(57)【要約】      （修正有）【課題】反射レンズによる光路の変化にかかわらず、画像の順序を簡単な方法で正しく取り出す。【解決手段】アレイ１０１の行１０４及び列１０６に配列される撮像ピクセル１０２を備える撮像サブシステム１００が提供される。各撮像ピクセル１０２は、画像の一部に対応するピクセルデータを生成して、このピクセルデータをその列１０６の第１の端部１０５又は第２の端部１０７に向けて転送するように構成されている。また、列１０６の第１の端部１０５からピクセルデータを受け取って、列１０６の初め１０３に関連する第１の方向に向けてピクセルデータをシフトするように構成される第１のシフトレジスタ１０８も備える。第２のシフトレジスタ１０９が、列１０６の第２の端部１０７からピクセルデータを受け取って、第１の方向に向けてピクセルデータをシフトするように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
行（１０４）及び列（１０６）で構成されるアレイ（１０１）に配列される撮像ピクセル（１０２）であって、各撮像ピクセル（１０２）は、画像の一部に対応するピクセルデータを生成して、前記ピクセルデータをその列（１０６）の第１の端部（１０５）又は第２の端部（１０７）に向けて転送するように構成されている、撮像ピクセル（１０２）と、
前記列（１０６）の前記第１の端部（１０５）から前記ピクセルデータを受け取って、前記列（１０６）の初め（１０３）に関連する第１の方向に向けて前記ピクセルデータをシフトするように構成される第１のシフトレジスタ（１０８）と、
前記列（１０６）の前記第２の端部（１０７）から前記ピクセルデータを受け取って、前記第１の方向に向けて前記ピクセルデータをシフトするように構成される第２のシフトレジスタ（１０９）とを備えることを特徴とする撮像サブシステム（１００）。
【請求項２】
前記撮像ピクセル（１０２）は、電荷結合素子のフォトセルで構成されることを特徴とする請求項１に記載の撮像サブシステム（１００）。
【請求項３】
前記ピクセルデータのそれぞれは、対応する前記撮像ピクセル（１０２）が受け取った光の強度に関係する電荷を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像サブシステム（１００）。
【請求項４】
前記アレイ（１０１）は、前記画像の選択されたコーナーが前記列（１０６）の前記初のめ（１０３）の近くに配置されるように、前記画像に対して方向付けられ、
前記アレイ（１０１）は、前記ピクセルデータが前記列（１０６）の前記第１の端部（１０５）に向けてシフトされるように構成され、前記画像の前記選択されたコーナーは、前記列（１０６）の前記第１の端部（１０５）の近くに配置され、
それによって、前記第１のシフトレジスタ（１０８）は、前記第１のシフトレジスタ（１０８）からの前記ピクセルデータを前記画像の前記選択されたコーナーからシフトするように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像サブシステム（１００）。
【請求項５】
前記画像の前記選択されたコーナは、前記画像の左上のコーナであることを特徴とする請求項４に記載の撮像サブシステム（１００）。
【請求項６】
前記アレイ（１０１）は、前記画像の選択されたコーナが前記列（１０６）の前記初め（１０３）の近くに配置されるように、前記画像に対して方向付けられ、
前記アレイ（１０１）は、前記ピクセルデータが前記列（１０６）の前記第２の端部（１０７）に向けてシフトされるように構成され、前記画像の前記選択されたコーナは、前記列（１０６）の前記第２の端部（１０７）の近くに配置され、
それによって、前記第２のシフトレジスタ（１０９）は、前記第２のシフトレジスタ（１０９）からの前記ピクセルデータを前記画像の前記選択されたコーナーからシフトするように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像サブシステム（１００）。
【請求項７】
前記画像の前記選択されたコーナは、前記画像の左上のコーナーであることを特徴とする請求項６に記載の撮像サブシステム（１００）。
【請求項８】
行及び列に配列される撮像ピクセルで構成されるアレイを設けること（２０２）であって、各撮像ピクセルは、画像の一部に対応するピクセルデータを生成して、前記ピクセルデータをその列の第１の端部又は第２の端部に向けて転送するように構成されている、アレイを設けることと（２０２）、
