(57)【要約】【課題】表示品位を向上させることが可能な車両用表示装置及びその表示方法を提供する。【解決手段】光源１１を有し表示画像６０を示す表示光Ｌを出射する投射型表示器１０と、表示光Ｌが前方側から投影されて前記表示画像を表示する被投影部材２０と、被投影部材２０の前方側に回動可能に設けられる指針３０と、を備えてなる車両用表示装置１００である。表示画像６０として、指針３０に指示される指標部６１と、光源１１の位置情報に基づいて設定される仮想光源による陰影生成処理によって指標部６１の少なくとも一部に対して生成される陰影部６２と、を少なくとも表示することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を有し表示画像を示す表示光を出射する投射型表示器と、前記表示光が前方側から投影されて前記表示画像を表示する被投影部材と、前記被投影部材の前方側に回動可能に設けられる指針と、を備えてなる車両用表示装置であって、
前記表示画像として、前記指針に指示される指標部と、前記光源の位置情報に基づいて設定される仮想光源による陰影生成処理によって前記指標部の少なくとも一部に対して生成される陰影部と、を少なくとも表示することを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
前記陰影部は、前記指針の指示位置を基点とした所定範囲内に位置する前記指標部に対して生成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記陰影部が生成された前記指標部を部分的に明るく表示することを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項４】
前記指標部は、前記指針に指示される目盛部と前記目盛部の数値を示す数値部とを少なくとも有し、
前記陰影部は、前記数値部に対して生成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項５】
前記数値部は、前記表示光によって形成される前記指針の影と重ならない位置に表示されることを特徴とする請求項４に記載の車両用表示装置。
【請求項６】
前記数値部は、前記指針の指示位置を基点とした所定範囲内に位置する数値が他の数値よりも大きく表示されることを特徴とする請求項４に記載の車両用表示装置。
【請求項７】
光源を有し表示画像を示す表示光を出射する投射型表示器と、前記表示光が前方側から投影されて前記表示画像を表示する被投影部材と、前記被投影部材の前方側に回動可能に設けられる指針と、を備えてなる車両用表示装置の表示方法であって、
前記表示画像として、前記指針に指示される指標部と、前記光源の位置情報に基づいて設定される仮想光源による陰影生成処理によって記指標部の少なくとも一部に対して生成される陰影部と、を少なくとも表示することを特徴とする車両用表示装置の表示方法。
【請求項８】
前記陰影部は、前記指針の指示位置を基点とした所定範囲内に位置する前記指標部に対して生成されることを特徴とする請求項７に記載の車両用表示装置の表示方法。
【請求項９】
前記陰影部が生成された前記指標部を部分的に明るく表示することを特徴とする請求項７に記載の車両用表示装置の表示方法。
【請求項１０】
前記指標部は、前記指針に指示される目盛部と前記目盛部の数値を示す数値部とを少なくとも有し、
前記陰影部は、前記数値部に対して生成されることを特徴とする請求項７に記載の車両用表示装置の表示方法。
【請求項１１】
前記数値部を前記指針の影と重ならない位置に表示することを特徴とする請求項１０に記載の車両用表示装置の表示方法。
【請求項１２】
前記数値部のうち前記指針の指示位置を基点とした所定範囲内に位置する数値を他の数値よりも大きく表示することを特徴とする請求項１０に記載の車両用表示装置の表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射型表示器から出射される表示光を被投影部材に投影して表示画像を表示する車両用表示装置及びその表示方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、スクリーン（被投影部材）にプロジェクタ（投射型表示器）から出射される表示光を投影させ、画像を表示する投影型の車両用表示装置が知られている。
