JPH0199305A - 差動増幅器 - Google Patents
差動増幅器Info
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- JPH0199305A JPH0199305A JP62257704A JP25770487A JPH0199305A JP H0199305 A JPH0199305 A JP H0199305A JP 62257704 A JP62257704 A JP 62257704A JP 25770487 A JP25770487 A JP 25770487A JP H0199305 A JPH0199305 A JP H0199305A
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- JP
- Japan
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- whose
- mos transistors
- differential amplifier
- power supply
- drains
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- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は差動増幅器に関し、特にオートゼロ回路等に用
いる差動増幅器に関する。
いる差動増幅器に関する。
従来、この種のオートゼロ回路等に用いられる差動増幅
器は複数段に縦続接続する形で用いられている。
器は複数段に縦続接続する形で用いられている。
第3図は従来の差動増幅器を用いたオートゼロ回路図で
ある。
ある。
第3図に示すように、かかるオートゼロ回路は二つの入
力端子11 e I2をスイッチsW1.sw。
力端子11 e I2をスイッチsW1.sw。
を介して第一の差動増犠器A、に接続し、またこの第一
の差動増幅器へ!の出力を結合コンデン?tC,,C,
を介して第二の差動増幅器A2で増幅し二つの出力端子
VOI 、 vowにそれぞれ出力するものである。ま
た、第一の差動増幅回路!および第二の差動増幅器A2
の入力側には、それぞれ接地切替スイッチ83.S、お
よびS、、S、が接続される。かかるオートゼロ回路を
、経時的に見た場合、オフセット電圧をコンデンサc1
# C2に蓄積する期間Φ□と、増幅期間Φ、とく分け
られ、このΦlとΦ2はオーパーラ、グすることは無い
。すなわち、オフセット電圧蓄積期間の、においては、
スイッチSW、とSW、は開放、スイッチSW3乃至S
W、は短絡される。そこで、第一〇差動増幅器Alの入
力端子はSW8,8W。
の差動増幅器へ!の出力を結合コンデン?tC,,C,
を介して第二の差動増幅器A2で増幅し二つの出力端子
VOI 、 vowにそれぞれ出力するものである。ま
た、第一の差動増幅回路!および第二の差動増幅器A2
の入力側には、それぞれ接地切替スイッチ83.S、お
よびS、、S、が接続される。かかるオートゼロ回路を
、経時的に見た場合、オフセット電圧をコンデンサc1
# C2に蓄積する期間Φ□と、増幅期間Φ、とく分け
られ、このΦlとΦ2はオーパーラ、グすることは無い
。すなわち、オフセット電圧蓄積期間の、においては、
スイッチSW、とSW、は開放、スイッチSW3乃至S
W、は短絡される。そこで、第一〇差動増幅器Alの入
力端子はSW8,8W。
によって接地されるため、この差動増幅器A1の出力に
はA!の入力オフセット電圧Vrolの利i(A*)倍
の電圧AI Vxolが出力される。次に、増幅期間Φ
2においてはスイッチ8W3〜SW6が開放され、゛つ
いでスイッチSWl、SW、が短絡される。一方、第二
の差動増幅器A2の入力抵抗が十分大きいと、結合コン
デンサC1,C,の両端の電位差は保持されるため、前
記第一の差動増幅器A菫の入力オフセット電圧の利得倍
AI Vxol 。
はA!の入力オフセット電圧Vrolの利i(A*)倍
