(57)【要約】【課題】  レンズ鏡筒に配置された光学素子を駆動するアクチュエータの振動を低減すること。【解決手段】  光学素子Ｌ４を光軸方向に移動させるアクチュエータ１５であって、ステータ部１５ａが円弧状部を有し鏡筒３に固定されたアクチュエータと、鏡筒３とステータ１５の間に挟まれるように配置された弾性の振動減衰部材５２と、を備え、鏡筒３は円弧状凹部５ａをステータ部１５ａの円弧状部に対向する位置に備え、振動減衰部材５２は当該鏡筒３の円弧状凹部５ａと当該ステータ部１５ａの円弧状部とに接触して挟まれている。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向に移動可能な光学素子を有した鏡筒と、
前記光学素子を光軸方向に移動させるアクチュエータであって、ステータ部が円弧状部を有し前記鏡筒に固定されたアクチュエータと、
前記鏡筒と前記ステータの間に挟まれるように配置された弾性の振動減衰部材と、を備え、
前記鏡筒は円弧状凹部を前記ステータ部の円弧状部に対向する位置に備え、前記振動減衰部材は当該鏡筒の円弧状凹部と当該ステータ部の円弧状部とに接触して挟まれていることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記鏡筒は円弧状凹部は、前記鏡筒の撮像素子ホルダに設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記振動減衰部材は、前記ステータに対して略均一の厚さで圧縮され配置されることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記アクチュエータは、ステッピングモータであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記アクチュエータは、ステータ部に固定された取り付け部を有し、当該取り付け部がビスにより前記鏡筒に振動減衰部材を介さずに固定され振動減衰部材ていることを特徴とする請求項１から４に記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
前記振動減衰部材は、前記ステータの中心とのなす角は９０°以上にわたって前記ステータと接触していることを特徴とする請求項１から５に記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備えたカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カムコーダ、デジタルスチルカメラ、及び交換レンズ等のレンズ鏡筒に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、カムコーダ、デジタルスチルカメラでは、動画撮影の際に音声を記録することが一般に行われる。そうすると、レンズ鏡筒を構成する光学素子の駆動による振動、騒音の低減が要求される。
【０００３】
また、近年のレンズ鏡筒を用いた携帯機器は、装置本体の小型化と、光学性能の向上が求められている。光学性能の向上には大型のレンズや、樹脂製ではなくガラス製のレンズを用いることが必要となり、光学素子の重量は増加する。このため、小型、高トルクな駆動源が必要となり、駆動源自身が発生する振動は増加傾向にある。
【０００４】
かかる要求に対し、例えば特許文献１に示す構成のレンズ鏡筒が提案されている。特許文献１は、レンズ鏡筒内で移動される移動枠の振動や騒音を低減するために、板バネ状の弾性部材にて、駆動源であるステッピングモータのステータ外壁を押圧するものである。
【０００５】
また、駆動源の振動を低減する手段として、例えば特許文献２に示す構成のレンズ鏡筒が提案されている。特許文献２は、駆動源であるモータのステータに固定された取り付け板と、該取り付け板とレンズ鏡筒の間に振動減衰部材を配置し、ビス締めにより取り付け板をレンズ鏡筒に固定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３１１７３４号公報
