(57)【要約】【課題】スクリーン系部品でセンタークラスタを構成したとしても、パネルの意匠性を確保することができる車両のインストルメントパネルを提供する。【解決手段】車両には、操作パネルとしてリアプロジェクション方式操作位置検出装置４が設けられている。このリアプロジェクション方式操作位置検出装置４は、プロジェクタ７で背面から半透明スクリーン５の表面に選択ボタンを投影し、操作者による選択ボタンのタッチ操作を、半透明スクリーン５の背面にあるカメラ９で撮影し、その撮影画像を基にタッチ操作を検出する。そして、インストルメントパネル２のセンタークラスタ３を、リアプロジェクション方式操作位置検出装置４の半透明スクリーン５で構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前部座席正面に設けられるとともに計器類や操作系類が設けられた車両のインストルメントパネルにおいて、
半透明スクリーンと、
前記半透明スクリーンに背面側から表示物を投影する投影手段と、
前記半透明スクリーンを前記背面側から撮影する撮影手段と、
前記撮影手段が取得した画像データを用い、前記半透明スクリーンに映る画像の輝度を基に前記半透明スクリーンの表示面における操作位置を検出する操作位置検出手段と、
前記操作位置検出手段が検出した前記操作位置と、前記投影手段が投影した前記表示物の座標位置とを比較し、これら位置が一致したことを条件に前記表示物に応じた処理を実行させる実行手段とを備えた背面投影方式操作位置検出装置を前記車両に設けるとともに、
センタークラスタの一帯が前記半透明スクリーンで構成されていることを特徴とする車両のインストルメントパネル。
【請求項２】
前記半透明スクリーンは、前記インストルメントパネルの本体部分を構成するパネル本体部と一体形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両のインストルメントパネル。
【請求項３】
前記半透明スクリーンは、前記インストルメントパネルの本体部分を構成するパネル本体部とは別部品で形成され、パネル組立時に前記パネル本体部に取り付けられることで、前記パネル本体部と一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の車両のインストルメントパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半透明スクリーンにその背面からスイッチ用の表示物を投影し、そのスクリーン上で行われる操作者のスイッチ操作を、スクリーン背面側から撮影した撮影画像を基に検出する背面投影方式操作位置検出装置を備えた車両のインストルメントパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のインストルメントパネルには、そのセンタークラスタに操作パネル（特許文献１等）が設けられている。この操作パネルは、例えばカーナビゲーション装置、空調装置、音響装置等を作動させる際に操作されるものであって、各種スイッチ群と、そのスイッチ操作に応じた各種画面を表示可能なモニタとを有する。
【０００３】
この種の操作パネルとして今日においては、例えば液晶等を用いたタッチパネル式のものが広く採用されている。操作パネルにタッチパネルを用いれば、スイッチ部品に要していた部品コストの削減や、スイッチ部品が不要になることによる構造の簡素化などの効果がある。
【特許文献１】特開２００５−１８６６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような液晶製のタッチパネルは、形状が曲面となったものを製造するのは非常に困難性が高いことから、製品として市場に出回っているものは、平板形状を成したものがほとんどである。このため、操作パネルとしてタッチパネルを用いる場合には、結果として平板形状パネルを採用せざるを得ないことになる。
【０００５】
しかし、このような平板形状パネルを用いると、センタークラスタにおいてはどうしてもそのパネル部分が平面形状にならざるを得ないため、これがデザインの制限になる。このため、操作パネルとして平板形状パネルを用いた場合には、センタークラスタの意匠性を向上しようとする際に影響が出ていた。
