(57)【要約】【課題】環境温度に影響されることなく、高い精度で被駆動体の位置制御を行うことが可能な駆動装置、及びレンズ駆動装置を提供する。【解決手段】所定応力でオーステナイト変態開始点からオーステナイト変態終了点までの温度範囲における温度変態感度がそれ以外の温度範囲での温度変態感度より高く、且つマルテンサイト変態開始点からマルテンサイト変態終了点までの温度範囲における温度変態感度がそれ以外の温度範囲での温度変態感度より高い特性を有する形状記憶合金を備え、形状記憶合金を、温度変態感度の高い温度範囲のみで動作させる。【選択図】図２
2008286011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定応力でオーステナイト変態開始点からオーステナイト変態終了点までの温度範囲における温度変態感度がそれ以外の温度範囲での温度変態感度より高く、且つマルテンサイト変態開始点からマルテンサイト変態終了点までの温度範囲における温度変態感度がそれ以外の温度範囲での温度変態感度より高い特性を有する形状記憶合金を備え、
前記形状記憶合金を、温度変態感度の高い温度範囲のみで動作させることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記形状記憶合金の応力を、
作動応力でのマルテンサイト変態終了点における前記形状記憶合金の歪率が使用温度範囲の中間での歪率に相当する応力以下、
オーステナイト変態終了点における前記形状記憶合金の歪率が使用温度範囲の中間での歪率に相当する応力以上、
に設定することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
形状記憶合金と、
前記形状記憶合金の変形によって移動される被駆動体と、
前記被駆動体が前記形状記憶合金の変形方向の所定の位置を越えて移動されないように前記被駆動体の位置を規制する規制部と、
前記被駆動体を前記規制部の方向に付勢するとともに移動時に前記形状記憶合金に応力を与える付勢部材と、を有し、
前記被駆動部が前記付勢部材によって前記規制部に当接されているとき、
前記形状記憶合金の応力を、
前記被駆動体の移動開始時の負荷に対する応力でのマルテンサイト変態終了点における前記形状記憶合金の歪率が使用温度範囲の中間での歪率に相当する応力以下、
オーステナイト変態終了点における前記形状記憶合金の歪率が使用温度範囲の中間での歪率に相当する応力以上、
に設定することを特徴とする駆動装置。
【請求項４】
前記形状記憶合金は、紐状に形成され、すくなくともチタンおよびニッケルからなる合金であって、
前記被駆動体の移動開始時における前記形状記憶合金の応力を、
２００ＭＰａ以上、４００ＭＰａ以下、
前記被駆動体の移動開始前における前記形状記憶合金の応力を、
５０ＭＰａ以上、前記移動開始時の応力の半分以下、
に設定することを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
【請求項５】
形状記憶合金と、
前記形状記憶合金の変形によって移動されるレンズと、を有するレンズ駆動装置において、
前記レンズが前記形状記憶合金の変形方向の所定の位置を越えて移動されないように前記レンズの位置を規制する規制部と、
前記レンズを前記規制部の方向に付勢するとともに移動時に前記形状記憶合金に応力を与える付勢部材と、を有し、
前記形状記憶合金は、通電制御により変形するものであって、
前記形状記憶合金が非通電状態にあり、前記付勢部材によって前記規制部に当接されているとき、
前記形状記憶合金の応力を、
前記付勢部材による付勢力の負荷に対する応力でのマルテンサイト変態終了点における前記形状記憶合金の歪率が２５℃近傍での歪率に相当する応力以下、
オーステナイト変態終了点における前記形状記憶合金の歪率が２５℃近傍での歪率に相当する応力以上、
に設定することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項６】
