特許 6289451 形状記憶合金作動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6289451

(24)【登録日】2018年2月16日

(45)【発行日】2018年3月7日

(54)【発明の名称】形状記憶合金作動装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 5/00 20060101AFI20180226BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20180226BHJP

【ＦＩ】

   G03B5/00 J

   H04N5/225 700

【請求項の数】19

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2015-513265(P2015-513265)

(86)(22)【出願日】2013年5月21日

(65)【公表番号】特表2015-518977(P2015-518977A)

(43)【公表日】2015年7月6日

(86)【国際出願番号】GB2013051325

(87)【国際公開番号】WO2013175197

(87)【国際公開日】20131128

【審査請求日】2016年3月24日

(31)【優先権主張番号】1209230.0

(32)【優先日】2012年5月25日

(33)【優先権主張国】GB

(31)【優先権主張番号】1218271.3

(32)【優先日】2012年10月11日

(33)【優先権主張国】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】509227089

【氏名又は名称】ケンブリッジ メカトロニクス リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100092783

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120134

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 規雄

(74)【代理人】

【識別番号】100147762

【弁理士】

【氏名又は名称】藤 拓也

(74)【代理人】

【識別番号】100104282

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 康仁

(72)【発明者】

【氏名】エディントン，ロビン

(72)【発明者】

【氏名】ハウワース，ジェームズ

(72)【発明者】

【氏名】ブラウン，アンドリュー ベンジャミン デイビッド

【審査官】 川俣 洋史

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／１１８６０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−０９９０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５０２３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１３００９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｂ ５／００

Ｈ０４Ｎ ５／２２５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持構造体と、
前記支持構造体に固定されたイメージセンサと、
前記イメージセンサの上に像を結ぶように構成された１以上のレンズを備えるカメラレンズ要素であって、前記カメラレンズ要素は光軸を有し、前記カメラレンズ要素の光軸に対して垂直な２つの直交方向への移動範囲に渡る前記支持構造体に対する前記カメラレンズ要素の移動を可能にする様式で、前記支持構造体に支持されたカメラレンズ要素と、
前記カメラレンズ要素に一端が、前記支持構造体に他端が各々連結された、合計４つのＳＭＡアクチュエータワイヤであって、前記ＳＭＡアクチュエータワイヤのいずれもが同一直線上になく、前記ＳＭＡアクチュエータワイヤが、前記カメラレンズ要素の光軸周りに前記２つの直交方向の面において前記カメラレンズ要素に正味のトルクをかけずに、前記ＳＭＡアクチュエータワイヤが、前記カメラレンズ要素の光軸周りに前記２つの直交方向の面において前記カメラレンズ要素にトルクをかける様式で、前記ＳＭＡアクチュエータワイヤが、前記カメラレンズ要素の光軸に対して垂直な２つの直交方向への移動範囲における任意の位置まで前記支持構造体に対して前記カメラレンズ要素を移動させるように選択的に駆動されることが可能である前記ＳＭＡアクチュエータワイヤと
を備える、カメラ装置。

【請求項2】

前記少なくとも１つのレンズの直径が１０ｍｍ以下である、請求項１に記載のカメラ装置。

【請求項3】

前記１つまたは複数のレンズのうちの少なくとも１つが前記カメラレンズ要素の前記光軸に沿って移動できる様式で前記１つまたは複数のレンズが支持されるレンズキャリアを、前記カメラレンズ要素が備える、請求項１に記載のカメラ装置。

【請求項4】

前記装置の振動を表す出力信号を生成するように構成された振動センサと、
前記イメージセンサによって検知された前記像を安定化させるために前記カメラレンズ要素の移動を生じさせる前記振動センサの前記出力信号に応答して、前記ＳＭＡアクチュエータワイヤ用の駆動信号を生成し、かつ、前記生成された駆動信号を前記ＳＭＡアクチュエータワイヤに供給するように構成された制御回路と
をさらに備える、前記請求項のいずれか一項に記載のカメラ装置。

【請求項5】

前記制御回路が、前記カメラレンズ要素の光軸周りに前記２つの直交方向の面において正味のトルクを前記ＳＭＡアクチュエータワイヤが前記カメラレンズ要素にかけずに、前記イメージセンサによって検知された前記像を安定化させるために前記カメラレンズ要素の移動を生じさせる駆動信号を生成するように構成されている、請求項４に記載のカメラ装置。

【請求項6】

前記ＳＭＡアクチュエータワイヤ用の駆動信号を生成し、かつ、前記生成された駆動信号を前記ＳＭＡアクチュエータワイヤに供給するように構成された制御回路をさらに備える、請求項１に記載のカメラ装置。

【請求項7】

前記制御回路が、前記カメラレンズ要素の光軸周りに前記２つの直交方向の面において正味のトルクを前記ＳＭＡアクチュエータワイヤが前記カメラレンズ要素にかけずに、前記カメラレンズ要素の移動を生じさせる駆動信号を生成するように構成されている、請求項６に記載のカメラ装置。

【請求項8】

前記ＳＭＡアクチュエータワイヤが、前記カメラレンズ要素の光軸周りに前記２つの直交方向の面において所定の量の正味のトルクを前記カメラレンズ要素にかけながら、前記制御回路が、前記カメラレンズ要素の移動を生じさせる駆動信号を生成するように構成されている、請求項７に記載のカメラ装置。

【請求項9】

前記支持構造体に対して、それぞれが前記カメラレンズ要素の光軸に対して垂直な２つの直交方向への前記カメラレンズ要素の移動を可能にする前記様式で、前記カメラレンズ要素を前記支持構造体上に支持するサスペンションシステムであって、前記サスペンションシステムが、前記カメラレンズ要素の光軸周りに前記２つの直交方向の面においてトルクを前記カメラレンズ要素に加え、前記生成された駆動信号によって駆動される前記ＳＭＡアクチュエータワイヤによって加えられる前記所定の量の前記正味のトルクが、前記サスペンションシステムによって加えられるトルクを補償する、サスペンションシステムをさらに備える、請求項８に記載のカメラ装置。

