(57)【要約】【課題】無線通信機能を有する機器において、信号受信を改善し、無線通信をより確実にする。【解決手段】機器の使用モードを決定し（７０４）、使用モードに対応する複数のアンテナのサブセットを選択する（７０６、７０８）。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器を構成する方法であって、
前記機器の使用モードを決定することと、
複数のアンテナのサブセットを選択することと、
を含み、前記サブセットは前記使用モードに対応することを特徴とする機器を構成する方法。
【請求項２】
前記使用モードを決定することは、使用モードのセットの中から１つの使用モードを特定することを含み、前記使用モードのセットは、ディスプレイの各向きに対し少なくとも１つの使用モードを含むことを特徴とする請求項１に記載の機器を構成する方法。
【請求項３】
各使用モードの前記サブセットは、前記機器の前記ディスプレイがその使用モードの向きで使用されるとき、前記機器の、ユーザから最も遠位の縁の近傍にあると予測されるアンテナを含むことを特徴とする請求項２に記載の機器を構成する方法。
【請求項４】
各使用モードの前記サブセットは、前記機器の前記ディスプレイがその使用モードの向きで使用されるとき、前記機器の最上縁の近傍にあると予測されるアンテナを含むことを特徴とする請求項２に記載の機器を構成する方法。
【請求項５】
前記使用モードを決定することは、キーボードが用いられているか否かを検知することと、前記キーボードが用いられている場合、キーボードが広げられている機器構成に対応する使用モードであることを特定することと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の機器を構成する方法。
【請求項６】
携帯コンピューティング機器であって、
複数のアンテナと、
無線モジュールと、
前記複数のアンテナのサブセットを前記無線モジュールに選択的に結合する少なくとも１つのスイッチであって、前記機器の使用モードに従って設定される少なくとも１つのスイッチと、
を備えることを特徴とする携帯コンピューティング機器。
【請求項７】
利用可能なキーボードをさらに備え、前記使用モードは、少なくとも、前記キーボードが用いられているか否かに基づいて決定されることを特徴とする請求項６に記載の携帯コンピューティング機器。
【請求項８】
表示画面を有する略矩形の面をさらに備え、前記複数のアンテナは、前記略矩形の面の各コーナの近傍のアンテナを含むことを特徴とする請求項６に記載の携帯コンピューティング機器。
【請求項９】
前記少なくとも１つのスイッチは、前記コーナアンテナのうちの２つを前記無線モジュールに結合する第１のスイッチを含み、
前記機器は、前記コーナアンテナのうちの別の２つを前記無線モジュールに結合する第２のスイッチをさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の携帯コンピューティング機器。
【請求項１０】
前記第１のスイッチによって前記無線モジュールに結合される前記コーナアンテナは、前記略矩形の面の斜め向かいのコーナの近傍にあることを特徴とする請求項８に記載の携帯コンピューティング機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信機能を備えた機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
長い間、コンピュータに無線通信機能を装備することに関心が持たれてきたが、ごく最近になって、こうした機能は必要不可欠であるとみなされるようになった。強力な携帯電子機器が急激に増加することにより、それに比例してこれらの機器間の通信を容易にすることが必要になった。既存のインタフェースケーブルは、扱いにくく、制限があるので、システム設計者は、今ではほとんどの最新の携帯電子機器に対し無線通信機能を提供している。
【０００３】
