(57)【要約】【課題】電離線硬化樹脂を用い一括成形することにより、高精度パターンのフレネルレンズ、プリズムレンズ一体型の透過型スクリーンを安価に提供する。【解決手段】フレネルレンズ１３、プリズムレンズ１４一体型の透過型スクリーン１５の製造方法であって、拡散板９により、露光光線を拡散させ、プリズムレンズ部３の立体遮光層２の間の開口部１２を通して内部に充填される電離線硬化樹脂５を照射して硬化させることにより、フレネルレンズ１３、プリズムレンズ１４を一括成形することにより安価に高精細な透過型スクリーンを提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投射レンズから入射された光線を出射面側に拡散して透過させる断面が２等辺三角形の立体遮光層から構成されるプリズムレンズと、フレネルレンズを有する透過型スクリーンの製造方法において、
透明基板上に前記立体遮光層を形成した立体遮光層シートの前記透明基板の他面に拡散板を設置する工程と、
投射する映像光線の入射側に配置され、前記立体遮光層シートとの間に電離線硬化樹脂を充填する空間を形成してフレネルレンズを成形するフレネルレンズ型を設置する設置工程と、
当該形成された空間に電離線硬化樹脂を充填する充填工程と、
を備え、
前記電離線硬化樹脂を硬化させるために、露光光源からの光線を前記拡散板を介し、前記立体遮光層間の開口部を通して照射することにより前記電離線硬化樹脂を硬化さすことを特徴とする透過型スクリーンの製造方法。
【請求項２】
投射レンズから入射された光線を出射面側に拡散して透過させる断面が２等辺三角形の立体遮光層から構成されるプリズムレンズとフレネルレンズを有する透過型スクリーンの製造方法において、
拡散板上に前記立体遮光層を形成した立体遮光層シートをガラス基板上に設置する工程と、
投射する映像光線の入射側に配置され、前記立体遮光層シートとの間に電離線硬化樹脂を充填する空間を形成してフレネルレンズを成形するフレネルレンズ型を設置する設置工程と、
当該形成された空間に電離線硬化樹脂を充填する充填工程と、
を備え、
前記電離線硬化樹脂を硬化させるために、露光光源からの光線を前記ガラス板を介し、前記立体遮光層間の開口部を通して照射することにより前記電離線硬化樹脂を硬化さすことを特徴とする透過型スクリーンの製造方法。
【請求項３】
前記フレネルレンズのレンズ全面は、フッ素系樹脂のコーティング表面処理されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の投射型スクリーンの製造方法。
【請求項４】
投射レンズから入射された光線を出射面側に拡散して透過させる断面が２等辺三角形の立体遮光層から構成されるプリズムレンズとフレネルレンズを有する透過型スクリーンの製造方法において、
透明基板上に前記立体遮光層を形成した立体遮光層シートをガラス基板上に設置する工程と、
投射する映像光線の入射側に配置され、前記立体遮光層シートとの間に電離線硬化樹脂を充填する空間を形成してフレネルレンズを成形する型表面が鏡面加工されたフレネルレンズ型を設置する設置工程と、
当該形成された空間に電離線硬化樹脂を充填する充填工程と、
を備え、
前記電離線硬化樹脂を硬化させるために、露光光源からの光線を前記ガラス板を介し、前記立体遮光層間の開口部を通して照射し、前記フレネルレンズの鏡面加工部にて反射させ前記電離線硬化樹脂を硬化さすことを特徴とする透過型スクリーンの製造方法。
【請求項５】
請求項１、請求項２若しくは請求項４のいずれかの一の請求項に記載の方法で製造される透過型スクリーンを用いたリアプロジェクションテレビ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像表示機器における透過型スクリーンに関し、特に低コスト化を達成することを可能とする成形プロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型スクリーンは、光源から発せられる映像光を平行光線にするためのフレネルレンズと、フレネルレンズにて平行光線とされた映像光に視野角を持たせる為のレンチキュラーレンズまたはプリズムレンズから構成されている。
