(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、当該基板の一表面上に実装され、光源として用いられる発光部と、前記基板上に設けられた前記発光部の位置決めに用いられる位置決め部品を有し、
前記発光部は，前記基板の長手方向に間隔を置いて、一列に配置された複数のＬＥＤを含むと共に、前記位置決め部品は前記複数のＬＥＤによって形成される列と並ぶように配置された複数の位置決め金具を有し、
前記位置決め金具は略コ字状の断面形状を備え、
前記略コ字状の断面形状を有する前記位置決め金具は、前記基板に実装される第1の部分、当該実装される部分から垂直に延びる第２の部分と、前記第２の部分から連結され、前記第１の部分よりも長い第３の部分とを有し、
前記位置決め金具の前記第３の部分は、前記基板表面と平行な平坦部と、当該平坦部から前記長手方向両側に続く、２つの傾斜部とを有し、前記各傾斜部は、前記基板表面から離れる方向に傾斜していることを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】
請求項１において、前記基板上には、前記発光部からの光を反射する反射部材が設けられていることを特徴とする光源ユニット。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記位置決め金具は、前記複数のＬＥＤに形成される列の両端に配置されていることを特徴とする光源ユニット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、前記位置決め金具は、更に、前記複数のＬＥＤによって形成される列の間にも設けられていることを特徴とする光源ユニット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、前記位置決め金具の前記第２の部分は、前記ＬＥＤからの光を導くための導光板の厚さに応じた高さを有していることを特徴とする光源ユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の光源ユニットを光源として含む照明装置または液晶表示装置。
【請求項７】
請求項６において、前記光源ユニットは、交換可能に取り付けられることを特徴とする照明装置または液晶表示装置。
【請求項８】
基板と、当該基板の一表面上に実装され、光源として用いられる発光部と、前記基板上に設けられた前記発光部の位置決めに用いられる位置決め部品を有し、
前記位置決め部品は前記複数のＬＥＤに一体化して取り付けられており、
前記位置決め部品は、前記各ＬＥＤの上面から、前記各ＬＥＤの発光面を越えて延在する突起部によって形成され、且つ、  前記突起部は、前記基板表面と平行な平坦部と、当該平坦部から前記長手方向両側に続く、２つの傾斜部とを有し、前記各傾斜部は、前記基板表面から離れる方向に傾斜していることを特徴とする光源ユニット。
【請求項９】
請求項８に記載の光源ユニットを光源として含む照明装置または液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記光源ユニットは、交換可能に取り付けられることを特徴とする照明装置または液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源に発光ダイオード（Light Emitting Diode:以下ＬＥＤと呼ぶ）を用いた光源ユニット及びこの光源ユニットを用いた照明装置および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光源にＬＥＤで代表とする点光源を用いた照明装置及びその照明装置を用いた液晶表示装置が広く使用される傾向にある。以下では、液晶表示装置及びその照明装置について主に説明するが、本発明は液晶表示装置に限定されるものではない。
【０００３】
通常、液晶表示装置は、液晶パネルと、液晶パネルの裏面側に照明装置（バックライトユニット）を設けた構造を備えている。液晶表示装置の照明装置は、配線基板上に一列に配列した複数のＬＥＤを含む光源ユニットを光源として有していると共に、ＬＥＤからの光を内面で反射させながら伝搬する導光板を含む光ガイドユニットを含んでいる。ここで、光ガイドユニットは、導光板の導出面に鋸歯状或いはプリズム状の反射面を設け、更に、導光板の裏面に反射シートを設けることにより、光ガイドユニット上部に備えられた液晶パネルに、ＬＥＤからの光を効率よく、導く構成を有している。
