(57)【要約】【課題】  所定の方向に光を照射しつつ明るさの偏りを抑制し得るライトガイド、及び、灯具を提供しようとすることを目的とする。【解決手段】  ライトガイド５０は、第１の光Ｌ１と所定の方向に出射する光とがなす角が鋭角となる第１区間５１と、第１区間よりも他端側に位置し第２の光Ｌ２と所定の方向に出射する光とがなす角が鈍角となる第２区間５２と、第１区間５１と第２区間５２との間に位置し第１の光Ｌ１と所定の方向に出射する光とが角が鈍角となる第３区間５３と、を備え、第１区間には１回透過反射ステップ及び２回反射ステップの少なくとも一方が形成され、第２区間には１回反射ステップが形成され、第３区間には１回反射ステップ及び１回透過反射ステップの少なくとも一方が形成される。【選択図】    図３
2018113133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端から入射する第１の光及び他端から入射する第２の光が伝搬し側面から所定の方向に光を出射する曲線状のライトガイドであって、
前記第１の光と前記所定の方向に出射する光とがなす前記一端側の角が鋭角となる第１区間と、
前記第１区間よりも他端側に位置し、前記第２の光と前記所定の方向に出射する光とがなす前記他端側の角が鈍角となる第２区間と、
前記第１区間と前記第２区間との間に位置すると共に前記第１の光及び前記第２の光が伝搬し、前記第１の光と前記所定の方向に出射する光とがなす前記一端側の角が鈍角となる第３区間と、
を備え、
前記第１区間には、前記側面から前記所定の方向に光が出射するように、前記第１の光が互いに隣り合う反射ステップの一方の反射ステップから出射して他方の反射ステップに入射し当該他方の反射ステップで内部反射する１回透過反射ステップ、及び、前記第１の光が１つの反射ステップにおいて２回内部反射する２回反射ステップの少なくとも一方が形成され、
前記第２区間には、前記側面から前記所定の方向に光が出射するように、前記第２の光が１つの反射ステップにおいて１回内部反射する１回反射ステップが形成され、
前記第３区間には、前記側面から前記所定の方向に光が出射するように、前記第１の光が１つの反射ステップにおいて１回内部反射する１回反射ステップ、及び、前記１回透過反射ステップの少なくとも一方が形成される
ことを特徴とするライトガイド。
【請求項２】
前記曲線の形状がリング状とされる
ことを特徴とする請求項１に記載のライトガイド。
【請求項３】
前記リングは所定の面に沿って形成され、
前記所定の面に対して前記所定の方向は傾斜している
ことを特徴とする請求項２に記載のライトガイド。
【請求項４】
前記第１区間に形成されるステップは、前記１回透過反射ステップとされる
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のライトガイド。
【請求項５】
前記第３区間に形成されるステップは、前記１回反射ステップとされる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のライトガイド。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のライトガイドと、
前記ライトガイドの一端から前記ライトガイドに前記第１の光を入射する第１光源と、
前記ライトガイドの他端から前記ライトガイドに前記第２の光を入射する第２光源と、
を備える
ことを特徴とする灯具。
【請求項７】
前記ライトガイドに入射する前記第１の光の全光束量は、前記ライトガイドに入射する前記第２の光の全光束量よりも大きい
ことを特徴とする請求項６に記載の灯具。
【請求項８】
前記曲線の形状がリング状とされ、
前記ライトガイドに囲まれ前記所定の方向に光を出射する灯具ユニットを更に備える
ことを特徴とする請求項６または７に記載の灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の方向に光を照射しつつ明るさの偏りを抑制し得るライトガイド、及び、灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用ヘッドライト等の車両用前照灯や他の灯具において、ライトガイドから光を出射するものが知られている。下記特許文献１には、このような車両用前照灯が記載されている。
【０００３】
この車両用前照灯は、背面が概ね平面状の投影レンズと、この投影レンズの後方に配置された第１光源と、投影レンズの平面状の背面に沿ってリング状に形成されたライトガイドとを備えている。第１光源からの光及びライトガイドからの光は共に投影レンズを介して出射する。従って、ライトガイドの投影レンズ側の側面である前方側面は光の出射面とされ、当該出射面からは、投影レンズが配置される前方側に光が出射される。この前方側は、ライトガイドの長手方向に垂直な方向であるため、光はライトガイドを伝搬する光の伝搬方向に垂直な方向に出射されることとなる。このため、このライトガイドの出射面と反対側の側面である後方側面には、ライトガイド内を伝搬する光を出射面側に内部反射する反射素子が形成されている。この反射素子は、一般的に、複数の平面が組み合わされた反射ステップとされる場合が多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−  ８８３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、車両用前照灯等の灯具では、デザインの多様性が求められており、上記リング状のライトガイドが、投影レンズの背面に沿わずに、ライトガイドの形状であるリングが当該背面に対して傾けられる場合がある。この場合であっても、光は前方側に出射しなければならない場合がある。このような場合には、上記特許文献１に記載のライトガイドと異なり、ライトガイドを伝搬する光の伝搬方向に非垂直な所定の方向に光を出射しなければならない区間が存在し、しかも、ライトガイドの傾け方によっては、ライトガイドを伝搬する光の伝搬方向に対してライトガイドから出射する光が鋭角となる区間と、ライトガイドを伝搬する光の伝搬方向に対してライトガイドから出射する光が鈍角となる区間とが存在する。
【０００６】
