JP2012099218A - 照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】光源ユニットの部品交換時の作業性に優れた照明装置、を提供する。
【解決手段】照明装置としてのバックライトは、主表面52aを有するLED基板52と、複数の光源ユニット21p,21q,21rとを有する。各光源ユニットは、主表面52aの前方へと光を導く導光板22と、導光板22に設けられ、導光板22をLED基板52に対して固定する固定ピン31とを有する。複数の光源ユニット21p,21q,21rは、一の光源ユニット(たとえば、光源ユニット21p)の固定ピン31が、隣接する光源ユニット21(たとえば、光源ユニット21q)の導光板22によって覆い隠されるように、主表面52a上に平面的に配列される。導光板22は、LED基板52に対して固定ピン31側を支点として回動可能に設けられる。
【選択図】図5
【解決手段】照明装置としてのバックライトは、主表面52aを有するLED基板52と、複数の光源ユニット21p,21q,21rとを有する。各光源ユニットは、主表面52aの前方へと光を導く導光板22と、導光板22に設けられ、導光板22をLED基板52に対して固定する固定ピン31とを有する。複数の光源ユニット21p,21q,21rは、一の光源ユニット(たとえば、光源ユニット21p)の固定ピン31が、隣接する光源ユニット21(たとえば、光源ユニット21q)の導光板22によって覆い隠されるように、主表面52a上に平面的に配列される。導光板22は、LED基板52に対して固定ピン31側を支点として回動可能に設けられる。
【選択図】図5
Description
この発明は、一般的には、照明装置に関し、より特定的には、複数の光源ユニットが隣り合う位置で導光板同士が部分的に重なり合うように配列されるタンデム型の照明装置に関する。
従来の照明装置に関して、導光板と、導光板の端面に設けられた複数の光源とからなる複数の光源ユニットを有する液晶表示装置のバックライトが知られている。このようなバックライトにおいて、複数の光源ユニットが、隣り合う位置で導光板同士が部分的に重なり合うように、光源から発せられる1次光の方向に連結され、一般的に、タンデム型と呼ばれるタイプが存在する。
液晶表示装置のバックライトにおいては、ベースとなる基材に対して複数の光源ユニットを一度組み付けた後、ある特定の光源ユニットの部品を交換する必要性が生じる場合がある。この際、タンデム型のバックライトでは、交換の対象となる光源ユニットに上から重なる複数の光源ユニットが存在するため、組み付け時とは逆手順で、対象となる光源ユニットに重なる光源ユニットを全て分解しなければならない。このため、多大な工数が必要となり、光源ユニットの部品交換時の作業性が著しく損なわれる。
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、光源ユニットの部品交換時の作業性に優れた照明装置を提供することである。
この発明に従った照明装置は、主表面を有する基材と、複数の光源ユニットとを備える。各光源ユニットは、主表面の前方へと光を導く導光板と、導光板に設けられ、導光板を基材に対して固定する固定部とを有する。複数の光源ユニットは、一の光源ユニットの固定部が、隣接する光源ユニットの導光板によって覆い隠されるように、主表面上に平面的に配列される。導光板は、基材に対して固定部側を支点として回動可能に設けられる。
このように構成された照明装置によれば、ある特定の光源ユニットの部品交換が必要となった場合に、その特定の光源ユニットに上から重なる光源ユニットの導光板を順次、固定部側を支点として回動させる。これにより、その特定の光源ユニットの固定部を、隣接する光源ユニットの導光板から露出させ、その固定部にアクセスすることができる。結果、光源ユニットの部品交換時の作業性を向上させることができる。
また好ましくは、光源ユニットは、導光板に向けて光を出射する光源をさらに有する。複数の光源ユニットは、一の光源ユニットの光源が、隣接する光源ユニットの導光板によって覆い隠されるように、主表面上に平面的に配列される。
このように構成された照明装置によれば、ある特定の光源ユニットの光源の交換が必要となった場合に、その特定の光源ユニットに上から重なる光源ユニットの導光板を順次、固定部側を支点として回動させる。これにより、その特定の光源ユニットの光源を、隣接する光源ユニットの導光板から露出させ、光源にアクセスすることができる。結果、光源の交換時の作業性を向上させることができる。
