JPS5848821A - 照度検出装置 - Google Patents
照度検出装置Info
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- JPS5848821A JPS5848821A JP56147451A JP14745181A JPS5848821A JP S5848821 A JPS5848821 A JP S5848821A JP 56147451 A JP56147451 A JP 56147451A JP 14745181 A JP14745181 A JP 14745181A JP S5848821 A JPS5848821 A JP S5848821A
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- oscillator
- circuit
- signal
- ring oscillator
- voltage
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Links
- 238000005286 illumination Methods 0.000 title abstract 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/44—Electric circuits
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Electric Clocks (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (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
【発明の詳細な説明】
ことのできる照度検出装置に関するものである。
従来より、光の強さを表示するためにフメトダイオード
又は光電池の端子電圧をデジタル変換して表示すること
が提案されている。しかし、こういった提案を製品に結
びつけることは非常に困難であった。その大きな原因は
、アナログ処理部の消費電流が太き過ぎることである。
又は光電池の端子電圧をデジタル変換して表示すること
が提案されている。しかし、こういった提案を製品に結
びつけることは非常に困難であった。その大きな原因は
、アナログ処理部の消費電流が太き過ぎることである。
つまり、Ａ／Ｄ変換器としては電圧比較型が一般的であ
り、デジタル値に対応した基準電圧を作成する回路と、
電ｊｆコンパレータとを必要とし、コンデンザーチャー
ジ方式でも、ラダー回路方式でも、大きな消費電流は避
けられないのである。
り、デジタル値に対応した基準電圧を作成する回路と、
電ｊｆコンパレータとを必要とし、コンデンザーチャー
ジ方式でも、ラダー回路方式でも、大きな消費電流は避
けられないのである。
特に、測定範囲を確保しようとすれば、アナログ処理部
のリニア領域を広くしておかなければならず、そのため
には、銀電池の電圧では不足であり、３■あるいはそれ
以上の電源電圧を必要とし、消費電流も非常に大きくな
った。このため、消費者のニーズに合った小型薄型の照
度ａ１付電子腕時計は実現が困難だったのである。
のリニア領域を広くしておかなければならず、そのため
には、銀電池の電圧では不足であり、３■あるいはそれ
以上の電源電圧を必要とし、消費電流も非常に大きくな
った。このため、消費者のニーズに合った小型薄型の照
度ａ１付電子腕時計は実現が困難だったのである。
本発明の目的は、消費電流が少なく、構成が簡単で、小
型薄型の電子腕時計に適した照度検出装置を提供するこ
とである。」１記目的を達成するだめの本発明における
要旨は、光電池の発生電圧を電源として動作する光応答
発振器を設けることにより、照射光の強さを直接発振周
波数の変化に変換したことを特徴としている。
型薄型の電子腕時計に適した照度検出装置を提供するこ
とである。」１記目的を達成するだめの本発明における
要旨は、光電池の発生電圧を電源として動作する光応答
発振器を設けることにより、照射光の強さを直接発振周
波数の変化に変換したことを特徴としている。
以下、本発明の照度検出装置の構成を図に従って説明す
る。
る。
第１図は、本発明の照度検出装置を備えた電子腕時計の
実施例を示すブロック図である。１は基準発振器である
水晶発振器、２は分周回路と開時回路によって構成され
る通常の時計回路、６は表示のだめのデコードと表示装
置の駆動を行うデコーダドライバー、４は表示装置であ
る。５ば、照射光の強さに従って電圧を発生する光電池
、６は前記光電池の発生電圧を電源として動作する光応
答発振器であるところのリング発振器、７は前記リング
発振器の発振信号レベルをロジック動作電圧に変換する
