(57)【要約】【課題】極めて安価で、明確な視野枠表示ハイアイポイント等倍（１倍）ファインダーを実現する。【解決手段】被写体７から発した光を観察者の瞳５に向けて透過させる長方形を成す平行平面部１ａと及び平面部１ｂと、被写体７側から入射した光の一部３を複数回全反射させ、観察者の瞳５に導き視野の周囲に光像枠２を形成するように、前記長方形の４辺のうち少なくとも対向する２辺のコバ１ｉ及びコバ１ｊが互いに光軸に対して異なる傾斜角に分割された複数個の面取り部１ａ〜１ｈとを設けた単一の光学素子部材１のみで構成される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体から発した光を観察者の瞳に向けて透過させる長方形を成す平行平面部と、
被写体側から入射した光の一部を複数回全反射させ観察者の瞳に導き視野の周囲に光像枠を形成するように、前記長方形の４辺のうち少なくとも対向する２辺のコバ面が互いに光軸に対して異なる傾斜角に分割された複数個の面取り部を設けた単体の光学素子で構成されることを特徴とするファインダー。
【請求項２】
前記コバ面の面取り部に加えて、被写体側から入射した光の一部が光像枠を形成する光として全反射されるＶ字型断面を成す溝を、光学素子の観察者瞳側の平面部に設けたことを特徴とする請求項１記載のファインダー。
【請求項３】
前記コバ面の面取り部に加えて、被写体側から入射した光の一部が光像枠を形成する光として全反射される段差部を、光学素子の観察者瞳側の平面部に設けたことを特徴とする請求項１記載のファインダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視野枠の表示を全反射手段によって行うファインダーの光学系に関するものであり、さらに詳しくは、単純な形態をした単一の樹脂成形部品で構成される等倍ハイアイポイントファインダー光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の視野枠表示ファインダーは少なくとも２つの光学素子から構成されるものであった。以下図９、図１０により視野枠を表示する従来のファインダーについて説明する。
【０００３】
図９に示すように、金属蒸着やスパッタリングによって鏡面、又は半透明鏡を形成させたアルバダ式ファインダーは、少なくとも２要素部材から構成される。被写体７側に負レンズとして機能し、観察者の瞳５の側が凹曲面２４を成す対物レンズ２２と、観察者の瞳５の側に正レンズとしてはたらく接眼レンズ２１から構成される。図９（ａ）に示す対物レンズ２２の凹曲面２４には枠状の鏡面２５が形成され、接眼レンズ２１面に枠状の図柄鏡面２６が形成される。対物レンズ２２から入射した光の一部は図柄鏡面２６で反射され、凹曲面２４上の枠状の鏡面２５によって所定位置に図柄鏡面２６の虚像を形成し、視野周囲の光像枠２になる。また図９（ｂ）に示すように対物レンズ２２の凹曲面２４の全体に半透明鏡２７が形成され、対物レンズ２２から入射した光の一部は図柄鏡面２６で反射されて、凹曲面２４に施された半透明名鏡２７によって所定位置に図柄鏡面２６の虚像を形成し、視野周囲の光像枠２となる。
【０００４】
また図１０に示すように、全反射手段によって視野枠を表示するファインダーのうち、最も構成要素数の少ない形式であっても、２要素から構成されるものが公知である。図１０（ａ）に示すように、負レンズとして機能する対物レンズ２２と、正レンズとして機能する接眼レンズ２１とで構成される光学系において、対物レンズ２２から入射した光の一部３は接眼レンズ２１の観察者瞳５側に設けられた全反射面２１ｑで全反射され、更に傾斜した全反射面２１ｓ、２１ｆ、２１ｃで次々に全反射され、観察者の瞳５に入射し、全反射面２１ｑの虚像即ち視野枠２を被写体側の所定位置に生成させる。対物レンズ２２から入射し、接眼レンズ２１の観察者瞳５側に設けられた全反射面２１ｐで全反射される光３も、光軸０に対し前記の光と光軸０に対して対称な光路を辿り視野枠２を形成する。また、図１０（ｂ）に示すように、前記同様に、対物レンズ２２と接眼レンズ２１とで構成される光学系において、全反射面２１ｑで全反射される光３は全反射面２１ｓ、２１ｈ、２１ｆで次々に全反射され、観察者の瞳５に入射し、全反射面２１ｑの虚像即ち視野枠２を被写体側の所定位置に生成させる。全反射面２１ｐで全反射される光３も光軸０に対し前記の光と対称な光路を辿り視野枠２を形成する。
