Электрический разъем для сменного объектива
ELECTRICAL CONNECTOR FOR INTERCHANGEABLE LENS

Изобретение относится к фотоаппаратам и сменным объективам для подключения электрооборудования, электрических устройств к корпусу фотоаппарата, а именно к электрическому разъему, связанному со сменой объектива, когда сменный объектив и фотоаппарат используют байонетное соединение, где каждый из них имеет электрическую схему и оснащен электрическими разъемами, позволяющими вести обмен различными видами информации, как об автоматической регулировке экспозиции, так и об автоматической фокусировке.
В последние годы ввиду развития и совершенствования электротехники, возникли предпосылки для создания цифровой аппаратуры, способной заменить пленочные аппараты. Для удобства потребителя многие процессы при фотосъемке были заменены с ручного выполнения на автоматическое. В частности, появилась возможность изменять значение диафрагмы в объективе и выполнять автоматический контроль экспозиции и автоматической фокусировки путем обеспечения передачи информации от объектива к корпусу фотоаппарата, проводимых посредством электрической сети. В настоящее время стали популярны и нашли широкое распространение цифровые фотоаппараты со сменными объективами для автоматического контроля экспозиции и автоматической фокусировки. В таких устройствах передача и прием сигнала от объектива к фотоаппарату осуществляется посредством электрической цепи. Но при использовании сменных объективов необходимо обеспечить надежное и стабильное соединение объектива с фотоаппаратом с помощью электрических контактов. С этой целью для передачи и приема сигналов в фотоаппарате и объективе в качестве электрического соединения предусмотрено наличие множества контактных элементов.
Примеры разъемов для электрического соединения между сменным объективом и цифровым фотоаппаратом, позволяющих выполнять автоматический контроль экспозиции и автоматической фокусировки, а также передающих информацию от объектива к корпусу фотоаппарата посредством электрической сети, будут приведены ниже.
Известны различные конструкции устройств электрического оборудования, используемых для сборки и подключения компонентов в фотоаппаратуре, в состав которых входит гибкая печатная плата.
В частности, в патенте Японии №58-63929, МПК G03B 17/14, опубликованном 16.04.1983, был предложен разъем с контактами для системы зеркального фотоаппарата, имеющий мотор в корпусе камеры и обеспечивающий соединение сменных объективов с автофокусом камеры. Этот разъем имеет штырьки в виде металлической пружины из токопроводящего материала, расположенные внутри корпуса контактной колодки. Один конец штырька закреплен неподвижно относительно корпуса контактной колодки, а на другом конце консольной части предусмотрена контактная часть для электрического соединения, которая выступает наружу из отверстия, выполненного в корпусе контактной колодки объектива. При соединении объектива с камерой в результате подключения между контактами объектива и контактами, находящимися на корпусе камеры, возникает токопроводимость при давлении контакта путем смещения его в качестве опоры относительно неподвижного корпуса. К недостаткам использования такой конструкции разъема для электрического соединения относятся: неплотности, образующиеся в небольшом зазоре между корпусом камеры и сменным объективом, а также возникающий регулярно незначительный люфт от механического соединения, который вызывает сбой подключения. Кроме того, при использовании камер с такими разъемами возникает ошибка из-за механического небольшого рассогласования между корпусом камеры и сменным объективом, которая может произойти при воздействии вибрации или удара в случае переноски, при которой контакт регулярно теряется, ослабляется давление прижима на контакт и возникают неисправности, которые являются сигналом для сбоя в работе.
Аналогичный метод предложен в патенте Японии №11-327022, МПК G02B 7/02; G03B 17/14; H01R 13/213, опубликованном 26.11.1999 г. В нем описан электрический разъем, предназначенный для соединения сменного объектива с камерой, и представлен способ для монтажа контактных штырьков в виде многослойной конструкции крепления токопроводящих пластин с множеством контактов на пластине. В этой конструкции проводящие части формируются на токопроводящей опорной плите, образованной в форме гребенки, а гребень зуба держит контакт с гибкой печатной платой и соответствующими контактами, сформированными на пластине и установленными в корпусе контактной колодки объектива и закрытыми крышкой. При этом токопроводящие части плиты совмещают с контактами пластинами таким образом, чтобы их части и отверстия на корпусе контактной колодки совпадали. Во время крепления съемного объектива к камере посредством вращения его вокруг оптической оси по отношению к корпусу камеры подвижные контактные штырьки прижимаются к корпусу камеры через разъем. Подключение электрических сигналов и питание объектива с камерой происходит посредством электрической цепи через токопроводящую пластину под действием нажатия упругой пружины, расположенной в корпусе контактной колодки объектива и оказывающей давление на контактные штырьки в соответствии с количеством точек соприкосновения. В данном изобретении показана сложная схема сборки токопроводящей группы контактов, где на корпус контактной колодки в соответствующие отверстия, расположенные в радиальном направлении, крепятся токопроводящие контактные штырьки, соединенные в виде пластины, которые расположены на проводящей опорной пластине, затем для обеспечения контактного давления предусмотрена контактная пружина и только потом соответственно стопорная пластина в качестве крышки. Опорная пластина имеет токопроводящие части, сформированные на гребневидной торцевой поверхности таким образом, что они соответствуют контактным штырькам, соединенным в виде пластины. Количество контактов в контактной пружине соответствует количеству контактов токопроводящей части, представленной на проводящей опорной пластине, которые вступают в контакт с токопроводящей группой контактных штырей, соединенных в виде пластины, оказывая на них дальнейшее давление с тем, чтобы они выступали из отверстий корпуса контактной колодки. Токопроводящие контактные штырьки, формованные с материалом на опорном элементе, запрессовываются в сквозные отверстия пластины. Затем путем разрезания опорного элемента с торца контактные штырьки остаются на пластине. И наконец, пластину с контактными штырьками изгибают в форме, соответствующей форме корпуса контактной колодки. Токопроводящие контактные штырьки электрически соединены с нижней поверхностью контактов проводящей опорной пластины. Это позволяет поставлять электрические сигналы и ток в цепи объектива от разъема к корпусу камеры. В другом варианте этого изобретения вместо пружины, используемой для давления на контактные штырьки, представлена эластичная резина, оказывающая аналогичное давление на контакты, или эластичная резиновая прокладка, сформированная из одного куска с множеством контактных штырьков. Но данная конструкция этого разъема для электрического соединения имеет большую трудоемкость при сборке токопроводящей группы контактных штырьков на пластине, сложную форму конфигурации контактов, а запрессовка контактных штырьков в опорную пластину приводит к дополнительному времени в процессе монтажа, а также громоздкость эластичной резины и ее недолговечность.
