(57)【要約】【課題】検出性能の劣化を抑制すると共に効果的なＥＭＩ対策を行うことができる操作装置を提供する。【解決手段】操作装置１は、第１の電極群１０１、及び第２の電極群１０２を有する検出部１０と、検出部１０の第１の電極群１０１を駆動する駆動部１２と、検出部１０が検出した検出値を第２の電極群１０２から読み出す読出部１４と、複数の第１の電極１０１ａのそれぞれと駆動部１２との電気的な接続、及び複数の第２の電極１０２ａのぞれぞれと読出部１４との電気的な接続、を切り替える切替部１６と、複数の第１の電極１０１ａのいずれか１つの電極と駆動部１２とを電気的に接続させた後、複数の第２の電極１０２ａのいずれか１つの電極と読出部１４とを電気的に接続させると共に第２の電極群１０２の他の電極をグランドと電気的に接続させるように切替部１６を制御する制御部１８と、を備えて概略構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に並べられた複数の第１の電極からなる第１の電極群、及び前記第１の方向と交差する第２の方向に並べられた複数の第２の電極からなる第２の電極群を有する検出部と、
前記検出部が検出した検出値を読み出す読出部と、
前記第１の電極群及び前記第２の電極群の少なくとも１つの電極を前記読出部に電気的に接続させ、他の電極の少なくとも１つの電極をグランドと電気的に接続させるように切り替える切替部と、
を備えた操作装置。
【請求項２】
操作面になされた操作を検出し、第１の方向に並べられた複数の第１の電極からなる第１の電極群、及び前記第１の方向と交差する第２の方向に並べられた複数の第２の電極からなる第２の電極群を有する検出部と、
前記検出部の前記第１の電極群を駆動する駆動部と、
前記検出部が検出した検出値を前記第２の電極群から読み出す読出部と、
前記複数の第１の電極のそれぞれと前記駆動部との電気的な接続、及び前記複数の第２の電極のぞれぞれと前記読出部との電気的な接続、を切り替える切替部と、
前記複数の第１の電極のいずれか１つの電極と前記駆動部とを電気的に接続させた後、前記複数の第２の電極のいずれか１つの電極と前記読出部とを電気的に接続させると共に前記第２の電極群の他の電極をグランドと電気的に接続させるように前記切替部を制御する制御部と、
を備えた操作装置。
【請求項３】
前記切替部は、前記第１の電極群の前記複数の第１の電極と前記駆動部とを電気的に接続する第１のスイッチ群と、前記第２の電極群の前記複数の第２の電極と前記読出部とを電気的に接続する、又は前記複数の第２の電極をグランドと電気的に接続させる、ことが選択可能な第２のスイッチ群と、を備える請求項２に記載の操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、ＥＭＩ（Electromagnetic Interference）対策が施された上ケース及び下ケースと、上記上ケース内に設けられたタッチパネルと、上記両ケース内に設けられた表示パネルと、上記両ケース内に設けられ、上記タッチパネル側と上記表示パネル側をＥＭＩシールドするシールドケースと、を備えたプラズマディスプレイ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このプラズマディスプレイ装置は、上ケース及び下ケースにＥＭＩ対策が施され、さらに、タッチパネル側と表示パネル側に、シールドケースを用いたＥＭＩ対策が施されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１６３６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のプラズマディスプレイ装置は、上ケース及び下ケース、さらにタッチパネル側と表示パネル側にＥＭＩ対策を施すので、部品点数が多く、製造コストが高い。また、他に知られたＥＭＩ対策としては、コンデンサ等の電子部品を追加する場合があるが、検出された検出信号がなまる等の性能の劣化が問題となる。
