(57)【要約】  車両用灯具（１０）は、ＬＥＤ（２１）と、入射面（２４ａ）から入射した光を制御するレンズ（２４）と、ＬＥＤ（２１）からの光をレンズ（２４の入射面（２４ａ）に導く入光部（２３）とを備える。入光部（２３）は、延出方向に垂直な断面形状が略円形状の複数の副導光体（２６）を備え、複数の副導光体（２６）は、延出方向が略平行となるように互いに連結されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、  入射面から入射した光を制御するレンズと、  前記光源からの光を前記レンズの前記入射面に導く入光部と、  を備える車両用灯具であって、  前記入光部は、延出方向に垂直な断面形状が略円形状の複数の導光体を備え、  前記複数の導光体は、延出方向が略平行となるように互いに連結されていることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記入光部は、前記光源から光を受けて導光する主導光体をさらに備え、  前記複数の導光体は、前記主導光体の側面から分岐して延在していることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
前記主導光体の延出方向と前記複数の導光体のそれぞれとのなす角は、鈍角であることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記主導光体は、前記光源からの光を内部に入射する入射端面と、内部を導光した光を出射する出射端面とを有し、  前記出射端面は、前記レンズの前記入射面に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記主導光体は、延出方向に直交する断面の径が前記入射端面からの距離に応じて変化するように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の車両用灯具。
【請求項６】
前記主導光体は、延出方向に直交する断面の径が前記入射端面から離れるにつれて小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項５に記載の車両用灯具。
【請求項７】
前記主導光体は、延出方向に直交する断面の径が前記入射端面から離れるにつれて大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項５に記載の車両用灯具。
【請求項８】
前記複数の導光体のそれぞれは、側面の一部が隣り合う別の導光体の側面と重なるように連結されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項９】
前記複数の導光体は、湾曲部を有することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項１０】
前記レンズは、内部に光拡散材を含有することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来より、ＬＥＤ等の光源からの光をレンズで制御して灯具前方に照射するよう構成された車両用灯具が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２１２９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  上記のような車両用灯具においては、レンズから照射される光は、光源から出射される光の強度分布の影響を強く受ける。例えば、光源としてＬＥＤを用いた場合、ＬＥＤは光軸方向の光強度が非常に高いため、レンズから照射される光は一部の領域が光強度が強い点状や筋状の発光となる可能性がある。【０００５】  本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源からの光をレンズで制御する車両用灯具において、レンズからの照射光が光源の光強度分布の影響を受けにくくする技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用灯具は、光源と、入射面から入射した光を制御するレンズと、光源からの光をレンズの入射面に導く入光部と、を備える車両用灯具であって、入光部は、延出方向に垂直な断面形状が略円形状の複数の導光体を備える。複数の導光体は、延出方向が略平行となるように互いに連結されている。【０００７】  入光部は、光源から光を受けて導光する主導光体をさらに備えてもよい。複数の導光体は、主導光体の側面から分岐して延在していてもよい。【０００８】  主導光体の延出方向と複数の導光体のそれぞれとのなす角は、鈍角であってもよい。【０００９】  主導光体は、光源からの光を内部に入射する入射端面と、内部を導光した光を出射する出射端面とを有してもよい。出射端面は、レンズの入射面に接続されていてもよい。【００１０】  主導光体は、延出方向に直交する断面の径が入射端面からの距離に応じて変化するように形成されてもよい。例えば、主導光体は、延出方向に直交する断面の径が入射端面から離れるにつれて小さくなるように形成されてもよい。あるいは、主導光体は、延出方向に直交する断面の径が入射端面から離れるにつれて大きくなるように形成されてもよい。【００１１】  複数の導光体のそれぞれは、側面の一部が隣り合う別の導光体の側面と重なるように連結されていてもよい。【００１２】  複数の導光体は、湾曲部を有してもよい。【００１３】  レンズは、内部に光拡散材を含有してもよい。
