JP5367176B2 - カメラモジュール検査および焦点調整装置 - Google Patents

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Description

本発明は、カメラモジュール検査および焦点調整装置に関する。
カメラモジュールは、大きくFF型とAF型がある。FF型(Fixed Focus Type)は、一つの焦点距離で固定されたモジュールであり、AF型(Auto−Focus Type)は、基本的な固定焦点距離は決められているが、電流または電圧をレンズ部に印加してレンズ部内に構成されたアクチュエーター(駆動機)を作動させて焦点距離を変化させることができるモジュールである。AF型カメラモジュールは、複数のレンズでレンズ系を構成しており、VCM(Voice Coil Motor)などの駆動機(Actuator)が備えられているため、それぞれのレンズを移動させてその相対距離を変化させることによって光学的な焦点距離を調節するように構成される。
最近、カメラが搭載された携帯電話機が登場することに伴って、携帯電話により静止画像および動画の撮影が可能になった。現在高解像度および高画質の撮影のためにカメラの性能が順次改善されて行く傾向にある。
携帯電話機に装着されるカメラモジュールもこのような作動検査を経るのは当然である。具体的には、オープン/ショート検査、電源ラインの抵抗値測定、消費電流検査、入出力漏洩電流検査などを通じて不良の有無を判定するようになる。
また、カメラモジュールは、出荷前にレンズ部をセンサーおよびハウジング部と特定の固定焦点距離に合うようにレンズ部を精密回転させて締結深さを決める固定フォーカシング調整、イメージ検査、AF駆動検査を行わなければならない。前記フォーカシング調整は、レンズの固定焦点を検査する工程であり、イメージ検査は、カメラモジュールの出力イメージを精密分析してセンサー内の単位ピクセルの欠陥ないしはスクラッチやパーティクルなどの欠陥があるか検査する工程であり、AF駆動検査は、カメラモジュール自体が有するVCMなどの駆動部を作動させて具現する自動焦点機能の動作異常の有無を検査する工程である。
ところで、従来は、カメラモジュールに対する固定焦点調整、イメージ検査、自動焦点駆動検査を行うためには、それぞれ互いに異なる機器を使用しなければならないという煩わしさがあった。
また、カメラモジュールに対して固定焦点調整を行うためには、固定焦点検査のためのフォーカシングチャート部(イメージを有するフォーカシングチャートと仮想距離を形成するための縮小光学系を含む)のコレット部を検査しようとするカメラモジュールのレンズ部に近く下降させて固定焦点検査を行わなければならないが、相対的に重量が重く、体積が大きいフォーカシングチャート部を昇下降移動させなければならなかったため、この駆動メカニズムが非常に複雑に行われるようになる問題点があった。
また、フォーカシングチャート部のコレット部が過度に下降するようになる場合、カメラモジュールのレンズ部の破損がしばしば発生する問題点があった。
また、AF型のカメラモジュールの場合、駆動機(Actuator)構成に応じて固定焦点調整作業時、レンズ部にコレットの接触圧力による正確な焦点測定が難しいケースが多く発生する問題点があった。
したがって、本発明は前記問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は、固定フォーカシング調整とイメージ検査およびAF駆動検査など一連のカメラモジュール検査工程を一つの装置で効率的により正確に処理することができるようにするカメラモジュール検査および焦点調整装置を提供することにある。
上記の本発明の目的は、内部に第1駆動部、第2駆動部、第3駆動部を備えたベース;前記ベースの上部一側に備えられ、第1駆動部により回転されるソケットフーム;前記ソケットフレームの両側に備えられ、第2駆動部により昇降され、前記カメラモジュールが装着されるソケットボード;前記ベースの上部に備えられ、前記ソケットボードと垂直に位置し、ベースの上部に備えられた第4駆動部により回転されるコレット部;前記ベースの上部に備えられ、第3駆動部の一側と連結された回転軸;前記回転軸の上部と結合して第3駆動部により回転され、レンズおよび照明部を備えた回転板;前記回転板の上部に備えられる第1チャート部;および前記ベースの上部と平行になるようにベースの一側から垂直に延長された連結部材の上部に固定される第2チャート部;を含んで構成されることを特徴とするカメラモジュール検査装置により達成される。
