JPH0567002B2 - - Google Patents
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- JPH0567002B2 JPH0567002B2 JP11859685A JP11859685A JPH0567002B2 JP H0567002 B2 JPH0567002 B2 JP H0567002B2 JP 11859685 A JP11859685 A JP 11859685A JP 11859685 A JP11859685 A JP 11859685A JP H0567002 B2 JPH0567002 B2 JP H0567002B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- lens group
- positive
- group
- object side
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims description 12
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 38
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
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- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 1
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- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
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- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Lenses (AREA)
Description
(発明の技術分野)
本発明は、中・低倍率で像面の平坦な顕微鏡対
物レンズに関する。 (発明の背景) 最近、対物レンズに対する要求として、長作動
距離、高解像力、広視野でしかも像の平坦性が良
好で、アポクロマート級の色収差補正がなされる
ことがますます強まつてきている。このため、も
はや従来の対物レンズでは十分対応しきれなくな
つてきている。作動距離が長くなるとレンズの有
効径が大きくなるため、球面収差、軸外収差、色
収差などあらゆる諸収差が悪化する。また、開口
数が大きくなると、焦点深度も浅くなり、諸収差
の許容範囲が一段と狭くなる。そして、高解像力
であることと、広視野であることとは、諸収差の
補正上、相反する傾向にあり、両者を共に満足さ
せるには極めて大きな技術的困難を伴うものであ
つた。 (発明の目的) 本発明の目的は、従来よりも極めて大きな作動
距離と高い解像力を有し、しかも広視野にわたつ
て像画が平坦なアポクロマートないしはセミアポ
クロマート級の中・低倍率用の対物レンズを提供
することにある。 (発明の概要) 本発明による対物レンズは、物体側より順に、
少なくとも1個のレンズで構成された正屈折力の
第1レンズ群G1、正レンズと負レンズとの接合
からなり物体側に凸面を向けた接合メニスカスレ
ンズ成分の第2レンズ群G2、負レンズと正レン
ズとの接合からなり物体側に凹面を向けた接合メ
ニスカスレンズ成分からなる第3レンズ群G3、
単一の正レンズ、及び負レンズと正レンズとの2
枚のレンズの接合よりなる貼合せ正レンズ成分を
有する正屈折力の第4レンズ群G4を有している。
そして、物体面Oから対物レンズの胴付け面(対
物レンズの顕微鏡本体への取り付け面)Sまでの
距離、即ち所謂シヨルダーハイツをl、第2レン
ズ群G2の物体側レンズ面頂点から第3レンズ群
G3の像側レンズ面頂点までの距離をD12とし、第
2レンズ群G2中の接合レンズを形成する正レン
ズ及び負レンズのアツベ数をそれぞれν2P,ν2N、
第3レンズ群G3中の接合レンズを形成する正レ
ンズ及び負レンズのアツベ数をそれぞれν3P,
ν3N、屈折率をそれぞれN3P,N3N、第4レンズ群
G4中の単一の正レンズのアツベ数をν4Pとすると
き、 0.3l<D12<0.6l (1) N3N>N3P (2) ν2P>ν2N (3) ν3N<50<ν3P (4) ν3P<35.8 (5) の各条件を満足するものである。 上記の如き本発明による技術的作用効果につい
て、第1図に示した第1実施例の光路図を基にし
