(57)【要約】【課題】製品の美観に影響を与えず、極性識別が容易な発光装置を提供する。【解決手段】筺体２２と、発光素子２３と、筺体２２の開口内を充填する封止層２７と、筺体の上部を覆うように配置された光学部材とを有する発光装置である。封止層は、第１の蛍光体を含有する。筺体の上面の一部には、第１の蛍光体を含有する材料で形成された極性マーク３０が配置されている。第１の蛍光体を含有する材料は、自然光のもとでの色が、筺体２２の上面と同色である。第１の蛍光体は、発光素子２３の発する光および第１の蛍光体の発する蛍光とは異なる所定波長の光によって励起される。これにより、自然光のもとでは極性マークが視認されず、所定の波長光の光を照射したときに認識できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有する筺体と、前記筺体内に配置された発光素子と、前記開口内を充填する封止層と、前記筺体の上部を覆うように配置されたレンズとを有するレンズ付き発光装置であって、
前記筺体の上面の一部には、第１の蛍光体を含有する材料で形成された極性マークが配置され、
前記第１の蛍光体を含有する材料は、自然光のもとでの色が、前記筺体の上面と同系色であり、前記第１の蛍光体は、前記発光素子の発する光とは異なる所定波長の光によって励起されることを特徴とするレンズ付き発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズ付き発光装置において、前記封止層は、第２の蛍光体を含有し、
前記第１の蛍光体は、前記第２の蛍光体の発する蛍光とは異なる波長の光によって励起されることを特徴とするレンズ付き発光装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のレンズ付き発光装置において、前記筺体の上面は白色であり、前記第１の蛍光体を含有する材料も白色であることを特徴とするレンズ付き発光装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のレンズ付き発光装置において、前記第１の蛍光体は、紫外光で励起されることを特徴とするレンズ付き発光装置。
【請求項５】
開口を有する筺体と、前記筺体内に配置された発光素子と、前記開口内を充填する封止層とを有する発光素子パッケージであって、
前記筺体の上面の一部には、第１の蛍光体を含有する材料で形成された極性マークが配置され、
前記第１の蛍光体を含有する材料は、自然光のもとでの色が前記筺体の上面と同系色であり、前記第１の蛍光体は、前記発光素子の発する光とは異なる所定波長の光によって励起されることを特徴とする発光素子パッケージ。
【請求項６】
請求項５に記載の発光素子パッケージにおいて、前記封止層は、第２の蛍光体を含有し、
前記第１の蛍光体は、前記第２の蛍光体の発する蛍光とは異なる波長の光によって励起されることを特徴とする発光素子パッケージ。
【請求項７】
開口を有する筺体上に、フォトレジスト機能を有する樹脂に白色粒子を分散させた樹脂を塗布し、所定の領域に露光し、露光部もしくは非露光部を除去することにより、所定形状の白色粒子分散樹脂層を形成する工程と、
前記筺体上に、フォトレジスト機能を有する樹脂に第１蛍光体を分散させた樹脂を塗布し、所定の領域に露光し、露光部もしくは非露光部を除去することにより、所定形状の第１蛍光体分散樹脂層を形成する工程と、
前記筺体の前記開口内に発光素子を配置し、前記開口内を樹脂で封止する工程とを有し、
前記第１蛍光体分散樹脂層は、自然光のもとでの色が白色であり、前記第１蛍光体は、前記発光素子の発する光とは異なる所定波長の光によって励起されることを特徴とする発光素子パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に搭載した発光素子（ＬＥＤ）から光を出射する半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電極の極性方向の判別が必要な電子デバイスでは、極性を認識するための印（極性マーク）を形成することがある。
【０００３】
