JP2732913B2 - 物品検出装置 - Google Patents
物品検出装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第６図） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（第１図） 作用 実施例 （ａ） 一実施例の説明（第２図乃至第５図） （ｂ） 他の実施例の説明 発明の効果 〔概要〕 検知空間に発光部から検知光を出射し、検知空間から
の反射光を受光部で受光して、光量変化から物品を検出
する物品検出装置に関し、 正確に反射光強度を再現し、反射光の微弱変化も検出
することを目的とし、 検知空間に検知光をパルス発光する発光部と、該検知
空間からの反射光を受光する受光部と、該受光部の受光
出力の最大ピークを検出する最大ピーク検出部と、該受
光出力の最小ピークを検出する最小ピーク検出部と、該
最大ピーク検出部の最大ピーク出力と該最小ピーク検出
部の最小ピーク出力の差動をとる差動増幅部と、該差動
増幅部の出力から反射光量変化を検出する光量変化検出
部とを有し、反射光量変化によって物品を検出する。
の反射光を受光部で受光して、光量変化から物品を検出
する物品検出装置に関し、 正確に反射光強度を再現し、反射光の微弱変化も検出
することを目的とし、 検知空間に検知光をパルス発光する発光部と、該検知
空間からの反射光を受光する受光部と、該受光部の受光
出力の最大ピークを検出する最大ピーク検出部と、該受
光出力の最小ピークを検出する最小ピーク検出部と、該
最大ピーク検出部の最大ピーク出力と該最小ピーク検出
部の最小ピーク出力の差動をとる差動増幅部と、該差動
増幅部の出力から反射光量変化を検出する光量変化検出
部とを有し、反射光量変化によって物品を検出する。
本発明は、検知空間に発光部から検知光を出射し、検
知空間からの反射光を受光部で受光して、光量変化から
物品を検出する物品検出装置に関する。
知空間からの反射光を受光部で受光して、光量変化から
物品を検出する物品検出装置に関する。
バーコードを付した物品を読み取り空間に進入させ、
物品のバーコードを読み取る定置式バーコードリーダー
が盛んに利用されている。
物品のバーコードを読み取る定置式バーコードリーダー
が盛んに利用されている。
このようなバーコードリーダーでは、常時読み取り空
間に光走査パターンを出射するのは、光源の寿命を短く
し且つ電力消費も大となる。
間に光走査パターンを出射するのは、光源の寿命を短く
し且つ電力消費も大となる。
このため、バーコードリーダーに物品検出部（装置）
を設け、物品が読み取り空間に進入してきたことを検出
したときに、光走査パターンを出射するようにしてい
る。
を設け、物品が読み取り空間に進入してきたことを検出
したときに、光走査パターンを出射するようにしてい
る。
このような物品検出装置では、受光出力から精度良く
反射光強度を得ることが、物品検出の点で重要である。
反射光強度を得ることが、物品検出の点で重要である。
第６図は従来技術の説明図である。
第６図（Ａ）に示すように、バーコードリーダーBCR
は、デスク等に固定され、物品検出部ASUとバーコード
読取部SCRとを有し、物品検知部ASUで所定の物品検知空
間に検知光を出射し、反射光から物品の進入を検知する
と、バーコード読取部SCRが光走査パターンを発生し、
読み取り空間に出射し、物品のバーコードからの反射光
を受光し、解析して、バーコードを読み取るものであ
る。
は、デスク等に固定され、物品検出部ASUとバーコード
読取部SCRとを有し、物品検知部ASUで所定の物品検知空
間に検知光を出射し、反射光から物品の進入を検知する
と、バーコード読取部SCRが光走査パターンを発生し、
読み取り空間に出射し、物品のバーコードからの反射光
を受光し、解析して、バーコードを読み取るものであ
る。
従来の物品検出装置は、第６図（Ｂ）に示すように、
発光部１を駆動部1aでパルス変調駆動し、パルス変調さ
れた検知光を出射する。
発光部１を駆動部1aでパルス変調駆動し、パルス変調さ
れた検知光を出射する。
受光部２は反射光を受光し、受光出力をハイパスフィ
ルタ３を通して直流分をカットし、交流アンプ４で交流
増幅した後、積分回路（平滑化回路）５で平滑化し、平
