JP2008033005A - カメラのマウント構造 - Google Patents

Abstract

【課題】多数の接続端子を配置しながらも、耐久性が高く、且つレンズユニットを確実に固定可能なカメラのマウント構造を提供する。
【解決手段】デジタルカメラ２を、レンズユニット３と、カメラ本体４とから構成する。レンズユニット３のレンズ側マウント５を円柱形状に形成する。レンズ側マウント５は、その中心軸と平行な外周面２２を有する。外周面２２の周方向には、約１２０°の略等角間隔で配された溝部２２ａがチャック部として形成されている。さらに、外周面２２の周方向に沿って溝部と交互となる位置には、複数の接続端子からなるレンズ側接続端子群２７がそれぞれ設けられている。本体側マウント６は、レンズ側マウント５が嵌合する円柱形状に凹となる凹部４０と、この凹部４０に嵌合したレンズ側マウント５をチャックするグリッパ６４を含むチャック機構とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮影レンズが組み込まれたレンズユニットに設けられたレンズ側マウントと、カメラ本体の前面に設けられたカメラ本体側マウントとからなるカメラのマウント構造に関する。

ＣＣＤなどの固体撮像素子を用いて撮像した撮影画像をデジタルの画像データに変換し、内蔵メモリやメモリカードなどの記録媒体に記録するデジタルカメラが普及している。デジタルカメラの中には、撮影レンズが組み込まれた交換用のレンズユニットと、このレンズユニットが着脱自在に装着されるカメラ本体とから構成され、各種レンズユニットを交換してユーザの意図する撮影に対応するレンズ交換式のものがある。

従来のレンズ交換式のデジタルカメラでは、固体撮像素子をカメラ本体側に配置するのが一般的であった（例えば、特許文献１〜３参照）。ところが、固体撮像素子をカメラ本体側に配置する場合、レンズユニット側の撮影レンズとカメラ本体側の撮像素子とが正確な位置関係となる光学的な接続としなければならないため、マウントの構成部品は高い寸法精度が要求される。このため、製造コスト上昇の原因となっていた。そこで、本出願人は、固体撮像素子をレンズユニット側に配置したレンズ交換式のデジタルカメラを提案している。このデジタルカメラでは、レンズユニット装着時に光学的な接続を必要とせず、レンズユニットとカメラ本体とを電気的に接続させるだけで良いことから、マウントの製造コスト上昇を抑制することが可能である。
特開平８−２２７０９６号公報 特開２００２−３４１４２３号公報 特開２００３−１５６７９０号公報

しかしながら、固体撮像素子をレンズユニット側に配置したレンズ交換式のデジタルカメラでは、固体撮像素子が取得した撮影画像の画像信号などの電気信号をレンズユニットとカメラ本体との間で送受信するために、マウントには多数の接続端子を配することが必要になる。

また、従来のマウントとしては、レンズユニット側にバヨネット爪を形成するとともにカメラ本体側にバヨネット溝を形成し、レンズユニット装着時にこれらを噛み合わせるバヨネット構造のものが知られているが、この構造ではバヨネット爪とバヨネット溝とが比較的強く摺接するため、これらに多数の接続端子を設けた場合、磨耗等による経時劣化の可能性がある。

特許文献２には、レンズユニット側のマウントを断面矩形の凸状に形成するとともに、カメラ本体側のマウントを凹状に形成する技術が記載されている。凸状のマウント部は光軸に平行な４面の側面を有しており、これらの側面のうち左右の２面がクランプされる面となっている。しかし、この構造では、装着後のレンズユニットに上下方向の強い力がかかったときに、レンズユニットがカメラ本体に対して少しではあるが移動してしまうことがあった。仮に、凸状に形成されたマウント部の上下面に接続端子を配置した場合には、これらの接続端子に無理な力がかかって変形したり破損したりするおそれが生じる。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、多数の接続端子を配置しながらも、耐久性が高く、且つレンズユニットを確実に固定可能なカメラのマウント構造を提供することを目的とする。

