(57)【要約】【課題】ＳＭＡアクチュエータを適用したレンズ駆動機構において、小型軽量化を達成しつつ、大きな変位量を得ることができるようにする。【解決手段】金属薄板や弾性高分子シートを切り抜き、四角形に形成されるリンク部材２１と、もう１枚のリンク部材２２とを長径方向の端部で接合し、それらにＳＭＡアクチュエータ３０を巻掛け、緊縮／弛緩させることで、２枚のリンク部材２１，２２に、側面視でパンタグラフ式の動作を行わせる。これによって、小型軽量化を達成しつつ、大きな変位量を得るようにする。そして、薄板状の２枚のリンク部材２１，２２の連結片２１ｅ；２１ｆ；２２ｅ；２２ｆにＳＭＡアクチュエータ３０を巻掛けるにあたって、ピン２３を用いることで、該連結片２１ｅ；２１ｆ；２２ｅ；２２ｆの座屈を抑え、ＳＭＡアクチュエータ３０の駆動力をレンズユニット１０の移動力に効率良く変換することができる。【選択図】図１０
2008020812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズユニットと、そのレンズユニットの外方側から駆動力を与えることで該レンズユニットを光軸方向に移動させる駆動手段とを備えて構成されるレンズ駆動機構において、
前記駆動手段は、
４本のアームが前記レンズユニットを内部に収納するように四角形に連結されて成る２枚のリンク部材と、
前記２枚のリンク部材の一方の対角線方向の隅角部同士を所定の間隔を開けて相互に接合する接合手段と、
前記接合手段に巻掛けられる線状の形状記憶合金アクチュエータとを含み、
前記２枚のリンク部材の前記一方の対角線方向の隅角部に設けられた前記接合手段が駆動力の入力端となり、他方の対角線方向の隅角部が駆動力の出力端となり、一方のリンク部材の他方の対角線方向の隅角部間には前記レンズユニットが懸架され、前記線状の形状記憶合金アクチュエータが緊縮／弛緩することで前記他方の対角線方向の隅角部間が相互に離反／近接変位し、前記レンズユニットが前記光軸方向に移動することを特徴とするレンズ駆動機構。
【請求項２】
前記接合手段は、一方のリンク部材における一方の対角線方向の隅角部に絞りによって立設されたボスから成り、他方のリンク部材における対応する隅角部には、前記ボスの先端を受ける凹所が前記絞りによって形成されることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動機構。
【請求項３】
前記接合手段は、一方のリンク部材における一方の対角線方向の隅角部に立設されるピンから成り、他方のリンク部材における対応する隅角部には、前記ピンの先端を受ける凹所が絞りによって形成され、前記ピンの先端が前記凹所と接合されることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動機構。
【請求項４】
前記他方のリンク部材の他方の対角線方向の隅角部は、基台に搭載支持され、
前記接合手段は、前記基台側から離反するにつれて小径に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ駆動機構。
【請求項５】
前記他方のリンク部材における一方の対角線方向の隅角部において、前記線状の形状記憶合金アクチュエータが張架される経路に、前記接合手段よりも低い凸起が形成されることを特徴とする請求項４記載のレンズ駆動機構。
【請求項６】
前記リンク部材は、弾性高分子シートを切り抜き、折り曲げ形成して成ることを特徴とする請求項２記載のレンズ駆動機構。
【請求項７】
前記リンク部材の前記一方の対角線方向の隅角部において、前記アームは連結片で接続されており、前記連結片は前記２枚のリンク部材間で相互に平行であり、その連結片の外周縁部より内方に前記接合手段が設けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のレンズ駆動機構。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のレンズ駆動機構と、
前記レンズユニットの像面側に配置される撮像素子と、
前記レンズ駆動機構の動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ付き携帯電話機等に搭載される比較的小型の撮像装置およびその撮像装置に好適に用いられ、撮像光学系を構成するレンズユニットをフォーカス調整やズーム調整等のために駆動するレンズ駆動機構に関する。
【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飛躍的に増大する等、高画質化が進んでいる。これに合わせて、撮像光学系を構成するレンズユニットの高性能化も求められている。具体的には、固定焦点式であったものがオートフォーカス式に、またズーム機能についてもデジタルズームに代えて若しくは追加して光学式ズームが要求されている。ここで、オートフォーカスや光学式ズームのいずれにおいても、レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動機構が必要となる。
【０００３】
従来、かかるレンズ駆動機構としては、ムービングコイル方式のものが汎用されている。これは、一対のコイルと磁石とを、レンズを固定する玉枠と該玉枠を支持する不動の枠体とに各々取り付け、前記コイルへの通電量に依存する磁気反発力を利用して玉枠を光軸方向に駆動させるものである。しかし、このムービングコイル方式は、小型化が困難なコイル及び磁石の使用が不可欠であり、昨今の小型軽量化の趨勢にマッチしない。また、玉枠に重量物であるコイルを搭載する必要があるため、衝撃印加時における玉枠の慣性モーメントが大きくなり、耐衝撃性に劣るという欠点がある。
【０００４】
これに変わるレンズ駆動機構として、形状記憶合金（以下、ＳＭＡという場合がある）アクチュエータを用いたものが知られている。これは、ＳＭＡを通電加熱する等して緊縮力を発生させ、該緊縮力をレンズ駆動力として用いるもので、一般的に小型化、軽量化が容易であり、しかも比較的大きな力量が得られるという利点がある。
【０００５】
ＳＭＡアクチュエータを適用したレンズ駆動機構として、例えば特許文献１〜４に開示された構造が知られている。特許文献１には、ＳＭＡバネとバイアスバネとを、移動レンズを挟んで拮抗配置することが開示されている。特許文献２には、レンズを光軸方向に案内するカム筒の外周にＳＭＡ線材を螺旋状に巻回し、ＳＭＡ線材の緊縮力でカム筒を回動させる構成が開示されている。特許文献３には、玉枠と固定部との間にＳＭＡ線材を架け渡し、ＳＭＡ線材の緊縮力で玉枠を移動させる構成が開示されている。さらに、特許文献４には、ＳＭＡ線材の緊縮力を歯車機構で拡大する構成を含むレンズ駆動機構が開示されている。
【特許文献１】特開平９−１２７３９８号公報
【特許文献２】特開２００５−１９５９９８号公報
【特許文献３】特開２００２−１３０１１４号公報
【特許文献４】特開２００５−１５６８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、ＳＭＡを通電加熱等して得られる緊縮変位量は、その全長の数％程度に過ぎない。耐久性を考慮すると、せいぜい３％程度の変位範囲でＳＭＡを緊縮駆動させる必要がある。このため、特許文献１〜３の構成のように、ＳＭＡアクチュエータにより直接的にレンズ（玉枠）を駆動する方式では、レンズを移動できる量は比較的小さく、高性能なオートフォーカスや光学式ズームのために必要なレンズ移動量を得ることができないという問題がある。また、特許文献４の構成を用いれば変位量を稼げるものの、歯車機構の搭載は小型軽量化の阻害要因となる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、ＳＭＡアクチュエータを適用したレンズ駆動機構において、小型軽量化を達成しつつ、大きな変位量を得ることができるレンズ駆動機構およびそれを用いる撮像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】
