(57)【要約】【課題】本発明は鏡筒器、眼幅調整器とそれを備えた光学装置に関するもので、意図する被写体を違和感のない像として写すことができることを目的とするものである。【解決手段】この目的を達成するために、本発明は対物レンズ３ｃ、４ｃと、この対物レンズ３ｃ、４ｃの第一の光軸４０ａ、４１ａ上に配された接眼レンズ３ｂ、４ｂと、この接眼レンズ３ｂ、４ｂに対して前記対物レンズ３ｃ、４ｃの反対側に配された接眼部２５、３５と、前記接眼レンズ３ｂ、４ｂと前記接眼部の間に設けられた２つの三角プリズムを組み合わせてなる平行四辺形プリズムと、この平行四辺形プリズムの前記接眼部２５、３５側または前記対物レンズ３ｃ、４ｃ側に設けられ、第一の光軸４０ａ、４１ａに平行な光を通過させるルーバー２１、３１と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズと、
この対物レンズの光軸上に配された接眼レンズと、
この接眼レンズに対して前記対物レンズの反対側に配された接眼部と、
前記接眼レンズと前記接眼部の間に設けられた２つの三角プリズムを組み合わせてなる平行四辺形プリズムと、
この平行四辺形プリズムの前記接眼部側または前記対物レンズ側に設けられ、光軸に平行な光を通過させるルーバーと、を備える鏡筒器。
【請求項２】
前記ルーバーは所定の間隔で上下に複数配列された平板薄膜状の遮光層を備えたものである請求項１に記載の鏡筒器。
【請求項３】
前記平行四辺形プリズムは前記接眼レンズと前記対物レンズの間に設けられた２つの三角プリズムが所定の空隙を持って組み合わせられ、前記ルーバーは前記空隙に設けられ、光軸に直行する光を通過させるものである請求項１に記載の鏡筒器。
【請求項４】
前記ルーバーは所定の間隔で光軸方向に複数配列された平板薄膜状の遮光層を備えたものである請求項３に記載の鏡筒器。
【請求項５】
前記ルーバーと前記平行四辺形プリズムを一体に保持する保持部材を備え、この保持部材は前記対物レンズの光軸を中心に回動する回動手段を備えている請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の鏡筒器。
【請求項６】
前記ルーバーの遮光層は表面に凹凸を施したものである請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の鏡筒器。
【請求項７】
前記ルーバーの配置位置が眼の焦点位置より眼の近傍である請求項１から請求項６のいずれか一つに記載の鏡筒器。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の鏡筒器を備え、この鏡筒器は、表示手段に向けて水平方向に配置した第１、第２の鏡筒器により構成した、請求項７に記載の眼幅調整器。
【請求項９】
請求項８に記載の眼幅調整器を備えた光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鏡筒器、眼幅調整器とそれを備えた光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の鏡筒器、眼幅調整器とそれを備えた光学装置は、双眼鏡や実体顕微鏡などの両眼視で使用される光学機器の眼幅調整機構として、対物レンズと接眼レンズで構成される光学系に、２つの三角プリズムを組合せて光軸を屈曲させる方式が提案されている。 （例えば、特許文献１）
ここで図９は、従来の鏡筒器、眼幅調整器とそれを備えた光学装置の断面図である。
図９（ａ）に示すように、被写体２ａ，２ｂ，２ｃに向けて開口した鏡筒器である３の内部に、第一の光軸４０ａに沿って、あるいは水平方向で光軸４０ａと所定の角度を成して移動する対物レンズ３ｃ（移動手段は図示せず）と、前記第一の光軸４０ａと同軸に前記鏡筒器３に固定された接眼レンズ３ｂを有し、さらに第一の三角プリズム２２と第二の三角プリズム２３をそれぞれの組合せ面２２ａ，２３ａで向かい合うように保持部材２０で保持し、前記保持部材２０は一端に使用者１４の眼１５に接する接眼部２５を備えている。
