(57)【要約】【課題】磁気カードやＩＣカード等のプリペイド媒体では、プリペイド媒体が専門的な知識を有する第三者によって偽造されて流通してしまう可能性がある。【解決手段】プリペイド媒体システム１００では、回数券１の記憶部１２に回数券１の利用可能回数を示す利用可能情報１２ａを記憶する。そして、回数券１が回数券装置２に装着されて利用されるときに、回数券１の利用可能回数がチェックされ、利用可能回数が残っている場合は、利用可能情報１２ａにおける未使用の単位ブロックが破壊読み出しされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
不揮発性の記憶部を有するプリペイド媒体であって、
前記記憶部は、前記プリペイド媒体の利用単位からなる複数の単位ブロックに分割された利用可能情報を記憶し、
前記プリペイド媒体が利用されるときに、前記記憶されている利用可能情報から、前記プリペイド媒体の利用量に応じた前記単位ブロックを破壊読み出しする破壊読出部を有することを特徴とするプリペイド媒体。
【請求項２】
前記記憶部は、強誘電体メモリにより構成されることを特徴とする請求項１に記載のプリペイド媒体。
【請求項３】
前記プリペイド媒体は回数券であり、前記利用可能情報は前記回数券の利用可能回数を示すことを特徴とする請求項１又は２に記載のプリペイド媒体。
【請求項４】
前記プリペイド媒体はプリペイドカードであり、前記利用可能情報は前記プリペイドカードの利用可能残高又は利用可能時間を示すことを特徴とする請求項１又は２に記載のプリペイド媒体。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のプリペイド媒体と、前記プリペイド媒体が接続可能なプリペイド媒体装置と、を含むプリペイド媒体システムであって、
前記プリペイド媒体装置は、
前記プリペイド媒体の利用量に応じた前記単位ブロックの読み出しを行うための要求信号を、前記プリペイド媒体に出力するプリペイド媒体処理部を有することを特徴とするプリペイド媒体システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリペイド媒体、及びプリペイド媒体と当該プリペイド媒体が接続可能なプリペイド媒体装置とを含むプリペイド媒体システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリペイドカードや回数券カード等の代金前払い方式のプリペイド媒体が一般的に利用されている。これらのプリペイド媒体には、磁気カードやＩＣカード等が多く用いられ、当該プリペイド媒体で利用可能な金額や回数等の情報が記憶されている。例えば、以下の特許文献１に記載されているＩＣカードでは、ＩＣカードに回数券に係る所定のデータを記憶して回数券として使用できるようにしている。具体的には、回数券として利用可能な金額をＩＣカードに記憶しておき、ＩＣカードが利用されるときに記憶されている金額から利用金額を減額するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、磁気カードやＩＣカード等のプリペイド媒体では、プリペイド媒体が専門的な知識を有する第三者によって偽造され、この偽造のプリペイド媒体が市場に流通してしまう可能性がある。例えば、上記の特許文献１に記載されているＩＣカードの場合、ＩＣカードに記憶されている利用可能金額が高額な内容に改竄されて、更にそのＩＣカードから多数のＩＣカードが偽造されてしまうことが懸念される。従って、プリペイド媒体のセキュリティについて、専門的な知識を有する第三者に対しても十分に対応でき、且つ簡易に実現できる対策が要求される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］
不揮発性の記憶部を有するプリペイド媒体であって、前記記憶部は、前記プリペイド媒体の利用単位からなる複数の単位ブロックに分割された利用可能情報を記憶し、前記プリペイド媒体が利用されるときに、前記記憶されている利用可能情報から、前記プリペイド媒体の利用量に応じた前記単位ブロックを破壊読み出しする破壊読出部を有することを特徴とする。
