(57)【要約】【課題】手動ズームと電動ズームで同様の画角で撮影可能なレンズ鏡筒を提供する。【解決手段】本発明は、光学系２０１と、光学系２０１を保持する保持部と、固定筒２１３と、固定筒２１３に対し周方向に回転可能に支持される操作環２０２と、保持部に係合し、回転しながら光学系の光軸方向に移動することにより、保持部を光軸方向に駆動する駆動筒と、周方向に回転可能であり、モータ２０６の回転力または操作環２０２の回転力を駆動筒へ伝達する伝達部と、伝達部が操作環２０２の回転力を駆動筒へ伝達する時に伝達部が周方向に回転可能な第１の範囲を、伝達部がモータ２０６の回転力を駆動筒へ伝達する時に伝達部が周方向に回転可能な第２の範囲よりも狭くするように伝達部の回転を規制する規制手段と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系と、
前記光学系を保持する保持部と、
固定筒と、
前記固定筒に対し周方向に回転可能に支持される操作環と、
前記保持部に係合し、回転しながら前記光学系の光軸方向に移動することにより、前記保持部を前記光軸方向に駆動する駆動筒と、
前記周方向に回転可能であり、モータの回転力または前記操作環の回転力を前記駆動筒へ伝達する伝達部と、
前記伝達部が前記操作環の回転力を前記駆動筒へ伝達する時に前記伝達部が前記周方向に回転可能な第１の範囲を、前記伝達部が前記モータの回転力を前記駆動筒へ伝達する時に前記伝達部が前記周方向に回転可能な第２の範囲よりも狭くするように前記伝達部の回転を規制する規制手段と、
を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記規制手段は、前記伝達部の前記周方向の位置を決定する回転位置決め部材と、前記固定筒に設けられ、前記周方向に長い第１の開口と、を有し、
前記第１の範囲は、前記第１の開口に嵌る前記回転位置決め部材の前記第１の開口における移動可能な範囲である、
ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記規制手段は、前記周方向に長い第２の開口を有し、前記第２の範囲は、前記第２の開口に嵌る前記回転位置決め部材の前記第２の開口における移動可能な範囲である
ことを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記第１の開口と前記第２の開口とは前記光軸方向に並んで連結した開口部であり、
前記回転位置決め部材は、前記第１の開口の両端位置に対応した前記第２の開口のそれぞれの位置の間を移動する、
ことを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記伝達部が前記光軸方向の２つの位置間を移動することで、前記モータの回転力を前記駆動筒へ伝達するか、前記操作環の回転力を前記駆動筒へ伝達するかが切り替わる、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
前記伝達部が前記光軸方向の２つの位置間を移動することで、前記駆動筒を電動で駆動する電動モードと、前記駆動筒を手動で駆動する手動モードとが切り替わる、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
前記操作環を外側から覆う外装環を備え、
前記操作環の外周および前記外装環の内周のうちいずれか一方に第１の溝が設けられ、いずれか他方に第２の溝が設けられ、
前記第１の溝および前記第２の溝のうちいずれか一方にボールが配置され、いずれか他方に前記ボールを前記一方に付勢する付勢手段が配置され、
前記第１の溝および前記第２の溝は、それぞれ光軸方向の２つの位置に設けられる、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項８】
撮像素子を保持するカメラ本体と、
