(57)【要約】【課題】導光板３及びＬＥＤ基板２の製造コストを可及的に削減しながらも、ＬＥＤ２２の発光中心Ｃと導光板３の光入射面の中心との位置決めを簡単且つ容易にする。【解決手段】一列に設けられた複数のＬＥＤ２２を有するＬＥＤ基板２と、ＬＥＤ２２の配列方向に沿って設けられ、当該配列方向に延びる光入射端面３ａを有する導光板３と、導光板３の光入射端面３ａに直交する一方の側面３ｃの光入射側端部に接触する第１当接子と、ＬＥＤ２２の配列方向において第１当接子の接触位置とは異なる位置で、導光板３の光入射端面３ａに直交する他方の側面３ｄの光入射側端部に接触する第２当接子と、第１当接子及び第２当接子が導光板３に接触し、光入射端面３ａの中心線Ｌと各ＬＥＤ２２の発光中心Ｃが略一致する状態で、第１当接子及び第２当接子を保持する保持機構５と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一列に設けられた複数のＬＥＤを有するＬＥＤ基板と、
前記ＬＥＤの配列方向に沿って設けられ、当該配列方向に延びる光入射端面を有する導光板と、
前記導光板の光入射端面に直交する一方の側面の光入射側端部に接触する第１当接子と、
前記ＬＥＤの配列方向において前記第１当接子の接触位置とは異なる位置で、前記導光板の光入射端面に直交する他方の側面の光入射側端部に接触する第２当接子と、
前記第１当接子及び第２当接子が前記導光板に接触し、前記光入射端面の中心線と前記各ＬＥＤの発光中心が略一致する状態で、前記第１当接子及び第２当接子を保持する保持機構と、を備える光照射装置。
【請求項２】
前記第１当接子及び第２当接子が、前記各ＬＥＤの発光中心を結ぶ線上又はその近傍に設定された回転軸回りに回転移動するものである請求項１記載の光照射装置。
【請求項３】
隣接するＬＥＤ間において前記ＬＥＤ基板及び前記導光板の間に介在して設けられ、前記導光板の光入射側端部を跨ぐ概略コの字形状をなすスペース部材を有し、
当該スペース部材が、前記各ＬＥＤの発光中心を結ぶ線上又はその近傍に設定された回転軸回りに回転可能に構成され、当該スペース部材の相対向する側壁部により前記第１当接子及び第２当接子が構成されている請求項１又は２記載の光照射装置。
【請求項４】
隣接するＬＥＤ間において前記ＬＥＤ基板及び前記導光板の間に介在して設けられ、前記導光板の光入射側端部側に向かって起立する起立部を有する概略Ｌ字形状をなす複数のスペース部材を有し、
当該スペース部材が、前記各ＬＥＤの発光中心を結ぶ線上又はその近傍に設定された回転軸回りに回転可能に構成され、当該スペース部材の起立部により前記第１当接子又は第２当接子が構成されている請求項１又は２記載の光照射装置。
【請求項５】
前記スペース部材の底壁が、前記ＬＥＤの光射出面と前記導光板の光入射端面との距離を規定するものである請求項３又は４記載の光射出装置。
【請求項６】
一列に設けられた複数のＬＥＤを有するＬＥＤ基板、及び当該ＬＥＤの配列方向に沿って設けられ、当該配列方向に延びる光入射端面を有する導光板の位置決め構造であって、
前記導光板の光入射端面に直交する一方の側面に接触する第１当接子と、
前記ＬＥＤの配列方向において前記第１当接子の接触位置とは異なる位置で、前記導光板の光入射端面に直交する他方の側面に接触する第２当接子と、
前記第１当接子及び第２当接子が前記導光板に接触し、前記光入射端面の中心線と前記各ＬＥＤの発光中心が略一致する状態で、前記第１当接子及び第２当接子を保持する保持機構と、を備える位置決め構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一列に設けられたＬＥＤに対して導光板を位置決めする位置決め構造、及びその位置決め構造を用いた光照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一列に設けられたＬＥＤを有するＬＥＤ基板に対して導光板を位置決めする方法としては、例えば特許文献１に示すように、導光板又はＬＥＤ基板の一方に長手方向に延びる段差（段部）を設けて、当該段差に導光板又はＬＥＤ基板の他方の角部を嵌め合わせることにより行うものがある。