【請求項10】

前記ＳＭＡアクチュエータワイヤのうちの２つが、前記カメラレンズ要素の光軸周りの第１の向きに、前記カメラレンズ要素の光軸周りに、前記面において、前記カメラレンズ要素に対してトルクをそれぞれかけるように、前記カメラレンズ要素と前記支持構造体の間に連結されており、残りの２つのＳＭＡアクチュエータワイヤが、前記カメラレンズ要素の光軸周りの第２の反対の向きに、前記カメラレンズ要素の光軸周りに前記面において、前記カメラレンズ要素に対してトルクをそれぞれかけるように、前記カメラレンズ要素と前記支持構造体の間に連結されている、前記請求項のいずれか一項に記載のカメラ装置。

【請求項11】

前記４つのＳＭＡアクチュエータワイヤが２つの対のＳＭＡアクチュエータワイヤからなり、前記第１の対のＳＭＡアクチュエータワイヤは、前記カメラレンズ要素を、前記支持構造体に対して、前記面において第１の方向に駆動するように選択的に駆動されることが可能であり、前記カメラレンズ要素の光軸周りに前記面において前記カメラレンズ要素に対して正味のトルクを発生させるように構成されており、前記第２の対のＳＭＡアクチュエータワイヤは、前記カメラレンズ要素を、
前記支持構造体に対して、前記第１の方向を横断する前記面において第２の方向に駆動するように選択的に駆動されることが可能であり、前記カメラレンズ要素の光軸周りに前記面において前記カメラレンズ要素に対して、前記第１の対のＳＭＡワイヤとは反対の向きの正味のトルクを発生させるように構成されている、前記請求項のいずれか一項に記載のカメラ装置。

【請求項12】

各対のＳＭＡアクチュエータワイヤにおいて、前記２つのＳＭＡアクチュエータワイヤが、前記カメラレンズ要素の光軸に関して対向する側に配置される、請求項１１に記載のカメラ装置。

【請求項13】

各対のＳＭＡアクチュエータワイヤにおいて、前記２つのＳＭＡアクチュエータワイヤが、前記カメラレンズ要素の光軸に関して同じ側に、前記カメラレンズ要素の光軸から異なる距離をおいて配置されている、請求項１１に記載のカメラ装置。

【請求項14】

前記ＳＭＡアクチュエータワイヤのそれぞれが前記カメラレンズ要素の光軸に対して垂直に延在する、前記請求項のいずれか一項に記載のカメラ装置。

【請求項15】

前記ＳＭＡアクチュエータワイヤが共通の面に延在する、請求項１４に記載のカメラ装置。

【請求項16】

前記支持構造体に対して、それぞれが前記カメラレンズ要素の光軸に対して垂直な２つの直交方向への前記カメラレンズ要素の移動を可能にする前記様式で、前記カメラレンズ要素を前記支持構造体上に支持するサスペンションシステムをさらに備える、前記請求項のいずれか一項に記載のカメラ装置。

【請求項17】

前記サスペンションシステムが、前記２つの直交方向に横断して延在する複数のビームを備える、請求項１６に記載のカメラ装置。

【請求項18】

前記ビームが前記カメラレンズ要素の光軸に対して平行に延在する、請求項１７に記載のカメラ装置。

【請求項19】

前記ビームがワイヤによって形成されている、請求項１７または１８に記載のカメラ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、支持構造体に支持された可動要素の位置制御を行うためのＳＭＡ（形状記憶合金）アクチュエータワイヤの使用に関する。

【背景技術】

【0002】

可動要素の位置制御を行うことが望ましい多様なタイプの装置が存在する。ＳＭＡアクチュエータワイヤは、特にその高いエネルギー密度により、そのような装置におけるアクチュエータとして有利であり、エネルギー密度が高いということは、所与の力を加えるために必要なＳＭＡアクチュエータが比較的小型であることを意味する。

【0003】

ＳＭＡアクチュエータワイヤがアクチュエータとして使用されることが知られている装置のタイプの１つに、カメラ、特に小型カメラがある。一部の例としては以下のものがある。ＷＯ２００７／１１３４７８は、たとえばカメラレンズ要素によってイメージセンサ上に結像された像を結ぶ目的で、ＳＭＡアクチュエータワイヤが、光軸に沿ったカメラレンズ要素の移動を生じさせるために使用されるＳＭＡ作動装置を開示している。ＷＯ２０１０／０２９３１６およびＷＯ２０１０／０８９５２９はそれぞれ、カメラレンズ要素およびイメージセンサを備えるカメラユニットの傾斜を生じさせることによって、カメラの光学像安定化（ＯＩＳ）を実現するためにＳＭＡアクチュエータワイヤが使用されるＳＭＡ作動装置を開示している。傾斜は、イメージセンサが取り込む像の質を低下させる、典型的には使用者の手の動きによって生じるぶれを補って、カメラレンズ要素によってイメージセンサ上に結像された像を安定化させるように制御される。ＷＯ２０１１／１０４５１８は、カメラユニットの傾斜を生じさせることによってカメラのＯＩＳを実現するためにＳＭＡアクチュエータワイヤが使用されるが、さらに自由度が増しているＳＭＡ作動装置を開示している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、可動要素を支持構造体に対して２つの直交方向に移動させるＳＭＡ作動装置に関連している。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明によれば、可動要素を支持構造体に対して２つの直交方向に移動させるＳＭＡ作動装置が提供され、このＳＭＡ作動装置は、
支持構造体と、
可動要素であって、支持構造体に対して、移動範囲にわたり、可動要素を通り抜けて延在する仮想の主軸に対して垂直な２つの直交方向への可動要素の移動を可能にする様式で、支持構造体に支持された可動要素と、
合計４つのＳＭＡアクチュエータワイヤであって、ＳＭＡアクチュエータワイヤのいずれも同一直線上になく、主軸周りの２つの直交方向の面において正味のトルクを可動要素にかけずに、ＳＭＡアクチュエータワイヤが、可動要素を支持構造体に対して前記移動範囲における任意の位置まで移動させるように選択的に駆動されることが可能な構成で、可動要素と支持構造体の間に連結されたＳＭＡアクチュエータワイヤと
を備える。

【0006】

このＳＭＡ作動装置は、いくつかの利点をもたらすＳＭＡアクチュエータワイヤの構成を使用して、可動要素を支持構造体に対して２つの直交方向に移動させることが可能である。

