JP3149120B2 - 可変波長光フィルタ - Google Patents
可変波長光フィルタInfo
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- JP3149120B2 JP3149120B2 JP13297994A JP13297994A JP3149120B2 JP 3149120 B2 JP3149120 B2 JP 3149120B2 JP 13297994 A JP13297994 A JP 13297994A JP 13297994 A JP13297994 A JP 13297994A JP 3149120 B2 JP3149120 B2 JP 3149120B2
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- JP
- Japan
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- liquid crystal
- crystal cell
- light beam
- birefringent plate
- optical filter
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- Polarising Elements (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、波長多重された光信号
の中から任意の波長の光信号のみを通過させるための液
晶を用いた可変波長光フィルタに関するものである。
の中から任意の波長の光信号のみを通過させるための液
晶を用いた可変波長光フィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１は、従来のこの種の光フィルタの基
本構成を示す平面図である。図中符号２１および２２
は、光軸に対して直交し、かつ、一定の間隔をもって互
いに対向する位置に配置された一対の複屈折板である。
これら複屈折板２１および２２の各対向面の一部には１
／２波長板１１および１２が貼り付けられている。ま
た、両複屈折板２１および２２の間の空間にはファブリ
ペローエタロン構造の液晶セル３１が光軸に垂直に配置
されている。
本構成を示す平面図である。図中符号２１および２２
は、光軸に対して直交し、かつ、一定の間隔をもって互
いに対向する位置に配置された一対の複屈折板である。
これら複屈折板２１および２２の各対向面の一部には１
／２波長板１１および１２が貼り付けられている。ま
た、両複屈折板２１および２２の間の空間にはファブリ
ペローエタロン構造の液晶セル３１が光軸に垂直に配置
されている。
【０００３】図２は、上記液晶セル３１の構成を示す概
略断面図である。図２に示すように、液晶セル３１は、
一定のギャップをもって互いに対向する一対の透明基板
４１および４２と、これら透明基板４１および４２の各
対向面上に形成された透明電極としてのＩＴＯ（酸化イ
ンジウム・錫化合物）膜５１および５２と、これらＩＴ
Ｏ膜５１および５２上に設けられた誘電体からなるミラ
ー膜６１および６２と、これらミラー膜６１および６２
上に設けられた液晶の配向膜７１および７２と、これら
配向膜７１および７２間のギャップ内に充填された液晶
８１とから概略構成されている。配向膜７１および７２
は各配向方向が互いに平行になるように形成されてお
り、液晶８１はホモジニアス配列で電界制御複屈折効果
（ＥＣＢ）モードとなるように充填されている。また、
ＩＴＯ膜５１および５２間には所定の電圧を印加する電
源装置４０が接続されている。
略断面図である。図２に示すように、液晶セル３１は、
一定のギャップをもって互いに対向する一対の透明基板
４１および４２と、これら透明基板４１および４２の各
対向面上に形成された透明電極としてのＩＴＯ（酸化イ
ンジウム・錫化合物）膜５１および５２と、これらＩＴ
Ｏ膜５１および５２上に設けられた誘電体からなるミラ
ー膜６１および６２と、これらミラー膜６１および６２
上に設けられた液晶の配向膜７１および７２と、これら
配向膜７１および７２間のギャップ内に充填された液晶
８１とから概略構成されている。配向膜７１および７２
は各配向方向が互いに平行になるように形成されてお
り、液晶８１はホモジニアス配列で電界制御複屈折効果
（ＥＣＢ）モードとなるように充填されている。また、
