(57)【要約】【課題】一般的な照度計の場合、等色関数に用いられているＹ値のフィルタ特性が加味されているため、紫外、近赤外等の光量を測ることができない。  分光方式の分光器の使用もあるが、入射角度を変えて測る仕組みが含まれていない。【解決手段】本発明は、半球状のすりガラスを用いて１８０度全体の光束を取り込む装置となっている。これに入射角度を制御する光学系、複数個ならべた全体のシステムからなっている。また、本発明における分光器システムの様に複数の分光器を並べ、複数の分光情報を捉え、集約するシステムである。  さらに、視野を変える手法としては、その都度、光学系を取り変える手法も可能であるが、ズームレンズを用いて視野角度を変更することも可能である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分光ユニットへの入射角度を変えられる機構を有している分光装置。
【請求項２】
請求項１記載の分光装置において、前記分光装置の水平度を調べる部材、ＧＰＳ部材を有している分光装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の分光装置を複数有し、それぞれの分光装置からの情報を分析して、空間情報を含めた3次元のデータ解析を行う分光装置システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、０次元の分光装置及び当該分光装置を用いた分光装置システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ここに開示する発明は、０次元の分光装置に関するものであり、当該分光装置を発展させた分光装置システムに関するものである。
今後、分光機器を気象ならびに、上空の気体観測に用いることが、研究され、また一般的な測定手法に活用されることが期待されている。
【０００３】
分光措置については、発明の将来性と問題点について、以下のように考えることができる。
【０００４】
（発明の将来性）
旧態の気象観測では、観望天気というか、人が上空を見て、風の流れとか雲の動きを観察し、その情報と、風向、風速、気圧の変化、降水量、降雪量等の複合データから、天気予報を行っていた。
また気象台が設置されている各地点の情報が、気象予報の要となっていた。
【０００５】
台風調査などは、専用の調査用航空機、あるいは調査用船などを出して、台風近くまでわざわざ観測に行った時代もあった。大変危険度が高い業務であった。
【０００６】
その後、各拠点にレーダーが設置されるようになった。特設すべきは、富士山レーダーで、台風の接近情報ならびに、大きさ、威力等を精度良く調べられる様になった。
【０００７】
その後、人工衛星が飛ぶ様になり、日本でも気象衛星ひまわりを用いて、上空から雲、台風の状況を、調べられる様になった。また可視情報だけでなく、赤外情報も加味されて調べることができる様になり、波長バンド情報の違いから、画像データの目視観察にし、水分量等のデータ解析も行われるようになった。
【０００８】
今後、衛星を用いた情報も、より定量化され、気象予報に使われていくと推察する。
衛星による観測が一般になり、また代替レーダー（車山、牧の原台地）できたため、富士山レーダーは、役目を終え、１９９９年に運用を終了した。
【０００９】
一方、観望天気というか、気象庁の職員が実際に、空を見て観察を行い、それを気象予報データに加えるということはあまり行われなくなった。
【００１０】
本発明は、観望天気を補足し、分光値から大気中の水分量を得てそれを直接気象予報（例えば雨量の予報）として用いることが期待されており、それ以外の気象につながる情報解析から進み、将来的には、それらを含む気象システムの一部になっていくものと予想する。
そのためには、下記に示すデータ収集・解析が必要となっている。
【００１１】
（花粉量の検知）
１９９４年に、気象の資格制度（気象予報士）が出来てから、気象の専門家が増え（現在９０５４名）、また民間の気象予報会社も増えてきている。特に、この民間気象予報会社は、クライエントから受けた、微小地域の、より精度の高い気象情報を提供するようになっている。
花粉予報の精度を高めるために、花粉量測定器を開発、それを複数箇所に設置し、花粉情報の精度アップを図っている。
