(57)【要約】【課題】  オートフォーカスを実行した際に投射画像に鮮鋭感がない場合、何回もオートフォーカスを実行することなく、鮮鋭感の改善を行うことが可能な投射型表示装置を提供すること。【解決手段】  オートフォーカス機能を有する投射型表示装置であって、入力映像信号を処理する画像処理手段と、前記オートフォーカスが完了したときの合焦情報と、前記オートフォーカスが前回完了したときの合焦情報との比較に基づいて、前記画像処理手段が行う処理を提示、または設定する制御手段と、を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オートフォーカス機能を有する投射型表示装置であって、
入力映像信号を処理する画像処理手段と、
前記オートフォーカスが完了したときの合焦情報と、前記オートフォーカスが前回完了したときの合焦情報との比較に基づいて、前記画像処理手段が行う処理を提示、または設定する制御手段と、
を備えたことを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記オートフォーカスが完了した場合の合焦情報と、前記前回の前記オートフォーカスが完了した場合の合焦情報の差分を算出し、
前記差分が所定の条件を満たした場合、前記画像処理手段の行う処理を設定する
ことを特徴とする請求項１記載の投射型表示装置。
【請求項３】
前記画像処理手段は、台形歪み補正手段を有し、
前記所定の条件を満たした場合、台形歪み補正を処理しない設定とすることを特徴とする請求項１または２記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記画像処理手段は、解像度変換手段を有し、
前記所定の条件を満たした場合、解像度変換を処理しない設定とすることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項５】
前記画像処理手段は、エッジ強調手段を有し、
前記所定の条件を満たした場合、エッジ強調を設定することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項６】
前記画像処理手段は、投射型表示装置の解像度情報を提供する手段を有し、
前記所定の条件を満たした場合、映像出力機器に前記投射型表示装置の解像度情報を提供することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項７】
前記合焦情報は、フォーカスレンズ位置、または投射面までの距離であることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項８】
オートフォーカスを実行するステップと、
前記オートフォーカスが完了したときの合焦情報を記憶するステップと、
前記オートフォーカスが完了したときの合焦情報と前記オートフォーカスが前回完了したときの合焦情報を比較するステップと、
前記比較の結果に基づいて、入力映像信号を処理する画像処理の行う処理を提示、または設定するステップと、
を備えた投射型表示装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス機能を有する投射型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
投射型表示装置の一例としてプロジェクタが知られている。プロジェクタは、画像を投射して画像表示するため、投射面に合焦していないと、投射画像が鮮鋭感のない画像表示となるので、その設置環境に応じて、投射面に合焦させる必要がある。従来、投射面に自動で合焦できるオートフォーカス機能付きのプロジェクタが知られている。オートフォーカスを実行し、非合焦状態から合焦状態になると、通常、鮮鋭感のある画像表示を行うことができる。
【０００３】
しかし、オートフォーカスを実行した際、投射画像の鮮鋭感が改善しない場合がある。この原因として、一般的に、