【０００７】
上記したプリペイド媒体によれば、プリペイド媒体の不揮発性の記憶部に、利用単位からなる複数の単位ブロックに分割された利用可能情報を記憶する。そして、プリペイド媒体が利用されるときに、破壊読出部が、プリペイド媒体の利用量に応じた単位ブロックを破壊読み出しする。
プリペイド媒体が利用されるときに、利用量に応じた単位ブロックが破壊読み出しされることから、利用可能情報における複数の単位ブロックについて、利用済みの単位ブロック及び利用されていない単位ブロックを把握することができる。これにより、プリペイド媒体の利用可能な残数を簡易な構造によって得ることができる。また、プリペイド媒体の単位ブロックを破壊読み出しして、利用済みの単位ブロックのデータ内容を消去する構造であることから、プリペイド媒体を改竄したり偽造したりするのが困難となる。これにより、プリペイド媒体のセキュリティについて、専門的な知識を有する第三者に対しても十分に対応することができる。
【０００８】
［適用例２］
前記記憶部は、強誘電体メモリにより構成されることを特徴とする上記プリペイド媒体。
【０００９】
上記したプリペイド媒体によれば、記憶部が耐タンパ性に優れている強誘電体メモリにより構成されることから、プリペイド媒体のセキュリティを更に高めることができる。
【００１０】
［適用例３］
前記プリペイド媒体は回数券であり、前記利用可能情報は前記回数券の利用可能回数を示すことを特徴とする上記プリペイド媒体。
【００１１】
上記したプリペイド媒体によれば、記憶部に回数券の利用可能回数を記憶することにより、利用可能な残回数を容易に得ることができる。これにより、プリペイド媒体を、利用可能回数を記憶した回数券として利用することができる。
【００１２】
［適用例４］
前記プリペイド媒体はプリペイドカードであり、前記利用可能情報は前記プリペイドカードの利用可能残高又は利用可能時間を示すことを特徴とする上記プリペイド媒体。
【００１３】
上記したプリペイド媒体によれば、記憶部にプリペイドカードの利用可能残高又は利用可能時間を記憶することにより、利用可能な残高又は残時間を容易に得ることができる。これにより、プリペイド媒体を、利用可能な残高又は残時間を記憶したプリペイドカードとして利用することができる。
【００１４】
［適用例５］
上記に記載のプリペイド媒体と、前記プリペイド媒体が接続可能なプリペイド媒体装置と、を含むプリペイド媒体システムであって、前記プリペイド媒体装置は、前記プリペイド媒体の利用量に応じた前記単位ブロックの読み出しを行うための要求信号を、前記プリペイド媒体に出力するプリペイド媒体処理部を有することを特徴とするプリペイド媒体システム。
【００１５】
上記したプリペイド媒体システムによれば、プリペイド媒体装置のプリペイド媒体処理部が、利用量に応じた単位ブロックの読み出しを行うための要求信号をプリペイド媒体に出力する。そして、プリペイド媒体では、この要求信号を受けることで、破壊読出部が、プリペイド媒体の利用量に応じた単位ブロックを破壊読み出しすることができる。
プリペイド媒体がプリペイド媒体装置に接続されて利用されるときに、利用量に応じた単位ブロックが破壊読み出しされることから、利用可能情報における複数の単位ブロックについて、利用済みの単位ブロック及び利用されていない単位ブロックを把握することができる。これにより、プリペイド媒体の利用可能な残数を簡易な構造によって得ることができる。また、プリペイド媒体の単位ブロックを破壊読み出しして、利用済みの単位ブロックのデータ内容を消去する構造であることから、プリペイド媒体を改竄したり偽造したりするのが困難となる。これにより、プリペイド媒体システムのセキュリティについて、専門的な知識を有する第三者に対しても十分に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本実施形態に係るプリペイド媒体システムについて図面を参照して説明する。
【００１７】