【０００５】
以上述べた従来の技術は、鏡面反射よって行うか、全反射によって行うかに関わらず、対物レンズ２２と接眼レンズ２１の２つの光学要素部品で構成される。前記２要素から成る光学系は逆ガリレオ光学系であり、当然のことながら被写体の観察倍率は等倍（１倍）に満たない。即ち被写体が小さく見える。従来最高級レンジファインダーカメラにおいてのみ等倍を実現しているだけで、一般にはわずか０．５倍内外の倍率であり、被写体を細かく観察できない。
【０００６】
また、鏡面を形成して視野枠表示が行われているカメラは無数にあるからここには資料を記載しない。鏡面を形成することなく、全反射を生起させる手段は、引用する３つの下記特許に詳述されている。
【特許文献１】特許第３２８８１１７号  特許公報
【特許文献２】特開２００２−４０５２１号  公報
【特許文献３】特願２００３−０２８１０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上述べた従来の視野枠を表示するファインダーは最も簡単な構成であっても、少なくとも２つの光学素子から構成されるものであった。また複数枚の光学要素部品で構成されることから、ファインダー光軸方向に数十ミリの長さを必要とした。
【０００８】
また、撮影動作として最初の最も基本的な作業であるファインダーを覗くという動作は、むしろ初級カメラやレンズ付きフィルムにおいて重視されなければならない。しかし現状ではその重要性が無視され、小さい接眼窓に瞳を近付けて覗き込むという動作は、無意識のうちに撮影者に負担を掛けている。
【０００９】
本発明は、単純な形状、即ち厚さが５ミリ以下板状の単体の光学要素だけで、視野枠を明確に表示し、光軸方向に極薄なファインダーを実現し、ファインダー接眼窓を大きく、かつヒトミ距離（接眼部から瞳までの距離）を長く（ハイアイポイント化）し、さらにファインダー倍率を１倍にでき、見易く信頼性の高い、最高級レンジファインダーカメラレベルの等倍ハイアイポイント視野枠表示ファインダーを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために、被写体から発した光を観察者の瞳に向けて透過させる長方形を成す平行平面部と、被写体側から入射した光の一部を複数回全反射させ観察者の瞳に導き視野の周囲に光像枠を形成するように、前記長方形の４辺のうち少なくとも対向する２辺のコバ面が互いに光軸に対して異なる傾斜角に分割された複数個の面取り部とを設けた単一の光学素子部品のみで構成される。
【００１１】
また、前記コバ面の面取り部に加えて、被写体側から入射した光の一部を光像枠形成光として全反射させるＶ字型断面を成す微細な溝が、観察者瞳側の面に設けられてもよい。
【００１２】
また、さらに前記コバ面の面取り部に加えて、観察者瞳側の面に光軸の方向に僅かな高低差を設けることで形成される段差面が、被写体側から入射した光の一部を光像枠形成光として全反射させる全反射面を形成してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
以上述べたように、高価な工程を要する真空蒸着やスパッタリングで鏡面を形成することなく、また後加工を施す必要も無く、コバ面に傾斜をつけた又は平面の一部に微細傾斜面をつけた単純な形態の樹脂成形光学要素部品単体で成り立ち、極めて安価で、且つ明確な視野枠を表示する極薄で且つ信頼性の高く、しかも使いやすいハイアイポイント仕様の等倍ファインダーを実現するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
