JP6900658B2 - Imaging device, image projection device and stage device - Google Patents

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幸聖 小迫
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Description

本発明は、6自由度の移動制御ができる撮像装置、画像投影装置及びステージ装置に関する。 The present invention relates to an image pickup device, an image projection device, and a stage device capable of movement control with 6 degrees of freedom.

従来、一眼レフカメラにおいて、手ぶれ補正を行うために、カメラボディ内の撮像素子を駆動するボディ内手ぶれ補正装置として、俵形状の平面形駆動用コイルと永久磁石を用いた駆動手段を用いて撮像素子を光軸と直交するX方向(X軸方向)とY方向(Y軸方向)に駆動し、さらに撮像素子を圧電アクチュエータにより光軸方向であるZ方向(Z軸方向)に駆動する手ぶれ補正装置が知られている(特許文献1)。特許文献2では、撮像素子を光軸方向に進退動させてフォーカス調整する撮像装置が開示されている。特許文献3では、撮像素子をX方向、Y方向及びZ方向に張設したコイルばねによってX方向、Y方向及びZ方向に移動自在に支持し、撮像素子をX方向(X軸)回り、Y方向(Y軸)回り及びZ方向回りに回転(傾動)駆動する振動軽減装置を備えた撮像装置が開示されている。特許文献4では、撮像素子をX方向回りとY方向回りに回転させてチルト撮影を可能にした撮像装置が開示されている。 Conventionally, in a single-lens reflex camera, in order to perform camera shake correction, an image is taken using a drive means using a bale-shaped planar drive coil and a permanent magnet as an in-body camera shake correction device that drives an image sensor in the camera body. Image stabilization that drives the element in the X direction (X-axis direction) and Y direction (Y-axis direction) orthogonal to the optical axis, and further drives the image sensor in the Z direction (Z-axis direction), which is the optical axis direction, by a piezoelectric actuator. The device is known (Patent Document 1). Patent Document 2 discloses an image pickup device that adjusts the focus by moving the image pickup device forward and backward in the optical axis direction. In Patent Document 3, the image pickup element is movably supported in the X direction, the Y direction, and the Z direction by coil springs stretched in the X direction, the Y direction, and the Z direction, and the image pickup element is rotated in the X direction (X axis) and Y. An imaging device including a vibration reducing device that is driven to rotate (tilt) in a direction (Y-axis) and a Z-direction is disclosed. Patent Document 4 discloses an image pickup device that enables tilt photography by rotating an image pickup device in the X direction and the Y direction.

また近年、撮像素子をX方向回りに回転(傾動)、Y方向回りに回転(傾動)、X方向に移動、Y方向に移動及びZ方向(光軸)回りに回転(傾動)させるいわゆる5軸手ぶれ補正装置を備えたカメラが知られている。 In recent years, the so-called five axes that rotate (tilt) the image pickup element in the X direction, rotate in the Y direction (tilt), move in the X direction, move in the Y direction, and rotate (tilt) in the Z direction (optical axis). Cameras equipped with an image stabilizer are known.

特開2012-226205号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-226205 特開昭59-11071号公報JP-A-59-11071 特開平08-265612号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 08-265612 特開2008-35308号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-35308

しかしながら、従来のこれらの撮像装置は、撮像素子を駆動する際、該撮像素子を支持した可動ステージが何らかの支持基体(ベース部材)に接触しており、摺動(移動)抵抗の発生が避けられなかった。また、摺動抵抗が発生することから、撮像素子を移動する自由度に制限があるのが実情であった。 However, in these conventional image pickup devices, when driving the image pickup element, the movable stage supporting the image pickup element is in contact with some support base (base member), and the generation of sliding (movement) resistance can be avoided. There wasn't. In addition, since sliding resistance is generated, the degree of freedom for moving the image sensor is limited.

本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、可動部材を駆動する際には摺動抵抗が発生することがなく、可動部材の移動の自由度を高めることができる撮像装置、画像投影装置及びステージ装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made based on the above awareness of the problem, and is an imaging device capable of increasing the degree of freedom of movement of the movable member without generating sliding resistance when driving the movable member. The purpose is to obtain an image projection device and a stage device.

本発明の撮像装置は、撮影光学系により被写体像が投影される撮像素子が固定された可動部材、上記可動部材を相対移動自在に保持するベース部材、及び上記可動部材に対して作用する複数方向の推力を発生させる推力発生手段を備え、上記推力発生手段は、上記可動部材を、上記複数方向の推力の相互作用により上記ベース部材に対して浮上状態に保持する推力と、この浮上状態で、一方向の推力または複数方向の推力の相互作用により、上記可動部材を上記ベース部材に対して相対的に、上記撮影光学系の光軸と平行な第1の方向を含む互いに異なる第1、第2及び第3の方向に並進させる推力と、上記第1、第2及び第3の方向回りに傾動させる推力を発生させること、上記第2、第3の方向は上記第1の方向と直交しかつ互いに直交する方向であること、記推力発生手段は、上記第1の方向の推力を発生する第1の推力発生手段と、上記第2の方向の推力を発生する第2の推力発生手段と、上記第3の方向の推力を発生する第3の推力発生手段を備えること、上記第2、第3の推力発生手段の少なくとも一方は、上記第3の方向または第2の方向に離間させた少なくとも一対からなり、該第2または第3の対の推力発生手段の一方が発生する第2の方向または第3の方向の一対の推力の相互作用により、上記可動部材を第2の方向または第3の方向に並進及び第1の方向回りに傾動させること、及び上記第2、第3の推力発生手段の他方は、上記光軸を挟んだ対称位置に配置された一対からなり、該第2、第3の一対の推力発生手段が発生する第2の方向の一対の推力または第3の方向の一対の推力の相互作用により、上記可動部材を第2の方向または第3の方向に並進させること、を特徴とする。 The imaging device of the present invention has a movable member to which an imaging element on which a subject image is projected by an imaging optical system is fixed, a base member that holds the movable member so as to be relatively movable, and a plurality of directions acting on the movable member. The thrust generating means includes a thrust generating means for generating the thrust of the above, and the thrust generating means holds the movable member in a floating state with respect to the base member by the interaction of the thrusts in the plurality of directions, and in this floating state, Due to the interaction of thrust in one direction or thrust in multiple directions, the movable member is relative to the base member, and the first and first directions are different from each other, including the first direction parallel to the optical axis of the photographing optical system. To generate a thrust that translates in the second and third directions and a thrust that tilts in the first, second and third directions, the second and third directions are orthogonal to the first direction. and it is a direction orthogonal to each other, the upper Symbol thrust generating means, said a first thrust generating means for generating a thrust in the first direction, the second thrust generating means for generating the thrust of the second direction And a third thrust generating means for generating thrust in the third direction, and at least one of the second and third thrust generating means is separated in the third direction or the second direction. The movable member is moved in the second direction or by the interaction of a pair of thrusts in a second direction or a third direction generated by one of the second or third pair of thrust generating means. The translation and tilting in the first direction in the third direction, and the other of the second and third thrust generating means are composed of a pair arranged at symmetrical positions with the optical axis in between, and the first. 2. The movable member is translated in the second direction or the third direction by the interaction of the pair of thrusts in the second direction or the pair of thrusts in the third direction generated by the third pair of thrust generating means. It is characterized by letting it.

上記第2、第3の推力発生手段の他方は、上記第2の方向または第3の方向に離間させた一対からなり、該第2、第3の推力発生手段の他方が発生する第2の方向の一対の推力または第3の方向の一対の推力の相互作用により、上記可動部材を第2の方向または第3の方向に並進させてもよい。 The other of the second and third thrust generating means is composed of a pair separated in the second direction or the third direction, and the other of the second and third thrust generating means is generated. The movable member may be translated in a second direction or a third direction by the interaction of a pair of thrusts in a direction or a pair of thrusts in a third direction.

上記第1の推力発生手段は、上記光軸を中心とした異なる位置に複数配置されていて、該推力発生手段が発生する複数の第1の方向の推力の相互作用により、上記可動部材を第1の方向に並進、第2の方向回りに傾動及び第3の方向回りに傾動させることができる。 A plurality of the first thrust generating means are arranged at different positions about the optical axis, and the movable member is first generated by the interaction of a plurality of thrusts generated by the thrust generating means in the first direction. It can be translated in one direction, tilted in a second direction, and tilted in a third direction.

上記第1の方向の推力を発生させる推力発生手段は、少なくとも1個が上記第2または第3の対の推力発生手段の間に配置される。 At least one thrust generating means for generating thrust in the first direction is arranged between the second or third pair of thrust generating means.

上記第1の推力発生手段の重心は、上記可動部材の重心と一致していることが好ましい。 It is preferable that the center of gravity of the first thrust generating means coincides with the center of gravity of the movable member.

上記第1の推力発生手段は、上記光軸方向から見たとき、いずれか2個を結ぶ線が上記第2の方向または第3の方向と平行であって、上記2個を結ぶ線と、他の1個から上記2個を結ぶ線に下ろした垂線が上記第3の方向または第2の方向と平行になるように配置されていることが好ましい。 When viewed from the optical axis direction, the first thrust generating means has a line connecting any two of them parallel to the second or third direction, and a line connecting the two. It is preferable that the perpendicular line drawn from the other one to the line connecting the two is arranged so as to be parallel to the third direction or the second direction.

上記推力発生手段は、上記ベース部材と可動部材の一方に固定された駆動用コイルと、他方に固定された永久磁石とを含むことができる。 The thrust generating means can include a driving coil fixed to one of the base member and the movable member, and a permanent magnet fixed to the other.

上記推力発生手段は、上記可動部材を、上記複数方向の推力の相互作用により上記前後の固定ヨークに対して浮上状態に保持することができる。 The thrust generating means can hold the movable member in a floating state with respect to the front and rear fixed yokes by the interaction of thrusts in the plurality of directions.

上記第2の推力発生手段と第3の推力発生手段は、前後の固定ヨークに固定された永久磁石を有し、該前後の固定ヨークに固定された永久磁石は、異なる磁極が対向していることが好ましい。 The second thrust generating means and the third thrust generating means have permanent magnets fixed to the front and rear fixed yokes, and the permanent magnets fixed to the front and rear fixed yokes have different magnetic poles facing each other. Is preferable.

上記第1の推力発生手段は、上記前後の固定ヨークに固定された永久磁石と可動部材に固定された駆動用コイルを有し、該前後の固定ヨークに固定された永久磁石は同一の磁極が対向していることが好ましい。 The first thrust generating means has a permanent magnet fixed to the front and rear fixed yokes and a driving coil fixed to a movable member, and the permanent magnets fixed to the front and rear fixed yokes have the same magnetic pole. It is preferable that they face each other.

上記第1の推力発生手段は、上記可動部材と上記撮像素子との間の複数位置に設けられた、上記撮像素子が上記可動部材に対して接離する第1の方向に伸縮する圧電素子を含むことができる。 The first thrust generating means is a piezoelectric element provided at a plurality of positions between the movable member and the image pickup element, which expands and contracts in the first direction in which the image pickup element comes into contact with and separates from the movable member. Can include.

上記可動部材の上記ベース部材に対する相対位置を上記可動部材の異なる複数位置において検出する複数の位置検出手段と、上記複数の位置検出手段の検出結果に基づいて、上記可動部材の上記ベース部材に対する第1、第2及び第3の方向の並進位置と、上記第1、第2及び第3の方向回りの傾動位置を演算する演算手段とをさらに備え、上記位置検出手段は、上記第1の駆動用コイルの空芯領域、第2の駆動用コイルの空芯領域、及び上記第3の駆動用コイルの空芯領域に設けられた磁気センサを備え、上記演算手段は、上記各磁気センサの検出信号により、上記可動部材の上記ベース部材に対する第1、第2及び第3の方向の並進位置と、上記第1、第2及び第3の方向回りの傾動位置を演算することができる。 Based on the detection results of the plurality of position detecting means for detecting the relative position of the movable member with respect to the base member at a plurality of different positions of the movable member and the detection results of the plurality of position detecting means, the movable member has a second position with respect to the base member. The translational position in the first, second and third directions and the calculation means for calculating the tilt position in the first, second and third directions are further provided , and the position detection means is the first drive. A magnetic sensor is provided in the air core region of the drive coil, the air core region of the second drive coil, and the air core region of the third drive coil, and the calculation means detects each of the magnetic sensors. By the signal, it is possible to calculate the translation position of the movable member in the first, second and third directions with respect to the base member and the tilt position in the first, second and third directions.

上記位置検出手段は、上記第1の駆動用コイルの空芯領域、第2の駆動用コイルの空芯領域、及び上記第3の駆動用コイルの空芯領域に設けられた磁気センサを備え、上記演算手段は、上記各磁気センサの検出信号により、上記可動部材の上記ベース部材に対する第1、第2及び第3の方向の並進位置と、上記第1、第2及び第3の方向回りの傾動位置を演算することができる。 The position detecting means includes magnetic sensors provided in the air core region of the first drive coil, the air core region of the second drive coil, and the air core region of the third drive coil. The calculation means uses the detection signals of the magnetic sensors to translate the movable members in the first, second and third directions with respect to the base member, and to rotate the movable members in the first, second and third directions. The tilt position can be calculated.

