(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オートフォーカス動作対象の撮像部を移動させる駆動機構であって、
一部または全部の長さが伸縮することで駆動力を生じる伸縮アクチュエータと、
前記伸縮アクチュエータの駆動力を、前記伸縮アクチュエータの伸縮方向に垂直な方向の移動に変換する移動機構とで構成され、
前記移動機構は、前記撮像部を搭載し、前記移動機構の移動方向に前記撮像部と共に移動する移動部を備え、
前記伸縮アクチュエータは、略平行に配置された第１の支持部と第２の支持部とを有し、
前記第１の支持部と前記第２の支持部との間隔が伸縮するアクチュエータであり、
前記移動機構は、
前記伸縮アクチュエータに積層されており、
前記移動部と、
一端が共に前記第１の支持部に接続され、他端が前記移動部に接続された第１および第２のレバーと、
一端が共に前記第２の支持部に接続され、他端が前記移動部の前記第１および第２のレバーが接続された位置とは異なる位置に接続された第３および第４のレバーと、
前記第１のレバーの中間部と前記第３のレバーの中間部とを接続する第１の回転部と、
前記第２のレバーの中間部と前記第４のレバーの中間部とを接続する第２の回転部とを備えたことを特徴とする駆動機構。
【請求項２】
前記第１の支持部と前記第１および第２のレバーとを接続する弾性を有する１対の第１のヒンジと、
前記第２の支持部と前記第３および第４のレバーとを接続する弾性を有する１対の第２のヒンジとを備えたことを特徴とする請求項１に記載の駆動機構。
【請求項３】
前記第１および第２のレバーは、第１の連結部を介して前記移動部に接続されており、
前記第３および第４のレバーは、第２の連結部を介して前記移動部に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動機構。
【請求項４】
前記第１および第２のレバーと前記第１の連結部とを接続する弾性を有する１対の第３のヒンジと、
前記第３および第４のレバーと前記第２の連結部とを接続する弾性を有する１対の第４のヒンジとを備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の駆動機構。
【請求項５】
前記第１の連結部と前記移動部とを接続する第１の弾性部材と、
前記第２の連結部と前記移動部とを接続する第２の弾性部材とを備えたことを特徴とする請求項３または４に記載の駆動機構。
【請求項６】
前記第１および第２のレバーと前記移動部とを接続する第１の弾性部材と、
前記第３および第４のレバーと前記移動部とを接続する第２の弾性部材とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の駆動機構。
【請求項７】
前記第１および第２の支持部と、前記第１乃至第４のレバーと、弾性を有する１対の前記第１のヒンジと、弾性を有する１対の前記第２のヒンジとは、ＳＯＩ基板により一体に形成されていることを特徴とする請求項２乃至６の何れか１項に記載の駆動機構。
【請求項８】
前記第１乃至第４のレバーと、前記第１および第２の連結部と、弾性を有する１対の前記第３のヒンジと、弾性を有する１対の前記第４のヒンジと、前記第１および第２の回転部と、前記移動部と、前記第１および第２の弾性部材とは、一体に形成されていることを特徴とする請求項５または７に記載の駆動機構。
【請求項９】
前記第１乃至第４のレバーと、前記第１および第２の回転部と、前記移動部と、前記第１および第２の弾性部材とは、一体に形成されていることを特徴とする請求項６または７に記載の駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動機構に関し、特に、マイクロマシニング（以下、ＭＥＭＳと言う）技術を用いて構成される駆動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばデジタルカメラや携帯電話用のカメラモジュール等の小型化と高機能化（例えばオートフォーカスや手ブレ補正機能の搭載）が盛んに言われている。それに伴い、小型で高性能なアクチュエータおよび駆動機構が求められている。特にデジタルカメラや携帯電話用のカメラモジュール等では、光軸方向の厚さが問題となるため、アクチュエータおよび駆動機構も薄型化が求められている。
【０００３】
アクチュエータおよび駆動機構を小型化するためには、次の課題がある。
【０００４】
課題１）駆動負荷（被駆動体質量、機構の摩擦、電気配線、空気の対流等）の低減
課題２）組立の簡略化
課題３）ゴミ対策
以下に、上述した課題について述べる。
【０００５】
課題１）アクチュエータは、一般的に小型化するにつれて発生できる出力が小さくなる。一例として、現在市販されている撮像レンズユニットを駆動するタイプのオートフォーカス機構では、被駆動体である撮像レンズユニットの質量は軽いものでも０．２ｇ程度あり、それに機構の摩擦やバネによる負荷、電気配線のためのフレキシブル基板による負荷等も合わせると、１０-2Ｎ程度の負荷となるのが一般的である。そして、これらの負荷を駆動するためのアクチュエータの体積は概ね５０ｍｍ3程度であり、かなり大きい。アクチュエータおよび駆動機構の更なる小型化のためには、負荷の低減が必須である。
【０００６】
課題２）上述した市販のオートフォーカス機構では、アクチュエータおよび駆動機構を構成する部品は１０点程度あり、これらの部品を接合している部分も同程度存在する。より一層小型化されたオートフォーカス機構において、これらの接合を高精度に短時間に実現するのは困難であり、部品点数の削減や接合カ所の削減が必須である。
【０００７】
課題３）アクチュエータを小型化するにつれて、アクチュエータを構成する個々の部品や部品の間隔等に高い精度が求められる。例えば超小型アクチュエータとして知られている静電アクチュエータでは、固定電極と移動電極の間のギャップが数μｍ程度しかない。このような状態では、動作保証のためには、ゴミの進入を防止する対策が必須である。
【０００８】
そこで、例えば特許文献１には、ＭＥＭＳ技術を用いて作製された櫛歯型の静電アクチュエータとスプリングを用いて光遮断膜を移動させる光減衰器が提案されている。
【０００９】
また、例えば特許文献２には、電極と分極方向を分割したＳ字駆動のバイモルフ型圧電素子を複数枚接合したアクチュエータを用いて、撮像素子パッケージを光軸方向に平行移動させることで、オートフォーカス機能を実現する方法が提案されている。
【００１０】
さらに、超小型アクチュエータの他の例として、薄膜形成技術を応用して、シリコン基板上に変位素子として形状記憶合金（以下、ＳＭＡと言う）薄膜を形成してアクチュエータとして用いる方法が示されている（例えば、非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２１２９３４号公報
【特許文献２】特開平５−４８９５７号公報
