(57)【要約】【課題】潜像模様の光透過特徴を効果的に捉えることにより、潜像模様を有した紙葉類の真偽判別を機械検査により大量かつ高速に実現する紙葉類の真偽判別装置を提供する。【解決手段】素材にエンボスあるいはすき入れにより一定間隔の凹凸万線パターンを形成し、文字や図柄の画線部分では凹凸の線状パターンの位置をずらすことにより文字や図柄を表している潜像模様を有する有価証券等の紙葉類に対し、光学的な透過信号を精細に取得した場合に得られる明暗万線パターンの特徴を抽出することにより、潜像模様の有無を検査し真偽の判別を行なう。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の角度から目視したときに文字や図柄が確認できる潜像模様であって、素材に一定間隔の凹凸万線パターンを形成し、文字や図柄の画線部分では凹凸の線状パターンの位置をずらすことにより文字や図柄を表している潜像模様を有する紙葉類の一方の面に対し光を照射する光源と、
前記紙葉類の他方の面に対して前記光源と相対向して配設され、当該紙葉類からの透過光を、前記潜像模様の文字や図柄の画線部分で凹凸の線状パターンの位置のずらし量よりも小さい間隔の周期の解像度で電気信号に変換することにより凹凸形状に対応した明暗万線パターンを取得する信号取得手段と、
この信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する信号処理手段と、
この信号処理手段から得られる処理・演算結果に基づき当該紙葉類の真偽を判別する真偽判別手段と、
を具備したことを特徴とする紙葉類の真偽判別装置。
【請求項２】
前記信号取得手段は、紙葉類からの透過光を、前記潜像模様の文字や図柄の画線部分で凹凸の線状パターンの位置のずらし量の１／２以下の周期の解像度で電気信号に変換することを特徴とする請求項１記載の紙葉類の真偽判別装置。
【請求項３】
前記光源は赤外光あるいは赤外波長域を含む光を出力する光源であり、前記信号取得手段は赤外波長域の光を選択的に受光して電気信号に変換することを特徴とする請求項１記載の紙葉類の真偽判別装置。
【請求項４】
前記紙葉類を読取位置に搬送する搬送手段を有し、
前記信号取得手段は、前記読取位置において前記紙葉類の搬送方向に対して直交方向にライン状に配設された複数の受光素子からなり、ラインごとの電気信号を前記紙葉類の搬送に同期して逐次取得することにより２次元の信号を得ることを特徴とする請求項１記載の紙葉類の真偽判別装置。
【請求項５】
前記信号処理手段は、前記信号取得手段により得られる明暗万線パターンから万線の周期性等の特徴量を演算し、
前記真偽判別手段は、前記信号処理手段から得られる特徴量とあらかじめ設定される基準値とを比較することにより当該紙葉類の真偽を判別することを特徴とする請求項１記載の紙葉類の真偽判別装置。
【請求項６】
前記信号処理手段は、前記信号取得手段により得られる明暗万線パターンとあらかじめ設定される基準パターンとの類似度を演算し、
前記真偽判別手段は、前記信号処理手段から得られる類似度とあらかじめ設定される基準値とを比較することにより当該紙葉類の真偽を判別することを特徴とする請求項１記載の紙葉類の真偽判別装置。
【請求項７】
前記信号処理手段は、前記信号取得手段により得られる明暗万線パターンから万線の明線および暗線の各位置をそれぞれ検出し、この検出した各位置情報を基に明線位置と暗線位置の画素同士の差分を取っていくことで潜像パターンを抽出し、この抽出した潜像パターンとあらかじめ設定される基準パターンとの類似度を演算し、
前記真偽判別手段は、前記信号処理手段から得られる類似度とあらかじめ設定される基準値とを比較することにより当該紙葉類の真偽を判別することを特徴とする請求項１記載の紙葉類の真偽判別装置。
【請求項８】
前記信号処理部は、前記信号取得手段により得られる明暗万線パターンから万線の明線および暗線の各位置をそれぞれ検出し、この検出した各位置情報を基に明線位置あるいは暗線位置の画素をマスクすることで潜像パターンを抽出し、この抽出した潜像パターンとあらかじめ設定される基準パターンとの類似度を演算し、
