JP4495564B2 - ステージ装置及びこのステージ装置を利用したカメラの手振れ補正装置 - Google Patents

Description

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

ステージ板を一平面内において直交する２方向に直線移動可能としたステージ装置は一般的に、固定支持基板と、固定支持基板に対して共に平行をなすＸ方向移動板とＹ方向移動板とを備え、Ｘ方向移動板は固定支持基板に対して、固定支持基板と平行な特定のＸ方向にのみ移動可能であり、Ｙ方向移動板はＸ方向移動板に対して、固定支持基板と平行でＸ方向に直交するＹ方向にのみ移動可能となっている。

アクチュエータによって、Ｘ方向移動板にＸ方向の直線的な移動力を与えると、Ｘ方向移動板及びＹ方向移動板が、固定支持基板に対してＸ方向に直線的に相対移動する。また、アクチュエータによってＹ方向移動板にＹ方向の直線的な移動力を与えると、Ｙ方向移動板が、Ｘ方向移動板に対してＹ方向に直線的に相対移動する。

しかし、上記構成のステージ装置では、固定支持基板とＸ方向移動板とＹ方向移動板の間の平行関係を保つ手段を備えていないと、Ｘ方向移動板 とＹ方向移動板が固定支持基板に対してがたついてしまい、さらに、これら各部材の隣り合うもの同士が接触して摩擦が生じるため、Ｘ方向移動板とＹ方向移動板 がＸ方向とＹ方向に円滑に移動できなくなるおそれがある。

本発明の目的は、Ｘ方向移動板とＹ方向移動板が固定支持基板に対してがたつかず、常に円滑に動作するステージ装置及びこのステージ装置を利用したカメラの手振れ補正装置を提供することにある。

本発明のステージ装置は、固定支持基板と、該固定支持基板上に、Ｘ方向案内手段を介して、特定のＸ方向にのみ移動可能として支持されたＸ方向移動部材と、該Ｘ方向移動部材上に、Ｙ方向案内手段を介して、上記Ｘ方向移動部材と平行で上記Ｘ方向と直交するＹ方向にのみ移動可能として支持されたＹ方向移動部材と、を備えたステージ装置において、上記Ｘ方向移動部材に、仮想三角形の各頂点部分に位置させてそれぞれ貫通孔からなるボール回転支持孔を形成し、各ボール回転支持孔に、上記固定支持基板及びＹ方向移動部材に接触するボールを全方向に回転可能に嵌合したことを特徴としている。

上記Ｘ方向移動部材の重心を各ボールを結んで出来た領域内に配置し、より良くは各ボール回転支持孔間の中心とを一致させれば、Ｘ方向移動部材の移動がより円滑になる。

上記Ｘ方向案内手段を、上記Ｘ方向移動部材と上記固定支持基板の一方に設けた、上記Ｘ方向を向くＸ方向長孔と、他方に設けた、該Ｘ方向長孔に、上記Ｘ方向にのみ移動可能として係合するＸ用係合突起とを備え、上記Ｙ方向案内手段を、上記Ｘ方向移動部材と上記Ｙ方向移動部材の一方に設けた、上記Ｙ方向を向くＹ方向長孔と、他方に設けた、該Ｙ方向長孔に、上記Ｙ方向にのみ移動可能として係合するＹ用係合突起とを備える構成とすることが可能である。

上記Ｙ方向移動部材の上記Ｘ方向移動部材と反対側の面に上記Ｘ方向及びＹ方向に摺動可能に当接して、上記第３のボールと上記固定支持基板及び上記Ｙ方向移動部材との接触状態を保持する抜け止め手段を備えるのが好ましい。

抜け止め手段を備える場合は、上記Ｙ方向移動部材を上記Ｘ方向移動部材側に付勢するものとするのが好ましい。

複数の上記Ｘ方向長孔と上記Ｘ用係合突起を、上記Ｘ方向と平行な直線上に並べて設け、各Ｘ方向長孔に対応するＸ用係合突起を係合させるのが好ましい。

複数の上記Ｙ方向長孔と上記Ｙ用係合突起を、上記Ｙ方向と平行な直線上に並べて設け、各Ｙ方向長孔に対応するＹ用係合突起を係合させるのが好ましい。

さらに、上記Ｙ方向移動部材を上記固定支持基板に対してＸ方向に相対移動させるＸアクチュエータと、上記Ｙ方向移動部材をＹ方向に相対移動させるＹアクチュエータを備えるようにしてもよい。

また、上記Ｘ方向移動部材を載せた上記Ｙ方向移動部材をＹ方向に駆動するＹアクチュエータと、上記Ｙ方向移動部材上で上記Ｘ方向移動部材をＸ方向に駆動するＸアクチュエータと、を備えるようにしてもよい。

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

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

本発明によると、Ｘ方向移動部材とＹ方向移動部材が固定支持基板に対してがたつかないので、ステージ装置は常に円滑に動作する。

本発明の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、デジタルカメラ（カメラ）１内には、複数のレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３からなる光学系（カメラ光学系）が配設されており、レンズＬ３の後方にはＣＣＤ（撮像素子）３が配設されている。ＣＣＤ３は、デジタルカメラ１に内蔵された手振れ補正装置５に固定されており、その撮像面３ａが上記光学系の光軸Ｏに対して直交する結像面と一致している。

