(57)【要約】【課題】電子機器を使用する人間に対して、電子機器自体が電子画面との間の距離を常時監視して人間に注意を促がす装置と方法を提供する。【解決手段】  情報を処理する中央演算装置と、この処理結果を表示する電子画面とを備えた電子機器であって、電子画面の縁に配置されこの電子画面に対面して当該電子機器を操作する人間の顔と、この電子画面との間の距離を常時検出する距離センサーとを設け。比較部が検出された距離と予め定めた所定の数値とを比較し、検出された距離が所定の数値より小さい場合は、近視になる恐れがあるとの警報信号を出力する。この警報信号を受けて、警告部が人間に向かって音と発光により警告を発する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を処理する中央演算装置と、この処理結果を表示する電子画面とを備えた電子機器であって、前記電子画面の縁に配置されこの電子画面に対面して当該電子機器を操作する人間の顔と、この電子画面との間の距離を常時検出する距離センサーと、検出された距離と予め定めた所定の数値とを比較し、検出された距離が前記所定の数値より小さい場合は警報信号を出力する比較部と、この警報信号を受けて、前記人間に向かって音と発光により警告を発する警告部とからなる視距離通知装置。
【請求項２】
前記距離センサーは、超音波を発生して前記人間の顔面に向けて超音波を放射する発信部と前記顔面から反射された超音波を受信する超音波受信部と、放射した超音波と受信した超音波とから前記距離を算出する演算部とから構成されることを特徴とする請求項１に記載の視距離通知装置。
【請求項３】
前記距離センサーは、前記人間の顔面から発生する赤外線を受信する赤外線受信部と、受信した赤外線の強度から前記距離を算出する演算部とから構成されることを特徴とする請求項１に記載の視距離通知装置。
【請求項４】
前記警告部は、前記警報信号を受けて音声を発する音声発生部と、前記警報信号を受けて電子的に発光する発光体とから構成したことを特徴とする請求項１に記載の視距離通知装置
【請求項５】
前記音声発生部はスピーカーを含み前記人間に近すぎることを注意する音声を発するとともにと、前記発光体は記号や文字や色によるものであるとことを特徴とする請求項４に記載の視距離通知装置
【請求項６】
前記音声発生部とスピーカーは前記電子機器が予め備えているものであるともにと、前記発光体は前記電子機器が予め備えている前記電子画面であるとことを特徴とする請求項５に記載の視距離通知装置。
【請求項７】
情報を処理する電子機器の電子画面の縁に電子カメラを配置し、この電子カメラで電子画面に対面して当該電子機器を操作する人間の顔を撮影し、次に前記人間の顔と共に物指しを撮影し、これらのイメージデータから前記顔の所定領域の実の長さを算出プログラムで算出し、算出された所定領域の実の長さをメモリに格納し、
更にこの電子カメラにより、予め大きさが既知の物体をこれらの距離を、所定刻みで移動させて撮影することにより得た複数の映像データを作成して格納ファイルに格納し、
その後前記人間の顔を電子カメラが撮影し、当該電子機器の中央演算装置は得られた映像イメージデータを前記メモリ内の実の長さ及び前記規格ファイル内の複数の映像データと照合し、前記人間の顔と電子画面との間の距離を検出し、検出された距離と予め定めた所定の数値とを比較し、前記中央演算装置は検出された距離が前記所定の数値より小さい場合は警報信号を出力し、この警報信号を受けて、警告部が前記人間に向かって音と発光により警告を発する電子表示装置に対する視距離通知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、電子表示装置に対する視距離通知装置に関し、特に、使用中の電子装置自体が行う視距離通知装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年小中学校の教育でコンピュータ実習が取り入れられ、発育途上の青少年がパソコンと向き合う時間が多くなっている。また職場でも長時間パソコン等に向かって仕事をすることが、普通になっている。労働現場に関しては、電子画面と目との間の視距離は４０ｃｍが望ましいことが、中央労働災害防止協会から出版された「ＶＤＴ作業の労働衛生実務」に記載されている。
