(57)【要約】【課題】液晶パネル１０において、互いに異なる色で表示される撮像画像と経路案内画像とを、同一表示領域に表示させる。【解決手段】制御回路が、画像処理データに基づき駆動回路を制御する場合には、駆動回路が、液晶パネル１０の表示領域の全てに亘り、カメラにより撮像された撮像画像を表示させる。このとき、ハーフミラー２６０は、拡散板２１０により拡散された白色光を液晶パネル１０の全表示領域に向け反射する。また、制御回路が、経路案内データに基づき駆動回路３１０を制御する場合には、駆動回路が、液晶パネル１０の全表示領域のうち下側中央部に経路案内画像を表示させる。このとき、各凸型レンズ２４０は、各緑色発光ダイオード２２０からの緑色光をハーフミラー２６０を通して液晶パネル１０の表示領域の下側中央部に出射する。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過型表示パネル（１０）と、
第１の画像を表示させるとともに、前記第１の画像の表示領域のうち一部に第２の画像を表示させるように前記透過型表示パネルを制御する制御手段（３２０）と、
前記透過型表示パネルを照明する照明部（２０）とを備え、
前記照明部は、
前記第１および第２の画像のうちいずれか一方の画像の表示領域を照明するための光を出射する第１の光出射部（２３０、２５０）と、
前記第１の光出射部からの光を前記透過型表示パネルの前記一方の画像の表示領域に向け反射するハーフミラー（２６０）と、
前記第１および第２の画像のうち他方の画像の表示領域を照明するために、前記第１の光出射部からの光と異なる色の光を前記ハーフミラーを通して前記透過型表示パネルの前記他方の画像の表示領域に出射する第２の光出射部（２２０、２４０）と、を有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第１の光出射部からの光を拡散して前記ハーフミラーに向け出射する拡散板（２１０）を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１の光出射部から光を前記拡散板に向け反射する第１の反射板（２７０）を有することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１および第２の光出射部を互いに異なる空間（２００ａ、２００ｂ）で収納するための内壁（２００ｃ）を有するケース（２００）を備えていることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記ケースは、前記ハーフミラーを前記第２の光出射部と同一の空間内に収納するとともに、前記反射板を前記第１の光出射部と同一の空間内に収納するものであり、
前記ハーフミラーおよび前記反射板は、前記ケースの内壁の開口部（２０２）を挟むように配置されており、
前記開口部内に前記拡散板が配設されていることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第２の光出射部は、
前記第１の光出射部からの光と異なる色の光を出射する光源（２２０）と、
前記光源からの光を前記ハーフミラーを通して前記第２の画像の表示領域に出射するためのレンズ（２４０）と、を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項７】
車両のインストルメントパネル（１００）の内側に配設されて、前記透過型表示パネルから出射されて前記第１および第２の画像のうち少なくとも一方を示す表示光を前記インストルメントパネルの開口部（１００ａ）を通して前記車両のフロントウイングシールド（１０１）に向けて反射する第２の反射板（３０）を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第１の画像の表示領域のうち前記第２の画像の表示領域を除く領域の一部に第３の画像を表示させるように前記透過型表示パネルを制御するものであり、
