JP2804635B2 - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
- Publication number
- JP2804635B2 JP2804635B2 JP3051699A JP5169991A JP2804635B2 JP 2804635 B2 JP2804635 B2 JP 2804635B2 JP 3051699 A JP3051699 A JP 3051699A JP 5169991 A JP5169991 A JP 5169991A JP 2804635 B2 JP2804635 B2 JP 2804635B2
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- Japan
- Prior art keywords
- line
- transfer gate
- signal
- φtg
- gate pulse
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- Radiation Pyrometers (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は撮像装置に関し、特に、
赤外線イメージャに用いる赤外線撮像素子のＳＮ比を向
上させるための装置に関する。
赤外線イメージャに用いる赤外線撮像素子のＳＮ比を向
上させるための装置に関する。
【０００２】近年、赤外線撮像素子には高感度化が要求
されている。二次元配列の各画素毎に電荷蓄積を行う蓄
積型撮像素子は、蓄積時間を長くすることによりＳＮ比
を改善できるために高感度化に有効である。しかし、画
素数の増加による信号読出し時間の増加や、撮像フレー
ムレートの短縮などに伴い、蓄積時間が短くなってＳＮ
比が低下するため、これを改善する方法が必要となって
いる。
されている。二次元配列の各画素毎に電荷蓄積を行う蓄
積型撮像素子は、蓄積時間を長くすることによりＳＮ比
を改善できるために高感度化に有効である。しかし、画
素数の増加による信号読出し時間の増加や、撮像フレー
ムレートの短縮などに伴い、蓄積時間が短くなってＳＮ
比が低下するため、これを改善する方法が必要となって
いる。
【０００３】
【従来の技術】図６は従来の一例（蓄積型赤外線撮像素
子を用いた撮像装置）の構成を示す。この例では図面及
び説明を簡略化するために水平方向２画素、垂直方向３
画素（ライン）を示し、１ラインごとに画素を選択する
ためのラインアドレス信号φＶ 1 ，φＶ2 ，φＶ3 を得
る垂直走査用シフトレジスタ１及び１ライン分の信号電
荷を水平転送する水平読出し回路２（例えばＣＣＤ）が
備えられており、これらの間にフォトダイオード３11〜
３32がマトリクス状に設けられている。入力ゲート（Ｉ
Ｇ）ライン４、蓄積ゲート（ＳＧ）ライン５にはＤＣバ
イアスが印加されている。
子を用いた撮像装置）の構成を示す。この例では図面及
び説明を簡略化するために水平方向２画素、垂直方向３
画素（ライン）を示し、１ラインごとに画素を選択する
ためのラインアドレス信号φＶ 1 ，φＶ2 ，φＶ3 を得
る垂直走査用シフトレジスタ１及び１ライン分の信号電
荷を水平転送する水平読出し回路２（例えばＣＣＤ）が
備えられており、これらの間にフォトダイオード３11〜
３32がマトリクス状に設けられている。入力ゲート（Ｉ
Ｇ）ライン４、蓄積ゲート（ＳＧ）ライン５にはＤＣバ
イアスが印加されている。
【０００４】図６において、移送ゲート（ＴＧ）ライン
６に移送パルスφＴＧ（図７（Ａ））が印加されると、
フォトダイオード３11〜３32の信号電荷が同時に蓄積ゲ
ートＳＧに蓄積される。続いて、垂直走査用シフトレジ
