(57)【要約】【課題】筐体の形態変化によらず常に良好なダイバーシチ効果が得られるようにする。【解決手段】第１の筐体１と第２の筐体２とを接続機構３により三次元方向に回動可能に接続し、かつ第２の筐体２の上記接続機構３の近傍に第２のアンテナ２３を内蔵すると共に、第１の筐体１の上記第２のアンテナ２３から最も遠く離れた角部に第１のアンテナ１３を内蔵した携帯端末において、上記第１及び第２の筐体１，２にそれぞれ収容された第１及び第２の回路基板１２，２２間を、第１の信号ケーブル４１に加えてさらに第２の信号ケーブル４２により接続する。その際、第２の回路基板２２に対する第２の信号ケーブル４２の接続位置を、上記第１の信号ケーブル４１の接続位置より第２のアンテナ２３の給電点２４に近い位置で、かつ当該給電点２４から無線信号のλ／５長以内となる位置に設定する。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の筐体と第２の筐体とを接続機構により三次元方向に回動可能に接続し、かつ上記第１及び第２の筐体にそれぞれ第１及び第２のアンテナを内蔵してこれらのアンテナを選択的に動作させることで無線信号のダイバーシチ受信を行うように構成した携帯端末であって、
前記第１及び第２の筐体にそれぞれ収容された第１及び第２の回路基板間を電気的に接続して信号の授受を行う第１の信号ケーブルと、
前記第１及び第２の回路基板の接地パターン間を、第２の回路基板における前記第１の信号ケーブルの接続位置より前記第２のアンテナの給電点に近い位置でさらに接続して、前記回路基板間を流れる基板電流をバイパスする第２の信号ケーブルと
を具備することを特徴とする携帯端末。
【請求項２】
前記第２の信号ケーブルは、前記第１及び第２の回路基板を、第２の回路基板における前記第２のアンテナの給電点から前記無線信号の波長の１／５以内の位置で接続することを特徴とする請求項１記載の携帯端末。
【請求項３】
第１の回路基板が収容された第１の板状筐体と、
第２の回路基板が収容された第２の板状筐体と、
前記第１の板状筐体と第２の板状筐体の角部同士を接続し、当該第１の板状筐体と第２の板状筐体を相対的に３次元方向に回動可能な状態に保持する接続機構と、
前記第１の板状筐体の前記接続機能が接続された角部に対し対角に位置する角部を給電点として第１の方向に配置された第１の線状アンテナと、
前記第２の板状筐体の前記接続機構が接続された角部を給電点として前記第１の方向に対し直交する第２の方向に配置された第２の線状アンテナと、
前記第１及び第２の回路基板間を電気的に接続して信号の授受を行う第１の信号ケーブルと、
前記第１及び第２の回路基板の接地パターン間を、第２の回路基板における前記第１の信号ケーブルの接続位置より前記第２のアンテナへの給電点に近い位置で接続して、前記第１及び第２の回路基板間を流れる基板電流をバイパスする第２の信号ケーブルと
を具備し、
前記接続機構は、
前記第１の板状筐体の角部に固定された固定部と、
前記固定部に対し第１の方向に回動可能に接続された第１の回動部と、
一端部が前記第１の回動部の側面部に接続されると共に、他端部が前記第１の板状筐体の角部に接続され、前記第１の板状筐体を前記第１の回動部に対し当該第１の回動部の回動部と直交する軸を中心として第２の方向に回動可能に支持する第２の回動部と
を備えることを特徴とする携帯端末。
【請求項４】
前記第２の信号ケーブルによる前記第１及び第２の回路基板の接地パターン間の接続をオン／オフするスイッチ回路と、
前記携帯端末の通信モードの種類及び前記第１及び第２の筐体の姿勢のうちの少なくとも一方を検出し、その検出結果に応じて前記スイッチ回路をオン／オフ制御する回路と