ＩＴＯ膜５１および５２間には所定の電圧を印加する電
源装置４０が接続されている。
【０００４】光ビームが、上記のような構成のネマチッ
ク液晶セル３１を透過するとき、ＩＴＯ膜５１および５
２に印加される電圧の大きさに応じて液晶８１の屈折率
が変化するため、共振波長が変化し、光ビームのうち特
定の波長の光だけが選択されて透過する。従って、この
液晶セル３１は可変な光フィルタとして機能する。
ク液晶セル３１を透過するとき、ＩＴＯ膜５１および５
２に印加される電圧の大きさに応じて液晶８１の屈折率
が変化するため、共振波長が変化し、光ビームのうち特
定の波長の光だけが選択されて透過する。従って、この
液晶セル３１は可変な光フィルタとして機能する。
【０００５】しかし、実際には液晶のもつ複屈折性のた
めに、透過する光ビームの偏波状態によって同じ電圧で
も共振波長が大きく異なる。
めに、透過する光ビームの偏波状態によって同じ電圧で
も共振波長が大きく異なる。
【０００６】図１に示した光フィルタは、液晶セル３１
の偏波依存性の解消をねらいとしたものである。この光
フィルタにおいては、複屈折板２１に入射された光ビー
ムＡは直進する偏波成分Ｐと屈折する偏波成分Ｓとに分
かれる。偏波成分Ｐはそのまま液晶セル３１に入るが、
偏波成分Ｓは１／２波長板１１を透過してＰ偏波に変更
されてから液晶セル３１に入り、光ビームＡはすべて同
一偏波で液晶セル３１を透過し波長選択され、それぞれ
の光ビームは１／２波長板１２と複屈折板２２を透過す
ることによって一つの光ビームＢとなって出射される。
の偏波依存性の解消をねらいとしたものである。この光
フィルタにおいては、複屈折板２１に入射された光ビー
ムＡは直進する偏波成分Ｐと屈折する偏波成分Ｓとに分
かれる。偏波成分Ｐはそのまま液晶セル３１に入るが、
偏波成分Ｓは１／２波長板１１を透過してＰ偏波に変更
されてから液晶セル３１に入り、光ビームＡはすべて同
一偏波で液晶セル３１を透過し波長選択され、それぞれ
の光ビームは１／２波長板１２と複屈折板２２を透過す
ることによって一つの光ビームＢとなって出射される。
【０００７】このような構成となっているため、液晶セ
ル３１を透過する光ビームは共に同一偏波であるため偏
波依存性は発生しないが、偏波の分離と変換および合波
のため、高価で特性の揃った１／２波長板と複屈折板を
それぞれ２個づつ配置しなければならない欠点があっ
た。
ル３１を透過する光ビームは共に同一偏波であるため偏
波依存性は発生しないが、偏波の分離と変換および合波
のため、高価で特性の揃った１／２波長板と複屈折板を
それぞれ２個づつ配置しなければならない欠点があっ
た。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、複屈
折板と１／２波長板をそれぞれ１個づつ用いて偏波依存
性の解消を図ることができる液晶を用いた安価な可変波
長光フィルタを提供することにある。
折板と１／２波長板をそれぞれ１個づつ用いて偏波依存
性の解消を図ることができる液晶を用いた安価な可変波
長光フィルタを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、可変波長光フィルタであっ
て、入射光を、偏波状態の異なる第１の光ビームと第２
の光ビームとに分離する１つの複屈折板と、前記第２の
光ビームが透過する１つの１／２波長板と、前記第１の
光ビームと前記１／２波長板を透過した前記第２の光ビ
ームとが入射する１個のファブリペローエタロン構造の
液晶セルと、該液晶セルを透過した前記第１の光ビーム
および前記第２の光ビームが共に進行方向を１８０度変
更し、再び前記液晶セルに入射するように配置された光
学部品とを含み、該光学部品を経て再び前記液晶セルを
透過した前記第１の光ビームは再び前記複屈折板に入射
し、かつ、前記光学部品を経て再び前記液晶セルを透過
した前記第２の光ビームは再び前記１／２波長板を透過
し、再び前記複屈折板に入射し、該複屈折板に再入射し
た前記第１の光ビームおよび前記第２の光ビームは合波
されて出射されるように前記１つの複屈折板と前記１つ
の１／２波長板と前記液晶セルと前記光学部品とが配置
されたことを特徴とする。
に、請求項１記載の発明は、可変波長光フィルタであっ
て、入射光を、偏波状態の異なる第１の光ビームと第２
の光ビームとに分離する１つの複屈折板と、前記第２の
光ビームが透過する１つの１／２波長板と、前記第１の
光ビームと前記１／２波長板を透過した前記第２の光ビ
