JPS59142639A - 入力装置用ペン - Google Patents
入力装置用ペンInfo
- Publication number
- JPS59142639A JPS59142639A JP58016465A JP1646583A JPS59142639A JP S59142639 A JPS59142639 A JP S59142639A JP 58016465 A JP58016465 A JP 58016465A JP 1646583 A JP1646583 A JP 1646583A JP S59142639 A JPS59142639 A JP S59142639A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pen
- piezoelectric vibrator
- input
- electro
- panel surface
- Prior art date
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
- G06F3/03545—Pens or stylus
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (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、図形入力装置、ディジタイザなどのコンピュ
ータ入力装置に使用する入力装置用ペンに関する。
ータ入力装置に使用する入力装置用ペンに関する。
従来例の構成とその問題点
コンピュータの入力端末装置として、文字９図形などを
ペンで描き、ペン位置を入力盤面上の座標として読み込
む座標入力装置が使用されている。
ペンで描き、ペン位置を入力盤面上の座標として読み込
む座標入力装置が使用されている。
このような座標入力装置においては、座標の検出法とし
て、たとえばペンと入力盤面との間の電磁結合を利用し
た方法がよく用いられる。このようにペンと入力盤面と
を空間的に結合すると、ペン先の形状、入力盤面の汚れ
などが座標検出精度に与える影響が少ないため、信頼性
の高い装置を得ることができる。しかしその反面、入力
盤面からペン先が離れていてもその間の結合が存在する
の３ページ で、盤面にペン先が触れなくとも座標が入力される。そ
のため、従来はペンにペン先と連動するマイクロスイン
チを設け、ペン先の筆圧によってマイクロスインチを動
作させてペン先と入力盤面との接触を検出するようにし
ている。したがって、必然的にマイクロスイッチの動作
ストロークだけのストロークがペン先にもあり、この上
下動のため入力が跡切れたシして書きにくいという問題
がある。
て、たとえばペンと入力盤面との間の電磁結合を利用し
た方法がよく用いられる。このようにペンと入力盤面と
を空間的に結合すると、ペン先の形状、入力盤面の汚れ
などが座標検出精度に与える影響が少ないため、信頼性
の高い装置を得ることができる。しかしその反面、入力
盤面からペン先が離れていてもその間の結合が存在する
の３ページ で、盤面にペン先が触れなくとも座標が入力される。そ
のため、従来はペンにペン先と連動するマイクロスイン
チを設け、ペン先の筆圧によってマイクロスインチを動
作させてペン先と入力盤面との接触を検出するようにし
ている。したがって、必然的にマイクロスイッチの動作
ストロークだけのストロークがペン先にもあり、この上
下動のため入力が跡切れたシして書きにくいという問題
がある。
第１図は、従来用いられている入力装置用ペンの断面図
である。図において、１は入力盤面から発生される磁界
を検出するためのピックアップコイル、２はペン軸、３
はマイクロスイッチ、４はケース、５はピックアップコ
イル１およびマイクロスイッチ３からの信号の引き出し
ケーブルである。
である。図において、１は入力盤面から発生される磁界
を検出するためのピックアップコイル、２はペン軸、３
はマイクロスイッチ、４はケース、５はピックアップコ
イル１およびマイクロスイッチ３からの信号の引き出し
ケーブルである。
第２図は第１図におけるマイクロスイッチ３の拡大断面
図である。６，７はスイッチを構成する端子対、８は球
面を持つ金属性のトグルバネ、９はトグルバネ８の頂点
に接する可動片で、その表側面にペン軸２が取り付けで
ある。ペン軸に筆圧が加わるとトグルバネの中央部が端
子６に接触してスイッチが閉じることになる。この場合
、スイッチの開閉ストロークはトグルバネ８と端子６と
の間隙で決まるが、筆圧の有゛無に応じて明確に開閉動
作をさせるには、この間隙を極端に狭くするわけにはい
かない。したがって、このような構造の入力装置用ペン
では、ペンの上下動およびスイッチの開閉に供うクリッ
ク感があり、微妙な文字。
