(57)【要約】【課題】挿入部を深部に向けて移動させる移動中に、挿入部先端面が観察対象に正面衝突することによって発生する光学レンズの損傷及び光学レンズの破損を防止した内視鏡を提供する。【解決手段】内視鏡１０は、挿入部の挿入方向前方を直視観察する内視鏡であって、内視鏡１０の最先端に配置される挿入部長手軸１０ａに対して直交する先端面２１と、先端面２１を挟んで設けられる先端面２１に対して傾斜する、少なくとも一対の観察用斜面２２、２３と、記観察用斜面２２、２３にそれぞれ配置される観察窓３１を有し、挿入部長手軸１０ａに対して傾いた光軸３０ａを有する撮像ユニット３０Ｂ、３０Ｃと、を具備する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡挿入部の挿入方向前方を直視観察する内視鏡において、
前記内視鏡挿入部の最先端に配置される挿入部長手軸に対して直交する先端面と、
前記先端面を挟んで設けられる該先端面に対して傾斜する、少なくとも一対の観察用斜面と、
前記観察用斜面にそれぞれ配置される観察窓を有し、前記挿入部長手軸に対して傾いた光軸を有する撮像ユニットと、
を具備することを特徴とする内視鏡。
【請求項２】
前記第一の撮像ユニットが備える観察窓及び第二の撮像ユニットが備える観察窓は、前記先端面より前記内視鏡挿入部の挿入方向に出っ張ること無く、前記観察用斜面に配置されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
【請求項３】
前記撮像ユニットは、前記先端面を挟んで設けられた観察用斜面に設けられて撮像光学系を構成する対物光学部と、前記対物光学部を通過した光学像が結像する撮像面を備える撮像素子とを備え、
前記撮像素子は、電子部品実装領域を備える第１基板部から延出される帯状で折り曲げ変形及び捩り変形可能なフレキシブル基板で構成された一対の第２基板部の延出端部にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
【請求項４】
一方の観察用斜面に設けた第一の撮像ユニットの第一観察画像範囲の一部と、他方の観察用斜面に設けた第二の撮像ユニットの第二観察画像範囲の一部とは、前記先端面から前記内視鏡挿入部の挿入方向に予め定めた距離離間した位置において重畳すること特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の内視鏡。
【請求項５】
前記第一観察画像範囲と前記第二観察画像範囲とを合成した直視内視鏡観察画像が表示装置の画面上に表示されることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、挿入部の挿入方向前方を観察する内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡は、医療分野及び工業用分野等において利用されている。内視鏡は、被検部内に挿入される細長な挿入部を有している。そして、挿入部の挿入方向前方を観察する直視型の内視鏡においては、挿入部の長手軸に直交する先端面に観察窓、照明窓、送気送水ノズル等が設けられている。
【０００３】
上述した直視型の内視鏡においては、挿入中に挿入部の先端面を観察対象面にぶつけて、観察窓或いは照明窓に傷が付くおそれ、観察窓或いは照明窓が破損するおそれがあった。
【０００４】
この不具合を解消するため、特許文献１には、超広角対物光学系の第１レンズを保護するための凸部を先端光学アダプタの先端面に設けた内視鏡装置が示されている。また、特許文献２には先端部本体に特別な部品を配置することなく、送気ノズルと送水ノズルとで、カバーレンズの破損を防止することのできる内視鏡の先端部が示されている。
【０００５】