【非特許文献１】古屋他「未来型アクチュエータ材料・デバイス」１２８頁〜１２９頁（シーエムシー出版）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に示されたような櫛歯型の静電アクチュエータは、上述したように、固定側と移動側の櫛歯間のギャップが数μｍしかないので、動作保証のためには密閉構造等のゴミ対策が必須となり、上述した課題３）に反する。また、上記課題１）に関して、静電アクチュエータは発生力が小さいので、非常に軽い被駆動物しか駆動できず、例えばデジタルカメラや携帯電話用のカメラモジュール等のオートフォーカスや手ブレ補正機能に用いるのは無理がある。
【００１２】
また、特許文献２の方法では、撮像素子パッケージ毎移動させるので、大きな駆動力が必要であり、上述した課題１）に反する。また、Ｓ字駆動のバイモルフ型圧電素子を複数枚複雑な形に接合するため、アクチュエータの組立が複雑で上述した課題２）に反する。さらに、バイモルフ型圧電素子のゴミ対策が必要で、ケーシング等により大型化することが予想され、上述した課題３）に反する。
【００１３】
また、非特許文献１の方法は、アクチュエータとしての可能性を示しているにすぎず、上述した課題１）、２）、３）等の、実際に装置に応用する際にアクチュエータおよび駆動機構として考慮されるべき項目に対する考察は全くなされていない。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、薄型で発生力が大きく、特性バラツキが少なく、応答性に優れ、消費電力が小さく、製造も容易な駆動機構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】
【００１５】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【００１６】
１．オートフォーカス動作対象の撮像部を移動させる駆動機構であって、
一部または全部の長さが伸縮することで駆動力を生じる伸縮アクチュエータと、
前記伸縮アクチュエータの駆動力を、前記伸縮アクチュエータの伸縮方向に垂直な方向の移動に変換する移動機構とで構成され、
前記移動機構は、前記撮像部を搭載し、前記移動機構の移動方向に前記撮像部と共に移動する移動部を備え、
前記伸縮アクチュエータは、略平行に配置された第１の支持部と第２の支持部とを有し、
前記第１の支持部と前記第２の支持部との間隔が伸縮するアクチュエータであり、
前記移動機構は、
前記伸縮アクチュエータに積層されており、
前記移動部と、
一端が共に前記第１の支持部に接続され、他端が前記移動部に接続された第１および第２のレバーと、
一端が共に前記第２の支持部に接続され、他端が前記移動部の前記第１および第２のレバーが接続された位置とは異なる位置に接続された第３および第４のレバーと、
前記第１のレバーの中間部と前記第３のレバーの中間部とを接続する第１の回転部と、
前記第２のレバーの中間部と前記第４のレバーの中間部とを接続する第２の回転部とを備えたことを特徴とする駆動機構。
【００１８】
２．前記第１の支持部と前記第１および第２のレバーとを接続する弾性を有する１対の第１のヒンジと、
前記第２の支持部と前記第３および第４のレバーとを接続する弾性を有する１対の第２のヒンジとを備えたことを特徴とする１に記載の駆動機構。
【００１９】
３．前記第１および第２のレバーは、第１の連結部を介して前記移動部に接続されており、
前記第３および第４のレバーは、第２の連結部を介して前記移動部に接続されていることを特徴とする１または２に記載の駆動機構。
【００２０】
４．前記第１および第２のレバーと前記第１の連結部とを接続する弾性を有する１対の第３のヒンジと、
前記第３および第４のレバーと前記第２の連結部とを接続する弾性を有する１対の第４のヒンジとを備えたことを特徴とする１乃至３の何れか１項に記載の駆動機構。
【００２１】
５．前記第１の連結部と前記移動部とを接続する第１の弾性部材と、
前記第２の連結部と前記移動部とを接続する第２の弾性部材とを備えたことを特徴とする３または４に記載の駆動機構。
【００２２】
６．前記第１および第２のレバーと前記移動部とを接続する第１の弾性部材と、
前記第３および第４のレバーと前記移動部とを接続する第２の弾性部材とを備えたことを特徴とする１または２に記載の駆動機構。
【００２３】
７．前記第１および第２の支持部と、前記第１乃至第４のレバーと、弾性を有する１対の前記第１のヒンジと、弾性を有する１対の前記第２のヒンジとは、ＳＯＩ基板により一体に形成されていることを特徴とする２乃至６の何れか１項に記載の駆動機構。
【００２４】
８．前記第１乃至第４のレバーと、前記第１および第２の連結部と、弾性を有する１対の前記第３のヒンジと、弾性を有する１対の前記第４のヒンジと、前記第１および第２の回転部と、前記移動部と、前記第１および第２の弾性部材とは、一体に形成されていることを特徴とする５または７に記載の駆動機構。
【００２５】
９．前記第１乃至第４のレバーと、前記第１および第２の回転部と、前記移動部と、前記第１および第２の弾性部材とは、一体に形成されていることを特徴とする６または７
に記載の駆動機構。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、伸縮アクチュエータと、回転部で回動可能に接続された２組のレバーと、移動部とで駆動機構を構成し、伸縮アクチュエータの伸縮により、移動部を伸縮アクチュエータの伸縮方向に垂直な方向へ移動させるので、薄型で発生力が大きく、特性バラツキが少なく、応答性に優れ、消費電力が小さく、製造も容易な駆動機構を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、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れない。なお、図中、同一あるいは同等の部分には同一の番号を付与し、重複する説明は省略する。
【００２８】
最初に、本発明の駆動機構を用いたオートフォーカス機構について、図１を用いて説明する。図１は、オートフォーカス機構について説明するための模式図で、図１（ａ）はデジタルカメラ１の断面図、図１（ｂ）はオートフォーカス機構を備えた撮像素子パッケージ３０の断面図である。
【００２９】
図１（ａ）において、デジタルカメラ１は、撮影光学系２、撮像素子チップ３および駆動機構４を有している。撮像素子チップ３は駆動機構４の上に搭載され、駆動機構４の撮像光学系の光軸２１方向（図のｚ方向）への移動によりオートフォーカスされる。ここに、撮像素子チップ３は、オートフォーカス動作における被駆動体である。
【００３０】
図１（ｂ）において、オートフォーカス機構を備えた撮像素子パッケージ３０は、パッケージ筐体３１と保護ガラス３２とで、ゴミや空気の対流の心配のない密閉空間３３が形成されている。密閉空間３３内には、撮像素子チップ３、駆動機構４、基台３４およびリードフレーム３５等が密封されている。
