(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を入射する光ファイバ及び光ファイバを収納するアダプタが着脱可能な光ファイバ着脱コネクタであって、
前記アダプタが挿入されたときレーザ光路を開き、前記アダプタが挿入されないとき前記レーザ光路を閉じる光シャッタを設け、
前記アダプタの先端に長軸部と短軸部を有する楕円部を形成し、前記アダプタを挿入したとき、前記短軸部は、前記光シャッタに近接し、前記アダプタを回転したとき、前記長軸部は、前記光シャッタに当接して前記光シャッタを前記レーザ光軸に対して垂直方向に移動させて前記レーザ光路を開くことを特徴とする光ファイバ着脱コネクタ。
【請求項２】
レーザ光を入射する光ファイバ及び光ファイバを収納するアダプタが着脱可能な光ファイバ着脱コネクタであって、
前記アダプタが挿入されたときレーザ光路を開き、前記アダプタが挿入されないとき前記レーザ光路を閉じる光シャッタを設け、
前記アダプタの先端に長軸部と短軸部を有する楕円溝を形成し、前記光シャッタに突起部を形成し、前記アダプタを挿入したとき、前記短軸部が前記突起部に係合し、前記アダプタを回転したとき、前記長軸部が前記突起部に係合して前記光シャッタを前記レーザ光軸に対して垂直方向に移動させて前記レーザ光路を開くことを特徴とする光ファイバ着脱コネクタ。
【請求項３】
前記光シャッタは、レーザ光軸に対して垂直な面内方向に移動することにより前記レーザ光路を開閉することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光ファイバ着脱コネクタ。
【請求項４】
前記光シャッタは、レーザ光軸に対して垂直な面内の一軸上を移動することにより前記レーザ光路を開閉することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光ファイバ着脱コネクタ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光ファイバ着脱コネクタと、
レーザ光を前記光ファイバ着脱コネクタに出射するレーザ光源と、
前記光ファイバ着脱コネクタに着脱可能で前記レーザ光源からのレーザ光を入射する光ファイバと、
前記光ファイバ着脱コネクタに着脱可能で前記光ファイバを収納するアダプタと、
を有することを特徴とするレーザ装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光ファイバ着脱コネクタと、
レーザ光を前記光ファイバ着脱コネクタに出射するレーザ光源と、
前記光ファイバ着脱コネクタに着脱可能で前記レーザ光源からのレーザ光を入射する光ファイバと、
前記光ファイバ着脱コネクタに着脱可能で前記光ファイバを収納するアダプタと、
前記光ファイバから少なくとも赤色、緑色、青色の光が照射されて発光する発光装置と、
を有することを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光ファイバ着脱コネクタと、
レーザ光を前記光ファイバ着脱コネクタに出射するレーザ光源と、
前記光ファイバ着脱コネクタに着脱可能で前記レーザ光源からのレーザ光を入射する光ファイバと、
前記光ファイバ着脱コネクタに着脱可能で前記光ファイバを収納するアダプタと、
前記光ファイバから出力されるレーザ光を用いて加工対象物を加工するレーザ加工部と、
を有することを特徴とする加工装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光ファイバ着脱コネクタと、
レーザ光を前記光ファイバ着脱コネクタに出射するレーザ光源と、
前記光ファイバ着脱コネクタに着脱可能で前記レーザ光源からのレーザ光を入射する光ファイバと、
前記光ファイバ着脱コネクタに着脱可能で前記光ファイバを収納するアダプタと、
前記光ファイバから出力されるレーザ光を用いて治療対象物を治療するレーザ治療部と、
