(57)【要約】【課題】光を出射するための装置と、受光するための装置との両方を備える撮像装置において、熱の伝達による特性劣化を防止することができる撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、主面２ｕを有するベース部材２と、主面２ｕに交わる方向に延在する取付面４ａを有し、ベース部材２によって支持される支持部材４と、取付面４ａに設置された出射光学系モジュール３１と、取付面４ａに設置された入射光学系モジュール３２とを備える。出射光学系モジュール３１および入射光学系モジュール３２の各々の中心軸３０ａ，３０ｂは、取付面４ａに交わる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有するベース部材と、
前記主面に交わる方向に延在する取付面を有し、前記ベース部材によって支持される支持部材と、
前記取付面に設置された出射光学系モジュールと、
前記取付面に設置された入射光学系モジュールとを備え、
前記出射光学系モジュールおよび前記入射光学系モジュールの各々の中心軸は、前記取付面に交わる、撮像装置。
【請求項２】
部品を実装した１以上の基板を備え、
前記基板は、前記ベース部材に沿って前記ベース部材に接するように設置されるか、前記出射光学系モジュールおよび前記入射光学系モジュールから見て前記ベース部材とは反対側に配置されているかの少なくともいずれかである、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記出射光学系モジュールおよび前記入射光学系モジュールのうち少なくとも一方が、鏡筒と、前記中心軸に沿って前記鏡筒に接続されていて前記鏡筒の最大径より小さい径を有するレンズ保持部を含み、前記部品は、前記鏡筒の最大径と前記レンズ保持部の径との差によって生じる空間に配置されている、請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記出射光学系モジュールと前記入射光学系モジュールとは、前記ベース部材を介してのみ連結されている、請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記支持部材は、第１部分と、第２部分と、前記第１部分および前記第２部分の間に介在する熱伝導遮断部とを含み、前記出射光学系モジュールは前記第１部分の前記取付面に設置され、前記入射光学系モジュールは前記第２部分の前記取付面に設置されている、請求項１から４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記熱伝導遮断部は空気層である、請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１部分と前記第２部分とは互いに別個独立した部材である、請求項５または６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１部分と前記第２部分との間の相対的な姿勢を調整する調整機構を備える、請求項５から７のいずれかに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２つのカメラモジュールを備える撮像装置が、特開２０１５−２８５４８号公報（特許文献１）に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２８５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、１つの保持部材に２つのカメラモジュールが配置された構成が記載されている。配置されているものはいずれもカメラモジュール、すなわち受光するための装置である。しかし、たとえば２つの装置のうち一方が光を出射するための装置、すなわち光源を備える装置である場合には、光源で発生した熱が保持部材を通じて他方の装置に伝わってしまう。他方の装置が撮像素子を備える装置である場合には、熱によって撮像素子の特性が劣化するおそれがある。
【０００５】
また、撮像装置の筐体内に２つの光学機器の他に発熱する部品を搭載した基板が配置されている場合にも、この部品から発生した熱がいずれかの光学機器に伝わることは、光学機器の特性に悪影響を及ぼすおそれがあるので、避けることが好ましい。
【０００６】
そこで、本発明は、光を出射するための装置と、受光するための装置との両方を備える撮像装置において、熱の伝達による特性劣化を防止することができる撮像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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本開示の一例に基づく撮像装置は、主面を有するベース部材と、上記主面に交わる方向に延在する取付面を有し、上記ベース部材によって支持される支持部材と、上記取付面に設置された出射光学系モジュールと、上記取付面に設置された入射光学系モジュールとを備え、上記出射光学系モジュールおよび上記入射光学系モジュールの各々の中心軸は、上記取付面に交わる。
