(57)【要約】【課題】物品サイズ等に関してオペレータによる設定値の入力作業が不要であり、しかも、どのような向きで物品がＸ線検査装置に供給された場合であっても、封止部分への内容物の噛み込みを正確に判定することが可能な、Ｘ線検査装置を得る。【解決手段】２値化画像作成部９４は、シール部分３１の輝度レベルよりも低い輝度値を第１のしきい値ＴＨ１としてＸ線透過画像を２値化することにより、第１の２値化画像（画像データＳ１３Ａ）を作成し、第１のしきい値ＴＨ１よりも低く、チーズ３０の部分の輝度レベルよりも高い輝度値を第２のしきい値ＴＨ２としてＸ線透過画像を２値化することにより、第２の２値化画像（画像データＳ１３Ｂ）を作成し、噛み込み判定部９５は、第１の２値化画像と第２の２値化画像とに基づいて、シール部分３１へのチーズ３０の噛み込みを判定する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容物がパッケージ内に封入された物品を検査するＸ線検査装置であって、
物品にＸ線を照射する照射手段と、
物品を透過したＸ線を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいてＸ線透過画像を作成する透過画像作成手段と、
前記Ｘ線透過画像に基づいて２値化画像を作成する２値化画像作成手段と、
前記２値化画像に基づいて、パッケージの封止部分への内容物の噛み込みを判定する判定手段と
を備え、
前記２値化画像作成手段は、
封止部分の輝度レベルよりも低い輝度値を第１のしきい値として前記Ｘ線透過画像を２値化することにより、第１の２値化画像を作成し、
前記第１のしきい値よりも低く、内容物の輝度レベルよりも高い輝度値を第２のしきい値として前記Ｘ線透過画像を２値化することにより、第２の２値化画像を作成し、
前記判定手段は、
前記第１の２値化画像と前記第２の２値化画像との差分画像を作成し、
前記差分画像から所定幅以下の線を削除し、
その線の削除後に前記差分画像に残っている領域を、内容物の噛み込み領域と判定する、Ｘ線検査装置。
【請求項２】
前記Ｘ線透過画像に基づいて、輝度ごとの画素数を示すヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、
前記ヒストグラムに基づいて前記第１のしきい値及び前記第２のしきい値を設定する設定手段と
をさらに備え、
前記設定手段は、前記ヒストグラムにおける封止部分の輝度レベルに基づいて前記第１のしきい値を設定し、前記ヒストグラムにおける内容物の輝度レベルに基づいて前記第２のしきい値を設定する、請求項１に記載のＸ線検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品等の物品の製造ラインにおいては、異物が混入している物品が出荷されることを未然に防止するために、Ｘ線検査装置を用いた物品の異物検査が行われている。Ｘ線検査装置では、搬送コンベアによって連続的に搬送されてくる物品に対してＸ線を照射し、物品を透過した透過Ｘ線をＸ線センサで検出することにより、透過Ｘ線の強度に基づいて物品内への異物の混入の有無が検査される。
【０００３】
ところで、例えばチーズのように、内容物がパッケージ内に封入された物品においては、内容物をパッケージに封入する際に、パッケージのシール部分に内容物の一部が噛み込まれる場合がある。このような内容物の噛み込みが生じている物品は、不良品として良品の製造ラインから排除する必要がある。
【０００４】
下記特許文献１には、物品サイズ及びシール幅等を予め設定しておき、その設定値と物品のＸ線透過画像とに基づいて、シール部分への内容物の噛み込みを判定する、Ｘ線検査装置が開示されている。このＸ線検査装置では、設定されたシール幅に基づいてＸ線透過画像の中からシール部分を特定し、そのシール部分の中に、輝度レベルが内容物のそれと同等以上の領域が存在する場合には、シール部分への内容物の噛み込みが発生していると判定される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−９１０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に開示されたＸ線検査装置によると、物品やパッケージが変更される度に、その物品サイズやシール幅等をオペレータが入力する必要があり、その入力作業が繁雑である。また、物品は常に同じ向きでＸ線検査装置に送られてくるとは限らないため、物品の上辺（又は左辺）と下辺（又は右辺）とでシール部分の寸法が互いに異なる場合において、向きが異なる物品が混在してＸ線検査装置に送られてきた場合には、内容物の噛み込みが誤って判定される可能性がある。
