JPS6218142A - 秘話装置 - Google Patents

秘話装置

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JPS6218142A
JPS6218142A JP15661785A JP15661785A JPS6218142A JP S6218142 A JPS6218142 A JP S6218142A JP 15661785 A JP15661785 A JP 15661785A JP 15661785 A JP15661785 A JP 15661785A JP S6218142 A JPS6218142 A JP S6218142A
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JP
Japan
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circuit
signal
output signal
coefficient
adder
Prior art date
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JP15661785A
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English (en)
Inventor
Teruo Sato
輝雄 佐藤
Takehiro Sugita
武弘 杉田
Michimasa Komatsubara
小松原 道正
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 本発明は、いわゆるコードレス電話や自動車電話等に用
いて好適な秘話装置に関するものである。
B0発明の概要 本発明は、送信側にスクランブル回路を、受信側にデス
クランブル回路をそれぞれ設けて成る秘話装置において
、 入力信号を加算器に送り、この加算器からの出力信号を
遅延して係数を乗算した後、上記加算器に帰還するよう
な回路ブロックを複数段縦続接続したもの(乙入力サン
プル値列を1サンプルおきに極性反転する回路部を直列
接続して上記スクランブル回路またはデスクランブル回
路を構成し、これに対応する上記デスクランブル回路ま
たはスクランブル回路は、入力信号を遅延して係数を乗
算し、この信号を入力信号と加算して出力するような回
路ブロックを複数段縦続接続したものに、入力サンプル
値列を1サンプルおきに極性反転する回路部を直列接続
して構成することにより、デスクランブル処理された信
号の品質劣化がなく、簡単な回路構成で秘話のキー数を
多くできるとともに高い秘話効果が得られるようにした
ものである。
C0従来の技術 ]−ドレス電話や自動車電話等においては、信号が無線
伝送され、誰でもが受信可能であるため、他人の傍受に
よる機密漏洩等を防ぐためには秘話装置が必要とされて
いる。
このような秘話装置における信号処理方式には種々のも
のが知られているが、大別すると、周波数軸上でスクラ
ンブル処理する方法と、時間軸上でスクランブル処理す
る方法とに分類できる。
D0発明が解決しようとする問題点 周波数軸上でスクランブル処理する方法としては、0周
波数スペクトラムを反転する方式や、0周波数軸上で複
数の周波数帯域のスロットに分割し、これらのスロット
を入れ換えたりスロット内で周波数を反転する方法等が
知られているが、上記■の方法では、解読が容゛易に行
え秘話度が低く、また、上記■の方法では、秘話度を高
めようとすると、高い特性の帯域フィルタが多数個必要
となって、回路規模が増大するという欠点がある。この
他、例えば特開昭56−153862号に開示された技
術のように、いわゆるF’F’T(高速フーリエ変換)
等を用いた秘話方式もあるが、乗算を伴った高速ディジ
タル信号処理が必要とされ、回路も複雑化してしまう。
また、時間軸上で各サンプル値をスクランブル処理する
方法の場合には、一般に、スペクトラムの拡大の問題が
あり、伝送路の伝送特性の影響によりデスクランブル処
理された復調音声の品質が劣化するという欠点がある。
本発明は、このような従来の実情に鑑み、秘話のキー数
が多く秘話効果が高く、スペクトラムの拡大が無く復調
音声の品質劣化も無く、回路構成も比絞的簡単で済むよ
うな秘話装置の提供を目的とする。
E3問題点を解決するための手段 すなわち、本発明に係る秘話装置は、送信側にスクラン
ブル回路を、受信側にデスクランブル回路をそれぞれ設
けて成る秘話装置において、上記スクランブル回路およ
