(57)【要約】【課題】  本発明は、使用環境において振動や温度変化が加わった場合、弾性部材に圧縮応力が加わり、導光板を圧迫することで、導光板が変形し表示異常を引き起こすことを防止し、弾性部材が移動することにより他部材と干渉し、表示異常を引き起こしてしまうことを抑制すること目的とする。【解決手段】  本発明のバックライト２は、導光板２２を配置する際、導光板２２の側面２２３および下フレームの側面部２５３に対し、クッションゴム２８が当接しており、互いに押圧して配置（食い込ませて配置）される。また、クッションゴム２８は導光板２２の側面２２３よりも低い位置に配置され、光学シート２３と干渉しない高さで形成されており、クッションゴム２８の上面部２８１と上フレーム２６の空間に、クッションゴム２８の上面部２８１に対向して上フレーム２６の上面部２６２より突起部２６４が形成されている。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
光源からの光を出射面から出射し、出射面と反対側の反出射面とを接続する側面を有する導光板と、
導光板の出射面に配置される光学シートと、
底面部と前記底面部と連続する側面部を有し、前記光源と前記導光板を内部に保持する下フレームと、
前記導光板の出射面に対向する上面部と前記上面部と連続する側面部を有し、前記下フレームと係合する上フレームと、
前記導光板の前記側面部と前記下フレームまたは前記上フレームの前記側面部との間に配置された弾性部材と、を備え、
前記弾性部材は、断面視で前記光学シートを配置した位置より低い位置に配置されており、
前記上フレームの前記上面部と前記弾性部材との空間に、前記上フレームより前記弾性部材が配置された方向に向かって突出する突起部が形成されていることを特徴とするバックライト。
【請求項２】
前記突起部は、前記弾性部材と対向する先端部を備え、前記先端部と対向する前記弾性部材とは所定のクリアランスが設定されていることを特徴とする請求項１記載のバックライト。
【請求項３】
前記弾性部材は、前記導光板の連続する側面部により形成されるコーナー部に配置されることを特徴とする請求項１または２記載のバックライト。
【請求項４】
前記下フレームは、前記弾性部材が配置される前記底面部において、前記弾性部材の形状に対応した凹部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のバックライト。
【請求項５】
前記下フレームは、前記弾性部材が配置される前記側面部において、前記弾性部材の形状に対応した凹部を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のバックライト。
【請求項６】
前記導光板の前記側面部と、前記弾性部材が対向配置される前記弾性部材の側面部と、前記導光板の前記出射面に対し、傾斜する傾斜面を備えることを特徴とした請求項１〜５のいずれか１項に記載のバックライト。
【請求項７】
前記弾性部材は、前記突起部に対向する段差部を備えることを特徴とした請求項１〜６のいずれか１項に記載のバックライト。
【請求項８】
前記弾性部材は、前記突起部に対向する凹部を備え、凹部に前記弾性部材を係合させたことを特徴とした請求項１〜７のいずれか１項に記載のバックライト。
【請求項９】
前記突起部は、前記上フレームの前記上面部に一体的に形成されたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のバックライト。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のバックライトに対向して配置された画像を表示する表示パネルを備えたことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトおよびバックライトを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置は、画像を表示する表示パネルと、表示パネルを照射するバックライトから構成されている。バックライトは、光源と、光源から出射した光を表示パネル側に導くため導光板、導光板からの光を制御する光学シート、これらの部材を保持するフレームで構成されている。光源から出射された光は、導光板によって面状の光に変換されて表示パネル側に導かれる。
【０００３】
