(57)【要約】【課題】  赤外光透過フィルタの熱劣化を未然に防ぐことができること。【解決手段】  第１リフレクタ２は、その前部開口端２ｂをシェード４の配置位置に略合致させて形成されており、第２リフレクタ７が、第１リフレクタ２の前部開口端２ｂと投影レンズ５との間を覆うように配置されると共に、第２リフレクタ７と投影レンズ５との間に形成される外側開口部８が、赤外光透過フィルタ９で覆われている。第２リフレクタ７の第２反射面７ａで反射された反射光Ｌ１は、赤外光透過フィルタ９を経由して赤外光Ｌ２となって前方へ出射される。これにより赤外光透過フィルタ９の設定箇所を、光源３の光の集束に起因する熱影響を受けにくい箇所にすることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転放物面あるいは回転放物面を基本とする自由曲面からなる第１反射面を備えている第１リフレクタと、この第１リフレクタの第１焦点位置近辺に発光中心部位が配置された光源と、前記第１リフレクタの第２焦点位置近辺に上端縁の略中央部位を位置させて配置されたシェードと、前記第２焦点位置近辺にレンズ焦点を位置させて前記シェードの前方に配置された投影レンズとを備えた車両用前照灯であって、
前記第１リフレクタは、その前部開口端を前記シェードの配置位置に略合致させて形成されており、かつ
前記第１リフレクタよりも小径の後側反射面と、前記第１リフレクタよりも大径の前側反射面とを有して回転放物面あるいは回転放物面を基本とする自由曲面として形成される仮想反射面の内、前記前側反射面を第２反射面として構成される第２リフレクタが、前記第１リフレクタの前部開口端と前記投影レンズとの間を覆うように配置されると共に、
前記第２リフレクタと前記投影レンズとの間に形成される外側開口部が、赤外光透過フィルタで覆われていることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項２】
請求項１記載の車両用前照灯であって、
前記第２反射面は、該反射面の出射像の立体角が最も大きくなる反射ポイントで反射される反射出射像が透過可能な前記外側開口部の開口幅の範囲内で、最小の焦点距離となる仮想第１焦点を有して形成される前記仮想反射面の前側反射面として形成されていることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両用前照灯であって、
前記赤外光透過フィルタは、入射光の拡散機能を奏するプリズムからなる表面部と、前記プリズムの裏面にフラットに形成される赤外光透過膜からなる裏面部とを有して構成されていることを特徴とする車両用前照灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外光および可視光を使用した照射光が得られ、市街地走行時等におけるすれ違いビームとして機能すると共に、赤外線対応カメラ等を備えた赤外暗視監視装置の赤外光照明ランプとしても機能する車両用前照灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は、この種の従来の車両用前照灯１００を示す（例えば、特許文献１参照）。この車両用前照灯１００は、光源を装着した楕円体形状リフレクタ５０の前方にレンズホルダ５１を介して投影レンズ５２が一体的に組み付けられて構成されており、リフレクタ５０の第１焦点Ｆ１には、光源であるハロゲンバルブ５３のフィラメントが位置し、リフレクタ５０の第２焦点Ｆ２の近傍で投影レンズ５２の焦点位置には、配光制御用の遮光シェードを構成する赤外光透過フィルタ５４が配置されている。
【０００３】
赤外光透過フィルタ５４は、可視光成分を反射し赤外光成分を透過させるシェード本体である赤外光透過膜５４ａを円形状の透明ガラスプレート５４ｂに一体的に貼付した構造になっており、赤外光透過膜５４ａにより可視光を遮光する遮光シェードが構成されている。なお、図１０中、符号５５はランプボディ、符号５６は透明な前面カバー、符号Ｓは灯室をそれぞれ示す。