例えば、特許文献１では、半導体チップを封止樹脂で封止したパッケージにおいて、封止樹脂の上面の一部にカラーバンドと呼ばれる帯状のマークを極性マークとして付した構造が開示されている。
【０００４】
特許文献２では、発光素子が支持体に搭載された発光装置において、支持体の上面の一部に極性認識マークを付した構造が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、電子部品の上面の一部に、×マーク等の極性マークをシルク印刷やレーザマーキングによる刻印により形成した構成が開示されている。
【０００６】
特許文献４では、発光素子実装用基板の一部に、極性認識のための貫通穴を設けた形状が開示されている。
【０００７】
特許文献５には、発光素子の周囲に、蛍光体含有樹脂を金型を用いて所定形状に成型した発光装置において、蛍光体含有樹脂の成型後の形状を片側が面取りされた形状や、角の一部を落とした形状等、左右非対称な形状とすることにより、極性認識を可能にした構成が開示されている。さらに、この特許文献５には、従来技術として表面実装型ＬＥＤの片側端部に半円形の凹部を設けることで極性認識をすることが開示されている。
【０００８】
特許文献６には、表面実装型発光装置の裏面側（電極膜側）に、絶縁性材料で極性マークを設ける構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−３１９８６０号公報
【特許文献２】特開２００８−１９２９４９号公報（図１、図７、図８参照）
【特許文献３】特開２００４−３５６６０４号公報
【特許文献４】特開２００９−７６５７６号公報（請求項４等）
【特許文献５】特開２００７−１２３７０４号公報
【特許文献６】特開２００７−０８８１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
サブマウント基板上に発光素子を搭載した表面実装型の発光装置では、発光装置を搭載する小型な電子機器等に対応するため、上面にレンズを固定したレンズ付き発光装置として使用されることが多い。
【００１１】
レンズ付き発光装置において、特許文献１〜３のように、極性マークとして帯状や×印等のマークを設けると、これらの極性マークが、製品の外部からレンズを通してごみや傷のように視認され、製品の美観に影響することがある。
【００１２】
また、特許文献４，５のように、極性マークとして貫通孔や封止樹脂の角を落とした形状を採用した場合や、封止樹脂の形状を非対称とした場合も、これらの形状がレンズを通して視認され、製品の美観に影響することがある。さらに、発光される光束に色ムラや輝度ムラ等の影響を与えずに蛍光体含有封止樹脂の左右非対称な形状とするためには、光束に影響を与える領域の外側に左右非対称な部分を形成する必要があるため、封止樹脂を大きめに形成せざるを得ず、発光装置が大型になるという問題もある。
【００１３】
また、特許文献６のように発光装置の裏面側に極性マークを付した場合、発光装置を裏返さないと極性の識別ができないため、発光装置の実装工程で極性識別に手間がかかる。
【００１４】
本発明の目的は、製品の美観に影響を与えず、かつ、極性識別が容易な発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明によれば、以下のようなレンズ付き発光装置が提供される。すなわち、開口を有する筺体と、筺体内に配置された発光素子と、開口内を充填する封止層と、筺体の上部を覆うように配置されたレンズとを有するレンズ付き発光装置である。筺体の上面の一部には、第１の蛍光体を含有する材料で形成された極性マークが配置されている。第１の蛍光体を含有する材料は、自然光のもとでの色が、筺体の上面と同系色であり、第１の蛍光体は、発光素子の発する光とは異なる所定波長の光によって励起される。
【００１６】
上述の封止層は、第１の蛍光体を含有する構成とすることが可能である。この場合、第１の蛍光体は、第１の蛍光体の発する蛍光とは異なる波長の光によって励起されるものを用いる。
【００１７】
筺体の上面は白色である場合、第１の蛍光体を含有する材料は、白色であるように構成する。
