(57)【要約】【課題】簡素な構成でありながら、コリメートレンズの調整を精度良く容易に行える光ピックアップ装置及び光ピックアップ装置の組立方法を提供する。【解決手段】ハウジング１は、立ち上げミラー４を組み付けた状態で、立ち上げミラー４側からコリメートレンズ３を見通せる位置に孔１ｂを有するので、孔１ｂに挿通した調整治具ＪのピンＪｐを、例えばコリメートレンズ３の光学面以外の部位に当接させて押圧することで、コリメートレンズ３を光軸方向に変位させて高精度な調整を容易に行うことができるため、最も球面収差が少ない位置で固着すれば、個々の光ピックアップ装置について、ばらつきが少なく良好な記録／再生性能を実現できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源からの出射光を反射させる立上げミラーと、対物光学素子を含む集光光学系からなる光ピックアップ装置であって、
前記立上げミラーと前記対物光学素子との間に配置されたコリメートレンズを含む光学素子ユニットと、
前記光学素子ユニットを取り付けるハウジングと、を有し、
前記ハウジングは、前記立ち上げミラーを組み付けた状態で、前記立ち上げミラー側から前記光学素子ユニットを見通せる位置に孔を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
光源と、前記光源からの出射光を反射させる立上げミラーと、対物光学素子を含む集光光学系からなる光ピックアップ装置であって、
前記立上げミラーと前記対物光学素子との間に配置されたコリメートレンズを含む光学素子ユニットと、
前記光学素子ユニットを取り付けるハウジングと、を有し、
前記ハウジングは孔を有し、前記孔を介して前記光学素子ユニットにおける前記光学素子の光学面以外の部位を押圧する治具を、前記立ち上げミラーと干渉することなく前記立ち上げミラー側から挿入可能となっていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記光学素子ユニットが前記ハウジングに取り付けられる前の状態において、前記光学素子ユニットが前記コリメートレンズの光軸方向に移動できる空間が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記光学素子ユニットを前記立ち上げミラー側に付勢する付勢部材を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記孔は、前記コリメートレンズの光軸回りに複数個配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
光源と、前記光源からの出射光を反射させる立上げミラーと、対物光学素子を含む集光光学系と、前記立上げミラーと前記対物光学素子との間に配置されたコリメートレンズを含む光学素子ユニットとを有する光ピックアップ装置の組立方法であって、
前記ハウジングに形成した孔に挿入した治具を用いて、前記光学素子ユニットを、少なくとも前記コリメートレンズの光軸方向に変位させる工程と、
前記光源側から入射した光束を前記立ち上げミラーで反射させ、前記コリメートレンズと前記対物光学素子を介して光ディスクの情報記録面に集光させ、その反射光を利用して前記コリメートレンズの光軸方向位置を決定する工程と、
前記光学素子ユニットを前記ハウジングに固着させる工程と、を有することを特徴とする光ピックアップ装置の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置及び光ピックアップ装置の組立方法に関し、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、コンパクトな構成を有する光ピックアップ装置及び光ピックアップ装置の組立方法に関する。
【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。
【特許文献１】特開平０９−４４８９１号公報
【特許文献２】特開２００５−１４９６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、高密度光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う場合、４００ｎｍ前後の光束を出射する半導体レーザを用いることが多いが、上市されている半導体レーザは、出射光束の波長が基準波長に対して大きくばらつくという問題がある。出射光束の波長が基準波長に対して大きくシフトすると、集光スポットに球面収差が発生し、波長のばらつきに相応して光ピックアップ装置個々で記録／再生性能がばらつき、これが問題となる恐れがある。また、光ピックアップ装置の集光光学系を構成する光学素子、特に対物光学素子については、製造誤差に起因する球面収差を生じやすく、これが記録／再生性能を劣化させる要因となる場合がある。このような球面収差を補正する一つの方法として、組立時に半導体レーザを集光光学系の光軸方向に位置調整することも考えられる。
【０００４】