本発明のレンズ駆動機構は、レンズユニットと、そのレンズユニットの外方側から駆動力を与えることで該レンズユニットを光軸方向に移動させる駆動手段とを備えて構成されるレンズ駆動機構において、前記駆動手段は、４本のアームが前記レンズユニットを内部に収納するように四角形に連結されて成る２枚のリンク部材と、前記２枚のリンク部材の一方の対角線方向の隅角部同士を所定の間隔を開けて相互に接合する接合手段と、前記接合手段に巻掛けられる線状の形状記憶合金アクチュエータとを含み、前記２枚のリンク部材の前記一方の対角線方向の隅角部に設けられた前記接合手段が駆動力の入力端となり、他方の対角線方向の隅角部が駆動力の出力端となり、一方のリンク部材の他方の対角線方向の隅角部間には前記レンズユニットが懸架され、前記線状の形状記憶合金アクチュエータが緊縮／弛緩することで前記他方の対角線方向の隅角部間が相互に離反／近接変位し、前記レンズユニットが前記光軸方向に移動することを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、駆動手段がレンズユニットの外方側から駆動力を与えることで該レンズユニットを光軸方向に移動させ、フォーカス調整やズーム調整を実現するレンズ駆動機構において、前記駆動手段を２枚のリンク部材と、接合手段と、線状の形状記憶合金アクチュエータとを備えて構成する。そして、前記２枚のリンク部材は、それぞれ４本のアームが前記レンズユニットを内部に収納するように四角形に連結されて成り、一方の対角線方向の隅角部間が接合手段を介して相互に接合されるとともに、一方のリンク部材の他方の対角線方向の隅角部間には前記レンズユニットが懸架され、前記形状記憶合金アクチュエータは前記接合手段に巻掛けられて成る。したがって、２枚のリンク部材は、一方の対角線方向の断面で見るとパンタグラフ状に拡縮変位可能となる。他方のリンク部材の他方の対角線方向の隅角部は、基台に接触して前記一方のリンク部材に懸架されたレンズユニットを押し上げるために使用されてもよく、また前記形状記憶合金アクチュエータの位置で該レンズ駆動機構が基台に搭載され、前記他方のリンク部材の他方の対角線方向の隅角部間には受光素子が懸架されてもよい。
【００１０】
したがって、前記２枚のリンク部材の一方の対角線方向の隅角部が駆動力の入力端となり、前記形状記憶合金アクチュエータが緊縮すると、駆動力の出力端となる他方の対角線方向の隅角部間が相互に離反変位し、前記パンタグラフ状のリンク部材は拡大してレンズユニットを押し出す。これに対して、前記形状記憶合金アクチュエータが弛緩すると、他方の対角線方向の隅角部間が相互に近接変位し、前記パンタグラフ状のリンク部材は縮小してレンズユニットを引き下げる。こうして、こうして、線状の形状記憶合金アクチュエータを使用して、小型軽量化を達成しつつ、レンズユニットの前記光軸方向への大きな変位量を得ることができる。
【００１１】
また、薄板状の前記２枚のリンク部材の一方の対角線の隅角部間を単に貼り合せた場合、巻掛けられた前記線状の形状記憶合金アクチュエータのテンションで該隅角部が座屈してしまい、形状記憶合金アクチュエータの駆動力をレンズユニットの移動力に上手く変換できなくなってしまうところ、前記２枚のリンク部材の隅角部間を所定の間隔を開けて接合手段を介して接合することで、その隅角部の座屈を抑え、形状記憶合金アクチュエータの駆動力をレンズユニットの移動力に効率良く変換することができる。さらには、所定の間隔を開けていることで、形状記憶合金アクチュエータを懸架し易いという効果を奏する。
【００１２】
また、本発明のレンズ駆動機構では、前記接合手段は、一方のリンク部材における一方の対角線方向の隅角部に絞りによって立設されたボスから成り、他方のリンク部材における対応する隅角部には、前記ボスの先端を受ける凹所が前記絞りによって形成されることを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、絞りによって形成されたボスを凹所に嵌め込み、溶着や接着などで接合することでリンク部材を組立てることができ、位置決めなどが容易で組立て性に優れるとともに、接合手段に別部材を用いることなく、低コスト化を図ることもできる。
【００１４】
さらにまた、本発明のレンズ駆動機構では、前記接合手段は、一方のリンク部材における一方の対角線方向の隅角部に立設されるピンから成り、他方のリンク部材における対応する隅角部には、前記ピンの先端を受ける凹所が絞りによって形成され、前記ピンの先端が前記凹所と接合されることを特徴とする。
【００１５】
上記の構成によれば、前記接合手段にピンを用い、一方のリンク部材の隅角部にそのピンを立設し、その先端を他方のリンク部材の隅角部に形成された凹所に嵌め込み、溶着や接着などで接合することでリンク部材を組立てることができる。したがって、一方向から組立てることができ、組立て性に優れるとともに、ピンに電気絶縁性の材料を使用することで、リンク部材に導電性の部材を使用することも可能になる。
【００１６】
また、本発明のレンズ駆動機構は、前記他方のリンク部材の他方の対角線方向の隅角部は、基台に搭載支持され、前記接合手段は、前記基台側から離反するにつれて小径に形成されることを特徴とする。
【００１７】
上記の構成によれば、前記他方のリンク部材の他方の対角線方向の隅角部が基台に搭載支持される場合、線状の形状記憶合金アクチュエータが緊縮し、前記パンタグラフが拡大しても、該線状の形状記憶合金アクチュエータの両端の張架位置は一定であるので、該線状の形状記憶合金アクチュエータは前記リンク部材の一方の対角線方向の隅角部にかけて斜めに張架されることになる。これに対応して、前記接合手段を、前記基台側で大径に、基台から離反するにつれて小径に形成しておくことで、前記パンタグラフが拡大しても、前記線状の形状記憶合金アクチュエータが基板側（他方のリンク部材側）にずり落ちることを防止することができ、該形状記憶合金アクチュエータと前記他方のリンク部材において前記接合手段が設けられる一方の対角線方向の隅角部との干渉を防止することができる。
【００１８】
さらにまた、本発明のレンズ駆動機構は、前記他方のリンク部材における一方の対角線方向の隅角部において、前記線状の形状記憶合金アクチュエータが張架される経路に、前記接合手段よりも低い凸起が形成されることを特徴とする。
【００１９】
上記の構成によれば、前記パンタグラフが拡大しても、前記線状の形状記憶合金アクチュエータがずり落ちることを確実に防止することができる。
【００２０】
また、本発明のレンズ駆動機構では、前記リンク部材は、弾性高分子シートを切り抜き、折り曲げ形成して成ることを特徴とする。
【００２１】
上記の構成によれば、形状記憶合金アクチュエータとの接触に対して、該リンク部材による電気的な短絡や、熱逃避を考慮しなくてよくなる。
【００２２】
さらにまた、本発明のレンズ駆動機構は、前記リンク部材の前記一方の対角線方向の隅角部において、前記アームは連結片で接続されており、前記連結片は前記２枚のリンク部材間で相互に平行であり、その連結片の外周縁部より内方に前記接合手段が設けられることを特徴とする。
【００２３】
上記の構成によれば、前記線状の形状記憶合金アクチュエータを、単に貼り合せた連結片の外周縁部に巻掛けるのに比べて、内側の接合手段に巻掛けることで、小型化することができる。
【００２４】
また、本発明の撮像装置は、前記のレンズ駆動機構と、前記レンズユニットの像面側に配置される撮像素子と、前記レンズ駆動機構の動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２５】
上記の構成によれば、線状の形状記憶合金アクチュエータを使用して、小型軽量化を達成しつつ、レンズユニットの前記光軸方向への大きな変位量を得ることができるとともに、形状記憶合金アクチュエータの駆動力をレンズユニットの移動力に効率良く変換することができる撮像装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のレンズ駆動機構は、以上のように、駆動手段がレンズユニットの外方側から駆動力を与えることで該レンズユニットを光軸方向に移動させ、フォーカス調整やズーム調整を実現するレンズ駆動機構において、前記駆動手段を、４本のアームが前記レンズユニットを内部に収納するように四角形に連結されて成る２枚のリンク部材と、前記２枚のリンク部材の一方の対角線方向の隅角部同士を所定の間隔を開けて相互に接合する接合手段と、前記接合手段に巻掛けられる線状の形状記憶合金アクチュエータとを備えて構成し、前記線状の形状記憶合金アクチュエータが緊縮／弛緩することで前記２枚のリンク部材にパンタグラフ状の拡縮変位を行わせ、一方のリンク部材の他方の対角線方向の隅角部間に懸架されたレンズユニットを前記光軸方向に移動させる。
