(57)【要約】【課題】  信号品質の劣化を十分に抑制できる積層型誘電体フィルタを提供する。【解決手段】  積層型誘電体フィルタＦ１は、それぞれがストリップライン共振器５１ａ，５１ｂ，５１ｃを構成する共振電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、を有する積層部Ｓ５と、共振電極２５ａ，２５ｃの先端部にそれぞれ誘電体層Ｒ６の厚み方向から見て重なるように位置する調整電極２９ａ，２９ｃと、接続電極２９ｄと、を有する積層部Ｓ６と、誘電率が低い誘電体層Ｒ３，Ｒ４，Ｒ８，Ｒ９を有する積層部Ｓ３，Ｓ４，Ｓ８，Ｓ９を備えている。そして、接続電極２９ｄは、調整電極２９ａ，２９ｃが位置する面上に位置し、共振電極２５ｂに誘電体層の厚み方向から見て重ならないように位置している。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリップライン共振器を備える積層型誘電体フィルタであって、
第１の誘電体層と、当該第１の誘電体層上に位置しそれぞれが前記ストリップライン共振器を構成する３つ以上の共振電極と、を有する第１の積層部と、
第２の誘電体層と、当該第２の誘電体層上において前記共振電極のうち互いに隣接しない前記共振電極にそれぞれ前記第２の誘電体層の厚み方向から見て少なくとも一部が重なるように位置する調整電極と、当該調整電極同士を電気的に接続する接続電極と、を有する第２の積層部と、
前記第１及び第２の誘電体層よりも誘電率が低い第３の誘電体層を有する第３の積層部と、を備えており、
前記第１及び第２の積層部のうち一方は、前記第１及び第２の積層部のうち他方と前記第３の積層部との間に位置し、
前記接続電極は、前記第２の誘電体層の前記調整電極が位置する面上において、前記共振電極のうち隣接しない前記共振電極の間に位置する共振電極に前記厚み方向から見て重ならないように位置することを特徴とする積層型誘電体フィルタ。
【請求項２】
ストリップライン共振器を備える積層型誘電体フィルタであって、
第１の誘電体層と、当該第１の誘電体層上に位置しそれぞれが前記ストリップライン共振器を構成する３つ以上の共振電極と、を有する第１の積層部と、
第２の誘電体層と、当該第２の誘電体層上において前記共振電極のうち互いに隣接しない前記共振電極にそれぞれ前記第２の誘電体層の厚み方向から見て少なくとも一部が重なるように位置する調整電極と、当該調整電極同士を電気的に接続する接続電極と、を有する第２の積層部と、
前記第１及び第２の誘電体層よりも誘電率が低い第３の誘電体層を有する第３の積層部と、を備えており、
前記第１及び第２の積層部のうち一方は、前記第１及び第２の積層部のうち他方と前記第３の積層部との間に位置し、
前記接続電極は、前記第２の誘電体層の前記調整電極が位置する面上において、前記厚み方向から見て前記共振電極のうち隣接しない前記共振電極の間に位置する共振電極の縁部に沿うように位置することを特徴とする積層型誘電体フィルタ。
【請求項３】
前記第３の積層部は、前記第２の積層部に前記厚み方向で隣り合うことを特徴とする請求項１又は２に記載の積層型誘電体フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストリップライン共振器を備えた積層型誘電体フィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の積層型誘電体フィルタは、例えば、携帯電話機等の無線通信機器に使用されるものであり、小型化、低背化、低損失化が要求される。このような積層型誘電体フィルタとして、ストリップライン共振器間に結合容量を発生させるための結合調整電極とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この積層型誘電体フィルタでは、結合調整電極による共振器間の結合容量によって、通過周波数帯域の低周波側の近傍に減衰極を形成することができ、低周波側のノイズを除去することができる。ところが、この結合調整電極を設けたことによって、当該結合調整電極自身の共振に起因するスプリアスが通過周波数帯域の高周波側に発生してしまう。そして、発生したスプリアスにより、通過周波数帯域の高周波側の信号にノイズが発生し、高周波側の信号品質が劣化してしまう。