В патенте Японии №6-3740, МПК G03B 17/00; G03B 17/14; H01R 13/24, H01R 13/502, опубликованном 14.01.1994 г., описан электрический разъем для соединения сменного объектива с камерой, у которого корпус состоит их двух частей, где верхняя и нижняя крышки отлиты из пластика. При этом нижняя крышка может быть также изготовлена штамповкой из металла или методом литья, а в верхней крышке предусмотрено необходимое количество отверстий для размещения контактных штырьков. В качестве контактных пружин (лонжеронов) выполнены изогнутые пластины из токопроводящего металла. На конце внутренней периферийной поверхности изогнутых пластин расположены отверстия для крепления контактных штырьков. Количество контактных пружин соответствует необходимому количеству контактных штырьков. Кроме того, в данной конструкции используется гибкая печатная плата с печатным монтажом, имеющая токопроводящий рисунок на поверхности, закрепленная своими контактами между контактными пружинами и нижней крышкой разъема. При установке или замены объектива в камере через контактные штырьки объектива осуществляется передача и обмен различных электрических сигналов контактным штырькам камеры. Тем не менее, в этих электрических разъемах существует проблема стабильности и долговечности электрического соединения. В частности, если электрический разъем подвергается какой-либо силе или вибрации, то контактная пружина деформируется за счет эластичности и возникают проблемы, которые вызывают плохое соединение проводящего рисунка гибкой печатной платы и контактной пружины. Например, при замене объектива камеры, для того чтобы отделить объектив от камеры, необходимо повернуть объектив камеры в пределах угла поворота. Повторяя эту операцию, между контактной пружиной и проводящим рисунком могут попасть посторонние предметы. Кроме того, подсоединение и отсоединение сменных объективов приводит к увеличению давления контактной пружины на токопроводящий рисунок гибкой печатной платы, вызывая опасения его повреждений или царапин, что создает проблему в стойкости токопроводящего рисунка гибкой печатной платы. А когда проводящий рисунок поврежден, то производительность контактов ухудшается, создавая проблему, которая снижает срок службы электрического разъема.
Аналогичный метод предложен в патенте Японии №5668160, МПК G03B 17/14; H01R 12/77, опубликованном 12.02.2015 г. В нем описан электрический разъем для сменного объектива, состоящий их двух частей корпуса с расположенными между ними контактными элементами, прижимающими гибкую печатную плату. Контактный элемент представляет собой металлическую плоскую упругую пластину сложной формы, имеющую токопроводящий контакт для подключения с контактной частью камеры, и состоит из контактной выступающей части, которая сдавливается внутри корпуса разъема при присоединении контактов камеры и объектива, эластичного фасонного участка с внутренней упругой частью, выходящего из контактной части и прочно зажатого между пластинами корпуса разъема, работающего по принципу рычага, а также концевой части в качестве свободного конца, которая функционирует как точка опоры для перемещения контактной выступающей части внутри корпуса разъема. Верхняя пластина корпуса разъема имеет отверстия для вставки подвижно расположенных контактных выступающих частей и перегородки для разделения внутренних упругих частей контактного элемента, уложенных между нижней и верхней пластинами корпуса разъема, скрепленных друг с другом. Пластины корпуса выполнены из пластинчатых смол, изогнутых в форме дуги. Данная форма формируется в соответствии с формой объектива при соединении с корпусом камеры. В корпусе разъема между верхней и нижней пластинами размещена гибкая печатная плата, которая предварительно закрепляется фиксирующим средством, например клеем, к нижней пластине. Контактная выступающая часть контактных элементов расположена в отверстиях верхней пластины корпуса разъема и запрессована совместно с эластичным фасонным участком внутренней упругой части, создающей усилие пружины, поэтому обеспечивается высокая проводимость и надежность соединения разъема. На внутреннюю упругую часть создается большое давление в зоне контакта по принципу рычагов, поэтому она имеет форму V-образного сечения на стороне, противоположной стороне выступания контактов. Для повышения жесткости внутренней упругой части, из-за прилагаемых к ней больших усилий пружины по системе рычагов, ее величина шире, чем величина контактных выступающих частей контакта. Кроме того, эластичный фасонный участок с внутренней упругой частью обеспечивает электрическое соединение путем давления на гибкую печатную плату. Таким образом, когда контактная выступающая часть поджимается за счет соединения с контактами камеры, эластичный фасонный участок с внутренней упругой частью разъема объектива по принципу рычага плотно прижат и входит в контакт с гибкой печатной платой, создавая через контактную выступающую часть надежную проводимость во внутренние контактные части. Примененный эластичный фасонный участок с внутренней упругой частью в виде V-образного сечения пружины позволяет уменьшить размеры разъема и компонентов по высоте, что способствовало его миниатюризации. Контактный элемент в описанном изобретении не имеет фиксированного положения относительно корпуса разъема, как в других конструкциях представленных разъемов, а слегка прессует контактную часть гибкой печатной платы за счет эластичного фасонного участка с внутренней упругой частью в виде V-образного сечения пружины. К недостаткам описанной конструкции изобретения относятся: уменьшение контактного усилия за счет уменьшения величины V-образного сечения эластичного фасонного участка с внутренней контактной частью; а также расшатывание пластин корпуса разъема контактным элементом, не имеющего фиксированного положения, что становится причиной плохого электрического соединения. Кроме того, подсоединение и отсоединение сменных объективов приводит к увеличению давления эластичного фасонного участка с внутренней упругой частью, вызывая царапины и повреждения токопроводящего рисунка на гибкой печатной плате, создавая проблемы в ее надежности и стойкости.
Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения является конструкция электрического разъема для сменного объектива, описанная в патенте Японии №2009-288336, МПК G03B 17/14, H04N 5/225 опубликованном 10.12.2009 г. В описанном патенте для обеспечения надежного электрического соединения в электрическом разъеме контактный элемент непосредственно закреплен путем расчеканки на гибкой печатной плате с токопроводящим рисунком. Таким образом, между контактными элементами и токопроводящим рисунком гибкой печатной платы предотвращается попадание инородных тел, поэтому создается стабильное электрическое соединение. Кроме того, контактный элемент имеет выступающую из гибкой печатной платы концевую часть, непосредственно на которую установлен один конец пружины, а другой конец пружины находится в выемке, образованной в крышке корпуса разъема, что позволяет его надежно удерживать с обоих концов. Гибкая печатная плата с контактными элементами зажата между корпусом и крышкой разъема. Поскольку контактный элемент и пружина являются отдельными деталями, а токопроводящий рисунок гибкой печатной платы расположен с другой стороны от пружины, то в процессе деформации предотвращается повреждение токопроводящего рисунка, что также обеспечивает стабильное электрическое соединение объектива с камерой. При соединении объектива с камерой в результате подключения контактные элементы объектива подпираются пружинами и высовываются из отверстий корпуса разъема, подключаясь электрически к контактам камеры. Между контактами объектива и контактами, находящимися на корпусе камеры, возникает токопроводимость. Но в данной описанной конструкции изобретения есть и свои недостатки: высокая стоимость ремонта электрического разъема, потому что компоненты в электрической цепи припаяны, а также возможно отслоение контактного элемента от гибкой печатной платы под действием давления пружины.
Стоит также отметить, что во всех вышеописанных конструкциях электрических разъемов предусмотрен небольшой зазор между выступающей частью контактных элементов и отверстиями в корпусе разъема для вставки подвижно расположенных контактных элементов, что способствует попаданию инородных тел, вызывая нестабильное электрическое соединение.
Задачей предлагаемого изобретения является создание электрического разъема, обеспечивающего стабильную передачу электрических сигналов от фотоаппарата к сменному объективу.
Технический результат заключается в создании электрического разъема для электрического соединения фотоаппарата и сменного объектива, обеспечивающего простоту сборки и надежность конструкции для передачи электрических сигналов, сохраняющего стабильное электрическое соединение, не оказывающего повреждений токопроводящего рисунка гибкой печатной платы.
Это достигается тем, что в электрическом разъеме для сменного объектива, обеспечивающего электрическое соединение фотоаппарата и сменного объектива, содержащем корпусную часть, выполненную с отверстиями для установки контактных элементов, причем контактные элементы установлены с возможностью выступа из отверстий корпусной части электрического разъема, гибкую печатную плату с токопроводящим рисунком с контактными площадками, совпадающими по расположению с отверстиями в корпусной части и контактирующими с контактными элементами, при этом контактные элементы подпружинены упругими элементами, а электрический разъем снабжен крышкой, прижимающей гибкую печатную плату и контактные элементы к корпусной части электрического разъема, согласно изобретению контактные элементы выполнены в виде верхних и нижних втулок с размещенными между ними упругими элементами, крышка выполнена в виде опорной пластины, входящей в зацепление с корпусной частью электрического разъема.
Кроме того, в электрическом разъеме контактные элементы могут быть установлены в корпусной части электрического разъема с возможностью радиального перемещения относительно оптической оси или перемещения вдоль оптической оси, при этом корпусная часть электрического разъема может быть выполнена с зацепами для вставки опорной пластины, кроме того, корпусная часть электрического разъема и опорная пластина могут быть выполнены изогнутыми, а контактные элементы расположены параллельно направлению изгиба корпусной части разъема.
На фиг. 1 - фиг. 8 изображен первый вариант исполнения сменного объектива в различных проекциях с размещенным на нем электрическим разъемом, в котором контактные элементы установлены с возможностью радиального перемещения относительно оптической оси.
На фиг. 9 - фиг. 15 изображен второй вариант исполнения сменного объектива в различных проекциях с размещенным на нем электрическим разъемом, в котором контактные элементы установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси.
На фиг. 16 - фиг. 22 изображен третий вариант исполнения сменного объектива в различных проекциях с размещенным на нем электрическим разъемом, в котором контактные элементы установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси при небольшом диаметре оптического блока.
На фиг. 23 - фиг. 25 представлены различные изображения по первому варианту исполнения сменного объектива с размещенным на нем электрическим разъемом, в котором контактные элементы установлены с возможностью радиального перемещения относительно оптической оси.
