JP2004037736A - Image reader and its program - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルムや紙等に描かれた画像を読み取る画像読取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、フィルムや紙等に描かれた画像を読み取る画像読取装置では、原稿面に焦点を合わせるためのフォーカス調整機能が備えられたものが使用されている。このような画像読取装置は、照明系と投影系とからなる光学系を固定し、原稿を保持した原稿台を原稿面に沿って移動させスキャンさせるタイプのものと、原稿を原稿台に固定し、光学系を原稿面に沿って移動させスキャンさせるタイプのものとに大別される。そして、後者の画像読取装置として、フォーカス調整をする際に光学系を揺動させるタイプのものが知られている(例えば、特開2001−144896号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光学系を揺動させるタイプの画像読取装置では、光学系を揺動させることで光源から原稿までの光路長を変更させるため、原稿面への光の入射角が微小ながら変化してしまい、原稿の読み取り位置が変化してしまう。そのため、原稿に描かれた絵柄の境界部分、すなわちコントラストの差が大きい部分に対してフォーカス調整をすると、揺動中のコントラストの変化が不規則になり、的確なフォーカスポイントを得られなくなるという問題があった。
【0004】
さらに、的確なコントラストデータが得られない場合には、原稿面上の読み取り位置を変更し再度フォーカシングを行う必要があり、画像の読み取り作業に手間や時間がかかる場合があるという問題があった。
【0005】
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、フォーカスポイントを検出するのに適さない位置でフォーカシングしてしまうのを未然に防ぐことができる画像読取装置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】
請求項1に記載の画像読取装置は、読み取りの対象となる原稿を固定する原稿台と、前記原稿に読取光を照射する照明光学系と、前記原稿における前記読取光の照射領域の像を検出する撮像素子を備えた読取光学系と、前記読取光の焦点位置を合わせるフォーカス調整機能とを有する画像読取装置において、前記撮像素子の相互に近接する2本の走査線に読み取りを行わせ、前記2本の走査線のコントラストを相互に比較し、この結果に基づいて前記原稿の読み取り位置を変更するか否かを判断する処理手段を有することを特徴とする。
【0007】
請求項2に記載の画像読取装置は、請求項1に記載の画像読取装置において、前記照明光学系および前記読取光学系を支持する支持部材を有し、前記支持部材により連結された前記照明光学系および前記読取光学系を、前記原稿の原稿面と並行に配置された回動軸を中心に回動可能にすることによって、フォーカス調整を行うことを特徴とする。
【0008】
請求項3に記載の画像読取装置は、請求項1または請求項2に記載の画像読取装置において、前記撮像素子の相互に近接する2本の走査線は、相隣接する走査線であることを特徴とする。
請求項4に記載の画像読取装置は、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の画像読取装置において、前記走査線のうち相互に近接する2本の走査線を選択する手順と、前記2本の走査線の走査線毎に、その走査線に含まれる全部または一部の画素の測光を行う手順とをフォーカス調整前に実行させる。
【0009】
請求項5に記載の画像読取装置は、請求項4に記載のプログラムにおいて、前記2本の走査線毎に、前記測光された各々の画素の出力値とその1つ前に測光された前記画素の出力値との差分を算出する手順と、前記2本の走査線毎に、前記差分の絶対値の総和を算出する手順と、これら2つの前記総和の差分を算出する手順とをフォーカス調整前に実行させる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明の画像読取装置の一使用形態を示している。
この画像読取装置1は、D−SUBコネクタ付きケーブル2を介して電子計算機3に接続されている。さらに、この電子計算機3には、読取画像を表示するためのモニター5と、電子計算機3に情報を入力するためのキーボード7とが接続されている。
【0011】
また、画像読取装置1には開口部1aが形成され、この開口部1aには原稿台9が装着される。この原稿台9は、画像読取装置1に着脱自在に取り付けられる。原稿台9には、モニター5に表示する読取画像データが固定されたものとして、例えばスライドマウント11が着脱される。なお、スライドマウント11の替わりに、ストリップフィルム、カートリッジにフィルムが入れられているAPSフィルムその他の原稿を着脱しても良い。
【0012】
図2は、画像読取装置1を垂直断面により概略的に示している。