の電圧AI Vxolが出力される。次に、増幅期間Φ
2においてはスイッチ8W3〜SW6が開放され、゛つ
いでスイッチSWl、SW、が短絡される。一方、第二
の差動増幅器A2の入力抵抗が十分大きいと、結合コン
デンサC1,C,の両端の電位差は保持されるため、前
記第一の差動増幅器A菫の入力オフセット電圧の利得倍
AI Vxol 。
すなわち出力オフセット電圧は結合コンデンサiC,,
C,の二りの電極間電位差の差として保持されるととも
に、入力信号はこれに重畳される。
C,の二りの電極間電位差の差として保持されるととも
に、入力信号はこれに重畳される。
このよ5に、差動増幅器へ!のオフセット電圧は結合コ
ンデンサCI、C,にΦ!、Φ2の期間を繰り返す事に
よシキャンセルされる帖差動増幅器A2の入力オフセッ
ト電圧は補償されず、入力換算でV 10 z / A
1の大きさを有する。
ンデンサCI、C,にΦ!、Φ2の期間を繰り返す事に
よシキャンセルされる帖差動増幅器A2の入力オフセッ
ト電圧は補償されず、入力換算でV 10 z / A
1の大きさを有する。
次に、上述したオートゼロ回路°に用いられる差動増幅
器について説明する。
器について説明する。
第4図は従来の一例を説明するためのかかる差動増幅器
の回路図である。
の回路図である。
第4図に示すように、との差動増幅回路は谷ゲートに入
力端子11.I、を接続したNチャネルMOSトランジ
スタN5.N、と、このMOSトランジスタN、、N、
のソースと接地間に接続された定電流11XIcと、前
記MO8トランジスタ〆N5 、N6のドレインに各ソ
ースが接続され且つゲートおよびドレイン間を共に短絡
し℃正の電源+Vに接続されたNチャネルトランジスタ
N7゜N8とからなシ、前富已MOSトランジスタN、
のドレインおよびMOSトランジスタN7のソース接続
点と、前記MO8トランジスタN・のドレインおよびM
OSトランジスタN、のソース接続点とにそれぞれ出力
端子V・!およびvo3を接続して構成される。
力端子11.I、を接続したNチャネルMOSトランジ
スタN5.N、と、このMOSトランジスタN、、N、
のソースと接地間に接続された定電流11XIcと、前
記MO8トランジスタ〆N5 、N6のドレインに各ソ
ースが接続され且つゲートおよびドレイン間を共に短絡
し℃正の電源+Vに接続されたNチャネルトランジスタ
N7゜N8とからなシ、前富已MOSトランジスタN、
のドレインおよびMOSトランジスタN7のソース接続
点と、前記MO8トランジスタN・のドレインおよびM
OSトランジスタN、のソース接続点とにそれぞれ出力
端子V・!およびvo3を接続して構成される。
このように、NチャンネルMO8トランジスタのみで構
成された差動増幅器の電圧利得は次の様にもとめられる
。
成された差動増幅器の電圧利得は次の様にもとめられる
。
すなわち、飽和領域にあるMOSトランジスタの電流特
性は、周知のごとく、 ・・・・・・・・・(2) で表わされる。更に、入力端子11.I、に入力電圧を
印加したとき、出力端子■01 m ”02 から出
力を取り出すときの電圧利得(Av)は、NチャネルM
OSトランジスタN、、N、およびN1゜N8のチャネ
ル幅とチャネル長の比で決まシ、になる。但し、Nチャ
ネルMOSトランジスタN、とN、、N、とN、はとも
に同一寸法であるとする。したがって、この(3)式か
ら判るように、第4図に示す差動増幅回路は比較的安定
で有限な利得を有している。
性は、周知のごとく、 ・・・・・・・・・(2) で表わされる。更に、入力端子11.I、に入力電圧を
印加したとき、出力端子■01 m ”02 から出
力を取り出すときの電圧利得(Av)は、NチャネルM
OSトランジスタN、、N、およびN1゜N8のチャネ
ル幅とチャネル長の比で決まシ、になる。但し、Nチャ
ネルMOSトランジスタN、とN、、N、とN、はとも
に同一寸法であるとする。したがって、この(3)式か
ら判るように、第4図に示す差動増幅回路は比較的安定
