(57)【要約】【課題】複数の光源から照射される照明光の明るさを調整して、被検査基板を複数の光源で均一な明るさで照射することが可能なマクロ照明装置及び目視検査装置、ならびに基板の目視検査方法を提供する。【解決手段】マクロ照明装置は、照明光Ｆを照射する複数の光源ユニット４ａ、４ｂを備えている。光源ユニット４ａ、４ｂは、照明光Ｆを照射する光源８と、調整手段である調光手段９とを備えている。複数の光源ユニット４ａ、４ｂのいずれか一つから照射される照明光Ｆの明るさを基準として、他の光源ユニット４ａ、４ｂで照射される照明光Ｆの明るさを調光手段９で調整して、略等しい明るさにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を照射する光源を備えた発光部を複数有する目視検査装置用のマクロ照明装置であって、
それぞれの前記発光部は、前記光源から照射される前記照明光の明るさを調整可能な調整手段を備え、
該調整手段によって、複数の前記発光部のいずれか一つから照射される前記照明光の明るさを基準として、他の前記発光部から照射される前記照明光の明るさを調整可能であることを特徴とする目視検査装置用のマクロ照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の目視検査装置用のマクロ照明装置において、
前記調整手段は、略円板状で、複数の貫通孔が円周方向に大きさ及び設置数を漸次変化させて形成され、前記照明光の一部を遮蔽し、残りの前記照明光を透過させる円盤と、
該円盤を回転させる駆動部とを備えることを特徴とする目視検査装置用のマクロ照明装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の目視検査装置用のマクロ照明装置において、
前記調整手段による前記照明光の透過量を段階的に入力することが可能な操作部と、
該操作部及び前記調整手段と接続され、前記調整手段による前記照明光の前記透過量を検出し、前記操作部によって入力可能な１段階当たりの透過量を再設定することが可能であるとともに、前記操作部に入力された前記透過量をもとに前記調整手段による前記照明光の透過量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする目視検査装置用のマクロ照明装置。
【請求項４】
請求項３に記載の目視検査装置用のマクロ照明装置において、
前記制御手段と接続され、前記被検査基板に照射される前記照明光の明るさを検出し、前記制御手段に検出された前記照明光の明るさを入力するセンサを備えることを特徴とする目視検査装置用のマクロ照明装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の目視検査装置用のマクロ照明装置において、
前記発光部から照射される前記照明光を反射させる反射光学系と、該反射光学系で反射された前記照明光を収束し、被検査基板に照射させる集光光学系とを備えることを特徴とする目視検査装置用のマクロ照明装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の目視検査装置用のマクロ照明装置と、
被検査基板を保持、搬送するホルダとを備え、
前記目視検査装置用のマクロ照明装置の複数の前記発光部で、前記ホルダに保持された前記被検査基板の異なる照射範囲を略等しい明るさで照射可能であることを特徴とする目視検査装置。
【請求項７】
複数の光源から被検査基板に照明光を照射させ、該照明光が前記被検査基板に反射した時の反射光の変調を観察して、前記被検査基板の欠陥部分を検出する基板の目視検査方法であって、
複数の前記光源のいずれか一つから照射される前記照明光の明るさを基準として、他の前記光源から照射される前記照明光の一部を遮蔽し、残りの前記照明光を透過させることで明るさを調整し、複数の前記光源から前記被検査基板に照射される前記照明光の明るさを略等しくすることを特徴する基板の目視検査方法。
【請求項８】
請求項７に記載の基板の目視検査方法において、
