JP4627640B2 - ステージ装置及びこのステージ装置を利用したカメラの手振れ補正装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステージ板を直交する２方向に直線移動させるステージ装置、及び、このステージ装置を利用したカメラの手振れ補正装置に関する。

ステージ板を一平面内において直交する２方向に直線移動可能としたステージ装置の従来技術としては、例えば特許文献１及び特許文献２に記載された、カメラの手振れ補正装置として利用されたものがある。

このステージ装置（手振れ補正装置）は、以下のような構造となっている。
固定支持基板の一方の面に突設されたＹ方向案内部材には、該Ｙ方向案内部材を一方向（これをＹ方向と呼ぶ）に直線的に貫通するＹ方向孔が穿設してあり、このＹ方向孔に、棒材をＬ字形に曲折したＹ方向移動部材の一方の片を相対移動自在に嵌合して、Ｙ方向移動部材をＹ方向に直進案内している。補正レンズが固定されたステージ板（Ｘ方向移動部材）に設けた突片には、この突片をＹ方向と直交するＸ方向に直線的に貫通するＸ方向孔が設けてあり、このＸ方向孔に、Ｙ方向移動部材の他方の片を相対移動自在に嵌合することにより、該他方の片によってステージ板をＸ方向に直進案内している。さらに、ステージ板の表裏両面の３点を位置決め部材によって支持して、ステージ板を常時、Ｘ方向及びＹ方向と平行なＸＹ仮想平面上に位置させている。

アクチュエータによって、このステージ板にＸ方向の直線的な移動力を与えると、ステージ板がＸＹ仮想平面上をＹ方向移動部材の他方の片に沿ってＸ方向に直線移動し、ステージ板にＹ方向の直線的な移動力を与えると、Ｙ方向移動部材の一方の片がＹ方向長孔に沿ってＸＹ仮想平面上をＹ方向に直線移動し、ステージ板も一緒にＹ方向に直線移動する。
そして、カメラ内に設けた振動検出センサが検出した振動情報に基づいてアクチュエータを駆動させることにより、補正レンズがＸ方向とＹ方向に移動し、手振れが補正される。

しかしながら、この特許文献１のステージ装置は、固定支持基板、Ｙ方向移動部材、及びステージ板（Ｘ方向移動部材）の他に、ステージ板の表裏両面の３点を支持する位置決め部材を必要とするため、構造が複雑であるという問題があった。
そこで出願人は、固定支持基板；この固定支持基板上に、特定のＹ方向に移動可能に支持されたＹ方向移動部材；及びこのＹ方向移動部材上にＹ方向と直交するＸ方向に移動可能に支持されたＸ方向移動部材（ステージ板）；を備えたステージ装置において、上記Ｙ方向移動部材を、Ｙ方向に伸びるＹ方向棒状部と、このＹ方向棒状部に接続されＸ方向に伸びる一対のＸ方向棒状部とを備えるものとし、上記固定支持基板を、このＹ方向移動部材のＹ方向棒状部を上記Ｙ方向に摺動自在に案内するＹ方向案内手段と、上記Ｘ方向棒状部の自由端部をＹ方向に移動自在に支持するＹ方向支持手段とを備えるものとし、上記Ｘ方向移動部材を、上記Ｙ方向移動部材に、上記Ｘ方向に摺動自在に支持したものを発明し、既に特許出願している（特願２００４−１３５６３号）。
特開平８−３０４８６８号公報 特開平８−１５２６５９号公報

この特許出願のＹ方向移動部材のＹ方向棒状部と一対のＸ方向棒状部が全て同一平面上に位置していないと、Ｙ方向移動部材が固定支持基板に対して円滑に移動できなくなり、かつ、ステージ板（Ｘ方向移動部材）がＹ方向移動部材に対してＸ方向に円滑に移動できなくなり、ステージ装置の動作特性が低下してしまう。
しかし、Ｙ方向移動部材は一体物として成形するのが通常であり、Ｙ方向棒状部と一対のＸ方向棒状部の全てが同一平面上に位置するようにＹ方向移動部材を成形するのは容易でない。さらに、成形後にＹ方向棒状部の軸線とＸ方向棒状部の軸線とがなす角度を調整して、Ｙ方向棒状部と一対のＸ方向棒状部の全てを同一平面上に位置させることも難しかった。

本発明の目的は、Ｙ方向移動部材またはＸ方向移動部材のＹ方向棒状部とＸ方向棒状部を同一平面上に位置させることが可能なステージ装置及びこのステージ装置を利用したカメラの手振れ補正装置を提供することにある。

本発明のステージ装置は、固定支持基板；この固定支持基板に、該固定支持基板と平行な特定のＹ方向に相対移動可能に支持された、該Ｙ方向に伸びるＹ方向棒状部と、このＹ方向棒状部に接続され、該固定支持基板と平行で上記Ｙ方向と直交するＸ方向に伸びる一対のＸ方向棒状部とを備えるＹ方向移動部材；及び該Ｙ方向移動部材の上記一対のＸ方向棒状部に、上記Ｘ方向に相対移動可能に支持されたＸ方向ステージ部材；を備えたステージ装置において、上記Ｙ方向移動部材の少なくとも一方の上記Ｘ方向棒状部を、上記Ｙ方向棒状部に対して、該Ｙ方向棒状部の軸線回りに回転可能な接続構造を介して接続し、該接続構造に接続した上記Ｘ方向棒状部の上記Ｙ方向棒状部回りの回転を規制する回転規制部を設けたことを特徴としている。

上記回転規制部が、上記固定支持基板に設けた、上記Ｙ方向棒状部を上記Ｙ方向に摺動自在に案内するＹ方向案内孔と、上記Ｘ方向棒状部の自由端部を上記Ｙ方向に移動自在に支持し、かつ、該Ｘ方向棒状部の上記Ｙ方向棒状部回りの回転を規制するＹ方向長孔とを具備するのが実際的である。

さらに、上記Ｘ方向ステージ部材が、一方の上記Ｘ方向棒状部に直進案内された状態で嵌合するＸ方向案内孔と、他方の上記Ｘ方向棒状部に、Ｘ方向に相対移動可能かつ一方のＸ方向棒状部回りに回転不能として嵌合する回転規制孔とを備えているのが実際的である。

