JP3063657B2 - サンプルホールド回路 - Google Patents
サンプルホールド回路Info
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- G11—INFORMATION STORAGE
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- G11C27/02—Sample-and-hold arrangements
- G11C27/024—Sample-and-hold arrangements using a capacitive memory element
- G11C27/026—Sample-and-hold arrangements using a capacitive memory element associated with an amplifier
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- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、サンプルホールド
回路に関し、特に低電圧電源で動作させて好適とされる
回路構成のサンプルホールド回路に関する。
回路に関し、特に低電圧電源で動作させて好適とされる
回路構成のサンプルホールド回路に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置に使用されるサンプルホー
ルド回路は、一般に、バイポーラトランジスタで構成さ
れている。近年、この分野で使用されるサンプルホール
ド回路は低電圧での動作が求められており、回路構成を
簡単にし、特にトランジスタの縦積み段数を減らして、
低電圧動作を可能にする必要がある。
ルド回路は、一般に、バイポーラトランジスタで構成さ
れている。近年、この分野で使用されるサンプルホール
ド回路は低電圧での動作が求められており、回路構成を
簡単にし、特にトランジスタの縦積み段数を減らして、
低電圧動作を可能にする必要がある。
【0003】図2は、この種の従来のサンプルホールド
回路の回路構成の一例を示す図である。図2を参照する
と、この従来のサンプルホールド回路においては、入力
電圧VinはトランジスタQ1、Q2のベースに入力さ
れ、トランジスタQ5、Q7のベースに入力されるサン
プルクロックVCKH、VCKLにより、トランジスタ
Q5、Q1、Q3、Q2、Q7、Q4に、それぞれ電流
が流れることにより、入力電圧Vinと同じ電圧を、ホ
ールドコンデンサC1に蓄積させる。
回路の回路構成の一例を示す図である。図2を参照する
と、この従来のサンプルホールド回路においては、入力
電圧VinはトランジスタQ1、Q2のベースに入力さ
れ、トランジスタQ5、Q7のベースに入力されるサン
プルクロックVCKH、VCKLにより、トランジスタ
Q5、Q1、Q3、Q2、Q7、Q4に、それぞれ電流
が流れることにより、入力電圧Vinと同じ電圧を、ホ
ールドコンデンサC1に蓄積させる。
【0004】このため、ノードNl及びN2の電位
VN1、VN2は、それぞれ、VN1=Vin−VF(VFは
ベース・エミッタ順方向電圧)、VN2=Vin+VF、
となる。
VN1、VN2は、それぞれ、VN1=Vin−VF(VFは
ベース・エミッタ順方向電圧)、VN2=Vin+VF、
となる。
【0005】次に、ホールドコンデンサC1に蓄えられ
た電圧Vinは、ボルテージフォロワA1を通して出力
される。
た電圧Vinは、ボルテージフォロワA1を通して出力
される。
【0006】次にホールド時には、サンプルクロックV
CKH、VCKLがそれぞれ、差動対の他端に入力され
る基準電圧源VRH及びVRLよりも、高くなるか低く
なることにより、トランジスタQ5、Q7がOFFし、
トランジスタQl、Q2、Q3、Q4には電流が流れな
くなる。
CKH、VCKLがそれぞれ、差動対の他端に入力され
る基準電圧源VRH及びVRLよりも、高くなるか低く
なることにより、トランジスタQ5、Q7がOFFし、
トランジスタQl、Q2、Q3、Q4には電流が流れな
くなる。
【0007】これに従い、トランジスタQ9及びQlO
には、それぞれ電流源I3及びI4から電流が供給さ
れ、ノードNl及びN2の電位VN1、VN2は、それぞ
