CN107065118B - 可更换镜头拆装用的镜头接口、可更换镜头和摄像设备 - Google Patents

Abstract

提供可更换镜头拆装用的镜头接口、可更换镜头和摄像设备。镜头接口能够抑制可更换镜头相对于照相机主体的游隙。可更换镜头的镜头接口包括具有阴螺纹部的固定接口部、具有阳螺纹部的可动接口部和从可动接口部突出的臂部。当通过从照相机主体的接口面与固定接口部的镜头侧接口面接触且在光轴投影上照相机主体的卡口凸块部与可动接口部的凸块部不重叠的状态下使臂部绕着光轴旋转、可动接口部绕着光轴转动时，随着阳螺纹部与阴螺纹部螺合，可动接口部沿光轴方向朝向固定部移动。

Description

可更换镜头拆装用的镜头接口、可更换镜头和摄像设备

技术领域

本发明涉及能够将可更换镜头安装到摄像设备主体/从摄像设备主体拆下可更换镜头的镜头接口(lens mount)的结构。

背景技术

已知能够供诸如单焦点镜头(single-focus lens)、变焦镜头、广角镜头、远摄镜头和微距镜头等的各种可更换镜头可拆装地安装的摄像设备，以便能够根据待拍摄的场景在改变视角、焦点深度(focal depth)、F值等的情况下执行拍摄。作为用于将可更换镜头可拆装地安装到摄像设备主体的镜头安装方法，广泛地使用卡口式(bayonet-type)镜头接口。卡口式镜头接口通常具有形成于摄像设备主体的接口面的凸块部(lug portion)，并且在可更换镜头的接口面上也形成有凸块部。在将可更换镜头安装于摄像设备主体时，可更换镜头和摄像设备主体在彼此的接口面保持接触的情况下相对于彼此绕着可更换镜头的光轴转动，从而使两个凸块部彼此嵌合。此时，设置在摄像设备主体中的弹簧构件施力使可更换镜头的凸块部进入摄像设备主体，由此使可更换镜头压抵摄像设备主体，从而使可更换镜头保持于摄像设备主体(参照日本特开2004-102005号公报)。

然而，由于传统的卡口式镜头接口是通过弹簧构件的施力来保持可更换镜头的，所以可更换镜头具有对应于弹簧构件的变形量的游隙(play)。特别地，在将大尺寸的可更换镜头安装于摄像设备主体时，可更换镜头容易具有在位于可更换镜头与摄像设备主体之间的结合部中的游隙，这能够导致拍摄图像的图像品质的劣化。

发明内容

本发明提供能够抑制在安装于摄像设备主体的状态下的可更换镜头的游隙的镜头接口。

在本发明的第一方面中，提供一种镜头接口，其以配置成使得可更换镜头能够可拆装地安装到包括卡口凸块部的摄像设备主体的方式设置于所述可更换镜头，所述镜头接口包括：固定接口部，其包括镜头侧接口面和第一螺纹部并被构造成固定至设置于所述可更换镜头的固定部，所述镜头侧接口面配置成与形成于所述摄像设备主体的接口面接触；和可动接口部，其包括配置成与所述卡口凸块部接合的凸块部和配置成与所述第一螺纹部配合的第二螺纹部，其中，当所述可动接口部能够从所述接口面与所述镜头侧接口面彼此接触且所述卡口凸块部与所述凸块部不彼此重叠的状态转动时，随着所述第二螺纹部与所述第一螺纹部螺合，所述可动接口部朝向所述固定部移动，由此使所述凸块部与所述卡口凸块部接合。

在本发明的第二方面中，提供一种可更换镜头，其包括：根据本发明的第一方面的镜头接口；和镜筒，其供所述镜头接口固定。

在本发明的第三方面中，提供一种摄像设备，其包括：摄像设备主体，其包括：卡口凸块部和具有接口面的接口部；和根据本发明的第二方面的可更换镜头。

根据本发明，能够抑制在安装于摄像设备主体的状态下的可更换镜头的游隙。

从以下(参照附图)对示例性实施方式的说明，本发明的其它特征将变得明显。以下说明的本发明的各实施方式均能够单独实施，或者，在需要时，或者在各个实施方式或单个实施方式的元素或特征的组合有益的情况下，多个实施方式或多个实施方式的特征可以组合起来实施。

