JP3192309B2 - 焦電型赤外線センサ - Google Patents
焦電型赤外線センサInfo
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Landscapes
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、焦電型赤外線センサに
おいて、センサの劣化度合を自動的に検知するための自
己診断機能を付与した焦電型赤外線センサに関するもの
である。
おいて、センサの劣化度合を自動的に検知するための自
己診断機能を付与した焦電型赤外線センサに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、室内にいる人間の有無や活動量を
検知することによって、セキュリティや空調制御を行お
うという要求が高まりつつ有る。すなわち、人体から放
出された赤外線を検知することにより人体を検知し、そ
の信号を空気調和機・照明器具等の環境制御機器や防犯
システム等の制御に用いる目的で、赤外線センサを用い
て赤外線発生源を検出する装置が使用されるようになっ
てきた。赤外線センサとしては、赤外線を光子としてと
らえる量子型センサと、赤外光の吸収によって素子の温
度が上昇した結果生じる素子の物性変化を利用する熱型
センサの２種類が知られているが、前者については通常
液体窒素等による冷却が必要なため、一般的には熱型セ
ンサが用いられている。熱型センサの中でも、焦電型赤
外線センサは他に比べて感度が高いため、赤外線発生源
検知には適しているが、焦電型赤外線センサは基本的に
は赤外線の変化を検出するものであるため、静止した赤
外線発生源を検知しようとした場合、何等かの方法で赤
外線が断続的にセンサ受光部に入射するように工夫する
必要があり、通常はスリット付き円板や平板等のチョッ
パーを回転あるいは振動させることにより赤外線の断続
入射（チョッピング）を実現している。
検知することによって、セキュリティや空調制御を行お
うという要求が高まりつつ有る。すなわち、人体から放
出された赤外線を検知することにより人体を検知し、そ
の信号を空気調和機・照明器具等の環境制御機器や防犯
システム等の制御に用いる目的で、赤外線センサを用い
て赤外線発生源を検出する装置が使用されるようになっ
てきた。赤外線センサとしては、赤外線を光子としてと
らえる量子型センサと、赤外光の吸収によって素子の温
度が上昇した結果生じる素子の物性変化を利用する熱型
センサの２種類が知られているが、前者については通常
液体窒素等による冷却が必要なため、一般的には熱型セ
ンサが用いられている。熱型センサの中でも、焦電型赤
外線センサは他に比べて感度が高いため、赤外線発生源
検知には適しているが、焦電型赤外線センサは基本的に
は赤外線の変化を検出するものであるため、静止した赤
外線発生源を検知しようとした場合、何等かの方法で赤
外線が断続的にセンサ受光部に入射するように工夫する
必要があり、通常はスリット付き円板や平板等のチョッ
パーを回転あるいは振動させることにより赤外線の断続
入射（チョッピング）を実現している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようにして赤外線
を検知する焦電型赤外線センサは、常にセンシングが完
全に正確に行われていることが、特に重要である。しか
しながら、センサ使用中に、センサに使用している焦電
体の劣化や、センサ自身の故障等が起り、センシング不
可能となった場合、重大な問題が生じ、早急にセンサの
交換を行わなければならないことがある。このような時
は、時間的にもロスが発生し、セキュリテイ・安全上も
問題がある。そのため、センサの作動状態を常にチェッ
クし、劣化、故障の発生をいち早く調べ、素早く交換す
ることが必要となってくる。すなわち、センサの自己診
断機能によって常にセンサの劣化、故障のチェックを行
い、センシングが常に正確に行われていることを確認し
て、もし行われていない時はすぐにそれを検出できるよ
うにすることが必要である。
を検知する焦電型赤外線センサは、常にセンシングが完
全に正確に行われていることが、特に重要である。しか
しながら、センサ使用中に、センサに使用している焦電
体の劣化や、センサ自身の故障等が起り、センシング不
可能となった場合、重大な問題が生じ、早急にセンサの
交換を行わなければならないことがある。このような時
は、時間的にもロスが発生し、セキュリテイ・安全上も
問題がある。そのため、センサの作動状態を常にチェッ
クし、劣化、故障の発生をいち早く調べ、素早く交換す