【００２７】
それゆえ、線状の形状記憶合金アクチュエータを使用して、小型軽量化を達成しつつ、レンズユニットの前記光軸方向への大きな変位量を得ることができる。また、薄板状の前記２枚のリンク部材の一方の対角線の隅角部間を単に貼り合せた場合、巻掛けられた前記線状の形状記憶合金アクチュエータのテンションで該隅角部が座屈してしまい、形状記憶合金アクチュエータの駆動力をレンズユニットの移動力に上手く変換できなくなってしまうところ、前記２枚のリンク部材の隅角部間を所定の間隔を開けて接合手段で接合することで、その隅角部の座屈を抑え、形状記憶合金アクチュエータの駆動力をレンズユニットの移動力に効率良く変換することができる。さらには、所定の間隔を開けていることで、形状記憶合金アクチュエータを懸架し易いという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の一形態に係るレンズ駆動機構であるレンズ駆動モジュール１を含む撮像装置２の主要構成部材を示す斜視図であり、図２はその分解斜視図であり、図３はその縦断面図である。このレンズ駆動モジュール１は、大略的に、レンズユニット１０と、このレンズユニット１０を光軸ＡＸ方向に移動させる駆動手段としてのリンク部材２１，２２およびＳＭＡアクチュエータ３０と、前記レンズユニット１０を保持するばね部材４１，４２と、バイアスばね４３とを備えて構成される。前記レンズユニット１０の像面側には、被写体光像を光電変換する撮像素子３が配置されている。
【００２９】
前記ばね部材４１，４２は、前記レンズユニット１０を光軸ＡＸ方向とは交差する方向への移動を阻止しつつ、光軸ＡＸ方向への移動を許容するように、固定位置である上側基台５１および下側基台５２との間に、前後一対で設けられている。前記バイアスばね４３は、後述するＳＭＡアクチュエータ３０の高温時における過剰な緊縮によるレンズユニット１０の飛び出しを防止するとともに、前記ＳＭＡアクチュエータ３０が反応する温度が加わっているテンションによって異なるので、所定の電流による一定温度の発熱で所定量緊縮するように、図示しない前面パネルなどとの間に介在されている。
【００３０】
前記レンズユニット１０は、図２で示すように、撮影レンズ１１が嵌め込まれた玉枠１２と、大略的に円筒型を呈し、前記玉枠１２がその前面側にねじ込まれることで、任意の撮影レンズ１１を取付け可能となっている鏡筒１３とを備えて構成される。前記玉枠１２は、切欠１４が工具などで把持され、その外周面に刻設された外ねじが前記鏡筒１３の内周面に刻設された内ねじにねじ込まれることで取付けられる。前記撮影レンズ１１は、対物レンズ、フォーカスレンズ、ズームレンズ等を有し、撮像素子３に対する被写体像の結像光学系を構成している。
【００３１】
前記鏡筒１３の前端側において、一直径線上の位置からは、半径方向外方側に延びる一対の懸架片１５が形成されており、この懸架片１５によって、レンズユニット１０は、リンク部材２１と係合（支持）されている。前記鏡筒１３の後端側では、前記懸架片１５が形成された直径線と直交する直径線上の位置に、前記光軸ＡＸ方向に延びる一対の案内凸条１６が形成される。
【００３２】
前記リンク部材２１，２２は、４本のアーム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ；２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが、前記レンズユニット１０を内部に収納するように、連結片２１ｅ，２１ｆ；２２ｅ，２２ｆによって菱形に連結されて成る。これらのリンク部材２１，２２の構成材料としては特に限定はなく、駆動力を伝達できる強度を有する一方で、前記各アーム２１ａ，２１ｂ；２１ｃ，２１ｄ；２２ａ，２２ｂ；２２ｃ，２２ｄと連結片２１ｅ；２１ｆ；２２ｅ；２２ｆとの接合部およびアーム２１ａ，２１ｃ；２１ｂ，２１ｄ；２２ａ，２２ｃ；２２ｂ，２２ｄ同士の接合部が、弾性変形して節の機能を果たしうる部材であればよい。たとえば、金属薄板や弾性高分子シートを切り抜き、折り曲げ形成して作成することができる。特に、前記節での弾性変形による力の損失が小さくなるように曲げ弾性率が小さく、また弾性変形により破断し難いよう曲げ強さが大きく、さらに耐熱性に優れる樹脂材料が望ましい。このような樹脂材料としては、ポリカーボネートやポリエチレンテレフタレートを使用することができる。これらの樹脂材料を使用した場合にはまた、ＳＭＡアクチュエータ３０との接触に対して、該リンク部材２１，２２による電気的な短絡や、熱逃避を考慮しなくてよくなる。
【００３３】
これらのリンク部材２１，２２は、長径方向の隅角部である連結片２１ｅ，２１ｆ；２２ｅ，２２ｆ間が、接合手段であるピン２３によって相互に接合されるとともに、そのピン２３に前記ＳＭＡアクチュエータ３０が巻掛けられて、光軸ＡＸと直交する方向の駆動力の入力が与えられる変位入力部となる。前記の変位入力部に与えられた駆動力に基づいて、リンク部材２１，２２は、図３で示すように、長径方向の断面でパンタグラフ式の動作を行い、短径方向の隅角部であるアーム２１ａ，２１ｃ；２１ｂ，２１ｄ；２２ａ，２２ｃ；２２ｂ，２２ｄの連結点２１ｇ，２１ｈ；２２ｇ，２２ｈが、光軸ＡＸ方向に移動する変位出力部となる。一方のリンク部材２１の連結点２１ｇ，２１ｈには、前記レンズユニット１０の懸架片１５が搭載され、他方のリンク部材２１の連結点２２ｇ，２２ｈは、中間基台５３上に搭載される。
【００３４】
前記連結点２１ｇ，２１ｈ；２２ｇ，２２ｈには、内方側から切欠き２１ｉ，２２ｉが形成されている。これらの切欠き２１ｉ，２２ｉに代えて、前記短径方向に延びるスリットなどが形成されてもよい。前記リンク部材２１の切欠き２１ｉには、前記懸架片１５に形成された突起１５ａが嵌り込み、レンズユニット１０の長径方向のずれが阻止されている。なお、前記切欠き２１ｉが外方側から内方側へ形成された場合、およびスリットの場合には、このレンズユニット１０の脱落を確実に防止することができる。同様に、前記リンク部材２２の切欠き２２ｉには、中間基台５３に形成された突起５３ａが嵌り込み、該リンク部材２２の前記長径方向のずれが阻止されている。
【００３５】
前記ＳＭＡアクチュエータ３０は、たとえばＮｉ−Ｔｉ合金等の形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ（一本の線状体）から成る線アクチュエータである。このＳＭＡアクチュエータ３０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。
【００３６】
本実施形態では、ＳＭＡアクチュエータ３０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３０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３０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３０の両端は、通電加熱用の電極となる後述のかしめ金具３１ａ，３２ａでかしめ固定される。
【００３７】
図４は、前記２枚のリンク部材２１，２２の接合部付近を拡大して示す断面図である。この図４は、連結片２１ｆ，２２ｆ間の構造を示しているが、連結片２１ｅ，２２ｅ間についても同様の構造とされる。これらの連結片２１ｅ，２１ｆ；２２ｅ，２２ｆには、絞りによって凹所２１ｊ，２２ｊが形成されており、一方のリンク部材２１については、その凹所２１ｊの底面に打抜きによって孔２１ｋが形成されている。そして、前記ピン２３は、孔２１ｋを挿通した後、頭部２３ａと孔２１ｋの周縁部とが、レーザ、超音波、ヒータなどを用いて熱溶着された後、前記孔２１ｋを挿通したピン２３の先端２３ｂが前記凹所２２ｊの底面２２ｋと接着や熱溶着されることで、前記リンク部材２１とリンク部材２とが前記パンタグラフ状に組立てられる。このとき、前記連結片２１ｅ，２１ｆと前記連結片２２ｅ，２２ｆとは、相互に平行で、たとえば０．４〜０．５ｍｍの間隔を隔てて配置される。
【００３８】