【０００６】
従って、本発明の目的は、検出性能の劣化を抑制すると共に効果的なＥＭＩ対策を行うことができる操作装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、第１の方向に並べられた複数の第１の電極からなる第１の電極群、及び第１の方向と交差する第２の方向に並べられた複数の第２の電極からなる第２の電極群を有する検出部と、検出部が検出した検出値を読み出す読出部と、第１の電極群及び第２の電極群の少なくとも１つの電極を読出部に電気的に接続させ、他の電極の少なくとも１つの電極をグランドと電気的に接続させるように切り替える切替部と、を備えた操作装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、検出性能の劣化を抑制すると共に効果的なＥＭＩ対策を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態に係る操作装置のブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、実施の形態に係る切替部の駆動部側の第１のスイッチ群の回路図であり、（ｂ）は、読出部側の第２のスイッチ群の回路図である。
【図３Ａ】図３Ａ（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態に係る操作装置の動作を説明するための模式図である。
【図３Ｂ】図３Ｂ（ｄ）及び（ｅ）は、実施の形態に係る操作装置の動作を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る操作装置は、第１の方向に並べられた複数の第１の電極からなる第１の電極群、及び第１の方向と交差する第２の方向に並べられた複数の第２の電極からなる第２の電極群を有する検出部と、検出部が検出した検出値を読み出す読出部と、第１の電極群及び第２の電極群の少なくとも１つの電極を読出部に電気的に接続させ、他の電極の少なくとも１つの電極をグランドと電気的に接続させるように切り替える切替部と、を備える。
【００１１】
この操作装置は、検出値を読み出している電極以外の少なくとも１つの電極をグランドと電気的に接続させるので、電極を接地させない場合と比べて、内部抵抗等の影響が抑制され、検出性能の劣化を抑制すると共に効果的なＥＭＩ対策を行うことができる。
【００１２】
なお、グランドと電気的に接続とは、例えば、低インピーダンスであるＬｏ出力側への接続を意味するものとする。
【００１３】
[実施の形態]
（操作装置１の構成）
図１は、実施の形態に係る操作装置のブロック図である。
【００１４】
操作装置１は、例えば、電気的に接続された電子機器の操作を行うことができるものである。操作装置１は、例えば、導電性を有するペンや指による操作により、電子機器に表示されたカーソルの移動や選択、表示されたアイコンのドラッグ、ドロップ等の指示を行うことができるように構成されている。
【００１５】
この操作装置１は、操作面１００になされた操作を検出し、第１の方向に並べられた複数の第１の電極１０１ａからなる第１の電極群１０１、及び第１の方向と交差する第２の方向に並べられた複数の第２の電極１０２ａからなる第２の電極群１０２を有する検出部１０と、検出部１０の第１の電極群１０１を駆動する駆動部１２と、検出部１０が検出した検出値を第２の電極群１０２から読み出す読出部１４と、複数の第１の電極１０１ａのそれぞれと駆動部１２との電気的な接続、及び複数の第２の電極１０２ａのぞれぞれと読出部１４との電気的な接続、を切り替える切替部１６と、複数の第１の電極１０１ａのいずれか１つの電極と駆動部１２とを電気的に接続させた後、複数の第２の電極１０２ａのいずれか１つの電極と読出部１４とを電気的に接続させると共に第２の電極群１０２の他の電極をグランドと電気的に接続させるように切替部１６を制御する制御部１８と、を備えて概略構成されている。
