(57)【要約】  本発明は、テレビジョン信号分配システムにおいて装置間通信に使用される周波数の信号が信号源と干渉するのを防止する帯域除去フィルタに関する。このフィルタは、信号スプリッタと協働し、従来の帯域除去フィルタによって生じるスプリッタを介した装置間通信への悪影響を低減するように設計されている。このフィルタは、主に並列共振回路の動作によってスプリッタに給電するポートに抵抗負荷および高い出力インピーダンスを与えるセクションを帯域除去フィルタに追加したものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のポート（１）に結合された、第１の信号帯域内の信号をフィルタリングする帯域除去フィルタ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）と、
前記帯域除去フィルタ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）と第２のポート（２）との間に結合された、前記第１の信号帯域内の信号をフィルタリングする並列共振回路（Ｃ４，Ｌ４）と、
前記第２のポート（２）と参照電位源との間に直列に結合された直列共振回路（Ｌ５，Ｃ５）および抵抗器（Ｒ１）と、を有し、前記第２のポートのインピーダンスが、前記抵抗器（Ｒ１）の値の調節に応答して前記第１の信号帯域内で調節される、フィルタ装置。
【請求項２】
前記帯域除去フィルタ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）は、
第１のインダクタ（Ｌ２）および第１のコンデンサ（Ｃ２）を含む第１の回路（Ｃ２，Ｌ２）と、
前記第１の回路の入力部を前記参照電位源に直列に結合する、第２のインダクタ（Ｌ３）および第２のコンデンサ（Ｃ３）と、
前記第１の回路の出力部を前記参照電位源に直列に結合する、第３のインダクタ（Ｌ１）および第３のコンデンサ（Ｃ１）と、を含む、請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
前記第１のポートは衛星信号源に結合される、請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項４】
前記第２のポートは信号スプリッタに結合される、請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項５】
第１の周波数帯域の前記共振回路（Ｃ４，Ｌ４）の出力部におけるインピーダンスが、前記第２のポートを接地に直列に結合する前記インダクタ、コンデンサおよび抵抗器が取り除かれたフィルタのインピーダンスより高い、請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項６】
前記第１のポートは信号源に結合され、前記第２のポートはビデオ・ネットワーク内で信号を分配する信号スプリッタに結合される、請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項７】
前記フィルタ装置は少なくとも１つの周波数帯域において双方向通信を容易にする、請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項８】
ビデオ信号を受信する第１のノード、第１のプロセッサに結合された第２のノード、および第２のプロセッサに結合された第３のノードを有する信号スプリッタと、
前記第２のノードと前記第３のノードとの間で通信信号を結合する信号経路であって、前記第２のノードと前記第３のノードとの間の前記ビデオ信号の結合を妨げるようにさらに作用する前記信号経路と、
前記第１のノードと前記ビデオ信号の源との間に結合された、前記第２のノードおよび前記第３のノードのうちの少なくとも１つから前記ビデオ信号の前記源への前記通信信号の結合を妨げるフィルタであって、当該フィルタは、第１のポートに結合された、第１の信号帯域内の信号をフィルタリングする帯域除去フィルタと、前記帯域除去フィルタと第２のポートとの間に結合された、前記第１の信号帯域内の信号をフィルタリングする並列共振回路と、前記第２のポートと参照電位源との間に直列に結合された直列共振回路および抵抗器と、を含んでおり、前記第２のポートのインピーダンスが、前記抵抗器の値の調節に応答して前記第１の信号帯域内で調節される、前記フィルタと、
