(57)【要約】【課題】  接着剤を使用すること無しに直角プリズムを確実に保持すると共に、使用環境の変化による直角プリズムと保持部材との間の位置ずれによる光学性能の悪化を少なくとも緩和することを課題とする。【課題を解決する手段】  保持部材２０に精確に位置決めされた状態で直角プリズム４０を保持するプリズム保持構造であって、上記保持部材は、挿入口２２０と、該挿入口の開口面２２１に対してほぼ直角に位置した受面２４１と、上記挿入口近傍に位置した支持部２６３と、上記受面及び支持部の方向へ弾発力を及ぼす弾発付勢部２５２とを備え、入光面４１と出光面４２と斜面４３とが直角三角形を成すように交わった直角プリズムの上記斜面を上記弾発付勢部が弾発的に付勢して、入光面と出光面の一方が上記受面に当接され、他方の側縁部が上記支持部に当接され、これによって、直角プリズムが上記保持部材に保持される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持部材に精確に位置決めされた状態で直角プリズムを保持するプリズム保持構造であって、
上記保持部材は、挿入口と、該挿入口の開口面に対してほぼ直角に位置した受面と、上記挿入口近傍に位置した支持部と、上記受面及び支持部の方向へ弾発力を及ぼす弾発付勢部とを備え、
入光面と出光面と斜面とが直角三角形を成すように交わった直角プリズムの上記斜面を上記弾発付勢部が弾発的に付勢して、入光面と出光面の一方が上記受面に当接され、他方の側縁部が上記支持部に当接され、これによって、直角プリズムが上記保持部材に保持される
ことを特徴とするプリズム保持構造。
【請求項２】
上記弾発付勢部は上記斜面の光学有効面の外側において上記斜面に弾接する
ことを特徴とする請求項１に記載のプリズム保持構造。
【請求項３】
上記支持部は撓み弾性を有する弾性腕と、該弾性腕の前端に形成された係合爪を備え、上記係合爪が上記入光面又は出光面の光学有効面の外側において上記面の側縁部に係合する
ことを特徴とする請求項１に記載のプリズム保持構造。
【請求項４】
上記受面、支持部及び弾発付勢部は保持部材に一体に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のプリズム保持構造。
【請求項５】
上記挿入口の前側にレンズ保持枠が一体に形成された
ことを特徴とする請求項１に記載のプリズム保持構造。
【請求項６】
固定レンズ群及び／又は可動レンズ群を保持する主鏡筒と、上記主鏡筒の入光側に固定されるプリズム保持部材とを備えたレンズ鏡筒であって、
上記プリズム保持部材は、挿入口と、該挿入口の開口面に対してほぼ直角に位置した受面と、上記挿入口近傍に位置した支持部と、上記受面及び支持部の方向へ弾発力を及ぼす弾発付勢部とを備え、
入光面と出光面と斜面とが直角三角形を成すように交わった直角プリズムの上記斜面を上記弾発付勢部が弾発的に付勢して、入光面と出光面の一方が上記受面に当接され、他方の側縁部が上記支持部に当接され、これによって、直角プリズムが上記保持部材に保持される
ことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項７】
上記挿入口の前側にレンズ保持枠が一体に形成された
ことを特徴とする請求項６に記載のレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は新規なプリズム保持構造及びレンズ鏡筒に関する。詳しくは、使用環境（温度・湿度等）の変化による直角プリズムの位置ずれによる光学性能の悪化を緩和するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
直角プリズムを使用した光学系において、使用環境（温度・湿度等）の変化による直角プリズムとそれを保持する保持部材との間の熱線膨張係数の相違によって生じる直角プリズムの位置ずれは、光軸のずれをもたらし、光学性能を著しく低下させる原因となるため、使用環境の変化による直角プリズムの位置ずれを緩和ないしは回避することは大きな関心事である。
