することができる。
また、各ヒータチップの高さを共通とすることができるので、加締め部１８を同時に形成しても、加締め精度のバラツキを低減することができる。
【００６２】
次に、第３工程では、これら貫通孔７Ｂ、８Ｃ、９Ａを貫通して下方に突き出された各下側固定ピン１４Ｂの下端部を図示しないヒータチップにより熱加締めして、図５に示すように第２の固定部である加締め部１９を形成する。
【００６３】
このとき、各ヒータチップの高さを共通とすることができるため、加締め部１９を同時に形成しても、加締め精度のバラツキを低減することができる。
また、モジュール下板８に凹部８Ｂが形成されているため、第２工程で形成された加締め部１８は、モジュール下板８とは接触しない。
【００６４】
これら第１〜第３工程の作業を行うことによって、レンズ枠４とモジュール枠５の両端部に、上板ばね６、下板ばね７、モジュール下板８、給電部材９が積層固定される。
【００６５】
なお、上側固定ピン１３Ａと下側固定ピン１３Ｂ、また上側固定ピン１４Ａと下側固定ピン１４Ｂが、それぞれ同軸に設けられているため、第１〜第３工程の加締めにおいて、加締め部１６、１８、加締め部１７、１９をそれぞれ形成するためのヒータチップの平面上の位置がそれぞれ共通となる。そのため、各加締めにおいて、ヒータチップ位置を変更する必要がないため効率よく加締め作業を行うことができる。
【００６６】
次に、第４工程（配設工程）では、ＳＭＡワイヤ１０が取り付けられた一対のワイヤ保持部材１５Ａ、１５Ｂを、モジュール枠５に固定する。具体的には、モジュール枠５に形成された２箇所のピン３５Ａ，３５Ｂにワイヤ保持部材１５Ａ，１５Ｂの貫通孔３６Ａ，３６Ｂを嵌合するとともに、係止溝５Ｃにワイヤ保持部材１５Ａ，１５Ｂをそれぞれ係止させる。その際、ＳＭＡワイヤ１０の中央部を、ガイド突起４Ｄの先端鍵部４Ｄ１に係止させ、かつ、この先端鍵部４Ｄ１を下側から支持するように掛け渡す。また、ワイヤ保持部材１５Ａ、１５Ｂの各端子部１５ａは、モジュール下板８の下方に突出され、それぞれ、モジュール下板８に固定された給電部材９である電極９ａ、９ｂの導電接続部９Ｄに係止されるか、もしくは近接して配置されている。
【００６７】
次に、第５工程（固定工程）では、貫通孔３７Ａ，３７Ｂに熱硬化性接着剤を流し込み、モジュール枠５の溝部３６内に充填する。溝部３６に熱硬化性接着剤を充填したら、その接着剤を硬化させるために加熱炉の中に入れる。加熱炉内において、例えば約１００℃で２０〜３０分程度加熱することにより接着剤が硬化してモジュール枠５とワイヤ保持部材１５Ａ，１５Ｂとが接着固定される。
【００６８】
ｎ
モジュール枠５とワイヤ保持部材１５Ａ，１５Ｂとを接着固定した後、例えば、半田付けや導電性接着剤などを用いて、各端子部１５ａを、それぞれ導電接続部９Ｄに対して電気的に接続させる。
【００６９】
次に、第６工程では、モジュール枠５の上方から、カバー１１を被せ、側壁部１１Ｄとモジュール下板８とを接合する。例えば、側壁部１１Ｄに係合爪などを設けてはめ込みによって接合したり、側壁部１１Ｄとモジュール下板８とを接着、または溶着して接合したりする。また、加締め部１６、１７は、それぞれカバー１１の上面１１Ｅの裏面に対して、離間された状態にある。
以上で、駆動モジュール１本体の組み立てが完了する。
【００７０】
その後、駆動ユニット３１の下方にアダプタ３０を取り付けた後、基板上へ取り付ける。駆動モジュール１の基板上への取り付けは、接着、嵌め込みなどの固定手段を採用することができる。なお、基板は、駆動モジュール１に付属する独立した部材であってもよいし、電子機器等に接続、配置された部材であってもよい。
【００７１】