【０００４】
この車両用前照灯１００によれば、バルブ５３の発光は、図１０中に矢印で示すように、リフレクタ５０で反射されて第２焦点Ｆ２を通り、投影レンズ５２によって光軸Ｌと平行な光となって前方に出射される。
【０００５】
そして、投影レンズ５２からの出射光によって、自動車前方に配置した配光スクリーンには、図１１に示すように、赤外光透過膜の上縁部５４ｃに対応するカットオフラインＣＬを有する所定の可視光ビームパターンＰ１が形成されると共に、遮光シェードである赤外光透過膜５４ａが赤外光成分を透過させることから、可視光ビームパターンＰ１を含む目に見えない所定の赤外光ビームパターンＰ２も同時に形成される。なお、図１１中、符号ＰＨ１は可視光ビームパターンＰ１のホットゾーンであり、符号ＰＨ２は赤外光ビームパターンＰ２のホットゾーンである。
【０００６】
ここで、可視光ビームパターンＰ１は、他のすれ違いビーム形成用ランプユニットと協働して、可視対応ＣＣＤカメラの照明用のランプとして機能する。一方、目に見えない赤外光ビームパターンＰ２は、走行ビーム形成用ランプユニットが形成する走行ビームパターンと同様の照射エリアをもち、赤外光対応ＣＣＤカメラの照明用のランプとして機能する。
【特許文献１】特開２００３−１２３５２０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、車両用前照灯１００は、赤外光透過フィルタ５４がリフレクタ５０の第２焦点Ｆ２の近傍に配置されることになるので、光源５３の光の集束に起因する熱影響により赤外光透過膜５４ａが熱劣化する虞があり、ひいては赤外光透過フィルタの耐久性の低下を招く、という課題を有している。
【０００８】
そこで、本発明は、赤外光透過フィルタの設定箇所を、光源の光の集束に起因する熱影響を受けにくい箇所にすることにより、赤外光透過フィルタの熱劣化を未然に防ぐことができ、これにより耐久性の向上した車両用前照灯を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記した目的を達成するため、請求項１記載の発明は、回転放物面あるいは回転放物面を基本とする自由曲面からなる第１反射面を備えている第１リフレクタと、この第１リフレクタの第１焦点位置近辺に発光中心部位が配置された光源と、前記第１リフレクタの第２焦点位置近辺に上端縁の略中央部位を位置させて配置されたシェードと、前記第２焦点位置近辺にレンズ焦点を位置させて前記シェードの前方に配置された投影レンズとを備えた車両用前照灯であって、
前記第１リフレクタは、その前部開口端を前記シェードの配置位置に略合致させて形成されており、かつ
前記第１リフレクタよりも小径の後側反射面と、前記第１リフレクタよりも大径の前側反射面とを有して回転放物面あるいは回転放物面を基本とする自由曲面として形成される仮想反射面の内、前記前側反射面を第２反射面として構成される第２リフレクタが、前記第１リフレクタの前部開口端と前記投影レンズとの間を覆うように配置されると共に、
前記第２リフレクタと前記投影レンズとの間に形成される外側開口部が、赤外光透過フィルタで覆われていることを特徴とする。
【００１０】
このため、請求項１記載の発明では、光源の光は第１反射面および第２反射面で反射される。第１反射面で反射された光は、第２焦点に一旦集束した後投影レンズに到達し、投影レンズを経由して平行な可視光となって前方へ出射され、第２反射面で反射された光は、赤外光透過フィルタを経由して目に見えない赤外光となって前方へ出射される。
【００１１】
このとき赤外光透過フィルタは、第２リフレクタと投影レンズとの間に形成される外側開口部に配置されるので、第１リフレクタの第２焦点位置から最も遠い箇所に配置されることになり、これにより第１リフレクタの第１焦点位置近辺にある光源の光の集束に起因する熱影響を極力避けることができる。
【００１２】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両用前照灯であって、
