JP2001318310A - 単焦点レンズ - Google Patents
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- JP2001318310A JP2001318310A JP2000062991A JP2000062991A JP2001318310A JP 2001318310 A JP2001318310 A JP 2001318310A JP 2000062991 A JP2000062991 A JP 2000062991A JP 2000062991 A JP2000062991 A JP 2000062991A JP 2001318310 A JP2001318310 A JP 2001318310A
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
- G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
- G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
- G02B13/0045—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低コスト且つ簡易な構成で全長を短くしつ
つ、良好な光学性能を得ることを可能にした単焦点レン
ズを提供する。 【解決手段】 物体側に凹面を向けたメニスカス形状の
第１のレンズＬ１と、少なくとも１つの面が非球面で構
成されたメニスカス形状の第２のレンズＬ２と、両凹形
状の第３のレンズＬ３と、両凸形状の第４のレンズＬ４
と、少なくとも１つの面が非球面で構成されていると共
に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の第５のレンズ
Ｌ５とを、物体側から順に配設する。第２のレンズＬ２
および第５のレンズＬ５は、プラスチック等の樹脂材料
で構成されていることが望ましい。
つ、良好な光学性能を得ることを可能にした単焦点レン
ズを提供する。 【解決手段】 物体側に凹面を向けたメニスカス形状の
第１のレンズＬ１と、少なくとも１つの面が非球面で構
成されたメニスカス形状の第２のレンズＬ２と、両凹形
状の第３のレンズＬ３と、両凸形状の第４のレンズＬ４
と、少なくとも１つの面が非球面で構成されていると共
に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の第５のレンズ
Ｌ５とを、物体側から順に配設する。第２のレンズＬ２
および第５のレンズＬ５は、プラスチック等の樹脂材料
で構成されていることが望ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子カメラ
の撮影レンズとして用いられる単焦点レンズに関する。
の撮影レンズとして用いられる単焦点レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、銀塩フィルムに代わり、ＣＣＤ
（電荷結合素子）のような固体撮像素子を用いて被写体
を撮影するようにした電子カメラが普及してきている。
なお、電子カメラには、静止画の撮影を行うスチルカメ
ラと動画の撮影を行うビデオカメラとがある。従来、こ
のような電子カメラに使用される撮影レンズとしては、
例えば特開平８−１５２５５５号公報および特開平９−
９０２１３号公報等に記載されたものがある。特開平８
−１５２５５５号公報には、ガラス製のレンズ６枚を用
いた構成の撮影レンズに関する発明が記載されている。
特開平９−９０２１３号公報には、ガラス製のレンズ４
枚とプラスチック製のレンズ１枚とを用いた５枚構成に
すると共に、プラスチック製のレンズに非球面を用いた
構成の撮影レンズに関する発明が記載されている。
（電荷結合素子）のような固体撮像素子を用いて被写体
を撮影するようにした電子カメラが普及してきている。
なお、電子カメラには、静止画の撮影を行うスチルカメ
ラと動画の撮影を行うビデオカメラとがある。従来、こ
のような電子カメラに使用される撮影レンズとしては、
例えば特開平８−１５２５５５号公報および特開平９−
９０２１３号公報等に記載されたものがある。特開平８
−１５２５５５号公報には、ガラス製のレンズ６枚を用
いた構成の撮影レンズに関する発明が記載されている。
特開平９−９０２１３号公報には、ガラス製のレンズ４
枚とプラスチック製のレンズ１枚とを用いた５枚構成に
すると共に、プラスチック製のレンズに非球面を用いた
構成の撮影レンズに関する発明が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電子カメラ
には、銀塩フィルムを用いたカメラと同様、小型化への
要求がある。このため、電子カメラに使用される撮影レ
ンズについても、簡易な構成で、全長を短くして小型化
が図られていることが望ましく、更に、製造コストも低
く抑えられていることが望ましい。しかしながら、従来
の撮影レンズは、このような条件を充分に満足していな
いという問題があった。例えば特開平８−１５２５５５
号公報記載の撮影レンズは、レンズの枚数が６枚と比較
的枚数の多いレンズ構成であると共に、全てのレンズに
ガラス材料を使用しているため、特に、製造コストが高
くなってしまうという問題がある。また、例えば特開平
９−９０２１３号公報記載の撮影レンズは、レンズの枚
数を５枚にすると共に、５枚のうち１枚にプラスチック
レンズを用いて低コスト化を図っているものの、特に、
全長が長くコンパクト性に欠けるという問題がある。
には、銀塩フィルムを用いたカメラと同様、小型化への
要求がある。このため、電子カメラに使用される撮影レ
ンズについても、簡易な構成で、全長を短くして小型化
が図られていることが望ましく、更に、製造コストも低
く抑えられていることが望ましい。しかしながら、従来
の撮影レンズは、このような条件を充分に満足していな
いという問題があった。例えば特開平８−１５２５５５