【０００６】
本発明の目的は、スクリーン系部品でセンタークラスタを構成したとしても、パネルの意匠性を確保することができる車両のインストルメントパネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記問題点を解決するために、本発明によれば、前部座席正面に設けられるとともに計器類や操作系類が設けられた車両のインストルメントパネルにおいて、半透明スクリーンと、前記半透明スクリーンに背面側から表示物を投影する投影手段と、前記半透明スクリーンを前記背面側から撮影する撮影手段と、前記撮影手段が取得した画像データを用い、前記半透明スクリーンに映る画像の輝度を基に前記半透明スクリーンの表示面における操作位置を検出する操作位置検出手段と、前記操作位置検出手段が検出した前記操作位置と、前記投影手段が投影した前記表示物の座標位置とを比較し、これら位置が一致したことを条件に前記表示物に応じた処理を実行させる実行手段とを備えた背面投影方式操作位置検出装置を前記車両に設けるとともに、センタークラスタの一帯が前記半透明スクリーンで構成されていることを要旨とする。
【０００８】
この構成によれば、スクリーン（画面）にスイッチ用表示物を表示してその画面操作に基づき操作位置を判定するこの種の操作位置検出装置は、スクリーン上に様々な画像を表示させることができることから、このスクリーンでセンタークラスタを構成することも考えられる。しかし、例えばこの操作位置検出装置として、液晶等から成るタッチパネルを用いたとすると、この種のタッチパネルは平板形状のものが一般的であるため、インストルメントパネルはタッチパネル部分が平面形状にならざるを得ず、デザインに制限が生じ、インストルメントパネルの意匠性に支障を来す。
【０００９】
しかし、本発明で用いた背面投影方式操作位置検出装置においては、スイッチ用表示物の表示と、その表示物を操作した際の操作検出とが、半透明スクリーンとは別部品である投影手段及び撮影手段で行われる。よって、この背面投影方式操作位置検出装置は、半透明スクリーンに特別な素子部品等を内蔵する必要はなく、半透明スクリーンの形状を自由に設定できる。
【００１０】
そこで、本発明においては、デザインに自由度がある半透明スクリーンでセンタークラスタを構成したので、この種のスクリーンをセンタークラスタとして用いたとしても、センタークラスタはその形状に関して自由度が高いものとなる。よって、例えば半透明スクリーンを意匠性に考慮した曲面形状とすると、センタークラスタが意匠性の高い形状をとることになり、これによってインストルメントパネルの見た目が一体感を持ち、この種のスクリーンでセンタークラスタを構成しても、インストルメントパネルの高い意匠性が確保される。
【００１１】
なお、定義として「センタークラスタの一帯」とは、必ずしもセンタークラスタ全域を意味することに限らず、ある一定の面積、例えばセンタークラスタ全面積の６０〜７０％以上を表すものとする。
【００１２】
本発明によれば、前記半透明スクリーンは、前記インストルメントパネルの本体部分を構成するパネル本体部と一体形成されていることを要旨とする。
この構成によれば、半透明スクリーンを有するインストルメントパネルを製造する際に、作業者が半透明スクリーンをパネル本体部に組み付けるという作業が不要となり、インストルメントパネルの製造に際して製造作業の簡素化を図ることが可能となる。
【００１３】
本発明によれば、前記半透明スクリーンは、前記インストルメントパネルの本体部分を構成するパネル本体部とは別部品で形成され、パネル組立時に前記パネル本体部に取り付けられることで、前記パネル本体部と一体化されていることを要旨とする。
【００１４】
