(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を読み取るイメージセンサ部または読み取った画像のデータを処理する画像データ処理部を駆動するための駆動信号生成装置であって、
基本クロック信号から複数の基本駆動パターンを生成する基本駆動パターン生成部と、
前記基本クロック信号を周波数拡散させた拡散クロック信号から複数の拡散駆動パターンを生成する拡散駆動パターン生成部と、
前記基本駆動パターンと前記拡散駆動パターンとを合成することによって、前記イメージセンサ部または画像データ処理部の少なくともいずれか一方を駆動するための合成駆動パターンを生成する合成駆動パターン生成部とを備えたことを特徴とする駆動信号生成装置。
【請求項２】
画像の読み取りを行うイメージセンサ部と、
該イメージセンサ部で読み取られた画像のデータを処理する画像データ処理部と、
基本クロック信号から複数の基本駆動パターンを生成する基本駆動パターン生成部、前記基本クロック信号を周波数拡散させた拡散クロック信号から複数の拡散駆動パターンを生成する拡散駆動パターン生成部、前記基本駆動パターンと前記拡散駆動パターンとを合成することによって合成駆動パターンを生成する合成駆動パターン生成部からなる駆動信号生成部とを備え、
前記駆動信号生成部によって生成された合成駆動パターンを用いて、前記イメージセンサ部または画像データ処理部の少なくとも一方を駆動することを特徴とする画像読取装置。
【請求項３】
前記合成駆動パターンには、立上り部または立下り部の少なくともいずれか一方が周波数拡散され、他方が周波数拡散されていないパルス波が形成されることを特徴とする請求項２記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記イメージセンサ部または前記画像データ処理部は、前記合成駆動パターンにより駆動されて種々の処理を行い、前記イメージセンサ部または前記画像データ処理部の実施する処理がこの処理時間に基づいて行われる場合、前記パルス波は、前記処理を開始するタイミングを図る立上り部または立下り部が周波数拡散され、前記処理を終了するタイミングを図る立下り部または立上り部は周波数拡散されず、前記イメージセンサ部または前記画像データ処理部の実施する処理がこの処理時間に基づいて行われない場合、前記パルス波は、前記処理を開始するタイミングを図る立上り部または立下り部が周波数拡散されず、前記処理を終了するタイミングを図る立上り部または立下り部は周波数拡散されることを特徴とする請求項３記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記合成駆動パターンをリセット信号として前記イメージセンサ部に入力し前記イメージセンサ部の出力部をリセット処理する場合、前記パルス波は、リセット開始のタイミングを図る立下り部または立上り部が周波数拡散され、リセット終了のタイミングを図る立上り部または立下り部が周波数拡散されていないことを特徴とする請求項４記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記合成駆動パターンをクランプ信号として前記イメージセンサ部に入力し前記イメージセンサ部の出力部の電位を所定電位に固定処理する場合、前記パルス波は、クランプ開始のタイミングを図る立下り部または立上り部が周波数拡散され、クランプ終了のタイミングを図る立上り部または立下り部が周波数拡散されていないことを特徴とする請求項４記載の画像読取装置。
【請求項７】
前記合成駆動パターンをサンプリング信号として前記画像データ処理部に入力し前記イメージセンサ部から出力された信号をサンプリングするサンプリング処理の場合、前記パルス波は、サンプリング開始のタイミングを図る立下り部または立上り部が周波数拡散され、サンプリング終了であるサンプルホールドのタイミングを図る立上り部または立下り部が周波数拡散されていないことを特徴とする請求項４記載の画像読取装置。
【請求項８】
