JP2022122344A - 発光装置及び光学装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】発光部から発せられた光が封止部で反射することを抑制する。【解決手段】反射防止層200は、反射率が特定の波長において局所的に比較的極めて低くなっている反射防止層である。具体的には、発光部140が位置する側から反射防止層200にZ方向の正方向に平行に入射角0°で入射する光に対する反射防止層200の反射率が、発光部140のピーク発光波長の±50nm以内、好ましくは±25nm以内において、1.0%以下、好ましくは0.50%以下、より好ましくは0.25%以下の極小値をとっている。【選択図】図1

Description

本発明は、発光装置及び光学装置に関する。
近年、透過型両面発光有機発光ダイオード(OLED)等、様々な発光装置が開発されている。例えば特許文献1に記載されているように、例えばファインダにおいて、透過型両面発光OLEDは、観察者と観察対象との間に配置されることがある。観察者は、透過型両面発光OLEDを通して観察対象を観察することができる。また、観察者は、透過型両面発光OLEDの発光部を見ることができる。特許文献1には、透過型両面発光OLEDの透明性を向上させるため、発光部を封止する封止部に反射防止層を設けることが記載されている。
特開2008-66126号公報
透過型両面発光OLEDでは、発光部から発せられた光が封止部の表面で反射されることがある。この場合、封止部の表面で反射された光が発光部を透過すると、発光部に対して封止部の当該表面の反対側にいる観察者には、封止部の表面によって形成される発光部の反射像が見えることがある。封止部の表面での光の反射を防止するため、特許文献1に記載されているように封止部に反射防止層が設けられることがある。しかしながら、封止部に単なる反射防止層を設けるだけでは、発光部から発せられた光が封止部の表面で反射することを十分に抑制することができない。また、広波長帯域に亘って反射率が比較的極めて低い反射防止層を設けることは、発光装置のコストの増加につながり得る。
本発明が解決しようとする課題としては、発光部から発せられた光が封止部で反射することを抑制することが一例として挙げられる。
請求項1に記載の発明は、
透光性を有する基板と、
透光性を有する第1電極と、透光性を有する第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に位置する有機層と、を有し、前記基板と重なる発光部と、
前記発光部を封止する封止部と、
前記封止部に設けられ、少なくとも一部分が前記発光部の少なくとも一部分と重なる反射防止層と、
を備え、
前記発光部が位置する側から前記反射防止層に入射角0°で入射する光に対する前記反射防止層の反射率が、前記発光部のピーク発光波長の±50nm以内において1.0%以下の極小値をとる、発光装置である。
請求項5に記載の発明は、
上記発光装置と、
前記基板に対して前記発光部が位置する側の反対側に位置する第1レンズと、
を備える光学装置である。
請求項6に記載の発明は、
透光性を有する基板と、
透光性を有する第1電極と、透光性を有する第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に位置する有機層と、を有し、前記基板と重なる発光部と、
前記基板に対して前記発光部が位置する側の反対側に位置する第1レンズと、
を備え
前記発光部に対して前記基板が位置する側の反対側にあって前記第1レンズから前記第1レンズの焦点距離未満の領域における前記発光部のピーク発光波長の最大反射率が、前記発光部が位置する側から前記領域に入射角0°で入射する光に対して1.0%以下である、光学装置である。
実施形態に係る発光装置の断面模式図である。 変形例に係る発光装置の断面模式図である。 実施例に係る光学装置の断面模式図である。
以下、本発明の実施形態、変形例及び実施例について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
本明細書において「A及びBが重なる」という表現は、特に断らない限り、ある方向からの投影像において、Aの少なくとも一部がBの少なくとも一部と同じ場所にあることを意味する。このとき複数の要素同士は直接接していてもよいし、又は離間していてもよい。
本明細書中における陽極とは、発光材料を含む層(例えば有機層)に正孔を注入する電極のことを示し、陰極とは、発光材料を含む層に電子を注入する電極のことを示す。また、「陽極」及び「陰極」という表現は、「正孔注入電極」及び「電子注入電極」又は「正極」及び「負極」等の他の文言を意味することもある。
