JPH0328698A - レーザ警報方法およびレーザ警報装置 - Google Patents

レーザ警報方法およびレーザ警報装置

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JPH0328698A
JPH0328698A JP2111610A JP11161090A JPH0328698A JP H0328698 A JPH0328698 A JP H0328698A JP 2111610 A JP2111610 A JP 2111610A JP 11161090 A JP11161090 A JP 11161090A JP H0328698 A JPH0328698 A JP H0328698A
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JP
Japan
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laser
time
laser beam
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warning device
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JP2111610A
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Bengt Bjoerkman
ベングト・ビヨルクマン
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Saabtech Systems AB
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Bofors Electronics AB
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    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/78Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
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    • G01S3/789Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using rotating or oscillating beam systems, e.g. using mirrors, prisms
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    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/12Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using electromagnetic waves other than radio waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レーザ警報方法とレーザ警報装置に関し,こ
のレーザ警報装置は発射体やミサイルなどを誘導するの
に使用されるレーザ光源からレーザ光線、例えば目標地
点に向けられたパルスレーザビームからレーザ光線が発
せられたことを警告するためのものである。
レーザ警報装置は、例えば敵からの攻撃を受ける危険に
曝されていることを乗員に知らせる目的でタンクに装備
されている。この攻撃をするものはレーザポインタによ
りその目標物に向けられているロケットであってもよい
本発明によるレーザ警報装置は、レーザ光源により発せ
られたパルスレーザビームが空間を通過する際に、レー
ザビームの散乱区域内に発生する光を検出する。散乱バ
ルスレーザは通常1ノーザ方向から50メートル先の区
域内に検出することができる. 攻撃を受ける可能性のある場合、どのような手段をとる
べきか、はたまた取ればよいかを検討6゜るためには、
レーザビームがレーザ警報装置に到着する時間、いわゆ
るインパクトタイムを知ることが大いに重要である。イ
ンパクトタイムが約25秒ぐらいであると、攻撃される
危険性はとくに大きくない。なぜなら、攻撃して来る武
器が目標物に到達することは滅多にないからである。従
って、直接なんの対抗手段を取る必要もなく、やって来
る攻撃の追跡をしなから、待機することができる。イン
パクトタイムが25秒以上であると、恐らく、周辺に別
の目標物への攻撃の脅威が存在することを意味する。
本発明の目的は、レーザ光源に関するインパクトタイム
を決定するための方法と装置を提供することであり、こ
の方法と装置は攻撃を受けるインパクトタイムに対する
高い信頼性のある決定をすることができる。
この本発明の目的は、レーザビームからの散乱光の第一
振幅値を第一時点で測定し、散乱光の第二振幅値を第二
時点で測定し、この第一時点と第二時点の時間差を測定
し、レーザビームがレーザ警報装置に到達する時間を測
定値から演算する(その演算根拠は、定数累乗された振
幡は等式D=K・Anに従ってレーザビームまでの距離
に比例する。この場合Kとnは定数、Dはレーザビーム
まえの垂直距離、Aは測定された振幅値)ことを特徴と
する方法と、さらに少なくとも1つの光入力をそなえた
回転可能の光学システムは各光入力から数えて、第一円