今日、（携帯）無線通信機能には５つの主なタイプがある。すなわち、赤外線ポート、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、セルラ又は無線広域ネットワーク（ＷＷＡＮ）及び衛星である。赤外線ポートを装備する機器は、赤外線信号を使用して通信し、他の４つの主なタイプの無線通信を使用する機器は、無線周波数（ＲＦ）信号を使用して通信する。赤外線信号は容易にブロックされ、通常の通信範囲は非常に限られている（たとえば約５ｍ）。ＷＰＡＮは、一般に、非常に低出力のＲＦ信号を使用し、それにより通常、通信範囲がおよそ１０ｍ辺りまでに制限される。（それらの目標となる用途はケーブルの代りである。）ＷＬＡＮは、有線ベースのローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に対する無線代替物であり、それらの範囲はおよそ１００ｍである。セルラ機器の通信範囲は、実質的により広く（約２０ｋｍ）、それらは、電気通信ネットワークが到達すればいかなる場所で通信するためにもセルラ基地局のネットワークに依存する。同様に、衛星電話は、軌道衛星のネットワークを介して数千キロメートル離れた基地局にアクセスすることができ、電気通信ネットワークが到達すればいかなる場所でも通信することができる。
【０００４】
無線通信では、受信側機器に送信されるエネルギーは、送信側機器からの距離が離れるに従って急速に低下する。送信側機器及び受信側機器の周囲の環境は、反射及び減衰をもたらすさまざまな物体を含む。こうした問題に対処する１つの確実な方法は、アンテナダイバーシティである。受信側機器にアンテナのアレイが設けられる場合、受信側機器は、場合によってはアレイを送信側機器に「集中させる」ような方法で、又は他の場合、単にいくつかの方向の感度を強化し他の方向の感度を抑制するような方法で、さまざまなアンテナからの信号を組み合わせることができる。アンテナアレイの指向性により、信号受信を改善し、無線通信をより確実にすることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
不都合なことに、携帯機器にアンテナダイバーシティ技法を組み込むことに対し、いくつかの障害がある。こうした機器は、種々の向きにおいて使用される可能性があり、その場合、アンテナアレイの向きが望ましくない向きに変更される場合がある。また、機器のユーザの相対位置が変化する可能性があり、それによりアレイの１つ又は複数のアンテナの受信が影響を受ける。また、携帯機器の物理的なサイズは、通常最小化されており、アンテナの間隔は限られている。さらに、携帯機器は、リソースが限られている可能性があり、アンテナアレイの構成に対応する処理能力及び速度が限られる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、本明細書では、使用モードに基づくアンテナ選択を採用した装置及び方法が開示されている。実施形態によっては、方法は、機器の使用モードを決定することと、機器において利用可能な複数のアンテナのサブセットを選択することとを含む。選択されるサブセットは使用モードに対応する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の例示的な実施形態の詳細な説明のために、ここで、添付図面を参照する。
【０００８】
以下の説明及び特許請求の範囲を通して、特定のシステムコンポーネントを指すためにいくつかの用語を使用する。当業者は理解するように、会社によって、１つのコンポーネントを異なる名称で呼ぶ場合がある。この文書は、名称は異なるが機能は異ならないコンポーネントを区別することを意図していない。以下の論考において且つ特許請求の範囲において、「含む、有する」及び「具備する、備える」という用語は、限定的でないように使用されており、そのため、「含むが、それに限定されない」を意味するように解釈されなければならない。また、「結合する」という用語は、間接的な電気接続又は直接的な電気接続のいずれをも意味するように意図される。このため、第１の機器が第２の機器に結合する場合、その接続は、直接的な電気接続によるものであってもよく、又は他の機器及び接続を介して間接的な電気接続によるものであってもよい。
【０００９】
以下の論考は、本発明のさまざまな実施形態に関する。これらの実施形態のうちの１つ又は複数は好ましい場合があるが、開示する実施形態は、本開示又は請求項の範囲を限定するものとして、解釈されるべきでも他の方法で使用されるべきでもない。さらに、当業者は、以下の説明は広く応用することができ、いかなる実施形態の論考も、単にその実施形態を例示することが意図されており、開示又は請求項の範囲はその実施形態に限定されることを示唆するようには意図されていない、ということを理解するであろう。
