JP2017184600A - Stage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステージ装置に係り、特に可動部材を特定平面内において駆動可能なステージ装置に関する。 The present invention relates to a stage apparatus, and more particularly to a stage apparatus capable of driving a movable member within a specific plane.
一眼レフカメラの手振れ補正を行うために、俵型の駆動用コイルを用いたボイスコイルモータ(推力発生手段)により、撮像素子を光軸直交方向に移動させる手振れ補正装置が既に知られている(特許文献1、2、3、4)。
In order to perform camera shake correction of a single-lens reflex camera, a camera shake correction apparatus that moves an image sensor in a direction orthogonal to the optical axis by a voice coil motor (thrust generating means) using a saddle-shaped drive coil is already known (
従来の手振れ補正装置は、光軸と直交する平面(XY平面)内において移動する可動ユニットに撮像素子を搭載して駆動している。しかし、可動ユニットをXY平面内においてX方向及びY方向に駆動するとき、駆動音が発生したり、可動ユニットがXY平面から傾いたり、直交方向に移動して面倒れやフォーカシング誤差を発生することがあった。 A conventional camera shake correction device is driven by mounting an image sensor on a movable unit that moves in a plane (XY plane) orthogonal to the optical axis. However, when the movable unit is driven in the X and Y directions in the XY plane, driving noise is generated, the movable unit is tilted from the XY plane, or the movable unit is moved in the orthogonal direction to cause surface tilt and focusing error. was there.
本発明者は、鋭意研究の結果、従来の手振れ補正装置において、可動ユニットをX方向またはY方向駆動するときに可動ユニットをX方向またはY方向に移動させようとする推力だけでなく、面外方向(Z方向)の分力が発生していること、さらにその分力が可動ユニットの位置によって変動していることを見出した。そしてそれらの分力、分力の変動が、手振れ補正装置動作中の異音や、上記面倒れやフォーカシング誤差等の原因であることを突き止めた。 As a result of diligent research, the present inventor has found that, in the conventional camera shake correction device, when the movable unit is driven in the X direction or the Y direction, not only the thrust for moving the movable unit in the X direction or the Y direction but also out of plane. It was found that a component force in the direction (Z direction) was generated, and that the component force varied depending on the position of the movable unit. Then, it has been found that these component forces and fluctuations in component force cause abnormal noise during operation of the camera shake correction device, the above-described surface tilt, focusing error, and the like.
本発明は、本発明者による上記研究結果に基づいてなされたものであり、可動部材を少なくとも平面内において移動させる推力発生装置を備えたステージ装置において、平面と非平行な方向の推力発生を抑止することを目的とする。 The present invention has been made on the basis of the above research results by the present inventor, and suppresses the generation of thrust in a direction non-parallel to the plane in a stage apparatus having a thrust generation apparatus that moves the movable member at least in the plane. The purpose is to do.
本発明のステージ装置は、特定の平面と平行な方向に移動可能な可動部材、上記可動部材を相対移動自在に保持するベース部材、及び上記可動部材とベース部材の一方と他方に設けられた、上記可動部材を上記特定の平面と平行な方向に移動させる推力を発生する磁石とコイルとを有する推力発生手段を備え、上記磁石は、上記コイルと対向する側の磁束密度が、上記推力方向に沿って変化していること、を特徴とする。 The stage apparatus of the present invention is provided on a movable member that is movable in a direction parallel to a specific plane, a base member that holds the movable member so as to be relatively movable, and one or the other of the movable member and the base member. A thrust generating means having a magnet and a coil for generating a thrust for moving the movable member in a direction parallel to the specific plane, wherein the magnet has a magnetic flux density on the side facing the coil in the thrust direction; It is characterized by changing along.
本発明のステージ装置は、上記可動部材とベース部材はそれぞれ単一であり、上記磁石は、上記可動部材とベース部材の一方に配置され、上記コイルは、上記可動部材とベース部材の他方に上記磁石と対向配置されていてもよい。 In the stage apparatus of the present invention, the movable member and the base member are each single, the magnet is disposed on one of the movable member and the base member, and the coil is disposed on the other of the movable member and the base member. It may be arranged opposite to the magnet.
本発明のステージ装置は、上記ベース部材は、上記可動部材に対して上記特定の平面と直交する方向から対向する一対からなり、上記磁石は、上記一対のベース部材の上記可動部材を挟んで対向する位置に設けられており、上記コイルは、上記可動部材に上記対向する一対の磁石の間に位置させて設けられていてもよい。 In the stage apparatus of the present invention, the base member is composed of a pair opposed to the movable member from a direction orthogonal to the specific plane, and the magnet is opposed to the movable member of the pair of base members. The coil may be provided between the pair of magnets facing the movable member.
上記磁石は、上記特定の平面と直交する方向の厚さが、上記推力方向において両端部が厚く中央部が薄い断面凹形状であってもよい。 The magnet may have a cross-sectional concave shape in which the thickness in the direction orthogonal to the specific plane is thick at both ends and thin at the center in the thrust direction.
上記磁石が上記可動部材とベース部材の一方に配置されている場合、上記磁石は、断面凹形状の凹部の深さが磁石の厚さの3/5〜4/5であることが好ましい。 When the magnet is disposed on one of the movable member and the base member, the depth of the concave portion having a concave cross section is preferably 3/5 to 4/5 of the thickness of the magnet.
上記磁石が上記可動部材とベース部材の一方に配置されている場合、上記磁石の上記推力方向の両端部に対して中央部の磁束密度比または着磁力比が0.15〜0.3であることが好ましい。 When the magnet is disposed on one of the movable member and the base member, the magnetic flux density ratio or the magnetized magnetic force ratio of the central portion is 0.15 to 0.3 with respect to both end portions of the magnet in the thrust direction. It is preferable.
上記磁石は、上記特定の平面と直交する方向の厚さが、上記推力方向において両端部が厚く中央部が薄い断面凹形状であって、上記磁石が上記可動部材とベース部材の対向位置に一対設けられている場合、該断面凹形状の凹部の深さが磁石の厚さの1/4〜1/2であることが好ましい。 The magnet has a cross-sectional concave shape in which the thickness in a direction orthogonal to the specific plane is thick at both ends and thin at the center in the thrust direction, and the magnet is paired at a position opposite to the movable member and the base member. When provided, it is preferable that the depth of the concave portion having a concave cross section is ¼ to ½ of the thickness of the magnet.
上記磁石が上記可動部材とベース部材の対向位置に一対設けられている場合、上記磁石の上記推力方向の両端部に対して中央部の磁束密度比または着磁力比が0.2〜0.5であることが好ましい。 When a pair of the magnets are provided at the opposing positions of the movable member and the base member, the magnetic flux density ratio or the magnetized magnetic force ratio of the central portion with respect to both end portions in the thrust direction of the magnet is 0.2 to 0.5. It is preferable that
上記磁石の上記推力方向の着磁力は、両端部付近が中央部よりも高い谷状、両端部付近が中央部よりも高い略台形状または両端部付近が中央部よりも高い略矩形状に分布していることが実際的である。 The magnetism in the thrust direction of the magnet is distributed in a valley shape where both end portions are higher than the central portion, a substantially trapezoidal shape where both end portions are higher than the central portion, or a substantially rectangular shape where both end portions are higher than the central portion. It is practical to do.
上記磁石は、上記推力方向の中央部に非磁性体を有し、該非磁性体を挟んで両側に一対の磁石を有していてもよい。 The magnet may have a nonmagnetic material at a central portion in the thrust direction, and a pair of magnets on both sides of the nonmagnetic material.
本発明の撮影装置は、上記ステージ装置のいずれかを備え、撮像素子が上記ステージ装置の可動部材に搭載されていることを特徴とする。 The imaging device of the present invention includes any one of the above stage devices, and an imaging element is mounted on a movable member of the stage device.
本発明の光学機器は、上記ステージ装置のいずれかを備え、光学系を構成する光学要素の一つが上記ステージ装置の可動部材に搭載されていることを特徴とする。 The optical apparatus according to the present invention includes any one of the above stage devices, and one of the optical elements constituting the optical system is mounted on a movable member of the stage device.
別の観点からなる本発明のステージ装置は、特定の平面と平行な方向に移動可能な可動部材と、上記可動部材を相対移動自在に保持するベース部材とを有し、該可動部材に、画像を形成する画像形成素子と、該画像形成手段により形成された画像を投影する投影光学系のいずれか一方が搭載された画像投影装置のステージ装置であって、上記可動部材とベース部材の一方と他方に設けられた、上記可動部材を上記特定の平面と平行な方向に移動させる推力を発生する磁石とコイルとを有する推力発生手段を備え、上記磁石は、上記コイルと対向する側の磁束密度が、上記推力方向に沿って変化していること、を特徴とする。 Another aspect of the stage apparatus of the present invention includes a movable member that can move in a direction parallel to a specific plane, and a base member that holds the movable member in a relatively movable manner. A stage device of an image projection apparatus on which any one of an image forming element that forms an image and a projection optical system that projects an image formed by the image forming unit is mounted, and includes one of the movable member and the base member Provided on the other side is a thrust generating means having a magnet for generating a thrust for moving the movable member in a direction parallel to the specific plane and a coil, and the magnet has a magnetic flux density on the side facing the coil. Changes along the thrust direction.
本発明のステージ装置は、可動部材を特定平面内において駆動する際に可動部材の位置にかかわらず面外方向力が発生し難い。 In the stage device of the present invention, when the movable member is driven in a specific plane, an out-of-plane force is hardly generated regardless of the position of the movable member.