を、さらに具備することを特徴とする請求項１又は３記載の携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の携帯端末に係わり、特に２つの筐体を接続機構により三次元方向に回動可能に接続し、かつ上記２つの筐体にそれぞれアンテナを配設した携帯端末を関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信装置では、一般に筐体に複数のアンテナを設けてダイバーシチ受信を行っている。ダイバーシチ受信に使用されるアンテナ装置は、筐体から外に引き出されるロッドアンテナと筐体内に収容される逆Ｆアンテナ等との組み合わせが多く使用されている。
【０００３】
一方、最近の携帯電話機やＰＤＡに代表される携帯端末では内蔵アンテナが主流となっており、ダイバーシチに使用する２つのアンテナを共に内蔵アンテナにより構成した装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特許第３１１２４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、一般に携帯電話機等の携帯端末は筐体のサイズが小さいため、ダイバーシチのための２つのアンテナを共に内蔵アンテナとすると、アンテナ間距離を十分に確保することが難しい。また、最近携帯端末の中には２つの筐体をヒンジ機構等の接続機構により回動可能に接続して、使用シーンに応じて筐体の形態を変化させることができるようにした端末が増えている。この種の端末では、ある形態において良好なダイバーシチ性能が得られたとしても、筐体を他の形態に変化させると所要のダイバーシチ性能が得られなくなることがある。この問題は、特にＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）やＥＶＤＯrev.A、ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）等の高速無線インタフェースを使用して動画等のリッチコンテンツを伝送しようとする場合に、期待するデータ伝送速度が得られなくなり非常に好ましくない。
【０００５】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、筐体の形態変化によらず常に良好なダイバーシチ効果を奏することが可能な携帯端末を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためにこの発明の一観点は、第１の筐体と第２の筐体とを接続機構により三次元方向に回動可能に接続し、かつ上記第１及び第２の筐体にそれぞれ第１及び第２のアンテナを内蔵してこれらのアンテナを選択的に動作させることで無線信号のダイバーシチ受信を行うように構成した携帯端末において、上記第１及び第２の筐体にそれぞれ収容された第１及び第２の回路基板間を第１の信号ケーブルを介して電気的に接続すると共に、上記第１及び第２の回路基板間を第２の回路基板における上記第１の信号ケーブルの接続位置より上記第２のアンテナの給電点に近い位置で第２の信号ケーブルによりさらに接続するように構成したものである。
【発明の効果】
【０００７】
したがって、第１の信号ケーブルを介して第１及び第２の回路基板間で流れる基板電流の一部が第２の信号ケーブルによりバイパスされる。このため、上記第１の信号ケーブルを介して第１の回路基板から第２の回路基板へ流れる基板電流値が減少し、同基板電流による第２のアンテナの放射特性に対する打ち消し作用が軽減される。この結果、第２のアンテナの放射パターンは改善され、これにより第１及び第２のアンテナによるダイバーシチ性能は向上される。  
すなわち、筐体の形態変化によらず常に良好なダイバーシチ効果を奏することが可能な携帯端末を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。  
（第１の実施形態）  
図１及び図２はこの発明の第１の実施形態に係わる携帯端末の外観を示す斜視図である。  
この携帯端末は、長方形の板状体からなる第１の筐体１と第２の筐体２とを、接続機構３を介して接続したものとなっている。第１の筐体１の内面には例えば液晶からなる表示器１１が配置され、また第２の筐体２の内面にはキー入力部２１が配置されている。
