JP2532613B2 - 楽音合成装置 - Google Patents
楽音合成装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子楽器等の楽音合成装置に関するもので
ある。
ある。
従来の技術 近年、電子楽器には、いわるるシンセサイザー機能と
呼ばれる音作りの機能を備えたものが開発されており、
シンセキーボード或は、単にシンセサイザーと呼ばれて
いる。楽音合成技術としては、アナログからディジタル
の方式まで様々な合成技術が開発されているが、基本的
には以下に説明する原理に従った音作りをするものが多
く、このような楽音合成装置は、例えば、「シンセサイ
ザー操作事典」音楽之友社発行に記述されている。
呼ばれる音作りの機能を備えたものが開発されており、
シンセキーボード或は、単にシンセサイザーと呼ばれて
いる。楽音合成技術としては、アナログからディジタル
の方式まで様々な合成技術が開発されているが、基本的
には以下に説明する原理に従った音作りをするものが多
く、このような楽音合成装置は、例えば、「シンセサイ
ザー操作事典」音楽之友社発行に記述されている。
以下図面を参照しながら上述の楽音合成装置について
説明する。
説明する。
第４図は従来の楽音合成装置の構成を示すものであ
る。
る。
第４図において、101は波形発振器、102はフィルタ、
103はアンプ、１は入力部、２は制御部、121は波形選択
入力部、122は音色エンベロープ入力部、123は音量エン
ベロープ入力部、112は音色エンベロープロープ発生
器、113は音量エンベロープロープ発生器である。
103はアンプ、１は入力部、２は制御部、121は波形選択
入力部、122は音色エンベロープ入力部、123は音量エン
ベロープ入力部、112は音色エンベロープロープ発生
器、113は音量エンベロープロープ発生器である。
以上のように構成された楽音合成装置について、以下
その動作について説明する。
その動作について説明する。
鍵盤等の入力部１に出力すべき楽音が指示されると、
入力部１は、制御部２に対して、出力すべき楽音の音程
及び出力開始或は出力停止に関する信号を出力する。制
御部２が、波形発振器101と音色エンベロープ発生器112
と音量エンベロープ発生器113とに対して出力開始信号
を出力することによって楽音の出力が開始されることに
なる。
入力部１は、制御部２に対して、出力すべき楽音の音程
及び出力開始或は出力停止に関する信号を出力する。制
御部２が、波形発振器101と音色エンベロープ発生器112
と音量エンベロープ発生器113とに対して出力開始信号
を出力することによって楽音の出力が開始されることに
なる。
ここで、波形発振器101は、VCOと呼ばれる電圧制御型
発振器によって構成する事が出来、波形発振周波数即ち
音程は、制御部２からの入力電圧によって決定され、ま
た、発振波形の形状（正弦波、三角波等）は、波形選択
入力部121からの入力によって決定される。フィルタ102
は、VCFと呼ばれる電圧制御型フィルタによって構成す
ることが出来、フィルタの遮断周波数いわゆるカットオ
フ周波数は音色エンベロープ発生器112からの入力電圧
によって制御されることになる。アンプ113は、VCAと呼
ばれる電圧制御型増幅器によって構成することができ、
出力楽音のいわゆるエンベロープ（振幅エンベロープ）
は、音量エンベロープ発生器113からの入力電圧によっ
て制御されることになる。音色エンベロープ発生器112
と音量エンベロープ発生器113から発生さえるエンベロ
ープの形状は、それぞれ音色エンベロープ入力部122及
び音量エンベロープ入力部123から入力されるエンベロ
ープ情報に従って形成されるものとする。
発振器によって構成する事が出来、波形発振周波数即ち
音程は、制御部２からの入力電圧によって決定され、ま
た、発振波形の形状（正弦波、三角波等）は、波形選択
入力部121からの入力によって決定される。フィルタ102
は、VCFと呼ばれる電圧制御型フィルタによって構成す
ることが出来、フィルタの遮断周波数いわゆるカットオ
フ周波数は音色エンベロープ発生器112からの入力電圧
によって制御されることになる。アンプ113は、VCAと呼
ばれる電圧制御型増幅器によって構成することができ、
出力楽音のいわゆるエンベロープ（振幅エンベロープ）
は、音量エンベロープ発生器113からの入力電圧によっ
て制御されることになる。音色エンベロープ発生器112
と音量エンベロープ発生器113から発生さえるエンベロ
