(57)【要約】【課題】操作負荷を抑制することができる生体情報認証装置を提供する。【解決手段】生体情報認証装置としてのスタートスイッチ装置１は、ユーザの生体情報２３を読み取る生体情報センサ２が読み取った読取画像２２が生体認証に適さないと判定した場合、生体認証を行わずに、読取画像２２が生体認証に適さないことを報知装置に報知させる報知信号Ｓ４を出力する制御部５を備えて概略構成されている。このスタートスイッチ装置１は、操作負荷を抑制することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの生体情報を読み取る生体情報センサが読み取った読取画像が生体認証に適さないと判定した場合、生体認証を行わずに、前記読取画像が生体認証に適さないことを報知装置に報知させる報知信号を出力する判定部を備えた生体情報認証装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記読取画像から抽出される特徴点の数が第１の報知しきい値以下である場合、前記読取画像が生体認証に適さないと判定する、
請求項１に記載の生体情報認証装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記読取画像が第１の値及び第２の値の二値で示され、前記第１の値と前記第２の値の数の差が第２の報知しきい値以上である場合、前記読取画像が生体認証に適さないと判定する、
請求項１又は２に記載の生体情報認証装置。
【請求項４】
前記判定部は、読み取られた前記ユーザの生体情報の画像の面積が第３の報知しきい値以下である場合、前記読取画像が生体認証に適さないと判定する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の生体情報認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報認証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、駆動源の始動や停止を指令する始動スイッチと、駆動源を始動させる始動手段と、指紋を読み取る指紋センサと、指紋センサ、始動スイッチからの入力に基づいて始動手段の作動を制御する始動処理を実行する制御手段と、を備えた始動制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この始動制御装置の制御手段は、始動スイッチにより始動が指令されたときに、始動手段による始動を実行する前に、指紋センサが読み取った指紋と予め登録された登録指紋とによる指紋照合を行い、一致判定がなされると、利用者が正当な利用者であると認証して始動手段による始動を許可する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７４０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来の始動制御装置は、例えば、指や指紋センサに液体などの異物が付着し、読み取られた指紋が生体認証に適さずに生体認証が不成立だった場合、生体認証の結果として生体認証が不成立であったことを報知されてもユーザがなぜ不成立であったか分からないので、繰り返し不成立となって生体認証が成立するまで時間が掛かり、操作負荷が増加する問題がある。
【０００６】
従って本発明の目的は、操作負荷を抑制することができる生体情報認証装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、ユーザの生体情報を読み取る生体情報センサが読み取った読取画像が生体認証に適さないと判定した場合、生体認証を行わずに、読取画像が生体認証に適さないことを報知装置に報知させる報知信号を出力する判定部を備えた生体情報認証装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、操作負荷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、実施の形態に係るスタートスイッチ装置の一例が配置された車両内の概略図であり、図１（ｂ）は、スタートスイッチ装置の一例を示す概略図である。