前記列の前記第１の端部から前記ピクセルデータを受け取って、前記列の初めに関連する第１の方向に向けて前記ピクセルデータをシフトするように構成される第１のシフトレジスタを設けることと（２０４）、
前記列の前記第２の端部から前記ピクセルデータを受け取って、前記第１の方向に向けて前記ピクセルデータをシフトするように構成される第２のシフトレジスタを設けることと（２０６）、
前記画像の選択されたコーナーが前記列の前記初めの近くに配置されるように前記撮像デバイスに対して前記アレイを方向付けること（２０８）とを含むことを特徴とする撮像デバイスの撮像サブシステムを供給する方法（２００）。
【請求項９】
前記ピクセルデータが前記画像の前記選択されたコーナに関連する前記列の前記端部に向けてシフトされるように前記アレイを構成すること（２１０）をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法（２００）。
【請求項１０】
前記画像の前記選択されたコーナは、前記画像の左上のコーナであることを特徴とする請求項８に記載の方法（２００）。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
デジタル撮像技術の近年の進歩によって、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタル画像スキャナ等の家庭用電子デバイスは、より多くの消費者にとってより入手しやすいものとなった。その結果、このような各タイプのデバイスについて、かなり多くの製造業者が主として、潜在的消費者に最も良く訴える価格、性能、及び機能の組み合わせを誇示する機器を製作するために競争する。
【０００２】
これらの撮像デバイスの多くは、或るタイプの２次元感光セル（又はフォトセル）アレイを使用して、そのデバイスのユーザにとって興味のある１つ又は複数の画像をキャプチャする。フォトセルアレイの一例は、電荷結合素子（ＣＣＤ）に含まれる。ＣＣＤは、通常、数千個又は数百万個のフォトセル又は画素（「ピクセル」）を含み、それらの各々は、そのピクセルの入射光の強度に比例した電荷を蓄積する。その後、これらの電荷のそれぞれは、順次取り出され、光強度を示す数値に変換される。各ピクセルに関連するこれらの数値は集合的に、このようにＣＣＤが受け取った画像を表す。
【０００３】
有用な画像を生成するために、古い技術の写真フィルムカメラで利用されているレンズと同様のレンズが、デバイスが受け取った光をＣＣＤ又は他のフォトセルアレイ上へ合焦させるのに使用される。通常、使用されるレンズは反転レンズであり、これは、レンズが受け取った光をアレイ上に投影する前に反転し、その結果、画像は反転する。この構造に基づいて、ＣＣＤ及び周辺回路部は編成されるため、各ピクセルによって蓄積された電荷が、画像の左上コーナから開始して、次に、１度に１行ずつ、ピクセルの各行にわたって左から右へ進み、画像の右下のコーナで終了する順序で読み出される。この順序は、通常は、ディスプレイへの画像の表示、画像の印刷等と一致する。
【０００４】
近年、デジタル撮像デバイスの中には、単純な反転レンズの代わりに反射レンズ、すなわちミラーレンズを使用し始めたものがある。反射レンズは、通常、ＣＣＤに遭遇する前に、受け取った光の経路をデバイス内で曲げるか又は折り返す１つ又は複数のミラーを使用する。反射レンズは、多くの場合、レンズの有効焦点距離を増加させるのに利用され、その結果、撮像デバイスのフォームファクタを小さく維持しつつ、望遠能力、すなわち拡大能力を提供することができる。
【０００５】
しかしながら、反射レンズによって引き起こされる光路の変化により、画像の向きは、多くの場合、反転レンズによって作成された画像の向きとは異なる。その結果、ＣＣＤ又は他のフォトセルアレイは、通常予想される順序とは異なる順序で、各ピクセルから、蓄積された電荷を取り出す場合がある。たとえば、画像は、左上のコーナとは対照的に、右上又は左下のコーナから取り出される場合があり、したがって、画像の表示又は印刷をさらに複雑にする場合がある。より標準的なピクセル順序を与えるように画像を処理することができるが、このような処理には、かなりの帯域幅、及び、他のタスクを実行する、より好都合に使用できるデバイスの他の資源が必要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、本発明の一実施の形態による撮像サブシステム１００のブロック図を提供する。一般に、複数の撮像ピクセル１０２が、アレイ１０１に配列され、行１０４及び列１０６に編成される。撮像ピクセル１０２のそれぞれは、画像の一部に対応するピクセルデータを生成するように構成されている。また、各ピクセル１０２は、その列１０６の第１の端部１０５又は第２の端部１０７に向けてピクセルデータを転送するようにも構成されている。
