CN111665606B - 可安装中间适配器的镜头设备、光学设备和成像系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可安装中间适配器的镜头设备、光学设备和成像系统。一种镜头设备，镜头设备的像侧部能够可拆卸地安装到附件，镜头设备包括：透镜单元，包括最靠近像侧部安置的透镜和保持透镜的保持构件，并且能够在光轴方向上移动；以及限制器，配置成限制透镜单元的移动。当透镜单元位于第一位置时，附件不能够安装到镜头设备；当透镜单元位于第二位置时，附件能够安装到镜头设备。当附件安装到镜头设备时，限制器限制透镜单元移动，而不使透镜单元与附件接触。

Description

可安装中间适配器的镜头设备、光学设备和成像系统

技术领域

本发明涉及用作可换镜头的镜头设备，例如增倍镜等中间适配器能够可拆卸地安装到镜头设备，并且本发明还涉及成像系统。

背景技术

一些可换镜头用于成像设备(相机)，而中间适配器(例如，增倍镜)安装在它们之间。日本专利3210586公开了一种相机系统，其中，中间适配器只能安装到后焦距等于或大于预定值的可换镜头。

然而，在变焦或聚焦期间，一些可换镜头使最靠近图像的透镜单元在中间适配器可安装的位置和中间适配器不可安装的位置之间移动。如果当透镜单元位于中间适配器不可安装的位置时用户强行尝试将中间适配器安装到可换镜头上，那么中间适配器会干涉透镜单元。

发明内容

本发明提供了镜头设备、光学系统和成像系统，它们都能够避免可移动透镜单元与中间适配器之间的干涉。

根据本发明一个方面，一种镜头设备，镜头设备的像侧部能够可拆卸地安装到附件上，镜头设备包括：透镜单元，包括最靠近像侧部安置的透镜和保持透镜的保持构件，并且能够在光轴方向上移动；以及限制器，配置成限制透镜单元的移动。当透镜单元位于第一位置时，附件不能够安装到镜头设备；当透镜单元位于第二位置时，附件能够安装到镜头设备。当附件安装到镜头设备时，限制器限制透镜单元移动，而不使透镜单元与附件接触。

根据本发明另一方面，光学设备和成像系统包括以上镜头设备。

根据以下参考附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得明显。

附图说明

图1A是根据本发明第一实施例的可换镜头(中间态)和增倍镜的截面图。

图1B是根据本发明第一实施例的可换镜头(广角)和增倍镜的截面图。

图2是示出包括根据第一实施例的可换镜头的成像系统的构造的框图。

图3是设置到根据第一实施例的可换镜头的凸轮环的展开图。

图4是设置到根据第一实施例的可换镜头的保护框架单元和弹簧钩部的透视图。

图5A和图5B是示出设置到根据第一实施例的可换镜头的保护框架单元和变焦环的透视图。

图6A、图6B、图6C示出设置于根据第一实施例的可换镜头中的变焦环的旋转端。

图7是根据本发明第二实施例的可换镜头中的凸轮环的展开图。

图8A和图8B示出根据本发明第三实施例的可换镜头和增倍镜。

图9是示出根据第三实施例的由镜头CPU执行的处理的流程图。

具体实施方式

现在参考附图，将对根据本发明的实施例进行描述。

第一实施例

图1A和图1B示出根据本发明第一实施例的用作镜头设备的可换镜头101和用作中间适配器(附件)的增倍镜102的机械结构。图1A示出变焦状态为预定中间变焦状态“中间态”的可换镜头101，且图1B示出变焦状态为“广角(广角端)”的可换镜头101。图2示出包括可换镜头101、用作成像设备(图像拾取设备)的相机201以及增倍镜102的成像系统的电气配置。在这些图中，x表示可换镜头101的光轴，并且光轴x延伸的方向将称作光轴方向。

可换镜头101包括第一镜筒401、光圈(孔径光阑)单元405、聚焦镜筒404、后镜筒410、图像稳定单元411和第五镜筒412。每个镜筒和图像稳定单元保持包括一个或多个透镜的透镜组。更具体地，第一镜筒401保持可换镜头101中的多个透镜组当中最靠近物侧的(一个或多个)第一透镜451，且聚焦镜筒404保持聚焦透镜组454。后镜筒410保持三个后透镜组453，图像稳定单元411保持校正透镜组452，且第五镜筒(保持构件)412保持多个透镜组当中最靠近像侧布置的第五透镜组455。第五镜筒412和由其保持的第五透镜组构成第五透镜单元(412、455)。

