WO2009090960A1 - 形状記憶合金駆動装置 - Google Patents

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WO2009090960A1
WO2009090960A1 PCT/JP2009/050388 JP2009050388W WO2009090960A1 WO 2009090960 A1 WO2009090960 A1 WO 2009090960A1 JP 2009050388 W JP2009050388 W JP 2009050388W WO 2009090960 A1 WO2009090960 A1 WO 2009090960A1
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WO
WIPO (PCT)
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instruction value
contact
unit
memory alloy
value
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/050388
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yasuhiro Honda
Yasutaka Tanimura
Natsuko Shiota
Yoshihiro Hara
Original Assignee
Konica Minolta Opto, Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Opto, Inc. filed Critical Konica Minolta Opto, Inc.
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Priority to EP09702114A priority patent/EP2237093A1/en
Priority to CN200980101548.2A priority patent/CN101910903B/zh
Priority to US12/812,572 priority patent/US8434303B2/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/06Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
    • F03G7/065Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like using a shape memory element
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/08Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted to co-operate with a remote control mechanism

Definitions

  • the present invention relates to a shape memory alloy driving device that moves a movable part using a shape recovery operation of a shape memory alloy.
  • Patent Document 1 discloses a technique for energizing in advance in a standby state before starting driving to a target position to increase the response speed.
  • An object of the present invention is to provide a shape memory alloy driving device capable of accurately positioning a movable part at a normal standby position.
  • a shape memory alloy driving device includes a movable portion, a shape memory alloy, a movement mechanism portion that moves the movable portion, and a movement of the movable portion by contacting the movable portion.
  • a regulating member that defines a moving range of the movable part, and a drive signal corresponding to an instruction value for positioning the movable part is output to the shape memory alloy, and by deforming the shape of the shape memory alloy,
  • a drive control unit that moves the movable unit to the moving mechanism unit; a contact detection unit that detects whether or not the movable unit is positioned at a contact position that contacts the regulating member; and a position of the movable unit at an initial stage
  • a storage unit that stores initial position information that defines a relationship with the instruction value; an actual contact instruction value when the contact detection unit detects that the movable unit is positioned at the contact position; and the initial position information.
  • a correction unit that calculates a standby instruction value, characterized in that it comprises a setting unit that sets a
  • FIG. 1 shows an external configuration diagram of a shape memory alloy driving device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. FIG. 2 shows a block diagram of a control circuit. It is a graph about the relationship between the position of a movable part, and the resistance value of a shape memory alloy. It is a graph which shows the relationship between the position of a movable part, and the drive current applied to a shape memory alloy. It is a graph which shows the relationship between the instruction
  • FIG. 12 shows a block configuration diagram of the control circuit shown in FIG. 11. It is the graph which showed the relationship between the position of a movable part, and an instruction
  • the external appearance block diagram of the shape memory alloy drive device provided with the contact sensor is shown.
  • FIG. 12 shows a block configuration diagram of the control circuit shown in FIG. 11. It is the graph which showed the relationship between the position of a movable part, and an instruction
  • FIG. 1 is an external configuration diagram of a shape memory alloy driving device.
  • the shape memory alloy driving device includes a shape memory alloy 1, a fixed portion 2, a bias spring 3, a lens 4, a movable portion 5, a guide shaft 6, stoppers 7 and 8, a conducting wire 9, and a control circuit 10.
  • the shape memory alloy 1, the bias spring 3, and the guide shaft 6 correspond to an example of a moving mechanism unit
  • the stoppers 7 and 8 correspond to an example of a regulating member.
  • the shape memory alloy 1 is a wire whose longitudinal direction is the vertical direction with the upper end connected to the right end of the movable part 5 and the lower end connected to the lower fixed part 2, and when the temperature exceeds a certain temperature, the memory shape The movable portion 5 is contracted to return to the position and the movable portion 5 is moved downward by the contraction force.
  • the shape memory alloy 1 is connected to the control circuit 10 at both ends via the conductor 9, and is heated by being energized by the drive current from the control circuit 10.
  • the fixing unit 2 includes a pair of upper and lower fixing units 2 and 2 fixed to the housing of the imaging device.
  • the upper fixing unit 2 is connected to a stopper 7 and a bias spring 3, and the lower fixing unit 2.
  • the stopper 8 and the shape memory alloy 1 are connected.
  • the upper fixing portion 2 has a hole (not shown) for guiding light from the subject to the lens 4, and the lower fixing portion 2 has a light image of the subject imaged by the lens 4. Is formed in the image sensor 80 (see FIG. 2).
  • the bias spring 3 has an upper end connected to the upper fixed portion 2 and a lower end connected to the right end of the movable portion 5.
  • the bias spring 3 applies an upward stress to the shape memory alloy 1 and stretches the contracted shape memory alloy 1 upward.
  • the movable part 5 is moved upward.
  • the lens 4 is composed of a convex lens, for example, and forms an image of light from the subject and guides it to the image sensor 80.
  • the movable portion 5 includes a movable main body portion 51 and a holding portion 52, moves downward along the guide shaft 6 by the contraction force of the shape memory alloy 1, and moves along the guide shaft 6 by the biasing force of the bias spring 3.
  • the lens 4 is moved upward and the lens 4 is moved vertically.
  • the movable main body 51 has a long hole extending in the vertical direction, and a guide shaft 6 is inserted into the long hole.
  • the holding part 52 is formed so as to extend from the substantially vertical center of the right side surface of the movable main body part 51 toward the right direction, and holds the lens 4 so as to surround the periphery of the circular lens 4. Further, the lower end of the bias spring 3 is connected to the upper side of the right end of the holding portion 52, and the shape memory alloy 1 is connected to the lower side of the right end.
  • the guide shaft 6 is composed of a rod-like member whose upper end is connected to the lower surface of the stopper 7 and whose lower end is connected to the upper surface of the stopper 8 and whose longitudinal direction is the longitudinal direction, and for moving the movable part 5 in the vertical direction. Do a guide.
  • the stopper 7 has, for example, a rectangular parallelepiped shape or a cylindrical shape whose upper surface is attached to the upper fixed portion 2, and controls the upward movement of the movable portion 5 by contacting the upper surface of the movable main body portion 51.
  • the upper limit of the movement range of the part 5 is defined.
  • the stopper 8 has, for example, a rectangular parallelepiped shape or a cylindrical shape whose lower surface is attached to the lower fixed portion 2, and regulates the downward movement of the movable portion 5 by contacting the lower surface of the movable main body portion 51.
  • the lower limit of the moving range of the movable part 5 is defined.
  • the bias spring 3 extends.
  • the shape memory alloy 1 softens due to heat dissipation, the shape memory alloy 1 extends due to the stress of the bias spring 3, thereby moving the movable portion 5 holding the lens 4. Will move.
  • the control circuit 10 controls the positioning of the movable part 5 and controls the entire imaging apparatus.
  • FIG. 2 shows a block diagram of the control circuit 10.
  • the control circuit 10 includes a drive control circuit 20 (an example of a drive control unit), a microcomputer unit 30, a storage unit 70, an imaging sensor 80, and a temperature sensor 90 (an example of a temperature detection unit).
  • the drive control circuit 20 is connected to the shape memory alloy 1 through the conductive wire 9 and includes a resistance value detection unit 21 and a servo control unit 22, and stores a drive current corresponding to an instruction value for positioning the movable unit 5 in the shape memory.
  • the movable part 5 is moved by outputting to the alloy 1, changing the temperature of the shape memory alloy 1, and deforming the shape of the shape memory alloy 1.
  • the resistance value detection unit 21 detects the resistance value of the shape memory alloy 1 at a constant time interval, for example, and outputs the detected resistance value to the microcomputer unit 30 at a constant time interval, for example.
  • the servo control unit 22 outputs to the shape memory alloy 1 such that the resistance value of the shape memory alloy 1 detected by the resistance value detection unit 21 matches the resistance value corresponding to the instruction value output from the microcomputer unit 30. Increase or decrease drive current.
  • the servo control unit 22 may store in advance the relationship between the instruction value and the resistance value obtained by experiment, and determine the resistance value according to the instruction value in accordance with this relationship.
  • the servo control unit 22 outputs a drive current value to the microcomputer unit 30 at regular time intervals, for example.
  • the microcomputer unit 30 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, a calculation unit 40, a timer 50 that counts time (an example of a timing unit), and an operation number measurement unit 60 that measures the number of operations of the shape memory alloy 1 (number measurement unit).
  • the calculation unit 40 to the operation count measurement unit 60 may be realized by causing a CPU to execute a predetermined program, or may be realized by a dedicated hardware circuit.
  • the calculation unit 40 includes a contact detection unit 41, a correction unit 42, and a setting unit 43.
  • the contact detection unit 41 detects whether or not the movable unit 5 is located at a contact position where it comes into contact with the stoppers 7 and 8.
  • the contact detection unit 41 detects whether or not the movable unit 5 is located at the first contact position in contact with the stopper 7 by detecting a change in the resistance value, and the movable unit 5 is stopped with the stopper 8. It is detected whether it is located in the 2nd contact position which contacts.
  • the contact detection unit 41 calculates the change amount of the resistance value from the resistance value output at regular intervals by the resistance value detection unit 21, and when the calculated change amount becomes larger than a predetermined value. When it is determined that the movable portion 5 has moved away from the stoppers 7 and 8 and the calculated change amount becomes smaller than a predetermined value, it may be determined that the movable portion 5 has come into contact with the stoppers 7 and 8.
  • the contact detection unit 41 may detect the contact position by detecting a change in current or voltage flowing in the shape memory alloy 1 instead of the resistance value.
  • the current detection unit that detects the current flowing through the shape memory alloy 1 and outputs it to the microcomputer unit 30, or the voltage detection unit that detects the voltage and outputs it to the microcomputer unit 30 is driven and controlled.
  • the circuit 20 may be provided.
  • the storage unit 70 stores initial position information that defines the relationship between the position of the movable unit and the instruction value at the initial stage.
  • the initial position information a first initial contact instruction value predetermined as an instruction value when the movable part 5 is located at the first contact position, and the movable part 5 is located at the second contact position.
  • first initial contact instruction value, second initial contact instruction value, and initial standby instruction value for example, values obtained by experiments in the manufacturing process are employed.
  • the correction unit 42 is based on the second actual contact instruction value and the second initial contact instruction value when the contact detection unit 41 detects that the movable unit 5 is positioned at the second contact position.
  • the initial standby instruction value is corrected, and the actual standby instruction value is calculated.
  • the correction unit 42 uses, for example, the actual standby instruction value using Equation (1). Xstby 'is calculated.
  • the correction unit 42 includes the first actual contact instruction value Xstart ′ and the first initial contact instruction value Xstart when the contact detection unit 41 detects that the movable unit 5 is located at the first contact position. Based on the above, the initial standby instruction value Xstby may be corrected to calculate the actual standby instruction value Xstby ′. In this case, the actual standby instruction value Xstby ′ may be calculated from the equation (2).