上記複数の位置検出手段は、上記可動部材と上記固定ヨークのいずれか一方に設けられた複数組の発光素子および受光素子を備え、演算手段は、上記発光手段から発光され上記固定ヨークまたは可動部材で反射した検出光を受光した受光素子の検出信号により、上記可動部材の上記ベース部材に対する第1、第2及び第3の方向の並進位置と、上記第1、第2及び第3の方向回りの傾動位置を演算することができる。 The plurality of position detecting means include a plurality of sets of light emitting elements and light receiving elements provided on either one of the movable member and the fixed yoke, and the calculation means emits light from the light emitting means and the fixed yoke or the movable member. The translation position of the movable member in the first, second, and third directions with respect to the base member and the rotation of the first, second, and third directions by the detection signal of the light receiving element that receives the detection light reflected by the above. The tilt position of can be calculated.

ステージ装置の態様の本発明は、上記ベース部材に対して相対的に移動可能な可動部材と、上記可動部材に対して作用する複数方向の推力を発生する推力発生手段と、を備え、上記推力発生手段は、上記可動部材を、上記複数方向の推力の相互作用により上記ベース部材に対して浮上状態に保持する推力と、この浮上状態で、一方向の推力または複数方向の推力の相互作用により、上記可動部材を上記ベース部材に対して相対的に、上記撮影光学系の光軸と平行な第1の方向を含む互いに異なる第1、第2及び第3の方向に並進させる推力と、上記第1、第2及び第3の方向回りに傾動させる推力を発生させること、及び上記可動部材は、上記推力発生手段の一方向の推力または複数方向の推力の相互作用により上記ベース部材に対して浮上状態で相対的に並進、傾動、または並進及び傾動が可能なこと、を特徴とする。 The present invention embodiments of the stage apparatus is provided with relatively movable movable member relative to the base member, a thrust generating means for generating a plurality of directions of thrust acting on the movable member, the thrust The generating means is based on the interaction between the thrust that holds the movable member in a floating state with respect to the base member by the interaction of the thrusts in the plurality of directions and the thrust in one direction or the thrusts in the plurality of directions in the floating state. A thrust that translates the movable member into different first, second, and third directions, including a first direction parallel to the optical axis of the photographing optical system, relative to the base member, and the above. The movable member generates a thrust that tilts in the first, second, and third directions, and the movable member acts on the base member by the interaction of the thrust in one direction or the thrust in a plurality of directions of the thrust generating means. It is characterized in that it can be translated, tilted, or translated and tilted relatively in the ascended state.

上記可動部材は、上記推力発生手段の複数方向の推力の相互作用により上記ベース部材に対して非接触状態に保持されることが実際的である。 It is practical that the movable member is held in a non-contact state with respect to the base member by the interaction of thrusts in a plurality of directions of the thrust generating means.

上記推力発生手段は、上記可動部材に対して、互いに異なる第1、第2及び第3の方向の推力を作用させる第1、第2及び第3の推力発生手段を備え、上記第1乃至第3の推力発生手段が発生する第1乃至第3の方向の推力の相互作用により上記可動部材は、上記ベース部材に対して浮上状態で相対的に、上記第1乃至第3の方向に並進、上記第1乃至第3の方向回りに傾動、傾動中に並進、及び傾動した後に並進可能とすることができる。 The thrust generating means includes first, second, and third thrust generating means that cause thrusts in different first, second, and third directions to act on the movable member, and the first to third thrust generating means. Due to the interaction of thrusts in the first to third directions generated by the thrust generating means 3, the movable member translates in the first to third directions relative to the base member in a floating state. It can be tilted in the first to third directions, translated during tilting, and translated after tilting.

上記可動部材は、上記推力発生手段の複数方向の推力の相互作用により上記ベース部材に対して非接触状態に保持される。 The movable member is held in a non-contact state with respect to the base member by the interaction of thrusts in a plurality of directions of the thrust generating means.

本発明のステージ装置にあっては、上記可動部材の上記ベース部材に対する相対位置を上記可動部材の異なる複数位置において検出する複数の位置検出手段と、上記複数の位置検出手段の検出結果に基づいて、上記可動部材の上記ベース部材に対する第1、第2及び第3の方向の相対位置と、上記第1、第2及び第3の方向回りの傾動位置を演算する演算手段とをさらに備えることができる。 In the stage device of the present invention, based on the detection results of the plurality of position detecting means for detecting the relative positions of the movable member with respect to the base member at a plurality of different positions of the movable member, and the detection results of the plurality of position detecting means. Further, the movable member may further include a relative position in the first, second, and third directions with respect to the base member, and a calculation means for calculating the tilt position in the first, second, and third directions. it can.

上記可動部材には、被駆動部材を搭載することができる。 A driven member can be mounted on the movable member.

上記被駆動部材は、光源からの光を受けて投影画像を形成する画像形成素子または投影光学系とすることができる。 The driven member can be an image forming element or a projection optical system that forms a projected image by receiving light from a light source.

上記画像形成素子は、上記光源から射出された光束を投影光学系に向けて透過する液晶パネルであって、上記第1の方向は上記投影光学系の光軸と平行に設定する。 The image forming element is a liquid crystal panel that transmits a light beam emitted from the light source toward the projection optical system, and the first direction is set parallel to the optical axis of the projection optical system.

上記画像形成素子は、上記第1の方向とは異なる方向から射出された光束を上記投影光学系に向けて反射するDMDパネルであって、上記第1の方向は上記投影光学系の光軸と平行に設定される。 The image forming element is a DMD panel that reflects light flux emitted from a direction different from the first direction toward the projection optical system, and the first direction is the optical axis of the projection optical system. Set in parallel.

別の態様からなる本発明のステージ装置は、ベース部材と、上記ベース部材に対して相対的に移動可能な可動部材と、上記可動部材に対して作用する複数方向の推力を発生する推力発生手段と、を備え、上記推力発生手段は、上記可動部材を、上記複数方向の推力の相互作用により上記ベース部材に対して浮上状態に保持する推力と、この浮上状態で、一方向の推力または複数方向の推力の相互作用により、上記可動部材を上記ベース部材に対して相対的に、上記可動部材と上記ベース部材が離間・接近する方向と平行な第1の方向を含む互いに異なる第1、第2及び第3の方向に並進させる推力と、上記第1、第2及び第3の方向回りに傾動させる推力を発生させること、及び上記可動部材は、上記推力発生手段の一方向の推力または複数方向の推力の相互作用により上記ベース部材に対して浮上状態で相対的に、並進、傾動、または並進及び傾動が可能なこと、上記推力発生手段は、上記可動部材に対して、互いに異なる第1、第2及び第3の方向の推力を作用させる第1、第2及び第3の推力発生手段を備え、上記第1乃至第3の推力発生手段が発生する第1乃至第3の方向の推力の相互作用により上記可動部材は、上記ベース部材に対して浮上状態で相対的に、上記第1乃至第3の方向に並進、上記第1乃至第3の方向回りに傾動、傾動中に並進、及び傾動した後に並進可能であること、を特徴とする。 The stage device of the present invention according to another aspect includes a base member, a movable member that is relatively movable with respect to the base member, and a thrust generating means that generates thrust in a plurality of directions acting on the movable member. The thrust generating means includes a thrust that holds the movable member in a floating state with respect to the base member by the interaction of the thrusts in the plurality of directions, and a thrust in one direction or a plurality of the movable members in the floating state. Due to the interaction of the thrusts in the directions, the movable member is relatively different from the base member, and the first and second directions are different from each other, including the first direction parallel to the direction in which the movable member and the base member are separated / approached. To generate a thrust that translates in the second and third directions and a thrust that tilts in the first, second, and third directions, and the movable member is a one-way thrust or a plurality of the thrust generating means. It is possible to translate, tilt, or translate and tilt relative to the base member in a floating state by the interaction of directional thrusts, and the thrust generating means are different from each other with respect to the movable member. The first, second, and third thrust generating means for acting the thrusts in the second and third directions are provided, and the thrusts in the first to third directions generated by the first to third thrust generating means are provided. The movable member translates in the first to third directions, tilts in the first to third directions, and translates during tilting, relative to the base member in a floating state. It is characterized in that it can be translated after tilting.

本発明の撮像装置は、撮像素子を撮影光学系の光軸と平行な第1の方向を含む互いに異なる第1、第2及び第3の方向に並進及び各方向回りに傾動できるので、6自由度の全ての方向の手ぶれ補正や、特殊撮影が可能である。
本発明の画像投影装置は、画像形成素子を6自由度の全ての方向について移動できるので、投影方向調整、画像の傾き、回転調整などの各種調整が容易である。
本発明のステージ装置は、可動部材を6自由度の全ての方向に並進、傾動し、傾動中の並進、及び傾動後に並進、並進後に傾動できるので、カメラなどの撮像装置やプロジェクターなどの画像投影装置だけでなく、レーザスキャナなどの各種光学機器、電子機器に利用して有用である。
The image pickup apparatus of the present invention can translate and tilt the image pickup element in different first, second, and third directions including the first direction parallel to the optical axis of the photographing optical system, and thus can tilt in each direction. It is possible to correct camera shake in all directions and take special shots.
Since the image projection device of the present invention can move the image forming element in all directions with 6 degrees of freedom, various adjustments such as projection direction adjustment, image tilt, and rotation adjustment are easy.
Since the stage device of the present invention can translate and tilt a movable member in all directions of 6 degrees of freedom, translate during tilting, translate after tilting, and tilt after translation, an image projection device such as a camera or an image projection of a projector or the like can be performed. It is useful not only for devices but also for various optical devices such as laser scanners and electronic devices.

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を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the main component of the digital camera which carries the image pickup apparatus equipped with the stage apparatus of this invention. 図2Aは本発明の6自由度を有するステージ装置を備えた撮像装置の第1の実施形態を示す背面図であって、右半分は後ヨーク及び可動ステージを除いて示す図、図2Bは図2AのIIB−IIB切断線に沿う断面図である。FIG. 2A is a rear view showing a first embodiment of an imaging device provided with a stage device having 6 degrees of freedom of the present invention, the right half is a view showing excluding the rear yoke and the movable stage, and FIG. 2B is a view. It is sectional drawing along the IIB-IIB cutting line of 2A. 同第1の実施形態において可動ステージを示す背面図である。It is a rear view which shows the movable stage in the 1st Embodiment. 図2Bの一方(左側)のX駆動部を拡大して示す断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing an X drive unit on one side (left side) of FIG. 2B. 図2AのV−V切断線に沿う拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along the VV cutting line of FIG. 2A. 図6Aは同ステージ装置の第2の実施形態を示す背面図であって、右半分は後ヨーク及び可動ステージを除いて示す図、図6Bは図6AのVIB−VIB切断線に沿う断面図である。FIG. 6A is a rear view showing a second embodiment of the stage apparatus, the right half is a view showing excluding the rear yoke and the movable stage, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the VIB-VIB cutting line of FIG. 6A. is there. 図6Bの一方(左側)のX方向駆動部を拡大して示す断面図である。FIG. 6B is an enlarged cross-sectional view showing an X-direction drive unit on one side (left side) of FIG. 6B. 図6AのVIII−VIII切断線に沿う拡大断面図である。It is an enlarged cross-sectional view along the VIII-VIII cutting line of FIG. 6A. 図9は同ステージ装置の第3の実施形態を示す正面図である。FIG. 9 is a front view showing a third embodiment of the stage device. 図9のX−X切断線に沿う拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view taken along the XX cutting line of FIG. 図11Aは同ステージ装置の第4の実施形態を示す背面図であって、左半分は後ヨーク及び可動ステージの一部を除いて示す図、図11Bは図11AのXIB−XIB切断線に沿う断面図である。FIG. 11A is a rear view showing a fourth embodiment of the stage apparatus, the left half is a view showing the rear yoke and a part of the movable stage, and FIG. 11B is along the XIB-XIB cutting line of FIG. 11A. It is a cross-sectional view. 図12Aと図12Bは、第4の実施形態におけるZ方向駆動部の異なる動作態様の例を図11B同様の切断位置で切断して示す断面図である。12A and 12B are cross-sectional views showing an example of different operation modes of the Z-direction drive unit in the fourth embodiment cut at the same cutting position as in FIG. 11B. 本発明のステージ装置の別の実施形態を示す背面図である。It is a rear view which shows another embodiment of the stage apparatus of this invention. 本発明のステージ装置のさらに別の実施形態の一方のX方向駆動部を示す拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing one X-direction drive unit of still another embodiment of the stage device of the present invention. 同別の実施形態のZ方向駆動部を示す拡大断面図である。It is an enlarged cross-sectional view which shows the Z direction drive part of the same other embodiment. 本発明の画像投影装置の態様の実施形態を示す、図2Bに対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 2B which shows the embodiment of the aspect of the image projection apparatus of this invention. 本発明を撮影レンズの手ぶれ補正装置に適用した実施形態を示す、図2Bに対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 2B which shows the embodiment which applied this invention to the camera shake correction apparatus of a photographing lens.