【００３１】
撮像素子チップ３は駆動機構４の上に搭載され、駆動機構４の撮像光学系の光軸２１方向（図のｚ方向）への移動によりオートフォーカスされる。駆動機構４は基台３４上に搭載されており、基台３４はパッケージ筐体３１上に固定されている。撮像素子チップ３および駆動機構４への通電、撮像信号、制御信号等の授受は、リードフレーム３５および図示しないボンディングワイヤ等の配線を介して行われる。
【００３２】
次に、上述した駆動機構４に用いられる伸縮アクチュエータ１００の第１の例の構成および動作を、図２および図３を用いて説明する。図２は、伸縮アクチュエータ１００の第１の例の構成を示す模式図で、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ’断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。
【００３３】
図２（ａ）において、伸縮アクチュエータ１００は、第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂ、１対の弾性部１１３および固定部１１５と、形状記憶合金（以下、ＳＭＡと言う）薄膜１２１、ＳＭＡ薄膜１２１に通電するための＋側電極１２３および−側電極１２５等で構成される。
【００３４】
第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂとは略平行に配置されている。１対の弾性部１１３は、ＳＭＡ薄膜１２１の両側に配置され、蛇腹形状に形成されて弾性を有しており、第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂとの間を接続して略平行に保持している。
【００３５】
ＳＭＡ薄膜１２１は、第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂとに跨って形成されている。固定部１１５は、第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂ、および１対の弾性部１１３の周囲を囲むように形成され、１対の弾性部１１３の中央部と一体に接続されている。
【００３６】
ここで、伸縮アクチュエータ１００の製造方法について簡単に述べる。伸縮アクチュエータ１００は、ＭＥＭＳ技術により作製される。最初に、例えばシリコン単結晶基板の片面の最終的に固定部１１５となる領域以外の部分が、エッチング等により、一段低く形成される。次に、一段低く形成された部分に、例えばスパッタリング等の方法により、ＳＭＡ薄膜１２１、＋側電極１２３および−側電極１２５が形成される。
【００３７】
ＳＭＡ薄膜１２１の材料としては、例えばＮｉＴｉ合金やＮｉＴｉＣｕ合金等が用いられる。また、＋側電極１２３および−側電極１２５の材料としては、例えばＡｇ合金等が用いられる。
【００３８】
続いて、片面の一段低く形成された部分にＳＭＡ薄膜１２１、＋側電極１２３および−側電極１２５が形成されたシリコン単結晶基板の反対面が、ＩＣＰ−ＲＩＥ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ−Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ：誘導結合プラズマ−反応性イオンエッチング）等によりエッチングされて、第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂ、１対の弾性部１１３および固定部１１５が形成される。
【００３９】
第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂ、１対の弾性部１１３および固定部１１５の材料としては、Ｓｉ単結晶以外に、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）等のシリコン系基板や、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）等のポリマー系の材料が用いられる。
【００４０】
図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、ＳＭＡ薄膜１２１の第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂとに跨った部分以外は、上述したエッチングによりシリコン単結晶基板が全て除去されており、ＳＭＡ薄膜１２１は宙に浮いた形となっている。
【００４１】
また、ＳＭＡ薄膜１２１が形成されている側の固定部１１５は、ＳＭＡ薄膜１２１、第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂおよび１対の弾性部１１３よりも一段高く形成されており、伸縮アクチュエータ１００として使用される場合には、図２（ｃ）に示した固定部１１５の上面１１５ａあるいは下面１１５ｂが固定面として使用される。
【００４２】
図３は、伸縮アクチュエータ１００の第１の例の動作を示す模式図である。
【００４３】
図３（ａ）において、図２に示した伸縮アクチュエータ１００の＋側電極１２３と−側電極１２５との間に、スイッチ１６０を介して電源１５０が接続されている。スイッチ１６０はオフされている。
【００４４】
図３（ｂ）において、スイッチ１６０がオンされて、＋側電極１２３と−側電極１２５との間に電源１５０が接続されると、ＳＭＡ薄膜１２１に電流が通電され、ＳＭＡ薄膜１２１は自身のジュール熱で加熱されてヤング率が上がり、図の矢印Ｐ方向に収縮する。ＳＭＡ薄膜１２１の収縮力と、圧縮バネとして機能する蛇腹状の１対の弾性部１１３のバネ力とが釣り合ったところで収縮は止まり、結局、第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂとの間隔がｄだけ縮んで停止する。
【００４５】
再びスイッチ１６０がオフされると、ＳＭＡ薄膜１２１への通電が停止され、ＳＭＡ薄膜１２１は放熱してヤング率が下がり、蛇腹状の１対の弾性部１１３の圧縮から復帰するバネ力によって、図３（ａ）の元の状態に戻される。弾性部１１３をこのような蛇腹状の形状に形成することで、変位によって発生力の変化の少ないバネを構成することができ、弾性部１１３の肉厚を極端に薄くしなくても弱い力のバネを作製することができる。また、弾性部１１３はエッチングによって形成されるので、バネ特性のバラツキが非常に小さい。
【００４６】
実際に伸縮アクチュエータ１００を図１に示した駆動機構４に使用する際には、図２（ｃ）に示した固定部１１５の上面１１５ａあるいは下面１１５ｂが固定面として使用され、基台３４上に接着等により固定される。そうすることで、上述したＳＭＡ薄膜１２１への通電によって、第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂとは、固定部１１５、つまり基台３４に対してｄ／２ずつ、図の矢印Ｐ方向に移動することになる。