この画像読取装置1は、メカボディ13と、スライドマウント11を挿入するための原稿台9と、メカボディ13の位置を変更する駆動部15とを有している。
メカボディ13は、水平に配置されるスライドマウント11を照明する光源17と、スライドマウント11を透過した読取光を受光し、スライドマウント11に描かれた画像を読みとるための読取光学系19とを有している。また、このメカボディ13は、回動軸Oを介して支持部材14に連結されている。
【0013】
読取光学系19は、スライドマウント11を透過した読取光を反射するミラー21と、ミラー21で反射した光を集光する投影レンズ23と、投影レンズ23で集光された光を受光するCCD25とを有している。
駆動部15は、副走査方向(図2中、左右方向)に読取光学系19を移動させるスキャンモータ27を有している。また、駆動部15は、回動軸Oを中心として、スライドマウント11に対して接近または離隔する方向にメカボディ13を移動させるフォーカス調整機能を有するAF用駆動部29を有している。
【0014】
AF用駆動部29は、AFモータ31と、AFモータ31の回転を伝達させる歯車33と、歯車33から回転を伝達されるカム35と、カム35により往復移動されメカボディ13を傾斜させる連接棒37とを有している。
また、この画像読取装置1は、スキャンモータ27に接続されるスキャンモータ駆動回路39と、AFモータ31に接続されるAFモータ駆動回路41と、CCD25に接続される画像処理回路43と、光源17に接続される照明駆動回路45とを有している。さらに、画像読取装置1は、このスキャンモータ駆動回路39とAFモータ駆動回路41と画像処理回路43と照明駆動回路45とを制御するCPU47と、このCPU47に接続されるメモリー49およびI/F回路51とを有している。このI/F回路51は、D−SUBコネクタ付きケーブル2を介して電子計算機3に接続されている。
【0015】
図3(a)は、図2において、AF用駆動部29を作動させ、メカボディ13を回動軸Oを中心に時計回り方向に回転させたときの図である。メカボディ13が水平に位置している場合に比べ、光源17はスライドマウント11に対し離隔している。
図3(b)は、図3(a)とは反対方向にメカボディ13を回転させたときの図である。メカボディ13が水平に位置している場合に比べ、光源17はスライドマウント11に対し接近している。
【0016】
そして、図3(a)および図3(b)のようにメカボディ13を傾斜させることで、メカボディ13とスライドマウント11との相対位置関係を変更させ、CCD25への入力画像のピントを合わせている。
【0017】
図4および図5は、画像読取装置1の内部構造の詳細を示している。ここで図4は、主走査方向(図4中、紙面垂直方向)の垂直断面を示しており、図5は、図4のV−V線に沿う断面を示している。
スライドマウント11は、その外周がフレーム11aに填め込まれており、このフレーム11aは、装着面9a上で2つの板ばね53により両側を固定されている。
【0018】
そして、光源17から出射したスライドマウント11の画像の読取光が、主走査方向と副走査方向とで曲率の異なるトーリックミラー55で光路を90度程変更され、スライドマウント11に照射される。スライドマウント11を透過した読取光は、ミラー21で光路を90度変更され、投影レンズ23を介して略円筒状のCCD保持部57に取り付けられたCCD25に入射する。ここで、光源17とトーリックミラー55とは、照明光学系56を構成している。
【0019】
なお、トーリックミラー55で反射された読取光は、主走査方向の垂直断面では、スライドマウント11およびCCD25のある位置で合焦し、副走査方向の垂直断面では、投影レンズ23のある位置で合焦するように設定して使用される(特開平8−248529号公報参照)。また、メカボディ13は、後述するスキャンモータ27が作動すると、図5に示すガイドバー59に沿って、副走査方向に移動する。
【0020】
以下、上述した画像読取装置1におけるフォーカスポイントの算出方法について説明する。
ユーザーがAF動作を実行すると、スキャンモータ27が起動し、メカボディ13が所定の位置まで副走査方向に沿って移動する。次いで、AFモータ31を駆動し、カム35の動作によりメカボディ13をスライドマウント11と光源17とが離隔する方向に回動軸Oを中心に、所定の角度範囲の揺動を行わせる。これにより、所定の角度範囲のコントラストデータが得られる。ここでいう、コントラストデータとは、CCD25における隣接する画素の出力差絶対値を総計したものをいう。そして、コントラストが最大となる角度位置をフォーカスポイントという。
【0021】
次に、図6および図7を用いて、フォカースポイントの決定方法の具体例について説明する。
図6(c)に示すようなスライドマウント11のフォーカシングを行うとき、メカボディ13を所定の角度範囲で回動軸Oを中心に揺動させ、図6(a)に示すように所定角度間隔毎に5ポイント、コントラストの計測を行う。この場合は、スライドマウント11中の点線内をCCD25の所定の走査線が計測している。そして、図6(c)に示すように、各ポイント毎のコントラスト総和を求め、コントラストが一番高いポイント、すなわち、3ポイント目をフォーカスポイントとする。
