JPH10154951A - 送信装置 - Google Patents
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- JPH10154951A JPH10154951A JP8310610A JP31061096A JPH10154951A JP H10154951 A JPH10154951 A JP H10154951A JP 8310610 A JP8310610 A JP 8310610A JP 31061096 A JP31061096 A JP 31061096A JP H10154951 A JPH10154951 A JP H10154951A
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- Near-Field Transmission Systems (AREA)
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Abstract
を用いてループアンテナから電波を放射させる送信装置
において、簡単な回路構成にて、アンテナ駆動回路内で
生じる貫通電流を確実に防止できるようにする。 【解決手段】 正弦波発振回路14から出力される正相
及び逆相の正弦波を、オフセット増幅回路16a,16
bにて、夫々、所定のオフセット電圧分だけオフセット
させ、波形整形回路18a,18bにて台形波に変換す
る。そして、この台形波にて、アンテナ駆動回路12内
のスイッチQ1,Q4及びQ3,Q2を交互にオン・オ
フさせて、ループアンテナANTから正弦波発振回路1
4の発振周波数に対応した電波を放射させる。この結
果、ループアンテナANTとコンデンサCとからなるア
ンテナ部10の片側に接続されたハイサイド及びローサ
イドスイッチQ1,Q2又はQ3,Q4が同時にオンし
て貫通電流が流れるのを確実に防止できる。
Description
共振用コンデンサとを直列接続したアンテナ部を共振さ
せてループアンテナから電波を放射させる送信装置に関
する。
各種量販店等では、商品が万引きされるのを防止するた
めに、各商品毎に、所定周波数の電波を受けて警報音を
発するブザータグを取り付け、その商品を不正に持ち出
そうとする客が店外に出る際に、店の出入口に設けたア
ンテナからの送信電波によって、商品に取り付けたブザ
ータグが警報音を発生するようにした、盗難防止システ
ムが採用されている。
て、店の出入口に設けられるアンテナには、通常、床や
壁或いは出入口付近に立設したボード上に簡単に配置で
きるようにするために、ループアンテナが使用され、こ
のループアンテナに共振用のコンデンサを直列に接続し
て、これらを共振させることにより、ループアンテナか
ら所定周波数の電波を放射させるようにしている。
放射させる従来の送信装置には、図4に示す如く、ルー
プアンテナANTとコンデンサCとを直列接続したアン
テナ部10の駆動回路として、アンテナ部10の両端と
直流電源(電源電圧B1ボルト;以下VB1と記載する)
の正極側に接続された電源ライン「+B1」との間(以
下、ハイサイドという)に夫々設けられたトランジスタ
からなる一対のハイサイドスイッチQ1,Q3と、アン
テナ部10の両端と直流電源(電源電圧VB1)の負極側
に接続されたグランドラインGNDとの間(以下、ロー
サイドという)に夫々設けられたトランジスタからなる
一対のローサイドスイッチQ2,Q4とにより、所謂プ
ッシュプル回路として構成されたアンテナ駆動回路12
が備えられている。
4を構成するトランジスタには、夫々、nチャネルのパ
ワーMOSFETが使用されており、ハイサイドスイッ
チQ1,Q3を構成するパワーMOSFETは、ドレイ
ンが電源ライン「+B1」に、ソースがアンテナ部10
の一端と他端に、夫々接続され、ローサイドスイッチQ
2,Q4を構成するパワーMOSFETは、ドレインが
アンテナ部10の一端と他端に、ソースがグランドライ
ンGNDに、夫々接続されている。
てループアンテナANTから電波を実際に放射させる際
には、正弦波発振回路30から出力される正弦波を、波
形変換回路32にて位相の異なる正相及び逆相の方形波
に変換し、正相及び逆相の方形波を駆動信号として、夫