特許文献１、２の技術によれば、観察対象が平面である場合、凸部或いはノズルによってレンズが観察対象に当接して該レンズに傷が付く不具合或いは破損する不具合が解消される。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１６７２０３号公報
【特許文献２】特開平１０−１９２２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、観察対象は、平面に限定されるものでは無く、凹凸を有している場合もある。そして、観察対象が凹凸を有する場合、挿入部を深部に向けて移動させているとき、挿入部先端面のレンズが観察対象の出っ張った凸部に正面衝突することによって、該レンズに傷がつく、或いは、当該レンズが破損するおそれがある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、挿入部を深部に向けて移動させる移動中に、挿入部先端面が観察対象に正面衝突することによって発生する光学レンズの損傷及び光学レンズの破損を防止した内視鏡を提供することを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様における内視鏡は、内視鏡挿入部の挿入方向前方を直視観察する内視鏡であって、前記内視鏡挿入部の最先端に配置される挿入部長手軸に対して直交する先端面と、前記先端面を挟んで設けられる該先端面に対して傾斜する、少なくとも一対の観察用斜面と、前記観察用斜面にそれぞれ配置される観察窓を有し、前記挿入部長手軸に対して傾いた光軸を有する撮像ユニットと、を具備している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、挿入部を深部に向けて移動させる移動中に、挿入部先端面が観察対象に正面衝突することによって発生する光学レンズの損傷及び光学レンズの破損を防止した内視鏡を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】内視鏡の構成を説明する図
【図２】内視鏡先端部の正面図
【図３】図２のＹ３−Ｙ３線断面図であって、先端硬質部の構成を説明する図
【図４】表示部に表示される挿入方向前方の合成画像を説明する図
【図５】内視鏡の他の構成例を説明する図
【図６Ａ】撮像ユニットを構成するＣＭＯＳが実装される撮像回路基板の一面側の図
【図６Ｂ】撮像ユニットを構成するＣＭＯＳが実装される撮像回路基板の他面側の図
【図７】谷折りに折り曲げられた第１基板部と、折り曲げられた状態の第２基板部とを説明する図
【図８】内視鏡先端部の他の構成を説明する正面図
【図９】内視鏡先端部の別の構成を説明する正面図
【図１０】内視鏡先端部に送気送水ノズルを備える構成を説明する正面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。  
図１−図４を参照して本発明の一実施形態を説明する。  
図１に示すように内視鏡装置１は、本願発明の電子内視鏡（以下、内視鏡と略記する）１０と、装置本体５０とを備えて構成されている。
【００１３】
内視鏡１０は、硬質な先端部１１と、可撓性を有する可撓管部１２とを備えて細長に構成されている。装置本体５０は、扁平な直方体形状であって、面積が最も大きな面の１つである主面５１には表示部５２が設けられている。内視鏡１０は、装置本体５０の図中例えば上側側面から延出するいわゆる挿入部である。
【００１４】
内視鏡１０の可撓管部１２の先端側には湾曲部１３が設けられている。湾曲部１３は、例えば、上下の二方向に湾曲するように構成されている。  
