(57)【要約】全周囲画像を球体の外側に表示させるため、横方向３６０度の方位をＮ個に分割して撮影し、撮影されだＮ個の写真それぞれを撮影したフィルムの縦横の寸法を基に、球体に貼り付ける形状を算出して張り合わせ、全周囲画像を球体の外側に表示させる球体写真作成した。このとき、露出、絞り、ピントなどの撮影条件を同一にして撮影し、また、この撮影は、画角が１８０度以上の円周魚眼レンズで撮影し、三脚の雲台に設置したカメラのレンズの主点が、三脚の中心と重なるようにカメラを設置する。さらに、球体に貼り付ける写真の映像をコンピュータに取り込み、溶解型熱転写プリンタで印刷する。さらに、写真を貼り付ける球体を、組立・分解可能な構造とし、かつ、球体に貼り付ける写真を、球体に対して着脱可能に構成した。【特許請求の範囲】
【請求項１】
横方向３６０度の方位をＮ個に分割して撮影し、撮影されたＮ個の写真それぞれを撮影したフィルムの縦横の寸法を基に、球体に貼り付ける形状を算出して張り合わせ、全周囲画像を球体の外側に表示させることを特徴とする球体写真による空間表示方法。
【請求項２】
露出、絞り、ピントなどの撮影条件を同一にして撮影することを特徴とする、請求の範囲１に記載の球体写真による空間表示方法。
【請求項３】
画角が１８０度以上の円周魚眼レンズで撮影することを特徴とする請求の範囲１または請求の範囲２のいずれかに記載の球体写真による空間表示方法。
【請求項４】
三脚の雲台に設置したカメラのレンズの主点が、三脚の中心と重なるようにカメラを設置したことを特徴とする請求の範囲１または請求の範囲２のいずれかに記載の球体写真による空間表示方法。
【請求項５】
球体に貼り付ける写真の映像をコンピュータに取り込み、溶解型熱転写プリンタで印刷することを特徴とする請求の範囲１または請求の範囲２のいずれかに記載の球体写真による空間表示方法。
【請求項６】
球体に貼り付ける写真の映像をコンピュータに取り込み、顔料系インクで印刷することを特徴とする請求の範囲１または請求の範囲２のいずれかに記載の球体写真による空間表示方法。
【請求項７】
写真を粘り付ける球体を、組立・分解可能な構造としたことを特徴とする請求の範囲１または請求の範囲２のいずれかに記載の球体写真による空間表示方法。
【請求項８】
球体に貼り付ける写真を、球体に対して着脱可能にしたことを特徴とする請求の範囲７に記載の球体写真による空間表示方法。
【請求項９】
球体の内部に照明手段を設けたことを特徴とする請求の範囲１または請求の範囲２のいずれかに記載の球体写真による空間表示方法。
【請求項１０】
球体の内部に設ける照明手段にＬＥＤを使用し、蓄電池あるいは蓄電器を当該ＬＥＤの電源としたことを特徴とする請求の範囲１または請求の範囲２のいずれかに記載の球体写真による空間表示方法。
【請求項１１】
球体内部に設けた照明手段に対し、電磁誘導により電源供給を行うことを特徴とする請求の範囲１０に記載の球体写真による空間表示方法。
【請求項１２】
球体写真の映像を、有機ＥＬなど表示機能を有する材料で構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の球体写真による空間表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  この発明は、球体に写真を表示し、全方位の空間を表示する球体写真による空間表示方法に係り、特に、全周囲画像を球体の外側に表示させることができ、従来のパノラマ写真とは異なる正確な画像表現が可能となり、野球場やサッカー場、コンサートホールなどの広い空間を、ほとんど歪みなく表現することができる球体写真による空間表示方法に関する
【背景技術】  従来、全周囲画像を記録し、鑑賞する方法としては、プラネタリウムのよな球体の内側に全周囲画像を投影する方法が知られていたが、その表示装置（プラネタリウムなど）は極めて大きなものになっていた。
そして、これらの表示装置は、鑑賞者を装置の内部に入れる必要があり、画像の歪のない最適な鑑賞が可能な範囲はごく僅かな中心部に限られてしまうため、多数の人を楽しませるためには、必然的に大きな空間が必要である。
