JPH07181384A - 内視鏡及び類似装置用の光学ズームレンズ - Google Patents

内視鏡及び類似装置用の光学ズームレンズ

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JPH07181384A
JPH07181384A JP6274349A JP27434994A JPH07181384A JP H07181384 A JPH07181384 A JP H07181384A JP 6274349 A JP6274349 A JP 6274349A JP 27434994 A JP27434994 A JP 27434994A JP H07181384 A JPH07181384 A JP H07181384A
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JP
Japan
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lens
fok
zoom lens
optical
optical zoom
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JP6274349A
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English (en)
Inventor
Ludvik Dr Canzek
ルドヴィク、カンツェク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DR CANZEK ENDOSCOPIE AG
DR KANTSUEKU ENDOSUKOPII AG
KANTSUEKU ENDOSUKOPII AG DR
Original Assignee
DR CANZEK ENDOSCOPIE AG
DR KANTSUEKU ENDOSUKOPII AG
KANTSUEKU ENDOSUKOPII AG DR
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407—Optical details
    • G02B23/2423—Optical details of the distal end
    • G02B23/243—Objectives for endoscopes
    • G02B23/2438—Zoom objectives
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/142—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 内視鏡及び類似装置において、鮮明に焦点合
わせを行うときは、像は倍率の変更後にも再焦点合わせ
が不要になる光学ズームレンズを提供することにある。 【構成】 装置中心に近い端部に固定した、内視鏡及び
類似装置用光学ズームレンズの操作は極めて簡単であ
る。焦点合わせレンズ群ＦＯＫによる像の焦点合わせ後
に、再焦点合わせを行うことなく、全倍率範囲を使うこ
とができる。この光学ズームレンズの操作が容易なこと
によりとくに医学の分野でこのようなズーム光学装置を
備えた装置の用途を広げることができる。極めて簡単な
像設定により、使用者をもはやその医学的職務からほと
んど注意をそらすことがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内視鏡及び類似装置用
の光学ズームレンズに関する。
【０００２】
【従来技術】この種の光学ズームレンズはよく知られて
いる。ＤＥ−ＯＳ ２６４０３５３号明細書に記載して
あるようにズーム作用は、対物区分と共に接眼区分を動