【０００９】
接続機構３は、図２及び図４に示すように固定部３１と、この固定部３１に対し図中矢印Ａ−Ａ方向に回動可能に接続された第１の回動部３２と、この第１の回動部３２の側面に図中矢印Ｂ−Ｂ方向に回動可能に接続された第２の回動部３３とから構成される。そして、上記固定部３１が上記第２の筐体２の側面部に固定され、上記第２の回動部３３が上記第１の筐体３１の側面部に固定されている。
【００１０】
しかしてこの携帯端末は、待ち受け状態においては第１の筐体１と第２の筐体２の内面同士が対向する状態に折り畳まれた状態に設定される。そして、例えば音声通信や電子メールの送受信を行う場合には、接続機構３の第２の回動部３３の回動動作によって第１の筐体１を図１に示すように縦方向に回動させて開く。この結果携帯端末は、表示器１１が縦型に配置されたいわゆる縦画面の形態に設定され、これにより音声通信や電子メールの送受信を行う場合に好適な形態となる。
【００１１】
一方、例えばテレビジョン放送を受信する場合やブラウジングを行う場合には、接続機構３の第１の回動部３２の回動動作によって第１の筐体１を図３に示すように横方向に回動させて開く。この結果携帯端末は、表示器１１が横型に配置されたいわゆる横画面の形態に設定され、これによりテレビジョン放送を視聴する場合やブラウジングを行う場合に好適な形態となる。
【００１２】
ところで、上記第１及び第２の筐体１，２内には次のようなユニットが収容される。図５はその構成を示す斜視図である。すなわち、第１の筐体１内には第１の回路基板１２が、また第２の筐体２内には第２の回路基板２２がそれぞれ収容される。このうち第２の回路基板２２の接続機構３と近接する角部には、第２のアンテナ２３が第２の回路基板２２の長辺に沿って配置されている。この第２のアンテナ２３は、例えばその基端部が第２の回路基板に設けられた給電点２４に接続されると共に先端部が開放された、λ／４長の逆Ｆアンテナにより構成される。
【００１３】
一方、第１の回路基板１２の上記第２のアンテナ２３から最も遠い位置、つまり対角にある角部には、第１のアンテナ１３が第１の回路基板１２の短辺に沿って配置される。この第１のアンテナ１３も、上記第２のアンテナ２３と同様にその基端部が第１の回路基板に設けられた給電点１４に接続されると共に先端部が開放された、λ／４長の逆Ｆアンテナにより構成される。
【００１４】
上記第１及び第２のアンテナ１３，２３はそれぞれ上記給電点１４，２４を介して図示しない無線回路に接続される。無線回路はダイバーシチ受信機能を備え、上記第１及び第２のアンテナ１３，２３を選択的に使用することで空間ダイバーシチ又はパターンダイバーシチによる受信動作を行う。なお、無線回路は上記第１又は第２の回路基板１２，２２のいずれか一方に実装される。
【００１５】
また、上記第１の回路基板１２と第２の回路基板２２との間は、第１の信号ケーブル４１により電気的に接続される。この第１の信号ケーブル４１は、複数の信号線パターンを印刷したフレキシブル配線基板からなる。そして、上記接続機構３の固定部３１と第１及び第２の回動部内３２，３３内に設けられた空洞部を通されたのち第１及び第２の回路基板１２，２２のコネクタに接続され、これにより第１及び第２の回路基板１２，２２間で表示信号や送受信信号、制御信号等の各種信号を伝達する。
【００１６】
さらに、上記第１の回路基板１２と第２の回路基板２２との間は、第２の信号ケーブル４２により電気的に接続される。この第２の信号ケーブル４２は例えば可撓性を有する同軸ケーブルからなり、上記第１の信号ケーブル４１と同様に上記接続機構３の固定部３１と第１及び第２の回動部内３２，３３内に設けられた空洞部を通されたのち、第１及び第２の回路基板１２，２２の接地パターンに接続される。このとき第２の回路基板２２に対する第２の信号ケーブル４２の接続位置は、第２の回路基板２２に対する上記第１の信号ケーブル４１の接続位置より第２のアンテナ２３の給電点２４に近い位置に設定される。具体的には、上記第１の信号ケーブル４１の接続位置より第２のアンテナ２３の給電点２４に近く、かつ上記第２のアンテナ２３の給電点２４から無線信号のλ／５長以内となる位置に設定される。