びデスクランブル回路のうちの一方の回路は、入力信号
が供給される加算器と、この加算器からの出力信号を遅
延する遅延手段と、この遅延手段からの出力信号に係数
を乗算する係数乗算器とを有し、この係数乗算器からの
出力信号を上記加算器に帰還するとともにこの加算器か
らの出力信号を出力する回路ブロックを複数段縦続接続
し、これらの回路ブロックの縦続接続回路に対して直列
に、入力サンプル値列を1サンプルおきに極性反転する
回路部を挿入接続して構成され、上記スクランブル回路
およびデスクランブル回路のうちの他方の回路は、入力
信号が供給される加算器と、該入力信号を遅延する遅延
手段と、この遅延手段からの出力信号に係数を乗算する
係数乗算器とを有し、この係数乗算器からの出力を上記
加算器に供給するとともにこの加算器からの出力信号を
出力する回路ブロックを複数段縦続接続し、これらの回
路ブロックの縦続接続回路に対して直列に、入力サンプ
ル値列を1サンプルおきに極性反転する回路部を挿入接
続して構成されることを特徴としている。
ド4作用 各回路ブロックの縦続接続回路は、ディジクル・フィル
タ特性を有しており、■サンプルおきの極性反転は、サ
ンプリング周波数の1/2の周波数の信号を乗算するこ
とに等価となるため、入力信号のスペクトラム拡大が無
い。また、各回路ブロックの縦続接続段数、遅延手段の
遅延量および係数乗算器の係数値をそれぞれ変えたり、
■サンプルおきの極性反転の有無を選ぶことで、多数の
秘話コードのキー数を確保できる。
G、実施例 以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しな
がら説明する。
第1図は本発明の第1の実施例としての秘話装置の送信
側のスクランブル処理を行う回路構成を示し、第2図は
同秘話装置の受信側のデスクランブル処理を行う回路構
成を示している。
第1図において、入力端子11には伝送しようとするア
ナログ音声信号が供給されている。このアナログ音声入
力信号は、LPF(ローパスフィルタ)12を介してA
/D(アナログ/ディジクル〕変換器13に送られるこ
とにより、ディジクル信号に変換される。ここで、上記
アナログ音声信号の伝送周波数帯域を例えば300 H
z〜8.4kHzとするとき、LPF12のカットオフ
周波数を3.4 kHz −4kHz程度とし、A/D
変換器13でのサンプリング周波数fSを13kHz程
度以上とすればよい。
A/D変換器13からのディジクル音声信号は、データ
(サンプル値)の極性を1サンプルおきに反転する回路
部30に送られており、この回路部30は、切換スイッ
チ31、極性反転回路32および切換動作制御回路33
により構成されている。
切換スイッチ31の一方の被選択端子aには、N/D変
換器13からの出力信号が供給され、他方の被選択端子
すには、A/D変換器13からの出力信号が極性反転回
路32を介して供給されている。切換動作制御回路33
は、2種類の切換動作モードが予め設定されており、ス
クランブル制御回路(スクランブル・コントローラ)2
0からの秘話コード・データに応じて上記2種類の切換
動作モードのうちの一種類が選択され、この選択された
モードで切換スイッチ31の切換動作を制御する。上記
2種類の切換動作モードとしては、切換スイッチ31の
端子aを常時選択してA/Di換器13からの出力信号
をそのまま次段の回路ブロック21に送るモード(以下
非反転モードあるいは直接モートという)と、切換スイ
ッチ31の端子a、bを1サンプル毎に交互に選択して
N/D変換器13からの  −一 ゛ 出力信号のデータ(サン プル値)の極性を1サンプルおきに反転して次段の回路
ブロック21に送るモート(以下反転モートという〕と
を想定している。
ここで、上記反転モード、すなわち1サンプルおきにデ
ータの極性が反転されるモードにおいては、第3図Aに
示すような入力データ列が第3図Bに示すようなデータ
列に変換されて次段の回路ブロック21に送られること
になる。この第3図Bに示すデータ列は、入力信号に上
記サンプリング周波数fSの1/2の周波数fs/2の
信号を乗算し、乗算された出力信号をサンプリングして
A/D変換したものと等価となり、スペクトラムの拡大
は無い。また、極性反転回路32は、入力データ列・デ
ータが例えば2の補数表示されたものの場合、MSB(
最上位ビット〕からLSB(最下位ビット)までの全ビ
ットを反転(インバート)するとともに、この反転デー
タに°1“を加算するような動作を行うものである。
このような回路部30からの出力信号は、スクランブル
回路の主要部となる複数個の回路ブロック21,22.