【0007】

主軸の周りの構成により、ＳＭＡアクチュエータワイヤは、ＳＭＡアクチュエータワイヤを選択的に作動させることによって、主軸に垂直な２つの直交方向への可動要素の移動を生じさせることが可能である。これは、主軸の方向の、すなわち直交方向に垂直なＳＭＡアクチュエータ装置の高さを最小にしながら実現できる。これは、ＳＭＡアクチュエータワイヤが主軸に対して垂直か、または、ＳＭＡアクチュエータワイヤが主軸に対して垂直から少し外れる程度にわずかな角度をつけて配置され得るためである。

【0008】

さらに、ＳＭＡアクチュエータワイヤは、主軸周りの２つの直交方向の面において正味のトルクを可動要素にかけずに、選択的駆動により、可動要素を支持構造体に対して前記移動範囲における任意の位置まで移動させることができる構成を有する。これは、後述するいくつかの異なる構成によって実現できる。ある好都合な構成では、４つのＳＭＡアクチュエータワイヤが、主軸周りの異なる角度位置においてループ状に配置されており、連続するＳＭＡアクチュエータワイヤは、可動要素に対して、主軸周りの交互の向きに力を加える。

【0009】

ＳＭＡアクチュエータワイヤのこの構成では、他の構成と比べて少ないトルクをＳＭＡアクチュエータワイヤが可動要素に加える様式で、ＳＭＡアクチュエータワイヤを駆動することが可能である。これは、個々のＳＭＡアクチュエータにおいて発生させられる主軸周りのトルクが互いに相殺する傾向があるためである。トルクを相殺する傾向は、この構成でのＳＭＡアクチュエータワイヤの連結の自然な効果である。

【0010】

トルクがそのように少なくなると、可動要素が主軸周りに回転する傾向が小さくなり、ひいては、可動要素がどのように懸架されるかについての要件が減少する。したがって、任意のサスペンションシステムの制約が小さくなるか、または可動要素がＳＭＡアクチュエータワイヤ自体によって支持されるようにサスペンションシステムの必要性をなくしてもよい。

【0011】

驚くべきことに、そのような利益は、極めて単純な構成を可能にする４つのＳＭＡアクチュエータワイヤ１組を使用するだけで実現され得る。

【0012】

ある例においては、ＳＭＡ作動装置は、カメラにＯＩＳを備えるために使用され得る。この例では、ＳＭＡ作動装置は、支持構造体に固定されたイメージセンサをさらに備えるカメラ装置であり、可動要素は、イメージセンサに像を結ぶように構成された１つまたは複数のレンズを備えるカメラレンズ要素を備える。この場合、主軸はカメラレンズ要素の光軸である。次いでＳＭＡ作動装置は、光軸の水平方向へのカメラ要素の移動によってＯＩＳを実現することができ、この移動は「シフト」または「ＯＩＳシフト」と呼ばれることがある。これは、カメラレンズ要素およびイメージセンサを備えるカメラユニットの傾斜によってＯＩＳが実現されるカメラと比較して全体的なサイズを小さくするので有利である。カメラは、カメラユニット全体の移動を収めるのに十分な間隙を必要とする。こういった利点は、たとえば１つまたは複数のレンズの直径が１０ｍｍ以下の小型カメラで特に有益である。

【0013】

ＯＩＳを実現するために、ＳＭＡ作動装置は、装置の振動を表す出力信号を生成するように構成された振動センサと、イメージセンサによって検知された像を安定化させるための振動センサの出力信号に応答して、ＳＭＡアクチュエータワイヤ用の駆動信号を生成し、かつ、生成された駆動信号をＳＭＡアクチュエータワイヤに供給するように構成された制御回路とをさらに備えてもよい。

【0014】

深い理解を可能にするため、次に、添付の図面を参照しながら、非限定的な例として本発明の一実施形態を説明する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】カメラ装置を示す概略的な断面図である。

【図2】カメラ装置のサスペンションシステムを示す斜視図である。

【図3】カメラ装置におけるＳＭＡアクチュエータワイヤの構成を示す斜視図である。

【図4】サスペンションシステムとＳＭＡアクチュエータワイヤを合わせた構成を示す斜視図である。

【図5】光軸に沿ったＳＭＡアクチュエータワイヤの構成を示す平面図である。

【図6】ＳＭＡアクチュエータワイヤ用の制御回路を示す図である。

【図7】制御回路の駆動回路を示す図である。

【図8】ＳＭＡアクチュエータワイヤのある可能な構成を示す概略図である。

【図9】ＳＭＡアクチュエータワイヤのある可能な構成を示す概略図である。

【図10】ＳＭＡアクチュエータワイヤのある可能な構成を示す概略図である。

【図11】ＳＭＡアクチュエータワイヤのある可能な構成を示す概略図である。

【図12】ＳＭＡアクチュエータワイヤのある可能な構成を示す概略図である。

【図13】ＳＭＡアクチュエータワイヤのある可能な構成を示す概略図である。

【図14】ＳＭＡアクチュエータワイヤのある可能な構成を示す概略図である。

【図15】ＳＭＡアクチュエータワイヤのある可能な構成を示す概略図である。

【図16】ＳＭＡアクチュエータワイヤのある可能な構成を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明によるＳＭＡ作動装置の一例であるカメラ装置１を図１に示してあり、この図は、仮想の主軸である光軸Ｏに沿った断面図である。カメラ装置１の主要な部分を明確に描くために。ＳＭＡアクチュエータワイヤは図１には示していないが、後で図３から図５を参照しながら説明する。カメラ装置１は、移動電話、メディアプレーヤまたはポータブルデジタルアシスタントなどのポータブル電子デバイスに組み込まれることになる。したがって小型化は重要な設計基準である。

【0017】

カメラ装置１は、支持構造体４に対してそれぞれ光軸Ｏに垂直な２つの直交方向への移動を可能にする様式で、以下で詳述するサスペンションシステム７によって支持構造体４に支持されたレンズ要素２を備える。したがって、レンズ要素２は可動要素である。

【0018】

支持構造体４は、基底部５の前面側にイメージセンサ６を支持するカメラ支持体である。基底部５の背面側には、制御回路４０が実装されたＩＣ（集積回路）チップ３０、さらにはジャイロスコープセンサ４７が取り付けられている。