手振れ補正装置５は、図２から図１１に示すように、以下のような構造となっている。
図２に示すように、後方から視たときに方形をなし、その中央部に正方形の収容孔１０ａが穿設された固定支持基板１０は、図示を省略した固定手段によりデジタルカメラ１のボディ内に、光軸Ｏに対して直交し、かつ、光軸Ｏが収容孔１０ａの中心に位置するように固定されている。固定支持基板１０には、収容孔１０ａの下方に位置する左右一対のＸ方向長孔（Ｘ方向案内手段）１０ｂ、１０ｃが穿設されている。このＸ方向長孔１０ｂ、１０ｃはＸ方向（図２、及び図６から図１０に矢線Ｘで示した方向。これらの図の左右方向）に長く、かつ、共にＸ方向と平行な直線上に並んでいる。固定支持基板１０の後面は、Ｘ方向及びＹ方向（図２、及び図７から図１０に矢線Ｙで示した方向。これらの図の上下方向）を含む（Ｘ方向及びＹ方向と平行な）ＸＹ平面と平行な接触平面１０ｄとなっている。

後方から視たときに方形をなす、固定支持基板１０より小寸の移動板（Ｘ方向移動部材）２０の中央部には、収容孔１０ａよりＸ方向に長くＹ方向の寸法が等しい方形の収容孔２０ａが穿設されており、移動板２０の前面の下端部には、Ｘ方向に並ぶ一対の光軸Ｏと平行なＸ用係合ピン（Ｘ用係合突起）（Ｘ方向案内手段）２０ｂ、２０ｃが突設されている。これらＸ用係合ピン２０ｂ、２０ｃはＸ方向と平行な直線上に並んでおり、両Ｘ用係合ピン２０ｂ、２０ｃは左右のＸ方向長孔１０ｂ、１０ｃに、それぞれＸ方向にのみ移動可能として係合している。さらに、移動板２０の後面には、収容孔２０ａの左方（図６〜図１０を基準とする。以下同様）に位置する、上下一対のＹ用係合ピン（Ｙ用係合突起）（Ｙ方向案内手段）２０ｄ、２０ｅが突設されている。これらＹ用係合ピン２０ｄ、２０ｅは光軸Ｏと平行であり、上記Ｙ方向と平行な方向に並んでいる。

カバー部材（Ｙ方向移動部材）３０は、前方に向かって膨出する膨出部３１と、膨出部３１の後端部から上下左右に延出する板部３２とを具備しており、膨出部３１の前面には正面視方形の採光孔３１ａが貫通孔として穿設されている。膨出部３１のＸ方向長、及びＹ方向長は収容孔１０ａ、２０ａより小さく、かつ、板部３２のＸ方向長及びＹ方向長は移動板２０とほぼ同一である。板部３２の左側部には、一対のＹ方向長孔（Ｙ方向案内手段）３０ａ、３０ｂが、Ｙ方向と平行な直線上に並べて穿設されており、Ｙ方向長孔３０ａ、３０ｂに移動板２０のＹ用係合ピン２０ｄ、２０ｅがＹ方向にのみ移動可能としてそれぞれ係合している。板部３２の前面は上記ＸＹ平面と平行な接触平面３２ａとなっている。
膨出部３１は両収容孔１０ａ、２０ａ内に、Ｘ用係合ピン２０ｂ、２０ｃとＸ方向長孔１０ｂ、１０ｃの隙間分だけＸ方向に、Ｙ用係合ピン２０ｄ、２０ｅとＹ方向長孔３０ａ、３０ｂの隙間分だけＹ方向に移動可能（膨出部３１が両収納孔１０ａ、２０ａに接触しない範囲で）として位置している。

板部３２の後面には、その前面にＣＣＤ３が固定されたベース板４０の前面が固着されており（図３参照）、正面から視たときに、採光孔３１ａを通してＣＣＤ３の撮像面３ａが完全に露出している。さらに、膨出部３１の内部空間には透光性材料からなるローパスフィルタ４１が、膨出部３１の前壁に当接する状態で配設されており、ＣＣＤ３の前面の撮像面３ａの周囲とローパスフィルタ４１の間には、撮像面３ａの周囲に接触する正面視方形環状の押さえ部材４２が設けられている。

移動板２０の収容孔２０ａの周囲には、軸線が光軸Ｏと平行な３つの円柱形状の取付孔２５が、光軸Ｏ方向に見たときに同一直線上に並ばない三角形（仮想三角形）の各頂点をなす位置にそれぞれ貫通孔として穿設されており、各取付孔２５には合成樹脂等の弾性材料からなるボール支持部２６が嵌合され、接着剤等によって固着されている。
各ボール支持部２６には、ボール支持部２６を光軸Ｏと平行な方向に貫通するボール回転支持孔２７が穿設されている（各ボール回転支持孔２７は光軸Ｏ方向に見たときに同一直線状に並ばない）。このボール回転支持孔２７は、全体として球の前端部と後端部を切り落とした形状であり、ボール回転支持孔２７の前端部と後端部は環状抜止部２８の内周面を構成している。ボール回転支持孔２７の前端開口及び後端開口は正面視で円形をなしており、図１１に示すように、この前端開口及び後端開口の直径Ｌ１は、ボール回転支持孔２７の直径Ｌ２より短い。
各ボール回転支持孔２７には、ボール回転支持孔２７と同じ曲率の金属製のボールＢＣが全方向に回転可能として嵌合されている。各ボール回転支持孔２７に嵌合されたボールＢＣの前端部と後端部は、前後の環状抜止部２８から前後にそれぞれ突出し、固定支持基板１０の接触平面１０ｄと板部３２の接触平面３２ａにそれぞれ接触する。各ボールＢＣは、環状抜止部２８を弾性変形させることによりボール回転支持孔２７に着脱可能であり、直径Ｌ１が直径Ｌ２（ボールＢＣの直径）より短いので、ボール回転支持孔２７に嵌合されたボールＢＣは不意にボール回転支持孔２７から脱落しない。光軸Ｏ方向から見たときの３つのボールＢＣ間の中心位置は、移動板２０（ボール支持部２６を含む）の重心Ｇ２０（図７参照）と一致する。