バックライトにおいて、使用環境において振動が加わった場合や、温度変化による導光板の温度伸縮による移動を吸収するため、導光板とフレーム間にクリアランスを設けているが、クリアランスを設けることにより、振動や衝撃が加わった際に導光板がフレーム内で移動し、導光板と周辺部材とががたつくことにより生じるラトルノイズや光学部材のズレによる表示異常を生じる原因となっていた。
【０００４】
上記のような、バックライト内で導光板の移動を抑制するため、弾性部材により導光板を押圧して固定する構成が開示されている（特許文献１または特許文献２）。
【０００５】
特許文献１または２において、使用環境において振動や温度変化が加わった場合、弾性部材に圧縮応力が加わり、導光板を圧迫することで、導光板が変形し表示異常を引き起こすことがある。また、弾性部材が移動することにより、光学シート等、他部材と干渉し、表示異常を引き起こしてしまうことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１６４３３号公報
【特許文献２】特開２０１２−１４８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、使用環境において振動や温度変化が加わった場合、弾性部材に圧縮応力が加わり、導光板を圧迫することで、導光板が変形し表示異常を引き起こすことを防止し、弾性部材が移動することにより他部材と干渉し、表示異常を引き起こしてしまうことを抑制すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のバックライトおよび表示装置は、光源と、光源からの光を出射面から出射し、出射面と反対側の反出射面とを接続する側面部を有する導光板と、導光板の出射面に配置される光学シートと、底面部と底面部と連続する側面部を有し、光源と導光板を内部に保持する下フレームと、導光板の出射面に対向する上面部と上面部と連続する側面部を有し、下フレームと係合する上フレームと、導光板の側面部と下フレームまたは上フレームの側面部との間に配置された弾性部材と、を備え、弾性部材は、断面視で光学シートを配置した位置より低い位置に配置されており、上フレームの上面部と弾性部材との空間に、上フレームより弾性部材が配置された方向に向かって突出する突起部が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のバックライトおよび表示装置によれば、使用環境において振動や温度変化が加わった場合、弾性部材に圧縮応力が加わり、導光板を圧迫することで、導光板が変形し表示異常を引き起こすことを防止し、弾性部材が移動することにより、他部材と干渉し、表示異常を引き起こしてしまうことを抑制する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の表示装置分解斜視図である。
【図２】本発明の表示装置を構成するバックライトの分解斜視図である。
【図３】本発明の表示装置を構成するバックライトの正面図である。
【図４】図３のバックライトのＡ部拡大図である。
【図５】図３のバックライトのＡ部拡大図である。
【図６】図３のバックライトのＡ部拡大図である。
【図７】図３のバックライトのＡ部拡大図である。
【図８】図３のバックライトのＢ−Ｂ断面部である。
【図９】本発明の実施の形態１の変形例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係るバックライトの断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係るバックライトの断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係るバックライトの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の表示装置の実施の形態を図に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の符号を用いたものは同一または実質的に同一の構成要素を示すものである。したがって、それらの詳細な説明は省略する場合がある。また、本実施の形態において示す各構成要素の寸法、材質、形状、配置位置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるものであり、限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１.