今まで、気象予報会社の仕事として、降水量の予報精度アップが重要であったが、今後は、花粉情報の様な、その他情報の予測・予報が重みを増してくると考える。
また、そのような新規情報を取り込むことにより、気象予報会社の差別化が図れると考える。
【００１２】
（黄砂、ＰＭ２．５の検知）
例えば、日本では、大陸から運ばれてくる黄砂、ＰＭ２５が問題になっている。
これらを測定する手法として、衛星から俯瞰するもの、逆に、ある一定量の空気を取り込み測定するもの等があるが、それら上空にある状態でそのままの形で測定することが、より好ましいと考える。
上空をにらむ形にて、複数の分光器を設置し、各位置における存在量ならびに変化情報をリアルタイムで、調べる事ができる。大量の黄砂が飛来している場合は、外出を控えるとかの対策がとれる様になる。
【００１３】
（紫外線の検知）
以前から、冷蔵庫の冷媒としてフロン類の自然界への放出により、オゾン層が破壊されるという問題が起きている。南極では、オゾン層が無くなり大きなホールができてしまい、その直下では、人間に有害な紫外線放射が増え、危険度が増している状況がある。
他の地域でもオゾン層の層厚が薄くなっていることから、皮膚に有害な紫外線を直接あびる可能性が高くなっている。このような情報を正確に把握するには、分光器にて紫外線照射光量を調べる必要がある。
【００１４】
また、一方では、登山を行う際、特に紫外線への注意が必要である。紫外線は皮膚がんを誘起させる元とも考えられている為である。
【００１５】
このため、今後は、登山の際に、分光器を持参する時代が来ると考える。紫外線は、ＵＶＡ（３８０−３１５ｎｍ）、ＵＶＢ（３１５〜２８０ｎｍ）、ＵＶＣ（２００〜２８０ｎｍ）の様に分けられているが、そのうちＵＶＡ，ＵＶＢの比率のみを測定する計測器も既にある。
しかし、そのような比率だけでなく、もう少し、分かりやすい表示方法（後で説明）とか、ある範囲波長の分光分布を観測するニーズが発生すると考えられる。このため、より小型の分光器を身体に身に付ける形も出てくると考える。特に、登山、スキー、海洋レジャー、ゴルフ等シーンで、専門装置嗜好の高い人たちが、身につける時代がくると推察する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
（先行技術とその問題点）
ａ：照度計の問題
一般的な照度計の場合、等色関数に用いられているＹ値のフィルタ特性が加味されているため、紫外、近赤外等の光量を測ることができない。
分光方式の分光器の使用もあるが、入射角度を変えて測る仕組みが含まれていない。
ｂ：人工衛星を使った手法
人工衛星を使った手法もあるが、細かな波長選択ができないため、定量に難がある。同一時刻における複数視点からの観測ができないため、立体画像は作れない。時間差を設ければできるが、その間に、気象条件は変わってしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、半球状のすりガラスを用いて１８０度全体の光束を取り込む装置となっている。これに入射角度を制御する光学系、複数個ならべた全体のシステムからなっている。
【００１８】
また、本発明における分光器システムの様に複数の分光器を並べ、複数の分光情報を捉え、集約するシステムである。
【００１９】
さらに、視野を変える手法としては、その都度、光学系を取り変える手法も可能であるが、ズームレンズを用いて視野角度を変更することも可能である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、個々の分光器で取得した情報を容易に２次元化、あるいは３次元化ができる。また、一個の分光器に依存するため、システムが単純で、確実性が高いと考える。
このため、このような手法は、今後一般的に普及し、ＩＯＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｏｆ  ｔｈｉｎｇｓ）の分光版に発展すると考えられる。また、今後は、製品寿命も一層長くなると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、入射光光学系を示す説明図である。
【図２】図２は、ファイバーオプティクプレートを用いた入射光光学系を示す説明図である。