だめのレベルシフタ、８は前記リング発振器の発振周波
数を前記時計回路２からの分周信号を基準として測定す
るための６（す定回路、９は前記測定回路８の６１］ｊ
定結果を記憶するラッチ回路、１５はリング発振器６を
除く回路に電圧を供給する電池である。
実施例を示すブロック図である。１は基準発振器である
水晶発振器、２は分周回路と開時回路によって構成され
る通常の時計回路、６は表示のだめのデコードと表示装
置の駆動を行うデコーダドライバー、４は表示装置であ
る。５ば、照射光の強さに従って電圧を発生する光電池
、６は前記光電池の発生電圧を電源として動作する光応
答発振器であるところのリング発振器、７は前記リング
発振器の発振信号レベルをロジック動作電圧に変換する
だめのレベルシフタ、８は前記リング発振器の発振周波
数を前記時計回路２からの分周信号を基準として測定す
るための６（す定回路、９は前記測定回路８の６１］ｊ
定結果を記憶するラッチ回路、１５はリング発振器６を
除く回路に電圧を供給する電池である。
第１図の電子腕時計の動作を説明すると、水晶発振器１
と時開回路２とデコーダドライバー６とにより作られた
時刻情報が表示装置４に表示されることにより、時計と
しての通常の動作を行なう。
と時開回路２とデコーダドライバー６とにより作られた
時刻情報が表示装置４に表示されることにより、時計と
しての通常の動作を行なう。
一方リング発振器６は光電池５を電源として発振動作を
行なうが、その発振信号の振ｄ］は周波数と共に照射光
の強さの影響を受けて変動するため、この発振信号はレ
ベルシフタ７により一定の振１１］に修正され測定回路
８に送られる。
行なうが、その発振信号の振ｄ］は周波数と共に照射光
の強さの影響を受けて変動するため、この発振信号はレ
ベルシフタ７により一定の振１１］に修正され測定回路
８に送られる。
測定回路８は、前記時計回路２からの基準信号によって
作られたゲートタイム信月により前記リング発掘器乙の
発振周波数をｉ１１］定し、照度検出情報としてラッチ
回路９に転送する。
作られたゲートタイム信月により前記リング発掘器乙の
発振周波数をｉ１１］定し、照度検出情報としてラッチ
回路９に転送する。
」１配（ｔｉｌｌ定回路８の動作は毎秒数回から数訂回
繰り返される。そして、ラッチ回路９の内容は、照射光
の照度としてデコーダドライバー６を介して表示装置４
に表示される。
繰り返される。そして、ラッチ回路９の内容は、照射光
の照度としてデコーダドライバー６を介して表示装置４
に表示される。
第２図は、光電池５としてアモルファス・シリコン・ソ
ーラーセルを電源とするリング発振器の動作点を示す特
性図である。横軸は電圧、縦軸は電流で、曲ａＳ１〜Ｓ
４は前記ソーラセル５の負荷特性曲線であり照度が１０
２．１０３．１０４．１０’ （ＬＵＸ）の場合であ
る。丑だ曲線Ｂは、前記リング発振器６の電圧電流特性
であり、両者の交点がリング発振器６の動作点である。
ーラーセルを電源とするリング発振器の動作点を示す特
性図である。横軸は電圧、縦軸は電流で、曲ａＳ１〜Ｓ
４は前記ソーラセル５の負荷特性曲線であり照度が１０
２．１０３．１０４．１０’ （ＬＵＸ）の場合であ
る。丑だ曲線Ｂは、前記リング発振器６の電圧電流特性
であり、両者の交点がリング発振器６の動作点である。
第３図は、リング発振器６の電源電圧に対する発振周波
数の変化を示す特性図である。そして、第４図は、第２
図と第３図から求められる特性図で、これは、ソーラー
セル５を電源とするリング発振器６の照度に対する発振
周波数の特性を示すものであり、図示の如く光の強さに
ほぼ比例する。
数の変化を示す特性図である。そして、第４図は、第２
図と第３図から求められる特性図で、これは、ソーラー
セル５を電源とするリング発振器６の照度に対する発振
周波数の特性を示すものであり、図示の如く光の強さに
ほぼ比例する。
したがって、水晶発振器を基準として周波数測定された
結果をデコードすれば、照度を表示することができる。
結果をデコードすれば、照度を表示することができる。
第５図は、ソーラーセル５を電源としたリング発振器６
の具体的回路図である。６ａ〜６ｄはＭＯＳ−ＦＥＴで
構成されるインバータ一群で、該インバーター６ｃの出
力信号が時定数回路を通ってインバーター６ａに入力さ
れ、インバーターリングを形成している。時定数回路は
、可変抵抗１１とコンデンサ−１０で構成され、前記可
変抵抗１１を調整することによって発振周波数の調整が
行なえる。
の具体的回路図である。６ａ〜６ｄはＭＯＳ−ＦＥＴで
構成されるインバータ一群で、該インバーター６ｃの出
力信号が時定数回路を通ってインバーター６ａに入力さ
れ、インバーターリングを形成している。時定数回路は
、可変抵抗１１とコンデンサ−１０で構成され、前記可
変抵抗１１を調整することによって発振周波数の調整が
行なえる。