れ、 VN1=Vin+VF、 VN2=Vin−VF、 となり、トランジスタQ3、Q4のベース・エミッタ間
が逆方向に2VFだけバイアスされる。
には、それぞれ電流源I3及びI4から電流が供給さ
れ、ノードNl及びN2の電位VN1、VN2は、それぞ
れ、 VN1=Vin+VF、 VN2=Vin−VF、 となり、トランジスタQ3、Q4のベース・エミッタ間
が逆方向に2VFだけバイアスされる。
【0008】これにより、ホールドコンデンサC1に蓄
積された電荷は、トランジスタQ3及びトランジスタQ
4が完全にカットオフすることにより、そのまま保持さ
れることになる。
積された電荷は、トランジスタQ3及びトランジスタQ
4が完全にカットオフすることにより、そのまま保持さ
れることになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のサンプルホールド回路は、多数段の縦組み(縦
積み)のバイポーラトランジスタで構成されている。こ
のため電源電圧VCCは、最低、{[VF(ベース・エ
ミッタ順方向電圧)4段]+[定電流源2段]+[入力
電圧の範囲]}分以上の電源電圧としなければならず、
消費電力のアップを招くという問題点を有している。
た従来のサンプルホールド回路は、多数段の縦組み(縦
積み)のバイポーラトランジスタで構成されている。こ
のため電源電圧VCCは、最低、{[VF(ベース・エ
ミッタ順方向電圧)4段]+[定電流源2段]+[入力
電圧の範囲]}分以上の電源電圧としなければならず、
消費電力のアップを招くという問題点を有している。
【0010】そして上記した従来のサンプルホールド回
路においては、サンプルホールドするためのスイッチを
入力を基準に対して上下対称に配置しており、このた
め、縦組みのバイポーラトランジスタが多数段必要とな
り、電源電圧VCCを高く設定しなければならず、低電
圧動作が困難である、という問題点を有している。
路においては、サンプルホールドするためのスイッチを
入力を基準に対して上下対称に配置しており、このた
め、縦組みのバイポーラトランジスタが多数段必要とな
り、電源電圧VCCを高く設定しなければならず、低電
圧動作が困難である、という問題点を有している。
【0011】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、低電源電圧で構
成可能であり、低消費電力化を図るサンプルホールド回
路を提供することにある。
てなされたものであって、その目的は、低電源電圧で構
成可能であり、低消費電力化を図るサンプルホールド回
路を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のサンプルホールド回路は、入力信号が電流
ミラー回路の一方に接続され、出力が、電流ミラー回路
の他方側に接続され、前記電流ミラー回路に所望の電流
を流し、前記電流ミラー回路のスイッチング動作を行う
ために設けられた差動回路及びその差動回路に入力され
るサンプルクロックによりサンプルホールドをし、低電
圧電源でもサンプルホールドすることが可能なことを特
徴とする。
め、本発明のサンプルホールド回路は、入力信号が電流
ミラー回路の一方に接続され、出力が、電流ミラー回路
の他方側に接続され、前記電流ミラー回路に所望の電流
を流し、前記電流ミラー回路のスイッチング動作を行う
ために設けられた差動回路及びその差動回路に入力され
るサンプルクロックによりサンプルホールドをし、低電
圧電源でもサンプルホールドすることが可能なことを特
徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。本発明の実施の形態においては、高電位電
源(VCC)側に配された第1の電流ミラー回路(図1
のトランジスタQ13、Q14、Q15、Q16)と、
これに対向して低電位電源(GND)側に配された第2
の電流ミラー回路(図1のトランジスタQ17、Q1
8、Q19)を備え、第2の電流ミラー回路の一の電流
供給端側に入力電圧(図1のVin)を入力する入力端
子を接続し、第1の電流ミラー回路と第2の電流ミラー
回路の他の電流供給端側にホールドコンデンサ(図1の
C1)を接続し、入力端子に入力する入力電圧(図1の
Vin)のサンプル時に第1の電流ミラー回路と第2の