前記形状記憶合金は、紐状に形成され、すくなくともチタンおよびニッケルからなる合金であって、
前記形状記憶合金の非通電状態おける前記付勢部材による付勢力の負荷に対する応力を、
２００ＭＰａ以上、４００ＭＰａ以下、
前記形状記憶合金の前記付勢部材による負荷の掛かる前の応力を、
５０ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以下、
に設定することを特徴とする請求項５に記載のレンズ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置、レンズ駆動装置に関し、特に形状記憶合金を備えた駆動装置、レンズ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な駆動装置に形状記憶合金（以下、ＳＭＡとも記する）を用いることが試みられている。このような駆動装置では、ＳＭＡが変態温度よりも低い温度下で変形しても、変態温度よりも高い温度に加熱されると記憶された元の形状に回復する性質を利用している。通常、ＳＭＡは紐状の形態に形成され、通電加熱制御により長さ方向に伸縮させることで、アクチュエータとしての動作をさせることができる。
【０００３】
一方、ＳＭＡは、記憶した形状への復帰方向にのみ変形するため、使用に際しては、ＳＭＡを復帰方向と反対方向に変形させる他のアクチュエータが必要とされる。このため、通常、ＳＭＡは、バイアス用のバネとセットにした構成で用いられている。ＳＭＡを安価で制御が不要なバネとセットとした構成のアクチュエータとすることで、装置の簡素化と低価格化を図ることができ、種々の機器への応用が検討されている。
【０００４】
例えば、レンズ支持枠を、互いに逆方向に移動可能に付勢するＳＭＡとバネを備え、ＳＭＡの通電制御により発生力を変化させ、ＳＭＡの発生力とバネの張力とが均衡する位置を制御することで、レンズ支持枠を所定の位置に移動させるレンズ駆動装置が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３３７２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような機器においては、ＳＭＡは、反応温度（変態温度）より低い温度では全く変形せず、反応温度より高い温度で直線に近い変形をするような理想的な性質を前提として用いられている。しかしながら、実際は、ＳＭＡは、反応温度より低い温度においても微小に変形し、反応温度に近づくに伴い変形の割合が大きくなるものである。
【０００６】
特許文献１に開示されているレンズ駆動装置においては、このようなＳＭＡの反応温度より低い温度における性質を考慮されていない。すなわち、ＳＭＡの反応温度より低い常温領域においても、温度変化によりＳＭＡが微小に変形することにより、レンズの位置が変化し、レンズは定まった位置を維持することができない。したがって、特に自動焦点カメラで用いられる無限位置からの繰出し量制御といったレンズ駆動では、レンズが無限位置から移動し撮影範囲が狭まることにより、ＡＦ性能に大きく影響を及ぼすといった問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、環境温度に影響されることなく、高い精度で被駆動体の位置制御を行うことが可能な駆動装置、及びレンズ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】
【０００８】
上記目的は、下記の１乃至６のいずれか１項に記載の発明によって達成される。
【０００９】
１．所定応力でオーステナイト変態開始点からオーステナイト変態終了点までの温度範囲における温度変態感度がそれ以外の温度範囲での温度変態感度より高く、且つマルテンサイト変態開始点からマルテンサイト変態終了点までの温度範囲における温度変態感度がそれ以外の温度範囲での温度変態感度より高い特性を有する形状記憶合金を備え、
前記形状記憶合金を、温度変態感度の高い温度範囲のみで動作させることを特徴とする駆動装置。
【００１０】
２．前記形状記憶合金の応力を、
