JPH04357661A - 光源 - Google Patents
光源Info
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- JPH04357661A JPH04357661A JP4142191A JP4142191A JPH04357661A JP H04357661 A JPH04357661 A JP H04357661A JP 4142191 A JP4142191 A JP 4142191A JP 4142191 A JP4142191 A JP 4142191A JP H04357661 A JPH04357661 A JP H04357661A
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- Japan
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- light source
- coils
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- lamp
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 20
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、原子ジャイロ
スコープに適用して好適な光源に関する。
スコープに適用して好適な光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の原子ジャイロスコープ用の光源と
しては、例えば、米国特許第４５４４８９１号公報に開
示された技術をあげることができる。この光源は、図７
に示すように、容器１にランプハウジング２，３が取り
付けられ、このランプハウジング２，３に形成された孔
部４，５に、それぞれ、ポンピング用のポンプランプ６
（ｐｕｍｐ ｌａｍｐ）と読出用のリードアウトランプ
７とが配置されている。このポンプランプ６とリードア
ウトランプ７とは、それぞれ中空のダンベル状の形状（
管状部の両端部に球状部を有する形状）を有し、かつ内
部にＨｇ２０４ のような同位元素が封入された電極の
ない放電管（以下、無電極放電管ともいう）である。そ
して、これらポンプランプ６とリードアウトランプ７の
球状部の一端部側には励磁コイル８，９が巻かれている
。
しては、例えば、米国特許第４５４４８９１号公報に開
示された技術をあげることができる。この光源は、図７
に示すように、容器１にランプハウジング２，３が取り
付けられ、このランプハウジング２，３に形成された孔
部４，５に、それぞれ、ポンピング用のポンプランプ６
（ｐｕｍｐ ｌａｍｐ）と読出用のリードアウトランプ
７とが配置されている。このポンプランプ６とリードア
ウトランプ７とは、それぞれ中空のダンベル状の形状（
管状部の両端部に球状部を有する形状）を有し、かつ内
部にＨｇ２０４ のような同位元素が封入された電極の
ない放電管（以下、無電極放電管ともいう）である。そ
して、これらポンプランプ６とリードアウトランプ７の
球状部の一端部側には励磁コイル８，９が巻かれている
。
【０００３】使用に際しては、励磁コイル８，９に高周
波電流を流すことにより、上述の同位元素にエネルギが
与えられ、この同位元素が放電することでポンプランプ
６とリードアウトランプ７の管状部より励起光が発光す
る。この励起光を原子炉ジャイロスコープを構成する核
磁気共鳴用セル（図示せず）に照射することにより原子
ジャイロスコープの用の光源として使用することができ
るとされている。
波電流を流すことにより、上述の同位元素にエネルギが
与えられ、この同位元素が放電することでポンプランプ
６とリードアウトランプ７の管状部より励起光が発光す
る。この励起光を原子炉ジャイロスコープを構成する核
磁気共鳴用セル（図示せず）に照射することにより原子
ジャイロスコープの用の光源として使用することができ
るとされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の核磁
気共鳴用セルに照射される励起光の強度（輝度）は一般
的には高いほど望ましい。核磁気共鳴セルにおける原子
のスピンの方向を一方向に揃えることができるからであ
る。しかしながら、上述した従来の光源で得られる輝度
は、それほどには高くないという問題があった。
気共鳴用セルに照射される励起光の強度（輝度）は一般
的には高いほど望ましい。核磁気共鳴セルにおける原子
のスピンの方向を一方向に揃えることができるからであ
る。しかしながら、上述した従来の光源で得られる輝度
は、それほどには高くないという問題があった。
【０００５】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであり、放電ランプから比較的に高輝度の励起光が
