(57)【要約】【課題】外部に特別な増幅器やスピーカ等の能動的な手段を必要とすることなく携帯端末等から放音される楽曲の音質を改善する。【解決手段】ユニット１０４，１０５は、それぞれ、携帯端末１０１のスピーカ位置１０２から受けた音響をキャビティＡに受けてそのまま反射板１０６で正面方向に放音させる。キャビティＡはより広いキャビティＢにつながり、キャビティＡはまたダクトＡ，Ｂを介してさらに広いキャビティＣ（反射板１０６の背後の空間を含む）につながっている。キャビティＢ，Ｃには、スピーカ位置１０２から受けた音響の低域側の共振周波数を有する受動型放音板Ａ，Ｂを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
楽曲を再生可能なスピーカの放音口と密接される受音口を有する箱状部材を備え、
この箱状部材は、
前記受音口を有する第１室と、
この第１室の空間に連通する、第１室より広い第２室とを含み、
前記第１室内に、前記放音口から受けた音響を正面方向へ放音させる放射板を設け、
前記第２室には、前記音響の低域側に共振周波数を有する受動型放音部材を設けた
ことを特徴とする音響装置。
【請求項２】
前記箱状部材は、前記第１室または前記第２室の空間に連通する、第２室より広い第３室を備え、この第３室に、前記第２室の受動型放音部部材の共振周波数より低い共振周波数を有する第２の受動型放音部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の音響装置。
【請求項３】
前記受動型放音部材は１つで複数の周波数で共振可能な形態を有する請求項１または２記載の音響装置。
【請求項４】
第２の共振周波数は第１の共振周波数の２倍である請求項３記載の音響装置。
【請求項５】
前記受動型放音部材の形態は楕円形である請求項３または４記載の音響装置。
【請求項６】
左右対称の構成を有する１対のユニットと、
両ユニットに共通に接続されるベースユニットを備え、
前記１対のユニットの各々は、
楽曲を再生可能なスピーカの放音口と密接される受音口を有する箱状部材を備え、
この箱状部材は、
前記受音口を有する第１室と、
この第１室の空間に連通する、第１室より広い第２室と、
前記第１室または前記第２室の空間に連通する、第２室より広い第３室とを形成し、
前記第１室内に、前記放音口から受けた音響を正面方向へ放音させる放射板を設け、
前記第２室には第１の受動型放音部材を有し、
前記第３室には前記第２室より広い空間を形成し、第２の受動型放音部材を設け、
前記ベースユニットは前記１対のユニットの両方の前記第３室に連通する第４室を形成している
ことを特徴とする音響装置。
【請求項７】
前記第４室に、前記第３室の受動型放音部部材の共振周波数より低い共振周波数を有する第３の受動型放音部材を設けたことを特徴とする請求項６記載の音響装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカを有する携帯端末に接続してスピーカの音質を改善することができる音響装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯電話機を代表とする携帯端末では、その多機能化に伴い、左右のスピーカを備え、着信メロディや音楽などの楽曲データを外部から取り込んで、ステレオ再生できる機種も出現している。
【０００３】
また、このような携帯端末における楽曲再生において、十分な音量や高音質の音声の出力を得るために、携帯端末を卓上ホルダに保持した状態で左右のスピーカから発生した音の少なくとも一部を正面方向に向かわせる方向変換手段を備える技術が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１３６８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、携帯端末はその物理的制限から楽曲を再生放音するスピーカの形状も制限されることになり、再生音源の周波数特性に対して十分な特性が得られていない。
【０００５】
携帯端末における音楽再生を主目的としたスピーカは、構造上低域（例えば５００Ｈｚ以下の帯域）の十分な再生ができず、着信メロディなど音楽ソースの音質は向上してきているのに対して、その特性が貧弱であることは否めない。特に、低域においては滅衰が顕著であり、場合によっては音楽性を損なうことにもなりかねないのが現状である。
