JP2017107191A - ステージ装置、そのステージ装置を備えた画像投影装置及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
従来の手ぶれ補正装置において、撮像素子の光軸と直交する平面(光軸直交平面)内におけるX方向とY方向の位置、及び同平面内における回転角を検出するために、駆動用コイルの空芯領域にホールセンサを1個設けた位置検出手段が知られている。
上記一対の第2の方向用磁気センサ及び永久磁石と上記一対の第3の方向用磁気センサ及び永久磁石の少なくとも一方が複数からなり、該複数の一対の第2または第3の方向用磁気センサの検出信号により、上記第1の方向回りの傾動位置を検出することができる。
上記可動部材には前面が平面状の薄型の被駆動部材が固定されていて、該前面と直交する方向を第1の方向とし、上記2と第3の方向は、上記第1の方向と互いに直交する上記前面と平行な方向とする。
本発明のステージ装置を備えた画像投影装置は、画像の投影方向を正確に高精度に調整できる。
本発明のステージ装置を備えた撮像装置は、撮像素子の光軸直交方向位置、傾動角を正確に高精度に調整できる。
位置検出回路43は、可動ステージ61のX方向位置(移動量)を、一対のX方向用ホール素子HX1とHX2が検出した検出信号の和信号により演算して検出する。
X駆動用コイルCXA’とCXA1’の少なくとも一方、図示実施形態ではX駆動用コイルCXA1’の空芯領域に一対のX方向用ホール素子HX1’、HX2’が固定されている(図7)。Z駆動用コイルCZA’の空芯領域にZ方向用ホール素子HZA1’が、Z駆動用コイルCZA1’の空芯領域にZ方向用ホール素子HZA2’が固定されている(図8)。なお、図示しないが、前、後固定ヨーク62、63には、一対のY駆動用コイルが対向させて固定され、一対のY駆動用コイルの空芯領域に一対のY方向用ホール素子が固定され、可動ステージ61には、一対の対向するY駆動用コイルの間にY方向用磁石が固定されている。
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。
11 カメラボディ
20 ボディCPU(位置検出手段)
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
32 画像処理部
33 画像表示部(モニタ)
34 メモリカード
35 コントラスト検出部
41 防振制御回路
42 アクチュエータ駆動回路
43 位置検出回路(位置検出手段)
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
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
101 撮影レンズ
CX 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)
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)
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)
HX1 HX2 HX1’ HX2’ X方向用ホール素子(位置検出手段、磁気センサ、第2の方向用磁気センサ)
HYA1 HYA2 HYB1 HYB2 Y方向用ホール素子(位置検出手段、磁気センサ、第3の方向用磁気センサ)
HZA1 HZA2 HZB1 HZB2 HZC1 HZC2 HZA1' HZA2' Z方向用ホール素子(位置検出手段、磁気センサ、第1の方向用磁気センサ)
MX1 MX2 MX1’ MX2’ X方向用磁石(永久磁石、推力発生手段、第2の推力発生手段)
MYA1 MYB1 MYA2 MYB2 Y方向用磁石(永久磁石、推力発生手段、第3の推力発生手段)
MZA1 MZA2 MZB1 MZB2 MZC1 MZC2 MZA’ Z方向用磁石(永久磁石、推力発生手段、第1の推力発生手段)
Claims (25)
- 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互いに異なる複数方向の推力を作用させる複数の推力発生手段とを有し、
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相対的に並進、傾動、傾動中の並進、及び傾動後の並進が可能な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並進方向位置または傾動位置の少なくとも一方を検出する位置検出手段を備え、
該位置検出手段は、上記可動部材とベース部材の一方に固定された永久磁石と、他方に上記複数方向に所定間隔で固定された一対の磁気センサを有し、上記一対の磁気センサが検出した信号または複数の一対の磁気センサが検出した信号により、上記可動部材の上記ベース部材に対する並進方向位置または傾動位置の少なくとも一方を検出すること、を特徴とするステージ装置。 - 請求項1記載のステージ装置において、