て説明する。 まず第1レンズ群G1はその収斂作用によつて、
物体面からの発散光束の射出角を小さくし、第2
レンズ群G2の物体側レンズ面への入射角を小さ
くすることによつて球面収差の補正に寄与してい
る。第1レンズ群G1を構成するレンズ枚数を増
すことによつて、対物レンズの開口数、画角及び
作動距離を大きくすることが可能である。こし
て、第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3に対し
て上記の条件(1)を与えることによつて、両群の合
成中心厚を大きくして第3レンズ群G3の物体側
に強い曲率の凹面を設けることとし、さらに条件
(2)を課することによつて第3レンズ群G3中の接
合面に発散作用を持たせて像面弯曲を補正を良好
におこなつている。 条件(3)は第2レンズ群G2についての色収差を
補正するためのものであり、第2レンズ群G2の
接合メニスカスレンズ成分を形成する正レンズと
負レンズとのアツベ数の大小の程度は、第1レン
ズ群G1の残存色収差及び第3レンズ群G3、第4
レンズ群G4の色収差の程度によつて決定される。
そして、一般に第3レンズ群G3は第2レンズ群
G2よりも有効径が大きくなるため、第2レンズ
群G2よりも色収差の補正を強くすることがてき
(4)式の如き条件によつて、全系の色収差を良好に
補正することが可能となる。 また、正屈折力を有する第4レンズ群G4中の
正レンズに、(5)式の如き条件を与えることによつ
て、倍率の色収差を良好に補正することができ
る。この条件は軸上色収差及び球面収差の色収差
すなわち軸対象の色収差については逆補正となる
ため、次の貼合わせ正レンズ成分によつて再度補
正する必要がある。第4レンズ群G4において、
倍率色収差と軸上色収差とを共に補正するために
は、上記条件(5)を満足する正レンズの屈折力を強
くし、次の貼合せ正レンズ成分を形成する正レン
ズの屈折力を弱くして接合面に十分な色収差の補
正作用を持たせることが必要である。 さらに、上記条件(5)を満たす第4レンズ群G4
中の正レンズとして、2次分散率が正レンズ向き
の特殊硝材を使用すれば、極めて色収差補正の良
好なアポクロマート級の対物レンズとすることが
可能である。 上記条件(1)を満たすことが出来ない場合には、
ペツツバール和が大きくなり、像面弯曲も大きく
なつて像面の平坦性が悪化してしまう。また、条
件(2)から外れる場合には、第3レンズ群G3の接
合面の屈折力が弱くなり、球面収差などを補正す
るのに不利となる。そして、条件(3)及び(4)を満た
さない場合には、色収差の補正が困難となり、条
件(5)を外れる場合には、倍率の色収差の悪化を招
き、アポクロマート級の対物レンズとすることは
困難となつてしまう。 (実施例) 以下に本発明による実施例について説明する。
第1図に示した第1実施例は、倍率4倍でN.A.
=0.2の低倍率対物レンズである。図示の如く、
第1レンズ群G1は単一の正レンズ成分L11からな
り、第2レンズ群G2は両凸正レンズL21と両凹負
レンズL22との接合からなり物対側に凸面を向け
たメニスカスレンズ成分で構成されている。第3
レンズ群G3は物体側に凹面を向けた負レンズL31
と正レンズL32との接合からなり物体側に凹面を
向けたメニスカスレンズ成分で構成されている。
そして、第4レンズ群G4は像側により曲率の強
い面を向けた正レンズ成分L41と貼合せの正レン
ズ成分L42とから構成されている。 本発明による第2実施例も上記第1実施例とほ
ぼ同様の構成からなつており、同様の仕様を持つ
ものである。従つて、レンズ構成図は省略した。 以下の表1及び表2に、上記第1実施例及び第
2実施例の諸元を示す。表中、左端の数字は物体
側からの順序を表し、屈折率及びアツベ数はd線
(λ=587.6nm)対する値である。また、W.D.は
作動距離であり、dpは物体面と対物レンズの第1
面頂点との距離、Bfは最終レンズ面頂点から像
面までの距離である。
物レンズに関する。 (発明の背景) 最近、対物レンズに対する要求として、長作動
距離、高解像力、広視野でしかも像の平坦性が良
好で、アポクロマート級の色収差補正がなされる
ことがますます強まつてきている。このため、も
はや従来の対物レンズでは十分対応しきれなくな
つてきている。作動距離が長くなるとレンズの有
効径が大きくなるため、球面収差、軸外収差、色
収差などあらゆる諸収差が悪化する。また、開口
数が大きくなると、焦点深度も浅くなり、諸収差
の許容範囲が一段と狭くなる。そして、高解像力
であることと、広視野であることとは、諸収差の
補正上、相反する傾向にあり、両者を共に満足さ
