(57)【要約】  本発明は、前面と後面とを有するリングを備える、可変焦点レンズを提供する。弾性膜は、前記リングの前面と、一般に剛性で、透明な前部カバーとの間に保持され、後部カバーは、前記リングの後面に取り付けられる（随意、第２の弾性膜が後部カバーとリングの間に挟持される）。前記弾性膜と前記後部カバーとの間に形成されるキャビティは、液体で満たされており、前記キャビティの流体容量を変化させることで、前記弾性膜の曲率が変化し、これによりレンズの光学特性を変化させることが可能となる。前記レンズは、着色されていてもよく、透明、半透明又は不透明であってもよい。替わりに、前記リングにフレームとしての外観が付与するため、前記リングの前面に装飾カバーを取り付けることで、されてもよい。前記レンズは、可変焦点眼鏡に使用されてもよい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面と後面とを有するリングと、
前記リングの前面と、一般に剛性で、透明な前部カバーとの間に保持される弾性膜と、
前記リングの後面に取り付けられる後部カバーとを備える可変焦点レンズであって、
前記弾性膜と前記後部カバーとの間にキャビティが形成され、前記キャビティは液体で満たされており、
前記キャビティの流体容量を変化させることで、前記弾性膜の曲率が変化し、これによりレンズの光学特性を変化させることが可能な可変焦点レンズ。
【請求項２】
前記リングと前記フロントカバーとが、粘着性材料によって、前記弾性膜に取り付けられている、請求項１に記載の可変焦点レンズ。
【請求項３】
前記リングの壁体を貫く通路を備え、
液体を前記キャビティへ注入し、または排出することで、レンズの焦点を変え得るように構成されている、請求項１または２に記載の可変焦点レンズ。  
【請求項４】
前記リングの壁体を貫く第２の通路を備え、
該第２の通路は、前記レンズを液体で満たすことに使用されるとともに、及び前記レンズが液体で満たされた後はストッパで閉止される、請求項３に記載の可変焦点レンズ。
【請求項５】
前記前部カバー及び前記後部カバーの一方ないし両方が、それ自体がレンズとなっている、請求項１から４のいずれかに記載の可変焦点レンズ。
【請求項６】
前面と後面とを有するリングと、
前記リングの前面と、一般に剛性で、透明な前部カバーとの間に保持される弾性膜と、
前記リングの後面と、一般に剛性で、透明な後部カバーとの間に保持される第２の弾性膜とを備える可変焦点レンズであって、
前記２つの弾性膜の間にキャビティが形成され、前記キャビティは液体で満たされており、
前記キャビティの流体容量を変化させることで、前記２つの弾性膜の曲率が変化し、これによりレンズの光学特性を変化させることが可能な可変焦点レンズ。
【請求項７】
前記リングが着色されている、請求項１から６のいずれかに記載の可変焦点レンズ。
【請求項８】
前記リングが透明、半透明又は不透明となっている、請求項７に記載の可変焦点レンズ。
【請求項９】
前記リングの前面に装飾カバーを取り付けることで、前記リングにフレームとしての外観が付与された、請求項１から８のいずれかに記載の可変焦点レンズ。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の可変焦点レンズを２つ備え、前記２つのレンズはノーズピースで接合され、前記２つのレンズの各々にヒンジ式のアームピースが取り付けられた眼鏡。
【請求項１１】
前記ノーズピースが、前記２つのレンズにおける各々のリング上の突出部に取り付けられた、請求項１０に記載の眼鏡。
【請求項１２】
前記各々のレンズが、請求項４または請求項４に従属する全ての請求項に記載の可変焦点レンズであって、
前記突出部が前記第２の通路を閉止するためのストッパとなっている、請求項１１に記載の眼鏡。
【請求項１３】
前記眼鏡のレンズにおける前記２つのリングが、ノーズピースで一体に接合されて単一の部品を形成する、請求項１０に記載の眼鏡。
【請求項１４】
前記レンズのパワーを調節する手段が、前記眼鏡のアームピースに位置決めされている、請求項１０から１３のいずれかに記載の眼鏡。
【請求項１５】
前記レンズのパワーを調節する手段が、前記レンズのキャビティと接続された貯蔵部であって、１つの貯蔵部で各々のキャビティを調節することが可能であり、