На фиг. 1 представлен вид в перспективе по первому варианту исполнения сменного объектива с размещенным на нем электрическим разъемом, в котором контактные элементы установлены с возможностью радиального перемещения относительно оптической оси.
На фиг. 2 представлен вид в перспективе корпусной части электрического разъема по первому варианту исполнения сменного объектива с размещенным на нем электрическим разъемом, в котором контактные элементы установлены с возможностью радиального перемещения относительно оптической оси.
На фиг. 3 показан разрез контактного элемента, показывающий структуру его внутренних компонентов.
На фиг. 4 показан вид в перспективе гибкой печатной платы электрического разъема.
На фиг. 5 показан вид в перспективе опорной пластины электрического разъема, выполненной по первому варианту исполнения, в котором контактные элементы установлены с возможностью радиального перемещения относительно оптической оси.
На фиг. 6 представлен вид в перспективе электрического разъема по первому варианту исполнения с радиальным расположением контактных элементов относительно оптической оси.
На фиг. 7 представлен вид сзади, со стороны гибкой печатной платы, электрического разъема по первому варианту исполнения с радиальным расположением контактных элементов относительно оптической оси.
На фиг. 8 представлен вид в разрезе А-А, проходящем через контактный элемент, показывающий внутренние компоненты электрического разъема по первому варианту исполнения, в котором контактные элементы установлены с возможностью радиального перемещения относительно оптической оси.
На фиг. 9 представлен вид в перспективе по второму варианту исполнения сменного объектива с размещенным на нем электрическим разъемом, в котором контактные элементы установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси.
На фиг. 10 представлен вид сзади, со стороны оптического блока сменного объектива по второму варианту исполнения с размещенным на нем электрическим разъемом, в котором контактные элементы установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси.
На фиг. 11 представлен вид в перспективе корпусной части электрического разъема по второму варианту исполнения сменного объектива с размещенным на нем электрическим разъемом, в котором контактные элементы установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси.
На фиг. 12 показан вид в перспективе опорной пластины электрического разъема, выполненной по второму варианту исполнения, в котором контактные элементы установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси.
На фиг. 13 представлен вид в разрезе Б-Б, проходящем через контактный элемент, показывающий внутренние компоненты электрического разъема по второму варианту исполнения, в котором контактные элементы установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси.
На фиг. 14 представлен вид B, показывающий изнутри компоненты электрического разъема по второму варианту исполнения, в котором контактные элементы установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси.
На фиг. 15 представлен вид в перспективе электрического разъема по второму варианту исполнения, в котором контактные элементы установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси.
На фиг. 16 представлен вид в перспективе по третьему варианту исполнения сменного объектива с размещенным на нем электрическим разъемом, в котором контактные элементы установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси при небольшом диаметре оптического блока.
На фиг. 17 представлен вид сзади, со стороны оптического блока, сменного объектива по третьему варианту исполнения с размещенным на нем электрическим разъемом, в котором контактные элементы установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси при небольшом диаметре оптического блока.
На фиг. 18 представлен вид в перспективе корпусной части электрического разъема по третьему варианту исполнения сменного объектива с размещенным на нем электрическим разъемом, в котором контактные элементы установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси при небольшом диаметре оптического блока.
На фиг. 19 показан вид в перспективе опорной пластины электрического разъема, выполненной по третьему варианту исполнения сменного объектива с размещенным на нем электрическим разъемом, в котором контактные элементы установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси при небольшом диаметре оптического блока.
На фиг. 20 представлен вид в разрезе Г-Г, проходящем через контактный элемент, показывающий внутренние компоненты электрического разъема по третьему варианту исполнения, в котором контактные элементы установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси при небольшом диаметре оптического блока.
На фиг. 21 представлен вид Д, показывающий изнутри компоненты электрического разъема по третьему варианту исполнения, в котором контактные элементы установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси при небольшом диаметре оптического блока.
На фиг. 22 представлен вид в перспективе электрического разъема по третьему варианту исполнения, в котором контактные элементы установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси при небольшом диаметре оптического блока.
На фиг. 23 представлено трехмерное изображение в разрезе по контактным элементам, показывающее внутренние компоненты электрического разъема по первому варианту исполнения с радиальным расположением контактных элементов относительно оптической оси.
На фиг. 24 представлено изображение в перспективе сзади, со стороны гибкой печатной платы, электрического разъема по первому варианту исполнения с радиальным расположением контактных элементов относительно оптической оси.
На фиг. 25 представлено изображение на виде сзади, со стороны гибкой печатной платы, электрического разъема по первому варианту исполнения с радиальным расположением контактных элементов относительно оптической оси.
На фиг. 1 представлен вид в перспективе сменного объектива 1 по первому варианту исполнения с прикрепленным к нему, посредством крепежных винтов 2 со стороны выступающей торцевой части байонетного соединения 3, электрическим разъемом 4. При этом контактные элементы 5, выступающие из электрического разъема 4 сменного объектива 1, расположены радиально относительно оптической оси с возможностью перпендикулярного их перемещения по отношению к оптической оси для соединения с цифровым фотоаппаратом (не показан). При присоединении сменного объектива 1 к цифровому фотоаппарату (не показан) байонетное соединение 3 сменного объектива 1 устанавливается в байонетное соединение фотоаппарата (не показано). После монтажа сменного объектива 1, который размещается внутри фотоаппарата, сигнал по электрической цепи фотоаппарата через электрический разъем 4 передается в сменный объектив 1.