さらに、カバー１１の開口１１Ａを通じてレンズ枠４内にレンズユニット１２を螺合して取り付ける。このように、レンズユニット１２を最後に取り付けているのは、組立作業により、レンズユニット１２のレンズが汚れたり、ゴミなどが付着したりしないためであるが、例えば、駆動モジュール１をレンズユニット１２が取り付けられた製品状態で出荷する場合や、カバー１１の開口１１Ａをレンズユニット１２の外形より小さくしたい場合、例えば開口絞りを兼用するような場合などには、この工程を、早い段階（第６工程の前）で実施してもよい。
【００７２】
次に、上記した駆動モジュール１の動作について説明する。
【００７３】
駆動モジュール１は、端子部９Ｃに電力が供給されない状態では、ＳＭＡワイヤ１０からの張力およびコイルスプリング３４の付勢力、加締め部１６、１８で上板ばね６及び下板ばね７からの復元力などのレンズ枠４に作用する力がつり合い、レンズユニット１２が取り付けられたレンズ枠４が、軸方向の一定位置に保持される。
【００７４】
上記した駆動モジュール１を駆動させる際には、後述する制御方法に従って制御基板３２から端子部９Ｃを介して給電部材９に電力を供給する。このとき、電極９ａ、ワイヤ保持部材１５Ａ、ＳＭＡワイヤ１０、ワイヤ保持部１５ｂ及び電極９ｂは、それぞれ導通されているため、ＳＭＡワイヤ１０に電流が流れる。
【００７５】
したがって、ＳＭＡワイヤ１０に対して通電すると、ＳＭＡワイヤ１０にジュール熱が発生して、ＳＭＡワイヤ１０の温度が上昇し、ＳＭＡワイヤ１０の変態開始温度を超えると、ＳＭＡワイヤ１０が温度に応じた長さに収縮する。この結果、レンズ枠４のガイド突起４Ｄが、上方に移動する。これにより、コイルスプリング３４、上板ばね６及び下板ばね７が、それぞれ変形し、変形量に応じた弾性復元力がレンズ枠４に付勢される。そして、この弾性復元力がＳＭＡワイヤ１０の張力とつり合う位置でレンズ枠４が停止する。このとき、上板ばね６、下板ばね７は、平行ばねを構成しているため、レンズ枠４は、軸方向のガイド部材などに沿わせなくても、正確に軸線Ｍ上に沿って移動される。このため、部品点数を削減し、小型化することが可能となっている。また、ガイド部材に対する摺動負荷も発生しないので、低消費電力を実現することが可能となる。
【００７６】
一方、電力の供給を停止してＳＭＡワイヤ１０に対する通電を停止すると、ＳＭＡワイヤ１０が伸長可能となり、レンズ枠４は、下方のつり合い位置まで移動する。
このようにして、制御基板３２によって電力供給量を制御することで、レンズ枠４を軸線Ｍ方向に駆動する。
なお、ＳＭＡワイヤ１０は昇温時と降温時との間で温度ヒステリシスが現れるが、ソフト等で補正することで対応可能である。
【００７７】
次に、駆動モジュール１の制御方法について説明する。
【００７８】
上記した構成からなる駆動モジュール１は制御基板３２によって図６、７に示す方法で制御することが可能である。
【００７９】
まず初めに、図６に示すように、環境温度を検出する（温度検出ステップ）。具体的に説明すると、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、電子機器の電源を入れるたびに、ＳＭＡワイヤ１０に通電して当該ＳＭＡワイヤ１０を限界まで縮み変形させる。これにより、ＳＭＡワイヤ１０の最大電気抵抗値Ｒmax（図１５に示す。）と最小電気抵抗値Ｒmin（図１５に示す。）を検出して駆動モジュール１による動作可能範囲（ＳＭＡワイヤ１０の伸縮範囲）を検出すると共に環境温度を検出する。なお、環境温度は、ＳＭＡワイヤ１０の初期の電気抵抗値Ｒ0（図１５に示す。）や初期温度Ｔ0（図１５に示す。）、初期の電気抵抗値Ｒ0と最大電気抵抗値Ｒmaxとの差、その他に基いて検出することが可能であり、或いは温度センサによって測定してもよい。
【００８０】