を有することを特徴とする治療装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光ファイバ着脱コネクタと、
レーザ光を前記光ファイバ着脱コネクタに出射するレーザ光源と、
前記光ファイバ着脱コネクタに着脱可能で前記レーザ光源からのレーザ光を入射する光ファイバと、
前記光ファイバ着脱コネクタに着脱可能で前記光ファイバを収納するアダプタと、
前記光ファイバから出力されるレーザ光を光信号として光通信を行う光通信部と、
を有することを特徴とする光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光シャッタ機能を有する光ファイバ着脱コネクタ、レーザ装置、照明装置、加工装置、治療装置及び光通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザ照明装置やレーザ光通信、レーザ治療などの分野において、レーザ光を光ファイバに光結合して出力する方式のレーザ装置が広く用いられている。例えば、特許文献１，２には、光ファイバをレーザ装置に接続して、レーザ光の単色性・周期性を活用したレーザ照明装置が開示されている。
【０００３】
また、特許文献３には、着脱可能な光ファイバを用いた光治療用レーザプローブ装置が開示されている。また、光ファイバが着脱可能なコネクタを有した応用例は非常に多い。
【０００４】
一方、このようなレーザ装置には光ファイバが未接続状態においてレーザ光が出射する問題がある。光ファイバが未接続状態でレーザ装置の電源がオン状態になった場合に、光ファイバコネクタ部分からレーザ光が出射されてしまう。このようなレーザ光出射は、意図された使用ではないため、レーザ光が誤って眼球に照射される可能性がある。特に、半導体レーザなどで用いられる可視光から近赤外光（波長４００ｎｍ〜１４００ｎｍ）のレーザ光は、網膜損傷を引き起こす可能性が高い。このため、強い光が眼に照射されることがないような安全機能は非常に重要である。
【０００５】
光ファイバの未接続状態におけるレーザ光の出射を防止したコネクタ構造は、特に光通信分野においていくつか開示されている（特許文献４〜６）。これらの引用文献では、レーザ光軸上に光遮蔽手段（以下、シャッタと称する。）を設け、シャッタを光ファイバの接続に合わせて開閉させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２２１３３２号公報
【特許文献２】特開２０１５−５０１５１０号公報
【特許文献３】特開平９−５１８９９号公報
【特許文献４】特開平８−３２０４２４号公報
【特許文献５】特開平８−４３６８１号公報
【特許文献６】特開２００５−９９３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献４では、光ファイバ部とは別に大型のハウジングが必要となり、さらに光ファイバの位置決めについても考慮されていない。
【０００８】
また、特許文献５，６は、開き戸のような動作を行うシャッタが設けられているが、この方式を用いると、シャッタを開閉するために必要とされる空間が大きくなる問題がある。
【０００９】
さらに、シャッタ開閉の条件としてファイバ端面又はフェルール端面とシャッタ部との接触が必要とされる場合には、レーザ光が入射するファイバ端面が汚れ、出力損失が生じる可能性がある。また、バネにより閉まった状態が維持される構造の場合には、バネの位置ずれなどによってシャッタが閉じない問題も危惧される。
【００１０】