前記撮像素子に被写体からの光を導く、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒と、を備えることを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
レンズ鏡筒及びそれを有する光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
手動ズームと電動ズームを切り替えて使用可能なズームレンズ鏡筒がある。特許文献１のズームレンズ駆動装置は、ズームモータの回転をカム環に伝達してズームレンズを自動的に駆動させるモータ駆動と、ズームモータとカム環との回転伝達を断って手動で駆動させる手動駆動とを切り替えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−３０３３１１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、特許文献１のズームレンズ駆動装置では、ズームレンズを手動駆動できる範囲がモータ駆動できる範囲よりも広くなっているため、手動駆動とモータ駆動とで撮影可能な画角が異なる。
【０００５】
本発明は、手動ズームと電動ズームで同様の画角で撮影可能なレンズ鏡筒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】
上記課題を解決するために、本発明は、光学系と、光学系を保持する保持部と、固定筒と、固定筒に対し周方向に回転可能に支持される操作環と、保持部に係合し、回転しながら光学系の光軸方向に移動することにより、保持部を光軸方向に駆動する駆動筒と、周方向に回転可能であり、モータの回転力または操作環の回転力を駆動筒へ伝達する伝達部と、伝達部が操作環の回転力を駆動筒へ伝達する時に伝達部が周方向に回転可能な第１の範囲を、伝達部がモータの回転力を駆動筒へ伝達する時に伝達部が周方向に回転可能な第２の範囲よりも狭くするように伝達部の回転を規制する規制手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、手動ズームと電動ズームで同様の画角で撮影可能なレンズ鏡筒を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態のレンズ鏡筒を含むカメラシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係るレンズ鏡筒の断面図である。
【図３】第１実施形態に係る固定筒および回転位置決め部材を示したレンズ鏡筒の側面図である。
【図４】第２実施形態に係るレンズ鏡筒の断面図である。
【図５】図４中のＡ部拡大図を示す図である。
【図６】固定筒、カム筒、およびズームキーを示したレンズ鏡筒の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。なお、各図面において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
（第１実施形態）
【００１０】
図１は、光学機器としてのレンズ鏡筒を含むカメラシステム１００の構成を示す図である。カメラシステム１００は、カメラ本体１０１とレンズ鏡筒２００とを含む。レンズ鏡筒２００は、カメラ本体１０１に対して取り外し可能に装着される。
【００１１】
レンズ鏡筒２００の構成について説明する。レンズ鏡筒２００は、光学系２０１と、操作環２０２と、連結環２０３と、駆動ギア２０４と、レンズマイコン２０５と、を含む。光学系２０１は、複数のレンズを含む。不図示の被写体を出射してレンズ鏡筒２００内に設けられた光学系２０１に入射した光は、光学系２０１によって結像されて被写体像を形成する。
【００１２】
操作環２０２は、ズーム操作時に使用者が回転操作する手動駆動手段である。連結環２０３は、手動ズーム時に操作環２０２の回転力を後述のカム筒に伝達するための回転力伝達手段である。駆動ギア２０４は、モータ２０６の回転軸に設けられており、モータ２０６を駆動すると駆動ギア２０４が回転する。駆動ギア２０４とモータ２０６とは電動駆動手段である。
