JPH0434404A - 光半導体素子モジュールの球レンズ固定方法 - Google Patents
光半導体素子モジュールの球レンズ固定方法Info
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- JPH0434404A JPH0434404A JP2139606A JP13960690A JPH0434404A JP H0434404 A JPH0434404 A JP H0434404A JP 2139606 A JP2139606 A JP 2139606A JP 13960690 A JP13960690 A JP 13960690A JP H0434404 A JPH0434404 A JP H0434404A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Light Receiving Elements (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光半導体素子と光ファイバとを光学的に結合
させる光半導体素子モジュールの球レンズ固定方法に係
り、特に球レンズの保持状態の確実化が図れる光半導体
素子モジュールの球レンズ固定方法に関する。
させる光半導体素子モジュールの球レンズ固定方法に係
り、特に球レンズの保持状態の確実化が図れる光半導体
素子モジュールの球レンズ固定方法に関する。
第４図に球レンズを使用した光半導体素子モジュール、
の構成を示す。この光半導体素子モジュールは筒状の外
装部材１を有し、この外装部材１の軸方向一端側には嵌
込用円筒穴２と、この嵌込用円筒穴２の内部に同軸に設
けられた球レンズ３保持用の薄肉円筒部４とが形成され
ている。また、外装部材１の他端側には、薄肉円筒部４
と間軸上に配置するフェルール嵌込孔５が形成されてい
る。嵌込用円筒穴２には環状部材６が嵌込まれるように
なっており、この環状部材６は球レンズ３押圧用の受圧
曲面７を有している。そして、球レンズ３の光軸上両側
には、この球レンズ３により光学的に結合される光半導
体素子８と、フェルール９により補強された光ファイバ
１０とが対峙して配置している。
の構成を示す。この光半導体素子モジュールは筒状の外
装部材１を有し、この外装部材１の軸方向一端側には嵌
込用円筒穴２と、この嵌込用円筒穴２の内部に同軸に設
けられた球レンズ３保持用の薄肉円筒部４とが形成され
ている。また、外装部材１の他端側には、薄肉円筒部４
と間軸上に配置するフェルール嵌込孔５が形成されてい
る。嵌込用円筒穴２には環状部材６が嵌込まれるように
なっており、この環状部材６は球レンズ３押圧用の受圧
曲面７を有している。そして、球レンズ３の光軸上両側
には、この球レンズ３により光学的に結合される光半導
体素子８と、フェルール９により補強された光ファイバ
１０とが対峙して配置している。
このような構成の光半導体素子モジュールを組み立てる
場合、従来ては、外装部材１の薄肉円筒部４に何等の予
備的変形加工も行うことなく、定径の薄肉円筒部４の先
端に直接、球レンズ３を当接させるようにして、嵌込用
円筒穴２に環状部材６を圧入固定してし）る。その後、
フェルール９により補強された光ファイバ１０を、外装
部材１のフェルール嵌込孔５に嵌め込んでいる。
場合、従来ては、外装部材１の薄肉円筒部４に何等の予
備的変形加工も行うことなく、定径の薄肉円筒部４の先
端に直接、球レンズ３を当接させるようにして、嵌込用
円筒穴２に環状部材６を圧入固定してし）る。その後、
フェルール９により補強された光ファイバ１０を、外装
部材１のフェルール嵌込孔５に嵌め込んでいる。
ところが上述した従来の光半導体素子モジュールの球レ
ンズ固定方方においては、一定径の円筒である薄肉円筒
部４の開口部１１に対し、球レンズ３の外周面を単に環
状部材６の受圧曲面７による押圧力で接触保持させるに
過ぎない。このため、球レンズ３と薄肉円筒部４との接
触部が一時的に線接触となり、球レンズ３への集中荷重
が発生し易くなり、球レンズ３に高い圧縮応力が生じて
、球レンズ３が割れる等の問題を生じることがあった。
ンズ固定方方においては、一定径の円筒である薄肉円筒
部４の開口部１１に対し、球レンズ３の外周面を単に環
状部材６の受圧曲面７による押圧力で接触保持させるに
過ぎない。このため、球レンズ３と薄肉円筒部４との接
触部が一時的に線接触となり、球レンズ３への集中荷重
が発生し易くなり、球レンズ３に高い圧縮応力が生じて
、球レンズ３が割れる等の問題を生じることがあった。
また組み立て後は、外装部材１の薄肉円筒部４の開口部
１１の弾性変形による広がりを主に利用して、球レンズ
