(57)【要約】【課題】排他的論理和によって変換したデータを送信することで、送信可能なデータ量を多くとることができるデータ通信システムを提供する。【解決手段】送信装置は、電波送信するにあたり、送信対象の１情報（送信したい１データ）である重畳対象情報１１とその重畳対象情報１１から派生した関連情報１３とから構築されるデータ群１４を、送信装置が有する固定データ列５で排他的論理和をとることにより、重畳データ１５を生成する。送信装置は、この重畳データ１５を含む送信電波を受信装置に送信する。受信装置は、送信装置から電波を受信すると、受信電波内の重畳データ１５と受信装置が有する固定データ列との排他的論理和をとることにより、重畳対象情報１１及び関連情報１３を復元し、関連情報１３の正当性を確認することにより、受信電波の確からしさを判断する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置は、排他的論理和の計算が可能な第１データ処理部を備え、
受信装置は、排他的論理和の計算が可能な第２データ処理部を備え、
前記第１データ処理部は、前記排他的論理和の重畳対象情報と当該重畳対象情報から派生した関連情報とを含むデータ群と、前記送信装置が有する固定データ列との排他的論理和をとることにより、重畳データを生成し、当該重畳データを前記送信装置から送信させ、
前記第２データ処理部は、前記受信装置において前記重畳データを受信すると、前記送信装置に登録された固定データ列と前記重畳データとの排他的論理和をとることにより、前記重畳対象情報及び関連情報を復元し、当該関連情報の正当性を確認することにより、受信電波の確からしさを判断する
ことを特徴とするデータ通信システム。
【請求項２】
前記固定データ列は、前記送信装置ごとに割り振られたＩＤである
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ通信システム。
【請求項３】
前記送信装置ごとに割り振られたＩＤは、当該ＩＤを受信すべき前記受信装置に予め登録されている
ことを特徴とする請求項２に記載のデータ通信システム。
【請求項４】
前記重畳対象情報は、前記送信装置の現在状態又は操作状態に応じて変わる可変データ列である
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のデータ通信システム。
【請求項５】
前記関連情報は、前記重畳対象情報から計算された誤り検出の符号であり、
前記第２データ処理部は、前記重畳対象情報及び関連情報の復元後、当該重畳対象情報から誤り検出の符号を計算し、計算により求めた当該誤り検出の符号と、復元により取得した前記誤り検出の符号とを比較することにより、受信した前記重畳データの正当性を判断する
ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のデータ通信システム。
【請求項６】
前記送信装置が前記受信装置に送信したい送信情報群は、前記固定データ列、前記重畳対象情報、及び当該重畳対象情報と同類の他データ列から構築され、
前記関連情報は、前記重畳対象情報及び他データ列から計算された誤り検出の符号であり、
前記第１データ処理部は、前記送信装置における電波送信時、前記重畳データと、前記他データ列と、計算した前記誤り検出の符号とを含む送信電波を前記受信装置に送信し、
前記第２データ処理部は、前記重畳データ内の重畳対象情報と誤り検出の符号とを復元した後、当該誤り検出の符号と、前記送信電波内に含まれる前記誤り検出の符号とを比較することにより、受信した前記重畳データの正当性を判断する
ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のデータ通信システム。
【請求項７】
前記送信装置が前記受信装置に送信したい送信情報群は、前記固定データ列、前記重畳対象情報、及び当該重畳対象情報と同類の他データ列から構築され、
前記関連情報は、前記他データ列であり、
前記第１データ処理部は、前記送信装置における電波送信時、少なくとも前記重畳データ及び他データ列を含む送信電波を前記受信装置に送信し、
前記第２データ処理部は、前記重畳データ内の重畳対象情報及び他データ列の復元後、当該他データ列と、前記送信電波内に含まれる前記他データ列とを比較することにより、受信した前記重畳データの正当性を判定する
ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のデータ通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置から受信装置へデータを送信するデータ通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示されるように、データ送信のセキュリティ性が確保されたデータ通信システムが周知である。特許文献１のデータ通信システムは、空気圧情報のような都度変わる可変ビット列と、そのミラー（コピーも可）とを、ＩＤ等の固定ビット列に排他的論理和で混ぜ込み、これを送信データとして送信するものである。受信機は、自身が持つＩＤで送信データを復元し、可変ビット列及びそのミラー（コピーも可）を比較することで、受信電波の正当性を確認する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−４６１４８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、特許文献１は、送信データに可変ビット列のミラーやコピーが必要となるので、送信できるデータ量が少なくなってしまう問題があった。つまり、送信データのフレームが可変ビット列のミラーやコピーに占有されてしまい、送信したいデータに制限が生じてしまう可能性があった。
【０００５】
本発明の目的は、排他的論理和によって変換したデータを送信することで、送信可能なデータ量を多くとることができるデータ通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決するデータ通信システムは、送信装置は、排他的論理和の計算が可能な第１データ処理部を備え、受信装置は、排他的論理和の計算が可能な第２データ処理部を備え、前記第１データ処理部は、前記排他的論理和の重畳対象情報と当該重畳対象情報から派生した関連情報とを含むデータ群と、前記送信装置が有する固定データ列との排他的論理和をとることにより、重畳データを生成し、当該重畳データを前記送信装置から送信させ、前記第２データ処理部は、前記受信装置において前記重畳データを受信すると、前記送信装置に登録された固定データ列と前記重畳データとの排他的論理和をとることにより、前記重畳対象情報及び関連情報を復元し、当該関連情報の正当性を確認することにより、受信電波の確からしさを判断する。
【０００７】
本構成によれば、送信装置から電波送信するにあたり、送信対象の１情報である重畳対象情報とその重畳対象情報から派生した関連情報とから構築されるデータ群を、送信装置が有する固定データ列で排他的論理和をとった上で受信装置に送信する。受信装置は、送信装置から電波を受信すると、受信電波を排他的論理和の計算によって復元し、受信電波に含まれる関連情報の正当性を確認することにより、受信電波の確からしさを判断する。このため、排他的論理和を使用した通信ロジックを採用するにあたり、送信電波に付加する情報は、重畳対象情報から派生する例えば数ビットの関連情報で済む。よって、排他的論理和によって変換したデータを送信することで、送信可能なデータ量を多くとることが可能となる。
【０００８】
前記データ通信システムにおいて、前記固定データ列は、前記送信装置ごとに割り振られたＩＤであることが好ましい。この構成によれば、相対的に情報量が多い傾向のＩＤに重畳対象情報を混ぜ込むので、重畳対象情報として多くの情報量をデータ群に乗せることが可能となる。
【０００９】
前記データ通信システムにおいて、前記送信装置ごとに割り振られたＩＤは、当該ＩＤを受信すべき前記受信装置に予め登録されていることが好ましい。この構成によれば、受信装置はＩＤが事前登録されている送信装置の電波のみ受信可能となるので、予め送信装置群を登録しておくことにより、組をなさない送信装置からの電波を受信させずに済む。
【００１０】
前記データ通信システムにおいて、前記重畳対象情報は、前記送信装置の現在状態又は操作状態に応じて変わる可変データ列であることが好ましい。この構成によれば、都度刻々と変わる可変データ列を重畳対象情報としてＩＤに混ぜ込んで、受信装置に送信することが可能となる。
【００１１】
