(57)【要約】【課題】集光レンズに近接して配置され、この集光レンズで集光した光を集光レンズに近接して配置した受光器で受光し、光パワーを測定する光パワーメータ用受光器において、集光レンズとの対向間隙が変化しても光パワーの測定値が大きく変化しない光パワーメータ用受光器を提供する。【解決手段】受光素子の受光面に拡散板を積層して構成される光パワーメータ用受光器において、拡散板の被測定光の到来側の面に光減衰膜を被着し、拡散板の内部で散乱した散乱光が拡散板から被測定光の到来方向に出射されることを阻止する構造とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定光の光束の断面積より大きい面積の受光面を有し、この受光面に拡散板を積層して構成される光パワーメータ用受光器において、
上記拡散板の表面に光減衰膜を被着形成した構造としたことを特徴とする光パワーメータ用受光器。
【請求項２】
請求項１記載の光パワーメータ用受光器において、上記拡散板は一方の面に拡散板の中央位置から周辺に向って漸次厚みが薄くなる傾斜面を具備した構造としたことを特徴とする光パワーメータ用受光器。
【請求項３】
グリップ部と、このグリップ部から突出した平帯状の延長板と、この平帯状の延長板の先端に装着され拡散板とこの拡散板が受光面に積層された受光素子とによって構成される受光器とを具備して構成される光パワーメータ用センサ部において、
上記受光器を構成する上記拡散板は一方の面に拡散板のほぼ中央部分から周辺部に向って厚みが漸次薄くなる傾斜面が形成され、更に、この傾斜面が形成された面とは反対側の平坦面に光の透過を減衰させる光減衰膜が被着され、これら傾斜面と光減衰膜が被着された拡散板と受光素子とを積層した受光器をセンサヘッドに格納し、このセンサヘッドを上記延長板の先端に着脱自在に装着し、取外し時に上記受光器を光パワーメータに接続するためのリード線が上記延長板の内部から引き出され、上記受光器を上記延長板から離れた位置に配置できる構造としたことを特徴とする光パワーメータ用センサ部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は被測定光の強度を測定する光パワーメータに用いる光パワーメータ用受光器、及びこの受光器を用いて構成した光パワーメータ用センサ部に関し、特に被測定光を集束する集光レンズとの距離の変化によって測定値が変動する量を低減し、更に、被測定光の受光位置の変化に対する測定値の変動を抑え、広い面積で適正な誤差範囲の測定値を得ることができる光パワーメータの受光器と、これらの改善された特性を持つ受光器を着脱自在に備えた光パワーメータ用センサ部を提供しようとするものである。
【背景技術】
【０００２】
図１０に一般的な光パワーメータの構成の一例を示す。図中１０は光パワーメータ用センサ部、２０は光パワーメータ本体を示す。光パワーメータ用センサ部１０は平帯状の延長板１１と、グリップ部１２と、延長板１１の先端部分に埋め込んだ光パワーメータ用受光器１３（以下では必要のない限り単に受光器と称す）とによって構成される。延長板１１にはスライド自在に遮光カバー１１Ａが設けられ、この遮光カバー１１Ａによって受光器１３を覆い、遮光状態にすることができる構造とされている。
光パワーメータ本体２０は表示器２１を具備し、この表示器２１に光パワーメータ用センサ部１０の受光器１３に受光した被測定光の光パワー値をデジタルで表示する。
【０００３】
図１１に受光器１３の構造を拡大して示す。図中１は基板、２はフォトダイオードのような受光素子、３はこの受光素子２の受光面に被せた拡散板を示す。
受光素子２は被測定光４の光束の断面積より充分大きい受光面積（例えば１０×１０ｍｍ＝１００ｍｍ２）を具備する。受光素子２の受光面積を大きい面積に選定する理由は、
１，被測定光４を受光器１３に受光させる位置合わせを容易に行わせるため。
２，集束された強い光を拡散板３で可及的に広い面積に拡散させ、受光素子２に拡散
した光を受光させる。