スタ１からラインアドレス信号φＶ1 （図７（Ｂ））、
φＶ2 （図７（Ｃ））、φＶ3 （図７（Ｄ））が出力さ
れ、これにより、アドレススイッチ用ゲートＳＷ1 ，Ｓ
Ｗ2 ，ＳＷ3 が順次オンされ、蓄積ゲートＳＧに蓄積さ
れていた信号電荷がアドレススイッチ用ゲートＳＷ1 ，
ＳＷ2 ，ＳＷ3 を介して水平読出し回路２に供給され、
各ライン毎に出力信号（図７（Ｄ））として出力され
る。以上の動作が１フレームであり、以下、同様の動作
が各フレーム毎に繰返される。ここで、蓄積時間（Ｔ
int ）は赤外線撮像素子のＳＮ比に関与し、長いほどＳ
Ｎ比を向上できる。
６に移送パルスφＴＧ（図７（Ａ））が印加されると、
フォトダイオード３11〜３32の信号電荷が同時に蓄積ゲ
ートＳＧに蓄積される。続いて、垂直走査用シフトレジ
スタ１からラインアドレス信号φＶ1 （図７（Ｂ））、
φＶ2 （図７（Ｃ））、φＶ3 （図７（Ｄ））が出力さ
れ、これにより、アドレススイッチ用ゲートＳＷ1 ，Ｓ
Ｗ2 ，ＳＷ3 が順次オンされ、蓄積ゲートＳＧに蓄積さ
れていた信号電荷がアドレススイッチ用ゲートＳＷ1 ，
ＳＷ2 ，ＳＷ3 を介して水平読出し回路２に供給され、
各ライン毎に出力信号（図７（Ｄ））として出力され
る。以上の動作が１フレームであり、以下、同様の動作
が各フレーム毎に繰返される。ここで、蓄積時間（Ｔ
int ）は赤外線撮像素子のＳＮ比に関与し、長いほどＳ
Ｎ比を向上できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来例は、１フレーム
期間（ＴF ）内において蓄積時間（Ｔint ）と信号読出
し期間（ＴR ）とがタイミング的に別々に存在する構成
とされている。このため、１フレーム期間を一定とする
と、特に画素数を多くした場合にはその分だけ蓄積時間
を短くしなけはならず（信号読出し速度には限界がある
ので、信号読出し期間はある程度の長さを必要とす
る）、ＳＮ比が劣化する問題点があった。
期間（ＴF ）内において蓄積時間（Ｔint ）と信号読出
し期間（ＴR ）とがタイミング的に別々に存在する構成
とされている。このため、１フレーム期間を一定とする
と、特に画素数を多くした場合にはその分だけ蓄積時間
を短くしなけはならず（信号読出し速度には限界がある
ので、信号読出し期間はある程度の長さを必要とす
る）、ＳＮ比が劣化する問題点があった。
【０００６】一方、例えば高速移動動作を撮像する場合
等において１フレーム期間を短くして撮像フレームレー
トを増加した場合、信号読出し速度の限界から蓄積時間
を長くとることができず、ＳＮ比の劣化をまねく問題点
があった。
等において１フレーム期間を短くして撮像フレームレー
トを増加した場合、信号読出し速度の限界から蓄積時間
を長くとることができず、ＳＮ比の劣化をまねく問題点
があった。
【０００７】更に、従来、移送ゲートＴＧを省略して常
に信号電荷が蓄積ゲートＳＧに流入する構成の赤外線撮
像装置があり、蓄積時間を１フレーム分とることができ
る。ところで、蓄積時間は撮像対象からの入射光強度に
応じて調整する必要があるが、このような従来例では蓄
積時間を調整することができず、特に強い入射光強度の
場合は画像劣化をまねく。このように、従来の各例は、
移送ゲートＴＧを設けられたものでは蓄積時間を長くと
れず、一方、移送ゲートＴＧを省略されたものでは蓄積
時間を調整できず、これらを両立できない問題点があっ
た。
に信号電荷が蓄積ゲートＳＧに流入する構成の赤外線撮
像装置があり、蓄積時間を１フレーム分とることができ
る。ところで、蓄積時間は撮像対象からの入射光強度に
応じて調整する必要があるが、このような従来例では蓄
積時間を調整することができず、特に強い入射光強度の
