JPH0627896B2 - 投写レンズ - Google Patents
投写レンズInfo
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- JPH0627896B2 JPH0627896B2 JP60021255A JP2125585A JPH0627896B2 JP H0627896 B2 JPH0627896 B2 JP H0627896B2 JP 60021255 A JP60021255 A JP 60021255A JP 2125585 A JP2125585 A JP 2125585A JP H0627896 B2 JPH0627896 B2 JP H0627896B2
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- lens
- focal length
- refractive power
- projection
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はＣＲＴの画像をスクリーン上に拡大投写するビ
デオプロジェクターに適したコンパクトで低コストの投
写レンズに関するものである。
デオプロジェクターに適したコンパクトで低コストの投
写レンズに関するものである。
従来の技術 発光特性のスペクトル幅が狭い青，赤，緑の各ＣＲＴの
画像をレンズによりスクリーン上に拡大投写するビデオ
プロジェクターでは、レンズは色消しの補正をする必要
がない。これに加えて、プラスチック成形技術のめざま
しい進展により、非球面が安価に、かつ精度よく形成で
きるようになった結果、スクリーン側から順に正屈折力
を有する第１，第２レンズおよび負屈折力をもちフィー
ルドフラットナーの役目をする第３レンズで構成される
簡素な投写レンズが知られている（例えば特開昭５５−
１２４１１号公報，特開昭５７−３４５１５号公報，特
開昭５７−１０８８１８号公報，特開昭５８−１２５０
０７号公報）。
画像をレンズによりスクリーン上に拡大投写するビデオ
プロジェクターでは、レンズは色消しの補正をする必要
がない。これに加えて、プラスチック成形技術のめざま
しい進展により、非球面が安価に、かつ精度よく形成で
きるようになった結果、スクリーン側から順に正屈折力
を有する第１，第２レンズおよび負屈折力をもちフィー
ルドフラットナーの役目をする第３レンズで構成される
簡素な投写レンズが知られている（例えば特開昭５５−
１２４１１号公報，特開昭５７−３４５１５号公報，特
開昭５７−１０８８１８号公報，特開昭５８−１２５０
０７号公報）。
発明が解決しようとする問題点 このような従来の投写レンズは構成が簡素であるという
利点を有しているが、コンパクト性には欠けている。例
えば、第１レンズのスクリーン側の面から第３レンズの
ＣＲＴ側の面までの距離Ｌを全レンズ系の焦点距離ｆで
割った値をレンズ長と呼ぶことにして、これをコンパク
ト性の１つの尺度とした場合、従来例ではＬ／ｆ＝１．
３６〜２．２２の範囲に存在する。最近、ビデオプロジ
ェクターのセットをコンパクトにしたいという要望が強
く、これを実現する手段の１つとしてレンズ自体のコン
パクト化が必要になってきている。
利点を有しているが、コンパクト性には欠けている。例
えば、第１レンズのスクリーン側の面から第３レンズの
ＣＲＴ側の面までの距離Ｌを全レンズ系の焦点距離ｆで
割った値をレンズ長と呼ぶことにして、これをコンパク
ト性の１つの尺度とした場合、従来例ではＬ／ｆ＝１．
３６〜２．２２の範囲に存在する。最近、ビデオプロジ
ェクターのセットをコンパクトにしたいという要望が強
く、これを実現する手段の１つとしてレンズ自体のコン
パクト化が必要になってきている。
本発明はかかる点を考慮して、従来の３枚構成という簡
素さを生かして、光学パラメータの適切な選択によりコ
ンパクト化と低コスト化を可能にした投写レンズを提供
するものである。
素さを生かして、光学パラメータの適切な選択によりコ
ンパクト化と低コスト化を可能にした投写レンズを提供
するものである。
問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、第１レンズの焦点