前記照明部は、前記第１および第２の光出射部からの光と異なる色の光を前記ハーフミラーを通して前記透過型表示パネルの第３の画像の表示領域に出射する第３の光出射部（２２０Ａ、２４０Ａ）を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用ヘッドアップ型表示装置では、図１０に示すように、インストルメントパネル１の内側に配設された液晶表示装置４および反射鏡２を備えるものがある（特開平６−１０７０３６号公報参照）。
【０００３】
このものにおいて、液晶表示装置４は、第１および第２の情報を互いに異なる第１および第２の表示領域で表示する液晶パネルと、液晶パネルを裏面側から白色光で照明する照明部を備える。さらに、第１の情報を示す第１の表示光を第１の表示領域から受けると、第１の表示光を緑色の光で出射する緑色フィルタと、第２の情報を示す第２の表示光を第２の表示領域から受けると、第２の表示光を赤色の光で出射する赤色フィルタとが備えられている。
【０００４】
ここで、反射鏡２は、液晶表示装置４の表示面４ａおよびフロントウインドシールド３のそれぞれに対して斜めに配置されている。また、反射鏡２が、緑色フィルタから出射される第１の表示光と赤色フィルタから出射される第２の表示光を受けると、第１および第２の表示光をインストルメントパネル１の開口部１ａを通してフロントウインドシールド３に向けて反射する。このことにより、第１および第２の表示光が、フロントウインドシールド３の視野領域に投影されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した表示装置では、第１および第２の情報を示す第１および第２の表示光をそれぞれ緑色、赤色で出射するために、第１および第２の表示領域のそれぞれに対応して緑色フィルタおよび赤色フィルタを配置する必要がある。このため、第１および第２の表示領域で表示される情報の表示色は、それぞれ緑色、赤色に限定されることになる。すなわち、液晶表示装置２としては、表示色毎に、表示領域を分ける必要がある。
【０００６】
また、液晶表示パネルとしてカラー液晶表示パネルを用いれば、第１および第２の表示領域で表示される情報の表示色を、それぞれ緑色、赤色に限定する必要がなくなるものの、コスト高を招くことになる。さらに、カラー表示のためにカラーフィルタを用いると、カラーフィルタにより光の透過率が低下するため、照明部として、輝度の大きなものを用いる必要がある。
【０００７】
本発明は、カラー液晶表示パネルを用いることなく、互いに異なる色で表示される第１および第２の画像を、同一表示領域で表示できるようにした表示装置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、請求項１に記載の発明では、表示パネル（１０）と、第１の画像を表示させるとともに、第１の画像の表示領域のうち一部に第２の画像を表示させるように表示パネルを制御する制御手段（３２０）と、表示パネルを照明する照明部（２０）とを備え、照明部は、第１の画像の画像領域を照明するための光を出射する第１の光出射部（２３０、２５０）と、第１の光出射部からの光を表示パネルの第１の画像の表示領域に向け反射するハーフミラー（２６０）と、第２の画像の画像領域を照明するために、第１の光出射部からの光と異なる色の光をハーフミラーを通して表示パネルの第２の画像の表示領域に出射する第２の光出射部（２２０、２４０）と、を有することを特徴とする。
【０００９】
これにより、ハーフミラーが、第１の光出射部からの光を表示パネルの第１の画像の表示領域に向け出射でき、第２の光出射部が、第１の光出射部からの光と異なる色の光をハーフミラーを通して表示パネルの第２の画像の表示領域に出射できる。このため、表示パネルが、互いに異なる色で表示される第１および第２の画像を、同一表示領域で表示できることになる。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する一実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明に係る車両用ヘッドアップ型表示装置の一実施形態を示す。
【００１１】