撮影レンズが組み込まれたレンズユニットに設けられたレンズ側マウントと、カメラ本体の前面に設けられレンズ側マウントと着脱自在に係合する本体側マウントとからなり、これらが係合することによってレンズユニットがカメラ本体に装着され且つ電気的に接続されるカメラのマウント構造であって、レンズ側マウントは、レンズユニットの後端部から突出する略円柱形状に形成されており、その中心軸の周りに、周方向に互いに間隔を置いて形成された少なくとも３つのチャック部と、周方向に沿ってチャック部と交互に配されたレンズ側接続端子が設けられており、本体側マウントは、レンズ側マウントを嵌合させる円柱形状に凹となる凹部が形成され、凹部の内周面にチャック機構と本体側接続端子とが設けられ、レンズ側マウントが凹部に嵌め込まれたときに、チャック機構がチャック部を保持してレンズユニットをカメラ本体に固定し、本体側接続端子がレンズ側接続端子と接触してレンズユニットをカメラ本体に電気的に接続させることを特徴とする。

なお、チャック機構は、凹部の中心を通る中心線に対して左右対称に配設されていることが好ましい。

また、チャック部には溝部が形成されており、チャック機構は、レンズ側マウントが凹部に嵌合したとき、溝部に進入してレンズ側マウントを把持するチャック位置から、溝部から離脱してレンズ側マウントの把持を解除する退避位置までの間を往復運動する把持部材を有することが好ましい。

また、レンズ側マウントは、その外周面が本体側接続端子の配設される凹部の内周面と僅かに離間して嵌合するように形成されており、本体側接続端子は、レンズ側マウントが凹部に嵌合されたときにレンズ側接続端子に接触するようにバネ付勢されていることが好ましい。

また、レンズユニットは、撮影レンズによって結像した被写体像を撮像する固体撮像素子を内蔵していることが好ましい。

本発明のカメラのマウント構造によれば、レンズ側マウントは、レンズユニットの後端部から突出する略円柱形状に形成されており、その中心軸の周りに、周方向に互いに間隔を置いて形成された少なくとも３つのチャック部と、周方向に沿ってチャック部と交互に配されたレンズ側接続端子が設けられており、本体側マウントは、レンズ側マウントを嵌合させる円柱形状に凹となる凹部が形成され、凹部の内周面にチャック機構と本体側接続端子とが設けられ、レンズ側マウントが凹部に嵌め込まれたときに、チャック機構がチャック部を保持してレンズユニットをカメラ本体に固定し、本体側接続端子がレンズ側接続端子と接触してレンズユニットをカメラ本体に電気的に接続させることより、レンズを光軸回りに回転させずにカメラ本体に着脱させることができるため、レンズ側マウントと本体側マウントとは、耐久性が高く、装着／離脱を長年繰り返しても確実に固定可能である。

また、チャック機構は、凹部の中心を通る中心線に対して左右対称に配設されていることより、カメラ本体に装着したレンズユニットは、所定の位置に精度良く固定され、位置がずれることを防止できる。

また、チャック部には溝部が形成されており、チャック機構は、レンズ側マウントが凹部に嵌合したとき、溝部に進入してレンズ側マウントを把持するチャック位置から、溝部から離脱してレンズ側マウントの把持を解除する退避位置までの間を往復運動する把持部材を有することより、レンズユニットをカメラ本体に確実に固定することができる。

また、レンズ側マウントは、その外周面が本体側接続端子の配設される凹部の内周面と僅かに離間して嵌合するように形成されており、本体側接続端子は、レンズ側マウントが凹部に嵌合されたときにレンズ側接続端子に接触するようにバネ付勢されていることより、レンズ側マウントと本体側マウントとが互いに強い力を及ぼすことはなく、レンズ側接続端子と本体側接続端子とには、耐久性がある。

図１に示すように、デジタルカメラ２は、レンズユニット３と、カメラ本体４とから構成される。レンズユニット３に設けられたレンズ側マウント５を、カメラ本体４に設けられた本体側マウント６に着脱自在に係合することによってレンズユニット３がカメラ本体４に装着され且つ電気的に接続される。レンズ側マウント５と本体側マウント６とからデジタルカメラ２のマウントが構成されている。