一方、従来、特開２００３−２４４５１１号公報に示すように、複数のカメラを円周上に並べ、一瞬にして全方位を撮影する方法が提案されている。
また、特開平１１−２５９６７３号公報に示すように、予め全方位を個別に分けて撮影した画像情報を蓄積しておき、利用者が所望の視点位置を入力すると、その視点位置における画像を表示する装置などが提案されていた。
さらに、全方位を分割して写真撮影し、その映像を球体に貼り付けることによって、パノラマ状の全方位写真を球体に表示させることも行われていた典拠：橋本典久「建物の立体映写方法に関する研究」１９９７年大会学術講演会研究発表論文集（日本建築仕上学会発行））。
しかしながら、上記パノラマ状の全方位写真を球体に表示させる場合、写真や印刷物など平面のシートを分割して貼り付けるため、隣り合うシートの接合部分が重なってしまったり、隙間が空いてしまったり、部分的に不自然な画像になる、という問題を有していた。
この発明は、かかる現状に鑑み創案されたものであって、その目的とするところは、全周囲画像をプラネタリウムのように球体の内部に表示させるのではなく、全周囲画像を球体の外側に表示させ、パノラマ状の全方位写真を、隙間や重なりを生じさせることなく、また、違和感のない状態で球体に表示させることができる球体写真による空間表示方法を提供しようとするものである。
【発明の開示】
上記目的を達成するため、請求の範囲１に記載の球体写真による空間表示方法に係る発明は、横方向３６０度の方位をＮ個に分割して撮影し、撮影されたＮ個の写真それぞれを撮影するフィルムの縦横の寸法を基に、球体に貼り付ける形状を算出して張り合わせ、全周囲画像を球体の外側に表示させることを特徴とする。
請求の範囲２に記載の発明にあっては、請求の範囲１に記載の球体写真による空間表示方法を技術的前提とし、露出、絞り、ピントなどの撮影条件を同一にして撮影することを特徴とする。
請求の範囲３に記載の発明にあっては、請求の範囲１または請求の範囲２のいずれかに記載の球体写真による空間表示方法を技術的前提とし、画角が１８０度以上の円周魚眼レンズで撮影することを特徴とする。
請求の範囲４に記載の発明にあっては、請求の範囲１または請求の範囲２のいずれかに記載の球体写真による空間表示方法を技術的前提とし、三脚の雲台に設置したカメラのレンズの主点が、三脚の中心と重なるようにカメラを設置したことを特徴とする。
請求の範囲５に記載の発明にあっては、請求の範囲１または請求の範囲２のいずれかに記載の球体写真による空間表示方法を技術的前提とし、球体に貼り付ける写真の映像をコンピュータに取り込み、溶解型熱転写プリンタで印刷することを特徴とする。
請求の範囲６に記載の発明にあっては、請求の範囲１または請求の範囲２のいずれかに記載の球体写真による空間表示方法を技術的前提とし、球体に貼り付ける写真の映像をコンピュータに取り込み、顔料系インクで印刷することを特徴とする。
請求の範囲７に記載の発明にあっては、請求の範囲１または請求の範囲２のいずれかに記載の球体写真による空間表示方法を技術的前提とし、写真を貼り付ける球体を、組立・分解可能な構造としたことを特徴とする。
請求の範囲８に記載の発明にあっては、請求の範囲７に記載の球体写真による空間表示方法を技術的前提とし、球体に貼り付ける写真を、球体に対して着脱可能にしたことを特徴とする。
請求の範囲９に記載の発明にあっては、請求の範囲１または請求の範囲２のいずれかに記載の球体写真による空間表示方法を技術的前提とし、球体の内部に照明手段を設けたことを特徴とする。
請求の範囲１０に記載の発明にあっては、請求の範囲１または請求の範囲２のいずれかに記載の球体写真による空間表示方法を技術的前提とし、球体の内部に設ける照明手段にＬＥＤを使用し、蓄電池あるいは蓄電器を当該ＬＥＤの電源としたことを特徴とする。
請求の範囲１１に記載の発明にあっては、請求の範囲１０に記載の球体写真による空間表示方法を技術的前提とし、球体内部に設けた照明手段に対し、電磁誘導により電源供給を行うことを特徴とする。
