(57)【要約】 【課題】  音声的に優れ、変換効率が高く、装着性の良い眼鏡を利用した骨伝導型受話装置の提供すること。【解決手段】  音響振動を発生する骨伝導スピーカ部１１が、眼鏡部１０の弦部１２に角度を調整できるように取り付けられて、骨伝導スピーカ部１１は棒状でありバネとヒンジ機構３０で通常は眼鏡部１０の弦部１２と平行に位置するが、必要に応じてほぼ９０度の角度で向きを変更でき、その先端が両耳の耳珠１４近傍に接触する。さらに、骨伝導スピーカ部１１が眼鏡部１０の弦部１２と平行に有るときは、その状態を安定して保持できる保持構造を有すること、およびほぼ９０度回転させた時に、その位置で止まるためのストッパーを備えること、さらにその先端が耳珠１４に接するときに一定の圧力で接するバネ機能を具備し、棒状の骨伝導スピーカ部１１は圧電バイモルフ素子と可撓性物質とを複合した振動子で受話装置を構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弦部を有する眼鏡部と音響振動を発生する骨伝導スピーカ部とからなる受話装置であって、該骨伝導スピーカ部は、該弦部に保持部材を介して、揺動可能に取り付けられ、該弦部に対する該骨伝導スピーカ部の固定位置が調整できることを特徴とする受話装置。
【請求項２】
前記骨伝導スピーカ部は、棒状であることを特徴とする請求項１に記載の受話装置。
【請求項３】
前記保持部材は、ヒンジ機構を有し、前記骨伝導スピーカ部が該ヒンジ機構を支点として、前記弦部長手方向と前記骨伝導スピーカ部長手方向とが平行となる位置から、前記固定位置まで揺動することを特徴とする請求項２に記載の受話装置。
【請求項４】
前記骨伝導スピーカ部は、前記骨伝導スピーカ部の揺動を前記固定位置で止めるストッパーを具備し、前記保持部材は、前記揺動の方向、または前記揺動の方向に対し垂直方向成分を有する付勢力を前記骨伝導スピーカ部に付与する押圧機構を具備することを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の受話装置。
【請求項５】
前記骨伝導スピーカ部が圧電バイモルフ素子と可撓性物質とからなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の受話装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、骨伝導スピーカを用いた受話装置に関するもので、特にその保持に眼鏡を利用するものである。
【背景技術】
【０００２】
音情報を人の聴覚器官である内耳に伝達する受話装置には、音発生部（以下、スピーカという）を成す振動体の相違により気導式と骨導式がある。気導式による受話装置は、外耳道の入り口部にスピーカを当てて、外耳道、鼓膜を含む中耳伝音系を介して気導経由で音声情報を内耳へ伝達するように設計されている。
【０００３】
骨導式による受話装置は、耳介近傍、下顎骨等の骨組織上の皮膚に振動体を圧着することにより骨組織を介して中耳伝音系を介さずに直接的に音声情報を内耳へ伝達するように設計されている。このような骨伝導受話装置が使用される目的は、主に中耳の機能が低下した場合の難聴者向けの補聴であるが、近年では健聴者に対しても騒音下で聴き取りやすい受話手段として活用され始めている。
【０００４】
骨伝導受話装置の課題の一つは、頭部にどのような形で振動部分を圧接させるかであり、一つの方式としては、既存のヘッドフォンに倣ったヘッドセットのタイプがあり、特許文献１〜特許文献３に開示されているように多くの提案がなされてきた。また、その他の方式として、頭部が接触する器具類に埋設する構成や、粘着性の物質を介して頭部の皮膚に直接貼り付ける方式なども提案されている。このような提案は、特許文献４〜特許文献６に開示されている。
【０００５】
