(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上デジタル放送波を受信し、増幅して再送信する地上デジタル放送再送信装置用受信ユニットにおいて、
受信した地上デジタル放送波を中間周波信号に変換する第１の周波数変換手段と、前記第１の周波数変換手段により変換された中間周波信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段により増幅された中間周波信号を前記受信した地上デジタル放送波と同じ周波数の信号に変換する第２の周波数変換手段と、前記第２の周波数変換手段により変換された信号を外部に出力する出力手段と、前記増幅手段の出力信号に基づいて電波の廻込みを検出する廻込み検出手段とを具備し、
前記廻込み検出手段は、前記出力手段をオン／オフ制御する手段と、前記増幅手段により増幅された中間周波帯域内の信号を順次所定の周波数間隔で周波数変換する第３の周波数変換手段と、前記第３の周波数変換手段により所定の周波数間隔で周波数変換された各信号のレベルを前記出力手段のオフ時とオン時で順次比較し、その信号のレベル差から電波の廻込みを検出する手段とを具備したことを特徴とする地上デジタル放送再送信装置用受信ユニット。
【請求項２】
前記廻込み検出手段は、前記出力手段をオン／オフ制御する手段と、前記増幅手段により増幅された中間周波信号と局部発振器の局部発振信号とを混合するミキサと、前記局部発振器の発振周波数を中間周波帯域より十分に低い所定の周波数間隔で順次変化させ、該中間周波帯域の信号を前記所定の周波数間隔で前記ミキサから順次出力させる制御手段と、前記ミキサから所定の周波数間隔で出力される中間周波信号を選択するフィルタと、前記フィルタで選択された信号を検波する検波器と、前記出力手段をオフした状態において、前記検波器で検波された中間周波信号のレベルを前記所定の周波数間隔で記憶するメモリと、前記メモリに所定の周波数間隔で記憶された中間周波信号のレベルと前記出力手段をオンした状態で前記検波器から出力される中間周波信号のレベルとを順次比較し、その信号のレベル差から電波の廻込みを検出する手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の地上デジタル放送再送信装置用受信ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地上デジタル放送を受信して難視聴地域へ再送信する地上デジタル放送再送信装置に用いられる受信ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
地上デジタル（テレビジョン）放送（ＩＳＤＢ−Ｔ：Terrestrial Integrated Services Digital Broadcasting）は、２００３年から関東、近畿及び中京広域圏で、また、２００６年までにその他の地域で本放送開始が予定されている。
【０００３】
地上デジタル放送では、例えばＵＨＦ等の周波数の高い電波が使用されるので、電波の回折が殆どなく、高いビルなどの障害物があると電波が遮られてしまい、サービスエリアの一部に電波を受信し難い地域を生じる。例えば図５に示すように送信局１から送信した電波は、都市部では高いビル２などの障害物により遮られ、また、山間部では山３などの障害物により遮られ、送信電波を受信し難い都市部難視聴地域４、山間部難視聴地域５等を生じる。
【０００４】
