(57)【要約】【課題】受信電波が強すぎることによる受信エラーの発生を回避する。【解決手段】本発明の無線受信装置３は、指向性を制御可能なアンテナ（フェーズドアレイアンテナ）７と、アンテナ７の受信信号を増幅する可変利得アンプ２９、３０と、可変利得アンプ２９、３０で増幅された受信信号のレベルに応じて当該可変利得アンプ２９、３０のゲインを調整するＡＧＣ信号を出力するＡＧＣ部３４と、ＡＧＣ部３４から出力されるＡＧＣ信号に対応した上記可変利得アンプ２９、３０に設定すべきゲインの調整レベルに基づいて、アンテナ７の指向性を位相制御部９を通じて制御するコントローラ３８とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指向性を制御可能なアンテナと、
前記アンテナの受信信号を増幅する可変利得アンプと、
前記可変利得アンプで増幅された受信信号のレベルに応じて当該可変利得アンプのゲインを調整するゲイン制御信号を出力するゲイン制御部と、
前記ゲイン制御信号に対応したゲインの調整レベルに基づいて、前記アンテナの指向性を制御する指向性制御部と、
を具備することを特徴とする無線受信装置。
【請求項２】
前記指向性制御部は、前記ゲイン制御信号に対応したゲインの調整レベルが、前記可変利得アンプの可変レベルを狭めたレベル範囲内に収まるように前記アンテナの指向性を制御する、
ことを特徴とする請求項１記載の無線受信装置。
【請求項３】
前記可変利得アンプにより増幅された受信信号のＣ／Ｎ比を検出するＣ／Ｎ比検出部をさらに備え、
前記指向性制御部は、Ｃ／Ｎ比検出部による検出結果に基づいて、前記アンテナの指向性の制御に補正を加える、
ことを特徴とする請求項１記載の無線受信装置。
【請求項４】
前記可変利得アンプにより増幅された受信信号をデジタル信号処理により復調する復調部をさらに備え、
前記指向性制御部は、前記復調部による前記デジタル信号処理の誤り訂正の発生頻度に基づいて、前記アンテナの指向性の制御に補正を加える、
ことを特徴とする請求項１記載の無線受信装置。
【請求項５】
請求項１記載の無線受信装置を備えることを特徴とする映像表示装置。
【請求項６】
指向性を制御可能なアンテナの受信信号を可変利得アンプにより増幅するステップと、
前記可変利得アンプにより増幅された受信信号のレベルに応じて当該可変利得アンプのゲインを調整するゲイン制御信号を出力するステップと、
前記出力されるゲイン制御信号に対応したゲインの調整レベルに基づいて、前記アンテナの指向性を指向性制御部が制御するステップと、
を有することを特徴とする受信レベル設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線電波を受信する無線受信装置、映像表示装置及び受信レベル設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アンテナで受信された受信信号を増幅器で増幅する一方で、受信信号の電界強度のレベルをレベル検出器で検出し、この検出した電界強度のレベルに応じて、上記増幅器の利得を制御するＡＧＣ回路（例えば、特許文献１参照）を搭載したテレビジョン装置などが一般に知られている。
【０００３】
また、近年では、例えば６０ＧＨｚといった高周波の帯域を用いて、符号化された高画質のデジタル映像データを無線機器の例えば親機側から子機側へ無線送信するワイヤレスＨＤ（High Definition）伝送と呼ばれる無線通信技術なども開発されている。
【特許文献１】特開２００１−５３６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、例えば、上記の無線機器を利用した映像通信において、受信信号の電界強度のレベル調整を図るために、無線機器のＲｘ（受信機）に対し上述したＡＧＣ回路を搭載することなどが考えられる。
【０００５】
しかしながら、この場合、Ｔｘ（送信機）及びＲｘの設置環境などによっては、Ｒｘ側の受信レベルが大きくなり過ぎて、上述した増幅器のＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路の制御範囲を超えてしまい、後段に配置されるＡ／Ｄコンバータなどの入力レベルが飽和してしまうことなどが想定される。この際、Ｒｘ側では、受信エラーなどが生じ映像データを継続的に受信できなくなる。