図である。６，７はスイッチを構成する端子対、８は球
面を持つ金属性のトグルバネ、９はトグルバネ８の頂点
に接する可動片で、その表側面にペン軸２が取り付けで
ある。ペン軸に筆圧が加わるとトグルバネの中央部が端
子６に接触してスイッチが閉じることになる。この場合
、スイッチの開閉ストロークはトグルバネ８と端子６と
の間隙で決まるが、筆圧の有゛無に応じて明確に開閉動
作をさせるには、この間隙を極端に狭くするわけにはい
かない。したがって、このような構造の入力装置用ペン
では、ペンの上下動およびスイッチの開閉に供うクリッ
ク感があり、微妙な文字。
図形などの入力に支障がある。
発明の目的
本発明の目的は、上記のようなわずられしいストローク
無しでペン先と盤面との接触検出ができ、しかも手に持
ちやすい細い形状の入力装置用ペンを提供することにあ
る。
無しでペン先と盤面との接触検出ができ、しかも手に持
ちやすい細い形状の入力装置用ペンを提供することにあ
る。
発明の構成
本発明の入力装置用ペンは、両端面に電極を設けた柱状
の電気−機械変換素子と、入力操作時に入力盤面に接し
められるペン先と、挾持体を備え、前記電気−機械変換
素子を前記ペン先と前記挾持６ ページ 体との間に介在させて挾持するとともに、入力操作にと
もなって前記ペン先に与えられる押圧力を前記電気−機
械変換素子に与えることにより、前記電気−機械変換素
子の特性を変化させて前記ペン先の前記入力盤面に対す
る接触を検出するように構成したものである。
の電気−機械変換素子と、入力操作時に入力盤面に接し
められるペン先と、挾持体を備え、前記電気−機械変換
素子を前記ペン先と前記挾持６ ページ 体との間に介在させて挾持するとともに、入力操作にと
もなって前記ペン先に与えられる押圧力を前記電気−機
械変換素子に与えることにより、前記電気−機械変換素
子の特性を変化させて前記ペン先の前記入力盤面に対す
る接触を検出するように構成したものである。
実施例の説明
以下本発明の一実施例について図面を参照して具体的に
説明する。
説明する。
第３図は本発明の一実施例における入力装置用ペンの接
触検出部の要部断面図である。同図において、１ｏは磁
界検出のためのピックアップコイル、１１はペン軸、１
２ａはバネ部材、１３は電気−機械変換素子の一種であ
る圧電振動子、１４ａおよび１４ｂは圧電振動子１３の
表裏両面に設けられた駆動電極である。１ｆ５１Ｌおよ
び１５ｂは導電性の弾性体である。１２ｂはバネ部材で
、挾持体を兼ねた圧力調整ネジ１６の一部に取り付けら
れている。１７１Ｌ、１７ｂは外部引き出しリード端子
線＋１８はペンケースである。図で示すよう６ページ に圧電振動子１３の両端面は、導電性の弾性体１５１ａ
、１５ｂにバネ部材１２＆および１２ｂによって接した
状態になっており、圧力調整ネジ１６の操作で圧接状態
を調整するようになっている。
触検出部の要部断面図である。同図において、１ｏは磁
界検出のためのピックアップコイル、１１はペン軸、１
２ａはバネ部材、１３は電気−機械変換素子の一種であ
る圧電振動子、１４ａおよび１４ｂは圧電振動子１３の
表裏両面に設けられた駆動電極である。１ｆ５１Ｌおよ
び１５ｂは導電性の弾性体である。１２ｂはバネ部材で
、挾持体を兼ねた圧力調整ネジ１６の一部に取り付けら
れている。１７１Ｌ、１７ｂは外部引き出しリード端子
線＋１８はペンケースである。図で示すよう６ページ に圧電振動子１３の両端面は、導電性の弾性体１５１ａ
、１５ｂにバネ部材１２＆および１２ｂによって接した
状態になっており、圧力調整ネジ１６の操作で圧接状態
を調整するようになっている。
第４図は、第３図における圧電振動子１３の斜視図であ
る。図で示すように、圧電振動子１３は柱状をしており
、分極軸１９は前記圧電振動子の長さ方向にあり、駆動
電極１４ａおよび１４ｂによって棒のたて振動が励振さ
れる。棒のたて振動を利用した圧電振動子は、低い周波
数領域で動作する振動子が得られ易く、また、周波数に
関係なく柱状の１辺あるいは直径を小さくすることがで
き、細い振動子が得られる。
る。図で示すように、圧電振動子１３は柱状をしており
、分極軸１９は前記圧電振動子の長さ方向にあり、駆動
電極１４ａおよび１４ｂによって棒のたて振動が励振さ
れる。棒のたて振動を利用した圧電振動子は、低い周波
数領域で動作する振動子が得られ易く、また、周波数に
関係なく柱状の１辺あるいは直径を小さくすることがで
き、細い振動子が得られる。
上記した構成において、圧力調整ネジ１６は、圧電振動
子１３、導電柱の弾性体１５ａおよび１５ｂ１ペン軸１
１、バネ部材１２＆、１２ｂを保持する程度の軽い圧接
力が加わるように調整してあり、実質的に圧電振動子に
は、はとんど影響がないようにしである。この状態から
