(57)【要約】【課題】簡素な構成でありながら、発光素子について精度良く且つ容易に出射方向の傾き角度調整及び及び光ピックアップ装置位置決めできる発光素子用ホルダ及び光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】ホルダ２０の第１部材２１に対して、第２部材２２は、板ばね２３の弾性力により長手方向に付勢された状態で調整して固定されるため、第２部材２２の端部は、第１部材２１の当接面２１ｄに面当たりしているので、半導体レーザ５の発熱時に、当接面２１ｄを介して共に金属製である第２部材２２から第１部材２１へと熱伝導を促進させ、放熱効果を高めることができる。更に、突起２１ｃの円筒面とＶ字状溝２２ｂとは半導体レーザ５の光軸に対して片側に配置されるので、図７に示すように、ホルダ２０をハウジング１に取り付ける際に、半導体レーザ５の片側に障害物があった場合でも、これに干渉することなく取り付けを行うことが出来、光ピックアップ装置のコンパクト化に貢献する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ピックアップ装置の発光素子用ホルダであって、円筒面を形成した突起を備えた第１部材と、前記突起の円筒面に係合するＶ字状溝を備えた第２部材とを有し、
前記第１部材と前記第２部材とは、前記円筒面と前記Ｖ字状溝が係合し、かつ前記円筒面の軸線に対し略垂直に配置された面に突き当てられた状態で保持されており、
前記第１部材と前記第２部材の一方はハウジングに固定され、他方が発光素子を保持しており、前記円筒面と前記Ｖ字状溝とは前記発光素子の光軸に対して片側に配置されることを特徴とする発光素子用ホルダ。
【請求項２】
前記第１部材が前記ハウジングに固定され、前記第２部材の開口に前記発光素子が圧入されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子用ホルダ。
【請求項３】
前記第１部材と前記第２部材は、金属製であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光素子用ホルダ。
【請求項４】
前記発光素子は、光軸直交方向の断面が楕円形状の光強度分布である光束を出射する半導体レーザであり、前記楕円形状の短径方向は、前記円筒面の軸線に交差する方向であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発光素子用ホルダ。
【請求項５】
前記発光素子の発光点は、前記円筒面の軸線上に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発光素子用ホルダ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の発光素子用ホルダを有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子用ホルダ及び光ピックアップ装置に関し、特に、光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行うことができる光ピックアップ装置に好適な発光素子用ホルダ及び光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤやＤＶＤに代表される光ディスクに対して、情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置が開発されている。また、波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いて、Ｂｌｕ−ｒａｙ  ＤｉｓｃやＨＤ  ＤＶＤなどの高密度光ディスクに情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置の開発も急速に進んでいる。
【０００３】