号公報記載の撮影レンズは、レンズの枚数が６枚と比較
的枚数の多いレンズ構成であると共に、全てのレンズに
ガラス材料を使用しているため、特に、製造コストが高
くなってしまうという問題がある。また、例えば特開平
９−９０２１３号公報記載の撮影レンズは、レンズの枚
数を５枚にすると共に、５枚のうち１枚にプラスチック
レンズを用いて低コスト化を図っているものの、特に、
全長が長くコンパクト性に欠けるという問題がある。
【０００４】なお、撮影レンズにおいて、レンズ枚数を
少なく且つ全長を短くするためには、複数のレンズ面に
積極的に非球面を用いた構成にすることが考えられる。
このとき、非球面を用いるレンズには、コストおよび製
造性の点でガラス材料よりプラスチック材料を用いるこ
とが望ましい。一方、プラスチック材料を用いたレンズ
は、ガラス材料と比較して、温度および湿度等の環境の
変化に対する光学性能の変化が大きいので、光学性能の
変化を小さくするために、パワーを小さくした方が良い
と考えられる。従って、撮影レンズにおいて複数の非球
面を用いる場合には、レンズ材としてプラスチック材料
を用いると共に、環境の変化を考慮した適切なパワー配
分を行うことが望ましいと考えられるが、従来ではこの
ような条件を充分に満足したものが開発されていなかっ
た。
少なく且つ全長を短くするためには、複数のレンズ面に
積極的に非球面を用いた構成にすることが考えられる。
このとき、非球面を用いるレンズには、コストおよび製
造性の点でガラス材料よりプラスチック材料を用いるこ
とが望ましい。一方、プラスチック材料を用いたレンズ
は、ガラス材料と比較して、温度および湿度等の環境の
変化に対する光学性能の変化が大きいので、光学性能の
変化を小さくするために、パワーを小さくした方が良い
と考えられる。従って、撮影レンズにおいて複数の非球
面を用いる場合には、レンズ材としてプラスチック材料
を用いると共に、環境の変化を考慮した適切なパワー配
分を行うことが望ましいと考えられるが、従来ではこの
ような条件を充分に満足したものが開発されていなかっ
た。
【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、低コスト且つ簡易な構成で全長を短
くしつつ、良好な光学性能を得ることを可能にした単焦
点レンズを提供することにある。
ので、その目的は、低コスト且つ簡易な構成で全長を短
くしつつ、良好な光学性能を得ることを可能にした単焦
点レンズを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による単焦点レン
ズは、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカ
ス形状の第１のレンズ成分と、少なくとも１つの面が非
球面で構成されたメニスカス形状の第２のレンズ成分
と、両凹形状の第３のレンズ成分と、両凸形状の第４の
レンズ成分と、少なくとも１つの面が非球面で構成され
ていると共に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の第
５のレンズ成分とが配設されてなるものである。
ズは、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカ
ス形状の第１のレンズ成分と、少なくとも１つの面が非
球面で構成されたメニスカス形状の第２のレンズ成分
と、両凹形状の第３のレンズ成分と、両凸形状の第４の
レンズ成分と、少なくとも１つの面が非球面で構成され
ていると共に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の第
５のレンズ成分とが配設されてなるものである。
【０００７】ここで、本発明による単焦点レンズは、主
として非球面の製造性の点から、第２のレンズ成分およ
び第５のレンズ成分が、樹脂材料で構成されていること
が望ましい。
として非球面の製造性の点から、第２のレンズ成分およ
び第５のレンズ成分が、樹脂材料で構成されていること
が望ましい。
【０００８】また、本発明による単焦点レンズは、樹脂
材料を用いた第２のレンズ成分および第５のレンズ成分
について、主として環境の変化に対する光学性能の劣化
を少なくするために、以下の条件式（１）および（２）
を満足することが望ましい。 −０．０２＜１／ｆ2＜０．０２ ……（１） −０．０２＜１／ｆ5＜０．０２ ……（２） 但し、 ｆ2：第２のレンズ成分の焦点距離 ｆ5：第５のレンズ成分の焦点距離
材料を用いた第２のレンズ成分および第５のレンズ成分
について、主として環境の変化に対する光学性能の劣化
を少なくするために、以下の条件式（１）および（２）
を満足することが望ましい。 −０．０２＜１／ｆ2＜０．０２ ……（１） −０．０２＜１／ｆ5＜０．０２ ……（２） 但し、 ｆ2：第２のレンズ成分の焦点距離 ｆ5：第５のレンズ成分の焦点距離
【０００９】更に、本発明による単焦点レンズは、主と
して色収差を補正するために、以下の条件式（３）〜
（６）を満足することが望ましい。 １．７０＜ｎd1 ……（３） ３５＞νd1 ……（４） ３５＞νd3 ……（５） ３５＜νd4 ……（６） 但し、 ｎd1：第１のレンズ成分のｄ線に対する屈折率 νd1：第１のレンズ成分のｄ線に対するアッベ数 νd3：第３のレンズ成分のｄ線に対するアッベ数 νd4：第４のレンズ成分のｄ線に対するアッベ数
して色収差を補正するために、以下の条件式（３）〜
（６）を満足することが望ましい。 １．７０＜ｎd1 ……（３） ３５＞νd1 ……（４） ３５＞νd3 ……（５） ３５＜νd4 ……（６） 但し、 ｎd1：第１のレンズ成分のｄ線に対する屈折率 νd1：第１のレンズ成分のｄ線に対するアッベ数 νd3：第３のレンズ成分のｄ線に対するアッベ数 νd4：第４のレンズ成分のｄ線に対するアッベ数
【００１０】本発明による単焦点レンズでは、以上のよ
うな構成により、少ないレンズ枚数でありながら、全長
