JPH0139272B2 - - Google Patents
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- JPH0139272B2 JPH0139272B2 JP54095224A JP9522479A JPH0139272B2 JP H0139272 B2 JPH0139272 B2 JP H0139272B2 JP 54095224 A JP54095224 A JP 54095224A JP 9522479 A JP9522479 A JP 9522479A JP H0139272 B2 JPH0139272 B2 JP H0139272B2
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- JP
- Japan
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- solid
- color
- image sensor
- state image
- filter layer
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、カラー固体撮像素子板に関し、更に
詳しくは１個の固体撮像素子から２種以上の色信
号を取り出す単板方式あるいは２板方式のカラー
固体撮像素子板に関する。
詳しくは１個の固体撮像素子から２種以上の色信
号を取り出す単板方式あるいは２板方式のカラー
固体撮像素子板に関する。
固体撮像カラーカメラは、CCD、MOS、BBD
等の固体撮像素子の各画素に対向させてモザイク
状あるいはストライプ状の色分離フイルター、例
えば赤、緑、青（以後、それぞれＲ、Ｇ、Ｂと略
記する）の各フイルター素子を配置することによ
りＲ、Ｇ、Ｂのカラー信号を取り出している。固
体撮像素子はSi面上に複雑な電極構造があり各電
極の吸収等により、たとえば第１図に示すごとく
分光感度特性は可視域の短波長領域の分光感度が
悪いという傾向がある。第１図はCCDの分光感
度特性であるが、CCD以外のMOS、BBD等でも
Siを使用しているので短波長領域に吸収を生じ分
光感度は第１図に示したものと同様の傾向を示
す。
等の固体撮像素子の各画素に対向させてモザイク
状あるいはストライプ状の色分離フイルター、例
えば赤、緑、青（以後、それぞれＲ、Ｇ、Ｂと略
記する）の各フイルター素子を配置することによ
りＲ、Ｇ、Ｂのカラー信号を取り出している。固
体撮像素子はSi面上に複雑な電極構造があり各電
極の吸収等により、たとえば第１図に示すごとく
分光感度特性は可視域の短波長領域の分光感度が
悪いという傾向がある。第１図はCCDの分光感
度特性であるが、CCD以外のMOS、BBD等でも
Siを使用しているので短波長領域に吸収を生じ分
光感度は第１図に示したものと同様の傾向を示
す。
このような固体撮像素子を用いてカラーカメラ
を構成するには色分離フイルターを介してカラー
信号を得る必要があるが、たとえばＲ、Ｇ、Ｂの
各フイルター素子を配置した色分離フイルターの
各フイルター素子の分光特性は一般に第２図に示
す特性をもつ。このような色分離フイルターとし
ては有機系樹脂を染料で着色した有機染色フイル
ター、ダイクロイツクフイルター等がある。
を構成するには色分離フイルターを介してカラー
信号を得る必要があるが、たとえばＲ、Ｇ、Ｂの
各フイルター素子を配置した色分離フイルターの
各フイルター素子の分光特性は一般に第２図に示
す特性をもつ。このような色分離フイルターとし
ては有機系樹脂を染料で着色した有機染色フイル
ター、ダイクロイツクフイルター等がある。
第３図に固体カラーカメラの光学系の一例を示
すが撮像レンズ１により被写体を固体撮像素子４
の感度部領域に結像させる。色分離フイルター層
３の各フイルター素子は固体撮像素子４の各画素
に対応させて配置する。色分離フイルター層の配
置法としては、色分離フイルター層を透明基板上
に形成した色分離フイルターと固体撮像素子の間
にリレーレンズを介して対応させる方法（以下、
リレーレンズ法という）、色分離フイルター層を
透明支持体上に形成した色分離フイルターを固体
撮像素子の各画素に対応して接着剤により貼り合