本発明の課題は、大型のハウジングを用いず、光ファイバ未接続状態におけるレーザ光の出射を確実に防止することができる光ファイバ着脱コネクタ、レーザ装置、照明装置、加工装置、治療装置及び光通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の光ファイバ着脱コネクタは、上記課題を解決するために、レーザ光を入射する光ファイバ及び光ファイバを収納するアダプタが着脱可能な光ファイバ着脱コネクタであって、前記アダプタが挿入されたときレーザ光路を開き、前記アダプタが挿入されないとき前記レーザ光路を閉じる光シャッタを設け、前記アダプタの先端に長軸部と短軸部を有する楕円部を形成し、前記アダプタを挿入したとき、前記短軸部は、前記光シャッタに近接し、前記アダプタを回転したとき、前記長軸部は、前記光シャッタに当接して前記光シャッタを前記レーザ光軸に対して垂直方向に移動させて前記レーザ光路を開くことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の光ファイバ着脱コネクタによれば、光シャッタは、光ファイバを収納したアダプタがコネクタに挿入されたとき、即ち、光ファイバが接続されたときにレーザ光路を開き、アダプタがコネクタに挿入されないとき、即ち、光ファイバが接続されないときにレーザ光路を閉じる。即ち、アダプタを用いることで、大型のハウジングを用いず、光ファイバ未接続状態におけるレーザ光の出射を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１の光ファイバ着脱コネクタの断面図である。
【図２】本発明の実施例１の光ファイバ着脱コネクタのシャッタ開閉を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例２の光ファイバ着脱コネクタの斜視図である。
【図４】本発明の実施例３の光ファイバ着脱コネクタの斜視図である。
【図５】本発明の実施例４の光ファイバ着脱コネクタの断面図である。
【図６】本発明の実施例５の光ファイバ着脱コネクタの断面図である。
【図７】本発明の実施例５の光ファイバ着脱コネクタのアダプタの斜視図である。
【図８】本発明の実施例６の光ファイバ着脱コネクタの断面図である。
【図９】本発明の実施例６の光ファイバ着脱コネクタのアダプタの斜視図である。
【図１０】本発明の実施例７の光ファイバ着脱コネクタの断面図である。
【図１１】本発明の実施例７の光ファイバ着脱コネクタのアダプタの斜視図である。
【図１２】本発明の実施例８の光ファイバ着脱コネクタの断面図である。
【図１３】本発明の実施例８の光ファイバ着脱コネクタのアダプタの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の光ファイバ着脱コネクタ、レーザ装置、照明装置、加工装置、治療装置及び光通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１の光ファイバ着脱コネクタの断面図である。図１において、レーザ光２は、図の左から右に向かう方向に進行する。集光レンズ１は、レーザ光２を集光して光ファイバ７に導く。光ファイバ７は、集光レンズ１で集光されたレーザ光２を入射する。
【００１６】
コネクタ３は、本発明の光ファイバ着脱コネクタに対応し、光ファイバ７及び光ファイバ７を収納するアダプタ８を着脱可能に構成されている。コネクタ３は、集光レンズ１、シャッタ４、シャッタ回転軸５、光ファイバ支持部材６と一体化されている。光ファイバ支持部材６は、光ファイバ７を支持している。
【００１７】
シャッタ４は、本発明の光シャッタに対応し、板状をなしており、集光レンズ１と光ファイバ支持部材６との間に配置され、回転することで、レーザ光の遮断と通過とを切り替える。シャッタ４は、光ファイバ７及びアダプタ８のコネクタ３への着脱に応じて開閉する。光ファイバ７は、アダプタ８と一体化されている。
【００１８】
図２は、本発明の実施例１の光ファイバ着脱コネクタのシャッタ開閉を示す斜視図である。図２（ａ）は、シャッタ４が閉じた状態を示し、図２（ｂ）は、シャッタ４が開いた状態を示す。
【００１９】
アダプタ８には、シャッタ４を回転させるための突起部９が形成されている。アダプタ８は、レーザ光２のレーザ光軸を回転軸として約６０度回転する。
【００２０】
シャッタ４には、アダプタ８に形成された突起部９が挿入される溝１０が形成されている。溝１０は、突起部９の回転動作をシャッタ４に伝達する。また、シャッタ４には、レーザ光軸とは異なる位置にシャッタ回転軸５が形成されている。突起部９、溝１０、及びシャッタ回転軸５は、本発明のシャッタ開閉機構部に対応する。
