JP2007102036A - ステージ装置のロック機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構造でありながら、大きな駆動力を要せずにステージ板を確実にロックでき、しかもステージ板の回転を規制できるステージ装置のロック機構を提供する。
【解決手段】 ステージ板６０、６１に突設された一対の係合部材９０、９１と、対応する係合部材と弾性変形しながら係脱可能な弾性式係合部１３７、Ｓ２を有する一対のロック部材１１０、１１１と、ステージ板が非作動状態になったとき、一対のロック部材を対応する一対の係合部材と係合する係合位置に移動させるロック時駆動手段と、ステージ板が作動状態になったとき、一対のロック部材を対応する一対の係合部材から離間する非係合位置に移動させるアンロック時駆動手段Ｓ１と、を備える。
【選択図】 図７

Description

本発明は、特定の平面上を自由に移動できるステージ装置のステージ板が非作動状態にあるときに、ステージ板を非作動状態にロックするステージ装置のロック機構に関する。

特定のＸ方向とＸ方向に直交するＹ方向とに移動自在であり、その前面に撮像素子が固定されたステージ板のロック機構としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。
このロック機構は、ステージ板の後面に突設された円柱形状の一つのボスと、ステージ板の背後に設けられた、ボスを挟んで対峙する第１当接部材及び第２当接部材とを備えている。第１当接部材及び第２当接部材は共にステージ板と平行な方向に直線移動可能である。
ステージ板が手振れ補正を行わない非作動状態になると、第１当接部材及び第２当接部材が互いに接近するロック位置まで移動する。すると、第１当接部材及び第２当接部材の対向面に形成した略半円形の係合凹部が上記ボスを挟み込むので、第１当接部材及び第２当接部材によってステージ板がロックされる。
特許第３４３１０２０号公報

上記ロック機構は、一つの円柱形状のボスを第１当接部材及び第２当接部材の略半円形の係合凹部で挟み込む構造なので、第１当接部材と第２当接部材を強い力でボスに接触させないとステージ板を確実にロックできない。
しかしこのように強い力で接触させるためには、ロック機構の駆動手段を大型化させなければならないので、ロック機構及びステージ装置が大型してしまう。

さらに、いわゆる回転振れを補正できる手振補正装置に特許文献１のロック機構を適用した場合には別の問題が生じる。即ち、この種の手振補正装置ではステージ板が回転可能である。しかし、特許文献１ではボスが１本なので、ボスを第１当接部材及び第２当接部材で挟持しても、ステージ板の回転を規制した状態にロック出来ない。

本発明の目的は、簡単な構造でありながら、大きな駆動力を要せずにステージ板を確実にロックでき、しかもステージ板の回転を規制できるステージ装置のロック機構を提供することにある。

本発明のステージ装置のロック機構は、固定支持基板と、該固定支持基板と平行な方向に相対移動可能に支持されたステージ板と、を備えるステージ装置の該ステージ板をロックするためのロック機構であって、上記ステージ板の一方の面に突設された一対の係合部材と、この一対の係合部材の間に設けられ、一対の係合部材を結ぶ直線方向に移動可能であり、対応する係合部材と係脱可能な係合部を有する一対のロック部材と、上記ステージ板が非作動状態になったとき、上記一対のロック部材を互いに離間させて対応する上記一対の係合部材と係合する係合位置に移動させるロック時駆動手段と、上記ステージ板が作動状態になったとき、上記一対のロック部材を互いに近づけて対応する上記一対の係合部材から離間する非係合位置に移動させるアンロック時駆動手段と、を備え、一方の上記係合部が、弾性変形可能で、かつ上記非作動状態における対応する上記係合部材との距離が上記係合位置と非係合位置の間の距離より短い弾性式係合部であり、上記ロック時駆動手段が作動したとき、該弾性式係合部が弾性変形しながら対応する上記係合部材と係合することを特徴としている。

上記弾性式係合部は、例えば、上記ロック部材に弾性部材を介して支持された、対応する上記係合部材と係脱する移動式係合部とすることが可能である。

上記一対のロック部材どうしを連係し、一方のロック部材が係合位置に移動したとき他方のロック部材を係合位置に移動させ、一方のロック部材が非係合位置に移動したとき他方のロック部材を非係合位置に移動させる連係手段を備えるのが好ましい。

上記連係手段は例えば、一対のロック部材の対向端面に形成された、一対のロック部材を結ぶ直線方向と平行なラックと、上記固定支持基板と直交する方向の回転軸回りに回転可能で、一対の上記ラックと噛合するピニオンと、を備えることにより具現化できる。

上記ロック時駆動手段は、例えば、上記固定支持基板に固定した磁力発生装置と、ロック部材に固定した、該磁力発生装置の磁力を受けた状態で電流が流れると一対の係合部材を結ぶ直線方向の駆動力を発生する駆動用コイルと、を備えることにより実現できる。

上記一対のロック部材が上記係合位置に移動したとき、該一対のロック部材を上記係合位置に保持する第１の保持手段と、上記一対のロック部材が上記非係合位置に移動したとき、該一対のロック部材を上記非係合位置に保持する第２の保持手段と、を備えるのが好ましい。

本発明によると、ステージ板が非作動状態になると、一対のロック部材が一対の係合部材をそれぞれ係止するので、ステージ板を所定の位置に保持できる。しかも、一対の係合部材を一対のロック部材で係止するので、回転可能なステージ板の回転を規制した状態にロックできる。
さらに、ロック部材に弾性式係合部を設け、この弾性式係合部によって係合部材を係止するので、係合部材の位置が設計位置から多少ずれていても、ロック部材を係合位置に移動させた際に各ロック部材は各係合部材に確実に係合する。