本発明者は、ライトガイドを伝搬する光の伝搬方向に対して鋭角となる方向に光を出射する区間と、ライトガイドを伝搬する光の伝搬方向に対して鈍角となる方向に光を出射する区間とでは、同じ反射ステップであっても出射する光の量が異なる場合があることを見出した。具体的には、上記反射ステップが光を１回内部反射して出射させる１回反射ステップである場合にこのような光り方の偏りが生じることを見出した。従って、上記特許文献１に記載のリング状のライトガイドを鉛直方向に伸びる軸を基準に斜め前方に傾けつつ前方に光を出射しようとすると、明るく光って見える区間と、然程明るく光って見えない区間とが生じる傾向にある。
【０００７】
そこで、本発明は、所定の方向に光を照射しつつ明るさの偏りを抑制し得るライトガイド、及び、灯具を提供しようとすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的の達成のため、本発明のライトガイドの一形態は、一端から入射する第１の光及び他端から入射する第２の光が伝搬し側面から所定の方向に光を出射する曲線状のライトガイドであって、前記第１の光と前記所定の方向に出射する光とがなす前記一端側の角が鋭角となる第１区間と、前記第１区間よりも他端側に位置し、前記第２の光と前記所定の方向に出射する光とがなす前記他端側の角が鈍角となる第２区間と、前記第１区間と前記第２区間との間に位置すると共に前記第１の光及び前記第２の光が伝搬し、前記第１の光と前記所定の方向に出射する光とがなす前記一端側の角が鈍角となる第３区間と、を備える。前記第１区間には、前記側面から前記所定の方向に光が出射するように、前記第１の光が互いに隣り合う反射ステップの一方の反射ステップから出射して他方の反射ステップに入射し当該他方の反射ステップで内部反射する１回透過反射ステップ、及び、前記第１の光が１つの反射ステップにおいて２回内部反射する２回反射ステップの少なくとも一方が形成され、前記第２区間には、前記側面から前記所定の方向に光が出射するように、前記第２の光が１つの反射ステップにおいて１回内部反射する１回反射ステップが形成され、前記第３区間には、前記側面から前記所定の方向に光が出射するように、前記第１の光が１つの反射ステップにおいて１回内部反射する１回反射ステップ、及び、前記１回透過反射ステップの少なくとも一方が形成されることを特徴とする。
【０００９】
ライトガイド内を伝搬する光の方向はライトガイドの延在方向に他ならない。従って、ライトガイドの一端から入射する第１の光と所定の方向に出射する光とがなす一端側の角が鋭角となる第１区間としては、例えば、所定の方向が前方とされ側面から前方に光を出射するライトガイドが前後方向に対して斜めに延在する区間であって、ライトガイド内を第１の光が斜め後方に向かって伝搬する区間を挙げることができる。また、第２の光と所定の方向に出射する光とがなす他端側の角が鈍角となる第２区間としては、例えば、所定の方向が前方とされ側面から前方に光を出射するライトガイドが前後方向に対して斜めに延在する区間であって、ライトガイド内を第２の光が斜め前方に向かって伝搬する区間を挙げることができる。また、第１の光と所定の方向に出射する光とがなす一端側の角が鈍角となる第３区間としては、所定の方向が前方とされ側面から前方に光を出射するライトガイドが前後方向に対して斜めに延在する区間であって、ライトガイド内を第１の光が斜め前方に向かって伝搬する区間を挙げることができる。本発明のライトガイドはこのような第１区間、第３区間、第２区間がこの順に接続された曲線状のライトガイドである。
【００１０】
また、ライトガイドに形成される１回反射ステップは、ライトガイドの一端側からライトガイドに入射して当該ライトガイドを伝搬する光とライトガイドの側面から出射する光とがなす角のうち一端側の角が９０度以上になる場合に効率良く光を出射することができる。しかし、ライトガイドを伝搬する光とライトガイドの側面から出射する光とがなす角のうち一端側の角が９０度未満になる場合には、１回反射ステップで内部反射せずに１回反射ステップから出射してしまう光が多くなり、ライトガイドの発光効率が著しく低下して暗くなる傾向にある。このため全ての反射ステップを１回反射ステップにすると、上記のような第１区間では一端からライトガイドに入射する第１の光の出射効率が悪くなる。一方、第２区間は、他端から入射しライトガイドを伝搬する第２の光とライトガイドの側面から出射する光とがなす角のうち他端側の角が９０度未満となるため、第２の光の出射効率が良い。このため、第１区間は第２区間よりも暗くなる傾向にある。そこで、全ての反射ステップを１回反射ステップに代えて、光が互いに隣り合う反射ステップの一方の反射ステップから出射して他方の反射ステップに入射し当該他方の反射ステップで内部反射する１回透過反射ステップとすることが考えられる。しかし、これらの反射ステップは、反射ステップ自体から出射してしまう光が１回反射ステップに比べて多いことからライトガイドの発光効率が全体的に低下する傾向にある。
【００１１】
そこで、本発明のライトガイドによれば、１回反射ステップを用いると第１の光の出射効率が著しく低下して暗くなる傾向にある第１区間に１回透過反射ステップ及び２回反射ステップの少なくとも一方を用いるため、第１区間に１回反射ステップを用いる場合よりも当該第１区間を明るく発光させ得る。また、１回反射ステップを用いても第２の光の出射効率が低下しにくい第２区間では１回反射ステップを用いて明るく発光させ得る。このため、上記のように第２区間に１回透過反射ステップを用いる場合よりも、発光効率の低下を抑制することができる。さらに、第１区間と第２区間との間の第３区間では１回反射ステップ及び１回透過反射ステップの少なくとも一方を用いることで、第１の光を用いて明るく発光させ得る。しかも第３区間には第２区間で出射しなかった光の少なくとも一部が入射して、第３区間に形成された反射ステップで反射して出射する。このように、本発明の曲線状のライトガイドは、第１区間が暗くなることを抑制することで、所定の方向に光を照射しつつ明るさの偏りを抑制し得る。
【００１２】
また、曲線の形状がリング状とされることとしても良く、前記リングは所定の面に沿って形成され、前記所定の面に対して前記所定の方向は傾斜していることとされても良い。
