(57)【要約】【課題】倍電圧を印加することができ、過電圧による過電流が素子に流入するのを防止でき、より優れた駆動クロックを提供する整流装置及びこれを適用した無線認証用タグを提供すること。【解決手段】本発明に係る整流装置は、受信されたＲＦ信号により入力端Ｉ１‐Ｉ２に誘起される入力電圧を充電する充電部１３０と、入力端に誘起された入力電圧と充電部１３０に充電された充電電圧との和に該当する和電圧を電源電圧に充電し、充電した電源電圧を放電しながら、外部電気素子に直流電源を提供する電源提供部１６０と、所定の第１のインターバルとの間には、入力端Ｉ１‐Ｉ２に誘起される入力電圧が充電部に印加されるようにスイッチング動作を行い、所定の第２のインターバルとの間には、和電圧が電源提供部１６０に印加されるようにスイッチング動作を行うスイッチング部１４０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信されたＲＦ信号により入力端に誘起される入力電圧を充電する充電部と、
前記入力端に誘起された前記入力電圧と前記充電部に充電された充電電圧との和に該当する和電圧を電源電圧に充電し、充電した前記電源電圧を放電しながら、外部電気素子に直流電源を提供する電源提供部と、
所定の第１のインターバルの間には、前記入力端に誘起される前記入力電圧が前記充電部に印加されるようにスイッチング動作を行い、所定の第２のインターバルの間には、前記和電圧が前記電源提供部に印加されるようにスイッチング動作を行うスイッチング部と、
を備えることを特徴とする整流装置。
【請求項２】
前記充電部は、
前記入力端を構成する入力端子のうちのいずれか一つの端子に一方の端部が接続し、前記スイッチング部に他方の端部が接続した第１キャパシタを備え、
前記電源提供部は、
前記スイッチング部と電源出力端子と、に一方の端部が接続し、他方の端部が接地された第２キャパシタを備えることを特徴とする請求項１に記載の整流装置。
【請求項３】
前記スイッチング部は、
前記入力端子のうちの他の一つに一方の端部が接続し、前記充電部に他方の端部が接続した第１ショットキーダイオードと、
前記充電部と前記第１ショットキーダイオードの他方と、に一方の端部が接続し、前記電源提供部と前記電源出力端子に他方の端部が接続した第２ショットキーダイオードと、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の整流装置。
【請求項４】
前記入力端に誘起された前記入力電圧が、所定レベルを超過したときに、前記入力電圧が前記充電部に印加されないように、スイッチング動作を行う第１の保護部と、
前記入力端に誘起された前記入力電圧が、所定レベルを超過したときに、前記入力電圧が前記スイッチング部に印加されないように、スイッチング動作を行う第２の保護部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の整流装置。
【請求項５】
前記第１の保護部は、
一方の端部が接地され、前記入力端を構成する入力端子のうち、いずれかの端子と前記充電部とに他方の端部が接続した第４ショットキーダイオードを備え、
前記第２の保護部は、
一方の端部が接地され、前記入力端を構成する入力端子のうち、他の一つと前記スイッチング部とに他方の端部が接続した第５ショットキーダイオードを備えることを特徴とする請求項４に記載の整流装置。
【請求項６】
前記和電圧を利用して駆動クロックを生成し、生成された前記駆動クロックを前記外部電気素子に提供する駆動クロック提供部をさらに備え、
前記スイッチング部は、
前記所定の第２のインターバルの間には、前記和電圧が前記電源提供部及び前記駆動クロック提供部に印加されるようにスイッチング動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の整流装置。
【請求項７】
前記駆動クロック提供部は、
前記スイッチング部と駆動クロック出力端子と、に一方の端部が接続し、他方の端部が接地された第３キャパシタを備え、
前記スイッチング部は、
前記入力端子のうち、他の一つに一方の端部が接続し、前記充電部に他方の端部が接続した第１ショットキーダイオードと、
