(57)【要約】【課題】導光板が熱膨張しても導光板の湾曲などを抑えることが可能となる発光装置を提供する。【解決手段】光源と、該光源が発した光を受けて発光面から出す導光板と、を備えた発光装置であって、前記導光板の熱膨張を妨げないゆとりを有する形態で、前記導光板を前記発光装置の本体側へ固定する固定機構を備えた発光装置とする。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源が発した光を受けて発光面から出す導光板と、を備えた発光装置であって、
前記導光板の熱膨張を妨げないゆとりを有する形態で、前記導光板を前記発光装置の本体側へ固定する固定機構を備えたことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記ゆとりの大きさは、
前記導光板における、第１状態から第２状態への熱膨張を妨げないように設定されており、
第１状態は、
前記光源が発光しないときの状態であり、
第２状態は、
前記光源の発光に伴う熱が伝わることによって、熱膨張したときの状態であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記ゆとりは、
前記導光板の発光面と平行である面方向について、設けられていることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記固定機構は、
前記面方向に対して垂直に突出するように前記本体側に設けられた支柱と、前記導光板に設けられた穴と、を有し、
前記支柱が前記穴に嵌め込まれた状態で、前記固定を行うものであり、
前記ゆとりは、
前記支柱が可動であること、および、前記支柱の外縁と前記穴の内縁との間に隙間が設けられていること、の少なくとも一方によって実現されていることを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記光源は、
前記導光板の側面に対向するように配置されたＬＥＤであることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の発光装置。
【請求項６】
前記発光面から出る光がバックライトとして用いられる請求項１から請求項５の何れかに記載の発光装置と、
複数の画素を有し、画像が表示されるように、前記バックライトの透過度合が該画素ごとに調節される液晶パネルと、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板を有する発光装置、およびこれを備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば液晶表示装置に設けられるバックライト装置として、導光板を有する発光装置が利用されている。このような発光装置の一例（従来例）について、図１２および図１３を参照しながら、以下に簡潔に説明する。
【０００３】
図１２は、従来例に係る発光装置の概略的な断面図（導光板の発光面に垂直な面を断面とした図）を表している。図１２に示すように当該発光装置１０１は、略板状の金属フレーム１１１を有しており、金属フレーム１１１上の一辺には放熱板１１２が固定されている。
【０００４】
また発光装置１０１には、金属フレーム１１１に近い側から順に、反射板１１４、導光板１１５（図１２における上側の面が、発光面となっている）、拡散シート１１６、プリズムシート１１７、および拡散シート１１８が、互いに平行となるように設けられている。なお反射板１１４および導光板１１５は、一部が放熱板１１２に載置されるようにして設けられている。
【０００５】
また発光装置１０１には、光源となる複数個のＬＥＤ１１３ａが、一列に並ぶように設けられている。各ＬＥＤ１１３ａは所定のＬＥＤライトバーに設けられており、このＬＥＤライトバーが放熱板１１２に取り付けられることで、ＬＥＤ１１３ａの列が導光板１１５の一つの側面に沿うように配置されている。
【０００６】
また金属フレーム１１１には、反射板１１４および導光板１１５の位置決め兼固定用の支柱１１１ａが設けられており、反射板１１４および導光板１１５には、支柱１１１ａの形状に対応した切り欠き部分が設けられている。
【０００７】