【０００６】
専用の増幅器とスピーカを備えたクレードルと呼ばれるような卓上ホルダ（充電装置と兼用している場合もある）によれば、音質や音量の改善が見込めるが、外部に専用増幅器とスピーカを設けるには相応の余分なコストがかかる。
【０００７】
本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、外部に特別な増幅器やスピーカ等の能動的な手段を必要とすることなく携帯端末等から放音される楽曲の音質を改善することができる音響装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による音響装置は、楽曲を再生可能なスピーカの放音口と密接される受音口を有する箱状部材を備え、この箱状部材は、前記受音口を有する第１室と、この第１室の空間に連通する、第１室より広い第２室とを含み、前記第１室内に、前記放音口から受けた音響を正面方向へ放音させる放射板を設け、前記第２室には、前記音響の低域側に共振周波数を有する受動型放音部材を設けたことを特徴とする。
【０００９】
第２室は第１室より広い空間を形成し、前記音響の低域側に共振周波数を有する受動型放音部材により、周波数特性の低域が強調される。すなわち、スピーカ特性上再生できない低域の倍音に受動型放音部材を共振させることにより、その倍音を強調する。その結果、音響心理学的に知られているように基本波を仮想低音として知覚できるため低域の周波数特性が改善される。
【００１０】
好ましくは、前記箱状部材は、前記第１室または前記第２室の空間に連通する、第２室より広い第３室を備え、この第３室に、第２の受動型放音部材を設けた。これにより、さらに低域を強調し、第２室と合わせて低域が強調される。
【００１１】
前記受動型放音部材は１つで複数の周波数で共振可能な形態を有してもよい。共振周波数を増加させることにより離散的な共振周波数ではあるが、共振周波数間の帯域も増強されるため、低域の広い範囲で低域の改善が期待できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、外部に特別な増幅器やスピーカを追加することなく、携帯端末から放音される楽曲の音質、特に低域の音質の改善を図ることができる。
【００１３】
増幅器とスピーカなど電源を用いる能動的な手段によらないので、比較的に安価に音響装置を提供することができる。また、音響装置自体に電源は不要なので、外部に電源がない環境でも使用可能である。
【００１４】
携帯端末のスピーカとの接続を工夫すれば、既存の携帯端末に対しても適用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本実施の形態における音響装置を携帯端末と組み合わせた状態の概略の構成を示している。
【００１７】
この例では、音響装置は、それぞれ、箱状部材を構成された左右対称の構成の右ユニット１０４と左ユニット１０５とからなる。この音響装置が適用される携帯端末１０１は、その筐体の左右の側面にステレオ再生用に１対のスピーカを備えている。音響装置の使用時には、左右のユニット１０４，１０５で携帯端末１０１を挟持した状態とする。携帯端末１０１はここでは携帯電話端末を想定している。折り畳み型、スライド型、ストレート型等、特にその形態は問わない。携帯電話端末のＬＣＤ等の表示部およびテンキー等の操作部は図示省略してある。表示部の画面は、図の前面を向いていることを想定している。
【００１８】
図１に示した状態で、各ユニットの側面に設けられたスピーカ位置１０２に対して携帯端末１０１のスピーカの放音口が密接される構成となっている。このスピーカ位置１０２は、各ユニットの受音口に相当する。ここで「密接」とはスピーカから発せられる音が極力外部に漏れないようにユニット１０４，１０５へ伝播されることを意味する。スピーカの放音口がユニットの受音口に直接接するか、ガイドのようなものを介して接続されるかは問わない。密着状態を維持するための機械的な接続構造も特に問わない。
【００１９】
左右のユニット１０４，１０５は上述のように左右対称の構造を有するので、以下では右ユニット１０４についてのみ詳細に説明する。
【００２０】
