JP6272218B2 - Lens holding mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、レンズを保持するレンズ保持機構に関する。特に、航空機搭載用途などの厳しい温度下及び振動下で高い光学性能を満たすことを求められる場合に有効なレンズ保持機構に関する。 The present invention relates to a lens holding mechanism that holds a lens. In particular, the present invention relates to a lens holding mechanism that is effective when it is required to satisfy high optical performance under severe temperatures and vibrations such as in an aircraft-mounted application.
レンズと鏡筒の間に弾性体を介在させることにより、レンズに発生するストレスを低減する技術が開示されている。この技術は、レンズを、レンズよりも柔らかく、レンズにストレスを与えにくい厚さとした弾性部品で支持することにより、周囲環境の温度変化に伴うレンズの変形を吸収し、レンズに発生するストレスを低減する(特許文献1参照)。 A technique for reducing stress generated in a lens by interposing an elastic body between the lens and the lens barrel is disclosed. This technology supports the lens with an elastic component that is softer than the lens and has a thickness that does not stress the lens, thereby absorbing the deformation of the lens due to changes in the ambient temperature and reducing the stress generated in the lens. (See Patent Document 1).
また、レンズと鏡筒間の径方向の隙間に設けたゴム層でレンズを支持し、レンズ、鏡筒、ゴム層の寸法と線膨張係数とを適切に設定することにより、レンズに生じるストレスを理論的にゼロにするレンズ保持技術が開示されている(非特許文献1参照)。 In addition, by supporting the lens with a rubber layer provided in the radial gap between the lens and the lens barrel, and appropriately setting the dimensions and linear expansion coefficient of the lens, lens barrel and rubber layer, the stress generated in the lens can be reduced. A lens holding technique that theoretically makes it zero is disclosed (see Non-Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1の技術では、弾性部品はレンズおよび鏡筒と別部品であるために、部品間に生じる嵌め合い隙間により、高剛性な支持に限界がある。よって、振動環境下におけるレンズの相対変位が生じてしまい光学性能を満たすことが難しいという課題がある。 However, in the technique of Patent Document 1, since the elastic part is a separate part from the lens and the lens barrel, there is a limit to the support with high rigidity due to the fitting gap generated between the parts. Therefore, there is a problem that it is difficult to satisfy the optical performance due to the relative displacement of the lens in a vibration environment.
また、非特許文献1の技術では、レンズを径方向だけでなく軸方向にも高剛性に支持する技術については開示されておらず、特に、航空機搭載用途など厳しい温度環境下で高い光学性能を満たすことができないという課題がある。 In addition, the technique of Non-Patent Document 1 does not disclose a technique for supporting the lens with high rigidity not only in the radial direction but also in the axial direction. There is a problem that it cannot be satisfied.
本発明は、レンズを多方向において高剛性に支持し、かつ線膨張差によりレンズに生じるストレスを低減する。これにより、厳しい温度環境下におけるレンズの保持剛性不足による光学性能への悪影響、レンズに生じるストレスによる光学性能及び強度面での悪影響を低減することを目的とする。 The present invention supports a lens with high rigidity in multiple directions and reduces stress generated in the lens due to a difference in linear expansion. Accordingly, it is an object to reduce adverse effects on optical performance due to insufficient holding rigidity of the lens under severe temperature environments, and adverse effects on the optical performance and strength due to stress generated in the lens.
本発明に係るレンズ保持機構は、
内周面から突き出した環状の凸部を備えた鏡筒と、
前記鏡筒の内部に挿入される鏡筒リテーナと、
前記凸部と前記鏡筒リテーナとにより挟持される回転対称形状のレンズと、
前記レンズの側面と前記鏡筒の内周面と前記鏡筒リテーナと前記凸部とにより形成される第1隙間に充填される充填材と
を備え、
温度変化による前記第1隙間の体積の変化量と前記温度変化による前記充填材の体積の変化量との比の値である第1の値が0.9以上1.1以下である。
The lens holding mechanism according to the present invention is
A lens barrel having an annular convex portion protruding from the inner peripheral surface;
A lens barrel retainer inserted into the lens barrel;
A rotationally symmetric lens sandwiched between the convex portion and the lens barrel retainer;
A filler that fills a first gap formed by the side surface of the lens, the inner peripheral surface of the lens barrel, the lens barrel retainer, and the convex portion;
The first value, which is the ratio of the amount of change in volume of the first gap due to temperature change and the amount of change in volume of the filler due to temperature change, is 0.9 or more and 1.1 or less.