前記第２反射面は、該反射面の出射像の立体角が最も大きくなる反射ポイントで反射される反射出射像が透過可能な前記外側開口部の開口幅の範囲内で、最小の焦点距離となる仮想第１焦点を有して形成される前記仮想反射面の前側反射面として形成されていることを特徴とする。
【００１３】
このため、請求項２記載の発明では、外側開口部は、その第２リフレクタと投影レンズとの間の開口幅が、反射出射像の透過可能な最小幅を有して形成されることになり、かつ第２反射面は、配光上最も立体角が大きい設定になる。
【００１４】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の車両用前照灯であって、
前記赤外光透過フィルタは、入射光の拡散機能を奏するプリズムからなる表面部と、前記プリズムの裏面にフラットに形成される赤外光透過膜からなる裏面部とを有して構成されていることを特徴とする。
【００１５】
このため、請求項３記載の発明では、赤外光透過フィルタに対する光の入射条件が、赤外光透過膜に対して略直角になると共に、赤外光透過膜を透過した赤外光成分はプリズムにより拡散されて幅のある出射光となって前方へ出射される。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載の発明によれば、赤外光透過フィルタを第１リフレクタの第２焦点位置から最も遠い箇所に配置して、光源の光の集束に起因する発熱の影響を極力避けるようにしたので、赤外光透過フィルタの熱劣化を未然に防ぐことができ、これにより耐久性の向上した赤外光透過フィルタを備えた車両用前照灯を提供することができる。
【００１７】
また、請求項２記載の発明によれば、外側開口部の第２リフレクタと投影レンズとの間の開口幅が、第２反射面で反射される最大立体角を有する反射出射像の透過可能な最小幅を有して形成されているので、請求項１記載の発明の効果に加えて、外側開口部を覆う赤外光透過フィルタの面積を極力小さくすることができ、これによりコストの抑制が可能であると共に、フィルタ性能の均一性を容易に保つことができる。
【００１８】
その上、第２反射面は、最も立体角が大きい設定になるので、反射面として使用できる範囲が広く確保でき、ひては充分な赤外光量が確保できるので配光上有利である。
【００１９】
また、請求項３記載の発明によれば、赤外光透過フィルタに対する光の入射条件が、赤外光透過膜に対して略直角になるので、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、赤外光透過フィルタに対する光の入射効率を高水準に維持することができる。
【００２０】
その上、赤外成分の出射光は、プリズムにより拡散されて、被撮影対象を照射可能な適宜の幅で出射することができるので、撮像性能の向上が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態としての車両用前照灯１を示す。この車両用前照灯１は、回転放物面あるいは回転放物面を基本とする自由曲面からなる第１反射面２ａを備えている第１リフレクタ２と、この第１リフレクタ２の第１焦点Ｆ１位置近辺に発光中心部位３ａが配置された光源３と、第１リフレクタ２の第２焦点Ｆ２位置近辺に上端縁の略中央部位４ａを位置させて配置されたシェード４と、第２焦点Ｆ２位置近辺にレンズ焦点を位置させてシェード４の前方に配置された投影レンズ５とを備えて大略構成されている。なお、図１（ａ）中、符号Ｚは、車両用前照灯１の光軸を示す。
【００２３】
このとき、第１リフレクタ２は、その前部開口端２ｂをシェード４の配置位置に略合致させて形成されており、かつ第１リフレクタ２よりも小径の後側反射面６（図１（ａ）中、破線で示す）と、第１リフレクタ２よりも大径の前側反射面７ａとを有して回転放物面あるいは回転放物面を基本とする自由曲面として形成される仮想反射面Ａの内、前側反射面を第２反射面７ａとして構成される第２リフレクタ７が、第１リフレクタ２の前部開口端２ｂと投影レンズ５との間を覆うように配置されると共に、第２リフレクタ７と投影レンズ５との間に形成される外側開口部８が、赤外光透過フィルタ９で覆われている。
