(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩行センサを有し該歩行センサで検出した使用者の歩行に対応する歩行信号を出力する加速度検出部と、前記加速度検出部からの歩行信号に基づいて歩数を計数する計数部とを有し、少なくとも前記歩行センサは使用者の身体に装着して使用される電子歩数計において、
前記計数部は、前記加速度検出部の出力信号中の歩行周期に対応する所定周期の信号のうちの、最新の所定数の信号周期の移動平均を第１の基準周期として算出する歩行周期演算部と、
前記第１の基準周期を基準とする所定範囲を第１の基準周期範囲として、前記第１の基準周期範囲内の各信号を１歩分として計数すると共に、前記第１の基準周期範囲外の信号のうち、前記第１の基準周期のｎ（正の整数）倍を基準とする所定範囲内にある信号をｎ歩分として計数する歩数カウント部とを備えることを特徴とする電子歩数計。
【請求項２】
前記計数部は、前記加速度検出部の出力信号中の歩行周期に対応する所定周期の信号が前記第１の基準周期範囲内の信号か否かを判断する歩行周期比較部と、前記加速度検出部の出力信号中の歩行周期に対応する所定周期の信号のうち、前記歩行周期比較部が前記第１の基準周期範囲外と判断した信号が、前記第１の基準周期のｎ（正の整数）倍を基準とする所定周期範囲内の信号か否かを判断する規定外歩数処理部と、前記加速度検出部の出力信号中の歩行周期に対応する所定周期の信号のうち、前記歩行周期比較部が前記第１の基準周期範囲内の信号と判断した各信号を１歩分として計数すると共に、前記規定外歩数処理部が前記第１の基準周期のｎ（正の整数）倍を基準とする所定周期範囲内の信号と判断した信号をｎ歩分として計数する歩数カウント部とを備えて成ることを特徴とする請求項１記載の電子歩数計。
【請求項３】
前記計数部は前記加速度検出部からの所定数の信号周期の移動平均をとる歩行周期演算部を有し、前記歩行周期比較部は、前記歩行周期演算部で算出した移動平均を基準とする所定範囲を前記第１の基準周期範囲として使用して、前記加速度検出部の出力信号中の歩行周期に対応する所定周期の信号が前記第１の基準周期範囲内の信号か否かを判断することを特徴とする請求項２記載の電子歩数計。
【請求項４】
前記第１の基準周期範囲を記憶する基準値記憶手段を備え、前記歩行周期比較部は、前記基準値記憶手段に記憶した第１の基準周期範囲を使用して、前記加速度検出部の出力信号中の歩行周期に対応する所定周期の信号が前記第１の基準周期範囲内の信号か否かを判断することを特徴とする請求項２記載の電子歩数計。
【請求項５】
前記基準値記憶手段に前記第１の基準周期範囲を記憶するための操作手段を備えて成ることを特徴とする請求項４記載の電子歩数計。
【請求項６】
歩行センサを有し該歩行センサで検出した使用者の歩行に対応する歩行信号を出力する加速度検出部と、前記加速度検出部からの歩行信号に基づいて歩数を計数する計数部とを有し、少なくとも前記歩行センサは使用者の身体に装着して使用される電子歩数計において、
前記計数部は、前記加速度検出部の出力信号中の歩行周期に対応する所定周期の信号を出力するフィルタ部と、
前記フィルタ部からの信号のうちの最新の所定数の信号周期の移動平均をとることによって基準歩行周期を算出する歩行周期演算部と、
前記基準歩行周期に基づく第１の基準周期範囲と前記フィルタ部からの信号の周期とを比較して、前記フィルタ部から出力された信号のうち、前記第１の基準周期範囲内の周期の信号を１歩分の歩数として出力すると共に、前記フィルタ部からの信号のうち、前記第１の基準周期範囲外の信号を出力する歩行周期比較部と、
前記基準歩行周期のｎ（正の整数）倍を基準とする所定周期範囲である第２の基準周期範囲と前記歩行周期比較部からの前記第１の基準周期範囲外の信号の周期とを比較して、前記歩行周期比較部からの信号のうち、前記第２の基準周期範囲内の周期の信号をｎ歩分の歩数として出力すると共に、前記第２の基準周期範囲外の周期の信号の場合にはノイズとして排除する規定外歩数処理部と、
