JPS6334446B2 - - Google Patents
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- JPS6334446B2 JPS6334446B2 JP58178485A JP17848583A JPS6334446B2 JP S6334446 B2 JPS6334446 B2 JP S6334446B2 JP 58178485 A JP58178485 A JP 58178485A JP 17848583 A JP17848583 A JP 17848583A JP S6334446 B2 JPS6334446 B2 JP S6334446B2
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- JP
- Japan
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- light
- light source
- beam splitter
- spherical
- condensing device
- Prior art date
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 7
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
- G02B17/0856—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors
- G02B17/086—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors wherein the system is made of a single block of optical material, e.g. solid catadioptric systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/008—Systems specially adapted to form image relays or chained systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
- G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
- G02B19/0028—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
- G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
- G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
- G02B19/0052—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a laser diode
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
- Optical Head (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、光をミクロン（μｍ）程度の極く
微小に集光する集光装置に関するものである。
微小に集光する集光装置に関するものである。
従来この種の集光装置としては、第１図に示す
ものがあつた。第１図は従来の集光装置を示す概
略構成図である。図に示す様に、半導体レーザな
どの点状の発光中心を持つ光源１が設けられ、こ
の光源１から出射光２が出される。出射光２を集
光する対物レンズ群３が設けられ、この対物レン
ズ群３は構成レンズ４ａ，４ｂ，４ｃと鏡筒５よ
り構成される。出射光２は対物レンズ群３により
集光されて光スポツト６が形成される。
ものがあつた。第１図は従来の集光装置を示す概
略構成図である。図に示す様に、半導体レーザな
どの点状の発光中心を持つ光源１が設けられ、こ
の光源１から出射光２が出される。出射光２を集
光する対物レンズ群３が設けられ、この対物レン
ズ群３は構成レンズ４ａ，４ｂ，４ｃと鏡筒５よ
り構成される。出射光２は対物レンズ群３により
集光されて光スポツト６が形成される。
次に、上記第１図に示す従来の集光装置の機能
について説明する。上記した様な構成の集光装置
は、ビデオデイスク、オーデイオデイスク等の光
学式情報記録再生装置に良く用いられる。通常、
この様な光学式情報記録再生装置に応用される集
光装置では、光スポツト６をミクロン（μｍ）程
度に集光する必要がある。このため、対物レンズ
群３は、回折限界の近くまで光スポツト６を集光
できる程度に収差を少なくする必要があり、その
ためには、対物レンズ群３が複数枚の構成レンズ
４ａ〜４ｃで構成されている。光源１からの出射
光２は対物レンズ群３に入射し、この対物レンズ
群３の構成レンズ４ａ〜４ｃにより光スポツト６
