(57)【要約】【課題】周波数を有効に利用することができ、かつ、回路を簡単にすることができるワイヤレス入力装置を提供すること。【解決手段】無線でデータの送受信を行なう、パソコン本体に接続した送受信機とワイヤレスキーボード及びワイヤレスマウスとが、送信するデータをパケット化し、同パケットに対して搬送波を用いて変調を施し、変調されたパケットが時間軸上に時系列で配置されるようにパケットＣ，Ｋ，Ｍの時間位置1-3a〜2-5bを設定する。搬送波の周波数を各装置で共通の単一のものにし、オフィスにおける全ての送受信機、ワイヤレスキーボード及びワイヤレスマウスのそれぞれの区別を時間位置の別で行なう。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーソナルコンピュータに接続する送受信機と、パケットの送受信を該送受信機と無線で行なうワイヤレスキーボード及びワイヤレスマウスとを備え、該送受信機、該ワイヤレスキーボード及び該ワイヤレスマウスのそれぞれは、送信するパケットに対して搬送波を用いて変調を施しかつ変調されたパケットを復調する変復調回路と、変調されたパケットが時間軸上に時系列で配置されるようにパケットの時間位置を設定する手段とを有し、上記搬送波は、共通の単一周波数からなることを特徴とするワイヤレス入力装置。
【請求項２】
前記送受信機、前記ワイヤレスキーボード及び前記ワイヤレスマウスのそれぞれは、固定のＩＤ番号を有し、前記パケットは、送信するデータと該データの前に付加した自己のＩＤ番号と送信先のＩＤ番号とを含み、該送受信機の前記パケット時間位置設定手段は、送信するパケットを一定の間隔で時間軸上に配置し、該ワイヤレスキーボード及び該ワイヤレスマウスは、該送受信機が送信したパケットに付された送信先のＩＤ番号と自己のＩＤ番号と比較する手段を更に備え、該ワイヤレスキーボード及び該ワイヤレスマウスの前記パケット時間位置設定手段は、該送受信機から受信したパケット直後から一定期間後に送信するパケットを配置することを特徴とする請求項１に記載のワイヤレス入力装置。
【請求項３】
前記送受信機の前記パケット時間位置設定手段は、自己のＩＤ番号と他の送受信機のＩＤ番号とに基づいてパケットを配置する順序を決定し、決定した配置順序の時間軸上の位置を定める手段を有し、パケットを送信する前に他の送受信機が送信しているパケットに含まれるＩＤ番号を監視してパケット配置順序を決定し、決定した配置順序の位置に送信するパケットを配置することを特徴とする請求項２に記載のワイヤレス入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピュータを操作するために用いるキーボードやマウス等の入力装置に係り、特に無線でパーソナルコンピュータとデータの送受信を行なうワイヤレス式の入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ（以下、パソコンと略称する）に用いられる従来のワイヤレス式入力装置では、キーボードを押したときに発生するキーコードのデータや、マウスを動かして得られる移動量データの伝送手段として赤外線や無線が利用されている。
【０００３】
無線を利用したワイヤレス入力装置では、各装置間の信号の干渉を避けるために、キーボードやマウスのそれぞれに別個の周波数を割り当てることや、頻繁に周波数を変化させること（例えば、特許文献１参照）が行なわれていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２４２９９４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
オフィスなどのパーソナルコンピュータが密集した環境では、混信を避けるために、全てのワイヤレスキーボード及びワイヤレスマウスの一つ一つに個別の周波数を割り当てたり、或いは周波数を変化させることが必要になる。一方では、使用可能な周波数の帯域幅が限られる。更に、そのような周波数割り当て等の条件に対応できるように設計するのは回路が複雑になりコストの面で不利である。