請求の範囲１２に記載の発明にあっては、請求項１または請求項２に記載の球体写真による空間表示方法を技術的前提とし、球体写真の映像を、有機ＥＬなど表示機能を有する材料で構成したことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明に係る球体写真による空間表示方法を実施するために用いられる写真を貼り付ける中空の球体を示す図である。
図２は、縦９枚、横１２枚の写真を並べた図である。
図３は、ファインダの比率を示す図である。
図４（ａ）及び（ｂ）は、撮影された写真の必要部分を切り取るための作図方法を示す図である。
図５は、写真を球面に貼り付けて球体写真を制作する方法を説明する説明図であって、上下段共に縦５．５枚分の大きさの紙を張る状態を示す説明図である。
図６は、写真を球面に貼り付けて球体写真を制作する方法を説明する説明図であって、作図によって求められた曲線で切り抜き、中央１枚分を内側に折った状態を示す説明図である。
図７は、写真を球面に貼り付けて球体写真を制作する方法を説明する説明図であって、図６の紙を裏側から繋ぎ合わせて半球状に形成し、これを２組制作して重ね合わせた状態を示す説明図である。
図８は、写真を球面に貼り付けて球体写真を制作する方法を説明する説明図であって、図７で作成した半球を上下で繋ぎ合わせ、繋ぎ目を隠すように中央の１枚を張った状態を示す説明図である。
図９は、本発明を実施するのに好適な焦点距離８ｍｍのレンズでの撮影範囲を示す説明図である。
図１０は、雲台上のレンズの主点と理想の主点との位置のずれを示す説明図である。
図１１は、本発明によって大型の球体写真を制作する場合の球体の製造方法を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、添付図面に示す発明の実施例に基づき、この発明を詳細に説明する。
【実施例１】  図１は、ビーチボールや紙風船などのような、写真を貼り付ける中空の球体を示す図であり、以下、この球体に貼り付けるための写真の撮影方法、および撮影された写真を球体に貼り付ける方法について説明する。
この球体がホールの空間など撮影すべき被写体とすると、球体の内部、つまり球体の中心から撮影を行うことになる。
３５ミリカメラで被写体を撮影する場合、３５ミリカメラのフィルムの縦横比は２：３であるので、縦方向に２０度、横方向に３０度ずつ分割して撮影すると、縦方向に９枚、横方向に１２枚、合計１０８枚の撮影で球体全面を撮影することができる。
図２は、こうして得られた縦９枚、横１２枚の写真を並べた図であり、黒い部分が必要な画像、白い部分が不必要な画像である。
この撮影の場合、レンズの焦点距離は次の計算で求めることができる。
図３は、ファインダの比率を示す図であるが、縦：横：対角線＝２：３：√１３であり、横３０度の撮影を行うためには、画角θ（画面対角線での角度）は１０√１３＝３６度である。
また、３５ｍｍフィルムの場合、縦２４ｍｍ×横３６ｍｍであることから、画面対角線のフィルム面の長さは４３．２６６ｍｍと求めることができる。
（画面対角線の長さ）Ｘ／ｆ＝０．６５（画角θが３６度の時）であり、焦点距離ｆ＝６６．５６ｍｍとなる（実際にはズームレンズで焦点距離６６ｍｍとする。）。
撮影方向それぞれに適正露出で撮影すると、繋ぎ合わせた時に色やコントラストが不連続となってしまうため、すべて同じ露出で撮影する。
使用フィルムは、被写体輝度比が大きい事が予想されるため、再現域が５ＥＶ程度のリバーサルではなく、１０ＥＶ程度あるカラーネガを使用する。
また、ピント調節は画角に影響を及ぼすため固定とする。従って、できるだけ絞込み、可能な限りパンフォーカスな撮影を行う。
図４（ａ），（ｂ）は、撮影された写真の必要部分を切り取るための作図方法を示す図である。
図４（ａ）の側面図において、球面と中心から２０度ずつの直線が交わる点を求め、中心線までの水平距離をそれぞれ線分ａ〜ｄとする。
