(57)【要約】      （修正有）【課題】レンズに対応して予め用意された補正データを用いずとも撮像画像の画質を向上することができ、撮影スピードの向上も図れる撮像装置を提供する。【解決手段】レンズ取付け部１と、撮像素子２と、画像補正を実施する画像処理部４と、を備える。レンズ取付け部１に光学補正のためのデータを有しないレンズを装着し、レンズでの撮影を繰り返し行うことにより、レンズを使用初期の第１の時刻で撮影した場合の第１の撮影時間に比べて、レンズでの撮影を繰り返し行った後の第２の時刻で撮影した場合の第２の撮影時間が短くなり、画像処理部により第２の撮影時間が短くなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ取付け部と、
撮像素子と、
画像補正を実施する画像処理部と、を備える撮像装置であって、
前記レンズ取付け部に光学補正のためのデータを有しないレンズを装着し、
前記レンズでの撮影を繰り返し行うことにより、
前記レンズを使用初期の第１の時刻で撮影した場合の第１の撮影時間に比して、前記レンズでの撮影を繰り返し行った後の第２の時刻で撮影した場合の第２の撮影時間が短くなり、前記画像処理部により第２の撮影時間が短くなることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記画像処理部は、撮像の際に前記レンズの光学特性に起因する画像劣化を推定する推定部と、前記推定部による推定結果に基づいて画像劣化量を記憶部に記憶させる記憶制御部を含み、
前記推定部による推定の繰り返しにより前記記憶部に記憶された画像劣化量の信頼度が規定水準に達すると、撮像の際に前記推定部による推定は行われずに撮像画像の補正が行われることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、特に一眼レフデジタルカメラの普及により、複数のレンズユニットを交換・装着して利用可能な撮像装置が知られている。
【０００３】
このような撮像装置は、例えば特許文献１に、パーソナルコンピュータから、装着可能な全ての機種のレンズユニットに対応する補正テーブルを取得可能な撮像装置が開示されている。
【０００４】
この撮像装置では、ユーザにより撮影実行が操作され、光学補正機能がオンとなっていれば、装着されたレンズユニットから固有番号（レンズＩＤ）や撮影情報を取得する。そして、取得された固有番号に対応する補正テーブルがあった場合は、補正テーブルに基づいて補正データを算出し、算出された補正データを用いて撮像画像に対してレンズユニットの光学特性に起因する画像劣化の補正処理を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２０６３７４号公報（第７頁、第９−１０頁等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の撮像装置では、装着されたレンズユニットから取得した固有番号に対応する補正テーブルが存在しない場合は、光学補正機能がオンになっていても補正ができないため、画像劣化を補正する補正処理を行わないこととしており、例えば純正でないレンズユニットが装着された場合、画像劣化の補正が行えないケースがある。ユーザにとってレンズユニット交換の自由度を高めるには、対象とするレンズユニットの選択に制限があることは好ましくない。
【０００７】
また、従来、装着されたレンズユニットに登録された補正データを読み出して画像劣化の補正を行うような撮像装置の場合は、補正データが登録されていない場合や、登録されていてもデータフォーマットが対応していない場合は、画像劣化の補正を行えないという問題があった。
【０００８】
上記状況に鑑み、本発明は、レンズに対応して予め用意された補正データを用いずとも撮像画像の画質を向上させることができ、撮影スピードの向上も図れる撮像装置を提供することを目的とする。
【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の撮像装置は、レンズ取付け部と、
撮像素子と、
画像補正を実施する画像処理部と、を備える撮像装置であって、
前記レンズ取付け部に光学補正のためのデータを有しないレンズを装着し、
前記レンズでの撮影を繰り返し行うことにより、