（１）ある特定環境下における合焦精度の限界である
（２）何らかの原因で合焦できなかった
（３）投射画像自体に鮮鋭感がない
が考えられる。
【０００４】
つまり、オートフォーカスを実行した結果として、フォーカス調整は正常であるが他の要因で鮮鋭感が改善しない、フォーカス調整が異常で鮮鋭感が改善しない、に大別できる。しかし、ユーザーには鮮鋭感が改善しない原因が不明なため、投射画像の鮮鋭感が改善していないと感じたユーザーは何回かオートフォーカスを実行するが、一向に投射画像の鮮鋭感が改善しない場合があった。
【０００５】
前述の課題を解決する方法の１つとして、特許文献１では、オートフォーカス実行時に投射面の輝度不足により合焦が不可能な場合に、輝度不足の旨をユーザーに知らせる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０８４９９１号公報
【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、前述の特許文献１に開示された従来技術では、投射画像の鮮鋭感の改善しない原因が、オートフォーカスの異常である場合には対応できるが、オートフォーカス機能は正常であり、他に原因がある場合に対応できない課題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、オートフォーカスを実行した際、投射画像に鮮鋭感がない場合、何回もオートフォーカスを実行することなく、鮮鋭感の改善を行うことが可能な投射型表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、入力映像信号を処理する画像処理手段と、前記オートフォーカスが完了したときの合焦情報と、前記オートフォーカスが前回完了したときの合焦情報との比較に基づいて、前記画像処理手段が行う処理を提示、または設定する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、オートフォーカスを実行した際、投射画像に鮮鋭感がない場合、何回もオートフォーカスを実行することなく、鮮鋭感の改善を行うことが可能な投射型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施例における投射型表示装置のブロック図である。
【図２】第１の実施例の処理を示すフローチャートである。
【図３】第２の実施例の処理を示すフローチャートである。
【図４】第３の実施例における投射型表示装置のブロック図である。
【図５】第３の実施例の処理を示すフローチャートである。
【図６】第４の実施例における投射型表示装置のブロック図である。
【図７】第４の実施例の処理を示すフローチャートである。
【図８】距離と合焦フォーカスレンズ位置を示す図である。
【図９】フォーカスレンズ位置と合焦評価値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施例におけるプロジェクタを示した図である。
【００１４】
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施例によるプロジェクタについて説明する。
【００１５】
入力映像信号は、映像信号処理回路２で、投射画像に適した処理が行われる。例えば、入力画像の解像度をパネル４の解像度に変換する解像度変換処理、輪郭を強調させて鮮鋭度を改善させるエッジ強調処理、メニュー表示などのＯＳＤ重畳処理などを行う。
【００１６】
パネル駆動回路３では、反転駆動やレベル変換、タイミング信号発生などパネル４を駆動するための処理が行われる。ＯＳＤ回路６は、ＭＰＵ９からの制御信号に基づいて、メニュー上に表示させる画像やメッセージを生成する。パネル４に表示された画像信号は、投射レンズ５によって、不図示のスクリーンなどの投射面に対して拡大投射する。また、投射レンズ５は、電動駆動可能なフォーカスレンズを具備しており、ＭＰＵ９からの制御信号に基づいてレンズ制御部１１、およびフォーカスモータ７によって駆動される。
