(57)【要約】【課題】プロジェクターにおいて、防眩機能の提供に際し、処理負荷を軽減すること。【解決手段】プロジェクター１は、第１方向の直線偏光により形成された画像を投写面に投写する投写ユニット１０６、第１方向の直線偏光を遮断する偏光フィルター１０７と、画像が投写された投写面を、偏光フィルター１０７を介して撮像する撮像部１０８と、撮像部１０８により撮像された画像を用いて入力映像に対してマスク処理を行う画像処理回路１０５とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向の直線偏光により形成された画像を投写面に投写する投写部と、
前記第１方向の直線偏光を遮断する偏光フィルターと、
前記画像が投写された投写面を、前記偏光フィルターを介して撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像を用いて入力映像に対してマスク処理を行う処理部と
を有するプロジェクター。
【請求項２】
前記偏光フィルターを前記撮像部の光軸に対して移動させる駆動部
を有する請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項３】
前記偏光フィルターの偏光軸を回転させる駆動部
を有する請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項４】
前記処理部は、前記撮像部により撮像された画像を２値化した画像を用いて前記マスク処理を行う
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプロジェクター。
【請求項５】
前記処理部は、前記入力映像に重ねて投写される画像を記憶する記憶領域に、前記撮像部により撮像された画像から得られた画像を書き込むことにより前記マスク処理を行う
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプロジェクター。
【請求項６】
前記投写部は、特定の色成分についての前記第１方向の直線偏光と、他の色成分についての前記第１方向とは異なる第２方向の直線偏光とにより形成された画像を前記投写面に投写し、
前記処理部は、前記撮像部により撮像された画像から、前記他の色成分を除いた画像を用いて前記マスク処理を行う
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプロジェクター。
【請求項７】
第１方向の直線偏光を遮断する偏光フィルターを有するプロジェクターの制御方法であって、
前記第１方向の直線偏光により形成された画像を投写面に投写するステップと、
前記画像が投写された投写面を、前記偏光フィルターを介して撮像するステップと、
撮像された画像を用いて入力映像に対してマスク処理を行うステップと
を有する制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防眩機能を提供するプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターにおける防眩機能を提供するために、スクリーンの前にいる人物の位置を検出する技術が提案されている。特許文献１には、複数のカメラで撮像された撮像画像のステレオマッチングを行うことにより、スクリーンの前にいる人物を検出することが記載されている。特許文献２には、投写画像とカメラで撮像された撮像画像とを比較することにより、投写光路内の人物が存在する領域を特定することが記載されている。特許文献３には、カメラで撮像された撮像画像のうち、ディスプレイ領域の周辺下部の撮像情報を利用して、ディスプレイ領域における人物の位置を検出することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２９４１５号公報
【特許文献２】特開２００４−２５４１４５号公報
【特許文献３】特開２０００−３０５４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１乃至３に記載の技術においては、人物の位置を特定するために、複数の画像における画素間の差分抽出などの画像解析を行う必要があり、プロジェクターに処理負荷がかかるという問題がある。
