JP6888281B2 - 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

Description

本発明は、移動可能な可動部材の位置を正確に検出できるステージ装置、そのステージ装置を備えた画像投影装置及び撮像装置に関する。

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）。
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。

特開２０１２-２２６２０５号公報

しかし、撮像素子がＺ方向に移動する場合、Ｚ方向の位置が変化するとホールセンサと磁石の距離が変わり磁束密度が変化してホールセンサの出力が変化するので、Ｘ方向とＹ方向の位置を正確に高精度で検出することが困難であった。また、Ｘ、Ｙ方向に位置が変化するとＺ方向の位置を正確に高精度に検出することが困難である。

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、可動部材が並進、傾動しても可動部材の位置を正確に検出できるステージ装置、このステージ装置を備えた画像投影装置及び撮像装置を得ることを目的とする。

本発明は、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複数の推力発生手段と、上記可動部材の上記ベース部材に対する並進方向位置及び傾動位置を検出する位置検出手段と、を有するステージ装置であって、上記推力発生手段は、上記第１、第２及び第３の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浮上させ、浮上状態で上記第１、第２及び第３の方向に並進、上記各方向回りに傾動、傾動中に並進、傾動後に並進及び並進後に傾動させることが可能な第１、第２及び第３の推力発生手段を備えていて、上記第１、第２及び第３の推力発生手段が、上記可動部材とベース部材の一方に固定されたコイルと他方に固定された永久磁石を備えていること、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固定された上記コイルの空芯領域に配置された磁気センサを備えていて、上記磁気センサが、上記第２の推力発生手段のコイルの空芯領域に第２の方向に所定間隔で固定された一対の第２の方向用磁気センサと、上記第３の推力発生手段を構成するコイルの空芯領域に第３の方向に所定間隔で固定された一対の第３の方向用磁気センサを備えていること、及び上記位置検出手段は、上記一対の第２方向用磁気センサと上記一対の第３の方向用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第２と第３の方向の並進方向位置と第１の方向回りの傾動位置を検出すること、を特徴とする。

上記第１の推力発生手段は、第１の方向の推力を発生する複数の第１の推力発生手段からなり、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、上記可動部材を上記ベース部材に対して相対的に、浮上、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、傾動中の並進、上記傾動後の並進及び上記並進後の傾動が可能であって、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設けられた上記第１の推力発生手段を構成するコイルの空芯領域に上記第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第１の方向の並進方向位置を検出し、複数の一対の検出信号により上記第２と第３の方向回りの傾動位置を検出することが実際的である。

上記第２の推力発生手段と第３の推力発生手段は、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し、上記第１と第２と第３の推力発生手段は、上記第１の方向の推力と上記第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１、第２及び第３の方向の並進、第１、第２及び第３の方向回りの傾動、傾動中の並進、傾動後の並進及び並進後の傾動させることが好ましい。

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、上記複数の第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できる。
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。

上記可動部材は、上記浮上状態では上記ベース部材に対して非接触になる。
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、上記第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。

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、上記第１、第２及び第３の推力発生手段は、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構成とすることができる。

第１の推力発生手段は、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箇所に配置することが好ましい。

上記第１の推力発生手段の駆動用コイルは、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することができる。

上記第１の推力発生手段の駆動用コイルは、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することができる。

上記第１の推力発生手段の永久磁石は、上記前後の固定ヨークに同一極が対向するように配置することが好ましい。

上記位置検出手段は、第１の推力発生手段の駆動用コイルの空芯領域に配置された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ことが好ましい。

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することができる。

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ことが好ましい。

上記第２と第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ことが好ましい。

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もよい。

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もよい。

本発明のステージ装置は、被駆動部材を撮影光学系により被写体像が投影される撮像素子とすることができる。

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に設定できる。

上記被駆動部材として、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を搭載できる。

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にすることができる。

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することができる。

本発明は、画像投影装置の態様では、上記ステージ装置と、画像を投影する投影光学系と、上記投影光学系が、上記ステージ装置の可動部材に固定されていること、を特徴とする。

本発明は、撮像装置の態様では、上記ステージ装置と、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、を備え、上記撮像素子が上記可動部材に固定されていること、を特徴とする。

