(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点調節を行うための第１のレンズ群と同一の光軸上に、焦点距離を変更する第２のレンズ群を装着可能なレンズシステムと、
該レンズシステムを介して形成される光学的な被写体像を光電変換した映像信号から合焦度に応じた鮮鋭度信号を抽出し、該鮮鋭度信号に基づいて前記第１のレンズ群を移動制御することにより合焦制御を行う合焦制御手段と、
前記第２のレンズ群の装着状態が変更された際、前記第１のレンズ群を移動させて前記合焦制御手段による合焦制御を再起動する再起動手段を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記再起動手段は、前記第２のレンズ群の装着状態の変更を検出する検出手段を有し、該検出手段により前記第２のレンズ群の装着状態の変更が検出された際に前記第１のレンズ群を移動させて前記合焦制御手段による合焦制御を再起動することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記再起動手段は、前記第２のレンズ群の装着状態が変更された際、その変更状態に応じた所定方向に前記第１のレンズ群を移動させて前記合焦制御手段による合焦制御を再起動することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記再起動手段は、前記第２のレンズ群が装着状態から非装着状態に変更された場合は無限方向に、非装着状態から装着状態に変更された場合は至近方向に前記第１のレンズ群を移動させて前記合焦制御手段による合焦制御を再起動することを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、撮像装置に関し、特にワイドアタッチメントレンズを搭載した撮像装置における自動合焦制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、ワイドアタッチメントレンズユニットを搭載したインナーフォーカスタイプのレンズシステムの概略構成図である。図４において、１０１は固定されている第１固定レンズ群、１０２は変倍を行う変倍レンズ群、１０３は絞り、１０４は固定されている第２固定レンズ群、１０５は焦点調節機能と変倍による焦点面の移動を補正するいわゆるコンペ機能を兼ね備えたレンズ群（以下、フォーカスコンペレンズと称す）、１０６は撮像素子（ＣＣＤ）である。
【０００３】
また、１２２は上記インナーフォーカスタイプのレンズシステムと同一の光軸上に着脱可能なワイドアタッチメントレンズであり、このレンズが装着されているときにはレンズシステムの焦点距離が変更され、拡大率が変化する。周知の通り、図４のように構成されたレンズシステムでは、フォーカスコンペレンズ１０５が焦点調節機能とコンペ機能を兼ね備えているため、焦点距離が等しくても、撮像面（撮像素子）１０６に合焦するためのフォーカスコンペレンズ１０５の位置は、被写体距離によって異なってしまう。
【０００４】
ワイドアタッチメントレンズ１２２の非装着時に、各焦点距離において被写体距離を変化させた場合、撮像素子１０６上に合焦させるためのフォーカスコンペレンズ１０５の位置を連続してプロットすると、図５に示したようになる。従って、変倍動作中は、被写体距離に応じて図５に示した軌跡を選択し、選択した軌跡に従ってフォーカスコンペレンズ１０５を移動させることにより、ボケのないズーミングが可能となる。
【０００５】
一方、ワイドアタッチメントレンズ１２２の装着時には、図５に示した軌跡は、図６のように変化する。すなわち、ワイドアタッチメントレンズ１２２の装着時には、非装着時に比べて、各被写体距離に対応する軌跡が、全て、至近側にシフトし、軌跡の形も変化する。
【０００６】
従って、ワイドアタッチメントレンズ１２２を装着した状態で変倍動作時にボケの無いズーミングを行うためには、ワイドアタッチメントレンズ１２２の非装着時とは別のズーミング制御を行う必要がある。図６に示したように、焦点距離６０２よりテレ側では、被写体距離に応じて、軌跡が合焦可能領域外に発散していくため、ピント合わせが不可能となる。このようなことから、ワイドアタッチメントレンズ１２２の装着時には、変倍レンズ群１０２をワイド端位置に固定し、ズーム動作を禁止するのが一般的となっている。