パソコン等の電子画面を集中して凝視すると目が疲労し、画面上の文字が霞んでくる、すると必然的に顔を画面に接近させるようになる。このことが発育途上の青少年の近眼を発生させる大きな一因となっている。【０００３】  近年、高度な人口知能知識を早期に理解できるようにと、またこのような思考開発を目的に学校や家庭で青少年のパソコン使用が奨励されている。
一方、パソコン画面を覗き込んで、知らないうちに画面に顔を近づけても、学習や仕事に夢中になった本人は気が着かない場合が多い。
携帯電話、携帯携帯ゲーム機及び電子端末、電子ブック、計算機、各種パソコン等の電子画面を相手に作業していて、毎日のように画面に近か過ぎていると、どうしても知らず知らずのうちに何時しか近眼になってしまうものであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  子供に対しては教師や親が画面から正しい距離を保つように時々注意をしているが、常時監視して青少年に注意を促がすには限界がある。一般人でも電子画面と目との間の視距離が４０ｃｍより、短くても、遠くても姿勢が崩れ、脊髄に負担がかかり、椎間板ヘルニアになる危険性も少なくなかった、前記「ＶＤＴ作業の労働衛生実務」による。
パソコン等の活用を知識社会が推進するに従い青少年の視力低下という希望しない副作用が発生し、社会問題になっている。社会人では仕事をすればするほど、電子機器に対面することが多くなり、視力の健康管理が重要になっている。しかしながらこのよう状況でも基準距離４０ｃｍに保つような、有効な視力の視距離通知装置が知られていなかった。
この発明は、使用しているパソコン等の電子装置自体が電子画面と使用者の目との距離を自動的に通報するようにして、使用者の目が表示画面に接近し過ぎることによる視力の劣化や近眼の発生や姿勢不良を防止し、また離れ過ぎによる姿勢不良を防止する装置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】
【０００５】  この発明は、上記問題を解決するためになされたもので、第１の発明では、情報を処理する中央演算装置と、この処理結果を表示する電子画面とを備えた電子機器であって、前記電子画面の縁に配置されこの電子画面に対面して当該電子機器を操作する人間の顔と、この電子画面との間の距離を常時検出する距離センサーと、検出された距離と予め定めた所定の数値とを比較し、検出された距離が前記所定の数値より小さい場合は警報信号を出力する比較部と、この警報信号を受け、前記人間に向かって音と発光により警告を発する警告部とからなることを特徴とする。【０００６】  第１の発明の請求項２では、前記距離センサーは、超音波を発生して前記人間の顔面に向けて超音波を放射する発信部と前記顔面から反射された超音波を受信する超音波受信部と、放射した超音波と受信した超音波とから前記距離を算出する演算部とから構成されることを特徴とする。
第１の発明の請求項３では、距離センサーは、前記人間の顔面から発生する赤外線を受信する赤外線受信部と、受信した赤外線の強度から前記距離を算出する演算部とから構成されることを特徴とする。【０００７】  第１の発明の請求項４では前記警告部は、前記警報信号を受けて音声を発する音声発生部と、前記警報信号を受けて電子的に発光する発光体とから構成したことを特徴とする。
第１の発明の請求項５では、前記音声発生部はスピーカーを含み前記人間に近すぎることを注意する音声を発するとともにと、前記発光体は記号や文字や色によるものであるとことを特徴とする。