本明細書における「発光装置」とは、ディスプレイや照明等の発光素子を有するデバイスを含む。また、発光素子と直接的、間接的又は電気的に接続された配線、IC(集積回路)又は筐体等も「発光装置」に含む場合もある。
本明細書において、特に断らない限り、「膜」という表現と「層」という表現とは、状況及び場合に応じて適宜置換することが可能である。例えば、「絶縁膜」という文言は、「絶縁層」という文言に置換することが可能である。
本明細書において「接続」とは、複数の要素が直接的又は間接的を問わずに接続している状態を表す。例えば、複数の要素の間に接着剤又は接合部材が介して接続している場合も単に「複数の要素は接続している」と表現することがある。また、複数の要素の間に、電流、電圧又は電位を供給可能又は伝送可能な部材が存在しており、「複数の要素が電気的に接続している」場合も単に「複数の要素は接続している」と表現することがある。
本明細書において、特に断りがない限り「第1、第2、A、B、(a)、(b)」等の表現は要素を区別するためのものであり、その表現により該当要素の本質、順番、順序又は個数等が限定されるものではない。
本明細書において、各部材及び各要素は単数であってもよいし、又は複数であってもよい。ただし、文脈上、「単数」又は「複数」が明確になっている場合はこれに限らない。
本明細書において、「AがBを含む」という表現は、特に断らない限り、AがBのみによって構成されていることに限定されず、AがB以外の要素によって構成され得ることを意味する。
本明細書において「断面」とは、特に断らない限り、発光装置を画素や発光材料等が積層した方向に切断したときに現れる面を意味する。
本明細書において「有さない」、「含まない」、「位置しない」等の表現は、ある要素が完全に排除されていることを意味してもよいし、又はある要素が技術的な効果を有さない程度に存在していることを意味してもよい。
本明細書において「AがBを覆う」という表現は、特に断らない限り、AとBの間に他の要素(例えば、層)が位置せずにAがBに接触することを意味してもよいし、又はAとBの間に他の要素(例えば、層)が部分的又は全面的に位置することを意味してもよい。
図1は、実施形態に係る発光装置10の断面模式図である。
図1において、Z方向は、発光装置10の厚みに平行な方向である。Z方向を示す矢印は、矢印の基端から先端に向かう方向がZ方向の正方向であり、矢印の先端から基端に向かう方向がZ方向の負方向であることを示している。Z方向の正方向は、後述する基板100から後述する発光部140に向かう方向である。Z方向の負方向は、発光部140から基板100に向かう方向である。
発光装置10は、基板100、発光部140、封止部150、接着層160、乾燥剤170及び反射防止層200を備えている。発光部140は、第1電極110、有機層120及び第2電極130を有している。
基板100は、透光性を有している。基板100は、単層であってもよいし、又は複数層であってもよい。基板100の厚さは、例えば、10μm以上1000μm以下である。基板100は、例えば、ガラス基板である。基板100は、有機材料(例えば、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PES(ポリエーテルサルホン)、PET(ポリエチレンテレフタラート)又はポリイミド)を含む樹脂基板であってもよい。基板100が樹脂基板である場合、基板100のZ方向の正方向側の面及び基板100のZ方向の負方向側の面の少なくとも一方には、無機バリア層(例えば、SiN又はSiON)が設けられていてもよい。
第1電極110は、透光性を有している。第1電極110は、基板100のZ方向の正方向側に位置している。第1電極110は、陽極として機能する。一例において、第1電極110は、酸化物半導体を含んでいる。酸化物半導体は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、IWZO(Indium Tungsten Zinc Oxide)、ZnO(Zinc Oxide)又はIGZO(Indium Galium Zinc Oxide)である。或いは、第1電極110は、金属又は合金を含んでいてもよい。金属又は合金は、例えば、銀又は銀合金である。この場合、第1電極110の厚さは、第1電極110が透光性を有する程度に薄くなっている。