複数の前記光源から照射されるそれぞれの前記照明光の明るさを測定し、略等しい明るさに調整した時のそれぞれの前記照明光の透過量を検出し、それぞれの該透過量を等しい段数で等分することで、前記段数を単位として複数の前記光源のすべてを略等しい明るさで段階的に調整することを特徴とする基板の目視検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板にマクロ照明光を照射してガラス基板上の欠陥を目視観察する目視検査装置用のマクロ照明装置及びこのマクロ照明装置を備えた目視検査装置、ならびにガラス基板の目視検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）等の製造工程において、複数のＦＰＤを製造するマザーガラス基板上に塗布されたレジストの膜斑やピンホールなどの欠陥、あるいは、現像装置で形成されたパターンの欠けなどの欠陥を、検査者が目視により検査している。このマクロ検査装置は、マクロ照明装置が設けられ、マクロ照明装置から照射される照明光を収束レンズで収束させ、この収束光束を被検査基板に反射させ、その反射光を検査者が目視観察することで、マザーガラス基板上の欠陥を検査している。近年、ＦＰＤの大型化に伴い、これに使用されるマザーガラス基板（被検査基板）も一辺が２０００ｍｍを超えるものが出現している。このような大型の被検査基板の全体を効率的に目視検査するために、照明装置の大型化、あるいは複数化が図られている。
例えば、複数の照明光源と、これら照明光源から照射される光束を被検査基板に向けて反射させる複数の反射ミラーと、反射ミラーで反射した照明光を収束光束に成形する複数のフレネルレンズとを具備し、各フレネルレンズで成形された収束光束により被検査基板の全面を照射可能とした基板検査装置用のマクロ照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】国際公開第０２／０１６９１６号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、それぞれの照明光源から照射される光束の明るさは、各照明光源の製品としてのバラツキ、使用時間の違いによる変化によって異なっている。また、照明光源から照射される光束を反射させる反射ミラーならびに収束させるフレネルレンズや、液晶散乱板などの照明光学系の特性によっても被検査基板に照射される照明光の明るさは異なってくる。このため、複数の照明光源で被検査基板の異なる照射範囲を照射しようとした場合、複数の照明光源から照射される照明光の明るさが異なってしまうと、被検査基板の全体を均一に照明することができなくなるため、この照明斑により外観検査の結果にもバラツキが生じてしまう問題があった。
【０００４】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、複数の光源から照射される照明光の明るさを調整して、被検査基板を複数の光源で均一な明るさで照射することが可能な目視検査装置用のマクロ照明装置及び目視検査装置、ならびに基板の目視検査方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、照明光を照射する光源を備えた発光部を複数有する目視検査装置用のマクロ照明装置であって、それぞれの前記発光部は、前記光源から照射される前記照明光の明るさを調整可能な調整手段を備え、該調整手段によって、複数の前記発光部のいずれか一つから照射される前記照明光の明るさを基準として、他の前記発光部から照射される前記照明光の明るさを調整可能であることを特徴としている。
【０００６】
この発明に係る目視検査装置用のマクロ照明装置によれば、基準となる発光部から照射される照明光の明るさに、他の発光部から照射される照明光の明るさを調整して略等しい明るさにすることができる。このため、複数の発光部で照射される範囲において、均一な明るさで照射することができる。
【０００７】
