JP6656435B1 - 光導波路回路 - Google Patents
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Abstract
Description
図1を参照して、この発明の第1の実施の形態による光導波路回路(以下、第1の光導波路回路とも称する)について説明する。図1(A)は、第1の光導波路回路を示す概略的平面図である。なお、図1(A)では、後述する支持基板及びクラッドを省略して示してある。図1(B)は、図1(A)に示す構造体をI−I線で切り取った概略的端面図である。
図4を参照して、この発明の第2の実施の形態による光導波路回路(以下、第2の光導波路回路とも称する)について説明する。図4は、第2の光導波路回路を示す概略的平面図である。なお、図4では、支持基板及びクラッドを省略して示してある。また、上述した第1の光導波路回路と共通する構成要素については、共通の符号を付し、重複する説明を省略する。
図5を参照して、この発明の第3の実施の形態による光導波路回路(以下、第3の光導波路回路とも称する)について説明する。図5は、第3の光導波路回路を示す概略的平面図である。なお、図5では、支持基板及びクラッドを省略して示してある。また、上述した第1の光導波路回路と共通する構成要素については、共通の符号を付し、重複する説明を省略する。
図7を参照して、この発明の第4の実施の形態による光導波路回路(以下、第4の光導波路回路とも称する)について説明する。図7は、第4の光導波路回路を示す概略的平面図である。なお、図7では、支持基板及びクラッドを省略して示してある。また、上述した第1の光導波路回路と共通する構成要素については、共通の符号を付し、重複する説明を省略する。
上述した第1の光導波路回路100及び150、第2の光導波路回路200、第3の光導波路回路300及び350並びに第4の光導波路回路400は、例えばSOI(Silicon On Insulator)基板を利用することによって、簡易に製造することができる。
20:クラッド
30:光導波路コア
40、45:受光素子
50:発光素子
100、150、200、300、350、400:光導波路回路
301:ポート導波路
302、303、304、305、306、307:接続導波路
310:合分波手段
320:変換部
330:第1モード変換手段
340:第2モード変換手段
350:偏波変換手段
360:第1波長選択手段
370:第2波長選択手段
380:波長選択手段
390:偏波合波手段
Claims (14)
- 合分波手段、第1モード変換手段、偏波変換手段、第2モード変換手段、第1波長選択手段及び第2波長選択手段を含む光導波路コアを備え、
前記合分波手段は、入力される基本モードのTE偏波及び基本モードのTM偏波を分離しつつ、基本モードのTE偏波を1次モードのTE偏波に変換して、1次モードのTE偏波を前記第1モード変換手段に送り、かつ基本モードのTM偏波を前記偏波変換手段に送り、
前記第1モード変換手段は、特定の波長帯域の1次モードのTE偏波を基本モードのTE偏波に変換して、前記合分波手段に送り、
前記合分波手段は、前記第1モード変換手段から送られる基本モードのTE偏波を、前記第1波長選択手段に送り、
前記第1波長選択手段は、入力される特定の波長帯域の基本モードのTE偏波から、特定の波長の基本モードのTE偏波を取り出して出力し、
前記偏波変換手段は、特定の波長帯域の基本モードのTM偏波を、基本モードのTE偏波に変換して、前記合分波手段に送り、
前記合分波手段は、前記偏波変換手段から送られる基本モードのTE偏波を、1次モードのTE偏波に変換して、前記第2モード変換手段に送り、
前記第2モード変換手段は、1次モードのTE偏波を基本モードのTE偏波に変換して、前記第2波長選択手段に送り、