一方、本発明において、前記第1駆動部は、回転軸と連結されたモータで構成され、回転軸をソケットフレームの中心に結合してソケットフレームを回転させる構成であり、第2駆動部は、モータと、モータの近辺に備えられるボールスクリューと、前記モータの回転力をボールスクリューに伝達するためにモータとボールスクリューのそれぞれの一側に備えられるプーリと、前記プーリを連結するベルトと、前記ボールスクリューの他側に備えられる昇降部とで構成され、昇降部をソケットフレームの上部に位置したソケットボードと結合してソケットボードを昇降させる構成であり、第3駆動部は、モータで構成され、モータを前記ベースの上部に位置した回転軸と結合して回転板を回転させる構成であり、第4駆動部は、ベースの上部に備えられるモータと、前記モータの一側に連結されるプーリと、前記プーリとコレット部の外周面を連結するベルトとで構成され、モータの回転でコレット部を回転する構成であることを特徴とする。
また、本発明は、前記カメラモジュールと照明部の垂直位置が一致するように第3駆動部で回転板を回転させた後、照明を照射してカメラモジュールのイメージ欠陥の有無を検査する機能;前記カメラモジュールとレンズと第2チャート部の垂直位置が一致するように第3駆動部で回転板を回転させた後、「(1)カメラモジュールで第2チャート部を撮影し、撮影したデータを受信して分析した後、カメラモジュールが最適の固定焦点状態でない場合、第2駆動部でソケットボードを上昇させてコレット部と結合するようにし、第4駆動部でコレット部を駆動してカメラモジュールを調整した後、第2駆動部でソケットボードを下降」させてモジュールのレンズ部に接触圧力が加わらないようにして正確な焦点測定を行う前記(1)過程をカメラモジュールが最適焦点状態になるまで繰り返すようにしてカメラモジュールの固定焦点調整を行う機能;および前記カメラモジュールが最適焦点状態になる場合、カメラモジュールと第1チャート部の垂直位置が一致するように第3駆動部で回転板を回転させた後、自動焦点駆動検査を行う機能;を遂行するように前記カメラモジュールと連結される分析手段をさらに備えて構成されることを特徴とする。
本発明は、AF型カメラモジュールに対する固定焦点調整、イメージ検査、自動焦点駆動検査を一つの装備で行うことができるようにする効果がある。
また、本発明は、フォーカシングチャート部を固定させておき、カメラモジュールを昇下降させるようにすることによって、より簡単な駆動メカニズムを通じて固定焦点検査を行うことができるようにする効果がある。
また、本発明は、フォーカシングチャート部のコレット部によりカメラモジュールのレンズ部が接触圧力などによる影響を受けて焦点測定が不正確になるか、または破損することを未然に防止するようにする効果がある。
従来のカメラモジュールの一例を示すための図面、 従来のカメラモジュールの一例を示すための図面、 従来のカメラモジュールの一例を示すための図面、 本発明の一実施例によるカメラモジュール検査装置を示す図面、 図4のカメラモジュール検査装置において、ベースの上部を開放して示す図面、 本発明の一実施例によるカメラモジュール検査装置の側断面を示す図面、 カメラモジュール検査装置の構成のうち、コレット部を詳細に示した断面図である。
以下、本発明の好適な実施例を添付図面を参照して詳しく説明する。
本発明は、カメラモジュールを検査し、焦点を調整する装置に関し、より詳しくは、カメラモジュールの固定焦点調整と、イメージ検査と、自動焦点駆動検査とを一つの装置で可能にするカメラモジュール検査および焦点調整装置である。
カメラモジュール(CCM:COMPACT CAMERA MOUDULE)は、小型で、カメラフォンやPDA、スマートホンをはじめとする携帯用移動通信機器とトイカメラ(TOY CAMERA)などの多様なIT機器に適用されているところ、最近は消費者の多様な好みに合わせて小型のカメラモジュールが装着された機器の市場発表が順次に増えている実情である。
このようなカメラモジュールは、CCDやCMOSなどのイメージセンサーを主要部品として製作されており、前記イメージセンサーを通じて事物のイメージを集光させて機器内のメモリ上にデータとして保存され、保存されたデータは機器内のLCDまたはPCモニターなどのディスプレイ媒体を通じて映像としてディスプレイされる。