距離をｆ１，第２レンズの焦点距離をf2としたとき、２
つの焦点距離の比f1／f2を従来例より小さな値に設定す
ることにより投写レンズのコンパクト化を実現するもの
である。また、正の屈折力を有する第２レンズの両面の
曲率半径の絶対値を等しくして、レンズ加工の低コスト
化をはかるものである。
距離をｆ１，第２レンズの焦点距離をf2としたとき、２
つの焦点距離の比f1／f2を従来例より小さな値に設定す
ることにより投写レンズのコンパクト化を実現するもの
である。また、正の屈折力を有する第２レンズの両面の
曲率半径の絶対値を等しくして、レンズ加工の低コスト
化をはかるものである。
作 用 スクリーン側より順に正の屈折力を有する第１レンズ，
第２レンズおよびＣＲＴに極く接近して配置されてフィ
ールドフラットナーとしての役目を果たす負の屈折力の
第３レンズとで構成される投写レンズでは、近軸計算に
よれば第１レンズの焦点距離を第２レンズの焦点距離で
割った値を小さな値にする程レンズのコンパクト化に有
利であることがわかる。良好な収差補正は第１レンズと
第３レンズに非球面を導入すること、第１レンズの形状
を正屈折力のエニスカス形状にすること、および光学パ
ラメータの適切な設定により実現できる。また、正屈折
力を有し球面系の第２レンズにおいて、その両面の曲率
半径の絶対値を等しくすることにより、たとえば第２レ
ンズをガラレンズにした場合には、研磨治具や評価用の
ニユートン原器が１種類だけでよいこと、組立時におけ
るレンズ表裏の判別が不必要になることなどにより低コ
スト化が可能になる。
第２レンズおよびＣＲＴに極く接近して配置されてフィ
ールドフラットナーとしての役目を果たす負の屈折力の
第３レンズとで構成される投写レンズでは、近軸計算に
よれば第１レンズの焦点距離を第２レンズの焦点距離で
割った値を小さな値にする程レンズのコンパクト化に有
利であることがわかる。良好な収差補正は第１レンズと
第３レンズに非球面を導入すること、第１レンズの形状
を正屈折力のエニスカス形状にすること、および光学パ
ラメータの適切な設定により実現できる。また、正屈折
力を有し球面系の第２レンズにおいて、その両面の曲率
半径の絶対値を等しくすることにより、たとえば第２レ
ンズをガラレンズにした場合には、研磨治具や評価用の
ニユートン原器が１種類だけでよいこと、組立時におけ
るレンズ表裏の判別が不必要になることなどにより低コ
スト化が可能になる。
実施例 第１図は本発明の投写レンズの一実施例を示す構成図で
ある。Ｌ１はスクリーン側に凸面を向けた非球面を有す
る正屈折力のメニスカス形状の第１レンズ、Ｌ２は両凸
の正の屈折力を有する両曲球面の第２レンズ、Ｌ３はス
クリーン側に非球面の凹面を向けた負屈折力の第３レン
ズ、Ｌ４はＣＲＴのフェースプレートであり、レンズ系
に対する光学性能への影響は無視できる。全レンズ系の
光学パワーは第１レンズＬ１と第２レンズＬ２でほぼ決
定される。第３レンズはＣＲＴに接近して配置されフィ
ールドフラットナーの役目をする。３枚構成でＦナンバ
ーが約１．３以下と明るく、半画角が２０゜〜３０゜の
コンパクトな投写レンズで良好な収差補正を行うには少
くとも第１レンズと第３レンズに非球面を含む必要があ
り、第１レンズと第３レンズの各両面を非球面にするの
が収差補正には望ましい。良好な光学性能を得るととも
にコンパクト化を実現するには光学パラメータの選択が
重要である。第１レンズの焦点距離をｆ１，第２レンズ
の焦点距離をｆ２として本発明のコンパクトな投写レン
ズは下記の条件を満足する。
ある。Ｌ１はスクリーン側に凸面を向けた非球面を有す
る正屈折力のメニスカス形状の第１レンズ、Ｌ２は両凸
の正の屈折力を有する両曲球面の第２レンズ、Ｌ３はス
クリーン側に非球面の凹面を向けた負屈折力の第３レン
ズ、Ｌ４はＣＲＴのフェースプレートであり、レンズ系
に対する光学性能への影響は無視できる。全レンズ系の
光学パワーは第１レンズＬ１と第２レンズＬ２でほぼ決
定される。第３レンズはＣＲＴに接近して配置されフィ
ールドフラットナーの役目をする。３枚構成でＦナンバ
ーが約１．３以下と明るく、半画角が２０゜〜３０゜の
コンパクトな投写レンズで良好な収差補正を行うには少