そして反射板１１４および導光板１１５は、図１３（ここでは反射板１１４の表示は省略する）に示すように、当該切り欠き部分に支柱１１１ａが嵌め込まれる形態で、金属フレーム１１１に（つまり発光装置１０１の本体側に）固定されている。当該切り欠き部分と支柱１１１ａの間にはゆとりが設けられておらず、導光板１１５は、発光面と平行である面方向に動かないように固定されている。
【０００８】
発光装置１０１は上述した構成となっており、サイドエッジ型のバックライト装置を実現している。各ＬＥＤ１１３ａが発光すると、その光は図１２に矢印で示すように、導光板１１５へ側面から入射する。入射した光は、例えば導光板１１５の下部のドットパターンや反射板１１４に当って、導光板１１５の発光面から出る。
【０００９】
導光板１１５の発光面から出た光は、拡散シート１１６、プリズムシート１１７、および拡散シート１１８を通り、バックライトとして外部へ照射される。バックライトは、発光装置１０１の前面側（図１２における上側）に設けられる液晶パネルに入力され、画像表示に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−２７７６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
導光板を用いている発光装置においては、導光板が熱膨張することがある。この熱膨張の主要因は、光源（上述の従来例ではＬＥＤ）の発光に伴う熱であり、この熱が伝わることによって熱膨張が生じる。特にサイドエッジ型のバックライト装置の場合は、光源の数を減らし、その分電流を多く流すことが行われるため、導光板の一部に熱が集中し易い傾向にある。
【００１２】
上述の従来例のように、導光板と支柱がほぼ密着している（これらの間に殆どゆとりが設けられていない）形態では、熱膨張が支柱に妨げられることで導光板に熱応力が生じ、例えば図１４に示すように導光板が湾曲するおそれがある。
【００１３】
なお図１４の（Ａ）に示す例では、導光板１１５に入射するはずの光の一部が反射板１１４に当り、（Ｂ）に示す例では、導光板１１５に入射するはずの光の一部が拡散シート１１６に当っている。導光板１１５に正しく入射しなかった光は、輝度や色温度などが正しく入射した光と異なるため、液晶画面上でのムラの要因となり、液晶表示装置の品質に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００１４】
本発明は上述した問題に鑑み、導光板が熱膨張しても導光板の湾曲などを抑えることが可能となる発光装置、および当該発光装置を備えた液晶表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため本発明に係る発光装置は、光源と、該光源が発した光を受けて発光面から出す導光板と、を備えた発光装置であって、前記導光板の熱膨張を妨げないゆとりを有する形態で、前記導光板を前記発光装置の本体側へ固定する固定機構を備えた構成とする。
【００１６】
本構成によれば、導光板が熱膨張しても、熱膨張が妨げられないようにして熱応力の発生を抑え、導光板の湾曲などを抑えることが可能となる。なおここでの「発光装置の本体」とは、発光装置における導光板を除いた部分の一部または全部を指し、その具体的な形態は特に限定されない。
【００１７】
また上記構成において、前記ゆとりの大きさは、前記導光板における、第１状態から第２状態への熱膨張を妨げないように設定されており、第１状態は、前記光源が発光しないときの状態であり、第２状態は、前記光源の発光に伴う熱が伝わることによって、熱膨張したときの状態である構成としてもよい。
【００１８】
本構成によれば、光源の発光に伴う熱が伝わることにより導光板が熱膨張しても、熱膨張が妨げられないようにして熱応力の発生を抑え、導光板の湾曲などを抑えることが可能となる。
【００１９】
また上記構成としてより具体的には、前記ゆとりは、前記導光板の発光面と平行である面方向について、設けられている構成としてもよい。
【００２０】
また上記構成として具体的には、前記固定機構は、前記面方向に対して垂直に突出するように前記本体側に設けられた支柱と、前記導光板に設けられた穴と、を有し、前記支柱が前記穴に嵌め込まれた状態で、前記固定を行うものであり、前記ゆとりは、前記支柱が可動であること、および、前記支柱の外縁と前記穴の内縁との間に隙間が設けられていること、の少なくとも一方によって実現されている構成としてもよい。
