(57)【要約】【課題】本発明は、電源選択の自由度が増し軽量で長時間動作可能な携帯型情報機器を提供することを課題とする。【解決手段】電源ユニット１から電源接続ケーブル１１を介して表示部２、および制御回路部３を動作させるのに必要な電力が供給される。電源ユニット１からの電圧は制御回路部３に設けられた電源監視回路により監視され、その状態が表示部２に表示される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動中に使用することを目的とする少なくとも表示部、制御回路部、およびこれら各部を収納する本体筐体と、バッテリーおよび当該バッテリーを収納する電源ユニットと、電源接続ケーブルとよりなり、前記電源ユニットは前記本体筐体とは独立したユニットとして使用者が携行可能または使用者の体に装着可能に構成し、前記表示部および前記制御回路部を動作せしめる電力を、前記電源接続ケーブルを介して前記電源ユニットより供給することを特徴とする携帯型情報機器。
【請求項２】
移動中に使用することを目的とする少なくとも表示部、制御回路部、およびこれら各部を収納する本体筐体と、バッテリーおよび当該バッテリーを収納する電源ユニットと、電源接続ケーブルとよりなり、前記電源ユニットは前記本体筐体とは独立したユニットとして使用者が携行可能または使用者の体に装着可能に構成し、前記表示部および前記制御回路部を動作せしめる電力を、前記電源接続ケーブルを介して前記電源ユニットより供給し、当該供給電力の状態を前記表示部に表示することを特徴とする携帯型情報機器。
【請求項３】
移動中に使用することを目的とする少なくとも表示部、制御回路部、およびこれら各部を収納する本体筐体と、バッテリーおよび当該バッテリーを収納する電源ユニットと、誤接続防止機能およびまたは電圧種別変換機能を備えた電源接続ケーブルとよりなり、前記電源ユニットは前記本体筐体とは独立したユニットとして使用者が携行可能または使用者の体に装着可能に構成し、前記表示部および前記制御回路部を動作せしめる電力を、前記電源接続ケーブルを介して前記電源ユニットより供給することを特徴とする携帯型情報機器。
【請求項４】
移動中に使用することを目的とする表示部、制御回路部、急速充放電用コンデンサ、およびこれら表示部、制御回路部、急速充放電用コンデンサを収納する本体筐体と、バッテリーおよび当該バッテリーを収納する電源ユニットと、電源接続ケーブルとよりなり、前記電源ユニットは前記本体筐体とは独立したユニットとして使用者が携行可能または使用者の体に装着可能に構成し、前記表示部および前記制御回路部を動作せしめる電力を、前記電源ユニットより前記電源接続ケーブルを介して前記急速充放電用コンデンサに供給することを特徴とする携帯型情報機器。
【請求項５】
移動中に使用することを目的とする少なくとも表示部、制御回路部、およびこれら各部を収納する本体筐体と、バッテリーおよび当該バッテリーを収納する出力電圧調整機能を有する電源ユニットと、電源接続ケーブルとよりなり、前記電源ユニットは前記本体筐体とは独立したユニットとして使用者が携行可能または使用者の体に装着可能に構成し、前記表示部および前記制御回路部を動作せしめる電力を、前記電源接続ケーブルを介して前記電源ユニットより供給することを特徴とする携帯型情報機器。
【請求項６】
前記電源ユニットに、燃料電池、機械式発電機、太陽光または人間の動作に伴う運動エネルギーまたは人間の体温を電気エネルギーに変換する発電手段の少なくとも一つを前記バッテリーの代替として、または前記バッテリーとともに収納したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の携帯型情報機器。
【請求項７】
移動中に使用することを目的とする表示部、制御回路部、およびこれらを収納する本体筐体と、シートバッテリーを使用した電源ユニットと、誤接続防止手段、電圧種別変換手段の少なくともいずれかを備えた電源接続ケーブルとよりなり、前記電源ユニットは前記本体筐体とは独立したユニットとして使用者の腰にベルトとともに、またはベルトの代替として装着可能に構成し、前記表示部および前記制御回路部を動作せしめる電力を、前記電源接続ケーブルを介して前記電源ユニットより供給し、当該供給電力の状態を前記表示部に表示することを特徴とする携帯型情報機器。