また好ましくは、導光板および固定部は、樹脂により一体に形成されている。このように構成された照明装置によれば、光源ユニットを簡易な構成とできる。
また好ましくは、基材には、主表面に開口する差し込み孔が形成される。固定部は、差し込み孔に着脱可能に差し込まれるピン形状を有する。このように構成された照明装置によれば、基材に対する導光板の取り付けおよび取り外し時の作業性を向上させることができる。
また好ましくは、光源ユニットは、樹脂により一体に形成される複数の導光板を有する。このように構成された照明装置によれば、光源ユニットの総数が減少するため、光源ユニットの取り付け時の作業性を向上させるとともに、照明装置を簡易な構成とできる。
また好ましくは、光源ユニットは、導光板に向けて光を出射する光源をさらに有する。基材は、光源が実装される基板である。照明装置は、基板を介して複数の光源ユニットを支持する支持部材と、基板を支持部材に締結する締結部材とをさらに備える。複数の光源ユニットは、締結部材が一の光源ユニットの導光板によって覆い隠されるように、主表面上に平面的に配列される。
このように構成された照明装置によれば、光源ユニットを基板ごと交換する場合に、締結部材を覆う導光板と、その導光板に上から重なる導光板とを順次、固定部側を支点として回動させる。これにより、締結部材を導光板から露出させ、締結部材にアクセスすることができる。結果、光源ユニットを基板ごと交換する際の作業性を向上させることができる。
以上に説明したように、この発明に従えば、光源ユニットの部品交換時の作業性に優れた照明装置を提供することができる。
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1におけるバックライトが用いられた液晶表示装置を示す断面図である。図1を参照して、まず、液晶表示装置10の構造について簡単に説明する。液晶表示装置10は、その主要な構成として、液晶パネル11およびバックライト20を有する。
図1は、この発明の実施の形態1におけるバックライトが用いられた液晶表示装置を示す断面図である。図1を参照して、まず、液晶表示装置10の構造について簡単に説明する。液晶表示装置10は、その主要な構成として、液晶パネル11およびバックライト20を有する。
バックライト20は、液晶パネル11の表示面とは反対側に設けられており、液晶パネル11に向けて光を照射する。バックライト20は、光源アセンブリ12と、LED基板52と、バックライトシャーシ51と、プリズムシート13と、拡散シート14と、拡散板15とを有する。
光源アセンブリ12は、液晶パネル11と距離を隔てた位置で対向するように配置されている。光源アセンブリ12は、液晶パネル11に向けて光を出射する。光源アセンブリ12は、LED基板52を介して、支持部材としてのバックライトシャーシ51に支持されている。バックライトシャーシ51は、液晶表示装置10の背面側からLED基板52および光源アセンブリ12を覆うように設けられている。
光学部材としての、拡散板15、拡散シート14およびプリズムシート13は、板状もしくはシート状に形成されている。拡散板15、拡散シート14およびプリズムシート13は、光源アセンブリ12と液晶パネル11との間に配置されている。拡散板15、拡散シート14およびプリズムシート13は、挙げた順に、光源アセンブリ12上に積層されている。
拡散板15は、液晶パネル11のエリア内において光源アセンブリ12から照射される光に輝度差が生じることを緩和するため設けられている。拡散シート14は、液晶表示装置10の使用形態に応じて最適な配向特性を供給するために設けられている。プリズムシート13は、特定方向の光を集光するために設けられている。なお、バックライト20に使用される光学部材は、上記組み合わせに限られず、液晶表示装置10に必要とされる光学性能に応じて適宜、変更される。
液晶パネル11の構造は、特に限定されず、公知の液晶パネルを適宜使用することができる。一例を挙げれば、液晶パネル11は、複数のTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)が形成されたアクティブマトリクス基板と、アクティブマトリクス基板に対向して配置される対向基板とを有し、これら一対の基板の間に液晶層がシール部材によって封入された構造を有する。
続いて、図1中の液晶表示装置10に用いられる本実施の形態におけるバックライト20の構造について詳細に説明する。
図2は、図1中の光源アセンブリを示す斜視図である。図2を参照して、LED基板52は、主表面52aを有する。主表面52aは、図1中の液晶パネル11に対向し、平面状に延在して形成されている。