【発明の効果】
【００１４】  本発明によれば、光源からの光をレンズで制御する車両用灯具において、レンズからの照射光が光源の光強度分布の影響を受けにくくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用灯具を説明するための概略正面図である。
【図２】図１に示す灯具ユニットの概略上面図である。
【図３】図１に示す灯具ユニットの概略左側面図である。
【図４】図１に示す灯具ユニットのＡ−Ａ概略断面図である。
【図５】図１に示す灯具ユニットのＢ−Ｂ概略断面図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係る灯具ユニットの概略正面図である。
【図７】図６に示す灯具ユニットの概略上面図である。
【図８】図６に示す灯具ユニットの概略左側面図である。
【図９】図６に示す灯具ユニットのＣ−Ｃ概略断面図である。
【図１０】本発明のさらに別の実施形態に係る灯具ユニットの概略正面図である。
【図１１】図１０に示す灯具ユニットの概略上面図である。
【図１２】図１０に示す灯具ユニットのＤ−Ｄ概略断面図である。
【図１３】図１１に示す灯具ユニットのＥ−Ｅ概略断面図である。
【図１４】本発明のさらに別の実施形態に係る灯具ユニットの概略正面図である。
【図１５】図１４に示す灯具ユニットのＦ−Ｆ概略断面図である。
【図１６】図１６（ａ）〜（ｃ）は、副導光体の様々な実施例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】  以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る車両用灯具について詳細に説明する。なお、本明細書において「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等の方向を表す用語が用いられる場合、それらは車両用灯具が車両に装着されたときの姿勢における方向を意味する。
【００１７】  図１は、本発明の実施形態に係る車両用灯具１０を説明するための概略正面図である。
【００１８】  図１に示すように、車両用灯具１０は、ランプボディ１２と、ランプボディ１２の前面開口部を覆う透明なアウターカバー１４とを備える。ランプボディ１２とアウターカバー１４は、灯室１６を形成しており、灯室１６内には、灯具ユニット２０が設けられている。灯具ユニット２０は図示しない支持部材により、ランプボディ１２に固定支持されている。
【００１９】  図２は、図１に示す灯具ユニット２０の概略上面図である。図３は、図１に示す灯具ユニット２０の概略左側面図である。図４は、図１に示す灯具ユニット２０のＡ−Ａ概略断面図である。図５は、図１に示す灯具ユニット２０のＢ−Ｂ概略断面図である。
【００２０】  灯具ユニット２０は、光源としてのＬＥＤ２１と、ＬＥＤ２１を搭載する基板２２とを備える。ＬＥＤ２１は、基板２２からの電流の供給により発光する。
【００２１】  灯具ユニット２０はさらに、入光部２３と、レンズ２４とを備える。本実施形態では、入光部２３とレンズ２４は、アクリルなどの透明樹脂により一体成形される。しかしながら、入光部２３とレンズ２４は別体として形成されてもよい。
【００２２】  本実施形態において、レンズ２４は板状のレンズである。レンズ２４は、その右側面に設けられた入射面２４ａと、その前面に設けられた発光面２４ｂと、その後面に設けられた複数のステップ２４ｃとを有する。レンズ２４は、入射面２４ａから入射した光を内部で導光しながら、発光面２４ｂから灯具前方に向けて出射する。ステップ２４ｃは、レンズ２４の内部を進行する光の一部を屈折して灯具前方に出射させる役割を有する。本実施形態では、ステップ２４ｃは、レンズ２４の後面に形成された断面が三角形の凹状のステップであるが、ステップ２４ｃの形状は特に限定されず、例えば凸状のステップであってもよい。
【００２３】  入光部２３は、ＬＥＤ２１からの光をレンズ２４の入射面２４ａに導く。入光部２３は、ＬＥＤ２１からの光を直接に受けて導光する主導光体２５と、主導光体２５から光を受けてレンズ２４の入射面２４ａに向けて導光する複数の副導光体２６とを備える。