【0022】
この際、スライドマウント11と光源17との相対位置関係を決定するにあったては、先ず、例えば図7(b)に示すようなスライドマウント11のエリアAおよびエリアBの読み取りを行い、図7(a)に示すような2つのコントラストデータを取得する。そして、これらの差分を算出することで、絵柄の境界付近にあるか否かを推定する。絵柄の境界付近にあると推定される場合には、メカボディ13を副走査方向へ移動させ、計測するスライドマウント11の計測箇所を変更する。この理由は、オートフォーカス時、メカボディ13を回動軸Oを中心に揺動運動させると、スライドマウント11と読取光の光軸との交差位置が変化するため、絵柄の境界付近では、的確なコントラストデータを取得できなくなるおそれがあるからである。
【0023】
次に、この理由を、揺動によるスライドマウント11と読取光の光軸との交差位置の変化を示す図8を用いて具体的に説明する。
図に示すように、回動軸Oの中心から読み取り位置までの距離をXとし、メカボディ13の揺動範囲をYとし、スライドマウント11での読み取り位置の変化量をΔXとすると、以下のような関係式が成り立つ。
【0024】
θ=Y・tan(Y/2/X)
Δx=X(1/cosθ−1)
ここで例えば、回動軸Oの中心から読み取り位置までの距離Xは110mm、揺動範囲aは3mmであるので、読み取り位置の変化量ΔXは、上式より0.010mmとなる。そのため、スキャン時の最小ピッチが0.006mmであるときには、読み取り位置の変化は、2画素弱分に相当する。従って、読み取り位置が絵柄の境界付近にあるときは、的確なコントラストデータを取得することができなくなる。
【0025】
なお、上述したような計測を画像読取装置1に行わせるために、メモリー49には、走査線のうち相互に近接する2本の走査線を選択する手順と、2本の走査線の走査線毎に、その走査線に含まれる全部または一部の画素の測光を行う手順と、2本の走査線毎にコントラストを計測する手順、すなわち測光された各々の画素の出力値とその1つ前に測光された画素の出力値との差分を算出し、2本の走査線毎に差分の絶対値の総和を算出する手順と、これら2つの総和の差分を算出する手順とを行わせるためのプログラムが記録されている。そして、このプログラムは処理手段であるCPU47を用いて実行される。
【0026】
この実施形態の画像読取装置1では、読取光の焦点位置を合わせる際に、CCD25の相隣接する2本の走査線に読み取りを行わせ、2本の走査線のコントラストを相互に比較するので、フォーカスポイントが絵柄の境界付近にあるか否かを2本の走査線のコントラストの差を算出することで確実に把握することができる。そして、絵柄の境界付近にあると判断される場合に、メカボディ13を副走査方向へ移動させて新たな2本の走査線のコントラストを採取し、それらを相互に比較し、境界付近でないと判断されるまでメカボディ13を副走査方向へ移動させれば、フォーカスポイントを絵柄の境界付近から離隔させることができる。そのため、メカボディ13の揺動運動によるフォーカシングを行う前に、フォーカスポイントを確実に絵柄の境界付近から引き離すことができ、フォーカスポイントを検出するのに適さない位置でフォーカシングしてしまうことを未然に防ぐことができる。
【0027】
また、この実施形態の画像読取装置1では、照明光学系56および読取光学系19を支持する支持部材14を設け、支持部材14により連結された照明光学系56および読取光学系19を、スライドマウント11の原稿面と並行に配置された回動軸Oを中心に回動可能にすることによってフォーカス調整を行うので、メカボディ13を平行移動させてフォーカシングを行わせる場合に比べ、装置を小型化することができる。この理由は、十分な精度で平行移動を行わせるためには、移動方向を規制するAFガイドバー等の案内機構や、移動を行わせるためのモータ等の駆動機構が大型化する傾向にあるからである。
【0028】
なお、上述した実施形態では、相隣接する2本の走査線を用いてコントラストの比較を行ったが、メカボディ13の回動軸Oを中心とした回転に対する読取範囲の変化を考慮して計測する走査線の選択を行うならば如何なる走査線を選択しても良い。例えば、コントラストの計測に用いる2本の走査線の間にコントラストの計測に用いない1本或いは複数本の走査線を介入しても良い。また、コントラストの計測に用いる走査線の数は2本ではなく、3本以上としても良い。
【0029】
また、上述した実施形態では、2本の走査線のコントラストの差を検出するという手法を揺動タイプの画像読取装置1に適用した例について説明したが、フォーカス時に画像がズームするタイプの画像読取装置に適用しても良い。