＜プリペイド媒体システムの機能構成＞
図１は、プリペイド媒体システム１００の機能構成の例を示すブロック図である。同図に示すように、プリペイド媒体システム１００は、プリペイド媒体としての回数券１と、プリペイド媒体装置としての回数券装置２とにより構成されている。同図では、回数券装置２に回数券１が装着されて、それぞれが電気的に接続された状態にある。しかし、これに限られず、回数券装置２と回数券１とが非接触の状態で無線通信により接続されていても良い。
【００１８】
最初に、図１に示す回数券１の機能構成について説明する。同図に示すように、回数券１は、破壊読出部１１、記憶部１２、制御部１３等を備えている。
【００１９】
破壊読出部１１は、記憶部１２に記憶されている利用可能情報１２ａを部分的に読み出す。このとき、読み出しの動作を再書き込みの動作を伴わずに行うことから、利用可能情報１２ａの読み出された部分は消去された状態になる。
【００２０】
記憶部１２は、回数券１の利用可能回数を示す利用可能情報１２ａを記憶する。図２は、利用可能回数を示す利用可能情報１２ａの例を示す説明図である。同図では、利用可能情報１２ａが、５０個の単位ブロックＢ１〜Ｂ５０に分割されている。ここでは、１個の単位ブロックが回数券１の１回分の利用量を表している。また、回数券１が全く未使用の状態の場合、各単位ブロックＢ１〜Ｂ５０には、例えば回数券１を識別するデータ内容がセットされている。
なお、上記では回数券１の１回分の利用量を１個の単位ブロックに対応させているが、これに限られず、回数券１の１回分の利用量を複数個の単位ブロックに対応させても良く、逆に、回数券１の複数回分の利用量を１個の単位ブロックに対応させても良い。また、各単位ブロックＢ１〜Ｂ５０のデータ内容は、例えば専門的な知識を有する第三者が解読することが困難な暗号化された識別等であっても良い。
【００２１】
また、記憶部１２は、強誘電体メモリとなるＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）により構成されている。このＦｅＲＡＭは、データの破壊読み出しが可能な不揮発性メモリである。なお、ＦｅＲＡＭの詳細については後述する。
【００２２】
制御部１３は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えて、上記した回数券１における各部等を制御する。
【００２３】
次に、図１に示す回数券装置２の機能構成について説明する。同図に示すように、回数券装置２は、プリペイド媒体処理部としての回数券処理部２１、操作部２２、制御部２３等を備えている。
【００２４】
回数券処理部２１は、回数券１が回数券装置２に装着されたときに、この回数券１が回数券装置２に適合するか否かを判定する。そして、回数券１が適合すると判定され、且つ回数券１の利用可能回数に残回数が有る場合に、回数券１の利用量に応じた単位ブロックの読み出しを行うための要求信号を回数券１に出力する。ここでは、回数券１の１回分の利用量について、１個の単位ブロックの読み出しの要求信号を出力する。
なお、回数券１が回数券装置２に適合するか否かの判定は、例えば、回数券１の識別情報（図示略）や有効期限（図示略）等を参照することにより行う。
【００２５】
操作部２２は、例えば操作パネル等であり、操作メッセージ等を表示してユーザからの操作を受け付ける。制御部２３は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えて、上記した回数券装置２における各部等を制御する。
【００２６】
＜ＦｅＲＡＭの構成＞
次に、記憶部１２を構成する強誘電体メモリとなるＦｅＲＡＭについて説明する。
ＦｅＲＡＭは基板（図示略）を有し、その基板には複数のメモリセルがマトリックス状に配列されている。図３は、ＦｅＲＡＭを構成するメモリセル群７６を示す図である。図４は、メモリセル群７６を構成するメモリセル７２を示す図である。