次に，図４（ａ）の上面図側に中心から３０度ずつの直線を引き、半径ａ〜ｄの円弧との交点の直線距離をそれぞれ線分ｅ〜ｈ、球との交点の直線距離を線分ｉとする。
この時の線分ｅ〜ｉは、実寸を表し、横幅ｉ、縦幅（２／３）ｉの長方形を縦に９枚並べた時の各段での必要な幅を示している。
図４（ｂ）に示すように、線分ｉの中点から線分ｅ〜ｈの両端を繋いでいった内側が必要範囲となる。
図５乃至図８は、写真を球面に貼り付けて球体写真を制作する方法を説明する図である。尚、写真そのものは光沢が強いので、写真の光沢を消すため、実際の作業には写真からカラーコピーしたものを使用するのが望ましい。
写真を貼り付ける球体は、球体のままでは貼り付け作業が困難なので、球体を上下半分に分割したものを用意する。
図５は、各々の写真を貼り付ける台紙を示す図であり、縦９枚を上段４枚、中段１枚、下段４枚に分け、上段および下段の紙は、縦５．５枚分の大きさの紙とする。
写真を、図２の作図によって求められた曲線に従って切り抜き、図６に示すように中央１枚分を内側に折る。この折り曲げ部分は、写真を球面に貼り付けた時に、球面全体の形が崩れないようにするための補強の役目を果たす。
図６で得られた写真を半球体に順次貼り付け、図７に示す上下の半球を各々１個完成し、この上下の半球を組合わせて球体状とする。
そして、図８に示すように、上下半球体の繋ぎ目の部分それぞれに、中央の写真各１枚を貼り付けて完成する。
この実施例１に係る球体写真による空間表示方法は、対象空間を、３５ミリカメラを使用して撮影し、３５ミリカメラのフィルムの縦横比が２：３であることから、縦方向に２０度、横方向に３０度ずつ、合計１０８枚に分割して撮影し、この寸法比を基に貼り付ける紙の形状を計算したので、それぞれの紙の継ぎ目を正しく合わせることができ、極めて正確な球体写真を作成することができる。
【実施例２】  実施例１では１０８枚の写真を撮影し球体写真を作成したが、ここでは、これを１２枚の写真撮影で作成する方法について説明する。
実施例１では、縦方向を９枚の写真で構成したが、焦点距離８ｍｍのレンズの対角線画角は１８０度であるため、焦点距離８ｍｍのレンズでの撮影範囲を示す図９に見るように、上下方向を１枚の写真でカバーすることができる。
従って、全撮影枚数は横方向のみの１２枚で済み、カメラも横方向へ回転させるだけでよい。
また、実施例１は紙の台紙に写真を貼り付けたが、完成後の球体の強度を得るため、本実施例２では、内部に心材を入れ、直径３０ｃｍの大きさの球体写真を制作する場合について説明する。
硬質の発泡ポリスチレンであるスタイロフォームは断熱材として知られているが、圧縮性、撥水性に勝れており、加工も容易であるため、ＰＯＰ用品などにも使用されている。
直径３０ｃｍの球体を３０度毎に分割した半月状の部品（ミカンの房のような形状）を、このスタイロフォームで１２個作成しておき、最終的にこの１２個の部品を接合して球体を完成する。
３６０度の空間を３０度ずつに分けて撮影したフィルムを、フィルムスキャナでコンピュータに取り込み、画像の大きさ、色、明るさ、コントラストなどを調整する。
なお、インクジェット・プリンタのほとんどは染料系のインクを使用しているため、経年変化により退色する場合が多いので、溶解型熱転写プリンタで印刷すると、色の退色がほとんどなく、また水でにじむことがない。
この画像から、図４（ｂ）に示す形状、即ち、図９に示す「必要な画像」１０ａとして表示した部分を切り取り、スタイロフォームで作成した半月状の部品１２個の曲面部分それぞれに貼り付けて球体写真を完成する。
尚、球体を３０度でなく２０度毎に分割して半月状の部品を作成し、２０度毎に合計１８枚の写真を撮影すると、貼り付けた画像と画像の間のずれを少なくすることができ、より正確な球体写真が得られる。
このように２０度毎に１８枚の写真を撮影すると、半月状の部品を作成せず球体に直接画像を貼り付けても、ほぼ正確な球体写真を得ることができる。
