(57)【要約】【課題】  視聴環境に適したより高性能な画質補正を行える表示装置を提供すること。【解決手段】  入力映像の画質を補正して、画質補正後の映像を表示する表示装置において、情報取得部１は、表示映像の視聴者の環境を指定する環境指定情報を取得する。制御部４は、入力映像の特徴量を取得し、情報取得部１で取得された環境指定情報と、自身が取得した特徴量とを用いて、入力映像の画質を補正するための補正量を算出する。映像信号処理部２は、制御部４により算出された補正量に従って、表示されるべき映像の画質を補正し、表示部５は、映像処理部２で補正された映像を画面に表示する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像の画質を補正して、画質補正後の映像を表示する表示装置であって、
前記装置は、
表示映像の視聴者の環境を指定する環境指定情報を取得する情報取得部と、
入力映像の特徴量を取得する特徴量取得部と、
前記情報取得部で取得された環境指定情報と、前記特徴量取得部で取得された特徴量とを用いて、入力映像の画質を補正するための補正量を算出する導出部と、
前記導出部により算出された補正量に従って、表示されるべき映像の画質を補正する映像信号処理部と、
前記映像信号処理部で補正された映像を画面に表示する表示部とを備える、表示装置。
【請求項２】
前記装置は、現在時刻を取得する時刻取得部をさらに備え、
前記導出部は、前記時刻取得部により取得された現在時刻をさらに用いて、入力映像の画質を補正するための補正量を算出する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記環境指定情報は、現在の天候、又は現在の光量の強弱を示す、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記導出部は、
前記情報取得部で取得された環境指定情報から、前記画面の反射光の輝度を反射輝度として推定する反射輝度推定部と、
前記反射輝度推定部により推定された反射輝度に、予め定められた前記画面の反射率を乗じて、表示映像の視聴者の目に届く反射光の輝度を反射輝度の理論値として算出する反射輝度の理論値算出部と、
前記反射輝度の理論値算出部により算出された反射輝度の理論値と、前記特徴量取得部で取得された特徴量とを用いて、入力映像の画質を補正するための補正量を算出する補正量算出部とを含む、請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記装置は、前記情報取得部で取得された環境指定情報に基づいて、前記表示部のバックライトの輝度を調整する輝度調整部をさらに備える、請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記装置は、視聴位置を指定するための位置取得部をさらに備え、
前記導出部は、前記位置取得部により指定された視聴位置をさらに用いて、入力映像の画質を補正するための補正量を算出する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記導出部は、
前記情報取得部で取得された環境指定情報から、前記画面の反射光の輝度を反射輝度として推定する反射輝度推定部と、
前記反射輝度推定部により推定された反射輝度と、前記特徴量取得部で取得された特徴量とを用いて、入力映像の画質を補正するための補正量を算出する補正量算出部とを含む、請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
入力映像の画質を補正して、画質補正後の映像を表示する表示方法であって、
前記方法は、
表示映像の視聴者の環境を指定する環境指定情報を取得する情報取得ステップと、
入力映像の特徴量を取得する特徴量取得ステップと、
前記情報取得ステップで取得された環境指定情報と、前記特徴量取得ステップで取得された特徴量とを用いて、入力映像の画質を補正するための補正量を算出する演算ステッ
プと、
前記演算ステップにより算出された補正量に従って、表示されるべき映像の画質を補正する補正ステップと、