前記歩行周期比較部から出力された１歩分の歩数及び前記規定外歩数処理部から出力されたｎ歩分の歩数を現在の歩数に加算することによって歩数を計数する歩数カウント部と、を備えて成ることを特徴とする電子歩数計。
【請求項７】
前記歩行センサは使用者の腕に装着して使用されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の電子歩数計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体に装着して使用され、該装着した人の歩数を電子的に計数する電子歩数計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、人体に装着して使用され、電子的な処理を施すことによって使用者の歩数を計数する電子歩数計が開発されている。
【０００３】
歩数の計数は、歩行中の人体の上下運動による加速度を検出し、その回数を歩数として計数するのが一般的である。
【０００４】
しかし、実際には歩行以外の生活動作による様々なノイズを拾ってしまい、歩数を正確に測定することが出来ないという問題点が以前から指摘されている。
【０００５】
これを解決するために、フィルタリング処理として一旦加速度を検出した後に所定の不感帯期間を設けノイズによる誤検出を回避する方法（例えば、特許文献１参照）、検出した所定回数連続して検出信号が出力したことを検出して、はじめてこれを歩数として計数する方法（例えば、特許文献２、特許文献３参照）、歩行の周期を検出し、その周期と歩行時間から歩数を演算する方法（例えば、特許文献４参照）等が提案されている。
【０００６】
図３は、前記特許文献１に記載された歩数計のブロック図である。歩数計は、使用者の身体に装着して使用されると共に使用者の歩行によって生じる加速度を検出して歩行に対応する信号（歩行信号）を出力する加速度検出部３０１、加速度検出部３０１の出力信号から歩行周期に対応する所定周期の信号を出力するフィルタ部３０２、フィルタ部３０２から出力された信号のうちの所定数の信号を平均することによって基準となる歩行周期を算出する歩行周期演算部３０６、フィルタ部３０２から出力された信号の周期と歩行周期演算部３０７で算出された基準となる歩行周期とを比較して、フィルタ部３０２から出力された信号のうち、前記基準となる歩行周期に類似する周期の信号を出力する歩行周期比較部３０３と、歩行周期比較部３０３からの信号を計数する歩数カウント部３０４、歩数カウント部３０４で計数した計数値を表示する表示部３０５を備えている。尚、フィルタ部３０２、歩行周期比較部３０３、歩数カウント部３０４、歩行周期演算部３０６は、中央処理装置（ＣＰＵ）と該ＣＰＵが実行するプログラムを格納した記憶部とによって構成することができる。
【０００７】
加速度検出部３０１は、歩行者の歩行によって生じる加速度を検出して歩行に対応する信号を出力する。フィルタ部３０２は、加速度検出部３０１の出力信号から歩行周期に対応する所定周期の信号を出力する。歩行周期演算部３０６は、フィルタ部３０２から出力された信号のうちの所定数の信号を平均することによって基準となる歩行周期を算出する。歩行周期比較部３０３は、フィルタ部３０２から出力された信号の周期と歩行周期演算部３０６で算出された基準となる歩行周期とを比較して、フィルタ部３０２から出力された信号のうち、前記基準となる歩行周期に類似する周期の信号を出力する。歩数カウント部３０４は、歩行周期比較部３０３からの信号を歩行に対応する信号として計数する。表示部３０５は、歩数カウント部３０４で計数した計数値である歩数を表示する。
【０００８】
このように、歩行周期比較部３０３が基準となる歩行周期に類似する周期で発生する信号を出力するように構成することによって、歩行周期に類似する期間以外で発生する信号は検出しないように、所定の不感帯期間を設けている。これにより、ノイズを歩行による信号と誤って検出することを回避することが可能になる。
【０００９】
