(57)【要約】【課題】コスト増を抑制しつつ、タッチパネルへのタッチ操作の方向を検出できる「操作方向の検出装置および検出方法」を提供する。【解決手段】タッチパネルに接近した指示物をホバー検出可能になされたタッチパネル電極１と、タッチパネル電極１の外側の異なる方向に設けられ、タッチパネルの外側に接近した指示物をホバー検出可能になされた複数の補助電極２Ｌ，２Ｒと、補助電極２Ｌ，２Ｒの何れかで指示物がホバー検出された後、タッチパネル電極１で指示物がホバー検出された場合、補助電極２Ｌ，２Ｒのどちらで指示物がホバー検出されたかに応じて、タッチパネルに対する操作の方向を特定する操作方向特定部６とを備え、ハードウェア構成として、ホバー検出可能なタッチパネルに対して、ホバー検出可能になされた補助電極２Ｌ，２Ｒを加えるだけで、タッチパネルへのタッチ操作の方向を検出することができるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチパネルに対するタッチ位置を検出するとともに、上記タッチパネルに接近した指示物をホバー検出可能になされたタッチパネル電極と、
上記タッチパネル電極の外側の異なる方向に設けられ、上記タッチパネルの外側に接近した指示物をホバー検出可能になされた複数の補助電極と、
上記複数の補助電極のうち何れかの補助電極で上記指示物がホバー検出された後、上記タッチパネル電極で上記指示物がホバー検出された場合、どの方向の補助電極で上記指示物がホバー検出されたかに応じて、上記タッチパネルに対する操作の方向を特定する操作方向特定部とを備えたことを特徴とする操作方向の検出装置。
【請求項２】
上記タッチパネル電極と上記複数の補助電極とを切り替えるスイッチと、
上記スイッチの切り替えを制御する切替制御部とを更に備え、
上記切替制御部は、映像信号の走査期間となったときに上記複数の補助電極に切り替え、帰線期間となったときに上記タッチパネル電極に切り替えるように上記スイッチの切り替えを制御することを特徴とする請求項１に記載の操作方向の検出装置。
【請求項３】
上記複数の補助電極は、上記車両のセンターコンソールに装着された装飾パネルの裏側に設けられることを特徴とする請求項１に記載の操作方向の検出装置。
【請求項４】
タッチパネルに対するタッチ位置を検出するとともに、上記タッチパネルに接近した指示物をホバー検出可能になされたタッチパネル電極と、上記タッチパネル電極の外側の異なる方向に設けられ、上記タッチパネルの外側に接近した指示物をホバー検出可能になされた複数の補助電極とを備えたタッチパネル付き表示装置において、上記タッチパネルに対する操作の方向を検出する方法であって、
映像信号の走査期間となったときにスイッチにより上記補助電極に切り替え、上記補助電極により上記指示物をホバー検出する第１のステップと、
上記映像信号の帰線期間となったときに上記スイッチにより上記タッチパネル電極に切り替え、上記タッチパネル電極により上記指示物をホバー検出する第２のステップと、
上記第１のステップにおいて上記複数の補助電極のうち何れかの補助電極で上記指示物がホバー検出された後、上記第２のステップにおいて上記タッチパネル電極で上記指示物がホバー検出された場合、どの方向の補助電極で上記指示物がホバー検出されたかに応じて、上記タッチパネルに対する操作の方向を特定する第３のステップとを有することを特徴とする操作方向の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作方向の検出装置および検出方法に関し、特に、タッチパネルに対するユーザの操作がどの方向から行われたのかを検出する装置に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器に対する操作を行うためのデバイスとして、タッチパネルが広く用いられている。タッチパネルは、ユーザが画面上に表示されたボタン等のユーザインタフェースにタッチしたときに、タッチされた位置を検出して外部へ操作信号として出力するようになされている。最近では、パネル面から離れた状態でも指を検出（ホバー検出という）できるようになされたタッチパネルも提供されている。