前記レンズを使用初期の第１の時刻で撮影した場合の第１の撮影時間に比して、前記レンズでの撮影を繰り返し行った後の第２の時刻で撮影した場合の第２の撮影時間が短くなり、前記画像処理部により第２の撮影時間が短くなる構成としている。
【００１０】
また、上記構成において、前記画像処理部は、撮像の際に前記レンズの光学特性に起因する画像劣化を推定する推定部と、前記推定部による推定結果に基づいて画像劣化量を記憶部に記憶させる記憶制御部を含み、
前記推定部による推定の繰り返しにより前記記憶部に記憶された画像劣化量の信頼度が規定水準に達すると、撮像の際に前記推定部による推定は行われずに撮像画像の補正が行われることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の撮像装置によると、レンズに対応して予め用意された補正データを用いずとも撮像画像の画質を向上させることができ、撮影スピードの向上も図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る撮像装置のブロック構成図である。
【図２】倍率色収差を説明するための図である。
【図３】像高を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るレンズユニット装着検知時の処理に関するフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る倍率色収差推定モードにおける処理に関するフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る収差量テーブルの一例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る収差量（Ｂ画像）の多項式近似結果例を示すグラフである。
【図８】本発明の一実施形態に係る収差量（Ｒ画像）の多項式近似結果例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本発明の一実施形態に係る撮像装置のブロック構成を図１に示す。図１に示す撮像装置１５は、少なくとも静止画像を撮影可能なデジタルカメラである。また、撮像装置１５は、レンズユニット２１Ａ、２１Ｂを含んだ複数のレンズユニットを交換しつつ装着可能となっている。装着可能なレンズユニットは、例えば、ズームレンズユニットのみとしてもよいし、ズームレンズユニットに加えて単焦点レンズユニットを含めてもよい。ズームレンズユニットは、ズームポジションの調整によって焦点距離を可変とするレンズユニットである。
【００１４】
撮像装置１５は、レンズ取付け部１、撮像素子２、ＲＧＢ画像データ生成部３、画像補正部４、圧縮処理部５、画像記憶部６、表示部７、収差量推定部８、テーブル記憶部９、検知部１０、通信部１１、操作部１２、及び制御部１３を備えている。ＲＧＢデータ生成部３、画像補正部４、圧縮処理部５、収差量推定部８、テーブル記憶部９、及び制御部１３から画像処理部１５１が構成される。
【００１５】
レンズ取付け部１は、レンズユニット２１Ａ、２１Ｂを含んだ複数のレンズユニットを交換しつつ取り付け可能な機構部である。撮像素子２は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary MOS）イメージセンサ等で構成される固体撮像素子であり、レンズ取付け部１に取付けられたレンズユニットによって結像された被写体の光学像を光電変換し、該光電変換によって得られた電気信号を出力する。
【００１６】
ＲＧＢデータ生成部３は、撮像素子２から出力されたアナログ信号である電気信号を増幅し、増幅された電気信号をＡ／Ｄ変換することにより、Ｒ（赤）画像、Ｇ（緑）画像、Ｂ（青）画像から成るＲＧＢ画像データ（デジタルデータ）を生成する。なお、撮像素子２は、その受光面の画素ごとに、例えばベイヤー配列されたＲ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルタを備える。
【００１７】
画像補正部４は、ＲＧＢデータ生成部によって生成されたＲＧＢ画像データ（撮像画像）に対して各種補正処理を行う。当該各種補正には、倍率色収差補正が含まれる。倍率色収差については後に述べる。
