(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１系統の音楽信号を系統分割して第１、第２、第３系統音楽信号を作成する系統分割手段と、
３系統の音楽信号の内、第２系統音楽信号はピッチを高く（低く）し、第３系統音楽信号はピッチを低く（高く）するピッチ変換手段と、
第１系統音楽信号が、第２系統音楽信号及び第３系統音楽信号より時間軸上で相対的に先行するように時間軸調整する時間軸調整手段と、
ピッチ変換手段でピッチを変換し、時間軸調整手段で時間軸を調整後の第２系統音楽信号と第１系統音楽信号を加算する第１加算手段と、
ピッチ変換手段でピッチを変換し、時間軸調整手段で時間軸を調整後の第３系統音楽信号と第１系統音楽信号を加算する第２加算手段と、
を備えたことを特徴とする音場調整装置。
【請求項２】
時間軸調整手段は、第２系統音楽信号が第３系統音楽信号より時間軸上で相対的に先行するように時間軸調整するようにしたこと、
を特徴とする請求項１記載の音場調整装置。
【請求項３】
ピッチ変換手段は、半音の２０分の１乃至１０分の１の範囲で、第２系統音楽信号のピッチを高く（低く）し、第３系統の音楽信号のピッチを低く（高く）するようにしたこと、
を特徴とする請求項１または２記載の音場調整装置。
【請求項４】
第１系統音楽信号、第２系統音楽信号、第３系統音楽信号の間の音量バランスを調整する音量バランス調整手段を設けたこと、
を特徴とする請求項１または２または３記載の音場調整装置。
【請求項５】
第１系統音楽信号、第２系統音楽信号、第３系統音楽信号の内、少なくとも第２系統音楽信号、第３系統音楽信号に各々残響成分を付加する残響成分付加手段を設けたこと、
を特徴とする請求項１または２または３または４記載の音場調整装置。
【請求項６】
系統分割手段の前段で前記１系統の音楽信号に残響成分を付加する残響成分付加手段を設けたこと、
を特徴とする請求項１または２または３または４記載の音場調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は音場調整装置に係り、とくに、１系統の音楽信号から広がり感や奥行き感の有る２系統または３系統の音楽信号を作成する音場調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話では、着信時に着信メロディ音を流してユーザに着信を告知する機能が有り、ユーザがキー操作で好みの着信メロディ音楽信号データを作成してメモリに登録しておくこともできる。図７に従来の携帯電話の着信メロディ音再生系の構成図を示す。着信検出回路２で通話着信が検出されると、コントローラ３は、メモリ１から着信メロディ音楽信号データを読み出し、Ｄ／Ａ変換器５へ出力してアナログ着信メロディ音楽信号に変換させる。アナログ着信メロディ音楽信号は電力増幅器６で増幅されたあと、スピーカ７で音響再生される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記した従来の携帯電話の着信メロディ音再生系では、スピーカ７が１つしかないので、モノラルの着信メロディ音楽信号しか流すことができず、広がり感や奥行き感を表現することはできなかった。しかも、スピーカ７を複数搭載しても、ユーザがキー操作で作成できるのはモノラルの着信メロディ音楽信号データなので、広がり感や奥行き感を表現することは難しかった。
