(57)【要約】【課題】家具の奥行き寸法とほぼ同等の奥行き寸法まで薄型化を実現可能とした投写形カラー画像表示装置を提供する。【解決手段】緑色用の投射形陰極線管の管軸方向に対する赤色の投射形陰極線管及び青色用の投射形陰極線管の管軸の集中角をθとし、スクリーンの対角方向の寸法をＨとし、当該投写形カラー画像表示装置の奥行き寸法をＤとしたとき、θ≦１０９．３×（Ｄ／Ｈ）−２１．３θ≧（−９２．０）×（Ｄ／Ｈ）＋４２．２（Ｄ／Ｈ）≦０．３５４の関係を満たすように設定することにより、家具の奥行き寸法と略同等寸法まで薄型化されることになる。【選択図】        図１０
2004334037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤，緑，青色の映像をそれぞれ表示する３本の投射形陰極線管と、
前記投射形陰極線管の夫々に対応して設けられ、かつ前記投射形陰極線管に表示された映像を拡大投写する投写レンズと、
前記投写レンズによって投写された映像を入射させるミラーと、
前記ミラーによって反射された映像を結像させるスクリーンと、
を有し、前記３本の投射形陰極線管は前記緑色の投射形陰極線管が中央に設置されるように水平方向に同一面内に配置された投写形カラー画像表示装置において、
前記緑色の投射形陰極線管の管軸方向に対する前記赤色の投射形陰極線管及び前記青色の投射形陰極線管の管軸のスクリーン上における集中角をθとし、前記スクリーンの対角方向の寸法をＨとし、当該投写形カラー画像表示装置の奥行き寸法をＤとし、変数をＸとしたとき、
θ≦１０９．３×（Ｄ／Ｈ）−２１．３
θ≧（−９２．０）×（Ｄ／Ｈ）＋４２．２
（Ｄ／Ｈ）≦Ｘ
の関係を満たすように設定することを特徴とした投写形カラー画像表示装置。
【請求項２】
前記Ｘは、０．３５４とすることを特徴としたる請求項１に記載の投写形カラー画像表示装置。
【請求項３】
前記Ｘは、０．３４１とすることを特徴とした請求項１に記載の投写形カラー画像表示装置。
【請求項４】
前記Ｘは、０．３２８とすることを特徴とした請求項１に記載の投写形カラー画像表示装置。
【請求項５】
前記Ｘは、０．３６９とすることを特徴とした請求項１に記載の投写形カラー画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクションテレビジョン，ビデオプロジェクター等に用いられる投写形カラー画像表示装置に係わり、特に装置本体の奥行き寸法を家具の奥行き寸法まで小さくさせて薄型化を実現可能とする投写形カラー画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
投写形ＴＶ受像機のような投写形カラー画像表示装置は、一般に赤，緑及び青の原色画像表示にそれぞれ専用の３本の投射形陰極線管装置を用い、これら３本の投射形陰極線管装置により得られた３個の原色画像を光学レンズまたはミラーを用いてスクリーン上に拡大投写させ、３個の原色画像をスクリーン上で重ね合わせてカラー画像を形成している。因みに投射形陰極線管としては、蛍光面対角方向寸法が５．５インチまたは７インチのタイプが用いられ、また、投写形カラー画像表示装置では、スクリーン対角方向寸法が４０インチ型または５０インチ型のタイプのものが用いられている。
【０００３】
近年の投写形カラー画像表示装置は、最も代表的な公称５０インチ型が主流となりつつあり、その画面表示エリアの対角方向寸法は約１２７０ｍｍであり、その装置の奥行き寸法は約６００ｍｍ以上の大きさを有する構造となっている。
【０００４】