さらに、眼鏡の弦部を利用することも多く提案されている。振動部分は弦部の先端部にあり耳介の付け根に接することで、骨伝導音のみならず気導音も利用したものや、弦部の先端の耳介付け根に接する部分に骨伝導マイクを装着し、弦部の中央部に骨伝導スピーカユニットを垂設したもの提案されている。このような提案は特許文献７及び特許文献８に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３-１８６８３号公報
【特許文献２】特開平１１−３３１９７０号公報
【特許文献３】特開平１１−２１５５８１号公報
【特許文献４】特開平０４−０２２２９３号公報
【特許文献５】特開昭６２−２００９９７号公報
【特許文献６】特開２００２−３５９８８９号公報
【特許文献７】特開昭５６−１１９２４８号公報
【特許文献８】特開２００４−２０５８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記ヘッドセットタイプの骨伝導受話装置は、骨伝導スピーカの圧接という目的では最も理にかなうものであるが、特に、従来から多く用いられている電磁方式の場合数センチ角で厚みも１センチ前後の大きな筐体状のスピーカを両頬にぴったりと装着するために使用者にとっては装着に伴う煩わしさがある。
【０００８】
また、粘着性の物質を介する方式は簡易的なものであったとしても、多くの使用者に不快感を与え、さらに取り付けの不安定性もさることながら、音響的な伝搬効率までも低下せざるを得なかった。
【０００９】
一方、眼鏡の弦部を利用した受話装置の場合、弦部の先端部が振動する。この振動部分を耳介の付け根部に接することで、骨伝導音のみならず気導音も利用するのであるが、実際に試聴すると、決して音響効率の良い場所ではないことが確認された。また、弦部の先端の耳介付け根に接する部分に骨伝導マイクを装着し、弦部の中央部に骨伝導スピーカユニットを垂設したものは骨伝導スピーカは、ほほ骨に接触するために、伝搬効率が十分でない。また、通常のヘッドフォンや、補聴器に要求される音量となるまでに振動レベルをあげると、振動により眼鏡の弦部がスピーカとして機能し、空中に音声を放射し、周囲にも聞こえてしまうという問題が生じることが、実験的に確認されている。
【００１０】
上述のように、使用者にとって、装着の負担が少ない、眼鏡の弦部を利用した従来の受話装置は、上記の如く音響信号の伝達効率がわるく、必要な音量を得ようとすると周囲に音声を放射する問題があった。また、デザイン的に仰々しく、特殊な装置のような印象を与え、周囲の注目を引く構成である故、使用者にとっては精神的な負担にもなり、さらに骨伝導スピーカを使用しない場合は非常に邪魔になる構成にもなっている。このように機能性及びデザイン性のすべてを満たすものは従来品には無く、実用面での問題があった。
【００１１】
本発明は、このような問題点を解決すべく、音質的に優れ、伝搬効率が高く、装着性の良い眼鏡を利用する骨伝導受話装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。即ち、種々の実験を通じて骨伝導の振動入力部として耳珠近傍が最も敏感に音声を伝達できることを確認し、眼鏡の弦に揺動可能に取り付けた振動体をこの耳珠近傍に当接可能な構造としたことをその要旨とする。
【００１３】
本発明によれば、弦部を有する眼鏡部と音響振動を発生する骨伝導スピーカ部とからなる受話装置であって、該骨伝導スピーカ部は、該弦部に保持部材を介して、揺動可能に取り付けられ、該弦部に対する該骨伝導スピーカ部の固定位置が調整できることを特徴とする受話装置が得られる。
【００１４】
本発明は、骨伝導スピーカ部を眼鏡部の弦部に保持部材を介して装着し、その骨伝導スピーカ部を揺動可能とすることで、骨伝導の振動入力部として最も適した耳珠近傍に骨伝導スピーカを移動するこができる。即ち、骨伝導スピーカ部が発生する音響信号を効率よく内耳へ伝達することが可能となる。
【００１５】