滑化出力DPSを反射光強度として光量変化検出部６へ入
力し、反射光量変化から物品を検出せしめるものであっ
た。
ルタ３を通して直流分をカットし、交流アンプ４で交流
増幅した後、積分回路（平滑化回路）５で平滑化し、平
滑化出力DPSを反射光強度として光量変化検出部６へ入
力し、反射光量変化から物品を検出せしめるものであっ
た。
従って、交流アンプ４の出力APSは、第６図（Ｃ）の
ように平滑化回路５で平滑化されたものが反射光強度DP
Sとして得られるものであった。
ように平滑化回路５で平滑化されたものが反射光強度DP
Sとして得られるものであった。
ところで、バーコードリーダーでは、物品との検出距
離、物品の反射率が種々異なり、反射光強度は一定でな
く、微弱なものもある。
離、物品の反射率が種々異なり、反射光強度は一定でな
く、微弱なものもある。
従来技術では、交流信号APSを単に平滑化して直流信
号を得るので、平滑化による信号レベルの減衰が生じ、
正確に反射光強度を再現するのが困難であり、反射光の
微弱変化を検出することができないという問題があっ
た。
号を得るので、平滑化による信号レベルの減衰が生じ、
正確に反射光強度を再現するのが困難であり、反射光の
微弱変化を検出することができないという問題があっ
た。
従って、本発明は、正確に反射光強度を再現し、反射
光の微弱変化も検出することのできる物品検出装置を提
供することを目的とする。
光の微弱変化も検出することのできる物品検出装置を提
供することを目的とする。
第１図は本発明の原理図である。
本発明は第１図に示すように、検知空間に検知光をパ
ルス発光する発光部１と、該検知空間からの反射光を受
光する受光部２と、該受光部２の受光出力の最大ピーク
を検出する最大ピーク検出部7aと、該受光出力の最小ピ
ークを検出する最小ピーク検出部7bと、該最大ピーク検
出部7aの最大ピーク出力と該最小ピーク検出部7bの最小
ピーク出力の差動をとる差動増幅部８と、該差動増幅部
８の出力としきい値とを比較し、その大小関係により反
射光量変化を検出する光量変化検出部６とを有し、反射
光量変化によって物品を検出するものである。
ルス発光する発光部１と、該検知空間からの反射光を受
光する受光部２と、該受光部２の受光出力の最大ピーク
を検出する最大ピーク検出部7aと、該受光出力の最小ピ
ークを検出する最小ピーク検出部7bと、該最大ピーク検
出部7aの最大ピーク出力と該最小ピーク検出部7bの最小
ピーク出力の差動をとる差動増幅部８と、該差動増幅部
８の出力としきい値とを比較し、その大小関係により反
射光量変化を検出する光量変化検出部６とを有し、反射
光量変化によって物品を検出するものである。
従来は、交流信号を平滑化して、交流信号の最大側
（正側）のみを検出しているのに対し、本発明では発光
光がパルス変調されることにより反射光も変調され、正
負の交流信号が得られることから、受光交流信号の最
大側（正側）と最小側（負側）ピーク、を検出し、
その差動出力を得るようにしているので、信号検出精
度が２倍となる。
（正側）のみを検出しているのに対し、本発明では発光
光がパルス変調されることにより反射光も変調され、正
負の交流信号が得られることから、受光交流信号の最
大側（正側）と最小側（負側）ピーク、を検出し、
その差動出力を得るようにしているので、信号検出精
度が２倍となる。
従って、反射光強度をより正確に再現でき、反射光の
微弱変化も検出でき、物品検出精度を向上できる。
微弱変化も検出でき、物品検出精度を向上できる。
（ａ） 一実施例の説明 第２図は本発明の一実施例ブロック図、第３図はその
要部波形図である。
要部波形図である。
図中、第１図及び第６図で示したものと同一のもの
は、同一の記号で示してあり、2aは光電変換部であり、
フォトダイオードで構成される受光部２の反射光強度を
電気信号としてハイパスフィルタ３に出力するものであ
る。
は、同一の記号で示してあり、2aは光電変換部であり、
フォトダイオードで構成される受光部２の反射光強度を
電気信号としてハイパスフィルタ３に出力するものであ
る。
最大ピーク検出部7aは、最大値サンプルホールド回路
で構成され、交流増幅部４の交流出力の最大値をサン
プルホールド信号CTL1−DLYによりサンプルホールドす
る。
で構成され、交流増幅部４の交流出力の最大値をサン
