(57)【要約】  【課題】    簡素且つコンパクトな構成であり、比較的低電力で大きな動作を行えるアクチュエータを提供する。  【解決手段】  アーム部２２と本体２１とを一体成形し、その間に薄肉部２２ｃを形成することで、薄肉部２２ｃの弾性変形によって本体２１に対してアーム部２２を揺動可能に支持できるため、一般的に嵩張る軸支部を用いることなく、ワイヤ部材である形状記憶合金ＳＭＡの変形量を拡大したストロークを創り出すことが可能となる。又、軸支部がないので、ガタが生じず、ゴミなどが入る恐れはなく、高精度で安定した動作を実現できる。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レバー部と、前記レバー部に対して接続された固定部とが一体成形により形成されたレバー部材と、
前記レバー部に形成された係止部と、前記固定部に設けられた支持部との問に掛け渡された形状記憶合金よりなるワイヤ部材、とを有することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記レバー部と前記固定部とは、ヒンジ部を介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記形状記憶合金は、電圧を印加されることで自己発熱し、記憶された形状に戻ることを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記ワイヤ部材は、端子を兼ねる前記支持部に両端を固定され、前記両端の間の少なくとも一部を前記レバー部材に引っかけていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記ワイヤ部材は、一端を前記支持部に固定し、他端を前記係止部に固定してあることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記レバー部材は樹脂を成形することによって形成されており、前記ヒンジ部は薄肉部であることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記レバー部材は、少なくとも一部に金属材がインサート成形されていることを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記金属材は、前記ワイヤ部材に電力を供給するために用いられることを特徴とする請求項７に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記金属材は、前記ワイヤ部材を引っ掛ける部分においてレバー部より露出し、前記ワイヤ部材には金属材が接触して引っ掛けられることを特徴とする７又は８に記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
前記金属材は、前記レバー部材を補強するために用いられることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１１】
前記金属材は前記ヒンジ部の少なくとも一部を構成することを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１２】
前記金属材は前記レバー部を補強することを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１３】
前記レバー部に補強用のリブを一体成形したことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１４】
前記ヒンジ部とは別に、前記レバー部と前記固定部とを連結する連結部を一体的に形成しており、前記連結部は前記ワイヤ部材の取り付け後に切り離されることを特徴とする請求項２〜１３のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１５】
前記連結部は樹脂材からなることを特徴とする請求項１４に記載のアクチュエータ。
【請求項１６】
前記連結部は金属材からなることを特徴とする請求項１４に記載のアクチュエータ。
【請求項１７】