【０００６】
また、ワイヤレスキーボードやマウスを使用する場合、常にキーを叩き続けたり、マウスを動かし続ける状況はあまり多くないので、何もキーが押されていない期間、或いはマウスが停止している期間では割り当てられた周波数が無駄になる。
【０００７】
本発明の目的は、周波数を有効に利用することができ、かつ、回路を簡単にすることができるワイヤレス入力装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の前記課題は、無線でデータ伝送を行なう、パソコン本体に接続した送受信機とワイヤレスキーボード及びワイヤレスマウスとが、送信するデータをパケット化し、同パケットに対して搬送波を用いて変調を施し、変調されたパケットが時間軸上に時系列で配置されるように同パケットの時間位置を設定することにより、効果的に解決することができる。そのような手段を採用すれば、オフィスにおける全てのワイヤレスキーボード及びワイヤレスマウスのそれぞれの区別が時間位置の別で行なわれるようになり、従って搬送波の周波数を各装置で共通の単一のものにすることができ、周波数の有効利用が可能になるからである。また、データのパケット化がディジタル技術で可能であり、用いる周波数が単一であるので、回路を比較的簡単にすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るワイヤレス入力装置を図面に示した発明の実施の形態を参照して更に詳細に説明する。なお、図１、図３〜図１０における同一の符号は、同一物又は類似物を表示するものとする。
【００１０】
図１にパソコン本体に接続したワイヤレス入力装置の基本構成を示す。図1において、１はパソコン本体、５はワイヤレスキーボード、６はワイヤレスマウス、３は、ワイヤレスキーボード５及びワイヤレスマウス６と無線電波４を介して双方向の通信を行なう送受信機、２は、送受信機３とパソコン１とを接続するケーブルであり、ケーブル２、送受信機３、ワイヤレスキーボード５及びワイヤレスマウス６によってワイヤレス入力装置１３が構成される。そして、パソコン本体１とワイヤレス入力装置１３とでパソコンが構成される。送受信機３、キーボード５及びマウス６は、各々固定のＩＤ（識別子）番号を持ち、それによって相互に通信相手が決定される。
【００１１】
送受信機３、キーボード５及びマウス６は、ＩＤ番号の登録のためのそれぞれ登録ボタン７，８，９を備えている。更に、キーボード５及びマウス６は、他のパソコン本体１とその送受信機３を介して組み合わせるときに用いるそれぞれ切替スイッチ１０，１１を備えている。なお、キーボード５は、オプション機器１２を内蔵又は増設するための拡張スロットを必要に応じて設けることができる。
【００１２】
送受信機３、ワイヤレスキーボード５及びワイヤレスマウス６は、送受信するデータをパケットにして通信を行なう。図２に送受信機３、ワイヤレスキーボード５及びワイヤレスマウス６の間で送受信するデータのパケットの構造を示す。送受信機３が送出するパケットは、自己の送受信機ＩＤ３０、通信相手のキーボード／マウスＩＤ３１、データ識別子３２及びデータ３３で構成される。キーボード６及びマウス５が送出するパケットは、キーボード／マウスＩＤ３４、データ識別子３５及びデータ３６で構成される。ＩＤ３４には、自己のＩＤの他、通信相手の送受信機３のＩＤが含まれる。
【００１３】
次に、送受信機３、ワイヤレスキーボード５及びワイヤレスマウス６の内部の回路構成についてそれぞれ図３，４，５を用いて説明する。
【００１４】
送受信機３は、図３に示すように、全体を制御する制御部（ＣＴＬ）１０３、共通の一定周波数の搬送波Ｃを発生する発振器１３３、制御部１０３からのデータによって発振器１３３からの搬送波ＣＲを変調して無線周波数の送信信号を生成し、同送信信号をアンテナ１０９に送り、逆に、アンテナ１０９からの受信信号を搬送波ＣＲを用いて復調し、制御部１０３へ送るデータを生成する変復調器（ＭＯＤＥＭ）１０８を有している。