この構成によれば、色付き製品であるパネル本体部と、色を通す半透明スクリーンとを一体成形しようとすると、手間のかかる作業工程を必要とすることになるが、半透明スクリーンとパネル本体部とを別部品で製造するようにすれば、簡単な製造工程により各部品を製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、スクリーン系部品でセンタークラスタを構成したとしても、パネルの意匠性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した車両のインストルメントパネルの一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１に示すように、車両１の前部座席前方には、車幅方向一体にインストルメントパネル２が設けられている。このインストルメントパネル２は、樹脂等を材質として成形されるものであって、計器類（メータ類）のモニタや助手席のエアバックなどが設けられている。
【００１７】
インストルメントパネル２のセンタークラスタ３には、乗員が車載機器を作動させる際に操作する操作パネルとしてリアプロジェクション方式操作位置検出装置４が設けられている。このリアプロジェクション方式操作位置検出装置４を以下に説明すると、センタークラスタ３には、そのほぼ一帯に半透明スクリーン５が設けられている。この半透明スクリーン５は、例えばアクリル樹脂やポリカーボネイド等から成るとともに、インストルメントパネル２のパネル本体部６に一体形成されている。また、半透明スクリーン５は、周囲のパネル本体部６の形状に合わせて曲板形状を成している。
【００１８】
半透明スクリーン５の背面５ａ（図３参照）には、半透明スクリーン５の表面に画像を投影するプロジェクタ７が車体側に取り付けられた状態で設けられている。プロジェクタ７は、ＲＧＢ各々のフィルタを通した光を合成して画像を投影する装置であって、例えば液晶プロジェクタが使用されている。プロジェクタ７は、カーナビゲーション装置、空調装置及び音響装置等の車載機器を作動させる際に操作する各種選択ボタン８を、半透明スクリーン５の背面５ａから半透明スクリーン５の表面に投影する。
【００１９】
半透明スクリーン５の背面５ａには、背面５ａ側から半透明スクリーン５を撮影するカメラ９が、プロジェクタ７に併設された状態で車体に設けられている。カメラ９は、画像を可視光で撮影可能なＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)カメラ等が使用され、半透明スクリーン５の背面５ａの全域を撮影可能である。
【００２０】
リアプロジェクション方式操作位置検出装置４は、プロジェクタ７で背面５ａから半透明スクリーン５の表面に選択ボタン８を投影し、半透明スクリーン５の表面を表示面５ｂとして選択ボタン８を表示する。そして、リアプロジェクション方式操作位置検出装置４は、操作者による選択ボタン８のタッチ操作を、半透明スクリーン５の背面５ａにあるカメラ９で撮影し、その撮影画像を基にタッチ操作を検出する。
【００２１】
なお、本例のリアプロジェクション方式操作位置検出装置４においては、半透明スクリーン５に表示された選択ボタン８のタッチ操作が、カメラ９で取得した画像データの輝度（例えば、輝度Ｋ）の変化を見ることで検出されるため、カメラ９で取得した撮影画像は輝度Ｋの変化が見られれば充分であることから、カメラ９の画素数は例えば数十万画素程度あればよい。なお、リアプロジェクション方式操作位置検出装置４が背面投影方式操作位置検出装置に相当し、選択ボタン８が操作系類及び表示物を構成する。また、プロジェクタ７が投影手段に相当し、カメラ９が撮影手段に相当する。
【００２２】
図３に示すように、車両１には、リアプロジェクション方式操作位置検出装置４を統括制御する操作位置検出回路１０が搭載されている。操作位置検出回路１０は、ユーザが選択ボタン８をタッチ操作する際のその操作位置ＰxをＸ−Ｙの座標位置で算出し、半透明スクリーン５上のどの選択ボタン８がタッチ操作されたかを判定する。操作位置検出回路１０には、車載機器を制御する車載機器制御回路１１が接続されている。車載機器制御回路１１は、操作位置検出回路１０からの指令に基づき各種車載機器を作動させる。
【００２３】
操作位置検出回路１０は、同検出回路１０のメイン制御を司るＣＰＵ(Central processing Unit)１２と、各種プログラム及びデータ群を記憶したＲＯＭ(Read-Only Memory)１３と、プログラム実行時においてＣＰＵ１２の作業領域となるＲＡＭ(Random Access Memory)１４と、各種データの入出口となるインターフェイス１５とを備えている。これらデバイスは、操作位置検出回路１０内のバス１６を通じて相互接続されている。なお、ＣＰＵ１２が操作位置検出手段及び実行手段を構成する。