以下、本発明の実施形態を図1ないし図14を参照しながら説明する。図1は、本発明のステージ装置を備えた撮像装置を搭載したデジタルカメラの主要構成部材及び主要回路要素をブロックで示す概念図である。なお図において、本実施形態は、撮影光学系の光軸Oと平行な一つの方向を第1の方向(Z方向、Z軸方向)、第1の方向と直交する一つの方向を第2の方向(X方向、X軸方向)、第1の方向及び第2の方向の双方と直交する一つの方向を第3の方向(Y方向、Y軸方向)とする。例えば、X軸、Y軸及びZ軸を3次元の直交座標系の座標軸と仮定すると、光軸OをZ軸としたとき、Z軸と直交し、かつ互いに直交する二方向の軸がX軸及びY軸になる。カメラが正位置(横位置)にあるとき、第1の方向(Z方向、Z軸、光軸O)及び第2の方向(X方向、X軸)は水平になり、第3の方向(Y方向、Y軸)は鉛直になるものとし、被写体方向を前、前方とする。また、本明細書において、第1の方向回りの傾動または回動は、第1の方向と平行な仮想軸を中心とした傾動または回動を意味する。同様に、第2の方向回りの傾動または回動は、第2の方向と平行な仮想軸を中心とした傾動または回動を意味し、第3の方向回りの傾動または回動は、第3の方向と平行な仮想軸を中心とした傾動または回動を意味する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a conceptual diagram showing, in block form, main constituent members and main circuit elements of a digital camera equipped with an imaging apparatus equipped with a stage device of the present invention. In the drawing, in the present embodiment, one direction parallel to the optical axis O of the photographing optical system is defined as the first direction (Z direction, Z axis direction), and one direction orthogonal to the first direction is defined as the second direction. One direction orthogonal to both the direction (X direction and X axis direction), the first direction, and the second direction is defined as a third direction (Y direction, Y axis direction). For example, assuming that the X axis, the Y axis, and the Z axis are coordinate axes of a three-dimensional orthogonal coordinate system, when the optical axis O is the Z axis, the two axes orthogonal to the Z axis and orthogonal to each other are the X axis. And the Y axis. When the camera is in the normal position (lateral position), the first direction (Z direction, Z axis, optical axis O) and the second direction (X direction, X axis) are horizontal, and the third direction (Y (Direction, Y axis) is vertical, and the subject direction is front and front. In addition, in this specification, tilting or turning around the first direction means tilting or turning about a virtual axis parallel to the first direction. Similarly, tilting or turning around the second direction means tilting or turning around a virtual axis parallel to the second direction, and tilting or turning around the third direction is the third This means tilting or turning about a virtual axis parallel to the direction of.
このデジタルカメラ10は、カメラボディ11と、撮影光学系としての撮影レンズ100を備えている。カメラボディ11内には、カメラ全体の機能を制御し、演算し、駆動制御するボディCPU20と、撮影レンズ100により投影された被写体像を撮像する撮像素子31を有する撮像ブロック30を備えている。ボディCPU20は、撮像素子31の撮影動作を制御し、撮像した画像信号を画像処理部32で処理して撮像した被写体像を画像表示部(モニタ)33に表示し、撮像した被写体像の画像データをメモリカード34に書き込む。
The
このデジタルカメラ10は、画像処理部32が処理した画像信号から被写体のコントラストを検出するコントラスト検出部35、撮影者がカメラの機能全般を操作するスイッチ等を有するカメラ操作部21、撮影レンズ100の焦点調節光学系(図示せず)を光軸方向に駆動して焦点調節するAF部(焦点調節手段)22、絞り、シャッタ等を開閉駆動して撮像素子31への入射光量を調整するとともに、撮像素子31を駆動して撮像制御する露出制御部23、及び撮影レンズ100とレンズ通信して、撮影レンズ100の焦点距離f等のレンズ情報を入力するレンズ通信部24を備えている。
The
デジタルカメラ10は、カメラボディ11の振れ(手振れ、振動)を検出する検出手段として、ロール(Z方向回り傾動(回転))検出部GSα、ピッチ(X方向回り傾動(回転))検出部GSβ、ヨー(Y方向回り傾動(回転))検出部GSγ、X方向加速度検出部GSX、Y方向加速度検出部GSY、及びZ方向加速度検出部GSZを備え、これらは振れ検出回路44に接続されている。
The
撮像ブロック30は、撮像素子31と、撮像素子31を支持したステージ装置(移動機構)60を備えている。ステージ装置60は、撮像素子31が搭載された可動ステージ61と、可動ステージ61の前後に位置する前固定ヨーク62と後固定ヨーク63とを備え、通電時には、可動ステージ61を前後の固定ヨーク62、63に対して、浮上(重力に抗して浮上させ、静止状態(浮上静止状態)に)保持することができる。撮像素子31は、前面が平面状の薄型の被駆動部材(可動部材の一部)を構成している。ステージ装置60は、浮上状態の可動ステージ61を、Z方向(第1の方向)並進、Z方向と直交するX方向(第2の方向)並進、Z方向及びX方向の双方と直交するY方向(第3の方向)並進、X方向(第2の方向)回りの傾動(回転)、Y方向(第3の方向)回りの傾動(回転)、及びZ方向(第1の方向)回りの傾動(回転)(6自由度の移動、6軸移動)が可能である。さらにステージ装置60の可動ステージ61は、これら6自由度の並進、傾動を複数組み合わせた移動や、傾動中の並進、傾動後の並進、並進後の傾動が可能である(図2ないし図5参照)。「並進」は、カメラボディに対して像面(撮像素子31の撮像面)の向き及び傾きを変えずに直進移動することであり、「傾動」は、カメラボディに対して像面の向きまたは傾きを変える移動のことであり、像面をZ方向(光軸Oまたは光軸Oと平行な仮想軸)回りに回転させることも含む。「浮上」は、可動ステージ61を前固定ヨーク62と後固定ヨーク63の間に非接触保持することであり、可動ステージ61を撮像素子31の撮像面中心が光軸Oと交わる中央位置(撮像初期位置)に前固定ヨーク62と後固定ヨーク63に対して非接触保持する場合を含む概念である。
The
ボディCPU20は、例えばレンズ通信部24を介して、撮影レンズ100から焦点距離f情報を入力し、ピッチ(X方向回り傾動(回転))検出部GSβ、ヨー(Y方向回り傾動(回転))検出部GSγ、ロール(Z方向回り傾動(回転))検出部GSα、X方向加速度検出部GSX、Y方向加速度検出部GSY、及びZ方向加速度検出部GSZの検出信号に基づいてデジタルカメラ10の振れ方向、振れ速度等を演算し、撮像素子31に投影された被写体像が撮像素子31に対して相対移動しないように撮像素子31を駆動する方向、駆動速度、駆動量などを演算し、演算結果に基づいてステージ装置60(可動ステージ61)を6軸方向(並進(シフト)、傾動、傾動中の並進(シフト)、及び傾動後に並進(シフト))駆動する。これらの動作の順序は問わない。
For example, the
ステージ装置60は、撮像素子31が固定された可動ステージ61を前固定ヨーク62と後固定ヨーク63に対して、並進(シフト)、傾動、傾動中の並進(シフト)、及び傾動後に並進(シフト)自在に保持する支持部材として機能する。可動ステージ61は、正面視で(Z方向から見て)、撮像素子31より大きい長方形の板(枠)状部材である。前固定ヨーク62と後固定ヨーク63は、平面視、外形が可動ステージ61よりやや大きい同一形状の長方形の板(枠)状部材からなり、中央部にそれぞれ、正面視で(Z方向から見て)、撮像素子31の外形より大きい長方形の開口62aと63aが形成されている。前固定ヨーク62と後固定ヨーク63は、可動ステージ61が所定の範囲で移動(並進、傾動、回転)しても干渉しない位置において図示しない複数本の連結支柱で結合され、平行かつ所定間隔に保持されている。
The
前固定ヨーク62の後面(被写体側と反対側の面)には、Y軸を中心線としZ軸を挟んで開口62aの少なくとも左右(X方向)の一方、図示実施形態では左右両側部に位置する態様で、同一仕様の左右一対の永久磁石からなるX方向用磁石(第2の方向用磁石)MXが固定されている。これら左右のX方向用磁石MXはそれぞれ、Y方向に長く、Z方向に薄い板状であって、Y軸と平行に、X方向に離間して一対配置されている。左右の一対のX方向用磁石MXは共に図2Bの一方(左側)の磁石は前面(前固定ヨーク62側の面)がS極、後面がN極であり、他方(右側)の磁石は前面がN極、後面がS極である。そして、前固定ヨーク62及び後固定ヨーク63がX方向用磁石MXの磁束を通すことにより、X方向用磁石MXと後固定ヨーク63の対向部の間にX方向(第2の方向)の推力を発生する磁気回路の一部を構成している。
The rear surface of the front fixed yoke 62 (the surface opposite to the subject side) is located on at least one of the left and right sides (X direction) of the
前固定ヨーク62の後面には、開口62aの下方にY軸を中心線としてZ軸から離間して位置する態様で、同一仕様の一対の永久磁石からなるY方向用磁石MYAと同一仕様の一対のY方向用磁石MYBが固定されている。これらのY方向用磁石MYAとMYB2はそれぞれ、X方向に長く、Z方向に薄い板状の一対の磁石からなり、各対の磁石がX軸と平行に、Y方向に離間して配置されている。一対のY方向用磁石MYAと一対のY方向用磁石MYBは共に、図2Aの上側の磁石は前後の一方の面(前面)がS極、他方の面(後面)がN極であり、下側の磁石は前後の一方の面がN極、他方の面(後面)がS極である。そして、前固定ヨーク62及び後固定ヨーク63がY方向用磁石MYAとMYBの磁束を通すことにより、Y方向用磁石MYA及びMYBと後固定ヨーク63との間にそれぞれ、Y方向(第3の方向)の推力を発生する磁気回路の一部を構成している。
On the rear surface of the front fixed
さらに、前固定ヨーク62の後面には、X方向用磁石MX、Y方向用磁石MYAとMYBとは異なる3カ所に、同一仕様の永久磁石からなる3個のZ方向用磁石MZAとMZBとMZCが固定されている(図2)。Z方向用磁石MZAとMZBとMZCは正面視矩形の板状であって、前面(前固定ヨーク62接触面)がS極、後面(可動ヨーク61対向面)がN極である(図4)。3個のZ方向用磁石MZは同一態様(仕様)であって、Z軸直交平面内においてZ軸を中心とした同一円周上に略等間隔に配置されている。前固定ヨーク62及び後固定ヨーク63がZ方向用磁石MZAとMZBとMZCの磁束を通すことにより、Z方向用磁石MZA、MZB、MZCと後固定ヨーク63の対向部との間に、Z方向(第1の方向)の推力を発生する磁気回路(推力発生手段、推力制御手段)の一部を構成している。
Further, on the rear surface of the front fixed