【0019】

レンズ要素２は、光軸Ｏに沿って配置されたレンズ２２を支持する円筒体の形をしたレンズキャリア２１を備えるが、一般に任意の数のレンズ２２を設けることができる。カメラ装置１は、レンズ２２（または、複数のレンズが設けられる場合は各レンズ２２）の直径が１０ｍｍ以下の小型カメラである。

【0020】

レンズ要素２は、イメージセンサ６の上に像を結ぶように構成されている。イメージセンサ６は像を取り込む。イメージセンサ６は、任意の適切なタイプ、たとえばＣＣＤ（電荷結合素子デバイス）またはＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）デバイスであってもよい。

【0021】

レンズ２２（または、複数のレンズが設けられる場合は各レンズ２２）はレンズキャリア２１に対して固定されてもよく、あるいは、レンズ２２（または、複数のレンズが設けられる場合は少なくとも１つのレンズ２２）が、たとえば焦点を合わせるために光軸Ｏに沿って移動可能な様式で、レンズキャリアに支持されてもよい。レンズ２２が光軸Ｏに沿って移動可能な場合、適切な作動システム（図示せず）は、ＷＯ２００７／１１３４７８に記載されているものなどの、たとえば、音声コイルモータまたはＳＭＡアクチュエータワイヤを使用して実現できる。

【0022】

動作において、レンズ要素２は、イメージセンサ６に対してＸおよびＹとして示す２つの直交方向に沿って光軸Ｏに対して直角に移動させられ、イメージセンサ６の像が移動するという効果が得られる。これは、たとえば手ぶれによって生じるカメラ装置１の像移動を補正することでＯＩＳを実現するために使用される。

【0023】

たとえばＷＯ２０１０／０２９３１６およびＷＯ２０１０／０８９５２９に開示されているような、ＯＩＳ機能を実現するためにＳＭＡアクチュエータワイヤを使用する多くの知られている構成では、ＯＩＳは、レンズ要素およびイメージセンサを備えるカメラユニット全体を、実質的に剛体として傾斜させることによって実現される。使用者の手ぶれを補正するこの方法は、原則として最良のＯＩＳ性能をもたらす。これは、小型カメラではレンズ要素をイメージセンサに位置合わせすることが難しく、製造公差が極めて厳しいためである。さらに、補正される使用者の手ぶれは、本質的にはカメラへの傾きであり、そのため、補正でもカメラを傾斜させるべきなのは直観的に理解できる。ただしこの例では、いくつかの他の問題を緩和するために、ＯＩＳは異なる形で実施される。

【0024】

第１の問題は、「カメラ傾斜」方法では、固定されたカメラ構造体に対してイメージセンサが動くことである。これは、イメージセンサからカメラの固定構造体および移動体電話のマザーボードに電気接続を配線することが極めて困難であることを表す。これに対する解決策は、接続を配線するためのフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）の周りに集中しているが、ＦＰＣ設計は、接続の数が多く、データ転送速度が速いために依然として困難である。したがって、イメージセンサが静止し固定されたままであることが極めて望ましい。

【0025】

第２の問題は、カメラ傾斜方法が、最低でもレンズおよびイメージセンサを備え、取り囲む支持構造体の内側で傾斜しなければならない支持構造体をもつカメラ構造体が存在することを必要とすることである。カメラの占有面積は有限なので、カメラの傾きは、ＯＩＳカメラのカメラ厚さ（高さ）が、ＯＩＳなしの同等のカメラのものよりも大きくなければならないことを意味する。移動体電話では、カメラの高さを最小限にすることが極めて望ましい。

【0026】

第３の問題は、カメラ全体を傾斜させることによって、カメラの占有面積をＯＩＳなしのカメラを上回るほど増加させることなく傾斜アクチュエータを収容するのが困難なことである。

【0027】

したがって、この例では、レンズ要素２は、ともに光軸Ｏに垂直な２つの直交方向に直線的に移動させられ、これは「シフト」または「ＯＩＳシフト」と呼ばれることがある。得られる像補正は、使用者の手ぶれの影響を完全に相殺するわけではないが、上記の制約を考慮すると成果は十分に良好であると思われ、特に、傾斜を用いる装置と比べてカメラ装置１のサイズを小さくすることができる。

【0028】

サスペンションシステム７を別個に図２に示してあり、以下の通りに構成している。

【0029】

サスペンションシステム７は、図１に示すように、支持構造体４の一部をなす支持板７２と、レンズ要素２の一部をなし、レンズキャリア２１の最後部に連結されているレンズプレート７３との間に連結された４本のビーム７１を備える。４本のビーム７１は互いに、また光軸Ｏに対して平行に延在し、したがって、レンズ要素２が移動する直交方向に対して垂直に延在するが、直交方向を横断しているのであれば、延在する角度は垂直でなくてもよい。

【0030】

ビーム７１は、４本のビーム７１がたとえばはんだ付けされることによって回転できない様式で、支持板７２およびレンズプレート７３のそれぞれに固定される。

【0031】

ビーム７１は支持構造体４の内側かつレンズキャリア２１の外側に位置し、支持板７２とレンズプレート７３は、レンズ要素２を収め、イメージセンサ６への光の通過を可能にするために、光軸Ｏに位置合わせされたそれぞれのアパーチャ７４と７５を含む同じ構造を有する。ビーム７１は、カメラ装置１の各隅に１つずつ、光軸Ｏの周りに等しい間隔で配置されている。

【0032】

それによって、ビーム７１は、特にＳ字形に曲がるビーム７１を用いるだけで、レンズ要素２が、支持構造体４に対して光軸Ｏに垂直な２つの直交方向に移動することを可能にする前記様式で、レンズ要素２を支持構造体４の上に支持する。対照的に、ビーム７１は光軸Ｏに沿った動きに耐える。ビーム７１は、典型的にはワイヤ、たとえば金属ワイヤによって作り出される、光軸Ｏに対して垂直な望ましいコンプライアンス性をもたらす任意の構造を有していてもよい。