ペン軸１１を介して押圧力を印加すると、その応力はバ
ネ部７ベーミ 材１２＆、１２ｂ’ｉ介して圧電振動子１３に加わり、
導電性の弾性体１５１Ｌ、１５ｂとの圧接力が増し機械
的に振動が吸収される。
子１３、導電柱の弾性体１５ａおよび１５ｂ１ペン軸１
１、バネ部材１２＆、１２ｂを保持する程度の軽い圧接
力が加わるように調整してあり、実質的に圧電振動子に
は、はとんど影響がないようにしである。この状態から
ペン軸１１を介して押圧力を印加すると、その応力はバ
ネ部７ベーミ 材１２＆、１２ｂ’ｉ介して圧電振動子１３に加わり、
導電性の弾性体１５１Ｌ、１５ｂとの圧接力が増し機械
的に振動が吸収される。
以上のように、弾性体で圧接された振動子に外部より応
力を加えると、その応力に従って振動子の振動が弾性体
に吸収され、そのため共振周波数および等価インピーダ
ンスが変化するが、本発明の特徴はその変化量を回路を
通じて処理することにある。なお、圧電振動子の尖鋭度
Ｑは等価インピーダンスに逆比例する。
力を加えると、その応力に従って振動子の振動が弾性体
に吸収され、そのため共振周波数および等価インピーダ
ンスが変化するが、本発明の特徴はその変化量を回路を
通じて処理することにある。なお、圧電振動子の尖鋭度
Ｑは等価インピーダンスに逆比例する。
前記圧電振動子１３の電気信号は導電性の弾性体１５ａ
、１５ｂおよびバネ部材１２Ｊ １２ｂを介して、外部
引出しリード端子１’７Ｌ、１７ｂによって取り出され
る。第６図は上記した構造のペンと入力盤面との接触を
検出する接触検出回路の一例を示す回路構成図である。
、１５ｂおよびバネ部材１２Ｊ １２ｂを介して、外部
引出しリード端子１’７Ｌ、１７ｂによって取り出され
る。第６図は上記した構造のペンと入力盤面との接触を
検出する接触検出回路の一例を示す回路構成図である。
同図において、圧電振動子１３、トランジスタ２０．コ
ンデンサ２１．２２とで発振回路が構成されている。発
振出力は、増幅器２３で増幅され、ダイオード２４で整
流され、直列電圧ｖｏ を得る。この発振回路の素子定
数は、ペン軸１１の先端が入力盤面に触れていない場合
に少なくとも発振するように定められている。したがっ
て、この場合にはプラスの直流電圧 ＶＯを得る。
ンデンサ２１．２２とで発振回路が構成されている。発
振出力は、増幅器２３で増幅され、ダイオード２４で整
流され、直列電圧ｖｏ を得る。この発振回路の素子定
数は、ペン軸１１の先端が入力盤面に触れていない場合
に少なくとも発振するように定められている。したがっ
て、この場合にはプラスの直流電圧 ＶＯを得る。
今、ペン軸１１の先端に筆圧が加わると、圧電振動子１
３０両主面には導電性の弾性体１５＆および１５ｂ全介
して応力が加わり、振動の吸収作用によって圧電振動子
１３の振動を抑制し、振動子の尖鋭度Ｑを極端に低下さ
せる。したがって、等価インピーダンスが増大して発振
が停止し、直流電圧ｖＯはゼロとなる。すなわち、出力
直流電圧Ｖｏ ｆ監視することによって、ペン先と入力
盤面との接触検出が可能となる。以上の動作において、
圧電振動子１３に対しては筆圧による応力のみが作用す
ればよく、ペン軸の上下動すなわちストロークは本質的
に不要である。
３０両主面には導電性の弾性体１５＆および１５ｂ全介
して応力が加わり、振動の吸収作用によって圧電振動子
１３の振動を抑制し、振動子の尖鋭度Ｑを極端に低下さ
せる。したがって、等価インピーダンスが増大して発振
が停止し、直流電圧ｖＯはゼロとなる。すなわち、出力
直流電圧Ｖｏ ｆ監視することによって、ペン先と入力
盤面との接触検出が可能となる。以上の動作において、
圧電振動子１３に対しては筆圧による応力のみが作用す
ればよく、ペン軸の上下動すなわちストロークは本質的
に不要である。
第６図は、接触検出回路の他の例を示す回路構成図であ
り、圧電振動子１３として、応力が加わっても尖鋭度Ｑ
の低下が極端に生じず、共振周波数のみが移動するもの
を使用した場合の例である。
り、圧電振動子１３として、応力が加わっても尖鋭度Ｑ
の低下が極端に生じず、共振周波数のみが移動するもの
を使用した場合の例である。
９ ページ
同図において、圧電振動子１３には圧電振動子の直列共
振周波数に等しい周波数の電圧を発振器２６から抵抗２
６を介して印加する。圧電共振子１３の端子電圧を増幅
器２７で増幅し、ダイオード２８で整流して直流電圧ｖ
Ｏを監視する。筆圧が加わらない場合、圧電振動子１３
の端子電圧は極めて小さいので直流電圧ｖＯも極めて小
さい。圧電振動子１３に筆圧が加わるにとも”□なって
共振周波数が移動し直流電圧ｖＯが増加するので、直流
電圧の監視によって接触検出が可能となる。
振周波数に等しい周波数の電圧を発振器２６から抵抗２
６を介して印加する。圧電共振子１３の端子電圧を増幅
