(57)【要約】【課題】レンズ鏡胴とマウント環との間に形成される略円筒状空間内に、結像位置修正用フィルタと該結像位置修正用フィルタをレンズ鏡胴の光軸に対して挿抜させるフィルタ挿抜装置とを配置することにより、本来は別の目的で設計されたレンズ装置を昼夜使用される監視カメラ用レンズ装置に転用することができるコンパクトなレンズ装置を提供する。【解決手段】レンズ装置１０は、レンズ鏡胴１２の基端部１４とＣマウント環１６との間に形成される略円筒状空間内５４に、フィルタ切換ユニット５６が配置される。近赤外光カットフィルタ５８は、径の小さい基端部のリレーレンズ２６に相当する大きさで済み、狭い空間５４内においても近赤外光カットフィルタ５８の挿抜ストロークを確保できる。挿抜ストロークの位置から外れた位置に、フィルタ挿抜装置６０のモータ６２やギア８２、８４、８６を配置する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ鏡胴に回転自在に設けられたマウント環を、カメラ本体のレンズ取付部にねじ込むことにより、カメラ本体に取り付けられるレンズ装置において、
前記レンズ鏡胴内部の最後端レンズと前記マウント環との間に形成される略円筒状空間内に、結像位置修正用フィルタと該結像位置修正用フィルタをレンズ鏡胴の光軸に対して挿抜させるフィルタ挿抜装置とが配置されたことを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記マウント環は、前記レンズ鏡胴に着脱部材を介して着脱自在に取り付けられ、
前記結像位置修正用フィルタと前記フィルタ挿抜装置とが連結されてフィルタ切換ユニットが構成されるとともに、該フィルタ切換ユニットは、前記レンズ鏡胴に着脱部材を介して着脱自在に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記結像位置修正用フィルタは、夜間撮影時における結像位置のずれ、又は昼間撮影時における結像位置のずれを修正する近赤外光カットフィルタ、又は可視光カットフィルタであることを特徴とする請求項１、又は２に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記フィルタ切換ユニットは、結像位置修正用フィルタが取り付けられた枠体、該枠体を挿抜方向にガイドするガイドフレーム、該ガイドフレームに前記枠体を保持させる押え板を有し、
該押え板には、前記結像位置修正用フィルタを逃がすための切欠部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズ装置に係り、特に監視カメラに使用されるレンズ装置であって、昼光の可視光波長域から夜光の近赤外波長域までの波長域で使用可能なレンズ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
監視カメラは、カメラ本体に設けられた撮像素子の結像面に昼間は可視光領域の光を結像させてカラー撮影を行い、夜間は可視光領域の光に加えて近赤外波長域の光を結像させてモノクロ撮影を行い、ＴＶモニタに監視像を映し出す。
【０００３】
一般にレンズ装置の光学系は、使用される波長域に応じて設計され、それ以外の波長域で使用されると、色収差の影響で結像位置にずれが生じる。このため、昼光の可視光波長域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度）と夜光の近赤外波長域（７００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度）の両方の波長域で使用される監視カメラ用のレンズ装置は、使用される波長域に応じて結像位置を修正する必要がある。
【０００４】
