DE19526610C2 - Vorrichtung zum Kombinieren von zellulären Telefonrufsignalen und Rufsignalen des öffentlichen Telefonwählnetzes (PSTN) - Google Patents

Vorrichtung zum Kombinieren von zellulären Telefonrufsignalen und Rufsignalen des öffentlichen Telefonwählnetzes (PSTN)

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Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Geräte für persönliche Kommunikation, die sowohl über zelluläre Funknetze als auch über öffentliche Wählnetze (PSTN) kommunizieren. Insbesondere stellt die Erfindung einen Modem bereit, der auf eintreffende zelluläre Telefonanrufe und eintreffende Rufsignale, die vom PSTN-Netz empfangen werden, antwortet.
Technische Grundlagen der Erfindung
Ein zellulärer Funkservice ist nun in den meisten der Vereinigten Staaten weitverbreitet. Es wurden Standards verbreitet, um einen universellen Zugriff auf das zelluläre Telefonnetz durch tragbare Telefone und Mobiltelefone zu gestatten. Der im zellulären Netz verwendete Übertragungsprotokoll-Standard wird als AMPS-Protokoll bezeichnet. Der Dienst gestattet eine Funktelefon-Kommunikation zwischen tragbaren/mobilen Einheiten und dem öffentlichen Telefonwählnetz (PSTN) durch eine Funkschnittstelle.
Der zelluäre Service ist nun digitalisiert und gestattet nicht nur einen digitalen Telefonverkehr, sondern auch Datendienste. Folglich können nun verschiedene Dienste, die im PSTN-Netz realisiert wurden, wie E-MAIL und Telefax, auch über das zelluläre Telefonnetz realisiert werden. Ein Funkmodem wird bei jedem Gerät für persönliche Kommunikation, das die Möglichkeit zum Senden und Empfangen von Daten bereitstellt, realisiert.
Die Geräte für persönliche Kommunikation werden oft so realisiert, daß sie über eine direkte Verbindung zum PSTN-Netz, sowie über das zelluläre Funknetz betrieben werden. Diese Geräte umfassen eine RJ11 Steckerbuchse, die direkt an das PSTN-Netz anschließt, wo dieses verfügbar ist. Dabei stellt sich das Problem, daß das Gerät für persönliche Kommunikation nicht nur auf Signale vom zelluären Funknetz, sondern auch auf nichtkompatible Signale vom PSTN-Netz ansprechen muß. Insbesondere verlangt der Modem des Geräts für persönliche Kommunikation, daß ein Rufsignal erkannt wird, um den Modem zum Datenempfang über das zelluläre Funknetz sowie über das direkt angeschlossene PSTN-Netz zu initialisieren. Die Tatsache, daß der zelluläre Funk ein Rufsignal in einem Format erzeugt, das vom Format des vom PSTN-Netz erzeugten Rufsignals verschieden ist, macht es notwendig, die verschiedenen Rufsignale zur Initialisierung des Modems zu einem einzigen Rufsignal zu kombinieren.
In der Druckschrift: Patent abstracts of Japan E-1250, 1992, Vol. 16, No. 389, JP 04-126 418, wird ein Mobil-Telefon beschrieben, welches auch an einem festverdrahteten Telefonnetz betrieben werden kann und welches in einem solchen Fall abgehende Telefonate aus Kosteneinsparungsgründen nur über das Festnetz absendet. Diese Druckschrift beschreibt insbesondere, dass über einen mechanisch-betätigten Schalter in der Buchse für den Anschluss des Mobil-Telefons an das Festnetz das Mobil-Telefon die Information abfragt, ob es an ein Festnetz angeschlossen ist oder nicht.
Die Druckschrift: "Die TAE-Dose für das C-Netz", Funkschau Nr. 18/1991, Seite 64 und 65, beschreibt eine Schnittstelle, die den Anschluss von verschiedenen Endgeräten, die eigentlich nur für den Einsatz an einem Festnetz vorgesehen sind, an ein Mobil- Telefon erlaubt. Zu diesem Zweck simuliert die Schnittstelle dem Festnetz-Endgerät, beispielsweise ein Telefax-Gerät, eine "richtige" Telefonleitung. Dadurch kann ein Telefax ausgehend vom Telefax-Endgerät über die Schnittstelle, das Mobil-Telefon und das Funknetz zu einem anderen Teilnehmer gesandt werden.