ることが必要となってくる。すなわち、センサの自己診
断機能によって常にセンサの劣化、故障のチェックを行
い、センシングが常に正確に行われていることを確認し
て、もし行われていない時はすぐにそれを検出できるよ
うにすることが必要である。
【０００４】しかしながら、従来の焦電型赤外線センサ
には、このような自己診断機能がないため、劣化、故障
の発生を調べることができず、定期的に点検し交換をす
る必要がある。
には、このような自己診断機能がないため、劣化、故障
の発生を調べることができず、定期的に点検し交換をす
る必要がある。
【０００５】本発明は、上述の従来の課題を考慮し、焦
電型赤外線センサにおいて、常に正確にセンシングが可
能であることを確認するための自己診断機能を付与した
焦電型赤外線センサを提供することを目的とするもので
ある。
電型赤外線センサにおいて、常に正確にセンシングが可
能であることを確認するための自己診断機能を付与した
焦電型赤外線センサを提供することを目的とするもので
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の焦電型赤外線セ
ンサは、焦電素子の表面上に赤外線を検知することがで
きる赤外線センサと、前記センサに赤外線を集光する集
光手段と、前記センサに入射する赤外線を断続的に遮断
することができるチョッピング手段と、前記集光手段の
赤外線入射側に設けられた、前記チョッピング手段の前
面に、前記集光手段への赤外線の入射領域全面を覆わな
いように設けられた、１本のヒータ線である発熱部とを
備えた焦電型赤外線センサであって、この発熱部から赤
外線を放射させ、この熱変化を前記赤外線センサで検知
することによって、前記赤外線センサの動作状態を自己
診断することができることを特徴とするものである。
ンサは、焦電素子の表面上に赤外線を検知することがで
きる赤外線センサと、前記センサに赤外線を集光する集
光手段と、前記センサに入射する赤外線を断続的に遮断
することができるチョッピング手段と、前記集光手段の
赤外線入射側に設けられた、前記チョッピング手段の前
面に、前記集光手段への赤外線の入射領域全面を覆わな
いように設けられた、１本のヒータ線である発熱部とを
備えた焦電型赤外線センサであって、この発熱部から赤
外線を放射させ、この熱変化を前記赤外線センサで検知
することによって、前記赤外線センサの動作状態を自己
診断することができることを特徴とするものである。
【０００７】また、望ましくは、前記発熱部がチョッピ
ング手段の妨げにならないように、センサカバーの裏
面、または表面に形成されていることを特徴とする焦電
型赤外線センサを提供するものである。
ング手段の妨げにならないように、センサカバーの裏
面、または表面に形成されていることを特徴とする焦電
型赤外線センサを提供するものである。
【０００８】すなわち、赤外線を検知することができる
焦電型赤外線センサのチョッパーの前面に、ある定まっ
た熱源を形成し、この熱源からある決まった量の赤外線
を定期的に放射させ、受光部でこの赤外線を検知するこ
とによって、センサの劣化状態や、故障を判断すること
ができるようにしたものである。この赤外線を放出する
熱源の形成として、最も好ましいものは、ラインヒータ
ー線を一本形成することである。このように、チョッパ
ーの前面に、ある一定量の赤外線を放出することができ
るヒーター線を形成し、定期的に赤外線を放出させ、こ
の赤外線を受光部で検知することによって、センサの作
動状態をチェックすることができ、劣化状態や故障をい
ち早く検知することができ、センサをすぐに交換するこ
とができる。
焦電型赤外線センサのチョッパーの前面に、ある定まっ
た熱源を形成し、この熱源からある決まった量の赤外線
を定期的に放射させ、受光部でこの赤外線を検知するこ
とによって、センサの劣化状態や、故障を判断すること
ができるようにしたものである。この赤外線を放出する
熱源の形成として、最も好ましいものは、ラインヒータ
ー線を一本形成することである。このように、チョッパ
ーの前面に、ある一定量の赤外線を放出することができ
るヒーター線を形成し、定期的に赤外線を放出させ、こ
の赤外線を受光部で検知することによって、センサの作
動状態をチェックすることができ、劣化状態や故障をい
ち早く検知することができ、センサをすぐに交換するこ
とができる。
【０００９】
【作用】本発明は、前記した焦電型赤外線センサを用い
ることによって、容易に定期的にセンサの自己診断を行
うことができる。特に、現在使用している赤外線センサ