【００２４】
プロジェクタ７及びカメラ９は、各々の配線ケーブルを介してインターフェイス１５に接続されている。インターフェイス１５には、カメラ９から取り込んだ画像データＤａのノイズを除去可能なノイズ除去回路１７が接続されている。インターフェイス１５は、カメラ９から取り込んだ画像データＤａをノイズ除去回路１７に送り、ノイズ除去回路１７でノイズを除去した後に、画像データＤａをＣＰＵ１２やＲＡＭ１４へ転送する。
【００２５】
ＲＯＭ１３には、ユーザが表示面５ｂ上の選択ボタン８を選択操作する際のその操作位置Ｐxを検出する操作位置検出プログラム１８が記憶されている。この操作位置検出プログラム１８は、プロジェクタ７を駆動して半透明スクリーン５に選択ボタン８を表示させ、操作者が半透明スクリーン５上の選択ボタン８を選択操作する際に、その画像をカメラ９で撮影し、その画像データＤａを基にユーザの操作位置Ｐｘを検出するプログラムである。
【００２６】
車両のエンジンスイッチ（図示略）がＡＣＣ位置やＩＧ位置に操作されると、その操作を検出したＣＰＵ１２は、ＲＯＭ１３の操作位置検出プログラム１８を立ち上げて操作位置検出処理を開始する。このとき、ＣＰＵ１２は、インターフェイス１５を介してプロジェクタ７に起動開始指令及び表示データＤｂを出力する。プロジェクタ７は、操作位置検出回路１０から起動開始指令を入力すると起動を開始し、同じく操作位置検出回路１０から入力する表示データＤｂに基づく表示画面（即ち、選択ボタン８）を半透明スクリーン５に投影する。
【００２７】
ＣＰＵ１２は、プロジェクタ７に起動開始指令を出力するのと同様に、インターフェイス１５を介してカメラ９にも起動開始指令を出力する。カメラ９は、操作位置検出回路１０から起動開始指令を入力すると起動を開始し、半透明スクリーン５を背面５ａから撮影して、その画像データＤａを操作位置検出回路１０に出力する。カメラ９は、ＣＰＵ１２から起動開始指令を受け取る度に数十〜数百μｓの時間範囲で画像撮影を行い、起動開始指令を連続的に受け取ることで、連続画像を操作位置検出回路１０に出力する。
【００２８】
ＣＰＵ１２は、カメラ９が出力した画像データＤａを、ノイズ除去回路１７を介して取り込み、ノイズ除去後の画像データＤａを用いて撮影画像の輝度Ｋを逐次算出する。ところで、ユーザが半透明スクリーン５を表示面５ｂ側からタッチ操作すると、プロジェクタ７から投影される光は指や手などで反射し、その反射光が拡散することから、指や手が半透明スクリーン５に近い部分ほど撮影画像の輝度Ｋが高く（光が明るく）なる。よって、ＣＰＵ１２は、ユーザが選択ボタン８に触れていない通常時における輝度Ｋ0と、輝度変化が生じた際の輝度Ｋxとの差分Ｍを算出し、差分Ｍが閾値Ｍa以上となる部分をユーザの指や手などとして切り出し、ユーザの操作位置Ｐxを算出する。
【００２９】
ＣＰＵ１２は、算出した操作位置ＰxのＸ−Ｙ座標位置と、各選択ボタン８のＸ−Ｙ座標位置とを比較し、操作位置Ｐxが選択ボタン８の座標位置に重なったと判断すると、選択ボタン８がタッチ操作されたと認識して、その旨を通知する作動要求信号Ｓsを車載機器制御回路１１に出力する。
【００３０】
車載機器制御回路１１は、操作位置検出回路１０から作動要求信号Ｓsを入力すると、この作動要求信号Ｓsに応じた車載機器を作動させる。例えば、半透明スクリーン５でカーナビゲーション装置の電源オンボタンが選択操作された場合には、カーナビゲーション装置を起動させ、カーナビゲーション装置の起動下で行き先入力ボタンが選択操作された場合には、カーナビゲーション装置の作動モードを行き先入力モードに切り換える。
【００３１】
次に、インストルメントパネル２の製造手順について説明する。本例のインストルメントパネル２は射出形成により製造されるが、半透明スクリーン５がアクリル樹脂（ポリカーボネイド）を材質とし、パネル本体部６がＡＢＳ樹脂を材質としていることから、二色成型により製造される。
【００３２】