光源アセンブリ12は、サイドライト(エッジライト)型の光源ユニット21が複数、組み合わさって構成されている。複数の光源ユニット21は、主表面52a上において、一方向(矢印101に示す方向)に配列されるとともに、その配列方向に直交する方向(矢印102に示す方向)に並ぶように設けられている。図2中では、光源ユニット21p,21q,21r,21s,21tが、挙げた順に並んで、矢印101に示す方向に配列されている。複数の光源ユニット21は、主表面52a上に平面的に並ぶように設けられている。なお、図2中には、バックライト20に実際に設けられる複数の光源ユニット21の一部分のみが示されている。
図3は、図2中の光源ユニットを示す斜視図である。図4は、図3中のVI−VI線上に沿った光源ユニットを示す断面図である。
図3および図4を参照して、各光源ユニット21は、LEDチップ41、導光板22および固定ピン31を有する。LEDチップ41は、主表面52aに実装されている。LEDチップ41は、点状光源として設けられている。固定ピン31は、導光板22に設けられており、導光板22をLED基板52に固定している。LED基板52に固定されたLEDチップ41および導光板22は、互いに近接して位置決めされている。
導光板22は、光を透過可能な透明樹脂から形成されている。一例を挙げれば、導光板22は、PMMA(メタクリル酸メチル樹脂)等の(メタ)アクリル系樹脂、「ゼオノア」(登録商標、日本ゼオン株式会社製)等のCOP(シクロオレフィンポリマー)、COC(シクロオレフィンコポリマー)、ポリカーボネート等の透明樹脂から形成されている。導光板22は、LEDチップ41から入射された光をその内部で屈曲(反射)させて、液晶パネル11に向けて出射させる役割を果たす。
導光板22は、その構成部位として、導光領域部23および照明領域部24を有する。導光領域部23および照明領域部24は、樹脂により一体に形成されている。LEDチップ41から発せられる光の出射方向において、導光領域部23は、LEDチップ41に相対的に近い位置に配置され、照明領域部24は、LEDチップ41に相対的に遠い位置に配置されている。
導光領域部23は、受光面23aを有する。導光板22がLED基板52に固定された状態で、受光面23aは、主表面52aに交差(直交)する平面内で延在する。LEDチップ41は、受光面23aに接触して、もしくは近接して配置されている。導光領域部23は、受光面23aから入射された光を照明領域部24へと導く。
照明領域部24は、発光面24aおよび光散乱面24bを有する。発光面24aは、図1中の液晶パネル11に対向して形成されている。導光領域部23から照明領域部24に導かれた光は、発光面24aから出射される。光散乱面24bは、発光面24aの裏側の面に形成されている。光散乱面24bは、導光領域部23から導かれた光を照明領域部24の内部で散乱させ、発光面24aを通じて導光板22の外部へと出射させる。光散乱面24bは、たとえば、照明領域部24の表面にプリズム加工やシボ加工を施すことによって形成されている。
導光板22は、段差部27および端部26を有する。段差部27は、導光領域部23と照明領域部24との間に位置して設けられている。段差部27は、照明領域部24が導光領域部23よりも図1中の液晶パネル11側に突出するように形成されている。端部26は、照明領域部24の端に設けられている。段差部27および端部26は、LEDチップ41から発せられる光の出射方向において、発光面24aの両側に配置されている。
導光板22は、一対の脚部28を有する。一対の脚部28は、導光領域部23から、照明領域部24とは反対側に突出して形成されている。LEDチップ41は、一対の脚部28の間に位置決めされている。
図5は、図2中の光源アセンブリの組み立て工程を示す側面図である。図3から図5を参照して、本実施の形態では、固定ピン31と導光板22とが、樹脂により一体に形成されている。
固定ピン31は、一対の脚部28にそれぞれ連設されている。固定ピン31は、脚部28から、導光領域部23とは反対側に突出して形成されている。
LED基板52には、差し込み孔53が形成されている。差し込み孔53は、主表面52aに開口し、LED基板52を貫通するように形成されている。固定ピン31は、差し込み孔53に着脱可能に差し込まれるピン形状を有する。固定ピン31は、差し込み孔53から容易に抜けないように、その先端に鉤形状を有する。