【０００３】
また、直角プリズムは、その形状が互いに直角を成す２つの平面と上記２つの平面の間を接続する斜面及び上記３つの面によって囲まれた部分の側面に位置する２つの側面によって外形が構成されるため、例えば、両側から挟んで保持できる部分が少なく、（側面をそれぞれ両側から押さえるしかない）、光軸に直交する方向での位置決め等をしづらいという問題がある。
【０００４】
使用環境の変化による光学部品の位置ずれを緩和乃至回避するための技術として、例えば、特許文献１に示された構造が提案されている。
【０００５】
特許文献１に示された構造を直角プリズムの保持に適用した場合の構造を簡略化して図５に示す。
【０００６】
図５において、ａは直角プリズム、ｂは直角プリズムを保持する保持部材である。直角プリズムａの直交する２つの面ｃ及びｄがそれぞれ、保持部材ｂの直交する２つの面ｅ及びｆに当接され、直角プリズムａの平面ｃが接着剤により保持部材ｂの保持面ｅ固定されている。保持部材ｂの上記保持面ｆは底面部ｇから上方へ突出された小突起ｈ、ｈによって構成され、上記小突起ｈ、ｈは撓み弾性を有するように厚みが薄く形成されている。
【０００７】
使用環境（温度・湿度等）が変化した時、直角プリズムａと保持部材ｂの熱線膨張係数の差によって応力が発生して、その応力が直角プリズムａと保持部材ｂとの間の相対位置ずれの原因となるが、図５に示した保持構造においは、上記応力は小突起ｈ、ｈを変形させる力となって吸収されるので、直角プリズムａと保持部材ｂとの間の相対位置ずれが発生することがない。
【０００８】
また、特許文献２に示す保持構造のように、光学素子を保持する保持部材と保持部材を固定する固定部材の間に硬球のような剛体を介して保持部材を固定部材に固定する構成とすることで、つまり保持部材と固定部材の間に直接接着剤を介さない構成とすることで、接着剤の硬化収縮あるいは熱膨張による光学素子と固定部材の相対位置ずれを防止するというものもある。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−４３４３４号公報
【特許文献２】特開２００５−３８４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記した特許文献１によって開示された構造では、保持部材ｂ自体には直角プリズムａを固定するための固定手段を持たず、直角プリズムａと保持部材ｂとの間の固定は接着剤によっている。しかしながら、接着剤は硬化時に収縮するため、接着後には直角プリズムａと保持部材ｂとの間の相対位置が所望のそれとずれてしまう。また一般的に接着剤の熱線膨張係数は、光学ガラス等から成る直角プリズムａや、樹脂あるいは金属で形成される保持部材ｂの熱線膨張係数とは一致しない。そのため、使用環境（温度・湿度等）が変化した時に、直角プリズムａ、保持部材ｂ、接着剤の寸法が各々が変わり、直角プリズムａと保持部材ｂとの間の相対位置ずれの発生を避けることができず、光学性能の悪化の原因となる。また、直角プリズムａと保持部材ｂとの間の相対位置ずれが発生しても光学性能の悪化を抑えるためには、当該光学系内における直角プリズムａの位置敏感度を下げる必要があり、光学設計の自由度の減少を招く。さらに組立てに接着剤を使用するため、接着剤の塗布・硬化の時間による組立て費の増加、また、接着剤からでるガスによる直角プリズムａへの悪影響の可能性も否定できない。
【００１１】
特許文献２に示された構造では、必ずしも接着剤を必要としないが、光学素子を保持する保持部材（あるいは光学素子）と固定部材との間の固定のために剛体を要するため、小型化の阻害、部品数増加による部品費・組立て費増加を招いていた。
【００１２】