図４は、前記従来の電子歩数計にける信号検出動作を説明するための信号波形図であり、加速度センサを使用者の腕に装着して歩数計測する方式の電子歩数計の例である。図４において、横軸は時間、縦軸は加速度検出部３０１で検出される加速度である。加速度信号波形と基準レベルＸとの交点位置（時間軸に示した矢印位置）が、検出された歩行を表している。加速度信号波形の周期はＴであり、加速度センサを腕に装着する方式であるため、１周期Ｔ当たり２歩検出される。
【００１０】
実際には歩行における上下運動の加速度だけを検出することは非常に困難であり、日常生活における歩行以外の動作や、歩行中の腕の振り方等の付帯動作の影響を受けるため、検出される加速度信号はこれらの合算となる。このため、検出レベルの揺らぎが生じて、本来ならば検出されるべき歩行信号が検出されずに抜けてしまうという問題がある。即ち、図４において、本来ならば谷４０１〜４０３は基準レベルＸの下方まで突出して基準レベルＸと交差し、交差点位置が歩数として計数されるはずであるが、検出レベルの揺らぎが生じて、検出されるべき歩行信号に抜けが発生しているため、計数漏れが生じてしまうという問題がある。
【特許文献１】特開昭５６−８６３０９号公報（第１頁〜第２頁、図２〜図４）
【特許文献２】特開昭６３−２６２７８４号公報（第２頁〜第４頁、図４、図５）
【特許文献３】特許第３０１７５２９号公報（第２頁、図１〜図４）
【特許文献４】特許第２６９７９１１号公報（第２頁、図１〜図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、検出するのに十分な歩行信号が得られない場合でも、より正確な歩数計測を行えるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、歩行センサを有し該歩行センサで検出した使用者の歩行に対応する歩行信号を出力する歩行検出手段と、前記歩行検出手段からの歩行信号に基づいて歩数を計数する計数手段とを有し、少なくとも前記歩行センサは使用者の身体に装着して使用される電子歩数計において、前記計数手段は、前記歩行検出手段からの信号のうちの第１の基準周期範囲内の各信号を１歩分として計数すると共に、前記第１の周期範囲外の信号のうち、第１の基準周期のｎ（正の整数）倍を基準とする所定範囲内にある信号をｎ歩分として計数することを特徴とする電子歩数計が提供される。
【００１３】
歩行検出手段は、使用者の歩行を検出して該歩行に対応する歩行信号を出力する。計数手段は、歩行検出手段からの信号のうちの第１の基準周期範囲内の各信号を１歩分として計数すると共に、前記第１の周期範囲外の信号のうち、第１の基準周期のｎ（正の整数）倍を基準とする所定範囲内にある信号をｎ歩分として計数する。
【００１４】
ここで、前記計数手段は、前記歩行検出手段からの信号が前記第１の基準周期範囲内の信号か否かを判断する第１の周期判断手段と、前記歩行検出手段からの信号のうち、前記第１の周期判断手段が前記第１の基準周期範囲外と判断した信号が、前記第１の基準周期のｎ倍を基準とする所定周期範囲内の信号か否かを判断する第２の周期判断手段と、前記歩行検出手段からの信号のうち、前記第１の周期判断手段が前記第１の基準周期範囲内の信号と判断した各信号を１歩分として計数すると共に、前記第２の周期判断手段が前記第１の基準周期のｎ倍を基準とする所定周期範囲内の信号と判断した信号をｎ歩分として計数する歩数計数手段とを備えて成るように構成してもよい。
【００１５】
また、前記計数手段は前記歩行検出手段からの所定数の信号周期の移動平均をとる基準周期算出手段を有し、前記周期判断手段は、前記基準周期算出手段で算出した移動平均を基準とする所定範囲を前記第１の基準周期範囲として使用して、前記歩行検出手段からの信号が前記第１の基準周期範囲内の信号か否かを判断するように構成してもよい。
【００１６】
また、前記第１の基準周期範囲を記憶する基準値記憶手段を備え、前記周期判断手段は、前記基準値記憶手段に記憶した第１の基準周期範囲を使用して、前記歩行検出手段からの信号が前記第１の基準周期範囲内の信号か否かを判断するように構成してもよい。
【００１７】
また、前記基準値記憶手段に前記第１の基準周期範囲を記憶するための操作手段を備えて成るように構成してもよい。
【００１８】
また、前記第１の基準周期範囲と前記第２の基準周期範囲は同一であるように構成してもよい。