かすことによつて得られる。対物区分を内部で動かすこ
とにより又後続の全部の像移送システムの移動が生ず
る。このことは、別個の光学管内に全部の可動部品を取
付けこの光学管をジャケット管内で動かすことにより行
われる。このような付加的光学管を使うことは、この管
内の各レンズの直径を与えられた外径に対して減らさな
ければならないことを意味する。この場合装置の口径従
って又解像限度及び像コントラストが減小する。さらに
ジャケット管内の移動のための長い光学管の構造は、こ
れ等の管が薄い壁を持つので費用がかかり破損しやす
い。
【０００３】ＤＥ−Ａ１ ３０４７６０５号明細書には
倍率を変えるために内視鏡の接眼区分に取付けた無限焦
点ズームレンズについて記載してある。しかし焦点合わ
せは対物レンズにより行われる。このような焦点合わせ
は、内視鏡の最小直径部で焦点合わせが行われるので複
雑になり費用が高くなる。この最小直径部は、第２の運
動が行われる装置中心に近い端部から遠く離れて位置す
る。
【０００４】さらに接眼区分に連結するズーム光学装置
は市販されている。このような光学装置では倍率を変え
るごとに引続いて再焦点合わせが必要である。この場
合、このような装置がとくに医学の分野ではほとんど使
われないような著しい欠点となると考えられる。医師は
このような形式の内視鏡で手術を行うときは、与えられ
た倍率の鮮明な像を得ようとするごとに２つの各別の操
作を行わなければならない。このことは時間がかかり主
作業から注意をそらせることになる。
【０００５】
【発明の開示】前記した従来の技術を考慮して、本発明
の主な目的は、内視鏡及び類似装置において、焦点合わ
せ及び倍率変更を行うことができ、鮮明に焦点合わせを
行うときは、像は倍率の変更後にもそのままになる、す
なわち再焦点合わせが不要になる光学ズームレンズを提
供することにある。
【０００６】この目的は、光学軸と、中間像ＺＢと、像
Ｂとを持ち、装置中心に近い側に取付けられ、レンズ群
ＦＩＸ及びレンズ群ＶＡＲから成る、内視鏡及び類似装
置用の光学ズームレンズにおいて、前記レンズ群ＦＩＸ
に、少なくとも１個は収束レンズである少なくとも２個
のレンズを設け、前記レンズ群ＦＩＸに、前記装置の焦
点合わせを行うように少なくとも１個の部材ＦＯＫを設
け、前記レンズ群ＶＡＲに、それぞれ少なくとも１個の
収束レンズと、少なくとも１個の発散レンズとから成
り、前記光学軸に沿って可動な少なくとも２個の部材を
設け、そして前記中間像ＺＢから前記部材ＦＯＫにより
生ずる像を、前記光学ズームレンズの像Ｂから一定の又
はほぼ一定の距離に位置させて成る光学ズームレンズに
よつて解決される。その他の好適とする例及び変型は請
求項２ないし９に記載してある。
【０００７】以上本発明を好適とする実施例について添
付図面により詳細に説明する。
【０００８】
【実施例】本発明の図１に示した実施例は表１のデータ
に対応する６個のレンズだけを持つ簡単な設計を備え
る。
【０００９】
【表１】 レンズ 表面の番号 半径 距離 屈折率 アツベ数 １ ４０．８６９ １．５ １．８０５ ２５．４ ２ １１．０１６ ３．９ １．７４４ ４４．８ ３ −２５．７９２ ９．０５ ／ ４４．００ ４ ３３．０００ ２．７ １．７５５ ５２．３ ５ ３７２９．９００ １．３５ １．８０５ ２５．４ ６ ７５．７５６ ５３．２９ ／ ５．８０ ７ ２６．６８５ ４．５ １．６０６ ４３．７ ８ −１５．５０７ １．３５ １．８０５ ２５．４ ９ −５８．３５９ １０．５２ ／ ２３．０６
【００１０】この場合Ｆ（ＦＯＫ）＝２４．０ そして
Ｌ＜１８０である。
【００１１】レンズ群ＦＩＸは、焦点合わせレンズＦＯ
Ｋと同時に作用する複合レンズ（ｃｅｍｅｎｔｅｄ ｌ
ｅｎｓ）から成っている。レンズ群ＦＩＸの前方にはレ