前記画像データ処理部は、前記イメージセンサ部から出力されたアナログ信号をデジタル信号へ変換する変換部を有し、前記合成駆動パターンを前記変換部を駆動させる信号として前記変換部へ入力しアナログ信号からデジタル信号への変換処理を行う場合、前記パルス波は、アナログ信号をデジタル信号へ変換するタイミングを図る立上り部または立下り部が周波数拡散され、立下り部または立上り部は周波数拡散されていないことを特徴とする請求項４記載の画像読取装置。
【請求項９】
前記駆動信号生成部は、基本クロック信号を生成する基本クロック生成部と、前記基本クロック信号に周波数拡散処理を施して拡散クロック信号を生成する拡散クロック生成部と、所定の周期パターンを設定する周期パターン設定部、前記周期パターンを前記基本クロック信号によってシフトし、複数の基本駆動パターンを生成する基本シフトレジスタ部及び前記周期パターンを前記拡散クロック信号によってシフトし、複数の拡散駆動パターンを生成する拡散シフトレジスタ部からなる駆動パターン生成部と、前記複数の基本駆動パターン及び複数の拡散駆動パターンの中から選択したパターンを合成することによって、合成駆動パターンを生成する合成駆動パターン生成部とを備えた請求項２記載の画像読取装置。
【請求項１０】
前記合成駆動パターン生成部は、論理積回路または論理和回路のいずれかによって構成される請求項２記載の画像読取装置。
【請求項１１】
前記合成駆動パターン生成部は、前記合成駆動パターンの出力論理を反転させるための反転選択部が設けられる請求項２記載の画像読取装置。
【請求項１２】
前記イメージセンサ部には、ＣＣＤ方式またはＣＭＯＳ方式のイメージセンサを備える請求項２記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数拡散クロックを使用した場合であっても、ノイズを生じさせずに画像の読み取りや画像のデータ処理を行うことのできる駆動信号生成装置及びこの駆動信号生成装置を搭載した画像読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やファクシミリ装置等の画像読取装置には、原稿の画像を読み取るためのＣＣＤ等のイメージセンサや読み取った画像のデータ処理を行う専用のＬＳＩを備え、これらイメージセンサやＬＳＩは、クロック信号をはじめ様々なタイミングによる駆動信号によって駆動される。このような画像読取装置にあっては、原稿の読取スピードや画像処理スピードを向上化させるため、高速のクロック信号を用いている。一方で、前記クロック信号の高速化に伴って発生する高周波放射ノイズの影響が近年問題となっている。このような高周波放射ノイズを低減させるための対策として、前記クロック信号に発振周波数を変化させる周波数拡散処理を施し、特定の周波数に高周波放射ノイズが集中することを回避させた拡散クロック信号を生成し、この拡散クロック信号によって画像のデータ処理を行わせる方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、周波数拡散した拡散クロック信号を駆動タイミング信号として前記イメージセンサや画像データ処理用のＬＳＩを動作させると、周波数拡散した部分の影響によって微妙に変化するＣＣＤセンサの出力信号波形とサンプリング位置のデータ変動が生じてしまい、ノイズが画像データに含まれてしまうといった問題があった。このため、画像処理された画像データ上に縞模様などが現れ、表示や印刷時における画像の品質を劣化させる要因となっていた。
【０００４】
周波数拡散を行ったクロック信号を使用した場合における画像処理上の問題については、従来いくつかの改善提案がなされている。特許文献１では、ＣＣＤの主走査ライン毎に主走査の同期信号により周波数拡散の周期をリセットし、ノイズを主走査の基準点から一定の位置に発生させるようにすることにより、印刷出力した画像に現れるノイズのバラツキを一定位置にして、見かけ上のノイズの低減を図るようにしている。特許文献２では、周波数拡散させた駆動クロックの最終段のクロックを遅延させたものをサンプリング用のクロック信号としている。また、特許文献３では、周波数拡散クロックを分周した分周クロックとこの分周クロックを遅延させた遅延クロックとの論理をとるなどして、論理値がＨの期間又はＬの期間が固定幅となる駆動クロック信号を生成している。
【特許文献１】特開２０００−１３８８０５号公報
【特許文献２】特開２０００−２２４３９２号公報