固定支持基板１０の後面の３カ所には以下の構成を具備する抜け止め手段が設けられている（図６では図示を省略している）。
固定支持基板１０の後面の３カ所には、光軸Ｏと平行な支持突片１５、１６が突設されている。収容孔１０ａの両側部に位置する支持突片１５の後端からはＸ方向を向く板ばね（付勢手段）１７が延出しており、両板ばね１７の前面先端部には、押さえ用ボール１８が固着されている。両押さえ用ボール１８は板ばね１７によって前方に付勢され、両押さえ用ボール１８は板部３２の後面に摺動可能に弾性接触している。収容孔１０ａの直下に位置する支持突片１６の後端からはＹ方向を向く板ばね１９が延出しており、板ばね（付勢手段）１９の前面先端部には押さえ用ボール１８が固着され、板ばね１９によって前方に付勢されている押さえ用ボール１８が板部３２の後面に摺動可能に弾性接触している。
以上の支持突片１５、１６、板ばね１７、押さえボール１８、及び板ばね１９が抜け止め手段の構成要素であり、３つの押さえ用ボール１８が板部３２の後面に弾性接触することにより板部３２が前方に付勢されるので、カバー部材３０の後方への移動が規制される。さらに、図３及び図１１に示すように、３つのボールＢＣが板部３２の接触平面３２ａ及び固定支持基板１０の接触平面１０ｄに常に接触する（接触状態が保持される）。

図２及び図３に示すように、ベース板４０の後面には電気基板５０が固着されており、電気基板５０はＸ方向及びＹ方向と平行なＸＹ仮想平面Ｐ（図３参照）上に位置している。この電気基板５０には図示を省略した導線が多数形成されており、この導線にＣＣＤ３が電気的に接続されている。電気基板５０には２つの突出舌片５０ａ、５０ｂが形成されており、これらの突出舌片５０ａ、５０ｂの後面にはそれぞれ、電気基板５０と平行な平面状のＸ方向駆動用コイル（Ｘアクチュエータ）ＣＸとＹ方向駆動用コイル（Ｙアクチュエータ）ＣＹが、プリントにより形成されている。
図４に示すように、Ｘ方向駆動用コイルＣＸは、各辺が直線状をなす渦巻き状をなしており、右辺ＣＸ１と左辺ＣＸ２と上辺ＣＸ３と下辺ＣＸ４とからなっている。図５に示すように、Ｙ方向駆動用コイルＣＹも各辺が直線状をなす渦巻き状をなしており、右辺ＣＹ１と左辺ＣＹ２と上辺ＣＹ３と下辺ＣＹ４とからなっている。Ｘ方向駆動用コイルＣＸとＹ方向駆動用コイルＣＹは、便宜上電気線を数回巻いたものとして図示しているが、実際は数十回巻かれている。
Ｘ方向駆動用コイルＣＸとＹ方向駆動用コイルＣＹの両端はそれぞれ、電気基板５０の上記導線に接続されている。さらに、図２に示すように、後方から視たときに、Ｘ方向駆動用コイルＣＸの中心を通るＸ方向の直線であるＸ方向直線ＬＸはＣＣＤ３の中心を通り、Ｙ方向駆動用コイルＣＹの中心を通るＹ方向の直線であるＹ方向直線ＬＹもＣＣＤ３の中心を通る。さらに、Ｘ方向とＹ方向に移動可能な部材である移動板２０、カバー部材３０、ベース板４０、電気基板５０、Ｘ方向駆動用コイルＣＸ、及びＹ方向駆動用コイルＣＹ全体の重心Ｇが、ＣＣＤ３の中心と前後方向に重合している。

固定支持基板１０の後面の２カ所には金属等の軟磁性体からなる断面視コ字形のヨーク（Ｘアクチュエータ）ＹＸとヨーク（Ｙアクチュエータ）ＹＹが固着されており、各ヨークＹＸ、ＹＹの内面には磁石（Ｘアクチュエータ）ＭＸと（Ｙアクチュエータ）ＭＹがそれぞれ設けられている。ヨークＹＸの磁石ＭＸは、Ｎ極とＳ極がＸ方向に並んでおり、ヨークＹＹの磁石ＭＹは、Ｎ極とＳ極がＹ方向に並んでいる。
図３に示すように、ヨークＹＹの先端部は磁石ＭＹと対向しており、この部分が磁石ＭＹと磁気回路を形成している。
同様に、ヨークＹＸの先端部は磁石ＭＸと磁気回路を形成している。
そして、図２及び図３に示すように、電気基板５０の各突出舌片５０ａ、５０ｂは、ヨークＹＸ、ＹＹの内部にそれぞれ位置している。

図２に示すように、デジタルカメラ１内には、バッテリＢと、デジタルカメラ１の振動を検出する振動検出センサＳと、振動検出センサＳが検出した振動情報に基づいて、バッテリＢで発生した電力を、両コイルＣＸ、ＣＹに、その方向と大きさを変えながら流す制御回路（制御手段）Ｃとが設けられている。バッテリＢと振動検出センサＳはともに制御回路Ｃに電気的に接続されており、制御回路Ｃは電気基板５０の上記導線に電気的に接続されている。
以上説明した手振れ補正装置５の構成部材の内、ＣＣＤ３と振動検出センサＳと制御回路ＣとバッテリＢを除いた構成部材によりステージ装置が構成されている。