電流ミラー回路に電流を流し、これによりホールドコン
デンサ(図1のC1)には入力電圧(図1のVin)が
記録され、ホールド時には、第1の電流ミラー回路と第
2の電流ミラー回路の電流をオフし、ホールドコンデン
サ(図1のC1)は入力電圧の電圧値を保持する。
に説明する。本発明の実施の形態においては、高電位電
源(VCC)側に配された第1の電流ミラー回路(図1
のトランジスタQ13、Q14、Q15、Q16)と、
これに対向して低電位電源(GND)側に配された第2
の電流ミラー回路(図1のトランジスタQ17、Q1
8、Q19)を備え、第2の電流ミラー回路の一の電流
供給端側に入力電圧(図1のVin)を入力する入力端
子を接続し、第1の電流ミラー回路と第2の電流ミラー
回路の他の電流供給端側にホールドコンデンサ(図1の
C1)を接続し、入力端子に入力する入力電圧(図1の
Vin)のサンプル時に第1の電流ミラー回路と第2の
電流ミラー回路に電流を流し、これによりホールドコン
デンサ(図1のC1)には入力電圧(図1のVin)が
記録され、ホールド時には、第1の電流ミラー回路と第
2の電流ミラー回路の電流をオフし、ホールドコンデン
サ(図1のC1)は入力電圧の電圧値を保持する。
【0014】本発明の実施の形態においては、サンプル
クロック(図1のVCLK)と基準電圧(図1のVRE
F)を差動入力とする差動回路を備え、差動回路の出力
電流を第1の電流ミラー回路の入力端(図1のトランジ
スタQ13)に供給し、第1の電流ミラー回路の一の電
流供給端(図1のトランジスタQ14)からの出力電流
を第2の電流ミラー回路の入力端(図1のトランジスタ
Q17)に入力し、サンプルクロック電圧と基準電圧と
の大小に応じて第1、第2の電流ミラー回路の電流のオ
ン/オフが制御される。
クロック(図1のVCLK)と基準電圧(図1のVRE
F)を差動入力とする差動回路を備え、差動回路の出力
電流を第1の電流ミラー回路の入力端(図1のトランジ
スタQ13)に供給し、第1の電流ミラー回路の一の電
流供給端(図1のトランジスタQ14)からの出力電流
を第2の電流ミラー回路の入力端(図1のトランジスタ
Q17)に入力し、サンプルクロック電圧と基準電圧と
の大小に応じて第1、第2の電流ミラー回路の電流のオ
ン/オフが制御される。
【0015】本発明の実施の形態によれば、電源電圧V
CCは、{[VF(ベース・エミッタ順方向電圧)3
段]+[入力電圧範囲]}以上の電圧とすればよく、低
電圧電源で動作可能とされ、且つ回路構成も簡易化して
いる。
CCは、{[VF(ベース・エミッタ順方向電圧)3
段]+[入力電圧範囲]}以上の電圧とすればよく、低
電圧電源で動作可能とされ、且つ回路構成も簡易化して
いる。
【0016】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して以下
に説明する。図1は、本発明の一実施例の回路構成を示
す図である。
に説明する。図1は、本発明の一実施例の回路構成を示
す図である。
【0017】図1を参照すると、入力電圧Vinは、ト
ランジスタQ20のエミッタに接続され、トランジスタ
Q20のべ−スはトランジスタQ21のベースに共通接
続され、トランジスタQ21のエミッタはホールドコン
デンサC1に接続されている。
ランジスタQ20のエミッタに接続され、トランジスタ
Q20のべ−スはトランジスタQ21のベースに共通接
続され、トランジスタQ21のエミッタはホールドコン
デンサC1に接続されている。
【0018】また、トランジスタQ20及びトランジス
タQ21のコレクタは、それぞれ第1の電流ミラー回路
の出力端(トランジスタQ15、Q16)に接続されて
いる。またトランジスタQ20及びQ21のエミッタ
は、第2の電流ミラー回路の出力端(トランジスタQ1
8、Q17)にそれぞれ接続されている。なお、第1の
電流ミラー回路は、ベースが共通接続されエミッタが共
に高電位側電源VCCに接続されたトランジスタQ1
3、Q14、Q15、Q16からなり、トランジスタQ
13のベースとコレクタは互いに接続されて電流入力端
を構成し、トランジスタQ13、Q14、Q15、Q1
6の各コレクタは、第1の電流ミラー回路の電流供給端
(出力端)を構成している。一方、第2の電流ミラー回
路は、ベースが共通接続されエミッタが共に低電位側電