に集光される。なおその際に、構成レンズ４ａ〜
４ｃで発生する収差を、対物レンズ群３全体で見
た場合、収差が打ち消し合つて小さくなる様にそ
れぞれの構成レンズ４ａ〜４ｃは設計されてい
る。しかして、従来の集光装置では、上記した様
に対物レンズ群３の収差を小さくするために、複
数枚の球面レンズから成る構成レンズ４ａ〜４ｃ
を必要としており、そのため研磨面の数も多くな
り、結果として対物レンズ群３が非常に高価なも
のになるという欠点があつた。
について説明する。上記した様な構成の集光装置
は、ビデオデイスク、オーデイオデイスク等の光
学式情報記録再生装置に良く用いられる。通常、
この様な光学式情報記録再生装置に応用される集
光装置では、光スポツト６をミクロン（μｍ）程
度に集光する必要がある。このため、対物レンズ
群３は、回折限界の近くまで光スポツト６を集光
できる程度に収差を少なくする必要があり、その
ためには、対物レンズ群３が複数枚の構成レンズ
４ａ〜４ｃで構成されている。光源１からの出射
光２は対物レンズ群３に入射し、この対物レンズ
群３の構成レンズ４ａ〜４ｃにより光スポツト６
に集光される。なおその際に、構成レンズ４ａ〜
４ｃで発生する収差を、対物レンズ群３全体で見
た場合、収差が打ち消し合つて小さくなる様にそ
れぞれの構成レンズ４ａ〜４ｃは設計されてい
る。しかして、従来の集光装置では、上記した様
に対物レンズ群３の収差を小さくするために、複
数枚の球面レンズから成る構成レンズ４ａ〜４ｃ
を必要としており、そのため研磨面の数も多くな
り、結果として対物レンズ群３が非常に高価なも
のになるという欠点があつた。
この発明は、上記の様な従来のものの欠点を改
善する目的でなされたもので、構成レンズとして
球面レンズを用いずに、球面ミラーとビームスプ
リツタと球面との組み合わせにより集光光学系を
形成して成り、研磨面を少なくすることにより、
低価格で構成することができる集光装置、及この
装置を利用した光学式情報記録、または再生装置
を提供するものである。
善する目的でなされたもので、構成レンズとして
球面レンズを用いずに、球面ミラーとビームスプ
リツタと球面との組み合わせにより集光光学系を
形成して成り、研磨面を少なくすることにより、
低価格で構成することができる集光装置、及この
装置を利用した光学式情報記録、または再生装置
を提供するものである。
以下、この発明の実施例を図について説明す
る。第２図はこの発明の一実施例である集光装置
を示す概略構成図、第３図及び第４図は、第２図
の集光装置の作用、動作原理を示す説明図であ
る。第２図に示す様に、半導体レーザなどの光源
１からの出射光２と反射光束８を分離する分離面
９を持つたビームスプリツタ７が設けられてい
る。ビームスプリツタ７には、曲率中心が光源１
の出射光点（光源１の位置）となる球面１０、及
び曲率中心が反射光束８の集光点１２となる球面
１１が形成される。また、ビームスプリツタ７に
接して球面ミラー１３が設けられ、この球面ミラ
ー１３は、その曲率中心が光源１の出射光点と一
致する様に置かれ、ビームスプリツタ７と同じ屈
折率を持つた平凸レンズの曲面がミラーになる形
状をしている。球面ミラー１３には凹面鏡として
働く反射面１４が形成され、出射光２を光源１側
へ反射させる働きをする。
る。第２図はこの発明の一実施例である集光装置
を示す概略構成図、第３図及び第４図は、第２図
の集光装置の作用、動作原理を示す説明図であ
る。第２図に示す様に、半導体レーザなどの光源
１からの出射光２と反射光束８を分離する分離面
９を持つたビームスプリツタ７が設けられてい
る。ビームスプリツタ７には、曲率中心が光源１
の出射光点（光源１の位置）となる球面１０、及
び曲率中心が反射光束８の集光点１２となる球面
１１が形成される。また、ビームスプリツタ７に
接して球面ミラー１３が設けられ、この球面ミラ
ー１３は、その曲率中心が光源１の出射光点と一
致する様に置かれ、ビームスプリツタ７と同じ屈
折率を持つた平凸レンズの曲面がミラーになる形
状をしている。球面ミラー１３には凹面鏡として
働く反射面１４が形成され、出射光２を光源１側
へ反射させる働きをする。
次に、上記第２図に示すこの発明の集光装置の
機能について説明する。光源１からの光射光２は
反射面１４で反射され、その反射光は光源１に向
う収束光となる。この場合、第３図に示す様に、
ガラス体から構成されるビームスプリツタ１６に
接して設けられる球面ミラー１７と、球面１８の
それぞれの曲率中心に置かれた点状の光源１５か
らの出射光は、球面ミラー１７と球面１８の各接
平面に直交する様に球面ミラー１７と球面１８へ
入射するので、再び元の光路を通り正確にもど
る。このため、反射光は全くの無収差で集光でき
ることになる。ところが、第３図に示す様な構成
では、収束光となる反射光は元の光源１５に再入
射するので利用することができない。そこで、第
４図に示す様に、分離面２０と球面２１を持つた
ビームスプリツタ１９に置き、上記球面ミラー１
７と球面１８のそれぞれの曲率中心を点状の光源
１５の位置とし、さらに、分離面２０によつて分