前記補正ステップで補正された映像を画面に表示する表示ステップとを備える、表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力映像の画質を補正して、補正後の映像を表示する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の表示装置は、図６に示すように、補正処理部６２と、目標補正量導出部６３と、変化量制御部６４と、シーン変化検出部６５とを備えており、映像データの特徴量の変化に基づいて画質補正を行っている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２６２３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の表示装置は、ディスプレイ周辺の照度情報と映像データの特徴量を用いて画質の補正量を算出しているので、例えば車内のように、天候又は乗員の視聴位置により外光の反射光量が変わる場所では、変化し易い視聴環境に適した画質補正を行うことが難しいという問題点があった。
それゆえに、本発明は、従来の表示装置の問題を解決するためになされたものであって、視聴環境に適したより高性能な画質補正を行える表示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】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明の一局面は、入力映像の画質を補正して、画質補正後の映像を表示する表示装置に向けられている。本表示装置は、表示映像の視聴者の環境を指定する環境指定情報を取得する情報取得部と、入力映像の特徴量を取得する特徴量取得部と、情報取得部で取得された環境指定情報と、特徴量取得部で取得された特徴量とを用いて、入力映像の画質を補正するための補正量を算出する導出部と、導出部により算出された補正量に従って、表示されるべき映像の画質を補正する映像信号処理部と、映像信号処理部で補正された映像を画面に表示する表示部とを備える
【０００５】
また、本表示装置は、現在時刻を取得する時刻取得部をさらに備える。ここで、導出部は、時刻取得部により取得された現在時刻をさらに用いて、入力映像の画質を補正するための補正量を算出する。
【０００６】
また、環境指定情報は、現在の天候、又は現在の光の強弱を示す。
【０００７】
また、導出部は、情報取得部で取得された環境指定情報から、画面の反射光の輝度を反射輝度として推定する反射輝度推定部と、反射輝度推定部により推定された反射輝度に、予め定められた画面の反射率を乗じて、表示映像の視聴者の目に届く反射光の輝度を反射輝度の理論値として算出する反射輝度の理論値算出部と、反射輝度の理論値算出部により算出された反射輝度の理論値と、特徴量取得部で取得された特徴量とを用いて、入力映像の画質を補正するための補正量を算出する補正量算出部とを含む。
【０００８】
また、本表示装置は、情報取得部で取得された環境指定情報に基づいて、表示部のバックライトの輝度を調整する輝度調整部をさらに備える。
【０００９】
また、本表示装置は、視聴位置を指定するための位置指定部をさらに備える。ここで、導出部は、位置指定部により指定された視聴位置をさらに用いて、入力映像の画質を補正するための補正量を算出する。
【００１０】
また、導出部は、情報取得部で取得された環境指定情報から、画面の反射光の輝度を反射輝度として推定する反射輝度推定部と、反射輝度推定部により推定された反射輝度と、特徴量取得部で取得された特徴量とを用いて、入力映像の画質を補正するための補正量を算出する補正量算出部とを含む。
【００１１】
また、本発明の他の局面は、入力映像の画質を補正して、画質補正後の映像を表示する表示方法に向けられている。本表示方法は、表示映像の視聴者の環境を指定する環境指定情報を取得する情報取得ステップと、入力映像の特徴量を取得する特徴量取得ステップと、情報取得ステップで取得された環境指定情報と、特徴量取得ステップで取得された特徴量とを用いて、入力映像の画質を補正するための補正量を算出する演算ステップと、演算ステップにより算出された補正量に従って、表示されるべき映像の画質を補正する映像処理ステップと、映像処理ステップで補正された映像を画面に表示する表示ステップとを備える。
【発明の効果】
【００１２】
