单焦距镜头系统和具有该单焦距镜头系统的摄像装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及单焦距镜头系统和具有该单焦距镜头系统的摄像装置。
【背景技术】
[0002] 在使用望远镜头或超望远镜头（以下设定设为望远镜头）的拍摄中，得到将远处 的被摄体或较小的被摄体拉至拍摄者的眼前的效果。因此，望远镜头广泛用于运动场景的 拍摄、野鸟等野生动物的拍摄、天体的拍摄等各种场景。
[0003] 作为这种场景的拍摄中使用的望远镜头，存在日本特开2008-145584号公报和日 本特开平11-160617号公报所公开的望远镜头。
[0004] 在上述场景的拍摄中，摄像装置的机动性的优劣尤为重要。这里，机动性例如是指 携带的容易性、手持拍摄时的稳定性、对焦速度的高速性等。为了使装置的机动性优良，优 选光学系统是小型轻量的。并且，光学系统能够更快地对焦在被摄体上也是左右机动性优 劣的重要要素。
[0005] 专利文献1所公开的望远镜头、例如第1实施例的望远镜头的全长相对于焦距较 长，所以机动性较差。
[0006] 并且，专利文献2所公开的望远镜头、例如第1实施例的望远镜头的全长相对于焦 距较长，所以机动性较差。并且，主要利用构成长焦（telephoto)的负透镜组进行对焦，但 是，该负透镜组（对焦组）的小径化存在极限。由此，难以实现对焦组的轻量化，因此，难以 实现对焦机构的轻量化。因此，难以提高机动性，即难以实现光学系统的小型化、轻量化、对 焦速度的高速化。
[0007] 并且，专利文献2所公开的望远镜头、例如第5实施例的望远镜头的全长相对于焦 距较短，所以能够在某种程度上实现光学系统的小型化。但是，与第1实施例的望远镜头同 样，主要利用构成长焦的负透镜组进行对焦，所以，不能说充分实现了光学系统的轻量化和 对焦速度的高速化。
【发明内容】
[0008] 本发明是鉴于这种课题而完成的，其目的在于，提供机动性优良、并且良好地校正 了像差的单焦距镜头系统和具有该单焦距镜头系统的摄像装置。
[0009] 为了解决上述课题并实现目的，本发明的单焦距镜头系统沿着光轴从物体侧朝向 像侧依次具有前侧透镜组和包含开口光圈的后侧透镜组，其中，在光轴上不包含其他透镜 组，后侧透镜组具有负屈光力的对焦透镜组，对焦透镜组配置在比开口光圈更靠像侧的位 置，并且在从无限远物体朝向近距离物体的对焦时沿着光轴移动，前侧透镜组不包含在光 轴方向上移动的透镜，后侧透镜组不包含在对焦时以外在光轴方向上移动的透镜。
[0010] 并且，本发明的另一个单焦距镜头系统沿着光轴从物体侧朝向像侧依次具有前侧 透镜组和后侧透镜组，其中，在光轴上不包含其他透镜组，前侧透镜组从物体侧朝向像侧依 次具有正屈光力的第1透镜组和负屈光力的第2透镜组，后侧透镜组具有对焦透镜组，对焦 透镜组在从无限远物体朝向近距离物体的对焦时沿着光轴移动，前侧透镜组不包含在光轴 方向上移动的透镜，后侧透镜组不包含在对焦时以外在光轴方向上移动的透镜。
[0011] 并且，本发明的摄像装置具有：光学系统；以及摄像元件，其具有摄像面，并且将 通过光学系统形成在摄像面上的像转换为电信号，其中，光学系统是上述单焦距镜头系统 中的任意一方。
[0012] 根据本发明，能够提供机动性优良、并且良好地校正了像差的单焦距镜头系统和 具有该单焦距镜头系统的摄像装置。
【附图说明】
[0013] 图1A、图1B是本发明的单焦距镜头系统的无限远物体对焦时的透镜剖视图，图1A 是实施例1的单焦距镜头系统的透镜剖视图，图1B是实施例2的单焦距镜头系统的透镜剖 视图。