右ユニット１０４は、木材、プラスチック等任意の材料により構成された左右側板、前面板、背面板、天板、底板を組み合わせた、ほぼ直方体の箱状の形状を有し、その内部は概略３つの空間に仕切られている。この各空間を本実施の形態では「キャビティ」と呼んでいる。３つのキャビティＡ（第１室）１１２、キャビティＢ（第２室）１１４、キャビティＣ（第３室）１１６は、それぞれ図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、便宜上灰色に塗り潰すことにより区別して示してある。
【００２１】
右ユニット１０４は、上下に離れた水平の仕切り板１２１および１２２により、区切られる。但し、仕切り板１２１および１２２はいずれもその左右の側辺は右ユニット１０４の左右の側板から若干離れている。
【００２２】
また、仕切り板１２１の上側の空間は、右ユニット１０４の前面板と背面板の間を斜めに掛け渡された反射板１０６により二分される。このようにして、図２（ａ）に示すような三角柱状のキャビティＡ１１２が形成される。キャビティＡの底面に当たる仕切り板１２１の一部には開口１０９が設けられ、これにより音のエネルギーがキャビティＡ１１２からその下のキャビティＢ１１４へ伝導していく。キャビティＡ１１２の前面に当たる右ユニット１０４の前面部分は、特に図示しないが、反射板１０６で反射された音が前方に放出されるように大きな開口、またはより小さな多数の開口を設ける。この前面部分は布などの装飾カバーが装着されてもよい。このような装飾カバーはキャビティＡの前面のみを覆うものであってもよいし、右ユニット１０４の前面全体を覆うものであってもよい。スピーカから放たれた音は反射板１０６にて聴取者の方へ向かう。これにより音が拡散せず、必要方向への音圧が確保される。
【００２３】
キャビティＢ１１４は、水平仕切り板１２１，１２２と、右ユニット１０４の側板との間にダクトＡ１１０およびダクトＢ１０８を形成する垂直仕切り板１３１，１３２、さらに右ユニット１０４の前面板および背面板に囲まれた空間である（図２（ｂ））。キャビティＢ１１４の前面にはパッシブラジエータまたはドロンコーンと呼ばれる受動放音板（第１の受動型放音部材）Ａ１０７が設けられている。この受動放音板Ａ１０７は１つで所望の複数周波数で共振するような形態（例えば、楕円形等）に設定されている。この所望の複数周波数はいずれも、スピーカから放音される音響を中高域と低域に分けたとき、低域に属する周波数である。２つの共振周波数の関係は、必須ではないが、ここでは一方の低い共振周波数ｆａ０に対して高い方が２ｆａ０の共振周波数となる関係としている。
【００２４】
キャビティＣ１１６は、仕切り板１２２の下側の直方体形状の空間と、この空間にダクト１０８を介してつながる反射板１０６の裏側の空間とにより構成され、所望の周波数共振に必要な密閉された空間を確保している。図２（ｃ）ではダクトＡ１１０の空間もキャビティＣ１１６に含まれるものとして示しているが、ダクトＡ，Ｂの空間は比較的小さいのでキャビティＣ１１６に含まれないと考えてもよい。キャビティＣ１１６の前面にも受動放音板Ａ１０７と同様の受動放音板（第２の受動型放音部材）Ｂ１１１が設けられている。この受動放音板Ｂ１１１も２つの共振周波数を有するように設定されている。ここでは２つの共振周波数の関係は、必須ではないが、ここでは一方の低い共振周波数ｆｂ０に対して２ｆｂ０の共振周波数の関係としている。ｆｂ０はｆａ０より低い周波数である。共振周波数ｆａ０とｆｂ０とを適当な関係の置くことで広い帯域において共振エネルギーを発することを可能にする共振回路を構成することができる。
【００２５】
なお、受動放音板Ｂの２つの共振周波数はいずれも受動放音板Ａの２つの共振周波数より低くなるように設定したが、受動放音板Ｂの２つの共振周波数のうち上側の共振周波数が受動放音板Ａの２つの共振周波数のうちの下側の共振周波数より高くなるような設定であってもよい。
【００２６】
この帯域をスピーカの低域周波数の滅衰領域と一致させるようにした場合、その周波数領域で共振周波数近傍の信号が放音されたときに、たとえその共振周波数に一致する信号のレベルが低くてもヘルムホルツ共振として知られる共振が発生し、その周波数近傍の音圧が上昇する。この帯域ではここより低い周波数の倍音成分も含まれる。基本波はスピーカの特性により失われているが、この共振回路により倍音成分が広い帯域で強調されることにより、音響心理学的に知られている倍音が強調されることになる。その結果、基本成分が知覚できる仮想低音効果が得られ、スピーカの滅衰領域にある音と共に本来失われてしまった基本成分も知覚できることにより、スピーカの低域が広がったような効果が得られる。次にこの効果についてさらに解説する。