を有する、信号処理装置。
【請求項９】
前記帯域除去フィルタによって減衰させられる周波数の範囲は約５５０ＭＨｚを中心としている、請求項８に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
前記帯域除去フィルタは、４７５ＭＨｚから６５０ＭＨｚを含む周波数範囲において実質的な減衰を生じさせる、請求項８に記載の信号処理装置。
【請求項１１】
前記ビデオ信号の前記源は衛星信号源に結合される、請求項８に記載の信号処理装置。
【請求項１２】
第１のノードで信号を受信するステップと、
前記第１のノードと第２のノードとの間の前記信号に狭帯域高インピーダンス経路を提供するステップと、
前記第２のノードと第３のノードとの間の前記信号に広帯域高インピーダンス経路を提供するステップであって、前記狭帯域高インピーダンス経路は前記広帯域高インピーダンス経路の周波数応答内の周波数応答を有する、当該ステップと、
前記第１のノードとインピーダンス源との間の前記信号に狭帯域低インピーダンス経路を提供するステップと、を有し、前記狭帯域低インピーダンス経路および前記狭帯域高インピーダンス経路はほぼ同じ帯域幅および中心周波数を有しており、前記インピーダンスを調節することにより前記第１のノードにおける入力インピーダンスを変更する、信号処理方法。
【請求項１３】
前記中心周波数は約５５０ＭＨｚである、請求項１２に記載の信号処理方法。
【請求項１４】
前記広帯域高インピーダンス経路は、４７５ＭＨｚから６５０ＭＨｚを含む周波数範囲において実質的な減衰を生じさせる、請求項１２に記載の信号処理方法。
【請求項１５】
前記第３のノードは衛星信号源に結合される、請求項１２に記載の信号処理方法。
【請求項１６】
前記第１のノードは、衛星信号を複数の衛星信号プロセッサに分配する信号スプリッタに結合される、請求項１２に記載の信号処理方法。
【請求項１７】
前記広帯域高インピーダンス経路は、ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  ｏｖｅｒ  ｃｏａｘ  ａｌｌｉａｎｃｅ（ＭｏＣＡ）周波数範囲をカバーする帯域幅にわたって高いインピーダンスを提供する、請求項１２に記載の信号処理方法。
【請求項１８】
前記中心周波数は、ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  ｏｖｅｒ  ｃｏａｘ  ａｌｌｉａｎｃｅ（ＭｏＣＡ）周波数範囲のほぼ中心周波数である、請求項１２に記載の信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２００９年４月２７日に米国特許商標庁に出願された仮出願第６１／１７２９３２号に対する優先権およびそれにより生じる全ての利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、概ね、テレビジョン信号分配システムにおいて装置間通信に使用される周波数の信号が信号源と干渉するのを防止する帯域除去フィルタに関する。このフィルタは、信号スプリッタと協働し、従来の帯域除去フィルタによって生じるスプリッタを介した装置間通信への悪影響を低減するように設計されている。このフィルタは、主に並列共振回路の動作によってスプリッタに給電するポートに抵抗負荷および高い出力インピーダンスを与えるセクションを帯域除去フィルタに追加したものである。
【０００３】
本項は、以下に述べる本発明の様々な特徴に関係し得る当技術分野の様々な特徴を読者に紹介することを意図している。本記述は、本発明の様々な特徴をより理解し易くする背景情報を読者に与えるのに有効であると考えられる。従って、以下の記述は、この点に照らして読むべきものであり、従来技術を承認するものではないことを理解されたい。
【０００４】