作動応力でのマルテンサイト変態終了点における前記形状記憶合金の歪率が使用温度範囲の中間での歪率に相当する応力以下、
オーステナイト変態終了点における前記形状記憶合金の歪率が使用温度範囲の中間での歪率に相当する応力以上、
に設定することを特徴とする前記１に記載の駆動装置。
【００１１】
３．形状記憶合金と、
前記形状記憶合金の変形によって移動される被駆動体と、
前記被駆動体が前記形状記憶合金の変形方向の所定の位置を越えて移動されないように前記被駆動体の位置を規制する規制部と、
前記被駆動体を前記規制部の方向に付勢するとともに移動時に前記形状記憶合金に応力を与える付勢部材と、を有し、
前記被駆動部が前記付勢部材によって前記規制部に当接されているとき、
前記形状記憶合金の応力を、
前記被駆動体の移動開始時の負荷に対する応力でのマルテンサイト変態終了点における前記形状記憶合金の歪率が使用温度範囲の中間での歪率に相当する応力以下、
オーステナイト変態終了点における前記形状記憶合金の歪率が使用温度範囲の中間での歪率に相当する応力以上、
に設定することを特徴とする駆動装置。
【００１２】
４．前記形状記憶合金は、紐状に形成され、すくなくともチタンおよびニッケルからなる合金であって、
前記被駆動体の移動開始時における前記形状記憶合金の応力を、
２００ＭＰａ以上、４００ＭＰａ以下、
前記被駆動体の移動開始前における前記形状記憶合金の応力を、
５０ＭＰａ以上、前記移動開始時の応力の半分以下、
に設定することを特徴とする前記３に記載の駆動装置。
【００１３】
５．形状記憶合金と、
前記形状記憶合金の変形によって移動されるレンズと、を有するレンズ駆動装置において、
前記レンズが前記形状記憶合金の変形方向の所定の位置を越えて移動されないように前記レンズの位置を規制する規制部と、
前記レンズを前記規制部の方向に付勢するとともに移動時に前記形状記憶合金に応力を与える付勢部材と、を有し、
前記形状記憶合金は、通電制御により変形するものであって、
前記形状記憶合金が非通電状態にあり、前記付勢部材によって前記規制部に当接されているとき、
前記形状記憶合金の応力を、
前記付勢部材による付勢力の負荷に対する応力でのマルテンサイト変態終了点における前記形状記憶合金の歪率が２５℃近傍での歪率に相当する応力以下、
オーステナイト変態終了点における前記形状記憶合金の歪率が２５℃近傍での歪率に相当する応力以上、
に設定することを特徴とするレンズ駆動装置。
【００１４】
６．前記形状記憶合金は、紐状に形成され、すくなくともチタンおよびニッケルからなる合金であって、
前記形状記憶合金の非通電状態おける前記付勢部材による付勢力の負荷に対する応力を、
２００ＭＰａ以上、４００ＭＰａ以下、
前記形状記憶合金の前記付勢部材による負荷の掛かる前の応力を、
５０ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以下、
に設定することを特徴とする前記５に記載のレンズ駆動装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、形状記憶合金を、温度変態感度の高い温度範囲のみで動作させるようにした。したがって、温度変態感度の低い温度範囲における形状記憶合金の不要な反応（変形）を防止することができ、所望の動作をさせることができる。
【００１６】
また、形状記憶合金と、形状記憶合金の変形によって移動されるレンズと、を有するレンズ駆動装置において、形状記憶合金が非通電状態にあり、付勢部材によって規制部に当接されているとき、形状記憶合金の応力を、付勢部材による付勢力の負荷に対する応力でのマルテンサイト変態終了点における形状記憶合金の歪率が２５℃近傍での歪率に相当する応力以下、オーステナイト変態終了点における形状記憶合金の歪率が２５℃近傍での歪率に相当する応力以上、に設定するようにした。
【００１７】