前記データ通信システムにおいて、前記関連情報は、前記重畳対象情報から計算された誤り検出の符号であり、前記第２データ処理部は、前記重畳対象情報及び関連情報の復元後、当該重畳対象情報から誤り検出の符号を計算し、計算により求めた当該誤り検出の符号と、復元により取得した前記誤り検出の符号とを比較することにより、受信した前記重畳データの正当性を判断することが好ましい。この構成によれば、関連情報を重畳対象情報の誤り検出符号としたので、通信される電波の確からしさを確認するにあたり、その判定精度が高くなる。
【００１２】
前記データ通信システムにおいて、前記送信装置が前記受信装置に送信したい送信情報群は、前記固定データ列、前記重畳対象情報、及び当該重畳対象情報と同類の他データ列から構築され、前記関連情報は、前記重畳対象情報及び他データ列から計算された誤り検出の符号であり、前記第１データ処理部は、前記送信装置における電波送信時、前記重畳データと、前記他データ列と、計算した前記誤り検出の符号とを含む送信電波を前記受信装置に送信し、前記第２データ処理部は、前記重畳データ内の重畳対象情報と誤り検出の符号とを復元した後、当該誤り検出の符号と、前記送信電波内に含まれる前記誤り検出の符号とを比較することにより、受信した前記重畳データの正当性を判断することが好ましい。この構成によれば、誤り検出の符号を求める計算の回数が少なく済む。
【００１３】
前記データ通信システムにおいて、前記送信装置が前記受信装置に送信したい送信情報群は、前記固定データ列、前記重畳対象情報、及び当該重畳対象情報と同類の他データ列から構築され、前記関連情報は、前記他データ列であり、前記第１データ処理部は、前記送信装置における電波送信時、少なくとも前記重畳データ及び他データ列を含む送信電波を前記受信装置に送信し、前記第２データ処理部は、前記重畳データ内の重畳対象情報及び他データ列の復元後、当該他データ列と、前記送信電波内に含まれる前記他データ列とを比較することにより、受信した前記重畳データの正当性を判定することが好ましい。この構成によれば、誤り検出の符号を求める計算の回数が少なく済む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、排他的論理和によって変換したデータを送信することで、送信可能なデータ量を多くとることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態のデータ通信システムの構成図。
【図２】送信情報群をデータ内容の説明図。
【図３】電波送信時に実行される排他的論理和の計算図。
【図４】送信電波のフレーム図。
【図５】受信電波のフレーム図。
【図６】電波受信時に実行される排他的論理和の計算図。
【図７】第２実施形態における誤り検出の符号の計算例を示す説明図。
【図８】電波送信時に実行される排他的論理和の計算図。
【図９】送信電波のフレーム図。
【図１０】電波受信時に実行される排他的論理和の計算図。
【図１１】別例において電波送信時に実行される排他的論理和の計算図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下、データ通信システムの第１実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１に示すように、データ通信システム１は、電波を送信可能な送信装置２と、送信装置２から送信された電波を受信可能な受信装置３とを備える。送信装置２から送信される送信電波Ｓｔは、例えばＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波であることが好ましい。また、送信電波Ｓｔは、例えば４０ビットのデータ列からなる信号であることが好ましい。
【００１７】
送信装置２のメモリ４には、データ内容が固定値の固定データ列５が書き込み保存されている。固定データ列５は、例えば「０」、「１」のビット列であり、送信装置２ごとに割り振られたＩＤであることが好ましい。受信装置３のメモリ６には、自身と組をなす送信装置２に書き込まれたものと同一の固定データ列７が予め書き込み保存されている。通信対象が複数の送信装置２のとき、受信装置３のメモリ６には、複数の固定データ列７が書き込み保存される。
【００１８】
