(57)【要約】  本発明は、中央タイル12b及び、光導波路16の端部24、26に配置された、少なくとも1枚の端部タイル12a、12bを有するタイル状の光導波路16と、端部タイル12a、12cへと概略向かう、又は同タイルから概略離れる方向で、光を光導波路に入射させるための、少なくとも1個の半導体光源18と、光導波路16から光を出射させるための、複数の出射構造部20と、を有し、端部タイル12a、12cは、中央タイル12bとは異なる固有の光の入射部、及び/又は固有の光の出射部をもっている、照明装置10に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央タイル及び、光導波路の縁部にある少なくとも1枚の端部タイルを有するタイル状の光導波路と、
前記端部タイルへと概略向かう、又は当該端部タイルから概略離れる方向で、光を前記光導波路へと入射させるための、少なくとも1個の半導体光源と、
光を前記光導波路から出射させるための複数の出射構造部と、を有し、
前記端部タイルが、前記中央タイルとは異なる、固有の光の入射度及び/又は固有の光の出射度をもつ、タイル状の照明装置。
【請求項２】
前記少なくとも1枚の端部タイルが、前記光導波路の第1の縁部にある第1の端部タイルを有し、
前記少なくとも1個の前記半導体光源が、前記第1の端部タイルへと概略向かう方向で、光を前記光導波路へと入射させ、
前記第1の端部タイルが、前記中央タイルと比べて、より低い固有の光の入射度、及び/又は、より高い固有の光の出射度をもつ、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記少なくとも1枚の端部タイルが、前記光導波路の第2の縁部にある第2の端部タイルを有し、
前記少なくとも1個の前記半導体光源が、前記第2の端部タイルから概略離れる方向で、光を前記光導波路へと入射させ、
前記第2の端部タイルが、前記中央タイルと比べて、より高い光の入射度、及び/又はより高い光の出射度をもつ、請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記第1の端部タイルが、前記中央タイルよりも、より低い分散密度の光源をもつ、請求項２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記第1の端部タイルの少なくとも1個の前記光源が、電子部品と置き換えられる、請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記電子部品が、前記照明装置用に共通である、請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記第2の端部タイルが、前記中央タイルよりも、より高い分散密度の光源をもつ、請求項３に記載の照明装置。
【請求項８】
動作の間、前記端部タイルの少なくとも1個の前記光源の明るさを選択的に制御する手段を更に有する、請求項１、２、又は３に記載の照明装置。
【請求項９】
前記端部タイルが、前記中央タイルよりも、より高い分散密度の前記出射構造部をもつ、請求項２、又は3に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記端部タイルの前記出射構造部が、前記中央タイルの前記出射構造部よりも、より高い光出射能力をもつ、請求項２、又は3に記載の照明装置。
【請求項１１】
少なくとも1個の前記半導体光源が、複数の発光ダイオード（LED）を有する、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の照明装置。
【請求項１２】
複数のタイルを有するタイル状の光導波路と、
光を前記光導波路へと入射させる、少なくとも1個の半導体光源と、
光を前記光導波路から出射させるための、複数の出射構造部と、を有し、
前記複数のタイルの固有の光の入射度及び／又は固有の光の出射度が、当該タイルが位置する前記光導波路のエリアに依存して、前記光導波路にわたり変化される、タイル状の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタイル状の照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（LED）などの半導体光源の、輝度、ルーメン効率、及び入手しやすさの進捗は、もはやすきま市場に限定されることのない新規な照明アプリケーションを可能にしている。LEDは、従来の光源を超えた、長寿命、低い動作電圧、瞬時点灯、などの複数の長所を提供する。これらの理由及び他の理由で、LEDは、可変色ランプ、スポットライト、LCDの背景照明、建築照明、舞台照明等々、複数のアプリケーション用のランプを作ることに、ますます適するようになってきている。