【００１０】
図１は、キーボード構成で用いられるコンピュータ１０２（たとえば、タブレットポータブルコンピュータ）の例を示す。この構成では、モニタ１０４はキーボード１０６に対して垂直になるよう角度が調節され、ユーザは、ラップトップとほぼ同じようにコンピュータとやり取りを行うことができる。言い換えれば、ユーザは、モニタ１０４に情報を表示し、キーボード１０６を介して、且つ／又はキーボード１０６と一体化するか又はキーボード１０６の外部に取り付けられるポインティングデバイスを介して、コマンド又は他の情報を入力する。
【００１１】
しかしながら、タブレットコンピュータには別の構成がある。モニタ１０４を、ピボット１０８で回転させ、ヒンジ１１０で平らになるよう角度を調整することができる。このようにモニタ１０４を移動させることにより、コンピュータは図２に示すようなタブレット構成になる。タブレット構成では、ユーザは、タッチセンシティブスクリーン１１２を介してコンピュータとやり取りを行う。タッチセンシティブスクリーンは、ユーザが選択できる動作及びオプションに関する視覚情報を提供する。ユーザは、その視覚情報が表示される画面に触れることにより、動作又はオプションを選択することができる。（実施態様によっては、ユーザは、スタイラス、一般的な先の尖った物体、さらには指を使用してもよい。）。実施形態によっては、ユーザは、テキスト又は形状を、単にタッチセンシティブスクリーン上で描くことによって入力してもよい。
【００１２】
図３は、本発明のいくつかの実施形態による例示的な携帯コンピューティング機器のアンテナ構成を示す。４つのアンテナ１５２、１５４、１５６及び１５８がモニタ１０４の４つのコーナに配置されており、又はより一般的には、表示画面を有する略矩形の面の各コーナの近傍に配置される。実際には、より多くの数又はより少ない数のアンテナを採用してもよい。コンピューティング機器の向きに応じて、いくつかのアンテナは、他のアンテナよりよく受信するように期待される。あるいは、向きが異なると、アンテナの異なる組合せが所望の方向感受性を提供してもよい。
【００１３】
したがって、携帯コンピューティング機器を、コンピューティング機器の構成に基づいて、無線通信のためにアンテナのいくつかのサブセットを自動的に選択するように構成する。たとえば、コンピュータ１０２は、図１に示すようなキーボード構成で用いられる場合、無線通信のために最上面に沿ったアンテナを自動的に選択する。したがって、この構成ではコーナアンテナ１５２及び１５４（図３）を選択する。逆に、コンピュータ１０２は、図２に示すようにタブレット構成で用いられる場合、ユーザから最も遠位な縁に沿ったアンテナを自動的に選択する。したがって、コンピュータスクリーン１１２が縦向きで動作している場合は、無線通信のためにアンテナ１５４及び１５６が選択される。あるいは、スクリーン１１２が反転した縦向きに配置される場合は、アンテナ１５８及び１５２が選択され、スクリーンが横向きに配置される場合は、アンテナ１５２及び１５４が選択され、スクリーンが反転した横向きに配置される場合は、アンテナ１５６及び１５８が選択される。
【００１４】
上述した例において選択されるアンテナサブセットは、携帯コンピュータの構成の各々に対し予測される使用の向きに基づいて選択される。この手法は、無線通信に対し最良のアンテナサブセットを推定する高速かつ簡単な方法を提供する。アンテナサブセットを使用することにより、送受信機の設計をより簡単にすることができ、有利であり、高速に変化する通信環境における「アンテナホッピング」も低減する。
【００１５】
ハンドヘルド機器には関連する問題点がある。図４〜図６は、３つのそれぞれの向きにあるハンドヘルド機器２０２を示す。すなわち左手操作用の横向き(図４）、縦向き（図５）及び右手操作用の横向き（図６）である。ハンドヘルド機器２０２はまた、第４の「反転した縦」向きで動作可能であってもよい。
【００１６】
