JPH05107437A - 広角レンズ用層流防塵装置 - Google Patents

広角レンズ用層流防塵装置

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JPH05107437A
JPH05107437A JP4076300A JP7630092A JPH05107437A JP H05107437 A JPH05107437 A JP H05107437A JP 4076300 A JP4076300 A JP 4076300A JP 7630092 A JP7630092 A JP 7630092A JP H05107437 A JPH05107437 A JP H05107437A
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JP
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gas
frustum
plenum
cylinder
opening
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JP4076300A
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Norman R Rowe
ノーマン・アール・ロウ
William R Sweeney
ウイリアム・アール・スウイーニイ
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Philip Morris Products SA
Philip Morris Products Inc
Original Assignee
Philip Morris Products SA
Philip Morris Products Inc
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Publication date
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0006—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means to keep optical surfaces clean, e.g. by preventing or removing dirt, stains, contamination, condensation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B17/00—Methods preventing fouling
    • B08B17/02—Preventing deposition of fouling or of dust
    • B08B17/06—Preventing deposition of fouling or of dust by giving articles subject to fouling a special shape or arrangement

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Prevention Of Fouling (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】レンズの視野を制限することなく、均一に分散
されたガス層流によって、レンズに対する埃の付着を防
止する。 【構成】表面上へ、たとえば光学機器の透明な表面上へ
の埃の付着を防止するための装置が具備される。前記装
置は筒１０２，１０３および中空の多孔性錐台１０５を
含んでいる。前記表面１０９は筒の内側に配置される。
錐台の小さい開口は表面１０９に近接して配置され、か
つ錐台の大きい開口は筒の内壁に対して密閉される。圧
縮されたガスは入口１０６、プレナム１１８，１０８を
経て筒の内部に満たされ、錐台１０５を通過して表面１
０９からガスの層流を成して流れ、このようにして表面
上への埃の付着を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は選択された表面に粒子が付着する
のを防止するための装置、さらに明細にはカメラレンズ
または透明表面上に埃が付着するのを防止するための装
置に関するものである。
【０００２】レンズは光学機器の内面と外部環境との間
に中間層を具備している。埃っぽい環境内で作動してい