前記真偽判別手段は、前記信号処理手段から得られる類似度とあらかじめ設定される基準値とを比較することにより当該紙葉類の真偽を判別することを特徴とする請求項１記載の紙葉類の真偽判別装置。
【請求項９】
前記信号処理部は、前記信号取得手段により得られる明暗万線パターンから万線の明線および暗線の各位置をそれぞれ検出し、この検出した各位置情報を基に暗線位置の画素を反転することで潜像パターンを抽出し、この抽出した潜像パターンとあらかじめ設定される基準パターンとの類似度を演算し、
前記真偽判別手段は、前記信号処理手段から得られる類似度とあらかじめ設定される基準値とを比較することにより当該紙葉類の真偽を判別することを特徴とする請求項１記載の紙葉類の真偽判別装置。
【請求項１０】
前記紙葉類の前記光源と同じ一方の面側に配設され、当該紙葉類からの反射光を電気信号に変換する反射信号取得手段と、この反射信号取得手段から得られる電気信号により明暗万線パターンの有無を確認する明暗万線パターン確認手段とをさらに具備し、
前記真偽判別手段は、前記信号処理手段から得られる処理・演算結果および前記明暗万線パターン確認手段の確認結果に基づき当該紙葉類の真偽を判別することを特徴とする請求項１記載の紙葉類の真偽判別装置。
【請求項１１】
特定の角度から目視したときに文字や図柄が確認できる潜像模様であって、素材に一定間隔の凹凸万線パターンを形成し、文字や図柄の画線部分では凹凸の線状パターンの位置をずらすことにより文字や図柄を表している潜像模様を有する紙葉類の一方の面に対し光源から光を照射する第１のステップと、
前記紙葉類の他方の面に対して前記光源と相対向して配設された信号取得手段により、当該紙葉類からの透過光を、前記潜像模様の文字や図柄の画線部分で凹凸の線状パターンの位置のずらし量よりも小さい間隔の周期の解像度で電気信号に変換することにより凹凸形状に対応した明暗万線パターンを取得する第２のステップと、
この第２のステップにより得られる電気信号を処理・演算する第３のステップと、
この第３のステップにより処理・演算結果に基づき当該紙葉類の真偽を判別する第４のステップと、
を具備したことを特徴とする紙葉類の真偽判別方法。
【請求項１２】
前記第３のステップは、前記第２のステップにより得られる明暗万線パターンから万線の周期性等の特徴量を演算し、
前記第４のステップは、前記第３のステップにより得られる特徴量とあらかじめ設定される基準値とを比較することにより当該紙葉類の真偽を判別することを特徴とする請求項１１記載の紙葉類の真偽判別方法。
【請求項１３】
前記第３のステップは、前記第２のステップにより得られる明暗万線パターンとあらかじめ設定される基準パターンとの類似度を演算し、
前記第４のステップは、前記第３のステップにより得られる類似度とあらかじめ設定される基準値とを比較することにより当該紙葉類の真偽を判別することを特徴とする請求項１１記載の紙葉類の真偽判別方法。
【請求項１４】
前記第３のステップは、前記第２のステップにより得られる明暗万線パターンから万線の明線および暗線の各位置をそれぞれ検出し、この検出した各位置情報を基に明線位置と暗線位置の画素同士の差分を取っていくことで潜像パターンを抽出し、この抽出した潜像パターンとあらかじめ設定される基準パターンとの類似度を演算し、
前記第４のステップは、前記第３のステップにより得られる類似度とあらかじめ設定される基準値とを比較することにより当該紙葉類の真偽を判別することを特徴とする請求項１１記載の紙葉類の真偽判別方法。
【請求項１５】
前記第３のステップは、前記第２のステップにより得られる明暗万線パターンから万線の明線および暗線の各位置をそれぞれ検出し、この検出した各位置情報を基に明線位置あるいは暗線位置の画素をマスクすることで潜像パターンを抽出し、この抽出した潜像パターンとあらかじめ設定される基準パターンとの類似度を演算し、
前記第４のステップは、前記第３のステップにより得られる類似度とあらかじめ設定される基準値とを比較することにより当該紙葉類の真偽を判別することを特徴とする請求項１１記載の紙葉類の真偽判別方法。
【請求項１６】
前記第３のステップは、前記第２のステップにより得られる明暗万線パターンから万線の明線および暗線の各位置をそれぞれ検出し、この検出した各位置情報を基に暗線位置の画素を反転することで潜像パターンを抽出し、この抽出した潜像パターンとあらかじめ設定される基準パターンとの類似度を演算し、