【００２１】
また上記構成として具体的には、前記光源は、前記導光板の側面に対向するように配置されたＬＥＤである構成としてもよい。
【００２２】
また本発明に係る液晶表示装置は、前記発光面から出る光がバックライトとして用いられる上記構成に係る発光装置と、複数の画素を有し、画像が表示されるように、前記バックライトの透過度合が該画素ごとに調節される液晶パネルと、を備えた構成とする。本構成によれば、上記構成に係る発光装置の利点を享受することが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
上述した通り本発明に係る発光装置によれば、導光板が熱膨張しても、熱膨張が妨げられないようにして熱応力の発生を抑え、導光板の湾曲などを抑えることが可能となる。また本発明に係る液晶表示装置によれば、本発明に係る発光装置の利点を享受することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係るバックライト装置の構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るバックライト装置の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る導光板の外観図である。
【図４】本発明の実施形態に係る金属フレームの外観図である。
【図５】本発明の実施形態に係る金属フレームの別の外観図である。
【図６】本発明の実施形態に係る支柱部品の外観図である。
【図７】放熱板および支柱部品が取り付けられた状態の説明図である。
【図８】導光板等が取り付けられた状態の説明図である。
【図９】導光板が熱膨張した状態の説明図である。
【図１０】導光板等が取り付けられた状態の別の説明図である。
【図１１】導光板が熱膨張した状態の別の説明図である。
【図１２】従来例に係る発光装置の断面図である。
【図１３】従来例に係る導光板等が取り付けられた状態の説明図である。
【図１４】導光板の湾曲に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施形態について、液晶表示装置のバックライト装置（発光装置の一形態）を例に挙げて、以下に説明する。
【００２６】
［バックライト装置の全体的な構成等］
図１は、前方斜め上視点から見た場合のバックライト装置の概略的な構成図である。また図２は、側方視点から見た場合のバックライト装置の概略的な断面図（導光板の発光面に垂直な面を断面とした図）である。なお以降の説明では、特に断りのない限り、上下左右や前後の方向は図１に矢印で示す方向であるとする。また図２では、上側が前方となっており、下側が後方となっている。
【００２７】
これらの図に示すようにバックライト装置１は、金属フレーム１１、放熱板１２、ＬＥＤライトバー１３、反射板１４、導光板１５、拡散シート１６、プリズムシート１７、および拡散シート１８などを有している。
【００２８】
金属フレーム１１は、金属材質によって形成された略板状の部材であり、バックライト装置１の各部品の固定や外部衝撃からの保護等の役割を果たす。金属フレーム１１のより詳細な構成については、改めて説明する。
【００２９】
放熱板１２は、金属フレーム１１上の一辺に固定されており、ＬＥＤライトバー１３などが発する熱を放熱させる役割を果たす。
【００３０】
またバックライト装置１には、金属フレーム１１に近い側から順に、反射板１４、導光板１５（前側の面が、発光面となっている）、拡散シート１６、プリズムシート１７、および拡散シート１８が、互いに平行となるように設けられている。反射板１４や導光板１５は、一部が放熱板１２に載置されるようにして設けられている。
【００３１】
なお反射板１４は、前方からの光を前方へ反射させるように形成された板状部品であり、導光板１５は、側面から入った光を発光面から出すように形成された板状部品である。また拡散シート（１６、１８）は、光を拡散させるシートであり、プリズムシート１７は、前方への集光効果を持たせたシートである。
【００３２】