本発明に係るレンズ保持機構によれば、レンズの側面と鏡筒の内周面との間に形成される第1第1隙間において、温度変化による第1隙間の体積の変化量と温度変化による充填材の体積の変化量との比の値である第1の値が0.9以上1.1以下である。よって、本発明に係るレンズ保持機構によれば、温度変化に関わらずレンズを多方向において高剛性に保持すると共に、線膨張係数の差によりレンズに生じるストレスを低減することができるという効果を奏する。 According to the lens holding mechanism of the present invention, in the first first gap formed between the side surface of the lens and the inner peripheral surface of the lens barrel, the amount of change in the volume of the first gap due to temperature change and the temperature change. The first value, which is a ratio value with respect to the change in volume of the filler, is 0.9 or more and 1.1 or less. Therefore, according to the lens holding mechanism of the present invention, it is possible to hold the lens with high rigidity in multiple directions regardless of temperature changes, and to reduce the stress generated in the lens due to the difference in linear expansion coefficient. .
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、実施の形態の説明において、上、下、左、右、前、後、表、裏といった方向や位置が示されている場合、それらの表記は、説明の便宜上、そのように記載しているだけであって、装置、器具、部品等の配置や向き等を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below. Moreover, in the following drawings, the relationship of the size of each component may be different from the actual one. Further, in the description of the embodiment, when directions and positions such as top, bottom, left, right, front, back, front and back are indicated, these notations are described as such for convenience of explanation. However, it does not limit the arrangement or orientation of devices, instruments, parts, and the like.
実施の形態1.
***構成の説明***
図1を用いて、本実施の形態に係るレンズ保持機構500について説明する。
図1に向かって右の図は、図1に向かって左の図において実線で囲まれている部分の部分拡大図である。
レンズ保持機構500は、レンズ10を保持する鏡筒20と、レンズ10が動かないように固定する鏡筒リテーナ30とを備える。
Embodiment 1 FIG.
*** Explanation of configuration ***
A lens holding mechanism 500 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
The right view toward FIG. 1 is a partially enlarged view of a portion surrounded by a solid line in the left view toward FIG.
The lens holding mechanism 500 includes a
鏡筒20は、内周面22から突き出した環状の凸部23を備える。
鏡筒20は、周壁21を有する筒形状である。凸部23は、周壁21の内周面22から環状に突き出し、レンズ10の後面と当たる。
The
The
