(57)【要約】【課題】透過又は反射された光が方向性をもって回折され広く拡散された状態で均一に明るく照らすことができるプリズムディフューザを提供すること。【解決手段】本発明は光が透過又は反射されるガラスや透明合成樹脂材質のフィルム又は金属板等から成る媒体の一面に光を回折させるプリズム構造と光を拡散させるディフューザ構造を組み合せ、光が方向性を有しながら広い視野角に拡散されるようにすると共に、光が２方向に回折され拡散透過されるか又は１方向に回折され拡散反射されるようにした光を回折及び拡散させるプリズムディフューザであって、光を透過又は反射させる材質から構成された媒体と、上記媒体の一面にミクロン単位の微細な凸面等がお互い連続的に広がったまま向かい合ったもの同士に一方向に向かって平行に長く形成され光を回折させる回折部材と、上記回折部材のミクロン単位より小さいミクロン単位で形成され、かつ上記回折部材の各表面に垂直及び水平方向に連続して無数に形成され、長径と短径とを有して光を拡散させる曲率を有している第１拡散部材とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を透過又は反射させる材質で構成された媒体と；
上記媒体の一面に連続的に形成され、複数のミクロン単位の微細な凸面がお互いに連続的に形成され、そして隣接する微細な凸面が向かい合って一方向に向かって平行に長く形成され、もって光を回折させる回折部材と；
上記回折部材のミクロン単位より小さいミクロン単位で形成され、そのミクロン単位は上記回折部材の各表面に垂直および水平方向に連続して無数に形成され、長径と短径とを有して光を拡散させる曲率を有している第１拡散部材；
とより成ることを特徴とする光を回折及び拡散させるプリズムディフューザ。
【請求項２】
上記回折部材は断面が三角形からなるプリズム構造であることを特徴とする請求項１記載の光を回折及び拡散させるプリズムディフューザ。
【請求項３】
上記回折部材は、断面が波形になるシリンダーレンズ部材であることを特徴とする請求項１記載の光を回折及び拡散させるプリズムディフューザ。
【請求項４】
上記第１拡散部材の長径方向が回折部材の凸の傾斜方向に向かせるように配列したことを特徴とする請求項１記載の光を回折及び拡散させるプリズムディフューザ。
【請求項５】
上記第１拡散部材の長径方向が回折部材の長さ方向と平行する方向に向かせるように配列したことを特徴とする請求項１記載の光を回折及び拡散させるプリズムディフューザ。
【請求項６】
上記第１拡散部材の表面にそれよりもっと小さい微細単位を有する第２拡散部材を複数突出されるように形成してなることを特徴とする請求項１記載の光を回折及び拡散させるプリズムディフューザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を回折および拡散させるプリズムティフューザに関し、特に、光が透過又は反射されるガラスや透明な合成樹脂材質のフィルム、又は金属板等からなる媒体の一面に光を回折させるプリズム構造と光を拡散させるディフューザ構造体とを組合せたもので、光が方向性（光が楕円形のように一方向には大きく、それと直交する方向には短く広がることを云う）を有し、広い視野角に拡散されるようにし、かつ光が２方向に回折され拡散透過されるか、又は１方向に回折され拡散反射されるようにしたプリズムディフューザに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ガラス、透明な合成樹脂のように光が透過されるガラス等の物体又は金属、鏡のように光を反射する物体は光の回折角度が小さいので、光の透過及び反射範囲が狭く、又光の透過及び反射幅が少なければ少ないほど、透過及び反射範囲は狭く明るくなり、他方、光の透過及び反射幅が広ければ広いほど、透過及び反射範囲は広く暗くなる。