が短くされると共に、諸収差が良好に補正される。
うな構成により、少ないレンズ枚数でありながら、全長
が短くされると共に、諸収差が良好に補正される。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】図１は、本発明の一実施の形態に係る単焦
点レンズの構成の概略を示すものであり、光軸Ｏを含む
単一の平面内における各レンズ要素の断面構造を示して
いる。なお、図１において、符号ＺOBJで示す側が物体
側、すなわち、例えば撮影用の被写体が存在する側であ
る。また、図１において、符号ＺIMGで示す側が結像
側、すなわち、物体側の被写体像が結像される側であ
る。図１において、符号ｒｉは、物体側から第ｉ番目の
レンズ面の曲率半径を示し、符号ｄｉは、物体側から第
ｉ番目のレンズ面と第ｉ＋１番目のレンズ面との光軸上
の面間隔を示す。また、図１において、符号Ｓｔで示し
た部分は、レンズ系の絞りを表している。本実施の形態
に係る単焦点レンズは、例えば電子カメラの撮影レンズ
として用いられるものであり、結像面には、例えばＣＣ
Ｄ等の撮像素子の撮像面が配置される。
点レンズの構成の概略を示すものであり、光軸Ｏを含む
単一の平面内における各レンズ要素の断面構造を示して
いる。なお、図１において、符号ＺOBJで示す側が物体
側、すなわち、例えば撮影用の被写体が存在する側であ
る。また、図１において、符号ＺIMGで示す側が結像
側、すなわち、物体側の被写体像が結像される側であ
る。図１において、符号ｒｉは、物体側から第ｉ番目の
レンズ面の曲率半径を示し、符号ｄｉは、物体側から第
ｉ番目のレンズ面と第ｉ＋１番目のレンズ面との光軸上
の面間隔を示す。また、図１において、符号Ｓｔで示し
た部分は、レンズ系の絞りを表している。本実施の形態
に係る単焦点レンズは、例えば電子カメラの撮影レンズ
として用いられるものであり、結像面には、例えばＣＣ
Ｄ等の撮像素子の撮像面が配置される。
【００１３】本実施の形態に係る単焦点レンズは、物体
側に凹面を向けたメニスカス形状の第１のレンズＬ１
と、少なくとも１つの面が非球面で構成されたメニスカ
ス形状の第２のレンズＬ２と、両凹形状の第３のレンズ
Ｌ３と、両凸形状の第４のレンズＬ４と、少なくとも１
つの面が非球面で構成されていると共に、像側に凹面を
向けたメニスカス形状の第５のレンズＬ５とが、物体側
から順に配設されて構成されている。この単焦点レンズ
は、更に、第５のレンズＬ５より結像側に配置されたカ
バーガラスＬ６を備えている。カバーガラスＬ６は、Ｃ
ＣＤ等の撮像素子の撮像面を保護するためのものであ
る。カバーガラスＬ６の像側の面は、例えば結像面と一
致するように配置されている。カバーガラスＬ６の像側
の面を結像面に一致させた場合には、カバーガラスＬ６
の像側の面に撮像素子の撮像面が当接される。第１のレ
ンズＬ１は、例えば正のパワーを有している。絞りＳｔ
は、第２のレンズＬ２と第３のレンズＬ３との間に位置
している。
側に凹面を向けたメニスカス形状の第１のレンズＬ１
と、少なくとも１つの面が非球面で構成されたメニスカ
ス形状の第２のレンズＬ２と、両凹形状の第３のレンズ
Ｌ３と、両凸形状の第４のレンズＬ４と、少なくとも１
つの面が非球面で構成されていると共に、像側に凹面を
向けたメニスカス形状の第５のレンズＬ５とが、物体側
から順に配設されて構成されている。この単焦点レンズ
は、更に、第５のレンズＬ５より結像側に配置されたカ
バーガラスＬ６を備えている。カバーガラスＬ６は、Ｃ
ＣＤ等の撮像素子の撮像面を保護するためのものであ
る。カバーガラスＬ６の像側の面は、例えば結像面と一
致するように配置されている。カバーガラスＬ６の像側
の面を結像面に一致させた場合には、カバーガラスＬ６
の像側の面に撮像素子の撮像面が当接される。第１のレ
ンズＬ１は、例えば正のパワーを有している。絞りＳｔ
は、第２のレンズＬ２と第３のレンズＬ３との間に位置
している。
【００１４】ここで、図１に示した構成では、第２のレ
ンズＬ２が、物体側に凸面を向けたメニスカス形状とな
っているが、この第２のレンズＬ２の形状は、後述の第
２の実施例1-2に示すように物体側に凹面を向けた構成
であっても良い。また、図１に示した構成では、第３の
レンズＬ３と第４のレンズＬ４とにおける隣り合うレン
ズ面同士の中心間隔が互いに離れた構成となっている
が、後述の第２の実施例1-2に示すように第３のレンズ
Ｌ３と第４のレンズＬ４とを互いに接合して接合レンズ
の構成にしても良い。
ンズＬ２が、物体側に凸面を向けたメニスカス形状とな
っているが、この第２のレンズＬ２の形状は、後述の第
２の実施例1-2に示すように物体側に凹面を向けた構成
であっても良い。また、図１に示した構成では、第３の
レンズＬ３と第４のレンズＬ４とにおける隣り合うレン
ズ面同士の中心間隔が互いに離れた構成となっている
が、後述の第２の実施例1-2に示すように第３のレンズ
Ｌ３と第４のレンズＬ４とを互いに接合して接合レンズ
の構成にしても良い。
【００１５】本実施の形態に係る単焦点レンズは、第２
のレンズＬ２および第５のレンズＬ５が、主として非球
面加工の製造性を考慮して、プラスチック等の樹脂材料
で構成されていることが望ましい。ここで、レンズ材と
して使用可能な樹脂材料としては、例えば、アクリル樹
脂、エポキシ樹脂およびポリカーボネートがある。但
し、樹脂材料は、複屈折性が小さい方が、解像度が高い
光学性能を得ることができると考えられるので、第２の
レンズＬ２および第５のレンズＬ５には複屈折性の比較
的小さいアクリル樹脂を使用することが望ましい。
のレンズＬ２および第５のレンズＬ５が、主として非球
面加工の製造性を考慮して、プラスチック等の樹脂材料
で構成されていることが望ましい。ここで、レンズ材と
して使用可能な樹脂材料としては、例えば、アクリル樹
脂、エポキシ樹脂およびポリカーボネートがある。但
し、樹脂材料は、複屈折性が小さい方が、解像度が高い
光学性能を得ることができると考えられるので、第２の
