(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左側と右側を有するステージ；
該ステージを移動させる移動機構；
該ステージの該左側又は該右側における該ステージの下部に脱着自在に固定されるような端部の形状を持つ駆動機構；
該駆動機構を該移動機構に接続させるために、該ステージ上の該左側にある第１位置にある第１の穴に脱着自在に該駆動機構を固定する第１係合手段；および、
該駆動機構を該移動機構に接続させるために、該ステージ上の該右側にある第２位置にある第２の穴に脱着自在に該駆動機構を固定する第２係合手段
を有し、
該駆動機構の該端部が該第１の穴に受け入れ可能となっており、該駆動機構の該端部が該第２の穴に受け入れ可能となっている顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項２】
該移動機構がさらに該第１位置に位置する該駆動機構に連動するように配置された第１のラックを備えた、請求項１に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項３】
該移動機構がさらに該駆動機構に連動するように配置されたベルトとプーリーを備えた、請求項１に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項４】
該第１係合手段がさらに該駆動機構を該ステージに脱着自在に固定するための取付ネジを備えた、請求項１に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項５】
該第１係合手段がさらに該駆動機構を該ステージに脱着自在に固定するためのバネ荷重ボールベアリングを備えた、請求項１に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項６】
該移動機構がさらに該第２位置に位置する該駆動機構に連動するように配置された第２のラックを備えた、請求項１に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項７】
該第２係合手段がさらに該駆動機構を該ステージに脱着自在に固定するための取付ネジを備えた、請求項１に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項８】
該第２係合手段がさらに該駆動機構を該ステージに脱着自在に固定するためのバネ荷重ボールベアリングを備えた、請求項１に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項９】
顕微鏡と組合せた請求項１に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項１０】
該駆動機構が、
プランジャ・ヘッドを有する内側駆動軸；
該内側駆動軸と共軸状に配置された外側駆動軸であって、ピニオンを有する該外側駆動軸；および、
該駆動機構を該ステージに脱着自在に固定する手段；
を備える請求項１乃至９のいずれか１項に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項１１】
該駆動機構を脱着自在に固定する手段がさらに溝を有するカラーを有し、ここに該溝が該係合手段を受容するように配置されている請求項１０に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項１２】
該移動機構が、該ステージ上のスライドホルダーを横に動かすことを可能にするように動作するベルトとプーリーを有する請求項１に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項１３】
該移動機構が、該ステージ上の該スライドホルダーを横に動かすことを可能にするように動作するラックとピニオンを有する請求項１に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項１４】
該移動機構が、該ステージを前後に動かすことを可能にするように動作するベルトとプーリーを有する請求項１に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項１５】
該移動機構が、該ステージを前後に動かすことを可能にするように動作するラックとピニオンを有する請求項１に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項１６】
該駆動機構が：
プランジャ・ヘッドを有する内側駆動軸；および、
該内側駆動軸と共軸状に配置された外側駆動軸であって、ピニオンを有する該外側駆動軸
を有する請求項１に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項１７】
該プランジャ・ヘッドが円錐台表面を有する請求項１６に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項１８】
該プランジャ・ヘッドが円筒形表面を有する請求項１６に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項１９】