【００４７】
続いて、本発明の駆動機構４の第１の実施の形態の構成と動作について、図４および図５を用いて説明する。図４は、駆動機構４の第１の実施の形態の構成を示す模式図で、図４（ａ）は撮像素子チップ３の撮像面側から見た平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の矢印Ｃ方向から見た側面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ’断面図、図４（ｄ）は図４（ａ）のＥ−Ｅ’断面図である。但し、ここでは伸縮アクチュエータ１００は１つのブロックとして図示している。
【００４８】
図４（ａ）乃至（ｄ）において、駆動機構４は、上述した伸縮アクチュエータ１００と、撮像素子チップ３を搭載し、撮像素子チップ３を撮像面に垂直な方向に移動させる移動機構４００とで構成されている。移動機構４００と伸縮アクチュエータ１００とは積層され、伸縮アクチュエータ１００の第１の支持部１１１ａと、後述する移動機構４００の第１のレバー４１１ａおよび第２のレバー４１１ｂが、弾性を有する１対の第１のヒンジ（以下、第１の弾性ヒンジと言う）４１３ａおよび４１３ｂで接続されている。
【００４９】
同様に、伸縮アクチュエータ１００の第２の支持部１１１ｂと、後述する移動機構４００の第３のレバー４２１ａおよび第４のレバー４２１ｂが、弾性を有する１対の第２のヒンジ（以下、第２の弾性ヒンジと言う）４２３ａおよび４２３ｂで接続されている。第１の弾性ヒンジ４１３ａ、４１３ｂおよび第２の弾性ヒンジ４２３ａ、４２３ｂの詳細は、図６および図７で後述する。
【００５０】
移動機構４００は、対をなす第１のレバー４１１ａと第２のレバー４１１ｂ、弾性を有する１対の第３のヒンジ（以下、第３の弾性ヒンジと言う）４１５ａと４１５ｂ、第１の連結部４１７、対をなす第３のレバー４２１ａと第４のレバー４２１ｂ、弾性を有する１対の第４のヒンジ（以下、第４の弾性ヒンジと言う）４２５ａと４２５ｂ、第２の連結部４２７、対をなす第１の回転部４４１ａと第２の回転部４４１ｂ、１対の第１の弾性部材４１９ａと４１９ｂ、１対の第２の弾性部材４２９ａと４２９ｂ、および移動部４３１等で構成される。
【００５１】
第１のレバー４１１ａと第２のレバー４１１ｂとは、１対の第３の弾性ヒンジ４１５ａと４１５ｂとによって、棒状の第１の連結部４１７の両端に、コの字形を形成するように接続されている。同様に、第３のレバー４２１ａと第４のレバー４２１ｂとは、１対の第４の弾性ヒンジ４２５ａと４２５ｂとによって、棒状の第２の連結部４２７の両端に、コの字形を形成するように接続されている。第３の弾性ヒンジ４１５ａ、４１５ｂおよび第４の弾性ヒンジ４２５ａ、４２５ｂの詳細および接続方法は図８で後述する。
【００５２】
第１のレバー４１１ａと第２のレバー４１１ｂと第１の連結部４１７とで形成される第１のコの字形と、第３のレバー４２１ａと第４のレバー４２１ｂと第２の連結部４２７とで形成される第２のコの字形とは、互いに対向する向きに第２のコの字形が第１のコの字形の内側に入るように配置されている。つまり、第１の連結部４１７と第２の連結部４２７とは対向している。第１のコの字形と第２のコの字形との配置はこれに限定されるものではなく、例えば、第１のレバー４１１ａ、第３のレバー４２１ａ、第２のレバー４１１ｂ、第４のレバー４２１ｂの順に、第１のコの字形と第２のコの字形とが入れ子状に配置されてもい。
【００５３】
第１のレバー４１１ａと第３のレバー４２１ａとは、第１の回転部４４１ａによって接続され、第１の回転部４４１ａの周りに回動可能に保持されている。同様に、第２のレバー４１１ｂと第４のレバー４２１ｂとは、第２の回転部４４１ｂによって接続され、第２の回転部４４１ｂの周りに回動可能に保持されている。第１の回転部４４１ａおよび第２の回転部４４１ｂの詳細は図９で後述する。
【００５４】
撮像素子チップ３は、移動部４３１上に搭載されている。移動部４３１は、その１辺が１対の第１の弾性部材４１９ａと４１９ｂとを介して第１の連結部４１７に接続され、対向する１辺が１対の第２の弾性部材４２９ａと４２９ｂとを介して第２の連結部４２７に接続されている。つまり、撮像素子チップ３を搭載した移動部４３１は、第１の弾性部材４１９ａと４１９ｂ、および第２の弾性部材４２９ａと４２９ｂによって、対向する第１の連結部４１７と第２の連結部４２７との間に保持されている。第１の弾性部材４１９ａと４１９ｂおよび第２の弾性部材４２９ａと４２９ｂは、図４（ａ）の紙面に垂直な方向に薄肉の蛇腹形状をしており、図４（ａ）の紙面内左右方向に弾性を有している。
【００５５】
第１の弾性ヒンジ４１３ａ、４１３ｂと、第２の弾性ヒンジ４２３ａ、４２３ｂとは、第１の回転部４４１ａの中心と第２の回転部４４１ｂの中心とを結ぶ直線から等しい距離にある。同様に、第３の弾性ヒンジ４１５ａ、４１５ｂと、第４の弾性ヒンジ４２５ａ、４２５ｂ、つまり第１の連結部４１７と第２の連結部４２７とは、第１の回転部４４１ａの中心と第２の回転部４４１ｂの中心とを結ぶ直線から等しい距離にある。これによって、図５の説明で後述するように、撮像素子チップ３を光軸２１方向（ｚ方向）に平行移動させることができる。
【００５６】
ここで、第１の弾性ヒンジ４１３ａ、４１３ｂと第２の弾性ヒンジ４２３ａ、４２３ｂ、第３の弾性ヒンジ４１５ａ、４１５ｂと第４の弾性ヒンジ４２５ａ、４２５ｂ、および第１の回転部４４１ａと第２の回転部４４１ｂの例について、図６乃至図９を用いて説明する。
【００５７】
まず、第１の弾性ヒンジ４１３ａ、４１３ｂと第２の弾性ヒンジ４２３ａ、４２３ｂとについて、図６および図７を用いて説明する。ここでは、第１の弾性ヒンジ４１３ｂを例にとって説明する。図６は、第１の弾性ヒンジ４１３ｂの第１の例の構成を示す模式図で、図６（ａ）は伸縮アクチュエータ１００が伸張した状態の側面図を、図６（ｂ）は伸縮アクチュエータ１００が収縮した状態の側面図を示す。本第１の例は、伸縮アクチュエータ１００と移動機構４００とを別々に作成してから接続する場合の例である。
【００５８】
図６（ａ）において、第１の弾性ヒンジ４１３ｂは弾性接着剤からなり、例えば第１の支持部１１１ａの端部と第２のレバー４１１ｂの端部とを接着して接続している。
【００５９】
図６（ｂ）において、伸縮アクチュエータ１００が収縮して第１の支持部１１１ａが図の左から右へと移動すると、第２のレバー４１１ｂは、第１の弾性ヒンジ４１３ｂを支点として、矢印Ｆ方向に回動する。第１の弾性ヒンジ４１３ｂは、第２のレバー４１１ｂの回動にともなって変形することで、ヒンジとしての役割を果たす。
【００６０】
図７は、第１の弾性ヒンジ４１３ｂの第２の例の構成を示す模式図である。本第２の例は、伸縮アクチュエータ１００と移動機構４００とを、ＳＯＩ基板を用いて一体に形成する場合の例である。