【0030】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の画像読取装置では、読取光の焦点位置を合わせる際に、撮像素子の相隣接する2本の走査線に読み取りを行わせ、2本の走査線のコントラストを相互に比較するので、フォーカスポイントが絵柄の境界付近にあるか否かを把握することができる。そして、絵柄の境界付近にあると判断される場合に、原稿への読取光の照射位置を副走査方向へ移動させて新たな2本の走査線のコントラストを相互に比較し、境界付近でないと判断されるまで読み取り位置を副走査方向へ移動させれば、フォーカスポイントを絵柄の境界付近から離隔させることができる。そのため、フォーカシングを行う前に、フォーカスポイントを確実に絵柄の境界付近から引き離すことができ、揺動運動を行わせるタイプの画像読取装置において、フォーカスポイントを検出するのに適さない位置でフォーカシングしてしまうことを未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像読取装置の一使用形態を示す説明図である。
【図2】図1の画像読取装置を垂直断面により概略的に示す説明図である。
【図3】メカボディを揺動させたときの説明図である。
【図4】図1の画像読取装置の内部構造の詳細を示す説明図である。
【図5】図4のV−V線に沿う断面図である。
【図6】図1の画像読取装置でのフォーカシングについての説明図である。
【図7】図1の画像読取装置でのフォーカシングについての説明図である。
【図8】図1の画像読取装置のメカブロックの揺動範囲についての説明図である。
【符号の説明】
1 画像読取装置
9 原稿台
11 スライドマウント
14 支持部材
19 読取光学系
25 CCD
56 照明光学系[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image reading device that reads an image drawn on a film, paper, or the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an image reading apparatus that reads an image drawn on a film, paper, or the like has been provided with a focus adjustment function for focusing on a document surface. Such an image reading apparatus is of a type in which an optical system including an illumination system and a projection system is fixed, and a platen holding a document is moved along a document surface and scanned, and a document is fixed to the platen. And a type in which the optical system is moved along the surface of the document and scanned. As the latter image reading apparatus, there is known an image reading apparatus that swings an optical system when performing focus adjustment (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-144896).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in an image reading device of the type that swings the optical system, the optical path length from the light source to the document is changed by swinging the optical system, so that the angle of incidence of light on the document surface changes slightly. Then, the reading position of the document changes. Therefore, if focus adjustment is performed on a boundary portion of a picture drawn on a document, that is, a portion having a large contrast difference, a change in contrast during swinging becomes irregular, and an accurate focus point cannot be obtained. was there.