ープの形状は、それぞれ音色エンベロープ入力部122及
び音量エンベロープ入力部123から入力されるエンベロ
ープ情報に従って形成されるものとする。
波形発振器101は、制御部２から出力される第５図に
示す制御電圧に対応して波形発振を開始する。即ち、第
５図の制御電圧の立ち上がり部を出力開始信号として、
また、制御電圧の強さ（大きさ）に対応した音高（時間
周期）の波形発振を開始し、制御電圧の立ち下がり部を
出力停止信号として、波形発信を停止する。波形発振器
101から出力される波形信号は、フィルタ102に入力され
て、音色エンベロープ発生器112から入力される音色エ
ンベロープにしたがったフィルタリングを為されて、音
色付加波形信号として出力される。フィルタ102から出
力される音色付加波形信号は、アンプ103に入力され
て、音量エンベロープ発生器113から入力される音量エ
ンベロープに従って増幅され、合成楽音として出力され
ることになる。
示す制御電圧に対応して波形発振を開始する。即ち、第
５図の制御電圧の立ち上がり部を出力開始信号として、
また、制御電圧の強さ（大きさ）に対応した音高（時間
周期）の波形発振を開始し、制御電圧の立ち下がり部を
出力停止信号として、波形発信を停止する。波形発振器
101から出力される波形信号は、フィルタ102に入力され
て、音色エンベロープ発生器112から入力される音色エ
ンベロープにしたがったフィルタリングを為されて、音
色付加波形信号として出力される。フィルタ102から出
力される音色付加波形信号は、アンプ103に入力され
て、音量エンベロープ発生器113から入力される音量エ
ンベロープに従って増幅され、合成楽音として出力され
ることになる。
音色エンベロープ入力部122及び音量エンベロープ入
力部123に入力されるエンベロープ情報とは、第６図に
示すようないわゆるADSR（アタック、ディケイ、サステ
イン、リリース）に対応したアタックタイム、ディケイ
タイム、サステインレベル、リリースタイムを入力す
る。ここで、アタックタイムとは、エンベロープ発生開
始からエンベロープがピークレベルに達するまでの時間
であり、いわゆる立ち上がり時間に相当するものであ
る。ディケイタイムとは、上記ピークレベルからサステ
インレベルに減衰するまでの時間、サステインレベルと
は楽音を出力し続けている時の保持レベル、リリースタ
イムとは、制御部２から楽音の出力停止信号が入力され
てからエンベロープレベルが零になるまでの時間であ
る。
力部123に入力されるエンベロープ情報とは、第６図に
示すようないわゆるADSR（アタック、ディケイ、サステ
イン、リリース）に対応したアタックタイム、ディケイ
タイム、サステインレベル、リリースタイムを入力す
る。ここで、アタックタイムとは、エンベロープ発生開
始からエンベロープがピークレベルに達するまでの時間
であり、いわゆる立ち上がり時間に相当するものであ
る。ディケイタイムとは、上記ピークレベルからサステ
インレベルに減衰するまでの時間、サステインレベルと
は楽音を出力し続けている時の保持レベル、リリースタ
イムとは、制御部２から楽音の出力停止信号が入力され
てからエンベロープレベルが零になるまでの時間であ
る。
以上のような楽音合成装置の使用者は、波形選択入力
部121と音色エンベロープ入力部122及び音量エンベロー
プ入力部123とによって使用波形の種類選択、使用フィ
ルタの時間変動（音色エンベロープ）及び使用アンプの
時間変動（音量エンベロープ）を想起しながら入力を行
なった後に、入力部１に楽音出力を指示すると、入力に
対応した楽音が上述のような合成動作によって出力され
ることになる。
部121と音色エンベロープ入力部122及び音量エンベロー
プ入力部123とによって使用波形の種類選択、使用フィ
ルタの時間変動（音色エンベロープ）及び使用アンプの
時間変動（音量エンベロープ）を想起しながら入力を行
なった後に、入力部１に楽音出力を指示すると、入力に
対応した楽音が上述のような合成動作によって出力され
ることになる。
なお、上述の楽音合成装置は、アナログ方式のものに
付いて述べてきたが、最近ではデイジタル方式のシンセ
サイザが多く開発されており、単純に上述のアナログ方
式をディジタルに置き換えたものから、波形発振器とし
て楽器音（例えばピアノの音）をいわゆるPCM（ピーシ
ーエム:Pulse Code Modulation）データとして半導体
メモリに記憶させておいて、これを出力音程に対応した