附图说明

图1是根据本发明的实施方式的摄像设备的示意性立体图。

图2是示出图1中示出的照相机主体与可更换镜头之间的结合部的结构的、从被摄体侧观察的分解立体图。

图3是示出图1中示出的照相机主体与可更换镜头之间的结合部的结构的、从照相机主体侧观察的分解立体图。

图4A是图1中示出的照相机主体的接口部(mount part)的示意性前方立体图。

图4B是可更换镜头的可动接口部和固定接口部的示意性立体图。

图4C是可更换镜头的可动接口部的主视图。

图5是示出可更换镜头的镜头接口的构成元件的、从镜头接口的用于可拆装地安装于照相机主体的安装面所在侧观察的立体图。

图6A至图6C是示出当将可更换镜头安装到照相机主体时，镜头接口的各构成元件如何随着时间的推移相对于照相机侧接口部移动的后视图。

图7A至图7C是分别对应于图6A至图6C的截面图。

图8A至图8E是示出当将可更换镜头安装到照相机主体时，臂部如何随着时间的推移而移动的主视图。

具体实施方式

现在，以下将参照示出了本发明的实施方式的附图详细说明本发明。图1是根据实施方式的摄像设备的示意性立体图。摄像设备包括：摄像设备主体100(以下称为“照相机主体100”)，其配备有摄像器件140；和可更换镜头200，其可拆装地安装于照相机主体100。可更换镜头200具有用于将可更换镜头200可拆装地安装到照相机主体100的镜头接口150。注意，图1中未示出可更换镜头200的大部分零件。可更换镜头200的类型不受限制，但是当可更换镜头200是大型的可更换镜头(即，较大和/或较重的可更换镜头)时，由镜头接口150提供的下述有利效果更为显著。

图2是示出照相机主体100与可更换镜头200之间的结合部的结构的、从被摄体侧观察的分解立体图。图3是示出照相机主体100与可更换镜头200之间的结合部的结构的、从照相机主体侧观察的分解立体图。图4A是设置于照相机主体100的照相机侧接口部110的示意性前方立体图(从被摄体侧观察的立体图)。图4B是可更换镜头200的可动接口部420和固定接口部410的示意性立体图。图4C是可更换镜头200的可动接口部420的主视图(从被摄体侧观察的图)。

在可更换镜头200的背面侧，设置有用于将可更换镜头200可拆装地安装到照相机主体100的镜头接口150。另一方面，在照相机主体100中，设置有供可更换镜头200的镜头接口150可拆装地安装的照相机侧接口部110。照相机侧接口部110包括照相机侧接口面111、卡口凸块部112a、112b和112c以及开口115。卡口凸块部112a、112b和112c分别具有卡口凸块接触面113a、113b和113c。在照相机侧接口部110固定于照相机主体100的状态下，用于与可更换镜头200双向电通信的第一通信触点部件114以与照相机侧接口部110保持接触的方式固定于照相机主体100。

设置于可更换镜头200的镜头接口150包括固定部210、固定接口部410、可动接口部420、臂部490、第二通信触点部件440和转动检测部480。固定部210固定于未示出的镜筒，镜筒保持诸如可更换镜头200的凸透镜和凹透镜等的光学部件，并且结合于固定接口部410。固定部210具有紧固部211a、211b、211c和211d，紧固部211a至211d均具有用于与螺钉紧固的螺纹。第二通信触点部件440和转动检测部480固定于固定接口部410。将稍后说明第二通信触点部件440的功能和转动检测部480的功能。

固定接口部410包括镜头侧接口面411、圆筒部412、阴螺纹部415(第一螺纹部)、通孔418a、418b、418c和418d以及第一接触面416和第二接触面417。当可更换镜头200安装于照相机主体100时，镜头侧接口面411与照相机侧接口部110的照相机侧接口面111接触。圆筒部412插入照相机侧接口部110的开口115。阴螺纹部415与可动接口部420的稍后提及的阳螺纹部422螺合。螺钉插穿各通孔418a至418d，并且螺钉紧固于固定部210的对应的紧固部211a至211d，由此使固定接口部410固定于固定部210。第一接触面416和第二接触面417是如下槽部的长度方向两端部的相对的侧面：该槽部被以沿着固定接口部410的周向延伸的方式形成有预定的宽度。第一接触面416和第二接触面417起到限制臂部490的旋转角度(即、可动接口部420的转动角度)的作用。