以下、本発明の実施形態を図1−図15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(一方向)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(一方向)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(一方向)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. 1 to 15. FIG. 1 is a conceptual diagram showing the main components and main circuit elements of a digital camera equipped with an image pickup device equipped with the stage device of the present invention in blocks. In the figure, in the present embodiment, one direction (one direction) parallel to the optical axis O of the photographing optical system is the first direction (Z direction, Z axis direction), and one direction orthogonal to the first direction. (One direction) is the second direction (X direction, X axis direction), and one direction (one direction) orthogonal to both the first direction and the second direction is the third direction (Y direction, Y axis). Direction). For example, assuming that the X-axis, Y-axis, and Z-axis are the coordinate axes of a three-dimensional Cartesian coordinate system, when the optical axis O is the Z-axis, the axes in two directions orthogonal to the Z-axis and orthogonal to each other are the X-axis. And Y-axis. When the camera is in the normal position (horizontal 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). The direction (Y-axis) shall be vertical, and the subject direction shall be front and front. Further, in the present specification, tilting or rotating in the first direction means tilting or rotating around a virtual axis parallel to the first direction. Similarly, tilting or rotating in the second direction means tilting or rotating around a virtual axis parallel to the second direction, and tilting or rotating in the third direction means tilting or rotating in the third direction. It means tilting or rotating around 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101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101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を駆動制御し、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 digital camera 10 includes a camera body 11 and a photographing lens 101 as a photographing optical system. The camera body 11 includes a body CPU 20 that controls, calculates, and drives the functions of the entire camera, and an image pickup block 30 having an image pickup element 31 that captures a subject image projected by the photographing lens 101. The body CPU 20 drives and controls the image sensor 31, processes the captured image signal in the image processing unit 32, displays the captured subject image on the image display unit (monitor) 33, and stores the image data of the captured subject image in a memory. Write to card 34.

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101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101とレンズ通信して、撮影レンズ101の焦点距離等を入力するレンズ通信部24を備えている。 The digital camera 10 includes a contrast detection unit 35 that detects the contrast of a subject from an image signal processed by the image processing unit 32, a camera operation unit 21 that has a switch for the photographer to operate all the functions of the camera, and a photographing lens 101. The AF unit 22, the aperture, the shutter, etc., which adjust the focus by driving the focus adjustment optical system (not shown) in the optical axis direction, are opened and closed to adjust the amount of incident light on the image pickup element 31 and drive the image pickup element 31. It is provided with an exposure control unit 23 that controls imaging and a lens communication unit 24 that communicates with the photographing lens 101 and inputs the focal distance of the photographing lens 101 and the like.

デジタルカメラ10は、カメラボディ11の手ぶれ(振動)を検出する検出手段として、ロール(Z方向回りの傾動(回転))検出部GSα、ピッチ(X方向回りの傾動(回転))検出部GSβ、ヨー(Y方向回りの傾動(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、これらは手ぶれ検出回路44に接続されている。これらの各検出手段は、例えば6軸センサ、または3軸ジャイロセンサと3軸加速度センサによって形成されている。 The digital camera 10 has roll (tilt (rotation) in the Z direction) detection unit GSα, pitch (tilt (rotation) in the X direction) detection unit GSβ, as detection means for detecting camera shake (vibration) of the camera body 11. Yaw (tilt (rotation) in the Y direction) detection unit GSγ, X direction acceleration detection unit GSX, Y direction acceleration detection unit GSY, and Z direction acceleration detection unit GSZ are provided, and these are connected to the camera shake detection circuit 44. .. Each of these detection means is formed by, for example, a 6-axis sensor, or a 3-axis gyro sensor and a 3-axis acceleration sensor.

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、少なくとも通電時には、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。Z方向(第1の方向)は、可動ステージ61が前後の固定ヨーク62、63に対して離間・接近する方向である。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乃至図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 image pickup block 30 includes an image pickup element 31 and a stage device 60 that supports the image pickup element 31. The stage device 60 includes a movable stage 61 on which the image sensor 31 is mounted, a front fixed yoke 62 and a rear fixed yoke 63 located in front of and behind the movable stage 61, and at least when energized, the movable stage 61 is mounted on the front and rear fixed yokes. With respect to 62 and 63, it is possible to levitate (float against gravity and hold it in a stationary state (floating stationary state)). The image sensor 31 constitutes a thin driven member having a flat front surface. The stage device 60 translates the floating movable stage 61 in the Z direction (first direction), in the X direction (second direction) orthogonal to the Z direction, and in the Y direction orthogonal to both the Z direction and the X direction. (Third direction) Translation, tilt (rotation) around the X direction (second direction), tilt (rotation) around the Y direction (third direction), and tilt around the Z direction (first direction). (Rotation) (movement of 6 degrees of freedom, movement of 6 axes) is possible. The Z direction (first direction) is a direction in which the movable stage 61 is separated from and approaches the front and rear fixed yokes 62 and 63. Further, the movable stage 61 of the stage device 60 is capable of moving by combining a plurality of translations and tilts of these six degrees of freedom, translation during tilting, translation after tilting, and tilting after translation (see FIGS. 2 to 5). ). "Translation" means moving straight ahead without changing the orientation and tilt of the image plane (imaging plane of the image sensor 31) with respect to the camera body, and "tilt" means the orientation or tilt of the image plane with respect to the camera body. It is a movement that changes the inclination, and includes rotating the image plane in the Z direction (the optical axis O or the virtual axis parallel to the optical axis O). “Floating” means holding the movable stage 61 between the front fixed yoke 62 and the rear fixed yoke 63 in a non-contact manner, and the movable stage 61 is held at the center position where the center of the imaging surface of the image sensor 31 intersects the optical axis O ( This is a concept including a case where the front fixed yoke 62 and the rear fixed yoke 63 are held in non-contact at the initial position of imaging).

ボディCPU20は、例えばレンズ通信部24を介して、撮影レンズ101から焦点距離f情報を入力し、ピッチ(X方向回りの傾動(回転))検出部GSβ、ヨー(Y方向回りの傾動(回転))検出部GSγ、ロール(Z方向回りの傾動(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のぶれ方向、ぶれ速度等を演算し、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を並進、傾動、傾動中の並進、傾動後に並進及び並進後に傾動駆動する。これらの動作の順序は問わない。 The body CPU 20 inputs focal distance f information from the photographing lens 101 via, for example, the lens communication unit 24, and pitch (tilt (rotation) in the X direction) detection unit GSβ, yaw (tilt (rotation) in the Y direction). ) Digital camera 10 based on the detection signals of the detection unit GSγ, the roll (tilt (rotation) in the Z direction) detection unit GSα, the X direction acceleration detection unit GSX, the Y direction acceleration detection unit GSY, and the Z direction acceleration detection unit GSZ. The blurring direction, blurring speed, etc. are calculated, and the driving direction, driving speed, driving amount, etc. of the imaging element 31 are calculated so that the subject image projected on the imaging element 31 does not move relative to the imaging element 31. Based on the calculation result, the stage device 60 is translated, tilted, translated during tilting, translated after tilting, and tilted after translation. The order of these operations does not matter.

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、傾動、傾動中の並進、及び傾動後に並進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、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 stage device 60 functions as a support member for holding the movable stage 61 to which the image sensor 31 is fixed with respect to the front fixed yoke 62 and the rear fixed yoke 63 in translation, tilting, translation during tilting, and translational freedom after tilting. To do. The movable stage 61 is a rectangular plate (frame) -shaped member larger than the image sensor 31 when viewed from the front. The front fixed yoke 62 and the rear fixed yoke 63 are composed of rectangular plate (frame) -shaped members having the same shape whose outer shape is slightly larger than that of the movable stage 61 in a plan view, and are respectively in the central portion in a front view (viewed from the Z direction). ), Rectangular openings 62a and 63a larger than the outer shape of the image sensor 31 are formed. The front fixed yoke 62 and the rear fixed yoke 63 are connected by a plurality of connecting columns (not shown) at positions where the movable stage 61 does not interfere with each other even if the movable stage 61 moves (translates, tilts, rotates) within a predetermined range, and is parallel and at a predetermined interval. It is being held.

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方向に薄い板状の一対の磁石からなり、各対の磁石が、Y軸と平行に、X方向に離間して配置されている。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が左右のX方向用磁石MXの磁束を通すことにより、左右の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(推力発生手段、推力制御手段)の一部を構成している(図4参照)。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も、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。 The rear surface of the front fixed yoke 62 (the surface opposite to the subject side) is located at least on the left and right (X direction) of the opening 62a with the Y axis as the center line and on both sides of the left and right sides in the illustrated embodiment. In the embodiment, an X-direction magnet MX composed of a pair of left and right permanent magnets having the same specifications is fixed. Each of these left and right X-direction magnets MX is composed of a pair of plate-shaped magnets that are long in the Y direction and thin in the Z direction, and each pair of magnets is arranged parallel to the Y axis and separated in the X direction. There is. As for the pair of left and right X-direction magnets MX, one (left side) magnet in FIG. 2B has an S pole on the front surface (the surface on the front fixed yoke 62 side) and an N pole on the rear surface, and the other (right side) magnet is the front surface. Is the north pole and the rear surface is the south pole. Then, the front fixing yoke 62 and the rear fixing yoke 63 pass the magnetic fluxes of the left and right X direction magnets MX, so that the X direction (second) is between the left and right X direction magnets MX and the facing portion of the rear fixing yoke 63. It constitutes a part of a magnetic circuit (thrust generating means, thrust controlling means) that generates a thrust in a direction (direction) (see FIG. 4). The X-direction magnet MX serves as a levitation means for holding the movable stage 61 in the central position (initial position) regardless of the posture of the camera body 11, for example, even in vertical position shooting in which the grip of the camera body 11 is held up or down. It works (functions).

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。これら左右のY方向用磁石MYAとMYB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、下側の磁石は一方の面(前面)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Y方向用磁石MYBの磁束を通すことにより、Y方向用磁石MYA及びY方向用磁石MYBと後固定ヨーク63との間に、Y方向(第3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。Y方向用磁石MYAとY方向用磁石MYBは、カメラボディ11の姿勢に関わらず、特に横位置(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。 A pair of Y-direction magnets MYA consisting of a pair of permanent magnets of the same specifications and a pair of magnets of the same specifications are located on the rear surface of the front fixing yoke 62 below the opening 62a with the Y-axis as the center line and away from the Z-axis. The Y-direction magnet MYB is fixed. The left and right Y-direction magnets MYA and MYB are each composed of a pair of plate-shaped magnets that are long in the X direction and thin in the Z direction, and each pair of magnets is arranged parallel to the X-axis and separated in the Y-direction. ing. In both the pair of Y-direction magnets MYA and the pair of Y-direction magnets MYB, the upper magnet in FIG. 2A has an S pole on one front and rear surface (front surface) and an N pole on the other surface (rear surface), and the lower side. One surface (front surface) of the magnet on the side is the north pole, and the other surface (rear surface) is the south pole. Then, the front fixing yoke 62 and the rear fixing yoke 63 pass the magnetic fluxes of the Y direction magnet MYA and the Y direction magnet MYB, so that between the Y direction magnet MYA and the Y direction magnet MYB and the rear fixing yoke 63. , Consists of a part of a magnetic circuit (thrust generating means, thrust controlling means) that generates a thrust in the Y direction (third direction). The Y-direction magnet MYA and the Y-direction magnet MYB act as levitation means for holding the movable stage 61 in the central position (initial position), particularly in lateral position (normal position) shooting, regardless of the posture of the camera body 11. Function.

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Z方向用磁石MZAとMZBとMZCが固定されている(図2A及び図5参照)。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(固定ヨーク62接触面)がS極、後面がN極である。3個のZ方向用磁石MZAとMZBとMZCは、Z軸を中心としてZ軸直交平面内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との間に、Z方向(第1の方向)の推力を発生する複数の磁気回路(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 fixing yoke 62, Z-direction magnets MZA, MZB, and MZC made of permanent magnets having the same specifications are fixed at three places different from the X-direction magnets MX and the Y-direction magnets MYA and MYB. (See FIGS. 2A and 5). The Z-direction magnets MZA, MZB, and MZC have a rectangular plate shape in front view, and the front surface (fixed yoke 62 contact surface) has an S pole and the rear surface has an N pole. The three Z-direction magnets MZA, MZB, and MZC are arranged at substantially equal intervals in a plane orthogonal to the Z axis with the Z axis as the center. The front fixing yoke 62 and the rear fixing yoke 63 pass the magnetic fluxes of the Z direction magnets MZA, MZB and MZC, so that the Z direction magnets MZA, MZB, MZC and the rear fixing yoke 63 are separated from each other in the Z direction (first). It constitutes a part of a plurality of magnetic circuits (thrust generating means, thrust controlling means) that generate thrust in the direction of).