別の態様によれば、本発明のステージ装置は、固定支持基板；上記固定支持基板に、該固定支持基板と平行な特定のＸ方向に相対移動可能に支持された、該Ｘ方向に延出する一対のＸ方向棒状部と、この両Ｘ方向棒状部に接続され、該固定支持基板と平行で上記Ｘ方向と直交するＹ方向に伸びるＹ方向棒状部とを備えるＸ方向移動部材；及び該Ｘ方向移動部材の上記一対のＸ方向棒状部に、上記Ｙ方向に相対移動可能に支持されたＹ方向ステージ部材；を備えたステージ装置において、上記Ｘ方向移動部材の少なくとも一方の上記Ｘ方向棒状部を、上記Ｙ方向棒状部に対して、該Ｙ方向棒状部の軸線回りに回転可能な接続構造を介して接続し、該接続構造に接続した上記Ｘ方向棒状部の上記Ｙ方向棒状部回りの回転を規制する回転規制部を設けたことを特徴としている。

この態様では、上記回転規制部が、
上記固定支持基板に設けた、一方の上記Ｘ方向棒状部を上記Ｘ方向に摺動自在に案内するＸ方向案内孔と、他方の上記Ｘ方向棒状部を上記Ｘ方向に移動自在に支持し、かつ、該他方のＸ方向棒状部の上記一方のＸ方向棒状部回りの回転を規制するＹ方向長孔とを具備するのが実際的である。

この態様では、さらに上記Ｙ方向ステージ部材が、上記Ｙ方向棒状部に上記Ｙ方向に直進案内された状態で嵌合するＹ方向案内孔と、少なくとも一方の上記Ｘ方向棒状部に上記Ｙ方向に相対移動可能かつ上記Ｙ方向棒状部回りに回転不能として嵌合する回転規制孔とを備えているのが実際的である。

いずれの態様でも、上記Ｙ方向棒状部と少なくとも一方の上記Ｘ方向棒状部を別部材とし、両者を、該Ｘ方向棒状部を該Ｙ方向棒状部の軸線に対して回転可能に支持する連結部材によって接合するのが実際的である。

上記連結部材に、上記Ｙ方向棒状部と上記Ｘ方向棒状部の少なくとも一方が回転可能に嵌合する支持孔を設けて実施してもよい。

上記支持孔が上記連結部材を貫通する場合は、上記支持孔に回転可能に支持された上記Ｙ方向棒状部または上記Ｘ方向棒状部の上記連結部材側の端部を上記連結部材の外側に突出させ、この突出端部に、該支持孔の内径より大径の抜止部を設けるのが実際的である。

いずれの態様のステージ装置も、上記Ｙ方向移動部材又は上記Ｙ方向ステージ部材を上記Ｙ方向に駆動するＹアクチュエータと、上記Ｘ方向移動部材又は上記Ｘ方向ステージ部材を上記Ｘ方向に駆動するＸアクチュエータと、を備えることが可能である。

このようなアクチュエータを備える場合は、ステージ装置をカメラの手振れ補正装置として利用できる。
カメラの手振れ補正装置は、例えば、上記ステージ装置を内蔵するカメラと、上記Ｘ方向ステージ部材又はＹ方向ステージ部材の前面に固定された、カメラ光学系の結像面に撮像面を有する撮像素子と、上記カメラの振動を検出する振動検出センサと、該振動検出センサが検出した振動情報に基づいて、上記Ｘアクチュエータまたは上記Ｙアクチュエータを、手振れを補正するように駆動させる制御手段と、を備える構成とすることが可能である。

また、カメラの手振れ補正装置を、上記ステージ装置を内蔵するカメラと、
上記Ｘ方向ステージ部材又はＹ方向ステージ部材に固定された、結像面の前方にありカメラ光学系の光軸に対して垂直に配置された、手振れを補正するための補正レンズと、上記カメラの振動を検出する振動検出センサと、該振動検出センサが検出した振動情報に基づいて、上記Ｘアクチュエータまたは上記Ｙアクチュエータを、手振れを補正するように駆動させる制御手段と、を備える構成とすることも可能である。

本発明によると、少なくとも一方のＸ方向棒状部を回転させ、Ｙ方向棒状部とＸ方向棒状部がなす角度を調整することにより、Ｙ方向移動部材またはＸ方向移動部材のＹ方向棒状部とＸ方向棒状部を同一平面上に簡単に位置させられるので、ステージ装置及び手振れ補正装置の動作特性が向上する。

以下、図１〜図１５に基づいて、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１に示すように、デジタルカメラ（カメラ）１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ＣＣＤ（撮像素子）３が配設されている。上記カメラ光学系の光軸Ｏに対して直交するＣＣＤ３の撮像面３ａの位置は、該カメラ光学系の結像位置と一致しており、ＣＣＤ３はデジタルカメラ１に内蔵された手振れ補正装置５に固定されている。

手振れ補正装置５は、図２〜図１５に示すように、以下のような構造となっている。
図２、図６、及び図９に示すように、後方から視たときに方形をなし、その中央部に方形の収容孔１０ａが穿設された固定支持基板１０は、図示を省略した固定手段によりデジタルカメラ１のボディ内に、光軸Ｏに対して直交し、かつ、光軸Ｏが収容孔１０ａの中心に位置するように固定されている。固定支持基板１０の後面の左側部には、合成樹脂等の弾性材料からなる２個の同形状のＹ方向案内部１１が、図２の矢線Ｙで示したＹ方向（上下方向）に並べて突設されており、両Ｙ方向案内部１１を、Ｙ方向案内溝１２がＹ方向に直線的に貫通している。図７に示すように、Ｙ方向案内溝１２は、断面視円形の案内部１２ａと、案内部１２ａと外部とを連通する開口部１２ｂとからなる。上下のＹ方向案内部１１に設けられた案内部１２ａは互いに同心をなしており、開口部１２ｂの外側の開口幅（Ｌ１）は案内部１２ａとの連通部の開口幅（Ｌ２）より大きい。
固定支持基板１０の後面の右側部には、２個の自由端支持部１３がＹ方向に並べて突設されている。両自由端支持部１３には、自由端支持部１３を、図２の矢印Ｘで示すＸ方向（左右方向）に貫通し、かつ、Ｙ方向に長いＹ方向長孔１４がそれぞれ穿設されている。そして、左右のＹ方向長孔１４のＸ方向を向く中心軸と両案内部１２ａの中心軸は、全て固定支持基板１０と平行な同一平面上に位置している。