ＬＥＤライトバー１３は、光源となる複数個のＬＥＤ１３ａが一列に並ぶように設けられたものである。ＬＥＤライトバー１３は、ＬＥＤ１３ａの列が導光板１５の下側の側面に沿うように、放熱板１２に取り付けられている。これにより各ＬＥＤ１３ａは、導光板１５の下側の側面に対向するように配置されている。
【００３３】
バックライト装置１は上述した構成となっており、サイドエッジ型のバックライト装置を実現している。各ＬＥＤ１３ａが発光すると、その光は図２に矢印で示すように、導光板１５へ側面から入射する。入射した光は、例えば導光板１５の下部のドットパターンや反射板１４に当って、導光板１５の発光面から出る。
【００３４】
導光板１５の発光面から出る光は、拡散シート１６、プリズムシート１７、および拡散シート１８を通り、画像表示用のバックライトとして用いられる。すなわちバックライト装置１を有する液晶表示装置には、バックライト装置１の前側に液晶パネルが設けられており、この液晶パネルに向けてバックライトが照射される。液晶パネルは、複数の画素を有し、画像が表示されるように、バックライトの透過度合が該画素ごとに調節されるものである。
【００３５】
図３は、前方視点による導光板１５の外観図である。本図に示すように導光板１５は、外縁が長方形である板状の形状となっており、左右のそれぞれには、前後方向に貫通した穴１５ａが設けられている。前方から見た穴１５ａの縁の形状は、左右方向よりも上下方向に長い長方形となっている。この穴１５ａは、後述する通り、導光板１５を金属フレーム１１に固定するための固定機構の一部として機能する。
【００３６】
図４は、前方視点による金属フレーム１１の外観図である。本図に示すように金属フレーム１１は、外縁が長方形である板状の形状となっており、左右のそれぞれには、前後方向に貫通した穴１１ａが設けられている。前方から見た穴１１ａの縁の形状は、上下方向よりも左右方向に長い長方形となっている。この穴１１ａは、後述する通り、導光板１５を金属フレーム１１に固定するための固定機構の一部として機能する。
【００３７】
また金属フレーム１１の前面には、下側の辺に沿って前方へ突出するように設けられた支持部１１ｃが設けられている。図５は、後方視点による金属フレーム１１の外観図である。本図に示すように各穴１１ａの上下には、左右方向に伸びるように形成された溝１１ｂがそれぞれ設けられている。
【００３８】
またバックライト装置１には、導光板１５の位置決め兼固定用の部品である支柱部品１９が設けられている。図６は、支柱部品１９の外観図である。本図に示すように支柱部品１９は、板状のベース部１９ａの表面から、支柱部１９ｂとガイド部１９ｃが同じ方向に突出した形状となっている。支柱部１９ｂの突出方向の長さは、金属フレーム１１の厚さよりも十分に長くなっている。
【００３９】
支柱部１９ｂおよびガイド部１９ｃは、突出方向を軸とする円筒形状であり、支柱部１９ｂの直径は穴１５ａの幅および穴１１ａの幅に合わせて設定され、ガイド部１９ｃの直径は溝１１ｂの幅に合わせて設定されている。また支柱部１９ｂとガイド部１９ｃとの間隔は、穴１１ａと溝１１ｂとの間隔に合わせて設定されている。支柱部品１９も、後述する通り、導光板１５を金属フレーム１１に固定するための固定機構の一部として機能する。
【００４０】
［導光板の金属フレームへの固定について］
導光板１５は、支柱部品１９などを用いて、金属フレーム１１への固定（主に発光面と平行である面方向についての、位置決めと見ることも出来る）がなされている。次に、導光板１５が金属フレーム１１へどのようにして固定されているかについて、順を追って説明する。図７は、金属フレーム１１に、放熱板１２（ＬＥＤライトバー１３が既に取り付けられている）および支柱部品１９が取り付けられた状態を示している。
【００４１】
放熱板１２は、金属フレーム１１の前面と支持部１１ｃに支持される形態で、取り付けられている。支柱部品１９は、金属フレーム１１の裏側において、各ガイド部１９ｃが各溝１１ｂに嵌め込まれ、支柱部１９ｂが穴１１ａ（穴１１ａにおける内側の位置）に嵌め込まれた形態で、取り付けられている。支柱部１９ｂは、金属フレーム１１の前面から前方へ突出した形態となっている。
【００４２】