したがって、このような投写形カラー画像表示装置は、室内に設置する場合、壁側に沿って配置されている家具等に並べて配置すると、家具等の奥行き寸法は通常約４５０ｍｍ程度の大きさの寸法で製作されていることから、この投写形カラー画像表示装置が家具類と並べて設置されると、その奥行き寸法が大きいためにその配列面から大きく手前側に食み出して配置されることになる。
【０００５】
なお、室内に設置される家具類と投写形カラー画像表示装置との配置関係については、例えば下記非特許文献１に記載されている。
【０００６】
【非特許文献１】
Ａｓｉａ  Ｄｉｓｐｌａｙ／ＩＤＷ´０１（Ａ  Ｎｅｗ  ＣＲＴ  ａｎｄ  ＤＹ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｓｌｉｍ  Ｔｕｂｅ  ｗｉｔｈ  １２０−ｄｅｇｒｅｅ  Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  Ａｎｇｌｅ）の６７１頁
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、室内において家具類と同一感覚で投写形カラー画像表示装置を並べて設置し、大画面表示による映像を鑑賞でき、しかも、家具類の配列面からの大きな食み出しが少なく、邪魔とならない投写形カラー画像表示装置の出現が要請されている。さらには、高画質及び高性能の諸特性を維持しつつ、奥行き寸法を小さくして薄型化させ、家具類の配列面と略同一面で大画面の映像を鑑賞可能な投写形カラー画像表示装置の提案が要請されていた。
【０００８】
また、従来においては、これらの問題の解決する構造については全く開示されていなかった。
【０００９】
したがって、本発明は、前述した問題を解決するためになされたものであり、その目的は、家具類の奥行き寸法とほぼ同等の奥行き寸法まで薄型化を実現可能とした投写形カラー画像表示装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明は、３本の投射形陰極線管は緑色の投射形陰極線管が中央に設置されるように水平方向に同一面内に配置された投写形カラー画像表示装置において、緑色用の投射形陰極線管の管軸方向に対する赤色用の投射形陰極線管及び青色用の投射形陰極線管の管軸のスクリーン上における集中角をθとし、スクリーンの対角方向の寸法をＨとし、当該投写形カラー画像表示装置の奥行き寸法をＤとし、変数をＸとしたとき、
θ≦１０９．３×（Ｄ／Ｈ）−２１．３
θ≧（−９２．０）×（Ｄ／Ｈ）＋４２．２
（Ｄ／Ｈ）≦Ｘ
の関係を満たすように設定することにより、家具類の奥行き寸法と略同等の奥行き寸法まで薄型化される。
【００１１】
また、本発明による他の投写形カラー画像表示装置は、上記Ｘを０．３５４とすることにより、当該投写形カラー画像表示装置の奥行き寸法を家具類の奥行き寸法と略同等まで薄型化される。
【００１２】
また、本発明によるさらに他の投写形カラー画像表示装置は、上記Ｘを０．３４１とすることにより、当該投写形カラー画像表示装置の奥行き寸法を家具類の奥行き寸法と略同等まで薄型化される。
【００１３】
また、本発明による他の投写形カラー画像表示装置は、上記Ｘを０．３２８とすることにより、当該投写形カラー画像表示装置の奥行き寸法を家具類の奥行き寸法と略同等まで薄型化される。
【００１４】
また、本発明による他の投写形カラー画像表示装置は、上記Ｘを０．３６９とすることにより、当該投写形カラー画像表示装置の奥行き寸法を家具類の奥行き寸法と略同等まで薄型化される。
【００１５】