【００１８】
圧縮処理部５は、画像補正部４による補正後の画像データに対して、例えばＪＰＥＧ，ＧＩＦ形式等での圧縮処理を行う。画像記憶部６は、圧縮処理部５によって圧縮された画像データを記憶するものであり、例えばカード状半導体メモリや磁気ディスク等によって構成される。
【００１９】
表示部７は、画像補正部４による補正後の画像データに基づいて画像を表示するものであり、例えば液晶ディスプレイ等により構成される。なお、表示部７には、その他にも画像記憶部６に保存された画像データに基づいた画像や、各種設定用の画面等の各種画像を表示させることができる。
【００２０】
収差量推定部８は、ＲＧＢデータ生成部３によって生成されたＲＧＢ画像データに基づいて倍率色収差量を推定するものである。ここで、倍率色収差とは、図２に示すように、レンズＬに斜めから光が入射した場合に、ＲＧＢの各色による屈折率の違いにより生じる結像倍率の違いのことである（図２では、Ｇ、Ｒ、Ｂの各出射光による各像高Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３が異なっている）。これにより、主に被写体画像の縁に色ズレが生じる。
【００２１】
倍率色収差量は像高距離によって異なる。ここで像高距離とは、レンズの光軸中心からの半径方向への距離のことである。図３に示すように、レンズによって結像されるイメージサークルにおける撮像素子による有効撮像範囲Ｓ（即ち画像範囲）において、像高距離（中心位置から半径方向への距離）が最大となる距離に対する比率として像高を表すことができる。図３であれば、Ａ点が像高＝０、Ｂ点が像高＝０．５、Ｃ点が像高＝１．０となる。
【００２２】
また、レンズユニットとしてズームレンズユニットを用いる場合は、ズームポジションによっても倍率色収差量は異なる。
【００２３】
収差量推定部８は、上述した像高ごとの倍率色収差量を算出することが可能となっており、ＲＧＢのうち一つの基準波長色画像からの他の波長色の画像のそれぞれの色ズレ量として収差量が推定される（例えばＧ画像が基準波長色画像とされた場合は、Ｒ画像、Ｂ画像のそれぞれの色ズレ量が推定される）。
【００２４】
テーブル記憶部９は、収差量推定部８による推定結果に基づいて更新される収差量テーブルが記憶されるものであり、当該収差量テーブルに基づいて画像補正部４は倍率色収差補正を行う。収差量テーブルの構成については、後述する。
【００２５】
検知部１０は、レンズユニット２１Ａ、２１Ｂを含む各種レンズユニットがレンズ取付け部１に取付けられたことを検知するものである。通信部１１は、レンズ取付け部１に取付けられたレンズユニットと通信を行い、レンズユニットから各種情報を取得する。
【００２６】
操作部１２は、ユーザが撮像装置１５に入力指示を与えるためのインタフェースであり、例えば電源をオンオフさせる電源ボタンや、撮像を実行させるための撮像ボタン等の各種ボタンを含んで構成される。制御部１３は、例えばシステムマイコン等で構成され、撮像装置１５の各部の動作を統括的に制御する。
【００２７】
以上のような構成である撮像装置１５による撮像画像の補正に関する動作について以下説明する。
【００２８】
まず、レンズユニットが撮像装置１５に装着されたことが検知された場合の処理を図４に示す。レンズユニットがレンズ取付け部１に取付けられたことが検知部１０によって検知されると、図４のフローチャートが開始される。まず、ステップＳ１で、制御部１３は、通信部１１を用いて、取付けられたレンズユニットから製品番号及び倍率色収差補正のための補正データを取得することを試みる。
【００２９】
ここで、レンズユニット（例えばレンズユニット２１Ａ）から製品番号及び使用可能な補正データを取得できた場合は（ステップＳ２のＹ）、ステップＳ３に進み、制御部１３は、取得した補正データによる撮像画像補正を行う補正モードへ移行する。例えば、純正品のレンズユニットには、予めレンズメーカーによって補正データが格納されているので、補正データの取得が可能である。
【００３０】
