JP3506159B2 - 共振器 - Google Patents
共振器Info
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- resonance electrode
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、数百ＭＨｚ〜数Ｇ
Ｈｚの周波数領域における共振器技術に属するものであ
り、特に積層配置された誘電体間に共振電極を配置した
１／４波長共振器に関する。
Ｈｚの周波数領域における共振器技術に属するものであ
り、特に積層配置された誘電体間に共振電極を配置した
１／４波長共振器に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚの周波数領域で使用される１／４
波長共振器としては、中央に貫通孔を有する誘電体ブロ
ックの貫通孔内面と該貫通孔に沿った方向の外部側面と
に導体を付与してそれぞれ内部導体及び外部導体を形成
し、上記貫通孔が開口せる２つの誘電体ブロック端面の
うちの１つに上記内部導体と外部導体とを接続させる接
続導体を形成してなる同軸型共振器が用いられている。
数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚの周波数領域で使用される１／４
波長共振器としては、中央に貫通孔を有する誘電体ブロ
ックの貫通孔内面と該貫通孔に沿った方向の外部側面と
に導体を付与してそれぞれ内部導体及び外部導体を形成
し、上記貫通孔が開口せる２つの誘電体ブロック端面の
うちの１つに上記内部導体と外部導体とを接続させる接
続導体を形成してなる同軸型共振器が用いられている。
【０００３】更に、近年において、より一層の小型化や
構成の簡易化を目指したものとして、図４に示されてい
る様な、ストリップライン型１／４波長共振器が利用さ
れている。図４において、１２は誘電体基板であり、そ
の第１の主面（上面）には、長さＬの共振電極１４が形
成されており、該第１の主面の一部ならびに誘電体基板
１２の一端面及び第２の主面（下面）の全体にわたって
アース電極１６が形成されている。
構成の簡易化を目指したものとして、図４に示されてい
る様な、ストリップライン型１／４波長共振器が利用さ
れている。図４において、１２は誘電体基板であり、そ
の第１の主面（上面）には、長さＬの共振電極１４が形
成されており、該第１の主面の一部ならびに誘電体基板
１２の一端面及び第２の主面（下面）の全体にわたって
アース電極１６が形成されている。
【０００４】この１／４波長共振器では、共振電極１４
の長さＬは、使用する電磁波の波長をλとし、誘電体基
板１２の実効誘電率をεとして、 Ｌ＝（１／４）λ（１／ε1/2 ） で表される。従って、電磁波の周波数ωが数百ＭＨｚ〜
数ＧＨｚの場合には、電極長Ｌがかなり長くなり、例え
ば、ε＝７０で、ω＝８００ＭＨｚの場合には、Ｌ＝１
１．２ｍｍとなる。
の長さＬは、使用する電磁波の波長をλとし、誘電体基
板１２の実効誘電率をεとして、 Ｌ＝（１／４）λ（１／ε1/2 ） で表される。従って、電磁波の周波数ωが数百ＭＨｚ〜
数ＧＨｚの場合には、電極長Ｌがかなり長くなり、例え
ば、ε＝７０で、ω＝８００ＭＨｚの場合には、Ｌ＝１
１．２ｍｍとなる。
【０００５】そこで、共振器の一層の小型化を目的とし
て、ストリップライン型共振器の共振電極を折り曲げて
渦巻き状となすことにより、誘電体基板の大きさ（特に
長さ）を縮小させることが提案されている（特開平６−
５３７１６号公報参照）。即ち、図５に示されている様
に、誘電体基板１２の第１の主面に形成された共振電極
１４を直線部分１４ａ〜１２ｆからなる渦巻き形状とな
すことにより、各直線部分の長さの合計として共振電極
長さを得ることができ、誘電体基板１２の長さを最長直
線部分１４ａと同程度まで減少させることができ、かく
して上記Ｌが長い場合であっても共振器全体の寸法をそ
れほど大きくすることがない。
て、ストリップライン型共振器の共振電極を折り曲げて
渦巻き状となすことにより、誘電体基板の大きさ（特に