前固定筒423与后固定筒472(它们是可换镜头101的基础构件)用螺钉固定在一起并集成在一起。前筒417固定到第一镜筒401上，并且能够相对于前固定筒423在光轴方向上(伸缩)移动。聚焦镜筒404借助设置于聚焦镜筒404中的引导机构由后镜筒410保持。聚焦镜筒404相对于后镜筒410在光轴方向上移动以进行聚焦。后镜筒410保持光圈单元405。光圈单元405通过改变光圈中的孔径来调节光量。用作控制构件的凸轮环416具有多个凸轮槽部，并且在围绕光轴x的圆周方向(在下文称作围绕光轴的方向)上可旋转地与引导筒474的内周接合。

变焦环435是围绕光轴可旋转地由引导筒474保持的可动构件、旋转构件和操作构件。变焦环435具有多个凸轮槽部。前筒417的凸轮从动件与变焦环435中的凸轮槽部和引导筒474中的第一线性槽部接合。线性槽部是在光轴方向上线性延伸的槽部。因此，当用户在围绕光轴的方向上旋转变焦环435时，前筒417在光轴方向上移动。

设置于前筒417上的凸轮从动件与凸轮环416的凸轮槽部接合。因此，当前筒417在光轴方向上移动时，凸轮环416在围绕光轴的方向上旋转。设置于后镜筒410上的凸轮从动件和第五镜筒412上的凸轮从动件分别与分别设置于凸轮环416中的凸轮槽部以及引导筒474的后线性槽部和第五线性槽部接合。因此，当凸轮环416旋转时，后镜筒410和第五镜筒412在光轴方向上移动。因此，第一镜筒401(第一透镜组451)、后镜筒410(后透镜组453)和第五镜筒412(第五透镜组)在可换镜头101的光轴方向上移动。因此，执行放大倍数变化(变焦)。

图像稳定单元411固定到用螺钉一体固定到后固定筒472(其用作可换镜头101的基础构件)的引导筒474，并且在变焦期间不在光轴方向上移动。

驱动IC 431是安置有微计算机等的印刷电路板，并且固定到后固定筒472。外观环427通过螺钉与安装部414一起固定到后固定筒472上。手动聚焦(MF)环单元419由前固定筒423支撑成能够围绕光轴旋转。聚焦致动器480固定到后镜筒410上，并且在光轴方向上驱动聚焦镜筒404。

如图2中所示，可换镜头101具有控制并处理整个可换镜头101的镜头CPU 107。镜头CPU 107控制光圈致动器109和聚焦致动器480以改变光圈单元405的孔径来调节光量，或者驱动聚焦镜筒404以进行聚焦。

当用户旋转MF环单元419时，镜头CPU 107通过未示出的传感器检测此旋转。镜头CPU 107根据MF环单元419的旋转量而控制聚焦致动器480，并使聚焦镜筒404在光轴方向上移动。这样，执行MF。镜头CPU 107根据从稍后描述的相机CPU 203接收到的聚焦控制命令来控制聚焦致动器480，并且使聚焦镜筒404在光轴方向上移动。这样，执行自动聚焦(AF)。

可换镜头101具有用于检测可换镜头101抖动的陀螺仪传感器106。镜头CPU 107根据由陀螺仪传感器106检测到的抖动而计算抖动校正量，并且控制图像稳定致动器108。这样，在与可换镜头101的光轴x正交的y方向(偏航方向)和p方向(俯仰方向)上驱动图像稳定单元411中的校正透镜组452，以进行图像稳定。

在图1A和图2中，增倍镜102的镜头侧安装部504可拆卸地安装(卡口联接)到可换镜头101的安装部414。增倍镜102的相机侧安装部505可拆卸地安装(卡口联接)到相机201的安装部207。

增倍镜102包括增倍镜透镜单元501和增倍镜CPU 510。增倍镜透镜单元501通过将其自身与构成可换镜头101中成像光学系统的多个透镜单元相加来扩展成像光学系统的焦距(增大放大倍数)。增倍镜CPU 510能够与镜头CPU 107和相机CPU 203通信。稍后将描述增倍镜102的详细构造。

相机201具有图像传感器202、相机CPU 203、释放按钮204和主电源(电池)205。图像传感器202包括例如CMOS传感器之类的光电转换元件，并且捕获(光电转换)由成像光学系统形成的物像。相机CPU 203响应于用户对释放按钮204的半按操作而开始成像准备操作，例如图像稳定操作、AF和自动曝光(AE)。相机CPU 203响应于用户对释放按钮204的全按操作而执行成像操作，并将所生成的捕获图像数据记录在记录介质206上。主电源205将电力供应给相机201，并且经由安装部207将电力供应给增倍镜102和可换镜头101。

