(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画面の明るさを示す信号に基づいて絞りを適宜最適な値に自動制御するオートアイリスモードを有すると共に、アイリス位置を指示する指示値がレンズの開放Ｆナンバーよりも小さい場合に絞りをその開放Ｆナンバーと略同等の値まで絞り込むランピング補正機能を具備したズームレンズにおいて、
オートアイリスモード中、アイリス位置を指示する指示値がレンズの開放Ｆナンバーよりも大きく、通常のオートアイリス動作を実行する場合には、絞りの制御信号を増幅するアイリスアンプのゲインを第１のゲイン値に設定する一方、前記指示値がレンズの開放Ｆナンバーよりも小さく、ランピング補正動作を実行する場合には、前記アイリスアンプのゲインを前記第１のゲイン値よりも高い第２のゲイン値に設定することを特徴とするズームレンズのアイリス制御方法。
【請求項２】
画面の明るさを示す信号に基づいて絞りを適宜最適な値に自動制御するオートアイリスモードと、操作部の手動操作に応じて絞りを動作させるリモートアイリスモードのモード選択が可能で、アイリス位置を指示する指示値がレンズの開放Ｆナンバーよりも小さい場合に絞りをその開放Ｆナンバーと略同等の値まで絞り込むランピング補正機能を具備したズームレンズにおいて、
オートアイリスモード中、アイリス位置を指示する指示値がレンズの開放Ｆナンバーよりも大きく、通常のオートアイリス動作を実行する場合には、絞りの制御信号を増幅するアイリスアンプのゲインを、リモートアイリスモード時よりも低い第１のゲイン値に設定する一方、前記指示値がレンズの開放Ｆナンバーよりも小さく、ランピング補正動作を実行する場合には、前記アイリスアンプのゲインを、リモートアイリスモード時と同等に前記第１のゲイン値よりも高い第２のゲイン値に設定することを特徴とするズームレンズのアイリス制御方法。
【請求項３】
画面の明るさを示す信号に基づいて絞りを適宜最適な値に自動制御するオートアイリスモードを有すると共に、アイリス位置を指示する指示値がレンズの開放Ｆナンバーよりも小さい場合に絞りをその開放Ｆナンバーと略同等の値まで絞り込むランピング補正機能を具備したズームレンズにおいて、
アイリス位置を指示する指示値に相当する信号が入力される指示値入力部と、
現在の絞り値を示すアイリス位置を検出するアイリス位置検出手段と、
前記指示値入力部から入力された指示値及び前記アイリス位置検出手段で検出したアイリス位置に基づいて、アイリス駆動手段を制御する制御信号を出力する制御信号出力部と、
前記制御信号出力部から発せられた制御信号を増幅してアイリス駆動手段に加えるアイリスアンプと、
現在のズーム倍率を示すズーム位置を検出するズーム位置検出手段と、
ズーム倍率の変化に対する当該レンズの開放Ｆナンバーの変化を示すランピングラインのデータが格納されたデータ格納部と、
前記データ格納部のデータを参照して、前記ズーム位置検出手段で検出したズーム位置におけるレンズの開放Ｆナンバーを求めると共に、前記指示値入力部から入力した指示値とその開放Ｆナンバーとを比較する演算手段と、
オートアイリスモード中、前記指示値入力部から入力した指示値が前記演算手段で求めたレンズの開放Ｆナンバーよりも大きく、通常のオートアイリス動作を実行する際には、前記アイリスアンプのゲインを第１のゲイン値に設定する一方、前記指示値入力部から入力した指示値が前記演算手段で求めたレンズの開放Ｆナンバーよりも小さく、ランピング補正動作を実行する場合には、前記アイリスアンプのゲインを前記第１のゲイン値よりも高い第２のゲイン値に設定するゲイン制御手段と、
を備えたことを特徴とするズームレンズ。
【請求項４】
