(57)【要約】【課題】同期信号の供給を確実に検出する。【解決手段】シンボル判定器１１は、Ｉ＆Ｄフィルタ４から供給される信号のレベルを補正する。第１相関器１２は、レベルが補正された信号に含まれるデータに応じたレベルの第１信号を出力する。判別器１３は、第１信号のレベルが所定の閾値を越えた場合に同期信号が供給されたと判別する。一方、第２相関器１４は、Ｉ＆Ｄフィルタ４から直接供給される信号に含まれるデータに応じたレベルの第２信号を出力する。ピーク検出器１５は、第２信号が有するレベルのピークを検出する。ＡＮＤ回路１６は、判別器１３の判別結果とピーク検出器１５の検出結果とに従って、同期信号の供給タイミングを表すタイミング信号をデータ取得器６に出力する。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から供給される外部信号に含まれる同期信号の供給を検出する同期信号検出装置であって、
前記外部信号のレベルを補正する補正手段と、
レベルが補正された前記外部信号を供給され、該外部信号に含まれるデータに応じたレベルの第１信号を出力する第１出力手段と、
レベルが補正されていない前記外部信号を供給され、該外部信号に含まれるデータに応じたレベルの第２信号を出力する第２出力手段と、
前記第１信号及び前記第２信号のレベル変化に基づいて、前記同期信号の供給を検出する同期検出手段と、
から構成されることを特徴とする同期信号検出装置。
【請求項２】
前記第１出力手段は、前記外部信号に含まれるデータが前記同期信号である場合に所定の閾値よりも高いレベルを有する前記第１信号を出力し、
前記第２出力手段は、前記外部信号に含まれるデータが前記同期信号である場合にレベルがピークとなる前記第２信号を出力し、
前記同期検出手段は、前記第１信号のレベルが前記閾値を越えた場合に、前記第２信号を用いて前記同期信号の供給を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の同期信号検出装置。
【請求項３】
前記補正手段は、
前記外部信号に含まれるシンボルデータのシンボル値を特定する値特定手段と、
前記値特定手段が特定した前記シンボル値に対応するレベルを有する信号を、レベルが補正された前記外部信号として出力する補正信号出力手段と、
を備える、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の同期信号検出装置。
【請求項４】
前記補正手段は、
前記外部信号に含まれるシンボルデータのシンボル値を特定する値特定手段と、
前記値特定手段が特定した前記シンボル値を修正する値修正手段と、
前記値修正手段が修正した前記シンボル値に対応するレベルを有する信号を、レベルが補正された前記外部信号として出力する補正信号出力手段と、
を備える、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の同期信号検出装置。
【請求項５】
外部から供給される外部信号に含まれる同期信号の供給を検出する同期信号検出方法であって、
前記外部信号のレベルを補正する補正工程と、
レベルが補正された前記外部信号に含まれるデータに応じたレベルの第１信号を出力する第１出力工程と、
レベルが補正されていない前記外部信号に含まれるデータに応じたレベルの第２信号を出力する第２出力工程と、
前記第１信号及び前記第２信号のレベル変化に基づいて、前記同期信号の供給を検出する同期検出工程と、
を備えることを特徴とする同期信号検出方法。
【請求項６】
コンピュータを、
外部から供給される外部信号に含まれる同期信号の供給を検出する同期信号検出装置であって、
前記外部信号のレベルを補正する補正手段と、
レベルが補正された前記外部信号を供給され、該外部信号に含まれるデータに応じたレベルの第１信号を出力する第１出力手段と、
レベルが補正されていない前記外部信号を供給され、該外部信号に含まれるデータに応じたレベルの第２信号を出力する第２出力手段と、
前記第１信号及び前記第２信号のレベル変化に基づいて、前記同期信号の供給を検出する同期検出手段と、
