JPH09500246A - コードレス無線通信装置およびアンテナ - Google Patents

コードレス無線通信装置およびアンテナ

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JPH09500246A JP7503975A JP50397595A JPH09500246A JP H09500246 A JPH09500246 A JP H09500246A JP 7503975 A JP7503975 A JP 7503975A JP 50397595 A JP50397595 A JP 50397595A JP H09500246 A JPH09500246 A JP H09500246A
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ゼイユル,パウルス トマス マリア バン
ブルゲン,ヨハニス バン
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ポータブルコードレス電話機(1)のような、コードレス無線通信装置に関し、電話機(1)は、電話機(1)の情報交換手段(4−7)に向かう方向において減衰を有するアンテナ指向性をもったアンテナ手段を備えている。本発明は、無線信号を受信および/または送信するための少なくとも1つの導電性素子(14、18;30;31;32;35)と、これと相互作用し、かつアース手段(20)に接続されている導電性表面(16;26;29)とを含むアンテナ手段を提供する。このようにして、所望のアンテナ指向性は、導電性表面(16;26;29)の適切な形状および位置によって得られる。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 コードレス無線通信装置およびアンテナ 発明の技術分野 本発明は、コードレス無線通信装置に関し、特に、これらの装置に用いるのに 適するアンテナ構造のほかに、ポータブルコードレス電話機に関する。 発明の背景 コードレス電話、ウォーキートーキー、個人用ポケットベル装置(英語の専門 文献では「無線ページャ(radio pager)」と呼ばれる)、およびこ れらの組合せは、無線信号の最良の可能な、方向に依存しない受信および/また は送信を実現するために、好ましくは全方向性受信または放射パターンをもたな ければならないアンテナを有するコードレス無線通信装置の例である。しかし、 使用中において、アンテナ手段により発生せしめられる電磁エネルギーの一部は 、ユーザの方向へも発射される。 オーディオ信号をピックアップし、また再生する情報交換手段であって、該手 段が、電話受話器のように、そのハウジングの一面からユーザがアクセスしうる 該情報交換手段を含む、例えばポータブル電話機として具体化されたコードレス 無線通信装置においては、ユーザは、前記面を自己の頭に接せしめるか、または 接近せしめて、該電話機を保持する。しかし、該頭によって行われる電磁遮蔽は 、アンテナによって発生せしめられる電磁エネルギーを該頭の方向において効果 的に減少せしめ、またこの方向における無線受信に対する感度を低下させる。 欧州特許出願第0,532,960号は、非活動部分と相互に一直線をなして 延長する、無線周波放射を受信し、また送信するための活動部分を有する、延長 ロッドアンテナを備えたポータブルコードレス電話機を開示している。使用中に おいて、該活動部分はユーザの頭の上へ突出する。このようにして、ユーザの身 体によるアンテナ特性への望ましくない影響は、可能な限り防止される。ユーザ の身体に当たる電磁エネルギー、またはその一部の量もまた、このようにして減 少せしめられる。 日本国特許出願第4,220,851号には、使用中にユーザの方へ向けられ るポータブルコードレス電話機の面上における電磁遮蔽手段の使用が開示されて おり、これはユーザの頭の方向へ放射される電磁エネルギーの量をできるだけ制 限しようとするものである。 発明の要約 本発明の基本目的は、コードレス無線通信装置を提供することであり、該装置 においては、アンテナ手段により有効に送信および/または受信される電磁エネ ルギーに対する、ユーザの身体またはその一部の影響を減少させるために、いく つかの処置がとられる。 本発明のもう1つの目的は、無線信号を送信するための、コードレス無線通信 装置の使用中において、ユーザが被曝する電磁放射の量を減少させることである 。 