【０００７】
本発明はかかる問題を解決するために成されたものであり、物品サイズ等に関してオペレータによる設定値の入力作業が不要であり、しかも、どのような向きで物品がＸ線検査装置に供給された場合であっても、封止部分への内容物の噛み込みを正確に判定することが可能な、Ｘ線検査装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様に係るＸ線検査装置は、内容物がパッケージ内に封入された物品を検査するＸ線検査装置であって、物品にＸ線を照射する照射手段と、物品を透過したＸ線を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいてＸ線透過画像を作成する透過画像作成手段と、前記Ｘ線透過画像に基づいて２値化画像を作成する２値化画像作成手段と、前記２値化画像に基づいて、パッケージの封止部分への内容物の噛み込みを判定する判定手段とを備え、前記２値化画像作成手段は、封止部分の輝度レベルよりも低い輝度値を第１のしきい値として前記Ｘ線透過画像を２値化することにより、第１の２値化画像を作成し、前記第１のしきい値よりも低く、内容物の輝度レベルよりも高い輝度値を第２のしきい値として前記Ｘ線透過画像を２値化することにより、第２の２値化画像を作成し、前記判定手段は、前記第１の２値化画像と前記第２の２値化画像との差分画像を作成し、前記差分画像から所定幅以下の線を削除し、その線の削除後に前記差分画像に残っている領域を、内容物の噛み込み領域と判定することを特徴とするものである。
【０００９】
第１の態様に係るＸ線検査装置によれば、２値化画像作成手段は、封止部分の輝度レベルよりも低い輝度値を第１のしきい値としてＸ線透過画像を２値化することにより、第１の２値化画像を作成する。また、第１のしきい値よりも低く、内容物の輝度レベルよりも高い輝度値を第２のしきい値としてＸ線透過画像を２値化することにより、第２の２値化画像を作成する。そして、判定手段は、第１の２値化画像と第２の２値化画像との差分画像に基づいて、封止部分への内容物の噛み込みを判定する。封止部分への内容物の噛み込みが生じていない場合には、第１の２値化画像と第２の２値化画像とはほぼ一致し、第１の２値化画像と第２の２値化画像との差分画像には、内容物の周縁（エッジ）に相当する細線が残るのみである。一方、封止部分への内容物の噛み込みが生じている場合には、第１の２値化画像と第２の２値化画像との差分画像には、内容物の周縁に相当する細線のみならず、内容物の噛み込み領域に対応する画像領域が残る。従って、細線以外の画像領域が差分画像内に存在しているか否かによって、封止部分への内容物の噛み込みの有無を判定することができる。従って、第１の態様に係るＸ線検査装置によれば、物品サイズ等に関してオペレータによる設定値の入力作業が不要であり、しかも、どのような向きで物品がＸ線検査装置に供給された場合であっても、封止部分への内容物の噛み込みを正確に判定することが可能となる。しかも、差分画像を参照することにより、内容物の噛み込み領域の位置及び大きさ等を特定することができる。従って、その情報を、包装機におけるシール不良の原因の解明に利用することが可能となる。
【００１０】