【００１３】
レンズマイコン２０５は、レンズ鏡筒２００内の構成要素であるフォーカスモータ（不図示）、絞り機構（不図示）、モータ２０６等を制御する制御手段である。レンズマイコン２０５は、記憶部２０７を含む。記憶部２０７は、レンズ鏡筒２００の光学的な広角端、および、望遠端における連結環２０３の回転絶対位置を記憶している。レンズマイコン２０５は、ズームスイッチ２０８、回転位置検出部２０９、および前後位置検出部２１０において変換された信号を受信する。
【００１４】
ズームスイッチ２０８は、撮影者の操作によりズームコントロール信号を出力するスイッチである。ズームスイッチ２０８により出力されたズームコントロール信号は、デジタル信号に変換された後、レンズマイコン２０５に入力される。レンズマイコン２０５は入力されたズームコントロール信号に応じて、モータ２０６の駆動を制御する。
【００１５】
回転位置検出部２０９は、連結環２０３の回転絶対位置信号を検出する。回転位置検出部２０９により検出された回転絶対位置信号はデジタル信号に変換された後レンズマイコン２０５に入力される。前後位置検出部２１０は、連結環２０３の光軸Ｏ方向の前後位置信号を検出する。前後位置検出部２１０により検出された前後位置信号は、デジタル信号に変換された後レンズマイコン２０５に入力される。
【００１６】
具体的には、連結環２０３が電動ズーム使用時（電動駆動時、電動モード）の位置（図３中、電動ズーム位置３０２）にある時、上記前後位置信号はＨＩＧＨ、になるように構成されている。また、連結環２０３が手動ズーム使用時（手動駆動時、手動モード）の位置（図３中、手動ズーム位置３０１）にある時、上記前後位置信号はＬＯＷになるように構成されている。レンズマイコン２０５は、上記前後位置信号がＬＯＷの場合には、モータ２０６の駆動を禁止する。これにより、手動ズーム時にモータ２０６、および、駆動ギア２０４が空転することを防止する。
【００１７】
図２は、第１実施形態に係るレンズ鏡筒の断面図である。なお、図２において、図中の左側が被写体側、右側が撮像面側を示す。外装環２１１は、レンズ鏡筒２００の内蔵物のカバー部材であり、レンズマウント２１２と固定筒２１３の間に挟まれて固定されている。レンズマウント２１２は、カメラ本体１０１に装着するためのバヨネット部を備えており、固定筒２１３にビス止め固定されている。固定筒２１３には、連結環２０３の回転角度を規制するための開口部２１４が設けられている。開口部２１４は、周方向に長い第１の開口と第２の開口とを含む。第１の開口と第２の開口とは光軸方向に並んで連結している。開口部２１４の詳細については、後述する。
【００１８】
直進案内筒２１５は、固定筒２１３にビス止め固定されている。直進案内筒２１５には、カムフォロア２１６を直進案内するための、光軸Ｏ方向に伸びる直進溝２１７が形成されている。カム筒２１８（駆動筒）は、直進案内筒２１５にバヨネット結合される。
【００１９】
カム筒２１８は、直進案内筒２１５に対して回転可能であり、且つ、光軸Ｏ方向への移動が規制されている。カム筒２１８には、カムフォロア２１６が係合するカム溝２１９が形成されている。カム筒２１８を回転させると、直進案内筒２１５に設けられた、光軸Ｏ方向に伸びる直進溝２１７と、カム筒２１８に設けられたカム溝２１９と、の交点の移動に従い、カムフォロア２１６を介して直進筒２２０を光軸方向へ移動させることができる。
【００２０】
直進筒２２０には、光学要素である１群レンズＬ１を保持する保持枠２２１が固定されている。つまり、直進筒２２０は、光学系を保持する保持部である。また、直進筒２２０には、カムフォロア２１６が固定されている。したがって、カム筒２１８を回転させることにより、レンズＬ１を光軸Ｏ方向に進退させることができる。なお、レンズ鏡筒２００には、他に複数のレンズ群（不図示）を同様な機構で光軸Ｏ方向に移動させることで撮影光学系を成り立たせているが、説明簡単化のため省略する。
【００２１】