データ通信システム１は、例えば車両のタイヤ空気圧監視システムに適用されることが好ましい。この場合、送信装置２が車両の各タイヤのタイヤ空気圧検出器（タイヤバルブとも言う）に設けられ、受信装置３が車体に設けられることが好ましい。タイヤ空気圧検出器は、例えばタイヤ空気圧信号を定期又は不定期に送信する。タイヤ空気圧信号は、例えばタイヤ空気圧検出器の検出器ＩＤ（バルブＩＤとも言う）、タイヤ空気圧の圧力データ、タイヤの温度データ等を備えた信号である。受信機は、自身に登録された検出器ＩＤのタイヤ空気圧信号のみ受け付け、そのタイヤ空気圧信号内の圧力データを確認することにより、タイヤの空気圧を監視する。
【００１９】
データ通信システム１は、例えば車両の電子キーシステムに適用されてもよい。この場合、送信装置２が電子キーに設けられ、受信装置３が車体に設けられることが好ましい。電子キーシステムは、電子キーから送信された電子キーＩＤによってキー照合を行うものである。電子キーシステムは、例えばワイヤレスキーシステムがある。ワイヤレスキーシステムは、電子キーからの通信を契機に、例えば狭域無線によって電子キーとＩＤ照合を行い、ＩＤ照合が成立すれば、車載機器の作動を実行するものである。
【００２０】
データ通信システム１は、送信装置２から送信したい情報を排他的論理和によって加工して、受信装置３に送信する。この場合、送信装置２は、排他的論理和の計算が可能な第１データ処理部８を備える。第１データ処理部８は、送信装置２に登録された固定データ列５を用いて排他的論理和を計算する。また、受信装置３も、排他的論理和の計算が可能な第２データ処理部９を備える。第２データ処理部９は、受信装置３に登録された固定データ列７を用いて排他的論理和を計算する。
【００２１】
次に、図２〜図６を用いて、データ通信システム１の動作を説明する。
図２に示すように、通信時、送信装置２が受信装置３に送信したい情報内容が送信情報群１０であるとする。送信情報群１０は、例えば送信装置２の固定データ列５、重畳対象情報１１、重畳対象情報１１と同類の他データ列１２等であることが好ましい。固定データ列５は、例えば送信装置２のメモリ４に登録されたＩＤである。重畳対象情報１１は、送信装置２の送信状態や操作状態の都度の状態に応じて内容が変わる可変データ列であり、固定データ列５に重畳する対象となる情報である。重畳対象情報１１は、タイヤ空気圧監視システムの場合、例えば圧力データや温度データ等であることが好ましく、電子キーシステムの場合、例えば電子キーにおいて実行された操作コマンドであることが好ましい。他データ列１２は、送信装置２の送信状態や操作状態の都度の状態に応じて内容が変わる可変データ列であり、例えば送信装置２の送信状態（送信モード）であるステータスが好ましい。
【００２２】
図３に示すように、第１データ処理部８は、送信装置２において電波送信を行うにあたり、まず重畳対象情報１１から派生する関連情報１３を計算する。関連情報１３は、例えば重畳対象情報１１を誤り検出関数等に通すなどして計算された誤り検出の符号であることが好ましい。誤り検出の符号は、例えばＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）やパリティ（偶数パリティ）などが好ましい。なお、同図において、重畳対象情報１１は「Ａ１Ｃ」で図示され、関連情報１３は「ＦＢ」で図示されている。
【００２３】
第１データ処理部８は、重畳対象情報１１及び関連情報１３から構築されるデータ群１４と、送信装置２に登録された固定データ列５との排他的論理和をとることにより、重畳データ１５を生成する。つまり、データ群１４は、送信装置２に登録されたＩＤに混ぜ込まれ、重畳データ１５に変換される。なお、同図において、固定データ列５は「ＩＤｂ」で図示され、重畳データ１５は「＊＊＊＊」で図示されている。重畳データ１５は、ＩＤにより暗号化されたデータとも言える。
【００２４】
図４に示すように、送信装置２は、以上の処理を経た上で送信電波Ｓｔを送信する。つまり、第１データ処理部８は、重畳データ１５と、重畳対象情報１１と同類の他データ列１２と、誤り検出の符号１６とを含む送信電波Ｓｔを、送信装置２からＵＨＦ送信させる。誤り検出の符号１６は、例えば重畳データ１５及び他データ列１２を、誤り検出関数等に通すなどして計算される。なお、同図において誤り検出の符号１６は「４Ｄ」で図示されている。
【００２５】