ここで、光ピックアップ装置において例えば半導体レーザは、例えば対物レンズのアパーチャを基準として対物レンズの光軸と、レーザ光のファーフィールドパターンにおける最も強度が高い位置とを一致させるように、レーザ光を出射できるように調整されると、得られる信号特性がより良好となり好ましい。しかるに、半導体レーザのホルダを球面受けとすれば、３次元的に出射方向の調整が出来るので好ましいとも言えるが、調整が煩雑になると共に、調整のための球面受け構造のスペースが必要になるという問題がある。一方、半導体レーザから出射される光束の強度分布は、光軸直交方向の断面が楕円形状であるために、出射方向の傾き角度のズレに対して敏感な方向と鈍感な方向とが存在する。よって、鈍感な方向において多少ズレが生じても、完全にズレを排除する必要はないともいえ、例えば光ディスクの情報再生専用の光ピックアップ装置であれば十分使用可能な場合がある。
【０００４】
ここで、特許文献１には、ベースにおける角度付けされた一対の平坦面と、レーザダイオードを装着したホルダーにおける一対の円弧面とをそれぞれ摺動可能に当接させることで、ベースに対するレーザダイオードを任意に角度調整できる構成が開示されている。又、特許文献２には、受けにおけるＶ字状溝と、半導体レーザダイオードを保持するホルダにおける円筒部とををそれぞれ摺動可能に当接させることで、受けに対する半導体レーザダイオードを任意に角度調整できる構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１１５９９９号公報
【特許文献２】特開２００３−４５０４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の従来技術によれば、ベースとホルダーとを一体化するために、複雑な形状の板金製の結合具を設けており、これによりコスト高を招くと共に、組付時の手間が増えている。更に、レーザ光を出射することによりレーザダイオードが発熱した場合に、熱伝導は接触面積が小さい結合具を介して行われるため、有効な放熱効果が得られないという問題がある。
【０００６】
又、特許文献２の従来技術によれば、形状が複雑であるので、受けとホルダとの寸法精度を高めなければガタが生じる恐れがあり、安定した調整を行えないという問題がある。更に、レーザ光を照射することにより半導体レーザダイオードが発熱した場合に、受けとホルダとの接触面積が小さく、有効な放熱効果が得られないという問題がある。更に、Ｖ字状溝と円筒部とは、半導体レーザダイオードの両側に存在するので、寸法が大きくなり、光ピックアップ装置の大型化を招くという問題もある。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みて成されたものであり、簡素な構成でありながら、発光素子について精度良く且つ容易に出射方向の傾き角度調整及び位置決めできる発光素子用ホルダ及び光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発光素子用ホルダは、光ピックアップ装置の発光素子用ホルダであって、円筒面を形成した突起を備えた第１部材と、前記突起の円筒面に係合するＶ字状溝を備えた第２部材とを有し、
前記第１部材と前記第２部材とは、前記円筒面と前記Ｖ字状溝が係合し、かつ前記円筒面の軸線に対し略垂直に配置された面に突き当てられた状態で保持されており、
前記第１部材と前記第２部材の一方はハウジングに固定され、他方が発光素子を保持しており、前記円筒面と前記Ｖ字状溝とは前記発光素子の光軸に対して片側に配置されることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、円筒面を形成した突起を備えた第１部材と、前記突起の円筒面に係合するＶ字状溝を備えた第２部材とを有しているので、比較的薄形の簡素な構成で発光素子の出射方向の傾き調整を実現できる。又、前記第１部材と前記第２部材とは、傾き調整時に前記円筒面の軸線に対し略垂直に配置された面に突き当てられるように付勢された状態で、傾きを調整して固定し、調整後に付勢を解除することで、前記発光素子の位置決めを高精度に行うことが出来、経時変化も抑制できる。前記発光素子が発熱した場合には、かかる当接した面を介して前記第２部材と前記第１部材との間で熱伝導を促進させ、放熱効果を高めることができる。更に、前記円筒面と前記Ｖ字状溝とは前記発光素子の光軸に対して片側に配置されるので、両側に配置する場合に比べて、設置スペースの削減を行え、光ピックアップ装置のコンパクト化に貢献する。尚、「Ｖ字状」とは必ずしもＶ字断面を有する必要はなく、互いに非平行な一対の平面又は曲面を有すれば足りる。