一般に、テレビジョン番組は、衛星ソースまたはケーブル・ソースから受信される。受信信号は、一般に、屋内を通って同軸ケーブルを介してテレビジョン・ディスプレイ装置に結合されたセット・トップ・ボックス（ＳＴＢ）に送られる。環境によっては複数のＳＴＢが存在することもあり、一般に、各ＳＴＢは別々のディスプレイに接続される。これらのＳＴＢのうちの１つまたは複数が、ディジタル・ビデオ・レコーダ（ＤＶＲ）機能を含むこともある。これらのＳＴＢの１つのユーザが、別のＳＴＢに記録されている番組を見たいと思ったり、または他の機能を実行したいと思うこともある。こうしたインタラクションを容易にするために、ＳＴＢ間のコンテンツの通信を可能にするＭｕｌｔｉｍｅｄｉａ  ｏｖｅｒ  Ｃｏａｘ  Ａｌｌｉａｎｃｅ（ＭｏＣＡ（商標））標準などのネットワーキング方式が開発されている。
【０００５】
ＳＴＢは、一般に、ハイブリッド・スプリッタを用いて同軸ケーブル分配システムに接続される。衛星ソースまたはケーブル・ソースからのコンテンツは、この分配システムを介して第１の周波数帯域内でこれらのＳＴＢに送られる。その後、それとは別の第２の周波数帯域を使用して、装置間の通信を行う。
【０００６】
帯域除去フィルタを使用して、ＭｏＣＡ通信が衛星信号の受信および処理と干渉することを防止することができる。さらに、複数のフィルタを挿入して、過負荷状態を回避することもできる。しかし、これらのフィルタに由来するインピーダンスの不整合により、ＭｏＣＡの周波数帯域応答に歪みが生じる可能性がある。スプリッタ装置への所望のインピーダンスを維持しながら過負荷を防止するために必要な減衰を提供するために、新たなフィルタ構成が必要とされている。本明細書に記載する発明は、上記の問題および／またはその他の問題に対処するものである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の問題を解決するために、本発明は、テレビジョン信号分配システムにおいて装置間通信に使用される周波数の信号が信号源と干渉するのを防止する帯域除去フィルタに関する。このフィルタは、信号スプリッタと協働し、従来の帯域除去フィルタによって生じるスプリッタを介した装置間通信への悪影響を低減するように構成されている。このフィルタは、主に並列共振回路の動作によってスプリッタに給電するポートに抵抗負荷および高い出力インピーダンスを与えるセクションを帯域除去フィルタに追加したものである。本発明の上記およびその他の特徴について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００８】
以下の本発明の実施例の説明を添付の図面と関連付けて参照することにより、本発明の上述およびその他の特徴および利点ならびにそれらを実現する方法がより明らかになり、本発明がよりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】衛星テレビジョン・システムの例示的な実施例を示す図である。
【図２】従来のスプリッタの一例を示す回路図である。
【図３】従来の帯域除去フィルタがスプリッタ入力部に取り付けられた、２つのスプリッタ出力部間の伝送の周波数応答を示すグラフである。
【図４】本発明によるフィルタの回路図である。
【図５】図４のフィルタの周波数応答を示すグラフである。
【図６】図４のフィルタがスプリッタ入力部に接続された、２つのスプリッタ出力部間の伝送の周波数応答を示すグラフである。
【図７】フィルタ入力部が終端なしで３’ＲＧ−５９同軸ケーブルに接続された、２つのスプリッタ出力部間の伝送の周波数応答を示すグラフである。
【図８】フィルタ出力部の抵抗器の値が変更された、２つのスプリッタ出力部間の伝送の周波数応答を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書に記載する例示は、本発明の好ましい実施例を示すものであり、このような例示は、いかなる意味においても本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００１１】