図３に示すように、基板には複数のメモリセル７２から任意のメモリセル７２を選択するための選択信号Ｓ１が供給される選択線（以下、ワードライン（ＷＬ、Word Line）と称す）７３と、メモリセル７２に第１の電圧Ｖ１を供給するための第１の電圧供給線（以下、ビットライン（ＢＬ、Bit Line）と称す）７４と、メモリセル７２に第２の電圧Ｖ２を供給する第２の電圧供給線（以下、プレートライン（ＰＬ、Plate Line）と称す）７５とが形成され、メモリセル群７６となっている。
【００２７】
図１に示す回数券１の破壊読出部１１は、ＷＬ７３を介して選択信号Ｓ１を供給して任意のメモリセル７２を選択し、当該選択されたメモリセル７２に書き込まれているデータを読み出す。
【００２８】
メモリセル群７６は、ＷＬ７３に選択信号Ｓ１を供給するＷＬ駆動部７７、ＢＬ７４に第１の電圧Ｖ１を供給するＢＬ駆動部７８、及びＰＬ７５に第２の電圧Ｖ２を供給するＰＬ駆動部７９を備えている。そして、これらのＷＬ駆動部７７、ＢＬ駆動部７８及びＰＬ駆動部７９は、破壊読出部１１により駆動される。
【００２９】
また、図４に示すように、各メモリセル７２は、トランジスタ７２ａ及び強誘電体膜から構成されるキャパシタ（以下、強誘電体キャパシタと称す）７２ｂを有しており、トランジスタ７２ａのゲート端子にＷＬ７３が接続され、ドレイン端子（又はソース端子）にＢＬ７４が接続されている。
【００３０】
更に、トランジスタ７２ａのソース端子（又はドレイン端子）に強誘電体キャパシタ７２ｂの一端子が接続され、強誘電体キャパシタ７２ｂの他端子にＰＬ７５が接続されている。なお、前述の強誘電体膜の材料として、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等のペロブスカイト化合物系又はＳＢＺ（チタン酸バリウム・ストロンチウム）等の層状ペロブスカイト化合物系が用いられる。
【００３１】
なお、本実施形態では、メモリセル７２の例として、所謂１Ｔ／１Ｃ型が示されているが、１Ｔ／１Ｃ型に限られず、例えば、２Ｔ／２Ｃ型等であってもよい。
【００３２】
図３に戻り、同図に示すＷＬ駆動部７７は行方向アドレスデコーダ（図示略）を有しており、行方向アドレスデコーダによりアドレス選択されたＷＬ７３にデータの読み出しに応じた電位を供給する。ＢＬ駆動部７８は、列方向アドレスデコーダ及びセンスアンプ（共に図示略）を有しており、列方向アドレスデコーダによりアドレス選択されたＢＬ７４に、データの読み出しに応じた電位を供給する。
【００３３】
更に、ＢＬ駆動部７８は、データの読み出し時においてＢＬ７４を介してセンスアンプに供給される電圧をセンスアンプで増幅し、増幅後の信号（読み出しデータ）を外部（例えば、図１に示す制御部１３）に出力する。ＰＬ駆動部７９は行方向アドレスデコーダ（図示略）を有しており、この行方向アドレスデコーダによりアドレス選択されたＰＬ７５にデータの読み出しに応じた電位を供給する。
【００３４】
次に、メモリセル７２のデータを読み出す動作について説明する。図１に示す制御部１３は、読み出し指令に基づいて、破壊読出部１１を読み出し制御する（つまり、アドレス信号及び読み出し制御信号を破壊読出部１１に与える）。破壊読出部１１では、アドレス信号をＷＬ７３及びＰＬ７５を選択するためのＸデコード信号にデコードし、更にセンスアンプ及びＢＬ７４を選択するためのＹデコード信号にデコードする。そして、破壊読出部１１では、Ｘデコード信号をＷＬ駆動部７７及びＰＬ駆動部７９に与え、Ｙデコード信号をＢＬ駆動部７８に与える。つまり、破壊読出部１１は、ＷＬ駆動部７７、ＢＬ駆動部７８及びＰＬ駆動部７９に読み出し信号を供給することになる。ＷＬ駆動部７７は、Ｘデコード信号（読み出し信号）に応じて任意のＷＬ７３を選択し、選択したＷＬ７３に選択信号を供給する。ＷＬ駆動部７７により選択されたＷＬ７３上のメモリセル７２では、ゲート端子に選択信号が供給されると、トランジスタ７２ａがＯＮ状態となる。
【００３５】
ＢＬ駆動部７８では、Ｙデコード信号（読み出し信号）に応じて任意のＢＬ７４を選択し、選択したＢＬ７４に第１の電圧Ｖ１を供給する。また、ＰＬ駆動部７９は、Ｘデコード信号（読み出し信号）に応じて任意のＰＬ７５に第２の電圧Ｖ２を供給する。なお、前述した読み出し制御信号は、ＢＬ７４及びＢＬ駆動部７８（センスアンプ）を動作させるタイミングを制御するために用いられる。