【0033】

一般に、サスペンションシステム７は、レンズ要素２が、支持構造体４に対して光軸Ｏに垂直な２つの直交方向に移動することを可能にする任意の代替構造をもつこともできる。たとえば、サスペンションシステム７は、ボールベアリングまたはたわみ部を使用することもできる。

【0034】

レンズ要素２の移動は、次に記載するように、図３から図５に示したアクチュエータ装置１０によって生じさせられる。

【0035】

アクチュエータ装置１０は、図１および図４に示してあるように、支持構造体４の一部をなし、基底部５に取り付けられている支持ブロック１６と、レンズ要素２の一部をなし、レンズプレート７３の背面に取り付けられている可動プラットフォーム１５との間に連結された合計４つのＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４を備える。

【0036】

ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４のそれぞれは張力がかかった状態で保持され、それによって、可動プラットフォーム１５と支持ブロック１６の間の光軸Ｏに垂直な方向に力がかかる。動作において、以下でさらに説明するように、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は、レンズ要素２を支持ブロック１６に対して光軸Ｏに垂直な２つの直交方向に移動させる。

【0037】

ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４はそれぞれ、光軸Ｏに垂直に延在する。このアクチュエータ装置１０では、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は共通の面に延在しており、これは光軸Ｏに沿ったアクチュエータ装置１０のサイズを最小限にするのに有利である。また、この構成によって、サスペンションシステム７にかかる光軸Ｏに平行な方向の力が最小限になる。

【0038】

代替として、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は、光軸Ｏに垂直な直交方向に対して０でない角度だけ傾くように配置されていてもよく、この角度は小さいのが好ましい。この場合、動作中のＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は、レンズ要素２を光軸Ｏに平行な方向に傾けるかまたは移動させる傾向があり得る光軸Ｏに沿った力の成分を発生させる。光軸Ｏに垂直な直交方向への移動を実現するために、そのような力の成分は、サスペンションシステム７によって耐えられ得る。対照的に、光軸Ｏに沿った方向への許容できる程度に小さな傾斜または移動をもたらすＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４の傾きの程度は、光軸Ｏに沿ったサスペンションシステム７の剛性に依存する。したがって、たとえば上記のようなビーム７１を備えるかまたはボールベアリングを備えるなど、光軸Ｏに沿った剛性が高いサスペンションシステム７の場合、比較的大きな傾きが許容可能である。

【0039】

サスペンションシステム７がボールベアリングを備える場合、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４にかかった張力によってレンズ要素２がボールベアリングに押し当てられるように、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は、顕著な成分によって光軸Ｏに平行な方向に傾いているのが望ましいことさえある。

【0040】

ＳＭＡワイヤ１１〜１４が光軸Ｏに垂直であるか、または光軸Ｏに垂直な面に対してわずかな角度だけ傾いているかにかかわらず、アクチュエータ装置１０は、特に光軸Ｏに沿った方向に極めてコンパクトにすることができる。ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は、迅速な加熱と冷却を確実に行うために、それら自体が極めて細く、典型的には直径がおよそ２５μｍである。ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４の装置１０は、アクチュエータ装置１０の占有面積をほとんど増やさず、光軸Ｏに沿った方向に極めて薄くすることができる。これは、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４が、動作状態を維持する光軸Ｏに垂直な面に本質的に配置されているためである。次いで、光軸に沿った高さは、後述する圧着部材１７および１８などの他の構成要素の厚さならびに製造を可能にするために必要な高さに依存する。実際上は、図３に示したＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４のアクチュエータ装置は、１ｍｍ未満の高さに製造され得ることが分かっている。移動体電話カメラの例では、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４のサイズによって、典型的には、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４と、光軸Ｏに垂直な面との間の角度は２０°未満、より好ましくは１０°未満に制限されている。

【0041】

ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は、各圧着部材１７によって一端が可動プラットフォーム１５に連結され、他端が圧着部材１８によって支持ブロック１６に連結されている。圧着部材１７および１８は、ワイヤを圧着して機械的に保持し、場合により接着剤の使用によって強化される。圧着部材１７および１８はまた、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４への電気接続を実現する。ただし、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４を連結する任意の他の適切な手段が別法として使用されてもよい。

【0042】

ＳＭＡ材料は、加熱すると、ＳＭＡ材料を収縮させる固相の変化を生じるという特性を有する。低い温度では、ＳＭＡ材料がマルテンサイト相に入る。高い温度では、ＳＭＡは、ＳＭＡ材料を収縮させる変形を誘発するオーステナイト相に入る。相変化は、ＳＭＡ結晶構造の遷移温度の統計的分散度により、ある温度範囲にわたって生じる。したがって、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４を加熱するとその長さが減少する。ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は、任意の適切なＳＭＡ材料、たとえばニチノールまたは他のチタン合金のＳＭＡ材料から作られてもよい。有利には、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４の材料組成と前処理は、通常動作中の予想室温より高く、位置制御の程度を最大化できるほどの広さの温度範囲にわたって相変化を実現するように選択される。

【0043】

ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４のうちの１つを加熱すると、内部の応力が増加し、そのＳＭＡアクチュエータワイヤは収縮する。これによってレンズ要素２の移動が生じる。マルテンサイト相からオーステナイト相へのＳＭＡ材料の遷移が生じる温度範囲にわたってＳＭＡの温度が上昇するとき、ある範囲の移動が生じる。逆に、内部の応力が減少するようにＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４のうちの１つを冷却すると、そのＳＭＡアクチュエータワイヤは、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４のうちの対向する各ワイヤからの力を受けた状態で膨張する。これによってレンズ要素２は反対方向に移動できるようになる。

【0044】

図５に示すように、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は、以下の光軸Ｏの周りの構成を有する。

【0045】

ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４のそれぞれは、レンズ要素２の各辺に沿って配置されている。したがって、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は、光軸Ｏ周りの異なる角度位置においてループ状に配置されている。したがって、４つのＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は、光軸Ｏの対向する辺に配置されたＳＭＡアクチュエータワイヤ１１と１３の第１の対および光軸Ｏの対向する辺に配置されたＳＭＡアクチュエータワイヤ１２と１４の第２の対からなる。ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１と１３の第１の対は、レンズ要素２を、支持構造体４に対して、前記面において第１の方向に移動させるための選択的駆動が可能であり、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１２と１４の第２の対は、レンズ要素２を、支持構造体４に対して、第１の方向を横断する前記面において第２の方向に移動させるための選択的駆動が可能である。横断方向の移動の線形結合をもたらすために、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４に対して平行以外の方向への移動が、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４の上記の対の作動の組み合わせによって生じさせられ得る。この移動を見る別の方法は、ループにおけるＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４の隣り合った任意の対の同時収縮が、レンズ要素２を、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４のうちの上記の２つを二分する方向に（矢印ＸおよびＹで示すように図５において対角線方向に）移動させることである。

