JP4139514B2 - 複合データキャリア用集積回路およびそれを用いた複合データキャリア - Google Patents
複合データキャリア用集積回路およびそれを用いた複合データキャリア Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、接触タイプおよび非接触タイプ両方の機能を具備した複合データキャリアの技術分野に属する。特に、本発明は、接触タイプと非接触タイプとの切替えを自動的に行う機能を有する複合データキャリアに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
データキャリアとは、カード形状からなる携帯型記憶媒体で代表されるものである。クレジットカード、キャッシュカード、IDカード(身分証明書)、等に用いられる、いわゆるICカード、またはメモリカードと呼ばれるものはデータキャリアの一種である。カード以外では、腕時計のような形状のものに組み込んで腕にはめて用いる形態のものがある。この形態のデータキャリアはゲート管理、等に用いられる。また、通帳のような冊子形状のものの一部に組み込んで機械的にリード・ライトするような用途、その他、カプセル状の形態とし動物に取り付けて動物の行動の監視を行うような用途、等が知られている。
【0003】
一般的にデータキャリアは、電気的情報記録を行うためのメモリ部を搭載しており、特にセキュリティ性が要求される場合には、さらにマイクロプロセッサユニットが搭載されている。そして、データキャリアが外部機器との間で情報の入出力を行うための外部入力手段が具備されている。外部入力手段として接触端子を有するものが接触タイプのデータキャリアであり、アンテナコイル等の非接触端子の場合が非接触タイプのデータキャリアである。
【0004】
最近は、接触タイプと非接触タイプの両タイプの外部入力手段を具備した複合化されたデータキャリアも知られている。さらに、特開平3−209592号公報に見られるように、複合化されたデータキャリアにおいて、接触タイプと非接触タイプとをデータキャリア自体が自動的に判別して切り替える機能を有するものも知られている。同公報には、コイル(非接触端子部)に誘起されるエネルギーをダイオードコンデンサネットワーク(整流回路)で直流電圧に変換して得られる電圧と、他方、接点フィールド(接触端子部)の直流電源供給端子に発生する電圧とを比較素子で比較し、比較素子の出力に応じてマルチプレクサー素子(切り替え回路)で非接触端子側からの信号線と、接触端子側からの信号線を切り替えるようにすることが記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
特開平3−209592号公報の方法で信号線を切り替える場合には、切り替え回路(同公報の実施例ではマルチプレクサーを用いている)の一方の入力側に接触端子部からの信号線を接続し、他方の入力側に非接触端子部からの信号線を接続することになる。そして切り替え回路の出力側にMPU(micro processor unit:マイクロプロセッサユニット)やメモリ等に繋がる信号線を接続することになる。すなわち、従来の接触タイプの回路構成における接触端子からMPUやメモリ等に繋がる信号線を途中で完全に切り離し、両者の間に切り替え回路を挿入しなければならない。これは従来の回路パターンの大幅な変更を必要とするという課題がある。また、比較素子等から成る切り替え回路を制御する手段を必要とし、回路構成が複雑になるとともに、必要な部品点数も増加するという課題がある。
【0006】
本発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、データキャリアの接触タイプ構成部分には全く変更を加えることなく接触タイプと非接触タイプとを切り替えることができる複合データキャリア用集積回路およびそれを用いた複合データキャリアの提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決する手段】