筒レンズと、プリズムと、レフレクタと、フィルタと、
第二円筒レンズと、ダイアフラムと、ガラスブロックと
からなっていて、その限定されたローブ幅が光入力に対
するシステムの回転平面内にあり、固定検出システムは
回転式光学システムの光入力を介して入って来,光学シ
ステムを通って固定検出システムに転送される光の大き
さを検出し、測定装置はレーザビームに向かって検出シ
ステムが検出した2つの時間の異なる振幅値をベースに
して、レーザビームがレーザ警報装置に到達する時間を
演算する(その演算根拠は定数累乗された振幅は等式D
=K・Anに従ってレーザビームまでの距離に比例する
。この場合、Kとnは定数、Dはレーザビームまでの垂
直距離、Aは検出された振幅値)ことを特徴とするレー
ザ警報装置とによって達成される。
利点のある実施例によれば、この方法は、レーザビーム
がレーザ警報装置に到達する時間は以下の等式によって
測定値から算出することができる(T=ΔT/ [ (
A./A! )’−13この場合、Tは第一振幅値の時
点と第二振幅値の時点との時間差、A,はレーザ光源に
向かって最初に測定された第一振幅値、A2はレーザ光
源に向かって二回目に測定された第二振幅値、nは定数
、すなオ)ち−1.0<n<−0.9)ことを特徴とす
るこの方法のもう一つの利点のある実施例によれば、等
式T=ΔT/[(Ai/Ax)″−x〕に関する符合ら
検討される。この等式の正の値は敵からの脅威、すなわ
ち実際のレーザビームが接近しつつあることを意味し、
負の値は敵からのQ威が観測者から離れつつあることを
意味している。
この記号情報は、測定を得た時点でどのようにしてイン
パクトタイムを変えることができるかを示す。この方法
は、インパクトタイムを示す等式T=ΔT/ [ (A
,/A..)’ − 1)が示唆することを検討して、
観測者に対する敵からの脅威の移動を決定し,かつ以後
の測定値に関わるインパクトタイムの示唆するものを掴
み、これによって正の値は敵からの脅威が接近し1つつ
あることを示し、負の値は脅威が観測者から遠のきつつ
あることを示すものであることを特徴としている。
レーザ警報装置の利点のある実施例によれば、レーザビ
ームがレーザ警報装置に到達する時間、いわゆるインパ
クトタイム(T)は等式T=ΔT/ ( (A,/A富
)’−11に従って検出された振幅値から演算される(
八Tは第一振幅値の時点と第二振幅値の時点との時間差
、A,はレーザ光源に向かって最初に測定された第一振
幅値、A2はレーザ光源に向かって二回目に測定された
第二振幅値、nは定数、すなわち−1.0<n<−09
ことを特徴としている。
2つの光入力をそなえた本発明によるレーザ警報装置の
もう一つの利点のある実施例によれば、回転式光学シス
テムを構成する前記フィルタと、第二円筒レンズと、ダ
イアフラムと、ガラスブロックとは2つの光入力に共通
のものであり、また検出システムは固定検出器からなっ
ていることを特徴としている.この実施例によって構成
部品の数をセーブすることができ、とりわけコストの面
から6有利である。
場合によっては、光学システムを2つの別体部品で構成
し、各部品にそれぞれ固定検出器を設ければ有利となる
。光学システムを2つの部品に分割することは、とりわ
け単一の光入力をそなえた光学システムの場合と同じ高
い感度が保持でき、かつ同じ間隔でレーザを発する2つ
のレーザ光源を別々にしておくことに問題はないことを
意味する。2つの光入力をそなえたレーザ警報装置は、
光学システムがそれぞれ各先入力と協働するように設計
された2つの別体部品から構成され、かつ検出システム
が各別体部品に対応する固定検出器をそなえていること
を特徴としている.光学システムに2つまたはそれ以上
の光入力と、従って同じ数の受信ローブを設けることに
よって、レーザ光源に対するインパクトタイムをより早
く決定することを可能とするレーザ警報装置とすること
ができる. 添付図面と関連させなから本発明については以下詳細に
説明する。
第1図では、受信ローブ3を回転平面、好ましくは水平
面内に回転させる。受信ローブは水平面内に限定された
ローブ幅を有している。レーザ光源lの発信ローブ2が
感度ローブ2と一致すると、レーザ光源が発したパルス
レーザビームによって発生され、かつレーザの散乱区域
に生じる光が受信ローブによって検出される。通常の実
施例においては、受信ローブがレーザ光源を掃引するた
びに一連のパルスを受信するが、このようなパルス受信
は通常光学システムが3分の1回転するごとに行われる
受信されたパルスは増幅装置内で増幅され、次にアナロ
グ・デジタル変換器5でアナログパルスからデジタル信
号に変換され、このデジタル信号は測定装置6内で処理
される。受信されたパルスにもとづいて、測定装置6は
インパクトタイムの値を設定する.回転するたびに受信
されるパルスの振幅を利用して振幅値を設定し、これを
等式に組込んで、インパクトタイムを算出する。従って
、インパクトタイムを算出するには,測定に最大振幅値
を使用すれば有利である.測定に必要とされ、かつイン
パクトタイムを得るための等式を計算するのに必要な2
つの振幅値を設定するための時間を短縮するには(この
ようなことは通常受信ローブの2回転に相当する)、回
転式光学システムに2つの人力、従って2つの受信ロー
ブを設ければよい。このようにすれば、必要な振幅値を
設定する時間を半分にすることができる。
実際にテストを試みたところ、n乗された振幅Aはレー
ザビームまでの距離に比例することがわかった。従って
、次の等式が成り立つ。