理由２を補足する。被測定光は一般にディスクドライブ装置等の読み取り用の光源或は書き込み用の光源の光である場合が多い。これらの光は集光レンズで集光され、集光された焦点位置の光パワーを測定することが要求される。
【０００４】
集光された光を直接受光素子２に受光させると、局所的に微小な範囲で強い光が光電変換面に与えられるため、その受光位置の光電変換特性は簡単に飽和域に達し正確な光パワーの測定は不能である。
このため、集光された光を拡散板３で可及的に広い面積に拡散し、広い面積に拡散した光を受光素子２で光電変換すれば光電変換特性の飽和の影響を除去することができる。
このような理由から従来より拡散板３が設けられている。拡散板３は一般にオパールガラス等と呼ばれている白色ガラス或いはセラミック等が用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような理由により、従来から光パワーメータ用受光器には受光素子の受光面に拡散板が積層されているが、この拡散板の存在によって以下のような不都合が発生する。
つまり、利用者の測定条件として各種メディア（ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ，ＭＯ等）のディスクドライブの光源の光パワーを測定するような場合、受光器１３の受光面（拡散板３の表面）に集光レンズが接近して配置され、この集光レンズで集光した光のパワーを測定するような場合が多い。
図１２にその様子を示す。被測定光４は集光レンズ５で集光され、拡散板３の表面に集束される。集光レンズ５の表面と拡散板３の表面との間は０．１〜１．０ｍｍ程度である場合が多い。
【０００６】
このような測定条件で光パワーを測定した場合に、受光器１３の位置が集光レンズ５との対向方向の距離Ｔが変動すると、測定値が変化する現象が見られる。この現象の発生メカニズムを図１３を用いて説明する。
拡散板３に侵入した光は拡散板３の内部で拡散され散乱した光の一部は拡散板３の上面から外部に出射される。上向に出射された散乱光は集光レンズ５の表面で反射し、再び拡散板３に向って到来する。図１３に示す６は集光レンズ５の表面で反射して拡散板３に向って到来する反射光を示す。
【０００７】
反射光６は拡散板３に入射するものと、拡散板３の外に向うものとに分けられるが、受光器１３の位置が上下に変動すると、拡散板３に入射する反射光６の量と、拡散板３の外側に外れる反射光６量の比が変動し、この変動によって測定値が変動するものと考えられる。
図１４に距離Ｔを変化させた場合に測定値が変化する様子を示す。図１４に示す曲線Ａは従来の測定結果を示す。曲線Ａから明らかなように距離Ｔが大きくなるに従って、光パワーの測定値が漸次減少する方向に変化する様子が表われている。
【０００８】
この現象の存在により、被測定対象物を大量に測定する場合は常に集光レンズ５の表面からの距離Ｔが一定となるように揃えて測定しなければならなくなり、均一な条件で測定するのがむずかしい欠点がある。また測定結果の信頼性も低い欠点がある。
一方、拡散板３の存在により更に他の不都も発生する。つまり、被測定光４を拡散板３のほぼ中央位置で受光した場合は正確な光パワーの測定値を表示するが、拡散板３の周辺部分で受光した場合は正規の光パワーの値より低目の値が表示される傾向がある。
図１６に示す曲線Ａでその測定結果を示す。この測定は図１５に示すように光パワーメータ用受光器１３を構成する拡散板３の板面上に被測定光４を集光レンズ５により集束させ、その集束点を拡散板３上でＸ方向に移動させ、各移動位置毎に光パワーを測定した結果を示す。この測定結果に表われるように、光パワーメータ用受光器１３の受光面の端部Ｘ１とＸ２で測定値が大きく低下することが解る。
【０００９】
この現象は拡散板３の内部で拡散した光が拡散板３の端面から洩れ出るためと考えられる。拡散板３の内部で拡散した光が拡散板３の端面から洩れる量は受光位置が端面に近づく程、光パワーの測定値の低下は著しくなる。この結果、従来は適正な誤差の範囲で測定できる受光面積は小さい範囲に制限されている。