せるには極めて大きな技術的困難を伴うものであ
つた。 (発明の目的) 本発明の目的は、従来よりも極めて大きな作動
距離と高い解像力を有し、しかも広視野にわたつ
て像画が平坦なアポクロマートないしはセミアポ
クロマート級の中・低倍率用の対物レンズを提供
することにある。 (発明の概要) 本発明による対物レンズは、物体側より順に、
少なくとも1個のレンズで構成された正屈折力の
第1レンズ群G1、正レンズと負レンズとの接合
からなり物体側に凸面を向けた接合メニスカスレ
ンズ成分の第2レンズ群G2、負レンズと正レン
ズとの接合からなり物体側に凹面を向けた接合メ
ニスカスレンズ成分からなる第3レンズ群G3、
単一の正レンズ、及び負レンズと正レンズとの2
枚のレンズの接合よりなる貼合せ正レンズ成分を
有する正屈折力の第4レンズ群G4を有している。
そして、物体面Oから対物レンズの胴付け面(対
物レンズの顕微鏡本体への取り付け面)Sまでの
距離、即ち所謂シヨルダーハイツをl、第2レン
ズ群G2の物体側レンズ面頂点から第3レンズ群
G3の像側レンズ面頂点までの距離をD12とし、第
2レンズ群G2中の接合レンズを形成する正レン
ズ及び負レンズのアツベ数をそれぞれν2P,ν2N、
第3レンズ群G3中の接合レンズを形成する正レ
ンズ及び負レンズのアツベ数をそれぞれν3P,
ν3N、屈折率をそれぞれN3P,N3N、第4レンズ群
G4中の単一の正レンズのアツベ数をν4Pとすると
き、 0.3l<D12<0.6l (1) N3N>N3P (2) ν2P>ν2N (3) ν3N<50<ν3P (4) ν3P<35.8 (5) の各条件を満足するものである。 上記の如き本発明による技術的作用効果につい
て、第1図に示した第1実施例の光路図を基にし
て説明する。 まず第1レンズ群G1はその収斂作用によつて、
物体面からの発散光束の射出角を小さくし、第2
レンズ群G2の物体側レンズ面への入射角を小さ
くすることによつて球面収差の補正に寄与してい
る。第1レンズ群G1を構成するレンズ枚数を増
すことによつて、対物レンズの開口数、画角及び
作動距離を大きくすることが可能である。こし
て、第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3に対し
て上記の条件(1)を与えることによつて、両群の合
成中心厚を大きくして第3レンズ群G3の物体側
に強い曲率の凹面を設けることとし、さらに条件
(2)を課することによつて第3レンズ群G3中の接
合面に発散作用を持たせて像面弯曲を補正を良好
におこなつている。 条件(3)は第2レンズ群G2についての色収差を
補正するためのものであり、第2レンズ群G2の
接合メニスカスレンズ成分を形成する正レンズと
負レンズとのアツベ数の大小の程度は、第1レン
ズ群G1の残存色収差及び第3レンズ群G3、第4
レンズ群G4の色収差の程度によつて決定される。
そして、一般に第3レンズ群G3は第2レンズ群
G2よりも有効径が大きくなるため、第2レンズ
群G2よりも色収差の補正を強くすることがてき
(4)式の如き条件によつて、全系の色収差を良好に
補正することが可能となる。 また、正屈折力を有する第4レンズ群G4中の
正レンズに、(5)式の如き条件を与えることによつ
て、倍率の色収差を良好に補正することができ
る。この条件は軸上色収差及び球面収差の色収差
すなわち軸対象の色収差については逆補正となる
ため、次の貼合わせ正レンズ成分によつて再度補
正する必要がある。第4レンズ群G4において、
倍率色収差と軸上色収差とを共に補正するために
は、上記条件(5)を満足する正レンズの屈折力を強
くし、次の貼合せ正レンズ成分を形成する正レン
ズの屈折力を弱くして接合面に十分な色収差の補
正作用を持たせることが必要である。 さらに、上記条件(5)を満たす第4レンズ群G4
中の正レンズとして、2次分散率が正レンズ向き
の特殊硝材を使用すれば、極めて色収差補正の良
好なアポクロマート級の対物レンズとすることが
可能である。 上記条件(1)を満たすことが出来ない場合には、
ペツツバール和が大きくなり、像面弯曲も大きく
なつて像面の平坦性が悪化してしまう。また、条
件(2)から外れる場合には、第3レンズ群G3の接
合面の屈折力が弱くなり、球面収差などを補正す
るのに不利となる。そして、条件(3)及び(4)を満た
さない場合には、色収差の補正が困難となり、条
件(5)を外れる場合には、倍率の色収差の悪化を招
き、アポクロマート級の対物レンズとすることは
困難となつてしまう。 (実施例) 以下に本発明による実施例について説明する。
第1図に示した第1実施例は、倍率4倍でN.A.
