JP4366999B2 - 光学レンズの収差検出方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、情報記録媒体に情報を読み書きする光学レンズ、またはレーザ加工機、レーザ顕微鏡などにおいて光を結像して光スポットを形成する光学レンズの特性の検査や測定を行なう、光学レンズの収差検出方法および光学部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光ピックアップ内の対物レンズの姿勢調整方法として、対物レンズのコバからの反射光と回折格子からの反射光とを用いて姿勢を調整する方法が実施されていた。
【０００３】
ここで、従来の光学レンズの姿勢調整方法について、図６から図９を用いて説明する。
【０００４】
図６は従来の光学レンズの収差検出装置の概略構成図である。１は光ピックアップ、２は光ピックアップ１内の光源、３は光源２から出射された光、４は光３を平行光にするコリメータレンズ、５はコリメータレンズ４で平行光にされた出射光を入射し、収束光を出射する対物レンズ、６は対物レンズ５の姿勢の基準となるコバ、７は対物レンズ５の傾きを調整する調整機構である。
【０００５】
８は対物レンズ５を出射した光が集光されながら入射し、０次回折光と±１次回折光を発生させる回折格子、９は回折格子８で発生した０次回折光と＋１次回折光、０次回折光と−１次回折光により干渉縞を形成するレンズ、１０はレンズ９で形成した干渉縞を受像する第一の受像部、１１は第一の受像部１０で受像した干渉縞を解析し収差を検出する処理装置、１２は処理装置１１で検出した収差を表示する第一の表示部である。
【０００６】
１３は回折格子８からの反射光とコバ６からの反射光の光軸の方向を変えるハーフミラー、１４はハーフミラー１３で光軸の方向が変わった回折格子８からの反射光とコバ６からの反射光を集光する集光レンズ、１５は集光レンズ１４で集光された光を受像する第二の受像部、１６は第二の受像部１５で受像した光を表示する第二の表示部である。
【０００７】
対物レンズ５の特性の検査や測定を行う際には、対物レンズ５と回折格子８を平行にする必要がある。
【０００８】
図７は対物レンズ５と回折格子８の関係の一例を示す図である。図７において、対物レンズ５と回折格子８はＸ方向にθx01、Ｙ方向にθy01の角度をなしている。まず、回折格子８に光を入射すると第二の表示部１６には、図８（ａ）に示すような第一のスポット１７が表示され、第一のスポット１７について、図８（ｂ）に示すようにスポットマーク１８を設定する。次に、対物レンズ５に光を入射すると第二の表示部１６には、図９（ａ）に示すような第二のスポット１９が表示される。スポットマーク１８と第二のスポット１９を図９（ｂ）で示すように重ね合わせるため、対物レンズ５の傾きを調整機構７により調整する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
図８（ｂ）で示す状態では、理論上、θx01、θy01は０となる。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−４０２７４６号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記に示したような従来の方法では、光学レンズのコバの反射光をもとに光学レンズの傾きを調整するため、コバへ光を入射させなければならなく、常時コバへ光が入射されるため、正確な光学レンズの収差の測定が困難であった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、光源から出射した光が回折格子で反射した光と、前記光源から出射した光が光学レンズのレンズ保持部の貫通孔を通過して前記光学レンズのコバで反射した光とを受像し、前記受像した２つの光をもとに前記回折格子に対する前記光学レンズの傾きを調整する傾き調製工程と、前記傾き調製工程の後に、前記レンズ保持部の貫通孔を遮断した状態で、前記光源から出射して前記光学レンズを通過した光が前記回折格子で回折した回折光の干渉パターンに基づいて前記光学レンズの収差を検出する収差検出工程と、を有することにより、光学レンズの収差を検出する際には必要最小限の開口に制限し、かつコバ基準で姿勢の調整が可能となり、正確な光学レンズの収差の測定が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１から図５を用いて説明する。
