JP2609038B2 - 電池種類判別方法及び電池種類判別装置 - Google Patents
電池種類判別方法及び電池種類判別装置Info
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Description
電池の種類を、出力電圧の規格が同一の複数種類の電池
の中から判別し、これにより電池の種類に応じて電池交
換/充電時期の判断を行うことを可能にする電池種類判
別方法および電池種類判別装置に関するものである。
近づいていることを検出して、その旨の警報を発する手
段を備えたものが知られている。この警報は、ブザーや
ディスプレイ等を用いて行われ、ユーザに電池の充電或
いは交換を促すために行われる。ここで、電池が寿命に
近づいているか否かは、この電池の使用時の出力電圧に
基づいて判断される。
使用される電池として、アルカリ電池やニッケル−カド
ミウム電池などが、広く知られている。ここで、ニッケ
ル−カドミウム電池は充電用の電池であり、また、アル
カリ電池は非充電用の電池である。
ても、アルカリ電池であっても、使用開始当初の出力電
圧(すなわち、出力電圧の規格)や、電池の大きさおよ
び形状は、同一である。このため、通常の電子製品で
は、ニッケル−カドミウム電池であっても、アルカリ電
池であっても、どちらでも使用することができる。
ドミウム電池の放電特性の一例を示すグラフである。同
図において、横軸は各電池の使用時間、縦軸は各電池の
出力電圧である。
アルカリ電池およびニッケル・カドミウム電池ともに、
使用時間の累積値が増加するにしたがって低下する。そ
して、この出力電圧がデッド電圧Vbに達すると、電池
の寿命となり、電子機器を正常に動作させることができ
なくなる。このため、従来の電子機器では、一般に、電
池の出力電圧が所定電圧Va(Va>Vb)以下になる
と、電池寿命が近づいていると判断して、上述のような
警報を発し、電池の充電或いは交換をユーザに即すこと
としている。
る電圧としては、使用されている電池がアルカリ電池で
あるのか或いはニッケル・カドミウム電池であるのかに
拘らず、同じ電圧値Vaを用いていた。
ドミウム電池は、ある時点で出力電圧が急激に落ち、電
池の寿命が短いという特性を有している。一方、アルカ
リ電池は、出力電圧の低下が緩やかであり、電池寿命は
ニッケル・カドミウム電池よりも長い。
圧として同じ電圧値Vaを用いることとすると、ニッケ
ル・カドミウム電池が使用されている場合とアルカリ電
池が使用されている場合とで、警報を発してから電池が
寿命に達するまでに使用可能な時間が一致しないという
欠点が生じる。
を使用している場合に、警報を発する電圧Vaに達する
までの使用時間をtNi1とし、デッド電圧Vbにまで
達するまでの使用時間をtNi2とすると、警報後に電
池を使用することができる時間はtNi2−tNi1と
なる。一方、アルカリ電池を使用している場合には、警
報を発する電圧Vaに達するまでの使用時間をtAL1
とし、デッド電圧Vbにまで達するまでの使用時間をt
AL2とすると、警報後に電池を使用することができる
時間はtAL2−tAL1となる。そして、上述したよ
うに、アルカリ電池を使用している場合の方がニッケル
・カドミウム電池を使用している場合よりも出力電圧の
低下の仕方が緩やかなので、tAL2−tAL1>t
Ni2−tNi1となる。すなわち、警報を発してから
電池が寿命に達するまでの時間は、アルカリ電池の方
が、ニッケル・カドミウム電池よりも長くなる。
なるまでの時間をニッケル・カドミウム電池の場合の最
適時間に合わせて設定すると、アルカリ電池を使用して
いる場合に警報を達するタイミングが早すぎることとな
ってしまい、一方、この時間をアルカリ電池の場合の最
適時間に合わせて設定すると、ニッケル・カドミウム電
池を使用している場合に警報を達するタイミングが遅す
ぎることとなってしまう。
るまでの時間が短すぎると、警報後直ちに電池の交換或
いは充電をしなければならなくなるので、ユーザにとっ
て使い勝手が悪くなる。一方、警報を発してから電池が
寿命になるまでの時間が長すぎると、ユーザは、電池を