【０００３】
前記保持部材２０の嵌合部２０ａが前記鏡筒器３の回動部３ｅに回動自在に嵌合することで、前記第一の光軸４０ａを中心として前記保持部材２０は回動し、使用者１５の眼幅に合った位置に第二の光軸４０ｂを配置することができる。
【０００４】
上記の構成において、視野に入ることを意図する光束である被写体２ｂから出た光束５０は、所定の屈折を伴って対物レンズ３ｃおよび接眼レンズ３ｂを通り、第一の三角プリズム２２の入射面２２ｃに入射する。さらに斜面２２ｂで２回目の反射をし、２つのプリズムの組合せ面２２ａ、２３ａを通り、第二のプリズム２３の斜面２３ｂで２回目の反射をし、出射面２３ｃを通過後、使用者１４の眼１５に結像される。
【０００５】
図１０はこの像の見え方を示したものであり、視界の中央部にある円形の視野に被写体２ｂが正立像として存在する。
【特許文献１】特開２００４−７７６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の鏡筒器、眼幅調整器とそれを備えた光学装置では、図９（ｂ）に示すように前記被写体２ｂの下端に隣接し、視野に入ることを意図していない被写体２ａからの光束５１が、前記対物レンズ３ｃおよび接眼レンズ３ｂを通り、前記第一および第二の三角プリズム２２，２３の中で合計３回の反射をして眼１５に至る。この前記光束５１の見え方を示したのが、図１０の上部半円形２ｅの中に写る倒立した前記被写体２ａである。
【０００７】
同様に図９（ｃ）に示すように、前記被写体２ｂの上端に隣接し視野に入ることを意図していない被写体２ｃからの光束５２が、前記対物レンズ３ｃおよび接眼レンズ３ｂを通り、前記第一および第二の三角プリズム２２，２３の中で合計３回の反射をして眼１５に至る。この前記光束５２の見え方を示したのが、図１０の下部半円形２ｆの中に写る倒立した前記被写体２ｃである。
【０００８】
また、図１０の左右に写る斜線部３ｄは、図９に示す鏡筒器３の内壁の像であるが、ツヤのない黒色系統であることが一般であり、そのため視野に入っても違和感はない。
【０００９】
しかしながら、図１０の視野の中の前記上部半円形２ｅと前記下部半円形２ｆに写る意図していない前記被写体２ａ，２ｃは、本来意図された中央に写る前記被写体２ｂと同様に写る為、被写体が正しく見えず、使用者１４に違和感を与えるという課題を有していた。
【００１０】
そこで本発明は、意図する被写体を違和感のない像として写すことができる鏡筒器、眼幅調整器とそれを備えた光学装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そして、この目的を達成するために本発明は、対物レンズと、この対物レンズの光軸上に配された接眼レンズと、この接眼レンズに対して前記対物レンズの反対側に配された接眼部と、前記接眼レンズと前記接眼部の間に設けられた２つの三角プリズムを組み合わせてなる平行四辺形プリズムと、この平行四辺形プリズムの前記接眼部側または前記対物レンズ側に設けられ、光軸に平行な光を通過させるルーバーと、を備える鏡筒器とすることにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、対物レンズと、この対物レンズの光軸上に配された接眼レンズと、この接眼レンズに対して前記対物レンズの反対側に配された接眼部と、前記接眼レンズと前記接眼部の間に設けられた２つの三角プリズムを組み合わせてなる平行四辺形プリズムと、この平行四辺形プリズムの前記接眼部側または前記対物レンズ側に設けられ、光軸に平行な光を通過させるルーバーと、を備える鏡筒器としたので、意図する被写体を違和感のない像として写すことができる。
【００１３】