【０００３】
また、液晶パネルにユーザの手が接近したことを検知するフォトセンサを液晶パネルの近傍に設け、フォトセンサがユーザの手の接近を検知した場合、液晶パネルの表示態様を変更するようにした技術も提案されている（特許文献１参照）。また、タッチ位置の誤検出を防止するために、各フレームを表示期間と帰線期間とに時分割し、帰線期間にタッチパネルへのタッチ位置を検出するようになされた技術も存在する（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９１２８８号公報
【特許文献２】特開２００９−２９４９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、タッチパネルを車載機に搭載する場合、タッチパネルへのタッチ操作が運転席方向からの操作か、助手席方向からの操作かを判別し、どちらの方向から操作されたのかに応じて、車載機に異なる処理を行わせるようにした技術が存在する。例えば、運転席方向から操作が行われた場合はナビゲーション装置の操作用のメニューを表示させる一方、助手席方向から操作が行われた場合はＤＶＤやテレビの操作用のメニューを表示させる。
【０００６】
このようにタッチパネルへのタッチ操作の方向を判別するために、従来は、図７のようにタッチパネル１００の左右に赤外線センサ１０１を設けたり、タッチパネル１００の付近を撮影するカメラを設けたりしていた。しかしながら、操作方向の判別のために専用の赤外線センサやカメラを設けることにより、コストが増加してしまうという問題があった。また、赤外線センサやカメラを用いると、タッチパネル１００の周囲に取り付けられた装飾パネルの見栄えが悪くなるという問題や、赤外線透過部材が必要になるという問題もあった。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、コスト増を抑制しつつ、タッチパネルへのタッチ操作の方向を検出できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した課題を解決するために、本発明では、タッチパネルに対するタッチ位置を検出するとともに、タッチパネルに接近した指示物をホバー検出可能になされたタッチパネル電極と、タッチパネル電極の外側の異なる方向に設けられ、タッチパネルの外側に接近した指示物をホバー検出可能になされた複数の補助電極とを備え、複数の補助電極のうち何れかの補助電極で指示物がホバー検出された後、タッチパネル電極で指示物がホバー検出された場合、どの方向の補助電極で指示物が検出されたかに応じて、タッチパネルに対する操作の方向を特定するようにしている。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように構成した本発明によれば、ハードウェア構成として、ホバー検出可能なタッチパネルに対して、ホバー検出可能になされた補助電極を加えるだけで、タッチパネルに対してどの方向に設けられた補助電極において指示物がホバー検出されるかに応じて、タッチパネルへのタッチ操作の方向を検出することができる。これにより、赤外線センサやカメラを用いる場合に比べて、大幅なコストダウンを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態による操作方向検出装置の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態による操作方向検出装置が適用されるタッチパネル付きディスプレイの構成例を示す図である。
【図３】本実施形態によるタッチ位置の検出動作を説明するための図である。
【図４】本実施形態による補助電極基板の設置位置の例を示す図である。
【図５】本実施形態のタッチパネル電極によるホバー検出と、補助電極によるホバー検出の切り替えタイミングの一例を示す図である。