=0.2の低倍率対物レンズである。図示の如く、
第1レンズ群G1は単一の正レンズ成分L11からな
り、第2レンズ群G2は両凸正レンズL21と両凹負
レンズL22との接合からなり物対側に凸面を向け
たメニスカスレンズ成分で構成されている。第3
レンズ群G3は物体側に凹面を向けた負レンズL31
と正レンズL32との接合からなり物体側に凹面を
向けたメニスカスレンズ成分で構成されている。
そして、第4レンズ群G4は像側により曲率の強
い面を向けた正レンズ成分L41と貼合せの正レン
ズ成分L42とから構成されている。 本発明による第2実施例も上記第1実施例とほ
ぼ同様の構成からなつており、同様の仕様を持つ
ものである。従つて、レンズ構成図は省略した。 以下の表1及び表2に、上記第1実施例及び第
2実施例の諸元を示す。表中、左端の数字は物体
側からの順序を表し、屈折率及びアツベ数はd線
(λ=587.6nm)対する値である。また、W.D.は
作動距離であり、dpは物体面と対物レンズの第1
面頂点との距離、Bfは最終レンズ面頂点から像
面までの距離である。
【表】
【表】
【表】
上記第1実施例及び第2実施例についての諸収
差図をそれぞれ、第2図及び第3図に示す。各球
面収差図中には、色収差の様子を示すために、d
線の基準光線に加えて、C線(λ=656.3nm)、
F線(λ=486.1nm)及びg線(λ=435.8nm)
の様子も併記した。 第4図に示す本発明による第3実施例は、倍率
10倍、N.A.=0.45を有するプランアポクロマート
対物レンズである。図示のとおり、第1レンズ群
G1が物体側から順に、物体側に凹面を向けたメ
ニスカスレンズ成分L11と物体側により曲率の強
い面を向けた単一の正レンズ成分L12とで構成さ
れている。このような第1レンズ群G1の構成に
より、像面弯曲と球面収差を補正し、倍率の色収
差は主に第4レンズ群G4とのバランスによつて
補正している。第2レンズ群G2は、物体側から
順に両凸正レンズL21と両凹負レンズL22との接合
で形成され物体側に凸面を向けたメニスカスレン
ズ成分で構成され、第3レンズ群G3は物体側か
ら順に両凹負レンズL31と両凸正レンズL32との接
合から形成され物体側に凹面を向けたメニスカス
レンズ成分で構成されている。そして、第4レン
ズ群G4は物体側から順に、像側により曲率の強
い面を向けた単一の正レンズ成分L41と、物体側
に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側によ
り曲率の強い面を向けた両凸正レンズとの接合で
形成された貼合せ正レンズ成分L42とで構成され
ている。 また、第6図に示す本発明による第4実施例
も、倍率10倍、N.A.=0.45を有している。レンズ
構成は上記第3実施例とほぼ同様であるが、第1
レンズ群G1中の最も物体側のメニスカスレンズ
成分L11が両凹負レンズと両凸正レンズとの接合
で構成されている点がやや異なる。このような構
成によつて、色収差特に倍率の色収差の補正が有
利になり、球面収差の補正もより良好になされ得
る。 以下の表3及び表4に、上記第3実施例及び第
4実施例の諸元をそれぞれ、第1実施例と同様に
示す。尚、上記第3及び第4実施例は、ともに物
体面上に厚さ0.17mm、屈折率1.52216、アツベ数
58.8のカバーガラスが配置されるものとして設計
されたものである。
差図をそれぞれ、第2図及び第3図に示す。各球
面収差図中には、色収差の様子を示すために、d
線の基準光線に加えて、C線(λ=656.3nm)、
F線(λ=486.1nm)及びg線(λ=435.8nm)
の様子も併記した。 第4図に示す本発明による第3実施例は、倍率
10倍、N.A.=0.45を有するプランアポクロマート
対物レンズである。図示のとおり、第1レンズ群
G1が物体側から順に、物体側に凹面を向けたメ
ニスカスレンズ成分L11と物体側により曲率の強
い面を向けた単一の正レンズ成分L12とで構成さ
れている。このような第1レンズ群G1の構成に
より、像面弯曲と球面収差を補正し、倍率の色収