Die Druckschrift: "TAE-Steckdose fürs Auto", Funkschau Nr. 26/1990, Seite 42, beschreibt die Möglichkeit der Verwendung der aus dem Festnetz bekannten TAE-Telekommunikations-Steckdose für den Anschluß von Endgeräten auch im Kraftfahrzeug.
Die Druckschrift DE 40 20 375 A1 beschreibt ein mobiles Funkteilnehmergerät mit einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung bzw. zum Empfang von Funksignalen, die mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung gekoppelt ist, welche eine Dateneingabe- und eine Datenausgabeeinrichtung enthält und welche zur Abwicklung von Kommunikationsdiensten dient.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, in einem Gerät für persönliche Kommunikation ein allgemeines Rufsignal von einem zellulären Telefonnetz und einem direkt angeschlossenen PSTN-Netz zu einem Modem bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Rufsignal-Erkennungsgerät gemäß dem Patentanspruch 1. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Bei der Ausführung der Erfindung wird ein allgemeines Rufsignal für den Modem des Gerätes für persönliche Kommunikation abgeleitet. Das allgemeine Rufsignal sendet ein Signal im Format des PSTN-Rufsignals zum Modem als Antwort auf ein Rufsignal, das über das direkt angeschlossene PSTN-Netz oder von einer Rufsignalmeldung des zellulären Telefonsystems oder einem Befehl empfangen wurde, der anzeigt, daß ein Anruf über das zelluläre Netz empfangen wurde. In jedem Fall wird der Modem als Antwort auf das abgeleitete Rufmelde-Signal initialisiert und sendet eine Unterbrechung zum Prozessor des Systems für persönliche Kommunikation. Der Prozessor kann anschließend in den Datenempfangs/-übertragungsmodus des zellulären Funktelefons eintreten, falls das zelluläre Funkgerät anzeigt, daß ein eintreffender Anruf empfangen wurde. Falls kein zellulärer Netzanruf empfangen wurde, erfolgt eine Zuordnung des Systems zum PSTN-Netz für Datenübertragung und -empfang.
Beschreibung der Figuren
Fig. 1A ist eine Frontansicht eines Gerätes für persönliche Kommunikation, das eine bevorzugte Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung verwendet.
Fig. 1B ist eine Draufsicht des Gerätes für persönliche Kommu­ nikation aus Fig. 1A.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm des Gerätes aus den Fig. 1A und 1B, das das Gerät für persönliche Kommunikation der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 3 stellt eine Schaltung zur Erzeugung eines allgemeinen Rufsignals zum Modem aus Fig. 2 von entweder einem PSTN- Rufmeldesignal oder einem zellulären Telefonrufsignal dar.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Mit Bezugnahme auf Fig. 1 wird ein Gerät 10 für persönliche Kommunikation gezeigt. Das Gerät für persönliche Kommunikation umfaßt ein zelluläres Telefon und ein internes Datenverarbeitungssystem zur Realisierung von zahlreichen Möglichkeiten der Datenkommunikation, zum Beispiel E-Mail, Telefax-Übertragung/Empfang, usw. über zellulären Funk. Der persönliche Kommunikator 10 umfaßt ein Gehäuse 12, das Druckknöpfe 14, 16 und 18 aufweist, die entlang der Seiten von diesem angeordnet sind. Die manuellen Druckknöpfe 14, 16 und 18 stellen Ein-/Ausschalt-, Wertzunahme- und Wertabnahme-Funktionen bereit.
Das Gerät 10 für persönliche Kommunikation umfaßt einen Lautsprecher 22 und ein Mikrofon 24, die sich ungefähr an den Standard-Telefonhörerpositionen befinden. Beim Betrieb kommuniziert das zelluläre Telefon durch die Antenne 20, um eine normale Zweiwege-Sprachübertragung zwischen dem Benutzer und einer an das PSTN-Netz angeschlossenen Basisstation bereitzustellen.
