(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路の配線情報に対応した回路図を入力して該回路図の各配線に対応する各パターンを設計するプリント基板設計装置であって、
前記各パターンのうちの隣接する２つのパターンに流れる信号の電圧、種類及び周波数を要素とする特徴を相互に比較して該特徴が異なる場合にクロストークの発生を判定するクロストーク発生判定手段と、該クロストークが発生する箇所に所定のマークを表示する表示手段とを備えてなることを特徴とするプリント基板設計装置。
【請求項２】
回路の配線情報に対応した回路図を入力して該回路図の各配線に対応する各パターンを設計するプリント基板設計装置であって、
前記各パターンのうちの隣接する２つのパターンに流れる各信号の電圧、種類及び周波数を相互に比較し、これらの電圧、種類及び周波数のうちの少なくとも一つの要素が異なる場合に前記クロストークの発生を判定するクロストーク発生判定手段と、該クロストークが発生する箇所に所定のマークを表示する表示手段とを備えてなることを特徴とするプリント基板設計装置。
【請求項３】
回路の配線情報に対応した回路図を入力すると共に、前記回路図中の各配線に流れる信号の特徴を表す信号名データを該当する配線にそれぞれ付与する回路図入力手段と、
前記回路図に基づいて前記各配線に対応する各パターンを設計すると共に、前記各パターンに対して該当する前記信号名データを付与するパターン設計手段と、
前記各パターンのうちの隣接する２つのパターンに対応する各信号名データを相互に比較し、前記各信号名データが特徴の異なる信号を表す場合にクロストークの発生を判定するクロストーク発生判定手段と、
前記各パターンのうちの前記クロストークが発生する箇所に所定のマークを表示する表示手段とを備えてなることを特徴とするプリント基板設計装置。
【請求項４】
回路の配線情報に対応した回路図を入力すると共に、前記回路図中の各配線に流れる信号の電圧、種類及び周波数を表す信号名データを該当する配線にそれぞれ付与する回路図入力手段と、
前記回路図に基づいて前記各配線に対応する各パターンを設計すると共に、前記各パターンに対して該当する前記信号名データを付与するパターン設計手段と、
前記各パターンのうちの隣接する２つのパターンに流れる各信号の電圧、種類及び周波数を相互に比較し、これらの電圧、種類及び周波数のうちの少なくとも一つの要素が異なる場合にクロストークの発生を判定するクロストーク発生判定手段と、
前記設計された各パターン及び前記信号名データを表示すると共に、前記各パターンのうちの前記クロストークが発生する箇所に所定のマークを表示する表示手段とを備えてなることを特徴とするプリント基板設計装置。
【請求項５】
コンピュータ構成のクロストーク発生判定手段と、表示装置とを用いて、回路の配線情報に対応した回路図を入力して該回路図の各配線に対応する各パターンを設計するプリント基板設計方法であって、
前記クロストーク発生判定手段に、前記各パターンのうちの隣接する２つのパターンに流れる信号の電圧、種類及び周波数を要素とする特徴を相互に比較させて該特徴が異なる場合にクロストークの発生を判定させ、該クロストーク発生の判定に基づいて、前記表示装置に、前記クロストークが発生する箇所に所定のマークを表示させることを特徴とするプリント基板設計方法。
【請求項６】
コンピュータ構成のクロストーク発生判定手段と、表示装置とを用いて、回路の配線情報に対応した回路図を入力して該回路図の各配線に対応する各パターンを設計するプリント基板設計方法であって、
前記クロストーク発生判定手段に、前記各パターンのうちの隣接する２つのパターンに流れる各信号の電圧、種類及び周波数を相互に比較させ、これらの電圧、種類及び周波数のうちの少なくとも一つの要素が異なる場合に前記クロストークの発生を判定させ、該クロストーク発生の判定に基づいて、前記表示装置に、前記クロストークが発生する箇所に所定のマークを表示させることを特徴とするプリント基板設計方法。
【請求項７】
回路図入力装置と、コンピュータ構成のパターン設計手段と、コンピュータ構成のクロストーク発生判定手段と、表示装置とを用いて、回路の配線情報に対応した回路図を入力して該回路図の各配線に対応する各パターンを設計するプリント基板設計方法であって、
