(57)【要約】      （修正有）【課題】車載機との間で双方向通信を行う電子キーの探索を、車載機以外の装置を用いながら無駄なコストを減らして実現する電子キー検出システムを提供する。【解決手段】自機器の外部から取得したアプリケーション３３を実行するスマートフォン３と、スマートフォン３に接続できる端末無線機４とを含む。端末無線機４は、車両に搭載された車載機から送信されるリクエスト信号を受信した場合に応答信号を返信する電子キーとの間で双方向通信を行う。アプリケーション３３は、スマートフォン３に接続した端末無線機４からリクエスト信号を送信させるリクエスト送信処理及び携帯電話機に接続した端末無線機４が電子キーから受信する応答信号をもとに電子キーの存在を報知させる報知処理を、携帯電話機で実行させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自機器の外部から取得したアプリケーション（３３）を実行する演算部（３１）を備える携帯電話機（３）と、
前記携帯電話機に接続できる端末無線機（４）とを含み、
前記端末無線機は、車両（１）に搭載された車載機（１０）から送信されるリクエスト信号を受信した場合に応答信号を返信する電子キー（２）との間で、双方向通信を行うことができるものであり、
前記アプリケーションは、前記携帯電話機に接続した前記端末無線機から前記リクエスト信号を送信させるリクエスト送信処理、及び前記携帯電話機に接続した前記端末無線機が前記電子キーから受信する前記応答信号をもとに前記電子キーの存在を報知させる報知処理を、前記携帯電話機で実行させるアプリケーションである電子キー検出システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記電子キーは、前記応答信号に、前記電子キーを特定可能とする電子キーＩＤを含ませて送信し、
前記アプリケーションは、受信した前記応答信号に含まれる前記電子キーＩＤが、前記携帯電話機にあらかじめ記憶された、検知対象とする前記電子キーの前記電子キーＩＤと一致した場合に、前記電子キーの存在を報知させる電子キー検出システム。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記携帯電話機は、前記電子キーが前記応答信号を送信する際の送信電力をあらかじめ記憶したメモリ（３２）を備え、
前記端末無線機は、前記電子キーから送信される前記応答信号を受信するとともに、前記応答信号の受信信号強度を計測する端末受信部（４３）を備えており、
前記端末受信部は、前記応答信号を受信した場合、計測した前記応答信号の受信信号強度を前記携帯電話機に出力し、
前記アプリケーションは、さらに、前記端末受信部で計測した前記受信信号強度と、前記メモリに記憶されている前記電子キーの前記送信電力とを用いて、前記端末無線機から前記電子キーまでの距離を検出して報知させる電子キー検出システム。
【請求項４】
請求項３において、
前記端末受信部は、単方向指向性を持つアンテナ（４４）を備え、
前記アプリケーションは、さらに、前記端末受信部で計測した前記受信信号強度と、前記メモリに記憶されている前記電子キーの前記送信電力とを用いて、前記端末無線機に対する前記電子キーの方向を検出して報知させる電子キー検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子キーと、無線機を接続した携帯電話機との間で双方向通信を行うことで電子キー探索を行う電子キー検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車載機器との間で双方向通信を行う電子キーとしての携帯機を紛失した場合に、携帯機が有する送受信機能を利用して携帯機を探し出す携帯機探索装置が開示されている。特許文献１に開示の携帯機探索装置では、携帯機を探索する際に、携帯機に対して車載機が送信するのと同様の送信リクエスト信号を送信し、携帯機からの応答信号を受信した場合に、携帯機が検出領域内に存在することを報知する。
【０００３】