【0046】

その結果、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は、レンズ要素２を、支持構造体４に対して移動範囲における任意の位置まで、光軸Ｏに垂直な２つの直交方向に移動させるように選択的に駆動されることが可能である。移動範囲の大きさは、通常の動作パラメータ内でのＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４の形状および収縮範囲に依存する。

【0047】

光軸Ｏに垂直な、支持構造体４に対するレンズ要素２の位置は、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４の温度を選択的に変化させることによって制御される。これは、抵抗加熱をもたらす選択的な駆動電流をＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４に流すことによって実現される。加熱は駆動電流によって直接的にもたらされる。冷却は。駆動電流を減少または停止して、その周囲への電動、対流および放射によってレンズ要素２を冷ますことによりもたらされる。

【0048】

レンズ要素２の各辺に沿ったＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４の構成は、コンパクトな構成の実現を助ける。これは、たとえば、ワイヤが光軸Ｏの半径方向に延在し、それによってカメラ装置１の占有面積が増加する構成とは異なり、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４のそれぞれが、側面から見たレンズ要素２の外形に概ねまたは完全に収まるためである。しかしながら、半径方向に延在しないことにより、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は、それぞれ個別に、光軸Ｏ周りの２つの直交方向の面においてトルクをレンズ要素２に加える。そのようなトルクは、潜在的に、その面における移動を許容しながら正味のトルクに耐える必要があるサスペンションシステム７の要件を増加させる。

【0049】

しかしながら、いずれのワイヤも同一直線上にないので、それらは、一緒に動作されるときに打ち消しトルクを加えるように構成することができる。光軸Ｏ周りの連続するＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は、レンズ要素２に対して、光軸Ｏ周りの交互の向きに力を加えるように連結されている。すなわち、光軸から外側に向かって見たとき、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１は、その左端部が支持ブロック１６に連結され、その右端部が可動プラットフォーム１５に連結されているが、隣のＳＭＡアクチュエータワイヤ１２は、その左端部が可動プラットフォーム１５に連結され、その右端部が支持ブロック１６に連結されており、その他も同じようになっている。その結果、光軸Ｏ周りの連続するＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４はまた、光軸Ｏ周りの交互の向きにトルクを加える。すなわち、図５に示すように見たとき、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１はレンズ要素２に、反時計回りの向きに力を加えるが、隣のＳＭＡアクチュエータワイヤ１２はレンズ要素２に、時計回りの向きに力を加え、その他も同じようになっている。

【0050】

これは、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１と１３の第１の対が、レンズ要素２に対して、前記面において、光軸Ｏ周りの第１の向き（図５の反時計回り）に正味のトルクを発生させ、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１２と１４の第２の対が、レンズ要素２に対して、前記面において、光軸Ｏ周りの反対の向き（図５の時計回り）の正味のトルクを発生させることを意味する。その結果、各ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４における任意の加熱度であれば、トルクは相殺する傾向がある。

【0051】

さらに、この構成では、移動範囲における任意の位置への移動は原則として、光軸Ｏ周りの２つの直交方向の面において正味のトルクをレンズ要素２に加えずに実現できる。これを理解するために、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１と１３の第１の対を、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１２と１４の第２の対とは別個に考えることができる。２種類の寸法での任意の所与の位置への移動では、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１と１３の第１の対によって誘導される移動は、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１と１３の第１の対におけるある範囲の応力、したがって、第１の向きのある範囲のトルクで得ることができる。同様に、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１２と１４の第２の対から誘導される移動は、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１２と１４の第２の対におけるある範囲の応力、したがって、第２の向きのある範囲のトルクで得ることができる。これは、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４の望ましい位置および構成の関係を表す簡単な幾何学的計算に基づいて、各ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４における応力を適切に選択することによってトルクを相殺できることを意味する。

【0052】

対照的に、すべてのＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４が、レンズ要素２に対して、光軸Ｏ周りの同じ向きに力を加えるように連結されていた場合、それらのアクチュエータワイヤは、どのように駆動されるかにかかわらず、光軸Ｏ周りに常に正味のトルクを発生させることになるであろう。

【0053】

ＸとＹの方向への移動の線形結合となる他の方向にレンズ要素２を移動させるとき、ある程度の相殺がこの構成の自然な効果であり、さらには、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４のそれぞれに生じる力を適切に選択することにより、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４に、光軸Ｏ周りに正味のトルクを生じさせないようにすることが可能である。

【0054】

光軸Ｏ周りのトルクをこうして減少させることによって、レンズ要素２が光軸Ｏ周りを回転する傾向が小さくなる。光軸Ｏ周りのトルクの減少または相殺によって、サスペンションシステム７の制約が少なくなる。実際のところ、いくつかの実施形態においては、この制約はサスペンションシステムが必要ない程度に少なくなることがあり、レンズ要素２はＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４自体によって代わりに支持される。

【0055】

これらの利益は、極めて単純かつコンパクトな構成を実現する４つのＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４を１組だけ使用するこのアクチュエータ装置１０において実現され得ることに特に留意されたい。

【0056】

このアクチュエータ装置１０では、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は、光軸Ｏに沿ったアクチュエータ装置１０のサイズを最小限にする際に有利な共通の面に延在する。あるいは、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は、光軸Ｏに垂直な仮想面への４つのＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４の突出が、その方向から見たときに図５に示した構成となるより一般的な要件を満たす場合に、光軸Ｏに沿って互いにオフセットされ、上記の利益を依然として得ることができよう。

【0057】

ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４の制御は、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４のそれぞれについて駆動信号を生成し、以下のように構成される図６に示した制御回路４０によって達成される。