  • the setting unit 43 sets the standby position corresponding to the actual standby instruction value as the actual standby position of the movable unit 5.
  • the setting unit 43 outputs an actual standby instruction value to the drive control circuit 20, and the servo control unit 22 indicates that the resistance value detected by the resistance value detection unit 21 is actual.
  • the drive current is adjusted to have a resistance value corresponding to the standby instruction value. As a result, the movable part 5 is positioned at the normal standby position.
  • the setting unit 43 calculates an instruction value for the target position and outputs the instruction value to the drive control circuit 20 so that the movable unit 5 is movable.
  • the part 5 is positioned at the position.
  • the setting unit 43 stores in advance a relationship between each position within the movement range of the movable unit 5 and an increase / decrease value of the indicated value at each position when the standby position is used as a reference, which is measured in advance by an experiment.
  • an instruction value for the target position is obtained by adding or subtracting an increase / decrease value with respect to the target position to the actual standby instruction value calculated by the correction unit 42. Calculate and output to the drive control circuit 20.
  • the temperature sensor 90 is a temperature sensor such as a thermistor.
  • an image sensor such as a CMOS image sensor or a CCD image sensor is employed.
  • the subject Under the control of the control circuit 10, the subject is imaged and image data of the subject is acquired.
  • the image data is stored in an unillustrated image memory after predetermined image processing is performed by an unillustrated image processing unit.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the position of the movable part 5 and the resistance value of the shape memory alloy 1, with the vertical axis indicating the resistance value and the horizontal axis indicating the position.
  • the position 0 indicates the first contact position
  • the position Pmax indicates the second contact position where the movable portion 5 contacts the stopper 8.
  • the shape memory alloy 1 is stretched by the bias spring 3 because the driving current is small and the temperature is low, and the movable part 5 is in contact with the stopper 7 and is located at the first contact position.
  • the drive current is the smallest, and the resistance value is the maximum resistance value Rmax of the shape memory alloy 1.
  • the resistance value decreases and the contraction force of the shape memory alloy 1 increases.
  • the movable part 5 moves away from the stopper 7 and starts moving.
  • the resistance value at this time is Rstart.
  • the movable portion 5 moves toward Pmax by the contraction force of the shape memory alloy 1 as the drive current increases. Then, the movable part 5 moves to a point C where it comes into contact with the stopper 8. At the point C, the movable part 5 is positioned at Pmax, and the resistance value of the shape memory alloy 1 is Rstop.
  • the drive current is increased, the resistance value is decreased, but the movable part 5 is restricted by the stopper 8 and therefore does not change any more.
  • the drive current is the maximum value, and the resistance value is the minimum resistance value Rmin of the shape memory alloy 1.
  • inflection points B and C appear in the graph showing the relationship between the position of the movable part 5 and the resistance value. Therefore, it is possible to determine whether or not the movable portion 5 is in contact with the stoppers 7 and 8 by detecting a change in the resistance value of the shape memory alloy 1.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the position of the movable part 5 and the drive current applied to the shape memory alloy 1.
  • the drive current is the minimum value Imin
  • the movable part 5 is in contact with the stopper 7, and the position is zero.
  • the movable part 5 moves away from the stopper 7 at the point B and starts moving toward Pmax. At this time, the drive current is Istart.
  • the position of the movable portion 5 increases due to the contraction of the shape memory alloy 1 as the drive current increases. Then, at the point C where the movable part 5 comes into contact with the stopper 8, the position becomes the maximum value Pmax, and the drive current becomes Istop.
  • the drive current is the maximum value Imax.
  • the contact detection unit 41 can determine whether or not the movable unit 5 is in contact with the stoppers 7 and 8 by detecting a change in the current flowing through the shape memory alloy 1 instead of the resistance value.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the indicated value output from the microcomputer unit 30 and the resistance value of the shape memory alloy 1, the vertical axis indicates the resistance value, and the horizontal axis indicates the indicated value.
  • the servo control unit 22 minimizes the drive current, sets the resistance value to the maximum resistance value Rmax, increases the instruction value, and decreases the resistance value.
  • the drive current is the minimum value
  • the resistance value is Rmax.
  • the resistance value becomes Rstart
  • the movable part 5 moves away from the stopper 7, and the position of the movable part 5 starts to increase.
  • the instruction value at this time is Xstart.
  • the movable portion 5 moves downward due to the contraction of the shape memory alloy 1 accompanying the increase in the indicated value. Then, at the point C where the movable part 5 contacts the stopper 8, the resistance value of the shape memory alloy 1 is Rstop and the indicated value is Xstop.
  • the resistance value decreases, but the position does not change because the movement of the movable part 5 is restricted by the stopper 8.
  • the drive current is maximized and the resistance value is Rmin.
  • the resistance value maintains Rmin up to the maximum value Xmax even if the instruction value is increased.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the instruction value output from the microcomputer unit 30 and the drive current output to the shape memory alloy 1. At point A, the indicated value is 0 and the drive current is the minimum value Imin.
  • the drive current increases, but the position of the movable portion 5 is regulated by the stopper 8 and does not change.
  • the drive current becomes the maximum value Imax.
  • the drive current maintains the maximum value up to the maximum value Xmax even if the instruction value is increased.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the instruction value output from the microcomputer unit 30 and the position of the movable unit 5. From the point A to the point B, that is, from the indication value 0 to Xstart, the movable part 5 is in contact with the stopper 7 and is located at 0.
  • the position of the movable portion 5 gradually increases by servo control, and reaches the maximum value Pmax at the point C.
  • the indicated value at this time is Xstop. Thereafter, even if the instruction value is increased to Xmax, the movable portion 5 is restricted by the stopper 8 and the position does not change.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the position of the movable part 5 and the indicated value.
  • the solid line graph shows the graph before the relationship changes, and the dotted line graph shows the graph after the relationship changes.
  • Pstby shown in FIG. 8 indicates an initial standby position.
  • the servo control unit 22 positions the movable unit 5 at the target standby position Pstby.
  • the relationship between the position of the movable part 5 and the indicated value changes from a solid line graph to a dotted line graph due to a change in environmental temperature or a deterioration in the life of a member such as the shape memory alloy 1.
  • the movable portion 5 is positioned at Pstby ′ and deviates from the normal standby position Pstby.
  • the deviation between Xstop and Xstop ′ is the same as the deviation between Xstby and Xstby ′.
  • Xstop and Xstby are stored in advance in the storage unit 70, and the correction unit 42 determines the second actual contact instruction value Xstop ′ that is an instruction value when the movable part 5 actually contacts the stopper 8.
  • the actual standby instruction value Xstby ′ which is an instruction value for positioning at the normal standby position, can be obtained.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the initial sequence.
  • the setting unit 43 sets an instruction value to an initial value in order to detect the second contact position (step S1).
  • the initial value for example, it is preferable to employ a value sufficiently smaller than a value assumed as the second initial contact instruction value.
  • the servo control unit 22 adjusts the drive current so that the resistance value detected by the resistance value detection unit 21 matches the resistance value corresponding to the specified value set by the setting unit 43, and moves the movable unit 5.
  • the contact detection part 41 detects whether the movable part 5 contacted the stopper 8 (step S3).
  • the setting unit 43 sets the instruction value set in this case to the second initial contact instruction value Xstop. Is written in the storage unit 70 (step S5).
  • step S3 when it is determined NO in step S3, the setting unit 43 increases the set value by a predetermined value (step S4), and returns the process to step S2. As described above, the processes in steps S2 to S4 are repeated, and the second initial contact instruction value Xstop is detected.
  • step S6 the setting unit 43 decreases the instruction value by a predetermined value.
  • the servo control unit 22 adjusts the drive current so that the resistance value detected by the resistance value detection unit 21 matches the resistance value corresponding to the specified value set by the setting unit 43, and moves the movable unit 5. Move (step S7).
  • the setting unit 43 determines whether or not the movable unit 5 is positioned at the target standby position (step S8).
  • the setting unit 43 may shoot a test chart with the image sensor 80 and determine whether or not the movable unit 5 is located at the target standby position from the obtained image data.
  • a reference focus position that focuses on a subject that is a fixed distance away from the imaging device or a reference zoom position that captures the subject at a constant magnification can be employed as the standby position.
  • the test chart is set at a certain distance from the imaging device, the test chart is photographed, and the movable when the focused image data is obtained
  • the position of the unit 5 may be set as a target standby position.
  • step S8 when the setting unit 43 determines that the movable unit 5 is located at the target standby position (YES in step S8), the setting value set in this case is written in the storage unit 70 as the initial standby instruction value Xstby. (Step S9).
  • step S8 the setting unit 43 returns the process to step S6 and decreases the instruction value by a predetermined value. As described above, the processes in steps S6 to S8 are repeated, and the initial standby instruction value Xstby is detected.
  • This initial sequence is performed, for example, in the adjustment process of the product manufacturing process.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the correction process.
  • the correction unit 42 reads out the second initial contact instruction value Xstop from the storage unit 70 (step S21).
  • the correction unit 42 reads the initial standby instruction value Xstby from the storage unit 70 (step S22).
  • the setting unit 43 sets the instruction value to an initial value in order to detect the second contact position (step S23).
  • the servo control unit 22 adjusts the drive current so that the resistance value detected by the resistance value detection unit 21 matches the resistance value corresponding to the specified value set by the setting unit 43, and moves the movable unit 5.
  • the contact detection part 41 detects whether the movable part 5 contacted the stopper 8 (step S25).
  • the correction unit 42 sets the instruction value set by the setting unit 43 in this case to the second value. Obtained as the actual contact instruction value Xstop '(step S27).
  • step S25 when it is determined NO in step S25, the setting unit 43 increases the set value by a predetermined value (step S26), and returns the process to step S24.
  • the correction unit 42 receives the second initial contact instruction value Xstop read in step S21, the initial standby instruction value Xstby read in step S22, and the second actual contact instruction value Xstop ′ acquired in step S27. Is substituted into equation (1) to calculate the actual standby instruction value Xstby ′ (step S28).
  • the setting unit 43 sets the actual standby instruction value Xstby ′ calculated in step S28 as an instruction value (step S29).
  • the servo control unit 22 adjusts the drive current so that the resistance value detected by the resistance value detection unit 21 matches the resistance value corresponding to the specified value set by the setting unit 43, and moves the movable unit 5. Move to the standby position (step S30). The correction process is thus completed, the sequence is completed, and the imaging apparatus is in a standby state.
  • the second actual contact instruction value when the contact detection unit 41 detects that the movable unit 5 is located at the second contact position Since the initial standby instruction value is corrected and the actual standby instruction value is calculated based on the deviation from the initial contact instruction value, the movable portion can be accurately positioned at the normal standby position.
  • the correction unit 42 may perform the correction process when, for example, the power of the imaging apparatus is turned on, or may be performed when the temperature detected by the temperature sensor 90 changes by a certain value.
