(57)【要約】【課題】  導光板の光出射面に形成した反射防止構造体が潰れにくい面光源装置を提供することにある。【解決手段】  両面表示装置１０１は、面光源装置１０３と液晶パネル１０２で構成され、面光源装置１０３と液晶パネル１０２は対向するようにして配置されている。また、面光源装置１０３は、小さな点光源１１１と導光板１１２で構成されている。導光板１１２の液晶パネル１０２と対向する光出射面１２５の一部には、反射を防止するための突起状の反射防止構造体１２６が形成された反射防止面１２８が設けられている。さらに、反射防止面１２８は、反射防止構造体１２６の頂部が周囲の光出射面１２５よりも低くなるように凹設されている。【選択図】      図２
2006331757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、内部に導入された前記光源の光を光出射面に向けて偏向させるための偏向パターンが形成され、前記光出射面の全面或いは一部に反射防止用の微細な凹又は凸状の反射防止構造体が複数設けられた反射防止面を有する導光板とを備えた面光源装置において、
前記反射防止面の周囲の少なくとも一部に、前記反射防止構造体の上端よりも高い領域が形成されている面光源装置。
【請求項２】
前記反射防止面は、前記導光板の光出射面に形成された窪みの内部に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
前記窪みの側面に形成された、前記反射防止構造体の上端よりも高い領域と前記反射防止面との段差が、１００μｍ以下であることを特徴とする、請求項２に記載の面光源装置。
【請求項４】
前記窪みの周囲の少なくとも一部に、前記反射防止構造体の上端よりも高い突起を設けたことを特徴とする、請求項２に記載の面光源装置。    
【請求項５】
前記窪みの側面に形成される段差が、前記反射防止面の少なくとも対向する２辺に形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の面光源装置。
【請求項６】
前記窪みは、前記光出射面の前記光源と対向する辺に達して当該辺で側面全体を開放されていることを特徴とする、請求項２に記載の面光源装置。
【請求項７】
前記光源を通る線分のうち前記光出射面の全ての有効領域をその間に含む２本の線分であって、かつ、その挟角が最も広い２本の線分で挟まれる範囲内において、前記窪みは、前記光出射面の前記光源と対向する辺で側面を開放されていることを特徴とする、請求項２に記載の面光源装置。
【請求項８】
前記窪みの側面が傾斜面であることを特徴とする、請求項２に記載の面光源装置。
【請求項９】
前記導光板の光出射面において、前記反射防止面の周囲の少なくとも一部に、前記反射防止構造体の上端よりも高い突起を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。
【請求項１０】
前記反射防止面と前記突起の上端との高低差が、２００μｍ以下であることを特徴とする、請求項４又は９に記載の面光源装置。
【請求項１１】
前記突起は、前記反射防止面の少なくとも対向する２辺に形成されていることを特徴とする、請求項４又は９に記載の面光源装置。
【請求項１２】
前記突起は、前記反射防止面の縁のうち、前記光出射面の前記光源と対向する辺に沿った縁を除く縁に設けられていることを特徴とする、請求項４又は９に記載の面光源装置。
【請求項１３】
前記光源を通る線分のうち前記光出射面の全ての有効領域をその間に含む２本の線分であって、かつ、その挟角が最も広い２本の線分で挟まれる範囲内において、前記反射防止面よりも前記光源に近い側には前記突起が設けられていないことを特徴とする、請求項４又は９に記載の面光源装置。
【請求項１４】
光源と、内部に導入された前記光源の光を光出射面に向けて偏向させるための偏向パターンが形成され、前記光出射面の全面或いは一部に反射防止用の微細な凹又は凸状の反射防止構造体が設けられた反射防止面を有する導光板とを備えた面光源装置において、
前記導光板の前記反射防止面上に反射防止構造体を保護するための保護フィルムを設けたことを特徴とする面光源装置。
【請求項１５】
前記保護フィルムは、フィルム基材と、該フィルム基材の一方の面に設けられた反射防止層と、該フィルム基材の他方の面に設けられた粘着層とからなることを特徴とする、請求項１４に記載の面光源装置。
【請求項１６】
請求項１、２、４、９及び１４に記載の面光源装置と、
入射した光を反射させて画像を生成させるための反射領域、および入射した光を透過させて画像を生成するための透過領域を有する液晶パネルと、
からなる画像表示装置。
【請求項１７】
前記液晶パネルの反射領域と透過領域の境界部分と対向する箇所に、散乱防止部材を配置したことを特徴とする、請求項１６に記載の画像表示装置。
【請求項１８】
請求項１６に記載の面光源装置を用いた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面光源装置に関し、画像表示装置のバックライトやフロントライト等に用いる面光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の両面表示装置は、液晶パネルと面光源装置を２組用いて、各々の液晶パネルに画像を表示させることによって両面に画像を表示していた。しかしながら、液晶パネルと面光源装置を２組用いているために両面表示装置の厚みが厚くなってしまうという問題があった。さらには、面光源装置を２つ用いるため、その分電力の消費量も大きくなってしまうという問題があった。
【０００３】
