(57)【要約】      （修正有）【課題】遮光性を有し、複数のレンズユニットを移動できる小型のレンズ鏡筒を提供する。【解決手段】レンズ鏡筒は、第１のレンズ系１０３、１０５、１０７の直進移動を案内する第１の案内筒１１３と、第１の案内筒１１３に対して回転可能であり、回転により第１のレンズ系１０３を光軸方向に移動させる第１のカムを有する第１のカム筒１１２と、第２のレンズ系１０１を保持する直進筒１０２と、第１の案内筒１１３により直進移動が案内され、直進筒１０２の直進移動を案内する第２の案内筒１１１と、第２の案内筒１１１の移動により光軸方向に移動可能であって、第２の案内筒１１１に対して回転可能であり、回転により直進筒１０２を光軸方向に移動させる第２のカムを有する第２のカム筒１１０とを有する。直進筒１０２は、直進筒１０２の外周に配置された第２の案内筒１１１と直進筒１０２の内周に配置された第２のカム筒１１０との間に配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレンズ系の光軸方向への直進移動を案内する第１の案内筒と、
前記第１の案内筒に対して光軸回りで回転可能であり、該回転により前記第１のレンズ系を前記光軸方向に移動させる第１のカムを有する第１のカム筒と、
第２のレンズ系を保持する直進筒と、
前記第１の案内筒により前記光軸方向への直進移動が案内され、前記直進筒の前記光軸方向への直進移動を案内する第２の案内筒と、
前記第２の案内筒の前記光軸方向への移動により前記光軸方向に移動可能であって、前記第２の案内筒に対して前記光軸回りで回転可能であり、該回転により前記直進筒を前記光軸方向に移動させる第２のカムを有する第２のカム筒とを有し、
前記直進筒は、該直進筒の外周に配置された前記第２の案内筒と前記直進筒の内周に配置された前記第２のカム筒との間に配置されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記第２の案内筒の外周面は、該第２の案内筒が前記第１の案内筒に対して前記光軸方向に繰り出したときに該レンズ鏡筒の外観面とな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】
前記第２の案内筒は、前記第１の案内筒を前記光軸方向に案内する溝部を有し、
前記溝部は、径方向内側に向かって開口し、前記第２の案内筒を径方向に貫通しない溝部として形成されてい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２のカム筒は、前記第２の案内筒に対して、該第２の案内筒と一体に前記光軸方向に移動可能、かつ前記第２の案内筒に対して前記光軸回りで回転可能に係合していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記第２の案内筒および前記第１のカム筒は、該第２の案内筒の前記光軸方向への移動によって前記第１のカム筒を前記光軸回りで回転させる第１のカム機構を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
前記第１の案内筒および前記第１のカム筒は、該第１のカム筒の前記光軸回りでの回転によって前記第１のカム筒を前記第１の案内筒に対して前記光軸方向に移動させる第２のカム機構を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
回転操作により前記光軸回りで回転する操作環を有し、
前記操作環の回転により前記第２の案内筒を前記光軸方向に移動させる第３のカム機構を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項８】
前記第１のカム筒および前記第２のカム筒は、前記第１のカム筒の前記光軸回りでの回転により前記第２のカム筒が前記光軸回りで回転するように係合していることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項９】
前記第１のレンズ系は、複数のレンズユニットを含み、
前記第１のカム筒は、前記第１のカムとして、前記複数のレンズユニットをそれぞれ前記光軸方向に移動させる複数のカムを有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒を有す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】
本発明は、レンズ鏡筒およびこれを用いる交換レンズや撮像装置等の光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズ鏡筒には、撮像光学系を構成する複数のレンズユニットを光軸方向に移動させる（すなわち複数のレンズユニット間の間隔を変化させる）ことで撮像画角を変化させるズーム機構を有するものがある。このようなレンズ鏡筒においてズーム倍率を上げるためには、各レンズユニットの移動量を大きくする必要がある。そして、各レンズユニットの移動量を大きくするためにレンズ鏡筒を多段で伸縮可能とする構成が採用されるが、その一方でレンズ鏡筒には小型化も求められる。