１２は、前記インバータ一群６ａ〜６ｄの電源端子に直
列に接続された可変抵抗で、周波数−照度特性をリング
発振器乙にかかる電圧を変えることによって調整するた
めに設けられている。
列に接続された可変抵抗で、周波数−照度特性をリング
発振器乙にかかる電圧を変えることによって調整するた
めに設けられている。
このように調整機構は時定数の変化で周波数を調整する
方法と、リング発振器乙に印カｌされる電圧の調整によ
る方法とがあり、第５図の回路ではその両方を備えてい
る。
方法と、リング発振器乙に印カｌされる電圧の調整によ
る方法とがあり、第５図の回路ではその両方を備えてい
る。
なお、本実施例において、光電池として用いたアモルフ
ァス・シリコン・ソーラーセル５ｉｄ、ｔの種類による
発生電圧の差が少なく、発生電圧も比較的高いので、リ
ング発振器６と組み合わせて照度検出を行なうのに適し
ている。
ァス・シリコン・ソーラーセル５ｉｄ、ｔの種類による
発生電圧の差が少なく、発生電圧も比較的高いので、リ
ング発振器６と組み合わせて照度検出を行なうのに適し
ている。
第６図は、第１図の要部詳細図であり、測定回路８の具
体的構成を示すものである。
体的構成を示すものである。
即ち測定回路８はカウンター１６と簡単なゲート回路か
ら成っており、該ゲート回路は、６個のＮＡＮＤゲート
（Ｎｌ−Ｎ６）と４個のＡＮＤゲー ト（Ａｌ〜Ａ、
４ ）、およびインバー タＩＮで構成される。
ら成っており、該ゲート回路は、６個のＮＡＮＤゲート
（Ｎｌ−Ｎ６）と４個のＡＮＤゲー ト（Ａｌ〜Ａ、
４ ）、およびインバー タＩＮで構成される。
ＮＡＮＤゲ−トＮ １、Ｎ２及びＡＮＤゲートＡｌは、
３２１１ｚ信号と１． Ｋ ｆｉｚの反転信号Ｉ Ｋ
＋１７．とを入力とし、ラッチ回路９のラッチタイミン
グパルスＰ１．を出力するためのゲート回路を構成する
。
３２１１ｚ信号と１． Ｋ ｆｉｚの反転信号Ｉ Ｋ
＋１７．とを入力とし、ラッチ回路９のラッチタイミン
グパルスＰ１．を出力するためのゲート回路を構成する
。
ＮＡＮＤゲートＮ３、Ａ４及びＡＮＤゲートＡ２は、３
２１１ｚ信号の反転信号３２１１ｚとＩＫＩＩｚ信号の
反転信号Ｉ Ｋ ｌｌｚとを入力信号とし、カウンター
１６のりセント用パルスＰＲを出力するための、ゲート
回路を構成する。
２１１ｚ信号の反転信号３２１１ｚとＩＫＩＩｚ信号の
反転信号Ｉ Ｋ ｌｌｚとを入力信号とし、カウンター
１６のりセント用パルスＰＲを出力するための、ゲート
回路を構成する。
ＮＡＮＤゲートＮ５、Ａ６及びＡ Ｎ Ｉ）ゲートＡ３
は、３２１１ｚの反転信号３２１１ｚと１．２８１１ｚ
の反転信号１２８ ｆｉｚとを入力信号とし、ゲートタ
イム信号Ｐｏを出力するためのゲート回路を構成する。
は、３２１１ｚの反転信号３２１１ｚと１．２８１１ｚ
の反転信号１２８ ｆｉｚとを入力信号とし、ゲートタ
イム信号Ｐｏを出力するためのゲート回路を構成する。
ＡＮＤゲー）Ａ４は、ゲートタイム信号Ｐ。にょって制
御されるゲ−１・で、リング発振器６の発振信号Ｐｓの
通過時間を制御する。通過したＰ８はカウンター１６に
印加される。
御されるゲ−１・で、リング発振器６の発振信号Ｐｓの
通過時間を制御する。通過したＰ８はカウンター１６に
印加される。
この測定回路の動作を第７図のタイムチャートに従って
説明すると、次のようになる。
説明すると、次のようになる。
リング発振器６はソーラーセル５の発生電圧によって発
振しており、その出力をレベルシフター ７で整形した
発振信号Ｐ８はＡ Ｎ ｌ）ゲートＡ４に達しているが
、このとき、ゲートタイム信号Ｐ。によってＡＮＤゲー
）Ａ４は閉じられているため発振信号Ｐ８はカウンター
１６に供給されない。
振しており、その出力をレベルシフター ７で整形した
発振信号Ｐ８はＡ Ｎ ｌ）ゲートＡ４に達しているが
、このとき、ゲートタイム信号Ｐ。によってＡＮＤゲー
）Ａ４は閉じられているため発振信号Ｐ８はカウンター
１６に供給されない。
次に、Ｉ Ｋ ｌｌｚ信号と３２１１ｚ信号とから作ら
れるリセット信号ＰＲがＡＮＤゲ−１・Ａ２からカウン
ター１６に印加され、カウンター１６をリセット状態に
する。同時に、１２８１１ｚと３２１１ｚとから作られ
るゲートタイム信号Ｐ。がＡＮＤゲートＡ３から出力さ
れて、ＡＮＤゲー）Ａ４が開くことにより発振信号Ｐ８
がカウンター１６のクロック入力端子♂に印刀口される
が、リセット信号ＰＲによってカウンター１６がリセッ
ト状態にあるため計数は行なわれない。
れるリセット信号ＰＲがＡＮＤゲ−１・Ａ２からカウン
ター１６に印加され、カウンター１６をリセット状態に
する。同時に、１２８１１ｚと３２１１ｚとから作られ
るゲートタイム信号Ｐ。がＡＮＤゲートＡ３から出力さ
れて、ＡＮＤゲー）Ａ４が開くことにより発振信号Ｐ８
がカウンター１６のクロック入力端子♂に印刀口される