すなわち本発明においては、平行四辺形プリズムの前記接眼部側、または前記対物レンズ側にルーバーを備え、被写体の上方および下方からの光束を遮光している。これにより被写体の上方および下方からの光束によって結像される倒立した像が視野に入ることを防止できるので、意図する被写体を違和感のない像として写すことができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。
なお本説明では、背景技術で説明した同一の構成については同一符号を用いた。
【００１５】
（実施の形態１）
図１において、１は両眼視で観察や訓練を行う為の光学装置本体（例えば実体顕微鏡や双眼鏡、および視力回復訓練装置など）の筐体であり、使用者の左右眼の間隔（眼幅）に合わせて接眼部２５，３５を調整する保持部２０，３０を備えている。
【００１６】
図２は筐体１の内部を示したものであり、ここでは視力回復訓練装置を例に説明する。図２において、筐体１の内部奥側に固定した液晶やＣＲＴ，有機ＥＬなどの表示装置２に被写体２ａ，２ｂ，２ｃが表示され、筐体１の手前側に第一の鏡筒器３と第二の鏡筒器４が被写体２ａ，２ｂ，２ｃに向かって固定されている。
【００１７】
そして、この第一の鏡筒器３と第二の鏡筒器４の内部にはそれぞれ対物レンズ３ｃ，４ｃが摺動自在に保持され、接眼レンズ３ｂ，４ｂが固定されている。この対物レンズ３ｃ，４ｃはレンズ保持部３ａ，４ａを介して作動バー５に係合し、制御器８で制御されたモータ７と減速器６より動力を受けて光軸４０ａ，４１ａと所定の角度を成した方向に摺動する。
【００１８】
ここで、例えば視力回復訓練装置は、使用者に遠近の被写体像を見せて眼の焦点機能を訓練するものである。すなわち、光軸４０ａ，４１ａに沿って対物レンズ３ｃ，４ｃを前後させて接眼レンズ３ｂ，４ｂとの間隔を変えることで視度を変化させ、小型の装置であるにもかかわらず装置の大きさよりもはるかに大きい距離変化を視覚的に使用者に見せるよう構成されている。
【００１９】
さらに、対物レンズ３ｃ，４ｃを光軸４０ａ，４１ａの水平方向内側から外側に向けて動かすことで、遠近の距離変化に相当する輻輳角を再現し、無理なく使用者が両眼視できるように構成されている。このように、対物レンズ３ｃ，４ｃの摺動する方向は光軸４０ａ，４１ａと所定の角度を成すこととなる。
【００２０】
そして、上記両眼視の視力回復訓練装置は、左右の眼で同じ被写体２ａ，２ｂ，２ｃをそれぞれ異なる光軸４０ａ，４１ａで見るため、使用者の左右の眼の間隔に合った位置に接眼部２５，３５が位置しなければ、被写体２ａ，２ｂ，２ｃが２つ重なった像として見えたり、左右別々の２つの独立した像として使用者に認識されたりするので、訓練に支障が出る状態となる。
【００２１】
これを防ぐ為、眼幅調整器が装置と使用者の間に設けられている。この眼幅調整器は図２において第一の鏡筒器３と第二の鏡筒器４に、それぞれ回動自在に保持部材２０，３０の一端を嵌合し、保持部材２０，３０の他端には接眼部２５，３５を備える構成となっている。
【００２２】
保持部材２０，３０は、その内部に、平板状の透光層と薄膜状の遮光層を交互に複数枚積層して形成されたルーバー２１，３１を接眼レンズ３ｂ，４ｂ側から保持し、さらに第一の三角プリズム２２，３２と第二の三角プリズム２３，３３をそれぞれの組合せ面で向かい合うように保持部材２０，３０で保持するよう構成されている。
【００２３】
上記の構成における被写体２ａ，２ｂ，２ｃから使用者１４の眼に至る光路を、右眼１５を例に図３〜図５を用いて説明する。
【００２４】
図３は、図２に示す視力訓練装置における眼幅調整器の要部を示したものである。
【００２５】
前記ルーバー２１の積層面は、第一の三角プリズム２２の組み合う面（矩形面）２２ａ、および第二の三角プリズム２３の組み合う面（矩形面）２３ａと平行になるように保持される。また、第一の三角プリズム２２の斜面２２ｂと第二の三角プリズム２３の斜面２３ｂは互いに平行となっている。
【００２６】
