(57)【要約】【課題】乗客検知についての誤検知をなくし、検知の信頼性を高めることを可能とする。【解決手段】鉄道車両の客室の天井面に客室内の一定の範囲を撮影する撮影手段３を設け、客室全体を撮影する。この撮影手段３よりの信号を受け、画像処理の結果に基づく座席毎に乗客や立席乗客の有無を表示可能であるモニター６と、撮影手段３よりの信号を受け、前記一定の範囲を映像として映し出すモニターテレビ７とを備える。モニター６およびモニターテレビ７は、同一の車室内に並列に設け、同時に監視可能とされる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内に複数の座席が規則的に配設され、前記座席の乗客の有無を検知する鉄道車両における乗客検知システムにおいて、
車室内に取り付けられ車室内の一定の範囲を撮影する単数又は複数の撮影手段と、
前記撮影手段よりの信号に基づき、画像処理にて座席毎の乗客の有無を判定する乗客判定手段と、
この乗客判定手段よりの信号を受け、画像処理の結果に基づく座席毎の乗客の有無を表示可能である第１のモニター手段と、
前記撮影手段よりの信号を受け、前記撮影手段が撮影する一定の範囲の映像を表示可能である第２のモニター手段とを備えることを特徴とする鉄道車両における乗客検知システム。
【請求項２】
前記乗客判定手段は、
前記撮影手段よりの信号に基づき画像処理をして、座席毎の画像処理データを検出するデータ検出手段と、
このデータ検出手段よりの信号を受け、予め乗客がいない初期状態についての座席毎の画像処理データを記憶するメモリ手段と、
前記データ検出手段およびメモリ手段よりの信号を受け、データ検出手段によって検出された現在の状態についての画像処理データとメモリ手段に記憶されている初期状態についての画像処理データとを比較して、座席毎の乗客の有無を判定する比較判定手段とを有する請求項１記載の鉄道車両における乗客検知システム
【請求項３】
車室内に複数の座席が規則的に配設されるとともに、乗客が通行する通路が設けられている鉄道車両における乗客検知システムにおいて、
車室内に取り付けられ車室内の一定の範囲を撮影する単数又は複数の撮影手段と、
前記撮影手段よりの信号に基づき、画像処理にて通路および座席毎の乗客の有無を判定する乗客判定手段と、
この乗客判定手段よりの信号を受け、画像処理の結果に基づく通路および座席毎の乗客の有無を表示可能である第１のモニター手段と、
前記撮影手段よりの信号を受け、前記撮影手段が撮影する一定の範囲の映像を表示可能である第２のモニター手段とを備えることを特徴とする鉄道車両における乗客検知システム。
【請求項４】
第１および第２のモニター手段は、それらの表示画面が同時に監視可能に設けられている請求項１〜３のいずれかに記載の鉄道車両における乗客検知システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄道車両において、自動検札システムなどで用いられる乗客検知システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、劇場あるいは列車等の指定席の利用状況を監視する監視装置として、指定席券に記載あるいは記録された情報を読みとるカードリーダーと着席（乗客）の有無を検知する着席センサーとによって、指定席の利用の正誤を検知するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、複数のマルチビームセンサを設置し、これらのマルチビームセンサを組み合わせて車両内部の多数の座席の利用状況で検知するものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
そこで、これらの技術を、鉄道車両において、自動検札システムなどで用いられる乗客検知システムに適用することが考えられる。
【０００５】
【特許文献１】
特公平５−４７８８０号公報（第１頁〜第３頁）
【特許文献２】
特開平８−２３５４５１号公報（第２頁〜第３頁、図２参照）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、各座席に設置された着座センサにより乗客の着座を検知するようにしているので、座席数分の着座センサが必要となる。また、着座センサによる検知では、荷物などの荷重物での誤検知が発生するおそれがある。