本発明のステージ装置は、可動部材が並進、傾動、並進中に傾動、傾動後に並進しても、可動部材の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正確に検出できる。
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。

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。 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。 図２Ｂの一方のＸ駆動部を拡大して示す断面図である。 図２ＡのIV−IV切断線に沿う拡大断面図である。 同可動ステージ単体を示す背面図である。 同可動ステージの他の実施形態を示す背面図である。 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駆動部を示す拡大断面図である。 同別の実施形態のＺ駆動部を示す拡大断面図である。 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。 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。

以下、本発明の実施形態を図１−図８を参照しながら説明する。図１は、本発明のステージ装置を備えた撮像装置を搭載したデジタルカメラの主要構成部材及び主要回路要素をブロックで示す概念図である。なお図において、本実施形態は、撮影光学系の光軸Ｏと平行な一つの方向を第１の方向（Ｚ方向、Ｚ軸方向）、第１の方向と直交する一つの方向を第２の方向（Ｘ方向、Ｘ軸方向）、第１の方向及び第２の方向の双方と直交する一つの方向を第３の方向（Ｙ方向、Ｙ軸方向）とする。例えば、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を３次元の直交座標系の座標軸と仮定すると、光軸ＯをＺ軸としたとき、Ｚ軸と直交し、かつ互いに直交する二方向の軸がＸ軸及びＹ軸になる。カメラが正位置（横位置）にあるとき、第１の方向（Ｚ方向、Ｚ軸、光軸Ｏ）及び第２の方向（Ｘ方向、Ｘ軸）は水平になり、第３の方向（Ｙ方向、Ｙ軸）は鉛直になるものとし、被写体方向を前、前方とする。また、本明細書において、第１の方向回りの傾動または回動は、第１の方向と平行な仮想軸を中心とした傾動または回動を意味する。同様に、第２の方向回りの傾動または回動は、第２の方向と平行な仮想軸を中心とした傾動または回動を意味し、第３の方向回りの傾動または回動は、第３の方向と平行な仮想軸を中心とした傾動または回動を意味する。

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。

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。

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。

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、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。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。

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。

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。

前固定ヨーク６２の後面（被写体側と反対側の面）にはＹ軸を中心線としＺ軸を挟んで開口６２ａの少なくとも左右（Ｘ方向）の一方、図示実施形態では左右両側部に位置する態様で、同一仕様の左右一対の永久磁石からなるＸ方向用磁石（第２の方向用磁石）ＭＸ１が固定されている。後固定ヨーク６３の前面（被写体側の面）には、一対のＸ方向用磁石ＭＸ１と同一仕様の一対のＸ方向用磁石ＭＸ２が、一対のＸ方向用磁石ＭＸ１に対向させて固定されている。これら左右のＸ方向用磁石ＭＸ１、ＭＸ２はそれぞれ、Ｙ方向に長く、Ｚ方向に薄い板状であって、Ｙ軸と平行に、Ｘ方向に離間して一対配置されている。左右の一対のＸ方向用磁石ＭＸ１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。左右の一対のＸ方向用磁石ＭＸ２は、対向するＸ方向用磁石ＭＸ１とは異なる磁極がＸ方向用磁石ＭＸ１に対向している。そして、前固定ヨーク６２及び後固定ヨーク６３がＸ方向用磁石ＭＸ１、ＭＸ２の磁束を通すことにより、Ｘ方向用磁石ＭＸ１、ＭＸ２と後固定ヨーク６３の対向部の間にＸ方向（第２の方向）の推力を発生する磁気回路の一部を構成している（図３参照）。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。

