(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像感知アレイと、
画像感知アレイに結合された読取り回路と、
読取り回路に接続し、画像処理モジュールを形成する解像度選択手段と、
メモリがいっぱいの状態に応答してトレッドミルに巻き上げ終了状態をシミュレートさせる機械的停止機構と
から構成され、
上記画像処理モジュールはユーザがディジタル画像用の複数の解像度の１つを選択し且つディジタル画像がメモリに蓄積される前にユーザが選択した解像度に基いてディジタル画像を処理するものであり、
前記メモリと前記画像処理モジュールは、フィルムが存在しないために空いているカメラ内の空間に保持されるように実装され、且つフィルム・カメラのシャッターが開いているときに画像感知アレイがレンズと光学的に連絡されるように、フィルム・カメラ内に容易に据え付けることが出来ることを特徴とするフィルム・カメラをディジタル・カメラに変換する機器。
【請求項２】
後部パネルおよびレンズを有するフィルム・カメラと、
後部パネル内に配置され、それにより、カメラのシャッターが開いているときにカメラのレンズと光学的に連絡される画像感知アレイと、
画像感知アレイに結合され、信号に応答して取り込まれた画像を読み取る読取り回路と、
カメラの巻取リールに係合するトレッドミルと、
メモリがいっぱいの状態に応答してトレッドミルに巻き上げ終了状態をシミュレートさせる機械的停止機構と、
読取り回路に結合され、前記信号に応答して読取り回路によって読み取られた画像から抽出されたディジタル映像を記憶するメモリと、
画像処理モジュールを形成するために前記読取り回路に接続した解像度選択手段と
から構成され、
上記画像処理モジュールはユーザがディジタル画像の複数の解像度の１つを選択できるようにし、且つディジタル映像がメモリに蓄積される前にユーザによって選択された解像度に基づいてディジタル画像を処理すると共に、前記メモリと前記画像処理モジュールが共に、フィルムが存在しないために空いている空洞に配置される、
ことを特徴とするフィルム・カメラをディジタル・カメラに変換する機器。
【請求項３】
画像感知アレイと、
画像感知アレイに結合された読取り回路と、
読取り回路に結合され、画像感知アレイから読み取った画像から抽出したディジタル画像を記憶するメモリと、
フィルムの送り状態を探知するセンサと、
メモリがいっぱいの状態に応答してトレッドミルに巻き上げ終了状態をシミュレートさせる機械的停止機構と
から構成され、
前記メモリと前記読取り回路が、フィルムが存在しないために空いているカメラ内の空間に保持されるように実装され、フィルム・カメラのシャッターが開いているときに画像感知アレイがレンズと光学的に連絡されるように、フィルム・カメラ内に容易に据え付け可能である、
ことを特徴とするフィルム・カメラをディジタル・カメラに変換する機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、ディジタル写真撮影に関する。より詳細には、本発明は、業界標準フィルム・カメラにディジタル写真を撮影する機能を与えることに関する。
【０００２】
（関連技術）
フィルム・カメラは数十年間存在している。市販されている典型的なカメラには、３５ｍｍ、１１０、６６０がある。３５ｍｍの場合、フィルム・キャニスタは、カメラ内の空洞内部に配置される。シャッター開放時にレンズと光学的に連絡される開口部を横切ってフィルム・リーダを延ばす。そのリーダを巻取リールに係合する。巻取リールは、カメラ内の第２の空洞のコアである。写真が撮影されてフィルムが送られると、フィルムは読取リール上に保持される。一部のカメラは、はじめにフィルムすべてを読取リールに送り、次いで写真が撮影されるとフレームごとに巻き戻す。どちらの場合も、フィルム１本が完了すると、フィルムは、巻取リールからキャニスタ内に巻き戻される。ついで、写真とする前に処理するためにキャニスタを送られなければならない。１１０および６６０など他の種類のカメラも、組み込まれた巻取リールを備える独立型フィルム・カートリッジを使用することを除いて同様である。カートリッジ全体が現像のために送られる。