Ein-/Ausgabefunktionen zum Prozessor innerhalb des Gerätes 10 für persönliche Kommunikation werden durch den berührungsempfindlichen Bildschirm 28 und die darunterliegende Anzeige 26 des berührungsempfindlichen Bildschirms bewirkt. Die Anzeige 26 des berührungsempfindlichen Bildschirms zeigt verschiedene, Computerbenutzern bekannte Menüs und verschiedene Auswahlsymbole an. Durch die Verwendung eines spitzen Stiftes 23 ist es möglich, unter den auf der Anzeige 26 des berührungs­ empfindlichen Bildschirms erscheinenden Menüauswahlen zu wählen, indem der Stift 23 gegen den Teil des berührungsempfindlichen Bildschirms 28 gedrückt wird, der über der Anzeige 26 liegt.
Die berührungsempfindliche Überlagerung 29, die die mit dem Stift 23 ausgeführten Benutzerauswahlen erkennt, codiert die Auswahl und wird von dem innerhalb des Gerätes 10 für persönliche Kommunikation befindlichen Prozessor gelesen.
Verschiedene Funktionen, zum Beispiel größere Lautstärke, geringere Lautstärke, höhere Helligkeit, verminderte Helligkeit, usw. können realisiert werden, indem die geeignete Menüfunktion aus der Anzeige 26 des berührungsempfindlichen Bildschirms gewählt wird und anschließend einer der Knöpfe 16 oder 18 betätigt wird.
Das Gerät für persönliche Kommunikation aus Fig. 1A umfaßt außerdem eine Standard-RJ11-Steckerbuchse 25, wie in Fig. 1B gezeigt wird. Das Gerät für persönliche Kommunikation kann in jenen Fällen, in denen kein zellulärer Funk benötigt wird, über ein Standard-Telefonkabel direkt an das PSTN-Netz angeschlossen werden.
Die beim zelluären Funk zum Senden eines Anrufs und Beantworten eines Anrufs verwendeten Protokolle werden in den AMPS-Standards dargelegt. Diese Protokollfunktionen werden in einem anderen Format ausgeführt, das für HF-Übertragungen, die von den im PSTN-Netz für dieselben Funktionen verwendeten Signalen verschieden sind, geeignet ist. Das Gerät für persönliche Kommunikation aus den Fig. 1A und 1B umfaßt daher eine Schnittstellenschaltung, die charakteristisch für zelluläre Telefonnetzprotokolle und die PSTN-Netzprotokolle ist, so daß eine Kommunikation über beide Netze möglich ist.
Ein Blockdiagramm der elektronischen Schaltungsarchitektur für das Gerät für persönliche Kommunikation aus Fig. 1A wird in Fig. 2 gezeigt. Mit Bezugnahme auf Fig. 2 wird eine CPU 32 gezeigt, die die Anzeige von verschiedenen Benutzermenüs auf der Anzeige 26 des berührungsempfindlichen Bildschirms steuert sowie eine Schnittstelle zwischen dem zellulären Funkgerät 50 und dem Modem 35 bereitstellt.
Das System aus Fig. 2 arbeitet mit im EPROM 36, EPROM 38 und RAM 34 enthaltenen Programmierinformationen. Der RAM 34 speichert die Anwendungsprogramme, zum Beispiel das für das Adreßbuch/die Selbstwahlfunktion, eines zum Senden eines Anrufs über das zellulären Funkgerät 50, usw. Die Systemrealisierung ist ähnlich wie diejenige eines tragbaren Computers der PC/XT- Klasse. Die CPU 32 gehört zum Modelltyp VG 230, der von VADEM, Inc., San Jose, Kalifornien, USA, kommerziell erhältlich ist. Die CPU 32 und ihre begleitende Steuereinheit umfassen eine LCD-Steuereinheit 40, einen Fernübertragungsanschluß und verschiedene Strom- und Busverbindungen zum Bus 33.