こうして組立てられたリンク部材２１，２２は、前記突起５３ａが切欠き２２ｉに嵌り込むように前記中間基台５３に搭載される。このとき、中間基台５３には、図５で示すように、前記上側基台５１を搭載支持する複数の支柱５４、前記ＳＭＡアクチュエータ３０の両端を張架する支柱３１，３２および中点を支持する支柱３３が立設されている。支柱３１から連結片２１ｅ，２２ｅ側のピン２３、支柱３３、連結片２１ｆ，２２ｆ側のピン２３を経由して支柱３２に前記ＳＭＡアクチュエータ３０が巻掛けられるので、支柱３１〜３３は、前記菱形の短径方向の位置に立設されることになる。
【００３９】
その後、前記レンズユニット１０に代えて、前記中間基台５３に形成された孔５３ｂには、治具が嵌め込まれ、前記リンク部材２１，２２を、切欠き２１ｉ，２２ｉの位置において、所定の状態で（前記パンタグラフの高さが一定の高さとなるように）支持して、前記ＳＭＡアクチュエータ３０が前記の経路で掛け渡され、両端の支柱３１，３２の先端の前記かしめ金具３１ａ，３２ａがかしめられることで、前記ＳＭＡアクチュエータ３０が一定の長さおよび張力で張架される。
【００４０】
続いて、前記中間基台５３から前記治具が取外され、後述するようなばね部材４２および撮像素子３が取付けられた下側基台５２が取付けられる。その後、前記バイアスばね４３が取付けられたレンズユニット１０が前記孔５３ａに挿入され、後端部がばね部材４２と接着される。
【００４１】
続いて、前記ばね部材４１が取付けられた上側基台５１が支柱５４上に取付けられ、レンズユニット１０の前端部がばね部材４１と接着されることで、レンズ駆動モジュール１が完成する。前記上側基台５１には、たとえば図６で示すように、前記レンズユニット１０が遊挿する孔５１ａと、それに連なり、前記懸架片１５が遊挿する孔５１ｂとが形成されている。
【００４２】
前記図５および図３を参照して、前記中間基台５３は、前記レンズユニット１０に必要な長さと、前記リンク部材２１，２２による前述のようなパンタグラフ動作のストロークとの差を解消するために、撮像素子３を搭載する下側基台５２上に適宜設けられる。本実施の形態では、この中間基台５３が設けられることを利用して、前述の図２でも示すように、レンズユニット１０の鏡筒１３の後端側に前記光軸ＡＸ方向に延びる一対の案内凸条１６が形成されており、これに対応して、この中間基台５３には、レンズユニット１０の投影面側の一部分である前記鏡筒１３の後端側が沈胴する孔５３ｂに、前記光軸ＡＸ方向に延びる一対の案内凹溝５３ｃが形成されている。
【００４３】
これによって、レンズ部分である玉枠１２が筒体である鏡筒１３の前面側に前述のようにねじ込まれる際に、該鏡筒１３の光軸ＡＸ回りの回転が阻止され、レンズユニット１０を懸架するばね部材４１，４２の弾性変形の範囲に抑えることができ、共通の駆動機構を使用して任意の撮影レンズ１１を取付け可能となり、撮影レンズ１１に対する汎用性を向上することができる。また、耐衝撃性を向上することもできる。さらにまた、ばね部材４１，４２を、従来より柔らかくしてストロークを向上したり、小型化したりすることもできる。また、前記案内凸条１６および案内凹溝５３ｃは、レンズユニット１０において、前記懸架片１５が形成された直径線、すなわち菱形の短径方向と直交する直径線、したがって長径方向の直径線上の位置に設けられるので、該レンズユニット１０に近接した部分に比較的容易に、そのスペースを確保することができる。さらにまた、前記案内凸条１６および案内凹溝５３ｃは、レンズユニット１０の重心を挟んで対称位置に一対で設けられるので、その案内凸条１６と案内凹溝５３ｃとの嵌め合いに対して、レンズユニット１０を光軸ＡＸから傾かないように、安定して移動させることができる。
【００４４】
なお、前記のようなレンズユニット１０の長さとパンタグラフ動作のストロークとの関係で、前記中間基台５３が設けられない場合には、下側基台５２から専用の柱を立設し、その柱に案内凹溝５３ｃを形成するようにしてもよい。しかしながら、中間基台５３が設けられる場合には、その柱を該中間基台５３で兼用することができるとともに、前記孔５３ｂによってレンズユニット１０の外周面を案内して、該レンズユニット１０を軸心のずれ（並進）なく移動させることができる。また、前記案内凸条１６が中間基台５３の孔５３ｂ内に設けられ、前記案内凹溝５３ｃが鏡筒１３に設けられてもよい。
【００４５】
また、前記ばね部材４１，４２は、図７および図８で示すように構成されている。図７はばね部材４１に前記バイアスばね４３による付勢力が印加されていない状態の斜視図であり、図８はその平面図である。これらの図７および図８では、ばね部材４１について説明するが、ばね部材４２についても同様に構成される。このばね部材４１は、前記レンズユニット１０を内包するように環状に形成され、周方向に１８０°間隔を開けた対向位置４１ａが前記上側基台５１（ばね部材４１）または下側基台５２（ばね部材４２）の固定位置に固定される第１の環状部４１ｂと、前記第１の環状部４１ｂに沿って形成される第２の環状部４１ｃと、前記第１の環状部４１ｂにおける前記位置４１ａ間の中点４１ｄを前記第２の環状部４１ｃに連結する連結片４１ｅと、前記第２の環状部４１ｃにおける前記連結片４１ｅ間の中点４１ｆから延び、前記レンズユニット１０を懸架する懸架片４１ｇとを備えて構成される。
【００４６】
すなわち、前記ばね部材４１は、前記レンズユニット１０を内包する２つの環状部４１ｂ，４１ｃが連結片４１ｅによって連結され、第２の環状部４１ｃの２点４１ｆから懸架片４１ｇが延設されてレンズユニット１０を懸架するようになっており、各部の位置関係としては、第１の環状部４１ｂにおいては周方向に１８０°間隔を開けた対向位置４１ａが前記固定位置に固定され、前記連結片４１ｅはその第１の環状部４１ｂにおける固定位置（４１ａ）間の中点４１ｄに設けられ、前記第２の環状部４１ｃにおいては前記連結片４１ｅ間の中点４１ｆから前記懸架片４１ｇが延設される。したがって、連結片４１ｅと懸架片４１ｇとは、周上で同じ角度位置に位置することになり、１つの懸架片４１ｇは、固定位置（４１ａ）から相互に略反対方向に延びる第１の環状部４１ｂから連結片４１ｅで折返され、前記固定位置（４１ａ）側に戻ってきた第２の環状部４１ｃから成る一対のばね部材で支持されることになる。
【００４７】
これによって、連結片４１ｅと懸架片４１ｇとが近接／離反することで、前記レンズユニット１０が光軸ＡＸ方向へ移動しても支持可能となり、その光軸ＡＸ方向の移動に対するばね部材の伸縮によっても前記レンズユニット１０の周方向への回転力は発生せず、前記レンズユニット１０を常に光軸ＡＸと平行に、かつ軸心のずれなく移動させることができる。そして、通常このような長いストロークの板ばね部材の場合、耐衝撃性を向上するためには、板厚を厚く、または板幅を広く形成する必要があるのに対して、前述のように鏡筒１３の後端側が中間基台５３の孔５３ｂに嵌り込むことで前記レンズユニット１０の並進が抑えられており、さらに案内凸条１６が案内凹溝５３ｃに嵌り込むことで前記レンズユニット１０の周方向への回転が阻止されているので、耐衝撃性は確保されており、前記のように板厚を厚くしたり板幅を広くしたりする必要もない。
【００４８】
上述の例では、第１の環状部４１ｂおよび第２の環状部４１ｃは矩形に形成されているけれども、円形などの環状であればよい。しかしながら、矩形であれば、矩形の基台５１，５２上のスペースを最大限利用して、ばねのストロークを稼ぐことができる。
【００４９】
前記バイアスばね４３は、ＳＭＡアクチュエータ３０の動作（緊縮）によってレンズユニット１０が移動される方向とは逆方向に該レンズユニット１０を付勢するものであり、前記玉枠１２の周縁サイズと略合致した径の圧縮コイルバネから成り、その玉枠１２の頂面に一端側（下端側）が当接されている。なお、バイアスばね４３の他端側（上端側）は、たとえば携帯電話機のハウジング内面等に当接されることとなる。
【００５０】
このバイアスばね４３の力量は、前記ＳＭＡアクチュエータ３０による駆動力よりも弱いものとされる。すなわち、ＳＭＡアクチュエータ３０が動作していないときは、レンズユニット１０は下側基台５２に向けて（図３の下方）押圧され、前述のようにＳＭＡアクチュエータ３０に一定のテンションを与えており、ＳＭＡアクチュエータ３０が動作すると、バイアスばね４３の押圧力に抗してレンズユニット１０は反対方向（図３の上方）に移動される。換言すると、バイアスばね４３は、ＳＭＡアクチュエータ３０の動作が終了した後に、レンズユニット１０をホームポジションに復帰させるバイアス力をレンズユニット１０に与えるものである。かかるバイアスばね４３を組み付けることで、常時バイアス力がレンズユニット１０に与えられることから、ＳＭＡアクチュエータ３０への通電量を制御することでレンズユニット１０をホームポジションに復帰させることができ、駆動制御を容易に行えるようになる。