したがって、光の透過及び反射範囲を広くしながら、光の明るさを強くするため、ガラス、フィルム又は金属の一面に微細な凸面すなわち凹凸構造体を形成したことが提案された。しかしながら、かかる公知技術では、凹凸構造体自体は光の屈折角度を大きくして光の透過及び反射範囲を増加させる利点があるが、その反面回折及び透過される光をより広く拡散させにくくなるばかりでなく、光の透過率を低下させ透過及び反射された光が薄暗くなるという欠点が指摘されてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記のような従来技術を鑑みて創出したもので、透過及び反射される光がその回折された領域内のみで集中的に拡散されるようにするプリズムディフューザにおいて、透過及び反射された光がある方向性をもって回折されると共に、拡散された状態で明るく照らせるようにすることに目的がある。又本発明の他の目的は光が２方向に回折、拡散され透過されるようにするか又は光が１方向に回折、拡散され、透過又は反射されるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明が上記のような目的を達成するための手段としては、
光を透過又は反射させる材質で構成された媒体と；
上記媒体にミクロン単位の微細な凸面（凹凸構造体）がお互いに連続的に上記媒体の一面に設けられ、その隣接する微細な凸面がある方向に向かって平行に長く形成されて光を回折させる回折部材と；
上記回折部材の巾及び高さよりさらに小さいミクロン単位で形成され、上記回折部材の各表面に垂直及び水平方向に連続的に形成され、長径と短径とを有して光を拡散させる曲率を有している光拡散部材とより成っている。
【０００５】
又、本発明によれば上記回折部材は断面が三角形からなるプリズム構造である。
【０００６】
さらに本発明によれば、上記回折部材は断面が波形になるシリンダ状のレンズ構造である。
【０００７】
そして本発明によれば、前記光拡散部材が、長径が回折部材の凸面の傾斜方向に向かせるように配列してある。
【０００８】
又、本発明によれば上記光拡散部材がその長径方向が回折部材の長さ方向と平行する方向に向かせるように配列してある。
【０００９】
かつ、本発明によれば上記光拡散構造の表面にそれよりもっと小さい微細単位を有する別の光拡散部材を複数突出されるように形成している。
【発明の効果】
【００１０】
上記のような本発明によれば、光が透過されるガラス、合成樹脂フィルムや光が反射される金属等に光を回折及び拡散させるミクロン単位の凸面を有する回折部材と、上記回折部材の凸面（凹凸構造体）各々に回折部材のミクロン単位より小さいミクロン単位を有する凸状の光拡散部材を形成させ、光が方向性を有したまま、より広い視野角に回折させると共に、拡散させることができるので、回折及び拡散効果を向上させることができる。又、上記光拡散構造の凸面により小さい微細単位の別の拡散部材を形成させる構造にあっては、拡散効果をより倍加させることができるので、本発明をＬＣＤ画面に適用したり、又は屋外広告板に適用した場合、少ない電力の光源でより明るく照らされることができるという利点を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施例を添付した図面に基づいて詳細に説明することにする。
図１は本発明の回折部材と拡散部材とを組み合わせた一実施例の一部拡大斜視図であり、図２は図１実施例の一部拡大断面図であり、図３乃至図５は本発明の他の一実施例を示した一部拡大断面図であり、図６は本発明の回折部材と拡散部材を組み合わせた更に他の一実施例の一部拡大斜視図であり、図７乃至図１２（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ本発明の回折部材と屈折部材とが組み合わせた媒体を用いて光の透過又は反射回折及び拡散状態と既存のプリズム板の光透過又は反射状態を比較するための図面であり、図１３は本発明の拡散部材を２重に形成した更に他の実施例の一部拡大断面図であり、図１４は本発明の一要部である拡散部材の平面図及び断面図であり、図１５（Ａ）は本発明の回折部材と拡散部材が組合わせた媒体をＬＣＤバックライトに適用した実施例であり、（Ｂ）（Ｃ）は本発明の回折部材と拡散部材とをＬＤＣバックライト自体に応用した実施例を示したものである。
【００１２】
図面中符号１は媒体を示したもので、上記媒体（１）はガラス、透明合成樹脂フィルム等のように光が透過される材質又は金属等のように光が透過されることなく光を反射させることができる材質で構成することができる。