  • the correction unit 42 may perform the correction process every time the operating time of the imaging device measured by the timer 50 after the power of the imaging device is turned on, for example.
  • the correction unit 42 may perform this correction process every time the number of operations measured by the operation number measurement unit 60 changes by a certain value.
  • the operation number measurement unit 60 may count the operation number as one when the instruction value is set in order to move the position of the movable unit 5 to a certain target position by the setting unit 43.
  • the correction unit 42 is configured such that when the power is turned on, when the temperature detected by the temperature sensor 90 changes by a certain value, when a certain time is counted by the timer 50 after the power is turned on, and the number of operations is a certain value.
  • the correction process may be performed by combining the changes.
  • the correction process can be performed again when the deviation of the standby position is expected, and the movable portion 5 can be reliably positioned at the normal standby position. It is possible to prevent the correction process from being performed unnecessarily.
  • the correction unit 42 uses the second initial contact instruction value and the initial standby instruction value stored in the storage unit 70 as the second standby instruction value when the number of operations measured by the operation number measurement unit 60 changes by a certain value.
  • the actual contact instruction value and the actual standby instruction value may be updated.
  • the second initial contact instruction value for searching for the second contact position can be set to an appropriate value even when the life deterioration occurs, and the detection processing time can be shortened.
  • the contact detection unit 41 determines the presence / absence of contact based on a change in resistance value.
  • the present invention is not limited to this, and the presence / absence of contact may be determined using a contact sensor.
  • FIG. 11 is an external configuration diagram of a shape memory alloy driving device including the contact sensor 11.
  • the contact sensor 11 is installed on the lower surface of the stopper 7 and on the upper surface of the stopper 8.
  • the contact sensor 11 is connected to the control circuit 10 via the lead wire 12 and outputs a signal indicating that the movable part 5 and the stoppers 7 and 8 are in contact with each other.
  • FIG. 12 is a block diagram of the control circuit 10 shown in FIG.
  • the contact detection unit 41 receives a signal indicating contact from the upper contact sensor 11, the contact detection unit 41 determines that the movable unit 5 has contacted the stopper 7, and indicates that the upper contact sensor 11 has made no contact. When the signal is received, it is determined that the movable part 5 is separated from the stopper 7.
  • the contact detection unit 41 also determines whether the lower contact sensor 11 is in contact with or not in contact with the movable unit 5 and the stopper 8 in the same manner as the upper contact sensor 11.
  • the storage unit 70 stores the first initial contact instruction value (Xstart), the second initial contact instruction value (Xstop), and the initial standby instruction value (Xstby).
  • Embodiment 2 Next, a shape memory alloy driving device according to Embodiment 2 will be described. Note that in this embodiment, since the external configuration and the block diagram are the same as those in Embodiment 1, FIGS. 1 and 2 are used. Further, the same components as those in the first embodiment are not described.
  • FIG. 13 is a graph showing the relationship between the position of the movable unit 5 and the indicated value
  • the solid line graph shows the graph before the relationship between the position of the movable unit 5 and the indicated value changes
  • the dotted line graph shows The graph after the relationship between the position of the movable part 5 and an instruction
  • the relationship between the position of the movable portion 5 and the indicated value is shifted from the solid line graph to the horizontal axis as shown by the dotted line graph due to the change in environmental temperature and the life deterioration of the members such as the shape memory alloy 1 and the inclination. Can also change.
  • the movable portion 5 is positioned at Pstby ′ and deviates from the normal standby position Pstby. Further, Xstart is shifted to Xstart ′, and Xstop is shifted to Xstop ′. Xstart represents the first initial contact instruction value.
  • Xstart, Xstop, and Xstby are stored in the storage unit 70 in advance, and the correction unit 42 determines the Xstart ′, Xstop ′, which are instruction values when the movable unit 5 actually contacts the stoppers 7, 8. And the actual standby instruction value Xstby ′ can be obtained by substituting Xstop ′ and Xstop ′ into Expression (3).
  • the correction unit 42 determines the difference between the initial standby instruction value Xstby and the first initial contact instruction value Xstart, the difference between the first actual contact instruction value Xstart ′ and the second actual contact instruction value Xstop ′, and the first The actual standby instruction value Xstby ′ may be calculated by correcting the initial standby instruction value Xstby based on the difference between the initial contact instruction value Xstart of 1 and the second initial contact instruction value Xstop.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an initial sequence.
  • the setting unit 43 sets an instruction value to an initial value in order to detect the first contact position (step S41).
  • the initial value for example, it is preferable to employ a value sufficiently smaller than a value assumed as the first initial contact instruction value.
  • the servo control unit 22 adjusts the drive current so that the resistance value detected by the resistance value detection unit 21 matches the resistance value corresponding to the specified value set by the setting unit 43, and moves the movable unit 5.
  • the contact detection part 41 detects whether the movable part 5 has left
  • the setting unit 43 sets the instruction value set in this case to the first initial contact instruction value Xstart. Is written in the storage unit 70 (step S45).
  • step S43 when it is determined NO in step S43, the setting unit 43 increases the set value by a predetermined value (step S44), and returns the process to step S42. As described above, the processes of steps S42 to S44 are repeated, and the first initial contact instruction value Xstart is detected.
  • the setting unit 43 sets the instruction value to an initial value in order to detect the second contact position (step S46). Thereafter, the processes in steps S47 to S49 are repeated, and the second contact position is detected. Steps S47 to S50 are the same as steps S2 to S5 shown in FIG.
  • step S51 the setting unit 43 returns the instruction value to the first initial contact instruction value Xstart, and increases Xstart by a predetermined value (step S51). Thereafter, the processes of steps S51 to S53 are repeated, the movable unit 5 is moved to the target standby position, and the initial standby instruction value Xstby is detected and written in the storage unit 70. Note that the processing in steps S51 to S54 is the same as that in steps S6 to S9 shown in FIG.
  • This initial sequence is performed, for example, in the adjustment process of the product manufacturing process.
  • FIG. 15 is a flowchart showing the correction process.
  • the correction unit 42 reads the first initial contact instruction value Xstart, the second initial contact instruction value Xstop, and the initial standby instruction value Xstby from the storage unit 70 (steps S61 to S63).
  • the setting unit 43 sets the instruction value to an initial value in order to detect the first contact position (step S64).
  • the servo control unit 22 adjusts the drive current so that the resistance value detected by the resistance value detection unit 21 matches the resistance value corresponding to the specified value set by the setting unit 43, and moves the movable unit 5.
  • the contact detection part 41 detects whether the movable part 5 has left
  • the correction unit 42 sets the instruction value set by the setting unit 43 in this case to the first value. Obtained as the actual contact instruction value Xstart ′ (step S68).
  • step S66 when it is determined NO in step S66, the setting unit 43 increases the set value by a predetermined value (step S67), and returns the process to step S65.
  • Steps S69 to S73 are the same as steps S23 to S27 shown in FIG.
  • the first actual contact instruction value Xstart ′ acquired in step S66 and the second actual contact instruction value Xstop ′ acquired in step S73 are substituted into equation (3) to calculate an actual standby instruction value Xstby ′ ( Step S74).
  • Steps S75 to S76 are the same as steps S29 to S30 shown in FIG.
  • the correction process is thus completed, the sequence is completed, and the imaging apparatus is in a standby state.
  • the initial standby instruction value is corrected using Equation (3) and the actual standby instruction value is calculated. Can be accurately positioned.
  • the conditions for performing the correction process may be set as in the first embodiment.
  • the contact detection unit 41 may determine the presence or absence of contact using the contact sensor 11.
  • the first and second initial contact instruction values are updated with the first and second actual contact instruction values, and the initial standby instruction value is updated with the actual standby instruction value. May be.
  • the shape memory alloy driving device includes a movable portion and a shape memory alloy, and moves the movable portion, regulates movement of the movable portion by contacting the movable portion, and moves the movable portion.
  • a regulating member for defining a moving range of the part, and a driving signal corresponding to an instruction value for positioning the movable part is output to the shape memory alloy, and the shape of the shape memory alloy is deformed to thereby move the moving mechanism.
  • a drive control unit that moves the movable unit to a part; a contact detection unit that detects whether or not the movable unit is in a contact position that contacts the regulating member; and a position and an instruction value of the movable unit at an initial stage Based on the initial position information and the storage unit that stores the initial position information that defines the relationship, and the actual contact instruction value when the contact detection unit detects that the movable unit is located at the contact position, Actual standby instruction value
  • a correction unit for calculating characterized in that it comprises a setting unit that sets a standby position corresponding to the actual standby instruction value as the actual standby position of the movable portion.
  • the initial position information that defines the relationship between the actual contact instruction value when the contact detection unit detects that the movable part is located at the contact position, and the position of the movable part and the instruction value at the initial stage. Based on this, the actual standby instruction value is calculated, and the standby position corresponding to the actual standby instruction value is set as the actual standby position of the movable portion. Therefore, even if the standby position is deviated from the normal position due to a change in the characteristics of the shape memory alloy due to a change or deterioration of the environmental temperature, the movable part can be accurately positioned at the normal standby position.
  • the initial position information includes an initial contact instruction value predetermined as an instruction value when the movable part is positioned at the contact position, and an instruction value when the movable part is positioned at the standby position. It is preferable that the setting unit calculates the actual standby instruction value based on the actual contact instruction value, the initial contact instruction value, and the initial standby instruction value.
  • the actual standby instruction value is determined based on the actual contact instruction value, the initial contact instruction value, and the initial standby instruction value when the contact detection unit detects that the movable part is located at the contact position.
  • the standby position calculated and corresponding to the actual standby instruction value is set as the actual standby position of the movable part. Therefore, even if the standby position is deviated from the normal position due to a change in the characteristics of the shape memory alloy due to a change or deterioration of the environmental temperature, the movable part can be accurately positioned at the normal standby position.
  • the initial position information includes an initial contact instruction value predetermined as an instruction value when the movable part is positioned at the contact position, and an instruction value when the movable part is positioned at the standby position.
  • the setting unit calculates the actual standby instruction value based on the difference value and the actual contact instruction value. .
  • the actual standby is based on the difference between the initial standby instruction value and the initial contact instruction value and the actual contact instruction value when the contact detection unit detects that the movable part is located at the contact position.
  • the instruction value is calculated, and the standby position corresponding to the actual standby instruction value is set as the actual standby position of the movable part. Therefore, even if the standby position is deviated from the normal position due to a change in the characteristics of the shape memory alloy due to a change or deterioration of the environmental temperature, the movable part can be accurately positioned at the normal standby position.
  • amendment part calculates the said actual standby instruction value based on the shift
  • the actual standby instruction value is calculated based on the deviation between the actual contact instruction value and the initial contact instruction value when the contact detection unit detects that the movable part is located at the contact position.
  • the movable part can be accurately positioned at the normal standby position.
  • the restricting member restricts movement of the movable part exceeding the other limit of the moving range, and a first restricting member restricting movement of the movable part exceeding one limit of the moving range.