図１は、本発明の表示装置の概略構成を示す分解斜視図、図２は本発明の表示装置を構成するバックライトの分解斜視図である。
【００１３】
＜表示装置＞
図１または図２において、本発明の表示装置１００は、画像を表示する表示パネル１、表示パネル１の表示面１１と反対側の反表示面１２から照射するバックライト２、表示パネル１に制御信号を入力する配線基板３より構成される。表示パネル１は、液晶表示パネル等が用いられる。液晶表示パネルは液晶の複屈折性を応用しており、ガラスなどの絶縁性基板上に着色層、遮光層、対向電極等が形成された第１の基板と、ガラスなどの絶縁性基板上にスイッチング素子となる薄膜トランジスタ、画素電極等が形成された第２の基板とを備えている。また、第１の基板と第２の基板との間隔を保持するためのスペーサ、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせるためのシール材、両基板間に狭持させる液晶、液晶を注入する注入口の封止材、液晶を配光させる配向膜および偏光板などにより構成されている。表示パネル１の表示領域は多数の画素から構成され、この各画素に表示画像に応じた信号が配線基板３より印加され、画像が表示される。
【００１４】
＜バックライト＞
バックライト２は、図２に示すように、光を出射する光源２１と、光源２１の光を伝播する導光板２２、導光板２２の出射面２２１上に配置される光学シート２３、導光板２２の反出射面２２２側に配置された反射シート２４を等備え、これらの部材を内部に保持する下フレーム２５、当該下フレーム２５と係合する上フレーム２６とを備えている。上フレーム２６上には表示パネル１の反表示面１２を保護および保持するためのクッション２７を備えている。さらに図示しない筐体を備え、表示パネル１を表示面１１側より保持し、バックライト２と固定している。
【００１５】
＜導光板＞
導光板２２は、光源２１からの光を伝搬して出射面２２１より出射する。反出射面２２２には反射シート２４が配置され、反出射面２２２より出射する光を防止している。また、出射面２２１と反出射面２２２を接続する側面２２３に光源２１を配置して、光を入射している。導光板２２は、本発明において、平面視で矩形または多角形など矩形以外の形状のものを用いてもよい。また、厚みが一定である平板状でもよいし、楔形状の導光板を用いてもよい。また、図１または２に示すように、湾曲された形状の導光板２２を用いてもよい。導光板２２の材料は、透明なアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラス等の材料より構成される。また、導光板２２の反出射面２２２側には、光の伝播方向を乱して、導光板２２の出射面２２１より光を出射する方向へと導くための光散乱部（図示せず）が形成されている。光散乱部は光を導光板２２内部に向かって反射する手段として機能する。反射する手段としては、反出射面２２２にドット印刷をする方法、反出射面２２２を粗面化してシボ面を形成する方法または微小な球面や凸凹を形成する方法などがある。
【００１６】
＜光学シート＞
光学シート２３は、レンズシート、拡散シート等を組合せて配置することができる。また、レンズシートを拡散シートで挟み込んだ構造のものを用いてもよい。また、輝度向上のためにプリズムの方向を最適に組み合わせた複数枚のレンズシートを用いてもよい。さらに、拡散シートの拡散性を向上させる場合に２枚以上の拡散シートを用いてもよい。また、拡散シートは、１枚のみ用いる場合や用いない場合があってよい。さらに、光学シート２３には、保護シート、視野角制御シート、偏光反射シートを用いてもよい。すなわち、光学シート２３は求められる輝度、配光特性に応じて組み合わされて配置される。
【００１７】
＜反射シート＞
反射シート２４は、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）又はポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）に硫酸バリウム又は酸化チタンを混ぜ合わせた材料や、樹脂に微細な気泡を形成した材料、金属板に銀を蒸着した材料、金属板に酸化チタンを含む塗料を塗布した材料を用いる。なお、反射シート２４の反射率は、反射面での反射ロスを抑えるために９０％以上であることが望ましく、鏡面反射をする材料を用いてもよい。反射シート２４を配置することで、導光板２２から出射した光を再度導光板２２に向かわせて、導光板２２に入射させることができるため、光の利用効率を向上させることができる。