【０００７】
また、第１のシフトレジスタ１０８及び第２のシフトレジスタ１０９も備えられる。第１のシフトレジスタ１０８は、列の第１の端部１０５からピクセルデータを受け取って、そのピクセルデータを、列１０６の最初の列１０３に関連する第１の方向に向けてシフトするように構成されている。第２のシフトレジスタ１０９は、列１０６の第２の端部１０７からピクセルデータを受け取って、そのピクセルデータを第１の方向に向けてシフトするように構成されている。図１の特定の例では、第１の方向は左方向である。
【０００８】
以下でさらに詳細に説明するように、本発明のさまざまな実施の形態は、ピクセルデータをそのデバイスへ一貫した順序で配信すると同時に、複数のレンズ構成のいずれの使用も可能にする撮像サブシステムを撮像デバイスに供給するのに使用することができる。
【０００９】
一実施の形態では、撮像サブシステム１００は、第１のシフトレジスタ１０８からシフトされたピクセルデータを増幅するように構成される第１の増幅器１１０、及び、第２のシフトレジスタ１０９からシフトされたピクセルデータを増幅するように構成される第２の増幅器１１１も備えることができる。この増幅によって、撮像デバイスの他の部分が、キャプチャされた画像を表すピクセルデータをより容易に処理することを可能にすることができる。
【００１０】
別の実施態様では、アレイ１０１はＣＣＤアレイであり、このＣＣＤアレイにおいて、撮像ピクセル１０２はフォトセルである。その結果、撮像ピクセル１０２のそれぞれのピクセルデータは、撮像ピクセル１０２が受け取った光の強度に関係する電荷となる。この電荷は、撮像デバイスによってキャプチャされている画像の一部を表すピクセルデータである。他の実施の形態では、異なる技術を使用する撮像ピクセルの他のアレイを使用して、可視光を集め、画像にすることができる。さらに他の実施の形態では、赤外線周波数、紫外線周波数、及びそれ以外の目に見えない電磁スペクトルの部分を検出するための技術を利用することができる。
【００１１】
各々が画像の１つの特定の部分に関係する単一撮像ピクセル１０２を本明細書で説明するが、このような解説は、複数のピクセル１０２が画像の１つの特定のエリアに関連付けられるアレイ１０１を使用する実施の形態を排除するものではない。たとえば、カラーＣＣＤは、多くの場合、各々が赤、青、緑等の１つの特定の色に反応する少なくとも３つのピクセルを、画像の各識別可能部分について使用する。
【００１２】
いくつかの実施態様では、アレイ１０１の撮像ピクセル１０２の個数は、数千又は数百万の数に達することができる。他の実施の形態では、対応する撮像デバイスの所望のレベルの解像度に応じて、それよりも少ない又は多くの撮像ピクセルを利用することができる。
【００１３】
撮像サブシステム１００は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、及びデジタル画像スキャナを含む、さまざまな撮像デバイスに使用することができるが、これらに限定されるものではない。また、携帯電話等、その主要な機能が画像に関係するものでないが、画像をキャプチャするように設計されたデバイスはいずれも、本明細書で説明するさまざまな実施の形態を適用することにより利益を得ることができる。
【００１４】
図２に、撮像デバイス用の、図１のサブシステム１００等の撮像サブシステムを供給するための方法２００のフローチャートを示す。行及び列に配列される撮像ピクセルを含むアレイが設けられ、ここで、各撮像ピクセルは、画像の一部に対応するピクセルデータを生成して、そのピクセルデータを、その列の第１の端部又は第２の端部に向けて転送するように構成される（オペレーション２０２）。また、列の第１の端部からピクセルデータを受け取って、列の初めに関連する第１の方向に向けてピクセルデータをシフトするように構成される第１のシフトレジスタも設けられる（オペレーション２０４）。同様に、列の第２の端部からピクセルデータを受け取って、第１の方向に向けてピクセルデータをシフトするように構成される第２のシフトレジスタも設けられる（オペレーション２０６）。このアレイは、画像の選択されたコーナが列の初めの近くに配置されるように、撮像デバイスに対して方向付けられる（オペレーション２０８）。一実施の形態では、このアレイは、ピクセルデータが画像の選択されたコーナに関連する列の端部に向けてシフトされるように構成される（オペレーション２１０）。