【図６】本実施形態による切替制御部および操作方向特定部の動作例を示すフローチャートである。
【図７】タッチパネルに対する操作方向を検出するための従来の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態による操作方向検出装置の構成例を示す図である。なお、本実施形態において操作方向検出装置は、タッチパネル付きディスプレイを備えた車載機に搭載される。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態による操作方向検出装置は、タッチパネル電極１、２つの補助電極２Ｌ，２Ｒ、スイッチ３、切替制御部４、検出回路５および操作方向特定部６を備えて構成されている。このうち、切替制御部４および操作方向特定部５は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えたマイコン等により構成されている。
【００１３】
図２は、本実施形態による操作方向検出装置が適用されるタッチパネル付きディスプレイ１０の構成例を示す図である。図２に示すように、タッチパネル付きディスプレイ１０は、タッチパネル１１、液晶ディスプレイ１２および補助電極基板１３Ｌ，１３Ｒを備えて構成されている。図１のタッチパネル電極１はタッチパネル１１に備えられ、２つの補助電極２Ｌ，２Ｒは２つの補助電極基板１３Ｌ，１３Ｒにそれぞれ備えられている。
【００１４】
本実施形態のタッチパネル１１は抵抗膜式であり、図１に示すようにタッチパネル電極１は、対向する２枚の抵抗膜Ｒｘ，Ｒｙを備えている。この２枚の抵抗膜Ｒｘ，Ｒｙのうち１枚に対して電圧Ｅをかけておくと、タッチパネル１１上のタッチした位置に応じた電圧が２枚目に発生する。その電圧を検出回路５で検出することにより、タッチパネル１１上のタッチ位置を検出することができる。
【００１５】
図３は、このタッチ位置の検出動作を説明するための図である。図３（ａ）は、タッチパネル１１上のＸ軸方向のタッチ位置を検出するときの動作を説明するための図である。図３（ｂ）は、タッチパネル１１上のＹ軸方向のタッチ位置を検出するときの動作を説明するための図である。Ｘ軸方向のタッチ位置とＹ軸方向のタッチ位置とを交互に検出するために、切替制御部４はスイッチ３の切り替えを制御する。
【００１６】
図１に示すように、スイッチ３は、第１のスイッチ３ａ、第２のスイッチ３ｂおよび第３のスイッチ３ｃを有している。タッチパネル１１上のＸ軸方向のタッチ位置を検出するときは、第１のスイッチ３ａおよび第２のスイッチ３ｂを１枚目の抵抗膜Ｒｘ側に切り替え、第３のスイッチ３ｃを２枚目の抵抗膜Ｒｙ側に切り替える。第３のスイッチ３ｃには、検出回路５が接続されている。
【００１７】
この状態で、タッチパネル１１上の任意の位置がタッチされると、図３（ａ）に示すように、１枚目の抵抗膜Ｒｘにおいて抵抗値Ｒｘ１，Ｒｘ２で分圧された位置と、２枚目の抵抗膜Ｒｙとが短絡される。その結果、抵抗値Ｒｘ１，Ｒｘ２に応じた電圧が２枚目の抵抗膜Ｒｙに発生する。この電圧を検出回路５で検出することにより、タッチパネル１１上におけるＸ軸方向のタッチ位置を検出することができる。
【００１８】
一方、タッチパネル１１上のＹ軸方向のタッチ位置を検出するときは、第１のスイッチ３ａおよび第２のスイッチ３ｂを２枚目の抵抗膜Ｒｙ側に切り替え、第３のスイッチ３ｃを１枚目の抵抗膜Ｒｘ側に切り替える。
【００１９】
この状態で、タッチパネル１１上の任意の位置がタッチされると、図３（ｂ）に示すように、１枚目の抵抗膜Ｒｘと、２枚目の抵抗膜Ｒｙにおいて抵抗値Ｒｙ１，Ｒｙ２で分圧された位置とが短絡される。その結果、抵抗値Ｒｙ１，Ｒｙ２に応じた電圧が１枚目の抵抗膜Ｒｘに発生する。この電圧を検出回路５で検出することにより、タッチパネル１１上のＹ軸方向のタッチ位置を検出することができる。
【００２０】