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ＭＹＡ１と同一仕様の一対のＹ方向用磁石ＭＹＢ１が固定されている。後固定ヨーク６３の前面には、一対のＹ方向用磁石ＭＹＡ１、ＭＹＢ１と同一仕様の一対のＹ方向用磁石ＭＹＡ２、ＭＹＢ２が、一対のＹ方向用磁石ＭＹＡ１、ＭＹＢ１に対向させて固定されている。これらのＹ方向用磁石ＭＹＡ１とＭＹＢ１、ＭＹＡ２とＭＹＢ２はそれぞれ、Ｘ方向に長く、Ｚ方向に薄い板状の一対の磁石からなり、各対の磁石がＸ軸と平行に、Ｙ方向に離間して配置されている。一対のＹ方向用磁石ＭＹＡ１と一対のＹ方向用磁石ＭＹＢ１は共に、図２Ａの上側の磁石は前後の一方の面（前面）がＳ極、他方の面（後面）がＮ極であり、下側の磁石は前後の一方の面がＮ極、他方の面（後面）がＳ極である。一対のＹ方向用磁石ＭＹＡ２、ＭＹＢ２は、一対のＹ方向用磁石ＭＹＡ１、ＭＹＢ１とは異なる磁極が一対のＹ方向用磁石ＭＹＡ１、ＭＹＢ１に対向している。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ＭＹＡ１とＭＹＡ２、Ｙ方向用磁石ＭＹＢ１とＭＹＢ２の磁束を通すことにより、Ｙ方向用磁石ＭＹＡ１とＭＹＡ２の間、及びＹ方向用磁石ＭＹＢ１とＭＹＢ２の間にそれぞれ、Ｙ方向（第３の方向）の推力を発生する磁気回路の一部を構成している。Ｙ方向用磁石ＭＹＡ１とＭＹＡ２、Ｙ方向用磁石ＭＹＢ１とＭＹＢ２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。

さらに、前固定ヨーク６２の後面には、Ｘ方向用磁石ＭＸ１、Ｙ方向用磁石ＭＹＡ１とＭＹＢ１とは異なる３カ所に、永久磁石からなるＺ方向用磁石ＭＺＡ１、ＭＺＢ１、ＭＺＣ１が固定されている（図２Ａ参照）。後固定ヨーク６３の前面には、Ｚ方向用磁石ＭＺＡ２、ＭＺＢ２、ＭＺＣ２が固定されている。

Ｚ方向用磁石ＭＺＡ１、ＭＺＢ１、ＭＺＣ１、ＭＺＡ２、ＭＺＢ２、ＭＺＣ２は正面視矩形の板状であって、Ｚ方向用磁石ＭＺＡ１、ＭＺＢ１、ＭＺＣ１は前面（固定ヨーク６２接触面）がＳ極、後面がＮ極となるように固定され、Ｚ方向用磁石ＭＺＡ２、ＭＺＢ２、ＭＺＣ２はＺ方向用磁石ＭＺＡ１、ＭＺＢ１、ＭＺＣ１と同一磁極が対向するように固定されている。６個のＺ方向用磁石ＭＺＡ１、ＭＺＢ１、ＭＺＣ１とＺ方向用磁石ＭＺＡ２、ＭＺＢ２、ＭＺＣ２は同一態様（仕様）であって、Ｚ軸を中心として、所定長離間した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ＭＺＡ１とＭＺＡ２、ＭＺＢ１とＭＺＢ２、ＭＺＣ１とＭＺＣ２の磁束を通すことにより、Ｚ方向用磁石ＭＺＡ１、ＭＺＢ１、ＭＺＣ１とＺ方向用磁石ＭＺＡ２、ＭＺＢ２、ＭＺＣ２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。

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。

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。

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。

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。

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。

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ＭＸ１とＭＸ２の間に前後面が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ＭＹＡ１とＭＹＡ２、ＭＹＢ１とＭＹＢ２に前後面が対向する態様で配置されている。

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。

Ｘ駆動用コイルＣＸと一対のＸ方向用磁石ＭＸ１と一対のＸ方向用磁石ＭＸ２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。

一方のＹ駆動用コイルＣＹＡと各対のＹ方向用磁石ＭＹＡ１とＭＹＡ２、及び他方のＹ駆動用コイルＣＹＢと各対のＹ方向用磁石ＭＹＢ１とＭＹＢ２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。

３個のＺ駆動用コイルＣＺＡ、ＣＺＢ、ＣＺＣは、各対のＺ方向用磁石ＭＺＡ１とＭＺＡ２、ＭＺＢ１とＭＺＢ２、ＭＺＣ１とＭＺＣ２の間に前後面が対向する態様で配置され、Ｚ方向（第１の方向）の推力を発生する３個の第１の推力発生手段を構成している。Ｚ方向に見てＺ軸の周りに互いに離間した３組のＺ方向用磁石ＭＺＡ１、ＭＺＡ２とＺ駆動用コイルＣＺＡ、Ｚ方向用磁石ＭＺＢ１、ＭＺＢ２とＺ駆動用コイルＣＺＢ、及びＺ方向用磁石ＭＺＣ１、ＭＺＣ２とＺ駆動用コイルＣＺＣ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対のＺ方向用磁石ＭＺＡ１とＭＺＡ２、ＭＺＢ１とＭＺＢ２、ＭＺＣ１とＭＺＣ２）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。

