(57)【要約】【課題】半導体装置の利用の制限を強化することが可能な半導体装置の利用制限方法を提供することである。【解決手段】本発明にかかる半導体装置の利用制限方法は、利用者が開示するユーザプログラムに基づき提供者が第１のコードを生成し（Ｓ２２）、提供者が第１のコードを半導体装置に格納し（Ｓ２３）、提供者が半導体装置を利用者に提供し（Ｓ２４）、利用者がユーザプログラムに基づき第２のコードを生成し（Ｓ２５）、第１のコードと第２のコードとを照合する（Ｓ３６）ことで、利用者が半導体装置を利用できるか否かを判断する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者が半導体装置上で動作させるユーザプログラムに基づき、提供者が第１のコードを生成し、
前記提供者が前記第１のコードを前記半導体装置に格納し、
前記提供者が前記半導体装置を前記利用者に提供し、
前記利用者が前記ユーザプログラムに基づき第２のコードを生成し、前記ユーザプログラムと前記第２のコードとを前記半導体装置に格納し、
前記半導体装置は、起動後、格納されている前記第１のコードと前記第２のコードとを照合し、一致した場合に利用可能となる、半導体装置の利用制限方法。
【請求項２】
前記第２のコードは前記半導体装置で生成される、請求項１に記載の半導体装置の利用制限方法。
【請求項３】
前記第２のコードは、前記半導体装置に前記ユーザプログラムを書き込むライターにより生成される、請求項１に記載の半導体装置の利用制限方法。
【請求項４】
前記第１及び第２のコードは、バイナリ化された前記ユーザプログラムのバイト数に基づき生成される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置の利用制限方法。
【請求項５】
前記第１及び第２のコードは、バイナリ化された前記ユーザプログラムの０の数に基づき生成される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置の利用制限方法。
【請求項６】
前記半導体装置の使用が不可であると判断された場合、前記半導体装置の機能回路の電源をオフにする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の半導体装置の利用制限方法。
【請求項７】
前記半導体装置の使用が不可であると判断された場合、プログラムカウンタへのアドレス値の書き込みを停止する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の半導体装置の利用制限方法。
【請求項８】
半導体装置上で動作させるユーザプログラムに基づき生成された第１のコードを当該半導体装置の製造時に格納し、
前記半導体装置の利用時に前記ユーザプログラムに基づき生成された第２のコードと、前記ユーザプログラムとを前記半導体装置に格納し、
前記半導体装置は、起動後、格納されている前記第１のコードと前記第２のコードとを照合し、一致した場合に利用可能となる、半導体装置の利用制限方法。
【請求項９】
利用者が半導体装置上で動作させるユーザプログラムに基づき生成された第１のコードを予め格納する第１のコード格納部と、
前記利用者が書き込む前記ユーザプログラムに基づき生成された第２のコードを格納する第２のコード格納部と、
前記利用者が利用する際に前記第１のコードと前記第２のコードとを比較するコード比較部と、
前記ユーザプログラムを格納するメモリと、を有する半導体装置。
【請求項１０】
前記利用者が書き込む前記ユーザプログラムに基づき前記第２のコードを生成するコード生成部を更に有する、請求項９に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の利用制限方法、及び半導体装置に関し、特にユーザプログラムを用いて半導体装置の利用者を制限することが可能な半導体装置の利用制限方法、及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の一つであるマイクロコンピュータは、多様な市場ニーズに応えるため、必要とする機能をワンチップ化している。また、マイクロコンピュータは、メモリに書き込むプログラムを変えることで多様な機能を発揮することができる。そして、このメモリにはプログラムを電気的に記憶・消去することが可能なフラッシュメモリが用いられている。マイクロコンピュータの提供者は、ユーザの用途に応じた仕様をプログラムとして書き込むための環境を利用者に提供し、利用者はプログラムの内容を書き換えることにより多様な機能を利用することができる。
