(57)【要約】【課題】少少数のスイッチ操作でフルキーボードおよびマウスの操作に関する情報を入力可能な入力装置を提供すること。【解決手段】使用者が両手で支持して使用する板状の入力装置１０であって、当該装置の両面に配置された複数のスイッチ手段１１、１２、１５、１６と、スイッチ手段のオンオフ状態を周期的に入力する走査手段と、スイッチ手段のいずれかのオン状態を検出した場合には現在のオンパターン情報を予約する手段と、前記スイッチ手段のいずれかのオフ状態を検出した場合に、予約情報がある場合には対応する出力コードを生成して出力すると共に予約情報を消去し、予約情報がない場合には何もしない出力手段とを備える。両手で保持するので立ったままでフルキーボードおよびマウスと同様の情報を入力可能である。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者が両手で支持して使用する板状の入力装置であって、
当該装置の両面に配置された複数のスイッチ手段と、
前記複数のスイッチ手段のオンオフ状態情報を周期的に入力する走査手段と、前記複数のスイッチ手段のいずれかのオン状態を検出した場合には現在のオンパターン情報を予約する予約手段と、
前記複数のスイッチ手段のいずれかのオフ状態を検出した場合には、予約情報がある場合には当該予約情報と対応する出力コードを生成して出力すると共に予約情報を消去し、予約情報がない場合には何もしない出力手段と
を備えたことを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記装置の一方の面の片方の手に対応する５個のスイッチに日本語の母音と対応するアルファベットを割り当てたことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
更に、装置の２方向の加速度を検出する加速度検出手段と、
検出された２方向の加速度をそれぞれ積分する積分手段と、
所定の周期の間に前記積分値に対応するマウス移動信号を出力するマウス信号出力手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項４】
更に、操作手段のオンオフ状態が特定のパターンであることを検出した場合に、直前の出力コードを所定の周期で繰り返し出力するリピート手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかの入力装置を備えたことを特徴とするコンピュータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は入力装置に関し、特に、少数のスイッチ操作でフルキーボードおよびマウスの操作に関する情報を入力可能な入力装置および当該入力装置を備えたコンピュータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年普及しているデスクトップパソコン（ＰＣ）やノート型ＰＣには通常入力装置としてフルキーボードやマウスが使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、フルキーボードは大きく、持ち運びが不便であり、机等がないと立ったままでは使用困難であり、キーの配置等の調整が不可能であり、習熟にも多くの労力を要するという問題点があった。また、マウスとキーボードを両方使用する場合には手を移動させる必要があるという問題点もあった。
【０００４】