【００１７】
次に、本発明の第１の実施例におけるオートフォーカス処理（以下ＡＦと省略）について、図２のブロック図を用いて説明する。
【００１８】
操作ボタン１０もしくは不図示のリモコンから、ユーザーがＡＦ実行命令を発行する。ＭＰＵ９はＡＦ実行命令を受信すると、測距センサ８を用いて投射面までの距離を計測する。計測された投射面までの距離情報に基づいて、合焦するフォーカスレンズ位置へフォーカスレンズを移動し、投射面に合焦させる。
【００１９】
距離の計測手段は様々な手法が提案されているので説明は省略する。また、前述の距離情報に加え、温度環境や照明環境など様々な条件を加味し、フォーカスレンズ位置を補正し移動してもよい。
【００２０】
図２は本発明の第１の実施例における、投射画像の鮮鋭感を改善するためのフローチャートである。
【００２１】
＜Ｓ１０＞
ＡＦが実行され完了したかを判定する。操作ボタン１０や不図示のリモコンなどにより、ユーザーからＡＦ実行命令が発行されると、Ｓ１１に移行する。ＡＦ実行命令の発行がない場合、発行があるまでこのステップを繰り返す。
【００２２】
＜Ｓ１１＞
測距センサ８を用いて投射面までの距離Ｌｓ＿ｎを計測する。計測時のノイズ成分を除去するため複数回測距し、平均値や中間値などを計測結果としてもよい。
【００２３】
＜Ｓ１２＞
Ｓ１１で計測された距離Ｌｓ＿ｎに対応する合焦フォーカスレンズ位置Ｆｐｏｓ＿ｎを算出する。算出したＦｐｏｓ＿ｎは、ＡＦが完了したときの合焦情報として、後述のＳ１４で使用する。距離と合焦フォーカスレンズ位置の関係は、予め設計値や実測値などに基づいて決定され、プロジェク内部の不図示のＲＯＭ等に保存されている。これにより、合焦フォーカスレンズ位置を算出する。図８に、投射面までの距離Ｌｓとその距離で合焦するフォーカスレンズ位置Ｆｐｏｓの関係の一例を示す。
【００２４】
＜Ｓ１３＞
現在のフォーカスレンズ位置Ｆｐｏｓ＿ｃを、ＡＦが前回完了したときの合焦情報として取得する。
【００２５】
＜Ｓ１４＞
Ｓ１２で算出した合焦フォーカスレンズ位置Ｆｐｏｓ＿ｎと、Ｓ１３で取得した現在のフォーカスレンズ位置Ｆｐｏｓ＿ｃの差分の絶対値を比較し、合焦状態を検出する。差分の絶対値が所定の値よりも小さい場合、Ｓ１５へ、大きい場合、Ｓ１６へ移行する。ここで所定の値は、投射レンズ５の焦点深度情報やフォーカス変動が許容できる範囲の実測値などから設定される。
【００２６】
従って、差分の絶対値が所定の値よりも小さい場合、ＡＦ実行前後で、同様の投射距離で合焦していたと判定することができる。この場合、合焦しているにも関わらず、再度、ＡＦを実行したことになるので、ユーザーは投射画像の鮮鋭感がないと感じている、と判断する。
【００２７】
＜Ｓ１５＞
映像信号処理回路２において、解像度変換処理、台形歪み補正処理がされているか否かを確認する。
【００２８】
何れか一方または両方処理している場合、ＯＳＤ６で、解像度変換や台形歪み補正を処理しない設定へ変更を促すメッセージを生成し、映像信号処理回路２で投射画像信号に重畳し、表示する。ここで、ＡＦ処理自体は正常に実施された旨や、更に投射画像の鮮鋭感を改善するには画像処理の変更が必要である旨をユーザーに提示する。
【００２９】
解像度変換処理、台形歪み補正処理の何れも処理されていない場合、ＡＦ処理自体は正常に実施された旨をユーザーに提示し、Ｓ１０に戻る。
【００３０】
＜Ｓ１７＞
Ｓ１５にて表示されたメッセージに対して、ユーザーが画像処理の変更を許可するかの判断を待つ。許可の場合、Ｓ１８に移行する。非許可の場合、Ｓ１０に戻る。
【００３１】
＜Ｓ１８＞
ユーザーが画像処理の変更を許可したので、本実施例では、映像信号処理回路２を、解像度変換や台形歪み補正を行わない処理に設定する。解像度変換や台形歪み補正を行うと、拡大率や縮小率、歪み補正率によっては鮮鋭感が低下することがある。そこで、解像度変換や台形歪み補正を行わないことで、入力映像信号の解像度で表示したり、台形歪み補正を行わない表示とし、鮮鋭感を改善した画像を投射することができる。
