(57)【要約】【課題】外径の異なる光ファイバを用いた場合においても、小型化を図ることを可能とする、光ファイバ保持用キャピラリを提供する。【解決手段】少なくとも２本以上の光ファイバ４，５を貫通孔２内に収納するためのキャピラリであって、第１の光ファイバ４と、該第１の光ファイバ４と外径が異なる第２の光ファイバ５とが、貫通孔２内において互いに接触し保持されるように、貫通孔２が設けられていることを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２本以上の光ファイバを貫通孔内に収納するためのキャピラリであって、
第１の光ファイバと、該第１の光ファイバと外径が異なる第２の光ファイバとが、前記貫通孔内において互いに接触し保持されるように、前記貫通孔が設けられている、光ファイバ保持用キャピラリ。
【請求項２】
前記キャピラリの径方向断面において、
前記第１の光ファイバと接触する前記キャピラリの第１の内壁面と、前記第２の光ファイバと接触する前記キャピラリの第２の内壁面とが、略同一円周上にある、請求項１に記載の光ファイバ保持用キャピラリ。
【請求項３】
２本の光ファイバを貫通孔内に収納するためのキャピラリである、請求項１又は２に記載の光ファイバ保持用キャピラリ。
【請求項４】
前記キャピラリの外径中心が、前記第１の光ファイバ及び前記第２の光ファイバの接点と略同一の位置となるように、前記貫通孔が設けられている、請求項３に記載の光ファイバ保持用キャピラリ。
【請求項５】
前記キャピラリの外径中心が、前記第１の光ファイバ及び前記第２の光ファイバの中心間距離の中点と略同一の位置となるように、前記貫通孔が設けられている、請求項３に記載の光ファイバ保持用キャピラリ。
【請求項６】
少なくとも３本以上の光ファイバを前記貫通孔内に収納するためのキャピラリである、請求項１又は２に記載の光ファイバ保持用キャピラリ。
【請求項７】
前記キャピラリの径方向断面において、
前記少なくとも３本以上の光ファイバのそれぞれのコアが略一直線上となるように、前記貫通孔が設けられている、請求項６に記載の光ファイバ保持用キャピラリ。
【請求項８】
前記キャピラリの内壁面に角部を有さない、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光ファイバ保持用キャピラリ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光ファイバ保持用キャピラリと、
前記光ファイバ保持用キャピラリに収納されている少なくとも２本以上の光ファイバと、
を備える、光学部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数本の光ファイバを収納するための光ファイバ保持用キャピラリ及び該光ファイバ保持用キャピラリを用いた光学部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバ同士、または光ファイバと発光・受光素子等とを接続する際に複数本の光ファイバを収納し保持するため、キャピラリ、スリーブ、フェルールなどと呼ばれる光ファイバ接続用ガラス部品が用いられている。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１には、貫通孔を有する保持部材と、該貫通孔に収納された光ファイバとを備える光学部品が開示されている。特許文献１には、保持部材の２つの貫通孔にそれぞれ光ファイバを収納した光学部品や、保持部材の１つの貫通孔に複数の光ファイバを収納した光学部品などが記載されている。なお、特許文献１の図４に示されているように、複数の光ファイバを用いる場合、断面形状が略同一の形状で、外径の等しい光ファイバが用いられている。
【０００４】
下記の特許文献２には、ガラス管内に複数の光ファイバが収納された光学結合器が開示されている。特許文献２においても、断面形状が略同一の形状で、外径の等しい光ファイバが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００２／０７１１１５号
【特許文献２】特表２０００−５０１８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、例えば、外径の大きい光ファイバを用いたデバイスと、外径の小さい光ファイバを用いたデバイスとを同時に使用する場合などに、外径の異なる複数の光ファイバを保持したいという需要が高まりつつある。
【０００７】
しかしながら、例えば、キャピラリなどのガラス部品の１つの貫通孔において外径が異なる光ファイバを保持しようとすると、不必要なスペースが形成されるため、光ファイバの位置ずれが生じるおそれがある。そのため、各光ファイバの外径に対応する貫通孔を形成して、光ファイバごとに貫通孔に収納し保持する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、各光ファイバの中心間の距離が大きくなり、光の挿入角度が大きくなる。