車両用ヘッドアップ型表示装置は、液晶パネル１０、照明部２０および凹状反射鏡３０を備えている。液晶パネル１０は、照明部２０および凹状反射鏡３０とともに、インストルメントパネル１００の内側に配設されている。液晶パネル１０は、照明部２０から照明されて、画像を示す表示光を出射する。
【００１２】
照明部２０は、液晶パネル１０の裏面側に配置されて、後述するごとく、白色光および緑色光のうちいずれか一方を出射する。また、凹状反射鏡３０は、凹面鏡であって、液晶パネル１０に対して傾斜して配置されているとともに、フロントウインドシールド１０１に対して傾斜して配置されている。さらに、凹状反射鏡３０は、反射面３１により、液晶パネル１０から出射された表示光をインストルメントパネル１００の開口部１００ａを通してフロントウインドシールド１０１の内表面に向けて反射する。
【００１３】
次に、照明部２０の構成について図２、図３を用いて説明する。図２は、照明部２０の断面図、図３は、図２中Ａ−Ａ断面図である。
【００１４】
図２に示すように、照明部２０は、ケース２００、拡散板２１０、各緑色発光ダイオード２２０、各白色発光ダイオード２３０、凸型レンズ２４０、各凸型レンズ２５０、ハーフミラー２６０、全反射ミラー２７０、基板２８０ａ、２８０ｂおよびリフレクタ２９０ａ、２９０ｂを備える。なお、図２では、１つの緑色発光ダイオード２２０だけを示す。
【００１５】
ケース２００は、液晶パネル１０の裏面側に配設されたもので、内部空間を上側空間２００ａおよび下側空間２００ｂに区分けるために内壁２００ｃが設けられている。ケース２００には、開口部２０１、２０２が設けられており、開口部２０１は、上側空間２００ａが液晶パネル１０の裏面に向けて開口するように形成されている。開口部２０２は、上側空間２００ａおよび下側空間２００ｂの間を連通するために、内壁２００ｃに形成されている。
【００１６】
ハーフミラー２６０は、上側空間２００ａ内において、液晶パネル１０に対して斜めに配置されており、ハーフミラー２６０は、ケース２００の上面により支持されている。ハーフミラー２６０は、表面２６１により、拡散板２１０からの拡散光を開口部２０１を通して液晶パネル１０の全表示領域に反射する。さらに、ハーフミラー２６０は、裏面２６２に入射される凸型レンズ２４０からの光を表面２６１から開口部２０１を通して液晶パネル１０の表示領域に向けて出射する。
【００１７】
拡散板２１０は、内壁２００ｃの開口部２０２内に嵌合されたもので、全反射ミラー２７０からの反射光を拡散して拡散光をハーフミラー２６０の表面２６１に向け出射する。また、全反射ミラー２７０は、下側空間２００ｂ内において、拡散板２１０に斜めに配置されており、全反射ミラー２７０は、ケース２００の下面により支持されている。全反射ミラー２７０は、凸型レンズ２５０からの光を反射面２７１により拡散板２１０に向け反射する。
【００１８】
各凸型レンズ２５０は、図３に示すように、下側空間２００ｂ内において上下左右に並べて配置されたもので、図２に示すように、各凸型レンズ２５０は、それぞれの出射面の曲率半径が、凸型レンズ２４０に比べて大きくなっている。このため、各凸型レンズ２５０は、各白色発光ダイオード２３０からの白色光を拡散して全反射ミラー２７０の反射面２７１の全域に向け出射できる。
【００１９】
各白色発光ダイオード２３０は、基板２８０ｂに実装されており、基板２８０ｂには、各発光ダイオード２３０の個々からの出射光を凸型レンズ２５０側に反射するリフレクタ２９０ｂが設けられている。
【００２０】
凸型レンズ２４０は、図２に示すように、上側空間２００ａ内において下側中央部に配置されたもので、出射面の曲率半径が、凸型レンズ２５０に比べて小さく、出射光の直進性が強い。このため、凸型レンズ２４０は、各緑色発光ダイオード２２０からの緑色光をハーフミラー２６０、開口部２０１を通して液晶パネル１０の表示領域の下側中央部に出射できる。
【００２１】
各緑色発光ダイオード２２０は、基板２８０ａに実装されており、基板２８０ａには、各緑色発光ダイオード２２０の個々からの出射光を凸型レンズ２４０側に反射するリフレクタ２９０ａが設けられている。
【００２２】
次に、車両用ヘッドアップ型表示装置の電気回路構成について図４を用いて説明する。