第１の発明の請求項６では、前記音声発生部とスピーカーは前記電子機器が予め備えているものであるともにと、前記発光体は前記電子機器が予め備えている前記電子画面であるとことを特徴とする。【０００８】  第２の発明では情報を処理する電子機器の電子画面の縁に電子カメラを配置し、この電子カメラで電子画面に対面して当該電子機器を操作する人間の顔を撮影し、次に前記人間の顔と共に物指しを撮影し、これらのイメージデータから前記顔の所定領域の実の長さを算出プログラムで算出し、算出された所定領域の実の長さをメモリに格納し、
更にこの電子カメラにより、予め大きさが既知の物体をこれらの距離を、所定刻みで移動させて撮影することにより得た複数の映像データを作成して格納ファイルに格納し、
その後前記人間の顔を電子カメラが撮影し、当該電子機器の中央演算装置は得られた映像イメージデータを前記メモリ内の実の長さ及び前記規格ファイル内の複数の映像データと照合し、前記人間の顔と電子画面との間の距離を検出し、検出された距離と予め定めた所定の数値とを比較し、前記中央演算装置は検出された距離が前記所定の数値より小さい場合は近視になる恐れがあるとの警報信号を出力し、この警報信号を受けて、警告部が前記人間に向かって音と発光により警告を発することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】  特別な人間労力を必要としないで、自動的にパソコンなどの使用者の目が表示画面に接近し過ぎたり、離れ過ぎることを未然に防止し、結果的に電子機器による視力の劣化や近眼の発生を防止できるようになった。また姿勢の崩れを防止し、脊髄への負担を少なくできる。
他人の労力を要することなく、事務所や自宅のパソコンで一人でも電子画面に接近し過ぎることを防止し、青少年のコンピュータ教育を安心して促進でき、目や背骨の健康管理が容易に広く普及できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】  以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
まず、図１ではこの発明の電子表示装置に対する視力管理方法と装置について、卓上コンピュータ（パソコン）の電子画面を使用した一実施例について説明する。
図１は電子表示装置に対する視力管理装置の全体外観を示す。この装置はパソコン１を使用し、大型の液晶電子画面である画面部４の枠５には距離センサー２と警報装置３とが設けられている。【００１１】  枠５の上の中央部に距離センサー２を取り付けることで、パソコン使用者１３の目と画面部４との距離Ｄをより正確に設定できる。
距離センサー２には超音波型と赤外線型と電子カメラ型とが活用できる。
まず、超音波型では、侵入者警報装置、電灯の自動スイッチ、自動車のバックソナー、自動ドア、液面レベル計、交通信号自動切換え装置用などに市販されている距離計がある。この距離計は例えば日本セラミックが販売しており、インターネット上で注文できる。その性能や仕様についてはＮＩＰＰＯＮ  ＣＥＲＡＭＩＣ  ＣＯ、．ＬＴＤ．のホームページ
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｉｃｅｒａ．ｃｏ．ｊｐ／ｈｔｍｌ／ｈｔｍｌｊ３／ｕｔ／ｓｅｉｈｉｎｃ００１．ｈｔｍ
から入手できる。【００１２】  次に赤外線型では、赤外線センサーを使用し、暗闇の中で通りすぎると突然明かりが付いたり、玄関先に立つと自動的にドアが開く。このような仕掛けのもとになっているのが赤外線センサーである。
赤外線は人間の目には見えない光の一種で、虹の赤色より外側にある光であり、波長は、人間が目で認識する光より長く、熱作用が大きいので熱線と言いわれる。即ち、赤外線は熱のあるところからは必ず出ているので、人間の身体からも同じように、その体温に応じた波長の赤外線が出ている。【００１３】  ３６．５Ｃ前後の赤外線の波長は、６〜１４μｍで赤外線センサーは幅のある赤外線帯域を関知するが、前面に６〜１４μｍの波長だけを透過するフィルタをつければ、人体だけを検出するセンサーとなる。赤外線センサーは直線上の範囲、約５ｍまで感知できる。赤外線センサーも、インターネット上で注文でき、その性能や仕様についてはホームショッピングガイドのホームページ
