(57)【要約】【課題】  輝度ムラの発生を防止でき、照度を確保できるＬＥＤ照明装置を提供する。【解決手段】  ＬＥＤ照明装置１において、装置本体２の長手方向Ｌと交差する斜め方向に複数のＬＥＤ素子３０を配列してなる第１のＬＥＤ列３０Ａ１と、第１のＬＥＤ列３０Ａ１から離隔配置され、長手方向Ｌと交差する斜め方向に複数のＬＥＤ素子３０を配列してなる第２のＬＥＤ列３０Ａ２とを設ける。装置本体２の短手方向Ｓから見て、第２のＬＥＤ列３０Ａ２のＬＥＤ素子３０を第１のＬＥＤ列３０Ａ１の隣り合う各ＬＥＤ素子３０の間の位置に対応する位置に配置する。【選択図】  図９
2020184428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ照明装置において、
装置本体と、
前記装置本体の中心線と交差する方向に複数のＬＥＤを配列してなる第１のＬＥＤ列と、
前記第１のＬＥＤ列から離隔配置され、前記中心線と交差する方向に複数のＬＥＤを配列してなる第２のＬＥＤ列とを備え、
前記第２のＬＥＤ列の前記ＬＥＤが、前記第１のＬＥＤ列の隣り合う前記各ＬＥＤの間の位置に対応する位置に配置されている、
ことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
ＬＥＤ照明装置において、
装置本体と、
前記装置本体の長手方向と交差する方向に複数のＬＥＤを配列してなる第１のＬＥＤ列と、
前記第１のＬＥＤ列から離隔配置され、前記長手方向と交差する方向に複数のＬＥＤを配列してなる第２のＬＥＤ列とを備え、
前記第２のＬＥＤ列の前記ＬＥＤが、前記装置本体の短手方向、前記長手方向または前記離隔方向の少なくともいずれか一方から見て前記第１のＬＥＤ列の前記ＬＥＤと整列していない、
ことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記第２のＬＥＤ列の前記ＬＥＤが、前記短手方向、前記長手方向または前記離隔方向の少なくともいずれか一方から見て、前記第１のＬＥＤ列の前記ＬＥＤに対して一部オーバラップしている、
ことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記第１および第２のＬＥＤ列からなるＬＥＤ配列体が複数設けられている、
ことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記ＬＥＤ配列体が、第１のＬＥＤ配列体と、前記第１のＬＥＤ配列体から離隔配置された第２のＬＥＤ配列体とを備え、
前記第２のＬＥＤ配列体の前記第１のＬＥＤ列と、前記第１のＬＥＤ配列体の前記第２のＬＥＤ列とが配列方向に整列している、
ことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
請求項１または２において、
前記各ＬＥＤからの出射光を集光させるための複数のレンズをさらに備え、
前記複数のレンズの隣り合う前記各レンズが一部重なり合って設けられている、
ことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記複数のレンズで集光された光を装置外部に向かって反射する反射部が設けられている、
ことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輝度ムラの発生を防止でき、照度を確保できるＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）照明装置は、たとえば特開２０１１−２３３４００号公報に示すように、照明管の内部において長手方向に延びる基板の上に複数のＬＥＤを所定の間隔で配列することにより構成されている（同公報の段落［００２５］〜［００２６］および図１、図２参照）。このようなＬＥＤ照明装置の点灯時には、各ＬＥＤからそれぞれ光が出射され、これらの出射光により照射面が照射されるようになっている。
【０００３】
その一方、工作機械の加工現場においては、これまで蛍光灯による照明が主流であったが、最近ＬＥＤ照明装置が用いられるようになってきている。工作機械の加工現場では、加工対象物である工作物（ワーク）を加工工具である刃物（バイト等）を用いて切削、研削、穴明け等の加工を行うが、その際、工作物の加工面および刃物のとくに刃先部分には、照明による陰影や輝度ムラ（照明ムラ）が生じないようにする必要がある。
【０００４】
ところが、上記特開２０１１−２３３４００号公報に記載のＬＥＤ照明装置においては、点光源であるＬＥＤを間隔を空けて配置しているため、これをそのまま工作機械の照明として用いると、工作物の加工面に明暗の線が発生して、加工の妨げとなる恐れがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、特開２０１７−２１９３４号公報に記載のＬＥＤ照明装置では、装置の長手方向に複数のＬＥＤを配列してなるＬＥＤ列を装置の短手方向に少なくとも３列配置するとともに、各ＬＥＤ列を装置の長手方向に少しずつずらして配置しており（同公報の段落［００４２］および図２参照）、同公報には、各ＬＥＤからの出射光を重畳させることにより、各ＬＥＤによる輝線を解消できると記載されている（段落［００３４］〜［００３５］参照）。
【０００６】
上記特開２０１７−２１９３４号公報に記載のＬＥＤ照明装置においては、３列のＬＥＤ列をそれぞれ構成する各ＬＥＤが装置の短手方向から見て互いにずれて配置されているため（同公報の図２参照）、同公報の図５に示すように、工作機械の主軸方向に対してＬＥＤ照明装置を横向きに配置した場合には、同公報に記載されたような効果が得られるものと思われる。