図２、図６、及び図９に示すように、後方から視たときに逆コ字形をなすＹ方向移動部材２０は、断面形状が円形をなす３本の金属棒を連結して構成したものである。具体的には、Ｙ方向に延在する１本のＹ方向棒状部２１と、Ｙ方向と直交するＸ方向（図２、図６、及び図９の左右方向）に延在する２本のＸ方向棒状部２２、２３とを具備している。そして、Ｙ方向棒状部２１の上下両端部とＸ方向棒状部２２、２３の左端部同士が、後方から視たときに略Ｌ字形をなす合成樹脂製の連結部材２４によって連結されている。図１５に示すように、この連結部材２４には、その内部をＹ方向に貫通するＹ方向貫通孔２４ａと、Ｘ方向のＸ方向有底孔２４ｂとが設けられており、Ｘ方向棒状部２２、２３の左端部はＸ方向有底孔２４ｂに相対回転不能に嵌合固定されており、Ｙ方向貫通孔２４ａにはＹ方向棒状部２１の上下両端部が回転可能に嵌合している。さらに、Ｙ方向棒状部２１の上下両端には、Ｙ方向貫通孔２４ａより大径の円形の抜止板（抜止部）２１ａが着脱可能に取り付けられている。Ｙ方向棒状部２１の断面形状はＹ方向案内部１１の案内部１２ａと略同一であり、Ｘ方向棒状部２２、２３の断面径は、Ｙ方向長孔１４の前後方向寸法と略同一で、かつ、Ｙ方向長孔１４のＹ方向長より短い。

ＣＣＤ３は、後方から視たときに方形をなすベース板３０の前面に固定されており、図１２に示すように、ベース板３０の前面には中空のカバー部材（Ｘ方向移動部材）３１の後面が、ＣＣＤ３を囲むように固着されている。このカバー部材３１の前面には正面視方形の採光孔３１ａが穿設されており（図１２参照）、正面から視たときに、この採光孔３１ａを通してＣＣＤ３の撮像面３ａが完全に露出するようにしている。さらに、カバー部材３１の内部空間には透光性材料からなるローパスフィルタ３２が、カバー部材３１の前部の内周面に当接する状態で配設されており、ＣＣＤ３の前面の撮像面３ａの周囲とローパスフィルタ３２の間には、撮像面３ａの周縁部に接触する正面視方形環状の押さえ部材３３が設けられている。

カバー部材３１の上端部には、左右一対のＸ方向案内部（Ｘ方向移動部材）３４が突設されており、下端部には支持部（Ｘ方向移動部材）３５が突設されている。両Ｘ方向案内部３４には、Ｘ方向案内部３４をＸ方向に貫通する、断面形状がＸ方向棒状部２２と略同一のＸ方向案内孔３４ａが設けられている。一方、支持部３５には、支持部３５をＸ方向に貫通する支持用溝（回転規制孔）３５ａが設けられている。この支持用溝３５ａは、図８に示すように、その下端が開口しており、そのＹ方向長はＸ方向棒状部２３の断面径より長く、その前後方向幅はＸ方向棒状部２３と略同一である。左右のＸ方向案内孔３４ａの中心軸と支持用溝３５ａのＸ方向を向く中心軸は全て同一平面上に位置している。

図１１及び図１２に示すように、ベース板３０の後面には電気基板３６が固着されている。この電気基板３６には図示を省略した導線が多数形成されており、この導線にＣＣＤ３が電気的に接続されている。電気基板３６には２つの突出舌片３６ａ、３６ｂが形成されており、これらの突出舌片３６ａ、３６ｂの後面にはそれぞれ、電気基板３６と平行な平面状のＸ方向駆動用コイル（駆動用コイル）ＣＸとＹ方向駆動用コイル（駆動用コイル）ＣＹが、プリントにより形成されている。
図１３に示すように、Ｘ方向駆動用コイルＣＸは、各辺が直線状をなす渦巻き状をなしており、右辺ＣＸ１と、左辺ＣＸ２と、上辺ＣＸ３と、下辺ＣＸ４とからなっている。
図１４に示すように、Ｙ方向駆動用コイルＣＹも各辺が直線状をなす渦巻き状をなしており、右辺ＣＹ１と、左辺ＣＹ２と、上辺ＣＹ３と、下辺ＣＹ４とからなっている。Ｘ方向駆動用コイルＣＸとＹ方向駆動用コイルＣＹは、便宜上電気線を数回巻いたものとして図示しているが、実際は数十回巻かれている。
Ｘ方向駆動用コイルＣＸとＹ方向駆動用コイルＣＹの両端はそれぞれ、電気基板３６の上記導線に接続されている。さらに、図１１に示すように、後方から視たときに、Ｘ方向駆動用コイルＣＸの中心を通るＸ方向の直線であるＸ方向直線ＬＸは、電気基板３６、ベース板３０、カバー部材３１、ローパスフィルタ３２、押さえ部材３３、及びＣＣＤ３からなるＸ方向移動体の重心Ｇと略重合する。一方、Ｙ方向駆動用コイルＣＹの中心を通るＹ方向の直線であるＹ方向直線ＬＹは、図１１の非作動状態において、このＸ方向移動体にＹ方向移動部材２０を加えたＹ方向移動体の重心（重心Ｇから僅かにずれている）と略重合する。

固定支持基板１０の後面の２カ所には金属等の軟磁性体からなる断面視コ字形のヨークＹＸ、ＹＹが固着されており、各ヨークＹＸ、ＹＹの内面には磁石ＭＸ、ＭＹが設けられている。ヨークＹＸの磁石ＭＸは、Ｎ極とＳ極がＸ方向に並んでおり、ヨークＹＹの磁石ＭＹは、Ｎ極とＳ極がＹ方向に並んでいる。
図１２に示すように、ヨークＹＹの先端部は磁石ＭＹと対向しており、両者の間に磁気回路が形成されている。
図示は省略してあるが、同様に、ヨークＹＸの先端部は磁石ＭＸと磁気回路を形成している。