また、本発明によれば、前記骨伝導スピーカ部は、棒状であることを特徴とする受話装置が得られる。
【００１６】
また、本発明によれば、前記保持部材は、ヒンジ機構を有し、前記骨伝導スピーカ部が該ヒンジ機構を支点として、前記弦部長手方向と前記骨伝導スピーカ部長手方向とが平行となる位置から、前記固定位置まで揺動することを特徴とする受話装置が得られる。
【００１７】
本発明は、骨伝導スピーカ部を眼鏡部の弦部に装着し、受話装置として骨伝導スピーカ部を使用しないときには、眼鏡の弦と平行一体となり目立たず、邪魔にならない状態とするために骨伝導スピーカ部を棒状とし、骨伝導スピーカ部をヒンジ機構で支持することで、受話装置として骨伝導スピーカ部を使用する際に、骨伝導スピーカ部の位置を耳の耳珠部近傍に接触する位置に移動できる構造となる。
【００１８】
本発明の受話装置の場合、骨伝導スピーカ部について、耳珠近傍の顔面に当接する構成により、音声情報を発生して内耳へ伝達するための音響振動の発生部として、係る軟骨伝導経由による音伝達経路と共に、若干ながら外耳道、中耳を介して内耳へ音声情報を伝達するための気道経由による音伝達経路との両方を利用する双経路伝達機能を持つ構成とすることができるので、一層明瞭度の良い自然な音質で音声を聴取でき、従来に無く骨伝導式の基本機能についても充分に活かしきれるようになる。つまり、耳珠部分の音響信号の伝達効率がきわめて高いために、骨伝導スピーカ部を耳珠近傍の顔面に当接した状態で骨伝導スピーカ部に適当な電圧の音声信号を入力して駆動させると外耳道を開放したままで、明瞭な音声を聴取することができる。
【００１９】
また、本発明によれば、前記骨伝導スピーカ部は、前記骨伝導スピーカ部の揺動を前記固定位置で止めるストッパーを具備し、前記保持部材は、前記揺動の方向、または前記揺動の方向に対し垂直方向成分を有する付勢力を前記骨伝導スピーカ部に付与する押圧機構を具備することを特徴とする受話装置が得られる。
【００２０】
本発明は、前記弦部にヒンジ機構を有する前記保持部材を設け、骨伝導スピーカ部を、使用しない場合は、眼鏡部の弦部に平行に沿った状態に収納でき、邪魔にならず、デザイン的にも弦部の一部であるかのように保持し、また骨伝導スピーカ部にストッパーを設けることで、使用する際には骨伝導スピーカ部を耳珠近傍に移動させたときに、予め設定された固定位置となるようにし、さらに前記保持部材は、耳珠近傍に骨伝導スピーカ部を押し当てるための押圧機構を具備する。
【００２１】
さらに、本発明によれば、前記骨伝導スピーカ部が圧電バイモルフ素子と可撓性物質とからなることを特徴とする受話装置が得られる。
【００２２】
本発明では、電気信号から音声振動への変換器として、圧電バイモルフと可撓性物質の複合構造による骨伝導スピーカ部を利用するので、変換効率が高く、該圧電式骨伝導スピーカ部の採用によってきわめて軽量でシンプルな構成で、使用感もデザインも利用者が満足する受話装置が提供できる。
【００２３】
圧電バイモルフ素子と可撓性物質の複合体からなる骨伝導スピーカ部は、軽量で細長い棒状であっても十分な音響出力を発生でき、使用しない場合は眼鏡部の弦部に平行に並べた構成、あるいは外観上は眼鏡部の弦部の一部を形成するように見えるデザインにすることも可能であり、使用する立場から見て、精神的な負担が少ないデザインとなる。
【００２４】
このように、使用する場合は保持機構を解除して骨伝導スピーカ部を外耳の上部側にあるヒンジ機構を利用して約９０度回転させることで、その自由端は耳珠に圧接することができる構造を成す。
【発明の効果】
【００２５】
上記の如く、本発明によれば、使用者にとって、通常の眼鏡と同じ感覚で使用できると同時に、音声を聴取する場合には外耳道は完全に解放されているので、周囲の音声を遮断することが無く、既存の受話装置にはなかった全く新しい機能の受話装置が実現でき、音質的に優れ、変換効率が高く、装着性が良く、さらにデザイン的にもすっきりした骨導式あるいは軟骨導式の眼鏡を利用する受話装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明による受話装置を示す模式図である。図１（ａ）は受話装置の不使用状態を示す模式図であり、図１（ｂ）は受話装置の使用状態を示す模式図である。