長さ）を縮小させることが提案されている（特開平６−
５３７１６号公報参照）。即ち、図５に示されている様
に、誘電体基板１２の第１の主面に形成された共振電極
１４を直線部分１４ａ〜１２ｆからなる渦巻き形状とな
すことにより、各直線部分の長さの合計として共振電極
長さを得ることができ、誘電体基板１２の長さを最長直
線部分１４ａと同程度まで減少させることができ、かく
して上記Ｌが長い場合であっても共振器全体の寸法をそ
れほど大きくすることがない。
【０００６】しかしながら、この様な渦巻き状の共振電
極を用いる場合には、渦巻の隣接する互いに平行な部分
の間隔が小さくなると、特にこれら隣接部分間（例え
ば、図５における直線部分１４ａと直線部分１４ｅとの
間や直線部分１４ｂと直線部分１４ｆとの間等）で磁束
が影響しあって、共振電極１４における電流の流れが阻
害され、実質的な抵抗が増加して共振のＱ値が低下する
というという問題が生ずる。
極を用いる場合には、渦巻の隣接する互いに平行な部分
の間隔が小さくなると、特にこれら隣接部分間（例え
ば、図５における直線部分１４ａと直線部分１４ｅとの
間や直線部分１４ｂと直線部分１４ｆとの間等）で磁束
が影響しあって、共振電極１４における電流の流れが阻
害され、実質的な抵抗が増加して共振のＱ値が低下する
というという問題が生ずる。
【０００７】そこで、本発明は、小型化が可能で且つ小
型化してもＱ値の低下が少ない１／４波長共振器を提供
することを目的とするものである。
型化してもＱ値の低下が少ない１／４波長共振器を提供
することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、以上の
如き目的を達成するものとして、複数の誘電体基板が積
層されて基板積層体が形成されており、該基板積層体の
積層面に共振電極が形成されており、該共振電極は少な
くとも１回折り曲げられた形状をなしており、前記基板
積層体の２つの主面及び端面にはシールド電極が形成さ
れており、前記共振電極の一端は前記基板積層体端面に
まで延びて前記シールド電極と接続されており、前記基
板積層体の端面には入出力電極が形成されており、前記
基板積層体の積層面には前記共振電極の前記一端と隔て
られた部分と前記入出力電極とを電気的に接続する入出
力接続部が形成されており、前記共振電極は実効電極長
が中心線長さの０．９０〜０．９４倍の範囲内であるこ
とを特徴とする、１／４波長共振器、が提供される。
如き目的を達成するものとして、複数の誘電体基板が積
層されて基板積層体が形成されており、該基板積層体の
積層面に共振電極が形成されており、該共振電極は少な
くとも１回折り曲げられた形状をなしており、前記基板
積層体の２つの主面及び端面にはシールド電極が形成さ
れており、前記共振電極の一端は前記基板積層体端面に
まで延びて前記シールド電極と接続されており、前記基
板積層体の端面には入出力電極が形成されており、前記
基板積層体の積層面には前記共振電極の前記一端と隔て
られた部分と前記入出力電極とを電気的に接続する入出
力接続部が形成されており、前記共振電極は実効電極長
が中心線長さの０．９０〜０．９４倍の範囲内であるこ
とを特徴とする、１／４波長共振器、が提供される。
【０００９】本発明の一態様においては、前記共振電極
の折り曲げは前記一端から他端へと進む際に同一の向き
に直角をなしてなされている。
の折り曲げは前記一端から他端へと進む際に同一の向き
に直角をなしてなされている。
【００１０】本発明の一態様においては、前記共振電極
の折り曲げの数が２〜５である。
の折り曲げの数が２〜５である。
【００１１】本発明の一態様においては、中心線長さが
同一で折り曲げなしの直線状共振電極の場合のＱ値の７
０〜１００％の範囲内のＱ値をもつ。
同一で折り曲げなしの直線状共振電極の場合のＱ値の７
０〜１００％の範囲内のＱ値をもつ。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。
の実施の形態を説明する。
【００１３】図１は、本発明による１／４波長共振器の
一実施形態を示す分解斜視図であり、図２はその組立状
