(57)【要約】【課題】コストを抑制すると共に、画像品質を高精細にする。【解決手段】表示画素１０は、それぞれ異なる色に着色され光を透過するフィルム１２と、フィルム１２を支持するフィルム支持部１３と、フィルム支持部１３を摺動可能に支持するケース部１１と、表示面１０ａ側にフィルム格納部１５を形成すると共にフィルム１２をケース部１１からフィルム格納部１５へ誘導するガイド部１４とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ異なる色に着色され光を透過するフィルムと、
上記フィルムを支持するフィルム支持部と、
上記フィルム支持部を摺動可能に支持するケース部と、
表示面側にフィルム格納部を形成すると共に上記フィルムを上記ケース部から上記フィルム格納部へ誘導するガイド部と、を備えた表示画素。
【請求項２】
上記フィルム格納部で上記フィルムが重なり合って発色することを特徴とする請求項１記載の表示画素。
【請求項３】
上記フィルム、上記フィルム支持部、上記ケース部、及び上記ガイド部は樹脂材料であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の表示画素。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載した、複数の表示画素と、
上記表示画素のフィルム支持部を押し引きするピン、上記ピンを駆動する駆動手段を有する画素駆動部とを備えた表示装置。
【請求項５】
上記画素駆動部は、所定の表示画素へ移動する移動手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の表示装置。
【請求項６】
上記画素駆動部は、複数の上記ピン及び上記駆動手段を有することを特徴とする請求項４又は請求項５記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、屋外又は屋内に配置される広告表示板、公共の情報伝達板、災害時の情報伝達板、工場／プラント等大規模設備における情報表示板等で利用される表示画素及び表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
表示装置においては、電力の消費を低減させるために、発色のための電力を消費しない不揮発性の表示装置が開示されている。例えば、特許文献１、特許文献２の表示装置によれば、表示画素は、角筒状の多面体の各面に異なる色を配置した色表示体、コイル及び永久磁石を有しており、コイルと永久磁石を電磁石として機能させて磁界を発生させることで、色表示体を回転させて所定の色を表示面に向ける磁気式の構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−１１０３９１号公報
【特許文献２】特開平０６−２３０７３３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、上述した特許文献１、特許文献２の表示装置は、表示画素毎に電磁石及び永久磁石等の電子材料、電子部品が設けられており高コストであるという課題があった。また、上述した特許文献１、特許文献２の表示装置は、表示可能な色を増やす場合、色表示体に着色された色しか表示できないため、色表示体の着色面の面積が表示画素の断面積に比べ相対的に小さくなり開口率が悪くなる。その結果、画像品質が悪化するという課題があった。
【０００５】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、コストを抑制すると共に、高精細な画像品質の表示画素及び表示装置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】