【０００３】
近年、ディジタル・カメラが市場に急増している。典型的なディジタル・カメラは、カメラのレンズに連絡する電荷結合素子（ＣＣＤ）またはＣＭＯＳ画像感知アレイなど電子画像感知アレイを採用している。写真が撮影されるとき、シャッターが開き、画像感知アレイを光に露出させる。それによって、画像感知アレイは画像を取り込み、次いで、その画像がアレイから取り出されてメモリに記憶される。カメラは、メモリに記憶した画像をダウンロードするためにラップトップ・コンピュータまたはデスクトップ・コンピュータに結合することができる。こうすることによって、写真は即座に画面上で見ることができる。
【０００４】
フィルム・カメラにディジタル写真を撮影できる機能を与える試みがいくつか行われてきた。これらの努力は通常、ディジタル写真を撮影するのに必要な必須電子回路を含む、カメラの大きくて比較的重い代替後部パネルの構成に関係していた。これでは、写真を撮影する媒体に応じてカメラ後部を交換しなければならないとき、フィルム写真とディジタル写真の間での移行を迅速に行うことが容易ではなかった。カメラ後部の変更は難しく、時間がかかり、多くの場合、カメラ技師のサービスを必要としていた。
【０００５】
前述のことを考慮すると、既存のフィルム・カメラで、余分なコストを伴わずに１枚または複数枚のディジタル写真を撮影できるようにするデバイスを提供することが望まれる。また、もしこのカメラがサービス部門の援助を必要とせず、ディジタル写真の撮影とフィルム写真の撮影をユーザが容易に切替えることができるならばより望ましいであろう。
【０００６】
（発明の簡単な概要）
ディジタル写真を撮影する方法および機器を開示する。標準後部パネル、シャッター、および主レンズを有するフィルム・カメラが提供される。画像感知アレイは、カメラ内の普通であればフィルムが占有している領域に配置され、それにより、シャッターが開いたときに主レンズと光学的に連絡される。読取り回路は、カメラが標準の写真を撮影するために使用されるとき、普通であればフィルムが占有する空洞内に存在するように実装される。読取り回路は、画像感知アレイに結合されて、画像感知アレイによって取り込まれた画像を読み取る。メモリは、読取り回路に結合されて、画像感知アレイから読み取った画像を記憶する。メモリも、フィルムが存在しないために空いている空洞内に存在するように実装される。一実施形態では、読取り回路とメモリは同じ空洞を占める。他の実施形態では、読取り回路とメモリは相異なる空洞を占める。
【０００７】
（発明の詳細な説明）
図１は、本発明の一実施形態と共に使用するカメラの斜視図を示す。３５ｍｍカメラ１０は、ばねで押された圧板２が取り付けられた標準後部パネル１を有する。従来のフィルムと共に使用するとき、フィルム・キャニスタは空洞３内にあり、戻しポスト６に係合させられる。フィルムは空洞８を横切って配置され、シャッター９が開いたとき、シャッター９のもう一方の側にある図示しない主レンズとフィルムが光学的に連絡される。駆動歯車７は、フィルムの縁部にある孔に係合して、フィルムを巻取リール４に送る。より多く写真を撮影するにつれて、ますます多くのフィルムが巻取リール４に送られ、巻取りリール４を取り囲んでいる空洞５を埋めて行く。圧板２は、フィルムを空洞８の縁部１１に対して保持し、それによって、各コマのフレーム・サイズを決める。ディジタル写真を撮影するために本発明を使用するとき、必要な電子回路とメモリは、フィルム・キャニスタ空洞３と巻取リール空洞５のいずれかまたは両方に配置され、画像感知アレイは空洞８の上に載る。一実施形態では、二次レンズ２０を空洞８に挿入して、シャッター９から入る光をより小さな領域に集束させる。二次レンズ２０は空洞８の側面に係合させるか、または、後でさらに論じる画像感知アレイ（ＩＳＡ）の支持体に取り付けることができる。これによって、より小さなＩＳＡを使用することが可能になり、その結果アレイのコストが低減する。
【０００８】
