(57)【要約】【課題】装置本体が破壊されたときでも、第２筺体部が第１筺体部から取り外されたことを検出する装置の位置や構成を、不正を行う者にわからないようにして、装置の不正使用を極力防止する。【解決手段】本発明の無線通信装置は、第２筺体部３が取り外されたときに第２筺体部３と一緒に、または、第２筺体部３が取り外される前に取り外され、送信アンテナ４と電気磁気的に結合している１又は複数の電気導体７を備え、無線通信装置が送受信を実行しないときに微弱な取り外し検出用信号を送信アンテナ４に供給する信号発生手段１１を備え、送信アンテナ４のマッチング状態を検出するマッチング状態検出手段１６を備え、更に、電気導体７の位置が変わることによってマッチング状態が所定の変化を示したときに、第２筺体部３が取り外されたと判定する取り外し検出手段１７を備えたものである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも送信アンテナを含む高周波回路を収容する第１筺体部と、前記第１筺体部に対して着脱可能に設けられた第２筺体部とを備えてなる無線通信装置において、
前記第２筺体部が取り外されたときに前記第２筺体部と一緒に、または、前記第２筺体部が取り外される前に取り外され、前記送信アンテナと電気磁気的に結合している１又は複数の電気導体と、
前記無線通信装置が送受信を実行しないときに微弱な取り外し検出用信号を前記送信アンテナに供給する信号発生手段と、
前記送信アンテナのマッチング状態を検出するマッチング状態検出手段と、
前記電気導体の位置が変わることによって前記マッチング状態が所定の変化を示したときに、前記第２筺体部が取り外されたと判定する取り外し検出手段とを備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記電気導体は、前記第１筺体部に前記第２筺体部を取り付けるための金属製ねじで構成されていることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記電気導体は、前記第２筺体部の少なくとも一部に設けられた金属部材であって、前記第２筺体部の内側における前記送信アンテナの外周に近接して配置されるもので構成されていることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記マッチング状態検出手段は、前記送信アンテナから反射される電圧の大きさを包絡線検波によって検出する包絡線検波回路を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記信号発生手段は、所定の特性を有するＲＦカードが所定の位置に存在するときにマッチングがとれた状態になると共に、ＲＦカードや金属などが接近していない状態では、マッチングが誘導側にずれている状態となるように調整されたマッチング回路を備え、
前記第２筺体部が取り外される過程で前記電気導体の位置が変わったときに、前記送信アンテナから反射される電圧の増加に基づいて前記マッチング状態検出手段はマッチングの変化を検出し、前記取り外し検出手段は前記マッチングの変化に基づいて前記第２筺体部が取り外されたと判定するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも送信アンテナを含む高周波回路を収容する第１筺体部と、この第１筺体部に対して着脱可能に設けられた第２筺体部とを備えてなる無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の無線通信装置においては、装置本体（第１筺体部）から蓋（第２筺体部）が取り外されたこと、即ち、装置本体が開封されたことを検出し、装置本体の開封が検出されたときに、無線通信装置の機能を停止させることにより、装置の不正使用を防止するように構成したものがある。例えば、特許文献１や特許文献２に記載された構成が知られている。