・・・の縦続接続回路に送られる。ここで、各回路ブロ
ック、例えば21は、k奔告毎回路部30からの出力信
号が供給される加算器21Aと、この加算器21Aから
の出力信号を遅延する遅延回路21Dと、この遅延回路
21Dからの出力信号に係数klを乗算する係数乗算器
21Cとから成り、この係数乗算器21Cからの出力信
号が加算器21Aに帰還されて入力信号と加算され、こ
の加算出力が回路ブロック21の出力信号として取り出
されるようになっている。他の回路ブロック22等も同
様の構成を有し、前段の回路ブロック、例えば21から
の出力信号が次段の回路ブロック、例えば22の加算器
22Aに送られるように縦続接続あるいはカスケード接
続されている。
これらの各回路ブロック21,22.・9.において、
各遅延回路21D、22D、・・・は、RIM(ランダ
ム・アクセス・メモリ)やシフト・レジスタ等のメモリ
を用いて構成でき、遅延ステップ数あるいは段数は、上
記サンプリング周波数fsを8kHzとするとき、最大
1000〜2000段とし、この段数以下の範囲内で、
スクランブル制御回路20からの秘話コード・データに
応じて遅延量を可変設定できるようになっている。また
、各係数乗算器21C,22C,・1.の各係数kl、
に2゜・・・は、−1より大きくかつ1より小さい(−
1くに1 、 kz 、・・・<1)範囲内で、スクラ
ンブル制御回路20からの秘話コード・データに応じて
可変設定されるようになっている。
これらの回路ブロック21,22.・・・の縦続接続回
路からの最終出力信号(最終段の回路ブロックからの出
力信号)は、D/A変換器15に送られてディジタル/
アナログ変換され、LPF’16を介すことによりアナ
ログ信号となって、出力端子17より取り出される。な
お、LPF16のカットオフ周波数は、アナログ音声信
号の伝送周波数帯域以上でかつサンプリング・クロック
信号成分を除去できるような値、例えば4 kHz程度
に設定すればよい。
出力端子17から得られたアナログ信号は、例えば無線
伝送のためのAM変調またはFM変調等が施されて送信
され、受信機にて受信されることにより、例えばAM復
調またはFM復調等が施されて、出力端子17からの出
力と同様なアナログ信号となり、第2図の入力端子61
に供給される。
次(0第2図に示す受信側のデスクランブル処理を行う
回路構成において、入力端子61に供給されたアナログ
信号は、LPF’62を介してへ/D変換器63に送ら
れ、ディジタル信号に変換される。
このA/Di換器63からの出力信号は、デスクランブ
ル回路の主要部となる複数個の回路ブロック71,72
.・・・の縦続接続回路に送られている。これらの各回
路ブロック71,72.・・・は、それぞれ送信側(第
1図)の各回路ブロック21゜22、・・・に対して逆
の特性となって逆の処理を行わせ得るような構成を有し
ている。すなわち、例えば回路ブロック71は、入力信
号が供給される加算器71八と、該入力信号を遅延する
遅延回路71Dと、この遅延回路71Dからの出力信号
に係数klを乗算する係数乗算器71Cとから成り、こ
の係数乗算器71Cからの出力信号を加算器11Aに送
って上記入力信号と加算するような構成を有して2つ、
他の回路ブロック72等も同様な回路構成となっている
。ここで、受信側の各回路ブロック71.72 、・・
・の各加算器71A、72A、・・・においては、それ
ぞれ対応する送信側の各回路ブロック21.22.・・
・の各論算器21N。
22N、・・・とは逆の演算操作を行わせる必要があり
、例えば加算器21Aにて信号の加算が行われる場合に
は、対応する加算器71Aでは信号の減算を行わせる必
要がある。これは、係数乗算冊子IC,72C,・・・
等からの出力信号の極性を反転させて加算してもよく、
さらには、係数kl+ k2 r・・・等の極性を送信
側と受信側とで互いに反転(ただし絶対値は等しく)さ
せてもよい。
これらの各回路ブロック71.72 、・・・の各遅延
回路71D、72D、・・・および谷係数乗算器710
.72C,・・・には、デスクランブル制御回路70か
らの秘話コード・データが送られており、この秘話コー