可动接口部420包括凸块部421a、421b和421c、阳螺纹部422(第二螺纹部)以及紧固部426。凸块部421a、421b和421c分别与照相机侧接口部110的卡口凸块部112a、112b和112c接合，并且分别具有用于与对应的卡口凸块接触面113a、113b和113c接触的凸块接触面427a、427b和427c，用于与对应的卡口凸块部112a、112b和112c接合。如上所述，阳螺纹部422与固定接口部410的阴螺纹部415螺合。臂部490被以如下方式设置：在插入形成于固定接口部410的槽部的状态下，沿与光轴正交的方向从可动接口部420突出。这使得臂部490能够沿着形成于固定接口部410的槽部的长度旋转。臂部490具有臂部接触面491和螺纹部492。螺纹部492紧固于紧固部426，由此使臂部490固定于可动接口部420。注意，紧固部426具有螺纹，用于与螺纹部492螺合。臂部接触面491具有圆筒形状。将稍后说明臂部接触面491的功能。

图5是示出镜头接口150的构成元件的、从镜头接口150的用于可拆装地安装于照相机主体100的安装面所在侧观察的立体图。当可更换镜头200安装于照相机主体100时，固定于照相机主体100的第一通信触点部件114和设置在可更换镜头200的镜头接口150中的第二通信触点部件440在固定力下保持彼此接触用于彼此间导通。这使得电力从照相机主体100供给到可更换镜头200，由此能够在可更换镜头200与照相机主体100之间传递/接收控制信号。注意，第二通信触点部件440固定于固定接口部410。转动检测部480通过形成于可动接口部420的缺口部429使第一通信触点部件114与第二通信触点部件440之间的通信接通/断开。

接下来，将说明当将可更换镜头200安装到照相机主体100时镜头接口150的构成元件和照相机侧接口部110的构成元件如何移动。图6A至图6C是示出当将可更换镜头200安装到照相机主体100时，镜头接口150的构成元件如何随着时间的推移相对于照相机侧接口部110移动的后视图(从摄像器件侧观察的图)。图7A至图7C是分别对应于图6A至图6C的截面图。

图6A示出了能够执行用于将可更换镜头200安装至照相机主体100/从照相机主体100拆下可更换镜头200的操作的状态。图7A是沿着图6A中的箭头A-A截取的截面图。当将可更换镜头200安装到照相机主体100时，将可更换镜头200的圆筒部412插入照相机侧接口部110的开口115，由此使照相机主体100的照相机侧接口面111与镜头侧接口面411彼此接触。更具体地，以如下方式将可更换镜头200的镜头接口150嵌入照相机侧接口部110：当从光轴方向观察时，可动接口部420的凸块部421a至421c不与照相机侧接口部110的对应的卡口凸块部112a至112c重叠。因此，在图6A的状态下，在光轴投影上，照相机侧接口部110的卡口凸块部112a至112c与可动接口部420的凸块部421a至421c分别不重叠。

图6B示出了从摄像器件侧观察的，可动接口部420已经相对于固定接口部410绕着光轴顺时针转动过预定角度的状态。注意，将稍后说明可动接口部420的转动方法。图7B是沿着图6B中的箭头B-B截取的截面图。由于固定接口部410的阴螺纹部415和可动接口部420的阳螺纹部422已经彼此螺合，所以可动接口部420的凸块部421a至421c与可动接口部420的转动相对应地沿着光轴朝向固定部210移动。因此，在图6B的状态下，在光轴投影上，照相机侧接口部110的卡口凸块部112a至112c已经与对应的凸块部421a至421c部分重叠。现在，如图7B所示，将照相机侧接口部110的照相机侧接口面111与卡口凸块接触面113a之间的距离称作“距离α”。此外，将固定接口部410的镜头侧接口面411与可动接口部420的凸块接触面427a之间的距离称作“距离β”。在图7B的镜头接口150与照相机侧接口部110的结合未完成的状态下，保持距离α<距离β，这意味着卡口凸块接触面113a与凸块接触面427a之间形成有间隙。