【００１８】
＜光源＞
光源２１は、光を出射する点光源を実装した光源基板とで構成されている。光源基板の背面には、金属材料で構成された保持部材を備えてもよい。また、下フレーム２５に固定されてもよい。
【００１９】
＜下フレーム、上フレーム＞
下フレーム２５は、材料にアルミニウム等の金属材料または金属を含む材料を用いると光源２１の放熱性を高めることができ、光の損失を抑制し、バックライト２の光利用効率を向上させることができる。上フレーム２６は樹脂または金属材料から形成されている。
【００２０】
次に、本発明の特徴的な構造について、詳細に説明を行う。図３は本発明のバックライトの正面図、図４は図３のＡ部拡大図、図５は図３のＡ部拡大図であって、下フレーム２５にクッションゴム２８を配置した状態を示す図、図６は図３のＡ部拡大図であって、バックライト２を構成する下フレーム２５を示す図、図７は図３のＡ部拡大図であって、上フレーム２６を示す図である。また、図８は、図３のＢ−Ｂ断面図である。
【００２１】
図６および図８に示すように、本発明のバックライト２を構成する下フレーム２５は、少なくとも底面部２５２と対向する開口部２５１、底面部２５２に連続して形成される側面部２５３を備え、略箱型形状により内部に光学部材を保持している。
【００２２】
図７および図８に示すように、上フレーム２６は、開口部２６１を備え、少なくとも開口部２６１を形成する上面部２６２および上面部２６２に連続する側面部２６３を備え、下フレーム２５の側面部２５３と上フレーム２６の側面部２６３が対向配置されて係合することで、光学部材を挟持する。
【００２３】
図５に示すように、本発明のバックライト２においては、下フレーム２５の内部にクッションゴム２８を配置している。クッションゴム２８は弾性部材であって、弾力性（クッション）を備える材料で形成されていれば、材料はゴム、シリコン、発砲材など特に限定されない。図８に示すように、クッションゴム２８は、導光板２２の側面２２３および下フレーム２５の側面部２５３との間、導光板２２の側面２２３および側面部２５３と対向して配置される。
【００２４】
図４および図８に示すように、導光板２２は連続する側面２２３によりコーナー部２２４を備えている。クッションゴム２８は、上面部２８１、底面部２８２、下フレームの側面部２５３と対向配置される側面部２８３、導光板２２の側面２２３と対向配置される側面部２８４を備え、導光板２２のコーナー部２２４を形成する側面２２３に対応する形状に形成される。なお、クッションゴム２８は断面視で導光板２２の側面２２３よりも低い位置に配置され、光学シート２３と干渉しない高さとする。また、本実施の形態において、導光板２２のコーナー部２２４が平面視でくの字形状となっているため、クッションゴム２８が平面視において、くの字形状で形成されている。矩形状の導光板２２であれば、平面視でコーナー部２２４がＬ字となり、クッションゴム２８もＬ字形状で形成される。クッションゴム２８の平面視での形状は導光板２２のコーナー部２２４の形状に対応して、適宜形成される。
【００２５】
図８に示すように、本発明のバックライト２は、導光板２２を配置する際、導光板２２の側面２２３および下フレーム２５の側面部２５３に対し、クッションゴム２８が当接しており、互いに押圧して配置（食い込ませて配置）させる。クッションゴム２８の押圧量は、一例として、高温環境時に導光板２２が側面２２３方向に１ｍｍ伸びる場合、一般環境下（２５℃環境）でクッションゴム押圧量を導光板２２の伸び量の１／３（約０．３ｍｍ）程度に設定することが好ましい。
【００２６】
また、図８に示す、断面視においてクッションゴム２８は導光板２２の側面２２３よりも低い位置に配置され、光学シート２３と干渉しない高さで形成されており、クッションゴム２８の上面部２８１と上フレーム２６の空間に、クッションゴム２８の上面部２８１に対向して上フレーム２６の上面部２６２より突起部２６４が形成されている。
【００２７】