【特許文献２】特許第３１８５３３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示す従来技術では以下の課題がある。すなわち、小型の駆動源として一般的に用いられるステッピングモータのステータは、円筒形状で構成されている。このため、実際に付勢される箇所は、ステータの円筒部と板バネ部が接する線状の領域のみである。かかる構成で低減される振動は該付勢部材が付勢される方向のみである。
【０００８】
また、特許文献２に示す従来技術では以下の課題がある。該構成では、ビスを大幅に締め込むと振動減衰部材が極度に圧縮され、剛体のようになっていまい、振動減衰効果が低減する。また、段ビスなどを用いて、振動減衰部材が大幅に圧縮されないように固定すると、ビス締めされる方向に対しては取り付け板の位置規制が実現されず、モータのレンズ鏡筒に対する高精度な位置決めは困難である。さらに、装置本体の落下などによる衝撃によって鏡筒に対するモータ位置のズレが発生する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のレンズ鏡筒は、光軸方向に移動可能な光学素子を有した鏡筒と、前記光学素子を光軸方向に移動させるアクチュエータであって、ステータ部が円弧状部を有し前記鏡筒に固定されたアクチュエータと、前記鏡筒と前記ステータの間に挟まれるように配置された弾性の振動減衰部材と、を備え、前記鏡筒は円弧状凹部を前記ステータ部の円弧状部に対向する位置に備え、前記振動減衰部材は当該鏡筒の円弧状凹部と当該ステータ部の円弧状部とに接触して挟まれている。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によれば、従来技術よりも好適にアクチュエータの振動を低減するレンズ鏡筒を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施例におけるカムコーダの本発明にかかる部分のみを抜粋したブロック図
【図２】本発明の第１の実施例におけるレンズ鏡筒の断面図
【図３】本発明の第１の実施例におけるレンズ鏡筒の本発明にかかる部分のみを示す分解斜視図
【図４】本発明の第１の実施例におけるレンズ鏡筒の背面側からみた分解斜視図
【図５】本発明の第１の実施例におけるレンズ鏡筒の背面図
【図６】本発明の第１の実施例における振動減衰部材の配置を説明する模式図
【図７】本発明の効果を説明する周波数特性図
【図８】本発明の第２の実施例における振動減衰部材の配置を説明する模式図
【図９】本発明の第３の実施例におけるレンズ鏡筒を示す図
【図１０】本発明の第３の実施例におけるレンズ鏡筒の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１の実施形態＞
以下に、本発明のレンズ鏡筒の第１の実施例を示す。なお、本実施例においては、レンズ鏡筒を搭載する携帯機器としてカムコーダを挙げている。
【００１３】
図１は本実施例のカムコーダの本発明にかかる部分を抜粋したブロック図、図２はレンズ鏡筒の断面を示す図、図３はレンズ鏡筒の本発明にかかる部分のみをしめす分解斜視図である。
【００１４】
本実施例のカムコーダは４つのレンズユニットを有する変倍光学系としての撮像光学系を有する。図２において、物体側から順に、第１レンズユニットＬ１、第２レンズユニットＬ２、第３レンズユニットＬ３、および第４レンズユニットＬ４を有する。第１レンズユニットＬ１は固定のレンズユニット、第２レンズユニットＬ２は光軸方向に移動することにより変倍を行うレンズユニットである。また、第３レンズユニットＬ３は固定のレンズユニット、第４レンズユニットＬ４は光軸方向に移動して焦点調節を行うレンズユニットである。
【００１５】
レンズ鏡筒１００の構成は以下のとおりである。
【００１６】