該プランジャ・ヘッドが曲面表面を有する請求項１６に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項２０】
該プランジャ・ヘッドが滑動可能な摩擦クラッチを有する請求項１６に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項２１】
該プランジャ・ヘッドが係合力を与えるようバネで押圧される請求項１６に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項２２】
該プランジャ・ヘッドが駆動プーリーに接し、該プーリーが該ステージに、回転可能に載置されている請求項１６に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【請求項２３】
該外側駆動軸のピニオンが歯車である請求項１６に記載の顕微鏡ステージ・アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、顕微鏡一般に関し、より詳細には顕微鏡ステージの動きの制御機構に関し、さらに詳細には交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリに関する。
【０００２】
本願は２００３年１１月２５日出願の米国特許出願１０／７２１６９５および２００３年１２月１１日出願の米国特許出願１０／７３３６２８の一部継続出願である。
【背景技術】
【０００３】
良く知られるように、顕微鏡は微小な対象の観察、検討、研究に使用される光学機器である。特定用途にそれぞれ最も適合する色々なタイプの顕微鏡が知られている。これらの顕微鏡のいくつかを挙げると、複合顕微鏡、立体顕微鏡、共焦点顕微鏡、倒立顕微鏡、レーザー顕微鏡などがある。
【０００４】
本発明は広く複合顕微鏡に関し、特にステージ駆動機構により制御可能な試料ステージを備えた複合顕微鏡に関する。
【０００５】
光路内に試料を保持するためのステージを、顕微鏡では長く使用してきた。ステージを前後、左右、上下に動かすことにより、観察対象を操作する。慣習として、左右、前後、上下の軸をそれぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸という。
【０００６】
しばしば、ステージの高さの調節により、焦点調節機構は操作される。試料の高さを変えることにより、顕微鏡使用者は試料のｚ軸内の種々の深度に焦点を合わせて試料を観察することができる。
【０００７】
ｘ軸またはｙ軸上の位置を調節するために、使用者はかかる動作が可能なステージ制御機構を使用する。通常、ｘ、ｙ軸双方の調節は１つの機構で実施される。またこの機構はステージの下の片側に置かれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
様々な顕微鏡使用者がこれら機構を利用するので、利き手に応じて右手用ステージと左手用ステージの両方が必要となる。ステージ制御機構の位置は、使用者の利き手に合わせたステージの側となる。右利きと左利きの使用者が、実験室で１つの顕微鏡を共同で使用する場合には、問題はさらに複雑になる。
【０００９】
顕微鏡使用者の利き手にステージの構成を合わせなければならないことで、製品の製造は困難になる。それぞれの顕微鏡は、左手用または右手用のいずれかでなければならない。組立の終了後、構造の変更には、分解と再組立に相当の時間を要し、全ステージ構成の追加も必要となる。この問題は顕微鏡製造者に左手用と右手用のステージ組立体の在庫の維持も要求する。
【００１０】
さらに時によると顕微鏡使用者にとっては、ステージ制御機構の制約なしに顕微鏡のステージを操作できたら便利である。例えば、約９０％の病理学者はステージ駆動機構を使用しないで、スライド・マウントを直接手で動かして試料を急速に移動させる「手動」テクニックを使用している。現在のシステムは使用者にとって、駆動機構に損害を与えることなくステージ／スライド台を押し引きすることは困難である。さらに加えて多くの病理学者は、ステージ駆動機構を完全に取り除くことをも望むであろう。従って交換可能もしくは容易に取り外し可能な顕微鏡ステージ駆動アセンブリが長く待望されていた。
【００１１】
本発明は広く、顕微鏡ステージと、該顕微鏡ステージの複数カ所に脱着自在に固定しうる駆動機構を備えた交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリに関する。
【００１２】
本発明の１つの目的は、右利きおよび左利きの人の使用のために、容易かつ迅速に交換可能な顕微鏡試料を動かすための駆動手段の提供にある。
【００１３】
本発明の他の目的は、滑動性を有する、ステージ位置合わせノブからステージに駆動力を伝えるための摩擦クラッチ（ｆｒｉｃｔｉｏｎ  ｃｌｕｔｃｈ）を備える顕微鏡ステージ用交換可能駆動アセンブリの提供にある。この摩擦クラッチはプランジャ・ヘッドと駆動プーリーを有する。該プランジャ・ヘッドと駆動プーリーは互いに対になって連動するように配置されている。
【００１４】
本発明のこれらそしてその他の目的、特徴、利益は図面と特許請求の範囲の記載を参照しつつ本発明の詳細説明を読むことにより当業者には容易に明らかとなるであろう。
【００１５】
本発明の動作の性質および態様は、添付図面と共に以下の詳細説明中に、より明確に記述される。