なお、本発明は、上記構成及び後述する実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明による投写形カラー画像表示装置の一実施の形態を説明する概略正面図であり、図２は、図１を側面から見た概略断面図である。これらの図において、投写形カラー画像表示装置の下方に設置された投射形陰極線管ＰＲＴのパネルには、カップラーＣＰＬを介して投写レンズＬＮＳが取り付けられており、この投射形陰極線管ＰＲＴのパネル面に形成された映像を投写レンズＬＮＳにより拡大させ、背面側に設置されたミラーＭＩＲで前面側に設置されたスクリーンＳＣＲ上に投写される。
【００１７】
このように構成された投写形カラー画像表示装置は、投射形陰極線管ＰＲＴのパネル面からスクリーンＳＣＲまでの投射距離を実質的に短縮することが可能となり、奥行き寸法を小さくでき、薄型化の投写形カラー画像表示装置を構成することができる。このような構成によれば、高精細かつ高画質の投写形カラー画像表示装置を得ることができる。
【００１８】
図３は、前述した投写形カラー画像表示装置の画像表示方式一例を説明する模式図である。図３は図２に記載の陰極線管から射出される光の光軸を直線上に展開した模式図である。図３の陰極線管から射出される光の途中にミラーＭＩＲを介在させることで、図２に示すように陰極線管とスクリーンを配置できる。図３において、ｒＰＲＴ，ｇＰＲＴ，ｂＰＲＴはそれぞれ赤，緑，青色用の投射形陰極線管、ＰＮＬは前述した各投射形陰極線管ｒＰＲＴ，ｇＰＲＴ，ｂＰＲＴの映像形成部であるパネル、ＬＮＳは投写レンズ、ＳＣＲは投写スクリーンである。また、同図において、緑色用の投射形陰極線管ｇＰＲＴの中心軸上には、そのパネルＰＮＬ面に対向して一定の投射距離Ｌだけ離間させた位置に投写スクリーンＳＣＲが略垂直に配置されている。
【００１９】
また、他の赤色用の投射形陰極線管ｒＰＲＴ及び青色用の投射形陰極線管ｂＰＲＴは、上記緑色用の投射形陰極線管ｇＰＲＴを挟んで同一面内で左右にそれぞれ配置され、その管軸が投射スクリーンＳＣＲ上で上記中央の緑色用の投射形陰極線管ｇＰＲＴの管軸と一致するように角度θを持たせて固定されている。ここで、この角度を集中角θと称する。そして、投射形陰極線管ｒＰＲＴ，ｇＰＲＴ，ｂＰＲＴの各パネルＰＮＬの前面には、それぞれの投射形陰極線管ｒＰＲＴ，ｇＰＲＴ，ｂＰＲＴの管軸と同一線上に投写レンズＬＮＳが配置され、各パネルＰＮＬに形成された単色の映像を拡大させてスクリーンＳＣＲ上に投写し、重ね合わせることによりカラー画像が形成され、表示されることになる。
【００２０】
図４は、投写形カラー画像表示装置における３本の投射形陰極線管装置の配列を示す模式図である。
本発明に係わる投写形カラー画像表示装置では、投射形陰極線管ｒＰＲＴ，ｇＰＲＴ，ｂＰＲＴの各ネック部には、各投射形陰極線管の電子ビームを偏向してその表示面にラスタ画像を形成する水平及び垂直偏向コイルを含む偏向装置２０と電子ビームの集束及び色ずれ補正を行うコンバーゼンス補正装置２１とが取り付けられている。投射形陰極線管のそれぞれに表示された映像は、各投射形陰極線管ｒＰＲＴ，ｇＰＲＴ，ｂＰＲＴに各々に対応して設けられた赤，緑，青の投写レンズＬＮＳによって拡大され、スクリーンＳＣＲの背面側に設置される図示しないミラーＭＩＲで反射される。このミラーＭＩＲによって反射された映像は、筐体であるキャビネットの開口に取り付けられた透過型のスクリーンＳＣＲの背面に投写され、結像される。
【００２１】
また、赤，緑，青色用の投射形陰極線管ｒＰＲＴ，ｇＰＲＴ，ｂＰＲＴは、それぞれ赤，緑，青色の映像をその蛍光表示面に表示するものであり、水平方向に集中角θを有して並んで配置されている。このとき、緑色用の投射形陰極線管ｇＰＲＴは、中央に配置され、赤色用の投射形陰極線管ｒＰＲＴおよび青色用の投射形陰極線管ｂＰＲＴは、それぞれ緑色用の投射形陰極線管ｇＰＲＴを挟むようにその左右に集中角θで配置される。
【００２２】