【００１５】
本発明における第一の実施の形態について、図１から図３を用いて説明する。
【００１６】
図１は第一の実施の形態における光学レンズの収差検出装置の概略構成図である。図１において図６と同一物については同一番号を付し説明を省略する。
【００１７】
本発明の第一の実施の形態において、従来の収差検出装置と異なるところは次の１点である。２０は対物レンズ５を保持するレンズ保持部である。
【００１８】
図２はレンズ保持部２０の概略図であり、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は底面図である。レンズ保持部２０の底面は、反射面になっており、かつ対物レンズ５の姿勢の基準となるコバ６と平行である。
【００１９】
光源２からの出射された光３の一部が、回折格子８とレンズ保持部２０で反射し、回折格子８からの反射光とレンズ保持部２０からの反射光は、ハーフミラー１３を介して、集光レンズ１４により集光して第二の受像部１５で受像し、第二の表示部１６に表示される。
【００２０】
図３は対物レンズ５とレンズ保持部２０と回折格子８の関係の一例を示す図である。図３において、レンズ保持部２０と回折格子８はＸ方向にθx1、Ｙ方向にθy1の角度をなしている。まず、回折格子８に光を入射すると第二の表示部１６には、図８（ａ）に示すような第一のスポット１７が表示され、第一のスポット１７について、図８（ｂ）に示すようにスポットマーク１８を設定する。次に、レンズ保持部２０に光を入射すると第二の表示部１６には、図９（ａ）に示すような第二のスポット１９が表示される。スポットマーク１８と第二のスポット１９を図９（ｂ）で示すように重ね合わせるため、対物レンズ５とレンズ保持部２０の傾きを調整機構７により調整する。
【００２１】
図８（ｂ）で示す状態では、理論上、θx1、θy1は０となる。
【００２２】
コリメータレンズ４を透過した光は、図２（ｂ）で示すようにレンズ保持部２０で開口を制限され、対物レンズ５を介して集光しながら回折格子８へ入射する。回折格子８で発生する０次回折光と±１次回折光の干渉により干渉パターンを形成し、レンズ９を透過して第一の受像部１０で受像する。第一の受像部１０で受像した光を処理装置１１で解析して、例えば、対物レンズ５に関連する収差を検出する。
【００２３】
以上のように本発明の第一の実施の形態によれば、光学レンズの収差を検出するために必要最小限の開口に制限し、かつコバ基準で姿勢の調整が可能となり、正確な光学レンズの収差の測定が可能となる。
【００２４】
また、本発明の第一の実施の形態においては、レンズ保持部２０の底面と対物レンズ５の姿勢の基準となるコバ６とが平行であるとしたが、角度を有していてもよく、角度を有している場合には、回折格子８に対して傾斜している対物レンズ５の収差の測定がコバ基準で可能となる。
【００２５】
本発明における第二の実施の形態について、図４から図５を用いて説明する。
【００２６】
本発明の第二の実施の形態において、第一の実施の形態と異なるところは、レンズ保持部２０がシャッター機構付きレンズ保持部２１となっている点である。
【００２７】
図４はシャッター機構付きレンズ保持部２１の概略図であり、図４（ａ）、図４（ｂ）は対物レンズ５の傾きを調整する際の側面図と底面図、図４（ｃ）、図４（ｄ）は対物レンズ５に関連する収差を検出する際の側面図と底面図である。
【００２８】
対物レンズ５の傾きを調整する際には、図４（ａ）、図４（ｂ）で示すように、シャッター機能付きレンズ保持部２１の貫通孔２１ａ、２１ｂの位置を合せ、コバ６への光路を確保し、光源２からの出射された光３の一部が、回折格子８とコバ６で反射し、回折格子８からの反射光とコバ６からの反射光は、ハーフミラー１３を介して、集光レンズ１４により集光して第二の受像部１５で受像し、第二の表示部１６に表示される。
【００２９】