【０００６】
そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ＡＧＣがその制御範囲を超えるような強電界において、アンテナの指向性を制御して受信レベルを落とすことでＡＧＣの機能を保ち受信レベルの変化に即対応して受信エラーの発生を回避することが可能な無線受信装置、映像表示装置及び受信レベル設定方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る無線受信装置は、指向性を制御可能なアンテナと、前記アンテナの受信信号を増幅する可変利得アンプと、前記可変利得アンプで増幅された受信信号のレベルに応じて当該可変利得アンプのゲインを調整するゲイン制御信号を出力するゲイン制御部と、前記ゲイン制御信号に対応したゲインの調整レベルに基づいて、前記アンテナの指向性を制御する指向性制御部と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、ゲイン制御信号に対応するゲインの調整レベルに応じて、アンテナの指向性を制御するので、上記ゲインの調整レベルが、例えば可変利得アンプで調整可能な下限レベルを超えること、すなわち、受信信号の入力レベルが高過ぎてゲインを調整する制御系の電子部品などが飽和してしまうことなどを実質的に防止することが可能である。これにより、受信電波が強すぎることによる受信エラーの発生を回避することができる。また、本発明では、このような無線受信装置に映像の表示機能を付加して映像表示装置を構成することもできる。
【０００９】
また、本発明の受信レベル設定方法は、指向性を制御可能なアンテナの受信信号を可変利得アンプにより増幅するステップと、前記可変利得アンプにより増幅された受信信号のレベルに応じて当該可変利得アンプのゲインを調整するゲイン制御信号を出力するステップと、前記出力されるゲイン制御信号に対応したゲインの調整レベルに基づいて、前記アンテナの指向性を指向性制御部が制御するステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、受信電波が強すぎる場合でも、アンテナの指向性を制御して受信レベルを落とすことでＡＧＣの機能を保つことにより受信エラーの発生を回避することが可能な無線受信装置、映像表示装置及び受信レベル設定方法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】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る無線受信装置３を備えた無線送受信システム１の構成を示す機能ブロック図、図２は、図１の無線送受信システム１が備える無線送信装置２の構成を示す機能ブロック図である。さらに、図３は、この無線送受信システム１が備えるデジタルテレビ５の構成を示す機能ブロック図であり、また、図４は、図１の無線受信装置３の構成を示す機能ブロック図である。また、図５は、この無線受信装置３が備える可変利得アンプ２９、３０のゲインとＡＧＣ電圧との対応関係を示す図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態の無線送受信システム１は、例えば数十ＧＨｚオーダの周波数帯（例えば６０ＧＨｚ）を使用して音声データを含むデジタルの映像データをやり取りするシステムである。この無線送受信システム１は、例えばワイヤレスＨＤ伝送などを実現可能な構成を有する。無線送受信システム１は、主要なハードウェアとして、無線送信装置２、並びに、無線受信装置３及びデジタルテレビ５を備えた映像再生装置（映像表示装置）１０を備える。
【００１３】
例えばＴｘ（送信側）となる無線送信装置２は、図２に示すように、映像音声処理部１７、ＨＤＭＩ Ｔｘ（送信側）部１６、変調部１４、周波数変換部１２、及び、各部を統括制御するコントローラ１５を備える。映像・音声処理部１７は、映像データ及び音声データのソースを取得して所定のデータ形式に変換する。