以下添付図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。以下の説明では図２の矢線で示すように、デジタルカメラ２０の手振補正装置３０の左右方向をＸ方向、上下方向をＹ方向と定義する。
まずは本発明であるロック機構１００を装着する手振補正装置３０について説明する。
図１に示すように、デジタルカメラ２０内には、複数のレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３からなる光学系が配設されており、レンズＬ３の後方には手振補正装置３０が配設されている。

手振補正装置３０は図２から図６に示す構造である。
図２から図６に示すように手振補正装置３０は、軟鉄等の磁性体からなる正面視横長方形の前側固定支持基板３１と、正面形状が前側固定支持基板３１と同一で軟鉄等の磁性体からなる後側固定支持基板（固定支持基板）３２を備えている。前側固定支持基板３１と後側固定支持基板３２の対向面の四隅近傍同士は、前後方向に延びる４本の円柱形状の支柱３６によって連結されており、前側固定支持基板３１と後側固定支持基板３２は互いに平行をなしている。前側固定支持基板３１の中央部には方形の取付孔３３が穿設されており、この取付孔３３には取付孔３３と同形状の透光性材料からなる赤外線カットフィルタ３４が嵌合固定されている。図２に示すように、前側固定支持基板３１の３カ所には貫通孔が穿設されており、各貫通孔には取付ねじ３５が挿入されている。さらに、各取付ねじ３５は、デジタルカメラ２０のカメラボディ内面に形成された３つの雌ねじ孔（図示略）に螺合され、取付ねじ３５の螺合量を調整することにより、前側固定支持基板３１のカメラボディに対する傾斜角度が調整される。

前側固定支持基板３１の後面４カ所には円柱形状をなす支持用突部３８が後方に延びるように突設されている。各支持用突部３８の後端面に凹設された半球状の凹部（図示略）には金属製のボール４４の前半部が回転可能に支持されている。後側固定支持基板３２の各支持用突部３８と対向する位置には４つの支持用突部４７が突設されており、各支持用突部４７の前端面に凹設された半球状の凹部（図示略）には金属製のボール５２の後部が回転可能に支持されている。

前側固定支持基板３１の後面の左右両端部には、Ｓ極とＮ極がＸ方向に並ぶＸ用磁石ＭＸがそれぞれ固定されている。これら左右のＸ用磁石ＭＸは互いにＸ方向に並んでおり、両者のＹ方向位置は一致している。そして、前側固定支持基板３１及び後側固定支持基板３２がＸ用磁石ＭＸの磁束を通すことにより、左右のＸ用磁石ＭＸと後側固定支持基板３２の対向部の間にＸ用磁気回路が形成されている。即ち、前側固定支持基板３１及び後側固定支持基板３２はヨークとして機能している。
一方、前側固定支持基板３１の後面の下端部には、Ｓ極とＮ極がＹ方向に並ぶ一対のＹ用磁石ＭＹが固定されている。これら左右のＹ用磁石ＭＹは互いにＸ方向に並んでおり、両者のＹ方向位置は一致している。そして、図４から図６に示すように、前側固定支持基板３１及び後側固定支持基板３２が左右のＹ用磁石ＭＹの磁束を通すことにより、左右のＹ用磁石ＭＹと後側固定支持基板３２の対向部の間にＹ用磁気回路が形成されている。即ち、前側固定支持基板３１及び後側固定支持基板３２はヨークとして機能している。

平板状の電気基板（ステージ板）６０の後面には、正面形状が電気基板６０と同一の補強板（ステージ板）６１が固着され、電気基板６０と補強板６１が一体化している。図３から図６に示すように、電気基板６０の前面の４カ所には４つのボール４４が回転自在に接触しており、かつ、補強板６１の後面の４カ所には４つのボール５２が回転自在に接触している。即ち、電気基板６０及び補強板６１は４つのボール４４と４つのボール５２によって前後方向から挟持され、共にレンズＬ１からＬ３の光軸Ｏに対して直交している（前側固定支持基板３１及び後側固定支持基板３２と平行をなしている）。
従って電気基板６０及び補強板６１は、図２に示す初期位置から、前側固定支持基板３１及び後側固定支持基板３２に対してＸ方向及びＹ方向と平行な（光軸Ｏに直交する）ＸＹ平面上を移動可能である。さらに、電気基板６０と前側固定支持基板３１の間には、図示を省略した移動範囲規制手段が設けられている。この移動範囲規制手段の働きによって、電気基板６０及び補強板６１の前側固定支持基板３１に対する相対移動可能な範囲は一定の範囲に制限されている。

電気基板６０の前面中央部には、ＣＣＤ（撮像素子）６５が固着されている。図２に示すようにＣＣＤ６５は正面視で長方形をなし、かつ、図２において（電気基板６０が初期位置にあるとき）Ｘ方向と平行な上下一対のＸ方向側辺６５Ｘと、図２において（電気基板６０が初期位置にあるとき）Ｙ方向と平行な左右一対のＹ方向側辺６５Ｙとを具備している。
電気基板６０の前面には、ＣＣＤ６５を囲むＣＣＤホルダ６７が気密状態で固着されている。ＣＣＤホルダ６７の前壁には窓孔６８が穿設されている。そして、ＣＣＤホルダ６７の前壁とＣＣＤ６５の間には光学ローパスフィルタ６９が嵌合固定されており、光学ローパスフィルタ６９とＣＣＤホルダ６７の前壁の間は気密状態が保たれている。そして、ＣＣＤ６５の撮像面６６は、光学ローパスフィルタ６９、窓孔６８、及び赤外線カットフィルタ３４と常に前後方向に対向する。ＣＣＤ６５の撮像面６６はレンズＬ１〜Ｌ３、赤外線カットフィルタ３４及び光学ローパスフィルタ６９を透過した像が結像する結像面である。さらに、電気基板６０が初期位置にあるとき（図２の状態のとき）、ＣＣＤ６５の撮像面６６の中心が光軸Ｏ上に位置する。