鏡筒リテーナ30は、鏡筒20の内部に挿入され、レンズ10を軸方向に拘束する。図1に示すように、鏡筒リテーナ30の外周面と鏡筒20の内周面とには、ねじが設けられ、鏡筒リテーナ30が鏡筒20にねじ込まれることにより、鏡筒リテーナ30がレンズ10を拘束する。つまり、鏡筒リテーナ30は、外周面に設けられたねじと、鏡筒20の内周面に設けられたねじとが螺合しながら鏡筒20の前面側から挿入され、ねじ込まれる。鏡筒リテーナ30は、レンズ10の前面と当たる。
なお、鏡筒リテーナ30が鏡筒20の内部に挿入されて鏡筒20と嵌合することにより、レンズ10を軸方向に拘束することができれば、鏡筒リテーナ30と鏡筒20とが螺合する構成でなくてもよい。
The
The
レンズ10は、凸部23と鏡筒リテーナ30とにより挟持される回転対称形状である。レンズ10は、例えば、両側凹レンズ、凸レンズ等の回転対称形状あるいは軸対称形状である。レンズ10は、略円柱状でもよい。
図1に示すように、レンズ10は鏡筒20に前面側から挿入され、鏡筒20の凸部23と鏡筒リテーナ30とにより挟まれて保持される。
The
As shown in FIG. 1, the
鏡筒20には、周壁21を貫通する複数の充填材注入穴40が形成される。充填材注入穴40は、周壁21を貫通するように放射状に設けられる。
充填材50は、ポアソン比が0.4から0.5の間の弾性体である。
充填材50は、レンズ10の側面11と鏡筒20の内周面22と鏡筒リテーナ30と凸部23とにより形成される第1隙間80に充填される。充填材50は、充填材注入穴40を通して、第1隙間80に注入される。第1隙間80の径方向は幅tであるものとする。レンズ10は、第1隙間80に注入された充填材50が硬化することにより高剛性に保持される。
A plurality of
The
The
***機能の説明***
充填材50は、ポアソン比が0.5に近く、レンズ10と鏡筒20との間の第1隙間80に充填及び硬化が容易となるように流動性が高い材料が好ましい。特に、充填材50として、2液硬化性の液状シリコーンゴムが好適である。ポアソン比が0.5に近い場合、第1隙間80への充填により体積変化を制限された充填材50は、体積弾性率K=ヤング率÷{3×(1−2×ポアソン比)}により、レンズ10の保持剛性を高くすることができる。
*** Description of functions ***
The
第1隙間80の幅tは、温度変化による第1隙間80の体積の変化量と温度変化による充填材50の体積の変化量とに基づいて算出される。温度変化による第1隙間80の体積の変化量と、温度変化による充填材50の体積の変化量との比の値である第1の値F1が0.9以上1.1以下である。具体的には、第1隙間80の幅tは、温度変化による第1隙間80の体積の変化量と、温度変化による充填材50の体積の変化量との比の値である第1の値F1が0.9以上1.1以下となるように算出される。本実施の形態では、第1の値F1は1である。すなわち、温度変化による第1隙間80の体積の変化量と温度変化による充填材50の体積の変化量は等しい。
第1隙間80の幅tは、充填材50の厚みとなる。第1隙間80の幅tを充填材50の厚みと称する場合もある。
The width t of the
The width t of the
鏡筒20の軸方向とは、鏡筒20の前後方向であり、鏡筒20の長手方向ともいう。以下、鏡筒20の軸方向を単に軸方向という場合がある。鏡筒20において、軸方向に直交する断面は略円形の環状、リング状である。
鏡筒20の径方向とは、鏡筒20の中心線lから周壁21に向かう方向である。あるいは、レンズ10の中心からレンズ10の側面11に向かう方向である。以下、鏡筒20、あるいはレンズ10の径方向を単に径方向という場合がある。
鏡筒20の周方向とは、鏡筒20の断面である円形における接線方向である。あるいは、レンズ10の側面において軸方向と直交する接線方向である。以下、鏡筒20の周方向を単に周方向という場合がある。
すなわち、第1隙間80の幅tは、レンズ10の側面11と鏡筒20の内周面22との間の径方向の長さである。
The axial direction of the
The radial direction of the
The circumferential direction of the
That is, the width t of the
次に、式1から式3を用いて、本実施の形態に係る第1隙間80の幅tの算出方法について説明する。
第1隙間80の幅tは、鏡筒20の線膨張係数αMと、レンズ10の線膨張係数αGと、充填材50の線膨張係数αEと、レンズ10の半径Rと、温度変化ΔTとを用いて以下の式1により算出される。
The width t of the
式1において、レンズ10の半径Rは、レンズ10の直径をDとした場合、R=D/2となる。温度変化ΔTとは、常温に対する温度差である。
In Expression 1, the radius R of the