相机CPU 203经由设置到安装部207的触头块(未示出)来与增倍镜CPU 510和镜头CPU 107通信。用于通信用途的触头块(未示出)也设置到增倍镜102的镜头侧安装部504和相机侧安装部505以及可换镜头101的安装部414。

将描述增倍镜102的详细构造。通过将压环509拧入镜筒502中来通过镜筒502保持增倍镜透镜单元501。镜筒502拧入基础框架506(作为增倍镜102的基础构件)中。镜头侧安装部504通过螺钉固定到基础框架506。镜筒502和增倍镜透镜单元501部分地比镜头侧安装部504更进一步朝向物侧突出。因此，当如图1A中所示将增倍镜102安装到可换镜头101时，增倍镜102的镜筒502和增倍镜透镜单元501的一部分突出到可换镜头101中。

保持环509安装到镜筒502的从镜头侧安装部504朝向物侧突出的突出部的外周，且保护橡胶环503在物侧上粘附到保持环509的外周的前端。接触部503a设置到保护橡胶环503的前端。

相机侧安装部505与外部框架507一起固定到基础框架506。通过螺钉将安装有例如增倍镜CPU 510等电子部件的印刷电路板508固定到基础框架506。

图3示出在围绕光轴的方向上展开并从外周侧观察的凸轮环416。前筒417的凸轮从动件417a与凸轮槽部416a接合，且后镜筒410的凸轮从动件410a与凸轮槽部416b接合。第五镜筒412的凸轮从动件412a与凸轮槽部416c接合。凸轮槽部416b对应于第一凸轮部。

如上所述，当变焦环435围绕光轴旋转时，由于前筒417的凸轮从动件417a与变焦环435的凸轮槽部接合，因此前筒417在光轴方向上移动。当前筒417在光轴方向上移动时，由于凸轮从动件417a与凸轮环416的凸轮槽部416a之间的接合，因此凸轮环416在围绕光轴的方向上旋转。当凸轮环416旋转时，凸轮槽部416b和416c与后镜筒410的凸轮从动件410a和第五镜筒412的凸轮从动件412a接合，以使得后镜筒410和第五镜筒412在光轴方向上移动。由于前筒417、后镜筒410和第五镜筒412具有与引导筒474的第一、后线性槽部和第五线性槽部接合的光学从动件417a、410a和412a，因此它们在被防止围绕光轴旋转的同时在光轴方向上受引导。

图4示出用作安装限制构件的保护框架461。保护框架461能够在光轴方向上移动。保护框架461具有两个凸轮从动件465，且两个凸轮从动件465与用作移动限制构件的止动构件462按120°的等间隔安装。两个凸轮从动件465和止动构件462与设置到凸轮环416的三个凸轮槽部416d(作为第二凸轮部)和设置于引导筒474中的三个保护框架线性槽部接合。因此，随着凸轮环416旋转，保护框架461在光轴方向上移动。

止动构件462在锁定部462c与设置于引导筒474中的止动构件线性槽部474d接合的同时准许保护框架461在光轴方向上移动，并且防止保护框架461在围绕光轴的方向上移动。

如上所述，在变焦环435旋转时执行变焦，且保护框架461随着变焦而在光轴方向上移动。随着从广角侧向远摄侧变焦，第五镜筒412和保护框架461向物侧移动。

以下将对凸轮环416的凸轮槽部416d给出更详细描述。当变焦状态是从中间态到广角时，保护框架461的凸轮从动件465位于图3中凸轮槽部416d左侧的第一凸轮区域内，且当变焦状态是从中间态到远摄时，凸轮从动件465位于图3中凸轮槽部416d右侧的第二凸轮区域内。本实施例通过从像侧看逆时针旋转凸轮环416来提供从广角到远摄的变焦。如图3中所示，凸轮槽部416d的第二凸轮区域的光轴方向宽度向物侧比第一凸轮区域的宽度长。

在以下描述中，Z1是从广角到中间态的变焦范围，且Z2是从中间态到远摄的变焦范围。在可换镜头101中，从安装部414的像侧端面到第五透镜单元(412、455)的像侧端在光轴方向上的距离将称作第五透镜单元缩回量。在上文描述的增倍镜102中，从镜头侧安装部504的物侧端面到镜筒502(增倍镜透镜组501)的物侧端的距离将称作增倍镜突出量。