図４（ａ）に示すように本来視野に入ることを意図する光束である被写体２ｂから出た光束５０は、所定の屈折を伴って対物レンズ３ｃおよび接眼レンズ３ｂを通り、さらにルーバー２１の透光部分を通過して第一の三角プリズム２２の入射面２２ｃに入射する。さらに斜面２２ｂで１回目の反射をし、２つのプリズムの組合せ面２２ａ，２３ａを通り、第二のプリズム２３の斜面２３ｂで２回目の反射をし、出射面２３ｃを通過後、使用者１４の右眼１５に至り像として認識される。
【００２７】
この像の見え方を示したのが図５である。視界の中央部には、円形の視野に被写体２ｂが正立像として存在する。
【００２８】
ここで図４に示すルーバー２１は、眼の近傍、すなわち右眼１５の焦点が合うよりも短い距離（一般的に１０ｃｍ以下）に右眼１５から離れた位置としている。したがって、図５では破線２１ｂでイメージ的に現しているが、実際には眼の焦点が合わず薄い影となって被写体２ｂを覆う像となる。これは使用者１４にとって、像として明瞭に認識することができないため、被写体２ｂを見る上では障害とならないようにしている。
【００２９】
次に図４（ｂ）に示すように、前記被写体２ｂの下端に隣接し、視野に入ることを意図していない被写体２ａからの光束５１が、前記対物レンズ３ｃおよび接眼レンズ３ｂを通るが、接眼レンズ３ｂを出た位置では光軸４０ａとは明らかに平行とならない所定の角度を有した光束となってルーバー２１に入射する為、ルーバー２１の遮光層に光路を遮断されて三角プリズム２２に入射することはない。この像の見え方を示したのが図５の上部半円形２ｅであり、図４に示すルーバー２１の遮光層の像２１ａが、本来見える被写体２ａの像を覆い隠している。
【００３０】
同様に図４（ｃ）に示すのは、前記被写体２ｂの上端に隣接し視野に入ることを意図していない被写体２ｃからの光束５２が、前記対物レンズ３ｃおよび接眼レンズ３ｂを通るが、接眼レンズ３ｂを出た位置では光軸４０ａとは明らかに平行とならない所定の角度を有した光束となってルーバー２１に入射する為、ルーバー２１の遮光層に光路を遮断されて三角プリズム２２に入射することはない。この像の見え方を示したのが図５の下部半円形２ｆであり、ルーバー２１の遮光層の像２１ｃが、本来見える被写体２ｃの像を覆い隠している。
【００３１】
したがって上記ルーバー２１の像２１ａ，２１ｃは図４に示す第一の鏡筒器３の内壁の黒系色と合わせておくことで、被写体２ｂの像が写る円形部２ｄ以外は眼に認識されにくくなり、本来、光学機器が目的とする像のみを選択してみることができる。
【００３２】
ここで、本発明の重要な構成要素であるルーバー２１について詳細に説明する。
【００３３】
図６（ａ）はルーバー２１の外観を示したものである。ルーバー２１の構造は平行に複数積層された透光層６０と遮光層６１からなる。
【００３４】
その製造方法は、透光層６０の素材となるアクリルやガラスなどの透明板あるいはシートの表裏面にブラスト加工やエッチングなどの工法によって凹凸を形成し（例えば、すりガラス状やシボ状）、その面に遮光性を持つ色素（例えば、黒色系やグレー系の塗料など）を付着させた板を作る。
【００３５】
次に、この板を所定の枚数だけ積層して接着後、必要な形状と幅に切り出し、光束の入射側と出射側を研磨して鏡面に仕上げる。
【００３６】
このようにして作製されたルーバー２１は、遮光層６１が光軸４０ａと水平方向に平行で、入射面２１ｄと出射面２１ｅは光軸４０ａと垂直になるように取り付けられる。
【００３７】
次にルーバー２１の各寸法と遮光の条件について述べる。
図６（ｂ）はルーバー２１の横方向から見た断面であり、各部寸法を、幅Ａ、遮光層６１間の距離Ｐとする。このとき、ルーバー２１の透光角θは、遮光層６１の幅ＡとピッチＰにより、次式で決定される。
【００３８】
θ＝ｔａｎ-1（Ｐ/Ａ）
ここで、視野に入ることを意図していない図４に示す被写体２ａからの光束５１が、図6（ｂ）に示すように第一の鏡筒器３を通ってルーバー２１に入射角αで入る場合、α＞θの条件が満たされると、ルーバー２１が光束５１を遮光できる。
【００３９】
したがって、視野に入れたくない被写体からの光束入射角を把握することで、最適なルーバー２１を作製することができる。透光角θが３０度程度のものであれば、住友スリーエム製のライトコントロールフィルムなどを使用することも可能である。
