(57)【要約】【課題】  撮像素子とこの撮像素子が実装された基板とに加わる荷重を軽減するとともに、装置本体の小型薄型化と放熱性能の両立を実現することができる撮像装置である。【解決手段】  レンズ鏡筒ユニット２０１と、撮像素子３０１−ａが実装された撮像プリント基板３０１と、撮像プリント基板３０１よりも被写体側と反対側に配置された金属部材３０２と、撮像プリント基板３０１と金属部材３０２との間に配置され且つ可撓性を有する放熱部材３０３と、を備えた監視カメラ１である。金属部材３０２は、円弧形状に形成されており、放熱部材３０３は、撮像素子３０１−ａに対応する位置に第一の粘着部３０３−ａを備えると共に、金属部材３０２の端部に対応する位置に第二の粘着部３０３−ｂを備える。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ鏡筒ユニットと、撮像素子が実装されたプリント基板と、前記プリント基板よりも被写体側と反対側に配置された金属部材と、前記プリント基板と前記金属部材との間に配置され且つ可撓性を有する放熱部材と、を備えた撮像装置であって、
前記金属部材は、円弧形状に形成されており、
前記放熱部材は、前記撮像素子に対応する位置に第一の接触部を備えると共に、前記金属部材の端部に対応する位置に第二の接触部を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記レンズ鏡筒ユニット、前記プリント基板及び前記放熱部材を覆うカバー部材を更に備え、
前記カバー部材には、前記第二の接触部に対向する開口部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記カバー部材は、球形であることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記放熱部材は、前記カバー部材の外面の一部を構成することを特徴とする請求項２又は３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記放熱部材は、シート状の部材であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記放熱部材の面であって前記プリント基板に対向する面は、絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第一及び第二の接触部は、粘着性を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視カメラ等の撮像装置の放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像を遠隔的にモニタリングできる監視カメラに於いて、設置場所との親和性向上や被監視者に対する威圧感低減等のニーズが高まっている。これを受け、監視カメラのカメラ本体の小型薄型化が急務となっている。一方、小型化が進むと、適切な放熱性能を確保し辛くなるといった課題もある。特に、一般的な電子機器と異なり、過酷な環境下で常時稼働している監視カメラに於いては、極めて重要なテーマとなっている。
【０００３】
これまで、撮像素子や画像処理回路に代表される主要電子部品の放熱を目的として、種々の形態が開示されている。
【０００４】
特許文献１には、撮像素子が実装された基板に開口部を設け、この基板の背面側に設置された放熱板の表面には凸部が形成されると共に、この凸部をこの開口部に貫通させて撮像素子の背面に直接に接触させる撮像装置が開示されている。これにより、撮像素子に対する有効な放熱構造を提供するものである。
【０００５】
特許文献２には、撮像素子が実装されている基板と、バックライトの備えられているＬＣＤが嵌め込まれたシールドと、この基板とこのシールドとの間に挟入された熱伝導性ゴムと、を備える撮像装置が開示されている。これにより、撮像素子及び基板とシールドとを熱結合させることで、撮像素子の放熱を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２１７２９１号公報