有機層120は、透光性を有している。有機層120は、Z方向において、第1電極110と第2電極130との間に位置している。有機層120は、有機エレクトロルミネッセンス(EL)によって、所定の色、例えば、赤色の光を発する。有機層120は、例えば、第1電極110から第2電極130にかけて、正孔注入層(HIL)、正孔輸送層(HTL)、発光層(EML)、電子輸送層(ETL)及び電子注入層(EIL)を順に含んでいる。ただし、各有機層120に含まれる層の例は、ここで説明した例に限定されない。
第2電極130は、透光性を有している。第2電極130は、有機層120のZ方向の正方向側に位置している。第2電極130は、陰極として機能する。一例において、第2電極130は、金属又は合金を含んでいる。金属又は合金は、例えば、Al、Au、Ag、Pt、Mg、Sn、Zn及びInからなる群の中から選択される少なくとも1つの金属又はこの群から選択される金属の合金である。第2電極130の厚さは、第2電極130が透光性を有する程度に薄くなっている。或いは、第2電極130は、酸化物半導体を含んでいてもよい。第2電極130に含有される酸化物半導体としては、第1電極110に含有される酸化物半導体で例示した酸化物半導体が例示される。
発光部140は、基板100とZ方向に重なっている。また、発光部140は、基板100のZ方向の正方向側に位置している。発光部140は、発光部140のZ方向の正方向と、発光部140のZ方向の負方向と、の双方に向けて光を出射する。一例において、Z方向から見て、発光部140は、7セグメント等、文字、数字、記号等、所定の形状を有している。
封止部150は、透光性を有している。封止部150は、基板100のZ方向の正方向側に位置している。封止部150は、発光部140を封止している。封止部150は、接着層160によって基板100のZ方向の正方向側の面に取り付けられた封止缶となっている。また、発光部140と封止部150との間の領域の少なくとも一部、特に、発光部140と封止部150とのZ方向の間の領域が中空となっている。この場合、封止部150が、発光部140のZ方向の正方向側に接して発光部140を覆う封止層である場合と比較して、発光装置10のZ方向の透過率を高めることができる。
乾燥剤170は、封止部150のうち発光部140が位置する側に設けられている。Z方向から見て、乾燥剤170は、反射防止層200の周囲の少なくとも一部分に設けることができる。
反射防止層200の少なくとも一部分は、封止部150のうち発光部140が位置する側に設けられている。反射防止層200の当該少なくとも一部分は、発光部140の少なくとも一部分とZ方向に重なっている。以下、必要に応じて、封止部150のうち反射防止層200の当該少なくとも一部分が設けられる面を内部面152という。
反射防止層200の他の少なくとも一部分は、封止部150のうち発光部140が位置する側の反対側に設けられている。反射防止層200の当該他の少なくとも一部分は、発光部140の少なくとも一部分とZ方向に重なっている。以下、必要に応じて、封止部150のうち反射防止層200の当該他の少なくとも一部分が設けられる面を外部面154という。
実施形態に係る反射防止層200の以下の説明は、特に断りがない限り、内部面152に設けられた反射防止層200と、外部面154に設けられた反射防止層200と、の双方に関するものである。
反射防止層200は、反射率が特定の波長において局所的に比較的極めて低くなっている反射防止層である。具体的には、発光部140が位置する側から反射防止層200にZ方向の正方向に平行に入射角0°で入射する光に対する反射防止層200の反射率が、発光部140のピーク発光波長の±50nm以内、好ましくは±25nm以内において、1.0%以下、好ましくは0.50%以下、より好ましくは0.25%以下の極小値をとっている。反射防止層200の上記反射率が上記極小値をとる範囲は、上述した範囲に限定されない。例えば、発光部140のピーク発光波長を含む発光スペクトルの半値半幅をHWHMとしたとき、射防止層200の上記反射率が上記極小値をとる範囲は、発光部140のピーク発光波長の±HWHM以内であってもよい。
本実施形態によれば、発光部140のピーク発光波長付近の反射率が反射防止層200の上述した反射率より高い反射防止層が用いられる場合と比較して、発光部140から発せられた光が封止部150で反射することを抑制することができる。また、本実施形態によれば、可視光帯域の全帯域に亘って反射率が反射防止層200の上述した反射率と同等の反射防止層が用いられる場合と比較して、低コストの反射防止層200を用いることができ、発光装置10のコストを低くすることができる。