プルホールド信号CTL1−DLYによりサンプルホールドす
る。
最小ピーク検出部7bは、最小値サンプルホールド回路
で構成され、交流出力の最小値をサンプルホールド信
号CTL2−DLYによりサンプルホールドする。
で構成され、交流出力の最小値をサンプルホールド信
号CTL2−DLYによりサンプルホールドする。
光量変化検出部６は以下のもので構成される。
９はサンプルホールド部であり、差動増幅器８の差動
出力をサンプルホールド信号CTL3によりサンプルホー
ルドするもの、10はA/D（アナログ／デジタル）変換部
であり、サンプルホールド信号をデジタル値に変換す
るもの、11aは第１のレジスタであり、サンプル信号CTL
4でA/D変換部10の出力をサンプルして取り込むもの、11
bは第２のレジスタであり、サンプル信号CTL5でA/D変換
部10の出力をサンプルして取り込むもの、12aは第１の
デレイ部であり、後述するCPU14からの発光駆動パルスC
TL1を遅延してサンプルホールド信号CTL1−DLYを出力す
るもの、12bは第２のデレイ部であり、CPU14からの発光
駆動パルスCTL1の反転信号CTL2を遅延してサンプルホー
ルド信号CTL2−DLYを出力するもの、13はA/D変換部であ
り、分圧回路からの物品検知用しきい値Vthをデジタル
値に変換して、CPU14へ出力するもの、14はCPU（中央演
算処理部）であり、発光駆動パルスCTL1、その反転信号
CTL2、サンプルホールド信号CTL3、サンプル信号CTL4、
CTL5を出力し、レジスタ11a、11bの内容を読み出し、後
述する第４図の処理により反射光量変化を演算し、物品
の進入／排出検知を行うものである。
出力をサンプルホールド信号CTL3によりサンプルホー
ルドするもの、10はA/D（アナログ／デジタル）変換部
であり、サンプルホールド信号をデジタル値に変換す
るもの、11aは第１のレジスタであり、サンプル信号CTL
4でA/D変換部10の出力をサンプルして取り込むもの、11
bは第２のレジスタであり、サンプル信号CTL5でA/D変換
部10の出力をサンプルして取り込むもの、12aは第１の
デレイ部であり、後述するCPU14からの発光駆動パルスC
TL1を遅延してサンプルホールド信号CTL1−DLYを出力す
るもの、12bは第２のデレイ部であり、CPU14からの発光
駆動パルスCTL1の反転信号CTL2を遅延してサンプルホー
ルド信号CTL2−DLYを出力するもの、13はA/D変換部であ
り、分圧回路からの物品検知用しきい値Vthをデジタル
値に変換して、CPU14へ出力するもの、14はCPU（中央演
算処理部）であり、発光駆動パルスCTL1、その反転信号
CTL2、サンプルホールド信号CTL3、サンプル信号CTL4、
CTL5を出力し、レジスタ11a、11bの内容を読み出し、後
述する第４図の処理により反射光量変化を演算し、物品
の進入／排出検知を行うものである。
次に、第３図により第２図の動作を説明する。
CPU14は、発光駆動パルスCTL1を出力し、駆動部1aよ
り発光部（LED）１をパルス変調発光させる。
り発光部（LED）１をパルス変調発光させる。
変調反射光は受光部２で受光され、光電変換部2aで電
気信号に変換され、ハイパスフィルタ３で直流分がカッ
トされ、交流増幅部４で交流増幅され、交流出力とな
る。
気信号に変換され、ハイパスフィルタ３で直流分がカッ
トされ、交流増幅部４で交流増幅され、交流出力とな
る。
発光駆動パルスCTL1は第１のデレイ部12aで遅延さ
れ、サンプルホールド信号CTL1−DLYを作成する。
れ、サンプルホールド信号CTL1−DLYを作成する。
このサンプルホールド信号CTL1−DLYは、発光光と同
期しており、発光光による反射光が最大となる時間に発
生するよう作成される。
期しており、発光光による反射光が最大となる時間に発
生するよう作成される。
同様に、CPU14から与えられる発光駆動パルスの反転
信号CTL2は、第２のデレイ部12bで遅延され、サンプル
ホールド信号CTL2−DLYを作成する。
信号CTL2は、第２のデレイ部12bで遅延され、サンプル
ホールド信号CTL2−DLYを作成する。
このサンプルホールド信号CTL2−DLYは、反転信号CTL
2と同期しており、反射光が最小となる時間に発生する