前記第2波長選択手段は、入力される特定の波長帯域の基本モードのTE偏波から、特定の波長の基本モードのTE偏波を取り出して出力する
ことを特徴とする光導波路回路。 - 受光素子をさらに備え、
前記第1波長選択手段は、取り出した特定の波長の基本モードのTE偏波を、前記受光素子に送り、
前記第2波長選択手段は、取り出した特定の波長の基本モードのTE偏波を、前記受光素子に送り、
前記受光素子は、前記第1波長選択手段から送られる基本モードのTE偏波、及び前記第2波長選択手段から送られる基本モードのTE偏波を受光する
ことを特徴とする請求項1に記載の光導波路回路。 - 合分波手段、第1モード変換手段、偏波変換手段、第2モード変換手段及び波長選択手段を含む光導波路コアを備え、
前記合分波手段は、入力される基本モードのTE偏波及び基本モードのTM偏波を分離しつつ、基本モードのTE偏波を1次モードのTE偏波に変換して、1次モードのTE偏波を前記第1モード変換手段に送り、かつ基本モードのTM偏波を前記偏波変換手段に送り、
前記第1モード変換手段は、特定の波長帯域の1次モードのTE偏波を基本モードのTE偏波に変換して、前記合分波手段に送り、
前記合分波手段は、前記第1モード変換手段から送られる基本モードのTE偏波を、前記波長選択手段に送り、
前記偏波変換手段は、特定の波長帯域の基本モードのTM偏波を、基本モードのTE偏波に変換して、前記合分波手段に送り、
前記合分波手段は、前記偏波変換手段から送られる基本モードのTE偏波を、1次モードのTE偏波に変換して、前記第2モード変換手段に送り、
前記第2モード変換手段は、1次モードのTE偏波を基本モードのTE偏波に変換して、前記波長選択手段に送り、
前記波長選択手段は、前記第1モード変換手段から送られる、基本モードのTE偏波から、互いに異なる複数の特定の波長を取り出して出力し、かつ前記第2モード変換手段から送られる、基本モードのTE偏波から、互いに異なる複数の特定の波長の基本モードのTE偏波を取り出して出力する
ことを特徴とする光導波路回路。 - 複数の受光素子をさらに備え、
前記波長選択手段は、取り出した互いに異なる複数の特定の波長の基本モードのTE偏波を、波長毎に異なる前記受光素子に送り、
各前記受光素子は、前記波長選択手段から送られる基本モードのTE偏波を受光する
ことを特徴とする請求項3に記載の光導波路回路。 - n個(nは2以上の整数)の合分波手段、n個の第1モード変換手段、n個の偏波変換手段、n個の第2モード変換手段、n個の第1波長選択手段及びn個の第2波長選択手段、並びにn−1個の偏波合波手段を含む光導波路コアを備え、
第1〜nの前記合分波手段は、それぞれ入力される基本モードのTE偏波及び基本モードのTM偏波を分離しつつ、基本モードのTE偏波を1次モードのTE偏波に変換して、それぞれ1次モードのTE偏波を第1〜nの前記第1モード変換手段に送り、かつそれぞれ基本モードのTM偏波を第1〜nの前記偏波変換手段に送り、
第k(kは1≦k≦n−1の整数)の前記第1モード変換手段は、特定の波長帯域の1次モードのTE偏波を基本モードのTE偏波に変換して、第kの前記合分波手段に送り、かつ特定の波長帯域以外の波長帯域の1次モードのTE偏波を、第kの前記偏波合波手段に送り、
第nの前記第1モード変換手段は、特定の波長帯域の1次モードのTE偏波を基本モードのTE偏波に変換して、第nの前記合分波手段に送り、
各前記第1モード変換手段は、互いに異なる波長帯域の1次モードのTE偏波を基本モードのTE偏波に変換し、
第1〜nの前記合分波手段は、第1〜nの前記第1モード変換手段から送られるそれぞれ基本モードのTE偏波を、それぞれ第1〜nの前記第1波長選択手段に送り、
各前記第1波長選択手段は、入力される特定の波長帯域の基本モードのTE偏波から、特定の波長の基本モードのTE偏波を取り出して出力し、