【００１８】
上記第１の蛍光体は、紫外光で励起されるものを用いることができる。
【００１９】
また、本発明によれば、以下のような発光素子パッケージが提供される。すなわち、開口を有する筺体と、筺体内に配置された発光素子と、開口内を充填する封止層とを有する発光素子パッケージである。筺体の上面の一部には、第１の蛍光体を含有する材料で形成された極性マークが配置されている。第１の蛍光体を含有する材料は、自然光のもとでの色が筺体の上面と同色であり、第１の蛍光体は、発光素子の発する光とは異なる所定波長の光によって励起される。
【００２０】
また、本発明によれば、以下のような発光素子パッケージの製造方法が提供される。すなわち、開口を有する筺体上に、フォトレジスト機能を有する樹脂に白色粒子を分散させた樹脂を塗布し、所定の領域に露光し、露光部もしくは非露光部を除去することにより、所定形状の白色粒子分散樹脂層を形成する工程と、筺体上に、フォトレジスト機能を有する樹脂に、所定の第１蛍光体を分散させた樹脂を塗布し、所定の領域に露光し、露光部もしくは非露光部を除去することにより、所定形状の第１蛍光体分散樹脂層を形成する工程と、筺体の開口内に発光素子を配置し、開口内を樹脂で封止する工程とを有する発光素子パッケージの製造方法法である。第１蛍光体分散樹脂層は、自然光のもとでの色が白色であり、第１蛍光体は、発光素子の発する光および第１蛍光体の発する蛍光とは異なる所定波長の光によって励起されるものを用いる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の発光装置は、極性マークを構成する蛍光体含有材料が、自然光のもとでの色が筺体の上面と同系色であり、蛍光体は、発光素子の発する光とは異なる所定波長の光によって励起されるものを用いる。このため、自然光のもとでは極性マークが視認されず、所定の波長光の光を照射したときに認識できる構成となるため、極性マークが装置の美観を損ねないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）〜（ｃ）第１の実施形態の発光装置の断面図。
【図２】第１の実施形態の発光装置のＬＥＤパッケージの（ａ）断面図、（ｂ）斜視図。
【図３】第２の実施形態の発光装置のＬＥＤパッケージの断面図。
【図４】第２の実施形態の発光装置の製造工程で極性マーク３０を形成した状態を示す大判のパッケージ筺体の上面図。
【図５】第３の実施形態の発光装置のＬＥＤパッケージの斜視図。
【図６】（ａ）〜（ｅ）第３の実施形態のＬＥＤパッケージの製造工程を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の一実施の形態のレンズ付き発光装置について図面を用いて説明する。
（第１の実施形態）
図１（ａ）〜（ｃ）に、第１の実施形態のレンズ付き発光装置の断面図を示す。レンズ付き発光装置は、実装基板２と、実装基板２に搭載されたＬＥＤパッケージ１およびレンズ３を備えている。レンズ３は、レンズ部３ａと脚部３ｂとを有する。脚部３ｂは、ＬＥＤパッケージ１の外周に沿った形状であり、ＬＥＤパッケージ１の直上部に所定の間隔をあけてレンズ部３ａを支持している。図１（ａ）はレンズ部３ａが平行平板状、図１（ｂ）はレンズ部３ａが凸レンズ、図１（ｃ）はレンズ部３ａがフレネルレンズの例をそれぞれ示している。
【００２４】
図２（ａ）および（ｂ）にＬＥＤパッケージ１の拡大断面図および斜視図をそれぞれに示す。パッケージ基板２１と、その上に固定されたパッケージ筺体２２と、パッケージ筺体２２の開口内に配置されたＬＥＤチップ（発光素子）２３と、開口内の空間を充填する蛍光体含有樹脂層２７とを含む。
【００２５】
パッケージ基板２１は、上面に負電極２９ａと正電極２８ａを備え、下面に負電極２９ｂと正電極２８ｂを備えている。上面の負電極２９ａと下面の負電極２９ｂは、ビア２９ｃにより電気的に接続され、上面の正電極２９ａと下面の正電極２８ｂとは、ビア２８ｃにより電気的に接続されている。
【００２６】