ンズ群ＦＩＸから一定の距離に中間像ＺＢが位置する。
中間像ＺＢは、内視鏡又は類似の装置によりレンズ群Ｆ
ＩＸの前方に生ずる。レンズ群ＶＡＲは、光軸に沿って
移動し所望の倍率変更を生ずる２個の複合レンズだけか
ら成っている。この装置の対物レンズの前方の種々の物
体距離に焦点合わせを行うときは、中間像ＺＢの位置
と、中間像ＺＢ及びズームレンズ像Ｂ間の距離Ｌとを変
える。この変更は、同じ像Ｂの点において各場合に前記
の像を位置決めするようにレンズ群ＦＯＫの対応する移
動により補正する。
【００１２】それぞれ図２及び３に示した本発明の各実
施例はそれぞれ表２及び表３のデータに対応して７個及
び８個のレンズを持つ。
【００１３】
【表２】 レンズ 表面の番号 半径 距離 屈折率 アツベ数 １ １６．２６０ ０．６ １．８０５ ２５．４ ２ ４．３９６ １．５６ １．７４４ ４４．８ ３ −１０．３５６ １．５ ４ −１３．８００ ０．６ １．５１７ ６９．６ ５ −２３．９１０ ２．３９ ／ １６．４５ ６ ２９．１５９ １．０８ １．７５５ ５２．３ ７ −１９．９２６ ０．６ １．８０５ ２５．４ ８ −５８．２００ １８．７３ ／ ２．３６ ９ １８．７２０ １．５ １．６５２ ４４．９ １０ −８．５２０ ０．６ １．８０５ ２５．４ １１ −３３．２６４ １１．５３ ／ １３．８５
【００１４】この場合Ｆ（ＦＯＫ）＝９．６ そして
Ｌ＜１８０
【００１５】
【表３】 レンズ 表面の番号 半径 距離 屈折率 アツベ数 １ １６．５５２ ０．９ １．７８５ ２６．１ ２ ７．２８８ ２．８ １．６２４ ４７．０ ３ −２０．６１７ ４．０ ４ −２１．２６８ １．０ １．４８７ ７０．４ ５ −３７．７７０ ２．６８ ／ ２８．７２ ６ −４１１．５９０ １．８ １．７８６ ５０．０ ７ −３５．４２０ ０．１ ８ ３７．８０５ １．８ １．７８６ ５０．０ ９ ３５０．７４５ ０．１ １０ −１４６．４９７ １．０ １．６４８ ３３．８ １１ ５６．４７５ ３６．１２ ／ ２．０１ １２ ２７．７０４ １．８ １．７８６ ５０．０ １３ −２１．１８３ １．０ １．７１７ ２９．５ １４ ４９．８３７ １６．７５ ／ ２４．８２
【００１６】この場合Ｆ（ＦＯＫ）＝１８．５ そして
Ｌ＜１８０である。
【００１７】図２及び３に示した実施例と図１に示した
実施例との間の実質的な違いはレンズ群ＦＩＸに示して
ある。図２及び３に示したレンズ群ＦＩＸは複合レンズ
及び付加的レンズから成るが、焦点合わせレンズＦＯＸ
としては複合レンズだけを使う。
【００１８】図４には１０個のレンズを持ち図４のデー
タに対応する本発明の実施例を示してある。
【００１９】
【表４】 レンズ 表面の番号 半径 距離 屈折率 アツベ数 １ −４．８４７ １．０ １．５１７ ６４．２ ２ −６．０５４ ８．２ ３ ３３．２６６ ０．９ １．７８５ ２６．１ ４ ８．８７６ ２．８ １．６５８ ５０．９ ５ −１４．０５１ ４．０ ６ −１５．５８４ １．０ １．４８７ ７０．４ ７ −２２．６０８ ２．４４ ／ ２８．８２ ８ ９０．９７８ １．８ １．７８６ ５０．０ ９ −９４．７６８ ０．１ １０ ５５．７９２ １．８ １．７８６ ５０．０ １１ −９７．５５４ ０．１ １２ １２７．４７５ １．０ １．６９９ ３０．１ １３ ３１．５００ ３６．５６ ／ ２．１２ １４ −４０．７６０ １．８ １．６２０ ６３．５ １５ −２４．８３６ ０．１ １６ ２５．７３０ １．８ １．７８６ ５０．０ １７ −３７．６７２ ０．３ １８ −２０．６８７ １．０ １．６９９ ３０．１ １９ ６５．３００ １６．１１ ／ ２４．１６
【００２０】この場合Ｆ（ＦＯＫ）＝１９．２ そして