【図３】図３は、ズームレンズを用いた入射光光学系を示す説明図である。
【図４】図４は、受光角度（視野角）を変えて、観測する距離範囲を変更することを説明する概念図である。
【図５】図５は、分光装置の外観を示す説明図である。
【図６】図６は、分光装置の外観を示す写真である。
【図７】図７は、分光装置をウエアラブルな形態とした場合の外観を示す説明図である。
【図８】図８は、個々の分光装置からのデータを集約するシステムを示す説明図である。
【図９】図９は、２次元定点観測による観測例を示す説明図である。
【図１０】図１０は、３次元定点観測による観測例を示す説明図である。
【図１１】図１１は、角度（θ）を変えた分光装置を設置することにより、３次元の気体中の吸収情報等を得ることを示す説明図である。
【図１２】図１２は、分光器を複数備えた分光装置を示す説明図である。
【図１３】図１３は、分光装置に測定している観測範囲を示す機能を設けた場合の説明図である。
【図１４】図１４は、赤道直下における太陽光の分光放射照度特性を示す図である。
【図１５】図１５は、皮膚に重要な紫外線領域（２９０ｎｍ〜３８０ｎｍ）を３種に分割してその比率にて表示した場合の説明図である。
【図１６】図１６は、黄砂発生時におけるスペクトル変化を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（装置形状）
図１は、入射光光学系を示す説明図である。図１に示す様に、小型の分光ユニットとスリットに入射するまでの光学系とからなる。入射光学系は、レンズ入射方式を基本として、分光器ユニットがその下段に設置される。
レンズは、短焦点距離からなるレンズあるいは、長焦点距離からなるレンズを入れ替える事により、光入射の角度（視野角）が変えられる。
また、全方向（１８０°）からの入射光を取得する必要がある時には、スリガラスあるいは、乳白ガラスからなるドーム（半球状）からなる光学部材を用いる（図１（ａ）参照）。
図１（ａ）は、ドーム型の石英製のガラスから出来ており、内面は＃４００程度のスリ状加工を施す。外面は光学研磨を施しており、ゴミ汚れ等が付かない様になっている。
一旦全方向から入射された光（拡散光）は、その後、第２の石英すりガラス（＃４００）程度）を透過し、拡散光として分光器内部へと導く形になっている。
分光器内部は、一般的な凹面（あるいは非球面反射型）グレーティングを用いる。（また、ツエルニーターナ、クロステツエルニーターナ等、凹面鏡２枚と平面グレーティングを使ったもの等、どの様な形態でも構わない。）また、図では分散型の分光器を示したが、干渉型のフーリエ変換方式（ＦＴ型）分光器でも構わない。
【００２３】
また、視野角が３０°程度であれば、（ａ）の様に全方位の光を入射する形ではなく、３０度の角度内の光を入射するレンズに交換できる。例えば、単焦点距離レンズを用いることができる（図１（ｂ）参照）。
さらに、視野角が１０°程度であれば、指定の視野角のみの光を入射するレンズ、例えば、長焦点距離レンズを用いることができる（図１（ｃ）参照）。これら、入斜光学系はレンズ交換ができる形となっている。
分光器は図１のような分散型の分光器を基本と考えているが、干渉を用いたフーリエ変換方式でも構わない。
【００２４】
図２は、ファイバーオプティクプレート（ＦＯＰ）を用いた入射光光学系を示す説明図である。図２（ａ）は、図１の場合と同様である。
図２（ｂ）は、入斜角度の異なるファイバーオプティクプレートを使用することにより、視野角範囲を切替えることができる。入射部と出射部の倍率が違う、光ファイバの束から構成されるもの（または、ファイバーオプティクプレート（ＦＯＰ）を用いる。
ファイバーオプティクプレート（ＦＯＰ）を用いれば、レンズによる収差問題とかが発生せず、綺麗な像を転送できるメリットがあり、また光学系が極めてシンプルになる。
通常のファイバの束の場合、開口角度が入射と出射角度が同じとなり、例えば３０度等のものが使える。（またこれは例として表したまでで、６０度、１５度、いずれの角度でも良い。）
また、多成分ファイバ、グレイディドインデクスタイプファイバ、ステップインデクスタイプファイバいずれでも良い。
図２（ｃ）もＦＯＰを用いることを示したものである。ＦＯＰを使うと入射開口角度を小さくして、出射開口角度を大きくする様な光学系も作れる。（ｃ）はＦＯＰを用いて、１０度入射としたものである。