【００２４】
より詳しくは、光源３は、放電灯で構成されており、ソケット部１１を伴って第１リフレクタ２の後頂部に穿設されたバルブ挿通孔１０に支持されて取り付けられている。シェード４は、その上端縁が可視光ビームパターンＰ１のカットオフラインＣＬ（図２参照）の相似形状に形成されると共に、その下端縁が第１リフレクタ２との間に充分な空間ｄを残すようにして第１リフレクタ２に適宜取り付けられている。
【００２５】
また、投影レンズ５は、平凸レンズで構成されており、フレーム１２を介して適宜第２リフレクタ７に取り付けられている。赤外光透過フィルタ９は、図１（ｂ）に示すように、投影レンズ５を囲むように、投影レンズ５の全周に亘って取り付けられている。赤外光透過フィルタ９は、透明ガラスからなる表面部９ａと、透明ガラスの裏面にフラットに形成される赤外光透過膜からなる裏面部９ｂとを有して構成されている。このときの赤外光透過膜は、例えば、図３に示す光透過特性を有する市販の「０３ＭＣＳコールド・ミラーコーティング」（商標名、メレスグリオ（株）製）が使用される。
【００２６】
このように構成された車両用前照灯１は、光源３の点灯により、光源３の光は第１反射面２ａおよび第２反射面７ａで反射される。第１反射面２ａで反射された光は、第２焦点Ｆ２に一旦集束した後投影レンズ５に到達し、投影レンズ５を経由して平行な可視光となって前方へ出射され、第２反射面７ａで反射された反射光Ｌ１は、図１（ａ）に示すように、赤外光透過フィルタ９を経由して目に見えない赤外光Ｌ２となって前方へ出射される。
【００２７】
そしてこれらの出射光により配光スクリーン上には、図２に示すように、可視光ビームパターンＰ１および赤外光ビームパターンＰ２が同時に得られる。すなわち、可視光ビームパターンＰ１は可視光で得られ、カットオフラインＣＬを有してすれ違いビーム用として好適なパターンとなっており、赤外光ビームパターンＰ２は赤外光Ｌ２で得られ、配光スクリーン上のＶ線上でＨ線直下で、かつ可視光ビームパターンＰ１のカットオフラインＣＬよりも上方の位置にホットゾーンＰＨ２を有すると共に、可視光ビームパターンＰ１のカットオフラインＣＬよりも上方部分に大部分の照射範囲を有する楕円形状のパターンとなっている。赤外光ビームパターンＰ２のホットゾーンＰＨ２が、配光スクリーン上のＨ線直下にくるため、遠方まで赤外光Ｌ２が届くことになって、赤外光対応カメラの撮像性能がたかめられる。
【００２８】
また、車両用前照灯１では、赤外光透過フィルタ９は、第２リフレクタ７と投影レンズ５との間に形成される外側開口部８に配置されるので、第１リフレクタ２の第２焦点位置Ｆ２から最も遠い箇所に配置されることになり、これにより第１リフレクタ２の第１焦点Ｆ１位置近辺にある光源３の光の集束に起因する熱影響を極力避けることができる。このため赤外光透過フィルタ９の熱劣化を未然に防ぐことができ、ひいては車両用前照灯１の耐久性の向上を図ることができる。
【００２９】
また好ましくは第２反射面７ａは、図４に示すように、該反射面７ａの出射像の立体角が最も大きくなる反射ポイント７ｂで反射される反射出射像１３が透過可能な外側開口部８の開口幅Ｈ１の範囲内で、最小の焦点距離Ｍとなる仮想第１焦点ｆ１を有して形成される仮想反射面Ａの前側反射面として形成される。
【００３０】
すなわち、反射出射像１３が大きさＨ２であるとき、仮想反射面Ａは、Ｈ１≧Ｈ２の範囲内で、最小の焦点距離Ｍとなる仮想第１焦点ｆ１を有する回転放物面あるいは回転放物面を基本とする自由曲面として形成される。
【００３１】
本実施形態では、外側開口部８は、第２反射面７ａの出射像の立体角が最も大きくなる反射ポイント７ｂで反射される反射出射像１３の大きさＨ２と略同等の大きさの、第２リフレクタ７と投影レンズ５との間の開口幅Ｈ１を有して形成されており、かつ第２反射面７ａは、焦点距離Ｍの仮想第１焦点ｆ１を有して形成される仮想反射面Ａの前側反射面として形成されている。