次に、手振れ補正装置５の動作について説明する。
デジタルカメラ１によって撮影を行うと、各レンズＬ１〜Ｌ３を透過した光が、採光孔３１ａとローパスフィルタ４１を通ってＣＣＤ３の撮像面３ａに結像する。この際、デジタルカメラ１の手振れ補正スイッチ（不図示）をＯＮにして撮影を行なうと、デジタルカメラ１に手振れ（像振れ）が生じなければ、振動検出センサＳが振動を感知しないので、手振れ補正装置５は図２に示す非作動状態を維持する。一方、デジタルカメラ１に手振れが生じると、振動検出センサＳがデジタルカメラ１の振動を検知し、この振動情報が制御回路Ｃに送られる。すると、以下に説明するように、制御回路Ｃが、振動情報に基づいてバッテリＢで発生した電流をＸ方向駆動用コイルＣＸとＹ方向駆動用コイルＣＹに、その大きさと方向を調整しながら流す。

図７と図８は、非作動状態と作動状態における固定支持基板１０と移動板２０のＸ方向とＹ方向の位置関係を説明するための図である（これらの図では、説明の便宜上、Ｙ用係合ピン２０ｅを省略している）。
非作動状態では図４に示すように、Ｘ方向駆動用コイルＣＸの右辺ＣＸ１と磁石ＭＸのＮ極、左辺ＣＸ２と磁石ＭＸのＳ極が前後方向に重合している。この状態で、例えば、Ｘ方向駆動用コイルＣＸに図４に矢線で示す方向の電流が流れると、右辺ＣＸ１と左辺ＣＸ２にはＸ方向右向きの直線的な力ＦＸが生じる。この力ＦＸはベース板４０を介して電気基板５０と一体となっているカバー部材３０に及び、さらに、Ｙ方向長孔３０ａ、３０ｂとＹ用係合ピン２０ｄ、２０ｅの係合関係によりカバー部材３０に対するＸ方向への相対移動が規制された移動板２０に及ぶ。非作動状態のとき固定支持基板１０と移動板２０は、収容孔１０ａの中心と収容孔２０ａの中心が前後方向に重合する図７に示す位置関係にあるが、力ＦＸを受けた移動板２０は、図８に示すように、そのＸ用係合ピン２０ｂ、２０ｃがＸ方向長孔１０ｂ、１０ｃに沿って、固定支持基板１０に対してＸ方向右側に相対移動する。この結果、ベース板４０とカバー部材３０を介して移動板２０とＸ方向に一体となっている電気基板５０が、固定支持基板１０に対して右側に相対移動する。なお、この際、上辺ＣＸ３と下辺ＣＸ４にも力が生じるが、これらの力は互いに打ち消し合うので、電気基板５０には力を及ぼさない。

Ｘ用係合ピン２０ｂ、２０ｃとＸ方向長孔１０ｂ、１０ｃの係合関係により、移動板２０（カバー部材３０、電気基板５０）は、右辺ＣＸ１がＮ極と、左辺ＣＸ２がＳ極と重合関係を維持する範囲内でＸ方向に移動可能である。そして、Ｘ方向駆動用コイルＣＸに図４の矢線と逆向きの電流を流すと、右辺ＣＸ１と左辺ＣＸ２にはＸ方向左向きの直線的な力が生じ、Ｘ方向長孔１０ｂ、１０ｃとＸ用係合ピン２０ｂ、２０ｃの係合関係に従って、電気基板５０は固定支持基板１０に対して左側に相対移動する。
このように制御回路ＣがＸ方向駆動用コイルＣＸへ流す電流の向きを調整することにより、移動板２０が電気基板５０と一緒に左右方向に移動する。
さらに、バッテリＢからＸ方向駆動用コイルＣＸへの給電を停止すると、その瞬間にＸ方向の動力が失われ、電気基板５０は停止する。
また、Ｘ方向駆動用コイルＣＸに流れる電流の大きさと生じる力は比例するので、バッテリＢからＸ方向駆動用コイルＣＸへ給電する電流を大きくすれば、Ｘ方向駆動用コイルＣＸに掛かる力は大きくなり、電流を小さくすればＸ方向駆動用コイルＣＸに掛かる力は小さくなる。

そして、このように移動板２０が固定支持基板１０に対してＸ方向に直線的に移動するとき、各押さえ用ボール１８が板部３２の後面に摺接しながら板部３２を固定支持基板１０側に付勢し、ボールＢＣが固定支持基板１０の接触平面１０ｄ及び板部３２の接触平面３２ａに接触しながらＸ方向に回転するので、移動板２０は固定支持基板１０に対して円滑に相対移動できる。