々、ハイサイドスイッチQ1とローサイドスイッチQ4
のゲート、及びハイサイドスイッチQ3とローサイドス
イッチQ2のゲートに印加することにより、これら2組
のスイッチQ1,Q4及びQ3,Q2を所定周期で交互
にオン・オフさせるようにされている。
ンテナ部10のハイサイド側に設けられたハイサイドス
イッチQ1又はQ3と、アンテナ部10のローサイド側
に設けられたローサイドスイッチQ4又はQ2とを一組
とする2組のスイッチQ1・Q4及びQ3・Q2を交互
にオン・オフさせることにより、アンテナ部10を共振
させて、ループアンテナANTから所定周波数の電波を
放射させるのである。
ープアンテナANTからの送信電波の周波数は、一般に
は約22kHzで運用されており、上記正弦波発振回路
30からは、その周波数に対応した正弦波が出力され、
上記各スイッチQ1,Q4は、その正弦波の周期(約4
5μsec.)の2分の1の周期(約22.5μsec.)でオ
ン・オフ状態が切り換えられる。
うに、位相を反転させた一対の方形波にてアンテナ駆動
回路12内のスイッチQ1,Q4及びQ3,Q2を交互
にオン・オフさせるようにした場合、波形変換回路32
を構成する回路素子の動作特性に伴い生じる各方形波の
位相のずれや、アンテナ駆動回路12内の各スイッチQ
1〜Q4を構成するパワーMOSFETのターンオン及
びターンオフに要する時間の時間差等によって、アンテ
ナ部10の両サイドに夫々設けられたハイサイドスイッ
チQ1,Q3とローサイドスイッチQ2,Q4とが同時
にオンして、これら各スイッチQ1,Q2及びQ3,Q
4を通って、電源ライン「+B1」からグランドライン
GNDへと貫通電流が流れることがあった。
は、正相及び逆相の方形波の立上がり及び立下がりタイ
ミングをアンテナ駆動回路12内の各スイッチの動作特
性に応じて調整する必要があり、この調整のためには、
移相回路等、特別な位相調整用回路を設けなければなら
ないといった問題があった。
て正相・逆相の正弦波を発生させ、これを増幅して、そ
のままアンテナ駆動回路12に入力することにより、ア
ンテナ駆動回路12内の各スイッチQ1〜Q4を正弦波
にてオン・オフさせることも考えられるが、この場合、
駆動信号として入力される正弦波が所定のしきい値電圧
に達するまでは各スイッチQ1〜Q4がオンしないの
で、アンテナ部10の同一位置に設けられたハイサイド
スイッチQ1,Q3とローサイドスイッチQ2,Q4と
が同時にオンして貫通電流が流れるのを防止できるもの
の、全スイッチQ1〜Q4が共にオフ状態となる時間が
増えるため、電波の送信効率が低下してしまうといった
問題がある。
のであり、プッシュプル回路からなるアンテナ駆動回路
を用いてループアンテナから電波を放射させる送信装置
において、送信効率を低下させることなく、しかも駆動
信号の位相を調整することなく、簡単な回路構成にて、
アンテナ駆動回路内で生じる貫通電流を確実に防止でき
るようにすることを目的とする。
めになされた請求項1に記載の発明は、ループアンテナ
と共振用コンデンサとを直列接続したアンテナ部と、該
アンテナ部の両端と直流電源の正極側との間に夫々設け
られたトランジスタからなる一対のハイサイドスイッ
チ、及び、前記アンテナ部の両端と前記直流電源の負極
側との間に夫々設けられたトランジスタからなる一対の
ローサイドスイッチ、を備えたアンテナ駆動回路と、該
アンテナ駆動回路において前記アンテナ部の一端側に設
けられたハイサイドスイッチと前記アンテナ部の他端側
に設けられたローサイドスイッチとを一組とする計2組
のスイッチを交互にオン・オフさせることにより、前記
アンテナ部を共振させて、前記ループアンテナから電波
を放射させる送信制御回路と、を備えた送信装置におい
て、前記送信制御回路に、位相が互いに反転した正相及
び逆相の正弦波を発生する正弦波発振回路と、該正弦波
発振回路から出力される正相及び逆相の正弦波を、夫
々、台形波に波形整形する一対の波形整形回路と、を設
け、前記各波形整形回路からの出力信号にて前記各組の
スイッチを夫々オン・オフするよう構成してなることを
特徴とする。
は、アンテナ駆動回路内の各スイッチを交互にオン・オ
フさせるための駆動信号として、一対の波形整形回路に