上記の課題は下記の本発明によって解決される。すなわち、本発明の請求項1に係る複合データキャリア用集積回路は、マイクロプロセッサユニットと電気的に接続され、データ交換およびエネルギー受給を行う接触端子部と、前記マイクロプロセッサユニットとダイオードを介して接続され、データ交換およびエネルギー受給を行うアンテナコイル部と、の双方に接続して利用される複合データキャリア用集積回路であって、直流電圧発生部と、信号変換部と、第1の信号線列と、第2の信号線列と、信号開閉部とを具備し、利用状態において、前記直流電圧発生部は前記アンテナコイル部に誘起された交流電圧を直流電圧に変換し、前記信号変換部は前記アンテナコイル部からの信号の復調および/またはアンテナコイル部への信号の変調を行い、前記第1の信号線列は前記信号変換部と前記信号開閉部とを電気的に接続し、前記第2の信号線列は前記接触端子部と前記信号開閉部とを電気的に接続し、前記信号開閉部は前記直流電圧発生部の直流電圧が規定電圧の時に前記第1の信号線列と前記第2の信号線列とを電気的に接続し、それ以外の時は電気的に切断する、ようにしたものである。
【0008】
本発明によれば、直流電圧発生部によりアンテナコイル部に誘起された交流電圧が直流電圧に変換され、信号変換部によりアンテナコイル部からの信号の復調および/またはアンテナコイル部への信号の変調が行われ、第1の信号線列により信号変換部と信号開閉部とが電気的に接続され、第2の信号線列により接触端子部と信号開閉部とが電気的に接続され、信号開閉部により直流電圧発生部の直流電圧が規定電圧の時に第1の信号線列と第2の信号線列とが電気的に接続され、それ以外の時は電気的に切断される。すなわち、アンテナコイル部に規定の交流電圧が誘起された場合に限り信号開閉部がアンテナコイル部と接触端子部とを自動接続する。この接続は接触端子部の側の信号線列に単純に分岐する形態で行うことができ、これによりアンテナコイル部は接触端子部の役割を果たすことが可能となる。したがって、データキャリアの接触タイプ構成部分には全く変更を加えることなく接触タイプと非接触タイプとを切り替えることができる複合データキャリア用集積回路が提供される。
【0009】
本発明の請求項2に係る複合データキャリア用集積回路は、請求項1に係る複合データキャリア用集積回路において、前記第1の信号線列は、前記信号変換部から前記信号開閉部へ出力される復調信号および/または前記信号開閉部から該信号変換部へ出力される被変調信号を電送するようにしたものである。本発明によれば、第1の信号線列によって復調信号と被変調信号のいずれか一方または両方を電送することができる。
【0010】
本発明の請求項3に係る複合データキャリア用集積回路は、請求項1または2に係る複合データキャリア用集積回路において、前記第2の信号線列は、前記接触端子部のI/O制御端子と、R/W制御端子と、データ入出力端子と、ライトイネーブル端子とに接続するための信号線列であるようにしたものである。本発明によれば、第2の信号線列により接触端子部のI/O制御端子と、R/W制御端子と、データ入出力端子と、ライトイネーブル端子とに接続することができる。
【0011】
本発明の請求項4に係る複合データキャリア用集積回路は、請求項1〜3のいずれかに係る複合データキャリア用集積回路において、前記接触端子部のGND端子と前記直流電圧発生部のGND端子とを電気的に接続するGND接続線を具備するようにしたものである。本発明によれば、GND接続線により接触端子部と直流電圧発生部のGNDを共通化することができる。
【0012】
本発明の請求項5に係る複合データキャリア用集積回路は、請求項1〜4のいずれかに係る複合データキャリア用集積回路において、前記信号開閉部と前記信号変換部は、前記直流電圧発生部が交流電圧を変換して得た前記直流電圧を電力供給源とし動作するようにしたものである。本発明によれば、接触端子部からの電力供給の有無に関係なく、アンテナコイル部から電力供給を受けることによりアンテナコイル部の構成部分が動作を行うことができる。
【0013】
本発明の請求項6に係る複合データキャリアは、請求項1〜5のいずれか記載の複合データキャリア用集積回路と、該回路に接続される接触端子部およびアンテナコイル部とを具備するようにしたものである。本発明によれば、データキャリアの接触タイプ構成部分には全く変更を加えることなく接触タイプと非接触タイプとを切り替えることができる複合データキャリアが提供される。
【0015】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について実施の形態により説明する。本発明の複合データキャリアの基本的な構成を図1に示す。図1において、1はICカード、2は接点端子部、3はアンテナコイル部、4はIC(integrated circuit)部である。