【０００３】
しかしながら、段部と角部とを嵌め合わせても、段部を形成する際の加工誤差により、その段部と角部との間に隙間が生じ、ＬＥＤ基板上に配置されたＬＥＤの発光中心と導光板の光入射面の中心とがずれてしまう。したがって、段部と角部とを嵌め合わせる位置決め構造では、均一な光を照射することが困難である。また、導光板又はＬＥＤ基板に加工を施すことによって余分に製造コストがかかってしまうという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７９７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、導光板及びＬＥＤ基板の製造コストを可及的に削減しながらも、ＬＥＤの発光中心と導光板の光入射面の中心との位置決めを簡単且つ容易にすることをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち本発明に係る光照射装置は、以下の（１）〜（５）を具備することを特徴とする。
（１）  一列に設けられた複数のＬＥＤを有するＬＥＤ基板。
（２）  前記ＬＥＤの配列方向に沿って設けられ、当該配列方向に延びる光入射端面を有する導光板。
（３）  前記導光板の光入射端面に直交する一方の側面に接触する第１当接子。
（４）  前記ＬＥＤの配列方向において前記第１当接子の接触位置とは異なる位置で、前記導光板の光入射端面に直交する他方の側面に接触する第２当接子。
（５）  前記第１当接子及び第２当接子が前記導光板を接触し、前記光入射端面の中心線と前記各ＬＥＤの発光中心とが略一致する状態で、前記第１当接子及び第２当接子を保持する保持機構。
【０００７】
このようなものであれば、第１当接子及び第２当接子を導光板の両側面に接触させて、光入射面の中心線と各ＬＥＤの発光中心とを略一致するように固定しているので、導光板及びＬＥＤ基板への加工を少なくすることができ、製造コストを削減することができる。また、第１当接子及び第２当接子を導光板に接触させるだけで良いので、ＬＥＤの発光中心と導光板の光入射面の中心との位置決めを簡単且つ容易にすることができ、導光板から均一な光を射出することができるようになる。さらに、導光板の撓み等の公差、又はＬＥＤ基板に対するＬＥＤの取り付け精度にばらつきがあったとしても、第１当接子及び第２当接子によって、導光板を配列方向に沿って湾曲させて、光入射面の中心線と、各ＬＥＤの発光中心を結ぶ線とを略一致させることができる。
【０００８】
光入射端面の中心線とＬＥＤの発光中心とを一層簡単且つ容易に一致できるようにするためには、前記第１当接子及び第２当接子が、前記各ＬＥＤの発光中心を結ぶ線上又はその近傍に設定された回転軸回りに回転するものであることが望ましい。より具体的には、第１当接子及び第２当接子が前記回転軸に対して対称に回転移動することが望ましい。
【０００９】
部品点数の削減、並びに第１当接子及び第２当接子の構成の簡単化のためには、第１当接子及び第２当接子を一体的に構成することが望ましく、このとき、隣接するＬＥＤ間に設けられ、前記導光板の光入射側端部を跨ぐ概略コの字形状をなすスペース部材を有し、前記各ＬＥＤの発光中心を結ぶ線上又はその近傍に設定された回転軸回りに回転可能に構成され、当該スペース部材の相対向する側壁部により前記第１当接子及び第２当接子が構成されていることが望ましい。
【００１０】
また、第１当接子及び第２当接子を別体として設けても良く、このとき、隣接するＬＥＤ間において前記ＬＥＤ基板及び前記導光板の間に介在して設けられ、前記導光板の光入射側端部側に向かって起立する起立部を有する概略Ｌ字形状をなす複数のスペース部材を有し、