また、請求項７に係わる発明は、複数の光源から被検査基板に照明光を照射させ、該照明光が前記被検査基板に反射した時の反射光の変調を観察して、前記被検査基板の欠陥部分を検出する基板の目視検査方法であって、複数の前記光源のいずれか一つから照射される前記照明光の明るさを基準として、他の前記光源から照射される前記照明光の一部を遮蔽し、残りの前記照明光を透過させることで明るさを調整し、複数の前記光源から前記被検査基板に照射される前記照明光の明るさを略等しくすることを特徴としている。
【０００８】
この発明に係る基板の目視検査方法によれば、基準となる光源から照射される照明光の明るさに、他の光源から照射される照明光の一部を遮蔽し、残りの照明光を透過させることで、明るさを調整して略等しい明るさにすることができる。このため、複数の光源で照射される範囲において、均一な明るさで照射して、被検査基板の外観検査を行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、各々の発光部の光源の特性に係わらず、各々の光源から照射される照明光の明るさを略等しく調整して、複数の発光部によって照射される照射範囲を均一な明るさとすることができる。このため、このような複数の発光部によって被検査基板を照射して外観検査を行えば、単一の発光部で照射する場合に比べて広範囲を同時に検査することが可能であり、かつ均一な検査結果を得ることができる。また、被検査基板が大型化しても、発光部の設置数を増やし照射範囲を大きくして、検査精度を確保しつつ、効率的な外観検査を可能とさせる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
図１から図７は、この発明に係る第１の実施形態を示している。図１に目視検査装置の側面図、図２に平面図を示す。図３にマクロ照明の光源ユニットの側面図、図４に調光手段の詳細図を示す。また、図５に光源ユニット、制御部、操作部及びモニターとの関係を表わす概略図を示す。さらに、図６及び図７にモニターの拡大図を示す。
【００１１】
図１及び図２に示すように、目視検査装置１は、例えば液晶ディスプレイを製造するマザーガラス基板からなる被検査基板Ｗの検査表面Ｗ１に照明光を照射するマクロ照明装置２と、被検査基板Ｗを保持する揺動ホルダ３とを備えている。揺動ホルダ３は、被検査基板Ｗの周縁部を保持する矩形の開口を有する矩形枠状に形成されている。この揺動ホルダ３の上面の保持部３ａには、被検査基板Ｗの裏面周縁部を吸着保持する図示しない吸着パッドが複数設けられ、被検査基板Ｗを揺動ホルダ３に吸着保持することが可能である。また、揺動ホルダ３は、中心軸３ｂで回転可能に軸支されていて、観察時に検査者がマクロ照明下において被検査基板Ｗを目視観察し易い所定の角度になるように揺動ホルダ３を図示しない駆動機構により揺動可能となっている。
【００１２】
図１及び図２に示すように、マクロ照明装置２は、拡散光Ｆ１を照射する２つの光源ユニット４（４ａ、４ｂ）と、拡散光Ｆ１を反射させる反射光学系である第一の反射ミラー５（５ａ、５ｂ）及び第二の反射ミラー６（６ａ、６ｂ）と、第一の反射ミラー５及び第二の反射ミラー６で反射された拡散光Ｆ１を収束光束Ｆ２に成形するフレネルレンズなどからなる収束レンズ７（７ａ、７ｂ）とを備える。第一の反射ミラー５、第二反射ミラー６及び収束レンズ７は、２つの光源ユニット４ａ、４ｂに対応して、それぞれ別々に設けられている。また、２つの光源ユニット４ａ、４ｂ及び第一の反射ミラー５ａ、５ｂとは、それぞれ同期して移動可能であり、これによって、被検査基板Ｗの検査表面Ｗ１の全体を照射可能となっている。
【００１３】