から構成されることを特徴とする同期信号検出装置として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同期信号の供給を検出するための装置、方法、及び、プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル無線通信では、様々なデータをフレーム単位で送受信する。各フレームの所定位置には特定の信号配列パターンを有する同期信号（フレーム同期ワード）が挿入されている。
【０００３】
受信機は、受信した信号（データ）の中から上記フレーム同期ワードを検出することにより同期を確立し、フレーム内のデータを取得する。
上記フレーム同期ワードの検出方法には、相関器を用いる方法がある。この場合、相関器は、受信したデータがフレーム同期ワードである場合に、出力がピークとなるように予め設定されている。
【０００４】
相関器の出力レベルは、初めに、フレーム同期ワード以外のデータの供給を誤って検出するのを防止するために設定された閾値と比較される。そして、相関器の出力レベルが上記閾値を越えた場合に、相関器の出力レベルのピークを検出することによりフレーム同期ワードの供給を検出している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、相関器を用いる従来の方法では、フレーム同期ワードを検出できず、同期を確立できない場合がある。
【０００６】
例えば、送信機における変調度が低いと、受信機に供給される信号のレベルが変動する。この場合、相関器の出力レベルが上記閾値よりも低くなって、フレーム同期ワードの供給を検出できなくなる場合がある。
【０００７】
従って、本発明は、同期信号の供給を確実に検出するための同期信号検出装置、同期信号検出方法、及び、プログラムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点にかかる同期信号検出装置は、外部から供給される外部信号に含まれる同期信号の供給を検出する同期信号検出装置であって、前記外部信号のレベルを補正する補正手段と、レベルが補正された前記外部信号を供給され、該外部信号に含まれるデータに応じたレベルの第１信号を出力する第１出力手段と、レベルが補正されていない前記外部信号を供給され、該外部信号に含まれるデータに応じたレベルの第２信号を出力する第２出力手段と、前記第１信号及び前記第２信号のレベル変化に基づいて、前記同期信号の供給を検出する同期検出手段と、から構成されることを特徴とする。
【０００９】
前記第１出力手段は、前記外部信号に含まれるデータが前記同期信号である場合に所定の閾値よりも高いレベルを有する前記第１信号を出力し、前記第２出力手段は、前記外部信号に含まれるデータが前記同期信号である場合にレベルがピークとなる前記第２信号を出力し、前記同期検出手段は、前記第１信号のレベルが前記閾値を越えた場合に、前記第２信号を用いて前記同期信号の供給を検出してもよい。
【００１０】
前記補正手段は、前記外部信号に含まれるシンボルデータのシンボル値を特定する値特定手段と、前記値特定手段が特定した前記シンボル値に対応するレベルを有する信号を、レベルが補正された前記外部信号として出力する補正信号出力手段と、を備えてもよい。
【００１１】
前記補正手段は、前記外部信号に含まれるシンボルデータのシンボル値を特定する値特定手段と、前記値特定手段が特定した前記シンボル値を修正する値修正手段と、前記値修正手段が修正した前記シンボル値に対応するレベルを有する信号を、レベルが補正された前記外部信号として出力する補正信号出力手段と、を備えてもよい。
【００１２】
本発明の第２の観点にかかる同期信号検出方法は、外部から供給される外部信号に含まれる同期信号の供給を検出する同期信号検出方法であって、前記外部信号のレベルを補正する補正工程と、レベルが補正された前記外部信号に含まれるデータに応じたレベルの第１信号を出力する第１出力工程と、レベルが補正されていない前記外部信号に含まれるデータに応じたレベルの第２信号を出力する第２出力工程と、前記第１信号及び前記第２信号のレベル変化に基づいて、前記同期信号の供給を検出する同期検出工程と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第３の観点にかかるプログラムは、コンピュータを、外部から供給される外部信号に含まれる同期信号の供給を検出する同期信号検出装置であって、前記外部信号のレベルを補正する補正手段と、レベルが補正された前記外部信号を供給され、該外部信号に含まれるデータに応じたレベルの第１信号を出力する第１出力手段と、レベルが補正されていない前記外部信号を供給され、該外部信号に含まれるデータに応じたレベルの第２信号を出力する第２出力手段と、前記第１信号及び前記第２信号のレベル変化に基づいて、前記同期信号の供給を検出する同期検出手段と、から構成されることを特徴とする同期信号検出装置として機能させる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態にかかるフレーム同期ワード判定装置について図面を参照して説明する。