【０００７】
また、特許文献２の技術では、マルチビームセンサを用い、座席シート面から反射した反射光線をＣＣＤイメージセンサで捉えることにより座席の着席／空席情報を検知するようにしているので、やはり誤検知が発生するおそれがある。
【０００８】
この発明は、乗客検知についての誤検知をなくし、検知の信頼性を高めることを可能とした鉄道車両における乗客検知システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、車室内に複数の座席が規則的に配設され、前記座席の乗客の有無を検知する鉄道車両における乗客検知システムにおいて、車室内に取り付けられ車室内の一定の範囲を撮影する単数又は複数の撮影手段と、前記撮影手段よりの信号に基づき、画像処理にて座席毎の乗客の有無を判定する乗客判定手段と、この乗客判定手段よりの信号を受け、画像処理の結果に基づく座席毎の乗客の有無を表示可能である第１のモニター手段と、前記撮影手段よりの信号を受け、前記撮影手段が撮影する一定の範囲の映像を表示可能である第２のモニター手段とを備えることを特徴とする。ここで、第１および第２のモニター手段は、２つのモニター手段を意味するのではなく、１つのモニター手段であっても、そのモニター画面が複数分割され、画像処理の結果に基づく座席毎に乗客の有無を表示可能である部分と、前記一定の範囲を映し出す部分とを有する場合も含まれる。また、第２のモニター手段は、撮影手段が撮影する一定の範囲の映像を表示可能であるものであるが、撮影手段にて撮影された映像を同時に表示する（映し出す）場合だけでなく、撮影手段の映像を切り換えて順次表示する場合も含まれる。
【００１０】
このようにすれば、画像処理の結果に基づく座席毎の乗客の有無を表示可能である第１のモニター手段に加えて、車室内の一定の範囲を映し出す第２のモニター手段を設けているので、第２のモニター手段による映像により確認することで、検知精度が高まり（誤検知をなくすことができ）、業務負担が低減する。つまり、第２のモニター手段に表示される映像を目視することで、例えば車掌室にいながらにして乗客の有無を視覚により直接的に（画像処理によることなく）チェックすることができる。よって、乗客検知の信頼性を高めることが可能となる。また、第１のモニター手段と第２のモニター手段とを同時使用するようにすれば、第１のモニター手段だけを使用する場合よりも検知精度が高まり、業務負担が低減される。
【００１１】
また、座席分に相当する数の着座センサが不要になるので、部品数の低減および車両内の布設配線数を低減することが可能になる。よって、メンテナンス性の向上が図れる。
【００１２】
請求項２に記載のように、前記乗客判定手段は、前記撮影手段よりの信号に基づき画像処理をして、座席毎の画像処理データを検出するデータ検出手段と、このデータ検出手段よりの信号を受け、予め乗客がいない初期状態についての座席毎の画像処理データを記憶するメモリ手段と、前記データ検出手段およびメモリ手段よりの信号を受け、データ検出手段によって検出された現在の状態についての画像処理データとメモリ手段に記憶されている初期状態についての画像処理データとを比較して、座席毎の乗客の有無を判定する比較判定手段とを有する構成とすることができる。
【００１３】
このようにすれば、撮影手段よりの信号を用いて画像処理して、その結果を第１のモニター手段に表示すると共に、同じ撮影手段よりの信号を用いて第２のモニター手段に映像を映すようにしているので、撮影手段からの共通の信号を利用するだけであり、システムが複雑にならない。
【００１４】
また、前記手法を用いて、通路や、客室以外の車室（例えば、乗降口が設けられ座席がある客室と仕切らされた部分）において立っている立席乗客も、座席に着座している乗客と共に検知することもできる。
【００１５】
その場合には、請求項３に記載のように、車室内に複数の座席が規則的に配設されるとともに、乗客が通行する通路が設けられている鉄道車両における乗客検知システムにおいて、車室内に取り付けられ車室内の一定の範囲を撮影する単数又は複数の撮影手段と、前記撮影手段よりの信号に基づき、画像処理にて通路および座席毎の乗客の有無を判定する乗客判定手段と、この乗客判定手段よりの信号を受け、画像処理の結果に基づく通路および座席毎の乗客の有無を表示可能である第１のモニター手段と、前記撮影手段よりの信号を受け、前記撮影手段が撮影する一定の範囲の映像を表示可能である第２のモニター手段とを備える構成とされる。