図５は対物レンズ５とシャッター機能付きレンズ保持部２１と回折格子８の関係の一例を示す図である。図５において、シャッター機能付きレンズ保持部２１と回折格子８はＸ方向にθx2、Ｙ方向にθy2の角度をなしている。まず、回折格子８に光を入射すると第二の表示部１６には、図８（ａ）に示すような第一のスポット１７が表示され、第一のスポット１７について、図８（ｂ）に示すようにスポットマーク１８を設定する。次に、シャッター機能付きレンズ保持部２１に光を入射すると第二の表示部１６には、図９（ａ）に示すような第二のスポット１９が表示される。スポットマーク１８と第二のスポット１９を図９（ｂ）で示すように重ね合わせるため、対物レンズ５とレンズ保持部２０の傾きを調整機構７により調整する。
【００３０】
図８（ｂ）で示す状態では、理論上、θx2、θy2は０となる。
【００３１】
対物レンズ５に関連する収差を検出する際には、図４（ｃ）、図４（ｄ）で示すように、シャッター機能付きレンズ保持部２１の貫通孔２１ａ、２１ｂの位置をずらし、コバ６への光路を遮断し、コリメータレンズ４を透過した光は、図４（ｄ）で示すようにシャッター機能付きレンズ保持部２１で開口を制限され、対物レンズ５を介して集光しながら回折格子８へ入射する。回折格子８で発生する０次回折光と±１次回折光の干渉により干渉パターンを形成し、レンズ９を透過して第一の受像部１０で受像する。第一の受像部１０で受像した光を処理装置１１で解析して、例えば、対物レンズ５に関連する収差を検出する。
【００３２】
以上のように本発明の第二の実施の形態によれば、光学レンズの収差を検出する際には必要最小限の開口に制限し、かつコバ基準で姿勢の調整が可能となり、正確な光学レンズの収差の測定が可能となる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、光学レンズの収差を検出する際には必要最小限の開口に制限し、かつコバ基準で姿勢の調整が可能となり、正確な光学レンズの収差の測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態における光学レンズの収差検出装置の概略構成図
【図２】本発明の第一の実施の形態におけるレンズ保持部の概略図
【図３】本発明の第一の実施の形態におけるレンズ保持部とコバと回折格子の座標図
【図４】本発明の第二の実施の形態におけるレンズ保持部の概略図
【図５】本発明の第二の実施の形態におけるレンズ保持部とコバと回折格子の座標図
【図６】従来の光学レンズの収差検出装置の概略構成図
【図７】従来のコバと回折格子の座標図
【図８】第二の表示部に表示される反射光の第一のスポットを示す図
【図９】第二の表示部に表示される反射光の第二のスポットを示す図
【符号の説明】
１ 光ヘッド
２ 光源
３ 光源から出射した光
４ コリメータレンズ
５ 対物レンズ
６ コバ
７ 調整機構
８ 回折格子
９ レンズ
１０ 第一の受像部
１１ 処理装置
１２ 第一の表示部
１３ ハーフミラー
１４ 集光レンズ
１５ 第二の受像部
１６ 第二の表示部
２０ レンズ保持部
本発明は、情報記録媒体に情報を読み書きする光学レンズ、またはレーザ加工機、レーザ顕微鏡などにおいて光を結像して光スポットを形成する光学レンズの特性の検査や測定を行なう、光学レンズの収差検出方法および光学部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光ピックアップ内の対物レンズの姿勢調整方法として、対物レンズのコバからの反射光と回折格子からの反射光とを用いて姿勢を調整する方法が実施されていた。
【０００３】
ここで、従来の光学レンズの姿勢調整方法について、図６から図９を用いて説明する。
【０００４】
図６は従来の光学レンズの収差検出装置の概略構成図である。１は光ピックアップ、２は光ピックアップ１内の光源、３は光源２から出射された光、４は光３を平行光にするコリメータレンズ、５はコリメータレンズ４で平行光にされた出射光を入射し、収束光を出射する対物レンズ、６は対物レンズ５の姿勢の基準となるコバ、７は対物レンズ５の傾きを調整する調整機構である。
【０００５】
８は対物レンズ５を出射した光が集光されながら入射し、０次回折光と±１次回折光を発生させる回折格子、９は回折格子８で発生した０次回折光と＋１次回折光、０次回折光と−１次回折光により干渉縞を形成するレンズ、１０はレンズ９で形成した干渉縞を受像する第一の受像部、１１は第一の受像部１０で受像した干渉縞を解析し収差を検出する処理装置、１２は処理装置１１で検出した収差を表示する第一の表示部である。
【０００６】