【００１３】
ライトガイドがリング状とされる場合に、上記第１区間、第２区間、第３区間が形成される場合がある。例えば、光を前方に出射するライトガイドがリング状とされ、このリングの面が前方に対して左右方向に斜めに傾き、一端及び他端がリングの上側に位置する状態である。このライトガイドでは、前方が所定の方向となる。この様なデザインがなされるライトガイドにおいて、本発明のライトガイドによれば、所定の方向に光を照射しつつ明るさの偏りを抑制し得る。
【００１４】
また、前記第１区間に形成されるステップは、前記１回透過反射ステップとされることが好ましい。
【００１５】
ライトガイドの一端から入射する第１の光と所定の方向に出射する光とがなす一端側の角が鋭角となる第１区間では、１回透過反射ステップの方が２回反射ステップよりも光の出射効率が良い。従って、第１区間をより明るく光らすことができ、明るさの偏りをより抑制し得る。
【００１６】
前記第３区間に形成されるステップは、前記１回反射ステップとされることが好ましい。
【００１７】
第３区間には、互いに逆方向に伝搬する第１の光と第２の光とが伝搬する。第２区間における第２の光の出射効率が高いのに対して、第１区間における第１の光の出射効率はこれよりも低い。従って、第３区間には第２の光よりも第１の光の方が多く伝搬する傾向にある。そこで、第１の光と所定の方向に出射する光とがなす一端側の角が鈍角となる第３区間において、第１の光を効率良く出射することができる１回反射ステップが形成されることで、明るさの偏りをより抑制し得る。なお、第３区間に形成される１回反射ステップは、上記のように第１の光が１つの反射ステップにおいて１回内部反射する１回反射ステップであり、第２の光が１つの反射ステップにおいて１回内部反射する第２区間に形成される１回反射ステップと区別される。
【００１８】
また、上記目的の達成のため、本発明の灯具の一形態は、上記のいずれかに記載のライトガイドと、前記ライトガイドの一端から前記ライトガイドに前記第１の光を入射する第１の光源と、前記ライトガイドの他端から前記ライトガイドに前記第２の光を入射する第２の光源と、を備えることを特徴とするものである。
【００１９】
このようなライトガイドを有する灯具によれば、所定の方向に光を照射しつつライトガイドの明るさの偏りを抑制し得る。
【００２０】
また、前記ライトガイドに入射する前記第１の光の全光束量は、前記ライトガイドに入射する前記第２の光の全光束量よりも大きいことが好ましい。
【００２１】
上記のように、第１区間における第１の光の出射効率は、第２区間における第２の光の出射効率よりも劣る。従って、ライトガイドの一端から入射する第１の光の全光束量が、ライトガイドの他端から入射する第２の光の全光束量よりも大きいことで、当該出射効率の差を補うことができ、ライトガイドの明るさの偏りをより抑制し得る。
【００２２】
また、前記曲線の形状がリング状とされ、前記ライトガイドに囲まれ前記所定の方向に光を出射する灯具ユニットを更に備えることが好ましい。
【００２３】
このような灯具によれば、ライトガイド及び灯具ユニットのそれぞれから所定の方向に光を出射するため、当該所定の方向を明るく照らすことができ、優れたデザイン性を有することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明によれば所定の方向に光を照射しつつ明るさの偏りを抑制し得るライトガイド、及び、灯具を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態における車両用前照灯の斜視図である。
【図２】図１の車両用前照灯における鉛直面に沿った断面図である。
【図３】曲線状灯具ユニットを正面視する図である。
【図４】図２の灯具ユニットを上方から見る図である。
【図５】１回反射ステップが形成されたライトガイドを示す図である。
【図６】２回反射ステップが形成されたライトガイドを示す図である。
【図７】１回透過反射ステップが形成されたライトガイドを示す図である。
【図８】配光を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態における車両用前照灯の灯具ユニットの様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る車両用前照灯を実施するための形態が添付図面とともに例示される。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、以下の実施形態から変更、改良することができる。
【００２７】
（第１実施形態）
図１は本実施形態における車両用前照灯の要部を示す斜視図である。灯具の一例である本実施形態の車両用前照灯１は、一般的に、車両の前方の左右それぞれに備えられるものであり、左右の車両用前照灯は左右方向に概ね対称の構成とされる。そこで、本実施形態では、一方の車両用前照灯について説明する。
【００２８】
図２は、図１の車両用前照灯における鉛直方向に沿ったに断面図である。図１、図２に示すように車両用前照灯１は、筐体１０と、当該筐体１０内に収容されるロービーム用灯具ユニットＬＵと、ハイビーム用灯具ユニットＨＵと、曲線状灯具ユニットＣＵとを主な構成として備える。ただし、図１では、理解の容易のため、筐体１０を破線で示している。
【００２９】
まず、筐体について説明する。筐体１０は、ランプハウジング１１、フロントカバー１２及びバックカバー１３を主な構成要素として備える。ランプハウジング１１の前方は開口しており、当該開口を塞ぐように光透過性のフロントカバー１２がランプハウジング１１に固定されている。また、ランプハウジング１１の後方には前方よりも小さな開口が形成されており、当該開口を塞ぐようにバックカバー１３がランプハウジング１１に固定されている。
【００３０】
ランプハウジング１１と、当該ランプハウジング１１の前方の開口を塞ぐフロントカバー１２と、当該ランプハウジング１１の後方の開口を塞ぐバックカバー１３とによって形成される空間は灯室ＬＲとされ、この灯室ＬＲ内にそれぞれの灯具ユニットが収容されている。
【００３１】