しかしながら、半導体レーザを光軸方向に動かすと、光検出器上における光ディスクからの反射光の光軸方向の集光位置もずれてしまう。このずれを、光ディスク反射光を光検出器に集光するサーボレンズの位置を調整して修正することもできるが、それにより光ディスクから光検出器に至る光学系の倍率が変わってしまうという問題がある。
【０００５】
一方、光検出器自体を光軸方向に調整して修正することもできるが、光検出器は光軸直交方向の位置調整も必要なことから、光ピックアップ本体に対して接着材のみによって保持しなくてはならず、その結果、前述の球面収差のばらつきに相応して光ピックアップ本体と光検出器との距離にばらつきが生じ、温度等の環境変化に対する光検出器の位置の安定性について、光ピックアップ個々で差が生じるという問題がある。
【０００６】
また、光ピックアップ装置全体での球面収差の補正は、実際に光ディスクの情報記録面で反射した光束を、対物光学素子を含む集光光学系を介して光検出器で受光して、その信号を利用して行うことが好ましいが、半導体レーザの光軸方向の調整を行う場合、光軸直交方向の動きも光検出器上の光スポットの動きとなるため、信号が安定せず調整が困難となる問題がある。
【０００７】
これに対し、例えば光ピックアップ装置の組立時に、コリメートレンズを光軸方向位置を調整して対物光学素子に入射させる光束の発散度を変更することにより、光ディスクの情報記録面における球面収差の量を許容範囲に収めることも考えられる。
【０００８】
ここで、コリメートレンズを光ピックアップ装置に設ける場合、コリメートレンズの焦点距離が長い方が、半導体レーザとコリメートレンズとの位置関係における誤差感度上有利であり、コリメートレンズを対物光学素子と立上げミラーの間に配置すれば、長焦点距離のコリメートレンズを用いながらコンパクトなレイアウトが可能となる。光ディスクの情報記録面に直交する方向における寸法の許容度が比較的大きな光ピックアップ装置では、このようなレイアウトを選ぶ場合が多い（特許文献１参照）。
【０００９】
また、このようなレイアウトでは、半導体レーザからの光束が光ディスクへ向かう系（往路）と、光ディスクからの反射光が光検出器へ向かう系（復路）との共通光路中にコリメートレンズを設けるので、球面収差の補正のためにコリメートレンズを光軸方向に動かしても、光検出器を光軸方向に動かして修正する必要がないので、前述した半導体レーザを動かしたときの問題を回避できるメリットがある。
【００１０】
ここで、どのようにしてコリメートレンズの位置調整を行うかという問題がある。これに対し、特許文献２には、レンズホルダによって保持されたコリメートレンズを光軸方向に調整可能な構成が開示されている。しかしながら、特許文献２では、ベースフレームに、位置調整ピンを挿通可能な貫通孔を形成しているが、コリメートレンズを調整するために、かかる貫通孔に位置調整ピンを差し込む場合、スピンドルモータが邪魔になる。そのため、光ディスクの情報記録面で反射した光束を、対物光学素子を含む集光光学系を介して光検出器で受光した信号を利用してコリメートレンズを調整することが困難である。一方、貫通孔が形成された場所以外の場所に、新たな貫通孔を設けることも、ベースフレームの形状からして困難である。
【００１１】
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、コリメートレンズの調整を精度良く容易に行える光ピックアップ装置及び光ピックアップ装置の組立方法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】
【００１２】
請求項１に記載の光ピックアップ装置は、光源と、前記光源からの出射光を反射させる立上げミラーと、対物光学素子を含む集光光学系からなる光ピックアップ装置であって、
前記立上げミラーと前記対物光学素子との間に配置されたコリメートレンズを含む光学素子ユニットと、
前記光学素子ユニットを取り付けるハウジングと、を有し、
前記ハウジングは、前記立ち上げミラーを組み付けた状態で、前記立ち上げミラー側から前記光学素子ユニットを見通せる位置に孔を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、前記ハウジングは、前記立ち上げミラーを組み付けた状態で、前記立ち上げミラー側から前記光学素子ユニットを見通せる位置に孔を有するので、前記孔に挿通した治具の先を、例えば前記コリメートレンズの光学面以外の部位に当接させて押圧することで、前記コリメートレンズを光軸方向に変位させて高精度な調整を容易に行うことができるため、最も球面収差が少ない位置で固着すれば、個々の光ピックアップ装置について、ばらつきが少なく良好な記録／再生性能を実現できる。尚、「見通せる」とは前記孔を通して前記光学素子ユニットを前記立ち上げミラーを介することなく直接見ることができることをいい、前記立ち上げミラー側から見たときに、前記孔が前記立ち上げミラーによって全く遮られていない状態、及び前記孔の一部のみが前記立ち上げミラーによって遮られた状態の双方を含む。
【００１４】
請求項２に記載の光ピックアップ装置は、光源と、前記光源からの出射光を反射させる立上げミラーと、対物光学素子を含む集光光学系からなる光ピックアップ装置であって、
前記立上げミラーと前記対物光学素子との間に配置されたコリメートレンズを含む光学素子ユニットと、