図９と図１０は、非作動状態及び作動状態における移動板２０とカバー部材３０のＸ方向とＹ方向の位置関係を説明するための図である（Ｘ用係合ピン２０ｂは、そのＸ方向位置及びＹ方向位置がＹ用係合ピン２０ｅと同じであるため隠れている）。
図５に示すように、非作動状態ではＹ方向駆動用コイルＣＹの上辺ＣＹ３と磁石ＭＹのＮ極、下辺ＣＸ４と磁石ＭＹのＳ極が前後方向に重合している。この状態で、例えば、Ｙ方向駆動用コイルＣＹに図５に矢線で示す方向の電流が流れると、上辺ＣＹ３と下辺ＣＹ４にはＹ方向上向きの直線的な力ＦＹが生じる。この力ＦＹはベース板４０を介して電気基板５０と一体となっているカバー部材３０に及ぶ。非作動状態のときカバー部材３０と移動板２０は図９に示す位置関係にあるが、力ＦＹを受けたカバー部材３０は、図１０に示すように、そのＹ方向長孔３０ａ、３０ｂがＹ用係合ピン２０ｄ、２０ｅに対してＹ方向上側に相対移動する。この結果、カバー部材３０と一体となっている電気基板５０が固定支持基板１０に対して上側に相対移動する。なお、この際、右辺ＣＹ１と左辺ＣＹ２にも力が生じるが、これらの力は互いに打ち消し合うので、電気基板５０には力を及ぼさない。

Ｙ用係合ピン２０ｄ、２０ｅとＹ方向長孔３０ａ、３０ｂの係合関係により、カバー部材３０（電気基板５０）は、上辺ＣＹ３がＮ極と、下辺ＣＹ４がＳ極と重合関係を維持する範囲内でＹ方向に移動可能である。そして、Ｙ方向駆動用コイルＣＸに図５の矢線と逆向きの電流を流すと、上辺ＣＹ３と下辺ＣＹ４にはＹ方向下向きの直線的な力が生じ、Ｙ方向長孔３０ａ、３０ｂとＹ用係合ピン２０ｄ、２０ｅの係合関係に従って、電気基板５０は固定支持基板１０に対して下側に相対移動する。

このように制御回路ＣがＹ方向駆動用コイルＣＹへ流す電流の向きを調整することにより、膨出部３１が収容孔２０ａ及び収容孔１０ａに当接しない範囲内で、電気基板５０が上下方向に移動する。
さらに、バッテリＢからＹ方向駆動用コイルＣＹへの給電を停止すると、その瞬間にＹ方向の動力が失われ、電気基板５０は停止する。
また、Ｙ方向駆動用コイルＣＹに流れる電流の大きさと生じる力は比例するので、バッテリＢからＹ方向駆動用コイルＣＹへ給電する電流を大きくすれば、Ｙ方向駆動用コイルＣＹに掛かる力は大きくなり、電流を小さくすればＹ方向駆動用コイルＣＹに掛かる力は小さくなる。

このようにカバー部材３０が移動板２０に対してＹ方向に直線的に移動するとき、各押さえ用ボール１８が板部３２の後面に摺接しながら板部３２を固定支持基板１０側に付勢し、ボールＢＣが固定支持基板１０の接触平面１０ｄ及びカバー部材３０の接触平面３２ａに接触しながらＹ方向に回転するので、カバー部材３０は移動板２０（及び固定支持基板１０）に対して円滑に相対移動できる。
そして、振動検出センサＳが検出したデジタルカメラ１の振動を打ち消すように、電気基板５０（ＣＣＤ３）がＸ方向とＹ方向に往復移動し、ベース板４０に固定されたＣＣＤ３のＸＹ方向位置が変化することにより、手振れ補正が行われる。

以上説明した本実施形態のステージ装置は、Ｘ方向移動部材である移動板２０を、そのＸ用係合ピン２０ｂ、２０ｃを固定支持基板１０のＸ方向長孔１０ｂ、１０ｃに係合することにより、固定支持基板１０にＸ方向にのみ相対移動可能として組み付けることができる。さらに、Ｙ方向移動部材であるカバー部材３０を、そのＹ方向長孔３０ａ、３０ｂを移動板２０のＹ用係合ピン２０ｄ、２０ｅに係合することにより、移動板２０にＹ方向にのみ相対移動可能として組み付けることが出来るので、組み立て作業が容易である。さらに、ステージ装置は、少ない部品から構成された極めて簡単な構造なので、製造コストを低く抑えることが可能である。

さらに、両Ｘ方向長孔１０ｂ、１０ｃとＸ用係合ピン２０ｂ、２０ｃをＸ方向と平行な直線上に並べて設けてあるので、この直線上に並べて設けない場合に比べて、Ｘ用係合ピン２０ｂ、２０ｃの移動精度が良い。
即ち、図１２に示すように、Ｘ用係合ピン２０ｃはＸ用係合ピン２０ｂを中心にして回転可能であるため、両Ｘ用係合ピン２０ｂ、２０ｃを上記直線上に並べない場合は並べた場合に比べて、Ｘ用係合ピン２０ｃとＸ方向長孔１０ｃとの回転方向ＲＤ１の隙間Ｇ１が、並べた場合の回転方向ＲＤ２の隙間Ｇ２に比べて大きくなる。従って、Ｘ用係合ピン２０ｃはＸ方向長孔１０ｃ内で回転し易く、その結果移動精度が低下する（上記直線上に並べた方が移動精度が良い）。このような問題はＸ用係合ピン２０ｃを中心に回転可能なＸ用係合ピン２０ｂについても同様に生じる。
さらに、両Ｙ方向長孔３０ａ、３０ｂと両Ｙ用係合ピン２０ｄ、２０ｅをＹ方向と平行な直線上に並べて設けているので、これら両Ｙ用係合ピン２０ｄ、２０ｅもＹ方向に並べて設けない場合に比べて移動精度が良い。

