(57)【要約】【課題】回転駆動機構における構成の小型化および的確な角度固定を実現すること。【解決手段】本発明は、回転自在に取り付けられる回転板２を相反する方向へ回転移動させるため通電によって収縮する形状記憶合金３１、３２と、形状記憶合金３１、３２の収縮によって回転板２が回転移動した際にその回転板２を所定の回転位置で固定するための位置規制用磁石Ｍ１、Ｍ２とを備える回転駆動機構１である。また、この回転駆動機構１を用いた携帯電話機等の電子機器でもある。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に取り付けられる回転部材を相反する方向へ回転移動させるため通電によって収縮する収縮手段と、
前記収縮手段の収縮によって前記回転部材が回転移動した際にその回転部材を所定の回転位置で固定するための吸着手段と
を備えることを特徴とする回転駆動機構。
【請求項２】
前記収縮手段は、前記回転部材の周縁部の２箇所に取り付けられる２本の形状記憶合金から成り、前記回転部材の一方向への回転移動を行うための一の通電で前記２本の形状記憶合金のうち一方が縮むよう設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の回転駆動機構。
【請求項３】
前記吸着手段は磁石による吸着を行う
ことを特徴とする請求項１記載の回転駆動機構。
【請求項４】
前記吸着手段は回転可能なベースに両端に取り付けられる２つの磁石を備えており、前記回転部材の一方向への回転移動の際に前記２つの磁石のうち一方が前記回転部材と接近する方向へ移動し、他方が前記回転部材と離れる方向へ移動するよう設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の回転駆動機構。
【請求項５】
前記吸着手段における２つの磁石の間には、前記回転部材の中立位置を回避するための磁石が設けられている
ことを特徴とする請求項４記載の回転駆動機構。
【請求項６】
前記ベースの両端には２本の形状記憶合金が取り付けられており、前記回転部材の一方向への回転移動の際に前記収縮手段へ与える通電により一方が縮むよう設けられている
ことを特徴とする請求項４記載の回転駆動機構。
【請求項７】
回転部材を回転移動させる回転駆動機構を有する電子機器において、
前記回転駆動機構は、前記回転部材を相反する方向へ回転移動させるため通電によって収縮する収縮手段と、
前記収縮手段の収縮によって前記回転部材が回転移動した際にその回転部材を所定の回転位置で固定するための吸着手段とを備える
ことを特徴とする電子機器。
【請求項８】
前記回転部材は、レンズを進退させるカム環を回転させるための回転板から成る
ことを特徴とする請求項７記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転自在に取り付けられる回転部材を駆動するための回転駆動機構およびこの回転駆動機構を用いた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、撮像装置を備えた電子機器、例えばノート型コンピュータやＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、携帯電話が多く開発されてきており、その撮像装置の性能向上とともに小型化も必須の要件となってきている。特に、小型の撮像装置を電子機器に組み込む場合、光学部品を小型化するとレンズ収差等による性能劣化が起きやすいため、レンズ自体の小型化には限界がある。したがって、光学部品を保持する部材や駆動機構の簡素化が重要なポイントとなる。
【０００３】
従来、撮像装置における光学部品の回転移動は、レンズをわずかに回転させることで光軸方向に進退させてマクロ撮影機能のＯＮ／ＯＦＦを切り換える機構に適用されている。この切り換え機構としては、レンズ枠を手動によって回転させるものや、アームの移動によってマクロ撮影状態と通常撮影状態とを切り換えるものが考えられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−７５８９６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような回転駆動機構として回転部材を手動で駆動するためには電子機器の筐体に回転部材と連動する部材（アームや保持枠）を設ける必要があり、筐体に突起が現れてしまうことで小型化の妨げとなったり、外観を損なうという問題が生じる。また、モータを用いて筐体内部で駆動できる構成ではモータを収納するためのスペースが必要となるとともに重量の増加を招いてしまうことになる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、回転自在に取り付けられる回転部材を相反する方向へ回転移動させるため通電によって収縮する収縮手段と、収縮手段の収縮によって回転部材が回転移動した際にその回転部材を所定の回転位置で固定するための吸着手段とを備える回転駆動機構である。また、この回転駆動機構を用いた電子機器でもある。