【０００３】
特許文献１には、複数の機能を一つの半導体装置に実装し、機能提供者から許可を得た利用者だけが任意の機能を選択し利用することができる半導体装置が開示されている。図９は特許文献１に開示されている半導体装置のシステム構成を示す図である。図９に示すシステムは、機能利用者が任意の機能を利用可能とするための鍵データを生成する鍵生成部１０１と、機能利用者が使用する半導体装置１０２とを有する。半導体装置１０２は鍵データの認証処理を実施する機能選択部１０３、演算処理を実施する中央演算処理装置１０４、複数の機能回路１０６を格納する機能格納部１０５を有する。機能回路１０６は、それぞれ特定の機能を実施する回路であり、図９では任意の数字を示す記号ｎを用い、ｎ個の機能を実現できる。
【０００４】
図１０は特許文献１に開示されている半導体装置に係る全体の処理手順を示すフローチャートである。図９と図１０を用いて特許文献１にかかる半導体装置の処理手順について説明する。まず、機能利用者から必要な機能が機能提供者に依頼される。このとき、依頼として、機能利用者から利用者を識別する情報である利用者情報と機能利用者が要望する機能の情報である機能選択情報とを含む機能選択／利用者情報を機能提供者に送る(Ｓ１８１)。
【０００５】
次に、機能提供者は依頼に応じて、機能選択／利用者情報を鍵生成部１０１に入力することにより、鍵データを生成する(Ｓ１８２)。次に、機能提供者は生成した鍵データを機能利用者に配布する(Ｓ１８３)。次に、機能利用者は受け取った鍵データを半導体装置１０２に入力する(Ｓ１８４)。次に、半導体装置は機能選択部１０３において、入力された鍵データの認証処理を行う。認証に成功すれば次のステップＳ１８６に進み、認証に失敗すれば、ＮＧとして終了する(Ｓ１８５)。鍵データが正しい手順で生成されたものであれば、認証に成功する。次に、Ｓ１８５において、認証に成功すれば、機能格納部１０５に格納されている機能回路１０６のうち、機能利用者が要望した機能を実現する回路と中央演算処理装置１０４とを接続することにより、要望した機能を利用可能とする(Ｓ１８６)。この際、選択した機能ごとに、また、選択済みの機能の履歴によって、鍵生成部１０１において、生成される鍵データが異なるので、例えば、機能利用者が半導体装置を購入する顧客である場合、機能提供者は提供した機能に応じて、鍵データを顧客に配布するときに対価を得るといったビジネスを実施することも可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２９８１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、機能提供者が生成した鍵データを機能利用者が半導体装置に入力することで、利用者が半導体装置を利用できるか否か、また、利用者が利用する半導体装置の機能の選択を行なっている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示されている半導体装置では、半導体装置の利用の可否や半導体装置の機能の選択に鍵データを用いているので、本来、このような半導体装置を利用する権利を持たない第三者がこの鍵データを入手することにより、半導体装置が使用されてしまう。つまり、このような問題は、利用者に対して半導体装置の機能の利用許可を与えるコードがそれのみで流用できること、また、利用者はコードである鍵データを複製できることから生じている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかる半導体装置の利用制限方法は、利用者が半導体装置上で動作させるユーザプログラムに基づき、提供者が第１のコードを生成し、前記提供者が前記第１のコードを前記半導体装置に格納し、前記提供者が前記半導体装置を前記利用者に提供し、前記利用者が前記ユーザプログラムに基づき第２のコードを生成し、前記ユーザプログラムと前記第２のコードとを前記半導体装置に格納し、前記半導体装置は、起動後、格納されている前記第１のコードと前記第２のコードとを照合し、一致した場合に利用可能となる。
【００１０】
本発明では、利用者固有のユーザプログラムに基づき鍵データに相当するコードを生成しているので、コードがそれのみで流用されること、また、コードが複製されることを防止することができ、半導体装置の利用の制限を強化することができる。