本発明は上記した従来技術の問題に鑑み、１系統の音楽信号から広がり感や奥行き感の有る複数系統の音楽信号を作成可能とした音場調整装置を提供することを、その目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１では、１系統の音楽信号を系統分割して第１、第２、第３系統音楽信号を作成する系統分割手段と、３系統の音楽信号の内、第２系統音楽信号はピッチを高く（低く）し、第３系統音楽信号はピッチを低く（高く）するピッチ変換手段と、第１系統音楽信号が、第２系統音楽信号及び第３系統音楽信号より時間軸上で相対的に先行するように時間軸調整する時間軸調整手段と、ピッチ変換手段でピッチを変換し、時間軸調整手段で時間軸を調整後の第２系統音楽信号と第１系統音楽信号を加算する第１加算手段と、ピッチ変換手段でピッチを変換し、時間軸調整手段で時間軸を調整後の第３系統音楽信号と第１系統音楽信号を加算する第２加算手段と、を備えたことを特徴としている。
請求項２では、時間軸調整手段は、第２系統音楽信号が第３系統音楽信号より時間軸上で相対的に先行するように時間軸調整するようにしたこと、を特徴としている。
請求項３では、ピッチ変換手段は、半音の２０分の１乃至１０分の１の範囲で、第２系統音楽信号のピッチを高く（低く）し、第３系統の音楽信号のピッチを低く（高く）するようにしたこと、を特徴としている。
請求項４では、第１系統音楽信号、第２系統音楽信号、第３系統音楽信号の間の音量バランスを調整する音量バランス調整手段を設けたこと、を特徴としている。
請求項５では、第１系統音楽信号、第２系統音楽信号、第３系統音楽信号の内、少なくとも第２系統音楽信号、第３系統音楽信号に各々残響成分を付加する残響成分付加手段を設けたこと、を特徴としている。
請求項６では、系統分割手段の前段で前記１系統の音楽信号に残響成分を付加する残響成分付加手段を設けたこと、を特徴としている。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一つの実施の形態を図１を参照して説明する。図１は本発明に係る携帯電話の着信メロディ音再生系の構成を示す構成図である。
１は１系統のモノラルのディジタル着信メロディ音楽信号を記憶したメモリであり、当該ディジタル着信メロディ音楽信号はユーザが携帯電話でキー操作により作成したものであっても、外部から通信により取得したものであっても良い。２は通話着信を検出する着信検出回路、３はマイコン構成のコントローラであり、着信検出回路２で通話着信が検出されると、メモリ１からディジタル着信メロディ音楽信号を読み出し、後述する音場調整回路へ出力し、ディジタル領域で音場調整処理を実行させて３系統の第１乃至第３ディジタル音楽信号を出力させる。４はＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）で構成された音場調整回路であり、この内、４ａは１系統の音楽信号を３系統の第１、第２、第３ディジタル音楽信号に系統分割する系統分割手段、４ｂは時間軸調整手段であり、第１、第２、第３ディジタル音楽信号間の時間軸調整をし、第２、第３ディジタル音楽信号より第１ディジタル音楽信号の方が時間軸上で相対的に先行するようにする（合わせて、第２ディジタル音楽信号が第３ディジタル音楽信号より時間軸上で相対的に先行するようにしても良い）。４ｃは３系統の第１、第２、第３ディジタル音楽信号の音量バランスを調整する音量バランス調整手段、４ｄは３系統の第１、第２、第３ディジタル音楽信号の内、第２ディジタル音楽信号と第３ディジタル音楽信号に対し、ピッチの変換を行うピッチ変換手段である。
【０００６】
系統分割手段４ａは、入力ディジタル着信メロディ音楽信号を３つに分岐させて第１、第２、第３ディジタル音楽信号として出力する。時間軸調整手段４ｂは、遅延部１１で第２ディジタル音楽信号を遅延時間τ1 だけ遅延させて出力し、遅延部１２で第３ディジタル音楽信号を遅延時間τ２だけ遅延させて出力する。音量バランス調整手段４ｃは、第２ディジタル音楽信号のレベルを可変する乗算部２１、第３ディジタル音楽信号のレベルを可変する乗算部２２を有し、乗算部２１と２２により第２ディジタル音楽信号と第３ディジタル音楽信号に各々１以下の乗算係数ａ、ｂを乗じて音量バランス調整を行う。