(57)【要約】【課題】装置の大型化を防止しつつ、認証の精度を向上させる。【解決手段】耳部の内部における血管情報と、センサ情報とを取得する取得部と、血管情報を所定のパターンと照合する照合処理を行い、その結果に応じて個人の認証を行う認証部とを有し、認証部は、取得部により取得されたセンサ情報に基づいた照合処理を行う認証装置である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耳部の内部における血管情報と、センサ情報とを取得する取得部と、
前記血管情報を所定のパターンと照合する照合処理を行い、その結果に応じて個人の認証を行う認証部とを有し、
前記認証部は、前記取得部により取得されたセンサ情報に基づいた照合処理を行う
認証装置。
【請求項２】
前記認証部は、前記取得部により取得されたセンサ情報に基づいて、前記照合処理に用いる前記血管情報の範囲と、前記照合処理に用いる前記パターンの範囲とを設定し、前記設定された範囲の血管情報を前記設定された範囲のパターンと照合する
請求項１に記載の認証装置。
【請求項３】
前記認証部は、前記取得部により取得されたセンサ情報に基づいて、前記照合処理に用いる前記パターンを切り替える
請求項１または２に記載の認証装置。
【請求項４】
前記認証の結果を出力する出力部を有する
請求項１〜３のいずれかに記載の認証装置。
【請求項５】
前記取得部は、前記血管情報および前記センサ情報を無線通信により取得する
請求項１〜４のいずれかに記載の認証装置。
【請求項６】
前記血管情報は、前記耳部の内部の血管を撮影することにより得られる画像情報である
請求項１〜５のいずれかに記載の認証装置。
【請求項７】
前記センサ情報は、加速度センサにより得られる情報である
請求項１〜６のいずれかに記載の認証装置。
【請求項８】
検出装置と認証装置とを有する認証システムであって、
前記検出装置は、
耳部の内部における血管を検出する検出部と、
加速度を得る加速度センサと、
前記検出部により得られる血管情報と、前記加速度センサにより得られるセンサ情報とを前記認証装置に送信する第１通信部とを有し、
前記認証装置は、前記血管情報と前記センサ情報とを受信する第２通信部と、
前記血管情報を所定のパターンと照合する照合処理を行い、その結果に応じて個人の認証を行う認証部とを有し、
前記認証部は、前記第２通信部により受信されたセンサ情報に基づいた照合処理を行う
認証システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、認証装置および認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より個人を認証する装置として、例えば特許文献１に記載されているような、人の指の血管パターンを使用して認証を行う認証装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１８２９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、人の指や手の血管（例えば、静脈の血管）を使用した認証装置は、外乱光を遮断しなくてはならないため、部品点数が増加してしまう問題や、装置全体が大型化する問題がある。また、認証対象の指や手の情報は奪われやすく、偽装される可能性も否定できない。このような問題に対応するために、人体の指や手以外の箇所を認証対象とすることも考えられるが、その場合でも認証の精度を向上させることが望まれる。
【０００５】
したがって、本発明の目的の一つは、上記問題を解決する新規且つ有用な認証装置および認証システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明は、例えば、
耳部の内部における血管情報と、センサ情報とを取得する取得部と、
血管情報を所定のパターンと照合する照合処理を行い、その結果に応じて個人の認証を行う認証部とを有し、
認証部は、取得部により取得されたセンサ情報に基づいた照合処理を行う
認証装置である。
【０００７】
また、本発明は、
検出装置と認証装置とを有する認証システムであって、
検出装置は、
耳部の内部における血管を検出する検出部と、
加速度を得る加速度センサと、
検出部により得られる血管情報と、加速度センサにより得られるセンサ情報とを認証装置に送信する第１通信部とを有し、
認証装置は、血管情報とセンサ情報とを受信する第２通信部と、
血管情報を所定のパターンと照合する照合処理を行い、その結果に応じて個人の認証を行う認証部とを有し、
認証部は、第２通信部により受信されたセンサ情報に基づいた照合処理を行う
認証システムである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、人体の耳部の内部の血管情報に基づいた認証を行うことが可能となる。また、認証の精度を向上させることができる。なお、本明細書において例示された効果により本発明の内容が限定して解釈されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る検出装置の外観例を示す図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る検出装置の外観例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る認証装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、検出装置が耳内部へ装着された状態の一例を示す図である。