インストルメントパネル２の製造手順は以下の通りである。まず、図４に示すように、半透明スクリーン５の型面が形成された金型１９，２０を用意し、これら金型１９，２０を型締め（型合わせ状態）にする。このとき、金型１９と金型２０との間には、半透明スクリーン５の形状を形取った成形空間２１が形成される。そして、例えば金型２０に形成されたスプル２２を介して成形空間２１にアクリル樹脂を射出し、冷却処理を経ることによって半透明スクリーン５を製造する。
【００３３】
一方、同じように、図５に示すように、インストルメントパネル２のパネル本体部６の型面が形成された金型２３，２４を用意し、これら金型２３，２４を型締め（型合わせ状態）にする。このとき、金型２３と金型２４との間には、インストルメントパネル２のパネル本体部６の形状を形取った成形空間２５が形成される。そして、例えば金型２４に形成されたスプル２６を介して成形空間２５にＡＢＳ樹脂を射出し、冷却処理を経ることによってインストルメントパネル２のパネル本体部６を製造する。
【００３４】
続いて、半透明スクリーン製造用の金型１９，２０において一方の金型２０を外し、同じくインストルメントパネル製造用の金型２３，２４においても一方の金型２４を外す。そして、図６に示すように、金型１９と金型２３とを互いに向き合うように型合わせし、半透明スクリーン５の周縁と、パネル本体部６において半透明スクリーン５と対峙する開口部２５ａの周縁とを、その周端全域に亘って接合させる。
【００３５】
このとき、半透明スクリーン５の周縁と、パネル本体部６の開口部２５ａの周縁との間には、樹脂材を充填可能な樹脂材充填空間２７が、半透明スクリーン５の周縁に沿って環状に形成される。そして、例えば金型２３に形成されたスプル２８を介して樹脂材充填空間２７にＡＢＳ樹脂等の樹脂材２９を射出し、この樹脂材２９により半透明スクリーン５をその周端においてパネル本体部６に固着する。これにより、半透明スクリーン５とパネル本体部６とが一体となったインストルメントパネル２が製造される。
【００３６】
さて、本例においては、半透明スクリーン５に選択ボタン８等の画像を投影して、それを半透明スクリーン５の背面５ａに位置するカメラ９で撮影することにより、半透明スクリーン５に写された選択ボタン８のタッチ操作を検出する。このため、センタークラスタ３のほぼ一帯を半透明スクリーン５で構成したとしても、周りの色や形状を映し出すことで、周りとの色、形状合わせが可能となり、半透明スクリーン５でセンタークラスタ３を構成しても、違和感等は生じない。
【００３７】
また、本例のリアプロジェクション方式操作位置検出装置４は、映像表示をプロジェクタ７で行い、タッチ操作検出をカメラ９により行う構造であるため、半透明スクリーン５はこれら機能とは独立した構造となる。このため、半透明スクリーン５に関しては、自由にデザイン設計をすることが可能である。
【００３８】
よって、本例のように半透明スクリーン５でセンタークラスタ３を構成したとしても、半透明スクリーン５のデザインを周りの形状に合わせ込むことが可能となり、これによりセンタークラスタ３にデザイン上の制限がなくなる。このため、例えば半透明スクリーン５を、意匠性を考慮した曲版形状（曲面形状）にすることにより、半透明スクリーン５とパネル本体部６との間に一体感を持たせることが可能となり、センタークラスタ３ひいてはインストルメントパネル２の高い意匠性が確保される。
【００３９】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）リアプロジェクション方式操作位置検出装置４の半透明スクリーン５でセンタークラスタ３を構成した。従って、デザイン自由度の高い半透明スクリーン５でセンタークラスタ３を構成することになるため、半透明スクリーン５でセンタークラスタ３を構成したとしても、センタークラスタ３ひいてはインストルメントパネル２の意匠性を確保することができる。
【００４０】
（２）半透明スクリーン５でセンタークラスタ３を構成するにあたって、半透明スクリーン５とパネル本体部６とを一体形成した。従って、インストルメントパネル２を車体に組み付ける際に、半透明スクリーン５をパネル本体部６に組み付ける作業と、パネル本体部６を車体に組み付ける作業とをそれぞれ行う必要がなくなり、部品組付に際して作業の簡素化を図ることができる。
