(57)【要約】  ガス状媒体を含む実質的に閉鎖されたギャップ状空間７を囲む２つの壁３ａ；５ａの構成を備えたデバイス１が提供される。冷却目的のために、本デバイスは、前記ギャップ状空間に流体的に結合された、ガス状シンセティックジェットを生成するためのシンセティックジェットジェネレータ９を更に備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの壁の間に延在するとともにガス状媒体を含む実質的に閉鎖されたギャップ状空間を囲む前記２つの壁の構成と、
前記ギャップ状空間に流体的に結合された、ガス状シンセティックジェットを生成するためのシンセティックジェットジェネレータとを有する、デバイス。
【請求項２】
前記シンセティックジェットジェネレータを前記ギャップ状空間に流体的に結合するために結合チャネルが設けられる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記２つの壁は、前記ギャップ状空間を規定するとともに、前記シンセティックジェットジェネレータが前記ギャップ状空間と連通する開口部を備えた封止筐体を形成する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記２つの壁のうち少なくとも一方は、パネル構造体により形成される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記２つの壁のうち一方は、ディスプレイパネル構造体により形成され、他方の壁は、透明又は半透明のプレート構造体により形成される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記ディスプレイパネル構造体は、液晶パネル、プラズマパネル、有機発光ダイオードパネル及び発光ダイオードパネルにより構成されたグループの中からのパネルを有する、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記透明又は半透明のプレート構造体は、ガラスプレートを有する、請求項５に記載のデバイス。
【請求項８】
前記ガス状媒体は空気であり、前記ガス状シンセティックジェットはエアジェットである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記シンセティックジェットジェネレータは、０〜５１Ｈｚの範囲の周波数のパルスを生成するように構成される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記シンセティックジェットジェネレータは、ラウドスピーカを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
請求項１〜１０のうちいずれか一項に記載のデバイスを備えた、ディスプレイ装置。
【請求項１２】
請求項１〜１０のうちいずれか一項に記載のデバイスを備えた、発光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの壁の間に延在するとともにガス状媒質を含む実質的に閉鎖されたギャップ状空間を囲む前記２つの壁の構成を備えたデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、幾つかの種類の大面積デバイスが開発されている。これらの例は、例えば、薄くて平坦な液晶及びプラズマディスプレイデバイスである。斯様なデバイスの次の世代は非常に薄くなろうとしている。例えば、１２ｍｍの全体厚さをもつテレビが対象となる。更に、大面積ディスプレイで使用する新たに開発された電子デバイスは、従来のものよりも小型及び／又は高性能である。多くの場合、設計者には、大面積デバイス内に通気口を配置するための厳しい規則がある。これら全ての理由により、改良された冷却技術の必要性が、薄くて平坦な大面積ディスプレイデバイスの分野において増大している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、デバイスの前記構成に渡って拡がる均一な熱を生成するための適切な冷却手段を備えた、冒頭で述べられた種類のデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、請求項１に規定された本発明のデバイスに適用された特徴により達成される。