【００２４】  主導光体２５は、棒状の導光体であり、その延出方向に垂直な断面形状は略円形である。略円形とは、円形のほかに楕円形状や円形を崩した形状を含む。主導光体２５は、ＬＥＤ２１からの光を端面に設けられた入射端面２５ａから内部に入射し、延出方向に向かって導光する。主導光体２５は、その中心軸がＬＥＤ２１の光軸と一致するように配置されてよい。
【００２５】  複数の副導光体２６のそれぞれは、棒状の導光体であり、その延出方向に垂直な断面形状は略円形である。副導光体２６の直径は、主導光体２５の直径よりも小さい。本実施形態において、複数の副導光体２６はそれぞれ、主導光体２５の側面２５ｂから分岐して延在している。言い換えると、副導光体２６の入射面２６ａは主導光体２５の側面２５ｂに接続されている。主導光体２５内を進行する光が好適に副導光体２６内に入射するように、図１に示すように主導光体２５の延出方向と複数の副導光体２６のそれぞれとのなす角θは鈍角とされている。
【００２６】  本実施形態において、複数の副導光体２６は、延出方向が略平行となるように互いに連結されている。図５は、複数の副導光体２６の延出方向に垂直な断面を示している。図５に示すように、各副導光体２６は、側面の一部が隣り合う別の副導光体２６の側面と重なるように連結されている。複数の副導光体２６は、延出方向がレンズ２４の入射面２４ａと直交するように配置される。本実施形態では、入光部２３とレンズ２４とが一体に形成されているので、副導光体２６の出射面２６ｂはレンズ２４の入射面２４ａと接続されている。入光部２３とレンズ２４とが別体として形成される実施形態では、副導光体２６の出射面２６ｂはレンズ２４の入射面２４ａと平行とされてよい。
【００２７】  上記のように形成された灯具ユニット２０において、ＬＥＤ２１からの光は、入射端面２５ａから主導光体２５内に入射する。主導光体２５内に入射した光は、全反射を繰り返しながら主導光体２５内を進行する。上記のように主導光体２５の側面２５ｂから複数の副導光体２６が分岐しているので、主導光体２５内を進行する間に、光の一部が各副導光体２６の入射面２６ａから副導光体２６内に入射する。すなわち、光の一部はある副導光体２６に入射し、別の一部は別の副導光体２６に入射し、さらに別の一部はさらに別の副導光体２６に入射する。このようにして、主導光体２５内を進行する光は、複数の副導光体２６のそれぞれに略均等に入射する。
【００２８】  複数の副導光体２６のそれぞれに入射した光は、それぞれの副導光体２６内を進行し、レンズ２４の入射面２４ａに入射する。入射面２４ａからレンズ２４内に入射した光は、レンズ２４内を進行しながら、レンズ２４の後面に形成されたステップ２４ｃで屈折されて前面の発光面２４ｂから灯具前方に照射される。
【００２９】  本実施形態に係る灯具ユニット２０では、ＬＥＤ２１からの光を直接にレンズ２４に入射させるのではなく、入光部２３を介してレンズ２４に入射させるように構成した。より詳細には、入光部２３を主導光体２５および複数の副導光体２６から構成して光が略均等に複数の副導光体２６に分配されるようにし、複数の副導光体２６のそれぞれを伝播した光がレンズ２４の入射面２４ａに入射するように構成した。
【００３０】  このように本実施形態では、入光部２３を用いてＬＥＤ２１からの光を複数に分岐してレンズ２４に入射させているので、ＬＥＤ２１からの光を直接にレンズ２４に入射させる場合と比較して、レンズ２４からの照射光がＬＥＤ２１の光強度分布の影響を受けにくくすることができる。ＬＥＤ２１からの光を直接にレンズ２４に入射させる場合、ＬＥＤ２１の光強度分布は光軸方向の光強度が非常に高いため、レンズ２４の一部分からの照射光の光強度が非常に高くなり、例えば筋状の発光となる可能性がある。一方、本実施形態では、ＬＥＤ２１からの光が複数の分岐してレンズ２４に入射するので、レンズ２４の発光面２４ｂの略均等に発光させることが可能となる。
【００３１】  図６は、本発明の別の実施形態に係る灯具ユニット３０の概略正面図である。図７は、図６に示す灯具ユニット３０の概略上面図である。図８は、図６に示す灯具ユニット３０の概略左側面図である。図９は、図６に示す灯具ユニット３０のＣ−Ｃ概略断面図である。
【００３２】  本実施形態に係る灯具ユニット３０は、レンズ３４の種類が上述の灯具ユニット２０と異なる。入光部２３については上述の灯具ユニット２０と同様であるため、説明を省略する。本実施形態のレンズ３４は、複数の魚眼レンズ３４ａを備えるレンズである。図８に示すように、魚眼レンズ３４ａは２列に並んで配置されている。
【００３３】  本実施形態においても、入光部２３を用いてＬＥＤ２１からの光を複数に分岐してレンズ３４に入射させているので、ＬＥＤ２１からの光を直接にレンズ３４に入射させる場合と比較して、レンズ３４からの照射光がＬＥＤ２１の光強度分布の影響を受けにくくすることができる。ＬＥＤ２１からの光を直接にレンズ３４に入射させる場合、ＬＥＤ２１の光強度分布は光軸方向の光強度が非常に高いため、レンズ３４の一部の魚眼レンズ３４ａからの照射光の光強度が非常に高くなり、例えば点状の発光となる可能性がある。一方、本実施形態では、ＬＥＤ２１からの光が複数の分岐してレンズ３４に入射するので、レンズ３４の全ての魚眼レンズ３４ａを略均等に発光させることが可能となる。