【００２７】
図３のグラフは、再生音とスピーカ特性の関係例として、携帯端末等に使用されるスピーカの特性が楽曲等に含まれる低域信号に対してどのように振舞っているかを示している。Ｙ軸は信号の大きさを示すレベル、Ｘ軸は周波数を示している。ある信号の基本周波数をｆ０とする。楽曲等に含まれる楽器から発生する信号は基本波だけで構成されているわけではなく、２倍の２ｆ０、３倍の３ｆ０、４倍の４ｆ０などの複数の倍音によってその楽器特有の音色を醸し出す。特に低域では倍音が出ていなければ基本波だけでは知覚しにくい。ところが携帯端末のスピーカは先にも述べたが、物理的制限によりその大きさが抑えられている為、スピーカ特性３０３に示されるように、楽曲が本来持っている低い基本信号より高い周波数から低域側で特性が劣化している。これにより基本波ｆ０、２倍音２ｆ０及び３倍音３ｆ０の点線で示されるロス成分３０８が生じ、本来の音色からは程遠い成分となってしまう。これが低音域での音質劣化につながっている。
【００２８】
ここで仮想低音知覚について再度言及する。音響心理学的には基本波ｆ０が失われても、２倍音２ｆ０、３倍音３ｆ０などの倍音成分を何らかの手段で強調することで、あたかも基本波ｆ０が出力されているように知覚できる。これを仮想低音などと呼んでいる。従って放音成分３０９で表されるある波形の倍音痕跡があれば、それらを強調することで本来の音色に近づけることが可能である。
【００２９】
次に本発明について原理を解脱する。
【００３０】
図４のグラフは、図１に示した本実施の形態に基づいた音響装置の特性を表している。そのＹ軸は信号の大きさを示すレベルを示し、Ｘ軸は周波数を示している。複数の共振周波数を有する受動放音板Ｂ共振特性４０８は低い方の共振周波数ｆｂ０に対して２倍の関係である共振周波数２ｆｂ０となるように設定され、その周波数特性を示している。同様に、複数の共振周波数を有する受動放音板Ａの共振特性４１０は、低い方の共振周波数ｆａ０に対して２倍の関係である共振周波数２ｆａ０となるように設定され、その周波数特性を示している。
【００３１】
受動放音板Ｂ共振特性４０８と受動放音板Ａ共振特性４１０の２つで作り出される特性が受動放音板共振合成特性４０９で示される。このように周波数によってレベルの増減が見られるが、必要な帯域で共振現象を利用した増強が可能である。これに本来のスピーカ特性４０７から最終的な周波数特性として総合放音特性４１１が得られる。この特性が示すようにスピーカ特性４０７の滅衰領域での改善が期待でき、この周波数領域に発生する倍音成分が強調されることで仮想低音効果が得られることとなる。
【００３２】
以上のようにして、本実施の形態によれば、特別な増幅器やスピーカ、或いは信号処理などを用いることなく、利用者に豊かな音質での楽曲再生を提供することができる。
【００３３】
図５に、本発明の第２の実施の形態における音響装置を携帯端末と組み合わせた状態の概略の構成を示す。図１に示した要素と同様の要素には同じ参照番号を付し、重複した説明を省略する。
【００３４】
この実施の形態では、携帯端末１０１のスピーカ位置１０２がその側部の中央付近に存在する場合に対応した構成となっている。そのために、図６により良く現れているように、キャビティＡ１１２とキャビティＢ１１４の上下位置が図１の構成と逆転している。このようなキャビティ構成を得るために、キャビティＡ１１２とキャビティＢ１１４とを仕切る長方形状の仕切り板１４１、および、キャビティＡ１１２とキャビティＣ１１６とを仕切る三角形状の仕切り板１４２を設けている。仕切り板１４１は仕切り板１２１と同様に開口１０９を有するが、左右の側辺は側板に接している。三角形状の仕切り板１４２の端末側にはスリット状の開口１４３が設けられている。この開口１４３の形状はスリット状に限るものではなく、任意形状の１または複数の透孔であればよい。また、仕切り板１４２の下側の空間は、三角形状の開口１４４を介して反射板１０６の背後の三角柱状の空間につながり、キャビティＣ１１６を形成している。