１は第１レンズユニットＬ１を保持する前玉鏡筒、２は第２レンズユニットＬ２を保持する保持部材としてのズーム移動枠である。３は第３レンズユニットＬ３を保持する第３レンズ鏡筒を一体化した後側固定鏡筒、５０は、前玉鏡筒１と後側固定鏡筒３とをつなぐ前側固定鏡筒である。４は第４レンズユニットを保持するフォーカス移動枠である。５は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子６が固定される撮像素子ホルダである。なお、図３においては説明の簡略化のため、ズーム移動枠２とフォーカス移動枠４を省略して示している。
【００１７】
前玉鏡筒１は、前側固定鏡筒５０に対してビス締めにより前方から結合され、前側固定鏡筒５０は後側固定鏡筒３に対してビス締めにより前方から結合される。また、撮像素子ホルダ５は、後側固定鏡筒３に対してビス締めにより後方から結合される。
【００１８】
７は光量調節ユニットである。該光量調節ユニット７は、２枚の絞り羽根（遮光部材）７ａ、７ｂによって光が通過する開口（可変開口）を形成する。光量調節ユニット７は、ガルバノメータ等により構成される絞りモータ７ｃによって絞り羽根７ａ、７ｂを図２中の上下方向における互いに反対方向に移動させることで、開口径を変化させる。光量調節ユニット７は、いわゆるギロチン式の光量調節ユニットである。なお、７ｄは絞りモータのステータ部としてのステータであり、本実施例では円筒形状となっている。なお、光量調節ユニット７は、後側固定鏡筒３に設けられた取り付け部に取り付けられ、撮影光学系の瞳位置又はその周辺に配置される。
【００１９】
図３において、８は前側固定鏡筒５０と撮像素子ホルダ５によりその両端が保持されたガイドバー、９は前側固定鏡筒５０と、後側固定鏡筒３によりその両端が保持されたガイドバーである。
【００２０】
また、１０、１１は後側固定鏡筒３と撮像素子ホルダ５によりその両端が保持されたガイドバーである。
【００２１】
保持部材としてのズーム移動枠２は、ガイドバー８、９により光軸方向に移動可能に支持されている。また、フォーカス移動枠４は、ガイドバー１０、１１により光軸方向に移動可能に支持されている。なお、ズーム移動枠２及びフォーカス移動枠４はそれぞれ、光軸方向に特定の長さを有する図示しないスリーブ部を有し、各スリーブ部にて一方のガイドバーに光軸方向に移動可能に係合する。これにより、各移動枠の光軸方向への倒れが防止される。また、各移動枠はＵ溝部を有し、このＵ溝部で他方のガイドバーに係合する。これにより、各移動枠の上記一方のガイドバー回りでの回転が阻止される。
【００２２】
１２、５１はフォトインタラプタにより構成されるフォーカスリセットスイッチとズームリセットスイッチである。これらリセットスイッチ１２、５１はそれぞれ、ズーム移動枠２及びフォーカス移動枠４に形成された図示しない遮光部の光軸方向移動による遮光状態と透光状態との切り換わりを検出する。該リセットスイッチ１２、５１からの出力変化によって、第２及び第４レンズユニットＬ２、Ｌ４がそれぞれ、その移動量を計測するための基準位置に位置しているか否かを検出することができる。フォーカスリセットスイッチ１２及びズームリセットスイッチ５１はそれぞれ、補強板を介してビスにより後側固定鏡筒３に固定されている。
【００２３】
１４は第２レンズユニットＬ２を光軸方向に移動させるアクチュエータとしての円筒形状のステータ部としてのステータ１４ａを有したステッピングモータ（以下、ズームモータという）である。光学素子としてのズームレンズを移動させるためのアクチュエータである。
【００２４】
１５は第４レンズユニットＬ４を光軸方向に移動するアクチュエータとしての円筒形状のステータ部としてのステータ１５ａを有したステッピングモータ（以下、フォーカスモータという）である。光学素子としてのフォーカスレンズを移動させるためのアクチュエータである。
【００２５】
ズームモータ１４の出力軸にはリードスクリューが形成されている。ズームモータ１４は取り付け部としての取り付け板１４ｂが設けられ、不図示のビスでビス締めされ後側固定鏡筒３に固定される。
【００２６】
ズームモータ１４は、図示しないラック機構により、リードスクリューの回転運動を光軸方向の並進運動に変換し、ズーム移動枠２を駆動する。なお、上記ラック機構は公知の技術であるため説明は省略する。