【特許文献２】特開２００３−２０４４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の撮像装置では、基板の背面側に配設された放熱板に具備された凸部を、この基板の開口部を経由させて撮像素子の背面に直接接触させるように形成している。このため、基板に対して継続的に負荷が掛かってしまい、撮像素子の半田付け部に於ける不良発生や、基板自体の反りに起因する機能障害に繋がりかねなかった。
【０００８】
また、特許文献２の撮像装置では、撮像素子が実装された基板とバックライトの備えられたＬＣＤが嵌め込まれたシールドとの間に熱伝導性ゴムを配設しているので、特許文献１と同様、基板に対して継続的な負荷が掛かってしまっていた。これに加え、各部材の寸法バラツキ、組立バラツキ等を考慮すると、更に大きな負荷が基板に対して掛かってしまっていた。
【０００９】
とりわけ、安全・安心を売る監視カメラに於いては、撮影・記録不良を含む品質問題は致命的であり、小型薄型化と同時に、このようなリスクを回避できるような放熱構造を実現することが喫緊の課題となっていた。
【００１０】
本発明は上記のような点を鑑みてなされたものであり、次のような撮像装置を提供することができるものである。即ち、撮像素子とこの撮像素子が実装された基板とに加わる荷重を軽減するとともに、装置本体の小型薄型化と放熱性能の両立を実現することができる撮像装置である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、レンズ鏡筒ユニットと、撮像素子が実装されたプリント基板と、前記プリント基板よりも被写体側と反対側に配置された金属部材と、前記プリント基板と前記金属部材との間に配置され且つ可撓性を有する放熱部材と、を備えた撮像装置であって、前記金属部材は、円弧形状に形成されており、前記放熱部材は、前記撮像素子に対応する位置に第一の接触部を備えると共に、前記金属部材の端部に対応する位置に第二の接触部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、次のような撮像装置を提供することができる。即ち、撮像素子とこの撮像素子が実装された基板とに加わる荷重を軽減するとともに、装置本体の小型薄型化と放熱性能の両立を実現することができる撮像装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る、監視カメラの外観図である。
【図２】本発明の実施形態に係る、監視カメラの外観図である。
【図３】本発明の実施形態に係る、監視カメラの分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る、監視カメラの分解斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る、チルトユニットの分解斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係る、チルトユニットの外観斜視図である。
【図７】図６のＱ−Ｑ断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る、監視カメラの上面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１５】
図１及び図２は、本発明を適用した撮像装置であるところの監視カメラ１の外観図である。これら図１及び図２は、本実施形態における監視カメラ１をそれぞれ異なる視点から俯瞰したものである。
【００１６】
なお、本実施形態における監視カメラは、動画像を撮影する監視カメラであり、より詳細には、監視用途に用いられるネットワークカメラであるものとするが、これに限られるものではない。例えば、監視用途に用いられるビデオカメラなどでも良い。
【００１７】
図１及び図２に示すように、本実施形態における監視カメラ１は、下カバー１０１、上カバー１０２、及び後述のレンズ鏡筒ユニット２０１の前面に配設された透明性を有するドームカバー１０３、から構成される。このドームカバー１０３は、透明又は半透明のプラスチック製のドームであり、半球形状に形成されている。そして、ドームカバー１０３は、上カバー１０２に対して溶着等の手段で保持されている。