レンズＬ２および第５のレンズＬ５には複屈折性の比較
的小さいアクリル樹脂を使用することが望ましい。
【００１６】また、本実施の形態に係る単焦点レンズ
は、第２のレンズＬ２の焦点距離をｆ 2、第５のレンズ
Ｌ５の焦点距離をｆ5としたときに、以下の条件式
（１）および条件式（２）を満足することが望ましい。
は、第２のレンズＬ２の焦点距離をｆ 2、第５のレンズ
Ｌ５の焦点距離をｆ5としたときに、以下の条件式
（１）および条件式（２）を満足することが望ましい。
【００１７】 −０．０２＜１／ｆ2＜０．０２ ……（１） −０．０２＜１／ｆ5＜０．０２ ……（２）
【００１８】本実施の形態に係る単焦点レンズは、更
に、第１のレンズＬ１のｄ線（波長λ d＝５８７．６ｎ
ｍ）に対する屈折率をｎd1、第１のレンズＬ１のｄ線に
対するアッベ数をνd1、第３のレンズＬ３のｄ線に対す
るアッベ数をνd3、第４のレンズＬ４のｄ線に対するア
ッベ数をνd4とするときに、以下の条件式（３）〜
（６）を満足することが望ましい。
に、第１のレンズＬ１のｄ線（波長λ d＝５８７．６ｎ
ｍ）に対する屈折率をｎd1、第１のレンズＬ１のｄ線に
対するアッベ数をνd1、第３のレンズＬ３のｄ線に対す
るアッベ数をνd3、第４のレンズＬ４のｄ線に対するア
ッベ数をνd4とするときに、以下の条件式（３）〜
（６）を満足することが望ましい。
【００１９】１．７０＜ｎd1 ……（３） ３５＞νd1 ……（４） ３５＞νd3 ……（５） ３５＜νd4 ……（６）
【００２０】次に、本実施の形態に係る単焦点レンズの
構成によってもたらされる作用および効果について簡単
に説明する。
構成によってもたらされる作用および効果について簡単
に説明する。
【００２１】本実施の形態に係る単焦点レンズでは、第
１のレンズＬ１が、物体側に凹面を向けたメニスカス形
状となっているので、第１のレンズＬ１のパワーが弱く
なり、これにより、特に、ディストーションおよび像面
湾曲の補正が有利に行われる。また、絞りＳｔに対して
近い位置にある第２のレンズＬ２が非球面となっている
ことで、ディストーションおよび像面湾曲の補正が有利
に行われる他、球面収差の補正も有利に行われる。ま
た、ガラス材料の第１のレンズＬ１の後ろ側に、第２の
レンズＬ２を配置することにより、第２のレンズＬ２を
樹脂材料で構成したとしても、そのレンズ面の傷つきを
防ぐことができる。更に、本実施の形態に係る単焦点レ
ンズでは、第３のレンズＬ３に、例えばアッベ数の小さ
な負のパワーを持たせると共に、第４のレンズＬ４に、
例えばアッベ数の大きな正のパワーを持たせることで、
色収差の補正を良好に行うことができる。また、この単
焦点レンズでは、像面に近い位置に配置された第５のレ
ンズＬ５を非球面形状にすると共に、像面側に凹面を向
けたメニスカス形状にすることで、特に、ディストーシ
ョンおよび像面湾曲の補正が有利に行われる。
１のレンズＬ１が、物体側に凹面を向けたメニスカス形
状となっているので、第１のレンズＬ１のパワーが弱く
なり、これにより、特に、ディストーションおよび像面
湾曲の補正が有利に行われる。また、絞りＳｔに対して
近い位置にある第２のレンズＬ２が非球面となっている
ことで、ディストーションおよび像面湾曲の補正が有利
に行われる他、球面収差の補正も有利に行われる。ま
た、ガラス材料の第１のレンズＬ１の後ろ側に、第２の
レンズＬ２を配置することにより、第２のレンズＬ２を
樹脂材料で構成したとしても、そのレンズ面の傷つきを
防ぐことができる。更に、本実施の形態に係る単焦点レ
ンズでは、第３のレンズＬ３に、例えばアッベ数の小さ
な負のパワーを持たせると共に、第４のレンズＬ４に、
例えばアッベ数の大きな正のパワーを持たせることで、
色収差の補正を良好に行うことができる。また、この単
焦点レンズでは、像面に近い位置に配置された第５のレ
ンズＬ５を非球面形状にすると共に、像面側に凹面を向
けたメニスカス形状にすることで、特に、ディストーシ
ョンおよび像面湾曲の補正が有利に行われる。
【００２２】上述の条件式（１）および条件式（２）
は、それぞれ第２のレンズＬ２および第５のレンズＬ５
のパワーを制限するものである。一般に、樹脂材料を用
いたレンズは、温度および湿度等の環境の変化によって
焦点距離等の光学性能が変化してしまう。この光学性能
の変化は、レンズのパワーが強いほど顕著になる。従っ
て、第２のレンズＬ２および第５のレンズＬ５のレンズ
材として樹脂材料を使用した場合には、条件式（１）お
よび条件式（２）の範囲を満足するようにレンズのパワ
ーを制限することで、環境の変化に対する光学性能の劣
化が低く抑えられる。条件式（１）および条件式（２）
の範囲を超えると、第２のレンズＬ２および第５のレン
ズＬ５のパワーが強くなり、環境の変化に対する光学性
能の劣化が大きくなる。
は、それぞれ第２のレンズＬ２および第５のレンズＬ５
のパワーを制限するものである。一般に、樹脂材料を用
いたレンズは、温度および湿度等の環境の変化によって
焦点距離等の光学性能が変化してしまう。この光学性能
の変化は、レンズのパワーが強いほど顕著になる。従っ
て、第２のレンズＬ２および第５のレンズＬ５のレンズ
材として樹脂材料を使用した場合には、条件式（１）お
よび条件式（２）の範囲を満足するようにレンズのパワ
ーを制限することで、環境の変化に対する光学性能の劣
化が低く抑えられる。条件式（１）および条件式（２）
の範囲を超えると、第２のレンズＬ２および第５のレン
ズＬ５のパワーが強くなり、環境の変化に対する光学性
能の劣化が大きくなる。
【００２３】条件式（３）〜（６）は、第１のレンズＬ
１、第３のレンズＬ３および第４のレンズＬ４のレンズ
材を制限するものであり、主として色収差の補正に寄与
している。条件式（３）〜（６）の範囲を超えるレンズ
材を使用すると、主として色収差の補正が困難になる。
１、第３のレンズＬ３および第４のレンズＬ４のレンズ
材を制限するものであり、主として色収差の補正に寄与
している。条件式（３）〜（６）の範囲を超えるレンズ