【図２】図２（ａ）は、実施の形態に係るスタートスイッチ装置のブロック図の一例であり、図２（ｂ）は、車両のブロック図の一例である。
【図３】図３（ａ）は、実施の形態に係るスタートスイッチ装置の生体情報センサで読み取られた読取画像の一例を示す概略図であり、図３（ｂ）は、メインモニタに表示されたメッセージの一例を示す概略図である。
【図４】図４（ａ）は、実施の形態に係るスタートスイッチ装置の制御部において生体認証に適さないと判定される読取画像の一例を示す概略図であり、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、変形例に係るスタートスイッチ装置の制御部において生体認証に適さないと判定される読取画像の一例を示す概略図である。
【図５】図５は、実施の形態に係るスタートスイッチ装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る生体情報認証装置は、ユーザの生体情報を読み取る生体情報センサが読み取った読取画像が生体認証に適さないと判定した場合、生体認証を行わずに、読取画像が生体認証に適さないことを報知装置に報知させる報知信号を出力する判定部を備えて概略構成されている。
【００１１】
この生体情報認証装置は、読み取られた読取画像が生体認証に適さない場合、生体認証を行う前にそのことを報知するので、生体認証を行った結果を報知する場合と比べて、早い段階で読み取られた読取画像に問題があることが分かって対応でき、操作負荷を抑制することができる。
【００１２】
[実施の形態]
（スタートスイッチ装置１の概要）
図１（ａ）は、実施の形態に係るスタートスイッチ装置の一例が配置された車両内の概略図であり、図１（ｂ）は、スタートスイッチ装置の一例を示す概略図である。図２（ａ）は、実施の形態に係るスタートスイッチ装置のブロック図の一例であり、図２（ｂ）は、車両のブロック図の一例である。図３（ａ）は、実施の形態に係るスタートスイッチ装置の生体情報センサで読み取られた読取画像の一例を示す概略図であり、図３（ｂ）は、メインモニタに表示されたメッセージの一例を示す概略図である。
【００１３】
なお以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図２（ａ）及び図２（ｂ）では、主な信号や情報などの流れを矢印で示している。
【００１４】
生体情報認証装置としてのスタートスイッチ装置１は、例えば、図１（ａ）に示すように、運転席に着座するユーザの前方であってステアリング８４の周囲のパネル８０、運転席と助手席の間に位置するフロアコンソール８１、及びステアリング８４などに配置される。このスタートスイッチ装置１は、プッシュ操作（オン操作）により、車両８の駆動装置の始動、又は始動準備を車両８の車両制御部８９に指示し、その後になされたプッシュ操作（オフ操作）により、駆動装置の停止を指示することができる。
【００１５】
なお車両８の駆動装置の始動や車両８の電源遷移は、例えば、スタートスイッチ装置１から出力された指示信号Ｓ３と、シフト装置などの操作条件と、に基づいて車両制御部８９が判断するものとする。また生体情報認証装置は、スタートスイッチ装置１に限定されず、ログイン、ロック解除や決済などを生体認証で行う装置に搭載可能である。
【００１６】
スタートスイッチ装置１は、例えば、図１（ｂ）及び図２（ａ）に示すように、ユーザの生体情報２３を読み取る生体情報センサ２が読み取った読取画像２２が生体認証に適さないと判定した場合、生体認証を行わずに、読取画像２２が生体認証に適さないことを報知装置に報知させる報知信号Ｓ４を出力する判定部としての制御部５を備えて概略構成されている。
【００１７】
制御部５は、後述する読取画像２２から抽出される特徴点６の数が第１の報知しきい値としての報知しきい値５２以下である場合、読取画像２２が生体認証に適さないと判定するように構成されている。
【００１８】
またスタートスイッチ装置１は、一例として、図１（ｂ）及び図２（ａ）に示すように、生体情報センサ２と、スイッチ部４と、を備えている。
【００１９】
このスタートスイッチ装置１は、例えば、図１（ｂ）に示すように、円筒形の本体１０と、操作ボタン１２と、を備えている。この操作ボタン１２は、本体１０の開口１０２に挿入されている。
【００２０】