る光学機器のレンズは機器の内部への光の通過を阻止し
たり妨害したりする埃の層によってすぐに覆われてしま
って、機器に受け取られる光学的信号または画像にゆが
みを与えたり干渉したりする。このような環境における
レンズはしばしば清掃してやらなければならないが、こ
れを実行することは実際的ではない。たとえば物品の自
動化された大量生産におけるある局面でモニターに使用
される光学機器においてレンズを清掃するために生産を
停止する必要が起ることがある。このような停止は生産
の損失を招き、大量生産用機械の始動または停止の間に
不良品を生じることがある。
【０００３】埃の定着を防止するための既知の技法はレ
ンズを横切る空気の乱流を形成するようにレンズ面に直
角に空気を吹き付ける円筒形の埃遮蔽体の使用に関する
ものである。この技法は十分に効果的ではなく、埃のひ
どい環境下では約１時間ほどすると許容できないほどの
埃がレンズを覆ってしまう。
【０００４】米国特許第４２４０６９１号はレンズを筒
の内部に置き、筒の内側にレンズから離れるガスの層流
を導入することによる、レンズ上に溜る埃の防止に関す
るものである。この技法に関する一つの問題点は埃の堆
積を最少にするのに十分な層流を保つためには、筒をそ
の直径に比較して非常に長くする必要があることであ
る。これはレンズの視野を制限する原因となる。
【０００５】他の既知の埃の付着防止法はレンズを多孔
性の円筒の内に配置して空気が円筒を通過して流れ、円
筒によって広く分散されてレンズから流れ去るように円
筒の外側に空気圧を掛けることである。しかしこの技法
は高速度の乱流ジェットが起って埃を防止するプロセス
を無効にすることがあるので満足すべきものではない。
均一かつ広く分散されかつ豊富な空気の層流を得たいと
いう潜在的に矛盾する要求のために、これらの高速乱流
ジェットが発生することがある。広く分散された乱流は
非常に低い多孔度を持った円周を使用する必要があり、
円筒を通過する十分な量の流れはそれを通過するのに大
きい圧力差を必要とする。このように円筒の外側から内
側に向って比較的大きい圧力勾配があるので、小さい漏
れ領域があると急速な空気漏れを起すことになる。これ
らの漏れ領域はもし円筒に少々傷が付いていたり、不均
一であったり、取り付けが不均一であったりすると発生
する。
【０００６】出願人達は高い多孔度の円筒による２段階
ガス分散システムを使用することによって多孔性円筒技
法を改良することができること、かつジェットは除外で
きることを確認した。このシステムにおいて環状出口を
有する第１プレナムがガスの圧力を減少させ、それを第
２プレナム内に広く分散させ、順番にガスを円筒の外側
に供給するために使用される。この方法においては円筒
の外側から内側に向って小さい圧力勾配が存在するだけ
なので少々漏れは流れに実質的に影響しない。しかしこ
の技法は依然としてレンズの視野を過度に制限する比較
的長い多孔性円筒に依存している。
【０００７】したがって広い範囲の視野を有する光学レ
ンズ上への埃の付着を最少にする方法および装置、およ
び埃に全く無関係に永い運転時間が保たれるような装置
の改良に対する根強い要求が存在する。またレンズの視
野を制限することなくガスの層流を持った装置を備えた
いという要求も存在する。
【０００８】そのために本発明の目的はレンズに対する
埃の付着を防止する装置を準備することにある。
【０００９】さらに、均一に分散されたガスの層流を持
った装置を準備することが他の目的である。
【００１０】本発明の他の目的は高度に多孔性の分散器
と組み合わせた２段階ガス分散システムによるガスの層
流を使用したこのような装置を準備することである。
【００１１】さらに本発明の他の目的はレンズの視野を
制限することなくレンズ上への埃の付着を防止するため
の埃の遮蔽器を準備することにある。
【００１２】本発明のさらに他の目的は広く変化する視
野を有するレンズの使用に適応できる埃の遮蔽器を準備
することである。
【００１３】本発明のこれらおよびその他の目的はレン
ズ上への埃の付着を防止するガスの層流を供給する多孔
性の分散用錐台を通してその内をガスが流れる埃遮蔽器
を準備することによって満たされる。
【００１４】一般的に本発明の一態様は第１端と第２端
および筒の内側に多孔性の中空分散用錐台を有する筒に
関するものである。光学機器のレンズまたは透明な表面
は筒の内側にその第１端から光が光学機器に入ってくる
ように配列される。拡散用錐台の小開口は透明な表面に
近接して配置され、拡散用錐台の大開口は筒の第１端に