【００１７】
このような構成であるから、第１の筐体１を図３に示すように横画面の形態で使用する場合、第２のアンテナ２３の動作時には第１の回路基板１２の接地パターンから第２のアンテナ２３に向かって基板電流が流れる。このとき、基板電流の流通経路には、図５に示すように第１の信号線パターン４１及び第２の回路基板２２を介して流れる経路Ｉ２，Ｉ３と、第２の信号ケーブル４２を介して流れる経路Ｉ１とがある。しかし、先に述べたように第２の信号ケーブル４２の接続位置は、第１の信号ケーブル４１の接続位置より第２のアンテナ２３の給電点２４に近接しており、しかも当該給電点２４から無線信号のλ／５長以内となる位置に設定されている。このため、経路Ｉ２，Ｉ３よりも経路Ｉ１の方がインピーダンスが低く、上記基板電流は図６に示すようにその大半が経路Ｉ１を経由して流れ、経路Ｉ２，Ｉ３に流れる電流値は小さくなる。
【００１８】
したがって、経路Ｉ２，Ｉ３に流れる電流による第２のアンテナ２３の放射パターンに対する打ち消しは低減され、第２のアンテナ２３の放射パターンは改善される。すなわち、第２のアンテナ２３はあたかもダイポールアンテナのように動作し、これにより放射パターンの垂直偏波成分はほぼ無指向性となる。
【００１９】
図７は、第１の実施形態に係わる携帯端末における第１及び第２のアンテナ１３，２３の放射パターンを示すもので、（ａ）は第２のアンテナ２３の放射パターンを、（ｂ）は第１のアンテナ１３の放射パターンをそれぞれ示している。ちなみに、図８（ａ），（ｂ）は、第１及び第２の回路基板１２，２２間を第２の信号ケーブル４２により接続していない従来の携帯端末における第１及び第２のアンテナの放射パターンを示している。
【００２０】
図７（ａ）から明らかなように、第２のアンテナ２３による放射パターンの垂直偏波成分Ｖ２はほぼ無指向性となり、しかも従来の場合（図８（ａ））に比べて十分な利得が得られる。また、水平偏波成分Ｈ２についても、従来の放射パターンに比べ指向性の谷の少ない放射パターンが得られる。したがって、このような第２のアンテナ２３と第１のアンテナ１３とを用いて空間又はパターンダイバーシチを行うことで、端末の姿勢によらず常に良好な受信感度特性を得ることが可能となる。
【００２１】
一方、携帯端末を図１に示したように縦画面の形態で使用する場合においても、基板電流はその大半が第２の信号ケーブル４２を介して流れ、第１の信号ケーブル４１及び第２の回路基板２２を介して流れる電流値は小さくなる。したがって、第２のアンテナ２３の放射パターンは改善される。すなわち、縦画面の場合も第２のアンテナ２３はダイポールアンテナのように動作し、これにより放射パターンの垂直偏波成分は無指向性に近いパターンとなる。
【００２２】
図９（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態に係わる携帯端末における縦画面の場合の第１及び第２のアンテナ１３，２３の放射パターンを示したものである。ちなみに、図１０（ａ），（ｂ）は第２の信号ケーブル４２を用いない従来の携帯端末における縦画面の場合の第１及び第２のアンテナ１３，２３の放射パターンを示したものである。図９（ｂ）に示すように、第２のアンテナ２３の垂直偏波成分の指向性は無指向性に近いものとなるため、当該第２のアンテナ２３を使用してパターンダイバーシチを行うことで、第１のアンテナ１３の放射パターン（図９（ａ））を効果的に補完して、形態端末の姿勢によらず良好な受信感度特性を得ることが可能となる。
【００２３】