【００１１】
本発明にかかる半導体装置は、利用者が半導体装置上で動作させるユーザプログラムに基づき生成された第１のコードを予め格納する第１のコード格納部と、前記利用者が書き込む前記ユーザプログラムに基づき生成された第２のコードを格納する第２のコード格納部と、前記利用者が利用する際に前記第１のコードと前記第２のコードとを比較するコード比較部と、前記ユーザプログラムを格納するメモリと、を有する。
【００１２】
本発明にかかる半導体装置では、利用者固有のユーザプログラムに基づき鍵データに相当するコードを生成しているので、コードがそれのみで流用されること、また、コードが複製されることを防止することができ、半導体装置の利用の制限を強化することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、半導体装置の利用の制限を強化することが可能な半導体装置の利用制限方法、及び半導体装置の提供をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１にかかる半導体装置を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１にかかる半導体装置のコード生成処理を説明するためのフローチャートである。
【図３】実施の形態１にかかる半導体装置のコード照合処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】実施の形態１にかかる半導体装置の利用制限方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】実施の形態１にかかる半導体装置のコード生成の例を示す図である。（ａ）は、バイナリ化されたユーザプログラムのバイト数を用いる場合、（ｂ）はバイナリ化されたユーザプログラムの０の数を用いる場合である。
【図６】実施の形態１にかかる半導体装置の利用制限方法の例を示す図である。（ａ）は、電源回路を遮断する場合、（ｂ）は、アドレス更新処理を遮断する場合である。
【図７】実施の形態２にかかる半導体装置を示すブロック図である。
【図８】実施の形態２にかかる半導体装置のコード生成処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】特許文献１にかかる半導体装置を説明するためのブロック図である。
【図１０】特許文献１にかかる半導体装置の利用制限方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１について説明する。
図１は本実施の形態にかかる半導体装置を示すブロック図である。図１に示す半導体装置（マイクロコンピュータ）１は、ＣＰＵ３、コード生成部４、コード照合部５、第１のコード格納部６、第２のコード格納部７、フラッシュメモリ８、リセット制御部９、第１の周辺機能１０、第２の周辺機能１１、各構成要素を互いに接続するバス２０を有する。また、本実施の形態にかかる半導体装置１に対してユーザプログラム１２を書き込む場合は、ライター２を用いる。第１の周辺機能１０、第２の周辺機能１１は半導体装置が提供可能な機能を実現することができる回路である。
【００１６】
ＣＰＵ３は、バス２０に接続されており、当該バス２０を介して、コード生成部４、コード照合部５、第１のコード格納部６、第２のコード格納部７、フラッシュメモリ８、リセット制御部９、第１の周辺機能１０、第２の周辺機能１１に、それぞれアクセス可能とされている。また、ライター２からのユーザプログラム１２はＣＰＵ３を経由してコード生成部４、フラッシュメモリ８へ送られる。その他、ＣＰＵ３は半導体装置１の動作条件等を設定する機能も有する。
【００１７】
フラッシュメモリ８は、ライター２を用いて書き込まれたユーザプログラム１２を格納する。フラッシュメモリは、例えばフラッシュメモリ制御部を有し、当該フラッシュメモリ制御部を用いてフラッシュメモリへのユーザプログラムの格納を制御することができる。
【００１８】
第１のコード格納部６は、第１のコードを格納する。第１のコードは、半導体装置利用者（以下、利用者ともいう）が半導体装置提供者（以下、提供者ともいう）に開示するユーザプログラムに基づき、提供者が生成する。第１のコードを生成する方法としては、例えば図５（ａ）、図５（ｂ）に示す方法を用いることができる。
【００１９】