本発明の第２の態様に係るＸ線検査装置は、第１の態様に係るＸ線検査装置において特に、前記Ｘ線透過画像に基づいて、輝度ごとの画素数を示すヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、前記ヒストグラムに基づいて前記第１のしきい値及び前記第２のしきい値を設定する設定手段とをさらに備え、前記設定手段は、前記ヒストグラムにおける封止部分の輝度レベルに基づいて前記第１のしきい値を設定し、前記ヒストグラムにおける内容物の輝度レベルに基づいて前記第２のしきい値を設定することを特徴とするものである。
【００１１】
第２の態様に係るＸ線検査装置によれば、ヒストグラムを用いることにより、第１及び第２のしきい値を、自動的にかつ適切値に設定することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、物品サイズ等に関してオペレータによる設定値の入力作業が不要であり、しかも、どのような向きで物品がＸ線検査装置に供給された場合であっても、封止部分への内容物の噛み込みを正確に判定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係るＸ線検査装置１の構成を示す正面図である。図１に示すように、Ｘ線検査装置１は、上部筐体２、シールドボックス３、及び下部筐体４を備えている。上部筐体２には、液晶表示装置等の表示部５が配設されている。シールドボックス３内には、搬送コンベア６、Ｘ線照射部７、及びＸ線検出部８が配設されている。シールドボックス３には、物品搬入口１０及び物品搬出口１１が形成されている。搬送コンベア６の上流端（図１では左端）は物品搬入口１０からシールドボックス３の外部に突出しており、下流端（図１では右端）は物品搬出口１１からシールドボックス３の外部に突出している。搬送コンベア６は、上流端から下流端に向けて物品５０を搬送する。下部筐体４内には、コンピュータ９が配設されている。
【００１５】
物品５０は例えば食品であり、本実施の形態では、内容物（以下の例ではチーズとする）がパッケージ内に封入された物品である。図２は、物品５０を模式的に示す図である。図２の（Ａ）には上面図を示しており、図２の（Ｂ）には、図２の（Ａ）中のラインＢ−Ｂに沿った位置に関する断面図を示している。図２の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、物品５０においては、チーズ３０がパッケージによって密封されており、物品５０の周縁部はパッケージのシール部分３１によって封止されている。また、図２の（Ｂ）に示すように、チーズ３０の周縁部には、中央部よりも厚みの薄い部分３２が存在する。部分３２の幅Ｗは、物品５０の仕様によって異なる。
【００１６】
図１を参照して、搬送コンベア６の上流には、搬送コンベア１２が配設されている。搬送コンベア１２は、図示しない包装機によってパッケージングされた物品５０を、搬送コンベア６の上流端に連続的に供給する。搬送コンベア６の下流には、任意の振分装置１３が配設されている。振分装置１３は、Ｘ線検査装置１によって異物の混入が検出された物品５０を、良品の製造ラインから排除する。また、振分装置１３は、Ｘ線検査装置１によってシール部分３１へのチーズ３０の噛み込みが検出された物品５０を、良品の製造ラインから排除する。
【００１７】
図３は、シールドボックス３の内部を模式的に示す斜視図である。Ｘ線照射部７は、搬送コンベア６の物品搬送面の上方に配設されている。Ｘ線検出部８は、本実施の形態の例ではＸ線ラインセンサであり、複数のＸ線検出素子８ａを有している。複数のＸ線検出素子８ａは、搬送コンベア６による物品５０の搬送方向に直交する方向（つまり搬送コンベア６のコンベアベルトの幅方向）に沿って直線状に並んでいる。Ｘ線検出部８は、物品搬送面の下方に配設されている。
【００１８】
図３に示すように、Ｘ線照射部７は、Ｘ線検出部８に向かって、扇形状にＸ線を照射する。搬送コンベア６は、搬送コンベア１２から供給された物品５０を、Ｘ線照射部７とＸ線検出部８との間のＸ線照射経路１００を通過するように搬送する。Ｘ線検出部８は、物品５０を透過した透過Ｘ線を検出する。
【００１９】