前記光学素子ユニットを取り付けるハウジングと、を有し、
前記ハウジングは孔を有し、前記孔を介して前記光学素子ユニットにおける前記光学素子の光学面以外の部位を押圧する治具を、前記立ち上げミラーと干渉することなく前記立ち上げミラー側から挿入可能となっていることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、前記ハウジングは、前記立ち上げミラー側から前記光学素子ユニットを見通せる孔を有し、前記孔を介して前記光学素子ユニットにおける前記光学素子の光学面以外の部位を押圧する治具を、前記立ち上げミラーと干渉することなく前記立ち上げミラー側から挿入可能となっているので、例えば調整用の治具の先を、後述する実施の形態のように前記コリメートレンズの真下もしくは斜め下方向から前記孔に挿通し、前記コリメートレンズの光学面以外の部位に当接させて押圧することで、前記コリメートレンズを光軸方向に変位させて高精度な調整を容易に行うことができるため、最も球面収差が少ない位置で固着すれば、個々の光ピックアップ装置について、ばらつきが少なく良好な記録／再生性能を実現できる。
【００１６】
請求項３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記光学素子ユニットが前記ハウジングに取り付けられる前の状態において、前記光学素子ユニットが前記コリメートレンズの光軸方向に移動できる空間が設けられていることを特徴とするので、前記コリメートレンズの光軸方向の位置調整を行える。
【００１７】
請求項４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記光学素子ユニットを前記立ち上げミラー側に付勢する付勢部材を有することを特徴とする。前記コリメートレンズの位置調整時に、前記コリメートレンズに対して重力方向下方側に前記立ち上げミラーがある場合、自重によって前記コリメートレンズと前記治具とを当接した状態に維持できる。これに対し、前記コリメートレンズの位置調整時に、前記コリメートレンズに対して重力方向下方側に前記立ち上げミラーがない場合、前記コリメートレンズと前記治具とを当接させるために重力を利用できない。本発明によれば、重力の代わりに前記付勢部材を用いることにより、前記コリメートレンズと前記治具との当接状態を確保することができるようになるので、調整時の前記コリメートレンズと前記立ち上げミラーの位置関係によらず、前記コリメートレンズを光軸方向に変位させて高精度な調整を容易に行うことができる。
【００１８】
請求項５に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記孔は、前記コリメートレンズの光軸回りに複数個配置されていることを特徴とするので、複数個の前記孔に挿通された治具により、前記コリメートレンズを安定して支持できる。
【００１９】
請求項６に記載の光ピックアップ装置の組立方法は、光源と、前記光源からの出射光を反射させる立上げミラーと、対物光学素子を含む集光光学系と、前記立上げミラーと前記対物光学素子との間に配置されたコリメートレンズを含む光学素子ユニットとを有する光ピックアップ装置の組立方法であって、
前記ハウジングに形成した孔に挿入した治具を用いて、前記光学素子ユニットを、少なくとも前記コリメートレンズの光軸方向に変位させる工程と、
前記光源側から入射した光束を前記立ち上げミラーで反射させ、前記コリメートレンズと前記対物光学素子を介して光ディスクの情報記録面に集光させ、その反射光を利用して前記コリメートレンズの光軸方向位置を決定する工程と、
前記光学素子ユニットを前記ハウジングに固着させる工程と、を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、前記ハウジングに形成した孔に挿入した治具を用いて、前記光学素子ユニットを、少なくとも前記コリメートレンズの光軸方向に変位させることにより、前記光源側から入射した光束を前記立ち上げミラーで反射させ、前記コリメートレンズと前記対物光学素子を介して光ディスクの情報記録面に集光させ、その反射光を利用して前記コリメートレンズの光軸方向位置を決定できるので、光ピックアップ装置装置全体の製造誤差等に起因して実際に生じた球面収差を精度良く補正することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、簡素な構成でありながら、コリメートレンズの調整を精度良く容易に行える光ピックアップ装置及び光ピックアップ装置の組立方法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】
【００２２】
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。図３は、ハウジングの一部を立ち上げミラー側から見た図である。図４は、調整治具の一例を示す斜視図である。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。尚、コリメートレンズ３と、コリメートレンズ３を保持した円筒状のホルダ２とで光学素子ユニットを構成する。
【００２３】