【特許文献３】特開２００５−１５１２９６号公報
【発明の開示】
【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によると、画素ごとに異なるタイミングとなるため、画像のノイズの低減効果を安定に保つことができない。特許文献２については、周波数拡散された拡散クロックのズレに対してサンプリングクロックを合わせることで対応させているが、画素ごとに異なるタイミングであるとともに、遅延を用いるため、画像のノイズの低減効果が安定しない場合がある。また、特許文献３については、遅延クロックによって論理値をＨ又はＬに固定させる期間を設けるように構成されているが、このような構成であっても、特許文献１，２と同様に安定して画像のノイズの低減化を図るには十分でない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、周波数拡散による高周波放射ノイズの発生を低減化させつつ、画像の読み取り処理や読み取った画像のデータ処理の駆動を正確且つ安定して行わせるための駆動タイミング信号を生成することができる駆動信号生成装置及び画像読取装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の駆動信号生成装置は、画像を読み取るイメージセンサ部または読み取った画像のデータを処理する画像データ処理部を駆動するための駆動信号生成装置であって、基本クロック信号から複数の基本駆動パターンを生成する基本駆動パターン生成部と、前記基本クロック信号を周波数拡散させた拡散クロック信号から複数の拡散駆動パターンを生成する拡散駆動パターン生成部と、前記基本駆動パターンと前記拡散駆動パターンとを合成することによって、前記イメージセンサ部または画像データ処理部の少なくともいずれか一方を駆動するための合成駆動パターンを生成する合成駆動パターン生成部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の画像読取装置は、画像の読み取りを行うイメージセンサ部と、該イメージセンサ部で読み取られた画像のデータを処理する画像データ処理部と、基本クロック信号から複数の基本駆動パターンを生成する基本駆動パターン生成部、前記基本クロック信号を周波数拡散させた拡散クロック信号から複数の拡散駆動パターンを生成する拡散駆動パターン生成部、前記基本駆動パターンと前記拡散駆動パターンとを合成することによって合成駆動パターンを生成する合成駆動パターン生成部からなる駆動信号生成部とを備え、前記駆動信号生成部によって生成された合成駆動パターンによって、前記イメージセンサ部または画像データ処理部の少なくとも一方を駆動することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る駆動信号生成装置によれば、高周波放射ノイズの発生を低減するための周波数拡散処理が施された拡散クロックを用いた場合であっても、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサによる画像の読み取りや読み取った画像のデータ処理を行わせるための駆動タイミング信号が、基本クロック信号から生成される複数の基本駆動パターンと、前記基本クロック信号に周波数拡散処理を施した拡散クロック信号によって生成される複数の拡散駆動パターンとを合成することで、周波数拡散部分が回避されたタイミングパターンとして生成することができる。この駆動タイミング信号を用いてＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサを駆動したり、読み取ったデータの処理を行ったりすることで、ノイズのない高品質な画像の表示や印刷を行うことができる。
【００１０】
また、本発明に係る画像読取装置によれば、高周波放射ノイズの発生を低減するための周波数拡散処理が施された拡散クロックを使用しつつ、イメージセンサ部や画像データ処理部を駆動させる信号として、周波数拡散部分が回避された駆動タイミング信号を使用することができるので、原稿画像をノイズのない高品質な画像データとして保存、表示あるいは印刷を行うことができる。
【００１１】