上記媒体（１）は使用用途によって光を透過させる材質でなるもの又は光を反射させる材質でなるものから、使用用途にもっとも適当な材質の媒体を選択して使用するものである。
【００１３】
上記媒体（１）の一面にはミクロン単位を有する複数の回折部材（２）が形成されており、上記回折部材（２）各々は凸面（凹凸を形成している）が連続的に連結された状態でお互い向かい合ったもの同士すなわち隣接するものが長さ方向に平行に形成されている。
上記媒体（１）の一面に形成される回折部材（２）は断面が三角形からなるプリズム形状、又は図３乃至図５のように断面が波形になるシリンダ状レンズ形状である。
【００１４】
このプリズム形状又はシリンダ状レンズ形状に形成された回折部材（２）は図７（Ａ）に示すように光（５ａ）を２方向に回折できるか、或は図９（Ａ）に示すように光（５ａ）を１方向に回折できる。
【００１５】
本発明の特色は、上記回折部材（２）を形成する複数の凸面上に拡散構造体（拡散部材）を設けたことにある。
上記した拡散構造部材は、回折部材（２）の凸面の巾および高さより小さいある巾および高さを有する第１拡散構造部材（３）と、上記第１拡散構造部材（３）の表面により小さい微細単位で形成される小さい第２拡散構造部材（４）とに区分されるものであり、上記した第１及び第２拡散構造部材（３、４）は回折部材（２）により２方向又は１方向に回折される光が方向性と視野角を有しながら広く拡散させる作用をする。
【００１６】
このため上記した第１及び第２拡散構造部材（３、４）は図１４の図示例のように長径（Ｄ）と短径（ｄ）を有するおおむね楕円形や流線形の形状で形成することが望ましい構成であり、その他の光を拡散させることができる曲率を有する形状であれば適用可能である。
【００１７】
上記した第１及び第２拡散構造部材（３、４）は、長径方向が回折部材（２）を構成する凸面を平行する方向に向かって形成させるか、又は凸面の傾斜方向に向かってすなわちその直角方向に形成されるようにすることによって、光の方向性及び視野角を決定することになる。
【００１８】
上記で方向性とは、光が回折部材（２）と拡散構造部材（３、４）を透過又は反射されるときの光の半径と同一の半径を有する円形状に透過及び反射されることなく、透過及び反射された光が長径と短径を有する楕円形や流線形のように、いずれも一方向に長く拡散されることをいう。又視野角とは、光が方向性をもって広く拡散されながら目的物をより広く明るく照明することをいう。
【００１９】
図７（Ａ）ないし図１２（Ｂ）は本発明と公知技術との差異を説明するものであり、この本発明の媒体（１）は、光の回折部材（２）である各凸面（プリズム構造体）に組合せたものである。他方、公知技術の媒体（１ａ）は簡単な凸形状の公知のプリズム構造体（２ａ）で構成されている。
【００２０】
図７（Ａ）は、第１拡散部材（３）の長径方向が回折部材（２）である凸面の傾斜方向に向かって形成された媒体（１）に関する実施例である。この場合の光の照射方向は回折部材（２）と第１拡散部材（３）が形成された方向に光を照射すれば、光は回折部材（２）により２方向に回折されると共に、第１拡散部材（３）により一側に長くなる方向性を有して、広く拡散される視野角を有するように回折され、２方向に回折された２方向照明部分（５ａ）は第１拡散部材（３）の長径とは直交する方向に向かって上下方向に長く照らされる方向性を有し、かつ広く拡散される状態に照らされることになる。
【００２１】
図８（Ａ）は、第１拡散部材（３）の長径方向を、回折部材（２）である凸面の長さ方向に向かせるように形成した媒体（１）に関する実施例である。回折部材（２）及び第１拡散部材（３）が形成された側で光を照射すれば、回折部材（２）により光は２方向に回折されながら、第１拡散部材（３）により方向性をもって広く拡散される視野角で２方向に照明部分（５ｃ）を形成させることになる。この場合には、２方向の照明部分（５ｃ）の方向性は、第１拡散部材（３）の長径方向と直交する方向に形成され、２方向の照明部分（５ｃ）が一直線上に向かう方向性を有しながら広く拡散された状態で照らされることになる。
【００２２】