図３に示すように、光源ユニット４は、拡散光Ｆ１を照射する光源８と、光源８から照射された照明光Ｆの明るさを調整する調光手段９とを備える。光源８は、例えば、メタルハライドランプやハロゲンランプである。調光手段９は、例えば回転軸１１ａに回転可能に設けられステンレスやアルミニウム合金などの薄い金属からなる円盤１１と、この円盤１１にエッチングやレーザ加工により形成され、照明光の透過光量を連続的に変化させる開口径の異なる孔１０と、円盤１１を回転自在に支持する回転軸１１ａとを有する。円盤１１は、外周縁に当接して回転力を伝達する駆動部であるモータ１２を備える。図４に示すように、円盤１１に形成される孔１０は、照明光を透過させる透過面積が円盤１１の回転方向に沿って連続して変化するように、位置Ａで光源８による照射範囲と同等の大きさに設定された孔１０ａが形成され、円周右方向Ｒに従って、大きさと設置数が漸次変化し、位置Ｂでは孔１０は形成されずに照明光が透過できないように設定されている。つまり、円盤１１に照明光を照射し、この円盤１１を円周左方向Ｌに回転させることで、開口率に応じて照明光の透過光量を１００％〜０％の範囲で連続的に変化させ、照明光の明るさを調整することが可能である。
【００１４】
また、図５に示すように、マクロ照明装置２の各光源ユニット４ａ、４ｂの各光源８ａ、８ｂ及び調光手段９ａ、９ｂは、制御手段１３に接続され、一方の暗い光源ユニット４ａの照明光量を基準にして他方の明るい光源ユニット４ｂの照明光量が同じになるように調光手段９ｂの回転角度が制御手段１３により制御される。また、制御手段１３には、調光手段９（９ａ、９ｂ）による照明光の透過量を手動で調整する操作部１４と、制御手段１３による制御結果を表示するモニター１５とが接続されている。より詳しくは、制御手段１３は、各光源ユニット４（４ａ、４ｂ）の調光手段９（９ａ、９ｂ）のモータ１２（１２ａ、１２ｂ）に接続され、これらモータ１２（１２ａ、１２ｂ）の回転数を制御することにより、各調光手段９の各円盤１１の回転角度を調整し、これら円盤１１の孔１０から透過される照明光の透過量を変化させ、被検査基板Ｗに照射される各光源ユニット４ａ、４ｂからの照明光の明るさが同じになるように制御することができる。
【００１５】
例えば、図４に示すように、光源８から照射される照明光をすべて透過させる位置Ａから全く透過させない位置Ｂまで、円盤１１を２５６段階の回転ピッチで制御することにより、照明光の明るさを微調整することができる。本実施形態では、略２５段階を１段数とし、１１段数に調整可能にしている。
また、図２に示すように、制御手段１３は、対応する光源ユニット４ａ、４ｂと第一の反射ミラー５ａ、５ｂとをそれぞれ同期して移動させることにより、被検査基板Ｗの全体を照射可能としている。また、図５に示すように、操作部１４は、２つの光源ユニット４ａ、４ｂのそれぞれに対応して、０から１０までの段数が表示可能な表示画面１８（１８ａ、１８ｂ）と、表示画面１８に表示させる段数を増加させるボタン１７（１７ａ、１７ｂ）と、減少させるボタン１６（１６ａ、１６ｂ）とを備える。ボタン１６及びボタン１７は制御手段１３に接続されていて、調光手段９の透過量の最大値である２５６段階を１１段数に等分し、ボタン１６、１７及び表示画面１８とによって、光源ユニット４の調光手段９による透過量を１１段数で操作することが可能となっている。そして、操作部１４によって調整した光源ユニット４ａ、４ｂの各調光手段９における透過量及び段数は、モニター１５にそれぞれ表示されている。
【００１６】
次に、目視検査装置１及びマクロ照明装置２に作用について説明する。先ず、図１に示すように揺動ホルダ３上に被検査基板Ｗを位置決めした状態で吸着保持し、図示しない駆動機構を制御して検査者が目視観察し易い所定の角度に揺動ホルダ３を立ち上げる。次に、光源ユニット４ａ、４ｂの光源８ａ、８ｂを点灯させて照明光を照射させる。各々の光源ユニット４ａ、４ｂから照射された拡散光Ｆ１は、それぞれ第一の反射ミラー５ａ、５ｂに反射し、さらに第二の反射ミラー６ａ、６ｂに反射し、収束レンズ７ａ、７ｂにより収束光束Ｆ２に収束され被検査基板Ｗの検査表面Ｗ１に照射される。そして、それぞれの収束レンズ７ａ、７ｂで収束光束Ｆ２に成形された光源ユニット４ａ、４ｂからのマクロ照明光は、被検査基板Ｗ上で重ね合わされて一つのマクロ照明光として被検査基板Ｗの検査範囲を照明する。
【００１７】