【０００３】
この問題を解決するため、特許文献１記載の積層型誘電体フィルタでは、共振電極が設けられた誘電体層、及び結合調整電極が設けられた誘電体層の誘電率を、それらの周囲の層の誘電率よりも高くしている。このように誘電体層の誘電率を設定することにより、スプリアスを所望の周波数帯域から外れるようにシフトさせ、当該所望の周波数帯域における信号品質の劣化を抑制することとしている。
【特許文献１】特開２００３−１９８２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の積層型誘電体フィルタでは、高周波側におけるノイズの除去が不十分であり、高周波側における十分な信号品質が得られなかった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、信号品質の劣化を十分に抑制できる積層型誘電体フィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の積層型誘電体フィルタは、ストリップライン共振器を備える積層型誘電体フィルタであって、第１の誘電体層と、当該第１の誘電体層上に位置しそれぞれがストリップライン共振器を構成する３つ以上の共振電極と、を有する第１の積層部と、第２の誘電体層と、当該第２の誘電体層上において共振電極のうち互いに隣接しない共振電極にそれぞれ第２の誘電体層の厚み方向から見て少なくとも一部が重なるように位置する調整電極と、当該調整電極同士を電気的に接続する接続電極と、を有する第２の積層部と、第１及び第２の誘電体層よりも誘電率が低い第３の誘電体層を有する第３の積層部と、を備えており、第１及び第２の積層部のうち一方は、第１及び第２の積層部のうち他方と第３の積層部との間に位置し、接続電極は、第２の誘電体層の調整電極が位置する面上に位置において、共振電極のうち隣接しない共振電極の間に位置する共振電極に厚み方向から見て重ならないように位置することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の積層型誘電体フィルタは、ストリップライン共振器を備える積層型誘電体フィルタであって、第１の誘電体層と、当該第１の誘電体層上に位置しそれぞれがストリップライン共振器を構成する３つ以上の共振電極と、を有する第１の積層部と、第２の誘電体層と、当該第２の誘電体層上において共振電極のうち互いに隣接しない共振電極にそれぞれ第２の誘電体層の厚み方向から見て少なくとも一部が重なるように位置する調整電極と、当該調整電極同士を電気的に接続する接続電極と、を有する第２の積層部と、第１及び第２の誘電体層よりも誘電率が低い第３の誘電体層を有する第３の積層部と、を備えており、第１及び第２の積層部のうち一方は、第１及び第２の積層部のうち他方と第３の積層部との間に位置し、接続電極は、第２の誘電体層の調整電極が位置する面上に位置において、厚み方向から見て共振電極のうち隣接しない共振電極の間に位置する共振電極の縁部に沿うように位置することを特徴とする。
【０００８】
これらの積層型誘電体フィルタにおいては、ストリップライン共振器を構成する３つ以上の共振電極が第１の積層部に存在する。その共振電極のうち互いに隣接しない共振電極に対してそれぞれ誘電体層の厚み方向から見て少なくとも一部が重なるように位置する調整電極と、それら調整電極を接続する接続電極とが第２の積層部に存在することで、上記の隣接しない共振電極間に結合容量が生じる。この結合容量により、積層型誘電体フィルタには、通過周波数帯域の低周波側に減衰極が形成される。また、調整電極及び接続電極によって、通過周波数帯域の高周波側にスプリアスが発生する。この積層型誘電体フィルタでは、接続電極と、上記の互いに隣接しない共振電極の間に位置する共振電極とが上記厚み方向から見て重ならないように位置するか、又は、接続電極が共振電極の縁部に沿うように位置しているので、この共振電極と接続電極との間に生じる寄生素子が低減され、スプリアスが減衰される。また、この積層型誘電体フィルタは、第３の積層部に誘電率が低い第３の誘電体層を有しているので、接続電極の近傍に低誘電率の層が存在することとなる。このため、接続電極の共振の影響が小さくなり、その共振に起因するスプリアスが減衰される。その結果、これらの積層型誘電体フィルタによれば、信号品質の劣化が十分に抑制される。