【０００３】
多くの照明アプリケーションに対して、単一のLEDの光では充分でなく、複数のLEDの光が、光源を形成するために組み合わされることを必要とする。この点に関して、米国特許公開公報 US2005/0116667（Mueller 等）は、LEDを備えたタイル状の照明システムを開示しており、複数の同じような光タイルが、床、天井、壁、又は建築外部などの如何なる表面にもタイル張りするために、並んで配置され、相互接続されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、US2005/0116667 の照明装置などの、複数の光源を使用する照明装置に予期される問題は、当該照明装置から発される光全体の均一性である。
【０００５】
本発明の目的は、この問題を少なくとも部分的に解決し、改善されたタイル状の照明装置を供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下の説明から明らかにされるであろう、この目的及び他の目的は、添付の請求項１によるタイル状の照明装置を用いた本発明の一態様によって実現され、当該照明装置は、
−    中央タイル及び光導波路の縁部に配置された、少なくとも１枚の端部タイルを有するタイル状の光導波路と、
−    端部タイルへと向かう方向、又は端部タイルから概略離れる方向で、光を光導波路へ入射させるために配置された少なくとも1個の半導体光源と、
−    光を光導波路から出射するよう配置された複数の出射構造部と、を有し、
当該端部タイルは中央タイルとは異なり、固有の光の入射度（光量）及び／又は固有の光の出射度（光量）をもっている。
【０００７】
このように、光導波路の一部を形成している中央タイルと少なくとも１枚の端部タイルとを有する、タイル状の照明装置が開示される。光導波路は、好ましくは導光板であり、追加のタイル（中央タイル又は端部タイル）を有してもよい。端部タイルは光導波路の縁部に配置され、その一方で、中央タイルは、概して他のタイルによって囲まれている。複数のタイルが、好ましくは並んで配置され、どの入射光も１枚のタイルから隣接するタイルへと進行することができるように、タイルは光学的に接続又は位置合わせされている。入射光は、少なくとも１個の半導体光源によって供され、光は端部タイルへと概略向かう方向、又は端部タイルから概略離れる方向に導かれる。（複数の）光源は、タイル内、さもなければ、タイルに接続して配置された、例えば側面発光の光源でもよい。入射光は、次に、複数の出射構造部を用いて出射される前に、光導波路内で混合されてもよい。当該出射構造部は、タイル内、さもなければタイルに接続して配置された、例えば傾けられた反射器、又は同等のものでもよい。しかしながら、光はさまざまな方向に、基本的には一方向に入射されるので、光の方向に位置している端部タイルでは、残りのタイルと比較して、過剰な光が供されるかもしれない。この余剰光は、まぶしさ又は輝点を生じる可能性があり、さもなければ消滅する可能性がある。同様に、光導波路の反対側にある端部タイルでは、光の不足が生じる可能性がある。即ち、端部タイルは入射光から「離れて」位置している。この光の不足は、端部タイルでの暗い縁、又は他の暗いエリアを生じさせる可能性がある。このため、本発明によれば、上述のグレア、輝点、又は暗い縁のない、タイル状の照明装置からの相対的に均一な全体の発光を生成するために、端部タイルは、中央タイルとは異なる、固有の光の入射度及び/又は固有の光の出射度をもつ。固有の入射度とは、ここでは特定のタイルに（又は、用に）配置された何らかの（複数の）光源によって誘発された光のことを指し、同時に、固有の出射度とは、特定のタイルに（又は、用に）配置された何らかの出射構造による光の抽出のことを指す。端部タイルと中央タイルとの間に違いがある、本発明によるタイル状の照明装置は、すべてのタイルが同じであるどのようなタイル状の照明装置と比較しても、優れた能力をもっている。
【０００８】