式1の両辺にレンズの幅Wを乗じた式を以下の式3とする。
式3の左辺は、温度変化ΔTの場合の第1隙間80の体積の変化量を表す。
式3の右辺は、温度変化ΔTの場合の充填材第1隙間80の体積の変化量を表す。
よって、式1及び式3は、温度変化ΔTの場合の第1隙間80の体積の変化量と、温度変化ΔTの場合の充填材50の体積の変化量とが等しいことを表している。
The left side of Equation 3 represents the amount of change in the volume of the
The right side of Equation 3 represents the amount of change in the volume of the
Therefore, Expression 1 and Expression 3 indicate that the amount of change in the volume of the
なお、温度変化ΔTの場合の第1隙間80の体積の変化量と、温度変化ΔTの場合の充填材50の体積の変化量とは略等しければよく、完全に等しくなくてもよい。温度変化ΔTの場合の第1隙間80の体積の変化量と、温度変化ΔTの場合の充填材50の体積の変化量との比の値である第1の値F1が、0.9以上1.1以下であればよい。特に、第1の値F1は、0.95以上1.05以下がより望ましく、本実施の形態では1である。
Note that the amount of change in the volume of the
なお、ΔT×線膨張係数が1より十分に小さい場合には、第1隙間80の幅tは、ΔT×線膨張係数の2乗以上の項を略した近似式である以下の式2を用いて算出される。第1隙間80の幅tは、鏡筒の線膨張係数αMと、レンズの線膨張係数αGと、充填材の線膨張係数αEと、レンズの半径Rとを用いて式2により算出される。
第1隙間80の幅tを式1から式3を満たすように設定することにより、温度環境が変化した場合における第1隙間80の体積の変化量と第1隙間80に充填される充填材50の体積の変化量とは略等しい。よって、温度環境が変化した場合でも各部品の線膨張係数の差によりレンズ10に生じる径方向、軸方向及び周方向のストレスを最小化できる。また、レンズ10を径方向、軸方向及び周方向において高剛性に保持できる。
By setting the width t of the
図2を用いて、本実施の形態に係る第1隙間80の幅t、すなわち充填材50の厚みの最適値と、比較例における比較例隙間801の幅t1、すなわち比較例充填材501の厚みの最適値との差異について説明する。
図2の(a)は、比較例における比較例隙間801の幅t1、すなわち比較例充填材501の厚みの最適値を示す。図2の(b)は、図2の(a)の比較例のレンズ保持機構の断面図を示す。図2の(c)は、上述した式2を用いて算出された本実施の形態に係る第1隙間80の幅t、すなわち充填材50の厚みの最適値を示す。
With reference to FIG. 2, the width t of the
(A) of FIG. 2 shows the optimum value of the width t1 of the comparative example gap 801 in the comparative example, that is, the thickness of the comparative example filler 501. FIG. 2B is a sectional view of the lens holding mechanism of the comparative example of FIG. (C) of FIG. 2 shows the optimum value of the width t of the
図2の(b)に示すように、図2の(a)の比較例のレンズ保持機構における比較例隙間801の幅t1、すなわち比較例充填材501の厚みは、以下の式4により算出されたものである。
式5は、比較例充填材501の径方向のみの変化量と、比較例隙間801の径方向のみの変化量とを略等しくする式である。
図2の(a)と図2の(c)とを比較すると、式2を用いて算出された本実施の形態に係る第1隙間80の幅t、すなわち充填材50の厚みは、比較例隙間801の幅t1、すなわち比較例充填材501の厚みと比べて約1/3となっていることがわかる。
Expression 5 is an expression that makes the amount of change in the radial direction of the comparative example filler 501 only substantially equal to the amount of change in the radial direction of the comparative example gap 801 only.