そこで従来では、昼光及び夜光における結像位置のずれを修正する赤外フィルタ（結像位置修正用フィルタ）を、レンズ装置の光学系の途中部分に配置するとともに光学系の光軸に対して挿抜自在に設けた監視カメラ用のレンズ装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２５０８６４号公報（３頁  図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のレンズ装置は、レンズ装置の光学系の途中部分に結像位置修正用フィルタが設けられたものなので、昼光用に設計された交換レンズのような一般的なレンズ装置を監視カメラ用レンズ装置に改造する場合、大幅な改造を要するという欠点があった。
【０００７】
一方、レンズ装置の最前端に結像位置修正用フィルタとフィルタ挿抜装置とを取り付け、フィルタ挿抜装置によって結像位置修正用フィルタを光軸に対して挿抜させれば、大幅改造することなく前記一般のレンズ装置を監視カメラ用のレンズ装置に転用できる。しかしながら、この装置では、径の大きい最前端のレンズに相当する大きさの結像位置修正用フィルタを使用せざるを得ないため、この結像位置修正用フィルタを挿抜させるフィルタ挿抜装置も大型になり、また動力も嵩むという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、本来は別の目的で設計されたレンズ装置を昼夜使用される監視カメラ用レンズ装置に容易に転用することができるコンパクトなレンズ装置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】
本発明は、前記目的を達成するために、レンズ鏡胴に回転自在に設けられたマウント環を、カメラ本体のレンズ取付部にねじ込むことにより、カメラ本体に取り付けられるレンズ装置において、前記レンズ鏡胴内部の最後端レンズと前記マウント環との間に形成される略円筒状空間内に、結像位置修正用フィルタと該結像位置修正用フィルタをレンズ鏡胴の光軸に対して挿抜させるフィルタ挿抜装置とが配置されたことを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、レンズ鏡胴内部の最後端レンズとレンズ鏡胴の基端部に取り付けられるマウント環との間に形成される略円筒状空間内に、結像位置修正用フィルタとフィルタ挿抜装置とを配置している。これにより、結像位置修正用フィルタは、径の小さい最後端のレンズに相当する大きさで済むので、狭い前記略円筒空間内においても結像位置修正用フィルタの挿抜ストロークを確保できる。また、その挿抜ストロークの位置から外れた位置に、フィルタ挿抜装置のモータや動力伝達機構を配置する。結像位置修正用フィルタが小径で済むので、動力の小さい小型のモータや動力伝達機構で済む。これにより、結像位置修正用フィルタとフィルタ挿抜装置とからなるフィルタ切換ユニットが小型になり、このフィルタ切換ユニットが取り付けられたレンズ装置も小型になる。
【００１１】
また、本来は別の目的で設計されたレンズ装置を、監視カメラ用レンズ装置に転用する場合、まず、レンズ鏡胴に着脱部材を介して着脱自在に取り付けられているマウント環を、レンズ鏡胴から取り外す。次に、前記フィルタ交換ユニットをレンズ鏡胴の基端部に着脱部材によって取り付ける。次に、マウント環をレンズ鏡胴に着脱部材によって取り付ける。このような着脱作業によって、前記レンズ装置を監視カメラ用レンズ装置に転用することも可能となる。
【００１２】
前記結像位置修正用フィルタは、夜間撮影時における結像位置のずれ、又は昼間撮影時における結像位置のずれを修正する近赤外光カットフィルタ、又は可視光カットフィルタである。可視光波長域を対象として使用する場合は、近赤外光カットフィルタを使用し、近赤外波長域を対象として使用する場合は、可視光カットフィルタを使用する。これにより、昼夜において鮮明な画像を得ることができる。但し、夜間、近赤外照明を行なう場合等は、可視光カットフィルタを省略する場合もある。
【００１３】