この発明に係る表示画素は、それぞれ異なる色に着色され光を透過するフィルムと、フィルムを支持するフィルム支持部と、フィルム支持部を摺動可能に支持するケース部と、表示面側にフィルム格納部を形成すると共にフィルムをケース部からフィルム格納部へ誘導するガイド部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る表示画素によれば、上記のように構成したので、フィルムを重ねることにより、フィルムの枚数以上の色を表示することができると共に表示画素の開口率を向上することができる。その結果、高精細な品質で画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１の表示装置の構成を示す図及び表示画素の構成を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１の表示装置における画素駆動部の構成の一例を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１の表示装置における表示画素の色を切り替える状態の一例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１の表示装置におけるフィルム支持部とピンの動作の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は表示装置及び表示画素の構成を示しており、図１（ａ）が表示装置全体、図１（ｂ）が表示画素の断面を示している。
【００１０】
表示装置１は、図１（ａ）に示すように、複数の表示画素１０と画素駆動部２０で構成されている。表示装置１は、複数の表示画素１０がマトリックス状に配置されて表示装置１の表示部１ａを形成しており、表示部１ａに対向する側（裏側）には、画素駆動部２０が図示しないレールによりＡ方向（水平方向）及びＢ方向（垂直方向）に移動可能に支持され、所定の表示画素１０の表示色を切り替えるよう構成されている。なお、上述のレールは、既知の技術で構成されており、例えば図示していないフレームに取り付けられているものである。
【００１１】
表示画素１０は表示装置１における表示部１ａを構成する最小単位（１ピクセル）であり、例えば表示面１０ａの１辺が１ｃｍの正方形である。表示画素１０は、図１（ｂ）に示すようにケース部１１、フィルム１２、フィルム支持部１３、ガイド部１４で構成されており、ケース部１１、フィルム１２、フィルム支持部１３、ガイド部１４は、耐環境性能を考慮して金属を用いず、例えばプラスティック等の樹脂材料で作製されている。
【００１２】
ケース部１１は、図１（ｂ）に示すように、表示画素１０の表示面１０ａ側（表面側）の開口部１１ｄと開口部１１ｄに対向する側（裏面側）を連通する溝部１１ａ，１１ｂ，１１ｃを有している。各溝部１１ａ，１１ｂ，１１ｃの途中には、フィルム支持部１３の挿入量を制限する突部１１ｅが形成され、突部１１ｅから開口部１１ｄまでの各溝部１１ａ，１１ｂ，１１ｃはフィルム１２が挿入できる程度の幅で形成されている。
【００１３】
各溝部１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、フィルム支持部１３を摺動可能に支持して各溝部１１ａ，１１ｂ，１１ｃの途中まで誘導すると共に、開口部１１ｄを介してフィルム１２を表示面１０ａ側へ挿入するよう機能する。また、ケース部１１には、表示画素１０の表示面１０ａ側に白色の表示基板１１ｆが設けられている。表示基板１１ｆは、表示画素１０において白色を表示するよう機能する。なお、ここでは表示基板１１ｆが白色である場合について説明しているが、白色は一例であり、表示基板１１ｆを白色以外の色で構成しても良い。
【００１４】
フィルム１２は薄く柔軟性を有し、光を透過する複数のフィルム１２ａ，１２ｂ，１２ｃであり、それぞれケース部１１内の溝部１１ａ，１１ｂ，１１ｃに収容されている。
フィルム１２は、表示画素１０において溝部１１ａ，１１ｂ，１１ｃから表示面１０ａ側のガイド部１４へ挿入されることで表示画素１０を発色させるように機能する。各フィルム１２ａ，１２ｂ，１２ｃはそれぞれ異なる色に着色されており、例えばフィルム１２ａがシアン、フィルム１２ｂがマゼンダ、フィルム１２ｃがイエローに着色されている。
【００１５】