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１に示すノズルＮと調整治具Ｊは組付調整時にのみ用いられるため、ここでは退避させられているものとする。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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
次に、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置における組立時の調整について述べる。図１において、コリメートレンズ３を保持した円筒状のホルダ２は、ハウジング１の開口１ａの円筒状内周面に嵌合しており、アクチュエータ１４に当たるまで軸線方向に移動可能になっている。更に、図３に示すように、ハウジング１において、開口１ａの周囲には３つの孔１ｂが形成されている。図３では図示していないが、立ち上げミラー４を光ピックアップ装置に組み付けた状態で、孔１ｂを介して、立ち上げミラー側４からホルダ２を見通せるようになっている。尚、コリメートレンズ３の光軸方向に孔１ｂを投影したときに、その投影像が立ち上げミラー４と干渉しないようになっていると好ましい。
【００３３】
調整治具Ｊは、図４に示すように二股フォーク形状を有し、その上に３本の細長い略円筒状のピンＪｐを植設している。少なくとも位置調整時には、立ち上げミラー４がコリメートレンズ３の重力方向下方により配置されているものとする。まず、３本のピンＪｐの間に立ち上げミラー４が配置された状態で、ピンＪｐをハウジング１の孔１ｂ（図３）にそれぞれ挿入する。すると、ピンＪｐの先端が、ホルダ２の下面（又はコリメートレンズ３の光学面に外の部位）に当接するが、コリメートレンズ３及びホルダ２の自重が作用するので、ホルダ２は３本のピンＪｐにより安定した状態で保持されることとなる。
【００３４】
かかる状態で、検査用の光ディスクを対物光学素子１０に対向させ、第１半導体レーザ５を発光させると、上述した光路を辿り、光ディスクからの反射光は光検出器１３に入射し、サーボ信号や再生信号が検出される。そのサーボ信号や再生信号が最良になるように、コリメートレンズ３をホルダ２と共にコリメートレンズ３の光軸方向に移動（変位）させて、最も３次球面収差成分が低減される位置を決定し、かかる位置にコリメートレンズ３を移動させる。その状態を維持したまま、図１に示すように、ノズルＮを介して接着剤Ｂをホルダ２とハウジング１との間に付与し、ホルダ２をハウジング１に固着させる。かかる構成によれば、付勢ばねなど特別な機構や治具は不要であり、組立工程の簡略化を図れる。
【００３５】
尚、立ち上げミラー４がコリメートレンズ３の重力方向下方により配置されていない状態で、コリメートレンズ３の位置調整を行わなくてはならない場合もあるが、かかる場合、重力を利用してホルダ２又はコリメートレンズ３とピンＪｐとの当接を維持することはできない。そこで、図４に点線で示すように、付勢部材としてのばね板１７の一端をハウジング１に固定し、その他端を、ホルダ２又はコリメートレンズ３の光学面以外の場所に当接させ、その弾性力を用いてピンＪｐ側に付勢すれば、重力を利用しなくても、ホルダ２又はコリメートレンズ３とピンＪｐとの当接を維持することが可能となる。
【００３６】
図５は、変形例にかかる調整治具のピンの形状を示す図である。本変形例においては、ピンＪｐ’の先端に段部Ｊｓが形成され、ここにコリメートレンズ３のフランジ部３ａが係合するようになっている。フランジ部３ａは、複数のピンＪｐ’の段部Ｊｓに係合することで、ピンＪｐ’に対して、コリメートレンズ３はその光軸直交方向位置が固定されるので、ピンＪｐ’を光軸方向のみならず光軸直交方向に移動させてもコリメートレンズ３が追従し、これによりコリメートレンズ３を３次元的に位置調整することもできる。かかる場合、孔１ｂは、ピンＪｐ’の移動範囲を確保するために、その外形よりも大きな形状を有する必要がある。
【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。
【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】ハウジングの一部を立ち上げミラー側から見た図である。
【図４】調整治具の一例を示す斜視図である。
【図５】変形例にかかる調整治具のピンの形状を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ ハウジング
１ａ 開口
１ｂ 孔
２ ホルダ
３ コリメートレンズ
３ａ フランジ部
４ 立ち上げミラー
５ 半導体レーザ
６ 青紫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
１７  ばね板
【図１】
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【図２】
2009054217.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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