くとも第１レンズと第３レンズに非球面を含む必要があ
り、第１レンズと第３レンズの各両面を非球面にするの
が収差補正には望ましい。良好な光学性能を得るととも
にコンパクト化を実現するには光学パラメータの選択が
重要である。第１レンズの焦点距離をｆ１，第２レンズ
の焦点距離をｆ２として本発明のコンパクトな投写レン
ズは下記の条件を満足する。
０．５５＜f1／ｆ2＜１．１ ………(1) 条件(1)は第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との光学的
パワーの分配に関しており、上限を越えるとコンパクト
化に不利である。条件(1)の下限を越えるとコンパクト
化には有利であるが、第１レンズＬ１の光学的パワーが
強くなりすぎてコマ収差の補正が困難になるとともに第
１レンズＬ１の肉厚が厚くなり製造も困難となる。
パワーの分配に関しており、上限を越えるとコンパクト
化に不利である。条件(1)の下限を越えるとコンパクト
化には有利であるが、第１レンズＬ１の光学的パワーが
強くなりすぎてコマ収差の補正が困難になるとともに第
１レンズＬ１の肉厚が厚くなり製造も困難となる。
レンズ加工の低コスト化をはかるため本発明の投写レン
ズにおける正屈折力を有する第２レンズはその両面とも
球面であり、かつ第２レンズのスクリーン側の球面の曲
率半径をｒ３、第２レンズのＣＲＴ側の球面の曲率半径
をｒ４とすると、下記の条件を満足する。
ズにおける正屈折力を有する第２レンズはその両面とも
球面であり、かつ第２レンズのスクリーン側の球面の曲
率半径をｒ３、第２レンズのＣＲＴ側の球面の曲率半径
をｒ４とすると、下記の条件を満足する。
ｒ３＝−ｒ４ ……… (2) 条件(2)により、例えば第２レンズをガラスレンズにし
た場合には、研磨治具や評価用のニュートン原器が１種
類だけでよいこと、組立時におけるレンズ表裏の判別が
不必要になることなどにより低コスト化が可能になる。
た場合には、研磨治具や評価用のニュートン原器が１種
類だけでよいこと、組立時におけるレンズ表裏の判別が
不必要になることなどにより低コスト化が可能になる。
また、第１レンズＬ１の形状は軸上、軸外とも良好な収
差補正を行うためにスクリーン側に凸面を向けたメニス
カスにする。第１レンズが平凸あるいは両凸の場合には
非球面形状にしても軸外収差の補正に対する困難度が増
す。
差補正を行うためにスクリーン側に凸面を向けたメニス
カスにする。第１レンズが平凸あるいは両凸の場合には
非球面形状にしても軸外収差の補正に対する困難度が増
す。
更に、コンパクトで良好な光学性能を有するレンズの実
現には、下記の条件を満足することが望ましい。
現には、下記の条件を満足することが望ましい。
０．６＜ｆ／ｆ1＜０．９ ……… (3) ０．４５＜ｆ／ｆ2＜０．７５ ……… (4) −１．４＜ｆ／ｆ3＜−０．９５……… (5) ０．２５＜ｄ4／ｆ＜０．４５ ……… (6) ここでｆ：全レンズ系の焦点距離 f3：第３レンズＬ３の焦点距離 ｄ4：第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との光軸上の空
気間隔 条件(3)は第１レンズＬ１の光学的パワーの分配に関
し、条件(3)の上限を越えるとコンパクト化には有利で
あるが軸外収差の補正が困難になり、下限を越えるとコ
ンパクト化に不利となる。条件(4)は第２レンズＬ２の
光学的パワーの分配に関し、下限を越えるとコンパクト
化には有利であるが、軸外収差の補正が困難となり、上
限を越えるとコンパクト化に不利となる。条件(5)は第
３レンズＬ３の光学的パワーの分配に関し、上限を越え
るとペッツバール像面の補正が不足する。条件(5)の下
限をはずれるとペッツバール像面の補正が過剰になると
ともに第３レンズＬ３のスクリーン側の面の曲率がきつ
くなりすぎて製作の困難度が増す。条件(6)の条件を越
えるとバックフォーカスが短かくなりすぎて第３レンズ
Ｌ３とＣＲＴとの間隔が狭くなり、ＣＲＴの放熱効果な
どの実用上の問題が生じる。条件(6)の下限を越えると
軸外収差の補正が困難になる。
気間隔 条件(3)は第１レンズＬ１の光学的パワーの分配に関
し、条件(3)の上限を越えるとコンパクト化には有利で