せる方法（以下、貼合せ法という）及び固体撮像
素子上に直接色分離フイルターを加工配置する方
法（以下、直接法という）がある。第３図は直接
法の例を示す。第３図の如く、固体撮像素子４に
直接色分離フイルター層を設けた素子を本明細書
において便宜上カラー固体撮像素子という。ま
た、固体撮像素子では特に近赤外部での感度が大
きいことと、色分離フイルターが近赤外部で透過
特性を有することのために、不要信号の重畳とな
つて輝度及び色度誤差を生じることを防ぐため通
常赤外線カツトフイルター２を色分離フイルター
３と撮像レンズ１の間に配置する。第４図に赤外
線カツトフイルターの分光透過率特性を示す。
すが撮像レンズ１により被写体を固体撮像素子４
の感度部領域に結像させる。色分離フイルター層
３の各フイルター素子は固体撮像素子４の各画素
に対応させて配置する。色分離フイルター層の配
置法としては、色分離フイルター層を透明基板上
に形成した色分離フイルターと固体撮像素子の間
にリレーレンズを介して対応させる方法（以下、
リレーレンズ法という）、色分離フイルター層を
透明支持体上に形成した色分離フイルターを固体
撮像素子の各画素に対応して接着剤により貼り合
せる方法（以下、貼合せ法という）及び固体撮像
素子上に直接色分離フイルターを加工配置する方
法（以下、直接法という）がある。第３図は直接
法の例を示す。第３図の如く、固体撮像素子４に
直接色分離フイルター層を設けた素子を本明細書
において便宜上カラー固体撮像素子という。ま
た、固体撮像素子では特に近赤外部での感度が大
きいことと、色分離フイルターが近赤外部で透過
特性を有することのために、不要信号の重畳とな
つて輝度及び色度誤差を生じることを防ぐため通
常赤外線カツトフイルター２を色分離フイルター
３と撮像レンズ１の間に配置する。第４図に赤外
線カツトフイルターの分光透過率特性を示す。
以上より固体撮像カラーカメラの固体撮像素子
の各カラー信号の総合感度は第５図に示すように
なる。さらに、第６図に固体撮像素子から得られ
る各カラー信号の出力を示す。
の各カラー信号の総合感度は第５図に示すように
なる。さらに、第６図に固体撮像素子から得られ
る各カラー信号の出力を示す。
このように各カラー信号の出力レベルが大きく
異なつてしまう。例えばＢ信号はＧ信号の1/3〜
１／４の出力となる。このような場合Ｒ信号あるい
はＧ信号がＢ信号へ混入したり、Ｂ信号が相対的
に小さいために生じるＢ信号のS/N劣化が生じカ
ラーカメラとしての色再現性を著しく劣化させ
る。
異なつてしまう。例えばＢ信号はＧ信号の1/3〜
１／４の出力となる。このような場合Ｒ信号あるい
はＧ信号がＢ信号へ混入したり、Ｂ信号が相対的
に小さいために生じるＢ信号のS/N劣化が生じカ
ラーカメラとしての色再現性を著しく劣化させ
る。
本発明の目的は、上記のような各カラー信号出
力レベルが大きく異なる問題を改善したカラー固
体撮像素子板の提供、すなわち出力レベルを揃え
るようにしたカラー固体撮像素子の提供にある。
力レベルが大きく異なる問題を改善したカラー固
体撮像素子板の提供、すなわち出力レベルを揃え
るようにしたカラー固体撮像素子の提供にある。
本発明は、総合感度特性が各カラーの出力レベ
ルが一定になるようにするため一定の、たとえば
第２図に示す色分離フイルター分光透過率特性を
もつ、固体撮像素子の受光面に存在する感度部
（複数）上に設けるフイルター素子の全面をおお
うように補正フイルター層を色分離フイルター層
に層設することを特徴とする。
ルが一定になるようにするため一定の、たとえば
第２図に示す色分離フイルター分光透過率特性を
もつ、固体撮像素子の受光面に存在する感度部
（複数）上に設けるフイルター素子の全面をおお
うように補正フイルター層を色分離フイルター層
に層設することを特徴とする。
以下、上記の本発明についてフレーム転送方式
CCDカラー固体撮像素子への適用を例にとり図
面に基づき詳細に説明する。まず、第７図は、本
発明に係るカラー固体撮像素子板の構造例を示す
模式断面図である。第７図に示すカラー固体撮像
素子板は固体撮像素子の受光面に存在する感度部
１１上に色分離フイルター層１２（一例として