おいて開口に対して密閉される。圧縮されたガスは筒と
錐台の間で、筒の第２端に近接した拡散用錐台の側面か
ら筒内に流される。ガスは拡散用錐台を通過して透明表
面から層流を成して流れ、このようにして透明表面上の
埃の付着を最少にする。好ましくは光学機器の焦点は錐
台の頂点に近接して配置されるので、光学機器の視野は
錐台の頂角と同じだけ広くすることができる。この明細
書に使用されているように「透明な表面」と言う用語は
可視または不可視光線を探知または処理するための感光
固体素子装置、レンズ、フィルターまたは他の透明な窓
等を含む装置の任意の受光表面を指している。
【００１５】本発明の他の態様は表面上に堆積する粒子
を最少にする方法に関するものである。この表面は中空
の多孔性錐台の内側に固定され、ガスが錐台の外側から
錐台を通過して流れ、このようにして長い筒を使用しな
いで表面から離れるガスの層流を供給する。
【００１６】本発明の上記および他の目的および利点は
下記の詳細な説明を、同じ参照番号が同じ部品全部につ
いて参照されている添付図面と組み合わせて理解するこ
とによって明らかになるであろう。
【００１７】図１は本発明の好ましい実施態様の側面断
面図である。
【００１８】図２の（Ａ）はガスの層流の流路を規定す
るのに用いられる図１の外筒の側面図である。
【００１９】図２の（Ｂ）は図２の（Ａ）の線２Ｂ−２
Ｂについての平面図である。
【００２０】図３の（Ａ）は図１の止め輪の側面断面図
である。
【００２１】図３の（Ｂ）は図３の（Ａ）の線３Ｂ−３
Ｂにそってとられた平面図である。
【００２２】図４の（Ａ）は図１の外筒に固定された止
め輪取り付けラグの部分断面側面図である。
【００２３】図４の（Ｂ）は図４の（Ａ）の線４Ｂ−４
Ｂにそってとられた平面図である。
【００２４】図５の（Ａ）は図１の第１フランジの断面
側面図である。
【００２５】図５の（Ｂ）は図５の（Ａ）の線５Ｂ−５
Ｂにそってとられた平面図である。
【００２６】図６の（Ａ）は図１の内筒の側面図であ
る。
【００２７】図６の（Ｂ）は図６の（Ａ）の線６Ｂ−６
Ｂにそってとられた平面図である。
【００２８】図７の（Ａ）は図１の環の断面側面図であ
る。
【００２９】図７の（Ｂ）は図７の（Ａ）の線７Ｂ−７
Ｂにそってとられた平面図である。
【００３０】図８の（Ａ）は図１の第２フランジの側面
図である。
【００３１】図８の（Ｂ）は図８の（Ａ）の線８Ｂ−８
Ｂにそってとられた平面図である。
【００３２】図９の（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ図１
の実施態様についてのガス入口の二つの別の実施態様の
断面であり；かつ
【００３３】図１０は図９の（Ｂ）のコアンダ効果表面
の拡大された部分断面図である。
【００３４】図１から図８を参考として説明すれば、埃
遮蔽器１００が本発明の好ましい実施態様に従って示さ
れている。遮蔽器１００は端１０２ａにおいて止め輪１
１５および端１０２ｂにおいて環フランジ１１２を有す
る外筒１０２、端１０４ａにおいて環１０４および端１
０４ｂにおいてフランジ１１２を有する内筒１０３、お
よび環１０４と止め輪１１５との間に保持された中空多
孔性錐台１０５とを含んでいる。
【００３５】図２を参考として説明すれば、筒１０２は
長さＬ２、内径ＩＤ２、および外径ＯＤ２を有する。好
ましくは長さＬ２は７．０３１２５インチ、内径ＩＤ２
は６インチ、および外径ＯＤ２は６．５インチである。
筒１０２は好ましくは押し出しアルミニウム材料、たと
えば＃６０６１アルミニウム円形中空棒である。
【００３６】止め輪１１５は筒１０２の側部に固定され
るラグ１１６に嵌合するねじ１１７によって筒１０２の
端１０２ａに固定される。図３に示すように、輪１１５
は厚さＴ３、内径ＩＤ３、外径ＯＤ３、および斜角α３
を有する。好ましくは厚さＴ３は０．２５インチ、内径
ＩＤ３は５．８７５インチ、外径ＯＤ３は８インチ、角
度α３は４５度であり輪１１５は筒１０２と同じ材料か
ら作られている。好ましくは、筒１０２と同じ材料から
作られている４個の止め輪取り付けラグ１１６は図４に
示すように筒１０２の周上に等間隔に配置され溶接され
る。
【００３７】フランジ１１２は第１部分１１２ａが筒１
０２から外側に向って広がり、かつ第２部分１１２ｂが
筒１０２から内側に向って広がるように筒１０２の端１
０２ｂに固定される。図５に示すようにフランジ１１２
は厚さＴ５、第１内径１０５ａ、第２内径ＩＤ５ｂ、外
径ＯＤ５および棚の深さＤ５を有する。好ましくは厚さ