以上の各局面によれば、表示映像の視聴者の環境を指定する環境指定情報と、入力映像の特徴量とから、入力映像の画質を補正するための補正量が算出される。このような補正量に従って、表示されるべき映像の画質が補正されるので、視聴環境に適したより高性能な画質補正を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を用いて、本発明の一実施形態に係る表示装置について説明する。
図１は、表示装置の全体構成を示すブロック図である。図１において、表示装置は典型的には車内のように、天候又は乗員の視聴位置により外光の反射光量が変わる場所に典型的には設置され、入力映像の画質を補正して、画質補正後の映像を表示する。このような処理のために、表示装置は、情報取得部１と、映像信号処理部２と、時刻取得部３と、制御部４と、表示部５とを少なくとも備える。また、表示装置は付随的に、視聴位置指定部６を備える。
【００１４】
情報取得部１は、例えばＶＩＣＳ(Vehicle Information and Communication System)のような外部のシステムからネットワークを介して送信されてくるＦＭ多重信号を受信する。受信ＦＭ多重信号には、車両の周辺エリアの天候を指定する天候情報が含まれる。このような天候情報を、情報取得部１は取得して、取得した天候情報を環境指定情報として制御部４に送る。
【００１５】
映像信号処理部２は、入力映像信号に対して、所定の処理を行う。典型的な処理には、入力映像信号が表す映像の特徴量（以下、映像特徴量という）の算出がある。映像特徴量は例示的には、入力映像信号が表す映像について、最小輝度、平均輝度、最大輝度、最小色差、平均色差又は最大色差、若しくは、これらの中から予め定められている２個以上の組み合わせである。この映像特徴量を、映像信号処理部２は制御部４に送る。
【００１６】
時刻取得部３は、現在時刻を取得し、取得した時刻を表す時刻情報を、制御部４に送る。
【００１７】
制御部４は、演算処理部４１と、メモリ４２とを含む。演算処理部４１は、情報取得部１からの環境指定情報と、時刻取得部３からの時刻情報とを用いて、映像信号処理部２の入力映像信号が表す映像の画質補正のための補正量を算出する。具体例としては、表示映像（表示画面）に関し、少なくとも、ブライトネス、コントラスト、カラーゲイン又はガンマ値の補正量が算出される。なお、これらの中から、所定の２つ以上の補正量が算出さ
れても構わない。制御部４は、このような補正量を、映像信号処理部２に送る。
【００１８】
また、演算処理部４１はさらに、受け取った環境指定情報及び／又は時刻情報から、表示部５のバックライト５２（後述）の輝度を調整するための輝度調整信号を生成し、表示部５に与える。輝度調整信号は、バックライト５２の輝度の高低（例えば、高、通常及び低の３種類のいずれか）を示す。
【００１９】
なお、メモリ４２は、補正量算出中の演算結果を格納する。
【００２０】
映像信号処理部２はさらに、入力映像信号が表す映像を、制御部４からの補正量に従って補正して、補正後の映像信号を表示部５に渡す。
【００２１】
表示部５は、映像信号処理部２からの補正後の映像信号に従って、自身に備わる画面５１に映像を表示する。また、表示部５の種類によっては、画面５１の背後にバックライト５２が備わっており、バックライト５２の輝度は、制御部４からの輝度調整信号に従って調整される。
【００２２】
視聴位置取得部６は、車室における視聴者の座席位置を検出して、視聴者が現在着座している位置を示す位置情報を演算処理部４１に送る。
【００２３】
以下、図２を参照して、上記のような構成の表示装置の動作、及び各構成の具体的な処理の一例を説明する。まず、演算処理部４１は、時刻取得部３からの時刻情報を受け取り（図２；ステップＳ１１）、さらに、情報取得部１からの環境指定情報を受け取る（ステップＳ１２）。
【００２４】
次に、演算処理部４１は、ステップＳ１１で得られた時刻情報と、ステップＳ１２で得られた環境指定情報とから、画面５１に外光（主として太陽光）が入射された場合における反射光の輝度（以下、反射輝度という）を推定する（ステップＳ１３）。以下、反射輝度の推定方法の一例について説明する。
【００２５】