[0014] 图2A、图2B是本发明的单焦距镜头系统的无限远物体对焦时的透镜剖视图，图2A 是实施例3的单焦距镜头系统的透镜剖视图，图2B是实施例4的单焦距镜头系统的透镜剖 视图。
[0015] 图3A、图3B是本发明的单焦距镜头系统的无限远物体对焦时的透镜剖视图，图3A 是实施例5的单焦距镜头系统的透镜剖视图，图3B是实施例6的单焦距镜头系统的透镜剖 视图。
[0016] 图4是本发明的单焦距镜头系统的无限远物体对焦时的透镜剖视图，是实施例7 的单焦距镜头系统的透镜剖视图。
[0017] 图5A、图5B、图5C、图ro是实施例1的单焦距镜头系统的无限远物体对焦时的像 差图，图5E、图5F、图5G、图5H是近距离物体对焦时的像差图。
[0018] 图6A、图6B、图6C、图6D是实施例2的单焦距镜头系统的无限远物体对焦时的像 差图，图6E、图6F、图6G、图6H是近距离物体对焦时的像差图。
[0019] 图7A、图7B、图7C、图7D是实施例3的单焦距镜头系统的无限远物体对焦时的像 差图，图7E、图7F、图7G、图7H是近距离物体对焦时的像差图。
[0020] 图8A、图8B、图8C、图8D是实施例4的单焦距镜头系统的无限远物体对焦时的像 差图，图8E、图8F、图8G、图8H是近距离物体对焦时的像差图。
[0021] 图9A、图9B、图9C、图9D是实施例5的单焦距镜头系统的无限远物体对焦时的像 差图，图9E、图9F、图9G、图9H是近距离物体对焦时的像差图。
[0022] 图10A、图10B、图10C、图10D是实施例6的单焦距镜头系统的无限远物体对焦时 的像差图，图10E、图10F、图10G、图10H是近距离物体对焦时的像差图。
[0023] 图11A、图11B、图11C、图11D是实施例7的单焦距镜头系统的无限远物体对焦时 的像差图，图11E、图11F、图11G、图11H是近距离物体对焦时的像差图。
[0024] 图12是组入了实施例1的单焦距镜头系统的数字照相机的剖视图。
[0025] 图13是示出上述数字照相机的外观的前方立体图。
[0026] 图14是上述数字照相机的后方立体图。
[0027] 图15是上述数字照相机的主要部的内部电路的结构框图。
【具体实施方式】
[0028] 下面，根据附图对本发明的单焦距镜头系统和具有该单焦距镜头系统的摄像装置 的实施方式和实施例进行详细说明。另外，本发明不由该实施方式和实施例限定。
[0029] 在本实施方式的单焦距镜头系统的说明之前，对本实施方式的单焦距镜头系统所 具有的基本结构进行说明。另外，以下，适当将"单焦距镜头系统"设为"镜头系统"。
[0030] 在第1基本结构中，镜头系统沿着光轴从物体侧朝向像侧依次具有前侧透镜组和 包含开口光圈的后侧透镜组，在光轴上不包含其他透镜组，后侧透镜组具有负屈光力的对 焦透镜组，对焦透镜组配置在比开口光圈更靠像侧，并且在从无限远物体朝向近距离物体 的对焦时沿着光轴移动，前侧透镜组不包含在光轴方向上移动的透镜，后侧透镜组不包含 在对焦时以外在光轴方向上移动的透镜。
[0031] 如上所述，镜头系统从物体侧朝向像侧依次具有前侧透镜组和包含开口光圈的后 侧透镜组。这里，镜头系统在光轴上不包含其他透镜组、即前侧透镜组和后侧透镜组以外的 透镜组。由此，配置在光轴上的透镜组仅为前侧透镜组和后侧透镜组。由于玻璃罩和各种 光学滤镜不是透镜组，所以可以配置在光轴上（光路中）。
[0032] 通过使后侧透镜组包含开口光圈，在比前侧透镜组更靠像侧配置具有开口光圈的 后侧透镜组。由此，能够实现后侧透镜组的小径化。并且，通过利用后侧透镜组内的透镜 (透镜组）进行对焦，能够使对焦单元非常小径化。
