JP2005215503A - Lens holding mechanism and lens unit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens holding mechanism preventing excessive stress from being produced on a lens even when volume change is caused in accordance with temperature under wide environment from low temperature to high temperature. <P>SOLUTION: The lens holding mechanism is equipped with a lens holding frame having a holding hole in which a lens is housed, and the lens holding frame holds the lens through a holding member in the holding hole. In the lens holding mechanism, the lens has an outside diameter A and a thermal expansion coefficient (a), and when the thermal expansion coefficient (a) is smaller than the thermal expansion coefficient (b) of the lens holding frame, the outside diameter A and the thermal expansion coefficient (a) of the lens, the inside diameter B of the holding hole, the thermal expansion coefficient (b) of the holding member and the thermal expansion coefficient (c) of the holding member have relation c=(B×b-A×a)/(B-A). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、レンズを保持固定する機構に属し、特に、温度環境変化にかかわらず、レンズに過度の応力や隙間を生じさせないレンズ保持枠に関する。   The present invention relates to a mechanism for holding and fixing a lens, and more particularly to a lens holding frame that does not cause excessive stress and gaps in the lens regardless of changes in temperature environment.

従来のレンズ保持機構としては、特許文献1中に開示されている。これは、レンズ保持枠にレンズを収納する際に、レンズと保持枠の間に保持環を入れた構成としている。この保持環は、保持枠内周との間に、周方向に沿って所定長さに形成した複数個の第1隙間を持ち、また、レンズ外径との間に、周方向に沿って記第1隙間と互い違いな位置関係に形成した第2隙間をもつ形状をしており、径方向の応力に対し変形可能となっている。また、保持環の熱膨張係数は、レンズと等しく、保持枠の熱膨張係数はレンズ及び保持環よりも小さくしてある。   A conventional lens holding mechanism is disclosed in Patent Document 1. In this configuration, when the lens is stored in the lens holding frame, a holding ring is inserted between the lens and the holding frame. The holding ring has a plurality of first gaps formed in a predetermined length along the circumferential direction between the holding frame and the outer circumference of the lens. It has a shape having a second gap formed in an alternate positional relationship with the first gap, and can be deformed by radial stress. Further, the thermal expansion coefficient of the holding ring is equal to that of the lens, and the thermal expansion coefficient of the holding frame is smaller than that of the lens and the holding ring.

特許文献1のレンズ保持機構が、プラスチックレンズのような、比較的、熱膨張係数の大きい材質で形成されたレンズを保持した場合について説明する。レンズ、保持環、並び保持枠は、環境温度の上昇に伴って膨張する。上述のように、レンズ並びに保持環の膨張係数は、同一でかつ、保持枠の膨張係数より大きく設定されている。   A case where the lens holding mechanism of Patent Document 1 holds a lens formed of a material having a relatively large thermal expansion coefficient, such as a plastic lens, will be described. The lens, the holding ring, and the holding frame expand as the environmental temperature increases. As described above, the expansion coefficient of the lens and the holding ring are set to be the same and larger than the expansion coefficient of the holding frame.

このため、保持環は、保持枠によって径方向に応力を受ける。しかしながら、保持環は、前記第1並びに第2の隙間を有しているため、これらの隙間の作用によって弾性変形をして応力を吸収し、レンズ及び保持枠への応力を緩和する。
特開平7−191247号公報
For this reason, the retaining ring is subjected to stress in the radial direction by the retaining frame. However, since the holding ring has the first and second gaps, the holding ring is elastically deformed by the action of these gaps to absorb the stress and relieve the stress on the lens and the holding frame.
JP 7-191247 A

なお、上述のように熱膨張係数の大きなレンズを保持した特許文献1のレンズ保持機構において環境温度が下がった場合、保持環の収縮量は、保持枠より大きい。従って、保持環と保持枠との間に隙間が生じ、レンズの位置が定まらなくなる。これを回避しようとすれば、予め常温時において保持枠の内径より大きい保持環を弾性変形させた状態で保持枠に嵌合させて組み立てる必要がある。この組立作業は高度な技術を要するとともに、レンズは、圧縮された保持環により応力がかかった状態となり、常温時においてレンズの光学性能を劣化させてしまう。   Note that when the environmental temperature is lowered in the lens holding mechanism of Patent Document 1 that holds a lens having a large thermal expansion coefficient as described above, the shrinkage amount of the holding ring is larger than that of the holding frame. Accordingly, a gap is generated between the holding ring and the holding frame, and the position of the lens cannot be determined. In order to avoid this, it is necessary to assemble the holding ring that is larger than the inner diameter of the holding frame in an elastically deformed state at room temperature in advance. This assembling work requires a high level of technology, and the lens is stressed by the compressed retaining ring, which deteriorates the optical performance of the lens at room temperature.

また、特許文献1のレンズ保持機構が、例えば石英レンズ等の熱膨張係数の小さなレンズを保持した場合、環境温度が上がった際に前述の課題と同じ課題が生ずる。   Further, when the lens holding mechanism of Patent Document 1 holds a lens having a small coefficient of thermal expansion, such as a quartz lens, the same problem as described above occurs when the environmental temperature rises.

上記課題を鑑みて、本発明の目的は、低温から高温の広い環境下において、温度に対応して体積変化が生じた場合においてもレンズに過度の応力を生じさせないレンズ保持機構を提供することである。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a lens holding mechanism that does not cause excessive stress to a lens even when a volume change occurs in response to temperature in a wide environment from low temperature to high temperature. is there.