【００２５】
図３は、第３の方法として、ズームレンズを使うことにより、視野角を変更する方法であり、このような方法も可能である。
いづれにしても、分光ユニットの光入射面に、入射角度を変える光学系を付加することにより、光が入射する視野角を調整する事ができる。
【００２６】
図４は、受光角度（視野角）を変えて、観測する距離範囲を変更することを説明する概念図である。受光角度を狭めれば、より遠い距離における情報を得ることが可能となり（図４（ａ）参照）、受光角度を広めれば、より近い距離における情報を得ることが可能となる（図４（ｂ）参照）。結果的に、測定対象とする気体への視野角調整から、どの程度の体積を測定対象とするのか調整ができる事となる。
【００２７】
図５は、分光装置の外観を示す説明図である。図６は、分光装置の外観を示す写真である。
分光装置には、水平標準器が設置され、装置の水平を保持して設置できる。これにより分光器へのビームが垂直に入射できる様に調整が出来る。図５では、従来的な気泡位置から検出する形の水平器だが、その他手法を用いたもの等、いずれの形状・方法でも良い。
また、分光器は、複数設置し、その位置情報を特定できる必要があるから、ＧＰＳセンサを内蔵する必要がある。ＧＰＳセンサ（機能）は、一旦、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ＜登録商標＞にて、若干離れた、パソコン、タブレット、あるいは専用装置に転送するため、若干の位置はずれるものの、一旦の転送先の装置に含まれていれば、その機能を用いる形にしても構わない。
【００２８】
図７は、分光装置をウエアラブルな形態とした場合の外観を示す説明図である。本発明の標準形は図５、６の様な形状であるが、ウエアラブルな形態（身に付ける形）として、図７の様な腕時計タイプのものでも構わない。これは、小型の分光器とその前に視野角を変える光学系が付加され、水平器、ならびにＧＰＳセンサが内臓されている形となる。
一般的な画像表示は、スペクトルの表示ならびに、後述する図１５で示される、紫外線表示手法に則り、紫外線情報等が、擬似カラーで表示される様になっている。
【００２９】
（多次元（２次元、３次元）データの取得）
図８は、個々の分光装置からのデータを集約するシステムを示す説明図である。図８に示すように、図５乃至図７の様な形態の分光器が、ＧＰＳ機能による位置情報を含めた多次元情報を取得し、そのデータを、一端Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈのインターフェイスを通して、タブレットにデータを転送し、そのデータを一般のインターネット情報網、すなわち、光ファイバ通信、または、標準モバイルインターネット（ＷｉＭａｘ、ＬＴＥ等）を経由して、基地局のコンピュータに取り込む様になっている。
複数の分光装置からのデータは同様な手法にて、基地局へ転送する。そこで、複数箇所で取得した分光分布を解析して、それぞれの位置毎の分光放射照度、紫外線量、気体中に含まれる物質の量等を計算し、マップ上に描く。必要であれば、その画像データを公衆回線（インターネット、一般放送局の電波（ＮＨＫ，等）を用いて、その情報が必要な人に届けるシステムである。
なお、データの集約、情報伝送にあたっては、タブレットに代えて、パソコンあるいは、スマートフォンでももちろん構わない。あるいは、同等機能を一体化した回路ボードを有する分光装置としても良いことは言うまでもない。
データの集約方としては、ア．ランダム、イ．２次元定点観測、ウ．３次元定点観測等がある。ランダムによる場合は、個人がランダム位置における情報をネットワークに送信することになる。
【００３０】
図９は、２次元定点観測による観測例を示す説明図である。定点位置に分光装置を複数設置することによって、例えば図８に示す様に、２０ｋｍ四方毎に分光器を設置することにより、定点位置上の空の分光情報を捉える形にする事も可能である。
このようにすれば、例えば、分光測定したものから、紫外線情報のみを取り出し、そのエネルギー表示をすることが考えられる。そのエネルギー表示法も、図１５に示す様な、３バンドから擬似カラー化して表示するものであり、例えば、オゾン層が薄くなった場合、２８０〜３１５ｎｍ近辺の照射量が上がるため、より皮膚に対する危険度が高い等の、危険情報を流すことが可能になる。