【０００３】
かかる車両用表示装置として、スクリーンの裏側に指針を回転可能に設け、投影機（投射型表示器）によりスクリーン上に目盛及び文字を投影して表示し、指針の表示は、投影機からの表示光によって形成される指針の影によって行うものが、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２３９１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示される構成は、実体である指針の影によって画像である目盛及び文字（数字）等からなる指標部を指示するものであって、立体感に欠けるという問題点があった。また、投影機も裏側に設ける必要があるため装置内部に表示光の光路となるスペースが必要であり装置が大型化するという問題点があった。これに対して、指針をスクリーンの前方側に配置し、プロジェクタからの表示光をスクリーンの前方側から投影することで、実体である指針と画像である指標部との組み合わせによる立体感のある表現が装置を大型化することなく可能となる。しかしながら、かかる構成においては、プロジェクタからの表示光によってスクリーンの表示面上に指針の影が写し出され、影のない指標部との統一感が損なわれて表示品位が低下するという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した課題に着目してなされたものであり、被投影部材の前方側に指針を回動可能に設け、投影型表示器の表示光を被投影部材の前方側から投影して指標部を表示する車両用表示装置において、表示品位を向上させることが可能な車両用表示装置及びその表示方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するため、光源を有し表示画像を示す表示光を出射する投射型表示器と、前記表示光が前方側から投影されて前記表示画像を表示する被投影部材と、前記被投影部材の前方側に回動可能に設けられる指針と、を備えてなる車両用表示装置であって、
前記表示画像として、前記指針に指示される指標部と、前記光源の位置情報に基づいて設定される仮想光源による陰影生成処理によって前記指標部の少なくとも一部に対して生成される陰影部と、を少なくとも表示することを特徴とする。
【０００８】
また、前記陰影部は、前記指針の指示位置を基点とした所定範囲内に位置する前記指標部に対して生成されることを特徴とする。
【０００９】
また、前記陰影部が生成された前記指標部を部分的に明るく表示することを特徴とする。
【００１０】
また、前記指標部は、前記指針に指示される目盛部と前記目盛部の数値を示す数値部とを少なくとも有し、前記陰影部は、前記数値部に対して生成されることを特徴とする。
【００１１】
また、前記数値部は、前記表示光によって形成される前記指針の影と重ならない位置に表示されることを特徴とする。
【００１２】
また、前記数値部は、前記指針の指示位置を基点とした所定範囲内に位置する数値が他の数値よりも大きく表示されることを特徴とする。
【００１３】
本発明は、前記課題を解決するため、光源を有し表示画像を示す表示光を出射する投射型表示器と、前記表示光が前方側から投影されて前記表示画像を表示する被投影部材と、前記被投影部材の前方側に回動可能に設けられる指針と、を備えてなる車両用表示装置の表示方法であって、
前記表示画像として、前記指針に指示される指標部と、前記光源の位置情報に基づいて設定される仮想光源による陰影生成処理によって記指標部の少なくとも一部に対して生成される陰影部と、を少なくとも表示することを特徴とする。
【００１４】
また、前記陰影部は、前記指針の指示位置を基点とした所定範囲内に位置する前記指標部に対して生成されることを特徴とする。
【００１５】
また、前記陰影部が生成された前記指標部を部分的に明るく表示することを特徴とする。
【００１６】
また、前記指標部は、前記指針に指示される目盛部と前記目盛部の数値を示す数値部とを少なくとも有し、前記陰影部は、前記数値部に対して生成されることを特徴とする。