すなわち、形状記憶合金が低反応状態では、付勢部材の負荷を規制部で受け、この時の形状記憶合金の初期設定応力を使用応力（負荷応力）より低く抑えることにより、形状記憶合金の常温（２５℃）での長さ（反応量）を規制しつつ所定応力まで動かないようにした。したがって、温度歪線図における反応温度以上の安定した反応領域のみ使用できる。その結果、環境温度に影響されることなく、高い精度でレンズの位置制御を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下図面に基づいて、本発明に係る駆動装置、及びレンズ駆動装置の実施の形態を説明する。尚、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限らない。
【００１９】
〔実施形態１〕
最初に、実施形態１による駆動装置の要部構成を図１を用いて説明する。図１は、実施形態１による駆動装置１０の要部構成を示す模式図である。
【００２０】
駆動装置１０は、図１に示すように、所定温度を境に急激に反応し所定方向（矢印Ｙ１方向）に収縮するＳＭＡ１０２と、ＳＭＡ１０２の収縮方向とは逆の方向（矢印Ｙ２方向）に負荷を発生させ、本発明における付勢部材に該当するバイアスバネ１０３と、ＳＭＡ１０２とバイアスバネ１０３の双方の発生力を受け、双方の力が均衡する位置に移動される被駆動体１０１と、ＳＭＡ１０２を通電制御する図示しない駆動回路と、ＳＭＡ１０２が通電されていない時に、バイアスバネ１０３に引張られる被駆動体１０１の移動を規制し、本発明における規制部に該当するストッパー１０４等から構成される。
【００２１】
ＳＭＡ１０２の反応温度は使用環境下の温度範囲より高く設定されている。ＳＭＡ１０２は通電による自身のジュール熱で温度が制御される。使用環境下ではＳＭＡ１０２は超弾性を示し、負荷の軽い状態で伸びており、被駆動体１０１は、バイアスバネ１０３の張力でストッパー１０４に押し付けられている。バイアスバネ１０３の張力は、ＳＭＡ１０２の許容応力より小さいが比較的大きめに設定されている。使用環境下の中心温度におけるＳＭＡ１０２にかかる応力は、バイアスバネ１０３の張力に相当する応力未満に設定される。
【００２２】
ここで、ＳＭＡ１０２に設定される応力について、図２を用いて説明する。図２は、ＳＭＡ１０２の温度と歪率の関係を示す図である。
【００２３】
ＳＭＡ１０２は、図２に示すように、加熱に伴い急激な反応を開始するオーステナイト変態開始点（Ａｓ点）と、より高温で反応が劣化するオーステナイト変態終了点（Ａｆ点）と、反応が飽和し記憶状態になって後、冷却するに伴い再び急激な逆反応が開始するマルテンサイト変態開始点（Ｍｓ点）と、急激な逆反応からゆっくりとした反応に切替わるマルテンサイト変態終了点（Ｍｆ点）と、を有している。また、ＳＭＡ１０２の温度と歪率の関係は、ヒステリシスを示し、Ａｓ点とＭｆ点は、歪率は近似しているが（若干Ｍｆ点の歪率が大きい）、温度はＡｓ点のほうが高い。また、同様にＡｆ点とＭｓ点は、歪率は近似しているが（若干Ｍｓ点の歪率が大きい）、温度はＡｆ点のほうが高い。
【００２４】
各反応の切替わり点（Ａｓ点、Ａｆ点、Ｍｓ点、Ｍｆ点）は、鋭角的に切替わるのが理想ではあるが、比較的急激な切替わりが起こるＴｉとＮｉの合金、あるいは、ＴｉとＮｉ及びＣｕの合金からなるＳＭＡでさえ緩やかな反応を示している。各反応切替わり点は、図２に示すように、直線的に反応する領域の接線の延長の交点で決定される。
【００２５】
ＳＭＡは、記憶状態が決まっているので歪率は、ＳＭＡにかかる初期応力によって異なってくる。初期応力が大きければ歪率は大きく取れ、小さければ歪率は小さい。また、歪率に応じて反応温度も高くなる。
【００２６】
つまり被駆動体１０１を駆動させるのに使用する歪（ストローク）をどの領域で使用するかによって温度による反応が異なってくる。
【００２７】
図１に示す構成の駆動装置１０においては、駆動中は、ＳＭＡ１０２の応力は、バイアスバネ１０３の張力と均衡しているので、ＳＭＡ１０２の温度と歪率の関係は、図２に示す実線の曲線上を移動するが、非通電時には低応力時の反応曲線（破線）上の左端Ｐ１に位置する。尚、このときの応力は、Ｍｆ点の応力以下に設定されている。反応が進むとＳＭＡ１０２は、記憶状態に戻ろうとし力を発生するが駆動応力以下であれば被駆動体１０１は、移動せず応力が上がるのみである（矢印Ｘ１）。応力がバイアスバネ１０３の張力と均衡する値を上回るとようやく被駆動体１０１が移動される。均衡の取れた位置は、駆動応力時の反応曲線（実線）上の初期設定歪の位置Ｐ２にあたる。