このような都市部難視聴地域４や山間部難視聴地域５を無くすために、都市部ではビル２の屋上等に再送信装置６を設置し、また、山間部では山３の頂上等に再送信装置６を設置し、送信局１からの電波を都市部難視聴地域４や山間部難視聴地域５へ再送信するシステムが考えられている。上記再送信装置６は、送信局１からの電波を受信アンテナ７で受信し、増幅した後、送信アンテナ８により都市部難視聴地域４や山間部難視聴地域５へ再送信する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように地上デジタル放送では、都市部難視聴地域４や山間部難視聴地域５を無くすためにビル２の屋上や山３の頂上等に再送信装置６を設置して送信局１からの電波を中継するシステムが考えられている。デジタル放送の場合、再送信装置６から送信局１と同じ周波数の電波を再送信しても双方の電波が互いに影響することはない。すなわち、送信局１から送信された電波と再送信装置６から再送信された電波が同じＴＶ受信機で受信された場合、周波数が同じであっても支障無く受信することができる。
【０００６】
しかし、再送信装置６から送信局１と同じ周波数の電波を再送信した場合、アンテナの特性や設置場所等によって、送信アンテナ８から送信された電波が自己の受信アンテナ７側に廻込み、発振状態になる場合がある。
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、送信アンテナから自己の受信アンテナへの電波の廻込みを確実に検出することができる地上デジタル放送再送信装置用受信ユニットを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、地上デジタル放送波を受信し、増幅して再送信する地上デジタル放送再送信装置用受信ユニットにおいて、受信した地上デジタル放送波を中間周波信号に変換する第１の周波数変換手段と、前記第１の周波数変換手段により変換された中間周波信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段により増幅された中間周波信号を前記受信した地上デジタル放送波と同じ周波数の信号に変換する第２の周波数変換手段と、前記第２の周波数変換手段により変換された信号を外部に出力する出力手段と、前記増幅手段の出力信号に基づいて電波の廻込みを検出する廻込み検出手段とを具備し、前記廻込み検出手段は、前記出力手段をオン／オフ制御する手段と、前記増幅手段により増幅された中間周波帯域内の信号を順次所定の周波数間隔で周波数変換する第３の周波数変換手段と、前記第３の周波数変換手段により所定の周波数間隔で周波数変換された各信号のレベルを前記出力手段のオフ時とオン時で順次比較し、その信号のレベル差から電波の廻込みを検出する手段とを具備したことを特徴とする。
第２の発明は、第１の発明に係る地上デジタル放送再送信装置用受信ユニットにおいて、前記廻込み検出手段は、前記出力手段をオン／オフ制御する手段と、前記増幅手段により増幅された中間周波信号と局部発振器の局部発振信号とを混合するミキサと、前記局部発振器の発振周波数を中間周波帯域より十分に低い所定の周波数間隔で順次変化させ、該中間周波帯域の信号を前記所定の周波数間隔で前記ミキサから順次出力させる制御手段と、前記ミキサから所定の周波数間隔で出力される中間周波信号を選択するフィルタと、前記フィルタで選択された信号を検波する検波器と、前記出力手段をオフした状態において、前記検波器で検波された中間周波信号のレベルを前記所定の周波数間隔で記憶するメモリと、前記メモリに所定の周波数間隔で記憶された中間周波信号のレベルと前記出力手段をオンした状態で前記検波器から出力される中間周波信号のレベルとを順次比較し、その信号のレベル差から電波の廻込みを検出する手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記の構成において、先ず、出力手段をオフして廻込みが発生していない状態とし、このときの増幅手段の出力信号のレベルを記憶する。次いで前記出力手段をオンして電波の廻込みが発生し得る状態に保持し、そのときの増幅手段の出力信号のレベルと前記出力手段をオフしているときの増幅手段の出力信号のレベルとを比較し、その比較値が予め設定した値を超えたかどうかを判断する。電波の廻込みが発生している場合には、受信ユニットが発振状態あるいは発振に近い状態となり、増幅手段の出力信号レベルが増大する。従って、出力手段をオンしたときに増幅手段の出力信号のレベルが大きく増加すれば、電波の廻込みが発生しているものと判断することができる。