特許文献１に開示の携帯機探索装置は、携帯機に対して車載機が送信するのと同様の送信リクエスト信号を送信するために、車載機と同様のアンテナ、発振器などに加えて、送信リクエスト信号の生成などを行う制御装置を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２０７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示の携帯機探索装置に、車載機器と同様のアンテナ、発振器などに加えて、送信リクエスト信号の生成などを行う制御装置を備えるには多くのコストがかかる。特許文献１に開示の携帯機探索装置は携帯機を探索する機能のみを有する装置であり、このような装置にコストをかけるのは無駄が多い。
【０００６】
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、車載機との間で双方向通信を行う電子キーの探索を、車載機以外の装置を用いながら無駄なコストを減らして実現する電子キー検出システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、発明の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００８】
上記目的を達成するための本発明は、自機器の外部から取得したアプリケーション（３３）を実行する演算部（３１）を備える携帯電話機（３）と、携帯電話機に接続できる端末無線機（４）とを含み、端末無線機は、車両（１）に搭載された車載機（１０）から送信されるリクエスト信号を受信した場合に応答信号を返信する電子キー（２）との間で、双方向通信を行うことができるものであり、アプリケーションは、携帯電話機に接続した端末無線機からリクエスト信号を送信させるリクエスト送信処理、および携帯電話機に接続した端末無線機が電子キーから受信する応答信号をもとに電子キーの存在を報知させる報知処理を、携帯電話機で実行させるアプリケーションである。
【０００９】
以上の構成によれば、携帯電話機であっても端末無線機を接続することで、この端末無線機を介して電子キーとの間でリクエスト信号の送信、応答信号の受信が可能になる。また、携帯電話機は、自機器の外部から取得したアプリケーションによって、リクエスト信号の送信、電子キーからの応答信号を受信したこともとに電子キーの存在を報知することができる。このように、携帯電話機を電子キーの探索に利用することが可能になるので、電子キーの探索専用の装置を用いる場合に比べて、無駄なコストを抑えることができる。その結果、車載機との間で双方向通信を行う電子キーの探索を、車載機以外の装置を用いながら無駄なコストを減らして実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態としての無線通信システムの利用状況を表す図である。
【図２】第１実施形態に係る無線通信システムが備える車載機１０の構成図である。
【図３】第１実施形態に係る無線通信システムが備える電子キー２の構成図である。
【図４】第１実施形態に係る無線通信システムが備える端末無線機４の構成図である。
【図５】第１実施形態に係るアプリケーション３３の作動を表すフローチャートである。
【図６】第２実施形態に係るスマートフォン３と電子キー２の位置関係を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態としての無線通信システムが備える構成を図面に基づいて説明する。まず、図１を用いて、第１実施形態としての電子キー検出システムの利用状況の一例についての説明を行う。
【００１２】
車両１で用いられる車載機１０は無線通信機能を有し、電子キー２に対してリクエスト信号を送信する。
【００１３】
電子キー２は、無線通信機能を有し、車載機１０が送信するリクエスト信号を受信すると、電子キー２を識別するための電子キーＩＤを含む応答信号を送信する。車載機１０では、予め登録しておいた電子キーＩＤと、この応答信号に含まれる電子キーＩＤとの照合を行うことで正規の電子キー２の認証を行い、認証が成立した場合に、ドアのアンロック準備などの車両制御を行う。
【００１４】