表裏面が互いに略平行平面を成す長方形の透明樹脂製光学要素部品の、周囲コバ面の少なくとも対向する２辺のコバ面に、面取りを設けるだけの手段で、視野周囲に光像枠を形成し、採光式光像枠ファインダー、又はアルバダ式ファインダーと同等以上の光像枠を表示する等倍ファインダーを実現できる。以下に本発明の実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１の第１の実施例において、光学要素部材１は被写体７から発した光を、観察者の瞳５に向けて透過させる長方形を成す平行平面部１ａ、１ｂと、被写体７の側から入射した光の一部３を複数回全反射させ観察者の瞳５に導き、視野の周囲に線状の虚像光像枠２が形成されるように、前記長方形を成す平行平面部１ａ、１ｂの４辺のうち少なくとも対向する２辺のコバ１ｉ、１ｊが互いに光軸０に対して異なる傾斜角に分割された複数個の面取り部１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈとで囲まれている。
【００１６】
被写体７から発した光は光学要素部材１の平行平面部１ａ、１ｂを通過して観察者の瞳５に達し等倍の被写体像を形成する。また被写体７の側から入射した光の一部３は平行平面部１ａから光学要素部材１に入射し、細い面取り部１ｈで後側（観察者瞳５の側）の平面部１ｂに向けて全反射され、続けて前方（被写体７の側）の平面部１ａで面取り部１ｃに向けて全反射され、さらに前記面取り部１ｃで観察者の瞳５に向けて最終的に全反射され、観察者は視野上方の所定距離に、細い面取り部１ｈの虚像を視野枠２として認識できる。被写体７の側から上方の細い面取り部１ｅに入射した光も同様な光路を辿り、観察者は視野下方の所定距離に、細い面取り部１ｅの虚像を下方の視野枠２として認識できる。
【００１７】
紙面に垂直な方向にも光学要素部材１のコバ面に、前記と同様な面取り部を設けることにより、視野の上下ばかりでなく左右にも視野枠を形成することができる。図２（ａ）に視野枠の見え方を示す。
【００１８】
なお、最終全反射面として働く面取り部１ｃ及び１ｆから入射し、フレアーを発生させる不用な光を遮断するために、遮光枠４が設けられる。遮光枠４は、光学要素部品１を所定位置に固定するファインダー函体の一部として成形されてもよい。
【００１９】
以下に光学要素部材１の周囲を囲む各面の果す役割について説明する。長方形で互いに略平行を成す平面部１ａ、及び１ｂは被写体７の像を形成する光を透過させる面であると共に、後述するように光像枠２を形成するための光を全反射させる面としても働く。光像枠２を形成する光３は、光学要素部材１の被写体７側の面１ａから入射し、細い面取り部１ｈ（又は１ｅ）で全反射され、光像枠２の源型となる。全反射された光を最終全反射面である面取り部１ｃ（又は１ｆ）に直接送り込むには、入射角度が、全反射するための臨界角ｉｃに達しないため、一旦瞳５側の平面１ｂに向けて全反射させ、再度平面１ｂで全反射させる。又平面１ｂからの光を、最終全反射面となる面取り部１ｃ（又は１ｆ）で全反射させるには前記同様に入射角度が臨界角に満たないから、被写体７側平面部１ａで全反射させ、面取り部１ｃ（又は１ｆ）に送る。細い面取り部１ｈ（又は１ｅ）は光像枠２の源型を形成する面としてはたらく。平行平面部１ａ、及び１ｂは被写体７像を形成する光の透過面としてばかりでなく、光像枠２を形成する光の中継全反射面としてもはたらく。最終全反射面となる面取り部１ｃ（又は１ｆ）は中継全反射面としての働きの外に、後述する光像枠２を所定位置に生成さる調整面としての働きもある。面１ｄ、１ｇは光像枠２の源形となる細い面取り部１ｅ、１ｈの太さを決めるはたらきをしている。
【００２０】
現在実用に供し得る最も大きい屈折率を有する光学樹脂ポリスチレン（ＰＳ）の屈折率はＮｄ＝１．５９２であり、臨界角はｉｃ＝３８．９１３°である。将来さらに高い屈折率を有する光学樹脂が実用化されるなら、平行平面１ａ、１ｂを全反射面として利用しなくても、全反射が生起できることになる。