当該スペース部材が、前記各ＬＥＤの発光中心を結ぶ線上又はその近傍に設定された回転軸回りに回転可能に構成され、当該スペース部材の起立部により前記第１当接子又は第２当接子が構成されていることが望ましい。
【００１１】
装置構成の簡単化及び部品点数の削減を実現しつつも、ＬＥＤから出る光のほぼ全てを光射出面に導入させるためには、前記スペース部材の底壁部が、前記ＬＥＤの光射出面と前記導光板の光入射端面との距離を規定するものであることが望ましい。
【００１２】
また、本発明に係るＬＥＤ及び導光板の位置決め構造は、一列に設けられた複数のＬＥＤを有するＬＥＤ基板、及び当該ＬＥＤの配列方向に沿って設けられ、当該配列方向に延びる光入射端面を有する導光板の位置決め構造であって、以下の（６）〜（８）を具備することを特徴とする。
（６）  前記導光板の光入射端面に直交する一方の側面に接触する第１当接子。
（７）  前記ＬＥＤの配列方向において前記第１当接子の接触位置とは異なる位置で、前記導光板の光入射端面に直交する他方の側面に接触する第２当接子。
（８）  前記第１当接子及び第２当接子が前記導光板に接触し、前記光入射端面の中心線と前記各ＬＥＤの発光中心が略一致する状態で、前記第１当接子及び第２当接子を保持する保持機構。
【発明の効果】
【００１３】
このように構成した本発明によれば、導光板及びＬＥＤ基板の製造コストを可及的に削減しながらも、ＬＥＤの発光中心と導光板の光入射面の中心との位置決めを簡単且つ容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る光照射装置の内部構成を示す斜視図である。
【図２】同実施形態の内部構成の縦断面図である。
【図３】同実施形態のＬＥＤ基板及びスペース部材を示す平面図である。
【図４】同実施形態のスペース部材の斜視図である。
【図５】第１当接子、第２当接子及び固定機構による位置決めを示す図である。
【図６】ＬＥＤ基板、スペース部材及び導光板の分解斜視図である。
【図７】スペース部材の変形例を示す斜視図である。
【図８】固定機構の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明に係る光照射装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
＜装置構成＞
本実施形態に係る光照射装置１００は、例えば検査物（ワーク）の所定照射領域にライン状の光を照射するもので、撮像装置（図示しない）で前記所定照射領域を撮影し、得られた画像データを、画像処理装置（図示しない）で取り込んで傷等の有無の自動表面検査を行う製品検査システム等に用いられる。
【００１７】
具体的にこのものは、図１及び図２に示すように、ＬＥＤ基板２と、当該ＬＥＤ基板２の光射出側前方に設けられる導光板３と、前記ＬＥＤ基板２及び導光板３の間に介在して設けられるスペース部材４と、当該スペース部材４を固定する保持機構５とを備えている。なお、これらの部材は、図示しないケーシングに収容されている。
【００１８】
ＬＥＤ基板２は、特に図３に示すように、帯状のプリント配線基板２１の表面に、複数のＬＥＤ２２を、光軸を一定方向に揃えて略直線状に１列に等間隔に機械実装したものである。本実施形態のＬＥＤ２２は、薄い矩形板状をなすパッケージの中央にＬＥＤ素子を配設した表面実装型のものである。
【００１９】
導光板３は、平面視において概略矩形状をなす平板形状のものであり（図１参照）、ＬＥＤ２２の配列方向に沿って設けられ、ライン状の光を射出するものである。具体的には、図２に示すように、ＬＥＤ２２の配列方向に延びる光入射端面３ａと、当該光入射端面３ａに対向する光射出端面３ｂと、前記光入射端面３ａの長手方向に沿って隣接するとともに当該光入射端面３ａ直交する２つの側面３ｃ、３ｄとを有する。この導光板３の光入射側端部は、スペース部材４によって位置決め固定される。