パッケージ筺体２２は、パッケージ基板２１の上面に搭載されている。パッケージ筺体２２の中央には、円形の開口が設けられ、ＬＥＤチップ２３は、開口内のパッケージ基板２１上にダイボンディングされている。ＬＥＤチップ２３は、上面には一対の素子電極（不図示）が備えられ、一対の素子電極は、ボンディングワイヤ２５、２４により、パッケージ基板２１の上面の負電極２９ａ、正電極２８ａにそれぞれ接続されている。
【００２７】
パッケージ筺体２２の円形の開口内の空間は、ＬＥＤチップ２３の出射光により励起され、蛍光を発する蛍光体を含有する樹脂層２７により封止されている。蛍光体の濃度は、ＬＥＤチップを点灯させた際に発光色の色度が所望の色度になるように設定されている。例えば、ＬＥＤチップ２３としては、青色光（ドミナント波長450〜460nm)を発するInGaN系のＬＥＤチップを用いることが可能である。この場合、蛍光体含有樹脂層２７は、蛍光体としてYAG蛍光体を、樹脂としてシリコーン樹脂を用いることが可能である。これにより、ＬＥＤチップ２３の発する青色光と、ＬＥＤチップ２３の発光で励起されたYAG蛍光体の黄色の蛍光とが混合された白色光を出射する発光装置を得ることができる。
【００２８】
パッケージ筺体２２は、所定以上の強度があり、開口の形成が可能な材料で構成する。例えば、ガラスエポキシ樹脂等の樹脂製とする。パッケージ筺体２２の表面は、蛍光体含有樹脂層２７から発せられた光を高効率で反射し、光束量を減衰させないことが望ましい。そのためパッケージ筺体２２の表面には、高反射性材料層２６が配置されている。高反射性材料層２６を構成する材料としては、白色樹脂、例えば白色の無機物粒子（具体的には例えば、二酸化チタン粒子、酸化亜鉛粒子、硫酸バリウム粒子）を分散させた樹脂を用いることができる。
【００２９】
パッケージ筺体２２の上面には、負電極２９ａが配置されている側に電極極性を示す極性マーク３０が配置されている。極性マーク３０は、パッケージ筺体２２の上面から厚さ方向に形成された穴に、蛍光体含有樹脂を充填することにより形成されている。例えば、極性マーク３０となる穴の直径は、３００〜５００μｍとする。
【００３０】
極性マーク３０用の蛍光体含有樹脂に含有される蛍光体は、自然光の下で白く見える蛍光体粒子であって、自然光のもとでは、発光を視認できない。ＬＥＤチップ２３の発する光および蛍光体含有樹脂層２７の発する蛍光では励起されず、つまり、封止樹脂層（蛍光体含有樹脂層２７）から出射される光の波長以外の波長の光で励起され、可視光領域の光を発するものが用いられる。例えば、紫外光（波長４００ｎｍ以下）により励起される紫外線励起蛍光体、具体的には、Euを添加した酸化イットリウム蛍光体を用いることができる。この蛍光体は、紫外光で励起され、赤色の蛍光を発する。このほか、BaMgAl10O17:Eu2+、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu2+、LaPO4:Ce、Zn2SiO4:Mn2+などディスプレイ用途に開発された酸化物蛍光体を好ましく用いることができる。なお、蛍光体粒子が自然光の下で白く見えるとは、蛍光体粒子の色そのものが完全に白色でなくともよく、粒子の散乱光により白色を示しているものであっても構わない。
【００３１】
このように、本実施形態の発光装置は、自然光では白く見え、ＬＥＤチップ２３および蛍光体含有樹脂層２７からの光では励起されず、所定の励起光により蛍光を発する蛍光体を用いて、極性マーク３０を形成するため、自然光下では、パッケージ筺体２２の上面と極性マーク３０とが同系色であり、極性マーク３０上のパッケージ筺体２２で見分けることがほとんどできない。よって、パッケージ筺体２２の上面を製造工程において目視で直接視認した場合も、発光装置完成後に電子機器等に実装され、レンズ３を通してＬＥＤ筺体１を視認した場合であっても、極性マーク３０がごみや傷のように視認されることがなく、製品の美観を維持することができる。
【００３２】