第kの前記偏波変換手段は、特定の波長帯域の基本モードのTM偏波を、基本モードのTE偏波に変換して、第kの前記合分波手段に送り、かつ特定の波長帯域以外の波長帯域の基本モードのTM偏波を、第kの前記偏波合波手段に送り、
第nの前記偏波変換手段は、特定の波長帯域の基本モードのTM偏波を、基本モードのTE偏波に変換して、第nの前記合分波手段に送り、
各前記偏波変換手段は、互いに異なる波長帯域の基本モードのTM偏波を、基本モードのTE偏波に変換し、
第1〜nの前記合分波手段は、第1〜nの前記偏波変換手段から送られるそれぞれ基本モードのTE偏波を、それぞれ1次モードのTE偏波に変換して、それぞれ第1〜nの前記第2モード変換手段に送り、
第1〜nの前記第2モード変換手段は、1次モードのTE偏波を基本モードのTE偏波に変換して、それぞれ第1〜nの前記第2波長選択手段に送り、
各前記第2波長選択手段は、入力される特定の波長帯域の基本モードのTE偏波から、特定の波長の基本モードのTE偏波を取り出して出力し、
第kの前記偏波合波手段は、入力される1次モードのTE偏波及び基本モードのTM偏波を合波しつつ、1次モードのTE偏波を基本モードのTE偏波に変換して、基本モードのTE偏波及び基本モードのTM偏波を第k+1の前記合分波手段に送る
ことを特徴とする光導波路回路。 - n個の受光素子をさらに備え、
第1〜nの前記第1波長選択手段は、取り出した特定の波長の基本モードのTE偏波を、それぞれ第1〜nの前記受光素子に送り、
第1〜nの前記第2波長選択手段は、取り出した特定の波長の基本モードのTE偏波を、それぞれ第1〜nの前記受光素子に送り、
各前記受光素子は、前記第1波長選択手段から送られる基本モードのTE偏波、及び前記第2波長選択手段から送られる基本モードのTE偏波を受光する
ことを特徴とする請求項5に記載の光導波路回路。 - n個(nは2以上の整数)の合分波手段、n個の第1モード変換手段、n個の偏波変換手段、n個の第2モード変換手段、及びn個の波長選択手段、並びにn−1個の偏波合波手段を含む光導波路コアを備え、
第1〜nの前記合分波手段は、それぞれ入力される基本モードのTE偏波及び基本モードのTM偏波を分離しつつ、基本モードのTE偏波を1次モードのTE偏波に変換して、それぞれ1次モードのTE偏波を第1〜nの前記第1モード変換手段に送り、かつそれぞれ基本モードのTM偏波を第1〜nの前記偏波変換手段に送り、
第k(kは1≦k≦n−1の整数)の前記第1モード変換手段は、特定の波長帯域の1次モードのTE偏波を基本モードのTE偏波に変換して、第kの前記合分波手段に送り、かつ特定の波長帯域以外の波長帯域の1次モードのTE偏波を、第kの前記偏波合波手段に送り、
第nの前記第1モード変換手段は、特定の波長帯域の1次モードのTE偏波を基本モードのTE偏波に変換して、第nの前記合分波手段に送り、
各前記第1モード変換手段は、互いに異なる波長帯域の1次モードのTE偏波を基本モードのTE偏波に変換し、
第1〜nの前記合分波手段は、第1〜nの前記第1モード変換手段から送られるそれぞれ基本モードのTE偏波を、それぞれ第1〜nの前記波長選択手段に送り、
第kの前記偏波変換手段は、特定の波長帯域の基本モードのTM偏波を、基本モードのTE偏波に変換して、第kの前記合分波手段に送り、かつ特定の波長帯域以外の波長帯域の基本モードのTM偏波を、第kの前記偏波合波手段に送り、
第nの前記偏波変換手段は、特定の波長帯域の基本モードのTM偏波を、基本モードのTE偏波に変換して、第nの前記合分波手段に送り、
各前記偏波変換手段は、互いに異なる波長帯域の基本モードのTM偏波を、基本モードのTE偏波に変換し、
第1〜nの前記合分波手段は、第1〜nの前記偏波変換手段から送られるそれぞれ基本モードのTE偏波を、それぞれ1次モードのTE偏波に変換して、それぞれ第1〜nの前記第2モード変換手段に送り、