前記固定部は、前記レバー部材により駆動される被駆動体を囲っている筐体に対してレーザ溶着されていることを特徴とする請求項６〜１６のいずれかに記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータに関し、例えばＣＣＤ型イメージセンサあるいはＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置などに用いられると好適なアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型あるいはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型の固体撮像素子を用いた撮像装置の高性能化に伴い、オートフォーカス機構（以降ＡＦ機構という）を備えた撮像装置が搭載された携帯電話が普及しつつある。ここで、携帯電話は衣服のポケットなどに収容されて持ち運びされる場合もあるため、多機能であってもコンパクトであることが要求されている。ところが、撮影レンズを駆動するために、一般的なモータやアクチュエータを用いると、比較的大きな設置スペースが必要となるという問題がある。
【０００３】
これに対し、特許文献１には、カムと一体的に回転するゼネバ機構を、形状記憶合金と組み合わせ、光学素子の位置をカムで段階的に選択する構成が開示されている。かかる従来技術によれば、形状記憶合金を用いることで簡素な駆動装置を実現している。
【特許文献１】特開昭６３−１９３１１６号公報
【特許文献２】特許第２７３６６９４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術では、光学素子に対し光軸方向の前後にゼネバ機構を設ける必要があり、例えば光軸方向の寸法制限が厳しい携帯電話に組み込むことが困難であるという問題がある。又、ゼネバ機構を設けることにより部品点数が増大し、コストの増大を招くという問題もある。
【０００５】
更に、特許文献２には、回動部材の支軸と、回動部材の直進移動部材との結合部を結ぶ直線とほぼ平行に形状記憶合金の線を張り、形状記憶合金の歪み変位を拡大して直線移動部材に伝達する直線運動アクチュエータが開示されている。形状記憶合金の変位量は、実用上、全長の数％までと比較的小さいことから、特許文献２の構成のような、回転摺動する軸支部を介して支持されたレバーを用いてストロークを拡大するものが考えられる。しかるに、軸支部のガタのため作動に誤差を生じたり、レバーの根元部にかかる力により軸支部に摩擦が発生し、形状記憶合金の作動力がレバーに滑らかに反映されず、移動量が正確に制御できないという問題がある。また一般的な軸支部の構成は嵩張るという問題がある。更にゴミ等が軸支部に入ると、作動負荷の増大等により作動の不安定を生ずる。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、簡素且つコンパクトな構成であり、比較的低電力で大きな動作を行えるアクチュエータ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】
【０００７】
請求項１に記載のアクチュエータは、レバー部と、前記レバー部に対して接続された固定部とが一体成形により形成されたレバー部材と、
前記レバー部に形成された係止部と、前記固定部に設けられた支持部との問に掛け渡された形状記憶合金よりなるワイヤ部材、とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、前記レバー部材が、前記レバー部と前記固定部とを一体成形することによって構成されているので、弾性変形によって前記固定部に対して前記レバー部を変位可能に支持できるため、一般的に嵩張る軸支部を用いることなく、前記ワイヤ部材の変形量を拡大したストロークを創り出すことが可能となる。又、軸支部がないので、ガタが生じず、ゴミなどが入る恐れはなく、高精度で安定した動作を実現できる。なお、前記固定部に対する前記レバー部の変位量が大きくなると、弾性変形量が過大になる恐れがあるので、前記レバー部材に樹脂材を用いる場合には±５度の範囲で揺動させるのが好ましい。
【０００９】
請求項２に記載のアクチュエータは、請求項１に記載の発明において、前記レバー部と前記固定部とは、ヒンジ部を介して接続されていることを特徴とするので、変形が容易になる。
【００１０】
請求項３に記載のアクチュエータは、請求項１又は２に記載の発明において、前記形状記憶合金は、電圧を印加されることで自己発熱し、記憶された形状に戻ることを特徴とするので、形状制御が容易である。
【００１１】