【００１６】
（検出部１０の構成）
検出部１０は、例えば、操作者の体の一部（例えば、指）や専用のペンで操作面１００に触れることにより、触れた操作面１００上の位置を検出するタッチセンサである。操作者は、例えば、操作面１００に操作を行うことにより、操作装置１に電気的に接続された電子機器の操作を行うことが可能となる。
【００１７】
本実施の形態に係る検出部１０は、例えば、操作面１００に指が近づく、又は接触することによる、電極間の電場の変化、又は電極と指との距離に反比例した電流の変化、を検出する静電容量方式のタッチパネルである。
【００１８】
本実施の形態では、図１の紙面の横方向をｘ軸、縦方向をｙ軸とし、操作面１００の左上を原点としている。ここで、本実施の形態では、ｘ軸に直交する方向を第１の方向とし、ｙ軸に直交する方向を第２の方向とする。従って検出部１０は、第１の方向に並べられた複数の第１の電極１０１ａからなる第１の電極群１０１と、第２の方向に並べられた複数の第２の電極１０２ａからなる第２の電極群１０２と、を備えて概略構成されている。ここで、第１の方向に並べられた電極とは、図１に示す縦方向に並べられた電極であり、第２の方向に並べられた電極とは、横方向に並べられた電極である。
【００１９】
ｘ軸方向には、一例として、５個の第１の電極１０１ａが等間隔で並んでいる。この複数の第１の電極１０１ａは、例えば、駆動部１２に電気的に接続されている。
【００２０】
ｙ軸方向には、一例として、５個の第２の電極１０２ａが等間隔で並んでいる。この複数の第２の電極１０２ａは、例えば、駆動部１２に電気的に接続されている。
【００２１】
以下において、ｘ軸の座標は、ｘに下付きの数字（０〜４）を付して、左から右に向かってｘ０〜ｘ４と示すものとする。また、ｙ軸の座標は、ｙに下付きの数字（０〜４）を付して、上から下に向かってｙ０〜ｙ４と示すものとする。なお、電極の数は、これに限定されず、目的に応じて任意である。
【００２２】
第１の電極群１０１は、例えば、第２の電極群１０２よりも操作面１００に近い層に形成されている。また、第１の電極群１０１は、第２の電極群１０２と電気的に絶縁されている。
【００２３】
（駆動部１２の構成）
駆動部１２は、図１に示すように、切替部１６と制御部１８とに電気的に接続されている。
【００２４】
この駆動部１２は、制御部１８から出力される駆動制御信号に基づいて、第１の電極群１０１のそれぞれの第１の電極１０１ａに駆動信号を出力するように構成されている。
【００２５】
（読出部１４の構成）
読出部１４は、図１に示すように、切替部１６と制御部１８とに電気的に接続されている。この読出部１４は、制御部１８から出力される読出制御信号に基づいて、第２の電極群１０２のぞれぞれの第２の電極１０２ａの検出値を読み出すように構成されている。この検出値は、静電容量である。
【００２６】
また読出部１４は、例えば、読み出した検出値に基づいて、検出対象物の接触が検出された検出点の座標を算出するように構成されている。読出部１４は、しきい値１４０を有し、このしきい値１４０と検出値とを比較することにより、検出点を判定するように構成されている。座標の算出は、例えば、加重平均等の周知の方法が用いられる。読出部１４は、検出点の座標の情報を含む検出情報を生成して制御部１８に出力するように構成されている。
【００２７】
（切替部１６の構成）
図２（ａ）は、実施の形態に係る切替部の駆動部側の第１のスイッチ群の回路図であり、（ｂ）は、読出部側の第２のスイッチ群の回路図である。
【００２８】