また、灯室ＬＲ内には、図２に示すように、概ね平板状のベースプレート４１とバックプレート４２とから成る固定部材が配置されている。ベースプレート４１は、水平に延在する板状の部材とされる。また、ベースプレート４１の後方の端部は、バックプレート４２に連結されている。バックプレート４２は、鉛直方向に延在する板状の部材とされる。本実施形態では、不図示の固定部材により、バックプレート４２がランプハウジング１１に固定されている。なお、バックプレート４２を備えない場合にベースプレート４１が直接ランプハウジング１１に固定されても良い。
【００３２】
また、ベースプレート４１とフロントカバー１２との間には、遮蔽部材６１が配置されており、車両用前照灯１を正面視する場合にベースプレート４１が視認しづらい構成とされている。また、フロントカバー１２の上方には遮蔽部材１６が配置されており、灯室ＬＲの上部の様子が、外部から視認しづらい状態とされている。
【００３３】
次にロービーム用灯具ユニットＬＵ及びハイビーム用灯具ユニットＨＵについて説明する。ロービーム用灯具ユニットＬＵは、ロービーム用リフレクタ２１と、ロービーム用光源２２とを主な構成として備える。
【００３４】
ロービーム用リフレクタ２１は、ベースプレート４１の下面に固定されており、反射面２１Ｒを有している。反射面２１Ｒは前方側に向かって開く放物線を基調とする自由曲面から成る凹状の形状とされる。具体的には、反射面２１Ｒの鉛直方向の断面における形状は、放物線の中心軸を水平にする場合の頂点よりも下側の形状とされる。また、反射面２１Ｒの水平方向の断面における形状は、放物線の頂点を含む形状とされる。ただし、反射面２１Ｒの鉛直方向の断面における放物線と、水平方向の断面における放物線とは互いに異なる放物線とされても良い。なお、反射面２１Ｒの水平方向の断面における形状は、放物線を基調とする形状とされなくても良く、例えば、楕円の一部を基調とする形状や他の凹状の形状とされても良い。ロービーム用リフレクタ２１は、反射面２１Ｒにおいて光が反射する部材であれば、その材質に特に限定されない。リフレクタとされる部材としては、例えば、樹脂や金属から成るリフレクタ本体に金属蒸着等による鏡面加工がなされた反射面が設けられたものを挙げることができる。
【００３５】
また、ベースプレート４１の下面には、ロービームとなる光を出射するロービーム用光源２２が配置されている。ロービーム用光源２２は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子とされる。なお、ロービーム用光源２２は、不図示の回路基板に接続されており、当該回路基板からの給電により光を出射することができる。この光は、主にロービーム用リフレクタ２１の反射面２１Ｒで反射されてロービームＬＬとされる。なお、ロービーム用リフレクタ２１の反射面２１Ｒの鉛直断面における放物線の焦点は、概ねロービーム用光源２２の光の出射面上に位置している。従って、ロービーム用光源２２の光の出射面のうち当該焦点が位置する部位から出射する光は、広がり角を持って伝搬することで反射面２１Ｒにおける異なる部位で反射された後に互いに平行光とされる。
【００３６】
ハイビーム用灯具ユニットＨＵは、ハイビーム用リフレクタ３１と、ハイビーム用光源３２とを主な構成として備える。
【００３７】
ハイビーム用リフレクタ３１は、ベースプレート４１の上面に固定されており、反射面３１Ｒを有している。ハイビーム用リフレクタ３１は、概ねロービーム用リフレクタ２１を上下反転させた形状とされる。従って、反射面３１Ｒは、概ねロービーム用リフレクタ２１が上下反転した凹状の形状とされる。また、ハイビーム用リフレクタ３１を構成する材質は、ロービーム用リフレクタ２１で挙げた例と同様とされるが、ロービーム用リフレクタ２１とハイビーム用リフレクタ３１とが同じ材質から構成されなくても良い。
【００３８】
また、ベースプレート４１の上面には、ハイビームとなる光を出射するハイビーム用光源３２が配置されている。ハイビーム用光源３２は、例えば、ロービーム用光源２２と同様の発光素子とされる。なお、ハイビーム用光源３２は、不図示の回路基板に接続されており、当該回路基板からの給電により光を出射することができる。この光は、主にハイビーム用リフレクタ３１の反射面３１Ｒで反射されてハイビームＬＨとされる。
【００３９】
上記ロービーム用灯具ユニットＬＵが出射するロービームＬＬ及びハイビーム用灯具ユニットＨＵが出射するハイビームＬＨは、図１において一点鎖線の矢印で示すように、車両の前方に向かって照射される。このロービームＬＬ及びハイビームＬＨが出射される方向を所定の方向とすると、本実施形態では、所定の方向は前方となる。
【００４０】
次に、曲線状灯具ユニットＣＵについて説明する。図３は、曲線状灯具ユニットＣＵを正面視する図であり、図４は、図２の灯具ユニットを上方から見る場合の部分断面図であり、図４では、筐体、及び、曲線状灯具ユニットＣＵが断面で示されている。
【００４１】
図１、図３に示すように、曲線状灯具ユニットＣＵは、ライトガイド５０と、第１光源５１Ｌと、第２光源５２Ｌとを主な構成として備える。
【００４２】
ライトガイド５０は曲線状の形状とされ、本実施形態ではその曲線がリング状の形状とされる。リング状とされたライトガイド５０は、ライトガイド５０を正面視する場合に、上記のロービーム用灯具ユニットＬＵ及びハイビーム用灯具ユニットＨＵを囲んでいる。本実施形態では、図３に示すように、ライトガイド５０の中心軸Ｃは概ね円形を描き、図４に示すように、この概ね円形の中心軸Ｃが破線で示す所定の平面ＦＳ上に位置する。また、この平面ＦＳの法線ＮＬは、図１、図４に示すように、前方と外側の間すなわち前方斜め外側を向いている。つまり、ライトガイド５０の形状であるリングは、所定の平面ＦＳに沿って形成され、この所定の平面ＦＳは所定の方向である前方に対して左右方向に傾斜しているのである。また、ライトガイド５０はリング全周のうちの一部が切欠かれた形状をしており、一端５１ｆ及び他端５２ｆが形成されている。本実施形態では、ライトガイド５０のそれぞれの端部である一端５１ｆ及び他端５２ｆは、上方に位置している。
【００４３】