【０００９】
また、第３の積層部は、第２の積層部に厚み方向で隣り合うことが好ましい。この場合、誘電率が低い第３の誘電体層が、第２の積層部に設けられた調整電極及び接続電極に近いので、接続電極の共振の影響が効果的に小さくされ、その共振に起因するスプリアスが効果的に減衰される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の積層型誘電体フィルタによれば、信号品質の劣化を十分に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施形態に係る積層型誘電体フィルタについて説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１、図２及び図３に示すように、積層型誘電体フィルタＦ１は、３つのストリップライン共振器５１ａ，５１ｂ，５１ｃを備えたバンドパスフィルタである。積層型誘電体フィルタＦ１は、ストリップライン共振器５１ａ，５１ｂ，５１ｃの作用により、図４に示すような周波数特性を示し、約２２００〜２５００ＭＨｚの通過周波数帯域を有している。
【００１３】
積層型誘電体フィルタＦ１は、積層体３、グランド用外部電極５，７、入力用外部電極９、及び出力用外部電極１１を備えている。積層体３は、矩形の板状に形成された積層部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０を有している。積層体３は、これらの積層部が、この順で誘電体層の厚み方向に積層されることにより直方体形状を呈している。
【００１４】
積層部Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ１０は、誘電体層Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ１０と、それらの誘電体層上にスクリーン印刷された内部電極Ｐ２，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ１０とを有している。積層部Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ８，Ｓ９は、内部電極が設けられていない誘電体層Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ８，Ｒ９からなる。
【００１５】
誘電体層Ｒ３，Ｒ４，Ｒ８，Ｒ９は、誘電体層Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７よりも誘電率が低い材料からなる。例えば、前者は、ガラスセラミックスからなり比誘電率εｒはεｒ＝６であって、後者は、セラミックスからなりεｒ＝７５である。すなわち、積層型誘電体フィルタＦ１は、高誘電率の誘電体層を含む積層部（以下「高誘電率部」という）Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７を挟むように、一方側に低誘電率の誘電体層を含む積層部（以下「低誘電率部」という）Ｓ３，Ｓ４（第３の積層部）、他方側に低誘電率部Ｓ８，Ｓ９（第３の積層部）が設けられた構造を成している。なお、誘電体層Ｒ１，Ｒ２，Ｒ１０もガラスセラミックスからなりεｒ＝６の低誘電率部となっている。
【００１６】
グランド用外部電極５，７は、それぞれ積層体３の側面１７，２１に接触して設けられている。入力用外部電極９は側面１５に接触して設けられ、出力用外部電極１１は側面１９に接触して設けられている。
【００１７】