この発明の目的は受光器と集光レンズとが接近して配置される条件であっても、受光器と集光レンズとの間の距離の変化に対して測定値の変化を小さくすることができる光パワーメータ用受光器及び適正な誤差の範囲で測定できる受光面積を拡張した特性を持つ光パワーメータ用受光器と、この受光器を利用した光パワーメータ用センサ部とを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の請求項１では被測定光の光束の断面積より大きい面積の受光面を有し、この受光面に拡散板を積層して構成される光パワーメータ用受光器において、上記拡散板の表面に光減衰膜を被着形成した構造とした光パワーメータ用受光器を提案する。
この発明の請求項２では請求項１記載の光パワーメータ用受光器において、上記拡散板は一方の面に拡散板の中央位置から周辺に向って漸次厚みを薄くなる傾斜面を具備した構造とした光パワーメータ用受光器。
この発明の請求項３ではグリップ部と、このグリップ部から突出した平帯状の延長板と、この平帯状の延長板の先端に装着された拡散板とこの拡散板が受光面に積層された受光素子とによって構成される受光器とを具備して構成される光パワーメータ用センサ部において、受光器を構成する拡散板は一方の面に拡散板のほぼ中央部分から周辺部に向って厚みが漸次薄くなる傾斜面が形成され、更に、この傾斜面が形成された面とは反対側の平坦面に光の透過を減衰させる光減衰膜が被着され、これら傾斜面と光減衰膜が被着された拡散板と受光素子とを積層した受光器をセンサヘッドに格納し、このセンサヘッドを延長板の先端に着脱自在に装着し、取外し時に受光器を光パワーメータに接続するためのリード線が延長板の内部から引き出され、受光器を延長板から離れた位置に配置できる構造とした光パワーメータ用センサ部を提案する。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の請求項１によれば拡散板の表面に光の透過を減衰させる光減衰膜を被着形成したから、この光減衰膜の存在により拡散板から集光レンズに向う散乱光の量を減らすことができる。この結果、集光レンズで反射した反射光が拡散板に再到来する量を減らすことができるため、受光器の位置が変動しても拡散板に入射する反射光の量の変化を抑えることができ、この結果、測定値の変動を抑えることができる効果が得られる。
この発明の請求項２によれば拡散板に厚みの傾斜を持たせたから、この厚みの傾斜によって透過光の光量を周辺部に向うに従って漸次増加させることができる。この結果、拡散板の存在で発生する周辺部における光量の低下が抑えられ、適正な測定値が得られる受光位置の面積を拡張することができる。
【００１２】
この発明の請求項３によれば請求項１と２で提案した受光器を延長板の先端に着脱自在に装着した光パワーメータセンサ部を提供するから、この光パワーメータセンサ部によれば利用者は延長板から受光器を取り外し、取り外した受光器を測定対象とする装置に直接又はアタッチメント等を介して組み込むことができる。組込む際に受光器の受光特性が請求項１と２で提案する構成によって改善されているから、受光器の組込位置に多少ずれがあっても正しい光パワーの測定を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
拡散板を通じて受光素子に被測定光を受光させ、被測定光の光パワーに対応した電気信号を出力する光パワーメータ用受光器において、拡散板の表面（被測定光の到来方向の面）に金属薄膜で構成される光減衰膜を形成する。
拡散板は平板形状でもよいが、望ましくは一方の面に拡散板のほぼ中央位置から周辺に向って漸次厚みを薄くする傾斜面を形成するとよい。傾斜面を形成した場合は、この傾斜面を受光素子の受光面と対向させ、平坦面を被測定光の到来方向に向けて配置し、この平坦面に光減衰膜を被着形成すればよい。
【００１４】
このように形成された受光器をセンサヘッドに格納し、このセンサヘッドを延長板に着脱自在に装着する。センサヘッドにはリード線が接続され、このリード線を通じて受光器が光パワーメータ本体に電気的に接続される。リード線は延長板に設けたリード線格納部に格納しておく。センサヘッドを延長板から取り外した場合は、リード線をリード線格納部から引き出し、リード線の延長可能な範囲で任意の位置にセンサヘッドを装着して光パワーの測定に供する。