【図６】図６は、検出装置が耳内部へ装着された状態の他の例を示す図である。
【図７】図７Ａは、血管情報の一例を示す図であり、図７Ｂは、センサ情報に基づいて設定される血管情報の範囲を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態等について図面を参照しながら説明する。説明は以下の順序で行う。
＜１．一実施形態＞
＜２．変形例＞
但し、以下に示す実施形態等は、本発明の技術思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明は例示された構成に限定されるものではない。なお、特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものではない。特に、実施形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置、上下左右等の方向の記載等は特に限定する旨の記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがあり、また、図示が煩雑となることを防止するために、参照符号の一部のみを図示する場合もある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、重複する説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
【００１１】
＜１．一実施形態＞
［検出装置の形状例］
一実施形態に係る検出装置（検出装置１）について説明する。一実施形態に係る検出装置１は、耳の内部の血管を検出する装置である。図１、図２は、検出装置１の形状例を示す図である。図１、図２に示すように、検出装置１は、リング状のフレーム１ａと、フレーム１ａに接続されている耳掛部１ｂとを有している。フレーム１ａの内側には、端面が円形状の基部１ｃが取り付けられている。基部１ｃの一方の端面側からは、耳内部に挿入される挿入部１ｄが植立している。基部１ｃおよび挿入部１ｄが全体として耳栓のような形状を有している。挿入部１ｄの周面の所定箇所には、検出ユニット１１が設けられている。
【００１２】
［検出装置の構成例］
図３は、検出装置１の構成例を示すブロック図である。検出装置１は、例えば、制御部１０と、検出ユニット１１と、加速度センサ１２と、通信部１３と、スピーカ１４と、電源１５とを有している。
【００１３】
制御部１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）から構成されており、検出装置１の各部を制御する。制御部１０は、図示しないＲＯＭ(Read Only Memory)やＲＡＭ(Random Access Memory)を有している。ＲＯＭには、検出装置１を動作させるためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、プログラムが実行される際のワークエリアとして用いられる。
【００１４】
検出ユニット１１は、耳内部の血管（例えば静脈）を検出する検出部として機能する。検出ユニット１１は、発光部１１ａと受光部１１ｂとを有している。発光部１１ａは、例えばＬＥＤ(Light Emitting Diode)および当該ＬＥＤを駆動するためのドライバ等を含むものである。受光部１１ｂは、発光部１１ａから出射された光の反射光を検出するものであり、フォトダイオード、フォトトランジスタ、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子等から構成される。
【００１５】
ここで、発光部１１ａから出射された光は、耳内部の皮下組織まで浸透し、一部は反射や散乱によって皮膚表面まで戻ってくる。この時、波長４００ｎｍ（紫色）や５５０ｎｍ（緑色）の光は、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとの強い吸収によって血管部分ではほとんど吸収されてしまう。このため、皮膚表面まで戻ってきた光を受光して得られる像は血管のパターンを反映することになり、血管のパターンに関する画像情報（以下、血管情報と適宜称する）を得ることができる。また、波長６６０ｎｍ（赤色）の光では、酸化ヘモグロビンには殆ど吸収されないが、還元ヘモグロビンには吸収される。したがって、皮膚表面まで戻ってきた光を受光して得られる像からは、静脈の血管パターンを反映することになり、静脈に関する血管情報を得ることができる。また、波長９３０ｎｍの近赤外光は生体の大部分を占める水分はもとより、皮膚色素のメラニンやビリルビン、β-カロチンなどによる吸収が少なく、よりよく生体に浸透する一方、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとに吸収される。このため、皮膚表面まで戻ってきた光を受光して得られる像は血管のパターンを反映することになり、血管情報を得ることができる。したがって、血管情報を得るためには、波長４００ｎｍ付近（紫色）、５５０ｎｍ付近（緑色）、あるいは、波長６６０ｎｍ付近（赤色）から波長９３０ｎｍ付近（近赤外)の範囲の光を出射する発光部１１ａを用いることが有効であり、且つ、発光部１１ａから出射される光の波長に感度を持つ受光部１１ｂを用いることが有効である。