場合は画像劣化をまねく。このように、従来の各例は、
移送ゲートＴＧを設けられたものでは蓄積時間を長くと
れず、一方、移送ゲートＴＧを省略されたものでは蓄積
時間を調整できず、これらを両立できない問題点があっ
た。
【０００８】本発明は、蓄積時間を長く設定してＳＮ比
を向上できると共に、蓄積時間を任意に調整できる撮像
装置を提供することを目的とする。
を向上できると共に、蓄積時間を任意に調整できる撮像
装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図を示す。同図中、１５は移送ゲートパルス制御部で、
移送ゲートパルスをｍ列の各ライン毎に個別に出力する
（φＴＧ1 ，φＴＧ2 ，…）。本発明は、１フレーム
宛、あるラインの信号読出し期間（ＴR ）以外の期間
（Ｔint ）は移送ゲートパルス（φＴＧ1 ）による信号
蓄積を行う構成とする。
図を示す。同図中、１５は移送ゲートパルス制御部で、
移送ゲートパルスをｍ列の各ライン毎に個別に出力する
（φＴＧ1 ，φＴＧ2 ，…）。本発明は、１フレーム
宛、あるラインの信号読出し期間（ＴR ）以外の期間
（Ｔint ）は移送ゲートパルス（φＴＧ1 ）による信号
蓄積を行う構成とする。
【００１０】
【作用】各ライン毎に個別に移送ゲートパルスを出力し
てそのラインの信号蓄積を行なっているため、１フレー
ム期間（ＴF ）において、その大部分を蓄積時間（Ｔin
t ）にあてることができる。従って、従来例に比してＳ
Ｎ比を向上できる。又、移送ゲートパルスの幅を任意に
設定することで蓄積時間を調整でき、入射光強度に応じ
た信号蓄積を行なうことができ、入射光強度に応じた鮮
明な画像を得ることができる。
てそのラインの信号蓄積を行なっているため、１フレー
ム期間（ＴF ）において、その大部分を蓄積時間（Ｔin
t ）にあてることができる。従って、従来例に比してＳ
Ｎ比を向上できる。又、移送ゲートパルスの幅を任意に
設定することで蓄積時間を調整でき、入射光強度に応じ
た信号蓄積を行なうことができ、入射光強度に応じた鮮
明な画像を得ることができる。
【００１１】
【実施例】図２は本発明の第１実施例の構成図を示し、
同図中、図６と同一構成部分には同一番号を付してその
説明を省略する。図２中、１０は蓄積制御用シフトレジ
スタ（移送ゲートパルス制御部）で、データＤ2 に基づ
いて移送ゲートパルスφＴＧ1 ，φＴＧ2 ，φＴＧ3 を
出力し、各ライン〜の移送ゲートＴＧ1 ，ＴＧ2 ，
ＴＧ3 を個別に制御する。その他の構成は図６に示す従
来例と同様である。次に、本発明の動作について図３に
示すフローチャートと併せて説明する。
同図中、図６と同一構成部分には同一番号を付してその
説明を省略する。図２中、１０は蓄積制御用シフトレジ
スタ（移送ゲートパルス制御部）で、データＤ2 に基づ
いて移送ゲートパルスφＴＧ1 ，φＴＧ2 ，φＴＧ3 を
出力し、各ライン〜の移送ゲートＴＧ1 ，ＴＧ2 ，
ＴＧ3 を個別に制御する。その他の構成は図６に示す従
来例と同様である。次に、本発明の動作について図３に
示すフローチャートと併せて説明する。
【００１２】蓄積制御用シフトレジスタ１０からはデー
タＤ2 に応じて移送ゲートパルスφＴＧ1 ，φＴＧ2 ，
φＴＧ3 （図３（Ａ），（Ｃ），（Ｅ））が出力され、
夫々移送ゲートＴＧ1 ，ＴＧ2 ，ＴＧ3 に供給される。
例えば移送ゲートパルスφＴＧ1 （図３（Ａ））の印加
期間は１フレーム期間（ＴF）においてラインの信号
読出し期間（ＴR ）以外の期間（ラインの蓄積時間）
であり、同様に、移送ゲートパルスφＴＧ2 （図３
（Ｃ））の期間は１フレーム期間（ＴF ）おいてライン
の信号読出し期間（ＴR ）以外の期間（ラインの蓄