本明細書に記載するように、本発明は、テレビジョン信号分配システムにおいて装置間通信に使用される周波数の信号が信号源と干渉するのを防止する帯域除去フィルタを提供する。このフィルタは、信号スプリッタと協働し、従来の帯域除去フィルタで生じるスプリッタを介した装置間通信への悪影響を低減するように構成されている。このフィルタは、主に並列共振回路の動作によってスプリッタに給電するポートに抵抗負荷および高い出力インピーダンスを与えるセクション部分を帯域除去フィルタに追加したものである。
【００１２】
本発明は好ましい構成を有しているものとしてと述べているが、本発明は、本開示の趣旨および範囲内でさらに変更することができる。従って、本願は、本発明の一般的原理を用いた本発明の任意の変形、用途、または改変をカバーするものとする。さらに、本願は、本発明に関係し、且つ添付の特許請求の範囲に含まれる、当技術分野における既知または慣習的な実施に含まれる本開示からの逸脱も、カバーするものとする。
【００１３】
本発明は、個別のフィルタ要素として実施することもできるし、あるいは、衛星信号、ケーブル・テレビジョン信号、またはその他の伝送テレビジョン信号を受信することができるセット・トップ・ボックス（ＳＴＢ）またはビデオ・デコーダに信号を分配し、且つそれらの間で信号を分配するシステムの一部として使用されるスプリッタまたはカプラにおいて実施することもできる。
【００１４】
図１は、衛星テレビジョン・システムの例示的な実施例を示す図である。衛星テレビジョン・システムは、地球同期衛星１１０からマイクロ波信号を伝送することによって広い放送領域に対してマイクロ波信号を放送するように動作する。地球同期衛星１１０は、地表から約３５７８６キロメートル上空で１日で地球を一周する。このような放送衛星１１０は、一般に、赤道上を周回し、地上の位置に対して同じ位置にとどまるので、衛星受信アンテナ１２０は一定のルック角を維持することができる。
【００１５】
衛星１１０は、アップリンク伝送器から信号を受信し、その後、様々な伝送周波数を用いる１組のトランスポンダを使用して、これらの信号を地球に向けて中継放送する。伝送を行う衛星１１０は上記のような高度にあるので、広い地理的領域内の加入者はその信号を受信することができる。
【００１６】
上記のような地球からの距離、および衛星の厳しい電力節約要件により、アンテナ１２０で受信される信号は比較的弱くなる。従って、アンテナで受信された後なるべく早い時期に信号を増幅することが重要である。この要件は、パラボラ・アンテナ１２０の給電ホーンに低雑音ブロック・ダウンコンバータ（ＬＮＢ）１３０を配置することにより達成される。セット・トップ・ボックスが１つしかない単純な構成では、ＬＮＢ１３０からの選択された信号は、同軸ケーブルに沿ってディジタル衛星セット・トップ・ボックス１４０に伝わることができ、ディジタル衛星セット・トップ・ボックス１４０が、テレビジョン・ディスプレイ装置１５０に表示するための所望のチャネルに同調する。設備によっては、単線マルチ・スイッチ（ＳＷＭ）１３５を使用して、複数のＬＮＢからの信号およびそれらの複数の極性を単一の同軸ケーブルに多重化して、屋内に配信することもできる。
【００１７】
スプリッタ１４５および１６５を使用して、テレビジョン・ディスプレイ装置１７０および１９０にそれぞれ接続された他のセット・トップ・ボックス１６０および１８０に繋がるケーブルに信号を分割することもできる。ケーブル型の設備でも、同様の構成とすることができる。ローカル・ケーブル分配システムから送られる信号が、屋内に入り、複数のケーブル・セット・トップ・ボックスに繋がる同軸ケーブルに分割されることもある。
【００１８】