前記第４のステップは、前記第２のステップにより得られる類似度とあらかじめ設定される基準値とを比較することにより当該紙葉類の真偽を判別することを特徴とする請求項１１記載の紙葉類の真偽判別方法。
【請求項１７】
前記紙葉類の前記光源と同じ一方の面側に配設された反射信号取得手段により、当該紙葉類からの反射光を受光して電気信号に変換する第５のステップと、この第５のステップにより得られる電気信号により明暗万線パターンの有無を確認する第６のステップとをさらに具備し、
前記第４のステップは、前記第２のステップにより得られる処理・演算結果および前記第６のステップによる確認結果に基づき当該紙葉類の真偽を判別することを特徴とする請求項１１記載の紙葉類の真偽判別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、特定の角度から目視したときに文字や図柄が確認できる潜像模様であって、素材にエンボスあるいはすき入れにより一定間隔の凹凸万線パターンを形成し、文字や図柄の画線部分では凹凸の線状パターンの位置をずらすことにより文字や図柄を表している潜像模様を有する有価証券等の紙葉類の真偽を判別する紙葉類の真偽判別装置および紙葉類の真偽判別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の潜像模様は、角度を変えて見た場合に特定の模様、たとえば、文字や図柄が浮き出ることを特徴とし、その複製、偽造が困難であるため、真偽保証を必要とする有価証券等の印刷技術の１つとして使用されている（たとえば、特許文献１参照）。  
従来、このような潜像模様を有する紙葉類の真偽判別は、利用者がその場で目視により真偽を確かめることを前提にしている。
【０００３】
また、このような潜像模様を有する紙葉類の真偽判別方法として、潜像部分の光透過量が大きくなることを利用することで、巨視的な透過パターンの特徴を捉えて判別する方法や、透過光学系を利用することで、潜像の透過特性を利用して、潜像の凹凸形状を検出して判別する方法等が公知である（たとえば、特許文献２、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平５−３３９９００号公報
【特許文献２】特開２００５−１９０３１３号公報
【特許文献３】特開２００１−２３６５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
目視による真偽判別の場合、大量かつ高速に真偽判別を行なうことは困難である。また、前記特徴（潜像模様）に対して機械検査を実現した場合には、複数の角度に対応した複数の信号取得部が必要となり、かつ、信号処理部においても複合的な処理、演算が必要となり、複雑かつ大規模な構成が必要となる。
【０００５】
また、従来公知の技術においては、巨視的かつ副次的な特徴を捉えているため、類似した特徴のもの、たとえば、透かし等と区別がつかない可能性があり、精度の高い真偽判別は困難である。
【０００６】
そこで、本発明は、潜像模様の光透過特徴を効果的に捉えることにより、潜像模様を有した紙葉類の真偽判別を機械検査により大量かつ高速に実現する紙葉類の真偽判別装置および紙葉類の真偽判別方法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】
本発明の紙葉類の真偽判別装置は、特定の角度から目視したときに文字や図柄が確認できる潜像模様であって、素材に一定間隔の凹凸万線パターンを形成し、文字や図柄の画線部分では凹凸の線状パターンの位置をずらすことにより文字や図柄を表している潜像模様を有する紙葉類の一方の面に対し光を照射する光源と、前記紙葉類の他方の面に対して前記光源と相対向して配設され、当該紙葉類からの透過光を、前記潜像模様の文字や図柄の画線部分で凹凸の線状パターンの位置のずらし量よりも小さい間隔の周期の解像度で電気信号に変換することにより凹凸形状に対応した明暗万線パターンを取得する信号取得手段と、この信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する信号処理手段と、この信号処理手段から得られる処理・演算結果に基づき当該紙葉類の真偽を判別する真偽判別手段とを具備している。