【請求項８】
移動中に使用する衛星放送受信機、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報機器、ポータブルＤＶＤ、ポータブルＣＤ、デジタルカメラ、ラジオ、電子ブック、ポータブル翻訳・通訳器、ポータブル英会話練習機の少なくとも一つの機能を有し、情報の受発信及び処理を目的とする表示部、制御回路部、およびこれら各部を収納する本体筐体と、バッテリーおよび当該バッテリーを収納する電源ユニットと、電源接続ケーブルとよりなり、前記電源ユニットは前記本体筐体とは独立したユニットとして使用者が携行可能または使用者の体に装着可能に構成し、前記表示部および前記制御回路部を動作せしめる電力を、前記電源接続ケーブルを介して前記電源ユニットより供給することを特徴とする携帯型情報機器。
【請求項９】
前記電源ユニットに、燃料電池、機械式発電機、太陽光または人間の動作に伴う運動エネルギーまたは人間の体温を電気エネルギーに変換する発電手段の少なくとも一つを前記バッテリーの代替として、または前記バッテリーとともに収納したことを特徴とする請求項８記載の携帯型情報機器。
【請求項１０】
移動中に使用する衛星放送受信機、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報機器、ポータブルＤＶＤ、ポータブルＣＤ、デジタルカメラ、ラジオ、電子ブック、ポータブル翻訳・通訳器、ポータブル英会話練習機の少なくとも一つの機能を有し、情報の受発信及び処理を目的とする表示部、制御回路部、およびこれら各部を収納する本体筐体と、シートバッテリーを使用した電源ユニットと、誤接続防止機能、電圧種別変換機能の少なくとも一方を備えた電源接続ケーブルとよりなり、前記電源ユニットは前記本体筐体とは独立したユニットとして使用者の腰にベルトと共に、またはベルトの代替として装着可能に構成し、前記表示部および前記制御回路部を動作せしめる電力を、前記電源接続ケーブルを介して前記電源ユニットより供給し、当該供給電力の状態を前記表示部に表示することを特徴とする携帯型情報機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者が徒歩、乗り物等により移動中に使用可能な携帯型情報機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
使用者が、例えば徒歩、自動車、電車、列車、飛行機などにより移動中に使用可能な携帯型情報機器には、衛星放送受信端末、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報機器（ＰＤＡ）、ポータブルＤＶＤ、ポータブルＣＤ、デジタルカメラ、ラジオ、電子ブック、ポータブル翻訳・通訳器、ポータブル英会話練習機などの専用機やそれらの複合機がある。この種、携帯型情報機器は、ユビキタスな情報化社会の実現に向けて今後最も重要な役割を果たし、かつまた大きな市場性を持つ。
【０００３】
この種、携帯型情報機器は、いずれも移動中に使用することを主目的としているので、バッテリー駆動で、かつ軽量でなければならない。そこで問題となるのがバッテリーの重量と、１回の充電で何時間動作可能かのバッテリー寿命である。快適にこれらの機能を使うためには、表示部はカラー液晶とし、かつ画面サイズもできるだけ大型のものが望ましい。また応答速度が遅いことにより使用者のストレスを生じさせないようにするために、制御回路の高速化（動作クロックとＣＰＵの処理速度の向上、メモリ容量の増加など）が必要になる。また前述の複合機の場合は、これらに複合機能を実現する制御回路も必要となる。このように構成された表示部と制御回路（複合端末の場合は複合機能制御回路）を動作させるための消費電力は一般には数ワットを超すようになる。従来からこの電力源となるバッテリーは、携帯型情報機器に組み込まれて一体構造となっていた。バッテリー寿命を長くすることと、本体を軽量化することとはトレードオフの関係にある。持ち運びに便利なようにするには、数百グラム以下の本体重量に収めることが望ましいが、これを優先すると現在もっとも効率の良い電池でも、２〜４時間のバッテリー寿命しか得られず、移動中での使用には近距離しか使えないとか、途中で使えなくなるとか著しい制限を伴っていた。またバッテリー寿命を延ばす手段として制御回路を簡単にする方法があるが、これには機能を犠牲にする必要があった。