カバー部材３１を収容孔１０ａ内に位置させ、かつ、各突出舌片３６ａ、３６ｂを両ヨークＹＸ、ＹＹの内部にそれぞれ位置させた状態で、図２、図６、図９及び図１１の左側からＹ方向移動部材２０をカバー部材３１に接近させ、Ｘ方向棒状部２２を両Ｘ方向案内部３４のＸ方向案内孔３４ａに貫通させるとともに、Ｘ方向棒状部２３を支持用溝３５ａに貫通させると、電気基板３６がＹ方向移動部材２０に対してＸ方向に相対移動自在となる。

そして、図６に示すように、このようにベース板３０、カバー部材３１、両Ｘ方向案内部３４、支持部３５、及び電気基板３６と一体となったＹ方向移動部材２０を、図６の左側から右側に直線的に移動させ、その両Ｘ方向棒状部２２、２３の自由端を、両自由端支持部１３のＹ方向長孔１４に嵌合させ、かつ、Ｙ方向棒状部２１を開口部１２ｂに嵌合させる。Ｙ方向棒状部２１が開口部１２ｂに嵌合すると、Ｙ方向棒状部２１の断面径は、開口部１２ｂの外側の開口幅（Ｌ１）より狭いが、内側の開口幅（Ｌ２）より広いので、開口部１２ｂは拡開する方向に弾性変形する。Ｙ方向棒状部２１をさらに図６の右側に移動させると、Ｙ方向棒状部２１が案内部１２ａに抜け止めされた状態で嵌合し、開口部１２ｂは元の形状に弾性復帰して、図１１及び図１２に示すように手振れ補正装置５が完成する。

このように、Ｙ方向移動部材２０を図２、図６、及び図９の左側から右側に直線的に移動させるだけで、Ｙ方向移動部材２０をＹ方向長孔１４とＹ方向案内溝１２へ簡単に取り付けることができる。また、Ｙ方向移動部材２０を、開口部１２ｂを弾性変形させるだけの力で、図２、図６、及び図９の右側から左側に直線移動させることにより、Ｙ方向移動部材２０をＹ方向案内溝１２とＹ方向長孔１４から簡単に取り外すことができる。

上述したように、Ｘ方向棒状部２２、２３の断面径とＹ方向長孔１４の前後方向寸法が同じなので、Ｙ方向移動部材２０のＹ方向棒状部２１回りの回転は規制されており、この結果、Ｙ方向棒状部２１とＸ方向棒状部２２、２３の各中心軸は常に、Ｘ方向及びＹ方向と平行なＸＹ仮想平面Ｐ（図４参照）上に位置する。さらに、図４に示すように、Ｙ方向案内部１１、自由端支持部１３、ベース板３０の各部材もＸＹ仮想平面Ｐ上に位置している。

図１１に示すように、デジタルカメラ１内には、バッテリＢと、デジタルカメラ１の振動を検出する振動検出センサＳと、該振動検出センサＳが検出した振動情報に基づいて、バッテリＢで発生した電力を、両コイルＣＸ、ＣＹに、その方向と大きさを変えながら流す制御回路（制御手段）Ｃとが設けられている。バッテリＢと振動検出センサＳはともに制御回路Ｃに電気的に接続されており、制御回路Ｃは電気基板３６の上記導線に電気的に接続されている。

以上説明した手振れ補正装置５の構成部材の内、バッテリＢと振動検出センサＳと制御回路Ｃを除いた構成部材によりステージ装置が構成されている。
さらに、磁石ＭＸとヨークＹＸによりＸ方向用磁力発生装置が、磁石ＭＹとヨークＹＹによりＹ方向用磁力発生装置がそれぞれ構成され、このＸ方向用磁力発生装置とＸ方向駆動用コイルＣＸによりＸアクチュエータが構成され、Ｙ方向用磁力発生装置とＹ方向駆動用コイルＣＹによりＹアクチュエータが構成されている。

次に、手振れ補正装置５の動作について説明する。
デジタルカメラ１によって撮影を行うと、各レンズＬ１〜Ｌ３を透過した光が、収容孔１０ａとローパスフィルタ３２を通ってＣＣＤ３の撮像面３ａに結像する。この際、デジタルカメラ１の手振れ補正スイッチ（不図示）をＯＮにして撮影を行なうと、デジタルカメラ１に手振れ（像振れ）が生じなければ、振動センサＳが振動を感知しないので、手振れ補正装置５は図２から図５、及び図１１に示す非作動状態を維持する。一方、デジタルカメラ１に手振れが生じると、振動センサＳがデジタルカメラ１の振動を検知し、この振動情報が制御回路Ｃに送られる。すると、以下に説明するように、制御回路Ｃが、バッテリＢで発生した電流をＸ方向駆動用コイルＣＸとＹ方向駆動用コイルＣＹに、その大きさと方向を調整しながら流す。

カバー部材３１（電気基板３６）は、Ｘ方向駆動用コイルＣＸの右辺ＣＸ１が磁石ＭＸのＮ極と、左辺ＣＸ２がＳ極と前後方向に重合関係を維持する範囲内でＸ方向に移動可能である。
図１３に示す非作動状態で、例えばＸ方向駆動用コイルＣＸに図１３に矢線で示す方向の電流が流れると、右辺ＣＸ１と左辺ＣＸ２にはＸ方向右向きの直線的な力ＦＸが生じる。この力ＦＸにより、Ｘ方向案内部３４と支持部３５がＸ方向棒状部２２、２３に沿って右側に移動するので、電気基板３６も固定支持基板１０に対して右側に相対移動する。なお、この際、上辺ＣＸ３と下辺ＣＸ４にも力が生じるが、これらの力は互いに打ち消し合うので、電気基板３６には力を及ぼさない。