１３は回折格子８からの反射光とコバ６からの反射光の光軸の方向を変えるハーフミラー、１４はハーフミラー１３で光軸の方向が変わった回折格子８からの反射光とコバ６からの反射光を集光する集光レンズ、１５は集光レンズ１４で集光された光を受像する第二の受像部、１６は第二の受像部１５で受像した光を表示する第二の表示部である。
【０００７】
対物レンズ５の特性の検査や測定を行う際には、対物レンズ５と回折格子８を平行にする必要がある。
【０００８】
図７は対物レンズ５と回折格子８の関係の一例を示す図である。図７において、対物レンズ５と回折格子８はＸ方向にθx01、Ｙ方向にθy01の角度をなしている。まず、回折格子８に光を入射すると第二の表示部１６には、図８（ａ）に示すような第一のスポット１７が表示され、第一のスポット１７について、図８（ｂ）に示すようにスポットマーク１８を設定する。次に、対物レンズ５に光を入射すると第二の表示部１６には、図９（ａ）に示すような第二のスポット１９が表示される。スポットマーク１８と第二のスポット１９を図９（ｂ）で示すように重ね合わせるため、対物レンズ５の傾きを調整機構７により調整する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
図８（ｂ）で示す状態では、理論上、θx01、θy01は０となる。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−４０２７４６号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記に示したような従来の方法では、光学レンズのコバの反射光をもとに光学レンズの傾きを調整するため、コバへ光を入射させなければならなく、常時コバへ光が入射されるため、正確な光学レンズの収差の測定が困難であった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、光源から出射した光が回折格子で反射した光と、前記光源から出射した光が光学レンズのレンズ保持部の貫通孔を通過して前記光学レンズのコバで反射した光とを受像し、前記受像した２つの光をもとに前記回折格子に対する前記光学レンズの傾きを調整する傾き調製工程と、前記傾き調製工程の後に、前記レンズ保持部の貫通孔を遮断した状態で、前記光源から出射して前記光学レンズを通過した光が前記回折格子で回折した回折光の干渉パターンに基づいて前記光学レンズの収差を検出する収差検出工程と、を有することにより、光学レンズの収差を検出する際には必要最小限の開口に制限し、かつコバ基準で姿勢の調整が可能となり、正確な光学レンズの収差の測定が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１から図５を用いて説明する。
【００１５】
本発明における第一の実施の形態について、図１から図３を用いて説明する。
【００１６】
図１は第一の実施の形態における光学レンズの収差検出装置の概略構成図である。図１において図６と同一物については同一番号を付し説明を省略する。
【００１７】
本発明の第一の実施の形態において、従来の収差検出装置と異なるところは次の１点である。２０は対物レンズ５を保持するレンズ保持部である。
【００１８】
図２はレンズ保持部２０の概略図であり、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は底面図である。レンズ保持部２０の底面は、反射面になっており、かつ対物レンズ５の姿勢の基準となるコバ６と平行である。
【００１９】
光源２からの出射された光３の一部が、回折格子８とレンズ保持部２０で反射し、回折格子８からの反射光とレンズ保持部２０からの反射光は、ハーフミラー１３を介して、集光レンズ１４により集光して第二の受像部１５で受像し、第二の表示部１６に表示される。
【００２０】
図３は対物レンズ５とレンズ保持部２０と回折格子８の関係の一例を示す図である。図３において、レンズ保持部２０と回折格子８はＸ方向にθx1、Ｙ方向にθy1の角度をなしている。まず、回折格子８に光を入射すると第二の表示部１６には、図８（ａ）に示すような第一のスポット１７が表示され、第一のスポット１７について、図８（ｂ）に示すようにスポットマーク１８を設定する。次に、レンズ保持部２０に光を入射すると第二の表示部１６には、図９（ａ）に示すような第二のスポット１９が表示される。スポットマーク１８と第二のスポット１９を図９（ｂ）で示すように重ね合わせるため、対物レンズ５とレンズ保持部２０の傾きを調整機構７により調整する。