在变焦范围Z1中在光轴方向上第五透镜单元(412、455)的每个位置(第一位置或第一可移动范围)处，第五透镜单元的缩回量小于增倍镜突出量；或者，即使第五透镜单元的缩回量大于增倍镜突出量，由于如后所述存在不能够向物侧移动的保护框架461，因此增倍镜102也不能安装到可换镜头101。另一方面，在变焦范围Z2中在光轴方向上第五透镜单元(412、455)的每个位置(第二位置或第二可移动范围)处，第五透镜单元的缩回量大于增倍镜突出量，且如后所述保护框架461能够向物侧移动。因此，增倍镜102能够安装到可换镜头101。

当用户试图在变焦范围Z1中将增倍镜102安装到可换镜头101时，设置在增倍镜102前端的保护橡胶环503的接触部503a与作为保护框架461像侧端面的接触部461a接触。由于保护框架461的凸轮从动件465与凸轮环416中的凸轮槽部416d的第一凸轮区域接合，因此保护框架461不能向物侧移动，且增倍镜102不能安装到可换镜头101。

在此状态下，当用户强行将增倍镜102挤压到可换镜头101中时，挤压力施加到保护框架461的凸轮从动件465和凸轮环416中与增倍镜接合的凸轮槽部(第一凸轮区域)416d。止动构件462还用作第三凸轮从动件。因此，凸轮环416经由止动构件462和与止动构件462接合的凸轮环416中的凸轮槽部(第一凸轮区域)416d接收上述挤压力。

如果用户在增倍镜102接触第五透镜单元(412、455)的状态下挤压增倍镜102，那么过大的力施加到第五镜筒412的凸轮从动件412a和第五透镜单元(412、455)本身，且它们会因施加力而变形。结果，成像光学系统受到不利影响，例如，第五透镜单元(412、455)移位。

另一方面，在本实施例中，由于凸轮环416接收了增倍镜102对可换镜头101的过大挤压力，因此能够避免如上所述对成像光学系统的影响。

现在参考图4、图5A和图5B，将给出保护框架461的结构的描述。图4示出包括保护框架461和弹簧钩构件463的保护框架单元。图5A和图5B示出保护框架单元和变焦环435的像侧端。出于描述目的，省略了用于隐藏变焦环435端部的构件。图5A示出增倍镜102未安装到“中间态”可换镜头101的状态，且图5B示出增倍镜102安装在“中间态”的状态。

弹簧框架构件463用螺钉固定到引导筒474。弹簧框架构件463具有三个弹簧钩部463b。保护框架461具有三个弹簧钩部461b。用作三个偏压构件的每个拉伸弹簧464的一端钩在保护框架461的三个弹簧钩部461b中的对应一个上，且另一端钩在弹簧框架构件463的三个弹簧钩部463b中的对应一个上。这样，三个拉伸弹簧464总是将保护框架461朝向像侧偏压，如图4中的箭头所示。

在图3中所示的变焦范围Z2中增倍镜102未安装到可换镜头101的情况下，保护框架461被拉伸弹簧464朝向像侧偏压，且凸轮从动件465位于凸轮槽部416d的像侧上并与端面接触。因此，凸轮从动件465在凸轮槽部416d中沿着图3中t1表示的轨迹移动。

另一方面，当在变焦范围Z2中将增倍镜102安装到可换镜头101时，增倍镜102的保护橡胶环503的接触部503a与保护框架461的接触部461a接触。在此状态下，增倍镜102的镜头侧安装部504尚未与可换镜头101的安装部414接触。接着，当从此状态开始将增倍镜102相对于可换镜头101进一步朝向物侧挤压时，凸轮槽部416d的第二凸轮区域朝向物侧延伸，因此保护框架461的凸轮从动件465从图3中t1表示的位置(增倍镜安装限制位置)移动(缩回)到t2表示的位置(增倍镜限制解除位置)。

因此，增倍镜102的镜头侧安装部504与可换镜头101的安装部414接触，并且二者能够卡口联接。

假设d2是从t1到t2的距离并用作图3中所示增倍镜102的挤压量，且d1是如图1B中所示设置于安装部414上用于卡口联接的爪(卡口爪)的厚度。接着，设定d1＜d2。这是为了确保在变焦范围Z1中增倍镜102不能安装到可换镜头101。换句话说，当d1＞d2且在变焦范围Z1中将增倍镜102强行挤压到可换镜头101中且安装部414和504倾斜时，卡口爪会卡住并被防止脱离，或者卡口爪会损坏。