以上述べたように第１の実施形態では、第１の筐体１と第２の筐体２とを接続機構３により三次元方向に回動可能に接続し、かつ第２の筐体２の上記接続機構３の近傍に第２のアンテナ２３を内蔵すると共に、第１の筐体１の上記第２のアンテナ２３から最も遠く離れた角部に第１のアンテナ１３を内蔵した携帯端末において、上記第１及び第２の筐体１，２にそれぞれ収容された第１及び第２の回路基板１２，２２間を、第１の信号ケーブル４１に加えてさらに第２の信号ケーブル４２により接続し、かつ第２の回路基板２２に対する第２の信号ケーブル４２の接続位置を上記第１の信号ケーブル４１の接続位置より第２のアンテナ２３の給電点２４に近接し、しかも当該給電点２４から無線信号のλ／５長以内となる位置に設定している。
【００２４】
したがって、第２のアンテナ２３の動作時に第１の回路基板１２の接地パターンから第２のアンテナ２３に向かって流れる基板電流の大半が上記第２の信号ケーブル４２を介して流れ、第１の信号ケーブル４１及び第２の回路基板２２を介して流れる電流は小さな値に抑えられる。このため、第１の信号ケーブル４１及び第２の回路基板２２を介して流れる電流による第２のアンテナ２３の放射パターンに対する打ち消し作用は低減され、これにより第２のアンテナ２３による放射パターンの垂直偏波成分を十分に大きな利得でかつほぼ無指向性にすることができる。
【００２５】
したがって、このような第２のアンテナ２３と第１のアンテナ１３とを用いて空間又はパターンダイバーシチを行うことで、横画面の形態で使用する場合にも常に良好な受信感度特性を得ることが可能となる。一般に、無線ＬＡＮでは基地局が送信する無線信号は垂直偏波成分が主成分となる。このため、本実施形態に係わる携帯端末のようにアンテナ放射パターンの垂直偏波成分の受信感度特性を改善することは、無線ＬＡＮを利用する場合に特に有用である。
【００２６】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、第１及び第２の回路基板１２，２２の接地パターン間を第２の信号ケーブル４２により常時接続するようにした。それに対し第２の実施形態は、端末の姿勢の変化をセンサ等により検出し、変化後の姿勢に応じて上記第２の信号ケーブル４２の接続をオン／オフするように構成したものである。
【００２７】
図１１は、上記第２の信号ケーブル４２の接続のオン／オフに使用する切替スイッチ５の一例を示すものである。この切替スイッチ５は、可動接点５１と第１及び第２の固定接点５２，５３とから構成される。第１の固定接点５２は第１の回路基板１２の接地パターン１５に設けられ、第２の固定接点５３は絶縁基板上に設けられる。また、可動接点５１には第２の信号ケーブル４２が接続される。
【００２８】
上記切替スイッチ５は、図示しない制御回路により切替制御される。この制御回路には、携帯端末の通信動作や表示動作、電話帳などのデータの管理動作を制御するために既に設けられているＣＰＵ（Central Processing Unit）が用いられる。制御回路は、端末の姿勢と切替スイッチの切り替え状態との対応関係を表すテーブルを備える。このテーブルには、携帯端末がとりうる複数種類の姿勢に対応付けて、当該各姿勢において受信感度が最良となる状態に対応する切替スイッチ５の切り替え状態が予め記憶される。制御回路は、例えば加速度センサにより検出される筐体の向きを表す情報を取り込み、この筐体の向きの検出情報をもとに上記テーブルから対応する切替スイッチ５の切り替え状態を表す情報を読み出す。そして、この読み出した切り替え状態を表す情報をもとに切替制御信号を出力して上記切替スイッチ５をオン／オフ制御する。
【００２９】
このような構成であるから、例えば第１の筐体１が図３に示したように横画面の形態に設定されたことが検出されると、図示しない制御回路から切替制御信号が出力されて上記切替スイッチ５の可動接点５１が第１の固定接点５２に接続される。したがって、この場合には第１及び第２の回路基板１２，２２の接地パターン間が第２の信号ケーブル４２により接続され、その結果第２のアンテナ２３による放射パターンの垂直偏波成分の指向性が改善される。
【００３０】