【００５１】
前記撮像素子３は、レンズユニット１０により結像された被写体の光学像の光量に応じて、Ｒ、Ｇ、Ｂ各成分の画像信号に光電変換して出力するものである。たとえば、この撮像素子３には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）が２次元状に配置されたエリアセンサの各ＣＣＤの表面に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタが市松模様状に貼り付けられた、いわゆるベイヤー方式と呼ばれる単板式カラーエリアセンサで構成されたものを用いることができる。このようなＣＣＤイメージセンサの他、ＣＭＯＳイメージセンサやＶＭＩＳイメージセンサ等も用いることができる。
【００５２】
続いて、上述のように構成されるレンズ駆動モジュール１の機械的な動作について説明する。図９は、リンク部材２１，２２およびＳＭＡアクチュエータ３０を抜き出して示す平面図であり、図１０はその側面図である。前記図３も併せて参照して、ＳＭＡアクチュエータ３０の両電極となるかしめ金具３１ａ，３２ａ間に所定の電圧が印加され、通電によりＳＭＡアクチュエータ３０が加熱されてオーステナイト相へ変態すると、ＳＭＡアクチュエータ３０は緊縮力を発生する。この緊縮力は、ＳＭＡアクチュエータ３０が架け渡されているリンク部材２１，２２の変位入力部となるピン２３に作用する。すなわち、１８０度相対する外側方向から光軸ＡＸの中心方向へ向かう移動力Ｆ１，Ｆ２が、前記ピン２３間に与えられる。
【００５３】
この移動力Ｆ１，Ｆ２を受けてリンク部材２１，２２は、その高さ寸法が光軸ＡＸ方向に拡大するように変形して、前述のようなパンタグラフ式の動作を行う。すなわち、節となる前記アーム２１ａ，２１ｂ；２１ｃ，２１ｄ；２２ａ，２２ｂ；２２ｃ，２２ｄと連結片２１ｅ；２１ｆ；２２ｅ；２２ｆとの接合部およびアーム２１ａ，２１ｃ；２１ｂ，２１ｄ；２２ａ，２２ｃ；２２ｂ，２２ｄ同士の接合部が、前記移動力Ｆ１，Ｆ２によって屈曲され、前記連結点２１ｇ，２２ｇ；２１ｈ，２２ｈ間の間隔が拡張されるように、リンク部材２１，２２は変形される。ここで、第２のリンク部材２２の連結点２２ｇ，２２ｈは中間基台５３上に搭載されていることから、変位出力部を構成する第１のリンク部材２１の連結点２１ｇ，２１ｈだけに、光軸ＡＸに沿って物体側に拡大する移動力Ｆ３が発生することとなる。
【００５４】
かかる移動力Ｆ３は、前記連結点２１ｇ，２１ｈから懸架片１５を介してレンズユニット１０に伝達され、レンズユニット１０は光軸ＡＸ方向に変位される（図３の状態）。このとき、ばね部材４１，４２の環状部４１ｂ，４１ｃ（ばね部材４２についても同様）は、上方向（物体側）に反り上がり、またバイアスばね４３は圧縮された状態となる。
【００５５】
ＳＭＡアクチュエータ３０への通電が停止（若しくは電圧が所定値まで低下）され、ＳＭＡアクチュエータ３０が冷却されてマルテンサイト相に復帰すると、変位入力部となるピン２３間に与えられていた移動力Ｆ１，Ｆ２は消失する。そして、バイアスばね４３の付勢力により、レンズユニット１０は光軸ＡＸ方向に沿ってホームポジションに復帰される。このように、ＳＭＡアクチュエータ３０への通電ＯＮ−ＯＦＦによって、レンズユニット１０を光軸ＡＸ方向に沿って変位させることができる。また、ＳＭＡアクチュエータ３０への通電電流を制御して移動力Ｆ１，Ｆ２の力量を調整することで、レンズユニット１０の変位量を調整できるようになる。
【００５６】
ここで、本実施の形態では、１本のＳＭＡアクチュエータ３０が、支柱３１，３２を基点として、２つのピン２３と、これらのピン２３の中間に配置される１つの支柱３３とを用いて、リンク部材２１，２２の外周に沿うように四角形状に架設されている。したがって、ＳＭＡアクチュエータ３０の全長の中間点がテンションガイドとなる支柱３３で支持され、また支柱３３と支柱３１との中間および支柱３３と支柱３１との中間に、各々ピン２３が位置する関係となっている。
【００５７】
このため、ＳＭＡアクチュエータ３０は、支柱３３を境とした半分ずつで、同じ変位量の伸縮を行うことから、支柱３３による支持部（接触部）でＳＭＡアクチュエータ３０の擦れ等は発生しない。同様に、ピン２３を境とした半分ずつでも、略同じ変位量の伸縮を行うことから、該ピン２３による支持部においてもＳＭＡアクチュエータ３０の擦れ等は少ない。したがって、擦れによる力量の損失が最小限に抑制されるとともに、摩擦によるＳＭＡアクチュエータ３０の損傷が未然に防止されるものである。また、摺動部やギアの噛み合い部を何ら持たないので部品点数が少なく、ガタ等の発生を回避でき、さらにバックラッシも発生しないため応答性良くスムースに、かつ良好な出力効率でレンズユニット１０の駆動を行うことができる。
【００５８】
また、本実施の形態のリンク部材２１，２２によれば、ＳＭＡアクチュエータ３０の緊縮による変位が２段階に拡大されて変位出力部に伝達されるようになる。すなわち、上記のようにリンク部材２１，２２とＳＭＡアクチュエータ３０とを組付けることで、実際のＳＭＡアクチュエータ３０の緊縮量よりも大きい変位をリンク部材２１，２２に入力できる（変位拡大機能の１段目）とともに、リンク部材２１，２２によってさらに変位が拡大（変位拡大機能の２段目）できる。これにより、ＳＭＡアクチュエータ３０の緊縮量はその全長の数％であるにも拘わらず、大きな変位をレンズユニット１０に与えることが可能となる。以下、これら変位拡大機能について詳述する。
【００５９】
［１］変位拡大機能の１段目について
図１１は、ＳＭＡアクチュエータ３０の緊縮変位とリンク部材２１，２２の変位との関係を示す模式図である。図１１（ａ）に示すように、ＳＭＡアクチュエータ３０に通電が行われていない初期状態では、ＳＭＡアクチュエータ３０は図中実線で示す状態となる。一方、通電加熱されると、図中点線で示す緊縮状態３０Ｓとなる。図中の符号Ｐ１，Ｐ３は、各々ピン２３への架設ポイントを示し、符号Ｐ２は支柱３３への架設ポイントを示している。この場合、ＳＭＡアクチュエータ３０は、ポイントＰ２では不動であるが、ポイントＰ１およびＰ３においては、片側で距離ａずつ変位を入力するようになる。
【００６０】
図１１（ｂ）は、ポイントＰ２を中心として変位入力部であるポイントＰ１までの距離を半径として描いた円であり、実線円３５はＳＭＡアクチュエータ３０が緊縮していない状態、点線円３５Ｓは緊縮した状態をそれぞれ示している。この場合、ＳＭＡアクチュエータ３０の実際の緊縮量は、半径方向に沿う距離ｄ（実線円３５と点線円３５Ｓとの半径の差）である。しかし、ポイントＰ１の移動距離ａは、前記距離ｄよりも大きいものとなっている。すなわち、ＳＭＡアクチュエータ３０の実際の緊縮量よりも大きい変位が、ポイントＰ１およびＰ３において入力できることが理解される。
【００６１】
これは、支柱３１からポイントＰ２に至る中間点であるポイントＰ１でＳＭＡアクチュエータ３０が折り曲げられることで、その緊縮力がＳＭＡアクチュエータ３０の架線方向ではなく、折り曲げ角の中心方向（つまり光軸ＡＸの中心方向）に作用することによる。そして、ＳＭＡアクチュエータ３０の張り角θが小さくなる程、図中に移動距離ａ’、移動距離ａ’’と示すように、変位入力量が増大することが理解される。
【００６２】
［２］変位拡大機能の２段目について
図１０に示したようなリンク部材２１，２２は、図１２に示すように、等しい長さｒのアーム２００を持つ４節のリンク機構とみなすことができる。実線で示すように、アーム２００の傾斜角がθ０である状態において、左右の節に相当する部位（変位入力部であるピン２３）から左右方向中心へ向かう入力変位ｂが与えられると、アーム２００が点線２００Ｆで示すように傾斜し、その傾斜角度はθ０よりも大きいθｆに変化する。これにより、上下の節には上下方向の外側へ向かう出力変位ｃが発生する。
【００６３】
図１３（ａ）〜（ｃ）は、上記入力変位ｂと出力変位ｃとの関係を模式的に示す図である。図１３（ａ）は、実線で示すアーム２００の初期状態における傾斜角θ１１と、点線で示す変位後のアーム２００Ｆの傾斜角θ１２との間の傾斜中心角θ１３がπ／４である場合を示している。つまり、初期状態におけるアーム２００の傾斜角θ１１と、変位後のアーム２００Ｆの傾斜角θ１２とが、π／４を中心として対象である場合であって、これは次式で表すことができる。