Ｌ＜１８０である。
【００２１】図４に示した実施例ではレンズ群ＦＯＸ
は、３個のレンズから成る。レンズ群ＶＡＲの各部材は
３個の単レンズから成る。表５のデータに対応するズー
ムレンズの実施例では同様な構造を使う。
【００２２】
【表５】 レンズ 表面の番号 半径 距離 屈折率 アツベ数 １ −１４．２６６ １．２ １．７８５ ２６．１ ２ −８４．２９７ ３．０ １．６９７ ５５．４ ３ −１３．１４９ ０．１ ４ ６０．７５９ ２．７ １．７８６ ５０．０ ５ −４９．６７２ １０．１ ６ −１７．７３９ １．４ １．５０１ ５６．４ ７ −２３．７２９ ３．８３ ／ ３９．８８ ８ ３６６．４２９ ２．５ １．７８６ ５０．０ ９ −７７．７１１ ０．２ １０ ９７．２８０ ２．５ １．７８６ ５０．０ １１ −９０．４３６ ０．１ １２ ２２１．１９３ １．４ １．６９９ ３０．１ １３ ４３．４３６ ５０．６１ ／ ３．５２ １４ −２４．５５０ ２．５ １．６２０ ６３．５ １５ −２０．５７４ ０．１ １６ ３１．２８０ ２．９ １．７８６ ５０．０ １７ −５１．７７６ ０．５ １８ −２６．９３５ １．４ １．６９９ ３０．１ １９ ８４．２９７ ２２．０９ ／ ３３．１３
【００２３】この場合Ｆ（ＦＯＸ）＝２６．２ そして
Ｌ＜１８０である。
【００２４】表１ないし５について前記した限定しない
例は、レンズ群ＶＡＲの２個の可動部材の前方、間及び
又は後方に固定のレンズシステムを挿入することにより
変えることができる。このような変型は本発明の範囲を
逸脱するものではない。これ等の変型は請求項に記載し
てなく図示してないがこの同じ発明の一部である。
【００２５】請求項によるズームレンズはすべて目視の
知覚に適当なように像Ｂを生ずる付加的レンズシステム
に接合できる。このような付加的レンズシステムは当業
界にはよく知られ、従って図示してないし又請求項に記
載してない。このようなレンズシステム又はその一部は
又ジオプトリー焦点合わせにも使うことができる。この
場合も同様に本発明の範囲内であると考えられる。
【００２６】本発明によるズームレンズが一層大きい倍
率と共に又一層高い解像度が得られるように補正できる
ことを光学計算で示した。又このような計算により、こ
のためにとくに設けたレンズ群ＦＯＫによる焦点合わせ
後に、像の明確度はふたたび焦点合わせを行わなくても
全倍率範囲にわたり保護されることを示している。すな
わち焦点合わせ及び倍率変更は相互に厳密に無関係であ
る。図示の好適とする実施例では、像Ｂの場所から極め
て大きい距離又は無限の距離における中間像ＺＢから部
材ＦＯＫによる焦点合わせ後に中間像を生ずる。従って
部材ＦＯＫ及び次に続くレンズの間の距離が拡大され
て、中間像ＺＢ及び像Ｂ間の距離Ｌを拡大する。しかし
距離Ｌを１８０の値を越えて拡大することは好ましくな
い。その理由は、Ｌのこのような大きい値は、大きい直
径を持つ、従って高価な後続のレンズを必要とするから
である。このようなズームレンズは比較的長くて扱いに
くい。
【００２７】本発明によるズームレンズによる焦点合わ
せ及び倍率変更は簡単な機械的構造により比較的安価に
得られる。操作の簡単なこのようなズームレンズの内視
鏡検査法への導入は内視鏡のとくに医学分野の用途の一
層広い拡大ができる。医学分野ではこのような装置は、
対象物への距離をさらに短縮することによつて倍率を増
すことのできない用途にとくに有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】６個のレンズだけしか備えなくて簡単な構造を
持つ表１のデータに対応する本発明内視鏡用の光学ズー
ムレンズの第１実施例を示す。
【図２】７個のレンズを備え表２のデータに対応する本