差は主に第4レンズ群G4とのバランスによつて
補正している。第2レンズ群G2は、物体側から
順に両凸正レンズL21と両凹負レンズL22との接合
で形成され物体側に凸面を向けたメニスカスレン
ズ成分で構成され、第3レンズ群G3は物体側か
ら順に両凹負レンズL31と両凸正レンズL32との接
合から形成され物体側に凹面を向けたメニスカス
レンズ成分で構成されている。そして、第4レン
ズ群G4は物体側から順に、像側により曲率の強
い面を向けた単一の正レンズ成分L41と、物体側
に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側によ
り曲率の強い面を向けた両凸正レンズとの接合で
形成された貼合せ正レンズ成分L42とで構成され
ている。 また、第6図に示す本発明による第4実施例
も、倍率10倍、N.A.=0.45を有している。レンズ
構成は上記第3実施例とほぼ同様であるが、第1
レンズ群G1中の最も物体側のメニスカスレンズ
成分L11が両凹負レンズと両凸正レンズとの接合
で構成されている点がやや異なる。このような構
成によつて、色収差特に倍率の色収差の補正が有
利になり、球面収差の補正もより良好になされ得
る。 以下の表3及び表4に、上記第3実施例及び第
4実施例の諸元をそれぞれ、第1実施例と同様に
示す。尚、上記第3及び第4実施例は、ともに物
体面上に厚さ0.17mm、屈折率1.52216、アツベ数
58.8のカバーガラスが配置されるものとして設計
されたものである。
【表】
【表】
【表】
上記第3実施例及び第4実施例についての諸収
差図を、それぞれ第5図及び第7図に示す。 各諸収差図から、本発明によるいずれの実施例
も、低倍率であることによつて広い視野を有しつ
つ、また大きな作動距離を持ちながらも、視野全
体にわたつて平な像画を有し、色収差を含めて極
めて良好に補正されていることが分かる。なお、
各実施例のレンズデータから理解されるように、
上記第1実施例〜第4実施例のシヨルダーハイツ
lは、それぞれ45.44(=D12/0.45),45.59(=
D12/0.49),45.13(=D12/0.38),45.11(=D12/
0.45)である。 (発明の効果) 以上の如く、本発明によれば従来よりも極めて
大きな作動距離と高い解像力を有し、しかも広視
野にわたつて像面が平坦なアポクロマートないし
はセミアポクロマート級の中・低倍率用の対物レ
ンズが達成される。
差図を、それぞれ第5図及び第7図に示す。 各諸収差図から、本発明によるいずれの実施例
も、低倍率であることによつて広い視野を有しつ
つ、また大きな作動距離を持ちながらも、視野全
体にわたつて平な像画を有し、色収差を含めて極
めて良好に補正されていることが分かる。なお、
各実施例のレンズデータから理解されるように、
上記第1実施例〜第4実施例のシヨルダーハイツ
lは、それぞれ45.44(=D12/0.45),45.59(=
D12/0.49),45.13(=D12/0.38),45.11(=D12/
0.45)である。 (発明の効果) 以上の如く、本発明によれば従来よりも極めて
大きな作動距離と高い解像力を有し、しかも広視
野にわたつて像面が平坦なアポクロマートないし
はセミアポクロマート級の中・低倍率用の対物レ
ンズが達成される。
第1図は本発明による第1実施例のレンズ構成
図、第2、第3図は本発明による第1及び第2実
施例の諸収差図、第4図は第3実施例のレンズ構
成図、第5図は第3実施例の諸収差図、第6図は
第4実施例のレンズ構成図、第7図は第4実施例
の諸収差図である。 主要部分の符号の説明、G1…第1レンズ群、
G2…第2レンズ群、G3…第3レンズ群、G4…第
4レンズ群、O…物体面、S…対物レンズの胴付
け面、l…シヨルダーハイツ。
図、第2、第3図は本発明による第1及び第2実
施例の諸収差図、第4図は第3実施例のレンズ構
成図、第5図は第3実施例の諸収差図、第6図は
第4実施例のレンズ構成図、第7図は第4実施例
の諸収差図である。 主要部分の符号の説明、G1…第1レンズ群、