【０００４】
液晶表示装置が長期に亘って使用されることを考慮した場合、ＬＥＤを光源として用いた光源ユニットを交換可能な構成を採用しておくことが望ましい。
【０００５】
従来、液晶表示装置として、種々の液晶表示装置が提案されている。例えば、特許文献１（特開２００７−１２８８２０号公報）には、ＬＥＤを実装した回路基板を光源ユニットとして照明装置に搭載した液晶表示装置が提案されている。特許文献１に示された液晶表示装置では、照明装置に設けられた回路基板は、シャーシとバックケースによって挟持され、回路基板は両面テープでバックケースに固定されている。また、導光板と回路基板とがオーバーラップする部分に、一部を薄くした反射シートを挿入した構造となっている。また、両面テープを介してシャーシとバックケースと回路基板が固定されている。
【０００６】
この構成では、導光板と基板がオーバーラップする部分の反射シートが薄くなっているためＬＥＤの発光面センタと導光板の入光面のセンタによる厚み方向のずれ量が減り、通常の均一な厚みの反射シートを使用した場合より入光効率が向上し、輝度が向上する。しかしながら、両面テープを介してシャーシとバックケースと回路基板が固定されているため、ＬＥＤを含む光源ユニットを交換することは困難である。即ち、特許文献１は光源ユニットの交換することについては、何等考慮していない。
【０００７】
特許文献２（特開２００７-３１１３２７）では、上ケースと下ケースの側面にある挿抜孔から光源基板を挿入できるような構成を備えた液晶表示装置が提案されている。また、下ケースの反出射面に貫通孔が設けられている。この構造では、光源基板を取り付ける場合、挿抜孔から光源基板を挿入し、下ケースの貫通孔に差し込むように基板保持部材を取り付け、基板保持部材の弾性力により光源基板と下ケースの側面部は挟持された状態で保持することができる。
【０００８】
更に、特許文献３（特開２００８−２１８０３９号公報）は、ＬＥＤ光源を実装した基板を容易に交換できる照明装置、即ち、バックライトユニットを提案している。具体的に説明すると，特許文献３に示された照明装置は、ＬＥＤ光源を実装した基板と、この基板を固定するケースとを備え、ケースに基板を挿脱自在とする基板挿脱孔及び基板をケース内に固定するストッパを備えた構成を備えている。即ち、ケースに、ＬＥＤ光源実装用の基板挿入孔、及び、ストッパを挿入できる孔もケースに設けられており、ストッパを挿入することで基板を挿入する孔をふさぐ構造となっている。
【０００９】
この構造では、ケースに基板を挿入し、その後、ストッパを挿入することで基板上のＬＥＤがストッパにひっかかりケースの内部に固定されている。
【００１０】
特許文献４（特開２００９−２３８７２７号公報）には、図１０に示すように、ＬＥＤ８０を実装した配線基板９０を、コ字状の断面形状を備えたＬＥＤカバー１００に取り付けた構造の光源ユニット及び液晶表示装置を開示している。この構造では、ＬＥＤカバー１００によって導光板を上下から挟みこんでいる。
【００１１】
この構成では、ＬＥＤカバー１００が導光板を上下から挟みこんでいるため、ＬＥＤと導光板の入光面の厚み方向の位置決めがなされていて、ＬＥＤカバー１００は他の部材と接着されていないため、光源ユニットの交換が容易であると云う利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−１２８８２０号公報
【特許文献２】特開２００７−３１１３２７号公報
【特許文献３】特開２００８−２１８０３９号公報
【特許文献４】特開２００９−２３８７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ここで、ＬＥＤと導光板の厚み方向にズレがあった場合、導光板入光面のセンタとＬＥＤの発光面のセンタがずれるため入光効率が悪くなる。特許文献１では、これを防ぐため、光源ユニットを両面テープ等で基板を固定している。しかしながら、このように、両面テープで光源ユニットを固定した場合、光源ユニットを交換することが難しくなってしまう。