【００１７】
また、前記数値部を前記指針の影と重ならない位置に表示することを特徴とする。
【００１８】
また、前記数値部のうち前記指針の指示位置を基点とした所定範囲内に位置する数値を他の数値よりも大きく表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、投射型表示器から出射される表示光を被投影部材に投影して表示画像を表示する車両用表示装置及びその表示方法に関し、表示品位を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態である車両用表示装置の概観を示す図。
【図２】同上の車両用表示装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】同上の車両用表示装置の制御方法を示すフローチャート図。
【図４】同上の車両用表示装置の表示例を示す図。
【図５】同上の車両用表示装置の表示画像描画処理を説明する図。
【図６】同上の車両用表示装置の表示例を示す図。
【図７】同上の車両用表示装置の表示例を示す図。
【図８】同上の車両用表示装置の表示例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を適用した実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２２】
まず、図１を用いて車両用表示装置１００の基本的な構成を説明する。車両用表示装置１００は、プロジェクタ（投射型表示器）１０と、スクリーン（被投影部材）２０と、指針３０と、駆動本体４０と、制御手段５０と、から主に構成されている。なお、各部材は図示しないケース体に収納される。
【００２３】
プロジェクタ１０は、ＬＥＤ等からなる光源１１を有し、後述する表示画像６０を示す表示光Ｌをスクリーン２０の前方（運転者Ｄ側）からスクリーン２０に向けて出射するものであり、例えば光源１１からの光を液晶パネルを透過させて表示光Ｌを形成する液晶プロジェクタからなる。
【００２４】
スクリーン２０は、プロジェクタ１０から出射された表示光Ｌが投影されて表示画像６０を映し出す（表示する）ものであり、表示光Ｌを反射して表示画像６０を表示する反射型のスクリーンである。スクリーン２０は、その略中央部に後述する駆動本体４０の回転軸４１が挿通される孔部２１が形成される。
【００２５】
指針３０は、スクリーン２０の前方側に配置され、後述する指標部を指示する指示部３１と、孔部２１からスクリーン２０の前方側に突出する駆動本体４０の回転軸４１の先端に固定される基部３２と、からなり、駆動本体４０の回転駆動に伴って回動可能に設けられるものである。指示部３１は、遮光性の樹脂材料で形成されてもよく、また、別に設ける照明部材によって光輝するように半透過性の樹脂材料で形成してもよい。基部３２は、遮光性の樹脂材料で形成される。
【００２６】
駆動本体４０は、例えばステッピングモータ等からなり、スクリーン２０の後方側に配置され、制御手段５０を構成するプリント基板上に配設される。駆動本体４０は、スクリーン２０の孔部２１に貫通される回転軸４１を有し、回転駆動に伴って回転軸４１に固定される指針３０を回動させる。
【００２７】
制御手段５０は、集積回路、抵抗器、コンデンサ等の多数の電子部品を表面に実装し、部品間を配線したプリント基板によって構成され、スクリーン２０の後方側に配置される。また、このプリント基板上には駆動本体４０が実装されている。
【００２８】
図２は、車両用表示装置１００の電気的構成を示す図である。制御手段５０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）５１と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）５２と、イグニッションＩ／Ｏ回路５３と、データＩ／Ｏ回路５４と、汎用Ｉ／Ｏ回路５５と、ＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）５６と、ドライバＩＣ５７と、電源回路５８と、から主に構成されている。