図２は、本発明の一実施形態の背面斜視図である。従来のフィルム・キャニスタと同様の形状をした円筒形画像処理キャニスタ３０が、図４〜７に関連して後述する画像処理電子回路を収容するために用意されている。キャニスタ３０には、解像度とメモリに記憶できる写真の枚数とを選択する画像品質スイッチ３２が配置されている。解像度を高くすればそれだけ、各写真を記憶するのに必要なメモリが大きくなる。ある状況では、ユーザは、再装填する前により多くの写真を優先して、いくらかの解像度をあきらめることを望むかもしれない。スイッチ３２はその機能を与える。一実施形態では、これは４位置切替えスイッチである。他の実施形態では、１つのスイッチが解像度を制御し、第２のスイッチが色の深みを制御する。従来のフィルムのフィルム感度インジケータと同様に、プログラム可能なフィルム感度インジケータ３１が円筒形部に読めるように配置され、使用されているＩＳＡ３５に対してカメラが動作できる感度を示す。これによって、同じ画像処理キャニスタ３０で様々なＩＳＡを使用することが可能になる。取り付けのとき、キャニスタ３０は、（図１の）戻しポスト６の上に被せる。このとき、キャニスタ３０は、戻しポスト６と噛み合わないように中空領域を備え、それにより、戻しポスト６は、妨げられることなくかつキャニスタ３０の位置決めを行うことなく、自由に回転できる。あるいは、キャニスタ３０を戻しポスト６に係合させて、制御された摩擦巻上げ機構とし、フィルムが正しく巻き戻されているか否かをカメラがわかるようにする。
【０００９】
３５ｍｍカメラが直面する、１１０または６６０カメラには存在しない１つの問題は、据付け時に、フィルム・キャニスタの中心と巻取リールとの間の中心間距離４２が変化することである。フィルム・キャニスタと開口部の間の距離４３と、開口部と巻取リールの間の距離４４も変わる。その変わる距離４３に対処するために、キャニスタ３０はそれに結合されたコネクタ３３を有する。コネクタ３３は、あらゆる挿入される信号線のために比較的長いコネクタ表面を備えている。したがって、距離が短い場合は、信号線をコネクタ３３により深く挿入することができ、距離が長い場合は、信号線をコネクタ３３にあまり深くなく挿入して、それでも適切な接触を保証することができる。
【００１０】
ＩＳＡ３５は、シャッターが開いているときに感知表面がカメラ・レンズと光学的な連絡経路中に配置されるように取り付けられている。ＩＳＡ３５は一般的に、回路基板などの支持体に取り付けられる。カメラは一般的に、圧板２（図１参照）と空洞８の上縁部１１との間が少なくとも２〜３ミリメートルあり、そこを回路基板に取り付けられたＩＳＤが配置される空間にあてている。したがって、ＩＳＡ／支持体組合せの厚さは、その組合せたものを既存のカメラの広い範囲で使用しようとする場合、２〜３ｍｍを超えないことが重要である。既存の手法を使用して、厚さ２ミリメートルのＩＳＡ／回路基板組合せを得ることは可能である。一実施形態で単一のＩＳＡを使用できるサイズの範囲にＩＳＡが入るようにすることができる。他の実施形態では、大きなサイズの単一ＩＳＡを生産して、より小さな縁部を突合せるようにしたＩＳＡが使用される。上に示唆し、後述する他の実施形態では、より小さなＩＳＡが二次レンズ２０と共に使用されて、より低いコストへの解決策を提供する。
【００１１】
ＩＳＡ３５は、画像アクセス線３４によってコネクタ３３でキャニスタ３０に結合される。データ・ポート４０を有するメモリ・ハウジング３９は、巻取リール４の周りの空洞５内に配置される（巻取リール４は、図２に示されているが、本発明の一部を形成しない）。フィルム巻上げ検出装置４１は、巻取リール４に係合され、フィルム送りが開始された時を感知する。コネクタ３７は、コネクタ３３と同様であるが、様々な信号線に対する接続点となっている。重要なことは、これにより、ＩＳＡ３５からメモリ・ハウジングユニット３９の取外しと除去が可能になることである。したがって、メモリ・ユニットは、普通のフィルムと同様、取り替えることができる。メモリ・アクセス線３６は、メモリ・ハウジング３９をキャニスタ３０に結合する。メモリ・ハウジング３９は、メモリを収容することに加え、電池である電源を収容することも予想される。一実施形態では、メモリ・ハウジング３９は、巻取リール４に装填するために中空になった半円筒形である。
【００１２】