【０００３】
特許文献１には、外観を構成する専用部品を削減することで小型化した多段伸縮構成のレンズ鏡筒が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１１１７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１にて開示されたレンズ鏡筒では、複数組の案内筒（直進規制筒）とカム筒（回転筒）の光軸方向端面が外観に露出しており、これらの隙間から不要光がレンズ鏡筒内に侵入し易い構造を有する。
【０００６】
本発明は、良好な遮光性を確保しつつ複数のレンズユニット（レンズ系）を移動させることが可能な小型のレンズ鏡筒を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としてのレンズ鏡筒は、第１のレンズ系の光軸方向への直進移動を案内する第１の案内筒と、第１の案内筒に対して光軸回りで回転可能であり、該回転により第１のレンズ系を光軸方向に移動させる第１のカムを有する第１のカム筒と、第２のレンズ系を保持する直進筒と、第１の案内筒により光軸方向への直進移動が案内され、直進筒の光軸方向への直進移動を案内する第２の案内筒と、第２の案内筒の光軸方向への移動により光軸方向に移動可能であって、第２の案内筒に対して光軸回りで回転可能であり、該回転により直進筒を光軸方向に移動させる第２のカムを有する第２のカム筒とを有する。直進筒は、該直進筒の外周に配置された第２の案内筒と直進筒の内周に配置された第２のカム筒との間に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
なお、上記レンズ鏡筒を有する光学機器も、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、良好な遮光性を確保しつつ複数のレンズ系を移動させることが可能な小型のレンズ鏡筒を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例であるレンズ鏡筒の分解斜視図。
【図２】実施例のレンズ鏡筒の（ａ）ワイド状態と（ｂ）テレ状態での断面図。
【図３】実施例における第１の案内筒の斜視図。
【図４】実施例における第１のカム筒の斜視図。
【図５】実施例における（ａ）ワイド状態と（ｂ）テレ状態での第１の案内筒と第１のカム筒を示す側面図。
【図６】実施例における第２の案内筒の（ａ）斜視図と（ｂ）断面図。
【図７】実施例における第２のカム筒の斜視図。
【図８】実施例における（ａ）ワイド状態と（ｂ）テレ状態での第２の案内筒と第２のカム筒を示す側面図。
【図９】実施例における直進筒の断面図。
【図１０】実施例における（ａ）ワイド状態と（ｂ）テレ状態での第２の案内筒と直進筒とを示す図。
【図１１】実施例における固定筒と操作環を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施例であるレンズ鏡筒を分解して示している。該レンズ鏡筒を用いて、光学機器としての交換レンズが構成される。ただし、本実施例と同様の構成を有するレンズ鏡筒を、光学機器としてのレンズ一体型カメラに用いてもよい。
【００１２】
図２（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本実施例のレンズ鏡筒のワイド（広角端）状態とテレ（望遠端）状態の断面を示している。本実施例において、ワイド状態とテレ状態はそれぞれ、後述する沈胴状態と繰り出し状態と同義である。図中のОＡは、レンズ鏡筒（つまりは後述する撮像レンズ）の光軸であり、該光軸ОＡが延びる方向を光軸方向という。さらに光軸方向に直交する方向を径方向といい、光軸回りの方向を周方向または回転方向ともいう。
【００１３】
まず、レンズ鏡筒により保持される撮像レンズの構成を説明する。撮像レンズは、被写体側から像側に順に配置された第１レンズユニット１０１、第２レンズユニット１０３、第３レンズユニット１０５および第４レンズユニット１０７により構成されている。第２レンズユニット１０３、第３レンズユニット１０５および第４レンズユニット１０７からなる複数のレンズユニットをまとめて第１のレンズ系１０９という。また、第１レンズユニット１０１は、第２のレンズ系に相当する。
【００１４】
第１レンズユニット１０１は、光軸方向に移動可能な直進筒１０２により保持されている。第２レンズユニット１０３、第３レンズユニット１０５および第４レンズユニット１０７はそれぞれ、第２保持筒１０４、第３保持筒１０６および第４保持筒１０８により保持されている。
【００１５】