特に、本発明のデバイスは、２つの壁の間に延在するとともにガス状媒質を含む実質的に閉鎖されたギャップ状空間を囲む前記２つの壁の構成を備え、ガス状シンセティックジェットを生成するためのシンセティックジェットジェネレータを更に備え、前記ジェネレータが、前記ガス状空間に流体的に結合される。多くの場合、斯様なデバイスは、熱生成部品、例えば電子部品又は光源のような１又はそれ以上の熱生成源を備える。
【０００５】
本発明は、２つの壁の間に延在する実質的に閉鎖されたギャップ状空間を囲む前記２つの壁の構成を備えたデバイスの熱管理の問題を効果的に解決する。斯様な構成において、これらの壁は、互いにギャップ距離、即ち小さな距離を隔てて設けられる。斯様な構成は、大スクリーンディスプレイ装置や大スクリーン照明器具のような新しい世代の大面積デバイスで特に用いられる。多くの場合、斯様なデバイスは、前記壁のうち一方を形成するディスプレイパネルと、前記壁のうち他方を形成する透明又は半透明の前面プレート、多くの場合ガラスプレートとを有し、前記ギャップ状空間は、前記ディスプレイパネルと前記前面プレートとの間に延在する。使用の間、斯様なデバイスのディスプレイパネルは、相当量の熱を生成し、この熱は、該デバイスに適用された材料及び／又は部品を熱し過ぎるのを防ぐために周囲に伝達されなければならない。ディスプレイパネルと前面プレートとの間の距離、それ故に前記空間の厚さは、非常に小さく、２〜３ｍｍのオーダである。従来の技術は斯様な狭い空間において効果的な冷却エアフローを生成するのに不適切であるように見えた。追加の問題は、前面プレートが周囲の空気エリアへの熱伝達係数の低下効果をもつことである。実験的に、２つの大面積壁の間に延在するとともに２〜３ｍｍの厚さをもつ完全な閉鎖を含む実質的に閉鎖されたギャップ状空間に流体的に結合されたシンセティックジェットジェネレータが、前記ギャップ状空間内のガス状媒体、特に空気の、再循環を含む循環を生成することができることが証明される。ガス状媒体の穏やかな循環が大きなエリアに渡って拡がる相当の均一熱を生成するのに既に十分であることが更に証明される。強力な循環は、更に増大した冷却効果を与える。
【０００６】
シンセティックジェットもシンセティックジェットを生成するためのデバイスもそれ自体既知であることに留意されたい。シンセティンクジェットは、zero-net-mass-fluxをもつフローである。斯様なフローは、内及び外に交互にプンシユされる、換言すれば振動する。冷却装置へのシンセティックジェットアクチュエータの適用は、国際公開第２００５／００８３４８号に開示されている。シンセティックジェットアクチュエータは、チューブの固定端が固定されるオリフィス（orifice）を備えている。チューブの自由端は、チューブ出口端を形成する。動作の間、前記自由端の縁で渦が形成され、この渦は、巻き上がって前記出口端から離れるように移動し、生成されたジェットストリームは、加熱された面を通るように指向される。
【０００７】
本発明のデバイスの好ましい実施形態において、シンセティックジェットジェネレータをギャップ状空間に流体的に結合するために結合チャネルが設けられる。結合チャネルは、チューブ、管等の形態である。斯様な管、チューブ等は、シンセティックジェットジェネレータから開始し、ギャップ状空間において終了する。この実施形態は、シンセティックジェットジェネレータがギャップ状空間から離れて、及びそれ故に任意の利用可能な位置の前記構成から離れて配置され得るので、非常に望まれた設計の自由度を提供する。
【０００８】
本発明のデバイスの実際の実施形態において、２つの壁は、ギャップ状空間を規定するとともに開口部を備えた封止筐体を形成し、この開口部を介して、ギャップ状空間がシンセティックジェットジェネレータと連通する。この実施形態において無塵冷却が可能となる。前記開口部とは別に、入口又は出口は必要とされない。
【０００９】
本発明のデバイスの実際の実施形態において、前記壁のうち少なくとも一方は、パネル構造体により形成される。