【００１０】
請求項２に記載の発光素子用ホルダは、請求項１に記載の発明において、前記第１部材が前記ハウジングに固定され、前記第２部材の開口に前記発光素子が圧入されていることを特徴とするので、前記第２部材に前記Ｖ字状溝が設けられていることから、前記発光素子を圧入する際に発生する過大な押圧力を単純な平面で受けることができ、組付が容易になる。又、前記第２部材の厚みを抑えることもできる。
【００１１】
請求項３に記載の発光素子用ホルダは、請求項１又は２に記載の発明において、前記第１部材と前記第２部材は、金属製であることを特徴とするので、熱伝導性を高めることにより、前記発光素子の発熱時の放熱効果を更に高めることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発光素子用ホルダは、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記発光素子は、光軸直交方向の断面の光強度分布が楕円形状である光束を出射する半導体レーザであり、前記楕円形状の短径方向は、前記円筒面の軸線に交差する方向であることを特徴とするので、前記発光素子の出射方向の角度調整は、前記円筒面に対して前記Ｖ字状溝を相対摺動させるだけで行うことも可能である。なぜなら、前記楕円形状の短径方向は、長径方向よりも角度ズレに対して敏感な方向であるためである。
【００１３】
請求項５に記載の発光素子用ホルダは、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記発光素子の発光点は、前記円筒面の軸線上に位置することを特徴とするので、前記円筒面に対して前記Ｖ字状溝を相対摺動させて、任意に前記発光素子の出射方向の角度調整を行った場合でも、前記発光点は光軸直交方向に変位しないようにでき、これにより調整を簡素化できる。
【００１４】
請求項６に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の発光素子用ホルダを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡素な構成でありながら、発光素子について精度良く且つ容易に出射方向の傾き角度調整及び位置決めできる発光素子用ホルダ及び光ピックアップ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態をさらに詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置を概略的に示す断面図であるが、組み立て時の状態を示している。図２は、図１の構成をII-II線を含む面で切断して矢印方向に見た断面図である。本実施の形態の光ピックアップ装置は、ＨＤ  ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤの３種類の光ディスクに対して情報の再生を行えるようになっているが、トラッキング用の光束を生成する回折格子等を追加することにより、情報の記録も行うことが可能である。更に、少なくともその内の１種類の光ディスクに対して情報の記録／再生を行うことができれば足りる。
【００１７】
図１において、ハウジング１には、後述するようにして第１半導体レーザ５、２レーザ１パッケージ１５が、ホルダ２０により位置決め固定されると共に、コリメートレンズ３，立ち上げミラー４，青紫色用偏光ビームスプリッタ６，パワーモニタ７，偏光ビームスプリッタ１１，サーボレンズ１２，光検出器１３，ＣＤ用回折格子１６が固定されており、アクチュエータ１４にはλ／４波長板９が固定されており、更にハウジング１に対して、対物光学素子１０がアクチュエータ１４により変位可能に支持されている。
【００１８】