また車両８は、一例として、図２（ｂ）に示すように、メインモニタ８６と、サブモニタ８７と、車両制御部８９と、を備えて概略構成されている。本実施の形態の報知装置は、例えば、メインモニタ８６及びサブモニタ８７の少なくとも一方であるがこれに限定されない。また報知装置は、例えば、メインモニタ８６やサブモニタ８７に限定されず、音声を出力するスピーカ装置であっても良い。また報知は、例えば、メインモニタ８６、サブモニタ８７及びスピーカ装置の少なくとも２つを組み合わせて行われても良い。
【００２１】
メインモニタ８６は、一例として、図１（ａ）に示すように、センターコンソール８２に配置されているがこれに限定されない。このメインモニタ８６は、例えば、液晶モニタであり、車両制御部８９から出力される表示信号Ｓ５に基づいて表示を行う。
【００２２】
サブモニタ８７は、一例として、図１（ａ）に示すように、運転席から見て正面のインストルメントパネル８３に配置されているがこれに限定されない。このサブモニタ８７は、例えば、液晶モニタであり、車両制御部８９から出力される表示信号Ｓ６に基づいて表示を行う。このサブモニタ８７は、例えば、インストルメントパネル８３に限定されず、ヘッドアップディスプレイなどのように他の場所に配置されても良い。以下では、報知装置は、メインモニタ８６であるものとする。
【００２３】
車両制御部８９は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成されるマイクロコンピュータである。この車両制御部８９は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）やＬＩＮ（Local Interconnect Network）といった車両ＬＡＮ（Local Area Network）を介してスタートスイッチ装置１と電磁気的に接続されている。
【００２４】
（生体情報センサ２の構成）
生体情報センサ２は、例えば、図１（ｂ）及び図３（ａ）に示すように、生体情報２３として操作指９の指紋を読み取るように構成されている。なお生体情報２３は、操作指９の指紋に限定されず、操作指９の静脈などでも良い。
【００２５】
この生体情報センサ２は、例えば、操作指９の指紋を読み取る場合、光学式、静電容量式、電界強度測定式、感圧式及び感熱式などの指紋を読み取るように構成されたセンサが用いられる。
【００２６】
また生体情報センサ２は、例えば、操作指９の静脈を読み取る場合、照射した近赤外線の反射に基づいて静脈を読み出すように構成されたセンサが用いられる。
【００２７】
また生体情報センサ２は、例えば、指紋と静脈の両方を読み取る場合、可視光を照射して撮像した画像を画像処理して指紋と静脈を抽出するように構成されたセンサが用いられる。
【００２８】
本実施の形態の生体情報センサ２は、例えば、生体情報２３として指紋を読み取る静電容量式のセンサである。この生体情報センサ２は、操作者が操作ボタン１２の操作面１２０に接触すると、読取面２０に接触した操作指９から生体情報２３を読み取るように構成されている。
【００２９】
なお読取面２０は、操作面１２０に露出せず、操作面１２０の下方に配置されても良い。また読取面２０は、例えば、矩形に限定されず、円形や楕円形であっても良い。
【００３０】
生体情報センサ２は、例えば、読取面２０の下方に、格子状に行と列に並ぶ複数の検出電極を備えている。この複数の検出電極は、一例として、数万から数十万個形成されると共に、数μｍから数十μｍの間隔で配置されている。
【００３１】
生体情報センサ２は、例えば、列を変えながら行に並ぶ検出電極の静電容量を読み出し、続いて行を変えて検出電極の静電容量を読み出すことを繰り返して全ての検出電極を走査するように構成されている。この走査の周期は、一例として、１００ｍｓ程度である。
【００３２】
生体情報センサ２は、例えば、走査して読み出した複数の静電容量に基づいて形成される静電容量情報Ｓ１を制御部５に出力する。この静電容量情報Ｓ１は、例えば、１周期分の静電容量に基づいて形成される。
【００３３】
具体的には、生体情報センサ２は、例えば、予め設けられたしきい値以上の静電容量を「１」、しきい値より低い静電容量を「０」の二値に分けると共に、検出電極の位置と関連付けて静電容量情報Ｓ１を生成する。