このような問題を解決するために、特許文献１には１組の液晶パネルと面光源装置で両面に画像を表示する両面表示装置が提案されている。図１に特許文献１で提案されている両面表示装置１を示す。両面表示装置１は、面光源装置２と面光源装置２の光出射面６に対向して設置された液晶パネル３で構成されている。面光源装置２は、光源４と導光板５で構成されており、光源４から出射した光は、導光板５内に入射し、導光板５の光出射面６と反対側の光偏向面７との間で全反射を繰り返しながら導光し、光偏向面７に設けられた複数の光偏向パターン８によって光出射面６から一定の方向に出射するようになっている。また、光偏向面７の一部には、光偏向面７から出射した光を再び面光源装置２内に戻すための反射板９が設けられている。以下、反射板９の設けられた領域をバックライト領域１３、反射板９の無い領域をフロントライト領域１４と呼ぶ。また、液晶パネル３は、面光源装置２の光出射面６と対向した光入射面１０とその反対側に画像表示面１１を有し、画像表示面１１のフロントライト領域１４側には、光入射面１０から入射した光を再び面光源装置２側に反射するための反射板１２が設けられている。
【０００４】
しかして、このような両面表示装置１にあっては、光源４から出射した光は、導光板５に入射し、光偏向パターン８で偏向されて光出射面６から一定の方向に向けて出射され、液晶パネル３に光入射面１０から入射する。液晶パネル３に入射した光のうちバックライト領域１３側の光Ｒ１は、液晶パネル３を透過して画像表示面１１から出射される。したがって、画像表示面１１から観察する人に画像が観察される。一方、フロントライト領域１４側の光Ｒ２は、液晶パネル３の画像表示面１１に設けられた反射板１２で導光板５側に反射されて、再び導光板５内に戻され、面光源装置２の光偏向面７から出射される。したがって、光偏向面７側から観察する人に画像が観察される。
【０００５】
しかしながら、導光板５の光出射面６で反射される光Ｒ３が存在し、導光板５の光偏向面７側で観察される画像のコントラストが悪くなるという問題があった。
【０００６】
一方、特許文献３には、面光源装置の光出射面に反射防止用の微細な凹状或いは凸状の構造体を設けることによって、面光源装置の光出射面での反射を防止し、コントラストを向上させることが記載されている。したがって、特許文献１に記載の両面表示装置において、面光源装置の光出射面のフロントライト領域に反射防止用の微細な凹状或いは凸状の構造体を設ければ、薄型で且つフロントライト領域側の画像が高コントラストな両面表示装置が得られる。
【０００７】
しかしながら、面光源装置の光出射面のうちフロントライト領域に設けた反射防止用の微細な凹状或いは凸状の構造体は、他の部品と接触すると容易に潰れてしまう。微細な凹状或いは凸状の構造体が潰れると、光出射面での反射防止効果が小さくなり、フロントライト領域側の画像のコントラストが低下してしまうという問題があった。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１４５１０９号公報
【特許文献２】特開２００３−２１６０７３号公報
【特許文献３】特開２００２−２５０９１７号公報
【特許文献４】特開２００３−００４９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、導光板の光出射面に形成した反射防止構造体が潰れにくい面光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる第１の面光源装置は、光源と、内部に導入された前記光源の光を光出射面に向けて偏向させるための偏向パターンが形成され、前記光出射面の全面或いは一部に反射防止用の微細な凹又は凸状の反射防止構造体が複数設けられた反射防止面を有する導光板とを備えた面光源装置において、
前記反射防止面の周囲の少なくとも一部に、前記反射防止構造体の上端よりも高い領域が形成されたものである。
【００１１】
本発明の第１の面光源装置にあっては、導光板の反射防止面側に光学シートや液晶パネルなどの他の部品を重ねても反射防止面の周囲の高い領域で支えられるので、反射防止構造体が重ねた他の部品と接触して押し潰されるのを防止できる。よって、反射防止構造体が潰れて反射光が増加するのを防ぐことができる。
【００１２】
本発明の第１の面光源装置の第１の実施態様においては、前記反射防止面が、前記導光板の光出射面に形成された窪みの内部に設けられている。かかる実施態様によれば、窪みの側面の段差によって反射防止構造体の上端よりも高い領域が形成されており、反射防止構造体は窪み内で保護される。
【００１３】
窪みを有する第１の実施態様の場合、前記窪みの側面に形成された、前記反射防止構造体の上端よりも高い領域と前記反射防止面との段差は、１００μｍ以下であることが望ましい。段差がこれよりも大きくなると、段差の部分における光の散乱が大きくなり、画質が劣化するからである。
【００１４】
また、第１の実施態様においては、前記窪みの周囲の少なくとも一部には、前記反射防止構造体の上端よりも高い突起を設けてもよい。窪みの縁に突起を設けることにより、窪みの段差を小さくすることができるので、段差の部分における光の散乱を少なくでき、散乱光による画質の劣化を小さくできる。
【００１５】
また、前記窪みの側面に形成される段差は、前記反射防止面の少なくとも対向する２辺に形成されていれば、確実に反射防止構造体が潰れるのを防ぐことができる。
【００１６】
窪みを有する第１の実施態様においては、前記窪みが前記光出射面の前記光源と対向する辺に達していて、当該辺で窪みの側面全体を開放されていてもよい。かかる態様によれば、窪みの光源側に段差が生じなくなるので、窪みの段差による光の散乱を極めて少なくでき、散乱光による画質の劣化を防止できる。
【００１７】
窪みを有する第１の実施態様においては、前記光源を通る線分のうち前記光出射面の全ての有効領域をその間に含む２本の線分であって、かつ、その挟角が最も広い２本の線分で挟まれる範囲内において、前記窪みは、前記光出射面の前記光源と対向する辺で側面を開放されていてもよい。かかる態様によれば、光出射面の有効領域に向かう光が窪みの段差で散乱されたり、遮られたりする恐れが無くなるので、光源の光利用効率を向上させることができる。
【００１８】