突起部２６４は、上フレーム２６よりクッションゴム２８が配置された方向に向かって突出する突起部である。上フレーム２６の上面部２６２に形成され、クッションゴム２８の上面部２８１に向かって一部が突出するよう形成される。よって、突起部２６４周辺には空間が保たれる。上フレーム２６の突起部２６４は、一般環境下（２５℃環境）で上フレーム２６の突起部２６４の先端２６４１とクッションゴム２８の上面部２８１とのクリアランスが、０．２ｍｍ程度に設定されるよう突起部２６４の高さまたはクッションゴム２８の上面部２８１の高さ（クッションゴム２８の厚み）を設定する。
【００２８】
図８を用いて、本発明の作用を説明する。使用環境において振動や温度変化が加わった場合、バックライト２を構成する光学部材である、導光板２２や光学シート２３が移動や伸縮を繰り返すことで、クッションゴム２８に圧縮や伸び応力が加わり、クッションゴム２８がＣ方向（上フレーム２６の上面部２６２に向かう方向）へ移動する場合がある。上述したように、使用環境において振動や温度変化が加わった場合、クッションゴム２８に圧縮応力が常に加わり、導光板２２を圧迫することで、導光板２２が変形することがある。また、クッションゴム２８が移動することで、他の光学部材と干渉し、他部材の変形や移動を引き起こすことがある。すなわち、クッションゴム２８がＣ方向へ移動してしまい、光学シート２３と干渉し、光学シート２３に発生するしわの影響で表示装置に表示異常を引き起こしてしまうことがある。
【００２９】
本発明のバックライト２は、導光板２２を配置する際、導光板２２の側面２２３および下フレームの側面部２５３に対し、クッションゴム２８が当接しており、互いに押圧して配置（食い込ませて配置）される。また、クッションゴム２８は導光板２２の側面２２３よりも低い位置に配置され、光学シート２３と干渉しない高さで形成されており、クッションゴム２８の上面部２８１と上フレーム２６の空間に、クッションゴム２８の上面部２８１に対向して上フレーム２６の上面部２６２より突起部２６４が形成されている。突起部２６４は、一般環境下（２５℃環境）で上フレーム２６の突起部２６４の先端２６４１とクッションゴム２８の上面部２８１とのクリアランスが設定される。
【００３０】
よって、本発明の表示装置によれば、使用環境において振動や温度変化が加わった場合、クッションゴム２８に圧縮応力が加わることがあっても、導光板２２が圧迫されて変形することを防止する。これにより、表示異常を引き起こすことを防止することができる。
【００３１】
また、突起部２６４により、光学シート２３より低い位置に配置されたクッションゴム２８が移動することを防止できるため、他の光学部材すなわち光学シート２３等と干渉し、光学シート２３の位置ずれ、しわやたるみなどの発生を防止することができる。これにより、表示異常を引き起こすことを抑制できる。
【００３２】
また、クッションゴム２８は、導光板２２および下フレーム２５のコーナー部（２２４、２５４）に配置されることにより、コーナー部を構成する隣接する２方向で導光板２２の移動を抑制することができる。
【００３３】
また、光源２１を配置した方向に対し導光板２２を押圧する方向に、クッションゴム２８を配置することで、光源２１に対し位置決めを行うことが可能となる。
【００３４】
図９は本発明の実施の形態１の変形例であって、バックライト２の断面図である。図９に示すように、下フレーム２５のクッションゴム２８を配置する位置に、クッションゴム２８に対応した形状の凹部を形成してもよい。下フレーム２５の底面部２５２に凹部２５５を形成させることで、クッションゴム２８の底面部２８２を配置する際、位置決めが容易となる。また、下フレーム２５のクッションゴム２８と対向する側面部２５３にクッションゴム２８の形状に対応した凹部２５６を形成することで、クッションゴム２８を配置させる際、位置決めが容易となる。よって、本構造により、組み立て作業性が向上する。
【００３５】
なお、本実施の形態の説明では、図３に示すように、紙面左辺側についてのみ説明を行ったが、左右対称形状で構成する場合は、左辺と対向する右辺側についても同様の構造を設ける。また、形状については導光板が非矩形状、湾曲の図面を用いて説明を実施したが、矩形や平面の導光板を備えたバックライトを備える表示装置にも適用可能である。また、上フレーム２６に形成した突起部２６４は上フレーム２６の上面部２６１より一体的に形成しているが、別部材で形成してもよい。
【００３６】
実施の形態２.