また、本発明によれば、フィルタ切換ユニットを構成する押え板に、結像位置修正用フィルタを逃がすための切欠部を形成したので、結像位置修正用フィルタとして厚みの厚い光路長補正ガラスの効果を持たせた場合におけるフィルタ切換ユニットの大型化を防止できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るレンズ装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１５】
図１は、本発明が適用された監視カメラ用レンズ装置１０の基端部の構造を示した断面図、図２はその基端部の組立斜視図である。図１の如くレンズ装置１０を構成するレンズ鏡胴１２の円筒状基端部１４には、Ｃマウント環（マウント環に相当）１６が光軸Ｐを中心に回転自在に配置される。このＣマウント環１６の基端部に形成された雄ねじ部１８が、図１上で二点鎖線で示す監視カメラ本体２０の雌ねじ部（レンズ取付部に相当）２２にねじ込まれることにより、レンズ装置１０が監視カメラ本体２０に取り付けられる。これによって、監視カメラが組み立てられ、レンズ装置１０によって取り込んだ被写体像が、監視カメラ本体２０の固体撮像素子２４の結像面に結像される。
【００１６】
レンズ鏡胴１２の基端部１４には、レンズ装置１０の光学系の最後列に配置されるリレーレンズ２６のレンズ保持部２８が形成される。リレーレンズ２６は、レンズ鏡胴１２の基端部１４の最後端に配置されている。このことは、後述するフィルタ切換ユニットがレンズ鏡胴１２の基端部１４に内蔵することができないことを示している。
【００１７】
レンズ鏡胴１２の基端部１４の外周部には、所定の隙間３０をもって固定環３２が配置される。この固定環３２は、ねじ３４によって基端部１４の外周部に固定され、レンズ鏡胴１２の一部を構成している。また、固定環３２の外周に形成されたねじ部３６には、Ｃマウント環１６を固定環３２に回転不能に固定するためのねじ環３８が螺合されている。
【００１８】
ねじ環３８の内周部にはフランジ４０が形成され、このフランジ４０は、Ｃマウント環１６の外周部に形成された凹条溝４２に係合されている。また、Ｃマウント環１６の内周部にもフランジ４４が形成される。このフランジ４４は、固定環３２に対してＣマウント環１６を図１上で左方向にスライドさせたときに、固定環３２の図１上で右端面４６に当接される。この状態でねじ環３８をねじ込むと、内周フランジ４０に係合されているＣマウント環１６が、図１上で左方向に押されるので、フランジ４４が固定環３２の右端面４６に圧接される。これによって、Ｃマウント環１６が回転不能に固定環３２に固定される。
【００１９】
なお、Ｃマウント環１６の外周部には、リング部材４８がねじ５０によって固定され、このリング部材４８とＣマウント環１６との間に前記凹条溝４２が形成される。また、ねじ環３８には、ねじ５０を締緩するドライバ（不図示）を挿入するための孔５２がねじ５０の個数分だけ開口される。ねじ環３８を回して孔５２をねじ５０の位置に合わせ、この孔５２を介してドライバを差し込み、ねじ５０を緩めていけば、Ｃマウント環１６からリング部材４８を取り外すことができる。これによって、Ｃマウント環１６を固定環３２から取り外す（引き抜く）ことができ、また、ねじ環３８を緩めていくことにより、ねじ環３８を固定環３２から取り外すことができる。したがって、Ｃマウント環１６、ねじ環３８及び固定環３２がレンズ鏡胴１２に対し着脱可能となっている。
【００２０】
図１の如く、レンズ鏡胴１２の基端部１４とＣマウント環１６との間には、略円筒状の空間５４が形成される。この空間５４内に、図２に示したフィルタ切換ユニット５６が挿入配置される。
【００２１】
フィルタ切換ユニット５６は図３、図４に示されるように、近赤外光カットフィルタ５８及び可視光カットフィルタ６９と、これらのフィルタ５８、６９のうち選択した一枚のフィルタを光軸Ｐに対して直交方向に挿抜させるフィルタ挿抜装置６０とから構成される。
【００２２】
実施の形態のレンズ装置１０によれば、昼間撮影時には結像位置修正用フィルタである近赤外光カットフィルタ５８が、図３の如くレンズ装置１０の光軸Ｐ上に進出する。近赤外光カットフィルタ５８の進出移動は、フィルタ挿抜装置６０のモータ６２の駆動力によって行われ、このモータ６２は監視カメラを遠隔制御するコントローラからの指令信号によって制御されている。