【０００７】
しかしながら、３列のＬＥＤをそれぞれ構成する各ＬＥＤは装置の長手方向から見るとずれておらず（同公報の図２参照）、そのため、工作機械の主軸方向に対してＬＥＤ照明装置を縦向きに配置した場合には、工作物の工作面には、各列の各ＬＥＤによる輝線が生じ、輝度ムラが生じることになる。したがって、同公報に記載のものでは、ＬＥＤ照明装置を取り付ける向きに制限があり、取付けの向きの自由度が低い。
【０００８】
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、輝度ムラの発生を防止できるＬＥＤ照明装置を提供することにある。また、本発明は、ＬＥＤ照明装置の取付けの向きの自由度が高いＬＥＤ照明装置を提供しようとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第1の発明に係るＬＥＤ照明装置は、装置本体と、装置本体の中心線と交差する方向に複数のＬＥＤを配列してなる第１のＬＥＤ列と、第１のＬＥＤ列から離隔配置され、中心線と交差する方向に複数のＬＥＤを配列してなる第２のＬＥＤ列とを備え、第２のＬＥＤ列のＬＥＤが、第１のＬＥＤ列の隣り合う各ＬＥＤの間の位置に対応する位置に配置されている。
【００１０】
本発明の第１の発明においては、離隔配置された第１および第２のＬＥＤ列を構成する各ＬＥＤがいずれも装置本体の中心線と交差する方向に配列されるとともに、第２のＬＥＤ列のＬＥＤが第１のＬＥＤ列の隣り合う各ＬＥＤの間の位置に対応する位置に配置されているので、装置本体の中心線方向およびこれと直交する方向のいずれの方向から見た場合であっても、第1および第２のＬＥＤ列の各ＬＥＤが互いにずれるように配置することができ、これにより、いずれの方向から見た場合でも、各ＬＥＤによる輝線が生じることなく、輝度ムラの発生を防止でき、照射面において所望の照度を確保できるようになる。したがって、本発明によれば、ＬＥＤ照明装置の取付けの向きに関して、装置本体の中心線が照射面に対して横向きに配置されるようにしても、また縦向きに配置されるようにしても、ＬＥＤ照明装置の各ＬＥＤによる輝度ムラが発生しないようにすることができるので、ＬＥＤ照明装置の取付けの向きの自由度を向上できる。
【００１１】
本発明の第２の発明に係るＬＥＤ照明装置は、装置本体と、装置本体の長手方向と交差する方向に複数のＬＥＤを配列してなる第１のＬＥＤ列と、第１のＬＥＤ列から離隔配置され、長手方向と交差する方向に複数のＬＥＤを配列してなる第２のＬＥＤ列とを備え、第２のＬＥＤ列のＬＥＤが、装置本体の短手方向、長手方向または離隔方向の少なくともいずれか一方から見て第１のＬＥＤ列のＬＥＤと整列していない。
【００１２】
本発明の第２の発明においては、離隔配置された第１および第２のＬＥＤ列を構成する各ＬＥＤがいずれも装置本体の長手方向と交差する方向に配列されるとともに、第２のＬＥＤ列のＬＥＤが、装置本体の短手方向、長手方向または離隔方向の少なくともいずれか一方から見て第１のＬＥＤ列のＬＥＤと整列していないので、短手方向、長手方向または離隔方向のいずれか２方向から見た場合に第1および第２のＬＥＤ列の各ＬＥＤが互いにずれるように配置することができ、その結果、各ＬＥＤによる輝線が生じることなく、輝度ムラの発生を防止でき、照射面において所望の照度を確保できるようになる。したがって、本発明によれば、ＬＥＤ照明装置の取付けの向きに関して、装置本体の長手方向が照射面に対して横向きに配置されるようにしても、また縦向きに配置されるようにしても、あるいは、斜めに配置されるようにしても、ＬＥＤ照明装置の各ＬＥＤによる輝度ムラが発生しないようにすることができるので、ＬＥＤ照明装置の取付けの向きの自由度を向上できる。
【００１３】
本発明では、第２のＬＥＤ列のＬＥＤが、短手方向、長手方向または離隔方向の少なくともいずれ一方から見て、第１のＬＥＤ列のＬＥＤに対して一部オーバラップしている。これにより、各ＬＥＤによる輝線の発生を確実に防止できる。
【００１４】
本発明では、第１および第２のＬＥＤ列からなるＬＥＤ配列体が複数設けられている。本発明によれば、このようなＬＥＤ配列体を装置本体のたとえば長手方向に複数設けるようにすれば、装置本体の長手方向全体にわたって、輝度ムラの発生を防止でき、照射面において所望の照度を確保できる。また、当該ＬＥＤ配列体を装置本体のたとえば短手方向に複数設けるようにすれば、装置本体の短手方向全体にわたって、輝度ムラの発生をより確実に防止できるようになる。
【００１５】
本発明では、ＬＥＤ配列体が、第１のＬＥＤ配列体と、第１のＬＥＤ配列体から離隔配置された第２のＬＥＤ配列体とを備え、第２のＬＥＤ配列体の第１のＬＥＤ列と、第１のＬＥＤ配列体の第２のＬＥＤ列とが配列方向に整列している。本発明によれば、ＬＥＤ配列が、第１のＬＥＤ配列体の第１のＬＥＤ配列、第１のＬＥＤ配列体の第２のＬＥＤ配列および第２のＬＥＤ配列体の第１のＬＥＤ配列、第２のＬＥＤ配列体の第２のＬＥＤ配列という３つのＬＥＤ配列から構成されることになって、配列パターンをシンプルにすることができる。
【００１６】
本発明では、各ＬＥＤからの出射光を集光させるための複数のレンズをさらに備え、複数のレンズの隣り合う各レンズが一部重なり合って設けられている。これにより、各ＬＥＤからの出射光が各レンズの重なり部分を通って外部に出射できるようになるので、レンズ発光面が各レンズの境界領域で相対的に暗くなるのを防止でき、レンズ発光面全体の輝度差を低減できる。これに対して、各レンズが離れて配置されている場合には、隣り合う各レンズの境界領域でＬＥＤからの出射光が外部に出射できなくなる事象が発生し、その結果、レンズ発光面が各レンズの境界領域で相対的に暗くなって、レンズ発光面全体の輝度差が大きくなることになる。