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などからで入手できる。
【実施例１】
【００１４】  まず超音波型について、図２で詳しく説明する。
距離センサー２は超音波発信部２０と受信部２１とからなり、発信部２０からは距離に対応した一連のパルス音波が例えば２秒毎に順番に発射される。受信部２１は発信部２０と同期して、人間１３の顔面Ｆから反射されるこれら一連のパルス音波数を計数する。パルス音波数が多いほどと遠くから反射しており、パルス音波幅を狭いほど正確な距離が測定できる。
パソコン１を使用中の人間１３は急に画面部４に近づいたりはしないので、パルス音波を２秒毎に発射するだけで十分であるが、発射間隔を短くすることも可能である。
受信部２１ではパルス音波数即ち、発射と受信との時間差と、音波の速度と画面部４と顔Ｆとの距離Ｄを算出する。【００１５】  比較回路２３はこの距離Ｄが予めメモリ２２に設定した値４０ｃｍ以下になると、警報パルスを警報装置３に出力する。警報装置３は光駆動回路２４と音声駆動回路２５からなり、光駆動回路２４は赤ランプ２６に駆動信号を発生して赤ランプ２６送る。音声駆動回路２５では警報音声データを発生して、スピーカー２７に送る。
すると赤ランプ２６が点灯し、スピーカー２７から“近過ぎますよ、もっと離れて目を大切にね”などの警告音声が聞こえてくる。
従って、使用者は画面部４への近づき過ぎに気付いて注意するようになる。赤ランプ２６の代わりに黄色と赤ランプを設けて、近づいてきたら黄色ランプを点灯し、４０ｃｍ以下になったら赤ランプを点灯するようにしてもよい。更に赤ランプ２６の代わりに青ランプと黄色ランプと赤ランプを設けて、５０ｃｍ以上なら、青ランプを点灯し、４０ｃｍに近づいてきたら黄色ランプを点灯し、４０ｃｍ以下になったら赤ランプを点灯するようにしてもよい。
また警報音声も母親の声、教師の声、父親声など音質を変更したり、言葉の内容も“もっと離れて”など各種変更できる。４０ｃｍ以下になったらスピーカー２７からピーピーピーと警報音を鳴らしてもよい。
更に、メモリ２２には値３０ｃｍも設定し、４０ｃｍを超えて３０ｃｍになったらスピーカー２７からピッピッピット早い警報音を鳴らすこともできる。
【実施例２】
【００１６】  次に図３において、赤外線型の場合は人間１３が画面部４に接近すると、顔面Ｆから発する人体熱の赤外線が指向性の強い赤外線センサー受光部３０で検出される。ここ発生でする検出電流は人間の顔面が画面部４に近ければ近いほど、強くなるので、予め顔面Ｆと画面部４との距離と、検出電流の強度とを多くの人体で実験した平均値を記憶装置３３に格納しておく。
例えば１ｍＡならＤ＝６０ｃｍ、２ｍＡならＤ＝５０ｃｍ、３ｍＡなら４０ｃｍ、４ｍＡなら３０ｃｍ、５ｍＡなら２５ｃｍ、６ｍＡなら２０ｃｍ、７ｍＡなら１５ｃｍ、８ｍＡなら１０ｃｍ、９ｍＡならＤ＝５ｃｍなど表として格納する。【００１７】  比較回路３６では、検出電流ｍＡと記憶装置３３の表データとを比較し、検出電流ｍＡに対応する距離Ｄが予め記憶装置３３に設定した４０ｃｍ以下になると、即ち３ｍＡ以下になると、警報パルスを警報装置３の光駆動回路２４と音声駆動回路２５に出力する。
ここでは赤外線センサー受光部３０と記憶装置３３と比較回路３６とが距離センサー２を構成する。前述同様、光駆動回路２４は駆動信号を発生して赤ランプ２６送り、音声駆動回路２５では警報音声データを発生してスピーカー２７に送る。実施例１と同様に赤ランプ２６が点灯し、スピーカー１５から“近過ぎますよ、もっと離れて目を大切にね”などの警告音声が聞こえるので、使用者は画面への近づき過ぎに気付いて注意するようになる。【００１８】  赤ランプ２６は発光ダイオード、通常の電球、でもよい。実施例１，２の距離センサー２と警報装置３とは後から取り付けてもいい。移動用でサイズの小さい携帯電話、携帯電子端末、電子ブック等では電子機器製作時に組み込み型が望ましい。大型の計算機やＣＲＴパソコンや大型液晶画面の場合は新製品なら組み込み型でいいが、既存の電子機器では画面枠に後から取り付けてもよく、又別置きのタイプでもでもよい。なお電源には、ＡＣ／ＤＣアダプターや太陽電池を使用できる。