【特許文献１】特開平６−３０２３０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、従来の携帯型情報機器に於いては、移動中の使用時に於けるバッテリー寿命を含んだ使い勝手の面で問題があった。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、移動中の使用時に於けるバッテリー寿命を含んだ使い勝手のよい携帯型情報機器を提供することを目的とする。さらに本発明は、移動中に長時間動作可能でかつ軽量な携帯型情報機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、携帯型情報機器に於いて、本体筐体と電源ユニットとを分離し、電源ユニットは使用者が携行するか、腰回りなど使用者の体に装着できるようにし、本体筺体には電源接続ケーブルにより電力を供給するように構成したことを特徴とする。このように、電源ユニットと本体筐体とを別体構成として、電源ユニットに大型のバッテリーを１個または小型バッテリーを複数個使用できるので使用時の電池寿命を著しく延ばすことができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電源選択の自由度が増し軽量で長時間動作可能な携帯型情報機器が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下図１乃至図１４を参照して本発明の実施形態を説明する。尚、上記各図に於いて、同一部分には同一符号を付している。
【０００９】
図１は本発明の第１実施形態の構成を示すブロック図であり、１は電源ユニット、２はＴＦＴ型カラー液晶でなる表示部、３は制御回路部、１１は電源接続ケーブルを示す。制御回路部３には、衛星放送受信、ＰＣ、携帯電話、ＰＤＡ、ポータブルＤＶＤ、ポータブルＣＤ、デジタルカメラ、ラジオ、電子ブック、ポータブル翻訳・通訳器、ポータブル英会話練習機などの一つまたは複数の機能を実現する制御回路が含まれている。電源ユニット１から電源接続ケーブル１１を介して表示部２、および制御回路部３を動作させるのに必要な電力が供給される。
【００１０】
図２は上記第１実施形態に於ける携帯型情報機器の本体の構成を示す図であり、図中、上記図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。図２に於いて、２０は本体筐体、２１は電源入力コネクタ、２２は機能選択スイッチ、２３は本体の電源のオン・オフスイッチ、２４は表示部２に表示された種々の情報から所要の情報を選択するためのカーソル移動機能と、選択した機能を決定するためのプッシュスイッチ機能とを有するポインティングスイッチ、２５はヘッドフォン端子を示す。電源ユニット１からの電力は電源入力コネクタ２１に供給され、電源オン・オフスイッチ２３を介して本体筐体２０内で接続された表示部２および制御回路部３に供給される。電力が供給され電源オン・オフスイッチ２３がオンになると、機能選択スイッチ２２により選択された機能の情報が表示部３に表示され、音声はヘッドフォン端子２５を介して（特に図示はしないが）、ヘッドフォンにより再生される。更に詳細な例として携帯電話機能を動作させる場合を説明すると、ポインティングスイッチ２４により、携帯電話機能を選択し起動させ、音声電話の場合にはヘッドフォンのレシーバとマイク機能により通話する。メールの場合にはポインティングスイッチ２４を操作して、表示部２に表示されたキーボードから文字を選択してメール文を作成して発信し、受信の場合には受信メールを選択して表示部２に表示する。このようにして携帯型情報機器の機能が実現される。