ームとが入射する１個のファブリペローエタロン構造の
液晶セルと、該液晶セルを透過した前記第１の光ビーム
および前記第２の光ビームが共に進行方向を１８０度変
更し、再び前記液晶セルに入射するように配置された光
学部品とを含み、該光学部品を経て再び前記液晶セルを
透過した前記第１の光ビームは再び前記複屈折板に入射
し、かつ、前記光学部品を経て再び前記液晶セルを透過
した前記第２の光ビームは再び前記１／２波長板を透過
し、再び前記複屈折板に入射し、該複屈折板に再入射し
た前記第１の光ビームおよび前記第２の光ビームは合波
されて出射されるように前記１つの複屈折板と前記１つ
の１／２波長板と前記液晶セルと前記光学部品とが配置
されたことを特徴とする。
【００１０】ここで、請求項２記載の発明は、請求項１
記載の可変波長光フィルタにおいて、前記液晶セルはホ
モジニアス配列のネマチック液晶セルであってもよい。
記載の可変波長光フィルタにおいて、前記液晶セルはホ
モジニアス配列のネマチック液晶セルであってもよい。
【００１１】即ち、本発明は、複屈折板と１／２波長板
およびファブリペローエタロン構造液晶セルを１回透過
した光ビームを、上記光学部品としての直角プリズムに
より１８０度進行方向を変え、同一の液晶セルおよび１
／２波長板と複屈折板を再び透過させるようにしたこと
を最も主要な特徴とするものである。従来の技術とは、
光ビームが各１個づつの複屈折板、１／２波長板および
液晶セルを２回づつ透過する構成となっていることが異
なる。
およびファブリペローエタロン構造液晶セルを１回透過
した光ビームを、上記光学部品としての直角プリズムに
より１８０度進行方向を変え、同一の液晶セルおよび１
／２波長板と複屈折板を再び透過させるようにしたこと
を最も主要な特徴とするものである。従来の技術とは、
光ビームが各１個づつの複屈折板、１／２波長板および
液晶セルを２回づつ透過する構成となっていることが異
なる。
【００１２】
【作用】本発明によれば、液晶セルを透過する光ビーム
は同一の偏波状態であるため、共振波長には偏波依存性
が発生せず、波長選択は液晶セルに印加する電圧の大き
さによって行うことができる。従って、複屈折板、１／
２波長板および液晶セルの各１個づつの使用に加え、直
角プリズムを用いることにより、従来の構成の光フィル
タと同一の作用が得られる上に、光ビームの液晶セルへ
の透過回数を２回とすることにより狭帯化を実現でき
る。
は同一の偏波状態であるため、共振波長には偏波依存性
が発生せず、波長選択は液晶セルに印加する電圧の大き
さによって行うことができる。従って、複屈折板、１／
２波長板および液晶セルの各１個づつの使用に加え、直
角プリズムを用いることにより、従来の構成の光フィル
タと同一の作用が得られる上に、光ビームの液晶セルへ
の透過回数を２回とすることにより狭帯化を実現でき
る。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１４】図３の（ａ）および（ｂ）は、本発明の可
変波長光フィルタの基本原理を説明するための図であっ
て、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。図
中３２は図１および２に示した液晶セルと同一の構成を
有するファブリーエタロン構造のネマチック液晶セルで
ある。この液晶セル３２は、１つの複屈折板２３と１つ
の直角プリズム９１との間の空間に配置されている。複
屈折板２３の一方の面（液晶セル３２側の面）の一部に
は１／２波長板１３が貼り付けられている。直角プリズ
ム９１は上記複屈折板２３および液晶セル３２を透過し
てきた光ビームの進行方向を１８０度変更して上記同一
の液晶セル３２を経て上記同一の複屈折板２３に戻す光
学部品である。
変波長光フィルタの基本原理を説明するための図であっ
て、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。図
中３２は図１および２に示した液晶セルと同一の構成を
有するファブリーエタロン構造のネマチック液晶セルで
ある。この液晶セル３２は、１つの複屈折板２３と１つ
の直角プリズム９１との間の空間に配置されている。複
屈折板２３の一方の面（液晶セル３２側の面）の一部に
は１／２波長板１３が貼り付けられている。直角プリズ
ム９１は上記複屈折板２３および液晶セル３２を透過し
てきた光ビームの進行方向を１８０度変更して上記同一