通常のカメラモジュールは、代表的にCOB(CHIP ON BOARD)、COF(CHIP ON FLEXIBLE)などの方式で製作されるところ、そのうちCOB方式の代表的な構造について、以下で図面を参照して簡略に説明する。
図1は、COBタイプカメラモジュールの分解斜視図であり、図2は、COBタイプカメラモジュールが概略的に示された断面図であり、図3は、コネクタ外装型COBタイプカメラモジュールを示す斜視図であり、一般的なカメラモジュールは、CCDやCMOSのイメージセンサー104がワイヤーボンディング方式により装着されたプリント基板105がプラスチック材質のハウジング200下部に結合され、前記ハウジング200上部へ延長された鏡筒103に、下部へ円筒形本体102が延長されたレンズバレル100が結合することによって製作される。
前記カメラモジュールは、鏡筒103内周面に形成された雌ねじ部103aと円筒形本体102の外周面に形成された雄ねじ部102aのねじ結合によりハウジング200とレンズバレル100が相互結合される。
この時、前記プリント基板105の上つまり、レンズバレル100の下段部に装着されたレンズ101と前記プリント基板105の面に付着されたイメージセンサー104との間にはIRフィルター106が結合されることによって、イメージセンサー104に流入される過度な長波長の赤外線を遮断させるようになる。
前記のように組み立てられたカメラモジュールは、特定の事物から流入される光がレンズ101を通過しながら像が反転されてイメージセンサー104の表面にフォーカシングされるが、この時、ねじ結合によりハウジング200上段に締結されたレンズバレル100を回転させながら最適のフォーカスが合わされた地点でハウジング200とレンズバレル100の遊隔の間に接着剤を注入してハウジング200とレンズバレル100を接着固定させ、最終的なカメラモジュール製品が生産される。
このような構造のカメラモジュールは、前記ハウジング200の底面に装着されたイメージセンサー104と対応するレンズ101が装着されたレンズバレル100を左右回転させて前記イメージセンサー104の受光領域にレンズ101の正確な焦点が決定されるようにするために、前記イメージセンサー104に撮像されたイメージを作業者が直接肉眼で確認し、撮像イメージが鮮明になるまで前記イメージセンサー104とレンズ101の間の距離を調節するようになり、前記イメージセンサー104に撮像されたイメージが最も鮮明になった時、レンズの位置が固定されるように前記ハウジング200とレンズバレル100の接着固定が行われるようになる。
また、前記ハウジング200の上部に仮結合されたレンズバレル100上部に第2チャート部50を位置させ、前記第2チャート部50のイメージがイメージセンサー104を通じて撮像された制御因子のうち、コントラスト(CONTRAST)値などを抽出し抽出されたコントラスト値の比較により焦点調整が行われるようにする。説明していない符号300は、コネクタである。
次に、このようなカメラモジュールの固定焦点調整と、イメージ検査と、オートフォーカシング(AF)検査を一つの装置で可能にするカメラモジュール検査装置の構成およびこれによるカメラモジュールの固定焦点調整と、イメージ検査と、自動焦点駆動検査方法を詳しく説明する。
カメラモジュール検査装置は、内部に第1駆動部71、第2駆動部72、第3駆動部73を備えたベース10と、前記ベース10の上部一側に備えられ、第1駆動部71により回転されるソケットフレーム40と、前記ソケットフレーム40の両側に備えられ、第2駆動部72により昇降され、前記カメラモジュールが装着されるソケットボード41、42と、前記ベース10の上部に備えられ、前記ソケットボード41と垂直に位置し、ベース10の上部に備えられた第4駆動部74により回転されるコレット部20と、前記ベース10の上部に備えられ、第3駆動部73の一側と連結された回転軸73aと、前記回転軸73aの上部と結合して第3駆動部73により回転され、レンズ32および照明部33を備えた回転板31と、前記回転板31の上部に備えられる第1チャート部60と、前記ベース10の上部と平行になるようにベース10の一側から垂直に延長された連結部材11の上部に固定される第2チャート部50とを含んで構成される。