[0004]
Further, when accurate contrast data cannot be obtained, it is necessary to change the reading position on the document surface and perform focusing again, and there is a problem that the work of reading an image may take time and effort.
[0005]
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and has as its object to provide an image reading apparatus capable of preventing focusing at a position that is not suitable for detecting a focus point. And
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The image reading apparatus according to
[0007]
The image reading apparatus according to
[0008]
According to a third aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the first or second aspect, the two scanning lines of the image sensor that are adjacent to each other are adjacent scanning lines. Features.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to any one of the first to third aspects, a step of selecting two mutually adjacent scanning lines among the scanning lines. Performing the photometry of all or some pixels included in the two scanning lines for each of the two scanning lines before the focus adjustment.
[0009]
The image reading device according to
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows one use mode of the image reading apparatus of the present invention.
The
[0011]
An opening 1a is formed in the
[0012]
FIG. 2 schematically shows the
The
The mechanical body 13 has a
[0013]
The reading optical system 19 includes a
The drive unit 15 has a
[0014]
The
The
[0015]
FIG. 3A is a diagram when the
FIG. 3B is a diagram when the mechanical body 13 is rotated in a direction opposite to that of FIG. The
[0016]
By tilting the mechanical body 13 as shown in FIGS. 3A and 3B, the relative positional relationship between the mechanical body 13 and the
[0017]
4 and 5 show the details of the internal structure of the
The outer periphery of the
[0018]
Then, the reading light of the image of the
[0019]
The reading light reflected by the toric mirror 55 is focused at a certain position of the
[0020]
Hereinafter, a method of calculating the focus point in the above-described
When the user executes the AF operation, the
[0021]
Next, a specific example of a method of determining a focus point will be described with reference to FIGS.
When focusing the
[0022]
At this time, in determining the relative positional relationship between the
[0023]
Next, the reason for this will be specifically described with reference to FIG. 8 showing a change in the intersection position between the
As shown in the drawing, when the distance from the center of the rotation axis O to the reading position is X, the swing range of the mechanical body 13 is Y, and the amount of change in the reading position on the
[0024]
θ = Y · tan (Y / 2 / X)
Δx = X (1 / cos θ−1)
Here, for example, since the distance X from the center of the rotation axis O to the reading position is 110 mm and the swing range a is 3 mm, the variation ΔX of the reading position is 0.010 mm from the above equation. Therefore, when the minimum pitch at the time of scanning is 0.006 mm, the change in the reading position corresponds to less than two pixels. Therefore, when the reading position is near the boundary of the picture, accurate contrast data cannot be obtained.
[0025]
In order to cause the
[0026]
In the
[0027]
Further, in the
[0028]
In the above-described embodiment, the contrast is compared using two adjacent scanning lines. However, the measurement is performed in consideration of a change in the reading range with respect to the rotation of the mechanical body 13 about the rotation axis O. If the selection of the scanning line is performed, any scanning line may be selected. For example, one or more scanning lines not used for measuring the contrast may intervene between the two scanning lines used for measuring the contrast. Further, the number of scanning lines used for measuring the contrast is not limited to two, but may be three or more.
[0029]
Further, in the above-described embodiment, the example in which the technique of detecting the difference in contrast between two scanning lines is applied to the swing type
[0030]
【The invention's effect】
As described above, in the image reading apparatus of the present invention, when the focus position of the reading light is adjusted, reading is performed on two adjacent scanning lines of the image sensor, and the contrast of the two scanning lines is adjusted. , It can be grasped whether or not the focus point is near the boundary of the picture. If it is determined that the original is near the boundary of the pattern, the irradiation position of the reading light on the document is moved in the sub-scanning direction, and the contrasts of the two new scanning lines are compared with each other. If the reading position is moved in the sub-scanning direction until it is determined, the focus point can be separated from the vicinity of the border of the picture. Therefore, before performing the focusing, the focus point can be reliably separated from the vicinity of the boundary of the pattern, and in an image reading apparatus of a type that performs a rocking motion, the focusing is performed at a position that is not suitable for detecting the focus point. Can be prevented from happening.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing one use form of an image reading apparatus of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing the image reading apparatus of FIG. 1 in a vertical section.