前記充電部と前記第１ショットキーダイオードとの他方の端部に一方の端部が接続し、前記電源提供部と前記電源出力端子とに他方の端部が接続した第２ショットキーダイオードと、
前記充電部、前記第１ショットキーダイオードの他方の端部、及び前記第２ショットキーダイオードの一方の端部に一方の端部が接続し、前記駆動クロック提供部に他方の端部が接続した第３ショットキーダイオードと、
を備えることを特徴とする請求項６に記載の整流装置。
【請求項８】
無線認証用リーダーとＲＦ信号を送受信する無線認証用タグにおいて、
前記無線認証用リーダーから受信したＲＦ信号により、入力端に誘起される入力電圧を充電する充電部と、
前記入力端に誘起された前記入力電圧と前記充電部に充電された充電電圧との和に該当する和電圧を、電源電圧に充電し、充電された前記電源電圧を放電しながら、外部電気素子に直流電源を提供する電源提供部と、
所定の第１のインターバルの間には、前記入力端に誘起される前記入力電圧が前記充電部に印加されるようにスイッチング動作を行い、所定の第２のインターバルの間には、前記和電圧が前記電源提供部に印加されるようにスイッチング動作を行うスイッチング部と、
を備えることを特徴とする無線認証用タグ。
【請求項９】
前記入力端に誘起された前記入力電圧が所定レベルを超過したときに、前記入力電圧が前記充電部に印加されないようにスイッチング動作を行う第１の保護部と、
前記入力端に誘起された前記入力電圧が所定レベルを超過したときに、前記入力電圧が前記スイッチング部に印加されないようにスイッチング動作を行う第２の保護部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の無線認証用タグ。
【請求項１０】
前記和電圧を利用して駆動クロックを生成し、生成された前記駆動クロックを前記外部電気素子に提供する駆動クロック提供部をさらに備え、
前記スイッチング部は、
前記所定の第２のインターバルの間には、前記和電圧が前記電源提供部及び前記駆動クロック提供部に印加されるようにスイッチング動作を行うことを特徴とする請求項８に記載の無線認証用タグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、整流装置及びこれを適用した無線認証用タグに関し、さらに詳細には、倍電圧を印加できる整流装置及びこれを適用した無線認証用タグに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線技術が発達した現在、簡単には、先払いバスカードから駐車場出入証や研究所の出入カードに至るまで、種々の無線認証（Radio Frequency Identification、以下、「ＲＦＩＤ」と記す。）システムが用いられている。
【０００３】
ＲＦＩＤシステムは、ＲＦＩＤリーダー（Reader）とＲＦＩＤタグ（Tag）とから構成され、ＲＦＩＤタグは、ユーザの便宜及び使用用途によって、カードやステッカーなどの形態で多様に製造できる。無線認証手順は、基本的にＲＦＩＤリーダーとＲＦＩＤタグとの間のＲＦ（Radio Frequency）信号交換により行われる。すなわち、ＲＦＩＤタグに装着されたメモリに格納された認証に必要な情報をＲＦ信号形態で出力すれば、ＲＦＩＤリーダーがこれを受信して確認する手順からなる。
【０００４】
ＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＤリーダーから受信したＲＦ信号を利用して、必要な電源を充当しなければならない。一方、ＲＦ信号により誘起される電源は、交流電源であるため、これを直流電源に変換する整流装置がＲＦＩＤタグに装着されなければならない。
【０００５】
ＲＦＩＤタグに装着される整流装置は、以下の事項を充たさなければならない。
まず、整流装置は、ＲＦＩＤタグに受信されるＲＦ信号の大きさが小さくて、誘起される交流電源の大きさが小さな場合であっても、比較的大きな大きさの直流電源をＲＦＩＤタグに装着された他の電気素子に提供できなければならない。
【０００６】