レンズユニット３は円柱形状に形成されている。レンズユニット３には撮影レンズ１０が組み込まれると共に、この撮影レンズ１０によって結像される被写体像を撮像するＣＣＤイメージセンサ１１が内蔵されている。レンズユニット３の内部は密閉されており外部から塵埃等が侵入することがないため、ＣＣＤイメージセンサ１１の受光領域１８に塵埃が付着することはなく、撮影画像の画質は良好に保たれる。

カメラ本体４の上面には、撮影時に押圧操作されるレリーズボタン１２と、撮影／再生モードの切替え時に操作されるモード操作部１３とが設けられている。カメラ本体４の前面上部にはストロボ発光部１４ａが設けられている。また、カメラ本体４の後面には、撮影画像や各種設定条件が表示されるＬＣＤ１５と、電源スイッチ１６と、ズーム操作部１７とが設けられている（図６参照）。

図１及び図２に示すように、レンズ側マウント５は、レンズユニット３の後端部３ａから突出するレンズ光軸と略平行に配された中心軸に沿って円柱形状に形成されている。レンズ側マウント５は、その中心軸と平行な外周面２２を有する。外周面２２には、周方向に約１２０°の略等角間隔で配された溝部２２ａ、２２ｂ、２２ｃが形成されている。この溝部２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、チャック部として機能し、レンズ側マウント５の係合時に、後述するグリッパ（把持部材）６２、６４、６６がそれぞれ進入する。さらに、外周面２２の周方向に沿って溝部２２ａ、２２ｂ、２２ｃと交互となる位置には、複数の接続端子からなるレンズ側接続端子群２７、２８、２９がそれぞれ設けられている。接続端子を３つのレンズ側接続端子群２７、２８、２９に分散して配置しているため、レンズ側マウント５の内部における配線を束ねる必要がなく、配線構造が複雑になることを防止できる。特に、本実施形態では、レンズユニット３にＣＣＤイメージセンサ１１を内蔵しており、レンズユニット３とカメラ本体４との間で送受信するデータ量が大きくなり、配線を多数配置しなければならないため、上記構成が効果的である。なお、３つのレンズ側接続端子群２７、２８、２９のうち、ＣＣＤイメージセンサ１１の受光領域１８の上辺１８ａに最も近接する位置に、レンズ側接続端子群２７が位置する。

レンズユニット３の外周面にはマーク５０が印されている。このマーク５０は、レンズ側接続端子群２７の近傍に印されている。また、カメラ本体４の前面上部にはマーク５１が印されている。このマーク５１は、カメラ本体４の前面において、凹部４０の本体側接続端子群４７（図３等参照）の近傍に印されている。レンズ側マウント５を本体側マウント６に装着するときには、レンズユニット３のマーク５０及びカメラ本体４のマーク５１の位置を合わせて装着動作を行う。

図１及び図３に示すように、本体側マウント６は、カメラ本体４の前面に設けられており、カメラ本体４の前後方向（レンズユニット３の挿脱方向）に深さを有する凹部４０を有している。この凹部４０は、レンズ側マウント５の形状に合わせて円柱形状に凹として形成され、カメラ本体４の前後方向と平行な内周面４２を有する。内周面４２は、周方向に約１２０°の略等角間隔で配された退避溝４２ａ、４２ｂ、４２ｃが形成されている。この退避溝４２ａ、４２ｂ、４２ｃには、チャック機構６０のグリッパ６２、６４、６６が退避している。さらに、内周面４２の周方向に沿って退避溝４２ａ、４２ｂ、４２ｃと交互となる位置には、複数の接続端子からなる本体側接続端子群４７、４８、４９がそれぞれ設けられている。なお、チャック機構６０のグリッパ６２、６４、６６は、カメラ本体４の上下方向であって凹部４０の中心を通る中心線に対して左右対称に配設されている。