前記課題を鑑みて、本発明のレンズ保持機構は、以下の構成を有している。   In view of the above problems, the lens holding mechanism of the present invention has the following configuration.

本態様のレンズ保持機構は、レンズを収容する保持孔を有するレンズ保持枠を具備し、前記レンズ保持枠が前記保持孔中において保持部材を介してレンズを保持する。このレンズ保持機構において、レンズが外径A、熱膨張係数aを有しており、熱膨張係数aが、レンズ保持枠の熱膨張係数bより小さいとき、レンズの外径A並びに熱膨張係数aと、保持孔の内径Bと、保持部材の熱膨張係数bと、保持部材の熱膨張係数cとは、c=(B・b−A・a)/(B−A)の関係を有する。   The lens holding mechanism of this aspect includes a lens holding frame having a holding hole that accommodates a lens, and the lens holding frame holds the lens in the holding hole via a holding member. In this lens holding mechanism, when the lens has an outer diameter A and a thermal expansion coefficient a, and the thermal expansion coefficient a is smaller than the thermal expansion coefficient b of the lens holding frame, the lens outer diameter A and the thermal expansion coefficient a. Further, the inner diameter B of the holding hole, the thermal expansion coefficient b of the holding member, and the thermal expansion coefficient c of the holding member have a relationship of c = (B · b−A · a) / (B−A).

本発明は、低温から高温の広い環境下において、温度に対応して体積変化が生じた場合においてもレンズに過度の応力を生じさせないレンズ保持機構を提供する。   The present invention provides a lens holding mechanism that does not cause excessive stress to a lens even when a volume change occurs in response to a temperature in a wide environment from a low temperature to a high temperature.

以下に、本発明の実施の形態に従ったレンズ保持機構について説明する。
<第1の実施の形態>
まず、図1並びに図2を参照して、第1の実施の形態に従ったレンズ保持機構について説明する。図1は、本実施の形態に従ったレンズ保持機構を示す断面図である。図2は、図1のレンズ保持機構を示す断面図である。
The lens holding mechanism according to the embodiment of the present invention will be described below.
<First embodiment>
First, the lens holding mechanism according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a lens holding mechanism according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the lens holding mechanism of FIG.

レンズ保持機構1は、レンズ2を保持する保持手段であり、レンズ保持枠3と、保持部材4と、押さえ環5とを有している。
レンズ保持枠3は、レンズ2並びに保持部材4を収容する保持孔3aを有する筒形状に形成されている。レンズ保持枠3は、図2中に示すように中央軸心Yを有している。本実施の形態において保持孔3aの中央軸心は、中央軸心Yと実質的に一致している。このレンズ保持枠3は、保持孔3a中に配置されたレンズ2を複数の保持部材4を介して保持する。また、保持孔3aの内周面には、中央軸心Yにおいて一端部(図2中右端部)に、レンズ2並びに保持部材4を中央軸心Yにおいて支持するためのフランジ部3bを有しており、他端部には、押さえ環5を螺合するためのねじ部3cが形成されている。フランジ部3bは、レンズ2と保持部材4とに当接し得るように、中央軸心Yと直交する方向(スラスト方向)の寸法が設定されている。
The lens holding mechanism 1 is a holding unit that holds the lens 2, and includes a lens holding frame 3, a holding member 4, and a pressing ring 5.
The lens holding frame 3 is formed in a cylindrical shape having a holding hole 3 a for accommodating the lens 2 and the holding member 4. The lens holding frame 3 has a central axis Y as shown in FIG. In the present embodiment, the central axis of the holding hole 3a substantially coincides with the central axis Y. The lens holding frame 3 holds the lens 2 disposed in the holding hole 3 a via a plurality of holding members 4. Further, the inner peripheral surface of the holding hole 3a has a flange portion 3b for supporting the lens 2 and the holding member 4 at the central axis Y at one end (right end in FIG. 2) of the central axis Y. The other end portion is formed with a screw portion 3c for screwing the pressing ring 5. The flange portion 3b has a dimension in a direction (thrust direction) perpendicular to the central axis Y so as to be in contact with the lens 2 and the holding member 4.

また、保持孔3aは、図1並びに図2中に示されるように、所定の内周の半径Bを有している。また、図1並びに図2中において、このレンズ保持機構1が保持するレンズ2の外周の半径は、参照符号Aにより指摘されている。   Further, the holding hole 3a has a predetermined inner radius B as shown in FIG. 1 and FIG. 1 and 2, the radius of the outer periphery of the lens 2 held by the lens holding mechanism 1 is indicated by the reference symbol A.

また、レンズ保持枠3は、所定の熱膨張係数bを有するように構成されている。   The lens holding frame 3 is configured to have a predetermined thermal expansion coefficient b.

各保持部材4は、図1中に示されるように、保持孔3aの半径方向(レンズ2の半径方向)において、一端がレンズ2を保持し、他端がレンズ保持枠3により保持される。従って、これらの保持部材4は、前記半径方向において、レンズ2とレンズ保持枠3との間に配置されている。従って、各保持部材4は、前記半径方向において、(半径B−半径A)の寸法を有している。   As shown in FIG. 1, each holding member 4 has one end holding the lens 2 and the other end held by the lens holding frame 3 in the radial direction of the holding hole 3 a (radial direction of the lens 2). Accordingly, these holding members 4 are disposed between the lens 2 and the lens holding frame 3 in the radial direction. Therefore, each holding member 4 has a dimension of (radius B−radius A) in the radial direction.