【００１５】
一般に、撮像デバイス自体が、画像のさまざまな部分を特定する基準系を提供する。たとえば、デジタルスチルカメラ又はデジタルビデオカメラについては、デバイスのユーザが、そのデバイスに組み込まれた標準的なファインダ又は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を介して画像をどのように観察するかによって、通常、画像をデバイス内にどのように受け取るかが決定される。したがって、図３に示すような、ユーザによって観察される画像の左上のコーナは、説明する実施の形態において画像の左上のコーナとすることができる。一実施の形態では、画像の選択されたコーナは、画像の左上のコーナである。方法２００と共にこの選択を行う結果として、撮像デバイスは、画像の左上のコーナを表すピクセルデータを、さらなる処理、表示等のために撮像デバイスへ最初に転送することになる。この場合、ピクセルデータの転送は、その後、最初の行に沿って右に向けて進み、続いて、次の行の左に続き、行ごとにこの方法で進み、画像の右下の部分で終了する。この転送順序は、多くの撮像デバイスで最も普通に使用され、消費者による最終的な使用又は消費者への表示のための画像のさらなる処理を可能にする。
【００１６】
上記実施の形態をより十分に説明するために、図３は、以下で提供する例において撮像デバイスによりキャプチャされる可能な画像３００の簡単な図を提供する。画像の左上のコーナ３０２に特に注目すべきであり、以下で説明する実施の形態では、図４〜図７に示すように、撮像サブシステム１００から転送される最初のピクセルデータとなることが求められる。各例において、左上のコーナ３０２は、図のそれぞれに示すように、アレイ１０１の異なるコーナに現れるため、撮像デバイスに関係する撮像サブシステム１００によりキャプチャされる画像３００の４つの可能な向きのそれぞれを説明する。他の実施の形態では、左上のコーナ３０２以外の画像３００の部分を、撮像デバイスの残りの部分へ転送される画像３００の最初のエリアとして選択することができる。
【００１７】
図４に示す第１の例では、撮像サブシステム１００は、標準的な反転レンズの結果として生成できる画像等、反転画像３００Ａ（すなわち、上部が下部と交換され、逆もまた同様）をキャプチャするための第１の構成４００Ａで配置されている。反転画像３００Ａは、撮像サブシステム１００に遭遇する前に、画像の任意の奇数回の反転及び偶数回の反射の結果から得ることもできる。画像３００Ａの左上のコーナ３０２を現すピクセルデータを撮像サブシステム１００から撮像デバイスの残りの部分へ最初に転送することを可能にするために、アレイ１０１は、左上のコーナ３０２が列１０６の最初の列１０３（すなわち、画像の反射は行われていないので、最初の列１０３は図４の左にある）に向けて位置合わせされるように、撮像デバイスに対して方向付けられる。また、アレイ１０１は、ピクセルデータが列１０６の第１の端部１０５に向けて（すなわち、反転に適応するように図４の下部に向けて）転送されるようにも構成されている。したがって、第１のシフトレジスタ１０８が、ピクセルデータを受け取って、画像３００Ａの左上のコーナ３０２からピクセルデータをシフトアウトする。
【００１８】
図５は、撮像デバイスに利用されるレンズが、反転され（すなわち、上部が下部と交換され、逆もまた同様）且つ反射された（すなわち、左が右と交換され、逆もまた同様）画像３００Ｂを生成する、画像システム１００の構成４００Ｂの一例を示している。この特定の画像は、奇数回の反転及び奇数回の反射を画像３００Ｂに課すことを介して生成することができる。画像３００Ｂの左上のコーナ３０２のピクセルデータを撮像サブシステム１００から最初に転送することを可能にするために、アレイ１０１は撮像デバイスに対して方向付けられ、このことによって、左上のコーナ３０２が最初の列１０３（すなわち、最初の列１０３は、反射を考慮するために図５の右にある）に向けて位置合わせされる。また、アレイ１０１は、ピクセルデータが列１０６の第２の端部１０７に向けて（すなわち、反転に対処するために図５の下部に向けて）転送されるようにも構成されている。したがって、第２のシフトレジスタ１０９が、ピクセルデータを受け取って、画像３００Ｂの左上のコーナ３０２からピクセルデータをシフトアウトする。