ＣＰＵ５１は、他の各部５２〜５８と接続され、各種演算処理によってプロジェクタ１０と駆動本体４０との制御を行うものである。
ＲＯＭ５２は、ＣＰＵ５１を動作させるソフトウェアと、後述する表示画像描画処理に必要な図形やフォントからなるオブジェクト画像データと、が記憶されるものである。
イグニッションＩ／Ｏ回路５３は、車両側の押圧式ボタンやキーシリンダーなどからイグニッションのオン状態あるいはオフ状態を検知するものである。
データＩ／Ｏ回路５４は、ＣＡＮ（Controller  Area  Network）と称される相互接続された機器間のデータ通信仕様に基づいて、車両側の各種システムと車両情報（車速やエンジン回転数等の各種検出信号）を取得するものである。
汎用Ｉ／Ｏ回路５５は、押圧式ボタンやタッチパネルなどの車両側の操作装置から、運転者Ｄの入力操作を検知するものである。
ＧＰＵ５６は、内部に画像データ伝送を行うために十分な読み書き速度を持つＤＲＡＭ（Dynamic  Random  Access  Memory）５６ａを有し、ＣＰＵ５１から伝送されＤＲＡＭ５６ａに蓄積された後述する表示画像データをＣＰＵ５１からの制御信号に基づいて読み出し、垂直同期信号及び水平同期信号とともにプロジェクタ１０に伝送するものである。
ドライバＩＣ５７は、ＣＰＵ５１からの制御信号に応じて駆動本体４０に対して励磁パターンを電気的に出力することで、駆動本体４０を回転駆動させ指針３０を任意位置に回動させるものである。
電源回路５８は、バッテリー端子と接続され、ＣＰＵ５１、ＧＰＵ５６、ドライバＩＣ５７にそれぞれ電力を供給するものである。
【００２９】
次に、図３を用いて車両用表示装置１００の制御方法について説明する。
まずステップＳ１において、ＣＰＵ５１は、イグニッションＩ／Ｏ回路５３を介してイグニッションの状態を示すイグニッション信号を車両側から受信してイグニッションがオン状態であるかオフ状態であるかを判定し、オン状態であれば（ステップＳ１；Ｙｅｓ）ステップＳ２に移行し、オフ状態であれば（ステップＳ１；Ｎｏ）一定時間後に再度イグニッションの状態判定を開始する。
【００３０】
ステップＳ２において、ＣＰＵ５１は、プロジェクタ１０及び駆動本体４０に固定された指針３０による車両情報の表示を行うべく計器表示処理を行う。この計器表示処理において、ＣＰＵ５１は、データＩ／Ｏ回路５４を介して車両側より前記車両情報を受信し、前記車両情報に基づいてドライバＩＣ５７に励磁パターンを出力させ、駆動本体４０を回転駆動させて指針３０を回動させ指示部３１に所定位置を指示させる。また、ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２より前記オブジェクト画像データを読み出し、後述する表示画像描画処理によって表示画像６０を描画し、表示画像６０を示す表示画像データをＧＰＵ５６のＤＲＡＭ５６ａに伝送する。ＧＰＵ５６は前記表示画像データをＣＰＵ５１からの制御信号に基づいて読み出し、垂直同期信号及び水平同期信号とともにプロジェクタ１０に伝送する。プロジェクタ１０は受信した前記表示画像データに基づいて表示光Ｌをスクリーン２０に投影し、スクリーン２０の表示面上に表示画像６０が表示される。ステップＳ２が完了すると、ステップＳ３に移行する。
【００３１】
ステップＳ３において、ＣＰＵ５１は、汎用Ｉ／Ｏ回路５５を介して車両側からの入力信号の有無によって、運転者Ｄの意匠切替操作があったか否かを判定する。前記意匠切替操作があった場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）はステップＳ４に移行し、前記意匠切替操作がなかった場合（ステップＳ３；Ｎｏ）はステップＳ５に移行する。
【００３２】
ステップＳ４において、ＣＰＵ５１は、複数用意され、それぞれインデックス番号が付された表示画像６０の意匠パターンのうち、現在選択されている意匠パターンの次にインデックス番号が大きい意匠パターンにて表示画像６０を描画し、プロジェクタ１０で表示させる。なお、現在選択される意匠パターンのインデックス番号が最大値である場合は、最小値のインデックス番号の意匠パターンにより表示画像６０を描画する。ステップＳ４が完了すると、ステップＳ５に移行する。