【００３４】
図３（ａ）に示す読取画像２２は、一例として、静電容量情報Ｓ１に基づいて上述の「１」の検出電極の位置を黒、「０」の検出電極の位置を白として得られるものである。なお図中の丸は、後述する特徴点６の一部を示すために付したものである。
【００３５】
静電容量が高い位置は、指紋の山の位置であって検出電極までの距離が近いので、静電容量が高くなる。そして低い位置は、指紋の谷の位置であって検出電極までの距離が遠く、静電容量が低くなる。従って静電容量の高い位置を黒、低い位置を白とすると、一例として、図３（ａ）に示すような読取画像２２が得られる。この読取画像２２において黒で示した画像は、読み取られた生体情報２３である。
【００３６】
（スイッチ部４の構成）
スイッチ部４は、一例として、操作ボタン１２の操作面１２０とは反対側となる端部と接触するラバードームスイッチとして概略構成されている。このラバードームスイッチは、例えば、弾性力を生成すると共に可動接点を有するラバードームと、ラバードームが配置され、可動接点と対向する固定接点を有するスイッチ基板と、を備えている。
【００３７】
そしてプッシュ操作によって操作ボタン１２が本体１０に押し込まれると、ラバードームが変形して可動接点が固定接点と導通し、スイッチがオンしたことを示すスイッチ信号Ｓ２が制御部５に出力される。そしてスタートスイッチ装置１は、例えば、プッシュ操作が終了すると、ラバードームの弾性力によって操作ボタン１２が初期の位置に復帰するように構成されている。
【００３８】
（制御部５の構成）
図４（ａ）は、実施の形態に係るスタートスイッチ装置の制御部において生体認証に適さないと判定される読取画像の一例を示す概略図であり、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、変形例に係るスタートスイッチ装置の制御部において生体認証に適さないと判定される読取画像の一例を示す概略図である。図４（ｂ）は、一例として、図４（ａ）に示す読取画像２２を二値で示した概略図である。
【００３９】
制御部５は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ、半導体メモリであるＲＡＭ及びＲＯＭなどから構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部５が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、登録生体情報５０、認証しきい値５１、報知しきい値５２及び演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。また制御部５は、その内部にクロック信号を生成する手段を有し、このクロック信号に基づいて動作を行う。
【００４０】
制御部５は、例えば、静電容量情報Ｓ１に対して抽出処理を行って特徴点６を抽出する。この抽出処理は、例えば、隆線の抽出処理などである。
【００４１】
特徴点６とは、例えば、図３（ａ）に示すように、中心点、分岐点、端点及び三角州などであるがこれに限定されない。中心点とは、指紋の中心となる点である。分岐点とは、指紋の隆線が分岐している点である。端点とは、隆線が切れている点である。三角州とは、三方向から隆線が集まった点である。
【００４２】
登録生体情報５０は、例えば、登録者名と、テンプレートと、を関連付けた情報である。この登録者名とは、例えば、登録生体情報５０を登録する登録者を識別するものであり、車両８から取得する。テンプレートとは、例えば、生体情報センサ２が読み取った生体情報２３の特徴点６から構成される。なお登録生体情報５０は、ユーザが登録した指の生体情報２３ごとに生成される。
【００４３】
制御部５は、例えば、読み取られたユーザの生体情報２３の特徴点６と、登録生体情報５０のテンプレートと、を比較し、特徴点６の位置、特徴点６間の距離などに基づいて類似度を算出する。そして制御部５は、類似度が認証しきい値５１以上であった場合、ユーザが登録者である、つまり生体認証が成立したとして指示信号Ｓ３を出力する。
【００４４】
この認証しきい値５１は、一例として、特徴点６の位置、特徴点６間の距離などの比較対象の類似度の８０％として定義される。つまり制御部５は、例えば、生体認証に使用する比較対象の数が８０個である場合、６４個以上の比較対象が一致すれば、ユーザが登録者であると判定する。