【００３５】
このような構成によっても第１の実施の形態と実質的に同じ効果を得ることができる。
【００３６】
図７に本発明の第３の実施の形態における音響装置を携帯端末と組み合わせた状態の概略の構成を示す。この実施の形態は、図１の左右のユニットに対して共通に接続されるベースユニット１５０を接続したものである。ベースユニット１５０は新たなキャビティＤ（第４室）１１８を含む。このキャビティＤ１１８をキャビティＣ１１６に連通させるために、左右のユニット１０４，１０５の底板にスリット状の開口１５１を設け、キャビティＣ内の音エネルギーがより大きな第４のキャビティＤ１１８に伝播するようにしている。この開口１５１の形状もスリット状に限るものではなく、任意形状の１または複数の透孔であればよい。キャビティＤ１１８にはさらに大きな受動放音板Ｃ（第３の受動型放音部材）１５２を設けてもよい。この構成により、さらに低域側に別の共振周波数を持たせ、音響装置の総合放音特性を改善することができる。
【００３７】
なお、図示しないが、第２の実施の形態の音響装置に同様のキャビティＤ１１８を追加することも可能である。
【００３８】
ここで、図８により、携帯端末１０１の代表例として携帯電話端末の概略的な内部構成を説明する。
【００３９】
制御部２００は、ＣＰＵからなり、メモリ部２０５に記憶されているＯＳや各種プログラムに基づき、制御ライン２０５を介して、当該端末の様々な制御を行う。
【００４０】
通信アンテナ２０２は、例えば内蔵アンテナであり、通話やパケット通信のための信号電波の送受信を行う。通信回路２０１は、送受信信号の周波数変換、変調と復調等を行う。
【００４１】
音声処理部２１２は、通信アンテナ２０２および通信回路２０１から通話音声の受信データが供給されたときには、当該通話音声の受信データを復号化し、その復号化後の通話音声データをデータライン２０８を介してスピーカ２１０へ送る。
【００４２】
スピーカ２１０，２１１は、上述した右ユニット１０４および左ユニット１０５に対応する左右のスピーカであり、通話音声やリンガ音，再生音楽のデータを、デジタルアナログ変換および増幅を行った後、出力する。これにより、通話音声やリンガ音，再生音楽が得られることになる。
【００４３】
レシーバ２１２は、受話用のイヤレシーバであり、デジタルアナログ変換器と増幅器を含み、通話音声のデータを、デジタルアナログ変換および増幅を行った後、出力する。
【００４４】
マイクロホン２１１は、送話用のマイクロホンであり、アナログデジタル変換器と増幅器を含む。このマイクロホン２１１を介して入力された通話音声信号は、増幅器により所定のレベルに増幅された後、アナログデジタル変換器によりデジタル音声データに変換され、データライン２０８を介して音声処理部２１２へ送られて符号化された後、データライン２０８を介して通信回路２０１へ送られて変調、周波数変換等の各種処理を受け、通信アンテナ２０２から送信される。
【００４５】
表示部２０３は、ＬＣＤ等からなるディスプレイとこれを駆動するためのディスプレイ駆動回路とからなる。ディスプレイ駆動回路は、画像処理部２１３から供給された画像信号に基づいて、ディスプレイを駆動する。これにより、ディスプレイには、画像や文字等が表示される。
【００４６】
画像処理部２１３は、表示部２０３に表示される画像の処理を行う。また、画像処理部２１３は、制御部２００による制御の下でメモリ部２０５から読み出された圧縮符号化されている画像データや、インターネット等を介して取得した画像データ等を伸張復号化等し、その伸張復号後の画像データをデータライン２０８を介して表示部２０３へ送って表示させる。
【００４７】
操作部２０４は、本実施の形態の携帯電話端末の筐体上に設けられているキーボード等の操作デバイスと、それら操作デバイスの操作に応じた操作信号を発生する操作信号発生器とからなる。
【００４８】