また、整流装置は、ＲＦＩＤタグがＲＦＩＤリーダーに極めて近く位置して、大きさが極めて大きなＲＦ信号が受信されることによって、誘起される交流電源の大きさが極めて大きい場合、ＲＦＩＤタグに設けられた素子を破損させないための対策を講じておく必要があるである。
なお、整流装置は、ＲＦＩＤタグに装着された電気素子のうち、駆動クロックを必要とする素子に、より優れた駆動クロックを提供できなければならない。
これらの条件を充たす整流装置の開発及び提供が熱望されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記の従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、倍電圧を印加でき、過電圧による過電流が素子に流入するのを防止でき、より優れた駆動クロックを提供する整流装置及びこれを適用した無線認証用タグを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成する、本発明に係る整流装置は、受信されたＲＦ（Radio Frequency）信号により入力端に誘起される入力電圧を充電する充電部と、前記入力端に誘起された前記入力電圧と前記充電部に充電された充電電圧との和に該当する和電圧を電源電圧に充電し、充電した前記電源電圧を放電しながら、外部電気素子に直流電源を提供する電源提供部と、所定の第１のインターバルの間には、前記入力端に誘起される前記入力電圧が前記充電部に印加されるようにスイッチング動作を行い、所定の第２のインターバルの間には、前記和電圧が前記電源提供部に印加されるようにスイッチング動作を行うスイッチング部とを備える。
【０００９】
そして、前記充電部は、前記入力端を構成する入力端子のうちのいずれか一つの端子に一方の端部が接続し、前記スイッチング部に他方の端部が接続した第１キャパシタを備え、前記電源提供部は、前記スイッチング部と電源出力端子と、に一方の端部が接続し、他方の端部が接地された第２キャパシタを備えることができる。
【００１０】
また、前記スイッチング部は、前記入力端子のうちの他の一つに一方の端部が接続し、前記充電部に他方の端部が接続した第１ショットキーダイオードと、前記充電部と前記第１ショットキーダイオードの他方と、に一方の端部が接続し、前記電源提供部と前記電源出力端子に他方の端部が接続した第２ショットキーダイオードと、を備えることができる。
【００１１】
そして、本発明に係る整流装置は、前記入力端に誘起された前記入力電圧が、所定レベルを超過したときに、前記入力電圧が前記充電部に印加されないように、スイッチング動作を行う第１の保護部と、前記入力端に誘起された前記入力電圧が、所定レベルを超過したときに、前記入力電圧が前記スイッチング部に印加されないように、スイッチング動作を行う第２の保護部と、をさらに備えることが好ましい。
【００１２】
また、前記第１の保護部は、一方の端部が接地され、前記入力端を構成する入力端子のうち、いずれかの端子と前記充電部とに他方の端部が接続した第４ショットキーダイオードを備え、前記第２の保護部は、一方の端部が接地され、前記入力端を構成する入力端子のうち、他の一つと前記スイッチング部とに他方の端部が接続した第５ショットキーダイオードを備えることができる。
【００１３】
そして、本発明に係る整流装置は、前記和電圧を利用して駆動クロックを生成し、生成された前記駆動クロックを前記外部電気素子に提供する駆動クロック提供部をさらに備え、前記スイッチング部は、前記所定の第２のインターバルの間には、前記和電圧が前記電源提供部及び前記駆動クロック提供部に印加されるようにスイッチング動作を行うことが好ましい。
【００１４】
そして、前記駆動クロック提供部は、前記スイッチング部と駆動クロック出力端子と、に一方の端部が接続し、他方の端部が接地された第３キャパシタを備え、前記スイッチング部は、前記入力端子のうち、他の一つに一方の端部が接続し、前記充電部に他方の端部が接続した第１ショットキーダイオードと、前記充電部と前記第１ショットキーダイオードとの他方の端部に一方の端部が接続し、前記電源提供部と前記電源出力端子とに他方の端部が接続した第２ショットキーダイオードと、前記充電部、前記第１ショットキーダイオードの他方の端部、及び前記第２ショットキーダイオードの一方の端部に一方の端部が接続し、前記駆動クロック提供部に他方の端部が接続した第３ショットキーダイオードと、を備えることができる。