【００６４】
θ１２−θ１３（π／４）＝θ１３（π／４）−θ１１
このように傾斜中心角θ１３がπ／４である場合においては、左右の節の変位に対する上下の節の変位は１：１の関係となる。従って、入力変位ｂ１と出力変位ｃ１とは等しいものとなる。従って、この場合では変位拡大機能を得ることができない。
【００６５】
これに対し図１３（ｂ）は、実線で示すアーム２００の初期状態における傾斜角θ２１と、点線で示す変位後のアーム２００Ｆの傾斜角θ２２との間の傾斜中心角θ２３が、π／４よりも小さい場合を示している。この場合、図示するように入力変位ｂ２に対して出力変位ｃ２は拡大される。すなわち、入力変位ｂ２＜出力変位ｃ２の関係となる。
【００６６】
一方、図１３（ｃ）は、実線で示すアーム２００の初期状態における傾斜角θ３１と、点線で示す変位後のアーム２００Ｆの傾斜角θ３２との間の傾斜中心角θ３３が、π／４よりも大きい場合を示している。この場合、図示するように入力変位ｂ３に対して出力変位ｃ３は縮小される。すなわち、入力変位ｂ２＞出力変位ｃ２の関係となる。
【００６７】
以上のことから、図１３（ｂ）に示したようにリンク部材２１，２２におけるアーム２００の傾斜角を設定することで、当該リンク部材２１，２２において変位拡大機能を得ることができる。実際の組み付けでは、レンズユニット１０のフォーカスやズームで必要となるストロークを考慮し、レンズユニット１０がホームポジションにあるときのアーム２００の傾斜角（２つの変位入力部を結ぶ線に対する傾斜角）と、最大限移動したときのアーム２００の傾斜角との間の傾斜中心角がπ／４以下になるように設定することで、変位拡大機能を得ることができる。
【００６８】
なお、傾斜中心角をより小さくする程、変位拡大機能は一層大きなものとなるが、出力される力量は小さくなる。つまり、レンズユニット１０の駆動パワーが減少する。このため傾斜中心角を小さくしすぎることは好ましくなく、パワーと変位量とを考慮して、入力変位ｂと出力変位ｃとの比率が、１：１．５〜７程度、好ましくは１：３〜６程度となるように傾斜中心角を選ぶことが望ましい。
【００６９】
以上説明した通り、本実施形態に係るリンク部材２１，２２によれば、２段階の変位拡大機能を有しており、変位入力部にＳＭＡの変位よりも大きな第１の変位量が与えられた場合に、変位出力部から前記第１の変位量よりも大きい第２の変位量を出力させることができる。これにより、ＳＭＡアクチュエータ３０の実際の変位よりも２段階大きい変位をレンズユニット１０に与えることができる。従って、ＳＭＡアクチュエータ３０の変位量が少ないものであっても、オートフォーカスや光学式ズームのために必要なレンズ移動量を得ることが可能となる。
【００７０】
また、上述のような変位拡大機能を得るために、リンク部材２１，２２が前述のように菱形に形成されることで、図９で示すように各隅角部は直角では無くなり、長径Ｈと短径Ｖとは、Ｖ／Ｈ＜１の関係となる。したがって、矩形の基台５２，５３に対して、短径Ｖ方向では、レンズユニット１０の周囲に、前記ＳＭＡアクチュエータ３０をかしめるためのスペースＡ１を確保することができる。このスペースＡ１は、たとえばＶ＝１０ｍｍ、レンズユニット１０の外径＝６ｍｍに対して、φ＝２ｍｍ程度である。これによって、温度によって記憶が消えてしまうために半田が使用できなくても、また線径が細い割に、発生するテンションが高いために接着剤が使用できなくても、前記ＳＭＡアクチュエータ３０を使用して、上述のようにリンク部材２１，２２を駆動することができる。
【００７１】
さらにまた、前記のように２枚のリンク部材２１，２２の光軸ＡＸとは直交方向の面での形状が菱形に形成され、長径方向の隅角部のピン２３が駆動力の入力端となることで、短径方向の隅角部である連結点２１ｇ，２１ｈ；２２ｇ，２２ｈ入力端となった場合よりも、先に詳述したように、ＳＭＡアクチュエータ３０が同じ長さだけ伸縮しても、レンズユニット１０の移動量を大きくすることができるとともに、アーム２１ａ，２１ｃ；２１ｂ，２１ｄ；２２ａ，２２ｃ；２２ｂ，２２ｄに対して（短径方向の）外方側に加わるモーメント（図９において参照符号Ｆ４で示すようなめくれるような力）を小さくすることができ、ＳＭＡアクチュエータ３０が緊縮した際に前記連結点２１ｇ，２１ｈ；２２ｇ，２２ｈが光軸ＡＸ方向に相互に離反変位するにあたって、アーム２１ａ，２１ｃ；２１ｂ，２１ｄ；２２ａ，２２ｃ；２２ｂ，２２ｄの反りを抑えて、レンズユニット１０の懸架片１５が前記連結点２１ｇ，２１ｈから脱落しにくくすることができる。
【００７２】
また、前記リンク部材２１，２２が板状に形成されることで、アーム２１ａ，２１ｃ；２１ｂ，２１ｄ；２２ａ，２２ｃ；２２ｂ，２２ｄにリブを設けた場合のように局所的な応力の集中を抑えることができる。しかしながら、アームアーム２１ａ，２１ｃ；２１ｂ，２１ｄ；２２ａ，２２ｃ；２２ｂ，２２ｄが厚み方向に全体的に撓み易くなり過ぎ、前記ＳＭＡアクチュエータ３０が緊縮した際の前記連結点２１ｇ，２１ｈ；２２ｇ，２２ｈ間の離反変位量が少なくなる可能性がある。そこで、前記連結点２１ｇ，２１ｈ；２２ｇ，２２ｈに切欠き２１ｉ，２２ｉを形成して幅を周囲より狭く形成することで、該連結点２１ｇ，２１ｈ；２２ｇ，２２ｈは一層折れ曲がり易くなり、前記アーム２１ａ，２１ｃ；２１ｂ，２１ｄ；２２ａ，２２ｃ；２２ｂ，２２ｄの撓みを抑えることができる。こうして、アーム２１ａ，２１ｃ；２１ｂ，２１ｄ；２２ａ，２２ｃ；２２ｂ，２２ｄおよびその連結点である連結片２１ｅ，２１ｆ；２２ｅ，２２ｆへの局所的な応力の集中を抑えつつ、アーム２１ａ，２１ｃ；２１ｂ，２１ｄ；２２ａ，２２ｃ；２２ｂ，２２ｄの撓みを抑えて２枚のリンク部材２１，２２の連結点２１ｇ，２１ｈ；２２ｇ，２２ｈ間を最大限離反させるようにでき、前記ＳＭＡアクチュエータ３０の駆動力を有効に利用することもできる。
【００７３】
さらにまた、薄板状の前記２枚のリンク部材２１，２２の一方の対角線の隅角部間を単に貼り合せた場合、巻掛けられたＳＭＡアクチュエータ３０のテンションで該隅角部が座屈してしまい、ＳＭＡアクチュエータ３０の駆動力をレンズユニット１０の移動力に上手く変換できなくなってしまうところ、前記２枚のリンク部材２１，２２の隅角部間をピン２３を介して所定の間隔を開けて接合することで、その隅角部の座屈を抑え、これによってもまた、ＳＭＡアクチュエータ３０の駆動力をレンズユニット１０の移動力に効率良く変換することができる。さらには、所定の間隔を開けていることで、ＳＭＡアクチュエータ３０を懸架し易いという効果を奏する。
【００７４】
また、図４で示すように、一方のリンク部材２１における一方の対角線方向の隅角部である連結片２１ｅ，２１ｆにはピン２３が挿通する孔２１ｋを形成し、他方のリンク部材２２における対応する隅角部である連結片２２ｅ，２２ｆには、前記ピン２３の先端２３ｂを受ける凹所２２ｊを絞りによって形成し、前記孔２１ｋを挿通したピン２３の頭部２３ａをその孔２１ｋの周縁部と接合し、先端２３ｂを前記凹所２２ｊと接合することでリンク部材２１，２２を組立てるので、該リンク部材２１，２２を一方向から組立てることができ、組立て性に優れるとともに、ピン２３に電気絶縁性の材料を使用することで、リンク部材２１，２２に導電性の部材を使用することも可能になる。また、凹所２１ｊ，２２ｊによってピン２３の位置決めを行うことができ、容易に組立てを行うことができる。
【００７５】
さらにまた、図３や図９で示すように、リンク部材２１，２２が前記パンタグラフ式に拡大した際に、固定位置の支柱３１，３２から前記ＳＭＡアクチュエータ３０が斜めに張架されることになるのに対して、そのＳＭＡアクチュエータ３０に近接する側のリンク部材２２の連結片２２ｅ，２２ｆにおいて、前記ＳＭＡアクチュエータ３０が張架される経路に、前記ピン２３の高さよりも低い凸起２２ｘが形成されている。これによって、前記パンタグラフが拡大しても、前記ＳＭＡアクチュエータ３０がずり落ちることを確実に防止することができる。
【００７６】
また、図９や図１０で示すように、リンク部材２１，２２の連結片２１ｅ，２１ｆ；２２ｅ，２２ｆは相互に平行であり、その連結片２１ｅ，２１ｆ；２２ｅ，２２ｆの外周縁部より内方に前記ピン２３が立設されるので、ＳＭＡアクチュエータ３０を単に貼り合せた連結片２１ｅ，２１ｆ；２２ｅ，２２ｆの外周縁部に巻掛けるのに比べて、小型化することができる。