メモリ部２０５は、ＲＯＭ（Read Only Memory）とＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。ＲＯＭは、ＯＳ（Operating System）、制御部２００が各部を制御するための制御プログラムコード、各種の初期設定値、フォントデータ、仮名漢字変換や予測変換に用いられる辞書データ、着信音やキー操作音等の音データ、本実施の形態にかかる表示処理の制御プログラムコード、その他、当該端末に搭載される各種のアプリケーション用のプログラムコード、当該端末の機器識別情報（ＩＤ）などを記憶している。このＲＯＭは、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ（NAND-type flash memory）或いはＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）のような書き換え可能なＲＯＭを含み、電子メールデータ、電話帳や電子メールアドレス帳のデータ、スケジュール帳のデータ、通信履歴等の様々なデータ、ユーザ辞書データ、静止画や動画データ、キー操作音等の音データ、その他、各種のユーザ設定値等を保存することも可能となされている。ＲＡＭは、制御部２００が各種のデータ処理を行う際の作業領域や一時データ記憶領域として、随時データを格納する。
【００４９】
その他、図８には図示を省略しているが、本実施の形態の端末は、カメラ部、外部メモリインターフェース、外部ケーブル用コネクタ、赤外線通信機能、電子財布機能、バイブレータ、バッテリ、電力制御機能など、一般的な携帯電話端末が備えている各構成要素についても備えている。なお、それら一般的な携帯電話端末が備えている回路構成やその他の構成の説明については省略する。
【００５０】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。例えば、携帯端末は携帯電話端末について説明したが、携帯音楽プレーヤ、ＰＤＡ、ゲーム機等であってもよい。上記任意の実施の形態（特に第３の実施の形態）の音響装置は、携帯端末の二次電池を充電するための充電機能を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態における音響装置を携帯端末と組み合わせた状態の概略の構成を示す図である。
【図２】図１に示した音響装置の３つのキャビティを区別して示した図である。
【図３】再生音とスピーカ特性の関係例として、携帯端末等に使用されるスピーカの特性が楽曲等に含まれる低域信号に対してどのように振舞っているかを示すグラフである。
【図４】図１に示した本発明の実施の形態に基づいた音響装置の特性を表すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施の形態における音響装置を携帯端末と組み合わせた状態の概略の構成を示す図である。
【図６】図５に示した音響装置の３つのキャビティを区別して示した図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態における音響装置を携帯端末と組み合わせた状態の概略の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態における携帯電話端末の概略的な内部構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０１…携帯端末、１０２…スピーカ位置、１０４…右ユニット、１０５…左ユニット、１０６…反射板、１０７…受動放音板Ａ（第１の受動型放音部材）、１０８…ダクトＢ、１０９…開口、１１０…ダクトＡ、１１１…受動放音板Ｂ（第２の受動型放音部材）、１１２…キャビティＡ、１１４…キャビティＢ、１１６…キャビティＣ、１１８…キャビティＤ、１２１，１２２…水平仕切り板、１３１，１３２…垂直仕切り板、１４１，１４２…仕切り板、１４３，１４４…開口、１５０…ベースユニット、１５１…開口、１５２…受動放音板Ｃ（第３の受動型放音部材）、２００…制御部、２０３…表示部、２０４…操作部、２１０，２１１…スピーカ、３０３…スピーカ特性、３０８…ロス成分、３０９…放音成分、４０７…スピーカ特性、４０８…受動放音板Ｂ共振特性、４０９…受動放音板共振合成特性、４１０…受動放音板Ａ共振特性、４１１…総合放音特性
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図２】
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【図６】
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