第1〜nの前記第2モード変換手段は、1次モードのTE偏波を基本モードのTE偏波に変換して、それぞれ第1〜nの前記波長選択手段に送り、
第1〜nの前記波長選択手段は、第1〜nの前記第1モード変換手段から送られる、基本モードのTE偏波から、互いに異なる複数の特定の波長を取り出して出力し、かつ第1〜nの前記第2モード変換手段から送られる、基本モードのTE偏波から、互いに異なる複数の特定の波長の基本モードのTE偏波を取り出して出力し、
第kの前記偏波合波手段は、入力される1次モードのTE偏波及び基本モードのTM偏波を合波しつつ、1次モードのTE偏波を基本モードのTE偏波に変換して、基本モードのTE偏波及び基本モードのTM偏波を第k+1の前記合分波手段に送る
ことを特徴とする光導波路回路。 - 各々複数の受光素子を含むn組の受光素子群をさらに備え、
第kの前記長選択手段は、第k組の前記受光素子群に含まれる各前記受光素子とそれぞれ接続されており、
第nの前記長選択手段は、第n組の前記受光素子群に含まれる各前記受光素子とそれぞれ接続されており、
各前記波長選択手段は、取り出した互いに異なる複数の特定の波長の基本モードのTE偏波を、波長毎に異なる前記受光素子に送り、
各前記受光素子は、前記波長選択手段から送られる基本モードのTE偏波を受光する
ことを特徴とする請求項7に記載の光導波路回路。 - 合分波手段、第1モード変換手段、偏波変換手段及び受光素子を含む光導波路コアを備え、
前記合分波手段は、入力される基本モードのTE偏波及び基本モードのTM偏波を分離しつつ、基本モードのTE偏波を1次モードのTE偏波に変換して、1次モードのTE偏波を前記第1モード変換手段に送り、かつ基本モードのTM偏波を前記偏波変換手段に送り、
前記第1モード変換手段は、特定の波長帯域の1次モードのTE偏波を基本モードのTE偏波に変換して、前記合分波手段に送り、
前記合分波手段は、前記第1モード変換手段から送られる基本モードのTE偏波を、前記受光素子に送り、
前記偏波変換手段は、特定の波長帯域の基本モードのTM偏波を、基本モードのTE偏波に変換して、前記合分波手段に送り、
前記合分波手段は、前記偏波変換手段から送られる基本モードのTE偏波を、1次モードのTE偏波に変換して、前記受光素子に送り、
前記受光素子は、入力される特定の波長帯域の基本モードのTE偏波及び1次モードのTE偏波から、特定の波長の基本モードのTE偏波及び1次モードのTE偏波を取り出して受光する
ことを特徴とする光導波路回路。 - n個(nは2以上の整数)の合分波手段、n個の第1モード変換手段、n個の偏波変換手段及びn個の受光素子、並びにn−1個の偏波合波手段を含む光導波路コアを備え、
第1〜nの前記合分波手段は、それぞれ入力される基本モードのTE偏波及び基本モードのTM偏波を分離しつつ、基本モードのTE偏波を1次モードのTE偏波に変換して、それぞれ1次モードのTE偏波を第1〜nの前記第1モード変換手段に送り、かつそれぞれ基本モードのTM偏波を第1〜nの前記偏波変換手段に送り、
第k(kは1≦k≦n−1の整数)の前記第1モード変換手段は、特定の波長帯域の1次モードのTE偏波を基本モードのTE偏波に変換して、第kの前記合分波手段に送り、かつ特定の波長帯域以外の波長帯域の1次モードのTE偏波を、第kの前記偏波合波手段に送り、
第nの前記第1モード変換手段は、特定の波長帯域の1次モードのTE偏波を基本モードのTE偏波に変換して、第nの前記合分波手段に送り、
各前記第1モード変換手段は、互いに異なる波長帯域の1次モードのTE偏波を基本モードのTE偏波に変換し、
第1〜nの前記合分波手段は、第1〜nの前記第1モード変換手段から送られるそれぞれ基本モードのTE偏波を、それぞれ第1〜nの前記受光素子に送り、