ピッチ変換手段４ｄは第１ディジタル音楽信号のピッチは変えず、第２ディジタル音楽信号のピッチをピッチ変換部３１で変換量Ｐ１だけ変え、第３ディジタル音楽信号のピッチをピッチ変換部３２で変換量Ｐ２だけ変える。Ｐ１、Ｐ２は、一方がピッチを高くする場合、他方はピッチを低くする値が設定される。Ｐ１、Ｐ２は好ましくは半音の２０分の１乃至１０分の１の範囲で設定すると良い。ＯＵＴ１は第１ディジタル音楽信号出力端子、ＯＵＴ２は第２ディジタル音楽信号出力端子、ＯＵＴ３は第３ディジタル音楽信号出力端子である。
【０００７】
４０は３系統の音楽信号を２系統の音楽信号に変換する系統変換回路であり、この内、４１は第１ディジタル音楽信号と第２ディジタル音楽信号を加算してＬチャンネルディジタル音楽信号を作成する加算器、４２は第１ディジタル音楽信号と第３ディジタル音楽信号を加算してＲチャンネルディジタル音楽信号を作成する加算器である。５０はディジタル音楽信号をアナログ音楽信号に変換するＤ／Ａ変換回路であり、この内、５１はＬチャンネルディジタル音楽信号をＤ／Ａ変換してＬチャンネルアナログ音楽信号を作成するＤ／Ａ変換器、５２はＲチャンネルディジタル音楽信号をＤ／Ａ変換してＲチャンネルアナログ音楽信号を作成するＤ／Ａ変換器である。６１はＬチャンネルアナログ音楽信号の電力増幅を行う電力増幅器、６２はＲチャンネルアナログ音楽信号の電力増幅を行う電力増幅器、７１は電力増幅器６１の出力により駆動されるＬチャンネルスピーカ、７２は電力増幅器６２の出力により駆動されるＲチャンネルスピーカである。
【０００８】
携帯電話は図２に示す如く、内側に液晶表示パネル８０を有する第１筐体８１と内側に各種キーを有する第２筐体８２とが蝶番部８３により開閉（回動）自在に結合されており、この内、第１筐体８１の背面側の左右に外部スピーカとしてＬチャンネルスピーカ７１とＲチャンネルスピーカ７２が内蔵されている。
【０００９】
次に上記した実施の形態の動作を説明する。
コントローラ３は携帯電話の電源オンで音量調整回路４の各部にパラメータ設定する。具体的には、例えば、τ１を１５０ｍｓ、τ２を３００ｍｓ、ａを０．６、ｂを０．４、Ｐ１を半音の１０分の１高くする値、Ｐ２を半音の１０分の１低くする値に設定しておく（なお、これらの値は一例であり、他の組み合わせであっても良い）。
着信検出回路２で通話着信が検出されると、コントローラ３はメモリ１からディジタル着信メロディ音楽信号を読み出し、音場調整回路４へ出力する。音場調整回路４ではまず、ディジタル着信メロディ音楽信号が系統分割手段４ａによって３つの系統に分けられて、第１、第２、第３ディジタル音楽信号が作成される。これら３系統の第１、第２、第３ディジタル音楽信号は時間軸調整手段４ｂにより、時間軸上で１５０ｍｓずつずらされて出力される。そして、音量バランス調整手段４ｃにより、第２ディジタル音楽信号のレベルが０．６倍され、第３ディジタル音楽信号のレベルが０．４倍される。更に、ピッチ変換手段４ｄにより、第２ディジタル音楽信号のピッチが半音の１０分の１だけ高くされ、第３ディジタル音楽信号のピッチが半音の１０分の１だけ低くされる。
【００１０】
この結果、第１ディジタル音楽信号はコントローラ３から入力されたディジタル着信メロディ音楽信号のままＯＵＴ１から出力され、第１ディジタル音楽信号から１５０ｍｓだけ遅延し、レベルが０．６倍でかつピッチが１０分の１だけ高くされた第２ディジタル音楽信号がＯＵＴ２から出力され、第１ディジタル音楽信号から３００ｍｓだけ遅延し、レベルが０．４倍でかつピッチが１０分の１だけ低くされた第３ディジタル音楽信号がＯＵＴ３から出力される。
【００１１】