【００１５】
本発明の実施の形態にかかるフレーム同期ワード判定装置は、図１に示すように、Ａ／Ｄ変換器１と、ＩＦフィルタ２と、検波器３と、Ｉ＆Ｄフィルタ４と、ＦＳ検出器５と、データ取得器６と、デコーダ７と、Ｄ／Ａ変換器８と、スピーカ９と、誤り訂正器１０と、から構成され、受信機等に組み込まれて使用される。
【００１６】
Ａ／Ｄ変換器１は、外部から供給されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
ＩＦフィルタ２は、バンドパスフィルタであり、Ａ／Ｄ変換器１が変換したデジタル信号の内、処理に必要な帯域の信号を通過させ、処理に不要な帯域の信号を除去する。
【００１７】
検波器３は、ＩＦフィルタ２を通過した信号を復調し、Ｉ＆Ｄフィルタ４に供給する。
Ｉ＆Ｄフィルタ４は、積分放電フィルタであり、供給された信号に含まれる符号間干渉成分を除去する。
【００１８】
ＦＳ検出器５は、Ｉ＆Ｄフィルタ４から供給される信号に含まれる、特定の信号配列パターンを有するフレーム同期ワード（ＦＳ）の供給を検出する。そして、ＦＳ検出器５は、フレーム同期ワードが供給されたタイミング（シンボルタイミング）を表すタイミング信号をデータ取得器６に出力する。なお、ＦＳ検出器５の詳しい構成については後述する。
【００１９】
データ取得器６は、ＦＳ検出器５から供給されるタイミング信号が表すタイミングに従って、フレーム内のデータ（具体的にはシンボルデータ）を順次取得する。そして、データ取得器６は、取得したデータの内、音声を表すボコーダデータをデコーダ７に出力し、ボコーダデータ以外のデータを誤り訂正器１０に出力する。
【００２０】
デコーダ７は、データ取得器６から供給されるボコーダデータをデコードし、Ｄ／Ａ変換器８に供給する。
Ｄ／Ａ変換器８は、デコーダ７から供給されるデータをアナログデータに変換し、スピーカ９に供給する。
【００２１】
スピーカ９は、Ｄ／Ａ変換器８から供給されるデータに従って、音声を出力する。
誤り訂正器１０は、データ取得器６から供給されるデータに所定の誤り訂正処理を施し、図示しない外部機器に出力する。
【００２２】
次に、ＦＳ検出器５の詳しい構成について説明する。
ＦＳ検出器５は、図２に示すように、シンボル判定器１１と、第１相関器１２と、判別器１３と、第２相関器１４と、ピーク検出器１５と、ＡＮＤ回路１６と、から構成される。
【００２３】
Ｉ＆Ｄフィルタ４からＦＳ検出器５に供給される信号のレベルは、送信機における変調度の低下やノイズ等によって変動する場合がある。
シンボル判定器１１は、Ｉ＆Ｄフィルタ４から供給される信号のレベルを補正し、理論的なレベルと実質的に同一の理想的なレベルに変換する。
【００２４】
具体的には、シンボル判定器１１は、コンパレータ等から構成され、Ｉ＆Ｄフィルタ４からの信号に含まれるシンボルデータのシンボル値を判定する。例えば４値のシンボルデータが供給される場合、シンボル判定器１１は、供給されたシンボルデータのシンボル値が±１，±３の何れであるかを判定する。そして、シンボル判定器１１は、例えば図３に示すように、判定したシンボル値に対応するレベルを有する階段信号を第１相関器１２に出力する。
【００２５】
第１相関器１２は、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔ　Ｉｍｐｕｌｓｅ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタから構成され、シンボル判定器１１から供給される信号に含まれるデータに応じたレベルの信号を判別器１３に出力する。ＦＩＲフィルタの係数は、フレーム同期ワードが供給された場合に第１相関器１２の出力がピークとなるように予め設定されている。これにより、第１相関器１２の出力レベルは、フレーム同期ワードが供給された場合にピークとなる。