また、窪みの側面は傾斜面としてもよい。窪みの側面を傾斜面とすれば、窪みの側面における散乱を抑制でき、散乱光による画質の劣化を抑制できる。
【００１９】
本発明の第１の面光源装置の第２の実施態様は、前記導光板の光出射面において、前記反射防止面の周囲の少なくとも一部に、前記反射防止構造体の上端よりも高い突起を設けたことを特徴としている。かかる実施態様によれば、突起によって光学シートや液晶パネル等を支持することができるので、それによって反射防止構造体が押し潰されないように保護することができる。
【００２０】
導光板に突起を設けた実施態様においては、前記反射防止面と前記突起の上端との高低差が、２００μｍ以下であることが望ましい。突起の高さがこれ以上大きくなると、突起が潰れやすくなると共に突起のアスペクト比が大きくなって成形が難しくなるからである。
【００２１】
また、導光板に形成される突起は、前記反射防止面の少なくとも対向する２辺に形成されていれば、確実に反射防止構造体が潰れるのを防ぐことができる。
【００２２】
導光板に突起を設けた実施態様においては、前記突起が、前記反射防止面の縁のうち、前記光出射面の前記光源と対向する辺に沿った縁を除く縁に設けられていてもよい。かかる態様によれば、光源側で突起がなくなるので、突起による光の散乱を極めて少なくでき、散乱光による画質の劣化を防止できる。
【００２３】
導光板に突起を有する実施態様においては、前記光源を通る線分のうち前記光出射面の全ての有効領域をその間に含む２本の線分であって、かつ、その挟角が最も広い２本の線分で挟まれる範囲内において、前記反射防止面よりも前記光源に近い側には前記突起が設けられていなくてもよい。かかる態様によれば、光出射面の有効領域に向かう光が突起で散乱されたり、遮られたりする恐れが無くなるので、光源の光利用効率を向上させることができる。
【００２４】
本発明にかかる第２の面光源装置は、光源と、内部に導入された前記光源の光を光出射面に向けて偏向させるための偏向パターンが形成され、前記光出射面の全面或いは一部に反射防止用の微細な凹又は凸状の反射防止構造体が設けられた反射防止面を有する導光板とを備えた面光源装置において、前記導光板の前記反射防止面上に反射防止構造体を保護するための保護フィルムを設けたことを特徴としている。
【００２５】
本発明の第２の面光源装置にあっては、反射防止構造体が保護フィルムに当たったとしても保護フィルムが衝撃を吸収することができ、反射防止構造体が押し潰されるのを防止できる。よって、反射防止構造体が潰れて反射光が増加するのを防ぐことができる。
【００２６】
本発明の第２の面光源装置の実施態様にあっては、前記保護フィルムが、フィルム基材と、該フィルム基材の一方の面に設けられた反射防止層と、該フィルム基材の他方の面に設けられた粘着層とからなることを特徴としている。かかる実施態様によれば、粘着層を液晶パネル或いは光学シートに接着することにより、保護フィルムの位置がずれないように固定することができる。
【００２７】
本発明にかかる画像表示装置は、本発明にかかる面光源装置と、入射した光を反射させて画像を生成させるための反射領域、および入射した光を透過させて画像を生成するための透過領域を有する液晶パネルとからなるものである。かかる画像表示装置は、一組の面光源装置と液晶パネルで画像の両面表示が可能となる。また、従来の画像表示装置と比べて、反射領域側に表示される画像のコントラストに優れた画像を表示させることができる。
【００２８】
本発明にかかる画像表示装置の実施態様においては、前記液晶パネルの反射領域と透過領域の境界部分と対向する箇所に、散乱防止部材を配置している。かかる実施態様によれば、導光板の光出射面から液晶パネルの反射領域と透過領域の境界付近へ向けて出射された光が、面光源装置と液晶パネルの間に設置した光学シートなどの端部で散乱されて反射領域側に出射されることを防止でき、反射領域側に生成される画像のコントラストを低下させることがない。
【００２９】
本発明にかかる電子機器は、本発明にかかる面光源装置を用いたものである。かかる電子機器は、一組の液晶パネルと面光源装置で両面表示ができるので電子機器の厚みを薄く、且つ軽くでき、また省電力化することができる。さらに、部品点数が減るので製造コストを抑えることができる。
【００３０】
なお、本発明の以上説明した構成要素は、可能な限り任意に組み合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。ただし、本発明は以下に説明する実施例に限定されるものでないことは勿論である。
【実施例１】
【００３２】
図２に実施例１の両面表示装置１０１を示す。両面表示装置１０１は、面光源装置１０３と液晶パネル１０２で構成され、面光源装置１０３と液晶パネル１０２は対向するようにして配置されている。また、面光源装置１０３は、ＬＥＤを用いた小さな点光源１１１と導光板１１２で構成されている。
【００３３】
導光板１１２は、ポリカーボネイト樹脂やアクリル樹脂、メタクリル樹脂等の屈折率の高い透明樹脂やガラスによって略矩形平板状に成形されており、導光板１１２の短辺を含むある面（以下、光入射面１１５）が点光源１１１と対向するように設置されている。導光板１１２の光入射面１１５には、点光源１１１から導光板１１２内に入る光の配向パターンを制御するために、レンズやプリズム、ディフューザー等からなる光学素子が形成されている。
【００３４】
導光板１１２の下面（液晶パネル１０２と対向した面と逆側の面）には、実質的な面光源となる長方形状の面発光領域１１６が形成され、面発光領域１１６には、多数の偏向パターン１１７が形成されている。図３は、導光板１１２の下面の面発光領域１１６に形成された偏向パターン１１７の配置を下側から見た平面図である。偏向パターン１１７は、点光源１１１を中心とする円周上に沿って同心円状に配置されている。あるいは、楕円弧（楕円の一部）に沿って配置されていることもある。各偏向パターン１１７の間隔は、点光源１１１に近い側では比較的広く、点光源１１１から離れるに従って次第に間隔が短くなっている。言い換えると、各偏向パターン１１７は、点光源１１１に近い側では比較的パターン密度が小さく、点光源１１１から離れるに従って、次第にパターン密度が大きくなっている。これにより、導光板１１２の上面（以下、光出射面１２５という）における輝度が均一になるようにしている。