【００６１】
図７（ａ）において、ＳＯＩ基板９０は、断面が例えば２層のＳｉ層９１と９５との間に、ＳｉＯ2絶縁層９３が設けられた構成となっている。
【００６２】
図７（ｂ）において、上述したＭＥＭＳ技術により、Ｓｉ層９１がエッチングされて第２のレバー４１１ｂが形成される。同様に、Ｓｉ層９５がエッチングされて第１の支持部１１１ａが形成される。さらに、ＳｉＯ2絶縁層９３が犠牲層エッチング技術によりエッチングされて第１の弾性ヒンジ４１３ｂが形成される。
【００６３】
図７（ｃ）において、伸縮アクチュエータ１００が収縮して第１の支持部１１１ａが図の左から右へと移動すると、第２のレバー４１１ｂは、第１の弾性ヒンジ４１３ｂを支点として、矢印Ｆ方向に回動する。第１の弾性ヒンジ４１３ｂは、第２のレバー４１１ｂの回動にともなって、第２のレバー４１１ｂの端部および第１の支持部１１１ａの端部と共に変形することで、ヒンジとしての役割を果たす。
【００６４】
図６および図７に例示した弾性ヒンジは、第１の弾性ヒンジ４１３ａ、４１３ｂおよび第２の弾性ヒンジ４２３ａ、４２３ｂにしか適用できないものではなく、例えば第３の弾性ヒンジ４１５ａ、４１５ｂおよび第４の弾性ヒンジ４２５ａ、４２５ｂにも適用可能である。
【００６５】
続いて、第３の弾性ヒンジ４１５ａ、４１５ｂおよび第４の弾性ヒンジ４２５ａ、４２５ｂの例について、図８を用いて説明する。ここでは、第３の弾性ヒンジ４１５ｂを例にとって説明する。図８は、第３の弾性ヒンジ４１５ｂの例の構成を示す模式図で、図８（ａ）は伸縮アクチュエータ１００が伸張した状態の上面図、図８（ｂ）は伸縮アクチュエータ１００が収縮した状態の側面図、図８（ｃ）は伸縮アクチュエータ１００が収縮した状態の上面図である。
【００６６】
図８（ａ）において、第３の弾性ヒンジ４１５ｂは、ＭＥＭＳ技術により移動機構４００の各部と一体に形成され、第１の弾性部材４１９ｂ等と同様に、図の紙面に垂直な方向に薄肉の薄板形状をしており、第２のレバー４１１ｂの端部と第１の連結部４１７の端部とを接続している。
【００６７】
図８（ｂ）および（ｃ）において、伸縮アクチュエータ１００が収縮して第２のレバー４１１ｂが矢印Ｆ方向に回動すると、第３の弾性ヒンジ４１５ｂは、その第２のレバー４１１ｂ側が捩れるように変形し、第１の連結部４１７および第１の弾性部材４１９ｂを介して第１の連結部４１７に接続されている移動部４３１を、光軸２１方向（ｚ方向）に移動させる。
【００６８】
図８に例示した弾性ヒンジは、第３の弾性ヒンジ４１５ａ、４１５ｂ、および第４の弾性ヒンジ４２５ａ、４２５ｂにしか適用できないものではなく、例えば第１の弾性ヒンジ４１３ａ、４１３ｂおよび第２の弾性ヒンジ４２３ａ、４２３ｂにも適用可能である。
【００６９】
次に、第１の回転部４４１ａおよび第２の回転部４４１ｂの１例について、図９を用いて説明する。ここでは、第２の回転部４４１ｂを例にとって説明する。図９は、第２の回転部４４１ｂの１例の構成を示す模式図で、図９（ａ）および（ｂ）は伸縮アクチュエータ１００が伸張した状態の上面図および側面図、図９（ｃ）は伸縮アクチュエータ１００が収縮した状態の側面図である。
【００７０】
図９（ａ）および（ｂ）において、第２の回転部４４１ｂは、ＭＥＭＳ技術により移動機構４００の各部と一体に形成され、上述した第３の弾性ヒンジ４１５ｂと同様に、図の紙面内方向に薄肉の薄板形状をしており、第２のレバー４１１ｂと第４のレバー４２１ｂとを接続している。
【００７１】
図９（ｃ）において、伸縮アクチュエータ１００が収縮して第２のレバー４１１ｂと第４のレバー４２１ｂとがそれぞれ矢印Ｆ方向に回動すると、第２の回転部４４１ｂは、第２のレバー４１１ｂおよび第４のレバー４２１ｂとの接続部が捩れるように変形し、第２のレバー４１１ｂおよび第４のレバー４２１ｂは、第２の回転部４４１ｂの周りに回動する。
【００７２】
次に、図５に戻って、駆動機構４の第１の実施の形態の動作について説明する。図５は、駆動機構４の第１の実施の形態の動作を示す模式図で、図５（ａ）は伸縮アクチュエータ１００が伸張した状態を、図５（ｂ）は伸縮アクチュエータ１００が収縮した状態を、それぞれ図４（ａ）の矢印Ｃ方向から見た図である。
【００７３】
但し、伸縮アクチュエータ１００は、その伸縮状態が分かるように、図２（ｂ）に示した断面形状で示してある。また、図５では第２の回転部４４１ｂを回転軸の概念で図示してあるが、必ずしも回転軸である必要はない。さらに、第１および第２の弾性ヒンジは、図６に示したものを例示してあるが、図７のものであっても構わない。
【００７４】
図５（ａ）において、伸縮アクチュエータ１００のＳＭＡ薄膜１２１が伸張した状態では、第２のレバー４１１ｂと第４のレバー４２１ｂとは、平行な状態に保たれている。図４（ａ）の矢印Ｃ方向からは見えないが、第１のレバー４１１ａと第３のレバー４２１ａも、平行な状態に保たれている。
【００７５】
図５（ｂ）において、ＳＭＡ薄膜１２１に通電されて、ＳＭＡ薄膜１２１が収縮すると、第２のレバー４１１ｂは、第１の弾性ヒンジ４１３ｂで第１の支持部１１１ａに接続されているために、第１の支持部１１１ａと共に図の右方向に移動しようとする。
【００７６】
同様に、第４のレバー４２１ｂは、第２の弾性ヒンジ４２３ｂで第２の支持部１１１ｂに接続されているために、第２の支持部１１１ｂと共に図の左方向に移動しようとする。図４（ａ）の矢印Ｃ方向からは見えないが、第１のレバー４１１ａおよび第３のレバー４２１ａも、同様に移動しようとする。
【００７７】
しかし、第２のレバー４１１ｂと第４のレバー４２１ｂとは、第２の回転部４４１ｂによって接続されているために、第２のレバー４１１ｂと第４のレバー４２１ｂとは、共に図の右方向あるいは左方向には移動できず、図の矢印Ｆ方向、つまり光軸２１方向（ｚ方向）に、第２の回転部４４１ｂの周りに回動する。図４（ａ）の矢印Ｃ方向からは見えないが、第１のレバー４１１ａと第３のレバー４２１ａも第１の回転部４４１ａによって接続されているので、第１のレバー４１１ａと第３のレバー４２１ａも、第１の回転部４４１ａの周りに回動する。これによって、伸縮アクチュエータ１００の図の左右方向の収縮動作を、図の上下方向（ｚ方向）の移動に変換することができる。
【００７８】
移動部４３１は、第１の弾性部材４１９ｂと、第１の連結部４１７と、第３の弾性ヒンジ４１５ｂとを介して、第２のレバー４１１ｂに接続されている。同様に、移動部４３１は、第２の弾性部材４２９ｂと、第２の連結部４２７と、第４の弾性ヒンジ４２５ｂとを介して、第４のレバー４２１ｂに接続されている。図４（ａ）の矢印Ｃ方向からは見えないが、移動部４３１は、同様に、第１のレバー４１１ａと第３のレバー４２１ａにも接続されている。
【００７９】