第２のレンズ系１０１（直進筒１０２）および第１のレンズ系１０９（第２保持筒１０４、第３保持筒１０６および第４保持筒１０８）は、第１の案内筒１１３および第１のカム筒１１２によって光軸方向の位置が制御される。第１の案内筒１１３は、不図示のレンズ交換型カメラに着脱可能に装着されるマウント１１７とともに固定筒１１６に固定されている。固定筒１１６は、操作環１１４を光軸方向における定位置にて光軸回りで回転可能に保持している。
【００１６】
操作環１１４がユーザによって回転操作されると、第１および第２のレンズ系１０９，１０１は操作環１１４の回転角に対応する光軸方向位置に移動する。これにより、ユーザ所望の画角（ズーム位置）での撮像が可能となる。
【００１７】
図３および図４はそれぞれ、第１の案内筒１１３および第１のカム筒１１２を示している。また、図５（ａ），（ｂ）はそれぞれ、ワイド状態とテレ状態における第１の案内筒１１３および第１のカム筒１１２の光軸方向での位置関係を示している。なお、以下に説明するカム溝部、案内溝部およびカムフォロワは、各カム筒、各案内筒、操作環および各保持筒における周方向にてほぼ等間隔の３個所に設けられている。
【００１８】
第１の案内筒１１３は、光軸方向に延びる第２案内溝部１１３ａを有する。第１の案内筒１１３の外周には、第１のカム筒１１２が、第１の案内筒１１３に対して光軸回りで回転可能に、かつ径方向にて嵌合するように配置されている。
【００１９】
第１のカム筒１１２は、第２カム溝部１１２ａ、第３カム溝部１１２ｂおよび第４カム溝部１１２ｃを有する。これら第２、第３および第４カム溝部１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃは、第１のカムに相当する。第２案内溝部１１３ａおよび第２カム溝部１１２ａには、第２保持筒１０４に設けられた第２カムフォロワ１０４ａが係合している。第２案内溝部１１３ａおよび第３カム溝部１１２ｂには、第３保持筒１０６に設けられた第３カムフォロワ１０６ａが係合している。さらに第２案内溝部１１３ａおよび第４カム溝部１１２ｃには、第４保持筒１０８に設けられた第４カムフォロワ１０８ａが係合している。このような構成により、第１のカム筒１１２が回転すると、第の１レンズ１０９は光軸方向に移動する。
【００２０】
また、第１の案内筒１１３は、第５カムフォロワ１１３ｃを有する。第５カムフォロワ１１３ｃは、第１のカム筒１１２に設けられた第５カム溝部１１２ｅに係合している。この構成により、第１のカム筒１１２は、光軸回りで回転すると、第５カム溝部１１２ｅによって第５カムフォロワ１１３ｃが押されることで第１の案内筒１１３に対して光軸方向に移動される。第５カムフォロワ１１３ｃと第５カム溝部１１２ｅにより第２のカム機構が構成される。
【００２１】
第１の案内筒１１３は、光軸方向に延びる第６案内溝部１１３ｂをさらに有する。第６案内溝部１１３ｂには、後述する第２の案内筒１１１に設けられた第６カムフォロワ１３０が係合している。
【００２２】
第１のカム筒１１２の第２、第３および第４カム溝部１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃは、それらのリフトと第１のカム筒１１２の光軸方向への移動量との合計が第２、第３および第４レンズユニット１０３，１０５，１０７の同方向への移動量となるように形成されている。このため、第１のカム筒１１２の回転量に対する第２、第３および第４カム溝部１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃによる第２、第３および第４レンズユニット１０３，１０５，１０７の移動量は小さくて済む。これにより、第２、第３および第４カム溝部１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの光軸方向に対する交角を緩くすることができる。交角が緩いことで、第１のカム筒１１２の単位回転量当たりの第２、第３および第４レンズユニット１０３，１０５，１０７の移動量が小さくなる。この結果、各カム溝部とこれに係合するカムフォロワとの間の寸法誤差によって、該カム溝部により光軸方向に移動されるレンズユッニトの光軸に対する倒れ量を小さくすることができる。
【００２３】
第１のカム筒１１２は、さらに第６カム溝部１１２ｄを有する。第６カム溝部１１２ｄには、第２の案内筒１１１の内周後端部に設けられた第６カムフォロワ１３０が係合している。第６カム溝部１１２ｄと第６カムフォロワ１３０とにより第１のカム機構が構成される。
【００２４】
第１のカム筒１１２の外周には、第２のカム筒１１０が第１のカム筒１１２に対して回転可能に、かつ径方向にて嵌合するように配置されている。さらに第２のカム筒１１０の外周には、第２の案内筒１１１が第２のカム筒１１０との間に径方向間隔を空けて配置されている。この間隔（空間）、すなわち第２の案内筒１１１と第２のカム筒１１０との間に直進筒１０２が配置される。第２のカム筒１１０および第１のカム筒１１２により、１段目の沈胴部が構成される。