图6A至图6C示出沿着线A-A截取且从图1A中的物侧观察的可换镜头101的截面，并且示意性地示出变焦环435的旋转端。图6A示出广角态下的变焦环435，且图6B示出远摄态下的变焦环435。图6C示出中间态下的变焦环435。现在参考图6A至图6C以及图5A和图5B，将给出确定作为变焦环435的旋转端的广角、远摄和中间态机械端的方式的描述。

机械端块475是用于确定广角机械端的构件。机械端块475具有锁定部475a。当设置到变焦环435的锁定部435a在围绕光轴的方向上与锁定部475a接触时，确定了变焦环435的广角机械端。机械端块476确定远摄机械端。机械端块476具有锁定部476a。当设置到变焦环435的锁定部435b在围绕光轴的方向上与锁定部476a接触时，确定了变焦环435的远摄机械端。

图6A和图6B分别示出广角和远摄状态下的变焦环435，其中，增倍镜102未安装到可换镜头101。在此状态下，变焦环435能够从广角自由旋转到远摄。也就是说，第五透镜单元(412、455)能够在变焦范围Z1和Z2中移动。

图6C示出中间态下的变焦环435，其中，增倍镜102安装到可换镜头101。在此状态下，止动构件462的锁定部462c在围绕光轴的方向上与变焦环435的锁定部435c接触。这样，限制了变焦环435旋转，以使得它不能在从中间态到广角的变焦范围Z1中旋转，换句话说，它只能在中间态与远摄之间的变焦范围Z2中旋转。因此，限制了第五透镜单元(412、455)从变焦范围Z2到变焦范围Z1的移动。

现在参考图5A和图5B，将描述安装到保护框架461的止动构件462在光轴方向上的移动。如图5A中所示，当在中间态下增倍镜102未安装到可换镜头101时，保护框架461的凸轮从动件465被拉伸弹簧464的偏压力压在凸轮环416中凸轮槽部416d第二凸轮区域中的像侧端面上。在此状态下，设置于保护框架461上的止动构件462离开变焦环435移动到像侧。因此，即使变焦环435围绕光轴旋转，锁定部435c也不会与止动构件462的锁定部462c接触。因此，变焦范围不仅限于Z2，且在变焦范围Z1和Z2中都能够进行变焦。

另一方面，如图5B中所示当在中间态下将增倍镜102安装到可换镜头101上时，保护框架461被增倍镜102朝向物侧挤压，如上所述。因此，准许凸轮从动件465在图3中所示凸轮槽部416d的第二凸轮区域中移动到t2，从而止动构件462接近变焦环435。结果，随着变焦环435在围绕光轴的方向上旋转，止动构件462的锁定部462c与锁定部435c接触，且变焦范围限于Z2内。

止动构件462的接合部462b在围绕光轴的平面上与引导筒474的止动构件槽474d接触。这样，即使当变焦环435的锁定部435c与止动构件462的锁定部462c接触且旋转操作力施加到变焦环435上时，旋转操作力也通过止动构件462由引导筒474接收。因此，即使当变焦环435在围绕光轴的方向上朝向广角侧旋转时，也能够通过止动构件462准确地确定变焦端位置。换句话说，能够防止变焦端从中间态偏移到广角。

如图3中所示，从中间态到广角在凸轮槽部416d上设置有微小间隙L。当变焦环435从图5A中所示位置稍微向广角侧旋转(从像侧顺时针观察)(在凸轮环旋转角度间隙L的范围内)且未安装增倍镜102时，变焦环435能够在凸轮槽部416d中从t1移动到t2，但止动构件462在光轴方向上干涉变焦环435的锁定部435c(的像平面侧端面)，以使得保护框架461不能移动到对应于图3中所示t2的位置。因此，增倍镜102不能安装到可换镜头101。通过以此方式在凸轮槽部416d中设置间隙L，能够通过变焦环435可靠地确定可变焦范围。换句话说，变焦环435的旋转端不受凸轮环416的限制。

由于以下原因而采用此构型。在根据本实施例的可换镜头101中，变焦环435的旋转使前筒417在光轴方向上移动，且前筒417的移动使凸轮环416旋转。此时，当变焦环435的旋转端被凸轮环416(凸轮槽部416d)确定时，凸轮环416可在前筒417之前停止旋转。在此情况下，在前筒417、后镜筒410与第五镜筒412之间发生牵引量偏移，且光学性能降低。