第１光源５１Ｌ、第２光源５２ＬはそれぞれＬＥＤ等の発光素子から構成されている。第１光源５１Ｌは、ライトガイド５０の上記一端５１ｆからライトガイド５０に第１の光Ｌ１を入射し、第２光源５２Ｌは、ライトガイド５０の上記他端５２ｆからライトガイド５０に第２の光Ｌ２を入射する。従って、第１の光Ｌ１は、ライトガイド５０内を一端５１ｆから他端５２ｆに向かって伝搬し、第２の光Ｌ２は、ライトガイド５０内を他端５２ｆから一端５１ｆに向かって伝搬する。更に、本実施形態のライトガイド５０は、所定の方向である前方に向かって光ＬＣを出射する。なお、第１光源５１Ｌ及び第２光源５２Ｌは、遮蔽部材１６により、外部から視認しづらい状態とされている。
【００４４】
上記のようにリング状のライトガイド５０の中心軸Ｃが位置する所定の平面ＦＳが所定の方向である前方に対して左右方向に傾斜しており、光ＬＣを当該所定の方向に向けて出射する。このため、ライトガイド５０には、次のような第１区間５１、第２区間５２、第３区間５３の３つの区間が形成される。
【００４５】
第１区間５１は、ライトガイド５０内を第１の光Ｌ１が斜め後方に向かって伝搬する区間であり、一端５１ｆから始まり、ライトガイド５０の最も後ろ側に位置する部位まで続く。このライトガイド５０の最も後ろ側に位置する部位では、中心軸Ｃは鉛直方向を向いている。この第１区間５１では、ライトガイド５０の一端５１ｆから入射する第１の光Ｌ１と所定の方向である前方に出射する光ＬＣとがなす一端５１ｆ側の角θ１が鋭角となる。
【００４６】
第２区間５２は、ライトガイド５０内を第２の光Ｌ２が斜め前方に向かって伝搬する区間であり、他端５２ｆから始まり、ライトガイド５０の最も前方に位置する部位まで続く。このライトガイド５０の最も前方に位置する部位では、中心軸Ｃは鉛直方向を向いている。この第２区間５２では、ライトガイド５０の他端５２ｆから入射する第２の光Ｌ２と所定の方向である前方に出射する光ＬＣとがなす他端５２ｆ側の角θ２が鈍角となる。
【００４７】
第３区間５３は、第１区間５１と第２区間５２との間の区間である。従って、第３区間５３には、第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とが伝搬する。この第３区間５３では、ライトガイド５０の一端５１ｆから入射する第１の光Ｌ１と所定の方向である前方に出射する光ＬＣとがなす一端５１ｆ側の角θ３が鈍角となり、ライトガイド５０の他端５２ｆから入射する第２の光Ｌ２と前方に出射する光ＬＣとがなす他端５２ｆ側の角θ４が鋭角となる。なお、第１区間５１にも第２区間５２、第３区間５３で出射しなかった第２の光Ｌ２が伝搬し、第２区間５２にも第１区間５１、第３区間５３で出射しなかった第１の光Ｌ１が伝搬する場合がある。
【００４８】
また、上記のようにライトガイド５０は、前方に向かって光ＬＣを出射するため、第１区間５１、第２区間５２、第３区間５３のそれぞれにおいて、ライトガイド５０の後方側には、ライトガイド５０内を伝搬する第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を前方に向かって反射するための反射ステップが形成されている。
【００４９】
図５は、反射ステップの一種類である１回反射ステップが形成されたライトガイド５０の一部を示す図である。図５のライトガイド５０は、前後方向に対して斜めに配置されている。図５に示すように、１回反射ステップＳ１はライトガイド５０を伝搬する光Ｌを１回反射することで、光ＬＣをライトガイド５０の前方から出射させることができる。この１回反射ステップＳ１は、ライトガイド５０を長手方向に沿って伝搬する光Ｌとライトガイドから出射した光ＬＣとがなす角のうち、光Ｌの入射側の角θが鈍角の場合に効率良く光をライトガイド５０から出射させることができる。この角θを別言すれば、ライトガイド５０の長手方向と所定の方向である前方とがなす角のうち、所定の方向側である前方側かつ光Ｌの入射側の角となる。一方、この角θが鋭角となるように１回反射ステップＳ１を構成すると、１回反射ステップＳ１から光が漏えいし易くなり、ライトガイド５０の前方から光ＬＣを効率良く出射させることができず、ライトガイド５０が暗くなる傾向にある。
【００５０】
図６は、反射ステップの一種類である２回反射ステップが形成されたライトガイド５０を示す図である。図６のライトガイド５０は、前後方向に対して図５のライトガイド５０とは異なる角度で斜めに配置されている。図６に示すように、２回反射ステップＳ２はライトガイド５０を伝搬する光Ｌを２回反射することで、光ＬＣをライトガイド５０の前方から出射させることができる。この２回反射ステップＳ２は、ライトガイド５０を長手方向に沿って伝搬する光Ｌとライトガイドから出射した光ＬＣとがなす角のうち、光の入射側の角θが鋭角の場合に効率良く光をライトガイド５０から出射させることができる。一方、この角θが鈍角となるように２回反射ステップＳ２を構成すると、２回反射ステップＳ２で反射する光がライトガイド５０の前方の面で内部反射し易くなり、ライトガイド５０の前方から光ＬＣを効率良く出射させることができず、ライトガイド５０が暗くなる傾向にある。なお、２回反射ステップＳ２による光ＬＣの出射効率は、角θが鋭角の場合には、１回反射ステップＳ１による光ＬＣの出射効率よりも高く、角θが鈍角の場合には、１回反射ステップＳ１による光ＬＣの出射効率よりも低い。
【００５１】
図７は、反射ステップの一種類である１回透過反射ステップが形成されたライトガイド５０を示す図である。図７のライトガイド５０は、前後方向に対して図５、図６のライトガイド５０とは異なる角度で斜めに配置されている。図７に示すように、１回透過反射ステップＳ３は、ライトガイド５０を伝搬する光Ｌを互いに隣り合う反射ステップの一方の反射ステップから出射して他方の反射ステップに入射しこの他方の反射ステップで内部反射することで、光ＬＣをライトガイド５０の前方から出射させることができる。１回透過反射ステップＳ３は、ライトガイド５０を長手方向に沿って伝搬する光Ｌとライトガイドから出射した光ＬＣとがなす角のうち、光Ｌの入射側の角θが鋭角の場合であっても鈍角の場合であっても光ＬＣをライトガイド５０から出射させることができる。なお、１回透過反射ステップＳ３による光ＬＣの出射効率は、角θが鋭角の場合には、２回反射ステップＳ２による光ＬＣの出射効率よりも高く、角θが鈍角の場合には、１回反射ステップＳ１による光ＬＣの出射効率よりも低く、２回反射ステップＳ２による光ＬＣの出射効率よりも高い。