フィルム１２ａ，１２ｂ，１２ｃは光を透過するため、重ね合わせられることによりフィルム１２ａ，１２ｂ，１２ｃ単独の色以外の色を作り出し表示することができる。例えば、フィルム１２ａとフィルム１２ｂを重ね合わせることによりシアン＋マゼンダ、フィルム１２ａとフィルム１２ｃを重ね合わせることによりシアン＋イエロー、フィルム１２ｂとフィルム１２ｃを重ね合わせることによりマゼンダ＋イエロー、フィルム１２ａとフィルム１２ｂとフィルム１２ｃを重ね合わせることによりシアン＋マゼンダ＋イエローを表示することができる。このように各フィルム１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、１枚ずつにより３色、２枚以上の重ね合わせにより、さらに４色を作り出すことができ、フィルム１２の枚数以上の色を表示することができる。
【００１６】
なお、フィルム１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、図示していないが、フィルム格納部１５へ滑らかに移動できるよう挿入方向を緩やかに曲げて形成してもよい。
【００１７】
フィルム支持部１３は、図１（ｂ）に示すように、フィルム１２の枚数に対応する数のフィルム支持部１３ａ，１３ｂ，１３ｃであり、それぞれケース部１１内で摺動可能に支持されている。フィルム支持部１３ａはフィルム１２ａの一端を狭持して溝部１１ａに支持されており、フィルム支持部１３ｂはフィルム１２ｂの一端を狭持して溝部１１ｂに支持されており、フィルム支持部１３ｃはフィルム１２ｃの一端を狭持して溝部１１ｃに支持されている。
【００１８】
各フィルム支持部１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、ケース部１１に挿入される一端に対向する他端に凹形状の係合部１３ｄを有している。係合部１３ｄは、図２で後述する画素駆動部２０のピン２２の一端と係合するように機能する。各フィルム支持部１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、図３又は図４で後述するように、ケース部１１に押し込まれて進入し、ケース部１１から引っ張られて突出するよう動作して、フィルム１２ａ，１２ｂ，１２ｃをケース部１１内とフィルム格納部１５との間で移動させるよう機能する。
【００１９】
ガイド部１４は、図１（ｂ）に示すように、ケース部１１の表示基板１１ｆを覆うように嵌め合わせて一体化されており、ケース部１１の表示基板１１ｆとの間にフィルム１２を格納するフィルム格納部１５を形成している。フィルム格納部１５は、ケース部１１の開口部１１ｄと接続されており、ケース部１１の表示面１０ａ側にフィルム１２を格納する空間を形成している。
【００２０】
ガイド部１４は、外界のごみ、水滴、紫外線等の外部環境による影響を遮断するよう機能する。また、ガイド部１４は、フィルム１２ａ，１２ｂ，１２ｃを挿入する側に所定の半径Ｒの円弧形状１４ａが形成されており、フィルム１２ａ，１２ｂ，１２ｃが滑らかにケース部１１からフィルム格納部１５へ挿入されるよう誘導してフィルム格納部１５に格納する機能を有する。
【００２１】
表示画素１０は、上述した構成により、フィルム１２ａ，１２ｂ，１２ｃを１枚ずつ又は２枚以上、フィルム格納部１５に挿入することで、上述の７色を表示することができ、フィルム１２ａ，１２ｂ，１２ｃをフィルム格納部１５に挿入しない場合に表示基板１１ｆの白色を表示することができる。即ち、表示画素１０は、３枚のフィルム１２ａ，１２ｂ，１２ｃと表示基板１１ｆにより、計８色を表示面１０ａへ表示することができるように構成されている。
【００２２】
なお、図１における表示画素１０は、フィルム１２が３枚の場合の一例の構成について示したが、フィルム１２、ケース部１１の溝部及びフィルム支持部の数は、表示させようとする色数に応じて適宜決められるものである。表示画素１０は、フィルム１２の枚数（色数）を増やすことで、さらに多くの色を表示することができ、採用するフィルム１２の枚数をｎ（ｎは任意の整数）とした場合、最大で２のｎ乗の色を表現することができる。また、フィルム１２は、例えば、シアン、マゼンダ、イエローに加えて黒色フィルムを有する構成にすれば、黒色の色味を強くすることができ、さらに画像品質を向上させることができる。
【００２３】