一方、本実施形態の発光装置の製造工程や、発光装置完成後に電子機器等に実装する際には、パッケージ筺体２２の上面に所定の波長の光、例えば、予定波長紫外線（波長４００ｎｍ以下）を照射することにより、極性マーク３０を構成する蛍光体含有樹脂層の蛍光体が所定波長、例えば赤色の蛍光を発するため、極性マーク３０を容易に認識することができる。特に、蛍光が赤色の場合には、白色のパッケージ筺体２２の上面とのコントラストが大きく、極性マーク３０の認識が容易である。これにより、パッケージ筺体２２の下のパッケージ基板２１の電極２９ａ，２９ｂの極性を、極性マーク３０により確認することができる。
【００３３】
本実施形態の発光装置の製造方法について説明する。まず、電極２８ａ、２８ｂ、２９ａ，２９ｂおよびビア２８ｃ、２９ｃが予め形成されたパッケージ基板２１が複数連結された集合基板を用意する。また、カップ状の開口と、後に極性マーク３０となる極性マーク用穴が形成されたパッケージ筺体２２が複数連結された大判パッケージ筺体を用意する。パッケージ筺体２２のカップ状の開口および極性マーク用穴は、例えば、板状の基板にエッチングを施すことにより形成する。集合基板の上面に大判のパッケージ筺体２２を位置合わせして搭載し、接着剤等により固定する。
【００３４】
次に、高反射性材料層２６を大判のパッケージ筺体２２の上面に形成する。ここでは、高反射性材料層２６の材料として、フォトレジスト機能を有する樹脂に、無機物粒子を分散させた白色のものを用いる。この樹脂を大判のパッケージ筺体２２の上面に塗布して塗膜を形成し、フォトマスクを用いて露光した後、未露光部（もしくは露光部）の樹脂を除去することにより、パッケージ筺体２２のカップ状開口の内部および上部、ならびに、極性マーク用穴の内部および上部の樹脂を取り除く。これにより、カップ状開口および極性マーク用穴を有し、それ以外のパッケージ筺体２２の上面を覆う高反射性材料層２６が形成される。
【００３５】
次に、大判のパッケージ筺体２２の各カップ状開口内のパッケージ基板２１に、ＬＥＤチップ２３をダイボンディングする。ＬＥＤチップ２３の一対の電極をそれぞれ電極２８ａ，２９ｂのボンディングワイヤ２４、２５で接続する。
【００３６】
所定の蛍光体を分散させた未硬化の樹脂を、大判のパッケージ筺体２２のカップ状開口内にそれぞれ充填し、蛍光体含有樹脂層２７を形成する。さらに、別の所定の蛍光体を分散させた未硬化の樹脂を、極性マーク用穴にそれぞれ充填し、極性マーク３０を形成する。その後、所定の硬化工程を行い、蛍光体含有樹脂層２７と極性マーク３０を構成する樹脂を硬化させる。
【００３７】
大判のパッケージ筺体２２およびパッケージ基板２１を個々の大きさに分割することにより、ＬＥＤパッケージ１が製造される。
【００３８】
ＬＥＤパッケージ１に所定の波長光（紫外光）を照射し、極性マーク３０を発光させ、極性（ＬＥＤパッケージ１の向き）を確認し、実装基板２上に半田等でＬＥＤパッケージ１の裏面電極２９ｂ、２８ｂを接続する。最後に、別途用意しておいたレンズ３をＬＥＤパッケージ１にかぶせ、実装基板２に固定する。
【００３９】
本実施形態では、レンズ３を通して視認した場合、および、ＬＥＤパッケージ１の上面を視認した場合いずれも、所定の波長光（紫外光）を照射しない限り、極性マーク３０は高反射性材料層２６と同系色のため、視認することができない。よって、極性マークが小さなゴミに見える等、美観を損ねる原因になるのを防止することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
第２の実施形態として、極性マーク３０を帯状にしたＬＥＤパッケージを図３および図４を用いて説明する。
【００４１】
第１の実施形態では、極性マーク３０は、上面から見た形状が円形であったが、第２の実施形態では、図４のように、極性マーク３０の製造工程において、極性マーク３０を大判のパッケージ筺体２２のカップ状開口２７’の列方向に延びる帯状に形成する。これにより、大判のパッケージ筺体２２を分割することにより個々のＬＥＤパッケージ１に分割した場合、図３に示すように、極性マーク３０がＬＥＤパッケージ１の電極２９ｂがある側の辺に沿って帯状に延びた形状となる。
【００４２】