前固定ヨーク62と後固定ヨーク63の間に位置する可動ステージ61は、非磁性材料からプレス成形により一体成形された非磁性部材である。可動ステージ61の中央部には正面視長方形の撮像素子取付孔61aが穿設され、撮像素子取付孔61aに撮像素子31が嵌合固定されている。撮像素子31は、撮像素子取付孔61aから可動ステージ61の光軸O方向前方に突出している。
The
撮像素子31は、可動ステージ61が初期位置(磁気浮上した初期位置)に位置するときに、長辺がX方向と平行をなし、短辺がY方向と平行をなすように配置されているものとする。可動ステージ61が初期位置にあるとき、撮像素子31の撮像面31aの中心は撮影レンズ100の光軸O上に位置し、光軸OとZ軸が一致する。Z方向(第1の方向)、X方向(第2の方向)及びY方向(第3の方向)は、Z方向が光軸Oと一致するまたは平行な、カメラボディ11及び撮影レンズ100に対して一定の方向として以下説明するが、撮像素子31に対して一定の方向としてもよい。
The
可動ステージ61には、撮像素子31の左右の両辺(短辺)の外方部に位置させて、一対のX駆動用コイル(X駆動部)CXが固定され、撮像素子31の下方の一辺(長辺)の下方部に位置させて、左右に離して一対のY駆動用コイル(YA駆動部)CYAとY駆動用コイル(YB駆動部)CYBが固定されている。一対のX駆動用コイルCXは、Y方向に長い縦長であって、長手方向がY方向と平行になるようにY軸を挟んで対称位置(等距離)に、かつX軸と重複させて配置され、一対のY駆動用コイルCYAとCYBはX方向に長い横長であって、長手方向がX方向と平行になるように、Y軸を挟んで対称位置(Y軸から等距離)に配置されている。この配置は、製造、調整及び制御が容易になる。
A pair of X driving coils (X driving unit) CX is fixed to the
可動ステージ61にはさらに、一対のY駆動用コイルCYAとCYBの間(中間位置)に位置させて円形のZ駆動用コイル(ZA駆動部)CZAが固定され、一対のX駆動用コイルCXより上方に位置させて円形の一対のZ駆動用コイル(ZB駆動部)CZBとZ駆動用コイル(ZC駆動部)CZCが固定されている。Z駆動用コイルCZAはY軸上に配置され、Z駆動用コイルCZBとCZCはY軸に対して対称位置(Y軸から等距離)に配置されている。Z駆動用コイルCZAとCZBとCZCの重心(全体の重心)は、可動ステージ61の重心と略一致している。Z駆動用コイルCZAとCZBとCZCは、いずれか2個、図示実施形態ではZ駆動用コイルCZBとCZCを結ぶ線と、他の1個から上記線に下ろした垂線が、Y軸と平行になる(またはY軸と一致する)ように配置されている。なお、Z駆動用コイルCZAとCZBとCZCの配置は任意であるが、いずれか2個を結ぶ線がX軸またはY軸と平行になり、他の1個からこの2個を結ぶ線に下ろした垂線がY軸またはX軸と平行になるように配置するのが好ましい。この配置は、製造、調整及び制御が容易になる。
Further, a circular Z driving coil (ZA driving unit) CZA is fixed to the
一対のX駆動用コイルCX及び一対のY駆動用コイルCYA、CYBならびに3個のZ駆動用コイルCZA、CZB、CZCは、コイル線がXY平面において複数回渦巻き状に巻かれ、可動ステージ61の板厚方向(Z方向)に複数回積層された、光軸直交平面(XY平面)と平行な平面状(薄型)コイルである。 The pair of X driving coils CX, the pair of Y driving coils CYA and CYB, and the three Z driving coils CZA, CZB, and CZC are wound in a spiral shape on the XY plane. A planar (thin) coil parallel to the optical axis orthogonal plane (XY plane), which is laminated a plurality of times in the plate thickness direction (Z direction).
一対のX駆動用コイルCXは、長手部分がY軸と平行かつ対応する各X方向用磁石MXと対向する態様で配置され、一対のY駆動用コイルCYA、CYBは長手部分がX軸と平行かつ対応するそれぞれが一対のY方向用磁石MYA、MYBと対向する態様で配置されている。 The pair of X driving coils CX are arranged in such a manner that the longitudinal portions are parallel to the Y axis and face the corresponding X direction magnets MX, and the longitudinal portions of the pair of Y driving coils CYA and CYB are parallel to the X axis. And each corresponding is arrange | positioned in the aspect which opposes a pair of Y direction magnets MYA and MYB.
以上のX駆動用コイルCX、Y駆動用コイルCYAとY駆動用コイルCYB、Z駆動用コイルCZA、Z駆動用コイルCZBとZ駆動用コイルCZCは、アクチュエータ駆動回路42に接続され、アクチュエータ駆動回路42を介して通電制御される。
The X driving coil CX, the Y driving coil CYA and the Y driving coil CYB, the Z driving coil CZA, the Z driving coil CZB and the Z driving coil CZC are connected to the
X駆動用コイルCXと一対のX方向用磁石MXは、X方向(第2の方向)の推力を発生する推力発生手段(推力制御手段)を構成している。X駆動用コイルCXに流す電流制御により発生すX方向の推力により、可動ステージ61をX方向に並進させることができる。X駆動用コイルCXとX方向用磁石MXは、カメラボディ11の姿勢に関わらず、例えばカメラボディ11のグリップを上または下に構える縦位置撮影において、可動ステージ61を中央位置(初期位置)に保持する浮上手段として作用(機能)する。
一方のY駆動用コイルCYAと一対のY方向用磁石MYA、及び他方のY駆動用コイルCYBと一対のY方向用磁石MYBは、Y方向(第3の方向)の推力を発生する一対の推力発生手段(推力制御手段)を構成している。Y駆動用コイルCYAとCYBに流す電流制御により発生するX方向に離れた一対のY方向の推力の相互作用により、可動ステージ61をY方向に並進させ、Z方向(Z軸)回りに傾動(回動)させることができる。Y駆動用コイルCYAと一対のY方向用磁石MYA及びY駆動用コイルCYBと一対のY方向用磁石MYBは、カメラボディ11の姿勢に関わらず、例えば横位置(正位置)撮影において、可動ステージ61を中央位置(初期位置)に保持する浮上手段として作用(機能)する。
3個のZ駆動用コイルCZA、CZB、CZCと3個のZ方向用磁石MZA、MZB、MZCは、Z方向(第1の方向)の推力を発生する3個の推力発生手段(推力制御手段)を構成している。XY平面において互いに離反した3個のZ駆動用コイルCZA、CZB、CZCと3個のZ方向用磁石MZA、MZB、MZCは、3個のZ駆動用コイルCZA、CZB、CZCに流す電流制御により発生する3個のZ方向の推力の相互作用により、可動ステージ61を前後の固定ヨーク62、63(Z方向用磁石MZA、MZB、MZC)に対して接触しない状態に浮上させ、Z方向に並進させ、X方向(X軸)回りに傾動させ、Y方向(Y軸)回りに傾動させることができる。Z駆動用コイルCZA、CZB、CZCと各対のZ方向用磁石MZA、MZB、MZCは、可動ステージ61を光軸方向の初期位置、初期姿勢(撮像素子31の撮像面が光軸と直交する初期状態)に保持する浮上手段として作用(機能)する。
The X driving coil CX and the pair of X direction magnets MX constitute thrust generating means (thrust control means) for generating thrust in the X direction (second direction). The
One Y drive coil CYA and a pair of Y direction magnets MYA, and the other Y drive coil CYB and a pair of Y direction magnets MYB generate a pair of thrusts that generate thrust in the Y direction (third direction). The generating means (thrust control means) is configured. The
The three Z driving coils CZA, CZB, CZC and the three Z direction magnets MZA, MZB, MZC include three thrust generating means (thrust control means) that generate thrust in the Z direction (first direction). ). Three Z driving coils CZA, CZB, CZC and three Z direction magnets MZA, MZB, MZC, which are separated from each other in the XY plane, are controlled by current control through the three Z driving coils CZA, CZB, CZC. Due to the interaction of the three generated thrusts in the Z direction, the
可動ステージ61を光軸直交面内においてX方向及びY方向に移動させる推力を発生するX方向用磁石MX、Y方向用磁石MYA、MYBは、対向するX駆動用コイルCX、Y駆動用コイルCYA、CYB側の磁束密度(磁力)が、X方向、Y方向の推力方向に沿って同一ではなく、変化している。
図3には、ステージ装置60の左側に配置された一対のX方向用磁石MXを示し、一対のX方向用磁石MXが発生している磁束密度(磁力)を矢印で示した。各X方向用磁石MXは、X駆動用コイルCXと対向する面が、発生する推力方向であるX方向の中央部に凹部81を有し、凹部81の両側(両端部)に壁部82を有する断面凹形状に形成されている。凹部81の深さは、X方向用磁石MXの厚さ(壁部82の高さ)の3/5〜4/5程度である。
X方向用磁石MXの凹部81のX方向(推力方向)幅は、X駆動用コイルCXの一つのY方向(長手方向、推力方向と直交する方向)コイル線部のX方向幅より広い。
The X-direction magnet MX and the Y-direction magnets MYA and MYB that generate thrust to move the
FIG. 3 shows a pair of X direction magnets MX arranged on the left side of the
The X direction (thrust force direction) width of the
一対のX方向用磁石MXは、凹部81と壁部82を有する形状により、磁束密度の推力方向(X方向)の分布が、中央(凹部81)部分が最も低く、両側(壁部82)部分が最も高い、略凹形状分布を呈する。図5に、X方向用磁石MXの凹部81の形状に依存した推力方向の磁束密度変化の様子(磁束密度分布)をグラフで示した。同グラフにおいて、横軸は磁石幅、縦軸は磁束密度である。磁束密度分布は、凹部81の中心で最も低く、凹部81(X方向用磁石MX)のX方向の両端部で最も高い。同グラフには、凹部を有しない場合の比較例を示してある。比較例の磁束密度は、磁石の中央部が最も高く、両端部に向かってなだらかに低下している。本実施形態の磁束密度は、両端部に対して中央部の磁束密度比が0.15〜0.3(15〜30%)となっている。
一対の右側のX方向用磁石MXは左側のX方向用磁石MXと同一形状で磁極が反転しているが、磁束密度分布は同一である。
The pair of X-direction magnets MX has a
The pair of right-side X-direction magnets MX has the same shape as the left-side X-direction magnet MX and the magnetic poles are reversed, but the magnetic flux density distribution is the same.