なお、穴１１ａおよび溝１１ｂは左右方向に伸びているため、支柱部品１９は、穴１１ａおよび溝１１ｂに沿って、左右方向に可動となっている。図７に示す状態では、各支柱部品１９は、矢印で示すように左右方向の外向きに可動である。
【００４３】
図８は、放熱板１２および支柱部品１９に加えて、導光板１５が金属フレーム１１に取り付けられた状態を示している。導光板１５は、下側の辺が放熱板１２に支持され、支柱部１９ｂが穴１５ａ（穴１５ａにおける上側の位置）に嵌め込まれた形態で、取り付けられている。図８に示す状態では、導光板１５は、穴１５ａと支柱部１９ｂとの大きさの差の分だけ、上向きに可動である。
【００４４】
このように導光板１５は、発光面と平行である面方向のゆとり（導光板１５の熱膨張を妨げないようにするためのゆとり）を有する形態で金属フレーム１１（バックライト装置１の本体側）へ固定（位置決め）されている。そのため、ＬＥＤ１３ａの発光に伴う熱が伝わることによって熱膨張しても、湾曲などは殆ど生じないようになっている。
【００４５】
より具体的には、導光板１５は、ＬＥＤ１３ａが発光しないときは、図８に示す状態となっている。そして、例えばバックライト装置１の電源がＯＮにされてＬＥＤ１３ａの発光が開始されると、これに伴う熱が伝わることによって導光板１５は徐々に熱膨張する。
【００４６】
このとき導光板１５は、下側の辺は放熱板１２に支持されているため、発光面と平行である面方向には概ね図９に矢印で示す方向へ熱膨張し、最終的に図９に示すような状態となる。しかしこのように熱膨張が進む過程においては、穴１５ａの縁に押されて支柱部品１９が左右の外向き方向へ動くこと、および、上方向への穴１５ａの移動が支柱部１９ｂによって阻害されないことによって、導光板１５の熱膨張は妨げられない。そのため導光板１５における熱応力の発生は抑制され、導光板１５の湾曲などは殆ど生じないようになっている。
【００４７】
また導光板１５が熱膨張した後、例えばバックライト装置１の電源がＯＦＦにされてＬＥＤ１３ａの発光が停止されると、導光板１５は徐々に冷却される。このとき導光板１５は、徐々に収縮することによって熱膨張が解消され、最終的に図８に示す状態に戻ることとなる。そしてこのように収縮が進む過程においても、穴１５ａの縁に押されて支柱部品１９が左右の内向き方向へ動くこと、および、下方向への穴１５ａの移動が支柱部１９ｂによって阻害されないことによって、導光板１５の収縮は妨げられない。そのため導光板１５は、熱膨張する前の状態に、スムーズに戻るようになっている。
【００４８】
なお上述したゆとりの大きさは、支柱部品１９の可動範囲や穴１５ａの大きさ等を調節しておくことにより、予め所望の大きさに設定しておくことが可能である。ここで一般的には、ゆとりの大きさを大きく設定しておく程、導光板１５の熱膨張を妨げないようにすることが容易とはなるが、導光板１５の固定（特に上下左右の方向についての固定）が甘くなり易い。そのためゆとりの大きさは、ＬＥＤ１３ａの発光に伴う熱が伝わることによる導光板１５の熱膨張を妨げないという目的が達せられる範囲で、必要最小限に設定されていることが望ましい。
【００４９】
一例としては、標準的な環境温度下（例えば２０℃）における導光板１５の形状を、ＬＥＤ１３ａが発光しないときの定常状態（第１定常状態）、および、ＬＥＤ１３ａの発光に伴う熱が伝わることにより十分に熱膨張したときの定常状態（第２定常状態）の各々について、予め特定しておく。
【００５０】
そして第１定常状態から第２定常状態までの範囲に限り、導光板１５の熱膨張や収縮が妨げられないように（熱応力が生じないように）、ゆとりの大きさが設定されていることが望ましい。本実施形態ではこのようにして、ゆとりの大きさが適切に設定されている。
【００５１】
［その他］
以上に説明した通り、本実施形態に係るバックライト装置１は、ＬＥＤ１３ａ（光源）と、ＬＥＤ１３ａが発した光を受けて発光面から出す導光板１５と、を備えている。またバックライト装置１は、導光板１５の熱膨張を妨げないゆとりを有する形態で、導光板１５をバックライト装置１の本体側（本実施形態の場合は特に金属フレーム１１）に固定する固定機構を備えている。
【００５２】
またこのゆとりの大きさは、導光板１５における、ＬＥＤ１３ａが発光しないときの状態（第１状態）からＬＥＤ１３ａの発光に伴う熱が伝わることによって熱膨張したときの状態（第２状態）への、熱膨張を妨げないように設定されている。