【００２３】
また、同レンズ装置１０を夜間使用する場合には、結像位置修正用フィルタである可視光カットフィルタ６９がレンズ装置１０の光軸上に進出する。なお、近赤外光カットフィルタ５８に代えて近赤外光カットレンズを用いてもよく、可視光カットフィルタに代えて可視光カットレンズを用いてもよい。
【００２４】
近赤外光カットフィルタ５８は、略小判形に形成された枠体６４の円形開口部６６に固定されている。また、この開口部６６に接近して図３、図４の左側方に円形開口部６８が枠体６４に形成される。この開口部６８には可視光カットフィルタ６９が固定され、薄暮時等に、この可視光カットフィルタ６９が図４の如く光軸Ｐ上に位置した時に、図１のリレーレンズ２６を通過した可視光成分が、可視光カットフィルタ６９を通過することにより近赤外光のみとなり固体撮像素子２４の結像面に結像される。これにより、昼間撮影から夜間撮影への移行に伴う結像位置のずれが修正されるが、前述のように近赤外照明を行なう時等は可視光カットフィルタ６９を省略して素通しの透孔としてもよい。
【００２５】
図３、図４の如く枠体６４は、水平方向に平行に形成されている上縁部６４Ａ及び下縁部６４Ｂがガイドフレーム７０の上レール部７０Ａ及び下レール部７０Ｂに摺接されている。これにより、枠体６４はガイドフレーム７０にガイドされ、近赤外光カットフィルタ５８が光軸Ｐ上に位置する図３の位置と、可視光カットフィルタ６９が光軸Ｐ上に位置する図４の位置との間で往復移動される。この動作によって、近赤外光カットフィルタ５８及び可視光カットフィルタ６９が光軸Ｐに対して挿抜される。
【００２６】
また、ガイドフレーム７０の下部には、一対のマイクロ（リミット）スイッチ７２、７４が取り付けられるとともに、マイクロスイッチ７２、７４をＯＮ／ＯＦＦさせるピン７６が枠体６４の下部に突設されている。枠体６４が図４の位置から図３の位置に移動していき、近赤外光カットフィルタ５８が光軸Ｐ上に位置したときに、マイクロスイッチ７２の板ばね式スイッチ片７２Ａがピン７６に押下され、固定接点７２Ｂに接触する。これにより、マイクロスイッチ７２から不図示のコントローラにＯＮ信号が出力され、コントローラはモータ６２のドライバにＯＦＦ信号を出力する。このシーケンスによってモータ６２が停止し、近赤外光カットフィルタ５８の中心が光軸Ｐ上に位置する。これとは逆に、枠体６４が図３の位置から図４の位置に移動していき、可視光カットフィルタ６９が光軸Ｐ上に位置したときに、マイクロスイッチ７４の板ばね式スイッチ片７４Ａがピン７６に押下され、固定接点７４Ｂに接触する。これにより、マイクロスイッチ７４から前記コントローラにＯＮ信号が出力され、コントローラはモータ６２のドライバにＯＦＦ信号を出力するので、モータ６２が停止し、可視光カットフィルタ６９の中心が光軸Ｐ上に位置する。
【００２７】
枠体６４は、図２に示したフィルタ挿抜装置６０の円環状台座７８に、図３、図４に示すねじ８０、８０…によって固定される。これにより、フィルタ切換ユニット５６が構成される。
【００２８】
台座７８には、動力伝達機構を構成する３枚のギア８２、８４、８６が噛合された状態で回転自在に取り付けられている。これらのギア８２、８４、８６は台座７８の上部、すなわち、枠体６４の水平移動エリアから外れた位置に取り付けられている。ギヤ８２には、モータ６２の出力軸が連結され、ギヤ８６は図３の如く枠体６４の上縁部６４Ａに固定されたラック８８に噛合されている。したがって、モータ６２が正／逆転駆動されると、その動力がギヤ８２、８４、８６及びラック８８を介して枠体６４に伝達されるので、枠体６４が水平方向に往復移動される。
【００２９】