Ｘ方向駆動用コイルＣＸに図１３の矢線と逆向きの電流を流すと、右辺ＣＸ１と左辺ＣＸ２にはＸ方向左向きの直線的な力が生じ、電気基板３６はＸ方向棒状部２２、２３に沿って固定支持基板１０に対して左側に相対移動する。
このように制御回路ＣがＸ方向駆動用コイルＣＸへ流す電流の向きを調整することにより、右辺ＣＸ１がＮ極と重合し左辺ＣＸ２がＳ極と重合し、かつ、カバー部材３１が収容孔１０ａに当接しない範囲内で、電気基板３６がＸ方向棒状部２２、２３に沿ってＸ方向（左右方向）に移動する。
さらに、バッテリＢからＸ方向駆動用コイルＣＸへの給電を停止すると、その瞬間にＸ方向の動力が失われ、電気基板３６は停止する。
また、Ｘ方向駆動用コイルＣＸに流れる電流の大きさと生じる力は比例するので、バッテリＢからＸ方向駆動用コイルＣＸへ給電する電流を大きくすれば、Ｘ方向駆動用コイルＣＸに掛かる力は大きくなり、電流を小さくすればＸ方向駆動用コイルＣＸに掛かる力は小さくなる。

一方、カバー部材３１（電気基板３６）は、Ｙ方向駆動用コイルＣＹの上辺ＣＹ３が磁石ＭＹのＮ極と、下辺ＣＹ４がＳ極と前後方向に重合関係を維持する範囲内でＹ方向に移動可能である。
図１１に示す非作動状態で、例えば、Ｙ方向駆動用コイルＣＹに図１４に矢線で示す方向の電流が流れると、上辺ＣＹ３と下辺ＣＹ４にはＹ方向上向きの直線的な力ＦＹが生じる。この力ＦＹにより、Ｙ方向移動部材２０がＹ方向案内溝１２とＹ方向長孔１４に沿って固定支持基板１０に対して上向きに相対移動するので、電気基板３６も上向きに相対移動する。なお、この際、右辺ＣＹ１と左辺ＣＹ２にも力が生じるが、これらの力は互いに打ち消し合うので、電気基板３６には力を及ぼさない。

Ｙ方向駆動用コイルＣＹに図１４の矢線と逆向きの電流を流すと、上辺ＣＹ３と下辺ＣＹ４にはＹ方向下向きの直線的な力が生じ、電気基板３６はＹ方向案内溝１２とＹ方向長孔１４に沿って固定支持基板１０に対して下方に相対移動する。
このように制御回路ＣがＹ方向駆動用コイルＣＹへ流す電流の向きを調整することにより、上辺ＣＹ３がＮ極と重合し下辺ＣＹ４がＳ極と重合し、かつ、カバー部材３１が収容孔１０ａに当接しない範囲内で、電気基板３６がＹ方向案内溝１２とＹ方向長孔１４に沿ってＹ方向（上下方向）に移動する。
さらに、バッテリＢからＹ方向駆動用コイルＣＹへの給電を停止すると、その瞬間にＹ方向の動力が失われ、電気基板３６は停止する。
また、Ｙ方向駆動用コイルＣＹに流れる電流の大きさと生じる力は比例するので、バッテリＢからＹ方向駆動用コイルＣＹへ給電する電流を大きくすれば、Ｙ方向駆動用コイルＣＹに掛かる力は大きくなり、電流を小さくすればＹ方向駆動用コイルＣＹに掛かる力は小さくなる。
このように、電気基板３６のＸ方向とＹ方向への移動により、ベース板３０に固定されたＣＣＤ３のＸＹ方向位置が変化し、手振れ補正が行われる。

以上説明した本実施形態によれば、それぞれ簡単に成形できる１本の直線棒状のＹ方向棒状部２１と、２本の直線棒状のＸ方向棒状部２２、２３とを、２つの連結部材２４を介して結合してＹ方向移動部材２０を構成しているので、Ｙ方向移動部材２０を簡単に製造できる。そして、両Ｘ方向棒状部２２、２３が連結部材２４を介してＹ方向棒状部２１に対して回転可能となっているので、両Ｘ方向棒状部２２、２３のＹ方向棒状部２１に対する回転角度を調整することにより、Ｙ方向棒状部２１とＸ方向棒状部２２、２３を同一平面上に簡単に位置させることができる。従って、固定支持基板１０に対するＹ方向移動部材２０の動作が円滑になり、かつ、Ｙ方向移動部材２０に対するＸ方向移動部材（カバー部材３１、Ｘ方向案内部３４、支持部３５）の動作が円滑になるので、本Ｙ方向移動部材２０を用いた手振れ補正装置５の動作特性は良好となる。

さらに、Ｘ方向直線ＬＸが、電気基板３６、ベース板３０、カバー部材３１、ローパスフィルタ３２、押さえ部材３３、及びＣＣＤ３からなるＸ方向移動体の重心Ｇと前後方向に略重合するので、Ｘ方向駆動用コイルＣＸに生じた力は電気基板３６に効率よく伝達される。一方、Ｙ方向直線ＬＹは、非作動状態においてＸ方向移動体にＹ方向移動部材２０を加えたＹ方向移動体の重心と前後方向に重合し、電気基板３６のＸ方向への移動によりこの重心がＸ方向に僅かに移動した後も前後方向にほぼ重合するので、Ｙ方向駆動用コイルＣＹに生じた力は電気基板３６に効率よく伝達される。

次に、本発明の第２の実施形態の手振れ補正装置５０について、図１６を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態と同じ部材には同じ符合を付すに止めて、その詳細な説明は省略する。
本実施形態の手振れ補正装置５０は、そのステージ装置の構造が第１の実施形態とは異なり、より詳細には、Ｙ方向移動部材、Ｘ方向移動部材、及び固定支持基板１０のＸ方向移動部材を支持するための構造が異なる。
以下、これら本実施形態の特徴的構造について説明する。

固定支持基板１０の後面の上部には、左右一対のＸ方向案内部１６が突設されており、両Ｘ方向案内部１６を互いに同心をなすＸ方向案内孔１６ａがＸ方向に直線的に貫通している。また、固定支持基板１０の後面の下部には、左右一対のＸ方向支持部１７が突設されており、両Ｘ方向支持部１７を互いに同心をなすＹ方向長孔１７ａがＸ方向に貫通している。さらに、両Ｘ方向案内孔１６ａと両Ｙ方向長孔１７ａの中心軸は全て、固定支持基板１０と平行な同一平面上に位置している。