【０００８】
また、本発明の紙葉類の真偽判別方法は、特定の角度から目視したときに文字や図柄が確認できる潜像模様であって、素材に一定間隔の凹凸万線パターンを形成し、文字や図柄の画線部分では凹凸の線状パターンの位置をずらすことにより文字や図柄を表している潜像模様を有する紙葉類の一方の面に対し光源から光を照射する第１のステップと、前記紙葉類の他方の面に対して前記光源と相対向して配設された信号取得手段により、当該紙葉類からの透過光を、前記潜像模様の文字や図柄の画線部分で凹凸の線状パターンの位置のずらし量よりも小さい間隔の周期の解像度で電気信号に変換することにより凹凸形状に対応した明暗万線パターンを取得する第２のステップと、この第２のステップにより得られる電気信号を処理・演算する第３のステップと、この第３のステップにより処理・演算結果に基づき当該紙葉類の真偽を判別する第４のステップとを具備している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、潜像模様の光透過特徴を効果的に捉えることにより、潜像模様を有した紙葉類の真偽判別を機械検査により大量かつ高速に実現する紙葉類の真偽判別装置および紙葉類の真偽判別方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。  
図１は、本発明の実施の形態に係る潜像模様を有する有価証券などの紙葉類１０の一例を模式的に示すもので、素材にエンボスあるいはすき入れにより一定間隔の凹凸万線パターンを形成し、文字や図柄の画線部分では凹凸の線状パターンの位置をずらすことにより文字や図柄を表している潜像模様１が所定の位置に形成されている。潜像模様１は、特定の角度から目視したときに文字や図柄が確認できることが特徴である。なお、図１において、符号２はその他の印刷模様を示している。
【００１１】
このような潜像模様１を有する紙葉類１０において、凹凸万線パターンの線間隔よりも充分に精細な解像度で潜像模様部からの光透過信号を取得した場合、たとえば、図２に示すような明暗万線パターン画像が得られる。なお、図２において、符号３は万線パターンの凸部に対応し、符号４は万線パターンの凹部に対応している。
【００１２】
図３は、本発明の実施の形態に係る紙葉類の真偽判別装置の構成を概略的に示すものである。紙葉類１０は、搬送手段としての搬送部３０により１枚ずつ順次搬送され、読取位置Ａに順次送出される。光源２０と信号取得手段としての信号取得部２１は、読取位置Ａに対して、搬送部３０を間に介在して相対向配設されている。光源２０は読取位置Ａにおいて紙葉類１０の一方の面に光を照射し、信号取得部２１は読取位置Ａでの紙葉類１０の透過光を受光して電気信号に変換する。
【００１３】
信号取得部２１は、たとえば、紙葉類１０の搬送方向に対して直交方向にライン状に配設された複数の受光素子からなるラインセンサであり、ラインごとの電気信号を紙葉類１０の搬送に同期して逐次取得することにより２次元の信号を得るようになっている。この場合、光源２０および信号取得部２１の光軸は、紙葉類１０の搬送面に対してそれぞれ垂直でなくてもよい。
【００１４】
また、信号取得部２１は、潜像模様１の図柄の画線部分で凹凸の線状パターンからの位置のずらし量よりも小さい間隔の周期の解像度、たとえば、潜像模様１の図柄の画線部分で凹凸の線状パターンからの位置のずらし量の１／２以下の周期の解像度で電気信号に変換することで、凹凸形状に対応した明暗万線パターンを取得する。
【００１５】
信号取得部２１の出力信号は、信号処理手段としての明暗万線検出部２２に送られ、明暗万線検出部２２の出力信号は、信号処理手段としての潜像模様演算部２３に送られる。明暗万線検出部２２、潜像模様演算部２３は、後述する１つあるいは複数の処理・演算などを行なう。
【００１６】
潜像模様演算部２３の処理・演算結果は、真偽判別手段としての真偽判別部２４に送られる。真偽判別部２４は、潜像模様演算部２３から得られる処理・演算結果を基に当該紙葉類１０の真偽を判別する。
【００１７】