なお、焦点距離が８ｍｍのレンズで撮影し、周辺の光量不足が生じてしまう場合は、８ｍｍよりも広角のレンズ（例えば６ｍｍ）で撮影し、得られた個々の画像の周囲をトリミングすることによって正確な球面画像を得ることもできる。
また、撮影して得られた個々の画像には、上下の中央部が膨らむ「樽型ひずみ」や、上下の中央部が細ってしまう「糸巻きひずみ」が生じる場合もあるので、これらを補正した上で張り合わせると、より正確な球面画像を得ることができる。
次に、カメラを２０度あるいは３０度ずつ回転させ３６０度の撮影を行い、より正確な画像を得る方法について説明する。
図１０は、カメラを三脚の雲台に載せて撮影する場合を示しており、雲台上のレンズの主点１０ａと、理想の主点１０ｂとの位置のずれを示す図である。
光はカメラのレンズの中で交差してフィルム面に像を結ぶが、カメラを横に回転させる時に、図１０に示すように、光が交差する点（主点）が数ミリメートルほどずれてしまう。
円１０ｃは、雲台上でカメラを３６０度回転させた時のレンズの主点が通った軌跡であり、この円１０ｃの半径がレンズの主点１０ａと理想の主点１０ｂとのずれである。
すなわち、フィルム面から焦点距離の長さ分だけ前方に出た所が主点であるため、主点が三脚の中心にくるよう、マイクロアジャスタを用いてカメラの位置を前後左右に微調整する。
この実施例２に係る球体写真による空間表示方法は、焦点距離８ｍｍのレンズ（画角が１８０度の円周魚眼レンズ）を用いて対象空間を撮影したので、縦方向、つまり上下方向を１枚の写真でカバーすることができ、空間全体の撮影を迅速に済ませることができる。
また、三脚の雲台に設置したカメラのレンズの主点が、三脚の中心と重なるようにカメラを設置したため、焦点を正確に保持した写真が得られる。
【実施例３】  直径１７０ｃｍ程度の等身大の球面写真を得ることも可能であるが、大型の球体は移動や保管が困難になるため、組立式にするのが望ましい。
図１１は、大型の球体写真を制作する場合の球体の製造方法を示す説明図である。図１１において、符号１１ａは球体の中心軸である。
この中心軸１１ａに円盤状の支持板１１ｂを上中下３段に固定し、１８枚の半月板１１ｃを支持板１１ｂに２０度おきに固定する。
さらに隣り合う半月板１１ｃを、１８枚の横板１１ｄでそれぞれ固定し、心材とする。
カメラを２０度ずつ回転させて撮影した１８枚の写真は、直径１７０ｃｍの球体に貼り付けるため、かなりの大きさに引き伸ばす必要があるので、水に強く破れにくいタイベックス紙など丈夫な紙を用い、さらに退色の少ない顔料系のインクを使用して印刷する。
印刷されたものを、図４に示した作図方法で図４（ｂ）と同様な写真に切り抜き、半月板１１ｃの曲面に沿って貼り付ける。なお、この写真は着脱自在に貼り付けると組立、運搬などの時に便利である。
実施例３に係る球体写真による空間表示方法は、球体の心材を組立、分解可能としたため、大型の球体写真を制作することができ、球体の保管や移動が容易となる。
また、球体に貼り付ける写真を球体に対して着脱自在としたため、写真を長期間使用することが可能となる。
尚、本発明においては、球体の表面に貼付する画像を透光性の材料で制作し、球体内部にＬＥＤなどの照明手段を設置することにより、球体内部から画像を照明することができ、球体外部の照明による影響を受けずに球面画像を鑑賞することができる。
この内部の照明手段に対する電源として、蓄電池あるいは蓄電器を球体内部に設置することにより、照明手段に対して外部からの電源コードが不要となり、展示の自由度を大きくすることができる。
さらに、内部の照明手段に対して、髭剃り器の充電などに一般的に使用されている電磁誘導による電源供給を行えば、外部からの電源供給や内部の蓄電池、蓄電器などへの充電も行うことができ、電源コードが不要となることと相俟って、展示の自由度を大きくすることができる。
さらに、球体写真の映像を有機ＥＬなどの表示機能を有する材料で構成すれば、従来に無い変わった空間表示ができる。
以上の実施例では球体に空間表示する場合について述べてきたが、球体に近い多面体に空間表示することも可能であり、各部品の製造や、その組立が容易になる。