前記制御信号出力手段、前記演算手段、及びゲイン制御手段を１チップＣＰＵで構成したことを特徴とする請求項３記載のズームレンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はズームレンズのアイリス制御方法及びズームレンズに係り、特に、放送用テレビカメラに使用されるズームレンズのアイリス電動制御に適用されるランピング補正技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、テレビカメラに使われるズームレンズは、ある倍率値（閾値）よりズーム倍率が大きくなると、ズーム倍率の大きさに従ってレンズの開放Ｆナンバーが大きくなる（レンズが暗くなる）特性を有している。これは、望遠側にズームするにつれレンズの有効口径（入射瞳径）は大きくなるが、前玉レンズの直径を超えることができず、ある焦点距離から入射光が前玉径で制限されることによる。この現象はランピング又はＦドロップと呼ばれており、その際、アイリスの指示値がそのＦナンバーより小さい場合には、実際の明るさに影響を与えない値まで絞り込んで光学性能を向上させる動作（ランピング補正）を行うものが知られている。
【０００３】
例えば、図３に示したレンズは、１倍の開放ＦNo. ２．０であって、ある倍率値ｍ以上の領域で次第にレンズが暗くなり、ズーム倍率が５０倍のときにＦNo. ４．０となる。図４には、絞りの指示値がＦNo．２．０の時とＦNo．２．８の時の実際の絞りの動きが示されている。ランピング補正を行わない場合には、同図の点線▲１▼、▲２▼で示したように、閾値（ｍ）以上の高倍率領域でも絞りは指示値どおりにＦNo．２．０、或いはＦNo．２．８で維持される。他方、ランピング補正機能を働かせる場合には、図４の実線▲３▼又は一点鎖線▲４▼で示したように、閾値（ｍ）以上の高倍率領域でレンズの開放Ｆナンバーの変化に合わせて絞りを絞り込むようにしている。
【０００４】
即ち、ランピング補正機能を有したテレビレンズは、図５のように、レンズの開放Ｆナンバーの変化を示すグラフ線（ランピングライン）よりも小さい絞り指示値（図の斜線の範囲）の場合に、ランピング補正を働かせて絞りがランピングラインより開放方向に移動しないように制限している。
ところで、テレビカメラ用レンズのアイリス電動操作モードは、一般にオート（自動）とリモート（遠隔手動）の２つのモードが設けられ、オートモードはリモートモードよりもレンズ内アイリスアンプのゲインを小さく設定する場合が多い。これは、一般的なオートアイリスシステムが、図６に示すような回路構成を採用していることに起因する。即ち、カメラ１０の切替スイッチ１２がオート側の端子１２Ａに設定されている時には、画面の明るさを示すビデオ信号レベルが端子（明るさ信号端子）１４から信号処理部１６を介してレンズ２０側に送られる。かかるオートモードでは、信号処理部１６で演算等を行う過程で信号を増幅する必要があり、信号処理部１６内にアンプ２６に相当する増幅手段が含まれる。
【０００５】
これに対し、前記切替スイッチ１２がリモート側の端子１２Ｂに設定されている場合には、明るさ調整ツマミ２２からの指令信号がレンズ２０側に送られる。なお、明るさ調整ツマミ２２からの指令信号は、前記信号処理部１６の加算回路２４にも入力されており、オートモード中においても明るさ調整ツマミ２２を操作することにより、「明るめ」又は「暗め」の微調整を行うことができるようになっている。
【０００６】
一方、カメラ１０に連結されるレンズ２０は、演算回路３０とアイリスアンプ３２を有し、カメラ１０から入力した信号（アイリス位置指示値Ｉd ）と絞り位置検出器３４からの検出信号（アイリス位置Ｉp ）とを演算回路３０で加算処理してアイリスアンプ３２に出力する。アイリスアンプ３２で増幅されたアイリス制御信号はアイリス駆動用モータ３６に加えられ、該モータ３６の駆動力が図示せぬ伝動機構を介して絞り３８に伝達されることにより、絞り３８が拡縮動作する構造を有している。
【０００７】
このような構成から成るオートアイリスシステムにおいて、リモートモードでは手動操作への高追従性を得るためにアイリスアンプ３２のゲインが高く設定されるのに対し、オートモードの場合はカメラ１０のアンプ２６の作用によってレンズ２０に入力する信号自体が増幅されているため、レンズ２０側のアイリスアンプ３２のゲインを下げる必要がある。そのため、オート／リモートのモード選択に対応して接続接点が切り替わる切替スイッチ１２に連動させて、アイリスアンプ３２のゲインβをハイレベル（Ｈ）とロウレベル（Ｌ）とで切り替えるように構成されており、オートモード時はリモート時よりもアイリスアンプ３２のゲインβを小さく設定している。