【００５２】
上記を纏めると、角θが鋭角の場合に光ＬＣの出射効率の高い順に、１回透過反射ステップＳ３、２回反射ステップＳ２、１回反射ステップＳ１となる。一方、角θが鈍角の場合に光ＬＣの出射効率の高い順に、１回反射ステップＳ１、１回透過反射ステップＳ３、２回反射ステップＳ２となる。
【００５３】
上記のように、第１区間５１では角θ１が鋭角となり、第２区間５２では角θ２が鈍角となり、第３区間５３では角θ３が鈍角となると共に角θ４が鋭角となる。このため、ライトガイド５０のそれぞれの区間において、１回透過反射ステップＳ３を形成することで、それぞれの区間から前方方向に出射する光ＬＣの明るさが偏ることを抑制することができる。しかし、上記のように、角θが鈍角の場合には、ライトガイド５０に１回反射ステップＳ１が形成された方が１回透過反射ステップＳ３が形成される場合よりも、光の出射効率が高い。このため、第２区間５２には、１回反射ステップＳ１が形成された方が、光の出射効率を高めることができる。
【００５４】
そこで、本実施形態では、第１区間５１、第２区間５２、第３区間５３のそれぞれに次のように反射ステップが形成される。すなわち、第１区間５１には、所定の方向である前方から光ＬＣが出射するように、第１の光Ｌ１が互いに隣り合う反射ステップの一方の反射ステップから出射して他方の反射ステップに入射し当該他方の反射ステップで内部反射する１回透過反射ステップＳ３、及び、第１の光Ｌ１が１つの反射ステップにおいて２回内部反射する２回反射ステップＳ２の少なくとも一方が形成される。第２区間５２には、所定の方向である前方から光ＬＣが出射するように、第２の光Ｌ２が１つの反射ステップにおいて１回内部反射する１回反射ステップＳ１が形成される。また、第３区間には、所定の方向である前方から光ＬＣが出射するように、第１の光Ｌ１が１つの反射ステップにおいて１回内部反射する１回反射ステップＳ１、及び、第１の光Ｌ１が互いに隣り合う反射ステップの一方の反射ステップから出射して他方の反射ステップに入射し当該他方の反射ステップで内部反射する１回透過反射ステップＳ３の少なくとも一方が形成される。ただし、効率良く光ＬＣを出射させることができる観点から、第１区間５１には、１回透過反射ステップＳ３が形成されることが好ましく、第３区間５３には、１回反射ステップＳ１が形成されることが好ましい。
【００５５】
なお、第２区間５２に形成される１回反射ステップＳ１は、第１区間５１に形成される１回透過反射ステップＳ３が第１の光Ｌ１を光ＬＣとして前方に出射させる効率よりも、第２の光Ｌ２を光ＬＣとして効率良く前方に出射させる。従って、上記のように、第３区間５３では角θ３が鈍角となるために第１の光Ｌ１を効率良く出射することができる上記の１回反射ステップＳ１が形成されることが好ましい。この第３区間５３に形成される１回反射ステップＳ１は、上記のように第１の光Ｌ１を１回反射するための形状とされるのに対して、第２区間５２に形成される１回反射ステップＳ１は、上記のように第２の光Ｌ２を１回反射するための形状とされる。従って、第２区間５２に形成される１回反射ステップＳ１と第３区間５３に形成される１回反射ステップＳ１とは、互いに異なる形状であったり、形状が同じであってもライトガイド５０の長手方向に対して互いに異なる向きを向いている。
【００５６】
また、上記のように第２区間５２からは第１区間５１よりも効率良く光ＬＣが出射する。そこで、第１光源５１Ｌから出射してライトガイド５０の一端５１ｆからライトガイド５０に入射する第１の光Ｌ１の全光束量が、第２光源５２Ｌから出射してライトガイド５０の他端５２ｆからライトガイド５０に入射する第２の光Ｌ２の全光束量よりも大きいことが好ましい。この様に構成されることで、第１区間５１と第２区間５２とから出射する光ＬＣの光束量の差を抑制し得る。
【００５７】
また、上記の様に第１区間５１、第２区間５２、第３区間５３のそれぞれにおいて、異なる種類の反射ステップが形成されると、第１区間５１と第３区間５３との境界である第１境界５６、及び、第２区間５２と第３区間５３との境界である第２境界５７では、反射ステップが変化する境界が視認し易くなる。そこで、本実施形態では、ライトガイド５０のこの第１境界５６と第２境界５７がそれぞれ遮蔽部材６２により覆われている。それぞれの遮蔽部材６２は、遮蔽部材６２を介してライトガイド５０を詳細に視認しづらい構成とされており、例えば、光を透過しない構成とされたり、光を散乱して透過させる構成とされる。遮蔽部材６２が光を透過しない構成とされるには、例えば遮蔽部材６２が光不透過性の樹脂から構成されれば良く、遮蔽部材６２が光を散乱して透過させる構成とされるには、例えば、遮蔽部材６２を構成する透明な樹脂の表面に微小な凹凸が形成されたり、遮蔽部材６２が乳白色の材料から構成される。それぞれの遮蔽部材６１が上記のように配置されることで、遮蔽部材６２の外部からは第１境界５６及び第２境界５７の視認がしづらい状態とされる。
【００５８】
それぞれの遮蔽部材６２には、ベースプレート４１とフロントカバー１２との間に配置される上記遮蔽部材６１が接続されている。また、それぞれの遮蔽部材６２は、固定部６３を有しており、固定部６３は、図示しない手段により、ランプハウジング１１に固定されている。つまり、遮蔽部材６２は、ライトガイド５０の第１境界５６及び第２境界５７を遮蔽すると共に、ライトガイド５０を固定する固定具を兼ねている。
【００５９】
次に本実施形態の車両用前照灯１の動作及び作用効果について説明する。
【００６０】
車両用前照灯１において、ロービーム用灯具ユニットＬＵのロービーム用光源２２から光が出射すると、当該光は主にロービーム用リフレクタ２１の反射面２１Ｒで反射されてロービームＬＬとされフロントカバー１２を透過し出射する。図５は、配光を示す図であり、ロービーム照射であれば図８（Ａ）に示すロービームの配光が形成される。また、ハイビーム用光源３２から光が出射すると、当該光は主にハイビーム用リフレクタ３１の反射面３１Ｒで反射されてハイビームＬＨとされフロントカバー１２を透過し出射する。なお、ハイビーム照射の場合、ロービーム用灯具ユニットＬＵからロービームＬＬが出射されつつ、ハイビーム用灯具ユニットＨＵからハイビームＬＨが出射される。この様に光が出射されることで、ハイビーム照射であれば図８（Ｂ）に示すハイビームの配光が形成される。