【特許文献１】特開２００１−２４２９５１号公報
【特許文献２】特開平５−５４２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来構成の場合、装置本体の開封を検出する開封検出手段は、機械的なスイッチや導電ゴム等で構成されている。このため、不正を実行する者が２台の無線通信装置を盗み、１台を破壊することにより、開封検出手段を構成する機械的なスイッチや導電ゴム等の位置や構造を把握することが可能である。これによって、２台目の無線通信装置については、開封検出手段を検出動作させることなく、装置本体を開封することを比較的容易に実行できてしまうという問題点があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、装置本体が破壊されたときでも、第２筺体部が第１筺体部から取り外されたことを検出するて装置の位置や構成を、不正を行う者にわからないようにして、装置の不正使用を極力防止することができる無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明においては、第２筺体部が取り外されたときに第２筺体部と一緒に、または、前記第２筺体部が取り外される前に取り外され、送信アンテナと電気磁気的に結合している１又は複数の電気導体を備え、無線通信装置が送受信を実行しないときに微弱な取り外し検出用信号を前記送信アンテナに供給する信号発生手段を備え、前記送信アンテナのマッチング状態を検出するマッチング状態検出手段を備え、更に、前記電気導体の位置が変わることによって前記マッチング状態が所定の変化を示したときに、前記第２筺体部が取り外されたと判定する取り外し検出手段を備えた。この構成によれば、送信アンテナのマッチング状態の変化を検出することに基づいて、第２筺体部が第１筺体部から取り外されたことを検出するように構成しているので、不正を行う者が装置本体を破壊しても、第２筺体部が第１筺体部から取り外されたことを検出する手段の位置や構成は、不正を行う者にわからない。
【０００６】
請求項２の発明によれば、前記電気導体を、前記第１筺体部に前記第２筺体部を取り付けるための金属製ねじで構成したので、不正を行う者が装置本体を破壊しても、第２筺体部が第１筺体部から取り外されたことを検出する手段の位置や構成は、不正を行う者により一層わからなくなる。
【０００７】
また、請求項３の発明のように、前記電気導体を、前記第２筺体部の少なくとも一部に設けられた金属部材であって、前記第２筺体部の内側における前記送信アンテナの外周に近接して配置されるもので構成することが好ましい。更に、請求項４の発明のように、前記マッチング状態検出手段は、前記送信アンテナから反射される電圧の大きさを包絡線検波によって検出する包絡線検波回路を備えていることが良い構成である。
【０００８】
また、請求項５の発明のように、前記信号発生手段は、所定の特性を有するＲＦカードが所定の位置に存在するときにマッチングがとれた状態になると共に、ＲＦカードや金属などが接近していない状態では、マッチングが誘導側にずれている状態となるように調整されたマッチング回路を備え、前記第２筺体部が取り外される過程で前記電気導体の位置が変わったときに、前記送信アンテナから反射される電圧の増加に基づいて前記マッチング状態検出手段はマッチングの変化を検出し、前記取り外し検出手段は前記マッチングの変化に基づいて前記第２筺体部が取り外されたと判定するように構成されていることがより一層好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を例えば非接触式ＩＣカードのリーダライタに適用した第１の実施例について、図１ないし図１０を参照しながら説明する。まず、図１は、本実施例のリーダライタの全体構成を示す側面図である。この図１に示すように、リーダライタのケース１は、第１筺体部である上ケース２と、この上ケース２に着脱可能に設けられた第２筺体部である下ケース３とから構成されている。