【００４５】
なお生体認証は、例えば、特徴点６の類似度を用いた認証方法に限定されず、パターンマッチングなどの認証方法であっても良い。
【００４６】
報知しきい値５２は、読み取られた読取画像２２が生体認証に適するか否かを判定するためのしきい値である。この読取画像２２が生体認証に使用することができるとは、例えば、読取画像２２の内に、登録生体情報５０と比較することができるほど特徴点６が多いことを示している。従って報知しきい値５２は、特徴点６の数に関するしきい値である。
【００４７】
制御部５は、例えば、上述のように、特徴点６の位置、特徴点６間の距離などに基づいた比較対象の類似度が認証しきい値５１以上である場合、生体認証が成立したと判定する。この特徴点６の位置や特徴点６間の距離などの算出は、例えば、特徴点６の数をカウントすることに比べて、ＣＰＵに対する負荷が大きく、また長い時間が掛かる。
【００４８】
例えば、制御部５が特徴点６の位置や特徴点６間の距離などを算出して生体認証を行った結果、不成立だったとして報知した場合、ユーザは、再度生体情報センサ２に指を接触させなければならない。例えば、生体認証が不成立となる理由が分からず、ユーザが何度も生体認証を行った場合、生体認証が成立するまで、時間が掛かると共に操作の負荷も増加する。
【００４９】
例えば、図４（ａ）に示すように、生体情報センサ２の読取面２０に液体などの異物が付着したり、ユーザの指に異物が付着したりした状態で読み取られた読取画像２２は、空白領域２５が生じて生体認証に適さない画像である可能性が高い。そしてこの読取画像２２の特徴点６の数が、例えば、位置や距離を算出するまでもなく少ない場合、生体認証が不成立となる可能性が高い。
【００５０】
そこで制御部５は、生体認証を行う前に、報知しきい値５２によって特徴点６の数をカウントし、生体認証に適した読取画像２２であるか否かを判定するように構成されている。
【００５１】
制御部５は、例えば、特徴点６の数が報知しきい値５２以下であった場合、報知信号Ｓ４を車両制御部８９に出力する。車両制御部８９は、例えば、図３（ｂ）に示すように、入力した報知信号Ｓ４に基づいてメインモニタ８６の表示画面８６０に読取画像２２が生体認証に適さないことを示すメッセージ画像８６１を表示させる。
【００５２】
このメッセージ画像８６１は、一例として、「認証できない画像です。指を拭いてください。センサを拭いてください。」である。
【００５３】
ここで変形例としての制御部５は、読取画像２２が第１の値及び第２の値の二値で示され、第１の値と第２の値の数の差が報知しきい値５２（第２の報知しきい値）以上である場合、読取画像２２が生体認証に適さないと判定するように構成されている。
【００５４】
この第１の値及び第２の値は、例えば、上述の「０」と「１」である。また報知しきい値５２は、例えば、変形例において「０」と「１」の差に関するしきい値とされている。図４（ｂ）は、一例として、一部の検出電極ごとの「０」と「１」の二値を図示したものである。
【００５５】
例えば、図４（ａ）に示すように、指や読取面２０に異物が付着した場合、読取画像２２に空白領域２５が生じる。この空白領域２５は、例えば、導電性の異物でない場合、「０」の値で占められるので、「１」に比べて「０」が多くなる。また空白領域２５は、例えば、導電性の異物が付着していた場合、「１」で占められる。
【００５６】
制御部５は、例えば、図４（ｂ）に示すように、「０」と「１」の差が報知しきい値５２以上となった場合、読取画像２２が生体認証に適さないと判定する。なお「０」と「１」の差は、導電性の異物の付着も考える場合、絶対値である。
【００５７】
ここで制御部５は、例えば、「０」と「１」がばらついていない、つまり鮮明でない場合、読取画像２２が生体認証に適さないと判定するように構成されても良い。この場合、制御部５は、例えば、異物の付着の他に、生体情報センサ２の故障が考えられるので、複数回同様の判定であった場合、生体情報センサ２の故障を報知させる報知信号Ｓ４を出力するように構成されても良い。
【００５８】