前記キャビティに液体を注入、または除去することで、各々の貯蔵部の容量を増加または減少させることが可能な、請求項１４に記載の眼鏡。
【請求項１６】
前記貯蔵部の流出口から、前記レンズのリングを貫く前記通路の１つへと延伸するチューブを備える、請求項１５に記載の眼鏡。
【請求項１７】
前記チューブは可撓管であって、前記アームピースのヒンジ部を通り抜けている、請求項１６に記載の眼鏡。
【請求項１８】
前記アームピースのヒンジ部がレンズ面から少し後ろに離れて配置されている、請求項１６又は１７に記載の眼鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変焦点レンズは、および可変焦点レンズを用いた眼鏡に関連する。また、本発明は、他の可変焦点レンズを用いた、あるタイプの眼鏡にも関連する。
【背景技術】
【０００２】
可変焦点レンズは周知である。可変焦点レンズは、通常、液体で満たされた、表面が透明な少なくとも１つの弾性膜によって形成されるチャンバーからなる。液体がチャンバーへ注入され、またはチャンバー排出されることで、弾性膜が変形し、これにより、弾性膜の曲率が変化する。この曲率の変化により、レンズの光学特性とパワーが変化する。すなわち、チャンバー内の液体の量を変えることにより、簡単にレンズのパワーを変えることができる。
【０００３】
可変焦点レンズの先行技術の一例としては、例えば、ＧＢ２３３３８５８号に開示されているものがある。このレンズは、相互に連結した複数のリングにより構成される。複数のリングは、透明な弾性膜がリング間に挟まれることで相互に連結するように形成されて、透明な弾性膜に張力をかける（レンズの性能を向上させる）。そして、リングの１つは、組立体の連結を維持するために変形される。
【発明の開示】
【０００４】
しかしながら、この設計では、リングの形成に使用される材料において、（延性などの）特定の条件を満たす必要があり、また、リングの製造において、厳しい寸法精度が要求される。さらに、各々のレンズは数多くの別々の部品から構成されるため、製造が複雑である。
【０００５】
本願発明の可変焦点レンズは、
前面と後面とを有するリングと、
前記リングの前面と、一般に剛性で、透明な前部カバーとの間に保持される弾性膜と、
前記リングの後面に取り付けられる後部カバーとを備える可変焦点レンズであって、
前記弾性膜と前記後部カバーとの間にキャビティが形成され、前記キャビティは液体で満たされており、
前記キャビティの流体容量を変化させることで、前記弾性膜の曲率が変化し、これによりレンズの光学特性を変化させることが可能である。
【０００６】
このような構造とすれば、前部カバー、後部カバー、および透明な弾性膜を除くレンズを構成する部品において、いかなる特別な特性をも必要としない。また、組み立ても容易である。
【０００７】
上記発明において、前記リングと前部カバーは、粘着性材料によって透明な弾性膜に取り付けられているのが望ましい。本発明をこのように構成することによって、組み立てがより一層容易となる。
【０００８】
上記発明において、液体を前記キャビティへ注入し、または排出することで、レンズの焦点を変え得るように、前記リングの壁体を貫く通路を備えているのが望ましい。また、上記発明において、第２の通路（充填孔）は、前記レンズに液体を充填し、充填後には孔を閉止するストッパとして利用することができる。
【０００９】
上記発明において、前記前部カバー及び前記後部カバーの一方ないし両方は、それ自体がレンズであってもよい。本発明をこのように構成することによって、単に弾性膜を変形させる場合よりも、可変焦点レンズにより大きなレンズのパワー（又は、異なるパワーレンジ）を与えることができる。
【００１０】
本願発明の可変焦点レンズは、２つの弾性膜を備え、前記２つの弾性膜が、リングの両面に夫々に取り付けられるとともに、前記リングの前面には前部カバーが取り付けられて前方の弾性膜を保護し、前記リングの後面には後部カバーが取り付けられて後方の弾性膜を保護することが望ましい。また、上記発明において、前記前部カバー及び前記後部カバーの一方ないし両方は、それ自体がレンズであってもよい。
【００１１】