図２は画素駆動部２０の構成の一例を示している。画素駆動部２０は、図２に示すように、ソレノイド２１（駆動手段）、ソレノイド２１に取り付けられているピン２２、画素駆動部２０を移動させるための移動手段２０ｂで構成されており、例えば、図２における画素駆動部２０のソレノイド２１とピン２２は、３組のソレノイド２１ａ，２１ｂ，２１ｃとピン２２ａ，２２ｂ，２２ｃで構成されている。移動手段２０ｂは、例えばモータや歯車で構成されており、図示しないレールに摺動可能に取り付けられている。
【００２４】
ソレノイド２１は、既知の技術で構成されており、図示しないが、例えばボビン、ボビンに巻きつけたコイル、可動鉄心（プランジャー）、固定鉄心等で構成されている。可動鉄心、固定鉄心は例えば永久磁石であり、コイルを巻きつけたボビンの軸中心に配置されている。ソレノイド２１は、コイルに電気が流れることで可動鉄心を軸方向に移動させるよう機能する。可動鉄心の一端にはピン２２が取り付けられており、可動鉄心がソレノイド２１内で動作することにより、ピン２２が軸方向に駆動する。なお、ピン２２の移動方向は、電気を流す方向に応じて切り替わるように構成されている。
【００２５】
ピン２２は、上述したフィルム支持部１３をケース部１１へ押し込むように機能すると共に、フィルム支持部１３をケース部１１から引き出すように機能する。ピン２２は、ソレノイド２１に取り付けられる一端に対向する他端に、爪形状の係合部２２ｄを有しており、ソレノイド２１の動作により、上述した図１（ｂ）に示すフィルム支持部１３の係合部１３ｄを引っ掛けてケース部１１から引き出すように成形されている。係合部２２ｄは、ピン２２の先端から爪形状の先端の間をテーパ状に形成しており、上述したフィルム支持部１３の係合部１３ｄと滑らかに係合するよう機能する。
【００２６】
ここで、画素駆動部２０は、例えば移動手段２０ｂを介して、図示しないレールに摺動可能に支持され、移動手段２０ｂの動力によりレールを摺動して図１（ａ）に示す複数組み合わされた表示画素１０に対してＡ方向（水平方向）及びＢ方向（垂直方向）に移動し、所定の表示画素１０へ移動するよう構成されている。このように画素駆動部２０は、表示画素１０と分離して移動可能に構成されているため、表示画素１０毎に設ける必要がない。
【００２７】
なお、実施の形態１における画素駆動部２０は、ソレノイド２１（駆動手段）によってピン２２を駆動させているが、他の駆動手段によりピン２２を駆動させる構造であっても良い。画素駆動部２０は、例えば、空圧又は油圧をシリンダにより伝達しピン２２を駆動させる構造や、モータの動力を歯車により伝達しピン２２を駆動させる構造であってもよい。
【００２８】
次に、表示装置１の動作について説明する。図３は、表示装置１における表示画素１０の色を切り替える動作の一例を示しており、図４は図３におけるフィルム支持部とピンの動作の一例を示す図である。ここでは、表示画素１０がシアンとイエローを重ね合わせた色を表示する動作を説明する。
【００２９】
画素駆動部２０は、表示装置１における図示しない制御部から指示を入力すると、所定の表示画素１０に移動する。画素駆動部２０は、所定の表示画素１０に移動すると、ソレノイド２１ａとソレノイド２１ｃが駆動してピン２２ａとピン２２ｃを突出させる。
【００３０】
ピン２２ａが表示画素１０の方向（図３のＡ方向）に突出すると、ピン２２ａの先端がフィルム支持部１３ａに接触して、ピン２２ａの係合部２２ｄとフィルム支持部１３ａの係合部１３ｄが係合する。ピン２２ａがさらに突出すると、フィルム支持部１３ａが溝部１１ａへ押し込まれる。ピン２２ｃが表示画素１０の方向（図３のＡ方向）に突出すると、ピン２２ｃの先端がフィルム支持部１３ｃに接触して、ピン２２ｃの係合部２２ｄとフィルム支持部１３ｃの係合部１３ｄが係合する。ピン２２ｃがさらに突出すると、フィルム支持部１３ｃが溝部１１ｃへ押し込まれる。
【００３１】
フィルム１２ａは、フィルム支持部１３ａがケース部１１内の溝部１１ａへ押し込まれるにしたがい、ケース部１１の開口部１１ｄから出て、ガイド部１４の円弧形状１４ａに沿ってフィルム格納部１５へ挿入される。同時に、フィルム１２ｃは、フィルム支持部１３ｃがケース部１１内の溝部１１ｃへ押し込まれるにしたがい、ケース部１１の開口部１１ｄから出て、ガイド部１４の円弧形状１４ａに沿ってフィルム格納部１５へ挿入される。