【００２１】
このような構成によれば、アダプタ８をコネクタ３に挿入し、図２（ａ）に示すように、アダプタ８の突起部９がシャッタ４の溝１０に挿入される。そして、図２（ｂ）に示すように、アダプタ８をレーザ光軸を回転軸として時計方向に約６０度回転させると、溝１０が突起部９と係合しているため、シャッタ４もシャッタ回転軸５を中心として時計方向に回転する。このため、レーザ光路が開く。即ち、シャッタ４は、レーザ光軸に対して垂直な面内方向に移動することによりレーザ光路を開閉している。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、アダプタ８とシャッタ４とは、回転軸が異なるため、突起部９は、溝１０内の位置をずらしながらシャッタ４の回転を促し、シャッタ４は、突起部９に合わせて回転する。実施例１では、シャッタ４は、約３０度回転し、レーザ光軸を開けた状態となる。
【００２３】
このように実施例１の光ファイバ着脱コネクタによれば、光ファイバ７を収納したアダプタ８がコネクタ３に挿入されたとき、即ち、光ファイバ７が接続されたときにレーザ光路を開き、アダプタ８がコネクタ３に挿入されないとき、即ち、光ファイバ７が接続されないときにレーザ光路を閉じる。
【００２４】
即ち、アダプタ８を用いることで、大型のハウジングを用いず、光ファイバ未接続状態におけるレーザ光の出射を確実に防止することができる。
【実施例２】
【００２５】
図３は、本発明の実施例２の光ファイバ着脱コネクタの斜視図である。図３に示すように、シャッタ回転軸５及び突起部９の位置を微調整し、溝１０の加工角度を変えることで、シャッタ４の回転角度をより大きくすることができる。また、シャッタ回転軸５、突起部９の位置、溝１０の形状を変えることで、シャッタ４の回転角度を任意に変えることができる。これにより、シャッタ４を確実に開くことができる。
【実施例３】
【００２６】
図４は、本発明の実施例３の光ファイバ着脱コネクタの斜視図である。図４に示すように、シャッタ４に貫通穴１１を設けている。
【００２７】
アダプタ８を回転させることにより溝１０ｂが突起部９と係合し、シャッタ４もシャッタ回転軸５を中心として回転し、貫通穴１１がレーザ光軸に一致する位置に来る。即ち、貫通穴１１は、レーザ光軸に一致したときにシャッタ４が開状態となる。実施例３においても、実施例１と同様な効果が得られる。
【実施例４】
【００２８】
図５は、本発明の実施例４の光ファイバ着脱コネクタの断面図である。図５に示す実施例４の光ファイバ着脱コネクタは、図１に示す実施例１の光ファイバ着脱コネクタの構成に、さらに、シャッタ４と集光レンズ１との間にレーザ光軸のみ穴１２ａのあいた板状のフタ１２を設けたものである。
【００２９】
フタ１２を設けることにより、シャッタ４が閉じた状態でも散乱により光が回り込んで光がコネクタ３の外に漏れることを回避することができる。
【００３０】
また、フタ１２を設けることにより、シャッタ４のガタツキを防止することもできる。
【実施例５】
【００３１】
図６は、本発明の実施例５の光ファイバ着脱コネクタの断面図である。図７は、本発明の実施例５の光ファイバ着脱コネクタのアダプタの斜視図である。図１乃至図５では、回転方式のシャッタ４について説明したが、図６では、レーザ光軸（Ｘ方向）に対して垂直方向（Ｙ方向）のみにスライドするシャッタ４ａ，４ｂを説明する。
【００３２】
図６において、シャッタは、Ｌ字状のシャッタ４ａとシャッタ４ｂとからなり、シャッタ４ａとシャッタ４ｂとが当接することでレーザ光路を閉じ、シャッタ４ａとシャッタ４ｂとが離れることでレーザ光路が開く。
【００３３】
シャッタ４ａとシャッタ４ｂとの各々には、アダプタ８と接触する側にテーパ部１３が形成されている。また、アダプタ８の先端にはテーパ部１４が形成されている。アダプタ８の挿入時にはテーパ部１３とテーパ部１４とが当接するようになっている。
【００３４】
