(57)【要約】【課題】管長の短い複数の冷陰極蛍光ランプを用いてバックライトから輝度均一性の高い面状光源光を低コストで得ることによって液晶表示パネルの表示画面の全面おいて色再現性が高く、しかも輝度ムラの生じない高品位の表示画像が得られる液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示パネルＰＮＬの背面に設置されるバックライトＢＬ内の複数の冷陰極蛍光ランプＣＦＬは、管長が長い第１の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ１とこの第１の冷陰極蛍光ランプＣＦＬよりも管長が短い第２の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ２とが所定の間隔Ｄを有して行方向及び列方向に交互に並列に配列され、間隔Ｄが列方向の配列において第１の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ１の管長の範囲内に存在するように配置される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に画素形成用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を挟持して構成された液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面に設置されたバックライトと、
を備えた液晶表示装置であって、
前記バックライトは、前記液晶表示パネルの背面に拡散光を照射させる照光面を有する拡散板と、
前記拡散板の背面に対向して並列に配列して設置され、且つ前記拡散板の背面に光源光を照射させる複数の冷陰極蛍光ランプと、
前記複数の冷陰極蛍光ランプの背面に対向して設置され、且つ前記複数の冷陰極蛍光ランプから照射された光源光を前記拡散板の背面に反射させる反射板と、
を備え、
前記複数の冷陰極蛍光ランプは、管長が長い第１の冷陰極蛍光ランプと当該第１の冷陰極蛍光ランプよりも管長が短い第２の冷陰極蛍光ランプとが所定の間隔を有して行方向及び列方向に交互に並列に配列され、前記間隔が列方向の配列において当該第１の冷陰極蛍光ランプの管長の範囲内に存在することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
内面に画素形成用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を挟持して構成された液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面に設置されたバックライトと、
を備えた液晶表示装置であって、
前記バックライトは、前記液晶表示パネルの背面に拡散光を照射させる照光面を有する拡散板と、
前記拡散板の背面に対向して並列に配列して設置され、且つ前記拡散板の背面に光源光を照射させる複数の冷陰極蛍光ランプと、
前記複数の冷陰極蛍光ランプの背面に対向して設置され、且つ前記複数の冷陰極蛍光ランプから照射された光源光を前記拡散板の背面に反射させる反射板と、
を備え、
前記複数の冷陰極蛍光ランプは、管長が略同等の第１の冷陰極蛍光ランプと第２の冷陰極蛍光ランプとが前記液晶表示パネルの表示画面中央部に対応する前記反射板の中央部において所定の間隔を有して行方向及び列方向に配列され、前記第１の冷陰極蛍光ランプ及び第２の冷陰極蛍光ランプの列方向の配列間隔が前記中央部において前記表示画面周辺に対応する周辺部の配列間隔よりも小さくして設置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
前記反射板の前記中央部に対応する内面上に前記間隔の配列方向に沿って前記拡散板に向かって断面が凸状となる反射体が設置されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記反射板の前記中央部に対応する内面上に前記間隔の配列方向に沿って前記拡散板に向かって断面が凹状となる反射体が設置されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１の冷陰極蛍光ランプ及び第２の冷陰極蛍光ランプの列方向の配列間隔が前記中央部から周辺部に向かって漸次広くして設置されていることを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第１の冷陰極蛍光ランプ及び第２の冷陰極蛍光ランプの列方向の最端部が前記表示画面の下辺と略平行に設置されていることを特徴とする請求項２乃至請求項５の何れかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトを備えた液晶表示装置に係り、特に液晶表示パネルの背面側に設置されて当該液晶表示パネルに光源光を照射させる冷陰極蛍光ランプ直下型バックライトを用いた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パソコン，携帯電話機などの各種情報端末用モニターあるいはテレビ受像機などの表示手段として液晶表示装置が多用されている。この種の液晶表示装置は、液晶表示パネルに形成される電子画像に光を当てることによって可視化するものである。小型の情報機器では、この可視化のための光源に周囲光を利用する構造もあるが、周囲光の状態に係らずに、あるいは比較的大きな画面で良好な画像を観察するためには、液晶表示パネルに照明光源を備え、液晶表示パネルに形成される電子画像をこの照明光源からの照明光で照明する構成としているものが多い。