次に、光源ユニット４ａ、４ｂのそれぞれから照射される照明光の被検査基板Ｗにおける明るさを照度計１９によって測定する。ここでは、経年変化により光源ユニット４ａに比べて光源ユニット４ｂの方が暗くなったとする。そして、図６に示すように、光源ユニット４ａ、４ｂの各調光手段９による透過量は、それぞれ１１段数に設定されていたとする。初期状態においては、前述のとおり透過量が２５６段階（図４に示す円盤１１の位置Ａにおいてすべての拡散光Ｆ１を透過した状態）である時の段数を１１段数としている。透過量が２０５段階である場合には、段数は８段数（＝２０５／２５６×１０）で表示される。次に、照度計１９で各光源ユニット４ａ、４ｂの照射範囲となる揺動ホルダ３上に照度計１９を載置し、照度計１９での検査結果により暗いと判定された光源ユニット４ｂの照明光の明るさを基準として、明るいと判定された側の光源ユニット４ａの明るさを暗いと判定された照明光の明るさと同じになるように調整する。照度計１９による計測値を確認しながら、操作部１４のボタン１６ａを操作し、光源ユニット４ａの調光手段９の円盤１１を円周左方向Ｌに回転させて光源ユニット４ａからの照明光の明るさを暗くすれば、光源ユニット４ｂの照明光の明るさと略等しくすることができる。
以上のようにして、光源８の製品としてのバラツキ、使用時間による経年変化による違い、あるいは反射光学系及び集光光学系の特性による照明光の明るさの差を補正し、２つの光源ユニット４ａ、４ｂの光源８ａ、８ｂから出射される照明光が被検査基板Ｗ上で略等しい明るさになるように調整することにより、照明ムラの無い均一なマクロ照明光を被検査基板Ｗに照射することができる。
【００１８】
図７に示すように、光源ユニット４ａから照射される照明光を光源ユニット４ｂから照射される照明光と略等しい明るさに調整した時、光源ユニット４ａの調光手段９における透過量が１９２段階となったとする。ここで、制御手段１３によって、この時の光源ユニット４ａで調整した調光手段９ａが光源ユニット４ｂの段数と同じ８段数（２０５段階）と等しい８段数（１９２段階）に再設定し、新しく設定された８段数が１９２段階となるように０〜１０段数の段階値を制御手段１３で再計算する。この場合、制御手段１３は、新しく設定された８段数の段階値（１９２段階）から光源ユニット４ａ側の調光手段９ａにおける１０段数の段階値（２４０段階）を求め、この１０段数の段階値（２４０段階）を１０等分して１段数当りの透過量に相当する段数を再計算し、各段数に対する段階値を再設定する。このように、１段数当りの透過量が等しくなるように調光手段９ａ、９ｂの各段数の段階値を再計算することで、各光源ユニット４ａ、４ｂそれぞれから照射される照明光の明るさの調整を操作部１４の表示画面１８に表示された段数を確認するのみで、ボタン１６、１７で同期させて段階的に調整し、光源ユニット４ａ、４ｂを略等しい明るさにすることが可能となる。
【００１９】
（第２の実施形態）
図８は、この発明に係る第２の実施形態を示し、発光部、制御部、操作部、モニター及び照度計との関係を表わす概略図を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００２０】
この実施形態のマクロ照明装置２５では、さらに、光源ユニット４ａ、４ｂから照射される照明光が被検査基板Ｗに照射されるときの明るさを測定する照度計１９を制御手段１３と接続し、照度計１９で測定した測定結果を制御手段１３に入力可能としている。このため、制御手段１３が照度計１９の測定結果を自動で読み取り、リアルタイムで光源ユニット４ａ、４ｂの明るさを監視し、光源ユニット４ａ、４ｂの各調光手段９による照明光の明るさの調整を自動的に行うことができる。そして、照度計１９及び制御手段１３によって、常に光源ユニット４ａ、４ｂから被検査基板Ｗに照射される照明光の明るさが略等しく調整されているので、検査者は常に照明範囲全体が均一な明るさの状態で被検査基板Ｗに対する目視観察を行うことが可能になり、検査者による目視による検査精度を高めることができる。また、被検査基板の種類や工程に応じて、各光源ユニット４ａ、４ｂの照明光量を、例えば５段数に設定する場合、光源ユニット４ａの調光手段９ａの段階値は１２０段階に調整され、光源ユニット４ｂの調光手段９ｂの段階値は１２８段階に調整されることにより、操作部１４のボタン１６、１７を操作するだけで両光源ユニット４ａ、４ｂから照射される照明光の光量が等しくなり、被検査基板Ｗに照射されるマクロ照明光の全体の明るさを調整しつつ均一な観察が可能となる。