【０００３】
公知のものとしては、フレネルレンズとレンチキュラーレンズを夫々別体とし、外周を固定する等の固定方法によりレンズシートを接合させ、スクリーンとして用いる方法が一般的である。しかしこの方法においては、各レンズシートを夫々別に成形する必要があり工程が煩雑となってしまう。
【０００４】
成形工程、構造を簡略化するための方法としてフレネルレンズとレンチキュラーレンズまたはプリズムレンズを一体型するスクリーンの製造方法として以下の方法も提案されている。一つは、フレネルレンズとプリズムレンズを組み合わせたもので有り、プリズムレンズの遮光層部分を除き射出成形やプレス法により一括成形する方法である（例えば、特開平０９−３４０１７）。
【０００５】
また、スクリーンにおける表裏両方のレンズ（フレネルレンズとプリズムレンズ）を夫々別工程にて紫外線硬化樹脂により形成する方法が提案されている（例えば、特開２００４−２５８０７１）。
【特許文献１】特開平０９−３４０１７号公報
【特許文献２】特開２００４−２５８０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特開平０９−３４０１７に示される工法においては、レンズ形成に熱可塑性樹脂を用いるため熱可塑性樹脂特有の熱戻り現象により深さの有る微細なピッチ（具体的には０．３ｍｍ以下）を充分に転写することが困難であり、ＣＲＴを用いたリアプロジェクションテレビのスクリーンとして用いることは出来るが、最近のＭＭＤ（マイクロミラーデバイス）や、液晶素子を用いた高画質なリアプロジェクションテレビにおいて要求される０．３ｍｍ以下のピッチを達成することが出来ず、それらのスクリーンとして対応することが出来ない。
【０００７】
一方特開２００４-２５８０７１は、表裏のレンズ間に基材となる素材を含み、光硬化型の樹脂を用いる工法が提案されているが、本工法によると、レンズ素材に成形精度の高い光硬化樹脂を用いることが出来るが、表のレンズ（例えばフレネルレンズ）と裏のレンズ（例えばレンチキュラーレンズまたはプリズムレンズ）を別別に成形するといったことや、表と裏のレンズにおいて素材を変更し中間層を形成する必要が有るなど、構造、工程が煩雑である。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためのものであって、フレネルレンズとプリズムレンズの一体成形可能とし、製造プロセスと構造を簡略化させることにより低価格で高品質な透過型スクリーンを製造することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の透過型スクリーンの製造方法は、投射レンズから入射された光線を出射面側に拡散して透過させる断面が２等辺三角形の立体遮光層から構成されるプリズムレンズと、フレネルレンズを有する透過型スクリーンの製造方法において、透明基板上に前記立体遮光層を形成した立体遮光層シートの前記透明基板の他面に拡散板を設置する工程と、投射する映像光線の入射側に配置され、前記立体遮光層シートとの間に電離線硬化樹脂を充填する空間を形成してフレネルレンズを成形するフレネルレンズ型を設置する設置工程と、当該形成された空間に電離線硬化樹脂を充填する充填工程と、を備え、前記電離線硬化樹脂を硬化させるために、露光光源からの光線を前記拡散板を介し、前記立体遮光層間の開口部を通して照射することにより前記電離線硬化樹脂を硬化さすことを特徴としたものである。
【００１０】
また、本発明の透過型スクリーンの製造方法は、投射レンズから入射された光線を出射面側に拡散して透過させる断面が２等辺三角形の立体遮光層から構成されるプリズムレンズとフレネルレンズを有する透過型スクリーンの製造方法において、拡散板上に前記立体遮光層を形成した立体遮光層シートをガラス基板上に設置する工程と、投射する映像光線の入射側に配置され、前記立体遮光層シートとの間に電離線硬化樹脂を充填する空間を形成してフレネルレンズを成形するフレネルレンズ型を設置する設置工程と、当該形成された空間に電離線硬化樹脂を充填する充填工程と、を備え、前記電離線硬化樹脂を硬化させるために、露光光源からの光線を前記ガラス板を介し、前記立体遮光層間の開口部を通して照射することにより前記電離線硬化樹脂を硬化さすことを特徴としたものである。