そこで、本発明は、上記した事情に鑑み、接着剤を使用すること無しに直角プリズムを確実に保持すると共に、使用環境の変化による直角プリズムと保持部材との間の位置ずれによる光学性能の悪化を少なくとも緩和することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明プリズム保持構造は、上記した課題を解決するために、直角プリズムを保持する保持部材は、挿入口と、該挿入口の開口面に対してほぼ直角に位置した受面と、上記挿入口近傍に位置した支持部と、上記受面及び支持部の方向へ弾発力を及ぼす弾発付勢部とを備え、入光面と出光面と斜面とが直角三角形を成すように交わった直角プリズムの上記斜面を上記弾発付勢部が弾発的に付勢して、入光面と出光面の一方が上記受面に当接され、他方の側縁部が上記支持部に当接され、これによって、直角プリズムが上記保持部材に保持されるようにしたものである。
【００１４】
従って、本発明プリズム保持構造にあっては、弾発付勢部によって直角プリズムの互いに直角に交わる２つの面の一方が受け面に、また、他方の面が支持部に弾接された状態で、直角プリズムが、接着剤を要せずに、保持部材に保持される。
【００１５】
本発明レンズ鏡筒は、本発明直角プリズム保持構造によって直角プリズムを保持している。
【発明の効果】
【００１６】
本発明プリズム保持構造は、保持部材に精確に位置決めされた状態で直角プリズムを保持するプリズム保持構造であって、上記保持部材は、挿入口と、該挿入口の開口面に対してほぼ直角に位置した受面と、上記挿入口近傍に位置した支持部と、上記受面及び支持部の方向へ弾発力を及ぼす弾発付勢部とを備え、入光面と出光面と斜面とが直角三角形を成すように交わった直角プリズムの上記斜面を上記弾発付勢部が弾発的に付勢して、入光面と出光面の一方が上記受面に当接され、他方の側縁部が上記支持部に当接され、これによって、直角プリズムが上記保持部材に保持されることを特徴とする。
【００１７】
従って、本発明プリズム保持構造にあっては、接着剤を使用すること無しに直角プリズムを保持部材に保持することができる。また、使用環境の変化により直角プリズムと保持部材との間の寸法に相違が生じたときには、弾発付勢部の弾発力の変化により上記寸法の相違が吸収されるため、直角プリズムと保持部材との間にがたつきが生じることがなく、かつ、直角プリズムと保持部材との間の相対位置のずれが緩和された状態で保持が継続される。
【００１８】
請求項２に記載した発明にあっては、上記弾発付勢部は上記斜面の光学有効面の外側において上記斜面に弾接するので、弾発付勢部の斜面への弾接によって光学性能が低下することがない。
【００１９】
請求項３に記載した発明にあっては、上記支持部は撓み弾性を有する弾性腕と、該弾性腕の前端に形成された係合爪を備え、上記係合爪が上記入光面又は出光面の光学有効面の外側において上記面の側縁部に係合するので、弾性腕を撓ませた状態で直角プリズムを保持部材の内部に挿入するだけで直角プリズムが所定の位置へ到達したときに弾性腕の撓みが元へ戻って係合爪が直角プリズムに係合するので、直角プリズムの保持部材への保持作業が容易である。また、係合爪は直角プリズムの入光面又は出光面の光学有効面の外側において該面の側縁部に係合するので、係合爪の係合によって光学性能が低下することがない。
【００２０】
請求項４に記載した発明にあっては、上記受面、支持部及び弾発付勢部は保持部材に一体に形成されているので、構成部品の点数が最小の一個であるので、コストを低減することができ、かつ、部品管理が容易になる。
【００２１】
請求項５及び請求項７に記載した発明にあっては、上記挿入口の前側にレンズ保持枠が一体に形成されたので、直角プリズムとその直前に配置されるレンズとを精確な位置関係を保って組み付けることができ、かつ、２個の光学部品を一個の保持部材で保持することができ、コストの低減に寄与する。
【００２２】
本発明レンズ鏡筒は、固定レンズ群及び／又は可動レンズ群を保持する主鏡筒と、上記主鏡筒の入光側に固定されるプリズム保持部材とを備えたレンズ鏡筒であって、上記プリズム保持部材は、挿入口と、該挿入口の開口面に対してほぼ直角に位置した受面と、上記挿入口近傍に位置した支持部と、上記受面及び支持部の方向へ弾発力を及ぼす弾発付勢部とを備え、入光面と出光面と斜面とが直角三角形を成すように交わった直角プリズムの上記斜面を上記弾発付勢部が弾発的に付勢して、入光面と出光面の一方が上記受面に当接され、他方の側縁部が上記支持部に当接され、これによって、直角プリズムが上記保持部材に保持されることを特徴とする。