そのために、移動部４３１は、第１のレバー４１１ａと第３のレバー４２１ａ、および第２のレバー４１１ｂと第４のレバー４２１ｂの図の矢印Ｆ方向、つまり光軸２１方向（ｚ方向）への回動にともなって、光軸２１方向（ｚ方向）に平行移動する。伸縮アクチュエータ１００の図の左右方向の収縮量と、移動部４３１の光軸２１方向（ｚ方向）への移動量との比は、例えば第１の弾性ヒンジ４１３ｂから第２の回転部４４１ｂまでの長さと、第２の回転部４４１ｂから第３の弾性ヒンジ４１５ｂまでの長さの比で決まる。
【００８０】
このようにして、移動部４３１上に搭載された撮像素子チップ３を光軸２１方向（ｚ方向）へ直接移動させることができ、パッケージ筐体３１と保護ガラス３２とで密閉された撮像素子パッケージ３０内にオートフォーカス機構を形成することができる。
【００８１】
ここでは、撮像素子チップ３と移動部４３１とは別体として説明したが、例えば図２で述べたように移動部４３１をシリコン単結晶基板で作製した場合等には、移動部４３１上に撮像素子チップ３を一体的に作製することも可能である。
【００８２】
上述したように、駆動機構４の第１の実施の形態によれば、伸縮アクチュエータと、回転部で接続された２組のレバーと、移動部とでパンタグラフ状の駆動機構を構成し、伸縮アクチュエータの伸縮を、伸縮アクチュエータの伸縮方向に垂直な方向への移動部の移動に変換することで、撮像素子チップを光軸方向に直接移動することができる。これによって、薄型で発生力が大きく、特性バラツキが少なく、応答性に優れ、消費電力が小さく、製造も容易な駆動機構を提供することができる。
【００８３】
次に、本発明の駆動機構４の第２の実施の形態の構成と動作について、図１０を用いて説明する。図１０は、駆動機構４の第２の実施の形態の構成と動作とを示す模式図で、図４（ａ）は撮像素子チップ３の撮像面側から見た平面図、図４（ｂ）は伸縮アクチュエータ１００が収縮した状態を図４（ａ）の矢印Ｃ方向から見た側面図である。
【００８４】
ここに、図１０（ａ）では、伸縮アクチュエータ１００は１つのブロックとして図示している。また図１０（ｂ）では、伸縮アクチュエータ１００は、その伸縮状態が分かるように、図２（ｂ）に示した断面形状で示してある。また、第２の回転部４４１ｂを回転軸の概念で図示してあるが、必ずしも回転軸である必要はない。さらに、第１および第２の弾性ヒンジは、図６に示したものを例示してあるが、図７のものであっても構わない。
【００８５】
図１０（ａ）において、駆動機構４は、第１の実施の形態と同様に、伸縮アクチュエータ１００と、撮像素子チップ３を搭載し、撮像素子チップ３を撮像面に垂直な方向に移動させる移動機構４００とで構成されている。移動機構４００と伸縮アクチュエータ１００とは積層され、伸縮アクチュエータ１００の第１の支持部１１１ａと、後述する移動機構４００の第１のレバー４１１ａおよび第２のレバー４１１ｂが、弾性を有する１対の第１のヒンジ（以下、第１の弾性ヒンジと言う）４１３ａおよび４１３ｂで接続されている。
【００８６】
同様に、伸縮アクチュエータ１００の第２の支持部１１１ｂと、後述する移動機構４００の第３のレバー４２１ａおよび第４のレバー４２１ｂが、弾性を有する１対の第２のヒンジ（以下、第２の弾性ヒンジと言う）４２３ａおよび４２３ｂで接続されている。第１の弾性ヒンジ４１３ａ、４１３ｂおよび第２の弾性ヒンジ４２３ａ、４２３ｂの詳細は、図６および図７で説明した通りである。
【００８７】
第２の実施の形態の移動機構４００の構成が第１の実施の形態の移動機構４００の構成と異なる点は、対をなす第１のレバー４１１ａおよび第２のレバー４１１ｂが第１の連結部４１７を介して移動部４３１に接続されているのではなく、第１のレバー４１１ａが第１の弾性部材４１９ａを介して、第２のレバー４１１ｂが第１の弾性部材４１９ｂを介して、それぞれ移動部４３１に接続されている点である。
【００８８】
第３のレバー４２１ａと第４のレバー４２１ｂも同様に、１対の第２の弾性部材４２９ａと４２９ｂとを介して移動部４３１に接続されている。従って、第２の実施の形態では、第１の実施の形態とは異なり、第１の連結部４１７、第２の連結部４２７、第３の弾性ヒンジ４１５ａと４１５ｂ、第４の弾性ヒンジ４２５ａ、４２５ｂは存在しない。その他の点は、第１の実施の形態と同じである。
【００８９】
ここでは、第１乃至第４のレバーは、図４の第１の実施の形態とは異なり、第３のレバー４２１ａ、第１のレバー４１１ａ、第４のレバー４２１ｂ、第２のレバー４１１ｂの順に配置されている。第１乃至第４のレバーの配置はこれに限定されるものではなく、例えば、図４の第１の実施の形態と同様に、第３のレバー４２１ａ、第１のレバー４１１ａ、第２のレバー４１１ｂ、第４のレバー４２１ｂの順に配置されてもよい。
【００９０】
また、ここでは、移動部４３１は矩形で、その四隅の各々に、第１の弾性部材４１９ａ、４１９ｂ、第２の弾性部材４２９ａ、４２９ｂが配置され、各々が第１乃至第４のレバーと接続されている。
【００９１】
図１０（ｂ）において、ＳＭＡ薄膜１２１に通電された場合の第１乃至第４のレバーの動作は、第１の実施の形態と同じであり、ＳＭＡ薄膜１２１の図の左右方向の収縮動作を、図の上下方向（ｚ方向）の移動に変換することができる。
【００９２】
移動部４３１は、第１の弾性部材４１９ｂを介して、第２のレバー４１１ｂに接続されている。同様に、移動部４３１は、第２の弾性部材４２９ｂを介して、第４のレバー４２１ｂに接続されている。図４（ａ）の矢印Ｃ方向からは見えないが、移動部４３１は、同様に、第１のレバー４１１ａと第３のレバー４２１ａにも接続されている。
【００９３】
そのために、移動部４３１は、第１のレバー４１１ａと第３のレバー４２１ａ、および第２のレバー４１１ｂと第４のレバー４２１ｂの図の矢印Ｆ方向、つまり光軸２１方向（ｚ方向）への回動にともなって、光軸２１方向（ｚ方向）に平行移動する。伸縮アクチュエータ１００の図の左右方向の収縮量と、移動部４３１の光軸２１方向（ｚ方向）への移動量との比は、例えば第１の弾性ヒンジ４１３ｂから第２の回転部４４１ｂまでの長さと、第２の回転部４４１ｂから第３の弾性ヒンジ４１５ｂまでの長さの比で決まる。
【００９４】
このようにして、移動部４３１上に搭載された撮像素子チップ３を光軸２１方向（ｚ方向）へ直接移動させることができ、パッケージ筐体３１と保護ガラス３２とで密閉された撮像素子パッケージ３０内にオートフォーカス機構を形成することができる。
【００９５】
上述したように、駆動機構４の第２の実施の形態によれば、伸縮アクチュエータと、回転部で接続された２組のレバーと、移動部とでパンタグラフ状の駆動機構を構成し、伸縮アクチュエータの伸縮を、伸縮アクチュエータの伸縮方向に垂直な方向への移動部の移動に変換することで、撮像素子チップを光軸方向に直接移動することができる。これによって、薄型で発生力が大きく、特性バラツキが少なく、応答性に優れ、消費電力が小さく、製造も容易な駆動機構を提供することができる。
【００９６】
次に、上述した駆動機構４に用いられる伸縮アクチュエータ１００の他の例を、図１１乃至図１４を用いて説明する。図１１は伸縮アクチュエータ１００の第２の例の構成を示す模式図である。