【０００７】
このような本発明では、回転部材を回転移動させるため、通電によって収縮する収縮手段を用いていることから、電気的なスイッチによって回転部材を駆動できるようになる。また、収縮手段による収縮動作で駆動するため駆動機構の小型化を図ることができる。しかも、収縮手段による駆動で回転部材が所定の回転位置になった際、吸着手段でその位置に吸着固定するため、角度固定も的確に行うことができるようになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。図１、図２は本実施形態に係る回転駆動機構を説明する模式図で、図１は第１の回転位置で固定された場合、図２は第２の回転位置で固定された場合を示している。
【０００９】
すなわち、本実施形態に係る回転駆動機構１は、回転自在に取り付けられる回転部材を所定の回転位置に固定するための機構であり、回転部材としてレンズＬのカム環（図示せず）を回転させるための回転板２を例としている。回転板２は略中央にレンズＬが配置される穴が設けられており、回転板２の回転によってカム環を回転させることにより、レンズＬを光軸方向（図紙面垂直方向）へ進退させることができる。
【００１０】
この回転板２を回転させる駆動源としては、回転板２の周縁部の２箇所に取り付けられる２つの収縮手段を用いている。収縮手段は通電によって収縮するもので、本実施形態ではワイヤー型の形状記憶合金３１、３２を採用している。
【００１１】
本実施形態で採用する形状記憶合金３１、３２は、通電されると縮み（記憶形状）、通電がなくなると元に戻る特性を有している。このような特性を有する形状記憶合金３１、３２としては、例えばＴｉ（チタン）、Ｎｉ（ニッケル）およびＣｕ（動）から成る合金部材であり、通電した際、約４％の縮み量となるものを用いる。
【００１２】
２本の形状記憶合金３１、３２のうち第１の形状記憶合金３１は、一端が電極Ａに接続され、ここから回転板２の一方の偶部Ｇ１を介して他端が接地電極ＧＮＤに接続される。また、第２の形状記憶合金３２は、一端が電極Ｂに接続され、ここから回転板２の他方の偶部Ｇ２を介して他端が接地電極ＧＮＤに接続される。
【００１３】
したがって、電極Ａに電圧が印加されると第１の形状記憶合金３１が所定量縮む状態となり、回転板２の一方の偶部Ｇ１を第１の形状記憶合金３１が接続される電極Ａ側へ引き付ける方向へ作用させる。これにより、回転板２は図１に示すよう反時計方向へ回転する状態となる。
【００１４】
一方、電極Ｂに電圧が印加されると第２の形状記憶合金３２が所定量縮む状態となり、回転板２の他方の偶部Ｇ２を第２の形状記憶合金３２が接続される電極Ｂ側へ引き付ける方向へ作用させる。これにより、回転板２は図２に示すよう時計方向へ回転する状態となる。
【００１５】
また、本実施形態の回転駆動機構では、回転板２を所定の回転位置で固定するための吸着手段として磁石が用いられている。磁石は、回転板２の端部に設けられた回転板側磁石Ｍ０と、これに対向する位置規制用磁石Ｍ１、Ｍ２とから構成される。
【００１６】
位置規制側用磁石Ｍ１、Ｍ２は回転可能なベース４に取り付けられており、両端に設けられる位置規制用磁石Ｍ１、Ｍ２は吸着用、中央に設けられる磁石Ｍ３は反発用となっている。このベース４の両端には２本の形状記憶合金（第３の形状記憶合金３３および第４の形状記憶合金３４）が取り付けられている。
【００１７】
第３の形状記憶合金３３は、一端が電極Ａに接続され、ここからベース４の一方の偶部Ｇ３を介して他端が接地電極ＧＮＤに接続される。また、第４の形状記憶合金３４は、一端が電極Ｂに接続され、ここからベース４の他方の偶部Ｇ４を介して他端が接地電極ＧＮＤに接続される。
【００１８】
したがって、電極Ａに電圧が印加されると第３の形状記憶合金３３が所定量縮む状態となり、ベース４の一方の偶部Ｇ３を第３の形状記憶合金３３が接続される電極Ａ側へ引き付ける方向へ作用させる。これにより、ベース４は図１に示すよう反時計方向へ回転する状態となり、位置規制用磁石Ｍ２と回転板側磁石Ｍ０とが接近して吸着する状態（第１の回転位置での固定）となる。
【００１９】
一方、電極Ｂに電圧が印加されると第４の形状記憶合金３４が所定量縮む状態となり、ベース４の他方の偶部Ｇ４を第４の形状記憶合金３４が接続される電極Ｂ側へ引き付ける方向へ作用させる。これにより、ベース４は図２に示すよう時計方向へ回転する状態となり、位置規制用磁石Ｍ１と回転板側磁石Ｍ０とが接近して吸着する状態（第２の回転位置での固定）となる。
【００２０】