На фиг. 2 представлен вид в перспективе корпусной части 6 электрического разъема 4 по первому варианту исполнения сменного объектива 1 с размещенным на нем электрическим разъемом 4, в котором контактные элементы 5 установлены с возможностью радиального перемещения относительно оптической оси. Корпусная часть 6 электрического разъема 4 выполнена из неметаллических материалов, форма которой повторяет форму кривой байонетного соединения 3 сменного объектива 1, с отверстиями 7, расположенными по краю вдоль продольного направления наружной поверхности корпусной части 6 электрического разъема 4. Отверстия 7 предназначены для контактных элементов 5, и их количество соответствует количеству контактных элементов 5. На обоих концевых участках корпусной части 6 электрического разъема 4 в окружном направлении имеются отверстия 8 для крепления корпусной части 6 к внутренней поверхности байонетного соединения 3 сменного объектива 1 с помощью крепежных винтов 2.
Контактный элемент 5, изображенный в разрезе на (фиг. 3), представляет собой законченный узел сборки, состоящий из двух втулок: верхней 9 и нижней 10 с размещенным внутри упругим элементом 11 в виде пружины. Упругий элемент 11 надежно фиксируется во внутреннем цилиндрическом отверстии верхней втулки 9, а благодаря завальцовке верхняя втулка 9, поджимаемая установленным внутри упругим элементом 11, не может выйти из нижней втулки 10, создавая перемещение верхней втулки 9 внутри нижней втулки 10 под действием упругого элемента 11, что обеспечивает ее надежное крепление.
На фиг. 4 показан вид в перспективе гибкой печатной платы 12 электрического разъема 4, имеющей гибко-жесткую конструкцию, что обуславливается условиями применения, а именно: гибкая часть 13 предназначена для взаимодействия с подпружиненными контактными элементами 5, расположенными по радиусу дуги (конструктив модуля), и осуществления электрической связи контактов с электронными компонентами по сложной траектории, а жесткая часть 14 предназначена для установки на ней электронных компонентов, не предназначенных для размещения на гибкой части 13 (например, микроконтроллера), а также для размещения контактных площадок для программирования. На гибкой печатной плате 12 токопроводящий рисунок 15 для электрического соединения контактных элементов 5 формируется из медной фольги, где область контактов покрыта покровной пленкой (не показана).
На фиг. 5 показан вид в перспективе опорной пластины 16 электрического разъема 4, выполненной по первому варианту исполнения, в котором контактные элементы 5 установлены с возможностью радиального перемещения относительно оптической оси. Опорная пластина 16 служит для удержания контактных элементов 5 от выпадания из отверстий 7 корпусной части 6 электрического разъема 4. Для надежного позиционирования опорной пластины 16 в корпусной части 6 электрического разъема 4 предусмотрены направляющие полозья 17 с обоих концов опорной пластины 16, имеющие выступающие части.
На фиг. 6 - фиг. 8 представлены различные проекции и разрез А-А, проходящий через контактный элемент, показывающий внутренние компоненты электрического разъема 4 по первому варианту исполнения с радиальным расположением контактных элементов 5 относительно оптической оси. В нем контактные элементы 5 установлены в отверстиях 7 с внутренней стороны корпусной части 6 электрического разъема 4. При этом между отверстиями 7 корпусной части 6 электрического разъема 4 и контактными элементами 5 нет зазора, способствующего попаданию инородных тел, а выступающие из отверстий 7 наружной поверхности корпусной части 6 электрического разъема 4 верхние втулки 9 контактных элементов 5 постоянно поджаты упругими элементами 11 к завальцовке нижних втулок 10. Корпусная часть 6 электрического разъема 4 выполнена с зацепами 18 с двух сторон для вставки опорной пластины 16, удерживающей контактные элементы 5 от выпадания. Гибкая печатная плата 12 с токопроводящим рисунком 15 на поверхности согнута в дугообразное состояние в соответствии с формой корпусной части 6 электрического разъема 4 и зажата между контактными элементами 5 опорной пластиной 16, имеющей свойства плоской пружины и используемой в качестве крышки электрического разъема 4. При вставлении опорной пластины 16 в зацепы 18 корпусной части 6 электрического разъема 4, она приобретает изогнутый контур дугообразной формы, повторяющий форму корпусной части 6 электрического разъема 4 так, чтобы изгиб находился в направлении расположения контактных элементов 5, а также служил для удержания контактных элементов 5 от выпадания. С помощью отверстий 8, расположенных на обоих концевых участках корпусной части 6 в окружном направлении, электрический разъем 4 крепится к внутренней поверхности байонетного соединения 3 сменного объектива 1 с помощью крепежных винтов 2.
На фиг. 9 - фиг. 10 представлен вид в перспективе и со стороны оптического блока сменного объектива 1 по второму варианту исполнения с прикрепленным к нему, посредством крепежных винтов 2 со стороны выступающей торцевой части байонетного соединения 3, электрическим разъемом 19. При этом контактные элементы 5, выступающие из электрического разъема 19 сменного объектива 1, установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси объектива для соединения с цифровым фотоаппаратом (не показан). При присоединении сменного объектива 1 к цифровому фотоаппарату (не показан) байонетное соединение 3 сменного объектива 1 устанавливается в байонетное соединение фотоаппарата (не показано). После монтажа сменного объектива 1, который размещается внутри фотоаппарата, сигнал по электрической цепи фотоаппарата через электрический разъем 19 передается в сменный объектив 1.