【００１５】
また、制御部１０３には、キーボード５のインタフェース回路（ＫＢ Ｉ／Ｆ）１０１、マウス６のインタフェース回路（ＭＳ Ｉ／Ｆ）１０２、ＩＤ番号を記憶するＲＯＭ１０６、パケットを生成及び分解する機能とパケットの順序を監視する機能とパケットの間隔を設定する機能とを有するタイマ（ＴＩＭ）１０４、キーボード５及びマウス６のＩＤ番号並びに送信データを記憶するメモリ（ＭＥＭ）１０５、ＩＤ番号を登録するためのボタン（ＥＮ ＢＴ）７が接続されている。
【００１６】
更に、送受信機３は、アンテナ１０９からの受信信号を基に、電波の強度等の状態及びキーボード５又はマウス６の電源投入切断の状況を検知して、その状況をパソコン１に通知する機能を備えている。
【００１７】
次に、ワイヤレスキーボード５は、図４に示すように、全体を制御する制御部１１１、共通の一定周波数の搬送波ＣＲを発生する発振器１３４、制御部１１１からのデータによって発振器１３４からの搬送波Ｃを変調して無線周波数の送信信号を生成し、同送信信号をアンテナ１１８に送り、逆に、アンテナ１１８からの受信信号を搬送波ＣＲを用いて復調し、制御部１１１へ送るデータを生成する変復調器１１７を有している。
【００１８】
また、制御部１１１には、キーマトリックス１１０、ＩＤ番号を記憶するＲＯＭ１１４、パケットを生成及び分解する機能と送受信機３からのパケットを監視する機能とパケットの間隔を設定する機能とを有するタイマ１１２、送受信機３のＩＤ番号を記憶するメモリ１１３、ＩＤ番号を登録するためのボタン８、送受信機３を切り替えるための切替スイッチ（ＩＤ ＳＷ）１０が接続されている。
【００１９】
更に、キーボード５は、キーコード生成の他に、別の機能例えばメモリカード機能を付加することが可能で、その機能のデータを生成するデータ生成部（ＤＧ）１３０を内蔵又は増設することが可能であり、加えて、自動電源切断機能及び電源再投入通知機能を備えている。
【００２０】
続いて、ワイヤレスマウス６は、図５に示すように、全体を制御する制御部１２１、共通の一定周波数の搬送波ＣＲを発生する発振器１３５、制御部１２１からのデータによって発振器１３５からの搬送波ＣＲを変調して無線周波数の送信信号を生成し、同送信信号をアンテナ１２８に送り、逆に、アンテナ１２８からの受信信号を搬送波ＣＲを用いて復調し、制御部１２１へ送るデータを生成する変復調器１２７を有している。
【００２１】
また、制御部１２１には、マウス操作に対応した移動量データを発生するデータ発生器（ＰＧ）１２０、ＩＤ番号を記憶するＲＯＭ１２４、パケットを生成及び分解する機能と送受信機３からのパケットを監視する機能とパケットの間隔を設定する機能とを有するタイマ１２２、送受信機３のＩＤ番号を記憶するメモリ１２３、ＩＤ番号を登録するためのボタン９、送受信機３を切り替えるための切替スイッチ１１が接続されている。
【００２２】
更に、マウス６は、移動量データの生成の他に、別の機能を備えることが可能で、その機能のデータを生成するデータ生成部（ＤＧ）１３１を内蔵又は増設することが可能であり、加えて、自動電源切断機能及び電源再投入通知機能を備えている。
【００２３】
以上に説明したワイヤレス入力装置１３とパソコン本体１とからなるパソコンの複数を同一オフィス内に配置してなるパソコンシステムの例を図６に示す。本パソコンシステムでは、３個のパソコン本体１ａ，１ｂ，１ｃが配置されている。パソコン本体１ａ，１ｂ，１ｃは、それぞれワイヤレス入力装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃによって操作される。
【００２４】
ワイヤレス入力装置１３ａは、送受信機３ａ、ワイヤレスキーボード５ａ、ワイヤレスマウス６ａからなる。ワイヤレス入力装置１３ｂは、送受信機３ｂ、ワイヤレスキーボード５ｂ、ワイヤレスマウス６ｂからなる。ワイヤレス入力装置１３ｃは、送受信機３ｃ、ワイヤレスキーボード５ｃ、ワイヤレスマウス６ｃからなる。
【００２５】