【００１８】
上カバー１０２は、円筒状に形成されている。この上カバー１０２は、有底円筒上に形成された下カバー１０１に対して、不図示のネジなどによって固定される。この下カバー１０１の底面部には、３つの螺子締め用貫通穴１０１−ｇが形成されている。そして、監視カメラ１は、これら３つの螺子締め用貫通穴１０１−ｇや不図示の螺子により、天井や壁面等の設置面に固定される。
【００１９】
また、下カバー１０１の底面部の中央には、三脚用雌螺子穴１０１−ｆが具備されている。この三脚用雌螺子穴１０１−ｆにより、監視カメラ１は、三脚取付アタッチメント等を経由し、天井等の設置面に固定されることもできる。なお、本実施形態における下カバー１０１及び上カバー１０２は、監視カメラ１の筐体を構成する。また、下カバー１０１の底面部は、監視カメラ１が設置される設置面に接する。
【００２０】
続いて、図３及び図４は、本実施形態における監視カメラ１の本体構成を示すための分解斜視図である。ここで、図３及び図４は、本実施形態における監視カメラ１を、それぞれ異なる視点から俯瞰したものである。
【００２１】
図３における第一のプリント基板２０２は、下カバー１０１の底面部に対して略平行に配設されている。この第一のプリント基板２０２における下カバー１０１に対向する面とは反対側の面には、高背のＩＣ２０２−ｄ、外部記憶媒体２０２−ａ１を着脱可能なスロット、初期化スイッチ２０２−ａ２、デバッグコネクタ２０２−ａ３が実装される。なお、本実施形態におけるＩＣ２０２−ｄは、電源系の回路である。
【００２２】
ここで、初期化スイッチ２０２−ａ２は、各種設定値を工場出荷状態に戻す為のものである。又、デバッグコネクタ２０２−ａ３は、監視カメラ１内の情報を読み書きする為のものである。更に、外部記憶媒体２０２−ａ１は、監視カメラ１から出力される映像データのバックアップ等の役割を担う。この外部記憶媒体２０２−ａ１としては、ＳＤカード等が用いられる。
【００２３】
第二の開口部１０１−ｄは下カバー１０１の側面部に設けられている。この第二の開口部１０１−ｄは、前述の外部記憶媒体２０２−ａ１、初期化スイッチ２０２−ａ２、デバッグコネクタ２０２−ａ３に対向するように形成されている。また、第二の開口部１０１−ｄは、外部記憶媒体２０２−ａ１を着脱可能なスロット、初期化スイッチ２０２−ａ２、及びデバッグコネクタ２０２−ａ３を監視カメラ１の外部に露出させる。
【００２４】
なお、第１の開口部１０１−ｃについては、後述する。
【００２５】
カバー部材１０４は、監視カメラ１の側面部に具備されている。このカバー部材１０４は、弾性を有するゴム材等から形成されている。そして、監視カメラ１のカメラ本体が天井等の設置面に固定された状態でも、カバー部材１０４は、着脱可能となるように構成されている。
【００２６】
第二のプリント基板２０３は、第一のプリント基板２０２に対して略垂直に配設される。この第二のプリント基板２０３は、ワイヤーハーネス２０３−ｂを介して第一のプリント基板２０２に電気的に接続されている。ここで、第一、第二のプリント基板２０２、２０３の夫々は、下カバー１０１に対して不図示の螺子等の手段により固定されている。
【００２７】
ベース部材３０１は、パンユニット２０４及びチルトユニット２０５等を含むカメラ内部の主要部材を支持する。本実施形態では、このベース部材３０１は、高剛性の樹脂材料であるものとする。また、ベース部材３０１には、クランプ部３０１−ａが設けられている。このクランプ部３０１−ａは、電気的接続部２０６の一端を規制保持するものである。
【００２８】
チルトユニット２０５は、レンズ鏡筒ユニット２０１を含む。このチルトユニット２０５は、後述するチルトユニット駆動部２０５−ａにより電気的に駆動され、チルト方向に回転する。パンユニット２０４は、チルトユニット２０５を含む。このパンユニット２０４は、後述するパン駆動部２０４−ａにより電気的に駆動され、パン方向に回転する。
【００２９】
電気的接続部２０６は、レンズ鏡筒ユニット２０１と第一のプリント基板２０２とを電気的に接続するものである。この電気的接続部２０６は、レンズ鏡筒ユニット２０１側に具備される不図示のコネクタと第一のプリント基板２０２に具備されるコネクタ２０２−ｂとに接続される。そして、この電気的接続部２０６は、パンチルト動作時に、図３及び図４で示した軸Ｘに対し、略対称に這動する。