【０００８】
上記構成において、部品を実装した１以上の基板を備え、上記基板は、上記ベース部材に沿って上記ベース部材に接するように設置されるか、上記出射光学系モジュールおよび上記入射光学系モジュールから見て上記ベース部材とは反対側に配置されているかの少なくともいずれかであることが好ましい。
【０００９】
上記構成において、上記出射光学系モジュールおよび上記入射光学系モジュールのうち少なくとも一方が、鏡筒と、上記中心軸に沿って上記鏡筒に接続されていて上記鏡筒の最大径より小さい径を有するレンズ保持部を含み、上記部品は、上記鏡筒の最大径と上記レンズ保持部の径との差によって生じる空間に配置されていることが好ましい。
【００１０】
上記構成において、上記出射光学系モジュールと上記入射光学系モジュールとは、上記ベース部材を介してのみ連結されていることが好ましい。
【００１１】
上記構成において、上記支持部材は、第１部分と、第２部分と、上記第１部分および上記第２部分の間に介在する熱伝導遮断部とを含み、上記出射光学系モジュールは上記第１部分の上記取付面に設置され、上記入射光学系モジュールは上記第２部分の上記取付面に設置されていることが好ましい。
【００１２】
上記構成において、上記熱伝導遮断部は空気層であることが好ましい。
上記構成において、上記第１部分と上記第２部分とは互いに別個独立した部材であることが好ましい。
【００１３】
上記構成において、上記第１部分と上記第２部分との間の相対的な姿勢を調整する調整機構を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本開示によれば、ベース部材によって支持される支持部材の取付面に２つの光学系モジュールが設置されているので、熱の伝達による特性劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に基づく実施の形態１における撮像装置の斜視図である。
【図２】本発明に基づく実施の形態１における撮像装置から筐体の一部を取り去った状態の斜視図である。
【図３】本発明に基づく実施の形態１における撮像装置から筐体の一部を取り去った状態の側面図である。
【図４】本発明に基づく実施の形態１における撮像装置の断面図である。
【図５】本発明に基づく実施の形態１における撮像装置の部品が入り込む空間の説明図である。
【図６】本発明に基づく実施の形態１における撮像装置に備わる支持部材の斜視図である。
【図７】本発明に基づく実施の形態１における撮像装置の第１の変形例に備わる支持部材の斜視図である。
【図８】本発明に基づく実施の形態１における撮像装置の第２の変形例に備わる支持部材の斜視図である。
【図９】本発明に基づく実施の形態１における撮像装置の第３の変形例に備わる支持部材の斜視図である。
【図１０】出射光学系モジュールから入射光学系モジュールへの伝熱ルートの説明図である。
【図１１】本発明に基づく実施の形態２における撮像装置の断面図である。
【図１２】本発明に基づく実施の形態３における撮像装置から筐体の一部を取り去った状態の斜視図である。
【図１３】本発明に基づく実施の形態１〜３における撮像装置に備わる筐体の第１の例の分解図である。
【図１４】本発明に基づく実施の形態１〜３における撮像装置に備わる筐体の第２の例の分解図である。
【図１５】本発明に基づく実施の形態４における撮像装置に含まれる筐体本体の斜視図である。
【図１６】本発明に基づく実施の形態４における撮像装置に含まれる出射系光学モジュールと第１部分とを組み合わせたものの斜視図である。
【図１７】本発明に基づく実施の形態４における撮像装置の中で、支持部材の第１部分の姿勢を調整機構によって調整する様子の第１の説明図である。
【図１８】本発明に基づく実施の形態４における撮像装置の中で、支持部材の第１部分の姿勢を調整機構によって調整する様子の第２の説明図である。
【図１９】本発明に基づく実施の形態４における撮像装置の中で、支持部材の第１部分の姿勢を調整機構によって調整する様子の第３の説明図である。
【図２０】本発明に基づく実施の形態４における撮像装置において２つの光学モジュールの間の相対的な姿勢を調整可能であることの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（実施の形態１）
（構成）