態の斜視図である。図１及び図２において、２Ａ，２
Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆは、それぞれ誘電体基板で
あり、その材料は同一のものでよく、例えば実効誘電率
９０のセラミック誘電体である。これら基板の各々の上
面を第１の主面とし下面を第２の主面とする。これら６
枚の誘電体基板２Ａ〜２Ｆが積層されて、基板積層体２
が構成されている。
一実施形態を示す分解斜視図であり、図２はその組立状
態の斜視図である。図１及び図２において、２Ａ，２
Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆは、それぞれ誘電体基板で
あり、その材料は同一のものでよく、例えば実効誘電率
９０のセラミック誘電体である。これら基板の各々の上
面を第１の主面とし下面を第２の主面とする。これら６
枚の誘電体基板２Ａ〜２Ｆが積層されて、基板積層体２
が構成されている。
【００１４】誘電体基板２Ｃの上面には膜状の共振電極
４が形成されている。該共振電極４は折り曲げられた渦
巻き形状をなしており、複数の直線部分４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄ，４ｅからなり、直線部分４ａ，４ｂは互いに
直角をなしており、直線部分４ｂ，４ｃは互いに直角を
なしており、直線部分４ｃ，４ｄは互いに直角をなして
おり、直線部分４ｄ，４ｅは互いに直角をなしている。
この共振電極４の折り曲げは、直線部分４ａから４ｅへ
と進む際に同一の向き（左向き）に直角をなす様になさ
れている。直線部分４ａの一端（直線部分４ｂとの接続
側とは反対側の端部）は、誘電体基板２Ｃの端面まで延
びている。
４が形成されている。該共振電極４は折り曲げられた渦
巻き形状をなしており、複数の直線部分４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄ，４ｅからなり、直線部分４ａ，４ｂは互いに
直角をなしており、直線部分４ｂ，４ｃは互いに直角を
なしており、直線部分４ｃ，４ｄは互いに直角をなして
おり、直線部分４ｄ，４ｅは互いに直角をなしている。
この共振電極４の折り曲げは、直線部分４ａから４ｅへ
と進む際に同一の向き（左向き）に直角をなす様になさ
れている。直線部分４ａの一端（直線部分４ｂとの接続
側とは反対側の端部）は、誘電体基板２Ｃの端面まで延
びている。
【００１５】誘電体基板２Ｆの上面にはほぼ全面に膜状
のシールド電極６が形成されており、図には表れていな
いが誘電体基板２Ａの下面にも誘電体基板２Ｆ上面のシ
ールド電極６に対応してほぼ全面に膜状のシールド電極
が形成されている。誘電体基板２Ｆの上面の一部及び端
面の一部と、誘電体基板２Ａの下面の一部及び端面の一
部と、誘電体基板２Ｂ〜２Ｅの端面の一部とに、入出力
電極８が形成されている。そして、誘電体基板２Ａ〜２
Ｆの端面の大部分には、上記入出力電極８及びその近傍
を除いて膜状のシールド電極６が形成されている。即
ち、基板積層体２は、入出力電極８及びその近傍を除い
て、露出面全体が膜状のシールド電極６で覆われてい
る。そして、上記共振電極４の直線部分４ａの一端は上
記基板積層体２の端面においてシールド電極６と接続さ
れている。
のシールド電極６が形成されており、図には表れていな
いが誘電体基板２Ａの下面にも誘電体基板２Ｆ上面のシ
ールド電極６に対応してほぼ全面に膜状のシールド電極
が形成されている。誘電体基板２Ｆの上面の一部及び端
面の一部と、誘電体基板２Ａの下面の一部及び端面の一
部と、誘電体基板２Ｂ〜２Ｅの端面の一部とに、入出力
電極８が形成されている。そして、誘電体基板２Ａ〜２
Ｆの端面の大部分には、上記入出力電極８及びその近傍
を除いて膜状のシールド電極６が形成されている。即
ち、基板積層体２は、入出力電極８及びその近傍を除い
て、露出面全体が膜状のシールド電極６で覆われてい
る。そして、上記共振電極４の直線部分４ａの一端は上
記基板積層体２の端面においてシールド電極６と接続さ
れている。