【０００３】
小型の液晶表示装置では、液晶表示パネルの前面または周囲近傍に照明光源として所謂フロントライトを設置した構造があるが、ノート型パソコンやコンピュータモニター及びテレビ受像機などでは、液晶表示パネルの背面側に設置するバックライトと称する照明光源が採用される。
【０００４】
バックライトには、大別して２種類あり、その１つはノート型パソコンや機器の奥行き寸法が制限されるコンピュータモニターなどに用いられるサイドエッジ型バックライトであり、他の１つは高輝度が要求される比較的大型のコンピュータモニターあるいはテレビ受像機には、液晶表示パネルの背面直下に設置される直下型バックライトである。
【０００５】
これらのバックライトは、その照明光源として主に冷陰極蛍光ランプが多く使用されている。この冷陰極蛍光ランプを使用したサイドエッジ型バックライトは、液晶表示パネルの背面に設置する導光体の側辺に冷陰極蛍光ランプを配置して構成されることから、比較的コンパクトに構成できる長所がある反面、光利用効率が低いという短所があり、直下型バックライトは、液晶表示パネルの背面に導光体を配置せずに複数本の冷陰極蛍光ランプを併設して構成されることから、光利用効率が高く得られる長所がある反面、バックライト自体の厚さが大きくなってしまうという短所がある。
【０００６】
なお、光源としての複数本の直管型冷陰極蛍光ランプと、これらの各冷陰極蛍光ランプの液晶表示パネル側に配置される光拡散板と、偏光変換フィルム及びプリズムシートと、各冷陰極蛍光ランプに背面側に設置された反射板とから構成されるバックライトついては、例えば下記「特許文献１」に開示されている。また、この種のバックライト装置を液晶表示パネルの背面側に設置し、その光源光を液晶表示パネルの背面に照射するように構成された液晶表示装置については、例えば下記「特許文献２」に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−８２６２６号公報
【特許文献２】特開平６−７５２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記構成によるバックライトは、液晶表示パネルの大型化に伴い、管長の長い冷陰極蛍光ランプが必要不可欠となっている。この種の冷陰極蛍光ランプは、管径が小さく、且つ管長が長いことから、製作コストが高く、また、バックライトの製作中におけるハンドリングにより破損し易いなどの課題があった。
【０００９】
また、上記構成によるバックライトは、冷陰極蛍光ランプの本数を増加させることによって輝度を向上させることができる反面、バックライトの消費電力を増加させることになり、また、バックライトの温度を上昇させてしまうという課題があった。
【００１０】
また、冷陰極蛍光ランプの本数を増加させることなく、液晶表示パネルの表示画面中央部分の冷陰極蛍光ランプの配列間隔を小さくすると、相対的に表示画面の周辺部分の冷陰極蛍光ランプの配列間隔が大きくなってしまい、周辺部分の輝度が低下し、表示画面の輝度均一性が低下してしまうという課題があった。
【００１１】
さらに、この輝度均一性の課題は、光学シート，管長の長い冷陰極蛍光ランプ及び高反射部材からなる反射板等を使用することにより、ある程度解消することができる反面、材料費が高価となってしまうという新たな課題が発生する。
【００１２】
したがって、本発明は前述した従来の課題を解決するためになされたものあり、その目的は、管長の短い複数の冷陰極蛍光ランプを用いてバックライトから輝度均一性の高い面状光源光を低コストで得ることによって液晶表示パネルの表示画面の全面おいて色再現性が高く、しかも輝度ムラの生じない高品位の表示画像が得られる液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような目的を達成するために本発明による液晶表示装置は、内面に画素形成用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を挟持して構成された液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面に設置されたバックライトとを備え、このバックライトは、液晶表示パネルの背面に拡散光を照射させる照光面を有する拡散板と、この拡散板の背面に対向して並列に配列して設置され、且つ拡散板の背面に光源光を照射させる複数の冷陰極蛍光ランプと、複数の冷陰極蛍光ランプの背面に対向して設置され、且つ複数の冷陰極蛍光ランプから照射された光源光を拡散板の背面に反射させる反射板とを備え、複数の冷陰極蛍光ランプは、管長が長い第１の冷陰極蛍光ランプとこの第１の冷陰極蛍光ランプよりも管長が短い第２の冷陰極蛍光ランプとが所定の間隔を有して行方向及び列方向に交互に並列に配列され、間隔が列方向の配列において第１の冷陰極蛍光ランプの管長の範囲内に存在するように配置されることを特徴としている。
【００１４】