スマートフォン３は、請求項の携帯電話機に相当し、例えばサーバからの配信によって電子キー検出用のアプリケーションを導入され、リクエスト信号の生成、電子キー２を検出成功した旨の報知などを行う。また、スマートフォン３は、検知対象の電子キーＩＤを記憶している。この電子キーＩＤは、例えば車両１のディーラーでスマートフォン３に入力を行ってもらう等により、スマートフォン３に記憶させる構成とすればよい。
【００１５】
端末無線機４は、リクエスト信号のＤＡ変換、変調および送信と、応答信号の受信、復調およびＡＤ変換とを行う無線通信機である。端末無線機４は、スマートフォン３に接続して用いられる。
【００１６】
続いて、図２を用いて車載機１０の構成の一例について説明を行う。図２に示すように、車載機１０は、車両側制御部１１、ＬＦ送信部１２、およびＲＦ受信部１３を備える。
【００１７】
車両側制御部１１は、リクエスト信号を生成し、ＬＦ送信部１２からリクエスト信号を送信させる。ＬＦ送信部１２は、車両側制御部１１が生成したリクエスト信号を、変調および増幅して送信する。送信する際に用いる周波数は、例えば１００ｋＨｚ帯であり、変調方式は例えば振幅偏移変調方式である。ＲＦ受信部１３は、電子キー２から送信される応答信号を受信し、復調して車両側制御部１１に出力する。また、車両側制御部１１は、ＲＦ受信部１３から応答信号が入力されると、この応答信号に含まれる電子キーＩＤと、車載機１０に記憶されている電子キーＩＤとの照合を行う。
【００１８】
続いて、図３を用いて、電子キー２の構成の一例について説明を行う。電子キー２は、ＬＦ受信部２１、制御部２２、およびＲＦ送信部２３を備える。
【００１９】
ＬＦ受信部２１は、車載機１０がリクエスト信号を送信する際の通信プロトコルと同様の通信プロトコルに沿って、受信した信号を復調する。制御部２２は、ＬＦ受信部２１が復調した信号を取得すると、リクエスト信号が含まれているか否か判断する。そして、リクエスト信号が含まれていると判断した場合には、電子キーＩＤを含む応答信号を生成し、ＲＦ送信部２３に出力する。ＲＦ送信部２３は、制御部２２が生成した応答信号を変調および増幅して送信する。送信する際に用いる周波数は、例えば３００ＭＨｚ帯である。
【００２０】
続いて、図４を用いて、スマートフォン３および端末無線機４の構成の一例について説明を行う。スマートフォン３と端末無線機４とを備えた構成が請求項の電子キー検出システムに相当する。スマートフォン３は、演算部３１、メモリ３２、メス側ｍｉｃｒｏＵＳＢ端子（以下、メス端子）３４、及びディスプレイ３５を備える。端末無線機４はオス側ｍｉｃｒｏＵＳＢ端子（以下、オス端子）４１と、端末送信部４２と、端末受信部４３を備えて構成される。メモリ３２には、アプリケーション３３が記憶されている。
【００２１】
まず、スマートフォン３の構成について説明を行う。演算部３１は、メモリ３２に記憶されたアプリケーション３３を実行する。メモリ３２は、アプリケーション３３を配信するサーバに、スマートフォン３が備える図示しない通信装置を用いて接続して導入したアプリケーション３３および検知対象の電子キー２が返答信号に含ませる電子キーＩＤを記憶している。
【００２２】
アプリケーション３３は電子キー検知用のアプリケーションであり、演算部３１で実行されると、リクエスト信号の生成、応答信号をもとにした電子キー２の検出、ディスプレイ３５への表示などを行う。アプリケーション３３は、車載機１０が生成するリクエスト信号と同様のリクエスト信号を生成し、端末無線機４を通じて送信させる。また、アプリケーション３３は端末無線機４が受信した信号を解析し、電子キーＩＤを含む応答信号であるか否かを判断する。そして、電子キーＩＤを含む応答信号であった場合は、車両１で用いられる電子キー２を検出したことを示す情報をディスプレイ３５に表示する。
【００２３】
メス端子３４は、ｍｉｃｒｏＵＳＢプラグを接続可能な端子である。メス端子３４は、演算部３１が生成したリクエスト信号を、メス端子３４で接続された端末無線機４に対して出力する。また、メス端子３４は、メス端子３４で接続された端末無線機４から入力される信号を演算部３１に伝達する。ディスプレイ３５は、スマートフォン３が備える表示装置である。
【００２４】