Der EPROM 36 speichert das Basic Input/Output System (BIOS) sowie ein Selbsttestprogramm. Der EPROM 38 enthält Dateien zur Bereitstellung eines Navigatorprogramms, das DOS und bestimmte Anwendungsprogramme, die die Kommunikations- und Datenverarbei­ tungsfunktionen erzeugen, sowie die Unterbrechungsverwaltung für die CPU 32. Weitere diese Architektur betreffende Einzelheiten können in dem US-Patent "Personal Communicator having Improved Contrast Control for a L-Crystal, Touch Sensitive Display", Patent No. 5,422,656, gefunden werden.
Der Betrieb der Anzeige 26 des berührungsempfindlichen Bildschirms und der Überlagerung 29 des berührungsempfindlichen Bildschirms wird von einer Steuereinheit 40 für den berührungs­ empfindlichen Bildschirm gesteuert. Ein Bildschirmtreiber 48 stellt der Anzeige 26 des berührungsempfindlichen Bildschirms die Beleuchtungsspannungen und Zeichenansteuersignale zur Ver­ fügung. Der berührungsempfindliche Bildschirm 28 umfaßt eine Matrix, die eine auf einen bestimmten Teil der Berührungsüber­ lagerung 29 angewendete Kraft mißt, und codiert dieselbe als Positionsinformation. Die Steuereinheit 40 für den berührungs­ empfindlichen Bildschirm kann über den Bus 33 einen Befehl be­ reitstellen, der die auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm berührte Position für die CPU 32 kennzeichnet. Die CPU 32 kann anschließend das ausgewählte Anwendungsprogramm oder die Unter­ routine eines im RAM 34 gespeicherten Anwendungsprogrammes zur Ausführung aufrufen.
Es wird ein Tongenerator 44 gezeigt, der jedesmal einen hörbaren Signalton im Lautsprecher 22 erzeugt, wenn der Bildschirm vom Benutzer unter Verwendung des Stiftes 23 berührt und ein Befehl erfolgreich decodiert wird. Folglich kann der Benutzer hörbar feststellen, wann seine Auswahl erkannt wurde.
Die integrierte zelluläre und PSTN-Schnittstelle ist zum Übertragen bzw. Empfangen zum bzw. vom lokalen zellulären Netzwerk mit der Antenne 20 verbunden. Das zelluläre Telefon 50 erzeugt ein zelluläres Rufsignal, das anzeigt, daß ein eintreffender Anruf vom zellulären Funkgerät 50 empfangen wird. Desweiteren stellt die Schnittstelle eine Standard- PSTN-Rufsignalspannung vom Mitten- und Außenanschluß des RJ11- Steckers 25 bereit. Ein allgemeiner Rufsignalgenerator 41 empfängt die Rufsignalspannung von der Schnittstelle und dem zellulären Funkgerät 50 und erzeugt ein einzelnes Rufsignal im PSTN-Modus für den Modem 35.
Auf diese Weise wird der Modem 35 mit einem Rufanzeigesignal vom PSTN-Typ initilialisiert, gleichgültig ob der eintreffende Anruf über das zellulären Funkgerät 50 oder über die PSTN-RJ11- Steckerbuchse 25 empfangen wird. Der Modem 35 antwortet auf das PSTN-Rufsignal, indem er eine Unterbrechung zur CPU 32 sendet, die die Routine zur Kommunikation über den Modem aufruft. Eintreffende Daten vom PSTN-Netz oder vom zellulären Funkgerät 50 werden vom Modem 35 als Standardmodem-Signaltöne empfangen und auf herkömmliche Weise verarbeitet. Desweiteren werden die Daten vom Modem 35 sowohl zum zellulären Funkgerät 50 als auch zur Schnittstelle ausgegeben, wodurch die Kommunikation durch jedes der beiden Medien bereitgestellt wird.
Bei der Möglichkeit, eine Datenübertragung entweder durch die RJ11-Steckerbuchse 25 oder durch das zellulären Funkgerät 50 bereitzustellen, müssen verschiedene Formate des zellulären Funknetzes und des PSTN-Netzes berücksichtigt werden. Wird ein Anruf über das zelluläre Funknetz geleitet, ruft das zelluläre Funkgerät 50 die AMPS-Protokollanwendung zum Senden von Wählziffern über die Funkschnittstelle zu einer Basisstation auf.