本実施の形態において、保持部材4は、保持孔3a中に4つ配置され、これらの保持部材4が協働して、レンズ2を保持する。レンズ2は、光軸が保持孔3aの中央軸心と実質的に一致するように、4つの保持部材4を介してレンズ保持枠3に保持される。本実施の形態において、この保持により、レンズ2の光軸は、中央軸心Yと実質的に一致するように配置される。保持部材4は、後述する選定方法により選定された膨張係数cを有するように構成される。   In the present embodiment, four holding members 4 are arranged in the holding hole 3a, and these holding members 4 cooperate to hold the lens 2. The lens 2 is held by the lens holding frame 3 via the four holding members 4 so that the optical axis substantially coincides with the central axis of the holding hole 3a. In the present embodiment, by this holding, the optical axis of the lens 2 is arranged so as to substantially coincide with the central axis Y. The holding member 4 is configured to have an expansion coefficient c selected by a selection method described later.

押さえ環5は、ねじ部3cに螺合可能であるとともに、螺合した際にレンズ2並びに保持部材4と当接するように、前記スラスト方向の寸法が設定されている。押さえ環5は、ねじ部3cに螺合された際に、レンズ2並びに保持部材4をフランジ部3bとの間に挟み込む。即ち、押さえ環5とフランジ部3bとにより、レンズ2並びに保持部材4は狭持される。   The holding ring 5 can be screwed into the threaded portion 3c, and the dimension in the thrust direction is set so as to come into contact with the lens 2 and the holding member 4 when screwed. The presser ring 5 sandwiches the lens 2 and the holding member 4 with the flange portion 3b when screwed into the screw portion 3c. That is, the lens 2 and the holding member 4 are held between the holding ring 5 and the flange portion 3b.

上記構成のレンズ保持機構1は、環境温度の変化により各部材が膨張又は収縮する。即ち、レンズ保持機構1の各部材は、環境温度に応じて体積変化する。このように環境温度が変化した際に、前記半径方向において、体積変化後のレンズ2とレンズ保持枠3との間隔が、体積変化後の保持部材4の寸法と一致することが、レンズ2に対して過度の応力が掛かることの防止とレンズ2の確実な支持とを達成する点において好ましい。なお、石英レンズなどの膨張率の小さいレンズ2を保持する際に、レンズ2の膨張係数をaとした場合、レンズ2の膨張係数aは、レンズ保持枠3の熱膨張係数bより小さくなる。本実施の形態のレンズ保持機構1は、上記効果を達成するために、レンズ2の半径A並びに熱膨張係数aと、保持孔3aの半径Bと、保持部材4の熱膨張係数bと、保持部材4の熱膨張係数cとから、以下の式1の関係を有するように構成される。   In the lens holding mechanism 1 configured as described above, each member expands or contracts due to a change in environmental temperature. That is, the volume of each member of the lens holding mechanism 1 changes according to the environmental temperature. When the environmental temperature changes in this way, in the radial direction, the distance between the lens 2 after the volume change and the lens holding frame 3 matches the dimension of the holding member 4 after the volume change. On the other hand, it is preferable in terms of achieving prevention of excessive stress and reliable support of the lens 2. When holding the lens 2 having a small expansion coefficient such as a quartz lens, if the expansion coefficient of the lens 2 is a, the expansion coefficient a of the lens 2 is smaller than the thermal expansion coefficient b of the lens holding frame 3. In order to achieve the above effect, the lens holding mechanism 1 of the present embodiment has a radius A of the lens 2 and a thermal expansion coefficient a, a radius B of the holding hole 3a, a thermal expansion coefficient b of the holding member 4, and holding. The thermal expansion coefficient c of the member 4 is configured so as to have the relationship of the following formula 1.

(B−A)c=(B・b−A・a)…(式1)
この式1の関係を有する熱膨張係数cを求めるために、式1は、以下の式2のように変形される。
(B−A) c = (B · b−A · a) (Formula 1)
In order to obtain the thermal expansion coefficient c having the relationship of Equation 1, Equation 1 is transformed as Equation 2 below.

c=(B・b−A・a)/(B−A)…(式2)
各保持部材4は、この式2の関係を満たす熱膨張係数cの材料が用いられる。
c = (B · b−A · a) / (BA) (Expression 2)
Each holding member 4 is made of a material having a coefficient of thermal expansion c that satisfies the relationship of Equation 2.

例えば、熱膨張係数aが5.6×10-7/K、半径Aが10mmの石英レンズと、熱膨張係数bが21.5×10-6/K、半径Bが13mmのアルミ合金製の保持枠とによりレンズ保持機構1が構成された場合、式2より求められる。保持部材4の熱膨張率cは、約9×10-5/Kと導き出され、約9×10−5/Kの熱膨張係数である。66ナイロン樹脂やポリアセタール樹脂が用いられる。従って、保持部材4がこれらの材料により形成されれば、上記算出された熱膨張係数を有するように構成されたこととなる。 For example, a quartz lens having a thermal expansion coefficient a of 5.6 × 10 −7 / K and a radius A of 10 mm, and an aluminum alloy having a thermal expansion coefficient b of 21.5 × 10 −6 / K and a radius B of 13 mm. When the lens holding mechanism 1 is constituted by the holding frame, it is obtained from Equation 2. Thermal expansion coefficient c of the holding member 4 is derived from about 9 × 10 -5 / K, a thermal expansion coefficient of approximately 9 × 10 -5 / K. 66 nylon resin or polyacetal resin is used. Therefore, when the holding member 4 is formed of these materials, it is configured to have the calculated thermal expansion coefficient.