フォーカスリング２２２は、固定筒２１３に対して回転自在、且つ、光軸Ｏ方向の移動が規制された状態で保持されている。フォーカスリング２２２は、手動焦点調節操作を行なうための操作部材である。撮影者が手動で光軸Ｏ周りに回転させると、不図示のフォーカスレンズ群が光軸Ｏ方向に移動し、焦点調節可能に構成されている。
【００２２】
操作環２０２は、固定筒２１３に対して回転自在に支持されている。操作環２０２は、後述する連結環２０３の手動ズーム係合部２２３と係合する操作環係合部２２４を有している。
【００２３】
駆動ギア２０４は、前述のとおり、モータ２０６の回転軸に設けられており、モータ２０６を駆動すると駆動ギア２０４が回転する。なお、駆動ギア２０４はモータ２０６の回転軸に直接設けず、複数のギアを介して設置しても良い。
【００２４】
連結環２０３は、固定筒２１３に対して回転自在に支持されている。連結環２０３は、手動ズーム時に操作環２０２の回転力をカム筒２１８に伝達する伝達部として機能する。また、電動ズーム時に駆動ギア２０４の回転力をカム筒２１８に伝達するための回転力伝達手段でもある。
【００２５】
連結環２０３は、光軸Ｏ方向にスライド可能になっており、手動ズーム使用時は被写体方向へ（図２中、左側）、電動ズーム使用時は撮像面方向（図２中、右側）にスライドさせることで、それぞれモードを切り替える。図２において、連結環２０３は、電動ズーム時の位置を示している。
【００２６】
連結環２０３には、手動ズーム係合部２２３が設けられており、手動ズーム使用時、すなわち、連結環２０３を被写体方向にスライドした時、手動ズーム係合部２２３が操作環係合部２２４と係合し、操作環２０２の回転力を連結環２０３に伝達する。また、連結環２０３には、電動ズーム係合部２２５が設けられており、ギア歯形状が形成されている。電動ズーム使用時、すなわち、連結環２０３を撮像面方向にスライドした時、電動ズーム係合部２２５が駆動ギア２０４と噛み合い、駆動ギアの回転力が連結環２０３に伝達される。
【００２７】
手動ズーム使用時は電動ズーム係合部２２５と駆動ギア２０４の噛み合いが外れ、電動ズーム使用時は手動ズーム係合部２２３と操作環係合部２２４の係合が外れるようになっている。本実施形態係るレンズ鏡筒２００は、連結環２０３を光軸Ｏ方向にスライドさせ、連結環２０３が光軸方向の２つの位置間を移動することで、電動ズームと手動ズームの切換が可能である。
【００２８】
連結環２０３には、連結環直進溝２２６が設けられており、カム筒２１８に設けられたズームキー２２７が嵌め合いされている。したがって、連結環２０３が回転すると、ズームキー２２７を介してカム筒２１８にその回転力が伝達され、カム筒２１８が回転する。上述したようにカム筒２１８を回転させることによって、レンズＬ１を含むレンズ群を光軸Ｏ方向に移動させる。
【００２９】
つまり、手動ズーム時は、操作者が操作環２０２を回転させると、回転力が連結環２０３へ伝達され、さらに連結環２０３からカム筒２１８へと伝達される。また、電動ズーム時は、操作者がズームスイッチ２０８を操作するとモータ２０６が回転し、モータ２０６の回転力は駆動ギア２０４に伝達される。駆動ギア２０４の回転力が連結環２０３に伝達され、連結環２０３からカム筒２１８に伝達される。以上により、手動ズームおよび電動ズーム動作が可能となっている。
【００３０】
連結環２０３には、回転位置決め部材２２８が設けられている。回転位置決め部材２２８は、連結環２０３の周方向の位置を決定する。回転位置決め部材２２８は、固定筒２１３の開口部２１４に挿入されている。図３は、第１実施形態に係る固定筒２１３および回転位置決め部材２２８を示したレンズ鏡筒の側面図である。これを用いて手動ズームおよび電動ズーム時の連結環２０３の回転角度の規制手段について説明する。
【００３１】
開口部２１４と回転位置決め部材２２８とは、連結環２０３の回転角度を規制する規制手段である。開口部２１４と回転位置決め部材２２８とは、連結環２０３が手動ズーム時において、周方向に回転可能な範囲（第１の範囲）を、電動ズーム時において、連結環２０３が周方向に回転可能な範囲（第２の範囲）よりも狭くするように前記伝達部の回転を規制する。