使用することができる時間が十分残っているにも拘らず
電池の交換或いは充電を行うこととなってしまい、電子
機器の維持コストが増大してしまう。
を発する基準電圧Vaとして、アルカリ電池を使用する
場合と、ニッケル・カドミウム電池を使用する場合と
で、異なる電圧値を採用すればよい。
とニッケル・カドミウム電池とは使用開始当初の出力電
圧(すなわち、出力電圧の規格)が同一であり、また、
電池の大きさや形状も同一であるため、従来は、実際に
使用されている電池の種類(アルカリ電池であるのかニ
ッケル・カドミウム電池であるのか)を自動的に判別す
ることはできず、したがって、警報を発する電圧Vaを
電池の種類に合わせて自動的に設定することもできなか
った。
みてなされたものであり、使用されている電池の種類を
自動的に判別することができる電池種類判別方法および
電池種類判別装置を提供することを目的とする。
種類判別方法は、負荷に接続されている電池の種類を、
出力電圧の規格が同一の複数種類の電池の中から判別す
るための電池種類判別方法であって、前記負荷が非動作
状態であるときに前記電池の出力電圧を検出する第1電
圧検出過程と、前記負荷が動作状態であるときに前記電
池の出力電圧を検出する第2電圧検出過程と、前記第1
の出力電圧検出過程及び第2電圧検出過程で検出した出
力電圧をそれぞれ第1及び第2の出力電圧としてメモリ
に記憶する電圧値記憶過程と、 前記電圧値記憶過程で記
憶された、第1及び第2の出力電圧を加算または減算す
る演算過程と、この演算過程の演算結果を基準値と比較
する比較過程と、この比較過程の比較結果に基づいて前
記電池の種類を判断する電池種類判断過程と、を備える
ことを特徴とする。 (2)本発明に係る電池種類判別装置は、負荷に接続さ
れている電池の種類を、出力電圧の規格が同一の複数種
類の電池の中から判別するための電池種類判別装置であ
って、前記負荷が非動作状態であるときの前記電池の出
力電圧および前記負荷が動作状態であるときの前記電池
の出力電圧をそれぞれ検出する電圧検出手段と、前記電
圧検出手段によって検出された電池の各出力電圧を記憶
する電圧記憶手段と、 前記電圧記憶手段に記憶された、
前記負荷が非動作状態であるときの前記出力電圧と前記
負荷が動作状態であるときの前記出力電圧との加算また
は減算を行う演算手段と、この演算手段の演算結果を基
準値と比較する比較手段と、この比較手段の比較結果に
基づいて前記電池の種類を判断する電池種類判断手段
と、を備えることを特徴とする。
していないときと負荷が動作しているときについて検出
し、これらの検出値の加算または減算を行うことによ
り、その電池の内部インピーダンスに応じた演算値を得
ることができる。したがって、この演算値を基準値と比
較することにより、電池の種類を判断することができ
る。
電池種類判別装置の一実施例について、携帯用無線電話
機に適用した場合を例にとって説明する。
のシステム構成を示すブロック図である。また、図3
は、図2の電池認識部、負荷部および電源供給部の内部
構成を示すブロック図である。
た高周波信号を受信フィルタ1に送り、また、送信フィ
ルタ部8から入力された高周波信号を送信する。
要な帯域のみをフィルタリングし、これによって得られ
た微弱な高周波信号を出力する。
た微弱な高周波信号を増幅した後、局部発振周波数と合
成し、さらに、合成後の周波数から中間周波信号を検出
することによって、本来の信号に復調する。
ッケル−カドミウム電池6aが収納される。そして、こ
の電池6aの出力電圧を抵抗R1,R2で分圧して得ら
れた電圧を、携帯用電話機の全てのシステムに供給す
る。
された電圧の検出を行う。また、受信部2で復調された
信号を音声信号に変換すること等の、さまざまな信号処
理を行うとともに、携帯用無線電話機のシステム全体の
動作を制御する。
音声信号をスピーカ5bから出力するとともに、各種デ
ータを液晶表示部5dおよびブザー5cを通じて表示お
よび出力する。また、マイク5aから入力された送信用
の音声信号や、パワースイッチ5eのオン/オフ状態を
示す信号を、電池認識部4へ送信する。
入力された制御信号に応じて、送・受信周波数にあたる