【００３５】
図４（ａ）は偏向パターン１１７の輪郭を示す斜視図である。偏向パターン１１７は、導光板１１２の下面を三角溝状に凹設して形成されている。偏向パターン１１７は、点光源１１１側を向いた偏向傾斜面１１８と点光源１１１から遠い側を向いた再入射面１１９とを有している。図４（ｂ）は、偏向パターン１１７の断面を表している。図４（ｂ）に示すように、偏向傾斜面１１８の傾斜角をβとすれば、傾斜角βは、例えば約４５°となっており、再入射面１１９の傾斜角γは偏向傾斜面１１８の傾斜角βよりも大きく約８５°となっている。しかして、偏向傾斜面１１８に入射した光は、偏向傾斜面１１８で反射され、導光板１１２の上面に対してほぼ垂直に入射し、導光板１１２の光出射面１２５からほぼ垂直に出射される。また、導光板１１２の下面（面発光領域１１６）の一部には反射板１２０が設けられており、面発光領域１１６から漏れた光を反射板１２０で反射させて導光板１１２内に戻すようにしている。また、この反射板１２０が形成された領域をバックライト領域１２１、反射板１２０が形成されていない領域をフロントライト領域１２２とする。
【００３６】
また、導光板１１２の光出射面１２５（液晶パネル１０２と対向した面）のフロントライト領域１２２側（以下、光出射面１２５ｂ）の表面には、図５に示すような断面が放物線状の微細な突起状をした複数の反射防止構造体１２６が形成された領域（以下、反射防止面１２８）を設けた。また、光出射面１２５ｂの反射防止面１２８以外の領域を光出射面１２５ｃとする。なお、本実施例では、高さＴ１が２００ｎｍの反射防止構造体１２６を１３０ｎｍピッチＰ１で反射防止面１２８に形成した。さらに、バックライト領域１２１側の光出射面１２５（以下、光出射面１２５ａ）は、反射防止構造体１２６を形成した反射防止面１２８よりも高く、反射防止構造体１２６の頂点よりも高く、且つ平坦な面になっている。また、反射防止面１２８は、光出射面１２５とほぼ垂直な境界面１２７（段差）を介して、光出射面１２５ａと同じ高さの光出射面１２５ｃにつながっている。しかして、反射防止面１２８から出射する光は、反射防止面１２８に複数の反射防止構造体１２６を設けたので反射されることなく、液晶パネル１０２側に向かって出射される。また、反射防止構造体１２６は、反射防止面１２８の周囲の光出射面１２５ｃ及び１２５ａよりも低くなっているので、導光板１１２上に液晶パネル１０２などを重ねても接触しないようになっている。
【００３７】
図６は、本実施例で用いた面光源装置１０３のバックライト領域１２１とフロントライト領域１２２の位置関係及び、反射防止構造体１２６の形成位置を示した図である。本実施例においては、導光板１１２の光入射面１１５から遠い側（図中の一点鎖線の右側）が反射板１２０と対向するバックライト領域１２１、光入射面１１５に近い側（図中の一点鎖線の左側）が反射板１２０の無いフロントライト領域１２２である。また、有効領域１２９（図中に破線で囲んだ領域）は、液晶パネル１０２の有効表示領域（図示なし）を投影した領域である。反射防止面１２８は有効領域１２９よりも一回り大きい矩形状に形成し、反射防止面１２８の周囲は境界面１２７を介して四辺を光出射面１２５ａと高さの等しい光出射面１２５ｃに囲まれている。導光板１１２の光出射面１２５の上に液晶パネル１０２や光学フィルムを重ねたりしても、それらに反射防止構造体１２６が直接接触しないようになっている。
【００３８】
また、液晶パネル１０２は、図２に示すように３層構造になっており、２枚のガラス基板１３３、１３４とガラス基板１３３、１３４の間に充填された液晶層１３５で構成されている。詳しい説明は省略するが、ガラス基板１３３の液晶層１３５と反対側の面は導光板１１２と対向しており、導光板１１２からの光が入射する照明面１３０となっている。また、ガラス基板１３４の液晶層１３５と反対側の面は画像表示面１３１となっており、両面表示装置１０１の画像表示面１３１側からの観測者は、画像表示面１３１の導光板１１２のバックライト領域１２１と対応する箇所に画像を観測することができる。また、ガラス基板１３４の液晶層１３５と対向する面のうち、導光板１１２のフロントライト領域１２２と対応する領域には、反射層１３２が形成されており、照明面１３０から液晶パネル１０２内に入射した光は反射層１３２で反射されて再び照明面１３０から導光板１１２側に向けて出射されるようになっている。したがって、導光板１１２の面発光領域１１６側からの観測者は、フロントライト領域１２２に画像を観測することができる。
【００３９】
次に、図７（ａ）〜（ｃ）により、導光板１１２の製造方法の一例を説明する。導光板１１２を成形するための成形金型は、上金型１５０と下金型１５１とからなる。下金型１５１の表面は導光板１１２の偏向パターン１１７を形成するための断面が三角形状をした凸条１５２と、偏向パターン１１７以外の平坦な面を形成するための平坦面１５３とが形成されている。また、上金型１５０には、導光板１１２の光出射面１２５を形成するための平坦面１５４と、反射防止面１２８を形成するための凸台地１５５が形成され、凸台地１５５には反射防止構造体１２６を形成するための複数の凹パターン１５６が形成されている。
【００４０】
しかして、導光板１１２を成形するに当たっては、図７（ａ）に示すように、上金型１５０と下金型１５１を準備する。次に、図７（ｂ）に示すように、上金型１５０と下金型１５１を組み合わせ、上金型１５０と下金型１５１の間に形成されたキャビティに溶融した樹脂を流し込んで硬化させる。そうすると、図７（ｃ）に示すように、一方の面に上金型１５０に形成された凸台地１５５と凹パターン１５６が転写され、他方の面に下金型１５１に形成された凸条１５２が転写され、一方に光出射面１２５と反射防止面１２８と反射防止面１２８内に反射防止構造体１２６が形成され、他方の面に面発光領域１１６と偏向パターン１１７が形成された導光板１１２が得られる。