一対のY方向用磁石MYAと一対のY方向用磁石MYBは、図示しないが、それぞれ、Y駆動用コイルCYAとY駆動用コイルCYBと対向する面が推力方向であるY方向の中央に凹部を有し、凹部のY方向の両側(両端部)に突出部を有する断面凹形状に形成されている。Y方向用磁石MYAとMYBの凹部の深さは、磁石の厚さの3/5〜4/5程度である。Y方向用磁石MYAとMYBの凹部のY方向(推力方向)幅は、Y駆動用コイルCYAとCYBの一つのY方向(長手方向、推力方向と直交する方向)コイル線部のY方向幅より広い。そうしてY方向用磁石MYAとMYBは、磁束密度の推力方向(Y方向)の分布が、中央部で最も低く、両端部で最も高い、略V字形状を呈している。一対のY方向用磁石MYAは磁極が反転し、一対のY方向用磁石MYBは磁極が反転しているが、これらの推力方向(Y方向)の磁束密度分布は同一である。 Although not shown, the pair of Y-direction magnets MYA and the pair of Y-direction magnets MYB have a concave portion at the center in the Y direction where the surfaces facing the Y driving coil CYA and the Y driving coil CYB are the thrust directions. And has a concave cross section with protrusions on both sides (both ends) in the Y direction of the recess. The depth of the concave portions of the Y-direction magnets MYA and MYB is about 3/5 to 4/5 of the magnet thickness. The Y-direction (thrust direction) width of the concave portions of the Y-direction magnets MYA and MYB is larger than the Y-direction width of one Y direction (longitudinal direction, direction orthogonal to the thrust direction) of the Y drive coils CYA and CYB. wide. Thus, the Y-direction magnets MYA and MYB have a substantially V-shape in which the distribution of the magnetic flux density in the thrust direction (Y direction) is lowest at the center and highest at both ends. The pair of Y-direction magnets MYA have reversed magnetic poles, and the pair of Y-direction magnets MYB have reversed magnetic poles, but the magnetic flux density distribution in these thrust directions (Y direction) is the same.
図6Aは、ステージ装置60において、可動ステージ61のX方向位置とX方向の推力及びZ方向の推力との関係をグラフで示す図である。図6Bは、X方向用磁石の推力方向の磁束密度が一定の場合の比較例(従来例)における、可動ステージ61のX方向位置とX方向の推力とZ方向の推力をグラフで示す図である。これらのグラフにおいて、横軸はX方向位置、縦軸は推力である。
FIG. 6A is a graph showing the relationship between the position of the
本実施形態のステージ装置60は、以上のグラフから明らかな通り、可動ステージ61が中央位置からX方向に移動しても、X方向位置にかかわらず、X方向推力の変動が小さく、Z方向推力が小さく、Z方向推力の変動が小さい。これに対して比較例(従来例)は、可動ステージ61が中央位置から移動すると、X方向推力が低下し、それとともにZ方向推力が大きく増加してしまう。
As is clear from the above graph, the
可動ステージ61には、X駆動用コイルCXの空芯領域に位置するX方向用ホール素子(X位置検出部)HXと、Y駆動用コイルCYAとCYBの空芯領域にそれぞれ位置するY方向用ホール素子(YA位置検出部)HYAとY方向用ホール素子(YB位置検出部)HYBと、各Z駆動用コイルCZAとCZBとCZCの空芯領域にそれぞれ位置するZ方向用ホール素子(ZA位置検出部)HZAとZ方向用ホール素子(ZB位置検出部)HZBとZ方向用ホール素子(ZC位置検出部)HZCとが固定されている。X方向用ホール素子HX、Y方向用ホール素子HYAとHYB、及びZ方向用ホール素子HZAとHZBとHZCは、それぞれ位置検出回路43に接続されている。
The
X方向用ホール素子HXは、対応するX方向用磁石MXの磁力(X方向磁気回路の磁束)を検出する位置検出手段を構成している。そして、位置検出回路43は、X方向用ホール素子HXの検出信号を使用した所定の演算により、可動ステージ61のX方向位置を検出する。X方向用ホール素子HXの検出信号により、X方向の並進位置を検出することができる。
Y方向用ホール素子HYAは、対応するY方向用磁石MYAの磁力(Y方向磁気回路の磁束)を検出し、Y方向用ホール素子HYBは、対応するY方向用磁石MYBの磁力(Y方向磁気回路の磁束)を検出する位置検出手段を構成している。そして、位置検出回路43は、Y方向用ホール素子HYAとHYBの両方の検出信号を使用した所定の演算により、Y方向の並進位置とZ方向回りの傾動位置を検出する。Y方向用ホール素子HYAとHYBの検出信号により、Y方向位置と、Z方向回りの傾動位置を検出することができる。
各Z方向用ホール素子HZA、HZB、HZCは、対応するZ方向用磁石MZA、MZB、MZCの磁力(Z方向磁気回路の磁束)を検出する位置検出手段を構成している。そして位置検出回路43は、各Z方向用ホール素子HZA、HZB、HZCの検出信号を使用した所定の演算により、Z方向の並進位置と、X方向回りの傾動位置と、Y方向回りの傾動位置を検出する。各Z方向用ホール素子HZA、HZB、HZCの検出信号により、Z方向位置と、X方向回りの傾動位置と、Y方向回りの傾動位置を検出することができる。
The X-direction hall element HX constitutes position detection means for detecting the magnetic force of the corresponding X-direction magnet MX (magnetic flux of the X-direction magnetic circuit). The
The Y-direction hall element HYA detects the magnetic force (magnetic flux of the Y-direction magnetic circuit) of the corresponding Y-direction magnet MYA, and the Y-direction hall element HYB detects the magnetic force (Y-direction magnetism) of the corresponding Y-direction magnet MYB. The position detecting means for detecting the magnetic flux of the circuit is constructed. Then, the
Each Z-direction hall element HZA, HZB, HZC constitutes a position detecting means for detecting the magnetic force (magnetic flux of the Z-direction magnetic circuit) of the corresponding Z-direction magnets MZA, MZB, MZC. The
位置検出回路43は、X方向用ホール素子HX、Y方向用ホール素子HYA、HYB、Z方向用ホール素子HZA、HZB、HZCが検出した1または複数の検出信号により、可動ステージ61のZ方向(第1の方向)、X方向(第2の方向)及びY方向(第3の方向)の並進位置と、Z方向(第1の方向)、X方向(第2の方向)及びY方向(第3の方向)回りの傾動位置を演算する演算手段を構成している。
The
以上のX駆動用コイルCX、Y駆動用コイルCYA、CYB、及びZ駆動用コイルCZA、CZB、CZCと、X方向用ホール素子HX、Y方向用ホール素子HYA、HYB、及びZ方向用ホール素子HZA、HZB、HZCは、フレキシブルプリント基板(図示せず)」上に実装され、可動ステージ61から延びるフレキシブルプリント基板を介してカメラボディ11に内蔵されたアクチュエータ駆動回路42、位置検出回路43等の各回路に電気的に接続されている(図1参照)。
The X driving coil CX, the Y driving coils CYA, CYB, and the Z driving coils CZA, CZB, CZC, the X direction hall element HX, the Y direction hall elements HYA, HYB, and the Z direction hall element. HZA, HZB, and HZC are mounted on a flexible printed circuit board (not shown), and include an
一対のX駆動用コイルCX及び一対のY駆動用コイルCYA、CYBならびに3個のZ駆動用コイルCZA、CZB、CZCは、アクチュエータ駆動回路42によって通電制御される。アクチュエータ駆動回路42は、ボディCPU20により、防振制御回路41を介して制御される。
位置検出回路43は、X方向用ホール素子HX、Y方向用ホール素子HYA、HYB、及びZ方向用ホール素子HZA、HZB、HZCが検出した検出信号により可動ステージ61のX方向位置、Y方向位置、Z方向位置、X方向回りの傾動位置(X方向回りの傾動(回転)角、ピッチ角)、Y方向回りの傾動位置(Y方向回りの傾動(回転)角、ヨー角)、及びZ方向回りの傾動位置(Z方向回りの傾動(回転)角、ロール角)を検出する。
The pair of X driving coils CX, the pair of Y driving coils CYA, CYB, and the three Z driving coils CZA, CZB, CZC are energized and controlled by the
The
以上のデジタルカメラ10は、撮影動作するとき、以下の動作をすることができる。まずボディCPU20の制御下で、一対のX駆動用コイルCX、一対のY駆動用コイルCYA、CYB及び3個のZ駆動用コイルCZA、CZB、CZCを通電制御することにより、可動ステージ61を前固定ヨーク62と後固定ヨーク63など他の部材に対して非接触の初期位置に保持する(浮上させる)。
The above
さらにデジタルカメラ10(ボディCPU20)は、可動ステージ61を浮上させた状態で、ボディCPU20(位置検出回路43)が演算した各位置に基づいて、以下の駆動制御をすることができる。
Furthermore, the digital camera 10 (body CPU 20) can perform the following drive control based on each position calculated by the body CPU 20 (position detection circuit 43) while the