【０００７】
また、従来の自動合焦（ＡＦ）制御方式としては、一般に、ＣＣＤ等の撮像素子１０６から得られる映像信号の高周波成分を抽出し、その高周波成分をＡＦ評価値とし、そのＡＦ評価値信号が最大となるようにフォーカスコンペレンズ１０５を駆動して焦点調節を行う、いわゆる山登り方式が採用されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の説明から明らかなように、或る距離の被写体に合焦していても、ワイドアタッチメントレンズ１２２を装着、或いは非装着（すなわち装着状態を変更）するのに伴い、同一距離の被写体に合焦させるためのフォーカスコンペレンズ１０５の位置が変化してしまい、ボケが発生する。
【０００９】
しかし、従来は、そのボケ状態におけるＡＦ評価値信号を取り込み、そのＡＦ評価値信号に基づいて合焦制御を再起動するか否か、すなわちフォーカスコンペレンズ１０５を再度移動制御するか否かを判定して、ピントの補正を行っていたため、合焦に至るまでに長時間を要していた。
【００１０】
また、ワイドアタッチメントレンズ１２２の装着により大ボケになってしまった場合など、ＡＦ動作時に合焦方向の判断を行っても、ＡＦ評価値信号の変化が十分に得られず、ボケ止まってしまったり、合焦方向を誤判断してしまってボケを増長してしまい、合焦するまでの時間が遅くなるという問題もあった。
【００１１】
本発明は、このような背景の下になされたもので、その目的は、ワイドアタッチメントレンズ（焦点距離と拡大率を変更するためのレンズ）の装着状態が変更された際に発生するボケを迅速に解消することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、焦点調節を行うための第１のレンズ群（フォーカスコンペレンズ１０５に相当）と同一の光軸上に、焦点距離を変更する第２のレンズ群（ワイドアタッチメントレンズ１２２に相当）を装着可能なレンズシステムと、該レンズシステムを介して形成される光学的な被写体像を光電変換した映像信号から合焦度に応じた鮮鋭度信号を抽出し、該鮮鋭度信号に基づいて前記第１のレンズ群を移動制御することにより合焦制御を行う合焦制御手段（ＡＦ評価値処理回路１１７、ＡＦマイコン１１５、ドライバ１２０、モータ１２１に相当）と、前記第２のレンズ群の装着状態が変更された際、前記第１のレンズ群を移動させて前記合焦制御手段による合焦制御を再起動する再起動手段（ＡＦマイコン１１５に相当）を備えている。
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項２記載の発明では、請求項１における前記再起動手段は、前記第２のレンズ群の装着状態の変更を検出する検出手段を有し、該検出手段により前記第２のレンズ群の装着状態の変更が検出された際に前記第１のレンズ群を移動させて前記合焦制御手段による合焦制御を再起動するように構成されている。
【００１４】
上記目的を達成するため、請求項３記載の発明では、請求項１における前記再起動手段は、前記第２のレンズ群の装着状態が変更された際、その変更状態に応じた所定方向に前記第１のレンズ群を移動させて前記合焦制御手段による合焦制御を再起動するように構成されている。
【００１５】
上記目的を達成するため、請求項４記載の発明では、請求項３における前記再起動手段は、前記第２のレンズ群が装着状態から非装着状態に変更された場合は無限方向に、非装着状態から装着状態に変更された場合は至近方向に前記第１のレンズ群を移動させて前記合焦制御手段による合焦制御を再起動するように構成されている。
【００１６】
【作用】
請求項１記載の発明では、前記合焦制御手段は、前記レンズシステムを介して形成される光学的な被写体像を光電変換した映像信号から合焦度に応じた鮮鋭度信号を抽出し、該鮮鋭度信号に基づいて前記第１のレンズ群を移動制御することにより合焦制御を行い、前記再起動手段は、前記第２のレンズ群の装着状態が変更された際、前記第１のレンズ群を移動させて前記合焦制御手段による合焦制御を再起動することにより、前記第２のレンズ群の装着状態が変更された際に発生するボケを迅速に解消する。