【００１５】
一方、本発明に係る無線認証用リーダーとＲＦ（Radio Frequency）信号を送受信する無線認証用タグにおいて、前記無線認証用リーダーから受信したＲＦ信号により、入力端に誘起される入力電圧を充電する充電部と、前記入力端に誘起された前記入力電圧と前記充電部に充電された充電電圧との和に該当する和電圧を、電源電圧に充電し、充電された前記電源電圧を放電しながら、外部電気素子に直流電源を提供する電源提供部と、所定の第１のインターバルの間には、前記入力端に誘起される前記入力電圧が前記充電部に印加されるようにスイッチング動作を行い、所定の第２のインターバルの間には、前記和電圧が前記電源提供部に印加されるようにスイッチング動作を行うスイッチング部と、を備える。
【００１６】
そして、本発明に係る無線認証用タグは、前記入力端に誘起された前記入力電圧が所定レベルを超過したときに、前記入力電圧が前記充電部に印加されないようにスイッチング動作を行う第１の保護部と、前記入力端に誘起された前記入力電圧が所定レベルを超過したときに、前記入力電圧が前記スイッチング部に印加されないようにスイッチング動作を行う第２の保護部と、をさらに備えることが好ましい。
【００１７】
また、本発明に係る無線認証用タグは、前記和電圧を利用して駆動クロックを生成し、生成された前記駆動クロックを前記外部電気素子に提供する駆動クロック提供部をさらに備え、前記スイッチング部は、前記所定の第２のインターバルの間には、前記和電圧が前記電源提供部及び前記駆動クロック提供部に印加されるようにスイッチング動作を行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ＲＦＩＤタグに受信されるＲＦ信号の大きさが弱くて、誘起される交流電源の大きさが小さな場合にも、比較的大きな直流電源をＲＦＩＤタグに装着された他の電気素子に提供できるという効果がある。
また、ＲＦＩＤタグがＲＦＩＤリーダーと極めて近く位置して、大きさが極めて大きなＲＦ信号が受信されることによって、誘起される交流電源の大きさが極めて大きい場合であっても、ＲＦＩＤタグに設けられた素子を破損させないという効果がある。
また、ＲＦＩＤタグに装着された電気素子のうち、駆動クロックを必要とする素子には、より優れた駆動クロックが提供されるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付の図面に基づいて本発明の好適な実施形態を詳述する。
図１は、本発明の一実施形態に係る整流装置のブロック図である。
本発明に係る整流装置は、無線認証用（Radio Frequency Identification：以下、「ＲＦＩＤ」と記す。）タグに装着され、ＲＦＩＤタグに設けられた他の電気素子に直流電源を提供する。電源提供時、本発明に係る整流装置は、ＲＦＩＤリーダー（Reader）から受信したＲＦ（Radio Frequency）信号により、誘起される入力電圧の倍電圧（double voltage）を提供できる。
【００２０】
また、本発明に係る整流装置は、入力電圧として過電圧が誘起された場合、その過電圧による過電流が素子に流入するのを防止できる。それだけでなく、本発明に係る整流装置は倍電圧を利用してより優れた駆動クロックを生成することができる。
【００２１】
図１に示すように、本発明に係る整流装置は、第１の保護部１１０、第２の保護部１２０、充電部１３０、スイッチング部１４０、駆動クロック提供部１５０、及び電源提供部１６０を備える。
本発明に係る整流装置の入力端Ｉ１‐Ｉ２には、ＲＦＩＤリーダーから受信したＲＦ信号により入力電圧が誘起される。そして、駆動クロック出力端子ＯＣでは、駆動クロックが出力され、電源出力端子ＯＰでは、直流電源が出力される。出力される駆動クロックと直流電源は、それぞれ異なる電気素子に印加される。
【００２２】