図５に示すように、受信装置３は、送信装置２から送信された送信電波Ｓｔを受信すると、その受信電波Ｓｒの誤り符号検出を実行する。具体的には、受信装置３は、受信電波Ｓｒに含まれる重畳データ１５及び他データ列１２を例えば誤り検出関数等に通すなどして、誤り検出の符号１７を算出する。受信装置３は、計算した誤り検出の符号１７と、受信電波Ｓｒに含まれる誤り検出の符号１６とを比較することにより、受信電波Ｓｒの正当性を確認する。受信装置３は、これら誤り検出の符号１６，１７が一致すれば、受信電波Ｓｒをノイズ等に影響を受けることなく正常に受信できたと判断し、電波受信の動作を継続する。
【００２６】
図６に示すように、第２データ処理部９は、受信した重畳データ１５と、受信装置３に登録された固定データ列７との排他的論理和をとることにより、重畳対象情報１１及び関連情報１３を復元する。第２データ処理部９は、復元した重畳対象情報１１を基に、関連情報１８を計算する。例えば、第２データ処理部９は、復元した重畳対象情報１１を誤り検出関数等に通すなどして、関連情報１８として誤り検出符号を算出する。第２データ処理部９は、計算で得た関連情報１８と、復元した関連情報１３とを比較することにより、復元した関連情報１３の正当性を確認する。第２データ処理部９は、これら関連情報１３，１８が一致すれば、受信電波Ｓｒが確からしいと判断し、受信電波Ｓｒを正式に取り込む。
【００２７】
第２データ処理部９は、ある固定データ列７で受信電波Ｓｒの確からしさを確認できなかったとき、自身に登録されている他の固定データ列７で、同様に受信電波Ｓｒの確からしさを確認する。そして、第２データ処理部９は、受信装置３に予め登録されている全ての固定データ列７において、受信電波Ｓｒが確からしいと判定できるまで、以上の処理を繰り返す。なお、受信装置３に登録された全ての固定データ列７で受信電波Ｓｒの確からしさを確認できないときは、このとき受信した電波は自身に送信されたものではないとして判断し、取り込まない。
【００２８】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）送信装置２から電波送信するにあたり、送信対象の１情報（送信したい１データ）である重畳対象情報１１とその重畳対象情報１１から派生した関連情報１３とから構築されるデータ群１４を、送信装置２が有する固定データ列５で排他的論理和をとった上で受信装置３に送信する。受信装置３は、送信装置２から電波を受信すると、固定データ列７を使用した排他的論理和の計算によって受信電波Ｓｒを復元し、受信電波Ｓｒに含まれる関連情報１３の正当性を確認することにより、受信電波Ｓｒの確からしさを判断する。このため、排他的論理和を使用した通信ロジックを採用するにあたり、送信電波Ｓｔに付加する情報は、重畳対象情報１１から派生する例えば数ビットの関連情報１３で済む。よって、送信したいデータを送信電波Ｓｔのフレームに多数割り当てることが可能となるので、排他的論理和の通信ロジックを採用するにあたり、送信可能なデータ量を多くとることができる。
【００２９】
（２）相対的に情報量の多い傾向のＩＤに重畳対象情報１１を混ぜ込むので、重畳対象情報１１として多くの情報量を排他的論理和によりデータ群１４に乗せることができる。よって、送信電波Ｓｔで多くのデータ量を送信するのに一層有利となる。
【００３０】
（３）送信装置２ごとに割り振られたＩＤは、このＩＤを受信すべき受信装置３に予め登録される。よって、受信装置３はＩＤが事前登録されている送信装置２からの電波のみ受信可能となるので、予め送信装置２群を登録しておくことにより、組をなさない送信装置２からの電波を受信させずに済む。
【００３１】
（４）重畳対象情報１１は、都度刻々と変わる可変データ列である。よって、この種の可変データ列をＩＤに混ぜ込んで、安全に受信装置３に送信することができる。
（５）関連情報１３を重畳対象情報１１から計算される誤り検出符号としたので、通信される電波の確からしさを確認するにあたり、その判定精度が高くなる。よって、通信のセキュリティ性の確保に一層有利となる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図７〜図１０に従って説明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態に記載の排他的論理和の取り方を変更した実施例である。よって、第１実施形態と同一部分には同じ符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。