【００１７】
請求項２記載の発明では、請求項１における前記再起動手段は、前記第２のレンズ群の装着状態の変更を検出する検出手段を有し、該検出手段により前記第２のレンズ群の装着状態の変更が検出された際に前記第１のレンズ群を移動させて前記合焦制御手段による合焦制御を再起動することにより、前記第２のレンズ群の装着状態が変更された際に発生するボケを迅速に解消する。
【００１８】
請求項３記載の発明では、請求項１における前記再起動手段は、前記第２のレンズ群の装着状態が変更された際、その変更状態に応じた所定方向に前記第１のレンズ群を移動させて前記合焦制御手段による合焦制御を再起動することにより、前記第２のレンズ群の装着状態が変更された際に発生するボケを迅速、かつ確実に解消する。
【００１９】
請求項４記載の発明では、請求項３における前記再起動手段は、前記第２のレンズ群が装着状態から非装着状態に変更された場合は無限方向に、非装着状態から装着状態に変更された場合は至近方向に前記第１のレンズ群を移動させて前記合焦制御手段による合焦制御を再起動することにより、前記第２のレンズ群の装着状態が変更された際に発生するボケを迅速、かつ確実に解消する。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施例による撮像装置を適用したビデオ一体型カメラの概略構成図である。
【００２２】
図１において、１０１〜１０５は、前述の図４で説明したインナーフォーカスタイプのレンズシステムの構成要素であり、１０１は固定されている第１固定レンズ群、１０２は変倍を行う変倍レンズ群、１０３は絞り、１０４は固定されている第２固定レンズ群、１０５は焦点調節機能と変倍による焦点面の移動を補正するいわゆるコンペ機能を兼ね備えたレンズ群（以下、フォーカスコンペレンズと称す）である。
【００２３】
このレンズシステムを透過した映像光は、撮影素子１０６上で結像され、光電気変換により映像信号に変換される。１０７は増幅器またはインピーダンス変換器、１０８はカメラ信号処理回路であり、ここで処理された映像信号は、増幅器１０９で規定レベルまで増幅され、ＬＣＤ表示回路１１０で処理された後、電子ビューファインダとしてのＬＣＤ１１１で撮影画像を表示する。
【００２４】
一方、増幅器１０７で増幅された映像信号は、絞り制御回路１１２とＡＦ評価値処理回路１１７にも出力される。絞り制御回路１１２では、映像信号入力レベルに応じてＩＧドライバ１１３、ＩＧメータ１１４を駆動して絞り１０３を制御し、光量調節を行っている。
【００２５】
ＡＦ評価値処理回路１１７では、測距枠に対応する枠生成回路１１６からのゲート信号に応じて、測距枠内の映像信号の高周波成分のみを抽出し、合焦度に応じた鮮鋭度を示すＡＦ評価値信号としてＡＦマイコン１１５に供給している。ＡＦマイコン１１５は、ＡＦ評価値信号で示される合焦度に応じてレンズの駆動制御、測距エリアを変更するための測距枠制御等を行っている。
【００２６】
また、１１８、１２０は、それぞれＡＦマイコン１１５から出力される変倍レンズ群１０２、フォーカイコンペレンズ１０５の駆動命令に従って、駆動エネルギーをレンズ駆動用モータに出力するためのドライバであり、１１９、１２１は、それぞれ変倍レンズ群１０２、フォーカイコンペレンズ１０５を光軸方向に駆動するためのモータである。
【００２７】
レンズ駆動用モータとしてステッピングモータを採用した場合、レンズの駆動は、次のように行われる。すなわち、ＡＦマイコン１１５は、レンズ移動速度に応じたモータの回転周波数信号、およびレンズ駆動方向に応じたモータの回転方向信号を、モータドライバ１１８、１２０に出力する。モータドライバ１１８、１２０は、回転方向信号に応じて、４相のモータ励磁相の位相を順回転、あるいは逆回転の位相に設定し、かつ回転周波数信号に応じて４つのモータ励磁相の印加電圧（または電流）を変化させながら出力することにより、モータの回転方向と回転周波数とを制御している。その結果、ステッピングモータ１１９、１２１が回転してレンズが駆動される。