На фиг. 11 представлен вид в перспективе корпусной части 20 электрического разъема 19 по второму варианту исполнения сменного объектива 1 с размещенным на нем электрическим разъемом 19, в котором контактные элементы 5 установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси. Корпусная часть 20 электрического разъема 19 выполнена из неметаллических материалов, форма которой повторяет форму кривой байонетного соединения 3 сменного объектива 1, с отверстиями 7, расположенными по краю торцевой поверхности 21 вдоль продольного направления наружной поверхности корпусной части 20 электрического разъема 19. Отверстия 7 предназначены для контактных элементов 5, и их количество соответствует количеству контактных элементов 5. На обоих концевых участках корпусной части 20 электрического разъема 19 в окружном направлении имеются отверстия 8 для крепления его к внутренней поверхности байонетного соединения 3 сменного объектива 1 с помощью крепежных винтов 2.
На фиг. 12 показан вид в перспективе опорной пластины 22 электрического разъема 19, выполненной по второму варианту исполнения, в котором контактные элементы 5 установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси. Опорная пластина 22 служит для удержания контактных элементов 5 от выпадания из отверстий 7 корпусной части 20 электрического разъема 19. Для надежного позиционирования опорной пластины 22 в корпусной части 20 электрического разъема 19 предусмотрены направляющие полозья 23 с обоих концов опорной пластины 22, имеющие выступающие части.
На фиг. 13 - фиг. 15 представлены различные проекции и разрез Б-Б, проходящий через контактный элемент, показывающий внутренние компоненты электрического разъема 19 по второму варианту исполнения, в котором контактные элементы 5 установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси. Контактные элементы 5 (фиг. 3), описанные ранее в электрическом разъеме 4 по первому варианту исполнения, установлены в отверстиях 7 с внутренней стороны корпусной части 20 электрического разъема 19. При этом между отверстиями 7 корпусной части 20 электрического разъема 19 и контактными элементами 5 нет зазора, способствующего попаданию инородных тел, а выступающие из отверстий 7 торцевой поверхности 21 вдоль продольного направления наружной поверхности корпусной части 20 электрического разъема 19 верхние втулки 9 контактных элементов 5 постоянно поджаты упругими элементами 11 к завальцовке нижних втулок 10. Корпусная часть 20 электрического разъема 19 выполнена с зацепами 24 с двух сторон для вставки опорной пластины 22, удерживающей контактные элементы 5 от выпадания. Гибкая печатная плата 12 с токопроводящим рисунком 15 на поверхности (фиг. 4), описанная ранее в электрическом разъеме 4 по первому варианту исполнения, согнута в дугообразное состояние в соответствии с формой корпусной части 20 электрического разъема 19 и зажата между контактными элементами 5 опорной пластиной 22, имеющей свойства плоской пружины и используемой в качестве крышки электрического разъема 19. При установке опорной пластины 22 в зацепы 24 корпусной части 20 электрического разъема 19 она приобретает изогнутый контур дугообразной формы, повторяющий форму корпусной части 20 электрического разъема 19 так, чтобы изгиб находился в направлении расположения контактных элементов 5, а также служил для удержания контактных элементов 5 от выпадания. С помощью отверстий 8, расположенных на обоих концевых участках корпусной части 20 в окружном направлении, электрический разъем 19 крепится к внутренней поверхности байонетного соединения 3 сменного объектива 1 с помощью крепежных винтов 2.
На фиг. 16 - фиг. 17 представлен вид в перспективе и со стороны оптического блока сменного объектива 1 по третьему варианту исполнения с прикрепленным к нему, посредством крепежных винтов 2 со стороны выступающей торцевой части байонетного соединения 3, электрическим разъемом 25. При этом контактные элементы 5, выступающие из электрического разъема 25 сменного объектива 1, установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси объектива при условии небольшого диаметра оптического блока для соединения с цифровым фотоаппаратом (не показан). При присоединении сменного объектива 1 к цифровому фотоаппарату (не показан) байонетное соединение 3 сменного объектива 1 устанавливается в байонетное соединение фотоаппарата (не показано). После монтажа сменного объектива 1, который размещается внутри фотоаппарата, сигнал по электрической цепи фотоаппарата через электрический разъем 25 передается в сменный объектив 1.
На фиг. 18 представлен вид в перспективе корпусной части 26 электрического разъема 25 по третьему варианту исполнения сменного объектива 1 с размещенным на нем электрическим разъемом 25, в котором контактные элементы 5 установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси при условии небольшого диаметра оптического блока. Корпусная часть 26 электрического разъема 25 выполнена из неметаллических материалов, форма которой повторяет форму кривой байонетного соединения 3 сменного объектива 1, с отверстиями 7, расположенными по краю внутренней торцевой перемычки 27 вдоль продольного направления наружной поверхности корпусной части 26 электрического разъема 25. Отверстия 7 предназначены для контактных элементов 5, и их количество соответствует количеству контактных элементов 5. На обоих концевых участках корпусной части 26 электрического разъема 25 в окружном направлении имеются отверстия 8 для крепления его к внутренней поверхности байонетного соединения 3 сменного объектива 1 с помощью крепежных винтов 2.
На фиг. 19 показан вид в перспективе опорной пластины 28 электрического разъема 25, выполненного по третьему варианту исполнения, в котором контактные элементы 5 установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси при условии небольшого диаметра оптического блока. Опорная пластина 28 служит для удержания контактных элементов 5 от выпадания из отверстий 7 корпусной части 26 электрического разъема 25. Для надежного позиционирования опорной пластины 28 в корпусной части 26 электрического разъема 25 предусмотрены направляющие полозья 29 с обоих концов опорной пластины 28, имеющие выступающие части.