上記構成により保持部材4は、熱膨張又は収縮した場合においても、体積変化後のレンズ2とレンズ保持枠3との間隔と、前記半径方向においての寸法を略一致させることができる。言い換えると、保持部材4は、体積変化前、中並びに後において、常にレンズ2とレンズ保持枠3との間隔と、前記半径方向においての寸法を略一致させ得る。従って、レンズ保持枠3は、ガタくことなく保持部材4を介してレンズ2を常に確実に保持し得るとともに、レンズ2に過度の応力をかかることを常に防止し得る。従って、本実施の形態のレンズ保持機構1は、応力によるレンズの歪みや、ガタによるレンズの偏芯などを発生させることなくレンズ2を保持し得る。即ち、この構成により、レンズ2とレンズ保持機構1とを有するレンズユニットを、幅広い環境温度に対応し得るように構成し得る。   With the above configuration, even when the holding member 4 is thermally expanded or contracted, the distance between the lens 2 and the lens holding frame 3 after the volume change can be made to substantially coincide with the dimension in the radial direction. In other words, the holding member 4 can always substantially match the distance between the lens 2 and the lens holding frame 3 in the radial direction before, during and after the volume change. Therefore, the lens holding frame 3 can always reliably hold the lens 2 via the holding member 4 without rattling, and can always prevent the lens 2 from being excessively stressed. Therefore, the lens holding mechanism 1 according to the present embodiment can hold the lens 2 without causing distortion of the lens due to stress, decentering of the lens due to play, and the like. That is, with this configuration, the lens unit having the lens 2 and the lens holding mechanism 1 can be configured to be able to cope with a wide range of environmental temperatures.

また、プラスチックレンズのように、レンズ2が、比較的熱膨張係数の大きい材質により形成されることがある。この場合、レンズ2の熱膨張係数aは、レンズ保持枠3の熱膨張係数bより大きくなる場合がある。このように、熱膨張係数aが熱膨張係数bより大きい場合、保持部材4の熱膨張係数cは、以下の式3に基づいて算出する。   Further, like the plastic lens, the lens 2 may be formed of a material having a relatively large thermal expansion coefficient. In this case, the thermal expansion coefficient a of the lens 2 may be larger than the thermal expansion coefficient b of the lens holding frame 3. Thus, when the thermal expansion coefficient a is larger than the thermal expansion coefficient b, the thermal expansion coefficient c of the holding member 4 is calculated based on the following Expression 3.

c=(A・a−B・b)/(B−A)…(式3)
この式3に基づいて算出された熱膨張係数cに近い材料で保持部材4を構成することにより、本実施の形態のレンズ保持機構1は、熱膨張係数aが熱膨張係数bより大きい場合においても、常にレンズ2を確実に保持し得るとともに、レンズ2に過度の応力をかかることを防止することができる。
c = (A · a−B · b) / (BA) (Expression 3)
By configuring the holding member 4 with a material close to the thermal expansion coefficient c calculated based on Equation 3, the lens holding mechanism 1 according to the present embodiment allows the thermal expansion coefficient a to be greater than the thermal expansion coefficient b. However, it is possible to always hold the lens 2 reliably and to prevent the lens 2 from being excessively stressed.

また、上述のように、レンズ2とレンズ保持枠3との熱膨張係数の関係に応じて、保持部材4の熱膨張係数cを算出する式を変えることにより、レンズ保持機構1は、レンズ2並びにレンズ保持枠3がいかなる材質(熱膨張係数)であっても、常にレンズ2を確実に保持し得るとともに、レンズ2に過度の応力をかかることを防止することができる。   Further, as described above, the lens holding mechanism 1 is configured so that the lens 2 is changed by changing the expression for calculating the thermal expansion coefficient c of the holding member 4 in accordance with the relationship between the thermal expansion coefficients of the lens 2 and the lens holding frame 3. In addition, regardless of the material (thermal expansion coefficient) of the lens holding frame 3, the lens 2 can always be reliably held, and excessive stress can be prevented from being applied to the lens 2.

また、本実施の形態において、レンズ2並びにレンズ保持枠3の半径A,B並びに熱膨張係数a,bを固定し、保持部材4の熱膨張係数cを選定しているが、保持部材4の熱膨張係数cを固定し、レンズ2並びにレンズ保持枠3の半径A,B並びに熱膨張係数a,bの1つを、前述の式1を満たすように選定することも可能である。例えば、レンズ2の膨張係数a、半径A、レンズ保持枠3の半径B、及び保持部材4の熱膨張係数cを固定した場合、レンズ保持枠3の半径Bが、式1の関係を満たすようにして算出される。このようにして構成されたレンズ保持機構1においても、上述のような効果を得られ得る。しかも、このようにしてレンズ保持機構1を構成した場合、レンズ2、レンズ保持枠3、及び保持部材4の材質に依存した熱膨張係数a,b,cを変更する必要がない。従って、このレンズ保持機構1は、レンズ保持枠3の寸法と、それに対応して保持部材4の寸法を変更するのみで、前記式1の関係を満たすことが出来、煩雑な材料選定の手間を軽減し得る。なお、レンズ2の寸法を変更することも可能であるが、レンズ保持枠3並びに保持部材4の形状を変更する方が、製作する上で容易であるため、好ましい。   In the present embodiment, the radii A and B and the thermal expansion coefficients a and b of the lens 2 and the lens holding frame 3 are fixed and the thermal expansion coefficient c of the holding member 4 is selected. It is also possible to fix the thermal expansion coefficient c and select one of the radii A and B and the thermal expansion coefficients a and b of the lens 2 and the lens holding frame 3 so as to satisfy the above-described formula 1. For example, when the expansion coefficient a, the radius A of the lens 2, the radius B of the lens holding frame 3, and the thermal expansion coefficient c of the holding member 4 are fixed, the radius B of the lens holding frame 3 satisfies the relationship of Equation 1. Is calculated as follows. The lens holding mechanism 1 configured as described above can also achieve the above-described effects. In addition, when the lens holding mechanism 1 is configured in this way, it is not necessary to change the thermal expansion coefficients a, b, and c depending on the materials of the lens 2, the lens holding frame 3, and the holding member 4. Therefore, the lens holding mechanism 1 can satisfy the relationship of the above-mentioned formula 1 only by changing the size of the lens holding frame 3 and the size of the holding member 4 correspondingly. Can be reduced. Although the dimensions of the lens 2 can be changed, it is preferable to change the shape of the lens holding frame 3 and the holding member 4 because it is easier to manufacture.