本実施形態のタッチパネル電極１は、以上のようにしてタッチパネル１１に対するタッチ位置を検出することに加えて、タッチパネル１１に接近した指などの指示物をホバー検出することが可能になされている。ホバー検出を行うときは、第１のスイッチ３ａは２つの抵抗膜Ｒｘ，Ｒｙのどちらにも接続せず、電圧ＥをかけないＯＦＦ状態としておく。また、第２のスイッチ３ｂは２枚目の抵抗膜Ｒｙ側に、第３のスイッチ３ｃは１枚目の抵抗膜Ｒｘ側に切り替えておく。この場合、図２に示した第１のホバー検出空間２１内に入るまで指がタッチパネル電極１に近づくと、静電容量によって抵抗膜Ｒｘに電圧が発生する。この電圧を検出回路５で検出することにより、タッチパネル１１に対する指の接近を検出することができる。
【００２１】
２つの補助電極２Ｌ，２Ｒは、タッチパネル電極１の外側の異なる方向にそれぞれ設けられている。すなわち、上述したように、タッチパネル電極１はタッチパネル１１に備えられ、２つの補助電極２Ｌ，２Ｒは２つの補助電極基板１３Ｌ，１３Ｒにそれぞれ備えられている。そして、図２に示すように、２つの補助電極基板１３Ｌ，１３Ｒは、タッチパネル１１の左方向と右方向とにそれぞれ設けられている。具体的には、図４に示すように、２つの補助電極基板１３Ｌ，１３Ｒは、車両のセンターコンソールに装着された装飾パネルのうち、タッチパネル１１の両側の部分４１Ｌ，４１Ｒの裏側に設けられている。
【００２２】
図１に示すように、補助電極２Ｌ，２Ｒは、それぞれ１枚の抵抗膜ＲＬ，ＲＲを備えて構成されている。この補助電極２Ｌ，２Ｒも、補助電極基板１３Ｌ，１３Ｒに接近した指などの指示物をホバー検出することが可能になされている。すなわち、タッチパネル１１の左側に設置された左側補助電極２Ｌは、図２に示す第２のホバー検出空間２２内に入るまで指が左側補助電極基板１３Ｌに近づいたことをホバー検出する。また、タッチパネル１１の右側に設置された右側補助電極２Ｒは、図２に示す第３のホバー検出空間２３内に入るまで指が右側補助電極基板１３Ｒに近づいたことをホバー検出する。
【００２３】
具体的には、左側補助電極２Ｌでホバー検出を行うときは、第３のスイッチ３ｃを左側補助電極２Ｌの抵抗膜ＲＬ側に切り替えておく。この抵抗膜ＲＬは電圧がかけられていないＯＦＦ状態となっている。この場合、図２に示した第２のホバー検出空間２２内に入るまで指が左側補助電極基板１３Ｌに近づくと、静電容量によって抵抗膜ＲＬに電圧が発生する。この電圧を検出回路５で検出することにより、左側補助電極基板１３Ｌに対する指の接近を検出することができる。
【００２４】
また、右側補助電極２Ｒでホバー検出を行うときは、第３のスイッチ３ｃを右側補助電極２Ｒの抵抗膜ＲＲ側に切り替えておく。この抵抗膜ＲＲも電圧がかけられていないＯＦＦ状態となっている。この場合、図２に示した第３のホバー検出空間２３内に入るまで指が右側補助電極基板１３Ｒに近づくと、静電容量によって抵抗膜ＲＲに電圧が発生する。この電圧を検出回路５で検出することにより、右側補助電極基板１３Ｒに対する指の接近を検出することができる。
【００２５】
以上のように、第３のスイッチ３ｃは、検出回路５に接続する抵抗膜として、タッチパネル電極１の抵抗膜Ｒｘ，Ｒｙと、２つの補助電極２Ｌ，２Ｒの抵抗膜ＲＬ，ＲＲとを切り替える機能を有している。つまり、第３のスイッチ３ｃは、特許請求の範囲のスイッチに相当する。切替制御部４はこの第３のスイッチ３ｃの切り替えを制御する。
【００２６】
操作方向特定部６は、２つの補助電極２Ｌ，２Ｒのうち何れかによって指がホバー検出された後、タッチパネル電極１で指がホバー検出された場合、どちらの方向の補助電極で指が検出されたかに応じて、タッチパネル１１に対する操作の方向を特定する。タッチパネル電極１および補助電極２Ｌ，２Ｒのどれによって指がホバー検出されたのかは、例えば、切替制御部４が第３のスイッチ３ｃをどれに接続するように切り替えているかによって判別することが可能である。
【００２７】
例えば、左側補助電極２Ｌにより第２のホバー検出空間２２内で指がホバー検出された後、タッチパネル電極１により第１のホバー検出空間２１内で指がホバー検出された場合、操作方向特定部６は、タッチパネル１１の左側（助手席側）から操作が行われたことを特定する。逆に、右側補助電極２Ｒにより第３のホバー検出空間２３内で指がホバー検出された後、タッチパネル電極１により第１のホバー検出空間２１内で指がホバー検出された場合、操作方向特定部６は、タッチパネル１１の右側（運転席側）から操作が行われたことを特定する。