また、前記駆動信号生成装置では、複数の基本駆動パターン及び複数の拡散駆動パターンの組み合わせによって多様な駆動パターン信号を生成することができるので、複数の駆動タイミング信号が必要なＣＣＤ等のイメージセンサや画像処理用のＬＳＩの信号源として最適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面に基づいて本発明に係る駆動信号生成装置及び画像読取装置の実施形態を詳細に説明する。図１は駆動信号生成装置１０の基本構成を示したものである。この駆動信号生成装置１０は、基本クロック信号に同期させた複数の基本駆動パターンを生成する基本駆動パターン生成部１２と、前記基本クロック信号に周波数拡散処理を施す周波数拡散部１１と、この周波数拡散部１１によって生成された拡散クロック信号に同期させた複数の拡散駆動パターンを生成する拡散駆動パターン生成部１３と、前記基本駆動パターンと拡散駆動パターンとを合成することによって、イメージセンサ部１５や画像データ処理部１６を駆動させるための駆動タイミング信号を生成する合成駆動パターン生成部１４と、駆動パターン周期の設定や合成する駆動パターンの選択を行う制御部１７とを備える。また、図２は前記駆動信号生成装置１０の構成を１つのユニットとした駆動信号生成部２１を形成し、この駆動信号生成部２１と、基本クロック生成部、イメージセンサ部１５及び画像データ処理部１６とを含む画像読取装置２０の構成を示したものである。この画像読取装置２０は、複写機やスキャナなどに搭載される画像の読取処理機能及び画像のデータ処理機能の主要部を構成する。また、前記駆動信号生成部２１は、各種の装置に組み込み可能な専用ＬＳＩとして形成することもできる。
【００１３】
図３は前記駆動信号生成部２１を中心とした、信号処理の流れを示したものである。基本クロック信号Ａ０は、基準となる連続した周期パルスを発生させるための発振器３２と、この発振器３２から出力される信号を分周又は逓倍することによって、所定の周波数パルスに変換するための周波数設定部３３とを備えた基本クロック生成部３１によって生成される。ここで生成される基本クロック信号Ａ０は、連続した一定の周期を有する方形波である。
【００１４】
拡散クロック信号Ｂ０は、前記基本クロック信号Ａ０を入力する周波数拡散部１１によって生成される。この周波数拡散部１１では、基本クロック信号Ａ０の周波数を一定の周波数領域に拡散させるための周波数拡散処理が施される。このような処理が施された拡散クロック信号Ｂ０を駆動源とすることで、前記基本クロック信号Ａ０を駆動源とした場合に比べて不要な高周波放射ノイズを大幅に低減させることができる。
【００１５】
駆動パターン生成部は、並列して設けられる基本駆動パターン生成部１２及び拡散駆動パターン生成部１３によって構成され、それぞれ前記基本クロック信号Ａ０及び拡散クロック信号Ｂ０から画像の読み取りや画像のデータの各種処理に必要な駆動信号の元となる駆動パターンを複数パターン生成する。この駆動パターン生成部は、図４に示すように、所定の周期パターンを設定する周期パターン設定部４１、前記周期パターンを基本クロック信号Ａ０によってシフトし、複数の基本駆動パターン（Ａ１−Ａ６）を生成する基本シフトレジスタ部４２及び前記周期パターンを拡散クロック信号Ｂ０によってシフトし、複数の拡散駆動パターン（Ｂ１−Ｂ６）を生成する拡散シフトレジスタ部４３によって構成されている。前記周期パターン設定部４１は、６ビットの周期パターンデータが設定可能なパターン設定レジスタによって構成され、００００００〜１１１１１１までの値が設定できる。このパターン設定レジスタによって保持されたデータは、ロード信号（ＬＯＡＤ）によって、基本シフトレジスタ部４２及び拡散シフトレジスタ部４３のデータ入力部に取り込まれた後、基本クロック信号Ａ０及び拡散クロック信号Ｂ０に同期させてシフト出力される。図５に示すように、前記基本シフトレジスタ部４２及び拡散シフトレジスタ部４３からは、ＬＯＡＤ信号によって設定された周期のパルス波からなる基本駆動パターン（Ａ１−Ａ６）及び拡散駆動パターン（Ｂ１−Ｂ６）がそれぞれ６通り出力される。
【００１６】