以下将对通过根据上文描述的本实施例的可换镜头101获得的效果进行描述。传统上，在设计能够可拆卸地安装中间适配器(例如增倍镜)的可换镜头时，根据中间适配器从镜头侧安装部到物侧的突出量来设定可换镜头的后焦距值。在当透镜单元由于变焦或聚焦而移动时后焦距值发生变化的可换镜头中，有必要确保最小后焦距值，以使得即使当透镜单元最靠近图像定位且后焦距值最小时透镜单元与所安装的中间适配器也不会互相干涉。然而，设定此最小后焦距值增大了可换镜头的大小并且限制了光学性能。

另一方面，在未如上所述设定最小后焦距值的可换镜头中，只有在用户预先将可移动透镜单元移动到可移动透镜单元不干涉中间适配器的位置的情况下，中间适配器才能够安装到可换镜头。然而，如果在此可换镜头中透镜单元未移动到物侧时用户将中间适配器强行挤压到可换镜头中，那么包括透镜单元和中间适配器的可换镜头会受到损坏。

为了解决此问题，在根据本实施例的可换镜头101中，在第五透镜单元(412、455)位于像侧上的变焦范围Z1(广角到中间态)中，与第五透镜单元(412、455)分离的用作安装限制构件的保护框架461限制中间适配器(102)的安装。这样，能够防止因用户将中间适配器强行挤压到可换镜头101中而损坏可换镜头和中间适配器。

在第五透镜单元(412、455)位于物侧上的变焦范围Z2(中间态至远摄)中，根据本实施例的可换镜头101准许安装中间适配器，并将第五透镜单元(412、455)的可移动范围限制于变焦范围Z2。这样，与将最小后焦距值设定为使得透镜单元与中间适配器在所有变焦范围内不会彼此干涉的情况相比，能够使可换镜头101更小并且对光学性能的限制更少。为了限制第五透镜单元(412、455)的可移动范围，通过在保护框架461上设置因中间适配器的安装而移动到物侧的止动构件462，机械地防止了变焦环435旋转。这样，即使用户朝向变焦范围Z1强行或错误地旋转变焦环435，也能够防止第五透镜单元(412、455)干涉中间适配器。

因此，保护框架461具有保护可换镜头101和中间适配器以及限制变焦范围这两个作用。与分别地设置具有这些作用的部件的情况相比，减少了部件的数量，且使可换镜头101更小。

作为限制变焦范围的方法，可将用于限制变焦范围的操作构件设置到可换镜头的外表面，并且可通过用户操作该操作构件来进行限制变焦范围的操作。另一方面，本实施例通过将中间适配器安装于可换镜头101上来将保护框架461移动(压)到物侧以限制变焦范围，并且通过从可换镜头101上拆卸中间适配器来使保护框架461在偏压力作用下朝向像侧移动并且解除对变焦范围的限制。因此，不必给可换镜头101设置用于限制变焦范围的操作构件，并且可消除用户对此操作构件的操作。可防止在用户未操作操作构件时发生的现象(例如，镜头由于错误操作而损坏)。

第二实施例

接下来是本发明的第二实施例。图7示出在围绕光轴的方向上展开并从外周侧观察的根据本实施例的可换镜头中的凸轮环416'。设置到凸轮环416'的凸轮槽部416a、416b和416c与根据第一实施例的凸轮环416的凸轮槽部相同。

在第一实施例中，当将增倍镜102安装到可换镜头101时，因为止动构件462的锁定部462c与变焦环435的锁定部435c接触，所以限制了变焦环435旋转。旋转端设置到变焦环435的原因在于，变焦环435的旋转使前筒417在光轴方向上移动，且前筒417的移动使凸轮环416旋转。

另一方面，本实施例采用变焦环435与凸轮环416'直接连接并一起旋转的结构。在这种结构中，能够通过用作可动构件和旋转构件的凸轮环416′来确定变焦环435的旋转端。因此，与第一实施例不同，不需要将止动构件462设置到保护框架461。

在图7中，类似于根据第一实施例的凸轮从动件465，三个凸轮从动件601设置到保护框架461。尽管第一实施例将止动构件462设置到与三个凸轮从动件465中的一个相同的位置，但是本实施例未设置止动构件462。

通过在变焦范围Z2中将增倍镜102安装到根据本实施例的可换镜头，将保护框架461移动到物侧，且相应地在凸轮槽部416d'的第二凸轮区域中将凸轮从动件601从位置t1移动到位置t2。