【００１４】
ＨＤＭＩ Ｔｘ（送信側）部１６は、映像音声処理部１７で処理されたデータをＨＤＭＩのＴＭＤＳ（Transition Minimized Differential Signaling）信号に変換する。変調部１４は、ＨＤＭＩ Ｔｘ（送信側）部１６で処理されたＨＤＭＩ ＴＭＤＳデータを無線受信装置３側で復調可能な形式に変調する。周波数変換部１２は、変調部１４で変調されたデータを周波数変換し、アンテナ１１を介して無線送信可能な帯域のＲＦ信号を生成する。アンテナ１１は、周波数変換された無線電波（ＲＦ信号）を送信する。
【００１５】
次に、デジタルテレビ５について説明する。図３に示すように、デジタルテレビ（デジタルテレビジョン装置）５は、チューナ部５１、逆多重化部５２、再生処理部５３、バス５０、映像復号部５４、音声復号部５５、音声データ処理部６０、例えばステレオ対応のスピーカ６３、映像データ処理部５６、映像出力・音声出力設定部５８、表示デバイスとしてのモニタ６４、リモコン（リモートコントローラ）６７、リモコンインタフェース部６８、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）部６１、及び各部を統括的に制御するコントローラ６５を備える。
【００１６】
リモコンインタフェース部６８は、ユーザが入力操作を行う電源ボタンやチャンネル切替ボタンなどを有するリモコン６７とのインタフェース部である。チューナ部５１は、アンテナ４９を介して受信される例えば地上デジタル放送などの放送波から所望の放送波（放送局）を選局する。
【００１７】
逆多重化部５２は、放送波に多重化された音声信号、映像信号をそれぞれ分離して音声復号部５５、映像復号部５４へそれぞれ出力する。再生処理部５３は、音声復号部５５及び映像復号部５４を制御し、逆多重化部５２にて分離されたコンテンツを再生（デコード）する。具体的には、音声復号部５５は、逆多重化部５２で分離された音声信号を復号し復号したデジタル音声信号を音声データ処理部６０へ出力する。映像復号部５４は、逆多重化部５２で分離された映像信号を復号し復号したデジタル映像信号を映像データ処理部５６へ出力する。
【００１８】
音声データ処理部６０及び映像データ処理部５６は、復号されたデジタル音声信号及びデジタル映像信号に対し、所定の音声処理や画像処理を行う。音声データ処理部６０及び映像データ処理部５６の各最後段部分には、モニタ６４、スピーカ６３が各々接続されている音声出力端子６２及び映像出力端子５９が設けられている。
【００１９】
映像出力・音声出力設定部５８は、映像データ処理部５６により調整可能な明るさ、コントラストなどの映像出力に関する設定、及び音声データ処理部６０により調整可能なバランスや低/高音などの音声出力に関する設定を行うことが可能となっている。ＨＤＭＩ部６１は、ＨＤＭＩケーブル１８を介して無線受信装置３を接続するためのデジタルインタフェースである。このＨＤＭＩ部６１は、デジタルの映像信号、音声信号、制御信号を合わせて受信することが可能となっている。
【００２０】
次に、本実施形態に係る無線受信装置３について詳述する。例えばＷｉｒｅｌｅｓｓ ＨＤでＲｘ(受信側)となる無線受信装置３は、図４に示すように、アンテナ７、低雑音増幅器（Low Noise Amplifier）２２、周波数変換部１９、ローパスフィルタ２７、２８、可変利得アンプ２９、３０、Ａ／Ｄ変換器３１、３２、ゲイン制御部として機能するＡＧＣ（Automatic Gain Control）部を有する復調部３３、ＨＤＭＩ処理部３５、及びコントローラ３８を備える。
【００２１】
アンテナ７は、スマートアンテナ技術を適用したフェーズドアレイアンテナであって、指向性を制御可能に構成されている。すなわち、アンテナ７は、アンテナ素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｎ、これらのアンテナ素子に個別に接続された移相器８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｎ、位相制御部９、及び合成器２１を備え、無線送信装置２側からアンテナ１１を介して送信される無線電波（ＲＦ信号）を受信する。