請求項４に記載のアクチュエータは、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記ワイヤ部材は、端子を兼ねる前記支持部に両端を固定され、前記両端の間の少なくとも一部を前記レバー部材に引っかけていることを特徴とするので、形状記憶合金である前記ワイヤ部材の一端を固定部、他端を前記レバー部材に固定された場合に比べ、組付けが容易であり、前記レバー部材側端部と外部回路との結線等による電気接続が前記レバー部材の作動に影響を与えることもない。又、前記支持部が端子を兼ねれば、別個に電極を接着などする手間が省け、構成のコンパクト化を図れる。
【００１２】
請求項５に記載のアクチュエータは、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記ワイヤ部材は、一端を前記支持部に固定し、他端を前記係止部に固定してあることを特徴とするので、空中を通過する前記ワイヤ部材の部分が少ないため装置を小型化できるし、形状記憶合金の全長が短いので前記ワイヤ部分の抵抗値が小さく、より低い電圧で作動させることが可能となる。
【００１３】
請求項６に記載のアクチュエータは、請求項２〜５のいずれかに記載の発明において、前記レバー部材は樹脂を成形することによって形成されており、前記ヒンジ部は薄肉部であることを特徴とするので、前記ヒンジ部を中心として前記レバー部を揺動させることができる。
【００１４】
請求項７に記載のアクチュエータは、請求項６に記載の発明において、前記レバー部材は、少なくとも一部に金属材がインサート成形されていることを特徴とするので、金属材と樹脂とを組み合わせることで、双方の機能を与えることができる。
【００１５】
請求項８に記載のアクチュエータは、請求項７に記載の発明において、前記金属材は、前記ワイヤ部材に電力を供給するために用いられることを特徴とするので、別個に配線を設ける必要がなく、取り扱いが容易になり、構成のコンパクト化が図れる。また、前記ワイヤ部材を固定する部分が金属で構成されることで、前記ワイヤ部材を取付け後、取り付け部周囲の応力変形やクリープ等による位置ずれを容易に防止することが可能である。
【００１６】
請求項９に記載のアクチュエータは、請求項７又は８に記載の発明において、前記金属材は、前記ワイヤ部材を引っ掛ける部分においてレバー部より露出し、前記ワイヤ部材には金属材が接触して引っ掛けられることを特徴とするので、レバー部のワイヤ引掛け部がワイヤ部材の加熱により溶けて破壊されることを防ぐことができ、制御システムのエラーなどが起こり形状記憶合金に過剰に電力が供給されるなどの場合でも、アクチュエータが復帰不能になるのを防ぐことができる。
【００１７】
請求項１０に記載のアクチュエータは、請求項７〜９のいずれかに記載の発明において、前記金属材は、前記レバー部材を補強するために用いられることを特徴とするので、樹脂材のみでは生じやすいクリープ変形などを抑制することができる。
【００１８】
請求項１１に記載のアクチュエータは、請求項７〜１０のいずれかに記載の発明において、前記金属材は前記ヒンジ部の少なくとも一部を構成することを特徴とするので、前記ヒンジ部の耐久性を向上させることができる。
【００１９】
請求項１２に記載のアクチュエータは、請求項７〜１１のいずれかに記載の発明において、前記金属材は前記レバー部を補強することを特徴とするので、前記レバー部の剛性を向上させることができる。
【００２０】
請求項１３に記載のアクチュエータは、請求項１〜１２のいずれかに記載の発明において、前記レバー部に補強用のリブを一体成形したことを特徴とするので、前記レバー部の剛性を向上させることができる。
【００２１】
請求項１４に記載のアクチュエータは、請求項２〜１３のいずれかに記載の発明において、前記ヒンジ部とは別に、前記レバー部と前記固定部とを連結する連結部を一体的に形成しており、前記連結部は前記ワイヤ部材の取り付け後に切り離されることを特徴とする。
【００２２】
一般的に、形状記憶合金は、応力により入力電流値に対する歪み特性が異なる。このためアクチュエータに形状記憶合金のワイヤ部材を取り付ける際、ワイヤ部材にかかる力を一定にした状態で固定する必要があるが、前記固定部と前記レバー部とが自由に動ける状態でワイヤ部材を固定すると、応力の管理が非常に困難であり、組み付けられたアクチュエータの特性が大きくばらつく恐れがある。また、出来上がったアクチュエータのサブアッセンブリを取り扱う際に、誤って形状記憶合金を数％以上伸ばして劣化させたり、ヒンジ部を必要以上に曲げて劣化させたりする危険性があり、更には引っ掛けたワイヤ部材が容易に外れてしまうという不具合があった。