装置本体５０の主面５１には、電源スイッチ５３の他に符号５４、５５、５６等に示す各種スイッチが設けられている。符号５４は、湾曲操作スイッチであり、符号５４ｕは上湾曲操作スイッチ、符号５４ｄは下湾曲操作スイッチである。符号５５のスイッチは、例えば画像録画スイッチであり、符号５６のスイッチは、例えば画像静止スイッチである。
【００１５】
図１、図２に示すように先端部１１には、先端面２１と、一対の観察用斜面２２、２３とが設けられている。一対の観察用斜面２２、２３は、先端面２１を挟んで設けられており、先端面２１に対して傾斜している。
【００１６】
そして、観察用斜面２２、２３にはそれぞれ観察窓３１が設けられ、先端面２１には照明窓１４が設けられている。照明窓１４の表面は、先端面２１より出っ張ること無く、予め定めた寸法、基端側に凹んで設けられている。照明窓１４及び観察窓３１は、光学レンズである。
【００１７】
湾曲部１３は、先端湾曲駒と、複数の上下湾曲用駒と、基端湾曲駒とを回動自在に連設した湾曲部駒組（不図示）を備えている。図３に示す先端湾曲駒１３ｆは、湾曲部駒組を構成する最先端駒であって、先端部１１を構成する硬質な先端硬質部２０の周段部２０ａに一体的に固定されている。
【００１８】
なお、湾曲部１３は、湾曲部駒組を被覆する網状管（不図示）及びその網状管をさらに被覆する湾曲ゴム（不図示）を備えて構成されている。また、先端湾曲駒１３ｆには図示しない上湾曲ワイヤの先端部及び下湾曲ワイヤの先端部が予め定めた位置に固設されている。上湾曲ワイヤ及び下湾曲ワイヤは、湾曲操作スイッチ５４ｕ、５４ｄの操作に伴って牽引弛緩される。なお、湾曲部１３は、上下左右の四方向に湾曲する構成であってもよい。
【００１９】
図２、図３を参照して先端部１１について説明する。  
先端面２１は、内視鏡１０の最先端平面であって、挿入部長手軸１０ａに対して直交する面である。先端面２１に設けられた照明窓１４の図示されていない基端側には例えばライトガイドファイバ束の先端面が臨まれる構成、或いは、発光素子である例えばＬＥＤが配置される構成である。
【００２０】
一方、観察用斜面２２、２３は、先端面２１に対して角度θ１傾いた傾斜面である。  
先端硬質部２０には一対の撮像ユニット配置用貫通孔２４が形成されている。撮像ユニット配置用貫通孔２４の中心軸２４ａは、挿入部長手軸１０ａに対して角度θ２傾いている。撮像ユニット配置用貫通孔２４には撮像ユニット３０が固設される。即ち、先端硬質部２０に固設された撮像ユニット３０の光軸３０ａは、挿入部長手軸１０ａに対して角度θ２傾いて構成されるようになっている。そして、一対の撮像ユニット配置用貫通孔２４にそれぞれ固設された撮像ユニット３０の光軸３０ａは、内視鏡１０内で交差している。
【００２１】
撮像ユニット３０は、観察窓３１を備えた対物光学部３２と、撮像素子である例えばＣＣＤ３３と、撮像回路基板３４とを備えて主に構成されている。
【００２２】
対物光学部３２は、レンズ枠３５と、レンズ枠３５に配設される観察窓３１と、複数の光学レンズ３６と絞り（不図示）とを備えて構成されている。観察窓３１は、先端面２１より挿入部挿入方向に出っ張ること無く観察用斜面２２、２３に配置される。
【００２３】
ＣＣＤ３３は、ガラスリッド３７、カバーガラス３８を介して素子枠３９に固定されている。素子枠３９は、レンズ枠３５に例えば外嵌配置され、その後、ピント出し調整を行った後、半田等によって一体に接合固定される。
【００２４】
ＣＣＤ３３は、例えば、ダイボンドで搭載され、Ａｕワイヤを介して撮像回路基板３４に電気的に接続されている。撮像回路基板３４には図示されていない抵抗、コンデンサー等の複数の電子部品が実装されている。また、撮像回路基板３４上には複数の接点（不図示）が設けられており、各接点には図示しない撮像用ケーブル内に挿通された複数の信号線がそれぞれ電気的に接続されている。  
撮像ケーブルは、撮像ユニット３０の基端部から延出されて装置本体５０内に導出されている。