このように構成されたフィルタ切換ユニット５６は、図２の如く台座７８がねじ９０、９０…（図２では１本のねじ９０の図示）によってレンズ鏡胴１２の基端部１４に着脱可能に固定されることにより、レンズ鏡胴１２側に装着される。この後に、Ｃマウント環１６がレンズ鏡胴１２に図１の如く取り付けられる。この状態において、フィルタ切換ユニット５６は、レンズ鏡胴１２の基端部１４とＣマウント環１６との間に形成された略円筒状の空間５４に挿入配置された形態となる。また、モータ６２は、前記空間５４に連通した、円筒状の空間３０に挿入配置される。
【００３０】
次に、前記の如く構成された監視カメラ用レンズ装置１０の作用について説明する。
【００３１】
まず、夜間撮影の場合には、可視光カットフィルタ６９を図４の位置に位置させる。これにより、レンズ装置１０で取り込んだ可視光波長域成分が可視光カットフィルタ６９によってカットされ、可視光波長域成分がカットされた光像が固体撮像素子２４の結像面に結像される。よって、夜間撮影において鮮明な画像を得ることができる。
【００３２】
また、昼間撮影に切り換えられた場合には、フィルタ切換ユニット５６のモータ６２を駆動させて、図３の如く近赤外光カットフィルタ５８を光軸Ｐ上に位置させる。これにより、レンズ装置１０で取り込んだ近赤外波長域成分が近赤外光カットフィルタ５８によってカットされ、近赤外波長域成分がカットされた光像が固体撮像素子２４の結像面に結像される。この近赤外光カットフィルタ５８の挿入により、夜間撮影から昼間撮影への移行に伴う結像位置のずれが修正され、昼間撮影においても鮮明な画像を得ることができる。
【００３３】
また、実施の形態のレンズ装置１０は、レンズ鏡胴１２の基端部１４とＣマウント環１６との間に形成される略円筒状空間内５４に、図１の如くフィルタ切換ユニット５６を配置している。これにより、近赤外光カットフィルタ５８や可視光カットフィルタ６９は、径の小さい最後端のリレーレンズ２６に相当する大きさで済むので、狭い空間５４内においても、近赤外光カットフィルタ５８や可視光カットフィルタ６９の挿抜ストローク（図３の位置と図４の位置との間の距離）を確保できる。また、その挿抜ストロークの位置から外れた位置に、フィルタ挿抜装置６０のモータ６２やギア８２、８４、８６を配置している。このモータ６２やギア８２、８４、８６においても、近赤外光カットフィルタ５８や可視光カットフィルタ６９が小径で済むので、動力の小さい小型のもので済む。したがって、フィルタ切換ユニット５６が小型になるので、このフィルタ切換ユニット５６が取り付けられたレンズ装置１０も小型になる。
【００３４】
図５は、監視カメラ用レンズ装置として設計されたものではなく、例えばＴＶカメラ用のレンズ装置として設計されたレンズ鏡胴の断面図を示している。このレンズ鏡胴は、図１に示したレンズ鏡胴１２と同一なので、同一の符号１２で示されている。
【００３５】
レンズ鏡胴１２の基端部１４には、ＴＶカメラに対応したＣマウント環１００が回動自在に設けられる。このＣマウント環１００の基部には、ＴＶカメラの雌ねじ部にねじ込まれる雄ねじ１０２が形成され、またＣマウント環１００の前端には、ねじ環１０４のフランジ１０５に係合されるフランジ部１０６が形成されている。ねじ環１０４は、レンズ鏡胴１２の外周ねじ部１０８に螺合されており、ねじ環１０４をねじ込むことにより、フランジ部１０６が図５上で左方向に移動されるので、Ｃマウント環１００の内周フランジ１１０が、レンズ鏡胴１２の端面１１２に圧接され、これにより、Ｃマウント環１００がねじ環１０４を介してレンズ鏡胴１２に固定される。
【００３６】
図５のレンズ装置を、監視カメラ用レンズ装置に転用する場合、まず、ねじ環１０４を緩めて、マウント環１００及びねじ環１０４をレンズ鏡胴１２から取り外す。
【００３７】
次に、図１に示した固定環３２をレンズ鏡胴１２に、ねじ３４によって固定する。
【００３８】
次いで、図２に示したフィルタ切換ユニット５６をレンズ鏡胴１２の基端部１４に、ねじ９０によって取り付ける。
【００３９】
そして、図１に示したマウント環１６及びねじ環３８を、固定環３２に取り付ける。以上で図５のレンズ装置から図１のレンズ装置に使用形態が変更される。したがって実施の形態のレンズ装置によれば、大幅改造のない着脱作業によって、図５に示したＴＶカメラ用のレンズ装置を、図１に示した監視カメラ用レンズ装置に転用することができる。