また、本実施の形態のレンズ保持機構1は、押さえ環5を螺合することにより、レンズ2をレンズ保持枠3に固定し得るため、レンズ2の固定を容易に行い得る。なお、本実施の形態において、押さえ環5は、レンズ2並びに保持部材4をフランジ部3bに押圧するように構成されているが、レンズ2と保持部材4とを接着固定することにより、レンズ2並びに保持部材4の一方のみを押圧しフランジ部3bとにより狭持することも可能である。なお、押さえ環5が、保持部材4のみを狭持するように構成することにより、レンズ2に不要な応力が掛かる可能性を減少させ得るので好ましい。なお、レンズ2を保持部材4と接着固定し、保持部材4をレンズ保持枠3に接着固定することにより、押さえ環5を省略しつつ、レンズ2並びに保持部材4を固定することも可能である。この場合、レンズ2に、押さえ環5からの力を作用させずに組み立てられるため、レンズ2に発生する応力をより減少させ得る。   In addition, since the lens holding mechanism 1 of the present embodiment can fix the lens 2 to the lens holding frame 3 by screwing the holding ring 5, the lens 2 can be easily fixed. In this embodiment, the pressing ring 5 is configured to press the lens 2 and the holding member 4 against the flange portion 3b. However, the lens 2 and the holding member 4 are bonded and fixed to each other to fix the lens 2. It is also possible to press only one of the holding members 4 and hold it by the flange portion 3b. In addition, it is preferable that the holding ring 5 is configured to sandwich only the holding member 4 because the possibility that unnecessary stress is applied to the lens 2 can be reduced. It is also possible to fix the lens 2 and the holding member 4 while omitting the pressing ring 5 by bonding the lens 2 to the holding member 4 and fixing the holding member 4 to the lens holding frame 3. . In this case, since the lens 2 is assembled without applying a force from the holding ring 5, the stress generated in the lens 2 can be further reduced.

<第2の実施の形態>
以下に、本発明の第2の実施の形態に従ったレンズ保持機構1について、図3を参照して説明する。なお、本実施の形態のレンズ保持機構1において、第1の実施の形態と同様な構成部材は、同一な参照を付して説明を省略する。
<Second embodiment>
Hereinafter, a lens holding mechanism 1 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the lens holding mechanism 1 of the present embodiment, the same components as those of the first embodiment are given the same reference and the description thereof is omitted.

図3は、本実施の形態のレンズ保持機構1を示す断面図である。なお、本実施の形態のレンズ保持機構1は、第1の実施の形態と保持部材4′の構成が異なっている。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the lens holding mechanism 1 of the present embodiment. The lens holding mechanism 1 according to the present embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the holding member 4 '.

本実施の形態の保持部材4′は、図3中に示されるように、梁部4aを有している。この梁部4aは、隣接する保持部材4′の梁部4aと連結されており、これらの保持部材4′は、一体的な環状の保持環を構成している。なお、梁部4aは、保持孔3aの半径方向において、レンズ2の外周との間、及び前保持孔3aの内周との間に、隙間を有している。この隙間により、梁部4aは、保持部材4′への径方向の力により、容易に変形可能に構成されている。   As shown in FIG. 3, the holding member 4 ′ of the present embodiment has a beam portion 4 a. The beam portion 4a is connected to the beam portion 4a of the adjacent holding member 4 ', and these holding members 4' constitute an integral annular holding ring. The beam portion 4a has a gap between the outer periphery of the lens 2 and the inner periphery of the front holding hole 3a in the radial direction of the holding hole 3a. Due to this gap, the beam portion 4a can be easily deformed by a radial force on the holding member 4 '.

本実施の形態のレンズ保持機構1は、第1の実施の形態と同様な作用効果を有している。また、本実施の形態のレンズ保持機構は、保持部材4′を一体的に構成しているため、組立がより容易である。   The lens holding mechanism 1 of the present embodiment has the same function and effect as the first embodiment. Further, the lens holding mechanism of the present embodiment is easier to assemble because the holding member 4 'is integrally formed.

また、梁部4aは、レンズ2の外周及びレンズ保持枠3の内周に対して隙間をもっており、保持部材4′から作用された周方向の力により、容易に変形可能である。上記構成により、保持部材4′と梁部4aとは、周方向において体積変化した場合においても、梁部4aの変形により、レンズ2に対して過度の応力が掛かることを防止し得る。   The beam portion 4a has a gap with respect to the outer periphery of the lens 2 and the inner periphery of the lens holding frame 3, and can be easily deformed by a circumferential force applied from the holding member 4 '. With the above configuration, the holding member 4 ′ and the beam portion 4 a can prevent excessive stress from being applied to the lens 2 due to deformation of the beam portion 4 a even when the volume changes in the circumferential direction.