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。

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一対のＸ方向用ホール素子ＨＸ１とＨＸ２（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一対のＹ方向用ホール素子ＨＹＡ１とＨＹＡ２（ＹＡ位置検出部ＨＸＡ）、ＨＹＢ１とＨＹＢ２（ＹＢ位置検出部ＨＹＢ）と、Ｚ駆動用コイルＣＺＡ、ＣＺＢ、ＣＺＣの空芯領域に位置する一対のＺ方向用ホール素子ＨＺＡ１とＨＺＡ２（ＺＡ位置検出部ＨＺＡ）、ＨＺＢ１とＨＺＢ２（ＺＢ位置検出部ＨＺＢ）、ＨＺＣ１とＨＺＣ２（ＺＣ位置検出部ＨＺＣ）が固定されている。一対のＸ方向用ホール素子ＨＸ１とＨＸ２は、Ｘ駆動用コイルＣＸのＹ方向（短手方向）の略中央位置において、Ｘ方向（長手方向）に所定間隔で配置されている。一対のＹ方向用ホール素子ＨＹＡ１とＨＹＡ２、ＨＹＢ１とＨＹＢ２は、Ｙ駆動用コイルＣＹＡとＣＹＢのＸ方向（長手方向）の略中央位置において、Ｙ方向（短手方向）に所定間隔で配置されている。一対のＺ方向用ホール素子ＨＺＡ１とＨＺＡ２、ＨＺＢ１とＨＺＢ２、ＨＺＣ１とＨＺＣ２は、Ｚ駆動用コイルＣＺＡ、ＣＺＢ、ＣＺＣの中心線上にＺ方向に所定間隔で配置されている。

Ｘ方向用ホール素子ＨＸ１とＨＸ２（Ｘ位置検出部ＨＸ）、Ｙ方向用ホール素子ＨＹＡ１とＨＹＡ２（ＹＡ位置検出部ＨＸＡ）、ＨＹＢ１とＨＹＢ２（ＹＢ位置検出部ＨＹＢ）、Ｚ方向用ホール素子ＨＺＡ１とＨＺＡ２（ＺＡ位置検出部ＨＺＡ）、ＨＺＢ１とＨＺＢ２（ＺＢ位置検出部ＨＺＢ）、ＨＺＣ１とＨＺＣ２（ＺＣ位置検出部ＨＺＣ）は、位置検出回路４３に接続されている。

Ｘ方向用ホール素子ＨＸ１とＨＸ２は対応するＸ方向用磁石ＭＸ１とＭＸ２の磁力（Ｘ方向磁気回路の磁束）を検出し、検出信号により可動ステージ６１のＸ方向位置（Ｘ方向の並進方向位置）を検出するＸ方向位置検出手段（並進方向位置検出手段）を構成している。

Ｙ方向用ホール素子ＨＹＡ１とＨＹＡ２は対応するＹ方向用磁石ＭＹＡ１とＭＹＡ２の磁力（Ｙ方向磁気回路の磁束）を検出し、Ｙ方向用ホール素子ＨＹＢ１とＨＹＢ２は対応するＹ方向用磁石ＭＹＢ１とＭＹＢ２の磁力（Ｙ方向磁気回路の磁束）を検出する。そして、Ｙ方向用ホール素子ＨＹＡ１とＨＹＡ２及ＨＹＢ１とＨＹＢ２の両方の検出信号により、可動ステージ６１のＹ方向位置とＺ方向回りの傾動位置が検出される。すなわち、各一対のＹ方向用ホール素子ＨＹＡ１とＨＹＡ２、ＨＹＢ１とＨＹＢ２は、可動ステージ６１のＹ方向位置（Ｙ方向の並進方向位置）を検出するＹ方向位置検出手段（並進方向位置検出手段）と、可動ステージ６１のＺ方向回りの傾動位置を検出するＺ方向回りの傾動位置検出手段（傾動位置検出手段）を構成している。