積層部Ｓ２に設けられた内部電極Ｐ２は、シールド電極として機能し、積層部Ｓ１０に形成された内部電極Ｐ１０は、他のシールド電極として機能する。内部電極Ｐ２，Ｐ１０は、共に積層体３の側面１７と側面２１との双方に露出し、グランド用外部電極５，７に接触して当該グランド用外部電極５，７の双方に電気的に接続されている。
【００１８】
積層部Ｓ６（第１の積層部）に設けられた内部電極Ｐ６は、その一端が側面１７においてグランド用外部電極５に接触し、当該グランド用外部電極５に電気的に接続されている。内部電極Ｐ６の他端側は３つに分岐しており、側面２１へ向かう方向に短冊状に延びる共振電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃとなっている。共振電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃの側面２１側の先端部は、当該側面２１に到達しない開放端とされており、それぞれの先端の縁部の側面１７からの距離は等しくされている。共振電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、それぞれ所定のインダクタンスを有しており、それぞれがストリップライン共振器５１ａ，５１ｂ，５１ｃを構成する。共振電極２５ａ、２５ｃの側縁部からはそれぞれ側面１５，１９へ向かって枝部が延びている。これらの枝部はそれぞれ側面１５，１９へ露出し、それぞれ入力用外部電極９、出力用外部電極１１に接触している。すなわち、共振電極２５ａは、枝部を介して入力用外部電極９に電気的に接続されており、共振電極２５ｃは、枝部を介して出力用外部電極１１に電気的に接続されている。
【００１９】
積層部Ｓ５に設けられた内部電極Ｐ５は、その一端が側面２１においてグランド用外部電極７に接触し、当該グランド用外部電極７に電気的に接続されている。内部電極Ｐ５の他端側は３つに分岐しており、側面１７に向かう方向に延びる帯状電極２７ａ，２７ｂ，２７ｃとなっている。帯状電極２７ａ，２７ｂ，２７ｃの側面１７側の先端部は、側面１７に到達しない開放端とされている。帯状電極２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、誘電体層Ｒ５を挟んでそれぞれ共振電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃに対向するように位置している。このような構成により、帯状電極２７ａ，２７ｂ，２７ｃと、共振電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、それらに挟まれた誘電体層Ｒ５とによって、それぞれ静電容量５３ａ，５３ｂ，５３ｃが発生することとなる。これらの静電容量５３ａ，５３ｂ，５３ｃによって、積層型誘電体フィルタ１における通過周波数帯域が調整される。
【００２０】
積層部Ｓ７（第２の積層部）に設けられた内部電極Ｐ７は、矩形状をなす調整電極２９ａ，２９ｃとそれらを接続する接続電極２９ｄとを有し、全体として平面視でＵ字状を呈している。調整電極２９ａ，２９ｃは、誘電体層Ｒ６を挟んで、それぞれ共振電極２５ａの先端部と、共振電極２５ｃとの先端部に対応する位置に配設され、誘電体層Ｒ７の厚み方向から見てそれぞれ当該先端部に重なる形状を有している。共振電極２５ａと共振電極２５ｃとは互いに誘電体層Ｒ６上で隣接せず、互いの間に存在する共振電極２５ｂを一つおいて配置されている。このような構成により、調整電極２９ａ，２９ｃと、共振電極２５ａ，２５ｃと、それらに挟まれた誘電体層Ｒ６とによって、それぞれ静電容量５５ａ，５５ｃが発生する。そして接続電極２９ｄは、これらの調整電極２９ａと調整電極２９ｃとを繋ぐように延びて設けられ、この調整電極２９ａと調整電極２９ｃを電気的に接続している。
【００２１】