【００４１】
この両面表示装置１０１における光の挙動を図８及び図９により説明する。図８は導光板１１２内における光の挙動を示す図、図９は導光板１１２の光出射面１２５から出射された光の挙動を示した図である。図８に示すように、点光源１１１から出射された光１３６は、光入射面１１５から導光板１１２内に入光する。光入射面１１５から導光板１１２に入射した光１３６は、導光板１１２内で放射状に広がって進むが、このとき導光板１１２内で広がる光１３６の各方位の光量は各方位における導光板１１２の面積に比例するように、光入射面１１５に設けられたレンズやプリズム、ディフューザー等の光学素子を設計しておくのが望ましい。具体的にいうと、図１０に示すように、導光板１１２の任意の方位において広がりΔθの範囲内に出射される光量は、この範囲Δθに含まれる導光板面積（図１０で斜線を施して示した領域の面積）に比例するようにしておくことが望ましく、これによって各方位における面光源装置１０３の輝度分布を均一にすることができる。
【００４２】
導光板１１２内に入射した光１３６は、図８に示すように、導光板１１２の上面と下面とで全反射を繰り返しながら導光板１１２内を点光源１１１から遠ざかる方向へ進んでいく。導光板１１２の下面に入射する光１３６は、断面三角形状をした偏向パターン１１７で反射する度に導光板１１２の上面への入射角（光出射面４０に立てた法線から測った角度）が小さくなる。そして、光出射面１２５ａ、１２５ｂに全反射の臨界角よりも小さな入射角で入射した光１３６は、光出射面１２５ａ、１２５ｂを透過して光出射面１２５ａ、１２５ｂにほぼ垂直に出射される。前記のように、いずれの偏向パターン１１７も、その長さ方向が点光源１１１と各偏向パターン１１７とを結ぶ方向と、直交するように配置されている。そのため、導光板１１２内を伝搬している光１３６が偏向パターン１１７で拡散されても、その光１３６は点光源１１１と当該偏向パターン１１７とを結ぶ方向を含む光出射面１２５ａ、１２５ｂに垂直な平面内では拡散されるが、光出射面１２５ａ、１２５ｂに平行な平面内では拡散されることなく直進する。
【００４３】
こうして導光板１１２の光出射面１２５ａ、１２５ｂからほぼ垂直に出射された光１３６は、図９に示すように、照明面１３０から液晶パネル１０２に入射する。光出射面１２５ａから出射されて液晶パネル１０２に入射した光１３６は、液晶パネル１０２を透過して、画像表示面１３１側から観測する観測者はバックライト領域１２１と対応する領域に画像を観測することができる。一方、光出射面１２５ｂから出射されて照明面１３０から液晶パネル１０２に入射した光１３６は、ガラス基板１３４に形成された反射層１３２で反射されて再び照明面１３０から導光板１１２方向へ出射される。照明面１３０から出射した光１３６は光出射面１２５ｂから導光板１１２内に入射して、導光板１１２を透過し、フロントライト領域１２２側の面発光領域１１６から出射される。こうして、面発光領域１１６側から観測する観測者は、フロントライト領域１２２と対応する領域に画像を観測することができる。また、反射防止面１２８で光１３６は反射されないので、フロントライト領域１２２の面発光領域１１６側から出射される光１３６は光出射面１２５ｂの反射防止面１２８で反射された光を含まず、面発光領域１１６側からの観測者はコントラストの高い画像を観測することができる。
【００４４】
しかして、実施例１の両面画像表示装置１０１によれば、一組の液晶パネル１０２及び面光源装置１０３によって両面に画像を表示することができるので、両面表示装置１０１の薄型化を図ることができると共に、省電力化を図ることができる。また、面光源装置１０３のフロントライト領域１２２の反射防止面１２８に反射防止構造体１２６を設けたのでフロントライト領域１２２側に生成される画像のコントラストが悪くなることがない。さらに、バックライト領域１２１の光出射面１２５ａよりも反射防止構造体１２６が飛び出さないような構造にしたので、光出射面１２５に液晶パネル１０２等が重ねられても反射防止構造体１２６が潰れにくく、フロントライト領域１２２の面発光領域１１６側に生成される画像のコントラスト低下を防止することができる。
【００４５】
なお、反射防止構造体１２６を形成した反射防止面１２８の形状は、図１１〜図１３に示すような形状に形成しても良い。なお、図１１〜図１３において、反射防止構造体１２６を形成した領域を梨地で示している。また、反射防止面１２８のうち、有効領域外においては反射防止構造１２６が無い平坦な領域となっていても良い。図１１に示した面光源装置１０４は、導光板１６０の上面視で光入射面１１５と平行な二辺のみに境界面１２７を設け、残りの光入射面１１５と垂直な二辺には境界面１２７を設けず導光板１１２の端から端まで反射防止構造体１２６を形成したものである。反射防止面１２８をこのように形成するようにすれば、導光板１６０と液晶パネル１０２などを組み合わせる場合に液晶パネル１０２が光入射面１１５と平行な方向へ多少位置ずれても影響が少ない。また、図１２に示した面光源装置１０５は、導光板１６１の上面視で矩形に形成された反射防止面１２８の一辺が光入射面１１５と一致するものである。この場合、図６及び図１１に示した導光板１１２、１６０と異なり、光入射面１１５と反射防止面１２８の間に境界面１２７が存在しないので、光入射面１１５から導光板１６１内に入射した光の一部が境界面１２７の段差で散乱（図１７参照）されることが無くなる。さらに、図１３に示した面光源装置１０６は、図６に示した導光板１１２の反射防止面１２８と光入射面１１５の間の領域のうち、点光源１１１から出射された光を導光する領域にも反射防止構造体１２６を形成し反射防止面１２８にしたものである。ここで、点光源１１１から出射された光を導光する領域とは、点光源１１１と、有効領域１２９の光入射面１１５側の辺と、その辺の両端と点光源１１１を結ぶ直線（図１３中の一点鎖線）で形成される領域のことである。この導光板１６２では、図１２に示した導光板１６１と同様に光入射面１１５から導光板１６２内に入射した光の一部が境界面１２７で散乱されることが無く、さらに反射防止面１２８は光入射面１１５側の辺の一部を除いて、光出射面１２５ａと同じ高さの光出射面１２５ｃに囲まれているので、反射防止構造体１２６が他の部材と接触して潰れにくくなっている。