図５（ａ）に示す方法では、利用者から開示されたユーザプログラム１２をバイナリ化し（Ｓ３１）、バイナリ化されたユーザプログラムのバイト数を算出する（Ｓ３２）。そして、このバイナリ化されたユーザプログラムのバイト数を第１のコードとすることができる（Ｓ３３）。また、図５（ｂ）に示す方法では、利用者から開示されたユーザプログラム１２をバイナリ化し（Ｓ４１）、バイナリ化されたユーザプログラムの０の数をカウントする（Ｓ４２）。そして、このバイナリ化されたユーザプログラムの０の数を第１のコードとすることができる（Ｓ４３）。
なお、第１のコードを生成する方法は、図５（ａ）、図５（ｂ）に示す方法に限定されることはなく、利用者から開示されたユーザプログラムから固有のコードを生成することができ方法であればどのような方法を用いてもよい。
【００２０】
コード生成部４はバス２０に接続されており、ライター２から転送されてきたユーザプログラム１２に基づき第２のコードを生成する。この場合、ライター２から転送されるユーザプログラムは、利用者が半導体装置１を利用する際に書き込まれるプログラムであり、利用者固有のプログラムである。以下、図２を用いてコード生成部４におけるコード生成のフローについて説明する。
【００２１】
図２に示すように、まず半導体装置１の利用者がライター２を用いて半導体装置１に対してユーザプログラムの書き込みを開始することで（Ｓ１）、半導体装置１へユーザプログラム１２が転送される（Ｓ２）。その後、半導体装置１のコード生成部４で、転送されてきたユーザプログラム１２に基づき第２のコードを生成する（Ｓ３）。そして、生成された第２のコードは、第２のコード格納部７に格納される（Ｓ４）。
【００２２】
また、ユーザプログラム１２を用いて第２のコードを生成する場合も、例えば図５（ａ）、図５（ｂ）に示す方法を用いることができる。図５（ａ）に示す方法では、コード生成部４は、ライター２から書き込まれたユーザプログラム１２をバイナリ化し（Ｓ３１）、バイナリ化されたユーザプログラムのバイト数を算出する（Ｓ３２）。そして、このバイナリ化されたユーザプログラムのバイト数を第２のコードとすることができる（Ｓ３３）。また、図５（ｂ）に示す方法では、コード生成部４は、ライター２から書き込まれたユーザプログラム１２をバイナリ化し（Ｓ４１）、バイナリ化されたユーザプログラムの０の数をカウントする（Ｓ４２）。そして、このバイナリ化されたユーザプログラムの０の数を第２のコードとすることができる（Ｓ４３）。なお、第２のコードを生成する方法は、図５（ａ）、図５（ｂ）に示す方法に限定されることはなく、利用者がライター２から書き込むユーザプログラムから固有のコードを生成することができ方法であればどのような方法を用いてもよい。
【００２３】
コード照合部５は、利用者が開示したユーザプログラムに基づき提供者が生成した第１のコードと、利用者がライター２を用いて書き込んだユーザプログラムに基づき生成された第２のコードとを照合する。図３は、本実施の形態にかかる半導体装置のコード照合処理を説明するためのフローチャートである。コード照合処理は、提供者が生成した第１のコードが第１のコード格納部６に格納されていると共に、既にライター２を用いてユーザプログラムが書き込まれ、更に当該ユーザプログラムに基づき生成された第２のコードが第２のコード格納部２に格納されている半導体装置１に対して実施される。
【００２４】
図３に示すように、半導体装置の利用者は、半導体装置１に対して電源を投入する（Ｓ１１）。次に、半導体装置１は、ユーザプログラム書き込みモードであるか否かを判断する（Ｓ１２）。ユーザプログラム書き込みモードであるか否かについては、例えばフラッシュメモリにユーザプログラムが書き込まれているか、また、第２のコード格納部に第２のコードが格納されているかなどにより判断することができる。そして、ユーザプログラム書き込みモードであると判断された場合は、半導体装置１に対してライター２を用いてユーザプログラムを書き込むユーザプログラム書き込み処理が実行される（Ｓ１３）。
【００２５】
一方、ユーザプログラム書き込みモードではないと判断された場合は、第１のコード格納部に格納された第１のコード（提供者が生成）と、第２のコード格納部に格納された第２のコード（利用者が生成）とを照合する（Ｓ１４、Ｓ１５）。その結果、第１のコードと第２のコードが一致していない場合は、半導体装置１が動作しないように、コード照合部５は、リセット制御部９に対してリセット処理を実行するように指令を出す（Ｓ１７）。また、第１のコードと第２のコードが一致している場合は、コード照合部５はリセット制御部９に対してリセットを解除するように指令を出す（Ｓ１６）。リセット制御部９がリセットを解除することで、半導体装置においてユーザプログラムの処理が開始される（Ｓ１８）。