【０００８】
図７には従来のテレビレンズに搭載されているランピング補正回路の構成が示されている。カメラ１０の切替スイッチ１２のオート側接点１２Ａ、又はリモート側接点１２Ｂを介してカメラ１０からレンズ２０に対して出力されたアイリス位置指示値（Ｉd ）はレンズ２０の演算回路４０に入力される。一方、レンズに設けられたズーム群位置検出器４２で検出したズーム群位置を示す検出信号は、レベルシフト回路４４を介して前記演算回路４０に加えられる。演算回路４０では、ランピングラインのデータを基に、ズーム群位置Ｚに対応するレンズの開放Ｆナンバーを求めて、カメラ１０から入力したアイリス位置の指示値Ｉd と開放Ｆナンバーとを比較してランピング補正動作の有無を判断し、アイリス指示値を第２演算回路４６に出力する。
【０００９】
第２演算回路４６には、アイリス位置検出器４８からの検出信号（アイリス位置Ｉp ）が加えられ、ここで、アイリス指示値と現在のアイリスポジションとの誤差量の演算が行われる。そして、アイリス指示値と現在のアイリスポジションとの差分に相当するアイリス制御信号がアイリスアンプ３２に出力される。このアイリスアンプ３２はオート／リモート選択スイッチ５０の選択信号によってゲインβがハイレベル（Ｈ）又はロウレベル（Ｌ）の２段階に切り替えが可能であり、オートモード時はリモート時よりもアイリスアンプ３２のゲインβが小さい値に設定されるようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来のオートアイリスシステムでランピング補正動作を行った場合、オートモード時にはアイリスアンプ３２のゲインが小さいため、アイリスを正確に位置制御することができず、絞りを実際の明るさまで絞り込むことができないという不具合が発生する。このため、ランピング補正が不十分となり、光学性能を充分に向上させることができない。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、オートモード時においてランピング補正の精度を高めることができるとともに、通常のオート動作も正常に行うことができるズームレンズのアイリス制御方法を提供することを目的とし、併せて、かかるアイリス制御方法を具現化するズームレンズを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する為に請求項１記載の発明は、画面の明るさを示す信号に基づいて絞りを適宜最適な値に自動制御するオートアイリスモードを有すると共に、アイリス位置を指示する指示値がレンズの開放Ｆナンバーよりも小さい場合に絞りをその開放Ｆナンバーと略同等の値まで絞り込むランピング補正機能を具備したズームレンズにおいて、オートアイリスモード中、アイリス位置を指示する指示値がレンズの開放Ｆナンバーよりも大きく、通常のオートアイリス動作を実行する場合には、絞りの制御信号を増幅するアイリスアンプのゲインを第１のゲイン値に設定する一方、前記指示値がレンズの開放Ｆナンバーよりも小さく、ランピング補正動作を実行する場合には、前記アイリスアンプのゲインを前記第１のゲイン値よりも高い第２のゲイン値に設定することを特徴としている。
【００１３】
本発明によれば、通常のオート動作範囲では、アイリスアンプのゲインを小さく設定してオート動作を正常に行う一方、オートアイリスモード時でも、ランピング動作の範囲では、アイリスアンプのゲインを高く設定して絞り位置の高精度制御を可能にする。これにより、ランピング補正の精度を向上できる。