ハンドヘルド機器２０２は、縦モード及び横モードで表示することができるグラフィカルユーザインタフェースを提供するように構成される表示画面２０６を備える。ユーザは、表示画面２０６にオプションを表示し、表示したオプションのうちの１つ又は複数を、制御部２０８を用いて選択することにより、又はタッチセンシティブの表示画面２０６上で所望のオプションに触れることにより、ハンドヘルド機器２０２とやり取りを行う。ハンドヘルド機器２０２のタッチセンシティブエリアで選択を行い、又は直接情報を入力するために、ハンドヘルド機器２０２にスタイラス２１０を設けてもよい。表示画面２０６によって提供されるオプションは、ハンドヘルド機器２０２がとるべき動作を表してもよい。たとえば、ハンドヘルド機器２０２は、実行されるべきソフトウェアを表すアイコン、開かれるべきファイル、又は取り込まれるべき情報を表示してもよい。制御部２０８を、制御部が押下された時にハンドヘルド機器２０２がとるべきさまざまな動作と、プログラム可能に関連付けしてもよい。こうした動作は、選択されるべき異なるオプションを強調表示すること、特定のソフトウェアを実行すること、又はネットワーク若しくは別の機器へのリモート接続を確立することであってもよい。
【００１７】
多くのハンドヘルド機器は、２４００〜２４８３．５ＭＨｚの産業、科学及び医療用（ＩＳＭ）周波数帯域を採用する。この周波数範囲には、水分子の共振周波数が含まれるので、この周波数範囲は、一般に、電子レンジに採用される。非常に多くの干渉源があることから、ＦＣＣはこの周波数帯域を無免許で使用することを認め、ＩＳＭ帯域はハンドヘルド機器のメーカが一般に選択する帯域となった。不都合なことに、人間の身体の大部分が水でできているため、ユーザの手は減衰の著しい原因となる。ユーザは、ハンドヘルド機器を保持している際、１つ又は複数のアンテナを覆っている場合があり、それによりこれらのアンテナが無線通信に適当でなくなる。
【００１８】
たとえば、ハンドヘルド機器２０２が左手操作用の横位置で使用される場合（図４）、アンテナ１５６及び１５８（図３）がユーザの手で覆われる可能性がある。同様に、ハンドヘルド機器２０２が縦向きで使用される場合（図５）、アンテナ１５２及び１５８（図３）が覆われる可能性がある。ハンドヘルド機器２０２が右手操作用の横向きで使用される場合、アンテナ１５２及び１５４が覆われる可能性があり、ハンドヘルド機器２０２が反転した縦向きで使用される場合、アンテナ１５４及び１５６が覆われる可能性がある。
【００１９】
コンピュータ１０２及びハンドヘルド機器２０２等の機器は１つ又は２つのみでなくそれより多くの位置で動作可能なことが多い。それは、ユーザがさらなる向きのうちの１つがより適当であると感じる場合があるためである。たとえば、左利きのユーザは、制御部２０８が左手で容易に操作することができるので、左手操作用の横向き（図４）を好む場合があり、右利きのユーザは右手でのより容易な使用のために右手操作用の横向きを好む場合がある。他の考慮事項には、デバイスポート、電源及び赤外線通信の利用し易さが含まれてもよい。
【００２０】
図７は、例示的なコンピュータアーキテクチャ６００のブロック図を示す。この図は、コンピュータ１０２の極めて典型的なものであり得るが、ハンドヘルド機器にはより単純なアーキテクチャが考えられる。コンピュータアーキテクチャ６００は、ＣＰＵバスを介してブリッジロジックデバイス６０６に結合されたプロセッサ（ＣＰＵ）６０２を備える。ブリッジロジックデバイス６０６は、単に、コンピュータシステム図面の上端に示されることが多いという理由で、「ノースブリッジ」と呼ばれる場合がある。ノースブリッジ６０６はまた、メモリバスを介してメインメモリアレイ６０４に結合し、さらに、アクセラレイテッドグラフィックポート（ＡＧＰ）バスを介してグラフィックスコントローラ６０８に結合してもよい。ノースブリッジ６０６は、ＣＰＵ６０２、メモリ６０４及びグラフィックスコントローラ６０８を、ＰＣＩバス又はＥＩＳＡバス等の一次拡張バス（ＢＵＳ  Ａ）を通してシステムの他の周辺デバイスに結合する。オーディオデバイス６１４、ネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）６１６及び無線通信モジュール６１８等、ＢＵＳ  Ａのバスプロトコルに準拠するさまざまなコンポーネントがこのバス上に存在してもよい。これらのコンポーネントを、図示するようにマザーボード上に統合してもよく、又はそれらをＢＵＳ  Ａに接続される拡張スロット６１０にプラグ接続してもよい。技術が進歩し、より高性能のシステムがますます求められるに従い、以前は別々のプラグインコンポーネントであったデバイスの多くを、マザーボードに統合する傾向が高まっている。