【００２０】
スペース部材４は、隣接するＬＥＤ２２間に設けられ、導光板３の光入射側端部を跨ぐ概略コの字形状をなす。本実施形態では図３等に示すように、２つのスペース部材４が、１つのＬＥＤ基板２に設けられている。各スペース部材４は、同一形状をなし、図４に示すように、底壁部４１と、当該底壁部４１の両端部から起立して形成された一対の側壁部４２、４３とを備えている。
【００２１】
また、スペース部材４は、その中心軸Ｐが、各ＬＥＤ２２の発光中心Ｃを結ぶ線上又はその近傍となるように配置され、当該中心軸Ｐ周りに回転可能に構成されている。詳細には、スペース部材４の底面中央部、つまり底壁部４１の底面中央部に突起４１１が設けられ、当該突起４１１がＬＥＤ基板２に形成された嵌合孔（不図示）に嵌入されることによって、中心軸Ｐを回転軸として回転可能に構成されている。なお、嵌合孔は、ＬＥＤ基板２におけるＬＥＤ２２間において、ＬＥＤ２２の発光中心Ｃを結ぶ線上又はその近傍に形成されている。
【００２２】
底壁部４１の下面４１ａは、ＬＥＤ基板２の上面に接触して設けられ、底壁部４１の上面４１ｂは、導光板３の光入射端面３ａに接触する（図４参照）。このとき、底壁部４１の厚みがＬＥＤ２２と略同一又はそれによりも若干大きくしてあり、底壁部４１にＬＥＤ基板２及び光入射端面３ａが接触して設けられることにより、光入射端面３ａがＬＥＤ２２の光射出面とほぼ接触又は若干離間して位置することになる。このように、底壁部４１の厚みにより、ＬＥＤ２２と光射出端面３ｂとの距離を規定するように構成されている。
【００２３】
相対向する側壁部４２、４３の対向面（内面）における回転方向側端部４２ｘ、４３ｘは、図３の部分拡大図に示すように、回転軸Ｐに対して軸対称となるように形成されるとともに、側壁部４２、４３間の距離は導光板３の厚みよりも若干大きく形成され、導光板３の光入射側端部が挿入される。
【００２４】
また、側壁部４２、４３は、中心軸Ｐに対して軸対称となるように形成されている。つまり、側壁部４２、４３は中心軸Ｐから等距離に設けられ、その形状は中心軸Ｐに対して軸対称である。これにより、中心軸Ｐ周りにおいて、同一形状をなす側壁部４２、４３が、同円上を回転移動することになる。
【００２５】
さらに、側壁部４２、４３の外面は、当該側壁部４２、４３の内面に対して、平面視において傾斜するように形成されており、後述の押圧体５１の押圧力を回転運動に変換する変換構造を構成している。本実施形態では、図３の部分拡大図に示すように、スペース部材４の平面視における輪郭が概略平行四辺形となるように構成している。この構成により、後述する保持機構５の押圧体５１が側壁部４２、４３の外面に接触することによって、スペース部材４が回転して、側壁部４２、４３の内面が導光板３の側面３ｃ、３ｄに接触する。
【００２６】
このようなスペース部材４において、側壁部４２、４３（具体的には、回転方向側端部４２ｘ、４３ｘ）の一方が第１当接子を構成し、他方が第２当接子を構成する。つまり、側壁部４２、４３の一方が、導光板３の光入射端面３ａに直交する一方の側面３ｃに接触し、側壁部４２、４３の他方が、ＬＥＤ２２の配列方向において第１当接子の接触位置とは異なる位置で、導光板３の光入射端面３ａに直交する他方の側面３ｄに接触することになる。ここで、本実施形態にける「第１当接子の接触位置とは異なる位置」とは、第１当接子の接触位置の中心軸Ｐに対する軸対称となる位置である。
以上に説明した通り、スペース部材４は、第１当接子及び第２当接子を一体的に備えたものである。
【００２７】
保持機構５は、第１当接子及び第２当接子を保持するものであり、本実施形態では、スペース部材４をＬＥＤ基板２に対して固定して保持するものである。具体的に保持機構５は、スペース部材４の側壁部４２、４３の外面に接触して、スペース部材４を中心軸Ｐ周りに回転させて、側壁部４２、４３の内面が導光板３に接触した状態で、スペース部材４を保持する。具体的に保持機構５は、図１及び図２に示すように、スペース部材４の側壁部４２、４３の外面を押圧する押圧体５１と、当該押圧体５１をＬＥＤ基板２に対して固定するための押圧体固定機構５２とを備えている。