請求項２記載の発明は前記目的を達成する為に、画面の明るさを示す信号に基づいて絞りを適宜最適な値に自動制御するオートアイリスモードと、操作部の手動操作に応じて絞りを動作させるリモートアイリスモードのモード選択が可能で、アイリス位置を指示する指示値がレンズの開放Ｆナンバーよりも小さい場合に絞りをその開放Ｆナンバーと略同等の値まで絞り込むランピング補正機能を具備したズームレンズにおいて、オートアイリスモード中、アイリス位置を指示する指示値がレンズの開放Ｆナンバーよりも大きく、通常のオートアイリス動作を実行する場合には、絞りの制御信号を増幅するアイリスアンプのゲインを、リモートアイリスモード時よりも低い第１のゲイン値に設定する一方、前記指示値がレンズの開放Ｆナンバーよりも小さく、ランピング補正動作を実行する場合には、前記アイリスアンプのゲインを、リモートアイリスモード時と同等に前記第１のゲイン値よりも高い第２のゲイン値に設定することを特徴としている。
【００１４】
従来、オートアイリスモードとリモートアイリスモードの２つのモードを備えたレンズでは、オートアイリス時に、アイリスアンプのゲインを一律に低く設定していたが、本発明においては、オートアイリスモード下であってもランピング動作の範囲ではアイリスアンプのゲインをリモート時と同等に高い値（第２のゲイン値）に設定している。これにより、ランピング動作時に絞りを正確に位置制御することができ、ランピング補正の精度が良くなる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、上述したズームレンズのアイリス制御方法を具現化するズームレンズを提供すべく、画面の明るさを示す信号に基づいて絞りを適宜最適な値に自動制御するオートアイリスモードを有すると共に、アイリス位置を指示する指示値がレンズの開放Ｆナンバーよりも小さい場合に絞りをその開放Ｆナンバーと略同等の値まで絞り込むランピング補正機能を具備したズームレンズにおいて、アイリス位置を指示する指示値に相当する信号が入力される指示値入力部と、現在の絞り値を示すアイリス位置を検出するアイリス位置検出手段と、
前記指示値入力部から入力された指示値及び前記アイリス位置検出手段で検出したアイリス位置に基づいて、アイリス駆動手段を制御する制御信号を出力する制御信号出力手段と、前記制御信号出力手段から発せられた制御信号を増幅してアイリス駆動手段に加えるアイリスアンプと、現在のズーム倍率を示すズーム位置を検出するズーム位置検出手段と、ズーム倍率の変化に対する当該レンズの開放Ｆナンバーの変化を示すランピングラインのデータが格納されたデータ格納部と、前記データ格納部のデータを参照して、前記ズーム位置検出手段で検出したズーム位置におけるレンズの開放Ｆナンバーを求めると共に、前記指示値入力部から入力した指示値とその開放Ｆナンバーとを比較する演算手段と、オートアイリスモード中、前記指示値入力部から入力した指示値が前記演算手段で求めたレンズの開放Ｆナンバーよりも大きく、通常のオートアイリス動作を実行する際には、前記アイリスアンプのゲインを第１のゲイン値に設定する一方、前記指示値入力部から入力した指示値が前記演算手段で求めたレンズの開放Ｆナンバーよりも小さく、ランピング補正動作を実行する場合には、前記アイリスアンプのゲインを前記第１のゲイン値よりも高い第２のゲイン値に設定するゲイン制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１６】
本発明によれば、指示値入力部からアイリス位置の指示値を読み込むとともに、ズーム位置検出手段から現在のズーム位置を読み込む。演算手段は、データ格納部に格納されているランピングラインのデータを利用して、現在のズーム位置におけるレンズの開放Ｆナンバーを把握するとともに、この求めた開放Ｆナンバーと前記指示値入力部から入力された指示値を対比して、その大小関係を判別する。そして、オートアイリスモード中、指示値がレンズの開放Ｆナンバーよりも大きいときは、ゲイン制御手段によってアイリスアンプのゲインを第１のゲイン値（小さい値）に設定して通常のオートアイリス動作を実行し、指示値がレンズの開放Ｆナンバーよりも小さく、ランピング補正動作を実行する場合には、アイリスアンプのゲインを前記第１のゲイン値よりも上げて第２のゲイン値（大きい値）に設定する。
【００１７】