得られる光源を提供することを目的とする。
ものであり、放電ランプから比較的に高輝度の励起光が
得られる光源を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明光源は、例えば、
図１に示すように、管状部２とこの管状部２の両端部に
形成される中空の球状部３Ａ，３Ｂとを有し、かつガス
が封入された電極のない放電ランプ１と、励起用のコイ
ル６Ａ，６Ｂと、この励起用のコイル６Ａ，６Ｂに高周
波電流を供給する高周波電源１６とを備える光源におい
て、上記励起用のコイル６Ａ，６Ｂは、上記放電ランプ
１の管軸４方向略中央部５から略対称の位置に配置され
、かつその管軸４方向と同方向に磁束が発生するように
巻かれた一対のコイルとしたものである。
図１に示すように、管状部２とこの管状部２の両端部に
形成される中空の球状部３Ａ，３Ｂとを有し、かつガス
が封入された電極のない放電ランプ１と、励起用のコイ
ル６Ａ，６Ｂと、この励起用のコイル６Ａ，６Ｂに高周
波電流を供給する高周波電源１６とを備える光源におい
て、上記励起用のコイル６Ａ，６Ｂは、上記放電ランプ
１の管軸４方向略中央部５から略対称の位置に配置され
、かつその管軸４方向と同方向に磁束が発生するように
巻かれた一対のコイルとしたものである。
【０００７】
【作用】本発明によれば、一対の励起用のコイル６Ａ，
６Ｂを用いてダンベル状の放電ランプ１内のガスを励起
しているので、比較的に大きな電力を放電ランプ１に供
給することが可能になり、放電ランプ１から発光される
励起光の輝度（強度）を比較的に高くすることができる
。
６Ｂを用いてダンベル状の放電ランプ１内のガスを励起
しているので、比較的に大きな電力を放電ランプ１に供
給することが可能になり、放電ランプ１から発光される
励起光の輝度（強度）を比較的に高くすることができる
。
【０００８】
【実施例】以下、本発明光源の実施例について図面を参
照して説明する。 Ａ．第１の実施例 図１において、１は無電極放電ランプ（以下、放電ラン
プという）であり、この放電ランプ１は、管状部２と、
この管状部２の両端部に形成されている中空の球状部３
Ａ，３Ｂとを有し、かつ内部にＨｅ４のガスが封入され
ている。封入するガスはＨｅ４に限らず、キセノンガス
、ネオンガス等の希ガスが用いられる。放電ランプ１は
光学ガラスにより形成されている。この放電ランプ１は
図２の断面図に示すように、全長Ｌ３が略９０ｍｍであ
り、管状部２と球状部３Ａ，３Ｂの長さＬ１，Ｌ２は略
等しく略３０ｍｍである。管状部２の長さＬ１は球状部
３Ａ，３Ｂの長さＬ２（外径）の１〜２倍に選択してお
けばよい。また、管状部２の管内径ｄ１は２〜４ｍｍに
形成され、管外径ｄ２は略９ｍｍに形成されている。ま
た、球状部３Ａ，３Ｂの肉厚ｄ３は略１〜２ｍｍである
。このように形成された放電ランプ１の管軸４の方向の
略中央部５（図１参照）から略対称の位置に、半径およ
び巻き数の等しい励起用のコイルとしての一対のコイル
６Ａ，６Ｂが巻かれて配置されており、このコイル６Ａ
，６Ｂは、高周波電流が供給されたとき、同一方向に磁
束を発生するように巻かれている。すなわち、この第１
の実施例において、コイル６Ａ，６Ｂはヘルムホルツコ
イルを構成している。コイル６Ａ，６Ｂの入力端子７，
９は相互に接続されて同軸ケーブル１２のホット側の線
１３に接続されている。また、コイル６Ａ，６Ｂの入力
端子８，１０は相互に接続され、可変コンデンサ１４を
通じて同軸ケーブル１２のアース側の線１５に接続され
ている。この同軸ケーブル１２は、出力１Ｗ〜５０Ｗの
高周波電源１６に接続されている。この高周波電源１６
の周波数は５０ＭＨｚに選択されている。周波数は１０
ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ程度でよい。図１に示す光源の電
気的等価回路は図３に示すように描くことができる（コ
イル６Ａ，６Ｂによる相互インダクタンスは省略してい
る）。
照して説明する。 Ａ．第１の実施例 図１において、１は無電極放電ランプ（以下、放電ラン
プという）であり、この放電ランプ１は、管状部２と、
この管状部２の両端部に形成されている中空の球状部３
Ａ，３Ｂとを有し、かつ内部にＨｅ４のガスが封入され
ている。封入するガスはＨｅ４に限らず、キセノンガス
、ネオンガス等の希ガスが用いられる。放電ランプ１は
光学ガラスにより形成されている。この放電ランプ１は
図２の断面図に示すように、全長Ｌ３が略９０ｍｍであ
り、管状部２と球状部３Ａ，３Ｂの長さＬ１，Ｌ２は略
等しく略３０ｍｍである。管状部２の長さＬ１は球状部
３Ａ，３Ｂの長さＬ２（外径）の１〜２倍に選択してお
けばよい。また、管状部２の管内径ｄ１は２〜４ｍｍに
形成され、管外径ｄ２は略９ｍｍに形成されている。ま
た、球状部３Ａ，３Ｂの肉厚ｄ３は略１〜２ｍｍである
。このように形成された放電ランプ１の管軸４の方向の
略中央部５（図１参照）から略対称の位置に、半径およ