2 (a) and FIG. 2 (c) are compared, the width t of the
***効果の説明***
本実施の形態に係るレンズ保持機構500は、光学的なレンズと、レンズを保持する鏡筒と、ポアソン比が0.5に近いゴムなどの充填材とからなる。レンズと鏡筒間の軸方向には隙間なく締結する一方で、径方向には第1隙間を設け、径方向の第1隙間に充填材を充填する。レンズ保持機構は、径方向の第1隙間を各部寸法と各部材の径方向、軸方向及び周方向それぞれにおける線膨張係数から求められる最適値とする。このような構造により、航空機搭載用途など厳しい温度および振動環境下で高い光学性能を満たすために、レンズを径方向だけでなく軸方向、周方向等の多方向に高剛性に支持することができる。
*** Explanation of effects ***
The lens holding mechanism 500 according to the present embodiment includes an optical lens, a lens barrel that holds the lens, and a filler such as rubber having a Poisson's ratio close to 0.5. While fastening with no gap in the axial direction between the lens and the lens barrel, a first gap is provided in the radial direction, and the first gap in the radial direction is filled with a filler. The lens holding mechanism sets the first gap in the radial direction to an optimum value obtained from the dimensions of each part and the linear expansion coefficients in the radial direction, axial direction, and circumferential direction of each member. With such a structure, in order to satisfy high optical performance under severe temperature and vibration environment such as on-board applications, the lens can be supported with high rigidity not only in the radial direction but also in multiple directions such as the axial direction and the circumferential direction. .
また、本実施の形態に係るレンズ保持機構は、温度変化による第1隙間の体積の変化量と、当該温度変化による充填材の体積の変化量とが略等しい。よって、温度環境が変化する際に各部品の線膨張係数の差によりレンズに生じる径方向、軸方向及び周方向等の多方向のストレスを最小化できる。 In the lens holding mechanism according to the present embodiment, the amount of change in the volume of the first gap due to temperature change is substantially equal to the amount of change in the volume of the filler due to temperature change. Therefore, when the temperature environment changes, multidirectional stresses such as a radial direction, an axial direction, and a circumferential direction that are generated in the lens due to a difference in linear expansion coefficient of each component can be minimized.
本実施の形態に係る第1隙間80の幅t、すなわち充填材50の厚みは、比較例隙間801の幅t1、すなわち比較例充填材501の厚みと比べて約1/3となる。したがって、充填材を薄くすることができるとともに、軸方向にも高剛性に支持できる。よって、レンズに加わるストレスを低減しつつ、支持剛性を高めることが可能となるとともに、航空機搭載品など小型化要求が厳しい用途において、必要な実装領域を小さくできる。
The width t of the
実施の形態2.
本実施の形態では、主に、実施の形態1と異なる点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態1で説明した構成と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
In the present embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those described in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
***構成の説明***
図3を用いて、本実施の形態におけるレンズ保持機構500aの構成について説明する。
レンズ保持機構500aは、実施の形態1の構成に加え、スペーサ60a,60bを備える。
スペーサ60aは、レンズ10と鏡筒リテーナ30との間に形成される第2隙間82に配置される。
スペーサ60bは、レンズ10と凸部23との間に形成される第3隙間83に配置される。
ここで、第2隙間82の幅と第3隙間83の幅とは略等しい。第2隙間82の幅と第3隙間83の幅とをhとする。また、スペーサ60aとスペーサ60bとは同じ材質で略同一形状であるものとする。スペーサ60と称する場合は、スペーサ60aとスペーサ60bとのいずれか、あるいは両方を指すものとする。
*** Explanation of configuration ***
The configuration of the lens holding mechanism 500a in the present embodiment will be described with reference to FIG.
The lens holding mechanism 500a includes spacers 60a and 60b in addition to the configuration of the first embodiment.
The spacer 60 a is disposed in the second gap 82 formed between the
The spacer 60 b is disposed in the third gap 83 formed between the
Here, the width of the second gap 82 and the width of the third gap 83 are substantially equal. The width of the second gap 82 and the width of the third gap 83 are h. In addition, the spacer 60a and the spacer 60b are made of the same material and have substantially the same shape. When the spacer 60 is referred to, it means either one or both of the spacer 60a and the spacer 60b.