の液晶セル３２を経て上記同一の複屈折板２３に戻す光
学部品である。
【００１５】このような構成の可変波長光フィルタにお
いて、光ビームＡは複屈折板２３に入射されて直進する
偏波成分Ｐと屈折する偏波成分Ｓとに分離される。偏波
成分Ｐはそのまま直進して液晶セル３２を透過し、直角
プリズム９１で折り返され、再び液晶セル３２および複
屈折板２３を直進して出射される。一方、偏波成分Ｓは
１／２波長板１３を透過するとき、偏波状態がＰに変換
され、Ｐ偏光の状態で液晶セル３２を透過し、直角プリ
ズム９１で折り返された後、再び液晶セル３２を透過し
た後、１／２波長板１３に入ってＳ偏光の状態に戻り、
直進で折り返してきたＰ成分と合流し光ビームＢとして
出射される。
いて、光ビームＡは複屈折板２３に入射されて直進する
偏波成分Ｐと屈折する偏波成分Ｓとに分離される。偏波
成分Ｐはそのまま直進して液晶セル３２を透過し、直角
プリズム９１で折り返され、再び液晶セル３２および複
屈折板２３を直進して出射される。一方、偏波成分Ｓは
１／２波長板１３を透過するとき、偏波状態がＰに変換
され、Ｐ偏光の状態で液晶セル３２を透過し、直角プリ
ズム９１で折り返された後、再び液晶セル３２を透過し
た後、１／２波長板１３に入ってＳ偏光の状態に戻り、
直進で折り返してきたＰ成分と合流し光ビームＢとして
出射される。
【００１６】本例においては、液晶セル３２を透過する
光ビームは同一の偏波状態であるため、共振波長には偏
波依存性が発生せず、波長選択は液晶セル３２に印加す
る電圧の大きさによって行うことができる。従って、本
実施例では、複屈折板２３、１／２波長板１３および液
晶セル３２の各１個づつの使用に加え、直角プリズム９
１を用いることにより、図１に示した従来の構成の光フ
ィルタと同一の作用が得られる上に、光ビームの液晶セ
ル３２への透過を２回とすることにより狭帯域を行うこ
とができる。
光ビームは同一の偏波状態であるため、共振波長には偏
波依存性が発生せず、波長選択は液晶セル３２に印加す
る電圧の大きさによって行うことができる。従って、本
実施例では、複屈折板２３、１／２波長板１３および液
晶セル３２の各１個づつの使用に加え、直角プリズム９
１を用いることにより、図１に示した従来の構成の光フ
ィルタと同一の作用が得られる上に、光ビームの液晶セ
ル３２への透過を２回とすることにより狭帯域を行うこ
とができる。
【００１７】（実施態様例）図４は、本発明の可変波長
光フィルタの実施態様例を説明するための概略斜視図で
ある。図中符号１０１は光ビームの入射ファイバであ
り、１０２は光ビームの出射ファイバである。２０１お
よび２０２はコリメートレンズである。コリメートレン
ズ２０１および２０２は、１つの複屈折板２４の一方の
面上に直交する方向に適当な屈折率を有する屈折率整合
接着剤により固定されている。この複屈折板２４は１つ
の１／２波長板１４を介して液晶セル３３の一方の面に
固定され、液晶セル３３の他方の面には直角プリズム９
２が固定されている。このような固定は、各構成要素、
即ち複屈折板２４、１／２波長板１４、液晶セル３３お
よび直角プリズム９２がそれぞれ入出射光ビームに対し
て直交するように配置されたうえで、相互に適当な屈折
率を有する屈折率整合接着剤による固着により達成され
る。また、上記各構成要素は、定温調節器３０１上に搭
載され、熱伝導接着剤により固着されている。なお、本
実施例における液晶セル３３は、先の実施例１と同様
に、図３に示した液晶セルと同一の構成を有するファブ
リペローエタロン構造のネマチック液晶セルである。
光フィルタの実施態様例を説明するための概略斜視図で
ある。図中符号１０１は光ビームの入射ファイバであ
り、１０２は光ビームの出射ファイバである。２０１お
よび２０２はコリメートレンズである。コリメートレン
ズ２０１および２０２は、１つの複屈折板２４の一方の
面上に直交する方向に適当な屈折率を有する屈折率整合
接着剤により固定されている。この複屈折板２４は１つ
の１／２波長板１４を介して液晶セル３３の一方の面に
固定され、液晶セル３３の他方の面には直角プリズム９
２が固定されている。このような固定は、各構成要素、
即ち複屈折板２４、１／２波長板１４、液晶セル３３お
よび直角プリズム９２がそれぞれ入出射光ビームに対し
て直交するように配置されたうえで、相互に適当な屈折
率を有する屈折率整合接着剤による固着により達成され
る。また、上記各構成要素は、定温調節器３０１上に搭