【００２８】
このように、タッチパネル電極１および補助電極２Ｌ，２Ｒによるホバー検出の結果に基づいてタッチパネル１１に対する操作の方向を特定した後は、タッチパネル電極１による通常の検出動作に基づいてタッチパネル１１に対するタッチ位置を検出する。そして、車載機は、検出したタッチ位置に応じた処理を実行する。このとき、タッチパネル１１に対する操作の方向に応じて、処理の内容を変えることが可能である。
【００２９】
図５は、タッチパネル電極１によるホバー検出と、補助電極２Ｌ，２Ｒによるホバー検出の切り替えタイミングの一例を示す図である。図５に示すように、切替制御部４は、液晶ディスプレイ１２に映像を表示させる映像信号の走査期間となったときに、２つの補助電極２Ｌ，２Ｒ側に順次接続するように第３のスイッチ３ｃを切り替える。そして、帰線期間となったときに、タッチパネル電極１側に接続するように第３のスイッチ３ｃを切り替える。
【００３０】
このようにすれば、液晶ディスプレイ１２において映像信号の走査が行われている期間は、液晶ディスプレイ１２の外側にある補助電極２Ｌ，２Ｒによりホバー検出が行われる。そして、帰線期間において液晶ディスプレイ１２の走査が行われていないタイミングで、液晶ディスプレイ１２の真上にあるタッチパネル電極１によりホバー検出が行われる。そのため、映像信号によるノイズの影響を受けることなく、指の接近を確実にホバー検出することが可能となる。
【００３１】
なお、図５には図示していないが、タッチパネル電極１および補助電極２Ｌ，２Ｒによるホバー検出の結果に基づき操作方向特定部６によりタッチパネル１１に対する操作方向が特定された後、タッチ位置が検出されるまでは、映像信号の走査期間中に第３のスイッチ３ｃを補助電極２Ｌ，２Ｒ側に切り替える必要はない。第３のスイッチ３ｃを常時タッチパネル電極１側に接続させるようにしてもよいし、帰線期間の間だけ第３のスイッチ３ｃをタッチパネル電極１側に接続させ、走査期間の間はどこにも接続しないＯＦＦ状態とするようにしてもよい。
【００３２】
図６は、上記のように構成した切替制御部４および操作方向特定部６の動作例を示すフローチャートである。なお、図６に示すフローチャートは、車載機の電源がＯＮとされたときに開始する。
【００３３】
まず、切替制御部４は、映像信号の走査期間中であるか否かを判定する（ステップＳ１）。走査期間中ではないと判定された場合、処理はステップＳ８に遷移する。一方、走査期間中であると判定された場合、切替制御部４は、第３のスイッチ３ｃを左側補助電極２Ｌ側に切り替える（ステップＳ２）。この状態で、操作方向特定部６は、検出回路５により電圧が検出されたか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００３４】
ここで、検出回路５により電圧が検出されていないと操作方向特定部６にて判定された場合、処理はステップＳ５に遷移する。一方、検出回路５により電圧が検出されたと操作方向特定部６にて判定された場合、操作方向特定部６は、タッチパネル１１の左側に相当する第２のホバー検出空間２２内において指が検出されたことを情報として保持する（ステップＳ４）。
【００３５】
その後、切替制御部４は、第３のスイッチ３ｃを右側補助電極２Ｒ側に切り替える（ステップＳ５）。この状態で、操作方向特定部６は、検出回路５により電圧が検出されたか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで、検出回路５により電圧が検出されていないと操作方向特定部６にて判定された場合、処理はステップＳ８に遷移する。一方、検出回路５により電圧が検出されたと操作方向特定部６にて判定された場合、操作方向特定部６は、タッチパネル１１の右側に相当する第３のホバー検出空間２３内において指が検出されたことを情報として保持する（ステップＳ７）。