【００２１】
図８（ｂ）で示す状態では、理論上、θx1、θy1は０となる。
【００２２】
コリメータレンズ４を透過した光は、図２（ｂ）で示すようにレンズ保持部２０で開口を制限され、対物レンズ５を介して集光しながら回折格子８へ入射する。回折格子８で発生する０次回折光と±１次回折光の干渉により干渉パターンを形成し、レンズ９を透過して第一の受像部１０で受像する。第一の受像部１０で受像した光を処理装置１１で解析して、例えば、対物レンズ５に関連する収差を検出する。
【００２３】
以上のように本発明の第一の実施の形態によれば、光学レンズの収差を検出するために必要最小限の開口に制限し、かつコバ基準で姿勢の調整が可能となり、正確な光学レンズの収差の測定が可能となる。
【００２４】
また、本発明の第一の実施の形態においては、レンズ保持部２０の底面と対物レンズ５の姿勢の基準となるコバ６とが平行であるとしたが、角度を有していてもよく、角度を有している場合には、回折格子８に対して傾斜している対物レンズ５の収差の測定がコバ基準で可能となる。
【００２５】
本発明における第二の実施の形態について、図４から図５を用いて説明する。
【００２６】
本発明の第二の実施の形態において、第一の実施の形態と異なるところは、レンズ保持部２０がシャッター機構付きレンズ保持部２１となっている点である。
【００２７】
図４はシャッター機構付きレンズ保持部２１の概略図であり、図４（ａ）、図４（ｂ）は対物レンズ５の傾きを調整する際の側面図と底面図、図４（ｃ）、図４（ｄ）は対物レンズ５に関連する収差を検出する際の側面図と底面図である。
【００２８】
対物レンズ５の傾きを調整する際には、図４（ａ）、図４（ｂ）で示すように、シャッター機能付きレンズ保持部２１の貫通孔２１ａ、２１ｂの位置を合せ、コバ６への光路を確保し、光源２からの出射された光３の一部が、回折格子８とコバ６で反射し、回折格子８からの反射光とコバ６からの反射光は、ハーフミラー１３を介して、集光レンズ１４により集光して第二の受像部１５で受像し、第二の表示部１６に表示される。
【００２９】
図５は対物レンズ５とシャッター機能付きレンズ保持部２１と回折格子８の関係の一例を示す図である。図５において、シャッター機能付きレンズ保持部２１と回折格子８はＸ方向にθx2、Ｙ方向にθy2の角度をなしている。まず、回折格子８に光を入射すると第二の表示部１６には、図８（ａ）に示すような第一のスポット１７が表示され、第一のスポット１７について、図８（ｂ）に示すようにスポットマーク１８を設定する。次に、シャッター機能付きレンズ保持部２１に光を入射すると第二の表示部１６には、図９（ａ）に示すような第二のスポット１９が表示される。スポットマーク１８と第二のスポット１９を図９（ｂ）で示すように重ね合わせるため、対物レンズ５とレンズ保持部２０の傾きを調整機構７により調整する。
【００３０】
図８（ｂ）で示す状態では、理論上、θx2、θy2は０となる。
【００３１】
対物レンズ５に関連する収差を検出する際には、図４（ｃ）、図４（ｄ）で示すように、シャッター機能付きレンズ保持部２１の貫通孔２１ａ、２１ｂの位置をずらし、コバ６への光路を遮断し、コリメータレンズ４を透過した光は、図４（ｄ）で示すようにシャッター機能付きレンズ保持部２１で開口を制限され、対物レンズ５を介して集光しながら回折格子８へ入射する。回折格子８で発生する０次回折光と±１次回折光の干渉により干渉パターンを形成し、レンズ９を透過して第一の受像部１０で受像する。第一の受像部１０で受像した光を処理装置１１で解析して、例えば、対物レンズ５に関連する収差を検出する。
【００３２】
以上のように本発明の第二の実施の形態によれば、光学レンズの収差を検出する際には必要最小限の開口に制限し、かつコバ基準で姿勢の調整が可能となり、正確な光学レンズの収差の測定が可能となる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、光学レンズの収差を検出する際には必要最小限の開口に制限し、かつコバ基準で姿勢の調整が可能となり、正確な光学レンズの収差の測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態における光学レンズの収差検出装置の概略構成図