【実施例１】
【００１５】
図１にこの発明の請求光１で提案した光パワーメータ用受光器の一実施例を示す。図１１と対応する部分には同一符号を付し、その重複説明は省略するが、この実施例では平面形状の拡散板３の上面（被測定光４の到来方向の面）に一般にＮＤ膜等と呼ばれている光減衰膜７を被着した場合を示す。被着の方法としては蒸着或はスパッタリングなどが用いられる。
拡散板３の表面に光減衰膜７を被着することにより、被測定光４が拡散板３に入射し、拡散板３の内部で散乱し、その散乱光の一部が被測定光４の到来方向に出射しようとすると、その散乱光は光減衰膜７で減衰され、出射光量が抑えられる。従って被測定光４の到来方向に接近して集光レンズ５（図１２参照）が配置されていても、拡散板３から出射する散乱光の光量が抑えられるため、集光レンズ５からの反射光の到来量は更に抑えられる。従って、この発明による受光器によれば図１２で説明した測定条件下で距離Ｔが変化しても、光パワー測定値が大きく変動する現象は除去される。図１４に示す曲線Ｂはその特性を示す。この曲線Ｂから明らかなように、従来の特性（曲線Ａ）より距離Ｔの変化に対する光パワーの変化量が小さい値に改善されていることが理解できる。
【実施例２】
【００１６】
図２にこの発明の第２の実施例を示す。この実施例では拡散板３の一方の面に拡散板３のほぼ中央位置から周辺に向って漸次厚みが薄くなる傾斜面３Ａを付した場合を示す。具体的には曲率半径が１０〜１５ｍｍ程度の球面とされ、周辺に向う程拡散板３を透過する光の量が大きくなる透過特性が与えられる。
傾斜面３Ａを形成した面を受光素子２の受光面に向け、平坦面を被測定光４の到来方向に向けて拡散板３を配置し、平坦面に光減衰膜７を被着する。
図２に示した複合構造とした場合には、集光レンズ５（図１２参照）との対向距離Ｔが変化しても光パワーの測定値が大きく変化せず、然も拡散板３の周辺部に被測定光４が入射し、拡散板３内の散乱光が拡散板３の端面から外部に洩れて光パワーの測定値が低下する現象も改善される。
【００１７】
つまり、拡散板３の周辺に被測定光４が入射した場合は、拡散板３に付した傾斜面３Ａにより、周辺に近づく程透過光量が増加して散乱光の低下を補うから、正常に測定できる受光面積を拡げることができる効果も得られる。
【実施例３】
【００１８】
図３にこの発明の第３の実施例を示す。この実施例では拡散板３に肉厚部３Ｂを設け、この肉厚部３Ｂの厚みを適当に選択して被測定光４の強度を適正値に減衰させて受光素子に受光させるように構成した場合を示す。
この実施例でも拡散板３の平坦面に光減衰膜７を被着し、この光減衰膜７で拡散板３から外部に出射する散乱光の光量を抑えると共に、拡散板３に付した傾斜面３Ａにより、拡散板３の周辺部における測定値の低下現象を補正することができる。然も拡散板３の肉厚部３Ｂの肉厚を適宜に選択することにより光の強度を適正値に減衰させることができるため、測定レンジの広い光パワーメータを得ることができる。
【実施例４】
【００１９】
図４はこの発明の第４の実施例を示す。この実施例でも拡散板３の上面に光減衰膜７を被着すると共に拡散板３の一方の面に形成する球面の頂点に平坦面３Ｃを形成した場合を示す。この平坦面３Ｃの形成面積（切削量）を適宜に選定することにより拡散板３の中央部分の光の透過率をわずかに調整し、適正な透過率に設定する作業を容易に行うことができる。
【実施例５】
【００２０】
図５はこの発明の第５の実施例を示す。この実施例では図３に示した実施例と図４に示した実施例を組合せた実施例を示す。この組合せにより、光減衰膜７の存在で得られる作用効果に加えて、強い光の測定が可能になる利点と、その強い光の測定レンジで拡散板３の中央部分の光の透過量を最適値に設定することが容易にできる利点とが得られる。
【実施例６】
【００２１】