【００２１】
細い面取り部１ｅ、１ｈの虚像である光像枠２を所定位置に生成させるために、面取り部１ｃ、１ｆをシリンドリカル曲面化し、前記シリンドリカル曲面の焦点が面取り部１ｅ、１ｈの位置よりも僅かに遠くに位置するように（即ち、光像枠２が略１メートルから無限遠の間の何れかの位置に生成するように）、前記面取り部１ｃ、１ｆのシリンドリカル曲面の曲率を設定することが望ましい。また、面取り部１ｃ、１ｆの被写体７の側に遮光枠４を隣接配置し、面取り部１ｃ、１ｆから光の入射を防ぐことも望ましい実施形態である。本遮光枠４はファインダー函体１２の一部として光学要素部品１の位置決め固定部として造り込まれてもよい。
【００２２】
光像枠２の源形となる細い面取り部１ｅ、１ｈは必ずしも光学的に平滑平面である必要は無く光量損失が無視できる程度に小さければ、ある程度の散乱が生ずる粗面であってもよい。
【００２３】
図１において、光学要素部材１の観察者瞳５側の面１ｂの周囲には幅寸法ｋを有する余裕部１ｋを設けてある。本余裕部１ｋは、瞳５がピンホールではなく２〜７ミリの大きさを有すること、及び瞳５の位置が光軸０から外れたときにも被写体７の周辺像、並びに視野枠２を安定して見られるようにするために必須である。しかし本寸法ｋを余りに大きくし過ぎると面取り部１ｈ（又は１ｅ）は周辺に追い遣られ、入射する光３の角度が大きくなり過ぎ、視野外からの光に頼ることになり、望ましくない。視野角の大きな場合、即ち広角乃至は標準画角の撮影レンズに対応するファインダーにおいては、寸法ｋをある程度確保したうえで、光３の角度を中庸な範囲に収めることができるが、望遠レンズに対応するファインダーにおいては、光３の角度を中庸な状態に保ちながら寸法ｋを確保することは難しい。
【実施例２】
【００２４】
図３に望遠レンズに対応する視野角が狭いファインダーの望ましい第２の実施例を示す。図３において、被写体７から発した光は、光学要素部材１の長方形を成す平行平面部１ａ、１ｂを透過し観察者の瞳５に到り、等倍の被写体像を形成する。前記長方形を成す平行平面部１ａ、１ｂの４辺のうち少なくとも対向する２辺のコバ１ｉ、１ｊが互いに光軸０に対して異なる傾斜角に分割された面取り部１ｃ、１ｅ、１ｆ、１ｈで囲まれている。さらに、長方形を成す光学要素部材１の観察者瞳５側の平面部１ｂ中央に全反射傾斜面１ｐ、１ｑから成るＶ字型溝が刻まれている。
【００２５】
図３において、光学要素部材１の光軸０に対して緩やかな角度で全反射傾斜面１ｑに入射した光３は、面取り部１ｈ、１ｆで全反射され、更に平面部１ａで全反射され、最終的に面取り部１ｃで全反射を繰返した後、観察者の瞳５に達する。
【００２６】
図３に示す光学要素部材１の場合、光像枠２生成の為の光３は被写体７側中央付近からの光を採り入れることができるから、明るい光像枠２を得ることができる。
【００２７】
面取り部１ｃ、１ｆは、全反射傾斜面１ｑ（又は１Ｐ）の虚像である光像枠２を所定位置に形成させるためシリンドリカル曲面化し、曲率は曲面化された両面１ｃ、１ｆの合成焦点位置が全反射傾斜面１ｑ（又は１ｐ）よりも僅か遠くに位置するように設定される。或いは面取り部１ｅ、１ｈがシリンドリカル曲面化され、曲面の焦点位置が全反射傾斜面１ｑ（又は１Ｐ）よりも僅か遠くに位置するように設定されてもよい。  
【００２８】
視野の上下、又は左右どちらかに光像枠を表示するのではなく、視野の４辺全てに視野枠を表示するためには、図４（ａ）に示すように、全反射傾斜面１ｐ、１ｑから成るＶ溝部は光学要素部材１の観察者瞳５側の面１ｂに十字線として刻まれる。Ｖ溝部は視野中央にも位置するが、その幅は極めて小く、且つ瞳５の直前に位置するからボケ像となり、殆ど邪魔にはならない。また、前記十字線を成すＶ溝部からの全反射光が前記光路を辿り瞳５に達すると、図２（ｃ）に示すように視野枠２の中央部に突起２ａが、瞳５の位置によっては、視野枠２の内側又は外側に見える場合がある。僅かであっても、これらの影響を無くすため、図４（ｂ）に示すように、Ｖ溝部は光学要素部材１の観察者瞳５側面１ｂの中央部を避けてもよい。この場合視野枠２は図２（ｂ）に示すように破線状に表示される。