【００３２】
ピン２２ａがフィルム支持部１３ａを押し込むと共にピン２２ｃがフィルム支持部１３ｃを押し込むと、移動手段２０ｂが駆動して係合部１３ｄと係合部２２ｄの係合を解除させる方向（図３のＢ方向）に画素駆動部２０をわずかに移動させる。画素駆動部２０が図３のＢ方向に移動すると、ソレノイド２１ａとソレノイド２１ｃには反対方向の電力が流れ、ピン２２ａとピン２２ｃを収納方向（図３のＣ方向）に引っ込める。ピン２２ａとピン２２ｃが画素駆動部２０内に収納されると、移動手段２０ｂが画素駆動部２０を次の表示画素１０へ移動させ、図示しない制御部からの指示に応じて動作して、全ての表示画素１０の色を切り替えると動作を終了する。
【００３３】
このようにして、表示画素１０のフィルム１２ａとフィルム１２ｃはフィルム格納部１５で重なり、シアンとイエローを重ね合わせた状態で保持される。
【００３４】
ここで、表示画素１０が色を切り替える前に、フィルム１２ｂがガイド部１４のフィルム格納部１５に格納されている場合、即ち、表示画素１０が前表示のマゼンダを表示している場合、各ソレノイド２１ａ，２１ｂ，２１ｃが駆動してピン２２ａ，２２ｂ，２２ｃを表示画素１０の方向（図４のＡ方向）に突出させる。上述のようにピン２２ａがフィルム支持部１３ａを溝部１１ａへ押し込み、ピン２２ｃがフィルム支持部１３ｃを溝部１１ｃへ押し込む。このとき、ピン２２ｂの係合部２２ｄはフィルム支持部１３ｂの係合部１３ｄと係合する。
【００３５】
ピン２２ｂの係合部２２ｄがフィルム支持部１３ｂの係合部１３ｄと係合すると、ソレノイド２１ｂだけが作動してピン２２ｂを収納方向（図４のＢ方向）に引っ込める。フィルム支持部１３ｂは、ピン２２ｂと係合しているため、ピン２２ｂの動作に連動して溝部１１ｂから引き抜かれる。ピン２２ｂが画素駆動部２０内に収納されると、移動手段２０ｂが駆動して係合部１３ｄと係合部２２ｄの係合を解除させる方向（図４のＣ方向）に画素駆動部２０をわずかに移動させる。画素駆動部２０が図４のＣ方向に移動すると、ソレノイド２１ａ，２１ｂ，２１ｃには反対方向の電力が流れ、ピン２２ａ，２２ｂ，２２ｃを収納方向（図４のＤ方向）に引っ込め、全てのピン２２ａ，２２ｂ，２２ｃが画素駆動部２０内に収納される。以降は、上述したように、表示装置１は、移動手段２０ｂが画素駆動部２０を次の表示画素１０へ移動させ、全ての表示画素１０の色を切り替えると動作を終了する。
【００３６】
なお、各フィルム支持部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの係合部１３ｄと画素駆動部２０のピン２２ａ，２２ｂ，２２ｃとの係合部２２ｄの形状は、凹形状及び爪形状に限るものではなく、各フィルム支持部１３ａ，１３ｂ，１３ｃを溝部１１ａ，１１ｂ，１１ｃへ押し込むことができ、溝部１１ａ，１１ｂ，１１ｃから引っ張り出すことができる形状で構成されていればよい。
【００３７】
なお、画素駆動部２０のピン２２ａ，２２ｂ，２２ｃがフィルム支持部１３ａ，１３ｂ，１３ｃを押し引きする方法は、上述した方法に限定されるものではなく、各フィルム支持部１３ａ，１３ｂ，１３ｃを溝部１１ａ，１１ｂ，１１ｃへ押し込むことができ、溝部１１ａ，１１ｂ，１１ｃから引っ張り出すことができる構成であれば良い。
【００３８】
なお、画素駆動部２０は、ソレノイド２１及びピン２２を３組設けて、一度に一つの表示画素１０の色を切り替える構成について説明したが、ソレノイド２１及びピン２２の数を変えて構成しても良い。画素駆動部２０は、例えば、ソレノイド２１及びピン２２を１０個の表示画素１０に対応する３０組設けて、一度に１０個の表示画素１０の色を切り替えるように構成すれば、全ての表示画素１０の色の切替時間が早くなる。また、画素駆動部２０は、例えば、ソレノイド２１及びピン２２を１組のみで構成することにより全ての表示画素１０の色の切替時間が長くなるが、永久磁石や電気部品を少なくすることができ、コストを削減することができる。このように、画素駆動部２０は、ソレノイド２１及びピン２２の数を変えることにより、全ての表示画素１０の色の切替時間を調節することができる。