На фиг. 20 - фиг. 22 представлены различные проекции и разрез Г-Г, проходящий через контактный элемент, показывающий внутренние компоненты электрического разъема 25 по третьему варианту исполнения, в котором контактные элементы 5 установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси при условии небольшого диаметра оптического блока. Контактные элементы 5 (фиг. 3), описанные ранее в электрическом разъеме 4 по первому варианту исполнения, установлены в отверстиях 7 с внутренней стороны корпусной части 26 электрического разъема 25. При этом между отверстиями 7 корпусной части 26 электрического разъема 25 и контактными элементами 5 нет зазора, способствующего попаданию инородных тел, а выступающие из отверстий 7 внутренней торцевой перемычки 27 вдоль продольного направления наружной поверхности корпусной части 26 электрического разъема 25 верхние втулки 9 контактных элементов 5 постоянно поджаты упругими элементами 11 к завальцовке нижних втулок 10. Корпусная часть 26 электрического разъема 25 выполнена с зацепами 30 с двух сторон для вставки опорной пластины 28, удерживающей контактные элементы 5 от выпадания. Гибкая печатная плата 12 с токопроводящим рисунком 15 на поверхности (фиг. 4), описанная ранее в электрическом разъеме 4 по первому варианту исполнения, согнута в дугообразное состояние в соответствии с формой корпусной части 26 электрического разъема 25 и зажата между контактными элементами 5 опорной пластиной 28, имеющей свойства плоской пружины и используемой в качестве крышки электрического разъема 25. При установке опорной пластины 28 в зацепы 30 корпусной части 26 электрического разъема 25 она приобретает изогнутый контур дугообразной формы, повторяющий форму корпусной части 26 электрического разъема 25 так, чтобы изгиб находился в направлении расположения контактных элементов 5, а также служит для удержания контактных элементов 5 от выпадания. С помощью отверстий 8, расположенных на обоих концевых участках корпусной части 26 в окружном направлении, электрический разъем 25 крепится к внутренней поверхности байонетного соединения 3 сменного объектива 1 с помощью крепежных винтов 2.
Сборку электрического разъема 4 по первому варианту исполнения, в котором контактные элементы 5 установлены с возможностью радиального перемещения относительно оптической оси, начинают с последовательной установки контактных элементов 5, представляющих собой законченный узел сборки, состоящий из двух втулок, верхней 9 и нижней 10, с размещенными внутри упругими элементами 11 в виде пружин. Контактные элементы 5 устанавливаются в отверстия 7 с внутренней стороны корпусной части 6 электрического разъема 4, при этом верхние втулки 9 контактных элементов 5 выступают из наружной корпусной части 6 электрического разъема 4. Затем размещается гибкая печатная плата 12 с токопроводящим рисунком 15 на поверхности, где под каждую нижнюю втулку 10 контактного элемента 5 непосредственно подкладывается контактная площадка гибкой печатной платы 12 токопроводящего рисунка 15. После чего в зацепы 18 корпусной части 6 электрического разъема 4 устанавливается выполняющая роль крышки опорная пластина 16, поджимающая гибкую печатную плату 12 с токопроводящим рисунком 15 к контактным элементам 5. Теперь сборка соединения электрического разъема 4 с возможностью радиального перемещения контактных элементов 5 относительно оптической оси завершена. Далее собранный электрический разъем 4 устанавливают на заданное положение в торцевой выступающей части байонетного соединения 3 сменного объектива 1 и закрепляют с помощью крепежных винтов 2.
Сборку электрического разъема 19 по второму варианту исполнения, в котором контактные элементы 5 установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси начинают, как и в первом варианте исполнения, с последовательной установки контактных элементов 5, представляющих собой законченный узел сборки, состоящий из двух втулок, верхней 9 и нижней 10, с размещенными внутри упругими элементами 11 в виде пружин. Контактные элементы 5 вставляются в отверстия 7 с внутренней стороны корпусной части 20 электрического разъема 19, расположенные по краю торцевой поверхности 21. При этом верхние втулки 9 контактных элементов 5 выступают из торцевой поверхности 21 корпусной части 20 электрического разъема 19. Затем размещается гибкая печатная плата 12 с токопроводящим рисунком 15 на поверхности, где под каждую нижнюю втулку 10 контактного элемента 5 непосредственно подкладывается контактная площадка гибкой печатной платы 12 токопроводящего рисунка 15. После чего в зацепы 24 корпусной части 20 электрического разъема 19 вставляется выполняющая роль крышки опорная пластина 22, поджимающая гибкую печатную плату 12 с токопроводящим рисунком 15 к контактным элементам 5. Теперь сборка соединения электрического разъема 19 с возможностью перемещения контактных элементов 5 вдоль оптической оси завершена. Далее собранный электрический разъем 19 устанавливают на заданное положение в торцевой выступающей части байонетного соединения 3 сменного объектива 1 и закрепляют его с помощью крепежных винтов 2.
Сборку электрического разъема 25 по третьему варианту исполнения, в котором контактные элементы 5 установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси при условии небольшого диаметра оптического блока, начинают, как и в первом варианте исполнения, с последовательной установки контактных элементов 5, представляющих собой законченный узел сборки, состоящий из двух втулок, верхней 9 и нижней 10, с размещенным внутри упругим элементом 11 в виде пружины. Контактные элементы 5 вставляются в отверстия 7 с внутренней стороны корпусной части 26 электрического разъема 25, расположенные по краю внутренней торцевой перемычки 27. При этом верхние втулки 9 контактных элементов 5 выступают из внутренней торцевой перемычки 27 корпусной части 26 электрического разъема 25. Затем размещается гибкая печатная плата 12 с токопроводящим рисунком 15 на поверхности, где под каждую нижнюю втулку 10 контактного элемента 5 непосредственно подкладывается контактная площадка гибкой печатной платы 12 токопроводящего рисунка 15. После чего в зацепы 30 корпусной части 26 электрического разъема 25 вставляется выполняющая роль крышки опорная пластина 28, поджимающая гибкую печатную плату 12 с токопроводящим рисунком 15 к контактным элементам 5. Теперь сборка соединения электрического разъема 25 с возможностью перемещения контактных элементов 5 вдоль оптической оси при условии небольшого диаметра оптического блока завершена. Далее собранный электрический разъем 25 устанавливают на заданное положение в торцевой выступающей части байонетного соединения 3 сменного объектива 1 и закрепляют его с помощью крепежных винтов 2.