続いて、端末無線機４の構成について説明を行う。オス端子４１は、スマートフォン３のメス端子３４に接続するためのｍｉｃｒｏＵＳＢプラグである。オス端子４１は、オス端子４１と接続されたスマートフォン３から入力されるリクエスト信号を端末送信部４２に伝達する。また、オス端子４１は、端末受信部４３が受信した信号を、オス端子４１と接続されたスマートフォン３に出力する。
【００２５】
端末送信部４２は、スマートフォン３からオス端子４１を通じて入力されるリクエスト信号を変調および増幅して無線送信する。送信する際の周波数および変調方式などの通信プロトコルは、ＬＦ送信部１２がリクエスト信号を送信する際に用いる通信プロトコルと同様である。リクエスト信号が送信される送信範囲は、例えば半径１ｍ未満程度の比較的狭い範囲とする。
【００２６】
端末受信部４３は、電子キー２が送信する応答信号を受信し、復調する。そして、オス端子４１を通じてスマートフォン３に出力する。受信および復調の際の処理は、ＲＦ受信部１３の処理と同様である。
【００２７】
続いて、図５を用いて、電子キー２を検知するアプリケーション３３を実行する演算部３１の作動について説明を行う。スマートフォン３に端末無線機４を接続し、スマートフォン３でアプリケーション３３を起動すると、ステップＳ１（以下、ステップ省略）から各ステップの処理を実行する。
【００２８】
Ｓ１では、リクエスト信号を生成し、端末無線機４にリクエスト信号を送信させる。このＳ１の処理が請求項のリクエスト送信処理に相当する。端末無線機４からリクエスト信号が送信された場合、リクエスト信号の送信範囲内に電子キー２が存在すると、リクエスト信号を受信した電子キー２から応答信号が返信される。
【００２９】
Ｓ２では、端末無線機４が応答信号を受信した場合はＳ３に進み、受信しなかった場合はＳ１に戻る。一例として、リクエスト信号を送信してから規定時間が経過するまで応答信号を受信しなかった場合に、応答信号を受信しなかったとすればよい。
【００３０】
Ｓ３では、応答信号に含まれる電子キーＩＤと、メモリ３２に記憶されている電子キーＩＤとを照合する。そして、両者の電子キーＩＤが一致する場合はＳ４に進み、一致しない場合はＳ１に戻る。Ｓ４では、電子キー２を検出したことを示す情報をディスプレイ３５に表示し、フローチャートに示した処理を終了する。このＳ２〜Ｓ４の処理が請求項の報知処理に相当する。
【００３１】
電子キー２を検出したことを示す情報の一例としては、単に検出したことを示す情報であってもよいし、電子キー２が例えば半径１ｍ未満といった所定の範囲内に存在することを示す情報であってもよい。
【００３２】
以上、説明した第１実施形態によれば、スマートフォン３に端末無線機４を接続し、アプリケーション３３を作動させると、車載機１０の車両側制御部１１が生成するリクエスト信号と同様のリクエスト信号を演算部３１が生成する。そして、端末無線機４は、ＬＦ送信部１２がリクエスト信号を送信する際の通信プロトコルと同様の通信プロトコルにもとづいて、アプリケーション３３が生成したリクエスト信号を送信する。これにより、スマートフォン３を用いて車載機１０が送信するリクエスト信号と同様のリクエスト信号を送信することができる。また、端末無線機４は応答信号を受信し、復調してスマートフォン３に出力する。このように、第１実施形態によれば、スマートフォン３であっても端末無線機４を接続することで、端末無線機４を介して電子キー２との間でリクエスト信号の送信、応答信号の受信が可能になる。
【００３３】
スマートフォン３は、端末無線機４を介して電子キー２からの応答信号を取得できる。また、スマートフォン３は、スマートフォン３の外部から取得したアプリケーション３３によって、この応答信号を受信したこともとに、電子キー２が端末無線機４からのリクエスト信号の送信範囲内に存在することを検出し、電子キー２の存在を報知することができる。このように、スマートフォン３を電子キー２の探索に利用することが可能になるので、電子キー２の探索専用の装置を用いる場合に比べて、無駄なコストを抑えることができる。
【００３４】
端末無線機４からリクエスト信号が送信される送信範囲は、前述したように例えば半径１ｍ未満程度の比較的狭い範囲であるので、ユーザは電子キー２の存在する範囲を絞り込み易く、電子キー２の探索が容易となる。