Z駆動用コイルCZA、CZB、CZCを同等に通電制御することにより発生する3つの同等のZ方向の推力の相互作用により可動ステージ61をZ方向並進させ、Z駆動用コイルCZA、CZB、CZCを個別に通電制御することにより発生する3つのZ方向の異なる推力の相互作用により可動ステージ61をX方向回りに傾動及びY方向回りに傾動させることができる。
各X駆動用コイルCXを通電制御することで発生するX方向推力により、可動ステージ61をX方向に並進させることができる。
Y駆動用コイルCYA、CYBを同等に通電制御することで発生する2つの同等のY方向の推力の相互作用により可動ステージ61をY方向に並進させ、Y駆動用コイルCYA、CYBを個別に通電制御することで発生する2つのY方向の異なる推力の相互作用により可動ステージ61をZ方向回りに傾動させることができる。
以上のZ駆動用コイルCZA、CZB、CZC、X駆動用コイルCX、Y駆動用コイルCYA、CYBへの通電制御により発生する複数のZ方向の推力、(複数の)X方向の推力、複数のY方向の推力の相互作用により、可動ステージ61を6自由度(6軸)の全ての方向に並進、傾動、並進中に傾動、傾動後に並進及び並進後に傾動させることができる。
The
The
The
Z drive coils CZA, CZB, CZC, X drive coil CX, Y drive coils CYA, CYB, a plurality of Z direction thrusts, a plurality of X direction thrusts, By the interaction of thrust in the Y direction, the
ボディCPU20は、以上の可動ステージ61の駆動制御を、振れ検出回路44が検出したカメラボディ11と撮影レンズ100の振れ(振動)と同期させて行うことで、手振れ補正動作する。
The
以上の本実施形態のステージ装置60は、可動ステージ61がXY平面内の如何なる位置にあっても、X駆動用コイルCX及びY駆動用コイルCYA、CYBに通電したときに発生する推力は大部分がX方向成分とY方向成分であり、変動が少ないので、XY平面と非平行成分(XY平面から離れる方向成分、傾斜した方向成分、Z方向成分)が非常に小さいので、可動ステージ61はXY平面に対して平行状態を維持して並進し、XY平面内で(Z方向回りに)傾動(回転)する。つまり、可動ステージ61がXY平面から傾動する方向に振れたり傾動したりZ方向に移動したりすることがないので、異音が発生せず、像面が傾くことがなく、フォーカシング誤差が発生しない。
In the
第1の実施形態では、X方向用磁石MX、Y方向用磁石MYA、MYBのX駆動用コイルCX、Y駆動用コイルCYA、CYBと対向する側の磁束密度を推力方向に沿って異ならせるために、X駆動用コイルCX、Y駆動用コイルCYA、CYBと対向する側の面の中央部にX方向用磁石MXの厚さ(壁部82の高さ)の2/5〜4.5/5程度の深さの凹部81を形成した。凹部81の深さや幅は、磁石の素材、全体の大きさや推力発生手段を構成する駆動用コイル、ヨークとの関係、及び可動ステージ61の移動量等によって設定される。
In the first embodiment, the magnetic flux density on the side of the X direction magnet MX, the Y direction magnets MYA, MYB facing the X drive coil CX, and the Y drive coils CYA, CYB is made different along the thrust direction. Furthermore, the thickness of the X-direction magnet MX (the height of the wall portion 82) is 2/5 to 4.5 / in the center of the surface facing the X driving coil CX and the Y driving coils CYA and CYB. A
凹部81の深さは、磁石の厚さ(壁部82の高さ)の3/5〜4/5が好ましいが、2/5〜4.5/5の範囲であればよい。最小値より浅いと全体の磁束密度は高くなるが、Z方向成分も大きくなり、X方向、Y方向の推力変動が大きくなり、最大値より深いと全体の磁束密度が低くなり過ぎて、Z方向成分の比率が高くなり、方向、Y方向の推力変動が相対的に大きくなる。つまり、凹部81の深さが下限よりも浅くても上限より深くても、可動ステージ61の移動範囲においてX方向、Y方向の推力変動が大きくなり、推力のZ方向成分が大きくなる。
X方向用磁石MXの凹部81のX方向幅がX駆動用コイルCXのY方向(長手方向)コイル線部のX方向幅より狭いと、上記効果が十分には得られない。
The depth of the
If the X direction width of the
以上の制限と効果は、Y方向用磁石MYA、MYBにおいても同様である。 The above restrictions and effects are the same for the Y-direction magnets MYA and MYB.
第1の実施形態では、X方向用磁石MX、Y方向用磁石MYA、MYBの推力方向の中央部に凹部81を形成した。他の実施例では、X方向用磁石MX、Y方向用磁石MYA、MYBの、X駆動用コイルCX、Y駆動用コイルCYA、CYBと対向する側を平面形状とし、着磁力強度の分布を推力方向で異ならせることができる。
In 1st Embodiment, the recessed
図7Aないし図7Cには、X方向用磁石MXの着磁強度(着磁力)の分布形状(分布特性)の実施例をグラフで示した。同図において、横軸はX方向用磁石MXのX方向位置、縦軸は着磁強度比を示している。着磁強度比は、X方向用磁石MXのX方向両端部の着磁強度を1とした強度比である。横軸の0はX方向用磁石MXのX方向の中央位置を示している。
図7Aに示した実施例は、着磁強度比が、X方向用磁石MXのX方向の両端部で最も高く、中央部に向かってなだらかに小さくなる谷形状に分布している。
図7Bに示した実施例は、着磁強度比が、X方向用磁石MXのX方向の両端部で最も高く、中央部に向かって小さくなり、中央部において一定範囲を有する、逆台形形状(台形溝形状)に分布している。
図7Cに示した実施例は、着磁強度比が、X方向用磁石MXのX方向の両端部で最も高く、両端部から中央部に向かって略一定値を維持した後、急激に小さくなる、矩形状に分布している。
着磁強度、着磁力は、磁石を着磁するときの磁力であり、磁束密度は、着磁力により着磁した後の、保持着磁密度(残留磁束密度)である。
7A to 7C are graphs showing examples of the distribution shape (distribution characteristics) of the magnetization strength (magnetization force) of the X-direction magnet MX. In the figure, the horizontal axis represents the X-direction position of the X-direction magnet MX, and the vertical axis represents the magnetization intensity ratio. The magnetization intensity ratio is an intensity ratio where the magnetization intensity at both ends in the X direction of the X-direction magnet MX is 1. 0 on the horizontal axis indicates the center position of the X direction magnet MX in the X direction.
In the embodiment shown in FIG. 7A, the magnetization intensity ratio is distributed in a valley shape that is highest at both ends in the X direction of the X-direction magnet MX and gradually decreases toward the center.
The embodiment shown in FIG. 7B has an inverted trapezoidal shape in which the magnetization intensity ratio is highest at both ends in the X direction of the X-direction magnet MX, decreases toward the center, and has a certain range at the center. Distributed in a trapezoidal groove shape).
In the embodiment shown in FIG. 7C, the magnetization intensity ratio is highest at both ends in the X direction of the X-direction magnet MX, and decreases rapidly after maintaining a substantially constant value from both ends toward the center. It is distributed in a rectangular shape.
The magnetizing strength and magnetizing force are the magnetic force when magnetizing the magnet, and the magnetic flux density is the retained magnetizing density (residual magnetic flux density) after magnetized by the magnetizing force.
以上の各実施例において、X方向用磁石MXの推力方向の両端部の着磁力(着磁強度)と中央部の着磁力(着磁強度)比は、両端に対して中央部の着磁力比が0.15〜0.3(15〜30%)であればよい。
磁束密度は、X方向用磁石MXの推力方向の両端部に対して中央部の磁束密度比が0.15〜0.3(15〜30%)程度となっている。
この着磁力(着磁強度)比、磁束密度比は、磁石の素材、全体の大きさや、推力発生手段を構成する駆動用コイル、ヨークとの関係、及び可動ステージ61の移動量等によって設定される。Y方向用磁石MYA、MYBも同様である。
着磁力(着磁強度)比及び磁束密度比が下限より小さいとZ方向分力が大きくなり、上限より大きいとZ方向分力が大きくなる。つまり、数値範囲より大きくても小さくても、可動ステージ61の移動範囲においてX方向推力、Y方向推力の変動が大きくなり、推力のZ方向成分が大きくなる。
In each of the embodiments described above, the ratio of the magnetization (magnetization strength) at both ends in the thrust direction of the magnet MX for X direction to the magnetization (magnetization strength) at the center is the ratio of the magnetization at the center with respect to both ends. May be 0.15 to 0.3 (15 to 30%).
The magnetic flux density is such that the magnetic flux density ratio at the center portion is about 0.15 to 0.3 (15 to 30%) with respect to both end portions in the thrust direction of the X-direction magnet MX.