一方、光の挿入角度を小さくするためには、光源から光ファイバまでの距離を大きくする必要があるが、この場合、デバイスが大型化するという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、外径の異なる光ファイバを用いた場合においても、小型化を図ることを可能とする、光ファイバ保持用キャピラリ及び該光ファイバ保持用キャピラリを用いた光学部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光ファイバ保持用キャピラリは、少なくとも２本以上の光ファイバを貫通孔内に収納するためのキャピラリであって、第１の光ファイバと、該第１の光ファイバと外径が異なる第２の光ファイバとが、前記貫通孔内において互いに接触し保持されるように、前記貫通孔が設けられていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の光ファイバ保持用キャピラリでは、前記キャピラリの径方向断面において、前記第１の光ファイバと接する前記キャピラリの第１の内壁面と、前記第２の光ファイバと接する前記キャピラリの第２の内壁面とが、略同一円周上にあることが好ましい。
【００１１】
本発明の光ファイバ保持用キャピラリは、２本の光ファイバを貫通孔内に収納するためのキャピラリであってもよい。
【００１２】
前記キャピラリの外径中心が、前記第１の光ファイバ及び前記第２の光ファイバの接点と略同一の位置となるように、前記貫通孔が設けられていることが好ましい。
【００１３】
前記キャピラリの外径中心が、前記第１の光ファイバ及び前記第２の光ファイバの中心間距離の中点と略同一の位置となるように、前記貫通孔が設けられていることが好ましい。
【００１４】
本発明の光ファイバ保持用キャピラリは、少なくとも３本以上の光ファイバを前記貫通孔内に収納するためのキャピラリであってもよい。
【００１５】
前記キャピラリの径方向断面において、前記少なくとも３本以上の光ファイバのそれぞれのコアが略一直線上となるように、前記貫通孔が設けられていることが好ましい。
【００１６】
本発明の光ファイバ保持用キャピラリは、前記キャピラリの内壁面に角部を有さないことが好ましい。
【００１７】
本発明の光学部品は、本発明に従って構成される光ファイバ保持用キャピラリと、前記光ファイバ保持用キャピラリに収納されている少なくとも２本以上の光ファイバと、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、外径の異なる光ファイバを用いた場合においても、小型化を図ることを可能とする、光ファイバ保持用キャピラリを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光学部品を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光学部品において貫通孔が設けられている部分を拡大して示す模式的断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る光学部品の第１の変形例を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る光学部品の第２の変形例を示す模式的断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る光学部品の第３の変形例を示す模式的断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る光学部品の第４の変形例を示す模式的断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る光学部品を示す模式的断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る光学部品を示す模式的断面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る光学部品を示す模式的断面図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係る光学部品を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。
【００２１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光学部品を示す模式的断面図である。また、図２は、本発明の第１の実施形態に係る光学部品において貫通孔が設けられている部分を拡大して示す模式的断面図である。
【００２２】
図１に示すように、光学部品１０は、光ファイバ保持用キャピラリ１と、第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５とを備える。光ファイバ保持用キャピラリ１は、ガラスにより構成されている。もっとも、光ファイバ保持用キャピラリ１の材料は特に限定されず、例えば、樹脂、金属、セラミックス、結晶化ガラスなどにより構成されていてもよい。また、第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５は、それぞれ、コア４ａ，５ａ及びコア４ａ，５ａを被覆しているクラッド４ｂ，５ｂを有する。コア４ａ，５ａ及びクラッド４ｂ，５ｂは、例えば、石英ガラスなどにより構成することができる。
【００２３】