源GNDに接続されたトランジスタQ17、Q18、Q
19からなり、トランジスタQ17のベースとコレクタ
は互いに接続されて電流入力端を構成し、このコレクタ
は第1の電流ミラー回路の電流供給端であるトランジス
タQ4のコレクタに接続し、トランジスタQ18、Q1
9の各コレクタは第2の電流ミラー回路の電流供給端を
構成している。
タQ21のコレクタは、それぞれ第1の電流ミラー回路
の出力端(トランジスタQ15、Q16)に接続されて
いる。またトランジスタQ20及びQ21のエミッタ
は、第2の電流ミラー回路の出力端(トランジスタQ1
8、Q17)にそれぞれ接続されている。なお、第1の
電流ミラー回路は、ベースが共通接続されエミッタが共
に高電位側電源VCCに接続されたトランジスタQ1
3、Q14、Q15、Q16からなり、トランジスタQ
13のベースとコレクタは互いに接続されて電流入力端
を構成し、トランジスタQ13、Q14、Q15、Q1
6の各コレクタは、第1の電流ミラー回路の電流供給端
(出力端)を構成している。一方、第2の電流ミラー回
路は、ベースが共通接続されエミッタが共に低電位側電
源GNDに接続されたトランジスタQ17、Q18、Q
19からなり、トランジスタQ17のベースとコレクタ
は互いに接続されて電流入力端を構成し、このコレクタ
は第1の電流ミラー回路の電流供給端であるトランジス
タQ4のコレクタに接続し、トランジスタQ18、Q1
9の各コレクタは第2の電流ミラー回路の電流供給端を
構成している。
【0019】第1、第2の電流ミラー回路の基本電流源
となる差動回路は、差動対トランジスタQll及びQ1
2から構成され、差動対トランジスタQ11、Q12の
エミッタは共通接続されて電流源Ilに接続されてい
る。差動対トランジスタを構成するトランジスタQ11
のコレクタは、第1の電流ミラー回路の電流入力端(ト
ランジスタQ13のコレクタ)に接続し、このトランジ
スタQ11のコレクタ電流に相当する電流が、第1の電
流ミラー回路の出力端にミラーされて吐出電流として出
力され、また第2の電流ミラー回路で折り返されてその
出力端から吸込電流として供給される。
となる差動回路は、差動対トランジスタQll及びQ1
2から構成され、差動対トランジスタQ11、Q12の
エミッタは共通接続されて電流源Ilに接続されてい
る。差動対トランジスタを構成するトランジスタQ11
のコレクタは、第1の電流ミラー回路の電流入力端(ト
ランジスタQ13のコレクタ)に接続し、このトランジ
スタQ11のコレクタ電流に相当する電流が、第1の電
流ミラー回路の出力端にミラーされて吐出電流として出
力され、また第2の電流ミラー回路で折り返されてその
出力端から吸込電流として供給される。
【0020】また差動対トランジスタを構成するトラン
ジスタQllのべ−スは、サンプルクロック電圧源VC
Kに接続され、トランジスタQ12のベースは、基準電
圧VREFに接続されている。
ジスタQllのべ−スは、サンプルクロック電圧源VC
Kに接続され、トランジスタQ12のベースは、基準電
圧VREFに接続されている。
【0021】次に本発明の実施例の動作について説明す
る。
る。
【0022】差動回路に入力されるサンプルクロックV
CKには、周期的なパルス信号が入力され、基準電圧源
VREFとの電圧差により、差動対トランジスタQll
及びQ12は、ON、OFFする。
CKには、周期的なパルス信号が入力され、基準電圧源
VREFとの電圧差により、差動対トランジスタQll
及びQ12は、ON、OFFする。
【0023】サンプルクロックVCKの電圧が、基準電
圧源VREFよりも高い時にはトランジスタQllがO
Nして、トランジスタQ11に電流が流れ、トランジス
タQ11のコレクタに接続するトランジスタQ13にも
電流が流れる。
圧源VREFよりも高い時にはトランジスタQllがO
Nして、トランジスタQ11に電流が流れ、トランジス
タQ11のコレクタに接続するトランジスタQ13にも
電流が流れる。
【0024】トランジスタQ13に電流が流れると、ト
ランジスタQ13とベースが共通接続され、第1の電流
ミラー回路を構成するトランジスタQ14、Q15、Q
16に、この電流がミラーされる。
ランジスタQ13とベースが共通接続され、第1の電流
ミラー回路を構成するトランジスタQ14、Q15、Q