【００１０】
本発明のデバイスの好ましい実施形態において、前記壁のうち一方はディスプレイパネル構造体により形成され、他方の壁は、透明又は半透明のプレート構造体により形成される。斯様な実施形態は、ディスプレイパネル構造体において又はこの構造体により生成された熱のため、動作の間、冷却されなければならない。本発明は、必要な冷却を与え、壁に渡る熱の分配及び／又は再分配が重要な役割を果たす。
【００１１】
本発明のデバイスの好ましい実施形態において、ディスプレイパネル構造体は、液晶パネル（ＬＣＤ）、プラズマパネル、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）パネル及び発光ダイオード（ＬＥＤ）パネルにより構成されたグループの中からのパネルを有する。これら全てのパネルは、動作の間、多くの熱を生成し、それ故に効果的に冷却される必要がある。例えば、ＬＣＤパネルは、１又はそれ以上のランプ及び偏光子を備え、パネルに対して約２〜３ｍｍの距離を隔ててガラスプレートで封止されるか又は封止されない。ランプは、使用の間、多くの熱を生成し、この熱は、温度に関連した性能及び劣化の影響を受けやすい偏光子に否定的な影響を与えることなく、周囲に伝達されなければならない。本発明のデバイスにおいて、この熱の除去は、パネルとガラスプレートとの間の狭い空間において、ガス状媒体、特に空気の循環及び再循環を生成することにより効果的にもたらす。
【００１２】
本発明のデバイスの実際の実施形態において、透明又は半透明のプレート構造体は、ガラスプレートを有する。
【００１３】
本発明のデバイスの実際の実施形態において、ガス状媒体は空気であり、ガス状シンセティックジェットはエアジェットである。
【００１４】
本発明のデバイスの好ましい実施形態において、シンセティックジェットジェネレータは、０〜８０Ｈｚの範囲、好ましくは１５〜５０Ｈｚの範囲の周波数のパルスを生成するように構成される。この範囲は、結合チャネル及びジェネレータの寸法により実質的に決定される。この周波数範囲は、静かな動作を可能にするためにゼロ又は低いサウンドレベルを与える。この状況は、出願人の欧州特許出願番号第０７１２２６２０．３号（出願人の参照番号ＰＨ００８９７３）において更に述べられており、この特許出願は、参照によりここに組み込まれる。
【００１５】
本発明のデバイスの好ましい実施形態において、シンセティックジェットジェネレータは、ラウドスピーカにより形成される。ラウドスピーカの共振周波数の使用において、高効率が実現可能であり、これにより、本構成の追加の冷却が実現される一方で、少ししかエネルギが消費されない。適切な動電型ラウドスピーカは、例えば、出願人の欧州特許出願番号第０７１１０２６５.１号（出願人の参照番号ＰＨ００８１５２）及び出願人の欧州特許出願番号第０７１２２６２０．３号（出願人の参照番号ＰＨ００８９７３）において開示されており、双方の特許出願は、参照によりここに組み込まれる。動作周波数で圧力波を生成するように適合された膜をもつ他の振動子が代わりにうまく適用されてもよい。この状況において、"振動子"という用語は、入力信号を対応する圧力波出力に変換可能なデバイスであると理解されるべきである。この入力信号は、電気的、磁気的又は機械的であってもよい。適切な振動子の例は、膜、ピストン、圧電性の構造体等のような様々なタイプの振動構造体を含む。
【００１６】
また、本発明は、本発明のデバイスを備えたディスプレイ装置に関する。本発明のディスプレイ装置は、テレビ装置、モニタ、ノート型パソコン等であり得る。
【００１７】
また、本発明は、本発明のデバイスを備え、好ましくはＬＥＤを備えた、照明器具とも呼ばれる発光体に関する。
【００１８】
請求項を参照して、本請求項において述べられた特徴の全ての可能な組み合わせが本発明の部分であることが示される。
【００１９】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に述べられる例から明らかになり、これらの例を参照して説明されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のデバイスの測定実施形態を概略的に示す。