图6C示出了可动接口部420绕着光轴的转动已经完成的状态。图7C是沿着图6C中的箭头C-C截取的截面图。当可动接口部420的转动完成时，可动接口部420的凸块部421a至421c的凸块接触面427a至427c与照相机侧接口部110的卡口凸块部112a至112c的对应的卡口凸块接触面113a至113c保持接触(紧密接触)。更具体地，保持了距离α＝距离β，这意味着卡口凸块接触面113a与凸块接触面427a之间不存在间隙，从而使照相机侧接口部110在光轴方向上稳固地夹在可动接口部420与固定接口部410之间。因而，以在能够拍摄的状态下不存在游隙的方式使可更换镜头200结合于照相机主体100。

现在，将比较可更换镜头200的镜头接口150和未示出的传统镜头接口。对于传统的螺旋式镜头接口，需要延长可更换镜头的镜头侧接口面，由此形成用作可动接口部420的凸块接触面427a至427c和照相机侧接口部110的卡口凸块接触面113a至113c的面。为此，螺旋式镜头接口不适于减小可更换镜头的尺寸。另一方面，对于传统的卡口式镜头接口，当可更换镜头的转动完成时，在可更换镜头侧凸块接触面与摄像设备侧卡口凸块接触面之间形成间隙，因此通过弹簧构件使可更换镜头的镜头接口压靠摄像设备主体的接口部。然而，弹簧构件的使用会导致可更换镜头具有对应于弹簧构件的变形量的游隙。

相比之下，根据本实施方式，当镜头接口150结合于照相机侧接口部110时，可动接口部420的凸块接触面427a至427c与照相机侧接口部110的卡口凸块接触面113a至113c之间不存在间隙。换言之，可更换镜头200的镜头接口150在其镜头侧接口面411的内周具有用于使可更换镜头200相对于照相机主体100可靠地固定的结构。因此，与采用螺旋式镜头接口时相比，能够使可更换镜头200的尺寸较小。此外，与采用传统的卡口式镜头接口的情况不同，可更换镜头200与照相机主体100之间不存在游隙。

在镜头接口150中，阳螺纹部422和阴螺纹部415均能够被形成为例如螺旋进给量(screw feed amount)是2mm且螺纹节距是1mm的右旋螺纹。注意，如果从照相机主体侧观察时，为了将可更换镜头200安装到照相机主体100而旋转臂部490的方向是顺时针方向，则阳螺纹部422和阴螺纹部415均是“右旋螺纹”，而如果该方向是逆时针方向，则阳螺纹部422和阴螺纹部415均是“左旋螺纹”。通过增大阳螺纹部422和阴螺纹部415的螺旋进给量，能够以可动接口部420的小的转动操作量(即，臂部490的小的旋转操作量)使固定接口部410在光轴方向上移动地更远。更具体地，通过增大各阳螺纹部422和阴螺纹部415的螺旋进给量，使供固定接口部410移动的距离β相对于可动接口部420的转动操作量增大。例如，即使在距离α因各个照相机侧接口部110之间的差异而变化的情况下，通过设定螺旋进给量以可动接口部420的小的转动操作量使固定接口部410移动超过该变化的距离，也能够使可更换镜头200可靠地结合于照相机主体100。相反地，通过减小螺旋进给量，能够增大拧紧轴向力(tightening axial force)。因此，当将可更换镜头200安装到照相机主体100时，如果期望增大所施加的拧紧轴向力，则期望减小螺旋进给量。通过考虑所需特性和所需特性之间的平衡来设定螺旋进给量。

此外，通过增加阳螺纹部422与阴螺纹部415各自中的用于螺合的螺纹头数，能够使集中于阳螺纹部422和阴螺纹部415的应力分散。因此，为了增加用于在小的空间中进行螺合的螺纹头数，并且为了获得可靠的结合和大的拧紧轴向力，期望使用具有小的螺纹节距和大的螺旋进给量的多头螺纹。注意，阳螺纹部422与阴螺纹部415之间涂布有滑动润滑脂，这能够减小阳螺纹部422和阴螺纹部415的滑动转动过程中的粗糙度，并且能够改善这些螺纹部的耐久性和可滑动性。