本実施の形態では、固定ピン31が、脚部28との接続位置において薄肉形状を有し、さらに、導光板22は、特に柔軟性に優れた透明樹脂により形成されている。このような構成により、固定ピン31は、固定ピン31と脚部28との接続位置で繰り返し折り曲げが可能なように形成されている。このような折り曲げ式の固定ピン31によって、導光板22は、固定ピン31側を支点としてLED基板52に対して回動可能に設けられている。
図5を参照して、光源アセンブリ12の組み立て工程時、LEDチップ41が実装されたLED基板52に導光板22を固定する。この際、図中に示すように、まず導光板22が主表面52a上で直立する形態で、固定ピン31を差し込み孔53に差し込む。そして、導光板22を固定ピン31側を支点として回動させ、主表面52a上に倒すことによって、光源アセンブリ12の形態とする。この際、導光板22と接触するLEDチップ41に過大な力が加わらないように、導光板22は、LED基板52に対してある程度のガタを有して固定されてもよい。
本実施の形態では、導光板22の固定に差し込み式の固定ピン31が用いられるため、締結用のボルトを用いる場合と比較して、光源アセンブリ12の組み立て時の作業性を向上させることができる。
図2および図5を参照して、複数の光源ユニット21が主表面52a上に配列された状態で、隣接する導光板22同士が部分的に重なり合う。図5中に示す光源ユニット21p,21q,21rを例に挙げると、光源ユニット21pの導光領域部23上に、光源ユニット21qの照明領域部24が重なり、光源ユニット21qの導光領域部23上に、光源ユニット21rの照明領域部24が重なる。この際、隣接する光源ユニット21間で段差部27と端部26とが合致することにより、複数の光源ユニット21の発光面24aが互いに面一に配置されている。
このような構成を備えるバックライト20においては、ある特定の光源ユニット21(たとえば、光源ユニット21p)の固定ピン31およびLEDチップ41が、その特定の光源ユニット21に上から重ね合わされる光源ユニット21(たとえば、光源ユニット21q)の導光板22に覆い隠された状態となる。また、本実施の形態では、締結部材としてのボルト56によって、LED基板52がバックライトシャーシ51に締結されている。このボルト56は、光源ユニット21pの導光板22に覆い隠される位置に配置されている。
この場合、検査工程における部品の異常検出時や、故障部品のメンテナンス時などに、たとえば、光源ユニット21pの導光板22もしくはLEDチップ41を部品交換しようとすると、光源ユニット21pの固定ピン31およびLEDチップ41が光源ユニット21qの導光板22に覆い隠された状態となり、交換すべき部品にアクセスすることができない。また、光源アセンブリ12をLED基板52ごと交換しようとする場合にも、ボルト56が光源ユニット21pの導光板22に覆い隠された状態にあるため、ボルト56を取り外すことができない。交換の対象となる部品が露出する位置まで、光源ユニット21の導光板22を順次取り外すことも考えられるが、多大な工数が必要となる。
これに対して、本実施の形態におけるバックライト20においては、導光板22がLED基板52の主表面52a上で可倒式に設けられている。このような構成により、光源ユニット21pの導光板22もしくはLEDチップ41を部品交換する場合には、光源ユニット21pの同列に配置された光源ユニット21t,21s,21r,21qの導光板22を順に主表面52a上から起こした状態とする。これにより、光源ユニット21pの固定ピン31およびLEDチップ41が光源ユニット21qの導光板22から露出し、部品交換を容易に行なうことができる。また、光源アセンブリ12をLED基板52ごと交換する場合には、導光板21t,21s,21r,21q,21pを順に主表面52a上から起こした状態とする。これにより、ボルト56が光源ユニット21pの導光板22から露出し、ボルト56に容易にアクセスすることができる。
以上に説明した、この発明の実施の形態1におけるバックライト20の構造についてまとめて説明すると、照明装置としてのバックライト20は、主表面52aを有する基材としてのLED基板52と、複数の光源ユニット21とを有する。各光源ユニット21は、主表面52aの前方へと光を導く導光板22と、導光板22に設けられ、導光板22をLED基板52に対して固定する固定部としての固定ピン31とを有する。複数の光源ユニット21は、一の光源ユニット21(たとえば、光源ユニット21p)の固定ピン31が、隣接する光源ユニット21(たとえば、光源ユニット21q)の導光板22によって覆い隠されるように、主表面52a上に平面的に配列される。導光板22は、LED基板52に対して固定ピン31側を支点として回動可能に設けられる。