これに反し、図７（Ｂ）及び図８（Ｂ）のように公知のプリズム構造部材（２ａ）のみを形成させた媒体（１ａ）に光を照射すれば、光はプリズム構造部材（２ａ）により回折されながら２方向に回折され、２方向照明部分（５ｂ、５ｄ）を形成させる。しかしながら、その２方向の照明部分（５ｂ、５ｄ）各々は、方向性がないばかりでなく、広く拡散もされない状態で照らされることになる。
【００２３】
図９（Ａ）に示す他の実施例では、図７（Ａ）の実施例と同じ媒体（１）を用いるが、光の照射方向が凸部のない平らな平面（裏面）側である点が異なっている。この実施例では、媒体（１）の裏面側に入射された光が回折部材（２）により１方向に屈折されると共に、第１拡散部材（３）により一側に長く拡散される方向性を有して、広く拡散される視野角に回折されるものである。このように回折される１方向の照明部分（５ｅ）の方向性は第１拡散部材（３）の長径と直交する状態で回折され照らされることになる。すなわちスクリーン上に表れる照明部分（５ｅ）の長径は上下方向（図９（Ａ））である。
【００２４】
図１０（Ａ）は、図８（Ａ）のように第１拡散部材（３）の長径方向が回折部材（２）の凸面の長さ方向に向かって形成された媒体（１）の裏面側で光を照射した実施例である。媒体（１）の裏面に入射された光が回折部材（２）により１方向に回折されると共に、第１拡散部材（３）により一側に長く拡散される方向性を有し、かつ広く拡散される視野角に回折される。この際、１方向に回折されて表れる１方向の照明部分（５ｇ）の方向性は、第１拡散部材（３）の長径と直交する状態で回折され照らされることになる。
【００２５】
これに反し、図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）に示された公知のプリズム構造体（２ａ）のみで形成された媒体（１ａ）の裏面側で光を照射すれば、光はプリズム構造体（２ａ）により１方向に屈折され、１方向の照明部分（５ｆ、５ｈ）を形成させるが、その１方向の照明部分（５ｆ、５ｈ）各々は方向性がないばかりでなく、広く拡散もされない状態で照らされることになる。
【００２６】
次に、図１１（Ａ）及び図１２（Ａ）は光を反射する媒体（１）の反射面に回折部材（２）と第１拡散部材（３）を形成させる場合に、第１拡散部材（３）の長径方向を回折部材（２）である凸面の傾斜方向に形成させた実施例（図１１（Ａ））と、凸面の長さ方向と平行する方向に形成させた実施例（図１２（Ａ））に区分したものである。これら両実施例は回折部材（２）と第１拡散部材（３）が形成されている側面方向で光を照射すれば、光は回折構造により１方向に回折され、かつ方向性と視野角を有する１方向の照明部分（５ｉ、５ｍ）に回折される。この際の１方向の照明部分（５ｉ、５ｍ）の各々は第１の拡散部材（３）の長径と直交する方向に向かう方向性を有しかつ広く拡散する視野角に回折されて示される。
【００２７】
これに反して、図１１（Ｂ）及び図１２（Ｂ）は、光を反射する媒体（１ａ）の反射面にプリズム構造体（２ａ）のみを形成させたものである。これはプリズム構造体（２ａ）の側方で照射される光を１方向に屈折させているが、これによって屈折されて表示される１方向の照明部分（５ｊ、５ｎ）は方向性がなく、かつ広く拡散されない。
【００２８】
次に、図１３に示された実施例は回折部材（２）である凸面に縦、横に形成される第１拡散部材（３）の各々の表面に第１拡散部材（３）よりもっと小さい微細単位を有する第２拡散部材（４）を複数形成させて媒体（１）を構成したものである。このように第１拡散部材（３）の各々の表面に連続して複数形成された第２拡散部材（４）は第１拡散部材（３）で構成される光を更にもう一度拡散させる作用をする。
【００２９】
上記のような本発明の媒体（１）を用いて、ノートブック式コンピュータの照明として、ＬＣＤバックライトに適用した実施例と、公知のＬＣＤバックライトセット構造体を比較して説明すれば次の通りである。
【００３０】