一実施形態では、テープ裏当て４５は、画像感知アレイ３５用の裏当てと、そこから出る信号線とを備えている。テープ裏当て４５は、マイラーまたは他の適した材料であってよい。テープ裏当ては、コネクタ３３と３７に係合され、それにより、テンションが維持されて、画像感知アレイの適切な位置決めを行うことができる。フィルム駆動歯車７と干渉するのを避けるために、空間３８がテープ４５に設けられる。
【００１３】
上述した距離の変化の問題、およびＩＳＡが予め定めたフレームを持たない普通の３５ｍｍフィルムと異なるため、ユーザがＩＳＡを適切に位置決めするための処置を取らなければならない。そのために、例えばテープ裏当てに、何らかの印またはグラデーションをつけて、挿入の適切な深さをカメラのタイプ毎に描いておくことが望ましい。一例として、これは、色付き縞模様と、どの色付き縞模様がどのカメラのモデルに対応するかをユーザに教えるパッケージへの掲載との形を取ることができる。
【００１４】
図３は、本発明の一実施形態のメモリ・ハウジング３９の上面図である。フィルム巻上げ検出装置４１は、巻取リール４に係合して示されており、どちらも想像線で示されている。コネクタ３７は、テープ裏当て４５に係合して示されている。
【００１５】
図４〜６は、本発明の一実施形態のブロック図を示す。電池１００は、本発明の残りの電子構成要素に電力を供給する。クロック１０１は、クロック分周回路１０２に結合されている。クロック１０１は、適した周波数の結晶でよい。クロック分周回路１０２は、クロック１０１からのクロック信号を、ビット・クロック１０８、画素クロック１０７、走査クロック１０６の３つのクロック信号に変換する。走査クロックの周波数は、ＩＳＡ１３９からの走査線を読み取るためにクロックをアサートにしなければならない時間によって決まる。画素クロックは、走査クロックよりも数倍速い走査線内の画素の数であり、ビット・クロックは、少なくとも、画素クロックよりも速い画素線内のビットの数である。例えば、走査線内に８画素あり、１画素内に８ビットあり、走査クロックが１の周波数を有すると仮定すると、画素クロックおよびビット・クロックは、それぞれ８および少なくとも６４の周波数を有する。この実施形態のスイッチ１４２は、２ビットの品質選択信号１０３を生成する４位置品質選択スイッチである。同様に、巻上げ検出ユニット１４３は、スプール状態信号１０４を生成する。
【００１６】
走査アドレス・カウンタ１０５は、走査クロック１０６に応答し、走査アドレス線１１４に沿ってＩＳＡ１３９をアドレス指定する。ＩＳＡ１３９は、画素クロック１０７に応答する。ＩＳＡ１３９の並列画素出力１１５は、ＩＳＡ画素レディ信号１１１と共に取込み開始論理１１０に供給され、アドレス指定完了信号１３４は、走査アドレス・カウンタ１０５によって生成される。アドレス指定完了信号１３４がアサートされ、ＩＳＡ画素レディ信号１１５がアサートされたとき、取込み開始論理１１０は、写真が撮影されたかどうかをＩＳＡ１３９の並列出力１１５から判定する。走査線によって取り込まれた光の量で写真が撮影されたかどうかを示すのが効果的である。すなわち、出力光レベルが所定のしきい値を超えている場合、写真が撮影されたとする。一実施形態では、カメラ後部が開いているかどうかを判定するために、追加のセンサが付加されている。普通であれば、カメラ後部が開いているとＩＳＡが光しきい値を超えるため、写真が撮影されていると解釈される。このセンサは、設定してある品質選択を「使用中に」変更することを望むとき、特に有用である。例として、メモリがいっぱいになるとき、ユーザは、例えば高い解像度のショットをさらに１枚ではなく低い解像度のショットを３枚欲しいと決定できる。カメラ後部を開くと「写真」撮影となる場合、品質設定を変更する利点を無効にして、かつメモリがむだになる。
【００１７】