【００３２】
手動ズーム時において、回転位置決め部材２２８は、光軸Ｏ方向で手動ズーム位置３０１にあり、第１の開口３０３内を移動する。第１の開口３０３の手動ズーム位置規制部である壁面３０３ａ、３０３ｂに当接することによって、回転位置決め部材２２８の回転位置が規制される。これにより連結環２０３の回転角度が規制される。
【００３３】
回転位置決め部材２２８が壁面３０３ａに当接した位置がレンズ鏡筒２００の光学的な広角端であり、回転位置決め部材２２８が壁面３０３ｂに当接した位置がレンズ鏡筒２００の光学的な望遠端である。
【００３４】
一方、電動ズーム時は、回転位置決め部材２２８が光軸Ｏ方向で電動ズーム位置３０２にあり、第２の開口３０４内を移動する。電動ズーム時において、回転位置決め部材２２８が壁面３０３ａ（光学的な広角端）に当接した位置（最大回転角度位置）での連結環２０３の回転絶対位置信号の値（＝電気的な広角端）を製造過程で記憶部２０７に記憶させる。また、壁面３０３ｂ（光学的な望遠端）に当接した位置（最小回転角度位置）での連結環２０３の回転絶対位置信号の値（＝電気的な望遠端）も記憶させる。電動ズーム使用時、レンズマイコン２０５は、電気的制御により電気的な広角端と電気的な望遠端の範囲でズーム駆動するようにモータ２０６を制御する。すなわち、回転位置決め部材２２８は、第１の開口３０３の両端位置に対応した第２の開口３０４のそれぞれの位置の間を移動する。
【００３５】
以上により、手動ズーム時と、電動ズーム時とにおける回転位置決め部材２２８の移動可能距離はほぼ等しくなる。具体的には、手動ズーム時の回転位置決め部材２２８の移動可能距離をＤ１、電動ズーム時の移動可能距離をＤ２とした場合、０．８≦Ｄ１／Ｄ２≦１．２が成立する。より好ましくは、０．９≦Ｄ１／Ｄ２≦１．１が成立する。これにより、手動ズーム時と、電動ズーム時において、同一の画角で撮影が可能となる。
【００３６】
また、第１の開口３０３の壁面３０３ａから３０３ｂまでの距離Ｄ３と、第２の開口３０４の壁面３０４ａから３０４までの距離Ｄ４とでは、距離Ｄ４の方が長い。具体的には、Ｄ３／Ｄ４＜１が成立する。より好ましくは、Ｄ３／Ｄ４≦０．８が成立する。
【００３７】
すなわち、回転位置決め部材２２８が電動ズーム位置にある時、手動ズーム時と同じ広角端や望遠端の位置に回転位置決め部材２２８を回転させても壁面３０４ａ、３０４ｂに当接しないようになっている。これにより、電動ズーム時に回転位置決め部材２２８が壁面３０４ａ、３０４ｂに当接することによって生じる衝突音を解消することが可能となる。
（第２実施形態）
【００３８】
図４は、第２実施形態に係るレンズ鏡筒の光軸を含む断面図である。本実施形態に係る外装環４０１は、操作環４０３を外側から覆い、内周に２本の周方向に延びるＶ溝４０２ａ、４０２ｂ（第１の溝）を有する。また、本実施形態に係る規制手段は、開口部２１４とズームキー２２７である。ズームキー２２７は、第１実施形態の回転位置決め部材に相当する。
【００３９】
操作環４０３は、ズーム操作時に使用者が回転操作する手動駆動手段である。操作環４０３は固定筒２１３に対し回転自在、且つ、所定量だけ光軸Ｏ方向にスライド可能に支持されている。操作環４０３には、駆動ギア２０４と噛み合うズーム操作環ギア部４０４を有している。
【００４０】
図５は、図４中のＡ部拡大図を示す。操作環４０３の外周には、略円筒の凹部５０１（第２の溝）が形成されている。凹部５０１には、バネ５０２とボール５０３が配置されている。ボール５０３は、外装環２１１に設けられた２本の周方向に延びるＶ溝４０２ａ、４０２ｂに嵌まり、バネ５０２によってＶ溝４０２ａ、４０２ｂに付勢される。すなわち、バネ５０２は付勢手段である。
【００４１】
操作環４０３は、ボール５０３が嵌まる２つの位置の間で光軸Ｏ方向にスライド可能となっている。操作環４０３は、電動ズーム使用時はＶ溝４０２ａ、手動ズーム使用時はＶ溝４０２ｂの位置で固定筒２１３に対して回転可能になっている。