在本实施例中，在变焦状态中间态下当将增倍镜102安装到可换镜头时，凸轮从动件601在围绕光轴的方向上在凸轮槽部416d'的第二凸轮区域的端部处与止动部416e接触，并防止从中间态到广角的变焦。这样，变焦范围限制为Z2，且能够获得与第一实施例的效果相同的效果。

第一实施例和第二实施例已经描述的可换镜头是变焦环的旋转传递到变焦镜筒。然而，本发明类似地适用于通过根据检测到的变焦环旋转而操作电致动器来驱动变焦镜筒的电动变焦式可换镜头。

第三实施例

接下来是根据本发明的第三实施例。尽管第一实施例和第二实施例已经描述了透镜单元(455)在光轴方向上移动以进行变焦，但是透镜单元也可在光轴方向上移动以进行聚焦。

图8A示出根据本实施例的可换镜头700的截面。图8B示出可换镜头700和安装于其上的增倍镜710。可换镜头700是具有后聚焦式成像光学系统的单焦镜头，后聚焦式成像光学系统包括第一透镜组701和安置于第一透镜组701的像侧上的聚焦透镜组702。聚焦透镜组702在构成成像光学系统的多个透镜组(701、702)当中最靠近像侧安置。

第一透镜组701由基础镜筒703保持，且聚焦透镜组702由聚焦镜筒704保持。用作透镜单元的聚焦透镜单元(702、704)由聚焦透镜组702和将其保持的聚焦镜筒704构成。通过用作电致动器的聚焦致动器720来相对于基础镜筒703在光轴方向上驱动聚焦镜筒704。

MF环单元706在围绕光轴的方向上可旋转地由基础镜筒703支撑。当用户旋转MF环单元706时，传感器(未示出)检测此旋转，并且根据MF环单元706的旋转量来控制聚焦致动器720的操作，以使得聚焦镜筒704在光轴方向上移动。这样，执行MF。

安装部705设置于基础镜筒703的像侧端部处，并且如图8B中所示安装到相机(未示出)或增倍镜710。

图8A用实线示出在可移动范围中位于最靠近物侧(无限远端)的位置处的聚焦透镜单元(702、704)。虚线表示位于最靠近像侧(近端)的位置处的聚焦透镜单元(702、704)，以及位于无限远端∞与近端之间预定中间聚焦位置Y1处的聚焦透镜单元(702、704)。在以下描述中，聚焦透镜单元(702、704)的可移动范围中从Y1到近端的近侧范围(第一位置或第一可移动范围)将称作聚焦范围F1，且从∞到Y1的无限远侧范围(第二位置或第二可移动范围)将称作聚焦范围F2。

如图8B中所示，在增倍镜710中，增倍镜透镜组711由基础镜筒712保持。在基础镜筒712的物侧和像侧上设置有安装于可换镜头700上的镜头侧安装部705和安装于相机上的相机侧安装部714。基础镜筒712和增倍镜透镜组711的一部分比镜头侧安装部705进一步朝向物侧突出。因此，当增倍镜710如图8B中所示安装到可换镜头700时，增倍镜710中基础镜筒712和增倍镜透镜组711的一部分突出到可换镜头700中。

根据本实施例的可换镜头700的电气构型与图2中所示的电气构型相同。换句话说，可换镜头700具有在图8A和图8B中省略的镜头CPU。

在本实施例中，增倍镜710能够安装到聚焦透镜单元(702、704)位于聚焦范围F2中的可换镜头700。另一方面，当聚焦透镜单元(702、704)位于聚焦范围F1中时，增倍镜710的基础镜筒712的物侧端部干涉聚焦镜筒704的像侧端部，因此增倍镜710不能安装到可换镜头700。

在将可换镜头700安装到相机的情况下镜头CPU检测是否可换镜头700断电，并控制聚焦致动器移动以将聚焦透镜单元(702、704)移动到聚焦范围F2，以使得在下次使用可换镜头700时增倍镜710能够可拆卸地安装到可换镜头700。此后，镜头CPU切断电源。

图9示出由作为(移动)限制器的镜头CPU执行的处理。当安装到可换镜头700的增倍镜710(相机侧安装部714)安装到相机且相机电源通电时，启动的镜头CPU在步骤S901中检测增倍镜710是否安装到可换镜头700。

如果安装了增倍镜710，那么镜头CPU前进到步骤S902，并且以电气方式将聚焦透镜单元(702，704)的可移动范围限制为仅聚焦范围F2。更具体地，即使当MF环单元706从聚焦范围F2旋转到聚焦范围F1时，也控制聚焦致动器720的操作以使得聚焦透镜单元(702、704)不会移动到聚焦范围F1。