板ばね１７、１９によって付勢された押さえ用ボール１８の働きによって、カバー部材３０の板部３２の接触平面３２ａ及び固定支持基板１０の接触平面１０ｄがボールＢＣに常に接触するので、移動板２０は固定支持基板１０に対して常にがたつくことなくＸ方向に円滑に直線移動できる。さらに、カバー部材３０は移動板２０に対して常にがたつくことなくＹ方向に円滑に直線移動できる。さらに、カバー部材３０や移動板２０が固定支持基板１０から脱落することもない。

さらに、一つのボールＢＣが接触平面３２ａ及び接触平面１０ｄに接触するので、ボールＢＣの数を最小限に止めることができる。従って、部品点数の減少、ステージ装置及び手振れ補正装置５の重量の減少、及びＸアクチュエータ（Ｘ方向駆動用コイルＣＸ、ヨークＹＸ、磁石ＭＸ）とＹアクチュエータ（Ｙ方向駆動用コイルＣＹ、ヨークＹＹ、磁石ＭＹ）に求められる駆動力の減少、が図られている。さらに、部品点数が減少するので、ステージ装置及び手振れ補正装置５の組み立て作業が容易となっている。

しかも、光軸Ｏ方向から見たときに、３つのボールＢＣ（ボール回転支持孔２７）を結んで出来た三角形領域の内側に、移動板２０（ボール支持部２６を含む）の重心Ｇ２０が位置しているので、移動板２０（及びボール支持部２６）は３つのボールＢＣによってバランスよく支持されており、このことは移動板２０の円滑な移動に寄与している。特に本実施形態では、重心Ｇ２０が３つのボールＢＣ（ボール回転支持孔２７）間の中心位置と一致しているので、特にバランスよく支持されている。

さらに、Ｘ方向直線ＬＸとＹ方向直線ＬＹの交点がＸ方向及びＹ方向の可動部材である移動板２０、カバー部材３０、ベース板４０、電気基板５０、Ｘ方向駆動用コイルＣＸ、及びＹ方向駆動用コイルＣＹ全体の重心Ｇと前後方向に重合しているので、両コイルＣＸ、ＣＹに生じた力は電気基板５０に効率よく伝達される。なお、カバー部材３０が移動板２０に対して相対移動すると、上記重心Ｇの移動板２０に対する相対位置が図３の位置からＹ方向に多少ずれるが、移動後も重心ＧはＸ方向直線ＬＸとＹ方向直線ＬＹの交点と前後方向に略重合するので、この状態においても両コイルＣＸ、ＣＹに生じた力は電気基板５０に効率よく伝達される。

以上、本発明を上記実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形を施しながら実施可能である。
例えば、該固定支持基板１０に対して移動板（Ｘ方向移動部材）２０をＸ方向に移動させるＸ方向案内手段として、上記構成以外のものを採用し、移動板（Ｘ方向移動部材）２０に対してカバー部材（Ｙ方向移動部材）３０をＹ方向に移動させるＹ方向案内手段として、上記構成以外のもの採用してもよい。

また、抜け止め手段として、図１３及び図１４に示す構造のものを用いても良い。この抜け止め手段は、固定支持基板１０の後面の３カ所に後ろ向きの支持片６０を突設し、収容孔１０ａの下方に設けられた支持片６０の後端に上方に向かって延出し板部３２の後面に摺動可能に当接する硬質材料からなる抜け止め板６１を設け、収容孔１０ａの左右に設けられた支持片６０の後端に、板部３２の後面に摺動可能に当接する右向きと左向きの硬質材料からなる抜け止め板６２を設けたものである。
この抜け止め手段は、カバー部材３０を固定支持基板１０側に付勢しないが、各抜け止め板６１、６２が板部３２の後面に摺動可能に当接することにより、図１４に示すように各ボールＢＣに固定支持基板１０の接触平面１０ｄ及び板部３２の接触平面３２ａが回転接触する状態を保持できるので、移動板２０は固定支持基板１０に対してＸ方向に常に円滑に直線移動でき、カバー部材３０は移動板２０に対してＹ方向に常に円滑に直線移動できる。

また、上記実施形態ではボールＢＣを３個設けたが４個以上設けても良く（全部が同一直線状に並ばないように）、この場合も移動板２０（ボール支持部２６を含む）の重心Ｇ２０を、光軸Ｏ方向から見たときに各ボールＢＣを結んで出来た領域の内側に位置させる（出来れば各ボールＢＣ間の中心位置と一致させる）のが好ましい。
さらに、ボール支持部２６は弾性材料以外の材料、例えば金属によって成形することも可能である。この場合は、取付孔２５の外部においてボール支持部２６のボール回転支持孔２７にボールＢＣを嵌合し、必要に応じて加熱しながらボール支持部２６を変形させ、ボールＢＣをボール回転支持孔２７から抜け止めし、その後にボール支持部２６を取付孔２５に嵌合し接着する。

さらに、移動板２０にＸ方向長孔１０ｂ、１０ｃを穿設し、固定支持基板１０側にＸ用係合ピン２０ｂ、２０ｃを突設して実施することも可能である。さらに、Ｘ方向長孔を一つとし、Ｘ用係合ピンをＸ方向に長く（例えば、Ｘ方向に長い略長方形状。Ｘ方向長孔よりはＸ方向に短い）、Ｘ方向長孔に対して相対回転不能な一つの突起（Ｘ用係合突起）とし、この突起をＸ方向長孔にＸ方向にのみ移動可能として係合してもよい。
また、移動板２０にＹ方向長孔３０ａ、３０ｂを穿設し、カバー部材３０側にＹ用係合ピン２０ｄ、２０ｅを突設して実施することも可能である。さらに、Ｙ方向長孔を一つとし、Ｙ用係合ピンをＹ方向に長く（例えば、Ｙ方向に長い略長方形状。Ｙ方向長孔よりはＹ方向に短い）、Ｙ方向長孔に対して相対回転不能な一つの突起（Ｙ用係合突起）とし、この突起をＹ方向長孔にＹ方向にのみ移動可能として係合してもよい。