  • the contact detection unit detects whether or not the movable unit is located at a first contact position in contact with the first regulation member, and the movable unit is It is detected whether or not the second contact position is in contact with the second restricting member, and the initial contact instruction value is determined in advance as an instruction value when the movable portion is positioned at the first contact position.
  • a first initial contact instruction value, and a second initial contact instruction value predetermined as an instruction value when the movable part is positioned at the second contact position, and the actual contact instruction value is The movable portion is moved to the first contact position by the contact detection unit.
  • the correction unit performs an actual operation based on the first initial contact instruction value, the second initial contact instruction value, the first actual contact instruction value, and the second actual contact instruction value. It is preferable to calculate a standby instruction value.
  • the actual standby instruction is based on the initial standby instruction value, the first initial contact instruction value, the second initial contact instruction value, the first actual contact instruction value, and the second actual contact instruction value. Since the value is calculated, the movable part can be accurately positioned at the normal standby position.
  • the said contact detection part detects the said contact position by detecting the change of the resistance value of the said shape memory alloy.
  • the contact position is detected by detecting a change in the resistance value of the shape memory alloy, the contact position can be detected with high accuracy. That is, since there is a large difference between the resistance value change rate with respect to the temperature when the shape memory alloy is not deformed and the resistance value change rate with respect to the temperature when the shape memory alloy is deformed, the movable part comes into contact with the restricting member or from the restricting member. When separated, the resistance value changes greatly. Therefore, the presence or absence of contact of the movable part with the regulating member can be detected with high accuracy by detecting the change in the resistance value. In addition, it is possible to detect the presence or absence of contact without providing a separate contact sensor, and space saving and cost reduction can be achieved.
  • the said contact detection part detects the said contact position by detecting the change of the electric current or voltage which flows through the said shape memory alloy.
  • the contact position is detected by detecting a change in current or voltage flowing through the shape memory alloy, the contact position can be detected with high accuracy. That is, when the operation of the movable part is restricted by the restriction member, in the case of a drive control part that servo-controls the indicated value as a target, the drive control part changes the current or voltage greatly. Therefore, by detecting this change in current or voltage, it is possible to accurately detect the presence or absence of contact of the movable part with the regulating member. Further, it is possible to detect the presence or absence of contact without providing a separate sensor, and space saving and cost reduction can be achieved.
  • the said contact detection part is a contact sensor provided so that the contact of the said control member and the said movable part may be detected. According to this configuration, since the contact between the movable part and the regulating member is detected by the contact sensor, the presence or absence of contact can be reliably detected.
  • maintains the imaging lens used for an imaging device, and the said stand-by position is a reference
  • the standby position may be set at the reference focus position where the subject image data is not largely blurred before the focus adjustment starts. Even when the focus position deviates from the normal reference focus position, the movable part can be accurately positioned at the normal reference focus position.
  • the movable unit holds an imaging lens used in the imaging apparatus, and the standby position is a reference zoom position of the imaging apparatus. According to this configuration, in an imaging apparatus with a built-in zoom function, it is necessary to determine the standby position at the reference zoom position so that the entire subject can be imaged before starting zoom adjustment. Even when the position is deviated from the reference zoom position, the movable portion can be accurately positioned at the normal reference zoom position.
  • the correction unit calculates the actual standby instruction value when the power is turned on. According to this configuration, since the actual standby instruction value is calculated every time the power is turned on, the movable part can be accurately positioned at the normal standby position.
  • a temperature detection unit that detects an environmental temperature is further provided, and the correction unit calculates the actual standby instruction value when a temperature detected by the temperature detection unit changes by a certain value. According to this configuration, since the actual standby instruction value is calculated every time the temperature changes by a certain value, even if the environmental temperature changes and the standby position deviates from the normal standby position, It is possible to position with high accuracy by the standby position.
  • a timer unit for measuring the operation time is further provided, and the correction unit calculates the actual standby instruction value when the operation time measured by the timer unit has elapsed for a predetermined time. According to this configuration, since the actual standby instruction value is calculated every time the operating time changes by a certain value, even if the standby position deviates from the normal standby position as the operating time elapses, It is possible to position with high accuracy by the standby position.