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 movable stage 61 located between the front fixing yoke 62 and the rear fixing yoke 63 is a non-magnetic member integrally molded from a non-magnetic material by press molding. A front-view rectangular image sensor mounting hole 61a is bored in the central portion of the movable stage 61, and the image sensor 31 is fitted and fixed in the image sensor mounting hole 61a. The image sensor 31 projects forward from the image sensor mounting hole 61a in the optical axis O direction of the movable stage 61.

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の撮像面の中心は撮影レンズ101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101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 image sensor 31 is arranged so that the long side is parallel to the X direction and the short side is parallel to the Y direction when the movable stage 61 is located at the initial position (initial position where the magnetic levitation is performed). And. When the movable stage 61 is in the initial position, the center of the image pickup surface of the image pickup element 31 is located on the optical axis O of the photographing lens 101, and the optical axes O and the Z axis coincide with each other. The Z direction (first direction), the X direction (second direction), and the Y direction (third direction) are relative to the camera body 11 and the photographing lens 101 whose Z direction coincides with or is parallel to the optical axis O. Although the direction will be described below as a constant direction, the direction may be constant with respect to the image pickup element 31.

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 drive coils (X drive units) CX are fixed to the movable stage 61 so as to be located on the outer sides of both left and right sides (short sides) of the image sensor 31, and one side (short side) below the image sensor 31 is fixed. A pair of Y drive coil (YA drive unit) CYA and Y drive coil (YB drive unit) CYB are fixed to each other at a position below the long side (long side) and separated from each other to the left and right. The pair of X drive coils CX are vertically long in the Y direction, and are arranged at symmetrical positions (equal distances) across the Y axis so that the longitudinal direction is parallel to the Y direction, and overlaps with the X axis. The pair of Y drive coils CYA and CYB are horizontally long in the X direction and are arranged at symmetrical positions (equal distance from the Y axis) with the Y axis in between so that the longitudinal direction is parallel to the X direction. ing. This arrangement facilitates manufacturing, adjustment and control.

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。 A circular Z drive coil (ZA drive unit) CZA is further fixed to the movable stage 61 so as to be located between the pair of Y drive coils CYA and CYB (intermediate position), and the pair of X drive coils CX A pair of circular Z drive coils (ZB drive unit) CZB and Z drive coil (ZC drive unit) CZC are fixed so as to be positioned above. The Z drive coil CZA is arranged on the Y axis, and the Z drive coils CZB and CZC are arranged symmetrically with respect to the Y axis (equidistant distance from the Y axis). The center of gravity of the Z drive coils CZA, CZB, and CZC (the center of gravity of the whole) substantially coincides with the center of gravity of the movable stage 61. Two of the Z drive coils CZA, CZB and CZC, in the illustrated embodiment, the line connecting the Z drive coils CZB and CZC and the perpendicular line drawn from the other one to the above line are parallel to the Y axis. (Or coincide with the Y axis). The arrangement of the Z drive coils CZA, CZB, and CZC is arbitrary, but the line connecting any two of them becomes parallel to the X-axis or the Y-axis, and the other one is lowered to the line connecting the two. It is preferable to arrange the vertical line so as to be parallel to the Y-axis or the X-axis. This arrangement facilitates manufacturing, adjustment and control.

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。 In the pair of X drive coils CX and the pair of Y drive coils CYA, CYB and the three Z drive coils CZA, CZB, CZC, the coil wires are spirally wound a plurality of times in the XY plane, and the movable stage 61 It is a planar (thin) coil that is laminated a plurality of times in the plate thickness direction (Z direction) and is parallel to the optical axis orthogonal plane (XY plane).

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 drive coils CX are arranged so that their longitudinal portions are parallel to the Y axis and face the corresponding X direction magnet MX, and the pair of Y drive coils CYA and CYB have their longitudinal portions parallel to the X axis. Each of the corresponding magnets is arranged so as to face the pair of Y-direction magnets MYA and MYB.

以上のX駆動用コイル(X駆動部)CX、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、Z駆動用コイル(ZA駆動部)CZA、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 above X drive coil (X drive unit) CX, Y drive coil (YA drive unit) CYA and Y drive coil (YB drive unit) CYB, Z drive coil (ZA drive unit) CZA, Z drive coil The (ZB drive unit) CZB and the Z drive coil (ZC drive unit) CZC are connected to the actuator drive circuit 42 and are energized and controlled via the actuator drive circuit 42.

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)の推力を発生する第2の推力発生手段(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る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。 The X drive coil CX and the pair of X direction magnets MX form a second thrust generation means (thrust control means) that generates thrust in the X direction (second direction). The movable stage 61 can be translated in the X direction by the thrust in the X direction generated by the current control flowing through the X drive coil CX.

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第3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方向回りに傾動(回動)させることができる。 One Y-driving coil CYA and a pair of Y-direction magnets MYA, and the other Y-driving coil CYB and a pair of Y-direction magnets MYB are a pair of thirds that generate thrust in the Y direction (third direction). It constitutes the thrust generating means (thrust controlling means) of 3. The movable stage 61 is translated in the Y direction and tilted (rotated) in the Z direction by the interaction of a pair of thrusts in the Y direction separated in the X direction generated by controlling the current flowing through the Y drive coil CYA and CYB. be able to.

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個の第1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間した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(3個のZ方向用磁石MZA、MZB、MZC)に対して浮上させ、浮上状態で、Z方向に並進させ、X方向回りに傾動させ、Y方向回りに傾動させることができる。 The three Z drive coils CZA, CZB, CZC and the three Z direction magnets MZA, MZB, and MZC have three first thrust generating means (three first thrust generating means) that generate thrust in the Z direction (first direction). Thrust control means). The three Z drive coils CZA, CZB, and CZC and the three Z direction magnets MZA, MZB, and MZC, which are separated from each other in the XY plane, are controlled by the current flowing through the three Z drive coils CZA, CZB, and CZC. By the interaction of the three Z-direction thrusts generated, the movable stage 61 is levitated with respect to the front and rear fixed yokes 62 and 63 (three Z-direction magnets MZA, MZB, MZC), and in the levitated state, Z It can be translated in the direction, tilted in the X direction, and tilted in the Y direction.

また、X駆動用コイルCXとY駆動用コイルCYAとCYBへの電流制御により発生するX方向とY方向の推力の相互作用により、可動ステージ61を初期位置(中央位置)に浮上(中立)保持することができる。 Further, the movable stage 61 is levitated (neutral) to the initial position (center position) by the interaction of the thrusts in the X and Y directions generated by the current control of the X drive coil CX and the Y drive coil CYA and CYB. can do.

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(Y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、CZB、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、Z方向用ホール素子(ZB位置検出部)HZB、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(X位置検出部)HX、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、Z方向用ホール素子(ZA位置検出部)HZA、Z方向用ホール素子(ZB位置検出部)HZB、Z方向用ホール素子(ZC位置検出部)HZCは、位置検出回路43に接続されている。 The movable stage 61 includes a Hall element (X position detection unit) HX for the X direction located in the air core region of the X drive coil CX, and a Y direction Hall element (X position detection unit) HX located in the air core region of the Y drive coils CYA and CYB, respectively. Hall element (Y position detection unit) HYA, Y direction Hall element (YB position detection unit) HYB, and Z direction Hall element (ZA position) located in the air core region of each Z drive coil CZA, CZB, CZC. Detection unit) HZA, Z-direction Hall element (ZB position detection unit) HZB, Z-direction Hall element (ZC position detection unit) HZC are fixed. Hall element for X direction (X position detection unit) HX, Hall element for Y direction (YA position detection unit) HYA and Hall element for Y direction (YB position detection unit) HYB, Hall element for Z direction (ZA position detection unit) The HZA, Z-direction Hall element (ZB position detection unit) HZB, and the Z-direction Hall element (ZC position detection unit) HZC are connected to the position detection circuit 43.

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の検出信号から所定の演算により、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。 The X-direction Hall element HX constitutes a position detecting means for detecting the magnetic force (magnetic flux of the X-direction magnetic circuit) of the corresponding X-direction magnet MX. Then, the position detection circuit 43 detects the position of the movable stage 61 in the X direction by a predetermined calculation from the detection signal of the Hall element HX for the X direction. The translation position in the X direction can be detected by the detection signal of the Hall element HX for the X direction.

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)を検出する位置検出手段を構成し、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用いた所定の演算により、Y方向位置と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方向の並進位置と、Z方向回りの傾動位置を検出することができる。 The Y-direction Hall element HYA constitutes a position detecting means for detecting 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 is a Y-direction magnet MYB. It constitutes a position detecting means for detecting a magnetic force (magnetic flux of a Y-direction magnetic circuit). Then, the position detection circuit 43 detects the Y direction position and the tilt position around the Z direction by a predetermined calculation using the detection signals of both the Y direction Hall elements HYA and HYB. The translation position in the Y direction and the tilt position in the Z direction can be detected by the detection signals of the Hall elements HYA and HYB for the Y direction.

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の検出信号を用い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ことができる。 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, and MZC. Then, the position detection circuit 43 performs a translation position in the Z direction, a tilt position in the X direction, and a tilt position in the Y direction by a predetermined calculation using the detection signals of the Hall elements HZA, HZB, and HZC for each Z direction. Is detected. From the detection signals of the Hall elements HZA, HZB, and HZC for each Z direction, the translation position in the Z direction, the tilt position in the X direction, and the tilt position in the Y direction can be detected.

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の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 position detection circuit 43 uses a plurality of detection signals of the hole elements HX for the X direction, the hole elements HYA, HYB for the Y direction, and the hole elements HZA, HZB, and HZC for the Z direction to generate the movable stage 61 in the Z direction (first direction). ), X direction (second direction) and Y direction (third direction) translation position, Z direction (first direction), X direction (second direction) and Y direction (third direction) It constitutes a calculation means for calculating the tilt position around.

以上のX駆動用コイルCX、Y駆動用コイルCYAと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FPC(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FPC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 above X drive coil CX, Y drive coil CYA and CYB, Z drive coil CZA, CZB, CZC, X direction hole element HX, Y direction hole element HYA, HYB, and Z direction hole element. HZA, HZB, and HZC are mounted on a flexible printed circuit FPC (not shown), and an actuator drive circuit 42, a position detection circuit 43, and the like built in the camera body 11 via a flexible printed circuit FPC extending from the movable stage 61. It is electrically connected to each circuit of (see FIG. 1).

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。 The pair of X drive coils CX, the pair of Y drive coils CYA and CYB, and the three Z drive coils CZA, CZB and CZC are energized and controlled by the actuator drive circuit 42. The actuator drive circuit 42 is controlled by the body CPU 20 via the vibration isolation control circuit 41.

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が出力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 position detection circuit 43 is the X-direction position and the Y-direction position of the movable stage 61 based on the detection signals output by the X-direction Hall elements HX, the Y-direction Hall elements HYA, HYB, and the Z-direction Hall elements HZA, HZB, and HZC. , Z direction position, tilt position around X direction (tilt (rotation) angle around X direction, pitch angle), tilt position around Y direction (tilt (rotation) angle around Y direction, yaw angle), and Z direction The rotation tilt position (tilt (rotation) angle around the Z direction, roll angle) is detected.

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 digital camera 10 can perform the following operations when performing a shooting operation. First, under the control of the body CPU 20, the movable stage 61 is moved forward by energizing a pair of X drive coils CX, a pair of Y drive coils CYA, CYB, and three Z drive coils CZA, CZB, and CZC. It is held (floated) in an initial position that is not in contact with other members such as the fixed yoke 62 and the rear fixed yoke 63.

その後デジタルカメラ10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。 After that, the digital camera 10 can perform the following drive control based on each position calculated by the body CPU 20 (position detection circuit 43) with the movable stage 61 levitated.

Z駆動用コイルCZA、CZB、CZCを同等に通電制御することで発生する3つのZ方向の同等の推力の相互作用により可動ステージ61を光軸方向の所定位置に保持し、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(回動)及びY方向回りに傾動(回動)させ、傾動状態に保持することができる。 The movable stage 61 is held at a predetermined position in the optical axis direction by the interaction of three equivalent thrusts in the Z direction generated by equally energizing and controlling the Z drive coils CZA, CZB, and CZC, and translated in the Z direction. The movable stage 61 is tilted (rotated) in the X direction and tilted in the Y direction (rotation) due to the interaction of three different thrusts in the Z direction generated by individually energizing and controlling the Z drive coils CZA, CZB, and CZC. It can be rotated) and held in a tilted state.

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方向の所定位置に保持し、X方向に並進させることができる。 The movable stage 61 can be held at a predetermined position in the X direction and translated in the X direction by the thrust in the X direction generated by controlling the energization of each X drive coil CX.