【００６１】
また、曲線状灯具ユニットＣＵは、補助灯用や昼間照明（ＤＲＬ：Daytime Running Light）用の灯具ユニット等として用いられても良く、ロービーム用やハイビーム用の灯具ユニットとして用いられても良い。曲線状灯具ユニットＣＵの第１光源５１Ｌから第１の光Ｌ１が出射すると、当該第１の光Ｌ１は、ライトガイド５０の一端５１ｆからライトガイド５０に入射して第１区間５１を第３区間５３に向かって伝搬する。このとき、第１区間５１には１回透過反射ステップＳ３及び２回反射ステップＳ２の少なくとも一方が形成されるため、これら反射ステップにより第１の光Ｌ１の一部は光ＬＣとしてライトガイド５０から出射する。また、第１区間５１で出射しなかった第１の光Ｌ１の他の一部は、第１境界５６を通過して、第３区間５３を伝搬する。このとき、第３区間５３には１回反射ステップＳ１及び１回透過反射ステップＳ３の少なくとも一方が形成されるため、これら反射ステップにより第３区間５３を伝搬する第１の光Ｌ１の一部は光ＬＣとしてライトガイド５０から出射する。なお、第３区間５３で出射されなかった第１の光Ｌ１は、第２区間５２を伝搬し、その少なくとも一部が出射する。
【００６２】
また、曲線状灯具ユニットＣＵの第２光源５２Ｌから第２の光Ｌ２が出射すると、当該第２の光Ｌ２は、ライトガイド５０の他端５２ｆからライトガイド５０に入射して第２区間５２を第３区間５３に向かって伝搬する。つまり、第１の光Ｌ１とは逆回りにライトガイド５０内を伝搬する。このとき、第２区間５２には１回反射ステップＳ１が形成されるため、この反射ステップにより第２の光Ｌ２の一部は光ＬＣとしてライトガイド５０から出射する。また、第２区間５２で出射しなかった第２の光Ｌ２の他の一部は、第２境界５７を通過して、第３区間５３を伝搬する。このとき、第３区間５３には１回反射ステップＳ１及び１回透過反射ステップＳ３の少なくとも一方が形成されるため、これら反射ステップにより第３区間５３を伝搬する第２の光Ｌ２の一部は光ＬＣとしてライトガイド５０から出射する。なお、第３区間５３で出射されなかった第２の光Ｌ２は、第１区間５１を伝搬し、その少なくとも一部が出射する。
【００６３】
曲線状灯具ユニットＣＵのライトガイド５０から出射する光ＬＣは、フロントカバー１２を透過して出射する。この光ＬＣが、例えば、昼間照明用の光であれば、図８（Ｃ）に示す昼間照明用の配光が形成される。
【００６４】
以上本実施形態を纏めると次のようになる。曲線状のライトガイド５０は、一端５１ｆから入射する第１の光Ｌ１及び他端５２ｆから入射する第２の光Ｌ２が伝搬し側面から所定の方向である前方に光ＬＣを出射する。また、ライトガイド５０は、第１の光Ｌ１と所定の方向に出射する光ＬＣとがなす一端５１ｆ側の角が鋭角となる第１区間５１と、第１区間５１よりも他端５２ｆ側に位置し、第２の光Ｌ２と所定の方向である前方に出射する光ＬＣとがなす他端５２ｆ側の角が鈍角となる第２区間５２と、第１区間５１と第２区間５２との間に位置すると共に第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２が伝搬し、第１の光Ｌ１と所定の方向である前方に出射する光ＬＣとがなす一端５１ｆ側の角が鈍角となる第３区間５３と、を備える。上記のように、側面から所定の方向である前方に光ＬＣが出射するように、第１区間５１には１回透過反射ステップＳ３及び２回反射ステップＳ２の少なくとも一方が形成され、第２区間５２には１回反射ステップが形成され、第３区間５３には１回反射ステップＳ１及び１回透過反射ステップＳ３の少なくとも一方が形成される。
【００６５】
このように本実施形態のライトガイド５０では、１回反射ステップＳ１を用いると第１の光Ｌ１の出射効率が著しく低下して暗くなる傾向にある第１区間５１に１回透過反射ステップＳ３及び２回反射ステップＳ２の少なくとも一方を用いるため、第１区間に１回反射ステップＳ１を用いる場合よりも第１区間５１を明るく発光させ得る。また、１回反射ステップＳ１を用いても第２の光Ｌ２の出射効率が低下しにくい第２区間５２では１回反射ステップＳ１を用いて明るく発光させ得る。さらに、第３区間５３では１回反射ステップＳ１及び１回透過反射ステップＳ３の少なくとも一方を用いることで、第１の光Ｌ１を用いて明るく発光させ得る。しかも第３区間５３には第２区間５２で出射しなかった第２の光Ｌ２が入射して、１回反射ステップＳ１及び１回透過反射ステップＳ３で反射して出射する。このように、本実施形態のライトガイド５０は、第１区間５１が暗くなることを抑制することで、所定の方向である前方に光ＬＣを照射しつつ明るさの偏りを抑制し得る。
【００６６】
また、ライトガイド５０に入射する第１の光Ｌ１の全光束量がライトガイド５０に入射する第２の光Ｌ２の全光束量よりも大きいことで、上記のように第１区間５１と第２区間５２との出射効率の差を補うことができ、ライトガイド５０の明るさの偏りをより抑制し得る。
【００６７】
また、本実施形態では、曲線状のライトガイド５０の形状がリング状とされ、車両用前照灯１は、ライトガイド５０に囲まれ所定の方向に光を出射する灯具ユニットであるロービーム用灯具ユニットＬＵ及びハイビーム用灯具ユニットＨＵを更に備える。このような車両用前照灯１によれば、ライトガイド５０及びロービーム用灯具ユニットＬＵ及びハイビーム用灯具ユニットＨＵのそれぞれから所定の方向である前方に光を出射するため、所定の方向を明るく照らすことができ、優れたデザイン性を有することができる。
【００６８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図９を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００６９】
図９は、本発明の第２実施形態における車両用前照灯の灯具ユニットを示す図である。なお、本実施形態を説明するにあたり、曲線状灯具ユニットＣＵを説明し、第１実施形態のロービーム用灯具ユニットＬＵ及びハイビーム用灯具ユニットＨＵの説明は省略する。