反射防止層200は、例えば、誘電体多層膜にすることができる。誘電体多層膜では、例えば、互いに異なる誘電率を有する2種類の膜がZ方向に交互に積層されている。反射防止層200に誘電体多層膜を用いることで、反射防止層200の反射率を特定の波長において局所的に比較的極めて低くすることができる。なお、反射防止層200の構造は、この例に限定されない。
次に、基板100のZ方向の負方向側に発光装置10の観察者がいた場合を想定して、発光装置10について説明する。
発光部140から発光部140のZ方向の負方向に向けて出射された光は、基板100を透過して観察者に達する。この場合、観察者には、基板100を通して発光部140が見える。
仮に、内部面152に反射防止層200が設けられていない場合、発光部140から発光部140のZ方向の正方向に向けて出射された光は、内部面152によって反射され得る。この場合において、内部面152によって反射されたこの光が、発光部140と、基板100と、を透過すると、観察者には、内部面152によって形成される発光部140の反射像が見えることがある。これに対して、本実施形態では、内部面152に反射防止層200が設けられていない場合と比較して、発光部140から発光部140のZ方向の正方向に向けて出射された光が内部面152で反射することを抑制することができる。このため、内部面152に反射防止層200が設けられていない場合と比較して、内部面152による発光部140の反射像の形成を抑制することができる。
仮に、外部面154に反射防止層200が設けられていない場合、発光部140から発光部140のZ方向の正方向に向けて出射された光は、封止部150のうち発光部140とZ方向に重なる部分を透過して外部面154によって反射され得る。この場合において、外部面154によって反射されたこの光が、封止部150のうち発光部140とZ方向に重なる部分と、発光部140と、基板100と、を透過すると、観察者には、外部面154によって形成される発光部140の反射像が見えることがある。これに対して、本実施形態では、外部面154に反射防止層200が設けられていない場合と比較して、発光部140から発光部140のZ方向の正方向に向けて出射された光が外部面154で反射することを抑制することができる。このため、外部面154に反射防止層200が設けられていない場合と比較して、外部面154による発光部140の反射像の形成を抑制することができる。
図2は、変形例に係る発光装置10Aの断面模式図である。変形例に係る発光装置10Aは、反射防止層200が外部面154に設けられずに内部面152に設けられている点を除いて、実施形態に係る発光装置10と同様である。
基板100のZ方向の負方向側に発光装置10Aの観察者がいた場合を想定して、発光装置10Aについて説明する。
仮に、内部面152及び外部面154の双方とも反射防止層200が設けられていない場合において発光部140から発光部140のZ方向に向けて出射された光が内部面152及び外部面154によって反射されたとき、外部面154によって反射されて基板100のZ方向の負方向側へ出射された光の強度は、封止部150のうちZ方向に発光部140と重なる部分の透過による減衰等の要因によって、内部面152によって反射されて基板100のZ方向の負方向側へ出射された光の強度よりも低くなり得る。このため、外部面154によって形成される発光部140の反射像は、内部面152によって形成される発光部140の反射像と比較して、観察者にほとんど見えないことがある。この場合、反射防止層200を外部面154に設けずに内部面152に設けてもよい。反射防止層200を外部面154に設けずに内部面152に設ける場合、反射防止層200が内部面152及び外部面154の双方に設けられる場合と比較して、発光装置10Aの製造コストを低くすることができる。
外部面154に反射防止層200が設けられていない場合、外部面154における発光部140のピーク発光波長の反射率は、発光部140が位置する側から外部面154にZ方向の正方向に平行に入射角0°で入射する光に対して例えば1.0%より大きくなっている。
反射防止層200が設けられる位置は、実施形態及び変形例に係る例に限定されない。例えば、反射防止層200は、内部面152に設けられずに外部面154に設けられていてもよい。内部面152に反射防止層200が設けられていない場合、内部面152における発光部140のピーク発光波長の反射率は、発光部140が位置する側から内部面152にZ方向の正方向に平行に入射角0°で入射する光に対して例えば1.0%より大きくなっている。
図3は、実施例に係る光学装置30の断面模式図である。