【００１１】
また、本発明の透過型スクリーンの製造方法は、投射レンズから入射された光線を出射面側に拡散して透過させる断面が２等辺三角形の立体遮光層から構成されるプリズムレンズとフレネルレンズを有する透過型スクリーンの製造方法において、透明基板上に前記立体遮光層を形成した立体遮光層シートをガラス基板上に設置する工程と、投射する映像光線の入射側に配置され、前記立体遮光層シートとの間に電離線硬化樹脂を充填する空間を形成してフレネルレンズを成形する型表面が鏡面加工されたフレネルレンズ型を設置する設置工程と、当該形成された空間に電離線硬化樹脂を充填する充填工程と、を備え、前記電離線硬化樹脂を硬化させるために、露光光源からの光線を前記ガラス板を介し、前記立体遮光層間の開口部を通して照射し、前記フレネルレンズの鏡面加工部にて反射させ前記電離線硬化樹脂を硬化さすことを特徴としたものである。
【００１２】
また、本発明のリアプロジェクションテレビは、請求項１、請求項２若しくは請求項４のいずれかの一の請求項に記載の方法で製造される透過型スクリーンを用いたリアプロジェクションテレビである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の透過型スクリーンの製造方法により得られる透過型スクリーン１５の構成を図１１（ａ）に示す。本発明の製造方法により得られる透過型スクリーン１５は、映像光入射側に映像光を平行光線とするためのフレネルレンズ１３と、平行光線となった映像光を拡散するためのプリズムレンズ１４が一体に形成される。プリズムレンズ１４は出射光側から入射光側への光の入光を抑制する為の断面形状が二等辺三角形である立体遮光層２により形成され、図１１（ｂ）に示す立体遮光層２の側壁面１７での反射を用い映像光線を拡散させ、観察者に対する視野角を向上させる。なお、図１１（ａ）において映像光源２１から出射され、フレネルレンズ１３側から入射し、プリズムレンズ１４から出射する映像光の光路１１を示す。
【００１４】
また、本発明により得られる透過型スクリーン１５をリアプロジェクションテレビ１７に用いた例を図１２に示す断面図により説明する。リアプロジェクションテレビ１７は、テレビ内部にあるプロジェクター１８から照射される映像光をミラー１９、投射レンズ２０により本発明の透過型スクリーン１５に画像を結像する。本発明の透過型スクリーン１５は映像光入射側に映像光を平行光線とするためのフレネルレンズ１３と、視野角を向上させるために平行光線となった映像光を拡散するためのプリズムレンズ１４が一体に形成される。プリズムレンズ１４により拡散された映像光をさらに拡散させるために拡散板９をプリズムレンズ１４の外側に用い、全周囲方向へ光を拡散させる。このようにスクリーン１５と拡散板９によって拡散効果を持たせることにより映像光の視野角を持たせ、観察者の見る位置が異なっても輝度の変化が起こりにくくするよう構成される。なお、図中にプロジェクター１８から出射される映像光の光路１１を示す。
【実施例１】
【００１５】
図１、図７、図１０、を用いて本発明の第１の実施例を説明する。
【００１６】
図７（ａ）に、実施例１に用いる立体遮光層シート３の断面図を示す。実施例１に用いる立体遮光層シート３は、透明基板１上に断面形状が二等辺三角形である立体遮光層２を形成したものである。立体遮光層２の成形工法としては、型転写により形成することが可能である。立体遮光層２は、顔料を分散させた樹脂により形成することが可能であり、例えばウレタン系の樹脂やエポキシ系の樹脂に黒色顔料を分散させたものを用いることが出来る。一方、透明基板１としてはポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、メタクリルスチレン（ＭＳ）ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等を用いることが出来る。