【００１６】
このようにすれば、乗客の着座の有無を検知するだけでなく、通路や客室以外の車室の立席乗客の有無も併せて検知することができる。
【００１７】
請求項４に記載のように、第１および第２のモニター手段は、それらの表示画面が同時に監視可能に設けられていることが望ましい。ここで、「同時に監視可能」とは、表示画面が並列に設けられている場合だけでなく、車掌などが移動することなく監視できる場合も含むほか、前述したように共通の表示画面となっている場合も含む。
【００１８】
このようにすれば、第１および第２のモニター手段の表示画面が同時に監視可能に設けられているので、例えば車掌室において車掌がそれらを同時に監視することができ、乗客の着座の有無を確実に検知することが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の鉄道車両における乗客検知システムを、鉄道車両における自動検札システムに適用した例について、図面に沿って説明する。
【００２０】
図１は本発明に係る鉄道車両における乗客検知システムの一実施の形態を示す概略構成図、図２は前記乗客検知システムを適用する自動検札システムの概略構成図、図３（ａ）（ｂ）はそれぞれ撮影手段の配置の説明図である。
【００２１】
図１および図２に示すように、鉄道車両の客室内に複数の座席１が規則的に配設されている。前記座席１のアームレスト１ａには、自動検札のためにチケット検札器２（例えば、磁気カードリーダ）が設けられている。また、客室（車室）内の天井面に複数の撮影手段３が、一定の角度を持って下向きに取り付けられている。
【００２２】
チケット検札器２は、図２に示すように、例えばグリーン券（チケット）が投入されることで、有効期間、列車番号、有効区間、座席番号などのチケット読み取り情報を磁気情報として読み取り、制御ユニット９を介して情報処理装置４（第１の制御手段）に送るようになっている。
【００２３】
この情報処理装置４において、前記チケット読み取り情報と、端末装置５（第２の制御手段）からの日付、列車番号、現在駅などの基本情報（後述する中央装置８から端末装置５に送られる）とに基づいて、チケットが有効であるか否か、すなわち検札が必要であるか否かの判断がなされる。また、情報処理装置４は、端末装置５に対し座席別に座席情報を伝達し、モニター６（第１のモニター手段）の車掌画面に、座席別に空席表示（乗客なし）、有効表示（正常乗車）、無効表示（要確認）が表示される。
【００２４】
前記撮影手段の配置の一例を、図３（ａ）（ｂ）に示す。すなわち、客室の車両長手方向における端部付近に設けられる第１および第２の撮影手段３Ａ，３Ｂは、それぞれ、具体的に図示していないが、客室中央側に向けられる１つのＣＣＤカメラが、透光可能な材料からなるカバー部材にて覆われるように構成されている。
【００２５】
第１および第２の撮影手段３Ａ，３Ｂの間には、ほぼ等間隔でもって第３および第４の撮影手段３Ｃ，３Ｄが配設されている。第３および第４の撮影手段３Ｃ，３Ｄは、それぞれ、２つのＣＣＤカメラ３Ｃ１，３Ｃ２，３Ｄ１，３Ｄ２が、透光可能な材料からなるカバー部材にて覆われるように構成されている。ＣＣＤカメラ３Ｃ１，３Ｄ１は一方向（図３において右方向）に向けられ、ＣＣＤカメラ３Ｃ２，３Ｄ２は反対方向（図３において左方向）に向けられ、それらのＣＣＤカメラ３Ｃ１，３Ｄ１と３Ｃ２，３Ｄ２とは車両前後方向において互いに反対方向に向けられている。各撮影手段３Ａ〜３Ｄは、客室内の一定の範囲を撮影するように撮影範囲が確定されており、それらを選択することで客室内のすべての座席および通路を撮影することができるようになっている。
【００２６】
鉄道車両１１は、車両前後のいずれの方向にも進行可能なもので、その進行方向に対応する向きの第１の撮影手段３Ａならびに第３および第４の撮影手段３Ｃ，３Ｄ（ＣＣＤカメラ３Ｃ１，３Ｄ１）、あるいは第２の撮影手段３Ｂならびに第３および第４の撮影手段３Ｃ，３Ｄ（ＣＣＤカメラ３Ｃ２，３Ｄ２）により撮影が行われる。つまり、第３および第４の撮影手段３Ｃ，３Ｄにおいて撮影するＣＣＤカメラ３Ｃ１，３Ｃ２，３Ｄ１，３Ｄ２は、車両１１の進行方向に応じて切り換えられるように構成されている。