D=K−AI1          (1)nは定数で
、− 1.0<n<−0.9.Dの定義は第2図に示さ
れており、ここでは参照番号1はレーザ光源であり、本
発明の装置は距離を示す矢印Dの先端にある.最初の測
定に対応する変数の低指数を1とし、二回目の測定に対
応する変数の低指数を2とすると、次の等式が成立する
.D,=K−A.’         (2)D*  
= K−A x              ( 3 
)Kは定数で、その値を知る必要はない。2つの等式を
分割し、簡約すると、つぎのようになる。
DI /Da = (Al /Aa )’   (4)
2つの測定間の距離差ΔDには、次のものが適用できる
ΔD=D,−D2        (5)2つの測定間
の時間Δ丁とレーザ光源の(接近)速度Vとの間の等式
は次のように設定することができる。
■=ΔD/ΔT         (6)T時間測定時
点2からのインパクトタイム1゛は次のように書ける。
T=D./V=D.  ・ΔT/ΔD=D8 / (D
I−D−)  ・ΔT=ΔT/ (D./D.− 1)
(7) 等式(4)を等式(7)に入れると、次のようになる。
T:八T/[(A./AI  ″−1)   (8)2
つの測定の振幅とこれら2つの測定間の時間とが分かる
と、測定回路はインパクトタイムTを算出することがで
きる。
第3図では,振幅Aは2つの異なる垂直距離DとD2に
関する敗乱角φの関数として示されている。
インパクトタイムを決定するためのレーザ警報装置の第
1実施例は第4図に示されている。このレーザ警報装置
には回転式光学システム7と、固定式検出器8と、測定
部9とが含まれている。光学システムはレーザ光源から
発し、その円筒軸がほぼ図面の平面内にある入射光を受
ける円筒レンズlOで構成されている.円筒レンズ10
の主な役目は、例えば10の水平面内にローブ幅を有す
る回転式光学システムの受信ローブを形成する。
円筒レンズ10はプリズム1lの入力面に配置されてい
る。レフレクタ12はプリズム1lの第2表面に配置さ
れ、第3表面、すなわちプリズムの出力面にはフィルタ
l3がある.プリズムの入力面に投射されるレーザビー
ムはプリズム11を通過して、レフレクタ12に反射し
、出力面を通ってプリズム1lから離れる。フィルタ1
3は検討しようとする波長範囲を限定するが、その透過
幅は約lμmの入射レーザ光の波長範囲においては50
nm以下のものが好ましい。レーザ光がフィルタ13を
通過した後、第2円筒レンズ14と、ダイアフラム15
と、ガラスブロック16とを通り過ぎ、最後に固定検出
器8に突き当たる。ほぼ図面の平面内にその円筒軸を有
する円筒レンズ10と14は集光の働きをする。ダイア
フラム15は、第1円筒レンズ10とによりほぼ感度ロ
ーブを形成する。プリズムとガラスブロックにより垂直
方向の視野がよくなる。光学システムにより受けたエネ
ルギを検出器8の表面全体に平均的に配分できる。検出
器8からの出力信号は増幅器4と、アナログ・デジタル
変換器5と、測定装置6とを設けた測定部9に送信され
るようになっている.レーザ光源に向かって回転式光学
システムが2度連続回転する時に測定される2つの信号
振幅値をベースにして、測定部6は等式T=ΔT/[(
A1/Ax )” − 1 ]に従ってインパクトタイ
ムを算出する。この場合、Δ丁は第1振幅値の時点と第
2振幅値の時点との時間差、A.はレーザ光源に向かっ
て最初に測定された第1振幅値、A!はレーザ光源に向
かって2回目に測定された第2振幅値、nは定数で、−
1.0<n<−0.9。
検出器8に検出される光の強度は著しく変化する。この
ような強度の変化、すなわち大きい動的範囲に対処する
ためには、検出器の部分に減衰装置を設けて、入射する
放射線が減衰されない検出器の部分の飽和値を越えると
、検出器の減衰された部分が検出器の信号の出力を促す
ようにしてもよい。この点については、アメリカ特許第
3, 193.687号およびアメリカ特許第3,96
2,577号を参照されたい。
インパクトタイムを決定するためのレーザ警報装置の第
2の実施例は第5図に示されている.このレーザ警報装
置には回転式光学システムと、固定検出器8aと8bと
、測定部9とがそなえられている。回転式光学システム
7は2つの別個の部分a.b、すなわちレーザ光源から
発するような入射光を受ける円筒レンズ1 0 a /
 1 0 bから構成されたものである。円筒レンズl
 O a / 1 0 bの主な役目は例えば10”の
水平面内にローブ幅を有する回転式光学システムの受信
ローブを形成することである.円筒レンズは円筒軸が図
面のほぼ平面内にあるプリズムlla/llbの入力面
に配置されている。レフレクタ12a/12bはプリズ
ムlla/llbの第2表面に配置され、第3表面、す
なわちプリズムの出力面にはフィルタl. 3 a /
 1 3 bがある。部分a,bはブロックl7により
分離されている。プリズムの入力面に投射される光綿は
プリズムlla/llbを通過し、レフレクタ12a/
12bに反射して、出力面を介してプリズムlla/l
lbを離れる。フィルタl 3 a / 1 3 bは
検討しようとする波長範囲を限定するが、第1実施例に
おけるように、その透過幅は約ILLmの入射レーザ光
の波長幅で50nm以下である。レーザ光線がフィルタ
13a/13bを通った後第2円筒レンズ14a/14
?と、ダイアフラム15a/15bとガラスブロック1
 6 a. / 1 6 bを通過し、最終固定検出器
8a / 8 bに突き当たる。円筒レンズ10/l.