【００３６】
例えば、ＢＬ７４に第１の電圧Ｖ１として０Ｖが印加され、ＰＬ７５に第２の電圧Ｖ２としてＶｃｃが印加されると、強誘電体キャパシタ７２ｂの分極状態に応じた電圧がＢＬ７４を介してＢＬ駆動部７８のセンスアンプに供給される。センスアンプは、供給された電圧に応じて、「１」又は「０」を判断して読み出しデータとして外部に出力する。なお、ＢＬ７４に出力された電圧は制御部１３によるＢＬ７４を選択するタイミングとセンスアンプを動作させるタイミングとに応じて増幅された後、外部に読み出しデータとして出力されることになる。
【００３７】
強誘電体キャパシタ７２ｂでは、「１」が読み出された場合には、分極状態が「１」の状態から「０」の状態に反転し、この反転状態を維持する破壊読み出しが行われる。なお、強誘電体キャパシタ７２ｂでは、「０」が読み出されると、分極状態の反転が生じないため、データの読み出し後も「０」が維持される。このとき、破壊読出部１１によりデータを読み出す場合は、データの再書き込み動作が行われず、データが存在しない状態となって実質的にデータを消去した状態となる。
【００３８】
このように、上記したＦｅＲＡＭは、自発分極特性を利用したメモリであることから、物理的にチップ内の情報を読み出すことが困難である。また、ＦｅＲＡＭは、内部解析（リバース・エンジニアリング）や改変に対する防護力となる耐タンパ性において優れている。
【００３９】
＜回数券が利用されるときの動作＞
次に、回数券装置２に装着された回数券１が利用される動作について説明する。
図５は、回数券１が利用される動作の例を示すフローチャートである。同図に示すフローチャートは、回数券装置２及び回数券１におけるそれぞれの動作を示している。また、回数券装置２の回数券処理部２１において、装着された回数券１が回数券装置２に適合すると判定された後の動作を示している。
【００４０】
先ず、ステップＳ１１０では、回数券装置２の回数券処理部２１は、回数券１の記憶部１２に記憶されている利用可能情報１２ａについて、単位ブロックの読み出し要求信号を回数券１に出力する。ここでは、回数券１の１回分の利用量となる単位ブロック１個分の読み出し要求信号を出力する。
【００４１】
ステップＳ１２０では、回数券１の制御部１３は、ステップＳ１１０において回数券装置２から出力された単位ブロック１個分の読み出し要求信号を受け取る。
【００４２】
ステップＳ１３０では、回数券１の制御部１３は、記憶部１２に記憶されている利用可能情報１２ａをサーチし、未使用の単位ブロックを検出する。
図６は、利用可能回数を示す利用可能情報１２ａの使用後の例を示す説明図である。同図では、斜線で示す単位ブロックＢ１〜Ｂ３が使用済みの単位ブロックであり、空白の単位ブロックＢ４〜Ｂ５０が未使用の単位ブロックとなっている。使用済みの単位ブロックＢ１〜Ｂ３は、破壊読出部１１により破壊読み出しされた領域であり、記憶されていたデータ内容が消去された状態にある。また、未使用の単位ブロックＢ４〜Ｂ５０は、それぞれに記憶されたデータ内容が保持された状態にある。
【００４３】
ステップＳ１４０では、回数券１の制御部１３は、ステップＳ１３０における利用可能情報１２ａのサーチの結果、未使用の単位ブロックが検出されたか否かを判定する。即ち、ここでは、回数券１の利用可能回数が残っているか否かを判定する。
回数券１の利用可能回数が残っていると判定された場合は、ステップＳ１５０へ進む。ステップＳ１５０では、回数券１の破壊読出部１１は、ステップＳ１３０において検出された未使用の単位ブロックを破壊読み出しする。そして処理が終了する。
この破壊読み出しにより当該未使用の単位ブロックのデータ内容は消去される。図６に示す利用可能情報１２ａの例の場合、ステップＳ１３０において未使用の単位ブロックＢ４が検出されて、ステップＳ１５０において当該単位ブロックＢ４が破壊読み出しされる。
【００４４】