本発明のさらにもう1つの目的は、コードレス無線通信装置において、該装置 の送信および/または受信特性に対するユーザの身体の影響を減少させるための 前記処置と特に組合わされて用いられる適切なアンテナ構成を提供することであ る。 本発明は、使用中のアンテナ手段が、ユーザの身体またはその一部により遮蔽 される方向へ電磁エネルギーを発生し、かつ/または、この方向からの無線周波 放射の受信に対して感度を示すように、該アンテナ手段を設計しても実用上の価 値がないことの洞察に基づいている。本発明は、その最も一般的な形式において は、ユーザがアクセスしうる該情報交換手段の前記面の方向に減衰を有する、非 対称的指向性を有するアンテナ手段を備えたコードレス無線通信装置の提供に関 する。 本発明は、実施上、ハウジングと、該ハウジング内に収容され且つ該ハウジン グの一面からユーザがアクセスしうる情報交換手段と、該情報交換手段に結合せ しめられた信号処理手段と、該信号処理手段に結合せしめられアンテナ手段を備 えた無線送信手段とを具備するコードレス無線通信装置を提供する。前記アンテ ナ手段は、無線信号を受信および/または送信するための少なくとも1つの導電 性素子と、該導電性素子の近くに配置されてこれと相互作用し、また前記装置の アース手段(common electrical mass means)に 接続されている導電性表面とを含み、該導電性表面は、前記ハウジングの前記面 の方向における減衰を有する指向性を与えるために、前記導電性素子に対して適 切に選択された位置および形状を有する。 所望のアンテナ指向性を実現するために、本発明のこの実施例においては、受 信および/または送信用の前記導体と相互作用し、かつアンテナの動作にとって 本質的である、前記導電性表面が有利に利用される。アンテナ指向性における必 要な減衰は、前記関係する導体および送信された電磁エネルギーの増幅に関連し て適切に選択された、前記導電性表面の位置および/または設計によって得られ 、所望方向における無線受信のためのアンテナの感度の増大もまた実現されうる 。 事前公告されていない欧州特許出願第0,588,271号は、同様にポータ ブルコードレス無線通信装置における非対称的指向性を有するアンテナ構成の使 用を説明していることに注意すべきである。本発明とは異なり、これは、アンテ ナの近くに配置された遮蔽手段または反射器のような追加素子の使用、または比 較的大きい寸法の本質的に公知の指向性を有するアンテナ構造の使用によって実 現される。 特に手持ち寸法の装置の場合には、そのようなアンテナ構造の使用は必ずしも 可能でなく、または望ましくなく、特に問題の装置のハウジング内にアンテナが 収容されなくてはならない時はそうである。一般に、そのような状況においては 、アンテナに対する追加の遮蔽手段のために利用可能な空間もまた不十分である 。 本発明の装置に用いるのに特に適するアンテナ構成においては、前記導電性素 子は、一端部に前記装置のアース手段への接続のための端子を備え、かつ他端部 を第2電気導体に接続された第1電気導体を含み、該第2導体は該第1導体に対 して実質的に垂直に延長し、該第1導体は前記両端部間の領域内に、前記装置の 無線送信手段に対する接続のための端子を備えている。 このアンテナ構造、特に前記第1および第2導体がプリント回路板の一部を形 成する本発明の実施例は、コードレス無線通信装置内への固定取付けに有利に適 している。そのようなアンテナ構成は、大量生産を簡単かつ比較的に経済的に可 能ならしめる。 前記両導体は、所望のアンテナ指向性および/または共振周波数を実現するの に適するように形成されうる。特に適切であることがわかっている実施例は、第 2導体が細長い形状を有し、その両端部がその縦方向に対して、例えば45°ま たは90°で延び、それによって第1導体と組合わされるとほぼT字形を生じる ものである。第2導体はまた、例えばOまたはC字形の、完全にまたは部分的に 、閉じた外形をも有しうる。両導体のさらに別の配置は、ほぼL字形から成る。 前述の、アンテナの導電性素子と相互作用する導電性表面は、必ずしもプレー トまたは同種のものの形状をなす表面である必要はない。前記装置内に存在する 、該装置のアース手段に接続された、例えばコイルなどの導電性ハウジングのよ うな、部品遮蔽手段もまた本発明の意味における導電性表面として機能しうる。 