周波数を発生させる。
た高周波数信号を用いて、電池認識部4から入力された
送信用の音声信号を変調し、さらに、この変調によって
得られた高周波信号を増幅して、出力する。
れた高周波信号から必要な帯域だけをフィルタリングし
て、アンテナ(ANT)に送信する。
図3を用いて詳細に説明する。
おいて、電池電源感知部4bは、電源部6から供給され
た電池6aの電圧レベルを検出した後、この検出値をデ
ィジタル信号に変換して、出力する。
電源感知部4bから入力されたディジタル信号を所定回
数サンプリングして、メモリ部4cに格納する。そし
て、後述するようにして、この格納データをそれぞれ減
算或いは加算して基準電圧と比較し、その比較結果に基
づいて電池6aがアルカリ電池であるのかニッケル−カ
ドミウム電池であるのかの判断を行う。また、このマイ
クロコンピュータ4aは、携帯用無線電話機システム全
体の動作制御も行う。
タ4aの制御信号に基づいて、受信部2から入力された
データの信号処理を行う。そして、処理後の信号を、マ
イクロコンピュータ4aに送る。
4aから入力された音声信号の信号処理を行った後、処
理後の信号を負荷部5のブザー5b或いはスピーカ5c
に対して出力する。また、負荷部5のマイク5aから入
力された送信用音声信号を信号処理して、送信部7に送
る。
成して、マイクロコンピュータ4a、音声処理部4dお
よびデータ処理部4eに送る。
クロコンピュータ4aから入力して格納する。
〜図6を用いて説明する。
するために負荷部5のパワースイッチ5eをオンする
と、パワースイッチ5eがオン状態であることを示す信
号が、電池認識部4へ送られる。そして、この信号によ
り、マイクロコンピュータ4aが、パワースイッチ5e
がオンされたことを認識する。このとき、負荷部5のマ
イク5a、スピーカ5b、ブザー5cおよび液晶表示部
5dは、非動作状態に設定されている(図6のステップ
S1)。
た電池6aの電圧(VAKまたはVNi)は、図4
(A)または(B)に示したような、一定電圧(V1ま
たはV3)に維持されている。ここで、図4(A)は電
池6aがアルカリ電池である場合を示しており、また、
同図(B)は電池6aがニッケル−カドミウム電池であ
る場合を示している。
はV3)は、電源部6の抵抗R1,R2によって分圧さ
れて、電池認識部4の電池電源感知部4bへ供給され
る。そして、電池電源感知部4bは、この電圧(V1ま
たはV3)をディジタル信号に変換して、マイクロコン
ピュータ4aに送信する。マイクロコンピュータ4a
は、内蔵されたカウンタをリセットした後(ステップS
2)、電池電源感知部4bから入力されたディジタル信
号をメモリ部4cに格納し(ステップS3)、カウンタ
の計数値を「1」だけ増加させる。そして、以下同様
に、このカウンタの計数値が所定値(ここでは「n」と
する)に達するまで、電池電源感知部4bから入力され
たディジタル信号をメモリ部4cへ繰り返し格納する
(ステップS4,S5)。これにより、メモリ部4cに
は、負荷部5が非動作状態であるときの電池6aの出力
電圧が、n種類格納される。
部5のマイク5a、スピーカ5b、ブザー5cおよび液
晶表示部5dを動作状態に設定する(ステップS6)。
電池6aの電圧(VAKまたはVNi)は、V2または
V4まで降下する(図4(A)および(B)参照)。こ
こで、電池6aがアルカリ電池である場合とニッケル−
カドミウム電池である場合とでは、電圧の降下量(ΔV
AKまたはΔVNi)が、異なる値となる。これは、ア
ルカリ電池とニッケル・カドミウム電池とでは、内部イ
ンピーダンスの値が異なるからである。
たはV4)は、電源部6の抵抗R1,R2によって分圧
されて、電池認識部4の電池電源感知部4bへ供給され
る。そして、この電池電源感知部4bは、この電圧を検
出し、その検出した電圧値をディジタル信号に変換して
マイクロコンピュータ4aへ送信する。マイクロコンピ
ュータ4aは、内蔵されたカウンタをリセットしたのち
(ステップS7)、電池電源感知部4bから入力された
ディジタル信号をメモリ部4cへ格納すし(ステップS
8)、カウンタの計数値を「1」だけ増加させる。そし