【実施例３】
【００２９】
図５に第３の実施例を示す。図５において、光学要素部材１の観察者瞳側の平面１ｂに、光軸方向の高低差のある平面部１ｂ１、１ｂ２を設けることにより生まれる段差面１ｐ、１ｑを被写体７の側から入射した光の一部３を光像枠２の形成光として全反射させる面として働かせてもよい。図５（ａ）に示すように観察者瞳側面１ｂの一部を平面部１ａと反対側方向にシフトし、面１ｂ２との段差部に全反射傾斜面１ｐ、１ｑを設けてもよいし、図５（ｂ）に示すように観察者瞳側面１ｂの一部を平面１ａの側方向にシフトし面１ｂ２との段差部に全反射傾斜面１ｐ、１ｑを設けてもよい。
【００３０】
以上述べた光学系をどのように使いやすい形に実現するかについて述べる。
【実施例４】
【００３１】
図６に見易いファインダーを実現する第４の実施例を示す。撮影動作として最初かつ最も基本的な作業であるファインダーを覗くという動作は、カメラに不慣れな人が使う機会が多い初級カメラやレンズ付きフィルムにおいて重視されなければならない。しかし現状ではその重要性が無視されており、小さい接眼窓に瞳を近付けて覗き込む動作は撮影者に無意識のうちに負担を課している。しかも見える被写体像は小さく、視野の範囲はオボロであり全く頼りにならない。この障害を取り除くことも本発明の大きな目的である。
【００３２】
嵩張る大きさを考慮せず、ファインダーを覗くという動作だけを考えるなら、高機能一眼レフレックスカメラ用のアクションファインダー又はスピード等の商品名で準備されている付属品としてのファインダーが理想に近い。前記これらのファインダーにおいては、接眼窓は約３３×２６ミリで一般の一眼レフレックスカメラの接眼窓に比べて２．５倍に近く、ヒトミ距離（接眼部から観察者の瞳までの距離）は約６０ミリで、一般の一眼レフレックスカメラの接眼窓に比べて約４倍ある。長いヒトミ距離は観察光学系の見易さを決める重要な要因であり、ハイアイポイント（望遠鏡光学・屈折編、２１７頁、吉田正太郎著、誠文堂新光社、１９９８．１２．１０刊）と称呼されている。一眼レフレックス用のハイアイポイントファインダーは大き過ぎ、かつ光学系が複雑過ぎて一般のカメラには使用できないが、本発明の光学系を採用することにより実現できる。
【００３３】
従来のファインダー光学系は光軸方向に約３０ミリ程度の奥行空間を必要としたが、本発明のファインダーは光学系として５ミリ以下の薄さに納まるから、カメラ函体内に容易に収めることができる。さらに本発明のファインダーの特性を充分発揮させるために、薄い光学要素部材を折畳み式に装備し、前記アクションファインダー並みのハイアイポイント仕様の見易さを実現してもよい。図６に大型の光学要素部材１をカメラ函体１０へ搭載する第４の実施例を示す。図６（ａ）においてカメラ函体１０に蝶番部１４を設け、ファインダー函体１２の脚部１２ｃが回動可能に軸支されており、撮影時に使用状態１２ａに起立し、不使用時には矢印１３の方向に折り畳まれて、カメラ函体１０の前面へ撮影レンズ１１のカバーとして収納状態１２ｂに収められて、コンパクトな視野枠表示ハイアイポイントの等倍ファインダーを実現できる。
【００３４】
図６（ｂ）に、前記図６（ａ）に示した光学要素部材１よりも小さい光学要素部材１の搭載した実施例を示す。図６（ｂ）において、カメラ函体１０の蝶番部１４にファインダー函体１２が回動可能に軸支されている。使用時、ファインダー函体１２を起立させ撮影状態１２ａにセットされ、不使用時はカメラ上面に収納される。
【００３５】
図６、及び以下に述べる図７には示さないが、使用状態１２ａと収納状態１２ｂの間の動きを、シャッター釦ロック／ロック解除や、電源ＯＮ／ＯＦＦ等と連動させてもよい。また図６、及び図７には図示しないが、使用状態１２ａの位置決め、又は姿勢制御はパララックス（視差）を小さくするため、厳密に行う必要があることは言うまでもない。更に、前記の使用状態１２ａでの姿勢制御と撮影レンズ１１の距離調節装置（図示せず）を連携させることは、パララックスを補正するための望ましい実施様態である。