  • a frequency measurement unit that measures the number of operations is further provided, and the correction unit calculates the actual standby instruction value when the number of operations measured by the frequency measurement unit changes by a certain value. According to this configuration, since the actual standby instruction value is calculated every time the number of operations changes by a constant value, even when the standby position deviates from the normal standby position due to aging, the movable part is Positioning can be performed with high accuracy by the standby position.
  • the apparatus further includes a frequency measurement unit that measures the number of operations, and the correction unit has the initial contact instruction value and the initial standby instruction value when the operation number measured by the frequency measurement unit changes by a certain value. Is preferably updated with the actual contact instruction value and the actual standby instruction value. According to this configuration, the initial contact instruction value is updated with the recently detected actual contact instruction value, and the initial standby position is changed to the recently detected actual standby position. Can be speeded up.

Abstract

記憶部70は、可動部5がストッパー8と接触する第2の接触位置に位置するときの指示値として予め定められた第2の初期接触指示値と、可動部5が移動範囲内の所定の待機位置に位置するときの指示値として予め定められた初期待機指示値とを記憶する。補正部42は、接触検出部41により可動部5が第2の接触位置に位置することが検出されたときの第2の実接触指示値と、第2の初期接触指示値とを基に、初期待機指示値を補正して実待機指示値を算出する。設定部43は、実待機指示値に対応する待機位置を可動部5の実際の待機位置として設定する。

Description

形状記憶合金駆動装置
 本発明は、形状記憶合金の形状回復動作を利用して可動部を移動させる形状記憶合金駆動装置に関するものである。
 近年、撮像装置においては、形状記憶合金の形状回復動作を利用して、撮像レンズを保持する可動部を移動させ、撮像レンズの位置決めを行う技術が採用されている。形状記憶合金は、ある温度より高くならなければ変形しないため、通電が開始された後、直ぐに可動部の移動を開始させることはできないという問題がある。これを改善するために、特許文献1では、目標位置への駆動開始前の待機状態にて予め通電しておき、応答速度を高める技術が開示されている。
 しかしながら、形状記憶合金の形状回復動作を利用して可動部を位置決めする場合、環境温度の変化や劣化により形状記憶合金の特性の変化、可動部を移動させる移動機構の劣化等により位置ずれが発生する。そのため、位置精度が要求される装置、特に、撮像レンズを待機位置に高精度に位置決めすることが要求される撮像装置には不向きであった。
特開2001-263221号公報
 本発明の目的は、可動部を正規の待機位置に精度良く位置決めすることができる形状記憶合金駆動装置を提供することである。
 本発明の一局面による形状記憶合金駆動装置は、可動部と、形状記憶合金を含み、前記可動部を移動させる移動機構部と、前記可動部と接触することで前記可動部の移動を規制し、前記可動部の移動範囲を規定する規制部材と、前記可動部を位置決めするための指示値に応じた駆動信号を前記形状記憶合金に出力し、前記形状記憶合金の形状を変形させることにより、前記移動機構部に前記可動部を移動させる駆動制御部と、前記可動部が前記規制部材と接触する接触位置に位置するか否かを検出する接触検出部と、初期における前記可動部の位置と指示値との関係を定める初期位置情報を記憶する記憶部と、前記接触検出部により前記可動部が前記接触位置に位置することが検出されたときの実接触指示値と前記初期位置情報とを基に、実待機指示値を算出する補正部と、前記実待機指示値に対応する待機位置を前記可動部の実際の待機位置として設定する設定部とを備えることを特徴とする。
本発明の実施の形態による形状記憶合金駆動装置の外観構成図を示している。 制御回路のブロック図を示している。 可動部の位置と形状記憶合金の抵抗値との関係をグラフである。 可動部の位置と形状記憶合金に印加する駆動電流との関係を示すグラフである。 マイコン部から出力される指示値と、形状記憶合金の抵抗値との関係を示すグラフである。 マイコン部から出力される指示値と、形状記憶合金に印加される駆動電流との関係を示すグラフである。 マイコン部から出力される指示値と、可動部の位置との関係を示すグラフである。 可動部の位置と指示値との関係を示すグラフである。 初期シーケンスを示すフローチャートである。 補正処理を示すフローチャートである。 接触センサを備えた形状記憶合金駆動装置の外観構成図を示している。 図11に示す制御回路のブロック構成図を示している。 可動部の位置と指示値との関係を示したグラフである。 初期シーケンスを示すフローチャートである。 補正処理を示すフローチャートである。
 (実施の形態1)
 以下、本発明の実施の形態1による形状記憶合金駆動装置について説明する。以下の説明では、形状記憶合金駆動装置を撮像装置に適用した場合を例に挙げて説明する。図1は、形状記憶合金駆動装置の外観構成図を示している。形状記憶合金駆動装置は、形状記憶合金1、固定部2、バイアスばね3、レンズ4、可動部5、ガイド軸6、ストッパー7,8、導線9、及び制御回路10を備えている。なお、形状記憶合金1、バイアスばね3、及びガイド軸6が移動機構部の一例に相当し、ストッパー7,8が規制部材の一例に相当する。
 形状記憶合金1は、上端が可動部5の右端に接続され、下端が下側の固定部2に接続された上下方向を長手方向とする線材であり、ある一定の温度を超えると、記憶形状に復帰するために収縮し、その収縮力により可動部5を下方向に移動させる。また、形状記憶合金1は、両端が導線9を介して制御回路10に接続され、制御回路10からの駆動電流によって通電されて加熱される。
 固定部2は、撮像装置の筐体に対して固定された上下一対の固定部2,2からなり、上側の固定部2は、ストッパー7及びバイアスばね3が接続され、下側の固定部2は、ストッパー8及び形状記憶合金1が接続されている。また、上側の固定部2には、レンズ4に被写体からの光を導くための穴(図略)が形成され、下側の固定部2には、レンズ4により結像された被写体の光像を撮像センサ80(図2参照)に導くための穴(図略)が形成されている。
 バイアスばね3は、上端が上側の固定部2に接続され、下端が可動部5の右端に接続され、上方向の応力を形状記憶合金1に与え、収縮した形状記憶合金1を上方向に引き延ばし、可動部5を上方向に移動させる。レンズ4は、例えば凸レンズから構成され、被写体からの光を結像して撮像センサ80に導く。
 可動部5は、可動本体部51と保持部52とを備え、形状記憶合金1の収縮力によってガイド軸6に沿って下方向に移動し、バイアスばね3の付勢力によってガイド軸6に沿って上方向に移動し、レンズ4を上下方向に移動させる。
 可動本体部51は、上下方向を長手方向とする長穴が貫通され、この長穴にガイド軸6が挿入されている。保持部52は、可動本体部51の右側面の上下方向のほぼ中央から右方向に向けて延びるように形成され、円形のレンズ4の周囲を取り囲むようにしてレンズ4を保持する。また、保持部52の右端の上側にはバイアスばね3の下端が接続され、右端の下側には形状記憶合金1が接続されている。
 ガイド軸6は、上端がストッパー7の下面に接続され、下端がストッパー8の上面に接続された上下方向を長手方向とする棒状の部材から構成され、可動部5を上下方向に移動させるためのガイドを行う。
 ストッパー7は、上面が上側の固定部2に取り付けられた例えば直方体形状又は円筒形状を有し、可動本体部51の上面と接触することで可動部5の上方向への移動を規制し、可動部5の移動範囲の上側の限界を規定する。
 ストッパー8は、下面が下側の固定部2に取り付けられた例えば直方体形状又は円筒形状を有し、可動本体部51の下面と接触することで可動部5の下方向への移動を規制し、可動部5の移動範囲の下側の限界を規定する。
 以上の構成において、形状記憶合金1が加熱により収縮・硬化するとバイアスばね3が伸び、また放熱により軟化するとバイアスばね3の応力により形状記憶合金1が伸びることにより、レンズ4を保持する可動部5が移動することになる。制御回路10は可動部5を位置決め制御すると共に、撮像装置全体の制御を司る。
 図2は、制御回路10のブロック図を示している。図2に示すように制御回路10は、駆動制御回路20(駆動制御部の一例)、マイコン部30、記憶部70、撮像センサ80、及び温度センサ90(温度検出部の一例)を備えている。駆動制御回路20は、形状記憶合金1と導線9を介して接続され、抵抗値検出部21及びサーボ制御部22を備え、可動部5を位置決めするための指示値に応じた駆動電流を形状記憶合金1に出力し、形状記憶合金1の温度を変化させ、形状記憶合金1の形状を変形させることにより、可動部5を移動させる。
 抵抗値検出部21は、形状記憶合金1の抵抗値を例えば一定の時間間隔で検出し、検出した抵抗値を例えば一定の時間間隔でマイコン部30に出力する。サーボ制御部22は、抵抗値検出部21により検出された形状記憶合金1の抵抗値が、マイコン部30から出力された指示値に応じた抵抗値と一致するように形状記憶合金1に出力する駆動電流を増減させる。ここで、サーボ制御部22は、実験によって得られた指示値と抵抗値との関係を予め記憶しておき、この関係にしたがって指示値に応じた抵抗値を決定すればよい。なお、サーボ制御部22は、例えば、一定の時間間隔で駆動電流値をマイコン部30に出力する。
 マイコン部30は、CPU、ROM及びRAM等を備え、演算部40、時間を計時するタイマー50(計時部の一例)、形状記憶合金1の動作回数を計測する動作回数計測部60(回数計測部の一例)を備えている。演算部40~動作回数計測部60は、CPUに所定のプログラムを実行させることで実現してもよいし、専用のハードウエア回路により実現してもよい。
 演算部40は、接触検出部41、補正部42、及び設定部43を備えている。接触検出部41は、可動部5がストッパー7,8と接触する接触位置に位置するか否かを検出する。ここで、接触検出部41は、抵抗値の変化を検出することで、可動部5がストッパー7と接触する第1の接触位置に位置するか否かを検出すると共に、可動部5がストッパー8と接触する第2の接触位置に位置するか否かを検出する。具体的には、接触検出部41は、抵抗値検出部21により一定間隔で出力される抵抗値から抵抗値の変化量を算出し、算出した変化量が予め定められた値より大きくなったとき、可動部5がストッパー7,8から離れたと判定し、算出した変化量が予め定められた値より小さくなったとき、可動部5がストッパー7,8と接触したと判定すればよい。
 なお、接触検出部41は、抵抗値に代えて形状記憶合金1に流れる電流又は電圧の変化を検出することで接触位置を検出してもよい。この場合、抵抗値検出部21に代えて形状記憶合金1を流れる電流を検出してマイコン部30に出力する電流検出部、又は電圧を検出してマイコン部30に出力する電圧検出部を駆動制御回路20に設ければよい。
 記憶部70は、初期における前記可動部の位置と指示値との関係を定める初期位置情報を記憶する。ここで、初期位置情報としては、可動部5が第1の接触位置に位置するときの指示値として予め定められた第1の初期接触指示値と、可動部5が第2の接触位置に位置するときの指示値として予め定められた第2の初期接触指示値と、可動部5が移動範囲内の所定の待機位置に位置するときの指示値として予め定められた初期待機指示値とが含まれる。これら、第1の初期接触指示値、第2の初期接触指示値、及び初期待機指示値は、例えば製造工程において実験によって得られた値が採用されている。