【００７７】
図１４は、上述のように構成されるレンズ駆動モジュール１の制御手段６０を示すブロック図である。この制御手段６０は、電圧供給回路６１、変位センサ６２およびレンズ駆動制御部６３を備えて構成される。
【００７８】
前記電圧供給回路６１は、ＳＭＡアクチュエータ３０のドライバであって、ＳＭＡアクチュエータ３０に所定の駆動電圧を印加して通電加熱し、駆動力を発生させるものである。この電圧供給回路６１とＳＭＡアクチュエータ３０の電極となるかしめ金具３１ａ，３２ａとは、リード線により電気的に接続され、電圧供給回路６１にて発生された駆動電圧が前記リード線を介してＳＭＡアクチュエータ３０へ印加される。
【００７９】
前記変位センサ６２は、光反射式センサ若しくはフォトインタラプタのような光学式の位置検出センサや、ホール素子等を用いた磁気式の位置検出センサ等から成り、レンズユニット１０の位置情報を検出するものである。変位センサ６２により検出された位置情報は、レンズ駆動制御部６３に出力される。この変位センサ６２は、レンズユニット１０の近傍の適所に配置される。
【００８０】
前記レンズ駆動制御部６３は、マイクロコンピュータ等から成り、電圧供給回路６１からＳＭＡアクチュエータ３０に与えられる駆動電圧を制御するものである。すなわち、レンズ駆動制御部６３は、たとえばオートフォーカスや光学ズームのための位置制御信号と、変位センサ６２により検出される現在位置情報とに基づき求められるレンズユニット１０の移動目標値に応じて、ＳＭＡアクチュエータ３０を駆動させる制御信号を生成する。この制御信号は電圧供給回路６１に与えられ、前記移動目標値に応じた駆動電圧が電圧供給回路６１により発生される。このような制御手段６０を備えることで、レンズユニット１０の光軸ＡＸ上における位置決めを行わせることができる。
【００８１】
続いて、本実施の形態に係るレンズ駆動モジュール１を撮像装置に組み込む場合の実施形態につき説明する。図１５は、撮像装置の一例としてのカメラ付携帯電話機７０の外観構成図である。ここでは、レンズ駆動モジュール１が、カメラ付携帯電話機７０に内蔵されるカメラユニットＯＰの構成部品であるレンズユニット１０に対し、オートフォーカス機能および光学ズーム機能を付与するために組み込まれる場合を例示している。なお、上記カメラ付携帯電話機７０以外に、本実施形態に係るレンズ駆動モジュール１は、撮影レンズユニット内蔵型のデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、あるいは携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）などの撮像装置にも好適に適用することができる。
【００８２】
図１５（ａ）はカメラ付携帯電話機７０の正面（操作面）を表す斜視図であり、図１５（ｂ）は背面を表す斜視図である。このカメラ付携帯電話機７０は、図１５（ａ）に示すように、第１の筐体７１と第２の筐体７２とがヒンジ７３によって連結された折り畳み可能な構造である。そして、第１の筐体７１の正面には、各種情報の表示部としてのＬＣＤ（Liquid Crystal Display）７４が設けられ、第２の筐体７１の正面にはキー入力部７５が設けられている。また、図１５（ｂ）に示すように、第１の筐体７１の背面には、レンズユニット１０を備えたカメラユニットＯＰが、対物レンズが露出される態様で内蔵されている。
【００８３】
前記キー入力部７５には、携帯電話機能を動作させる各種ダイヤルボタンのほか、画像撮影モードの起動および静止画と動画撮影の切り替えを行うモード設定ボタン、カメラユニットＯＰに内装されているレンズユニット１０の光学ズーム（変倍）動作を制御する変倍ボタン、撮影動作を実行させるシャッタボタンなどが含まれている。
【００８４】
図１６は、カメラ付携帯電話機７０の大略的な電気的構成を示すブロック図である。このカメラ付携帯電話機７０は、上記で説明したレンズユニット１０を備えるレンズ駆動モジュール１および撮像素子３のほか、タイミングジェネレータ（ＴＧ）８１、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）８２、画像処理部８３、画像メモリ８４、全体制御部８５、シャッタ駆動部８６、電圧供給回路８７、表示部８８および画像記録部８９を備えて構成されている。
【００８５】
レンズユニット１０は、被写体の光学像を取り入れ、該レンズユニット１０の像側に配置されている撮像素子３へ導く撮像光学系を構成するものである。このレンズユニット１０の内部には、被写体の光学像を形成するレンズ群１０１と、撮像光学系の光路を遮光若しくは通光するシャッタ１０２とが内蔵されている。レンズ群１０１の適所には、絞り１０３が配置されており、またレンズ群１０１にはフォーカス／ズームを行うための移動レンズ１０４が含まれている。そして、この移動レンズ１０４を光軸方向へ移動させるためのＳＭＡアクチュエータ３０が、レンズユニット１０に付設されている。
【００８６】
タイミングジェネレータ８１は、撮像素子３による撮影動作（露光に基づく電荷蓄積や蓄積電荷の読出し等）を制御するものである。タイミングジェネレータ８１は、全体制御部８５から出力される基準クロックに基づいて所定のタイミングパルス（垂直転送パルス、水平転送パルス、電荷掃き出しパルス等）を生成して撮像素子３に出力し、撮像素子３の撮像動作を制御する。また、所定のタイミングパルスを生成してアナログフロントエンド８２に出力することにより、Ａ／Ｄ変換動作等を制御する。
【００８７】
アナログフロントエンド８２は、撮像素子３から出力される画像信号（ＣＣＤエリアセンサの各画素で受光されたアナログ信号群）に所定の信号処理を施し、デジタル信号に変換して画像処理部８３へ出力するものである。このアナログフロントエンド８２には、アナログ画像信号電圧に含まれるリセット雑音を低減する相関二重サンプリング回路、アナログ画像信号のレベルを補正するオートゲインコントロール回路、黒レベルを示す電位を固定化するクランプ回路、アナログのＲ，Ｇ，Ｂの画像信号をたとえば１４ビットのデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路等が備えられている。
【００８８】
画像処理部８３は、アナログフロントエンド８２から出力される画像データに所定の信号処理を行って画像ファイルを作成するもので、黒レベル補正回路、ホワイトバランス制御回路、色補完回路およびガンマ補正回路等を備えて構成されている。なお、画像処理部８３へ取り込まれた画像データは、撮像素子３からの読み出しに同期して画像メモリ８４に一旦書き込まれ、以後この画像メモリ８４に書き込まれた画像データにアクセスして、画像処理部８３の各ブロックにおいて処理が行なわれる。
【００８９】
画像メモリ８４は、撮影モード時には、画像処理部８３から出力される画像データを一時的に記憶するとともに、この画像データに対し全体制御部８５により所定の処理を行うための作業領域として用いられるメモリである。また、再生モード時には、画像記録部８９から読み出した画像データを一時的に記憶する。
【００９０】
全体制御部８５は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）等から成り、カメラ付携帯電話機７０の各部を集中制御する他、撮影動作の制御も行うものである。すなわち全体制御部８５は、撮影動作のためのタイミングジェネレータ８１、電圧供給回路８７およびシャッタ駆動部８６の制御、画像信号の出力制御などを行う。
【００９１】
また、全体制御部８５には、機能的にフォーカス制御部８５１とズーム制御部８５２とを備えている。フォーカス制御部８５１は、所定の測距情報に基づき移動レンズ１０４を合焦位置へ移動させるためのフォーカス制御信号を生成する。ズーム制御部８５２は、移動レンズ１０４を光学ズーミングのために移動させるズーム制御信号を生成する。これら制御信号は、電圧供給回路８７に与えられる。シャッタ駆動部８６は、全体制御部８５から与えられるシャッタ開閉制御信号に応じ、シャッタ１０２が所定時間開放されるようシャッタ１０２を開閉駆動する。
【００９２】
電圧供給回路８７は、図１４に基づき説明した電圧供給回路６１に相当するもので、移動レンズ１０４を駆動するＳＭＡアクチュエータ３０を通電加熱するための駆動電圧を生成する。すなわち電圧供給回路８７は、フォーカス制御信号およびズーム制御信号に応じ、ＳＭＡアクチュエータ３０により移動レンズ１０４を駆動させるための駆動電圧を生成する。