【００２１】
通常の場合のように、コンピュータに他の二次拡張バスが設けられる場合、一次拡張バス（ＢＵＳ  Ａ）を二次拡張バス（ＢＵＳ  Ｂ）に結合するために別のブリッジロジックデバイス６１２が使用される。このブリッジロジック６１２は、通常のコンピュータシステム図面におけるノースブリッジ６０６に対する位置を反映して「サウスブリッジ」と呼ばれる場合がある。ハードディスクコントローラ６２２、フラッシュＲＯＭ６２４及びスーパーＩ／Ｏコントローラ６２６等、ＢＵＳ  Ｂのバスプロトコルに準拠するさまざまなコンポーネントがこのバス上に存在してもよい。
【００２２】
スーパーＩ／Ｏコントローラ６２６は、通常、キーボード６３０、マウス６３２、フロッピーディスクドライブ６２８、パラレルポート、シリアルポート及びＪＴＡＧインタフェース等の基本入出力デバイスとインタフェースする。ＪＴＡＧは、ジョイントテストアクショングループを表し、統合されたコンポーネントの試験及び構成のためのＩＥＥＥ標準である。
【００２３】
無線通信モジュール６１８は２つのアンテナポートを有する。これら２つのアンテナポートは、スイッチ６１９及び６２０を介して４つのアンテナに結合される。スイッチ６１９は、アンテナＡＮＴ１及びＡＮＴ３のうちの選択可能な方をモジュール６１８の第１のアンテナポートに結合する。これらのアンテナは、図３に示すように、ポータブルコンピュータの斜め向かいのコーナにあってもよい。同様に、スイッチ６２０は、アンテナＡＮＴ２及びＡＮＴ４のうちの選択可能な方をモジュール６１９の第２のアンテナポートに結合する。これらのアンテナもまた、図３に示すように斜め向かいのコーナにあってもよい。この構成により、２つのアンテナポートをコンピュータ１０２の任意の縁の隣接するアンテナに結合することができる。
【００２４】
情報搬送媒体により、ソフトウェアが、プロセッサ６０２によって実行することができるようになる。情報搬送媒体の例には、フロッピーディスク、光ディスク、ポータブルハードディスク、不揮発性集積回路メモリ、コンピュータネットワーク及び無線リンクが含まれる。プロセッサ６０２は、ソフトウェアを、実行する際にメモリ６０４に格納する。メモリ６０４のソフトウェアは、プロセッサ６０２を、コンピュータの使用モードを監視し、選択されたアンテナサブセットをコンピュータの構成及び／又は向きに対応するように調整するように構成する。図示する実施形態では、プロセッサ６０２は、ＪＴＡＧインタフェース６２７のレジスタにアクセスすることによりアンテナサブセット選択を調整する。これらのレジスタを介して、プロセッサ６０２は、スイッチ６１９及び６２０を含むさまざまなデジタル制御されるスイッチを構成する。このように、プロセッサ６０２は、コンピュータ６００のハードウェア構成を調整し、特に、無線モジュール６１８に結合されるアンテナを選択する。プロセッサ６０２によって適当に構成されると、無線モジュール６１８は、それが結合される１つ又は複数のアンテナを使用して無線通信リンクを確立し維持する。
【００２５】
図８は、例示的なアンテナ選択方法のフローチャートである。この方法は、汎用プロセッサによって実行されるソフトウェアルーチンの形態をとってもよく、あるいは、専用ハードウェアの形態をとってもよい。そのソフトウェアの実施形態では、プロセスを磁気ディスク又は光ディスクに格納してもよく、あるいは、コンピュータ間の通信リンクのネットワークを介してコンピュータに利用可能としてもよい。（本明細書では、「情報搬送媒体」という用語を使用して、コンピュータが実行すべきソフトウェアを取得することができる情報源を指す。たとえば、ハードディスクドライブ、フロッピーディスク、コンパクトディスク、デジタルビデオディスク（「ＤＶＤ」）、インターネット、イーサネットリンク及び無線リンクがある。）コンピュータは、情報搬送媒体から方法ソフトウェアを取得し、そのソフトウェアのすべて又は一部を迅速にアクセスするためにメモリ６０４に格納してもよい。
【００２６】