第１の保護部１１０は、入力端Ｉ１‐Ｉ２に過電圧が誘起されれば、その過電圧が後述する充電部１３０に印加されないようスイッチング動作を行う。そして、第２の保護部１２０は、入力端Ｉ１‐Ｉ２に過電圧が誘起されると、その過電圧が後述するスイッチング部１４０に印加されないようにスイッチング動作を行う。
【００２３】
第１の保護部１１０と第２の保護部１２０とは、入力電圧として過電圧が誘起された場合、過電圧による過電流が他の素子に流入しないようにすることで他の素子を保護する。
【００２４】
充電部１３０は、入力端Ｉ１‐Ｉ２に誘起された入力電圧を充電する。そして、充電部１３０は、充電電圧をスイッチング部１４０を介して後述する駆動クロック提供部１５０と電源提供部１６０に提供する。
【００２５】
駆動クロック提供部１５０は、入力端Ｉ１‐Ｉ２に誘起された入力電圧と充電部１３０に充電された充電電圧との和に該当する電圧（以下、「和電圧」と記す。）（入力電圧＋充電電圧）を利用して、駆動クロックを生成する。
充電部１３０の充電電圧が入力電圧と同一である場合、駆動クロックの電圧は、入力電圧の２倍となる。そして、駆動クロック提供部１５０は、生成される駆動クロックを駆動クロック出力端子ＯＣを介して外部電気素子に提供する。
【００２６】
電源提供部１６０は、和電圧を電源電圧に充電する。そして、電源提供部１６０は、充電した電源電圧を放電しながら、電源出力端子ＯＰを介して外部電気素子に直流電源を提供する。
【００２７】
スイッチング部１４０は、「第１のインターバル」との間では、入力電圧が充電部１３０に印加されるようスイッチング動作を行い、「第２のインターバル」との間では、和電圧が駆動クロック提供部１５０と電源提供部１６０とに印加されるようスイッチング動作を行う。
ここで、「第１のインターバル」とは、入力端Ｉ１‐Ｉ２に負の入力電圧が誘起される区間を意味し、「第２のインターバル」とは、入力端Ｉ１‐Ｉ２に正の入力電圧が誘起される区間を意味する。
【００２８】
以下、本発明に係る整流装置の回路的構成に対して、図２に基づいて詳細に説明する。なお、図２は、図１に示した整流装置の回路図である。
図２に示すように、第１の保護部１１０は、一方の端部が接地され、第１入力端子Ｉ１とキャパシタＣ３０に他方の端部が接続したショットキーダイオード（Schottky diode）Ｄ１０で具現される。そして、第２の保護部１２０は、一方の端部が接地され、第２入力端子Ｉ２とショットキーダイオードＤ４１とに他方の端部が接続したショットキーダイオードＤ２０で具現される。本発明で用いるショットキーダイオードは、金属と半導体の接合面で生じる整流作用（ショットキー効果）を利用したダイオードであればどのようなものでも好適に用いることができる。なお、図２に示す第１入力端子Ｉ１と第２入力端子Ｉ２が入力端Ｉ１‐Ｉ２を構成する。
【００２９】
充電部１３０は、第１入力端子Ｉ１とショットキーダイオードＤ１０とに一方の端部が接続し、ショットキーダイオードＤ４１に他方の端部が接続したキャパシタＣ３０で具現される。
【００３０】
スイッチング部１４０は、３つのショットキーダイオードＤ４１、ショットキーダイオードＤ４２、ショットキーダイオードＤ４３で具現される。
ショットキーダイオードＤ４１は、Ｉ２とショットキーダイオードＤ２０とに一方の端部が接続し、キャパシタＣ３０、ショットキーダイオードＤ４２、ショットキーダイオードＤ４３に他方の端部が接続している。
そして、ショットキーダイオードＤ４２は、キャパシタＣ３０、ショットキーダイオードＤ４１、ショットキーダイオードＤ４３に一方の端部が接続し、キャパシタＣ６０と電源出力端子ＯＰとに他方の端部が接続している。
また、ショットキーダイオードＤ４３は、キャパシタＣ３０、ショットキーダイオードＤ４１、ショットキーダイオードＤ４２に一方の端部が接続し、キャパシタＣ５０と駆動クロック出力端子ＯＣとに他方の端部が接続している。
【００３１】
駆動クロック提供部１５０は、ショットキーダイオードＤ４３と駆動クロック出力端子ＯＣとに一方の端部が接続し、他方の端部が接地されたキャパシタＣ５０で具現される。
そして、電源提供部１６０は、ショットキーダイオードＤ４２と電源出力端子ＯＰとに一方の端部が接続し、他方の端部が接地されたキャパシタＣ６０で具現される。
【００３２】