本発明の目的は、前記のような従来技術の問題点を解決し、少数のスイッチ操作でフルキーボードおよびマウスの操作に関する情報を入力可能な入力装置および入力方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の入力装置は、使用者が両手で支持して使用する板状の入力装置であって、当該装置の両面に配置された複数のスイッチ手段と、前記複数のスイッチ手段のオンオフ状態情報を周期的に入力する走査手段と、前記複数のスイッチ手段のいずれかのオン状態を検出した場合には現在のオンパターン情報を予約する予約手段と、前記複数のスイッチ手段のいずれかのオフ状態を検出した場合には、予約情報がある場合には当該予約情報と対応する出力コードを生成して出力すると共に予約情報を消去し、予約情報がない場合には何もしない出力手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、スイッチ等の操作／入力手段を使用して、複数の操作の組み合わせによって多数の文字を入力することができる。更に、形状や入力パターンの調整／変更が可能であり、両手で保持するので立ったままでフルキーボードと同様の文字を入力可能である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の入力装置の形状を示す正面図および背面図である。入力装置１０は略長方形の板状であり、入力装置１０の表側（ａ）には、左手親指用の４つのキースイッチ１１（Ｋａ、Ｋｂ、Ｍａ、Ｍｂ）、右手親指用の４つのキースイッチ１２（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４）、３つのＬＥＤ１３（ＮｕｍＬ，ＣａｐｓＬ，ＥＸ）および電源スイッチ１４が配置されている。
【０００８】
入力装置１０の裏側（ｂ）には、左手の親指以外の指用の５つのキースイッチ１５（Ｋ１〜Ｋ５）、右手の親指以外の指用の５つのキースイッチ１６（Ｋ６〜Ｋ０）が配置されている。なお、人差し指用にはそれぞれ２つのキースイッチ（Ｋ１、Ｋ２およびＫ６、Ｋ７）が割り当てられる。
【０００９】
側面（下面）には親機となるＰＣ等とＵＳＢケーブル１８によって接続するためのＵＳＢコネクタ１７が配置されている。本発明の入力装置１０は、左右の手の平で入力装置１０を両側から挟んで使用する。そのため、装置の両側面は手の形状に合わせて窪んでいる。
【００１０】
図２は、本発明の入力装置のハードウェア構成を示す回路図である。１チップマイクロコンピュータ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、割り込み制御回路、パラレル、シリアル、ＵＳＢの各入出力ポート、クロック発振回路等を備えており、後述する処理を実行する。なお、このようなコンピュータ３０として、例えばマイクロチップテクノロジー（登録商標）社の１６Ｃ７６５（登録商標）を使用可能である。
【００１１】
電源スイッチ１４は中央がオフで、左がＵＳＢからの電源供給、右が内蔵する電池４１からの電源供給に切り替わる。なお、ＵＳＢの時にコンピュータ３０のデジタル入力端子に電源電圧を印加することにより、コンピュータ３０がどちらの電源を使用しているかを認識可能にしている。また、無線送受信ユニット４０には電池駆動の場合のみ電源を供給しているが、コンピュータ３０と同じ電源ラインに接続してもよい。なお、本発明を実施するためには、ＵＳＢあるいは無線送受信ユニットのいずれか一方があればよい。水晶振動子４５および２個のコンデンサ４６、４７は内蔵するクロック発振回路に接続されている。
【００１２】
加速度センサＩＣ３１は、２軸の加速度センサと周辺回路を集積したＩＣであり、例えばそれぞれの軸のセンサの出力Ｓｘ、ＳｙをＰＷＭ信号として出力する。なお、このような加速度センサＩＣとして、アナログデバイセズ（登録商標）社のＡＤＸＬ２０２（登録商標）を使用可能である。センサの出力信号Ｓｘ、Ｓｙはコンピュータ３０のデジタル入力端子に接続されており、コンピュータ３０は、詳細は後述するが、タイマ割り込みによるサンプリングによってパルス幅を検出する。
【００１３】
上記した加速度センサはチップの面と平行な平面上の直角な２方向の加速度を検出する。チップを入力装置１０の面と平行に装着し、入力装置を斜めに持った場合には出力に重力加速度が重畳される。そこで、実施例においては、加速度センサマウスボタンをオンにした時だけ加速度センサ出力にてマウスを移動させるようにし、ボタンのオン時の加速度値をオフセット値として記憶して、それ以降に検出する加速度値から減算することにより、重力加速度をキャンセルしている。なお、通常入力装置を斜めに持って使用するので、斜めに持った場合に加速度センサがほぼ水平になるように加速度センサを装着してもよい。