次に、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の動作について説明する。図２において、ＨＤ  ＤＶＤから情報の再生を行う場合、光源である第１半導体レーザ５を発光させると、そこから出射された波長４０５ｎｍ前後のレーザ光束は、青紫色用偏光ビームスプリッタ６で反射され、更に図１に示すように立ち上げミラー４で反射されるが、一部は立ち上げミラー４を通過してパワーモニタ７で検出される。立ち上げミラー４で反射された光束は、コリメートレンズ３，λ／４波長板９を通過し、対物光学素子１０を介して、ＨＤ  ＤＶＤの情報記録面に集光される。
【００１９】
ＨＤ  ＤＶＤの情報記録面から反射した光束は、対物光学素子１０，λ／４波長板９、コリメートレンズ３を通過し、立ち上げミラー４で反射され、青紫色用偏光ビームスプリッタ６、偏光ビームスプリッタ１１を通過し、サーボレンズ１２を介して、光検出器１３に入射するので、その出力信号を用いて、ＨＤ  ＤＶＤから情報の再生を行うことができる。
【００２０】
ここで、光検出器１３上での光スポットの形状変化、強度分布変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて、第１半導体レーザ５からの光束をＨＤ  ＤＶＤの情報記録面上に結像するように、アクチュエータ１４により、対物光学素子１０をボビンと一体で、フォーカシング、トラッキング駆動できるようになっている。
【００２１】
ＤＶＤから情報の再生を行う場合、２レーザ１パッケージ１５内の第２半導体レーザを発光させると、そこから出射された波長６６０ｎｍ前後のレーザ光束は、ＣＤ用回折格子１６を通過し、偏光ビームスプリッタ１１で反射され、青紫色用偏光ビームスプリッタ６を通過し、更に立ち上げミラー４で反射されるが、一部は立ち上げミラー４を通過してパワーモニタ７で検出される。立ち上げミラー４で反射された光束は、コリメートレンズ３，λ／４波長板９を通過し、対物光学素子１０を介して、ＤＶＤの情報記録面に集光される。
【００２２】
ＤＶＤの情報記録面から反射した光束は、対物光学素子１０，λ／４波長板９、コリメートレンズ３を通過し、立ち上げミラー４で反射され、青紫色用偏光ビームスプリッタ６、偏光ビームスプリッタ１１を通過し、サーボレンズ１２を介して、光検出器１３に入射するので、その出力信号を用いて、ＤＶＤから情報の再生を行うことができる。
【００２３】
ここで、光検出器１３上での光スポットの形状変化、強度分布変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて、第２半導体レーザからの光束をＤＶＤの情報記録面上に結像するように、アクチュエータ１４により、対物光学素子１０をボビンと一体で、フォーカシング、トラッキング駆動できるようになっている。
【００２４】
ＣＤから情報の再生を行う場合、２レーザ１パッケージ１５内の第３半導体レーザを発光させると、そこから出射された波長７８５ｎｍ前後のレーザ光束は、ＣＤ用回折格子１６に入射して、トラッキング信号用の±１次回折光を生成する。かかるレーザ光束は、偏光ビームスプリッタ１１で反射され、青紫色用偏光ビームスプリッタ６を通過し、更に立ち上げミラー４で反射されるが、一部は立ち上げミラー４を通過してパワーモニタ７で検出される。立ち上げミラー４で反射された光束は、コリメートレンズ３，λ／４波長板９を通過し、対物光学素子１０を介して、ＣＤの情報記録面に集光される。
【００２５】
ＣＤの情報記録面から反射した光束は、対物光学素子１０，λ／４波長板９、コリメートレンズ３を通過し、立ち上げミラー４で反射され、青紫色用偏光ビームスプリッタ６、偏光ビームスプリッタ１１を通過し、サーボレンズ１２を介して、光検出器１３に入射するので、その出力信号を用いて、ＣＤから情報の再生を行うことができる。
【００２６】
ここで、光検出器１３上での光スポットの形状変化、強度分布変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて、第３半導体レーザからの光束をＣＤの情報記録面上に結像するように、アクチュエータ１４により、対物光学素子１０をボビンと一体で、フォーカシング、トラッキング駆動できるようになっている。
【００２７】