図６はこの発明の請求項３で提案した光パワーメータ用センサ部１０の実施例を示す。光パワーメータ用センサ部１０は図１０で説明したように、平帯状の延長板１１と、この延長板１１の一端側に形成されたグリップ部１２と、受光器１３とによって構成される。
この発明による光パワーメータ用センサ部１０は受光器１３をセンサヘッド１４に格納し、このセンサヘッド１４を延長板１１の先端に着脱自在に装着した構造とした点と、センサヘッド１４に格納する受光器１３は拡散板３と受光素子２とを積層して構成されるが、この発明では少なくとも拡散板３の上面側に光減衰膜７を被着した構造を提案する。更に望ましくは拡散板３に図２乃至図５に示した実施例の構造と同様に一方の面に拡散板３のほぼ中央位置に頂点を持つ球状の厚みの傾斜面を具備した拡散板とした点を特徴とするものである。
【００２２】
図６に示す実施例ではセンサヘッド１４をビス１６で延長板１１の先端部分に着脱自在に装着した例を示す。
センサヘッド１４の内部に格納した受光器１３はリード線１７でグリップ部１２に内蔵した配線基板に電気的に接続される。リード線１７は延長板１１に形成された空間部分に押し込まれて格納されており、センサヘッド１４を延長板１１から取り外した際にはリード線１７を延長板１１の空間部分から引き出し、受光器１３を延長板１１から離れた任意の位置に配置できるように構成する。
【００２３】
このように構成することにより、利用者の使い勝手を飛躍的に向上させることができる利点が得られる。つまり、受光器１３を利用者が測定対象とする装置等に組込むことができるようになる。その一例を図７に示す。図７では受光器１３に格納したセンサヘッド１４をアタッチメント１８に装着した例を示す。アタッチメント１８は例えばＣＤ−ＲＯＭのドライブ装置、ＤＶＤのドライブ装置等の各種のメディアのドライブ装置のメディア押入スロットに挿入できる形状とし、アタッチメント１８をメディア挿入スロットに挿入すると受光器１３がこれらのドライブ装置に設けられている光源の光を受光する位置に配置されるようにアタッチメント１８への取付位置を設定する。
【００２４】
このように受光器１３をアタッチメント１８に装着することにより各種メディアのドライブ装置の光源の光パワーを測定する操作を自動化することができる。つまり、従来は人手によって延長板１１をドライブ装置のメディア挿入スロットに挿入し、目視で延長板１１をドライブ装置のメディア挿入スロットに挿入し、目視で延長板１１の先端に装着した受光器１３に被測定光を受光させる操作を行って光パワーの測定を行っていたが、図６に示したアタッチメント１８を利用できることによりアタッチメント１８をメディア挿入スロットに差し込む操作だけでドライブ装置の光源の光パワーを測定できることになる。
【００２５】
更に、この発明によればアタッチメント１８に受光器１３を装着し、各種メディアのドライブ装置のメディア挿入スロットに差し込んで光パワーを測定する場合、受光器１３に装着した拡散板３の上面に光減衰膜７を被着した構造と、一方の面に球面状の厚みの傾斜面を付し、この傾斜面によって光の透過量を周辺に向う程大きくするようにした光量の補正を施した受光器を用いる構成とするから、アタッチメント１８のドライブ装置への装着位置が多少ずれてもこの発明に用いる受光器１３はドライブ装置に備えられている集光レンズ５（図１２参照）に近接して配置され、その対向間隙Ｔ（図１２参照）が変化しても、その対向間隙Ｔの変化に対して光パワーの測定値が大きく変動しない特性に補正されており、更に適正な測定結果が得られる受光面積が拡げられていることから、適正な受光範囲で受光する率を高めることができる。
【００２６】
つまり、この発明による受光器１３の受光特性によりアタッチメント１８を利用して各種メディアのドライブ装置の光パワー測定が可能となり、受光器１３の受光特性の改善と、受光器１３を延長板１１から取外し可能とした構造との組合せで得られる作用効果は大きい。尚、図７に示すアタッチメント１８を各種メディアのドライブ装置へのアタッチメントとした場合を説明したが、その他の光学機器に装着するアタッチメントも適用することができる。
【実施例７】
【００２７】