赤，緑，青色用の投射形陰極線管ｒＰＲＴ，ｇＰＲＴ，ｂＰＲＴは、スクリーンＳＣＲに対する光学位置が僅かに異なるためにスクリーンＳＣＲ上での赤，緑，青色の表示位置がずれている。この様子について図５を用いて説明する。図２に示した断面図では、ミラーＭＩＲがキャビネットの奥行き寸法を低減する目的で設けられているが、図５は光学的に等価な配置図を示している。図５に示すようにスクリーンＳＣＲに正対位置に緑色用の投射形陰極線管ｇＰＲＴ及びその投写レンズＬＮＳが設けられており、この光軸を破線３０で示す。
【００２３】
一方、赤色用の投射形陰極線管ｒＰＲＴ及び青色用の陰極線管ｂＰＲＴには、それぞれ投写レンズＬＮＳが設けられており、この光軸を破線３１，３２で示す。両光軸によりなす角度を集中角と称し、その角度３３で表し、その角度はθである。また、赤色用の投射形陰極線管ｒＰＲＴの左右端とスクリーンＳＣＲの端部の映像を結ぶ光線をそれぞれ実線３４，３５で表す。実線３４と実線３５とを比較すると、実線３５の方が長く、すなわち投写距離が長いことになる。
【００２４】
また、青色用の投射形陰極線管ｂＰＲＴについても同様に対称に投写距離が長くなる。つまり、両サイドの赤色用の投射形陰極線管ｒＰＲＴ及び青色用の陰極線管ｂＰＲＴから投影されたラスタ画像はスクリーンＳＣＲの法線に対して角度θを持つためにセンタのスクリーン画像に対して右側と左側とでスクリーン距離が異なり、スクリーンＳＣＲ上のラスタ画像が歪み、台形状となる。この結果、スクリーンＳＣＲ上に表示されるラスタ画像の大きさは、左右でアンバランスが生じ、この結果、図６に示すような台形歪みが生じる。
【００２５】
図６において、ＣＲは上記緑色用の投射形陰極線管ｇＰＲＴによるセンタラスタ画像を、ＳＲは上記赤色用の投射形陰極線管ｒＰＲＴ及び青色用の陰極線管ｂＰＲＴによるサイドラスタ画像をそれぞれ示しており、センタラスタ画像ＣＲの寸法をＶとし、サイドラスタ画像ＳＲの寸法をＶｍｉｎとすると、台形歪率Ａ＝Ｖｍｉｎ／Ｖで表示される。
【００２６】
なお、この台形状のラスタ画像の歪みを中央のラスタ画像に合わせるために赤色用の投射形陰極線管ｒＰＲＴ及び青色用の陰極線管ｂＰＲＴのネック部に図示しない補正装置を設け、この補正装置のそれぞれに例えば垂直周期の鋸波電流を印加して補正することが行われている。
【００２７】
ここで、台形歪率Ａが０．８２より小さくなると、上記補正装置による鋸波電流の供給が不十分な場合にはスクリーンＳＣＲ上のサイドラスタ画像ＳＲの歪みを補正することが困難となる。また、前述した集中角θが大きくなると、台形歪率Ａは小さくなり、また、同じ集中角θでも、パネルＰＮＬ面からスクリーンＳＣＲまでの距離Ｌが小さくなると、距離Ｌに対する左右の距離の差の比率が大きくなるので、台形歪率Ａが小さくなる。そこで、台形歪率Ａが０．８２以上となる集中角θと距離Ｌとの関係を求めると、集中角θは、下記式（１）で表され、
θ≦０．０２０９×Ｌ＋１．９９１８・・・・・（１）
となることが判った。この集中角θの領域は図７に示した線よりも下側の領域である。
【００２８】
近年、家庭用として用いられる投写形カラー画像表示装置の分野においては、スクリーン対角寸法（画面表示エリアの対角方向寸法）が約１０２０ｍｍ（公称４０インチ型）以下の領域では、直視型の投射形陰極線管が市場の大部分を占めており、価格及び性能等の点において優位な状況にある。また、スクリーン対角寸法が約１５２０ｍｍ（公称６０インチ型）以上の領域では、キャビネットの形状が大き過ぎるため、市場占有率を高めることが困難である。したがって、投写形カラー画像表示装置では、この中間部分に属するスクリーン対角寸法が約１２７０ｍｍ（公称５０インチ型）近傍の領域が主要な市場となる。
【００２９】