３の固定保持を行っている。このた約、薄肉円筒部４の
開口部１１の寸法にばらつきがある場合は、球レンズ３
の保持力も大きくばらつくことになっていた。
１１の弾性変形による広がりを主に利用して、球レンズ
３の固定保持を行っている。このた約、薄肉円筒部４の
開口部１１の寸法にばらつきがある場合は、球レンズ３
の保持力も大きくばらつくことになっていた。
さらに、外装部材１が圧入により固定されているため１
．外力などにより球レンズ３の保持力にばらつきが生じ
る。このように、球レンズ３の保持力にばらつきが生じ
ると、外力などに対して、光半導体素子８と光ファイバ
１０との光学的結合が不安定となる等の不具合を生じる
。
．外力などにより球レンズ３の保持力にばらつきが生じ
る。このように、球レンズ３の保持力にばらつきが生じ
ると、外力などに対して、光半導体素子８と光ファイバ
１０との光学的結合が不安定となる等の不具合を生じる
。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、球レ
ンズ組立時の球レンズの割れを防止でき、光半導体素子
と光ファイバとの光学的結合の安定化が可能な光半導体
素子モジュールの球レンズ固定方法を提供するものであ
る。
ンズ組立時の球レンズの割れを防止でき、光半導体素子
と光ファイバとの光学的結合の安定化が可能な光半導体
素子モジュールの球レンズ固定方法を提供するものであ
る。
本発明は、軸方向一端部に嵌込用円筒穴を開口させると
ともに、この嵌込用円筒穴の内周部に球レンズ保持用の
薄肉円筒部を同軸的に設けた外装部材と、この外装部材
の嵌込用円筒穴に嵌め込まれ薄肉円筒部に球レンズを押
圧保持する環状部材とにより、光軸上に球レンズを配置
固定する光半導体素子モジュールの球レンズ固定方法に
おいて、あらかじめ薄肉円筒部の開口部を球レンズと同
等の曲率に加圧成形し、その後、嵌込用円筒穴に環状部
材を球レンズと共に嵌め込むことにより球レンズを挟着
し、外装部材と環状部材とを固定することを特徴とし、
もって球レンズ組立時に生じる球レンズへの圧縮応力を
減少させて、球レンズの割れを防止し、かつ、球レンズ
の保持力のばらつきを抑えて、光半導体素子と光ファイ
ノ＼“との光学的結合の安定化を図り、前記した目的を
達成するものである。
ともに、この嵌込用円筒穴の内周部に球レンズ保持用の
薄肉円筒部を同軸的に設けた外装部材と、この外装部材
の嵌込用円筒穴に嵌め込まれ薄肉円筒部に球レンズを押
圧保持する環状部材とにより、光軸上に球レンズを配置
固定する光半導体素子モジュールの球レンズ固定方法に
おいて、あらかじめ薄肉円筒部の開口部を球レンズと同
等の曲率に加圧成形し、その後、嵌込用円筒穴に環状部
材を球レンズと共に嵌め込むことにより球レンズを挟着
し、外装部材と環状部材とを固定することを特徴とし、
もって球レンズ組立時に生じる球レンズへの圧縮応力を
減少させて、球レンズの割れを防止し、かつ、球レンズ
の保持力のばらつきを抑えて、光半導体素子と光ファイ
ノ＼“との光学的結合の安定化を図り、前記した目的を
達成するものである。
なお、薄肉円筒部の開口部の加圧成形工程は、薄肉円筒
部固有の降伏点に相当する荷重で、球レンズと同径の綱
球を薄肉円筒部の開口部に押圧して、開口部を球レンズ
と同等の曲率に成形することにより容易に行える。
部固有の降伏点に相当する荷重で、球レンズと同径の綱
球を薄肉円筒部の開口部に押圧して、開口部を球レンズ
と同等の曲率に成形することにより容易に行える。
また、外装部材と環状部材とに金属材料を適用し、これ
ら外装部材と環状部材との嵌め込み後に、これらをＹＡ
Ｇレーザビームにより溶接すれば、組立て後の球レンズ
の固定がより安定化できる。
ら外装部材と環状部材との嵌め込み後に、これらをＹＡ
Ｇレーザビームにより溶接すれば、組立て後の球レンズ
の固定がより安定化できる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図を参照して説
明する。
明する。
第１図、は本発明に係る光半導体素子モジ、 −）しの
球レンズ固定方法の一実施例を示す縦断面図、第２図は
第１図に示した薄肉円筒部の加圧成形前の縦断面図、第
３図は第２図に示した薄肉円筒部の加圧成形後の縦断面
図である。
球レンズ固定方法の一実施例を示す縦断面図、第２図は
第１図に示した薄肉円筒部の加圧成形前の縦断面図、第
３図は第２図に示した薄肉円筒部の加圧成形後の縦断面
図である。
第１図に示すように、本実施例の光半導体素子モジュー
ルは筒状の外装部材２１を有し、この外装部材２１の軸
方向一端側には嵌込用円筒穴２２と、この嵌込用円筒穴