電気基板６０の左右２カ所及び下端部には３つの舌片７１、舌片７２、舌片７３が突設されている。
図２に示すように、舌片７１と舌片７２は左右の上記Ｘ用磁気回路とそれぞれ対応する位置に位置している（左右のＸ用磁石ＭＸとそれぞれ前後方向に対向している）。
舌片７１と舌片７２の前面には同一仕様のＸ方向駆動用コイルＣＸが固着されている。Ｘ方向駆動用コイルＣＸはコイル線が百回以上渦巻き状に巻かれた（電気基板６０と平行な方向にも電気基板６０の板厚方向にも巻かれている）ＸＹ平面と平行なコイルであり、左右のＸ方向駆動用コイルＣＸ同士はＸ方向側辺６５Ｘと平行な方向に並んでいる（図２においてＸ方向に並んでいる）。別言すると、左右のＸ方向駆動用コイルＣＸ同士のＹ方向側辺６５Ｙと平行な方向の位置（図２においてはＹ方向の位置）は一致している。
そして、このＸ方向駆動用コイルＣＸと、前側固定支持基板３１、後側固定支持基板３２、及びＸ用磁石ＭＸによってＸ方向駆動手段が構成されている。

図４から図６に示すように、舌片７３は左右のＹ用磁気回路と前後方向に対向する位置に位置している。
舌片７３の前面には互いに同一仕様のＹ方向駆動用コイルＣＹＡとＹ方向駆動用コイルＣＹＢが固着されている。Ｙ方向駆動用コイルＣＹＡとＹ方向駆動用コイルＣＹＢは共にコイル線が百回以上渦巻き状に巻かれた（電気基板６０と平行な方向にも電気基板６０の板厚方向にも巻かれている）ＸＹ平面と平行なコイルであり、Ｙ方向駆動用コイルＣＹＡとＹ方向駆動用コイルＣＹＢは下側のＸ方向側辺６５Ｘに沿って並んでいる（図２においてはＸ方向に並んでいる）。別言すると、Ｙ方向駆動用コイルＣＹＡとＹ方向駆動用コイルＣＹＢのＹ方向側辺６５Ｙと平行な方向の位置（図２におけるＹ方向位置）は一致している。
そして、このＹ方向駆動用コイルＣＹＡ及びＹ方向駆動用コイルＣＹＢと、前側固定支持基板３１、後側固定支持基板３２、及びＹ用磁石ＭＹによってＹ方向駆動手段が構成されている。
Ｘ方向駆動用コイルＣＸ、Ｙ方向駆動用コイルＣＹＡ、及びＹ方向駆動用コイルＣＹＢは、カメラに内蔵されたＣＰＵ等によって構成される制御手段に電気的に接続されている。

上記構成の手振補正装置３０は、上記制御手段からＸ方向駆動用コイルＣＸ、Ｙ方向駆動用コイルＣＹＡ、及びＹ方向駆動用コイルＣＹＢに電流を流すことにより手振れ補正動作を行う。
即ち、Ｘ方向駆動用コイルＣＸに電流を流すとＸ方向駆動用コイルＣＸには図２の矢印ＦＸ１方向またはＦＸ２方向の駆動力が生じる。また、Ｙ方向駆動用コイルＣＹＡ、ＣＹＢに電流を流すとＹ方向駆動用コイルＣＹＡ、ＣＹＢには図２の矢印ＦＹ１方向またはＦＹ２方向の駆動力が生じる。
周知のように、手振れによってカメラボディがＸ方向またはＹ方向に振動したときに、カメラボディのＸ方向とＹ方向の移動距離（手振れ量）を検出し、ＣＣＤ６５をカメラボディに対して手振れ方向と反対方向にこの手振れ量と同じ距離だけ直線移動させれば、ＣＣＤ６５の手振れ（像振れ）が補正される。従って、ＣＣＤ６５がこのような直線移動を行うように、上記制御手段から各Ｘ方向駆動用コイルＣＸ、Ｙ方向駆動用コイルＣＹＡ、ＣＹＢに電流を流せば、ＣＣＤ６５のＸ方向とＹ方向の手振れが補正される。
さらに、電気基板６０及び補強板６１（ＣＣＤ６５）は前側固定支持基板３１及び後側固定支持基板３２に対して相対回転可能なので、上記制御手段からＹ方向駆動用コイルＣＹＡとＹ方向駆動用コイルＣＹＢに流す電流の向きを互いに逆にし、Ｙ方向駆動用コイルＣＹＡとＹ方向駆動用コイルＣＹＢに互いに逆向きの駆動力を発生させれば、電気基板６０及び補強板６１（ＣＣＤ６５）が回転する。従って、電気基板６０及び補強板６１（ＣＣＤ６５）が回転振れ方向と逆向きに回転するように、上記制御手段からＹ方向駆動用コイルＣＹＡとＹ方向駆動用コイルＣＹＢに電流を流せば、いわゆる回転振れが補正される。