次に、本実施の形態にかかる半導体レーザを保持するホルダ（発光素子ホルダともいう）について説明する。図３は、第１部材２１と第２部材２２とからなるホルダ２０の斜視図であり、理解しやすいように第２部材２２の輪郭を仮想線（一点鎖線）で描いている。図４は、半導体レーザ５を取り付けた第２部材２２の斜視図であり、図５は、第１部材２１の斜視図である。図６は、図３のホルダ２０を、矢印VI方向から見た図である。図７は、図３のホルダ２０を、装着したハウジング１と共に矢印VII方向から見た図であり、理解しやすいように第２部材２２の輪郭を仮想線（一点鎖線）で描いている。尚、以下、半導体レーザ５を例に挙げて説明するが、半導体レーザである２レーザ１パッケージ１５についても同様である。
【００２８】
図５において、第１部材２１は、アルミなどの金属製で略矩形板状をなし、一端側に円弧状の切欠２１ａが形成され、他端側に肉厚部２１ｂを形成している。従って、第１部材２１は図５の上方から見たときに、この実施例においては、Ｌ字状の形状を有する。肉厚部２１ｂより切欠２１ａに向かって延在するように、半円筒状の突起２１ｃが形成されている。突起２１ｃの外周面が円筒面を構成する。突起２１ｃが肉厚部２１ｂに接合された周囲は、突起２１ｃの軸線に対して直交する当接面２１ｄを形成している。
【００２９】
図４において、第２部材２２は、アルミなどの金属製で略矩形板状をなし、一端近傍に円形開口２２ａが形成され、更に他端の端面２２ｃから円形開口２２ａに向かって延在するがその手前で終端するようにして、Ｖ字状溝２２ｂが形成されている。第２部材２２を端面２２ｃ側から見たときに、Ｖ字状溝２２ｂの中央と円形開口２２ａの軸線は重なると好ましい。円形開口２２には、半導体レーザ５が圧入により固定されている。圧入された半導体レーザ５の光軸は、突起２１ｃの円筒面の軸線に対して精度良く直交するようになっている。
【００３０】
図４に示すように、半導体レーザ５から出射されるレーザ光は、その特性上、光軸直交方向の断面が楕円形状ＯＶとなる光強度分布を持つ。かかる楕円形状ＯＶの長径方向Ｘは、突起２１ｃの円筒面の軸線に平行であり、また楕円形状ＯＶの短径方向Ｙは、突起２１ｃの円筒面の軸線に直交するように、ホルダ２０に取り付けられると好ましい。半導体レーザ５には、出射されるレーザ光の楕円の方向を示す切欠５ａ（図３）が形成されているので、これに不図示の治具を係合させながら組み付けることにより、楕円形状ＯＶの長径方向Ｘと、突起２１ｃの円筒面の軸線とを平行に位置決めすることが可能となる。但し、切欠５ａに合致する凸部等を、第２部材２２に対応して形成しても同様な効果が期待できる。
【００３１】
ここで、楕円形状ＯＶの長径方向Ｘにおいては、光強度分布の変化がなだらかでレーザ光の調整感度が鈍感であるので、ホルダ２０の寸法精度を高めることで、長径方向Ｘに関して無調整で取り付けることができる。一方、楕円形状ＯＶの短径方向Ｙにおいては、光強度分布の変化が急峻でレーザ光の調整感度が敏感であるため、後述するようにして調整することで、良好な信号特性を得ることができるようになる。
【００３２】
図３において、第１部材２１は、不図示のハウジング１（図１参照）に固定されており、その突起２１ｃの円筒面にＶ字状溝２２ｂを係合させるようにして、第２部材２２が取り付けられる。これにより、板材を２枚重ね合わせた程度の薄形で簡素化されたホルダ２０を構成できる。更に、第１部材２１に対して、第２部材２２は、調整時には板ばね２３の弾性力により長手方向に付勢されており、これにより第２部材２２の端部は、第１部材２１の当接面２１ｄに面当たりしている。尚、図６に示すように、半導体レーザ５の発光点Ｏは、突起２１ｃの円筒面の軸線上に位置するように取り付けられる。
【００３３】
半導体レーザ５の出射方向の角度位置調整は、実際に半導体レーザ５からレーザ光を出射させ、所定位置に配置したセンサ（不図示）に集光するように、第１部材２１と第２部材２２とを相対的に角度を変化させることにより行う。即ち、図６において、突起２１ｃの円筒面（点線）に沿って、その断面上２点で接触するＶ字状溝２２ｂ（一点鎖線）が相対摺動することにより、第２部材２２と一体で半導体レーザ５の短径方向Ｙにおける角度調整を行える。このとき、半導体レーザ５の発光点Ｏは、突起２１ｃの円筒面の軸線上に位置するので、かかる円筒面に対してＶ字状溝２２ｂを相対摺動させて、任意に半導体レーザ５の出射方向の角度調整を行った場合でも、発光点Ｏは光軸直交方向に変位しないため、調整の独立化を図ることで調整時間を短縮できる。