このように、回転板２の回転と連動してベース４も回転することで、回転板２を一方の回転位置に固定する際には回転板側磁石Ｍ０と位置規制用磁石Ｍ１もしくはＭ２とが接近して確実な吸着が行われ、また回転板２を他方の回転位置に固定する際には今まで吸着していた回転板側磁石Ｍ０と位置規制用磁石Ｍ１もしくはＭ２とを引き離すように動作するため、確実な吸着解除が行われるようになる。
【００２１】
なお、ベース４の中央に設けられた磁石Ｍ３は回転板側磁石Ｍ０とは反発する極性で設けられているため、回転板２が第１の回転位置と第２の回転位置との間で回転移動する際、中立となる位置では固定されないようになっている。つまり、各形状記憶合金３１〜３４の収縮動作によって回転板２が第１の回転位置もしくは第２の回転位置から第２の回転位置もしくは第１の回転位置へ回転移動する際、磁石Ｍ３の反発力を利用して可動範囲の中央を越えるとわずかな力でも両端の回転位置へ送られることになる。
【００２２】
また、位置規制用磁石Ｍ１、Ｍ２と回転板側磁石Ｍ０との吸着力を、通電なしの場合での形状記憶合金３１〜３４の伸び（戻り）の力より強くしておくことで、第１の回転位置もしくは第２の回転位置で位置規制用磁石Ｍ２もしくはＭ１と回転板側磁石Ｍ０とが吸着した状態で形状記憶合金３１、３３もしくは３２、３４への通電をしなくても回転板２を第１の回転位置もしくは第２の回転位置に固定した状態を維持できるようになる。
【００２３】
次に、本実施形態の回転駆動機構における動作を説明する。先ず、図１に示す状態を説明する。すなわち、電極Ａに電圧を印加すると、第１の形状記憶合金３１および第３の形状記憶合金３３に通電が行われて両形状記憶合金３１、３３が縮む方向へ作用する。
【００２４】
この第１の形状記憶合金３１が縮むことによって、回転板２の偶部Ｇ１が電極Ａ側に引き寄せられ、これにより回転板２が反時計方向へ回転する。また、第３の形状記憶合金３３が縮むことによって、ベース４の偶部Ｇ３が電極Ａ側に引き寄せられ、これによりベース４が反時計方向へ回転する。回転板２およびベース２が反時計方向に回転すると、回転板２の回転板側磁石Ｍ０とベース２の磁石Ｍ２とが接近して吸着する状態となり、この吸着によって回転板２の回転位置が第１の回転位置に固定される状態となる。
【００２５】
回転板２の回転位置が固定された後は、電極Ａから第１の形状記憶合金３１および第３の形状記憶合金３３への通電を解除しても、回転板側磁石Ｍ０とベース４の磁石Ｍ２との吸着によって回転板２の回転位置は固定されたままとなる。
【００２６】
次に、図２に示す状態を説明する。すなわち、電極Ｂに電圧を印加すると、第２の形状記憶合金３２および第４の形状記憶合金３４に通電が行われて両形状記憶合金３２、３４が縮む方向へ作用する。
【００２７】
この第２の形状記憶合金３２が縮むことによって、回転板２の偶部Ｇ２が電極Ｂ側に引き寄せられ、これにより回転板２が時計方向へ回転する。また、第４の形状記憶合金３４が縮むことによって、ベース４の偶部Ｇ４が電極Ｂ側に引き寄せられ、これによりベース４が時計方向へ回転する。回転板２およりベース４が時計方向に回転すると、回転板２の回転板側磁石Ｍ０とベース４の位置規制用磁石Ｍ１とが接近して吸着する状態となり、この吸着によって回転板２の回転位置が第２の回転位置で固定される状態となる。
【００２８】
回転板２の回転位置が固定された後は、電極Ｂから第２の形状記憶合金３２および第４の形状記憶合金３４への通電を解除しても、回転板側磁石Ｍ０とベース２の磁石Ｍ１との吸着によって回転板２の回転位置は固定されたままとなる。
【００２９】
このように、電極Ａ、Ｂへの電圧印加を切り換えることで、回転板２の回転方向を逆転でき、２つの固定位置を選択できるようになる。なお、本実施形態では２つの固定位置を切り換えて選択できる例を示したが、磁石の個数や位置、形状記憶合金の本数や引き回しを変えることで３つ以上の固定位置を切り換えて選択できるようにすることも可能である。
【００３０】
次に、本実施形態の回転駆動機構の適用例を説明する。図３、図４は携帯電話機への適用例を説明する模式図で、図３は開いた状態、図４は閉じた状態を示している。
【００３１】
本実施形態の回転駆動機構１は、携帯電話機１０における撮像装置のレンズ駆動機構、特にレンズＬの位置を光軸方向（図紙面垂直方向）へわずかに進退させることで行われる通常撮影モードとマクロ撮影モードとの切り換えを行う機構に適用されている。
【００３２】
すなわち、本実施形態の回転駆動機構１は、携帯電話機１０における筐体１１内部のレンズＬの周辺に組み込まれており、回転駆動機構１の回転板２がレンズＬを進退させるためのカム環（図示せず）と連結されている。したがって、回転板２の回転によってカム環を回転させ、このカム環の回転によってレンズＬを光軸に沿って進退できるようになっている。