上記発明において、前記リングは着色されていてもよく、透明、半透明、又は不透明であってもよい。本発明をこのように構成することによって、前記リングが、可変焦点レンズの他の部分とは外観において異なるため、可変焦点レンズのフレームであることが明瞭となる。また、リングの前面に装飾カバーを取り付けることで、フレームとしての外観を付与してもよい。
【００１２】
前記可変焦点レンズは、眼鏡の一部を形成してもよい。本願発明の眼鏡は、前記可変焦点レンズ２つから構成され、前記２つのレンズはノーズピースで接合され、前記２つのレンズの各々にヒンジ式のアームピースが取り付けられる。仮に、前記可変焦点レンズのリングが着色されている場合には、実際には眼鏡はフレームがないにも関わらず、前記リングにフレームとしての外観を付与する。
【００１３】
上記発明において、前記ノーズピースは、リング上の突出部に取り付けられ、特に、この突出部が、前記充填孔を閉止するためのストッパであることが望ましい。
前記レンズ間の距離は、ノーズピースの幅により決定されるので、前記眼鏡の瞳孔間距離は、簡単に変更することが可能である。幅の広いノーズピースは、瞳孔間距離を大きくし、幅の狭いノーズピースは、瞳孔間距離を小さくする。
【００１４】
上記発明において、前記眼鏡のレンズにおける前記２つのリングが、ノーズピースで一体に接合されて単一の部品を形成することが望ましい。この単一のフレーム部を着色することで、上述したように、フレームとしての外観を付与してもよい。前部及び後部のカバー並びに弾性膜は、上述した方法により取り付けることができる。
【００１５】
レンズのパワーを調節する手段は、前記眼鏡のアームピースに位置決めされていることが望ましい。
上記発明において、前記レンズのパワーを調節する手段が、前記レンズのキャビティと接続された貯蔵部であるのが望ましい。前記貯蔵部の容量は、前記キャビティへ液体を注入し、または排出することで、増加または減少させることが可能である。前記貯蔵部の容量は、前記レンズにおいて利用可能なパワーレンジを制御するのに使用することができる。
【００１６】
このように使用できる様々なタイプの貯蔵部は、ＷＯ９９／４７９５８号に開示されている。特に好ましい貯蔵部の形状は、アームピースの長さ方向に沿って軸が配置されるシリンダ形状である。シリンダの中のピストンは、シリンダに取り付けられたノブの回転により、移動する。（この点について、ラックアンドピニオン機構を使用できる。）前記シリンダはアームピースの中に配置され、前記ノブは、取り扱いが容易となるように、着用者の頭と反対側にアームピースに配置されるのが、望ましい。
【００１７】
チューブは、前記貯蔵部の流出口から、前記レンズのリングを貫く前記通路の１つへと延伸する。このチューブは可撓管であって、前記眼鏡の外観を良くするため、前記アームピースのヒンジ部を通り抜けていることが望ましい。本願発明をこのように構成することにより、前記チューブに何がしかの保護を備えさせることにもなる。
【００１８】
前記アームピースがヒンジ部において折り重ねられたときに、前記可撓性管が過度に屈曲してしまうのを防ぐため、  前記ヒンジ部をレンズ面から少し後ろに離れて配置する（着用者の頭部方向に配置をずらす）ことが望ましい。本願発明をこのように構成することにより、前記可撓管の最大に曲り角度を約９０度に抑えることができる。
【００１９】
もちろん、前記眼鏡は、他のタイプの可変焦点レンズも使用可能である。
本願発明の好適な実施例の一例を、添付図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の可変焦点レンズの第１の実施例にかかる断面図である。
【図２】図２は、本発明の可変焦点レンズの第２の実施例にかかる断面図である。
【図３】図３は、本発明の可変焦点レンズを使用したリングの斜視図である。
【図４】図４は、本発明の可変焦点レンズを２つ備えた眼鏡の謝し図である。
【図５】図５は、図４に示す眼鏡の側面図である。
【図６】図６は、本発明の眼鏡のヒンジの詳細図である。
【図７】図７ａ及び図7ｂは、本発明の眼鏡のヒンジの位置を説明する比較図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に最も明確に示されているように、レンズ１０は、リング２０（詳細図を図３に示す）、弾性膜３０、前部カバー４０、及び後部カバー５０の４つの主要な部品から構成される。