載され、熱伝導接着剤により固着されている。なお、本
実施例における液晶セル３３は、先の実施例１と同様
に、図３に示した液晶セルと同一の構成を有するファブ
リペローエタロン構造のネマチック液晶セルである。
【００１８】このような構成の光フィルタにおいて、種
々の波長の光信号が混在した光が入射ファイバ１０１に
導入されると、コリメートレンズ２０１により平行光ビ
ームとなり、複屈折板２４により液晶セル３３に向けて
直進する偏波成分と、屈折して１／２波長板１４に入る
偏波成分とに分離される。両偏波成分はそれぞれ液晶セ
ル３３を透過した後、直角プリズム９２で折り返され、
再び同一の液晶セル３３を透過し、直接複屈折板２４に
入る成分と、１／２波長板１４を透過した後に複屈折板
２４に入る成分とがコリメートレンズ２０２に合流して
入り、ファイバ１０２から出射される。必要な波長の光
信号は液晶セル３３に印加する電圧によって選択するこ
とができる。
々の波長の光信号が混在した光が入射ファイバ１０１に
導入されると、コリメートレンズ２０１により平行光ビ
ームとなり、複屈折板２４により液晶セル３３に向けて
直進する偏波成分と、屈折して１／２波長板１４に入る
偏波成分とに分離される。両偏波成分はそれぞれ液晶セ
ル３３を透過した後、直角プリズム９２で折り返され、
再び同一の液晶セル３３を透過し、直接複屈折板２４に
入る成分と、１／２波長板１４を透過した後に複屈折板
２４に入る成分とがコリメートレンズ２０２に合流して
入り、ファイバ１０２から出射される。必要な波長の光
信号は液晶セル３３に印加する電圧によって選択するこ
とができる。
【００１９】この構成で波長１５２０〜１５８０ｎｍの
間で０．１ｎｍ間隔の６００波の光信号を損失６ｄＢ、
クロストーク−２０ｄＢ以下、偏波依存性０．２ｄＢ以
下で分離できることを確認した。
間で０．１ｎｍ間隔の６００波の光信号を損失６ｄＢ、
クロストーク−２０ｄＢ以下、偏波依存性０．２ｄＢ以
下で分離できることを確認した。
【００２０】本実施例においては、液晶セルとしてホモ
ジニアス配列のものを使用したが、ツイスト配列の液晶
セルを使用しても同様の効果があることは言うまでもな
い。
ジニアス配列のものを使用したが、ツイスト配列の液晶
セルを使用しても同様の効果があることは言うまでもな
い。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の可変波長
光フィルタによれば、波長多重信号の信号分離を行う際
に、偏波無依存性を損なうことなく、従来の装置と比較
しても低価格で、狭帯域で優れた特性の波長選択を行う
ことができる。
光フィルタによれば、波長多重信号の信号分離を行う際
に、偏波無依存性を損なうことなく、従来の装置と比較
しても低価格で、狭帯域で優れた特性の波長選択を行う
ことができる。
【図１】従来の光フィルタの基本構成を示す平面図であ
る。
る。
【図２】ファブリペローエタロン構造の液晶セルの構成
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図３】本発明の可変波長光フィルタの基本原理を説明
するための図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）
は側面図である。
するための図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）
は側面図である。
【図４】本発明の可変波長光フィルタの実施態様例を説
明するための斜視図である。
明するための斜視図である。
１１，１２，１３，１４ １／２波長板 ２１，２２，２３ 複屈折板 ３１，３２，３３ 液晶セル ４０ 電源装置 ４１，４２ 透明基板 ５１，５２ 透明電極 ６１，６２ ミラー膜 ７１，７２ 配向膜 ８１ 液晶 ９１，９２ 直角プリズム １０１，１０２ 光ファイバ ２０１，２０２ コリメートレンズ ３０１ 定温調節器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−248515（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−45618（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−323265（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−325281（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−505013（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/13 505 G02F 1/1335 G09F 9/00 - 9/46