次に、以上説明した手振補正装置３０に装着される、本発明を適用したロック機構１００の一実施形態について主に図７から図１５を用いて説明する。
図２から図４に示すように、補強板６１の後面には図２の状態において電気基板６０、補強板６１、及びこれらと一体をなす構成要素（ＣＣＤ６５、ＣＣＤホルダ６７、係合ピン９０、係合ピン９１等）からなる一体的移動体の重心を通るＸ方向直線ＬＸ上に並ぶとともに、この重心を通るＹ方向直線ＬＹに関して左右対称をなす一対の係合ピン（係合部材）９０と係合ピン（係合部材）９１が後方に向けて突設されている。さらに図３、図５及び図７に示すように、後側固定支持基板３２の左右両側部には、挿通孔９２と、挿通孔９２より大寸の挿通孔９３とが正面視方形の貫通孔として穿設されている。
ロック機構１００の前側ヨーク１０１は軟鉄等の磁性体からなる正面視略方形の板状部材であり、その左下隅部には下側に延出する突部１０２が突設されている。前側ヨーク１０１は、その四隅近傍を貫通する４本の固定ねじＢ１によって後側固定支持基板３２の後面に固定されている。前側ヨーク１０１の後面の３カ所には雌ねじ孔１０４を具備し、後方に延出する支柱１０３が突設されている。前側ヨーク１０１の左右両側部には挿通孔９２と同寸の方形孔１０５と挿通孔９３と同寸の方形孔１０６が穿設されている。方形孔１０５と挿通孔９２は前後方向に重っており、方形孔１０６と挿通孔９３は前後方向に重なっている。係合ピン９０は後側固定支持基板３２の挿通孔９２及び方形孔１０５を貫通しており、係合ピン９１は後側固定支持基板３２の挿通孔９３及び方形孔１０６を貫通している。さらに、前側ヨーク１０１には８つのねじ孔１０７が設けられており、中央部にはねじ孔１０８が設けられている。

前側ヨーク１０１の直後に位置する左右一対のＸ方向スライド板（ロック部材）１１０とＸ方向スライド板（ロック部材）１１１は後側固定支持基板３２と平行な板状部材である。Ｘ方向スライド板１１０及びＸ方向スライド板１１１は、前側ヨーク１０１に対してＸ方向に相対移動可能であり、共に係合ピン９０と係合ピン９１の間に位置している。
Ｘ方向スライド板１１０の左側部には上下一対として突片１１３が突設されている。Ｘ方向スライド板１１０の右側部には突片１１４が突設されると共に凹部１１５が凹設されている。上下の突片１１３の間は係合凹部１１７となっており、係合凹部１１７の奥部には略半円形状の係止溝（係合部）１１８が形成されている。突片１１３と突片１１４を含むＸ方向スライド板１１０の４カ所にはＸ方向に延びる案内長孔１１９が穿設され、Ｘ方向スライド板１１０の後面にはＸ方向駆動用コイルＣＸＢが固着されている。Ｘ方向駆動用コイルＣＸＢはコイル線が百回以上渦巻き状に巻かれた（Ｘ方向スライド板１１０及びＸ方向スライド板１１１と平行な方向にもＸ方向スライド板１１０及びＸ方向スライド板１１１の板厚方向にも巻かれている）ＸＹ平面と平行なコイルである。
Ｘ方向スライド板１１１の左側部には上下一対の突片１２０が突設されており、上下の突片１２０の間には凹部１２１が形成されている。Ｘ方向スライド板１１１の右側部には係合凹部１２３が形成されており、係合凹部１２３の奥部には略半円形状をなす係止溝（係合部）１２４が形成されている。さらに、上下の突片１２０を含むＸ方向スライド板１１１の４カ所にはＸ方向に延びる案内長孔１１９と同一仕様の案内長孔１２５が穿設され、Ｘ方向スライド板１１１の後面にはＸ方向駆動用コイルＣＸＢが固着されている。

各案内長孔１１９と各案内長孔１２５には固定ねじＢ２が挿入されており、各固定ねじＢ２は前側ヨーク１０１の各ねじ孔１０７にそれぞれ螺合されている。Ｘ方向スライド板１１０とＸ方向スライド板１１１は案内長孔１１９及び案内長孔１２５と固定ねじＢ２との嵌合関係に従って、前側ヨーク１０１に対してＸ方向にスライド自在であり、図８に示す非係合位置と図９に示す係合位置の間を直進移動できる。さらに、Ｘ方向スライド板１１０及びＸ方向スライド板１１１は前側ヨーク１０１と固定ねじＢ２の頭部の間に挟まれているので、Ｘ方向スライド板１１０及びＸ方向スライド板１１１の前面は前側ヨーク１０１の後面に常に接触している。
また、Ｘ方向スライド板１１０の後方に延びる突片に穿設された係止孔１２７と前側ヨーク１０１の後面に突設された係止突起１０９とには引張ばね（アンロック時駆動手段）（第２の保持手段）Ｓ１の両端が係止されており、引張ばねＳ１がＸ方向スライド板１１０を常に非係合位置に向けて移動付勢している。

Ｘ方向スライド板１１１の前面の係合凹部１２３近傍には、正面視略Ｃ字形の支持部材１３５が固定されている。支持部材１３５には収納凹部１３６が形成されており、収納凹部１３６内には係合片（弾性式係合部）（移動式係合部）１３７が収納されている。図１２に示すように収納凹部１３６と係合片１３７のＹ方向寸法は同一でありＸ方向寸法は収納凹部１３６の方が長いので、係合片１３７は収納凹部１３６内をＸ方向にスライド自在である。係合片１３７の右側面には、係合ピン９１と係脱可能な断面形状が略半円形状の係止溝１３８が凹設されている。さらに、収納凹部１３６の左端面と係合片１３７の間には２つの圧縮ばね（弾性式係合部）（弾性部材）Ｓ２が縮設されており、圧縮ばねＳ２によって係合片１３７は常に右側に付勢されている。支持部材１３５の周囲は弾性材料からなるカバー部材１３９によって囲まれており、カバー部材１３９の上下の折返片１４０が支持部材１３５の後面の上下２カ所に弾性的に係合している。そして、Ｘ方向スライド板１１１の右側部を貫通する４本の固定ねじＢ４が折返片１４０の円形孔を貫通しかつ支持部材１３５の後面のねじ孔に螺合することにより、支持部材１３５及びカバー部材１３９がＸ方向スライド板１１１の前面に固定されている。
なお、電気基板６０及び補強板６１が図２の初期位置にあり、かつＸ方向スライド板１１１が図８の非係合位置に位置するときの係合片１３７（係止溝１３８）と係合ピン９１との対向面間距離は、Ｘ方向スライド板１１１の係合位置と非係合位置との間の距離より短い。