图8A至图8E是示出当将可更换镜头200安装到照相机主体100时，臂部490如何随着时间的推移而移动以使可动接口部420转动的主视图。出现在图8A至图8E中的各角度θa至θe分别表示臂部490相对于水平轴的角度(以下简称为“臂部490的角度”)。

图8A示出了在光轴投影上照相机侧接口部110的卡口凸块部112a至112c与可动接口部420的对应的凸块部412a至412c分别不重叠的状态，即示出了与图6A所示相同的状态。此时，可更换镜头200能够安装至照相机主体100/从照相机主体100拆下可更换镜头200，并且固定接口部410的第一接触面416(参照图4B)与臂部490的臂部接触面491彼此接触。臂部490的角度θa是表示可动接口部420相对于固定接口部410的初始状态的参数。

图8B示出了如下状态：臂部490已经绕着光轴旋转，并且在光轴投影上，卡口凸块部112a至112c的卡口凸块接触面113a至113c与凸块部421a至421c的凸块接触面427a至427c已经开始重叠。此时，臂部490实际旋转过的角度(即，可动接口部420的转动角度)等于θb-θa。注意，在稍后提及的各图8C至图8E中，也能够以相同的方式确定可动接口部420相对于固定接口部410的转动角度。在图8B的状态下，与图6B的状态类似，在光轴方向上，在卡口凸块接触面113a与凸块接触面427a之间形成有间隙。然而，在光轴投影上，镜头接口150的凸块部与照相机接口部110的凸块部分别重叠，这防止了可更换镜头200从照相机主体100脱落。因此，期望将用于使第一通信触点部件114与第二通信触点部件440之间的通信接通/断开的转动检测部480布置在如下部位：在进入图8B的状态之后通信被接通。

图8C示出了如下状态：臂部490已经从图8B的状态进一步旋转，并且卡口凸块接触面113a至113c与凸块接触面427a至427c已经在臂部490的最小的有效旋转量下分别接触。臂部490的角度θc是如下角度：在该角度下，卡口凸块接触面113a至113c与凸块接触面427a至427c在彼此间最小的接合量下分别彼此接触。此外，臂部490的角度θc是如下角度：在该角度下，能够使卡口凸块接触面113a至113c与凸块接触面427a至427c在可动接口部420的光轴方向上的最小的有效移动量下分别彼此接触。实现了图8C的状态的情况包括如下情况：由于各个照相机侧接口部110之间的尺寸差异使图7B所示的距离α最大，并且由于各个固定接口部410之间的尺寸差异以及各个可动接口部420之间的尺寸差异使图7B所示的距离β最小。

图8D示出了如下状态：臂部490已经从图8B的状态绕着光轴进一步旋转，并且卡口凸块接触面113a至113c与凸块接触面427a至427c已经在臂部490的最大的有效旋转量下分别彼此接触。臂部490的角度θd是如下角度：在该角度下，卡口凸块接触面113a至113c与凸块接触面427a至427c在彼此间最大的接合量下分别彼此接触。实现了图8D的状态的情况包括如下情况：由于各个照相机侧接口部110之间的尺寸差异使图7B所示的距离α最小，并且由于各个固定接口部410之间的尺寸差异以及各个可动接口部420之间的尺寸差异使图7B所示的距离β最大。

即使各个镜头接口150之间以及照相机侧接口部110之间存在尺寸差异，当臂部490的角度变成预定角度θc至θd中的一者时，卡口凸块接触面113a至113c与凸块接触面427a至427c分别彼此确实地紧密接触。