【００１７】
また、図７（ｂ）に示す立体遮光層２の側壁面１７にて全反射を得る為に、立体遮光層２の屈折率を、後の工程３に示す立体遮光層形成シート３とフレネルレンズ型４間に充填するレンズ形成材料である電離線硬化樹脂５の屈折率より低い屈折率材料とし、スネルの法則に従い、全反射を得られる立体遮光層２のテーパー角度を決定する。
【００１８】
図１０に、実施例１に用いるフレネルレンズ型の断面図を示す。実施例１に用いるフレネルレンズ型は、実際に使用される際の投射される光源の配置による入射光の入射角度等により屈折型、反射型フレネルレンズ型を設定するが、本説明においてはその形態を限定しない。フレネルレンズ型４の全面は、電離線硬化樹脂を硬化させた後の型離れ向上のためのためフッ素系樹脂によるコーティング等の表面処理層６を設けておく。
【００１９】
図１、図２は、本発明のスクリーン１５の成形工程における要部断面を示す。
【００２０】
以下に、図１、図２を用いてスクリーン１５の成形工程を説明する。
【００２１】
図１（ａ）に、工程１として、立体遮光層シート３の設置工程を示す。立体遮光層シート３はガラス板８上に設置され、ガラス板８の下部には露光光線を拡散させるための拡散板９を設置する。更に拡散板９の下部に露光光源１０が設置される。
【００２２】
図１（ｂ）に、工程２として、フレネルレンズ型４の設置工程を示す。フレネルレンズ型４を図１（ａ）の状態の立体遮光層シート３の上部に設置し、フレネルレンズとプリズムレンズを形成する電離線硬化樹脂を充填する充填空間７を形成する。
【００２３】
図１（ｃ）に、工程３として、電離線硬化樹脂５の充填工程を示す。電離線硬化樹脂５を、図１（ｂ）に示す充填空間７に減圧注入、加圧注入などにより図示しない注入口と排出口を利用し注入する。ここで、電離線硬化樹脂５は例えば一般的な紫外線硬化樹脂で良く、立体遮光層２形成部材の屈折率より高い屈折率を有するものを用いる。
【００２４】
図２に、工程４として、電離線硬化樹脂の硬化工程を示す。露光光源１０から発せられる光線は、図中において露光光線の光路１１に示すよう、拡散板９にて拡散させられ、ガラス板８を透過し、立体遮光層シート３に形成される立体遮光層２間の開口部１２から電離線硬化樹脂部へ進入し電離線硬化樹脂５を硬化させる。拡散板９は光を拡散させる効果を有するものであれば何でも良いが、立体遮光層２のテーパー角より大きな拡散効果を有するものを用いる。また、各種レンズや、光線の回折を促すものでもよい。ここでは拡散板９の位置をガラス板８の下部に置く形としたが、立体遮光層シート３から露光光源１０の間であればどこでも良く、ガラス板８と立体遮光層シート２の間であってもよい。
【００２５】
以上の工法により、図１１に示すフレネルレンズ１３、プリズムレンズ１４一体型のスクリーン１５を形成する。
【００２６】
実施例１における本発明の利点は、電離線硬化樹脂５を露光硬化さすことによりフレネルレンズ１３、プリズムレンズ１４を一括、一体成形することにより製造プロセスと構造を簡略化させ、低価格で高品質な透過型スクリーンの製造を可能とすることである。また、本発明においては、立体遮光層シート３はガラス板８上に設置され、ガラス板８の下部には露光光線を拡散させるための拡散板９を設置するため、図１２に示すリアプロジェクションテレビなどに用いる場合、拡散板９の表面状態、材質、形状に依存することなく透過型スクリーンを形成することができるという利点もある。
【実施例２】
【００２７】
図３、図７、図８を用いて本発明の第２の実施例を説明する。
【００２８】
図８（ａ）に、立体遮光層シート２０３の断面図を示す。実施例２に用いる立体遮光層シート２０３は、拡散基板２０９上に断面形状が二等辺三角形である立体遮光層２を形成したものである。立体遮光層２の成形工法としては、型転写により形成することが可能である。ここで、拡散基板２０９は、例えば樹脂基板中に樹脂の屈折率と異なるガラスビーズなどを分散させたものなどが用いられる。
【００２９】