材を使用すると、主として色収差の補正が困難になる。
【００２４】以上説明したように、本実施の形態の単焦
点レンズによれば、複数のレンズ面に非球面を使用して
いるので、レンズ枚数を少なく且つ全長を短くすること
ができる。また、非球面を形成したレンズについて、レ
ンズ材として樹脂材料を使用すると共に、環境の変化を
考慮した適切なパワー配分を行うようにしたので、低コ
ストで製造できると共に、諸収差を良好に補正すること
ができる。
点レンズによれば、複数のレンズ面に非球面を使用して
いるので、レンズ枚数を少なく且つ全長を短くすること
ができる。また、非球面を形成したレンズについて、レ
ンズ材として樹脂材料を使用すると共に、環境の変化を
考慮した適切なパワー配分を行うようにしたので、低コ
ストで製造できると共に、諸収差を良好に補正すること
ができる。
【００２５】このように、本実施の形態の単焦点レンズ
によれば、上述の構成と条件式を満足することにより，
低コスト且つ簡易な構成で全長を短くしつつ、例えば電
子カメラの撮影レンズとして最適な光学性能を得ること
ができる。
によれば、上述の構成と条件式を満足することにより，
低コスト且つ簡易な構成で全長を短くしつつ、例えば電
子カメラの撮影レンズとして最適な光学性能を得ること
ができる。
【００２６】＜実施例1-1＞次に、図２および図３を参
照して本実施の形態に係る単焦点レンズの第１の実施例
1-1について説明する。
照して本実施の形態に係る単焦点レンズの第１の実施例
1-1について説明する。
【００２７】図２は、本実施の形態に係る単焦点レンズ
の第１の具体的な数値実施例を示している。図２
（Ａ），（Ｂ）における面番号Ｓｉは、物体側からのレ
ンズ面の順序を示している。屈折率およびアッベ数は、
それぞれｄ線に対する値を示している。曲率半径ｒｉ
は、図１に示した符号ｒｉと同様に、物体側から第ｉ番
目のレンズ面の曲率半径を示している。面間隔ｄｉにつ
いても、図１に示した符号ｄｉと同様であり、物体側か
ら第ｉ番目のレンズ面Ｓｉと第ｉ＋１番目のレンズ面Ｓ
ｉ＋１との光軸上の間隔を示す。曲率半径ｒｉおよび面
間隔ｄｉの値の単位はミリメートル（ｍｍ）である。な
お、図中、曲率半径ｒｉの値が０（ゼロ）のレンズ面
は、面形状が平面であることを示す。
の第１の具体的な数値実施例を示している。図２
（Ａ），（Ｂ）における面番号Ｓｉは、物体側からのレ
ンズ面の順序を示している。屈折率およびアッベ数は、
それぞれｄ線に対する値を示している。曲率半径ｒｉ
は、図１に示した符号ｒｉと同様に、物体側から第ｉ番
目のレンズ面の曲率半径を示している。面間隔ｄｉにつ
いても、図１に示した符号ｄｉと同様であり、物体側か
ら第ｉ番目のレンズ面Ｓｉと第ｉ＋１番目のレンズ面Ｓ
ｉ＋１との光軸上の間隔を示す。曲率半径ｒｉおよび面
間隔ｄｉの値の単位はミリメートル（ｍｍ）である。な
お、図中、曲率半径ｒｉの値が０（ゼロ）のレンズ面
は、面形状が平面であることを示す。
【００２８】本実施例1-1に係る単焦点レンズは、第２
のレンズＬ２のレンズ面Ｓ３，Ｓ４および第５のレンズ
Ｌ５のレンズ面Ｓ９，Ｓ１０が非球面形状となってい
る。また、この非球面形状の第２のレンズＬ２および第
５のレンズＬ５には、レンズ材として、ポリメタル酸メ
チル（ＰＭＭＡ）を使用している。ここで、図２（Ｂ）
に、レンズ面Ｓ３，Ｓ４およびレンズ面Ｓ９，Ｓ１０の
形状を表す非球面係数Ｋ，Ａ4，Ａ6，Ａ8，Ａ10の値を
示す。これらの非球面係数は、以下の式（Ａ）によって
表される非球面多項式における係数である。式（Ａ）の
非球面多項式は、光軸方向にＺ軸、光軸Ｏに直交する方
向にＨ軸を取って非球面の形状を表したものである。
のレンズＬ２のレンズ面Ｓ３，Ｓ４および第５のレンズ
Ｌ５のレンズ面Ｓ９，Ｓ１０が非球面形状となってい
る。また、この非球面形状の第２のレンズＬ２および第
５のレンズＬ５には、レンズ材として、ポリメタル酸メ
チル（ＰＭＭＡ）を使用している。ここで、図２（Ｂ）
に、レンズ面Ｓ３，Ｓ４およびレンズ面Ｓ９，Ｓ１０の
形状を表す非球面係数Ｋ，Ａ4，Ａ6，Ａ8，Ａ10の値を
示す。これらの非球面係数は、以下の式（Ａ）によって
表される非球面多項式における係数である。式（Ａ）の
非球面多項式は、光軸方向にＺ軸、光軸Ｏに直交する方
向にＨ軸を取って非球面の形状を表したものである。
【００２９】 Ｚ＝ＣＨ2／｛１＋（１−Ｋ・Ｃ2・Ｈ2）1/2｝＋Ａ4Ｈ
4 ＋Ａ6Ｈ6 ＋Ａ8Ｈ8 ＋Ａ10Ｈ10 ……（Ａ）
4 ＋Ａ6Ｈ6 ＋Ａ8Ｈ8 ＋Ａ10Ｈ10 ……（Ａ）
【００３０】この式（Ａ）において、Ｈは、光軸Ｏから
レンズ面までの距離（高さ）を表し、Ｚは、高さＨにお
けるレンズ面のサグ（ｓａｇ）量を表している。式
（Ａ）において、係数Ｋは、離心率を表し、係数Ａ4，
Ａ6，Ａ8，Ａ10は、それぞれ４次，６次，８次，１０次
の非球面係数を表す。Ｃは、光軸近傍におけるレンズ面
の近軸曲率半径ｒの逆数（１／ｒ）である。
レンズ面までの距離（高さ）を表し、Ｚは、高さＨにお
けるレンズ面のサグ（ｓａｇ）量を表している。式
（Ａ）において、係数Ｋは、離心率を表し、係数Ａ4，
Ａ6，Ａ8，Ａ10は、それぞれ４次，６次，８次，１０次
の非球面係数を表す。Ｃは、光軸近傍におけるレンズ面
の近軸曲率半径ｒの逆数（１／ｒ）である。
【００３１】図２（Ｃ）には、本実施例1-1に係る単焦
点レンズの諸性能として、全体の焦点距離ｆ、Ｆナンバ
ー（Ｆｎｏ）および画角（２ω）を示す。また、図２
（Ｃ）には、上述の条件式（１），（２）に対応する屈
折力１／ｆ2，１／ｆ5の値も示す。
点レンズの諸性能として、全体の焦点距離ｆ、Ｆナンバ
ー（Ｆｎｏ）および画角（２ω）を示す。また、図２
（Ｃ）には、上述の条件式（１），（２）に対応する屈
折力１／ｆ2，１／ｆ5の値も示す。
【００３２】本実施例1-1の単焦点レンズにおいては、
図２に示したように、第２のレンズＬ２の屈折力１／ｆ
2が「０．００８」であり、第５のレンズＬ５の屈折力
１／ｆ5が「−０．００８」であるから、条件式