【００９３】
表示部８８は、図１５（ａ）に示したＬＣＤ７４に相当するもので、撮像された画像や、撮像前のライブビュー画像などを表示することが可能とされている。画像記録部８９は、メモリカード等からなり、画像処理部８３で画像処理された画像データを保存するものである。
【００９４】
以上説明したカメラ付携帯電話機７０によれば、上記で説明したレンズ駆動モジュール１が搭載されているので、ＳＭＡアクチュエータ３０を用いるため小型軽量で耐衝撃性に優れ、部品点数が少なく安価でありながら、オートフォーカスや光学ズームのために必要なレンズの移動量を確保できると共にバックラッシ等がなく高い位置精度を得ることができる等の利点がある。また、レンズユニット１０の周囲にＳＭＡアクチュエータ３０をかしめるためのスペースを確保することができ、該ＳＭＡアクチュエータ３０が使用可能になるとともに、アーム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ；２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの反りを抑えて、レンズユニット１０の懸架片１５が前記連結点２１ｇ，２１ｈから脱落しにくくすることができるカメラ付携帯電話機７０を実現することができる。
【００９５】
さらにまた、薄板状の２枚のリンク部材２１，２２の連結片２１ｅ；２１ｆ；２２ｅ；２２ｆにＳＭＡアクチュエータ３０を巻掛けるにあたって、ピン２３を用いることで、該連結片２１ｅ；２１ｆ；２２ｅ；２２ｆの座屈を抑え、ＳＭＡアクチュエータ３０の駆動力をレンズユニット１０の移動力に効率良く変換することができるカメラ付携帯電話機７０を実現することができる。また、案内凸条１６と案内凹溝５３ｃとによって、衝撃や組立て時に生じるレンズユニット１０の回転をばね部材４１，４２の弾性変形の範囲に抑えることができ、レンズに対する汎用性を向上することができるカメラ付携帯電話機７０を実現することができる。
【００９６】
［実施の形態２］
図１７は、本発明の実施の他の形態に係るレンズ駆動モジュールにおける２枚のリンク部材２１’，２２’の接合部付近を拡大して示す断面図である。この接合部は前述の図４で示す接合部に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、本実施の形態では、２枚のリンク部材２１’，２２’の連結片２１ｆ，２２ｆには、共に絞りによって、同じ方向に凹所２１ｊ，２２ｊ’が形成され、中間基台５３側のリンク部材２２’の凹所２２ｊ’が、接合手段であるボス２３’となっていることである。ボス２３’に、前記ＳＭＡアクチュエータ３０が巻掛けられる。
【００９７】
したがって、一方のリンク部材２１’の凹所２１ｊに他方のリンク部材２２’の前記ボス２３’の頭部２３ａ’を嵌め込み、底面２１ｋ’と、レーザ、超音波、ヒータなどを用いて熱溶着することでリンク部材２１’，２２’を組立てることができる。これによって、位置決めなどが容易で組立て性に優れるとともに、ボス２３’に別部材を用いることなく、低コスト化を図ることもできる。
【００９８】
また、この接合部で注目すべきは、前記ボス２３’は、前記基台５２，５３側から離反するにつれて小径に形成されることである。このように構成することで、ＳＭＡアクチュエータ３０が緊縮し、前記パンタグラフが拡大することで、該ＳＭＡアクチュエータ３０の両端が支柱３１，３２で一定位置に張架され、リンク部材２２’の連結片２２ｆにかけて斜めに張架されることになっても、前記ボス２３’が、前記基台５２，５３側で大径に、基台５２，５３から離反するにつれて小径に形成されていることで、前記凸起２２ｘと併せて、ＳＭＡアクチュエータ３０が基台５２，５３側（連結片２２ｆ側）にずり落ちることを確実に防止することができ、該ＳＭＡアクチュエータと前記連結片２２ｆとの干渉を防止することができる。
【００９９】
以上、本発明にかかるレンズ駆動モジュールの実施形態につき説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえばＳＭＡアクチュエータ３０を多重に巻掛けたり、中点の支柱３３を境に２分割したり、リンク部材２１，２２の組を複数段積層したりするなどの、他の態様を採ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施の一形態に係るレンズ駆動機構であるレンズ駆動モジュールを含む撮像装置の主要構成部材を示す斜視図である。
【図２】図１で示す撮像装置の分解斜視図である。
【図３】図１で示す撮像装置の縦断面図である。
【図４】本発明の実施の一形態に係るリンク部材の接合部付近を拡大して示す断面図である。
【図５】中間基台の平面図である。
【図６】上側基台の平面図である。
【図７】ばね部材にバイアスばねによる付勢力が印加されていない状態の斜視図である。
【図８】図７の平面図である。
【図９】リンク部材およびＳＭＡアクチュエータの動作を説明するための平面図である。
【図１０】図９の側面図である。
【図１１】ＳＭＡアクチュエータの緊縮変位とリンク部材の変位との関係を模式的に示す平面図である。
【図１２】ＳＭＡアクチュエータの緊縮変位とリンク部材の変位との関係を模式的に示す側面図である。
【図１３】前記図１２における入力変位と出力変位との関係を模式的に示す図である。
【図１４】レンズ駆動モジュールの制御手段を示すブロック図である。
【図１５】撮像装置の一例としてのカメラ付携帯電話機の外観構成図である。
【図１６】前記カメラ付携帯電話機の大略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の実施の他の形態に係るリンク部材の接合部付近を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１    レンズ駆動モジュール
２    撮像装置
３    撮像素子
１０    レンズユニット
１１    撮影レンズ
１２    玉枠
１３    鏡筒
１５    懸架片
１５ａ  突起
１６    案内凸条
２１，２２；２１’，２２’    リンク部材
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ；２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ    アーム
２１ｅ，２１ｆ；２２ｅ，２２ｆ    連結片
２１ｇ，２１ｈ；２２ｇ，２２ｈ    連結点
２１ｉ，２２ｉ切欠き
２１ｊ，２２ｊ’，２２ｊ    凹所
２１ｋ  孔
２２ｋ  底面
２３    ピン
２３’    ボス
３０    ＳＭＡアクチュエータ
３１〜３３    支柱
３１ａ，３２ａ    かしめ金具
４１，４２    ばね部材
４１ｂ  第１の環状部
４１ｃ  第２の環状部
４１ｅ  連結片
４１ｇ  懸架片
４３    バイアスばね
５１    上側基台
５２    下側基台
５３    中間基台
５３ｂ  孔
５３ｃ  案内凹溝
６０    制御手段
６１    電圧供給回路
６２    変位センサ
６３    レンズ駆動制御部
７０    カメラ付携帯電話機
【図１】
2008020812.tif 000003
【図２】
2008020812.tif 000004
【図３】
2008020812.tif 000005
【図４】
2008020812.tif 000006
【図５】
2008020812.tif 000007
【図６】
2008020812.tif 000008
【図７】
2008020812.tif 000009
【図８】
2008020812.tif 000010
【図９】
2008020812.tif 000011
【図１０】
2008020812.tif 000012
【図１１】
2008020812.tif 000013
【図１２】
2008020812.tif 000014
【図１３】
2008020812.tif 000015
【図１４】
2008020812.tif 000016
【図１５】
2008020812.tif 000017
【図１６】
2008020812.tif 000018
【図１７】
2008020812.tif 000019