【００３２】
＜Ｓ１６＞
設置環境が変化したため、現在の投射面までの距離に対応した合焦フォーカスレンズ位置Ｆｐｏｓ＿ｎにフォーカスレンズを移動する。その後、Ｓ１０に戻る。
【００３３】
以上、第１の実施例における、投射画像の鮮鋭感を改善するためのフローチャートを説明した。
【００３４】
このように、「フォーカスレンズ位置」から、ＡＦ実行された状況を推定することで、不用意にＡＦ実行回数を増やすことなく、適宜映像信号処理の設定を変更し、鮮鋭感を改善することができる。
【００３５】
例えば、入力映像信号がパネル解像度と異なる解像度で入力されている場合や、台形歪み補正が設定された環境から、台形歪み補正が必要ない環境へ可搬した場合に、ＡＦ実行された状況から、適宜映像信号処理の設定を変更することで、鮮鋭感を改善できる。
【実施例２】
【００３６】
図３は、本発明の第２の実施例における投射画像の鮮鋭感を改善するためのフローチャートである。第１の実施例における図２の処理フローと同じステップ番号は説明を省略する。
【００３７】
＜Ｓ２４＞
Ｓ１１で計測した投射面までの距離Ｌｓ＿ｎと、後述するＳ２６で保存した現在の投射面までの距離Ｌｓ＿ｃの差分の絶対値を比較し、合焦状態を検出する。差分の絶対値が所定の値よりも小さい場合、Ｓ２５へ、大きい場合、Ｓ２６へ移行する。ここで所定の値は、第１の実施例と同様に投射レンズ５の焦点深度情報やフォーカス変動が許容できる範囲の実測値などから設定される。
【００３８】
従って、第１の実施例と同様に、差分の絶対値が所定の値よりも小さい場合、合焦しているにも関わらず、再度、ＡＦを実行したことになるので、ユーザーは投射画像の鮮鋭感がないと感じている、と判断する。
【００３９】
＜Ｓ２５＞
ＯＳＤ６で、エッジ強調処理を推奨するメッセージと、エッジ強調の強弱を設定できる操作バーを生成し、映像信号処理回路２で投射画像信号に重畳し、表示する。第１の実施例と同様に、ＡＦ処理自体は正常に実施された旨や、更に投射画像の鮮鋭感を改善するには画像処理の変更が必要である旨をユーザーに提示する。
【００４０】
＜Ｓ２７＞
Ｓ２５にて表示されたメッセージに対して、ユーザーがエッジ強調処理を実施するかどうかの判断を待つ。ユーザーが操作バーを操作した場合には、Ｓ２８に移行する。操作せずメニューを閉じた場合は、何もせずにＳ１０に戻る。
【００４１】
＜Ｓ２８＞
ユーザーがエッジ強調の操作バーを操作したので、本実施例では、映像信号処理回路２のエッジ強調処理を、操作バーで設定された設定にする。ユーザーがエッジ強調を設定することで、ユーザーの嗜好に合わせた鮮鋭感に投射画像を設定でき、鮮鋭感を改善した画像を投射することができる。
【００４２】
＜Ｓ２６＞
設置環境が変化したため、現在の投射面までの距離に対応した合焦フォーカスレンズ位置Ｆｐｏｓ＿ｎにフォーカスレンズを移動する。また、この時のスクリーンまでの距離をＬＳ＿ｃとして不図示のメモリに保存する。その後、Ｓ１０に戻る。
【００４３】
以上、第２の実施例における、投射画像の鮮鋭感を改善するためのフローチャートを説明した。
【００４４】
このように、「投射距離」から、ＡＦ実行された状況を推定することで、不用意にＡＦ実行回数を増やすことなく、適宜映像信号処理の設定を変更し、鮮鋭感を改善することができる。
【実施例３】
【００４５】
図４は、本発明の第３の実施例におけるプロジェクタを示した図である。
【００４６】
以下、図４を参照して、本発明の第３の実施例によるプロジェクタについて説明する。
【００４７】
第１の実施例の図１との相違点は、測距センサ８が投射面撮像カメラ３８に置換された点である。図１と同じ番号の説明は省略する。
【００４８】
本実施例は、第１の実施例に対してＡＦ処理の手法が異なる例である。第１の実施例においてはＡＦ実行の際、測距センサ８にてスクリーンまでの距離を計測したが、本実施例は、投射画像を撮像して解析することで合焦を判断する。