【００２２】
位相制御部９は、移相器８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｎを個別に制御し、アンテナ素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｎでそれぞれ受信された電波の位相を制御して、アンテナ７本体の指向性を変える。合成器２１は、移相器８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｎの出力を合成し、これをアンテナ７本体の受信信号（ＲＦ信号）として低雑音増幅器２２側に出力する。
【００２３】
周波数変換部１９は、ローカル発振器２４、９０度移相部２３、乗算器２５、２６を備える。この周波数変換部１９の前段の低雑音増幅器２２は、高周波特性の良好なアンプを適用しており、増幅した信号を乗算器２５、２６それぞれに出力する。周波数変換部１９内のローカル発振器２４は、ローカル信号を出力する局部発振器である。９０度移相部２３は、ローカル発振器２４側から乗算器２６側に入力されるローカル信号に対し、ローカル発振器２４側から乗算器２５側に入力されるローカル信号の位相差が９０度になるように移相処理を行う。
【００２４】
乗算器２５は、低雑音増幅器２２で増幅された受信信号とローカル発振器２４から９０度移相部２３を経て与えられるローカル信号とを乗算してベースバンド信号を生成する（周波数変換を行う）。乗算器２６は、低雑音増幅器２２で増幅された受信信号とローカル発振器２４から与えられたローカル信号とを乗算してベースバンド信号に周波数変換する。さらに、乗算器２５、２６は、これらのベースバンド信号をローパスフィルタ２７、２８側に出力する。
【００２５】
可変利得アンプ２９、３０は、ＡＧＣ部３４から出力されるＡＧＣ信号（ゲイン制御信号）に対応する利得で、アンテナ７の受信信号（ローパスフィルタ２７、２８から出力されるベースバンド信号）を増幅してＡ／Ｄ変換器３１、３２に出力する。Ａ／Ｄ変換器３１、３２は、可変利得アンプ２９、３０で増幅されたアナログのベースバンド信号をデジタルのベースバンド信号Ｉ、Ｑに変換して復調部３３に出力する。
【００２６】
復調部３３は、可変利得アンプ２９、３０により増幅されかつＡ／Ｄ変換された受信信号（ベースバンド信号Ｉ、Ｑ）を、所定のデジタル信号処理により、元のデジタルデータ（無線送信装置２の変調部１４で変調される前のデータ）に復調する。ＨＤＭＩ処理部３５は、復調部３３で復調されたデータを、ＨＤＭＩの形式に対応するデジタルの映像データ（及び音声信号データ）に復号する。
【００２７】
次に、コントローラ３８によるアンテナ７の受信信号レベルの調整機能について説明する。コントローラ３８は、ＡＧＣ信号検出部３６、Ｃ／Ｎ比検出部３９、誤り訂正頻度検出部４０、ゲイン換算情報記憶部４１、指向性調整部３７を備える。ここで、上述した復調部３３内のＡＧＣ部３４は、可変利得アンプ２９、３０で増幅されたアンテナ７の受信信号のレベル（可変利得アンプ２９、３０から出力されてＡ／Ｄ変換された受信信号のレベル）の大小に応じて、当該可変利得アンプのゲインを調整するためのＡＧＣ信号（例えばＡＧＣ電圧）を出力する。
【００２８】
コントローラ３８内の上記ＡＧＣ信号検出部３６は、ＡＧＣ部３４から出力されるＡＧＣ信号を検出する。ゲイン換算情報記憶部４１は、図５に示すように、ＡＧＣ信号（ＡＧＣ電圧）に基づき可変利得アンプ２９、３０に設定されるゲインの調整レベルＧ１と、上記ＡＧＣ電圧と、の対応関係をテーブル（対応表）のかたちで記憶している。また、ゲイン換算情報記憶部４１は、可変利得アンプの可変レベル（ゲインの調整可能範囲）ｈ１とこの可変レベルｈ１を狭めたレベル範囲（マージンを持たせたレベル範囲）ｈ２を定める閾値Ｒ１、Ｒ２を記憶している。
【００２９】