【００２５】
図６（ａ），（ｂ）および図７はそれぞれ、第２の案内筒１１１および第２のカム筒１１０を示している。第２の案内筒１１１は、光軸方向に延びる第３案内溝部１１１ａを有する。また、第２の案内筒１１１は、その像側（後側）の端部の内周にバヨネット溝部１１１ｂを有する。
【００２６】
第２のカム筒１１０は、第１カム溝部（第２のカムに相当する）１１０ａを有する。第２のカム筒１１０は、その外周後端部における周方向ほぼ等間隔の３個所にバヨネット爪１１０ｃを有する。これらバヨネット爪１１０ｃは、第２の案内筒１１１の内周後端部に周方向に延びるように形成されたバヨネット溝部１１１ｂに係合している。これにより、第２の案内筒１１１は、第２のカム筒１１０を、光軸方向に一体で移動可能かつ光軸回りで回転可能に保持する。
【００２７】
本実施例では、第２のカム筒１１０を第１のカム筒１１２と連結することにより、第２のカム筒１１０を回転させる。図８（ａ），（ｂ）はそれぞれ、図５（ａ），（ｂ）に示したワイド状態とテレ状態の第１の案内筒１１３および第１のカム筒１１２に加えて第２のカム筒１１０を示している。第１のカム筒１１２は、図４および図５（ａ），（ｂ）に示すように回転連結ピン１４１を有する。一方、第２のカム筒１１０は、光軸方向に直線状に延びる回転連結溝部１１０ｂを有し、回転連結ピン１４１はこの回転連結溝部１１０ｂに係合している。これにより、第２のカム筒１１０は、第１のカム筒１１２の光軸回りでの回転に連動して回転することが可能となる。つまり、第２のカム筒１１０は、第１のカム筒１１２と一体に光軸回りで回転し、かつ第１のカム筒１１２に対して第２の案内筒１１１と一体となって光軸方向に移動する。
【００２８】
なお、本実施例では、第２のカム筒１１０の回転連結溝部１１０ｂは光軸方向にのみ直線状に延びてカム機能を持たない。しかし、この回転連結溝部１１０ｂを光軸方向に対して傾きを持つカム溝部として形成することで、第１のカム筒１１２と第２のカム筒１１０とをそれぞれ異なる回転量で回転させることが可能となる。
【００２９】
従来のレンズ鏡筒では、第１のカム筒１１２の外周に、第２のカム筒１１０と第２の案内筒１１１とが径方向にて隣り合うように配置されていた。そして、直進筒１０２が有するカムフォロワが、第２のカム筒１１０に相当するカム筒が有するカム溝部と第２の案内筒１１１に相当する案内筒が有する案内溝部とに係合することで、直進筒１０２が光軸方向に移動する。
【００３０】
しかしながら、この構成では、図２（ｂ）に示すように直進筒１０２が繰り出している状態においては、上記カム溝部や案内溝部が外観に露出する。このため、これらが外観に露出しないように覆うための化粧筒を設けていた。化粧筒を設けることで径方向に部品が一層分増え、レンズ鏡筒の外径が大きくなっていた。
【００３１】
また、直進筒１０２が第２のカム筒１１０および第２の案内筒１１１の内周に配置される場合は、沈胴状態でも繰り出し状態でも、第２のカム筒１１０と第２の案内筒１１１との間の隙間から不要光（迷光）がレンズ鏡筒内に侵入する。この不要光は撮像画質を低下させる。このため、第２のカム筒１１０と第２の案内筒１１１との間に遮光用の封止材を配置する必要がある。
【００３２】
本実施例では、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、径方向内側から、第２のカム筒１１０、直進筒１０２および第２の案内筒１１１の順に配置する。すなわち、直進筒１０２を第２のカム筒１１０と第２の案内筒１１１とで挟むように構成している。これにより、第２の案内筒１１１が第１の案内筒１１３に対して光軸方向に繰り出したときに、第２の案内筒１１１の外周面がレンズ鏡筒の外観面となる。
【００３３】
また、図６（ａ），（ｂ）から分かるように、第２の案内筒１１１に設けられた第３案内溝部１１１ａは、径方向内側に向かって開口し、第２の案内筒１１１を径方向に貫通しない有底溝部として形成されている。カム溝部が回転方向に長く延びる場合には、それを加工した痕が外観に浮き出る範囲が広くなる。このため、カム溝部を有底溝部として第２のカム筒１１２を直進筒１０２の外周に配置するより、カム溝部を有さない第２の案内筒１１１を直進筒１０２の外周に配置する方が外観上、好ましい。
【００３４】
図１０（ａ），（ｂ）に示すように、第２のカム筒１１０の第１カム溝部１１０ａには、直進筒１０２に設けられた第１カムフォロワ１２３が係合している。また、第２の案内筒１１１の第３案内溝部１１１ａ（図２（ｂ））には、図９に示すように直進筒１０２に設けられた第１直進フォロワ１２１が係合している。この構成により、第２のカム筒１１０が光軸回りで回転することで、直進筒１０２が光軸方向に直進移動する。
【００３５】