図４は、Ｘ線検査装置１の構成を示すブロック図である。コンピュータ９は、ＣＰＵ等の演算部２０と、半導体メモリ又はハードディスク等の記憶部２１とを有している。Ｘ線検出部８によって検出された透過Ｘ線の強度に関するデータＳ１は、コンピュータ９に入力される。物品５０内に異物が混入している場合には、その異物の混入箇所において透過Ｘ線の強度が極端に低下する。従って、コンピュータ９は、透過Ｘ線の強度分布において、所定のしきい値よりも強度が低い箇所を、異物の混入箇所として特定することができる。
【００２０】
コンピュータ９は、物品５０内への異物の混入を検出した場合には、その物品５０を製造ラインから排除させるために、振分装置１３に制御信号Ｓ３を入力する。また、コンピュータ９は、Ｘ線検出部８から連続的に送られてくるデータＳ１に基づいて、物品５０に関するＸ線透過画像を作成し、そのＸ線透過画像の画像データＳ１０を表示部５に入力する。これにより、表示部５において物品５０のＸ線透過画像が表示される。
【００２１】
また、コンピュータ９は、Ｘ線透過画像に基づいて２値化画像を作成し、２値化画像に基づいて、シール部分３１へのチーズ３０の噛み込みを判定する機能を有している。以下、具体的に説明する。
【００２２】
図５は、演算部２０の機能構成を示すブロック図である。図５に示すように、演算部２０は、透過画像作成部９１、ヒストグラム作成部９２、しきい値設定部９３、２値化画像作成部９４、及び噛み込み判定部９５を有している。噛み込み判定部９５は、差分画像作成部９６、画像加工部９７、及び判定部９８を有している。
【００２３】
透過画像作成部９１には、Ｘ線検出部８からデータＳ１が入力される。透過画像作成部９１は、Ｘ線検出部８から連続的に送られてくるデータＳ１に基づいて、物品５０に関するＸ線透過画像を作成する。
【００２４】
良品（つまりチーズ３０の噛み込みが生じていない物品５０）に関して作成されたＸ線透過画像を、図７の（Ａ）に示す。また、不良品（つまりチーズ３０の噛み込みが生じている物品５０）に関して作成されたＸ線透過画像を、図８の（Ａ）に示す。図７の（Ａ）を参照して、チーズ３０の平坦部分（つまり周縁の部分３２ではない中央の厚い部分）は透過Ｘ線の強度が低くなるため、Ｘ線透過画像においては暗く表示される。また、チーズ３０の周縁の部分３２は平坦部分よりも透過Ｘ線の強度が高くなるため、Ｘ線透過画像においては平坦部分よりも明るく表示される。また、シール部分３１は部分３２よりも透過Ｘ線の強度が高くなるため、Ｘ線透過画像においては部分３２よりも明るく表示される。図８の（Ａ）を参照して、シール部分３１のうちチーズ３０が噛み込んでいる箇所は、図７の（Ａ）よりも暗く表示される。透過画像作成部９１によって作成されたＸ線透過画像に関する画像データＳ１０は、ヒストグラム作成部９２及び２値化画像作成部９４に入力される。
【００２５】
ヒストグラム作成部９２は、良品（又はそのサンプル）に関して作成されたＸ線透過画像を構成する全画素を、所定幅の輝度ごとに分類して画素数をカウントすることにより、輝度ごとの画素数を示すヒストグラムを作成する。図６は、ヒストグラム作成部９２によって作成されたヒストグラムの一例を模式的に示す図である。ヒストグラムには、シール部分３１に対応するピークＰ１と、チーズ３０の部分に対応するピークＰ２とが存在する。シール部分３１の厚みが薄い場合には、シール部分３１の輝度レベルはＸ線透過画像の背景部分の輝度レベルにほぼ等しくなる。また、ピークＰ２は、チーズ３１の平坦部分の輝度レベルに相当する。ヒストグラム作成部９２によって作成されたヒストグラムに関するデータＳ１１は、しきい値設定部９３に入力される。
【００２６】
しきい値設定部９３は、データＳ１１で与えられるヒストグラムに基づいて、２値化画像を作成するためのしきい値ＴＨ１，ＴＨ２を設定する。図６を参照して、しきい値設定部９３は、ピークＰ１を含む分布よりもわずかに低い輝度値を、しきい値ＴＨ１として設定する。また、しきい値設定部９３は、ピークＰ２よりもわずかに高い輝度値を、しきい値ＴＨ２として設定する。なお、図６に示すように、しきい値ＴＨ２はしきい値ＴＨ１よりも低い。しきい値ＴＨ１，ＴＨ２は、それぞれデータＳ１２Ａ，Ｓ１２Ｂとして２値化画像作成部９４に入力される。
【００２７】