【００２６】
図６は、半導体装置の利用制限方法の例を示す図である。図６（ａ）に示すように、半導体装置の機能を実現する回路ブロックＡ（１４）、回路ブロックＢ（１５）は、電源回路スイッチ１３を介して電源電圧ＶＤＤと接続されている。また、回路ブロックＡ（１４）、回路ブロックＢ（１５）は、接地電位ＧＮＤとも接続されている。そして、コード照合部５からの一致信号により電源回路がＯＮし、各機能回路に電源が供給され動作が可能になる。
【００２７】
また、図６（ｂ）に示すように、アドレス生成部１６とプログラムカウンタ（ＰＣ）１８との間にアドレス更新許可回路１７を設け、当該アドレス更新許可回路１７をリセット制御部９で制御することで、半導体装置のユーザプログラムの実行を制限することができる。つまり、ユーザプログラムの処理は当該プログラムカウンタ１８にアドレス値を代入することで実現されることから、アドレス生成部１６とプログラムカウンタ１８との接続をアドレス更新許可回路１７で切断することで、ユーザプログラムの実行を制限することができる。
【００２８】
次に、本実施の形態にかかる半導体装置の利用制限方法について、図４を用いて説明する（適宜、図１の半導体装置も用いて説明する）。
図４に示す半導体装置利用者とは、例えば、半導体装置提供者が提供する半導体装置（マイクロコンピュータ）にユーザプログラムを書き込み、当該ユーザプログラムが書き込まれた半導体装置を実装した商品を市場で販売等する者である。一方、半導体装置提供者とは、例えば、半導体装置を生産し、当該半導体装置を利用者に提供する者である。
【００２９】
図４に示すように、利用者は、利用者が半導体装置を利用する際に書き込むユーザプログラムを、提供者へ開示する（Ｓ２１）。利用者からユーザプログラムを開示された提供者は、当該開示されたユーザプログラムに基づき第１のコードを生成する（Ｓ２２）。第１のコードの生成方法は、例えば図５（ａ）、図５（ｂ）に示す方法で生成することができる。次に、提供者は生成した第１のコードを半導体装置１の第１のコード格納部６に格納する（Ｓ２３）。そして、第１のコードを格納した半導体装置を利用者に対して提供する（Ｓ２４）。
【００３０】
半導体装置の提供を受けた利用者は、ライターを用いて半導体装置に対してユーザプログラムを書き込むと共に、当該ユーザプログラムに基づき第２のコードを生成する（Ｓ２５）。このとき、第２のコードは半導体装置１のコード生成部４で生成される。なお、第２のコードは、半導体装置にユーザプログラムを書き込むライター２で生成されてもよい。ライター２で第２のコードを生成する場合については、実施の形態２で説明する。また、第２のコードは、例えば図５（ａ）、図５（ｂ）に示す方法で生成することができる。
【００３１】
半導体装置は、提供者により生成された第１のコードと、利用者により生成された第２のコードとをコード照合部５で照合する（Ｓ２６）。そして、第１のコードと第２のコードが一致している場合は、半導体装置の動作が許可される（Ｓ２７）。一方、第１のコードと第２のコードが一致していない場合は、半導体装置の動作が禁止される（Ｓ２７）。
【００３２】
一般的に、半導体装置は、提供者と利用者との間で、その半導体装置の機能、数量等に基づき価格が決定される。例えば、提供者は、供給数量が多い利用者Ａに対して提供する場合は、供給数量が少ない利用者Ｂに対して供給する場合よりも比較的安価に半導体装置を提供する（いわゆる、ボリュームディスカウント）。しかし、比較的安価に半導体装置を仕入れた利用者Ａが第三者に対して半導体装置を再譲渡した場合、第三者は比較的安価に半導体装置を入手できるため、提供者は第三者に対して適切な価格で半導体装置を供給する機会を失うことになる。
【００３３】
このようなことを防止するために、特許文献１では、機能提供者が生成した鍵データを用いて半導体装置の利用者を制限していた。しかしながら、特許文献１に開示されている半導体装置では、半導体装置の利用の可否や半導体装置の機能の選択に鍵データを用いているので、本来、このような半導体装置を利用する権利を持たない第三者がこの鍵データを入手することにより、半導体装置が使用されてしまうという問題があった。つまり、このような問題は、利用者に対して半導体装置の機能の利用許可を与えるコードがそれのみで流用できること、また、利用者はコードである鍵データを複製できることから生じていた。