[0033] 另外，也可以构成为使开口光圈相对于后侧透镜组独立。该情况下，也在比前侧透 镜组更靠像侧配置具有开口光圈的后侧透镜组。由此，能够实现后侧透镜组的小径化。并 且，通过利用后侧透镜组内的透镜（透镜组）进行对焦，能够使对焦单元非常小径化。
[0034] 为了缩短镜头系统的全长，以包含长焦结构的方式构成镜头系统，并且需要加强 长焦结构发挥的作用（以下适当设为"长焦结构的作用"）。为了加强长焦结构的作用，在 最靠物体侧配置正屈光力的透镜组、在其像侧配置负屈光力的透镜组即可。由此，能够加强 长焦结构的作用，并且，主要能够进行球差、慧差和像散的校正。
[0035] 这里，后侧透镜组具有负屈光力的对焦透镜组。因此，例如设前侧透镜组的屈光力 为正屈光力，通过增大正屈光力，能够加强长焦结构的作用。其结果，能够缩短镜头系统的 全长。
[0036] 并且，将对焦透镜组配置在比开口光圈更靠像侧，在从无限远物体朝向近距离物 体的对焦时使对焦透镜组沿着光轴移动。由此，能够利用后侧透镜组进行对焦。其结果，能 够实现对焦透镜组的小径化。并且，由于能够实现对焦透镜组的小径化，所以，还能够使对 焦单元（包含对焦透镜组和移动机构的结构）非常小径化。另外，对焦透镜组至少为1个 即可，但是也可以是多个。
[0037] 并且，通过增大对焦透镜组的屈光力，能够加强长焦结构的作用。由此，由于还提 高了对焦透镜组的倍率，所以，能够提高对焦灵敏度。通过在能够使透镜组小径化的后侧透 镜组内配置对焦透镜组，能够容易地实现。由此，能够实现对焦透镜组的轻量化，并且能够 减少对焦时的对焦透镜组的移动量，所以，能够实现对焦速度的高速化。
[0038] 并且，前侧透镜组不包含在光轴方向上移动的透镜。即，前侧透镜组始终静止。在 前侧透镜组不包含在光轴方向上移动的透镜的情况下，即使增大前侧透镜组的屈光力，通 过加强前侧透镜组内的各透镜的像差校正作用，也能够良好地校正前侧透镜组中的球差、 慧差和像散。而且，由于能够良好地校正前侧透镜组中的像差，所以，能够减小后侧透镜组 中的像差校正的负担比例。其结果，能够在确保良好的成像性能的前提下，增大对焦透镜组 的屈光力并加强长焦结构的作用。
[0039] 另外，当利用前侧透镜组内的透镜（透镜组）进行对焦、变焦或手抖校正等时，使 前侧透镜组内的透镜移动。当使前侧透镜组内的透镜移动时，伴随透镜的移动，大多产生球 差、慧差和像散（变动）。
[0040] 并且，在前侧透镜组中，由于光线高较高，所以，与后侧透镜组相比，这些像差的产 生量较大。因此，当使前侧透镜组内的透镜移动时，成像性能劣化。为了防止成像性能的劣 化，需要减少这些像差的产生（变动）。
[0041] 这样，当使前侧透镜组内的透镜移动时，在前侧透镜组中，需要同时实现长焦结构 的作用的维持和像差校正。因此，通过不将移动的透镜配置在前侧透镜组内，减轻前侧透镜 组中的像差校正的负担比例。其结果，例如在设前侧透镜组的屈光力为正屈光力并增大正 屈光力的情况下，通过与后侧透镜组内的负屈光力的透镜组的组合，也能够进一步加强长 焦结构的作用。
[0042] 并且，后侧透镜组不包含在对焦时以外在光轴方向上移动的透镜。由此，能够简化 后侧透镜组的结构。
[0043] 对第1-1实施方式的单焦距镜头系统进行说明。第1-1实施方式的单焦距镜头系 统沿着光轴从物体侧朝向像侧依次具有前侧透镜组和包含开口光圈的后侧透镜组，在光轴 上不包含其他透镜组，后侧透镜组具有负屈光力的对焦透镜组，对焦透镜组配置在比开口 光圈更靠像侧，并且在从无限远物体朝向近距离物体的对焦时沿着光轴移动，前侧透镜组 不包含在光轴方向上移动的透镜，后侧透镜组不包含在对焦时以外在光轴方向上移动的透 镜，后侧透镜组具有正屈光力的像侧透镜组，像侧透镜组配置在比对焦透镜组更靠像侧，并 且至少具有正透镜和负透镜，满足以下的条件式（1)。