【００２５】
上述した内視鏡１０の観察範囲は、図３の二点鎖線に示す範囲であり、例えば視野角１６０度である。この観察範囲は、一方の観察用斜面２２に固設された第一撮像ユニット３０Ｂの第一観察画像範囲３０Ｂａと、他方の観察用斜面２３に固設された        第二撮像ユニット３０Ｃの第二観察画像範囲３０Ｃａと、により得られる。
【００２６】
具体的に、表示部５２には図４に示すように第一撮像ユニット３０Ｂの観察画像である第１画像５２ｂと、第二撮像ユニット３０Ｃの観察画像である第２画像５２ｃとを合成した挿入方向前方の合成画像５２Ａが表示される。
【００２７】
なお、符号５２ｄは、重畳部であって、クロスハッチングで示す。重畳部５２ｄは、第１画像５２ｂの一部と第２画像５２ｃの一部とが重なった部分である。第一撮像ユニット３０Ｂの第一観察画像範囲３０Ｂａと第二撮像ユニット３０Ｃの第二観察画像範囲３０Ｃａとは、先端面２１より挿入部の挿入方向前方の挿入部長手軸１０ａ線上で交差している。言い換えれば、第一撮像ユニット３０Ｂの第一観察画像範囲３０Ｂａの一部と第二撮像ユニット３０Ｃの第二観察画像範囲３０Ｃａの一部とが先端面２１から挿入部挿入方向前方に予め定めた距離離間した位置で交差するように、撮像ユニット３０の画角及び撮像ユニット３０の光軸３０ａと挿入部長手軸１０ａとの交差する角度θ２が予め設定されている。
【００２８】
第一撮像ユニット３０Ｂの観察窓３１から入射した被写体光は、第一撮像ユニット３０ＢのＣＣＤ３３の受光面に結像して、第二撮像ユニット３０Ｃの観察窓３１から入射した被写体光は、第二撮像ユニット３０ＣのＣＣＤ３３の受光面に結像する。
【００２９】
そして、第一撮像ユニット３０ＢのＣＣＤ３３に結像した被写体光は、電気信号に光電変換されて装置本体５０内の図示しない画像処理装置に伝送され、第二撮像ユニット３０ＣのＣＣＤ３３に結像して光電変換された電気信号は装置本体５０内の画像処理装置に伝送される。
【００３０】
第一撮像ユニット３０ＢのＣＣＤ３３から伝送された電気信号及び第二撮像ユニット３０ＣのＣＣＤ３３から伝送された電気信号は、画像処理装置で処理されて、表示部５２に合成画像５２Ａが表示されるようになっている。
【００３１】
上述のように構成した内視鏡１０によれば、内視鏡１０を深部に向けて押し進めているとき、表示部５２に第一撮像ユニット３０Ｂを構成するＣＣＤ３３の画像及び第二撮像ユニット３０Ｃを構成するＣＣＤ３３の画像を合成した合成画像５２Ａが表示させて良好な観察を行うことができる。
【００３２】
そして、内視鏡１０を深部に向けて押し進めているとき、万一、先端面２１が観察対象部位に衝突した場合であっても、第一撮像ユニット３０Ｂの観察窓３１が一方の観察用斜面２２に設けられ、第二撮像ユニット３０Ｃの観察窓３１が他方の観察用斜面２３に設けられている。このため、先端面２１が観察対象部位に衝突して観察窓３１に傷がつく不具合、及び、観察窓３１が破損する不具合を解消することができる。
【００３３】
なお、内視鏡１０に使用される撮像ユニット３０の代わりに撮像部構成ユニット４０を用いるようにしてもよい。  
図５−図７を参照して内視鏡１０の他の構成例を説明する。  
図５に示すように本実施形態の撮像部構成ユニット４０は、第一撮像ユニット３０Ｂ及び第二撮像ユニット３０Ｃに対応する一対の撮像ユニット４１と、撮像回路基板４２とを主に備えて構成されている。それぞれの撮像ユニット４１は、対物光学部４３、撮像光学部４４、及び撮像素子である例えばＣＭＯＳ４５を備えて構成されている。
【００３４】
対物光学部４３は、対物レンズ枠４３ａと、対物レンズ枠４３ａに固設される単数又は複数の光学レンズ４３ｂ及び絞り（不図示）とを備えて構成されている。本実施形態において、対物レンズ枠４３ａの先端面は、観察窓４６の基端面に当接して配置されることによって撮像光学系を構成する。