よう作成される。
2と同期しており、反射光が最小となる時間に発生する
よう作成される。
従って、最大値サンプルホールド部7aは、サンプルホ
ールド信号CTL1−DLYによって交流出力の最大値をホ
ールドし、ホールド出力を出力し、最小値サンプルホ
ールド値7bは、サンプルホールド信号CTL2−DLYによっ
て交流出力の最小値をホールドし、ホールド出力を
出力する。
ールド信号CTL1−DLYによって交流出力の最大値をホ
ールドし、ホールド出力を出力し、最小値サンプルホ
ールド値7bは、サンプルホールド信号CTL2−DLYによっ
て交流出力の最小値をホールドし、ホールド出力を
出力する。
差動増幅部８は、両ホールド出力、の差動をと
り、増幅し、差動増幅出力を出力する。
り、増幅し、差動増幅出力を出力する。
従って、差動増幅出力は、交流信号のpeak to peak
を検出することになり、信号検出精度をS/N比を劣化さ
せずに向上させることができ、精度良い反射光強度が得
られる。
を検出することになり、信号検出精度をS/N比を劣化さ
せずに向上させることができ、精度良い反射光強度が得
られる。
差動増幅出力は、サンプルホールド部９でサンプル
ホールドされ、サンプルホールド出力を出力し、A/D
変換部10でデジタル値に変換され、レジスタ11a、11bに
出力される。
ホールドされ、サンプルホールド出力を出力し、A/D
変換部10でデジタル値に変換され、レジスタ11a、11bに
出力される。
このようにして得た反射光強度を用いて物品を検知す
る動作について第４図及び第５図により説明する。
る動作について第４図及び第５図により説明する。
第４図は本発明の一実施例物品検出処理フロー図、第
５図はその動作説明図である。
５図はその動作説明図である。
尚、CPU14は、A/D変換部13のしきい値に基づいて進入
検知用しきい値Vth1と排出検知用しきい値Vth2とを作成
し、両しきい値Vth1、Vth2と、進入サンプル回数C1と、
排出サンプル回数C2とを格納している。
検知用しきい値Vth1と排出検知用しきい値Vth2とを作成
し、両しきい値Vth1、Vth2と、進入サンプル回数C1と、
排出サンプル回数C2とを格納している。
CPU14は、先づ各部をイニシャライズする。
次に、CPU14は、M2サンプル数C1を「０」にリセッ
トし、レジスタ11aにサンプル指示（M1サンプルとい
う）M1（CTL4）を与え、A/D変換部10の出力をレジスタ1
1aに取り込む。
トし、レジスタ11aにサンプル指示（M1サンプルとい
う）M1（CTL4）を与え、A/D変換部10の出力をレジスタ1
1aに取り込む。
次に、CPU14は、レジスタ11bにサンプル指示（M2サ
ンプルという）M2（CTL5）を与え、A/D変換部10の出力
をレジスタ11bに取り込む。
ンプルという）M2（CTL5）を与え、A/D変換部10の出力
をレジスタ11bに取り込む。
そして、CPU14は、レジスタ11a、11bのサンプルデー
タM1、M2を読み込み、（M1−M2）の演算をし、更に（M1
−M2）の絶対値|M1−M2|を求め、進入検知用しきい値Vt
h1と比較する。
タM1、M2を読み込み、（M1−M2）の演算をし、更に（M1
−M2）の絶対値|M1−M2|を求め、進入検知用しきい値Vt
h1と比較する。
ステップで、比較結果により、|M1−M2|＞Vth1で
ないと判断すると、CPU14は物品進入検知でないと判定
し、M2サンプル数C1を（C1＋１）に更新する。
ないと判断すると、CPU14は物品進入検知でないと判定
し、M2サンプル数C1を（C1＋１）に更新する。
そして、CPU14は、更新されたM2サンプル数C1が所定
値X1に達したかを調べ、C1＝X1でなければ、ステップ
に戻り、C1＝X1であれば、ステップに戻る。
値X1に達したかを調べ、C1＝X1でなければ、ステップ
に戻り、C1＝X1であれば、ステップに戻る。
一方、ステップで、比較結果により、|M1−M2|＞
Vth1と判断すると、CPU14は物品進入検知と判断し、物
品有り処理を行う。
Vth1と判断すると、CPU14は物品進入検知と判断し、物
品有り処理を行う。
例えば前述のバーコードリーダーの例ではバーコード
読取部SCRを起動する。
読取部SCRを起動する。
次にCPU14は、レジスタ11bにM2サンプルせしめ、A/