て、以下同様に、このカウンタの計数値が所定値(ここ
では「n」とする)に達するまで、電池電源感知部4b
から入力されたディジタル信号をメモリ部4cへ繰り返
し格納する(ステップS9,S10)。これにより、メ
モリ部4cには、負荷部5が動作状態であるときの電池
6aの出力電圧が、n種類格納される。
ると、メモリ4cに格納されたディジタル信号(n個の
電圧V1またはV3、および、n個のV2またはV4)
を読み出して、順次、減算処理または加算処理を行なう
(ステップS11)。すなわち、負荷部5が非動作状態
のときの電圧値(V1またはV3)から負荷部5が動作
状態のときの電圧値(V2またはV4)を順次減算して
n個の差電圧ΔV(ΔVAKまたはΔVNi;図4
(A)または(B)参照)を求めるか、或いは、負荷部
5が非動作状態のときの電圧値(V1またはV3)と負
荷部5が動作状態のときの電圧値(V2またはV4)と
を順次加算してn個の和電圧ΔV′ (ΔVAK′また
はΔVNi′)を求める。
場合には、この演算処理により、負荷部5が非動作状態
のときの電圧値V1と動作状態のときの電圧値V2との
差電圧ΔVAKあるいは和電圧ΔVAK′が、n種類得
られる。また、電池6aがニッケル−カドミウム電池で
ある場合には、この演算処理により、負荷部5が非動作
状態のときの電圧値V3と動作状態のときの電圧値V4
との差電圧ΔVNiあるいは和電圧ΔVNi′が、n種
類得られる。
差電圧ΔVAKがおよそ1Vであるとすると、ニッケル
−カドミウム電池の差電圧ΔVNiはおよそ0.1Vと
なる。
VAKまたはΔVNi)或いは和電圧(ΔVAK′また
はΔVNi′)を、予め定められた基準電圧Δαと比較
する(ステップS12)。
場合の差電圧ΔVAKとニッケル・カドミウム電池の場
合の差電圧ΔVNiとの中間値、または、アルカリ電池
の場合の和電圧ΔVAK′とニッケル・カドミウム電池
の場合の和電圧ΔVNi′との中間値に、予め設定され
ている。すなわち、基準電圧Δαは、 Δα=(ΔVAK+ΔVNi)/2 または、 Δα=(ΔVAK′+ΔVNi′)/2 で与えられる。
電圧Δαよりも小さい場合は、ΔV=ΔVNiであるの
で、電池6aはニッケル−カドミウム電池であると判断
される(ステップS14)。また、Δvが基準電圧Δα
よりも大きい場合は、ΔV=ΔVAKであるので、電池
6aはアルカリ電池であると判断される(ステップS1
3)。この判断はn個の差電圧ΔVについて順次行わ
れ、判断結果がメモリ部4cに順次格納される。
V′が基準電圧Δαよりも小さい場合は、ΔV′=ΔV
AK′であるので電池6aはアルカリ電池であると判断
され、また、ΔV′が基準電圧Δαよりも大きい場合
は、ΔV′=ΔVNi′であるので電池6aはニッケル
−カドミウム電池であると判断される(図6には図示せ
ず)。この判断はn個の和電圧ΔV′について順次行わ
れ、判断結果がメモリ部4cに順次格納される。
の判断結果を読み出し、電池6aがアルカリ電池である
と判断された回数とニッケル・カドミウム電池であると
判断された回数とを比較する。そして、アルカリ電池と
判断された回数の方が多い場合には、電池6aがアルカ
リ電池であると、最終的に判断する。一方、電池6aが
ニッケル・カドミウム電池であると判断された回数とニ
ッケル・カドミウム電池であると判断された回数とを比
較する。そして、ニッケル・カドミウム電池と判断され
た回数の方が多い場合には、電池6aがニッケル・カド
ミウム電池であると、最終的に判断する。
すると、通常の送受信動作を開始する。
信号が受信された場合には、この高周波信号は、まず、
受信フィルタ部1で、必要な受信帯域のみにフィルタリ
ングされる。そして、この受信フィルタ部1からの出力
信号は、受信部2で増幅されたのち、位相同期ループ部
3で生成された局部発振周波数と混合されて中間周波信
号の検出が行われ、本来の信号に復調されて、電池認識
部4の音声処理部4dおよびデータ処理部4eに対して
出力される。音声処理部4dは、この復調信号を一定レ
ベルに増幅して負荷部5のスピーカ5bに対して出力す
る。これにより、このスピーカ5bが音声出力を行う。