【００２７】
情報処理装置４は、第１〜第４の撮影手段３Ａ〜３Ｄよりの信号に基づき、後述するように、必要な演算処理（画像処理を含む）を行い、座席１毎の乗客の有無および立席乗客の有無を検知し、その結果をモニター６の表示画面（例えば車掌画面）に表示させる乗客判定手段としても機能するように構成されている。よって、情報処理装置４は、撮影手段３Ａ〜３Ｄよりの信号に基づき画像処理をして、座席毎の画像処理データを検出するデータ検出手段と、このデータ検出手段よりの信号を受け、予め乗客がいない初期状態についての座席毎の画像処理データを記憶するメモリ手段と、前記データ検出手段およびメモリ手段よりの信号を受け、データ検出手段によって検出された現在の状態についての画像処理データとメモリ手段に記憶されている初期状態についての画像処理データとを比較して、座席毎の乗客の有無を判定する比較判定手段とを有する構成とされる。
【００２８】
また、第１〜第４の撮影手段３Ａ〜３Ｄよりの信号に基づき、モニター６と並列に設けられたモニターテレビ７（第２のモニター手段）に、映像そのものが表示される。モニター６とモニターテレビ７とは、例えばグリーン車１１Ｂの車掌室に設けられ、それらの表示画面が同時に監視可能とされている。
【００２９】
上記構成を、図４に基づいて説明すると、まず、先頭車１１Ａにマイクロコンピュータからなる中央装置８が設けられ、この中央装置８から、第１のグリーン車１１Ｂの端末装置５を経て情報処理装置４に、日付、列車番号、現在駅などの基本情報が送られる。一方、各座席１毎に、チケット検札器２にてチケットからチケット読み取り情報（有効期間、列車番号、有効区間、座席番号など）が読み取られ、制御ユニット９を経て情報処理装置４に送られる。
【００３０】
情報処理装置４において、基本情報と、チケット読み取り情報とが比較され、空席表示（乗客なし）、有効表示（正常乗車）、無効表示（要確認）の判断が座席毎になされ、車掌室のモニター６の車掌画面に表示される。
【００３１】
その一方、第２のグリーン車１１Ｃの客室に設けられた撮影手段３（３Ａ〜３Ｄ）からの信号に基づき、車掌室のモニターテレビ７に、客室の映像が映し出され、着席監視に利用される。
【００３２】
このように、第１のグリーン車１１Ｂの車掌室において、モニター６の表示画面にて画像処理の結果に基づく座席毎に着座乗客の有無を表示する一方、モニターテレビ７にて前記撮影手段３よりの信号を受け、それの表示画面に前記一定の範囲を映し出す構成とされる。そして、車掌は、モニター６の無効表示の座席について、モニターテレビ７の表示画面で確認の上、検札に行けばよいことになり、検知精度が高まり、業務負担が低減される。
【００３３】
尚、通路に立席乗客がいる場合や荷物などが置かれている場合には、通路についての画像処理で、モニター６の通路部分には何か物体があると表示される。この場合にも、車掌は、モニターテレビ７の表示画面で確認の上、検札に行けばよく、検知精度が高まるので、業務負担が低減される。
【００３４】
続いて、座席１毎に乗客の有無および立席乗客の有無を、画像処理により判定する方法について具体的に説明する。なお、予め各撮影手段３によって、着座している乗客や立席乗客がいない状態で撮影した場合の画像（以下、初期画像という）を記憶しておく。
【００３５】
図５および図６に示すように、まず、各撮影手段によって一定の範囲（座席および通路を含む）を撮影する。乗客検知は一座席毎および通路について行うため、座席毎の画像および通路の画像に分割して画像処理が行われる。なお、立席乗客の検知は通路に範囲を限定して行う。
【００３６】
そして、画像処理にて、現在の画像と、初期画像とを比較して、着座乗客あるいは立席乗客があるか否かを判断する。
【００３７】
画像処理は、例えば図７に示すように、撮影した画像データをデジタル化（数値化）し、その数値を減算して、乗客や立席乗客の有無を判定する。具体的には、着座乗客を検知する場合には、まず、誰も着座していないときの状態を撮影し、その撮影した画像データを座席毎に分割してデジタル化し（データ検出手段）、それを初期数値データとして記憶しておく（メモリ手段）。また、立席乗客を検知する場合には、通路に乗客がいないときの状態を撮影し、同様にデジタル化して、それも初期数値データとして記憶しておく（メモリ手段）。