【００１６】
加速度センサ１２は、検出装置１にかかる加速度を検出する例えば３軸の加速度センサである。加速度センサ１２により得られるセンサ情報に基づいて検出装置１の傾きを検出することができる。
【００１７】
通信部１３は、後述する認証装置と通信を行うものである。通信部１３が行う通信としては有線による通信でもよいし、無線による通信でもよい。無線による通信としては、無線ＬＡＮ(Local Area Network)やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）、赤外線による通信等を挙げることができる。
【００１８】
スピーカ１４は、ユーザに対して音声により情報を提供する。ユーザに対して提供される情報は、検出装置１の使用方法やオーディオ信号の音声等を挙げることができる。
【００１９】
電源１５は、検出装置１の各部に対して電力を供給する電池やその周辺回路を含むものである。電源１５として用いられる電池は、乾電池やコイン型電池等の一次電池でもよいし、リチウムイオン電池等の充電可能な二次電池でもよい。
【００２０】
例えば、制御部１０と、加速度センサ１２と、通信部１３と、電源１５とが基部１ｃ内に収納される。また、挿入部１ｄの周面に検出ユニット１１が設けられ、挿入部１ｄの先端付近にスピーカ１４が設けられる。
【００２１】
［認証装置の構成例］
次に、検出装置１から供給される情報に基づいて、個人の認証を行う認証装置（認証装置２）について説明する。認証装置２としては、パーソナルコンピュータ、タブレット型のコンピュータ、スマートフォン、ゲーム機器、人体に装着可能なウエアラブル機器等の電子機器を挙げることができる。図４は、認証装置２の構成例を示すブロック図である。認証装置２は、例えば、制御部２０と、認証部２１と、記憶部２２と、通信部２３と、表示部２４と、スピーカ２５とを有している。
【００２２】
制御部２０は、例えばＣＰＵから構成されており、認証装置２の各部を制御する。制御部２０は、図示しないＲＯＭやＲＡＭを有している。ＲＯＭには、認証装置２を動作させるためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、プログラムが実行される際のワークエリアとして用いられる。
【００２３】
認証部２１は、検出装置１から供給される血管情報とセンサ情報とに基づいて個人の認証を行うものである。認証部２１の具体的な動作については後述する。なお、制御部２０の機能と認証部２１の機能とが同一の機能ブロックによって実行される構成でもよい。
【００２４】
記憶部２２は、認証部２１と接続されているメモリである。記憶部２２には、予め取得されたユーザの血管のパターンを示す画像情報（以下、認証用血管パターンと称する）が記憶されている。認証時には、認証部２１が、検出装置１から供給される血管情報を記憶部２２に記憶されている認証用血管パターンと照合する照合処理を行い、その結果に応じて個人の認証を行う。なお、記憶部２２は、認証装置２に内蔵されるメモリでもよいし、認証装置２に着脱自在とされるメモリでもよい。記憶部２２としては、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)等を挙げることができる。
【００２５】
通信部２３は、検出装置１と通信を行うものである。通信部２３が行う通信としては有線による通信でもよいし、無線による通信でもよい。
【００２６】
表示部２４は、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)、有機ＥＬ(Electro Luminescence)等から構成されており、映像を出力する。表示部２４に表示される情報としては、認証の結果やテレビジョン放送、インターネットを介して得られる動画や静止画等を挙げることができる。
【００２７】
スピーカ２５は、音声を出力するものである。スピーカ２５から出力される音声としては、認証の結果やテレビジョン放送の音声、インターネットを介して得られる動画の音声、オーディオ等を挙げることができる。表示部２４やスピーカ２５が、認証の結果を出力する出力部の一例として機能する。
【００２８】
以上説明した検出装置１と認証装置２とにより認証システムが構成される。
【００２９】
［認証システムの動作例］
次に、認証システムの動作例について説明する。始めに、検出装置１と認証装置２とが起動され、両装置間での通信が可能となる。このとき、近距離無線通信を互いの装置が行うことにより、検出装置１と認証装置２とが自動的にペアリングされてもよい。次に、図５に示すように、耳掛部１ｂがユーザの耳介に掛けられ、検出ユニット１１を含む挿入部１ｄが耳内部に挿入される（なお、図５や後述の図６では、フレーム１ａや耳掛部１ｂの図示を省略している）。
【００３０】