（１），（２）の条件を満たしている。また、第１のレ
ンズＬ１のｄ線に対する屈折率ｎd1が、１．８４６６５
であるから、条件式（３）の条件を満たしている。ま
た、第１のレンズＬ１のｄ線に対するアッベ数νd1が２
３．９、第３のレンズＬ３のｄ線に対するアッベ数νd3
が２３．９、第４のレンズＬ４のｄ線に対するアッベ数
νd4が４６．７であるから、条件式（４）〜（６）の条
件を満たしている。
図２に示したように、第２のレンズＬ２の屈折力１／ｆ
2が「０．００８」であり、第５のレンズＬ５の屈折力
１／ｆ5が「−０．００８」であるから、条件式
（１），（２）の条件を満たしている。また、第１のレ
ンズＬ１のｄ線に対する屈折率ｎd1が、１．８４６６５
であるから、条件式（３）の条件を満たしている。ま
た、第１のレンズＬ１のｄ線に対するアッベ数νd1が２
３．９、第３のレンズＬ３のｄ線に対するアッベ数νd3
が２３．９、第４のレンズＬ４のｄ線に対するアッベ数
νd4が４６．７であるから、条件式（４）〜（６）の条
件を満たしている。
【００３３】図３は、本実施例1-1の単焦点レンズにお
ける球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収
差）および倍率色収差を示している。これらの収差図に
おいて、符号ωは、半画角を示し、符号ｅ，ｄ，Ｃは、
それぞれｅ線、ｄ線およびＣ線を示している。また、非
点収差を示す収差図において、符号Ｓはサジタル像面
を、符号Ｔはメリジオナル（タンジェンシャル）像面を
示している。なお、e線およびＣ線の波長は、それぞれ5
46.1nm，656.3nmである。
ける球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収
差）および倍率色収差を示している。これらの収差図に
おいて、符号ωは、半画角を示し、符号ｅ，ｄ，Ｃは、
それぞれｅ線、ｄ線およびＣ線を示している。また、非
点収差を示す収差図において、符号Ｓはサジタル像面
を、符号Ｔはメリジオナル（タンジェンシャル）像面を
示している。なお、e線およびＣ線の波長は、それぞれ5
46.1nm，656.3nmである。
【００３４】これらの収差図から明らかなように、本実
施例1-1では、全長が短く、例えば電子カメラの撮影レ
ンズとして最適な光学性能となっていることが分かる。
施例1-1では、全長が短く、例えば電子カメラの撮影レ
ンズとして最適な光学性能となっていることが分かる。
【００３５】＜実施例1-2＞次に、図４〜図６を参照し
て本実施の形態に係る単焦点レンズの第２の実施例1-2
について説明する。
て本実施の形態に係る単焦点レンズの第２の実施例1-2
について説明する。
【００３６】図５は、本実施の形態に係る単焦点レンズ
の第２の具体的な数値実施例を示している。図４は、本
実施例1-2の単焦点レンズの構成の概略を図５に示した
数値実施例に対応させて描いたものである。図４および
図５に付した各符号の意味は、上述の図１および図２に
付したものと同様である。
の第２の具体的な数値実施例を示している。図４は、本
実施例1-2の単焦点レンズの構成の概略を図５に示した
数値実施例に対応させて描いたものである。図４および
図５に付した各符号の意味は、上述の図１および図２に
付したものと同様である。
【００３７】本実施例1-2に係る単焦点レンズが、上述
の実施例1-1におけるレンズ構成と大きく異なるのは、
第２のレンズＬ２、第３のレンズＬ３および第４のレン
ズＬ４の部分である。第２のレンズＬ２は、実施例1-1
においては、物体側に凸面を向けたメニスカス形状とな
っていたが、本実施例1-2においては、物体側に凹面を
向けた構成となっている。第３のレンズＬ３および第４
のレンズＬ４は、実施例1-1においては、隣り合うレン
ズ面同士の中心間隔が互いに離れた構成となっていた
が、本実施例1-2においては、レンズ面Ｓ６で互いに接
合された接合レンズの構成となっている。
の実施例1-1におけるレンズ構成と大きく異なるのは、
第２のレンズＬ２、第３のレンズＬ３および第４のレン
ズＬ４の部分である。第２のレンズＬ２は、実施例1-1
においては、物体側に凸面を向けたメニスカス形状とな
っていたが、本実施例1-2においては、物体側に凹面を
向けた構成となっている。第３のレンズＬ３および第４
のレンズＬ４は、実施例1-1においては、隣り合うレン
ズ面同士の中心間隔が互いに離れた構成となっていた
が、本実施例1-2においては、レンズ面Ｓ６で互いに接
合された接合レンズの構成となっている。
【００３８】本実施例1-2に係る単焦点レンズは、第２
のレンズＬ２のレンズ面Ｓ３，Ｓ４および第５のレンズ
Ｌ５のレンズ面Ｓ８，Ｓ９が非球面形状となっている。
また、この非球面形状の第２のレンズＬ２および第５の
レンズＬ５には、レンズ材として、ＰＭＭＡを使用して
いる。ここで、図５（Ｂ）に、レンズ面Ｓ３，Ｓ４およ
びレンズ面Ｓ８，Ｓ９の形状を表す非球面係数Ｋ，
Ａ4，Ａ6，Ａ8，Ａ10の値を示す。これらの非球面係数
は、上述の式（Ａ）によって表される非球面多項式にお
ける係数である。
のレンズＬ２のレンズ面Ｓ３，Ｓ４および第５のレンズ
Ｌ５のレンズ面Ｓ８，Ｓ９が非球面形状となっている。
また、この非球面形状の第２のレンズＬ２および第５の
レンズＬ５には、レンズ材として、ＰＭＭＡを使用して
いる。ここで、図５（Ｂ）に、レンズ面Ｓ３，Ｓ４およ
びレンズ面Ｓ８，Ｓ９の形状を表す非球面係数Ｋ，
Ａ4，Ａ6，Ａ8，Ａ10の値を示す。これらの非球面係数
は、上述の式（Ａ）によって表される非球面多項式にお
ける係数である。
【００３９】図５（Ｃ）には、本実施例1-2に係る単焦
点レンズの諸性能として、全体の焦点距離ｆ、Ｆナンバ
ー（Ｆｎｏ）および画角（２ω）を示す。また、図５
（Ｃ）には、上述の条件式（１），（２）に対応する屈
折力１／ｆ2，１／ｆ5の値も示す。
点レンズの諸性能として、全体の焦点距離ｆ、Ｆナンバ
ー（Ｆｎｏ）および画角（２ω）を示す。また、図５
（Ｃ）には、上述の条件式（１），（２）に対応する屈