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色素子を設けた場合を示す）を設
け、さらにその上に補正フイルター層１３を設け
た構造をもつ。
CCDカラー固体撮像素子への適用を例にとり図
面に基づき詳細に説明する。まず、第７図は、本
発明に係るカラー固体撮像素子板の構造例を示す
模式断面図である。第７図に示すカラー固体撮像
素子板は固体撮像素子の受光面に存在する感度部
１１上に色分離フイルター層１２（一例として
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色素子を設けた場合を示す）を設
け、さらにその上に補正フイルター層１３を設け
た構造をもつ。
上述の例において、色分離フイルター層は第８
図ａに示す分光透過率特性を有し、さらに上記補
正フイルター層が第８図ａにおいてｐで示す如き
分光透過率特性を有するような淡いシアン色であ
るとすると、該色分離フイルターの分光透過率特
性は第８図ｂに示すようになる。
図ａに示す分光透過率特性を有し、さらに上記補
正フイルター層が第８図ａにおいてｐで示す如き
分光透過率特性を有するような淡いシアン色であ
るとすると、該色分離フイルターの分光透過率特
性は第８図ｂに示すようになる。
従つて、このような分光透過率特性を有するフ
イルター部分をもつ本発明のカラー固体撮像素子
板は赤外線カツトフイルターを介して被写体を撮
像すると、総合感度は第９図に示すようになり、
固体撮像素子から得られるＲ、Ｇ、Ｂの各カラー
信号は第１０図のようになり、各出力信号が均一
化し出力レベルの高い信号が低出力レベル信号へ
混入する等の問題を改善でき、高品質のカラー画
像が得られる。
イルター部分をもつ本発明のカラー固体撮像素子
板は赤外線カツトフイルターを介して被写体を撮
像すると、総合感度は第９図に示すようになり、
固体撮像素子から得られるＲ、Ｇ、Ｂの各カラー
信号は第１０図のようになり、各出力信号が均一
化し出力レベルの高い信号が低出力レベル信号へ
混入する等の問題を改善でき、高品質のカラー画
像が得られる。
本発明のカラー固体撮像素子板を製造する方法
としては、固体撮像素子の受光面の少なくとも感
光部を含む部分にカゼイン、ゼラチン、グリユー
等の有機樹脂を製版し有機染料により着色して各
色分光特性を有するフイルター素子形成後、同様
の方法で被着色性有機樹脂を形成後、日本化薬(株)
製染料であるカヤノールミーリングターキスブル
ー3G、カヤノールミーリングウルトラスカイ
SF、カヤシオンターキスPGFあるいは三菱化成
工業(株)製ダイアシドブリリアントスカイブルー
PW、ダイアシドライトブルー2A等により染色し
て補正フイルター層を形成すると良い。あるいは
補正フイルター層を形成後各フイルター素子を形
成する方法をとつても良い。ただし色分離フイル
ターは各色の分光特性を有するように着色する場
合には通常分光透過率特性を測定しながら着色す
るため、補正フイルター層を形成後各フイルター
層を形成する方が製造しやすい。
としては、固体撮像素子の受光面の少なくとも感
光部を含む部分にカゼイン、ゼラチン、グリユー
等の有機樹脂を製版し有機染料により着色して各
色分光特性を有するフイルター素子形成後、同様
の方法で被着色性有機樹脂を形成後、日本化薬(株)
製染料であるカヤノールミーリングターキスブル
ー3G、カヤノールミーリングウルトラスカイ
SF、カヤシオンターキスPGFあるいは三菱化成
工業(株)製ダイアシドブリリアントスカイブルー
PW、ダイアシドライトブルー2A等により染色し
て補正フイルター層を形成すると良い。あるいは
補正フイルター層を形成後各フイルター素子を形
成する方法をとつても良い。ただし色分離フイル
ターは各色の分光特性を有するように着色する場
合には通常分光透過率特性を測定しながら着色す
るため、補正フイルター層を形成後各フイルター
層を形成する方が製造しやすい。
上記においては有機染色フイルターについて説
明したが、色分離フイルター層又は補正フイルタ
ー層を多層干渉薄膜により形成することも可能で
あることは明らかであり、多層干渉薄膜で色分離
フイルター層を形成し、補正フイルター層を有機
染色フイルターで形成することも、この逆も可能
である。また、補正フイルター層をフロタシアニ