また、銀塩フィルムでの撮影だけでなく、デジタルカメラで撮影した映像を使用して製作することも可能である。
【産業上の利用可能性】  本発明に係る球体写真による空間表示方法から得られる効果は次のとおりである。
請求の範囲１に記載の発明にあっては、横方向３６０度の方位をＮ個に分割して撮影し、撮影されたＮ個の写真それぞれを撮影するフィルムの縦横の寸法を基に、球体に貼り付ける形状を算出して張り合わせ、全周囲画像を球体の外側に表示させるように構成したため、隣り合う写真に隙間や重なりを生じないよう張り合わせることができ、球体の大きさに制限を受けることなく、また、どの角度から見ても最適な映像を見ることができる。
請求の範囲２に記載の発明にあっては、露出、絞り、ピントなどの撮影条件を同一にして撮影するため、写真の明るさや色調など、張り合わせ部分に連続性が得られる。
請求の範囲３に記載の発明にあっては、画角が１８０度以上の円周魚眼レンズで撮影するため、横方向３６０度を分割撮影する場合に、それぞれ縦方向は１回の撮影で済むという効果が得られる。特に、撮影対象となる場所の明るさが変化する場合には、それぞれの写真の撮影条件が異なってしまうため、撮影を短時間で完了させることが重要であり、これの撮影方法より球体写真全体の色調などのバランスを保つことができる。
請求の範囲４に記載の発明にあっては、三脚の雲台に設置したカメラのレンズの主点が、三脚の中心と重なるようにカメラを設置したため、すべての写真の焦点を正確に保持することができる。
請求の範囲５に記載の発明にあっては、球体に貼り付ける写真の映像をコンピュータに取り込み、溶解型熱転写プリンタで印刷するため、写真の退色を少なくすることができ、また湿気による色のにじみを少なくすることができ、展示会場などで長期間使用することができる。
請求の範囲６に記載の発明にあっては、球体に貼り付ける写真の映像をコンピュータに取り込み、顔料系インクで印刷したので、写真の退色を少なくすることができ、また湿気による色のにじみを少なくすることができ、展示会場などで長期間使用することができる。
請求の範囲７に記載の発明にあっては、写真を貼り付ける球体を、組立・分解可能な構造としたため、球体の移動や保管を容易にすることができ、また、画像を表示する球体全体の製造が容易となるため安価に量産することができるばかりでなく、組立キットとして容易に在庫・流通・販売を行うことができる。
請求の範囲８に記載の発明にあっては、球体に貼り付ける写真を、球体に対して着脱可能にしたため、球体を移動したり保管する場合に、同じ写真を何度も使用することができる。
請求の範囲９に記載の発明にあっては、球体の内部に照明手段を設けたため、球体外部の照明による影響を受けずに球面画像を鑑賞することができる。
請求の範囲１０に記載の発明にあっては、球体の内部に設ける照明手段にＬＥＤを使用し、蓄電池あるいは蓄電器を当該ＬＥＤの電源としたため、照明手段に対して外部からの電源コードが不要となり、展示の自由度を大きくすることができる。
請求の範囲１１に記載の発明にあっては、球体内部に設けた照明手段に対し、電磁誘導により電源供給を行うようにしたため、照明手段に対して外部からの電源コードが不要となり、展示の自由度を大きくすることができる。
請求の範囲１２に記載の発明にあっては、球体写真の映像を、有機ＥＬなど表示機能を有する材料で構成したため、従来にはない変わった空間表示ができる。
【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】
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【国際調査報告】
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2005086119.tif 000014
2005086119.tif 000015
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