ある実施例では、少なくとも１枚の端部タイルは、光導波路の第1の縁部に配置された第1の端部タイルを有し、少なくとも1個の半導体光源が、当該第1の端部タイルの方へと概略向かう方向で、光を光導波路へ入射させるために配置されている。この点に関して、上述の光の余剰を管理するために、第1の端部タイルは、中央タイルよりも、より低い固有の入射度をもち、及び/又は中央タイルよりも、より高い固有の出射度をもっており、これによって、相対的に均一な全体出力が、生成されることができる。「より高い」／「より低い」とは、ここでは、面積単位当たりで、より高い／より低いと、解釈されたい。
【０００９】
別の実施例では、少なくとも１枚の端部タイルは、光導波路の第2の縁部に配置された第2の端部タイルを有し、少なくとも１個の半導体光源が、第2の端部タイルから概略離れる方向で、光を光導波路に入射させるために配置されている（即ち、第2の端部タイルは、上記の第1の端部タイルと比較して、光導波路の反対側に置かれている）。この点に関して、上記の光量不足を補正するために、第2の端部タイルは、中央タイルよりも、より高い固有の入射度をもち、及び／又は中央タイルよりも、より高い固有の出射度をもち、これによって、相対的に均一な全体出力が生成されることができる。
【００１０】
上述の入射度/出射度の変化を実現するために、本発明の一実施例では、第1の端部タイルは、中央タイルよりも、より低い光源の分散密度をもつ可能性があり（すなわち、光源の分散密度は、当該光源が位置するエリアに依存して、光導波路にわたり変化される）、この結果、グレア／輝点、又は損失を生じる余剰光を減らすために、より少ない光が、自身の光源から端部タイルに誘発される。極端な場合、第1の端部タイルは、全く光源をもたなくてもよい。より少ない光源又は無光源は、第1の端部タイルを製造するのが、より安価になることを意味する。省略された光源の代わりに、第1の端部タイルにある「自由な」スペースは、他の電子部品によって占有されることができる。（光源にパワーを供給するために必要とされるかも知れない）照明装置のAC／DC変換器、照明装置の遠隔制御のための（例えば赤外線受信機、又は同等の）受信機、（非常照明のアプリケーションで有益である）照明装置のオフライン動作のためのバッテリ、
インタフェース・コンバータ等など、斯様な電子部品は、好ましくは全ての照明装置で共通である（即ち、各タイルごとに用意されるべきものではない）。第2の端部タイルに関しては、上述の、より高い固有の入射度を実現するために、中央タイルよりも高い光源の分散密度をもってもよい。光源を省略する／加える代わりに（又はこれに加えて）、照明装置は、動作の間、端部タイルの少なくとも1個の光源の明るさを選択的に制御するための手段を更に有してもよい。第1の端部タイルに対しては、動作の間、明るさが減じられることができる。極端な場合、第1の端部タイルの光源の幾つか又は全てのものが、動作の間、完全に消灯されることができる。第2の端部タイルに対しては、動作の間、明るさを増すことができる。再度、これは端部タイルに導かれる光の量が調整されることを意味し、光導波路からの、より均一な全体発光を可能にする。
【００１１】
別の実施例では、端部タイルが、中央タイルよりも、出射構造部のより高い分散密度をもってもよく、この結果、より多くの光が、中央タイルと比較して、自身の出射構造部により、端部タイルから出射されてもよい。即ち、出射構造部の配置の密度は、当該出射構造部が位置しているエリアに依存して、光導波路にわたり変化される。第1の端部タイルにおいては、より高い光の出射度は、上述の輝点／グレアを回避するために、制御された態様で余剰光を抽出するために、役に立つ。第2の端部タイルにおいては、より高い光の出射度は、上述の暗いエリアを補正する目的で、より多くの光を抽出するために、役に立つ。追加された出射構造部の代替として（又は、追加された出射構造部に加えて）、端部タイルの出射構造部は、中央タイルの出射能力よりも、より高い出射能力をもってもよい。より高い出射能力は、例えば、より大きな反射面積をもつ、傾けられた反射器によって実現されることができ、又は、より高い反射率をもつ反射型の出射構造部の使用によって実現されることができる。
【００１２】
好ましくは、本発明のタイル状の照明装置で使われる少なくとも１個の半導体光源は、複数の発光ダイオード（LED）を有する。LEDは長寿命で、低い動作電圧をもち、作動時は瞬時に点灯される等の特徴をもつ。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、