【００２３】
車両用ヘッドアップ型表示装置は、画像処理回路３００、駆動回路３１０、３１１、３１２および制御回路３２０を備える。画像処理回路３００は、カメラ４００により撮像された画像データに対して画像処理を施して画像処理信号を出力する。カメラ４００は、例えば、車両前方を撮像するために設置されている。駆動回路３１０は、液晶パネル１０により画像を表示させる。駆動回路３１１は、各緑色発光ダイオード２２０を点灯させる。駆動回路３１２は、各白色発光ダイオード２３０を点灯させる。
【００２４】
制御回路３２０は、マイクロコンピュータ等を備え、駆動回路３１０、３１１を駆動して各発光ダイオード２２０、２３０を点灯させるための処理および画像処理回路３００の出力或いはナビゲータ３３０の出力に基づき駆動回路３１０を制御して液晶パネル１０により画像を表示させるための処理を実行する。ナビゲータ３３０は、目的地までの経路を設定してこの経路を案内するための経路案内データを出力する。
【００２５】
次に、本実施形態の作動について説明する。
【００２６】
先ず、イグニッションスイッチ５００がオンしているとき、制御回路３２０は、バッテリ４１０から給電されて作動する。例えば、カメラ４００が車両前方を撮像して撮像データを出力すると、画像処理回路３００は、カメラ４００からの撮像データに基づき、画像処理データを出力する。これに伴い、制御回路３２０が、画像処理データに基づき、駆動回路３１０を駆動する。このため、駆動回路３１０は、液晶パネル１０の表示領域の全てに亘り、カメラ４００により撮像された撮像画像を表示させる。
【００２７】
これに加えて、制御回路３２０が、駆動回路３１１を駆動すると、駆動回路３１１は、各白色発光ダイオード２３０を点灯させる。これに伴い、各白色発光ダイオード２３０は、それぞれ、対応する凸型レンズ２５０に白色光を出射するため、各凸型レンズ２５０は、それぞれ、白色光を全反射ミラー２７０の反射面２７１に向け出射する。
【００２８】
これに伴い、全反射ミラー２７０は、反射面２７１により、各凸型レンズ２５０からの白色光を拡散板２１０に反射する。従って、拡散板２１０は、全反射ミラー２７０から反射される白色光に基づいて拡散光をハーフミラー２６０の裏面２６２の全域に出射する。このため、ハーフミラー２６０が裏面２６２により拡散板２１０からの拡散光（図２中符号Ｋ１参照）を液晶パネル１０の全ての表示領域に出射する。
【００２９】
このとき、液晶パネル１０は、拡散光に基づき、撮像画像を示す表示光を全ての表示領域から凹状反射鏡３０に向け出力するので、凹状反射鏡３０は、反射面３１により、液晶パネル１０から出射された表示光をインストルメントパネル１００の開口部１００ａを通してフロントウインドシールド１０１に向けて反射する。これに伴い、フロントウインドシールド１０１には、図５に示すように、撮像画像が白色で表示されることになる。図５は、横断歩道を横断している学童を撮像した画像を示す。
【００３０】
また、ナビゲータ３３０が経路案内データを出力する場合には、制御回路３２０が、カメラ４００による撮像画像に代わる経路案内データに基づき、駆動回路３１０を駆動する。このため、駆動回路３１０は、経路案内データに基づいた経路案内画像を、液晶パネル１０の全表示領域のうち下側中央部の領域に表示させる。
【００３１】
これに加えて、制御回路３２０が、駆動回路３１１に代えて駆動回路３１２を駆動するため、駆動回路３１２は、各緑色発光ダイオード２２０を点灯させる。これに伴い、各緑色発光ダイオード２２０は、凸型レンズ２４０に緑色光を出射するため、凸型レンズ２４０は、緑色光を出射する。このように出射される緑色光（図２中符号Ｋ２参照）は、ハーフミラー２６０を通過して液晶パネル１０の全表示領域のうち下側中央部の領域に入射される。
【００３２】
このため、液晶パネル１０は、緑色光に基づき、経路案内画像を示す表示光を下側中央部の領域から凹状反射鏡３０に出力するので、凹状反射鏡３０は、反射面３１により、液晶パネル１０から出射された表示光をインストルメントパネル１００の開口部１００ａを通してフロントウインドシールド１０１に向けて反射する。これに伴い、フロントウインドシールド１０１には、図６に示すように、経路案内画像が、緑色で表示されることになる。図６は、２００メートル前方で左折するように経路案内するための画像を示す。