次に、検出ユニット１１により耳内部（例えば、外耳道）の血管情報が検出される。具体的には、発光部１１ａから出射された光（例えば、赤外光）が外耳道の皮膚に向けて照射され、その反射光が受光部１１ｂにより検出される。上述したように、発光部１１ａから出射された光は血管により吸収される（反射されない）ので、受光部１１ｂが受光した反射光のパターンは血管のパターンを示すことになる。検出ユニット１１は、受光部１１ｂが受光した血管のパターンを示す画像データを制御部１０に供給する。制御部１０は、画像データに対して例えば、２値化処理、ノイズ低減処理、Ａ／Ｄ(Analog to Digital)変換処理等を行うことにより血管情報を得る。
【００３１】
また、検出装置１が耳に装着された状態で加速度センサ１２により検出された加速度を示すセンサ情報が、制御部１０に入力される。
【００３２】
制御部１０は、血管情報およびセンサ情報を通信部１３に供給する。通信部１３は、血管情報およびセンサ情報を通信に適合するフォーマットに変調することにより通信用データを生成し、生成した通信用データを認証装置２に送信する。
【００３３】
認証装置２の通信部２３は、検出装置１から送信される通信用データを受信する。通信部２３は、通信用データを復調することにより血管情報およびセンサ情報を得る。通信部２３は、血管情報およびセンサ情報を制御部２０に供給する。制御部２０は、血管情報およびセンサ情報を認証部２１に供給する。
【００３４】
認証部２１は、記憶部２２から認証用血管パターンを読み出す。そして、認証部２１は、制御部２０から供給される血管情報を認証用血管パターンと照合する照合処理（マッチング処理）を行う。例えば、血管情報および認証用血管パターンの双方に複数の特徴点を設定し、両方の特徴点に血管（静脈）が存在する等、特徴が一致した特徴点の数が一定数以上の場合には、認証部２１は認証が成立したものと判断する。反対に、特徴が一致した特徴点の数が一定数に満たない場合には、認証部２１は認証が成立しないものと判断する。認証部２１は、認証の結果を制御部２０に対して出力する。
【００３５】
制御部２０は、認証結果に応じた処理を行う。例えば認証が成立した場合には、制御部２０は表示部２４に「認証が成立しました」等のメッセージを表示する制御やスピーカ２５から音声を再生する制御を行う。例えば認証が成立しない場合には、制御部２０は表示部２４に「認証が成立しません。」等のメッセージを表示する制御やスピーカ２５から音声を再生する制御を行う。
【００３６】
なお、認証結果が認証装置２から検出装置１に対して送信されてもよい。そして、検出装置１のスピーカ１４から認証結果を示す音声が再生されるようにしてもよい。認証が成立しない場合には、再度の認証を促すメッセージがスピーカ１４から再生されるようにしてもよい。また、認証装置２がパーソナルコンピュータやコンテンツ再生機器に組み込まれている場合には、認証が成立した場合には装置に対応するアプリケーションの実行が許可され、認証が成立しない場合には装置に対応するアプリケーションの実行が不許可とされる。
【００３７】
［認証部の照合処理について］
認証システムの基本的な動作は上述した通りである。ところで、検出装置１は、図５に例示したような姿勢で常に耳内部に挿入されるとは限らない。検出装置１の挿入の仕方に起因して図６に示すように、検出装置１の姿勢が傾いた状態で耳内部に挿入される場合もある。また、検出装置１と認証装置２との間で有線による通信が行われる場合には、検出装置１にケーブルが接続される。このケーブルが重力により垂れ下がることによりその重みで検出装置１が傾いてしまう場合もある。このように、種々の原因により検出装置１の耳部への装着状態が異なる場合がある。
【００３８】
例えば、図６に示すように検出装置１の基部１ｃが右下に向けてやや傾いた状態で、図７Ａに示すような血管情報の画像が得られたとする。この場合、検出ユニット１１により検出される耳内部の範囲は、外耳道のやや外側（耳介側）となる。このまま得られた血管情報を認証用血管パターンと照合すると、検出範囲と認証用血管パターンの範囲とが一致していないため正規のユーザでも認証が成立しない可能性が高くなる。そこで、認証の精度を向上させるため、一実施形態に係る認証装置２の認証部２１は、検出装置１から送信されたセンサ情報に基づいた照合処理を行う。
【００３９】
例えば、認証部２１は、照合処理に使用する血管情報の範囲および認証用血管パターンの範囲をセンサ情報に基づいて設定する。上述したように、検出ユニット１１により検出される耳内部の範囲は、外耳道のやや外側（耳介側）となる。そこで、認証部２１は、図７Ｂに示すように、制御部２０から供給される血管情報のうち、照合処理に用いる範囲を右寄り（実際の検出範囲より外耳道の内側）に設定する。また、認証部２１は、認証用血管パターンに対しても照合処理に用いる範囲を設定する。例えば、認証用血管パターンの画像のうち左寄りの範囲を照合処理に用いる範囲として設定する。認証部２１は、設定された範囲ＡＲ内の血管情報の特徴点を、対応する範囲の認証用血管パターンの特徴点と照合し、その結果に基づいて認証を行う。
【００４０】