上記推力発生手段は、複数の第1の方向の推力を発生する複数の第1の推力発生手段を有し、
上記可動部材は、上記複数の第1の方向の推力の相互作用により、上記第1の方向並進、第1の方向とは異なる方向回りの傾動、上記傾動中の並進、及び上記傾動後の並進が可能であって、
上記位置検出手段は、上記可動部材とベース部材の一方に固定された永久磁石と他方に上記第1の方向に所定間隔で固定された、上記永久磁石の磁力を検出する少なくとも一対の第1の方向用磁気センサを備え、上記一対の第1の方向用磁気センサが検出した一対の検出信号により上記並進方向位置を検出し、上記複数の一対の第1の方向用磁気センサが検出した一対の検出信号により上記傾動位置を検出するステージ装置。 - 請求項2記載のステージ装置において、
上記推力発生手段は、上記第1の方向とは互いに異なる第2の方向と第3の方向の推力を発生する第2の推力発生手段と第3の推力発生手段を備え、
上記可動部材は、上記第2の方向の推力と第3の方向の推力の相互作用により、上記第2及び第3の方向並進、第1の方向回りの傾動、上記傾動中の並進、及び上記傾動後の並進が可能であって、
上記位置検出手段は、上記可動部材とベース部材の一方に固定された永久磁石と、他方に上記第2の方向に所定間隔で固定された、上記永久磁石の磁力を検出する少なくとも一対の第2の方向用磁気センサ、及び上記可動部材とベース部材の一方に固定された永久磁石と他方に上記第3の方向に所定間隔で固定された、上記永久磁石の磁力を検出する少なくとも一対の第3の方向用磁気センサとを備え、上記第2の方向用磁気センサが検出した一対の検出信号により上記第2の方向の並進方向位置を検出し、上記第3の方向用磁気センサが検出した一対の検出信号により上記第3の方向の並進方向位置を検出するステージ装置。 - 請求項3記載のステージ装置において、
上記第2の方向の推力発生手段と第3の方向の推力発生手段の少なくとも一方が複数からなり、上記可動部材は、上記第2または第3の方向の推力の相互作用により、上記第1の方向回りの傾動が可能なステージ装置。 - 請求項4記載のステージ装置において、
上記一対の第2の方向用磁気センサ及び永久磁石と上記一対の第3の方向用磁気センサ及び永久磁石の少なくとも一方が複数からなり、該複数の一対の第2または第3の方向用磁気センサの検出信号により、上記第1の方向回りの傾動位置を検出するステージ装置。 - 請求項1乃至5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となる浮上が可能なステージ装置。 - 請求項2乃至6のいずれか1項記載のステージ装置において、
上記可動部材には前面が平面状の薄型の被駆動部材が固定されていて、該前面と直交する方向が第1の方向であり、上記2と第3の方向は、上記第1の方向と互いに直交する上記前面と平行な方向であるステージ装置。 - 請求項7記載のステージ装置において、
上記ベース部材は、上記可動部材の前後から対向する前後の固定ヨークを備え、
上記推力発生手段は、上記可動部材と上記前後の固定ヨークの一方に固定された複数の駆動用コイルと他方に固定された複数の永久磁石を有し、
上記一対の磁気センサは、上記各駆動用コイルの空芯領域に配置されていて、上記他方に固定された永久磁石の磁力を検出するステージ装置。 - 請求項8記載のステージ装置において、
第1の推力発生手段は、駆動用コイルと永久磁石を有し、駆動用コイルと永久磁石が、上記被駆動部材より外方であって、上記被駆動部材の平面の中心を通る第1の方向から略所定間隔で周方向に略等間隔となる少なくとも3箇所に配置されているステージ装置。 - 請求項9記載のステージ装置において、
上記駆動用コイルは上記可動部材に固定された円形の平面状の駆動用コイルであって、上記各一対の第1の方向用磁気センサは、上記駆動用コイルの空芯領域に上記第1の方向に所定間隔で配置されているステージ装置。 - 請求項9記載のステージ装置において、
上記駆動用コイルは上記前後の固定ヨークに固定された円形の平面状の駆動用コイルであって、
上記各一対の第1の方向用磁気センサは、上記前後の固定ヨークに固定された駆動用コイルの空芯領域に配置されているステージ装置。 - 請求項10記載のステージ装置において、上記永久磁石は、上記前後の固定ヨークに同一極が対向するように配置されているステージ装置。
- 請求項9乃至12のいずれか1項記載のステージ装置において、
上記位置検出手段は、上記複数の一対の第1の方向用磁気センサの二つの検出信号の和信号と該二つの検出信号の差信号の商により、上記可動部材の第1の方向位置、上記第2または第3の方向回りの傾動位置を検出するステージ装置。 - 請求項8記載のステージ装置において、
上記第2と第3の推力発生手段の各駆動用コイルと永久磁石は、上記被駆動部材より外方に配置されていて、
上記第2の推力発生手段は、上記第2の方向と直交する方向に長い平面状の駆動用コイルを有し、上記各駆動用コイルと対向する永久磁石は、上記駆動用コイルの長手方向と平行に延びた、短手方向に離間した2枚の板状の永久磁石からなり、