【００５３】
そのためバックライト装置１によれば、ＬＥＤ１３ａの発光に伴う熱が伝わることにより導光板１５が熱膨張しても、熱膨張が妨げられないようにして熱応力の発生を抑え、導光板１５の湾曲などを抑えることが可能となっている。
【００５４】
なお導光板１５の熱膨張は、通常、導光板１５の発光面と平行である面方向について、特に顕著である。本実施形態では、導光板１５の発光面と平行である面方向（二次元の方向）についてゆとりが設けられているため、導光板１５の湾曲などを効果的に抑えることが可能となっている。
【００５５】
また本実施形態に係る固定機構は、導光板１５の発光面と平行である面方向に対して垂直に突出するようにバックライト装置１本体に設けられた支柱部品１９（特に支柱部１９ｂ）と、導光板１５に設けられた穴１５ａと、を有し、支柱部品１９が穴１５ａに嵌め込まれた状態で、導光板１５の固定を行うものである。そして、支柱部品１９が可動であること、および、支柱部１９ｂの外縁と穴１５ａの内縁との間に隙間が設けられていること、の双方の組合せによってゆとりが実現されている。
【００５６】
但し固定機構の具体的形態については、ＬＥＤ１３ａの発光に伴う熱が伝わることにより導光板１５が熱膨張しても、熱膨張が妨げられないようにするという目的を達する限り、各種形態を採用することが可能である。
【００５７】
一例としては図１０（図８の一部を変形させたもの）に示すように、支柱部品１９の代わりに、金属フレーム１１側に動かないように固定された支柱１９ｂ１が設けられ、穴１５ａの代わりに、左右方向の幅をより大きくした穴１５ａ１が設けられるようにしても良い。
【００５８】
この場合、導光板１５は、ＬＥＤ１３ａが発光しないときには、図１０に示す状態となり、ＬＥＤ１３ａの発光に伴う熱が伝わることによって熱膨張したときには、図１１に示す状態となる。導光板１５の熱膨張に伴って穴１５ａ１の位置は変動するが、支柱１９ｂ１が穴１５ａ１の内縁に強く押されることは無いため、導光板１５に熱応力が発生することは抑えられる。
【００５９】
またバックライト装置１は、液晶パネルなどとともに液晶表示装置を形成することが可能である。当該液晶表示装置は、発光面から出る光がバックライトとして用いられるバックライト装置１と、複数の画素を有し、画像が表示されるようにバックライトの透過度合が該画素ごとに調節される液晶パネルと、を備えることになる。これにより当該液晶表示装置は、バックライト装置１の利点を享受することが可能である。
【００６０】
また本実施形態では、光源の種類としてＬＥＤが採用されているが、その他の種類が採用されていても構わない。例えば光源の種類としては、有機ＥＬやＣＣＦＬ［Cold Cathode Fluorescent Lamp：冷陰極蛍光ランプ］などが採用され得る。また本実施形態は、本発明に係る発光装置が液晶表示装置のバックライト装置として実施された形態となっているが、当該発光装置は、その他の各種形態として実施可能である。
【００６１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、本発明の主旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、導光板を有するバックライト装置などに利用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１    バックライト装置
１１    金属フレーム
１１ａ  金属フレームに設けられた穴
１１ｂ  金属フレームに設けられた溝
１１ｃ  支持部
１２    放熱板
１３    ＬＥＤライトバー
１３ａ  ＬＥＤ（光源）
１４    反射板
１５    導光板
１５ａ  導光板に設けられた穴
１６    拡散シート
１７    プリズムシート
１８    拡散シート
１９    支柱部品
１９ａ  ベース部
１９ｂ  支柱部
１９ｃ  ガイド部
【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１】
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