【００３８】
それから、撮影された現在の状態を、座席毎あるいは通路について画像処理にてデジタル化し、現在数値データとして検出する（データ検出手段）。
【００３９】
それから、座席毎あるいは通路についての現在の状態をデジタル化した現在数値データから初期数値データを減算する。そして、この減算結果が０であれば、現在の状態は初期状態と同じであるから、着座乗客あるいは立席乗客がいないと判断され、減算結果が０でなければ、現在の状態が初期状態と異なっており、着座乗客あるいは立席乗客がいると判断される（比較判定手段）。
【００４０】
この演算結果が着座情報あるいは立席情報として、情報処理装置４に送られ、自動検札に利用される。
【００４１】
続いて、上記システムを自動検札システムに適用した例について、図８に沿って説明する。
【００４２】
駅に到着して乗客が乗り込むことにより、スタートすることになる。
【００４３】
乗客が着座すると、乗客によって座席毎に設けられたチケット検札器２にチケットが挿入される（ステップＳ１）。チケットに記録されているチケット読み取り情報（日付、座席番号、乗車区間などの磁気情報）をチケット検札器２によって検知する（ステップＳ２）。
【００４４】
一方、撮影手段３にて客室内を撮影する（ステップＳ３）。この撮影した客室の画像を画像処理して、現在の状態についての着座情報を検知する（ステップＳ４）。このとき、一緒に立席情報も検知する。
【００４５】
それから、前記チケット読み取り情報および着座情報を、図９に示すように処理し（この処理については後述する）、座席別に検札情報として、例えば車掌室のモニター６に出力し、それの表示画面に表示される（ステップＳ５）。検札情報は、次の通りである。なお、通路に物体を検知した場合も、立席情報として処理し、車掌室のモニター６に出力し、それの表示画面に表示される。
【００４６】
モニター６の表示画面に表示される態様は、次の通りで、各座席および通路に対応して表示される。
（ｉ）    有効表示：正常乗車（チケット正常、かつ着座）
（ｉｉ）  空席表示：乗客なし（チケットなし、かつ着座なし）
（ｉｉｉ）無効表示：（ｉ）（ｉｉ）以外の場合すなわち（チケット不良、かつ着座）、（チケットなし、かつ着座）、（チケットあり、かつ着座なし）
（ｉｖ）要確認表示：通路に物体検知
そして、無効表示された座席をモニターテレビ７の映像を監視して確認することで、検札の要否を判断し（ステップＳ６）、不正乗車および立席乗客があれば、客室に確認（検札）に行くことになる（ステップＳ７）。
【００４７】
ここで、前記検札情報（モニター６の車掌画面に表示されるもの）は、情報処理装置４において、図９に示すようにして作成され、端末装置５に送られ、モニター６に出力される。
【００４８】
図９において、スタートすると、初期状態であるので、各座席については空席表示（上記（ｉｉ）に対応）とする（ステップＳ１１）。
【００４９】
それから、チケット検札器２にグリーン券（Ｇ券）が挿入されたか否かが判断され（ステップＳ１２）、挿入されていれば、まず、期間・列車番号を読み取り（ステップＳ１３）、中央装置８からの基本情報に基づき有効であるか否かが判断される（ステップＳ１４）。
【００５０】
有効であれば、続いて、区間・席番を読み取り（ステップＳ１５）、グリーン券を返却する（ステップＳ１６）。一方、有効でなければ、グリーン券を返却し（ステップＳ１７）、無効表示（上記（ｉｉｉ）に対応）をし（ステップＳ１８）、ステップＳ２に戻る。
【００５１】
有効である場合には、区間情報を自己保持し（ステップＳ１９）、現在駅情報と突き合わせて有効か否かが判断される（ステップＳ２０）。有効であれば、有効表示（上記（ｉ）に対応）をして（ステップＳ２１）、ステップＳ１９に戻る一方、無効であれば、無効表示（上記（ｉｉｉ）に対応）をして（ステップＳ２２）、ステップＳ１２に戻る。
【００５２】
このモニター６に表示された検札情報と、モニターテレビ７の映像によって判別される。
【００５３】