【００３４】  図１０は、本発明のさらに別の実施形態に係る灯具ユニット４０の概略正面図である。図１１は、図１０に示す灯具ユニット４０の概略上面図である。図１２は、図１０に示す灯具ユニット４０のＤ−Ｄ概略断面図である。図１３は、図１１に示す灯具ユニット４０のＥ−Ｅ概略断面図である。
【００３５】  図１０に示すように、本実施形態に係る灯具ユニット４０においては、同様の３組の光学系が横に並んで配置されている。各光学系は、ＬＥＤ２１、基板２２、入光部２３およびレンズ４４を備える。本実施形態において、レンズ４４は板状のレンズである。
【００３６】  本実施形態においても、入光部２３は、主導光体２５と、主導光体２５の側面から分岐した複数の副導光体２６を備える。本実施形態においてはさらに、複数の副導光体２６が湾曲部２６ｃを有する。例えば副導光体２６を直線状とした場合、副導光体２６の出射面から出射される光の方向がある特定の方向に偏る可能性がある。この場合、レンズに入射する光の方向が偏るので、レンズから照射される光に斑が生じる可能性がある。一方、本実施形態のように、副導光体２６の少なくとも一部を曲げて湾曲部２６ｃを形成した場合、このような光の出射方向の偏りが低減され、様々な方向に光が出射されるので、レンズから照射される光の斑を低減することができる。
【００３７】  本実施形態に係る灯具ユニット４０においても、上述の実施形態と同様に、入光部２３を用いてＬＥＤ２１からの光を複数に分岐してレンズ４４に入射させているので、ＬＥＤ２１からの光を直接にレンズ４４に入射させる場合と比較して、レンズ４４からの照射光がＬＥＤ２１の光強度分布の影響を受けにくくすることができる。ＬＥＤ２１からの光を直接にレンズ３４に入射させる場合、ＬＥＤ２１の光強度分布は光軸方向の光強度が非常に高いため、レンズ４４の一部分からの照射光の光強度が非常に高くなり、例えば筋状の発光となる可能性がある。一方、本実施形態では、ＬＥＤ２１からの光が複数の分岐してレンズ４４に入射するので、レンズ４４の発光面を略均等に発光させることが可能となる。
【００３８】  図１４は、本発明のさらに別の実施形態に係る灯具ユニット５０の概略正面図である。図１５は、図１４に示す灯具ユニット５０のＦ−Ｆ概略断面図である。
【００３９】  本実施形態に係る灯具ユニット４０は、レンズの構成が上述の灯具ユニット２０（図１〜図５参照）と異なる。灯具ユニット４０のレンズ５４は、板状のレンズである。レンズ５４は、その右側面に設けられた入射面５４ａと、その前面に設けられた発光面５４ｂとを有する。
【００４０】  図１５における破線領域Ｒの拡大図に示されるように、レンズ５４は、内部に光拡散材５５を含有する。光拡散材５５としては、金属酸化物粒子、例えば二酸化チタン粒子を挙げることができる。二酸化チタン粒子の平均粒径は、例えば１５０〜５００ｎｍ、好ましくは１６０〜４５０ｎｍ、より好ましくは１７０〜４５０ｎｍ、さらに好ましくは２００〜４００ｎｍ、特に好ましくは２２０〜４００ｎｍである。光拡散材５５の含有量は、レンズ５４の質量全体に対して例えば０．１〜１００質量ｐｐｍ、好ましくは０．１〜５０質量ｐｐｍ、より好ましくは０．１〜１０質量ｐｐｍである。二酸化チタン粒子は、ルチル変態の割合が例えば５０質量％以上、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、さらに好ましくは９０質量％以上である。レンズ５４には、用いられる樹脂の主要モノマーと共重合可能な他のモノマーや、帯電防止剤、酸化防止剤、離型剤、難燃剤、潤滑剤、流動性改善剤、充填剤、光安定剤等の一般的な添加剤が含有されてもよい。
【００４１】  本実施形態では、入光部２３とレンズ５４とは一体成形品である。当該一体成形品は、光拡散材５５を非混合の樹脂材料と、光拡散材５５を混合した樹脂材料とを用いて、従来公知の２色成形等により製造することができる。別の実施形態では、入光部２３とレンズ５４を別体として形成し、入光部２３における副導光体２６の出射面２６ｂとレンズ５４の入射面５４ａとを貼り合わせてもよい。
【００４２】  灯具ユニット５０において、入射面５４ａからレンズ５４の内部に入射した光は、レンズ５４の内部に分散する光拡散材５５によって進行方向が発光面５４ｂに向けられる。そして、レンズ５４の発光面５４ｂの全体から出射される。このように本実施形態では、光拡散材５５がレンズ５４の内部の光の進行方向を変えて灯具前方に出射させる役割を有する。光拡散材５５を用いたレンズ５４は、ステップ２４ｃを備えるレンズ２４（図１〜図５参照）と比べて、より均一にレンズ５４の発光面５４ｂを面発光させることができる。