び巻き数の等しい励起用のコイルとしての一対のコイル
６Ａ，６Ｂが巻かれて配置されており、このコイル６Ａ
，６Ｂは、高周波電流が供給されたとき、同一方向に磁
束を発生するように巻かれている。すなわち、この第１
の実施例において、コイル６Ａ，６Ｂはヘルムホルツコ
イルを構成している。コイル６Ａ，６Ｂの入力端子７，
９は相互に接続されて同軸ケーブル１２のホット側の線
１３に接続されている。また、コイル６Ａ，６Ｂの入力
端子８，１０は相互に接続され、可変コンデンサ１４を
通じて同軸ケーブル１２のアース側の線１５に接続され
ている。この同軸ケーブル１２は、出力１Ｗ〜５０Ｗの
高周波電源１６に接続されている。この高周波電源１６
の周波数は５０ＭＨｚに選択されている。周波数は１０
ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ程度でよい。図１に示す光源の電
気的等価回路は図３に示すように描くことができる（コ
イル６Ａ，６Ｂによる相互インダクタンスは省略してい
る）。
【０００９】使用に際しては、上述のように構成される
光源のコイル６Ａ，６Ｂに高周波電源１６から同軸ケー
ブル１２を通じて高周波電流を供給する。この場合、可
変コンデンサ１４の容量値を調整して、この可変コンデ
ンサ１４と直列に接続されているコイル６Ａ，６Ｂとで
同調をとることにより、このコイル６Ａ，６Ｂに共振に
よる比較的に大きな電流が供給される。このとき、放電
ランプ１の管軸４の方向の磁束が最大になり、管内に封
入されているガスの分子が励起されて、言い換えれば、
ガスの分子に高周波電磁エネルギが供給されて、管状部
２から略管軸４と直交する方向に励起光が発生する。こ
の実施例において、管状部２の長さＬ１は比較的に短い
のでこの励起光はほぼ点光源からの光とみなすことがで
き、比較的高輝度が得られる（従来の技術に比較して略
２倍になる）。実際、管軸４の方向略中央部５から強い
光が射出することが観測された。管軸４の略中央部５か
ら光が射出するのは、管軸４の中央部５に対してコイル
６Ａ，６Ｂを対称に配置して構成したことによる。また
、この励起光の波長は、その性質上、一定である。なお
、上述の可変コンデンサ１４は、発光光の輝度が最大に
なるように調整してもよく、高周波電源１から供給され
る高周波電流がピーク値になるように調整してもよい。 また、図７に示した従来の技術による光源ではコイルが
片方の球状部にしか配置されていないのに比較し、本実
施例では２個のコイル６Ａ，６Ｂを並列接続にして配置
しているので、コイルのインダクタンスを比較的に小さ
くすることが可能になる。したがって、浮遊容量の影響
が相対的に小さくなり、同調が比較的にとり易いという
利点がある。この同調時には、図３から容易に理解され
るように次の式（１）に示す関係が成立している。 （２πｆ）２・Ｌｓ・Ｃ１＝１ ……
（１）ここで、ｆは高周波電源１６の周波数、Ｌｓは
コイル６Ａ，６Ｂの合成インダクタンス、Ｃ１は可変コ
ンデンサの容量と浮遊容量との合成容量である。このよ
うに上述の第１の実施例によれば、一定波長の高輝度光
源が得られる。
光源のコイル６Ａ，６Ｂに高周波電源１６から同軸ケー
ブル１２を通じて高周波電流を供給する。この場合、可
変コンデンサ１４の容量値を調整して、この可変コンデ
ンサ１４と直列に接続されているコイル６Ａ，６Ｂとで
同調をとることにより、このコイル６Ａ，６Ｂに共振に
よる比較的に大きな電流が供給される。このとき、放電
ランプ１の管軸４の方向の磁束が最大になり、管内に封
入されているガスの分子が励起されて、言い換えれば、
ガスの分子に高周波電磁エネルギが供給されて、管状部
２から略管軸４と直交する方向に励起光が発生する。こ
の実施例において、管状部２の長さＬ１は比較的に短い
のでこの励起光はほぼ点光源からの光とみなすことがで
き、比較的高輝度が得られる（従来の技術に比較して略
２倍になる）。実際、管軸４の方向略中央部５から強い
光が射出することが観測された。管軸４の略中央部５か
ら光が射出するのは、管軸４の中央部５に対してコイル
６Ａ，６Ｂを対称に配置して構成したことによる。また
、この励起光の波長は、その性質上、一定である。なお
、上述の可変コンデンサ１４は、発光光の輝度が最大に
なるように調整してもよく、高周波電源１から供給され
る高周波電流がピーク値になるように調整してもよい。 また、図７に示した従来の技術による光源ではコイルが
片方の球状部にしか配置されていないのに比較し、本実
施例では２個のコイル６Ａ，６Ｂを並列接続にして配置
しているので、コイルのインダクタンスを比較的に小さ
くすることが可能になる。したがって、浮遊容量の影響
が相対的に小さくなり、同調が比較的にとり易いという
利点がある。この同調時には、図３から容易に理解され
るように次の式（１）に示す関係が成立している。 （２πｆ）２・Ｌｓ・Ｃ１＝１ ……
（１）ここで、ｆは高周波電源１６の周波数、Ｌｓは