一方、筐体の形態が他の所定の形態に変化したことが検出されると、図示しない制御回路から切替制御信号が出力されて上記切替スイッチ５の可動接点５１が第２の固定接点５３に接続される。したがって、この場合第２の信号ケーブル４２による第１及び第２の回路基板１２，２２間の接続は断たれ、この結果第２のアンテナ２３の放射パターンに対し上記第２の信号ケーブル４２の接続の影響が及ばないようにすることができる。
【００３１】
（その他の実施形態）  
前記第２の実施形態では、携帯端末の姿勢に応じて切替スイッチをオン／オフ制御するようにした。しかし、それに限定されるものではなく、端末の通信モードが音声通信モードであるのか、メールの送受信やＷＥＢサーバからのデータのダウンロード等のデータ通信であるのかを判定し、その判定結果に応じて切替スイッチをオン／オフ制御するようにしてもよい。また、端末の筐体が開いた状態であるか閉じた状態であるかを判定し、その判定結果に応じて切替スイッチをオン／オフ制御するようにしてもよい。いずれの場合も、制御回路が制御テーブルに基づいて切替スイッチをオン／オフ制御することにより実現できる。
【００３２】
また、切替スイッチ５としては機械的な切替スイッチ以外に半導体スイッチを用いてもよい。また切替スイッチとして可変インピーダンス素子を使用し、この可変インピーダンス素子のインピーダンス値を筐体の形態又は端末の姿勢の検出結果に応じて可変することにより、第１及び第２の回路基板１２，２２間の接続をオン／オフするようにしてもよい。
【００３３】
その他、第２の信号ケーブルの種類や構成、第２の回路基板に対する接続位置、携帯端末の各筐体の形状や構成、第１及び第２のアンテナの種類や配置位置、筐体を三次元方向に回動させるための接続機構の構成等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００３４】
要するにこの発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の第１の実施形態に係わる携帯端末を縦画面で使用するときの外観を示す図である。
【図２】図１に示した携帯端末の形態における接続機構の構成と動作を示す斜視図である。
【図３】この発明の第１の実施形態に係わる携帯端末を横画面で使用するときの外観を示す図である。
【図４】図３に示した携帯端末の形態における接続機構の構成と動作を示す斜視図である。
【図５】この発明の第１の実施形態に係わる携帯端末を横画面で使用するときの内部ユニットの構成を示す斜視図である。
【図６】図５に示した携帯端末の内部ユニットの縦断面図である。
【図７】この発明の第１の実施形態に係わる携帯端末を横画面で使用するときの第１及び第２のアンテナの放射パターンを示す図である。
【図８】従来の携帯端末を横画面で使用するときの第１及び第２のアンテナの放射パターンを示す図である。
【図９】この発明の第１の実施形態に係わる携帯端末を縦画面で使用するときの第１及び第２のアンテナの放射パターンを示す図である。
【図１０】従来の携帯端末を縦画面で使用するときの第１及び第２のアンテナの放射パターンを示す図である。
【図１１】この発明の第２の実施形態に係わる携帯端末の要部構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…第１の筐体（上部筐体）、２…第２の筐体（下部筐体）、３…接続機構、５…切替スイッチ、１１…表示器、１２…第１の回路基板（上部基板）、１３…第１のアンテナ、１４…第１のアンテナの給電点、１５…接地パターン、２１…キー入力部、２２…第２の回路基板（下部基板）、２３…第２のアンテナ、２４…第２のアンテナの給電点、３１…固定部、３２…第１の回動部、３３…第２の回動部、４１…信号ケーブル、４２…バイパス用接続ケーブル、５１…可動接点、５２，５３…固定接点。
【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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