【００３２】
本実施形態では、光源３として放電灯を適用しているので、そのときの反射出射像１３はアーク像となるが、光源３は白熱灯で構成することもでき、そのときの反射出射像１３はフィラメント像となる。
【００３３】
この構成では、外側開口部８の第２リフレクタ７と投影レンズ５との間の開口幅Ｈ１が、第２反射面の出射像の立体角が最も大きくなる反射ポイント７ｂで反射される反射出射像１３の大きさＨ２と略同等の大きさ、すなわち反射出射像１３の透過可能な最小幅（Ｈ１≧Ｈ２）を有して形成されることになるので、外側開口部８を覆う赤外光透過フィルタ９の面積を極力小さくすることができ、これによりコストの抑制が可能であると共に、フィルタ性能の均一性を容易に保つことができる。
【００３４】
その上、第２反射面７ａは、図４に示すように、反射面として使用できる大きい使用範囲Ｄを有することになって、配光上最も立体角が大きい設定になり、ひては充分な赤外光量が確保できるので配光上有利である。
【００３５】
図５は、この配光上の利点を説明するもので、光源３の発光中心部位３ａを、仮想反射面Ａの仮想第１焦点ｆ１とし、かつ第１リフレクタ２の第１焦点Ｆ１とするもので、図５（ａ）は仮想第１焦点ｆ１の焦点距離を距離Ｍ（Ｈ１≧Ｈ２の範囲内で、最小の焦点距離）とした本発明品としての車両用前照灯１を、図５（ｂ）は仮想第１焦点ｆ１の焦点距離を距離Ｍ１（Ｍ１＞Ｍ）とした比較品としての車両用前照灯１ａ、図５（ｃ）は仮想第１焦点ｆ１の焦点距離を距離Ｍ２（Ｍ２＜Ｍ）とした比較品としての車両用前照灯１ｂをそれぞれ示す。なお、図５中、符号Ｅは第２リフレクタに対する光源３の光の到達範囲を示す。図５では、シェード４、および赤外光透過フィルタ９が省略されている。
【００３６】
図５から明らかなように、車両用前照灯１は、第２リフレクタの反射面として使用できる使用範囲が適正範囲Ｄとなっているのに対して、車両用前照灯１ａは、前記使用範囲が小使用範囲Ｄ１（＜Ｄ）となるばかりでなく、第２リフレクタの大径化（径φ）をも招くことになり、車両用前照灯１ｂは、第２リフレクタの小径化により、反射した光Ｌ１がフレーム１２で遮光されて前方へ出射しないことになる。
【００３７】
さらに好ましくは、赤外光透過フィルタ９は、図６に示すように、入射光（図１の反射光Ｌ１）の拡散機能を奏するプリズム９ａからなる表面部と、プリズム９ａの裏面にフラットに形成される赤外光透過膜９ｂからなる裏面部とを有して構成される。本実施形態では、プリズム９ａは蒲鉾状凸条が並列した凹凸形状を呈する表面を有して形成されている。
【００３８】
この構成では、赤外光透過フィルタ９に対する光の入射条件が、赤外光透過膜９ｂに対して略直角になると共に、赤外光透過膜９ｂを透過した赤外光成分はプリズム９ａにより拡散されて幅のある出射光（図１の赤外光Ｌ２）となって前方へ出射される。
【００３９】
このため、本実施形態では、赤外光透過フィルタ９に対する光の入射効率を高水準に維持することができると共に、赤外成分の出射光は、プリズム９ａにより拡散されて、被撮影対象を照射可能な適宜の幅で出射することができるので、撮像性能の向上が図られる。
【００４０】
図７は、変形例としての車両用前照灯１Ａ（図７（ａ））、および車両用前照灯１Ｂ（図７（ａ））を示す。これら車両用前照灯１Ａおよび１Ｂは、赤外光透過フィルタ９の配置個所が相違するだけで、他の構成は前述した車両用前照灯１と同様に構成されている。
【００４１】
すなわち、車両用前照灯１Ａは、赤外光透過フィルタ９が投影レンズ５を囲む周辺部を周方向に四等分した内の投影レンズ５の上側に位置する分割部分に相当する箇所に配置されることによって構成されている。同様に車両用前照灯１Ｂは、赤外光透過フィルタ９が投影レンズ５を囲む周辺部を周方向に四等分した内の投影レンズ５の下側に位置する分割部分に相当する箇所に配置されることによって構成されている。
【００４２】