【００２３】
そこで、本発明においては、前記固定部と前記レバー部が互いに変位することを抑制するよう、これらと一体成形された前記連結部によって予め両者を結合した状態で、前記ワイヤ部材の取付と調整とを行って、形状記憶合金に生じる応力を管理することにより、前記ワイヤ部材の変形ばらつきを低減すると共に、前記ワイヤ部材やヒンジ部の劣化を防止し、前記ワイヤ部材の容易な外れを抑制しサブアッセンブリの取り扱い性を向上させている。更に、前記ワイヤ部材の組み付け後においては、前記連結部は不要となるので、これを切除することで、前記固定部に対して前記レバー部の自由な揺動を許容することができる。
【００２４】
請求項１５に記載のアクチュエータは、請求項１４に記載の発明において、前記連結部は樹脂材からなることを特徴とする。
【００２５】
請求項１６に記載のアクチュエータは、請求項１４に記載の発明において、前記連結部は金属材からなることを特徴とする。
【００２６】
請求項１７に記載のアクチュエータは、請求項６〜１６のいずれかに記載の発明において、前記固定部は、前記レバー部材により駆動される被駆動体を囲っている筐体に対してレーザ溶着されていることを特徴とするので、ねじ止めや接着等に比べ、アクチュエータが小型でも容易に組み付けができ、また製造時の工数削減、製造コスト削減にもなる。また、レーザ溶着は非吸収材と吸収材の組み合わせばかりでなく吸収材同士の溶着でも良い。「レーザ溶着」については、例えば特開昭６０−２１４９３１号、特公平５−４２３３６号、特開２００３−１８１９３１号等に記載されている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、簡素且つコンパクトな構成であり、比較的低電力で大きな動作を行えるアクチュエータ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】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態にかかるアクチュエータを含む撮像装置５０の斜視図であり、図２は、図１の撮像装置５０の上面図であり、図３は、図１の撮像装置５０をIII-III線で切断して矢印方向に見た図であり、図４は、図１の撮像装置５０を矢印IV方向に見た図であり、図５は、図１の撮像装置５０をV-V線で切断して矢印方向に見た図である。
【００２９】
撮像装置５０は、光電変換部を有する固体撮像素子としてのＣＭＯＳ型イメージセンサ５１と、このイメージセンサ５１の光電変換部に被写体像を撮像させるフォーカシングレンズ（可動レンズ）としての単玉の撮影レンズ１０と、撮影レンズ１０を光軸方向に移動させる駆動装置（アクチュエータともいう）２０と、撮影レンズ１０と駆動装置２０を保持する筐体３０とから構成されている。
【００３０】
イメージセンサ５１は、その受光側の平面の中央部に、画素（光電変換素子）が２次元的に配置された、受光部としての光電変換部が形成されており、その周囲には信号処理回路（不図示）が形成されている。かかる信号処理回路は、各画素を順次駆動し信号電荷を得る駆動回路部と、各信号電荷をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このデジタル信号を用いて画像信号出力を形成する信号処理部等から構成されている。また、イメージセンサ５１の受光側の平面の外縁近傍には、多数のパッド（図示略）が配置されており、ワイヤ（不図示）を介して基板５２に接続されている。イメージセンサ５１は、光電変換部からの信号電荷をデジタルＹＵＶ信号等の画像信号等に変換し、ワイヤを介して基板５２上の所定の回路に出力する。ここで、Ｙは輝度信号、Ｕ（＝Ｒ−Ｙ）は赤と輝度信号との色差信号、Ｖ（＝Ｂ−Ｙ）は青と輝度信号との色差信号である。なお、撮像素子は上記ＣＭＯＳ型のイメージセンサに限定されるものではなく、ＣＣＤ等の他のものを使用しても良い。
【００３１】
基板５２は、その一平面上で上記イメージセンサ５１及び筐体３０を支持する支持平板５２ａと、支持平板５２ａに一端部が接続されたフレキシブル基板５２ｂ（図１）とを備えている。
【００３２】
支持平板５２ａは、表面に設けられた多数の信号伝達用パッドを有しており、これが前述したイメージセンサ５１からのワイヤと接続され、且つフレキシブル基板５２ｂと接続されている。