また、コネクタ３とシャッタ４ａとの間、及びコネクタ３とシャッタ４ｂとの間には、バネ２２が設けられている。このバネ２２は、シャッタ４ａとシャッタ４ｂとの各々を押圧している。
【００３５】
このような構成によれば、アダプタ８がコネクタ３に挿入されると、テーパ部１４がシャッタ４ａ，４ｂのテーパ部１３とに当接する。すると、アダプタ８のレーザ光軸方向（Ｘ方向）の移動に連動して、テーパ部１４がテーパ部１３を通してシャッタ４ａ，４ｂをレーザ光軸方向に対して垂直方向に移動させる。このため、図７に示すように隙間２３が形成されてレーザ光路が開く。
【００３６】
一方、アダプタ８をコネクタ３から引き抜くときには、バネ２２の押圧力によりシャッタ４ａ，４ｂが元の位置に戻されるため、レーザ光路が閉じる。
【００３７】
なお、図６では、アダプタ８及びシャッタ４ａ，４ｂの両方にテーパ部を設けたが、アダプタ８とシャッタ４ａ，４ｂとの一方にテーパ部を設けても良い。
【００３８】
また、実施例５は、図４に示す実施例３と同様に、貫通穴１１をシャッタの開部に設けるように構成しても良い。
【実施例６】
【００３９】
図８は、本発明の実施例６の光ファイバ着脱コネクタの断面図である。図８に示す実施例６の光ファイバ着脱コネクタは、図６に示す実施例５の光ファイバ着脱コネクタの構成に対して、アダプタ８の先端にテーパ溝１５を形成し、テーパ溝１５に嵌合するようにシャッタ４ａ，４ｂに突起状のテーパ部１３ａを形成したものである。
【００４０】
このような構成によれば、アダプタ８をコネクタ３に挿入すると、アダプタ８に形成されたテーパ溝１５がシャッタ４に形成された突起状のテーパ部１３に当接する。
【００４１】
すると、アダプタ８のレーザ光軸方向（Ｘ方向）の移動に連動して、テーパ溝１５がテーパ部１３ａを通してシャッタ４ａ，４ｂをレーザ光軸方向に対して垂直方向に移動させる。このため、図９に示すように隙間２３が形成されてレーザ光路が開く。
【００４２】
一方、アダプタ８をコネクタ３から引き抜くときには、テーパ溝１５がテーパ部１３ａに引っ掛かった状態でアダプタ８が引き抜かれるので、シャッタ４ａ，４ｂが元の位置に戻される。即ち、シャッタ４ａ，４ｂの閉まる動作が促されて確実にシャッタ４ａ，４ｂを閉めることができる。
【実施例７】
【００４３】
図１０は、本発明の実施例７の光ファイバ着脱コネクタの断面図である。図１１は、本発明の実施例７の光ファイバ着脱コネクタのアダプタの斜視図である。図１０に示す実施例７の光ファイバ着脱コネクタは、アダプタ８の先端に長軸部Ａと短軸部Ｂとを有する楕円部１６を形成し、楕円部１６が回転したときに楕円部１６の長軸部Ａがシャッタ４ａ，４ｂに当接するように構成されている。
【００４４】
このような構成によれば、アダプタ８をコネクタ３に挿入すると、アダプタ８の短軸部Ｂは、シャッタ４ａ，４ｂと近接する。アダプタ８が回転することにより、長軸部Ａは、シャッタ４ａ，４ｂに当接してシャッタ４ａ，４ｂをレーザ光軸に対して垂直方向に移動させる。アダプタ８を９０度回転した状態では、シャッタ４ａ，４ｂは、長軸部Ａと短軸部Ｂとの差分程度開く。図１１は、シャッタ４ａ，４ｂが開いた状態を示している。
【実施例８】
【００４５】
図１２は、本発明の実施例８の光ファイバ着脱コネクタの断面図である。図１３は、本発明の実施例８の光ファイバ着脱コネクタのアダプタの斜視図である。
【００４６】
図１２に示す実施例８の光ファイバ着脱コネクタは、アダプタ８の先端に長軸部Ａと短軸部Ｂとを有する楕円溝１７を形成したものである。シャッタ４ａ，４ｂには、楕円溝１７に係合するように突起部１８が形成されている。
【００４７】
このような構成によれば、アダプタ８に形成された楕円溝１７の短軸部Ｂがシャッタ４ａ，４ｂの長手方向と略平行となるようにして、アダプタ８をコネクタ３に挿入する。すると、楕円溝１７の短軸部Ｂに、シャッタ４ａ，４ｂに形成された突起部１８が係合する。
【００４８】
そして、アダプタ８を９０度回転させると、楕円溝１７も９０回転するので、楕円溝１７の長軸部Ａがシャッタ４ａ，４ｂの長手方向と略平行となる。このとき、シャッタ４ａ，４ｂに形成された突起部１８が楕円溝１７に係合しているので、突起部１８は、長軸部Ａと短軸部Ｂとの差分程度移動する。従って、シャッタ４ａ，４ｂは、長軸部Ａと短軸部Ｂとの差分程度開く。