また、図８（ｂ）に示す立体遮光層２０３の側壁面１７にて全反射を得る為に、立体遮光層２の屈折率を、後の工程３に示す立体遮光層形成シート３とフレネルレンズ型４間に充填するレンズ形成材料である電離線硬化樹脂５の屈折率より低い屈折率材料とし、スネルの法則に従い、全反射を得られる立体遮光層２のテーパー角度を決定する。
【００３０】
実施例２において用いるフレネルレンズ型は実施例１で用いた図１０に示すフレネルレンズ型と同様のものでよい。
【００３１】
図３、図４は図１１（ａ）に示す本発明のスクリーン１５の成形工程における要部断面を示す。
【００３２】
以下に、を用いてスクリーン１５の成形工程を説明する。
【００３３】
図３（ａ）に、工程１として、立体遮光層シート２０３の設置工程を示す。立体遮光層シート２０３はガラス板８上に設置され、ガラス板８の下部には露光光源１０が設置される。
【００３４】
図３（ｂ）に、工程２として、フレネルレンズ型４の設置工程を示す。フレネルレンズ型４を図３（ａ）の状態の立体遮光層シート２０３の上部に設置し、フレネルレンズとプリズムレンズを形成する電離線硬化樹脂を充填する充填空間７を形成する。
【００３５】
図３（ｃ）に、工程３として、電離線硬化樹脂５の充填工程を示す。電離線硬化樹脂５は、図３（ｂ）に示す充填空間７に減圧注入、加圧注入などにより図示しない注入口と排出口を利用し注入する。ここで、電離線硬化樹脂５は例えば一般的な紫外線硬化樹脂で良く、立体遮光層２形成部材の屈折率より高い屈折率を有するものを用いる。
【００３６】
図４に、工程４として、電離線硬化樹脂の硬化工程を示す。露光光源１０から発せられる光線は、図中において露光光線の光路１１に示すよう、ガラス板８を透過し、拡散基板２０９にて拡散させられ、立体遮光層シート２０３に形成される立体遮光層２間の開口部１２から電離線硬化樹脂部へ進入し電離線硬化樹脂５を硬化させる。拡散基板２０９は光を拡散させる効果を有する平坦な基板であれば何でも良いが、立体遮光層２のテーパー角より大きな拡散効果を有するものを用いる。
【００３７】
以上の工法により、図１１に示すフレネルレンズ１３、プリズムレンズ１４一体型のスクリーン１５を形成する。
【００３８】
実施例２における本発明の利点は、電離線硬化樹脂５を露光硬化さすことによりフレネルレンズ１３、プリズムレンズ１４を一括、一体成形すること、拡散基板２０９上に直接立体遮光層２を形成することにより製造プロセスと構造を簡略化させ、低価格で高品質な透過型スクリーンの製造を可能とすることである。
【実施例３】
【００３９】
図５、図７、図９を用い、本発明の第３の実施例を説明する。
【００４０】
図９に、フレネルレンズ型３０４の断面図を示す。フレネルレンズ型３０４の表面は表面処理を行い鏡面反射層１６を形成する。表面処理の一つの方法としては、離型性を有しかつ鏡面反射を得ることの出来るＰＶＤ窒化クロム（ＣｒＮ）がある。また、フレネルレンズ型４の基材自体に鏡面反射が得られるよう金属を用い、その表面を透明コーティング層によりコーティングし、離型性を有する形としてもよい。
【００４１】
実施例３に用いる立体遮光層シート３は、実施例１で用いた図７に示す立体遮光層シート３や実施例２で用いた図８に示す立体遮光層シート３、２０３を用いることが出来る。
【００４２】
図５、図６は図１１（ａ）に示す本発明のスクリーン１５の成形工程における要部断面を示す。
【００４３】
以下に、図５、図６を用いてスクリーン１５の成形工程を説明する。
【００４４】
図５（ａ）に、工程１として、立体遮光層シート３の設置工程を示す。立体遮光層シート３はガラス板８上に設置され、ガラス板８の下部には露光光源１０が設置される。
【００４５】
図５（ｂ）に、工程２として、フレネルレンズ型３０４の設置工程を示す。フレネルレンズ型３０４を図３（ａ）の状態の立体遮光層シート３の上部に設置し、フレネルレンズとプリズムレンズを形成する電離線硬化樹脂を充填する充填空間７を形成する。
【００４６】
実施例３の工程３として、図５（ｃ）に電離線硬化樹脂５の充填工程を示す。電離線硬化樹脂５は、図５（ｂ）に示す充填空間７に減圧注入、加圧注入などにより図示しない注入口と排出口を利用し注入する。ここで、電離線硬化樹脂５は例えば一般的な紫外線硬化樹脂で良く、立体遮光層２形成部材の屈折率より高い屈折率を有するものを用いる。