支持部材１３５、係合片１３７、及びカバー部材１３９は方形孔１０６及び挿通孔９３より小寸なので（図１２及び図１３参照）、Ｘ方向スライド板１１１がスライドすると支持部材１３５、係合片１３７、及びカバー部材１３９は方形孔１０６及び挿通孔９３の内部をＸ方向に相対移動する。Ｘ方向スライド板１１０及びＸ方向スライド板１１１が非係合位置に移動すると、係止溝１１８、係止溝１２４、及び係合片１３７は係合ピン９０と係合ピン９１からそれぞれ内側に離れ（図８参照）、Ｘ方向スライド板１１０及びＸ方向スライド板１１１が係合位置に移動すると、係止溝１１８及び係合片１３７は係合ピン９０と係合ピン９１にそれぞれ係合する（図９参照）。

Ｘ方向スライド板１１０の突片１１４の下面とＸ方向スライド板１１１の下側の突片１２０の上面には共にＸ方向に延びるラック１３０とラック１３１が形成されている。このラック１３０とラック１３１にはピニオン１３２が噛合しており、ピニオン１３２の中心孔を貫通する前後方向に延びる固定ねじ（回転軸）Ｂ３が前側ヨーク１０１の中央部のねじ孔１０８に螺合している。即ち、ピニオン１３２は固定ねじＢ３回りに回転可能である。

ラック１３０、ラック１３１、及びピニオン１３２によって構成されるラック・ピニオン機構（連係手段）によってＸ方向スライド板１１０とＸ方向スライド板１１１は互いに連係されており、Ｘ方向スライド板１１０とＸ方向スライド板１１１の動きが連動する。即ち、図９に示すようにＸ方向スライド板１１０が係合位置に位置するときＸ方向スライド板１１１も係合位置に位置し、図８に示すようにＸ方向スライド板１１０が非係合位置に位置するときＸ方向スライド板１１１も非係合位置に位置する。
手振補正装置３０の電気基板６０及び補強板６１が図２に示す初期位置にあるときにＸ方向スライド板１１０とＸ方向スライド板１１１が係合位置に移動すると、図９及び図１２に示すように、Ｘ方向スライド板１１０の係止溝１１８と係合片１３７の係止溝１３８が係合ピン９０と係合ピン９１に係合するので、係合ピン９０と係合ピン９１がロックされる。
一方、Ｘ方向スライド板１１０とＸ方向スライド板１１１が非係合位置に移動すると、Ｘ方向スライド板１１０の係止溝１１８と係合片１３７の係止溝１３８が係合ピン９０と係合ピン９１から内側に離間するので、係合ピン９０と係合ピン９１のロックが解除される。

前側ヨーク１０１の突部１０２の後面には固定ねじＢ５によって取付板１４３が固定されている。取付板１４３の後面には内部に電磁石（コイルと鉄芯）が設けられた公知のプランジャ（第１の保持手段）１４５が固着されている。有底筒状をなすプランジャ本体１４６の内部には磁性体からなるスライド部材１４７がＸ方向に出没自在に挿入されている。プランジャ本体１４６の内部には上記電磁石の他に永久磁石が設けられており、上記コイルに電流が流れていないときは、この永久磁石の磁力によってスライド部材１４７の大部分はプランジャ本体１４６の内部に没入している（図９参照）。一方、上記コイルに電流が流れると、上記電磁石が上記永久磁石の磁力を打ち消す磁力を発生し、スライド部材１４７の大部分がプランジャ本体１４６から突出可能となる（図８参照）。スライド板１４７の先端部とＸ方向スライド板１１０の下端部は連結ピン１４９によって結合されており、この連結ピン１４９によってＸ方向スライド板１１０とスライド板１４７が一体化している。

前側ヨーク１０１の各支柱１０３の後面には軟鉄等の磁性体からなる後側ヨーク１５０の前面が当接している。さらに、３本の固定ねじＢ６が後側ヨーク１５０の３カ所を貫通し各支柱１０３の雌ねじ孔１０４に螺合しているので、後側ヨーク１５０は各支柱１０３に固定されている。
後側ヨーク１５０の前面には左右のＸ方向駆動用コイルＣＸＢとそれぞれ前後方向に対向する永久磁石１５１と永久磁石１５２が固着されている。図１１及び図１５に示すように、永久磁石１５１と永久磁石１５２はＮ極とＳ極がＸ方向に並ぶ磁石である。永久磁石１５１、永久磁石１５２の磁束を前側ヨーク１０１及び後側ヨーク１５０が通すことにより、後側ヨーク１５０及び永久磁石１５１、永久磁石１５２と前側ヨーク１０１との間に磁気回路が形成されている。そして、図１１に示すように、左右のＸ方向駆動用コイルＣＸＢはこの磁気回路内に位置している。
さらに図１５に示すように、左側のＸ方向駆動用コイルＣＸＢの右辺ＣＸ１と永久磁石１５１のＮ極は光軸Ｏと平行な前後方向（Ｚ方向。図１の矢印参照）に重なり、かつ、左辺ＣＸ２と永久磁石１５１のＳ極は前後方向に重なり、これらの重なり関係を左側のＸ方向スライド板１１０の位置に拘わらず常に維持する。また、右側のＸ方向駆動用コイルＣＸＢの右辺ＣＸ１と永久磁石１５２のＮ極は前後方向に重なり、かつ、左辺ＣＸ２と永久磁石１５２のＳ極は前後方向に重なり、これらの重なり関係を右側のＸ方向スライド板１１１の位置に拘わらず常に維持する。
前側ヨーク１０１、後側ヨーク１５０、永久磁石１５１、永久磁石１５２及び左右のＸ方向駆動用コイルＣＸＢはロック時駆動手段の構成要素である。さらに、前側ヨーク１０１、後側ヨーク１５０、永久磁石１５１及び永久磁石１５２は磁力発生装置の構成要素である。