【００４６】
また、図１４に示した両面表示装置１０７の導光板１６３のように、反射防止面１２８を有するフロントライト領域１２２は、導光板１６３の光入射面１１５に近い側に設ける必要はなく、光入射面１１５から遠い側に設けても良い。
【００４７】
また、点光源１１１は、小さな点光源である必要はなく、図１５に示した両面表示装置１０８のようにＬＥＤ１６６とＬＥＤ１６６から出射された光を線状に広げる棒状導光体１６７からなる線光源１６５を用いてもよい。この場合、導光板１６４の面発光領域１１６に形成した偏向パターン１１７は、図１５に示すように導光板１６４の光入射面１１５と平行なストライプ状に配置し、光入射面１１５から遠ざかるほど偏向パターン１１７の間隔を狭くして導光板１６４の光出射面１２５における輝度が均一になるようにすればよい。また、線光源１６５には、冷陰極管などを用いても良い。
【００４８】
さらに、図１６に示した導光板１６８のように光出射面１２５の周囲を除く全面を反射防止面１２８とし、反射防止構造体１２６を形成することもできる。この場合は、両面表示装置ではなく、片面表示用の表示装置のフロントライトとして用いることができる。ただし、反射防止面１２８の面積が大きくなると、反射防止面１２８中心部を保護しにくくなるので、導光板１１２のようにバックライト領域１２１とフロントライト領域１２２に分かれて、フロントライト領域１２２が小さい方が境界面１２７の段差によって反射防止構造体１２６を潰れから保護しやすい。
【００４９】
また、図１７に示すように境界面１２７に導光板１１２内を導光している光が入射すると、散乱されてコントラスト低下の原因となる。特に、光出射面１２５ｃと反射防止面１２８の高低差Ｈ１（以下、境界面高さＨ１）が１００μｍ以上になると境界面１２７に入射する光の散乱の影響が大きくなり、目視で画像の劣化を確認できるようになるため１００μｍ以下にすることが好ましい。また、境界面高さＨ１は、反射防止構造体１２６の高さよりも大きければ良く、２μｍ以上であることが望ましい。したがって、境界面高さＨ１は２μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。
【００５０】
また、図１８に示した導光板１６９のように、断面が直線上ではなく、光出射面１２５ｃと反射防止面１２８を徐々に傾斜角の変わる曲面を有する境界面１３６でつなぐようにしても良い。この場合、境界面１３６と反射防止面１２８の接触する箇所が丸くなるので、この部分での光の散乱の影響を小さくすることができる。
【００５１】
さらに、本実施例では、液晶パネル１０２のフロントライト領域１２２においては、ガラス基板１３４が液晶層１３５と対向している面側に反射層１３２を設けたが、ガラス基板１３４の画像表示面１３１側に反射層あるいは、反射板などを設けるようにしてもよい。
【実施例２】
【００５２】
本実施例２の導光板２０１は、実施例１に示した導光板１１２と境界面１２７の形状が異なるものである。図１９に本実施例２の導光板２０１の概略断面図を示す。導光板２０１の面発光領域１１６には、実施例１に示した導光板１１２と同様に、多数の偏向パターン１１７が光出射面１２５における輝度が均一になるように配置されている。また、導光板２０１の光出射面１２５のバックライト領域１２１側（光出射面１２５ａ）も実施例１に示した導光板１１２と同様に平坦な面になっている。また、光出射面１２５ｂの光出射面１２５ｃと反射防止面２１１は、光出射面１２５ａと同じ高さになっており、反射防止面２１１には、実施例１と同様な大きさ及びピッチで反射防止構造体１２６が設けられている。一方、反射防止面２１１の縁には、凸状の曲面の突起２１２が形成されており、その突起２１２の反射防止面２１１からの高さ（以下、突起高さＨ２）は２μｍ程度になるように形成されている。したがって、導光板２０１の光出射面１２５側に液晶パネル１０２や他の光学フィルムなどを重ねても突起２１２で支えられるので、反射防止構造体１２６が潰れにくくなる。さらに、光出射面１２５ａと光出射面１２５ｃ及び反射防止面２１１の高さをそろえることができる。
【００５３】
なお、突起２１２は、反射防止面２１１を囲むように全周に設けられていてもよく、あるいは、導光板２０１の光入射面１１５と平行な２辺にのみ設けてもよい。また、図２０に示すように、導光板２０１の光入射面１１５と直交する２辺にのみ突起２１２を設けてもよい。
【００５４】
また、図２１に示した導光板２０２は、実施例１で示した導光板１１２と同様に光出射面１２５ｃよりも反射防止面２１１が低くなる（凹む）ように形成し、さらに、実施例２の図１９にかかる導光板２０１と同様に光出射面１２５ｃと反射防止面２１１の間に断面が凸状の曲面を有する突起２１２を形成するようにしたものである。この導光板２０２では、突起２１２及び光出射面１２５ｃの両方で反射防止面１２８に形成された反射防止構造体１２６の潰れを防止することができる。なお、突起２１２に導光板２０２内を導光している光が入射すると、散乱されてコントラスト低下の原因となる。特に、反射防止面２１１と光出射面１２５の高さＨ１（以下、境界面高さＨ１）が１００μｍ以上になると突起２１２に入射する光の散乱の影響が大きくなり、目視で画像の劣化を確認できるようになる。そのため、境界面高さＨ１は、１００μｍ以下であることが望ましい。さらに、突起２１２の形状を凸状の曲面に形成した場合は、境界面高さＨ２が２００μｍ以上になると突起２１２が潰れやすくなるので、２００μｍ以下にする事が望ましい。また、反射防止構造体１２６の高さは、実施例１と同様に２００ｎｍ程度であるから、境界面高さＨ２は、２μｍ以上２００μｍ以下に設定することが好ましい。