【００１６】
最初に、本発明は「交換可能な顕微鏡ステージ駆動アセンブリ」に関するが、本願の譲受人は顕微鏡にその他の改良も施し、それらの改良は米国特許出願「顕微鏡用取り外し可能／交換可能微動焦点ノブ」、「人間工学的に配置された対象調節制御」、「遮蔽された人間工学的顕微鏡ステージ」、「顕微鏡用照明組立体」および「顕微鏡の輸送手段」に記載され、それらは本願出願人により本願と同時に出願されており、これら出願全体も本願に参照により組み入れられる。
【００１７】
以下の発明の詳細説明において、異なる図面上の同じ参照番号の構成要素は各図において本発明における同一の構成要素を表示していると解釈される。本発明は現在好適例と判断されるものに基づいて記述されるが、クレームされた発明は、開示された実施例に限定されないと理解すべきである。以下の説明において、「上」、「下」、「前」、「後ろ」、「左」、「右」、それらの派生語、系列語は、図１に示すように顕微鏡を前にして接眼鏡を通して観察している状態での視野を基準にして解釈される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は広く、顕微鏡ステージと交換可能ステージ駆動機構を有する顕微鏡アセンブリからなっている。図１の実施例において、交換可能駆動機構を受容するように、該ステージは改造されている。交換可能駆動機構はステージ内のいくつかの特定位置に機能的に配置することができる。従来の複合顕微鏡を図１の斜視図に表示している。本発明は種々の光学顕微鏡への使用に適するが、本発明の理解のためには、基礎的顕微鏡の構造および機能の再検討が有益である。
【００１９】
図１は複合顕微鏡１０の一般的構造を図示している。この顕微鏡は広く、顕微鏡の全ての構成部品が取付けられる取付スタンド１２を有する。図示した例では、観察筒１９は双眼であり、本体と２つの接眼鏡２１からなっている。該観察筒は本発明とは特に関係がなく、本発明はいかなるタイプの観察筒（双眼、単眼、三眼、ビデオ、その他）と構成された顕微鏡での使用にも適している。対物レンズ２３は回転タレット１５に載置されている。顕微鏡１０はさらにスタンド１２に取付けられた交換可能顕微鏡ステージ・システム１１を備えている。交換可能顕微鏡ステージ・システム１１はスライド・マウント１６，ステージ１４，および駆動機構２７を有する。スライド・マウント１６はステージ・システム１１と統合され、観察試料を保持するスライド１７の位置を動かす。粗動焦点ノブ２５と微動焦点ノブ１３は回転可能にスタンド１２に取り付けられている。回転ノブ１３と２５はステージ１４を上下方向に動かし、さらに顕微鏡光路内でスライド１７を動かし、試料への焦点合わせを可能にする。
【００２０】
図２は本発明の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリ１１の斜視図である。ステージ１４はスライド１７を支持する。駆動機構２７は駆動軸２９，第１ステージ位置合わせノブ１８および第２ステージ位置合わせノブ２０を備えている。駆動軸２９は外側駆動軸２２と内側駆動軸４８（図９に示す）を有する。駆動機構２７はステージ１４の下側の複数の位置に脱着自在に固定できるよう配置され、右手または左手での使用に対応する。第１ステージ位置合わせノブ１８は外側駆動軸２２（図９に示す）に固定して取り付けられ、ステージ１４を前後に動かす。第２ステージ位置合わせノブ２０は内側駆動軸４８に固定して取り付けられ、スライド・マウント１６を左右に動かし、さらにスライド１７を動かす。第１ステージ位置合わせノブ１８は前後にステージ１４を動かし、これに対し第２ステージ位置合わせノブ２０は左右方向にスライド・マウント１６を動かす。
【００２１】
図３は本発明の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリ１１の右手用構成の底面斜視図である。この構成では、駆動機構２７は取付穴２４内に脱着自在に固定される。ステージ取付プレート３４とステージ１４は、取付プレート３４とステージ１４の間の軸方向の相対運動が可能となるよう機能的に配置される。スライド・マウント１６の前記した運動は、スライド・マウント１６とスライド・マウント・ガイド３０の間の固定取付により円滑になる。この構成において、ピニオン５８は外側駆動軸２２の最末端に位置し、第１ステージ位置合わせノブ１８の反対側にある。ピニオン５８の歯はラック３８の歯６０と連動する。ラック３８はステージ取付プレート３４に取り付けられ、回転力がピニオン５８に加わると、取付プレート３４とステージ１４の間の軸方向の相対運動を生じさせる。
【００２２】
図４は本発明の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリ１１の左手用構成の底面斜視図である。この構成では、駆動機構２７は取付穴２６内に脱着自在に固定される。該取付プレート３４とステージ１４の間の軸方向の相対運動が可能となるように、ステージ取付プレート３４とステージ１４は機能的に配置される。スライド・マウント１６の前記した運動は、該スライド・マウント１６とスライド・マウント・ガイド３０の間の固定取付により容易となる。この構成では、ピニオン５８は外側駆動軸２２（図９に示す）の最末端にあり、第１ステージ位置合わせノブ１８の反対側にある。ピニオン５８の歯はラック４０の歯６２と噛み合う。ラック４０はステージ取付プレート３４に取り付けられ、回転力がピニオン５８に加わると、取付プレート３４とステージ１４の間の軸方向の相対運動を生じさせる。