積時間）であり、移送ゲートパルスφＴＧ3 （図３
（Ｅ））もこれに準じる。
タＤ2 に応じて移送ゲートパルスφＴＧ1 ，φＴＧ2 ，
φＴＧ3 （図３（Ａ），（Ｃ），（Ｅ））が出力され、
夫々移送ゲートＴＧ1 ，ＴＧ2 ，ＴＧ3 に供給される。
例えば移送ゲートパルスφＴＧ1 （図３（Ａ））の印加
期間は１フレーム期間（ＴF）においてラインの信号
読出し期間（ＴR ）以外の期間（ラインの蓄積時間）
であり、同様に、移送ゲートパルスφＴＧ2 （図３
（Ｃ））の期間は１フレーム期間（ＴF ）おいてライン
の信号読出し期間（ＴR ）以外の期間（ラインの蓄
積時間）であり、移送ゲートパルスφＴＧ3 （図３
（Ｅ））もこれに準じる。
【００１３】移送ゲートＴＧ1 ，ＴＧ2 ，ＴＧ3 に夫々
移送パルスφＴＧ1 ，φＴＧ2 ，φＴＧ3 が印加される
と、夫々フォトダイオード３12、フォトダイオード
３22、フォトダイオード３32の信号電荷が夫々蓄積ゲー
トＳＧ1 ，ＳＧ2 ，ＳＧ3 に蓄積される。続いて、垂直
走査用シフトレジスタ１からラインアドレス信号φ
Ｖ1 ，φＶ2 ，φＶ3 （図３（Ｂ），（Ｄ），（Ｆ））
が出力され、これにより、アドレススイッチ用ゲートＳ
Ｗ1 ，ＳＷ2 ，ＳＷ3 が順次オンされ、蓄積ゲートＳＧ
1 ，ＳＧ2 ，ＳＧ3 に蓄積されていた信号電荷がアドレ
ススイッチ用ゲートＳＷ 1 ，ＳＷ2 ，ＳＷ3 を介して水
平読出し回路２に供給され、各ライン毎に出力信号（図
３（Ｇ））として出力される。
移送パルスφＴＧ1 ，φＴＧ2 ，φＴＧ3 が印加される
と、夫々フォトダイオード３12、フォトダイオード
３22、フォトダイオード３32の信号電荷が夫々蓄積ゲー
トＳＧ1 ，ＳＧ2 ，ＳＧ3 に蓄積される。続いて、垂直
走査用シフトレジスタ１からラインアドレス信号φ
Ｖ1 ，φＶ2 ，φＶ3 （図３（Ｂ），（Ｄ），（Ｆ））
が出力され、これにより、アドレススイッチ用ゲートＳ
Ｗ1 ，ＳＷ2 ，ＳＷ3 が順次オンされ、蓄積ゲートＳＧ
1 ，ＳＧ2 ，ＳＧ3 に蓄積されていた信号電荷がアドレ
ススイッチ用ゲートＳＷ 1 ，ＳＷ2 ，ＳＷ3 を介して水
平読出し回路２に供給され、各ライン毎に出力信号（図
３（Ｇ））として出力される。
【００１４】この場合、本発明では蓄積制御用シフトレ
ジスタ１０を設けて各ラインの移送ゲートＴＧ1 〜ＴＧ
3 を個別に制御する構成としているため、あるラインに
おいて、信号電荷を読出している期間以外の大部分は信
号電荷蓄積を行なうことができる。即ち、１フレーム期
間において、信号読出し期間（ＴR ）以外は蓄積時間
（Ｔint ）とすることができる。従って、従来例に比し
てＳＮ比を高くとることができる。
ジスタ１０を設けて各ラインの移送ゲートＴＧ1 〜ＴＧ
3 を個別に制御する構成としているため、あるラインに
おいて、信号電荷を読出している期間以外の大部分は信
号電荷蓄積を行なうことができる。即ち、１フレーム期
間において、信号読出し期間（ＴR ）以外は蓄積時間
（Ｔint ）とすることができる。従って、従来例に比し
てＳＮ比を高くとることができる。
【００１５】又、蓄積制御用シフトレジスタ１０への入
力データＤ2 のパルス幅を任意に設定することにより、
各ラインの蓄積時間を同時に可変設定することができ
る。従って、入射光強度に応じて蓄積時間を任意に調整
でき、入射光強度に応じた鮮明な画像を得ることができ
る。つまり、本発明は、蓄積時間を十分長くとることが
でき、かつ、蓄積時間を任意に調整できるものである。
力データＤ2 のパルス幅を任意に設定することにより、
各ラインの蓄積時間を同時に可変設定することができ
る。従って、入射光強度に応じて蓄積時間を任意に調整
でき、入射光強度に応じた鮮明な画像を得ることができ