更に又別置きのタイプの場合は図４に示すように、距離センサー２と警報装置３を置時計枠型８に組みたて、電源をパソコン本体のＵＳＢ端子から受けるようにする。更に置時計枠型８には新たなＵＳＢ端子９を複数設けることができる。この場合パソコン本体のＵＳＢ端子はケーブル１５により新たなＵＳＢ端子９と電気的に接続されている。これら新たなＵＳＢ端子９を別の各種周辺機器の入出力端子として利用できる。
なお置時計枠型８を人気アニメやスポーツ選手のキャラクター人形とすることも可能である。
【実施例３】
【００１９】  また次に、図１の距離センサー２がパソコン１の画面部４の枠５配置した電子カメラである場合の実施例を説明する。
図１に示すように操作人１２は、距離センサー２（電子カメラ）の前に対面して座り、自分の顔Ｆ写真を家族や友人に電子メールを送る際に行う状態で撮影する。
図４の物指１０付き顔Ｆ写真は、図６の矢印のように画面部４に顔を近づけることで、顔Ｆと電子カメラ付きパソコン１の画面部４に写るイメージデータの大きさを調整する。そこで顔Ｆが電子カメラ４０の画面全面に写るように撮影し、そうすることで、左右目の間隔がより正確に測定できる。
図５において、このようにして撮影した物指１０付き正面顔Ｆ写真データを、ＣＰＵ１４は基準イメージデータとしてパソコン１内の記憶部６に送る。【００２０】  パソコン１では、入力した物指１０付き正面顔Ｆ写真からＣＰＵ１４は算出プログラム７により、図４に示す顔Ｆの両眼の間隔Ｌ（実間隔で、個人常数である）を既知の物指１０の長さと、写真上のイメージの長さとから算出する。この手法は画像解析業界では長さのキャリブレーションと称される公知のものである。
パソコン１の画面部４の縦（長さ）横（幅）サイズは規格され、一定（例えば約幅３０ｃｍｘ高さ２５ｃｍ）であり、両眼の間隔Ｌが画面ではＰｃｍの長さで表示される。相関関係を関数式Ｇで関数表現すると、
画面のイメージＰｃｍ＝Ｌ（個人常数）・Ｇ（幅３０ｃｍｘ長さ２５ｃｍ）となる。【００２１】  一方、図５に示すように、パソコン１の規格ファイル６には、電子カメラ付きパソコン１により直径１０ｃｍの円盤基準物を図６のように撮影した場合の多くのデータが予め記憶されている。この規格ファイル６中の撮影距離とイメージサイズのデータ表はパソコン１のＣＰＵ１４により計測して準備する。
図６において、目盛りの付いたテーブル１２に電子カメラ付きパソコン１を固定し、例えば直径＝１０ｃｍの円盤基準物１１を近くのＤ１＝１０ｃｍで撮影し、所定刻みで円盤基準物１１をＤ２…Ｄ３＝６０ｃｍまで遠ざけながら毎回撮影する。【００２２】  所定刻み値が狭いほど細かな映像サイズが数多く得られる。円盤基準物１１を使用する理由は、電子カメラの撮影特性が縦横に均等であり、歪が無いかどうかを確認するためである。
図６の上方に説明的に表示画面を示すように、１０ｃｍの円盤基準物１１と電子カメラ付きパソコン１の距離が１０ｃｍ→６０ｃｍと遠くになるほど画面（一定の広さに対して）上で、円盤基準物１１の映像サイズは２１、２２、２３と次第に短くなる。図中⇔は図４の物指１０を想定して説明的に表示した。【００２３】  例えば距離Ｄ＝１０ｃｍなら画面一杯となり映像サイズは３０ｃｍ、視角α
距離Ｄ＝１５ｃｍなら映像サイズは２５ｃｍ、視角β
距離Ｄ＝２０ｃｍなら映像サイズは２１ｃｍ、
距離Ｄ＝３０ｃｍなら映像サイズは１５ｃｍ、
距離Ｄ＝４０ｃｍなら映像サイズは１２ｃｍ、視角γ
距離Ｄ＝５０ｃｍなら映像サイズは１０ｃｍ…と、視角α＞β＞γとなる。【００２４】  このデータを表にしたものを、図５のようにパソコン１の規格ファイル６に予め作成し、記憶しておく。図５の規格ファイル６の表を参照すれば、図４で両眼の距離Ｌ（個人常数）に関しては、図６に示す両眼と電子カメラ付きパソコン１の距離Ｄが１０ｃｍ→６０ｃｍと遠くになるほど、画面上の両眼の映像イメージ上間隔Ｐも短くなることが理解できる。