携帯電話に設置された外部スピーカがＬチャンネルスピーカ７１とＲチャンネルスピーカ７２の２つであることから、３系統の第１、第２、第３ディジタル音楽信号が系統変換回路４０により２系統に変換される。即ち、第１ディジタル音楽信号と第２ディジタル音楽信号が加算部４１で加算されてＬチャンネルディジタル音楽信号が作成され、第１ディジタル音楽信号と第３ディジタル音楽信号が加算部４２で加算されてＲチャンネルディジタル音楽信号が作成される。
【００１２】
Ｌチャンネルディジタル音楽信号はＤ／Ａ変換回路５０のＤ／Ａ変換器５１でＬチャンネルアナログ音楽信号に変換され、電力増幅器６１で電力増幅されたのちＬチャンネルスピーカ７１より音響再生される。また、Ｒチャンネルディジタル音楽信号はＤ／Ａ変換回路５０のＤ／Ａ変換器５２でＲチャンネルアナログ音楽信号に変換され、電力増幅器６２で電力増幅されたのちＲチャンネルスピーカ７２より音響再生される。
この結果、Ｌチャンネルスピーカ７１から出力される音響とＲチャンネルスピーカ７２から出力される音響には、メモリ１に記憶されていた元の着信メロディ音楽信号のほか、元の着信メロディ音楽信号から時間軸方向にずれるとともにピッチもずれた成分（Ｌチャンネル側は第２音楽信号成分、Ｒチャンネル側は第３音楽信号成分）も含まれているので、残響感とコーラス感（ディチューン）を発揮できる。加えて、Ｌチャンネルスピーカ７１から出力される音響とＲチャンネルスピーカ７２から出力される音響とでは、元の着信メロディ音楽信号に加えられた成分の時間軸方向のずれ量が異なり、かつピッチの変えられた方向も異なるので、ＬチャンネルとＲチャンネルの分離感が生じる。従って、着信メロディ音に広がり感と奥行き感が生まれることになる。
【００１３】
なお、上記した例ではτ１を１５０ｍｓ、τ２を３００ｍｓに設定したが、これは一例であり、０＜τ１≦５００ｍｓ、０＜τ２≦５００ｍｓの範囲で、τ１＝τ２＝２５０ｍｓとしたり、τ１＝２５０ｍｓ、τ２＝５００ｍｓとしたり、τ１＝３００ｍｓ、τ２＝１５０ｍｓとしたり、τ１＝５００ｍｓ、τ２＝２５０ｍｓとするなど、他の値に設定しても良い。好ましくは、０＜τ１≦２５０ｍｓ、０＜τ２≦５００ｍｓの範囲内でτ１、τ２を設定するか、または、０＜τ１≦５００ｍｓ、０＜τ２≦２５０ｍｓの範囲内でτ１、τ２に設定すると良い。
また、ａ＝０．６、ｂ＝０．４に設定したが他の値にしても良く、例えば、τ１＜τ２に設定する場合は、１＞ａ＞ｂ＞０の範囲で、ａ＝０．７、ｂ＝０．３に設定したり、ａ＝０．８、ｂ＝０．２に設定しても良い。反対に、τ１＞τ２に設定する場合は、１＞ｂ＞ａ＞０の範囲で、ａ＝０．４、ｂ＝０．６に設定したり、ａ＝０．３、ｂ＝０．７に設定したり、ａ＝０．２、ｂ＝０．８に設定したりしても良い。また、τ１＝τ２に設定する場合は、１＞ａ＞０、１＞ｂ＞０の範囲で、ａ＝ｂ＝０．５に設定したり、ａ＝０．６、ｂ＝０．４に設定したり、ａ＝０．４、ｂ＝０．６に設定したりしても良い。
更に、Ｐ１を半音の１０分の１高くする値、Ｐ２を半音の１０分の１低くする値に設定したが、Ｐ１を半音の２０分の１高くする値、Ｐ２を半音の２０分の１低くする値に設定したり、反対に、Ｐ１を半音の１０分の１低くする値、Ｐ２を半音の１０分の１高くする値に設定したり、Ｐ１を半音の２０分の１低くする値、Ｐ２を半音の２０分の１高くする値に設定したりしても良い。更に、Ｐ１を半音の１０分の１高くする値、Ｐ２を半音の２０分の１低くする値に設定したり、Ｐ１を半音の２０分の１高くする値、Ｐ２を半音の１０分の１低くする値に設定したり、反対に、Ｐ１を半音の１０分の１低くする値、Ｐ２を半音の２０分の１高くする値に設定したり、Ｐ１を半音の２０分の１低くする値、Ｐ２を半音の１０分の１高くする値に設定しても良い。要は、Ｐ１にピッチを高く（低く）する値を設定したとき、Ｐ２にはピッチを低く（高く）する値を設定すれば良く、また、元のピッチから可変する量は半音の１０分の１乃至２０分の１程度とするのが好ましい。
【００１４】