次に以上構成のロック機構１００の動作について説明する。
Ｘ方向駆動用コイルＣＸＢ及びプランジャ１４５の上記コイルは、カメラに内蔵された上記制御手段に電気的に接続されている。
手振補正スイッチＳＷがＯＦＦのとき、電気基板６０及び補強板６１は図２の初期位置にあり、上記制御手段からＸ方向駆動用コイルＣＸＢへは電力は供給されない。そして、プランジャ１４５の上記永久磁石の磁力によってスライド板１４７の大部分がプランジャ本体１４６内に没入しており、この永久磁石とスライド板１４７の吸着力が引張ばねＳ１の付勢力より強いので、Ｘ方向スライド板１１０とＸ方向スライド板１１１は図９に示す係合位置に保持される。従って、Ｘ方向スライド板１１０の係止溝１１８及び係合片１３７の係止溝１３８が係合ピン９０と係合ピン９１をロックし、電気基板６０及び補強板６１を初期位置に保持する。

この状態で手振補正スイッチＳＷをＯＮにすると、上記制御手段からプランジャ１４５の上記コイルに瞬間的に電流が流れる。
プランジャ１４５の上記コイルに瞬間的に電流が流れると、その永久磁石の磁力が打ち消されるので、スライド板１４７の大部分がプランジャ本体１４６から突出可能となる。この状態で引張ばねＳ１の付勢力（引っ張り力）がＸ方向スライド板１１０に及ぶので、Ｘ方向スライド板１１０とＸ方向スライド板１１１がそれぞれの非係合位置に移動し（このとき突片１１４が凹部１２１に遊嵌し、下側の突片１２０が凹部１１５に遊嵌する）、スライド板１４７が大きく突出する。すると、係止溝１１８と係止溝１３８が係合ピン９０と係合ピン９１から内側に離間するので、係合ピン９０と係合ピン９１のロックが解除される。
係止溝１１８と係止溝１３８が非係合位置に達した後も引張ばねＳ１の付勢力はＸ方向スライド板１１０とＸ方向スライド板１１１に及ぶので、Ｘ方向スライド板１１０とＸ方向スライド板１１１は非係合位置に保持される。従って、電気基板６０、補強板６１、及びＣＣＤ６５は上述の手振補正動作を行ないうる状態となる。

手振補正動作の終了後に手振補正スイッチＳＷをＯＦＦにすると、上記制御手段からＸ方向駆動用コイルＣＸ、Ｙ方向駆動用コイルＣＹＡ、Ｙ方向駆動用コイルＣＹＢに電流が流れ、電気基板６０及び補強板６１が図２の初期位置に復帰する。さらに制御手段から左右のＸ方向駆動用コイルＣＸＢに図１５の矢印方向の電流が流れる。すると、左右のＸ方向駆動用コイルＣＸＢには図１５のＦＸ３方向の駆動力（引張ばねＳ１の付勢力より大きい）が生じるので、この駆動力により左右のＸ方向スライド板１１０及びＸ方向スライド板１１１が図９の係合位置に移動し、係止溝１１８と係止溝１３８が圧縮ばねＳ２を圧縮させながら係合ピン９０と係合ピン９１に再度係合する。左右のＸ方向スライド板１１０及びＸ方向スライド板１１１が係合位置に達すると、プランジャ１４５のスライド板１４７の大部分がプランジャ本体１４６内に没入し、スライド板１４７と永久磁石が吸着し、さらに上記制御手段からＸ方向駆動用コイルＣＸＢへ電流が流れなくなり上記駆動力が消失する。Ｘ方向駆動用コイルＣＸＢへ電流が流れなくなった後も、プランジャ１４５の永久磁石の磁力によりＸ方向スライド板１１０及びＸ方向スライド板１１１は係合位置に保持されるので、電気基板６０、補強板６１、及びＣＣＤ６５は再び初期位置において手振補正動作が不能な状態となる。

以上説明した本実施形態によれば、Ｘ方向スライド板１１０の係止溝１１８及びＸ方向スライド板１１１側に支持された係合片１３７の係止溝１３８を利用して初期位置にある補強板６１の係合ピン９０と係合ピン９１を確実にロックすることが可能である。しかも、一つのボス（係合ピン）を当接部材（ロック部材）で挟んでロックする従来技術と比べると、同じ駆動力でより強固なロック状態が得られる。
さらに、電気基板６０及び補強板６１（ＣＣＤ６５）は前側固定支持基板３１及び後側固定支持基板３２に対して相対回転可能なので、仮に従来技術のようにロックピンを一つのみとすると、ロックピンをロック部材でロックしても電気基板６０及び補強板６１（ＣＣＤ６５）の回転を規制することは出来ない。しかし、本実施形態のように一対の係合ピン９０、９１を一対のロック部材１１０、１１１でロックする構造ならば、電気基板６０及び補強板６１（ＣＣＤ６５）の回転を規制できるので、本実施形態のロック機構１００は回転振補正が可能な手振補正装置に適用することにより特別な有用性を発揮する。