次に、図６に示すように、検出された環境温度に基いて図７（ａ）に示す第一駆動モード及び図７（ｂ）に示す第二駆動モードのうちの何れか一方を選択する（モード選択ステップ）。詳しく説明すると、検出された環境温度が閾値温度よりも低い場合には上記した第一駆動モードを選択し、環境温度が閾値温度よりも高い場合には上記した第二駆動モードを選択する。上記した閾値温度は予め設定された温度であり、図８に示すように、ＳＭＡワイヤ１０の昇温時における環境温度とＳＭＡワイヤ１０の変形収束時間との関数のグラフＧ１と、ＳＭＡワイヤ１０の降温時における環境温度とＳＭＡワイヤ１０の変形収束時間との関数のグラフＧ２と、の交点における環境温度ＴXが閾値温度となる。なお、上記したグラフＧ１は、ＳＭＡワイヤ１０の温度を上昇させて縮み変形させたときのグラフであり、反対に上記したグラフＧ２は、ＳＭＡワイヤ１０の温度を低下させて伸び変形させたときのグラフである。
【００８１】
次に、図６に示すように、選択された駆動モードに従いＳＭＡワイヤ１０に対する通電を制御してＳＭＡワイヤ１０を伸縮変形させ、レンズ枠４を合焦位置まで移動させる（駆動ステップ）。
【００８２】
例えば、環境温度が閾値温度よりも低くて第一駆動モードで駆動させる場合、図７（ａ）に示すように、まず、上述したように最大に縮んだ状態のＳＭＡワイヤ１０に対する通電を停止してＳＭＡワイヤ１０の温度を低下させ、ＳＭＡワイヤ１０を伸び変形させてレンズ枠４を元の基準位置（下側の基準位置）に戻す。
【００８３】
次に、ＳＭＡワイヤ１０に対して再び通電してＳＭＡワイヤ１０の温度を漸次上昇させる。具体的には、伸びた状態のＳＭＡワイヤ１０に対して間欠的に通電することでＳＭＡワイヤ１０を細かく段階的に加熱していく。これにより、ＳＭＡワイヤ１０が徐々に縮み変形してレンズ枠４が徐々に上昇していく。そして、レンズ枠４を全移動範囲に亘って移動させながら、高調波成分が最も大きくなる焦点を探査し、焦点が合ったときのＳＭＡワイヤ１０の温度（電気抵抗値）を記録する。
【００８４】
そして、レンズ枠４の全移動範囲のスキャンが完了した後、ＳＭＡワイヤ１０に対する通電を停止してＳＭＡワイヤ１０の温度を焦点の温度まで低下させる。具体的には、ＳＭＡワイヤ１０に対する通電を継続的に停止することでＳＭＡワイヤ１０の温度を荒く低下させて目標温度（焦点の温度）まで一気に冷却する。これにより、ＳＭＡワイヤ１０が伸び変形してレンズ枠４が下降し、レンズ枠４が合焦位置まで移動してレンズ５０の焦点が合わせられる。
【００８５】
また、環境温度が閾値温度よりも高くて第二駆動モードで駆動させる場合、図７（ｂ）に示すように、まず、上述したように最大に縮んだ状態のＳＭＡワイヤ１０の温度を若干低下させてレンズ枠４を基準位置（上側の基準位置）に移動させる。
【００８６】
その後、ＳＭＡワイヤ１０に対する通電を停止してＳＭＡワイヤ１０の温度を漸次低下させる。具体的には、ＳＭＡワイヤ１０に対する通電を間欠的に停止することでＳＭＡワイヤ１０を細かく段階的に冷却していく。これにより、ＳＭＡワイヤ１０が徐々に伸び変形してレンズ枠４が徐々に下降していく。そして、レンズ枠４を全移動範囲に亘って移動させながら、高調波成分が最も大きくなる焦点を探査し、焦点が合ったときのＳＭＡワイヤ１０の温度（電気抵抗値）を記録する。
【００８７】
そして、レンズ枠４の全移動範囲のスキャンが完了した後、ＳＭＡワイヤ１０に対して再び通電してＳＭＡワイヤ１０の温度を焦点の温度まで上昇させる。具体的には、ＳＭＡワイヤ１０に対して継続的に通電することでＳＭＡワイヤ１０の温度を荒く上昇させて目標温度（焦点の温度）まで一気に加熱する。これにより、ＳＭＡワイヤ１０が縮み変形してレンズ枠４が上昇し、レンズ枠４が合焦位置まで移動してレンズ５０の焦点が合わせられる。
【００８８】
また、上記した構成からなる駆動モジュール１は制御基板３２によって図９、１０に示す方法によって制御することも可能である。
【００８９】
まず初めに、図９に示すように、環境温度を検出する（温度検出ステップ）。具体的に説明すると、上述した制御方法（図６、７に示す。）と同様に、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、電子機器の電源を入れるたびに、ＳＭＡワイヤ１０に通電して当該ＳＭＡワイヤ１０を限界まで縮み変形させ、駆動モジュール１による動作可能範囲を検出すると共に環境温度を検出する。