が、リセット信号ＰＲによってカウンター１６がリセッ
ト状態にあるため計数は行なわれない。
次に、リセット信号Ｐ８が立下がり、カウンター１６は
計数動作を開始する。次に、ゲートタイム信号ＰＧが立
下がって、ＡＮＤゲ−１−Ａ ４が閉じ、発振信号ＰＳ
は止まり、カウンター１６は計数動作を終了する。
計数動作を開始する。次に、ゲートタイム信号ＰＧが立
下がって、ＡＮＤゲ−１−Ａ ４が閉じ、発振信号ＰＳ
は止まり、カウンター１６は計数動作を終了する。
次にＩ Ｋ Ｈｚ倍信号３２Ｈｚとから作られるラッチ
タイミングパルスＰ１．が、ＡＮＤゲー）Ａｌからラッ
チ回路９のラッチ端子に印加され、カウンター１６の内
容がランチ回路９に転送される。転送された内容は、次
のデコーダドライバー回路乙に送られ表示される。
タイミングパルスＰ１．が、ＡＮＤゲー）Ａｌからラッ
チ回路９のラッチ端子に印加され、カウンター１６の内
容がランチ回路９に転送される。転送された内容は、次
のデコーダドライバー回路乙に送られ表示される。
こうして、照度を示すデジタル情報が簡単に得られるが
、正確な照度計とするための調整は、アナログ的な方法
とデジタル的な方法が考えられ前者のアナログ的方法に
ついては既に示した。
、正確な照度計とするための調整は、アナログ的な方法
とデジタル的な方法が考えられ前者のアナログ的方法に
ついては既に示した。
また、後者のデジタル的方法については、測定回路８が
有するカウンター１６をプリセットできるようにする方
法や、発振信号Ｐ８を可変分周する方法などが考えられ
る。また、レベルシフタ７に電池電圧を越える電圧を印
加したくない場合には、第５図に示した可変抵抗１２を
適当な値にしておけば良い。さらに、照度を検出してい
ない期間中ソーラーセル５を電源用の電池１５の充電に
用いたい場合には、ゲートタイム信号Ｐ。をスイッチン
グ信号とする切換えスイッチを設ければ良い。
有するカウンター１６をプリセットできるようにする方
法や、発振信号Ｐ８を可変分周する方法などが考えられ
る。また、レベルシフタ７に電池電圧を越える電圧を印
加したくない場合には、第５図に示した可変抵抗１２を
適当な値にしておけば良い。さらに、照度を検出してい
ない期間中ソーラーセル５を電源用の電池１５の充電に
用いたい場合には、ゲートタイム信号Ｐ。をスイッチン
グ信号とする切換えスイッチを設ければ良い。
このように、本発明の照度検出装置は、光電池の電圧を
直接周波数に変換する方式を採っているため、電圧比較
型のＡ／Ｄコンバータと異なり、比較基準電圧を作るた
めに大きな電流を消費することがなく、電圧コンパレー
タも必要としない。
直接周波数に変換する方式を採っているため、電圧比較
型のＡ／Ｄコンバータと異なり、比較基準電圧を作るた
めに大きな電流を消費することがなく、電圧コンパレー
タも必要としない。
それだけでなく、照度を測るために要する電力はほとん
どが光電池から供給されるため電源用のボタン型電池の
消耗が少なく、しかも、真暗闇では、リング発振器が全
く動作しな、いため、照度検出のために電流を消費する
ことがない。
どが光電池から供給されるため電源用のボタン型電池の
消耗が少なく、しかも、真暗闇では、リング発振器が全
く動作しな、いため、照度検出のために電流を消費する
ことがない。
以上述べたように本発明はボタン型電池を電源とする電
子腕時計のような小型電子装置において、小型４型化に
逆行することなく照度検出装置を実現する」−で、極め
て大きく貢献するものである。
子腕時計のような小型電子装置において、小型４型化に
逆行することなく照度検出装置を実現する」−で、極め
て大きく貢献するものである。
第１図は本発明の照度検出装置を備えた電子時計の実施
例を示すブロック図、第２図は第１図の照度検出装置に
用いるソーラーセル及びリング発振器の電流電圧特性を
示す特性図、第３図は第２図のリング発掘器の周波数の
電圧特性を示す特性図、第４図は第２図と第３図から求
めたソーラーセルを電源とするリング発振器の周波数−
照度特性を示す特性図、第５図は、第１図のリング発振
器の構成を示す回路図、第６図は第１図の要部詳細図、
第７図は第６図の測定回路の動作を示すタイムチャート
である。 １・・・・・水晶発振器 ５・−・・・・ソーラーセル
１６−・・リング発振器 ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ・・・・・・インバーター７・
・・・・・レベルシフタ ８−・・−・・測定回路９・
・・・・・ラッチ回路
例を示すブロック図、第２図は第１図の照度検出装置に
用いるソーラーセル及びリング発振器の電流電圧特性を
示す特性図、第３図は第２図のリング発掘器の周波数の
電圧特性を示す特性図、第４図は第２図と第３図から求
めたソーラーセルを電源とするリング発振器の周波数−