また、係合片１３７がＸ方向にスライド自在でかつ圧縮ばねＳ２によって弾性的に支持されているので、係合ピン９０、係合ピン９１あるいは支持部材１３５や係合片１３７の取付位置が設計位置から多少ずれていても、Ｘ方向スライド板１１１が係合位置に移動した際には係合片１３７の係止溝１３８を係合ピン９１に確実に係合させることが可能であり、さらに係止溝１１８を係合ピン９０に確実に係合させることが可能である。
さらに、圧縮ばねＳ２の付勢力の強さを変えることにより、係合片１３７の係合力を変えることが可能である。即ち、仮に圧縮ばねＳ２の付勢力を強くすれば係合ピン９０と係合ピン９１をより強固にロック可能となり、圧縮ばねＳ２の付勢力を弱くすれば、係合片１３７の係止溝１３８及びＸ方向スライド板１１１の係止溝１２４によって係合ピン９１をロックできるようになる。

また、ロック時とアンロック時にＸ方向スライド板１１０とＸ方向スライド板１１１をプランジャ１４５の磁力と引張ばねＳ１の付勢力を利用して移動不能に保持しているので、電力を利用した保持手段を用いる場合に比べて消費電力を低く抑えることが可能である。
さらに、Ｘ方向スライド板１１０及びＸ方向スライド板１１１から係合ピン９０と係合ピン９１には光軸Ｏ方向の力が及ばない。従って、ロック時にＣＣＤ６５は光軸Ｏ方向に移動せず、そのためＣＣＤ６５のピントに影響が出ることはない。

さらに、Ｘ方向スライド板１１０とＸ方向スライド板１１１の動きをラック・ピニオン機構によって連動させているので、引張ばねＳ１やプランジャ１４５が１つのみで足り、部品点数の減少を図ることが可能となっている。
さらに、Ｘ方向スライド板１１０、Ｘ方向スライド板１１１、及び係合片１３７を全て係合ピン９０と係合ピン９１の間（内側）に位置させているので、係合ピン９０と係合ピン９１の外側から係止溝１１８と係止溝１３８を係合させる場合に比べてロック機構１００の左右幅を小さくすることが可能である。
また、ロック機構１００は構造が簡単なので、ロック機構１００の製造コストを低く抑えることが可能である。さらにロック機構１００は構造が簡単なので耐久性に優れる。
さらに係止溝１１８、１２４、１３８の断面形状が略半円形状なので、係合ピン９０と係合ピン９１が各係止溝１１８、１２４、１３８に係合すると、係合ピン９０と係合ピン９１は各係止溝１１８、１２４、１３８の奥側に自動的に移動する。従って、各係止溝１１８、１２４、１３８に係合ピン９０と係合ピン９１を確実かつ円滑に係合させることができる。

以上、上記実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、様々な変形を施して実施可能である。
例えば、Ｘ方向スライド板１１０、Ｘ方向スライド板１１１を非係合位置に付勢するために引張ばねＳ１を利用しているが、図示を省略した圧縮ばねによってこれらの部材を非係合位置に向けて付勢してもよい。

本実施形態においては、係合片１３７が円滑に動く事を考慮して、Ｘ方向スライド板１１０及びＸ方向スライド板１１１の移動方向に沿って伸縮する伸縮圧縮ばねＳ２を介して係合片１３７を支持する構成としたが、さらに、圧縮ばねＳ２以外の弾性部材、例えばゴムによって係合片１３７を付勢するように構成してもよい。
さらに、板ばねをＭ字形に曲げその中央凹部を係止溝１３８とし、この板ばねをＸ方向スライド板１１０とＸ方向スライド板１１１の一方に固定することにより、弾性部材と係合片を一体化した弾性式係合部を構成してもよい。
また、Ｘ方向スライド板１１０、１１１を移動させるための駆動手段を、例えばモータや圧電素子によって構成してもよい。
さらに係止溝１１８及び係合片１３７（係止溝１３８）の形状は上記形状に限定されず、また、係合部材として利用できるのは上記係合ピン９０、係合ピン９１に限られず、各係止溝１１８、１３８と係合可能であれば、断面方形の角柱形状や他の断面形状の突部材であってもよい。
さらに電気基板６０及び補強板６１の端部に光軸Ｏと平行な一対の折り曲げ片を形成し、両折り曲げ片にロック孔をそれぞれ穿設し、電気基板６０及び補強板６１と平行な方向に進退する一対のロックピンを両ロック孔にそれぞれ係脱させ、さらにロックピンを進退させる駆動手段に圧縮ばね等の付勢手段を介してロックピンを支持させてもよい。この場合はロック孔が係合部材であり、ロックピンがロック部材である。

さらに、ＣＣＤ以外の撮像素子、例えばＣＭＯＳイメージセンサーを利用できるのは勿論である。
また、電気基板６０及び補強板６１が案内軸などに沿ってＸ方向とＹ方向にのみ直線移動する従来から公知の手振補正装置に適用することや、手振補正装置とは用途が異なるステージ装置（特定の部材がＸ方向やＹ方向への直線移動や回転が可能な装置）に適用することが可能なのは勿論である。

本発明の一実施形態である手振補正装置を内蔵したデジタルカメラの縦断側面図である。 手振補正装置を、その後側固定支持基板を省略して示す背面図である。 図２のIII矢線方向に見た底面図である。 図２のIV−IV矢線に沿う断面図である。 図２のＶ−Ｖ矢線に沿う断面図である。 図２のVI−VI矢線に沿う断面図である。 一実施形態のロック機構の一部の部材を省略した分解斜視図である。 後側ヨークを省略して示すロック機構の非係合状態における背面図である。 後側ヨークを省略して示すロック機構の係合状態における背面図である。 図９のＸ矢線方向に見た底面図である。 図９のXI-XI矢線に沿う断面図である。 ロック部材とその周辺部の拡大背面図である。 図１２のXIII−XIII矢線に沿う断面図である。 図１２のXIV−XIV矢線に沿う断面図である。 ロック機構の駆動装置の主要部を模式的に示す背面図である。