【００３３】
携帯電話機１０の撮像装置を用いるには、所定のキー操作でカメラ撮影モードに設定した後、画面Ｇに映し出される映像を参照して所望のタイミングでシャッターボタンに対応したキーを押下する。これにより撮像装置で取り込んだ画像を取得することができる。
【００３４】
このような携帯電話機１０における画像取り込みにおいて、撮影モードで画面Ｇに映像が写し出されている際、例えば矢印キーＫの上を選択するとデジタルズーム機能等の望遠動作が働き、キー押下の回数に従って映像を順次大きくして取り込むことができるようになる。
【００３５】
一方、例えば矢印キーＫの下を選択するとデジタルズーム機能等の広角動作が働き、先とは反対に、キー押下の回数に従って映像を順次広角で取り込むことができるようになる。
【００３６】
また、本実施形態では、最も広角となるキー押下より更に１回多くキーを押下するとマクロ撮影モードに切り換わるようになっている（なお、他のキー押下でマクロ撮影モードへの切り換えを行ってもよい。）。このキー押下がなされると、先に説明した回転駆動機構１の電極Ａもしくは電極Ｂに電圧が印加され（図１、図２参照）、回転板２が回転して第１の回転位置もしくは第２の回転位置に固定される状態となる。この回転板２の回転および位置固定によってレンズＬがマクロ撮影モードに対応した位置へ移動し、そこで固定される。
【００３７】
一方、反対のキー押下によってマクロ撮影モードから通常撮影モードに切り換わると、先に説明した回転駆動機構の電極Ｂもしくは電極Ａに電圧が印加され、回転板２が先と反対に回転して第２の回転位置もしくは第１の回転位置に固定される。この回転板２の回転および位置固定によってレンズＬが通常撮影モードに対応した位置に移動し、そこで固定される。
【００３８】
また、本実施形態の携帯電話機１０で、被写体との距離を測定する手段を備えている場合には、測定した距離によって自動的に通常撮影モードからマクロ撮影モードへの切り換え、もしくはマクロ撮影モードから通常撮影モードへの切り換えを行うようにしてもよい。
【００３９】
この場合、被写体との距離が一定値以下になると本実施形態の回転駆動機構１の電極Ａまたは電極Ｂに電圧を印加して回転板２を回転させ、第１の回転位置もしくは第２の回転位置に固定してレンズＬをマクロ撮影モードの位置に設定する。反対に、被写体との距離が一定値を越えると回転駆動機構の電極Ｂまたは電極Ａに電圧を印加して回転板２を回転させ、第２の回転位置もしくは第１の回転位置に固定してレンズＬを通常撮影モードの位置に設定する。
【００４０】
いずれにおいても本実施形態の携帯電話機１０では、レンズＬのマクロ切り換え機構が筐体１１内部に収まるため、切り換え機構が筐体１１から突出することがなくなり、筐体１１の薄型化やデザイン上の美観を向上できるようになる。また、マクロ−通常の撮影モード切り換えを電気的な操作によって行うことができるため、ユーザは映像を参照しながらキー操作で切り換えることができたり、自動的な切り換えによって切り換え動作を行うことなくマクロおよび通常撮影を実行できるようにもなる。
【００４１】
なお、本実施形態では携帯電話機１０への適用を例としたが、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、ノート型コンピュータ、ＰＤＡ等の携帯端末など、撮影機能を備える他の電子機器への適用も可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば次のような効果がある。すなわち、収縮手段に対する電気的な操作で回転駆動機構の切り換え動作を実現でき、機械的なアーム等をなくすことができるため小型化を図ることが可能となる。また、吸着手段によって角度固定を行うことから的確な固定を行うことができるとともに、固定後に通電を解除しても固定状態を維持できることから消費電力の低減を図ることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る回転駆動機構を説明する模式図（その１）である。
【図２】本実施形態に係る回転駆動機構を説明する模式図（その２）である。
【図３】携帯電話機への適用例を説明する模式図（その１）である。
【図４】携帯電話機への適用例を説明する模式図（その１）である。
【符号の説明】
１…回転駆動機構、２…回転板、１０…携帯電話機、１１…筐体、３１…第１の形状記憶合金、３２…第２の形状記憶合金、３３…第３の形状記憶合金、３４…第４の形状記憶合金、Ｍ０…回転板側磁石、Ｍ１…位置規制用磁石、Ｍ２…位置規制用磁石、Ｇ…画面、Ｌ…レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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