光ファイバ保持用キャピラリ１の内部には、貫通孔２が形成されている。貫通孔２内には、第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５が収納されている。光ファイバ保持用キャピラリの長手方向は、ｚ方向、すなわち図面奥から手前に向かう方向である。従って、貫通孔２及びその内部に収納される第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５も、ｚ方向に延びるように設けられている。
【００２４】
光ファイバ保持用キャピラリ１は、貫通孔２に臨む４つ以上の内壁面３を有する。本実施形態においては、内壁面３が、第１〜第４の内壁面３ａ〜３ｄにより構成されている。第１の内壁面３ａ及び第２の内壁面３ｂは、互いに対向している。第３の内壁面３ｃ及び第４の内壁面３ｄも、互いに対向している。第３の内壁面３ｃ及び第４の内壁面３ｄは、第１の内壁面３ａ及び第２の内壁面３ｂを結んでいる。
【００２５】
第１の内壁面３ａは、第１の光ファイバ４と接触している。第２の内壁面３ｂは、第２の光ファイバ５と接触している。第３の内壁面３ｃ及び第４の内壁面３ｄは、第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５の双方と接触している。なお、本明細書において、「接触」とは、「当接」又は「近接」のことをいうものとする。具体的に、内壁面３と各光ファイバとの間隔は、１０μｍ以下であることが好ましい。
【００２６】
また、本実施形態では、第２の光ファイバ５の外径が、第１の光ファイバ４の外径より大きい。その形状に対応するように、第３の内壁面３ｃ及び第４の内壁面３ｄは、それぞれ、第２の光ファイバ５側から第１の光ファイバ４側へ向かって傾斜する傾斜面３ｃ１，３ｄ１を有している。
【００２７】
このようにして、本実施形態では、貫通孔２内に、外径の異なる２本の光ファイバ４，５が収納されている。なお、本発明においては、外径の異なる少なくとも２本の光ファイバ４，５が貫通孔２内に収納されていればよく、貫通孔２内に収納される光ファイバの本数は特に限定されない。
【００２８】
貫通孔２は、その内部において第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５が互いに接触し保持されるように設けられている。なお、第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５間の間隔は、１０μｍ以下であることが好ましい。
【００２９】
このように、本実施形態においては、１つの貫通孔２内において、外径の異なる第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５が、接触し保持されている。そのため、第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５ごとにそれぞれ貫通孔２を形成し保持する場合と比べて、第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５の中心同士の距離を小さくすることができ、光の挿入角度を小さくすることができる。従って、光源から第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５までの距離を大きくする必要がなく、デバイスの小型化を図ることができる。また、貫通孔２内において、第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５が接触し保持されていることから、第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５の位置ずれが生じ難い。
【００３０】
本実施形態の光学部品１０は、上記のように外径の異なる第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５を備える。そのため、例えば、外径の大きい第２の光ファイバ５を用いたデバイスと、外径の小さい第１の光ファイバ４を用いたデバイスとを同時に使用することが可能となる。
【００３１】
なお、本実施形態では、光ファイバ保持用キャピラリ１の径方向断面において、第１の光ファイバ４と接触する第１の内壁面３ａと、第２の光ファイバ５と接触する第２の内壁面３ｂとが、略同一の円周Ｑ上となるように、貫通孔２が設けられている。このように、第１の内壁面３ａ及び第２の内壁面３ｂが、略同一の円周Ｑ上となる場合、より一層容易に貫通孔２を形成することができる。もっとも、本発明においては、第１の内壁面３ａ及び第２の内壁面３ｂが、必ずしも略同一の円周Ｑ上となるように、貫通孔２が設けられていなくともよい。
【００３２】
また、本実施形態では、光ファイバ保持用キャピラリ１の外径中心Ｏが、第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５の接点Ｐと略同一の位置となるように、貫通孔２が設けられている。このように、外径中心Ｏが、第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５の接点Ｐと略同一の位置となる場合、第１の光ファイバ４のコア４ａの位置からの光信号と、第２の光ファイバ５のコア５ａの位置からの光信号をより一層容易に識別することができる。なお、本発明においては、外径中心Ｏが、第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５の接点Ｐと略同一の位置となるように設けられていなくともよい。