で有限な利得を有している。
しかしながら、上述した差動増幅回路はその利得(Al
)を大きくするためにはNチャネルMO8トランジスタ
N5 、 N6 >よびN、、N、の(rJ)の比を大
きくとらなければならないが、前記比をあまり大きくと
るとNチャネルMOSトランジスd’N? 、N@ O
’l−ト”7− スraTt圧(VO2)がえば0MO
8構成の利得の非常に大きな差動増幅器をAIとして用
いた場合、出力でオフセット電圧を補償するため、出力
がオフセット電圧によシ振り切れてしまうという欠点が
ある。
)を大きくするためにはNチャネルMO8トランジスタ
N5 、 N6 >よびN、、N、の(rJ)の比を大
きくとらなければならないが、前記比をあまり大きくと
るとNチャネルMOSトランジスd’N? 、N@ O
’l−ト”7− スraTt圧(VO2)がえば0MO
8構成の利得の非常に大きな差動増幅器をAIとして用
いた場合、出力でオフセット電圧を補償するため、出力
がオフセット電圧によシ振り切れてしまうという欠点が
ある。
更には、小さな利得を有する第4図に示すよ5な差動増
幅器を数段直列に接続した場合、例えば第3図に示す差
動増幅器kgの後段に結合コンデンサC1,C,と同様
な段間容量と次段増幅器A3を接続した場合、補正後の
入力オフセット電圧’(vxos)をV 103 /
(A4 ” kz )と小さくしなければならずいたず
らに接続段数が増加するという欠点がある。
幅器を数段直列に接続した場合、例えば第3図に示す差
動増幅器kgの後段に結合コンデンサC1,C,と同様
な段間容量と次段増幅器A3を接続した場合、補正後の
入力オフセット電圧’(vxos)をV 103 /
(A4 ” kz )と小さくしなければならずいたず
らに接続段数が増加するという欠点がある。
本発明の目的は、適正な大きさの利得が得られる差動増
幅器を提供することにある。
幅器を提供することにある。
本発明の差動増幅器は、一端を第一の電源に接続された
定電流源と、前記定電流源の他端にソースを共に接続し
且つゲートに異なる入力端子をそれぞれ接続した一導電
型の第一および第二のMOSトランジスタと、ソースを
共に第二の電源に接続し且つドレインをそれぞれ前記第
一および第二のMOSトランジスタのドレインおよびそ
れぞれの異なる出力端子に接続した逆導電型の第三およ
び第四のMOSトランジスタと、ソースを共に前記第二
の電源に接続しそれぞれのゲートおよびドレインを互い
に短絡するとともにそれぞれ前記第一および第二のMO
Sトランジスタのドレインに接続した逆導電型の第五お
よび第六のMOSトランジスタと、この第五および第六
のMOSトランジスタの電流の和を検出し且つその和に
比例した電流を前記第三および第四のMOS トランジ
スタに流す′IIi、流検出回路とをイして構成される
。
定電流源と、前記定電流源の他端にソースを共に接続し
且つゲートに異なる入力端子をそれぞれ接続した一導電
型の第一および第二のMOSトランジスタと、ソースを
共に第二の電源に接続し且つドレインをそれぞれ前記第
一および第二のMOSトランジスタのドレインおよびそ
れぞれの異なる出力端子に接続した逆導電型の第三およ
び第四のMOSトランジスタと、ソースを共に前記第二
の電源に接続しそれぞれのゲートおよびドレインを互い
に短絡するとともにそれぞれ前記第一および第二のMO
Sトランジスタのドレインに接続した逆導電型の第五お
よび第六のMOSトランジスタと、この第五および第六
のMOSトランジスタの電流の和を検出し且つその和に
比例した電流を前記第三および第四のMOS トランジ
スタに流す′IIi、流検出回路とをイして構成される
。
矢に、本発明の実施列について図面を参照して説明する
。
。
第1図は本発明の一尖厖例を説1男するための差動増幅
回路図である。
回路図である。
第1図に示すよう釦、この差動増幅回路は、−端を接地
した定電流源1cと、この定電流源Icに共にソースを
接続し且つゲートに異なる入力端子”1 e 工2をそ