【００９０】
次に、図９に示すように、検出された環境温度に基いて図１０（ａ）に示す第一駆動モード及び図１０（ｂ）に示す第二駆動モードのうちの何れか一方を選択する（モード選択ステップ）。詳しく説明すると、検出された環境温度が閾値温度よりも低い場合には上記した第一駆動モードを選択し、環境温度が閾値温度よりも高い場合には上記した第二駆動モードを選択する。
【００９１】
次に、図９に示すように、選択された駆動モードに従いＳＭＡワイヤ１０に対する通電を制御してＳＭＡワイヤ１０を伸縮変形させ、レンズ枠４を合焦位置まで移動させる（駆動ステップ）。
【００９２】
例えば、環境温度が閾値温度よりも低くて第一駆動モードで駆動させる場合、図１０（ａ）に示すように、まず、上述したように最大に縮んだ状態のＳＭＡワイヤ１０の温度を若干低下させてレンズ枠４を基準位置（上側の基準位置）に移動させる。
【００９３】
次に、ＳＭＡワイヤ１０に対する通電を停止させてＳＭＡワイヤ１０の温度を荒く低下（急低下）させる。具体的には、ＳＭＡワイヤ１０に対する通電を間欠的或いは継続的に停止させてＳＭＡワイヤ１０を冷却する。これにより、ＳＭＡワイヤ１０が速やかに伸び変形してレンズ枠４が速やかに下降していく。このとき、高調波成分が最も大きくなる焦点を探査し、焦点が検出されるまでＳＭＡワイヤ１０の温度を低下させてレンズ枠４を下降させる。
【００９４】
そして、焦点が検出された後、山登り法によってＳＭＡワイヤ１０の温度を上下させながらレンズ枠４の位置を微調整してレンズ枠４を合焦位置まで移動させる。
詳しく説明すると、焦点が検出された時点で、ＳＭＡワイヤ１０に対する通電を開始する。これにより、下降中のレンズ枠４が折り返して上昇に転じる。そして、ＳＭＡワイヤ１０に対して間欠的に通電することでＳＭＡワイヤ１０を細かく段階的に加熱してＳＭＡワイヤ１０の温度を漸次上昇させる。これにより、ＳＭＡワイヤ１０が徐々に縮み変形してレンズ枠４が徐々に上昇していく。このとき、高調波成分が最も大きくなる焦点を探査し、焦点が検出されるまでＳＭＡワイヤ１０の温度を上昇させてレンズ枠４を上昇させる。
【００９５】
そして、焦点が検出された時点で、ＳＭＡワイヤ１０に対する通電を停止する。これにより、上昇中のレンズ枠４が折り返して下降に転じる。そして、ＳＭＡワイヤ１０に対する通電を間欠的に停止することでＳＭＡワイヤ１０を細かく段階的に冷却してＳＭＡワイヤ１０の温度を漸次低下させる。これにより、ＳＭＡワイヤ１０が徐々に伸び変形してレンズ枠４が徐々に下降していく。このとき、高調波成分が最も大きくなる焦点を探査し、焦点が検出されるまでＳＭＡワイヤ１０の温度を下降させてレンズ枠４を下降させる。
【００９６】
上記したＳＭＡワイヤ１０に対する加熱と冷却を繰り返すことでレンズ枠４を合焦位置に徐々に近づけていき、最終的にレンズ枠４を合焦位置で停止させる。これにより、レンズ５０の焦点が合わせられる。
【００９７】
また、環境温度が閾値温度よりも高くて第二駆動モードで駆動させる場合、図１０（ｂ）に示すように、まず、上述したように最大に縮んだ状態のＳＭＡワイヤ１０に対する通電を停止してＳＭＡワイヤ１０の温度を低下させ、ＳＭＡワイヤ１０を伸び変形させてレンズ枠４を元の基準位置（下側の基準位置）に戻す。
【００９８】
次に、ＳＭＡワイヤ１０に対して通電してＳＭＡワイヤ１０の温度を荒く上昇（急上昇）させる。具体的には、ＳＭＡワイヤ１０に対して間欠的或いは継続的に通電してＳＭＡワイヤ１０を加熱する。これにより、ＳＭＡワイヤ１０が速やかに縮み変形してレンズ枠４が速やかに上昇していく。このとき、高調波成分が最も大きくなる焦点を探査し、焦点が検出されるまでＳＭＡワイヤ１０の温度を上昇させてレンズ枠４を上昇させる。
【００９９】