第１に公知のバックライトセットに関し説明すれば、図１６（Ａ）はライトガイド（１０１）の構造を示したものである。上記ライトガイド（１０１）の側面に設置された光源（１０２）で光を照射すれば、その照射された光は反射板（１０３）の反対方向に屈折される。この際の屈折方向は矢印方向の外方に向かうことになり、上記ライトガイド（１０１）の表面に設置されるＬＣＤ画面を明るく照明することができなくなる。したがって、図１６（Ｂ）のようにライトガイド（１０１）上にプリズム板（１０４）を設け、その上下面に上下部ディフューザ板（１０５、１０６）を結合する構造であるために、このようなバックライトセット構造（１００）の構成では、光源（１０２）で照射される光が、ライトガイド（１０１）で屈折された後、下部ディフューザ板（１０６）とプリズム板（１０４）と上部ディフューザ板（１０５）とにより矢印方向のように垂直上に回折されるようになる。このようにＬＣＤ画面を照明するようにしているので、これはバックライトセット構造（１００）がライトガイド（１０１）とプリズム板（１０４）と、上、下部ディフューザ板（１０５、１０６）とが多重構造に組み立てられているので、構造が複雑であり、かつ厚さが厚くなる欠点がある。さらに明るさが中心かつ縁部に向かってかなり低下し、したがってコンピュータの画面の明瞭さが不均一となる。
【００３１】
しかるに、本発明は図１５（Ａ）に示したように、一表面上に回折部材（２）と第１拡散部材（３）及び第２拡散部材（４）が形成された単一の媒体（１）を、反射板（１１）が設置されたライトガイド（１０）の表面に設置する構造である。この実施例ではライトガイド（１０）の側面に設置された光源（１２）から照射される光を、媒体（１）表面に向かって回折及び拡散させることができ、又第１及び第２拡散部材（３、４）の長径方向を回折部材（２）である凸面の傾斜方向や長さ方向又はその他の方向に向かせるようにすることができ、このようにすることでライトガイド（１０）で屈折された光を所望する方向に回折及び拡散させることができるばかりでなく、光を均一に照射できるという特色を用いてＬＣＤの画面をより鮮明に照明することができる。
【００３２】
そして本発明の回折部材（２）と第１及び第２拡散部材（３、４）を図１５（Ｂ），（Ｃ）の図示例のようにライトガイド（１０）の表面又は底面に形成させることができる。このようにライトガイド（１０）の表面又は底面に回折部材と拡散部材を直接適用した場合にもライトガイド（１０）の側方で照射される光を所望する方向に回折させると共に広く拡散させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
ノートブックパソコンの画面、各種の表示広告板等の光を照射するものに広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の回折構造と拡散構造を組合せた一実施例の一部拡大斜視図である。
【図２】図１の実施例の一部拡大断面図である。
【図３】本発明の他の一実施例を示した一部拡大断面図である。
【図４】本発明の別の一実施例を示した一部拡大断面図である。
【図５】本発明の更に別の一実施例を示した一部拡大断面図である。
【図６】本発明の回折部材と拡散部材とを組み合わせた他の一実施例の一部拡大斜視図である。
【図７（Ａ）】本発明の一実施例の回折部材と屈折部材とが組み合わされた媒体を用いて光の透過及び拡散状態を示す図面である。
【図７（Ｂ）】図７（Ａ）に対して、公知のプリズム板の光の透過を比較する図面である。
【図８（Ａ）】本発明の他の実施例の回折部材と屈折部材とが組み合わされた媒体を用いて光の透過及び拡散状態を示す図面である。
【図８（Ｂ）】図８（Ａ）に対して、公知のプリズム板の光の透過を比較する図面である。
【図９（Ａ）】本発明の更に別の実施例の回折部材と屈折部材とが組み合わされた媒体を用いて光の回折及び拡散状態を示す図面である。
【図９（Ｂ）】図９（Ａ）に対して、公知のプリズム板の光の回折を比較する図面である。
【図１０（Ａ）】本発明の更に他の実施例の回折部材と屈折部材とが組み合わされた媒体を用いて光の回折及び拡散状態を示す図面である。
【図１０（Ｂ）】図１０（Ａ）に対して、公知のプリズム板の光の回折を比較する図面である。
【図１１（Ａ）】本発明の一実施例の回折部材と屈折部材とが組み合わされた媒体を用いて光の反射及び拡散状態を示す図面である。
【図１１（Ｂ）】図１１（Ａ）に対して、公知のプリズム板の光の反射状態を比較する図面である。