上記第3の推力発生手段は、上記第3の方向と直交する方向に長い平面状の駆動用コイルを有し、上記各駆動用コイルと対向する永久磁石は、上記駆動用コイルの長手方向と平行に延びた、短手方向に離間した2枚の板状の永久磁石からなり、
上記各一対の第2と第3の方向用磁気センサは、上記第2と第3の推力発生手段の駆動用コイルの空芯領域に短手方向に所定間隔で配置されているステージ装置。 - 請求項14記載のステージ装置において、
上記位置検出手段は、上記一対の第2の方向用磁気センサの検出信号の和信号により第2の方向位置を検出し、上記一対の第3の方向用磁気センサの検出信号の和信号により第3の方向位置を検出するステージ装置。 - 請求項14記載のステージ装置において、
上記第2または第3の推力発生手段の少なくとも一方は、上記第2または第3の方向と直交する方向に離間した一対からなり、一対の第2または第3の推力発生手段の駆動用コイルの空芯領域には一対の第2または第3の方向用磁気センサが配置されていて、
上記位置検出手段は、一方の一対の第2または第3の方向用磁気センサの検出信号の和信号と、他方の一対の第2または第3の方向用磁気センサの検出信号の和信号により、上記第1の方向回りの傾動位置を検出するステージ装置。 - 請求項8乃至16のいずれか1項記載のステージ装置において、
上記駆動用コイル及び磁気センサが上記可動部材に設けられ、上記永久磁石が上記前後の固定ヨークに設けられているステージ装置。 - 請求項8乃至16のいずれか1項記載のステージ装置において、
上記駆動用コイルが上記前後の固定ヨークに対向させて設けられ、上記磁気センサが上記前後の固定ヨークの一方の駆動用コイルの空芯領域に設けられ、上記永久磁石が上記可動部材に設けられているステージ装置。 - 請求項8乃至18のいずれか1項記載のステージ装置において、
上記被駆動部材は、撮影光学系により被写体像が投影される撮像素子であるステージ装置。 - 請求項19記載のステージ装置において、
上記第1の方向は上記撮影光学系の光軸と平行であり、上記第2、第3の方向は互いに直交し、かつ上記第1の方向と直交する方向であるステージ装置。 - 請求項8乃至18のいずれか1項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光学系を介して画像を投影する画像形成素子であるステージ装置。 - 請求項21記載のステージ装置において、
上記画像形成素子は、上記投影光学系とは反対側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。 - 請求項21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。 - 画像を投影する投影光学系と、
ベース部材と、
上記画像を形成する画像形成素子が固定された、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互いに異なる複数方向の推力を作用させる複数の推力発生手段とを有し、
上記可動部材は、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相対的に並進、傾動、または並進及び傾動が可能な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並進方向位置または傾動位置の少なくとも一方を検出する位置検出手段を備え、
該位置検出手段は、上記可動部材とベース部材の一方に固定された永久磁石と、他方に上記複数方向に所定間隔で固定された一対の磁気センサを有し、上記一対の磁気センサが検出した信号または複数の一対の磁気センサが検出した信号により、上記可動部材の上記ベース部材に対する並進方向位置または傾動位置の少なくとも一方を検出すること、
を特徴とする画像投影装置。 - 撮影光学系により投影された被写体像を撮像する撮像素子と、
ベース部材と、
上記撮像素子が固定された、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互いに異なる複数方向の推力を作用させる複数の推力発生手段とを有し、
上記可動部材は、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相対的に並進、傾動、または並進及び傾動が可能な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並進方向位置または傾動位置の少なくとも一方を検出する位置検出手段を備え、
該位置検出手段は、上記可動部材とベース部材の一方に固定された永久磁石と、他方に上記複数方向に所定間隔で固定された一対の磁気センサを有し、上記一対の磁気センサが検出した信号または複数の一対の磁気センサが検出した信号により、上記可動部材の上記ベース部材に対する並進方向位置または傾動位置の少なくとも一方を検出すること、
を特徴とする撮像装置。
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