【００１１】
図３はベルトにバッテリーを付属し腰に巻きつけるようにした、電源ユニット１の一構成例を示したもので、３０はベルト、３１はベルト留め金具、３２はバッテリー、３３は電源出力コネクタを示す。使用者はベルト３０を腰に巻き、バッテリー３２からの電力を電源出力コネクタ３３を介して本体２０に送る。この際、上記バッテリー３２に充電可能なバッテリーを用い、このバッテリーに電源出力コネクタ３３より充電用の電力を供給可能な構成とすることで、より使い勝手のよい経済的に有利な構成の電源ユニットが実現される。
【００１２】
電源ユニット１を腰に巻きつけると、バッテリー３２の重さがさほど気にならないため、大きな容量のバッテリーを使用することが可能になる。
【００１３】
図４は電源ユニット１の１変形例を示したもので、４０は２枚に分かれたベルト、４１はベルト留め金具、４２は複数個に分割されたバッテリー群を示す。ベルト４０は複数のバッテリーを取り付け、電気的にそれらを接続する。バッテリー群４２からの電力は左右に設けられた電源出力コネクタ３３の一方を介して本体２０に送る。このように腰の周囲にバランス良くバッテリーを配置することにより、使用者の体の安定性が増し、ファッション性も高めることができる。
【００１４】
図５は薄い折り曲げ可能な「シートバッテリー」をベルトと兼ねて全体に配置した電源ユニットの構成例を示したもので、図中、５０はシートバッテリー兼ベルト、５１は留め金具を示す。シートバッテリー５０からの電力は電源出力コネクタ３３に出力される。使用者はベルト代わりにこの電源ユニットを留め金具５１により腰に装着する。このように折り曲げ可能なシートバッテリーを使用すれば使用者の快適性と、ファッション性をさらに高めることができる。
【００１５】
図６は使用者が所持するカバンで構成した電源ユニットの構成例を示したもので、６０はカバン、６１は肩掛け紐、６２はバッテリーである。使用者は移動中にカバン６０内のバッテリー６２からの電力を本体２０に送る。
【００１６】
図７は電源接続ケーブル１１の一構成例を示したもので、７１はプラグ，７２はケーブルを示す。プラグ７１の一方を上記図３、図４、図５、または図６の電源ユニットの電源出力コネクタ３３に、他方を本体電源入力コネクタ２１に挿入して、本体２０にケーブル７２を介して電力を供給する。尚、この実施形態では電源ユニットにバッテリーを付属する例を示したが、人間の動作に伴う運動エネルギーを電気エネルギーに変換して電力を発生させる手段、または人間の体温を電気エネルギーに変換する手段をバッテリーの代わりに、またはバッテリーと共に使用可能である。
【００１７】
図８は人間の動作に伴う運動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機の例で、８１は回転式永久磁石、８２は電磁誘導コイル、８３，８４は出力端子である。人間の運動に伴って回転式永久磁石８１を回転させ、電磁誘導コイル８２に起電力を発生させ、出力端子８３、８４より電力を取り出す。
【００１８】
図９は人間の体温を電気エネルギーに変換する熱発電の例で、９１は空冷電極、９２，９３は熱電対、９４，９５は体温により暖められる熱電極を示す。熱電極９４，９５が体温により暖められると、空冷電極９１との温度差が生じて熱電対９２，９３のゼーベック効果により起電力が発生する。これを熱電極９４，９５から取り出す。実際にはこれらを１ユニットとして複数ユニットにより、必要な電力を発生させる。その他、燃料電池、機械式発電機、太陽電池を使用できることは当該技術分野では容易に類推できる。また本体２０に、既に主バッテリーや補助バッテリーが装備されている携帯型情報機器であっても、本発明は本体と分離した電源ユニットによりバッテリー寿命を延長することを主眼としているので何ら新規性を損なうものではない。
【００１９】
次に上記第１実施形態をもとに実現した本発明の第２実施形態を以下に示す。
【００２０】