上記した実施の形態によれば、メモリ１に記憶された元となる１系統の着信メロディ音楽信号を音場調整回路４に入力し、系統分割手段４ａにより第１、第２、第３音楽信号の３つの系統に系統分割し、時間軸調整手段４ｂにより、第１音楽信号を第２、第３音楽信号より時間軸上で相対的に先行させ（合わせて、第２音楽信号を第３音楽信号より時間軸上で相対的に先行させても良い）、音量バランス調整手段４ｃにより各系統間の音量バランスを調整後、更にピッチ変換手段４ｄにより第２音楽信号のピッチを高く（低く）し、第３音楽信号のピッチを低く（高く）する。そして、第１音楽信号と第２音楽信号を加算してＬチャンネル音楽信号としてＬチャンネルスピーカ７１から音響再生させ、第１音楽信号と第３音楽信号を加算してＲチャンネル音楽信号としてＲチャンネルスピーカ７２から音響再生させたので、Ｌチャンネルスピーカ７１から出力される音響とＲチャンネルスピーカ７２から出力される音響には、元の着信メロディ音楽信号と、該着信メロディ音楽信号から時間軸方向にずれるとともにピッチもずれた成分が含まれているので、残響感とコーラス感（ディチューン）を発揮でき、加えて、Ｌチャンネルスピーカ７１から出力される音響とＲチャンネルスピーカ７２から出力される音響とでは、元の着信メロディ音楽信号に加えられた成分のピッチの変化方向（または時間軸方向のずれ量とピッチの変化方向の両方）が異なるので、ＬチャンネルとＲチャンネルの分離感が生じる。従って、着信メロディ音に広がり感と奥行き感が生まれることになる。
【００１５】
なお、上記した実施の形態では、音場調整回路４とは別個に設けた系統変換回路４０により３系統から２系統への変換を行うようにしたが、音場調整回路４の中でピッチ変換手段４ｄの後段に系統変換手段を設けて行うようにしても良く、または、Ｄ／Ａ変換回路５０の後段にアナログ回路構成の系統変換回路を設けて行うようにしても良い。
【００１６】
また、携帯電話に搭載された外部スピーカがＬチャンネルスピーカ７１とＲチャンネルスピーカ７２の２つのため、音場調整回路４から出力された３系統の第１、第２、第３音楽信号を系統変換回路４０により２系統に変換するようにしたが、携帯電話に３つの外部スピーカが搭載されている場合は、系統変換せずに音場調整回路４から出力された第１、第２、第３音楽信号の各々で各外部スピーカを駆動するようにしても良い。
【００１７】
具体的には、図３に示す如く、携帯電話にＬチャンネルスピーカ７１とＲチャンネルスピーカ７２に加えてＣ（センタ）チャンネルスピーカ７３も搭載されている場合は、図１を図４の如く変え、系統変換回路４０を省略し、代わりにＤ／Ａ変換回路５０ＡにＤ／Ａ変換器５３を追加し、Ｄ／Ａ変換器５３の出力を電力増幅する電力増幅器６３も追加する。そして、音場調整回路４のＯＵＴ１から出力された第１ディジタル音楽信号をＤ／Ａ変換器５３に入力してＣチャンネルアナログ音楽信号に変換させ、電力増幅器６３で電力増幅後、Ｃチャンネルスピーカ７３を駆動させる。また、音場調整回路４のＯＵＴ２から出力された第２ディジタル音楽信号をＤ／Ａ変換器５１に入力してＬチャンネルアナログ音楽信号に変換させ、電力増幅器６１で電力増幅後、Ｌチャンネルスピーカ７１を駆動させ、音場調整回路４のＯＵＴ３から出力された第３ディジタル音楽信号をＤ／Ａ変換器５２に入力してＲチャンネルアナログ音楽信号に変換させ、電力増幅器６２で電力増幅後、Ｒチャンネルスピーカ７２を駆動させるようにする。
【００１８】
図３、図４の例によっても、Ｌチャンネルスピーカ７１から出力される音響とＲチャンネルスピーカ７２から出力される音響には、Ｃチャンネルスピーカ７３から出力される音響に比べて、時間軸方向にずれるとともにピッチもずれた音響が出力されるので、残響感とコーラス感（ディチューン）を発揮でき、加えて、Ｌチャンネルスピーカ７１から出力される音響とＲチャンネルスピーカ７２から出力される音響とでは、Ｃチャンネルスピーカ７３から出力される音響に比べてピッチの変化方向（または時間軸方向のずれ量とピッチの変化方向の両方）が異なるので、ＬチャンネルとＲチャンネルの分離感が生じる。従って、着信メロディ音に広がり感と奥行き感が生まれることになる。