図１０は本発明の実施の形態２に係るバックライト２の断面図である。実施の形態１の構造では、導光板２２の側面２２３および当該側面２２３に対向するクッションゴム２８の側面部２８４は互いに当接し、出射面２２１に対し略垂直面で構成されていたが、本実施の形態２では、導光板２２の側面２２３および側面２２３に対向するクッションゴム２８の側面部２８４に傾斜面を設ける。図１０に示すように、導光板２２の側面２２３のクッションゴム２８が対向する位置に傾斜面２２３１を形成し、対向するクッションゴム２８の側面部にも同様に傾斜面２８４１を形成する。実施の形態２の構成によれば、クッションゴム２８と導光板２２とを押圧して配置する際、クッションゴム２８および導光板２２の側面部同士をスライドして配置することができ、位置決めが容易になるとともに組み立て作業性が向上する。なお、図１０では、導光板２２に設けた傾斜面２２３１は導光板２２の出射面２２１側より反出射面２２２側に向かって傾斜する構成を示したが、反出射面２２２側より出射面２２１側に向かって傾斜する構成とすることもでき、この構成によれば、確実に導光板２２を押圧して配置することができる。
【００３７】
実施の形態３.
図１１は本発明の実施の形態３に係るバックライト２の断面図である。実施の形態１のバックライト２では、導光板２２の側面２２３および側面部２２３に対向するクッションゴム２８の側面部２８４は互いに当接させ、クッションゴム２８の上面部２８１と、上フレーム２６に設けた突起部２６４とを対向配置させたが、本実施の形態３では、突起部２６４の先端部２６４１および突起部２６４の側面部２６４２に対応した段差部をクッションゴム２８に形成する。図１１に示すように、上フレーム２６の突起部２６４の側面部２６４２に対応してクッションゴム２８の段差部を形成する側面２８１１を形成する。また、突起部２６４の先端部２６４１に対向してクッションゴム２８に平面部２８１２を形成する。突起部２６４に対向して、クッションゴム２８に段差部（側面部２８１１および平面部２８１２）を形成することで、突起部２６４の側面部２６４２とクッションゴム２８の側面部２８１１が当接するよう配置されるため、突起部２６４とクッションゴム２８の位置決めが容易である。
【００３８】
実施の形態４.
図１２は本発明の実施の形態４に係るバックライト２の断面図である。本実施の形態４の構成によれば、上フレーム２６の突起部２６４に対応する凹部２８１３をクッションゴム２８に形成し、突起部２６４にクッションゴム２８の凹部２８１３を嵌合させる。なお、本実施の形態４では、クッションゴム２８の底面部２８２および下フレームの底面部２５２との間にクリアランスを設定する。本実施の形態４の構成により、上フレーム２６の突起部２６４に、クッションゴム２８を係合させて、バックライト２の組み立てを行うことができるため、クッションゴム２８の組み立て作業が容易となるとともに、クッションゴム２８を下フレーム２５に配置する作業工程が削減される。また、断面視で導光板２２の側面２２３の近傍に形成されるクッションゴム２８の上面部２８１より下フレー２５の側面部２５３近傍に形成されるクッションゴム２８の上面部２８１の高さを高く形成することで、突起部２６４との位置決めが容易となり、凹部２８１３との接触面積を増やして突起部２６４にクッションゴム２８をより確実に係合することができる。
【００３９】
上記本発明においては、上記の各実施形態の構成に限定されるものでなく、本発明を逸脱しない範囲において、種々の変更、組み合わせが可能である。また、光源および導光板の種類や配置位置なども適宜選択することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  表示パネル、２  バックライト、３  配線基板、
２１  光源、２２  導光板、２２１  出射面、２２２  反出射面、２２３  側面、
２２４  コーナー部、２２３１  傾斜面、
２３  光学シート、２４  反射シート、２５  下フレーム、２５１  開口部、
２５２  底面部、２５３  側面部、  ２５４  コーナー部、２５５、２５６  凹部、
２６  上フレーム、２６１  開口部、２６２  上面部、  ２６３  側面部、
２６４  突起部、２６４１  突起部の先端部、２６４２  突起部の側面部、
２８  クッションゴム、２８１  上面部、  ２８１３  凹部、
２８２  底面部、２８３、２８４  側面部、１００  表示装置。
【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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