【００３３】
本実施形態においては、光ファイバ保持用キャピラリ１の貫通孔２の外径Ｒと、第１の光ファイバ４の外径Ｒ１及び第２の光ファイバ５の外径Ｒ２との差（Ｒ−（Ｒ１＋Ｒ２））が、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは２μｍ以下、最も好ましくは１μｍ以下である。差（Ｒ−（Ｒ１＋Ｒ２））が上記上限以下である場合、第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５をより一層確実に接触させ保持させることができる。
【００３４】
また、差（Ｒ−（Ｒ１＋Ｒ２））は、好ましくは０．１μｍ以上、より好ましくは０．１５μｍ以上である。差（Ｒ−（Ｒ１＋Ｒ２））が上記下限以上である場合、第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５を貫通孔２内により一層容易に挿入することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、第３の内壁面３ｃが第１の光ファイバ４と接触する部分から第４の内壁面３ｄが第１の光ファイバ４と接触する部分までの距離Ｌ１とし、第３の内壁面３ｃが第２の光ファイバ５と接触する部分から第４の内壁面３ｄが第２の光ファイバ５と接触する部分までの距離Ｌ２としたときに、比Ｌ２／Ｌ１が、１．２５以上、１．７５以下であることが好ましい。同様に、第１の光ファイバ４の外径をＲ１とし、第２の光ファイバ５の外径をＲ２としたときに、比Ｒ２／Ｒ１が、１．２５以上、１．７５以下であることが好ましい。
【００３６】
なお、本実施形態において、貫通孔２の形状は、第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５を接触させ保持させ得る限りにおいて、特に限定されない。貫通孔２は、例えば、図３〜図５に示す第１〜第３の変形例のように、第１の内壁面３ａ及び第２の内壁面３ｂが略平行となるように設けられていてもよく、第３の内壁面３ｃ及び第４の内壁面３ｄが略平行となるように設けられていてもよい。図４に示す第２の変形例のように、第２の内壁面３ｂから第１の内壁面３ａに向かって貫通孔２の大きさが小さくなるように、第３の内壁面３ｃ及び第４の内壁面３ｄにそれぞれ段差部３ｃ２，３ｄ２が設けられていてもよい。図５に示す第３の変形例のように、第３の内壁面３ｃ及び第４の内壁面３ｄにそれぞれ凹部３ｃ３，３ｄ３が設けられていてもよい。また、図６に示す第４の変形例のように、第３の内壁面３ｃ及び第４の内壁面３ｄがそれぞれ、第２の内壁面３ｂから第１の内壁面３ａに向かって傾斜していてもよい。
【００３７】
また、本実施形態のように、光ファイバ保持用キャピラリ１の内壁面３は、角部を有していないことが好ましい。この場合、光ファイバ保持用キャピラリ１の破損をより一層生じ難くすることができる。第１〜第４の内壁面３ａ〜３ｄそれぞれの接続部であるコーナー部には、例えば、アールや面取りが形成されていてもよい。
【００３８】
なお、貫通孔２は、例えば、ガラス元管を用意し、ガラス元管の内部に断面が貫通孔と略同形状の金型を挿入し、加熱しながらガラス元管の内部を真空にしてガラス元管の内壁面を金型に密着させて成形するシュリンク方により貫通孔と略同形状の孔を有する予備成形体を作製し、この予備成形体を加熱して所定の断面寸法、形状に制御しながら所定の寸法精度の貫通孔２を有する長尺のキャピラリに延伸成形することで得ることができる。またガラス素材を流動変形可能な温度に加熱し、ガラスが軟化した状態で金型に流し込み、金型の形状をガラス素材に転写するモールド成形によっても形成することができる。
【００３９】
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る光学部品を示す模式的断面図である。図７に示すように、光学部品２０では、光ファイバ保持用キャピラリ１１の外径中心Ｏが、第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５の中心間の距離（図７のＯ１とＯ２の距離）の中点Ｍと略同一の位置となるように、貫通孔２が設けられている。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
【００４０】
第２の実施形態においても、１つの貫通孔２内において、外径の異なる第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５が、接触し保持されているので、デバイスの小型化を図ることができる。
【００４１】
また、第２の実施形態では、光ファイバ保持用キャピラリ１１の外径中心Ｏが、第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５の中心間の距離の中点Ｍと略同一の位置となるように、貫通孔２が設けられていることから、第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５をより一層容易にアライメントすることができる。