そして、焦点が検出された後、山登り法によってＳＭＡワイヤ１０の温度を上下させながらレンズ枠４の位置を微調整してレンズ枠４を合焦位置まで移動させる。
詳しく説明すると、焦点が検出された時点で、ＳＭＡワイヤ１０に対する通電を停止する。これにより、上昇中のレンズ枠４が折り返して下降に転じる。そして、ＳＭＡワイヤ１０に対する通電を間欠的に停止することでＳＭＡワイヤ１０を細かく段階的に冷却してＳＭＡワイヤ１０の温度を漸次低下させる。これにより、ＳＭＡワイヤ１０が徐々に伸び変形してレンズ枠４が徐々に下降していく。このとき、高調波成分が最も大きくなる焦点を探査し、焦点が検出されるまでＳＭＡワイヤ１０の温度を下降させてレンズ枠４を下降させる。
【０１００】
そして、焦点が検出された時点で、ＳＭＡワイヤ１０に対する通電を開始する。これにより、下降中のレンズ枠４が折り返して上昇に転じる。そして、ＳＭＡワイヤ１０に対して間欠的に通電することでＳＭＡワイヤ１０を細かく段階的に加熱してＳＭＡワイヤ１０の温度を漸次上昇させる。これにより、ＳＭＡワイヤ１０が徐々に縮み変形してレンズ枠４が徐々に上昇していく。このとき、高調波成分が最も大きくなる焦点を探査し、焦点が検出されるまでＳＭＡワイヤ１０の温度を上昇させてレンズ枠４を上昇させる。
【０１０１】
上記したＳＭＡワイヤ１０に対する加熱と冷却を繰り返すことでレンズ枠４を合焦位置に徐々に近づけていき、最終的にレンズ枠４を合焦位置で停止させる。これにより、レンズ５０の焦点が合わせられる。
【０１０２】
上述した駆動モジュール１によれば、環境温度に応じて駆動モードが選択され、その駆動モードに従いＳＭＡワイヤ１０に対する通電が制御されてＳＭＡワイヤ１０が伸縮変形してレンズ枠４が合焦位置まで移動して焦点が合わせられるので、ＳＭＡワイヤ１０に対して通電したり通電を停止したりしてからＳＭＡワイヤ１０が所望の形状に伸縮変形するまでの時間（変形収束時間）が環境温度の影響で長くなることがない。
【０１０３】
すなわち、環境温度が閾値温度よりも低い場合には、ＳＭＡワイヤ１０の温度を荒く低下（急低下）させる第一駆動モードでＳＭＡワイヤ１０に対する通電が制御される。このとき、環境温度が低くてＳＭＡワイヤ１０の温度が低下しやすいので、ＳＭＡワイヤ１０に対する通電を停止してから短時間でＳＭＡワイヤ１０が所望の形状に伸長変形する。また、環境温度が閾値温度よりも高い場合には、ＳＭＡワイヤ１０の温度を荒く上昇（急上昇）させる第二駆動モードでＳＭＡワイヤ１０に対する通電が制御される。このとき、環境温度が高くてＳＭＡワイヤ１０の温度が上昇しやすいので、ＳＭＡワイヤ１０に通電してから短時間でＳＭＡワイヤ１０が所望の形状に収縮変形する。
【０１０４】
上述したように、環境温度に応じて時間的に効率の良いモードでＳＭＡワイヤ１０が制御され、レンズ枠４が合焦位置まで短時間で移動して焦点が直ちに合わせられるので、環境温度によってオートフォーカスの作動時間が長くなるのを防止することができる。
【０１０５】
また、上述した駆動モジュール１によれば、ＳＭＡワイヤ１０の昇温時における環境温度とＳＭＡワイヤ１０の変形収束時間との関数のグラフＧ１と、ＳＭＡワイヤ１０の降温時における環境温度とＳＭＡワイヤ１０の変形収束時間との関数のグラフＧ２と、の交点における環境温度ＴXを閾値温度としているので、時間的に効率の良い駆動モードが確実に選択され、レンズ枠４が合焦位置まで移動する時間が長くなることが確実に防止される。これにより、環境温度によってオートフォーカスの作動時間が長くなるのをより確実に防止することができる。
【０１０６】
次に、本発明の実施形態に係る電子機器について説明する。
図１１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る電子機器の表面、裏面の斜視外観図である。図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）におけるＦ−Ｆ断面図である。