【００３５】
撮像光学部４４は、素子枠４４ａと、素子枠４４ａに固設されるカバーガラス４４ｂとを備えて構成されている。カバーガラス４４ｂの基端面にＣＭＯＳ４５の撮像面が一体に固定されている。  
本実施形態において、素子枠４４ａは、対物レンズ枠４３ａに例えば外嵌配置され、その後、ピント出し調整を行った後、接着剤或いは半田等によって一体に固定されている。
【００３６】
撮像回路基板４２は、フレキシブル基板であって、図６Ａ、図６Ｂに示すように形作られている。具体的に、撮像回路基板４２は、第１基板部４２Ａと、一対の第２基板部４２Ｂ１、４２Ｂ２とを備えて構成されている。
【００３７】
一対の第２基板部４２Ｂ１、４２Ｂ２は、第１基板部４２Ａの先端側端面４２ｃの両側部側から延設されている。第２基板部４２Ｂ１、４２Ｂ２は、細長で帯状な変形部であって、予め定めた幅寸法及び予め定めた長さ寸法で、折り曲げ変形及び捩り変形可能に構成されている。
【００３８】
図６Ａに示すように撮像回路基板４２の第１基板部４２Ａは、例えば一面側に電子部品実装領域を備え、抵抗、コンデンサー等の複数の電子部品４２ｄが実装される。一方、図６Ｂに示すように撮像回路基板４２の第２基板部４２Ｂ１、４２Ｂ２の延出端部の例えば他面側には撮像素子実装領域が設けられ、ＣＭＯＳ４５が実装される。第２基板部４２Ｂ１、４２Ｂ２にはＣＭＯＳ４５と電子部品４２ｄとを接続する配線（不図示）が設けられている。
【００３９】
ＣＭＯＳ４５の撮像面４５ａは、第２基板部４２Ｂ１の撮像素子実装領域及び第２基板部４２Ｂ２の撮像素子実装領域に同じ向きで配置される。  
なお、撮像回路基板４２の表面及び裏面には複数の接点部（不図示）、複数の配線（不図示）が設けられている。
【００４０】
また、図６Ａの符号４２Ｅは、谷折り線である。谷折り線４２Ｅは、第２基板部４２Ｂ１、４２Ｂ２の対面する長辺の延長線上に設けられている。この構成によれば、第１基板部４２Ａの両側部は、谷折り線４２Ｅに沿って図７に示すように折り曲げられる。
【００４１】
第１基板部４２Ａの両側部を谷折り線４２Ｅに沿って折り曲げることによって、第１基板部４２Ａの先端側端面４２ｃから突出する一方の第２基板部４２Ｂ１の一面と他方の第２基板部４２Ｂ２の一面とが対向した位置関係になる。そして、細長な一対の第２基板部４２Ｂ１、４２Ｂ２は、図に示すように折り曲げること、及び図示は省略しているが捩ることが可能である。
【００４２】
図５に示すように先端硬質部２０Ｂに設けられた一対の撮像ユニット配置用貫通孔２４のうち一方の予め定めた位置に一方の第２基板部４２Ｂ１にＣＭＯＳ４５を実装した撮像ユニット４１の対物光学部４を接着固定し、他方の撮像ユニット配置用貫通孔２４の予め定めた位置には他方の第２基板８Ｂ２にＣＭＯＳ４５を実装した撮像ユニット４１の対物光学部４を接着固定する。上述と同様な内視鏡１０が構成される。  
その他の構成は、上述した実施形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。
【００４３】
このように、撮像部構成ユニット４０に細長で帯状な変形部であって、折り曲げ変形及び捩り変形可能な第２基板部４２Ｂ１、４２Ｂ２を設けている。このため、撮像ユニット配置用貫通孔２４の中心軸が挿入部長手軸に対して角度θ２であるか否かに関わらず第２基板部４２Ｂ１、４２Ｂ２を変形させて、一対の撮像ユニット４１をそれぞれの撮像ユニット配置用貫通孔２４に配設することができる。  
その他の作用及び効果は、上述した実施形態と同様である。なお、上述した実施形態においては、撮像回路基板４２をフレキシブル基板としている。しかし、第２基板部４２Ｂ１、４２Ｂ２が、フレキシブル基板であればよい。