【００５５】
また、図２２に示した導光板２０３のように、実施例１で用いた導光板１１２の光出射面１２５ｃと反射防止面２１１を緩やかな傾斜の境界面２１３を介してつながるようにしたものである。このように緩やかな傾斜をもつ境界面２１３を形成すれば、導光板２０３内で境界面２１３に光２１６が臨界角以下の角度で入射しにくくなり、散乱が起こりにくくなる。例えば、図１７に示したように境界面１２７が光出射面１２５ａとほぼ垂直に形成されているものに対して、図２２のように境界面２１３が緩やかな傾斜を有するように形成すれば、光２１６が境界面２１３に臨界角以下の角度で入射しにくくなり、散乱光の影響を小さくすることができ、フロントライト領域１２２に表示される画像のコントラストを向上させることができる。ただし、境界面２１３の傾斜角φを緩やかにしすぎると光出射面１２５に占める境界面２１３の面積が大きくなってしまう。つまり、境界面２１５に画像を生成することができないので、その分、導光板２０３の面積が大きくなってしまう。逆に、境界面２１３の傾斜角φを急峻にすれば、導光板２０３の面積を小さくすることができるが、境界面２１３での光の散乱の影響が大きくなる。したがって、境界面２１３の傾斜角φの大きさは、導光板２０３を使用する環境に合わせて適切な角度に設定すればよい。
【００５６】
また、図２３に示した導光板２０４は、図２１に示した導光板２０１において、光出射面１２５ｃの反射防止面２１１の周囲の点光源１１１から遠い側（以下、光出射面１２５ｄ）を反射防止面２１１よりも高くし、光出射面１２５ｃの点光源１１１から近い側（以下、光出射面１２５ｅ）を反射防止面２１１よりも低くなるように形成したものである。つまり、点光源１１１から遠ざかるに連れて、導光板２０４の厚さが厚くなっているものである。このように、点光源１１１から遠ざかるに連れて、光出射面１２５ｅ、１２５ｄ、１２５ａの順に徐々に高くすることによっても突起２１２で光を散乱しにくくできる。
【実施例３】
【００５７】
本実施例３の導光板２０５は、実施例１に示した導光板１１２の反射防止構造体１２６の形状が異なるものである。図２４（ａ）（ｂ）に示したように本実施例３の反射防止構造体２２０は、実施例１に示したような突起状の反射防止構造体１２６ではなく、凹形状の反射防止構造体２２０を反射防止面１２８に設けたものである。したがって、反射防止構造体２２０は、反射防止面１２８から突出していないので他の部品と接触することが無く、潰れにくくなる。また、境界面高さＨ１を実施例１に示した導光板１１２よりも小さくする事ができ、その分、導光板２０５の厚みを薄くすることができる。なお、反射防止構造体２２０の形状及び配置は、図２４（ａ）のように規則正しく配置しても良いし、図２４（ｂ）のようにランダムに配置しても良い。ランダムに反射防止構造体２２０を配置すれば、反射防止構造体２２０による回折光が発生しにくくなり、色味を帯びたりしにくくなる。なお、本実施例３の図２４（ａ）では、反射防止面１２８に深さＴ２が約２００ｎｍの反射防止構造体２２０を約１３０ｎｍのピッチＰ２で形成し、図２４（ｂ）においては、深さＴ２が約２００ｎｍの反射防止構造体２２０を反射防止面１２８内にランダムに配置した。
【実施例４】
【００５８】
また、図２５（ａ）に示すように、導光板２０６と液晶パネル１０２の間のバックライト領域１２１側に拡散シートや反射シート及びプリズムシートなどの光学シート２２１を設ける場合、バックライト領域１２１のフロントライト領域１２２との境界付近から出射した光２２３が光学シート２２１の端部で散乱されて、面発光領域１１６のフロントライト領域１２２側から出射するとコントラスト低下の原因となる。図２５（ｂ）は、導光板２０６と光学シート２２１の間のバックライト領域１２１側のフロントライト領域１２２との境界付近に散乱防止部材２２２を設けたものである。散乱防止部材２２２によって、光学シート２２１の端部で光２２３が散乱されなくなり、散乱された光２２３が面発光領域１１６のフロントライト領域１２２側から出射することが無くなり、コントラストの良好な画像を表示することができる。
【００５９】
変形例としては、図２７に示すように導光板２０２と光学シート２２１の間にホルダシート２３１を設けたものである。導光板２０２の光出射面１２５に垂直な方向から見たホルダシート２３１の形状は、矩形平板状で導光板２０２とほぼ等しい大きさであり、図２６（ａ）（ｂ）に示すように枠部２３３と橋部２３４で構成されている。枠部２３３は、ロの字型で中央部が開口しており、橋部２３４がその開口した領域を導光板２０２のバックライト領域１２１とフロントライト領域１２２と対応するように分割している。つまり、ホルダシート２３１を導光板２０２上に設置したときに橋部２３４は、バックライト領域１２１とフロントライト領域１２２の境界付近に位置する。橋部２３４の導光板２０２と対向する側の面には、散乱防止部材２３５が設けられており、導光板２０２の光出射面１２５のバックライト領域１２１とフロントライト領域１２２付近から出射された光が散乱しないようになっている。また、ホルダシート２３１の上面（導光板２０２と対向する面と反対側の面）のバックライト領域１２１側には、枠部２３３及び橋部２３４に段差が形成され、周囲よりも低くなった光学シート保持部２３２が形成されている。この光学シート保持部２３２に光学シート２２１を落とし込んで設置すれば、光学シート２２１がずれないように保持できる。なお、図２７では、導光板２０２を用いて説明したが、導光板２０２に限定されるものではない。
【実施例５】
【００６０】