【００９７】
図１１において、本第２の例が図２に示した伸縮アクチュエータ１００の第１の例と異なるのは、ＳＭＡ薄膜１２１、＋側電極１２３および−側電極１２５が左右に１対づつ配置され、中央には蛇腹状の弾性部１１３が１本配置されている点である。
【００９８】
また、蛇腹状の弾性部１１３は、図２の第１の例の弾性部１１３とは異なり、角がなく、全体に滑らかな曲線で構成されている。そのため、１対のＳＭＡ薄膜１２１に通電されてＳＭＡ薄膜１２１が収縮すると、弾性部１１３はＳＭＡ薄膜１２１の収縮方向に全体に圧縮されて縮む。
【００９９】
さらに、固定部１１５は、伸縮アクチュエータ１００の周囲ではなく、伸縮アクチュエータ１００の中央部に、蛇腹状の弾性部１１３を２分するように形成され、弾性部１１３と一体に接続されている。また、固定部１１５は、第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂ、蛇腹状の弾性部１１３、１対のＳＭＡ薄膜１２１、１対の＋側電極１２３および１対の−側電極１２５よりも１段高く形成されている。その他の構成および動作は、第１の例と同じである。
【０１００】
従って、固定部１１５を図１の基台３４に固定することで、第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂとを固定部１１５に対して対称に移動させることができる。
【０１０１】
さらに、１対のＳＭＡ薄膜１２１の一方のみに通電すると、第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂとの間隔を平行に変化させるのではなく、図の右側あるいは左側のみの間隔を変化させることができ、一種の回転運動を行わせることができる。この動作を駆動機構４に適用すると、撮像素子チップ３を光軸２１に対して傾ける所謂チルト動作を行わせることができる。
【０１０２】
図１２は、伸縮アクチュエータ１００の第３の例を示す模式図である。
【０１０３】
図１２において、第３の例が第１の例と異なるのは、弾性部１１３を、蛇腹状ではなく、図の紙面垂直方向に非常に薄肉の複数組（この例では３組）の板バネ形状とした点である。さらに、固定部１１５は、伸縮アクチュエータ１００の周囲ではなく、弾性部１１３の中央部に、弾性部１１３を２分するように形成され、弾性部１１３と一体に接続されている。
【０１０４】
また、固定部１１５は、第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂ、弾性部１１３、ＳＭＡ薄膜１２１、＋側電極１２３および−側電極１２５よりも１段高く形成されている。その他は第１の例と同じである。
【０１０５】
弾性部１１３は、第１の例と同様に、ＩＣＰ−ＲＩＥによるエッチングで、紙面垂直方向に非常に薄肉の板バネ形状に形成され、円弧状に紙面左右方向に広がる方向に曲率を持った形状になっている。また、各弾性部１１３は、第１の支持部１１１ａあるいは第２の支持部１１１ｂとの接続部および固定部１１５との接続部よりも中央部の方がより薄肉に形成されており、曲がりやすくなっている。
【０１０６】
第３の例において、ＳＭＡ薄膜１２１が通電によって収縮すると、板バネ状の弾性部１１３は、図の紙面内の左右方向に曲がって屈曲バネとなる。ＳＭＡ薄膜１２１への通電がオフされると、板バネ状の弾性部１１３が元の平板形状に復帰しようとするバネ力によって、第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂとは元の間隔に復帰する。
【０１０７】
従って、固定部１１５を図１の基台３４に固定することで、第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂとを固定部１１５に対して対称に移動させることができる。
【０１０８】
弾性部１１３は必ずしも複数組設ける必要はなく、必要なバネ力が確保できさえすればよく、１組であってもよい。
【０１０９】
図１３は、伸縮アクチュエータ１００の第４の例を示す模式図で、図１３（ａ）は上面図、図１３（ｂ）および（ｃ）はそれぞれＧ−Ｇ’およびＨ−Ｈ’断面図である。
【０１１０】
図１３（ａ）において、第４の例が第１及び第３の例と異なるのは、弾性部１１３を図の紙面内方向に広がった薄肉の１対の板バネ形状とした点である。また、固定部１１５は、第３の例と同様に、弾性部１１３の中央部に、弾性部１１３を２分するように形成され、弾性部１１３と一体に接続されている。また、固定部１１５は、図１３（ｂ）および（ｃ）に示すように、伸縮アクチュエータ１００の他の部分よりも１段高く形成されている。
【０１１１】
さらに、本第３の例では、２個の伸縮アクチュエータ１００が、図の中央の固定部１１５で直列に接続されたと同様の形状になっている。従って、＋側電極１２３と中間電極１２７との間にスイッチ１６０を介して電源１５０を接続し、ＳＭＡ薄膜１２１ａに通電することで、固定部１１５に対して第１の支持部１１１ａを図の上方向に移動させることができる。
【０１１２】
同様に、中間電極１２７と−側電極１２５との間にスイッチ１６１を介して電源１５１を接続し、ＳＭＡ薄膜１２１ｂに通電することで、固定部１１５に対して第２の支持部１１１ｂを図の下方向に移動させることができる。スイッチ１６０とスイッチ１６１とを同時に制御すれば、第１及び第３の例と同じ動作となる。
【０１１３】
図１３（ｂ）および（ｃ）において、弾性部１１３は、第１および第３の例と同様に、ＩＣＰ−ＲＩＥによるエッチングで、非常に薄肉の板バネ形状に形成されている。弾性部１１３は円弧状に図１３（ｂ）の紙面左方向に曲率を持った形状になっている。また、各弾性部１１３は、第１の支持部１１１ａあるいは第２の支持部１１１ｂとの接続部および固定部１１５との接続部よりも中央部の方がより薄肉に形成されており、曲がりやすくなっている。その他は第１および第３の例と同じである。弾性部１１３は、必要なバネ力が確保できさえすればよく、複数組づつ設けてもよい。
【０１１４】
従って、固定部１１５を図１の基台３４に固定することで、第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂとを固定部１１５に対して対称に移動させることができるだけでなく、個別に移動させることもできる。
【０１１５】
図１４は、伸縮アクチュエータ１００の第５の例を示す模式図である。
【０１１６】
図１４（ａ）において、第５の例が図１（ｂ）および（ｃ）の第１の例と異なるのは、変位部をＳＭＡ薄膜１２１ではなく圧電素子１３１とした点である。さらに、固定部１１５は、伸縮アクチュエータ１００の周囲ではなく、伸縮アクチュエータ１００の中央部に、蛇腹状の弾性部１１３を２分するように形成され、弾性部１１３と一体に接続されている。
【０１１７】