【００３３】
以上説明したように本実施形態によれば、制御回路３２０が、画像処理データに基づき駆動回路３１０を制御する場合には、駆動回路３１０が、液晶パネル１０の表示領域の全てに亘り、カメラ４００により撮像された撮像画像を表示させる。このとき、ハーフミラー２６０は、拡散板２１０により拡散された白色光を液晶パネル１０の全表示領域に向け反射する。
【００３４】
また、制御回路３２０が、経路案内データに基づき駆動回路３１０を制御する場合には、駆動回路３１０が、液晶パネル１０の全表示領域のうち下側中央部に経路案内画像を表示させる。このとき、各凸型レンズ２４０は、各緑色発光ダイオード２２０からの緑色光をハーフミラー２６０を通して液晶パネル１０の表示領域の下側中央部に出射する。
【００３５】
以上により、液晶パネル１０は、互いに異なる色で表示される撮像画像と経路案内画像とを、同一表示領域に表示させることができる。これに伴って、フロントウインドシールド１０１の視認領域において、互いに異なる色で表示される撮像画像と経路案内画像とを、同一領域に表示させることができる。
【００３６】
ここで、経路案内画像の表示を昼間に行うとともに、カメラ４００による撮像画像の表示を夜間に行うようにしてもよい。ここで、夜間の撮像画像の表示には、輝度を大きくする必要は無いが、輝度むらを小さくすることが好ましい。そこで、本実施形態では、液晶パネル１０で撮像画像を表示する場合には、液晶パネル１０を照明するために、拡散板２１０による拡散光を用いている。従って、液晶パネル１０の全表示領域に亘り均一に白色光を照射することができるため、液晶パネル１０の表示の輝度むらを小さくすることができる。
【００３７】
また、各緑色発光ダイオード２２０、凸型レンズ２４０と、各白色発光ダイオード２３０、各凸型レンズ２５０とは、ケース２０内で内壁２００ｃにより区分けされて配置されている。従って、白色光および緑色光が、混ざって表示パネル１０に入射されることを未然に抑制できる。
【００３８】
さらに、凸型レンズ２５０からの光を反射面２７１により拡散板２１０に入射させるのに、全反射ミラー２７０を用いているため、拡散板２１０の入射面と凸型レンズ２５０の出射面とを対向させる必要が無く、拡散板２１０、凸型レンズ２５０の配置の自由度を上げることができる。
【００３９】
また、拡散板２１０は、ケース２０の内壁２００ｃの開口部２０２内に配置されているため、上側空間２００ａおよび下側空間２００ｂのうち一方の空間に拡散板２１０を配置した場合に比べて、ケース２０を小さくすることができる。
【００４０】
なお、上記実施形態では、撮像画像、経路案内画像を表示するための表示色として、白色、緑色を用いた例を示したが、白色、緑色以外の表示色を用いるようにしてもよい。
【００４１】
また、上記各実施形態では、互いに異なる色の光を出射する第１および第２の光源として、発光ダイオード２２０、２３０を用いた例を示したが、電球などの各種の光源を用いるようにしてもよい。また、光源としては、発光ダイオードのように自発光で表示色の光を出射するものに限らず、白色光を出射する発光素子（例えば、白色電球）と、この発光素子からの白色光に基づき所望の表示色の光を出射するフィルタとを組み合わせたものを用いるようにしてもよい。また、発光素子とフィルタとは、一体化にする場合に限らず、互いに分離して配置するようにしてもよい。
【００４２】
また、上記各実施形態において、凸型レンズ２４０、２５０としては、入射光を拡散して出射するために、それぞれに対して拡散処理を施したものを用いるようにしてもよい。
【００４３】