【００３３】
フレキシブル基板５２ｂは、上記の如くその一端部が支持平板５２ａと接続され、その他端部に設けられた外部接続用端子５４を介して支持平板５２ａと外部回路（例えば、撮像装置を実装した上位装置が有する制御回路）とを接続し、外部回路からイメージセンサ５１を駆動するための電圧やクロック信号の供給を受けたり、また、デジタルＹＵＶ信号を外部回路へ出力したりすることを可能とする。さらに、フレキシブル基板５２ｂの長手方向の中間部が可撓性又は変形容易性を備え、その変形により、支持平板５２ａに対して外部出力端子の向きや配置に自由度を与えている。
【００３４】
図５に示すように、遮光性部材からなる筐体３０は、イメージセンサ５１を囲うようにして配置され支持平板５２ａに対して接着剤Ｂを用いて下端が接着されてなる四角筒３１と、四角筒３１の上部に接着された枠部材３２とを有する。図２に示すように、枠部材３２の一つの角部は三角形状に面積が大きくなっており、ここに開口３２ａが形成されている。開口３２ａに上端を嵌合させ且つ撮影レンズ１０の光軸に平行に延在するようにして、円筒状のガイドシャフト３３が四角筒３１の底壁３１ａ上に植設されている。又、撮影レンズ１０を挟んで、ガイドシャフト３３と反対側に、ガイドポール３４が四角筒３１の底壁３１ａ上に一体成形されている。底壁３１ａは、撮影レンズ１０を透過した光がイメージセンサ５１の光電変換部に結像することを妨げないように、中央に開口を有している。
【００３５】
四角筒３１の内方には、撮影レンズ１０を保持し一体的に移動可能なレンズ筒１１が設けられている。レンズ筒１１は、撮影レンズ１０を保持する円筒状の筒本体１１ａと、金属製のガイドシャフト３３に嵌合する円筒状開口を含む摺動部１１ｂと、ガイドポール３４に係合する二股部１１ｃとを有している。筒本体１１ａの像側には、絞りを構成する開口１１ｄが形成されている。レンズ筒１１の上部と、枠部材３２の間には、スプリングワイヤを折り曲げてなるばね部材１２が配置され、第２の当接点Ｃ２で当接することにより、レンズ筒１１を図５で下方に向かって付勢している。ガイドシャフト３３及びガイドポール３４がガイド部を構成し、レンズ筒１１が摺動部材を構成する。又、レンズ筒１１と撮影レンズ１０が被駆動体を構成する。
【００３６】
図６は、サブアッセンブリ状態にある駆動装置２０の上面図であり、図７は、図６の駆動装置２０を矢印VII方向に見た図であり、図８は、図６の駆動装置２０をVIII-VIII線で切断して矢印方向に見た図であり、図９は、サブアッセンブリ状態にある駆動装置２０の斜視図である。
【００３７】
図において、駆動装置２０は、樹脂製である四角筒３１にレーザ溶着される（図４に示す点Ｗ）ことでその側壁の一部となる同様の樹脂製であるＬ字形板状の本体（固定部ともいう）２１と、本体２１に対して一体的に成形されたアーム部（レバー部ともいう）２２と、アーム部２２を駆動するワイヤ状の形状記憶合金（ワイヤ部材ともいう）ＳＭＡとからなる。レバー部材を構成する本体２１とアーム部２２との間には、薄肉部（ヒンジ部ともいう）２２ｃが形成されており、ここを中心としてアーム部２２は揺動可能となっている。形状記憶合金ＳＭＡの線径は３０〜５０μｍであると、電圧印加による自己発熱により、高レスポンスで変形が可能となる。形状記憶合金ＳＭＡは線径が細いほど一般にレスポンスは良くなるが、適切な駆動力や耐久性、量産性を確保しつつ良好なレスポンスを得るには30μm以上の線径が好ましい。
【００３８】
レンズ筒１１とイメージセンサ５１との間に配置されるアーム部２２は、図６に示すように全体的に略コ字形状の板材であって、撮影レンズ１０により結像される光学像を遮らないように、レンズ筒１１側の側面２２ｄが円弧状にえぐられたような形状を有しているが、それに対向する側の側面２２ｅは、四角筒３１の側壁と略平行である。従って、アーム部２２は、薄肉部２２ｃ側が幅広となっていて、四角筒３１とレンズ筒１１の間の空間を有効利用することで、その剛性を極力高めている。更にアーム部２２は、その折れ曲がった先端近傍の上面に、レンズ筒１１の下面に対して、第１の当接点Ｃ１で当接する球面状の当接部２２ａ（作用点）を有している。又、アーム部２２の側面２２ｅの中央付近には、短円筒状の突起（係止部ともいう）２２ｂが形成されている。なお、図５に示すように、第１の当接点Ｃ１と第２の当接点Ｃ２とを結ぶ直線は、ガイドシャフト３３の軸線にほぼ平行である。