なお、本実施の形態において、梁部4aを含む保持部材4′は、全体が同一の材料により構成されているが、より梁部4aを変形しやすいように、梁部4aを柔軟な別の材料により構成することも可能である。この場合、梁部4aは、自身の弾性変形のみで応力を吸収し、前記隙間を省略することが可能である。   In the present embodiment, the holding member 4 ′ including the beam portion 4 a is entirely made of the same material, but the beam portion 4 a is made of another flexible material so that the beam portion 4 a can be more easily deformed. It is also possible to configure with a material. In this case, the beam portion 4a can absorb the stress only by its own elastic deformation, and the gap can be omitted.

<第3の実施の形態>
以下に、本発明の第3の実施の形態に従ったレンズ保持機構1について、図4を参照して説明する。なお、本実施の形態のレンズ保持機構1において、第2の実施の形態と同様な構成部材は、同一な参照を付して説明を省略する。
<Third embodiment>
The lens holding mechanism 1 according to the third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In the lens holding mechanism 1 of the present embodiment, the same components as those of the second embodiment are denoted by the same reference and description thereof is omitted.

保持部材4″は、保持孔3aの半径方向において、レンズ2と対向するレンズ対向部4Bと、保持孔3aの内周面と対向する保持孔対向部4Cと、保持部材本体4Dとを有している。
このレンズ対向部4Bは、2つのレンズ当接部4Baと、第1隙間4Bbとを有している。各レンズ当接部4Baは、保持部材本体4Dから保持孔3aの半径方向内方に向かって突出しており、レンズ2と当接している。本実施の形態において、レンズ当接部4Baは、保持孔3aの周方向において、保持部材本体4Dの両端に配置されている。第1隙間4Bbは、前記半径方向において、保持孔3aの内周面と保持部材4″の本体との間の隙間である。本実施の形態において、第1隙間4Bbは、保持孔3aの周方向において、2つのレンズ当接部4Baの間に配置されている。
The holding member 4 ″ includes a lens facing portion 4B that faces the lens 2, a holding hole facing portion 4C that faces the inner peripheral surface of the holding hole 3a, and a holding member body 4D in the radial direction of the holding hole 3a. ing.
This lens facing portion 4B has two lens contact portions 4Ba and a first gap 4Bb. Each lens contact portion 4Ba protrudes inward in the radial direction of the holding hole 3a from the holding member main body 4D and is in contact with the lens 2. In the present embodiment, the lens contact portions 4Ba are arranged at both ends of the holding member main body 4D in the circumferential direction of the holding hole 3a. The first gap 4Bb is a gap between the inner peripheral surface of the holding hole 3a and the main body of the holding member 4 ″ in the radial direction. In the present embodiment, the first gap 4Bb is the circumference of the holding hole 3a. In the direction, it is disposed between the two lens contact portions 4Ba.

保持孔対向部4Cは、保持孔当接部4Caと、2カ所の第2隙間4Cbとを有している。保持孔当接部4Caは、保持部材4″の本体から保持孔3aの半径方向外方に向かって突出しており、保持孔3aの内周面と当接している。また、保持孔当接部4Caは、前記半径方向において、第1隙間4Bbと対向する位置に配置されている。言い換えると、保持孔当接部4Caは、前記半径方向において、レンズ当接部4Baと対向しないように、配置が設定されている。   The holding hole facing portion 4C has a holding hole contact portion 4Ca and two second gaps 4Cb. The holding hole abutting portion 4Ca protrudes from the main body of the holding member 4 ″ outward in the radial direction of the holding hole 3a, and is in contact with the inner peripheral surface of the holding hole 3a. 4Ca is disposed at a position facing the first gap 4Bb in the radial direction, in other words, the holding hole contact portion 4Ca is disposed so as not to face the lens contact portion 4Ba in the radial direction. Is set.

第2隙間4Cbは、前記半径方向において、保持孔3aの内周面と保持部材4″の本体との間の隙間である。本実施の形態において、第1隙間4Bbは、保持孔3aの周方向において、レンズ当接部4Baの両側に配置されている。2つの第2隙間4Cbは、夫々、前記半径方向において、レンズ当接部4Baと対向する位置に配置されている。また、本実施の形態において、各第2隙間4Cbは、周方向において、少なくとも一部分が第1隙間4Bbと重複する領域を有している。言い換えると、各第2隙間4Cbは、少なくとも一部分が第1隙間と半径方向において対向する領域を有している。   The second gap 4Cb is a gap between the inner peripheral surface of the holding hole 3a and the main body of the holding member 4 ″ in the radial direction. In the present embodiment, the first gap 4Bb is the circumference of the holding hole 3a. The two second gaps 4Cb are arranged at positions facing the lens contact portion 4Ba in the radial direction, respectively, in this direction. In the embodiment, each second gap 4Cb has a region in which at least a portion thereof overlaps with the first gap 4Bb in the circumferential direction. It has the area which counters in the direction.