 補正部42は、接触検出部41により可動部5が第2の接触位置に位置することが検出されたときの第2の実接触指示値と、第2の初期接触指示値とを基に、初期待機指示値を補正し、実待機指示値を算出する。
 ここで、補正部42は、第2の初期接触指示値をXstop、初期待機指示値をXstby、第2の実接触指示値をXstop´とすると、例えば式(1)を用いて実待機指示値Xstby´を算出する。
 Xstby´=Xstby+(Xstop´-Xstop)   (1)
 なお、補正部42は、接触検出部41により可動部5が第1の接触位置に位置することが検出されたときの第1の実接触指示値Xstart´と、第1の初期接触指示値Xstartとを基に、初期待機指示値Xstbyを補正して実待機指示値Xstby´を算出してもよい。この場合、式(2)により実待機指示値Xstby´を算出すればよい。
 Xstby´=Xstby+(Xstart´-Xstart)   (2)
 設定部43は、実待機指示値に対応する待機位置を可動部5の実際の待機位置として設定する。そして、設定部43は、可動部5を待機位置に移動させる場合、実待機指示値を駆動制御回路20に出力し、サーボ制御部22は、抵抗値検出部21により検出された抵抗値が実待機指示値に応じた抵抗値となるように駆動電流を調節する。これによって、可動部5が正規の待機位置に位置決めされることになる。
 また、設定部43は、可動部5を移動範囲のある目標の位置に位置決めする場合は、当該目標の位置に対する指示値を算出し、この指示値を駆動制御回路20に出力することで、可動部5を当該位置に位置決めさせる。ここで、設定部43は、実験によって予め計測された、可動部5の移動範囲内の各位置と、待機位置を基準としたときの各位置における指示値の増減値との関係を予め記憶しており、可動部5をある目標の位置に位置決めする場合、当該目標の位置に対する増減値を補正部42により算出された実待機指示値に加算又は減算することで当該目標の位置に対する指示値を算出し、駆動制御回路20に出力する。
 温度センサ90は、サーミスタ等の温度センサが採用される。撮像センサ80は、CMOSイメージセンサやCCDイメージセンサ等の撮像センサが採用され、制御回路10の制御の下、被写体を撮像し、被写体の画像データを取得する。なお、この画像データは、図略の画像処理部により所定の画像処理が実施された後、図略の画像メモリに記憶される。
 図3は、可動部5の位置と形状記憶合金1の抵抗値との関係をグラフであり、縦軸は抵抗値を示し、横軸は位置を示している。図3において、0の位置は第1の接触位置を示し、Pmaxの位置は、可動部5がストッパー8と接触する第2の接触位置を示している。
 0の位置において、形状記憶合金1は、駆動電流が小さく温度が低いため、バイアスばね3によって引き伸ばされており、可動部5は、ストッパー7に接触し、第1の接触位置に位置する。A点において、駆動電流は最も小さくなっており、抵抗値は形状記憶合金1の最大抵抗値Rmaxとなっている。
 形状記憶合金1への駆動電流を徐々に大きくしていくと抵抗値が減少すると共に、形状記憶合金1の収縮力が増し、この収縮力がバイアスばね3による応力を超えるB点において、可動部5はストッパー7から離れ、移動を開始する。このときの抵抗値をRstartとする。
 その後、駆動電流の増加に伴い形状記憶合金1の収縮力により可動部5はPmaxに向けて移動する。そして、可動部5がストッパー8に接触するC点まで移動する。C点において、可動部5はPmaxに位置し、形状記憶合金1の抵抗値はRstopとなる。
 更に、駆動電流を増加すると抵抗値は減少するが、可動部5はストッパー8によって規制されるため、これ以上変化しない。D点において、駆動電流は最大値となり、抵抗値は形状記憶合金1の最小抵抗値Rminとなっている。
 このように可動部5の位置と抵抗値との関係を示すグラフにおいて変曲点であるB点とC点とが現れる。そのため、形状記憶合金1の抵抗値の変化を検出することで、可動部5がストッパー7,8と接触しているか否かを判定することができる。
 図4は、可動部5の位置と形状記憶合金1に印加する駆動電流との関係を示すグラフである。A点において、駆動電流は最小値Iminとなり、可動部5はストッパー7に接触し、位置は0となっている。
 そして、徐々に駆動電流を大きくしていくと、B点において、可動部5がストッパー7から離れ、Pmaxに向けて移動を開始する。このとき、駆動電流はIstartとなっている。
 その後、駆動電流の増加に伴い形状記憶合金1の収縮によって可動部5の位置は増加する。そして、可動部5がストッパー8に接触するC点において、位置は最大値Pmaxとなり、駆動電流はIstopとなる。
 更に、駆動電流を増加しても、変位はストッパー8によって規制され変化せず、D点において、駆動電流は最大値Imaxとなっている。
 このように可動部5の位置と駆動電流との関係を示すグラフにおいて変曲点であるB点とC点とが現れる。したがって、接触検出部41は、抵抗値に代えて形状記憶合金1に流れる電流の変化を検出することで、可動部5がストッパー7,8に接触しているか否かを判定することができる。
 図5は、マイコン部30から出力される指示値と、形状記憶合金1の抵抗値との関係を示すグラフであり、縦軸は抵抗値を示し、横軸は指示値を示している。このグラフにおいて、サーボ制御部22は、指示値が0のとき、駆動電流を最小にし、抵抗値を最大抵抗値Rmaxにし、指示値を増加させ、抵抗値を減少させる。
 A点において、指示値は0であり、駆動電流は最小値であり、抵抗値はRmaxである。そして、徐々に指示値が増加されると、サーボ制御部22は、指示値に対応した抵抗値となるように駆動電流を増加させる。これにより抵抗値が減少する。
 B点において、抵抗値がRstartとなり、可動部5は、ストッパー7から離れ、可動部5の位置が増加し始める。このときの指示値はXstartとなっている。
 その後、指示値の増加に伴う形状記憶合金1の収縮によって可動部5は下方向に移動する。そして、可動部5がストッパー8に接触するC点において、形状記憶合金1の抵抗値はRstopとなり、指示値はXstopとなる。
 更に、指示値を増加すると、抵抗値は減少するが位置は、可動部5の移動がストッパー8によって規制されるため変化しない。領域Dにおいて、駆動電流が最大となり抵抗値がRminとなる。領域Dにおいて、サーボ制御部22は、駆動電流を制限回路により最大値で飽和させているので、指示値を増大しても最大値Xmaxまで抵抗値はRminを維持する。
 図6は、マイコン部30から出力される指示値と、形状記憶合金1に出力される駆動電流との関係を示すグラフである。A点において、指示値は0であり、駆動電流は最小値Iminになっている。
 徐々に指示値が増加されると、抵抗値が減少して駆動電流が増加する。B点において、駆動電流がIstartとなり、可動部5がストッパー7を離れ、移動を開始する。このときの指示値はXstartになっている。
 その後、指示値の増加に伴い形状記憶合金1の収縮力により、可動部5の位置は下方向に移動する。そして、ストッパー8に接触するC点まで可動部5の位置が増加し、駆動電流はIstopになる。このときの指示値はXstopになっている。
 更に、指示値を増加すると駆動電流は増加するが、可動部5の位置はストッパー8によって規制され変化しない。領域Dにおいて、駆動電流が最大値Imaxとなる。領域Dにおいて、サーボ制御部22は、駆動電流を制限回路によって最大値で飽和させているので、指示値を増大させても最大値Xmaxまで駆動電流は最大値を維持する。
 図7は、マイコン部30から出力される指示値と、可動部5の位置との関係を示すグラフである。A点からB点まで、すなわち指示値が0からXstartまでは、可動部5はストッパー7に接触しており、0に位置する。
 そして、徐々に指示値が増加されると、可動部5の位置はサーボ制御により徐々に増加し、C点において、最大値Pmaxとなる。このときの指示値がXstopになる。その後、指示値がXmaxまで増加されても、可動部5はストッパー8によって規制され位置が変化しない。
 図8は、可動部5の位置と指示値との関係を示すグラフであり、実線のグラフは関係が変化する前のグラフを示し、点線のグラフは関係が変化した後のグラフを示している。図8に示すPstbyは初期待機位置を示している。実線のグラフにおいては、指示値をXstbyとすれば、サーボ制御部22は、可動部5を目標の待機位置Pstbyに位置決めする。
 可動部5の位置と指示値との関係が、環境温度の変化や形状記憶合金1等の部材の寿命劣化によって実線のグラフから点線のグラフのように変化したとする。
 このとき、指示値がXstbyとされると、可動部5は、Pstby´に位置決めされ、正規の待機位置Pstbyからずれてしまう。ここで、点線のグラフは実線のグラフに対して横軸と平行移動したとすると、XstopとXstop´のずれは、XstbyとXstby´のずれと同一になる。
 このことから、記憶部70にXstopとXstbyとを予め記憶させておき、補正部42は、実際に可動部5がストッパー8に接触するときの指示値である第2の実接触指示値Xstop´を取得し、上記式(1)にXstop´を代入することで、正規の待機位置に位置決めするための指示値である実待機指示値Xstby´を求めることができる。
 そして、点線のグラフに示すように、指示値としてXstby´が設定されると、可動部は正規の待機位置であるPstbyに位置決めされることになる。
 次に、第2の初期接触位置及び初期待機位置の検出する初期シーケンスについて説明する。図9は、初期シーケンスを示すフローチャートである。まず、設定部43は、第2の接触位置を検出するために指示値を初期値に設定する(ステップS1)。ここで、初期値としては、例えば、第2の初期接触指示値と想定される値よりも十分に小さい値を採用することが好ましい。
 次に、サーボ制御部22は、抵抗値検出部21により検出された抵抗値が設定部43により設定された指定値に対応する抵抗値に一致するように駆動電流を調節して可動部5を移動させる(ステップS2)。次に、接触検出部41は、可動部5がストッパー8に接触したか否かを検出する(ステップS3)。そして、接触検出部41により可動部5がストッパー8に接触したことが検出された場合(ステップS3でYES)、設定部43は、この場合に設定した指示値を第2の初期接触指示値Xstopとして記憶部70に書き込む(ステップS5)。
 一方、ステップS3でNOと判定された場合、設定部43は、設定値を所定の値だけ増加させ(ステップS4)、処理をステップS2に戻す。以上、ステップS2~S4の処理が繰り返され、第2の初期接触指示値Xstopが検出される。
 次に、設定部43は、指示値を所定の値だけ減少させる(ステップS6)。次に、サーボ制御部22は、抵抗値検出部21により検出された抵抗値が設定部43により設定された指定値に対応する抵抗値に一致するように駆動電流を調節して可動部5を移動させる(ステップS7)。
 次に、設定部43は、可動部5が目標の待機位置に位置するか否かを判定する(ステップS8)。ここで、設定部43は、撮像センサ80によりテストチャートを撮影させ、得られた画像データから可動部5が目標の待機位置に位置するか否かを判断すればよい。本実施の形態では、待機位置として撮像装置から一定の距離離れた被写体にピントを合わせる基準フォーカス位置、又は被写体を一定の倍率でとらえる基準ズーム位置を採用することができる。そして、待機位置として基準フォーカス位置を採用した場合は、撮像装置から一定の距離離れた位置にテストチャートを設置し、そのテストチャートを撮影し、ピントが合った画像データが得られたときの可動部5の位置を目標の待機位置とすればよい。
 また、待機位置として基準ズーム位置を採用した場合は、撮像装置から一定の距離離れた位置に一定の大きさのテストチャートを設置し、テストチャートを撮影し、得られた画像データでのテストチャート大きさが一定の大きさになったときの可動部5の位置を目標の待機位置とすればよい。
 ステップS8において、設定部43は、可動部5が目標の待機位置に位置すると判定した場合、(ステップS8でYES)、この場合に設定した指示値を初期待機指示値Xstbyとして記憶部70に書き込む(ステップS9)。
 一方、ステップS8でNOと判定された場合、設定部43は、処理をステップS6に戻し、指示値を所定の値だけ減少させる。以上、ステップS6~S8の処理が繰り返され、初期待機指示値Xstbyが検出される。
 以上により初期シーケンスが終了される。なお、この初期シーケンスは、例えば製品の製造工程の調整工程において実施される。
 次に、補正処理について説明する。図10は、補正処理を示すフローチャートである。まず、補正部42は、第2の初期接触指示値Xstopを記憶部70から読み出す(ステップS21)。次に、補正部42は、初期待機指示値Xstbyを記憶部70から読み出す(ステップS22)。
 次に、設定部43は、第2の接触位置を検出するために指示値を初期値に設定する(ステップS23)。ここで、初期値としては、第2の初期接触指示値よりも十分に小さい値を採用することが好ましい。
 次に、サーボ制御部22は、抵抗値検出部21により検出された抵抗値が設定部43により設定された指定値に対応する抵抗値に一致するように駆動電流を調節して可動部5を移動させる(ステップS24)。次に、接触検出部41は、可動部5がストッパー8に接触したか否かを検出する(ステップS25)。そして、接触検出部41により可動部5がストッパー8に接触したことが検出された場合(ステップS25でYES)、補正部42は、この場合に設定部43により設定された指示値を第2の実接触指示値Xstop´として取得する(ステップS27)。