FIG. 3 is an explanatory diagram when a mechanical body is swung.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing details of an internal structure of the image reading apparatus of FIG. 1;
FIG. 5 is a sectional view taken along the line VV of FIG. 4;
FIG. 6 is an explanatory diagram of focusing in the image reading device of FIG. 1;
FIG. 7 is an explanatory diagram of focusing in the image reading device of FIG. 1;
FIG. 8 is a diagram illustrating a swing range of a mechanical block of the image reading apparatus of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
56 Illumination optical system
Claims (5)
前記原稿に読取光を照射する照明光学系と、
前記原稿における前記読取光の照射領域の像を検出する撮像素子を備えた読取光学系と、
前記読取光の焦点位置を合わせるフォーカス調整機能と、
を有する画像読取装置において、
前記撮像素子の相互に近接する2本の走査線に読み取りを行わせ、前記2本の走査線のコントラストを相互に比較し、この結果に基づいて前記原稿の読み取り位置を変更するか否かを判断する処理手段を有することを特徴とする画像読取装置。A platen for fixing a document to be read;
An illumination optical system for irradiating the original with reading light,
A reading optical system including an image sensor that detects an image of the irradiation area of the reading light on the document,
A focus adjustment function for adjusting a focal position of the reading light;
In the image reading device having
The two scanning lines of the image sensor close to each other are read, the contrasts of the two scanning lines are compared with each other, and it is determined whether or not to change the reading position of the document based on the result. An image reading apparatus comprising a processing unit for determining.
前記照明光学系および前記読取光学系を支持する支持部材を有し、
前記支持部材により連結された前記照明光学系および前記読取光学系を、前記原稿の原稿面と並行に配置された回動軸を中心に回動可能にすることによって、フォーカス調整を行うことを特徴とする画像読取装置。The image reading device according to claim 1,
Having a support member for supporting the illumination optical system and the reading optical system,
Focus adjustment is performed by enabling the illumination optical system and the reading optical system connected by the support member to rotate around a rotation axis arranged in parallel with the document surface of the document. Image reading device.
前記撮像素子の相互に近接する2本の走査線は、相隣接する走査線であることを特徴とする画像読取装置。The image reading device according to claim 1 or 2,
2. An image reading apparatus according to claim 1, wherein the two scanning lines of the image sensor that are adjacent to each other are adjacent scanning lines.
前記走査線のうち相互に近接する2本の走査線を選択する手順と、
前記2本の走査線の走査線毎に、その走査線に含まれる全部または一部の画素の測光を行う手順と、
をフォーカス調整前に実行させるためのプログラム。The image reading device according to any one of claims 1 to 3,
Selecting two mutually adjacent scanning lines among the scanning lines;
Performing, for each scanning line of the two scanning lines, photometry of all or some pixels included in the scanning line;
Program to execute before focus adjustment.
前記2本の走査線毎に、前記測光された各々の画素の出力値とその1つ前に測光された前記画素の出力値との差分を算出する手順と、
前記2本の走査線毎に、前記差分の絶対値の総和を算出する手順と、
これら2つの前記総和の差分を算出する手順と、
をフォーカス調整前に実行させるためのプログラム。In the program according to claim 4,
Calculating, for each of the two scanning lines, a difference between an output value of each of the measured pixels and an output value of the pixel measured immediately before;
Calculating a sum of absolute values of the differences for each of the two scanning lines;
Calculating the difference between these two sums;
Program to execute before focus adjustment.
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JP2002193483A Pending JP2004037736A (en) | 2002-07-02 | 2002-07-02 | Image reader and its program |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004037736A (en) |
-
2002
- 2002-07-02 JP JP2002193483A patent/JP2004037736A/en active Pending
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