例示的な選択方法の実施形態は、無線ネットワークが無線通信リンクを確立するために利用可能であるか否かを監視する監視状態７０２から始まる。監視を、任意のアンテナに対して実行してもよく、監視には、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）の存在を示すビーコンフレーム又は他のブロードキャストＩＤを監視することが含まれてもよい。あるいは、監視は、ユーザ構成可能パラメータの監視であってもよいという点においてユーザ指向であってもよい。パラメータが、無線通信が望まれていないことを示すように設定されている場合、機器は、ＷＬＡＮを検出するように又は無線接続を確立するように試みない。しかしながら、パラメータが、無線接続が望まれていることを示すように設定されている場合、機器はブロック７０４に進む。
【００２７】
ブロック７０４において、機器は、使用モードを決定する試験を実行する。図示する実施形態では、使用モードは、画面の向きが横であるか縦であるかによって決定される。しかしながら、他の使用モードがあってもよく、画面の向き及び／又はさらなるパラメータに基づいて決定されてもよい。たとえば、機器はキーボードが利用可能であってもよく、使用モードの決定は、少なくとも、キーボードが用いられているか否かに基づいてもよい。すなわち、１つの使用モードは、キーボードが広げられたデバイス構成に対応し、別の使用モードは、キーボードが収容されたデバイス構成に対応してもよい。同様に、機器はスタイラス又は他のポインティングデバイスを有してもよく、使用モードは、少なくとも、そのスタイラス又は他のポインティングデバイスが使用中であるか否かに基づいてもよい。ユーザが左利きであるか右利きであるかの情報を機器に与えてもよく、それを使用モードの決定の際の１つのパラメータとして使用してもよい。使用モードのセットのいくつかを例として以下に示す。
【００２８】
｛横、縦｝
｛横、反転横、縦、反転縦｝
｛タブレットモード、キーボードモード｝
｛クリップボードモード、ラップモード、デスクモード、ウォールマウントモード｝
｛左手操作用横、縦、右手操作用横｝
｛ドッキング、非ドッキング｝
図示する実施形態では、機器は、使用モードが横である場合、ブロック７０６に進み、使用モードが縦である場合、ブロック７０８に進む。ブロック７０６において、機器は横モード用のアンテナサブセットを選択する。横モードのアンテナサブセットは、ディスプレイが横向きに構成されるとき、機器の上縁の近傍にあると予測されるアンテナを含む。ブロック７０８において、機器は縦モード用のアンテナサブセットを選択する。縦モードのアンテナサブセットは、同様に、ディスプレイが縦向きに構成されるとき、機器の上縁の近傍にあると予測されるアンテナである。
【００２９】
ブロック７０６及びブロック７０８から、機器はブロック７１０に入る。ブロック７１０は、使用モードの変化が検出されるまでプロセスが待機する監視状態を表している。検出には、画面の向きが変化したという判断、キーボードが用いられている又は格納されているという判断、ポインティングデバイスが移動したという判断、ユーザ制御パラメータが変化したという判断、又は使用モードが変化したことを示す別の事象が発生したという判断を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】キーボード構成での例示的なタブレットコンピュータを示す図である。
【図２】タブレット構成での例示的なタブレットコンピュータを示す図である。
【図３】いくつかの実施形態による例示的なアンテナ構成を示す図である。
【図４】左手操作用の横向きでの例示的なハンドヘルドコンピュータを示す図である。
【図５】縦向きでの例示的なハンドヘルドコンピュータを示す図である。
【図６】右手操作用の横向きでの例示的なハンドヘルドコンピュータを示す図である。
【図７】いくつかの実施形態による例示的なコンピュータのブロック図である。
【図８】いくつかの実施形態による例示的なアンテナ選択方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
１０４  モニタ
１０６  キーボード
１５２〜１５８  アンテナ
６１９、６２０  スイッチ
【図１】
2006340359.tif 000003
【図２】
2006340359.tif 000004
【図３】
2006340359.tif 000005
【図４】
2006340359.tif 000006
【図５】
2006340359.tif 000007
【図６】
2006340359.tif 000008
【図７】
2006340359.tif 000009
【図８】
2006340359.tif 000010