各ワイヤレス入力装置１３は、同じ周波数の無線波によってデータの送受信を行ない、かつ、互いに異なる時間位置を用いている。なお、後述するが、ＩＤの再登録によって、ワイヤレスキーボード５及びワイヤレスマウス６は、他の送受信機３とデータの送受信が可能になる。そのことによって、ネットワーク９５が形成される。
【００２６】
変調と互いに異なる時間位置を用いることとにより、無線波となって空間に伝播する各パケットが時系列で時間軸に沿って並ぶ。図７に、そのようなパケットの時間配置を示す。図７において、パケット1-3a及び2-3aは送受信機３ａが送信したパケット（Ｃａ）を示し、パケット1-3b及び2-3bは，送受信機３ｂが送信したパケット（Ｃｂ）を示し、パケット1-3cは送受信機３ｃが送信したパケット（Ｃｃ）を示す。また、1-5aは、キーボード５ａが送出したパケット（Ｋａ）を示し、1-6aは、マウス６ａが送信したパケット（Ｍａ）を示し、1-5b及び2-5bは、キーボード５ｂが送信したパケット（Ｋｂ）を示し、1-6cは、マウス６ｃが送信したパケット（Ｍｃ）を示す。また、伝送される各パケットが占める時間幅は、どのパケットも同じである。
【００２７】
図７に示すように、各送受信機３は、順番に一定間隔Ｔｆでパケットを送信する。送受信機３のパケットを送出する順序は、予め設定されているＩＤ番号の順番に従っている。
【００２８】
キーボード５ａ及びマウス６ａは、送受信機３ａがパケット1-3aを送信した後、キーボードパケット1-5a、マウスパケット1-6aの順番にそれぞれのパケットを送出する。キーボード５又はマウス６は、送信するデータがない場合はパケットを送信しない。そのような場合は、パケット1-5b，1-3c及びパケット1-3c，1-6cのように、時間間隔をあけてパケットが送信される。
【００２９】
図８は、パケットの時間間隔の規則を示す。図８ａのパケット列1-3a〜1-6bに示されるように、送受信機パケット1-3aが終了してから時間Ｔｐ後にキーボードパケット1-5aが送出され、キーボードパケット1-5aが終了してから時間Ｔｐ後にマウスパケット1-6aが送出される。その次の送受信機パケット1-3bは、マウスパケット1-6aが終了してから時間Ｔｎｅｘｔ後に送出され、続いて時間Ｔｐ後にキーボードパケット1-5bが、更にその時間Ｔｐ後にマウスパケット1-6bが送出される。
【００３０】
マウスパケット1-6aが送出されない場合は、マウスパケット1-6aの時間幅に時間Ｔｐを加えた時間Ｔｎが用いられ、図８ｂに示すように、キーボードパケット1-5a終了後の、時間Ｔｎ＋時間Ｔｎｅｘｔ後に送受信機パケット1-3bが送出される。
【００３１】
キーボードパケット1-5aが送出されない場合は、キーボードパケット1-5aの時間幅に時間Ｔｐを加えた上記と同じ時間Ｔｎが用いられ、図８ｃに示すように、送受信機パケット1-3a終了後の、時間Ｔｎ後にマウスパケット1-6aが送出される。
【００３２】
キーボードパケット1-5a及びマウスパケット1-6aの両者が送出されない場合は、図８ｄに示すように、送受信機パケット1-3a終了後の、時間Ｔｎ×２＋時間Ｔｎｅｘｔ後に次の送受信機パケット1-3bが送出される。
【００３３】
なお、時間Ｔｎは、より短い時間に定めることが可能である。その場合は、送受信機３ａが一定間隔Ｔｆをおいて次のパケットを送出する前に、時間の空きを作ることがでる。
【００３４】
図９にワイヤレス入力装置１３のネゴシエーションを示す。２組のワイヤレス入力装置１３が稼動中に、第３のワイヤレス入力装置１３が稼動開始する場合を示している。２組がワイヤレス入力装置１３ａ，１３ｃ、第３がワイヤレス入力装置１３ｂであるとする。
【００３５】
第３の送受信機３ｂは、パケット送出を開始する前に、他の送受信機３ａ，３ｃが送出したパケットを監視して、それらのＩＤ番号をメモリ１０５（図３）に記録する。送受信機３の送出するパケットのＩＤ番号は番号順に並んでいるので、第３の送受信機３ｂは自分がパケットを送出する順番を知ることが可能である。第３の送受信機３ｂが最初のパケットの送出するときは、自分の前のパケット1-6aの送出後、時間Ｔｉ後に送受信機パケット1-3bを送出する。