のチョッピング手段の前面、すなわちセンサカバーの裏
面、または前面にヒーター線を一本形成することによっ
て、容易にセンサの劣化状態や故障の判断を、正確に高
信頼性に行うことができる。さらに、このようなヒータ
ー線を形成することによって、センサの寿命を判断する
ことができ、寿命がつきた時にセンサを交換することが
できるので、コスト的にも低くすることができる。この
ように、この焦電型赤外線センサは、構造も非常に簡略
であり、このセンサを用いることによって、容易に低コ
ストに正確な信頼性の高い自己診断を行うことができ
る。従って、本発明を用いることによって、容易に、高
精度に、信頼性・安全性の高い自己診断が付与された焦
電型赤外線センサに有効に作用する。
ることによって、容易に定期的にセンサの自己診断を行
うことができる。特に、現在使用している赤外線センサ
のチョッピング手段の前面、すなわちセンサカバーの裏
面、または前面にヒーター線を一本形成することによっ
て、容易にセンサの劣化状態や故障の判断を、正確に高
信頼性に行うことができる。さらに、このようなヒータ
ー線を形成することによって、センサの寿命を判断する
ことができ、寿命がつきた時にセンサを交換することが
できるので、コスト的にも低くすることができる。この
ように、この焦電型赤外線センサは、構造も非常に簡略
であり、このセンサを用いることによって、容易に低コ
ストに正確な信頼性の高い自己診断を行うことができ
る。従って、本発明を用いることによって、容易に、高
精度に、信頼性・安全性の高い自己診断が付与された焦
電型赤外線センサに有効に作用する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１１】（実施例１）以下本発明の第１の実施例の
焦電型赤外線センサについて、図面を参照しながら説明
する。
焦電型赤外線センサについて、図面を参照しながら説明
する。
【００１２】図１は、本発明の一実施例における焦電型
赤外線センサの具体的な概略図を示すものである。焦電
体基板１１上に、受光部を複数個マトリックス状に設け
た赤外線アレイセンサの電極パターンを形成し、この焦
電素子の前面の一部に赤外線遮光板１２と、赤外線を赤
外線遮光板１２で覆われていない焦電素子の他の一部に
集光するためのシリコン赤外線透過レンズ１３を設け、
さらに、レンズ前面にはレンズ１３に入射する赤外線を
断続的に遮断するためのチョッパー１４を設けた。この
チョッパー１４はステッピングモータに機械的に接続さ
れ回転できるようになっている。このチョッパー１４の
前面にヒーター線１５を一本取り付ける。診断手段１０
０は、このヒーター線１５に定期的にある一定の電圧を
かけることによって電流を流し、温度をある一定値に上
げる。この温度が上昇した配線からはある一定量の赤外
線が放出されるので、この赤外線を焦電素子の受光部で
検知することができる。この受光部で得られた信号を診
断手段１００が調べる。これを定期的に行い、検知量が
一定であればセンサの作動状態は正常であるが、検知量
が低下してきた時は、センサの劣化、故障等と判断でき
るので、センサを交換することによって、不良センサの
使用による問題を未然に防ぐことができる。
赤外線センサの具体的な概略図を示すものである。焦電
体基板１１上に、受光部を複数個マトリックス状に設け
た赤外線アレイセンサの電極パターンを形成し、この焦
電素子の前面の一部に赤外線遮光板１２と、赤外線を赤
外線遮光板１２で覆われていない焦電素子の他の一部に
集光するためのシリコン赤外線透過レンズ１３を設け、
さらに、レンズ前面にはレンズ１３に入射する赤外線を
断続的に遮断するためのチョッパー１４を設けた。この
チョッパー１４はステッピングモータに機械的に接続さ
れ回転できるようになっている。このチョッパー１４の
前面にヒーター線１５を一本取り付ける。診断手段１０
０は、このヒーター線１５に定期的にある一定の電圧を
かけることによって電流を流し、温度をある一定値に上
げる。この温度が上昇した配線からはある一定量の赤外
線が放出されるので、この赤外線を焦電素子の受光部で
検知することができる。この受光部で得られた信号を診
断手段１００が調べる。これを定期的に行い、検知量が
一定であればセンサの作動状態は正常であるが、検知量
が低下してきた時は、センサの劣化、故障等と判断でき
るので、センサを交換することによって、不良センサの
使用による問題を未然に防ぐことができる。
【００１３】このように、チョッパー１４の前面に、す
なわちセンサカバーの裏面にヒーター線を形成し、定期
的に電圧をかけ、温度を上昇させ、ある一定量の赤外線