２２の内部に同軸に設けられた球レンズ２３保持用の薄
肉円筒部２４とが形成されている。また、外装部材２１
の他端側には、薄肉円筒部２４と同軸上に配置するフェ
ルール嵌込孔２５が形成されている、嵌込用円筒穴２２
には環状部材２６が嵌め込まれるようになっており、こ
の環状部材２６は球レンズ２３押圧用の受圧曲面２７を
有している。そして、球レンズ２３の光軸上両側には、
この球レンズ２３により光学的に結合される光半導体素
子２８と、フェルール２９により補強された光ファイバ
３０とが対峙して配置している。なお、外装部材２１お
よび環状部材２６は金属材料によって構成されている。
ルは筒状の外装部材２１を有し、この外装部材２１の軸
方向一端側には嵌込用円筒穴２２と、この嵌込用円筒穴
２２の内部に同軸に設けられた球レンズ２３保持用の薄
肉円筒部２４とが形成されている。また、外装部材２１
の他端側には、薄肉円筒部２４と同軸上に配置するフェ
ルール嵌込孔２５が形成されている、嵌込用円筒穴２２
には環状部材２６が嵌め込まれるようになっており、こ
の環状部材２６は球レンズ２３押圧用の受圧曲面２７を
有している。そして、球レンズ２３の光軸上両側には、
この球レンズ２３により光学的に結合される光半導体素
子２８と、フェルール２９により補強された光ファイバ
３０とが対峙して配置している。なお、外装部材２１お
よび環状部材２６は金属材料によって構成されている。
以上のような構成において、加圧成形前の外装部材２１
の断面形状は第２図に示すように、薄肉円筒部２４の開
口部３１は薄肉筒状である。そこで組立前に、第３図に
示すように、薄肉円筒部２４の開口部３Ｉを、あらかし
５球レンズ２３き同等の曲率に加圧成形する。つまり、
薄肉円筒部２４の開口部３１に面接触Ｒ３２を設けるた
緬、以下の方法で加圧成形を行う。この加圧成形は、薄
肉円筒部２４固有の降伏点に相当する荷重Ｗでおこなわ
れる。
の断面形状は第２図に示すように、薄肉円筒部２４の開
口部３１は薄肉筒状である。そこで組立前に、第３図に
示すように、薄肉円筒部２４の開口部３Ｉを、あらかし
５球レンズ２３き同等の曲率に加圧成形する。つまり、
薄肉円筒部２４の開口部３１に面接触Ｒ３２を設けるた
緬、以下の方法で加圧成形を行う。この加圧成形は、薄
肉円筒部２４固有の降伏点に相当する荷重Ｗでおこなわ
れる。
ここで、降伏現象について簡単に説胡する。
降伏現象は、一般に金属材料の引張り試験において、観
測される現象である。これは、応力がほとんど増加する
ことなく、歪みが急激に増加し始狛る点に相当し、この
応力を降伏点といい、塑性変形の始点を示す。
測される現象である。これは、応力がほとんど増加する
ことなく、歪みが急激に増加し始狛る点に相当し、この
応力を降伏点といい、塑性変形の始点を示す。
第２図に示すように球レンズ２３と同径の鋼球３３を、
薄肉円筒部２４の開口部３１に押し付けて徐々に加圧す
る。すると、開口部３１は鋼球３３により、開口部３１
の匝径方向に引張り荷重を受けることになる。荷重が降
伏点に相当する前述の荷重Ｗになる時点で、開口部３１
に降伏現象が起きる。したがって降伏点に相当する荷重
Ｗを印加り続けると、開口部３１が塑性変形を起こし、
鋼球３３の形状が開口３１に転写される。成形前の薄肉
円筒部２４の開口部３１との接触初期において、鋼球３
３に集中荷重が発生する。しかし、鋼球３３の強度が薄
肉円筒部２４よりも十分に大きいので、鋼球３３の変形
は無視できるほど小さい。以上のような方法により、薄
肉円筒部２４の開口部３１に、面接触部３２を加圧成形
することができる。
薄肉円筒部２４の開口部３１に押し付けて徐々に加圧す
る。すると、開口部３１は鋼球３３により、開口部３１
の匝径方向に引張り荷重を受けることになる。荷重が降
伏点に相当する前述の荷重Ｗになる時点で、開口部３１
に降伏現象が起きる。したがって降伏点に相当する荷重
Ｗを印加り続けると、開口部３１が塑性変形を起こし、
鋼球３３の形状が開口３１に転写される。成形前の薄肉
円筒部２４の開口部３１との接触初期において、鋼球３
３に集中荷重が発生する。しかし、鋼球３３の強度が薄
肉円筒部２４よりも十分に大きいので、鋼球３３の変形
は無視できるほど小さい。以上のような方法により、薄
肉円筒部２４の開口部３１に、面接触部３２を加圧成形
することができる。
しかるのち、第１図に示すように、薄肉円筒部２４０面
接触部３２と環状部材２６の受圧曲面２７との間に球レ
ンズを保持する。つまり、球レンズ２３を開口部３１の
面接触部３２に乗せて、環状部材２１を任意の設定位置
まで嵌お込む。
接触部３２と環状部材２６の受圧曲面２７との間に球レ
ンズを保持する。つまり、球レンズ２３を開口部３１の