【００４９】
本実施例におけるＡＦ処理について説明する。
【００５０】
操作ボタン１０もしくは不図示のリモコンから、ユーザーがＡＦ実行命令を発行する。ＭＰＵ３９はＡＦ実行命令を受信すると、フォーカスレンズを微少移動させながらそれに対応する投射画像を投射面撮像カメラ３８で撮像する。各フォーカスレンズ位置に対応した投射画像のコントラストや空間周波数成分を解析し、コントラストや空間周波数が最も高い位置を合焦フォーカスレンズ位置として算出する。この手法に関しても様々な手法が提案されているが、ここでの説明は省略する。
【００５１】
図５は本発明の第３の実施例における、投射画像の鮮鋭感を改善するためのフローチャートである。図２の処理フローと同じステップ番号は説明を省略する。
【００５２】
＜Ｓ３１＞
ＡＦが前回完了したときのフォーカスレンズ位置Ｆｐｏｓ＿ｃを取得し、投射面撮像カメラ３８を用いて投影面の画像を取得する。その画像からコントラスト値や空間周波成分を分析し、それらを評価値ＥＶＦ（Ｆｐｏｓ＿ｃ）として保存する。
【００５３】
また、カウンタ値ｍを０にリセットする。
【００５４】
＜Ｓ３２＞
フォーカスレンズを微少位置ΔＦｐｏｓだけ移動し、カウンタ値ｍを＋１する。
【００５５】
＜Ｓ３２＞
投射面撮像カメラ３８を用いて投影面の画像を取得する。その画像からコントラスト値や空間周波成分を分析し、それらを評価値ＥＶＦ（Ｆｐｏｓ＿ｃ＋ｍ＊ΔＦｐｏｓ）として保存する。評価値ＥＶＦを複数回取得していれば、Ｓ３４へ、複数回取得していなければ、Ｓ３２へ移行する。
【００５６】
＜Ｓ３４＞
複数取得したＥＶＦ（Ｆｐｏｓ＿ｃ＋ｍ＊ΔＦｐｏｓ）においてピークが存在するかどうかを判定し、存在していなければＳ３２に移行し再度フォーカスレンズを微少移動させる。存在していれば合焦フォーカスレンズ位置が判明できたとし、Ｓ３５に移行する。
【００５７】
図９は、Ｓ３２からＳ３４の繰り返しで得られた、評価値ＥＶＦと合焦フォーカスレンズ位置を示した一例である。ここで、Ｆｐｏｓ＿ｎが評価値ＥＶＦのピークとなるフォーカスレンズ位置である。ここでの処理は一般的な山登り手法と呼ばれるものであるが、様々な手法が提案されている。
【００５８】
＜Ｓ３５＞
Ｓ３４で求めた合焦フォーカスレンズ位置Ｆｐｏｓ＿ｎにフォーカスレンズを移動する。
【００５９】
＜Ｓ３６＞
Ｓ３５で移動したフォーカスレンズ位置Ｆｐｏｓ＿ｎと、Ｓ３１で取得したＡＦが前回完了したときのフォーカスレンズ位置Ｆｐｏｓ＿ｃの差分の絶対値を算出し、合焦状態を検出する。差分の絶対値が所定の値よりも小さい場合、Ｓ１５へ、大きい場合、何もせずにＳ１０へ移行する。ここで所定の値は、第１の実施例と同様に投射レンズ５の焦点深度情報やフォーカス変動が許容できる範囲の実測値などから設定される。
【００６０】
従って、第１の実施例と同様に、差分の絶対値が所定の値よりも小さい場合、合焦しているにも関わらず、再度、ＡＦを実行したことになるので、ユーザーは投射画像の鮮鋭感がないと感じている、と判断する。
【００６１】
以下、第１の実施例と同様のフローで処理を行う。
【００６２】
以上、第３の実施例における、投射画像の鮮鋭感を改善するためのフローチャートを説明した。
【００６３】
このように、ＡＦの手法が異なる場合においても「フォーカスレンズ位置」から、ＡＦ実行された状況を推定することで、不用意にＡＦ実行回数を増やすことなく、適宜映像信号処理の設定を変更することで、鮮鋭感を改善できる。
【実施例４】
【００６４】
図６は、本発明の第４の実施例にかかわるプロジェクタを示した図である。
【００６５】
以下、図６を参照して、本発明の第４の実施例によるプロジェクタについて説明する。
【００６６】
第１の実施例の図１との相違点は、ディスプレイ情報を含むＥＤＩＤ−ＲＯＭ３２、およびＭＰＵ４９が映像出力機器に対してＨＰＤ（ＨｏｔＰｌｕｇＤｅｔｅｃｔ）信号を制御するＤＤＣ通信制御を行う点である。図１と同じ番号の説明は省略する。