この投写形カラー画像表示装置の主要な製品領域であるスクリーン対角寸法約１２７０ｍｍ（公称５０インチ型）において、投射形陰極線管の表示画面上のラスタ画像寸法は約１２７ｍｍである。このときの水平方向のラスタ画像寸法は約１１１ｍｍとなる（ラスタ比は、水平：垂直＝１６：９）。さらに、投射形陰極線管のパネルの厚さが約８．５ｍｍである。投射形陰極線管のパネルの厚さは、薄くなると、投射形陰極線管の破壊に対する強度が弱くなるので、この寸法以上に薄くすることが不可能である。
【００３０】
また、ラスタ画像寸法を小さくすると、蛍光体の輝度飽和が顕著となり、スクリーン上での輝度が低下する。また、輝度を向上させるために電流値を大きくすると、ビームスポット径が大きくなり、さらにラスタ画像寸法が小さくなることでラスタ画像寸法に対するビームスポット径が従来より大幅に大きくなり、解像度が大幅に低下する。このためにラスタ画像寸法を大きく縮小することは困難となる。
【００３１】
したがって、投射形陰極線管パネルの水平方向寸法の最小値は、投射形陰極線管パネルの水平方向寸法＝水平方向のラスタ画像寸法＋投射形陰極線管パネルの厚さ×２であり、約１２８ｍｍとなる。ここで、この投射形陰極線管パネルの水平方向寸法を考慮した場合、距離Ｌに対して集中角θの最小値が求まり、集中角θは、この最小値以上に値となる。この関係は下記式（２）で表され、
θ≧（−０．０１７５９）×Ｌ＋２２．７９５・・・・・（２）
となる。この集中角θの領域は図８に示した線よりも上側の領域である。
【００３２】
また、１枚のミラーを使用した投写形カラー画像表示装置において、ほぼ垂直なスクリーンに直角に映像が投写されるようにミラーを配置し、さらに、ミラーで折り返された映像が投射形陰極線管に設けられた光学レンズに遮られないように投射形陰極線管を配置した場合、距離Ｌの最小値は、投写形カラー画像表示装置の奥行き寸法Ｄに比例し、同一の投写形カラー画像表示装置の奥行き寸法Ｄの場合には、スクリーンの対角方向寸法に反比例する。そこで、距離Ｌの最小値と奥行き寸法Ｄとスクリーンの対角方向の寸法Ｈとの関係を求めると、距離Ｌは、下記式（３）で表され、
Ｌ＝５２３０（Ｄ／Ｈ）−１１１４・・・・・（３）
となることが判った。この距離Ｌは図９に示す線のようになる。
【００３３】
上記式（３）の関係を前述した式（１）及び式（２）に代入し、集中角θと奥行き寸法Ｄとスクリーンの対角方向の寸法Ｈとの関係を求めると、式（１）より、集中角θは、
θ≦１０９．３×（Ｄ／Ｈ）−２１．３・・・・・（４）
式（２）より、集中角θは、
θ≧（−９２．０）×（Ｄ／Ｈ）＋４２．２・・・・・（５）
となることが判る。
【００３４】
また、家具の奥行き寸法は、約４５０ｍｍ程度であり、室内に設置される本発明に係わる投写形カラー画像表示装置の奥行き寸法も約４５０ｍｍ以下とする必要がある。この投写形カラー画像表示装置の主なスクリーンの対角寸法である約１２７０ｍｍ（公称５０インチ型）の場合、奥行き寸法Ｄとスクリーンの対角方向の寸法Ｈとの関係は、下記式（６）となる。
（Ｄ／Ｈ）≦０．３５４・・・・・（６）
【００３５】
前述した式（４），式（５）及び式（６）の関係を図１０に示す。図１０において、斜線部分で示す範囲Ｇが前述した式（４），式（５）及び式（６）を満足するものである。本発明による投写形カラー画像表示装置は、緑色の投射形陰極線管の管軸方向に対する赤色の投射形陰極線管及び青色の投射形陰極線管の管軸の集中角度θ，スクリーンの対角方向の寸法Ｈ及び当該投写形カラー画像表示装置の奥行き寸法Ｄをこの斜線部分で示す範囲に設定することにより、フォーカス特性及び歪等の画像特性等に全く問題を発生せず、さらに室内に当該投写形カラー画像表示装置を配置したときに全く問題のないキャビネット寸法とすることが可能となることが判る。