ン等の顔料を蒸着して形成することも可能であ
る。
明したが、色分離フイルター層又は補正フイルタ
ー層を多層干渉薄膜により形成することも可能で
あることは明らかであり、多層干渉薄膜で色分離
フイルター層を形成し、補正フイルター層を有機
染色フイルターで形成することも、この逆も可能
である。また、補正フイルター層をフロタシアニ
ン等の顔料を蒸着して形成することも可能であ
る。
本願発明は、上記のような構成を有するもので
あるから、以下に列挙するような顕著な作用効果
を奏するものである。
あるから、以下に列挙するような顕著な作用効果
を奏するものである。
Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーの出力信号が均一化
し、出力レベルの高い信号が低出力レベルの信
号へ混入する問題が改善でき高品質のカラー画
像が得られるばかりでなく、 上記固体撮像素子のＲ、Ｇ、Ｂ各色に対応す
る出力レベルの均一化を各色フイルター素子毎
に個別に遮光層等を設けることなく、色分離フ
イルター層の全面をおおうように淡いシアン色
の全体に一様な材質の補正フイルター層を層設
して、上記色分離フイルター層を構成する各色
フイルター素子の分光透過率特性を固体撮像素
子の分光感度特性と逆特性になるように補正す
ることによつて達成するものであるから、通常
の複数層を層設して固体撮像素子板を製造する
工程の一貫として、極めて容易に所期の固体撮
像素子板を製造することができるものである。
し、出力レベルの高い信号が低出力レベルの信
号へ混入する問題が改善でき高品質のカラー画
像が得られるばかりでなく、 上記固体撮像素子のＲ、Ｇ、Ｂ各色に対応す
る出力レベルの均一化を各色フイルター素子毎
に個別に遮光層等を設けることなく、色分離フ
イルター層の全面をおおうように淡いシアン色
の全体に一様な材質の補正フイルター層を層設
して、上記色分離フイルター層を構成する各色
フイルター素子の分光透過率特性を固体撮像素
子の分光感度特性と逆特性になるように補正す
ることによつて達成するものであるから、通常
の複数層を層設して固体撮像素子板を製造する
工程の一貫として、極めて容易に所期の固体撮
像素子板を製造することができるものである。
以下、実施例を示して本発明につきさらに具体
的に説明する。
的に説明する。
尚、以下の文中の「部」は「重量部」を示す。
実施例
通常のウエハープロセスである気相成長、下純
物拡散、写真触刻、金属蒸着技術等により製造し
たCCD固体撮像素子受光面の感度部を含む部分
にカゼイン−重クロム酸アンモニウムからなる水
性感光液を0.4μの膜厚に塗布した後、乾燥し固体
撮像素子のボンデイングパツト部領域に上記カゼ
イン樹脂層が形成されないような所定の形状をも
つマスクを正確に位置合せ密着露光後、温水によ
り非露光部を除去し被着色層を形成する。次に日
本化薬(株)製のカヤシオンターキスPGFの0.08％水
溶液（60℃）で２分間染色して補正フイルター層
を形成後タンニン酸及び酒石酸アンチモニルカリ
ウム溶液で防染処理をする。ついで同様の方法で
水性感光液を0.8μ塗布、乾燥、所定形状マスクに
よる露光、現像、Ｒフイルター素子の染色、防染
処理を行ない、以下同様の工程をくり返し、Ｇフ
イルター素子、Ｂフイルター素子を形成する。各
フイルター素子も固体撮像素子のボンデイングパ
ツト部に着色層形成されないようにする、補正フ
イルター層及び各フイルター層及びフイルター素
子形成後、色分離フイルターの保護を目的に日本
合成ゴム(株)製の環化ブタジエン系ネガレジストで
ある透明なCBRレジストを1.0μ塗布後、所定形
状をもつマスクを用い露光、現像を行ない保護膜
としてボンデイングパツト部領域以外に形成した
後160℃、30min熱処理して本発明のカラー固体
撮像素子板を作製した。この後、ダイシングによ
りチツプ化、ダイボンデイング、ワイアーボンデ
イング、パツケージングを通常の方法で行ない、
単板方式のカラー固体カメラを作製した。
物拡散、写真触刻、金属蒸着技術等により製造し
たCCD固体撮像素子受光面の感度部を含む部分
にカゼイン−重クロム酸アンモニウムからなる水
性感光液を0.4μの膜厚に塗布した後、乾燥し固体