従って、両眼の間隔Ｌと１０ｃｍの円盤基準物１１は比例により、両眼の映像イメージの間隔についてＣＰＵ１４は算出プログラム７によりＬ（個人常数）／１０ｃｍ倍し、
距離Ｄ１＝１０ｃｍなら両眼の映像イメージの間隔はＰ１＝Ｌ／１０・３ｃｍ、
距離Ｄ２＝１５ｃｍなら両眼の映像イメージの間隔はＰ２＝Ｌ／１０・２．５ｃｍ、
距離Ｄ３＝２０ｃｍなら両眼の映像イメージの間隔はＰ３＝Ｌ／１０・２．１ｃｍ、
距離Ｄ４＝３０ｃｍなら両眼の映像イメージの間隔はＰ４＝Ｌ／１０・１．８ｃｍ、
距離Ｄ５＝４０ｃｍなら両眼の映像イメージの間隔はＰ５＝Ｌ／１０・１．５ｃｍ、
距離Ｄ６＝５０ｃｍなら両眼の映像イメージの間隔はＰ６＝Ｌ／１０・１．２ｃｍ等と以下同様に計算できる。【００２５】Ｄ１からＤｎ（ｎは２，３，４，５…の数）までの移動刻みを細かくすれば、両眼の映像イメージの間隔もＰ１からＰｎと細かく把握できる。
次に、パソコン１は１分毎の周期で操作人の最新の顔を電子カメラで撮影し、映像イメージデータを内部のＣＰＵ１４に送る。
近眼ならパソコン１の画面に顔Ｆが接近しＤ１へ、老眼なら遠くに離れるのでＤ３へ移動して撮影されることになる。
かくして図６上方のいずれかの位置に該当する顔写真が映像イメージデータとしてパソコン１のＣＰＵ１４に送られる。【００２６】  パソコン１のＣＰＵ１４は入力した顔イメージと規格ファイル６を参照して算出プログラム７により、両眼の映像イメージの間隔Ｐ１〜Ｐ６が分かるので、図６の距離Ｄを逆に算出する。
更に算出した距離ＤとＣＰＵ４は予め定めた４０ｃｍとを比較し、Ｄ＜４０ｃｍになると、警報信号を発生し、内部のスピーカＰと警報部３の電子発光体に送る。
パソコン１では操作人は情報処理の仕事や学習をしているので、この「距離測定処理」は一定プログラムとして、予め設定したキーやマウス操作が止まり操作人が考えている間に、行うように設定でする。
【産業上の利用可能性】
【００２７】  現代人が、毎日見ることを必要とする携帯電話、携帯ゲーム機および電子端末、電子ブック、計算機、各種パソコン等、またはテレビの電子画面に対する視距離を通知する廉価で簡単な装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】  この発明の電子表示装置に対する視距離通知装置の全体構成を示す図である。
【図２】  この発明の電子表示装置に対する視距離通知装置の実施例１を示す図である。
【図３】  この発明の電子表示装置に対する視距離通知装置の実施例２を示す図である。
【図４】  この発明の視距離通知装置の別置き型例を示す図である。
【図５】  この発明の電子表示装置に対する視距離通知方法の実施例３を説明するための図である。
【図６】  この発明の電子表示装置に対する視距離通知方法の実施例３の装置の詳細ブロック構成図である。
【図７】  この発明の電子表示装置に対する視距離通知方法の実施例３を説明するための他の図である。
【符号の説明】
【００２９】１  電子機器
２  距離センサー
３  警告部
４  電子画面部
５  枠
６  規格ファイル
７  算出プログラム
８  置時計枠型
９  ＵＳＢ端子
１０  物指し
１１  円盤基準物
１２  テーブル
１３  人間
１４  ＣＰＵ
１５  ケーブル
２０  超音波送信部
２１  超音波受信部
２２  メモリ
２３、３６  比較部
２４  光駆動部
２５  音声駆動部
２６  発光部
２７、Ｐ  スピーカ
３０  赤外線センサー
３３  記憶装置
Ｆ  顔
α  水平視界
β  垂直視界
【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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