このように構成される車両用前照灯１Ａおよび１Ｂは、赤外光透過フィルタ９の設置面積が小さいのでコスト低減を図ることができるばかりでなく、光源として採用される放電灯３の特有の発光特性を利用することができる。
【００４３】
すなわち、放電灯３は、図８に示すように、発光中心部位３ａを上方向に向けて第１リフレクタ２のバルブ挿通孔１０に取り付けられており（図１参照）、点灯により発光中心部位３ａから上、下方向に発光する。このとき上方向発光Ｌ３は、青白の発光色を呈して出射量も多くなっており、下方向発光Ｌ４は、黄白の発光色を呈して出射量も少なくなっている。
【００４４】
車両用前照灯１Ａは、上方向発光Ｌ３を有効に利用することができると共に、上部位置の赤外光透過フィルタ９を介して前方へ出射される赤外成分の配光パターンＰ２は、図９に示すように、配光スクリーン上のＶ線とＨ線との交点にホットゾーンＰＨ２のあるパターンとなる。このため車両用前照灯１Ａは、発光中心部位３ａからの発光出射量の多いこと、およびＶ線／Ｈ線の交点にホットゾーンＰＨ２があるので赤外成分が遠方まで届くことができることにより、比較的高性能な近赤外光照射性能を有する。
【００４５】
また、車両用前照灯１Ｂは、下方向発光Ｌ４を有効に利用することができる。下方向発光Ｌ４は、黄味を帯びた発光色のため可視光ビームパターンとしては通常使用されない場合が多いが、下部位置の赤外光透過フィルタ９を介して前方へ出射される。このため車両用前照灯１Ｂは、可視光ビームパターンとして通常使用されない下方向発光Ｌ４を利用して赤外光ビームパターンを形成しているので、可視光性能に影響を及ぼすことが無く、比較的高性能な可視光照射性能を有する。
【００４６】
また、車両用前照灯１Ａおよび１Ｂは、それぞれ上方向発光Ｌ３および下方向発光Ｌ４を利用するものであるから、採用する第２リフレクタも又それぞれ下側開放および上側開放の半円形横断面形状のもので対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態としての車両用前照灯で、（ａ）はその縦断面模式図、（ｂ）はその正面図である。
【図２】図１の車両用前照灯のビームパターンの説明図である。
【図３】図１の車両用前照灯の赤外光透過フィルタに適用される赤外光透過膜の光透過特性を示すグラフである。
【図４】図１の車両用前照灯の各部の特性を説明する縦断面模式図である。
【図５】図１の車両用前照灯の配光上の利点を説明する縦断面模式図で、（ａ）は本発明品、（ｂ）は比較品、（ｃ）は他の比較品をそれぞれ示す。
【図６】図１の車両用前照灯に適用される赤外光透過フィルタの斜視図である。
【図７】（ａ）は図１の車両用前照灯の変形例を示す正面図、（ｂ）は図１の車両用前照灯の他の変形例を示す正面図である。
【図８】図１の車両用前照灯に適用される光源の側面図である。
【図９】図７（ａ）の車両用前照灯の赤外光ビームパターン図である。
【図１０】従来の車両用前照灯の縦断面模式図である。
【図１１】図１０の車両用前照灯のビームパターン図である。
【符号の説明】
【００４８】
１、１Ａ、１Ｂ  車両用前照灯
２  第１リフレクタ
２ａ  第１反射面
２ｂ  前部開口端（第１リフレクタの）
３  光源（放電灯）
３ａ  発光中心部位
４  シェード
４ａ  中央部位
５  投影レンズ
６  後側反射面
７  第２リフレクタ
７ａ  第２反射面（前側反射面）
７ｂ  反射ポイント
８  外側開口部
９  赤外光透過フィルタ
９ａ  プリズム（表面部）
９ｂ  赤外光透過膜（裏面部）
１３  反射出射像
Ａ  仮想反射面
ｆ１  仮想第１焦点（仮想反射面の）
Ｆ１  第１焦点（第１リフレクタの）
Ｆ２  第２焦点（第１リフレクタの）
Ｈ１  開口幅（外側開口部の）
Ｈ２  反射出射像の大きさ
Ｌ１  反射光
Ｌ２  赤外光
Ｍ  焦点距離
Ｚ  光軸
【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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