面接触部３２に乗せて、環状部材２１を任意の設定位置
まで嵌お込む。
なお、環状部材２１の嵌込時には、球レンズ２３に圧縮
荷重が作用する。しかし、この圧縮荷重の作用する球レ
ンズ２３に表面積は、面接触部３２の面積と同等である
。このため、作用する荷重に対してその面積が十分に大
きく、球レンズ２３に生じる圧縮応力は小さく押さえる
ことができる。
荷重が作用する。しかし、この圧縮荷重の作用する球レ
ンズ２３に表面積は、面接触部３２の面積と同等である
。このため、作用する荷重に対してその面積が十分に大
きく、球レンズ２３に生じる圧縮応力は小さく押さえる
ことができる。
環状部材２６の設定位置までの嵌め込みは、塑性変形部
である面接触部３２を除く薄肉円筒部２４の弾性変形を
利用できる位置までの嵌約込みである。このため、挟着
された球レンズ２３は弾性変形により生じる反力で軸方
向に弾性的に保持される。
である面接触部３２を除く薄肉円筒部２４の弾性変形を
利用できる位置までの嵌約込みである。このため、挟着
された球レンズ２３は弾性変形により生じる反力で軸方
向に弾性的に保持される。
さらに、外装部材２１と環状部材２６とを固定させるた
め、図示しないＹＡＧレーザビームにより外装部材２Ｊ
と環状部材２６とを溶接し、一体化する。
め、図示しないＹＡＧレーザビームにより外装部材２Ｊ
と環状部材２６とを溶接し、一体化する。
そして、フェルール２９により補強された光ファイバ３
０をフェルール嵌込孔２５に嵌込む。
０をフェルール嵌込孔２５に嵌込む。
最終的に、光半導体素子２８と、光ファイバ３゜とが球
レンズ２３を挟んで対向し、光学的に結合される。
レンズ２３を挟んで対向し、光学的に結合される。
以上のような実施例によれば、外装部材２１の薄肉円筒
部２４の開口部３１を、球レンズ２３と同径の綱球によ
りあらかじめ加圧成形し、面接触部３２を設けている。
部２４の開口部３１を、球レンズ２３と同径の綱球によ
りあらかじめ加圧成形し、面接触部３２を設けている。
このため、球レンズ２３組立時に生じる球レンズ２３へ
の圧縮応力を、従来例と比較して約３０％以下程度に抑
えることができる。さらに、外装部材２１（！：環状部
材２６とをＹＡＧレーザビームにより溶接し、固定させ
ているた杓、球レンズ２３の保持力のばらつきがない。
の圧縮応力を、従来例と比較して約３０％以下程度に抑
えることができる。さらに、外装部材２１（！：環状部
材２６とをＹＡＧレーザビームにより溶接し、固定させ
ているた杓、球レンズ２３の保持力のばらつきがない。
このたｔ、光半導体素子２８と光ファイバ３０との安定
な光学的結合を得ることができる。
な光学的結合を得ることができる。
以上のように本発明によれば、球レンズ組立時に生じる
球レンズへの圧縮応力を減少させることができるので、
球レンズの割れを防止でき、かつ、球レンズの保持力の
ばらつきを防止できるので、光半導体素子と光ファイバ
との安定な光学的結合を得ることができる等の優れた効
果が奏される。
球レンズへの圧縮応力を減少させることができるので、
球レンズの割れを防止でき、かつ、球レンズの保持力の
ばらつきを防止できるので、光半導体素子と光ファイバ
との安定な光学的結合を得ることができる等の優れた効
果が奏される。
第１図は本発明に係る光半導体素子モジュールの球レン
ズ固定方法の一実施例を説明するための縦断面図、第２
図は第１図に示した薄肉円筒部の加圧成形前の縦断面図
、第３図は第２図に示した薄肉円筒部の加圧成形後の縦
断面図、第４図は従来例を脱胡するたｔの縦断面図であ
る。 ２１・・・・・・外装部材 ２２・・・・・・嵌込用円筒穴 ２３・・・・・・球レンズ ２４・・・・・・薄肉円筒部 ２６・・・・・・環状部材 ２８・・・・・・光半導体素子 ３１・・・・・・開口部 ３２・・・・・・面接触部 ３３・・・・・・鋼球
ズ固定方法の一実施例を説明するための縦断面図、第２
図は第１図に示した薄肉円筒部の加圧成形前の縦断面図
、第３図は第２図に示した薄肉円筒部の加圧成形後の縦
断面図、第４図は従来例を脱胡するたｔの縦断面図であ
る。 ２１・・・・・・外装部材 ２２・・・・・・嵌込用円筒穴 ２３・・・・・・球レンズ ２４・・・・・・薄肉円筒部 ２６・・・・・・環状部材 ２８・・・・・・光半導体素子 ３１・・・・・・開口部 ３２・・・・・・面接触部 ３３・・・・・・鋼球
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、軸方向一端部に嵌込用円筒穴を開口させるとともに
、この嵌込用円筒穴の内 周部に球レンズ保持用の薄肉円筒部を同軸的に設けた外
装部材と、この外装部材の嵌込用円筒穴に嵌め込まれ前