【００４４】
また、図８に示すように先端面２１に照明窓１４を設けること無く、一方の観察用斜面２２及び他方の観察用斜面２３に、観察窓３１に加えて例えば照明窓１５ａ、１５ｂを設ける構成にしてもよい。
【００４５】
この構成によれば、内視鏡１０を深部に向けて押し進めているとき、万一、先端面２１が観察対象部位に衝突したとき、観察窓３１及び照明窓１５ａ、１５ｂに傷がつく不具合、及び、観察窓３１及び照明窓１５ａ、１５ｂが破損する不具合を解消することができる。  
なお、観察用斜面２２、２３に、観察窓３１に加えて照明窓１５ａ、１５ｂを設けるとしているが、観察用斜面２２、２３に設ける照明窓は１つであってもよい。
【００４６】
また、図９に示すように先端面２１を挟んで前記観察用斜面２２、２３に加えて、一対の照明窓用傾斜面２５、２６を設け、その照明窓用傾斜面２５、２６にそれぞれ照明窓１６を配設する構成にしてもよい。
【００４７】
この構成によれば、先端面２１が観察対象部位に衝突したとき、観察窓３１及び照明窓１６に傷がつく不具合、及び、観察窓３１及び照明窓１６が破損する不具合を解消することができる。  
照明窓用傾斜面２５、２６に照明窓１６に加えて、さらに観察窓３１を設けるようにしてもよい。
【００４８】
また、図１０に示すように先端面２１に中央に窓１４、３１等に付着した汚物等を除去するための流体を噴出する送気送水ノズル２７を設けるようにしてもよい。送気送水ノズル２７は、先端面２１より挿入部挿入方向に予め定めた高さ突出して構成されている。
【００４９】
この構成によれば、送気送水ノズル２７の噴出口２８から窓１４、３１の表面に水、空気等を吹き付けて汚れを除去することによって良好な観察視野を確保することができる。加えて、先端面２１が観察対象部に衝突する以前に送気送水ノズル２７の挿入部挿入方向側が該観察対象部に当接することによって、照明窓１４に傷がつく不具合、及び、照明窓１４が破損する不具合を減少させることができる。
【００５０】
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１…内視鏡装置  １０…内視鏡  １０ａ…挿入部長手軸  １１…先端部  １２…可撓管部
１３…湾曲部  １３ｆ…先端湾曲駒  １４、１５ａ、１５ｂ、１６…照明窓  
２０…先端硬質部  ２０ａ…周段部  ２１…先端面  ２２、２３…観察用斜面
２４…撮像ユニット配置用貫通孔  ２４ａ…中心軸  ２５、２６…照明窓用傾斜面
２７…送気送水ノズル  ２８…噴出口  ３０…撮像ユニット  ３０Ｂ…第一撮像ユニット
３０Ｂａ…第一観察画像範囲  ３０Ｃ…第二撮像ユニット  ３０Ｃａ…第二観察画像範囲
３０ａ…光軸  ３１…観察窓  ３２…対物光学部  ３３…ＣＣＤ  ３４…撮像回路基板
３５…レンズ枠  ３６…光学レンズ  ３７…ガラスリッド  ３８…カバーガラス
３９…素子枠  ４０…撮像部構成ユニット  ４１…撮像ユニット  ４２…撮像回路基板  ４２Ａ…第１基板部  ４２Ｂ１、４２Ｂ２…第２基板部  ４３…対物光学部  
４３ａ…対物レンズ枠  ４３ｂ…光学レンズ  ４４…撮像光学部  ４４ａ…素子枠  
４４ｂ…カバーガラス  ４５…ＣＭＯＳ  ４６…観察窓  ５０…装置本体  ５１…主面
５２…表示部  ５２Ａ…合成画像  ５２ｂ…第１画像  ５２ｃ…第２画像  
５２ｄ…重畳部  ５３…電源スイッチ  ５４…湾曲操作スイッチ  
５４ｄ…下湾曲操作スイッチ  ５４ｕ…上湾曲操作スイッチ  ５５…画像録画スイッチ  ５６…画像静止スイッチ
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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