-    複数のタイルを有するタイル状の光導波路と、
-    光を光導波路へと入射させるために配置された少なくとも１個の半導体光源と、
-    光を光導波路から出射させるために配置された出射構造部と、を有するタイル状の照明装置が供され、タイルの光の固有の入射度及び／又は出射度は、タイルが位置する光導波路があるエリアに依存して、光導波路にわたり変化される。この態様は、これまでに述べられた本発明の態様と同様の長所等を呈する。
【００１４】
本発明のこれらの態様及び他の態様は、現時点で、本発明の好ましい実施例を示している添付の図面を参照して、ここで更に詳細に説明されることであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例による、タイル状の照明装置の概観的な平面図である。
【図２】図1の照明装置のタイルの概観的な横断面である。
【図３】本発明の別の実施例による、タイル状の照明装置の一部の概観的な平面図である。
【図４】本発明の別の実施例による、タイル状の照明装置の概観的な平面図である。
【図５】本発明の別の実施例による、タイル状の照明装置の概観的な平面図である。
【図６】本発明の別の実施例による、タイル状の照明装置の概観的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図1は、本発明によるタイル状の照明装置10を例示している。タイル状の照明装置10は、概して12として示されている複数のモジュール又はタイルの集合である。タイル12の数及びサイズに応じて、また、これらタイルがどのように配置されるかに応じて、照明装置10は実質的にどのようなサイズ及び形状ももつことができ、固定されたサイズ及び形状をもつ普通の照明に比べて、より用途が広くなる。例えば、当該照明装置10は、特定のエリアをカバーするため、又は特定の空間に適合させるために、カスタマイズされることができる。図1では、例示的なタイル状の照明装置10が4x4個のタイル12で作られ、全てのタイルは基本的に同一のサイズ及び形状をもっている。
【００１７】
図1の照明装置10の各タイル12は、正方形で、透明若しくは半透明のサブ導光板14を有する。矩形のタイルなど、他の形が用いられることも可能で、照明装置のすべてのタイルが同じ形及びサイズである必要はない。透明若しくは半透明のサブ導光板14は、ガラス又はプラスチックで作られてもよい。
【００１８】
複数のタイル12が、全体として導光板16を形成するために、概して並んで配置される。この目的のために、隣接するタイルは、好ましくは光学的に結合又は位置合わせされ、この結果、1枚のタイルからの光が、最小の光損失で次のタイルに入ることができる。
【００１９】
更に、図1の照明装置内の各タイル12は、側面照射型の半導体光源18、及び出射構造部20を有する。光源18は、例えば、無機ベースのLED、有機ベースのLED（OLED及びポリマーLED）、及びレーザーダイオードなどの発光ダイオード（LED）である。照明装置10の通常の着想は、LED 18を用いて光を導光板16へと導き、当該光が導光板16内で混合されるのを可能にすることであり、次に、照明するために、出射構造部20を用いて、光を導光板16から垂直に抽出することである。（タイル12内の他のどのような電子部品とも同様に、）LED 18を制御し、駆動するために、各タイル12は、自身を他のタイル12等に直接、又は例えば下に置かれた印刷回路基板（PCB）（図示せず）を介して接続するために、電気コネクタ（図示せず）をもっている。
【００２０】
図1の照明装置10の例示的なタイル12の横断面が、図2に示されており、各々の出射構造部20は、導光板16の平面に対して約45度に配置されている反射器である。動作中、（例示的な光線トレース22cによって表されている）他のタイル内のLEDからの光同様、（例示的な光線トレース22a、22bによって表されている）例示的なタイル内のLED 18からの光は、出射構造部20によって反射され、これによって、光は導光板16の水平面と基本的に直角を成す方向に、導光板16から出射される。導光板16の通常の角度に対して、かなり大きな角度で導光板16の上面又は下面にぶつかる、導光板16内の如何なる光（例えば光線-トレース22b）も、全反射（TIR）に起因して概して外へ出射されることはなく、代わりに、更なる光の混合のために導光板16内へと戻されるよう反射される。LED 18からの光が、適切に混合される前に導光板16を直接出ることを回避するために、光線が導光板16の水平方向と大体平行になるように、LEDからの光は好ましくはコリメートされる。