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方向の一定位置に保持し、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により発生する異なる2つのY方向の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(回動)させ、所定の傾動(回動)状態に保持することができる。 The movable stage 61 is held at a fixed position in the Y direction by the interaction of two equivalent thrusts in the Y direction generated by equally energizing and controlling the Y drive coils CYA and CYB, translated in the Y direction, and driven in Y. The movable stage 61 is tilted (rotated) in the Z direction by the interaction of two different thrusts in the Y direction generated by individually energizing the coils CYA and CYB, and the movable stage 61 is brought into a predetermined tilted (rotated) state. Can be retained.

さらに、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を浮上させ、浮上状態で、6自由度(6軸)の全ての方向に並進、傾動させ、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。 Further, a plurality of thrusts in the Z direction generated by energization control of the above Z drive coils CZA, CZB, CZC, X drive coils CX, Y drive coils CYA, and CYB, and (plural) thrusts in the X direction. The movable stage 61 is levitated by the interaction of a plurality of thrusts in the Y direction, and in the levitated state, it is translated and tilted in all directions of 6 degrees of freedom (6 axes). Can be tilted.

デジタルカメラ10(ボディCPU20)は、以上の可動ステージ61の駆動制御を、手ぶれ検出回路44が検出したカメラボディ11の手ぶれ(振動)と同期させて行うことで、手ぶれ補正(振れ軽減)動作することができる。 The digital camera 10 (body CPU 20) operates the camera shake correction (shake reduction) by synchronizing the drive control of the movable stage 61 with the camera shake (vibration) of the camera body 11 detected by the camera shake detection circuit 44. be able to.

[第2の実施形態]
第1の実施形態では、永久磁石を前固定ヨーク62のみに設けた。これに対し、図6乃至図8は、永久磁石を前固定ヨーク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、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。前固定ヨーク62に固定されたX方向用磁石MX、Y方向用磁石MYA、MYB、Z方向用磁石MZA、MZB、MZC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、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。後固定ヨーク63の各X方向用磁石MX1、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MX、Y方向用磁石MYA、MYBとは、異なる磁極が対向するように配置されている(図6B、図7)。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MZA、MZB、MZCと同一の磁極が対向するように配置されている(図8)。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、X方向用磁石MX、Y方向用磁石MYA、MYB、及びZ方向用磁石MZA、MZB、MZCの間隔は、第1の実施形態のX方向用磁石MX、Y方向用磁石MYA、MYB、Z方向用磁石MZA、MZB、MZCと、後固定ヨーク63の間隔と略同一に設定されている。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the permanent magnet is provided only on the front fixing yoke 62. On the other hand, FIGS. 6 to 8 show a second embodiment in which the permanent magnets are provided on both the front fixing yoke 62 and the rear fixing yoke 63. Members having the same functions as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. X-direction magnets MX, Y-direction magnets MYA, MYB, Z-direction magnets MZA, MZB, and MZC fixed to the front fixing yoke 62 and having the same specifications as the X-direction magnets MX1 and Y-direction magnets MYA1. , MYB1, Z-direction magnets MZA1, MZB1, and MZC1 are fixed to the rear fixing yoke 63. The X-direction magnets MX1, Y-direction magnets MYA1, and MYB1 of the rear-fixing yoke 63 have different magnetic poles from the X-direction magnets MX, Y-direction magnets MYA, and MYB of the front fixed yoke 62 that face each other. (Fig. 6B, Fig. 7). On the other hand, the Z-direction magnets MZA1, MZB1, and MZC1 of the rear fixing yoke 63 are arranged so that the same magnetic poles as the Z-direction magnets MZA, MZB, and MZC of the front fixed yoke 62 facing each other face each other (FIG. 8). X-direction magnet MX1, Y-direction magnets MYA1, MYB1, Z-direction magnets MZA1, MZB1, MZC1, X-direction magnets MX, Y-direction magnets MYA, MYB, and Z-direction magnets MZA, MZB, MZC The spacing between the X-direction magnets MX, the Y-direction magnets MYA, MYB, and the Z-direction magnets MZA, MZB, and MZC of the first embodiment is set to be substantially the same as the spacing between the rear fixing yokes 63.

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MX、Y方向用磁石MYA、MYBと、後固定ヨーク63のX方向用磁石MX1、Y方向用磁石MYA1、MYB1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がZ方向に移動してもX方向及びY方向の推力(駆動力)の変動が小さい。 According to this second embodiment, the X-direction magnets MX, Y-direction magnets MYA, and MYB of the front fixing yoke 62 and the X-direction magnets MX1, Y-direction magnets MYA1, and MYB1 of the rear fixing yoke 63 are movable. Since different magnetic poles face each other across the longitudinal direction portions of the X drive coil CX, Y drive coil CYA, and CYB of the stage 61, it is possible to generate magnetic lines of force substantially perpendicular to the optical axis O (Z axis) direction. Therefore, even if the movable stage 61 moves in the Z direction, the fluctuation of the thrust (driving force) in the X and Y directions is small.

前固定ヨーク62のZ方向用磁石MZA、MZB、MZCと後固定ヨーク63のZ方向用磁石MZA1、MZB1、MZC1は、可動ステージ61の円環状のZ駆動用コイルCZA、CZB、CZCを挟んで同一の磁極が対向するので、第1の実施形態に比較して、Z駆動用コイルCZA、CZB、CZC(可動ステージ61)がZ方向に移動してもZ方向の推力(駆動力)の変動が小さい。 The Z-direction magnets MZA, MZB, and MZC of the front fixed yoke 62 and the Z-direction magnets MZA1, MZB1, and MZC1 of the rear fixed yoke 63 sandwich the annular Z drive coils CZA, CZB, and CZC of the movable stage 61. Since the same magnetic poles face each other, the thrust (driving force) in the Z direction fluctuates even if the Z driving coils CZA, CZB, and CZC (movable stage 61) move in the Z direction as compared with the first embodiment. Is small.

[第3の実施形態]
第1、第2の実施形態では、可動ステージ61のZ方向位置、X方向回りの傾動位置及びY方向回りの傾動位置をZ方向用ホール素子HZA、HZB、HZCにより検出した。図9及び図10は、Z方向位置検出手段、X方向回りの傾動位置検出手段及びY方向回りの傾動位置検出手段として、ホール素子HZA、HZB、HZCに代えて、フォトリフレクタPZA、PZB、PZCを使用した第3の実施形態を示している。第1、第2の実施形態と同一部材には同一の符号を付して説明を省略する。
[Third Embodiment]
In the first and second embodiments, the Z-direction position, the X-direction tilting position, and the Y-direction tilting position of the movable stage 61 are detected by the Z-direction Hall elements HZA, HZB, and HZC. 9 and 10 show the photoreflectors PZA, PZB, and PZC instead of the Hall elements HZA, HZB, and HZC as the Z-direction position detecting means, the X-direction tilting position detecting means, and the Y-direction tilting position detecting means. A third embodiment using the above is shown. The same members as those in the first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

フォトリフレクタPZA、PZB、PZCは発光素子及び受光素子を備え、発光素子が発光し、可動ステージ61の反射領域61bで反射した検出光を受光素子が受光して、その受光位置により、フォトリフレクタPZA、PZB、PZCと可動ステージ61(反射領域61b)のZ方向距離を検出する。 The photoreflectors PZA, PZB, and PZC include a light emitting element and a light receiving element, and the light emitting element emits light, and the light receiving element receives the detection light reflected in the reflection region 61b of the movable stage 61. , PZB, PZC and the Z-direction distance between the movable stage 61 (reflection region 61b) are detected.

第3の実施形態は、フォトリフレクタPZA、PZB、PZCにより、前固定ヨーク62に対する可動ステージ61のX方向位置、Y方向位置、あるいはZ方向回りの傾動位置に係わらず、可動ステージ61のZ方向位置を正確に検出できる。 In the third embodiment, the photoreflectors PZA, PZB, and PZC are used to move the movable stage 61 in the Z direction regardless of the X-direction position, the Y-direction position, or the Z-direction tilt position of the movable stage 61 with respect to the front fixed yoke 62. The position can be detected accurately.

[第4の実施形態]
以上の第1、第2及び第3の実施形態は、撮像素子31を可動ステージ61に固定し、可動ステージ61を前後の固定ヨーク62、63に対して非接触に浮上支持し、6自由度の駆動(6軸駆動)をした。これに対し、図11及び図12に示した第4の実施形態は、可動ステージ61上に、撮像素子31をZ方向に並進、X方向回りに傾動及びY方向回りに傾動させる圧電素子71a、71b、71cが設けられている。第1乃至第3の実施形態と同一部材には同一の符号を付して説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
In the first, second and third embodiments described above, the image sensor 31 is fixed to the movable stage 61, the movable stage 61 is levitated and supported with respect to the front and rear fixed yokes 62 and 63, and has 6 degrees of freedom. (6-axis drive). On the other hand, in the fourth embodiment shown in FIGS. 11 and 12, the piezoelectric element 71a, which translates the image pickup element 31 in the Z direction, tilts in the X direction, and tilts in the Y direction on the movable stage 61, 71b and 71c are provided. The same members as those in the first to third embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

3個の圧電素子71a、71b、71cは、撮像素子31の後面(背面)と可動ステージ61の前面を、伸縮可変部材72a、72b、72cを介して結合している。圧電素子71aは、撮像素子31の下方縁部のX方向の略中央に配置され、圧電素子71b、71cは、撮像素子31の上方縁部の左右両端近傍置に配置されている。3個の圧電素子71a、71b、71cは、好ましくは、光軸O(Z軸)から等間隔に配置する。 The three piezoelectric elements 71a, 71b, 71c connect the rear surface (back surface) of the image pickup element 31 and the front surface of the movable stage 61 via the telescopic variable members 72a, 72b, 72c. The piezoelectric element 71a is arranged substantially in the center of the lower edge portion of the image pickup element 31 in the X direction, and the piezoelectric elements 71b and 71c are arranged near both left and right ends of the upper edge portion of the image pickup element 31. The three piezoelectric elements 71a, 71b, and 71c are preferably arranged at equal intervals from the optical axis O (Z axis).

圧電素子71a、71b、71cは、電圧が印加されるとその強さ(高さ)、極性に応じてZ方向に伸縮する(推力を発生する)圧電素子の単体または積層体である。圧電素子71a、71b、71cは、図示しない圧電素子駆動回路によって駆動制御される。伸縮可変部材72a、72b、72cは、ゴム等の弾性体等により形成されている。圧電素子71a、71b、71c及び伸縮可変部材72a、72b、72cは、第1の方向の推力を発生する第1の推力発生手段を構成している。 The piezoelectric elements 71a, 71b, and 71c are single or laminated piezoelectric elements that expand and contract in the Z direction (generate thrust) according to their strength (height) and polarity when a voltage is applied. The piezoelectric elements 71a, 71b, and 71c are driven and controlled by a piezoelectric element drive circuit (not shown). The stretchable variable members 72a, 72b, 72c are formed of an elastic body such as rubber. The piezoelectric elements 71a, 71b, 71c and the telescopic variable members 72a, 72b, 72c form a first thrust generating means for generating thrust in the first direction.

図12Aには、圧電素子71a、71b、71cが略同一の長さ伸長するように略同一の電圧を印加した場合を示してある。圧電素子71a、71b、71cは、図11Bの初期状態から略等量伸長して、撮像素子31を可動ステージ61から離間(並進)させている。圧電素子71a、71b、71cに印加する電圧を反転させると、圧電素子71a、71b、71cは収縮して、撮像素子31が可動ステージ61に接近する方向に並進する。 FIG. 12A shows a case where substantially the same voltage is applied so that the piezoelectric elements 71a, 71b, and 71c extend to substantially the same length. The piezoelectric elements 71a, 71b, and 71c extend substantially the same amount from the initial state of FIG. 11B to separate (translate) the image pickup element 31 from the movable stage 61. When the voltage applied to the piezoelectric elements 71a, 71b, 71c is inverted, the piezoelectric elements 71a, 71b, 71c contract and the image sensor 31 translates in the direction approaching the movable stage 61.

各圧電素子71a、71b、71cに印加する電圧の極性及び電圧を独立調整すると、Z方向の伸縮によりZ方向の推力を発生し、3個の推力の相互作用により撮像素子31が、可動ステージ61に対してZ方向に並進、X方向回りに傾動、あるいはY方向回りに傾動する。図12Bは、圧電素子71cと圧電素子71aを収縮させ、圧電素子71bを伸長させて、撮像素子31を可動ステージ61に対してY方向回りに傾動させた状態を示している。圧電素子71a、71b、71cの異なる伸縮に伴い、各圧電素子71a、71b、71cと撮像素子31を結合する伸縮可変部材72a、72b、72cが伸縮変形して、撮像素子31の傾動を許容している。 When the polarity and voltage of the voltage applied to each of the piezoelectric elements 71a, 71b, and 71c are adjusted independently, thrust in the Z direction is generated by expansion and contraction in the Z direction, and the image pickup element 31 is moved to the movable stage 61 by the interaction of the three thrusts. It translates in the Z direction, tilts in the X direction, or tilts in the Y direction. FIG. 12B shows a state in which the piezoelectric element 71c and the piezoelectric element 71a are contracted, the piezoelectric element 71b is extended, and the image pickup element 31 is tilted in the Y direction with respect to the movable stage 61. As the piezoelectric elements 71a, 71b, and 71c expand and contract differently, the expansion and contraction variable members 72a, 72b, and 72c that connect the piezoelectric elements 71a, 71b, and 71c to the image sensor 31 expand and contract, allowing the image sensor 31 to tilt. ing.