また他の変形例としての制御部５は、読み取られたユーザの生体情報２３の画像の面積が報知しきい値５２（第３の報知しきい値）以下である場合、読取画像２２が生体認証に適さないと判定するように構成されている。この面積は、例えば、「０」又は「１」の値を取る検出電極の数として算出される。
【００５９】
この変形例における報知しきい値５２は、生体情報２３の面積に関するしきい値とされている。図４（ｃ）は、一例として、生体情報２３の画像２６の面積が小さい場合を示している。また例えば、図４（ａ）のように空白領域２５がある場合、生体情報２３の画像２６の面積が小さくなる。このように、生体情報２３の画像の面積が小さい場合、得られる特徴点６が少ない。
【００６０】
制御部５は、生体情報２３の面積が報知しきい値５２以下である場合、読み取られた読取画像２２が生体認証に適さないと判定する。
【００６１】
さらに制御部５は、例えば、上述の特徴点６の数に関する条件、二値の差に関する条件、及び面積に関する条件の少なくとも２つを組み合わせて読取画像２２が生体認証に適しているか否かを判定するように構成されても良い。
【００６２】
以下に本実施の形態のスタートスイッチ装置１の動作の一例について図５のフローチャートに従って説明する。以下では、読取画像２２が生体認証に適しているか否かを判定する動作について説明する。
【００６３】
（動作）
制御部５は、ユーザがスタートスイッチ装置１の操作ボタン１２に接触したことによって読み取られた読取画像２２を取得する（Ｓｔｅｐ１）。
【００６４】
次に制御部５は、取得した読取画像２２が生体認証に適しているか否かを判定する。制御部５は、読取画像２２から特徴点６を抽出し、抽出した特徴点６の数が報知しきい値５２より多い場合、読取画像２２が生体認証に適していると判定する（Ｓｔｅｐ２：Ｙｅｓ）。
【００６５】
次に制御部５は、読取画像２２が生体認証に適していると判定したので、生体認証を開始し（Ｓｔｅｐ３）、読取画像２２が生体認証に適するか否かの判定動作を終了する。
【００６６】
ここでステップ２において制御部５は、読取画像２２の特徴点６の数が報知しきい値５２以下である場合、読取画像２２が生体認証に適していないと判定し（Ｓｔｅｐ２：Ｎｏ）、報知信号Ｓ４を出力して読み取った読取画像２２が生体認証に適さないことを報知する（Ｓｔｅｐ４）。
【００６７】
（実施の形態の効果）
本実施の形態に係るスタートスイッチ装置１は、操作負荷を抑制することができる。具体的には、スタートスイッチ装置１は、読み取られた読取画像２２が生体認証に適さない場合、生体認証を行う前にそのことを報知するので、生体認証を行った結果を報知する場合と比べて、ユーザが早い段階で読み取られた読取画像２２に問題があることが分かって対応でき、生体認証が成立するまでの時間が短くなると共に操作負荷を抑制することができる。
【００６８】
スタートスイッチ装置１は、生体認証を行う前に、メインモニタ８６などに読取画像２２が生体認証に適さないことを示すメッセージ画像８６１を表示させ、異物の付着などについてユーザに報知することができるので、報知しない場合と比べて、ユーザが生体情報センサ２の読取面２０を拭いたり、指を拭いたりといった対策を取り易く、早期に生体認証を成立させることができる。
【００６９】
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
１…スタートスイッチ装置、２…生体情報センサ、４…スイッチ部、５…制御部、６…特徴点、８…車両、９…操作指、１０…本体、１２…操作ボタン、２０…読取面、２２…読取画像、２３…生体情報、２５…空白領域、２６…画像、５０…登録生体情報、５１…認証しきい値、５２…報知しきい値、８０…パネル、８１…フロアコンソール、８２…センターコンソール、８３…インストルメントパネル、８４…ステアリング、８６…メインモニタ、８７…サブモニタ、８９…車両制御部、１０２…開口、１２０…操作面、８６０…表示画面、８６１…メッセージ画像
【図１】
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【図２】
2020038491.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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