【００１４】
特許文献２のように、光源基板を保持するために基板保持部材を使って固定した場合、光源基板は上ケースに位置決めされるため、導光板入光面とＬＥＤの発光面との位置のばらつきが大きくなってしまう。
【００１５】
更に、特許文献３のように、基板を保持するためにストッパを使って固定した場合、基板はケースに対して位置決めされるため、導光板入光面とＬＥＤの発光面との位置のばらつきが大きくなってしまう。また、基板を保持するためのストッパを使用するため、ストッパをバックライトユニットに挿入する手間がかかり製造コストがかかるという欠点があった。
【００１６】
特許文献４のように、ＬＥＤカバーを付けた場合（図１０参照）、ＬＥＤと導光板の厚み方向の位置決めがなされ、且つ、光源ユニットを容易に交換できるが、配線基板以外にＬＥＤカバーが必要である。つまり、光源ユニットを組み立てる際に配線基板にＬＥＤを実装し、その後、配線基板にＬＥＤカバーを取り付けるという２工程が必要になり組立作業性が悪く製造コストがかかってしまう。
【００１７】
本発明の目的は、光源ユニットを更に容易に交換できると共に、コストを低減できる光源ユニット、照明装置、及び／又は液晶表示装置を提供することである。
【００１８】
本発明の更に他の目的は、作業性を更に改善できる光源ユニット、照明装置、及び／又は液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の態様によれば、基板と、当該基板の表面上に実装され、光源として用いられる発光部を備え、前記基板上には、前記発光部の位置決めに用いられる位置決め部品を有し、発光部と位置決め部品を同一の基板上に搭載したことを特徴とする光源ユニットが得られる。
【００２０】
本発明の第２の態様によれば、前記基板上には、前記発光部からの光を反射する反射部材が設けられていることを特徴とする光源ユニットが得られる。
【００２１】
本発明の第３の態様によれば、前記発光部は、前記基板の長手方向に間隔を置いて、一列に配置された複数のＬＥＤを含み、前記位置決め部品は前記複数のＬＥＤによって形成される列と並ぶように配置された複数の位置決め金具を有していることを特徴とする光源ユニットが得られる。
【００２２】
本発明の第４の態様によれば、前記発光部は、前記基板の長手方向に間隔を置いて、一列に配置された複数のＬＥＤを含み、前記位置決め部品は前記各ＬＥＤに一体化して設けられた突起部を有していることを特徴とする光源ユニットが得られる。
【００２３】
本発明の第５の態様によれば、前記発光部は、前記基板の長手方向に間隔を置いて、一列に配置された複数のＬＥＤを含み、前記位置決め部品は前記複数のＬＥＤに一体化して取り付けられていることを特徴とする光源ユニットが得られる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、光源ユニットの交換容易性と組立性容易性の双方を両立させることができる光源ユニット、照明装置、及び／又は液晶表示装置が得られる。更に、本発明では、当該光源ユニットを液晶表示装置の光源として使用した場合、当該光源ユニットの交換容易性と製造コスト低減とを両立させることができる。更に、本発明では、光源ユニットの交換が容易であるだけでなく、光源と導光板とを高い位置決め精度で位置決めできると云う利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１に係る光源ユニットを示す斜視図である。
【図２】図１に示された光源ユニットを搭載した液晶表示装置を示す部分断面図であり、図１の光源ユニットを２−２’線に沿って断面した場合を示す図である。
【図３】図１に示された光源ユニットを搭載した液晶表示装置を示す部分断面図であり、図１の光源ユニットを３−３’線に沿って断面した場合を示す図である。
【図４】本発明の実施例１の変形例を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施例２に係る光源ユニットを示す斜視図である。
【図６】図５に示された光源ユニットの一部を拡大して示す斜視図である。
【図７】図５に示された光源ユニットに使用されるＬＥＤの側面図である。