前記導電性素子の実質的に一方の側、例えば該導電性素子が上に形成されている プリント回路板を越えた一方の側への前記導電性表面の配置は、すでにあるアン テ指向性を生ぜしめる。 本発明の装置の実施例においては、前記導電性表面は、実質的に平らな形状と 、前記装置のハウジングの前記面に対しての、所望のアンテナ指向性に対応する 傾斜位置とを有する。そのような表面は、少なくとも前記無線送信手段を完全に 、または部分的に包囲する導電性遮蔽の一部を、利益が得られるように一体形成 しうる。 本発明は、以下添付図面に示されているコードレスポータブル電話機における 応用に関して説明される。 図面の簡単な説明 第1図は、本発明によるアンテナを備えたポータブルコードレス電話機の概略 図を示す。 第2図は、本発明によるアンテナ構成を有するコードレス電話機の諸部分の、 高度に概略的な、分解斜視図を示す。 第3図は、本発明の実施例の、指向性を有するアンテナ構成の概略的分解斜視 図を示す。 第4図は、第3図において用いられたアンテナ構成の一部の、別の概略的斜視 図を示す。 第5図は、本発明によるポータブルコードレス電話機における、所望のアンテ ナ指向性を概略的に示す。 第6図は、第3図に示されている本発明によるアンテナ構成において測定され たアンテナ指向性を概略的に示す。 第7図から第11図までは、本発明によるアンテナ素子の諸実施例の概略図を 示す。 実施例の詳細な説明 第1図は、ポータブルコードレス電話機1の正面概略図を示す。電話機1は、 それぞれがオーディオ信号、特に音声信号をピックアップし、再生する、マイク ロホン部分4およびスピーカ部分5の形式をもった、1面3からユーザがアクセ スしうる情報交換手段を有するハウジング2を含む。マイクロホンおよびスピー カ部分4、5は、電話送受器のように面3上に配置されている。 前記部分4、5の間には、キーパッド6およびディスプレイ手段7が置かれて いる。キーパッド6は、フック信号キー9を含むいくつかの補助関数キーのほか に、電話送受器において典型的な12個の番号および制御キー8を含む。ディス プレイ手段7上には、なかんずく電話機の使用において要求される番号および他 のデータが示される。この電話機は手中に保持でき、使用中には面3がユーザの 頭の方へ向けられる。ユーザは従って、マイクロホン内へ話し、また一方の耳に よりスピーカによって再生された音を聞きうる。 第2図は、コードレス電話機の高度に概略的な、斜視図を示す。信号処理手段 11および無線送信手段12を含む電子ユニット10が示されている。送信機お よび受信機は、一般に無線送信手段12の一部を形成する。信号処理手段11は 第1図に示されているディスプレイ手段7を作動させるためのドライバ、および マイクロホンおよびスピーカ4、5のための増幅器のような手段のほかに、いく つかのキー8、9の、また電話機1が接続されている電話システムの、信号を処 理する手段をも含む。 無線送信手段12は、アンテナ信号導体13を経てアンテナの導電性素子に接 続され、無線信号を受信および/または送信する。この素子は、細長い第1電気 導体14と、これに対して実質的に垂直に延長する細長い第2電気導体18とか ら成る。第1導体14は、端部17により第2導体18に電気的に接続されてい る。第1導体14のもう1つの端部15は、導電性表面16に接続され、該表面 16は、第1および第2導体14、18と共に完全なアンテナを形成する。 プレートの形状に示されている導電性表面16は、電話機1のアース手段20 に接続される。アンテナ信号導体13は、第1導体14の両端15、17間の領 域内の点19において、第1導体14に電気的に接続される。点19の位置は、 アンテナ信号導体13から見て、アンテナの電気的インピーダンスの決定に寄与 する。 第3図は、第1図に示されているコードレス電話機1に適用される、本発明の アンテナのもう1つの実施例を示す。いくつかの導体13、14、18は、プリ ント回路を有する板21上に導電性トラックとして形成されている。そのような 板は、英語の専門文献では、一般に「プリント回路板(PCB)」と呼ばれてい る。第1導体14の端部15は、PCB21上に配置された導電性外郭22に接 続され、該外郭22は、電話機1のアース手段20の一部を形成する。PCB2 1のこの外郭22の内側には、例えば無線送信手段12を含む電気部品を取付け るためのプリント回路(図示されていない)が配置されている。 