ICカード1は、すでに説明したように、複合データキャリアの主要な一例である。図1に示すように、ICカード1は接点端子部2、アンテナコイル部3、IC部4によって構成される。接点端子部2はデータ交換およびエネルギー受給のための接触端子部である。また、アンテナコイル部3はデータ交換およびエネルギー受給のための非接触端子部である。IC部4はデータの記憶や処理を行う部分であり、本発明の複合データキャリア用集積回路(後述する)を含んでいる。図1においては、IC部4は1つのブロックで示してあるが、複数のICチップ、または複数のモジュールによって構成されてもよい。
【0016】
ICカードの基材にICチップ等を直接組付けてICカード1を製造することは一般的ではない。ICカードの基材部分とICモジュール部分とは別々の工程で製造され、別々に品質検査や動作試験が行われる。そして、ICカードの基材部分にICモジュール部分を埋め込む方法で一体化されICカード1が製造される。一般的な製造方法においては、ICモジュール部分にはすべての電子装置、すなわち図1における接点端子部2、アンテナコイル部3、IC部4が含まれている。
【0017】
IC部4は、データの制御や記憶、さらに必要に応じてデータのセキュリティ管理等の高度の管理を行う機能を有するものである。そのため、データを記憶するためのメモリ装置とそれを制御する制御装置から構成される。さらに、高度な管理を行うためにはMPUのような処理装置が構成に含まれる。図1に本発明の一例を示すICカード1において特徴的な構成は、IC部4が複合データキャリア用集積回路を構成に含むことにある。
【0018】
次に、本発明の複合データキャリア用集積回路について説明する。本発明の複合データキャリア用集積回路とその周辺部の構成を図2に示す。図2において、2は接点端子部、3はアンテナコイル、5は直流電圧発生部、6は信号変換部、7は信号開閉部、8は第1の信号線列、9は第2の信号線列、10は第3の信号線列である。
図2に示すように、接点端子部2は、I/Oコントロール端子と、R/Wコントロール端子と、データ(シリアル)端子と、ライトイネーブル端子と、V+(電源)端子と、GND(グランド)端子の6つの端子を有する。接点端子部2のこれらの端子は第3の信号線列10によってIC部4を構成するMPU等と接続している。
【0019】
接点端子部2はデータ交換およびエネルギー受給のための接触端子部である。エネルギー受給のための接触端子の内のGND端子は、複合データキャリア用集積回路におけるGND端子と、GND接続線によって電気的に接続されている。複合データキャリア用集積回路は、直流電圧発生部5、信号変換部6、信号開閉部7によって構成される。
【0020】
アンテナコイル部3の2本のリード線は直流電圧発生部5と信号変換部6とに並列に接続している。アンテナコイル部3はデータ交換およびエネルギー受給のための非接触端子部である。アンテナコイル部3はデータ交換とエネルギー受給とに共用されるのであるが、それらは周波数領域および/または時間領域において分離される。周波数領域において分離する場合には、たとえばハイパスフィルター(図示せず)を介してデータ交換を行い、ローパスフィルター(図示せず)を介してエネルギー受給を行う。時間領域において分離する場合には、たとえばスイッチング回路(図示せず)により接続の切り替えを行う。
【0021】
直流電圧発生部5はアンテナコイル部3に誘起された交流電圧を直流電圧に変換する。この変換により得られる直流電圧は信号開閉部7の開閉制御に用いられる。信号開閉部7のSE(select enable )端子に直流電圧(V’+)が出力される。
【0022】
また、この変換により得られる直流電圧はエネルギー受給のための電源である。直流電圧発生部5で発生する直流電圧(V’+)は信号開閉部7および信号変換部6、等に供給される。すなわち、複合データキャリア用集積回路に電力を供給する。また、接点端子部2を用いずアンテナコイル部3を用い非接触でICカード1を動作させる場合には、ICカード1のMPU、等に対しても、ダイオードDを介して電力を供給する。アンテナコイル部3には充分な電力が供給され、通常のICカード1の利用において、直流電圧発生部5は直流電圧を所定の電圧値に安定化する機能を有する。
【0023】
信号変換部6はMPU等からの信号の復調および/またはMPU等への信号の変調を行う。信号変換部6のSG(signal)端子にはアンテナコイル部3の2本のリード線が接続されている。信号変換部6が復調した信号は第1の信号線列8に出力される。また、信号変換部6が変調する信号は第1の信号線列8から入力される。