【００２３】
駆動機構２７はステージ１４に脱着自在に固定される。この固定は当業者には既に公知のどの方法によってなされてもよい。好適実施例では、この駆動機構は位置決めネジで脱着自在に固定され、該位置決めネジは駆動機構の保持カラー（ｒｅｔａｉｎｉｎｇ  ｃｏｌｌａｒ）４４とステージ１４とを噛み合わせる。図５は本発明の交換可能顕微鏡ステージ駆動機構２７の底面の斜視図であり、保持カラー４４とステージ１４との噛み合わせから取付ネジ４２（図６に示す）を取り外す状態を図示する。該取付ネジはレンチ２８，好ましくはアレンレンチ（Ａｌｌｅｎ  ｗｒｅｎｃｈ）により取り去られるところを示している。
【００２４】
図６はステージから除去後の駆動機構を図示する。取付ネジ４２はレンチ２８にまだ付いた状態で図示されている。さらにこの図ではスライド・マウント駆動部材３２とテンションスプリング５９が図示され、共にネジ６１で固定され、ネジ６１はスライド・マウント・ガイド３０に取り付けられている。駆動プーリー５６（図９に示す）の回転は、駆動部材３２に駆動力を伝える。力は伝達され、スプリング５９により緩和され、ネジ６１によるガイド３０と駆動部材３２の間の取付によりガイド３０を動かす。ガイド３０の動きはさらにスライド・マウント１６を動かし、この並進運動により観察するスライド１７（図１に示す）の位置が変化する。加えて、この実施例は、前記した「手動」テクニックの使用のためのステージ機構の構成を図示する。
【００２５】
図７は本発明の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリの底面の斜視図であり、本発明の左手用の配置を図示している。この図において、駆動機構２７はステージ１４の取付穴２６内に配置されている。この図において、機構保持のために取付ネジ４２をアレンレンチ２８で締め付けている状態を示している。
【００２６】
図８は本発明の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリの平面図である。
【００２７】
図９は、図８の線９−９に沿って切り出した本発明の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリの断面図である。図９から、外側駆動軸２２と内側駆動軸４８は共軸状に機能的に配置されている。第１ステージ位置決めノブ１８は外側駆動軸２２に固定されている。第２ステージ位置決めノブ２０は内側駆動軸４８に固定されている。この図に示されたように、第２ステージ位置決めノブ２０と対置された内部駆動軸４８の最末端は、円錐台状のプランジャ・ヘッド５０となっているが、他の形状のプランジャ・ヘッドも可能であり、それらも本発明の範囲内である。スプリング５２は縮圧されており（ｂｉａｓｅｄ）、プランジャ・ヘッド５０と駆動プーリー５６の間の連動力を提供する。
【００２８】
図１０は、図８の線１０−１０に沿って切断した本発明の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリの断面図であり、さらに取付ネジと共にステージ位置決めノブ１８と２０，および駆動軸２２と４８の配置を示している。この図において、プランジャ・ヘッド５０には、プランジャ・ヘッドにかかるはずの押力がかっておらず、従ってプランジャ・ヘッド５０と駆動プーリー５６は連動するように接触していないので、この構成において駆動部材３２には駆動力はかかっていない。
【００２９】
図１１は図１０の曲線で囲った領域に示した交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリの拡大図である。この図はさらにステージ１４中の駆動軸２２と４８を保持するための取付ネジ４２と共に保持カラー４４の使用状態を図示している。カラー４４は環状リング４５を備えており、ここにネジ４２はステージ１４内でカラー４４を脱着自在に固定して位置している。
【００３０】
図１２は、ステージ位置決めノブ１８と２０、および駆動軸４８の自由度を図示し、プランジャ・ヘッド５０と駆動プーリー５６の間の連動状態を示している他は、図１０と同様の駆動アセンブリの図である。両方のステージ位置決めノブ１８と２０は回転運動するよう機能的に配置されている。内側駆動軸４８は、回転と軸方向の運動用に機能的に配置されている。ステージ１４の前進運動は第１ステージ位置決めノブ１８の右回転により行われる。スライド・マウント１６の右方向運動は第２ステージ位置決めノブ２０の右回転により行われる。
【００３１】
図１３は、図１２中に囲った領域に示す交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリの拡大図である。この図において、スプリング５２は保持カラー４４の内部表面４６とプランジャ・ヘッド５０の上表面４９に接している。前記のようにこの接触が、駆動プーリー５６内の取付面４７と連動するようにプランジャ・ヘッド５０を押圧する。この実施例において、プランジャ・ヘッド５０と取付面４７は互いに連動し、ここにプランジャ・ヘッド５０と取付面４７の形状は円錐台状である。