速さで読み出し、楽器音のいわゆるエンベロープ自体も
含めたデータとして発振させておき、上述の音量エンベ
ロープ付加により更に変形をさせるようにしたものや、
上述の原理とは、まったく異なる原理で、即ち、半導体
メモリに記憶させた正弦波データの読み出し方をパラメ
ータによって様々に変形させて複雑な音色変動を実現さ
せているものもある。
付いて述べてきたが、最近ではデイジタル方式のシンセ
サイザが多く開発されており、単純に上述のアナログ方
式をディジタルに置き換えたものから、波形発振器とし
て楽器音（例えばピアノの音）をいわゆるPCM（ピーシ
ーエム:Pulse Code Modulation）データとして半導体
メモリに記憶させておいて、これを出力音程に対応した
速さで読み出し、楽器音のいわゆるエンベロープ自体も
含めたデータとして発振させておき、上述の音量エンベ
ロープ付加により更に変形をさせるようにしたものや、
上述の原理とは、まったく異なる原理で、即ち、半導体
メモリに記憶させた正弦波データの読み出し方をパラメ
ータによって様々に変形させて複雑な音色変動を実現さ
せているものもある。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような構成では音色エンベロー
プあるいは音量エンベロープのように抽象化されたパラ
メータを入力して合成楽音を得るようにしているため
に、熟練した使用者でなければ最終的に出力される合成
楽音の音質を想起できないという問題点を有していた。
プあるいは音量エンベロープのように抽象化されたパラ
メータを入力して合成楽音を得るようにしているため
に、熟練した使用者でなければ最終的に出力される合成
楽音の音質を想起できないという問題点を有していた。
本発明は、上記問題点に鑑みて、一般の使用者でも最
終的に出力される合成楽音の音質を容易に想起できる楽
音合成装置を提供するものである。
終的に出力される合成楽音の音質を容易に想起できる楽
音合成装置を提供するものである。
課題を解決するための手段 本発明は入力部と、前記入力部への入力にしたがって
出力周波数を制御する制御部と、前記制御部によって選
択された周波数の信号を出力する波形発振器とを有する
楽音合成装置であって、所定の形状を有する音響手段の
大きさを定める形状パラメータを入力する形状入力部
と、前記形状入力部より入力された形状パラメータの隣
接するパラメータに基づいて合成パラメータを算出する
パラメータ変換部と、前記波形発振器より得られる発振
信号を前記パラメータ変換部より得られる合成パラメー
タによって加工する波形加工部とを有することを特徴と
するものである。
出力周波数を制御する制御部と、前記制御部によって選
択された周波数の信号を出力する波形発振器とを有する
楽音合成装置であって、所定の形状を有する音響手段の
大きさを定める形状パラメータを入力する形状入力部
と、前記形状入力部より入力された形状パラメータの隣
接するパラメータに基づいて合成パラメータを算出する
パラメータ変換部と、前記波形発振器より得られる発振
信号を前記パラメータ変換部より得られる合成パラメー
タによって加工する波形加工部とを有することを特徴と
するものである。
作用 この構成によって、制御部は、従来例と同様に入力部
からの出力楽音の指示に対応して波形発振器の制御を行
い、選択された周波数の波形が波形発振器から出力さ
れ、波形加工部において合成パラメータにしたがったフ
ィルタリングなどの波形加工されて合成楽音波形として
出力される。波形加工に用いる合成パラメータは、形状
入力部において入力される物理的形状に基ずいた形状パ
ラメータをパラメータ変換部で対応する合成パラメータ
に変換することによって得られるものであるので、出力
される合成楽音波形は、物理的形状に対応した音質を有
することとなる。
からの出力楽音の指示に対応して波形発振器の制御を行
い、選択された周波数の波形が波形発振器から出力さ
れ、波形加工部において合成パラメータにしたがったフ
ィルタリングなどの波形加工されて合成楽音波形として
出力される。波形加工に用いる合成パラメータは、形状
入力部において入力される物理的形状に基ずいた形状パ
ラメータをパラメータ変換部で対応する合成パラメータ
に変換することによって得られるものであるので、出力
される合成楽音波形は、物理的形状に対応した音質を有
することとなる。
実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。