なお、可動ステージ61を浮上させ、浮上状態でZ方向回りに傾動、X方向、Y方向に並進させる機構は、第1乃至第3の実施形態と同一の機構を使用することができる。 As the mechanism for ascending the movable stage 61 and tilting it in the Z direction and translating it in the X direction and the Y direction in the floating state, the same mechanism as in the first to third embodiments can be used.

以上の実施形態において、可動ステージ61には、2個のY方向(第3の)推力発生手段を構成する一対のY駆動用コイルCYAとCYBの中間位置に、3個のZ方向(第1の)推力発生手段の1個であるZ駆動用コイル(ZA駆動部)CZAが配置されているので、推力発生手段を狭い面積内にコンパクトに構成することができる。 In the above embodiment, the movable stage 61 has three Z directions (first) at intermediate positions between the pair of Y drive coils CYA and CYB constituting the two Y direction (third) thrust generating means. Since the Z drive coil (ZA drive unit) CZA, which is one of the thrust generating means, is arranged, the thrust generating means can be compactly configured in a narrow area.

本実施形態において、複数(3個)のZ方向の推力発生手段を構成するZ駆動用コイル(ZA、ZB、ZC駆動部)CZA、CZB、CZCの重心は、可動ステージ61の重心と略一致しているので、各Z方向の推力発生手段の推力(駆動力)を同等とすることが可能であり、推力を小さく設定することができる。 In the present embodiment, the centers of gravity of the Z drive coils (ZA, ZB, ZC drive units) CZA, CZB, and CZC constituting a plurality (three) thrust generating means in the Z direction are substantially one with the center of gravity of the movable stage 61. Therefore, the thrust (driving force) of the thrust generating means in each Z direction can be made equal, and the thrust can be set small.

複数のZ方向の推力発生手段を構成するZ駆動用コイル(ZA、ZB、ZC駆動部)CZA、CZB、CZCは、いずれか2個、この実施形態ではZ駆動用コイルCZBとCZCを結ぶ線がX軸またはY軸と平行であって、上記2個を結ぶ線と他の1個からこの2個を結ぶ線に下ろした垂線がY軸と平行になるように配置されているので、ジャイロセンサによる検出軸と制御軸を一致させることができ、制御系の構成を簡略化できる。例えば、Y方向回りの傾動はZC駆動部とZB駆動部の差分により制御し、X方向回りの傾動はZA駆動部により制御できる。 There are two Z drive coils (ZA, ZB, ZC drive units) CZA, CZB, and CZC that form a plurality of thrust generating means in the Z direction. In this embodiment, a line connecting the Z drive coils CZB and CZC. Is parallel to the X-axis or Y-axis, and the perpendicular line drawn from the other one to the line connecting these two is arranged so as to be parallel to the Y-axis. The detection axis by the sensor and the control axis can be matched, and the configuration of the control system can be simplified. For example, the tilt in the Y direction can be controlled by the difference between the ZC drive unit and the ZB drive unit, and the tilt in the X direction can be controlled by the ZA drive unit.

以上の実施形態では、可動ステージ61の撮像素子31の左右両側に位置させて同一仕様の一対のX駆動用コイルCXを設け、同一仕様の一対のX方向用磁石MXを前、後の固定ヨーク62、63の開口62a、63a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またはMX1は、左右の一方のみに設けてもよい。X駆動用コイルCXとX方向用磁石MXを左右の一方に設けた一実施形態(第5の実施形態)を図13に示した。図13は、可動ステージ61の背面図である。図2乃至図12の実施形態と同一の部材、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 above embodiment, a pair of X drive coils CX having the same specifications are provided on the left and right sides of the image sensor 31 of the movable stage 61, and a pair of X-direction magnets MX having the same specifications are fixed yokes in front and behind. Although the openings 62a and 63a of 62 and 63 are provided on both the left and right sides, the X drive coil CX and the X direction magnet MX or MX1 may be provided on only one of the left and right sides. FIG. 13 shows an embodiment (fifth embodiment) in which the X drive coil CX and the X direction magnet MX are provided on one of the left and right sides. FIG. 13 is a rear view of the movable stage 61. The same members and members having the same functions as those in the embodiments of FIGS. 2 to 12 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

同一仕様の一対のX駆動用コイルCXAとCXBは、撮像素子31の右側に、長手方向を光軸Oと直交するY軸と平行に向けて、X軸の上下位置にY方向に離間させて配置されている。上方のX駆動用コイルCXAの空芯領域には、X方向用ホール素子HXが配置されている。図示しないが、前固定ヨークと後固定ヨークには、各X駆動用コイルCXAとCXBとの対向部に、同一仕様の一対のX方向用磁石が配置され、X方向用の磁気回路(推力発生手段)を構成している。この実施形態は、X駆動用コイルCXAとCXBに同一の通電制御することにより、X方向の2つの推力が発生し、これらの推力の相互作用によりX方向の推力(駆動力)が発生するので、可動ステージ61をX方向に並進させることができる。 A pair of X drive coils CXA and CXB having the same specifications are separated from each other in the Y direction at the vertical position of the X axis so that the longitudinal direction is parallel to the Y axis orthogonal to the optical axis O on the right side of the image sensor 31. It is arranged. A Hall element HX for the X direction is arranged in the air core region of the upper X drive coil CXA. Although not shown, a pair of magnets for the X direction having the same specifications are arranged on the front fixed yoke and the rear fixed yoke at the opposite portions of the X drive coils CXA and CXB, and a magnetic circuit for the X direction (thrust generation). Means). In this embodiment, by controlling the same energization of the X driving coils CXA and CXB, two thrusts in the X direction are generated, and the interaction of these thrusts generates the thrust (driving force) in the X direction. , The movable stage 61 can be translated in the X direction.

また、X駆動用コイルCXは1個のみでもよい。その場合、X駆動用コイルCXは、Z方向に見てX軸と重複する位置に配置することが好ましい。 Further, only one X drive coil CX may be used. In that case, it is preferable that the X drive coil CX is arranged at a position overlapping the X axis when viewed in the Z direction.

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、永久磁石を可動ステージ(可動部材)に設けることもできる。 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 device of the present invention, a driving coil may be provided on a fixed yoke (fixed base member), and a permanent magnet may be provided on a movable stage (movable member).

図14及び図15は、駆動用コイルを固定ヨーク(固定のベース部材)に設け、永久磁石を可動ステージ(可動部材)に設けた第6の実施形態であって、図7及び図8に示した実施形態と同様の位置で切断した断面図を示している。図1乃至図13に示した実施形態と同一の部材、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。 14 and 15 are the sixth embodiments in which the driving coil is provided on the fixed yoke (fixed base member) and the permanent magnet is provided on the movable stage (movable member), and are shown in FIGS. 7 and 8. The cross-sectional view cut at the same position as the above-described embodiment is shown. The same members and members having the same functions as those of the embodiments shown in FIGS. 1 to 13 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

前固定ヨーク62には、X駆動用コイルCXA1’、Z駆動用コイルCZA1’が固定され、後固定ヨーク63にはX駆動用コイルCXA1’、Z駆動用コイルCZA1’と対向する位置にX駆動用コイルCXA’、Z駆動用コイルCZA’が固定されている。可動ステージ61には、X駆動用コイルCXA1’とCXA’の間に、X方向用磁石MX’が固定され、Z駆動用コイルCZA1’とCZA’の間にZ方向用磁石MZA’が固定されている。前、後固定ヨーク62、63の少なくとも一方、図示実施形態では、後固定ヨーク63のX駆動用コイルCXA1’の空芯領域にX方向用ホール素子HX’が固定され、前固定ヨーク62のZ駆動用コイルCZA’の空芯領域にZ方向用ホール素子HZA’が固定されている。なお、図示しないが、前、後固定ヨーク62、63には、各対のY駆動用コイルが対向させて固定され、前後方向に対向する一方のY駆動用コイルの一方の空芯領域にY方向用ホール素子が固定され、可動ステージ61には、対向するY駆動用コイルの間にY方向用磁石が固定されている。 The X drive coil CXA1'and the Z drive coil CZA1' are fixed to the front fixed yoke 62, and the X drive coil CXA1'and the Z drive coil CZA1' are opposed to the rear fixed yoke 63. The coil CXA'and the Z drive coil CZA' are fixed. On the movable stage 61, the X-direction magnet MX'is fixed between the X-drive coils CXA1'and CXA', and the Z-direction magnet MZA'is fixed between the Z-drive coils CZA1' and CZA'. ing. At least one of the front and rear fixed yokes 62 and 63, in the illustrated embodiment, the Hall element HX'for the X direction is fixed to the air core region of the X drive coil CXA1'of the rear fixed yoke 63, and the Z of the front fixed yoke 62. The Hall element HZA'for the Z direction is fixed in the air core region of the drive coil CZA'. Although not shown, each pair of Y drive coils are fixed to the front and rear fixed yokes 62 and 63 so as to face each other, and Y is placed in one air core region of one Y drive coil facing in the front-rear direction. A directional Hall element is fixed, and a Y-direction magnet is fixed between the opposing Y-driving coils on the movable stage 61.

以上のX駆動用コイルCXA1’、CXA’、Z駆動用コイルCZA1’、CZA’及び図示しないY駆動用コイルへの通電制御により、可動ステージ61は、浮上し、浮上状態で、並進し、傾動し、並進しながら傾動し、さらに傾動した後、その傾動状態で並進する。 By controlling the energization of the X drive coil CXA1', CXA', the Z drive coil CZA1', CZA'and the Y drive coil (not shown), the movable stage 61 floats, translates and tilts in the floating state. Then, it tilts while translating, and after further tilting, it translates in the tilted state.

第6の実施形態は、固定のベース部材である前、後固定ヨーク62、63に全ての駆動用コイル及びホール素子を固定し、可動部材である可動ステージ61に駆動用磁石を固定したので、可動ステージ61から引き出されるFPCの数が減り、FPCによる可動ステージ61の負荷が減るので、可動ステージ61の応答性が向上し、高精度に駆動することができる。前、後固定ヨーク62、63に駆動用コイル及びホール素子を固定し、可動ステージ61に駆動用磁石を固定する態様は、全ての実施形態に適用することが可能である。 In the sixth embodiment, all the driving coils and Hall elements are fixed to the front and rear fixing yokes 62 and 63, which are the fixed base members, and the driving magnets are fixed to the movable stage 61, which is the movable member. Since the number of FPCs drawn from the movable stage 61 is reduced and the load on the movable stage 61 by the FPC is reduced, the responsiveness of the movable stage 61 is improved and the movable stage 61 can be driven with high accuracy. The embodiment in which the driving coil and the Hall element are fixed to the front and rear fixing yokes 62 and 63 and the driving magnet is fixed to the movable stage 61 can be applied to all the embodiments.

以上の実施形態では、第1の方向を光軸Oと平行なZ方向(Z軸)とし、第2、第3の方向をZ方向(Z軸)と互いに直交するX方向(X軸)、Y方向(Y軸)としたが、本発明において、第1の方向は光軸Oと平行でなくてもよく、第1、第2、第3の方向は互いに直交していなくてもよく、任意の方向でよい。推力発生手段(推力制御手段)は、一つの方向のみに推力を発生するものであってもよい。 In the above embodiments, the first direction is the Z direction (Z axis) parallel to the optical axis O, and the second and third directions are the X direction (X axis) orthogonal to the Z direction (Z axis). Although the Y direction (Y axis) is used, in the present invention, the first direction does not have to be parallel to the optical axis O, and the first, second, and third directions do not have to be orthogonal to each other. It can be in any direction. The thrust generating means (thrust controlling means) may generate thrust in only one direction.