光学装置30は、発光装置10、第1レンズ22、第2レンズ24及び光学素子26を備えている。実施例に係る発光装置10は、実施形態に係る発光装置10と同様である。なお、実施例に係る発光装置10は、変形例に係る発光装置10A等、実施形態に係る発光装置10と異なる発光装置であってもよい。第1レンズ22は、発光装置10のZ方向の負方向側に位置している。具体的には、第1レンズ22は、基板100に対して発光部140が位置する側のZ方向の反対側に位置している。第2レンズ24は、発光装置10のZ方向の正方向側に位置している。
光学装置30は、ファインダとして機能している。具体的には、第1レンズ22は接眼レンズとなっており、第2レンズ24は対物レンズとなっている。光学素子26は、ダハプリズム、ポロプリズム等の正立プリズムや、正立レンズ等、第2レンズ24によって生成される像を正立させる光学素子である。第1レンズ22のZ方向の負方向側には、不図示の観察者がいる。また、第2レンズ24のZ方向の正方向側には、不図示の観察対象が存在している。なお、光学素子26は設けられていなくてもよい。
観察対象から観察者に達する光は、第2レンズ24、光学素子26、発光装置10及び第1レンズ22を通過する。観察者には、第1レンズ22、第2レンズ24及び光学素子26によって、第1レンズ22を通して観察対象の正立像が見える。また、光学素子26が設けられていない場合、観察者には、第1レンズ22及び第2レンズ24によって、第1レンズ22を通して観察対象の倒立像が見える。
第1レンズ22と、発光部140の少なくとも一部分と、の間のZ方向の距離は、第1レンズ22のZ方向の正方向側における第1レンズ22のZ方向の焦点距離未満となっていてもよい。この場合、第1レンズ22によって拡大して形成される発光部140の反射像が観察者に見えるようにすることができる。なお、第1レンズ22と、発光部140の少なくとも一部分と、の間のZ方向の距離は、第1レンズ22のZ方向の焦点距離以上であってもよい。
次に、第1レンズ22と、発光装置10のうち発光部140に対して基板100が位置する側のZ方向の反対側の領域と、の関係の一例について説明する。以下、必要に応じて、発光部140に対して基板100が位置する側のZ方向の反対側にあって第1レンズ22から第1レンズ22のZ方向の正方向側における第1レンズ22のZ方向の焦点距離未満の領域を反射率調整領域という。
反射率調整領域における発光部140のピーク発光波長の最大反射率は、発光部140が位置する側から反射率調整領域にZ方向の正方向に平行に入射角0°で入射する光に対して1.0%以下、好ましくは0.50%以下、より好ましくは0.25%以下となっている。言い換えると、反射率調整領域には、反射防止層200が設けられていない内部面152や、反射防止層200が設けられていない外部面154等、発光部140から発せられた光に対して比較的高い反射率を有する部位が存在していない。以下、必要に応じて、上述した最大反射率より高い反射率を有する部位を高反射率部位という。反射率調整領域に高反射率部位が存在しない場合、反射率調整領域に高反射率部位が存在する場合と比較して、高反射率部位によって形成される発光部140の反射像が第1レンズ22によって拡大されないようにすることができる。
例えば、第1レンズ22と、内部面152と、間のZ方向の距離は、第1レンズ22のZ方向の正方向側における第1レンズ22のZ方向の焦点距離以上であってもよい。この場合、反射率調整領域のZ方向の全体が、発光部140のZ方向の正方向側の面と、内部面152と、の間の中空となっている。このため、内部面152及び外部面154に反射防止層200が設けられているか否かにかかわらず、反射率調整領域に高反射率部位が存在しないようにすることができる。また、内部面152及び外部面154に反射防止層200が設けられておらず、内部面152及び外部面154によって発光部140の反射像が形成されたとしても、内部面152及び外部面154によって形成される発光部140の反射像は第1レンズ22によって拡大されない。一方、第1レンズ22と、発光部140の少なくとも一部分と、の間のZ方向の距離が第1レンズ22のZ方向の正方向側における第1レンズ22のZ方向の焦点距離未満である場合、第1レンズ22によって拡大して形成される発光部140の反射像が観察者に見えるようにすることができる。このため、第1レンズ22と、発光部140の少なくとも一部分と、の間のZ方向の距離が第1レンズ22のZ方向の正方向側における第1レンズ22のZ方向の焦点距離未満である場合、内部面152及び外部面154に反射防止層200が設けられていなくても、観察者には、第1レンズ22によって拡大して形成される発光部140の反射像と比較して、内部面152及び外部面154によって形成される発光部140の反射像がほとんど見えないようにすることができる。