Ｘ方向移動部材６０は、第１の実施形態のＹ方向移動部材２０と略同形状（略コ字形）であり、金属棒を略Ｌ字形に曲折加工したＬ字部６１の下端部と、このＬ字部６１とは別部材のＸ方向棒状部２３の左端部とを連結部材２４によって連結した構成となっている。第１の実施形態と同様に、Ｘ方向棒状部２３の左端部は連結部材２４のＸ方向有底孔２４ｂに相対回転不能に嵌合固定されている。Ｌ字部６１は、Ｙ方向棒状部６２とＸ方向棒状部６３からなり、そのＹ方向棒状部６２の下端部が連結部材２４のＹ方向貫通孔２４ａに回転可能に嵌合し、かつ、Ｙ方向棒状部６２の下端部に第１の実施形態と同様の抜止部６２ａが着脱可能に設けられているので、Ｘ方向棒状部２３はＹ方向棒状部６２に対して回転可能である。

カバー部材（Ｙ方向移動部材）３１の左側面には、上下一対のＹ方向案内部（Ｙ方向移動部材）３７が突設されており、両Ｙ方向案内部３７を互いに同心をなすＹ方向案内孔３７ａがＹ方向に直線的に貫通している。カバー部材３１の上面と下面には支持部（Ｙ方向移動部材）３８が突設されており、図１７に示すように、両支持部３８を支持用溝３５ａとほぼ同じ断面形状の支持用溝（回転規制孔）３８ａがＸ方向に貫通している。カバー部材３１の後面には第１の実施形態と同様にベース板３０が固着されている。なお、図１６では図２と同様に、電気基板３６とヨークＹＸ、ＹＹ、バッテリＢ、制御回路Ｃ、振動検出センサＳ等を省略して示している。さらに、図示は省略してあるが、第１の実施形態と同様に、カバー部材３１の内部にはＣＣＤ３やローパスフィルタ３２等が設けられている。

このような構成のステージ装置は、以下の手順によって組み立てられる。まず、Ｘ方向移動部材６０のＬ字部６１を連結部材２４から分離した状態で、そのＸ方向棒状部６３を左右のＸ方向案内部１６のＸ方向案内孔１６ａに貫通させ、さらに、上下のＹ方向案内孔３７ａにＹ方向棒状部６２を挿入し、かつ、Ｘ方向棒状部６３に上側の支持用溝３８ａを嵌合させて、固定支持基板１０とＬ字部６１とカバー部材３１（及びベース板３０）を一体化する。さらに、Ｘ方向棒状部２３を左右のＹ方向長孔１７ａと下側の支持用溝３８ａに挿入した後に、Ｌ字部６１とＸ方向棒状部２３を連結部材２４によって連結し、Ｙ方向棒状部６２の下端部に抜止部６２ａを取り付ければ、ステージ装置が完成する。

Ｘ方向棒状部６３の断面形状はＸ方向案内孔１６ａと略同形状なので、Ｘ方向棒状部６３はＸ方向案内部１６に対してがたつくことなくＸ方向に直線的に相対移動可能である。一方、Ｘ方向棒状部２３の断面径とＹ方向長孔１７ａの前後長は一致しており、Ｙ方向長孔１７ａのＹ方向長はＸ方向棒状部２３の断面径より長いので、Ｘ方向棒状部２３はＹ方向長孔１７ａに対してＸ方向にもＹ方向にも移動可能である。このように、Ｘ方向棒状部２３がＹ方向長孔１７ａに嵌合しているので、Ｘ方向移動部材６０は、Ｘ方向棒状部６３の軸線回りの回転が禁止され、常に固定支持基板１０と平行なＸＹ仮想平面（図１６では図示略）上に位置する。

上下のＹ方向案内孔３７ａはＹ方向棒状部６２の断面形状と略同形状であり、かつ、両Ｘ方向棒状部２３、６３の断面径と両支持用溝３８ａの前後長は一致しており、両支持用溝３８ａのＹ方向長は両Ｘ方向棒状部２３、６３の断面径より長いので、Ｙ方向移動部材（カバー部材３１、Ｙ方向案内部３７、支持部３８）はＸ方向移動部材６０に対してＹ方向に直線的に相対移動可能であり、かつＹ方向棒状部６２の軸線回りに回転することはなく、カバー部材３１とベース板３０は上記ＸＹ仮想平面Ｐと平行をなす。

このような構成のステージ装置を備える手振れ補正装置５０は、電気基板３６（図１６では図示略）と固定支持基板１０の間に設けられたＸアクチュエータ（磁石ＭＸ、ヨークＹＸ、及びＸ方向駆動用コイルＣＸ）、及びＹアクチュエータ（磁石ＭＹ、ヨークＹＹ、及びＹ方向駆動用コイルＣＹ）が電気基板３６にＸ方向とＹ方向の駆動力を付与することにより、Ｘ方向移動部材６０が固定支持基板１０に対してＸ方向に相対移動し、Ｙ方向移動部材（カバー部材３１、Ｙ方向案内部３７、支持部３８）がＸ方向移動部材６０に対してＹ方向に相対移動し、これにより手振れを補正する。

このような本実施形態のＸ方向移動部材６０も、第１の実施形態のＹ方向移動部材２０と同様に簡単に製造でき、そのＸ方向棒状部２３がＬ字部６１に対して回転可能なので、Ｘ方向棒状部２３のＬ字部６１に対する回転角度を調整することにより、Ｌ字部６１とＸ方向棒状部２３を同一平面上に簡単に位置させることができる。従って、固定支持基板１０に対するＸ方向移動部材６０の動作が円滑になり、かつ、Ｘ方向移動部材６０に対するＹ方向移動部材（カバー部材３１、Ｙ方向案内部３７、支持部３８）の動作が円滑になるので、本Ｘ方向移動部材６０を用いた手振れ補正装置５０の動作特性は良好となる。