また、固定部１１５は、第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂ、蛇腹状の弾性部１１３、１対のＳＭＡ薄膜１２１、１対の＋側電極１２３および１対の−側電極１２５よりも１段高く形成されている。その他の構成は、第１の例と同じである。
【０１１８】
従って、固定部１１５を図１の基台３４に固定することで、１対の支持部１１１ａと１１１ｂを固定部１１５に対して対称に移動させることができる。
【０１１９】
Ｊ−Ｊ’断面図を図１４（ｂ）に示す。圧電素子１３１は、薄板状の圧電層１３７の両面に＋側電極１３３と−側電極１３５とが設けられている。圧電素子１３１は、第１の例と同様に、シリコン基板１１０上に、−側電極１３５、圧電層１３７、＋側電極１３３の順に、例えばスパッタリング等の方法により各層を積層して形成される。この時、圧電素子１３１は、将来、第１の支持部１１１ａおよび第２の支持部１１１ｂとなる部分の間に跨るように形成される。
【０１２０】
圧電層１３７の材料としては、例えばＰＺＴ等が用いられ、＋側電極１３３および−側電極１３５の材料としては、例えばＡｇ合金等が用いられる。弾性部１１３の形成方法は第１の例と同じであるので、省略する。弾性部１１３が形成された後に、圧電素子１３１には、−側電極１３５に対して＋側電極１３３に正の電位が印加された場合に、図６（ｄ）の矢印Ｐ方向に収縮するような既知の分極処理が施される。
【０１２１】
−側電極１３５は電源１５０の負極に接続され、＋側電極１３３はスイッチ１６０を介して電源１５０の正極または負極に切替可能に接続されている。図６（ｂ）では、＋側電極１３３は電源１５０の負極に接続され、＋側電極１３３と−側電極１３５とが短絡されている。
【０１２２】
スイッチ１６０が切り替えられて、＋側電極１３３が電源１５０の正極に接続されると、圧電素子１３１の＋側電極１３３から−側電極１３５に向けて正の電界が印加され、圧電素子１３１は長手方向に収縮する。
【０１２３】
圧電素子１３１の収縮力と、圧縮バネとして機能する蛇腹状の弾性部１１３のバネ力とが釣り合ったところで収縮は止まり、結局、第１の例と同様に、第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂとの間隔が縮んで停止する。
【０１２４】
再びスイッチ１６０が切り替えられて、＋側電極１３３と−側電極１３５とが短絡されると、圧電素子１３１の元の形状に復帰する力と、蛇腹状の弾性部１１３の圧縮から復帰するバネ力とによって、図１４（ａ）の元の状態に戻される。
【０１２５】
圧電素子１３１は必ずしも１枚である必要はなく、複数の圧電素子１３１が第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂとに跨って形成されてもよい。また、ここでは、弾性部１１３は第１の例と同じ蛇腹状の弾性部１１３としたが、第２、第３あるいは第４の例に示した形状であってもよい。
【０１２６】
なお、圧電素子１３１の＋側電極１３３と−側電極１３５とに印加される電界の向きを正負逆にすれば、圧電素子１３１を収縮ではなく伸張させることも可能である。従って、蛇腹状の弾性部１１３を用いて、＋側電極１３３と−側電極１３５とに印加される電界の向きも制御可能にすれば、第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂとの間隔をより大きく変化させることも可能となる。
【０１２７】
従って、固定部１１５を図１の基台３４に固定することで、第１の支持部１１１ａと第２の支持部１１１ｂとを固定部１１５に対して対称に移動させることができる。
【０１２８】
以上に述べたように、本発明によれば、伸縮アクチュエータと、回転部で回動可能に接続された２組のレバーと、移動部とで駆動機構を構成し、伸縮アクチュエータの伸縮により、移動部を伸縮アクチュエータの伸縮方向に垂直な方向へ移動させるので、薄型で発生力が大きく、特性バラツキが少なく、応答性に優れ、消費電力が小さく、製造も容易な駆動機構を提供することができる。
【０１２９】
尚、本発明に係る駆動機構を構成する各構成の細部構成および細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】オートフォーカス機構について説明するための模式図である。
【図２】伸縮アクチュエータの第１の例の構成を示す模式図である。
【図３】伸縮アクチュエータの第１の例の動作を示す模式図である。
【図４】駆動機構の第１の実施の形態の構成を示す模式図である。
【図５】駆動機構の第１の実施の形態の動作を示す模式図である。
【図６】弾性ヒンジの第１の例の構成を示す模式図である。
【図７】弾性ヒンジの第２の例の構成を示す模式図である。
【図８】弾性ヒンジの例の構成を示す模式図である。
【図９】回転部の１例の構成を示す模式図である。
【図１０】駆動機構の第２の実施の形態の構成と動作とを示す模式図である。
【図１１】伸縮アクチュエータの第２の例の構成を示す模式図である。
【図１２】伸縮アクチュエータの第３の例を示す模式図である。
【図１３】伸縮アクチュエータの第４の例を示す模式図である。
【図１４】伸縮アクチュエータの第５の例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１  デジタルカメラ
１００  伸縮アクチュエータ
１１０  シリコン基板
１１１ａ  第１の支持部
１１１ｂ  第２の支持部
１１３  弾性部
１１５  固定部
１１５ａ  （固定部の）上面
１１５ｂ  （固定部の）下面
１２１、１２１ａ、１２１ｂ  形状記憶合金（ＳＭＡ）薄膜
１２３  ＋側電極
１２５  −側電極
１２７  中間電極
１３１  圧電素子
１３３  ＋側電極
１３５  −側電極
１３７  圧電層
２  撮影光学系
２１  撮影光軸
１５０、１５１  電源
１６０、１６１  スイッチ
３  撮像素子チップ
３０  撮像素子パッケージ
３１  パッケージ筐体
３２  保護ガラス
３３  密閉空間
３４  基台
３５  リードフレーム
４  駆動機構
４００  移動機構
４１１ａ  第１のレバー
４１１ｂ  第２のレバー
４２１ａ  第３のレバー
４２１ｂ  第４のレバー
４１３ａ、４１３ｂ  第１の弾性ヒンジ
４２３ａ、４２３ｂ  第２の弾性ヒンジ
４１５ａ、４１５ｂ  第３の弾性ヒンジ
４２５ａ、４２５ｂ  第４の弾性ヒンジ
４１７  第１の連結部
４２７  第２の連結部
４１９ａ、４１９ｂ  第１の弾性部材
４２９ａ、４２９ｂ  第２の弾性部材
４３１  移動部
４４１ａ  第１の回転部
４４１ｂ  第２の回転部
９０  ＳＯＩ基板
９１  Ｓｉ層
９３  ＳｉＯ2絶縁層
９５  Ｓｉ層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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