離された反射光束の集光点１２が球面２１の曲率
中心とすると、分離面２０によつて分離された反
射光束は無収差で集光点１２に集光できる。これ
により、反射光を、光源１５とほぼ90゜異なる方
向へ分離することが可能となる。
機能について説明する。光源１からの光射光２は
反射面１４で反射され、その反射光は光源１に向
う収束光となる。この場合、第３図に示す様に、
ガラス体から構成されるビームスプリツタ１６に
接して設けられる球面ミラー１７と、球面１８の
それぞれの曲率中心に置かれた点状の光源１５か
らの出射光は、球面ミラー１７と球面１８の各接
平面に直交する様に球面ミラー１７と球面１８へ
入射するので、再び元の光路を通り正確にもど
る。このため、反射光は全くの無収差で集光でき
ることになる。ところが、第３図に示す様な構成
では、収束光となる反射光は元の光源１５に再入
射するので利用することができない。そこで、第
４図に示す様に、分離面２０と球面２１を持つた
ビームスプリツタ１９に置き、上記球面ミラー１
７と球面１８のそれぞれの曲率中心を点状の光源
１５の位置とし、さらに、分離面２０によつて分
離された反射光束の集光点１２が球面２１の曲率
中心とすると、分離面２０によつて分離された反
射光束は無収差で集光点１２に集光できる。これ
により、反射光を、光源１５とほぼ90゜異なる方
向へ分離することが可能となる。
なお、上記第２図に示す実施例では、ビームス
プリツタ７と球面ミラー１３とは互いに別体にて
構成したものを示しているが、第４図に示す様に
両者を同一の媒体により一体に構成しても良い。
また、第５図に示す様に、立方体形状のビームス
プリツタ２２と、２枚の平凹レンズ２３と、球面
ミラー１３とを相互に組み合わせて構成しても良
い。また、第６図に示す様に、ビームスプリツタ
として偏光ビームスプリツタ２４を用い、このビ
ームスプリツタ２４と球面ミラー１３との間、及
びビームスプリツタ２４と平凹レンズ２３との間
にそれぞれ1/4波長位相板２５をはさんで構成し
ても良い。また、第７図に示す様に、球面２７が
形成されたビームスプリツタ２６の端面に接し
て、光源１を配置しても良い。また、第８図に示
す様に、ビームスプリツタ２８を構成し、反射面
３１により反射された収束光を、分離面３０によ
つて光源１とほぼ180゜異なる反対方向に分離して
反射させ、集光点１２に集光しても良い。ここ
で、球面２９と反射面３１の曲率中心が光源１の
出射光点となる様に構成し、また、球面３２の曲
率中心が集光点１２になる様に構成されている。
プリツタ７と球面ミラー１３とは互いに別体にて
構成したものを示しているが、第４図に示す様に
両者を同一の媒体により一体に構成しても良い。
また、第５図に示す様に、立方体形状のビームス
プリツタ２２と、２枚の平凹レンズ２３と、球面
ミラー１３とを相互に組み合わせて構成しても良
い。また、第６図に示す様に、ビームスプリツタ
として偏光ビームスプリツタ２４を用い、このビ
ームスプリツタ２４と球面ミラー１３との間、及
びビームスプリツタ２４と平凹レンズ２３との間
にそれぞれ1/4波長位相板２５をはさんで構成し
ても良い。また、第７図に示す様に、球面２７が
形成されたビームスプリツタ２６の端面に接し
て、光源１を配置しても良い。また、第８図に示
す様に、ビームスプリツタ２８を構成し、反射面
３１により反射された収束光を、分離面３０によ
つて光源１とほぼ180゜異なる反対方向に分離して
反射させ、集光点１２に集光しても良い。ここ
で、球面２９と反射面３１の曲率中心が光源１の
出射光点となる様に構成し、また、球面３２の曲
率中心が集光点１２になる様に構成されている。
第９図はこの発明の集光装置を光学式情報記録
再生装置に用いた応用例を示す概略構成図であ
る。図に示す様に、ビームスプリツタ７と平行
に、かつ集光点１２の近辺に配置されたビデオデ
イスク４０を、モータ４２により公知の態様で回
転する様に構成し、この時、ビデオデイスク４０
の情報記録面４１は集光点１２に一致する様な位
置関係に設定される。このビデオデイスク４０は
デイジタルオーデイオデイスクその他の光学式情
報記録坦体であつても良い。情報記録面４１によ
つて反射された光がビームスプリツタ７を透過し
た反対側には透過した光束を集光する凸レンズ５
０が設けられ、これにより、拡散する反射光が収
束光にされる。凸レンズ５０の後には反射光束を
２分する頂角が鈍角を成すプリズム５１が設けら
れ、このプリズム５１を通る反射光は２つの収束
光に分けられて各領域、、、を持つ１個
もしくは複数個の２分割された光検知器５２に入
る。光検知器５２の各領域〜は、情報記録担
体からの情報読み取りや、オートフオーカシン
グ、オートトラツキングなどのアクチユエータの
ための信号を得る様に位置が選定される。その結
果、ビデイオデイスク４０の情報記録面４１の記
録情報が光検知器５２で検知される。
再生装置に用いた応用例を示す概略構成図であ
る。図に示す様に、ビームスプリツタ７と平行
に、かつ集光点１２の近辺に配置されたビデオデ
イスク４０を、モータ４２により公知の態様で回