【００１７】
本発明では、複数のレンズで集光された光を装置外部に向かって反射する反射部が設けられている。これにより、照射面で照射ムラが生じるのを一層確実に防止できる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように本発明によれば、離隔配置された第１および第２のＬＥＤ列を構成する各ＬＥＤをいずれも装置本体の中心線（または長手方向）と交差する方向に配列するとともに、第２のＬＥＤ列のＬＥＤを第１のＬＥＤ列の隣り合う各ＬＥＤの間の位置に対応する位置に配置した（または装置本体の短手方向、長手方向または離隔方向の少なくともいずれか一方から見て第１のＬＥＤ列のＬＥＤと整列しないにようにした）ので、装置本体の中心線方向およびこれと直交する方向から見た場合に（あるいは短手方向、長手方向または離隔方向のいずれか２方向から見た場合に）、第１および第２のＬＥＤ列の各ＬＥＤを互いにずれるように配置することができ、これにより、各ＬＥＤによる輝線が生じることなく、輝度ムラの発生を防止でき、照射面において所望の照度を確保できるようになる。また、ＬＥＤ照明装置の取付けの向きに関して、装置本体の中心線が照射面に対して横向きに配置されるようにしても、また縦向きに配置されるようにしても（あるいは、斜めに配置されるようにしても）、ＬＥＤ照明装置の各ＬＥＤによる輝度ムラが発生しないようにすることができるので、ＬＥＤ照明装置の取付けの向きの自由度を向上できる。      
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例によるＬＥＤ照明装置の全体斜視図である。
【図２】前記ＬＥＤ照明装置（図1）の平面図である。
【図３】前記ＬＥＤ照明装置（図２）のIII-III線断面概略図である。
【図４】前記ＬＥＤ照明装置（図３）を構成するレンズを斜め上方から見た平面図である。
【図５】前記レンズ（図４）を斜め上方から見た正面図である。
【図６】前記レンズ（図４）を斜め下方から見た底面図である。
【図７】前記レンズ（図４）の底面図である。
【図８】前記ＬＥＤ照明装置（図２）を構成するＬＥＤ基板の平面図であって、ＬＥＤ配列を示す図である。
【図９】前記ＬＥＤ配列（図８）を説明するための図である。
【図１０】前記ＬＥＤ配列（図８）を説明するための図である。
【図１１】前記ＬＥＤ照明装置（図２）において図８のXI-XI線断面に相当する図である。
【図１２】前記ＬＥＤ照明装置（図２）において図８のXII-XII線断面に相当する図である。
【図１３】前記ＬＥＤ照明装置（図２）において図８のXIII-XIII線断面に相当する図である。
【図１４】前記ＬＥＤ照明装置（図２）の輝度分布を説明するための図であって、（ａ）は図２に対応しており、（ｂ）は（ａ）のＬＥＤ照明装置の輝度分布図、（ｃ）は（ｂ）の輝度分布を縦軸に輝度値を用いて表したグラフ、（ｄ）は（ａ）のＬＥＤ照明装置からの出射光が照射された照射面の状態を示す図である。
【図１５】図１４（ｃ）の拡大図である。
【図１６】従来のＬＥＤ照明装置の輝度分布を説明するための図であって、図１４に対応しており、（ａ）はＬＥＤ照明装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＬＥＤ照明装置の輝度分布図、（ｃ）は（ｂ）の輝度分布を縦軸に輝度値を用いて表したグラフ、（ｄ）は（ａ）のＬＥＤ照明装置からの出射光が照射された照射面の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１ないし図１５は、本発明の一実施例によるＬＥＤ照明装置を説明するための図である。ここでは、工作機械の加工現場で採用されるＬＥＤ照明装置を例にとる。なお、以下の説明文においては、説明の便宜上、上側（上、上方）とは、ＬＥＤ照明装置の発光面側を指し、下側（下、下方）とは、ＬＥＤ照明装置の発光面と逆側を指すことにする。すなわち、たとえば図２を例にとると、上側（上、上方）は同図紙面手前側を、下側（下、下方）は同図紙面奥側を指している。また、装置本体の長手方向とは図２の左右方向を、短手方向とは図２の上下方向を指している。また、図３、図１１ないし図１３の各断面図では、断面領域を黒のドットで表示している。
【００２１】
図１および図２に示すように、ＬＥＤ照明装置１は、長手方向延びるたとえば金属製のケース（装置本体）２を有しており、ケース２の内部に複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子（図示せず）が搭載された基板３が収容されている。ケース２は、この例では、平面視矩形状の部材である。ケース２には、発光面側に窓孔２ａが貫通形成されており、窓孔２ａには透明な（または透光性を有する）プレート状のガラス製または樹脂製の窓部４が装着されている。また、ケース２の一端には、内部の機器に電源電流を供給するための電源ケーブル５が接続されている。
【００２２】