照合処理に用いる範囲は、種々の方法により設定することができる。例えば、認証部２１は、センサ情報と範囲を画する情報（例えば、座標情報）とが対応づけられたテーブルを有している。認証部２１は、当該テーブルを参照して、血管情報および認証用血管パターンのそれぞれに照合処理に用いる範囲を設定する。そして、認証部２１は、設定した範囲における血管情報、認証用血管パターンを照合し、その結果に応じて認証を行う。これにより、検出装置１の傾きに起因して検出ユニット１１の検出範囲がずれた場合でも認証の精度が低下することを防止することができる。
【００４１】
［効果］
以上説明した一実施形態によれば、以下の効果が得られる。
・耳内部の血管情報を利用するため、外乱光の影響を受けずに、認証に用いる情報を得ることができる。外乱光の影響を受けないので外乱光を遮光する部品が不要となり、装置全体を小型化することができる。
・耳内部の血管情報は指等に比べて奪われづらいので、偽装されるおそれを低くすることが可能となる。
・検出装置１の傾きを検出して、その結果に基づいた照合処理を行うので、検出装置１の耳内部への装着状態に起因して生じ得る認証の精度の低下を防止することができる。
【００４２】
＜２.変形例＞
以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく各種の変形が可能である。
【００４３】
上述した一実施形態では、センサ情報に基づいて、照合処理に用いる血管情報等の範囲を設定したがこれに限定されるものではない。例えば、センサ情報の範囲毎に対応付けられた複数の認証用血管パターンを用意してもよい。そして、センサ情報に基づいて、照合処理に用いる認証用血管パターンを切り替えるようにしてもよい。
【００４４】
上述した一実施形態に係る検出装置１は、スマートフォン、携帯型ゲーム機器、携帯型オーディオプレーヤ等に用いられるイヤホンでもよい。イヤホンを使用して一実施形態と同様の認証が行われ、認証が成立した場合に、スマートフォン等の機器の使用や、コンテンツの使用が許可されるようにしてもよい。
【００４５】
上述した一実施形態に係る検出ユニット１１が、ユーザ操作によって血管の検出を開始してもよいし、自動で血管の検出を開始してもよい。例えば、挿入部１ｄに感圧センサを設け、感圧センサによって圧力が検出された場合に検出装置１の使用が開始されたものとして、検出ユニット１１が血管の検出を開始してもよい。
【００４６】
上述した一実施形態における検出装置１において、耳内部の毛や耳垢の影響を低減させるために、複数の発光部１１ａ（例えば、２個）が設けられてもよい。そして、それぞれの発光部１１ａを発光させ、より鮮明な血管情報を照合処理に用いるようにしてもよい。複数の発光部１１ａから出射される光の波長が異なるようにしてもよい。また、偏光ユニットを設け、発光部１１ａから出射された光の光路が偏光ユニットにより適宜変更される構成でもよい。
【００４７】
上述した一実施形態における検出装置１において、外耳道以外の箇所の血管情報が用いられてもよい。例えば、鼓膜の血管情報が用いられてもよい。この場合は、検出ユニット１１が挿入部１ｄの先端に設けられる。
【００４８】
上述した一実施形態における検出ユニット１１は、全方位（３６０°）撮像可能な撮像装置や、複数の撮像装置を使用して全方位の撮像を可能とした撮像システムであってもよい。
【００４９】
認証用血管パターンがインターネット等のネットワークを介して取得できるようにしてもよい。また、認証用血管パターンと、当該認証用血管パターンの取得時におけるセンサ情報とが対応づけられて記憶部２２に記憶されていてもよい。そして、検出装置１から送信されたセンサ情報と記憶部２２に記憶されているセンサ情報とが一致若しくは一定の類似度で略一致する場合には、範囲ＡＲが設定されずに血管情報と認証用血管パターンとが照合されるようにしてもよい。
【００５０】
近年、耳内部から血圧、体温、脈拍等の生体情報を取得することが可能となっている。上述した一実施形態における検出装置１において生体情報を取得するセンサが設けられてもよい。そして、生体情報に基づいて、血管情報や認証用血管パターンの血管の太さ等を補正する処理が行われた上で照合処理が行われるようにしてもよい。これにより、ユーザの体調変化により認証の精度が低下することを防止することができる。
【００５１】
上述の実施形態および変形例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよく、公知のもので置き換えることも可能である。また、実施形態および変形例における構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、技術的な矛盾が生じない範囲において、互いに組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１・・・検出装置
２・・・認証装置
１１・・・検出ユニット
１２・・・加速度センサ
１３・・・通信部（第１通信部）
２１・・・認証部
２３・・・通信部（第２通信部）
２４・・・表示部
２５・・・スピーカ
【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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