【００１９】
また、前記歩行センサは使用者の腕に装着して使用されるように構成してもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、検出するのに十分な歩行信号が得られない場合でも、より正確な歩数計測を行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態に係る電子歩数計について図面を用いて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態に係る電子歩数計のブロック図である。
【００２３】
図１において、電子歩数計は、加速度センサによって構成された歩行センサ１００を有すると共に歩行センサ１００によって使用者の歩行（走行を含む。）を検出して該歩行に対応する信号（歩行信号）を出力する加速度検出部１０１、加速度検出部１０１からの歩行信号に基づいて使用者の歩数を計数する計数部１０２、液晶表示装置によって構成され計数部１０２で計数した歩数を表示する表示部１０３、計数部１０２の計数開始操作や終了操作、計数データのリセット操作、基準周期範囲の設定操作等の操作を行うための操作手段としてのスイッチ１０４を備えている。
【００２４】
計数部１０２は、中央処理装置（ＣＰＵ）と該ＣＰＵが実行するプログラムを格納した記憶部とによって構成することができる。
【００２５】
図１では、計数部１０２を機能的に表した機能ブロック図で示しており、計数部１０２は、加速度検出部１０１の出力信号中の歩行周期に対応する所定周期の信号を出力するフィルタ部１０５、フィルタ部１０５からの信号のうちの最新の所定数の信号周期の移動平均Ｔａをとることによって基準歩行周期を算出する歩行周期演算部１０８、前記基準歩行周期に基づく第１の基準周期範囲（本実施の形態では、Ｔａ±１０％）とフィルタ部１０５からの信号の周期とを比較して、フィルタ部１０５から出力された信号のうち、前記第１の基準周期範囲内の周期の信号を１歩分の歩数として歩数カウント部１０７に出力すると共に、フィルタ部１０５からの信号のうち、前記第１の基準周期範囲外の信号を規定外歩数処理部１０９に出力する歩行周期比較部１０６、前記基準歩行周期に基づく第２の基準周期範囲（本実施の形態では、ｎＴａ±１０％（ｎは正の整数））と歩行周期比較部１０６からの信号の周期とを比較して、歩行周期比較部１０６からの信号のうち、前記第２の基準周期範囲内の周期の信号をｎ歩分の歩数として歩数カウント部１０７に出力すると共に、前記第２の基準周期範囲外の周期の信号の場合にはノイズとして排除する規定外歩数処理部１０９、歩行周期比較部１０６及び規定外歩数処理部１０９から得られた歩数を現在の歩数に加算することによって歩数を計数する歩数カウント部１０７を備えている。
【００２６】
歩行周期比較部１０６は第２の基準周期記憶部１１１とともに基準周期記憶手段を構成する第１の基準記憶部１１０を有するように構成し、第１の基準周期記憶部１１０に予め前記第１の基準周期範囲を設定するようにすれば、歩行周期演算部１０８を省略することができる。この場合、前記第１の基準周期範囲は予め固定した一の値に固定されることになる。また、基準周期記憶部１１０に対する前記第１の基準周期範囲の設定は、スイッチ１０４によって行う。
【００２７】
フィルタ部１０５は基準周期記憶手段を構成する第２の基準周期記憶部１１１を有しており、基準周期記憶部１１１には、使用者が通常歩行する時の周期の変動範囲（第３の基準周期範囲）が予め記憶されている。本実施の形態では、前記第３の基準周期範囲は、３３３ｍｓｅｃ（１８０ｒｐｍ）〜１０００ｍｓｅｃの範囲に設定している。また、第２の基準周期記憶部１１１に対する前記第３の基準周期範囲の設定は、スイッチ１０４によって行う。
【００２８】
尚、加速度検出部１０１は歩行検出手段を、計数部１０２は計数手段を、表示部１０３は表示手段を、スイッチ１０４は操作手段を、歩行周期比較部１０６は第１の周期判断手段を、歩数カウント部１０７は歩数計数手段を、歩行周期演算部１０８は基準周期算出手段を、規定外歩数処理部１０９は第２の周期判断手段を各々構成している。