【００１４】
１８個のキースイッチ５１およびプルアップ抵抗５２からなるキースイッチ入力回路５０、５３の出力はコンピュータ３０のデジタル入力端子に接続されている。また、コンピュータ３０の３個のデジタル出力端子が抵抗６０を介して表示用ＬＥＤ６１（１３）に接続されている。
【００１５】
コンピュータ３０の２つのＵＳＢ入出力端子は抵抗３３、３４を介してＵＳＢコネクタ３２（１７）と接続されている。なお、本発明の入力装置を低速デバイスと認識させるために、コンピュータ３０からの３．３Ｖ出力が抵抗３５を介してＵＳＢ端子のＤ−側に接続されている。
【００１６】
無線送受信ユニット４０は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格等の無線インターフェイス仕様に準拠したユニットであり、コンピュータ３０とは例えばシリアルインターフェイス端子を介して接続される。このようなユニットは市販されている。
【００１７】
図３は、本発明の入力装置における制御プログラムの内容を示すフローチャートである。本プログラムは電源スイッチのオンにより起動する。Ｓ１０においては、レジスタやメモリの内容、入出力回路の状態等を初期化する。Ｓ１１においては、ＵＳＢ接続か否（＝無線接続）かが判定され、判定結果が肯定の場合にはＳ１２に移行するが、否定の場合にはＳ１３に移行する。Ｓ１２においては、ＵＳＢの規格に基づき、親装置（ＰＣ）とのネゴシエーションを行う。また、Ｓ１３においては、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線接続規格に基づき、親装置（ＰＣ）とのネゴシエーションを行う。
【００１８】
Ｓ１４においては、状態表示用ＬＥＤ１３に現在の状態を表示する。Ｓ１５においては、前回のキー入力処理から所定の時間が経過したか否かを判定し、結果が否定の場合にはＳ１６に移行するが、肯定の場合にはＳ１に移行する。Ｓ１においては、図４に示すキー入力処理が実行される。
Ｓ１６においては、前回のマウス処理から所定の時間が経過したか否かを判定し、結果が否定の場合にはＳ１７に移行するが、肯定の場合にはＳ２に移行する。Ｓ２においては、図６に示すマウス処理が実行される。
【００１９】
Ｓ１７においては、親機からデータが受信されたか否かが判定され、結果が否定の場合にはＳ１４に戻るが、肯定の場合にはＳ１８に移行する。Ｓ１８においては、親機から送信された所定のフォーマットの出力コード変換テーブルデータを受信する。この変換テーブルは、使用者が親機（ＰＣ）において任意の内容に設定／変更して、入力装置１０へのダウンロード指示を行うことによって送信される。
【００２０】
変換テーブルの内容は、例えば操作手段であるキースイッチの任意の組み合わせについて、出力すべきコードデータを規定したものであり、モードを複数設ける場合にはモードの数だけテーブルが存在する。なお、モード遷移や拡張機能等の入力装置の内部制御用のコードとしては、出力コードとして使用しないものを割り当てる。
Ｓ１９においては、受信したテーブルデータを例えばコンピュータ３０内のＥＥＰＲＯＭに書き込む。
【００２１】
図４は、Ｓ１のキー入力処理の内容を示すフローチャートである。Ｓ２０においては、各キースイッチの状態を入力ポートから読み込む。Ｓ２１においては、読み込んだ状態がリピート（ＲＥＰ）パターンか否かが判定され、判定結果が肯定の場合にはＳ２２に移行するが、否定の場合にはＳ２３に移行する。なお、リピートパターンをオンした時に直ちにリピート動作を開始させるために、他の文字には、リピートパターンを含む操作パターンを割り当てないようにする。
【００２２】