ド・データを上記送信側のスクランブル回路20からの
秘話コード・データと一致させることにより、各遅延回
路71D、72D、・・・の各遅延量がそれぞれ対応す
る送信側の谷遅延口路21D、22D、・・・の各遅延
量に等しく設定され、また、各係数乗算器71C,72
C,・・・の各係数値がそれぞれ対応する各係数乗算器
21C222C2・・・の各係数値に等しく(あるいは
絶対値が等しく極性が逆となるように〕設定される。こ
のとき、受信側の各回路ブロック71,72.・・9は
、送信側の各回路ブロック21,22.・・・に対して
それぞれ逆の特性となって逆の処理が行われ、これらの
各回路ブロック71,72.・・・の縦続接続回路全体
についても、送信側の回路ブロック21.22.・・・
の縦続接続回路全体の特性に対応する逆特性が得られる
。
すなわち、送信側の各回路ブロック21,22゜・・・
の縦続接続回路の伝達関数Ts(Diは、一般にnブロ
ックが縦続接続されるものとし、各遅延回路の遅延量を
Dl、D2.・・・l D’ 、各係数乗算器の係数を
kl、に2.・・・、knとするとき、となる。また、
同様に、受信側の各回路ブロック71.72.・・・が
n個縦続接続されて成る伝達関数TD(D)は、 TD(DJ=、n (1+kiD+ )   −、、、
、、、、曲■+ml となる。
次に、回路ブロック71,72.・・・の縦続接続回路
からの最終出力信号(最終段の回路ブロックからの出力
信号)は、上述した送信側の回路部30に対応する回路
部80に送られている。この回路部80は、切換スイッ
チ81、極性反転回路82および切換動作制御回路83
を有する第1図と同様な構成を有し、同様な動作を行う
。すなわち、送信側の回路部30にて上記非反転モード
が選択されたときには、受信側の回路部80においても
、デスクランブル制御回路γ0からの秘話コード・デー
タにより非反転モードが選択されるように制御され、切
換スイッチ81は常に端子a側に接続されて、上記回路
ブロック71,72.・・・の縦続接続回路からの出力
信号がそのまま次段のD/A変換器65に送られる。ま
た、送信側の回路部30において上記反転モートが選択
されたときには、受信側の回路部80でも反転モードが
選択され、切換スイッチ81は端子a、bに対して1サ
ンプル毎に交互に切換接続され、上記縦続接続回路から
の出力信号のデータが1サンプルおきに極性反転されて
次段のD/A変換器65に送られる。この場合、送信側
で1サンプルおきに極性反転されたデータが、受信側で
再度1サンプルおきに極性反転されることで、元のデー
タ列(あるいは全データの極性が反転したデータ列〕を
得ることができる。
この回路部80からの出力信号を、D/A変換器65お
よびLPF66−F介してアナログ信号に変換すること
により、出力端子67からは、上記送信側の入力端子1
1に供給された元のアナログ音声信号が復元されて取り
出される。
したがって、送信側の主要なスクランブル処理特性とし
ての上記0式と、受信側の主要なデスクランブル処理特
性としての上記0式とが互いに逆特性の関係にあり、回
路部30.80を含めて、スクランブル処理に対する完
全な逆処理としてのデスクランブル処理が実現されるた
め、出力端子67からの復調出力信号としては、隣接サ
ンプル間の相互干渉(クロストーク)等の悪影響の無い
高い品質の音声信号が得られる。また、送信側でスクラ
ンブル処理されて出力端子17から取り出された信号は
、それ自体で聴取不可能な秘話性を有するのみならず、
スクランブル処理のパターン数に対応する秘話コードの
キー数としても、回路部30での2つの切換動作モード
、回路ブロック21.22.・・・の接続段数、遅延回
路21D、22D、・・・の遅延量すなわち遅延ステッ
プ数およびサンプリング周波数、さらに係数乗算器21
C922C2・・・の各係数値kl、kz、・・・と実
用上充分なキー数を有し、高い秘話効果を得ることがで
きる。
また、回路構成上は、加算器、係数乗算器およびメモリ
等の遅延回路より成る回路ブロックを複数段縦続接続す
ればよく、接続段数は2〜3段程度でも充分な秘話効果
を実現でき、F’FT等の高速ディジタル信号処理回路