マーク５０、５１の位置を合わせてレンズ側マウント５を凹部４０挿入すると、レンズ側マウント５の溝部２２ａ、２２ｂ、２２ｃが本体側マウント６のグリッパ６２、６４、６６にそれぞれ対面し、レンズ側接続端子群２７、２８、２９は本体側接続端子群４７、４８、４９にそれぞれ接触し、これらの接続端子が電気的に接続する。このとき、レンズ側マウント５の外周面２２と、本体側マウント６の内周面４２とは、僅かに離間する。これにより、レンズ側マウント５の挿入時にレンズ側マウント５と本体側マウント６とが強い力で摺動することを防止でき、耐久性がある。

図４に示すように、本体側接続端子群４７の接続端子は板バネ状に形成されており、先端部４７ａがカメラ本体４の前後方向（レンズユニット３の挿脱方向）に垂直な方向且つ凹部４０の求心方向に付勢された状態になっている。本体側接続端子群４８、４９の接続端子も、本体側接続端子群４７の接続端子と同様に形成されている。

図３に示すように、本体側マウント６は、チャック機構６０を備えている。チャック機構６０は、グリッパ６２、６４、６６と、これらのグリッパ６２、６４、６６を移動させるグリッパ移動機構６７と、グリッパ移動機構６７を操作する操作部材６８とから構成される。

各グリッパ６２、６４、６６の把持部６２ａ、６４ａ、６６ａは、ゴムを材料としており、把持面はなだらかな凹凸形状となっている。グリッパ移動機構６７は、各グリッパ６２、６４、６６を図３に示す退避位置と、図５に示すチャック位置との間で移動させる。各グリッパ６２、６４、６６は、退避位置ではそれぞれ退避溝４２ａ、４２ｂ、４２ｃに入り込んでおり、チャック位置では内周面４２から突出する。

操作部材６８（図１参照）は、カメラ本体４の前面に設けられたスライド溝６９の下端部に位置するオン位置と、スライド溝６９の上端部に位置するオフ位置との間で移動し、手動操作される。操作部材６８をオフ位置からオン位置に移動させると、この操作力がグリッパ移動機構６７を介して各グリッパ６２、６４、６６に伝達され、各グリッパ６２、６４、６６が退避位置からチャック位置に移動する。また、操作部材６８をオン位置からオフ位置に手動で移動させると、この操作力がグリッパ移動機構６７を介して各グリッパ６２、６４、６６に伝達され、各グリッパ６２、６４、６６がチャック位置から退避位置に移動する。グリッパ移動機構としては、例えば、リンク機構を用いる。

なお、グリッパ移動機構として、電力の供給を受けて駆動するアクチュエータを用いても良い。この場合には、操作部材の代わりにスイッチを用い、このスイッチがオン操作されたときに、アクチュエータが駆動してグリッパがチャック位置に移動し、一方、スイッチがオフ操作されたときに、アクチュエータが駆動してグリッパが退避位置に移動する構成にする。アクチュエータはグリッパに１対１に対応する数設けても良いし、１機だけ設け、この１機のアクチュエータの駆動力を各グリッパに伝達させても良い。

図６に示すように、レンズ駆動モータ８０は、モータドライバ８１に接続されており、モータドライバ８１を介してレンズユニット用システム制御部８２（以下、単に「システム制御部８２」という）によって駆動を制御されている。

ＣＣＤイメージセンサ１１は、ＣＣＤドライバ８３に接続されており、ＣＣＤドライバ８３を介してシステム制御部８２によって駆動を制御される。ＣＣＤイメージセンサ１１は、光学的な被写体画像を電気的な撮像信号に変換して出力する。撮像信号はアンプ８４で適当なレベルに増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路８５によってデジタル変換されて画像データになる。この画像データは、レンズ側接続端子群２７、２８、２９及び本体側接続端子群４７、４８、４９を介して、カメラ本体４側へと送信される。システム制御部８２では、カメラ本体用システム制御部８６（以下、単に「システム制御部８６」という）からの指令に基づいてレンズユニット３側の撮影処理を管制している。