ここで、第1駆動部71は、回転軸(図示せず)と連結されたモータ71aで構成され、回転軸をソケットフレーム40の中心に結合してソケットフレーム40を回転させる構成であり、第2駆動部72は、モータ72dと、モータ72dの近辺に備えられるボールスクリュー72eと、前記モータ72dの回転力をボールスクリュー72eに伝達するためにモータ72dとボールスクリュー72eのそれぞれの一側に備えられるプーリ72a、72bと、前記プーリ72a、72bを連結するベルト72cと、前記ボールスクリュー72eの他側に備えられる昇降部72fとで構成され、昇降部72fでソケットフレーム40の上部に位置したソケットボード41を昇降させる構成であり、第3駆動部73は、モータ73bで構成され、モータ73bを前記ベース10の上部に位置した回転軸73aと結合して回転板31を回転させる構成であり、第4駆動部74は、ベース10の上部に備えられるモータと、前記モータの一側に連結されるプーリと、前記プーリとコレット部20の外周面を連結するベルト74aとで構成され、モータの回転によりコレット部20を回転する構成である。
そして、本発明は、前記カメラモジュールと照明部33の垂直位置が一致するように第3駆動部73で回転板31を回転させた後、照明を照射してカメラモジュールのイメージ欠陥の有無を検査する機能と、前記カメラモジュールとレンズ32と第2チャート部50の垂直位置が一致するように第3駆動部73で回転板31を回転させた後、「(1)カメラモジュールで第2チャート部50を撮影し、撮影したデータを受信して焦点状態を分析した後、カメラモジュールが最適焦点状態でない場合、第2駆動部72でソケットボード41を上昇させてコレット部20と結合するようにし、第4駆動部74でコレット部20を駆動してカメラモジュールを調整した後、第2駆動部72でソケットボード41を下降」させてカメラモジュールのレンズ部に接触圧力が加わらないようにして正確な焦点測定を行う(1)過程をカメラモジュールが最適焦点状態になるまで繰り返すようにしてカメラモジュールの固定焦点調整を行う機能と、前記カメラモジュールが最適焦点状態になる場合、カメラモジュールと第1チャート部60の垂直位置が一致するように第3駆動部73で回転板31を回転させた後、自動焦点駆動検査を行う機能とを遂行するように前記カメラモジュールと連結される分析手段をさらに備えることが好ましい。
ベース10は、本発明によるカメラモジュール検査装置を全体的に水平になるように支持する役割を果たすと共に、その上部にカメラモジュールを装着するソケットボード41、42と、回転力を伝達して回転板31を回転させるベース10の上部に備えられた回転軸73aと、コレット部20を回転させる第4駆動部74およびベース10の一側から垂直に延長された連結部材11を通じて上部に第2チャート部50をベース10の上部と平行に固定する。
コレット部20は、第2チャート部50を撮影するカメラモジュールの仮想距離を形成するためにベース10の上部に固定して備えられており、第2駆動部72によりカメラモジュールと結合してカメラモジュールのレンズ101の最適フォーカシング位置を調整する。
このようなコレット部20は、図7に示したように、ケースに複数の凸レンズと凹レンズが装着設置され、ケースの下部にはプーリ20gが回転可能に設置されて第4駆動部74のベルト74aと連結されて回転し、プーリ20gの下部にはカメラモジュールと結合されるコレット20cとこのコレット20cが離脱することを防止するための離脱防止部20bが備えられて構成される。
一方、回転軸73aにより回転する回転板31は、回転軸73aの上部と結合して第3駆動部73により回転され、レンズ32および照明部33を介在して構成され、上部には第1チャート部60を備える。
したがって、第3駆動部73により回転する回転板31によりレンズ32、照明部33、第1チャート部60は回転板31と連動して回転する。そして、第1チャート部60がコレット部20と垂直線上に位置するようになる時、コレット部20で第1チャート部60が見えるように第1チャート部60の下側の回転板31の面は開放された構造である。
ソケットフレーム40は、第1駆動部71の回転軸(図示せず)と結合して回転する構成であって、上部の両側にソケットボード41、42が備えられ、このソケットボード41、42が第2駆動部72により昇降するようにホールが形成されている。したがって、第2駆動部72の昇降部72f(例えば、ピン)がソケットフレーム40のホールを貫通して結局ソケットボード41の下部に形成されたホールに挿入されてソケットボード41を昇降させる。分析手段は、端末器であってもよく、カメラモジュールおよびカメラモジュール検査装置に連結されて第1、2、3、4駆動部71、72、73、74の駆動を制御し、カメラモジュールのイメージ検査と自動焦点駆動検査および固定焦点調整のためにカメラモジュールの撮影情報を分析する。