３対のＺ方向用ホール素子ＨＺＡ１とＨＺＡ２、ＨＺＢ１とＨＺＢ２、ＨＺＣ１とＨＺＣ２は対応する３対のＺ方向用磁石ＭＺＡ１とＭＺＡ２、ＭＺＢ１とＭＺＢ２、ＭＺＣ１とＭＺＣ２の磁力（Ｚ方向磁気回路の磁束）を検出する。そして、各対をなすＺ方向用ホール素子ＨＺＡ１とＨＺＡ２、ＨＺＢ１とＨＺＢ２、ＨＺＣ１とＨＺＣ２の検出信号により、可動ステージ６１のＺ方向位置と、Ｘ方向回りの傾動位置と、Ｙ方向回りの傾動位置が検出される。すなわち、各対をなすＺ方向用ホール素子ＨＺＡ１とＨＺＡ２、ＨＺＢ１とＨＺＢ２、ＨＺＣ１とＨＺＣ２は、可動ステージ６１のＺ方向位置（Ｚ方向の並進方向位置）を検出するＺ方向位置検出手段（並進方向位置検出手段）と、可動ステージ６１のＸ方向回りの傾動位置を検出するＸ方向回りの傾動位置検出手段（傾動位置検出手段）と、可動ステージ６１のＹ方向回りの傾動位置を検出するＹ方向回りの傾動位置検出手段（傾動位置検出手段）を構成している。

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（ＨＸ１、ＨＸ２）、Ｙ方向用ホール素子ＨＹＡ（ＨＹＡ１とＨＹＡ２）、ＨＹＢ（ＨＹＢ１とＨＹＢ２）、及びＺ方向用ホール素子ＨＺＡ（ＨＺＡ１とＨＺＡ２）、ＨＺＢ（ＨＺＢ１とＨＺＢ２）、ＨＺＣ（ＨＺＣ１とＨＺＣ２）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）。

一対のＸ駆動用コイルＣＸ及び一対のＹ駆動用コイルＣＹＡ、ＣＹＢならびに３個のＺ駆動用コイルＣＺＡ、ＣＺＢ、ＣＺＣは、アクチュエータ駆動回路４２によって通電制御される。アクチュエータ駆動回路４２は、ボディＣＰＵ２０により、防振制御回路４１を介して制御される。

位置検出回路４３は、Ｘ方向用ホール素子ＨＸ１とＨＸ２、Ｙ方向用ホール素子ＨＹＡ１とＨＹＡ２、ＨＹＢ１とＨＹＢ２、及びＺ方向用ホール素子ＨＺＡ１とＨＺＡ２、ＨＺＢ１とＨＺＢ２、ＨＺＣ１とＨＺＣ２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。

このデジタルカメラ１０は、可動ステージ６１、すなわち撮像素子３１のＸ方向位置、Ｙ方向位置、Ｚ方向位置、Ｘ方向回り傾動位置、Ｙ方向回り傾動位置及びＺ方向回り傾動位置を、以下の態様で検出する。
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。

位置検出回路４３は、一方の対をなすＹ方向用ホール素子ＨＹＡ１とＨＹＡ２が検出した検出信号の和信号によりＹ方向位置を演算し、他方の対をなすＹ方向用ホール素子ＨＹＢ１とＨＹＢ２が検出した信号を使用して、例えば和信号によりＹ方向位置を演算し、これらＸ方向に離間した２箇所のＹ方向位置に基づいて、可動ステージ６１のＹ方向位置（移動量）とＺ方向回りの傾動位置（回転量）を演算により検出する。

さらに位置検出回路４３は、可動ステージ６１のＺ方向の位置とＸ方向回りの傾動位置及びＹ方向回りの傾動位置を、３対のＺ方向用ホール素子ＨＺＡ１とＨＺＡ２、ＨＺＢ１とＨＺＢ２、ＨＺＣ１とＨＺＣ２のそれぞれが検出した信号を使用して、例えば一対の検出信号の和信号と該一対の検出信号の差信号の商によりＺ方向位置を演算により検出する。そして位置検出回路４３は、検出した可動ステージ６１の異なる３箇所のＺ方向位置に基づいて、可動ステージ６１のＺ方向位置（移動量）、Ｘ方向回りの傾動位置（回転量）、Ｙ方向回りの傾動位置（回転量）を演算により検出する。