Ｔ５は０．３７５インチ、内径ＩＤ５ａは４．３７５イ
ンチ、外径ＩＤ５ｂは４．５６２５インチ、外径ＯＤ５
は８インチ、かつ深さＤ５は０．１２５インチである。
フランジ１１２は好ましくは筒１０２に溶接によって固
定され、筒１０２と同じ材料によって作られる。
【００３８】図１および図６を参考として説明すれば、
筒１０３は第１端１０３ａ、第２端１０３ｂ、長さＬ
６、内径ＩＤ６、および外径ＯＤ６を有する。好ましく
は長さＬ６は３．０３１２５インチ、内径ＩＤ６は４イ
ンチ、かつ外径ＯＤ６は４．５インチである。筒１０３
は好ましくは筒１０２と同じ材料から作られた押し出し
材の筒である。
【００３９】環１０４は第１部分１０４ａが筒１３から
外側に向って広がり、かつ第２部分１０４ｂが筒１０３
から内側に向って広がるように筒１０３の端１０３ａに
取り付けられる。図７を参考として説明すれば、環１０
４は厚さＴ７、内径ＩＤ７、および外径ＯＤ７を有す
る。好ましくは長さＬ７は０．５インチ、内径ＩＤ７は
２．５インチ、かつ外径ＯＤ７は５．５インチである。
本発明の他の実施態様による環１０４の形を図９および
図１０を参考にして以下に説明する。環１０４は好まし
くは溶接され、かつ筒１０２と同じ材料で作られる。シ
リコン円環密閉材１１４は透明表面１０９に対して気密
を保持し表面１０９の近くに形成される乱流空気ジェッ
トを防止するために環１０４の面１０４ｃに取り付けら
れる。
【００４０】筒１０３の端１０３ｂはフランジ１１２の
棚１２０に筒１０３が外筒１０２に同心的にかつ平行に
なるように固定される。
【００４１】筒１０２および１０３、フランジ１１２の
内側部分１１２ｂおよび環１０４の外側部分１０４ａは
ガスプレナム１１８を形成する。好ましくはプレナム１
１８はそれを通過するガスが環状に分布するように環形
をしている。ボス１０７は図２に示されるようにフラン
ジ１１２からＤ２の距離で筒１０２の外側に溶接され
る。ガスはプレナム１１８の内へ、ボス１０７および筒
１０２を通って開けられた入口１０６を通って導入され
る。
【００４２】中空で多孔性の拡散用錐台１０５は止め輪
１１５によって環１０４上の密閉材１１４に対して筒１
０２の内部に保持される。止め輪１１５はそれが十分に
強く錐台１０５を保持するがしかし錐台１０５が制限す
る以上に視野を制限しないように面取りされた内側表面
１１５ａを有する。錐台１０５は焼結黄銅または剛性の
錐台を作るように溶接されるかまたは接着された網スク
リーンの一つまたはそれ以上の層の任意の多孔性材料か
ら作られる。錐台１０５の多孔度は２５％から３５％の
範囲から選択される。好ましい実施態様において錐台１
０５は積み重ねられ、かつ接触した６枚のスクリーン層
からなり、３層の８０メッシュのステンレス鋼スクリー
ン、１層の１００メッシュのステンレス鋼スクリーン、
および２層の４０または６０メッシュのステンレス鋼ス
クリーンを有する。網層が組み立てられる順序は本発明
の性能に実質的に影響しないが、しかし最大の強度を与
えるために錐台は好ましくはもっとも大きいメッシュを
錐台の外側表面に置くように組み立てられる。錐台１０
５は図１に示すように高さＨ、小径ＳＤ、大径ＬＤおよ
び頂角αを有する。好ましくは高さＨは３．６２５イン
チ、内径ＩＤ１は６．３４３７５インチ、かつ内径ＩＤ
３は２．２５インチである。角度αは要求されるレンズ
または透明表面１０９の視野に適合するように３５から
７５度の範囲内で選択され、かつ好ましくは５４度であ
る。
【００４３】フランジ１１０は遮蔽器１００の取り付け
部を形成し、かつ光学機器１０１にねじ１１１によって
固定される。図８に示すように、フランジ１１０は厚さ
Ｔ８、内径ＩＤ８、および外径ＯＤ８を有する。好まし
くは厚さＴ８は０．３７５インチ、内径ＩＤ８は４．３
７５インチ、かつ外径ＯＤ８は８インチである。
【００４４】フランジ１１２はフランジ１１０にねじ１
１３で固定される。そのように固定されると同時に遮蔽
器１００は環１０４が透明表面１０９上に面１０４ｃで
実質的に透明表面１０９の接着された外側表面と同一面
をなすように配置される。
【００４５】一般に、遮蔽器１００は次の方法で使用さ
れる：圧縮ガスはボス１０７の入口１０６を通過してプ
レナム１１８内へ入る。環１０４の外径ＯＤ７は筒１０
２の内径ＩＤ２よりもあらかじめ定められた長さだけ小
さいので環状入口１１９が形成される。ガスはプレナム
１１８から流れ出て環状入口１１９を通ってプレナム１
０８へ入る。それから拡散用錐台１０５を通って透明表
面１０９から流れ去るガス層流を形成する。このガス流