る。つまり、本発明は、蓄積時間を十分長くとることが
でき、かつ、蓄積時間を任意に調整できるものである。
【００１６】図４（Ａ）は本発明の第２実施例の要部の
構成図を示す。１１は蓄積制御用アドレスデコーダで、
図２に示す蓄積制御用シフトレジスタ１０の代りに用い
る。アドレスＡ0 ，Ａ1 に対する真理値は図４（Ｂ）に
示す如くであり、アドレスＡ 0 ，Ａ1 を制御することに
よって図３（Ａ），（Ｃ），（Ｅ）に示す移送ゲートパ
ルスφＴＧ1 〜φＴＧ3 を得ることができる。フォトダ
イオードをｎ画素×ｍラインとし、アドレス入力を
Ａ0 ，Ａ1 ，…，Ａk とすると、アドレス入力数ｋは、
２k −１＝ｍとなるように定める。動作及び効果は第１
実施例と同様であるので、その説明を省略する。
構成図を示す。１１は蓄積制御用アドレスデコーダで、
図２に示す蓄積制御用シフトレジスタ１０の代りに用い
る。アドレスＡ0 ，Ａ1 に対する真理値は図４（Ｂ）に
示す如くであり、アドレスＡ 0 ，Ａ1 を制御することに
よって図３（Ａ），（Ｃ），（Ｅ）に示す移送ゲートパ
ルスφＴＧ1 〜φＴＧ3 を得ることができる。フォトダ
イオードをｎ画素×ｍラインとし、アドレス入力を
Ａ0 ，Ａ1 ，…，Ａk とすると、アドレス入力数ｋは、
２k −１＝ｍとなるように定める。動作及び効果は第１
実施例と同様であるので、その説明を省略する。
【００１７】図５は本発明の第３実施例の要部の構成図
を示す。１２は蓄積制御用シフトレジスタ又はアドレス
デコーダで、図２に示す蓄積制御用シフトレジスタ１０
又は図４に示す蓄積制御用アドレスデコーダ１１と同じ
機能を有する。１３1 ，１３ 2 ，１３3 はパルス発生器
（例えば単安定マルチバイブレータ、又は、微分回路と
波形整形回路）で、シフトレジスタ又はアドレスデコー
ダ１２から出力された移送ゲートパルスφＴＧ1 〜φＴ
Ｇ3 の立下りタイミングを検出して図３（Ｂ），
（Ｄ），（Ｆ）に示すラインアドレス信号φＶ1 〜φＶ
3 に相当する長さのパルスを発生する。
を示す。１２は蓄積制御用シフトレジスタ又はアドレス
デコーダで、図２に示す蓄積制御用シフトレジスタ１０
又は図４に示す蓄積制御用アドレスデコーダ１１と同じ
機能を有する。１３1 ，１３ 2 ，１３3 はパルス発生器
（例えば単安定マルチバイブレータ、又は、微分回路と
波形整形回路）で、シフトレジスタ又はアドレスデコー
ダ１２から出力された移送ゲートパルスφＴＧ1 〜φＴ
Ｇ3 の立下りタイミングを検出して図３（Ｂ），
（Ｄ），（Ｆ）に示すラインアドレス信号φＶ1 〜φＶ
3 に相当する長さのパルスを発生する。
【００１８】このように構成すれば、図２に示す垂直走
査用シフトレジスタ１（従って、クロックＣＫ1 ，デー
タＤ1 の各ラインも）を省略でき、装置を小形化でき
る。その他の動作及び効果は第１実施例と同様であるの
で、その説明を省略する。
査用シフトレジスタ１（従って、クロックＣＫ1 ，デー
タＤ1 の各ラインも）を省略でき、装置を小形化でき
る。その他の動作及び効果は第１実施例と同様であるの
で、その説明を省略する。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、各ライン毎に個別に移
送ゲートパルスを出力する構成としたため、１フレーム
期間において、その大部分を信号蓄積時間にあてること
ができ、従って、従来例に比してＳＮ比を向上できる。
又、入射光強度に応じて移送ゲートパルス幅を調整でき
るので、入射光強度に応じた鮮明な画像を得ることがで
きる。
送ゲートパルスを出力する構成としたため、１フレーム
期間において、その大部分を信号蓄積時間にあてること
ができ、従って、従来例に比してＳＮ比を向上できる。