以上の実施形態では、可動ステージ６１のＸ方向位置を検出する一対のＸ方向用ホール素子ＨＸ１とＨＸ２をＸ方向に所定間隔で設け、Ｙ方向位置を検出する一対のＹ方向用ホール素子ＨＹＡ１とＨＹＡ２をＹ方向に所定間隔で設け、一対のＹ方向用ホール素子ＨＹＢ１とＨＹＢ２をＹ方向に所定間隔で設けたので、可動ステージ６１がＺ方向に移動しても、Ｘ方向及びＹ方向の位置検出精度が変化しない。

可動ステージ６１のＺ方向位置を検出する３対のＺ方向用ホール素子ＨＺＡ１とＨＺＡ２、ＨＺＢ１とＨＺＢ２、ＨＺＣ１とＨＺＣ２をＺ方向に所定間隔で設けたので、可動ステージ６１がＸ方向、Ｙ方向に移動、傾動しても、Ｚ方向位置検出精度が悪化しない。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本実施形態によると、前固定ヨーク６２のＸ方向用磁石ＭＸ１と後固定ヨーク６３のＸ方向用磁石ＭＸ２、前固定ヨーク６２のＹ方向用磁石ＭＹＡ１、ＭＹＢ１と後固定ヨーク６３のＹ方向用磁石ＭＹＡ２、ＭＹＢ２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しているので、磁力線を光軸Ｏ（Ｚ軸、第１の）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方向に移動しても推力の変動が小さい。

前固定ヨーク６２のＺ方向用磁石ＭＺＡ１、ＭＺＢ１、ＭＺＣ１と後固定ヨーク６３のＺ方向用磁石ＭＺＡ２、ＭＺＢ２、ＭＺＣ２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しているので、Ｚ駆動用コイルＣＺＡ、ＣＺＢ、ＣＺＣ（可動ステージ６１）がＺ方向に移動しても推力の変動が小さい。

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。

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。

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。

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ＭＸ１、ＭＸ２は、左右の一方のみに設けてもよい。その一実施形態を図６に示した。図６は、可動ステージ６１の背面図であって、Ｚ駆動用コイルＣＺＡ、ＣＺＢ、ＣＺＣ及びＺ方向用ホール素子ＨＺＡ１とＨＺＡ２、ＨＺＢ１とＨＺＢ２、ＨＺＣ１とＨＺＣ２は省略してある。図２乃至図５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。

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。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。

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。

図７及び図８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）に設けた別の実施形態であって、図３及び図４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２乃至図５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。

前固定ヨーク６２には、Ｘ駆動用コイルＣＸＡ’、Ｚ駆動用コイルＣＺＡ’が固定され、後固定ヨーク６３には、Ｘ駆動用コイルＣＸＡ’、Ｚ駆動用コイルＣＺＡ’と対向する位置にＸ駆動用コイルＣＸＡ１’、Ｚ駆動用コイルＣＺＡ１’が固定されている。可動ステージ６１には、対向するＸ駆動用コイルＣＸＡ’とＣＸＡ１’の間に一対のＸ方向用磁石ＭＸ１’、ＭＸ２’が固定され、対向するＺ駆動用コイルＣＺＡ’とＣＺＡ１’の間にＺ方向用磁石ＭＺＡ’が固定されている。
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。

以上のＸ駆動用コイルＣＸＡ’、ＣＸＡ１’、Ｚ駆動用コイルＣＺＡ’、ＣＺＡ１’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、傾動中に並進し、さらに傾動した後、その傾動状態で並進する。

この実施形態において、Ｘ方向用ホール素子ＨＸ１’、ＨＸ２’の検出信号によりＸ方向位置を検出し、Ｚ方向用ホール素子ＨＺＡ１’、ＨＺＡ２’の検出信号によりＺ方向位置及びＸ方向回りの傾動位置、Ｙ方向回りの傾動位置を正確に検出できることは、図２乃至図６に示した実施形態同様である。