は埃粒子が表面１０９に達するのを防止し、かくしてこ
の表面への埃の付着を防止する。
【００４６】必要なガスの層流を得るために、拡散用錐
台の材料と圧縮ガス圧力の組み合わせは適切に選択され
なければならない。好ましくは圧縮空気が使用される
が、窒素のような他のが使用されても良い。もし圧縮空
気が使用されると、それは入口から１平方インチ当り３
から１５ポンドの範囲の圧力で、好ましくは１平方イン
チ当り１０ポンドの圧力で供給される。１平方インチ当
り３から１５ポンドの空気圧力および２５％から３５％
の範囲の多孔度を有する好ましい拡散用錐台材料を使用
した原型装置は適当な空気の層流を具備することが判っ
た。これらの実施態様によれば埃の多い環境下で２００
時間以上使用されたレンズを拭くのに使用された白色の
レンズ清掃用の紙の上に、肉眼では埃も変色も認めるこ
とができなかった。拡散用錐台材料と圧縮空気圧力との
他の組み合わせも可能であり、適当な空気流の保持を準
備することによって流れは層流を維持する。もし空気流
が乱れると埃を定着させる定常空気のポケットが形成さ
れるか、または埃の付着を防止するよりはむしろ促進す
る渦動が形成されることもある。
【００４７】環状入口１１９の効果はプレナム１０８内
に広くガスを分散させ、かつ同時にガスの圧力を減少さ
せる。ガスは低い圧力でプレナム１０８内に広く分散さ
れるので錐台１０５は十分なガス流がほんの小さい圧力
勾配で支持されるように高度に多孔性であっても良く、
かつ少々の漏れはガス流に実質的に影響しない。このよ
うに、プレナム１０８内の減少されたガス圧力は小さい
漏れ領域を通過する高速乱流ジェットのような好ましく
ない埃の付着効果を除く。
【００４８】プレナム１０８内へのガス流の分布は環状
入口１１９における環１０４の断面形状を選択すること
によって制御できる。この形を不適切に選択すると埃の
付着を防止するよりも促進する。たとえば図９の（Ａ）
を参考として説明すれば、４角の断面形状を有する環１
０４の実施態様が示されている。この形状は矢印９０１
で示されるような実質的に線形の入口１１９からプレナ
ム１０８へ向う好ましくないガス流を供給し、領域９０
２内の比較的高いガス圧力および領域９０３内の比較的
低いガス圧力を導くことがある。結果として矢印９０４
で示されるように好ましくないガスの循環が起って、こ
れが錐台１０５および透明表面１０９上への埃の付着を
防止すると言うよりもむしろ促進する。
【００４９】逆に図９の（Ｂ）に示された本発明の好ま
しい実施態様によれば、角を除去した輪郭の、さらに好
ましくはコアンダ効果を利用した断面輪郭を有する環の
使用によって埃の付着を防止することができる。環１０
４の断面形状は矢印９０５によって示されるように、ガ
ス流を曲げるように作用し、このようにして錐台１０５
上のガス圧力は均一になる。錐台１０５から流れ去るガ
スの層流は矢印９０６で示されるように保持されて、逆
循還は起らない。これは埃の定着を防止する。
【００５０】図９の（Ｂ）による環１０４の好ましい実
施態様の一部分の断面図が図１０に示されている。その
断面はコアンダ効果を利用するように輪郭づけられてい
る。環の端は環の平面に対する直角な線に対して角度α
１０ａを有する下部斜角、および環の平面に対する直角
な線に対して角度α１０ｂを有する上部斜角の二つの斜
角を有する。下部および上部斜角の下端は環１０４の下
面の上でそれぞれＨ１０ａおよびＨ１０ｂの高さを有す
る。環１０４は厚さＴ１０を有し、筒１０２の内壁から
Ｄ１０の距離だけ離れて配置される。好ましくは角度α
１０ａは２６度、角度α１０ｂは５８度、高さＨ１０ａ
は０．１２５インチ、高さＨ１０ｂは０．２８１２５イ
ンチ、厚さＴ１０は０．５インチ、かつ距離Ｄ１０は
０．１２５インチである。別のコアンダ効果表面も使用
できる。たとえば滑らかに曲った断面、または複数の斜
角を備えた環も使用できる。
【００５１】遮蔽器１００は好ましくは次の順序で組み
立てられる。環１０４は筒１０３に溶接される。筒１０
３はフランジ１０２に溶接される。ボス１０７は筒１０
２に溶接される。ボス１０７および筒１０２は穿孔され
０．２５インチの呼び径管用ねじ（ＮＰＴ）でタップ立
てされる。４個の取り付けラグ１１６は９０度の角度ず
つ等間隔に筒１０２に溶接され、筒１０２は環１０４と
筒１０２との間に均一に０．１２５インチの隙間を維持
するようにフランジ１１２に溶接される。フランジ１１
０は光学機器１０１にねじ止めされる。錐台１０５は筒
１０２内に差し込まれる。フランジ１１２はフランジ１