符号の説明

２０ デジタルカメラ（カメラ）
３０ 手振補正装置
３１ 前側固定支持基板
３２ 後側固定支持基板（固定支持基板）
３３ 取付孔
３４ 赤外線カットフィルタ
３５ 取付ねじ
３６ 支柱
３８ 支持用突部
４４ ボール
４７ 支持用突部
５２ ボール
６０ 電気基板（ステージ板）
６１ 補強板（ステージ板）
６５ ＣＣＤ（撮像素子）
６６ 撮像面
６５Ｘ Ｘ方向側辺
６５Ｙ Ｙ方向側辺
６７ ＣＣＤホルダ
６８ 窓孔
６９ 光学ローパスフィルタ
７１ ７２ ７３ 舌片
９０ ９１ 係合ピン（係合部材）
９２ 挿通孔
９３ 挿通孔
１００ ロック機構
１０１ 前側ヨーク（ロック時駆動手段）
１０２ 突部
１０３ 支柱
１０４ 雌ねじ孔
１０５ １０６ 方形孔
１０７ １０８ ねじ孔
１０９ 係止突起
１１０ １１１ Ｘ方向スライド板（ロック部材）
１１３ １１４ 突片
１１５ 凹部
１１７ 係合凹部
１１８ 係止溝（係合部）
１１９ 案内長孔
１２０ 突片
１２１ 凹部
１２３ 係合凹部
１２４ 係止溝（係合部）
１２５ 案内長孔
１２７ 係止孔
１３０ １３１ ラック（連係手段）
１３２ ピニオン（連係手段）
１３５ 支持部材
１３６ 収納凹部
１３７ 係合片（移動式係合部）
１３８ 係止溝（係合部）
１３９ カバー部材
１４０ 折返片
１４１ 固定ねじ
１４３ 取付板
１４５ プランジャ（第１の保持手段）
１４６ プランジャ本体
１４７ スライド板
１４９ 連結ピン
１５０ 後側ヨーク（ロック時駆動手段）
１５１ １５２ 永久磁石（ロック時駆動手段）
Ｂ１ Ｂ２ Ｂ３ Ｂ４ Ｂ５ Ｂ６ 固定ねじ
ＣＸ Ｘ方向駆動用コイル
ＣＸＢ Ｘ方向駆動用コイル（ロック時駆動手段）
ＣＹＡ ＣＹＢ Ｙ方向駆動用コイル
ＭＸ Ｘ用磁石（Ｘ方向駆動手段）
ＭＹ Ｙ用磁石（Ｙ方向駆動手段）
Ｏ 光軸
Ｓ１ 引張ばね（アンロック時駆動手段）（第２の保持手段）
Ｓ２ 圧縮ばね（弾性部材）

Claims (6)

1. 固定支持基板と、
   該固定支持基板と平行な方向に相対移動可能に支持されたステージ板と、を備えるステージ装置の該ステージ板をロックするためのロック機構であって、
   上記ステージ板の一方の面に突設された一対の係合部材と、
   この一対の係合部材の間に設けられ、一対の係合部材を結ぶ直線方向に移動可能であり、対応する係合部材と係脱可能な係合部を有する一対のロック部材と、
   上記ステージ板が非作動状態になったとき、上記一対のロック部材を互いに離間させて対応する上記一対の係合部材と係合する係合位置に移動させるロック時駆動手段と、
   上記ステージ板が作動状態になったとき、上記一対のロック部材を互いに近づけて対応する上記一対の係合部材から離間する非係合位置に移動させるアンロック時駆動手段と、を備え、
   一方の上記係合部が、弾性変形可能で、かつ上記非作動状態における対応する上記係合部材との距離が上記係合位置と非係合位置の間の距離より短い弾性式係合部であり、
   上記ロック時駆動手段が作動したとき、該弾性式係合部が弾性変形しながら対応する上記係合部材と係合することを特徴とするステージ装置のロック機構。
2. 請求項１記載のステージ装置のロック機構において、
   上記弾性式係合部が、
   上記ロック部材に弾性部材を介して支持された、対応する上記係合部材と係脱する移動式係合部を備えているステージ装置のロック機構。
3. 請求項１または２記載のステージ装置のロック機構において、
   上記一対のロック部材どうしを連係し、一方のロック部材が係合位置に移動したとき他方のロック部材を係合位置に移動させ、一方のロック部材が非係合位置に移動したとき他方のロック部材を非係合位置に移動させる連係手段を備えるステージ装置のロック機構。
4. 請求項３記載のステージ装置のロック機構において、
   上記連係手段が、
   一対のロック部材の対向端面に形成された、一対のロック部材を結ぶ直線方向と平行なラックと、
   上記固定支持基板と直交する方向の回転軸回りに回転可能で、一対の上記ラックと噛合するピニオンと、を備えるステージ装置のロック機構。
5. 請求項１から４のいずれか１項記載のステージ装置のロック機構において、
   上記ロック時駆動手段が、
   上記固定支持基板に固定した磁力発生装置と、
   上記ロック部材に固定した、該磁力発生装置の磁力を受けた状態で電流が流れると一対の係合部材を結ぶ直線方向の駆動力を発生する駆動用コイルと、を備えるステージ装置のロック機構。
6. 請求項１から５のいずれか１項記載のステージ装置のロック機構において、
   上記一対のロック部材が上記係合位置に移動したとき、該一対のロック部材を上記係合位置に保持する第１の保持手段と、
   上記一対のロック部材が上記非係合位置に移動したとき、該一対のロック部材を上記非係合位置に保持する第２の保持手段と、を備えるステージ装置のロック機構。
   
   

Images