て正相及び逆相の正弦波を夫々波形整形して得られた台
形波を使用している。台形波は、その立上がり時と立下
がり時とで一定の傾きを有することから、各台形波の立
上がり及び立下がり時には、そのときオン状態にある組
のスイッチの駆動に用いられる台形波の電圧レベルが、
そのスイッチを構成するトランジスタのしきい値電圧を
下回って、全スイッチが一旦オフ状態となり、その後、
他方の組のスイッチの駆動に用いられる台形波の電圧レ
ベルが、そのスイッチを構成するトランジスタのしきい
値電圧に達して、その組のスイッチがオン状態となる。
路内の各スイッチを交互にオン・オフさせるための駆動
信号に方形波を用いたときのように、アンテナ部の一端
又は他端側に設けられたハイサイドスイッチとローサイ
ドスイッチとが共にオン状態となって、貫通電流が流れ
るようなことはなく、各スイッチを貫通電流から確実に
保護することができる。
の傾きを正弦波よりも急峻にできるため、その立上がり
及び立下がり時にアンテナ駆動回路内の全スイッチが同
時にオフする時間を短くすることができ、駆動信号に正
弦波を用いた場合に比べて、送信効率が低下するのを防
止できる。
するために、正弦波の位相を調整する特別な回路を設け
る必要がなく、正弦波を台形波に変換する波形整形回路
を設けるだけでよいため、極めて簡単に実現でき、コス
トアップを招くこともない。なお、波形整形回路として
は、例えば、出力信号の振幅制限機能を有する増幅器
(所謂リミッタアンプ)で構成すると、比較的簡単な回
路構成で実現できる。
に記載の送信装置において、前記正弦波発振回路から前
記波形整形回路への正弦波の入力経路に、前記正弦波の
ゼロクロス点を前記直流電源の負極側電位から所定電圧
ずれた所定電位にオフセットさせて、前記波形整形回路
から出力される台形波のゼロクロス点を負極側電位より
も低くするオフセット回路を設けたことを特徴とする。
の送信装置によれば、波形整形回路から出力される台形
波のゼロクロス点が直流電源の負極側電位よりも低くな
る。この結果、正弦波発振回路から出力される正弦波の
一周期あたりにアンテナ駆動回路内のスイッチがオンす
る時間を短くして、アンテナ部の一端又は他端に設けら
れたハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが同時
にオンすることを防止できる。従って、本発明によれ
ば、各スイッチを貫通電流からより確実に保護すること
ができる。
共に説明する。まず図1は、従来技術の項にて説明した
盗難防止システムにおいて、店の出入口に設けられたル
ープアンテナから所定周波数(例えば22kHz)の電
波を放射させる送信装置全体の構成を表す概略構成図で
ある。
図4に示した従来の送信装置と同様、ループアンテナA
NTにコンデンサCを直列に接続したアンテナ部10の
両端と直流電源(電源電圧VB1)の正極側に接続された
電源ライン「+B1」との間(ハイサイド)に夫々設け
られたnチャネルのパワーMOSFETからなる一対の
ハイサイドスイッチQ1,Q3と、アンテナ部10の両
端と直流電源(電源電圧VB1)の負極側に接続されたグ
ランドラインGNDとの間(ローサイド)に夫々設けら
れたnチャネルのパワーMOSFETからなる一対のロ
ーサイドスイッチQ2,Q4とにより、所謂プッシュプ
ル回路として構成されたアンテナ駆動回路12を備えて
いる。
動回路12内のスイッチQ1〜Q4をオン・オフさせて
ループアンテナANTから電波を放射させる送信制御回
路として、アンテナ駆動回路12に電源電圧VB1を供給
する直流電源の接地電位をゼロクロス点として位相が互
いに反転した正相及び逆相の正弦波(周波数;22kH
z)を夫々発生する正弦波発振回路14と、この正弦波
発振回路14から出力される正相及び逆相の正弦波を、
夫々、増幅すると共に、そのゼロクロス点を接地電位よ
りも所定電圧だけ低い電位にシフトさせる一対のオフセ
ット増幅回路16a,16bと、これら各オフセット増
幅回路16a,16bからの出力信号(正弦波)Sa,
Sbを夫々台形波に波形整形する一対の波形整形回路1
8a,18bと、が備えられている。
号は、駆動信号Taとして、ハイサイドスイッチQ1と
ローサイドスイッチQ4のゲートに印加され、波形整形