他方、ステップＳ１４０において、回数券１の利用可能回数が残っていないと判定された場合は、ステップＳ１６０へ進む。ステップＳ１６０では、回数券１の制御部１３は、回数券１に利用可能回数が残っていないことを示すエラー信号を回数券装置２に出力する。
【００４５】
ステップＳ１７０では、回数券装置２の制御部２３は、ステップＳ１６０において回数券１から出力されたエラー信号を受け取る。そして、ステップＳ１８０では、回数券装置２の制御部２３は、回数券１に利用可能回数が残っていない旨のエラーメッセージを操作部２２により表示させる。そして処理が終了する。
【００４６】
上述したように、本実施形態に係るプリペイド媒体システム１００では、回数券１の記憶部１２に回数券１の利用可能回数を示す利用可能情報１２ａを記憶する。そして、回数券１が利用されるときに、回数券１の利用可能回数がチェックされ、利用可能回数が残っている場合は未使用の単位ブロックが破壊読み出しされる。
このように、回数券１の利用可能回数を、未使用の単位ブロックが残っているか否かによって判定するようにしている。これにより、利用可能回数を数値によって管理して使用時に減数処理等を行う従来の方式に比して、より簡易な構造によって回数券の機能を実現することができる。また、単位ブロックを破壊読み出しして、使用済みの単位ブロックのデータ内容を消去する構造であることから、回数券１を改竄したり偽造したりするのが困難となる。
【００４７】
更に、回数券１の記憶部１２は、強誘電体メモリとなるＦｅＲＡＭにより構成されている。このＦｅＲＡＭは、上記したように、チップ内の情報を読み出すことが困難であり、耐タンパ性において優れている。これにより、回数券１に記憶されている利用可能情報１２ａのセキュリティを更に堅固にすることができる。
【００４８】
なお、上述した実施形態では、プリペイド媒体として回数券の例を示しているが、これに限られず、例えば、利用可能残高や利用可能時間等を記憶するプリペイドカード等にも適用することができる。図７は、利用可能残高を示す利用可能情報１２ａの例を示す説明図である。同図では、１個の単位ブロックが１円の単位を表しており、このプリペイドカードでは１０００円分の金額を利用することができる。例えば、プリペイドカードを用いて１００円の商品の代金が支払われた場合、同図では１００個の単位ブロックが破壊読み出しされることになる。
また、図８は、利用可能時間を示す利用可能情報１２ａの例を示す説明図である。同図では、１個の単位ブロックが１分の単位を表しており、このプリペイドカードでは１８０分の時間を利用することができる。例えば、プリペイドカードを用いて６０分の時間が消費された場合、同図では６０個の単位ブロックが破壊読み出しされることになる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】プリペイド媒体システムの機能構成の例を示すブロック図。
【図２】利用可能回数を示す利用可能情報の例を示す説明図。
【図３】ＦｅＲＡＭを構成するメモリセル群を示す図。
【図４】メモリセル群を構成するメモリセルを示す図。
【図５】回数券が利用される動作の例を示すフローチャート。
【図６】利用可能回数を示す利用可能情報の使用後の例を示す説明図。
【図７】利用可能残高を示す利用可能情報の例を示す説明図。
【図８】利用可能時間を示す利用可能情報の例を示す説明図。
【符号の説明】
【００５０】
１…回数券、２…回数券装置、１１…回数券の破壊読出部、１２…回数券の記憶部、１２ａ…利用可能情報、１３…回数券の制御部、２１…回数券装置の回数券処理部、２２…回数券装置の操作部、２３…回数券装置の制御部、７２…メモリセル、７２ａ…トランジスタ、７２ｂ…強誘電体キャパシタ、７３…ＷＬ、７４…ＢＬ、７５…ＰＬ、７６…メモリセル群、７７…ＷＬ駆動部、７８…ＢＬ駆動部、７９…ＰＬ駆動部、１００…プリペイド媒体システム。
【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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