本発明による他の液晶表示装置は、内面に画素形成用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を挟持して構成された液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面に設置されたバックライトとを備え、このバックライトは、液晶表示パネルの背面に拡散光を照射させる照光面を有する拡散板と、この拡散板の背面に対向して並列に配列して設置され、且つ拡散板の背面に光源光を照射させる複数の冷陰極蛍光ランプと、複数の冷陰極蛍光ランプの背面に対向して設置され、且つ複数の冷陰極蛍光ランプから照射された光源光を拡散板の背面に反射させる反射板とを備え、複数の冷陰極蛍光ランプは、管長が略同等の第１の冷陰極蛍光ランプと第２の冷陰極蛍光ランプとが液晶表示パネルの表示画面中央部に対応する反射板の中央部において所定の間隔を有して行方向及び列方向に配列され、第１の冷陰極蛍光ランプ及び第２の冷陰極蛍光ランプの列方向の配列間隔が中央部において表示画面周辺に対応する周辺部の配列間隔よりも小さくして設置されていることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明による液晶表示装置は、好ましくは、上記構成において、反射板の中央部に対応する内面上に間隔の配列方向に沿って拡散板に向かって断面が凸状となる反射体が設置されていることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明による液晶表示装置は、好ましくは、上記構成において、反射板の中央部に対応する内面上に間隔の配列方向に沿って拡散板に向かって断面が凹状となる反射体が設置されていることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明による液晶表示装置は、好ましくは、上記構成において、第１の冷陰極蛍光ランプ及び第２の冷陰極蛍光ランプの列方向の配列間隔が中央部から周辺部に向かって漸次広くして設置されていることを特徴としている。
【００１８】
また、本発明による液晶表示装置は、好ましくは、上記構成において、第１の冷陰極蛍光ランプ及び第２の冷陰極蛍光ランプの列方向の最端部が表示画面の下辺と略平行に設置されていることを特徴としている。
【００１９】
なお、本発明は上記構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明による液晶表示装置によれば、管長の短い複数の冷陰極蛍光ランプを用いたバックライトから輝度均一性の高い面状光源光が液晶表示パネルの背面に照射されるので、色再現性が高く、しかも輝度ムラのない高輝度の表示画像が得られるなどの極めて優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明によるバックライトを備えた液晶表示装置の具体的な実施の形態について、各実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明によるバックライトを搭載した液晶表示装置の実施例１による構成を説明する要部縦断面図である。図１において、参照符号ＰＮＬは内面に画素形成用の電極を有する一対の透光性基板間に液晶層が挟持されて構成された表示パネルとしての液晶表示パネルであり、この液晶表示パネルＰＮＬは第１の基板ＳＵＢ１と第２の基板ＳＵＢ２との間に液晶層を挟持してなり、透光性ガラス板からなる第１の基板ＳＵＢ１と第２の基板ＳＵＢ２との双方または一方の内面に画素形成用の電極またはアクティブ素子などを有している。なお、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのアクティブ素子を形成した第１の基板ＳＵＢ１をアクティブ・マトリクス基板、薄膜トランジスタを用いたものをＴＦＴ基板とも称する。
【００２３】
また、第１の主面（バックライト側）には第１の偏光板ＰＯＬ１が、第２の主面（表示面側）には第２の偏光板ＰＯＬ２がそれぞれ貼り付けなどにより積層されて設置されている。さらに、この液晶表示パネルＰＮＬの背面側には、光学補償シート積層体ＯＰＳが設置されており、この光学補償シート積層体ＯＰＳは、後述するバックライトＢＬの拡散板ＤＥＰと対面する側から第１の拡散シートＤＦ１，第１のプリズムシートＰＲＺ１，第２のプリズムシートＰＲＺ２，第２の拡散シートＤＦ２の順で貼り付けなどにより積層されて構成されている。
【００２４】
また、この光学補償シート積層体ＯＰＳの背面側には、直下型のバックライトＢＬが対向して設置されている。このバックライトＢＬは、内壁面が鏡面加工された例えばアクリル系またはポリカボネート系の白色樹脂材の成形体からなる反射板ＲＥＦの内部には、管長の長い冷陰極蛍光ランプＣＦＬ１と管長が短い冷陰極蛍光ランプＣＦＬ２とが交互に並列に配列して設置されている。また、この反射板ＲＥＦの上部開口端には液晶表示パネルＰＮＬ側に光源光を拡散させる照光面を有する拡散板ＤＥＰが複数の冷陰極蛍光ランプＣＦＬに対向させて設置されている。
【００２５】
このような構成において、反射板ＲＥＦの内部に管長の長い冷陰極蛍光ランプＣＦＬ１と管長が短い冷陰極蛍光ランプＣＦＬ２とが交互に並列に配列して設置される複数の複数の冷陰極蛍光ランプＣＦＬは、図２にバックライトＢＬの上方から見た平面図で示すように行方向に管長が長い第１の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ１とこの第１の冷陰極蛍光ランプＣＦＬよりも管長が短い第２の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ２とが所定の間隔Ｄを有して直列に組み合せて行方向に配列され、且つ列方向に複数並列に配列され、間隔Ｄが列方向の配列において第１の冷陰極蛍光ランプＣＦＬの管長の範囲内に存在すように設置されている。