記薄肉円筒部に球レンズを押圧保持する環状部材とによ
り、光軸上に球レンズを配置固定する光半導体素子モジ
ュールの球レンズ固定方法において、あらかじめ前記薄
肉円筒部の開口部を前記球レンズと同等の曲率に加圧成
形し、その後、前記嵌込用円筒穴に前記環状部材を前記
球レンズと共に嵌め込むことにより球レンズを挟着し、
前記外装部材と前記環状部材とを固定することを特徴と
する光半導体素子モジュールの球レンズ固定方法。 ２、薄肉円筒部の開口部の加圧成形は、前記薄肉円筒部
固有の降伏点に相当する荷重で、前記球レンズと同径の
綱球を前記薄肉円筒部の開口部に押圧して、前記開口部
を前記球レンズと同等の曲率に成形することを特徴とす
る請求項１記載の光半導体素子モジュールの球レンズ固
定方法。 ３、外装部材と環状部材とに金属材料を適用し、これら
外装部材と環状部材との嵌込み後に、これらをＹＡＧレ
ーザビームにより溶接することを特徴とする請求項１記
載の光半導体素子モジュールの球レンズ固定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2139606A JP2880765B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 光半導体素子モジュールの球レンズ固定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2139606A JP2880765B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 光半導体素子モジュールの球レンズ固定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0434404A true JPH0434404A (ja) | 1992-02-05 |
| JP2880765B2 JP2880765B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=15249201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2139606A Expired - Fee Related JP2880765B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 光半導体素子モジュールの球レンズ固定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2880765B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06201962A (ja) * | 1992-12-28 | 1994-07-22 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 光学用レンズ部品 |
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| EP1300711A2 (en) * | 2001-09-26 | 2003-04-09 | NEC Compound Semiconductor Devices, Ltd. | Semiconductor device for optically coupling semiconductor light-emitting device to optical fiber |
| CN103487900A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-01 | 武汉锐科光纤激光器技术有限责任公司 | 一种用于大功率激光传输的光纤跳线 |
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1990
- 1990-05-31 JP JP2139606A patent/JP2880765B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06201962A (ja) * | 1992-12-28 | 1994-07-22 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 光学用レンズ部品 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2880765B2 (ja) | 1999-04-12 |
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