上記のように出力手段をオン／オフ制御して増幅手段の出力信号レベルを比較判断することにより、電波の廻込みが発生しているかどうかを確実に検出することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る地上デジタル放送再送信装置の全体の構成を示すブロック図である。図１において、１１は入力フィルタで、受信アンテナで受信した地上デジタル放送波が入力端子１０を介して入力される。入力フィルタ１１は、例えば４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚのＵＨＦ−ＴＶ帯域中の指定帯域６ＭＨｚ×ｎチャンネルの信号を選択して対応する受信ユニット１２ａ〜１２ｎに入力すると共に、予備用受信ユニット１３に入力する。
【００１１】
受信ユニット１２ａ〜１２ｎは、それぞれ異なるチャンネルの地上デジタル放送波を受信するもので、例えば６台〜９台程度に設定され、入力フィルタ１１から入力されたＲＦ信号（高周波信号）をＩＦ信号（中間周波信号）に変換して増幅し、その後、再び元のチャンネルの周波数に変換して出力する。また、受信ユニット１２ａ〜１２ｎ及び予備用受信ユニット１３は、受信状態を示す受信ユニットステータスを後述する制御装置例えばＭＰＵ（Microprocessing Unit）１６に出力する。
【００１２】
上記受信ユニット１２ａ〜１２ｎ及び予備用受信ユニット１３から出力されるＲＦ信号は、ＲＦフィルタ１４によりチャンネル別に取り出され、混合されてＲＦ終段増幅器１５に入力される。ＲＦ終段増幅器１５は、例えば１００ＭＨｚ程度の広帯域増幅特性を有しており、その増幅度はＭＰＵ１６からのレベル制御信号によって制御される。ＭＰＵ１６には、ＲＦ終段増幅器１５の出力信号の一部が分岐回路１７によって分岐され、広帯域のＢＰＦ（帯域ろ波器）１８及び検波器１９を介して入力される。上記ＢＰＦ１８は、ＲＦ終段増幅器１５から出力される全チャンネルに対応する帯域幅を有している。また、ＭＰＵ１６には、上記したように受信ユニット１２ａ〜１２ｎ及び予備用受信ユニット１３から受信状態を示す受信ユニットステータスが入力されると共に、受信ユニット１２ａ〜１２ｎのステータスを表示するステータス表示器２０及び例えばスピーカやブザー等の報知器２１が接続される。
【００１３】
上記ＭＰＵ１６は、ＢＰＦ１８及び検波器１９を介して入力されるＲＦ終段増幅器１５の出力レベルに応じてＲＦ終段増幅器１５の増幅度を制御し、その出力レベルを一定に保持するＡＧＣの機能を備えている。この場合、ＭＰＵ１６は、受信ユニット１２ａ〜１２ｎ及び予備用受信ユニット１３のステータスにより放送終了の有無、故障の有無を判断し、放送を終了したチャンネルあるいは故障した受信ユニットがある場合には、それを考慮してＲＦ終段増幅器１５のレベル制御を行なう。すなわち、放送を終了したチャンネルあるいは故障した受信ユニットがあっても、その他のチャンネルの信号がＲＦ終段増幅器１５で正常に増幅されるＭＰＵ１６で制御する。例えば１つのチャンネルが放送を終了した場合、ＲＦフィルタ１４の出力信号は、１つの受信ユニット分だけ信号レベルが低下するので、ＲＦ終段増幅器１５の出力信号も１チャンネル分だけ信号レベルが低下した状態で安定動作するようにＭＰＵ１６により制御する。また、ＭＰＵ１６は、受信ユニット１２ａ〜１２ｎ、予備用受信ユニット１３の異常を検知した場合、報知器２１により異常の発生を報知する。
【００１４】
そして、ＲＦ終段増幅器１５で増幅された各チャンネルのＲＦ信号は、出力フィルタ２２を介して出力端子２３から送信アンテナへ送られ、この送信アンテナから難視聴地域へ向けて再送信される。
【００１５】