【００３５】
また、第１実施形態によれば、スマートフォン３に電子キーＩＤが記憶されている電子キー２の応答信号を受信した場合に限って、電子キー２を検出したことを示す情報を表示する。よって、スマートフォン３に電子キーＩＤが記憶されている（つまり、登録されている）電子キー２を検出対象に絞って検出を行うことができる。そのため、他人の所持する電子キー２など、検出対象でない電子キー２を検出して探索を阻害されることを防ぐことができるとともに、システムのユーザが、検出した電子キー２の所有者であることを示す助けとなる。
【００３６】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態を説明する。この第２実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。
【００３７】
図６は、第２実施形態としての無線通信システムにおいて、端末無線機４を接続したスマートフォン３と、電子キー２の位置関係を示した図である。
【００３８】
第２実施形態における端末受信部４３は、ＲＳＳＩ回路を備えることで第１実施形態における端末受信部４３の機能に加えて受信信号強度を測定する機能を有する。また、端末受信部４３は、測定した受信信号強度を、オス端子４１を通じてスマートフォン３に出力する。
【００３９】
また、端末受信部４３が有するアンテナ４４は指向性を有している。端末受信部４３が有するアンテナの指向性パターンは、例えば図６の楕円４００で示すように一定の方向に絞られた指向性パターンを示すことが望ましい。つまり、単方向指向性を有していることが好ましい。一例として、スマートフォン３から端末無線機４に向かう配列方向の指向性は単方向指向性であることが好ましい。これは、スマートフォン３から端末無線機４に向かう配列方向が、スマートフォン３に端末無線機４を接続して電子キー２の探索を行うユーザにとっての探索方向のイメージと最も一致すると考えられるためである。
【００４０】
スマートフォン３から端末無線機４に向かう配列方向に対して直交する方向の指向性は、無指向性であることが好ましい。スマートフォン３から端末無線機４に向かう配列方向の指向性、および、この配列方向に直交する方向の指向性を、上述の指向性とするためには、たとえば、アンテナ４４としてパッチアンテナを用いる。
【００４１】
なお、本実施形態における単方向指向性は、メインローブに対して、サイドローブの利得が十分に小さい、たとえば、メインローブに対してサイドローブの利得が半分以下であることを意味する。
【００４２】
さらに、スマートフォン３が備えるメモリ３２は、電子キー２が有する電子キーＩＤに加えて電子キー２が応答信号を送信する際の送信電力を記憶している。送信電力は、例えば電子キーＩＤ同様に車両１のディーラーでスマートフォン３に入力を行ってもらう等により、スマートフォン３に記憶させる構成とすればよい。
【００４３】
ここで、図６に示す場合を例に挙げて、電子キー２の位置が、スマートフォン３に対して位置Ｐ１である場合と位置Ｐ２にある場合とを比較する。アンテナ４４は、位置Ｐ１の方向に対する利得と比較して、位置Ｐ２の方向に対する利得が小さい。そのため、電子キー２から受信する応答信号の受信信号強度は、電子キー２が位置Ｐ１にある場合よりも位置Ｐ２にある場合の方が小さくなる。
【００４４】
すなわち、スマートフォン３の向きを変化させ、スマートフォン３に対する電子キー２の位置を変化させることによって、応答信号の受信信号強度が変化し、利得が最大となる方向が電子キー２の位置を向く場合に受信信号強度が最大となる。
【００４５】
アプリケーション３３は、端末無線機４から入力された応答信号の受信信号強度の大きさをディスプレイ３５に表示する。また、アプリケーション３３は、電子キー２がアンテナ４４の利得が最大となる方向にあると仮定して電子キー２との距離を算出し、ディスプレイ３５に表示する。具体的には、電子キー２の送信電力と、応答信号の受信信号強度とを比較して信号強度の減衰率を求め、通信距離が長くなるほど減衰率が上昇する、減衰率と通信距離とのあらかじめ定められた関係から電子キー２との距離を算出する。