上記補正モードへ移行すると、以降、操作部１２において撮像実行操作（撮像ボタンの押下等）がされると、ズームレンズユニットによって結像された被写体の光学像に基づいてＲＧＢデータ生成部３において生成されるＲＧＢ画像データ（撮像画像）は、上記取得された補正データに基づき画像補正部４によって倍率色収差補正される。ズームレンズユニットが例えばズームレンズユニットである場合は、補正データは例えば、ズームポジション及び像高ごとの倍率色収差量データから構成されるので、ズームレンズユニットから通信部１１によって取得されたズームポジション情報に応じて補正が行われる。これにより、色ズレを抑えた良好な画質の撮像画像を得ることができる。
【００３１】
一方、レンズユニット（例えばレンズユニット２１Ｂ）から補正データの取得を試みたが、使用可能な補正データを取得できなかった場合は（ステップＳ２のＮ）、ステップＳ３に進み、制御部１３は、撮像の際に収差量推定部８による推定を行う倍率色収差推定モードへ移行する。なお、使用可能な補正データを取得できない場合とは、例えばレンズユニットが純正品ではなく、レンズユニットに補正データ自体が格納されていない場合や、格納された補正データのフォーマットに撮像装置１５が対応していない場合を含む。
【００３２】
上記倍率色収差推定モードへ移行した場合の撮像時の処理を図５に示す。倍率色収差推定モードへ移行後に、操作部１２によって撮像実行操作がされると、図５に示すフローチャートが開始される。まず、ステップＳ１１で、制御部１３による制御により、レンズユニットにより結像された被写体の光学像に基づいて撮像素子２及びＲＧＢデータ生成部３によりＲＧＢ画像データ（撮像画像）が生成される。
【００３３】
次に、ステップＳ１２で、制御部１３は、テーブル記憶部９に記憶された収差量テーブルを参照する。ここで、収差量テーブルのフォーマットの一例を図６に示す。図６に示すように、収差量テーブルは、ズームレンズユニットのズームポジション、及び像高ごとの収差量及び信頼度のデータから構成される。像高は、例えば１．０までの所定間隔での値（例えば０．１〜１．０までの０．１間隔ごとの値等）とする。収差量については、上記基準波長色画像以外の波長色の画像（例えばＲ画像とＢ画像）ごとの色ズレ量が格納される。そして、それらの色ズレ量ごとに対応して信頼度が格納される。信頼度の初期値は、例えば０％とする。また、図６に示したデータ構成はレンズユニットの製品番号ごとに作成される。なお、収差量テーブルにおける像高としては、比率に限らず、像高距離自体（単位：μｍ等）としてもよい。
【００３４】
なお、単焦点レンズユニットを用いる場合は、収差量テーブルにおいてズームポジションの情報は必要ない。
【００３５】
ステップＳ１２で収差量テーブルを参照した結果、通信部１１により取得されたレンズユニットの製品番号及びズームポジション情報に対応する製品番号及びズームポジションにて、全ての像高において信頼度が規定値に達している収差量データがあるか否かを判定する（ステップＳ１３）。上記規定値は、例えば１００％とする。
【００３６】
ステップＳ１３の判定で否の場合（ステップＳ１３のＮ）とは、例えば収差量テーブルに対応する製品番号が登録されていない場合、製品番号は登録済だが対応するズームポジションが登録されていない場合、対応する製品番号及びズームポジションにおいて登録されていない収差量データがある場合、対応する製品番号及びズームポジションにおいて信頼度が規定値に達していない収差量データがある場合が含まれる。
【００３７】
ステップＳ１３の判定で否の場合（ステップＳ１３のＮ）、制御部１３は、対応する製品番号及びズームポジションにて、信頼度が規定値に達していない像高（収差量データが登録されていない場合も含む）について収差量推定部８に収差量の推定処理を行わせる。
【００３８】
ここで、収差量推定部８による倍率色収差量の推定処理について詳述する。収差量推定部８は、ＲＧＢデータ生成部３により生成されたＲＧＢ画像データを構成するＲ画像、Ｇ画像、Ｂ画像の各色の画像データに対してエッジ検出処理を行い、各色のエッジ画像データを生成する（以下、Ｒエッジデータ、Ｇエッジデータ、Ｂエッジデータと呼ぶ）。
【００３９】
ここで、基準波長色のエッジデータ（例えばＧエッジデータ）において像高ごとに複数の代表点が定められており、収差量推定部８は、当該代表点を含むような所定範囲のエッジデータをテンプレートとして、他の波長色のエッジデータ（例えばＲ、Ｂエッジデータ）に対して像高方向（半径方向）のブロックマッチング処理（探索処理）を行う。そして、収差量推定部８は、ブロックマッチング処理により特定される色ズレ量を像高ごとに各代表点について検出し、検出された色ズレ量の平均値をその像高に対応する倍率色収差推定量として出力する。このとき、収差量推定部８は、色ズレ量を正常に検出できた代表点の数をサンプル数として、倍率色収差推定量と共に出力する。