【００１６】誘電体基板２Ｃの上面には、共振電極４の
直線部分４ａの上記シールド電極６との接続部分から適
宜の距離Ｄだけ隔てられた位置と上記入出力電極８とを
接続する導体膜からなる入出力接続部１０が形成されて
いる。直線部分４ａと入出力接続部１０とは、直接接続
されていなくとも間隔をおいて容量結合されていてもよ
い。
直線部分４ａの上記シールド電極６との接続部分から適
宜の距離Ｄだけ隔てられた位置と上記入出力電極８とを
接続する導体膜からなる入出力接続部１０が形成されて
いる。直線部分４ａと入出力接続部１０とは、直接接続
されていなくとも間隔をおいて容量結合されていてもよ
い。
【００１７】以上の様な共振器は、誘電体基板２Ａ〜２
Ｆに対応する数の誘電体材料からなるセラミックグリー
ンシートを用意し、上記共振電極４、入出力接続部１
０、入出力電極８及びシールド電極６を形成する所定グ
リーンシートの所定領域に銀ペースト等の導電性ペース
トを例えばスクリーン印刷にて塗布し、これらグリーン
シートの全体を所定の配列にて積層し圧着し、しかる後
に焼成を行なうことにより、製造することができる。
尚、基板積層体２の露出面に形成されるシールド電極６
及び入出力電極８については、グリーンシートに導電性
ペーストを塗布することなく焼成を行ない、しかる後に
導電性ペーストを塗布し焼き付けを行なうことにより、
形成してもよい。
Ｆに対応する数の誘電体材料からなるセラミックグリー
ンシートを用意し、上記共振電極４、入出力接続部１
０、入出力電極８及びシールド電極６を形成する所定グ
リーンシートの所定領域に銀ペースト等の導電性ペース
トを例えばスクリーン印刷にて塗布し、これらグリーン
シートの全体を所定の配列にて積層し圧着し、しかる後
に焼成を行なうことにより、製造することができる。
尚、基板積層体２の露出面に形成されるシールド電極６
及び入出力電極８については、グリーンシートに導電性
ペーストを塗布することなく焼成を行ない、しかる後に
導電性ペーストを塗布し焼き付けを行なうことにより、
形成してもよい。
【００１８】本実施形態では、共振電極４の実効電極長
ＬEFが、共振電極４の中心線長さ（即ち直線部分４ａ〜
４ｅの中心線長さの合計）の０．９０〜０．９４倍の範
囲内にある。即ち、上記関係式Ｌ＝（１／４）λ（１／
ε1/2 ）の代わりにＬEF＝（１／４）λ（１／ε1/2 ）
・ａ｛ａは補正係数｝とした時に、ａの値として０．９
０〜０．９４の範囲内の値に設定している。
ＬEFが、共振電極４の中心線長さ（即ち直線部分４ａ〜
４ｅの中心線長さの合計）の０．９０〜０．９４倍の範
囲内にある。即ち、上記関係式Ｌ＝（１／４）λ（１／
ε1/2 ）の代わりにＬEF＝（１／４）λ（１／ε1/2 ）
・ａ｛ａは補正係数｝とした時に、ａの値として０．９
０〜０．９４の範囲内の値に設定している。
【００１９】図３に、補正係数値ａと共振器のＱ値との
関係の一例を示す。補正係数値ａは、共振電極４の折り
曲げの数や渦巻の隣接する互いに平行な部分の間隔と関
連を有する。即ち、共振電極４の折り曲げの数が大きく
なるほど補正係数値ａは小さくなり、共振電極４の渦巻
の隣接する互いに平行な部分の間隔が小さくなるほど補
正係数値ａは小さくなる。従って、ａが０．９０より小
さくなると、次第に折り曲げの数が多くなり、小型化の
点では有利であるがＱ値が急激に低下するという難点が
生ずる様になる。一方、ａが０．９４より大きくなる
と、Ｑ値の低下は殆どないが、折り曲げの数が少なく小
型化の観点からの難点が生ずる様になる。
関係の一例を示す。補正係数値ａは、共振電極４の折り
曲げの数や渦巻の隣接する互いに平行な部分の間隔と関
連を有する。即ち、共振電極４の折り曲げの数が大きく
なるほど補正係数値ａは小さくなり、共振電極４の渦巻
の隣接する互いに平行な部分の間隔が小さくなるほど補
正係数値ａは小さくなる。従って、ａが０．９０より小
さくなると、次第に折り曲げの数が多くなり、小型化の
点では有利であるがＱ値が急激に低下するという難点が
生ずる様になる。一方、ａが０．９４より大きくなる
と、Ｑ値の低下は殆どないが、折り曲げの数が少なく小