 一方、ステップS25でNOと判定された場合、設定部43は、設定値を所定の値だけ増加させ(ステップS26)、処理をステップS24に戻す。
 次に、補正部42は、ステップS21で読み出した第2の初期接触指示値Xstopと、ステップS22で読み出した初期待機指示値Xstbyと、ステップS27で取得した第2の実接触指示値Xstop´とを式(1)に代入し、実待機指示値Xstby´を算出する(ステップS28)。
 次に、設定部43は、ステップS28で算出された実待機指示値Xstby´を指示値として設定する(ステップS29)。次に、サーボ制御部22は、抵抗値検出部21により検出された抵抗値が設定部43により設定された指定値に対応する抵抗値に一致するように駆動電流を調節して可動部5を待機位置に移動させる(ステップS30)。以上で補正処理が終了され、シーケンスは完了し、撮像装置は待機状態となる。
 このように、実施の形態1による形状記憶合金駆動装置によれば、接触検出部41により可動部5が第2の接触位置に位置することが検出されたときの第2の実接触指示値と初期接触指示値とのずれを基に、初期待機指示値が補正されて実待機指示値が算出されるため、可動部を正規の待機位置に精度良く位置決めすることができる。
 ここで、補正部42は、補正処理を、例えば撮像装置の電源がオンされたときに実施してもよいし、温度センサ90による検出温度が一定値変化したときに実施してもよい。また、補正部42は、補正処理を、例えば撮像装置の電源がオンされてからタイマー50により計時された撮像装置の稼働時間が一定時間経過する毎に実施してもよい。
 また、補正部42は、この補正処理を、動作回数計測部60により計測された稼働回数が一定値変化する毎に実施してもよい。この場合、動作回数計測部60は、設定部43により可動部5の位置をある目標の位置に移動させるために指示値が設定されたときに動作回数を1回とカウントすればよい。また、補正部42は、電源がオンされたとき、温度センサ90による検出温度が一定値変化したとき、電源がオンされてから一定時間がタイマー50により計時されたとき、及び稼働回数が一定値変化したときを組み合わせて補正処理を実施してもよい。
 このように補正処理の実施の条件を設定することで、待機位置のずれが予想されるときには補正処理を再実施して、可動部5を正規の待機位置により確実に位置決めすることができると共に、補正処理が不必要に実施されることを防止することができる。
 また、形状記憶合金駆動装置では、駆動回数が増えると寿命劣化が発生して、待機位置のずれが大きくなっていく。そのため、補正部42は、動作回数計測部60により計測された稼働回数が一定値変化したときに、記憶部70に記憶された第2の初期接触指示値及び初期待機指示値を、第2の実接触指示値及び実待機指示値で更新してもよい。これにより、寿命劣化が発生しても第2の接触位置を探すための第2の初期接触指示値を適切な値に設定できるようになり、検知処理の時間を短縮することができる。
 なお、上記説明では、接触検出部41は、抵抗値の変化により接触の有無を判定したが、これに限定されず、接触センサを用いて接触の有無を判定してもよい。図11は、接触センサ11を備えた形状記憶合金駆動装置の外観構成図を示している。
 接触センサ11は、ストッパー7の下面に設置されると共に、ストッパー8の上面に設置されている。接触センサ11としては、例えば電気接点スイッチや圧電センサ等を採用することができる。
 接触センサ11は、導線12を介して制御回路10に接続され、可動部5とストッパー7,8とが接触したとき、接触したことを示す信号を出力する。その他の構成は図1と同一であるため説明を省く。図12は、図11に示す制御回路10のブロック構成図を示している。接触検出部41は、上側の接触センサ11から接触したことを示す信号を受信した場合、可動部5がストッパー7に接触したと判定し、上側の接触センサ11から非接触となったことを示す信号を受信した場合、可動部5がストッパー7から離れたと判定する。また、接触検出部41は、下側の接触センサ11についても上側の接触センサ11と同様、可動部5とストッパー8との接触、非接触の有無を判定する。
 また、上記説明では、記憶部70は、第1の初期接触指示値(Xstart)と、第2の初期接触指示値(Xstop)と、初期待機指示値(Xstby)とを記憶するものとしたが、本発明は、これに限定されない。すなわち、記憶部70は、第2の初期接触指示値(Xstop)と、初期待機指示値(Xstby)及び第2の初期接触指示値(Xstop)の差分値(=Xstby-Xstop)とを予め記憶してもよい。この場合、補正部70は、この差分値(=Xstby-Xstop)を記憶部70から読み出し、式(1)を実行して、実待機指示値(Xstby´)を算出すればよい。
 また、記憶部70は、第1の初期接触指示値(Xstart)と、初期待機指示値(Xstby)及び第1の初期接触指示値(Xstart)の差分値(=Xstby-Xstart)とを予め記憶してもよい。この場合、補正部70は、この差分値(=Xstby-Xstart)を記憶部70から読み出し、式(2)を実行して、実待機指示値(Xstby´)を算出すればよい。
 (実施の形態2)
 次に、実施の形態2による形状記憶合金駆動装置について説明する。なお、本実施の形態において、外観構成及びブロック図は実施の形態1と同一であるため、図1及び図2を用いるものとする。また、実施の形態1と同一のものは説明を省く。
 図13は、可動部5の位置と指示値との関係を示したグラフであり、実線のグラフは可動部5の位置と指示値との関係が変化する前のグラフを示し、点線のグラフは可動部5の位置と指示値との関係が初期状態から変化した後のグラフを示している。
 可動部5の位置と指示値との関係は、環境温度の変化や形状記憶合金1等の部材の寿命劣化によって実線のグラフから点線のグラフのように示すように横軸にシフトすると共に、傾きも変化することがある。
 このとき、指示値をXstbyとすると、可動部5は、Pstby´に位置決めされ、正規の待機位置Pstbyからずれてしまう。また、Xstartは、Xstart´に、XstopはXstop´にずれることになる。なお、Xstartは、第1の初期接触指示値を示している。
 このことから、XstartとXstopとXstbyとを記憶部70に予め記憶させておき、補正部42は、実際に可動部5がストッパー7,8に接触するときの指示値であるXstart´,Xstop´を取得し、式(3)にXstop´,Xstop´を代入することで、実待機指示値Xstby´を求めることができる。
 (Xstby´-Xstart´):(Xstop´-Xstart´)=(Xstby-Xstart):(Xstop-Xstart)
 Xstby´=Xstart´+(Xstby-Xstart)×(Xstop´-Xstart´)/(Xstop-Xstart)   (3)
 すなわち、補正部42は、初期待機指示値Xstbyと第1の初期接触指示値Xstartとの差分、第1の実接触指示値Xstart´と第2の実接触指示値Xstop´との差分、及び第1の初期接触指示値Xstartと第2の初期接触指示値Xstopとの差分を基に、初期待機指示値Xstbyを補正して実待機指示値Xstby´を算出すればよい。
 次に、第1及び第2の初期接触位置、並びに初期待機位置を検出する初期シーケンスについて説明する。図14は、初期シーケンスを示すフローチャートである。まず、設定部43は、第1の接触位置を検出するために、指示値を初期値に設定する(ステップS41)。ここで、初期値としては、例えば、第1の初期接触指示値として想定される値よりも十分に小さい値を採用することが好ましい。
 次に、サーボ制御部22は、抵抗値検出部21により検出された抵抗値が設定部43により設定された指定値に対応する抵抗値に一致するように駆動電流を調節して可動部5を移動させる(ステップS42)。次に、接触検出部41は、可動部5がストッパー7から離れた否かを検出する(ステップS43)。そして、接触検出部41により可動部5がストッパー7から離れたことが検出された場合(ステップS43でYES)、設定部43は、この場合に設定した指示値を第1の初期接触指示値Xstartとして記憶部70に書き込む(ステップS45)。
 一方、ステップS43でNOと判定された場合、設定部43は、設定値を所定の値だけ増加させ(ステップS44)、処理をステップS42に戻す。以上、ステップS42~S44の処理が繰り返され、第1の初期接触指示値Xstartが検出される。
 次に、設定部43は、第2の接触位置を検出するために、指示値を初期値に設定する(ステップS46)。以下、ステップS47~S49の処理が繰り返され、第2の接触位置が検出される。なお、ステップS47~S50は、図9に示すステップS2~S5と同一であるため、説明を省略する。
 次に、設定部43は、指示値を第1の初期接触指示値Xstartに戻し、Xstartを所定の値だけ増加させる(ステップS51)。以下、ステップS51~S53の処理が繰り返され、可動部5が目標となる待機位置に移動され、初期待機指示値Xstbyが検出され、記憶部70に書き込まれる。なお、ステップS51~S54の処理は、図9に示すステップS6~S9と同一であるため、説明を省略する。
 以上により初期シーケンスが終了される。なお、この初期シーケンスは、例えば製品の製造工程の調整工程において実施される。
 次に、補正処理について説明する。図15は、補正処理を示すフローチャートである。まず、補正部42は、第1の初期接触指示値Xstart、第2の初期接触指示値Xstop、及び初期待機指示値Xstbyを記憶部70から読み出す(ステップS61~S63)。
 次に、設定部43は、第1の接触位置を検出するために、指示値を初期値に設定する(ステップS64)。ここで、初期値としては、第1の初期接触指示値よりも十分に小さい値を採用することが好ましい。
 次に、サーボ制御部22は、抵抗値検出部21により検出された抵抗値が設定部43により設定された指定値に対応する抵抗値に一致するように駆動電流を調節して可動部5を移動させる(ステップS65)。次に、接触検出部41は、可動部5がストッパー7から離れたか否かを検出する(ステップS66)。そして、接触検出部41により可動部5がストッパー7から離れたことが検出された場合(ステップS66でYES)、補正部42は、この場合に設定部43により設定された指示値を第1の実接触指示値Xstart´として取得する(ステップS68)。
 一方、ステップS66でNOと判定された場合、設定部43は、設定値を所定の値だけ増加させ(ステップS67)、処理をステップS65に戻す。ステップS69~S73は、図10に示すステップS23~S27と同一であるため、説明を省略する。
 次に、補正部42は、ステップS61で読み出した第1の初期接触指示値Xstartと、ステップS62で読み出した第2の初期接触指示値Xstopと、ステップS63で読み出した初期待機指示値Xstbyと、ステップS66で取得した第1の実接触指示値Xstart´と、ステップS73で取得した第2の実接触指示値Xstop´とを式(3)に代入し、実待機指示値Xstby´を算出する(ステップS74)。
 ステップS75~S76は、図10に示すステップS29~S30と同一であるため、説明を省略する。以上で補正処理が終了され、シーケンスは完了し、撮像装置は待機状態となる。
 このように、実施の形態2による形状記憶合金駆動装置によれば、式(3)を用いて初期待機指示値が補正され実待機指示値が算出されるため、可動部5を正規の待機位置に精度良く位置決めすることができる。
 なお、実施の形態2においても、実施の形態1と同様に、補正処理の実施の条件を設定すればよい。また、接触検出部41は、接触センサ11を用いて接触の有無を判定してもよい。また、稼働回数が所定回数に到達する毎に、第1及び第2の初期接触指示値を第1及び第2の実接触指示値で更新すると共に、初期待機指示値を実待機指示値で更新してもよい。
 上記実施の形態は、以下のように纏めることができる。
 (1)上記形状記憶合金駆動装置は、可動部と形状記憶合金を含み、前記可動部を移動させる移動機構部と、前記可動部と接触することで前記可動部の移動を規制し、前記可動部の移動範囲を規定する規制部材と、前記可動部を位置決めするための指示値に応じた駆動信号を前記形状記憶合金に出力し、前記形状記憶合金の形状を変形させることにより、前記移動機構部に前記可動部を移動させる駆動制御部と、前記可動部が前記規制部材と接触する接触位置に位置するか否かを検出する接触検出部と、初期における前記可動部の位置と指示値との関係を定める初期位置情報を記憶する記憶部と、前記接触検出部により前記可動部が前記接触位置に位置することが検出されたときの実接触指示値と前記初期位置情報とを基に、実待機指示値を算出する補正部と、前記実待機指示値に対応する待機位置を前記可動部の実際の待機位置として設定する設定部とを備えることを特徴とする。
 この構成によれば、接触検出部により可動部が前記接触位置に位置することが検出されたときの実接触指示値と初期における前記可動部の位置と指示値との関係を定める初期位置情報とを基に、実待機指示値が算出され、実待機指示値に対応する待機位置が可動部の実際の待機位置として設定される。そのため、環境温度の変化や劣化により形状記憶合金の特性が変化する等して、待機位置が正規の位置からずれたとしても、可動部を正規の待機位置に精度良く位置決めすることができる。
 (2)前記初期位置情報は、前記可動部が前記接触位置に位置するときの指示値として予め定められた初期接触指示値と、前記可動部が前記待機位置に位置するときの指示値として予め定められた初期待機指示値とを含み、前記設定部は、前記実接触指示値と前記初期接触指示値と前記初期待機指示値とを基に、前記実待機指示値を算出することが好ましい。