【００２３】
従って、本発明レンズ鏡筒にあっては、接着剤を使用すること無しに直角プリズムを保持部材に保持することができる。また、使用環境の変化により直角プリズムと保持部材との間の寸法に相違が生じたときには、弾発付勢部の弾発力の変化により上記寸法の相違が吸収されるため、直角プリズムと保持部材との間にがたつきが生じることがなく、かつ、直角プリズムと保持部材との間の相対位置のずれが緩和された状態で保持が継続される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明プリズム保持構造及びレンズ鏡筒を実施するための最良の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は本発明レンズ鏡筒の実施の形態を示す。
【００２６】
レンズ鏡筒１は、４群インナーフォーカスタイプのズームレンズを組み付けるためのものであり、ほぼ角筒状をした主鏡筒１０と、該主鏡筒１０の前端に取り付けられる前側鏡筒（プリズム保持部材）２０と、上記主鏡筒１０の後端を閉塞するように取り付けられる後部ユニット３０とを備える。
【００２７】
上記主鏡筒１０内には２つの可動レンズ枠１１、１２が軸方向に移動自在に支持され、前側の可動レンズ枠１１には第２レンズ群ＧＲ２が支持され、後側の可動レンズ枠１２には第４レンズ群ＧＲ４が支持されている。なお、主鏡筒１０内には２つの可動レンズ群ＧＲ２、ＧＲ４の間に位置するように、軸方向に固定の第３レンズ群（不図示）が支持されている。なお、上記後部ユニット３０には図示しないＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子が支持されている。
【００２８】
上記前側鏡筒２０には直角プリズムを含む第１レンズ群ＧＲ１が支持されており、該前側鏡筒２０が主鏡筒１０の前端に取り付けられることによって、第１レンズ群ＧＲ１内で光軸が９０度折り曲げられる４群インナーフォーカスタイプのズームレンズが組み立てられる。
【００２９】
本発明プリズム保持構造は、上記前側鏡筒２０に適用されている。プリズム保持構造の詳細を図２乃至図４を参照して説明する。
【００３０】
ここで前側鏡筒２０が直角プリズム４０を保持する保持部材である。また、この実施の形態では、直角プリズム４０と共に第１レンズ群ＧＲ１を構成する第１レンズ５０をも保持するように構成されている。
【００３１】
前側鏡筒２０は直角プリズム４０より一回り大きな収納空間２１０を有する容器状に形成され前端に大きな挿入口２２０を備える。上記収納空間２１０は上記挿入口２２０を限定する円形の枠部２３０と、該枠部２３０の下端寄りの位置から後方に向かって延び上記挿入口２２０の開口面２２１に対してほぼ垂直を成す底面壁２４０と、上記底面壁２４０の後端から斜め前上方へ向かって延び上記枠部２３０の上端寄りの部分に連結する後面壁２５０と、空間２１０の側面を覆う側面壁２６０、２６０とによって囲まれて形成される。また、側面壁２６０、２６０の下端部から取付片２７０、２７０が側方へ突出されている。そして、該取付片２７０、２７０にはそれぞれ、ネジ挿通孔２７１、２７１と位置決め孔２７２、２７２が形成されている。
【００３２】
上記枠部２３０は前後方向に延びる軸が短い円環状をしており、前端からやや後方に寄った位置に前方を向いた受け縁２３１が形成され、該受け縁２３１より前側の部分２３２がカシメ縁とされている。
【００３３】
上記底面壁２４０の上面２４１は基準面としての受面とされ、また、底面壁２４０には周辺部を除いた部分に透光孔２４２が形成されている。
【００３４】