一方、データ処理部4eは、基準周波数発生部4fの周
波数によって受信部2から入力されたデータを検出し、
信号処理してマイクロコンピュータ4aに対して出力す
る。
通じて音声信号を入力すると、この音声信号を音声処理
部4dが信号処理して送信部7に対して出力する。ま
た、マイクロコンピュータ4aから出力されたさまざま
の送信データは、データ処理部4eで信号処理されて、
送信部7に送られる。そして、送信部7が、入力された
音声信号および送信データを位相同期ループ部3の高周
波に変調させ、その変調された高周波信号を増幅して、
送信フィルタ部8を介してアンテナ(ANT)に送出す
る。
せることにより、電源部6に装着された電池6aは、漸
次消耗される。これにより、電池6aの出力電圧は、図
5に示したように、使用時間の累積値に応じて、序々に
低下する。
ータ4aによって逐次検出されている。そして、この出
力電圧が一定値まで低下したことをマイクロコンピュー
タ4aが認識すると、このマイクロコンピュータ4a
は、電池の交換または充電をユーザに促すための警報を
発する。
果、電池6aがアルカリ電池であると判別されている場
合、マイクロコンピュータ4aは、この電池6aの出力
電圧がVaAKまで低下したと認識すると、負荷部5の
ブザー5cに警報を行わせる。これにより、ユーザは、
アルカリ電池6aを交換する必要があることを認識する
ことができる。なお、ユーザがアルカリ電池6aを交換
しなかった場合、このアルカリ電池6aの出力電圧がV
bAKまで低下したときに、携帯用無線電話機が動作し
なくなる。
池6aがニッケル・カドミウム電池であると判別されて
いる場合、マイクロコンピュータ4aは、この電池6a
の出力電圧がVaNiまで低下したと認識すると、負荷
部5のブザー5cに警報を行わせる。これにより、ユー
ザは、ニッケル・カドミウム電池6aを充電する必要が
あることを認識することができる。なお、ユーザがニッ
ケル.カドミウム電池6aを交換しなかった場合、この
ニッケル・カドミウム電池6aの出力電圧がVbNiま
で低下したときに、携帯用無線電話機が動作しなくな
る。
類に応じて内部インピーダンスが異なることを利用し
て、その電池の種類を自動的に判別することができる。
的に判別できることにより、電池の交換または充電が必
要であるか否かの判断を電池の種類に応じて行うことが
できるので、かかる交換または充電の時期の適切な判断
が可能となる。
係る電池種類判別方法および電池種類判別装置よれば、
使用されている電池の種類を、出力電圧の規格および大
きさ・形状が同一の複数種類の電池の中から、自動的に
判別することができる。また、負荷の非動作状態及び動
作状態における電池の出力電圧を使用し判別を行うの
で、装置構成が簡単で使用部品が少なくて済むという利
点も有する。
判別できることにより、電池の交換または充電が必要で
あるか否かの判断を電池の種類に応じて行うことが可能
となる。
般的な放電特性図である。
成図である。
として、(A)は負荷印加によるアルカリ電池の電圧差
を示すグラフ図であり、(B)は負荷印加によるニッケ
ル−カドミウム電池の電圧差を示すグラフ図である。
電特性による本発明の充電/交換の警報音の発生電圧の
設定を説明するためのグラフ図である。
る。
Claims (11)
- 【請求項1】負荷に接続されている電池の種類を、出力
電圧の規格が同一の複数種類の電池の中から判別するた
めの電池種類判別方法であって、 前記負荷が非動作状態にあるときに前記電池の出力電圧
を検出する第1電圧検出過程と、 前記負荷が動作状態にあるときに前記電池の出力電圧を
検出する第2電圧検出過程と、前記第1の出力電圧検出過程及び第2電圧検出過程で検
出した出力電圧をそれぞれ第1及び第2の出力電圧とし
てメモリに記憶する電圧値記憶過程と、 前記電圧値記憶過程で記憶された、第1及び第2の出力
電圧を 加算または減算する演算過程と、 この演算過程の演算結果を基準値と比較する比較過程
と、 この比較過程の比較結果に基づいて前記電池の種類を判
断する電池種類判断過程と、 を備えることを特徴とする電池種類判別方法。 - 【請求項2】前記複数種類の電池が、ニッケル・カドミ