【００２８】
従来の様に、駆動応力で被駆動体１０１を移動させた場合は、ＳＭＡ１０２の温度と歪率の関係は、駆動応力時の反応曲線（実線）上を移動するのでＡｓ点やＭｆ点以下の低反応領域での温度変化にも反応してしまう。しかしながら、本実施形態では、前述のように、使用環境下の中心温度におけるＳＭＡ１０２にかかる応力は、バイアスバネ１０３の張力に相当する応力未満に設定され、非通電時のＳＭＡ１０２の温度と歪率の関係は、低応力時の反応曲線（破線）上の左端Ｐ１に位置するので、これを避けることができる。すなわち、低反応領域における温度変化による反応を規制し、被駆動体１０１の微動を防止できる。
【００２９】
前述のＳＭＡ１０２の状態変化の様子を、図３を用いて説明する。図３は、ＳＭＡ１０２の応力と歪率の関係を示す図である。
【００３０】
非通電時においては、所定応力（所定歪）の状態（Ｑ１点）にあるＳＭＡ１０２は、駆動応力までバイアスバネ１０３によって歪を抑制され、記憶状態に戻ろうとする自身の力で徐々に応力を上げてゆく（矢印Ｘ２）。バイアスバネ１０３と均衡する応力（Ｑ２点）になるとこの応力の超弾性領域において応力を上げずに移動を開始し始める。尚、実際はバイアスバネ１０３がチャージされ応力は、徐々に大きくなる。
【００３１】
〔変形例〕
実施形態１の変形例による駆動装置の要部構成を図４に示す。図４は、実施形態１の変形例による駆動装置１０の要部構成を示す模式図である。
【００３２】
駆動装置１０は、図４に示すように、バイアスバネ１０３として圧縮コイルバネを用い、被駆動体１０１をストッパー１０４に押し付ける構成である。このような構成においても、実施形態１の場合と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
〔実施形態２〕
実施形態２によるレンズ駆動装置の要部構成を図５を用いて説明する。図５は、実施形態２によるレンズ駆動装置１の要部構成を示す模式図である。
【００３４】
レンズ駆動装置１は、前述の駆動装置１０を用いたカメラの焦点調整装置である。レンズ駆動装置１は、図示しない距離測定手段による距離情報に基づいて、レンズ１１０を合焦位置に移動させるものである。
【００３５】
レンズ１１０は、移動ガイド１０６に移動可能に支持された被駆動体１０１に固定されている。被駆動体１０１がバイアスバネ１０３によりストッパー１０４に押し付けられている位置が無限、またはオーバー無限位置である。ＳＭＡ１０２に図示しない駆動回路より通電が行われるとＳＭＡ１０２の応力がバイアスバネ１０３の相当の応力以上になりレンズ１１０が移動ガイド１０６に沿って矢印Ｙ１方向に繰出される。
【００３６】
実施形態１で前述したＳＭＡ１０２の状態変化の原理により、低反応領域、すなわち使用温度範囲内ではレンズ１１０は微動することはなく、無限、またはオーバー無限位置を維持することができる。したがって、撮影範囲が狭まることはなくＡＦ性能への影響を防止できる。
【００３７】
レンズ駆動装置１に用いられるＳＭＡ１０２は、直線記憶された形状記憶合金線であり、この場合の応力σ、伸びε、発生力Ｆ、及び温度関数である縦弾性係数Ｅ（Ｔ）の関係は、下記（式１）、（式２）で表される。ここで、Ｃ３、Ｃ４は、ＳＭＡ１０２のそれぞれ断面積、長さを示す定数とする。
σ＝Ｃ３・Ｆ      （式１）
ε＝Ｃ４・σ／Ｅ（Ｔ）      （式２）