さらに、上記実施形態では、液晶パネル１０の表示領域の全てに白色光を出射するために、拡散板２１０と、各凸型レンズ２５０との双方を用いる例を示したが、拡散板２１０および各凸型レンズ２５０のうち一方だけで、各白色発光ダイオード２３０からそれぞれ出射される白色光を十分に拡散して拡散光を液晶パネル１０の表示領域の全てに亘り出射することができるのであれば、当該一方だけを用いて、他方を削除するようにしてもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、液晶パネル１０が、撮像画像および経路案内画像のうち一方を他方に切り換えて表示するようにした例について示したが、撮像画像および経路案内画像の双方を同時に表示するようにしてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、第１および第２の画像として、撮像画像、経路案内画像を用いた例を示したが、撮像画像および経路案内画像に加えて、車両の異常を警告するための警告画像（第３の画像）を用いるようにしてもよい。例えば、図７に示すように、警告画像の表示領域１１を、液晶パネル１０の全表示領域のうち経路案内画像の表示領域１２の上側としてもよい。この場合、照明部２０Ａとしては、図８、図９に示すものを用いてもよい。図８は、照明部２０Ａの断面図、図９は、図８中Ｂ−Ｂ断面図である。
【００４６】
図８に示すように、照明部２０Ａは、各橙色発光ダイオード２２０Ａ、凸型レンズ２４０Ａを図２に示す照明部２０に追加して構成されている。なお、図８では、１つの橙色発光ダイオード２２０Ａだけを示す。
【００４７】
凸型レンズ２４０Ａは、各橙色発光ダイオード２２０Ａとともに、ケース２００の上側空間２００ａ内に収納されており、凸型レンズ２４０Ａは、図９に示すように、上側空間２００ａ内で上側中央部に位置する。
【００４８】
凸型レンズ２４０Ａは、出射面の曲率半径が、凸型レンズ２５０に比べて小さく、出射光の直進性が強い。このため、凸型レンズ２４０Ａは、各橙色発光ダイオード２２０Ａからの橙色光をハーフミラー２６０を通して液晶パネル１０の表示領域の上側中央部に出射できる。
【００４９】
各橙色発光ダイオード２２０Ａは、基板２８０ａに実装されており、基板２８０ａには、各橙色発光ダイオード２２０Ａの個々からの出射光を凸型レンズ２４０Ａに反射するリフレクタ２９０ｃが設けられている。
【００５０】
ここで、制御回路が、駆動回路により各橙色発光ダイオード２２０Ａを点灯させるとき、各橙色発光ダイオード２２０Ａからの橙色光（図８中符号Ｋ３参照）が、凸型レンズ２４０Ａ、ハーフミラー２６０を通して液晶パネル１０の表示領域の上側中央部に入射する。このため、液晶パネル１０が警告画像を表示させるときには、警告画像が橙色で表示されることになる。このことにより、液晶パネル１０は、それぞれ異なる色で表示される撮像画像、経路案内画像、警告画像を、同一領域に表示させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用ヘッドアップ型表示装置の一実施形態を示す図である。
【図２】図１に示す照明部の断面図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ断面図である。
【図４】車両用ヘッドアップ型表示装置の電気回路構成を示す図である。
【図５】図１に示す液晶パネルによる表示を示す図である。
【図６】図１に示す液晶パネルによる表示を示す図である。
【図７】図１に示す液晶パネルによる表示領域を示す図である。
【図８】上記実施形態の変形例の照明部の構成を示す断面図である。
【図９】図８中のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】従来の車両用ヘッドアップ型表示装置を示す図である。
【符号の説明】
１０…液晶パネル、２０…照明部、３０…反射鏡、２１０…拡散板、２４０…凸型レンズ、２６０…ハーフミラー、２２０…緑色発光ダイオード。
【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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【図９】
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【図１０】
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