図3において、レンズ10は鏡筒20に前面側から挿入され、鏡筒20と鏡筒リテーナ30の間にそれぞれスペーサ60a,60bを介して固定される。
In FIG. 3, the
***機能の説明***
第2隙間82の幅hは、温度変化による第2隙間82の幅の変化量と、温度変化によるスペーサ60aの厚みの変化量とに基づいて算出される。温度変化による第2隙間82の幅の変化量と、温度変化によるスペーサ60aの厚みの変化量との比の値である第2の値F2が0.9以上1.1以下である。具体的には、第2隙間82の幅hは、温度変化による第2隙間82の幅の変化量と、温度変化によるスペーサ60aの厚みの変化量との比の値である第2の値F2が0.9以上1.1以下となるように算出される。
*** Description of functions ***
The width h of the second gap 82 is calculated based on the amount of change in the width of the second gap 82 due to temperature change and the amount of change in the thickness of the spacer 60a due to temperature change. The second value F2, which is the ratio of the amount of change in the width of the second gap 82 due to temperature change and the amount of change in the thickness of the spacer 60a due to temperature change, is 0.9 or more and 1.1 or less. Specifically, the width h of the second gap 82 is a second value F2 that is a ratio value of the amount of change in the width of the second gap 82 due to temperature change and the amount of change in the thickness of the spacer 60a due to temperature change. Is calculated to be 0.9 or more and 1.1 or less.
ここで、第2隙間82と第3隙間83とは等しく、スペーサ60aとスペーサ60bとは等しい。したがって、第3隙間83の幅hも第2隙間の幅hと同様に求められる。すなわち、第3隙間の幅hは、温度変化による第3隙間83の幅の変化量と、温度変化によるスペーサ60bの厚みの変化量とに基づいて算出される。温度変化による第3隙間83の幅の変化量と、温度変化によるスペーサ60bの厚みの変化量との比の値である第3の値F3が0.9以上1.1以下である。具体的には、第3隙間83の幅hは、温度変化による第3隙間83の幅の変化量と、温度変化によるスペーサ60bの厚みの変化量との比の値である第3の値F3が0.9以上1.1以下となるように算出される。
以下において、第2隙間82の幅hと第2の値F2について説明するが、第3隙間83の幅hと第3の値F3についても同様である。
Here, the second gap 82 and the third gap 83 are equal, and the spacer 60a and the spacer 60b are equal. Accordingly, the width h of the third gap 83 is also obtained in the same manner as the width h of the second gap. That is, the width h of the third gap is calculated based on the change amount of the width of the third gap 83 due to the temperature change and the change amount of the thickness of the spacer 60b due to the temperature change. The third value F3, which is the ratio of the amount of change in the width of the third gap 83 due to temperature change and the amount of change in the thickness of the spacer 60b due to temperature change, is 0.9 or more and 1.1 or less. Specifically, the width h of the third gap 83 is a third value F3 that is a value of the ratio between the amount of change in the width of the third gap 83 due to temperature change and the amount of change in the thickness of the spacer 60b due to temperature change. Is calculated to be 0.9 or more and 1.1 or less.
Hereinafter, the width h and the second value F2 of the second gap 82 will be described, but the same applies to the width h and the third value F3 of the third gap 83.
本実施の形態では、第2の値F2は1である。すなわち、第2隙間82の幅の変化量と、温度変化によるスペーサ60aの厚みの変化量とは等しい。
なお、温度変化ΔTの場合の第2隙間82の幅の変化量と、温度変化ΔTの場合のスペーサ60aの厚みの変化量とは略等しければよく、完全に等しくなくてもよい。温度変化ΔTの場合の第2隙間82の幅の変化量と、温度変化ΔTの場合のスペーサ60aの厚みの変化量との比の値である第2の値F2が、0.9以上1.1以下であればよい。特に、第2の値F2は、0.95以上1.05以下がより望ましく、本実施の形態では1である。
In the present embodiment, the second value F2 is 1. That is, the amount of change in the width of the second gap 82 is equal to the amount of change in the thickness of the spacer 60a due to temperature change.
Note that the amount of change in the width of the second gap 82 in the case of the temperature change ΔT and the amount of change in the thickness of the spacer 60a in the case of the temperature change ΔT need only be approximately equal, and may not be completely equal. A second value F2 which is a ratio value of the change amount of the width of the second gap 82 in the case of the temperature change ΔT and the change amount of the thickness of the spacer 60a in the case of the temperature change ΔT is 0.9 or more and 1. It may be 1 or less. In particular, the second value F2 is more preferably 0.95 or more and 1.05 or less, and is 1 in the present embodiment.