一面が開放された箱の形状をなす導電性遮蔽23は、例えば、はんだ付けによ り、導電性外郭22に電気的に接続され、外郭22はPCB21の他面上へ導電 性表面として延長しうる。このようにして、遮蔽23は、それによって包囲され た電子部品を、外界から電磁遮蔽する。遮蔽23はさらに、該遮蔽と一体形成さ れた細長い導電性プレート26を担持し、従って該プレートは、該遮蔽が取付け られた状況においてはアース手段20に接続される。 前記遮蔽が取付けられた状況において、第2導体18の縦方向に、かつPCB 21の一面上においてのみ、延長する導電性プレート26は、図示されているよ うに、PCB21の表面に対して傾斜位置をとる第1部分27と、PCB21に 実質的に垂直に延長する第2部分28とを含む。遮蔽23は組立てられた状況に おいて、第1図に示されている電話機の面3に隣接する。導電性プレート26は 、アンテナの導電性表面を形成し、電話機の前記面3の方向における効果的な減 衰を有する指向性をもったアンテナ動作を実現する。 この点に関し、ここで第5図を参照する。そこには、所望のアンテナ指向性が 示されており、そこでの円の間の距離は、1dBのレベル差に対応する。使用中 にユーザの頭の方へ向けられる電話機1の前記面は、参照番号3により記号的に 示されているように、図の底部に位置する。放射強度および受信感度は、面3か ら遠いアンテナの主方向において最大であり、一方、面3に向かう方向において は6dB程度の大きさの減衰が生じていることは明らかである。 第6図は、第5図と同じ尺度で、第3図に示されている構成における、測定さ れたアンテナ指向性を示す。両パターンは、強度比を示すことのみを意図してい るので、量および/または単位はここでは示されていない。 第4図は、開放面から見た、プレート26を有する遮蔽23を示す。遮蔽23 の周の形状が、外郭22の形状に対応していることは明らかである。遮蔽23を 、PCB21上の外郭22に接続するために、前者は、外郭22内の穴24に対 応する位置にピン25を備えている。これらのピンは、該外郭に対しはんだ付け により接合せしめられうる。例えば、メッキ貫通孔24と協働して保持作用を有 するピン25の使用のような、他の接続技術もまたもちろん可能である。 図示されている実施例において、アンテナ信号導体13は、無線送信手段12 への接続のために、PCB21の一面から他面へ、PCB21を貫通して延長し ている。外郭22がPCB21の両面上に延長している構成においては、アンテ ナ信号導体13は、もちろん該外郭およびアース手段との導電性接触が全くない ようにしなくてはならない。この目的のために、追加の別個の導体を用いること ができるが、また一方PCB21を本質的に公知のように多重層によって具体化 する可能性もあり、その場合は、アンテナ信号導体13は、中間層を経て無線送 信手段12に結合せしめられる。PCBの一面または他面上における導体14お よび18の位置は、アンテナ動作に対して重要な影響はもたない。 第3図は、所望のアンテナ指向性を実現するために、PCB21の一面上に配 置された、わずかに傾斜したプレート26を示しているが、本発明はもちろんこ れに限定されるものではない。該プレートは、例えばPCB21の平面に実質的 に垂直に広がることができ、あるいは1つまたはそれ以上の方向に曲がった形状 を有することもできる。該プレートはまた、PCBの両面上に広がることもでき る。該プレートの位置および形状と、アンテナの放射素子の構成とは、最終的な アンテナ指向性の決定に寄与する。 第7図から第11図までは、PCB上のプリント配線の形式の、無線信号を送 信および受信するためのアンテナの導電性素子の、5つの異なる実施例を示す。 前記導電性表面は、PCBに対して持ち上げられた位置にある箱状遮蔽29によ り形成されている。図示されているアンテナの全ての実施例は、例えば50オー ムの最適のインピーダンス整合により、例えば1.5GHzから2.5GHzま での範囲内の周波数において同調するような寸法にされうる。しかし、これらの 値は、単なる例に過ぎず、アンテナをもっと高いおよび/または低い周波数用に 構成することも可能である。 第7図は、細長い第1導体14と、中央においてこれに垂直に延長する細長い 第2導体18とを有する、第3図による実施例を示す。 第8図は、第1導体14に垂直に一方の側へのみ延長する細長い第2導体30 を有し、その結果ほぼL字形をなす実施例を示す。 第9図および第10図は、第7図のほぼT字形のものの変種を示し、それらの 場合、第2導体31および32の末端部は、関連する導体の縦方向とそれぞれ4 5°および90°の角をなす。