カメラモジュール自動供給過程
まず、ソケットボード41、42のうち、図4に示したように、操作部91側に位置したソケットボード42にカメラモジュールを自動または手動で装着する。次に、第1駆動部71を駆動してソケットフレーム40を180°回転させてカメラモジュールが装着されたソケットボード42をコレット部と垂直に一致するようにする。
次に、カメラモジュールが本発明によるカメラ検査装置により一連の過程、つまり、固定焦点調整、自動焦点駆動検査、イメージ検査を実施した後、第1駆動部71は再びソケットフレーム40を180°回転させて検査完了されたカメラモジュールを手動または自動的に取り出す。この時、前記第1駆動部71が検査完了されたカメラモジュールを取り出すためにソケットフレーム40を180°回転させる前に、他のソケットボード41に他のカメラモジュールを手動または自動的に装着する。
一方、このような過程が繰り返されるようにする第1駆動部71は、カメラモジュールを連続的に検査するようにすることに寄与する。
カメラモジュールのイメージ検査
前記カメラモジュール自動供給過程において、被調整体であるカメラモジュールが第1駆動部71によりコレット部20と同一な垂直線上に位置するようになると、第3駆動部73は回転板31を回転させて回転板31に備えられた照明部33をカメラモジュールとコレット部20と同一な垂直線上に位置させる。次に、照明部33を稼動してカメラモジュールに照明を照射し、カメラモジュールのイメージ欠陥の有無を検査する。
カメラモジュールの固定焦点調整
前記カメラモジュールのイメージ検査が完了されると、第3駆動部73は、回転板31を回転させて回転板31に備えられたレンズ32をカメラモジュールとコレット部20と同一な垂直線上に位置させる。この時、第2チャート部50は、前記レンズ32とカメラモジュールとコレット部20と同一な垂直線上に位置しているため、カメラモジュールで前記第2チャート部50を撮影した後、撮影されたイメージが鮮明であるか判断し、鮮明である場合には完了され、鮮明でない場合には第2駆動部72を駆動して前記被調整体であるカメラモジュールが装着されたソケットボード41を上昇させてコレット部20と結合するようにする。
次に、第4駆動部74を駆動してコレット部20のプーリ20gを回転させると、結局被調整体であるカメラモジュールは調整される。そして、第4駆動部74によりカメラモジュールが調整されると、再び第2駆動部72を駆動してソケットボード41を下降させ、カメラモジュールで再び第2チャート部50を撮影する。このような過程が反復されるとカメラモジュールの固定焦点調整が完了される。
カメラモジュールのAF(自動焦点)駆動検査
前記カメラモジュールのフォーカシング検査が完了されると、第3駆動部73を駆動して照明部33をカメラモジュールと垂直線上に位置させ、イメージ検査を再び行うようになり、イメージ検査が完了されると、第3駆動部73を駆動して第1チャート部60をカメラモジュールとコレット部20の垂直線上に位置させ、第1チャート部60を通じて自動焦点駆動検査を完了する。
以上で本発明を好適な実施例と関連して説明したが、本発明の技術分野に属する者は本発明の本質的な特性から外れない範囲内に多様な変更および修正を容易に実施することができるだろう。したがって、開示された実施例は、限定的な観点でない説明的な観点で考慮されなければならず、本発明の真正な範囲は前述した説明でない特許請求の範囲に示されており、それと同等範囲内のあらゆる差異点は、本発明に含まれたと解釈されなければならないだろう。
本発明は、AF型カメラモジュールに対する固定焦点調整、イメージ検査、自動焦点駆動検査を一つの装備で行うことができるようにする効果がある。
また、本発明は、フォーカシングチャート部を固定させておき、カメラモジュールを昇下降させるようにすることによって、より簡単な駆動メカニズムを通じて固定焦点検査を行うことができるようにする効果がある。
また、本発明は、フォーカシングチャート部のコレット部によりカメラモジュールのレンズ部が接触圧力などによる影響を受けて焦点測定が不正確になるか、または破損することを未然に防止するようにする効果がある。
10…ベース
20…コレット部
31…回転板
32…レンズ
33…照明部
40…ソケットフレーム
41、42…ソケットボード
50…第2チャート部
60…第1チャート部
71…第1駆動部
72…第2駆動部
73…第3駆動部
74…第4駆動部