あるが軸外収差の補正が困難になり、下限を越えるとコ
ンパクト化に不利となる。条件(4)は第２レンズＬ２の
光学的パワーの分配に関し、下限を越えるとコンパクト
化には有利であるが、軸外収差の補正が困難となり、上
限を越えるとコンパクト化に不利となる。条件(5)は第
３レンズＬ３の光学的パワーの分配に関し、上限を越え
るとペッツバール像面の補正が不足する。条件(5)の下
限をはずれるとペッツバール像面の補正が過剰になると
ともに第３レンズＬ３のスクリーン側の面の曲率がきつ
くなりすぎて製作の困難度が増す。条件(6)の条件を越
えるとバックフォーカスが短かくなりすぎて第３レンズ
Ｌ３とＣＲＴとの間隔が狭くなり、ＣＲＴの放熱効果な
どの実用上の問題が生じる。条件(6)の下限を越えると
軸外収差の補正が困難になる。
以下、本発明の具体的な実施例を示す。表でｆは全レン
ズ系の焦点距離、ωは半画角、βは投影倍率、ｆ1，
ｆ2，ｆ3はそれぞれ第１レンズＬ１、第２レンズＬ２，
第３レンズＬ３の焦点距離、ｒ1，ｒ2，……はスクリー
ン側から順次数えた各レンズ面の曲率半径、ｄ1，ｄ2，
……は各レンズの中心厚および空気間隔、ｎ1，ｎ2，…
…は各レンズのｅ線に対する屈折率、Ｌは第１レンズＬ
１の前面から第３レンズＬ３の後面までのレンズ長を示
す。また、＊印を付したレンズ面は非球面を表示してお
り、本発明による投写レンズの非球面形状は光軸方向を
Ｘとし、Ｘ軸と垂直なＹ軸をとり、頂点曲率をｃ（＝１
／ｒ）、円錐定数をｋ、非球面係数をＡＤ，ＡＥ，Ａ
Ｆ，ＡＧとするとき、次式で表示される。
ズ系の焦点距離、ωは半画角、βは投影倍率、ｆ1，
ｆ2，ｆ3はそれぞれ第１レンズＬ１、第２レンズＬ２，
第３レンズＬ３の焦点距離、ｒ1，ｒ2，……はスクリー
ン側から順次数えた各レンズ面の曲率半径、ｄ1，ｄ2，
……は各レンズの中心厚および空気間隔、ｎ1，ｎ2，…
…は各レンズのｅ線に対する屈折率、Ｌは第１レンズＬ
１の前面から第３レンズＬ３の後面までのレンズ長を示
す。また、＊印を付したレンズ面は非球面を表示してお
り、本発明による投写レンズの非球面形状は光軸方向を
Ｘとし、Ｘ軸と垂直なＹ軸をとり、頂点曲率をｃ（＝１
／ｒ）、円錐定数をｋ、非球面係数をＡＤ，ＡＥ，Ａ
Ｆ，ＡＧとするとき、次式で表示される。
実施例１ ｆ＝１０５．０３９７mm，Ｆナンバー＝１．０６β＝
８，ω２８．２゜，ｆ／ｆ1＝０．７４０，ｆ／ｆ2＝
０．６６５，ｆ／ｆ3＝−１．１３４，ｆ1／ｆ2＝０．
８９８，ｄ4／ｆ＝０．３７６，Ｌ／ｆ＝１．１７６ 実施例２ ｆ＝１０３．８０４３mm，Ｆナンバー＝１．０６，β＝
８ω２８．５゜，ｆ／ｆ1＝０．７９３，ｆ／ｆ2＝０．
６２４，ｆ／ｆ3＝−１．１５３，ｆ1／ｆ2＝０．７８
７，ｄ4／ｆ＝０．３４６，Ｌ／ｆ＝１．１２９ 第２図は実施例１の、第３図は実施例２の諸収差図を示
す。非点収差の図で、ｍはメリディオナル方向の像面弯
曲を、Ｓはサジタル方向の像面弯曲を示す。以上の諸収
差図から明らかなように本発明のコンパクトな投写レン
ズは良好な収差補正がなされており、良好な結像性能を
有する。またレンズ長Ｌ／ｆも約１．１３，１．１８で
あり、前掲の従来例の実施例における値Ｌ／ｆ＝１．３
６〜２．２２と比較して、大幅なコンパクト化が達成さ
れている。一層明るい投写レンズの実現には光学的パワ
ーの大きい第１レンズＬ１を２枚以上のレンズに分割し
てもよい。
８，ω２８．２゜，ｆ／ｆ1＝０．７４０，ｆ／ｆ2＝
０．６６５，ｆ／ｆ3＝−１．１３４，ｆ1／ｆ2＝０．
８９８，ｄ4／ｆ＝０．３７６，Ｌ／ｆ＝１．１７６ 実施例２ ｆ＝１０３．８０４３mm，Ｆナンバー＝１．０６，β＝
８ω２８．５゜，ｆ／ｆ1＝０．７９３，ｆ／ｆ2＝０．
６２４，ｆ／ｆ3＝−１．１５３，ｆ1／ｆ2＝０．７８
７，ｄ4／ｆ＝０．３４６，Ｌ／ｆ＝１．１２９ 第２図は実施例１の、第３図は実施例２の諸収差図を示
す。非点収差の図で、ｍはメリディオナル方向の像面弯
曲を、Ｓはサジタル方向の像面弯曲を示す。以上の諸収
差図から明らかなように本発明のコンパクトな投写レン
ズは良好な収差補正がなされており、良好な結像性能を
有する。またレンズ長Ｌ／ｆも約１．１３，１．１８で