【００３０】
なお、本実施形態における電気的接続部２０６は、複数の線材を束ねたワイヤーハーネスであるものとする。また、本実施形態におけるレンズ鏡筒ユニット１０１は、被写体を撮像して映像データを出力する撮像部に相当する。
【００３１】
図４における第一のプリント基板２０２の下カバー１０１に対向する面には、低背で比較的消費電力の高い画像処理回路２０２−ｃ、ネットワーク処理回路、及びメモリ等が実装される。また、第二のプリント基板には、ＲＪ４５コネクタ２０３−ａ１、外部デバイス入出力コネクタ２０３−ａ２、及び音声入出力コネクタ２０３−ａ３が実装されている。
【００３２】
第一の開口部１０１−ｃは、下カバー１０１の底面部に設けられている。この第二のプリント基板２０３に実装されたＲＪ４５コネクタ２０３−ａ１、外部デバイス入出力コネクタ２０３−ａ２、及び音声入出力コネクタ２０３−ａ３に対向するように形成されている。
【００３３】
これにより、第一の開口部１０１−ｃは、ＲＪ４５コネクタ２０３−ａ１、外部デバイス入出力コネクタ２０３−ａ２、及び音声入出力コネクタ２０３−ａ３等を監視カメラ１の外部に露出させる。
【００３４】
なお、パン駆動部２０４−ａは、パンユニット２０４に含まれる。このパン駆動部２０４−ａは、パンチルト動作を司る。
【００３５】
図３及び図４を用いて上述したように、本実施形態では、第一のプリント基板２０２の下カバー１０１に対向する面に、低背で比較的消費電力の高い電子部品を配設した。その上、本実施形態における下カバー１０１は、放熱性の高いアルミ系の材料としている。これにより、監視カメラ１の外部に効果的に放熱することができるだけでなく、監視カメラ１のカメラ本体の高さ方向の律速を最小化することができる。
【００３６】
続いて、図６は、本実施形態におけるチルトユニット２０５の外観斜視図である。ここで、図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本実施形態におけるチルトユニット２０５を、それぞれ異なる視点から俯瞰したものである。
【００３７】
図６（ａ）に示すように、チルトユニット２０５は、前カバー部材３０４−ａ及び後カバー部材３０４−ｂから構成される。また、開口部３０４−ａ１は、前カバー部材３０４−ａに形成されている。そして、金属部材３０２は、後カバー部材３０４−ｂから露出している。
【００３８】
続いて、図５は、本実施形態におけるチルトユニット２０５の分解斜視図である。ここで、図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本実施形態におけるチルトユニット２０５を、それぞれ異なる視点から俯瞰したものである。
【００３９】
図５（ａ）における撮像プリント基板３０１の被写体側の面には、撮像素子３０１−ａが実装される。また、放熱部材３０３は、撮像プリント基板３０１の後方に配設される。（換言すれば、撮像プリント基板３０１は、放熱部材３０３よりも被写体側に配置される。）
【００４０】
放熱部材３０３は、可撓性を有するシート体（銅、アルミ、グラファイト等）である。また、放熱部材３０３の被写体側の面には、撮像プリント基板３０１上の電子部品とのショート防止を目的とした絶縁層が形成されている。また、放熱部材３０３には、第一の粘着部３０３―ａが設けられている。この第一の粘着部３０３−ａは、撮像素子３０１−ａ及び後述するＡＦＥ３０１−ｂに対応する位置に設けられている。
【００４１】
金属部材３０２は、ヒートシンクである。この金属部材３０２は、放熱部材３０３の後方に配設される。（換言すれば、放熱部材３０３は、金属部材３０２よりも被写体側に配置される。）また、金属部材３０２は、後カバー部材３０４−ｂの外面と略同一形状となるように、即ち組込状態に於いて、チルトユニット２０５の外面の一部となるようにほぼ円弧形状に形成されている。
【００４２】