を放出させ、これを受光部で検知することによって、セ
ンサ自身の性能を容易に判断することができる。さら
に、従来の焦電型赤外線センサに、ヒーター配線関連を
追加すればよいので、コンパクトでありコスト的にも安
く作製することができ、また、信頼性も高く、高精度に
自己診断を行うことが可能である。
なわちセンサカバーの裏面にヒーター線を形成し、定期
的に電圧をかけ、温度を上昇させ、ある一定量の赤外線
を放出させ、これを受光部で検知することによって、セ
ンサ自身の性能を容易に判断することができる。さら
に、従来の焦電型赤外線センサに、ヒーター配線関連を
追加すればよいので、コンパクトでありコスト的にも安
く作製することができ、また、信頼性も高く、高精度に
自己診断を行うことが可能である。
【００１４】たとえば、ヒーター線として赤外線放射率
の高い銅線を使用することによって、容易にある一定温
度の空間を赤外線センサ前面に形成することができる。
また、ヒーター線は一本のみ配線することによって、セ
ンサ全面をヒーター配線が覆わないようにして、通常の
使用の妨げにならないようにしている。
の高い銅線を使用することによって、容易にある一定温
度の空間を赤外線センサ前面に形成することができる。
また、ヒーター線は一本のみ配線することによって、セ
ンサ全面をヒーター配線が覆わないようにして、通常の
使用の妨げにならないようにしている。
【００１５】以上のように、本実施例によれば、チョッ
パーの前面、センサカバーの裏面にヒーター配線を形成
することによって、容易に、高精度、高信頼性で自己診
断することができる焦電型赤外線センサを得ることがで
きる。
パーの前面、センサカバーの裏面にヒーター配線を形成
することによって、容易に、高精度、高信頼性で自己診
断することができる焦電型赤外線センサを得ることがで
きる。
【００１６】なお、本実施例では発熱体としてヒーター
線を用いたが、ヒーター線以外のＬＥＤ等の発熱体でも
よい。
線を用いたが、ヒーター線以外のＬＥＤ等の発熱体でも
よい。
【００１７】（実施例２）以下本発明の第２の実施例の
焦電型赤外線センサについて、図面を参照しながら説明
する。
焦電型赤外線センサについて、図面を参照しながら説明
する。
【００１８】図２は本発明の一実施例における焦電型赤
外線センサの具体的な概略図を示すものである。センサ
カバー２１の中には、実施例１で示したような焦電体基
板、赤外線遮光板、赤外線透過レンズ、チョッパーから
構成されたものが入っている。このセンサカバー２１の
前面には、ポリエチレンフィルム等から成っている赤外
線透過窓２２がある。この赤外線透過窓２２の中心に銅
線等のヒーター配線２３をセンサに平行に形成する。こ
のヒーター線２３に定期的にある一定の電圧をかけるこ
とによって電流を流し、温度をある一定値に上げる。こ
の温度が上昇した配線からはある一定量の赤外線が放出
されるので、この赤外線を焦電素子の受光部で検知する
ことができる。これを定期的に行い、検知量が一定であ
ればセンサの作動状態は正常であるが、検知量が低下し
てきた時は、センサの劣化、故障等と判断できるので、
センサを交換することによって、不良センサの使用によ
る問題を未然に防ぐことができる。
外線センサの具体的な概略図を示すものである。センサ
カバー２１の中には、実施例１で示したような焦電体基
板、赤外線遮光板、赤外線透過レンズ、チョッパーから
構成されたものが入っている。このセンサカバー２１の
前面には、ポリエチレンフィルム等から成っている赤外
線透過窓２２がある。この赤外線透過窓２２の中心に銅
線等のヒーター配線２３をセンサに平行に形成する。こ
のヒーター線２３に定期的にある一定の電圧をかけるこ
とによって電流を流し、温度をある一定値に上げる。こ
の温度が上昇した配線からはある一定量の赤外線が放出
されるので、この赤外線を焦電素子の受光部で検知する
ことができる。これを定期的に行い、検知量が一定であ
ればセンサの作動状態は正常であるが、検知量が低下し
てきた時は、センサの劣化、故障等と判断できるので、
センサを交換することによって、不良センサの使用によ
る問題を未然に防ぐことができる。
【００１９】このように、センサカバー２１の前面にヒ
ーター線２３を形成し、定期的に電圧をかけ、温度を上
昇させ、ある一定量の赤外線を放出させ、これを受光電
極で検知することによって、センサ自身の性能を容易に
判断することができる。また、センサの外部にヒーター
配線を設けることによって、センサ自身の温度上昇によ
る悪影響を抑制することができるので、信頼性も高く、
高精度に自己診断を行うことが可能である。さらに、ヒ