発明内視鏡用光学ズームレンズの第２実施例を示す。
【図３】８個のレンズを備え表３のデータに対応する本
発明光学ズームレンズの第３実施例を示す。
【図４】１０個のレンズを備え表４のデータに対応する
本発明光学ズームレンズの第４実施例を示す。
【符号の説明】
Ｂ 像 ＺＢ 中間像 ＦＩＸ レンズ群 ＦＯＫ レンズ部材（焦点合わせレンズ） ＶＡＲ レンズ群

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光学軸と、中間像ＺＢと、像Ｂとを持
    ち、装置中心に近い側に取付られ、レンズ群ＦＩＸ及び
    レンズ群ＶＡＲから成る、内視鏡及び類似装置用の光学
    ズームレンズにおいて、前記レンズ群ＦＩＸに、少なく
    とも１個は収束レンズである少なくとも２個のレンズを
    設け、前記レンズ群ＦＩＸに、前記装置の焦点合わせを
    行うように少なくとも１個の部材ＦＯＫを設け、前記レ
    ンズ群ＶＡＲに、それぞれ少なくとも１個の収束レンズ
    と、少なくとも１個の発散レンズとから成り、前記光学
    軸に沿って可動な少なくとも２個の部材を設け、そして
    前記中間像ＺＢから前記部材ＦＯＫにより生ずる像を、
    前記光学ズームレンズの像Ｂから一定の又はほぼ一定の
    距離に位置させて成る光学ズームレンズ。
  2. 【請求項２】 前記焦点合わせ部材ＦＯＫの焦点距離
    ［Ｆ（ＦＯＫ）］が次の条件 ７＜Ｆ［（ＦＯＫ）］＜２８ を満足するようにした請求項１の光学ズームレンズ。
  3. 【請求項３】 前記内視鏡又は類似装置の中間像ＺＢと
    像Ｂとの間の可変の距離Ｌが次の条件 Ｌ＜１８０ を満足するようにした請求項１の光学ズームレンズ。
  4. 【請求項４】 前記レンズ群ＶＡＲに、目視のため又ジ
    オプトリー調整のために像Ｂを結像する固定レンズ群を
    設けた請求項１の光学ズームレンズ。
  5. 【請求項５】 次の光学データを持つ請求項１ないし４
    のいずれか一項の光学ズームレンズ。 表面の番号 半径 距離 屈折率 アツベ数 １ ４０．８６９ １．５ １．８０５ ２５．４ ２ １１．０１６ ３．９ １．７４４ ４４．８ ３ −２５．７９２ ９．０５ ／ ４４．００ ４ ３３．０００ ２．７ １．７５５ ５２．３ ５ ３７２９．９００ １．３５ １．８０５ ２５．４ ６ ７５．７５６ ５３．２９ ／ ５．８０ ７ ２６．６８５ ４．５ １．６０６ ４３．７ ８ −１５．５０７ １．３５ １．８０５ ２５．４ ９ −５８．３５９ １０．５２ ／ ２３．０６ この場合Ｆ（ＦＯＫ）＝２４．０ そして Ｌ＜１８０
    である。
  6. 【請求項６】 次の光学データを持つ請求項１ないし４
    のいずれか一項の光学ズームレンズ。 表面の番号 半径 距離 屈折率 アツベ数 １ １６．２６０ ０．６ １．８０５ ２５．４ ２ ４．３９６ １．５６ １．７４４ ４４．８ ３ −１０．３５６ １．５ ４ −１３．８００ ０．６ １．５１７ ６９．６ ５ −２３．９１０ ２．３９ ／ １６．４５ ６ ２９．１５９ １．０８ １．７５５ ５２．３ ７ −１９．９２６ ０．６ １．８０５ ２５．４ ８ −５８．２００ １８．７３ ／ ２．３６ ９ １８．７２０ １．５ １．６５２ ４４．９ １０ −８．５２０ ０．６ １．８０５ ２５．４ １１ −３３．２６４ １１．５３ ／ １３．８５ この場合Ｆ（ＦＯＫ）＝９．６ そして Ｌ＜１８０で
    ある。
  7. 【請求項７】 次の光学データを持つ請求項１ないし４