【図８】図５に示された光源ユニットを搭載した液晶表示装置を示す部分断面図である。
【図９】本発明の実施例２の変形例を示す斜視図である。
【図１０】従来の液晶表示装置の一例を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して実施例を説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１を参照すると、本発明の実施例１に係る光源ユニット１０が示されている。図示された光源ユニット１０は、配線（図示せず）を施された矩形形状の基板２０、基板２０の長手方向の一辺に沿って配置された反射テープ２２、一列に互いに間隔を置いて配列された複数のＬＥＤ（ここでは、４個のＬＥＤ）２４１〜２４４を備え、これらＬＥＤ２４１〜２４４によって発光部を構成している。図示された各ＬＥＤ２４1〜２４４は、直方体形状を有し、反射テープ２２側に面するように、反射テープ２２に隣接して配置された発光面を有している。各ＬＥＤ２４１〜２４４の底面は基板２０上に搭載され、その側面において、基板２０に半田等により実装、固定されている。また、各ＬＥＤ２４１〜２４４は基板２０上の配線と電気的に接続される。
【００２８】
更に、光源ユニット１０は、ＬＥＤ２４１〜２４４を、液晶表示装置の照明装置内に設置された光ガイド部材（具体的には、導光板）に対して位置決めする位置決め部品を備えており、図示された位置決め部品は、一列に配列されたＬＥＤ２４１〜２４４両端のＬＥＤ２４１及び２４４の長手方向外側に配置された２つの位置決め金具２６１、２６３、及び、ＬＥＤ２４２と２４３の間に配置された位置決め金具２６２とによって構成されている。
【００２９】
ここで、位置決め金具２６１〜２６３の形状は一般的な電気部品の半田付け実装パターンに合わせた形状にすることで、一般的な電気部品と同様に自動実装機で実装可能である。実際に、図１に示された光源ユニット１０を作成する場合、ＬＥＤ２４１〜２４４と位置決め金具２６１〜２６３の実装後、基板２０と導光板とがオーバーラップする箇所に、基板２０上に反射テープ２２を貼り付けることによって作成される。尚、基板２０が小さくでき導光板とのオーバーラップが少ない場合、反射テープ２２を貼り付けないことにより部材を減らすことも可能である。尚、ＬＥＤ２４１〜２４４は、同一の構成を備えているから、各ＬＥＤを特定する必要が無い限り、以下では、サフィックスを省略して、ＬＥＤ２４として説明する。
【００３０】
図２及び図３を参照すると、図１に示された光源ユニット１０を組み込んだ液晶表示装置が示されている。図２には、図１の２−２’線に沿って切断された光源ユニット１０の部分が示されており、他方、図３には、図１の３−３’線に沿って切断された光源ユニット１０の部分が示されている。
【００３１】
図２及び図３に示された液晶表示装置は、液晶パネル３０及びフロントフレーム３２を備え、液晶パネル３０の背面側には、照明装置が設けられている。図示された照明装置は、リアフレーム３４、シャーシ３６、及び導光板３８を含み、導光板３８の液晶パネル３０側には、光学シート部材４０が設けられ、他方、導光板３８のリアフレーム３４側には、反射シート４２が形成され、光ガイド部材を構成している。
【００３２】
図２及び図３では、図１に示された光源ユニット１０が、リアフレーム３４とシャーシ３６との間に形成された空間に装着されている。即ち、照明装置は、図１に示された光源ユニット１０を挿抜可能な構成を備えている。また、図２及び図３に示されているように、導光板３８の裏面に設けられた反射シート４２の厚さは、光源ユニット１０の反射テープ２２の厚さより厚く形成されている。
【００３３】
また、基板２０上に搭載された位置決め金具２６１〜２６３（２６１〜２６３は同一の構造を有しているため、以下では、位置決め金具２６として説明する）は、略コ字状の断面形状を有し、基板２０に実装される底面を規定する第１の部分、第１の部分から垂直方向に延びる第２の部分、及び、第２の部分から水平方向に延びる第３の部分を有し、第３の部分は第１の部分よりも長く、反射テープ２２上まで延在して、位置決め金具２６の開口部を規定している。また、位置決め金具２６の第２の部分は、導光板３８の厚さに応じた高さを有している。即ち、図３に示すように、位置決め金具２６の開口部の寸法ｈ１は導光板３８の入光面の中心とＬＥＤ２４の中心が極力一致する位置になるように設計されている。このように設計すると、導光板３８に対する入光効率が高くなるため、背面側ユニットの輝度効率を上昇させることが可能になる。