また、Ｃ／Ｎ比検出部３９は、可変利得アンプ２９、３０により増幅されたアンテナ７の受信信号（可変利得アンプ２９、３０の出力される信号）のＣ／Ｎ比（キャリアの電界強度とノイズとの比率）をＡ／Ｄ変換前にＡ／Ｄ変換器３１、３２より取得（検出）する。さらに、誤り訂正頻度検出部４０は、復調部３３によるデジタル信号処理（復調処理）時の誤り訂正の発生頻度を検出する。ここで、ゲイン換算情報記憶部４１は、上記Ｃ／Ｎ比と図５に示す上述した閾値Ｒ２の補正値との対応関係（対応表）を記憶している。この場合の補正値は、例えばＣ／Ｎ比が、標準として決めた比率より大きい場合に、閾値Ｒ２をゲインが低減する方向にシフトするよう定められている。また、ゲイン換算情報記憶部４１は、上記誤り訂正の発生頻度と上記閾値Ｒ２の補正値との対応関係を記憶する。この場合の補正値は、例えば、誤り訂正の発生頻度が、標準として決めた発生頻度よりも多い場合に、閾値Ｒ２をゲインが低減する方向にシフトするよう定められている。
【００３０】
指向性調整部３７は、ＡＧＣ部３４から出力されるＡＧＣ信号に対応した可変利得アンプ２９、３０のゲインの調整レベルを、ゲイン換算情報記憶部４１を参照しつつ算出し、算出したゲインの調整レベルに基づいて、アンテナ７の指向性を制御するための指向性制御信号をアンテナ７の位相制御部９に向けて出力する。アンテナ７の位相制御部９は、受信した指向性制御信号に応じて（アンテナ素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｎの接続された）移相器８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｎを制御することで、アンテナ７本体の指向性を制御する。
【００３１】
具体的には、ＡＧＣ部３４から出力されるＡＧＣ信号に対応した可変利得アンプ２９、３０のゲインの調整レベルが、図５に示すように、可変利得アンプ２９、３０の可変レベルｈ１を狭めたレベル範囲ｈ２内に収まるように、指向性調整部３７は、アンテナ７の指向性を制御するための指向性制御信号を出力する。さらに詳述すると、指向性調整部３７は、ゲイン換算情報記憶部４１内の閾値Ｒ２の補正値を参照しつつ、Ｃ／Ｎ比検出部３９による検出結果に基づいて、アンテナ７の指向性の制御に補正（閾値Ｒ２に補正）を加える指向性制御信号を出力する。また、指向性調整部３７は、ゲイン換算情報記憶部４１内の閾値Ｒ２の補正値を参照しつつ、誤り訂正頻度検出部４０により検出された誤り訂正の発生頻度に基づいて、アンテナ７の指向性の制御を補正する指向性制御信号を出力する。
【００３２】
したがって、このようなＡＧＣ信号検出部３６、Ｃ／Ｎ比検出部３９、誤り訂正頻度検出部４０、ゲイン換算情報記憶部４１、指向性調整部３７を備えるコントローラ３８、並びに位相制御部９及び移相器８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｎは、互いに協働しつつ、アンテナ７本体の指向性を制御する指向性制御部として機能する。
【００３３】
次に、このように構成された無線受信装置３による受信レベル設定方法を図６に示すフローチャートに基づき説明する。
図４、図６に示すように、まず、ＡＧＣ信号検出部３６は、ＡＧＣ部３４から出力されたＡＧＣ信号を検出する（Ｓ［ステップ］１）。次に、指向性調整部３７は、ゲイン換算情報記憶部４１を参照し、検出されたＡＧＣ信号に対応する可変利得アンプ２９、３０のゲインの調整レベルを算出する（Ｓ２）。次に、Ｃ／Ｎ比検出部３９及び誤り訂正頻度検出部４０は、受信信号のＣ／Ｎ比、復調部３３による復調時の誤り訂正の頻度を検出（取得）する（Ｓ３）。次いで、指向性調整部３７は、ゲイン換算情報記憶部４１を参照しつつ、検出されたＣ／Ｎ比及び誤り訂正の頻度に対応させて閾値Ｓ２を補正する（Ｓ４）。
【００３４】
次に、指向性調整部３７は、図５に示す閾値Ｒ１〜補正後の閾値Ｒ２の間（可変利得アンプ２９、３０の可変レベルｈ１を狭めたレベル範囲ｈ２内）に、可変利得アンプ２９、３０に設定すべきゲイン調整レベルＧ１が収まっているか否かを検出する（Ｓ５）。収まっていない場合には（Ｓ５のＮＯ）、指向性調整部３７は、指向性制御信号を出力してアンテナ７の指向性を制御する（Ｓ６）。この場合、図１に示す無線電波の例えば直接波２ａでは、受信信号のレベルが高すぎるため、受信信号のレベルが低減されるように（例えば反射波２ｂなどが受信されるように）アンテナ７の指向性の制御が行われる。