すなわち、上記地上デジタル放送再送信装置は、地上デジタル放送のサービスエリアにおいて、図５に示したように例えばビル２の屋上や山３の頂上等に設置され、送信局１から送信される複数チャンネルの地上デジタル放送波を受信アンテナ７により受信し、ＩＦ信号に変換して増幅した後、元のチャンネルの周波数に戻し、送信アンテナ８により都市部難視聴地域４や山間部難視聴地域５に向けて送信する。従って、都市部難視聴地域４や山間部難視聴地域５においても、再送信装置６から再送信される電波を任意に選択して受信することができる。この結果、サービスエリア内の都市部や山間部においても、難視聴地域を無くすことができる。
【００１６】
次に、上記受信ユニット１２ａ〜１２ｎの詳細な構成について図２を参照して説明する。上記図１に示した入力フィルタ１１からの信号は、入力端子３１より入力アンプ３２を介して入力ミキサ３３に入力される。また、この入力ミキサ３３には、例えばＰＬＬを用いて構成した局部発振器３４から局部発振信号が入力されている。上記入力アンプ３２で増幅されたＲＦ信号は、入力ミキサ３３で例えば３４〜４０ＭＨｚのＩＦ信号（中間周波信号）に変換され、ＩＦアンプ３５、ＳＡＷフィルタ３６、ＩＦアンプ３７、ＳＡＷフィルタ３８、ＩＦアンプ３９、分岐器４０を介して出力ミキサ４１に入力される。
【００１７】
上記ＩＦアンプ３９から出力されるＩＦ信号の一部は分岐器４０で分岐され、ＡＧＣ用検波器４２を介してＭＰＵ４３に入力される。ＭＰＵ４３は、ＡＧＣ用検波器４２で検波されたＩＦ信号のレベルに応じて入力アンプ３２に対する利得制御信号ＡＧＣ−１を生成すると共に、ＩＦアンプ３５に対する利得制御信号ＡＧＣ−２を生成し、入力アンプ３２、ＩＦアンプ３５にそれぞれ入力する。すなわち、ＭＰＵ４３は、ＩＦアンプ３９から常に一定レベルのＩＦ信号が出力されるように入力アンプ３２及びＩＦアンプ３５の利得を制御する。また、ＭＰＵ４３は、局部発振器３４の発振周波数を制御する。
【００１８】
上記出力ミキサ４１は、ＩＦアンプ３９から分岐器４０を介して入力されるＩＦ信号を局部発振器３４からの局部発振信号とミックスすることによって元のチャンネルの周波数に変換し、出力アンプ４４及び分岐器４５を介して出力端子４６に出力する。上記出力アンプ４４の出力信号の一部は分岐器４５で分岐され、出力検出用の検波器４７を介してＭＰＵ４３へ送られる。ＭＰＵ４３は、検波器４７の出力信号から受信ユニットの状態を判断し、受信ユニットステータス信号を図１に示したＭＰＵ１６へ出力する。
【００１９】
上記のように各受信ユニット１２ａ〜１２ｎは、入力フィルタ１１から入力されるＲＦ信号を入力ミキサ３３でＩＦ信号に変換してＩＦアンプ３５、３７、３９で増幅し、その後、出力ミキサ４１で元のチャンネルの周波数に戻して出力アンプ４４を介して出力端子４６より出力する。また、ＭＰＵ４３は、ＡＧＣ用検波器４２から出力されるＩＦ信号のレベルに基づいて入力アンプ３２及びＩＦアンプ３５の利得を制御すると共に、検波器４７で検出された出力アンプ４４の出力信号のレベルから受信ユニットの状態を判断し、受信ユニットステータスとしてＭＰＵ１６へ出力する。
【００２０】
また、上記ＩＦアンプ３９から出力されるＩＦ信号は、分岐器４０を介して廻込み検出回路５０へ送られる。この廻込み検出回路５０は、詳細を後述するようにＭＰＵ４３を含んだ構成となっており、前記図５における送信アンテナ８から受信アンテナ７への電波の廻込みが発生した場合に、その状態を検出する。ＭＰＵ４３は、廻込み検出回路５０により電波の廻込みを検出する場合に、出力アンプ４４に対してオン／オフ信号を出力し、出力アンプ４４をオン／オフ制御する。
【００２１】
次に、上記廻込み検出回路５０の詳細について図３を参照して説明する。図２におけるＩＦアンプ３９から分岐器４０を介して送られてくるＩＦ信号は、入力端子５１に入力され、ＩＦアンプ５２で増幅されてミキサ５３に入力される。このミキサ５３には、局部発振器５４から局部発振信号が入力される。局部発振器５４の発振周波数は、ＭＰＵ４３から与えられる周波数制御信号により例えば１００ｋＨｚの間隔で可変制御される。
【００２２】