【００２２】
弾性膜３０はリング２０の前面に取り付けられ、後部カバー５０はリング２０の後面に取り付けられる。キャビティ６０は、これら、リング２０，後部カバー５０，弾性膜３０に挟まれた間に形成される。使用中、このキャビティ６０が液体で満たされ、キャビティ中の液体の量が変化することで、キャビティの容積を変化させることができる。リング２０と後部カバー５０は一般に剛性であるので、キャビティ６０の容積を変化させることで、弾性膜３０が変形し、そしてレンズの光学特性が変化する。
【００２３】
前部カバー４０は、弾性膜３０をリング２０との間に挟み込むようにして、弾性膜３０に取り付けられる。図示するように、前部カバー４０の内側の表面（弾性膜３０に面する表面）は、湾曲している。これにより、弾性膜３０が変形するのに十分なスペースが与えられ、レンズのパワーを調整することができる。
【００２４】
前部カバー４０には、前記弾性膜が動いた際に、前部カバー４０と弾性膜３０との合間から空気が逃げ得るように、通気孔（図示せず）が形成されてもよい。しかしながら、この通気孔から、前部カバー４０と弾性膜３０との合間に水が入ってしまうため、ある状況下においては好ましくない。
【００２５】
リング２０の詳細を、図３に示す。図３のリングは、略円形であるが、あらゆる適切な形状のものを使用することができる。図示のとおり、リングの壁体を貫く２つの通路２２，２４がある。使用中、前記通路の一つである通路２２は、容積可変の液体貯蔵部（後に詳述する）と接続している可撓管と連絡する。前記貯蔵部の容積が変化したとき、キャビティ中の液体容量も変化して、レンズのパワーが変化する。図３に示したとおり、この通路は、前記リングから突出するボス２６を通して延伸させることができる。前記貯蔵部を保持するアームピースは、ボス２６に装着することができる。他の通路２４（充填孔）は、組み立て後、前記キャビティと前記貯蔵部を充填するのに使用される。
【００２６】
第２のレンズの実施態様を、図２に示す。この実施態様は、リング２０と後部カバー５２との間に挟まれる第２の弾性膜５４を備えることを除き、図１に示すものと同様である。前部カバー４０及び後部カバー５２の内側の表面は、弾性膜３０，５４が変形するのに十分なスペースを提供できるように、湾曲している。
【００２７】
両レンズにおいて、前部カバー４０，後部カバー５０，５２、弾性膜３０，５４は全て透明である。しかしながら、リング２０は、着用者の光路上には配置されないため、透明である必要はなく、どのような外観のものであっても良い。もし、前記リングが不透明ならば、前記リングは、レンズの周りにおいてフレームのように外観される。
【００２８】
さらに、前記リングは、合焦におけるどのような役割をも果たさないので、光学性能のために形成される必要はない。それ故、前記リングを製造するためのモールドをより安価に製造することができる。
【００２９】
上述したレンズを使用した眼鏡１００を図４及び図５に示す。前記眼鏡は、ノーズピース１１０で接合された２つのレンズ１０を備える。各々のレンズには、アームピース１２０が取り付けられる。図３のリング２０は、図４の右側のレンズを形成するために使用され、前記アームピースがボス２６に装着される。図４の左側レンズを形成するために使用されるリングは、明らかに、図３におけるそれの鏡像である。
【００３０】
各々のアームピース１２０は、個々のレンズのキャビティと連絡する容積可変の液体貯蔵部を含む。前記貯蔵部は、可動ピストンを備えたシリンダ形状であり、ピストンが移動することにより、前記貯蔵部から前記キャビティへ液体を押し出すか、前記キャビティから前記貯蔵部へ液体を吸引して、前記キャビティの容積を変化させ、前記弾性膜の形状を変形させる。
【００３１】
各々のアームピース上には、着用者の頭と反対側の面にホイール１３０がある。眼鏡１００を着用している間、着用者は、このホイールを回すことができる。このホイールが回転すると、前記キャビティ内の液体の容量を変化させるべく、前記貯蔵部のピストンが（好ましくはラック・ピニオン機構により）作動し、そして、レンズの焦点が変化する。各々のレンズは、独立に調整可能である。そして、前記貯蔵部は前記レンズに取り付けられたままの状態なので、さらに何時でも（例えば、着用者の視力の低下に合わせて）、調整することが可能である。