図３は図２のIII-III線横断面を示しているが、ケース２および窓部４は図示が省略されている。図３に示すように、基板３の上には、ＬＥＤ素子３０が配置されている。ＬＥＤ素子３０の上方には、たとえば透明樹脂製のレンズ６が配置されている。レンズ６は、ＬＥＤ素子３０からの出射光を反射させ集光させつつ、装置外部に向かって照射するための部材である。レンズ６は、上側（つまり窓部４の直近下方）に配置された板状の平面部６０と、平面部６０の下面から下方に延びるとともに、平面部６０と一体に形成された複数の凸状部６１とを有している。レンズ６は、平面部６０に下方から当接するリフレクタ（反射部）７により下方から保持されている。リフレクタ７には、平面部６０を収容する凹所が形成され、当該凹所の立壁部７ａはたとえば白色に着色されており、これにより、立壁部７ａは、凸状部６１で集光された光を装置外部に向かって反射することで照射ムラの発生を防止している。
【００２３】
平面部６０の上面には、図４および図５に示すように、多数の微小マイクロレンズ６０ａを平面内でハニカム状に配設してなるマイクロレンズアレイが設けられている。各マイクロレンズ６０ａは、上面が凸円弧状面を有している。各凸状部６１は、図３、図５ないし図７に示すように、平面部６０の下面から下方にそれぞれ凸状に膨出しており、下方の先端側に向かうに従い、徐々に外径が小さくなっている。各凸状部６１の下面には、穴６１ａが形成されている。凸状部６１は、ＬＥＤ素子３０に一対一に対応して設けられており、凸状部６１の穴６１ａの下方に、対応するＬＥＤ素子３０が配置されている。この例では、一つのレンズ６に６個×２列つまり１２個の凸状部６０が設けられている。図７に示すように、各凸状部６０は、これと隣り合う各凸状部６０に対して一部重なり合って設けられている。すなわち、同図中、凸状部６１Ａは、その周囲の各凸状部６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄ、６１Ｅと一部重なり合っている。図３では、ＬＥＤ素子３０に対応する凸状部６１の横断面と、これと重なり合う隣りの凸状部６１の一部の横断面とが示されている。
【００２４】
本実施例では、図２に示すように、５個のレンズ６が装置本体２の長手方向に沿って並設されている。また、同図では、レンズ６の各凸状部６１が、窓部４および平面部６０を通して透けて見えている状態が示されている。
【００２５】
次に、本実施例によるＬＥＤ配列について図８を用いて説明する。
図８は、長手方向に延びる基板３の上にＬＥＤ素子３０のみが配置された状態を示している。同図中、矢印Ｌは図２の装置本体２の長手方向を、矢印Ｓは装置本体２の短手方向をそれぞれ示している。同図に示すように、基板３の図示左端側に配置されたＬＥＤ配列体３０Ａは、複数（この例では６個）のＬＥＤ素子３０を所定の間隔で長手方向Ｌに対して斜めに配設してなる第１のＬＥＤ列３０Ａ１と、第１のＬＥＤ列３０Ａ１から離隔配置され、同様に、複数（この例では６個）のＬＥＤ素子３０を所定の間隔で長手方向Ｌに対して斜めに配設してなる第２のＬＥＤ列３０Ａ２とから構成されている。また、基板３上においてＬＥＤ配列体３０Ａの図示右方には、ＬＥＤ配列体３０Ａと同様の構成のＬＥＤ配列体３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅが配置されている。なお、基板３の外周面の複数個所には、基板３をケース２（図２）内の取付面に固定するための取付ねじ（図示せず）が係合する切欠き３ｃが形成されている。
【００２６】
図８のＬＥＤ配列体３０Ａの詳細を図９を用いて説明する。
図９は、ＬＥＤ配列体３０Ａを横向きに配置した状態を示している。同図に示すように、第１のＬＥＤ列３０Ａ１の中心線（つまり各ＬＥＤ素子３０の中心を通る線）ＣＡ１が長手方向Ｌに対して反時計回りになす角度（つまり傾斜角）をαとすると、
０＜α＜９０°  好ましくは  ０＜α＜４５°
である。角度αの大きさは、装置本体２の長手方向長さ、短手方向長さ、配置するＬＥＤ素子３０の個数および間隔等に応じて適宜設定される。
【００２７】
同様に、第２のＬＥＤ列３０Ａ２の中心線（つまり各ＬＥＤ素子３０の中心を通る線）ＣＡ２が長手方向Ｌに対して反時計回りになす角度（つまり傾斜角）をα’とすると、
０＜α’＜９０°  好ましくは  ０＜α’＜４５°
である。角度α’の大きさは、装置本体２の長手方向長さ、短手方向長さ、配置するＬＥＤ素子３０の個数および間隔等に応じて適宜設定される。
この例では、α＝α’である。よって、第１、第２のＬＥＤ列３０Ａ１、３０Ａ２は互いに平行に配置されている。
【００２８】
図９に示すように、第１のＬＥＤ列３０Ａ１を構成する各ＬＥＤ素子３０をＬＥＤ素子３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６とし、これらがいずれも一辺ａ１の平面視正方形状を有しているとし、長手方向Ｌに隣り合う各ＬＥＤ素子の相対する辺の間の長手方向の間隔をｅとし、各ＬＥＤ素子の短手方向の中心線をｃ１とする。同様に、第２のＬＥＤ列３０Ａ２を構成する各ＬＥＤ素子３０をＬＥＤ素子３０１’、３０２’、３０３’、３０４’、３０５’、３０６’とし、これらがいずれも一辺ａ２の平面視正方形状を有しているとし、長手方向Ｌに隣り合う各ＬＥＤ素子の相対する辺の間の長手方向の距離をｅ’とし、各ＬＥＤ素子の短手方向の中心線をｃ２とする。この例では、ｅ＝ｅ’である。よって、第１、第２のＬＥＤ列３０Ａ１、３０Ａ２の各ＬＥＤ素子３０はいずれも長手方向に等間隔（等ピッチ）で配置されている。また、この例では、ａ１＝ａ２であって、すべてのＬＥＤ素子３０は同じ大きさを有している。
【００２９】