このように構成された、この発明の実施の形態1におけるバックライト20によれば、光源ユニット21の部品(導光板22,LEDチップ41)の交換時の作業性を向上させることができる。
(実施の形態2)
図6および図7は、この発明の実施の形態2におけるバックライトの光源ユニットを示す側面図である。本実施の形態におけるバックライトは、実施の形態1におけるバックライト20と比較して、基本的には同様の構造を有する。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
図6および図7は、この発明の実施の形態2におけるバックライトの光源ユニットを示す側面図である。本実施の形態におけるバックライトは、実施の形態1におけるバックライト20と比較して、基本的には同様の構造を有する。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
図6および図7を参照して、本実施の形態では、導光板22に、実施の形態1における固定ピン31に替えて、固定部としての固定フック33が設けられている。固定フック33と導光板22とは、樹脂により一体に形成されている。固定フック33は、一対の脚部28にそれぞれ連設されている。固定フック33は、差し込み孔53に着脱可能に差し込まれるフック形状を有する。
固定フック33の形状についてより具体的に説明すると、固定フック33は、その構成部位として、根元部34および先端部35を有する。根元部34は、脚部28から折れ曲がり、図4中の光散乱面24b側に延びて形成されている。先端部35は、根元部34から折れ曲がり、図4中の照明領域部24とは反対側に延びて形成されている。根元部34は、厚みB1を有し、先端部35は、厚みB1よりも小さい厚みB2を有する。
光源アセンブリ12の組み立て工程時、まず、導光板22が主表面52a上で直立する形態で、固定フック33の先端部35を差し込み孔53に差し込む。そして、導光板22を固定フック33側を支点として回動させ、主表面52a上に倒すことによって、光源アセンブリ12の形態とする。この際、根元部34を差し込み孔53内にスライドさせることにより、導光板22をLED基板52に固定する。
本実施の形態では、導光板22に柔軟性の低い樹脂を用いた場合であっても、導光板22にフック形状を有する固定フック33を設けることにより可倒式の導光板22を実現することができる。
このように構成された、この発明の実施の形態2におけるバックライトによれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。
(実施の形態3)
図8は、この発明の実施の形態3におけるバックライトの光源ユニットを示す斜視図である。図9は、図8中の光源ユニットから構成される光源アセンブリの組み立て工程を示す側面図である。本実施の形態におけるバックライトは、実施の形態1におけるバックライト20と比較して、基本的には同様の構造を有する。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
図8は、この発明の実施の形態3におけるバックライトの光源ユニットを示す斜視図である。図9は、図8中の光源ユニットから構成される光源アセンブリの組み立て工程を示す側面図である。本実施の形態におけるバックライトは、実施の形態1におけるバックライト20と比較して、基本的には同様の構造を有する。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
図8および図9を参照して、本実施の形態では、導光板22に、実施の形態1における固定ピン31に替えて、固定部としての固定ネジ39が設けられている。固定ネジ39は、導光板22とは別部品として設けられている。一対の脚部28には、それぞれネジ孔38が形成されている。固定ネジ39がネジ孔38に挿入され、LED基板52に締結されることにより、導光板22がLED基板52に固定されている。
導光板22には、楔状の切り込み37が形成されている。切り込み37は、脚部28と導光領域部23との境界に沿って形成されている。このような構成により、導光板22は、固定ネジ39が設けられる一対の脚部28を支点に、LED基板52に対して回動可能に設けられている。
このように構成された、この発明の実施の形態3におけるバックライトによれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。
(実施の形態4)