図１〜図３を参照して、本発明に基づく実施の形態１における撮像装置について説明する。この撮像装置の外観を図１に示す。撮像装置１０１は、筐体１を備える。筐体１の内部には、出射系光学モジュール３１と入射系光学モジュール３２とが配置されている。図１で示す筐体１の形状はあくまで一例であり、このとおりとは限らない。図１に示すように、筐体１には２つの開口部１０ａ，１０ｂが設けられている。出射系光学モジュール３１は、筐体１の開口部１０ａに向けられている。入射系光学モジュール３２は、筐体１の開口部１０ｂに向けられている。２つの開口部１０ａ，１０ｂの各々は、完全に開放されていてもよく、光が透過可能な部材で塞がれていてもよい。筐体１には、２つの開口部１０ａ，１０ｂの他にも開口部が設けられていてもよい。筐体１には、コネクタが設けられていてもよい。
【００１７】
撮像装置１０１から筐体１の一部を取り去った状態を図２に示す。図２に示したものを矢印９０の側から見たところを図３に示す。ここで示す例では、ベース部材２は筐体１の一部であるものとしている。図２および図３では、筐体１のうちベース部材２以外の部分は取り外されている。図２および図３に示すように、ベース部材２は主面２ｕを有する。主面２ｕに支持部材４が立設されている。出射系光学モジュール３１および入射系光学モジュール３２は、いずれも、支持部材４に取り付けられている。
【００１８】
撮像装置１０１は、主面２ｕを有するベース部材２と、支持部材４とを備える。支持部材４は、主面２ｕに交わる方向に延在する取付面４ａを有する。ここで示す例では、取付面４ａは主面２ｕに対して垂直となっているが、取付面４ａは主面２ｕに対して垂直以外の角度をなしていてもよい。支持部材４は、ベース部材２によって支持される。さらに撮像装置１０１は、取付面４ａに設置された出射光学系モジュール３１と、取付面４ａに設置された入射光学系モジュール３２とを備える。本実施の形態では、支持部材４は第１部分４１と第２部分４２とに分かれている。第１部分４１は第１面４１ａを有する。第２部分４２は第２面４２ａを有する。取付面４ａは第１面４１ａと第２面４２ａとを含む。出射光学系モジュール３１および入射光学系モジュール３２の各々の中心軸３０ａ，３０ｂは、取付面４ａに交わる。より具体的には、中心軸３０ａは第１面４１ａに垂直に交わる。中心軸３０ｂは第１面４１ｂに垂直に交わる。中心軸３０ａは出射光学系モジュール３１の光軸であってよい。中心軸３０ｂは入射光学系モジュール３２の光軸であってよい。
【００１９】
（作用・効果）
本実施の形態では、出射光学系モジュール３１および入射光学系モジュール３２がベース部材２に直接設置されるのではなく、ベース部材２の主面２ｕに立設された支持部材４に設置されているので、出射光学系モジュール３１および入射光学系モジュール３２に対する外部からの熱の伝達を軽減することができる。出射光学系モジュール３１は光を出射するための装置であり、入射光学系モジュール３２は受光するための装置であるので、本実施の形態では、光を出射するための装置と、受光するための装置との両方を備える撮像装置において、熱の伝達による特性劣化を防止することができる。
【００２０】
（好ましい構成など）
筐体１などを含めた状態で、撮像装置１０１の断面図を図４に示す。撮像装置１０１は、部品６を実装した１以上の基板５を備える。基板５は、ベース部材２に沿ってベース部材２に接するように設置されるか、出射光学系モジュール３１および入射光学系モジュール３２から見てベース部材２とは反対側に配置されているかの少なくともいずれかであることが好ましい。その一例として図４では、筐体１内に２枚の基板５が配置されている。図中下側の基板５は、ベース部材２に沿ってベース部材２に接するように設置されている。したがって、この基板５から発生した熱はベース部材２に伝わりやすく、ベース部材２は筐体１の一部であるので、効率良く放熱することができる。図中上側の基板５は、出射光学系モジュール３１および入射光学系モジュール３２から見てベース部材２とは反対側すなわち出射光学系モジュール３１および入射光学系モジュール３２よりも上側に配置されている。図中上側の基板５は筐体１の上板に近い位置にあるので、この基板５から発生した熱を、効率良く放熱することができる。図中上側の基板５は、筐体１の上板に接していてもよい。図４では、出射光学系モジュール３１および入射光学系モジュール３２の上側にも下側にもそれぞれ基板５がある構成を示したが、基板５を配置するのはどちらか一方だけであってもよい。
【００２１】