図３に示すように、反射輝度は、現在の天候及び時間帯により、何種類かに区分することが可能である。本実施形態では例示的に３つのレベルに反射輝度を区分すると仮定する。第１に、現在の天候が晴れであって、時間帯が朝及び夕である場合のように、太陽の照射光量が相対的に多く、太陽高度が相対的に低い場合、太陽光の二次反射等により車室に外光が多く入り込むため、反射輝度は、図３に示すように相対的に大きくなる。
【００２６】
第２に、天候が晴れであって、時間帯が昼である時のように、照射光量は相対的に多いが太陽高度が相対的に高い場合、車室に外光が入り込む量が、朝方及び夕方に比べて少ない。つまり、第２の状況下では、反射輝度は、図３に示すように、第１の状況下よりも小さい。
【００２７】
第３に、天候が曇り又は雨、若しくは時間帯が夜である場合のように、照射光量が相対的に少ない場合、反射輝度は、図３に示すように、第１及び第２の状況下よりも小さい。
【００２８】
また、前述のように、環境指定情報が天候情報である場合、演算処理部４１は、車両の周辺エリアにおける現在の天候を特定可能である。また、時刻情報から、演算処理部４１は、現在が朝、昼、夕及び夜のいずれであるかを特定可能である。よって、演算処理部４１は、現在の状況が第１−第３の状況（上述）のいずれであるかを特定できることから、天候情報及び時刻情報から、現在の反射輝度のレベルを「大」、「中」及び「小」のいずれかに推定（区分）することができる。
【００２９】
ところで、外光の影響により、表示映像が暗いシーンのコントラスト比は、表示映像の明るいシーンと比較して大きく低下する。このような観点から、演算処理部４１は、映像信号処理部２から映像特徴量を予め定められたタイミングで受け取り、表示すべき映像が暗いシーンか否かを、予め定められた基準値に基づいて判断する（ステップＳ１４）。
【００３０】
暗いシーンでなければ、演算処理部４１は、補正量（前述）を算出することなく、次にステップＳ１１を実行すべきタイミングを待機する。それに対し、暗いシーンであれば、演算処理部４１は、図４に示すように、反射輝度のレベルに応じて、暗いシーンのコントラストゲインの特性を変更するために補正量を決定し、映像信号処理部２に送る（ステップＳ１５）。コントラストゲインを変更するには、コントラスト、ブライトネス、カラーゲイン及びガンマ値を用いる。
【００３１】
まず、反射輝度のレベルが「大」の場合について、ステップＳ１６の処理の具体例について説明する。この場合、暗いシーンのコントラストの補正量は、明るいシーンのそれに対する倍率であって、所定の倍率群（例えば、１．２倍、１．１倍及び１．０５倍の３値からなる倍率群）から選ばれる最大倍率である。
【００３２】
また、上記の場合、暗いシーンのブライトネスの補正量は、明るいシーンのそれに対し、どの程度階調を向上させるかを示す値であって、所定の階調数の群（例えば、１０階調向上、５階調向上及び０階調向上）から選ばれる最大値である。
【００３３】
また、暗いシーンのカラーゲインの補正量は、明るいシーンのそれに対し、どの程度階調を向上させるかを示す値であって、明るいシーンのそれに対する倍率であって、所定の倍率群（例えば、１．２倍、１．１倍及び１．０５倍の３値からなる倍率群）から選ばれる最大倍率である。
【００３４】
さらに、暗いシーンのガンマ値の補正量は、明るいシーンのそれに対し何乗するかを示す数値であって、所定の数値群（例えば、１．４乗、１．８乗及び２．２乗からなる数値群）から選ばれる数値である。
【００３５】
次に、反射輝度のレベルが「中」の場合について、ステップＳ１５の処理の具体例について説明する。この場合、暗いシーンのコントラストの補正量は、上記の倍率群の中間倍率である。また、そのブライトネスの補正量は、上記の階調数の群に含まれる中間値である。そのカラーゲインの補正量は、上記の倍率群に含まれる中間倍率である。また、そのガンマ値の補正量は、上記の数値群に含まれる中間の数値である。
【００３６】
次に、反射輝度のレベルが「小」の場合について、ステップＳ１５の処理の具体例について説明する。この場合、暗いシーンについて、コントラストの補正量は、上記の倍率群の最小倍率であり、ブライトネスの補正量は、上記の階調数の群に含まれる最小値であり、さらに、カラーゲインの補正量は、上記の倍率群に含まれる最小倍率である。また、そのガンマ値の補正量は、上記の数値群に含まれる最大の数値である。