【００３６】
時間Ｔｉは時間Ｔｎｅｘｔよりも短い時間とする。第２の送受信機３ｃは、第３の送受信機３ｂがパケット1-3bを送出したことを検知すると、パケット送信を一時中止し、第３の送受信機３ｂ、ワイヤレスキーボード５ｂ及びワイヤレスマウス６ｂのそれぞれのパケット1-3b，1-5b，1-6bの送信終了後、時間Ｔｎｅｘｔ後に、送受信機パケット1-3cの送信を再開する。
【００３７】
図１０に、３組のワイヤレス入力装置１３が稼動中に第２のワイヤレス入力装置１３が稼動終了する場合のワイヤレス入力装置１３のネゴシエーションを示す。第２の送受信機３はいつでもパケットの送信を中止することが可能である。第３の送受信機３ｃは、一定時間Ｔｒ経っても第２の送受信機３ｂからパケットが送出されないことを確認すると、時間Ｔｎｅｘｔ後にパケット1-3cの送出を開始する。時間Ｔｒは、時間Ｔｎｅｘｔよりも長いものとする。次回からは、第３の送受信機３ｃは、第１の送受信機３ａがパケットを送信後の時間Ｔｎｅｘｔ後にパケットを送信する。
【００３８】
送受信機３、ワイヤレスキーボード５及びワイヤレスマウス６の送信するパケットのデータ３３，３６は、キーコードやマウス移動量データ以外のデータも生成して送信することが可能である。そのようなデータの内容は、データ識別子３２、３５によって区別される。これにより、キーボード５は、内蔵又は増設機能、例えばメモリカード機能のデータを送信することが可能である。また、キーボード５又はマウス６の状態、例えば電源の状況を送信することも可能となる。
【００３９】
送受信機３は、ＩＤ登録ボタン７が押されると、自分のＩＤ番号の代わりにＩＤ登録用の番号と自分のＩＤ番号（いずれもＲＯＭ１０６に記憶されている）とを含むパケットを一定期間、自分の順番のときに送信する。ワイヤレスキーボード５又はワイヤレスマウス６は、その期間中にＩＤ登録ボタン８，９が押されると、送受信機３のＩＤ登録用の番号を含むパケットの後に、メモリ１１３又は１２３に登録される登録要求の送受信機３のＩＤ番号とＲＯＭ１１４又は１２４に記憶されている自分のＩＤ番号とを含むパケットを送信する。送受信機３は、この自分のＩＤ番号と相手のＩＤ番号を受信し、相手のＩＤ番号をメモリ１０５に登録することでそのキーボード５又はマウス６と一対一の関係を成立させる。以降、送受信機３は、伝送するデータ３３の前に自分のＩＤ番号のＩＤ３０と相手のＩＤ番号のＩＤ３１を置き、キーボード５又はワイヤレスマウス６は、伝送するデータ３６の前に自分のＩＤ番号と相手の送受信機３のＩＤ番号とを含むＩＤ３４を置く。送受信機３、キーボード５及びワイヤレスマウス６は、相手が送信したＩＤ番号と自分のＩＤ番号を比較し、一致を確認して、一対一の関係を維持する。
【００４０】
ワイヤレスキーボード５及びワイヤレスマウス６は、複数の送受信機３のＩＤ番号をそれぞれメモリ１１３，１２３に登録することが可能で、ＩＤ切替スイッチ１０、１１を切り替えることで通信相手の送受信機３を変更することが可能である。その場合は、ＩＤ３４に含める送受信機３のＩＤ番号が変更先の送受信機３のＩＤ番号に変更される。変更要求を受けた送受信機３は、変更要求元のＩＤ番号をＩＤ３１に置き、変更要求元と一対一の関係を成立させる。このようにして、一組のキーボード５及びマウス６を使用して、複数のパソコン本体１を操作することが可能になる。
【００４１】
なお、キーボード５は、登録された送受信機３が接続されているパソコン本体１毎のキャップスロックやナムロックなどの状態をメモリ１１３に記憶することが可能で、送受信機３を元に戻してもキーボード５の状態を元のパソコン本体１に対する状態に一致させることが可能である。
【００４２】
図１１に、パソコン本体１及び送受信機とワイヤレスキーボード５又はワイヤレスマウス６との間で行なうハンドシェークの手順を示す。
【００４３】