【００３４】
また、導光板３８の厚み寸法と位置決め金具２６２の開口寸法のクリアランスは最小値になるように設計すると、導光板３８とＬＥＤ２４の位置決め精度が向上し、入光効率がよく照明装置の輝度効率が向上させることができる。
【００３５】
図２及び図３に示すように、位置決め金具２６によって導光板３８を噛み込むことにより、ＬＥＤ２４と導光板３８の厚み方向の位置決めを行うことができる。また、光源ユニット１０を組み立てる際に基板２０上に位置決め金具２６とＬＥＤ２４を自動実装機で同時に実装できるため１工程で組み立てることができ、製造コストを削減できる。
【００３６】
図１に示された光源ユニット１０を取り付けるために、照明装置の側面に、挿入口（図示せず）が設けられており、図１に示された構造の光源ユニット１０を照明装置から抜き差しすることにより、光源ユニット１０の交換を簡単に行うことができる。
【００３７】
図４を参照すると、本発明の変形例に係る位置決め金具２６’が示されている。図４に示された位置決め金具２６’は、第３の部分の先端部に小さい角度（１０〜３０°）の曲げ部（即ち、傾斜部）を設けて導光板３８に挿抜する際に、導光板３８に傷がつかないような構成を有している。即ち、図４に示された変形例では、位置決め金具２６’の反射テープ２２上に張り出した第３の部分の形状が、図１に示された位置決め金具２６と異なっている。具体的に云えば、図４に示された位置決め金具２６’の第３の部分は、基板２０と平行な平坦部と、当該平坦部の両側に２つの傾斜部を設けた構成を有している。各傾斜部には、基板２０から離れる方向に１０〜３０°の角度の傾斜角が付けられている。この傾斜部により光源ユニット１０の挿抜性を良くするとともに、光源ユニット１０の挿抜時に位置決め金具２６’により導光板３８が傷つくのを防止する。
【００３８】
更に、図示されたＬＥＤ２４及び位置決め金具２６’は、半田付けによって基板２０上の実装パターン４４上に実装されている。
【００３９】
図１〜４に示された実施例１及び変形例では、位置決め金具２６、２６’がＬＥＤ２４の実装と同時に行われるため、導光板３８とＬＥＤ２４の位置決め部材を別個の工程で組み付ける必要がなく、組立工程を簡略化でき、液晶表示装置の組立性が向上する。また、組立工程の簡略化によって製造コストも低下する。したがって、実施例１及び変形例に係る光源ユニットを照明装置または液晶表示装置の光源として用いた場合、光源の交換容易性と組立性容易性を両立させることができると言う効果がある。更に、光源の交換容易性と製造コスト低減をも両立させることが可能である。また、光源の交換容易性と、光源と導光板との高い位置決め精度とを実現できると言う効果もある。
【実施例２】
【００４０】
図５を参照すると、本発明の実施例２に係る光源ユニット１０ａが示されている。図示された光源ユニット１０ａは、基板２０上に、間隔を置いて一列に配置された複数のＬＥＤ（ここでは、４個のＬＥＤ）２４ａを有し、各ＬＥＤ２４ａの発光面は、反射テープ２２側に向けられている。この実施例２では、各ＬＥＤ２４ａに位置決め金具の機能を持たせるために、各ＬＥＤ２４ａの上面を反射テープ２２側に引き伸ばすことによって形成された位置決め突起部２６ａが設けられている。換言すれば、図示されたＬＥＤ２４ａは、位置決め突起付きＬＥＤである。
【００４１】
各ＬＥＤ２４ａは、基板２０に搭載される底面、基板２０上の実装パターンに実装される両側面部を有している。更に、図６及び７に示されているように、各ＬＥＤ２４ａは、底面と対向する上面を反射テープ２２側の方向に突出させた位置決め突起部２６ａを有している。
【００４２】
図８には、光源ユニット１０ａを組み込んだ液晶表示装置が示されている。図８に示された液晶表示装置は、図５に示された光源ユニット１０ａを含んでいる点以外、図２に示された液晶表示装置と同様であるので、図２と重複する構成要素については説明を省略する。図８では、導光板３８が、基板２０に形成された反射テープ２２と、開口部の寸法ｈ1の位置決め突起部２６ａの間に挟みこまれている。