 この構成によれば、接触検出部により可動部が前記接触位置に位置することが検出されたときの実接触指示値と初期接触指示値と初期待機指示値とを基に、実待機指示値が算出され、実待機指示値に対応する待機位置が可動部の実際の待機位置として設定される。そのため、環境温度の変化や劣化により形状記憶合金の特性が変化する等して、待機位置が正規の位置からずれたとしても、可動部を正規の待機位置に精度良く位置決めすることができる。
 (3)前記初期位置情報は、前記可動部が前記接触位置に位置するときの指示値として予め定められた初期接触指示値と、前記可動部が前記待機位置に位置するときの指示値として予め定められた初期待機指示値及び前記初期接触指示値の差分値とを含み、前記設定部は、前記差分値と前記実接触指示値とを基に、前記実待機指示値を算出することが好ましい。
 この構成によれば、初期待機指示値及び初期接触指示値の差分値と、接触検出部により可動部が接触位置に位置することが検出されたときの実接触指示値とを基に、実待機指示値が算出され、実待機指示値に対応する待機位置が可動部の実際の待機位置として設定される。そのため、環境温度の変化や劣化により形状記憶合金の特性が変化する等して、待機位置が正規の位置からずれたとしても、可動部を正規の待機位置に精度良く位置決めすることができる。
 (4)また、前記補正部は、前記実接触指示値と前記初期接触指示値とのずれを基に、前記実待機指示値を算出することが好ましい。
 この構成によれば、接触検出部により可動部が接触位置に位置することが検出されたときの実接触指示値と初期接触指示値とのずれを基に、実待機指示値が算出されるため、可動部を正規の待機位置に精度良く位置決めすることができる。
 (5)また、前記規制部材は、前記移動範囲の一方の限界を超える前記可動部の移動を規制する第1の規制部材と、前記移動範囲の他方の限界を超える前記可動部の移動を規制する第2の規制部材とを備え、前記接触検出部は、前記可動部が前記第1の規制部材と接触する第1の接触位置に位置するか否かを検出すると共に、前記可動部が前記第2の規制部材と接触する第2の接触位置に位置するか否かを検出し、前記初期接触指示値は、前記可動部が前記第1の接触位置に位置するときの指示値として予め定められた第1の初期接触指示値と、前記可動部が前記第2の接触位置に位置するときの指示値として予め定められた第2の初期接触指示値とを含み、前記実接触指示値は、前記接触検出部により前記可動部が前記第1の接触位置に位置することが検出されたときの第1の実接触指示値と、前記接触検出部により前記可動部が前記第2の接触位置に位置することが検出されたときの第2の実接触指示値とを含み、前記補正部は、前記第1の初期接触指示値、前記第2の初期接触指示値、前記第1の実接触指示値、及び前記第2の実接触指示値を基に、実待機指示値を算出することが好ましい。
 この構成によれば、初期待機指示値、第1の初期接触指示値、第2の初期接触指示値、第1の実接触指示値、及び第2の実接触指示値を基に、実待機指示値が算出されるため、可動部を正規の待機位置に精度良く位置決めすることができる。
 (6)また、前記接触検出部は、前記形状記憶合金の抵抗値の変化を検出することで前記接触位置を検出することが好ましい。
 この構成によれば、形状記憶合金の抵抗値の変化を検出することで接触位置が検出されているため、接触位置を精度良く検出することができる。すなわち、形状記憶合金が変形していないときの温度に対する抵抗値変化率と変形しているときの温度に対する抵抗値変化率とは大きな差があるため、可動部が規制部材に接触又は規制部材から離れたとき、抵抗値は大きく変化する。そのため、この抵抗値の変化を検出することで可動部の規制部材への接触の有無を精度良く検出することができる。また、別途、接触センサを設けなくても、接触の有無を検出することが可能となり、省スペース化、低コスト化を図ることができる。
 (7)また、前記接触検出部は、前記形状記憶合金を流れる電流又は電圧の変化を検出することで前記接触位置を検出することが好ましい。
 この構成によれば、形状記憶合金を流れる電流又は電圧の変化を検出することで接触位置が検出されているため、接触位置を精度良く検出することができる。すなわち、可動部の動作が規制部材によって規制されると、指示値を目標にサーボ制御する駆動制御部の場合、駆動制御部が電流又は電圧を大きく変化させる。したがって、この電流又は電圧の変化を検出することで可動部の規制部材への接触の有無を精度良く検出することができる。また、別途センサを設けなくても、接触の有無を検出することが可能となり、省スペース化、低コスト化を図ることができる。
 (8)また、前記接触検出部は、前記規制部材と前記可動部の接触を検知するように設けられた接触センサであることが好ましい。この構成によれば、接触センサにより可動部と規制部材との接触が検出されるため、確実に接触の有無を検出することができる。
 (9)また、前記可動部は撮像装置に用いられる撮像レンズを保持し、前記待機位置は、前記撮像装置の基準フォーカス位置であることが好ましい。
 この構成によれば、オートフォーカス機能が内蔵された撮像装置において、フォーカス調節開始前に被写体の画像データが大きくボケないような基準フォーカス位置に待機位置が設定される場合があり、この場合、基準フォーカス位置が正規の基準フォーカス位置からずれた場合であっても、可動部を正規の基準フォーカス位置に精度良く位置決めすることができる。
 (10)また、前記可動部は撮像装置に用いられる撮像レンズを保持し、前記待機位置は、前記撮像装置の基準ズーム位置であることが好ましい。この構成によれば、ズーム機能が内蔵された撮像装置において、ズーム調節開始前に被写体を全体的に撮像できるように基準ズーム位置に待機位置を決める必要があり、この場合、基準ズーム位置が正規の基準ズーム位置からずれた場合であっても、可動部を正規の基準ズーム位置に精度良く位置決めすることができる。
 (11)また、前記補正部は、電源がオンされたときに前記実待機指示値を算出することが好ましい。この構成によれば、電源がオンされる毎に実待機指示値が算出されるため、可動部を正規の待機位置により精度良く位置決めすることができる。
 (12)また、環境温度を検出する温度検出部を更に備え、前記補正部は、前記温度検出部による検出温度が一定値変化したときに前記実待機指示値を算出することが好ましい。この構成によれば、温度が一定値変化する毎に実待機指示値が算出されるため、環境温度が変化して待機位置が正規の待機位置からずれた場合であっても、可動部を正規の待機位置により精度良く位置決めすることができる。
 (13)また、稼働時間を計測する計時部を更に備え、前記補正部は、前記計時部により計測された稼働時間が一定時間経過したときに前記実待機指示値を算出することが好ましい。この構成によれば、稼働時間が一定値変化する毎に実待機指示値が算出されるため、稼働時間の経過とともに待機位置が正規の待機位置からずれた場合であっても、可動部を正規の待機位置により精度良く位置決めすることができる。
 (14)また、稼働回数を計測する回数計測部を更に備え、前記補正部は、回数計測部により計測された稼働回数が一定値変化したときに前記実待機指示値を算出することが好ましい。この構成によれば、稼働回数が一定値変化する毎に実待機指示値が算出されるため、経年的使用により待機位置が正規の待機位置からずれた場合であっても、可動部を正規の待機位置により精度良く位置決めすることができる。
 (15)また、稼働回数を計測する回数計測部を更に備え、前記補正部は、回数計測部により計測された稼働回数が一定値変化したときに、前記初期接触指示値及び前記初期待機指示値を、前記実接触指示値及び前記実待機指示値で更新することが好ましい。この構成によれば、初期接触指示値が、最近検出された実接触指示値で更新され、初期待機位置が最近検出された実待機位置に変更されるため、検出までの時間を短縮し補正処理を高速化できる。

Claims (15)

  1.  可動部と、
     形状記憶合金を含み、前記可動部を移動させる移動機構部と、
     前記可動部と接触することで前記可動部の移動を規制し、前記可動部の移動範囲を規定する規制部材と、
     前記可動部を位置決めするための指示値に応じた駆動信号を前記形状記憶合金に出力し、前記形状記憶合金の形状を変形させることにより、前記移動機構部に前記可動部を移動させる駆動制御部と、
     前記可動部が前記規制部材と接触する接触位置に位置するか否かを検出する接触検出部と、
     初期における前記可動部の位置と指示値との関係を定める初期位置情報を記憶する記憶部と、
     前記接触検出部により前記可動部が前記接触位置に位置することが検出されたときの実接触指示値と前記初期位置情報とを基に、実待機指示値を算出する補正部と、
     前記実待機指示値に対応する待機位置を前記可動部の実際の待機位置として設定する設定部とを備えることを特徴とする形状記憶合金駆動装置。
  2.  前記初期位置情報は、前記可動部が前記接触位置に位置するときの指示値として予め定められた初期接触指示値と、前記可動部が前記待機位置に位置するときの指示値として予め定められた初期待機指示値とを含み、
     前記設定部は、前記実接触指示値と前記初期接触指示値と前記初期待機指示値とを基に、前記実待機指示値を算出することを特徴とする請求項1記載の形状記憶合金駆動装置。
  3.  前記初期位置情報は、前記可動部が前記接触位置に位置するときの指示値として予め定められた初期接触指示値と、前記可動部が前記待機位置に位置するときの指示値として予め定められた初期待機指示値及び前記初期接触指示値の差分値とを含み、
     前記設定部は、前記差分値と前記実接触指示値とを基に、前記実待機指示値を算出することを特徴とする請求項1記載の形状記憶合金駆動装置。
  4.  前記補正部は、前記実接触指示値と前記初期接触指示値とのずれを基に、前記前記実待機指示値を算出することを特徴とする請求項2又は3記載の形状記憶合金駆動装置。
  5.  前記規制部材は、前記移動範囲の一方の限界を超える前記可動部の移動を規制する第1の規制部材と、前記移動範囲の他方の限界を超える前記可動部の移動を規制する第2の規制部材とを備え、
     前記接触検出部は、前記可動部が前記第1の規制部材と接触する第1の接触位置に位置するか否かを検出すると共に、前記可動部が前記第2の規制部材と接触する第2の接触位置に位置するか否かを検出し、
     前記初期接触指示値は、前記可動部が前記第1の接触位置に位置するときの指示値として予め定められた第1の初期接触指示値と、前記可動部が前記第2の接触位置に位置するときの指示値として予め定められた第2の初期接触指示値とを含み、
     前記実接触指示値は、前記接触検出部により前記可動部が前記第1の接触位置に位置することが検出されたときの第1の実接触指示値と、前記接触検出部により前記可動部が前記第2の接触位置に位置することが検出されたときの第2の実接触指示値とを含み、
     前記補正部は、前記第1の初期接触指示値、前記第2の初期接触指示値、前記第1の実接触指示値、及び前記第2の実接触指示値を基に、前記実待機指示値を算出することを特徴とする請求項2又は3記載の形状記憶合金駆動装置。
  6.  前記接触検出部は、前記形状記憶合金の抵抗値の変化を検出することで前記接触位置を検出することを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の形状記憶合金駆動装置。
  7.  前記接触検出部は、前記形状記憶合金を流れる電流又は電圧の変化を検出することで前記接触位置を検出することを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の形状記憶合金駆動装置。
  8.  前記接触検出部は、前記規制部材と前記可動部の接触を検知するように設けられた接触センサであることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の形状記憶合金駆動装置。
  9.  前記可動部は撮像装置に用いられる撮像レンズを保持し、
     前記待機位置は、前記撮像装置の基準フォーカス位置であることを特徴とする請求項1~8のいずれかに記載の形状記憶合金駆動装置。
  10.  前記可動部は撮像装置に用いられる撮像レンズを保持し、
     前記待機位置は、前記撮像装置の基準ズーム位置であることを特徴とする請求項1~8のいずれかに記載の形状記憶合金駆動装置。
  11.  前記補正部は、電源がオンされたときに前記実待機指示値を算出することを特徴とする請求項1~10のいずれかに記載の形状記憶合金駆動装置。
  12.  環境温度を検出する温度検出部を更に備え、
     前記補正部は、前記温度検出部による検出温度が一定値変化したときに前記実待機指示値を算出することを特徴とする請求項1~10のいずれかに記載の形状記憶合金駆動装置。
  13.  稼働時間を計測する計時部を更に備え、
     前記補正部は、前記計時部により計測された稼働時間が一定時間経過したときに前記実待機指示値を算出することを特徴とする請求項1~10のいずれかに記載の形状記憶合金駆動装置。
  14.  稼働回数を計測する回数計測部を更に備え、
     前記補正部は、回数計測部により計測された稼働回数が一定値変化したときに前記実待機指示値を算出することを特徴とする請求項1~10のいずれかに記載の形状記憶合金駆動装置。
  15.  稼働回数を計測する回数計測部を更に備え、
     前記補正部は、回数計測部により計測された稼働回数が一定値変化したときに、前記初期接触指示値及び前記初期待機指示値を、前記実接触指示値及び前記実待機指示値で更新することを特徴とする請求項2~5のいずれかに記載の形状記憶合金駆動装置。
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