１０にねじ止めされる。止め輪１１５は取り付けラグ１
１６にねじ止めされる。すべての溶接は実際にはできる
だけ小さく、良好な加工と両立するように保たれ溶接の
スプラッタは除去されなければならない。
【００５２】このようにして光学機器の受光表面、特に
透明な集光レンズ表面上への埃の付着を防止するための
埃遮蔽器が具備される。遮蔽器１００はある応用例を参
考として描かれ、かつ説明されているが、本発明は他の
応用例についても同様に有効に作用できることは理解さ
れるべきである。この技術に熟練した者は本発明が説明
された実施態様以外にも実用することができ、説明の目
的をもってのみここに提出され制限を目的とするもので
はなく、かつ本発明は前記の請求範囲によってのみ制限
されるものであることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の好ましい実施態様の側面断面図
である。
【図２】（Ａ）はガスの層流の流路を規定するのに用い
られる図１の外筒の側面図、（Ｂ）は（Ａ）の線２Ｂ−
２Ｂについての平面図である。
【図３】（Ａ）は図１の止め輪の側面断面図、（Ｂ）は
（Ａ）の線３Ｂ−３Ｂにそってとられた平面図である。
【図４】（Ａ）は図１の外筒に固定された止め輪取り付
けラグの部分断面側面図、（Ｂ）は（Ａ）の線４Ｂ−４
Ｂにそってとられた平面図である。
【図５】（Ａ）は図１の第１フランジの断面側面図、
（Ｂ）は（Ａ）の線５Ｂ−５Ｂにそってとられた平面図
である。
【図６】（Ａ）は図１の内筒の側面図、（Ｂ）は（Ａ）
の線６Ｂ−６Ｂにそってとられた平面図である。
【図７】（Ａ）は図１の環の断面側面図、（Ｂ）は
（Ａ）の線７Ｂ−７Ｂにそってとられた平面図である。
【図８】（Ａ）は図１の第２フランジの側面図、（Ｂ）
は（Ａ）の線８Ｂ−８Ｂにそってとられた平面図であ
る。
【図９】（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ図１の実施態様
についてのガスの二つの別の実施態様の断面図である。
【図１０】図１０は図９の（Ｂ）のコアンダ効果表面の
拡大された部分断面図である。
【符号の説明】
１０５ 錐台 １０６ ガス １０８ 第２プレナム １１８ 第１プレナム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウイリアム・アール・スウイーニイ アメリカ合衆国ヴアージニア州23235、リ ツチモンド、マーウツド、ドライヴ 8242

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 清浄に維持すべき表面（１０９）に粒子
    が付着するのを防止するための装置（１００）におい
    て：ガス分布出口（１１９）を有する第１プレナム（１
    １８）；この第１プレナムのガス分布出口とガス的に連
    通しているガス入口（１１９）と、前記表面のまわりに
    配置された中空の多孔性錐台である多孔性ガス分布出口
    （１０５）とを有する第２プレナム（１０９）；および
    前記第１プレナムにガスを導入する手段（１０６）を具
    備し、しかして前記多孔性ガス分布出口を通って、前記
    表面から離れる、広く分散され、均一に分布されたガス
    流を与えることを特徴とする清浄に維持すべき表面（１
    ０９）に粒子が付着するのを防止するための装置（１０
    ０）。
  2. 【請求項２】 第１プレナム（１１８）のガス分布出口
    （１１９）と第２プレナム（１０８）のガス入口（１１
    ９）はさらに環状開口の内部にコアンダ効果（Coanda
    effect）表面を有する環状開口を含むことを特徴とする
    請求項１の装置（１００）。
  3. 【請求項３】 第１プレナム（１１８）に導入されたガ
    スは第１関係圧力下にあり、かつ第２プレナム（１０
    ８）に導入されたガスは第２関係圧力下にあり、第１関
    係圧力は第２関係圧力よりも高く、かつコアンダ効果表
    面は多孔性のガス分布出口（１０５）を通過するガスの
    層流を具備することを特徴とする請求項２の装置（１０
    ０）。
  4. 【請求項４】 中空の多孔性錐台は２５％から３５％の
    多孔度を有することを特徴とする前述の任意の請求項の
    装置（１００）。
  5. 【請求項５】 第２プレナム（１０８）はさらに非多孔
    性筒（１０２）、広い端および狭い端を有する中空の多
    孔性錐台（１０５）を含み、錐台は筒の内部に広い端を