前記回路図入力装置に、前記回路の配線情報に対応した回路図を入力させると共に、前記回路図中の各配線に流れる信号の特徴を表す信号名データを該当する配線にそれぞれ付与させ、
前記パターン設計手段に、前記回路図に基づいて前記各配線に対応するパターンを設計させると共に、前記各パターンに対して該当する前記信号名データを付与させた後、
前記クロストーク発生判定手段に、前記各パターンのうちの隣接する２つのパターンに対応する各信号名データを相互に比較させ、前記各信号名データが特徴の異なる信号を表す場合にクロストークの発生を判定させ、
該クロストーク発生の判定に基づいて、前記表示装置に、前記各パターンのうちの前記クロストークが発生する箇所に所定のマークを表示させることを特徴とするプリント基板設計方法。
【請求項８】
回路図入力装置と、コンピュータ構成のパターン設計手段と、コンピュータ構成のクロストーク発生判定手段と、表示装置とを用いて、回路の配線情報に対応した回路図を入力して該回路図の各配線に対応する各パターンを設計するプリント基板設計方法であって、
前記回路図入力装置に、前記回路の配線情報に対応した回路図を入力させると共に、前記回路図中の各配線に流れる信号の電圧、種類及び周波数を表す信号名データを該当する配線にそれぞれ付与させ、
前記パターン設計手段に、前記回路図に基づいて前記各配線に対応するパターンを設計させると共に、前記各パターンに対して該当する前記信号名データを付与させた後、
前記クロストーク発生判定手段に、前記各パターンのうちの隣接する２つのパターンに流れる各信号の電圧、種類及び周波数を相互に比較させ、これらの電圧、種類及び周波数のうちの少なくとも一つの要素が異なる場合に前記クロストークの発生を判定させ、
前記表示装置に、前記設計された各パターン及び前記信号名データを表示させると共に、前記クロストーク発生の判定に基づいて、前記各パターンのうちの前記クロストークが発生する箇所に所定のマークを表示させることを特徴とするプリント基板設計方法。
【請求項９】
コンピュータを請求項１、２、３又は４記載のプリント基板設計装置の各種手段として機能させるための制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プリント基板設計装置、プリント基板設計方法、及びその制御プログラムに係り、特に、複数種類の高周波の信号が流れる回路のプリント基板を設計する場合に用いて好適なプリント基板設計装置、プリント基板設計方法、及びその制御プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板の設計では、電子機器の性能や実装方式に応じて、特性、材料及び形状が選択され、近年では、高密度配線及び高多層化の方向で要求水準が高くなっている。高密度化に伴い、パターン幅の０．１ｍｍ以下のものが実用化され、パターンの断面積を確保する形で対応している。各パターンの間隙は、材料、コーティングの有無、使用電圧で決められる。多層の場合、スルーホールと隣接パターンとの間隙の検討も重要である。他の電気特性として、電気容量、特性インピーダンス、クロストークなどが考慮され、パターンの設計や多層の層構成が決定されてプリント基板設計装置でプリント基板の設計が行われる。
【０００３】
従来、この種の技術としては、例えば、文献；特開平４−３１２１７６号公報に記載されるものがあった。
図７は、前記文献に記載された従来のプリント基板設計装置で用いられる回路図の配線情報を示す図である。
同図に示すように、集積回路（以下、「ＩＣ」という）１の各入出力ピン“１”，“２”，“３”，“４”，“５”，“６”には、コネクタ２のピン“Ａ１”，“Ａ２”，“Ａ３”，“Ａ４”，“Ａ５”，“Ａ６”が接続されている。入出力ピン“１”とピン“Ａ１”との間の信号線には、信号名“信号１”及び電圧識別符号“Ｅ”（“Ｅ”は、アースラインを示す）が付与されている。入出力ピン“２”とピン“Ａ２”との間の信号線には、信号名“信号２”及び電圧識別符号“５”（“５”は、＋５Ｖラインを示す）が付与されている。入出力ピン“３”とピン“Ａ３”との間の信号線には、信号名“信号３”及び電圧識別符号“Ｓ”（“Ｓ”は、信号ラインを示す）が付与されている。入出力ピン“４”とピン“Ａ４”との間の信号線には、信号名“信号４”及び電圧識別符号“Ｓ”が付与されている。入出力ピン“５”とピン“Ａ５”との間の信号線には、信号名“信号５”及び電圧識別符号“Ｇ”（“Ｇ”は、グランドラインを示す）が付与されている。入出力ピン“６”とピン“Ａ６”との間の信号線には、信号名“信号６”及び電圧識別符号“Ｍ４８”（“Ｍ４８”は、−４８Ｖラインを示す）が付与されている。