【００４３】  また、本実施形態に係る灯具ユニット４０は、主導光体２５の構成が上述の灯具ユニット２０（図１〜図５参照）と異なる。上述の灯具ユニット２０の主導光体２５では、延出方向に直交する断面の径が一定であった。一方、この灯具ユニット４０の主導光体２５では、延出方向に直交する断面の径が入射端面２５ａからの距離に応じて変化している。
【００４４】  このように主導光体２５の断面の径を変化させることにより、副導光体２６を介してレンズ５４に入射する光量を調整することができる。これにより、レンズ５４の発光面５４ｂを単に均一に発光させるのではなく、様々な発光態様を実現できる。具体的には、主導光体２５の断面の径が小さい部分に接続された副導光体２６は、主導光体２５の断面の径が大きい部分に接続された副導光体２６よりも導光する光量が多くなる。例えば、図１４に示すように、入射端面２５ａから離れるにつれて断面の径が小さくなるように主導光体２５を構成した場合、入射端面２５ａに近い側の副導光体２６と入射端面２５ａから遠い側の副導光体２６とを比較すると、入射端面２５ａから遠い側の副導光体２６の方が導光する光量が多くなる。これにより、レンズ５４を下方から上方にかけて徐々に明るくなるグラデーション発光させることができる。一方、これとは逆に、入射端面２５ａから離れるにつれて断面の径が大きくなるように主導光体２５を構成した場合、入射端面２５ａに近い側の副導光体２６と入射端面２５ａから遠い側の副導光体２６とを比較すると、入射端面２５ａに近い側の副導光体２６の方が光量が多くなる。これにより、レンズ５４を上方から下方にかけて徐々に明るくなるグラデーション発光させることができる。
【００４５】  さらに、本実施形態に係る灯具ユニット４０では、主導光体２５の出射端面２５ｃ（棒状の主導光体２５における入射端面２５ａと反対側の端面）がレンズ５４の入射面５４ａに接続されている。このような構成の場合、主導光体２５の出射端面２５ｃから出射される光をレンズ５４に入射させて灯具前方に照射することができるので、例えば図１に示すように出射端面が開放されている場合と比較して、光の利用効率を向上することができる。
【００４６】  図１６（ａ）〜（ｃ）は、副導光体２６の様々な実施例を説明するための図である。図１６（ａ）は、複数の副導光体２６の一実施例を示す。図１６（ａ）は、図１４に示す灯具ユニット５０のＧ−Ｇ概略断面図であり、複数の副導光体２６は、それぞれ同じ断面の径を有する。この場合、各副導光体２６からレンズ５４に入射する光量はほぼ同じになるので、レンズ５４の発光面５４ｂをほぼ均一に発光させることができる。
【００４７】  図１６（ｂ）は、複数の副導光体２６の変形例を示す。本変形例では、下方に位置する副導光体２６ほど径が大きくなっている。この場合、下方に位置する副導光体２６ほどレンズ５４に入射する光量が多くなので、発光面５４ｂの下側の領域になるほど強く発光する発光態様を実現できる。
【００４８】  図１６（ｃ）は、複数の副導光体２６の別の変形例を示す。本変形例では、上方に位置する副導光体２６ほど径が大きくなっている。この場合、上方に位置する副導光体２６ほどレンズ５４に入射する光量が多くなので、発光面５４ｂの上側の領域になるほど強く発光する発光態様を実現できる。
【００４９】  このように、複数の副導光体２６の径を調整することで、様々な発光態様を実現できる。
【００５０】  以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５１】  例えば上述の実施形態では、光源としてＬＥＤを例示したが、光源はＬＥＤに限定されず、例えば半導体レーザやバルブ等であってもよい。
【符号の説明】
【００５２】  １０  車両用灯具、  ２０，３０，４０，５０  灯具ユニット、  ２１  ＬＥＤ、  ２２  基板、  ２３  入光部、  ２４，３４，４４，５４  レンズ、  ２５  主導光体、  ２６  副導光体。
【産業上の利用可能性】
【００５３】  本発明は、光源からの光をレンズで制御する車両用灯具に利用できる。
【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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【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１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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2019167569.tif 000020
2019167569.tif 000021
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