【００１０】
上ケース２内には、リーダライタ１の主要部の電気的構成（少なくとも送信アンテナ４を含む高周波回路などの構成）が収容されており、上ケース２はリーダライタ本体を構成するものである。下ケース３は、リーダライタ本体の蓋に相当する構成である。
【００１１】
非接触式ＩＣカードと通信する送信アンテナ４は、図３に示すように、アンテナ基板５の上面に設けられたコイル状の導体パターンで構成されている。アンテナ基板５は、図２に示すように、上ケース２内に突設された例えば４個の支持凸部６の下端面に当接されて、例えば４個の金属製のねじ７により固定されるように構成されている。アンテナ基板５の四隅部には、ねじ７を挿通させる貫通孔５ａが形成されている。ねじ７は、下ケース３を上ケース２に取付け固定するためのねじであり、下ケース３とアンテナ基板５は上ケース２に共締めされている。
【００１２】
下ケース３の下面におけるアンテナ基板５に対応する部分には、銘板８が貼り付けられている。この銘板８により、ねじ７の頭部７ａが隠される構成となっている。尚、下ケース３の下面には、ねじ７の頭部７ａを収容する凹部３ａが形成されている。この場合、銘板８を貼り付ける代わりに、下ケース３の凹部３ａ内（及びねじ７の頭部７ａ上）に、樹脂や接着剤等をポッティングするように構成しても良い。
【００１３】
上記構成の場合、２本のねじ７は、下ケース３が取り外されたときに下ケース３と一緒に、または、下ケース３が取り外される前に取り外される電気導体製のねじであり、送信アンテナ４と電気磁気的に結合している電気導体を構成している。
【００１４】
次に、リーダライタの電気的構成のうちの、送信アンテナ４のマッチング状態を検出すると共に下ケース３が取り外されか否かを判定するための電気的構成Ａについて、図４を参照して説明する。この図４に示すように、上記電気的構成Ａは、送信回路９と、受信回路１０と、送信アンテナ４とを備えている。
【００１５】
送信回路９は、信号発生回路（信号発生手段）１１と、第１のスイッチ１２と、第２のスイッチ１３と、増幅回路１４と、フィルタ回路１５とから構成されている。信号発生回路１１は、微弱な取り外し検出用信号Ｓ１を発生するものであり、上記取り外し検出用信号Ｓ１を第１のスイッチ１２を介してフィルタ回路１５に供給するように構成されている。また、信号発生回路１１は、取り外し検出用信号Ｓ１を第２のスイッチ１２を介して増幅回路１４に供給するように構成されており、上記増幅回路１４にて増幅された信号Ｓ２をフィルタ回路１５に供給するように構成されている。フィルタ回路１５を通過した取り外し検出用信号Ｓ１（または増幅信号Ｓ２）は、送信アンテナ４に供給される。
【００１６】
一方、受信回路１０は、包絡検波回路１６と、比較回路１７とから構成されている。包絡検波回路１６は、送信アンテナ４から出力（反射）された信号Ｓ３を入力し、その信号Ｓ３の電圧の大きさを包絡線検波によって検出する、即ち、上記信号Ｓ３の包絡検波出力電圧Ｖ１を出力する機能を有している。
【００１７】
具体的には、包絡検波回路１６は、抵抗１８、１９、２０と、ダイオード２１と、コンデンサ２２とを図示するように接続して構成されている。この場合、直流定電圧端子２３とグランドとの間に抵抗１９及びコンデンサ２２の直列回路が接続されており、抵抗１９とコンデンサ２２の中間接続点２４から包絡検波出力電圧Ｖ１が出力される構成となっている。
【００１８】
比較回路１７は、包絡検波回路１６から出力された包絡検波出力電圧Ｖ１を入力し、この包絡検波出力電圧Ｖ１と所定の基準電圧（しきい値）とを比較する機能を有している。そして、比較回路１７は、包絡検波出力電圧Ｖ１が基準電圧よりも大きいときに、下ケース３が取り外されたと判定し、取り外し判定信号を出力するように構成されている。この場合、比較回路１７は、取り外し検出手段を構成している。上記比較回路１７から出力された取り外し判定信号は、リーダライタの制御回路（図示しない）へ与えられる。
【００１９】