【００３７】
映像信号処理部２は、ステップＳ１５で演算処理部４１が送った補正量に従って、入力映像信号が表す映像（暗いシーン）を補正して、補正後の映像信号を表示部５に送る（ステップＳ１６）。
【００３８】
また、演算処理部４１はさらに、受け取った環境指定情報又は時刻情報から、輝度調整信号（前述）を生成し、表示部５に与える（ステップＳ１７）。本実施形態では、環境指定情報が「夜」であることを表す場合のように、外光が表示映像に殆ど影響を与えない場
合、バックライト５２の輝度を低く調整するために、「低」を示す輝度調整信号が生成される。また、環境指定情報が「曇」又は「雨」を指定する場合のように、夜の場合よりも外光が表示映像に大きく影響する場合、バックライト５２の輝度を通常に設定するために調整するために、「通常」を示す輝度調整信号が生成される。さらに、環境指定情報が「晴」を指定する場合のように、天候が曇り又は雨のときよりも外光が表示映像に大きく影響する場合、バックライト５２の輝度を高く調整するために、「高」を示す輝度調整信号が生成される。
【００３９】
表示部５においては、ステップＳ１７で演算処理部４１から与えられた輝度調整信号に従ってバックライト５２の輝度が調整され、さらに、ステップＳ１６で補正された映像信号に従って画面５１に映像を表示する（ステップＳ１８）。以上説明したように、本実施形態に係る表示装置は、現在の外光レベルを直接測定する代わりに、外部システムから情報取得部１を通じて得られる環境指定情報と、時刻取得部３から得られる時刻情報とから、画面５１の反射光の輝度（反射輝度）を推定する。このような推定結果に基づいて、表示すべき映像の補正量が決定される。以上のように、本表示装置は、外部システムから、現在の天候が指定された環境指定情報に基づいて、入力映像を補正することになるので、従来よりも視聴環境に適したより高性能な画質補正を行えるようになる。
【００４０】
また、受光素子を用いて外光の輝度を測定すると、車両が走行中に建物の影に一時的に入ったりしたとき等に、表示映像のコントラストが大きく変わり、ちらついてしまう。それに対して、本表示装置は、外部システムからの環境指定情報を使って、反射輝度を推定するため安定的に映像を提供できる。また、安価な受光素子が受光できない光量（つまり反射輝度）を環境指定情報に基づき推定することで、本表示装置は、受光素子で受光できない外光に対しても最適な映像を提供することができる。
【００４１】
なお、上記に限らず他にも、情報取得部１は下記のように構成されても構わない。表示装置は、例えば、「晴天」、「曇天」及び「夜」の３種類を表示することで、車両の周囲環境の状態を指定するように視聴者に促す。視聴者は、図示しない入力装置を操作して、周囲環境の状態から１つを指定する。入力装置は、指定された周囲環境の状態を環境指定情報として生成し、情報取得部１は、生成された環境指定情報を取得する。なお、表示装置が表示するのは、上記「晴天」、「曇天」及び「夜」の組み合わせだけでなく、現在の光量の大小（例えば、大、中及び小の３種類のいずれか）を表示して、視聴者に指定させても構わない。この場合、環境指定情報は、現在の光量の程度（大小）を指定することになる。この環境指定情報からも、演算処理部４１は反射輝度を推定できる。つまり、この場合、演算処理部４１は、時刻情報に依存することなく、反射輝度を推定可能となる。
【００４２】
また、演算処理部４１は、視聴位置取得部６から取得された位置情報から、視聴者の位置を取得することができるので、視聴者の現在の位置毎に最適な補正量を算出することも可能である。
【００４３】
また、上述以外にも、図５に示すような動作によっても、表示装置は、表示すべき映像の補正を行うことができる。図５は、図２に示すものと比較すると、ステップＳ１１−Ｓ１５までは同様の処理を行う。それゆえ、以下の説明では、図５において、図２に示すステップと同様のものには同一のステップ番号を付与し、その説明を省略する。
【００４４】
演算処理部４１は、内部のメモリ４２に、予め定められた時間帯毎に割り当てられた光量を保持する。ステップＳ１３の後に、演算処理部４１は、予め保持する光量と、ステップＳ１１で取得した時刻情報とを参照して、現在の時間帯に応じた光量を、環境指定情報としてメモリ４２から取得する（ステップＳ２１）。