ーター配線関連を追加すればよいので、コンパクトであ
りコスト的にも安く作製することができる。
ーター線２３を形成し、定期的に電圧をかけ、温度を上
昇させ、ある一定量の赤外線を放出させ、これを受光電
極で検知することによって、センサ自身の性能を容易に
判断することができる。また、センサの外部にヒーター
配線を設けることによって、センサ自身の温度上昇によ
る悪影響を抑制することができるので、信頼性も高く、
高精度に自己診断を行うことが可能である。さらに、ヒ
ーター配線関連を追加すればよいので、コンパクトであ
りコスト的にも安く作製することができる。
【００２０】以上のように、本実施例によれば、センサ
カバーの前面にヒーター配線を形成することによって、
容易に、高精度、高信頼性で自己診断することができる
焦電型赤外線センサを得ることができる。
カバーの前面にヒーター配線を形成することによって、
容易に、高精度、高信頼性で自己診断することができる
焦電型赤外線センサを得ることができる。
【００２１】また、本実施例では発熱体としてヒーター
線を用いたが、ヒーター線以外のＬＥＤ等の発熱体でも
よい。
線を用いたが、ヒーター線以外のＬＥＤ等の発熱体でも
よい。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、自己診断可能な焦電型赤外線センサにより、容易に
即座にセンサの劣化状態や故障等のチェックを行うこと
ができるという効果を有するものである。
は、自己診断可能な焦電型赤外線センサにより、容易に
即座にセンサの劣化状態や故障等のチェックを行うこと
ができるという効果を有するものである。
【００２３】特に、現在使用している焦電型赤外線セン
サのチョッパーの前面すなわちセンサカバーの裏面、ま
たは表面に一定量の赤外線を放出するヒーター配線を形
成することによって、容易にセンサの劣化状態や故障の
判断を、正確に高信頼性に行うことができる。
サのチョッパーの前面すなわちセンサカバーの裏面、ま
たは表面に一定量の赤外線を放出するヒーター配線を形
成することによって、容易にセンサの劣化状態や故障の
判断を、正確に高信頼性に行うことができる。
【００２４】さらに、このようなヒーター配線を形成す
ることによって、センサの寿命を判断することができ、
寿命がつきた時にセンサを交換することができるので、
コスト的にも低くすることができる。
ることによって、センサの寿命を判断することができ、
寿命がつきた時にセンサを交換することができるので、
コスト的にも低くすることができる。
【００２５】また、センサの不良状態が即座に把握でき
るので、不良センサの使用による問題を解消し、セキュ
リテイ・安全面でも大きな効果を有するものである。
るので、不良センサの使用による問題を解消し、セキュ
リテイ・安全面でも大きな効果を有するものである。
【００２６】このように、この焦電型赤外線センサは、
構造も非常に簡略であり、このセンサを用いることによ
って、容易に低コストに正確な信頼性の高い自己診断を
行うことができる。
構造も非常に簡略であり、このセンサを用いることによ
って、容易に低コストに正確な信頼性の高い自己診断を
行うことができる。
【００２７】従って、本発明を用いることによって、容
易に、高精度に、信頼性・安全性の高い自己診断が付与
された焦電型赤外線センサの製造に大きく寄与すること
ができる。
易に、高精度に、信頼性・安全性の高い自己診断が付与
された焦電型赤外線センサの製造に大きく寄与すること
ができる。
【図１】本発明の第１の実施例における焦電型赤外線セ
ンサの略示構成図である。
ンサの略示構成図である。
【図２】本発明の第２の実施例における焦電型赤外線セ
ンサの略示構成図である。
ンサの略示構成図である。
【符号の説明】 １１ 焦電体基板 １２ 赤外線遮光板 １３ 赤外線透過レンズ １４ チョッパー １５ ヒーター線 ２１ センサカバー ２２ 赤外線透過窓 ２３ ヒーター線 １００ 