【００３６】
次に、切替制御部４は、帰線期間中であるか否かを判定する（ステップＳ８）。ここで、帰線期間中ではないと判定された場合、処理はステップＳ８の判定を繰り返す。一方、帰線期間中であると判定された場合、切替制御部４は、第３のスイッチ３ｃをタッチパネル電極１側（抵抗膜Ｒｘ側）に切り替える（ステップＳ９）。このとき切替制御部４は、第１のスイッチ３ａをＯＦＦ状態に切り替え、第２のスイッチ３ｂを抵抗膜Ｒｙ側に切り替える。
【００３７】
この状態で、操作方向特定部６は、検出回路５により電圧が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１０）。ここで、検出回路５により電圧が検出されていないと操作方向特定部６にて判定された場合、処理はステップＳ１３に遷移する。一方、検出回路５により電圧が検出されたと操作方向特定部６にて判定された場合、操作方向特定部６は、ステップＳ４またはステップＳ７の何れかで保持した情報に基づいて、タッチパネル１１に対する操作の方向を特定する（ステップＳ１１）。
【００３８】
操作方向特定部６によりタッチパネル１１に対する操作方向を検出した後、切替制御部４は、タッチパネル電極１においてタッチパネル１１に対するタッチ位置を検出するように第１〜第３のスイッチ３ａ〜３ｃを切り替える（ステップＳ１２）。その後、切替制御部４は、車載機の電源がＯＦＦとされたか否かを判定する（ステップＳ１３）。電源がＯＦＦとされていない場合、処理はステップＳ１に戻る。一方、電源がＯＦＦとされた場合、図６に示すフローチャートの処理は終了する。
【００３９】
以上詳しく説明したように、本実施形態では、タッチパネル電極１を備えたタッチパネル１１の左右に補助電極２Ｌ，２Ｒを設け、補助電極２Ｌ，２Ｒで指などの指示物がホバー検出された後、タッチパネル電極１で指示物がホバー検出された場合、補助電極２Ｌ，２Ｒのどちらで指示物が検出されたかに応じて、タッチパネル１１に対する操作の方向を特定するようにしている。
【００４０】
このように構成した本実施形態によれば、ハードウェア構成として、ホバー検出可能なタッチパネル１１に対して、ホバー検出可能になされた補助電極２Ｌ，２Ｒを加えるだけで、タッチパネル１１へのタッチ操作の方向を検出することができる。タッチパネル１１のタッチ位置を検出するための検出回路５を操作方向の検出用に兼用することもできる。これにより、赤外線センサやカメラを用いる場合に比べて、大幅なコストダウンを実現することができる。
【００４１】
なお、上記実施形態では、タッチパネル１１の左右に補助電極２Ｌ，２Ｒを設ける構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、タッチパネル１１の上下に補助電極を設けるようにしてもよい。
【００４２】
また、上記実施形態では、抵抗膜式のタッチパネル１１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、静電容量式のタッチパネルに本発明を適用することも可能である。要は、ホバー検出が可能なタイプのタッチパネルの外側に、ホバー検出可能な補助電極を設ける構成であれば、本発明の範囲に含まれる。
【００４３】
また、上記実施形態では、操作方向検出装置を車載機に適用する例について説明したが、車載機以外の電子機器にも適用可能である。
【００４４】
その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  タッチパネル電極
２Ｌ，２Ｒ  補助電極
３ｃ  第３のスイッチ
４  切替制御部
５  検出回路
６  操作方向特定部
１１  タッチパネル
１３Ｌ，１３Ｒ  補助電極基板
【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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