また、電気基板５０にＣＣＤ３を固定して、ＣＣＤ３をＸ方向及びＹ方向に移動させることにより手振れ補正を行っているが、例えば、ＣＣＤ３を固定支持基板１０の後方に配設し、電気基板５０に円形の取付孔（図示略）を穿設して、この取付孔に光軸Ｏに対して直交する補正レンズ（不図示）を嵌合固定し、補正レンズを、レンズＬ１とレンズＬ２の間、またはレンズＬ２とレンズＬ３の間に配置させてもよい。このような構造として補正レンズをＸ方向とＹ方向に直進移動させても、手振れ補正を行うことが可能である。さらに、このような補正レンズを用いた手振れ補正装置は、ＣＣＤ３を省略することにより、銀塩カメラにも適用可能となる。

さらに、Ｘ方向直線ＬＸがＸ方向及びＹ方向の可動部材である移動板２０、カバー部材３０、ベース板４０、電気基板５０、Ｘ方向駆動用コイルＣＸ、及びＹ方向駆動用コイルＣＹ全体の重心Ｇと完全には重合せず、この重心Ｇ近傍と重合しており、また、Ｙ方向直線ＬＹが重心Ｇとは完全には重合せず、この重心Ｇ近傍と重合している場合であっても、両コイルＣＸ、ＣＹに生じた力を電気基板５０に効率よく伝達できる。
また、固定支持基板１０側に両コイルＣＸ、ＣＹを設けて、電気基板５０側に両ヨークＹＸ、ＹＹ（及び磁石ＭＸ、ＭＹ）を設けることも可能である。

さらに、Ｘ方向長孔１０ｂ、１０ｃとＸ用係合ピン２０ｂ、２０ｃを３個以上としてＸ方向と平行な方向に並べて設けたり、Ｙ方向長孔３０ａ、３０ｂとＹ用係合ピン２０ｄ、２０ｅを３個以上としてＹ方向と平行な方向に並べて設けて実施してもよい。
また、上記コイルＣＸ、ＣＹ、磁石ＭＸ、ＭＹ、ヨークＹＸ、ＹＹからなる電磁式のアクチュエータではなく、他のタイプのアクチュエータ、例えばモータや圧電素子により、電気基板５０をＸ方向とＹ方向に移動させてもよい。

以上は、本発明のステージ装置を手振れ補正装置５に利用した実施形態であるが、本発明のステージ装置の用途は手振れ補正装置５に限定されず、Ｘ方向とＹ方向（互いに直交する２方向）に移動可能な様々な装置に利用可能である。

本発明の一実施形態である手振れ補正装置を内蔵したデジタルカメラの縦断側面図である。 手振れ補正装置を、ヨークを破断して示す背面図である。 図２のIII−III線に沿う断面図である。 Ｘ方向用の駆動装置を模式的に示す拡大図である。 Ｙ方向用の駆動装置を模式的に示す拡大図である。 ステージ装置の分解斜視図である。 非作動状態における固定支持基板と移動板の位置関係を、移動板とカバー部材の間のボールを省略して示す背面図である。 同じく作動状態における固定支持基板と移動板の位置関係を、移動板とカバー部材の間のボールを省略して示す背面図である。 非作動状態における移動板とカバー部材の位置関係を、移動板と固定支持基板の間のボールを省略して示す背面図である。 作動状態における移動板とカバー部材の位置関係を示す背面図である。 図１０のXI−XI矢線に沿う断面図である。 ２つのＸ用係合ピンと２つのＸ方向長孔をＸ方向の直線上に並べて設けた効果を説明するための模式図である。 抜け止め手段の変形例を具備する手振れ補正装置の図２と同様の背面図である。 図１３のXIV−XIV矢線に沿う断面図である。

符号の説明

１ デジタルカメラ（カメラ）
３ ＣＣＤ（撮像素子）
３ａ 撮像面
５ 手振れ補正装置
１０ 固定支持基板
１０ａ 収容孔
１０ｂ １０ｃ Ｘ方向長孔（Ｘ方向案内手段）
１０ｄ 接触平面
１５ １６ 支持突片（抜け止め手段）
１７ 板ばね（抜け止め手段）
１８ 押さえ用ボール（抜け止め手段）
１９ 板ばね（抜け止め手段）
２０ 移動板（Ｘ方向移動部材）
２０ａ 収容孔
２０ｂ ２０ｃ Ｘ用係合ピン（Ｘ用係合突起）（Ｘ方向案内手段）
２０ｄ ２０ｅ Ｙ用係合ピン（Ｙ用係合突起）（Ｙ方向案内手段）
２５ 取付孔
２６ ボール支持部
２７ ボール回転支持孔
３０ カバー部材（Ｙ方向移動部材）
３０ａ ３０ｂ Ｙ方向長孔（Ｙ方向案内手段）
３１ 膨出部
３１ａ 採光孔
３２ 板部
３２ａ 接触平面
４０ ベース板
４１ ローパスフィルタ
４２ 押さえ部材
５０ 電気基板
５０ａ ５０ｂ 突出舌片
６０ 支持片（抜け止め手段）
６１ 抜け止め板（抜け止め手段）
６２ 抜け止め板（抜け止め手段）
Ｂ バッテリ
ＢＣ ボール
Ｃ 制御手段（制御回路）
ＣＸ Ｘ方向駆動用コイル（Ｘアクチュエータ）
ＣＹ Ｙ方向駆動用コイル（Ｙアクチュエータ）
Ｇ 重心
Ｇ２０ 移動板とボール支持部の結合体の重心
ＬＸ Ｘ方向直線
ＬＹ Ｙ方向直線
ＭＸ 磁石（Ｘアクチュエータ）
ＭＹ 磁石（Ｙアクチュエータ）
Ｏ 光軸
Ｐ ＸＹ仮想平面
Ｓ 振動検出センサ
Ｘ Ｘ方向
Ｙ Ｙ方向
ＹＸ ヨーク（Ｘアクチュエータ）
ＹＹ ヨーク（Ｙアクチュエータ）