図10は、この発明の実施の形態4におけるバックライトの光源ユニットを示す斜視図である。本実施の形態におけるバックライトは、実施の形態1におけるバックライト20と比較して、基本的には同様の構造を有する。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
図10は、この発明の実施の形態4におけるバックライトの光源ユニットを示す斜視図である。本実施の形態におけるバックライトは、実施の形態1におけるバックライト20と比較して、基本的には同様の構造を有する。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
図10を参照して、本実施の形態では、光源ユニット21が、樹脂により一体に形成される複数の導光板22m,22nと、複数の導光板22m,22nの各々に対応して設けられ、導光板22m,22nに向けて光を出射する複数のLEDチップ41とを有する。導光板22mの照明領域部24と、導光板22nの照明領域部24とは、スリット22hにより分割されている。導光板22mと導光板22nとは、導光領域部23を共通にする。
このように、1つの光源ユニット21に複数の導光板22を設けることにより、バックライト全体で必要となる光源ユニット21の総数を減らすことができる。これにより、光源ユニット21の取り付け時の作業性を向上させるとともに、バックライトの部品点数を減らすことができる。
なお、1つの光源ユニット21に設けられる導光板22の数は、2つに限られず、3つ以上であってもよい。
このように構成された、この発明の実施の形態4におけるバックライトによれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。
なお、以上に説明した実施の形態1から4に記載のバックライトの構造を適宜、組み合わせて新たなバックライトを構成してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
この発明は、主に、液晶表示装置のバックライトに利用される。
10 液晶表示装置、11 液晶パネル、12 光源アセンブリ、13 プリズムシート、14 拡散シート、15 拡散板、20 バックライト、21,21p,21q,21r,21s,21t 光源ユニット、22,22m,22n 導光板、22h スリット、23 導光領域部、23a 受光面、24 照明領域部、24a 発光面、24b 光散乱面、26 端部、27 段差部、28 脚部、31 固定ピン、33 固定フック、34 根元部、35 先端部、38 ネジ孔、39 固定ネジ、41 LEDチップ、51 バックライトシャーシ、52 LED基板、52a 主表面、53 差し込み孔、56 ボルト。
Claims (6)
- 主表面を有する基材と、
前記主表面の前方へと光を導く導光板と、前記導光板に設けられ、前記導光板を前記基材に対して固定する固定部とを有する複数の光源ユニットとを備え、
複数の前記光源ユニットは、一の光源ユニットの前記固定部が、隣接する光源ユニットの前記導光板によって覆い隠されるように、前記主表面上に平面的に配列され、
前記導光板は、前記基材に対して前記固定部側を支点として回動可能に設けられる、照明装置。 - 前記光源ユニットは、前記導光板に向けて光を出射する光源をさらに有し、
複数の前記光源ユニットは、一の光源ユニットの前記光源が、隣接する光源ユニットの前記導光板によって覆い隠されるように、前記主表面上に平面的に配列される、請求項1に記載の照明装置。 - 前記導光板および前記固定部は、樹脂により一体に形成されている、請求項1または2に記載の照明装置。
- 前記基材には、前記主表面に開口する差し込み孔が形成され、
前記固定部は、前記差し込み孔に着脱可能に差し込まれるピン形状を有する、請求項1から3のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記光源ユニットは、樹脂により一体に形成される複数の前記導光板を有する、請求項1から4のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記光源ユニットは、前記導光板に向けて光を出射する光源をさらに有し、
前記基材は、前記光源が実装される基板であり、さらに、
前記基板を介して複数の前記光源ユニットを支持する支持部材と、
前記基板を前記支持部材に締結する締結部材とを備え、
複数の前記光源ユニットは、前記締結部材が一の前記光源ユニットの前記導光板によって覆い隠されるように、前記主表面上に平面的に配列される、請求項1から5のいずれか1項に記載の照明装置。
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