【００１９】
また、図５に示す如く、音場調整回路４Ａの例えばピッチ変換手段４ｄの後段に残響成分付加手段４ｅを設け、第１乃至第３ディジタル音楽信号の各々に、残響成分を付加するようにしても良い。具体的には第１乃至第３ディジタル音楽信号の各々を残響成分付加部８０、８１、８２に通して残響成分を付加する。残響成分付加部８０は例えば図６の如く、第１ディジタル音楽信号に後述する乗算部の出力を加算する加算部９０、加算部９０の出力を短時間τ（τは例えば、５ｍｓ、１０ｍｓなど）だけ遅延させて外部出力する遅延部９１、遅延部９１の出力に１より小さい乗算係数ｃを乗じて加算部９０へ出力する乗算部９２から構成できる。残響成分付加部８１、８２も残響成分付加部８０と同一構成で良い。
図５の如く、残響成分付加手段４ｅを追加することで、残響感をより豊かにすることができる。
なお、残響成分付加手段４ｅをピッチ変換手段４ｄの後段でなく前段側に設けるようにしたり、または音量バランス調整手段４ｃの前段に設けるようにしても良い。或いは、残響成分付加手段４ｅの代わりに、図６に示す残響成分付加部８０と同様の残響成分付加部を音場調整回路４の入力側（系統分割手段４ａの前段）に１つ設けるようにしても良い。
【００２０】
また、上記した実施の形態及び変形例では、携帯電話の着信メロディ音の再生系を例に挙げて説明したが、本発明は何らこれに限定されるものでなく、ホームオーディオ、音響再生機能付パソコン、音響再生機能付携帯情報端末など他の種類の音響関連製品にも同様に適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、１系統の音楽信号から広がり感や奥行き感の有る複数系統の音楽信号を作成可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る携帯電話の着信メロディ音再生系の構成を示す構成図である。
【図２】携帯電話に搭載された外部スピーカの設置場所の説明図である。
【図３】本発明の変形例に係る携帯電話に搭載された外部スピーカの設置場所の説明図である。
【図４】図１の変形例に係る携帯電話の着信メロディ音再生系の構成を示す構成図である。
【図５】図１の他の変形例に係る音場調整回路の構成を示す構成図である。
【図６】図５中の残響成分付加部の構成を示す構成図である。
【図７】従来の携帯電話の着信メロディ音再生系の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
１  メモリ                        ３  コントローラ
４、４Ａ  音場調整回路            ４ａ  系統分割手段
４ｂ  時間軸調整手段              ４ｃ  音量バランス調整手段
４ｄ  ピッチ変換手段              ４ｅ  残響成分付加手段
１１、１２、９１  遅延部          ２１、２２、９２  乗算部
３１、３２  ピッチ変換部          ４０  系統変換回路
４１、４２、９０  加算部          ５０、５０Ａ  Ｄ／Ａ変換回路
５１、５２、５３  Ｄ／Ａ変換器    ６１、６２、６３  電力増幅器
７１  Ｌチャンネルスピーカ        ７２  Ｒチャンネルスピーカ
７３  Ｃ（センタ）チャンネルスピーカ
８０、８１、８２  残響成分付加部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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