このとき、第２のＬＥＤ列３０Ａ２の各ＬＥＤ素子３０の各中心線ｃ２は、第１のＬＥＤ列３０Ａ１の隣り合う各ＬＥＤ素子３０の間の間隔ｅ（より詳細には間隔ｅの中点）を通っている。同様に、第１のＬＥＤ列３０Ａ１の各ＬＥＤ素子３０の各中心線ｃ１は、第２のＬＥＤ列３０Ａ２の隣り合う各ＬＥＤ素子３０の間の間隔ｅ’ （より詳細には間隔ｅ’の中点）を通っている。したがって、この例では、第２のＬＥＤ列３０Ａ２の各ＬＥＤ素子３０は、第１のＬＥＤ列３０Ａ１の隣り合う各ＬＥＤ素子３０の間の位置に対応する位置に配置されているといえる。この場合、第２のＬＥＤ列３０Ａ２の各ＬＥＤ素子３０は、第１のＬＥＤ列３０Ａ１の対応する各ＬＥＤ素子３０に対してずれて配置されている。
【００３０】
別の言い方をすると、第２のＬＥＤ列３０Ａ２の各ＬＥＤ素子３０は、短手方向Ｓから見て、第１のＬＥＤ列３０Ａ１の各ＬＥＤ素子３０と整列していない。同様に、第１のＬＥＤ列３０Ａ１の各ＬＥＤ素子３０は、短手方向Ｓから見て、第２のＬＥＤ列３０Ａ２の各ＬＥＤ素子３０と整列していない。ここで、双方のＬＥＤ素子３０が整列している状態とは、短手方向Ｓから見て対応する各ＬＥＤ素子３０の中心線ｃ１、ｃ２が完全に一致している状態をいう。
【００３１】
また、この例では、第１のＬＥＤ列３０Ａ１の各ＬＥＤ素子３０の短手方向の辺ａ１を短手方向に投影すると（図９中の点線参照）、第２のＬＥＤ列３０Ａ２の各ＬＥＤ素子３０の短手方向の辺ａ２と重なる。同様に、第２のＬＥＤ列３０Ａ２の各ＬＥＤ素子３０の短手方向の辺ａ２を短手方向に投影すると（同図中の点線参照）、第１のＬＥＤ列３０Ａ１の各ＬＥＤ素子３０の短手方向の辺ａ１と重なる。よって、第２のＬＥＤ列３０Ａ２の各ＬＥＤ素子３０は、第１のＬＥＤ列３０Ａ１の各ＬＥＤ素子３０に対して、短手方向から見て一部オーバラップしているといえる。なお、図９において、第２のＬＥＤ列３０Ａ２のＬＥＤ素子３０の中心線ｃ２と第１のＬＥＤ列３０Ａ１のＬＥＤ素子３０の中心線ｃ１との間の間隔ｄは、
ｄ＝ａ２／２＋ａ１／２＝ａ１／２＋ａ１／２＝ａ１＝ａ２［∵ａ１＝ａ２］
である。
【００３２】
次に、図１０は、図９のＬＥＤ配列体３０Ａを縦向きに配置した状態を示している。
図１０において、図９と同一符号は同一部分を示している。図１０に示すように、第１のＬＥＤ列３０Ａ１の中心線ＣＡ１および第２のＬＥＤ列３０Ａ２の中心線ＣＡ２は、長手方向Ｌに対して傾斜して配置されており、第１、第２のＬＥＤ列３０Ａ１、３０Ａ２は互いに平行に配置されている。
【００３３】
図１０に示すように、第１のＬＥＤ列３０Ａ１を構成する各ＬＥＤ素子３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６は、各々一辺ａ１の平面視正方形状を有しており、同様に、第２のＬＥＤ列３０Ａ２を構成する各ＬＥＤ素子３０１’、３０２’、３０３’、３０４’、３０５’、３０６’は、各々一辺ａ２（＝ａ１）の平面視正方形状を有している。第１、第２のＬＥＤ列３０Ａ１、３０Ａ２の各ＬＥＤ素子３０はいずれも長手方向に等間隔（等ピッチ）で配置されている。
【００３４】
このとき、第１のＬＥＤ列３０Ａ１のＬＥＤ素子３０の長手方向の一方の辺ａ１を長手方向に投影すると（図１０中の点線参照）、当該ＬＥＤ素子３０と長手方向に隣り合うＬＥＤ素子３０を通る。すなわち、ＬＥＤ素子３０６の図示右側の辺ａ１を長手方向に投影すると、ＬＥＤ素子３０５の略中心を通り、ＬＥＤ素子３０５の図示右側の辺ａ１を長手方向に投影すると、ＬＥＤ素子３０４の略中心を通り、ＬＥＤ素子３０４の図示右側の辺ａ１を長手方向に投影すると、ＬＥＤ素子３０３の略中心を通り、以下同様にして、ＬＥＤ素子３０２の図示右側の辺ａ１を長手方向に投影すると、ＬＥＤ素子３０１の略中心を通る。よって、第１のＬＥＤ列３０Ａ１の各ＬＥＤ素子３０は、長手方向にオーバラップしている。
【００３５】
一方、第２のＬＥＤ列３０Ａ２のＬＥＤ素子３０の長手方向の一方の辺ａ１を長手方向に投影すると（図１０中の点線参照）、当該ＬＥＤ素子３０と長手方向に隣り合うＬＥＤ素子３０の略中心を通る。すなわち、ＬＥＤ素子３０６’の図示右側の辺ａ１を長手方向に投影すると、ＬＥＤ素子３０５’の略中心を通り、ＬＥＤ素子３０５’の図示右側の辺ａ１を長手方向に投影すると、ＬＥＤ素子３０４’の略中心を通り、ＬＥＤ素子３０４’の図示右側の辺ａ１を長手方向に投影すると、ＬＥＤ素子３０３’の略中心を通り、以下同様にして、ＬＥＤ素子３０２’の図示右側の辺ａ１を長手方向に投影すると、ＬＥＤ素子３０１’の略中心を通る。よって、第２のＬＥＤ列３０Ａ２の各ＬＥＤ素子３０は、長手方向にオーバラップしている。
【００３６】
また、第２のＬＥＤ列３０Ａ２のＬＥＤ素子３０６’の図示左側の辺ａ１を長手方向に投影すると、第１のＬＥＤ列３０Ａ１のＬＥＤ素子３０２を通り、第２のＬＥＤ列３０Ａ２のＬＥＤ素子３０５’の図示左側の辺ａ１を長手方向に投影すると、第１のＬＥＤ列３０Ａ１のＬＥＤ素子３０１を通る。よって、第２のＬＥＤ列３０Ａ２の各ＬＥＤ素子３０は、第１のＬＥＤ列３０Ａ１の各ＬＥＤ素子３０に対して、長手方向Ｌから見て一部オーバラップしている。また、別の言い方をすると、第２のＬＥＤ列３０Ａ２の各ＬＥＤ素子３０は、長手方向Ｌから見て、第１のＬＥＤ列３０Ａ１の各ＬＥＤ素子３０と整列していない。同様に、第１のＬＥＤ列３０Ａ１の各ＬＥＤ素子３０は、長手方向Ｌから見て、第２のＬＥＤ列３０Ａ２の各ＬＥＤ素子３０と整列していない。ここで、双方のＬＥＤ素子３０が整列している状態とは、長手方向Ｌから見て対応する各ＬＥＤ素子３０の長手方向の各中心線が完全に一致している状態をいう
【００３７】