D変換部10の出力をレジスタ11bに取り込む。
D変換部10の出力をレジスタ11bに取り込む。
そして、CPU14は、レジスタ11a、11bのサンプルデー
タM1、M2を読み込み、（M1−M2）の演算をし、更に（M1
−M2）の絶対値|M1−M2|を求め、排出検知用しきい値Vt
h2と比較する。
タM1、M2を読み込み、（M1−M2）の演算をし、更に（M1
−M2）の絶対値|M1−M2|を求め、排出検知用しきい値Vt
h2と比較する。
ステップで、比較結果により、|M1−M2|＜Vth2で
なければ、物品は読み取り空間にあると判断する。
なければ、物品は読み取り空間にあると判断する。
即ち、レジスタ11aのサンプル値M1は、ステップの
ように、物品無しの背景レベルのものであったので、レ
ジスタ11bのサンプル値M2がそれに落ちないと、物品無
しとは検出されず、しきい値Vth以上なら未だ物品は読
み取り空間にあると判断される。
ように、物品無しの背景レベルのものであったので、レ
ジスタ11bのサンプル値M2がそれに落ちないと、物品無
しとは検出されず、しきい値Vth以上なら未だ物品は読
み取り空間にあると判断される。
そして、CPU14は、M2カウント数C2を（C2＋１）と更
新し、更新したM2カウント数C2を予定数X2と比較する。
新し、更新したM2カウント数C2を予定数X2と比較する。
M2カウント数C2が予定数X2に達していなければ、ステ
ップに戻り、予定数X2に達していれば、物品は有る
が、動かない状態にあるとして、ステップの物品無し
としてしまう。
ップに戻り、予定数X2に達していれば、物品は有る
が、動かない状態にあるとして、ステップの物品無し
としてしまう。
ステップで、CPU14は、|M1−M2|＜Vth2であれば
レジスタ11bのサンプル値M2が背景レベルに落ちたと
し、物品無しと判定し、M2カウント数C2を零にして、ス
テップへ戻る。
レジスタ11bのサンプル値M2が背景レベルに落ちたと
し、物品無しと判定し、M2カウント数C2を零にして、ス
テップへ戻る。
このようにして、第５図のように、レジスタ11bをレ
ジスタ11aより短い周期でサンプルし、両レジスタ11a、
11bの差（M1−M2）をとることによりレジスタ11aの背景
レベルに対する変化を検出することができる。
ジスタ11aより短い周期でサンプルし、両レジスタ11a、
11bの差（M1−M2）をとることによりレジスタ11aの背景
レベルに対する変化を検出することができる。
そして、その差を絶対値化して、しきい値と比較する
ことにより、背景レベルの変化をノイズとして拾わず、
誤検出を避けることができる。
ことにより、背景レベルの変化をノイズとして拾わず、
誤検出を避けることができる。
このM1サンプルの周期は、物品無しの状態では、ステ
ップの「X1」であり一定であるが、物品検出される
と、ステップの物品無し検出まで又はステップの
「X2」の可変となる。
ップの「X1」であり一定であるが、物品検出される
と、ステップの物品無し検出まで又はステップの
「X2」の可変となる。
又、この実施例では、２つのしきい値Vth1、Vth2を用
いて、物品の進入と排出が検知でき、便利である。
いて、物品の進入と排出が検知でき、便利である。
更に、一定時間X2物品有りと判定すると、物品が動か
ないものとして物品無しの処理をするので、無駄に物品
無しとなるまで処理を繰返すことがない。
ないものとして物品無しの処理をするので、無駄に物品
無しとなるまで処理を繰返すことがない。
（ｂ） 他の実施例の説明 上述の実施例では、ピーク検出部7a、7bをサンプルホ
ールド回路で構成したが、他のピーク検出回路で構成し
てもよい。
ールド回路で構成したが、他のピーク検出回路で構成し
てもよい。
又、バーコードリーダーへの適用を例に説明したが、
他のものにも適用することができる。
他のものにも適用することができる。
更に、光量変化検出部６をCPU14を中心とするデジタ
ル回路で構成したが、アナログ回路であってもよく、デ
ジタル回路であっても、レジスタ11a、11bをCPUのメモ
リの一部で構成したり、CPU14の演算を専用のハードウ
ェアで構成することもできる。
ル回路で構成したが、アナログ回路であってもよく、デ
ジタル回路であっても、レジスタ11a、11bをCPUのメモ