以上の第1乃至第4の実施形態では、X方向位置検出手段としてホール素子を左右のX駆動用コイルCXの空芯領域にそれぞれ設けたが、本発明は、一方のX駆動用コイルCXの空芯領域にのみ設けてもよい。また、ホール素子を駆動用コイルの空芯領域に設けたが、駆動用コイルの外側に設けてもよく、またホール素子は駆動用磁石の磁力を検出したが、駆動用磁石とは別個に磁力検出用の永久磁石を設けて磁力検出用磁石の磁力を検出してもよい。ホール素子に代えて、他の磁気センサを使用してもよい。 In the above first to fourth embodiments, Hall elements are provided in the air core regions of the left and right X drive coils CX as the X direction position detecting means, respectively, but the present invention describes the X drive coil CX of one of them. It may be provided only in the air core region. Further, although the Hall element is provided in the air core region of the drive coil, it may be provided outside the drive coil, and the Hall element detects the magnetic force of the drive magnet, but the magnetic force is separate from the drive magnet. A permanent magnet for detection may be provided to detect the magnetic force of the magnet for magnetic force detection. Other magnetic sensors may be used instead of the Hall element.

本実施形態のステージ装置60を搭載したデジタルカメラ10は、自動焦点調節機能として、AF部22により撮影レンズ101の焦点調節光学系を光軸方向に駆動しながら被写体コントラスト検出部35により被写体のコントラストを検出して、コントラストがピークとなる合焦状態を検出して焦点調節するコントラスト検出方式の自動焦点調節機能を有している。本発明のデジタルカメラ10は、ステージ装置60により、手ぶれ補正の他に、自動焦点調節動作において、撮像素子31を光軸方向に微進退動(並進)させて焦点微調整することも、ウォブリングさせてコントラストのピーク検出をすることも可能である。さらに本発明のデジタルカメラ10は、ステージ装置60により撮像素子31をチルトさせるあおり撮影などの特殊撮影や、チルト、パーン、ロールさせる構図調整が容易にできる。 In the digital camera 10 equipped with the stage device 60 of the present embodiment, as an automatic focus adjustment function, the subject contrast detection unit 35 drives the focus adjustment optical system of the photographing lens 101 in the optical axis direction by the AF unit 22. It has an automatic focus adjustment function of the contrast detection method that detects and adjusts the focus by detecting the in-focus state where the contrast peaks. In the digital camera 10 of the present invention, in addition to camera shake correction, the stage device 60 also wobbles the image sensor 31 by slightly advancing and retreating (translating) in the optical axis direction to finely adjust the focus in the automatic focus adjustment operation. It is also possible to detect the peak of the contrast. Further, the digital camera 10 of the present invention can easily perform special shooting such as tilting shooting in which the image sensor 31 is tilted by the stage device 60, and composition adjustment for tilting, panning, and rolling.

本発明は、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の他、交換式レンズ鏡筒、カメラ一体型レンズなど、様々な光学機器などに適用できる。
また本発明は、撮像装置の他、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。プロジェクターの場合は、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 be applied to various optical devices such as so-called mirrorless digital cameras, single-lens digital cameras, compact digital cameras, digital video cameras, interchangeable lens barrels, and camera-integrated lenses.
The present invention can also be applied to a projector, a laser scanner, or the like that projects images, data, or the like, in addition to an imaging device. In the case of a projector, projected light is incident on the substantially center of the movable stage 61 of the stage device from one side (rear) of the thickness direction (first direction, Z direction) of the movable stage 61, and the other side (rear). The first projection light beam incident on the image forming element (liquid crystal panel) emitted toward the projection optical system (front) or substantially the center of the movable stage 61 from a direction different from the first direction (Z direction). A DMD (Digital Mirror Device, Digital Micromirror Device) panel that reflects in the direction of (projection optical system direction) can be mounted. The movable stage 61 may be equipped with a projection optical system instead of the image forming element.

図16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81と、光源81から発せられた光を均一化する照明光学系82と、照明光学系82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83と、この画像形成素子83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83で形成された画像を投影する投影光学系84とを備えている。画像形成素子83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83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84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83の画像が形成される平面が、投影光学系84の光軸Oに対して、もしくは、投影光学系84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83(液晶パネル)を透過して投影光学系84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84に向かう投影光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。 FIG. 16 shows an outline of an embodiment of an image projection device (projector) including a stage device 60 having a movable stage 61. This embodiment includes a light source 81, an illumination optical system 82 that homogenizes the light emitted from the light source 81, an image forming element 83 that forms an image by receiving illumination light emitted from the illumination optical system 82, and the image. It includes a movable stage 61 in which the forming element 83 is fixed in the opening 61c, and a projection optical system 84 that projects an image formed by the image forming element 83. The image forming element 83 is specifically a liquid crystal panel or a DMD panel. The image forming element 83 is provided in the housing of the projector or the projection optical system 84 via the movable stage 61, and the image forming element 83 is in a state where the movable stage 61 is not driven (held in the initial position). The plane on which the image is formed is arranged in the projector so as to be perpendicular to the optical axis O of the projection optical system 84 or the optical axis of any lens in the projection optical system 84. .. The image forming element 83 is caused by translating the movable stage 61 in the optical axis O direction (first direction), the second or third direction, or tilting the movable stage 61 in the first, second or third direction. The projection direction and position can be adjusted or projected by changing the direction of the projected light beam transmitted through the (liquid crystal panel) toward the projection optical system 84 or the direction of the projected light reflected by the DMD panel and directed toward the projection optical system 84. The tilt of the image can be adjusted, and the distance between the liquid crystal panel or DMD panel and the projection optical system can be adjusted to adjust the focus.

本発明は、ステージ装置を、撮影光学系の光学要素の1つを補正光学要素として駆動する補正光学系を備えたレンズ鏡筒(特開2015-4769号公報等)に適用することもできる。例えば、撮影レンズ101において、撮影光学系を構成する光学素子の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。この実施形形態では、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17)。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1、第2または第3の方向回りに傾動させることで、手ぶ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。 The present invention can also be applied to a lens barrel (Japanese Patent Laid-Open No. 2015-4769, etc.) provided with a correction optical system that drives one of the optical elements of the photographing optical system as a correction optical element. For example, in the photographing lens 101, one or a plurality of optical elements constituting the photographing optical system can be used as an adaptive optics element (driven member). In this embodiment, the lens between the first lens group 91 and the second lens group 93 is a driven member (correction optical element) 92 (FIG. 17). In the case of this embodiment, the correction optical element 92 is mounted in the opening 61c formed at substantially the center of the movable stage 61. According to this embodiment, the movable stage (correction optical element 92) 61 is translated in the optical axis O direction (first direction), the second or third direction, or the first, second or third direction. By tilting it around, special shooting such as image stabilization and tilt shooting is possible. Further, in this embodiment, the focusing can be finely adjusted by slightly translating the movable stage (correction optical element 92) 61 in the optical axis O direction (first direction).

また、本発明のデジタルカメラ10は、撮影レンズに搭載された手ぶれ補正装置とカメラボディ11側の手ぶれ補正装置を共働させて手ぶれ補正動作や特殊撮影動作をさせることもできる。 Further, the digital camera 10 of the present invention can also perform a camera shake correction operation or a special shooting operation by cooperating the camera shake correction device mounted on the photographing lens and the camera shake correction device on the camera body 11 side.

10 デジタルカメラ
11 カメラボディ
20 ボディCPU(演算手段、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 撮像素子(被駆動部材)
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
44 手ぶれ検出回路
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
61b 反射領域
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
71a 71b 71c 圧電素子(推力発生手段、第1の推力発生手段、推力制御手段)
72a 72b 72c 伸縮可変部材
101 撮影レンズ
CX CXA CXB CXA’ CXA1’ X駆動用コイル(駆動用コイル、推力発生手段、第2の推力発生手段、推力制御手段)
CYA CYB Y駆動用コイル(駆動用コイル、推力発生手段、第3の推力発生手段、推力制御手段)
CZA CZB CZC CZA’ CZA1’ Z駆動用コイル(駆動用コイル、推力発生手段、第1の推力発生手段、推力制御手段)
HX 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 HZA’ Z方向用ホール素子(位置検出手段)
MX MX1 X方向用磁石(推力発生手段、第2の推力発生手段)
MYA MYB MYA1 MYB1 Y方向用磁石(推力発生手段、第3の推力発生手段)
MZA、MZB、MZC MZA1、MZB1、MZC1 MZA’ Z方向用磁石(推力発生手段、第1の推力発生手段)
PZA PZB PZC フォトリフレクタ(位置検出手段)
10 Digital camera 11 Camera body 20 Body CPU (calculation means, position detection means, thrust control means)
21 Camera operation unit 22 AF unit 23 Exposure control unit 24 Lens communication unit 30 Image sensor 31 Image sensor (driven member)
32 Image processing unit 33 Image display unit (monitor)
34 Memory card 35 Contrast detection unit 41 Anti-vibration control circuit 42 Actuator drive circuit 43 Position detection circuit 44 Camera shake detection circuit 60 Stage device 61 Movable stage (movable member)
61a Image sensor mounting hole 61b Reflection region 62 Front fixed yoke (base member)
62a Opening 63 Rear fixed yoke (base member)
63a Aperture 71a 71b 71c Piezoelectric element (thrust generating means, first thrust generating means, thrust controlling means)
72a 72b 72c Telescopic variable member 101 Shooting lens CX CXA CXB CXA'CXA1' X Drive coil (drive coil, thrust generation means, second thrust generation means, thrust control means)
CYA CYBY drive coil (drive coil, thrust generating means, third thrust generating means, thrust controlling means)
CZA CZB CZC CZA'CZA1' Z drive coil (drive coil, thrust generating means, first thrust generating means, thrust controlling means)
HX HX'X direction Hall element (position detection means)
Hall element for HYA HYBY direction (position detecting means)
HZA HZB HZC HZA'Z direction Hall element (position detecting means)
MX MX1 X direction magnet (thrust generating means, second thrust generating means)
MYA MYB MYA1 MYB1 Y direction magnet (thrust generating means, third thrust generating means)
MZA, MZB, MZC MZA1, MZB1, MZC1 MZA'Z direction magnet (thrust generating means, first thrust generating means)
PZA PZB PZC photo reflector (position detection means)

Claims (20)