【００３４】
更に、本実施の形態によれば、第１部材２１に対して、第２部材２２は、板ばね２３の弾性力により長手方向に付勢された状態で調整して固定されるため、第２部材２２の端面２２ｃは、第１部材２１の当接面２１ｄに面当たりしているので、半導体レーザ５の発熱時に、密着した端面２２ｃと当接面２１ｄを介して共に金属製である第２部材２２から第１部材２１へと熱伝導を促進させ、放熱効果を高めることができる。また、突起２１ｃの円筒面とＶ字状溝２２ｂとは半導体レーザ５の光軸に対して片側に配置されるので、図７に示すように、ホルダ２０をハウジング１に取り付ける際に、半導体レーザ５の軸線を挟んで片側に、アクチュエータ１４の傾き調整用ねじＳＷが配置されているような場合でも、これに干渉することなく取り付けを行うことが出来、光ピックアップ装置のコンパクト化に貢献する。尚、調整固定後に、板ばね２３は除去される。
【００３５】
図８は、変形例にかかる第１部材２１’の斜視図である。本変形例においては、図５に示す第１部材２１に対して、円弧状の切欠２１ａのある部位を切り落とした点のみが異なる。円弧状の切欠２１ａは、半導体レーザ５の保持に関与していないので、これを削除しても保持に問題はなく、また削除により、更にホルダ２０の設置スペースを削減できる。
【００３６】
図９は、変形例にかかるホルダ２０”の斜視図であり、理解しやすいように第２部材２２”の輪郭を仮想線（一点鎖線）で描いている。本変形例においては、図３に示すホルダ２０に対して、第１部材２１”の上縁と下縁に切欠２１ｅ”、２１ｆ”を形成し、それに対応して第２部材２２”の上縁と下縁に、切欠２１ｅ”、２１ｆ”よりも長手方向及び深さ方向の寸法が大きな切欠２２ｅ”、２２ｆ”を形成した点が異なる。半導体レーザ５の角度調整を行った後、切欠２２ｅ”及び切欠２２ｆ”に接着剤を充填することで、第１部材２１”と第２部材２２”とを固定することができる。更に、ホルダ２０”をハウジング１に取り付ける際、切欠２１ｅ”、２１ｆ”、２１ｇ”に接着剤を充填することで、ホルダ２０”とハウジング１との固定を行える。
【００３７】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、第２部材をハウジングに取り付け、第１部材に半導体レーザを組み付けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施の形態にかかる光ピックアップ装置を概略的に示す断面図である。
【図２】図１の構成をII-II線を含む面で切断して矢印方向に見た断面図である。
【図３】第１部材２１と第２部材２２とからなるホルダ２０の斜視図である。
【図４】半導体レーザ５を取り付けた第２部材２２の斜視図である。
【図５】第１部材２１の斜視図である。
【図６】図３のホルダ２０を、矢印VI方向から見た図である。
【図７】図３のホルダ２０を、矢印VII方向から見た図である。
【図８】変形例にかかる第１部材２１’の斜視図である。
【図９】変形例にかかるホルダ２０”の斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ ハウジング
３ コリメートレンズ
４ 立ち上げミラー
５ 半導体レーザ
６ 青紫色用偏光ビームスプリッタ
７ パワーモニタ
９ λ／４波長板
１０ 対物光学素子
１１ 偏光ビームスプリッタ
１２ サーボレンズ
１３ 光検出器
１４ アクチュエータ
１５ ２レーザ１パッケージ
１６ ＣＤ用回折格子
２０、２０” ホルダ
２１、２１’、２１” 第１部材
２１ａ 切欠
２１ｂ 肉厚部
２１ｃ 突起
２１ｄ 当接面
２１ｅ” 切欠
２１ｆ” 切欠
２１ｇ” 切欠
２２、２２” 第２部材
２２ａ 円形開口
２２ｂ Ｖ字状溝
２２ｃ 端面
２２ｅ” 切欠
２２ｆ” 切欠
２３ 板ばね
Ｏ 発光点
ＯＶ 楕円形状
ＳＷ  ねじ
Ｘ 長径方向
Ｙ 短径方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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