【００３２】
図１４は、駆動軸５３内の取付面５７とプランジャ・ヘッド５１の追加例を除いては、図１３と同様の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリの拡大図である。この実施例において、スプリング５２は保持カラー４４の内部表面とプランジャ・ヘッド５１の上面６４に接している。前記のようにこの接触が、駆動プーリー５３内の取付面５７と連動するようプランジャ・ヘッド５１を押圧する。図に示すように、プランジャ・ヘッド５１と取付面５７は互いに連動し、ここにプランジャ・ヘッド５１と取付面５７の形状は円筒状である。
【００３３】
図１５は、駆動プーリー５５内の取付面６３とプランジャ・ヘッド５４の追加例を除いては、図１３と同様の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリの拡大図である。この実施例において、スプリング５２は保持カラー４４の内部表面４６とプランジャ・ヘッド５４の上面６５に接している。前記のようにこの接触がプランジャ・ヘッド５４を押圧し、駆動プーリー５５内の取付面６３と連動させる。図に示すように、プランジャ・ヘッド５４と取付面６３は互いに連動し、ここにプランジャ・ヘッド５４と取付面６３の形状は曲面である。
【００３４】
従って、本発明の目的は効率的に達成され、当業者には本発明の修正、変更は明らかであり、これらの修正、変更はクレームされた本発明の範囲内であると意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリを使用するように構成された典型的複合顕微鏡の斜視図である。
【図２】本発明の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリの斜視図である。
【図３】右利きの人が使用するように機能的に配置された駆動機構を有する、本発明の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリの底面の斜視図である。
【図４】左利きの人が使用するように機能的に配置された駆動機構を有する、本発明の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリの底面の斜視図である。
【図５】右利き用の配置にある駆動機構の保持方法を示した、本発明の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリの底面の斜視図である。
【図６】動作位置から駆動機構を取り除いた状態を示した、本発明の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリの底面の斜視図である。
【図７】左利き用の配置にある駆動機構の保持方法を示した、本発明の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリの底面の斜視図である。
【図８】本発明の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリの平面図である。
【図９】図８の線９−９に沿った、本発明の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリの断面図である。
【図１０】図８の線１０−１０に沿った、本発明の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリの断面図である。
【図１１】図１０に示す本発明の線で囲った部分の拡大図である。
【図１２】ステージ駆動機構の動きの自由度を図示した、図８の線１０−１０に沿った、本発明の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリの断面図である。
【図１３】図１２に示す本発明の線で囲った部分の拡大図である。
【図１４】図１３と同様にプランジャ・ヘッドと駆動プーリーの第２の実施例を図示した本発明の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリの拡大図である。
【図１５】図１３と同様にプランジャ・ヘッドと駆動プーリーの第３の実施例を図示した本発明の交換可能顕微鏡ステージ駆動アセンブリの拡大図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０・・・顕微鏡、１１・・・ステージ・システム、１２・・・取付スタンド、１３，２５・・・焦点ノブ、１４・・・ステージ、１５・・・タレット、１６・・・スライド・マウント、１７・・・スライド、１８、２０・・・ステージ位置合わせノブ、１９・・・観察筒、２１・・・接眼鏡、２３・・・対物レンズ、２７・・・駆動機構、２８・・・レンチ、２９、４８・・・駆動軸、３０・・・スライド・マウント・ガイド、３４・・・ステージ取付プレート、３８、４０・・・ラック、４４・・・カラー、５０・・・プランジャ・ヘッド、５２・・・スプリング、５６・・・プーリー、５８・・・ピニオン、
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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