Ｓ２３においては、１つ前の処理において読み込んだスイッチ状態情報と比較し、Ｓ２４においては、オンからオフに変化したスイッチが有るか否かが判定され、結果が否定の場合にはＳ３６に移行するが、肯定の場合にはＳ２５に移行する。Ｓ２５においては、例えば予約レジスタの内容が０以外であるか否かによって予約があるか否かが判定され、結果が否定の場合にはＳ３６に移行するが、肯定の場合にはＳ２６に移行する。
【００２３】
Ｓ２６においては、予約レジスタの内容、モードレジスタの内容、フラグレジスタの内容に基づき、変換テーブルを参照して出力すべきコード情報が決定される。
【００２４】
図９は、本発明の入力装置における変換テーブルの内容例を示す説明図である。この実施例においては、英数モード（上段）および数字（ナンバー）モード（下段）の２つのモードを備えた例を開示する。それぞれのモードにおいて、Ｋ１〜Ｋ５、Ｋ６〜Ｋ０、Ｋａ〜Ｋｂの組の中からそれぞれ１個あるいは０個のキーをオンした場合の組み合わせに対して出力すべきコードを対応する文字で示してある。なお、このテーブルにおいては採用していないが、例えばＫ２とＫ３とを同時にオンするような、上記各組の中において複数のキーをオンするパターンを採用してもよい。
【００２５】
使用者が例えば”Ａ”を入力する場合には、Ｋ１（左人差し指）のみをオンした後オフする。また、”７”を入力する場合には、Ｋ１（左人差し指）、Ｋ８（右中指）、Ｋｂ（左親指）を任意の順序でオンし、その後いずれかのキーをオフする。
【００２６】
図４に戻って、Ｓ２７においては、テーブルによる変換結果（出力コード）が「Ｎｕｍｌｏｃｋ」か否かが判定され、結果が肯定の場合にはＳ２８に移行してモードフラグ（０：英字モード、１：数字モード）の内容を反転させるが、否定の場合にはＳ２９に移行する。Ｓ２９においては、変換結果が「ｓｈｉｆｔ」、「ｃｔｒｌ」あるいは「ａｌｔ」か否かが判定され、結果が肯定の場合にはＳ３０に移行するが、否定の場合にはＳ３２に移行する。
【００２７】
Ｓ３０においては、「ｓｈｉｆｔ」、「ｃｔｒｌ」あるいは「ａｌｔ」に対応するフラグの内容を反転させ、Ｓ３１においては、当該フラグの内容に基づきフラグと対応するオンあるいはオフのキーコード信号を出力する。
【００２８】
Ｓ３２においては、Ｓ２６において決定した出力コードのオン信号、オフ信号を親機へ出力すると共に、リピート処理のために、出力コード情報およびフラグの状態を特定のレジスタ等に保存する。Ｓ３３においては、「ｓｈｉｆｔ」、「ｃｔｒｌ」、「ａｌｔ」の３つのフラグについて、オンのものがあればオフに変更し、対応するオフ信号を出力する。
【００２９】
Ｓ３４においては、例えば予約レジスタに０を書き込むことによって予約をクリアする。Ｓ３５においては、オンになったスイッチがあるか否かが判定され、結果が肯定である場合にはＳ３６に移行して、現在のスイッチ状態を予約レジスタに上書きすることによって予約情報を更新する。Ｓ３７においては、次回のキー入力処理のために現在のスイッチ状態を保存する。
【００３０】
Ｓ３８においては、カーソルキー（Ｍ１〜Ｍ４）の内のいずれかがオンであるか否かが判定され、判定結果が肯定の場合にはＳ３９においてオンされているキーと対応するカーソルキーコードを出力する。但し、Ｍｂキーがオンである場合には、マウスカーソルを移動させる指示であるので、カーソルキーコードは出力しない。
【００３１】
図５は、Ｓ２２のリピート処理の内容を示すフローチャートである。Ｓ５０においては、出力コードを保存しているレジスタからデータを読み出し、親機へオン信号、オフ信号を順に出力する。Ｓ５１においては、出力周期を計測するタイマを起動する。Ｓ５２においては、タイマがタイムアップしたか否かが判定され、結果が肯定の場合にはＳ５０に戻るが、否定の場合にはＳ５３に移行する。Ｓ５３においては、スイッチ状態を読み込んで、状態がリピートパターンから変化したか否かが判定され、結果が否定であればＳ５２に戻るが、肯定の場合にはリピート処理を終了する。
【００３２】