ここで、下ケース３を固定している２本のねじ７を取り外すことに伴って、送信アンテナ４のマッチング状態、即ち、包絡検波出力電圧Ｖ１が変化する様子を、図５に従って説明する。図５において、実線Ｐは送信アンテナ４で反射された信号Ｓ３（取り外し検出用信号Ｓ１）の変化を示し、実線Ｑは包絡検波出力電圧Ｖ１の変化を示す。まず、図５における左端部分（時点ｔ０〜ｔ１の間）は、２本のねじ７が取り付けられている状態、即ち、下ケース３が上ケース２に取り付けられている状態である。
【００２０】
さて、時点ｔ１において、１本のねじ７が取り外されると、送信アンテナ４のマッチング状態が変化し、信号Ｓ３の振幅の大きさが大きくなり、包絡検波出力電圧Ｖ１の電圧レベルが大きくなる。この場合、包絡検波出力電圧Ｖ１の電圧レベルが、第１のしきい値Ｃ１よりも大きくなったことを検知することにより、１本のねじ７が取り外されたと判定することができる。比較回路１７は、包絡検波出力電圧Ｖ１の電圧レベルが、第１のしきい値Ｃ１よりも大きくなったことを検知したとき、１本のねじ７が取り外されたことを示す第１の検知信号を出力する。
【００２１】
この後、時点ｔ２において、残りの１本のねじ７（即ち、２本目のねじ７）が取り外されると、送信アンテナ４のマッチング状態が変化し、信号Ｓ３の振幅の大きさが更に大きくなり、包絡検波出力電圧Ｖ１の電圧レベルが更に大きくなる。この場合、包絡検波出力電圧Ｖ１の電圧レベルが、第２のしきい値Ｃ２よりも大きくなったことを検知することにより、２本のねじ７が取り外されたと判定することができる。比較回路１７は、包絡検波出力電圧Ｖ１の電圧レベルが、第２のしきい値Ｃ２よりも大きくなったことを検知したとき、２本のねじ７が取り外されたことを示す第２の検知信号を出力するように構成されている。
【００２２】
尚、図６は、インピーダンスの変化を示すスミスチャートである。この図６において、点Ｂ１は２本のねじ７が取り付けられている状態を示し、点Ｂ２は１本のねじ７が取り外された状態を示し、点Ｂ２は２本のねじ７が取り外された状態を示す。
【００２３】
さて、下ケース３が取り外されたか否かを判定するカードリーダの制御について、図７のフローチャートを参照して説明する。まず、ステップＳ１０において、リーダライタ（端末）の電源がオフされると、この制御が開始される。続いて、ステップＳ２０へ進み、送信回路９から取り外し検出用信号Ｓ１を送信アンテナ４へ出力する。
【００２４】
そして、ステップＳ３０へ進み、受信回路１０により包絡検波出力電圧Ｖ１の大きさを監視する。続いて、ステップＳ４０へ進み、比較回路１７により包絡検波出力電圧Ｖ１の電圧レベルが第１のしきい値Ｃ１よりも大きいか否かを判断する。ここで、包絡検波出力電圧Ｖ１の電圧レベルが第１のしきい値Ｃ１よりも大きくなければ、「ＮＯ」へ進み、ステップＳ３０へ戻る。
【００２５】
上記ステップＳ４０において、包絡検波出力電圧Ｖ１の電圧レベルが第１のしきい値Ｃ１よりも大きければ、「ＹＥＳ」へ進み、ステップＳ５０へ進み、受信回路１０により包絡検波出力電圧Ｖ１の大きさの監視を続ける。そして、ステップＳ６０へ進み、比較回路１７により包絡検波出力電圧Ｖ１の電圧レベルが第２のしきい値Ｃ２よりも大きいか否かを判断する。ここで、包絡検波出力電圧Ｖ１の電圧レベルが第２のしきい値Ｃ２よりも大きくなければ、「ＮＯ」へ進み、ステップＳ５０へ戻る。
【００２６】
上記ステップＳ６０において、包絡検波出力電圧Ｖ１の電圧レベルが第２のしきい値Ｃ２よりも大きければ、「ＹＥＳ」へ進み、ステップＳ７０へ進み、下ケース３の取り外し（開封）検出時の対策処理を実行する。この場合、対策処理としては、リーダライタの機能を制限または停止させる制御、例えば、リーダライタの内蔵メモリに記憶されている重要なデータやプログラム等を消去する制御を実行する。これにより、リーダライタを盗んだ人が上記リーダライタを不正使用することをほぼ確実に防止することができる。
【００２７】