上述したように、図８には、ＬＥＤ配列体３０Ａの図示右方に、ＬＥＤ配列体３０Ａと同様の構成のＬＥＤ配列体３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅが順に配置されている状態が示されているが、このとき、ＬＥＤ配列体３０Ｂの第１のＬＥＤ列３０Ｂ１の各ＬＥＤ素子３０の中心線ＣＢ１は、ＬＥＤ配列体３０Ａの第２のＬＥＤ列３０Ａ２の各ＬＥＤ素子３０の中心線ＣＡ２と一致しており、両中心線は同一直線上に配置されている。他のＬＥＤ配列体３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅについても同様であって、たとえば、ＬＥＤ配列体３０Ｄの第１のＬＥＤ列３０Ｄ１の各ＬＥＤ素子３０の中心線は、ＬＥＤ配列体３０Ｃの第２のＬＥＤ列３０Ｃ２の各ＬＥＤ素子３０の中心線と一致しており、両中心線は同一直線上に配置されている。
【００３８】
したがって、図８に示すＬＥＤ配列は、ＬＥＤ配列体３０Ａにおいて６個のＬＥＤ素子３０からなる第１のＬＥＤ列３０Ａ１と、ＬＥＤ配列体３０Ａにおいて６個のＬＥＤ素子３０からなる第２のＬＥＤ列３０Ａ２およびＬＥＤ配列体３０Ｂにおいて６個のＬＥＤ素子３０からなる第１のＬＥＤ列３０Ｂ１と、ＬＥＤ配列体３０Ｂにおいて６個のＬＥＤ素子３０からなる第２のＬＥＤ列３０Ｂ２という３つのＬＥＤ配列（ＬＥＤ素子３０が６個、１２個、６個の配列パターン）から構成されているともいえる。本実施例のＬＥＤ照明装置におけるＬＥＤ配列パターンは、このような３つのＬＥＤ配列を装置本体の長手方向に繰り返している。これにより、配列パターンをシンプルにすることができるので、製造性（製造のしやすさ）および組立性（組立てのしやすさ）を向上できる。
【００３９】
また、図８に示す例では、ＬＥＤ配列体３０Ａの第２のＬＥＤ列３０Ａ２における最後尾のＬＥＤ素子３０と、ＬＥＤ配列体３０Ｂの第１のＬＥＤ列３０Ｂ１における先頭のＬＥＤ素子３０との間の間隔が、製作上の理由等により、各ＬＥＤ素子３０の間隔（ピッチ）よりも若干広くなっているが（他のＬＥＤ配列体についても同様）、その場合でも、ＬＥＤ配列体３０Ｂの第２のＬＥＤ列３０Ｂ２における先頭のＬＥＤ素子３０が、ＬＥＤ配列体３０Ａの第１のＬＥＤ列３０Ａ１における最後尾のＬＥＤ素子３０と一部オーバラップしているので、実用上の問題はない。なお、上記間隔は各ＬＥＤ素子３０の間隔と等しくしてもよい。
【００４０】
次に、図８のXI-XI線断面、XII-XII線断面およびXIII-XIII線断面をそれぞれ図１１、図１２、図１３に示す。図８においては、基板３およびＬＥＤ素子３０のみが示されているが、図１１ないし図１３の断面図では、これらに加えて、レンズ６およびリフレクタ７を含む内部部品も示されている。すなわち、図１１ないし図１３は、ＬＥＤ照明装置１の装置本体２からケース２および窓部４を省略した断面図に相当している。よって、同様の断面図である図３は、図８中のIII-III線断面に相当している。図１１ないし図１３に示すように、いずれの断面をとっても、レンズ６の凸状部６１は、これと隣り合うレンズ６の凸状部６１と一部重なり合っている。
【００４１】
次に、本実施例の作用効果について、図１４および図１５を用いて説明する。
図１４（ａ）は本実施例によるＬＥＤ照明装置の平面図、（ｂ）はＬＥＤ照明装置の輝度分布図、（ｃ）は（ｂ）の輝度分布を縦軸に輝度値を用いて表したグラフ、（ｄ）はＬＥＤ照明装置からの出射光が照射された照射面の状態を示す図、図１５は図１４（ｃ）の拡大図である。なお、図１４（ｄ）では、照射面に対してＬＥＤ照明装置を横向きに配置している。
【００４２】
図１４（ｃ）および図１５中のグラフ１、２、３は、図１４（ｂ）中のＬＥＤ列１、２、３にそれぞれ対応している。すなわち、図８中のＬＥＤ列との対応関係を示すと、グラフ１はＬＥＤ配列体３０Ａの第１のＬＥＤ列３０Ａ１に対応し、グラフ２は、ＬＥＤ配列体３０Ｂの第２のＬＥＤ列３０Ｂ２およびＬＥＤ配列体３０Ｃの第１のＬＥＤ列３０Ｃ１に対応し、グラフ３は、ＬＥＤ配列体３０Ａの第２のＬＥＤ列３０Ａ２およびＬＥＤ配列体３０Ｂの第１のＬＥＤ列３０Ｂ１に対応している。
【００４３】
図１５に示すように、各ＬＥＤ列３０Ａ１、３０Ａ２、３０Ｂ１、３０Ｂ２、３０Ｃ１における輝度値の上限Ｉmaxおよび下限Ｉminは、概ね同図中の領域Ｄに存在している。また、同図中の左側に位置するグラフ１に着目すると、グラフ１は領域Ｄの範囲で山（上限値）と谷（下限値）を繰り返しているが、グラフ１の隣り合う山と山の間（つまり谷の位置）にはグラフ３の山が位置している。なお、グラフ３も同様に山と谷を繰り返しているが、グラフ３の隣り合う山と山の間にはグラフ１の山が位置している。また、同図中の中央部に位置するグラフ２に着目すると、グラフ２は領域Ｄの範囲で山と谷を繰り返しているが、グラフ２の隣り合う山と山の間にはグラフ３の山が位置している。なお、グラフ３の隣り合う山と山の間にはグラフ２の山が位置している。各グラフ中の山の位置は、各ＬＥＤ列のＬＥＤ素子の位置に対応しており、谷の位置は各ＬＥＤ列において隣り合う各ＬＥＤ素子の間の位置（つまりＬＥＤ素子が配置されていない位置）に対応している。
【００４４】
図１４（ｄ）に示すように、照射面の状態については、ＬＥＤ照明装置によって照射された照射面全体が明るく照らされており、明暗の線は生じていない。すなわち、各ＬＥＤ列の各ＬＥＤ素子による輝線は生じておらず、輝度ムラの発生はない。よって、照射面において所望の照度が確保されている。
【００４５】