图8E示出了如下状态：臂部490已经从图8C或图8D的状态绕着光轴进一步旋转过预定角度，并且臂部490的臂部接触面491已经与固定接口部410的第二接触面417(参照图4B)接触。臂部490的角度θe是臂部490能够被旋转的最大角度。在图8E的状态下，照相机侧接口部110、固定接口部410和可动接口部420中的至少一者已经变形。因此，为了防止上述各部件的变形超过弹性变形范围，使固定接口部410的第二接触面417与臂部490的臂部接触面491彼此抵接。通过如此地限制可动接口部420相对于固定接口部410的转动量，能够防止镜头接口150和照相机侧接口部110的变形以及镜头接口150和照相机侧接口部110因变形而损坏。另一方面，要求可更换镜头200确实地结合于照相机主体100，因此将角度θe设定成保持角度θe不小于角度θd的关系(θd≤θe)。

如上所述，根据本实施方式，不仅能够通过利用简单的结构和简单的操作将可更换镜头200安装到照相机主体100，而且还能够消除可更换镜头200在安装于照相机主体100的状态下的游隙。

尽管在上述实施方式中，固定部210被描述成镜头接口150的部件中的一个，但是固定部210自身可以保持预定的镜头，因此能够将固定部210视为作为可更换镜头200的部件的镜筒的构成元件。换言之，固定部210不是用于形成镜头接口150的必要元件，而是能够被视作用于形成包括镜头接口150的可更换镜头200的必须部件。

虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方式。权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包含所有的这些变型、等同结构和功能。

本申请要求2016年2月10日提交的日本专利申请No.2016-023598的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

Claims (9)

1.一种镜头接口，其以配置成使得可更换镜头能够可拆装地安装到包括卡口凸块部的摄像设备主体的方式设置于所述可更换镜头，其特征在于，所述镜头接口包括：

固定接口部，其包括镜头侧接口面和第一螺纹部并被构造成固定至设置于所述可更换镜头的固定部，所述镜头侧接口面配置成与形成于所述摄像设备主体的接口面接触；和

可动接口部，其包括配置成与所述卡口凸块部接合的凸块部和配置成与所述第一螺纹部配合的第二螺纹部，

其中，当所述可动接口部能够从所述接口面与所述镜头侧接口面彼此接触且所述卡口凸块部与所述凸块部不彼此重叠的状态绕着光轴方向转动时，随着所述第二螺纹部与所述第一螺纹部螺合，所述可动接口部沿着所述光轴方向朝向所述固定部移动，由此使所述凸块部与所述卡口凸块部接合，

随着所述第二螺纹部与所述第一螺纹部配合，所述可动接口部沿着所述光轴方向朝向所述固定接口部移动。

2.根据权利要求1所述的镜头接口，其中，所述镜头接口还包括配置成从所述可动接口部突出的臂部，

通过旋转所述臂部，使所述可动接口部转动。

3.根据权利要求2所述的镜头接口，其中，所述凸块部以如下方式设置于所述可动接口部：使得所述凸块部能够与所述卡口凸块部在所述接口面和所述镜头侧接口面的径向内侧的部位处接合。

4.根据权利要求2所述的镜头接口，其中，所述固定接口部具有能够与所述臂部接触的接触面，由此限制所述臂部的移动。

5.根据权利要求4所述的镜头接口，其中，所述固定接口部具有槽部，所述槽部形成有预定的宽度并且沿着所述固定接口部的周向延伸，

所述臂部通过所述槽部从所述可动接口部突出，并且

所述接触面是所述槽部的长度方向端的侧面。

6.根据权利要求5所述的镜头接口，其中，所述臂部配置为：在所述臂部已经从所述臂部使所述凸块部与所述卡口凸块部彼此接合的位置进一步旋转过预定角度之后，所述臂部与所述接触面接触。

7.根据权利要求1所述的镜头接口，其中，所述固定接口部设置有通信触点部件和转动检测部，所述通信触点部件用于执行与所述摄像设备主体的电通信，所述转动检测部用于根据所述可动接口部转动过的转动角度使所述通信触点部件与所述摄像设备主体的电通信接通/断开，并且

所述可动接口部设置有缺口部，通过所述缺口部，所述转动检测部使所述通信触点部件与所述摄像设备主体的电通信接通/断开。

8.一种可更换镜头，其包括：

根据权利要求1至7中任一项所述的镜头接口，和

镜筒，其供所述镜头接口固定。

9.一种摄像设备，其包括：

摄像设备主体，其包括卡口凸块部和具有接口面的接口部；和

根据权利要求8所述的可更换镜头。

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