れぞれ接続したNチャネルMOSトランジスタN、、N
、と、ソースを共に正の電源+Vに接続し且つドレイン
をそれぞれ前記NチャネルMO8l−ランジスタNl
e N2のドレインおよびそれぞれの異なる出力端子
vOf * vow K接続したPチャネルMO8トラ
ンジスタp、、p。
した定電流源1cと、この定電流源Icに共にソースを
接続し且つゲートに異なる入力端子”1 e 工2をそ
れぞれ接続したNチャネルMOSトランジスタN、、N
、と、ソースを共に正の電源+Vに接続し且つドレイン
をそれぞれ前記NチャネルMO8l−ランジスタNl
e N2のドレインおよびそれぞれの異なる出力端子
vOf * vow K接続したPチャネルMO8トラ
ンジスタp、、p。
と、ソースを共に前記正電源+vll′c接続しそれぞ
れのゲートおよびドレインを互いに短絡するとともにそ
れぞれ前記NチャネルMO8トランジスタNi、N、の
ドレインに接続したPチャネルMOSトラ/ジスタP、
、P、と、とのPチャネルMOSトランジスタPl、P
2に流れる電流の和を検出し且つその和に比例した電流
を前記PチャネルMO8トランジスタP5.P、に流す
電流検出回路Mとを有している。
れのゲートおよびドレインを互いに短絡するとともにそ
れぞれ前記NチャネルMO8トランジスタNi、N、の
ドレインに接続したPチャネルMOSトラ/ジスタP、
、P、と、とのPチャネルMOSトランジスタPl、P
2に流れる電流の和を検出し且つその和に比例した電流
を前記PチャネルMO8トランジスタP5.P、に流す
電流検出回路Mとを有している。
かかる構成の差動増幅回路において、MOSトランジス
タN、、Pl、P、とMOSトランジスタN、、P、、
P、とはそれぞれ対称的な素子として形成されている。
タN、、Pl、P、とMOSトランジスタN、、P、、
P、とはそれぞれ対称的な素子として形成されている。
しかるに、NチャネルMOSトランジスタN、、N2
GCはそれぞれ■の電流がとなる。また、電流検出回路
Mで検出されるPチャネルMO8トランジスタPsとP
6との電流の和が前記Pt、P2の電流の和のm倍であ
るとすると、 −一よ− Idspl = Idspz −I ・”−”
(5)m+1 となる。かかる差動動作ではIdsplとIdspz
の和は一定であるので、PチャネルMOSトランジスタ
Ps、Pgの電流値は一定である。一方、Pl。
GCはそれぞれ■の電流がとなる。また、電流検出回路
Mで検出されるPチャネルMO8トランジスタPsとP
6との電流の和が前記Pt、P2の電流の和のm倍であ
るとすると、 −一よ− Idspl = Idspz −I ・”−”
(5)m+1 となる。かかる差動動作ではIdsplとIdspz
の和は一定であるので、PチャネルMOSトランジスタ
Ps、Pgの電流値は一定である。一方、Pl。
・・・・・・・・・ (6)
であるので、入力端子Il、I、から出力端子v614
vow ヘの電圧利得(Av)は、になる。この式か
ら判るように、PチャネルトランジスタP、、P、およ
びNチャネルトランジスりN!、N、の(rJ)の比は
大きくとらなくても、mの値を大きくすることによシミ
圧利得Ayを適度な大きさに設定することが出来ろ。こ
の場合、電圧利得を適正値にもっていっても、mの値が
大きいので同相入力範囲を狭くする等の欠点は生じない
。
vow ヘの電圧利得(Av)は、になる。この式か
ら判るように、PチャネルトランジスタP、、P、およ
びNチャネルトランジスりN!、N、の(rJ)の比は
大きくとらなくても、mの値を大きくすることによシミ
圧利得Ayを適度な大きさに設定することが出来ろ。こ
の場合、電圧利得を適正値にもっていっても、mの値が
大きいので同相入力範囲を狭くする等の欠点は生じない
。
第2図は第1図における電流検出回路を具体的に示した
差動増幅回路図である。
差動増幅回路図である。
第2図に示すように、点線で示す電流検出回路Mは、ソ
ースを正の電源+Vに接αしドレインを互いに接続する
とともにゲートをそれぞれPチャネルMOSトランジス