【図２】速度測定の構成を概路的に示す。
【図３】レーザシート視覚化の構成を概路的に示す。
【図４Ａ】本発明のディスプレイ装置の第１の実際の実施形態の概路的な正面図である。
【図４Ｂ】第１の実際の実施形態の概略的な側面図である。
【図５Ａ】本発明のディスプレイ装置の第２の実際の実施形態の概略的な正面図である。
【図５Ｂ】第２の実際の実施形態の概略的な側面図である。
【図６】本発明のディスプレイ装置の第3の実際の実施形態の概略図である。
【図７】本発明の発光体の実際の実施形態の概賂図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
開示された実施形態は概路的に示されていることに留意されたい。幾つかの図面における類似の特徴が同一の参照符号により示されることに更に留意されたい。
【００２２】
図1において、デバイス１が示されており、デバイス１は、パネル又はパネル構造体３、この例においてはＬＣＤディスプレイと、前記パネル３の前方に設けられたプレート又はプレート構造体５、この例においては透明なガラスプレートとを備えている。代わりに、前記パネルは、プラズマディスプレイ又は原理上互いに適切な種類のパネルであってもよく、代わりに、プレート５は、透明でないプレートであってもよく、原理上、それぞれの適切な材料から作られてもよい。パネル３及びプレート５は、パネル３とプレート５との間に延在するギャンプ状空間７を囲み、パネル３及びプレート５の構造体の輪郭で封止部４により閉鎖される、２つの壁３ａ及び５ａの配置を構成する。ギャップ状空間７は、ガス状媒体、この例においては空気で満たされる。この実施形態において、平行に設けられたパネル３とプレート５との間の距離ｄは、２〜３ｍｍのオーダであり、これにより、ギャップ状空間７が２〜３ｍｍのオーダの厚さｔをもつ。装置１の全体厚さＴは１２ｍｍである。他の厚さｔ及びＴが可能である。
【００２３】
デバイス１は、シンセティックジェットを生成するためのシンセティックジェットジェネレータ９を更に備えている。シンセティックジェットアクチュエータとも呼ばれるシンセティックジェットジェネレータ９は、動作周波数で圧力波を生成するための振動子を有し、実質的にzero-net-mass-fluxをもつ出力流体ジェット、この例においてはエアジェットを供給するためにギャップ状空間７に結合される。この例において、シンセティックジェットジェネレータ９は、ギャップ状空間７に対して離れて配置され、圧力波の波を受けるため及び出力流体ジェットをギャップ状空間７に供給するための通路又はチャネル１１によりギャップ状空間７に結合される。この例においては、通路１１は結合管１１である。管１１は、一端１１ａでは、シンセティックジェットジェネレータ９に接続され、他端１１ｂでは、封上部４に設けられた開口部１３を介してギャップ状空間７に接続される。この開口部は、パネル３及びプレート５により形成された筐体１０における唯―の開口である。管１１は、広範囲、例えば０〜２００ｍｍ、本例においては１２０ｍｍの長さをもつ。管は、好ましくは、距離ｄに対応する一の次元で実質的に矩形の断面をもつ。他の次元は、より大きい、この例においては１４ｍｍである。他の断面が可能である。
【００２４】
デバイス１は熱生成電子部品を備える、例えばＬＣＤパネル３がＬＥＤ又はランプを含むので、動作の間、熱が生成される。デバイス１の長い寿命及びランプ効率のような良好な性能を保証するために、ディスプレイパネル３は、過熱が防止されなければならない。シンセティックジェットジェネレータ９に給電し適切に制御することにより、シンセティックジェットが生成され、管１１を介してギャップ状空間７に結合される。得られた効果は、ギャップ状空間７における幾つかの方向の様々なフローＦであり、冷却プロセスをもたらし、パネルに渡って熱を均―に分配することをもたらす。それ故、効率的な冷却構成が得られた。
【００２５】
得られた効果を実証するために、２つの種類の測定、即ち速度測定及びフロー視覚化が行われた。
【００２６】
