JP4227250B2 - 信号処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は信号処理装置に関し、特には、音声信号の処理に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、音声信号と画像信号を記録再生する装置としてカメラ一体型VTRが知られている。カメラ一体型VTRにおいては、本体に内蔵したマイクにより得られた音声を記録するが、遠く離れた被写体の音声は小さく記録され、近くにいる場合には大きく記録されるのが一般的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
この種のカメラ一体型VTRにおいては、撮影者の音声は常に大きな声で記録される。従って、遠く離れた被写体を撮影している場合、被写体と撮影者との音声の信号レベルが大きく異なってしまう。
【0004】
このように記録された音声信号を再生し、モニタする場合、遠く離れた被写体の音声を聞き取れるようモニタのボリュームを設定しているときに撮影者の音声が入ると、突然大きな音となってしまう。
【0005】
一般にカメラ一体型VTRの音声信号処理系にはALC(Automatic Level Control)回路が装備されており、これによりある程度大小の音声レベルを近づけることは可能であるが、レベルを近づけようとして感度を上げると周囲のノイズを拾いすぎる、あるいは不自然になるといった問題がある。
【0006】
本発明は前述の如き問題を解決することを目的とする。
【0007】
本発明の更に他の目的は、音声信号の不自然さをなくし、良好な音声を得る処にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
このような目的下において、本発明においては、前方の被写体を撮像する撮像手段と、前記被写体側に配置され第1の音声信号を取得する第1のマイクと、前記第1のマイクより後方に配置され第2の音声信号を取得する第2のマイクと、前記第1の音声信号のレベルの平均値を求める検出手段と、前記第1の音声信号のレベルが前記第2の音声信号のレベルよりも大きいか否かを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に応じて前記第1の音声信号のレベルを制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記判定手段により前記第2の音声信号のレベルが前記第1の音声信号のレベルよりも大きいと判定された場合に、前記第1の音声信号のレベルが前記第2の音声信号のレベルよりも大きいと判定されたときの前記第1の音声信号のレベルの平均値に近づくよう前記第1の音声信号のレベルを制御することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について詳細に説明する。本実施形態においては、本発明をカメラ一体型VTRに適用した場合について説明する。
【0010】
図1は本形態のVTRの構成を示す図である。
【0011】
まず、図1の装置の全体の動作について説明する。
【0012】
撮像部101により得られた画像信号は画像処理回路105に出力され、情報量の圧縮、符号化等の処理が施されて記録回路113に出力されるとともに、ファインダ107に出力される。ファインダ107は撮像部101により得られた画像信号に係る画像を表示する。
【0013】
また、マイク部103は後述の如く左右2つのマイクを有し、このマイク部103より得られた音声信号は音声処理回路109に出力される。また、111はサブマイクであり、マイク部103の2つのマイクに対して装置後方に配置され、主に撮影者の音声を拾って音声処理回路109に出力する。
【0014】
音声処理回路109はサブマイク111からの音声信号に基づいてマイク部103からの音声信号のレベルを制御するとともに、この音声信号を符号化して記録回路113に出力する。
【0015】
記録回路113は画像処理回路105からの画像信号と音声処理回路109からの音声信号とを記録フォーマットに従って多重して、テープ115に記録する。
【0016】
図2は本実施形態のVTRの外観を示す図である。
【0017】
図2のように、マイク部103の左右2つのマイクを装置前方に配置し、サブマイク111を後方に配置している。
【0018】
次に、音声処理回路109について説明する。音声処理回路109は図3のように入力処理部201と符号化部203からなり、入力処理部201はサブマイク111からの音声信号に基づいてマイク部103からの音声信号レベルを制御し、符号化部203に出力する。符号化部203は入力処理部201からの音声信号を符号化し、記録回路113に出力する。
【0019】
図4は入力処理部201の要部構成を示す図である。
【0020】
図4において、左右のステレオマイク103L、103RからのLチャンネル音声信号及びRチャンネル音声信号はそれぞれ、増幅回路303、301により増幅され、レベルコントロール回路307、309に出力されるとともに、加算器305に出力される。レベルコントロール回路307、309はそれぞれ、制御回路313からの制御信号に基づいて増幅回路301、303からのRチャンネル、Lチャンネルの音声信号レベルを制御し、符号化部203に出力する。
【0021】
また、サブマイク111からの音声信号は増幅回路311により増幅された後、制御回路313に出力される。制御回路313は加算器305からの出力信号及び、増幅回路311からの音声信号とに基づいてR、Lチャンネルの音声信号のレベルを制御する。
【0022】
次に、制御回路313の動作について説明する。
【0023】
図5は制御回路313の構成を示すブロック図であり、本形態ではマイク部103からの前方の音声信号のレベルと、サブマイク111からの後方の音声信号のレベルとを比較し、この比較結果に基づいてマイク部103からの音声信号のレベルを制御するものである。