リの一部で構成したり、CPU14の演算を専用のハードウ
ェアで構成することもできる。
以上本発明を実施例により説明したが、本発明は本発
明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明からこ
れらを排除するものではない。
明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明からこ
れらを排除するものではない。
以上説明した様に、本発明によれば、受光出力の最
大、最小ピークを検出し、その差動出力を反射光強度と
しているので、信号検出精度が２倍となり、反射光強度
をより正確に再現できるという効果を奏し、反射光の微
弱変化も検出でき、物品検出精度を向上できる。
大、最小ピークを検出し、その差動出力を反射光強度と
しているので、信号検出精度が２倍となり、反射光強度
をより正確に再現できるという効果を奏し、反射光の微
弱変化も検出でき、物品検出精度を向上できる。
第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の一実施例ブロック図、 第３図は本発明の一実施例要部波形図、 第４図は本発明の一実施例物品検出処理フロー図、 第５図は第４図の物品検出動作説明図、 第６図は従来技術の説明図である。 図中、１……発光部、２……受光部、 ６……光量変化検出部、 7a、7b……ピーク検出部、 ８……差動増幅部。
フロントページの続き (72)発明者 大山 吉博 東京都板橋区志村２丁目16番20号 株式 会社コパル内 (72)発明者 笹木 達男 東京都板橋区志村２丁目16番20号 株式 会社コパル内 (72)発明者 柏崎 朋之 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−129589（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−129590（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】検知空間に検知光をパルス発光する発光部
（１）と、 該検知空間からの反射光を受光する受光部（２）と、 該受光部（２）の受光出力の最大ピークを検出する最大
ピーク検出部（7a）と、 該受光出力の最小ピークを検出する最小ピーク検出部
（7b）と、 該最大ピーク検出部（7a）の最大ピーク出力と該最小ピ
ーク検出部（7b）の最小ピーク出力の差動をとる差動増
幅部（８）と、 該差動増幅部（８）の出力としきい値とを比較し、その
大小関係により反射光量変化を検出する光量変化検出部
（６）とを有し、 反射光量変化によって物品を検出することを 特徴とする物品検出装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1268419A JP2732913B2 (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | 物品検出装置 |
| EP90311327A EP0424097B1 (en) | 1989-10-16 | 1990-10-16 | Article detection device and method for detecting the article |
| KR1019900016449A KR930006797B1 (ko) | 1989-10-16 | 1990-10-16 | 물품 검출방법 및 그 장치 |
| US07/598,162 US5095203A (en) | 1989-10-16 | 1990-10-16 | Article detection device and method with shift registers and sampling |
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1989
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| JPH03129588A (ja) | 1991-06-03 |
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