【００３９】
図８に示すように、本体２１には、金属製のリードフレームＬＲ＋、ＬＲ−がインサート成形されている。リードフレームＬＲ＋、ＬＲ−の両端は、それぞれ本体２１から露出している。リードフレームＬＲ＋、ＬＲ−の上部側の端部は、２つ折りした板状の端子（支持部ともいう）Ｔ１，Ｔ２となっていて、これらは形状記憶合金ＳＭＡの端部を挟んでカシメることで、形状記憶合金ＳＭＡに導通状態で連結されている。一方、リードフレームＬＲ＋、ＬＲ−の支持平板５２ａ側の端部は、支持平板５２ａ上の配線部にそれぞれハンダ付けされている。形状記憶合金ＳＭＡは、アーム部２２の突起２２ｂに中央部を引っかけられている。形状記憶合金ＳＭＡの駆動原理は良く知られているので省略するが、外部よりリードフレームＬＲ＋、ＬＲ−を介して電力を供給すると、形状記憶合金ＳＭＡは記憶された形状に戻ろうとするので、ばね部材１２の付勢力に抗してレンズ筒１１を光軸方向に移動することができる。
【００４０】
以上述べた撮像装置５０の使用態様について説明する。図１０は、撮像装置５０を携帯端末としての携帯電話機１００に装備した状態を示す図である。また、図１１は携帯電話機１００の制御ブロック図である。
【００４１】
撮像装置５０は、例えば、撮影レンズにおけるレンズ筒１１の物体側端面が携帯電話機１００の背面（液晶表示部側を正面とする）に設けられ、液晶表示部の下方に相当する位置になるよう配設される。
【００４２】
撮像装置５０の外部接続用端子５４は、携帯電話機１００の制御部１０１と接続され、輝度信号や色差信号等の画像信号を制御部１０１側に出力する。
【００４３】
一方、携帯電話機１００は、図５に示すように、各部を統括的に制御すると共に、各処理に応じたプログラムを実行する制御部（ＣＰＵ）１０１と、番号等をキーにより支持入力するための入力部６０と、所定のデータの他に撮像した画像や映像等を表示する表示部７０と、外部サーバとの間の各種清報通信を実現するための無線通信部８０と、携帯電話機１００のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ＩＤ等の必要な諸データを記憶している記憶部（ＲＯＭ）９１と、制御部１０１によって実行される各種処理プログラムやデータ、若しくは処理データ、或いは撮像装置５０により撮像データ等を一時的に格納する作業領域として用いられる一時記憶部（ＲＡＭ）９２とを備えている。
【００４４】
携帯電話機１００を把持する撮影者が、被写体に対して撮像装置５０の撮影レンズ１０の光軸を向けると、イメージセンサ５１に画像信号が取り込まれるが、例えば像面ＡＦ処理などを行うことで、ピントズレを検出できる。制御部１０１は、このピントズレを解消する方向に撮影レンズ１０を駆動すべく電力を供給するので、外部接続用端子５４よりリードフレームＬＲ＋、ＬＲ−を介して、形状記憶合金ＳＭＡに電力が供給される。
【００４５】
ここで、自己の抵抗により発熱した形状記憶合金ＳＭＡは、ばね部材１２の付勢力に抗して縮むように変形するが、この変形力を利用して、本体２１に対してアーム２２を薄肉部２２ｃの中央を通る（支点を通過する）揺動軸線Ｏ回りに枢動させる（図９参照）。このとき、アーム部２２の当接部２２ａが、ばね部材１２の付勢力に抗して、レンズ筒１１の下面を押し上げることができ、それによりレンズ筒１１は、ガイドシャフト３３及びガイドポール３４によりガイドされながら撮影レンズ１０と共に光軸方向へと移動するようになっている。
【００４６】
付与する電力の大きさを調整することで、形状記憶合金ＳＭＡには任意の変形量を与えることができるから、図５（ａ）に示す位置と図５（ｂ）に示す位置の間における最適な合焦位置に、撮影レンズ１０を移動させ且つ保持することができ、従って適切なオートフォーカス動作を実現できる。
【００４７】
更に所望のシャッタチャンスで、図１０に示すボタンＢＴを撮影者が押すことでレリーズが行われ、画像信号が撮像装置５０に取り込まれることとなる。撮像装置５０から入力された画像信号は、上記携帯電話機１００の制御系により、記憶部９２に記憶されたり、或いは表示部７０で表示され、さらには、無線通信部８０を介して映像情報として外部に送信されることとなる。
【００４８】
本実施の形態によれば、アーム部２２と本体２１とを一体成形し、その間に薄肉部２２ｃを形成することで、薄肉部２２ｃの弾性変形によって本体２１に対してアーム部２２を揺動可能に支持できるため、一般的に嵩張る軸支部を用いることなく、形状記憶合金ＳＭＡの変形量を拡大したストロークを創り出すことが可能となる。又、軸支部がないので、ガタが生じず、ゴミなどが入る恐れはなく、高精度で安定した動作を実現できる。