ＳＭＡ１０２のストロークは、駆動応力が大きいほど大きくなるが許容応力に近づけば一定値に漸近してくる。ＳＭＡ１０２がＴｉ、Ｎｉ、Ｃｕからなる合金の場合は、繰返し耐久まで考慮した許容応力σｍａｘが４００ＭＰａであり、２００ＭＰａ〜４００ＭＰａを駆動応力に設定するのが望ましい。また、このときのＡｓ点、Ｍｆ点の歪は温度上昇前の１００ＭＰａ〜２００ＭＰａ相当に匹敵し、初期設定応力をこれ以下に設定すると、常温（２５℃）から高温（例えば、６０℃）に温度が上昇してもレンズ１１０は、オーバー無限位置であるストッパー１０４から離れることはない。但し、５０ＭＰａ未満では、設定の困難さや、記憶長さまでのストローク（２００ＭＰａの約１／２）が確保できないこと、また、反応速度の低下等から焦点調節装置にとって好ましくない。
【００３８】
ここで、初期設定応力の違いによるＳＭＡ１０２の駆動電流と歪率の関係を表す実験データを図８のグラフに示す。図８中曲線Ｄ１は、バイアスバネ１０３の張力（ＳＭＡ１０２の駆動応力）を３４０ＭＰａとした時の関係を示し、曲線Ｄ２は、バイアスバネ１０３の張力（ＳＭＡ１０２の駆動応力）を３１０ＭＰａ、ＳＭＡ１０２の初期応力を１００ＭＰａとした時の関係を示す。尚、実験データは、ＳＭＡ１０２の駆動電流と歪率の関係を表すが、駆動電流は温度と略等価であり、２５℃の環境下において、例えば４０ｍＡは７０℃に相当するものである。
【００３９】
曲線Ｄ２が示す様に、ＳＭＡ１０２の初期応力を１００ＭＰａとした場合、電流が約４０ｍＡを越えた付近からＳＭＡ１０２の歪率は変化することが確認できる。すなわち、常温（２５℃）から高温（例えば、６０℃）に温度が上昇してもレンズ１１０は、オーバー無限位置であるストッパー１０４から離れることはない。
【００４０】
曲線Ｄ１と曲線Ｄ２の縦軸方向の歪率の差分約１．５％は、ＳＭＡ１０２を記憶長さから３４０ＭＰａで張った時の長さと１００ＭＰａで張った時の長さの差であり、曲線Ｄ２を縦軸の正方向に平行移動させた曲線Ｄ３が曲線Ｄ１に略一致する。
【００４１】
〔変形例１〕
実施形態２の変形例１によるレンズ駆動装置１の要部構成を図６に示す。図６は、実施形態２の変形例１によるレンズ駆動装置１の要部構成を示す模式図である。
【００４２】
レンズ駆動装置１は、実施形態２の場合と同様に、カメラの焦点調整装置である。
【００４３】
ＳＭＡ１０２は、変倍機構であるパンタ部１０８に設けられた２つの駆動アーム１０９に架設されている。
【００４４】
ＳＭＡ１０２の変形によるストロークは、パンタ部１０８を介して拡大されレンズ鏡筒１１１に伝達される。バイアスバネ１０３として板バネを用い、ＳＭＡ１０２は、バイアスバネ１０３により光軸と直交する方向に引張られることで、レンズ駆動装置１の高さが低いわりには大きな変位量を確保できる構成となっている。また、バイアスバネ１０３の発生力は、パンタ部１０８の変倍率分小さく設定することができるのでレンズ駆動装置１の小型化を図ることができる。ＳＭＡ１０２に図示しない駆動回路より通電が行われ、ＳＭＡ１０２の応力がパンタ部１０８を介したバイアスバネ１０３の相当の応力以上になると、ＳＭＡ１０２が収縮することで２つの駆動アーム１０９がそれぞれ上下方向に膨らむ。これによりレンズ鏡筒１１１が図示しない移動ガイドに沿って矢印Ｙ２方向に繰出される。このような構成においても、実施形態２の場合と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
〔変形例２〕
実施形態２の変形例２によるレンズ駆動装置１の要部構成を図７に示す。図７は、実施形態２の変形例２によるレンズ駆動装置１の要部構成を示す模式図である。
【００４６】
レンズ駆動装置１は、実施形態２の場合と同様に、カメラの焦点調整装置であり、ＳＭＡ１０２として形状記憶合金コイルバネを用いるものである。
【００４７】
駆動装置１０は、図７に示すように、所定温度を境に急激に反応し所定方向（矢印Ｙ１方向）に伸びるコイルバネ構成のＳＭＡ１０２と、ＳＭＡ１０２の伸び方向とは逆の方向（矢印Ｙ２方向）に負荷を発生させるバイアスバネ１０３と、ＳＭＡ１０２とバイアスバネ１０３の双方の発生力を受け、双方の力が均衡する位置に移動される被駆動体１０１と、ＳＭＡ１０２を通電制御する図示しない駆動回路と、ＳＭＡ１０２が通電されていない時に、バイアスバネ１０３に押される被駆動体１０１の移動を規制するストッパー１０４等から構成される。