前記基本駆動パターン（Ａ１〜Ａ６）及び拡散駆動パターン（Ｂ１〜Ｂ６）は、図３に示した合成駆動パターン生成部１４に入力される。この合成駆動パターン生成部１４は、図４に示したように、第１のセレクタ部４４及び第２のセレクタ部４５にそれぞれ並列に入力される。この第１及び第２のセレクタ部は、１２ビットのデータ入力部４４ａ，４５ａと、このデータ入力部に入力された１２ビットのデータから１ビットのデータを選択するデータ選択部４４ｂ，４５ｂと、このデータ選択部によって選択されたデータを出力するための出力部４４ｃ，４５ｃを備えている。前記データ選択部４４ｂ，４５ｂに入力するパターン選択信号１，２は、制御部１７によって設定される。
【００１７】
前記合成駆動パターン生成部１４は、前記第１のセレクタ部４４及び第２のセレクタ部４５からそれぞれ出力された駆動パターンＣ１，Ｃ２を合成するための論理積又は論理和によるゲート回路４６を備える。このゲート回路４６には、出力信号Ｃの論理値を反転させるための出力反転部４７が設けられ、この出力反転部４７に入力される反転信号の論理値を「Ｌ」又は「Ｈ」に設定することで、出力される駆動パターン信号の論理値を適宜変更させることができる。このゲート回路４６を経て出力される駆動パターン信号Ｃは、ＣＣＤ方式のイメージセンサ又はＣＭＯＳ方式のイメージセンサなどに備わるクロック入力やその他のタイミング設定入力に供給される他、前記イメージセンサによって取り込まれた画像をデジタルデータに変換するなどのＡ／Ｄコンバータ１８などを備えた画像処理用のＬＳＩの入力信号源として用いることができる。
【００１８】
図５に示したタイミングチャートは、前記周期パターン設定部４１に「１１１０００」を設定した場合の基本駆動パターン及び拡散駆動パターンと、前記複数の基本駆動パターン及び拡散駆動パターンから得られる駆動タイミング信号Ｃの出力例を示したものである。第１の出力例（Ａ６＆Ｂ２）は、基本駆動パターンＡ６と拡散駆動パターンＢ２を選択して合成させたもので、立上りエッジのみに周波数拡散部分を有するパルス波形となっている。第２の出力例（Ａ１＆Ａ５）は、基本駆動パターンＡ１と基本駆動パターンＡ５を選択して合成させたものであり、立上りエッジ及び立下りエッジともに周波数拡散のないパルス波形となっている。第３の出力例（Ａ２＆Ｂ１）は、基本駆動パターンＡ２と拡散駆動パターンＢ１を選択して合成させたもので、立下りエッジのみに周波数拡散部分を有するパルス波形となっている。このように、前記基本駆動パターン（Ａ１−Ａ６）及び拡散駆動パターン（Ｂ１−Ｂ６）の組み合わせによって、周波数拡散部分が残る部分を立上りエッジあるいは立下りエッジのいずれかに限定させることができる。また、組み合わせるパターンによって、様々なパルス幅やパルス周期による駆動タイミング信号を生成することができる。なお、第２の出力例（Ａ１＆Ａ５）のように、任意の基本駆動パターン同士を組み合わせることで、周波数拡散のない様々なパルス幅やパルス周期による駆動タイミング信号を生成することができる。
【００１９】
次に、上記駆動信号生成装置１０又は駆動信号生成部２１におけるイメージセンサ部１５の駆動の具体例を図６に基づいて説明する。ここで、φ１，φ２は２相のクロック入力信号、ＲＳはイメージセンサ部１５の出力部（フローティングキャパシタ）をリセットするためのリセット信号、ＣＰはイメージセンサ部１５の出力部の電位を所定電位に固定するためのクランプ信号、ＣＣＤ-ＯＵＴはＣＣＤ出力信号、ＳＰ１，ＳＰ２は画像データ処理部１６に備わり、ＣＣＤ-ＯＵＴ信号の白黒レベル値をサンプリングするためのサンプル信号、ＡＤＣＫは画像データ処理部１６に備わるＡ／Ｄコンバータ１８を駆動させるためのクロック信号である。入力信号である前記φ１、φ２、ＲＳ、ＣＰ、ＳＰ１、ＳＰ２、ＡＤＣＫは、前記基本クロック信号Ａ０及び拡散クロック信号Ｂ０から生成されるそれぞれの駆動タイミング信号によって駆動される。なお、上記各種波形のエッジの太線部分は拡散クロック信号Ｂ０によって生じる拡散周波数領域を示す。
【００２０】