図８にこの発明の光パワーメータ用センサ部１０の他の実施例を示す。図８に示す実施例では受光器１３を格納したセンサヘッド１４にピン１４Ａを突設し、このピン１４Ａを延長板１１の端面に形成した孔１４Ｂに係合させ、ピン１４Ａの抜き差しによってセンサヘッド１４を延長板１１に着脱する構造とした場合を示す。この場合もリード線１７は延長板１１内に収納されており、センサヘッド１４を延長板１１から取り外した場合はリード線１７を引き出してセンサヘッド１４を任意の位置に装着できる点は図６に示した実施例と同様である。
【実施例８】
【００２８】
図９に更に他の実施例を示す。図９に示す実施例では延長板１１の先端部分に開閉蓋１９で閉じた空間内にセンサヘッド１４を格納する構造とした場合を示す。開閉蓋１９を例えばバネ等により閉状態に弾性的に偏倚させることにより、センサヘッド１４の格納状態を維持させることができる。弾性的な閉止力に抗して開閉蓋１９を開くことによりセンサヘッド１４を取り出すことができ、リード線１７の延長が許される範囲で任意の位置にセンサヘッド１４を装着することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
この発明による光パワーメータ用受光器及び光パワーメータ用センサ部は共に各種の光源の光パワーを測定する光パワーメータに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明による光パワーメータ用受光器の一実施例を説明するための拡大側面図。
【図２】この発明による光パワーメータ用受光器の他の実施例を説明するための拡大側面図。
【図３】この発明による光パワーメータ用受光器の更に他の実施例を説明するための拡大側面図。
【図４】この発明による光パワーメータ用受光器の更に他の実施例を説明するための拡大側面図。
【図５】この発明による光パワーメータ用受光器の更に他の実施例を説明するための拡大側面図。
【図６】この発明による光パワーメータ用センサ部の一実施例を説明するための斜視図。
【図７】この発明による光パワーメータ用センサ部の応用例を説明するための斜視図。
【図８】この発明による光パワーメータ用センサ部の他の実施例を説明するための斜視図。
【図９】この発明による光パワーメータ用センサ部の更に他の実施例を説明するための斜視図。
【図１０】従来の光パワーメータの概要を説明するための斜視図。
【図１１】従来の光パワーメータ用受光器の構造を説明するための拡大側面図。
【図１２】図１１に示した光パワーメータ用受光器の実用状態の一例を説明するための側面図。
【図１３】図１２を用いて説明した実用状態で発生する不都合を説明するための側面図。
【図１４】図１３を用いて説明した不都合と、この発明で改善された特性を説明するためのグラフ。
【図１５】光パワーメータ用受光器で発生する他の不都合を説明するための斜視図。
【図１６】図１５で説明した不都合と、この発明によって改善された特性を比較して示すグラフ。
【符号の説明】
【００３１】
１０      光パワーメータ用センサ部        １４    センサヘッド
１１      延長板                          １６    ビス
１２      グリップ部                      １７    リード線
１３Ａ    厚み部                          １８    アタッチメント
１３Ｂ    平坦面                          １９    開閉蓋
１        基板                            ２０    光パワーメータ本体
２        受光素子                        ２１    表示器
３        拡散板
４        被測定光
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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