【００２７】
また、フォーカスモータ１５の出力軸にもリードスクリューが形成されている。フォーカスモータ１５は取り付け部としての取り付け板１５ｂが設けられ、ビス１５Ｃでビス締めされ後側固定鏡筒３に固定される。
【００２８】
フォーカスモータ１５は、図示しないラック機構により、リードスクリューの回転運動を光軸方向の並進運動に変換し、フォーカス移動枠４を駆動する。なお、上記ラック機構は公知の技術であるため説明は省略する。
【００２９】
＜カムコーダの電気的構成＞
次に図１を用いて本実施例のカムコーダの電気的構成を説明する。
【００３０】
２２５はバリエータである第２レンズユニットＬ２の光軸方向での位置を検出するためのズームエンコーダである。２２７は第４レンズユニットＬ４の光軸方向での位置を検出するためのフォーカスエンコーダである。これらのエンコーダはそれぞれ、フォーカス及びズームリセットスイッチ１２、５１により検出された基準位置からの第２及び第４レンズユニットＬ２、Ｌ４の光軸方向での位置（移動量＝駆動パルス数）を検出する。
【００３１】
２２６は絞りエンコーダであり、絞りモータ７ｃの内部にホール素子（ｈａｌｌ  ｅｌｅｍｅｎｔ）を配置し、ロータとステータの回転位置関係を検出する方式のもの等を用いることができる。なお、絞り羽根７ａ、７ｂには、いわゆる小絞り回折による画質劣化を防止するためにＮＤフィルタ（図示せず）が貼り付けられている。ただし、ＮＤフィルタを絞り羽根７ａ、７ｂとは独立して設け、専用のモータによってＮＤフィルタを光路に出し入れしてもよい。
【００３２】
２２８はカメラ信号処理回路であり、撮像素子６からの出力に対して増幅処理やガンマ補正処理等を施す。これらの処理を経て生成された映像信号は、不図示のディスプレイに表示されたり、不図示の記録媒体（半導体メモリ、ハードディスク、等）に記録されたりする。
【００３３】
また、映像信号のうち輝度信号Ｙは、ＡＥ（自動露出）ゲート２２９及びＡＦ（オートフォーカス）ゲート２３０に入力される。ＡＥゲート２２９及びＡＦゲート２３０は、全画面のうち露出決定及びピント合わせのために最適な信号取り出し範囲を設定する。これらのゲート２２９、２３０による信号取り出し範囲の大きさは可変であってもよいし、ゲートが複数設けられていてもよい。
【００３４】
２３１はＴＶ−ＡＦに用いられる信号を生成するＡＦ信号処理回路である。ＡＦ信号処理回路２３１は、ＡＦゲート２３０の数に応じて、映像信号の高周波成分に関する１若しくは複数のＡＦ評価値信号を生成する。
【００３５】
２３３はズームスイッチであり、ユーザの操作に応じてズーム指令をコントローラとしてのＣＰＵ２３２に出力する。
【００３６】
２３４はズームトラッキングメモリであり、変倍に際して、被写体距離と第２レンズユニットＬ２の位置に対して合焦を維持するための第４レンズユニットＬ４の位置情報を記憶する。ズームトラッキングメモリとして、ＣＰＵ２３２内のメモリを使用してもよい。
【００３７】
ズームスイッチ２３３が操作されると、ＣＰＵ２３２は以下の動作を行う。ＣＰＵ２３２は、ズームトラッキングメモリ２３４内の位置情報（メモリ位置）に基づき、第２及び第４レンズユニットＬ２、Ｌ４が被写体距離に応じた特定の位置関係を維持するように両レンズユニットＬ２、Ｌ４を移動させる。すなわち、ズームエンコーダ２２５で得られる第２レンズユニットＬ２の移動位置と被写体距離に対応するメモリ位置に対して、フォーカスエンコーダ２２７で得られる第４レンズユニットＬ４の位置が一致するようにフォーカスモータ１５の駆動を制御する。
【００３８】
また、ＴＶ−ＡＦ動作では、ＣＰＵ２３２は、ＡＦ信号処理回路２３１からのＡＦ評価値がピーク値を示すように、フォーカスモータ１５の駆動を制御する。
【００３９】
また、ＣＰＵ２３２は、ＡＥゲート２２９を通過した輝度信号Ｙの平均値が適正露出を得るための値になるように、絞りモータ７ｃの駆動を制御して、開口径をコントロールする。
【００４０】
＜振動減衰部材５２について＞