診断手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−3183（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−43024（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−34435（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−60426（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−77995（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−35591（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−105131（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−105132（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−136533（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−11464（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−74393（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01J 1/02 G01J 1/42 G01J 5/02 G01J 5/10 - 5/12 G01V 9/04 G08B 13/19 - 13/191
Claims (2)
- 【請求項１】 赤外線を検知することができる赤外線セ
ンサと、 前記赤外線センサに赤外線を集光する集光手段と、前記集光手段の赤外線入射側に設けられた、 前記赤外線
センサに入射する赤外線を断続的に遮断することができ
るチョッピング手段と、 前記チョッピング手段の前面に、前記集光手段への赤外
線の入射領域全面を覆わないように設けられた、１本の
ヒータ線である発熱部とを備え、 前記発熱部から赤外線を放射させ、この熱変化を前記赤
外線センサで検知することによって、前記赤外線センサ
の動作状態を自己診断することができる診断手段を備え
たことを特徴とする焦電型赤外線センサ。 - 【請求項２】 前記赤外線センサ、前記集光手段および
前記チョッピング手段を収納する、赤外線透過窓を有す
るセンサカバーを更に備え、 前記ヒータ線は、前記センサカバーの、前記赤外線透過
窓を含む裏面または表面に設けられていることを特徴と
する請求項１記載の焦電型赤外線センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01867594A JP3192309B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 焦電型赤外線センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01867594A JP3192309B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 焦電型赤外線センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07225153A JPH07225153A (ja) | 1995-08-22 |
| JP3192309B2 true JP3192309B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=11978188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01867594A Expired - Fee Related JP3192309B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 焦電型赤外線センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3192309B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100491248B1 (ko) * | 2002-04-17 | 2005-05-24 | 주식회사 메디코아 | 적외선 감지소자를 구비한 적외선 촬영장치 |
-
1994
- 1994-02-15 JP JP01867594A patent/JP3192309B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07225153A (ja) | 1995-08-22 |
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Legal Events
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