【００２１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００２２】
なお、マクロ照明装置には、２つの光源ユニット４が設けられるとしたが、これに限ることは無い。必要な照明範囲に応じて、２つ以上の光源ユニット４で同時に照射するものとしても構わない。この場合でも、同様に、複数の光源ユニット４のうちのいずれか１つの被検査基板Ｗに照射される照明光の明るさを基準として、各調光手段９によって、他の光源ユニット４の明るさを調整すればよい。このように、光源ユニット４の設置数を増加させることで、検査精度を確保しつつ照射範囲を広げ、被検査基板Ｗの大型化に対応することができる。また、光源ユニット４の調光手段９は、透過光量を可変させる孔１０が設けられた円盤１１によるものとしたが、これに限ることは無い。例えば、漸次幅が狭くなるあるいはピッチが広くなるスリットが複数設けられるものでも良い。また、漸次透過量が変化するＮＤフィルタを使用するものとしても良い。さらに、光源ユニット４から照射される照明光の明るさを照度計１９で確認するものとしたが、これに限ること無く、検査者の目視による方法でも良い。
【００２３】
また、調光手段９による明るさの調整を行う際に、照度計１９で測定された結果が相対的に暗い方の光源ユニット４ｂを基準としたが、これに限ることは無い。図４に示すように、相対的に明るい方の光源ユニット４ａを基準として、調光手段９の円盤１１を円周右方向Ｒに回転させて、暗い方の光源ユニット４ｂを明るくする方向に調整しても構わない。また、調光手段９による照明光の調整を２５６段階としたが、これに限ることは無く、要求される検査精度、制御手段１３の制御性能などによって変更しても構わない。さらに、調光手段９による照明光の明るさの調整後、制御手段１３による再計算によって、１段数当たりの透過量を再設定し、１１段数で調整可能としたがこれに限ることは無く、検査精度、操作性などを考慮して、段数を増減させても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の第１の実施形態の目視検査装置の側面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態の目視検査装置の平面図である。
【図３】この発明の第１の実施形態のマクロ照明の光源ユニットの側面図である。
【図４】この発明の第１の実施形態の調光手段の詳細図である。
【図５】この発明の第１の実施形態の光源ユニット、制御手段、操作部及びモニターとの関係を表わす概略図である。
【図６】この発明の第１の実施形態のモニターの拡大図である。
【図７】この発明の第１の実施形態のモニターの拡大図である。
【図８】この発明の第２の実施形態の光源ユニット、制御手段、操作部、モニター、及び照度計との関係を表わす概略図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  目視検査装置
２、２５  マクロ照明装置
３  揺動ホルダ（ホルダ）
４、４ａ、４ｂ  光源ユニット（発光部）
５、５ａ、５ｂ  第一の反射ミラー（反射光学系）
６、６ａ、６ｂ  第二の反射ミラー（反射光学系）
７、７ａ、７ｂ  収束レンズ（集光光学系）
８、８ａ、８ｂ  光源
９、９ａ、９ｂ  調整手段
１０  孔
１１  円盤
１２、１２ａ、１２ｂ  モータ（駆動部）
１３  制御手段
１４  操作部
１９  照度計（センサ）
Ｆ  照明光
Ｗ  被検査基板
【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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