【０００４】
図８は、従来のプリント基板設計装置で図７の配線情報に基づいて作成されたプリント基板のパターンを示す図である。
このプリント基板３では、図８に示すように、図７の配線情報に基づき、入出力ピン“１”，“２”，“３”，“４”，“５”，“６”とピン“Ａ１”，“Ａ２”，“Ａ３”，“Ａ４”，“Ａ５”，“Ａ６”との間に、各パターンが形成されている。この場合、電圧識別符号“Ｅ”，“５”，“Ｓ”，“Ｓ”，“Ｇ”，“Ｍ４８”を用いて配線時に隣接する例えばパターン４，５間の電位差が算出され、この電位差に基づいてクロストークの防止に必要な間隙Ｄが設けられている。また、既に形成されているパターンを横切る裏面のパターン６が形成される場合、透視で交差する部分について層間における電位差が算出され、この電位差に基づいてクロストークの防止に必要な間隙が設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のプリント基板設計装置では、次のような問題点があった。
すなわち、従来のプリント基板設計装置では、図８に示すプリント基板３におけるクロストークは、各パターン間の電位差に基づいて間隙を設けることによって防止されるようになっている。ところが、近年の電子機器の内部のプリント基板では、従来よりもさらに高周波で多種の信号が流れ、各パターン間の電位差に基づいて設けられた間隙のみでは、クロストークの防止には不十分なことがあるという問題があった。このため、プリント基板の設計の段階で、高周波で多種の信号に対してクロストークの防止を検討する必要がある。
【０００６】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、高周波で多種の信号に対してクロストークの発生を防止したプリント基板を設計できるプリント基板設計装置、プリント基板設計方法、及びその制御プログラムを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、回路の配線情報に対応した回路図を入力して該回路図の各配線に対応する各パターンを設計するプリント基板設計装置に係り、前記各パターンのうちの隣接する２つのパターンに流れる信号の電圧、種類及び周波数を要素とする特徴を相互に比較して該特徴が異なる場合にクロストークの発生を判定するクロストーク発生判定手段と、該クロストークが発生する箇所に所定のマークを表示する表示手段とを備えてなることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、回路の配線情報に対応した回路図を入力して該回路図の各配線に対応する各パターンを設計するプリント基板設計装置に係り、前記各パターンのうちの隣接する２つのパターンに流れる各信号の電圧、種類及び周波数を相互に比較し、これらの電圧、種類及び周波数のうちの少なくとも一つの要素が異なる場合に前記クロストークの発生を判定するクロストーク発生判定手段と、該クロストークが発生する箇所に所定のマークを表示する表示手段とを備えてなることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項３記載の発明は、プリント基板設計装置に係り、回路の配線情報に対応した回路図を入力すると共に、前記回路図中の各配線に流れる信号の特徴を表す信号名データを該当する配線にそれぞれ付与する回路図入力手段と、前記回路図に基づいて前記各配線に対応する各パターンを設計すると共に、前記各パターンに対して該当する前記信号名データを付与するパターン設計手段と、前記各パターンのうちの隣接する２つのパターンに対応する各信号名データを相互に比較し、前記各信号名データが特徴の異なる信号を表す場合にクロストークの発生を判定するクロストーク発生判定手段と、前記各パターンのうちの前記クロストークが発生する箇所に所定のマークを表示する表示手段とを備えてなることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項４記載の発明は、プリント基板設計装置に係り、回路の配線情報に対応した回路図を入力すると共に、前記回路図中の各配線に流れる信号の電圧、種類及び周波数を表す信号名データを該当する配線にそれぞれ付与する回路図入力手段と、前記回路図に基づいて前記各配線に対応する各パターンを設計すると共に、前記各パターンに対して該当する前記信号名データを付与するパターン設計手段と、前記各パターンのうちの隣接する２つのパターンに流れる各信号の電圧、種類及び周波数を相互に比較し、これらの電圧、種類及び周波数のうちの少なくとも一つの要素が異なる場合にクロストークの発生を判定するクロストーク発生判定手段と、  