【００４９】
又、本実施の形態によれば、形状記憶合金ＳＭＡが、レンズ筒１１の移動方向に対して非平行であり、且つ第１の当接点Ｃ１と揺動軸線Ｏとを含む平面に対して非平行であるように配置されているので、レンズ筒１１の移動方向における寸法を小さく抑えることができる。又、形状記憶合金ＳＭＡの変形力を、効率よくアーム部２２の回動に変換でき、少ない電力の供給で被駆動体であるレンズ筒１１を上昇させることができ省エネを図れる。更に、アーム部２２に対して傾けて形状記憶合金ＳＭＡを配置するので、アーム部２２の先端近傍に干渉物があっても、これを避けて形状記憶合金ＳＭＡを配置することが容易である。
【００５０】
加えて、第１の当接点Ｃ１と第２の当接点Ｃ２とを結ぶ直線は、ガイドシャフト３３の軸線にほぼ平行であるので、アーム部２２から付与される駆動力と、ばね部材１２から付与される付勢力とが、ガイドシャフト３３の軸線に沿った方向に対向し合うため、それに交差する方向の分力がほとんど作用しないので、ガイドシャフト３３と摺動部１１ｂとの競り合いを抑制することができる。
【００５１】
更に本実施の形態によれば、アーム部２２が、支点（薄肉部２２ｃの中心）と、レンズ筒１１に当接する作用点（当接部２２ａの接触点）とを有し、支点を通過する揺動軸線Ｏ回りに揺動可能であって、図２示すように撮影レンズ１０の光軸方向に見たときに、揺動軸線Ｏから作用点までの距離Δ１が、揺動軸線Ｏから撮影レンズ１０の縁までの距離Δ２よりも大きくなっているので、撮影レンズ１０の光軸方向に大きくはみだして駆動装置を設ける必要がなく、光軸方向の寸法を抑えることができる。又、形状記憶合金ＳＭＡは、比較的形状を任意に設定できるので、四角筒３１とレンズ筒１１との間の空間を利用して配置でき、それによりコンパクトな構成を提供でき、更に部品点数が削減されコスト低減を図れる。
【００５２】
図１２は、サブアッセンブリ状態にある変形例にかかる駆動装置２０’の上面図であり、図１３は、図１２の駆動装置２０’を矢印XIII方向に見た図であり、図１４は、図１２の駆動装置２０’をXIV-XIV線で切断して矢印方向に見た図である。
【００５３】
本変形例においては、上述した実施の形態に対して、アーム部２２’及び本体２１’の形状のみが異なるので、それ以外の構成に関しては同じ符号を付すことで説明を省略する。本変形例においては、アーム部２２’の上面に、補強用のリブ２２ｆが形成されている。アーム部２２’の先端近傍から壁状に延在するリブ２２ｆは、薄肉部２２ｃの上方でアーム部２２’から離れ、本体２１’の切欠部２１ａを通過し、Ｕ字状に曲がって本体２１’の背面（図１３で右面）に連結している。なお、リブ２２ｆの切欠部２１ａから背面側に突出した部分が、連結部２２ｇを構成している（ダブルハッチングで示す部分）。なお、リブ２２ｆは、本体２１’とアーム部２２’との間に張り渡される形状記憶合金ＳＭＡとの干渉を回避すべく湾曲している。リブ２２ｆは、干渉回避等のため、アーム部２２’の下面に形成されていても良い。
【００５４】
アーム部２２’及び本体２１’を一体成形する際に、リブ２２ｆも同時に形成される。組み付け時には、一体成形されたアーム部２２’及び本体２１’ に所定の初期張力を与えながら形状記憶合金ＳＭＡを張り渡す。更にアーム部２２’及び本体２１’を連結部２２ｇにより連結したまま、筐体３０に本体２１’を溶着する。その後、連結部２２ｇを不図示の切断工具でカットする。それにより高精度なアクチュエータの動作を実現できる。連結部２２ｇを本体２１’の背面側（即ち形状記憶合金ＳＭＡが延在する側と反対側）に接続したのは、アーム部２２’側であると、形状記憶合金ＳＭＡが邪魔となるので切断工具を挿入しづらいからである。更に、ワイヤ状の形状記憶合金ＳＭＡを張る際に、相手が固定されていると作業性が良く初期張力も安定し、完成時の性能が安定する。又、筐体３０に収められるまで揺動が制限されていることでサブアッセンブリ状態（ＳＭＡワイヤ付き成形品）での取り扱いによるワイヤ劣化等を抑制できる。
【００５５】
なお、本変形例では、連結部２２ｇを樹脂のみとしているが、インサート成形した金属であっても良い。また、補強部２２ｆについても樹脂のみとしているが、インサート成形した金属であっても良い。
【００５６】