[0044] 0. 06<|ffo/f|<0, 4 (1)
[0045] 其中，
[0046]f是无限远物体对焦时的单焦距镜头系统的焦距，
[0047]ff。是对焦透镜组的焦距。
[0048] 在第1-1实施方式的镜头系统中，在上述第1基本结构的基础上，后侧透镜组具有 正屈光力的像侧透镜组，像侧透镜组配置在比对焦透镜组更靠像侧，并且至少具有正透镜 和负透镜，满足条件式（1)。
[0049] 在本实施方式的镜头系统中，后侧透镜组具有正屈光力的像侧透镜组，像侧透镜 组配置在比对焦透镜组更靠像侧，并且具有正透镜和负透镜。
[0050] 通过在比对焦透镜组更靠像侧配置正屈光力的像侧透镜组，提高了对焦透镜组的 倍率，所以能够提高对焦灵敏度。由此，能够减小对焦时的对焦透镜的移动量，所以，能够使 对焦速度高速化。并且，通过使像侧透镜组具有正透镜和负透镜，能够抑制在像侧透镜组中 产生色差。其结果，能够减少对焦时的色差的变动。
[0051] 当低于条件式（1)的下限值时，对焦透镜组的屈光力过大。该情况下，在对焦时， 主要是球差的产生量（变动量）增大，所以，在对焦时无法得到良好的成像性能。并且，球 差的减少导致透镜枚数的增加，所以，难以实现对焦单元的轻量化。
[0052] 当高于条件式（1)的上限值时，对焦时的对焦透镜组的移动量增加。因此，当要确 保对焦透镜组的移动所需要的空间时，难以缩短镜头系统的全长。并且，为了提高对焦灵敏 度，需要增大前侧透镜组的正屈光力。该情况下，在前侧透镜组中，球差、慧差和像散增大， 所以，无法在对焦区域的整个区域内得到良好的成像性能。
[0053] 对第1-2实施方式的单焦距镜头系统进行说明。第1-2实施方式的单焦距镜头系 统沿着光轴从物体侧朝向像侧依次具有正屈光力的前侧透镜组和包含开口光圈的后侧透 镜组，在光轴上不包含其他透镜组，后侧透镜组具有负屈光力的对焦透镜组，对焦透镜组配 置在比开口光圈更靠像侧，并且在从无限远物体朝向近距离物体的对焦时沿着光轴移动， 前侧透镜组不包含在光轴方向上移动的透镜，后侧透镜组不包含在对焦时以外在光轴方向 上移动的透镜，满足以下的条件式（1)，后侧透镜组具有正屈光力的像侧透镜组，像侧透镜 组配置在对焦透镜组的像侧，像侧透镜组满足以下的条件式（3)。
[0054] 0. 06<|ffo/f|<0, 4 (1)
[0055] 0. 07<fE2/f<0. 7 (3)
[0056] 其中，
[0057] ff。是对焦透镜组的焦距，
[0058] f是无限远物体对焦时的单焦距镜头系统的焦距，
[0059]fK2是像侧透镜组的焦距。
[0060] 在第1-2实施方式的镜头系统中，在上述第1基本结构的基础上，满足条件式（1)， 后侧透镜组具有正屈光力的像侧透镜组，像侧透镜组配置在对焦透镜组的像侧，像侧透镜 组满足条件式（3)。
[0061] 由于已经说明了条件式（1)的技术意义，所以省略说明。
[0062] 通过在比对焦透镜组更靠像侧配置正屈光力的像侧透镜组，提高了对焦透镜组的 倍率，所以能够提高对焦灵敏度。由此，能够减小对焦时的对焦透镜的移动量，所以，能够使 对焦速度高速化。
[0063] 另外，在多个正屈光力的透镜组配置在比对焦透镜组更靠像侧的情况下，能够将 多个正屈光力的透镜组分别视为像侧透镜组。但是，也可以将多个正屈光力的透镜组中的 一个透镜组设为像侧透镜组。该情况下，优选像侧透镜组是多个正屈光力的透镜组中的最 接近对焦透镜组的透镜组。