レンズユニット３からの画像データはメモリ８７に書き込まれる。信号処理部８８は、メモリ８７から画像データを読み出し、階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正等の各種画像処理を施す。画像処理が施された画像データはＬＣＤドライバ８９へ入力され、ＬＣＤ１５に画像として表示される。

レリーズボタン１２が押圧操作されたときには、メディアコントローラ９０の制御によって、画像処理が施された画像データが記録メディア９１に記録される。また、レリーズボタン１２が押圧操作されると、撮影環境からの光量に応じてストロボ１４が駆動される。システム制御部８６は、システム制御部８２に指令を送るとともに、カメラ本体４側の撮影処理、画像表示処理、記録処理等を管制している。システム制御部８６には、レリーズボタン１２、モード操作部１３、電源スイッチ１６、ズーム操作部１７が接続されている。

カメラ本体４の内部にはバッテリ９２が配置され、カメラ本体４の各部に電力を供給している。また、このバッテリ９２は、本体側接続端子群４７、４８、４９及びレンズ側接続端子群２７、２８、２９を介してレンズユニット３側にも電力を供給する。

以下、上記構成によるデジタルカメラ２の作用について説明する。マーク５０とマーク５１を対応させてレンズユニット３とカメラ本体４の姿勢を定め、レンズ側マウント５を本体側マウント６の凹部４０に挿入する（図１参照）。図７（Ａ）に示すように、レンズ側マウント５の溝部２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、本体側マウント６のグリッパ６２、６４、６６にそれぞれ対面する。また、レンズ側接続端子群２７、２８、２９は、本体側接続端子群４７、４８、４９にそれぞれ接触し、これらの接続端子が電気的に接続する。

操作部材６８（図１、図３参照）をオフ位置からオン位置に移動させると、この操作力がグリッパ移動機構６７（図３参照）を介して各グリッパ６２、６４、６６に伝達され、図７（Ｂ）に示すように、各グリッパ６２、６４、６６が退避位置からチャック位置に移動する。グリッパ６２、６４、６６は、溝部２２ａ、２２ｂ、２２ｃにそれぞれ入り込んで溝部の底面を押圧する。これにより、レンズ側マウント５は、カメラ本体４の上下方向であって凹部４０の中心を通る中心線に対して左右対称となる３方向から均一な力でチャックされることとなり、確実に保持される。グリッパ６２、６４、６６が溝部２２ａ、２２ｂ、２２ｃにそれぞれ入り込んでいるため、レンズ側マウント５の離脱を防止し、ロック機能の役割を果たすこととなる。

電源スイッチ１６をオンにし、モード操作部１３を操作して撮影モードに設定すると、ＬＣＤ１５にはスルー画が表示され撮影が可能な状態になる。レリーズボタン１２を押圧操作すると、その時点で得られた画像データがレンズ側接続端子群２７、２８、２９及び本体側接続端子群４７，４８、４９を介してカメラ本体側へ送られ、記録メディア９１に記録される。モード操作部１３を操作して再生モードに設定すると、記録メディア９１に記録された画像をＬＣＤ１５に表示することができる。

撮影を終えた後、レンズユニット３を取り外す場合には、操作部材６８をオフ位置に移動させる。操作部材６８をオフ位置に移動させると、この操作力がグリッパ移動機構６７を介して各グリッパ６２、６４、６６に伝達され、図７（Ａ）に示すように、各グリッパ６２、６４、６６が退避位置に移動する。レンズ側マウント５には把持する力が働いていないため、レンズ側マウント５を凹部４０から容易に離脱させることができる。また、レンズ側マウント５の外周面２２と、本体側マウント６の内周面４２とが僅かに離間しているので、強い摺動力で着脱させる必要がなく、耐久性がある。

なお、上記実施形態において、チャック機構６０を構成するグリッパが３つである場合を例に説明したが、これに限定されるのではなく、互いに間隔を置いて４つ以上であっても良い。この場合、レンズ側マウント５は、グリッパに対応する数の溝部が形成されている必要がある。