【００７０】
図９に示すように、本実施形態の曲線状灯具ユニットＣＵは、曲線状のライトガイド５０の形状がリング状とされずサインカーブ状とされる点において、第１実施形態の曲線状灯具ユニットＣＵと異なる。また、本実施形態においても、第１光源５１Ｌは、ライトガイド５０の一端５１ｆからライトガイド５０に第１の光Ｌ１を入射し、第２光源５２Ｌは、ライトガイド５０の他端５２ｆからライトガイド５０に第２の光Ｌ２を入射する。また、本実施形態のライトガイド５０は、その側面から所定の方向である前方に向かって光ＬＣを出射する。図９では、この所定の方向が紙面下方となるようにライトガイド５０が記載されている。
【００７１】
このライトガイド５０は、第１実施形態のライトガイド５０と同様に、第１の光Ｌ１と所定の方向に出射する光ＬＣとがなす一端５１ｆ側の角θ１が鋭角となる第１区間５１と、第１区間５１よりも他端５２ｆ側に位置し、第２の光Ｌ２と所定の方向に出射する光ＬＣとがなす他端５２ｆ側の角θ２が鈍角となる第２区間５２と、第１区間５１と第２区間５２との間に位置すると共に第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２が伝搬し、第１の光Ｌ１と所定の方向に出射する光ＬＣとがなす一端５１ｆ側の角θ３が鈍角となる第３区間５３とを有する。
【００７２】
また、ライトガイド５０における所定の方向側である前方側と反対側である後方側の側面には、光を出射させるための反射ステップが形成されている。ただし、図９では、図が煩雑になることを避けるため反射ステップが破線で記載されている。第１区間５１には、第１実施形態において第１区間５１に形成される反射ステップと同様にして、１回透過反射ステップＳ３及び２回反射ステップＳ２の少なくとも一方が形成される。ただし、第１区間５１には、１回透過反射ステップＳ３が形成されることが、光の出射効率を高める観点から好ましい。また、第２区間５２には、第１実施形態において第２区間５２に形成される反射ステップと同様にして、１回反射ステップＳ１が形成される。また、第３区間５３には、第１実施形態において第３区間５３に形成される反射ステップと同様にして、１回反射ステップＳ１及び１回透過反射ステップＳ３の少なくとも一方が形成される。ただし、第３区間５３には、１回反射ステップＳ１が形成されることが、光の出射効率を高める観点から好ましい。
【００７３】
本実施形態のライトガイド５０においても、第１区間５１に１回透過反射ステップＳ３及び２回反射ステップＳ２の少なくとも一方が用いられるため、第１区間に１回反射ステップＳ１を用いる場合よりも第１区間５１を明るく発光させ得る。また、第２区間５２に１回反射ステップＳ１が用いられるため第２区間５２を明るく発光させ得る。さらに、第３区間５３に１回反射ステップＳ１及び１回透過反射ステップＳ３の少なくとも一方が用いられるため、第１の光Ｌ１を用いて明るく発光させ得る。また、第１実施形態と同様に第３区間５３には第２区間５２で出射しなかった第２の光Ｌ２が入射して、反射ステップで反射して出射する。このように、本実施形態のライトガイド５０は、第１区間５１が暗くなることを抑制することで、所定の方向である前方に光ＬＣを照射しつつ明るさの偏りを抑制し得る。
【００７４】
なお、本実施形態においても第１実施形態と同様の理由から、第１光源５１Ｌから出射してライトガイド５０の一端５１ｆからライトガイド５０に入射する第１の光Ｌ１の全光束量が、第２光源５２Ｌから出射してライトガイド５０の他端５２ｆからライトガイド５０に入射する第２の光Ｌ２の全光束量よりも大きいことが好ましい。
【００７５】
また、本実施形態においても、第１境界５６、第２境界５７が遮蔽部材６２により覆われていても良く、この場合、遮蔽部材６２が第１実施形態のように固定部６３を有しても良い。
【００７６】
以上、本発明について、第１、第２実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７７】
例えば、上記実施形態において、灯具の例として車両用前照灯を挙げ、所定の方向が前方とされたが、本発明の灯具は、車両用前照灯に限定されず、所定の方向は前方に限定されない。
【００７８】
また、ロービーム用灯具ユニットＬＵ及びハイビーム用灯具ユニットＨＵの少なくとも一方は必須の構成ではない。また、上記実施形態では、ロービーム用灯具ユニットＬＵ及びハイビーム用灯具ユニットＨＵを備える場合であっても、これらの灯具ユニットはパラボラ型には限定されない。
【００７９】
また、ライトガイド５０は、平面に沿っていなくても良く、例えば、リング状のライトガイドが平面状とされずに立体的に形成されるものであっても良い。
【００８０】
また、ライトガイド５０の第１境界５６や第２境界５７が切断されて、第１区間５１、第２区間５２、第３区間５３が光学的に結合していても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明によれば、所定の方向に光を照射しつつ明るさの偏りを抑制し得るライトガイド、及び、灯具を提供し得、自動車等の車両用前照灯の分野などにおいて利用可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１・・・車両用前照灯
１０・・・筐体
Ｓ１・・・１回反射ステップ
Ｓ２・・・２回反射ステップ
Ｓ３・・・１回透過反射ステップ
２１・・・ロービーム用リフレクタ
２２・・・ロービーム用光源
３１・・・ハイビーム用リフレクタ
３２・・・ハイビーム用光源
５０・・・ライトガイド
５１・・・第１区間
５１Ｌ・・・第１光源
５２・・・第２区間
５２Ｌ・・・第２光源
５６・・・第１境界
５７・・・第２境界
６１・・・遮蔽部材
６２・・・遮蔽部材
６３・・・固定部
ＣＵ・・・曲線状灯具ユニット
ＨＵ・・・ハイビーム用灯具ユニット
ＬＵ・・・ロービーム用灯具ユニット
【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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