説明する。
第１図は本発明の一実施例における楽音合成装置のブ
ロック図を示すものである。
ロック図を示すものである。
第１図において、10は波形加工部、11はパラメータ変
換部、12は形状入力部である。なお、１は入力部、２は
制御部、101は波形発生部、121は波形選択入力部で、こ
れらは従来例の構成と同じものである。
換部、12は形状入力部である。なお、１は入力部、２は
制御部、101は波形発生部、121は波形選択入力部で、こ
れらは従来例の構成と同じものである。
まず、形状入力部12に対して形状パラメータを入力す
る。本実施例では、波形発振器101の波形出力を任意に
設計できる物理的な音響手段、例えば音響管を通過させ
ることによって音色加工するような想起が可能な所定の
形状音響手段を用いてその大きさを形状パラメータとす
る。
る。本実施例では、波形発振器101の波形出力を任意に
設計できる物理的な音響手段、例えば音響管を通過させ
ることによって音色加工するような想起が可能な所定の
形状音響手段を用いてその大きさを形状パラメータとす
る。
形状パラメータＳはS0からSN+1までの（Ｎ＋２）個を
入力する。ここで、ｉ番目の形状パラメータSiは第２図
に示すような側面形状を有する円筒の音響管群第ｉ番目
の音響管の半径を表すものである。第ｉ番目の音響管の
断面積Aiは（１）式のように表される。
入力する。ここで、ｉ番目の形状パラメータSiは第２図
に示すような側面形状を有する円筒の音響管群第ｉ番目
の音響管の半径を表すものである。第ｉ番目の音響管の
断面積Aiは（１）式のように表される。
Ai＝π・Si・Si …（１） 第ｉ番目の音響管と第（ｉ＋１）番目の音響管の接続
部では音響的な反射が起こり、その反射係数Riは（２）
式のようにして求められることが一般に知られている。
（例えば「信号・画像のディジタル処理」産業図書発
行、有本卓著）。
部では音響的な反射が起こり、その反射係数Riは（２）
式のようにして求められることが一般に知られている。
（例えば「信号・画像のディジタル処理」産業図書発
行、有本卓著）。
各音響管は全て単位長さＬを有しており、音速をＣ、
サンプリング周波数をFsとして（３）式のような関係式
が成り立つものとする。
サンプリング周波数をFsとして（３）式のような関係式
が成り立つものとする。
このとき、断面積A0とAN+1は音響管群の両端の境界条
件を決定するために使用するので、音響管群の物理的全
長Ｄは（４）式で表されることになる。
件を決定するために使用するので、音響管群の物理的全
長Ｄは（４）式で表されることになる。
Ｄ＝Ｌ・Ｎ …（４） 従って、使用者は全長Ｄの円筒音響管を単位長ＬのＮ
＋２個の単位音響管に分割して、分割した単位音響管の
半径Siを任意に設定することによって、円筒音響管の形
状を設計することになる。
＋２個の単位音響管に分割して、分割した単位音響管の
半径Siを任意に設定することによって、円筒音響管の形
状を設計することになる。
形状入力部12に入力された（Ｎ＋２）個の形状パラメ
ータSiは、パラメータ変換部11へ出力される。パラメー
タ変換部11は、入力された形状パラメータSiと、（１）
式と（２）式とから合成パラメータRj（反射係数）を算
出し、波形加工部10へ出力する。ただし、ｊ＝1,2…、
Ｎとする。
ータSiは、パラメータ変換部11へ出力される。パラメー
タ変換部11は、入力された形状パラメータSiと、（１）
式と（２）式とから合成パラメータRj（反射係数）を算
出し、波形加工部10へ出力する。ただし、ｊ＝1,2…、
Ｎとする。
波形発振器101は、従来例と同様にして、波形選択入
力部121において選択された波形を、鍵盤などの入力部
１への楽音出力指示に対応して動作する制御部２からの
信号にしたがってA/D変換13へ出力する。A/D変換器13は
サンプリング周期（1/Fs）のタイミングで波形発振器10
1の出力をディジタル信号に変換するものであり、その
出力を波形加工部10に与える。
力部121において選択された波形を、鍵盤などの入力部
１への楽音出力指示に対応して動作する制御部２からの
信号にしたがってA/D変換13へ出力する。A/D変換器13は
サンプリング周期（1/Fs）のタイミングで波形発振器10
1の出力をディジタル信号に変換するものであり、その
出力を波形加工部10に与える。
波形加工部10は、波形発振器101から出力される波形
信号に対して第３図に示すようなフィリタリングをサン