第2隙間82の幅hは、鏡筒20の線膨張係数αMと、レンズ10の線膨張係数αGと、スペーサ60aの線膨張係数αSと、レンズ10の幅Wとから、以下の式5により算出される。
なお、スペーサ60a,60bは、充填材50と異なり、線膨張係数が鏡筒20より大きい樹脂の成型品が好適である。スペーサ60a,60bが金属製の鏡筒20とレンズ10間に介在することにより、振動環境下においてレンズ10と鏡筒20との接触部での破損を防止できる上、硬化前の充填材50の流出を防止できるためである。
In addition, unlike the
***効果の説明***
本実施の形態に係るレンズ保持機構500aは、光学的なレンズと、レンズを保持する鏡筒と、ポアソン比が0.5に近いゴムなどの充填材と、線膨張係数が鏡筒より大きい樹脂などによるスペーサからなる。レンズと鏡筒間の軸方向にはレンズ両側にスペーサを挟み隙間なく締結する。レンズの径方向に第1隙間を設け、径方向の第1隙間に充填材を充填し、径方向の第1隙間を各部寸法と各部材の線膨張係数から求められる最適値とするとともに、スペーサの厚さを各部寸法と各部材の線膨張係数から求められる最適値とする。このような構成により、温度環境が変化する際に各部品の線膨張係数の差によりレンズに生じる径方向および軸方向のストレスを最小化できるとともに、振動環境下においてレンズと鏡筒との接触部での破損を防止できる上、硬化前の充填材の流出を防止できる。
*** Explanation of effects ***
The lens holding mechanism 500a according to the present embodiment includes an optical lens, a lens barrel that holds the lens, a filler such as rubber having a Poisson's ratio close to 0.5, and a resin having a linear expansion coefficient larger than that of the lens barrel. It consists of spacers. In the axial direction between the lens and the lens barrel, spacers are sandwiched on both sides of the lens and fastened without gaps. A first gap is provided in the radial direction of the lens, a filler is filled in the first radial gap, and the first radial gap is set to an optimum value obtained from the dimensions of each part and the linear expansion coefficient of each member. Is the optimum value determined from the dimensions of each part and the linear expansion coefficient of each member. With such a configuration, when the temperature environment changes, the radial and axial stresses generated in the lens due to the difference in coefficient of linear expansion of each component can be minimized, and the contact portion between the lens and the barrel in a vibration environment In addition to preventing breakage, it is possible to prevent the filler from flowing out before curing.
上記実施の形態1,2では、レンズ保持機構500,500aをレンズの保持に利用する場合について述べたが、レンズの代わりに温度変化によるストレスおよび損傷が懸念される部品の保持構造にも利用可能である。 In the first and second embodiments, the case where the lens holding mechanism 500, 500a is used for holding the lens has been described. However, the lens holding mechanism 500, 500a can also be used for a holding structure for a component that is liable to be stressed and damaged due to a temperature change. It is.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態のうち、いくつかを組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、いずれか1つ又はいくつかを部分的に実施しても構わない。例えば、これらの実施の形態の説明において「部」として説明するもののうち、いずれか1つのみを採用してもよいし、いくつかの任意の組み合わせを採用してもよい。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, you may implement combining some of these embodiment. Alternatively, any one or some of these embodiments may be partially implemented. For example, only one of those described as “parts” in the description of these embodiments may be employed, or some arbitrary combinations may be employed. In addition, this invention is not limited to these embodiment, A various change is possible as needed.
10 レンズ、11 側面、20 鏡筒、21 周壁、22 内周面、23 凸部、30 鏡筒リテーナ、40 充填材注入穴、50 充填材、60,60a,60b スペーサ、80 第1隙間、82 第2隙間、83 第3隙間、500,500a レンズ保持機構、501 比較例充填材、801 比較例隙間、F1 第1の値、F2 第2の値、F3 第3の値、h,t 幅、l 中心線。 10 lens, 11 side surface, 20 lens barrel, 21 peripheral wall, 22 inner peripheral surface, 23 convex portion, 30 lens barrel retainer, 40 filler injection hole, 50 filler, 60, 60a, 60b spacer, 80 first gap, 82 Second clearance, 83 Third clearance, 500, 500a Lens holding mechanism, 501 Comparative filler, 801 Comparative clearance, F1 first value, F2 second value, F3 third value, h, t width, l Centerline.