器２７で増幅し、ダイオード２８で整流して直流電圧ｖ
Ｏを監視する。筆圧が加わらない場合、圧電振動子１３
の端子電圧は極めて小さいので直流電圧ｖＯも極めて小
さい。圧電振動子１３に筆圧が加わるにとも”□なって
共振周波数が移動し直流電圧ｖＯが増加するので、直流
電圧の監視によって接触検出が可能となる。
上記したように、本実施例では柱状の圧電振動子を用い
、かっこの柱状の圧電振動子と導電柱の弾性体を接する
ように配設しているので、筆圧に対する感度が良い上に
、筆圧特性が非常に安定している。
、かっこの柱状の圧電振動子と導電柱の弾性体を接する
ように配設しているので、筆圧に対する感度が良い上に
、筆圧特性が非常に安定している。
また、導電性の弾性体を用いているために、圧電振動子
の駆動電極に直接ハンダ付けをするととがなく、圧電振
動子の振動姿態に関係なく良好な特性が得られる。
の駆動電極に直接ハンダ付けをするととがなく、圧電振
動子の振動姿態に関係なく良好な特性が得られる。
さらに筆圧の感度は、バネ部材の材質、形状あ１０ベー
ジ るいは導電性の弾性体の材質、硬度、大きさによって調
整することができるとともに、振動子の初期の状態は圧
力調整ネジによって容易に調整することができる。
ジ るいは導電性の弾性体の材質、硬度、大きさによって調
整することができるとともに、振動子の初期の状態は圧
力調整ネジによって容易に調整することができる。
次に本発明の具体例を示す。
圧電振動子として、３成分系の圧電磁器材料を用いた。
長さ方向に分極を施した、１辺が２闘、長さが７朋の柱
状の試料を作成し、両端面にクロム−金を真空蒸着して
駆動電極を付設して、３６０ＫＨｚ の棒状の縦振動
子を作成した。棒の縦振動の節は両端面にはなく、導電
性のゴム材料を２Ｈ角に切断したものを浮苗を用いたバ
ネ部材で振動子の駆動電極に接触させ、外部リード端子
を取り出した。
状の試料を作成し、両端面にクロム−金を真空蒸着して
駆動電極を付設して、３６０ＫＨｚ の棒状の縦振動
子を作成した。棒の縦振動の節は両端面にはなく、導電
性のゴム材料を２Ｈ角に切断したものを浮苗を用いたバ
ネ部材で振動子の駆動電極に接触させ、外部リード端子
を取り出した。
こうして得られた入力装置用ペンは、筆圧に対す“る圧
電振動子の等価インピーダンスの変化がほぼ直線的であ
り、５０ｇｒの微小な筆圧に対しても検出することがで
きるものが得られた。また、入力装置用ペンの太さも従
来のものに比べて細くすることが可能となった。
電振動子の等価インピーダンスの変化がほぼ直線的であ
り、５０ｇｒの微小な筆圧に対しても検出することがで
きるものが得られた。また、入力装置用ペンの太さも従
来のものに比べて細くすることが可能となった。
１１ ページ
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明は両端面に駆動
電極を設けた柱状の電気−機械変換素子を、ペン先と挟
持体との間に介在させて挾持するとともに、入力操作に
ともなってペン先に与えられる応力を電気−機械変換素
子に加えるように構成したものであり、ペンと入力盤面
との接触をストローク無しで検出することができるため
、入力装置用として最適な細くて操作性の良いペンを提
供することができる。
電極を設けた柱状の電気−機械変換素子を、ペン先と挟
持体との間に介在させて挾持するとともに、入力操作に
ともなってペン先に与えられる応力を電気−機械変換素
子に加えるように構成したものであり、ペンと入力盤面
との接触をストローク無しで検出することができるため
、入力装置用として最適な細くて操作性の良いペンを提
供することができる。
さらに、本発明では導電性の弾性体を用いているために
、変換素子の駆動電極に直接ハンダ付けをすることなく
電気出力を取り出すことができる。
、変換素子の駆動電極に直接ハンダ付けをすることなく
電気出力を取り出すことができる。
さらにまた、本発明では導電性の弾性体あるいはバネ部
材を用いることにより、筆圧の感度を材質。
材を用いることにより、筆圧の感度を材質。
形状などを変えることによって容易に調整できるという
効果が得られる。
効果が得られる。
第１図は入力装置用ペンの従来例を示す断面図、第２図
は第１図におけるマイクロスイッチの拡大断面図、第３
図は本発明の一実施例の要部断面図、第４図は第３図に
おける圧電振動子の斜視図、第６図は本発明に用いる接
触検出回路の一例を示す回路構成図、第６図は同接触検
出回路の他の例を示す回路構成図である。 １１・・・・・−ペン軸、１２ａ、１２ｂ・・・・・・
バネ部材、１３・・・・・・圧電振動子、１４ａ、１４
ｂ・・・・・・駆動電極、１５ａ、１５ｂ・・・・・・
導電性の弾性体、１６・・・・・・圧力調整ネジ、１７
＆ 、 １７ｂ・・・・−・外部引き出しリード端子線