【００３２】
前記アームピースは、ヒンジ結合された２つの部品から形成される。その短い方の部品（１９０）は、前記リング上のボスに接合され、前記アームピースを前記レンズに接合する。その長い方の部品は、前記貯蔵部を保持し、標準的なテンプル部品を有する。
【００３３】
前記貯蔵部とレンズとを連絡する前記可撓管は、前記ヒンジ内を通過する。前記ヒンジ部の拡大図を図６に示す。図示するように、前記アームピースの短い方の部材は、貫通孔１６０が形成されている突起１５０を備えている。前記アームピースの長い方の部材も、貫通孔１６２，１６４を有する突起１５２、１５４を備えている。両部材を保持するために、ねじ１７０が、短い方の部材の突起１５０の貫通孔１６０及び長い方の部材の突起１５２の貫通孔１６２に挿通される。
【００３４】
代わりの変形例として、ねじ１７０は、下側から貫通孔１６２，１６０に挿通されても良い。この際、下側の貫通孔１６４を通って、ねじ回しをねじ１７０に近づけることができる。素材が可能とするところでは、タッピングネジを使用することも可能である。また、代わりとして、前記２つの部材を固定するのに、ボルトとナットを使用することもできる。
【００３５】
可撓管１８０は、前記可撓管の保護のため、長い方の部材及び短い方の部材の内部開孔を通り抜ける。代わりに、前記ヒンジ部の外周にカバー部材を備え付けて、前記可撓管を保護しても良い。
【００３６】
代わりの実施形態では、短い方の部材にも、２つの突起が形成されていても良く、そして短い方の部材の各々の突起と長い方の部材の各々の突起とを接合するために、２つのネジが用いられても良い。
【００３７】
図７ａ及び図７ｂは、前記ヒンジ部の位置について説明する概略図である。図７ｂは、前記レンズと略同一面上前記ヒンジ部が配置された場合の状況を示し、図示するように、前記眼鏡が折畳まれた場合に、前記可撓管は、ほぼ１８０°曲がってしまう。これは前記可撓管をねじれさせ、破壊してしまうかもしれない。
【００３８】
図７ａは、前記ヒンジの好ましい位置を示す。ここで、前記ヒンジは、前記レンズの同一面（着用者の視点）よりも後方に離されている。図示するように、前記可撓管を曲げる最も鋭角な曲りは約９０°であり、これにより前記可撓管が損傷するリスクが低減される。
【００３９】
ここで、前記レンズと前記眼鏡の製造方法の一例について記述する。
第一に、前記レンズの各々が形成される。第一のステップでは、後部カバー（眼鏡用の標準的な品質のレンズであっても良い）が、リングに接着される。紫外線接着剤（ロックタイト３３１１など）の薄いビードがスペーサーに塗布され、これに後部カバーを接着し、そして硬化することで、前記レンズの各々が形成される。
【００４０】
そして、円盤状のマイラー（タイプＤＬ１でも良い）には、テンションリグを使用して予め張力をかける。紫外線接着剤の薄いビードが、リングの前面に塗布され、リングと後部カバーとの組立体が、マイラーの表面に配置される。接着のため、マイラーを予め処理することもできる。そして、この組立体が硬化する。
【００４１】
組立体は、テンションリグから切ら離され、そして、マイラーは、レンズ組立体の端部に整えられる。
前面カバー（眼鏡用の標準的な品質のレンズであっても良い）は、紫外線硬化型粘着剤の薄肉のビードを前方レンズに塗布することによって、後部組立体に接着される。図１に示すように、前部カバーは湾曲しており、また、前部カバーの端部は、レンズ組立体との接着のため、適切に平滑面を持たせるように機械加工（例えば、研磨）がされていても良い。そして、紫外線接着剤が硬化することにより、完成したレンズが製造される。
【００４２】
そして、ヒンジ組立部品が用意される。ヒンジ組立体の２つの部品は、それぞれ正しい位置に配置され、ヒンジネジとナットで固定される。必要であれば、ネジ山を固定する接着剤を使用できる。（図６に示すように）長い方の部材の下側突起の貫通孔があることにより、取付ネジを締めるために、ねじ回しを容易に近づけることができる。そして、可撓管は、組み立てられたヒンジ部を通り抜ける。この段階では、管材料の長さに余裕を持たせておくと、組み立て工程を簡略化することができる。余分な長さは、後で調整することができる。