図１５は、別な変形例にかかるアーム部２２”及び本体２１”の断面図である。図１５（ａ）に示す例では、アーム部２２”及び本体２１”の内部に共にインサート成形された金属板Ｍが、薄肉部２２ｃにおいて露出してヒンジ部の一部を構成している。一方、図１５（ｂ）に示す例では、アーム部２２”と本体２１”とが樹脂材としては分離しており、インサート成形された金属板Ｍにより連結されている。従って、露出した金属板Ｍによりヒンジ部が構成されていることとなる。金属板Ｍは、リードフレームの一部であっても良く、別個の部材であっても良い。
【００５７】
図１５に示す例では、アーム部２２”は、本体２１”に対して主に金属板Ｍにより支持されているので、樹脂材のみでは生じやすいクリープ変形等の影響を抑制して、長期間にわたって安定してアーム部２２”の揺動を確保できる。
【００５８】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、形状記憶合金ＳＭＡは、その両端を支点側の筐体に固定しているが、作用点側の筐体に固定しても良く、或いは一端を支点側の筐体、他端を作用点側の筐体に固定しても良い。また、本構成ではヒンジ部が薄肉部である構成で説明したが、ヒンジ部はなくてもよい。レバー部材にインサート成形される金属材は、形状記憶合金ＳＭＡのワイヤ部材を引っ掛ける部分においてレバー部より露出し、ワイヤ部材には金属材が接触して引っ掛けられるようにしてもよい。アーム部の当接部が当接するのは、レンズ筒の下面に限定されず、例えばその一部でよい。更に、撮影レンズを２枚以上の光学素子として、その一部もしくは全部をフォーカシングレンズ又はズームレンズとして光軸方向に移動させることができる。ただし、本発明は撮影レンズに限らず、各種の部材を駆動するために用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本実施の形態にかかる撮像装置５０の斜視図である。
【図２】図１の撮像装置５０の上面図である。
【図３】図１の撮像装置５０をIII-III線で切断して矢印方向に見た図である。
【図４】図１の撮像装置５０を矢印IV方向に見た図である。
【図５】図１の撮像装置５０をV-V線で切断して矢印方向に見た図であり、（ａ）は形状記憶合金の非通電状態を示し、（ｂ）は形状記憶合金の通電状態を示す。
【図６】サブアッセンブリ状態にある駆動装置２０の上面図である。
【図７】図６の駆動装置２０を矢印VII方向に見た図である。
【図８】図６の駆動装置２０をVIII-VIII線で切断して矢印方向に見た図である。
【図９】サブアッセンブリ状態にある駆動装置２０の斜視図である。
【図１０】撮像装置５０を携帯端末としての携帯電話機１００に装備した状態を示す図である。
【図１１】携帯電話機１００の制御ブロック図である。
【図１２】サブアッセンブリ状態にある変形例にかかる駆動装置２０’の上面図である。
【図１３】図１２の駆動装置２０’を矢印XIII方向に見た図である。
【図１４】図１２の駆動装置２０’をXIV-XIV線で切断して矢印方向に見た図である。
【図１５】別な変形例にかかるアーム部２２”及び本体２１”の断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 撮影レンズ
１１ レンズ筒
１１ａ 筒本体
１１ｂ 摺動部
１１ｃ 二股部
１２ ばね部材
２０ 駆動装置
２１、２１’、２１” 本体
２２、２２’、２２” アーム部
２２ａ 当接部
２２ｂ 突起
２２ｃ 薄肉部
３０ 筐体
３１ 四角筒
３１ａ 底壁
３２ 枠部材
３２ａ 開口
３３ ガイドシャフト
３４ ガイドポール
５０ 撮像装置
５１ イメージセンサ
５２ 基板
５２ａ 支持平板
５２ｂ フレキシブル基板
５４ 外部接続用端子
６０ 入力部
７０ 表示部
８０ 無線通信部
９２ 記憶部
１００ 携帯電話機
１０１ 制御部
Ｂ 接着剤
ＢＴ ボタン
Ｃ１  第１の当接点
Ｃ２  第２の当接点
ＬＲ＋、ＬＲ− リードフレーム
Ｏ 揺動軸線
ＳＭＡ 形状記憶合金
Ｔ１，Ｔ２ 端子
【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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【図１５】
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