Claims (7)
前記鏡筒の内部に挿入される鏡筒リテーナと、
前記凸部と前記鏡筒リテーナとにより挟持される回転対称形状のレンズと、
前記レンズの側面と前記鏡筒の内周面と前記鏡筒リテーナと前記凸部とにより形成される第1隙間に充填される充填材と
を備え、
温度変化による前記第1隙間の体積の変化量と前記温度変化による前記充填材の体積の変化量との比の値である第1の値が0.9以上1.1以下であり、
前記第1隙間の幅tは、前記鏡筒の線膨張係数α M と、前記レンズの線膨張係数α G と、前記充填材の線膨張係数α E と、前記レンズの半径Rと、前記温度変化であるΔTとを用いて式1により算出されるレンズ保持機構。
A lens barrel retainer inserted into the lens barrel;
A rotationally symmetric lens sandwiched between the convex portion and the lens barrel retainer;
A filler that fills a first gap formed by the side surface of the lens, the inner peripheral surface of the lens barrel, the lens barrel retainer, and the convex portion;
First value 0.9 to 1.1 der less the value of the ratio of the volume change amount of the filler according to the first clearance volume variation and the temperature change due to the temperature change is,
The width t of the first gap includes a linear expansion coefficient α M of the lens barrel, a linear expansion coefficient α G of the lens, a linear expansion coefficient α E of the filler , a radius R of the lens, and the temperature. lens holding mechanism that will be calculated by the equation 1 by using the ΔT is the change.
前記鏡筒の内部に挿入される鏡筒リテーナと、 A lens barrel retainer inserted into the lens barrel;
前記凸部と前記鏡筒リテーナとにより挟持される回転対称形状のレンズと、 A rotationally symmetric lens sandwiched between the convex portion and the lens barrel retainer;
前記レンズの側面と前記鏡筒の内周面と前記鏡筒リテーナと前記凸部とにより形成される第1隙間に充填される充填材と A filler filled in a first gap formed by a side surface of the lens, an inner peripheral surface of the lens barrel, the lens barrel retainer, and the convex portion;
を備え、With
温度変化による前記第1隙間の体積の変化量と前記温度変化による前記充填材の体積の変化量との比の値である第1の値が0.9以上1.1以下であり、 A first value which is a value of a ratio between a change amount of the volume of the first gap due to a temperature change and a change amount of the volume of the filler due to the temperature change is 0.9 or more and 1.1 or less;
前記第1隙間の幅tは、前記鏡筒の線膨張係数α The width t of the first gap is the linear expansion coefficient α of the lens barrel. MM と、前記レンズの線膨張係数αAnd the linear expansion coefficient α of the lens GG と、前記充填材の線膨張係数αAnd the linear expansion coefficient α of the filler EE と、前記レンズの半径Rとを用いて式2により算出されるレンズ保持機構。And a lens holding mechanism calculated by Equation 2 using the radius R of the lens.
前記第2隙間の幅と前記第3隙間の幅とは等しく、
前記温度変化による前記第2隙間の幅の変化量と、前記温度変化による前記スペーサの厚みの変化量との比の値である第2の値が0.9以上1.1以下である請求項1から3のいずれか1項に記載のレンズ保持機構。 A spacer disposed in each of a second gap formed between the lens and the lens barrel retainer and a third gap formed between the lens and the convex portion;
The width of the second gap is equal to the width of the third gap,
2. A second value that is a ratio value of a change amount of the width of the second gap due to the temperature change and a change amount of the thickness of the spacer due to the temperature change is 0.9 or more and 1.1 or less. The lens holding mechanism according to any one of 1 to 3 .
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