【００４５】
ステップＳ２１の具体例としては、晴天時で時間帯が６時から８時、１５時から１７時の場合には最大値の一例である５０００ｃｄ／ｍ２が、晴天時で９時から１５時の時間帯では次位の値の一例である１２５０ｃｄ／ｍ２が、さらに、晴天時で１７時から１９時の時間帯または曇天時では、さらに次位の値の一例である６００ｃｄ／ｍ２が、１９時以降６時までは最低値の一例である０ｃｄ／ｍ２が取得される。
【００４６】
次に、演算処理部４１は、視聴位置取得部６から取得された位置情報から、視聴者の位置を特定する（ステップＳ２２）。
【００４７】
次に、演算処理部４１は、メモリ４２に予め格納されている表示部５の特徴量（以下、表示特徴量という）を読み取る（ステップＳ２３）。ここで、表示特徴量としては、画面５１の光反射率が典型的である。
【００４８】
次に、演算処理部４１は、表示すべき映像が暗いシーンか否かを判断し（ステップＳ２４）、暗いシーンであると判断すると、画面５１の光反射率と、ステップＳ２１で得られた光量とを乗算することにより、画面５１から視聴者の目に届く反射光の推定値Ｅｈを、次式（１）に従って算出する（ステップＳ２５）。
【００４９】
Ｅｈ＝Ｅ×α×ｃｏｓθ…（１）
ここで、Ｅｈは反射光理論値であり、Ｅは、時刻情報から推定した光量であり、αは画面５１の光反射率であり、θは視聴者と表示部５の角度で、例えば視聴者位置が前部座席であれば３０度、後部座席であれば６０度、車載中央であれば０度である。
【００５０】
また、演算処理部４１は、映像信号処理部２から映像特徴量（前述）を予め定められたタイミングで受け取る（ステップＳ２６）。その後、演算処理部４１は、ステップＳ２５で得られた推定値Ｅｈと、ステップＳ２３で求めた映像特徴量とを用いて、表示映像の画質補正のための補正量として、少なくとも、ブライトネス、コントラスト及びカラーゲインの補正量を少なくともを決定し、映像信号処理部２に送る（ステップＳ２７）。
【００５１】
ここで、ブライトネスの補正量Ｂｒｉｇｈｔは次式（２）で算出され、コントラストの補正量Ｃｏｎｔｒａｓｔは次式（３）で算出され、さらに、カラーゲインの補正量Ｃｏｌｏｒｇａｉｎは次式（４）で算出される。
【００５２】
Ｂｒｉｇｈｔ＝Ｙｍｉｎ＋Ｅｈ…（２）
Ｃｏｎｔｒａｓｔ＝（Ｙａｖ＋Ｅｈ）／Ｙａｖ…（３）
Ｃｏｌｏｒｇａｉｎ＝（Ｃａｖ＋Ｅｈ）／Ｃａｖ…（４）
【００５３】
ここで、Ｙｍｉｎ、Ｙａｖ及びＣａｖはそれぞれ、映像特徴量に含まれる最小輝度、平均輝度及び平均色差である。
【００５４】
以上のステップＳ２３が終わると、表示装置内では、ステップＳ１７以降の処理が行われる。これによっても、前述と同様に、本表示装置によれば、従来よりも視聴環境に適したより高性能な画質補正を安定的に行えるようになる。
【００５５】
なお、図５の処理においても、輝度調整信号により、バックライト５２の輝度が調整されても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明に係る表示装置は、例えば外光の影響で明るさが変化し易い場所においても、視聴環境に適したより高性能な画質補正を行えるという効果が要求される車載の表示装置等
に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態に係る表示装置の全体構成を示すブロック図
【図２】図１に示す表示装置の動作を示すフローチャート
【図３】現在の天候及び時間帯に対する反射輝度のレベルを示す模式図
【図４】反射輝度に対する補正量を示す模式図
【図５】図１に示す表示装置の代替的な動作を示すフローチャート
【図６】従来の表示装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００５８】
１  情報取得部
２  映像信号処理部
３  時刻取得部
４  制御部
５  表示装置
６  視聴位置指定部
【図１】
2007043533.tif 000003
【図２】
2007043533.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2007043533.tif 000008