次に、振動減衰部材について以下に詳述する。本実施例ではフォーカスモータ１５を振動源とする。
【００４１】
図４は本実施例のレンズ鏡筒１００を背面側からみた一部部品の分解斜視図であり、図４（ａ）は後側固定鏡筒３から撮像素子ホルダ５とフォーカスモータ１５を分解した図である。また、図４（ｂ）はフォーカスモータ１５のみを分解した図である。図５はレンズ鏡筒１００の背面図である。
【００４２】
図４、図５に示すように、撮像素子ホルダ５には、円弧状部を有するステータ１５ａの当該円弧状部の略オフセット形状となる部分として円弧状凹部５ａを設けている。該円弧形状凹部５ａは、円弧状部を有するステータ１５ａの当該円弧状部に対向する位置に設けられている。そして、該円弧状凹部５ａにフォーカスモータ１５のステータ１５ａを配置することで、レンズ鏡筒１００の背面からみた投影領域の小型化を実現している。
【００４３】
図５に示すように、円弧状凹部５ａにゴムシートで形成された振動減衰部材５２を配置し、フォーカスモータ１５を後側固定鏡筒３に固定する。これにより、振動減衰部材５２は、ステータ１５ａと円弧状凹部５ａ間に、円弧状に略均一に圧縮され固定される。なお、振動減衰部材５２は、弾性部材であればよく、ゴムシートのほかスポンジ状の部材でもよい。本実施例では、図５に示したように、振動源であるフォーカスモータ１５のステータ１５ａの中心と、振動減衰部材５２が接する領域の両端部がなす角θが９０°以上となるように構成している。９０°以上であれば、少なくとも円弧上凹部５ａと、Ｘ軸方向Ｙ軸方向と接触するので、ステータ１５ａがどの方向に振動しようとも振動減衰部材５２の弾性力を受けるからである。なお、振動減衰部材５２は図５に示す背面図の紙面垂直方向には、円弧状凹部５ａの全面、または一部に延在して配置する。
【００４４】
＜振動減衰部材５２の効果＞
図６、図７を用いて振動減衰部材５２の効果を詳述する。
【００４５】
ステッピングモータやＤＣモータなどのアクチュエータは、一般的に磁気回路によって回転軸が形成されたロータが回転されることで駆動する。このロータの重心と回転中心には、部品のバラつきや組立のバラつきによってズレが生じる。このズレによって慣性モーメントが発生し、振動が発生する。また、磁石の着磁のバラつきによっても回転位相に対する推力にバラつきが生じ、結果として振動が発生する。
【００４６】
また、アクチュエータのなかでステッピングモータは、ステップ入力により駆動するため、回転位置の制御が容易である反面、断続的に回転することにより振動が大きくなりやすいという特徴がある。このため、ロータを覆うステータの振動を低減することがアクチュエータによる振動を減衰するうえでは効果的である。
【００４７】
図６は図５で示した振動源となるフォーカスモータ１５のステータ１５ａを、フォーカスモータ１５の回転軸方向からみた模式図であり、円弧状部を有するステータ１５ａと、振動減衰部材５２のみを抜粋して示している。なお、ステータ１５ａは円柱状であって、図６に示したとおり、ステータ１５ａの円弧状部は、円で形成されている。図６（ａ）は、向かって一次方向のみに付勢する振動減衰部材の付勢状態を示す図、（ｂ）は本実施例の状態を示す図である。なお、振動減衰部材５２がステータ１５ａと接する面と対向する面は、図５で示したように、鏡筒やその他部品に設置されているものとする。
【００４８】
図６（ａ）に示す付勢状態では、図中の矢印Ａ方向の振動のみに振動減衰部材の低減効果が作用する。しかし、図６（ｂ）に示す本実施例に示す設置方法では、矢印Ａ方向のみならず、矢印Ｂ方向に対しても振動減衰部材の低減効果が作用する。特に角度θａを図示したように９０°以上で構成すると、直交する２軸方向の振動を低減可能である。また、モータの回転方向である矢印Ｃ方向に対しても、接触領域が広く確保されるため、同様に振動の低減効果が発揮される。
【００４９】
また、略均一の厚さとなるように振動減衰部材をステータと固定部の間に配置することで、矢印Ａ、Ｂ、Ｃ全ての方向に対して安定した振動低減の効果を作用させることが可能となる。
【００５０】