另一方面，如果未安装增倍镜710，那么流程前进到步骤S903，且镜头CPU控制致动器720的操作以使得能够根据MF环单元706的旋转操作而在聚焦范围F1和F2中移动聚焦透镜单元(702和704)。

在不用确保将增倍镜710安装于整个聚焦范围中所需的值作为最小后焦距值的情况下，根据本实施例的可换镜头700也能够使增倍镜710可拆卸地安装。在将增倍镜710安装到可换镜头700的情况下，聚焦范围限制为F2且在近侧上不能聚焦，但使用增倍镜710可在无限远侧上聚焦用于成像。

当增倍镜710安装到可换镜头700时，聚焦透镜单元(702、704)不移动到它会干涉增倍镜710的聚焦范围F1。

本实施例已经描述了镜头CPU检测增倍镜710是否安装到可换镜头700，并且限制聚焦透镜单元(702、704)移动。然而，相机CPU或增倍镜CPU能够检测增倍镜是否安装到可换镜头，并使镜头CPU作为移动限制器限制聚焦透镜单元(702、704)移动。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于所公开示例性实施例。以下权利要求的范围应赋予最广义的解释，以便涵盖所有变型以及等同的结构和功能。

上述实施例能够避免可移动透镜单元与安装的中间适配器之间的干涉。

Claims (14)

1.一种镜头设备，镜头设备的像侧部能够可拆卸地安装到附件上，镜头设备包括：

透镜单元，包括最靠近像侧部安置的透镜和保持透镜的保持构件，并且能够在光轴方向上移动；以及

限制器，配置成限制透镜单元的移动，

其特征在于，当透镜单元位于第一位置时，附件不能够安装到镜头设备；当透镜单元位于第二位置时，附件能够安装到镜头设备，

其中，当附件安装到镜头设备时，限制器限制透镜单元移动，以防止透镜单元与附件接触。

2.根据权利要求1所述的镜头设备，还包括可动构件，可动构件配置成在透镜单元移动时移动，

其特征在于，限制器包括移动限制构件，移动限制构件配置成与可动构件接触并限制透镜单元移动。

3.根据权利要求2所述的镜头设备，

其特征在于，可动构件能够围绕光轴旋转，

其中，移动限制构件在与光轴正交的方向上与可动构件接触以限制透镜单元移动。

4.根据权利要求2所述的镜头设备，其特征在于，可动构件由用户操作。

5.根据权利要求1所述的镜头设备，还包括能够在第三位置与第四位置之间移动的安装限制构件，在第三位置处安装限制构件与附件接触并限制附件安装到镜头设备，第四位置用于准许附件安装到镜头设备。

6.根据权利要求5所述的镜头设备，还包括控制构件，控制构件配置成在透镜单元位于第一位置时限制安装限制构件移动，并且在透镜单元位于第二位置时准许安装限制构件移动。

7.根据权利要求6所述的镜头设备，其特征在于，控制构件包括：

第一凸轮部，配置成通过绕光轴旋转来在光轴方向上移动透镜单元；以及

第二凸轮部，配置成在透镜单元位于第一位置时限制安装限制构件移动，并且在透镜单元位于第二位置时准许安装限制构件移动。

8.根据权利要求5所述的镜头设备，还包括偏压构件，偏压构件配置成对安装限制构件偏压；

其特征在于，当附件安装到镜头设备时，安装限制构件被附件按压并移动到第四位置，

其中，当附件从镜头设备拆下时，安装限制构件被偏压构件偏压并移动到第三位置。

9.根据权利要求1所述的镜头设备，其特征在于，限制器通过限制用于移动透镜单元的致动器的操作来限制透镜单元移动。

10.根据权利要求1所述的镜头设备，其特征在于，在变焦期间透镜单元在光轴方向上移动，且第一位置比第二位置更靠近广角端。

11.根据权利要求1所述的镜头设备，其特征在于，在聚焦期间透镜单元在光轴方向上移动，且第一位置比第二位置更靠近近侧。

12.一种光学设备，包括：

根据权利要求1至11中任一项所述的镜头设备；以及

附件，能够可拆卸地安装到像侧部。

13.根据权利要求12所述的光学设备，其特征在于，附件包括在将附件安装到镜头设备时位于镜头设备内的光学元件。

14.一种成像系统，包括：

根据权利要求1至11中任一项所述的镜头设备；

附件，能够可拆卸地安装到像侧部；以及

成像设备，附件能够可拆卸地安装到成像设备。

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