【００２８】
１２２はワイドアタッチメントレンズであり、レンズスライド機構１２３により、図１にて破線で示したように、レンズシステムの光軸に対して着脱可能になっている。そして、ワイドアタッチメントレンズ１２２が装着状態、非装着状態のどの状態にあるのかは、レンズ装着検出スイッチ１２４により検出され、その検出信号はＡＦマイコン１１５に供給される。
【００２９】
［第１実施例］
次に、図２のフローチャートに従って、第１実施例における合焦動作のアルゴリズムについて説明する。
【００３０】
ＡＦマイコン１２３は、まず、ウォブリング動作によりフォーカスコンペレンズ１０５を微小振動させながらＡＦ評価値処理回路１１７からＡＦ評価値信号を取り込み（ステップＳ１）、現在合焦しているのか、ボケているのか（ボケているときには前ピンなりか後ピンなのか）を判定する（ステップＳ２）。その結果、合焦しておらずボケているときは、ウォブリング動作による判定結果の方向への山登り動作を実行する（ステップＳ３）。そして、合焦点すなわちＡＦ評価値信号の頂点を越えたかどうかの判定を行い（ステップＳ４）、越えていなければ、ステップＳ３へ戻って山登り動作を続ける。
【００３１】
一方、ＡＦ評価値信号の頂点を越えていたならば、その頂点にフォーカスコンペレンズ１０５を戻す動作を行い（ステップＳ５）、ＡＦ評価値信号の頂点に達したかどうかの判定を行う（ステップＳ６）。その結果、頂点に達していなければ、ステップＳ５に戻って頂点に戻す動作を続行する。一方、頂点に達したときは、ＡＦ評価値信号の頂点に戻す動作をしている間にパンニング等により被写体が変化する場合もあるので、本当に頂点、すなわち合焦点であるかどうかを判定するために、合焦制御を再起動すべく、ステップＳ１へ戻ってウォブリング動作を行う。
【００３２】
ステップＳ２にて、ウォブリング動作の結果、合焦していると判定されたときは、フォーカスコンペレンズ１０５を停止して、ステップＳ７以降の再起動監ルーチンへ移行する。すなわち、まず、ステップＳ７にて、合焦時のＡＦ評価値信号レベルを記憶する。そして、レンズ装着検出スイッチ１２４からの検出信号に基づいて、ワイドアタッチメントレンズ１２２の装着状態が変化したか否かを判定する（ステップＳ８）。ここで、装着状態の変化とは、ワイドアタッチメントレンズ１２２が非装着状態から装着状態となったか、或いは装着状態から非装着状態になったかどうかを意味する。
【００３３】
ワイドアタッチメントレンズ１２２の装着状態が変化したときは、従来例の欄で述べたように、所定の距離にある被写体に合焦するフォーカスコンペレンズ１０５の位置が、ワイドアタッチメントレンズ１２２の装着状態の変化に応じて変化するので、フォーカスコンペレンズ１０５を再起動させて新たな合焦点を見出だす必要がある。そこで、ステップＳ８にて、ワイドアタッチメントレンズ１２２の装着状態が変化したと判定されたときは、ステップＳ１へ戻ってウォブリング動作を行い、再度合焦制御を行う。
【００３４】
一方、ワイドアタッチメントレンズ１２２の装着状態が変化していなければ、ステップＳ９移行の通常の再起動監視処理を行う。すなわち、現在のＡＦ評価値信号レベルがステップＳ７にて記憶した合焦時のＡＦ評価値信号レベルと比較して変動したか否かを調べることにより（ステップＳ９）、再起動すベきか否かを判定する（ステップＳ１０）。例えば、現在のＡＦ評価値信号レベルが、記憶した合焦時のＡＦ評価値信号レベルに対して所定％以上変動したときは、パンニング等による被写体変化があったものとして、「再起動する」と判定し、所定％未満の変動であれば被写体の変化は無いものとして「再起動しない」と判定する。
【００３５】
ステップＳ１０にて、「再起動しない」と判定されたときは、フォーカスコンペレンズ１０５をそのまま停止させ（ステップＳ１１）、ステップＳ８に戻り、再び再起動監視を行う。一方、「再起動する」と判定されたときは、ステップＳ１に戻り、再度ウォブリング動作を行って合焦制御を行う。このような動作を繰り返すことにより、絶えず合焦を維持できるようにフォーカスコンペレンズ１０５は移動制御される。