【００４０】
ここで、色ズレ量を正常に検出できない場合としては、例えば以下が挙げられる。
（１）画像にテクスチャがない場合（高周波成分がない場合）。
（２）画像が繰り返し模様により構成され、マッチング評価が困難な場合。
（３）テンプレートとマッチングした画像とが十分に類似していない場合。
【００４１】
説明を図５のフローチャートに戻し、ステップＳ１４で、収差テーブルにおいて信頼度が規定値に達していない像高についての倍率色収差量の推定結果を制御部１３は収差量推定部８から取得する。ここでは、制御部１３は、像高ごとに上述した倍率色収差推定量及びサンプル数を取得する。
【００４２】
次に、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、対応する製品番号及びズームポジションにおいて収差量テーブルが更新される。
【００４３】
ステップＳ１５で、制御部１３は、サンプル数が所定の閾値を上回っている場合、倍率色収差推定量が収差テーブルにおいて既に登録されている対応する像高の収差量とほぼ差がなければ、対応する信頼度を所定値（例えば１０％）だけ増加させる（もし収差テーブルに収差量が未登録であれば、倍率色収差推定量を登録すると共に信頼度を初期値とする）。一方、サンプル数が閾値以下である場合には信頼度は維持する（もし収差テーブルに収差量が未登録であれば、未登録のままとする）。また、倍率色収差推定量と収差量テーブルに登録済の収差量に差がある場合は、信頼度は減少させる。
【００４４】
なお、倍率色収差推定量が収差テーブルに登録済の収差量と差があった場合、当該倍率色収差推定量は一旦保留しておき、次回の撮像時に算出された倍率色収差推定量が保留された倍率色収差推定量とほぼ差がなければ、保留した倍率色収差推定量を収差量テーブルに上書きで登録し、信頼度を初期値にリセットしてもよい（次回の撮像時に算出された倍率色収差推定量が収差テーブルに登録済の収差量とほぼ差が無かった場合は、信頼度を増加させる）。
【００４５】
以上のようにしてステップＳ１５にて収差量テーブルが更新されると、ステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６で、制御部１３は、更新後の収差量テーブルにおいて収差量が登録されていない像高があるか否かを判定し、もしあれば（ステップＳ１６のＹ）、ステップＳ１７へ進む。ここで、制御部１３は、収差量が登録されていない像高以外の像高の収差量に基づいて多項式近似を最小二乗法によって行い、算出された多項式に基づいて、収差量が登録されていない像高に対する収差量を算出する。
【００４６】
例えば図７は、Ｇ画像を基準とした場合のＢ画像の収差量の像高との関係を示すグラフの一例であり、ここでは像高が０．１、０．５、及び０．８について収差量が収差量テーブルに登録されていないことを示す。従って、それ以外の像高の収差量（図７の黒丸）に基づいて破線で示す多項式を最小二乗法で算出し、上記像高０．１、０．５、及び０．８に対する各収差量を上記多項式に基づき算出する。また、図８は、Ｇ画像を基準とした場合のＲ画像の収差量の像高との関係を示すグラフの一例であり、同様に破線で示す多項式を算出することにより、収差量の登録されていない像高（ここでは０．２と０．７）に対して収差量を算出する。
【００４７】
ステップＳ１７によって全ての像高について収差量が決定されるので、ステップＳ１８に進み、制御部１３は、決定された収差量に基づいて、ＲＧＢデータ生成部３により生成されたＲＧＢ画像データを補正するよう画像補正部４に指令する。画像補正部４は、例えばＧ画像を基準としたＢ画像とＲ画像それぞれについての収差量に基づき、Ｂ画像、Ｒ画像をそれぞれ補正する。具体的には、補正対象の画像の像高ごとに収差量に応じた像高方向の拡大・縮小処理を行うことで倍率色収差補正が行われる。
【００４８】