写真が撮影されると、取込み開始論理は、取込み開始ゲート１０９と走査アドレスカウンタの両方で取込みアクティブ信号１３３をアサートする。これにより、走査アドレス・カウンタ１０５のカウントが可能になる。取込みアクティブがアサートされていないとき、走査アドレス・カウント１０５は、１つの所定の走査アドレスを繰り返しアサートするだけである。通常、走査線はＩＳＡの中央にある。この走査線は、写真が撮影されていることを取込み開始論理が判定する基準を形成する。取込み開始ゲート１０９は、ＩＳＡ画素レディ信号１１１と取込みアクティブ信号１１２の両方に応答する。両方がアサートされているとき、取込み開始ゲートは、図５に示される入力画素圧縮装置に画素レディ信号１１３をアサートする。一実施形態では、電力効率を改良するため、アサート解除されたときに、取込みアクティブ信号１３３が下流のユニットすべてを使用不可にするよう使用される。
【００１８】
圧縮は本発明に不可欠なものではないが、メモリ空間が限定されているので望ましいことが多い。入力画素圧縮装置１１７は、ビット・クロック１０８、スプール状態信号１０４、品質選択信号１０３、および画素レディ信号１１１に応答する。スプール状態信号１０４は、後でメモリからフレームをダウンロードするのを簡単にするためにメモリ内でタグ付けされるべき新しいフレームの開始を示す。品質選択信号１０３は、フレームを記憶するのに必要となる空間を決めることによってタグを与える。画素レディ信号１１３は、新しい画像画素が並列ＩＳＡ画素出力信号線１１５で使用可能であることを圧縮装置１１７に知らせるために使用される。圧縮装置１１７はまた、並列ＩＳＡ画素出力信号線１１５を受信する。入力画素圧縮装置１１７は、並列ＩＳＡ画素出力を並列圧縮装置出力１１６として圧縮し、かつ圧縮データ・レディ信号１１８を入力マルチプレクサ１１９に供給する。入力マルチプレクサ１１９は、ビット・クロック１０８に応答して、並列圧縮装置出力１１６を直列圧縮装置出力１２１として直列化する。ビット・クロックが、圧縮装置が並列画素出力線１１５からきたデータを圧縮できるのに十分な速さであることが重要である。ビット・クロック１０８は、画素クロック１０７の整数倍であるべきである。入力マルチプレクサ１１９は、ビット・レディ信号１２０をアサートする。ビット・レディ信号１２０と直列圧縮装置出力１２１は、直列ビット・ストリームを並列圧縮データに変形して、記憶データ・レディ信号１２４をアサートする出力デコーダ１２２に供給される。並列圧縮データは、並列圧縮記憶データ線１２３で、（図６に示される）スタティック・メモリ１３２に伝送される。
【００１９】
記憶クロック選択ユニット１２８は、データ・ポート接続信号１２５を介してデータ・ポート４０への接続を感知する。データ・ポート４０が接続されると、外部クロック信号がデータ・ポート・クロック１２６として供給される。データ記憶クロック選択ユニット１２８は、記憶アドレス・クロック１２７としてアサートするため、データ・ポート・クロック１２６とデータ記憶レディ信号１２４との間の選択をする。記憶アドレス・カウンタ１３０は、メモリ・アドレス線１３１を介してメモリ１３２をアドレス指定し、かつ、アドレス・レディ信号１５０を生成する。読取り／書込み信号１２９は、デフォルトを書込み信号としてデータ・ポートから与えられる。データ・ポート４０は、メモリに記憶されたデータを並列出力画素記憶データ線１３６に沿って受信し、また、データ有効信号１３７をアサートして、ダウンロードするコンピュータ（図示せず）に出力データが有効かどうかを通知する。
【００２０】
図７は、本発明の代替実施形態の上面図である。この実施形態では、信号キャニスタ２００は、外部シリンダ２０１の周りに分散されたメモリを有する。メモリは、例えばフラッシュ・メモリであってよい。円筒形部の中空中心コアは、メモリおよび他の必要な電子回路に電力供給する非専用３ボルト電池を受容するように構成されている。コネクタ２０５は、画像処理チップ２０３とＪＰＥＧ圧縮チップ２０２を担持する支持体２０４に接続している。画像処理チップ２０３は、画像センサ・アレイ２０６から取り込まれた画像を受信する。自動巻上げスプロケット・トレッドミル２０７は、支持体２０４に取り付けられ、フィルムをシミュレートするため巻上げ歯車およびカメラに係合する。
【００２１】