【００４３】
次に、可撓管の一端が、可撓管の外側表面に紫外線接着材を塗布し、これが硬化することによって、前記リングのボスに接着される。
そして、アームピースは準備される。まず、第一に、貯蔵部のピストンは、固定ヘッド（「Ｏ」リングシールを移動する）によってネジを使用することでテール（ラック部材により形成される）に組み立てられる。代わりの構造では、ピストンは１つの部品であっても良い。前記ピストンは、ピストンはチューブ（シリンダの近い端部を形成する）の中に挿入される。
【００４４】
ピニオンハウジングは前記チューブの後部に接合され、そして、チューブのさらに先の部分はピニオンハウジングの後部に接合される。これらの部品は、シリンダを形成するため並べられて、次に、接着剤で接合される。また、代わりに、ピニオンハウジングに用いるための単一のチューブ部材に変更できる。
【００４５】
そして、シリンダの後部はふさがれる。その差込口は、後から取り付けられる標準的な眼鏡のテンプル部材のための外部の接続を備えるために配置される。（眼鏡へのテンプル部材の接続は、最終的な眼鏡組立体の一部であるかもしれない。）
ホイールは、一体的なピニオンを有し、ラックと係合するためにピニオンハウジングに挿入されて、適所固定される。そのホイールは、ピニオンハウジングを超えて突き出るホイールシャフト部分に、小さいロッキングチューブを接着することによって固定できる。
【００４６】
次に、可撓管は適切な長さに整えられ、そして、その自由端がシリンダに接着される。カバー部品が、チューブを保護し、完成した組立体を強化するために、取り付けられる。
そして、組立体の流体システム（レンズ、可撓管、およびシリンダ）はシリコンオイルで満たされる（ダウコーニング社製タイプ７０４またはその同等品）。
【００４７】
シリコンオイルが、前記流体システムを満たすとき、空気がニードルの周りで通気されるように、充填孔の内径よりも小さい外径のシリンジが用いられる。現在の好ましい方法の一つとして、組立体は、レンズパワーが最大となるよう、ピストンが完全に押された状態に設定される。次に、充填孔が垂直に上向きになるように組立体は配置され、そして、シリンジが挿入されて、組立体は５０％まで満たされる。次に、組立体は、レンズパワーが最小となるよう、ピストンが引き抜かれている状態に設定し、そして、レンズパワーが最大になるように戻す。このプロセスにより組立体から空気を排除でき、また、必要に応じて繰り返しても良い。そして、レンズの残余の容積は、完全にオイルで満たされる。
【００４８】
余分なシリコンオイルは拭き取られ、そして、ストッパが充填孔に挿入される。現在の好ましい実施形態では、ストッパは、充填孔に適合した締め代を有するポリカーボネートロッドである。そのストッパは、紫外線接着剤を接合部に塗布して硬化させることで、永久にレンズ組立体に固定される。    
【００４９】
組立てを容易とするため、ストッパは長めのものを挿入し、次に、レンズから突出する突起を形成するように調整する。この突起は、眼鏡組立体の最終工程において、ノーズピースの位置決めをするのに使用される。
【００５０】
上述したステップは、そして、上記のステップは第２のレンズとアームピースの製造においても繰り返される。次に、左右の手で部品をノ＾ズピース側で接合して、眼鏡が組み立てられる。ノーズピースは、異なった瞳孔間距離の眼鏡とするため、異なった幅のものを使用できる。
【００５１】
もちろん、異なったタイプの可変焦点レンズを使用することで眼鏡を造ことも可能である。
【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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【国際調査報告】
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2009543148.tif 000011
2009543148.tif 000012
2009543148.tif 000013