【００２１】
図1に戻り、すべてのLED 18は、導光板16の縁部26（第2の縁部）から、縁部24（第1の縁部）の方へ向かって、同じ方向を指している。LED 18は、更に概して、導光板16の面全体に千鳥形のパターンで配置され、出射構造部20は、概してLED 18の後ろに、対応する千鳥形のパターンで配置されている。この構造は、隣接するLED 18での光の吸収、又は散乱に起因する損失を回避するために有利であり、光が導光板16から出射される前の光の混合を改善するために有益である。しかしながら、以下に説明するように、不均等な光の強度が生じる可能性もある。
【００２２】
照明装置10では、光は、図1の下部から上部まで、概して一方向へ案内されている。所与のタイル12では、これは、LED 18が向いている先にある端部（リッチ端）での光の余剰を生じ、当該タイルの反対側の端（リーン端）では、光の不足を生じる場合がある。第1のタイルのリーン端の光の不足は、第1のタイルのリーン端に接続された、隣接する、第2のタイルのリッチ端から伝達される余剰光によって補正されることができる。このように、タイルの連続システムでは、光強度の変動が殆どない。しかしながら、縁部24のタイルの余剰光は、同タイルが関連した方向（上方）に隣接タイルをもたないので、上記の態様で伝達されることができず、縁部24でのタイルの全体的な光の余剰を生じ、これは順次、グレア又は輝点を生じ、照明装置10からの、あまり均一ではない光の放射を概して引き起こす場合がある。同様に、縁部26のタイルは、関連する方向（下方）に隣接タイルをもたないので、縁部26のタイルでの光の不足は補正されることができず、これは縁部24でのタイルの光の全体的な不足を結果として生じる。
【００２３】
この点に関して、本発明は、上述のグレア、輝点、及び暗い縁部を回避し、照明装置10から光の均一で全体的な放射を生じさせるために、縁部24、及び縁部26に位置するタイルから抽出された、及び同タイルへ入り込む光の量を調整するための手段を提案する。
【００２４】
図1では、これは、縁部24に続くタイル、即ち入射光の方向にある端部タイルにおいて、より低い分散密度のLED 18によって、即ち、より少ない数のLED 18をもつことによって実現される。これらのタイルは、（第1の）端部タイル12aと呼ばれる。これに加えて、（第2の）端部タイル12cと呼ばれる、縁部26の隣にあるタイルは、より高い分散密度のLED 18、即ち、追加のLED 18をもつ。残りのタイルは、導光板16の中央部に配置された中央タイル12bと呼ばれる。
【００２５】
各端部タイル12aの、各中央タイル12bよりも少ない数のLED 18は、より少量の光がタイル12aにもたらされることを意味し、これは、中央タイル12bから生じている光の上述の余剰を補正し、結果として、上述のグレア及び輝点を生じさせる光の余剰がより少ないか、又は無い。より多数のLED 18が端部タイル12aで省略されるほど、より多くの余剰光が補正されることができる。図3にて図示したように、一実施例では、すべてのLED 18が端部タイル12aから省略されることができる。
【００２６】
少数のLED 18の場合、又はLED 18が無い場合、図1及び図3に示すように、端部タイル12aの「自由」スペースは、他の電子部品28が収容されることができる。当該電子部品28は、例えば（複数のLED 18にパワーを供給するために必要とされる可能性がある）AC／DCコンバータ、照明装置10の遠隔制御のための受信機（例えば赤外線受信機、又は同等のもの）、照明装置10の（非常照明のアプリケーションで有益な）オフライン動作用のバッテリ、インタフェース・コンバータ、などでもよい。
【００２７】
他方、各中央タイル12bでよりも、各端部タイル12cでより多く追加されたLED 18は、より多くの光がタイル12cにもたらされることを意味し、これは、上述の光の不足を補正することができ、結果として、端部タイル12cでの光出力が、相対的に均一な全体照明を生じさせるために、中央タイル12b（及び端部タイル12a）の光出力と調和することができる。
【００２８】