受信した衛星信号をＳＷＭ１３５からセット・トップ・ボックス１４０，１６０および１８０に送り、制御情報をＳＷＭ１３５に返すために使用される配線およびスプリッタは、セット・トップ・ボックス間の通信に使用することもできる。例えば、ＤＶＲを含むセット・トップ・ボックス１４０は、記録したコンテンツへのアクセス権を、屋内にあるその他のセット・トップ・ボックス１６０および１８０に与えることができる。Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  ｏｖｅｒ  Ｃｏａｘ  Ａｌｌｉａｎｃｅ（ＭｏＣＡ（商標））標準には、このような機能を提供する１つの方法が記載されている。衛星テレビジョン・システムの場合には、このようなボックス間のディジタル・ホーム・ネットワーキング（ＤＨＮ）通信は、ＬＮＢ／ＳＴＢ間またはＳＷＭ／ＳＴＢ間の通信の周波数より低い周波数で行われる。以下では、衛星同軸伝送周波数より低い周波数で行われるＭｏＣＡ伝送について述べるが、本発明は、ＤＨＮ周波数より高い周波数で伝送されるその他の信号、またはＤＨＮ周波数より低い周波数で伝送されるその他の信号、あるいはその両方のその他の信号を用いた、その他のＤＨＮ方式にも適用することができる。例えば、ケーブル・テレビジョンの場合には、ＤＨＮ通信は、ケーブル・テレビジョン伝送の周波数より高い周波数で行うことができる。
【００１９】
図２は、衛星テレビジョン・システムで使用されるスプリッタ２００を示す図である。ＬＮＢ信号は、入力ポート２１０で受信され、出力ポート２２０および２３０に分配される。変圧器２１５は、変圧器２２５に給電するインピーダンス逓降変圧器である。通常は、ハイブリッド・スプリッタ２００またはカプラは、２つの出力部２２０及び２３０の間で高い分離状態を維持して、一方のポートから他方のポートへ信号が伝わるのを防止している。これは、出力部２２０及び２３０の間にブリッジ抵抗器２４０を追加することによって達成される。この例では、コンデンサ２５０を追加して、高周波数性能を向上させている。
【００２０】
しかし、ＤＨＮの用途では、ＳＴＢ間の通信を可能にするためにＤＨＮ信号をポート２２０から２３０へ、またその逆の方向に通過できるようにしながら、ＬＮＢ信号に関してはポート間の分離を維持する必要がある。いくつかのＭｏＣＡの用途では、９５０から２０５０ＭＨｚの衛星帯域では分離を維持し、４７３から６０３ＭＨｚの間のＭｏＣＡ信号はスプリッタ２００を通過することができるようにすることが望ましい。出力部／入力部間損失または入力部／出力部間損失は、通常は約３ｄＢであり、通信を妨げることはない。しかし、抵抗器２４０によって生じる出力部間の大きな分離により、このような通信に問題が生じる。従って、ＭｏＣＡシステムでは、スプリッタは、ＭｏＣＡ信号の減衰と衛星帯域における分離との間の折り合いをつけるように構成することができる。
【００２１】
スプリッタ２００は、ブリッジ抵抗器の影響がＭｏＣＡ周波数帯域では除去されるが分配周波数帯域用の回路には及ぶように、ブリッジ抵抗器２４０と直列にフィルタ要素を挿入することによって変更することができる。例えば、５５０ＭＨｚ用の並列共振ＬＣ回路を使用して、ＭｏＣＡ信号を通過させることができるようにすることができる。ＭｏＣＡ帯域の帯域端において所望の伝送性能を実現するようにＬ／Ｃ比を選択することにより、性能を向上させることができる。Ｌ／Ｃ比を高くすれば、帯域端（４７３および６０３ＭＨｚ）におけるインピーダンスが低くなるが、衛星帯域の低い方の帯域端における分離と折り合いをつけなければならない。
【００２２】
さらに、ブロックしなければ衛星受信における高調波による歪みおよび干渉を引き起こすおそれのある高レベルＭｏＣＡ信号をブロックするため、または、過負荷状態を回避するために、スプリッタ入力部と衛星信号源との間に図１に示すフィルタ１９５を使用することが望ましい。このような帯域除去フィルタ１９５は、個別のシステム要素であってもよいし、ＳＷＭ１３５またはスプリッタ１４５内に収容されていてもよい。しかし、このようなフィルタに由来するインピーダンスの不整合は、ＭｏＣＡ周波数帯域応答に歪みを生じさせ、出力部／出力部間スプリッタ経路において、不規則な、かつ望ましくないほど大きな減衰を引き起こす可能性がある。
【００２３】