    筒に接触させて固定され、かつ狭い端は清浄に維持すべ
    き表面（１０９）に接触して固定され、第２プレナムの
    ガス入口（１１９）は錐台と前記表面に最も近い筒との
    間にあることを特徴とする前述の任意の請求項の装置
    （１００）。
  6. 【請求項６】 清浄に維持すべき表面に粒子が付着する
    のを防止するための方法において：ガス入口およびガス
    分布出口とを有する第１プレナムを具備し；ガス入口お
    よび多孔性ガス分布出口を有する第２プレナムを具備
    し、第１プレナムのガス分布出口は第２プレナムのガス
    入口へ接続され、多孔性ガス分布出口は清浄に維持すべ
    き表面の周囲に配置された中空の多孔性錐台であり；第
    １プレナム内にガスを導入し、かつ第１プレナムを通過
    してガスを分布させ；かつ第１プレナムの出口から第２
    プレナムの入口を通ってガスを分散させ、清浄に維持す
    べき表面から離れる、多孔性ガス分布出口を通して広く
    分散され、均一に分布されたガス流を生ぜしめることを
    特徴とする清浄に維持すべき表面に粒子が付着すること
    を防止する方法。
  7. 【請求項７】 ガスの分散はさらにガスをコアンダ効果
    表面を越えて通過させることを特徴とする請求項６の方
    法。
  8. 【請求項８】 視野を有する光学機器の透明表面（１０
    ９）上に粒子が付着するのを防止する装置（１００）に
    おいて：第１筒（１０２）は内壁、第１開口（１０２
    ａ）、および第２開口（１０２ｂ）を有し、透明表面
    （１０９）は筒と、第１開口に入って来た光が境界表面
    にあたるように整列された光学機器との間に配置され；
    中空の多孔性錐台（１０５）は狭い開口および広い開口
    を有し、広い開口は筒の内径（ＩＤ２）と実質的に同じ
    寸法であり、錐台はその狭い開口を筒の第１および第２
    開口の間に置き、かつ透明表面に最も近い筒の内部に固
    定され、かつ広い開口は光学機器の視野が錐台によって
    制限されないように筒の第１開口の内壁に固定され；か
    つ錐台を通過するガスが境界表面から離れるガスの層流
    を備えるように筒の第２開口に最も近い錐台の側面から
    筒の内にガスを分布させる手段（１０６，１１８，１１
    ９）とを具備することを特徴とする、視野を有する光学
    機器の透明表面（１０９）上に粒子が付着することを防
    止する装置（１００）。
  9. 【請求項９】 ガスを分布させるための手段は筒の内に
    環（１０４）によって制限される開口を含むガス出口
    （１１９）を有する環状プレナム（１１８）、筒の内径
    （ＩＤ２）よりも小さい外径（ＯＤ７）を有する環、光
    学機器の外部稜に近接して置かれた環の内部縁、および
    内部縁は光学機器に近接して置かれ、かつ外部稜は筒の
    内壁から均一に隔てられるように環状プレナムを取り付
    ける手段とからなることを特徴とする請求項８の装置
    （１００）。
  10. 【請求項１０】 視野を有する光学機器の透明な表面
    （１０９）上に粒子が付着することを最少にするための
    装置（１００）において：チャンバは第１筒（１０２）
    および中空の多孔性錐台（１０５）を備え；筒は第１開
    端（１０２ａ）、第２開端（１０２ｂ）およびそこを通
    過するガス流路を有し、第２端は透明な表面を受け入れ
    るような寸法を有し、中空の多孔性錐台は狭い開口およ
    び広い開口を有し、狭い開口は透明な表面に関する寸法
    を有し、広い開口は筒の第１端の内径（ＩＤ２）と実質
    的に同等の寸法であり、錐台は狭い開口は筒の内部にあ
    り、かつ広い開口は筒の第１端に最も近接してかつ錐台
    が視野を制限しないように筒の内部に固定され；かつガ
    スが錐台を通過して流れるように筒の第２端から錐台と
    筒の間のチャンバ（１０８）内へガスを分布させるため
    のプレナム（１１８）は錐台の狭い端から離れて錐台の
    内部へ流れるガスの層流を備えることを特徴とする、視
    野を有する光学機器の透明な表面（１０９）上に粒子が
    付着することを最少にするための装置（１００）。
  11. 【請求項１１】 プレナム（１１８）はさらに：環の内
    径（ＩＤ７）は透明な表面（１０９）の寸法に関係し、
    環の外径（ＯＤ７）は筒（１０２）の第２端（１０２