【００２６】
しかし、第１相関器１２に入力される信号は階段信号であるので、図４に示すように、第１相関器１２の出力も階段的（デジタル的）となる。このため、フレーム同期ワードが供給されたタイミングを正確に求めることができない場合がある。
【００２７】
一方、第１相関器１２に入力される信号のレベルは、上記したように、シンボル判定器１１によって理想的なレベルに変換されている。これにより、第１相関器１２の出力レベルは、送信機における変調度の低下やノイズ等の影響を受けず安定する。
【００２８】
判別器１３は、第１相関器１２から供給される信号を用いて、フレーム同期ワードが供給されたか否かを判別する。具体的には、判別器１３は、コンパレータ等から構成され、供給された信号がフレーム同期ワードであるか否かを判別するための基準となる閾値が予め設定されている。
【００２９】
判別器１３は、第１相関器１２の出力レベルが予め設定された閾値より大きいか否かを判別する。そして、判別器１３は、出力レベルが閾値より大きくないと判別した場合、フレーム同期ワードは供給されていないと判別する。一方、出力レベルが閾値より大きいと判別した場合、判別器１３は、フレーム同期ワードが供給されたと判別し、フレーム同期ワードが供給されたことを示す被供給信号をＡＮＤ回路１６に出力する。
【００３０】
例えば、判別器１３は、出力レベルが閾値より大きくないと判別した場合にローレベルの信号を出力し、出力レベルが閾値より大きいと判別した場合にハイレベルの信号を被供給信号として出力する。
【００３１】
第２相関器１４は、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔ　Ｉｍｐｕｌｓｅ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタから構成され、Ｉ＆Ｄフィルタ４から供給される信号に含まれるデータに応じたレベルの信号をピーク検出器１５に出力する。ＦＩＲフィルタの係数は、フレーム同期ワードが供給された場合に第２相関器１４の出力がピークとなるように予め設定されている。これにより、第２相関器１４の出力レベルは、フレーム同期ワードが供給された場合にピークとなる。
【００３２】
上記したように、Ｉ＆Ｄフィルタ４からＦＳ検出器５に供給される信号のレベルは、送信機における変調度の低下やノイズ等によって変動する場合がある。第２相関器１４に入力される信号のレベルが変動すると、第２相関器１４の出力レベルが低下する場合がある。
【００３３】
しかし、第２相関器１４に入力される信号はシンボル判定器１１を介していないので、図４に示すように、第２相関器１４の出力はアナログ的である。言い換えると、第２相関器１４の出力レベルのピークは、フレーム同期ワードが供給されたタイミングを正確に表している。
【００３４】
ピーク検出器１５は、微分回路等を備え、第２相関器１４の出力レベルのピークを検出する。出力レベルがピークとなるタイミングが、Ｉ＆Ｄフィルタ４からフレーム同期ワードが供給されたタイミングである。ピーク検出器１５は、ピークの検出タイミング、即ち、フレーム同期ワードが供給されたタイミングで、出力レベルのピークを検出したことを示す検出信号をＡＮＤ回路１６に出力する。
【００３５】
例えば、ピーク検出器１５は、出力レベルのピークを検出しない場合にローレベルの信号を出力し、出力レベルのピークを検出した場合にハイレベルの信号を検出信号として出力する。
【００３６】
ＡＮＤ回路１６は、判別器１３からの被供給信号とピーク検出器１５からの検出信号との論理積を取り、その結果をフレーム同期ワードの供給タイミングを表すタイミング信号としてデータ取得器６に出力する。
【００３７】
例えば、ＡＮＤ回路１６は、判別器１３とピーク検出器１５の両方からハイレベルの信号を供給された場合にハイレベルの信号を出力し、それ以外の場合はローレベルの信号を出力する。
【００３８】
次に、本発明の実施の形態にかかるフレーム同期ワード判定装置の動作について説明する。
【００３９】
フレーム同期ワード判定装置に電源が投入されると、外部から供給された信号は、Ａ／Ｄ変換器１、ＩＦフィルタ２、検波器３、及び、Ｉ＆Ｄフィルタ４を介してＦＳ検出器５のシンボル判定器１１及び第２相関器１４に供給される。