撮像素子のボンデイングパツト部領域に上記カゼ
イン樹脂層が形成されないような所定の形状をも
つマスクを正確に位置合せ密着露光後、温水によ
り非露光部を除去し被着色層を形成する。次に日
本化薬(株)製のカヤシオンターキスPGFの0.08％水
溶液（60℃）で２分間染色して補正フイルター層
を形成後タンニン酸及び酒石酸アンチモニルカリ
ウム溶液で防染処理をする。ついで同様の方法で
水性感光液を0.8μ塗布、乾燥、所定形状マスクに
よる露光、現像、Ｒフイルター素子の染色、防染
処理を行ない、以下同様の工程をくり返し、Ｇフ
イルター素子、Ｂフイルター素子を形成する。各
フイルター素子も固体撮像素子のボンデイングパ
ツト部に着色層形成されないようにする、補正フ
イルター層及び各フイルター層及びフイルター素
子形成後、色分離フイルターの保護を目的に日本
合成ゴム(株)製の環化ブタジエン系ネガレジストで
ある透明なCBRレジストを1.0μ塗布後、所定形
状をもつマスクを用い露光、現像を行ない保護膜
としてボンデイングパツト部領域以外に形成した
後160℃、30min熱処理して本発明のカラー固体
撮像素子板を作製した。この後、ダイシングによ
りチツプ化、ダイボンデイング、ワイアーボンデ
イング、パツケージングを通常の方法で行ない、
単板方式のカラー固体カメラを作製した。
各フイルター素子の染色浴組成は下記の通りで
ある。
ある。
Ｒ染浴
カヤノールミーリングレツトRS（日本化薬(株)
製） １部 酢酸 ３部 水 100部 Ｇ染浴 ブリリアントブルー（ヘキスト社製） １部 スミノールイエロー（住友化学(株)製） １部 酢酸 ３部 水 100部 Ｂ染浴 カヤノールサイアニン6B（日本化薬(株)製） １部 酢酸 ３部 水 100部
製） １部 酢酸 ３部 水 100部 Ｇ染浴 ブリリアントブルー（ヘキスト社製） １部 スミノールイエロー（住友化学(株)製） １部 酢酸 ３部 水 100部 Ｂ染浴 カヤノールサイアニン6B（日本化薬(株)製） １部 酢酸 ３部 水 100部
第１図はCCD固体撮像素子の分光感度特性を
示すグラフ、第２図はＲ、Ｇ、Ｂの各フイルター
素子を配置した色分離フイルターの分光透過率特
性を示すグラフ、第３図は固体撮像カラーカメラ
の光学系の一例を示す説明図、第４図は赤外線カ
ツトフイルターの分光透過率特性を示すグラフ、
第５図は、固体撮像カラーカメラの固体撮像素子
の各カラー信号の総合感度を示すグラフ、さらに
第６図はこのような固体撮像素子から得られる各
カラー信号の出力を示すグラフ、第７図は本発明
に係るカラー固体撮像素子板の構成例を示す模式
断面図、第８図ａは本発明に係るカラー固体撮像
素子板の色分離フイルターと補正フイルター層の
分光透過率特性を別々に示すグラフ、同じく第８
図ｂは総合して示すグラフ、第９図は上記カラー
固体撮像素子板における固体撮像素子の各カラー
信号の総合感度を示すグラフ、さらに第１０図は
このような固体撮像素子から得られる各カラー信
号の出力を示すグラフである。 １１…固体撮像素子の感光部、１２…色分離フ
イルター層、１３…補正フイルター層。
示すグラフ、第２図はＲ、Ｇ、Ｂの各フイルター
素子を配置した色分離フイルターの分光透過率特
性を示すグラフ、第３図は固体撮像カラーカメラ
の光学系の一例を示す説明図、第４図は赤外線カ
ツトフイルターの分光透過率特性を示すグラフ、
第５図は、固体撮像カラーカメラの固体撮像素子
の各カラー信号の総合感度を示すグラフ、さらに
第６図はこのような固体撮像素子から得られる各
カラー信号の出力を示すグラフ、第７図は本発明
に係るカラー固体撮像素子板の構成例を示す模式
断面図、第８図ａは本発明に係るカラー固体撮像
素子板の色分離フイルターと補正フイルター層の
分光透過率特性を別々に示すグラフ、同じく第８
図ｂは総合して示すグラフ、第９図は上記カラー
固体撮像素子板における固体撮像素子の各カラー
信号の総合感度を示すグラフ、さらに第１０図は
このような固体撮像素子から得られる各カラー信
号の出力を示すグラフである。 １１…固体撮像素子の感光部、１２…色分離フ
イルター層、１３…補正フイルター層。
Claims (1)
- １ 固体撮像素子の感光部上に色分離フイルター
層と、分光透過率特性が固体撮像素子の分光感度