切替部１６は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１の電極群１０１の複数の第１の電極１０１ａと駆動部１２とを電気的に接続する第１のスイッチ群１６ａと、第２の電極群１０２の複数の第２の電極１０２ａと読出部１４とを電気的に接続する、又は複数の第２の電極１０２ａをグランドと電気的に接続させる、ことが選択可能な第２のスイッチ群１６ｂと、を備えて概略構成されている。つまり、切替部１６は、検出部１０の第１の電極群１０１と駆動部１２との電気的な接続を切り替え、第２の電極群１０２と読出部１４との電気的な接続を切り替えるように構成されている。また切替部１６は、図１に示すように、制御部１８と電気的に接続されている。
【００２９】
駆動部１２側である第１のスイッチ群１６ａは、一例として、図２（ａ）に示すように、第１の電極群１０１と駆動部１２との間に第１のスイッチ１６０〜第５のスイッチ１６４を備えて概略構成されている。
【００３０】
第１のスイッチ１６０は、ｘ０の第１の電極１０１ａと電気的に接続されている。第２のスイッチ１６１は、ｘ１の第１の電極１０１ａと電気的に接続されている。第３のスイッチ１６２は、ｘ２の第１の電極１０１ａと電気的に接続されている。第４のスイッチ１６３は、ｘ３の第１の電極１０１ａと電気的に接続されている。第５のスイッチ１６４は、ｘ４の第１の電極１０１ａと電気的に接続されている。
【００３１】
この第１のスイッチ１６０〜第５のスイッチ１６４は、制御部１８から出力される切替制御信号によってオン、オフされるように構成されている。
【００３２】
読出部１４側である第２のスイッチ群１６ｂは、一例として、図２（ｂ）に示すように、第２の電極群１０２と読出部１４との間に第１のスイッチ１６５〜第５のスイッチ１６９を備えて概略構成されている。
【００３３】
この読出部１４と第２の電極群１０２との間には、図１及び図２（ｂ）に示すように、内部抵抗２ａ〜内部抵抗２ｅが発生する。この内部抵抗とは、抵抗器の抵抗、及び配線等の抵抗を除いた抵抗成分であり、外来ノイズ等により発生する。この抵抗成分は、読み出す検出値に影響を与え、誤検出の原因となる可能性がある。従来では、この抵抗成分による検出精度の悪化を抑制するために、コンデンサ等により構成された電子回路を組み込んだり、外来ノイズを防止するためのシールドを設置したりといった対策を施すが、検出精度が悪くなったり、省スペース化や低コスト化の妨げになったりする問題がある。本実施の形態に係る操作装置１は、当該電子回路や当該シールドを設ける代わりに、読み出しに関わらない電極を接地することで確実にＬｏを出力させ、検出精度を向上させるように構成されている。
【００３４】
第１のスイッチ１６５は、ｙ０の第２の電極１０２ａと電気的に接続されている。また第１のスイッチ１６５は、読出部１４と電気的に接続する端子１６５ａと、接地（グランド）されている端子１６５ｂと、を備えている。
【００３５】
第２のスイッチ１６６は、ｙ１の第２の電極１０２ａと電気的に接続されている。また第２のスイッチ１６６は、読出部１４と電気的に接続する端子１６６ａと、接地されている端子１６６ｂと、を備えている。
【００３６】
第３のスイッチ１６７は、ｙ２の第２の電極１０２ａと電気的に接続されている。また第３のスイッチ１６７は、読出部１４と電気的に接続する端子１６７ａと、接地されている端子１６７ｂと、を備えている。
【００３７】
第４のスイッチ１６８は、ｙ３の第２の電極１０２ａと電気的に接続されている。また第４のスイッチ１６８は、読出部１４と電気的に接続する端子１６８ａと、接地されている端子１６８ｂと、を備えている。
【００３８】
第５のスイッチ１６９は、ｙ４の第２の電極１０２ａと電気的に接続されている。また第５のスイッチ１６９は、読出部１４と電気的に接続する端子１６９ａと、接地されている端子１６９ｂと、を備えている。
【００３９】
この第１のスイッチ１６５〜第５のスイッチ１６９は、制御部１８から出力される切替制御信号によってオン、オフされるように構成されている。
【００４０】
（制御部１８の構成）