【００２６】
このように構成されたバックライトは、管長の長い冷陰極蛍光ランプＣＦＬ１と管長が短い冷陰極蛍光ランプＣＦＬ２とが列方向に交互に並列に配列して設置されることにより、管長の長い冷陰極蛍光ランプを使用することなく、また、冷陰極蛍光ランプの数量を増大させることなく、照光面の全面にわたって輝度が向上し、輝度低下を補正し、輝度均一性の高い面状光源光が得られる。
【００２７】
また、このように構成された液晶表示装置は、表示画面に対応する拡散板ＤＥＰの全面において輝度均一性の高い拡散光が得られることにより、液晶表示パネルＰＮＬの背面には、輝度均一性の高い面状光源光が照射されるので、色再現性の高い、しかも輝度ムラのない高輝度の表示画像が得られる。
【実施例２】
【００２８】
図３は、本発明によるバックライトを搭載した液晶表示装置の実施例２によるバックライトの他の構成を説明する要部平面図であり、前述した図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図３において、図２と異なる点は、複数の冷陰極蛍光ランプＣＦＬは、管長が略同等の第１の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ３と第２の冷陰極蛍光ランプＣＦＬとが液晶表示パネルの表示画面中央部に対応する反射板ＲＥＦの中央部において所定の間隔ｄを有して行方向及び列方向に配列され、第１の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ３及び第２の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ４の列方向の配列間隔が中央部において表示画面周辺に対応する周辺部の配列間隔よりも小さくして設置されている。
【００２９】
このように構成された液晶表示装置は、第１の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ３及び第２の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ４が反射板ＲＥＦの中央部から周辺部に向かって放射状に設置されているので、中央部での輝度が向上するので、管長の短い第１の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ３及び第２の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ４を用いて表示画面に対応する拡散板ＤＥＰの全面において輝度均一性の高い拡散光が得られ、液晶表示パネルの背面には、輝度均一性の高い面状光源光が照射されるので、色再現性の高い、しかも輝度ムラのない高輝度の表示画像が得られる。
【実施例３】
【００３０】
図４は、本発明によるバックライトを搭載した液晶表示装置の実施例３によるバックライトの他の構成を説明する要部平面図であり、前述した図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図４において、図３と異なる点は、第１の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ３及び第２の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ４が列方向の最端部で表示画面の下辺と略平行に間隔ｄを有して直線状に設置されている。
【００３１】
このように構成された液晶表示装置は、第１の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ３及び第２の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ４が列方向の最端部で行方向に直線状に設置されることにより、上記実施例２の作用効果に加えて表示画面上に表示される字幕やテロップなど表示位置の輝度を均一化させることができる。
【実施例４】
【００３２】
図５は、本発明によるバックライトを搭載した液晶表示装置の実施例４による他の構成を説明する要部断面図、図６は図５のバックライトＢＬの上方から見た平面図であり、前述した図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図５及び図６において、図３と異なる点は、反射板ＲＥＦの中央部に対応する内面上には第１の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ３と第２の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ４との間の間隔ｄの配列方向に沿って拡散板ＤＥＦに向かって断面が凸状となる反射体ＲＥＭ１が一体的に設置されている。この反射体ＲＥＭ１は反射板ＲＥＦの絞り加工成形法により一体形成することができる。
【００３３】