或いは、第1レンズ22と、外部面154と、の間のZ方向の距離は、第1レンズ22のZ方向の正方向側における第1レンズ22のZ方向の焦点距離未満であってもよい。この場合、内部面152及び外部面154に反射防止層200を設けることで、反射率調整領域に高反射率部位が存在しないようにすることができる。
或いは、第1レンズ22と、内部面152と、の間のZ方向の距離は、第1レンズ22のZ方向の正方向側における第1レンズ22のZ方向の焦点距離未満であって、第1レンズ22と、外部面154と、の間のZ方向の距離は、第1レンズ22のZ方向の正方向側における第1レンズ22のZ方向の焦点距離以上であってもよい。この場合、内部面152に反射防止層200を設けることで、外部面154に反射防止層200が設けられているか否かにかかわらず、反射率調整領域に高反射率部位が存在しないようにすることができる。
以上、図面を参照して本発明の実施形態、変形例及び実施例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
例えば、光学装置30は、第2レンズ24及び光学素子26を備えずに第1レンズ22を備えていてもよい。
封止部150は、発光部140のZ方向の正方向側に接して発光部140を覆う封止層であってもよい。封止層は、例えば原子層堆積(ALD)によって形成される無機絶縁材料含有層である。封止部150が封止層である場合、反射防止層200は、封止部150のうち発光部140が位置する側の反対側に設けることができる。
10 発光装置
10A 発光装置
22 第1レンズ
24 第2レンズ
26 光学素子
30 光学装置
100 基板
110 第1電極
120 有機層
130 第2電極
140 発光部
150 封止部
152 内部面
154 外部面
160 接着層
170 乾燥剤
200 反射防止層

Claims (7)

  1. 透光性を有する基板と、
    透光性を有する第1電極と、透光性を有する第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に位置する有機層と、を有し、前記基板と重なる発光部と、
    前記発光部を封止する封止部と、
    前記封止部に設けられ、少なくとも一部分が前記発光部の少なくとも一部分と重なる反射防止層と、
    を備え、
    前記発光部が位置する側から前記反射防止層に入射角0°で入射する光に対する前記反射防止層の反射率が、前記発光部のピーク発光波長の±50nm以内において1.0%以下の極小値をとる、発光装置。
  2. 請求項1に記載の発光装置において、
    前記発光部と前記封止部との間の領域の少なくとも一部が中空となっている、発光装置。
  3. 請求項1又は2に記載の発光装置において、
    前記反射防止層の前記少なくとも一部分は、前記封止部のうち前記発光部が位置する側と、前記封止部のうち前記発光部が位置する側の反対側と、の少なくとも一方に設けられている、発光装置。
  4. 請求項1~3のいずれか一項に記載の発光装置において、
    前記反射防止層の前記少なくとも一部分は、前記封止部のうち前記発光部が位置する側に設けられており、
    前記封止部のうち前記発光部が位置する側の反対側の面における前記発光部の前記ピーク発光波長の反射率が、前記発光部が位置する側から前記封止部の前記面に入射角0°で入射する光に対して1.0%より大きくなっている、発光装置。
  5. 請求項1~4のいずれか一項に記載の発光装置と、
    前記基板に対して前記発光部が位置する側の反対側に位置する第1レンズと、
    を備える光学装置。
  6. 透光性を有する基板と、
    透光性を有する第1電極と、透光性を有する第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に位置する有機層と、を有し、前記基板と重なる発光部と、
    前記基板に対して前記発光部が位置する側の反対側に位置する第1レンズと、
    を備え
    前記発光部に対して前記基板が位置する側の反対側にあって前記第1レンズから前記第1レンズの焦点距離未満の領域における前記発光部のピーク発光波長の最大反射率が、前記発光部が位置する側から前記領域に入射角0°で入射する光に対して1.0%以下である、光学装置。
  7. 請求項5又は6に記載の光学装置において、
    前記基板及び前記発光部を有する発光装置に対して前記第1レンズが位置する側の反対側に位置する第2レンズをさらに備える光学装置。
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