図８は、本発明の入力装置のスイッチ操作例を示すタイミング図である。この例においては、Ｋｂ、Ｋ６、Ｋ１のキースイッチが順にオンされ、次にＫ６がオフ、Ｋ７がオン、Ｋ７がオフ、Ｋ１がオフとなった場合を示している。まず、それぞれのキーがオンされた時点で予約情報が更新され、Ｋ１がオンした時点で予約情報は「ｂ１６」となっている。
【００３３】
次に、Ｋ６がオフされた時点で、予約情報と対応するコード（図９の例では”５”と対応するコード）が出力され、予約情報がクリアされる。従って、次のＫ６のオフ時には何も出力されない。次にＫ７がオンした時点で「１７」が予約され、Ｋ７のオフ時に”Ｆ”と対応するコードが出力される。
【００３４】
図６は、Ｓ２のマウス処理の内容を示すフローチャートである。この実施例においては、加速度マウスキー（Ｍａ）がオンの場合にのみ加速度センサに基づきマウスカーソルを移動させる。また、カーソルマウスキー（Ｍｂ）がオンの場合には、カーソルキー（Ｍ１〜Ｍ４）に基づきマウスカーソルを移動させる。
【００３５】
Ｓ６０においては、加速度マウスキー（Ｍａ）がオンか否か判定し、判定結果が肯定の場合にはＳ６１に移行するが、否定の場合にはＳ６４に移行する。Ｓ６１においては、後述する割り込み処理によってメモリに読み込まれている加速度値Ａｘ、Ａｙを読み出し、重力加速度をキャンセルするために保存されているオフセット値Ｏｘ、Ｏｙをそれぞれ減算する。Ｓ６２においては、減算結果をそれぞれの積分値に加算し、積分値を更新する。
【００３６】
Ｓ６３においては、当該積分値の値に基づきマウス移動信号を生成する。即ち、積分値が大きい場合には多数のマウス移動信号を生成して速く移動させる。また、積分値が所定値以下の場合にはマウス移動信号は発生しないようにする。
【００３７】
Ｓ６４においては、カーソルマウスキー（Ｍｂ）がオンか否かが判定され、判定結果が肯定の場合にはＳ６７に移行するが、否定の場合にはＳ６５に移行する。Ｓ６５においては、加速度値Ａｘ、Ａｙを読み出し、オフセット値Ｏｘ、Ｏｙとして上書保存する。Ｓ６６においては、各軸の積分値を０にリセットする。
【００３８】
Ｓ６７においては、いずれかのカーソルキー（Ｍ１〜Ｍ４）がオンか否かが判定され、判定結果が肯定の場合にはＳ６８に移行するが、否定の場合にはＳ６９に移行する。Ｓ６８においては、オンされているカーソルキーと対応する方向のマウス移動信号を生成する。
【００３９】
Ｓ６９においては、マウスボタンがオンか否かが判定される。本発明の入力装置においては、マウスボタンは例えばＫ６、Ｋ７キーを兼用しており、加速度マウスキー（Ｍａ）あるいはカーソルマウスキー（Ｍｂ）がオンの場合にはＫ６、Ｋ７キーをマウス左ボタン、マウス右ボタンと見なす。そして、判定結果が肯定の場合にはＳ７０に移行するが、否定の場合にはＳ７１に移行する。
【００４０】
Ｓ７０においては、前回処理時に保存された状態情報に基づき、オンのボタンが前回処理時にオフであったか否かが判定され、判定結果が肯定の場合にはＳ７２に移行してオン信号を出力する。Ｓ７１においては、前回処理時に保存された状態情報に基づき、いずれかのボタンが前回処理時にオンであったか否かが判定され、判定結果が肯定の場合にはＳ７３に移行してオフ信号を出力する。
以上の処理により、例えば加速度マウスキー（Ｍａ）がオンの間は入力装置を前後左右に動かすとマウスカーソルがこれに追従する。
【００４１】
図７は、タイマ割り込み処理の内容を示すフローチャートである。このプログラムは所定周期のタイマ割り込みによって起動される。Ｓ８０においては、加速度センサＩＣのＸ軸ＰＷＭ出力信号Ｓｘが１か否かが判定され、判定結果が肯定の場合にはＳ８１に移行するが、否定の場合にはＳ８２に移行する。Ｓ８１においては、カウントデータＣｘに１を加算する。
【００４２】
Ｓ８２においては、カウントデータＣｘが０か否かが判定され、判定結果が肯定の場合にはＳ８５に移行するが、否定の場合にはＳ８３に移行する。Ｓ８３においては、カウントデータＣｘを加速度値Ａｘに上書して更新する。Ｓ８４においては、Ｃｘを０にリセットする。Ｓ８５〜Ｓ８９においては、Ｙ軸についてＳ８０〜Ｓ８４と同じ処理を行う。以上の処理により、Ａｘ、Ａｙには常に現在の加速度値が保存されている。