内部電極Ｐ７が上記のように構成されることにより、共振電極２５ａと共振電極２５ｃとの間に、静電容量５５ａ，５５ｃを含む結合容量が形成される。この結合容量は、隣接する共振電極２５ａと共振電極２５ｂとの間や共振電極２５ｂと共振電極２５ｃとの間に発生する容量よりも大きくなる。内部電極Ｐ７が上記のように設けられることにより、積層型誘電体フィルタＦ１の周波数特性における減衰極が形成され、通過周波数帯域の低周波側を急峻に減衰させることができる（図４の１９００ＭＨｚ付近参照）。また、調整電極２９ａ，２９ｃの形状を変化させれば、この減衰極が生じる周波数や減衰量を調整することができるので、内部電極Ｐ７は、減衰極調整用電極としての機能を有している。
【００２２】
ところが、積層型誘電体フィルタＦ１において、内部電極Ｐ７が設けられると、接続電極２９ｄ自身の共振の影響で、通過周波数帯域の高周波側にスプリアスが発生してしまう（図４の６５００ＭＨｚ付近参照）。積層型誘電体フィルタＦ１における高周波側のノイズを抑制し、信号品質の劣化を十分に抑制するために、このノイズの原因となるスプリアスを減衰させる必要がある。
【００２３】
そこで、積層型誘電体フィルタＦ１では、図５に示すように、誘電体層Ｒ７の厚み方向から見て、接続電極２９ｄと共振電極２５ｂとが重ならないような位置関係をもって配置されている。すなわち、接続電極２９ｄは、共振電極２５ｂの側面２１側の縁部に対応する位置と側面２１との間を横切るように位置している。そして、接続電極２９ｄは、共振電極２５ｂに対応する位置を側面２１側へ迂回しながら、調整電極２９ａの側面２１側の縁部と、調整電極２９ｃの側面２１側の縁部とを繋いでいる。このように接続電極２９ｄが共振電極２５ｂに対応する位置を迂回することにより、共振電極２５ｂと接続電極２９ｄとの間の距離及び対向面積が、迂回しない場合（図７参照）に比して大きくなる。よって、共振電極２５ｂと接続電極２９ｄとの間に生じる寄生素子５７の静電容量が低減され、結果として高周波側のスプリアスが減衰される。
【００２４】
また、前述の通り、積層型誘電体フィルタＦ１は、ストリップライン共振器が形成されている高誘電率部Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７を、低誘電率部Ｓ３，Ｓ４と低誘電率部Ｓ８，Ｓ９とにより挟む構造を成している。このため、接続電極２９ｄの近傍に誘電率が低い層が存在することとなり、その結果、接続電極２９ｄ自身の共振の影響が低減され、その共振に起因するスプリアスが減衰される。特に、積層型誘電体フィルタＦ１では、積層部Ｓ７に誘電体層Ｒ７の厚み方向で隣り合う積層部Ｓ８が低誘電率部とされているので、接続電極２９ｄと低誘電率部が近接して存在することとなり、スプリアスが効果的に減衰される。
【００２５】
以上のように、積層型誘電体フィルタＦ１では、スプリアスが減衰されることにより、信号の品質劣化の抑制が図られる。
【００２６】
（第２実施形態）
図６に示すように、積層型誘電体フィルタＦ２における積層型誘電体フィルタＦ１との相違点は、積層部Ｓ７に設けられた内部電極の形状にある。積層型誘電体フィルタＦ２の積層部Ｓ７には、内部電極Ｐ７に代えて内部電極Ｐ２７が設けられている。内部電極Ｐ２７は、調整電極２９ａ，２９ｃと、それらを接続する接続電極２９ｅを有している。接続電極２９ｅは、調整電極２９ａ，２９ｃの互いに向かい合う縁部３１ａ，３１ｃのうち、最も側面２１に近い部分同士を繋いでいる。すなわち、誘電体層Ｒ７の厚み方向から見れば、接続電極２９ｅは、共振電極２５ｂの先端の縁部２５ｈに沿うように位置している。このような接続電極２９ｅの配置によっても、共振電極２５ｂと接続電極２９ｅとの間の距離及び対向面積が、図７に示す場合に比して大きくなるので、積層型誘電体フィルタＦ１と同様の作用効果が得られる。
【００２７】
上記実施形態の積層型誘電体フィルタＦ１及び積層型誘電体フィルタＦ２と、比較例である積層型誘電体フィルタＦ３と、について、６０００〜８０００ＭＨｚにおける周波数特性を図８に示した。なお、比較例の積層型誘電体フィルタＦ３における積層型誘電体フィルタＦ１との相違点は、図７に示すように、積層部Ｓ７に設けられた内部電極の形状にある。積層型誘電体フィルタＦ３の積層部Ｓ７には、内部電極Ｐ７に代えて内部電極Ｐ３７が設けられている。内部電極Ｐ３７は、調整電極２９ａ，２９ｃと、それらを接続する接続電極２９ｆを有しており、接続電極２９ｆは、調整電極２９ａ，２９ｃの互いに向かい合う縁部３１ａ，３１ｃの中心付近同士を繋いでいる。すなわち、積層型誘電体フィルタＦ３では、誘電体層Ｒ７の厚み方向から見て、接続電極２９ｆと共振電極２５ｂとが重なるような位置関係にある。