以上、本発明を第１及び第２の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記両実施形態に限られるものではなく、様々な変更を施しながら実施可能である。例えば、第１の実施形態のＹ方向移動部材２０を第２の実施形態のＸ方向移動部材６０と同構成のものに変更したり、逆に第２の実施形態のＸ方向移動部材６０を第１の実施形態のＹ方向移動部材２０と同構成のものに変更して実施してもよい。
さらに、Ｙ方向移動部材２０やＸ方向移動部材６０の移動時に、第１の実施形態のＹ方向棒状部２１や第２の実施形態のＹ方向棒状部６２が常にＹ方向貫通孔２４ａとの嵌合関係を維持できるのであれば、抜止部２１ａや抜止部６２ａを省略して実施することも可能である。
また、Ｙ方向棒状部２１、６２をＸ方向棒状部２２、２３に対して回転可能に連結可能なものであるならば、上記連結部材２４以外の構成の連結部材を用いても良い。さらに、Ｙ方向棒状部２１、６２を連結部材に固定して（回転不能にして）Ｘ方向棒状部２２、２３をこの連結部材に対して回転可能にしたり、Ｙ方向棒状部２１、６２とＸ方向棒状部２２、２３を共に連結部材に対してそれぞれの軸線回りに回転可能としてもよい。

また、いずれの実施形態でも電気基板３６にＣＣＤ３を固定して、ＣＣＤ３をＸ方向及びＹ方向に移動させることにより手振れ補正を行っているが、例えば、ＣＣＤ３を固定支持基板１０の後方に配設し、電気基板３６に円形の取付孔（図示略）を穿設して、この取付孔に補正レンズ（図示略）を嵌合固定し、この補正レンズをレンズＬ１とレンズＬ２の間またはレンズＬ２とレンズＬ３の間に配置させてもよい。このような構造として補正レンズをＸ方向とＹ方向に直進移動させても、手振れ補正を行うことが可能である。さらに、このような補正レンズを用いた手振れ補正装置は、ＣＣＤ３を省略することにより、銀塩カメラにも適用可能となる。

さらに、本実施形態では固定支持基板１０側に両ヨークＹＸ、ＹＹ（及び磁石ＭＸ、ＭＹ）を設け、電気基板３６側に両コイルＣＸ、ＣＹを設けたが、固定支持基板１０側に両コイルＣＸ、ＣＹを設けて、電気基板３６側に両ヨークＹＸ、ＹＹ（及び磁石ＭＸ、ＭＹ）を設けてもよい。
また、Ｘアクチュエータ及びＹアクチュエータとして、磁石ＭＸ、ヨークＹＸ、及びＸ方向駆動用コイルＣＸや、磁石ＭＹ、ヨークＹＹ、及びＹ方向駆動用コイルＣＹ以外のものを用いてもよい。

以上は、本発明のステージ装置を手振れ補正装置５、５０に利用した実施形態であるが、本発明のステージ装置の用途は手振れ補正装置５、５０に限定されず、Ｘ方向とＹ方向とに直線移動可能な様々な装置に利用可能である。

本発明の第１の実施形態である手振れ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。 手振れ補正装置の非作動状態を電気基板とヨークを省略して示す背面図である。 図２のIII矢線方向から見た手振れ補正装置のステージを省略した側面図である。 図２のIV矢線方向から見た手振れ補正装置の底面図である。 図２のＶ矢線方向から見た手振れ補正装置のステージを省略した側面図である。 手振れ補正装置の組み立て状態を、ＣＣＤと電気基板とヨークを省略して示す背面図である。 ステージ支持部材をＹ方向案内部の案内部に嵌合する状態を示す、図６のVII−VII線に沿う断面図である。 図２のVIII−VIII線に沿う断面図である。 手振れ補正装置の作動状態をＣＣＤと電気基板とヨークを省略して示す背面図である。 図９のＸ矢線方向から見た手振れ補正装置のステージを省略した側面図である。 手振れ補正装置の非作動状態をヨークを破断して示す背面図である。 図１１のＸII−ＸII線に沿う断面図である。 Ｘ方向駆動装置を模式的に示す拡大図である。 Ｙ方向駆動装置を模式的に示す拡大図である。 Ｙ方向棒状部とＸ方向棒状部の連結部の拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態の手振れ補正装置の非作動状態を電気基板とヨークを省略して示す背面図である。 図１６のXVII−XVII線に沿う断面図である。

符号の説明

１ デジタルカメラ（カメラ）
３ ＣＣＤ（撮像素子）
３ａ 撮像面
５ 手振れ補正装置
１０ 固定支持基板
１０ａ 収容孔
１１ Ｙ方向案内部
１２ Ｙ方向案内溝
１２ａ 案内部
１２ｂ 開口部
１３ 自由端支持部
１４ Ｙ方向長孔
１６ Ｘ方向案内部
１６ａ Ｘ方向案内孔
１７ Ｘ方向支持部
１７ａ Ｙ方向長孔
２０ Ｙ方向移動部材
２１ Ｙ方向棒状部
２２ ２３ Ｘ方向棒状部
２４ 連結部材
２４ａ Ｙ方向貫通孔
２４ｂ Ｘ方向有底孔
３０ ベース板
３１ カバー部材（Ｘ方向移動部材）（Ｙ方向移動部材）
３１ａ 採光孔
３２ ローパスフィルタ
３３ 押さえ部材
３４ Ｘ方向案内部（Ｘ方向移動部材）
３４ａ Ｘ方向案内孔
３５ 支持部（Ｘ方向移動部材）
３５ａ 支持用溝（回転規制孔）
３６ 電気基板
３６ａ ３６ｂ 突出舌片
３７ Ｙ方向案内部（Ｙ方向移動部材）
３７ａ Ｙ方向案内孔
３８ 支持部（Ｙ方向移動部材）
３８ａ 支持用溝（回転規制孔）
５０ 手振れ補正装置
６０ Ｘ方向移動部材
６１ Ｌ字部
６２ Ｙ方向棒状部
６３ Ｘ方向棒状部
Ｂ バッテリ
Ｂ１ Ｂ２ Ｂ３ Ｂ４ 磁力線（磁束）
Ｃ 制御回路（制御手段）
ＣＸ Ｘ方向駆動用コイル（Ｘアクチュエータ）
ＣＹ Ｙ方向駆動用コイル（Ｙアクチュエータ）
Ｇ Ｘ方向移動体の重心
ＬＸ Ｘ方向直線
ＬＹ Ｙ方向直線
ＭＸ 磁石（Ｘアクチュエータ）
ＭＹ 磁石（Ｙアクチュエータ）
Ｏ 光軸
Ｐ ＸＹ仮想平面
Ｓ 振動検出センサ
Ｘ Ｘ方向
Ｙ Ｙ方向
ＹＸ ヨーク（Ｘアクチュエータ）
ＹＹ ヨーク（Ｙアクチュエータ）