また、後に示す黄砂情報とか、気流に乗って流れてくる気体情報を検知でき、測定タイミングを短くすることにより、その流れを可視化することも可能になる。
こうした情報を地域ごとに数値として、その地図上に表現することが可能になる。
【００３１】
図１０は、３次元定点観測による観測例を示す説明図である。図１０に示すように、例えば、航空機（例えばドローンあるいは、定点を測定する専用の航空機）等に分光装置を搭載し、分光情報と同時に、位置情報を基地局に転送すれば、ある立体体積中の複数分光情報から、空域の３次元の気体情報を取得可能である。
【００３２】
図１０の様に分光器を空中に設置する手法も考えられるが、そのような手法を取らなくても、角度（θ）を変えた分光装置を設置することにより、分光器が睨んでいる受光中心線を傾けて光学系を設置する事により３次元定点測定が可能になる。図１１は、３次元の気体中の吸収情報等を得ることを示す説明図である。空間の３次元データを採るために、図１１に示す様に、分光装置への入射角度を傾けて設置する方法もとれる。このように複数の分光器入射部を傾けて設置することにより、入射束の重なっている範囲のみのデータを取り込むことができる様になる。吸収情報に限らず待機中の様々な情報を得ることが可能となる。
なお、取得した情報の解析アルゴリズムには、Ｘ線ＣＴ等で使われているラドン変換等で、物質による吸収情報を捉えることが可能となる。吸収より散乱等の情報が多い場合、生体内の物質の検知に使われている光ＣＴ法を応用することにより、精度良く立体的にそれらの情報を得る事が可能となる。特に、吸収情報は重要で、加法定理が成り立ち易いため、測定値である複数物質の吸収係数と、それぞれコンポーネントの吸収係数が判っていれば、特定する物質の定量が可能になる。
【００３３】
図１２は、分光器を複数備えた分光装置を示す説明図である。分光データは、太陽光からの放射をベースとして考え、地上に降り注ぐ放射光（２８０ｎｍ〜３０００ｎｍ）を捉えることができれば、大気中にある物質を細かく調べることが可能である。
これらの情報を分散型の分光器で捉えることを考える場合、空からの分光放射を、一度に分散幅をなるべく広くとる（例えば、２８０ｎｍ〜３０００ｎｍ等）と、分光器（ポリクロメータ：同時間に測定するため）の設計は難しい。
特にグレーティング（回折格子）を用いた分散型の場合、ある範囲内の光量が一番Ｓ／Ｎ良く採れる様に、グレーティングの溝に角度を設けて（ブレーズ化）、主波長（ブレーズ波長）を設けたりするため、それ以外の波長においては、回折効率が低くなる。従い、一枚のグレーティングにて、分散波長を広げるのには難がある。
【００３４】
また、グレーティングを用いたものの場合、＋１次光で、光学系を設計した場合、必ず、０次光、−１次光、＋−２次光、細かく厳密にいえば、＋−３、＋−４次光・・と出てくる。従い、それらが迷光となり、分光器の精度が落ちるため、その対策を複数手段でとる様な方策が必要となる。従ってそれら解決する手法は、測定波長域専用の分光器を作り、並べた方が、コストを抑え、確実で、迷光のすくない、精度の高い分光器ができる。（間のデータは少し重ねてとり、数学的に処理する。）
ブレーズ波長の関係及び、１次光以外の（−２，−１，０，２次光）光を除去する対策をとらなければいけない関係から、コスト的に、分光器を紫外光域用、可視光域用、近赤外光用等に別けてしまった方が良い場合もあるため、別々の分光器を３台、４台と設けてもよい。
図１２で示した例においては、２８０ｎｍ〜１１００ｎｍの分光情報を得るために、紫外線から可視光線の分光器（２８０〜５６０ｎｍ）と可視光線から近赤外線の分光器（５５０ｎｍ〜１１００ｎｍ）の２つの分光器を用いた例を示している。
【００３５】
図１３は、分光装置に測定している観測範囲を示す機能を設けた場合の説明図である。分光装置の設置場所が決まり、水平、垂直位置が確実に決まり、分光器の角度出しも、正確に出来ており、あと設置するだけでＯＫというときは、図１〜図３に示す形状の分光装置でも問題はない。