【００４８】
ＳＭＡ１０２の反応温度は使用環境下の温度範囲より高く設定されている。ＳＭＡ１０２は通電による自身のジュール熱で温度が制御される。使用環境下ではＳＭＡ１０２は超弾性を示し、負荷の軽い状態で縮んでおり、被駆動体１０１は、バイアスバネ１０３の力でストッパー１０４に押し付けられている。バイアスバネ１０３の力は、ＳＭＡ１０２の許容応力より小さいが比較的大きめに設定されている。使用環境下の中心温度におけるＳＭＡ１０２にかかる応力は、バイアスバネ１０３の張力に相当する応力未満に設定される。
【００４９】
形状記憶合金コイルバネの応力はせん断応力であり、せん断応力τ、ばねの伸びλ、発生力Ｗ、及び温度関数である横弾性係数Ｇ（Ｔ）の関係は、下記（式３）、（式４）で表される。ここで、Ｃ１、Ｃ２は、コイル半径、巻数、及び線径からなる定数とする。
τ＝Ｃ１・Ｗ      （式３）
λ＝Ｃ２・τ／Ｇ（Ｔ）      （式４）
（式３）、（式４）と、前述の直線記憶された形状記憶合金線の場合の応力σ、伸びε、発生力Ｆ、及び温度関数である縦弾性係数Ｅ（Ｔ）の関係を示す（式１）、（式２）を比較すると分かるように、双方は略等価である。したがって、ＳＭＡ１０２として形状記憶合金コイルバネを用いた場合のＳＭＡ１０２の状態変化の態様は、実施形態１において、図２、図３に示した態様と略同様の態様を示す。これにより、実施形態１の場合と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
この様に、本発明の実施形態に係る駆動装置１０、レンズ駆動装置１においては、ＳＭＡ１０２が低反応状態では、バイアスバネ１０３の負荷をストッパー１０４で受け、この時のＳＭＡ１０２の初期設定応力を使用応力（負荷応力）より低く抑えることにより、ＳＭＡ１０２の所定温度での長さ（反応量）を規制しつつ所定応力まで動かない構成となっている。したがって、温度歪線図における反応温度以上の安定した反応領域のみ使用できる。
【００５１】
すなわち、常温でのＳＭＡ１０２の応力を、駆動応力でのＳＭＡ１０２のＡｓ点やＭｆ点の歪みが全ストロークの歪みに相当する応力以下に設定することにより、高温までの温度範囲で被駆動体１０１のストッパー１０４からの移動を防止できる。これにより、環境温度に影響されることなく、高い精度で被駆動体１０１の位置制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態１による駆動装置の要部構成を示す模式図である。
【図２】ＳＭＡの温度と歪率の関係を示す図である。
【図３】ＳＭＡの応力と歪率の関係を示す図である。
【図４】実施形態１の変形例による駆動装置の要部構成を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態２によるレンズ駆動装置の要部構成を示す模式図である。
【図６】実施形態２の変形例１によるレンズ駆動装置の要部構成を示す模式図である。
【図７】実施形態２の変形例２によるレンズ駆動装置の要部構成を示す模式図である。
【図８】初期設定応力の違いによるＳＭＡの駆動電流と歪率の関係を表すグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
１  レンズ駆動装置
１０  駆動装置
１０１  被駆動体
１０２  ＳＭＡ
１０３  バイアスバネ（圧縮コイルバネ、板バネ）
１０４  ストッパー
１０５  固定部材
１０６  移動ガイド
１０８  パンタ部
１０９  駆動アーム
１１０  レンズ
１１１  レンズ鏡筒
【図１】
2008286011.tif 000003
【図２】
2008286011.tif 000004
【図３】
2008286011.tif 000005
【図４】
2008286011.tif 000006
【図５】
2008286011.tif 000007
【図６】
2008286011.tif 000008
【図７】
2008286011.tif 000009
【図８】
2008286011.tif 000010