制御部１８は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部１８が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果等を格納する記憶領域として用いられる。また制御部１８は、その内部にクロック信号を生成する手段を有し、このクロック信号に基づいて動作を行う。
【００４１】
制御部１８は、クロック信号に基づいて駆動制御信号、読出制御信号及び切替制御信号を生成して出力するように構成されている。
【００４２】
駆動制御信号は、駆動信号を出力させたり、停止させたりする信号である。
【００４３】
切替制御信号は、例えば、ｘ０の第１の電極１０１ａからｘ４の第１の電極１０１ａの順に駆動信号を出力させるように第１のスイッチ群１６ａを制御すると共に、ｙ０の第２の電極１０２ａからｙ４の第２の電極１０２ａの順に検出値を読出部１４に出力させるように第２のスイッチ群１６ｂを制御する信号である。
【００４４】
読出制御信号は、例えば、読み出した検出値に基づいて検出情報を生成させ、制御部１８に出力させる信号である。
【００４５】
制御部１８は、例えば、取得した検出情報に基づいて、なされた操作の情報である操作情報を生成して出力するように構成されている。
【００４６】
以下に、本実施の形態に係る操作装置１の動作について説明する。
【００４７】
（動作）
図３Ａ（ａ）〜（ｃ）、図３Ｂ（ｄ）及び（ｅ）は、実施の形態に係る操作装置の動作を説明するための模式図である。
【００４８】
操作装置１の制御部１８は、クロック信号に基づいて切替制御信号、駆動制御信号及び読出制御信号を出力する。
【００４９】
切替部１６は、取得した切替制御信号に基づいて、ｘ０の第１の電極１０１ａと駆動部１２とを電気的に接続する。また切替部１６は、図３Ａ（ａ）に示すように、第１のスイッチ１６５の端子１６５ａ側を電気的に接続させてｙ０の第２の電極１０２ａと読出部１４とを電気的に接続すると共に、第２のスイッチ１６６〜第５のスイッチ１６９の端子１６６ｂ〜端子１６９ｂ側を電気的に接続させてｙ１〜ｙ４の第２の電極１０２ａを接地させる。従って、ｙ１〜ｙ４の第２の電極１０２ａは、接地されるので、内部抵抗２ｂ〜内部抵抗２ｅの影響のないＬｏを出力する。
【００５０】
続いて、切替部１６は、図３Ａ（ｂ）に示すように、第２のスイッチ１６６の端子１６６ａ側を電気的に接続させてｙ１の第２の電極１０２ａと読出部１４とを電気的に接続すると共に、第１のスイッチ１６５の端子１６５ｂ側を電気的に接続させ、さらに第３のスイッチ１６７〜第５のスイッチ１６９の端子１６７ｂ〜端子１６９ｂ側を電気的に接続させ、ｙ０、ｙ２〜ｙ４の第２の電極１０２ａを接地させる。従って、ｙ０、ｙ２〜ｙ４の第２の電極１０２ａは、接地されるので、内部抵抗２ａ、内部抵抗２ｃ〜内部抵抗２ｅの影響のないＬｏを出力する。
【００５１】
続いて、切替部１６は、図３Ａ（ｃ）に示すように、第３のスイッチ１６７の端子１６７ａ側を電気的に接続させてｙ２の第２の電極１０２ａと読出部１４とを電気的に接続すると共に、第１のスイッチ１６５及び第２のスイッチ１６６の端子１６５ｂ及び端子１６６ｂ側を電気的に接続させ、さらに第４のスイッチ１６８及び第５のスイッチ１６９の端子１６８ｂ及び端子１６９ｂ側を電気的に接続させ、ｙ０、ｙ１、ｙ３及びｙ４の第２の電極１０２ａを接地させる。従って、ｙ０、ｙ１、ｙ３及びｙ４の第２の電極１０２ａは、接地されるので、内部抵抗２ａ、内部抵抗２ｂ、内部抵抗２ｄ及び内部抵抗２ｅの影響のないＬｏを出力する。
【００５２】
続いて、切替部１６は、図３Ｂ（ｄ）に示すように、第４のスイッチ１６８の端子１６８ａ側を電気的に接続させてｙ３の第２の電極１０２ａと読出部１４とを電気的に接続すると共に、第１のスイッチ１６５〜第３のスイッチ１６７の端子１６５ｂ〜端子１６７ｂ側を電気的に接続させ、さらに第５のスイッチ１６９の端子１６９ｂ側を電気的に接続させ、ｙ０〜ｙ３及びｙ５の第２の電極１０２ａを接地させる。従って、ｙ０〜ｙ３及びｙ５の第２の電極１０２ａは、接地されるので、内部抵抗２ａ〜内部抵抗２ｃ、及び内部抵抗２ｅの影響のないＬｏを出力する。