折力１／ｆ2，１／ｆ5の値も示す。
【００４０】本実施例1-2の単焦点レンズにおいては、
図５に示したように、第２のレンズＬ２の屈折力１／ｆ
2が「−０．００４」であり、第５のレンズＬ５の屈折
力１／ｆ5が「０．００７」であるから、条件式
（１），（２）の条件を満たしている。また、第１のレ
ンズＬ１のｄ線に対する屈折率ｎd1が、１．８４６６５
であるから、条件式（３）の条件を満たしている。ま
た、第１のレンズＬ１のｄ線に対するアッベ数νd1が２
３．９、第３のレンズＬ３のｄ線に対するアッベ数νd3
が２３．９、第４のレンズＬ４のｄ線に対するアッベ数
νd4が５２．３であるから、条件式（４）〜（６）の条
件を満たしている。
図５に示したように、第２のレンズＬ２の屈折力１／ｆ
2が「−０．００４」であり、第５のレンズＬ５の屈折
力１／ｆ5が「０．００７」であるから、条件式
（１），（２）の条件を満たしている。また、第１のレ
ンズＬ１のｄ線に対する屈折率ｎd1が、１．８４６６５
であるから、条件式（３）の条件を満たしている。ま
た、第１のレンズＬ１のｄ線に対するアッベ数νd1が２
３．９、第３のレンズＬ３のｄ線に対するアッベ数νd3
が２３．９、第４のレンズＬ４のｄ線に対するアッベ数
νd4が５２．３であるから、条件式（４）〜（６）の条
件を満たしている。
【００４１】図６は、本実施例1-2の単焦点レンズにお
ける球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率
色収差を示している。これらの収差図に付した各符号の
意味は、図３に付したものと同様である。
ける球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率
色収差を示している。これらの収差図に付した各符号の
意味は、図３に付したものと同様である。
【００４２】これらの収差図から明らかなように、本実
施例1-2においても、全長が短く、例えば電子カメラの
撮影レンズとして最適な光学性能となっていることが分
かる。
施例1-2においても、全長が短く、例えば電子カメラの
撮影レンズとして最適な光学性能となっていることが分
かる。
【００４３】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成
分の曲率半径ｒ、面間隔ｄ、屈折率ｎおよびアッベ数ν
の値は、上記数値実施例で示した値に限定されず、他の
値を取り得る。
れず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成
分の曲率半径ｒ、面間隔ｄ、屈折率ｎおよびアッベ数ν
の値は、上記数値実施例で示した値に限定されず、他の
値を取り得る。
【００４４】また、本発明は、電子カメラ用の撮影レン
ズに限らず、いわゆる銀塩フィルムを用いたカメラ用の
撮影レンズ等にも適用することが可能である。
ズに限らず、いわゆる銀塩フィルムを用いたカメラ用の
撮影レンズ等にも適用することが可能である。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし４
のいずれか１項に記載の単焦点レンズによれば、物体側
から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第１
のレンズ成分と、少なくとも１つの面が非球面で構成さ
れたメニスカス形状の第２のレンズ成分と、両凹形状の
第３のレンズ成分と、両凸形状の第４のレンズ成分と、
少なくとも１つの面が非球面で構成されていると共に、
像側に凹面を向けたメニスカス形状の第５のレンズ成分
とを配設した構成にしたので、低コスト且つ簡易な構成
で全長を短くしつつ、良好な光学性能を得ることが可能
となるという効果を奏する。
のいずれか１項に記載の単焦点レンズによれば、物体側
から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第１
のレンズ成分と、少なくとも１つの面が非球面で構成さ
れたメニスカス形状の第２のレンズ成分と、両凹形状の
第３のレンズ成分と、両凸形状の第４のレンズ成分と、
少なくとも１つの面が非球面で構成されていると共に、
像側に凹面を向けたメニスカス形状の第５のレンズ成分
とを配設した構成にしたので、低コスト且つ簡易な構成
で全長を短くしつつ、良好な光学性能を得ることが可能
となるという効果を奏する。
【００４６】特に、請求項２記載の単焦点レンズによれ
ば、請求項１記載の単焦点レンズにおいて、第２のレン
ズ成分および第５のレンズ成分を、樹脂材料で構成する
ようにしたので、非球面の加工がし易くなり製造性の点
で有利になるという効果を奏する。
ば、請求項１記載の単焦点レンズにおいて、第２のレン
ズ成分および第５のレンズ成分を、樹脂材料で構成する
ようにしたので、非球面の加工がし易くなり製造性の点
で有利になるという効果を奏する。
【００４７】また特に、請求項３記載の単焦点レンズに
よれば、請求項２記載の単焦点レンズにおいて、樹脂材
料を用いた第２のレンズ成分および第５のレンズ成分に
ついて、 −０．０２＜１／ｆ2＜０．０２ ……（１） −０．０２＜１／ｆ5＜０．０２ ……（２） で表される条件式（１）および（２）を満足するように
したので、第２のレンズ成分および第５のレンズ成分の
パワーが低く抑えられ、温度および湿度等の環境の変化
に対する光学性能の劣化を少なくすることができるとい
う効果を奏する。
よれば、請求項２記載の単焦点レンズにおいて、樹脂材
料を用いた第２のレンズ成分および第５のレンズ成分に
ついて、 −０．０２＜１／ｆ2＜０．０２ ……（１） −０．０２＜１／ｆ5＜０．０２ ……（２） で表される条件式（１）および（２）を満足するように
したので、第２のレンズ成分および第５のレンズ成分の
パワーが低く抑えられ、温度および湿度等の環境の変化
に対する光学性能の劣化を少なくすることができるとい
う効果を奏する。