これに対し本発明は、防眩機能の提供に際し、処理負荷を軽減することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、第１方向の直線偏光により形成された画像を投写面に投写する投写部と、前記第１方向の直線偏光を遮断する偏光フィルターと、前記画像が投写された投写面を、前記偏光フィルターを介して撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された画像を用いて入力映像に対してマスク処理を行う処理部とを有するプロジェクターを提供する。このプロジェクターによれば、撮像された画像の解析を行うことなく防眩機能を提供するので処理負荷を軽減することができる。
【０００６】
好ましい態様において、前記偏光フィルターを前記撮像部の光軸に対して移動させる駆動部を有することを特徴とする。このプロジェクターによれば、複数の撮像部を設けることなく、撮像部を利用する、防眩機能以外の他の機能を提供することができる。
【０００７】
別の好ましい態様において、前記偏光フィルターの偏光軸を回転させる駆動部を有することを特徴とする。このプロジェクターによれば、複数の撮像部を設けることなく、撮像部を利用する、防眩機能以外の他の機能を提供することができる。
【０００８】
別の好ましい態様において、前記処理部は、前記撮像部により撮像された画像を２値化した画像を用いて前記マスク処理を行うことを特徴とする。このプロジェクターによれば、撮像された画像を２値化した画像を用いてマスク処理が行われない場合に比べて、防眩機能の精度が向上する。
【０００９】
別の好ましい態様において、前記処理部は、前記入力映像に重ねて投写される画像を記憶する記憶領域に、前記撮像部により撮像された画像から得られた画像を書き込むことにより前記マスク処理を行うことを特徴とする。このプロジェクターによれば、入力映像を書き換えることなく防眩機能を提供することができる。
【００１０】
別の好ましい態様において、前記投写部は、特定の色成分についての前記第１方向の直線偏光と、他の色成分についての前記第１方向とは異なる第２方向の直線偏光とにより形成された画像を前記投写面に投写し、前記処理部は、前記撮像部により撮像された画像から、前記他の色成分を除いた画像を用いて前記マスク処理を行うことを特徴とする。このプロジェクターによれば、色成分毎に偏光方向が異なる直線偏光により形成された画像が投写される場合であっても、防眩機能を提供することができる。
【００１１】
また本発明は、第１方向の直線偏光を遮断する偏光フィルターを有するプロジェクターの制御方法であって、前記第１方向の直線偏光により形成された画像を投写面に投写するステップと、前記画像が投写された投写面を、前記偏光フィルターを介して撮像するステップと、撮像された画像を用いて入力映像に対してマスク処理を行うステップとを有する制御方法を提供する。この制御方法によれば、撮像された画像の解析を行うことなく防眩機能を提供するので処理負荷を軽減ことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】投写システムの概略図。
【図２】プロジェクターのハードウェア構成を例示する図。
【図３】プロジェクターの動作を示すフローチャート。
【図４】合成画像Ｉ１を例示する図。
【図５】撮像画像Ｉ２を例示する図。
【図６】２値化された撮像画像Ｉ３を例示する図。
【図７】合成画像Ｉ４を例示する図。
【図８】防眩機能が実行されたときの投写システムを示す図。
【図９】プロジェクターのハードウェア構成を例示する別の図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
１．構成