【００３４】
これに対して、本実施の形態にかかる半導体装置の利用制限方法では、利用者固有の情報であるユーザプログラムに基づき鍵データに相当するコードを生成しているので、コードがそれのみで流用されること、また、コードが複製されることを防止することができ、半導体装置の利用の制限を強化することができる。
【００３５】
また、利用者が書き込むユーザプログラムに基づき提供者がコードを生成し、当該コードを半導体装置に格納しているので、提供者は利用者に対してコードを開示する必要がなく、第三者がコードを流用することを防止することができる。また、利用者が書き込むユーザプログラムは利用者固有のものであるため、仮に利用者が第三者に対して半導体装置を譲渡したとしても、半導体装置に格納されているコードから第三者へ半導体装置を譲渡した利用者を特定することができる。さらに、ユーザプログラムからコードを生成するプロセスは、半導体装置提供者、半導体装置またはライター内部にて行うため第三者に開示する必要がなく、コードの複製を防ぐことができる。
【００３６】
実施の形態２
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
図７は本実施の形態にかかる半導体装置を示すブロック図である。実施の形態１にかかる半導体装置では、コード生成部４は半導体装置１の内部に設けられていたが、本実施の形態にかかる半導体装置では、コード生成部４はライター２の内部に設けられている。
【００３７】
図７に示す半導体装置（マイクロコンピュータ）１は、ＣＰＵ３、コード照合部５、第１のコード格納部６、第２のコード格納部７、フラッシュメモリ８、リセット制御部９、第１の周辺機能１０、第２の周辺機能１１、各構成要素を互いに接続するバス２０を有する。また、本実施の形態にかかる半導体装置１に対してユーザプログラム１２を書き込むライター２は、コード生成部４を有する。
【００３８】
図８は本実施の形態にかかる半導体装置のコード生成処理を説明するためのフローチャートである。本実施の形態では、コード生成部４は半導体装置１にユーザプログラム１２を書き込むライター２内に設けられている。まず、ライター２によるユーザプログラム書き込み処理が開始されると（Ｓ５１）、ライター２内のコード生成部４はユーザプログラム１２に基づき第２のコードを生成する（Ｓ５２）。その後、ライター２は半導体装置１に対して、ユーザプログラム１２と生成された第２のコードを転送する（Ｓ５３）。転送されたユーザプログラム１２は、半導体装置１のフラッシュメモリ８に格納される。また、転送された第２のコードは、半導体装置１の第２のコード格納部７に格納される（Ｓ５４）。
【００３９】
これ以外の部分については、実施の形態１にかかる半導体装置と同様の構成であるので説明を省略する。また、本実施の形態にかかる半導体装置の利用制限方法および効果についても、実施の形態１で説明した半導体装置の利用制限方法および効果と同様であるので説明を省略する。
【００４０】
以上、本発明を上記実施形態に即して説明したが、上記実施形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００４１】
１  半導体装置（マイクロコンピュータ）
２  ライター
３  ＣＰＵ
４  コード生成部
５  コード照合部
６  第１のコード格納部
７  第２のコード格納部
８  フラッシュメモリ
９  リセット制御部
１０  第１の周辺機能
１１  第２の周辺機能
１２  ユーザプログラム
１３  電源回路スイッチ
１４  回路ブロックＡ
１５  回路ブロックＢ
１６  アドレス生成部
１７  アドレス更新許可回路
１８  ＰＣ（プログラムカウンタ）
２０  バス
【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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【図９】
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【図１０】
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