さらにこの構成により、図２（ｂ）に示すように直進筒１０２が繰り出している状態においても、カム溝部や案内溝部が外観に露出することはない。このため、これらが外観に露出しないようにするための化粧筒が不要となる。この結果、従来のレンズ鏡筒より部品を一層分減らすことができるため、レンズ鏡筒の外径の小型化が可能となる。
【００３６】
また、第２の案内筒１１１と第２のカム筒１１２とが径方向において隣り合っていない（直進筒１０２がこれらの間に配置されている）ため、第２の案内筒１１１と第２のカム筒１１２との間の隙間から迷光が入り込む可能性が低くなる。このため、遮光用の封止材も不要となる。
【００３７】
次に、図１１を用いて、操作環１１４と第２のカム筒１１２との関係について説明する。第２の案内筒１１１の外周には、操作環１１４が配置されている。操作環１１４は、固定筒１１６に回転可能に取り付けられている。操作環１１４の外周部には、ラバー１１５が巻かれ、ユーザが操作環１１４を回転操作する際の滑り止めとして機能する。
【００３８】
操作環１１４は、ズームカム溝部１１４ａを有する。このズームカム溝部１１４ａには、図２（ａ）に示すように、第２の案内筒１１１に設けられたズームカムフォロワ１３１が係合している。ズームカム溝部１１４ａとズームカムフォロワ１３１とにより第３のカム機構が構成される。
【００３９】
操作環１１４が回転操作されると、そのズームカム溝部１１４ａによってズームカムフォロワ１３１とともに第２の案内筒１１１を光軸方向に移動させる力が発生する。このとき、前述したように、第２の案内筒１１１に設けられた第６カムフォロワ１３０が第１の案内筒１１３の第６案内溝部１１３ｂによって光軸方向に案内される。これにより、第２の案内筒１１１は、これと光軸方向にて一体に係合している第２のカム筒１０９とともに光軸方向に移動する。さらに第６カムフォロワ１３０は第１のカム筒１１２の第６カム溝部１１２ｄにも係合しているため、第２の案内筒１１１が光軸方向に移動することにより第１のカム筒１１２が光軸回りで回転する。
【００４０】
そして、第１のカム筒１１２は、回転しながらその第５カム溝部１１２ｅが第１の案内筒１１３に設けられた第５カムフォロワ１１３ｃに係合していることで光軸方向に移動される。さらに、第１のカム筒１１２が回転すると、回転連結ピン１４１と回転連結溝部１１０ｂとの係合により第２のカム筒１１０が光軸回りで回転される。こうして光軸方向に移動しながら回転する第２のカム筒１１０の第１カム溝部１１０ａによって直進筒１０２の第１カムフォロワ１２３が押されることで、直進筒１０２が光軸方向に移動する。この際、直進筒１０２（第１直進フォロア１２１）は、第２の案内筒１１１の第１案内溝部１１１ａによって光軸方向に案内される。
【００４１】
高ズーム倍率の交換レンズでは、その最短状態（ワイド状態）での全長をできるだけ短くする一方で、各レンズユニットのズーム時の移動量を大きく確保することが必要である。本実施例では、ズーム時に第１のカム筒１１２と第２のカム筒１１０がともに光軸方向に移動する構成を採用することで、最短状態での全長を短くしながら各レンズユニットの移動量を大きく確保している。
【００４２】
また従来、操作環１１４と第１のカム筒１１２は回転方向において一体に連結されており、操作環１１４の回転量と第１のカム筒１１２の回転量とが等しかった。操作環１１４の操作トルクを小さくするためには操作環１１４の回転量を大きくする必要があるが、第１のカム筒１１２に形成することができるカム溝部の回転方向での長さには限界があるために操作環１１４の回転量を大きくすることができなかった。
【００４３】
このため、本実施例では、操作環１１４と第１のカム筒１１２をズームカム溝部１１４ａを介して連結することで、操作環１１４の回転量と第１のカム筒１１２の回転量とを異ならせることができる。つまり、操作環１１４の回転量を大きくして操作トルクを小さくすると同時に、第１のカム筒１１２にカム溝部を設けることができるようになる。
【００４４】
以上説明した実施例によれば、迷光の侵入を回避でき、第１および第２のレンズ系を大きく移動させることが可能な小型のレンズ鏡筒を実現することができる。
【００４５】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０１  第１レンズユニット（第２のレンズ系）
１０２  直進筒
１０３  第２レンズユニット（第１のレンズ系）
１０５  第３レンズユニット（第１のレンズ系）
１０７  第４レンズユニット（第１のレンズ系）
１０９  第１のレンズ
１１０  第２のカム筒
１１１  第２の案内筒
１１２  第１のカム筒
１１３  第１の案内筒
【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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【図１１】
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