    のいずれか一項の光学ズームレンズ。 表面の番号 半径 距離 屈折率 アツベ数 １ １６．５５２ ０．９ １．７８５ ２６．１ ２ ７．２８８ ２．８ １．６２４ ４７．０ ３ −２０．６１７ ４．０ ４ −２１．２６８ １．０ １．４８７ ７０．４ ５ −３７．７７０ ２．６８ ／ ２８．７２ ６ −４１１．５９０ １．８ １．７８６ ５０．０ ７ −３５．４２０ ０．１ ８ ３７．８０５ １．８ １．７８６ ５０．０ ９ ３５０．７４５ ０．１ １０ −１４６．４９７ １．０ １．６４８ ３３．８ １１ ５６．４７５ ３６．１２ ／ ２．０１ １２ ２７．７０４ １．８ １．７８６ ５０．０ １３ −２１．１８３ １．０ １．７１７ ２９．５ １４ ４９．８３７ １６．７５ ／ ２４．８２ この場合Ｆ（ＦＯＫ）＝１８．５ そして Ｌ＜１８０
    である。
  8. 【請求項８】 次の光学データを持つ請求項１ないし４
    のいずれか一項の光学ズームレンズ。 表面の番号 半径 距離 屈折率 アツベ数 １ −４．８４７ １．０ １．５１７ ６４．２ ２ −６．０５４ ８．２ ３ ３３．２６６ ０．９ １．７８５ ２６．１ ４ ８．８７６ ２．８ １．６５８ ５０．９ ５ −１４．０５１ ４．０ ６ −１５．５８４ １．０ １．４８７ ７０．４ ７ −２２．６０８ ２．４４ ／ ２８．８２ ８ ９０．９７８ １．８ １．７８６ ５０．０ ９ −９４．７６８ ０．１ １０ ５５．７９２ １．８ １．７８６ ５０．０ １１ −９７．５５４ ０．１ １２ １２７．４７５ １．０ １．６９９ ３０．１ １３ ３１．５００ ３６．５６ ／ ２．１２ １４ −４０．７６０ １．８ １．６２０ ６３．５ １５ −２４．８３６ ０．１ １６ ２５．７３０ １．８ １．７８６ ５０．０ １７ −３７．６７２ ０．３ １８ −２０．６８７ １．０ １．６９９ ３０．１ １９ ６５．３００ １６．１１ ／ ２４．１６ この場合Ｆ（ＦＯＫ）＝１９．２ そして Ｌ＜１８０
    である。
  9. 【請求項９】 次の光学データを持つ請求項１ないし４
    のいずれか一項の光学ズームレンズ。 表面の番号 半径 距離 屈折率 アツベ数 １ −１４．２６６ １．２ １．７８５ ２６．１ ２ −８４．２９７ ３．０ １．６９７ ５５．４ ３ −１３．１４９ ０．１ ４ ６０．７５９ ２．７ １．７８６ ５０．０ ５ −４９．６７２ １０．１ ６ −１７．７３９ １．４ １．５０１ ５６．４ ７ −２３．７２９ ３．８３ ／ ３９．８８ ８ ３６６．４２９ ２．５ １．７８６ ５０．０ ９ −７７．７１１ ０．２ １０ ９７．２８０ ２．５ １．７８６ ５０．０ １１ −９０．４３６ ０．１ １２ ２２１．１９３ １．４ １．６９９ ３０．１ １３ ４３．４３６ ５０．６１ ／ ３．５２ １４ −２４．５５０ ２．５ １．６２０ ６３．５ １５ −２０．５７４ ０．１ １６ ３１．２８０ ２．９ １．７８６ ５０．０ １７ −５１．７７６ ０．５ １８ −２６．９３５ １．４ １．６９９ ３０．１ １９ ８４．２９７ ２２．０９ ／ ３３．１３ この場合Ｆ（ＦＯＫ）＝２６．２ そして Ｌ＜１８０
    である。
JP6274349A 1993-10-29 1994-10-14 内視鏡及び類似装置用の光学ズームレンズ Pending JPH07181384A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH326093 1993-10-29
CH03260/93-3 1993-10-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07181384A true JPH07181384A (ja) 1995-07-21

Family

ID=4252136

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