【００３９】
以上のように、実施の形態１の表示装置１によれば、表示画素１０は、それぞれ異なる色に着色され光を透過するフィルム１２と、フィルム１２を支持するフィルム支持部１３と、フィルム支持部１３を摺動可能に支持する溝部１１ａ，１１ｂ，１１ｃが形成されたケース部１１と、表示面１０ａ側にフィルム格納部１５を形成すると共にフィルム１２をケース部１１からフィルム格納部１５へ誘導して格納するガイド部１４と、を備えて構成したことにより、フィルム１２の枚数以上の色を表示することができると共に表示画素１０の開口率を高くすることができる。その結果、高精細な品質で画像を表示することができる。また、フィルム支持部１３を摺動させることで機械的に色を切り替えることができる。
【００４０】
さらに、実施の形態１の表示装置１によれば、表示画素１０は、フィルム１２、フィルム支持部１３、ケース部１１、ガイド部１４を樹脂材料で構成したことにより、耐環境性能を向上させることができると共に、表示画素１０あたりのコストを大幅に削減することができる。その結果、表示装置１の製品ライフサイクルを長くすることができると共に、表示装置１の大画面化、多画素化を容易に実現することができる。
【００４１】
さらに、実施の形態１によれば、表示装置１は、フィルム１２、フィルム支持部１３、溝部１１ａ，１１ｂ，１１ｃが形成されたケース部１１、及びガイド部１４を有する、複数の表示画素１０と、表示画素１０のフィルム支持部１３を溝部１１ａ，１１ｂ，１１ｃへ押し込み又は溝部１１ａ，１１ｂ，１１ｃから引き出すピン２２、ピン２２を軸方向に駆動するソレノイド２１（駆動手段）を有する画素駆動部２０とを備えたことにより、表示画素１０と画素駆動部２０を分離することができる。その結果、外環境から電気部品としての画素駆動部２０を容易に保護することができると共に、一部の表示画素１０に不具合が発生した場合も画素駆動部２０が交換不要であるという効果が得られる。
【００４２】
さらに、実施の形態１の表示装置１によれば、画素駆動部２０は、複数組み合わされた表示画素１０に対して移動可能に支持され、所定の表示画素へ移動する移動手段を備えて構成したことにより、表示画素１０に対して高価な部品を用いる画素駆動部２０の構成部品を低減させることができる。その結果、コストを低減させることができる。
【００４３】
さらに、実施の形態１の表示装置１によれば、画素駆動部２０は、複数のソレノイド２１（駆動手段）及びピン２２で構成したので、ソレノイド２１及びピン２２の数を増やすことにより短時間で複数の表示画素１０の色を切り替えることができる。その結果、ソレノイド２１及びピン２２の数に応じて表示装置１の表示部１ａの色を切り替える時間を調整することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１  表示装置、１ａ  表示部、１０  表示画素、１０ａ  表示面、１１  ケース部、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ  溝部、１１ｄ  開口部、１１ｅ  突部、１１ｆ  表示基板、１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  フィルム、１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ  フィルム支持部、１４  ガイド部、１４ａ  円弧形状、１５  フィルム格納部、２０  画素駆動部、２０ｂ  移動手段、２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ  ソレノイド（駆動手段）、２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ  ピン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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