【００４０】
以上のように本実施形態においては、第一の三角プリズム２２の斜面２２ａと第二の三角プリズム２３の斜面２３ａを組み合わせて成る平行四辺形プリズムの前記対物レンズ３ｃ側にルーバー２１を備え、被写体の上方および下方からの光束を遮光している。これにより被写体の上方および下方からの光束によって結像される倒立した像が視野に入ることを防止できるので、意図する被写体を違和感のない像として写すことができる。
【００４１】
また、例えば前記対物レンズ３ｃと前記接眼レンズ３ｂの距離を長く取り、入射する光束を前記鏡筒器３の内壁で吸収拡散させる方法では、光路が長くなるため必要とされる機能以上に装置が長軸化し、それに伴って装置が大型化するのに対し、本発明の構成では、ルーバー２１を光路の中に置くことで光学装置本来の機能に従った大きさで装置を構成できるため、大型化を防ぐことができ、装置を小型にできる。
【００４２】
さらに、前記対物レンズ３ｃ、あるいは前記接眼レンズ３ｂの前後面に周辺の視野を制限する為の覆い（マスク）を置き、中央の光束のみを選択して通す方法では、対物レンズ３ｃからの光束が水平方向の左右に振られる場合、接眼レンズ３ｂは広範囲の視野の光線を通さなければならない。したがって、接眼レンズ３ｂはレンズの有効最大外形まで使って眼に入る光束の角度を変化させる必要があり、前記覆いによって周辺が見えなくなるのに対し、本発明の構成では、必要とされる光軸に平行な光束のみをルーバー２１によって選択して通すことができるため、上記のような広範囲の視野を犠牲にすることなく光学装置本来の性能を出すことができる。
【００４３】
（実施の形態２）
ルーバー２１，３１を接眼部２５，３５の近傍においても、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
図７に本実施形態の要部を示す。接眼部２５と第二の三角プリズム２３の間にルーバー２１を置き、ルーバー２１の積層面が、第一の三角プリズム２２の組み合う面２２ａ、および第二の三角プリズム２３の組み合う面２３ａと平行になるように保持する。
【００４５】
このように構成することで、実施の形態１と同様に、被写体の上下端に隣接し視野に入ることを意図していない被写体部分から出た光束は、接眼レンズ３ｂを出た位置では光軸４０ａとは明らかに平行とならない所定の角度を有した光束となり、その角度を有したまま第一と第二のプリズム２２，２３を通過して、光軸４０ａと平行な光軸４０ｂと所定の角度を維持したままルーバー２１に入射する為、ルーバー２１の遮光層に光路を遮断されて眼に入射することはない。
【００４６】
したがって使用者が見る像は、実施形態１で説明した図５に示すものと同様となる。
【００４７】
本実施の形態は、実施の形態１に比較してルーバー２１が接眼部に近くなることから、ルーバー２１に対する眼の焦点がさらに合わせにくくなり、したがって使用者がルーバー２１の存在を意識しなくできるという利点を有する。
【００４８】
（実施の形態３）
ルーバー２１，３１を２つの三角プリズムの間においても、実施形態１および実施形態２と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
図８に本実施形態の要部を示す。第一の三角プリズム２２と第二の三角プリズム２３のそれぞれの組合せ面２２ａ，２３ａに接してルーバー２１を置き、ルーバー２１の積層面が、第一、第二の三角プリズム２２，２３の組み合う面２２ａ，２３ａと垂直で、かつ第一、第二の三角プリズム２２，２３の入出射面２２ｃ，２３ｃと平行になるように保持する。
【００５０】
このように構成することで、実施形態１，２と同様に、被写体の上下端に隣接し視野に入ることを意図していない被写体部分から出た光束は、接眼レンズ３ｂを出た位置では光軸４０ａとは明らかに平行とならない所定の角度を有した光束となり、その角度を有したまま第一のプリズム２２を通過して第三の光軸４０ｃと所定の角度を維持したままルーバー２１に入射する為、ルーバー２１の遮光層に光路を遮断されて眼に入射することはない。