図８は、図７の本発明の代替実施形態の背面斜視図である。この図では、データ・ポート２１０が、キャニスタ２００に配置されて示されている。巻戻し状態を検出する巻上げセンサ２０８も、キャニスタ２００に配置されている。プログラム可能感度インジケータ２１１は、カメラによって読み取れるように従来の形でキャニスタ上にある。データ・ポート２１０は、メモリに記憶された画像を簡単にダウンロードできるように構成されている。さらに、カメラ後部パネルの多くに用意された窓を通じて読み取ることができるように、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）２０９がキャニスタ２００に配置されている。ＬＣＤ２０９は、例えば、現在の解像度レベルで残っているショットの枚数を表示することができる。トレッドミル２０７も示されている。トレッドミル２０７は普通のフィルムと同様に送られ、それによりカメラは、普通のフィルムを送っているとみなす。「巻き上げ終了」状態を取り扱うことができる方法はいくつかある。一実施形態では、トレッドミル２０７の動作は、任意の２枚の写真間で一定である。この実施形態では、ユーザは、例えばＬＣＤ２０９ディスプレイによって、最大枚数のショットが撮影されていることを認識しなければならない。可聴音など他の通知機構は、メモリがいっぱいになったことを示すために使用することができる。ユーザはそこで、メモリを空にするステップを取らなければならない。写真の枚数がメモリの容量を超えた場合、メモリがそれ自体を上書きしないよう保証することが望ましい。
【００２２】
代替実施形態では、最後のショットが撮影された後、機械的停止機構が、トレッドミル２０７の送りを妨げる。図１０は、そのような機械的停止機構の１つの断面図である。最後の写真が撮影されたとき、ピン２２０は、トレッドミル軸２２１のスプロケット２２２に係合するよう作動される。ピン２１０は、送りを妨げるようにスプロケット２２２と係合するが、自動巻戻しが妨げされることなく行われるようにする。自動巻戻しが始まると、ピン１０は、係合が解除された位置にリセットされる。「巻き上げ終了」状態をシミュレートするようトレッドミルのテンションを増加させる他の方法を、当業者が行うであろうが、それらは本発明の範囲および企図の内にある。
【００２３】
図９は、本発明の第２の代替実施形態の上面図である。この実施形態は、ほとんどの点で図７の実施形態と同様である。しかし、二次レンズ２２０は、支持体２０４から延びており、カメラに入る光を典型的なフィルム・フレームよりも面積が小さいＩＳＡ２１９上に集束させる。二次レンズ２２０は、二次レンズ２２０とＩＳＡ２１９の間に適切な焦点距離が維持されることを保証するよう、支持体２０４に取り付けられるべきである。この実施形態は、図１に示したカメラなど、シャッターがフィルム板のかなり前方に設定されているカメラにのみ適している。より小さなＩＳＡ２１９は、機器全体のコストを大幅に低減することを期待することができる。
【００２４】
ここまでの明細書では、本発明をその特定の実施形態に関連して述べてきた。しかし、添付の特許請求の範囲内で、本発明のより広い精神および範囲を逸脱することなく、本発明に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。その場合、本明細書および図面は、限定する意味ではなく例示の意味とみなす。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態と共に使用するカメラの斜視図である。
【図２】  本発明の一実施形態の背面斜視図である。
【図３】  本発明の一実施形態のメモリ・ハウジングの上面図である。
【図４】  本発明の一実施形態のブロック図である。
【図５】  本発明の一実施形態のブロック図である。
【図６】  本発明の一実施形態のブロック図である。
【図７】  本発明の代替実施形態の上面図である。
【図８】  図７の発明の代替実施形態の背面斜視図である。
【図９】  本発明の第２の代替実施形態の上面図である。
【図１０】  図８の実施形態において使用する機械的停止の断面図である。
【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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