等に比べて極めて簡単な構成で済む。ここで、上記係数
乗算器については、係数として1−2 のような値を選
ぶことにより比較的簡単に構成でき、全体の回路規模を
より小さく抑えることができる。さらに、上記0式や0
式は所定のディンタル・フィルタ特性を示すものである
から、入力信号のスペクトラムの形状に変化を与えるも
ののスペクトラム拡大作用は無く、伝送される信号のス
ペクトラム拡大による悪影響を防止できる。
なお、上述した送信側回路と受信側回路とを互いに入れ
換えてもよく、すなわち、送信側でのスクランブル処理
用に第2図の回路を用い、受信側でのデスクランブル処
理用に第1図の回路を用いてもよい。ただし、第1図の
回路中には帰還ループが含すれており、一般に入力に対
する応答が長時間にわたって続く性質があるため、受信
側に用いた場合には、単発的なパルス性雑音混入時の応
答成分が長く尾を引くことになり、また、送信側に用い
た場合には、長い区間にわたってサンプルを並べ換える
ことと等価となって秘話効果が向上する。したがって、
第1図の回路は、送信側のスクランブル処理に適用する
方が受信側に用いる場合に比べてより好ましい。さらに
、上記回路部30は、第1図の回路ブロック21.22
.・・・の縦続接続回路の前後や途中位置のいずれの位
置に挿入接続してもよく、また、回路部80も、第2図
の回路ブロック71,72.・・・の縦続接続回路の前
後や途中に挿入接続してもよい。
次に、第4図は本発明の第2の実施例となる秘話装置の
送信側の回路構成例を示し、第1図と対応する部分には
同じ参照番号を付して説明を省略する。
この第4図においては、回路ブロック21,22、・・
・の縦続接続回路の最終段とD/八へ換器15との間(
0入力信号のピーク値を制限するためのいわゆるピーク
・リミット回路40が挿入接続されている。このような
ピーク・リミット回路40としては、種々の構成が考え
られるが、例えば第4図には、いわゆる2の補数表示デ
ータのピーク制限を行うための回路構成例が示されてい
る。
すなわち、このピーク・リミット回路40は、選択回路
41と、入力データを最大値Maと比較する最大値比較
回路42と、入力データを最小値(負側の最大値) M
 i と比較する最小値比較回路43と、最大値発生回
路44と、最小値発生回路45とを有し、選択回路41
は、上記各比較回路42.43からの比較出力に応じて
、入力信号のデータxい最大値発生回路44からの最大
値Maまたは最小値発生回路45からの最小値Mi の
うちのいずれかを選択して出力する。この場合、入力信
号(回路ブロック21,22.・・・の縦続接続回路の
最終出力信号)のデータエtが、Mi ≦X1≦Maの
ときには入力データXiをそのまま出力し、Ma (x
+のとき(こは最大値Maを出力し、Mi)xl  の
ときには最小値M1を出力する。
したがって、ピーク・リミット回路40に例えば第5図
Aに示すようなデータ列が入力されたときには、最小値
Miから最大値Maまでの範囲を越えたデータがそれぞ
れMlやMaに制限されることによって、出力データ列
は第5図Bに示すようなものとなる。
このような第2の実施例によれば、回路ブロック21,
22.・・・において生じた瞬時的な大ピークをピーク
・リミット回路40において最小値Miから最大値Ma
までの範囲内に制限しているため、送信出力信号の平均
的な変調度を上げることができ、また、オーバーフロラ
による悪影響防止にも貢献し得る。
これは、スクランブル回路においては、回路ブロック2
1.22.・・・内に帰還ループを有し、スクランブル
処理時に等制約にはサンプル値ヲ並べ換える動作をオー
バーラツプしながら行うとともにその加算出力を出力し
ているため、時間軸上の異なる点のデータ(サンプル値
〕が加算されることになり、確率的には低いが、瞬時的
に大きなピークを有するスクランブル出力の生ずる虞れ
がある。このように、送信出力信号のダイナミック。
レンジが大きくなると、AM変調や特にFM変調して送
信する場合に、上記大きなピーク値も正常に伝送するた
めには平均的な変調度を下げざるを得なくなり、受信信
号のS/N劣化等の問題が生することになる。これに対