図２８は、本実施例５の両面表示装置２０７の概略断面図を示す。両面表示装置２０７は、実施例１の両面表示装置１０１の導光板１１２を反射防止面１２８と光出射面１２５ｃが平坦に形成された（反射防止面１２８が凹んでいない）導光板２４０に変更し、且つ液晶パネル１０２と導光板２４０の間の反射防止面１２８（反射防止構造体１２６が形成された領域）と対向する領域に保護フィルム２４１を設けたものである。保護フィルム２４１は、反射防止構造体１２６よりも柔らかく弾性があり、且つポリカーボネイト樹脂やメタクリル樹脂などの透明な樹脂材料で形成されている。また、保護フィルム２４１は、導光板２４０側から反射防止層２４２、フィルム基材２４３、粘着層２４４の三層構造になっている。さらに、保護フィルム２４１の粘着層２４４を液晶パネル１０２に貼り付けることによって保護フィルム２４１がずれることを防止できるようになっている。
【００６１】
このような保護フィルム２４１を用いれば、保護フィルム２４１が弾性変形することによって、導光板２４０に形成した反射防止構造体１２６の潰れを防止することができる。また、保護フィルム２４１の導光板２４０と対向する面は、反射防止層２４２が形成されているので、保護フィルム２４１で光が反射されてフロントライト領域１２２側の面発光領域１１６から出射されることもない。また、実施例１に示した導光板１１２のように反射防止面１２８を周囲の面よりも凹んだ領域に形成する必要が無く、導光板２４０のフロントライト領域１２２側の光出射面１２５ｂの構造を簡略化できるだけでなく、従来の導光板を利用することができる。
【実施例６】
【００６２】
本実施例６は、本発明にかかる面光源装置を電子機器に用いたものである。図２９は、本発明にかかる面光源装置２５３を用いた携帯電話２５１である。また、図３０は、本発明にかかる面光源装置２５３を用いたＰＤＡ２５２である。本発明にかかる面光源装置を画像表示装置のフロントライトとして電子機器に組み込めば、コントラストが良好な画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】従来の両面表示装置を示した概略断面図である。
【図２】実施例１の両面表示装置を示した概略断面図である。
【図３】同上の両面表示装置に用いられている導光板の下面図である。
【図４】（ａ）は、同上の導光板に形成されている偏向パターンの斜視図である。（ｂ）は、同上の導光板に形成されている偏向パターンの断面図である。（ｃ）は、同上の導光板に形成されている偏向パターンの斜視図である。
【図５】図３の導光板に形成されている反射防止構造体の断面図である。
【図６】図２の両面表示装置に用いられている面光源装置のバックライト領域とフロントライト領域を説明するための図である。
【図７】（ａ）は、導光板の製造工程を説明する図である。（ｂ）は、（ａ）の続図である。（ｃ）は、（ｂ）の続図である。
【図８】導光板内における光の挙動を示す図である。
【図９】導光板の光出射面から出射された光の挙動を示した図である。
【図１０】光源から導光板に入射した光の広がりを示す図である。
【図１１】図２の両面表示装置に用いられている導光板の変形例を示した図である。
【図１２】図２の両面表示装置に用いられている導光板の別な変形例を示した図である。
【図１３】図２の両面表示装置に用いられている導光板の別な変形例を示した図である。
【図１４】図２の両面表示装置に用いられている導光板の別な変形例を示した図である。
【図１５】図２の両面表示装置に用いられている光源及び導光板の変形例を示した図である。
【図１６】図２の両面表示装置に用いられている導光板のさらに別な変形例を示した図である。
【図１７】図２の両面表示装置に用いられている導光板の境界面の形状を説明した図である。
【図１８】図２の両面表示装置に用いられている導光板の境界面の形状の変形例を説明した図である。
【図１９】本実施例２にかかる導光板の概略断面図である。
【図２０】実施例２の変形例を示す導光板の斜視図である。
【図２１】同上の導光板の別な変形例を示した概略断面図である。
【図２２】図１９の導光板のさらに別な変形例を示した概略断面図である。
【図２３】図１９の導光板のさらに別な変形例を示した概略断面図である。
【図２４】（ａ）は、実施例３にかかる導光板に形成された反射防止構造体の断面図である。（ｂ）は、（ａ）の反射防止構造体の別な配置方向を示した断面図である。
【図２５】（ａ）は、導光板の光出射面から出射した光の光学シート端での散乱を説明した図である。（ｂ）は、導光板と光学シートの間に実施例４にかかる反射防止シートを設けた両面表示装置の概略断面図である。
【図２６】（ａ）は、ホルダシートの上面図である。（ｂ）は、ホルダシートの下面を示す図である。
【図２７】同上のホルダシートを用いた両面表示装置の概略断面図である。
【図２８】実施例５にかかる面表示装置の概略断面図である。
【図２９】本発明にかかる面光源装置を用いた携帯電話である。
【図３０】本発明にかかる面光源装置を用いたＰＤＡである。
【符号の説明】
【００６４】
１０１  両面表示装置
１０２  液晶パネル
１０３  面光源装置
１１１  点光源
１１２、１６０〜１６４、１６９、２０１〜２０５  導光板
１１５  光入射面
１１６  面発光領域
１１７  偏向パターン
１２０  反射板
１２２  フロントライト領域
１２１  バックライト領域
１２５  光出射面
１２６、２２０  反射防止構造体
１２８、２１１  反射防止面
１２７  境界面
１３０  照明面
１３１  画像表示面
１３２  反射層
１３６  光
１６５  線光源
２２１  光学シート
２２２、２３５  散乱防止部材
２４１  保護フィルム
２４０  導光板
２３４  橋部
２３３  枠部
２３２  光学シート保持部
２３１  ホルダシート
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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