あり、前掲の従来例の実施例における値Ｌ／ｆ＝１．３
６〜２．２２と比較して、大幅なコンパクト化が達成さ
れている。一層明るい投写レンズの実現には光学的パワ
ーの大きい第１レンズＬ１を２枚以上のレンズに分割し
てもよい。
発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれば光学的パラメー
タの適切な選択によりコンパクトで低コスト化が可能な
投写レンズが実現できる。
タの適切な選択によりコンパクトで低コスト化が可能な
投写レンズが実現できる。
第１図は本発明の一実施例における投写レンズの構成
図、第２図，第３図は本発明の投写レンズの実施例に対
する諸収差図を示す。 Ｌ１……第１レンズ、Ｌ２……第２レンズ、Ｌ３……第
３レンズ、Ｌ４……ＣＲＴのフェースプレート。
図、第２図，第３図は本発明の投写レンズの実施例に対
する諸収差図を示す。 Ｌ１……第１レンズ、Ｌ２……第２レンズ、Ｌ３……第
３レンズ、Ｌ４……ＣＲＴのフェースプレート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長岡 良富 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小野 周佑 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−111615（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】テレビジョン画像の投写表示装置に用いら
れ、スクリーン側に凸面を向けた正屈折力の非球面を有
するメニスカス形状の第１レンズ、正の屈折力を有する
両面球面の第２レンズ、及びスクリーン側に非球面の凹
面を向けた負屈折力の第３レンズから成り、下記の条件
を満足することを特徴とする投写レンズ。 ０．５５＜ｆ1／ｆ2＜１．１ ｒ3＝−ｒ４ ただし、ｆ1：第１レンズの焦点距離 ｆ2：第２レンズの焦点距離 ｒ3：第２レンズのスクリーン側の球面の曲率半径 ｒ4：第２レンズのＣＲＴ側の球面の曲率半径 - 【請求項２】第１レンズ、第２レンズおよび第３レンズ
の焦点距離は下記の条件を満足することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の投写レンズ。 ０．６＜ｆ／ｆ1＜０．９ ０．４５＜ｆ／ｆ2＜０．７５ −１．４＜ｆ／ｆ3＜−０．９５ ただし、ｆ：全レンズ系の焦点距離 ｆ３：第３レンズの焦点距離 - 【請求項３】第２レンズと第３レンズとの光軸上の空気
間隔をｄ4とするとき、下記の条件を満足することを特
徴とする特許請求の範囲第２項記載の投写レンズ。 ０．２５＜ｄ4／ｆ＜０．４５
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60021255A JPH0627896B2 (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 投写レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60021255A JPH0627896B2 (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 投写レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61180214A JPS61180214A (ja) | 1986-08-12 |
| JPH0627896B2 true JPH0627896B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=12049972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60021255A Expired - Lifetime JPH0627896B2 (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 投写レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0627896B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4499370B2 (ja) * | 2003-04-04 | 2010-07-07 | オリンパス株式会社 | 結像光学系及びそれを用いた撮像装置 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5248010B2 (ja) * | 1973-12-05 | 1977-12-07 | ||