Работают электрические разъемы 4, или 19, или 25 следующим образом. При присоединении сменного объектива 1 в фотоаппарат (не показан) байонетное соединение 3 сменного объектива 1 устанавливается в байонетное соединение фотоаппарата (не показано). Электрический разъем 4, или 19, или 25, смонтированный на торцевой выступающей части байонетного соединения 3 сменного объектива 1, соединяется с электрическим разъемом фотоаппарата (не показан). При этом верхние втулки 9 контактных элементов 5, выступающие из наружной поверхности корпусной части 6, или торцевой поверхности 21, или внутренней торцевой перемычки 27 соответствующих электрических разъемов 4, или 19, или 25 под действием выталкивания упругим элементом 11, непосредственно упираются в группу контактов фотоаппарата, обеспечивая с ними соединение. Далее, после подключения фотоаппарата, сигнал по электрической цепи через электрический разъем 4, или электрический разъем 19, или электрический разъем 25 передается в сменный объектив 1, который размещается внутри фотоаппарата и под действием выталкивания упругим элементом 11, имеющим достаточную силу, чтобы обеспечить контакт с группой контактов фотоаппарата, подключается к ним электрически. Нижние втулки 10 контактных элементов 5 плотно поджаты к токопроводящим частям рисунка 15, расположенного на гибкой печатной плате 12, удерживаемой соответственно опорной пластиной 16, или опорной пластиной 22, или опорной пластиной 28, поэтому сигнал через них проходит к другим элементам гибкой печатной платы 12, обеспечивая надежное соединение. Таким образом, электрическая цепь подключена и источник питания, установленный в фотоаппарате, подает по электрической схеме электрический сигнал и питание на сменный объектив 1. Поэтому можно использовать различные функции для передачи электрических сигналов от фотоаппарата к сменному объективу 1, такие как, например, автоматический контроль экспозиции и автоматической фокусировки. Кроме того, даже если есть небольшое отклонение, вызванное вибрацией или ударом между контактами фотоаппарата и сменным объективом 1, то связь поддерживается за счет механического соединения путем выталкивания упругим элементом 11 верхних втулок 9 контактных элементов 5 к группе контактов фотоаппарата, обеспечивая высокую надежность соединения электрических разъемов 4, или 19, или 25.
В любом случае, описанные в настоящем изобретении электрические разъемы можно собрать просто и легко, обеспечив надежное стабильное электрическое соединение контактных элементов непосредственным поджимом упругими элементами к токопроводящим частям рисунка гибкой печатной платы. Кроме того, в данном изобретении упругий элемент эффективно удерживается во внутреннем пространстве контактного элемента, что обусловлено ее фиксированным расположением. А когда электрический разъем подвергается воздействию силы или вибрации, то из-за надежного фиксированного расположения упругого элемента на него практически не оказывается никакого влияния, поэтому передается стабильное электрическое соединение между объективом и фотоаппаратом. Кроме того, токопроводящий рисунок, расположенный на гибкой печатной плате, прижимается к основанию нижней втулки контактного элемента, которая не перемещается, как во всех приведенных в изобретениях вышеописанных конструкциях электрических разъемов, что способствует стабильному электрическому соединению. Следует также отметить, что если будет применена сила или вибрация к электрическому разъему, то можно поддерживать в нем хорошее электрическое соединение из-за отсутствия повреждений токопроводящего рисунка гибкой печатной платы по причине отсутствия контактирования его с упругим элементом. Кроме того, расположение упругих элементов внутри контактных элементов позволяет уменьшить размеры электрического разъема и компонентов по высоте, что способствует его миниатюризации.
Предлагаемое изобретение не ограничивается количеством контактных элементов электрического разъема. Кроме того, различные модификации электрических разъемов, представленные в изобретении, позволяют их применять как при расположении контактных элементов, выступающих из электрического разъема сменного объектива перпендикулярно оптической оси, так и в расположении контактных элементов, выступающих из электрического разъема сменного объектива в направлении вдоль оптической оси, и даже при условии небольшого диаметра оптического блока.
Таким образом, создан электрический разъем для соединения объектива и фотоаппарата простой конфигурации, который легко собирается, надежно работает без отслаивания контактных элементов под действием упругого элемента ввиду расположения упругого элемента внутри контактных элементов, без повреждения токопроводящего рисунка гибкой печатной платы по причине отсутствия контактирования токопроводящего рисунка с упругим элементом, без перемещения гибкой печатной платы и контактного элемента под действием упругого элемента, а также отсутствует зазор в отверстиях корпусной части разъема, что предотвращает попадание инородных тел. Все это способствует низкой стоимости производства и низким затратам на ремонт электрического разъема. Кроме того, предусмотрено надежное механическое соединение и подключение к электросети между устройствами фотоаппарата и объектива, обеспечивающее поддержание непрерывности связи даже при нагрузках, которые возникают при вибрации или ударе.