【００４２】
（第３〜第５の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態に係る光学部品を示す模式的断面図である。図８に示すように、光学部品３０では、光ファイバ保持用キャピラリ２１の貫通孔２に、さらに第３の光ファイバ６が収納されている。第３の光ファイバ６は、径方向の断面形状が第１の光ファイバ４と略同一の形状であり、外径が第１の光ファイバ４と略同一である。貫通孔２内においては、第３の光ファイバ６のコア６ａ、第１光ファイバ４のコア４ａ、及び第２の光ファイバ５のコア５ａがこの順に、略一直線上となるように設けられている。好ましくは、第３の光ファイバ６の外径中心Ｏ３、第１光ファイバ４の外径中心Ｏ１、及び第２の光ファイバ５の外径中心Ｏ２がこの順に、略一直線上となるように設けられていることが望ましい。
【００４３】
貫通孔２内において、第３の光ファイバ６は、光ファイバ保持用キャピラリ１の第１の内壁面３ａに接触している。第３の光ファイバ６は、第１の光ファイバ４とも接触している。第１の光ファイバ４は、第２の光ファイバ５とも接触している。そして、第２の光ファイバ５は、光ファイバ保持用キャピラリ２１の第２の内壁面３ｂに接触している。本実施形態では、このように配置された状態で、第１〜第３の光ファイバ４〜６が接触し保持されるように貫通孔２が設けられている。なお、本実施形態においても、より一層製造し易くする観点から、第１の内壁面３ａ及び第２の内壁面３ｂが、略同一の円周上にあることが好ましい。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
【００４４】
図９は、本発明の第４の実施形態に係る光学部品を示す模式的断面図である。図９に示すように、光学部品４０では、光ファイバ保持用キャピラリ３１の貫通孔２内に収納されている第３の光ファイバ６の外径が、第１の光ファイバ４の外径よりも大きい。また、第３の内壁面３ｃ及び第４の内壁面３ｄは、それぞれ、第２の光ファイバ５側から第１の光ファイバ４側へ向かって傾斜する傾斜面３ｃ１，３ｄ１に加えて、第３の光ファイバ６側から第１の光ファイバ４側へ向かって傾斜する傾斜面３ｃ４，３ｄ４を有している。その他の点は、第３の実施形態と同様である。
【００４５】
図１０は、本発明の第５の実施形態に係る光学部品を示す模式的断面図である。図１０に示すように、光学部品５０では、光ファイバ保持用キャピラリ４１の貫通孔２内に収納されている第１〜第３の光ファイバ４〜６のコア４ａ〜６ａが一直線上に設けられていない。第５の実施形態では、図１０のｘ方向において、第１の光ファイバ４及び第３の光ファイバ６が、第１の内壁面３ａに接触している。ｘ方向において、第１の光ファイバ４及び第３の光ファイバ６は、第２の光ファイバ５とも接触している。また、ｘ方向において、第２の光ファイバ５は、第２の内壁面３ｂとも接触している。また、図１０のｙ方向において、第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５が、第３の内壁面３ｃに接触している。ｙ方向において、第１の光ファイバ４は、第３の光ファイバ6に接触している。また、ｙ方向において、第３の光ファイバ６及び第２の光ファイバ５は、第４の内壁面３ｄに接触している。なお、第３の内壁面３ｃは、第１の光ファイバ４側から第２の光ファイバ５側へ向かって傾斜する傾斜面３ｃ５を有している。また、第４の内壁面３ｄは、第３の光ファイバ６側から第２の光ファイバ５側へ向かって傾斜する傾斜面３ｄ５を有している。その他の点は、第３の実施形態と同様である。
【００４６】
第３〜第５の実施形態で示すように、本発明においては、貫通孔２内に３本以上の光ファイバが設けられていてもよい。その場合、第３の実施形態のように、互いに接触する少なくとも２本の光ファイバの外径が異なっていてもよいし、第４の実施形態のように、互いに接触する全ての光ファイバの外径が異なっていてもよい。また、第３，第４の実施形態のように、３本以上の光ファイバのコア４ａ〜６ａが略一直線上となるように貫通孔２が設けられていてもよいし、第５の実施形態のようにコア４ａ〜６ａが略一直線上とならないように貫通孔２が設けられていてもよい。
【００４７】
また、第３〜第５の実施形態においても、１つの貫通孔２内において、外径の異なる第１の光ファイバ４及び第２の光ファイバ５が、接触し保持されている。そのため、デバイスの小型化を図ることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１，１１，２１，３１，４１…光ファイバ保持用キャピラリ
２…貫通孔
３…内壁面
３ａ…第１の内壁面
３ｂ…第２の内壁面
３ｃ…第３の内壁面
３ｄ…第４の内壁面
３ｃ１，３ｃ４，３ｃ５，３ｄ１，３ｄ４，３ｄ５…傾斜面
３ｃ２，３ｄ２…段差部
３ｃ３，３ｄ３…凹部
４…第１の光ファイバ
４ａ，５ａ，６ａ…コア
４ｂ，５ｂ…クラッド
５…第２の光ファイバ
６…第３の光ファイバ
１０，２０，３０，４０，５０…光学部品
【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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