第2導体18、31、32の直線的な長さは相互 に異なるが、それにもかかわらず、それらの素子は同じ周波数に同調しうること は明らかであろう。 第11図は、第2導体35が閉じたO字形の外形を有する変種を示す。第2導 体は、閉じた外形の代わりに、開いたほぼC字形の外形を有することもできる。 導体14、18、30、31、32、および35は、マイクロストリップ線路 ではなく、電気絶縁材料(誘電体)のプレート上の、ほんのいくつかの配線トラ ックである。マイクロストリップ線路は、配線トラックと、それらから所定の距 離に配置され且つ誘電体により隔離された、接地表面または接地トラックとのア センブリであることを特徴とする。 電話機1内に固定取付けされた、図示されているアンテナ手段のほかに、該ア ンテナ手段は、ハウジング2の外側にも取付けることができ、その場合は、PC B上の配線トラックの代わりにワイヤ状の導体などが用いられうる。 以上においては、本発明は、ポータブルコードレス電話機、例えばDECT規 格(ディジタル欧州コードレステレコミュニケーション)によって動作する電話 機における応用に基づいて説明されたが、いかなる意味においてもそれに限定さ れるものではない。本発明は、さまざまなコードレス無線通信装置に、それらの 機能、または用いられる変調技術などにかかわりなく適用されうる。
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1995年9月12日 【補正内容】 請求の範囲 1.ハウジング(2)と、該ハウジング(2)内に収容され且つ該ハウジング (2)の一面(3)からユーザがアクセスしうる情報交換手段(4−9)と、該 情報交換手段(4−9)に結合せしめられた信号処理手段(11)と、該信号処 理手段(11)に結合せしめられ且つアンテナ手段を備えた無線送信手段(12 )とを具備したコードレス無線通信装置(1)であって、前記アンテナ手段が、 前記装置(1)のアース手段(20)に接続された導電性接地表面(16;2 6;29)と、 無線信号を受信および/または送信するための少なくとも1つの導電性素子( 14;18;30;31;32;35)であって、該素子が、前記導電性表面( 16;26;29)に実質的に垂直に広がり、かつ前記無線送信手段(12)に 接続された、少なくとも1つの部材(14)を含む、前記少なくとも1つの導電 性素子(14;18;30;31;32;35)とを含み、 前記導電性素子(14)が、前記ハウジング(2)の前記情報交換手段(4− 9)にアクセスしうるための前記面(3)に実質的に平行な平面内において延長 し、 前記導電性表面(16;26;29)が前記平面(21)から、前記ハウジン グ(2)の前記情報交換手段(4−9)にアクセスしうるための前記面(3)の 方へのみ広がる、 ことを特徴とするコードレス無線通信装置。 2.前記導電性表面(26)が、実質的に平らな形状(27、28)を有し、 その一部(27)が、前記ハウジング(2)の前記面(3)に対する傾斜位置を とる請求項1記載の装置。 3.前記導電性表面(26;29)が、少なくとも前記無線送信手段(12) を完全に、または部分的に包囲する導電性遮蔽の一部を形成する請求項1または 2記載の装置。 4.前記導電性表面(16)が、導電性ハウジングおよび/または前記装置( 1)内に取付けられた個々の部品の遮蔽手段により形成される請求項1記載の 装置。 5.前記導電性素子は、一端部(15)が前記装置(1)の前記アース手段( 20)に接続され、かつ他端部(17)が第2電気導体(18;30;31;3 2;35)に接続された第1電気導体(14)を含み、該第2導体(18;30 ;31;32;35)が細長い形状のもので該第1導体(14)に実質的に垂直 に延長し、該第1導体(14)が前記両端部(15;17)間の領域内に前記装 置(1)の無線送信手段(11)に接続する端子(19)を有する請求項1、2 、3、または4記載の装置。 6.前記第2導体(31;32)が、その縦方向に対し角をなして延びる少な くとも1つの端部(33;34)をもった細長い形状を有する請求項5記載の装 置。 7.前記第2導体(35)が、完全に、または部分的に閉じた外形を形成する 請求項5記載の装置。 8.前記導電性素子(14;18;30;31;32;35)が、プリント回 路板(21)の一部を形成する請求項1から7までのいずれかに記載の装置。 