特性と逆特性の補正フイルター層とを層設したこ
とを特徴とする固体撮像素子板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9522479A JPS5619288A (en) | 1979-07-26 | 1979-07-26 | Color solid state image pickup element plate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9522479A JPS5619288A (en) | 1979-07-26 | 1979-07-26 | Color solid state image pickup element plate |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63253187A Division JPH01188091A (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | カラー固体撮像素子板 |
| JP63253186A Division JPH01188090A (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | カラー固体撮像素子板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5619288A JPS5619288A (en) | 1981-02-23 |
| JPH0139272B2 true JPH0139272B2 (ja) | 1989-08-18 |
Family
ID=14131771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9522479A Granted JPS5619288A (en) | 1979-07-26 | 1979-07-26 | Color solid state image pickup element plate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5619288A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60125528A (ja) * | 1983-12-09 | 1985-07-04 | Canon Inc | 読取装置 |
| JPH0687923B2 (ja) * | 1990-02-23 | 1994-11-09 | 日機装株式会社 | 水溶液精製方法 |
| JP2768453B2 (ja) * | 1992-03-03 | 1998-06-25 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置及びそれを用いた装置 |
| WO1995017845A1 (de) * | 1993-12-31 | 1995-07-06 | Karl Storz Gmbh & Co. | Endoskopisches videosystem |
| US7285768B2 (en) * | 2004-03-18 | 2007-10-23 | Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte Ltd | Color photodetector array |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50156820A (ja) * | 1974-06-07 | 1975-12-18 | ||
| JPS5412295B2 (ja) * | 1974-08-23 | 1979-05-22 |
-
1979
- 1979-07-26 JP JP9522479A patent/JPS5619288A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5619288A (en) | 1981-02-23 |
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