【００３３】
ステップＳ５において、ＣＰＵ５１は、ステップＳ１と同様にしてイグニッションがオン状態であるかオフ状態であるかを判定し、オン状態であれば（ステップＳ５；Ｙｅｓ）ステップＳ２に戻って再度前記計器表示処理を実行し、オフ状態であれば（ステップＳ５；Ｎｏ）前記計器表示処理を終了し、一定時間後にステップＳ１を実行する。
以上の処理を電源投入後、電源が供給されなくなるまで繰り返し行う。
【００３４】
図４は、スクリーン２０に表示される表示画像６０の一例を示すものであって、図４（ａ）は表示画像６０の全体を示す図であり、図４（ｂ）は表示画像６０の一部を拡大した図である。なお、図４はインデックス番号０の意匠パターンを示すものとする。
【００３５】
表示画像６０は、実体である指針３０に指示される複数の目盛部６１ａと、目盛部６１ａの数値を示す複数の数値部６１ｂと、数値の単位を示す文字部６１ｃと、からなる指標部６１と、指標部６１の一部（図４においては数値部６１ｂ及び文字部６１ｃ）に対して生成される複数の陰影部６２と、によって構成される。なお、３３は、プロジェクタ１０の表示光Ｌによって形成される指針３０の影を示している。表示画像６０は、指針３０とともに車両の速度計を構成するものである。
【００３６】
図５は、表示画像６０を描画するための表示画像描画処理を説明する図であって、図５（ａ）は実空間における車両用表示装置１００を示しており、図５（ｂ）は前記表示画像描画処理における仮想空間を示している。
ＲＯＭ５２は、図５（ａ）で示すスクリーン２０に対する（本実施形態ではスクリーン２０の中心点Ｐ１に対する）プロジェクタ１０の光源１１の位置情報を記憶している。ＣＰＵ５１は、前記表示画像描画処理において、プロジェクタ１０の光源１１の位置情報に基づいて仮想空間内の基点Ｐ２に対して仮想光源Ａを設定する。また、ＣＰＵ５１は、実空間における運転者Ｄの視点位置を想定した仮想視点位置Ｂを仮想空間内に設定する。また、ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に記憶される前記オブジェクト画像データのうち目盛部６１ａとなる目盛オブジェクトＯＪ１と、数値部６１ｂとなる数値オブジェクトＯＪ２と、文字部６１ｃとなる文字オブジェクトＯＪ３と、を、基点Ｐ２に対しての位置関係がスクリーン２０に表示される際のスクリーン２０の中心点Ｐ１に対する位置関係と同様となるように配置する。また、目盛オブジェクトＯＪ１、数値オブジェクトＯＪ２及び文字オブジェクトＯＪ３の後方側（仮想光源Ａに対して反対側）に平板状の背景板オブジェクトＯＪ４を配置する。そして、ＣＰＵ５１は、仮想光源Ａ及び仮想視点位置Ｂに基づいて投影テクスチャマッピング法やステンシルシャドウボリューム法などの既知の陰影生成処理方法によって数値オブジェクトＯＪ２及び文字オブジェクトＯＪ３に対して陰影オブジェクトＯＪ５を背景板オブジェクトＯＪ４上に生成する。そして、ＣＰＵ５１は、仮想空間に配置された各オブジェクトＯＪ１〜ＯＪ５を仮想視点位置Ｂから見たイメージ（像）を表示画像６０として描画し、その表示画像データをＧＰＵ５６のＤＲＡＭ５６ａに伝送して、プロジェクタ１０に表示光Ｌを出射させる。すなわち、表示画像６０において目盛部６１ａは仮想視点位置Ｂから見た目盛オブジェクトＯＪ１であり、数値部６１ｂは仮想視点位置Ｂから見た数値オブジェクトＯＪ２であり、文字部６１ｃは仮想視点位置Ｂから見た文字オブジェクトＯＪ３であり、背景は仮想視点位置Ｂから見た背景板オブジェクトＯＪ４であり、陰影部６２は仮想視点位置Ｂから見た陰影オブジェクトＯＪ５であって、仮想光源Ａによる陰影生成処理によって生成されるものである。
【００３７】
このようにして生成される陰影部６２を表示することによって、表示画像６０の数値部６１ｂ及び文字部６１ｃにあたかもプロジェクタ１０の表示光Ｌによって影が形成されたような意匠となるため、実際に表示光Ｌによって形成される指針３０の影３３が表示画像６０の意匠と調和し、指針３０の影３３が意匠の表現の一部と認識されるため表示品位を向上させることができる。
【００３８】