【００２８】
図１（ａ）に示す如く、本発明による受話装置は弦部１２を有する眼鏡部１０と、金具３１からなりヒンジ機構１３を有する保持部材３０と、前記保持部材３０に保持される棒状の骨伝導スピーカ部１１とで構成される。本発明の受話装置を受話装置として機能させない不使用状態においては、骨伝導スピーカ部１１は眼鏡部１０の弦部１２と並行に沿う位置に収納されているが、本発明の受話装置を機能させる使用状態においては、図１（ｂ）に図示するように骨伝導スピーカ部１１を矢印Ｘの方向に、ヒンジ機構１３を支点として、約９０度回転させて、骨伝導スピーカ部１１を耳珠１４の近傍に移動し耳珠１４に圧接する。
【００２９】
前記使用状態にて、骨伝導スピーカ部１１に音声信号となる電圧を入力すると、棒状の骨伝導スピーカ部１１は屈曲振動を発生してその先端部で音声信号に応じた力で耳珠１４を敲き、骨伝導により使用者は明瞭な音声を聴取することができる。
【００３０】
本発明による受話装置の利点は、耳を塞ぐ既存の電磁型イヤフォンと違い、耳を塞がずに周囲環境の音声を自由に聴くことができる状態のままで、骨伝導スピーカ部の発する音声信号も聴取することができる点にある。
【００３１】
図２は、本発明による骨伝導スピーカ部を示す図である。図２（ａ）は断面図であり、図２（ｂ）は側面図である。図２（ａ）に示すように、本発明による骨伝導スピーカ部１１は金属弾性板からなるシム２１と、２枚の圧電セラミック板２２と、可撓性物質等からなる被覆層２３とで構成されている。２枚の圧電セラミック板２２はシム２１を上下から挟むように配され、接着剤等で機械的に接合し、圧電バイモルフ素子２４を構成する。この圧電バイモルフ素子２４は、片方の圧電セラミック板２２が長手方向に伸張するとき、他方は長手方向に収縮するように、電圧が印加されて、振動を発生する。また、可撓性物質２３は前記圧電バイモルフ素子２４を覆い湿度や衝撃等から前記圧電バイモルフ素子２４を保護し、且つ、前記圧電バイモルフ素子２４の発生する振動を耳珠１４に伝達する機能を有している。
【００３２】
圧電セラミック板２２は主に圧電の横効果を使用して長手方向の変位を発生するものである。圧電セラミック板２２は矩形で厚み方向に分極されており、上下面に印加される電気信号に応じて伸縮の変形を生じる。なお、電気的な結線類は図示しない。
【実施例】
【００３３】
以下、具体的な例を挙げ、本発明の受話装置についてさらに詳しく説明する。
【００３４】
（実施例１）
図２（ａ）において、２枚の圧電セラミック板２２にはＮＥＣトーキン（株）製の圧電セラミックスを用い、その寸法は、長さ３０ｍｍ、幅３ｍｍ、厚さ０．２ｍｍとした。また、シム２１は厚さ５０μｍの真鍮製であり、その長さと幅は圧電セラミック板２２とほぼ同寸法である。これらをエポキシ系接着剤で貼り合わせ圧電バイモルフ素子２４とし、圧電セラミック板２２の外側の主面には電極を設け、この電極とシム２１からリード線を引き出す構造とした。
【００３５】
ここで圧電セラミック板２２を厚み方向に積層した構成にして、一層毎に電極を二つのグループに分けて層毎に分極と電圧印加ができる構成にすると駆動電圧を大幅に低減できる。本実施例では、５０μｍの層を４層に積層した一体焼成構造の圧電セラミック板を用いており、二枚の圧電セラミック板２２は並列に電気接続されたものを用いたが、前記の構成、寸法に限定されるものではなく、性能やデザイン、コスト等を考慮して適宜設定すれば良い。
【００３６】