【００２８】
本実施形態の押圧体５１は、ＬＥＤ基板２に設けられた複数（具体的には２個）のスペース部材４の一方の側壁部４２全てを同時に押圧する平面視概略矩形状をなすものである。また、押圧体５１の基端部には、押圧体固定機構５２により固定するための固定孔５１ｈが形成されている。本実施形態では、一方の側壁部４２を押圧する押圧体５１と、他方の側壁部４３を押圧する押圧体５１とが設けられている。これらの押圧体５１が側壁部４２、４３の外面に接触することによって、図５に示すように、スペース部材４が中心軸Ｐ周りに回転し、導光板３が側壁部４２、４３の内面に接触して、導光板３の光入射端面３ａの中心線Ｌが、回転軸Ｐと略一致するとともに、発光中心Ｃに略一致する。このように１つの押圧体５１が複数の側壁部４２、４３に接触して、複数のスペース部材４を回転させるように構成しているので、保持機構５の構成を簡単にするとともに、導光板３の位置決め固定を簡単に行うことができる。
【００２９】
押圧体固定機構５２は、押圧体５１をねじによってＬＥＤ基板２に固定するものであり、図２に示すように、ＬＥＤ基板２に設けられた雌ねじ部５２１と、押圧体５１の固定孔５１ｈを介して雌ねじ部５２１に螺合する雄ねじ部５２２とからなる。そして、押圧体５１が側壁部４２、４３の外面を押圧して、側壁部４２、４３の内面が導光板３に接触した状態で、押圧体固定機構５２により、押圧体５１を固定する。
【００３０】
次にこのように構成した光照射装置１００の組み立て方法について図６の分解斜視図を参照して説明する。
【００３１】
まず、ＬＥＤ基板２の嵌合孔にスペース部材４の突起４１１を嵌め入れる。このとき、スペース部材４の側壁部４２、４３内面がＬＥＤ２２の配列方向に略平行となるようにする。また、側壁部４２、４３外面は、ＬＥＤ２２の配列方向に対して傾斜した状態である。その後、スペース部材４の側壁部４２、４３間に導光板３の光入射側端部を挿入する。これによって導光板３がＬＥＤ２２の配列方向に沿って設けられ、導光板３の光入射端面３ａの中心線Ｌが、ＬＥＤ２２の発光中心Ｃに仮位置決めされた状態となる。
【００３２】
次に、押圧体５１を側壁部４２、４３の外面に押し当てることによって、スペース部材４が回転し、側壁部４２、４３の内面が導光板３に接触して移動する。そして、両方の側壁部４２、４３が導光板３に接触した状態で押圧体５１を押圧体固定機構５２により固定する。この両方の側壁部４２、４３の内面が導光板３に接触した状態において、導光板３のがたつきが解消され、導光板３の光入射端面３ａの中心線Ｌがスペース部材４の回転軸と略一致することになる。つまり、導光板３の光入射端面３ａの中心線Ｌと、各ＬＥＤ２２の発光中心Ｃとが略一致して位置決め固定される。
【００３３】
また、このとき、押圧体５１による押し当てる力を大きくすることによって、第１当接子及び第２当接子から導光板３にトルクを与えて、導光板３を配列方向に沿って湾曲させることができ、導光板３の撓み等の公差、又はＬＥＤ基板２に対するＬＥＤ２２の取り付け精度にばらつきがあったとしても、光入射端面の中心線Ｌと、各ＬＥＤ２２の発光中心Ｃとを略一致させることができる。
【００３４】
＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態に係る光照射装置１００によれば、第１当接子及び第２当接子を導光板３の両側面３ｃ、３ｄに接触させて、光入射面の中心線Ｌと各ＬＥＤ２２の発光中心Ｃとを略一致するように固定しているので、導光板３及びＬＥＤ基板２への加工を少なくすることができ、製造コストを削減することができる。また、第１当接子（一方の側壁部４２）及び第２当接子（他方の側壁部４３）を導光板３に接触させるだけで良いので、ＬＥＤ２２の発光中心Ｃと導光板３の光入射端面３ａの中心線Ｌとの位置決めを簡単且つ容易にすることができ、導光板３から均一な光を射出することができるようになる。