ここに、たとえば、光源２０がハロゲンランプのような赤外波長域を含む赤外光を出力する光源で、信号取得部２１が赤外波長域を含む赤外光を選択的に透過するフィルタとセンサで赤外光透過信号を取得する場合においては、赤外光吸収のない印刷部を透過するため、印刷パターンによらない透過光信号の取得が可能となる。
【００１８】
以上のようにして信号取得部２１から得られた、図２に示すような潜像模様１の部分の明暗万線パターンを２値化することで、明暗（１／０）の２値化パターンとして以降の処理を行なうもので、以下、図４〜図７を参照して説明する。なお、図４（ａ）〜図７（ａ）は、説明の都合上、図２の潜像模様１の明暗万線パターンのエリアＢを一部抜き出して拡大したものである。
【００１９】
まず、第１の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、明暗万線検出部２２において、まず、図４（ａ）に示す明暗万線パターンに対し、各ラインごとにＸ方向の射影を取ることで、図４（ｂ）に示す射影パターンを得る。次に、得られたパターンを２値化することで、図４（ｃ）に示す２値化パターンを得る。
【００２０】
次に、潜像模様演算部２３において、明暗万線検出部２２から得られた２値化パターンに対し、図４（ｃ）に示すように、“１”から“０”（明レベルから暗レベル）となるラインの間隔ｄ１〜ｄｎをそれぞれ求め、間隔ｄ１〜ｄｎの統計分散値と平均値をそれぞれ演算する。このとき、求めた統計分散値が小さければ万線の周期性があることになり、平均値がその周期となる。
【００２１】
次に、真偽判別部２４において、潜像模様演算部２３により求めた演算値と、あらかじめ設定される分散値と平均値の各基準値との比較を行なうことにより、当該紙葉類１０の真偽を判別する。
【００２２】
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、まず、潜像模様演算部２３において、信号取得部２１から得られた明暗万線パターンと、あらかじめ設定された真正な潜像模様の透過パターンとの類似度を演算する。  
次に、真偽判別部２４において、潜像模様演算部２３により求めた類似度と、あらかじめ設定される基準値との比較を行なうことにより、当該紙葉類１０の真偽を判別する。
【００２３】
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では、まず、潜像模様演算部２３において、図５（ｂ）に示すように、第１の実施の形態で明暗万線検出部２２において得られた２値化パターンを基に暗線部Ｅと明線部Ｆを求めて、その暗線部Ｅと明線部Ｆとの対ごとに差分演算を行なうことにより、図５（ｃ）に示すように、正となる部分を潜像パターンとして抽出し、この抽出された潜像パターンとあらかじめ設定される真正な潜像パターン（基準パターン）との類似度を演算する。  
次に、真偽判別部２４において、潜像模様演算部２３により求めた類似度と、あらかじめ設定される基準値との比較を行なうことにより、当該紙葉類１０の真偽を判別する。
【００２４】
次に、第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態では、まず、潜像模様演算部２３において、図６（ｂ）に示すように、第１の実施の形態で明暗万線検出部２２において得られた２値化パターンを基に暗線部Ｅと明線部Ｆを求め、図６（ａ）に示すように、求めた暗線部Ｅのみをマスクして削除することにより、図６（ｃ）に示すような潜像パターンを抽出し、この抽出された潜像パターンとあらかじめ設定される真正な潜像パターン（基準パターン）との類似度を演算する。  
次に、真偽判別部２４において、潜像模様演算部２３により求めた類似度と、あらかじめ設定される基準値との比較を行なうことにより、当該紙葉類１０の真偽を判別する。
【００２５】
次に、第５の実施の形態について説明する。第５の実施の形態では、まず、潜像模様演算部２３において、図７（ｂ）に示すように、第１の実施の形態で明暗万線検出部２２において得られた２値化パターンを基に暗線部Ｅと明線部Ｆを求め、求めた暗線部Ｅのみを明線レベルに反転させることにより、図７（ｃ）に示すような潜像パターンを抽出し、この抽出された潜像パターンとあらかじめ設定される真正な潜像パターン（基準パターン）との類似度を演算する。  