次に、真鍮製の金型を用いて圧電バイモルフ素子２４の全面に液状ウレタンゴムを流し込み、硬化処理により、厚さ方向の二面には約２ｍｍの厚さで被覆層２３を形成した。このときウレタンゴムの被覆層２３の長さは圧電バイモルフ素子の全長より１０ｍｍ長くし一端に直径１ｍｍの厚さ方向に貫通する貫通孔２５を形成して、骨伝導スピーカ部１１とした。
【００３７】
又、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す矢印Ｙの方向から骨伝導スピーカ部１１を見た側面図であるが、骨伝導スピーカ部１１には端部から２ｍｍ程度飛び出た突起状のストッパー４１を端部の角に設けた。前記ストッパー４１を除く骨伝導スピーカ部１１全体の寸法は幅５ｍｍ、厚み４ｍｍ、長さ４０ｍｍとした。ここで圧電バイモルフ２４は、間隔をおいて複数枚を重ねて配置し、ウレタンゴムで被覆すると、発生する振動力を強めることが可能であり、必要に応じてこのような構成にしても良い。
【００３８】
本実施例では、図１（ａ）及び（ｂ）に示すような既製の眼鏡部１０を使用した。この眼鏡部１０の弦部１２の厚みは４ｍｍで、幅は６ｍｍであり、前記骨伝導スピーカ部１１がこの弦部１２に収まるように図１（ｂ）に示すように、弦部１２の中央部から支持部１３にかけて切り欠き部２６を設けた。
【００３９】
図３は、本実施例に係る金具を示す斜視図である。図３に示す金具３１は、図１に示した保持部材３０を構成する部品であり、厚さ０．５ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ２６ｍｍのアルミニューム板を加工して、直径１ｍｍの孔３３を両端に２つ、同じく直径１ｍｍの孔３２を中央部に２つ、合計四カ所に設け、眼鏡部１０の弦部１２の厚み４ｍｍに合わせて図３に示すようにコの字型に折り曲げたときに、両端の２つの孔３３が向かい合い、中央部の２つの孔３２が向かい合い、前記骨伝導スピーカ部１１を弦部１２に固定、支持するためのボルトを通す孔となる。
【００４０】
図４は、本実施例に係るヒンジ機構を示す斜視図である。図４（ａ）は受話装置の使用状態を示す斜視図であり、図４（ｂ）は受話装置の不使用状態を示す斜視図である。図４（ａ）に示すように、弦部１２を前記金具３１に差し込み、予め弦部１２に設けておいた直系１ｍｍ貫通孔と金具３１に設けた孔３２に直径０．８ｍｍのボルト４２を通してナットで締め付けて、金具３１を弦部１２に固定した。
【００４１】
また弦部１２からはみ出た金具３１の孔３３の在る部分に、骨伝導スピーカ部１１の貫通孔２５を設けた部分を挿入して、金具３１の孔３３と骨伝導スピーカ部１１の貫通孔２５に０．８ｍｍφのボルト４３を通してナットで締め付けて骨伝導スピーカ部１１を金具３１に固定し、簡易的なヒンジ機構とした。図４（ａ）では本実施例による受話装置としての使用状態を示しているが、この状態においては、骨伝導スピーカ部１１に設けたストッパー４１が弦部１２に突き当たることで、矢印Ｚ２方向へ移動することを防いでいる。従って、骨伝導スピーカ部１１端部からストッパー４１の飛び出ている寸法を変えることで、骨伝導スピーカ部１１と弦部１２とが成す角度θを自由に調整することが可能となる。
【００４２】
さらに、本実施例による受話装置を使用しない場合は矢印Ｚ１の方向に骨伝導スピーカ部１１を移動して、図４（ｂ）に示すように骨伝導スピーカ部１１を弦部１２と平行にすることで、弦部１２との一体感を出し、目立たせず収納できるようにした。実用に際してはこの骨伝導スピーカ部１１が弦部１２と平行となっている状態を安定して維持するための保持機構が必要で、バネを用いた爪状のストッパーや、弦部１２と骨伝導スピーカ部１１を磁力で固定する等、その機能を有すれば良い。本実施例の場合には、取り付けのボルトナットを強めに締め付けることで、骨伝導スピーカ部１１に付勢力を付与して、指定する位置で保持できるようにした。
【００４３】