    ｂ）の内径（ＩＤ２）よりも小さい環（１０４）；およ
    び環の外部縁が筒の内壁から均一に隔てられるように環
    を錐台（１０５）の狭い端に取り付けるための手段（１
    ０３）とからなること、を特徴とする請求項１０の装置
    （１００）。
  12. 【請求項１２】 プレナム（１１８）はさらに筒の間に
    実質的に環状プレナムを限定する第１筒（１０２）の内
    に実質的に同心的に配置された第２筒（１０３）からな
    り、かつその内において透明な表面（１０９）および錐
    台（１０５）の狭い開口は実質的に円形であることを特
    徴とする請求項１０または１１の装置（１００）。
  13. 【請求項１３】 環の外部稜はコアンダ効果表面からな
    ることを特徴とする請求項９から１２の内の任意の請求
    項の装置（１００）。
  14. 【請求項１４】 コアンダ効果表面は透明な表面（１０
    ９）の面に関して角度（α１０ａ），（α１０ｂ）の少
    なくとも一つの斜角を含むことを特徴とする請求項１３
    の装置（１００）。
  15. 【請求項１５】 コアンダ効果表面は境界表面（１０
    ９）の面に関してそれぞれ第１（α１０ｂ）および第２
    （α１０ａ）の角度である第１斜角および第２斜角をな
    すことを特徴とする請求項１３または１４の装置（１０
    ０）。
  16. 【請求項１６】 第１斜角は透明な表面の面に対する直
    角な線に対して５８度であり、第２斜角は前記直角な線
    に対して２６度であり、第１斜角は第２斜角に対して内
    側にあってかつ隣接していることを特徴とする請求項１
    ５の装置（１００）。
  17. 【請求項１７】 中空の多孔性錐台は２５％から３５％
    の多孔度を有することを特徴とする請求項８から１６の
    内の任意の請求項の装置（１００）。
  18. 【請求項１８】 中空の多孔性錐台（１０９）は３５度
    から７５度の間の頂角（α）を有する円錐を定義するこ
    とを特徴とする請求項８から１７の内の任意の請求項の
    装置（１００）。
  19. 【請求項１９】 頂角（α）が５４度であることを特徴
    とする請求項１８の装置（１００）。
  20. 【請求項２０】 錐台（１０５）は３層の８０メッシュ
    のステンレス鋼スクリーン、１層の１００メッシュのス
    テンレス鋼スクリーン、および２層の４０メッシュのス
    テンレス鋼スクリーンからなることを特徴とする請求項
    ８から１９の内の任意の請求項の装置（１００）。
  21. 【請求項２１】 錐台（１０５）は６層の８０メッシュ
    のステンレス鋼スクリーンからなることを特徴とする請
    求項８から２０の内の任意の請求項の装置（１００）。
  22. 【請求項２２】 錐台（１０５）は焼結黄銅からなるこ
    とを特徴とする請求項８から２１の内の任意の請求項の
    装置（１００）。
  23. 【請求項２３】 ガスは２０から１０５キロパスカルゲ
    ージ圧（１平方インチ当り３から１５ポンド）の間の圧
    力の圧縮空気からなることを特徴とする請求項８から２
    ２の内の任意の請求項の装置（１００）。
  24. 【請求項２４】 視野を有する光学機器の境界表面上へ
    の埃の付着を最少にする方法において：内壁、第１開口
    および第２開口を有する筒を具備し；狭い開口および広
    い開口とを有する錐台を具備し、広い開口は実質的に筒
    の内部空間と同寸法であり；錐台を広い開口が筒の第１
    端の内壁に近接し、かつ狭い開口が筒の第１および第２
    開口の間にあるように筒の内部に固定し；錐台の狭い端
    を境界表面の視野が錐台によって制限されないように光
    学機器に固定し；ガスが錐台を通過し境界表面から離れ
    るガス層流を備えるように筒の第２開口に最も近い錐台
    の側面からガスを筒の内に導入することからなる視野を
    有する光学機器の境界表面上への埃の付着を最少にする
    方法。
JP4076300A 1991-02-26 1992-02-26 広角レンズ用層流防塵装置 Pending JPH05107437A (ja)

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US661501 1991-02-26

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