して、上述した本発明の実施例のようにピーク値を所定
の値Mi、Maで制限することにより、平均的な変調度
を上げ、受信S/N、を改善することができる。また他
方において、D/八へ換器15ての有効ピット数による
制限を考慮する場合には、スクランブル出力信号がオー
バーフロラしていると、例えば2の補数表示データの場
合の符号反転等の悪影響が生じてしまうから、これを防
止するためにもピーク・リミット回路40は有効である
。
なぢ、この第2の実施例における受信側のデスクランブ
ル処理のための回路構成は、前述した第2図と全く同じ
でよい。
H,発明の効果 以上の説明からも明らかなよう(乙送信側のスクランブ
ル処理と受信側のデスクランブル処理とが、互いに逆特
性の関係となるような逆の処理となっているため、受信
側の最終的な出力信号(復調出力信号)としては、隣接
サンプル間の相互干渉等の無い高い品質の音声信号が得
られる。また、スクランブル処理パターン数に対応する
いわゆる秘話コードのキー数としては、回路ブロックの
接続段数、遅延回路での遅延ステップ数、サンプリング
周波数および係数乗算器の係数、さらに、1サンプルお
きに極性反転するか否かのモード選択と、実用上充分な
キー数を確保でき、高い秘話効果を得ることができる。
また、回路構成が比較的簡単で済む。さらに、ピーク・
リミット回路によりスクランブル処理時に生じた瞬時的
な大きなピークを所定値で制限しているため、送信時の
平均的な変調度を上げ、S/N改善を図ることができる
とともに、いわゆるオーバーフロラによる悪影響の防止
にも貢献し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例となる秘話装置の送信側
回路の概略構成を示すブロック回路図、第2図は該第1
の実施例の受信側回路の概略構成を示すブロック回路図
、第3図は1サンプルおきの極性反転動作を説明するた
めのタイムチャート、第4図は本発明の第2の実施例と
なる秘話装置の送信側回路の概略構成を示すブロック回
路図、第5図はピーク・IJ ミツト動作を説明するた
めのタイム・チャートである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 送信側にスクランブル回路を、受信側にデスクランブル
    回路をそれぞれ設けて成る秘話装置において、 上記スクランブル回路およびデスクランブル回路のうち
    の一方の回路は、 入力信号が供給される加算器と、この加算器からの出力
    信号を遅延する遅延手段と、この遅延手段からの出力信
    号に係数を乗算する係数乗算器とを有し、この係数乗算
    器からの出力信号を上記加算器に帰還するとともにこの
    加算器からの出力信号を出力する回路ブロックを複数段
    縦続接続し、これらの回路ブロックの縦続接続回路に対
    して直列に、入力サンプル値列を1サンプルおきに極性
    反転する回路部を挿入接続して構成され、上記スクラン
    ブル回路およびデスクランブル回路のうちの他方の回路
    は、 入力信号が供給される加算器と、該入力信号を遅延する
    遅延手段と、この遅延手段からの出力信号に係数を乗算
    する係数乗算器とを有し、この係数乗算器からの出力を
    上記加算器に供給するとともにこの加算器からの出力信
    号を出力する回路ブロックを複数段縦続接続し、 これらの回路ブロックの縦続接続回路に対して直列に、
    入力サンプル値列を1サンプルおきに極性反転する回路
    部を挿入接続して構成されることを特徴とする秘話装置
    。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6456927U (ja) * 1987-10-05 1989-04-10

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6456927U (ja) * 1987-10-05 1989-04-10

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