【００６７】
本実施例のＤＤＣ通信制御について説明する。プロジェクタ４１は電源がオンになった時、映像出力機器に対してＨＰＤ信号をアサートする。不図示の映像出力機器はＨＰＤ信号のアサートを検知した場合に、ＥＤＩＤ−ＲＯＭ３２のデータをリードする。
【００６８】
不図示の映像出力機器は、このＥＤＩＤ−ＲＯＭデータに記載されたプロジェクタの対応解像度情報等に基づいて、プロジェクタ４１に適した映像信号を出力する。ＥＤＩＤ−ＲＯＭデータには、表示パネル４の有効領域の解像度が推奨解像度として記憶されており、通常、その解像度の映像信号を出力する。つまりＤＤＣ通信により、プロジェクタ４１は映像出力機器に対して解像度を提供し、所望の映像信号を出力させることが可能である。
【００６９】
図７は本発明の第４の実施例における、投射画像の鮮鋭感を改善するためのフローチャートである。図２の処理フローと同じステップ番号は説明を省略する。
【００７０】
＜Ｓ４５＞
映像信号処理回路２において、解像度変換処理がされているか否かを確認する。
【００７１】
解像度変換処理している場合、ＯＳＤ６で、映像出力機器にプロジェクタの解像度情報の提供を促すメッセージを生成し、映像信号処理回路２で投射映像信号に重畳し、表示する。ここで、ＡＦ処理自体は正常に実施された旨や、更に投射画像の鮮鋭感を改善するには映像出力信号の変更が必要である旨をユーザーに提示する。
【００７２】
解像度変換処理されていない場合、ＡＦ処理自体は正常に実施された旨をユーザーに提示し、Ｓ１０に戻る。
【００７３】
＜Ｓ４７＞
Ｓ４５にて表示されたメッセージに対して、ユーザーが提供を許可するかの判断を待つ。許可の場合、Ｓ４８に移行する。非許可の場合、Ｓ１０に戻る。
【００７４】
＜Ｓ４８＞
ユーザーが提供を許可したので、不図示の映像出力機器に対してＨＰＤ信号をアサートする。アサート後、入力映像信号が推奨解像度であるパネル解像度へ変更された場合、映像信号処理回路２に対して、解像度変換を行わない処理に設定する。解像度変換を行わないため鮮鋭感を改善した画像を投射することができる。
【００７５】
以上、第４の実施例における、投射画像の鮮鋭感を改善するためのフローチャートを説明した。
【００７６】
このように、ＡＦ実行された状況を推定することで、不用意にＡＦ実行回数を増やすことなく、何らかの要因でパネル解像度と異なる解像度で映像出力されていた場合、解像度情報を提供し、入力映像信号の解像度を変更することで、鮮鋭感を改善できる。
【００７７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００７８】
例えば、信号処理回路で変更する処理は、画像信号の鮮鋭感を改善させる手段であれば、台形歪み補正、解像度変換、エッジ強調に限定されず、アンシャープマスク、コントラスト強調など他の方法であってもよい。また、複数の処理を組み合わせてもよい。
【００７９】
さらに、ＡＦは位相差方式で実施してもよく、位相差を合焦情報とすることもできる。
【００８０】
また、ユーザーに鮮鋭感を改善する処理を提示した後、処理を設定するか否かを選択させずに設定を変更することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、オートフォーカス機能を有する投射型表示装置に有効である。
【符号の説明】
【００８２】
１  プロジェクタ
２  映像信号処理回路
３  パネル駆動回路
４  表示パネル
５  投射レンズ
６  ＯＳＤ（ＯｎＳｃｒｅｅｎＤｉｓｐｌａｙ）
７  フォーカスモータ
８  測距センサ
９  ＭＰＵ
１０  操作ボタン
１１  レンズ制御部
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図５】
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