図１は、本発明の一実施形態に係る投写システムＣ１の概略図である。投写システムＣ１は、プロジェクター１とスクリーン２とを有する。プロジェクター１は、映像ソースとなる電子機器（図示省略）から入力された映像信号により示される画像（以下「入力画像」という）をスクリーン２に投写する液晶プロジェクターである。本実施形態において、プロジェクター１は、入力画像の上にＯＳＤ（On Screen Display）画像を重ねて投写する。ＯＳＤ画像は、例えば操作メニューなどの、プロジェクター１に対して各種指示を入力するためのグラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）として機能する。図１の例で、投写システムＣ１はプレゼンテーションに利用されており、プレゼンターであるユーザーＵが、スクリーン２に投写された画像を指し示すためにスクリーン２の前に立っている。このようにユーザーがスクリーン２の前に立つ場合、プロジェクター１から投写された光がユーザーの目に入射するため、ユーザーが眩しさを感じるという問題がある。プロジェクター１は、ユーザーの目に入射する光の量を低減し、ユーザーが感じる眩しさを低減する機能（以下「防眩機能」という）を備える。
【００１４】
スクリーン２は、プロジェクター１から投写される画像を映し出す投写面である。本実施形態において、スクリーン２は、投写光の偏光成分を保持した状態で光を反射する特性を有する。なお、ここでいう「偏光成分の保持」とは、投写光の偏光成分と、反射光の偏光成分との差が所定の範囲内に収まることをいう。
【００１５】
図２は、一実施形態に係るプロジェクター１のハードウェア構成を例示する図である。プロジェクター１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０２と、記憶部１０３と、ＩＦ（インターフェース）部１０４と、画像処理回路１０５と、投写ユニット１０６と、偏光フィルター１０７と、撮像部１０８と、操作パネル１０９とを有する。
【００１６】
ＣＰＵ１００は、プロジェクター１の各部を制御する制御装置である。ＲＯＭ１０１は、各種プログラム及びデータを記憶した不揮発性の記憶装置である。ＲＡＭ１０２は、データを記憶する揮発性の記憶装置であり、ＣＰＵ１００が処理を実行する際のワークエリアとして機能する。ＲＡＭ１０２は、フレームメモリーＭ１、Ｍ２、Ｍ３、及びＭ４を有する。フレームメモリーＭ１は、映像信号により示される映像のうち、１フレーム分の入力画像を示す画像データ（以下「入力画像データ」という）を記憶する領域である。フレームメモリーＭ２は、ＯＳＤ画像を示す画像データ（以下「ＯＳＤデータ」という）を記憶する領域である。フレームメモリーＭ３は、入力画像にＯＳＤ画像を重ねた画像（以下「合成画像」という）を示す画像データ（以下「合成画像データ」という）を記憶する領域である。フレームメモリーＭ４は、撮像部１０８により撮像された画像（以下「撮像画像」という）を示す画像データを記憶する領域である。記憶部１０３は、データ及びプログラムを記憶する不揮発性の記憶装置である。この例で、防眩機能を実現させるためのプログラム（以下「防眩プログラム」という）は、記憶部１０３又はＲＯＭ１０１に記憶される。
【００１７】
ＩＦ部１０４は、映像ソースとなる電子機器と信号又はデータのやりとりを仲介するインターフェースである。ＩＦ部１０４は、外部装置と信号又はデータのやりとりをするための各種端子（例えば、ＶＧＡ端子、ＵＳＢ端子、有線ＬＡＮインターフェース、Ｓ端子、ＲＣＡ端子、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface：登録商標）端子など）を備える。
【００１８】
画像処理回路１０５（処理部の一例）は、プロジェクター１における画像処理を司る装置である。具体的には、画像処理回路１０５は、入力画像にリサイズ処理などの所定の画像処理を施し、画像処理後の入力画像データをフレームメモリーＭ１に書き込む。画像処理回路１０５は、また、防眩機能を提供するために、フレームメモリーＭ４に書き込まれた撮像画像を用いて、入力映像に対してマスク処理を行う。ここでいう「マスク処理」とは、入力映像の少なくとも一部を、撮像画像を用いて覆い隠すことをいう。マスク処理の詳細については後述する。画像処理回路１０５は、また、入力画像とＯＳＤ画像とを合成して合成画像を生成し、台形補正などの画像の形状を変更する幾何補正を合成画像に対して行う。なお、画像処理回路１０５が行う画像処理は、ここで記載したものに限らない。
【００１９】