転する様に構成し、この時、ビデオデイスク４０
の情報記録面４１は集光点１２に一致する様な位
置関係に設定される。このビデオデイスク４０は
デイジタルオーデイオデイスクその他の光学式情
報記録坦体であつても良い。情報記録面４１によ
つて反射された光がビームスプリツタ７を透過し
た反対側には透過した光束を集光する凸レンズ５
０が設けられ、これにより、拡散する反射光が収
束光にされる。凸レンズ５０の後には反射光束を
２分する頂角が鈍角を成すプリズム５１が設けら
れ、このプリズム５１を通る反射光は２つの収束
光に分けられて各領域、、、を持つ１個
もしくは複数個の２分割された光検知器５２に入
る。光検知器５２の各領域〜は、情報記録担
体からの情報読み取りや、オートフオーカシン
グ、オートトラツキングなどのアクチユエータの
ための信号を得る様に位置が選定される。その結
果、ビデイオデイスク４０の情報記録面４１の記
録情報が光検知器５２で検知される。
この発明は以上説明した様に、集光装置、及こ
の装置を利用した光学式情報記録、または再生装
置において、球面ミラーとビームスプリツタと球
面との組み合わせで集光光学系を構成したので、
従来のこの種の集光装置における球面レンズのめ
んどうな研磨面が非常に少なくなり、このため、
収差の少ない集光装置が安価に得られるという優
れた効果を奏するものである。
の装置を利用した光学式情報記録、または再生装
置において、球面ミラーとビームスプリツタと球
面との組み合わせで集光光学系を構成したので、
従来のこの種の集光装置における球面レンズのめ
んどうな研磨面が非常に少なくなり、このため、
収差の少ない集光装置が安価に得られるという優
れた効果を奏するものである。
第１図は従来の集光装置を示す概略構成図、第
２図はこの発明の一実施例である集光装置を示す
概略構成図、第３図及び第４図は、第２図の集光
装置の作用、動作原理を示す説明図、第５ないし
第８図はこの発明の他の実施例である集光装置を
示す各概略構成図、第９図はこの発明の集光装置
を光学式情報記録再生装置に用いた応用例を示す
概略構成図である。 図において、１，１５……光源、２……出射
光、３……対物レンズ群、４ａ〜４ｃ……構成レ
ンズ、５……鏡筒、６……光スポツト、７，１
６，１９，２２，２６，２８……ビームスプリツ
タ、８……反射光束、９，２０，３０……分離
面、１０，１１，１８，２１，２７，２９，３２
……球面、１２……集光点、１３，１７……球面
ミラー、１４，３１……反射面、２３……平凹レ
ンズ、２４……偏光ビームスプリツタ、２５……
１／４波長位相板、４０……ビデオデイスク、４１
……情報記録面、４２……モータ、５０……凸レ
ンズ、５１……プリズム、５２……光検知器であ
る。なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部
分を示す。
２図はこの発明の一実施例である集光装置を示す
概略構成図、第３図及び第４図は、第２図の集光
装置の作用、動作原理を示す説明図、第５ないし
第８図はこの発明の他の実施例である集光装置を
示す各概略構成図、第９図はこの発明の集光装置
を光学式情報記録再生装置に用いた応用例を示す
概略構成図である。 図において、１，１５……光源、２……出射
光、３……対物レンズ群、４ａ〜４ｃ……構成レ
ンズ、５……鏡筒、６……光スポツト、７，１
６，１９，２２，２６，２８……ビームスプリツ
タ、８……反射光束、９，２０，３０……分離
面、１０，１１，１８，２１，２７，２９，３２
……球面、１２……集光点、１３，１７……球面
ミラー、１４，３１……反射面、２３……平凹レ
ンズ、２４……偏光ビームスプリツタ、２５……
１／４波長位相板、４０……ビデオデイスク、４１
……情報記録面、４２……モータ、５０……凸レ
ンズ、５１……プリズム、５２……光検知器であ
る。なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部
分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 曲率中心が光源の位置と同一になるように配
置され、一面に凹面鏡として働く反射面が形成さ
れた球面ミラーと、光源側に少なくとも端面を有
する立体で構成され、前記球面ミラーと前記光源
との間に置かれ、この光源からの射出光が前記球
面ミラーにより反射されて収束光となつた反射光
を、前記光源とは異なる方向へ分離する分離面が
前記立体内に形成されたビームスプリツタと、こ
のビームスプリツタにより分離された前記反射光
の集光点が曲率中心となる様に構成された球面と
を有し、前記球面ミラー、ビームスプリツタ並び
に球面を光が透過する固体媒体に一体形成、また
は一体的に組合せ形成したことを特徴とする集光
装置。 ２ 前記光源と前記球面ミラーとの間に、曲率中
心が前記光源の位置と一致する様に前記媒体に形
成された第２の球面を備えたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の集光装置。 ３ 前記ビームスプリツタの前記光源側の端面に