一方、ステップＳ１６で、収差量テーブルにおいて全ての像高について収差量が登録されていれば（ステップＳ１６のＮ）、ステップＳ１８に進み、当該登録されている収差量に基づいて画像補正部４によりＲＧＢ画像データの倍率色収差補正が行われる。
【００４９】
撮像が実行されるたびに図５のフローチャートが繰り返され、収差量テーブルの更新が進み、全ての像高について登録されている収差量の信頼度が規定値に達すれば、図５のフローチャートにおいてステップＳ１３の判定（ステップＳ１３のＹ）ではそのままステップＳ１８に進み、登録されている収差量に基づいて画像補正部４によりＲＧＢ画像データの倍率色収差補正が行われる。
【００５０】
このように本実施形態によれば、装着したレンズユニットについての使用可能な補正データを取得できない場合でも（純正でないレンズユニットを装着した場合等）、撮像を実行するたびに倍率色収差推定が行われて収差量テーブルが更新され、撮像画像の倍率色収差補正が行われる。そして、収差量テーブルにおける収差量の信頼度が十分に高くなれば、以降は撮像実行のたびに倍率色収差推定は省かれ、収差量テーブルに登録された収差量に基づいて撮像画像の倍率色収差補正が行われる。従って、像高方向の色ズレを抑えた画質の向上した撮像画像を得ることができると共に、或るタイミングからは倍率色収差推定が省かれるので、撮影時間の短縮化も実現可能となる。なお、撮影時間とは、撮像素子２により得られた画像データを処理して画像記憶部６に記憶させる、又は表示部７に表示させるまでの時間、或いは、撮像実行操作（撮像ボタン押下げ等）を行ってから次の撮像実行操作が受付け可能となるまでの時間のことをいう。また特に、レンズユニットの個体差やレンズユニットを取り付けるレンズ取付け部１の個体差等に適応した撮像画像の補正が可能となる。
【００５１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変更が可能である。
【００５２】
例えば、製品番号が同じであってもロットによってはレンズユニットの品質が異なる場合があるので、収差量テーブルにおいて製品番号に加えてシリアル番号を管理するようにしてもよい。これにより、製品番号は同じでもシリアル番号の異なるレンズユニットを装着した場合でも対応することが可能となる。
【００５３】
また、レンズユニットの経時劣化を考慮し、或るレンズユニットに関する収差量テーブルにおける全ての像高についての信頼度が規定値に達した後でも、例えば当該レンズユニットによる撮像回数が閾値を超えたタイミングにて倍率色収差推定を行ってもよい。そして、推定結果が現在登録されている収差量とほぼ差がなければ収差量及び信頼度を維持し、もし差があれば、信頼度を初期化して推定結果を収差量テーブルに上書き登録するなどしてもよい。
【００５４】
また、撮像装置側に製品番号と補正データのリストを保持しておき、装着したレンズユニットから取得した製品番号が上記リストに該当していない場合に、倍率色収差推定モードへ移行するようにしてもよい。
【００５５】
また、必ずしも毎回の撮像実行ごとに倍率色収差推定を行う必要はなく、例えば、撮像実行の際に倍率色収差推定及び撮像画像の補正を行った後、数回の撮像実行については倍率色収差推定を省いて収差量テーブルに現状登録された収差量に基づいて撮像画像の補正を行うこととしてもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では倍率色収差を推定対象として説明したが、その他のレンズユニットの光学特性に起因する画像劣化を推定対象としてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１  レンズ取付け部
２  撮像素子
３  ＲＧＢデータ生成部
４  画像補正部
５  圧縮処理部
６  画像記憶部
７  表示部
８  収差量推定部
８１  エッジ検出部
８２  マッチング処理部
８３  収差計算部
９  テーブル記憶部
１０  検知部
１１  通信部
１２  操作部
１３  制御部
１５  撮像装置
１５１  画像処理部
２１Ａ、２１Ｂ  レンズユニット
【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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