なお、空席表示、有効表示および無効表示はモニター６の車掌画面上に表示させるだけでなく、座席自体においても空席ランプ、有効ランプ、無効ランプなどの判別できるランプを点灯させるようにすることも可能である。
【００５４】
また、立席乗客についても、通路についての画像処理によって検知されるが、通路に立席乗客を含む物体がある場合には、モニター６の車掌画面上には通路について要確認表示（上記（ｉｖ）に対応）がなされ、モニターテレビ７の映像により確認することで、判別される。
【００５５】
本発明に係る鉄道車両における乗客検知システムは、上述した場合に限定されることなく、次のように構成することも可能である。
（１）前記撮影手段は、客室内の天井前部又は天井後部に１つだけ設け、１つの撮影手段で、客室内全体を撮影する構成とすることも可能であり、撮影手段の数は特に制限されない。また、撮影手段を複数設ける場合には、撮影漏れの範囲が生じないようにそれらの撮影範囲が一部重複するようにすることが望ましい。
（２）前記撮影手段は、前後を除き、２つ１組で進行方向に応じて作動する撮影手段が切り換えられるように構成されているが、１つの撮影手段が進行方向に応じて、例えば１８０°回転することで向きを変え、撮影範囲を変更可能であるようにすることも可能である。
（３）前記撮影手段は、天井面に設ける必要はなく、座席や通路について一定の範囲を撮影することができる位置であれば、どこに設けてもよい。
（４）前記情報処理装置４において、予め乗客がいない初期状態についての座席毎の画像処理データのみをメモリ手段に記憶するようにしているが、データ検出手段によって検出された現在の状態についての画像処理データもメモリ手段に記憶するようにし、比較判定手段を、メモリ手段よりの信号を受け、メモリ手段に記憶されている初期状態についての画像処理データと現在の状態についての画像処理データとを比較して、座席毎の乗客の有無を判定する構成とすることも可能である。
【００５６】
【発明の効果】
この発明は、以上に説明したように、画像処理の結果に基づく座席毎に乗客の有無を表示可能である第１のモニター手段に加えて、車室内の一定の範囲を映像として映し出す第２のモニター手段を設けているので、第１のモニター手段による判別結果に加えて、第２のモニター手段による映像により確認することで、検知精度を高め、業務負担を低減することができる。つまり、第２のモニター手段の映像を目視することで、乗客の有無を視覚により直接チェックすることができる。よって、乗客検知の信頼性を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鉄道車両における乗客検知システムの一実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】前記乗客検知システムを適用する自動検札システムの概略構成図である。
【図３】（ａ）（ｂ）はそれぞれ撮影手段の配置の説明図である。
【図４】前記システムが用いられる鉄道車両の制御系統を示すブロック図である。
【図５】前記システムにおける着座乗客を検知するための画像処理の説明図である。
【図６】前記システムにおける立席乗客を検知するための画像処理の説明図である。
【図７】画像処理の結果に基づき着席乗客の有無を判別する処理の説明図である。
【図８】本発明に係る乗客検知システムを利用した自動検札システムの処理の流れの説明図である。
【図９】自動検札の処理の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１    座席
２    チケット検札器
３，３Ａ〜３Ｄ    撮影手段
３Ｃ１，３Ｃ２，３Ｄ１，３Ｄ２    ＣＣＤカメラ
４    情報処理装置（第１の制御手段）
５    端末装置（第２の制御手段）
６    モニター（第１のモニター手段）
７    モニターテレビ（第２のモニター手段）
【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】
2004182064.tif 000009
【図８】
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【図９】
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