このように、オート時でもランピング動作の範囲ではアイリスアンプのゲインを大きく設定したことにより、ランピング補正の精度を高めることができる。
また、本発明に係るズームレンズにおいて、請求項４に記載の如く、前記制御信号出力手段、前記演算手段、及びゲイン制御手段を１チップＣＰＵで構成すれば、回路の構成の簡略化を図ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るズームレンズのアイリス制御方法及びズームレンズの好ましい実施の形態について詳説する。
図１は、本発明の実施の形態を示すブロック回路図である。同図中、図６及び図７で説明した従来の構成と共通する部分には同一の符合を付す。本実施の形態に係るズームレンズ６０は、１チップＣＰＵ（中央演算処理装置）６２を用いてランピング補正回路が形成されている。
【００１９】
ＣＰＵ６２は、カメラ１０から切替スイッチ１２を介して出力されるアイリス位置指示値（Ｉd ）を入力する入力端子（Ｉd 端子）と、オート／リモート選択スイッチ５０からの選択信号（ＳI ）を入力する入力端子（ＳI 端子）と、ズーム群位置検出器４２から出力されるズーム位置検出信号（Ｚ）を入力する入力端子（Ｚ端子）と、アイリス位置検出器４８から出力される現在のアイリス位置を示す信号（Ｉp ）を入力する入力端子（Ｉp 端子）と、指示値Ｉd と現在のアイリス位置Ｉp の誤差を示すアイリス制御信号をアナログ信号に変換して出力する出力端子（Ｄ／Ａ端子）と、アイリスアンプ３２のゲインβを制御するゲイン制御信号（Ｓ0 ）を出力する出力端子（Ｓ0 端子）と、を有している。
【００２０】
このＣＰＵ６２のメモリには、図５で説明したランピングライン（Ｉ＝ｆ（Ｚ））のデータが格納されており、ＣＰＵ６２はズーム群位置検出器４２からＺ端子を介して入力されるズーム位置検出信号Ｚに基づいて現在設定されている焦点距離（ズーム倍率）を把握するとともに、メモリのデータを参照してそのズーム位置（Ｚ）に対応するレンズの開放Ｆナンバーを求めることができる。そして、カメラ１０からＣＰＵ６２のＩd 端子を介して入力されるアイリス位置指示値と、前記開放Ｆナンバーとを比較して、ランピング補正動作の実行の可否を制御するように構成される。
【００２１】
カメラ１０に設けられたオート／リモート選択スイッチ５０は、切替スイッチ１２と連動しており、オート／リモート選択スイッチ５０をＯＦＦすると切替スイッチ１２がオート側の接点１２Ａに接続され、選択スイッチ５０をＯＮすると切替スイッチ１２がリモート側の接点１２Ｂに接続される。
次に、上記の如く構成されたズームレンズにおけるアイリス制御方法について説明する。
【００２２】
図２には、図１のＣＰＵ６２が行うアイリス制御処理の流れが示されている。ＣＰＵ６２は先ず、カメラ１０から入力されるアイリス位置指示値Ｉd を読み込む（ステップＳ１１０）。次いで、ズーム群位置検出器４２からのズーム群位置情報Ｚを読み込み、ランピングラインを規定する関数式から該ズーム群位置Ｚが示すズーム倍率における開放絞りＦナンバー（Ｉ＝ｆ（Ｚ））を求める（ステップＳ１１２）。
【００２３】
続いて、ＣＰＵ６２はオート／リモート選択スイッチ５０の選択信号ＳI を読み込む（ステップＳ１１４）。そして、選択信号ＳI に基づいて、オートモードに設定されているか、それともリモートモードに設定されているかの判別を行う（ステップＳ１１６）。ここでＮＯ判定、即ち、リモートモードに設定されていると判定した場合には、明るさ調整ツマミ２２の操作に対する高追従性を保証すべく、アイリスアンプ３２のゲインβを高めるゲイン制御信号Ｓ0 をＳ0 端子から出力する。このＳ0 端子から出力されたゲイン制御信号Ｓ0 によって、アイリスアンプ３２のゲインβは高い方の値（Ｈレベル）に設定される（ステップＳ１１８）。
【００２４】
このように、アイリスアンプ３２のゲインβを設定した後は、アイリス位置指示値Ｉd と現在のアイリス位置Ｉp の誤差分に相当するアイリス制御信号（Ｉd ＋Ｉp ）を、ＣＰＵ６２のＤ／Ａ出力端子からアイリスアンプ３２に対して出力する（ステップＳ１２８）。