タPKおよびP2に接続したPチャネルMOSトランジ
スタPs 、Paと、このPチャネルMO8トランジス
タP N * P 4の互いに接続されたドレインを入
力端子圧しカレントミラー回路を形成するNチャネルM
O8トランジスタN、、N4と、ソースを電源+V<接
続しゲートおよびドレインを短絡するとともにPチャネ
ルMOSトランジスタル、、p、のゲート並びに前記カ
レントミラー回路の出力端九なるNチャネルMOSトラ
ンジスタN4のドレインに接続したPチャネルMOSト
ランジスタとで構成される。
ースを正の電源+Vに接αしドレインを互いに接続する
とともにゲートをそれぞれPチャネルMOSトランジス
タPKおよびP2に接続したPチャネルMOSトランジ
スタPs 、Paと、このPチャネルMO8トランジス
タP N * P 4の互いに接続されたドレインを入
力端子圧しカレントミラー回路を形成するNチャネルM
O8トランジスタN、、N4と、ソースを電源+V<接
続しゲートおよびドレインを短絡するとともにPチャネ
ルMOSトランジスタル、、p、のゲート並びに前記カ
レントミラー回路の出力端九なるNチャネルMOSトラ
ンジスタN4のドレインに接続したPチャネルMOSト
ランジスタとで構成される。
尚、その他の回路については第1図において説明したも
のと同じである。
のと同じである。
上述した差動増幅回路における電流検出回路は、Pチャ
ネルMO8トランジスタP3.P4でPl。
ネルMO8トランジスタP3.P4でPl。
N4と、PチャネルMO8トランジスタP、とによシ、
前記電流の和のm倍の′rIt流がPチャネルMO8ト
ランジスタP 6 e P 6に流れる。ここで、それ
ぞれPlとP、およびP2とP4の電流比をml、N3
とN4の電流比をm2、p7とPieP6の電流比をm
3とすると、m = m IX m 2% m gであ
る。このml 、m2 、m3個々の電流比およ 。
前記電流の和のm倍の′rIt流がPチャネルMO8ト
ランジスタP 6 e P 6に流れる。ここで、それ
ぞれPlとP、およびP2とP4の電流比をml、N3
とN4の電流比をm2、p7とPieP6の電流比をm
3とすると、m = m IX m 2% m gであ
る。このml 、m2 、m3個々の電流比およ 。
び全体の電流比mはチャネル幅W又はチャネル長りを変
えること忙よシ容易に大きくすることができる。
えること忙よシ容易に大きくすることができる。
従って、以上のことから適正な利得の差動増幅器を得る
ことができ、かかる増幅器を用いることによシオートゼ
四回路を少ない段数で且つ小さな入力オフセット電圧に
することができる。
ことができ、かかる増幅器を用いることによシオートゼ
四回路を少ない段数で且つ小さな入力オフセット電圧に
することができる。
尚、本実施例におけるPチャネルトランジスタなNチャ
ネルトランジスタに変え且つNチャネルトランジスタな
Pチャネルトランジスタに変えて差動増幅器を構成する
場合は、正の電源+Vを接地に変え且つ接地電源を負の
電源にすることにょシ容易に実現することができる。
ネルトランジスタに変え且つNチャネルトランジスタな
Pチャネルトランジスタに変えて差動増幅器を構成する
場合は、正の電源+Vを接地に変え且つ接地電源を負の
電源にすることにょシ容易に実現することができる。
以上説明したように、本発明の差動増幅器は適度な大き
さの利得を得られ、少ない段数でオートゼロ回路に適し
た差動増幅器を実現することが出来るという効果がある
。
さの利得を得られ、少ない段数でオートゼロ回路に適し
た差動増幅器を実現することが出来るという効果がある
。
第1図は本発明の一実施例を説明するための差動増幅回
路図、第2図は第1図における電流検出回路を具体的に
示した差動増幅回路図、第3図は従来の差動増幅器を用
いたオートゼロ回路図、第4図は従来の一例を説明する
ための差動増幅回路図である。 M・・・・・・電流検出回路、11.I、・・・・・・
入力端子、”01〜vo!・・・・・・出力端子、N!