【００３６】
このように、ワイドアタッチメントレンズ１２２の装着状態が変化した際に、ＡＦ評価値信号に基づく再起動監視によらず、強制的に合焦制御を再起動することにより、ＡＦ処理において合焦制御の再起動を行うべきか否かを判定する時間を節約し、応答性を向上することができる。すなわち、ＡＦ評価値信号に基づいて合焦制御の再起動を判定する場合は、ワイドアタッチメントレンズ１２２の装着状態が変化した後、その変化した状態での高周波数成分を取り込んで判定するので、再起動が実行されるまでに所定時間を要するが、上記のようにワイドアタッチメントレンズ１２２の装着状態が変化した際に強制的に再起動を実行すれば、装着状態が変化した瞬間に、換言すれば、ワイドアタッチメントレンズ１２２の装着状態が変化した後の映像信号に基づくＡＦ評価値信号を生成している間に再起動が実行されることとなり、装着状態が変化した際に発生するボケを迅速に解消することができる。
【００３７】
［第２実施例］
次に、図３のフローチャートに従って、第２実施例における合焦動作のアルゴリズムについて説明する。第１実施例は、ワイドアタッチメントレンズ１２２の装着状態が変化した際に、強制的に再起動することにより、装着状態の変化に伴うボケを迅速に解消する例であったが、第２実施例は、装着状態の変化に応じて、合焦方向に強制的に山登りさせることにより、装着状態が変化した際に発生するボケをより迅速、かつ確実に解消できるようにした例である。
【００３８】
ＡＦマイコン１２３は、まず、レンズ装着検出スイッチ１２４からの検出信号に基づいて、ワイドアタッチメントレンズ１２２の装着状態が変化したか否かを判定する（ステップＳ２１）。その結果、装着状態が変化したときは、その変化が非装着（ＯＦＦ）から装着（ＯＮ）への変化であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。
【００３９】
その結果、非装着（ＯＦＦ）から装着（ＯＮ）への変化であれば、フォーカスコンペレンズ１０５の移動方向を至近方向に設定して（ステップＳ２３）、後述のステップＳ２８に進む。一方、装着（ＯＮ）から非装着（ＯＦＦ）への変化であれば、フォーカスコンペレンズ１０５の移動方向を無限方向に設定して（ステップＳ２４）、ステップＳ２８に進む。なお、このようなワイドアタッチメントレンズ１２２の装着状態の変化に応じたフォーカスコンペレンズ１０５の移動方向の設定は、前述した図６に示したように、ワイドアタッチメントレンズ１２２が装着されると、同一被写体距離に合焦するフォーカスコンペレンズ１０５の位置が至近方向へシフトすることを考慮してなされるものである。
【００４０】
ステップＳ２１にて、ワイドアタッチメントレンズ１２２の装着状態が変化していないと判定されたときは、ウォブリング動作によりフォーカスコンペレンズ１０５を微小振動させながらＡＦ評価値処理回路１１７からＡＦ評価値信号を取り込み（ステップＳ２５）、現在合焦しているのか、ボケているのか（ボケているときには前ピンなりか後ピンなのか）を判定する（ステップＳ２６）。その結果、合焦しておらずボケているときは、ウォブリング動作による判定結果の方向をフォーカスコンペレンズ１０５の移動方向（山登り動作方向）として設定し（ステップＳ２７）、ステップＳ２８に進む。
【００４１】
ステップＳ２８では、ステップＳ２３，２４，または２８にて設定された方向への山登り動作を実行する。そして、合焦点すなわちＡＦ評価値信号の頂点を越えたかどうかの判定を行い（ステップＳ２９）、越えていなければ、ステップＳ２８へ戻って山登り動作を続ける。
【００４２】
一方、ＡＦ評価値信号の頂点を越えていたならば、その頂点にフォーカスコンペレンズ１０５を戻す動作を行い（ステップＳ３０）、ＡＦ評価値信号の頂点に達したかどうかの判定を行う（ステップＳ３１）。その結果、頂点に達していなければ、ステップＳ５に戻って頂点に戻す動作を続行する。一方、頂点に達したときは、ＡＦ評価値信号の頂点に戻す動作をしている間にパンニング等により被写体が変化する場合もあるので、本当に頂点、すなわち合焦点であるかどうかを判定するために、合焦制御を再起動すべく、ステップＳ２１へ戻って、ワイドアタッチメントレンズ１２２の装着状態の監視、ウォブリング動作等を行う。