図７に本実施例のビデオカムコーダによって実際に測定した振動による騒音の、横軸に周波数を、縦軸に騒音のｄＢ値を図示した周波数特性図を示す。図７（ａ）は、振動減衰部材５２を配置しない場合を、（ｂ）は振動減衰部材５２を配置した場合を示しており、その他構成部品は同一のサンプルである。図中においては、縦軸の値が高いほど該周波数での振動レベルが大きいことを示しており、本発明による振動低減の効果が確認できる。
【００５１】
このように、本発明の構成によれば、従来技術に対してより多くの方向の振動を減衰することが可能となり、アクチュエータの振動を低減することが可能となる。
【００５２】
＜第２の実施形態＞
以下に、本発明のレンズ鏡筒の第２の実施例を示す。なお、基本的な構成は第１の実施形態と同一のため説明は省略する。
【００５３】
本実施例においては、振動源であるフォーカスモータ１５のステータ形状が、図８に示す一部平面部を有した略円筒形状のステータ１５ｂとなっている。かかる形状のステータ１５ｂにおいても、図示したように振動減衰部材５２ｃを略円弧形状に配置することで、第１の実施形態と同様に、矢印Ａ、Ｂ、Ｃ方向の振動を低減することが可能となる。
【００５４】
＜第３の実施形態＞
以下に、本発明のレンズ鏡筒の第３の実施例を示す。なお、基本的な構成は第１の実施形態と同一のため説明は省略する。本実施例では、絞りモータ７ｃを振動源とする。
【００５５】
図９は第１の実施形態で示したレンズ鏡筒１００の側面図であり、図１０は図９のＤ−Ｄ断面図である。図１０に示すように、後側固定鏡筒３には絞りモータ７ｃのステータ７ｄの略オフセット形状で円弧状凹部が形成されており、円弧状凹部とステータ７ｄの間に振動減衰部材５２ｄが円弧状に略均一に圧縮され固定される。
【００５６】
かかる構成によって、第１の実施例と同様に光軸に対して略直交する方向に移動する絞り羽根７ａ、７ｂを駆動する際に発生する振動を低減することが可能となる。また、図１０からも明らかなように、円弧状凹部を鏡筒の側壁で形成することで、レンズ鏡筒１００全体の小型化も実現している。
【００５７】
＜その他＞
なお、本発明は上述した実施例の構成のみに限定されるものではない。例えば、振動を発生する駆動源としてステッピングモータを例示したが、ＤＣモータ等を用いることも可能である。また、例示したフォーカスモータや絞りモータ以外にも適用可能であり、例えばズームモータ等にも適用可能である。また、図６、図８で示したステータ形状以外の、例えば小判型のステータ形状を有するアクチュエータを用いることも可能である。また、振動減衰部材は弾性部材であればよく、したがって、ゴムシートではなく、スポンジ状のクッション材を用いることも可能である。
【００５８】
また、振動減衰部材をステータの周囲にさらに延長して配置することも可能である。例えば、１８０°にわたって、あるいは３６０°にわたって設けることでも振動を低減することができる。
【００５９】
また、ステータの中心と、振動減衰部材が接する領域の両端部がなす角θを９０°以下で形成しても、本実施例より効果が低減するが、従来技術よりは振動の低減効果は発揮される。
【００６０】
また、カムコーダ以外のデジタルスチルカメラや携帯電話など、その他光学機器を有した装置に用いることも可能である。
【符号の説明】
【００６１】
Ｌ１  第１レンズユニット
Ｌ２  第２レンズユニット
Ｌ３  第３レンズユニット
Ｌ４  第４レンズユニット
１  前玉鏡筒
２  ズーム移動枠
３  後側固定鏡筒
４  フォーカス移動枠
５  撮像素子ホルダ
６  撮像素子
７  光量調節ユニット
７ｃ  絞りモータ
７ｄ  絞りモータのステータ
１４  ズームモータ
１４ａ  ズームモータのステータ
１５  フォーカスモータ
１５ａ  フォーカスモータのステータ
５０  前側固定鏡筒
５２  振動減衰部材
１００  レンズ鏡筒
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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