【００４６】
以上、説明した第２実施形態によれば、スマートフォン３の向きを変化させることによって応答信号の受信信号強度が変化することを利用して、電子キー２の存在だけでなく大まかな方向や距離も検出可能とする。詳しくは、アンテナ４４の利得が最大となる方向が電子キー２の位置を向いた場合に受信信号強度が最大となることから、端末無線機４に対する電子キー２の方向を特定することができる。また、応答信号の受信信号強度を用いて、電子キー２がアンテナの利得が最大となる方向にあると仮定した場合の距離を算出することで、電子キー２の方向を特定できた場合に端末無線機４から電子キー２までの距離を知ることが可能となる。
【００４７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【００４８】
＜変形例１＞
第１実施形態では、端末無線機４はオス端子４１を備え、スマートフォン３が備えるメス端子３４に接続するとしている。しかし、スマートフォン３などの携帯電話機は、ヘッドフォンなどを接続するために用いられるメス側フォーン端子をはじめとする接続部として利用可能な各種コネクタを備えている。そのため、オス側フォーン端子などのそれらのコネクタに接続するための端子を、オス側ｍｉｃｒｏＵＳＢ端子に代えて備えるものとしてもよい。
【００４９】
＜変形例２＞
第１実施形態では、端末無線機４はオス端子４１を備えている。そのため、同様にオス端子としてｍｉｃｒｏＵＳＢプラグを備え、スマートフォン３のような携帯電話機に接続するデバイスとの間でｍｉｃｒｏＵＳＢプラグを共有した装置として端末無線機４を製造してもよい。例えば、マウスレシーバーやＵＳＢカードリーダ、あるいはワンセグチューナなどの機能の少なくとも１つと、端末無線機４としての機能を備え、それぞれの機能を切り替え可能な装置として製造してもよい。
【００５０】
＜変形例３＞
第１実施形態では、電子キー２を検出したことを示す情報をディスプレイ３５に表示することで報知する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、電子キー２を検出したことを示す情報をスマートフォン３のスピーカから音声出力させる構成としてもよい。
【００５１】
＜変形例４＞
第１実施形態では、請求項の携帯電話機としてスマートフォン３を用いる構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、スマートフォン以外の携帯電話機であってもよい。
【００５２】
＜変形例５＞
第２実施形態では、端末無線機４から電子キー２までの距離と端末無線機４に対する電子キー２の方向との両方を検出する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、一方のみを検出する構成としてもよい。
【００５３】
＜変形例６＞
第１実施形態では、アプリケーション３３のスマートフォン３への導入は、スマートフォン３が備える通信装置を用いてサーバに接続して行うとしているが、自動車販売店においてインストールするものとしてもよい。
【００５４】
＜変形例７＞
第１実施形態では、車両１の購入時に電子キーＩＤを印字して配布するものとしているが、電子キーＩＤと、車両１および電子キー２との対応関係を自動車メーカーまたは自動車販売店で保管し、電子キー２の紛失時に配布するものとしてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１：車両  ２：電子キー  ３：スマートフォン  ４：端末無線機  １０：車載機  １１：車両側制御部  １２：ＬＦ送信部  １３：ＲＦ受信部  ２１：ＬＦ受信部  ２２：制御部  ２３：ＲＦ送信部  ３１：演算部  ３２：メモリ  ３３：アプリケーション  ３４：メス端子  ３５：ディスプレイ  ４１：オス端子  ４２：端末送信部  ４３：端末受信部  ４４：アンテナ
【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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