図６に示したように、φ１はＣＣＤ-ＯＵＴ出力がＳＰ２でサンプリングされた後に立上り、φ２は同じくＣＣＤ-ＯＵＴ出力がＳＰ２でサンプリングされた後で立下がる。このφ１及びφ２はクロスポイントをずらさないようにするため、互いに反転するような波形となる。次に、前記φ１の立上り及びφ２の立下り後にＲＳによってリセットされ、続いてＣＰによって基準電位にクランプされる。このように、前記φ１の立上りとφ２の立下りはＣＣＤ−ＯＵＴ出力がＳＰ２でサンプリングされた後であり、後にＲＳでリセットされ、さらにＣＰで基準電位にクランプされるため、周波数拡散の影響はない。一方、ＲＳ信号はリセット時間が確保できるようなパルス幅の設定を行えばよいため、リセットの開始タイミングを図る立下りを周波数拡散させて不定とし、リセットの終了タイミングを図る立上りは周波数拡散させずに固定としている。また、ＣＰ信号もＲＳ信号と同様に基準電位にクランプさせるための時間が確保できるようにパルス幅の設定を行えばよいため、クランプの開始タイミングを図る立下りを周波数拡散させて不定とし、リセットの終了タイミングを図る立上りは周波数拡散させずに固定としている。なお、ＣＣＤ-ＯＵＴ出力の基準電位期間及び出力期間は周波数拡散の影響が現れないタイミングとなっているため、この間は通常のタイミングと同等となる。
【００２１】
次に、ＣＣＤ-ＯＵＴ出力をサンプル及びホールドするＳＰ１信号，ＳＰ２信号は、本実施例ではＨｉｇｈ期間にサンプルし、立下りでホールドを行うが、Ｈｉｇｈのサンプル期間の幅が十分確保できればよいため（ホールドのタイミングが所定タイミングであればよいため）、立上りエッジで周波数拡散させ、立下りは周波数拡散させないようにしている。さらに、このＣＣＤイメージセンサとともに設けられるＡ／Ｄコンバータ１８のクロック信号についても、アナログ信号をデジタル信号へ変換するタイミングが所定のタイミングからずれないようにすればよいため、この変換のタイミングを決める立上りを周波数拡散させないようにし、変換のタイミングに影響の出ない立下りは周波数拡散させるようにすれば、立下りエッジに生じる周波数拡散部分の影響を受けることがない。すなわち、変換処理の場合、処理時間に基づかず単に、変換を実施するタイミングだけが重要であるため、立下りエッジは周波数拡散させても結果に影響はでない。
【００２２】
上記実施形態ではイメージセンサ部１５がＣＣＤによって構成されたものであるが、このＣＣＤ以外にＣＭＯＳセンサを用いて構成することもできる。このＣＭＯＳセンサにおけるクロック駆動やその他の駆動タイミングにおいても、前記駆動信号生成装置１０又は駆動信号生成部２１によって生成される基本クロック信号、拡散クロック信号及び駆動タイミング信号で駆動させることができる。また、本発明の画像読取装置２０は、複写機やスキャナの他に、デジタルカメラ、プロジェクタなどの画像の読取処理を行うあらゆる機器に応用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る駆動信号生成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る画像読取装置の構成を示すブロック図である。
【図３】駆動信号生成部を中心とした信号処理の流れを示すブロック図である。
【図４】駆動信号生成部の構成例を示す回路図である。
【図５】駆動信号生成部の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】駆動信号生成部による駆動タイミング例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
１０  駆動信号生成装置
１１  周波数拡散部
１２  基本駆動パターン生成部
１３  拡散駆動パターン生成部
１４  合成駆動パターン生成部
１５  イメージセンサ部
１６  画像データ処理部
１７  制御部
１８  Ａ／Ｄコンバータ
２０  画像読取装置
２１  駆動信号生成部
３１  基本クロック生成部
３２  発振器
３３  周波数設定部
４１  周期パターン設定部
４２  基本シフトレジスタ部
４３  拡散シフトレジスタ部
４４  第１のセレクタ部
４５  第２のセレクタ部
４６  ゲート回路
４７  出力反転部
【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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