回路18bからの出力信号は、駆動信号Tbとして、ハ
イサイドスイッチQ3とローサイドスイッチQ2のゲー
トに印加される。つまり、本実施例では、正相及び逆相
の正弦波を波形整形して得られる一対の台形波Ta,T
bを用いて、アンテナ駆動回路12においてプッシュプ
ルの対角線上に位置する2組のスイッチQ1・Q4及び
Q3・Q2を交互にオン・オフさせることにより、アン
テナ部10を共振させて、ループアンテナANTから所
定周波数の電波を放射させるのである。
び波形整形回路18a,18bの構成を図2を用いて詳
しく説明する。まず、オフセット増幅回路16a,16
bは、夫々、非反転入力端子(+)がグランドラインG
NDに接地されると共に、反転入力端子(−)には、抵
抗器R1,R2を介して、正弦波発振回路14からの出
力信号(正弦波)及び所定のオフセット電圧「−V1/
N」が夫々入力され、更に、反転入力端子(−)と出力
端子とが抵抗器R3を介して接続されたオペアンプOP
1により構成されている。つまり、オフセット増幅回路
16a,16bは、オペアンプOP1を用いた加算回路
からなる。そして、この加算回路を構成する抵抗器R1
〜R3は、増幅率が「1」となるように、全て同じ抵抗
値に設定されている。
6bからは、正弦波発振回路14から出力された正相及
び逆相の正弦波を、夫々、オフセット電圧「−V1/
N」分だけオフセットさせ、更に、そのオフセットした
正弦波を接地電位を基準に反転した信号Sa,Sbが出
力されることになる(図3参照)。
々、対応するオフセット増幅回路16a,16bからの
出力信号Sa,Sbを増幅する増幅率Nの反転増幅回路
24と、バッファ回路26とから構成されている。反転
増幅回路24は、反転入力端子(−)が抵抗器R4を介
してオフセット増幅回路16a又は16bの出力端子に
接続されると共に、非反転入力端子(+)がグランドラ
インGNDに接地され、更に、反転入力端子(−)と出
力端子とが抵抗器R5を介して接続されたオペアンプO
P2からなる周知のものである。
器R4及び抵抗器R5の抵抗値は、増幅率がNとなっ
て、増幅後の信号のゼロクロス点が接地電位から所定電
圧「−V1」だけオフセットさせた電位となるように、
その抵抗比R4:R5が1:Nに設定されている。
ペアンプOP2には、正電圧ライン「+B2」及び負電
圧ライン「−B2」から正負の動作電圧+VB2,−VB2
が供給される。そして、上記増幅率Nは、オフセット増
幅回路16a又は16bからの出力信号Sa又はSbを
増幅した際、増幅後の信号の上限及び下限がこの動作電
圧+VB2,−VB2にて制限されるように、充分大きな値
に設定されている。
アンプとして動作し、反転増幅回路24からの出力信号
波形は、オフセット増幅回路16a又は16bからの出
力信号Sa又はSbとは逆位相で、ゼロクロス点が接地
電位からオフセット電圧「−V1」分だけ負側にオフセ
ットされた台形波となる(図3のTa,Tb参照)。
2」から供給される動作電圧+VB2,−VB2は、図示し
ない定電圧発生回路にて生成され、その電圧値VB2(絶
対値)は、少なくとも、直流電源が発生する電源電圧V
B1にアンテナ駆動回路12内の各スイッチQ1〜Q4を
構成するパワーMOSFETのしきい値電圧VTHを加え
た電圧値(VB1+VTH)よりも大きくなるように設定さ
れている。これは、後段のバッファ回路26を介して出
力される駆動信号Ta,Tbによってアンテナ駆動回路
12内の各スイッチQ1〜Q4を確実にオンさせるため
である。
4にて波形整形された台形波の信号にてアンテナ駆動回
路12内の対応するスイッチQ1,Q4又はQ3,Q2
を駆動できるようにするために設けられるものであり、
NPNトランジスタTR1とPNPトランジスタTR2
と抵抗器R6とから構成されている。
NトランジスタTR1のコレクタが正電圧ライン「+B
2」に、PNPトランジスタTR2のコレクタが負電圧
ライン「−B2」に、夫々、接続されている。またこれ
ら各トランジスタTR1,TR2のベース及びエミッタ
は、夫々、互いに接続されており、ベース同士の接続点
には、反転増幅回路24からの出力信号が入力され、エ
ミッタ同士の接続点は、抵抗値が充分大きい出力用の抵
抗器R6を介して接地されると共に、アンテナ駆動回路