obと1. 4 a / 1 4 bは集光の働きをし
、その円筒軸はほぼ図面の平面内にある。ダイアフラム
15a/ 1 5 bと第1円筒レンズ10a/10b
とによりほぼ感度ローブが形成される。プリズムとガラ
スブロックにより垂直方向の視野がよくなる。この光学
システムは受けたエネルギを検出器8a/8hの表面全
体に平均配分することができる。検出器8 a / 8
 bからの出力信号は増幅器4と、アナログ・デジタル
変換器5と、測定装置6とをそなえた測定部9に送信さ
れるようになっている。
この測定部6はレーザ光源に向かって回転式光学システ
ムが回転するたびに信号振幅値を設定し、等式T=ΔT
/ [ (Al /A■)”−11に従ってインパクト
タイムTを算出する.この場・合、゛rは第1振幅値の
時点と第2S幅値の時点との時間差、A,はレーザ光源
に向かって最初に測定した第1振幅値、A2はレーザ光
源に向かって2回目に測定した第2振幅値、nは定数で
、−1.0<n<−0.9。
第6図はレーザ光源に関するインパクトタイムを決定す
るためのレーザ警報装置の第3実施例である。レーザ警
報装置には回転式光学システム7と、固定検出器8と、
測定部9がそなえられている。この光学システムは2光
入力方式である。光入力から各光入力に対応する、第1
円筒レンズ10 a / 1 0 bと、プリズムll
a/llbとレフレクタ12a/12bとからなる独立
部とフィルタl3と、第2円筒レンズ14と、ダイアフ
ラムl5と、ガラスブロックl6とからなる共通部とを
介して固定検出器8の方へ光が送られる。この実施例で
は第5図による実施例とは対照的に入射光は一つだけの
検出器内で検出される。これは、この構成では構成部品
が少なくてちよいことを意味する。第6図では、はっき
りさせるために入力面を回転平面内に互いに180゜回
転させた状態にしてある.共通の検出器を使用した場合
、相対的180゜回転ということは通常適切なことでは
ない。というのは入光がどの光入力に投射されるのか決
定できないからである。例えば、相対的回転を180゜
以外の値に変えることにより、この問題を回避できる。
レーザ警報装置の付近にある反射体をインパクトタイム
を決定するためのレーザ警報装置に干渉させないために
は、警報装置のまわりに反射体からの反1・1を阻止す
るマスキングをそなえたケーシング(図示省略)を配置
してもよい。反射体を例に挙げれば、泗水艦のタレット
がある。
レーザ警報装置の第2実施例を示した図、第6図はイン
パクトタイムを決定するための本発明によるレーザ警報
装置の第3実施例を示した図である
【図面の簡単な説明】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、発射体や、ミサイルなどを誘導するのに利用される
    レーザ光源から発せられるレーザ光、例えば目標地に向
    けられたパルスレーザビームからのレーザ光の到来を警
    告するための方法において、レーザビームからの散乱光
    の第1振幅値を第一時点で測定し、散乱光の第2振幅値
    を第二時点で測定し、第一時点と第二時点との時間差を
    測定し、等式D=K・A^n(Kとnは定数、Dはレー
    ザビームまでの垂直距離、Aは測定振幅値)に従って定
    数累乗された振幅がレーザビームへの距離に比例すると
    する根拠にもとづきレーザビームがレーザ警報装置に到
    達する時間を測定値から算出することを特徴とするレー
    ザ警報方法。 2、レーザビームがレーザ警報装置に到達する時間、い
    わゆるインパクトタイムTを等式T=ΔT/〔(A_1
    /A_2)^n−1〕(ΔTは第1振幅値の時点と第2
    振幅値の時点との時間差、A_1はレーザ光源に向かっ
    て最初に測定された第1振幅値、A_2はレーザ光源に
    向かって2回目に測定された第2振幅値、nは定数で、
    −1.0<n<−0.9)に従って測定値から算出する
    ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 3、観測者に対する敵の脅威の動きを決定し、かつ以後
    の測定に備えてインパクトタイムの示唆するものを掴む
    ためにインパクトタイムを示す等式T=ΔT/〔(A_
    1/A_2)^n−1〕に関する符合を検討し、この場
    合、正の値は脅威が観測者に接近しつつあることを示し
    、負の値は脅威が観察者から遠ざかっていることを示す
    ことを特徴とする請求項2に記載の方法。 4、測定した時の最大振幅値を用いてレーザビームがレ