パソコン本体１が送受信機３にコントロールコード１を送信後、送受信機３はキーボード５又はワイヤレスマウスに対してコントロールコード１と同じ内容のコントロールコード１ｗを送信する。コントロールコード１ｗを受信したキーボード５又はマウス６は、そのコントロールコードによる処理を実行し、ＡＣＫ１ｗを送受信機３に送信する。送受信機はＡＣＫ１ｗを受信後に、パソコン本体１に対してＡＣＫ１を送信することで、一連のハンドシェークが成立する。
【００４４】
次に、キーボード５又はマウス６が、一定期間動きが無かったために電源が切断されてスリープ状態に入っている場合において、パソコン本体１が上記と同様にコントロールコード２を送受信機３に送信後、送受信機３はコントロールコード２ｗをキーボード５又はマウス６に送信する。その後、送受信機３は、キーボード５又はマウス６から一定期間応答が無い場合、ＡＣＫ２をパソコン本体１に対して送信し、コントロールコード２をメモリの記憶する。
【００４５】
その後、キーボード５又はマウス６に何らかの動き即ち入力があってキーボード５又はマウス６がスリープ状態から電源が再投入されて前の状態に復帰したとき、キーボード５又はマウス６は、送受信機３に対して、ウェイクアップコードを送信し、電源が再投入されたことを通知する。送受信機３は、ウェイクアップコードを受信すると、ＡＣＫ３ｗを送信し、次に先に記憶していたコントロールコード２ｗを送信する。キーボード６又はマウス５は、コントロールコード２ｗを受信するとそのコードによる処理を実行した後、ＡＣＫ２ｗを送受信機３に送信する。それによってハンドシェークが終了する。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、ワイヤレス入力装置を使用したパソコンが、同じ方式のワイヤレス入力装置が複数隣接した環境において、パケットを順番に送信するので、単一の周波数を利用する複数のワイヤレス入力装置が同時にそれぞれのパソコンを操作することが可能となる。単一の周波数を利用するので、周波数を割り当てる必要がなく、ワイヤレス入力装置の回路が簡単になる。
【００４７】
各装置はＩＤ番号を有しているので、ＩＤ番号を相互に登録することにより、一つのワイヤレスキーボード及びワイヤレスマウスで複数のパソコンを操作することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るワイヤレス入力装置の発明の実施の形態を説明するための配置図。
【図２】図１のワイヤレス入力装置で使用するパケットを説明するための図。
【図３】図１のワイヤレス入力装置における送受信機を説明するための構成図。
【図４】図１のワイヤレス入力装置におけるワイヤレスキーボードを説明するための構成図。
【図５】図１のワイヤレス入力装置におけるワイヤレスマウスを説明するための構成図。
【図６】本発明のワイヤレス入力装置を用いたパソコンシステムの例を説明するための構成図。
【図７】パケットの時間配置を説明するための図。
【図８】パケットの時間配置を説明するための別の図。
【図９】パケット送受信のネゴシエーションを説明するための図。
【図１０】パケット送受信のネゴシエーションを説明するための別の図。
【図１１】パケット送受信のハンドシェークを説明するための図。
【符号の説明】
１…パソコン本体、２…接続ケーブル、３…送受信機、４…無線電波、５…ワイヤレスキーボード、６…ワイヤレスマウス、７〜９…ＩＤ番号登録スイッチ、１０，１１…ＩＤ切替スイッチ、１２…オプション機器、1-3，2-3…送受信機が送信するパケット、1-5，2-5…ワイヤレスキーボードが送信するパケット、1-6…ワイヤレスマウスが送信するパケット。
【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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【図１１】
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