G2…第2レンズ群、G3…第3レンズ群、G4…第
4レンズ群、O…物体面、S…対物レンズの胴付
け面、l…シヨルダーハイツ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 物体側より順に、少なくとも1個のレンズで
構成された正屈折力の第1レンズ群G1、正レン
ズと負レンズとの接合からなり物体側に凸面を向
けた接合メニスカスレンズ成分の第2レンズ群
G2、負レンズと正レンズとの接合からなり物体
側に凹面を向けた接合メニスカスレンズ成分から
なる第3レンズ群G3、単一の正レンズ、及び負
レンズと正レンズとの2枚のレンズの接合よりな
る貼合せ正レンズ成分を有する正屈折力の第4レ
ンズ群G4を有し、物体面Oから対物レンズの胴
付け面Sまでの距離をl、前記第2レンズ群G2
の物体側レンズ面頂点から第3レンズ群G3の像
側レンズ面頂点までの距離をD12とし、前記第2
レンズ群G2中の接合レンズを形成する正レンズ
及び負レンズのアツベ数をそれぞれν2P,ν2N、前
記第3レンズ群G3中の接合レンズを形成する正
レンズ及び負レンズのアツベ数をそれぞれν3P,
ν3N、屈折率をそれぞれN3P,N3N、前記第4レン
ズ群G4中の単一の正レンズのアツベ数をν4Pとす
るとき、 0.3l<D12<0.6l (1) N3N>N3P (2) ν2P>ν2N (3) ν3N<50<ν3P (4) ν4P<35.8 (5) の各条件を満足することを特徴とする顕微鏡対物
レンズ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11859685A JPS61275810A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 顕微鏡対物レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11859685A JPS61275810A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 顕微鏡対物レンズ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61275810A JPS61275810A (ja) | 1986-12-05 |
JPH0567002B2 true JPH0567002B2 (ja) | 1993-09-24 |
Family
ID=14740490
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11859685A Granted JPS61275810A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 顕微鏡対物レンズ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61275810A (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3021021B2 (ja) * | 1990-10-24 | 2000-03-15 | オリンパス光学工業株式会社 | 対物レンズ |
JP4633405B2 (ja) * | 2004-08-27 | 2011-02-16 | オリンパス株式会社 | 顕微鏡対物レンズ |
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-
1985
- 1985-05-31 JP JP11859685A patent/JPS61275810A/ja active Granted
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Publication number | Publication date |
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