投写ユニット１０６（投写部の一例）は、画像処理が施された映像信号に従って、スクリーン２に画像を投写する。投写ユニット１０６は、光源１０６１、液晶パネル１０６２、及び光学系１０６３、並びにこれらの駆動回路（図示略）を有する。光源１０６１は、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、若しくはメタルハライドランプなどのランプ、又はＬＥＤ（Light Emitting Diode）若しくはレーザーダイオードなどの固体光源を有する。液晶パネル１０６２は、光源１０６１から照射された光を映像信号に応じて変調する装置である。液晶パネル１０６２は、液晶層と、液晶層を挟んで対向するように設けられた配向膜と、配向膜を挟み偏光軸が互いに直交する２枚の偏光板と、偏光板を挟んで対向するように設けられた電極と（いずれも図示略）を有する。液晶パネル１０６２は、電極に印加された電圧に応じて液晶分子の配向状態が変化し、光源１０６１から照射された光から所定の方向の直線偏光を取り出す。この例で、液晶パネル１０６２は、赤、緑、及び青の３原色の色成分毎に、偏光軸が同じになるように設けられている。光学系１０６３は、液晶パネル１０６２により変調された光をスクリーン２に投写する素子であり、例えばレンズ及びプリズムを有する。液晶パネル１０６２によって変調された光は光学系で合成され、スクリーン２に投写される。
【００２０】
偏光フィルター１０７及び撮像部１０８は、防眩機能を実現するため用いられる。偏光フィルター１０７は、液晶パネル１０６２により取り出された所定の方向の直線偏光を遮断するための偏光板であり、偏光軸が液晶パネル１０６２の偏光軸と直交する状態で利用される。撮像部１０８は、画像が投写されたスクリーン２を含む領域を、偏光フィルター１０７を介して撮像する。撮像部１０８は、防眩機能が実行されている間、所定の周期でスクリーン２を含む領域を撮像する。
【００２１】
操作パネル１０９は、ユーザーがプロジェクター１に対し指示を入力するための入力装置であり、例えば、ボタン又はタッチパネルを含む。
【００２２】
２．動作
図３は、プロジェクター１の動作を示すフローチャートである。図３に示す処理は、例えば、ユーザーが操作パネル１０９を操作して、防眩機能を実行させるための指示を入力したことを契機として開始され、防眩機能が実行されている間繰り返し行われる。
【００２３】
ステップＳ１において、ＣＰＵ１００は、入力画像の上にＯＳＤ画像を重ねた合成画像を生成する。具体的には、ＣＰＵ１０は、フレームメモリーＭ１に書き込まれた入力画像と、フレームメモリーＭ２に書き込まれたＯＳＤ画像とを重ねた合成画像を生成し、当該合成画像を合成画像データとしてフレームメモリーＭ３に書き込む。なお、フレームメモリーＭ２にＯＳＤ画像が書き込まれていない場合（すなわちＯＳＤ画像が投写されない場合）には、入力画像がそのまま合成画像データとしてフレームメモリーＭ３に書き込まれる。ステップＳ２において、ＣＰＵ１００は、合成画像をスクリーン２に投写する。具体的には、ＣＰＵ１００は、フレームメモリーＭ３から合成画像データを読み出し、当該合成画像データに応じて液晶パネル１０６２を駆動する。上述の通り、液晶パネル１０６２は光源１０６１から照射された光から所定の方向の直線偏光を取り出す特性を有するため、ステップＳ２では所定の方向の直線偏光により形成された画像がスクリーン２に投写される。
【００２４】
図４は、スクリーン２に投写される合成画像Ｉ１を例示する図である。この例では、ＯＳＤ画像は投写されておらず、円グラフＧ１を示す入力画像がそのまま合成画像Ｉ１として投写されている。
【００２５】
再び図３を参照する。ステップＳ３において、ＣＰＵ１００は、合成画像が投写されたスクリーン２を、偏光フィルター１０７を介して撮像する。上述の通り、スクリーン２は投写光の偏光成分を保持した状態で光を反射する。したがって、プロジェクター１から投写された光のうちスクリーン２で反射された光は、偏光成分を保持した状態で偏光フィルター１０７に入射する。偏光フィルター１０７は、偏光軸が液晶パネル１０６２の偏光軸と直交するため、プロジェクター１から投写された光のうちスクリーン２で反射された光は、偏光フィルター１０７により遮断される。そのため、プロジェクター１から投写された光のうちスクリーン２で反射された光は、撮像部１０８により撮像されない。