Der Standard zum Leiten von Anrufen im PSTN-Netz verwendet DTMF- Töne, die den Ziffern einer gewählten Nummer entsprechen. DTMF-Töne werden außerdem verwendet, um auf die mit dem Telefon des angerufenen Teilnehmers verbundene Ausstattung, zum Beispiel Bankinformationen, Sprachnachrichten der elektronischen Post, usw. zuzugreifen.
Das Gerät für persönliche Kommunikation aus den Fig. 1A, 1B und 2 empfängt eintreffende Anrufe für Datenservices entweder über das zelluläre Funkgerät 50 oder den RJ11-Stecker 25. Die beiden Netzwerkdienste haben verschiedene Rufsignalformate. Das PSTN-Netz erzeugt einen Ton mit einer vorgeschriebenen Frequenz und Kadenz als ein Rufsignal, das durch die angeschlossene Telefonausstattung als ein eintreffender Telefonanruf erkannt wird. Das Rufsignal signalisiert der Telefonaustattung, in den ausgehängten Zustand zu gehen und über den Mitten- und Außenanschluß des RJ11-Steckers 25 den Beginn einer Sitzung mit einem anrufenden Teilnehmer zu signalisieren.
Das zelluläre Telefonrufsignal 50 besteht normalerweise aus einer Folge von Impulstönen, die dem Bediener den eintreffenden Telefonanruf melden. Sobald das zelluläre Telefon 50 ausgehängt wird, wird ein Signal gemäß dem AMPS-Format zur Basisstation zurückgesendet, um eine Sitzung über das zelluläre Telefon zu beginnen.
Ein Rufsignalgenerator 41 aus Fig. 2 empfängt sowohl das vom PSTN abgesendete Rufsignal als auch das zelluläre Telefonrufsignal. Der Rufsignalgenerator 41 wird in Fig. 3 ausführlicher gezeigt. Der Rufsignalgenerator 41 spricht auf ein zelluläres Telefonrufsignal an, das aus einer Folge von Tonimpulsen bestehen kann, oder es kann je nach der in der Steuereinheit 50 des zellulären Telefons verwendeten Konfiguration ein digitaler Befehl sein. In der aktuellen Ausführungsform wird vorausgesetzt, daß das Rufsignal des zellulären Systems eine Folge von Tonimpulsen ist, die in einem Tondetektor 62 erkannt werden. Der Tondetektor 62 stellt ein DC-Ausgangssignal bereit, wenn das Impulsrufsignal mit einer gegebenen Amplitude und Frequenz erkannt wird.
Der zelluläre Tondetektor 62 sendet ein Signal zum Gatter 63. Ein PSTN-Tongenerator zur Erzeugung von Impulsen im PSTN-Format wird vom Generator 64 zum Gatter 63 geführt. Wird ein eintreffender zellulärer Telefonanruf erkannt, werden folglich Impulse gemäß dem PSTN-Rufformat zu einer Schmitt- Triggerschaltung 65 geführt. Die Schmitt-Triggerschaltung 65 erzeugt das benötigte PSTN-Rufsignal, um Modem 35 in den ausgehängten Zustand zu schalten. Nach dem Empfang des Rufsignals leitet der Modem 35 eine UNTERBRECHUNG zur CPU 32 ein, um eine Kommunikationssitzung zu beginnen. Die CPU 32 wurde ebenfalls durch einen vom zellulären Telefon 50 empfangenen Befehl über den eingehenden Anruf benachrichtigt.
Die Kombination der vom Modem eingeleiteten Unterbrechung und des vom zellulären Telefon eingeleiteten Empfangsbefehls wird von der CPU 32 verwendet, um das System für einen Datendienst zu initialisieren.
Der Modem 35 empfängt anschließend Daten vom zellulären Telefon als eine Folge von Tönen und decodiert die Töne in digitale Daten. Die aus der Decodierung der Töne erhaltenen digitalen Daten stehen zur Übertragung auf dem Bus 33 zur CPU 32 zur Verfügung. Die CPU 32 leitet Text, der auf den digitalen Daten beruht, zum Anzeigen auf der Anzeige 26 des berührungsempfindlichen Bildschirms weiter.