16に、この電流がミラーされる。
【0025】またトランジスタQ14のコレクタに接続
されているトランジスタQ17にも電流が流れ、トラン
ジスタQ17とベースが共通接続され、第2の電流ミラ
ー回路を構成するトランジスタQ18およびQ19に、
この電流がミラーされる。
されているトランジスタQ17にも電流が流れ、トラン
ジスタQ17とベースが共通接続され、第2の電流ミラ
ー回路を構成するトランジスタQ18およびQ19に、
この電流がミラーされる。
【0026】このため入力電圧Vinは、トランジスタ
Q20及びQ21を通して、入力と同じ電圧Vinがホ
ールドコンデンサC1に蓄積される。
Q20及びQ21を通して、入力と同じ電圧Vinがホ
ールドコンデンサC1に蓄積される。
【0027】次に、サンプルクロックVCKの電圧が基
準電圧VREFよりも低いときにはトランジスタQll
がOFFし、トランジスタQllのコレクタに接続され
たトランジスタQ13もカットオフし、電流は流れなく
なり、トランジスタQ13とベースが共通接続され、第
1の電流ミラー回路を構成するトランジスタQ14、Q
15、Q16も、同様にカットオフし、電流は流れなく
なる。
準電圧VREFよりも低いときにはトランジスタQll
がOFFし、トランジスタQllのコレクタに接続され
たトランジスタQ13もカットオフし、電流は流れなく
なり、トランジスタQ13とベースが共通接続され、第
1の電流ミラー回路を構成するトランジスタQ14、Q
15、Q16も、同様にカットオフし、電流は流れなく
なる。
【0028】そして、トランジスタQ14のコレクタに
接続されたトランジスタQ17は、トランジスタQ14
がOFFになることから、電流が流れなくなり、トラン
ジスタQ17のべ−スに共通に接続され、第2の電流ミ
ラー回路を構成するトランジスタQ18及びQ19にも
同様に電流が流れなくなる。
接続されたトランジスタQ17は、トランジスタQ14
がOFFになることから、電流が流れなくなり、トラン
ジスタQ17のべ−スに共通に接続され、第2の電流ミ
ラー回路を構成するトランジスタQ18及びQ19にも
同様に電流が流れなくなる。
【0029】このため、トランジスタQ20及びQ21
では電流が非導通となり、ホールドコンデンサC1に蓄
積された電圧Vinはそのまま保持される。このホール
ドコンデンサC1にホールドされた電圧Vinは、ボル
テージフォロワAlを通して出力される。
では電流が非導通となり、ホールドコンデンサC1に蓄
積された電圧Vinはそのまま保持される。このホール
ドコンデンサC1にホールドされた電圧Vinは、ボル
テージフォロワAlを通して出力される。
【0030】以上により、本発明の実施例によれば、電
源電圧VCCは、{[VF(ベース・エミッタ順方向電
圧)3段]+[入力電圧範囲]}以上の電圧とすればよ
いことになり、電源電圧VCCを、図2に示した従来技
術と較べて、VF3段分低くすることができる。
源電圧VCCは、{[VF(ベース・エミッタ順方向電
圧)3段]+[入力電圧範囲]}以上の電圧とすればよ
いことになり、電源電圧VCCを、図2に示した従来技
術と較べて、VF3段分低くすることができる。
【0031】このように、本発明の実施例のサンプルホ
ールド回路は、低電源電圧で動作可能となり、低消費電
力で、かつ高速なバイポーラ構成のサンプルホールド回
路を実現することができる。このため、液晶表示装置な
どの表示デバイス等に適用して好適とされ、その応用範
囲を拡大している。
ールド回路は、低電源電圧で動作可能となり、低消費電
力で、かつ高速なバイポーラ構成のサンプルホールド回
路を実現することができる。このため、液晶表示装置な
どの表示デバイス等に適用して好適とされ、その応用範
囲を拡大している。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低電圧での動作を可能とし、低消費電力でかつ高速なバ
イポーラ構成のサンプルホールド回路を実現可能とした
ものであり、液晶表示装置などの表示デバイス等で用途
に適用可能とし、適用範囲を特段に拡大するという顕著
な効果を奏するものであり、その実用的価値は極めて高
い。
低電圧での動作を可能とし、低消費電力でかつ高速なバ
イポーラ構成のサンプルホールド回路を実現可能とした