係止爪部３０４−ｂ１は、後カバー部材３０４−ｂに形成されている。この係止爪部３０４−ｂ１は、金属部材３０２に設けられた係止穴部３０２−ａと係合する。これにより、金属部材３０２は、後カバー部材３０４−ｂに対して支持固定される。なお、所謂インサート成形等の手法により、後カバー部材３０１−ｂと金属部材３０２とを略一体的に形成しても良いのは言うまでも無い。
【００４３】
図５（ｂ）に示すように、レンズ鏡筒ユニット２０１には、３つの螺子穴部２０１−ａが形成されている。また、保持部材４０１は、撮像プリント基板３０１を支持する。この保持部材４０１は、螺子４０２が螺子穴部２０１−ａに締結されることで、レンズ鏡筒ユニット２０１に固定される。
【００４４】
また、撮像プリント基板３０１における被写体側の面とは反対側の面には、ＡＦＥ（アナログフロントエンド）３０１−ｂが実装されている。そして、放熱部材３０３には、第二の粘着部３０３−ｂが設けられている。
【００４５】
なお、本実施形態では、撮像プリント基板３０１が固定された保持部材４０１を、レンズ鏡筒ユニット２０１の光学系（不図示）に対し、最適な撮影解像が得られるように調整することができる、所謂アオリ調整を実施可能な構成としている。
【００４６】
また、本実施形態における第一の粘着部３０３−ａは、粘着性を有する第一の接触部であって、撮像素子３０１−ａに対応する位置で撮像プリント基板３０１と接触する第一の接触部に相当する。そして、本実施形態における第二の粘着部３０３−ｂは、粘着性を有する第二の接触部であって、金属部材３０２の両端部に接触する第二の接触部に相当する。
【００４７】
続いて、図７は、図６のＱ−Ｑ断面図である。図７に示すように、前カバー部材３０４−ａ及び後カバー部材３０４−ｂは、レンズ鏡筒ユニット２０１、撮像素子３０１−ａ、ＡＦＥ３０１−ｂ、撮像プリント基板３０１、及び放熱部材３０３を覆う。この放熱部材３０３の第一の粘着部３０３−ａは、組込状態に於いて、撮像プリント基板３０上のＡＦＥ３０１−ｂに接着される。
【００４８】
放熱部材３０３の第二の粘着部３０３−ｂは、組込状態に於いて、金属部材３０２の両端部に接着される。これにより、撮像プリント基板３０１の放熱経路として、撮像プリント基板３０１→放熱部材３０３→金属部材３０２→下カバー１０１（及び上カバー１０２）という経路が確保される。
【００４９】
つまり、撮像プリント基板３０１で発生した熱は、撮像プリント基板３０１、放熱部材３０３、金属部材３０２、下カバー１０１（及び上カバー１０２）に、この順で伝えられる。
【００５０】
開口部３０４−ａ１は、放熱部材３０３の第二の粘着部３０３−ｂ及び金属部材３０２の両端部に対向するように設けられている。
【００５１】
これにより、第二の粘着部３０３−ｂに伝えられた熱を、開口部３０４−ａ１経由でチルトユニット２０５の外に効果的に放熱することができる。なおかつ、その他、チルトユニット２０５内の気体を経由して金属部材３０２に伝えられた熱についても、チルトユニット２０５の一部外面を成すように形成された円弧部３０２−ｂを経由して放熱される形態となる。
【００５２】
ここで、金属部材３０２と放熱部材３０３との間には、各部材の寸法バラツキ、工程バラツキを考慮した最小の間隙が設定されている。これにより、従来技術のように、放熱部材や周囲の部材によって撮像素子・基板に継続的な負荷が印加されることも無くなる。即ち、撮像素子の半田付け部に於ける不良発生や、プリント基板の反りに起因する機能障害を回避することができる。
【００５３】
更に、従来技術に於いて主流であったゴム性の放熱部材（一般的にｔ１．５〜）ではなく、相対的に薄い可撓性のシート体（本実施例では一般的なｔ０．１）を用いる形態であるので、チルトユニット２０５の小型化にも寄与するものである。
【００５４】
続いて、図８は、本実施形態における監視カメラ１の上面図である。この図８では、上カバー１０２及びドームカバー１０３は、省略して示している。
【００５５】
図８に示される領域Ｒは、パン駆動部２０４−ａ及びチルト駆動部２０５−ａにより、パンユニット２０４及びチルトユニット２０５がパンチルト動作する際に、電気的接続部２０６が描く可動軌跡である。この可動軌跡は、ベース部材３０１と上カバー１０２に囲まれる領域に包含される。
【００５６】