２値化画像作成部９４は、画像データＳ１０で与えられるＸ線透過画像を、データＳ１２Ａで与えられるしきい値ＴＨ１を用いて２値化することにより、第１の２値化画像を作成する。また、２値化画像作成部９４は、画像データＳ１０で与えられるＸ線透過画像を、データＳ１２Ｂで与えられるしきい値ＴＨ２を用いて２値化することにより、第２の２値化画像を作成する。
【００２８】
良品に関して作成された第１の２値化画像及び第２の２値化画像を、それぞれ図７の（Ｂ）及び（Ｃ）に示す。また、不良品に関して作成された第１の２値化画像及び第２の２値化画像を、それぞれ図８の（Ｂ）及び（Ｃ）に示す。図７の（Ｂ）又は図８の（Ｂ）を参照して、第１の２値化画像においては、Ｘ線透過画像のうち、輝度値がしきい値ＴＨ１より高い部分は黒色で表示され、輝度値がしきい値ＴＨ１以下の部分は白色で表示される。また、図７の（Ｃ）又は図８の（Ｃ）を参照して、第２の２値化画像においては、Ｘ線透過画像のうち、輝度値がしきい値ＴＨ２より高い部分は黒色で表示され、輝度値がしきい値ＴＨ２以下の部分は白色で表示される。２値化画像作成部９４によって作成された、第１の２値化画像に関する画像データＳ１３Ａ、及び第２の２値化画像に関する画像データＳ１３Ｂは、差分画像作成部９６に入力される。
【００２９】
差分画像作成部９６は、画像データＳ１３Ａで与えられる第１の２値化画像の各画素の輝度値から、画像データＳ１３Ｂで与えられる第２の２値化画像の各画素の輝度値を減算することにより、差分画像を作成する。
【００３０】
良品に関して作成された差分画像を、図７の（Ｄ）に示す。また、不良品に関して作成された差分画像を、図８の（Ｄ）に示す。差分画像においては、第１の２値化画像と第２の２値化画像とで色が共通する画素は黒色で表示され、第１の２値化画像と第２の２値化画像とで色が異なる画素は白色で表示される。なお、輝度値の減算を行う代わりに、各画素ごとに排他的論理和の論理演算を行っても良い。差分画像作成部９６によって作成された差分画像に関する画像データＳ１４は、画像加工部９７に入力される。
【００３１】
画像加工部９７は、差分画像に含まれている白色の画像領域を、その画像領域の両外側から内側に向けて所定画素数だけ侵食（つまり白色を黒色へ変換）する。侵食すべき所定画素数は、物品５０の仕様（特に図２に示した部分３２の幅Ｗ）に応じて異なり、物品５０の種類ごとに適切な画素数が予め設定されて、そのデータＳ２０が記憶部２１に記憶されている。
【００３２】
良品に関する加工後の画像を、図７の（Ｅ）に示す。また、不良品に関する加工後の画像を、図８の（Ｅ）に示す。図７の（Ｄ）に示したように、良品に関する差分画像には、部分３２に対応する線状の白色領域しか含まれていない。画像加工部９７が侵食する上記の所定画素数は、この線状の白色領域を侵食し得る画素数に設定されているため、図７の（Ｅ）に示すように、画像加工部９７による加工後の画像は、全ての画素が黒色に表示されたものとなる。一方、図８の（Ｄ）に示したように、不良品に関する差分画像には、部分３２に対応する線状の白色領域のみならず、チーズ３０の噛み込み領域に対応する白色領域が含まれている。そのため、図８の（Ｅ）に示すように、画像加工部９７による加工後の画像は、噛み込み領域に対応する領域の画素が白色に表示されたものとなる。画像加工部９７による加工後の画像に関する画像データＳ１５は、判定部９８に入力される。
【００３３】
判定部９８は、画像データＳ１５で与えられる画像内に白色の画素が含まれていない場合には、検査対象の物品５０は良品である（つまりチーズ３０の噛み込みが生じていない）と判定する。一方、画像データＳ１５で与えられる画像内に白色の画素が含まれている場合には、検査対象の物品５０は不良品である（つまりチーズ３０の噛み込みが生じている）と判定する。判定部９８は、検査対象の物品５０が不良品であると判定した場合には、その物品５０を製造ラインから排除させるために、振分装置１３に制御信号Ｓ１６を入力する。
【００３４】