〜N4・・・・・・NチャネルMOSトランジスタ%
Pl〜P7・・・・・・PチャネルMOSトランジスタ
、Ic・・・・・・定電流源。 代理人 弁理士 内 原 晋
路図、第2図は第1図における電流検出回路を具体的に
示した差動増幅回路図、第3図は従来の差動増幅器を用
いたオートゼロ回路図、第4図は従来の一例を説明する
ための差動増幅回路図である。 M・・・・・・電流検出回路、11.I、・・・・・・
入力端子、”01〜vo!・・・・・・出力端子、N!
〜N4・・・・・・NチャネルMOSトランジスタ%
Pl〜P7・・・・・・PチャネルMOSトランジスタ
、Ic・・・・・・定電流源。 代理人 弁理士 内 原 晋
Claims (2)
- (1)一端を第一の電源に接続された定電流源と、前記
定電流源の他端にソースを共に接続し且つゲートに異な
る入力端子をそれぞれ接続した一導電型の第一および第
二のMOSトランジスタと、ソースを共に第二の電源に
接続し且つドレインをそれぞれ前記第一および第二のM
OSトランジスタのドレインおよびそれぞれの異なる出
力端子に接続した逆導電型の第三および第四のMOSト
ランジスタと、ソースを共に前記第二の電源に接続しそ
れぞれのゲートおよびドレインを互いに短絡するととも
にそれぞれ前記第一および第二のMOSトランジスタの
ドレインに接続した逆導電型の第五および第六のMOS
トランジスタと、この第五および第六のMOSトランジ
スタの電流の和を検出し且つその和に比例した電流を前
記第三および第四のMOSトランジスタに流す電流検出
回路とを有することを特徴とする差動増幅器。 - (2)電流検出回路は、ソースを第二の電源に接続しド
レインを互いに接続するとともにゲートをそれぞれ第五
および第六のMOSトランジスタのゲートに接続した逆
導電型の第七および第八のMOSトランジスタと、この
第七および第八のMOSトランジスタの互いに接続され
たドレインを入力とするカレントミラー回路と、ソース
を前記第二の電源に接続しゲートおよびドレインを短絡
するとともに前記第三および第四のMOSトランジスタ
のゲート並びに前記カレントミラー回路の出力端に接続
した逆導電型の第九のMOSトランジスタとで構成され
た特許請求の範囲第(1)項記載の差動増幅器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62257704A JPH0199305A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | 差動増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62257704A JPH0199305A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | 差動増幅器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0199305A true JPH0199305A (ja) | 1989-04-18 |
Family
ID=17309953
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62257704A Pending JPH0199305A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | 差動増幅器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0199305A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009136565A (ja) * | 2007-12-07 | 2009-06-25 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 美容器具 |
JP2009136549A (ja) * | 2007-12-07 | 2009-06-25 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 髪ケア装置 |
JP2009136548A (ja) * | 2007-12-07 | 2009-06-25 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 髪ケア装置 |
-
1987
- 1987-10-12 JP JP62257704A patent/JPH0199305A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009136565A (ja) * | 2007-12-07 | 2009-06-25 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 美容器具 |
JP2009136549A (ja) * | 2007-12-07 | 2009-06-25 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 髪ケア装置 |
JP2009136548A (ja) * | 2007-12-07 | 2009-06-25 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 髪ケア装置 |
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