上記後面壁２５０の上下の左右両端部からそれぞれ側縁に沿って中央部へ向かって延びる逆Ｕ字状（上方の部分）又はＵ字状（下方の部分）のスリット２５１、２５１、・・・が形成され、これらスリット２５１、２５１、・・・に囲まれた部分２５２、２５２、・・・が弾発片とされ、該弾発片２５２、２５２、・・・の先端部の前面に押圧突起２５３、２５３、・・・が形成されている。そして、上記弾発片２５２、２５２、・・・が弾発付勢部となる。
【００３５】
上記側面壁２６０、２６０にはその前端から後方へ向かって延びる平行な２条のスリット２６１、２６１、・・・が形成され、平行な２条のスリット２６１、２６１と２６１、２６１との間の部分２６２、２６２が弾性腕とされ、これら弾性腕２６２、２６２の前端には互いに対向する方へ突出した係合爪２６３、２６３が形成され、これら係合爪２６３、２６３の前面は傾斜面２６３ａ、２６３ａとされている。
【００３６】
なお、上記した前側鏡筒２０は、直角プリズムを所定の位置精度で支持するために必要な面精度を出すの必要な程度の剛性と弾発片２５２、２５２、・・・や弾性腕２６２、２６２が適度な弾性を備える程度の弾性を有し、且つ、上記した各部を一体に形成するのに適した材料によって形成されている。例えば、ＰＣ（ポリカーボネート）等の合成樹脂によって形成される。なお、ＰＣによって前側鏡筒２０を形成する場合、弾発片２５２、２５２、・・・や弾性腕２６２、２６２の弾性を損なわない程度の剛性を持たせるため、ガラス繊維等のフィラー材を混入するのも良い。フィラー材として、例えば、ガラス繊維を混入する場合、ＰＣに対するガラス繊維の重量比を２０〜３０％とするのが適当である。
【００３７】
次に、直角プリズム４０の上記前側鏡筒（保持部材）２０への保持について説明する。直角プリズム４０を入光面４１が前方を向き、出光面４２が下方を向いた向き、斜面４３が斜め後ろ上方を向いた向きで、前側鏡筒２０にその前面の挿入口２２０から挿入していく。すると、先ず、直角プリズム４０の側面４４、４４と斜面４３とが交わる角部が前側鏡筒２０の係合爪２６３、２６３の傾斜面２６３ａ、２６３ａに当接し、且つ、該傾斜面２６３ａ、２６３ａを押すので、弾性腕２６２、２６２が外側へ撓んで、直角プリズム４０は側面４４、４４に係合爪２６３、２６３の先端が当接した状態で、前側鏡筒２０の内部に挿入されていく。そして、直角プリズム４０が前側鏡筒２０内に完全に挿入される少し手前まで来ると、後面壁２５０に形成された弾発片２５２、２５２、・・・の押圧突起２５３、２５３、・・・が直角プリズム４０の斜面４３に当接する。その状態から、さらに、直角プリズム４０が前側鏡筒２０内に挿入されると、前側鏡筒２０の係合爪２６３、２６３の後面が直角プリズム４０の入光面４１と対応した位置に来るので、外側に撓んでいた弾性腕２６２、２６２が元の状態に戻り、係合爪２６３、２６３が直角プリズム４０の入光面の側縁部と係合する。また、これと同時に、直角プリズム４０の出光面４２が前側鏡筒２０の受面２４１に当接した状態となる。そして、この間に、直角プリズム４０の斜面４３が押圧突起２５３、２５３、・・・を後ろ斜め上方へ押圧するので、これによって、弾発片２５２、２５２、・・・が後斜め上方へ撓む。従って、弾発片２５２、２５２、・・・に弾発力が蓄えられ、該弾発力が押圧突起２５３、２５３、・・・を介して直角プリズム４０の斜面４３を押圧するので、入光面４１は係合爪２６３、２６３に、また、出光面４２は受面２４１にそれぞれ弾発的に当接される。従って、係合爪２６３、２６３及び受面２４１が所定の位置精度を持って形成されていれば、直角プリズム４０は前側鏡筒２０に精度良く位置決めされた状態で保持される。なお、前側鏡筒２０の押圧突起２５３、２５３、・・・及び係合爪２６３、２６３が当接する位置は、それぞれ、直角プリズム４０の斜面４３及び入光面４１の光学有効面の外側であることが好ましい。
【００３８】