上記構成により、保持部材4″は、半径方向の力を受けた際、第1並びに第2隙間4Bb、4Cbにより、半径方向に弾性変形可能である。従って、保持部材4″は、半径方向の力を、第1並びに第2隙間4Bb、4Cbにより吸収し、レンズ2に過度の応力が掛かることを防止し得る。なお、保持部材4″の熱膨張係数cは、第1の実施の形態と同様に、式1を満たすように設定される。しかしながら、保持部材4″の熱膨張係数cは、式1で求めた理想的な値と、完全に一致する熱膨張係数を有する材料を選定することが困難な場合がある。この場合、保持部材4″は、式1で算出された値の近似値の膨張係数を有する材料により形成される。この場合、レンズ2とレンズ保持枠3との隙間の前記半径方向の変化量と、保持部材4″の前記半径方向の変化量は一致しない虞がある。しかしながら、本実施の形態の保持部材4″は、第1並びに第2隙間4Bb、4Cbにより、半径方向に変形可能であるため、膨張係数の誤差分を起因とする前記変形量の差を吸収し、レンズ2に過度の応力が掛かることを防止し得る。この構成により、本実施の形態のレンズ保持機構1は、保持部材4″の材料選定をより自由に行い得る。   With the above configuration, the holding member 4 ″ can be elastically deformed in the radial direction by the first and second gaps 4Bb and 4Cb when receiving the radial force. The force is absorbed by the first and second gaps 4Bb and 4Cb, and an excessive stress can be prevented from being applied to the lens 2. As in the first embodiment, the thermal expansion coefficient c of the holding member 4 ″ is set to satisfy Expression 1. However, the thermal expansion coefficient c of the holding member 4 ″ is obtained by Expression 1. It may be difficult to select a material having a coefficient of thermal expansion that perfectly matches the ideal value. In this case, the holding member 4 ″ is formed of a material having an expansion coefficient that is an approximate value calculated by Equation 1. In this case, the amount of change in the radial direction of the gap between the lens 2 and the lens holding frame 3 is determined. And the amount of change in the radial direction of the holding member 4 ″ may not match. However, since the holding member 4 ″ of the present embodiment can be deformed in the radial direction by the first and second gaps 4Bb and 4Cb, it absorbs the difference in the deformation amount due to the error of the expansion coefficient. Thus, it is possible to prevent an excessive stress from being applied to the lens 2. With this configuration, the lens holding mechanism 1 of the present embodiment can more freely select the material of the holding member 4 ″.

また、本実施の形態において、第1並びに第2隙間4Bb、4Cbは、前記周方向において互いに重複する部分を有している。この構成により、保持部材本体4Dは、レンズ当接部4Baと、保持孔当接部4Caとを接続する梁の役目を果たす。この構成により、保持部材4″は、前記半径方向の力を受けた際に、レンズ当接部4Baを支点として、湾曲するように、第2隙間4Cb方向に弾性変形する。この変形により、保持部材4″は、より確実に前記半径方向にかかる力を吸収し、レンズ2に過度の応力が掛かることを防止し得る。   In the present embodiment, the first and second gaps 4Bb and 4Cb have portions that overlap each other in the circumferential direction. With this configuration, the holding member main body 4D serves as a beam connecting the lens contact portion 4Ba and the holding hole contact portion 4Ca. With this configuration, when the holding member 4 ″ receives the force in the radial direction, the holding member 4 ″ is elastically deformed in the direction of the second gap 4Cb so as to bend using the lens contact portion 4Ba as a fulcrum. The member 4 ″ can more reliably absorb the force applied in the radial direction and prevent the lens 2 from being excessively stressed.

尚、各保持部材4″は、レンズ対向部4Bと、保持孔対向部4Cとの構成を逆にし、第1隙間4Bbを2箇所、レンズ当接部4Baを1箇所、第2隙間4Cbを1箇所、保持孔当接部4Caを2箇所にすることも可能であり、これらの構成要素の個数において限定されることはない。また、本実施の形態において、各保持部材4″は、梁部4aにより互いに接続されているが、第1の実施の形態と同様に、夫々独立して配置されることも可能である。   In each holding member 4 ″, the configuration of the lens facing portion 4B and the holding hole facing portion 4C is reversed, with two first gaps 4Bb, one lens contact portion 4Ba, and one second gap 4Cb. It is possible to have two locations and the holding hole contact portions 4Ca, and there is no limitation on the number of these components. In the present embodiment, each holding member 4 ″ is a beam portion. Although they are connected to each other by 4a, they can be arranged independently as in the first embodiment.

図1は、第1の実施の形態のレンズ保持機構を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the lens holding mechanism of the first embodiment. 図2は、第1の実施の形態のレンズ保持機構を示す横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the lens holding mechanism of the first embodiment. 図3は、第2の実施の形態のレンズ保持機構を示す縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the lens holding mechanism of the second embodiment. 図4は、第3の実施の形態のレンズ保持機構を示す縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the lens holding mechanism of the third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…レンズ保持機構、2…レンズ、3…レンズ保持枠、3a…保持孔、3b…フランジ部、3c…ねじ部、4,4′,4″…保持部材、4a…梁部、4Ba…レンズ当接部、4Bb…隙間、4C…保持孔対向部、4Ca…保持孔当接部、4Cb…隙間、4D…保持部材本体、5…押さえ環。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lens holding mechanism, 2 ... Lens, 3 ... Lens holding frame, 3a ... Holding hole, 3b ... Flange part, 3c ... Screw part, 4, 4 ', 4 "... Holding member, 4a ... Beam part, 4Ba ... Lens Contact part, 4Bb ... gap, 4C ... holding hole facing part, 4Ca ... holding hole contact part, 4Cb ... gap, 4D ... holding member body, 5 ... pressing ring.