上記ミキサ５３は、ＩＦアンプ５２で増幅されたＩＦ信号を例えば１０．７ＭＨｚの周波数の信号に変換し、フィルタ５５へ出力する。このフィルタ５５は、例えば１００ｋＨｚ程度の帯域幅を有し、上記１０．７ＭＨｚの信号を選択して取出し、アンプ５６及び検波器５７を介してＤＣアンプ５８に入力する。ＤＣアンプ５８は、検波器５７で検波された信号を増幅してＭＰＵ４３に入力する。このＭＰＵ４３は、内部にメモリを備えており、上記ＤＣアンプ５８から出力される信号のレベルを記憶する。また、このＭＰＵ４３には、外部の制御部例えば図１のＭＰＵ１６から初期化信号として一定レベルの電圧Ｖがスイッチ５９を介して入力されると共に、異常表示器６０が接続される。
【００２３】
上記スイッチ５９は、廻込みの検出動作を開始する際に例えば検査する人によりオン操作される。この場合、スイッチ５９は、各受信ユニット１２ａ〜１２ｎ、予備用受信ユニット１３毎に個別に操作しても良いが、１つの操作で全ての受信ユニット１２ａ〜１２ｎ及び予備用受信ユニット１３のスイッチ５９が同時にオン／オフできるようにしても良い。ＭＰＵ４３は、スイッチ５９がオンされると、内部メモリの記憶内容を初期化すると共に、増幅オン／オフ信号を受信ユニットの出力アンプ４４（図２参照）に出力して廻込み検出処理を行なう。すなわち、ＭＰＵ４３は、廻込み検出を行なう際、先ず、出力アンプ４４をオフした状態で局部発振器５４の発振周波数を可変して各周波数におけるＤＣアンプ５８の出力信号レベルをメモリに記憶し、次に出力アンプ４４をオンとして上記メモリに記憶した値とＤＣアンプ５８の出力信号のレベルを比較し、その比較値が設定値を超えた場合に異常表示器６０を駆動して異常を表示する。
【００２４】
次に、上記廻込み検出回路５０の動作を説明する。
検査員は、電波の廻込みを検査する際、受信ユニット１２ａ〜１２ｎのスイッチ５９をオンする。ＭＰＵ４３は、スイッチ５９がオンされる電圧Ｖが供給されると、内部メモリを初期化すると共に、増幅オン／オフ信号により受信ユニットの出力アンプ４４をオフ状態にする。出力アンプ４４をオフすると、受信ユニットの出力信号が図５の送信アンテナ８から送信されない状態、すなわち、電波の廻込みが発生しない状態となる。
【００２５】
上記の状態でＭＰＵ４３は、局部発振器５４の発振周波数を例えば１００ｋＨｚの間隔で順次変化させ、入力端子５１に入力される帯域幅が６ＭＨｚのＩＦ信号をミキサ５３及びフィルタ５５を介して順次１００ｋＨｚ単位で取込み、アンプ５６で増幅した後、検波器５７で検波する。この検波器５７で検波された信号は、ＤＣアンプ５８を介してＭＰＵ４３に送られる。この結果、ＭＰＵ４３は、ＤＣアンプ５８から出力されるＩＦ信号のレベルを１００ｋＨｚの周波数間隔でメモリに記憶する。この場合、ＭＰＵ４３は、帯域幅が６ＭＨｚのＩＦ信号に対し、その前後１ＭＨｚ程度の余裕を持たせ、合計８ＭＨｚの帯域に亘って信号を取出すようにしても良い。
【００２６】
図４（ａ）は、電波の廻込みが発生していない場合における受信ユニットの中間周波増幅部の信号出力状態を示したものである。電波の廻込みが発生していない状態では、受信信号が６ＭＨｚの帯域に亘って安定した状態に保持されている。
【００２７】
次いでＭＰＵ４３は、増幅オン／オフ信号により受信ユニットの出力アンプ４４をオンする。これにより受信ユニットの出力信号が図５の送信アンテナ８から送信され、受信アンテナ７への廻込みが発生し得る状態となる。
【００２８】
この状態でＭＰＵ４３は、局部発振器５４の発振周波数を初期状態から再び１００ｋＨｚの間隔で順次変化させ、入力端子５１に入力されるＩＦ信号をミキサ５３及びフィルタ５５を介して順次１００ｋＨｚ単位で取込み、このときのＤＣアンプ５８の出力信号レベルと、先にメモリに記憶している値とを順次比較し、この比較値が予め設定した値を超えたかどうかを判断する。この場合、後から読込んだＤＣアンプ５８の出力信号についてもメモリに記憶するようにしても良い。上記比較値が設定値を超えた場合には、電波の廻込みにより既に発振しているか、あるいは発振の恐れがあるので、異常表示器６０を駆動して異常表示する。上記メモリの記憶内容は、ステータス信号として外部に出力することが可能であり、例えばパーソナルコンピュータ等で整理することにより、詳細な項目を把握することが可能である。