Claims (12)

1. 固定支持基板と、
   該固定支持基板上に、Ｘ方向案内手段を介して、特定のＸ方向にのみ移動可能として支持されたＸ方向移動部材と、
   該Ｘ方向移動部材上に、Ｙ方向案内手段を介して、上記Ｘ方向移動部材と平行で上記Ｘ方向と直交するＹ方向にのみ移動可能として支持されたＹ方向移動部材と、を備えたステージ装置において、
   上記Ｘ方向移動部材に、仮想三角形の各頂点部分に位置させてそれぞれ貫通孔からなるボール回転支持孔を形成し、
   各ボール回転支持孔に、上記固定支持基板及びＹ方向移動部材に接触するボールを全方向に回転可能に嵌合したことを特徴とするステージ装置。
2. 請求項１記載のステージ装置において、
   上記Ｘ方向移動部材の重心を、各ボール回転支持孔を結んで出来た領域内に位置させたステージ装置。
3. 請求項２記載のステージ装置において、
   上記Ｘ方向移動部材の重心と、各ボール回転支持孔間の中心位置とを一致させたステージ装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載のステージ装置において、
   上記Ｘ方向案内手段が、上記Ｘ方向移動部材と上記固定支持基板の一方に設けた、上記Ｘ方向を向くＸ方向長孔と、他方に設けた、該Ｘ方向長孔に、上記Ｘ方向にのみ移動可能として係合するＸ用係合突起とを備え、
   上記Ｙ方向案内手段が、上記Ｘ方向移動部材と上記Ｙ方向移動部材の一方に設けた、上記Ｙ方向を向くＹ方向長孔と、他方に設けた、該Ｙ方向長孔に、上記Ｙ方向にのみ移動可能として係合するＹ用係合突起とを備えるステージ装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項記載のステージ装置において、
   上記Ｙ方向移動部材の上記Ｘ方向移動部材と反対側の面に上記Ｘ方向及びＹ方向に摺動可能に当接して、上記ボールと上記固定支持基板及び上記Ｙ方向移動部材との接触状態を保持する抜け止め手段を備えるステージ装置。
6. 請求項５記載のステージ装置において、
   上記抜け止め手段が、上記Ｙ方向移動部材を上記Ｘ方向移動部材側に付勢するものであるステージ装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項記載のステージ装置において、
   複数の上記Ｘ方向長孔と上記Ｘ用係合突起を、上記Ｘ方向と平行な直線上に並べて設け、各Ｘ方向長孔に対応するＸ用係合突起を係合させたステージ装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項記載のステージ装置において、
   複数の上記Ｙ方向長孔と上記Ｙ用係合突起を、上記Ｙ方向と平行な直線上に並べて設け、各Ｙ方向長孔に対応するＹ用係合突起を係合させたステージ装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項記載のステージ装置において、
   上記Ｙ方向移動部材を上記固定支持基板に対してＸ方向に相対移動させるＸアクチュエータと、上記Ｙ方向移動部材をＹ方向に相対移動させるＹアクチュエータを備えるステージ装置。
10. 請求項１から９のいずれか１項記載のステージ装置において、
    上記Ｘ方向移動部材を上記固定支持基板に対して上記Ｘ方向に相対移動させるＸアクチュエータと、上記Ｘ方向移動部材に対して上記Ｙ方向移動部材を上記Ｙ方向に相対移動させるＹアクチュエータと、を備えるステージ装置。
11. 請求項９または１０記載のステージ装置を利用したカメラの手振れ補正装置であって、
    上記ステージ装置を内蔵するカメラと、
    上記Ｙ方向移動部材の前面に固定された、カメラ光学系の結像面に撮像面を有する撮像素子と、
    上記カメラの振動を検出する振動検出センサと、
    該振動検出センサが検出した振動情報に基づいて、上記Ｘアクチュエータまたは上記Ｙアクチュエータを、手振れを補正するように駆動させる制御手段と、
    を備えるステージ装置を利用したカメラの手振れ補正装置。
12. 請求項９または１０記載のステージ装置を利用したカメラの手振れ補正装置であって、
    上記ステージ装置を内蔵するカメラと、
    上記Ｙ方向移動部材に固定された、結像面の前方にありレンズ光軸に直交する、手振れを補正するための補正レンズと、
    上記カメラの振動を検出する振動検出センサと、
    該振動検出センサが検出した振動情報に基づいて、上記Ｘアクチュエータまたは上記Ｙアクチュエータを、手振れを補正するように駆動させる制御手段と、
    を備えるステージ装置を利用したカメラの手振れ補正装置。

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