このように構成された液晶表示装置は、反射板ＲＥＦの中央部に集光する光の一部が反射体ＲＥＭ１により拡散され、第１の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ３と第２の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ４との繋ぎ目部分の輝度差が発生する部位の輝度急変が抑制され、中央部での輝度が向上するので、管長の短い第１の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ３及び第２の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ４を用いて表示画面に対応する拡散板ＤＥＰの全面において輝度均一性の高い拡散光が得られ、液晶表示パネルＰＮＬの背面には、輝度均一性の高い面状光源光が照射されるので、色再現性の高い、しかも輝度ムラのない高輝度の表示画像が得られる。
【実施例５】
【００３４】
図７は、本発明によるバックライトを搭載した液晶表示装置の実施例５による他の構成を説明する要部断面図、図８は図７のバックライトＢＬの上方から見た平面図であり、前述した図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図７及び図８において、図５及び図６と異なる点は、反射板ＲＥＦの中央部に対応する内面上には第１の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ３と第２の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ４との間の間隔ｄの配列方向に沿って拡散板ＤＥＦに向かって断面が凹状となる反射体ＲＥＭ２が一体的に設置されている。この反射体ＲＥＭ２は反射板ＲＥＦのプレス加工成形法により一体形成することができる。
【００３５】
このように構成された液晶表示装置は、第１の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ３と第２の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ４との列方向の配列間に断面が凹状の反射体ＲＥＭ２を設置したことにより、反射板ＲＥＦの中央部に集光する光の一部が反射体ＲＥＭ２により拡散され、第１の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ３と第２の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ４との継目部分の輝度急変が抑制され、中央部での輝度が向上するので、管長の短い第１の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ３及び第２の冷陰極蛍光ランプＣＦＬ４を用いて表示画面に対応する拡散板ＤＥＰの全面において輝度均一性の高い拡散光が得られ、液晶表示パネルＰＮＬの背面には、輝度均一性の高い面状光源光が照射されるので、色再現性の高い、しかも輝度ムラのない高輝度の表示画像が得られる。
【００３６】
なお、上述した実施例１においては、液晶表示パネルＰＮＬとバックライトＢＬとの間に光学補償シート積層体ＯＰＳを介在させて構成される液晶表示装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、液晶表示パネルＰＮＬとバックライトＢＬとから構成される液晶表示装置に適用しても上記同様の効果が得られる。
【００３７】
なお、上述した実施例において、冷陰極蛍光ランプ直下型バックライト装置を液晶表示パネルを実装した液晶テレビ受像機に適用した場合について説明したが、上記構成によるバックライト装置を用いた大型液晶モニタ，車載用液晶ディスプレイ（液晶カーナビゲーション），携帯電話用ディスプレイ，ゲーム機用液晶ディスプレイ，医療用液晶モニタ，印刷／デザイン用液晶モニタなどの表示装置に適用しても前述と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明によるバックライトを搭載した液晶表示装置の実施例１による構成を説明する要部縦断面図である。
【図２】図１に示すバックライトの上方から見た平面図である。
【図３】本発明による液晶表示装置の実施例２によるバックライトの他の構成を示す要部平面図である。
【図４】本発明による液晶表示装置の実施例３によるバックライトの他の構成を示す要部平面図である。
【図５】本発明による液晶表示装置の実施例４による他の構成を示す要部断面図である。
【図６】図５に示すバックライトの上方から見た平面図である。
【図７】本発明による液晶表示装置の実施例５による他の構成を示す要部断面図である。
【図８】図７に示すバックライトの上方から見た平面図である。
【符号の説明】
【００３９】
ＰＮＬ・・・液晶表示パネル、ＳＵＢ１・・・第１の基板、ＳＵＢ２・・・第２の基板、ＰＯＬ１・・・第１の偏光板、ＰＯＬ２・・・第２の偏光板、ＯＰＳ・・・光学補償シート積層体、ＤＦ１・・・第１の拡散シート、ＤＦ２・・・第２の拡散シート、ＰＲＺ１・・・第１のプリズムシート、ＰＲＺ２・・・第２のプリズムシート、ＢＬ・・・バックライト、ＲＥＦ・・・反射板、ＣＦＬ・・・冷陰極蛍光ランプ、ＣＦＬ１・・・冷陰極蛍光ランプ、ＣＦＬ２・・・冷陰極蛍光ランプ、ＣＦＬ３・・・冷陰極蛍光ランプ、ＣＦＬ４・・・冷陰極蛍光ランプ、ＤＥＰ・・・拡散板、ＲＥＭ１・・・反射体、ＲＥＭ２・・・反射体。
【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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