このように本実施の形態に係るＸ線検査装置１によれば、２値化画像作成部９４は、シール部分３１の輝度レベル（ピークＰ１を含む分布）よりも低い輝度値を第１のしきい値ＴＨ１としてＸ線透過画像を２値化することにより、第１の２値化画像（図７の（Ｂ）又は図８の（Ｂ））を作成する。また、２値化画像作成部９４は、第１のしきい値ＴＨ１よりも低く、チーズ３０の部分の輝度レベル（ピークＰ２）よりも高い輝度値を第２のしきい値ＴＨ２としてＸ線透過画像を２値化することにより、第２の２値化画像（図７の（Ｃ）又は図８の（Ｃ））を作成する。そして、噛み込み判定部９５は、第１の２値化画像と第２の２値化画像とに基づいて、シール部分３１へのチーズ３０の噛み込みを判定する。
【００３５】
シール部分３１へのチーズ３０の噛み込みが生じていない場合には、第１の２値化画像と第２の２値化画像とはほぼ一致し、第１の２値化画像と第２の２値化画像との差分画像（図７の（Ｄ））には、チーズ３１の周縁の部分３２に相当する細線が残るのみである。一方、シール部分３１へのチーズ３０の噛み込みが生じている場合には、第１の２値化画像と第２の２値化画像との差分画像（図８の（Ｄ））には、チーズ３０の周縁の部分３２に相当する細線のみならず、チーズ３０の噛み込み領域に対応する画像領域が残る。従って、細線以外の画像領域が差分画像内に存在しているか否かによって、シール部分３１へのチーズ３０の噛み込みの有無を判定することができる。従って、本実施の形態に係るＸ線検査装置１によれば、物品サイズ等に関してオペレータによる設定値の入力作業が不要であり、しかも、どのような向きで物品５０がＸ線検査装置１に供給された場合であっても、シール部分３１へのチーズ３０の噛み込みを正確に判定することが可能となる。
【００３６】
また、本実施の形態に係るＸ線検査装置１によれば、差分画像（図８の（Ｄ））を参照することにより、チーズ３０の噛み込み領域の位置及び大きさ等を特定することができる。従って、その情報を、包装機におけるシール不良の原因の解明に利用することが可能となる。
【００３７】
また、本実施の形態に係るＸ線検査装置１によれば、ヒストグラム（図６）を用いることにより、第１のしきい値ＴＨ１及び第２のしきい値ＴＨ２を、自動的にかつ適切値に設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態に係るＸ線検査装置の構成を示す正面図である。
【図２】（Ａ）は物品の上面図を、（Ｂ）は断面図を、それぞれ示す図である。
【図３】シールドボックスの内部を模式的に示す斜視図である。
【図４】Ｘ線検査装置の構成を示すブロック図である。
【図５】演算部の機能構成を示すブロック図である。
【図６】ヒストグラムの一例を模式的に示す図である。
【図７】（Ａ）は良品に関して作成されたＸ線透過画像を、（Ｂ）は第１の２値化画像を、（Ｃ）は第２の２値化画像を、（Ｄ）は差分画像を、（Ｅ）は加工後の画像を、それぞれ示す図である。
【図８】（Ａ）は不良品に関して作成されたＸ線透過画像を、（Ｂ）は第１の２値化画像を、（Ｃ）は第２の２値化画像を、（Ｄ）は差分画像を、（Ｅ）は加工後の画像を、それぞれ示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  Ｘ線検査装置
７  Ｘ線照射部
８  Ｘ線検出部
９  コンピュータ
２０  演算部
３０  チーズ
３１  シール部分
５０  物品
９１  透過画像作成部
９２  ヒストグラム作成部
９３  しきい値設定部
９４  ２値化画像作成部
９５  噛み込み判定部
９６  差分画像作成部
９７  画像加工部
９８  判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010107456.tif 000006
【図５】
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【図６】
2010107456.tif 000008
【図７】
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【図８】
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