【００４０】
ところで、一般的なレンズ装置のトラッキング補正量では、結像位置修正フィルタを用いても結像位置のずれを修正できない場合がある。すなわち、図６（Ａ）に示すように、可視光カットフィルタ６９使用時におけるトラッキング調整を実施した後、図６（Ｂ）に示すように近赤外光カットフィルタ５８使用時におけるトラッキング調整を実施しようとした場合、そのピント位置のずれ量ｘが前記トラッキング補正量を上回る場合があるからである。対策として、図７に示すように、結像位置修正フィルタ（この場合は近赤外光カットフィルタ５８）の厚みを厚くし、結像位置修正フィルタに光路長補正ガラスの効果を持たせる方法があるが、ある程度の厚さを超えると、フィルタ切換ユニット５６の構成部材である枠体６４などの機構部品が共通でなくなりコスト高となる。
【００４１】
そこで、結像位置修正フィルタ（この場合は近赤外光カットフィルタ５８）がもう片方（可視光カットフィルタ６９または素通しの透光）と比較して厚みが厚いものとなる場合には、図８の如く、結像位置修正フィルタの枠体６４をガイドフレーム７０に保持させるための押え板７１に、厚い方の近赤外光カットフィルタ５８を逃がすための、近赤外光カットフィルタ５８の作動範囲に合わせた切欠部７１Ａを形成した。
【００４２】
これにより、図８に示したフィルタ切換ユニット１５６の結像位置修正機構の部品を、他機種の部品と共通化できる。また、図８に示したフィルタ切換ユニット１５６は、図２に示したフィルタ切換ユニット５６の大きさと実質的に変わらないので、厚い近赤外光カットフィルタ５８を使用しても、図１に示した狭隘な円筒状空間５４内に配置することができる。よって、本来は別の目的で設計されたレンズ装置を昼間および夜間監視用レンズ装置に転用する部品の共通化の幅がさらに広がる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る監視カメラ用レンズ装置によれば、レンズ鏡胴内部の最後端レンズとレンズ鏡胴に取り付けられるマウント環との間に形成される略円筒状空間内に、結像位置修正用フィルタとフィルタ挿抜装置とを配置したので、本来は別の目的で設計されたレンズ装置を昼夜使用される監視カメラ用レンズ装置に転用することができるコンパクトなレンズ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の監視カメラ用レンズ装置の基端部構造を示した断面図
【図２】図１に示した監視カメラ用レンズ装置の基端部の組立斜視図
【図３】図１のＡ−Ａに沿う断面図であって近赤外光カットフィルタが光軸上に位置した状態を示す説明図
【図４】図１のＡ−Ａに沿う断面図であって可視光カットフィルタが光軸上に位置した状態を示す説明図
【図５】図１に示したレンズ装置のレンズ鏡胴と同一のレンズ鏡胴であって、ＴＶカメラ用の交換レンズとして使用された場合のレンズ鏡胴の全体を示した断面図
【図６】トラッキング補正量でピント補正できない場合の例を示した模式図
【図７】結像位置修正フィルタに光路長補正ガラスの効果を持たせた模式図
【図８】押え板に切欠部を形成したフィルタ切換ユニットの斜視図
【符号の説明】
１０…監視カメラ用レンズ装置、１２…レンズ鏡胴、１４…基端部、１６…Ｃマウント環、２０…監視カメラ本体、２４…固体撮像素子、２６…リレーレンズ、３２…固定環、３８…ねじ環、４８…リング部材、５４…円筒状空間、５６…フィルタ切換ユニット、５８…近赤外光カットフィルタ、６０…フィルタ挿抜装置、６２…モータ、６４…枠体、６９…可視光カットフィルタ、７０…ガイドフレーム、７１…押え板、７１Ａ…切欠部、７２、７４…マイクロスイッチ、７８…台座、８２、８４、８６…ギア、８８…ラック
【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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