This magnetizing force (magnetizing strength) ratio and magnetic flux density ratio are set by the material of the magnet, the overall size, the relationship with the drive coil and the yoke constituting the thrust generating means, the amount of movement of the
If the magnetizing force (magnetizing strength) ratio and the magnetic flux density ratio are smaller than the lower limit, the Z-direction component force becomes larger, and if larger than the upper limit, the Z-direction component force becomes larger. That is, regardless of whether it is larger or smaller than the numerical range, fluctuations in the X-direction thrust and Y-direction thrust increase in the moving range of the
以上の実施例のような着磁強度分布により、これらの実施例においても、図2ないし図4の実施形態と同様、図6Aに示した特性の推力を発生させることができる。すなわち、X方向及びY方向の推力は、可動ステージ61のXY平面内の位置に係わらず変動が小さく、かつZ方向の分力が非常に小さい。よって、可動ステージ61がZ方向に振れたり移動したりすることが無く、異音の発生やフォーカシング誤差の発生が抑止される。
Due to the magnetization intensity distribution as in the above examples, in these examples as well, the thrust having the characteristics shown in FIG. 6A can be generated as in the embodiment of FIGS. That is, the thrust in the X direction and the Y direction has a small variation regardless of the position of the
[第2の実施形態]
第1の実施形態では、推力発生手段を構成するX方向用磁石MX、Y方向用磁石MYA、MYBを前固定ヨーク62のみに設けた。X方向用磁石MX、Y方向用磁石MYA、MYBは後固定ヨーク63に設けてもよく、可動ステージ61に設けてX駆動用コイルCX、Y駆動用コイルCYA、CYBを前固定ヨーク62及び後固定ヨーク63の一方または双方に設けてもよい。図8ないし図10は、推力発生手段を構成するX方向用磁石MX、Y方向用磁石MYA、MYBを前固定ヨーク62と後固定ヨーク63の双方に設けた第2の実施形態を示している。第1の実施形態と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the X-direction magnet MX and the Y-direction magnets MYA and MYB constituting the thrust generating means are provided only on the front fixed
前固定ヨーク62に固定されたX方向用磁石MX1、Y方向用磁石MYA1、MYB1、及びZ方向用磁石MZA1、MZB1、MZC1と対向する態様で同一仕様のX方向用磁石MX1、Y方向用磁石MYA1、MYB1、及びZ方向用磁石MZA1、MZB1、MZC1が後固定ヨーク63に固定されている。可動ステージ61には、対向するX方向用磁石MX1とMX1の間に位置させてX駆動用コイルCXが設けられ、対向するY方向用磁石MYA1とMYB1の間に位置させてY駆動用コイルCYAが設けられ、対向するY方向用磁石MYB1とMYB1の間に位置させてY駆動用コイルCYBが設けられ、Z方向用磁石MZA1とMZA1の間、MZB1とMZB1の間、MZC1とMZC1の間に位置させてZ駆動用コイルCZA、CZB、CZCが設けられている。
X-direction magnet MX1, Y-direction magnet MX1, fixed in front fixed
後固定ヨーク63の各X方向用磁石MX1、及びY方向用磁石MYA1、MYB1は、対向する前固定ヨーク62のX方向用磁石MX1、及びY方向用磁石MYA1、MYB1とは異なる磁極が対向するように配置されている(図9)。一方、後固定ヨーク63の各Z方向用磁石MZA1、MZB1、MZC1は、対向する前固定ヨーク62のZ方向用磁石MZA1、MZB1、MZC1と同一の磁極が対向するように配置される(図10)。
The X-direction magnet MX1 and the Y-direction magnets MYA1 and MYB1 of the rear fixed
X方向用磁石MX1は、図2及び図3に示したX方向用磁石MXのように横断面凹形状に形成されている。つまり、X方向用磁石MX1は、X駆動用コイルCXと対向する面が、推力方向であるX方向の中央部に凹部81’を有し、凹部81’のX方向の両側(両端部)に壁部82’を有する断面凹形状に形成されている。Y方向用磁石MYA1、MYB1の断面形状も同様に、推力方向であるY方向の中央部に凹部を有し、凹部の両側に突出部を有する断面凹形状である。但し、X方向用磁石MX1全体の厚さは、図2及び図3に示したX方向用磁石MXより薄い。Y方向用磁石MYA1とMYB1も、X方向用磁石MX1と同様の形状であり、第1の実施形態のY方向用磁石MYAとMYBよりも薄い。X方向用磁石MX1の凹部81'のX方向(推力方向)の幅は、対向するX駆動用コイルCXの一つのY方向(長手方向、推力方向と直交する方向)コイル線部のX方向幅より広い。
The X-direction magnet MX1 is formed in a concave shape in cross section like the X-direction magnet MX shown in FIGS. That is, the X-direction magnet MX1 has a
X方向用磁石MX1の磁束密度分布、着磁力分布は、X方向用磁石MX1の磁束密度分布、着磁力分布の形状と略同一または近似している。ただし、本発明者の実験によると、凹部81’の深さは、X方向用磁石MX1の厚さ(壁部82'の高さ)の1/4〜1/2が好ましい。X方向用磁石MX1の両端部に対する中央部の着磁力の比は、0.2〜0.5(20〜50%)が好ましい。
以上の各構成は、Y方向用磁石MYA1とMYB1も同様である。
The magnetic flux density distribution and the magnetized magnetic force distribution of the X-direction magnet MX1 are substantially the same as or approximate to the shape of the magnetic flux density distribution and the magnetized magnetic force distribution of the X-directional magnet MX1. However, according to experiments by the present inventors, the depth of the
The above-described configurations are the same for the Y-direction magnets MYA1 and MYB1.
凹部81’の深さが下限より浅いとZ方向分力が増加し、深いとZ方向分力が増加する。
着磁力(着磁強度)比が下限より小さいとZ方向分力が増加し、上限より大きいとZ方向分力が増加する。
X方向用磁石MX1の凹部81’のX方向幅がX駆動用コイルCXのY方向(長手方向)コイル線部のX方向幅より狭いと、上記効果が十分には得られない。
If the depth of the
When the ratio of magnetization (magnetization strength) is smaller than the lower limit, the Z-direction component increases, and when larger than the upper limit, the Z-direction component increases.
If the X-direction width of the
以上の制限と効果は、Y方向用磁石MYA1、MYB1も同様である。 The above limitations and effects are the same for the Y-direction magnets MYA1 and MYB1.
この第2の実施形態によると、前固定ヨーク62のX方向用磁石MX1、Y方向用磁石MYA1、MYB1と、後固定ヨーク63のX方向用磁石MX1、Y方向用磁石MYA1、MYB1の磁束密度は、中央部が低く、X方向、Y方向の両端部が高いので可動ステージ61がX方向、Y方向に移動してもX方向、Y方向の推力の変動が小さい。しかも第2の実施形態は、可動ステージ61のX駆動用コイルCX、Y駆動用コイルCYA、CYBの長手方向部分を挟んで異なる磁極が対向するので、磁力線を光軸O(Z軸)方向にほぼ垂直に生成することが可能になり、可動ステージ61のX方向位置、Y方向位置に係わらずX方向用磁石MX1とX駆動用コイルCX、Y方向用磁石MYA1、MYB1とY駆動用コイルCYA、CYBの間に発生する推力の変動が小さいのでX方向、Y方向に正確に駆動することが可能であり、これらの推力のZ方向分力が非常に小さいのでZ方向位置を正確に保持することが可能であり、Z方向に駆動するときは正確に駆動することが可能である。
According to the second embodiment, the magnetic flux density of the X-direction magnet MX1, the Y-direction magnets MYA1, MYB1 of the front fixed
第2の実施形態では、X方向用磁石MX1とMX1、Y方向用磁石MYA1とMYA1、Y方向用磁石MYB1とMYB1を対向配置したので、各X方向用磁石MX1とMX1、Y方向用磁石MYA1とMYA1、Y方向用磁石MYB1とMYB1の厚さを第1の実施形態のX方向用磁石MX、Y方向用磁石MYA、MYBよりも薄くしても、高い磁力密度を得ることができる。 In the second embodiment, since the X-direction magnets MX1 and MX1, the Y-direction magnets MYA1 and MYA1, and the Y-direction magnets MYB1 and MYB1 are arranged to face each other, the X-direction magnets MX1 and MX1, and the Y-direction magnet MYA1 Even if the thickness of the magnets MYB1 and MYB1 for the Y direction is made thinner than the magnets MX for the X direction MX and the magnets for the Y direction MYA and MYB of the first embodiment, a high magnetic density can be obtained.
以上の実施形態では、同一仕様の一対のX駆動用コイルCXを可動ステージ61の撮像素子31の左右両側に位置させて設け、同一仕様の一対のX方向用磁石MX、または一対のX方向用磁石MX1を撮像素子31の左右両側に設けたが、X駆動用コイルCXとX方向用磁石MX、MX1は、左右の一方のみに設けてもよい。X方向用ホール素子HXは、左右の一方のみに設けてもよい。
In the above embodiment, a pair of X driving coils CX having the same specifications are provided on both the left and right sides of the
以上の実施形態は、駆動用コイルを可動ステージ(可動部材)に設け、永久磁石を固定ヨーク(固定のベース部材)に設けた。本発明のステージ装置は、駆動用コイルを固定ヨーク(固定のベース部材)に設け、永久磁石を固定ヨーク(固定のベース部材)に設けることもできる。永久磁石を固定ヨークに設ける場合は、可動ステージのコイルを挟んで前後のヨークに永久磁石を設けることができる。コイルを固定ヨークに設ける場合は、可動ステージの磁石を挟んで前後のヨークにコイルを設けることができる。 In the above embodiment, the driving coil is provided on the movable stage (movable member), and the permanent magnet is provided on the fixed yoke (fixed base member). In the stage apparatus of the present invention, the driving coil can be provided on the fixed yoke (fixed base member), and the permanent magnet can be provided on the fixed yoke (fixed base member). When the permanent magnet is provided on the fixed yoke, the permanent magnet can be provided on the front and rear yokes with the coil of the movable stage interposed therebetween. When the coil is provided on the fixed yoke, the coil can be provided on the front and rear yokes with the magnet of the movable stage interposed therebetween.
以上の実施形態は、可動部材(可動ステージ61)を6軸方向に駆動可能である。しかし本発明は、可動部材がXY平面内においてのみ移動する駆動装置、あるいはX方向またはY方向のみに直進移動する駆動装置に適用することも可能である。
本実施形態では、磁石の凹部を長手方向に貫通した溝形状としたが、凹部は溝形状だけでなく、外周が壁により囲まれた箱形状(四辺が中央部より高い)であってもよい。箱形状とすれば、磁石の強度が向上する。
In the above embodiment, the movable member (movable stage 61) can be driven in the six-axis directions. However, the present invention can also be applied to a drive device in which the movable member moves only in the XY plane, or a drive device that moves straight in only the X direction or the Y direction.
In this embodiment, the concave portion of the magnet has a groove shape penetrating in the longitudinal direction. However, the concave portion is not limited to the groove shape, and may have a box shape whose outer periphery is surrounded by a wall (four sides higher than the central portion). . If it is a box shape, the strength of the magnet is improved.