第kの前記偏波変換手段は、特定の波長帯域の基本モードのTM偏波を、基本モードのTE偏波に変換して、第kの前記合分波手段に送り、かつ特定の波長帯域以外の波長帯域の基本モードのTM偏波を、第kの前記偏波合波手段に送り、
第nの前記偏波変換手段は、特定の波長帯域の基本モードのTM偏波を、基本モードのTE偏波に変換して、第nの前記合分波手段に送り、
各前記偏波変換手段は、互いに異なる波長帯域の基本モードのTM偏波を、基本モードのTE偏波に変換し、
第1〜nの前記合分波手段は、第1〜nの前記偏波変換手段から送られるそれぞれ基本モードのTE偏波を、それぞれ1次モードのTE偏波に変換して、それぞれ第1〜nの前記受光素子に送り、
各前記受光素子は、入力される特定の波長帯域の基本モードのTE偏波及び1次モードのTE偏波から、特定の波長の基本モードのTE偏波及び1次モードのTE偏波を取り出して受光し、
第kの前記偏波合波手段は、入力される1次モードのTE偏波及び基本モードのTM偏波を合波しつつ、1次モードのTE偏波を基本モードのTE偏波に変換して、基本モードのTE偏波及び基本モードのTM偏波を第k+1の前記合分波手段に送る
ことを特徴とする光導波路回路。 - 前記光導波路コアは、入出力導波路、送信側第1モード変換手段、送信側第2モード変換手段及び発光素子をさらに含み、
前記発光素子は、基本モードのTE偏波を出力して、前記送信側第2モード変換手段に送り、
前記送信側第2モード変換手段は、基本モードのTE偏波を1次モードのTE偏波に変換して、前記送信側第1モード変換手段に送り、
前記送信側第1モード変換手段は、送信波長帯域の1次モードのTE偏波を基本モードのTE偏波に変換して、前記入出力導波路に送り、
前記入出力導波路は、入力される受信波長帯域の基本モードのTE偏波及び基本モードのTM偏波を、前記送信側第1モード変換手段に送り、
前記送信側第1モード変換手段は、受信波長帯域の基本モードのTE偏波及び基本モードのTM偏波を、前記合分波手段に送る
ことを特徴とする請求項2、4、6及び8のいずれか一項に記載の光導波路回路。 - 前記光導波路コアは、入出力導波路、送信側第1モード変換手段、送信側第2モード変換手段及び発光素子をさらに含み、
前記発光素子は、基本モードのTE偏波を出力して、前記送信側第2モード変換手段に送り、
前記送信側第2モード変換手段は、基本モードのTE偏波を1次モードのTE偏波に変換して、前記送信側第1モード変換手段に送り、
前記送信側第1モード変換手段は、送信波長帯域の1次モードのTE偏波を基本モードのTE偏波に変換して、前記入出力導波路に送り、
前記入出力導波路は、入力される受信波長帯域の基本モードのTE偏波及び基本モードのTM偏波を、前記送信側第1モード変換手段に送り、
前記送信側第1モード変換手段は、受信波長帯域の基本モードのTE偏波及び基本モードのTM偏波を、前記合分波手段に送る
ことを特徴とする請求項9又は10に記載の光導波路回路。 - 前記合分波手段及び前記第2モード変換手段は、それぞれシングルモード光導波路コアと多モード光導波路コアとが互いに離間しかつ並んで配置されて構成される方向性結合器であり、
前記第1モード変換手段及び前記偏波変換手段は、それぞれ光導波路コアにグレーティングが形成されて構成されている
ことを特徴とする請求項1〜8及び11のいずれか一項に記載の光導波路回路。 - 前記合分波手段は、それぞれシングルモード光導波路コアと多モード光導波路コアとが互いに離間しかつ並んで配置されて構成される方向性結合器であり、
前記第1モード変換手段及び前記偏波変換手段は、それぞれ光導波路コアにグレーティングが形成されて構成されている
ことを特徴とする請求項9、10及び12のいずれか一項に記載の光導波路回路。
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