Ｄ／Ａ出力端子から出力された制御信号はアイリスアンプ３２で増幅され、モータ３６に加えられる。このモータ３６の回転駆動力が図示せぬ動力伝達手段によって絞り３８に伝達されることで、絞り３８が拡縮駆動される。なお、絞り３８の絞り位置は絞り位置検出器４８で検出され、その検出結果はＣＰＵ６２に通知される。
【００２５】
他方、ステップＳ１１６の判別において、ＹＥＳ判定、即ち、オートモードに設定されていると判定した場合には、次いで、アイリス位置指示値Ｉd がステップＳ１１２で求めた開放絞りＩよりも大きいか否かを判別する（ステップＳ１２０）。そして、Ｉd ＞Ｉの場合（ＮＯ判定の場合）には、カメラ１０内のアンプ２６のゲインを考慮して、ズームレンズ６０のアイリスアンプ３２のゲインβを下げるゲイン制御信号Ｓ0 をＳ0 端子から出力する（ステップＳ１２２）。このＳ0 端子から出力されたゲイン制御信号Ｓ0 によって、アイリスアンプ３２のゲインβは低い方の値（Ｌレベル）に設定される。
【００２６】
ステップＳ１２０の判別において、Ｉd≦Ｉの場合（ＹＥＳ判定の場合）は、オートモード中にランピング補正が必要な状況であり、この場合、ランピング補正動作の位置制御の追従性を高めるために、アイリスアンプ３２のゲインβを上げるゲイン制御信号Ｓ0 をＳ0 端子から出力する（ステップＳ１２４）。このＳ0 端子から出力されたゲイン制御信号Ｓ0 によって、アイリスアンプ３２のゲインβは高い方の値（Ｈレベル）に設定される。
【００２７】
次いで、絞り３８がランピングラインよりも開放方向に移動しないように制限すべく、アイリス指示値Ｉd をステップＳ１１２で求めた開放Ｆナンバーと同等の絞り値Ｉに設定する（ステップＳ１２６）。そして、指示値（この場合、ステップＳ１２６で設定した絞り値Ｉ）と現在位置Ｉp の誤差（Ｉd ＋Ｉp ）をＤ／Ａ出力端子から出力し（ステップＳ１２８）、処理はステップＳ１１０に戻る。
【００２８】
このように、オートアイリスモード時にランピング補正を働かせる場合には、アイリスアンプ３２のゲインβを高く設定するようにしたので、ランピング動作時に正確な位置制御が可能となり、レンズの開放絞りＩ＝ｆ（Ｚ）に一致するようにアイリスを精度良く絞り込むことができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るズームレンズのアイリス制御方法及びズームレンズによれば、オートアイリスモード中、通常のオート動作範囲では、アイリスアンプのゲインを小さく設定してオート動作を正常に行う一方、オートアイリスモード時であってもランピング補正動作の範囲では、アイリスアンプのゲインを高く設定するようにしたので、ランピング補正動作の絞り位置を高精度に制御することが可能になり、ランピング補正の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るテレビカメラ用ズームレンズ及びカメラの構成を示すブロック回路図
【図２】図１に示したズームレンズのＣＰＵが行うアイリス制御処理の流れを示すフローチャート
【図３】一般的なズームレンズのズーム倍率の変化に対するレンズの開放Ｆナンバーの変化の例を示すグラフ
【図４】一般的なランピング補正の動作を説明する為に用いたグラフ
【図５】ランピング補正機能を説明する為に用いた概念図
【図６】一般的なオートアイリスシステムの構成を示すブロック回路図
【図７】従来のテレビレンズに搭載されているランピング補正回路の構成を示すブロック回路図
【符号の説明】
１０…カメラ
１２…切替スイッチ
１４…明るさ信号端子
１６…信号処理部
２２…明るさ調整ツマミ（操作部）
３２…アイリスアンプ
３６…アイリス駆動用のモータ
３８…絞り
４２…ズーム群位置検出器
４８…アイリス位置検出器
５０…オート／リモート選択スイッチ
６０…ズームレンズ
６２…中央演算処理装置（ＣＰＵ）
【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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