これにより、電気的接続部２０６の可動空間は、監視カメラ１のカメラ本体の高さＨを決定する要素とはならず、このカメラ本体の薄型化に寄与することができる。
【００５７】
領域Ｓは、電気的接続部２０６の可動軌跡外（可動軌跡の範囲外）に形成されている。そして、第二のプリント基板２０３は、この可動軌跡外（つまり、領域Ｓ）に配設されている。その上、第二のプリント基板２０３は、第一のプリント基板２０２（又は下カバーの底面部）と略垂直となるように配設されている。
【００５８】
続いて、図９は、図８のＡ−Ａ断面図である。図９に示すように、パンユニット２０４の回転中心であるところのパン軸Ｐは、下カバー１０１の底面部に対して略垂直となるように構成されている。また、チルトユニット２０５の回転中心であるところのチルト軸Ｔは、パン軸Ｐに対して略直交するように構成されている。
【００５９】
第二のプリント基板２０３のパン軸Ｐ方向の高さＨ１は、電気的接続部２０６の可動空間の高さＨ２と第一のプリント基板２０２における前述の実装部品を含んだ高さＨ３の和と略同一となるように形成している。更に、前述の第一のプリント基板２０２に実装された高背のＩＣ  ２０２−ｄは、領域Ｓ内に配設されている。
【００６０】
なおかつ、監視カメラ１のカメラ本体の高さＨは、チルトユニット２０５と第一のプリント基板２０２のみが支配的な律速となって決められる構成となっている。これにより、監視カメラ１のカメラ本体のスペース効率を最大化し、ＲＪ４５コネクタ２０３−ａ１を含む複数の外部インターフェースコネクタを内蔵しながら、小型薄型化を実現することができる。
【００６１】
以上述べてきたように、本実施形態によれば、監視カメラ１のカメラ本体のスペース効率を最大化し、小型薄型化と適切な放熱性能を両立させながら、このカメラ本体の信頼性を向上させることができる。
【００６２】
また、本実施形態では、撮像素子３０１−ａが実装された撮像プリント基板３０１と撮像プリント基板３０１よりも被写体側と反対側に配置された金属部材３０２との間に、可撓性を有する放熱部材３０３を配置するように構成した。なおかつ、この放熱部材３０３は、撮像素子３０１−ａに対応する位置に第一の粘着部３０３−ａを備えると共に、金属部材３０２の端部に対応する位置に第二の粘着部３０３−ｂを備える。
【００６３】
これにより、従来技術のように、放熱部材によって、撮像素子、プリント基板等に対し継続的な負荷が掛かることもなく、撮像素子の半田付け部に於ける不良発生や、プリント基板の反りに起因する機能障害を回避することができる。
【００６４】
また、本実施形態における放熱部材３０３は、可撓性を有し且つシート状の部材である。これにより、従来技術のように、ゴム性の放熱部材（面直方向に弾性を有するもの）ではなく、相対的に薄い可撓性のシート体を用いることとなる。
【００６５】
この結果、撮像プリント基板３０１−ａと金属部材３０２との間に必要最小限の間隙が確保されるように構成することができる。なおかつ、撮像プリント基板３０１の電子部品（撮像素子３０１−ａ等）からの発熱を、放熱部材３０３の両端を経由して直上に具備されているカバー部材の開口部３０４−ａ１から放熱することができる。
【００６６】
即ち、小型薄型化と適切な放熱性能を両立させながら、カメラ本体の信頼性を向上させるものである。
【００６７】
また、上述の実施形態は、パンチルト駆動部を備える前提であるが、駆動部を備えない形態即ちユーザーが手動でパンチルト位置を設定する構成においても有効である。同様に、パンチルト位置調整部を具備することのない、レンズ鏡筒ユニット方向が固定された撮像装置に於いても有効であることは言うまでも無い。
【００６８】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００６９】
２０１  レンズ鏡筒ユニット
３０１  撮像プリント基板
３０１−ａ  撮像素子
３０２  金属部材
３０３  放熱部材
３０３−ａ  第一の粘着部
３０３−ｂ  第二の粘着部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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