また、上記実施形態において、レンズ側マウント５には、外周面２２に接続端子が配置されている場合を例に説明したが、これに限定されるのではなく、底面（後端面）に配置されていても良い。この場合、本体側マウント６には、凹部４０の底面に配置されている必要がある。

また、上記実施形態において、本体側マウント６に配置された接続端子が板バネ状に形成されている場合を例に説明したが、これに限定されるのではなく、本体側マウント６の凹部４０の内周面４２に垂直に延びるようにガイド溝を設け、このガイド溝内にスライド自在に接続端子を配置し、この接続端子をコイルバネなどによってバネ付勢する構成にしても良い。

また、上記実施形態において、固体撮像素子がレンズユニット３側に配置されている場合を例に説明したが、これに限定されるのではなく、カメラ本体４側に配置されていても良い。

レンズユニットとカメラ本体との前方外観斜視図である。 レンズユニットの後方外観斜視図である。 本体側マウントの概略構成図である。 カメラ本体を前後方向に切断したときの本体側マウントの要部横断面図である。 グリッパがチャック位置に移動したときの本体側マウントを示す図である。 レンズユニット及びカメラ本体の電気的構成を示すブロック図である。 本体側マウントに挿入されたレンズ側マウントのグリッパによる保持を説明する図である。

符号の説明

２ デジタルカメラ
３ レンズユニット
４ カメラ本体
５ レンズ側マウント
６ 本体側マウント
１１ ＣＣＤイメージセンサ
２２ 外周面
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ 溝部
２７〜２９ レンズ側接続端子群
４０ 凹部
４２ 内周面
４７〜４９ 本体側接続端子群
６０ チャック機構
６７ グリッパ移動機構
６８ 操作部材

Claims (5)

1. 撮影レンズが組み込まれたレンズユニットに設けられたレンズ側マウントと、カメラ本体の前面に設けられ前記レンズ側マウントと着脱自在に係合する本体側マウントとからなり、これらが係合することによって前記レンズユニットが前記カメラ本体に装着され且つ電気的に接続されるカメラのマウント構造において、
   前記レンズ側マウントは、前記レンズユニットの後端部から突出する略円柱形状に形成されており、その中心軸の周りに、周方向に互いに間隔を置いて形成された少なくとも３つのチャック部と、前記周方向に沿って前記チャック部と交互に配されたレンズ側接続端子が設けられており、
   前記本体側マウントは、前記レンズ側マウントを嵌合させる円柱形状に凹となる凹部が形成され、前記凹部の内周面にチャック機構と本体側接続端子とが設けられ、
   前記レンズ側マウントが前記凹部に嵌め込まれたときに、前記チャック機構が前記チャック部を保持して前記レンズユニットを前記カメラ本体に固定し、前記本体側接続端子が前記レンズ側接続端子と接触して前記レンズユニットを前記カメラ本体に電気的に接続させることを特徴とするカメラのマウント構造。
2. 前記チャック機構は、前記凹部の中心を通る中心線に対して左右対称に配設されていることを特徴とする請求項１記載のカメラのマウント構造。
3. 前記チャック部には溝部が形成されており、
   前記チャック機構は、前記レンズ側マウントが前記凹部に嵌合したとき、前記溝部に進入して前記レンズ側マウントを把持するチャック位置から、前記溝部から離脱して前記レンズ側マウントの把持を解除する退避位置までの間を往復運動する把持部材を有することを特徴とする請求項１又は２記載のカメラのマウント構造。
4. 前記レンズ側マウントは、その外周面が前記本体側接続端子の配設される前記凹部の内周面と僅かに離間して嵌合するように形成されており、
   前記本体側接続端子は、前記レンズ側マウントが前記凹部に嵌合されたときに前記レンズ側接続端子に接触するようにバネ付勢されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載のカメラのマウント構造。
5. 前記レンズユニットは、前記撮影レンズによって結像した被写体像を撮像する固体撮像素子を内蔵していることを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載のカメラのマウント構造。

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