【0024】
信号開閉部7は直流電圧発生部5の直流電圧が規定電圧の時に第1の信号線列8と第2の信号線列9とを電気的に接続し、それ以外の時は電気的に切断する。信号開閉部7はSE端子に入力される直流電圧によって、電気的に接続するか切断するかの動作を行う。図2に示す一例においては、直流電圧がSE端子に直接入力されるように構成されている。しかし、電源としての直流電圧とSE端子に入力される直流電圧とは、本質的に異なる性質のものである。したがって、電源としての直流電圧とは独立した別系統の信号として直流電圧発生部5から信号開閉部7に出力するように構成することができる。この構成により、たとえば、電源としての直流電圧(V’+)が確定した後、時間遅れでSE端子に規定電圧の信号を出力し、確実な動作が行われるようにすることができる。
【0025】
第1の信号線列8は、信号変換部6から信号開閉部7へ出力される復調信号および/または信号開閉部7から該信号変換部8へ出力される被変調信号を電送する。
第2の信号線列9はMPU等と信号開閉部7とを電気的に接続する。図3に示すように、第2の信号線列9は、接触端子部2のI/O制御端子と、R/W制御端子と、データ入出力端子と、ライトイネーブル端子とに接続する。
【0026】
第3の信号線列10は実質的に第2の信号線列9と同じであるが、第3の信号線列10は接触端子部2だけを有する接触タイプのICカードにおいて通常設けられている信号線列である。この接触タイプのICカードを構成する第3の信号線列10に第2の信号線列9を接続することにより、接触端子部2とアンテナコイル3とを有するICカードを構成することができる。すなわち、本発明の複合データキャリア用集積回路を用いるとICカード(データキャリア)の接触タイプ構成部分には全く変更を加えることなく接触タイプと非接触タイプとを切り替えることができる複合データキャリアが得られる。
【0027】
以上の構成において、次に動作を説明する。ICカード1は、ICカード1を利用するシステムの端末装置であるICカードリーダ・ライタとデータ交換およびエネルギー受給とを行う。ICカード1は複合データキャリアである。このICカードリーダ・ライタが接触端子部を有する場合にはICカード1は接触タイプデータキャリアとして動作し、非触端子部を有する場合には非接触タイプデータキャリアとして動作する。通常は、ICカードリーダ・ライタは接触端子部と非触端子部のいずれか一方を有する。しかし、ICカードリーダ・ライタが接触端子部と非触端子部の両方を有し、場合に応じていずれか一方を使用するように構成することもできる。ただし、ICカード1について同時にICカードリーダ・ライタが接触端子部と非触端子部の両方を使用することは技術的に可能であるとしても、実益はなく無意味であるからここでは説明を省略する。
【0028】
まず、接触端子部において動作するICカードリーダ・ライタの場合には、ICカード1をICカードリーダ・ライタの接触端子部に装着する。これにより、ICカード1の接点端子部2によってICカード1とICカードリーダ・ライタが電気的に接続され、データ交換およびエネルギー受給とを行う。このとき、ICカード1のアンテナコイル3には交流電圧が誘起されないため、直流電圧発生部5は直流電圧(V’+)および信号(SE)を発生させない。これにより、信号開閉部7は第1の信号線列8と第2の信号線列9を電気的に切断する。したがって、ICカード1における非接触タイプデータキャリアとしての構成部分は機能しない。
【0029】
次に、非接触端子部において動作するICカードリーダ・ライタの場合には、ICカード1をICカードリーダ・ライタの非接触端子部の動作領域内に移動する。このとき、ICカード1のアンテナコイル3には交流電圧が誘起され、直流電圧発生部5は直流電圧(V’+)および信号(SE)を発生させる。これにより、ICカード1における非接触タイプデータキャリアとしての構成部分が機能し、信号開閉部7は第1の信号線列8と第2の信号線列9を電気的に接続する。また、ダイオードDを介して直流電圧(V’+)はICカード1のMPU等に供給される。したがって、ICカード1のアンテナコイル部3によってICカード1とICカードリーダ・ライタが電気的に接続され、データ交換およびエネルギー受給とを行う。このとき、ICカード1の接点端子部2は電気的に切断されており、ICカード1における接触タイプデータキャリアとしての構成部分は機能しない。