【００３６】
また、図１１は、本発明による投写形カラー画像表示装置の他の実施例を説明する図である。図１１では、前述した式（４）及び式（５）の関係に加えて奥行き寸法Ｄとスクリーンの対角方向の寸法Ｈとの関係、すなわち、（Ｄ／Ｈ）≦０．３４１とすることにより、スクリーンの対角方向寸法１３２０ｍｍの公称５２インチ型の投写形カラー画像表示装置が実現できる。また、（Ｄ／Ｈ）≦０．３２８とすることにより、スクリーン対角方向寸法１３７２ｍｍの公称５４インチ型の投写形カラー画像表示装置が実現できる。さらに（Ｄ／Ｈ）≦０．３６９とすることにより、スクリーン対角方向寸法１２１９ｍｍの公称４８インチ型の投写形カラー画像表示装置が実現できる。
【００３７】
このような構成によれば、室内において家具類と同一感覚で並べて設置しても、家具類の配列面からの食み出しがなくなり、略同一面で配置することが可能となる。
【００３８】
また、前述した実施例においては、投写形カラー画像表示装置の公称４８インチ型，公称５０インチ型，公称５２インチ型及び公称５４インチ型の投写形カラー画像表示装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらのインチサイズ近傍の投写形カラー画像表示装置も実現可能であることは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による投写形カラー画像表示装置によれば、高精細かつ高画質を維持しつつ、家具類の奥行き寸法と略同等の奥行き寸法まで薄型化させた大画面表示の投写形カラー画像表示装置が容易に製作できるという極めて優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による投写形カラー画像表示装置の構成を示す概略正面図である。
【図２】図１の側面から見た概略断面図である。
【図３】本発明による投写形カラー画像表示装置の表示方式の一例を説明する模式図である。
【図４】本発明による投写形カラー画像表示装置の一実施形態を示す構成図である。
【図５】台形歪みの発生を説明する図である。
【図６】台形歪みの定義を説明する図である。
【図７】台形歪率が０．８２となる集中角θとパネル面からスクリーンまでの距離Ｌとの関係を示す図である。
【図８】集中角θとパネル面からスクリーンまでの距離Ｌとの関係を示す図である。
【図９】キャビネットの奥行き寸法Ｄ／スクリーンの対角方向寸法Ｈとパネル面からスクリーンまでの距離Ｌとの関係を示す図である。
【図１０】キャビネットの奥行き寸法Ｄ／スクリーンの対角方向寸法Ｈと集中角度θとの関係を示す図である。
【図１１】キャビネットの奥行き寸法Ｄ／スクリーンの対角方向寸法Ｈと集中角度θとの関係を示す図である。
【符号の説明】
ＰＲＴ  投射形陰極線管
ＣＰＬ  カップラー
ＬＮＳ  投写レンズ
ＭＩＲ  ミラー
ＳＣＲ  スクリーン
ｒＰＲＴ  赤色用の投射形陰極線管
ｇＰＲＴ  緑色用の投射形陰極線管
ｂＰＲＴ  青色用の投射形陰極線管
ＰＮＬ  パネル
ＣＲ  センタラスタ
ＳＲ  サイドラスタ
２０  偏向装置
２１  コンバーゼンス補正装置
【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】
2004334037.tif 000009
【図８】
2004334037.tif 000010
【図９】
2004334037.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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