【0058】

制御回路４０は、レンズ要素２の角速度を表す信号を出力することでカメラ装置１が受けている振動を検出する振動センサとして働くジャイロスコープセンサ４７を含む。ジャイロスコープセンサ４７は、典型的には、互いに垂直であり、かつ、光軸Ｏに対して垂直である２本の軸の周りの振動を検出するための一対の小型ジャイロスコープであるが、一般に、より多くのジャイロスコープまたは他のタイプの振動センサが使用され得る。

【0059】

ジャイロスコープセンサ４７からの出力信号が、プロセッサに実装され得るＯＩＳ制御部４８に供給される。ＯＩＳ制御部４８は、カメラ装置１の移動を全体として補正し、ひいてはイメージセンサ６によって検知された像を安定化させるために必要なレンズ要素２の移動を表す移動信号を導出する。ジャイロスコープセンサ４７が支持構造体４に取り付けられているので、出力信号は支持構造体４の振動を反映している。ＯＩＳは、それに逆らってレンズ要素２を水平方向に移動させることによって達成される。したがって、ＯＩＳ制御部４８は、ジャイロスコープセンサ４７によって測定されるような実際の傾きとは反対の望ましい移動をもたらす移動信号を生成する。ＯＩＳ制御部４８は、ジャイロスコープセンサ４７からの出力信号を、たとえば、移動信号の生成前にフィルタリングすることによって処理することができる。

【0060】

ＯＩＳ制御部４８からの移動信号は、プロセッサまたはハードウェアに実装され得る行列制御部４２に供給される。行列制御部４２とＯＩＳ制御部４８は、理解しやすくするために別個の構成要素として示してあるが、これらは共通のプロセッサに実装されていてもよい。

【0061】

行列制御部４２は、移動信号に基づいて、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４のそれぞれについて制御信号を生成する。これは、望ましい移動を実現するためにＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４のそれぞれの必要な収縮または伸張（すなわち長さ）の関係を示す行列計算を用いる。任意の望ましい移動は、上で特定されたＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４の各対のが移動を生じさせる第１および第２の方向のそれぞれに成分を有する。したがって、移動信号によって表される望ましい移動のそれらの成分のそれぞれについて、制御信号は、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４のそれら各対の差分収縮を可能にする。ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４の異なる対の差分収縮を表す差分成分は、線的に加算され得る。このようにして、任意の望ましい移動が、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４の適切な組み合わせを選択的に作動させる制御信号に変換され得る。したがって、行列計算は、カメラ装置１におけるＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４の実際の幾何学的構成を考慮している。

【0062】

同時に、行列計算は、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４が光軸Ｏ周りにトルクの正味の成分をもたらさないようにする制御信号を生成するようにさらに構成されてもよい。すなわち、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１と１３の第１の対およびＳＭＡアクチュエータワイヤ１２と１４の第２の対における応力は、それによって生成されるトルクを相殺するように選択される。ただし、レンズ要素２に対する正味のトルクの減少は、トルクが正確に相殺されなくても実現される。

【0063】

あるいは、行列計算は、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４が光軸Ｏ周りに所定の量のトルクを生じさせるようにする制御信号を生成するように構成されてもよい。すなわち、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１と１３の第１の対およびＳＭＡアクチュエータワイヤ１２と１４の第２の対における応力が、オフセットトルクをもたらすように選択される。これはたとえば、サスペンションシステム７が、光軸Ｏ周りの２つの直交方向の面においてレンズ要素２にトルクを加える場合に有用であり得る。その場合、所定の量のトルクが、好ましくは正確に、サスペンションシステム７によって加えられるトルクを補償するように選択され得る。

【0064】

制御信号は、ＳＭＡ材料におけるヒステリシスなどの非線形効果を補正するためのさまざまな補正アルゴリズムによって修正され得る。

【0065】

ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４のそれぞれは、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４のうちの対応する１つのための制御信号が行列制御部４２によって供給される各駆動回路４３に接続されている。駆動回路４３は、制御信号に従って駆動信号を生成し、駆動信号をＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４に供給する。駆動回路４３は、第１のＳＭＡアクチュエータワイヤ１１に関して図７に示し、以下のように構成される同一の構成を有する。

【0066】

駆動回路４３は、行列制御部４２から制御信号を供給され、抵抗フィードバックを用いて駆動部４５を制御する駆動制御部４４を備える。駆動制御部４４はプロセッサに実装されてもよい。行列制御部４２と駆動制御部４４は、理解しやすくするために別個の構成要素として示してあるが、これらは共通のプロセッサに実装されていてもよい。

【0067】

駆動部４５は、駆動電流をＳＭＡアクチュエータワイヤ１１に供給するために接続されている。駆動部４５は、定電圧電源または定電流電源であってもよい。たとえば、後者の場合、定電流はおよそ１２０ｍＡであり得る。

【0068】

駆動回路４３は、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１の抵抗を検出するように構成された検出回路４６をさらに含む。駆動部４５が定電流電源である場合、検出回路４６は、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１の抵抗の測定値であるＳＭＡアクチュエータワイヤ１１にかかる電圧を検出するように動作可能な電圧検出回路であってもよい。駆動部４５が定電圧電源である場合、検出回路４６は電流検出回路であってもよい。精度を高めるために、検出回路４６は、ＳＭＡアクチュエータにかかる電圧および電流の両方を検出し、その比率として抵抗の測定値を導出するように動作可能な電圧検出回路と電流検出回路を備えていてもよい。

【0069】

駆動制御部４４は、パルス幅変調電流を供給するために駆動部４５を制御するように構成されている。駆動制御部４４は、検出回路４６によって測定された抵抗を受け取り、それを閉ループ制御アルゴリズムにおいてフィードバック信号として使用して、制御信号全体によって表される要求に従ってＳＭＡアクチュエータワイヤ１１を作動させるように駆動部４５のＰＷＭデューティサイクルを制御する。閉ループ制御は比例制御であってもよい。

【0070】

ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１の電気抵抗を位置に関するフィードバックパラメータとして使用することによって、機能的な移動の範囲にわたって、ＳＭＡ材料の収縮と膨張がその電気抵抗に対してほぼ線形になる。ヒステリシスやクリープを含む非線形性はある程度生じる。これらは無視してもよいが、線形性を良くするために、これらは閉ループ制御アルゴリズムにおいて考慮されてもよい。