型化の観点からの難点が生ずる様になる。
【００２０】そこで、本発明では、小型化が可能で且つ
Ｑ値低下が少ない範囲として補正係数値ａを０．９０〜
０．９４の範囲内としているのである。
Ｑ値低下が少ない範囲として補正係数値ａを０．９０〜
０．９４の範囲内としているのである。
【００２１】共振電極４の折り曲げの数が２〜５である
（即ち共振電極直線部分の数が３〜６である）のが好ま
しい。また、共振器は、中心線長さが同一でａ＝１即ち
共振電極４が折り曲げ数０で一直線状の場合のＱ値の７
０〜１００％の範囲内のＱ値をもつのが好ましい。
（即ち共振電極直線部分の数が３〜６である）のが好ま
しい。また、共振器は、中心線長さが同一でａ＝１即ち
共振電極４が折り曲げ数０で一直線状の場合のＱ値の７
０〜１００％の範囲内のＱ値をもつのが好ましい。
【００２２】以下に具体例を示す
（１）共振電極４の幅が５００μｍで折り曲げの数が３
（直線部分の数が４）の場合［ａ＝０．９２］には、Ｑ
値はａ＝１の場合の８８％であった。
（直線部分の数が４）の場合［ａ＝０．９２］には、Ｑ
値はａ＝１の場合の８８％であった。
【００２３】（２）共振電極４の幅が７７０μｍで折り
曲げの数が３（直線部分の数が４）の場合［ａ＝０．９
４］には、Ｑ値はａ＝１の場合の８９％であった。
曲げの数が３（直線部分の数が４）の場合［ａ＝０．９
４］には、Ｑ値はａ＝１の場合の８９％であった。
【００２４】（３）共振電極４の幅が５００μｍで折り
曲げの数が４（直線部分の数が５）で渦巻の隣接する互
いに平行な部分の間隔が３００μｍの場合［ａ＝０．９
１］には、Ｑ値はａ＝１の場合の７９％であった。
曲げの数が４（直線部分の数が５）で渦巻の隣接する互
いに平行な部分の間隔が３００μｍの場合［ａ＝０．９
１］には、Ｑ値はａ＝１の場合の７９％であった。
【００２５】（４）共振電極４の幅が７７０μｍで折り
曲げの数が４（直線部分の数が５）で渦巻の隣接する互
いに平行な部分の間隔が３００μｍの場合［ａ＝０．９
２］には、Ｑ値はａ＝１の場合の７８％であった。
曲げの数が４（直線部分の数が５）で渦巻の隣接する互
いに平行な部分の間隔が３００μｍの場合［ａ＝０．９
２］には、Ｑ値はａ＝１の場合の７８％であった。
【００２６】尚、以上の実施形態においては、入出力接
続部１０と接続される共振電極４の位置即ち図１に示さ
れている距離Ｄの値を調節することにより、外部回路と
のインピーダンスマッチングを考慮に入れて共振器を製
造することができる。
続部１０と接続される共振電極４の位置即ち図１に示さ
れている距離Ｄの値を調節することにより、外部回路と
のインピーダンスマッチングを考慮に入れて共振器を製
造することができる。
【００２７】また、以上の実施形態においては、入出力
電極８及びその近傍を除く露出面がシールド電極６で覆
われているので、外部からのノイズによる影響を受けに
くい高周波共振器を得ることができる。
電極８及びその近傍を除く露出面がシールド電極６で覆
われているので、外部からのノイズによる影響を受けに
くい高周波共振器を得ることができる。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、小型化が可能で且つ小型化してもＱ値の低下
が少ない１／４波長共振器を提供することができる。
によれば、小型化が可能で且つ小型化してもＱ値の低下
が少ない１／４波長共振器を提供することができる。
【００２９】尚、本発明の共振器においては、入出力接
続部と接続される共振電極の位置を調節することによ
り、外部回路とのインピーダンスマッチングを考慮に入
れて共振器を製造することができる。
続部と接続される共振電極の位置を調節することによ
り、外部回路とのインピーダンスマッチングを考慮に入
れて共振器を製造することができる。
【００３０】また、本発明の共振器においては、入出力
電極及びその近傍を除く露出面がシールド電極で覆われ
ているので、外部からのノイズによる影響を受けにくい
高周波共振器を得ることができる。
電極及びその近傍を除く露出面がシールド電極で覆われ
ているので、外部からのノイズによる影響を受けにくい