プリング周波数Fsに同期して実施することによって合成
楽音を算出し出力する。第３図においてRjは合成パラメ
ータを、またZ-1は、サンプリング周波数Fsに同期した
１単位時間遅延を表すものとする。
信号に対して第３図に示すようなフィリタリングをサン
プリング周波数Fsに同期して実施することによって合成
楽音を算出し出力する。第３図においてRjは合成パラメ
ータを、またZ-1は、サンプリング周波数Fsに同期した
１単位時間遅延を表すものとする。
なお、波形発振器101から出力される波形信号がディ
ジタル信号の場合には、波形発振器101の出力信号をそ
のまま波形加工部10へ入力するようにしてもよい。ま
た、波形発振器101から出力される波形信号がディジタ
ル信号であってもサンプリング周波数Fsに同期した入力
として波形加工部10での演算にはそのまま使用できない
場合には、一旦ディジタル・アナログ変換した後にアナ
ログ・ディジタル変換をサンプリング周波数Fsで実施す
るようにしてもよい。
ジタル信号の場合には、波形発振器101の出力信号をそ
のまま波形加工部10へ入力するようにしてもよい。ま
た、波形発振器101から出力される波形信号がディジタ
ル信号であってもサンプリング周波数Fsに同期した入力
として波形加工部10での演算にはそのまま使用できない
場合には、一旦ディジタル・アナログ変換した後にアナ
ログ・ディジタル変換をサンプリング周波数Fsで実施す
るようにしてもよい。
以上のように、本実施例によれば、円筒状の音響管モ
デルに対応した形状パラメータSiを入力し、パラメータ
変換部11において形状パラメータSiを対応する合成パラ
メータRiに変換し、波形加工部10は入力される波形信号
に合成パラメータRjによるフィルタリングをするように
したので、メガホンあるいは管楽器のような管に波形信
号を通過させるような想起によって様々な楽音合成が可
能な楽音合成装置を実現できる。
デルに対応した形状パラメータSiを入力し、パラメータ
変換部11において形状パラメータSiを対応する合成パラ
メータRiに変換し、波形加工部10は入力される波形信号
に合成パラメータRjによるフィルタリングをするように
したので、メガホンあるいは管楽器のような管に波形信
号を通過させるような想起によって様々な楽音合成が可
能な楽音合成装置を実現できる。
発明の効果 本発明は、音響手段の物理的な形状に基ずいた形状パ
ラメータを入力し、パラメータ変換部において形状パラ
メータに対応する合成パラメータに変換し、波形加工部
は入力される波形信号に合成パラメータによる波形加工
をするようにしたので、物理的な形状を想起した様々な
楽音合成が可能な楽音合成装置を実現できる。
ラメータを入力し、パラメータ変換部において形状パラ
メータに対応する合成パラメータに変換し、波形加工部
は入力される波形信号に合成パラメータによる波形加工
をするようにしたので、物理的な形状を想起した様々な
楽音合成が可能な楽音合成装置を実現できる。
第１図は本発明の一実施例における楽音合成装置のブロ
ック図、第２図は音響管モデル側面図、第３図は本発明
の一実施例における波形加工フィルタの信号流れ図、第
４図は従来の楽音合成装置のブロック図、第５図及び第
６図は従来例における信号波形図である。 １……入力部、２……制御部、10……波形加工部、11…
…パラメータ変換部、12……形状入力部、13……A/D変
換器、101……波形発振器、121……波形選択入力部。
ック図、第２図は音響管モデル側面図、第３図は本発明
の一実施例における波形加工フィルタの信号流れ図、第
４図は従来の楽音合成装置のブロック図、第５図及び第
６図は従来例における信号波形図である。 １……入力部、２……制御部、10……波形加工部、11…
…パラメータ変換部、12……形状入力部、13……A/D変
換器、101……波形発振器、121……波形選択入力部。
Claims (2)
- 【請求項１】入力部と、前記入力部への入力にしたがっ
て出力周波数を制御する制御部と、前記制御部によって
選択された周波数の信号を出力する波形発振器とを有す
る楽音合成装置において、所定の形状を有する音響手段
の大きさを定める形状パラメータを入力する形状入力部
と、前記形状入力部より入力された形状パラメータの隣
接するパラメータに基づいて合成パラメータを算出する
パラメータ変換部と、前記波形発振器より得られる発振
信号を前記パラメータ変換部より得られる合成パラメー
タによって加工する波形加工部とを有することを特徴と