図1及び図3の実施例のような、LED 18の省略／追加の代替案として（又は、これに加えて）、図4に概観的に例示されるように、端部タイル12a及び12cの光の何らかの余剰／不足を補正するために、照明装置10の動作の間、端部タイルのLED 18の明るさが調整されてもよい。端部タイル12aでは、幾つかのLED 18は完全に消灯されることさえでき（図4の最上列）、同時に、他のLEDは薄暗くされる（図4の上からの2番目の行）。より多くの光の余剰が、明るさをより減じることよって、又はより多数のLED 18を消灯することによって、補正されることができる。他方、より多くの光が不足する場合は、より大きく明るさを増大させることにより補正されることができる。この実施例は、同様の構造を持っているタイルが、照明装置の全体にわたってすべて使われることができるので、有益であるが、しかし、他方、LEDの明るさを調整するために、より複雑な制御ユニット（図示せず）を必要とする。
【００２９】
本発明の別の実施例が、図5に例示されている。ここでは、追加された出射構造部20が、端部タイル中の、入射光の経路に設けられ、出射構造部20の、より高い密度が、中央タイル12bよりも端部タイル12aで生じる。端部タイル12a内に追加された出射構造部20は、上述の輝点／グレアを回避するために、制御された態様で余剰光を抽出するのに役に立つ。端部タイル12a内に追加されたより多数の出射構造部20は、前記端部タイル12a内での、より多くの追加光を実現する。図5の追加された出射構造部20の代替案として（又は、これに加えて）、図6に例示したように、他の出射構造部20よりも、より高い出射能力をもつ出射構造部20aが、端部タイル12aで使われることができる。このために、出射構造部20aは、出射構造部20よりも、より大きな反射エリアをもつ可能性がある。例えば、基本的に縁部24の全長に沿って延在する、単一の出射構造部が使用されることがあり得る（図示せず）。これに加えて、又は代替的に、端部タイル12aでの出射構造部の反射率が、端部タイルからの光の出力を強化するために、増されることがあり得る。
【００３０】
同様に、図5及び図6では、上記の暗い縁部、又は出力不足を補正するために、より多くの光を抽出する目的で、より高い密度の出射構造部、及び／又はより効率の良い出射構造部が、第2の端部タイル12cに対して（オプションで、上述の追加の入射構造部と組み合わせて）行使されることができる。
【００３１】
上で説明された実施例に関して、これらの実施例がさまざまな態様で組み合わせられる、又は分割されることができる点に留意する必要がある。例えば、端部タイルが、中央タイルと比較して、より少数のLED、及び出射構造部の、より多数の配置の両方をもつタイル状の照明装置が想定される。同様に、端部タイル12aをもつが、しかし端部タイル12cが無い（及びその逆）、タイル状の照明装置が想定される。
【００３２】
更に、LED及び出射構造部の他の配置が、照明装置で用いられることができ、出射構造部は、他の構造をもつことができる。当該出射構造部は、例えば楔、溝、凹部、点在する部品、又は同等物として、具体化されることができる。
【００３３】
また、上記の教示は、非タイル状の照明装置においても、行使されることができる。斯様な照明装置は、
-    中央部、及び外側の縁部分を含む光導波路と、
-    基本的に縁部の方へ向かって一方向に、光を入射するための複数の半導体光源と、
-    光を光導波路から出射させるための、複数の出射構造部と、を有し、
当該縁部は、中央部よりも、より低い固有の光の入射度、及び／又はより高い固有の光の出射度をもつ。上記の複数の図において、中央部は中央タイル12bとして想定されることができ、外縁部分は端部タイル12aとして想定されることができる。
【００３４】
本発明によるタイル状の照明装置のアプリケーションは、オフィス照明、店舗の照明、建築照明、及び信号システム等々などの、汎用の屋内照明を含む。
【００３５】
当業者は、本発明が、上で説明された好ましい実施例に決して限定されることはないと理解する。これに反して、多くの修正及び変更が、添付の請求項の範囲で可能である。
【図１】
2010533931.tif 000003
【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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【国際調査報告】
2010533931.tif 000009
2010533931.tif 000010
2010533931.tif 000011