【００４７】
図６に、工程４として、電離線硬化樹脂の硬化工程を示す。露光光源１０から発せられる光線は、図中において露光光線の光路１１に示すよう、ガラス板８を透過し、立体遮光層シート２０３に形成される立体遮光層２間の開口部１２から電離線硬化樹脂５を照射し硬化させる。更に露光光線は、フレネルレンズ型３０４表面の鏡面反射層１６での一次反射と、立体遮光層２の側壁面における二次反射を伴い、電離線硬化樹脂の充填空間７にて複雑な反射を起こし、電離線硬化樹脂５を硬化させる。
【００４８】
以上の工法により、図１１に示すフレネルレンズ１３、プリズムレンズ１４一体型のスクリーン１５を形成する。
【００４９】
このように本発明における実施例を示すが、さらには実施例１と実施例３の組み合わせ、実施例２と実施例３の組み合わせなどが考えられる。実施例３における本発明の利点は、電離線硬化樹脂５を露光硬化さすことによりフレネルレンズ１３、プリズムレンズ１４を一括、一体成形することにより製造プロセスと構造を簡略化させ、低価格で高品質な透過型スクリーンの製造を可能とすることである。
【００５０】
以上の工法を用いることにより、構造及び工程を簡略化した電離線硬化樹脂によるフレネルレンズ、プリズムレンズ一体型の透過型スクリーンを提供し、高精細且つ安価な透過型スクリーンを提供することを可能とする。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の透過型スクリーンは、ＤＭＤや液晶素子を用いたＭＤ（マイクロデバイス）プロジェクションテレビ用スクリーンの低コスト化において有利である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施例１における透過型スクリーンの製造方法の工程を示す図
【図２】本発明の実施例１における透過型スクリーンの製造方法の露光工程を示す図
【図３】本発明の実施例２における透過型スクリーンの製造方法の工程を示す図
【図４】本発明の実施例２における透過型スクリーンの製造方法の露光工程を示す図
【図５】本発明の実施例３における透過型スクリーンの製造方法の工程を示す図
【図６】本発明の実施例３における透過型スクリーンの製造方法の露光工程を示す図
【図７】実施例１に用いる立体遮光層シートを示す図
【図８】実施例２に用いる立体遮光層シートを示す図
【図９】実施例３に用いる表面反射層を有するフレネルレンズ型を示す図
【図１０】実施例１、実施例２に用いる表面処理を施したフレネルレンズ型を示す図
【図１１】本発明の透過型スクリーンの製造方法を用いたフレネルレンズ、プリズムレンズ一体型のスクリーンを示す図
【図１２】本発明の製造方法を用いて製造した透過型スクリーンを用いたリアプロジェクションテレビを模式的に示す図
【符号の説明】
【００５３】
１  透明基板
２  ２０３  立体遮光層
３  立体遮光層シート
４  ３０４  フレネルレンズ型
５  電離線硬化樹脂
６  表面処理
７  充填空間
８  ガラス板
９  ２０９  拡散板
１０  露光光源
１１  光路
１２  開口部
１３  フレネルレンズ
１４  プリズムレンズ
１５  スクリーン
１６  鏡面反射層
【図１】
2007183389.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007183389.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007183389.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007183389.tif 000011
【図１０】
2007183389.tif 000012
【図１１】
2007183389.tif 000013
【図１２】
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