コイル６Ａ，６Ｂの合成インダクタンス、Ｃ１は可変コ
ンデンサの容量と浮遊容量との合成容量である。このよ
うに上述の第１の実施例によれば、一定波長の高輝度光
源が得られる。
【００１０】Ｂ．第２の実施例
図４および図５は第２の実施例の構成およびその電気的
等価回路を示すものである。なお、この図４および図５
において、図１および図３に示したものと対応するもの
には同一の符号をつけている。この第２の実施例におい
ては、可変コンデンサ２１，２２の同調時、ほぼ次の式
（２）、（３）に示す関係が成立する。 （２πｆ）２・Ｌ２・Ｃ２＝１ ……
（２）（２πｆ）２・Ｌ３・Ｃ３＝１ …
… （３）ここで、ｆは高周波電源１６の周波数
、Ｌ２はコイル６Ａのインダクタンス、Ｌ３はコイル６
Ｂのインダクタンス、Ｃ２，Ｃ３は、それぞれ、可変コ
ンデンサ２１，２２の容量（浮遊容量を含む）である。 この第２の実施例によれば、可変コンデンサ２１，２２
をそれぞれ独立に調整することができるので、調整操作
が容易になる。上述のように可変コンデンサ２１，２２
は発光光の輝度が最大になるように調整してもよく、高
周波電源１から供給される高周波電流がピーク値になる
ように調整してもよい。 このように上述の第２の実施例によれば、第１の実施例
と同様な一定波長の高輝度光源が得られる。
等価回路を示すものである。なお、この図４および図５
において、図１および図３に示したものと対応するもの
には同一の符号をつけている。この第２の実施例におい
ては、可変コンデンサ２１，２２の同調時、ほぼ次の式
（２）、（３）に示す関係が成立する。 （２πｆ）２・Ｌ２・Ｃ２＝１ ……
（２）（２πｆ）２・Ｌ３・Ｃ３＝１ …
… （３）ここで、ｆは高周波電源１６の周波数
、Ｌ２はコイル６Ａのインダクタンス、Ｌ３はコイル６
Ｂのインダクタンス、Ｃ２，Ｃ３は、それぞれ、可変コ
ンデンサ２１，２２の容量（浮遊容量を含む）である。 この第２の実施例によれば、可変コンデンサ２１，２２
をそれぞれ独立に調整することができるので、調整操作
が容易になる。上述のように可変コンデンサ２１，２２
は発光光の輝度が最大になるように調整してもよく、高
周波電源１から供給される高周波電流がピーク値になる
ように調整してもよい。 このように上述の第２の実施例によれば、第１の実施例
と同様な一定波長の高輝度光源が得られる。
【００１１】Ｃ．第３の実施例
この第３の実施例の構成を図６に示す。なお、この図６
において、図１〜図５に示したものと対応するものには
同一の符号をつけている。この例では図１および図２に
示すコイル６Ａ，６Ｂをそれぞれヘルムホルツコイル２
５Ａ，２５Ｂに構成し、そのヘルムホルツコイル２５Ａ
，２５Ｂのそれぞれの中間接続点２６Ａ，２６Ｂを球状
部３Ａと管状部２との接続部２９および球状部３Ｂと管
状部２との接続部３０に対応する位置に配置している。 このように構成することにより、管状部２を管軸４の方
向に通過する磁束の量が比較的に大きくなり、より高輝
度で均一な波長を有する光源を得ることができる。
において、図１〜図５に示したものと対応するものには
同一の符号をつけている。この例では図１および図２に
示すコイル６Ａ，６Ｂをそれぞれヘルムホルツコイル２
５Ａ，２５Ｂに構成し、そのヘルムホルツコイル２５Ａ
，２５Ｂのそれぞれの中間接続点２６Ａ，２６Ｂを球状
部３Ａと管状部２との接続部２９および球状部３Ｂと管
状部２との接続部３０に対応する位置に配置している。 このように構成することにより、管状部２を管軸４の方
向に通過する磁束の量が比較的に大きくなり、より高輝
度で均一な波長を有する光源を得ることができる。
【００１２】本発明は上述の実施例に限らず本発明の要
旨を逸脱することなく種々の構成を採り得ることはもち
ろんである。
旨を逸脱することなく種々の構成を採り得ることはもち
ろんである。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明光源によれ
ば、励起用のコイルとして一対のコイルを用いてダンベ
ル状の放電ランプを駆動しているので、比較的に大きな
電力を放電ランプに供給することが可能になり、放電ラ
ンプから出力される発光光の輝度を比較的に高くするこ
とができるという効果が得られる。
ば、励起用のコイルとして一対のコイルを用いてダンベ
ル状の放電ランプを駆動しているので、比較的に大きな
電力を放電ランプに供給することが可能になり、放電ラ
ンプから出力される発光光の輝度を比較的に高くするこ
とができるという効果が得られる。
【図１】本発明による光源の一実施例の構成を示す線図
である。
である。
【図２】図１に示す光源のうち、無電極放電ランプの断
面図である。
面図である。
【図３】図１に示す光源の電気的等価回路図である。
【図４】本発明による光源の他の実施例の構成を示す線
図である。
図である。
【図５】図４に示す光源の電気的等価回路図である。
【図６】本発明による光源のさらに他の実施例の構成を