【００４３】
この構成では、導光板３８との位置決めをする位置決め突起部２６ａをＬＥＤ２４ａに直接設け、当該位置決め突起部２６ａを備えたＬＥＤ２４ａを基板２０に実装している。このような照明ユニット１０ａは、位置決め突起２６ａ付きＬＥＤ２４ａを実装した後、基板２０上に反射テープ２２を貼り付けることによって作成される。
【００４４】
このようにして作成された光源ユニット１０ａは、図８のように液晶表示装置に搭載される。この場合、ＬＥＤ２４ａの位置決め用突起部２６ａが導光板３８に噛み込むように取り付けられる。また、位置決め用突起部２６ａの開口寸法ｈ１は導光板３８の入光面の中心（センタ）とＬＥＤ２４ａの発光面の中心（センタ）が極力一致する位置にくるように設計すると入光効率がよくバックライトの輝度効率がよくなるので望ましい。
【００４５】
また、導光板と位置決め用突起部の厚み方向のクリアランスは最小値になるように設計すると、導光板とＬＥＤ２４ａの位置決め精度が向上し、入光効率がよくバックライトの輝度効率がよくなるので望ましい。
【００４６】
実施例２では、位置決め用突起部２６ａが導光板３８に噛み込むことにより、厚み方向の位置決めを行うことができる。また、照明装置の側面に設けた挿入口から光源ユニット１０ａを抜き差しすることにより光源を簡単に交換できる。また、各ＬＥＤ２４ａから発した光は基板上に貼られた反射テープ２２により、導光板内部へ送り込まれ、照光面から放射される。
【００４７】
各ＬＥＤ２４ａに設けられた位置決め用突起部２６ａにより導光板との位置決めをすることにより、導光板厚みとＬＥＤ外形寸法の２部品の寸法公差にて導光板とＬＥＤ２４ａの位置精度が決まるため位置精度を向上できる。
【００４８】
また、ＬＥＤ２４ａに導光板との位置決め突起部２６ａがもうけられているため、位置決め部材を別個の工程で組み付ける必要がなく液晶表示装置の組立性が向上し、また、位置決め部材を用いないため部品点数が減少し製造コストを低下させることができる。
【００４９】
更に、実施例２においても、実施例1と同様に以下のような効果が得られる。
【００５０】
即ち、光源の交換容易性と組立性容易性を両立させることができ、また、製造コストの低減をも図ることができる。更に、光源と導光板とを高い位置決め精度で位置付けることができる。
【００５１】
図９を参照すると、本発明の実施例２の変形例が示されている。図９に示されたＬＥＤ２４ｂは、図５と同様に、ＬＥＤ２４ｂの上面を反射テープ２２側に引き伸ばすことによって形成された位置決め突起部２６ｂを備えている。図示された位置決め突起部２６ｂは、反射テープ２２上に張り出した第３の部分を有し、反射テープ２２に面する側に、２つの傾斜部を設けている。即ち、図示された位置決め突起部２６ｂは、反射テープ側２２側の面に、基板２０と平行な平坦部と、平坦部から傾斜させた傾斜部を設け、各傾斜部には、基板２０から離れる方向に１０〜３０°の角度の傾斜角が付けられている。
【００５２】
このように、位置決め突起部２６ｂに傾斜部を設けることにより、光源ユニット１０の挿抜性を良くするとともに、光源ユニット１０の挿抜時に位置決め突起部２６ｂにより導光板３８が傷つくのを防止できる。
【符号の説明】
【００５３】
１０、１０ａ    光源ユニット
２０            基板
２２            反射テープ
２４、２４１〜２４４、２４ａ、２４ｂ    ＬＥＤ
２６、２６’、２６１〜２６３  位置決め金具
２６ａ  ２６ｂ        位置決め突起部
３０                  液晶パネル
３２                  フロントフレーム
３４                  リアフレーム
３６                  シャーシ
３８                  導光板
４０                  光学シート部材
【図１】
0005641334.tif 000002
【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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