【実施例５】
【００３６】
図７に第５の実施例として別の搭載方法を示す。カメラ函体１０背面に不使用時に収納され、使用時に使用状態１２ａにセットされる。図６（ａ）に横方向に引き出してセットされる使用状態１２ａを示し、図６（ｂ）に上方に引き出しセットされる使用状態１２ａを示す。
【実施例６】
【００３７】
図８に、ヘルメット３１等に取り付けたカメラ１０の撮影範囲確認用のファインダーとしての第６の実施例を示す。例えば、オートバイのドライバーがドライブ中に景色等を記録する場合、嵩張るファインダーを眼前に装着することはできない。本発明の軽量、薄型の光学系１をゴーグ３２に重ねて装着すれば、等倍の視野が得られ、視野を邪魔する物が殆どなく、撮影視野の確認ができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
長方形を成す薄型軽量の平行平面板のコバに複数の傾斜面や、又は加えるに平行平面部に微細線状構造を造り込み、一つの光学要素部材で、視野枠を表示する等倍のハイアイポイントファインダーを提供する。一般のカメラに適用されて効果を発揮することは云うに及ばず特に、特に低コストが必須なレンズ付きフィルムや、初心者向け普及型カメラに適する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】等倍ハイアイポイント視野枠表示ファインダーの光学系を示した断面図である。（実施例１）
【図２】等倍ハイアイポイント視野枠表示ファインダーの視野説明図である。（実施例１、及び実施例２）
【図３】等倍ハイアイポイント視野枠表示ファインダー光学系を示した断面図である。（実施例２）
【図４】等倍ハイアイポイント視野枠表示ファインダーの光学要素部材を示した説明図である。（実施例１、及び実施例２）
【図５】等倍ハイアイポイント視野枠表示ファインダーの光学要素部材を示した断面図である。（実施例３）
【図６】等倍ハイアイポイント視野枠表示ファインダーの説明図である。（実施例４）
【図７】等倍ハイアイポイント視野枠表示ファインダーの説明図である。（実施例５）
【図８】等倍ハイアイポイント視野枠表示ファインダーの説明図である。（実施例６）
【図９】従来の視野枠表示ファインダーの斜視図である。
【図１０】従来の視野枠表示ファインダーの断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１                光学要素部材
１ａ〜１ｈ        光学要素部材のコバ面取り部
１ｉ、１ｊ        光学要素部材のコバ面
１ｋ              光学要素部材の周辺余裕
１ｐ〜１ｓ        光学要素部材の傾斜全反射面
２                光像枠／視野枠
４                遮光枠
５                観察者の瞳
７                被写体
１０              カメラ函体
１４              蝶番部
１２              ファインダー函体
２１              接眼レンズ
２２              対物レンズ
２４              対物レンズの凹面
２５              枠状凹面鏡
２６              図柄反射鏡
２７              半透明鏡
３１              ヘルメット
３２              ゴーグル
【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】
2005084152.tif 000007
【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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