【０１０７】
図１１（ａ）、（ｂ）に示す本実施形態のカメラ付き携帯電話２０は、上記実施形態の駆動モジュール１を備えた電子機器の一例である。
カメラ付き携帯電話２０は、受話部２２ａ、送話部２２ｂ、操作部２２ｃ、液晶表示部２２ｄ、アンテナ部２２ｅ、不図示の制御回路部などの周知の携帯電話の装置構成をカバー２２内外に備えている。
【０１０８】
また、図１１（ｂ）に示すように、液晶表示部２２ｄが設けられた側の裏面側のカバー２２に、外光を透過させる窓２２Ａが設けられ、図１１（ｃ）に示すように、駆動モジュール１の開口１１Ａがカバー２２の窓２２Ａを臨み、窓２２Ａの法線方向に軸線Ｍが沿うように、上記第一実施形態の駆動モジュール１が設置されている。
【０１０９】
このような構成によれば、ＳＭＡワイヤ１０の変形収束時間が環境温度の影響で長くなることがなく、レンズ枠４が合焦位置まで短時間で移動して焦点が直ちに合わせられるので、オートフォーカス動作の応答性が高い高性能のカメラ付き携帯電話２０を提供することができる。
【０１１０】
以上、本発明に係る駆動モジュール、電子機器及び駆動モジュールの制御方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、レンズ枠４を付勢するための板ばね部材である上板ばね６、下板ばね７に上側固定ピン１３Ａ、１４Ａ、下側固定ピン１３Ｂ、１４Ｂを挿通させて、これら固定ピンの先端部を熱カシメする場合の例で説明したが、ばね部材の固定方法は、これに限定されない。例えば、超音波加締めなどで固定してもよいし、ばね部材を、レンズ枠４やモジュール枠５に接着してもよい。本構造によれば、大きな接着面積が確保できるので接着剤を用いても大きな強度が得られる。さらに、本発明におけるばね部材は板ばねに限定されず、他の形状のばね部材であってもよい。
【０１１１】
また、上記の説明では、モジュール枠５は、全体として略矩形状の部材として説明したが、略矩形状には限定されず、多角形状であってもよい。
また、上記した説明では、形状記憶合金体としてＳＭＡワイヤ１０が備えられているが、本発明における形状記憶合金体はワイヤ状のものに限定されず、例えば板状などの他の形状の形状記憶合金体であってもよい。
【０１１２】
また、上記の説明では、駆動モジュールを用いた電子機器として、カメラ付き携帯電話の例で説明したが、電子機器の種類はこれに限定されない。例えば、デジタルカメラ、パソコン内蔵のカメラなどの他の光学機器に用いることができる。
【０１１３】
その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
１…駆動モジュール  ４…レンズ枠  ５…モジュール枠（支持体）  ６…上板ばね（ばね部材）  ７…下板ばね（ばね部材）  １０…ＳＭＡワイヤ（形状記憶合金体、駆動手段）  ２０…カメラ付携帯電話（電子機器）  ３２…制御基板（制御手段）  ５０…レンズ
【図１】
2011209468.tif 000003
【図２】
2011209468.tif 000004
【図３】
2011209468.tif 000005
【図４】
2011209468.tif 000006
【図５】
2011209468.tif 000007
【図６】
2011209468.tif 000008
【図７】
2011209468.tif 000009
【図８】
2011209468.tif 000010
【図９】
2011209468.tif 000011
【図１０】
2011209468.tif 000012
【図１１】
2011209468.tif 000013
【図１２】
2011209468.tif 000014
【図１３】
2011209468.tif 000015
【図１４】
2011209468.tif 000016
【図１５】
2011209468.tif 000017