12内の各スイッチQ1,Q4又はQ3,Q2のゲート
に接続されている。
は、反転増幅回路24からの出力信号を変化させること
なく、そのままの電圧波形で駆動信号Ta,Tbとして
出力する。そして、この駆動信号Ta,Tbの電流源
は、正負の電圧ライン「+B2」,「−B2」となるた
め、各スイッチQ1,Q4又はQ3,Q2の駆動用電流
は確保されることになる。
らは、アンテナ駆動回路12内の対応する各スイッチQ
1,Q4又はQ3,Q2の駆動信号Ta,Tbとして、
正弦波発振回路14から出力された正相又は逆相の正弦
波を増幅率Nで増幅してこれを所定のオフセット電圧
「−V1」分だけ負側にシフトさせ、更にその電圧変化
を−VB2〜+VB2に制限した台形波が出力されることに
なる(図3参照)。
に受けるアンテナ駆動回路12内の各スイッチQ1〜Q
4は、図3に示すように、駆動信号Ta,Tbの立上が
り時に、その電圧値が、電源電圧VB1に各スイッチQ1
〜Q4のしきい値電圧VTHを加えた電圧に達した時点で
オンし、駆動信号Ta,Tbの立下がり時に、その電圧
値が所定の負電圧に達した時点でオフすることになり、
一方の組のスイッチQ1,Q4(又はQ3,Q2)のオ
ンタイミングは、他方の組のスイッチQ3,Q2(又は
Q1,Q4)のオフタイミングよりも必ず遅くなる。
アンテナ駆動回路12内の各スイッチQ1〜Q4をオン
・オフさせるための駆動信号に方形波を用いたときのよ
うに、アンテナ部10の一端又は他端側に設けられたハ
イサイドスイッチQ1(又はQ3)とローサイドスイッ
チQ2(又はQ4)とが共にオン状態となって、これら
各スイッチQ1,Q2(又はQ3,Q4)に貫通電流が
流れるようなことはなく、各スイッチQ1〜Q4を貫通
電流から確実に保護することが可能になる。また、台形
波は、立上がり及び立下がり時の傾きを正弦波よりも急
峻にできるため、その立上がり及び立下がり時にアンテ
ナ駆動回路12内の全スイッチQ1〜Q4が同時にオフ
する時間を短くすることができ、駆動信号に正弦波を用
いた場合に比べて、送信効率が低下するのを防止でき
る。そして、本実施例によれば、貫通電流を防止するた
めに、正弦波の位相を調整する特別な回路を設ける必要
がなく、アンテナ駆動回路12を動作させるために従来
の波形変換回路32内の後段側に設けられていたバッフ
ァ回路26をそのまま利用し、その前段側に、抵抗器R
4,R5とオペアンプOP2とからなる反転増幅回路2
4を設けるだけで実現できるため、送信装置の構成を簡
素化できると共に、従来装置に比べてコストアップを招
くこともない。
8a,18bに入力する正相及び逆相の正弦波を夫々レ
ベルシフトさせるオフセット増幅回路16a,16bを
設けることにより、波形整形回路18a,18bから駆
動信号Ta,Tbとして出力される台形波のゼロクロス
点を接地電位よりもオフセット電圧「−V1」分だけ低
い負側にオフセットさせているため、正弦波発振回路1
4から出力される正弦波の一周期あたりにアンテナ駆動
回路12内の各スイッチQ1〜Q4がオンするオン時間
を、各スイッチQ1〜Q4がオフするオフ時間に比べ
て、より短くすることができる。このため、アンテナ部
10の一端又は他端側に設けられたハイサイドスイッチ
とローサイドスイッチとが同時にオンして貫通電流が流
れることを防止できる。
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の態様を採ることができる。例えば、上記実施例で
は、正弦波発振回路14と波形整形回路18a,18b
との間に、オフセット増幅回路16a,16bを設け
て、波形整形回路18a,18bに入力される正弦波を
所定のオフセット電圧分だけシフトさせるように構成し
たが、こうしたオフセット増幅回路16a,16bは必
ずしも設ける必要はない。尚、上記実施例において、オ
フセット増幅回路16a,16bを取り除いた場合に
は、波形整形回路18a,18b内の反転増幅回路24
により正弦波が反転増幅されて、波形整形回路18a,
18bから出力される台形波は、元の正弦波とは逆相に
なるが、アンテナ駆動回路12内の各組のスイッチQ
1,Q4及びQ3,Q2は正弦波発振回路14の発振周
波数に同期して交互にオン・オフされるので問題はな
い。