出射光学系モジュール３１および入射光学系モジュール３２のうち少なくとも一方が、鏡筒と、前記中心軸に沿って前記鏡筒に接続されていて前記鏡筒の最大径より小さい径を有するレンズ保持部を含む。本実施の形態では、出射光学系モジュール３１および入射光学系モジュール３２の両方がこの条件を満たしている。すなわち、図２に示すように、出射光学系モジュール３１は、鏡筒３１ａとレンズ保持部３１ｂとを含み、入射光学系モジュール３２は、鏡筒３２ａとレンズ保持部３２ｂとを含む。図４に示すように、部品６は、前記鏡筒の最大径と前記レンズ保持部の径との差によって生じる空間に配置されていることが好ましい。図４に示す例では、図中下側の基板５に実装された部品６は、空間１１に配置されている。図中上側の基板５に実装された部品６は、空間１２に配置されている。空間１１，１２について、図５により明確に示す。図５では、出射光学系モジュール３１のうちどの部分が鏡筒３１ａであり、どの部分がレンズ保持部３１ｂであるのかがブラケットで示されている。また、鏡筒３１ａおよびレンズ保持部３１ｂの形状もより詳しく示されている。図５に示すように、鏡筒３１ａの最大径とレンズ保持部３１ｂの径との差によって生じる空間１１，１２が想定される。基板５に部品６が実装されることによって基板５表面から部品６が突出した構成となるが、部品は、空間１１，１２に入り込むように配置されることで、好適に収まることができ、撮像装置の全体として高さを増大させずに済む。
【００２２】
本実施の形態で示したように、支持部材４は、第１部分４１と、第２部分４２と、第１部分４１および第２部分４２の間に介在する熱伝導遮断部とを含み、出射光学系モジュール３１は第１部分４１の取付面４１ａに設置され、入射光学系モジュール３２は第２部分４２の取付面４２ａに設置されていることが好ましい。熱伝導遮断部は、第１部分４１と第２部分４２との間の熱伝導を阻害する何らかの要素であればよい。熱伝導遮断部としては、たとえば空間があいていてもよく、何らかの部材が配置されていてもよい。図６に示すように、前記熱伝導遮断部は空気層４０であることが好ましい。支持部材４は、空気層４０を含む。この構成を採用することにより、空気層４０によって熱伝導を阻害することができるので、出射光学系モジュール３１および入射光学系モジュール３２のうち一方で発生した熱が他方に伝わる度合いを軽減することができる。
【００２３】
図６に示すように、第１部分４１と第２部分４２とは互いに別個独立した部材であることが好ましい。この構成を採用することにより、第１部分４１と第２部分４２との間の熱伝導を軽減することができ、さらに、出射光学系モジュール３１および入射光学系モジュール３２の相互間の相対的な位置関係および個別の姿勢の調整も容易となる。
【００２４】
熱伝導遮断部の例をいくつか示す。熱伝導遮断部は何らかの断熱材であってもよい。図７に示す例では、第１部分４１と第２部分４２との間に熱伝導遮断部として断熱材４３が配置されている。熱伝導遮断部は、支持部材４に設けられた何らかの形状であってもよい。図８に示す例では、第１部分４１と第２部分４２との間に熱伝導遮断部として切欠き４４が設けられている。図９に示す例では、第１部分４１と第２部分４２との間に熱伝導遮断部として孔４５が設けられている。ここでは、孔４５として１つの長い貫通孔が設けられているが、複数個の貫通孔が設けられていてもよい。
【００２５】
本実施の形態で示したように、出射光学系モジュール３１と入射光学系モジュール３２とは、ベース部材２を介してのみ連結されていることが好ましい。この構成を採用することにより、出射光学系モジュール３１および入射光学系モジュール３２のうち一方で発生した熱が他方に伝わりにくくなり、熱による特性劣化を軽減することができる。たとえば出射光学系モジュール３１が熱源を含む場合、出射光学系モジュール３１から入射光学系モジュール３２への伝熱は、図１０に矢印９１で示すようなルートを通ることとなる。出射光学系モジュール３１で発生した熱は、一旦ベース部材２に伝わり、その後で入射光学系モジュール３２に伝わる。実際に、出射光学系モジュール３１は光源としてＬＥＤなどの熱源を含んでいる場合が多く、入射光学系モジュール３２はＣＭＯＳなどのように熱を避けるべき部品を含んでいる場合が多いので、このように相互の伝熱がしにくくなっていることは好ましい。
【００２６】
（実施の形態２）
（構成）
図１１を参照して、本発明に基づく実施の形態２における撮像装置について説明する。この撮像装置を水平面で切って真上から見た断面図を図１１に示す。
【００２７】
支持部材４が第１部分４１と第２部分４２とに分かれている構成において、第１部分４１の第１面４１ａと第２部分４２の第２面４２ａとが同一平面内にあるとは限らず、図１１に示すように、それぞれ異なる平面内にあってもよい。図１１に示した例では、第１面４１ａと第２面４２ａとが平行となっているが、第１面４１ａと第２面４２ａとは平行とは限らない。
【００２８】
（作用・効果）
本実施の形態においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００２９】
（実施の形態３）
（構成）
図１２を参照して、本発明に基づく実施の形態３における撮像装置について説明する。図１２では、本実施の形態における撮像装置から筐体の一部を取り去った状態が示されている。この撮像装置では、支持部材４が２つに分かれておらず、一体物である。支持部材４は取付面４ａを有する。出射光学系モジュール３１および入射光学系モジュール３２の両方が単一の取付面４ａに設置されている。