【００３５】
既述したように、本実施形態に係る無線受信装置３では、ＡＧＣ信号に対応する可変利得アンプ２９、３０のゲインの調整レベルに応じて（可変利得アンプ２９、３０の可変レベルｈ１を狭めたレベル範囲ｈ２内にゲイン調整レベルが収まるように）、アンテナの指向性を制御することができる。したがって、無線受信装置３では、上記ゲインの調整レベルが、例えば可変利得アンプ２９、３０で調整可能な下限レベルを超えること、すなわち、アンテナ７の受信信号の入力レベルが高過ぎて、例えば可変利得アンプ２９、３０の後段のＡ／Ｄ変換器３１、３２などが飽和してしまうことなどを実質的に防止することが可能である。これにより、受信電波が強すぎることによる受信エラーの発生を回避することができ、映像データを継続的に受信することができる。
【００３６】
以上、本発明を実施の形態により具体的に説明したが、本発明は前記の実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上述した実施形態では、ＨＤＭＩケーブル１８を通じて無線受信装置３とデジタルテレビ５とを接続して映像表示装置（映像再生装置）１０を構成し、これにより、ワイヤレス伝送される映像データが表示出力されるものであったが、これに代えて、図７に示すように、図３に示した無線受信装置３を内蔵するデジタルテレビ８０を本発明の映像表示装置（映像再生装置）として適用することもできる。
【００３７】
また、図３に示したアンテナ４９、並びにデジタルテレビ５内のチューナ部５１、逆多重化部５２に代えて、アンテナ７を含む無線受信装置３の内部部品をデジタルテレビ５内に組み込んだテレビジョン装置を構成してもよい。また、上述した実施形態では、アンテナ７の指向性の制御を行うタイミングについては、特に説明を行わなかったが、例えば、実際に映像データを無線送信する前に模擬的な無線電波を初期モードで無線送信装置２から送信させて、これを基に無線受信装置３側でアンテナ７の指向性の制御を行い、指向性の制御を終えた後（受信エラーの発生を極力低減させた時点で）、初めて実際の映像データを無線通信するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係る無線送受信システムの構成を示す機能ブロック図。
【図２】図１に示す無線送受信システムが備える無線送信装置の機能ブロック図。
【図３】図１に示す無線送受信システムが備えるデジタルテレビの機能ブロック図。
【図４】図１に示す無線送受信システムが備える無線受信装置の機能ブロック図。
【図５】図４の無線受信装置が備える可変利得アンプのゲインとＡＧＣ電圧との対応関係を示す図。
【図６】図１の無線受信装置による受信レベル設定方法を示すフローチャート。
【図７】図４の無線受信装置を備えた映像再生装置の構成を示す機能ブロック図。
【符号の説明】
【００３９】
１…無線送受信システム、２…無線送信装置、３…無線受信装置、５…デジタルテレビ、７…アンテナ（フェーズドアレイアンテナ）、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｎ…アンテナ素子、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｎ…移相器、９…位相制御部、１０，８０…映像再生装置（映像表示装置）、１９…周波数変換部、２９，３０…可変利得アンプ、３３…復調部、３４…ＡＧＣ部、３５…ＨＤＭＩ処理部、３６…ＡＧＣ信号検出部、３７…指向性調整部、３８…コントローラ、３９…Ｃ／Ｎ比検出部、４０…訂正頻度検出部、４１…ゲイン換算情報記憶部。
【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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【図７】
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