次に、真偽判別部２４において、潜像模様演算部２３により求めた類似度と、あらかじめ設定される基準値との比較を行なうことにより、当該紙葉類１０の真偽を判別する。
【００２６】
次に、第６の実施の形態について説明する。第６の実施の形態では、図８に示すように、光源２０と同じ紙葉類１０の一方の面側に、当該紙葉類１０からの反射光を電気信号に変換する反射信号取得部（反射信号取得手段）５０を配設することにより、潜像模様１の部分の反射パターンを同時に取得する。
【００２７】
この場合、紙葉類１０が真正な紙葉類である場合には、素材の凹凸のみで万線パターンを形成しているため、取得した反射パターンには万線は確認できない。これに対し、たとえば、明暗の万線を印刷による偽造により実現しようとした場合には、取得した反射パターンではそれが確認できる。
【００２８】
そこで、反射信号取得部５０で得られた反射パターンを反射明暗万線検出部（明暗万線パターン確認手段）５１に送ることで、反射明暗万線検出部５１では、第１の実施の形態と同様の処理を行なうことで明暗万線パターンの有無を確認し、万線パターンが確認できれば「偽」として判定を行ない、万線パターンが確認できなければ、続いて潜像模様演算部２３において、透過パターンに対して第１から第５の実施の形態のいずれかの処理を行なうことで、真偽判別部２４において最終的な真偽を判別する。
【００２９】
以上説明したように上記実施の形態によれば、素材にエンボスあるいはすき入れにより一定間隔の凹凸万線パターンを形成し、文字や図柄の画線部分では凹凸の線状パターンの位置をずらすことにより文字や図柄を表している潜像模様を有する有価証券等の紙葉類に対し、光学的な透過信号を精細に取得した場合に得られる明暗万線パターンの特徴を抽出することにより、潜像模様の有無を検査し真偽の判別を行なう、あるいは、明暗万線パターンを処理することにより潜像模様の抽出を行なって判別を行なうことで、潜像模様のより本質的な特徴を捉えて高精度の真偽判別を実現することが可能となる。  
このように、潜像模様の透過特徴を効果的に捉えることにより、潜像模様を有した紙葉類の真偽判別を機械検査により大量かつ高速に実現することができるものである。
【００３０】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲で変形実施可能である。たとえば、搬送部３０を持たずに、信号取得部２１を紙葉類１０の全域あるいは一部の信号を取得できるエリアセンサ（カメラ）としてもよい。  
また、単一で簡易的な紙葉類の真偽判別装置として使用しても、複数の真偽判別機能を有した大規模な真偽判別装置の相補的な一機能として使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態に係る潜像模様を有した有価証券などの紙葉類の一例を示す模式図。
【図２】潜像模様を有した紙葉類からの透過信号の一例を示す模式図。
【図３】本発明の第１から第５の実施の形態に係る紙葉類の真偽判別装置の構成を概略的に示す模式図。
【図４】第１の実施の形態に係る処理を説明する模式図。
【図５】第３の実施の形態に係る処理を説明する模式図。
【図６】第４の実施の形態に係る処理を説明する模式図。
【図７】第５の実施の形態に係る処理を説明する模式図。
【図８】本発明の第６の実施の形態に係る紙葉類の真偽判別装置の構成を概略的に示す模式図。
【符号の説明】
【００３２】
１…潜像模様、２…他の印刷模様、１０…紙葉類、２０…光源、３０…搬送部（搬送手段）、２１…信号取得部（信号取得手段）、２２…明暗万線検出部（信号処理手段）、２３…潜像模様演算部（信号処理手段）、２４…真偽判別部（真偽判別手段）、５０…反射信号取得部（反射信号取得手段）、５１…反射明暗万線検出部（明暗万線パターン確認手段）、Ａ…読取位置、Ｂ…拡大エリア、Ｅ…明線部分、Ｆ…暗線部分。
【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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