図３は、この問題を示し、Ｍｉｃｒｏｐｈａｓｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の帯域除去フィルタがスプリッタ入力部に接続され、未使用のスプリッタ出力部が７５オームで終端する８方向スプリッタの出力部５から出力部７に伝送される様々な周波数の信号の減衰を示している。ｘ軸は信号の周波数を示す。ｙ軸は減衰（単位ｄＢ）を示す。テスト・システムで使用する整合パッドでは１１．６ｄＢの損失があることに留意されたい。スプリッタ入力部が７５オーム終端である場合、この経路は、約２５ｄＢの公称損失を実現するように制御される。上記のＭｉｃｒｏｐｈａｓｅ製フィルタを用いた場合、この損失はいくつかの点で４０ｄＢに増大し、ＭｏＣＡ帯域では１０ｄＢ以上変動した。このレベルの損失は、スプリッタ出力部に取り付けられた装置間のＭｏＣＡ通信を妨げる、またはこの信号の信頼性を低下させる可能性がある。スプリッタ装置への所望のインピーダンスを維持しながら所要の減衰を提供するために、新しいフィルタ構成が必要とされている。
【００２４】
図４は、この問題に対処するフィルタを示す図である。このフィルタは、スプリッタに給電するポートにおいてＭｏＣＡ帯域の抵抗負荷を与えるセクションを追加したものである。ＬＮＢからの信号は、入力ポート４６０で受信され、出力ポート４７０へ通過する。ポート４７０は、次いで、スプリッタ２００の入力部２１０に接続することができる。この帯域除去フィルタは、主にインダクタ４４０およびコンデンサ４４５から構成される並列共振回路の動作によって、ポート４７０に高い出力インピーダンスを与えるように構成されている。構成要素４１０から４４５は、衛星信号源に接続されたポート４６０に対する所要の阻止（ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ）を備えた通常の帯域除去フィルタを構成する。
【００２５】
インダクタ４５０およびコンデンサ４５５は、ＭｏＣＡ帯域（５５０ＭＨｚ）で直列共振し、抵抗器４５７からポート４７０までを結合してＭｏＣＡ帯域の整合を実現する。抵抗器４５７は、スプリッタに対する制御された状態での不整合を生じさせるように、７５オームから変更することができる。これにより、衛星帯域でより高い望ましい分離を維持しながら、ＭｏＣＡ帯域の減衰を改善（低減）することができる。
【００２６】
図５は、図４のフィルタの周波数応答を示す。ｘ軸は信号の周波数を示す。ｙ軸は減衰（単位ｄＢ）を示す。インピーダンス整合パッドにおける損失１１．６ｄＢを考慮すると、通過帯域損失は１．５から２ｄＢである。ＭｏＣＡ帯域の平均除去帯域減衰は６０ｄＢであり、これは十分な値である。
【００２７】
図６は、図４のフィルタの出力部４７０がスプリッタ入力に接続され、入力部４６０が７５オーム終端抵抗で終端した８方向スプリッタの出力部５から出力部７に伝送される様々な周波数の信号の減衰のシミュレーションを示す。図３と同様に、テスト・システムで使用される整合パッドで１１．６ｄＢの損失がある。Ｍｉｃｒｏｐｈａｓｅ製フィルタを使用した図３に示す結果と比較すると、４７３ＭＨｚにおける鋭いノッチがなくなり、ＭｏＣＡ帯域の通信への影響が大幅に低下している。
【００２８】
図７は、フィルタ入力部４６０を終端する代わりに３’ＲＧ−５９同軸ケーブルに接続して変更した図６の構成に関する結果を示す。ＭｏＣＡ帯域の性能は、本質的に影響を受けないことに留意されたい。図８は、抵抗器４５７の値が３３オームになるように変更した図６の構成に関する結果を示す。このように制御された状態での不整合が生じることにより、衛星帯域における分離に悪影響を及ぼすことなく、ＭｏＣＡ帯域におけるキャンセレイションを低下させ、信号スループットを増加させる。
【００２９】
それぞれの場合で、本発明のフィルタに取り付けられたＭｏＣＡ通信を伝えるスプリッタの性能は、従来の帯域除去フィルタで達成される性能より大幅に改善される。さらに、フィルタ入力部のＭｏＣＡ通信からの所要の分離も維持される。
【００３０】
具体的な実施例に関連して本発明について説明したが、本発明の範囲に含まれる様々な変更を加えることができることを理解されたい。
【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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【国際調査報告】
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