【００２９】
図４（ｂ）は、電波の廻込みが発生して発振状態となった場合における受信ユニットの中間周波増幅部の信号出力状態を示したものである。電波の廻込みが発生した状態では、増幅部が発振状態あるいは発振に近い状態となり、受信信号が６ＭＨｚの帯域内において大きく変動している。従って、受信信号のレベルを電波の廻込みが発生していない状態と比較することにより、その信号レベルの差から電波の廻込みが発生しているかどうかを検出することができる。
【００３０】
各受信ユニット１２ａ〜１２ｎは、上記したようにそれぞれ廻込み検出回路５０により周期的に廻込み検出処理を実行し、廻込みを検出した場合に異常表示器６０により異常を表示する。
【００３１】
検査員は、上記の廻込み検査を行なった後、スイッチ５９をオフして初期状態に戻す。また、検査員は、異常表示器６０の表示によって電波の廻込みが発生したことを確認した場合、電波の廻込みを阻止する対策、例えば送信アンテナと受信アンテナとの設置間隔を離したり、アンテナ特性を改善するなどの対策を実行する。
【００３２】
なお、上記実施形態では、受信ユニットのＭＰＵ４３を廻込み検出回路５０の制御に利用した場合について示したが、ＭＰＵ４３とは別個の独立した制御回路を廻込み検出回路５０内に設けても良い。
【００３３】
また、上記実施形態では、検査員がスイッチ５９を操作することにより電波の廻込みの検出動作を開始するようにしたが、その他、例えばＭＰＵ４３が自動的に一定期間毎に廻込みの検出処理を行ない、その結果を監視センタ等に通知するようにしても良い。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、地上デジタル放送波を受信し、増幅して再送信する地上デジタル放送再送信装置用受信ユニットにおいて、出力手段をオン／オフ制御する制御手段を備え、前記出力手段をオフしたときとオンしたときの増幅手段の出力信号のレベルを比較して電波の廻込みが発生しているかどうかを判断するようにしたので、送信アンテナから自己の受信アンテナへの電波の廻込みを確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る地上デジタル放送再送信装置の全体の構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態における受信ユニットの詳細な構成を示すブロック図。
【図３】受信ユニット内の廻込み検出回路の詳細な構成を示すブロック図。
【図４】廻込み検出回路により検出した中間周波増幅部の信号出力状態を示す図。
【図５】地上デジタル放送再送信装置による中継システム例を示す図。
【符号の説明】
１…送信局
２…ビル
３…山
４…都市部難視聴地域
５…山間部難視聴地域
６…再送信装置
７…受信アンテナ
８…送信アンテナ
１０…入力端子
１１…入力フィルタ
１２ａ〜１２ｎ…受信ユニット
１３…予備用受信ユニット
１４…ＲＦフィルタ
１５…ＲＦ終段増幅器
１６…ＭＰＵ
１７…分岐回路
１８…ＢＰＦ
１９…検波器
２０…ステータス表示器
２１…報知器
２２…出力フィルタ
２３…出力端子
３１…入力端子
３２…入力アンプ
３３…入力ミキサ
３４…局部発振器
３５、３７、３９…ＩＦアンプ
３６、３８…ＳＡＷフィルタ
４０、４５…分岐器
４１…出力ミキサ
４２、４７…検波器
４３…ＭＰＵ
４４…出力アンプ
４６…出力端子
５０…廻込み検出回路
５１…入力端子
５２…ＩＦアンプ
５３…ミキサ
５４…局部発振器
５５…フィルタ
５６…アンプ
５７…検波器
５８…ＤＣアンプ
５９…スイッチ
６０…異常表示器
【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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