Der Rufsignalgenerator 41 empfängt außerdem ein Rufsignal von der Schnittstelle. Wie Fachleuten bekannt ist, präsentiert die Schnittstelle ein Rufsignal, wenn die Rufsignalspannung im PSTN-Netz vom Rufsignalgenerator 41 erkannt wird. Wenn der Ton und die Kadenz des Rufsignals das korrekte Format für die Erkennung durch den Modem 35 haben, wird das Signal über die Diode 68 auf die Schmitt-Triggerschaltung 65 geleitet. Der Inverter der Schmitt-Triggerschaltung erzeugt genau definierte Impulse aus dem PSTN-Rufsignal. Der Modem 35 erkennt das zugeleitete Signal und sendet wie in dem Fall, in dem das zelluläre Telefon 50 einen Rufsignalbefehl einleitet, eine UNTERBRECHUNG. Die CPU 32 kann feststellen, ob das eingehende Rufsignal von einem angeschlossenen PSTN-Netz durch den RJ11-Stecker 25 oder über das zelluläre Telefonnetz kam. Der Modem 35 überträgt in jedem Fall Daten zur geeigneten Schnittstelle, um sich in eine Datensitzung mit einem anrufenden Teilnehmer einzuschalten.
Folglich ist es klar, daß das Gerät für persönliche Kommunikation aus den Fig. 1A, 1B und 2 fähig zu Datendiensten in einem Sende- oder Empfangsmodus unter Verwendung einer zellulären Telefonübertragung oder einer Modemkommunikation über eine Standardtelefonleitung ist. Fachleute erkennen noch andere Ausführungsformen der Erfindung, die in den folgenden Ansprüchen ausführlicher beschrieben wird.

Claims (4)

1. Ein Rufsignal-Erkennungsgerät, um einem Modem (35) in einem Gerät für persönliche Kommunikation Meldung zu machen,
wobei das Gerät für persönliche Kommunikation über ein Funktelefon (50) und über eine direkte Verbindung zum öffentlichen Telefonwählnetz (PSTN-Netz) kommuniziert und einen Anschluß (RJ11) für ein Rufsignal von der direkten Verbindung zum öffentlichen Telefonwählnetz hat,
und wobei das Rufsignalerkennungsgerät aufweist:
einen Detektor (62), der zur Erkennung eines über das Funktelefon (50) eingehenden Telefonanrufs mit dem Funktelefon (50) verbunden ist,
eine Oszillatorschaltung (64) zur Erzeugung eines Signals, um einen Modem (35) zur Beantwortung des über das Funktelefon eingehenden Anrufs zu aktivieren,
eine Gatterschaltung (63) zum Empfang eines Signals vom Detektor (62), zum Empfang des Signals vom Oszillator (64) und zur Erzeugung eines Rufsignals für den Modem (35),
und Mittel zur Koppelung
  • - entweder des Rufsignals des Gatters (63), wenn der Anruf über das Funknetz eingeht,
  • - oder des Rufsignals von der direkten Verbindung zum öffentlichen Telefonwählnetz, wenn der Anruf über das öffentliche Telefonnetz eingeht,
zum Modem (35).
2. Das Rufsignal-Erkennungsgerät nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: eine Schmitt-Triggerschaltung (65), die mit der Gatterschaltung (63) verbunden ist und durch eine Diode (68) mit dem öffentlichen Telefonwählnetz (PSTN-Netz) gekoppelt ist, wobei die Schmitt-Triggerschaltung (65) das Rufsignal von der Gatterschaltung (63) oder von der Diode (68) zum Modem (35) weiterleitet.
3. Das Rufsignal-Erkennungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Detektor (62) einen Filter zur Erkennung einer Impulssinusspannung vom Funktelefon (50) umfaßt, die anzeigt, daß ein eingehender Anruf empfangen wird.
4. Das Rufsignal-Erkennungsgerät nach Anspruch 1, wobei das Mittel zur Koppelung ein pegelumgesetztes Rufsignal aus einem der Rufsignale von der Gatterschaltung (63) oder von der direkten Verbindung zum öffentlichen Telefonwählnetz erzeugt.
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JPH0865412A (ja) 1996-03-08
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