前記の如く、骨伝導スピーカ部１１を使用時の状態である約９０度の回転をさせようとした時に、必要以上に回転しないように前記骨伝導スピーカ部１１の角部分に成形したストッパー４１が弦部１２に突き当たることで、その機能をもつことができるが、同じ機能を有する構成であれば良い。骨伝導スピーカ部の眼鏡への取り付けは片側でも機能を持つが、聴感の向上には両側に装着して両側から聴くことが効果的である。その際、この眼鏡を装着して、骨伝導スピーカ部１１を使用状態にしたときに、その骨伝導スピーカ部１１の端部若しくは一部が耳珠に接触することが望ましく、骨伝導の長さと、眼鏡の弦に取り付ける前後の位置は調整できるようにした。
【００４４】
骨伝導スピーカ部１１の先端部は適度の圧力で耳珠に圧接すべきだが、本実施例では眼鏡部１０の弦部１２の持つ剛性と圧電バイモルフと可撓性物質との複合体による棒状の骨伝導スピーカ部１１の持つ弾性で、耳珠の脹らみを半分ほどに押し潰す程度の圧接力を有しているので、圧接力としては実用上、十分であった。構成によっては眼鏡部１０の弦部１２、もしくは骨伝導スピーカ部１１を保持する保持部材３０にバネ材などの補強で剛性を付加したりすることにより耳珠への圧接力を調整することも可能である。本実施例では、骨伝導スピーカ部１１に１０Ｖｒｍｓ程度の音声信号を入力すれば、発生する振動を耳珠で受けることで、音楽や音声情報を明瞭且つ十分な音量で聴き取れることが確認できた。
【００４５】
（実施例２）
図５は、本実施例２に係るヒンジ機構を示す図である。図５（ａ）は側面図であり、図５（ｂ）は底面図である。実施例２では、実施例１における金具３１を使用せずに、図５に示すように、骨伝導スピーカ部１１の端部に凸部５１を設けて、弦部１２に設けた切り欠き部５２に前記凸部５１を挿入しピン５３で支持することでヒンジ機構を有する保持部材５４を形成した。骨伝導スピーカ部１１は矢印Ｘの方向に揺動し、骨伝導スピーカ部１１と凸部５１とが成す段差部分が弦部１２に突き当たることで、固定位置に止まるようにし、実施例１におけるストッパー４１の機能を持たせた。
【００４６】
実施例２では、骨伝導スピーカ部１１に使用した圧電バイモルフ素子や被覆層の材料は実施例と同じものを使用した。実施例２においても実施例１と全く同様の効果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、骨伝導受話装置として利用できる他、一般の音響機器や携帯端末装置或いは携帯電話機等の電気音響信号を音響振動に変換して聴覚に伝達する音響振動伝達機器として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による受話装置を示す模式図。図１（ａ）は受話装置の不使用状態を示す模式図。図１（ｂ）は受話装置の使用状態を示す模式図。
【図２】本発明による骨伝導スピーカ部を示す図。図２（ａ）は断面図。図２（ｂ）は側面図。
【図３】本実施例に係る金具を示す斜視図。
【図４】本実施例に係るヒンジ機構を示す斜視図。図４（ａ）は受話装置の使用状態を示す斜視図。図４（ｂ）は受話装置の不使用状態を示す斜視図。
【図５】本実施例２に係るヒンジ機構を示す図。図５（ａ）は側面図。図５（ｂ）は底面図。
【符号の説明】
【００４９】
１０    眼鏡部
１１    骨伝導スピーカ部
１２    弦部
１３    ヒンジ機構
１４    耳珠
２１    シム
２２    圧電セラミック板
２３    被覆層
２４    圧電バイモルフ素子
２５    貫通孔
２６，５２    切り欠き部
３０，５４    保持部材
３１    金具
３２，３３    孔
４１    ストッパー
４２，４３    ボルト
５１    凸部
５３    ピン
Ｘ，Ｙ，Ｚ１，Ｚ２    矢印
θ    角度
【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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