【００５３】
続いて、切替部１６は、図３Ｂ（ｅ）に示すように、第５のスイッチ１６９の端子１６９ａ側を電気的に接続させてｙ４の第２の電極１０２ａと読出部１４とを電気的に接続すると共に、第１のスイッチ１６５〜第４のスイッチ１６８の端子１６５ｂ〜端子１６８ｂ側を電気的に接続させてｙ０〜ｙ３の第２の電極１０２ａを接地させる。従って、ｙ０〜ｙ３の第２の電極１０２ａは、接地されるので、内部抵抗２ａ〜内部抵抗２ｄの影響のないＬｏを出力する。
【００５４】
続いて、制御部１８は、切替部１６を制御し、第１のスイッチ１６０を開かせると共に第２のスイッチ１６１を閉じさせて、ｘ１の第１の電極１０１ａと駆動部１２とを電気的に接続させる。また制御部１８は、駆動部１２を制御し、ｘ１の第１の電極１０１ａを駆動させる。そして、制御部１８は、上記に示したようにｙ０〜ｙ４の第２の電極１０２ａを順に読出部１４に電気的に接続させ、検出値を読み出す。つまり、制御部１８は、ｘ０〜ｘ４の第１の電極１０１ａを駆動させ、駆動させたそれぞれについて、ｙ０〜ｙ４の第２の電極１０２ａの検出値を読み出させる。
【００５５】
こうして、制御部１８が、第１の電極群１０１の全てを駆動させ、第２の電極群１０２の全てから検出値を読み出させた後、読出部１４は、検出点がある場合は、この周期における検出点の座標を算出して検出情報を生成し、制御部１８に出力する。
【００５６】
操作装置１は、これらの処理をクロック信号に基づいて周期的に行う。
【００５７】
（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る操作装置１は、検出性能の劣化を抑制すると共に効果的なＥＭＩ対策を行うことができる。具体的には、操作装置１は、第２の電極群１０２の検出値が読み出される電極以外の電極がグランドに電気的に接続され、当該電極が確実にＬｏを出力する。従って操作装置１は、検出値が読み出されている電極以外の電極において、外来ノイズ等の影響がなくなるので、これらを除去するための電子回路やシールドを必要としないながら、検出性能の劣化を抑制すると共に効果的なＥＭＩ対策を行うことができる。
【００５８】
また操作装置１は、内部抵抗の影響を抑制するための電子回路や外来ノイズの影響を防止するシールドを必要としないので、低コストで製造することができると共に省スペース化が容易となる。
【００５９】
変形例として、操作装置１は、第１の電極群１０１及び第２の電極群１０２の各電極の検出値を読み出す構成を有していても良い。この場合では、検出値の読み出しに係る電極以外の電極がグランドと電気的に接続される。
【００６０】
以上述べた少なくとも１つの実施の形態の操作装置１によれば、検出性能の劣化を抑制すると共に効果的なＥＭＩ対策を行うことが可能となる。
【００６１】
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６２】
１…操作装置
２ａ〜２ｅ…内部抵抗
１０…検出部
１２…駆動部
１４…読出部
１６…切替部
１６ａ…第１のスイッチ群
１６ｂ…第２のスイッチ群
１８…制御部
１００…操作面
１０１…第１の電極群
１０１ａ…第１の電極
１０２…第２の電極群
１０２ａ…第２の電極
１４０…しきい値
１６０〜１６４…第１のスイッチ〜第４のスイッチ
１６５〜１６９…第１のスイッチ〜第４のスイッチ
１６５ａ〜１６９ａ…端子
１６５ｂ〜１６９ｂ…端子
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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