撮影光学系により被写体像が投影される撮像素子が固定された可動部材、
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
上記可動部材に対して作用する複数方向の推力を発生させる推力発生手段を備え、
上記推力発生手段は、上記可動部材を、上記複数方向の推力の相互作用により上記ベース部材に対して浮上状態に保持する推力と、この浮上状態で、一方向の推力または複数方向の推力の相互作用により、上記可動部材を上記ベース部材に対して相対的に、上記撮影光学系の光軸と平行な第1の方向を含む互いに異なる第1、第2及び第3の方向に並進させる推力と、上記第1、第2及び第3の方向回りに傾動させる推力を発生させること、
上記第2、第3の方向は上記第1の方向と直交しかつ互いに直交する方向であること、
上記推力発生手段は、上記第1の方向の推力を発生する第1の推力発生手段と、上記第2の方向の推力を発生する第2の推力発生手段と、上記第3の方向の推力を発生する第3の推力発生手段を備えること、
上記第2、第3の推力発生手段の少なくとも一方は、上記第3の方向または第2の方向に離間させた少なくとも一対からなり、該第2または第3の対の推力発生手段の一方が発生する第2の方向または第3の方向の一対の推力の相互作用により、上記可動部材を第2の方向または第3の方向に並進及び第1の方向回りに傾動させること、及び
上記第2、第3の推力発生手段の他方は、上記光軸を挟んだ対称位置に配置された一対からなり、該第2、第3の一対の推力発生手段が発生する第2の方向の一対の推力または第3の方向の一対の推力の相互作用により、上記可動部材を第2の方向または第3の方向に並進させること、
を特徴とする撮像装置。
A movable member to which the image sensor on which the subject image is projected by the photographing optical system is fixed,
A base member for holding the movable member so as to be relatively movable, and a thrust generating means for generating thrust in a plurality of directions acting on the movable member are provided.
The thrust generating means has a thrust that holds the movable member in a floating state with respect to the base member by the interaction of thrusts in a plurality of directions, and a thrust in one direction or a thrust in a plurality of directions in the floating state. By action, a thrust that translates the movable member relative to the base member in different first, second, and third directions, including a first direction parallel to the optical axis of the imaging optical system. , To generate thrust that tilts in the first, second and third directions,
The second and third directions are orthogonal to the first direction and orthogonal to each other.
The thrust generating means uses the first thrust generating means for generating the thrust in the first direction, the second thrust generating means for generating the thrust in the second direction, and the thrust in the third direction. To provide a third thrust generating means to be generated,
At least one of the second and third thrust generating means is composed of at least a pair separated in the third direction or the second direction, and one of the second or third pair of thrust generating means is generated. By the interaction of a pair of thrusts in the second or third direction, the movable member is translated in the second or third direction and tilted in the first direction, and the second, The other of the third thrust generating means is composed of a pair arranged symmetrically with respect to the optical axis, and the pair of thrusts in the second direction in which the second and third pair of thrust generating means are generated or The interaction of a pair of thrusts in a third direction causes the movable member to translate in a second or third direction.
An imaging device characterized by.
請求項1記載の撮像装置において、
上記第2、第3の推力発生手段の他方は、上記第2の方向または第3の方向に離間させた一対からなり、該第2、第3の推力発生手段の他方が発生する第2の方向の一対の推力または第3の方向の一対の推力の相互作用により、上記可動部材を第2の方向または第3の方向に並進させる撮像装置。
In the imaging device according to claim 1,
The other of the second and third thrust generating means is composed of a pair separated in the second direction or the third direction, and the other of the second and third thrust generating means is generated. An imaging device that translates the movable member in a second direction or a third direction by the interaction of a pair of thrusts in a direction or a pair of thrusts in a third direction.
請求項1または2記載の撮像装置において、
上記第1の推力発生手段は、上記光軸を中心とした異なる位置に複数配置されていて、該第1の推力発生手段が発生する複数の第1の方向の推力の相互作用により、上記可動部材を第1の方向に並進、第2の方向回りに傾動及び第3の方向回りに傾動させる撮像装置。
In the imaging device according to claim 1 or 2,
A plurality of the first thrust generating means are arranged at different positions about the optical axis, and the first thrust generating means can be moved by the interaction of the plurality of thrusts generated in the first direction. An imaging device that translates a member in a first direction, tilts it in a second direction, and tilts it in a third direction.
請求項3記載の撮像装置において、
上記第1の方向の推力を発生させる推力発生手段は、少なくとも1個が上記第2または第3の対の推力発生手段の間に配置されている撮像装置。
In the imaging device according to claim 3,
The thrust generating means for generating the thrust in the first direction is an imaging device in which at least one is arranged between the second or third pair of thrust generating means.
請求項3または4記載の撮像装置において、
上記第1の推力発生手段の重心は、上記可動部材の重心と一致している撮像装置。
In the imaging device according to claim 3 or 4,
The center of gravity of the first thrust generating means coincides with the center of gravity of the movable member.
請求項3乃至5のいずれか1項記載の撮像装置において、
上記第1の推力発生手段は、上記光軸方向から見たとき、いずれか2個を結ぶ線が上記第2の方向または第3の方向と平行であって、上記2個を結ぶ線と、他の1個から上記2個を結ぶ線に下ろした垂線が上記第3の方向または第2の方向と平行になるように配置されている撮像装置。
In the imaging apparatus according to any one of claims 3 to 5,
When viewed from the optical axis direction, the first thrust generating means has a line connecting any two of them parallel to the second or third direction, and a line connecting the two. An imaging device in which a perpendicular line drawn from the other one to a line connecting the two is arranged so as to be parallel to the third direction or the second direction.
請求項1乃至6のいずれか1項記載の撮像装置において、
上記ベース部材は、上記可動部材に上記第1の方向の前方と後方からそれぞれ対向する前固定ヨークと後固定ヨークを備え、
上記各推力発生手段は、駆動用コイルと永久磁石とを備え、
上記駆動用コイルは、上記可動部材または少なくとも上記前固定ヨーク及び後固定ヨークの一方に固定され、上記永久磁石は、少なくとも上記前固定ヨーク及び後固定ヨークの一方または上記可動部材に固定されている撮像装置。
In the imaging device according to any one of claims 1 to 6,
The base member includes a front fixing yoke and a rear fixing yoke facing the movable member from the front and the rear in the first direction, respectively.
Each of the above thrust generating means includes a driving coil and a permanent magnet.
The driving coil is fixed to the movable member or at least one of the front fixing yoke and the rear fixing yoke, and the permanent magnet is fixed to at least one of the front fixing yoke and the rear fixing yoke or the movable member. Imaging device.
請求項7記載の撮像装置において、
上記各推力発生手段は、上記可動部材を、上記複数方向の推力の相互作用により上記前後の固定ヨークに対して浮上状態に保持する撮像装置。
In the imaging device according to claim 7,
Each thrust generating means is an imaging device that holds the movable member in a floating state with respect to the front and rear fixed yokes by the interaction of thrusts in the plurality of directions.
請求項7または8記載の撮像装置において、
上記第2の推力発生手段と第3の推力発生手段は、前後の固定ヨークに固定された永久磁石を有し、該前後の固定ヨークに固定された永久磁石は、異なる磁極が対向している撮像装置。
In the imaging device according to claim 7 or 8.
The second thrust generating means and the third thrust generating means have permanent magnets fixed to the front and rear fixed yokes, and the permanent magnets fixed to the front and rear fixed yokes have different magnetic poles facing each other. Imaging device.
請求項7乃至9のいずれか1項記載の撮像装置において、
上記第1の推力発生手段は、上記前後の固定ヨークに固定された永久磁石と可動部材に固定された駆動用コイルを有し、該前後の固定ヨークに固定された永久磁石は同一の磁極が対向している撮像装置。
In the imaging device according to any one of claims 7 to 9.
The first thrust generating means has a permanent magnet fixed to the front and rear fixed yokes and a driving coil fixed to a movable member, and the permanent magnets fixed to the front and rear fixed yokes have the same magnetic pole. Opposing imaging devices.
請求項7乃至9のいずれか1項記載の撮像装置において、
上記第1の推力発生手段は、上記可動部材と上記撮像素子との間の複数位置に設けられた、上記撮像素子が上記可動部材に対して接離する第1の方向に伸縮する圧電素子を含む撮像装置。
In the imaging device according to any one of claims 7 to 9.
The first thrust generating means is a piezoelectric element provided at a plurality of positions between the movable member and the image pickup element, which expands and contracts in the first direction in which the image pickup element comes into contact with and separates from the movable member. Image sensor including.
請求項7乃至11のいずれか1項記載の撮像装置において、
上記可動部材の上記ベース部材に対する相対位置を上記可動部材の異なる複数位置において検出する複数の位置検出手段と、該複数の位置検出手段の検出結果に基づいて、上記可動部材の上記ベース部材に対する第1、第2及び第3の方向の並進位置と、上記第1、第2及び第3の方向回りの傾動位置を演算する演算手段とをさらに備え、
上記位置検出手段は、上記第1の方向の推力を発生する駆動用コイルの空芯領域、第2の方向の推力を発生する駆動用コイルの空芯領域、及び上記第3の方向の推力を発生する駆動用コイルの空芯領域に設けられた磁気センサを備え、上記演算手段は、上記各磁気センサの検出信号により、上記可動部材の上記ベース部材に対する第1、第2及び第3の方向の並進位置と、上記第1、第2及び第3の方向回りの傾動位置を演算する撮像装置。
In the imaging device according to any one of claims 7 to 11.
Based on the plurality of position detecting means for detecting the relative position of the movable member with respect to the base member at a plurality of different positions of the movable member and the detection results of the plurality of position detecting means, the movable member has a second position with respect to the base member. Further provided with translational positions in the first, second and third directions and calculation means for calculating tilt positions in the first, second and third directions.
The position detecting means obtains the air core region of the drive coil that generates the thrust in the first direction, the air core region of the drive coil that generates the thrust in the second direction, and the thrust in the third direction. A magnetic sensor provided in the air-core region of the driving coil to be generated is provided, and the calculation means uses the detection signals of the respective magnetic sensors to make the first, second and third directions of the movable member with respect to the base member. An imaging device that calculates the translational position of the above and the tilting position in the first, second, and third directions.
請求項1記載の撮像装置において、
上記複数の位置検出手段は、上記可動部材と上記固定ヨークのいずれか一方に設けられた複数組の発光素子および受光素子を備え、演算手段は、上記発光手段から発光され上記固定ヨークまたは可動部材で反射した検出光を受光した受光素子の検出信号により、上記可動部材の上記ベース部材に対する第1、第2及び第3の方向の並進位置と、上記第1、第2及び第3の方向回りの傾動位置を演算する撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 1 wherein,
The plurality of position detecting means include a plurality of sets of light emitting elements and light receiving elements provided on either one of the movable member and the fixed yoke, and the calculation means emits light from the light emitting means and the fixed yoke or the movable member. The translation position of the movable member in the first, second, and third directions with respect to the base member and the rotation of the first, second, and third directions by the detection signal of the light receiving element that receives the detection light reflected by the above. An image pickup device that calculates the tilt position of.
ベース部材と、
上記ベース部材に対して相対的に移動可能な可動部材と、
上記可動部材に対して作用する複数方向の推力を発生する推力発生手段と、を備え、
上記推力発生手段は、上記可動部材を、上記複数方向の推力の相互作用により上記ベース部材に対して浮上状態に保持する推力と、この浮上状態で、一方向の推力または複数方向の推力の相互作用により、上記可動部材を上記ベース部材に対して相対的に、上記可動部材と上記ベース部材が離間・接近する方向と平行な第1の方向を含む互いに異なる第1、第2及び第3の方向に並進させる推力と、上記第1、第2及び第3の方向回りに傾動させる推力を発生させること、
上記可動部材は、上記推力発生手段の一方向の推力または複数方向の推力の相互作用により上記ベース部材に対して浮上状態で相対的に、並進、傾動、または並進及び傾動が可能なこと、及び
上記推力発生手段は、上記可動部材に対して、互いに異なる第1、第2及び第3の方向の推力を作用させる第1、第2及び第3の推力発生手段を備え、上記第1乃至第3の推力発生手段が発生する第1乃至第3の方向の推力の相互作用により上記可動部材は、上記ベース部材に対して浮上状態で相対的に、上記第1乃至第3の方向に並進、上記第1乃至第3の方向回りに傾動、傾動中に並進、及び傾動した後に並進可能であること、を特徴とするステージ装置。
With the base member
A movable member that can move relative to the base member,
A thrust generating means for generating thrust in a plurality of directions acting on the movable member is provided.
The thrust generating means has a thrust that holds the movable member in a floating state with respect to the base member by the interaction of thrusts in a plurality of directions, and a thrust in one direction or a thrust in a plurality of directions in the floating state. By action, the movable member is relative to the base member, and the movable member and the base member are different from each other, including the first direction parallel to the direction in which the movable member and the base member are separated / approached. To generate a thrust that translates in a direction and a thrust that tilts in the first, second, and third directions.
The movable member can be translated, tilted, or translated and tilted relative to the base member in a floating state by the interaction of thrusts in one direction or thrusts in a plurality of directions of the thrust generating means. The thrust generating means includes first, second, and third thrust generating means that exert different thrusts in the first, second, and third directions on the movable member, and the first to third thrust generating means. Due to the interaction of thrusts in the first to third directions generated by the thrust generating means 3, the movable member translates in the first to third directions relative to the base member in a floating state. A stage device characterized in that it tilts in the first to third directions, translates during tilt, and can be translated after tilting.
請求項14記載のステージ装置において、
上記可動部材は、上記推力発生手段の複数方向の推力の相互作用により上記ベース部材に対して非接触状態に保持されるステージ装置。
In the stage apparatus according to claim 14,
The movable member is a stage device that is held in a non-contact state with respect to the base member by the interaction of thrusts in a plurality of directions of the thrust generating means.
請求項14または15記載のステージ装置において、
上記可動部材の上記ベース部材に対する相対位置を上記可動部材の異なる複数位置において検出する複数の位置検出手段と、上記複数の位置検出手段の検出結果に基づいて、上記可動部材の上記ベース部材に対する第1、第2及び第3の方向の相対位置と、上記第1、第2及び第3の方向回りの傾動位置を演算する演算手段とをさらに備えたステージ装置。
In the stage apparatus according to claim 14 or 15.
Based on the detection results of the plurality of position detecting means for detecting the relative positions of the movable member with respect to the base member at a plurality of different positions of the movable member and the detection results of the plurality of position detecting means, the movable member has a second position with respect to the base member. A stage device further including a relative position in the first, second and third directions, and a calculation means for calculating a tilt position in the first, second and third directions.
請求項14乃至16のいずれか1項記載のステージ装置において、
上記可動部材には、被駆動部材が搭載されているステージ装置。
In the stage apparatus according to any one of claims 14 to 16.
A stage device in which a driven member is mounted on the movable member.
請求項17に記載のステージ装置において、
上記被駆動部材は、光源からの光を受けて投影画像を形成する画像形成素子または投影光学系であるステージ装置。
In the stage apparatus according to claim 17.
The driven member is an image forming element or a stage device that is a projection optical system that forms a projected image by receiving light from a light source.
請求項18項記載のステージ装置において、
上記画像形成素子は、上記光源から射出された光束を投影光学系に向けて透過する液晶パネルであって、上記第1の方向は上記投影光学系の光軸と平行であるステージ装置。
In the stage apparatus according to claim 18,
The image forming element is a liquid crystal panel that transmits a light beam emitted from the light source toward the projection optical system, and the first direction is parallel to the optical axis of the projection optical system.
請求項18記載のステージ装置において、
上記画像形成素子は、上記第1の方向とは異なる方向から射出された光束を上記投影光学系に向けて反射するDMDパネルであって、上記第1の方向は上記投影光学系の光軸と平行であるステージ装置。
In the stage apparatus according to claim 18,
The image forming element is a DMD panel that reflects light flux emitted from a direction different from the first direction toward the projection optical system, and the first direction is the optical axis of the projection optical system. Stage equipment that is parallel.
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