【００２９】
図２は、計数部１０２の処理を示すフローチャートである。
【００３０】
以下、図１、図２及び必要に応じて図４を参照して、本実施の形態に係る電子歩数計の動作を説明する。
【００３１】
先ず、使用者は歩数計測を行う準備として、電子歩数計を身体に装着する。このとき、加速度検出部１０１に含まれる加速度センサは腕に装着する。この状態で、使用者はスイッチ１０４を操作することによって電子歩数計に歩数計測動作を開始させると共に歩行を開始する。
【００３２】
加速度検出部１０１は使用者の歩行（走行を含む。）を検出して該歩行に対応する信号（歩行信号）を出力する。フィルタ部１０５は、加速度検出部１０１の出力信号の周期Ｔが、予め定めた歩行の基準周期範囲（前記第３の基準周期範囲）内の値か否かを判断する（ステップＳ２０１）。即ち、フィルタ部１０５は、加速度検出部１０１の出力信号の周期Ｔが、基準記憶部１１１に予め記憶した前記第３の基準周期範囲内に入るか否かを判断する。本実施の形態では、フィルタ部１０５は出力信号の周期Ｔが、３３３ｍｓｅｃ（１８０ｒｐｍ）＜Ｔ＜１０００ｍｓｅｃを満足するか否かを判断する。
【００３３】
フィルタ部１０５は、ステップＳ２０１において、前記周期Ｔが前記第３の基準周期範囲内でない場合には、ノイズと判断して、信号は出力しない（ステップ２０６）。フィルタ部１０５は、ステップＳ２０１において、前記周期Ｔが前記第３の基準周期範囲内である場合には、加速度検出部１０１からの信号が歩行信号であると判断して該信号を出力する。
【００３４】
次に、歩行周期比較部１０６は、フィルタ部１０５からの信号と、歩行周期演算部１０８によって算出された基準歩行周期に基づく前記第１の基準周期範囲とを比較することにより、フィルタ部１０５からの信号が前記基準歩行周期に類似するか否かを判断する（ステップＳ２０２）。
【００３５】
ここで、前記類似するか否かの判断基準としては、ノイズによる計数誤差を生じることが少なく且つ歩行信号を漏れが少なく計数可能な基準である。本実施の形態では、前記第１の基準周期範囲としてＴａ±１０％（Ｔａは、フィルタ部１０５から出力される最新の所定数の歩行の周期の移動平均値）としており、フィルタ部１０５からの信号が前記第１の基準周期範囲内のときは、前記基準歩行周期に類似すると判断するようにしている。
【００３６】
歩行周期比較部１０６は、ステップＳ２０２においてフィルタ部１０５からの信号が前記第１の基準周期範囲内と判断した場合には、歩行信号と判断して、歩数カウント部１０７に歩行信号を１歩分出力する。歩数カウント部１０７は、歩行周期比較部１０６からの歩行信号を計数して、今までの歩数計数値に１カウント加算し、表示部１０３に出力する（ステップＳ２０３）。表示部１０３には、今まで表示していた計数値に１カウント加算した計数値が累積の歩数として表示される。
【００３７】
一方、歩行周期比較部１０６は、ステップＳ２０２においてフィルタ部１０５からの信号が前記第１の基準周期範囲外と判断した場合は、フィルタ部１０５からの信号を規定外歩数処理部１０９に出力する。
【００３８】
規定外歩数処理部１０９は、フィルタ部１０５からの信号と、歩行周期演算部１０８によって算出された基準歩行周期に基づく第２の基準周期範囲とを比較することにより、フィルタ部１０５からの信号が前記基準歩行周期のｎ倍（ｎは正の整数）に類似するか否かを判断する（ステップＳ２０４）。
【００３９】
ここで、前記類似するか否かの判断基準としては、ノイズによる計数誤差を生じることが少なく且つ歩行信号を漏れが少なく計数可能な基準である。本実施の形態では、前記第２の基準周期範囲として、前記移動平均Ｔａのｎ倍（ｎＴａ）±１０％としており、フィルタ部１０５からの信号が前記第２の基準周期範囲内のときは、前記基準歩行周期のｎ倍に類似すると判断するようにしている。
【００４０】