前記設計された各パターン及び前記信号名データを表示すると共に、前記各パターンのうちの前記クロストークが発生する箇所に所定のマークを表示する表示手段とを備えてなることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項５記載の発明は、コンピュータ構成のクロストーク発生判定手段と、表示装置とを用いて、回路の配線情報に対応した回路図を入力して該回路図の各配線に対応する各パターンを設計するプリント基板設計方法に係り、前記クロストーク発生判定手段に、前記各パターンのうちの隣接する２つのパターンに流れる信号の電圧、種類及び周波数を要素とする特徴を相互に比較させて該特徴が異なる場合にクロストークの発生を判定させ、該クロストーク発生の判定に基づいて、前記表示装置に、前記クロストークが発生する箇所に所定のマークを表示させることを特徴としている。
【００１２】
請求項６記載の発明は、コンピュータ構成のクロストーク発生判定手段と、表示装置とを用いて、回路の配線情報に対応した回路図を入力して該回路図の各配線に対応する各パターンを設計するプリント基板設計方法に係り、前記クロストーク発生判定手段に、前記各パターンのうちの隣接する２つのパターンに流れる各信号の電圧、種類及び周波数を相互に比較させ、これらの電圧、種類及び周波数のうちの少なくとも一つの要素が異なる場合に前記クロストークの発生を判定させ、該クロストーク発生の判定に基づいて、前記表示装置に、前記クロストークが発生する箇所に所定のマークを表示させることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項７記載の発明は、回路図入力装置と、コンピュータ構成のパターン設計手段と、コンピュータ構成のクロストーク発生判定手段と、表示装置とを用いて、回路の配線情報に対応した回路図を入力して該回路図の各配線に対応する各パターンを設計するプリント基板設計方法に係り、前記回路図入力装置に、前記回路の配線情報に対応した回路図を入力させると共に、前記回路図中の各配線に流れる信号の特徴を表す信号名データを該当する配線にそれぞれ付与させ、前記パターン設計手段に、前記回路図に基づいて前記各配線に対応するパターンを設計させると共に、前記各パターンに対して該当する前記信号名データを付与させた後、前記クロストーク発生判定手段に、前記各パターンのうちの隣接する２つのパターンに対応する各信号名データを相互に比較させ、前記各信号名データが特徴の異なる信号を表す場合にクロストークの発生を判定させ、該クロストーク発生の判定に基づいて、前記表示装置に、前記各パターンのうちの前記クロストークが発生する箇所に所定のマークを表示させることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項８記載の発明は、回路図入力装置と、コンピュータ構成のパターン設計手段と、コンピュータ構成のクロストーク発生判定手段と、表示装置とを用いて、回路の配線情報に対応した回路図を入力して該回路図の各配線に対応する各パターンを設計するプリント基板設計方法に係り、前記回路図入力装置に、前記回路の配線情報に対応した回路図を入力させると共に、前記回路図中の各配線に流れる信号の電圧、種類及び周波数を表す信号名データを該当する配線にそれぞれ付与させ、前記パターン設計手段に、前記回路図に基づいて前記各配線に対応するパターンを設計させると共に、前記各パターンに対して該当する前記信号名データを付与させた後、前記クロストーク発生判定手段に、前記各パターンのうちの隣接する２つのパターンに流れる各信号の電圧、種類及び周波数を相互に比較させ、これらの電圧、種類及び周波数のうちの少なくとも一つの要素が異なる場合に前記クロストークの発生を判定させ、前記表示装置に、前記設計された各パターン及び前記信号名データを表示させると共に、前記クロストーク発生の判定に基づいて、前記各パターンのうちの前記クロストークが発生する箇所に所定のマークを表示させることを特徴としている。