【0030】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項1に係る複合データキャリア用集積回路によれば、データキャリアの接触タイプ構成部分には全く変更を加えることなく接触タイプと非接触タイプとを切り替えることができる複合データキャリア用集積回路が提供される。
また本発明の請求項2に係る複合データキャリア用集積回路によれば、第1の信号線列によって復調信号と被変調信号のいずれか一方または両方を電送することができる。
また本発明の請求項3に係る複合データキャリア用集積回路によれば、第2の信号線列により接触端子部のI/O制御端子と、R/W制御端子と、データ入出力端子と、ライトイネーブル端子とに接続することができる。
また本発明の請求項4に係る複合データキャリア用集積回路によれば、GND接続線により接触端子部と直流電圧発生部のGNDを共通化することができる。
また本発明の請求項5に係る複合データキャリア用集積回路によれば、接触端子部からの電力供給の有無に関係なく、非接触端子部から電力供給を受けることにより非接触端子部の構成部分が動作を行うことができる。
【0031】
また本発明の請求項6に係る複合データキャリアによれば、データキャリアの接触タイプ構成部分には全く変更を加えることなく接触タイプと非接触タイプとを切り替えることができる複合データキャリアが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の複合データキャリアの基本的な構成を示す図である。
【図2】本発明の複合データキャリア用集積回路とその周辺部の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 ICカード
2 接点端子部
3 アンテナコイル部
4 IC部
5 直流電圧発生部
6 信号変換部
7 信号開閉部
8 第1の信号線列
9 第2の信号線列
10 第3の信号線列
Claims (6)
- マイクロプロセッサユニットと電気的に接続され、データ交換およびエネルギー受給を行う接触端子部と、前記マイクロプロセッサユニットとダイオードを介して接続され、データ交換およびエネルギー受給を行うアンテナコイル部と、の双方に接続して利用される複合データキャリア用集積回路であって、直流電圧発生部と、信号変換部と、第1の信号線列と、第2の信号線列と、信号開閉部とを具備し、利用状態において、
前記直流電圧発生部は前記アンテナコイル部に誘起された交流電圧を直流電圧に変換し、前記信号変換部は前記アンテナコイル部からの信号の復調および/またはアンテナコイル部への信号の変調を行い、
前記第1の信号線列は前記信号変換部と前記信号開閉部とを電気的に接続し、
前記第2の信号線列は前記接触端子部と前記信号開閉部とを電気的に接続し、
前記信号開閉部は前記直流電圧発生部の直流電圧が規定電圧の時に前記第1の信号線列と前記第2の信号線列とを電気的に接続し、それ以外の時は電気的に切断する、
ことを特徴とする複合データキャリア用集積回路。 - 請求項1記載の複合データキャリア用集積回路において、前記第1の信号線列は、前記信号変換部から前記信号開閉部へ出力される復調信号および/または前記信号開閉部から該信号変換部へ出力される被変調信号を電送することを特徴とする複合データキャリア用集積回路。
- 請求項1または2記載の複合データキャリア用集積回路において、前記第2の信号線列は、前記接触端子部のI/O制御端子と、R/W制御端子と、データ入出力端子と、ライトイネーブル端子とに接続するための信号線列であることを特徴とする複合データキャリア用集積回路。
- 請求項1〜3のいずれか記載の複合データキャリア用集積回路において、前記接触端子部のGND端子と前記直流電圧発生部のGND端子とを電気的に接続するGND接続線を具備することを特徴とする複合データキャリア用集積回路。
- 請求項1〜4のいずれか記載の複合データキャリア用集積回路において、前記信号開閉部と前記信号変換部は、前記直流電圧発生部が交流電圧を変換して得た前記直流電圧を電力供給源とし動作することを特徴とする複合データキャリア用集積回路。
- 請求項1〜5のいずれか記載の複合データキャリア用集積回路と、該回路に接続される接触端子部およびアンテナコイル部とを具備することを特徴とする複合データキャリア。
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