又、入射光強度に応じて移送ゲートパルス幅を調整でき
るので、入射光強度に応じた鮮明な画像を得ることがで
きる。
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】本発明の第１実施例の構成図である。
【図３】本発明の動作タイミングチャートである。
【図４】本発明の第２実施例の要部の構成図及びアドレ
スデコーダ真理値図である。
スデコーダ真理値図である。
【図５】本発明の第３実施例の要部の構成図である。
【図６】従来の一例の構成図である。
【図７】従来例の動作タイミングチャートである。
１ 垂直走査用シフトレジスタ ２ 水平読出し回路 ３11，３12，… フォトダイオード（光電変換素子） １０ 蓄積制御用シフトレジスタ １５ 移送ゲートパルス制御部 ＴＧ1 ，ＴＧ2 ，… 移送ゲート ＳＧ1 ，ＳＧ2 ，… 蓄積ゲート ＳＷ1 ，ＳＷ2 ，… アドレススイッチ用ゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04N 5/30 - 5/335
Claims (2)
- 【請求項１】 ｎ行×ｍ列（ライン）の光電変換素子
（３11，３12，…）の信号電荷を移送ゲートパルス（φ
ＴＧ）で各光電変換素子毎に設けられた蓄積ゲート（Ｓ
Ｇ）に蓄積し、該蓄積電荷をラインアドレス信号（φ
Ｖ）にて各ライン（列）毎に読出す構成の撮像装置にお
いて、上記移送ゲートパルスを上記ｍ列の各ライン毎に
個別に出力する（φＴＧ1 ，φＴＧ2 ，…）移送ゲート
パルス制御部（１５）を設け、１フレーム宛、あるライ
ンの信号読出し期間（ＴR ）以外の期間（Ｔint ）は上
記移送ゲートパルス（φＴＧ1 ）による信号蓄積を行う
構成としたことを特徴とする撮像装置。 - 【請求項２】 前記移送ゲートパルス制御部（１５）の
出力に、各ライン毎の前記移送ゲートパルス（φＴ
Ｇ1 ，φＴＧ2 ，…）のタイミングを検出して各ライン
毎に前記ラインアドレス信号（φＶ1 ，φＶ2 ，…）を
出力するパルス発生器（１３1 ，１３2 ，…）を設けた
構成としてなることを特徴とする請求項１の撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3051699A JP2804635B2 (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3051699A JP2804635B2 (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04286478A JPH04286478A (ja) | 1992-10-12 |
| JP2804635B2 true JP2804635B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=12894150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3051699A Expired - Lifetime JP2804635B2 (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2804635B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-15 JP JP3051699A patent/JP2804635B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04286478A (ja) | 1992-10-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980707 |