    ーザ警報装置に到達する時間を算出することを特徴とす
    る請求項1乃至3のいずれかに記載の方法。 5、発射体やミサイルなどを誘導するのに使用されるレ
    ーザ光源から発せられるレーザ光、例えば目標地に向け
    られたパルスレーザビームからのレーザ光の到来を警告
    するためのレーザ警報装置において、少なくとも1つの
    光入力をそなえた回転自在の光学システムが各光入力か
    ら数えて、第一円筒レンズと、プリズムと、レフレクタ
    と、フィルタと、第二円筒レンズと、ダイアフラムと、
    ガラスブロックとからなり、その限定されたローブ幅が
    光入力に対するシステムの回転平面内にあり、固定検出
    システムが回転式光学システムの回転平面内にあり、固
    定検出システムが回転式光学システムの光入力を介して
    流入し、かつ光学システムを通って固定検出システムに
    至る光の大きさを検出し、測定装置が、レーザビームに
    向って検出システムにより検出される2つの個別の振幅
    値をベースにして、レーザビームがレーザ警報装置に到
    達する時間を検出された振幅値から算出し、等式D=K
    ・A^n(Kとnは定数、Dはレーザビームまでの垂直
    距離、Aは検出された振幅値)に従って定数累乗された
    振幅がレーザビームまでの距離に比例することをその演
    算根拠としたことを特徴とするレーザ警報装置。 6、レーザビームがレーザ警報装置に到達する時間、い
    わゆるインパクトタイム(T)を検出された振幅値から
    等式T=ΔT/〔(A_1/A_2)^n−1〕(ΔT
    は第一振幅値の時点と第二振幅値の時点との時間差、A
    _1はレーザ光源に向かって最初に測定された第一振幅
    値、A_2はレーザ光源に向かって二回目に測定された
    第二振幅値、nは定数で、−1.0<n<−0.9)に
    従って検出された振幅値から算出することを特徴とする
    請求項5に記載のレーザ警報装置。 7、光学システムに2つの光入力を設けたことを特徴と
    する請求項5または6に記載のレーザ警報装置。 8、回転可能のシステムにそなえられた前記フィルタと
    、第二円筒レンズと、ダイアフラムと、ガラスブロック
    とは2つの光入力に共通であり、検出システムは単一の
    固定検出器からなっていることを特徴とする請求項7に
    記載のレーザ警報装置。 9、回転式光学システムの回転平面内の光入力を互いに
    135゜回転させることを特徴とする請求項8に記載の
    レーザ警報装置。 10、光学システムはそれぞれ各光入力と協働するよう
    になっている2つの別体部品で構成され、検出システム
    は各別体部品に対応する固定検出器をそなえたことを特
    徴とする請求項7に記載のレーザ警報装置。 11、回転式光学システムの回転平面内の光入力を互い
    に180゜回転させることを特徴とする請求項10に記
    載のレーザ警報装置。
JP2111610A 1989-04-28 1990-04-26 レーザ警報方法およびレーザ警報装置 Pending JPH0328698A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8901554-9 1989-04-28
SE8901554A SE463840B (sv) 1989-04-28 1989-04-28 Foerfarande vid en laservarnare och laservarnare

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ID=20375831

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2111610A Pending JPH0328698A (ja) 1989-04-28 1990-04-26 レーザ警報方法およびレーザ警報装置

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US (1) US5040891A (ja)
EP (1) EP0395613B1 (ja)
JP (1) JPH0328698A (ja)
DE (1) DE69006898T2 (ja)
IL (1) IL94141A (ja)
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