高周波共振器を得ることができる。
【図１】本発明による１／４波長共振器の一実施形態を
示す分解斜視図である。
示す分解斜視図である。
【図２】本発明による１／４波長共振器の一実施形態の
組立状態の斜視図である。
組立状態の斜視図である。
【図３】補正係数値ａとＱ値との関係を示すグラフであ
る。
る。
【図４】従来のストリップライン型１／４波長共振器を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図５】従来のストリップライン型１／４波長共振器を
示す平面図である。
示す平面図である。
２ 基板積層体
２Ａ〜２Ｆ 誘電体基板
４ 共振電極
４ａ〜４ｅ 共振電極直線部分
６ シールド電極
８ 入出力電極
１０ 入出力接続部
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−22821（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01P 1/20 - 1/219
H01P 7/00 - 7/10
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の誘電体基板が積層されて基板積層
体が形成されており、該基板積層体の積層面に共振電極
が形成されており、該共振電極は少なくとも１回折り曲
げられた形状をなしており、前記基板積層体の２つの主
面及び端面にはシールド電極が形成されており、前記共
振電極の一端は前記基板積層体端面にまで延びて前記シ
ールド電極と接続されており、前記基板積層体の端面に
は入出力電極が形成されており、前記基板積層体の積層
面には前記共振電極の前記一端と隔てられた部分と前記
入出力電極とを電気的に接続する入出力接続部が形成さ
れており、前記共振電極は実効電極長が中心線長さの
０．９０〜０．９４倍の範囲内であることを特徴とす
る、１／４波長共振器。 - 【請求項２】 前記共振電極の折り曲げは前記一端から
他端へと進む際に同一の向きに直角をなしてなされてい
ることを特徴とする、請求項１に記載の１／４波長共振
器。 - 【請求項３】 前記共振電極の折り曲げの数が２〜５で
あることを特徴とする、請求項１または２に記載の１／
４波長共振器。 - 【請求項４】 中心線長さが同一で折り曲げなしの直線
状共振電極の場合のＱ値の７０〜１００％の範囲内のＱ
値をもつことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに
記載の１／４波長共振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22486595A JP3506159B2 (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 共振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22486595A JP3506159B2 (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 共振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0969706A JPH0969706A (ja) | 1997-03-11 |
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ID=16820385
Family Applications (1)
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-
1995
- 1995-09-01 JP JP22486595A patent/JP3506159B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH0969706A (ja) | 1997-03-11 |
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