する楽音合成装置。 - 【請求項２】前記形状入力部は所定の単位長毎に各々半
径Siを有する一連の円筒状の音響管群についての形状パ
ラメータSi（ｉ＝０〜Ｎ＋１）を入力するものであり、
前記パラメータ変換部は一連の音響管について相隣る管
径毎にその管の断面積（Ai＝πSi 2）の加減算値の比に
よって合成パラメータRi を算出するものであり、前記波形加工部は前記波形発振
器の発振出力を前記パラメータ変換部より得られる合成
パラメータRiに基づいて加工するものであることを特徴
とする請求項１記載の楽音合成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63261785A JP2532613B2 (ja) | 1988-10-18 | 1988-10-18 | 楽音合成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63261785A JP2532613B2 (ja) | 1988-10-18 | 1988-10-18 | 楽音合成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02108097A JPH02108097A (ja) | 1990-04-19 |
| JP2532613B2 true JP2532613B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=17366672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63261785A Expired - Fee Related JP2532613B2 (ja) | 1988-10-18 | 1988-10-18 | 楽音合成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2532613B2 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60203998A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-15 | 松下電器産業株式会社 | 音声合成用制御パラメ−タの推定方法 |
| JPS62109093A (ja) * | 1985-11-07 | 1987-05-20 | 松下電器産業株式会社 | 波形合成装置 |
| JPS6325700A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-03 | 松下電器産業株式会社 | 長音結合方法 |
| JPS6340199A (ja) * | 1986-05-02 | 1988-02-20 | ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ リーランド スタンフォード ジュニア ユニバーシティ | 残響付与システム |
-
1988
- 1988-10-18 JP JP63261785A patent/JP2532613B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPS62109093A (ja) * | 1985-11-07 | 1987-05-20 | 松下電器産業株式会社 | 波形合成装置 |
| JPS6340199A (ja) * | 1986-05-02 | 1988-02-20 | ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ リーランド スタンフォード ジュニア ユニバーシティ | 残響付与システム |
| JPS6325700A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-03 | 松下電器産業株式会社 | 長音結合方法 |
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| Publication number | Publication date |
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| JPH02108097A (ja) | 1990-04-19 |
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