また、表示画像６０のうち指針３０の影３３と重なる個所については、スクリーン２０上に画像が表示されないため、数値部６１ｂを指針３０及び影３３と重ならない位置（本実施形態では指針３０の影３３よりも外周側）に表示する。これにより指針３０の指示位置において計測値の判読が阻害されることがなく、計器表示の視認性を向上させることができる。
【００３９】
図６は、スクリーン２０に表示される表示画像６０の他の一例を示すものである。なお、図６はインデックス番号１の意匠パターンを示すものとする。
【００４０】
図６に示す意匠パターンが前述の意匠パターンと異なる点は、陰影部６２が、指針３０の指示位置（図６においては４０Ｋｍ／ｈ付近の位置）を基点とした所定範囲内（図６では±４０Ｋｍ／ｈの範囲内）に位置する数値部６１ｂに対して生成される点である。すなわち、数値部６１ｂのうち指針３０の指示位置を基点とした一定範囲のみに影が付加された意匠となるため、運転者Ｄの注意を指示位置付近に向けさせて計測値の視認性を向上させ、また、計器にスポットライトが照射されているような演出表現を行うことができ、指針３０の影３３が意匠の表現の一部と認識されるため表示品位を向上させることができる。
【００４１】
図７は、スクリーン２０に表示される表示画像６０の他の一例を示すものである。なお、図７はインデックス番号２の意匠パターンを示すものとする。
【００４２】
図７に示す意匠パターンが前述の意匠パターンと異なる点は、数値部６１ｂのうち、指針３０の指示位置（図７においては４０Ｋｍ／ｈ付近の位置）を基点とした所定範囲内（図７においては±２０Ｋｍ／ｈの範囲内）に位置する数値（図７においては数値「２０」、「４０」、「６０」）が他の数値よりも大きく表示される点である。かかる表示により運転者Ｄの注意を指示位置付近に向けさせて計測値の視認性を向上させることができる。
【００４３】
図８は、スクリーン２０に表示される表示画像６０の他の一例を示すものであって、図８（ａ）は表示画像６０の全体を示す図であり、図８（ｂ）は表示画像６０の一部を拡大した図である。なお、図８はインデックス番号３の意匠パターンを示すものとする。
【００４４】
図８に示す意匠パターンが前述の意匠パターンと異なる点は、陰影部６２が、指針３０の指示位置（図８においては４０Ｋｍ／ｈ付近の位置）を基点とした所定範囲内（図８では±５Ｋｍ／ｈの範囲内とする）に位置する数値部６１ｂに対して生成され、陰影部６２が生成された数値部６１ｂの一部（図８においては数値部６１ｂの輪郭）を部分的に明るくした点である。すなわち陰影部６２が形成された数値部６１ｂの輪郭部分に他の部分よりも輝度の高いハイライト部６１ｄを表示する。かかる表示により、数値部６１ｂがプロジェクタ１０からの表示光Ｌを反射したような演出効果を得ることができ、表示品位を向上させることができる。
【００４５】
以上の説明は本発明を例示するものであって、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更、変形が可能であることは言うまでもない。本実施形態においてはプロジェクタ１０自体がスクリーン２０の前方側に配置されたが、プロジェクタ１０自体はスクリーン２０の後方側に配置され、反射ミラー等を用いて表示光Ｌを前方側から投影する構成としてもよい。また、表示画像６０の意匠パターンは本実施形態に限定されるものではなく、目盛部６１ａに対しても陰影部６２が生成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、投射型表示器から出射される表示光を被投影部材に投影して表示画像を表示する車両用表示装置及びその表示方法に適用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１００  表示装置
１０  プロジェクタ（投射型表示器）
２０  スクリーン（被投影部材）
３０  指針
４０  駆動本体
５０  制御手段
６０  表示画像
６１  指標部
６１ａ  目盛部
６１ｂ  数値部
６１ｃ  文字部
６２  陰影部
【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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