本実施形態では、各磁石(X方向用磁石、Y方向用磁石)を単一素材による一体物として示した。しかし本発明は、各磁石を単一素材ではなく、複数の素材または複数の部材によって形成してもよい。図11A及び図11Bは、X方向用磁石の構造が異なる他の実施形態を示していて、図11Aには図3、図9同様の断面図を示し、図11BにはX方向用磁石単体の斜視図を示している。同一の部材、同一機能の部材には同一の符号を付して説明を省略する。 In the present embodiment, each magnet (X-direction magnet, Y-direction magnet) is shown as an integrated body made of a single material. However, in the present invention, each magnet may be formed of a plurality of materials or a plurality of members instead of a single material. 11A and 11B show another embodiment in which the structure of the X-direction magnet is different. FIG. 11A shows a cross-sectional view similar to FIGS. 3 and 9, and FIG. 11B shows the X-direction magnet alone. A perspective view is shown. The same members and the members having the same functions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
各X方向用磁石MXAは、2個の磁石MXaとMXaの間に非磁性体が設けられている。各X方向用磁石MXAの磁石MXaとMXaは、コイルCXと対向する側が同一極とされており、左右のX方向用磁石MXAで、コイルCXと対向する側が異なる極に設定されている。磁石MXaとMXaの間に非磁性体を設けることで、図5及び図7等に示した磁束密度特性、磁束密度分布が得られる。 Each X-direction magnet MXA is provided with a non-magnetic material between two magnets MXa and MXa. The magnets MXa and MXa of each X-direction magnet MXA have the same poles on the side facing the coil CX, and the left and right X-direction magnets MXA are set on different poles on the side facing the coil CX. By providing a non-magnetic material between the magnets MXa and MXa, the magnetic flux density characteristics and magnetic flux density distribution shown in FIGS. 5 and 7 can be obtained.
磁石MXaと非磁性体を一体化する手段として、接着などの公知の手段を使用できる。 As means for integrating the magnet MXa and the nonmagnetic material, known means such as adhesion can be used.
本実施例は、磁束密度特性を、単体の磁石MXa2個と1個の非磁性体の寸法、磁石MXaの着磁力によって設定することが可能なので、所望の磁束密度特性を得ることが容易である。
本実施例は、単体の磁石MXa2個と非磁性体1個で1セット製造できるので、安定した製造が容易であり、かつ製造コストが低い。
In this embodiment, the magnetic flux density characteristics can be set by the dimensions of two single magnets MXa and one non-magnetic material, and the magnetizing force of the magnet MXa, so that it is easy to obtain a desired magnetic flux density characteristic. .
In the present embodiment, since one set can be manufactured with two single magnets MXa and one nonmagnetic material, stable manufacturing is easy and the manufacturing cost is low.
以上はX方向用磁石MXAに適用した実施例であるが、Y方向用磁石に適用することもできる。 The above is an embodiment applied to the X-direction magnet MXA, but it can also be applied to a Y-direction magnet.
以上の実施形態は、撮像素子31を搭載した可動ステージ61を駆動するステージ装置に適用した一例である。本発明のステージ装置は、撮影光学系の光学要素の1つを駆動する補正光学系に適用することもできる。図12A、図12Bに、本発明のステージ装置を適用した補正光学系の分解斜視図を示した。なお、図12において、左側を被写体側及び前方、右側を像側及び後方という。
The above embodiment is an example applied to a stage apparatus that drives the
補正光学系は、補正光学系としてのレンズ群が固定される可動レンズ枠101と、該可動レンズ枠101を保持し、光軸Oと直交するX方向及びY方向に直進ガイドする固定鏡枠103を備えている。可動レンズ枠101は可動部材(可動ステージ)に相当し、固定鏡枠103はベース部材(固定ヨーク)に相当する。固定鏡枠103が、撮影光学系の固定鏡筒に対して固定される。
The correction optical system includes a
可動レンズ枠101は、正面視、光軸Oを中心とした円筒状のレンズ保持部111と、該レンズ保持部111の外周を囲み、光軸Oと直交する方向に延びた外フランジ部113を有し、外フランジ部113に、L字状に配置されたX駆動用コイルCXLとY駆動用コイルCYLとを有している。可動レンズ枠101は、外フランジ部113の背面に、X方向に離間させて突設された一対のX方向ガイド部115を有している。
The
固定鏡枠103は、筒状部120と、筒状部120の後部に、光軸Oを中心とした光路開口121を有する内フランジ部123を有している。内フランジ部123の前面には、X駆動用コイルCXLとY駆動用コイルCYLに対向する一対のX方向用磁石MXLと一対のY方向用磁石MYLが、ヨーク124を介して装着されている。固定鏡枠103の内フランジ部123の前面には、Y方向に離間させて突設された一対のY方向ガイド部125を有している。一対のX方向用磁石MXLと一対のY方向用磁石MYLは、詳細は図示しないが、図11に示したX方向用磁石MXAと同一の構造であり、それぞれ隙間ない状態(接触状態)で配置されている。
The fixed
可動レンズ枠101と固定鏡枠103は、L字形状のL字ガイド軸131を介して連結され、X方向及びY方向相対移動自在にガイドされる。より具体的には、L字ガイド軸131のX方向軸131Xが可動レンズ枠101の一対のX方向軸受溝115にX方向摺動自在にガイドされ、さらにL字ガイド軸131のY方向軸131Yが固定鏡枠103の一対のY方向ガイド部125によりY方向摺動自在にガイドされる。可動レンズ枠101は、X方向にはX方向ガイド部115がL字ガイド軸131のX方向軸131Xにガイドされて移動し、Y方向にはL字ガイド軸131と一体に、L字ガイド軸131のY方向軸131Yが固定鏡枠103のY方向ガイド部125にガイドされて移動する。
The
可動レンズ枠101は、X方向軸131XとY方向軸131Yを軸として傾動及び回動しないように規制され、かつX方向及びY方向移動自在にボールとボールリテーナなどのガイド部材(図示せず)によりガイドされている。固定鏡枠103には、可動レンズ枠101のX方向位置及びY方向位置を検出するX方向、Y方向位置検出手段(図示せず)が備えられている。
The
可動レンズ枠101と固定鏡枠103は、L字ガイド軸131を介して連結された状態において、X駆動用コイルCXLとX方向用磁石MXL、Y駆動用コイルCYLとY方向用磁石MYLが光軸方向に所定間隔で対向する。
When the
X駆動用コイルCXLとY駆動用コイルCYLを通電制御することにより、X方向用磁石MXLとY方向用磁石MYLの間で、可動レンズ枠101をX方向とY方向に移動させようとする推力が発生する。
Thrust for moving the
一対のX方向用磁石MXLと一対のY方向用磁石MYLは、X駆動用コイルCXL、Y駆動用コイルCYLと対向する側の磁束密度が、推力方向に沿って変化している。X方向用磁石MXLは、X方向の中央部の磁束密度が最も低く、X方向の両端部の磁束密度が最も高い。Y方向用磁石MYLは、Y方向の中央部の磁束密度が最も低く、Y方向の両端部の磁束密度が最も高い。この磁束密度分布により、可動レンズ枠101を駆動する際に、XY平面と非平行な推力成分がほとんど発生せず、X方向、Y方向のどの位置に移動していても、一定のX方向及びY方向の推力を発生させることができる。したがって、この実施形態は、可動レンズ枠101にビビリや異音の発生が無く、光軸Oに対する傾きが発生し難く、可動レンズ枠101を正確に高精度で移動することができる。
In the pair of X-direction magnets MXL and the pair of Y-direction magnets MYL, the magnetic flux density on the side facing the X driving coil CXL and the Y driving coil CYL changes along the thrust direction. The X-direction magnet MXL has the lowest magnetic flux density at the center in the X direction and the highest magnetic flux density at both ends in the X direction. The Y-direction magnet MYL has the lowest magnetic flux density at the center in the Y direction and the highest magnetic flux density at both ends in the Y direction. Due to this magnetic flux density distribution, when the
図示実施形態では、X方向用磁石MXLとY方向用磁石MYLがX駆動用コイルCXL、Y駆動用コイルCYLと対向する面を平面形状で示した。しかし、X方向用磁石MXLとY方向用磁石MYLは、図2、図3に示したように中央に凹部を有する断面凹形状でもよい。要するに、X駆動用コイルCXL、Y駆動用コイルCYLと対向する側の磁束密度または磁力は、推力方向に変化、好ましくは中央部が弱く、両端部が強い分布である。磁束密度分布、着磁力分布は、図5及び図7Aないし図7Cに示した実施例に限定されない。 In the illustrated embodiment, the surfaces of the X-direction magnet MXL and the Y-direction magnet MYL facing the X driving coil CXL and the Y driving coil CYL are shown in a planar shape. However, the X-direction magnet MXL and the Y-direction magnet MYL may have a concave cross section having a concave portion at the center as shown in FIGS. In short, the magnetic flux density or magnetic force on the side facing the X driving coil CXL and the Y driving coil CYL changes in the thrust direction, and preferably has a weak distribution at the center and strong distribution at both ends. The magnetic flux density distribution and the magnetic force distribution are not limited to the embodiments shown in FIGS. 5 and 7A to 7C.
この実施形態は、X方向用磁石MXLとY方向用磁石MYLをX駆動用コイルCXL、Y駆動用コイルCYLの片側のみに示したが、X駆動用コイルCXL、Y駆動用コイルCYLを光軸方向から挟んで両側に設けてもよい。また、可動レンズ枠101に磁石を設け、固定鏡枠103にコイルを設けてもよい。
In this embodiment, the X direction magnet MXL and the Y direction magnet MYL are shown only on one side of the X drive coil CXL and Y drive coil CYL. However, the X drive coil CXL and Y drive coil CYL are optical axes. You may provide on both sides on both sides from the direction. Further, a magnet may be provided on the
以上の撮影レンズに適用した実施形態は、可動部材を光軸直交面内においてX方向及びY方向に駆動したが、本発明のステージ装置は、撮影光学系の光学要素の1つを補正光学要素としてZ方向にも駆動できるレンズ鏡筒に適用することもできる。例えば、撮影レンズにおいて、撮影光学系を構成する光学要素の1個または複数個を補正光学要素(被駆動部材)とすることができる。この実施形態の一つでは、第1レンズ群91と第2レンズ群93の間のレンズを被駆動部材(補正光学要素)92としてある(図13)。この実施形態の場合、可動ステージ61の略中央に形成した開口61cに補正光学要素92を搭載してある。この実施形態によれば、可動ステージ(補正光学要素92)61を光軸O方向(第1の方向)、第2または第3の方向に並進させ、あるいは第2または第3の方向回りに傾動させることで、手振れ補正動作やあおり撮影などの特殊撮影が可能である。さらにこの実施形態は、可動ステージ(補正光学要素92)61を光軸O方向(第1の方向)に微並進動作させることでフォーカシング微調整が可能である。
In the embodiment applied to the above photographic lens, the movable member is driven in the X direction and the Y direction in the plane orthogonal to the optical axis. The present invention can also be applied to a lens barrel that can also be driven in the Z direction. For example, in the photographic lens, one or a plurality of optical elements constituting the photographic optical system can be used as the correction optical element (driven member). In one embodiment, a lens between the
本発明のステージ装置は、いわゆるミラーレスデジタルカメラ、一眼デジタルカメラ、コンパクトデジタルカメラや、デジタルビデオカメラ、ドライブレコーダー、アクションカメラ、携帯端末等に搭載されたデジタルカメラなどの他、交換式レンズ鏡筒、カメラ一体型レンズなど、様々な撮影装置や光学機器全般に適用可能である。 The stage apparatus of the present invention includes a so-called mirrorless digital camera, a single-lens digital camera, a compact digital camera, a digital video camera, a drive recorder, an action camera, a digital camera mounted on a portable terminal, etc., and an interchangeable lens barrel. It can be applied to various photographing devices and optical devices in general, such as a camera-integrated lens.