【００１５】
請求項９記載の発明は、制御プログラムに係り、コンピュータを請求項１、２、３又は４記載のプリント基板設計装置の各種手段として機能させることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、この発明の実施形態であるプリント基板設計装置の構成を示すブロック図である。
この形態のプリント基板設計装置は、例えばＣＡＤ（Computer Aided Design ）装置などで構成され、同図に示すように、入力手段（例えば、入力部）１１と、パターン設計手段（例えば、パターン設計部）１２と、クロストーク発生判定手段（例えば、クロストーク発生判定部）１３と、表示手段（例えば、表示部）１４とを備えている。
【００１７】
入力部１１は、例えば、キーボードやマウスなどで構成され、オペレータの操作に基づき、回路の配線情報に対応した回路図を入力すると共に、同回路図中の各配線に流れる信号の電圧、種類及び周波数を表す信号名データを該当する配線にそれぞれ付与して回路図データＬを出力する。パターン設計部１２は、同パターン設計部１２全体を制御する中央処理装置（以下、「ＣＰＵ」という）１２ａ及び同ＣＰＵ１２ａを動作させるための制御プログラムが記録された記録媒体（例えば、リード・オンリ・メモリ、以下、「ＲＯＭ」という）１２ｂを有している。パターン設計部１２は、回路図データＬを入力し、不要なインダクタンスや抵抗成分などが生じないように回路図中の各配線に対応する各パターンを設計すると共に、各パターンに対して該当する信号名データを付与してパターン設計データＭを出力する。
【００１８】
クロストーク発生判定部１３は、同クロストーク発生判定部１３全体を制御するＣＰＵ１３ａ及び同ＣＰＵ１３ａを動作させるための制御プログラムが記録されたＲＯＭ１３ｂを有している。クロストーク発生判定部１３は、パターン設計データＭを入力し、各パターンのうちの隣接する２つのパターンに流れる各信号の電圧、種類及び周波数を比較し、これらの電圧、種類及び周波数のうちの少なくとも一つの要素が異なる場合にクロストークの発生を判定してクロストークデータＮと共にパターン設計データＭを出力する。表示部１４は、例えば液晶表示装置などで構成され、クロストークデータＮ及びパターン設計データＭを入力し、設計された各パターン及び信号名データを表示すると共に、各パターンのうちのクロストークが発生する箇所に所定のマークを表示する。
【００１９】
図２は、図１のプリント基板設計装置におけるプリント基板設計方法を説明するためのフローチャート、図３が配線に付与された信号名データを示す図、図４が設計された各パターン及び信号名データを示す図、図５がクロストークの発生を判定するための判定基準を示す図、及び図６はクロストークが発生する箇所に表示されたマークを示す図である。
これらの図を参照して、この形態のプリント基板設計装置におけるプリント基板設計方法について説明する。
図２に示すように、オペレータの操作に基づき、回路の配線情報に対応した回路図が入力部１１に入力されると共に、同回路図中の各配線に流れる信号の電圧、種類及び周波数を表す信号名データが該当する配線にそれぞれ付与されて回路図データＬが出力される（ステップＡ１，Ａ２、回路図入力処理）。
【００２０】
信号名データは、Ｘ；電圧レベル、Ｙ；信号種類、Ｚ；周波数、及びＮ；信号番号とすると、表示部１４で［ＸＹ−ＺＮ］の形式で表示される。例えば、図３に示すように、論理部品２１から論理部品２２へ信号ａ，ｂ，ｃが送出される場合、例えば、同信号ａの電圧レベルが５．０Ｖ、種類がＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect ）、及び周波数が３３ＭＨｚとすると、信号名データは、［050PCI-0331 ］で表示される。また、信号ｂの電圧レベルが１．５Ｖ、種類がＣＬＫ（クロック）、及び周波数が１００ＭＨｚとすると、信号名データは、［015CLK-1001 ］で表示される。信号ｃの電圧レベルが５．０Ｖ、種類がＰＣＩ、及び周波数が３３ＭＨｚとすると、信号名データは、［050PCI-0332 ］で表示される。