これは、上述したように、ＬＥＤ列においてＬＥＤ素子が配置されていない位置に対応して、当該ＬＥＤ列と短手方向に隣り合うＬＥＤ列のＬＥＤ素子が配置されている（すなわち、双方のＬＥＤ列の対応する各ＬＥＤ素子がずれて配置されている）からであり、これにより、双方のＬＥＤ列の各ＬＥＤ素子からの出射光が重畳し、その結果、装置全体として輝度差が小さくなって、照射面（工作機械の工作物の加工面）が一様に明るく照らされることになる。さらに、本実施例では、図１３に示すように、レンズ６の隣り合う各凸状部６１が重なり合っていることにより、同図中の一点鎖線に示すように、ＬＥＤ素子３０からの出射光Ｌ０とＬＥＤ素子３０’からの出射光Ｌ０’とが各凸状部６１の重なり部分を透過し、その結果、各出射光Ｌ０、Ｌ０’が、各ＬＥＤ素子３０、３０’の間の領域で重畳しており、そのことも相俟って、ＬＥＤ素子が配置されていない位置での輝度がアップしている。そのため、図１５中の輝度の下限ＩminはＩ０（＝０）になっていない。
【００４６】
図１４（ｄ）では、ＬＥＤ照明装置を照射面に対して横向きに配置した例（すなわち、工作機械の旋盤では、ＬＥＤ照明装置の短手方向をワーク中心線を通る縦断面内に配置した例）を示しているが、本実施例では、照射面に対してＬＥＤ照明装置を縦向きに配置した場合（すなわち、工作機械の旋盤では、ＬＥＤ照明装置の長手方向をワーク中心線を通る縦断面内に配置した場合）においても、横向き配置の場合と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、ＬＥＤ照明装置によって照射された照射面全体は明るく照らされて、明暗の線や輝線は生じず、輝度ムラの発生はない。これにより、照射面において所望の照度が確保される。これは、図１０を用いて説明したように、ＬＥＤ列の各ＬＥＤ素子が長手方向に一部オーバラップしており、そのため、各ＬＥＤ素子からの出射光が重畳するからである。
【００４７】
このように、本実施例によるＬＥＤ照明装置においては、照射面に対して横向きに取り付けても、また縦向きに取り付けても、各ＬＥＤによる輝度ムラが発生しないようにすることができるので、ＬＥＤ照明装置の取付けの向きの自由度を向上できる。
【００４８】
ここで、本実施例の比較例として、従来のＬＥＤ照明装置の輝度分布を図１６に示す。同図（ａ）は従来のＬＥＤ照明装置の平面図、（ｂ）はＬＥＤ照明装置の輝度分布図、（ｃ）は（ｂ）の輝度分布を縦軸に輝度値を用いて表したグラフ、（ｄ）はＬＥＤ照明装置からの出射光が照射された照射面の状態を示す図である。なお、図１６（ｄ）では、照射面に対してＬＥＤ照明装置を横向きに配置している。
【００４９】
従来のＬＥＤ照明装置においては、図１６（ａ）に示すように、複数のＬＥＤ素子が間隔を隔てて一列に配置されている。同図（ｃ）に示すように、単列のＬＥＤ列の輝度値は、山（上限値）と谷（下限値）を繰り返しており、その上限Ｉmaxおよび下限Ｉminは概ね同図中の領域Ｄ’に存在しているが、この場合、Ｉmin＝Ｉ０＝０になっている。グラフ中の山の位置は、ＬＥＤ列の各ＬＥＤ素子の位置に対応しており、谷の位置はＬＥＤ列において隣り合う各ＬＥＤ素子の間の位置（つまりＬＥＤ素子が配置されていない位置）に対応している。
【００５０】
図１６（ｄ）に示すように、ＬＥＤ照明装置によって照射された照射面は、明暗の線が生じている。すなわち、ＬＥＤ列の各ＬＥＤ素子による輝線が生じており、輝度ムラ（照明ムラ）が発生している。このような照明ムラのある状態では、工作機械の照明として用いると、工作物の加工面に明暗の線が発生することになるので、実際の加工の妨げとなる恐れがある。
【００５１】
〔第１の変形例〕
前記実施例では、ＬＥＤ照明装置１の装置本体２が長手方向に延びる平面視矩形状の部材である場合を例にとって説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。装置本体２は、長手方向および短手方向のない平面視正方形状や平面視正多角形状等の部材でもよい。これらの場合には、前記実施例中の長手方向の代わりに中心線を定め、当該中心線と斜めに交差するように各ＬＥＤ列を配置するようにすればよい。
【００５２】
〔第２の変形例〕
前記実施例では、各ＬＥＤ配列体を構成する第１、第２のＬＥＤ列においてそれぞれ対応する各ＬＥＤ素子３０が、装置本体２の短手方向および長手方向の双方から見て、互いにずれて配置されるようにした例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。
【００５３】
照射面に対してＬＥＤ照明装置の取付けの向きが固定される場合には、第１、第２のＬＥＤ列においてそれぞれ対応する各ＬＥＤ素子３０は、装置本体の短手方向または長手方向のいずれか一方から見て、互いにずれて配置されるようにしてもよい。たとえば、図１４（ｄ）に示したように、ＬＥＤ照明装置が照射面に対して横向きに配置される場合には、ＬＥＤ列の各ＬＥＤ素子は、図９に示すように短手方向から見た場合には互いにオーバラップしているのが好ましいが、長手方向Ｌから見た場合には図１０に示すように必ずしもオーバラップしていなくてもよい。これに対して、ＬＥＤ照明装置が照射面に対して縦向きに配置される場合には、ＬＥＤ列の各ＬＥＤ素子は、図１０に示すように長手方向から見た場合には互いにオーバラップしているのが好ましいが、短手方向Ｓから見た場合には、図９に示すように必ずしもオーバラップしていなくてもよい。
【００５４】
〔第３の変形例〕