この実施形態は、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。

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。

本実施形態では、Ｘ方向位置検出手段として一対のＸ方向用ホール素子ＨＸ１、ＨＸ２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、本実施形態では対のホール素子（ＨＸ１とＨＸ２、ＨＹＡ１とＨＹＡ２、ＨＹＢ１とＨＹＢ２、ＨＺＡ１とＨＺＡ２、ＨＺＢ１とＨＺＢ２、ＨＺＣ１とＨＺＣ２）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。

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。さらに本発明は、ステージ装置６０により撮像素子３１をチルトさせる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。

本発明のステージ装置は、いわゆるミラーレスデジタルカメラ、一眼デジタルカメラ、コンパクトデジタルカメラや、デジタルビデオカメラの他、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。

図９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。

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１０）。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。

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。

１０ デジタルカメラ
１１ カメラボディ
２０ ボディＣＰＵ（位置検出手段）
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)

1. 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第１、第２及び第３の方向の推力を作用させる複数の推力発生手段と、
   上記可動部材の上記ベース部材に対する並進方向位置及び傾動位置を検出する位置検出手段と、を有するステージ装置であって、
   上記推力発生手段は、上記第１、第２及び第３の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浮上させ、浮上状態で上記第１、第２及び第３の方向に並進、上記各方向回りに傾動、傾動中に並進、傾動後に並進及び並進後に傾動させることが可能な第１、第２及び第３の推力発生手段を備えていて、上記第１、第２及び第３の推力発生手段が、上記可動部材とベース部材の一方に固定されたコイルと他方に固定された永久磁石を備えていること、
   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固定された上記コイルの空芯領域に配置された磁気センサを備えていて、上記磁気センサが、上記第２の推力発生手段のコイルの空芯領域に第２の方向に所定間隔で固定された一対の第２の方向用磁気センサと、上記第３の推力発生手段を構成するコイルの空芯領域に第３の方向に所定間隔で固定された一対の第３の方向用磁気センサを備えていること、及び
   上記位置検出手段は、上記一対の第２方向用磁気センサと上記一対の第３の方向用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第２と第３の方向の並進方向位置と第１の方向回りの傾動位置を検出すること、
   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、
   上記第１の推力発生手段は、第１の方向の推力を発生する複数の第１の推力発生手段からなり、
   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、上記可動部材を上記ベース部材に対して相対的に、浮上、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、傾動中の並進、上記傾動後の並進及び上記並進後の傾動が可能であって、
   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設けられた上記第１の推力発生手段を構成するコイルの空芯領域に上記第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第１の方向の並進方向位置を検出し、複数の一対の検出信号により上記第２と第３の方向回りの傾動位置を検出するステージ装置。
3. 請求項２記載のステージ装置において、
   上記第２の推力発生手段と第３の推力発生手段は、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し、
   上記第１と第２と第３の推力発生手段は、上記第１の方向の推力と上記第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１、第２及び第３の方向の並進、第１、第２及び第３の方向回りの傾動、傾動中の並進、傾動後の並進及び並進後の傾動させるステージ装置。
4. 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。
5. 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。
6. 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、上記浮上状態では上記ベース部材に対して非接触になるステージ装置。
7. 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、上記第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。
8. 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、
   上記第１、第２及び第３の推力発生手段は、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。
9. 請求項８記載のステージ装置において、
   上記第１の推力発生手段は、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。
10. 請求項９記載のステージ装置において、
    上記第１の推力発生手段の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。
11. 請求項９記載のステージ装置において、
    上記第１の推力発生手段の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。
12. 請求項１０記載のステージ装置において、上記第１の推力発生手段の永久磁石は、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。
13. 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、上記第１の推力発生手段の駆動用コイルの空芯領域に配置された複数の一対の第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。
14. 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。
15. 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。
16. 請求項１４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。
17. 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。
18. 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。
19. 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。
20. 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。
21. 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。
22. 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。
23. 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。
24. 請求項１乃至１８のいずれか１項記載のステージ装置と、
    画像を投影する投影光学系と、を備え、
    上記投影光学系が、上記ステージ装置の可動部材に固定されていること、を特徴とする画像投影装置。
25. 請求項１乃至１８のいずれか１項記載のステージ装置と、
    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、を備え、
    上記撮像素子が上記可動部材に固定されていること、を特徴とする撮像装置。

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