【００１９】
図６では、撮像サブシステム１００は、反射画像３００Ｃと一致する構成４００Ｃを前提とし、これは、撮像される光の偶数回の反転及び奇数回の反射から得ることができる。画像３００Ｃの左上のコーナ３０２のピクセルデータを撮像サブシステム１００から最初に転送することを可能にするために、アレイ１０１は撮像デバイスに対して方向付けられ、このことによって、左上のコーナ３０２が最初の列１０３（すなわち、最初の列１０３は、反射を考慮するために図６の右にある）に向けて位置合わせされる。また、アレイ１０１は、ピクセルデータが列１０６の第１の端部１０５に向けて（すなわち、反転は受けていないので、図６の上部に向けて）転送されるようにも構成される。したがって、第１のシフトレジスタ１０８が、ピクセルデータを受け取って、画像３００Ｃの左上のコーナ３０２からピクセルデータをシフトアウトする。
【００２０】
最後に、図７は、非反転、非反射画像３００Ｄと一致する構成４００Ｄを前提とした場合の撮像サブシステム１００を示している。このような画像は、元画像３００の偶数回の反転及び偶数回の反射から生成することもできる。画像３００Ｄの左上のコーナ３０２のピクセルデータを最初に転送することを可能にするために、アレイ１０１は撮像デバイスに対して方向付けられ、このことによって、左上のコーナ３０２が最初の列１０３（すなわち、最初の列１０３は、反射がないために図７の左にある）に向けて位置合わせされる。アレイ１０１は、ピクセルデータが列１０６の第２の端部１０７に向けて（すなわち、反転は行われていないので、図７の上部に向けて）転送されるように構成される。したがって、第２のシフトレジスタ１０９が、ピクセルデータを受け取って、画像３００Ｃの左上のコーナ３０２からピクセルデータをシフトアウトする。
【００２１】
上述した実施の形態では、アレイ１０１及びシフトレジスタ１０８、１０９は撮像デバイスに対して方向付けられ、このことによって、撮像サブシステム１００からの最初の転送のために選択された画像３００のコーナが最初の列１０３の近くに配置される。また、アレイ１０１は、画像３００の選択されたコーナに関連する列の端部に向けてピクセルデータをシフトするようにも構成される。結果として、画像３００の選択されたコーナに最も近いシフトレジスタ１０８、１０９が、選択された画像のコーナからピクセルデータをシフトアウトする。図４〜図７について、画像３００の左上のコーナ３０２が最初に転送される撮像デバイスでは、画像３００の反転により、列１０６からのピクセルデータを下部に向けて転送することが決定される一方、非反転画像３００は上部に向けて転送される。同様に、画像３００の反射は、利用されるシフトレジスタ内のピクセルデータが右にシフトされるべきであることを示す一方、反射がない場合には、左へのシフトが指示される。
【００２２】
本発明のさまざまな実施の形態は、画像を任意の回数だけ反転及び反射するさまざまなレンズのタイプに適合するようにいくつかの構成を前提とすることができる単一の撮像サブシステムを提供する。上述したように、より新しい撮像デバイスの中には、単純な反転レンズの代わりに反射レンズ、すなわちミラーレンズを現在利用して、デバイスのサイズを増大させることなくデバイスの有効焦点距離を伸ばすものがある。このために、反射レンズは、通常、受け取った光が撮像ピクセルのアレイに遭遇する前、受け取った光の光路をデバイス内で曲げるか又は折り返す１つ又は複数のミラーを含む。しかしながら、その際、レンズに起因する画像の任意の回数の反転及び／又は反射のために、画像は、アレイに対して、単純な反転レンズに関係する方向付けとは異なって方向付けられる可能性がある。本明細書に示す構成を使用することにより、撮像サブシステムは、関連する撮像デバイスの残りの部分による使用のために、生成されたピクセルデータの撮像サブシステムからの転送を選択可能な順序で行うことを可能にする。多くの場合、この順序によって、デバイスによるその後の処理の前の画像の並べ替えが削減されるか又は省略され、したがって、処理帯域幅、及び、他のタスクに使用できる撮像デバイスの他の資源が保存される。