示す電気的回路図である。
示す電気的回路図である。
【図７】従来の技術による光源の構成を示す線図である
。
。
１ 放電ランプ
２ 管状部
３Ａ，３Ｂ 球状部
４ 管軸
６Ａ，６Ｂ コイル
１６ 高周波電源
Claims (1)
- 【請求項１】 管状部とこの管状部の両端部に形成さ
れる中空の球状部とを有し、かつガスが封入された電極
のない放電ランプと、励起用のコイルと、この励起用の
コイルに高周波電流を供給する高周波電源とを備える光
源において、上記励起用のコイルは上記放電ランプの管
軸方向略中央部から略対称の位置に配置され、かつその
管軸方向と同方向に磁束が発生するように巻かれた一対
のコイルであることを特徴とする光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4142191A JP3113906B2 (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 光 源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4142191A JP3113906B2 (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 光 源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04357661A true JPH04357661A (ja) | 1992-12-10 |
| JP3113906B2 JP3113906B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=12607894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4142191A Expired - Lifetime JP3113906B2 (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 光 源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3113906B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5734221A (en) * | 1993-10-19 | 1998-03-31 | Diablo Research Corporation | Vessel shapes and coil forms for electrodeless discharge lamps |
| US5962968A (en) * | 1997-09-05 | 1999-10-05 | Diablo Research Corporation | Vessel shapes and coil forms for electrodeless discharge lamps |
| JP2008524632A (ja) * | 2004-12-20 | 2008-07-10 | ノースロップ・グラマン・コーポレーション | Ｎｍｒジャイロスコープ |
| CN103681210A (zh) * | 2013-10-23 | 2014-03-26 | 宁国市沪帮电子科技有限公司 | 一种一拖多结构的无极灯 |
-
1991
- 1991-01-21 JP JP4142191A patent/JP3113906B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5734221A (en) * | 1993-10-19 | 1998-03-31 | Diablo Research Corporation | Vessel shapes and coil forms for electrodeless discharge lamps |
| US5962968A (en) * | 1997-09-05 | 1999-10-05 | Diablo Research Corporation | Vessel shapes and coil forms for electrodeless discharge lamps |
| JP2008524632A (ja) * | 2004-12-20 | 2008-07-10 | ノースロップ・グラマン・コーポレーション | Ｎｍｒジャイロスコープ |
| CN103681210A (zh) * | 2013-10-23 | 2014-03-26 | 宁国市沪帮电子科技有限公司 | 一种一拖多结构的无极灯 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3113906B2 (ja) | 2000-12-04 |
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