電源ユニット１からの電圧は制御回路部３に設けられた電源監視回路により監視され、その状態が表示部２に表示される。この実施形態を図１０を参照して詳述する。図１０に於いて、（ａ）は電源監視回路の回路図、（ｂ）は監視フローを示す。図（ａ）に於いて、１０１，１０２は電源入力コネクタ２１に接続される端子であり、供給された電圧は、定電圧ダイオード１０３、抵抗１０４により監視される。電圧が既定以上であれは定電圧ダイオード１０３が導通し、抵抗１０４に電圧が生じる。この電圧は端子１０５，１０６により取り出されて、図示はしないが、制御回路３で正常と判断され、その結果を表示部２に正常として表示する。供給された電圧が規定値未満になると、定電圧ダイオード１０３がオフになり、端子１０５，１０６に電圧が生じないので、結果として表示部２に異常として表示する。図１０（ｂ）の監視フローで説明すると、本体の電源のオン・オフスイッチ２３がスイッチオンになると、ステップＳ１で電源監視が開始され、ステップＳ２で、電圧が正常か異常か判別される。その結果、正常であれば、ステップＳ３で電源正常が表示され、異常であればステップＳ４で電源異常が表示される。ステップＳ５では本体の電源のオン・オフスイッチ２３を監視し、スイッチオフになると全ての処理を終了する。
【００２１】
次に上記第１実施形態をもとに実現した本発明の第３実施形態を以下に示す。
【００２２】
本発明は、衛星放送受信、ＰＣ、携帯電話、ＰＤＡ、ポータブルＤＶＤ、ポータブルＣＤ、デジタルカメラ、ラジオ、電子ブック、ポータブル翻訳・通訳器、ポータブル英会話練習機等に応用できるが、これらの機器の定格電源電圧は標準化されておらず、まちまちである。従って、図７の電源接続ケーブルのプラグ７１の形状を同一にした場合、誤接続により最悪の場合は機器を破壊する虞がある。これを解決する手段を図１１と図１２を参照してり説明する。図１１に於いて、１１１はプラグ、１１２はプラグ内のコンタクトピン（メス）群で、Ｃ１〜Ｃ５の５つのロケーションがあり、それぞれオスのコンタクトピンと嵌合する。また不要なロケーションは絶縁物で埋め込む構造にしてある。オス側は図２に示す携帯型情報機器の電源入力コネクタ２１で、対応する数のコンタクトピン（オス）が設けられており、プラグ１１１と嵌合するようになっている。埋め込まれた不要なピンを鍵にして誤挿入を防止できる。１１３は電源接続ケーブル７２の一例である。図１２は誤接続防止の具体的な回路構成例を示す図であり、図（ａ）に示す電源回路に於いて、１２１，１２２は電池、１２３は逆流阻止ダイオード、１２４〜１２７は図３〜図６の電源出力コネクタ３３の一例であり、それぞれ出力端子Ｔ１〜Ｔ４を示す。図（ｂ）は出力端子Ｔ１〜Ｔ４とコンタクトピンＣ１〜Ｃ５の接続例で、電源接続ケーブル１１３により電池１２１と１２２とが並列接続され、コンタクトピンＣ１とＣ４に出力されている例を示す。このとき残りのコンタクトピンＣ２，Ｃ３，Ｃ５は絶縁物で埋め込まれている。同様に図（ｃ）は、電池１２１と１２２とが直列接続され、コンタクトピンＣ１とＣ２に出力されている例を示す。このとき残りのコンタクトピンＣ３，Ｃ４，Ｃ５は絶縁物で埋め込まれている。この例では図（ｃ）は図（ｂ）の接続のほぼ倍の電圧になるが、プラグ１１１の埋め込まれたコンタクトピンの配置が異なるので、誤挿入による事故を未然に防止することができる。以上のように共通の定格電圧の機器（群）毎に専用の電源接続ケーブルを用意することにより、供給電圧の種類を増やすとともに誤接続を防止できる。
【００２３】
次に上記第１実施形態をもとに実現した本発明の第４実施形態を以下に示す。
【００２４】
近年、電気二十層コンデンサなど容易に大容量が得られるコンデンサが開発されている。このような大容量コンデンサを携帯型情報機器に応用すれば高速充電が可能になり、本発明の効果が増す。図１３に図２に示した携帯型情報機器の本体２０に、電源として、大容量コンデンサを内蔵させる例を示す。図中、１３１，１３２は入力端子、１３３は逆流阻止ダイオード、１３４は大容量コンデンサ、１３５，１３６は出力端子である。図２に示す携帯型情報機器の本体に付属している電源入力コネクタ２１からの電力は、入力端子１３１，１３２に導かれ、大容量コンデンサ１３４に充電され、出力端子１３５，１３６を介して図２に示す携帯型情報機器の本体の制御回路部３を動作させる。このように構成すれば、図７に示す電源接続ケーブルを本体に接続すると瞬時に充電が完了して本体が使用可能になる。