【００４３】
以上、本発明の実施例を開示したが、本発明には下記のような変形例も考えられる。実施例においては、図６のフローチャートのＳ６２において加速度を積分し、積分値に応じてマウスの移動速度を制御している。しかし、重力加速度を利用すると、入力装置を傾斜させただけでも加速度出力が変化する。そこで、Ｓ６２の処理を削除し、加速度値そのものでマウスの移動速度を制御するようにしてもよい。この場合には、移動させたい方向に入力装置を傾斜させることによりマウスカーソルが移動する。
【００４４】
実施例においては、リピート機能を実現するために、リピートパターンを設け、オンすると直前の出力をリピートする実施例を開示したが、他の方法としては、例えば所定の時間（例えば３秒間）同じパターンをオンし続けるとリピート動作を開始する方法、あるいは同じコード出力を短時間に３回連続してオンするとリピートを開始するようにしてもよい。
【００４５】
実施例においては、オフ時にコードを出力する例を開示したが、それ以上オンが追加されることがない最終パターンか中間パターンか判別し、最終パターンの場合には当該パターンのオン時にコードを出力するようにしてもよい。
実施例においては加速度センサを用いる例を開示したが、マウス用の操作手段として加速度センサの代わりに公知のパッドやジョイスティックを備えてもよい。この場合にはパッドやジョイスティックによって文字カーソルの移動もできるようにする。
【００４６】
実施例においては、パソコンに接続する入力装置である例を開示したが、本発明の入力装置は、パソコン、ＰＤＡ、携帯電話機など、情報入力の必要な任意の装置に接続あるいは内蔵することも可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明においては、スイッチやタッチセンサ等の操作／入力手段を使用して、複数の操作の組み合わせによって多数の文字を入力することができ、更に、形状や入力パターンの調整／変更が可能であり、両手で保持するので立ったままでフルキーボードと同様の文字を入力可能であるという効果がある。また、変換テーブルをカスタマイズすることによって、例えば一部の指でしか操作できない人でもＰＣの操作が容易になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の入力装置の形状を示す正面図および背面図である。
【図２】本発明の入力装置のハードウェア構成を示す回路図である。
【図３】入力装置の制御プログラムの内容を示すフローチャートである。
【図４】Ｓ１のキー入力処理の内容を示すフローチャートである。
【図５】Ｓ２２のリピート処理の内容を示すフローチャートである。
【図６】Ｓ２のマウス処理の内容を示すフローチャートである。
【図７】タイマ割り込み処理の内容を示すフローチャートである。
【図８】本発明の入力装置のスイッチ操作例を示すタイミング図である。
【図９】入力装置における変換テーブルの内容例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…入力装置、１１、１２…キースイッチ、１３…ＬＥＤ、１４…電源スイッチ、１５、１６…キースイッチ、１７…ＵＳＢコネクタ、１８…ＵＳＢケーブル、３０…マイクロコンピュータ、３１…加速度センサＩＣ、３２…ＵＳＢコネクタ、３３、３４、３５…抵抗、４０…無線送受信ユニット、４１…電池、４３…コンデンサ、４５…水晶振動子、４６、４７…コンデンサ、５０、５３…スイッチ入力回路、５１…キースイッチ、５２…プルアップ抵抗、６０…抵抗、６１…表示用ＬＥＤ
【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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