【図１】本発明の一実施の形態に係る単焦点レンズの構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る単焦点レンズの第
１の具体的な数値実施例（実施例1-1）を示す説明図で
ある。
１の具体的な数値実施例（実施例1-1）を示す説明図で
ある。
【図３】図２に示した実施例1-1の単焦点レンズにおけ
る球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色
収差を示す収差図である。
る球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色
収差を示す収差図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る単焦点レンズの第
２の具体的な実施例（実施例1-2）の構成を示す断面図
である。
２の具体的な実施例（実施例1-2）の構成を示す断面図
である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る単焦点レンズの第
２の具体的な数値実施例（実施例1-2）を示す説明図で
ある。
２の具体的な数値実施例（実施例1-2）を示す説明図で
ある。
【図６】図５に示した実施例1-2の単焦点レンズにおけ
る球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色
収差を示す収差図である。
る球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色
収差を示す収差図である。
ｄ１〜ｄ１１…面間隔、Ｌ１〜Ｌ５…レンズ成分、Ｏ…
光軸、Ｓｔ…絞り。
光軸、Ｓｔ…絞り。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA01 LA03 PA04 PA05 PA17 PA18 PB05 QA03 QA06 QA12 QA22 QA26 QA37 QA41 QA46 RA05 RA12 RA13 RA32 RA42 UA01 9A001 BB06 GZ11 HZ23 JZ50 KK16 KK42
Claims (4)
- 【請求項１】 物体側から順に、 物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第１のレンズ成
分と、 少なくとも１つの面が非球面で構成されたメニスカス形
状の第２のレンズ成分と、 両凹形状の第３のレンズ成分と、 両凸形状の第４のレンズ成分と、 少なくとも１つの面が非球面で構成されていると共に、
像側に凹面を向けたメニスカス形状の第５のレンズ成分
とが配設されてなることを特徴とする単焦点レンズ。 - 【請求項２】 前記第２のレンズ成分および前記第５の
レンズ成分は、樹脂材料で構成されていることを特徴と
する請求項１記載の単焦点レンズ。 - 【請求項３】 請求項２記載の単焦点レンズにおいて、 以下の条件式（１）および（２）を満足することを特徴
とする単焦点レンズ。 −０．０２＜１／ｆ2＜０．０２ ……（１） −０．０２＜１／ｆ5＜０．０２ ……（２） 但し、 ｆ2：第２のレンズ成分の焦点距離 ｆ5：第５のレンズ成分の焦点距離 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１項に記載
の単焦点レンズにおいて、 以下の条件式（３）〜（６）を満足することを特徴とす
る単焦点レンズ。 １．７０＜ｎd1 ……（３） ３５＞νd1 ……（４） ３５＞νd3 ……（５） ３５＜νd4 ……（６） 但し、 ｎd1：第１のレンズ成分のｄ線に対する屈折率 νd1：第１のレンズ成分のｄ線に対するアッベ数 νd3：第３のレンズ成分のｄ線に対するアッベ数 νd4：第４のレンズ成分のｄ線に対するアッベ数
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000062991A JP2001318310A (ja) | 2000-02-29 | 2000-03-08 | 単焦点レンズ |
| US09/790,039 US6445513B2 (en) | 2000-02-29 | 2001-02-21 | Single-focus lens |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000053785 | 2000-02-29 | ||
| JP2000-53785 | 2000-02-29 | ||
| JP2000062991A JP2001318310A (ja) | 2000-02-29 | 2000-03-08 | 単焦点レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001318310A true JP2001318310A (ja) | 2001-11-16 |
Family
ID=26586379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000062991A Pending JP2001318310A (ja) | 2000-02-29 | 2000-03-08 | 単焦点レンズ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6445513B2 (ja) |
| JP (1) | JP2001318310A (ja) |
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| KR101813335B1 (ko) | 2015-11-26 | 2017-12-28 | 삼성전기주식회사 | 촬상 광학계 |
| TWI601994B (zh) * | 2015-12-15 | 2017-10-11 | 大立光電股份有限公司 | 取像用光學鏡頭組、取像裝置及電子裝置 |
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