ものであり、液晶表示装置などの表示デバイス等で用途
に適用可能とし、適用範囲を特段に拡大するという顕著
な効果を奏するものであり、その実用的価値は極めて高
い。
【図1】本発明の一実施例の回路構成を示す図である。
【図2】従来のサンプルホールド回路の回路構成の一例
を示す図である。
を示す図である。
A1 ボルテージフォロワ C1 ホールドコンデンサ I1、I2、I3、I11 定電流源 Q1〜Q10、Q11〜Q21 バイポーラトランジス
タ VCC 電源 Vin 入力電圧 VCK サンプリングクロック VREF 基準電圧
タ VCC 電源 Vin 入力電圧 VCK サンプリングクロック VREF 基準電圧
Claims (3)
- 【請求項1】高電位側電源と低電位側電源との間に対向
して配された第1、及び第2の電流ミラー回路を備え、 前記第2の電流ミラー回路の一の出力端に入力信号電圧
を入力する入力端子を接続し、 前記第2の電流ミラー回路の他の出力端にホールドコン
デンサを接続し、 前記第2の電流ミラー回路の前記各出力端は、前記第1
の電流ミラー回路の対応する各出力端とそれぞれ電流路
を形成し、 前記入力端子に入力する入力信号電圧のサンプル時と、
前記ホールドコンデンサが前記入力信号電圧の電圧値を
保持するホールド時と、に応じて、前記第1の電流ミラ
ー回路及び前記第2の電流ミラー回路の前記電流路がオ
ン、オフ制御される、ことを特徴とするサンプルホール
ド回路。 - 【請求項2】サンプルクロックと基準電圧を差動入力と
する差動回路を備え、前記差動回路の出力電流を前記第
1の電流ミラー回路の入力端に供給し、前記第1の電流
ミラー回路の一の出力端からの出力電流を前記第2の電
流ミラー回路の入力端に入力し、前記サンプルクロック
電圧と前記基準電圧との大小に応じて前記第1、第2の
電流ミラー回路の電流のオン/オフが制御される、こと
を特徴とする請求項1記載のサンプルホールド回路。 - 【請求項3】前記入力端子に接続される前記第2の電流
ミラー回路の前記一の出力端にエミッタが接続され、前
記第1の電流ミラー回路の対応する出力端にコレクタと
ベースが共通接続された第1のトランジスタと、 前記ホールドコンデンサに接続される前記第2の電流ミ
ラー回路の前記他の出力端にエミッタが接続され、前記
第1の電流ミラー回路の対応する出力端にコレクタが接
続され、ベースが前記第1のトランジスタのベースと共
通接続された第2のトランジスタと、を備えたことを特
徴とする請求項1または2記載のサンプルホールド回
路。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8359070A JP3063657B2 (ja) | 1996-12-28 | 1996-12-28 | サンプルホールド回路 |
US08/998,383 US6127856A (en) | 1996-12-28 | 1997-12-24 | Sample-and-hold circuit operable at a low voltage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8359070A JP3063657B2 (ja) | 1996-12-28 | 1996-12-28 | サンプルホールド回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10199286A JPH10199286A (ja) | 1998-07-31 |
JP3063657B2 true JP3063657B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=18462587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8359070A Expired - Fee Related JP3063657B2 (ja) | 1996-12-28 | 1996-12-28 | サンプルホールド回路 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6127856A (ja) |
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