一方で、ユーザーの体は、投写光を乱反射する。したがって、ユーザーがスクリーン２の前にいる場合、プロジェクター１から投写された光のうちユーザーにあたって反射された光は、偏光成分が変化した状態で偏光フィルター１０７に入射する。そのため、プロジェクター１から投写された光のうちユーザーにあたって反射された光は、偏光フィルター１０７を透過し、撮像部１０８により撮像される。このように、ステップＳ３において偏光フィルター１０７を介してスクリーン２が撮像されると、撮像画像には、スクリーン２は映らず、スクリーン２の前にいるユーザーの体が映る。ＣＰＵ１００は、撮像画像をフレームメモリーＭ４に書き込む。
【００２６】
図５は、撮像画像Ｉ２を例示する図である。図５は、図４に示した合成画像Ｉ１がスクリーン２に投写されている状態で、ユーザーＵがスクリーン２の前に立ったときの撮像画像Ｉ２を例示する図である。この例で、ユーザーＵは、円グラフＧ１の一部が顔と肩に投写される位置に立っている。撮像画像Ｉ２には、ユーザーＵの上半身が映っている。
【００２７】
再び図３を参照する。ステップＳ４において、ＣＰＵ１００は、フレームメモリーＭ４に書き込まれた撮像画像を平滑化する。平滑化は、撮像画像に含まれるノイズを除去するために行われる。ＣＰＵ１００は、平滑化した撮像画像を再びフレームメモリーＭ４に書き込む。ステップＳ５において、ＣＰＵ１００は、フレームメモリーＭ４に書き込まれた撮像画像を２値化する。具体的には、ＣＰＵ１００は、撮像画像に含まれる画素の各々について、階調値と予め設定された閾値とを比較し、階調値が閾値以上の画素については黒に相当する「０」、階調値が閾値を下回る画素については白に相当する「１」をフレームメモリーＭ４に上書きする。
【００２８】
図６は、２値化された撮像画像Ｉ３を例示する図である。図６は、図５に示した撮像画像Ｉ２が２値化されたときの撮像画像Ｉ３を示している。この例で、ユーザーＵは階調値「０」で表されており、ユーザーＵ以外は階調値「１」で表されている。
【００２９】
再び図３を参照する。ステップＳ６において、ＣＰＵ１００は、フレームメモリーＭ４に書き込まれた撮像画像（ここでは、平滑化及び２値化がされた後の撮像画像）を用いて入力画像に対してマスク処理を行う。具体的には、ＣＰＵ１００は、フレームメモリーＭ２に書き込まれたＯＳＤ画像の上にフレームメモリーＭ４に書き込まれた撮像画像を重ねる。これにより、ＯＳＤ画像のうちユーザーＵに投写される領域の画素を黒にする。フレームメモリーＭ３には、フレームメモリーＭ１に書き込まれた入力画像データと、フレームメモリーＭ２に書き込まれたユーザーＵに投写される領域の画素が黒になったＯＳＤ画像とを合成した合成画像データが書き込まれる。なお、フレームメモリーＭ２にＯＳＤ画像が書き込まれていない場合には、フレームメモリーＭ４に書き込まれた撮像画像がそのままフレームメモリーＭ２に書き込まれる。ステップＳ６の処理を終えると、ＣＰＵ１００は、再び処理ステップＳ１に移行する。これにより、マスク処理が反映された合成画像がスクリーン２に投写される。
【００３０】
図７は、スクリーン２に投写される合成画像Ｉ４を例示する図である。この例では、円グラフＧ１を示す入力画像と、図６に示した撮像画像Ｉ３とが合成されたときの合成画像Ｉ４を示している。図７に示す通り、合成画像Ｉ４において、ユーザーＵに対応する領域は黒で表されている。
【００３１】
図８は、防眩機能が実行されたときの投写システムＣ１を示す図である。図８は、図７に示す合成画像Ｉ４が投写されたときの投写システムＣ１を示している。上述の通り、スクリーン２に投写される合成画像Ｉ４は、ユーザーＵに対応する領域が黒で表されることにより、当該領域の輝度が他の領域に比べて低下している。したがって、ユーザーＵの目に入射する光の量が低減され、ユーザーＵが眩しさを感じることが防止されている。
【００３２】