【００４９】
一方、アダプタ８をコネクタ３から引き抜くときには、アダプタ８を９０度逆回転させると、突起部１８が楕円溝１７に沿って滑動して、楕円溝１７の短軸部Ｂがシャッタ４ａ，４ｂの長手方向と略平行となる。即ち、シャッタ４ａ，４ｂの閉まる動作が促されて確実にシャッタ４ａ，４ｂを閉めることができる。
（光ファイバ着脱コネクタを用いた各種の装置）
本発明の光ファイバ着脱コネクタを用いたレーザ装置は、レーザ光源からの波長や光強度、あるいは変調された信号として、光ファイバの自由度が高い点を活かし、対象まで伝搬させ利用する装置（ガイド光や照明装置、分析や計測を含む観察、レーザ光を作用させる加工装置や治療装置、光通信装置等）に用いることができる。
【００５０】
例えば、光ファイバ着脱コネクタを用いたレーザ装置は、光ファイバからの光拡散技術を利用した照明装置や、ＬＥＤ照明の代替として効率（電気、熱）の優れた照明装置にも利用することができる。また、医療用カテーテル照明システムにおいても本発明のコネクタ及びレーザ装置を用いることにより、光ファイバカテーテルの脱着を医療現場で安全かつ容易に行うことができる。
【００５１】
次に、光ファイバ着脱コネクタを用いたレーザ装置、照明装置、加工装置、治療装置、光通信装置の構成について説明する。レーザ装置は、光ファイバ着脱コネクタ３と、レーザ光源と、光ファイバ７と、アダプタ８とを有する。レーザ光源は、レーザ光を光ファイバ着脱コネクタ３に出射する。光ファイバ７は、光ファイバ着脱コネクタ３に着脱可能で、レーザ光源からのレーザ光を入射する。アダプタ８は、光ファイバ着脱コネクタ３に着脱可能で、光ファイバ７を収納する。
【００５２】
照明装置は、光ファイバ着脱コネクタ３と、レーザ光源と、光ファイバ７と、アダプタ８と、発光装置とを有する。発光装置は、光ファイバ７から少なくとも赤色、橙色、黄色、緑色、青色の光が照射されて発光する。
【００５３】
加工装置は、光ファイバ着脱コネクタと、レーザ光源と、光ファイバと、アダプタと、レーザ加工部とを有する。レーザ加工部は、光ファイバ７から出力されるレーザ光を用いて加工対象物を加工する。
【００５４】
治療装置は、光ファイバ着脱コネクタと、レーザ光源と、光ファイバと、アダプタと、レーザ治療部とを有する。レーザ治療部は、光ファイバから出力されるレーザ光を用いて治療対象物を治療する。
【００５５】
光通信装置は、光ファイバ着脱コネクタと、レーザ光源と、光ファイバと、アダプタと、光通信部とを有する。光通信部は、光ファイバから出力されるレーザ光を光信号として光通信を行う。
【符号の説明】
【００５６】
１  集光レンズ
２  レーザ光
３  コネクタ
４，４ａ，４ｂ  シャッタ
５  シャッタ回転軸
６  光ファイバ支持部材
７  光ファイバ
８  アダプタ
９，１８  突起部
１０  溝
１１  貫通穴
１２  フタ
１２ａ  穴
１３，１４  テーパ部
１５  テーパ溝
１６  楕円部
１７  楕円溝
２１，２２  バネ
【図１】
0006485267.tif 000002
【図２】
0006485267.tif 000003
【図３】
0006485267.tif 000004
【図４】
0006485267.tif 000005
【図５】
0006485267.tif 000006
【図６】
0006485267.tif 000007
【図７】
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【図８】
0006485267.tif 000009
【図９】
0006485267.tif 000010
【図１０】
0006485267.tif 000011
【図１１】
0006485267.tif 000012
【図１２】
0006485267.tif 000013
【図１３】
0006485267.tif 000014