ウム電池およびアルカリ電池であることを特徴とする請
求項1に記載の電池種類判別方法。 - 【請求項3】前記演算過程が前記第1電圧検出過程で検
出された出力電圧および前記第2電圧検出過程で検出さ
れた出力電圧の加算を行う過程であり、前記比較過程が
前記加算の結果を前記基準値と比較する過程であり、前
記電池種類判断過程が前記加算の結果が前記基準値より
も大きいときはアルカリ電池であると判断し且つ小さい
ときはニッケル−カドミウム電池であると判断すること
を特徴とする請求項2に記載の電池種類判別方法。 - 【請求項4】前記演算過程が前記第1電圧検出過程で検
出された出力電圧と前記第2電圧検出過程で検出された
出力電圧との減算を行う過程であり、前記比較過程が前
記減算の結果を前記基準値と比較する過程であり、前記
電池種類判断過程が前記減算の結果が前記基準値よりも
大きいときはニッケル−カドミウム電池であると判断し
且つ小さいときはアルカリ電池であると判断することを
特徴とする請求項2に記載の電池種類判別方法。 - 【請求項5】前記第2電圧検出過程で検出された出力電
圧と、前記判断過程において判断された前記電池の種類
ごとに定められたしきい値電圧とを比較し、前記出力電
圧が前記しきい値電圧よりも小さい場合にこの電池の交
換または充電が必要であると判断する電池交換/充電時
期判断過程をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜
4に記載の電池種類判別方法。 - 【請求項6】前記第1電圧検出過程が、前記負荷が動作
していないときの前記電池の出力電圧を複数回検出する
過程であり、且つ、前記第2電圧検出回路が、負荷が動
作しているときの前記電池の出力電圧を複数回検出する
過程であることを特徴とする請求項1に記載の電池種類
判別方法。 - 【請求項7】前記演算過程が、複数回の前記第1電圧検
出過程でそれぞれ検出された出力電圧と、複数回の前記
第2電圧検出過程でそれぞれ検出された出力電圧とを用
いて、複数種類の加算結果または減算結果を算出する過
程であることを特徴とする請求項6記載の電池種類判別
方法。 - 【請求項8】前記比較過程が、前記複数種類の加算結果
または減算結果のそれぞれについて前記基準値との比較
を行う過程であり、且つ、前記電池種類判断過程が、こ
の複数個の比較結果に基づいて電池の種類の判断する過
程であることを特徴とする、請求項7に記載の電池種類
判別方法。 - 【請求項9】負荷に接続されている電池の種類を、出力
電圧の規格が同一の複数種類の電池の中から判別するた
めの電池種類判別装置であって、 前記負荷が非動作状態であるときの前記電池の出力電圧
および前記負荷が動作状態であるときの前記電池の出力
電圧をそれぞれ検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段によって検出された電池の各出力電圧
を記憶する電圧記憶手段と、 前記電圧記憶手段に記憶された、 前記負荷が非動作状態
であるときの前記出力電圧と前記負荷が動作状態である
ときの前記出力電圧との加算または減算を行う演算手段
と、 この演算手段の演算結果を基準値と比較する比較手段
と、 この比較手段の比較結果に基づいて前記電池の種類を判
断する電池種類判断手段と、 を備えることを特徴とする電池種類判別装置。 - 【請求項10】前記複数種類の電池が、ニッケル・カド
ミウム電池およびアルカリ電池であることを特徴とする
請求項9に記載の電池種類判別装置。 - 【請求項11】前記電圧検出手段で検出された前記負荷
が動作状態であるときの出力電圧と、前記判断手段で判
断された前記電池の種類ごとに定められたしきい値電圧
とを比較し、前記出力電圧が前記しきい値電圧よりも小
さい場合にこの電池の交換または充電が必要であると判
断する電池交換/充電時期判断手段をさらに備えたこと
を特徴とする請求項9に記載の電池種類判別装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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