【００２５】
次に上記第１実施形態をもとに実現した本発明の第５実施形態を以下に示す。
【００２６】
既に述べたように、本発明の対象としている各種の携帯型情報機器の定格電圧は標準化されていない。従って複数の携帯型情報機器用の電源として多様な出力電圧の電源ユニットを用意しなければならない。図１４はこれを解決するためのもので、電圧調整機能を備えた電源ユニットの例を示している。図１４に於いて、１４１はバッテリー、１４２は電圧変換器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）、１４３は出力電圧調整用抵抗、１４４，１４５は出力端子である。バッテリー１４１の電圧を電圧変換器１４２、出力電圧調整用抵抗１４３により、携帯型情報機器の定格電圧に合わせて、出力端子１４４，１４５に出力する。この出力端子１４４，１４５は図３〜図６の電源出力コネクタ３３に接続される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１実施形態の携帯型情報機器の本体の構成を示す図。
【図３】本発明の第１実施形態に於ける電源ユニットの一構成例を示す図。
【図４】本発明の第１実施形態に於ける電源ユニットの変形例を示す図。
【図５】本発明の第１実施形態に於ける電源ユニットの変形例を示す図。
【図６】本発明の第１実施形態に於ける電源ユニットの変形例を示す図。
【図７】本発明の第１実施形態に於ける電源接続ケーブルの一構成例を示す図。
【図８】本発明の第１実施形態に於ける電源ユニットの変形例を示す図。
【図９】本発明の第１実施形態に於ける電源ユニットの変形例を示す図。
【図１０】本発明の第２実施形態を示す図。
【図１１】本発明の第３実施形態を示す図。
【図１２】本発明の第３実施形態を示す図。
【図１３】本発明の第４実施形態を示す図。
【図１４】本発明の第５実施形態を示す図。
【符号の説明】
【００２８】
１…電源ユニット、２…表示部、３…制御回路部、１１…電源接続ケーブル、２０…本体筐体、２１…電源入力コネクタ、２２…機能選択スイッチ、２３…本体の電源のオン・オフスイッチ、２４…ポインティングスイッチ、２５…ヘッドフォン端子、３０…ベルト、３１…ベルト留め金具、３２…バッテリー、３３…電源出力コネクタ、４０…ベルト、４１…ベルト留め金具、４２…バッテリー群、５０…シートバッテリー兼ベルト、５１…留め金具、６０…カバン、６１…肩掛け紐、６２…バッテリー、７１…プラグ、７２…ケーブル、８１…回転式永久磁石、８２…電磁誘導コイル、８３，８４…出力端子、９１…空冷電極、９２，９３…熱電対、９４，９５…熱電極、１０１，１０２…端子、１０３…定電圧ダイオード、１０４…抵抗、１０５，１０６…端子、１１１…プラグ、１１２…コンタクトピン（メス）、１１３…電源接続ケーブル、１２１，１２２…電池、１２３…逆流阻止ダイオード、１２４〜１２７…出力端子（Ｔ１〜Ｔ４）、１３１，１３２…入力端子、１３３…逆流阻止ダイオード、１３４…大容量コンデンサ、１３５，１３６…出力端子、１４１…バッテリー、１４２…電圧変換器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）、１４３…出力電圧調整用抵抗、１４４，１４５…出力端子。
【図１】
2005044207.tif 000003
【図２】
2005044207.tif 000004
【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】
2005044207.tif 000011
【図１０】
2005044207.tif 000012
【図１１】
2005044207.tif 000013
【図１２】
2005044207.tif 000014
【図１３】
2005044207.tif 000015
【図１４】
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