接して、前記光源を配置したことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の集光装置。 ４ 前記ビームスプリツタと前記球面ミラーと
は、同一の媒体により一体に構成したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項ないし第３項記載の
集光装置。 ５ 前記ビームスプリツタと前記球面とは、同一
の媒体により一体に構成したことを特徴とする特
許請求の範囲第１項ないし第４項記載の集光装
置。 ６ 前記ビームスプリツタと前記第２の球面と
は、同一の媒体により一体に構成したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項、第２項、第４項、
第５項記載の集光装置。 ７ 前記反射光を、前記光源とほぼ90゜異なる方
向へ分離する前記ビームスプリツタを備えたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６項
記載の集光装置。 ８ 前記反射光を、前記光源とほぼ180゜異なる方
向へ分離する前記ビームスプリツタを備えたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６項
記載の集光装置。 ９ 曲率中心が光源の位置と同一になるように配
置され、一面に凹面鏡として働く反射面が形成さ
れた球面ミラーと、光源側に少なくとも端面を有
する立体で構成され、前記球面ミラーと前記光源
との間に置かれ、この光源からの射出光が前記球
面ミラーにより反射されて収束光となつた反射光
を、前記光源とは異なる方向へ分離する分離面が
前記立体内に形成されたビームスプリツタと、こ
のビームスプリツタにより分離された前記反射光
の集光点が曲率中心となる様に平凹レンズとして
働く面が形成された球面とを有し、前記球面ミラ
ー、ビームスプリツタ並びに球面を光が透過する
固体媒体に一体形成、または一体的に組合せ形成
された集光装置を含み、前記集光装置を、前記反
射光を光学的に情報を記録する情報記録担体に照
射したり、あるいは光学的に情報が記録された情
報記録担体に照射してこの情報記録担体から情報
を読み取るものに適用したことを特徴とする光学
式情報記録または再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58178485A JPS6069614A (ja) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | 集光装置、及この装置を利用した光学式情報記録、または再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58178485A JPS6069614A (ja) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | 集光装置、及この装置を利用した光学式情報記録、または再生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6069614A JPS6069614A (ja) | 1985-04-20 |
| JPS6334446B2 true JPS6334446B2 (ja) | 1988-07-11 |
Family
ID=16049285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58178485A Granted JPS6069614A (ja) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | 集光装置、及この装置を利用した光学式情報記録、または再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6069614A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0219176A (ja) * | 1988-07-06 | 1990-01-23 | Makoto Watanabe | 建築物及び避難装置 |
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1983
- 1983-09-27 JP JP58178485A patent/JPS6069614A/ja active Granted
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| JPH03186276A (ja) * | 1989-12-18 | 1991-08-14 | Nagao Kogyo:Kk | 消煙装置 |
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|---|---|
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