これにより、図５に示す供給判別処理、及び、図６に示すピーク検出処理が開始される。
【００４０】
供給判別処理において、初めに、シンボル判定器１１は、Ｉ＆Ｄフィルタ４から供給される信号に含まれるシンボルデータのシンボル値を特定する（ステップＳ１０１）。
【００４１】
そして、シンボル判定器１１は、特定したシンボル値に対応するレベルの階段信号を第１相関器１２に出力する（ステップＳ１０２）。
第１相関器１２は、電源の供給により状態がリセットされ、シンボル判定器１１から供給される階段信号に含まれるデータに応じたレベルの信号を判別器１３に出力する（ステップＳ１０３）。
【００４２】
判別器１３は、第１相関器１２から供給される信号のレベルＡと予め設定された閾値αとの差（Ａ−α）を求める（ステップＳ１０４）。
そして、判別器１３は、求めた差（Ａ−α）がマイナスであるか否か、即ち、出力レベルＡが閾値αより大きいか否かを判別する（ステップＳ１０５）。
【００４３】
差がマイナスであると判別した場合（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、判別器１３は、フレーム同期ワードが供給されていないと判別し、ローレベルの信号をＡＮＤ回路１６に出力し（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０１にリターンする。
【００４４】
一方、差がマイナスでないと判別した場合（ステップＳ１０５；ＮＯ）、判別器１３は、フレーム同期ワードが供給されたと判別し、ハイレベルの信号を被供給信号としてＡＮＤ回路１６に出力し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０１にリターンする。
【００４５】
ピーク検出処理においては、初めに、第２相関器１４が、電源の供給により状態をリセットされ、Ｉ＆Ｄフィルタ４から供給される信号に含まれるデータに応じたレベルの信号をピーク検出器１５に出力する（ステップＳ２０１）。
【００４６】
ピーク検出器１５は、第２相関器１４から供給される信号が有するレベルのピークを検出できない場合、ローレベルの信号をＡＮＤ回路１６に出力し（ステップＳ２０２）、ステップＳ２０１にリターンする。
【００４７】
一方、ピーク検出器１５は、第２相関器１４から供給される信号が有するレベルのピークを検出した場合、ピークの検出タイミングで、ハイレベルの信号を検出信号としてＡＮＤ回路１６に出力し（ステップＳ２０３）、ステップＳ２０１にリターンする。
【００４８】
ＡＮＤ回路１６は、上記供給判別処理で判別器１３から供給される被供給信号と上記ピーク検出処理でピーク検出器１５から供給される検出信号との論理積を取り、その結果をフレーム同期ワードの供給タイミングを表すタイミング信号としてデータ取得器６に出力する。
【００４９】
データ取得器６は、ＦＳ検出器５のＡＮＤ回路１６から供給されるタイミング信号が表すタイミングに従って、ＦＳ検出器５を介して供給される外部信号に含まれるデータ（シンボルデータ）を取得する。
【００５０】
そして、データ取得器６は、取得したデータの内、音声を表すボコーダデータをデコーダ７に出力する。ボコーダデータは、デコーダ７によりデコードされ、Ｄ／Ａ変換器８によってアナログデータに変換された後、スピーカ９を介して音声として出力される。
【００５１】
また、データ取得器６は、取得したデータの内、ボコーダデータ以外のデータを誤り訂正器１０に出力する。ボコーダデータ以外のデータは、誤り訂正器１０によって所定の誤り訂正処理を施された後、図示せぬ外部機器に供給される。
【００５２】
以上のように、フレーム同期ワードが供給されたか否かの判別とフレーム同期ワードが供給されたタイミングの検出とをそれぞれに適した別々の方法で行うので、外部から供給される信号のレベル変動などに関わらずフレーム同期ワードが供給されたことを正確なタイミングで確実に検出することができる。
【００５３】
なお、シンボル判定器１１が判定するシンボル値は、供給されるシンボルデータが理論的にとる値より大きくてもよい。具体的には、例えば４値のシンボルデータが供給される場合に、シンボル判定器１１は６値（±１，±３，±５）の判定を行ってもよい。
【００５４】
例えばＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ｐｈａｓｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）等の変調方式で変調された信号は、ノイズ等の影響によって位相が変化し、シンボルデータのシンボル値が変化する場合がある。例えば、位相が−３π／４から＋５π／４に、又は、＋３π／４から−５π／４に変化する場合がある。
【００５５】
この場合、シンボル判定器１１が４値の判定だけを行うと、シンボル値を正しく判定できず、第１相関器１２の出力レベルが低下して、フレーム同期ワードの供給を判別できなくなる場合がある。
【００５６】
従って、上記の場合、シンボル判定器１１は、６値の判定を行い、シンボルデータのシンボル値を６値から４値に変換してもよい。例えば、シンボル値が＋５であると判定した場合には、シンボル値を−３に変換し、シンボル値（−３）に対応するレベルの階段信号を出力してもよい。また、シンボル値が−５であると判定した場合には、シンボル値を＋３に変換し、シンボル値（＋３）に対応するレベルの階段信号を出力してもよい。
【００５７】
以上のようなシンボル値の判定及び修正を行えば、図７に示すように、ノイズ等によってシンボル値（位相）が変化しても、正しいシンボル値に対応するレベルの階段信号が出力される。これにより、フレーム同期ワードの供給を確実に検出することができる。
【００５８】
また、上記実施の形態で示したＩＦフィルタ２、検波器３、Ｉ＆Ｄフィルタ４、ＦＳ検出器５、データ取得器６、デコーダ７、及び、誤り訂正器１０は、複数の論理回路等から構成される専用のハードウェアだけでなく、マイクロプロセッサやＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等により実現することができる。
【００５９】
また、本発明の装置は、専用の装置を用いる必要はなく、通常のコンピュータにより実現することができる。例えば、コンピュータに上記した各処理を実行させるためのプログラム及びデータを記録媒体（ＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、及び、半導体メモリ等）に記録して配布し、これをインストールしてＯＳ上で実行することにより、この発明の装置を実現できる。また、上記プログラム及びデータは、インターネット上のサーバ装置が有するディスク装置等に格納しておき、コンピュータに、例えば搬送波に重畳してダウンロード等するものとしてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によって、同期信号の供給を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるフレーム同期ワード判定装置の構成図である。
【図２】図１のフレーム同期ワード判定装置を構成するＦＳ検出器の構成図である。
【図３】図２のＦＳ検出器を構成するシンボル判定器が出力する信号を示す図である。
【図４】図２のＦＳ検出器を構成する第１相関器及び第２相関器が出力する信号を示す図である。
【図５】図１のフレーム同期ワード判定装置を構成するＦＳ検出器が行う供給判別処理を示すフローチャートである。
【図６】図１のフレーム同期ワード判定装置を構成するＦＳ検出器が行うピーク検出処理を示すフローチャートである。
【図７】信号の位相が変化した場合にシンボル判定器が出力する信号を示す図である。
【符号の説明】
１　　Ａ／Ｄ変換器
２　　ＩＦフィルタ
３　　検波器
４　　Ｉ＆Ｄフィルタ
５　　ＦＳ検出器
６　　データ取得器
７　　デコーダ
８　　Ｄ／Ａ変換器
９　　スピーカ
１０　誤り訂正器
１１　シンボル判定器
１２　第１相関器
１３　判別器
１４　第２相関器
１５　ピーク検出器
１６　ＡＮＤ回路
【図１】
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【図２】
2004040583.tif 000004
【図３】
2004040583.tif 000005
【図４】
2004040583.tif 000006
【図５】
2004040583.tif 000007
【図６】
2004040583.tif 000008
【図７】
2004040583.tif 000009