、１８・・・・・・ペンケース、１９・・・・・・分極
軸。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 因 第２図 第３図 第４図 ５ａ
は第１図におけるマイクロスイッチの拡大断面図、第３
図は本発明の一実施例の要部断面図、第４図は第３図に
おける圧電振動子の斜視図、第６図は本発明に用いる接
触検出回路の一例を示す回路構成図、第６図は同接触検
出回路の他の例を示す回路構成図である。 １１・・・・・−ペン軸、１２ａ、１２ｂ・・・・・・
バネ部材、１３・・・・・・圧電振動子、１４ａ、１４
ｂ・・・・・・駆動電極、１５ａ、１５ｂ・・・・・・
導電性の弾性体、１６・・・・・・圧力調整ネジ、１７
＆ 、 １７ｂ・・・・−・外部引き出しリード端子線
、１８・・・・・・ペンケース、１９・・・・・・分極
軸。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 因 第２図 第３図 第４図 ５ａ
Claims (3)
- （１）両端面に電極を設けた柱状の電気−機械変換素子
と、入力操作時に入力盤面に接しめられるペン先と、挟
持体を備え、前記電気−機械変換素子を前記ペン先と前
記挟持体との間に介在させて挾持するとともに、入力操
作にともなって前記ペン先に与えられる押圧力を前記電
気−機械変換素子に与えることによｐ１前記電気−機械
変換素子の特性を変化させて前記ペン先の前記入力盤面
に対する接触を検出するように構成したことを特徴とす
る入力装置用ペン。 - （２）電気−機械変換素子として圧電振動子を使用し、
かつこの圧電振動子の一方の端面とペン先の間および、
前記圧電振動子の他方の端面と挟持体の間に、それぞれ
導電性の弾性体を介在させたことを特徴とする特許請求
の範囲第（１）項記載の入力装置用ペン。 ２ページ゛ - （３）挾持体と電気−機械変換素子との間にバネ部材を
介在させたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
または第（２）項記載の入力装置用ペン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58016465A JPS59142639A (ja) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | 入力装置用ペン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58016465A JPS59142639A (ja) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | 入力装置用ペン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59142639A true JPS59142639A (ja) | 1984-08-15 |
| JPH042967B2 JPH042967B2 (ja) | 1992-01-21 |
Family
ID=11916998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58016465A Granted JPS59142639A (ja) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | 入力装置用ペン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59142639A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200481487Y1 (ko) * | 2015-01-07 | 2016-10-10 | (주)타래박 | 가루 혼합포장 장치 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4989868A (ja) * | 1972-12-30 | 1974-08-28 |
-
1983
- 1983-02-02 JP JP58016465A patent/JPS59142639A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4989868A (ja) * | 1972-12-30 | 1974-08-28 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH042967B2 (ja) | 1992-01-21 |
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