尚、図７の制御では、２本のねじ７が全て取り外されたところで、下ケース３の取り外し（開封）を検出し、その取り外し検出時の対策処理を実行するように構成したが、これに代えて、いずれか１本のねじ７が取り外されたところで（ステップＳ４０にて「ＹＥＳ」の時点で）、下ケース３の取り外し（開封）を検出し、その取り外し検出時の対策処理を実行するように構成しても良い。
【００２８】
次に、上記構成のリーダライタ（送信アンテナ４）に非接触式ＩＣカード（または導体）が近付いたときの、送信アンテナ４のマッチング状態の変化について、図８を参照して説明する。この図８において、実線Ｐは送信アンテナ４で反射された信号Ｓ３（取り外し検出用信号Ｓ１）の変化を示し、実線Ｑは包絡検波出力電圧Ｖ１の変化を示す。まず、図８における時点ｔ１０〜ｔ１１の間は、非接触式ＩＣカードが近付いていない状態（即ち、前述した２本のねじ７が取り付けられている状態と同じ状態）である。
【００２９】
さて、時点ｔ１１において、非接触式ＩＣカードが近付くと、送信アンテナ４のマッチング状態が変化し、信号Ｓ３の振幅の大きさが小さくなり、包絡検波出力電圧Ｖ１の電圧レベルが小さくなる。
【００３０】
尚、図９は、非接触式ＩＣカードが近付いた場合のインピーダンスの変化を示すスミスチャートである。この図９において、点Ｂ１１は非接触式ＩＣカードと送信アンテナ４との距離が無限大である状態を示し、点Ｂ１２は非接触式ＩＣカードと送信アンテナ４との距離が３０ｍｍである状態を示し、点Ｂ１３は非接触式ＩＣカードと送信アンテナ４との距離が１０ｍｍである状態を示す。
【００３１】
また、本実施例においては、送信回路９のフィルタ回路１５のインピーダンス（共役インピーダンス）を、非接触式ＩＣカードと送信アンテナ４との距離が１０ｍｍの状態に合わせている（図９の点Ｂ１４参照）。この場合、非接触式ＩＣカードと送信アンテナ４との距離が１０ｍｍの状態のときに、フィルタ回路１５から見たインピーダンスと、アンテナ負荷のインピーダンスがマッチングし、電力が最大になるように構成されている。
【００３２】
次に、リーダライタで非接触式ＩＣカードを読み取る場合の、送信アンテナ４のマッチング状態の変化について、図１０を参照して説明する。この図１０において、実線Ｐは送信アンテナ４で反射された信号Ｓ３（取り外し検出用信号Ｓ１）の変化を示している。まず、図１０における時点ｔ２０〜ｔ２１の間は、非接触式ＩＣカードが近付いていない状態（即ち、前述した２本のねじ７が取り付けられている状態と同じ状態）である。
【００３３】
さて、時点ｔ２１において、リーダライタのトリガースイッチ（非接触式ＩＣカードを読み取るときに押すスイッチ）を押すと、送信回路９において、第１のスイッチ１２がオフすると共に、第２のスイッチ１３がオンする。これにより、取り外し検出用信号Ｓ１を増幅した増幅信号Ｓ２が送信アンテナ４に供給されるようになる。このため、図１０に示すように、信号Ｓ３の電圧レベルの大きさが大きくなる。
【００３４】
このような構成の本実施例においては、下ケース３が取り外されたときに下ケース３と一緒に、または、下ケース３が取り外される前に取り外され、送信アンテナと電気磁気的に結合している２本のねじ７を備え、リーダライタが送受信を実行しないときに微弱な取り外し検出用信号Ｓ１を送信アンテナ４に供給し、ねじ７が取り外されること、即ち、ねじ７の位置が変わることによって送信アンテナ４のマッチング状態が所定の変化を示したときに、下ケース３が取り外されたと判定するように構成した。この構成によれば、不正を行う者がリーダライタの装置本体を破壊しても、上ケース２から下ケース３が取り外されたことを検出するための装置の位置や構成は、不正を行う者には、ほとんどわからない。このため、リーダライタの不正使用を極力防止することができる。
【００３５】