| JPS5248011B2 (ja) * | 1974-05-14 | 1977-12-07 | ||
| JPS55124114A (en) * | 1978-09-08 | 1980-09-25 | Us Precision Lens Inc | Projector lens |
| JPS5734515A (en) * | 1980-08-09 | 1982-02-24 | Minolta Camera Co Ltd | Refracting index type optical system for video projector |
| JPS56125716A (en) * | 1980-03-08 | 1981-10-02 | Ishida Koki Seisakusho:Kk | Projection lens for three primary color projection type large-size television |
| JPS6017387B2 (ja) * | 1980-03-21 | 1985-05-02 | 三井東圧化学株式会社 | 填料分散液の改良方法 |
| JPS57108818A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-07 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Projection lens |
| JPS57177115A (en) * | 1981-04-23 | 1982-10-30 | Jihei Nakagawa | Projection lens device |
| IT1196420B (it) * | 1981-12-22 | 1988-11-16 | Anic Spa | Copolimeri a blocchi a base di pivalolattone e processo per la loro preparazione |
| JPS58125007A (ja) * | 1982-01-20 | 1983-07-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投影レンズ |
| JPS58139110A (ja) * | 1982-02-12 | 1983-08-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プロジエクシヨンレンズ |
| JPS58140708A (ja) * | 1982-02-16 | 1983-08-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投影レンズ |
| JPS59111615A (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投影レンズ |
| JPS59121016A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-12 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 投影レンズ |
-
1985
- 1985-02-06 JP JP60021255A patent/JPH0627896B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61180214A (ja) | 1986-08-12 |
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