【００３３】
図７に示すように、第１データ処理部８は、送信装置２において電波送信を行うにあたり、まず重畳対象情報１１及び他データ列１２を誤り検出関数等に通すなどして、誤り検出の符号２１を計算する。本例の誤り検出の符号２１は、例えばＣＲＣやパリティ（偶数パリティ）などが好ましい。なお、同図において、重畳対象情報１１は「７１４」で図示され、誤り検出符号２１は「Ｂ２」で図示されている。
【００３４】
続いて、図８に示すように、第１データ処理部８は、計算した誤り検出符号２１を関連情報２２として重畳対象情報１１の先頭に付加することにより、データ群２３を生成し、このデータ群２３と、送信装置２に登録された固定データ列５との排他的論理和をとることにより、重畳データ２４を生成する。なお、同図において、固定データ列５は「ＩＤｃ」で図示され、重畳データ２４は「＊＊＊＊」で図示されている。
【００３５】
図９に示すように、送信装置２は、以上の処理を経た上で送信電波Ｓｔを送信する。つまり、第１データ処理部８は、重畳データ２４と、重畳対象情報１１と同類の他データ列１２と、誤り検出符号２１とを含む送信電波Ｓｔを、送信装置２から送信する。
【００３６】
図１０に示すように、第２データ処理部９は、受信した受信電波Ｓｒの重畳データ２４部分と、受信装置３に登録された固定データ列７との排他的論理和をとることにより、重畳対象情報１１及び関連情報２２を復元する。第２データ処理部９は、復元した関連情報２２と、受信電波Ｓｒに含まれる誤り検出の符号２１とを比較することにより、復元した関連情報２２の正当性を確認する。第２データ処理部９は、誤り検出の符号２１及び関連情報２２が一致すれば、受信電波Ｓｒが確からしいと判断し、受信電波Ｓｒを正式に取り込む。
【００３７】
本実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（１）〜（４）に加え、以下の効果を得ることができる。
（６）送信装置２における電波送信時、誤り検出の符号の計算は、「Ｂ２」を計算するときの１度で済む。よって、誤り検出の符号を求める計算が少なく済むので、通信時に課される処理を簡素化することができる。
【００３８】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・図１１に示すように、第２実施形態において、関連情報２２は、他データ列１２に変更することも可能である。この場合も、電波送信時において、誤り検出の符号計算の回数が少なく済む。
【００３９】
・各実施形態において、送信電波Ｓｔは、複数フレームで送信されてもよい。
・各実施形態において、データ通信に暗号通信を採用してもよい。
・各実施形態において、誤り符号検出は、データの正当性を確認できる方式であれば、種々の検出方式が採用可能である。
【００４０】
・各実施形態において、固定データ列５，７は、送信及び受信装置３の間で共通に持つ情報であれば、必ずしもＩＤでなくてもよい。
・各実施形態において、関連情報１３，２２は、重畳対象情報１１の確からしさを確認できる情報であればよい。
【００４１】
・各実施形態において、送信電波Ｓｔは、例えば重畳データ１５，２４のみから構築される電波でもよい。
・各実施形態において、重畳対象情報１１は、データ内容が不変の固定データ列（固定ビット列）でもよい。
【００４２】
・各実施形態において、データ通信システム１は、タイヤ空気圧監視システムや電子キーシステム以外の他のシステムにも適用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１…データ通信システム、２…送信装置、３…受信装置、５…固定データ列、７…固定データ列、８…第１データ処理部、９…第２データ処理部、１０…送信情報群、１１…重畳対象情報、１２…他データ列、１３…関連情報、１４…データ群、１５…重畳データ、１８…計算した関連情報、２１…誤り検出の符号、２２…関連情報、２３…データ群、２４…重畳データ、Ｓｔ…送信電波、Ｓｒ…受信電波。
【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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