Claims (12)

1. 固定支持基板；
   この固定支持基板に、該固定支持基板と平行な特定のＹ方向に相対移動可能に支持された、該Ｙ方向に伸びるＹ方向棒状部と、このＹ方向棒状部に接続され、該固定支持基板と平行で上記Ｙ方向と直交するＸ方向に伸びる一対のＸ方向棒状部とを備えるＹ方向移動部材；及び
   該Ｙ方向移動部材の上記一対のＸ方向棒状部に、上記Ｘ方向に相対移動可能に支持されたＸ方向ステージ部材；
   を備えたステージ装置において、
   上記Ｙ方向移動部材の少なくとも一方の上記Ｘ方向棒状部を、上記Ｙ方向棒状部に対して、該Ｙ方向棒状部の軸線回りに回転可能な接続構造を介して接続し、
   該接続構造に接続した上記Ｘ方向棒状部の上記Ｙ方向棒状部回りの回転を規制する回転規制部を設けたことを特徴とするステージ装置。
2. 請求項１記載のステージ装置において、
   上記回転規制部が、
   上記固定支持基板に設けた、上記Ｙ方向棒状部を上記Ｙ方向に摺動自在に案内するＹ方向案内孔と、上記Ｘ方向棒状部の自由端部を上記Ｙ方向に移動自在に支持し、かつ、該Ｘ方向棒状部の上記Ｙ方向棒状部回りの回転を規制するＹ方向長孔とを具備するステージ装置。
3. 請求項１または２記載のステージ装置において、
   上記Ｘ方向ステージ部材が、一方の上記Ｘ方向棒状部に直進案内された状態で嵌合するＸ方向案内孔と、他方の上記Ｘ方向棒状部に、Ｘ方向に相対移動可能かつ一方のＸ方向棒状部回りに回転不能として嵌合する回転規制孔とを備えているステージ装置。
4. 固定支持基板；
   上記固定支持基板に、該固定支持基板と平行な特定のＸ方向に相対移動可能に支持された、該Ｘ方向に延出する一対のＸ方向棒状部と、この両Ｘ方向棒状部に接続され、該固定支持基板と平行で上記Ｘ方向と直交するＹ方向に伸びるＹ方向棒状部とを備えるＸ方向移動部材；及び
   該Ｘ方向移動部材の上記一対のＸ方向棒状部に、上記Ｙ方向に相対移動可能に支持されたＹ方向ステージ部材；
   を備えたステージ装置において、
   上記Ｘ方向移動部材の少なくとも一方の上記Ｘ方向棒状部を、上記Ｙ方向棒状部に対して、該Ｙ方向棒状部の軸線回りに回転可能な接続構造を介して接続し、
   該接続構造に接続した上記Ｘ方向棒状部の上記Ｙ方向棒状部回りの回転を規制する回転規制部を設けたことを特徴とするステージ装置。
5. 請求項４記載のステージ装置において、
   上記回転規制部が、
   上記固定支持基板に設けた、一方の上記Ｘ方向棒状部を上記Ｘ方向に摺動自在に案内するＸ方向案内孔と、他方の上記Ｘ方向棒状部を上記Ｘ方向に移動自在に支持し、かつ、該他方のＸ方向棒状部の上記一方のＸ方向棒状部回りの回転を規制するＹ方向長孔とを具備するステージ装置。
6. 請求項４または５記載のステージ装置において、
   上記Ｙ方向ステージ部材が、上記Ｙ方向棒状部に上記Ｙ方向に直進案内された状態で嵌合するＹ方向案内孔と、少なくとも一方の上記Ｘ方向棒状部に上記Ｙ方向に相対移動可能かつ上記Ｙ方向棒状部回りに回転不能として嵌合する回転規制孔とを備えているステージ装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項記載のステージ装置において、
   上記Ｙ方向棒状部と少なくとも一方の上記Ｘ方向棒状部が別部材からなり、両者を、該Ｘ方向棒状部を該Ｙ方向棒状部の軸線に対して回転可能に支持する連結部材によって接合したステージ装置。
8. 請求項７記載のステージ装置において、
   上記連結部材が、上記Ｙ方向棒状部と上記Ｘ方向棒状部の少なくとも一方が回転可能に嵌合する支持孔を有しているステージ装置。
9. 請求項８記載のステージ装置において、
   上記支持孔が上記連結部材を貫通し、
   上記支持孔に回転可能に支持された上記Ｙ方向棒状部または上記Ｘ方向棒状部の上記連結部材側の端部を上記連結部材の外側に突出させ、この突出端部に、該支持孔の内径より大径の抜止部を設けたステージ装置。
10. 請求項１から８のいずれか１項記載のステージ装置において、
    上記Ｙ方向移動部材又は上記Ｙ方向ステージ部材を上記Ｙ方向に駆動するＹアクチュエータと、上記Ｘ方向移動部材又は上記Ｘ方向ステージ部材を上記Ｘ方向に駆動するＸアクチュエータと、を備えるステージ装置。
11. 請求項１０記載のステージ装置を利用したカメラの手振れ補正装置であって、
    上記ステージ装置を内蔵するカメラと、
    上記Ｘ方向ステージ部材又はＹ方向ステージ部材の前面に固定された、カメラ光学系の結像面に撮像面を有する撮像素子と、
    上記カメラの振動を検出する振動検出センサと、
    該振動検出センサが検出した振動情報に基づいて、上記Ｘアクチュエータまたは上記Ｙアクチュエータを、手振れを補正するように駆動させる制御手段と、
    を備えるカメラの手振れ補正装置。
12. 請求項１０記載のステージ装置を利用したカメラの手振れ補正装置であって、
    上記ステージ装置を内蔵するカメラと、
    上記Ｘ方向ステージ部材又はＹ方向ステージ部材に固定された、結像面の前方にありカメラ光学系の光軸に対して垂直に配置された、手振れを補正するための補正レンズと、
    上記カメラの振動を検出する振動検出センサと、
    該振動検出センサが検出した振動情報に基づいて、上記Ｘアクチュエータまたは上記Ｙアクチュエータを、手振れを補正するように駆動させる制御手段と、
    を備えるカメラの手振れ補正装置。

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