Claims (7)

レンズを収容する保持孔を有するレンズ保持枠を具備し、前記レンズ保持枠が前記保持孔中において保持部材を介してレンズを保持するレンズ保持機構であって、
前記レンズが半径A、熱膨張係数aを有しており、熱膨張係数aが、前記レンズ保持枠の熱膨張係数bより小さいとき、前記レンズの半径A並びに熱膨張係数aと、保持孔の半径Bと、前記保持部材の熱膨張係数bと、前記保持部材の熱膨張係数cとは、
c=(B・b−A・a)/(B−A)
の関係を有するレンズ保持機構。
A lens holding frame having a holding hole for receiving a lens, wherein the lens holding frame holds a lens in the holding hole via a holding member;
When the lens has a radius A and a thermal expansion coefficient a, and the thermal expansion coefficient a is smaller than the thermal expansion coefficient b of the lens holding frame, the radius A of the lens, the thermal expansion coefficient a, and the holding hole The radius B, the thermal expansion coefficient b of the holding member, and the thermal expansion coefficient c of the holding member are:
c = (B · b−A · a) / (B−A)
A lens holding mechanism having the following relationship.
前記レンズ保持枠に螺合される押さえ環をさらに有しており、前記保持孔中に配置された前記レンズ並びに前記保持部材とを、前記レンズ保持枠と前記押さえ環とにより挟持する請求項1に記載のレンズ保持機構。   2. A pressing ring that is screwed into the lens holding frame is further provided, and the lens and the holding member disposed in the holding hole are clamped by the lens holding frame and the pressing ring. The lens holding mechanism described in 1. 前記保持部材は、前記レンズに接着固定される請求項1又は2に記載のレンズ保持機構。   The lens holding mechanism according to claim 1, wherein the holding member is bonded and fixed to the lens. 前記保持部材は、前記レンズ保持枠に接着固定される請求項1乃至3の何れか1項に記載のレンズ保持機構。   The lens holding mechanism according to claim 1, wherein the holding member is bonded and fixed to the lens holding frame. 前記保持部材は、前記レンズと保持孔の間に、前記保持孔の周方向に沿って複数配置されており、前記複数の保持部材は、隣接する保持部材と連結するための梁部を有しており、前記梁部により互いに連結されて1つの環状の保持環に構成されており、前記梁部は、前記保持孔の半径方向において、前記レンズの外周との間、及び前記保持孔の内周との間に、隙間を有している請求項1乃至4の何れか1項に記載のレンズ保持機構。   The plurality of holding members are arranged between the lens and the holding hole along the circumferential direction of the holding hole, and the plurality of holding members have beam portions for connecting to adjacent holding members. Are connected to each other by the beam portion to form an annular holding ring, and the beam portion is located between the outer periphery of the lens and the inside of the holding hole in the radial direction of the holding hole. The lens holding mechanism according to any one of claims 1 to 4, wherein a gap is provided between the lens and the periphery. 前記保持部材は、前記保持孔の半径方向において、前記レンズと対向するレンズ対向部と、前記保持孔の内周面と対向する保持孔対向部とを有しており、
前記レンズ対向部は、前記レンズと当接する少なくとも1つのレンズ当接部と、保持孔の半径方向においてレンズと離間した少なくとも1つの第1隙間とを有しており、
前記保持孔対向部は、保持孔の内周面と当接する少なくとも1つの保持孔当接部と、前記半径方向において保持孔の内周面と離間した少なくとも1つの第2隙間とを有しており、
各保持孔当接部は、前記保持孔の周方向において、前記レンズ当接部と一致しない位置に配置されている請求項1乃至5の何れか1項に記載のレンズ保持機構。
The holding member has, in the radial direction of the holding hole, a lens facing portion that faces the lens, and a holding hole facing portion that faces an inner peripheral surface of the holding hole,
The lens facing portion has at least one lens contact portion that contacts the lens, and at least one first gap spaced from the lens in the radial direction of the holding hole,
The holding hole facing portion includes at least one holding hole contact portion that contacts the inner peripheral surface of the holding hole, and at least one second gap spaced apart from the inner peripheral surface of the holding hole in the radial direction. And
6. The lens holding mechanism according to claim 1, wherein each holding hole contact portion is disposed at a position that does not coincide with the lens contact portion in the circumferential direction of the holding hole.
レンズと、
前記レンズを保持する保持機構と、
を具備するレンズユニットであって、
前記レンズ保持機構は、前記レンズを収容する保持孔を有するレンズ保持枠を有し、前記レンズ保持枠が前記保持孔中において保持部材を介して前記レンズを保持し、
前記レンズが半径A、熱膨張係数aを有しており、熱膨張係数aが、前記レンズ保持枠の熱膨張係数bより小さいとき、レンズの半径A並びに熱膨張係数aと、保持孔の半径Bと、保持部材の熱膨張係数bと、保持部材の熱膨張係数cとは、
c=(B・b−A・a)/(B−A)
の関係を有するレンズユニット。
A lens,
A holding mechanism for holding the lens;
A lens unit comprising:
The lens holding mechanism has a lens holding frame having a holding hole for accommodating the lens, and the lens holding frame holds the lens via a holding member in the holding hole,
When the lens has a radius A and a thermal expansion coefficient a, and the thermal expansion coefficient a is smaller than the thermal expansion coefficient b of the lens holding frame, the lens radius A, the thermal expansion coefficient a, and the holding hole radius B, the thermal expansion coefficient b of the holding member, and the thermal expansion coefficient c of the holding member are:
c = (B · b−A · a) / (B−A)
A lens unit having the relationship
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