【００４２】
図６は、固定筒２１３、カム筒２１８、およびズームキー２２７を示したレンズ鏡筒２００の側面図を示す。操作環４０３には、回転力伝達手段であるズームキー２２７が不図示のビスによりビス止め固定されている。ズームキー２２７はカム筒２１８に設けられたズームキースライド溝６０１に短手方向で嵌め合いされている。
【００４３】
したがって、操作環４０３を回転させるとズームキー２２７が操作環４０３の回転力をカム筒２１８に伝達し、第１実施形態で述べたようにカム筒２１８を回転させることでズーム動作可能となっている。また、ズームキー２２７は、ズームキースライド溝６０１の長手方向に移動可能になっている。ズームキー２２７は、上述した操作環４０３が、外装環２１１のＶ溝４０２ａとＶ溝４０２ｂ間を移動するのに連動して、電動ズーム位置３０２と手動ズーム位置３０１にそれぞれ移動する。
【００４４】
ズームキー２２７は、固定筒２１３の開口部２１４を貫通してズームキースライド溝６０１に嵌め合いされている。固定筒２１３の開口部２１４とズームキー２２７は、規制手段である。手動ズーム時は、ズームキー２２７が手動ズーム位置３０１にあり、第１の開口３０３内を移動する。第１の開口３０３の手動ズーム位置規制部である壁面３０３ａ、３０３ｂに当接することによって、ズームキー２２７の回転位置が規制される。
【００４５】
手動ズーム時において、ズームキー２２７が壁面３０３ａに当接した位置がレンズ鏡筒２００の光学的な広角端であり、ズームキー２２７が壁面３０３ｂに当接した位置がレンズ鏡筒２００の光学的な望遠端である。一方、電動ズーム時は、ズームキー２２７が電動ズーム位置３０２にあり、第２の開口３０４内を移動する。図６のように、第２の開口３０４の電動ズーム位置規制部である壁面３０４ａから３０４ｂまでの距離は、壁面３０３ａから３０３ｂまでの距離よりも長い。
【００４６】
すなわち、ズームキー２２７が光軸Ｏ方向で電動ズーム位置３０２にある時、手動ズーム時と同じ広角端や望遠端の位置にズームキー２２７を回転させても壁面３０４ａ、３０４ｂに当接しないようになっている。
【００４７】
以上述べたように、第１実施形態と同様に、手動ズーム時にはズームキー２２７を固定筒２１３の第１の開口３０３の壁面３０３ａ（光学的な広角端）、壁面３０３ｂ（光学的な望遠端）に当接させて使用する。これにより、従来通りの画角でレンズ鏡筒を使用することができる。電動ズーム時にはズームキー２２７を前後にスライドさせ、光学的な広角端と望遠端と等価な電気的な広角端と望遠端の範囲でズーム駆動する。
【００４８】
したがって、手動ズーム時と電動ズーム時で画角が同一になる。また、電動ズーム時は固定筒２１３の第２の開口３０４の壁面３０４ａ、３０４ｂにズームキー２２７が当接しないので、衝突音や像ユレが発生することを抑制できる。また、手動ズーム位置と電動ズーム位置とにおいて、操作環４０３がしっかりと固定されうる。
【００４９】
なお、本実施形態において、Ｖ溝４０２ａ、４０２ｂを外装環２１１の内周に設け、凹部５０１を操作環４０３の外周に設けたが、これは一例である。例えば、操作環４０３の外周および外装環２１１の内周のうちいずれか一方にＶ溝４０２ａ、４０２ｂを設け、いずれか他方に凹部５０１を設ければ良い。
【００５０】
（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内において様々な変更が可能である。更に、撮像素子と、前記撮像素子に被写体からの光を導く上述のレンズ鏡筒と、を備える光学機器を実現できる。
【符号の説明】
【００５１】
１００  カメラシステム
１０１  カメラ本体
２００  レンズ鏡筒
２０２  操作環
２０３  連結環
２１４  開口部
２２８  回転位置決め部材
【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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