【００３５】
＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００３６】
例えば、前記実施形態のスペース部材４は、概略コの字形状をなし、相対向する側壁部４２、４３をそれぞれ第１当接子及び第２当接子としているが、図７に示すように、隣接するＬＥＤ２２間においてＬＥＤ基板及び導光板３の間に介在して設けられ、導光板３の光入射側端部側に向かって起立する起立部４ａを有する概略Ｌ字形状をなし、その起立部４ａを第１当接子又は第２当接子としても良い。この場合、導光板３の一方の側面３ｃに接触するスペース部材４０１と、他方の側面３ｄに接触するスペース部材４０２とを設ける必要がある。
【００３７】
また、前記実施形態のスペース部材の回転軸は、当該スペース部材の中心軸に設定されているが、スペース部材の中心軸から偏心させて設けても良いし、スペース部材の回転軸を発光中心を結ぶ線から偏心させて設けても良い。
【００３８】
さらに、前記実施形態のＬＥＤ基板は、ＬＥＤが略直線状に一列に設けられているが、略曲線状に設けられるものであっても良い。この場合、ＬＥＤ列の曲率に合わせて導光板を湾曲させる。このとき、平板状の導光板を用いることもできるし、ＬＥＤ列の曲率に対応して湾曲した導光板を用いることもできる。なお、ＬＥＤの発光中心を結んだ線と光入射面の中心線を一致させやすくするためには、湾曲した導光板を用いることが望ましい。また、平板状の導光板をスペース部材により湾曲させて構成する場合には、スペース部材の回転軸を、ＬＥＤの発光中心を結んだ線に対して、湾曲させる方向とは反対側に設けることが望ましい。
【００３９】
さらに、前記実施形態の第１当接子及び第２当接子は、回転軸周りに回転するものであったが、導光板の側面に垂直な方向に直線状にスライド移動するように構成しても良い。
【００４０】
その上、前記実施形態の保持機構は、第１当接子及び第２当接子の基端部を導光板に向かって押圧することにより、第１当接子及び第２当接子を固定するものであったが、図８に示すように、スペース部材４をＬＥＤ基板２に対してねじ止めすることによって固定するものであっても良い。具体的には、スペース部材４の底壁部４１の下面側に雌ねじ孔を設け、ＬＥＤ基板２の裏面側からねじ固定するように構成しても良い。
【００４１】
加えて、前記実施形態では、スペース部材を２つ設けているが、３つ以上設けても良い。つまり、第１当接子及び第２当接子を３対以上設けても良い。また、各ＬＥＤの間毎にスペース部材を設けるようにしても良い。
【００４２】
さらに加えて、前記実施形態の各スペース部材は、同一形状をなすものであり、回転軸に対して同一方向に回転するものであったが、互いに逆方向に回転するように構成しても良い。
【００４３】
その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４４】
１００・・・光照射装置
２    ・・・ＬＥＤ基板
２２  ・・・ＬＥＤ
３    ・・・導光板
３ａ  ・・・光入射端面
３ｂ  ・・・光射出端面
３ｃ  ・・・一方の側面
３ｄ  ・・・他方の側面
４    ・・・スペース部材
４２  ・・・第１当接子（一方の側壁部）
４３  ・・・第２当接子（他方の側壁部）
５    ・・・保持機構
Ｐ    ・・・回転軸
Ｌ    ・・・光入射端面の中心線
Ｃ    ・・・ＬＥＤの発光中心
【図１】
2010205561.tif 000003
【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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