以下、本発明に係る整流装置の回路的動作に対して図２に基づいて詳細に説明するが、入力端Ｉ１‐Ｉ２には、図３に示したような交流の入力電圧ＶＩが誘起されると仮定する。なお、図３は、本整流装置に誘起される入力電圧の一例を示した図である。
【００３３】
まず、負の入力電圧ＶＩが誘起される第１のインターバルＴ１の間には、ショットキーダイオードＤ４１がオン（ＯＮ）となって、キャパシタＣ３０には、入力電圧ＶＰが充電される。
【００３４】
一方、正の入力電圧ＶＩが誘起される第２のインターバルＴ２の間には、ショットキーダイオードＤ４１は、オフ（ＯＦＦ）となり、ショットキーダイオードＤ４２とショットキーダイオードＤ４３とは、オンとなる。したがって、和電圧（入力電圧ＶＰ＋キャパシタＣ３０に充電された入力電圧ＶＰ＝２ＶＰ）が、キャパシタＣ５０とキャパシタＣ６０とに提供される。したがって、キャパシタＣ５０には、和電圧２ＶＰが充電され、キャパシタＣ６０にも和電圧２ＶＰが充電される。
【００３５】
また、負の入力電圧ＶＩが誘起される第１のインターバルＴ１になれば、ショットキーダイオードＤ４１がオンとなるので、充電した入力電圧ＶＰがキャパシタＣ３０に再び充電される。このとき、キャパシタＣ５０は、充電された和電圧２ＶＰを放電し、キャパシタＣ６０もまた充電された和電圧２ＶＰを放電する。
【００３６】
キャパシタＣ５０が和電圧２ＶＰの充電と放電を繰り返すと、駆動クロック出力端子ＯＣでは、駆動クロックが出力されるようになり、駆動クロックの電圧は、和電圧２ＶＰである。駆動クロックの電圧が和電圧２ＶＰで入力電圧ＶＰの２倍であるため、雑音により駆動クロックが損傷されるのを減少できる。
【００３７】
一方、キャパシタＣ６０は、キャパシタＣ５０に比べて容量の大きなキャパシタで具現することが好ましい。すると、キャパシタＣ６０が和電圧２ＶＰの充電と放電を繰り返す場合において、電源出力端子ＯＰから直流電源が出力されるためである。出力される直流電源の電圧は、和電圧２ＶＰである。これにより、本発明に係る整流装置が提供する直流電源の電圧は、本発明に係る整流装置に誘起された入力電圧ＶＰの２倍となる。
【００３８】
仮に、入力端Ｉ１‐Ｉ２に極めて高い正の入力電圧ＶＩが誘起された場合、それにより発生される過電流は、ショットキーダイオードＤ１０を介して接地端に向かうようになる。また、入力端Ｉ１‐Ｉ２に極めて高い負の入力電圧ＶＩが誘起される場合、それにより発生される過電流は、ショットキーダイオードＤ２０を介して接地端に向かうようになる。すなわち、ショットキーダイオードＤ１０とショットキーダイオードＤ２０とは、静電気放電（ＥＳＤ：Electro-Static Discharge）の保護機能を行うものである。
【００３９】
本発明は前記した特定の実施形態に限定されるものではない。実際、当業者であれば、前記の説明に基づき、特許請求の範囲に記載されている本発明の技術的範囲を逸脱することなく、本発明の実施形態に対し、種々の変更及び修正を施すことが可能であろう。従って、そのような変更及び修正は当然に、本発明の技術的範囲に含まれるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態に係る倍電圧を印加できる整流装置のブロック図である。
【図２】図１に示した整流装置の回路図である。
【図３】本整流装置に誘起される入力電圧の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ｉ１‐Ｉ２  入力端
Ｉ１    第１入力端子
Ｉ２    第２入力端子
１１０  第１の保護部
１２０  第２の保護部
１３０  充電部
１４０  スイッチング部
１５０  駆動クロック提供部
１６０  電源提供部
Ｃ３０，Ｃ５０，Ｃ６０  キャパシタ
Ｄ１０，Ｄ２０，Ｄ４１，Ｄ４２，Ｄ４３  ショットキーダイオード
ＯＣ    駆動クロック出力端子
ＯＰ    電源出力端子
ＶＩ    負の入力電圧
ＶＰ    入力電圧
【図１】
2006228233.tif 000003
【図２】
2006228233.tif 000004
【図３】
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