第１の種類の測定は、図２に示されるように、平行な壁３ａ及び５ａをもち、３ｍｍの厚さｔをもつギャップ状空間７を形成する筐体１０を生成することを含む。この筐体は、５００ｍｍの長さｌ及び１７０ｍｍの幅ｗをもつ。狭い空間７は、封止され、大気圧下の空気で充填される。ラウドスピーカにより構成されたシンセティックジェットジェネレータ９は、２ｍｍ×１４ｍｍの矩形形状の断面をもつとともに１２０ｍｍの長さをもつ管１１を用いて、ギャップ状空間７に結合される。小さなサーミスタに基づく流速計１００は、ギャップ状空間７における空気の局所的な速度を測定するために、ギャップ状空間７に配置される。測定の間、流速計１００は、１０Ｈｚの割合で同時に全ての方向のエア速度を測定する。ラウドスピーカが５０Ｈｚで動作するときには、速度は平均で１．４ｍ／ｓである。速度は、筐体１０内の異なるポイントで測定された。速度は管１１に近くなるほど多少高くなる。管１１から更に離れて、フローは、完全に多方向であり、それ故、局所的な速度を確実に測定するための技術、即ち、レーザドップラー流速計（ＬＤＡ）及び粒子画像速度測定法（ＰＩＶ）が適用された。シンセティックジェットから遠いか又は筐体の角における任意のフローがあるかどうかを評価するために、これらの測定は、前述された種類の測定、即ちフロー視覚化と組み合わせられた。
【００２７】
視覚化のために、図３に示された、シーディング（seeding）粒子のような、線香１０４を介して供給された煙を用いて、レーザシート視覚化（ＬＤＶ；laser sheet visualisation）技術が適用された。この技術は、定性的測定であり、原理の証明として適切である。高速デジタルカメラ１０６、走査ミラー（図示省略）及び適切なソフトウェアと組み合わせられた場合には、本測定は、ＰＩＶに類似する定量的な３Ｄ測定をもたらす。
【００２８】
２４５ｍｍの長さｌ及び１７０ｍｍの幅ｗをもつ筐体１０は、ギャップ状空間７を規定する。線香１０４は、開口部１３を介して筐体１０に直接導入された。ラウドスピーカの形式でシンセティックジェットジェネレータ９が使用され、ラウドスピーカは、１ｍの長さ及び円形ノズル１１ｂをもつ管１１により筐体１０に流体的に結合された。１０ｍＷのＨｅ−Ｎｅレーザ１０８は、１４ｍｍの直径をもつ円柱レンズ１１０と一緒に、レーザシート１０２を生成するために用いられた。デジタルカメラ１０６は、短い動画を作るため、及び、写真を撮るために筐体１０の上に配置された。最適な周波数でのシンセティックジェットジェネレータの使用の間において、目や低速のカメラでフローを観察することは非常に困難である。筐体における空気に対して誘発された周波数によるレーザスペックル（laser speckle）効果の消失だけが観察された。より低い周波数でシンセティックジェットジェネレータ９を動作させ（２Ｈｚ, ｌＷ）、より多くの煙をまく場合に、閉鎖された筐体において循環する空気(及び煙)は、はっきりと知覚可能であった。より詳細には、ギャップ状空間７における循環は、明らかに可視であり、全ての方向の角において均等な循環であつた。斯様な循環は、文字Ｆにより図１において概略的に示されている。シンセティックジェネレータ９がオフになったときには、空気（及び煙）は、いずれの速度成分を伴うことなく停滞していた。
【００２９】
図４Ａ及び４Ｂにおいて、２つの壁３ａ及び３ｂ間に延在するとともに空気を含む実質的に閉鎖されたギャップ状空間７を囲む前記２つの壁３ａ及び３ｂの構成を備えたディスプレイ装置２が開示されている。ディスプレイ装置２は、シンセティックジェットを生成するための、ラウドスピーカにより形成された、シンセティックジェットジェネレータ９を更に備える。ジェネレータ９は、スリット状矩形断面部分をもつチューブ１１によりガス状空間７に流体的に結合される。壁３ａは、ＬＣＤパネル構造体３により構成される一方で、壁５ａは、ＬＣＤパネル構造体の前方に設けられた透明ガラスのプレート５により形成される。パネル構造体３及びプレート５は、ギャップ状空間７を囲むとともに、チューブ１１の一端１１ｂが接続された開口部１３を備えた封止筺体１０を一緒に形成する。チューブ１１の他端１１ａは、シンセティックジェットジェネレータ９に接続される。この構成により、シンセティックジェットジェネレータは、前述された手法で、チューブ１１及び開口部１３を介してガス状空間７と連通し得る。この例において、ディスプレイ装置２は、大面積ＬＣＤテレビである。代わりに、本装置は、ディスプレイモニタ、ランプをもつディスプレイ、例えば冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）ディスプレイのバックライトユニット内にランプを含む閉鎖された空間、ディスプレイパネルの背面の閉鎖された空間、例えば回路基板を含む空間、又は、同様の構造であってもよい。