そして、使用環境の変化によって、直角プリズム４０と前側鏡筒２０との間に寸法差が生じた場合、例えば、前側鏡筒２０の方が大きくなった場合には、前側鏡筒２０の弾発片２５２、２５２、・・・に蓄えられていた弾発力によって、弾発片２５２、２５２、・・・の先端部がほぼ前方へ変位することによって、直角プリズム４０の入光面４１は係合爪２６３、２６３に、また、出光面４２は受面２４１に依然として当接された状態のままとなり、上記２つの面４１、４２が係合爪２６３、２６３と受面２４１によって規定された位置に保持される。逆に、前側鏡筒２０の方が小さくなった場合には、前側鏡筒２０の弾発片２５２、２５２、・・・の撓みが大きくなることによって、上記寸法の変化が吸収され、直角プリズム４０は、上記２つの面４１、４２が係合爪２６３、２６３と受面２４１によって規定された位置に保持される。
【００３９】
上記実施の形態に係る前側鏡筒２０は第１レンズ５０の保持も行うことができる。第１レンズ５０は直角プリズム４０が前側鏡筒２０に保持された後で、前側鏡筒２０の枠部２３０内に挿入される。そして、第１レンズ５０の後側の周縁部が受け縁２３１に当接したところで、カシメ縁２３２を第１レンズ５０の前側の周縁部に被さるようにカシメれば、第１レンズ５０が前側鏡筒２０の保持される。
【００４０】
そして、上記したように、直角プリズム４０と第１レンズ５０、すなわち、第１レンズ群ＧＲ１を保持した前側鏡筒２０はその取付片２７０、２７０の位置決め孔２７２、２７２に主鏡筒１０の前端に形成された位置決め突起１３、１３が係合されて位置決めされ、さらに、図示しないネジが取付片２７０、２７０のネジ挿通孔２７１、２７１を挿通され、且つ、主鏡筒１０の前端に形成されたネジ穴１４、１４に螺合され、これによって、前側鏡筒２０が主鏡筒１０の前端部に取り付けられ、レンズ鏡筒１が完成する。
【００４１】
なお、上記前側鏡筒２０において、受面２４１と支持部である係合爪２６３、２６３と取付片２７０、２７０とは可能な限り近接して位置していることが望ましい。これによって、取付片２７０、２７０と係合爪２６３、２６３との間のＸ方向距離及び取付片２７０、２７０と受面２４１との間のＹ方向距離は温度変化による寸法変化の影響を受けにくくなり、従って、この前側鏡筒２０に保持された直角プリズム４０及び第１レンズ５０と主鏡筒１０の保持された第２レンズ群ＧＲ２等の光学要素との間の相対的な位置ずれを緩和することができる。
【００４２】
なお、上記した実施の形態において示した各部の具体的な形状や構造ないしは数は、本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものにすぎず、上記したものに限定されるものではない。例えば、弾発付勢部が上記した弾発片２５２に限定されるものではなく、仮に、弾発片２５２とした場合でも、その形成位置及び個数は上記したものに限定されない。また、支持部も上記した係合爪２６３に限定されるものではなく、仮に、係合爪２６３とした場合でも、その形成箇所や数は上記したものに限らず、例えば、左右一個ずつでなく、一方に２個他方に１個というように形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明レンズ鏡筒の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図２】図３及び図４と共に本発明プリズム保持構造の実施の形態を示すものであり、本図は分解斜視図である。
【図３】保持部材の斜視図である。
【図４】要部の断面図である。
【図５】従来のプリズム保持構造の一例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…レンズ鏡筒、１０…主鏡筒、２０…前側鏡筒（プリズム保持部材）、２２０…挿入口、２２１…開口面、２３０…枠部（レンズ保持枠）、２４１…受面、２５２…弾発片（弾発付勢部）、２６２（弾性腕）・２６３（係合爪）…支持部、４０…直角プリズム、４１…入光面、４２…出光面、４３…斜面、ＧＲ２…第２レンズ群（可動レンズ群）、ＧＲ４…第４レンズ群（可動レンズ群）
【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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