前記実施例におけるＬＥＤ配列は、図９中の一点鎖線の矢印Ｎに示すように、第１のＬＥＤ列３０Ａ１の各ＬＥＤ素子３０をＮ方向（離隔方向）に所定距離移動させることにより、第２のＬＥＤ列３０Ａ２が構成されているとみなすこともできる。この場合、Ｎ方向から見たとき、第１、第２のＬＥＤ列３０Ａ１、３０Ａ２のそれぞれ対応する各ＬＥＤ素子３０は完全にオーバラップしているが、その場合でも、Ｎ方向から見てＬＥＤ素子３０が配置されていない領域は狭く、輝度ムラは生じにくい。よって、ＬＥＤ照明装置を取り付ける際には、Ｎ方向を工作機械の旋盤のワーク中心線を通る縦断面内に配置した場合でも、照射面に明暗の線や輝線は生じず、輝度ムラは発生しない。なお、Ｎ方向からわずかでも傾きが変われば、第１、第２のＬＥＤ列３０Ａ１、３０Ａ２のそれぞれ対応する各ＬＥＤ素子３０は一部オーバラップすることになるので、照射面における輝度ムラの発生をより確実に防止できる。
【００５５】
このように、ＬＥＤ照明装置の取付けの向きは、横向きや縦向きに限らず、横向きと縦向きの中間の斜めに配置することもできるので、取付けの向きの自由度をさらに向上できる。また、ＬＥＤ照明装置の取付けの向きが照射面に対して斜めに固定される場合には、第１、第２のＬＥＤ列においてそれぞれ対応する各ＬＥＤ素子３０は、装置本体の斜め方向から見て互いにずれて配置されていればよく、装置本体の短手方向や長手方向から見た場合には互いにずれて配置されていなくてもよい。
【００５６】
〔第４の変形例〕
前記実施例では、第２のＬＥＤ列３０Ａ２の傾斜角α’が第１のＬＥＤ列３０Ａ１の傾斜角αと等しく（α＝α’）、第１、第２のＬＥＤ列３０Ａ１、３０Ａ２が互いに平行に配置された例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。α＜α’でもα＞α’でもよい。すなわち、第１、第２のＬＥＤ列３０Ａ１、３０Ａ２の各中心線ＣＡ１、ＣＡ２は必ずしも厳密な平行線でなくてもよい。
【００５７】
〔第５の変形例〕
前記実施例では、第１、第２のＬＥＤ列３０Ａ１、３０Ａ２が互いに平行に配置された例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。第１のＬＥＤ列３０Ａ１および第２のＬＥＤ列３０Ａ２は横向きのＶ字状に交差するように配置されていてもよい。そして、このようなＶ字状配列のＬＥＤ配列体を装置本体の長手方向に複数配置するとともに、隣り合う各ＬＥＤ配列体を一部オーバラップさせるようにしてもよい。
【００５８】
〔第６の変形例〕
前記実施例では、第１、第２のＬＥＤ列３０Ａ１、３０Ａ２の各ＬＥＤ素子３０がいずれも長手方向に等間隔（等ピッチ）で配置された例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。各ＬＥＤ素子３０の間隔は列によって変えてもよい。すなわち、一方のＬＥＤ列の各ＬＥＤ素子３０の間隔を他方のＬＥＤ列の各ＬＥＤ素子３０の間隔よりも広く（または狭く）してもよい。また、同じＬＥＤ列において、各ＬＥＤ素子３０の間隔を長手方向に沿って徐々に小さく（または大きく）してもよく、あるいは間隔をランダムにしてもよい。
【００５９】
〔第７の変形例〕
前記実施例では、第２のＬＥＤ列３０Ａ２の各ＬＥＤ素子３０の大きさが第１のＬＥＤ列３０Ａ１の各ＬＥＤ素子３０の大きさと同じである場合を例にとって説明したが、各ＬＥＤ素子３０の大きさは列によってまたＬＥＤ素子３０によって異ならせてもよい。
【００６０】
〔第８の変形例〕
前記実施例では、ＬＥＤ配列体が第１、第２のＬＥＤ列という２つのＬＥＤ列から構成された例を示したが、本発明によるＬＥＤ配列体は、３つ以上のＬＥＤ列から構成されていてもよい。
てもよい。
【００６１】
〔第９の変形例〕
前記実施例では、第１、第２のＬＥＤ列３０Ａ１、３０Ａ２がいずれも６個のＬＥＤ素子３０から構成された例を示したが、ＬＥＤ素子の個数は６個より多くても少なくてもよい。
【００６２】
〔その他の変形例〕
上述した実施例および各変形例はあらゆる点で本発明の単なる例示としてのみみなされるべきものであって、限定的なものではない。本発明が関連する分野の当業者は、本明細書中に明示の記載はなくても、上述の教示内容を考慮するとき、本発明の精神および本質的な特徴部分から外れることなく、本発明の原理を採用する種々の変形例やその他の実施例を構築し得る。
【００６３】
〔他の適用例〕
本発明の適用は、上述した工作機械の照明装置に限らず、本発明は、細かな作業が要求される精密機器等（たとえば機械式時計等）の組立・修理現場や、精緻なタッチが要求される美術工芸品等の制作工房の照明装置にも同様に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、輝度ムラの発生を防止して、照度を確保するためのＬＥＤ照明装置に有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１：  ＬＥＤ照明装置
３０：  ＬＥＤ素子
３０Ａ：  （第１の）ＬＥＤ配列体
３０Ａ１：  第１のＬＥＤ列
３０Ａ２：  第２のＬＥＤ列
３０Ｂ：  （第２の）ＬＥＤ配列体
３０Ｂ１：  第１のＬＥＤ列
３０Ｂ２：  第２のＬＥＤ列
６：  レンズ
７：  リフレクタ（反射部）
Ｌ：  長手方向
Ｓ：  短手方向
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６６】
【特許文献１】特開２０１１−２３３４００号公報（段落［００２５］〜［００２６］および図１、図２参照）
【特許文献２】特開２０１７−２１９３４号公報公報（段落［００３４］〜［００３５］、［００４２］および図２参照）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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