【図２】本発明の第一の実施の形態におけるレンズ保持部の概略図
【図３】本発明の第一の実施の形態におけるレンズ保持部とコバと回折格子の座標図
【図４】本発明の第二の実施の形態におけるレンズ保持部の概略図
【図５】本発明の第二の実施の形態におけるレンズ保持部とコバと回折格子の座標図
【図６】従来の光学レンズの収差検出装置の概略構成図
【図７】従来のコバと回折格子の座標図
【図８】第二の表示部に表示される反射光の第一のスポットを示す図
【図９】第二の表示部に表示される反射光の第二のスポットを示す図
【符号の説明】
１ 光ヘッド
２ 光源
３ 光源から出射した光
４ コリメータレンズ
５ 対物レンズ
６ コバ
７ 調整機構
８ 回折格子
９ レンズ
１０ 第一の受像部
１１ 処理装置
１２ 第一の表示部
１３ ハーフミラー
１４ 集光レンズ
１５ 第二の受像部
１６ 第二の表示部
２０ レンズ保持部
Claims (1)
- 光源から出射した光が回折格子で反射した光と、前記光源から出射した光が光学レンズのレンズ保持部の貫通孔を通過して前記光学レンズのコバで反射した光とを受像し、前記受像した２つの光をもとに前記回折格子に対する前記光学レンズの傾きを調整する傾き調製工程と、
前記傾き調製工程の後に、前記レンズ保持部の貫通孔を遮断した状態で、前記光源から出射して前記光学レンズを通過した光が前記回折格子で回折した回折光の干渉パターンに基づいて前記光学レンズの収差を検出する収差検出工程と、を有すること
を特徴とする光学レンズの収差検出方法。
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Publications (3)
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| JP2004341006A JP2004341006A (ja) | 2004-12-02 |
| JP2004341006A5 JP2004341006A5 (ja) | 2006-02-02 |
| JP4366999B2 true JP4366999B2 (ja) | 2009-11-18 |
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| JP2003134100A Expired - Fee Related JP4366999B2 (ja) | 2003-05-13 | 2003-05-13 | 光学レンズの収差検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP4366999B2 (ja) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN102145567B (zh) * | 2010-10-30 | 2013-07-24 | 华南理工大学 | 基于鲨鱼皮表面和基体结构的仿生减阻膜材及其制备方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP4830837B2 (ja) * | 2006-12-19 | 2011-12-07 | パナソニック株式会社 | レンズ測定装置 |
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2003
- 2003-05-13 JP JP2003134100A patent/JP4366999B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102145567B (zh) * | 2010-10-30 | 2013-07-24 | 华南理工大学 | 基于鲨鱼皮表面和基体结构的仿生减阻膜材及其制备方法 |
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| JP2004341006A (ja) | 2004-12-02 |
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