【００２８】
図８に示すように、積層型誘電体フィルタＦ１及び積層型誘電体フィルタＦ２では、積層型誘電体フィルタＦ３に比較してスプリアスが減衰し、６０００〜８０００ＭＨｚにおける減衰量が大きくなっている。特に、積層型誘電体フィルタＦ１では減衰量が大きいことが判る。このように、積層型誘電体フィルタＦ１及び積層型誘電体フィルタＦ２によれば、スプリアスを減衰することができ、通過周波数帯域の高周波側において信号品質の劣化が抑制されることが判る。また、積層型誘電体フィルタＦ１及び積層型誘電体フィルタＦ２では、接続電極２９ｄ，２９ｅの位置を変えることにより、Ｑ値の大きな低下を招くこともなくスプリアスを低減することができる。
【００２９】
なお、上記実施形態では、低誘電率部Ｓ３，Ｓ４、低誘電率部Ｓ８，Ｓ９が、高誘電率部Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７の一方側及び他方側の両方に設けられているが、低誘電率部は、高誘電率部の何れかの側のみに設けられてもよい。また、上記実施形態では、低誘電率部Ｓ３，Ｓ４、低誘電率部Ｓ８，Ｓ９が２層組とされているため、低誘電率部が厚くなり、よりスプリアスを減衰させる点で好ましいが、低誘電率部は２層組に限らず１層ずつでもよい。また、積層型誘電体フィルタＦ１では、内部電極Ｐ７が設けられた積層部Ｓ７に隣接する積層部Ｓ８が低誘電率部とされているが、積層部Ｓ７と積層部Ｓ８との間に高誘電率部が入っていてもよい。
【００３０】
上記実施形態では、本発明を３つのストリップライン共振器を備えた積層型誘電体フィルタに適用したが、本発明は、ストリップライン共振器を４つ以上備える積層型誘電体フィルタにも適用が可能である。この場合の積層体誘電フィルタでは、互いの間に１つ以上の他の共振電極が存在するように配置された一対の共振電極に、それぞれ調整電極が対応するように配置され、それらの調整電極同士が接続電極により接続される。そして、上記一対の共振電極の間に位置する１つ以上の共有電極の全部と、調整電極とが、誘電体層の厚み方向から見て重ならないように位置するか、又は、接続電極が共振電極の全部の縁部に沿うように位置する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】積層型誘電体フィルタを示す斜視図である。
【図２】積層型誘電体フィルタを示す分解斜視図である。
【図３】積層型誘電体フィルタを示す回路図である。
【図４】積層型誘電体フィルタの周波数特性を示すグラフである。
【図５】積層型誘電体フィルタの積層体の平面図である。
【図６】変形例に係る積層型誘電体フィルタの積層体の平面図である。
【図７】変形例に係る積層型誘電体フィルタの積層体の平面図である。
【図８】積層型誘電体フィルタの周波数特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３２】
Ｆ１…積層型誘電体フィルタ、３…積層体、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ…共振電極、２９ａ，２９ｃ…調整電極、２９ｄ，２９ｅ…接続電極、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ…ストリップライン共振器、Ｓ５…積層部（第１の積層部）、Ｓ６…積層部（第２の積層部）、Ｓ３，Ｓ４，Ｓ８，Ｓ９…積層部（第３の積層部）、Ｒ５…誘電体層（第１の誘電体層）、Ｒ６…誘電体層（第２の誘電体層）、Ｒ３，Ｒ４，Ｒ８，Ｒ９…誘電体層（第３の誘電体層）、Ｆ２，Ｆ３…積層型誘電体フィルタ。
【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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