以上の通り、偏光フィルター１０７を介して撮像された撮像画像から作成されたマスク画像をフレームメモリーＭ２に書き込むことにより、防眩機能が提供される。したがって、ユーザーの位置を特定するための撮像画像の解析が行われなくても防眩機能を提供することができ、防眩機能を実行する際の画像処理回路１０５の処理負荷が低減される。また、上述の実施形態では、撮像画像から作成されたマスク画像はＯＳＤデータが記憶されるフレームメモリーＭ２に書き込まれるため、入力画像データを直接書き換えることなく防眩機能を提供することができる。さらに、上述の実施形態では、マスク処理は１フレーム毎にリアルタイムで行われるため、ユーザーＵがスクリーン２の前を移動しながらプレゼンテーションを行った場合であっても、ユーザーＵの動きに追従した領域についてマスク処理が行われる。
【００３３】
３．変形例
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下の変形例のうち２つ以上のものが組み合わせて用いられてもよい。
【００３４】
撮像部１０８は、防眩機能以外の他の機能をプロジェクター１で提供するために用いられてもよい。例えば、撮像部１０８は、スクリーン２上に映し出される画像の台形歪みを補正する機能やオートフォーカス機能を提供するために用いられてもよい。この場合、図９に示すように、プロジェクター１には、実行される機能に応じて、偏光フィルター１０７を回転又は移動させる駆動部１１０が設けられる。駆動部１１０は、例えば、防眩機能がオンのときには偏光フィルター１０７を介してスクリーン２が撮像され、防眩機能以外の他の機能がオンのときには偏光フィルター１０７を介さずにスクリーン２が撮像されるように偏光フィルター１０７を撮像部１０８の光軸に対して移動させる。別の例で、駆動部１１０は、防眩機能がオンのときには偏光フィルター１０７の偏光軸が液晶パネル１０６２の偏光軸と直交し、防眩機能以外の他の機能がオンのときには偏光フィルター１０７の偏光軸が液晶パネル１０６２の偏光軸と平行になるように偏光フィルター１０７の偏光軸を回転させる。このようにプロジェクター１で実行される機能に応じて偏光フィルター１０７が駆動されることにより、撮像部１０８を防眩機能以外の他の機能に利用することができる。
【００３５】
プロジェクター１のハードウェアは、図２で例示したものに限定されない。例えば、投写ユニット１０６において、特定の色成分について設けられた液晶パネル１０６２の偏光軸と、他の色成分について設けられた液晶パネル１０６２の偏光軸とは異なっていてもよい。すなわち、特定の色成分についての第１方向の直線偏光と、他の色成分についての第１方向とは異なる第２方向の直線偏光とにより形成された画像がスクリーン２に投写されてもよい。この場合、偏光フィルター１０７は、特定の色成分について設けられた液晶パネル１０６２の偏光軸と偏光軸が直交する状態で利用され、第１方向の直線偏光を遮断する。プロジェクター１は、撮像画像から他の色成分を除く処理を行い、当該処理後の画像を用いてマスク処理を行う。
【００３６】
プロジェクター１が防眩機能を提供するために行う処理は、図３に示した処理に限らない。プロジェクター１は、例えば、マスク処理を行う前に、２値化された撮像画像に含まれるユーザーを、所定の画素分膨らませる処理（膨潤処理）を行ってもよい。所定の画素数は、プロジェクターの解像度が例えばＷＸＧＡだった場合、１０から１００画素の間で任意である。また、ユーザー設定メニューによりユーザーに設定させてもよい。これにより、例えば、プロジェクター１の投写軸がスクリーン２に対して理想的な状態から傾いている場合に、プロジェクター１から投写された光がユーザーの目に入射する可能性が低減される。別の例で、プロジェクター１は、撮像画像に対して幾何補正を行い、幾何補正後の撮像画像を用いて入力画像に対してマスク処理を行ってもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１…プロジェクター、２…スクリーン、１００…ＣＰＵ、１０１…ＲＯＭ、１０２…ＲＡＭ、１０３…記憶部、１０４…ＩＦ部、１０５…画像処理回路、１０６…投写ユニット、１０７…偏光フィルター、１０８…撮像部、１０９…操作パネル、１１０…駆動部、１０６１…光源、１０６２…液晶パネル、１０６３…光学系
【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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