照度特性を示す特性図、第５図は、第１図のリング発振
器の構成を示す回路図、第６図は第１図の要部詳細図、
第７図は第６図の測定回路の動作を示すタイムチャート
である。 １・・・・・水晶発振器 ５・−・・・・ソーラーセル
１６−・・リング発振器 ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ・・・・・・インバーター７・
・・・・・レベルシフタ ８−・・−・・測定回路９・
・・・・・ラッチ回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 照射光の強さに従って′電圧を発生する光電
池と、該光電池の発生電圧を電源として動作する光応答
発振器と、基準信号を発生する基準発振器と、前記光応
答発振器の発振信号を基準発振器からの基準信号により
測定し、照度検出情報を発生する測定回路とを備えたこ
とを特徴とする照度検出装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載の光応答発振器は、Ｍ
ＯＳ−ＦＥＴのインバーターによって構成されたリング
発振器であることを特徴とする照度検出装置。 （３） 特許請求の範囲第１項記載の光電池はアモル
ファス！シリコ／・ソーラーセルであることを特徴とす
る照度検出装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56147451A JPS5848821A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | 照度検出装置 |
| US06/418,130 US4423963A (en) | 1981-09-18 | 1982-09-15 | Electronic timepiece having illumination level |
| GB08226748A GB2109959B (en) | 1981-09-18 | 1982-09-20 | Electronic timepiece having illumination level |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56147451A JPS5848821A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | 照度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5848821A true JPS5848821A (ja) | 1983-03-22 |
Family
ID=15430644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56147451A Pending JPS5848821A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | 照度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5848821A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60185071A (ja) * | 1984-03-02 | 1985-09-20 | 日立造船株式会社 | ヒ−トポンプ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5440679A (en) * | 1977-09-06 | 1979-03-30 | Olympus Optical Co Ltd | Analog-digital converter for converting brightness into digital signals |
-
1981
- 1981-09-18 JP JP56147451A patent/JPS5848821A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5440679A (en) * | 1977-09-06 | 1979-03-30 | Olympus Optical Co Ltd | Analog-digital converter for converting brightness into digital signals |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60185071A (ja) * | 1984-03-02 | 1985-09-20 | 日立造船株式会社 | ヒ−トポンプ |
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