【0071】

ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は、ＯＩＳを実現するだけの十分な応答速度を有し得る。典型的には、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１から１４のそれぞれは、最大１０Ｈｚ、最大２０Ｈｚ、または最大３０Ｈｚの周波数帯域幅にわたって位置を制御するように、比例して駆動される。アクチュエータとしてのＳＭＡの認識されている欠点は、その応答時間が遅いことである。ＳＭＡ材料は熱で駆動されるので、応答時間は、熱伝導率、比熱容量、およびサーマルマスと関連する実現可能な温度変化によって制限される。

【0072】

ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４の加熱は、駆動電流の電力を大きくすることによって強めることができるが、冷却は、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４の厚さに依存する。この厚さは、冷却中に望ましい応答時間が得られるように選択される。たとえば、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４の厚さが、現在のところ市販材料では最も細い２５μｍである場合、熱応答は４Ｈｚにおいて減衰を始める。ＯＩＳ機能の分析に基づくと、機能要件は、最大３０Ｈｚの帯域幅にわたる移動補正を実現することである。しかしながら、必要な応答の振幅は、動作帯域幅にわたって、典型的には、上記のカメラ装置１の場合、約１Ｈｚにおける約７０μｍから、２０Ｈｚを超えたときの約１０μｍ未満に著しく低下する。驚くべきことに、４Ｈｚを超えてＳＭＡアクチュエータワイヤの応答が減衰するにもかかわらず、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は３０Ｈｚにおける変位要件を果たすことが可能であり、したがって、小型カメラ用のＯＩＳの作動要件を首尾よく満たすことができる。

【0073】

ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は、光軸Ｏ周りの２つの直交方向の面において正味のトルクをレンズ要素２にかけずに、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４が、レンズ要素２を支持構造体に対して移動範囲における任意の位置まで移動させるように選択的に駆動されることが可能な、図３から図５に示したもの以外の構成を有していてもよい。

【0074】

いくつかの可能な代替構成を図８から図１３に示しており、これらの図は光軸Ｏに沿った概略図であり、光軸Ｏ周りのＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４の構成と、レンズ要素２および支持構造体４への連結を示すために圧着部材１７および１８とを示している。分かりやすくするために、カメラ装置１の他の構成要素は省略している。それぞれの場合のカメラ装置１は、図３から図５に示したものに類似した構造を有し、異なる位置の圧着部材１７および１８、すなわち、レンズ要素２に固定された圧着部材１７と、支持構造体４に固定された圧着部材１８とを収めるために、レンズ要素２および支持構造体４の要素の形状が変更されている。

【0075】

比較のために、図８は図５の構成を示す。この場合、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は長斜方形に構成されている。ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４が横断しているのであれば、それらは垂直である必要はない。対照的に、図９の構成では、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４が垂直であり、したがって正方形の形状である。

【0076】

図５において、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は、連続するＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４の圧着部材１７と１８が極めて近接した状態でループ状に連結されているが、代替として、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は、図１０に示した例のように交差していてもよいし、図１１に示した例にように間があいていてもよい。

【0077】

ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は同じ長さである必要はない。たとえば、前述の例のいずれにおいても、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は、各対においては同じ長さであり得るが、対と対では異なっていてもよい。図１２および図１３に示した別の例では、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１と１３の第１の対は、互いに同じ長さであるが、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１２と１４の第２の対は異なる長さである。図１２の例では、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１と１３の第１の対は平行ではなく、互いに対して傾いており、それにより、連続するＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４の圧着部材１７と１８は極めて近接した状態になっているが、図１３の例では、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１と１３の第１の対は平行である。

【0078】

一般に、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４は対称または規則的な構成である必要はない。この例は図１４に示してあり、この図では、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４はループ状に配置されているが、長さが異なり、角度は互いに垂直ではない。

【0079】

また、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４がループ状に配置される必要はない。この例は図１５に示してあり、ここでは、各対において、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４が光軸Ｏに関して同じ側に配置されている。すなわち、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１と１３の第１の対はそれぞれ光軸Ｏに関して第１の側にあり、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１２と１４の第２の対はそれぞれ光軸Ｏに関して垂直な側にある。この場合、ＳＭＡアクチュエータワイヤ１１と１３の第１の対およびＳＭＡアクチュエータワイヤ１２と１４の第２の対のそれぞれが、光軸周りの反対の向きにトルクを発生させることが可能なので、同じようにしてトルクを相殺することが可能である。これはカメラ装置１を包装するのにより都合な可能性があるが、各対におけるＳＭＡアクチュエータワイヤ１１〜１４間の距離が短くなり、したがって、所与の応力に対して発生するトルクが小さくなるので、図５の例と同じ程度の相殺を実現するには、より大きな応力での動作が必要なことがある。ワイヤがループ状に配置されていない別の例を図１６に示す。

【0080】

上記のカメラ装置１に対するさまざまな変更が可能である。レンズ要素２は、主軸に沿って見たときに正方形の形状を有するが、より一般的には、任意の形状を有することができる。支持構造体４は概略的に示されているが、一般に、レンズ要素２を支持するのに適した任意のタイプの要素であり得る。より一般的には、同じタイプのアクチュエータ装置１０は、一般に、レンズ要素以外の要素を含む任意のタイプの可動要素に適用することができる。

【符号の説明】

【0081】

１ カメラ装置
２ レンズ要素
４ 支持構造体
５ 基底部
６ イメージセンサ
７ サスペンションシステム
１０ アクチュエータ装置
１１ ＳＭＡアクチュエータワイヤ
１２ ＳＭＡアクチュエータワイヤ
１３ ＳＭＡアクチュエータワイヤ
１４ ＳＭＡアクチュエータワイヤ
１５ 可動プラットフォーム
１６ 支持ブロック
１７ 圧着部材
１８ 圧着部材
２１ レンズキャリア
２２ レンズ
３０ ＩＣチップ
４０ 制御回路
４２ 行列制御部
４３ 駆動回路
４４ 駆動制御部
４５ 駆動部
４６ 検出回路
４７ ジャイロスコープセンサ
４８ ＯＩＳ制御部
７１ ビーム
７２ 支持板
７３ レンズプレート
７４ アパーチャ
７５ アパーチャ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】