【００４３】
ステップＳ２６にて、ウォブリング動作の結果、合焦していると判定されたときは、フォーカスコンペレンズ１０５を停止して、ステップＳ３２以降の再起動監ルーチンへ移行する。すなわち、まず、ステップＳ３２にて、合焦時のＡＦ評価値レベルを記憶する。そして、レンズ装着検出スイッチ１２４からの検出信号に基づいて、ワイドアタッチメントレンズ１２２の装着状態が変化したか否かを判定する（ステップＳ３３）。
【００４４】
その結果、装着状態が変化したときは、その装着変化に応じた方向にフォーカスコンペレンズ１０５を山登りさせるべく、ステップＳ２２に進む。一方、装着状態が変化していなければ、ステップＳ３４移行の通常の再起動監視処理を行う。すなわち、現在のＡＦ評価値信号レベルがステップＳ３２にて記憶した合焦時のＡＦ評価値信号レベルと比較して変動したか否かを調べることにより（ステップＳ３４）、再起動すベきか否かを判定する（ステップＳ３５）。例えば、現在のＡＦ評価値信号レベルが、記憶した合焦時のＡＦ評価値信号レベルに対して所定％以上変動したときは、パンニング等による被写体変化があったものとして、「再起動する」と判定し、所定％未満の変動であれば被写体の変化は無いものとして「再起動しない」と判定する。
【００４５】
ステップＳ３５にて、「再起動しない」と判定されたときは、フォーカスコンペレンズ１０５をそのまま停止させ（ステップＳ３６）、ステップＳ３３に戻り、再び再起動監視を行う。一方、「再起動する」と判定されたときは、ステップＳ２１に戻ることにより、再起動を実行する。このような動作を繰り返すことにより、絶えず合焦を維持できるようにフォーカスコンペレンズ１０５は移動制御される。
【００４６】
このように第２実施例では、装着状態の変化の仕方に応じて、合焦方向に強制的に山登りさせることにより、装着状態が変化した際に発生するボケをより迅速に行えるようになる。特に、装着状態の変化によって大ボケとなった場合に、ウォブリング動作を行ってもＡＦ評価値がノイズレベルに埋もれてしまい、合焦方向が正しく認識できずに誤動作してボケ止まったり、合焦に至る時間が長くなるのを防止することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ワイドアタッチメントレンズ等の光軸上に装脱され焦点距離を変更するレンズの装着状態が変更された際に発生するボケを迅速に解消することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による撮像装置を適用したビデオ一体型カメラの概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施例における合焦制御動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施例における合焦制御動作を示すフローチャートである。
【図４】ワイドアタッチメントレンズユニットを搭載したインナーフォーカスタイプのレンズシステムの概略構成図である。
【図５】インナーフォーカスタイプのレンズシステムにおける被写体距離別の変倍レンズ位置と合焦させるためのフォーカスコンペレンズ位置との関係を表す軌跡を示す図である。
【図６】ワイドアタッチメントレンズを装着した場合の図５に対応する軌跡を示す図である。
【符号の説明】
１０２…変倍レンズ
１０５…フォーカスコンペレンズ
１０６…撮像素子（ＣＣＤ）
１１６…枠生成回路
１１５…ＡＦマイコン
１１７…ＡＦ評価値処理回路
１２０…ドライバ（フォーカスコンペレンズ用）
１２１…モータ（フォーカスコンペレンズ用）
１２２…ワイドアタッチメントレンズ
１２３…レンズスライド機構（ワイドアタッチメントレンズ用）
１２４…レンズ装着検出スイッチ（ワイドアタッチメントレンズ用）
【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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