9.前記導電性素子(14;18;30;31;32;35)が、前記プリン ト回路板(21)の端縁付近に配置されている請求項8記載の装置。 10.前記導電性表面(26;29)および前記導電性素子(14;18;30 ;31;32;35)が、前記装置(1)を包囲するハウジング(2)内に固定 して収容されている請求項1から9までのいずれかに記載の装置。 11.前記情報交換手段(4−9)が、オーディオ信号をピックアップ(4)お よび再生する(5)手段を含み、該手段(4;5)がユーザにとって、電話送受 器(1)のように前記ハウジング(2)の前記面(3)からアクセス可能である 請求項1から10までのいずれかに記載の装置。
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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.ハウジングと、該ハウジング内に収容され且つ該ハウジングの一面からユ ーザがアクセスしうる情報交換手段と、該情報交換手段に結合せしめられた信号 処理手段と、該信号処理手段に結合せしめられ且つアンテナ手段を備えた無線送 信手段とを具備したコードレス無線通信装置において、前記アンテナ手段が、無 線信号を受信および/または送信するための少なくとも1つの導電性素子と、該 導電性素子の近くに配置され且つこれと相互作用し且つ前記装置のアース手段に 接続された導電性表面とを含む、前記コードレス無線通信装置であって、 前記導電性表面が、前記ハウジングの前記面の方向における減衰を有するアン テナ指向性を与えるのに適する位置および形状を有すること、 を特徴とするコードレス無線通信装置。 2.前記導電性表面が、実質的に平らな形状を有し、かつ前記所望のアンテナ 指向性に対応した、前記ハウジングの前記面に対する傾斜位置をとる請求項1記 載の装置。 3.前記導電性素子が細長い形状のものであり、前記導電性表面が該導電性素 子の実質的に一方の側において、その縦方向に広がっている請求項1または2記 載の装置。 4.前記導電性素子がプリント回路板の一部を形成する請求項3記載の装置。 5.前記導電性表面が、少なくとも前記無線送信手段を完全に、または部分的 に包囲する導電性遮蔽の一部を形成する請求項1、2、3、または4記載の装置 。 6.前記情報交換手段が、オーディオ信号をピックアップおよび再生する手段 を含み、該手段がユーザにとって、電話送受器のように前記ハウジングの前記面 からアクセス可能である請求項1、2、3、または4記載の装置。 7.請求項1から6に記載のコードレス無線通信装置に用いるアンテナであっ て、無線信号を受信および/または送信するための少なくとも1つの導電性素子 と、該導電性素子の近くに配置され且つこれと相互作用し且つ取付けられた状況 において前記装置のアース手段に接続される導電性表面とを含み、前記導電性素 子は、一端部が前記装置のアース手段に接続され、かつ他端部が第2電気導体に 接続された第1電気導体を含み、該第2導体が該第1導体に実質的に垂直に延長 し、該第1導体が前記両端部間の領域内に前記装置の無線送信手段に接続する端 子を有することを特徴とするコードレス無線通信装置に用いるアンテナ。 8.前記第2導体が、その縦方向に対し角をなして延びる少なくとも1つの端 部をもった細長い形状を有する請求項7記載のアンテナ。 9.前記第2導体が細長い形状を有し、かつ完全に、または部分的に閉じた外 形を形成する請求項7記載のアンテナ。 10.前記第1および第2導体がプリント回路板の一部を形成する請求項7、8 、または9記載のアンテナ。 11.前記導電性表面が、前記装置の個々の部品の遮蔽手段を含む、前記装置内 に配置された導電性遮蔽手段により形成される請求項7、8、9、または10記 載のアンテナ。 12.前記導電性表面および前記導電性素子が、前記装置を包囲するハウジング 内に固定して収容されている請求項7、8、9、10、または11記載のアンテ ナ。 13.前記導電性素子が、請求項7から11に記載のように構成されている請求 項1から6までのいずれかに記載の装置。 14.前記導電性表面および前記導電性素子が、前記装置を包囲するハウジング 内に固定して収容されている請求項1から6までのいずれか、または請求項13 に記載の装置。
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