【００４１】
（３）乗員の最も目に付くセンタークラスタ３において高い意匠性を確保することが可能となるため、内装デザイン面に関して車両１の付加価値向上に非常に効果が高い。
なお、本実施形態は上記構成に限定されず、以下の態様に変更してもよい。
【００４２】
・  インストルメントパネル２は、半透明スクリーン５とパネル本体部６とが必ずしも一体形成されることに限定されず、例えば図７に示すように、半透明スクリーン５とパネル本体部６とを別々に製造し、半透明スクリーン５を後でパネル本体部６に取り付ける製造工程を経るものでもよい。半透明スクリーン５とパネル本体部６とがスナップフィット構造で固定される場合、半透明スクリーン５の周端に複数の係止片３１を設け、パネル本体部６の開口部２５ａの周縁に複数の係止孔３２を設け、係止片３１を係止孔３２に係止することで、半透明スクリーン５がパネル本体部６に固定される。半透明スクリーン５とパネル本体部６とを別々に製造する方法を用いれば、二色成型という複雑な製造工程を経なくとも、インストルメントパネル２を製造することができる。
【００４３】
・  半透明スクリーン５とパネル本体部６を別々に製造して後で一体に組み付ける場合、その組付方法は、上記したスナップフィット構造に限定されず、例えばネジを用いて組み付けてもよい。
【００４４】
・  半透明スクリーン５の形状は、略湾形状を成した曲板形状に限定されず、周囲のパネル本体部６の形状に合わせて、適宜変更してもよい。
・  半透明スクリーン５の材質は、必ずしもアクリル樹脂やポリカーボネイドに限らず、像性能を有する材質のものであれば特に限定されない。また、パネル本体部６の材質も、ＡＢＳ樹脂等に限定されず、様々な樹脂材を適宜使用することが可能である。
【００４５】
・  半透明スクリーン５は、必ずしもセンタークラスタ３のほぼ全域に形成されることに限定されず、本例においては、センタークラスタ３の全面積のうち、例えば６０〜７０％の面積範囲を有していればよいこととする。
【００４６】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（１）請求項３において、前記半透明スクリーンは、前記パネル本体部に対してスナップフィット構造により当該パネル本体部に固定されている。この場合、スナップフィットという簡素な構造で半透明スクリーンをパネル本体部に取り付けることが可能となる。
【００４７】
（２）請求項１〜３のいずれかにおいて、前記センタークラスタの全域を前記半透明スクリーンで構成した。この場合、センタークラスタの全域を半透明スクリーンで構成する場合であっても、センタークラスタ全域の意匠性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】一実施形態における車内前部座席の概略を示す斜視図。
【図２】リアプロジェクション方式操作位置検出装置の概略を示す斜視図。
【図３】リアプロジェクション方式操作位置検出装置の概略構成を示すブロック図。
【図４】半透明スクリーンを射出成形する金型の断面図。
【図５】インストルメントパネルのパネル本体部を射出成形する金型の断面図。
【図６】半透明スクリーンとパネル本体部とを一体成形する際の説明図。
【図７】別例における車内前部座席の概略を示す拡大斜視図。
【符号の説明】
【００４９】
１…車両、２…インストルメントパネル、３…センタークラスタ、４…背面投影方式操作位置検出装置としてのリアプロジェクション方式操作位置検出装置、５…半透明スクリーン、５ａ…背面、５ｂ…表示面、６…パネル本体部、７…投影手段としてのプロジェクタ、８…操作系類及び表示物を構成する選択ボタン、９…撮影手段としてのカメラ、１２…操作位置検出手段及び実行手段を構成するＣＰＵ、Ｄa…画像データ、Ｋ（Ｋ0，Ｋx）…輝度、Ｐx…操作位置。
【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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