Claims (2)
- 【請求項１】 入射光を、偏波状態の異なる第１の光ビ
ームと第２の光ビームとに分離する１つの複屈折板と、
前記第２の光ビームが透過する１つの１／２波長板と、
前記第１の光ビームと前記１／２波長板を透過した前記
第２の光ビームとが入射する１個のファブリペローエタ
ロン構造の液晶セルと、該液晶セルを透過した前記第１
の光ビームおよび前記第２の光ビームが共に進行方向を
１８０度変更し、再び前記液晶セルに入射するように配
置された光学部品とを含み、該光学部品を経て再び前記
液晶セルを透過した前記第１の光ビームは再び前記複屈
折板に入射し、かつ、前記光学部品を経て再び前記液晶
セルを透過した前記第２の光ビームは再び前記１／２波
長板を透過し、再び前記複屈折板に入射し、該複屈折板
に再入射した前記第１の光ビームおよび前記第２の光ビ
ームは合波されて出射されるように前記１つの複屈折板
と前記１つの１／２波長板と前記液晶セルと前記光学部
品とが配置されたことを特徴とする可変波長光フィル
タ。 - 【請求項２】 請求項１記載の可変波長光フィルタにお
いて、前記液晶セルはホモジニアス配列のネマチック液
晶セルであることを特徴とする可変波長光フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13297994A JP3149120B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 可変波長光フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13297994A JP3149120B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 可変波長光フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH085976A JPH085976A (ja) | 1996-01-12 |
| JP3149120B2 true JP3149120B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=15093961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13297994A Expired - Lifetime JP3149120B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 可変波長光フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3149120B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6208774B1 (en) * | 1999-06-16 | 2001-03-27 | Agilent Technologies, Inc. | Polarization independent light switching device based on liquid crystals |
| AUPQ400499A0 (en) | 1999-11-12 | 1999-12-09 | Nortel Networks (Photonics) Pty Ltd | Wavelength dependant isolator |
| JP4367684B2 (ja) | 2002-05-15 | 2009-11-18 | シチズンホールディングス株式会社 | ダイナミックゲインイコライザ |
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-
1994
- 1994-06-15 JP JP13297994A patent/JP3149120B2/ja not_active Expired - Lifetime
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