【図１２（Ａ）】本発明の他の実施例の回折部材と屈折部材とが組み合わされた媒体を用いて光の反射及び拡散状態を示す図面である。
【図１２（Ｂ）】図１２（Ａ）に対して、公知のプリズム板の光の反射状態を比較する図面である。
【図１３】本発明の拡散部材を２重に形成したさらに他の実施例の一部拡大断面図である。
【図１４】本発明の一要部である拡散部材の平面図及び断面図である。
【図１５（Ａ）】は本発明の回折部材と拡散部材とが組み合わされた媒体をＬＣＤバックライトに適用した実施例である。
【図１５（Ｂ）】本発明の回折部材と拡散部材をＬＣＤバックライト自体に応用した実施例である。
【図１５（Ｃ）】本発明の回折部材と拡散部材をＬＣＤバックライト自体に応用した別の実施例である。
【図１６（Ａ）】公知のＬＣＤライトガイド板とバックライトセット構造を説明するための図面である。
【図１６（Ｂ）】公知の他のＬＣＤライトガイド板とバックライトセット構造を説明するための図面である。
【符号の説明】
【００３５】
１、１ａ・・・媒体
２・・・回折部材
３・・・第１拡散部材
４・・・第２拡散部材
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ・・・２方向の照明部分
５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈ、５ｉ、５ｊ、５ｍ、５ｎ・・・１方向の照明部分
Ｄ・・・長径
ｄ・・・短径
１０、１０１・・・ライトガイド
１１、１０３・・・反射板
１２、１０２・・・光源
１００・・・バックライトセット構造
１０４・・・プリズム板
１０５・・・上部ディフューザ板
１０６・・・下部ディフューザ板
【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（Ａ）】
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【図７（Ｂ）】
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【図８（Ａ）】
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【図８（Ｂ）】
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【図９（Ａ）】
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【図９（Ｂ）】
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【図１０（Ａ）】
2004524556.tif 000015
【図１０（Ｂ）】
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【図１１（Ａ）】
2004524556.tif 000017
【図１１（Ｂ）】
2004524556.tif 000018
【図１２（Ａ）】
2004524556.tif 000019
【図１２（Ｂ）】
2004524556.tif 000020
【図１３】
2004524556.tif 000021
【図１４】
2004524556.tif 000022
【図１５（Ａ）】
2004524556.tif 000023
【図１５（Ｂ）】
2004524556.tif 000024
【図１５（Ｃ）】
2004524556.tif 000025
【図１６（Ａ）】
2004524556.tif 000026
【図１６（Ｂ）】
2004524556.tif 000027
【国際公開パンフレット】
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2004524556.tif 000029
2004524556.tif 000030
2004524556.tif 000031
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【国際調査報告】
2004524556.tif 000060
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