規定外歩数処理部１０９は、ステップＳ２０４においてフィルタ部１０５からの信号が前記基準歩行周期のｎ倍に類似すると判断した場合、即ち、フィルタ部１０５からの信号が前記第２の基準周期内と判断した場合には、フィルタ部１０５からの信号がｎ個の歩行信号であると判断して、歩数カウント部１０７に歩行信号をｎ歩分出力する。歩数カウント部１０７は、規定外歩数処理部１０９からのｎ歩分の歩行信号を計数して、今までの歩数計数値にｎカウント加算し、表示部１０３に出力する（ステップＳ２０５）。表示部１０３には、今まで表示していた計数値にｎカウント加算した計数値が累積の歩数として表示される。
【００４１】
規定外歩数処理部１０９は、ステップＳ２０４においてフィルタ部１０５からの信号が前記基準歩行周期のｎ倍に類似しないと判断した場合、即ち、フィルタ部１０５からの信号が前第２の基準範囲内にないと判断した場合には、フィルタ部１０５からの信号が歩行信号ではなくノイズであると判断して、歩数カウント部１０７には信号は出力しない（ステップ２０６）。
【００４２】
前記動作を繰り返すことにより、計数部１０２は、加速度検出部で検出した歩行信号に基づいて歩数の計数処理を行い、累積した歩数が表示部１０３に随時表示される。
【００４３】
使用者は歩数計測を終了する場合には、スイッチ１０４を操作することにより、計数部１０２の計数動作を停止させることができる。また、表示部１０３の表示をリセットする場合にもスイッチ１０４を操作することによって行うことができる。
【００４４】
以上のように、本実施の形態に係る電子歩数計は、歩行センサを有し該歩行センサで検出した使用者の歩行に対応する歩行信号を出力する加速度検出部１０１と、加速度検出部１０１からの歩行信号に基づいて歩数を計数する計数部１０２を有し、少なくとも前記歩行センサは使用者の腕等の身体に装着して使用される電子歩数計において、前記計数部１０２は、加速度検出部１０１からの信号のうちの第１の基準周期範囲内の各信号を１歩分として計数すると共に、前記第１の周期範囲外の信号のうち、第１の基準周期のｎ（正の整数）倍を基準とする所定範囲内にある信号をｎ歩分として計数することを特徴としている。
【００４５】
したがって、図４の谷４０１〜４０３のように検出するのに十分な歩行信号が得られない場合でも、加速度検出部１０１からの信号が第１の基準周期のｎ倍を基準とする所定範囲（例えば、ｎＴａ±１０％の範囲）内にあれば、外乱等でその間の信号が検出されなかったとしても、ｎ歩分の歩数として計数するため、より正確な歩数計測を行うことが可能になる。
【００４６】
尚、前記実施の形態では、歩行センサとして加速度センサを使用したが、靴底に設けた圧力センサ等を使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
歩数計の構成要素全てを使用者に装着して使用するように構成した電子歩数計や、一部の構成要素（少なくともセンサ）を使用者に装着すると共に他の構成要素を前記一部の構成要素と無線で信号の送受信を行うように構成し、前記他の構成要素は使用者から離れた場所に設けるようにした電子歩数計等にも適用可能である。また、歩行センサを腕以外の身体に装着するようにした電子歩数計にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子歩数計のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【図３】従来の電子歩数計のブロック図である。
【図４】従来の電子歩数計の動作を説明するための信号波形図である。
【符号の説明】
【００４９】
１００・・・歩行センサ
１０１・・・歩行検出手段としての加速度検出部
１０２・・・計数手段としての計数部
１０３・・・表示手段としての表示部
１０４・・・操作手段としてのスイッチ
１０５・・・フィルタ部
１０６・・・第１の周期判断手段としての歩行周期比較部
１０７・・・歩数計数手段としての歩数カウント部
１０８・・・基準周期算出手段としての歩行周期演算部
１０９・・・第２の周期判断手段としての規定外歩数処理部
１１０・・・基準値記憶手段としての基準値記憶部
１１１・・・基準周期記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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