幅回路16a,16bが単なるオフセット回路として動
作するよう、増幅率1の加算回路にて構成したが、例え
ば、抵抗器R3の抵抗値を変更して加算回路の増幅率が
1よりも大きくなるように設定し、オフセット増幅回路
16a,16bにおいて正弦波を増幅するようにしても
よい。。
a,18bにおいて、反転増幅回路24をリミッタアン
プとして動作させることにより、正弦波を台形波に変換
するように構成したが、正弦波を台形波に変換する回路
としては従来より知られている種々の回路を利用するこ
とができ、例えば、バッファ回路26に、各トランジス
タTR1,TR2のコレクタに印加される正負の電圧値
+VB2,−VB2よりも大きな振幅の正弦波を入力するよ
うにしても、その正弦波の上下限を電圧値+VB2,−V
B2で制限した台形波を生成することができる。
成図である。
路の構成を表す電気回路図である。
ャートである。
図である。
コンデンサ 12…アンテナ駆動回路 Q1,Q3…ハイサイドス
イッチ Q2,Q4…ローサイドスイッチ 14…正弦波発振
回路 16a,16b…オフセット増幅回路 18a,18
b…波形整形回路 24…反転増幅回路 26…バッファ回路
Claims (2)
- 【請求項1】 ループアンテナと共振用コンデンサとを
直列接続したアンテナ部と、 該アンテナ部の両端と直流電源の正極側との間に夫々設
けられたトランジスタからなる一対のハイサイドスイッ
チ、及び、前記アンテナ部の両端と前記直流電源の負極
側との間に夫々設けられたトランジスタからなる一対の
ローサイドスイッチ、を備えたアンテナ駆動回路と、 該アンテナ駆動回路において前記アンテナ部の一端側に
設けられたハイサイドスイッチと前記アンテナ部の他端
側に設けられたローサイドスイッチとを一組とする計2
組のスイッチを交互にオン・オフさせることにより、前
記アンテナ部を共振させて、前記ループアンテナから電
波を放射させる送信制御回路と、 を備えた送信装置において、 前記送信制御回路に、 位相が互いに反転した正相及び逆相の正弦波を発生する
正弦波発振回路と、 該正弦波発振回路から出力される正相及び逆相の正弦波
を、夫々、台形波に波形整形する一対の波形整形回路
と、 を設け、前記各波形整形回路からの出力信号にて前記各
組のスイッチを夫々オン・オフするよう構成してなるこ
とを特徴とする送信装置。 - 【請求項2】 前記正弦波発振回路から前記波形整形回
路への正弦波の入力経路に、前記正弦波のゼロクロス点
を前記直流電源の負極側電位から所定電圧ずれた所定電
位にオフセットさせて、前記波形整形回路から出力され
る台形波のゼロクロス点を負極側電位よりも低くするオ
フセット回路を設けたことを特徴とする請求項1に記載
の送信装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP31061096A JP3850081B2 (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 送信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31061096A JP3850081B2 (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 送信装置 |
Publications (2)
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JPH10154951A true JPH10154951A (ja) | 1998-06-09 |
JP3850081B2 JP3850081B2 (ja) | 2006-11-29 |
Family
ID=18007340
Family Applications (1)
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-
1996
- 1996-11-21 JP JP31061096A patent/JP3850081B2/ja not_active Expired - Fee Related
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