Claims (3)

  1. カメラモジュールの検査および焦点調整装置において、
    内部に第1駆動部(71)、第2駆動部(72)、第3駆動部(73)を備えたベース(10);
    前記ベース(10)の上部一側に備えられ、第1駆動部(71)により回転されるソケットフレーム(40);
    前記ソケットフレーム(40)の両側に備えられ、第2駆動部(72)により昇降され、前記カメラモジュールが装着されるソケットボード(41、42);
    前記ベース(10)の上部に備えられ、前記ソケットボード(41)と垂直に位置し、ベース(10)の上部に備えられた第4駆動部(74)により回転されるコレット部(20);
    前記ベース(10)の上部に備えられ、第3駆動部(73)の一側と連結された回転軸(73a);
    前記回転軸(73a)の上部と結合して第3駆動部(73)により回転され、レンズ(32)および照明部(33)を備えた回転板(31);
    前記回転板(31)の上部に備えられる第1チャート部(60);および
    前記ベース(10)の上部と平行になるようにベース(10)の一側から垂直に延長された連結部材(11)の上部に固定される第2チャート部(50);
    を含んで構成されることを特徴とする、カメラモジュール検査および焦点調整装置。
  2. 前記第1駆動部(71)は、回転軸と連結されたモータ(71a)で構成され、回転軸をソケットフレーム(40)の中心に結合してソケットフレーム(40)を回転させる構成であり、
    第2駆動部(72)は、モータ(72d)と、モータ(72d)の近辺に備えられるボールスクリュー(72e)と、前記モータ(72d)の回転力をボールスクリュー(72e)に伝達するためにモータ(72d)とボールスクリュー(72e)のそれぞれの一側に備えられるプーリ(72a、72b)と、前記プーリ(72a、72b)を連結するベルト(72c)と、前記ボールスクリュー(72e)の他側に備えられる昇降部(72f)とで構成され、昇降部(72f)でソケットフレーム(40)の上部に位置したソケットボード(41)を昇降させる構成であり、
    第3駆動部(73)は、モータ(73b)で構成され、モータ(73b)を前記ベース(10)の上部に位置した回転軸(73a)と結合して回転板(31)を回転させる構成であり、
    第4駆動部(74)は、ベース(10)の上部に備えられるモータと、前記モータの一側に連結されるプーリと、前記プーリとコレット部(20)の外周面を連結するベルト(74a)とで構成され、モータの回転でコレット部(20)を回転する構成であることを特徴とする、請求項1に記載のカメラモジュール検査および焦点調整装置。
  3. 前記カメラモジュールと照明部(33)の垂直位置が一致するように第3駆動部(73)で回転板(31)を回転させた後、照明を照射してカメラモジュールのイメージ欠陥の有無を検査する機能;
    前記カメラモジュールとレンズ(32)と第2チャート部(50)の垂直位置が一致するように第3駆動部(73)で回転板(31)を回転させた後、「(1)カメラモジュールで第2チャート部(50)を撮影し、撮影したデータを受信して分析した後、カメラモジュールが最適の固定焦点状態でない場合、第2駆動部(72)でソケットボード(41)を上昇させてコレット部(20)と結合するようにし、第4駆動部(74)でコレット部(20)を駆動してカメラモジュールを調整した後、第2駆動部(72)でソケットボード(41)を下降」させてモジュールのレンズ部に接触圧力が加わらないようにして正確な焦点測定を行う前記(1)過程をカメラモジュールが最適焦点状態になるまで繰り返すようにしてカメラモジュールの固定焦点調整を行う機能;および
    前記カメラモジュールが最適焦点状態になる場合、カメラモジュールと第1チャート部(60)の垂直位置が一致するように第3駆動部(73)で回転板(31)を回転させた後、自動焦点駆動検査を行う機能;
    を遂行するように前記カメラモジュールと連結される分析手段をさらに備えて構成されることを特徴とする、請求項1または2に記載のカメラモジュール検査および焦点調整装置。
JP2012537788A 2009-11-10 2009-11-10 カメラモジュール検査および焦点調整装置 Expired - Fee Related JP5367176B2 (ja)

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