【００５１】
したがって使用者が見る像は、実施形態１で説明した図５に示すものと同様となる。
【００５２】
本実施の形態は、実施形態１および実施形態２に比較して、ルーバー２１を第一、第二の三角プリズム２２，２３の間に置く為、第一の光軸４０ａが短くなり、鏡筒器を短くできるので機器の小型化を実現できる。
【００５３】
さらに、摺動する対物レンズ３ｃと接眼レンズ３ｂを所定の高精度と高剛性を保持することが要求される鏡筒器を短くすることは、製造の難しさを軽減するため、生産性を向上できるという利点を有する。
【００５４】
なお、本発明の実施形態では視力訓練装置を例にして、被写体が装置内に設けられた表示装置に表示されたものとして説明したが、これに限定されるものではない。
【００５５】
実体顕微鏡や双眼鏡など被写体が装置内に設けられた表示装置に表示されたものではなく、装置外部に実体がある対象物を被写体として見る場合においても、本発明の構成では上記と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、対物レンズと、この対物レンズの光軸上に配された接眼レンズと、この接眼レンズに対して前記対物レンズの反対側に配された接眼部と、前記接眼レンズと前記接眼部の間に設けられた２つの三角プリズムを組み合わせてなる平行四辺形プリズムと、この平行四辺形プリズムの前記接眼部側または前記対物レンズ側に設けられ、光軸に平行な光を通過させるルーバーと、を備えることにより、焦点合わせや輻輳あわせのために対物レンズが光軸と所定の角度を成して摺動するような光学機器でも小型化を維持でき、視野が狭くなることなく意図する被写体を違和感のない像として写すことをできるものである。
【００５７】
このため、実体顕微鏡や双眼鏡および視力回復訓練装置など様々な光学機器へ活用でき、広く普及することが期待される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の光学装置の外観斜視図
【図２】同実施の形態１の光学装置内部を示す斜視図
【図３】同光学装置の要部を示す斜視図
【図４】同光学装置によって見える被写体の像を示す図
【図５】同光学装置の光路を示す横方向の断面図
【図６】本発明の光学装置のルーバーの形状を示す図
【図７】本発明の実施の形態２の光学装置の要部を示す図
【図８】本発明の実施の形態３の光学装置の要部を示す図
【図９】従来の実施の形態の光学装置の光路を示す横方向の断面図
【図１０】同光学装置によって見える被写体の像を示す図
【符号の説明】
【００５９】
１  筐体
２  表示部
２ａ，２ｂ，２ｃ  被写体
３  第一の鏡筒器
４  第二の鏡筒器
３ｂ，４ｂ  接眼レンズ
３ｃ，４ｃ  対物レンズ
３ｅ，４ｅ  眼幅機構が嵌合する外周部
１４  使用者
１５  右眼
２０，３０  眼幅調整機構の光学部品の保持部材
２１，３１  ルーバー
２２，３２  第一のプリズム
２３，３３  第二のプリズム
２５，３５  接眼部
４０ａ，４１ａ  第一の光軸
４０ｂ，４１ｂ  第二の光軸
４０ｃ，４１ｃ  第三の光軸
５０  被写体２ｂからの光束
５１  被写体２ａからの光束
５２  被写体２ｃからの光束
６０  透光層
６１  遮光層
Ａ  ルーバーの幅
Ｐ  遮光層の間隔
θ  ルーバーの透光角
α  光束の入射角
【図１】
2010117544.tif 000003
【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】
2010117544.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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