【００３０】
（作用・効果）
本実施の形態においては、出射光学系モジュール３１および入射光学系モジュール３２の相互間の伝熱がしやすいので、実施の形態１に比べれば劣っているといえるが、他の構成要素から出射光学系モジュール３１および入射光学系モジュール３２への伝熱に関しては軽減することができるので、ある程度の効果を得ることができる。
【００３１】
実施の形態１〜３に共通することとして、筐体１について説明する。図１３に示すように、筐体１は、蓋２６と、側壁２５と、ベース部材２との組み合わせであってもよい。側壁２５は筒状の一体形成された部材であってもよく、さらに複数に分かれていてもよい。
【００３２】
あるいは、図１４に示すように、側壁２５とベース部材２とは一体的に形成されたものであってもよい。図１４に示した例では、筐体１は、蓋２６と筐体本体２７との組合せとなっている。この例では、ベース部材２は、筐体本体２７の一部である。
【００３３】
（実施の形態４）
（構成）
図１５〜図１６を参照して、本発明に基づく実施の形態４における撮像装置について説明する。本実施の形態における撮像装置に含まれる筐体１の一部としての筐体本体２７を図１５に示す。筐体本体２７は、側壁２５とベース部材２とを含む。ベース部材２には位置決めピン１３が設けられている。さらにベース部材２には２つのビス固定穴１４が設けられている。位置決めピン１３は、２つのビス固定穴１４の間に位置している。
【００３４】
本実施の形態における撮像装置に含まれる出射系光学モジュール３１と第１部分４１とを組み合わせたものを図１６に示す。第１部分４１は、板１５を備える。板１５は、２つの貫通孔１８を有する。板１５は、２つの貫通孔１８の間にピン挿入孔１６を有する。ピン挿入孔１６は円形となっている。２つの貫通孔１８はビス１７を通すためのものである。
【００３５】
図１６に示した構造物は、図１５に示した筐体本体２７の内側の図中右側に取り付けられる。この際に、位置決めピン１３がピン挿入孔１６に挿入される。図１６に示した２本のビス１７は、２つの貫通孔１８を貫通した状態で図１５に示した２つのビス固定穴１４に締め込まれる。
【００３６】
本実施の形態における撮像装置は、第１部分４１と第２部分４２との間の相対的な姿勢を調整する調整機構を備える。調整機構は、位置決めピン１３と、２つのビス固定穴１４と、ピン挿入孔１６と、２本のビス１７と、２つの貫通孔１８とを含む。
【００３７】
（作用・効果）
本実施の形態では、撮像装置が調整機構を備えるので、第１部分４１と第２部分４２との間の相対的な姿勢を調整することができる。たとえば図１７、図１８および図１９に示すように、第１部分４１の角度を変更することができる。これにより、出射系光学モジュール３１の向きを調整することができる。図２０に示す例では、調整機構により出射光学系モジュール３１の光軸３４を調整することができる。図２０に示す例では、出射光学系モジュール３１のために調整機構が備わっているが、入射光学系モジュール３２のためには同様の調整機構は備わっていない。図２０に示すように、２つの光学モジュールのうちの少なくとも一方が調整可能となっていれば、２つの光学モジュールの間の相対的な姿勢を調整することができる。
【００３８】
出射系光学モジュール３１は、たとえばプロジェクタであってもよい。入射系光学モジュール３２は、たとえばカメラであってもよい。
【００３９】
レンズ保持部３１ｂ，３２ｂは、たとえばＳマウントレンズであってもよい。
撮像装置は、たとえば三次元カメラであってもよい。撮像装置は、たとえば三次元計測用センサであってもよい。
【００４０】
なお、上記実施の形態のうち複数を適宜組み合わせて採用してもよい。
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００４１】
１  筐体、２  ベース部材、２ｕ  主面、４  支持部材、４ａ  取付面、５  基板、６  部品、１０ａ，１０ｂ  開口部、１１，１２  空間、１３  位置決めピン、１４  ビス固定穴、１５  板、１６  ピン挿入孔、１７  ビス、１８  貫通孔、２５  側壁、２６  蓋、２７  筐体本体、３０ａ，３０ｂ  中心軸、３１  出射系光学モジュール、３１ａ，３２ａ  鏡筒、３１ｂ，３２ｂ  レンズ保持部、３２  入射系光学モジュール、３４  光軸、４０  空気、４１  第１部分、４１ａ  第１面、４２ａ  第２面、４２  第２部分、４３  断熱材、４４  切欠き、４５  孔、９０，９１  矢印、１０１  撮像装置。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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