帯状の極性マーク３０に充填する蛍光体含有樹脂は、第１の実施形態と同様のものを用いる。これにより、所定の波長光（紫外光）を照射されない状態では、極性マーク３０はパッケージ筺体２２の上面の高反射性材料層２６と同じ白色で認識できないが、所定の波長光（紫外光）を照射された場合には、所定の蛍光（例えば赤色）に帯状に発光するため、容易にＬＥＤパッケージ１の極性を認識することができる。
【００４３】
なお、パッケージ筺体２２に極性マーク用穴を形成する際には、図４の帯状の極性マーク３０と同形状の溝状に形成する。他の構成および製造工程は、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００４４】
（第３の実施形態）
第３の実施形態として、極性マーク３０を形成する際に、予め穴や溝を形成せず、フォトリソグラフィにより形成する例について図５を用いて説明する。
【００４５】
図５のように、極性マーク３０は、パッケージ筺体２２の上面の一部を覆う層状に形成されている。
【００４６】
図５のパッケージ筺体２２および極性マーク３０の製造方法を図６を用いて説明する。図６（ａ）のように、パッケージ基板２１の上にパッケージ筺体２２を固定する。このとき、パッケージ筺体２２には、蛍光体含有樹脂層２７を充填するカップ状開口２７’のみが形成され、極性マーク用の穴や溝は形成されていない。
【００４７】
次に、図６（ｂ）のように、パッケージ筺体２２の上面に、高反射性材料層２６の材料として、フォトレジスト機能を有する樹脂に白色の無機物粒子を分散させた樹脂２６’を塗布する。フォトマスク６１を用いて露光した後、未露光部（もしくは露光部）の樹脂を除去することにより、図６（ｃ）のようにパッケージ筺体２２のカップ状開口の内部および上部、ならびに、極性マーク３０を後で形成する領域６２の樹脂２６’を取り除く。これにより、カップ状開口と、極性マーク３０を後で形成する領域以外のパッケージ筺体２２の上面を覆う高反射性材料層２６が形成される。
【００４８】
図６（ｄ）のように、フォトレジスト機能を有する樹脂に、第１の実施形態で極性マーク３０を形成する際に用いた蛍光体を分散させた樹脂３０’を用意し、これをパッケージ筺体２２の全面に塗布する。フォトマスク６２を用いて露光した後、未露光部（もしくは露光部）の樹脂を除去することにより、図６（ｅ）のようにパッケージ筺体２２の極性マーク３０を形成すべき領域６２のみを覆う極性マーク３０が形成される。
【００４９】
他の製造工程は、第１の実施形態と同様にすることにより、極性マーク３０を備えた発光装置が製造される。
【００５０】
本実施形態では、フォトレジスト機能を有する樹脂に所定の蛍光体を分散し、極性マーク３０を形成するため、所望の開口形状のフォトマスク６１，６２を用意することにより、帯状等、任意の形状の極性マーク３０を容易に製造することができる。
【００５１】
上述の実施形態では、パッケージ筺体２２の上面の高反射性材料層２６が白色であったため、極性マーク３０を形成する蛍光体含有樹脂層の色が、自然光の下で白色を呈するものを用いたが、パッケージ筺体２２の上面の色が白色ではない場合には、その色に合わせた蛍光体含有樹脂層により極性マーク３０を構成する。例えば、パッケージ筺体２２の上面の色がメタリック色である場合には、極性マーク３０を構成する蛍光体含有樹脂層に金属紛を混合し、メタリック色にする。また、パッケージ筺体２２の上面の色が黒色である場合には、蛍光体含有樹脂層に窒化アルミ等の黒色粉末を混合し、黒色にする。
【００５２】
本実施形態の発光装置は、ストロボ装置や照明装置用の発光装置として好適である。
【符号の説明】
【００５３】
１…ＬＥＤパッケージ、２…実装基板、３…レンズ、２１…パッケージ基板、２…パッケージ筺体、２３…ＬＥＤチップ、２４，２５…ボンディングワイヤ、２６…高反射性材料層、２７…蛍光体含有樹脂層、２７’…カップ状開口、２８ａ，２８ｂ…正電極、２９ａ，２９ｂ…負電極、３０…極性マーク
【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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