【００２１】
パターン設計部１２では、回路図データＬが入力され、入力された回路図に基づき、不要なインダクタンスや抵抗成分などが生じないように同回路図中の各配線に対応する各パターンが設計され、図４に示すように、各パターンに対して該当する信号名データが付与されてパターン設計データＭが生成され、同パターン設計データＭがクロストーク発生判定部１３を経て表示部１４で表示される（ステップＡ３，Ａ４、パターン設計処理）。
【００２２】
クロストーク発生判定部１３では、図５に示す判定基準に基づいて各パターンのうちの隣接する２つのパターンに流れる各信号の電圧、種類及び周波数が比較され、これらの電圧、種類及び周波数のうちの少なくとも一つの要素が異なる場合にクロストークの発生が判定される（ステップＡ５、クロストーク発生判定処理）。そして、図４中のパターン３１とパターン３２とが隣接する領域でクロストークが発生すると判定されてクロストークデータＮが生成され、図６に示すように、表示部１４でクロストーク危険マーク３３が表示される（ステップＡ６、問題箇所表示処理）。その後、オペレータは、パターン３１，３２のクロストークが発生する領域に対し、例えば間隙を調整することにより、クロストークを防止する処理を行う。
【００２３】
以上のように、この実施形態では、クロストーク発生判定部１３で各パターンのうちの隣接する２つのパターンに流れる各信号の電圧、種類及び周波数を比較し、これらの電圧、種類及び周波数のうちの少なくとも一つの要素が異なる場合にクロストークの発生を判定するようにしたので、高周波で多種の信号が流れる回路におけるクロストークの発生を未然に防止したプリント基板が設計できる。
【００２４】
以上、この発明の実施形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあってもこの発明に含まれる。
例えば、実施形態では、プリント基板の表面におけるクロストークの発生について説明したが、この発明は、多層基板の縦層間におけるクロストークの発生箇所についても適用できる。また、この発明は、図３に示すような論理部品２１，２２が実装されたプリント基板に限らず、例えば、アナログ回路のプリント基板や半導体の内部のプリント基板などにも適用できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の構成によれば、クロストーク発生判定手段で各パターンのうちの隣接する２つのパターンに流れる各信号の電圧、種類及び周波数を比較し、これらの電圧、種類及び周波数のうちの少なくとも一つの要素が異なる場合にクロストークの発生を判定して表示手段で表示するようにしたので、高周波で多種の信号が流れる回路におけるクロストークの発生を未然に防止したプリント基板を設計できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態であるプリント基板設計装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のプリント基板設計装置におけるプリント基板設計方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】配線に付与された信号名データを示す図である。
【図４】設計された各パターン及び信号名データを示す図である。
【図５】クロストークの発生を判定するための判定基準を示す図である。
【図６】クロストークが発生する箇所に表示されたマークを示す図である。
【図７】従来のプリント基板設計装置で用いられる回路図の配線情報を示す図である。
【図８】図７の配線情報に基づいて作成されたプリント基板のパターンを示す図である。
【符号の説明】
１１      入力部（入力手段）
１２      パターン設計部（パターン設計手段）
１２ｂ，１３ｂ      ＲＯＭ（記録媒体）
１３      クロストーク発生判定部（クロストーク発生判定手段）
１４      表示部（表示手段）
【図１】
0003770100.tif 000002
【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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