【００３０】
図５Ａ及び５Ｂにおいて、４つのシンセティックジェットジェネレータ９、４つのチューブ１１及び結果として４つの開口部１３の供給により、自己と図４Ａ及び４Ｂに開示された装置とを主に区別するディスプレイ装置２が開示されている。より詳細には、装置２のそれぞれの小さい側部２ａ〜２ｄが開口部１３を備える。残りの参照に関しては、先に開示されたディスプレイ装置に対して行われる。
【００３１】
図６において、シンセティックジェットジェネレータ９が収容されたセットトップボックス２０の供給により、自己と図４Ａ及び４Ｂに開示された装置とを主に区別するディスプレイ装置２が開示されている。更に、装置２は、ギャップ状空間７を規定するとともにその輪郭の異なる位置に配置された３つの開口部１３を備えた薄型筺体１０をもつ。各開口部１３は、チューブ１１の一端１１ｂに接続され、各チューブ１１の他端１１ａは、単一のシンセティックジェットジェネレータ９に接続される。３つのチューブ１１は、スタンド２２に少なくとも部分的に収容される。この実施形態において、シンセティックジェットジェネレータ９は、３つのチューブ１１及び３つの開口部１３を介してガス状空間７と連通する。代わりに、より多くのジェネレータ、並びに／又は、多かれ少なかれチューブ、管及び同様のものが適用されてもよい。残りの参照に関しては、図４Ａ及び４Ｂの述べられたディスプレイ装置に対して行われる。
【００３２】
図７において、ＬＥＤパネル３及びこのパネルに面するガラスプレート５により構成され、パネル３とプレート５との間に延在するとともに空気を含む実質的に閉鎖されたギャップ状空間７を囲む２つの壁の構成を備えた発光体３２が開示されている。発光体３２は、シンセティックジェットを生成するための、例えばラウドスピーカにより形成された、シンセティックジェットジェネレータ９を更に備える。ジェネレータ９は、チャネル、この例においては小さな円形チューブ１１によりガス状空間７に流体的に結合される。パネル３及びプレート５は、ギャップ状空間７をもつとともに、チューブ１１の一端１１ｂが接続された開口部１３を備えた筺体１０を一緒に形成する。チューブ１１の他端１１ａは、シンセティックジェットジェネレータ９に接続される。この構成により、シンセティックジェットジェネレータは、前に既に述べられた手法で、冷却効果を得るために、チューブ１１及び開口部１３を介してガス状空間７と連通することができる。
【００３３】
本発明は図面及び前述した説明において詳細に示され説明された一方で、図示及び説明は、例示又は単なる例であり、限定するものではないものと見なされるべきである。本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。この文書において、本発明は、大面積若しくはワイドスクリーン、若しくは、ディスプレイパネルの背面、例えば回路基板を含む空間、又は、同種の構造に限定されるものではない。本発明の利点は、従来の形状及び／又は寸法をもつスクリーン装置のような、より小さなデバイスにおいても得られる。本発明のデバイス及び装置の全ての部品は、それ自体知られたプロセス及び材料を適用することにより作られ得る。開示された実施形態に対する他のバリエーションは、図面、説明及び請求項の研究から、当業者により理解され達成され得る。請求項及び説明において、"有する"という用語は、他の要素を除外するものではなく、単数表記は、複数を除外するものではない。請求項における任意の参照符号は、その範囲を限定するものとして考慮されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2012502494.tif 000013
2012502494.tif 000014