図１１ないし図１５は、本発明の第２の実施例を示すものである。尚、第１の実施例と同一構成には、同一符号を付している。この第２の実施例では、電気導体として、ねじ７の代わりに、銅箔２５を下ケース３の内底部におけるアンテナ基板５（送信アンテナ４）と対向する部位に（即ち、送信アンテナ４の外周に近接して配置するように）配設した。尚、下ケース３は、上ケース２に図示しないねじ等により固定されている。
【００３６】
上記構成において、送信アンテナ４のマッチング状態の変化について、図１３を参照して説明する。この図１３において、実線Ｐは送信アンテナ４で反射された信号Ｓ３（取り外し検出用信号Ｓ１）の変化を示し、実線Ｑは包絡検波出力電圧Ｖ１の変化を示している。まず、図１３における時点ｔ３０〜ｔ３１の間は、銅箔２５が近付いている状態（即ち、前述した２本のねじ７が取り付けられている状態、つまり、下ケース３が取り付けられている状態と同じ状態）である。
【００３７】
さて、時点ｔ３１において、下ケース３が取り外されて（図１２参照）、銅箔２５が送信アンテナ４から徐々に遠ざかり始めると、送信アンテナ４のマッチング状態が変化し、信号Ｓ３の振幅の大きさが徐々に大きくなり、包絡検波出力電圧Ｖ１の電圧レベルが徐々に大きくなる。この場合、包絡検波出力電圧Ｖ１の電圧レベルが、所定のしきい値Ｃよりも大きくなったことを検知することにより、下ケース３が取り外されたと判定するように構成されている。この場合、比較回路１７は、包絡検波出力電圧Ｖ１の電圧レベルが、しきい値Ｃよりも大きくなったことを検知したとき、下ケース３が取り外されたことを示す検知信号を出力する。尚、時点ｔ３２は、送信アンテナ４の周囲に銅箔２５が無くなった状態を示す時点である。
【００３８】
また、図１４は、インピーダンスの変化を示すスミスチャートである。この図１４において、点Ｂ４１は銅箔２５（即ち、下ケース３）が取り付けられている状態を示し、点Ｂ４２は銅箔２５が送信アンテナ４とある程度離れた状態を示し、点Ｂ４３は送信アンテナ４の周囲に銅箔２５が無くなった状態を示す。
【００３９】
また、図１５は、銅箔２５が送信アンテナ４から離れていくときの、送信回路９の消費電力の変化を示す。この場合、時点ｔ５１で銅箔２５が送信アンテナ４から離間し始め、時点ｔ５２で送信アンテナ４の周囲に銅箔２５が無くなった状態を示す。従って、送信回路９の消費電流を検出し、この検出した消費電流の大きさが所定のしきい値よりも小さくなったときに、下ケース３が取り外されたと判定するように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施例を示すリーダライタの側面図
【図２】下ケース及びアンテナ基板周辺の断面図
【図３】アンテナ基板の上面図
【図４】電気的構成図
【図５】送信アンテナで反射された信号と包絡検波出力電圧の変化を示す図
【図６】スミスチャート
【図７】フローチャート
【図８】送信アンテナで反射された信号と包絡検波出力電圧の変化を示す図
【図９】スミスチャート
【図１０】送信アンテナで反射された信号の変化を示す図
【図１１】本発明の第２の実施例を示す図１相当図
【図１２】上ケースから下ケースを取り外した状態を示す図
【図１３】図５相当図
【図１４】図６相当図
【図１５】送信回路の消費電流の変化を示す図
【符号の説明】
【００４１】
図面中、１はケース、２は上ケース（第１筺体部）、３は下ケース（第２筺体部）、４は送信アンテナ、５はアンテナ基板、７はねじ（電気導体）、９は送信回路、１０は受信回路、１１は信号発生回路（信号発生手段）、１２は第１のスイッチ、１３は第２のスイッチ、１４は増幅回路、１５はフィルタ回路、１６は包絡検波回路（マッチング状態検出手段）、１７は比較回路（取り外し検出手段）、２５は銅箔（電気導体）を示す。
【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】
2009027359.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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