[0064] 当低于条件式（3)的下限值时，对焦透镜组的倍率提高，但是，在像侧透镜组中， 透镜枚数增加。因此，低于条件式（3)的下限值导致像侧透镜组的重量的增加。
[0065] 当高于条件式（3)的上限值时，无法提高对焦透镜组的倍率，所以，对焦时的对焦 透镜组的移动量增加。其结果，难以实现对焦单元的小型化。
[0066] 另外，在多个正屈光力的透镜组配置在比对焦透镜组更靠像侧的情况下，能够将 多个正屈光力的透镜组分别视为像侧透镜组。该情况下，优选多个正屈光力的透镜组中的 至少最接近对焦透镜组的正屈光力的透镜组是满足条件式（3)的像侧透镜组。
[0067] 对第1-3实施方式的单焦距镜头系统进行说明。第1-3实施方式的单焦距镜头系 统沿着光轴从物体侧朝向像侧依次具有正屈光力的前侧透镜组和包含开口光圈的后侧透 镜组，在光轴上不包含其他透镜组，后侧透镜组具有负屈光力的对焦透镜组，对焦透镜组配 置在比开口光圈更靠像侧，并且在从无限远物体朝向近距离物体的对焦时沿着光轴移动， 前侧透镜组不包含在光轴方向上移动的透镜，后侧透镜组不包含在对焦时以外在光轴方向 上移动的透镜，前侧透镜组从物体侧朝向像侧依次具有正屈光力的第1透镜组以及包含正 透镜和负透镜的负屈光力的第2透镜组，满足以下的条件式（2)。
[0068] -2. 0<fG2/f<-0. 08 (2)
[0069] 其中，
[0070] f是无限远物体对焦时的单焦距镜头系统的焦距，
[0071] fe2是第2透镜组的焦距。
[0072] 在第1-3实施方式的镜头系统中，在上述第1基本结构的基础上，前侧透镜组具有 正屈光力，并且，从物体侧朝向像侧依次具有正屈光力的第1透镜组以及包含正透镜和负 透镜的负屈光力的第2透镜组，满足条件式（2)。
[0073] 在本实施方式的镜头系统中，前侧透镜组具有正屈光力。
[0074] 优选在前侧透镜组中加强长焦结构的作用，并且使前侧透镜组整体具有正屈光 力。由此，能够减小后侧透镜组中的屈光力的负担比例，所以，能够缩短镜头系统的全长，并 且能够减小后侧透镜组中产生的像差。其结果，能够确保良好的成像性能。
[0075] 并且，通过使前侧透镜组具有正屈光力，从前侧透镜组射出的光成为会聚光，该会 聚光被引导至具有开口光圈的后侧透镜组。其结果，特别是在后侧透镜组中的比开口光圈 更靠像侧的透镜组中能够使透镜径小径化。
[0076] 这里，前侧透镜组从物体侧朝向像侧依次具有正屈光力的第1透镜组和负屈光力 的第2透镜组。由此，在本实施方式的镜头系统中，由于加强了长焦结构的作用，所以能够 缩短镜头系统的全长。并且，通过这样构成，能够加强长焦结构的作用，并且，主要能够良好 地校正球差、慧差和像散。
[0077] 并且，通过使第2透镜组具有正透镜和负透镜，能够提高前侧透镜组中的色差的 校正效果。由此，即使加强长焦结构的作用，也能够得到良好的成像性能。
[0078] 当低于条件式（2)的下限值时，由于长焦结构的作用减弱，所以，难以缩短镜头系 统的全长。当要在低于条件式（2)的下限值的状态下缩短镜头系统的全长时，需要增大对 焦透镜组的负屈光力。但是，当增大对焦透镜组的负屈光力时，对焦时的像差变动增大。或 者，对焦透镜组中的透镜枚数增加，所以，难以实现对焦单元的轻量化。
[0079] 当高于条件式（2)的上限值时，第2透镜组的屈光力过大。当要在第2透镜组的屈 光力较大的状态下确保良好的成像性能时，口径较大的前侧透镜组中的透镜枚数增加。这 样，高于条件式（2)的上限值导致前侧透镜组的重量的增加。
[0080] 接着，对本实施方式的单焦距镜头系统所具有的第2基本结构进行说明。
[0081] 在第2基本结构中，镜头系统沿着光轴从