しかし、集光のための角度を決めたところで、実際、視野としてどの程度、分光器に入射されているのか、分光器がどの程度の視野をみているのか判らなくなる場合がある。そのため、分光器の光学系とは、別に、２次元センサ（ＣＭＯＳ，ＣＣＤ等あるいはＩｎＧａＡｓセンサ）を用いて、実際に測定している範囲を画像で捉えて、その画面をディスプレイ等で確認できるようにしてもよい。
最も簡便には、画像の中心部を分光器で捉えることとして、表示画像では、その測定部位を表示するようにする。
また、簡易ディスプレイ上に、その測定している画像と、実際のスペクトル表示を行う様にしても良い。
【００３６】
（実施例の効果）
入射角変更可能な分光器を複数用いることにより、多点の地域の上空の気体内における物質の定量が可能となる。その情報を基地局に送りことにより、どの位置にどの程度の物質があるか確認ができる。リアルタイムで測定が可能なため、例えば、黄砂が大陸から流れてきた時、実際にその流れの状況も把握できる。
また、それぞれ測定部位上の、紫外線量を調べることが可能となる。
【００３７】
図１４は、赤道直下における太陽光の分光放射照度特性を示す図である。図１４に示す様に、空の分光分布は、対流圏、成層圏、中間圏、熱圏等の、地球を取り巻いている大気層内の物質による、吸収と散乱による減衰が見られ、急峻な吸収ピークがある。
したがって、それぞれの吸収ピークを調べれば、どの程度の物質量があるのか観察ができる。
【００３８】
図１５は、皮膚に重要な紫外線領域（２９０ｎｍ〜３８０ｎｍ）を３種に分割してその比率にて表示した場合の説明図である。
紫外線波長域に関しては、ＵＶＡ（３８０−３１５ｎｍ）、ＵＶＢ（３１５〜２８０ｎｍ）、ＵＶＣ（２００〜２８０ｎｍ）の様に分けられているが、例えば、ＵＶＣに関しては、全く、地上には降り注いでいない。
したがって、人間にとって重要な波長領域は２８０ｎｍ〜３８０ｎｍで、同領域を３つに別けて、各々のエネルギー量を擬似カラー表示すれば、紫外比率・量を色として捉えられる。
例えば、図１５に示す様に、２８０〜３１５ｎｍをｕｖ＿ｓｈｏｒｔとし、３１５〜３５０ｎｍをｕｖ＿ｍｉｄｄｌｅとし、３５０〜３８０ｎｍをｕｖ＿ｌｏｎｇとして、それぞれ、ｕｖ＿ｓｈｏｒｔをＢｌｕｅに、ｕｖ＿ｍｉｄｄｌｅをＧｒｅｅｎに、ｕｖ＿ｌｏｎｇ  をＲｅｄに割り付けて表現する方法がある。
【００３９】
図１６は、黄砂発生時におけるスペクトル変化を示す説明図である。黄砂やＰＭ２．５の様な物質を定量化するためには、各々特徴物質の存在による波長毎の吸収ピークとか、紫外領域の各々波長に別けた紫外線量による強度表示以外にも、黄砂の様に可視領域で目視観察をもできる程、空が若干黄色っぽくなってしまう現象を分光特性から調べる事も可能である。
例えば、図１６に示す様に、常時観測している平均測定結果の分光分布と一定時間毎のスペクトルを調査し、全体的にスペクトルが下がることにより、黄砂等の飛散量を推定することが可能である。波長毎にスペクトルの低下を算出し、あるいは積分した値を用いることにより、その波長毎に算出した値に、等色関数を掛けて認識し、その色を表示するといった表示の仕方で飛散量等を示す手法もある。
【００４０】
また、本発明の適用範囲は、気体の測定だけではなく、太陽光からの照射情報も調べる事が可能となる。例えば、波長毎の分光放射照度（Ｗ／ｃｍ２）を詳しく調査可能なため、太陽光発電のモニターとして、発電量の理論値を詳しく計算できる。従い、実際の太陽光発電量の差を調べることが可能となり、その差は、太陽発電パネルの劣化によるものか、それ以外が問題と成っているのか等、より深い考察を加えるためのデータになる。
結果的に、太陽光発電にはなくてはならないモニターとして活用が可能である。
【００４１】
さらに、水蒸気の段階で、結露をしない段階でも、その状況が把握できる様になると考える。露点に達した水分子（雲）だけではなく、それ以前の状況も詳細に把握出来る様になってくれば、気象分野以外の分野への活用も可能である。
【００４２】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例構成に置き換えることも可能である。更に、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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