【００２３】
本発明のいくつかの実施の形態を本明細書で解説してきたが、本発明の範囲によって包含される他の実施の形態も可能である。たとえば、本発明のいくつかの実施の形態は、デジタルスチルカメラ及びデジタルビデオカメラ等、主として消費者志向の用途に関連して上述されているが、産業市場、科学市場、商業市場、及び他の市場向けに実質的に設計された他のタイプの画像機器も、上記に提示したようなさまざまな実施の形態の適用又は適合により利益を受けることができる。また、本明細書では、多くの方向が参照されているが（たとえば、左、右、上、下等）、これらの参照は、本明細書で説明した特定の実施の形態の理解を単に助けるものとして提供されているにすぎず、したがって、異なる方向の参照基準を利用する他の実施の形態の使用を制限するものでもなければ、禁止するものでもない。さらに、一実施の形態の態様を代替的な実施の形態の態様と組み合わせて、本発明のさらに別の実施態様を生み出すこともできる。このように、本発明を特定の実施の形態の文脈で説明してきたが、このような説明は、限定ではなく例示のために提供されている。したがって、本発明の適切な範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態による撮像サブシステムのブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態による、撮像デバイスの撮像サブシステムを供給する方法のフローチャートである。
【図３】本発明の一実施の形態による撮像サブシステムによってキャプチャされる画像の簡略化された表現である。
【図４】図３のキャプチャされた画像が反転されている、本発明の一実施の形態による撮像サブシステムのブロック図である。
【図５】図３のキャプチャされた画像が反転され且つ反射されている、本発明の一実施の形態による撮像サブシステムのブロック図である。
【図６】図３のキャプチャされた画像が反射されている、本発明の一実施の形態による撮像サブシステムのブロック図である。
【図７】図３のキャプチャされた画像が反転も反射もされていない、本発明の一実施の形態による撮像サブシステムのブロック図である。
【符号の説明】
【００２５】
１００      撮像サブシステム
１０２      撮像ピクセル
１０３      最初の列
１０４      行
１０５      第１の端部
１０６      列
１０７      第２の端部
１０８      第１のシフトレジスタ
１０９      第２のシフトレジスタ
【図１】
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【図２】
2007300626.tif 000004
【図３】
2007300626.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2007300626.tif 000008
【図７】
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【外国語明細書】
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2007300626.tif 000011
2007300626.tif 000012
2007300626.tif 000013
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2007300626.tif 000015
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2007300626.tif 000017
2007300626.tif 000018
2007300626.tif 000019
2007300626.tif 000020
【図１】
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【図２】
2007300626.tif 000022
【図３】
2007300626.tif 000023
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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