また本発明は、映像、データなどを投影するプロジェクターやレーザスキャナなどに適用することもできる。プロジェクターに適用する場合は、ステージ装置の可動ステージ61の略中央に、可動ステージ61の厚さ方向(第1の方向、Z方向)の一方の側(後方)から投影光を入射し、他方の側(前方)の投影光学系に向けて射出する画像形成素子(液晶パネル)、あるいは、可動ステージ61の略中央に、第1の方向(Z方向)とは異なる方向から入射した投影光束を、第1の方向(投影光学系方向)に反射するDMD(デジタルミラーデバイス、デジタルマイクロミラーデバイス)パネルを搭載できる。可動ステージ61には、画像形成素子に代えて、投影光学系を搭載してもよい。
The present invention can also be applied to projectors, laser scanners, and the like that project video, data, and the like. When applied to a projector, projection light is incident on one side (rear side) of the
図14は、可動ステージ61を有するステージ装置60を備えた画像投影装置(プロジェクター)の実施形態の概要を示している。この実施形態は、光源71と、光源71から発せられた光を均一化する照明光学系72と、照明光学系72から射出した照明光を受けて画像を形成する画像形成素子73と、この画像形成素子73が開口61c内に固定された可動ステージ61と、画像形成素子73で形成された画像を投影する投影光学系74とを備えている。画像形成素子73は、具体的には液晶パネルまたはDMDパネルである。画像形成素子73は、可動ステージ61を介してプロジェクターの筐体もしくは投影光学系74に設けられ、可動ステージ61が駆動していない状態(初期位置に保持された状態)で、画像形成素子73の画像が形成される平面が、投影光学系74の光軸Oに対して、もしくは、投影光学系74内のいずれかのレンズの光軸に対して、垂直になるようにプロジェクター内に配置される。可動ステージ61を、光軸O方向(第1の方向)、第2または第3の方向に並進させ、あるいは第1、第2または第3の方向回りに傾動等させることで、画像形成素子73(液晶パネル)を透過して投影光学系74に向かう投影光束の方向、またはDMDパネルで反射して投影光学系74に向かう投影光束の方向を変えて投影方向や投影位置を調整したり、投影画像の傾きを調整したり、液晶パネルまたはDMDパネルと投影光学系の間隔を調整して焦点調節したりすることができる。
なお、プロジェクターにはさらに、焦点のズレ量を検出する焦点検出手段や、投影画像の歪みを検出する、例えば台形検出手段を備えてもよい。これらの検出手段は、焦点合わせや台形歪み補正時に利用される。特に台形歪み補正については、台形検出手段を備えることで台形歪み量を検出し、焦点のズレ量に基づいて像面傾動手段により像面を傾動させることで自動的に補正することが可能になる。
FIG. 14 shows an outline of an embodiment of an image projection apparatus (projector) provided with a
Note that the projector may further include a focus detection unit that detects a shift amount of the focus and, for example, a trapezoid detection unit that detects distortion of the projection image. These detection means are used at the time of focusing and trapezoidal distortion correction. In particular, trapezoidal distortion correction can be automatically corrected by detecting the amount of trapezoidal distortion by providing a trapezoidal detection means and tilting the image plane by the image plane tilting means based on the amount of focus deviation. .
さらに、プロジェクターをデジタルサイネージに応用することもできる。具体的には、電車内や自動車内などの動くものに搭載した場合の振れ補正、または移動可能なロボットに搭載した場合の振れ補正などにも応用できる。さらに、手持ち可能な小型プロジェクターに搭載することで、手振れを効率的に補正することができる。なお、撮影装置にプロジェクターを搭載することも可能である。撮影装置本体部やその表示部に小型プロジェクターを搭載する場合、撮影時は撮像素子や撮影光学系の光学要素の一つを保持する可動ステージの並進、傾動等により撮影振れ補正を行い、撮影画像の投影時には画像形成素子を保持する可動ステージの並進、傾動等により投影した画像が振れないように振れ補正を行うようにしてもよい。プロジェクターに搭載する場合はさらに、画像形成素子を半画素分や1画素分ずらすことで表示する画素数を増やす画素ずらしにより高解像化が可能になるが、画素ずらしの代わりに、または画素ずらしに加えて傾動させることで高解像化することが可能になる。 Furthermore, the projector can be applied to digital signage. Specifically, the present invention can be applied to shake correction when mounted on a moving object such as in a train or car, or shake correction when mounted on a movable robot. Furthermore, camera shake can be corrected efficiently by mounting on a small handheld projector. Note that a projector can be mounted on the photographing apparatus. When a small projector is mounted on the main body of the photographic device or its display unit, the photographic image is corrected by translation and tilting of a movable stage that holds one of the optical elements of the image sensor and photographic optical system during shooting. During the projection, shake correction may be performed so that the projected image does not shake due to translation, tilting, or the like of the movable stage holding the image forming element. When mounted on a projector, it is possible to achieve higher resolution by shifting the image forming element by half a pixel or one pixel to increase the number of pixels to be displayed. However, instead of shifting the pixel or by shifting the pixel, In addition to the tilting, high resolution can be achieved.
10 デジタルカメラ
11 カメラボディ
20 ボディCPU(位置検出手段、推力制御手段)
21 カメラ操作部
22 AF部
23 露出制御部
24 レンズ通信部
30 撮像ユニット
31 撮影素子(可動部材、撮影手段)
32 画像処理部
33 画像表示部(モニタ)
34 メモリカード
35 コントラスト検出部
41 防振制御回路
42 アクチュエータ駆動回路
43 位置検出回路(位置検出手段、演算手段)
44 振れ検出回路
60 ステージ装置
61 可動ステージ(可動部材)
61a 撮像素子取付孔
62 前固定ヨーク(ベース部材)
62a 開口
63 後固定ヨーク(ベース部材)
63a 開口
81、81’ 凹部
82、82’ 壁部
100 撮影レンズ
CX、CXA、CXB、CXL X駆動用コイル(コイル、推力発生手段)
CX、CYA、CYB、CYL Y駆動用コイル(コイル、推力発生手段)
CZA、CZB、CZC Z駆動用コイル(コイル、推力発生手段)
HX X方向用ホール素子(位置検出手段)
HYA、HYB Y方向用ホール素子(位置検出手段)
HZA、HZB、HZC Z方向用ホール素子(位置検出手段)
MX、MX1、MXL、MXA X方向用磁石(磁石、推力発生手段)
MYA、MYB、MYA1、MYB1、MYL Y方向用磁石(磁石、推力発生手段)
MZA、MZB、MZC、MZA1、MZB1、MZC1 Z方向用磁石(磁石、推力発生手段)
10 Digital camera 11
21
32
34
44
61a Image
CX, CYA, CYB, CYLY Y drive coil (coil, thrust generating means)
CZA, CZB, CZC Z drive coil (coil, thrust generating means)
Hall element for HX X direction (position detection means)
HYA, HYB Y-direction Hall element (position detection means)
HZA, HZB, HZC Z-direction Hall element (position detection means)
MX, MX1, MXL, MXA X direction magnet (magnet, thrust generating means)
MYA, MYB, MYA1, MYB1, MYL Y direction magnet (magnet, thrust generating means)
MZA, MZB, MZC, MZA1, MZB1, MZC1 Z direction magnet (magnet, thrust generating means)
Claims (13)
上記可動部材を相対移動自在に保持するベース部材;及び
上記可動部材とベース部材の一方と他方に設けられた、上記可動部材を上記特定の平面と平行な方向に移動させる推力を発生する磁石とコイルとを有する推力発生手段を備え、
上記磁石は、上記コイルと対向する側の磁束密度が、上記推力方向に沿って変化していること、を特徴とするステージ装置。 A movable member movable in a direction parallel to a specific plane;
A base member that holds the movable member so as to be relatively movable; and a magnet that is provided on one and the other of the movable member and the base member and generates a thrust force that moves the movable member in a direction parallel to the specific plane. A thrust generating means having a coil,
The stage apparatus according to claim 1, wherein the magnet has a magnetic flux density on a side facing the coil that is changed along the thrust direction.
上記可動部材とベース部材の一方と他方に設けられた、上記可動部材を上記特定の平面と平行な方向に移動させる推力を発生する磁石とコイルとを有する推力発生手段を備え、
上記磁石は、上記コイルと対向する側の磁束密度が、上記推力方向に沿って変化していること、を特徴とするステージ装置。
An image forming element that has a movable member movable in a direction parallel to a specific plane and a base member that holds the movable member in a relatively movable manner, and forms an image on the movable member, and the image forming means A stage device of an image projection apparatus equipped with any one of the projection optical systems that project the image formed by
Provided with thrust generating means provided on one and the other of the movable member and the base member and having a magnet and a coil for generating a thrust for moving the movable member in a direction parallel to the specific plane;
The stage apparatus according to claim 1, wherein the magnet has a magnetic flux density on a side facing the coil that is changed along the thrust direction.
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