【0024】
図5において、加算器305からの音声信号は特定の帯域を抽出するバンドパスフィルタ401及び、スイッチ413に出力され、BPF401によりフィルタ処理された後、検波回路403に出力される。検波回路403はBPF401からの音声信号のアベレージまたはピークレベルを検出し、レベル比較回路409に出力する。
【0025】
一方、増幅回路311からの後方音声信号はBPF405によりフィルタ処理された後、検波回路407に出力される。検波回路407は検波回路493と同様にBPF405からの音声信号レベルを検出し、レベル比較回路409に出力する。
【0026】
レベル比較回路409は検波回路403及び407により検出された音声信号レベルを比較し、検波回路403からの音声信号、即ち、前方の音声信号レベルの方が大きい場合にローレベルとなり、検波回路407からの音声信号、即ち、後方の音声信号レベルの方が大きい場合にハイレベルとなる2値信号を発生し、コントロールレベル設定回路411及びスイッチ413に出力する。
【0027】
スイッチ413はレベル比較回路409からの出力がローレベルの期間、即ち、前方の音声信号レベルの方が後方の音声信号レベルよりも高い場合に加算器305からの音声信号をアベレージ回路415に出力する。アベレージ回路415はスイッチ413を介して入力される音声信号の所定期間の平均レベルを求める。
【0028】
また、コントロールレベル設定回路411は、レベル比較回路409からの出力がハイレベルの場合、即ち、後方の音声信号レベルの方が前方の音声信号レベルよりも大きい場合には、アベレージ回路415からの平均信号レベルに基づいて、マイク部103からの前方の音声信号レベルを制御するための制御信号の設定値を決定し、図3のレベルコントロール回路307、309に出力する。
【0029】
図6は、本形態のVTRにおいて、前方からの音声が支配的であった場合と、後方からの音声が支配的であった場合の前方、後方のそれぞれの音声信号レベルを示す図である。図中ではマイク103からの前方の音声信号をFRONTで示し、サブマイク111からの後方の音声信号をREARとしている。
【0030】
本形態では、図6(b)のようにREARの音声信号レベルがFRONTの音声信号レベルよりも高くなった場合には、後方、即ち撮影者の音声であると判断し、アベレージ回路415により得られたFRONT信号の平均レベルに近くなるようにレベル制御信号を発生する。
【0031】
また、図6(a)のようにFRONTの音声信号レベルの方がREARの音声信号レベルよりも高くなった場合には、検波回路403の出力に基づき、マイク103からの音声信号が所定のレベルになるよう制御信号を発生する。
【0032】
図7は本形態のレベル制御の動作を説明する図である。
【0033】
図7(a)のように、遠くの被写体を撮影している期間701においては被写体からの音声信号レベルが低くなっており、このような状態で撮影者から音声が発せられると、703のように突然高レベルの音声信号がマイク103より入力される。従って、このまま記録するとこの期間においては音声信号レベルが大きく変動してしまう。
【0034】
これに対し、本形態では、図7(b)に示したように、期間709のように被写体からの音声信号レベルが低いときに、期間711において撮影者からの高レベルの音声信号が入力された場合であっても、期間709におけるFRONT音声信号レベルの平均値に基づいて、この平均レベルに近くなるようマイク103からの音声信号レベルを制御するための制御信号を発生するものである。
【0035】
また、期間713のように被写体からの音声信号レベルが高くなり、サブマイク111からのREAR音声信号レベルよりも高くなった場合には、マイク103からの音声信号レベルが所定のレベルになるよう制御信号を発生するとともに、再びマイク103からのFRONT音声信号の平均レベルを検出する。
【0036】
ただし、本形態では、検波回路403によりマイク103からの音声信号の無音期間を検出した場合、コントロールレベル設定回路411はREARの音声信号が入力された場合であっても無音にするのではなく、所定のレベルになるよう制御信号を発生する。
【0037】
このように、本形態では、前方のマイクからの音声信号レベルと後方のサブマイクからの音声信号レベルとを比較し、後方の音声信号レベルの方が高い場合には直前の期間における前方の音声信号の平均レベルに近づくよう音声信号レベルを制御するため、被写体が遠方にあり、被写体からの音声が小さいときに、突然撮影者の音声が大きなレベルで記録されるのを防止することができ、良好な音声信号を記録することが可能となる。
【0038】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
【0039】
前述の実施形態では、マイク103からのFRONT音声信号のレベルとサブマイク111からのREAR音声信号のレベルとを比較した比較結果に基づいてコントロールレベルの制御信号を発生していたが、本形態では、これらFRONT音声信号とREAR音声信号との位相差に基づいてコントロールレベルの制御信号を発生するものである。
【0040】
図8は図4の制御回路313の他の構成例を示す図である。図5と同様の構成については同一番号を付して説明する。
【0041】
図8において、加算器305からのFRONTの音声信号はBPF401を介して検波回路403及び位相比較回路417に供給される。また、増幅回路311からのREARの音声信号はBPF405を介して位相比較回路417に出力される。
【0042】
位相比較回路417はこれらFRONT音声信号とREAR音声信号の位相を比較し、FRONTの音声信号の位相がREARの音声信号の位相に対して所定期間以上遅れた場合にハイレベルの信号を出力し、それ以外の場合にはローレベルの信号を出力する。
【0043】
コントロールレベル設定回路411は、位相比較回路417よりハイレベルの信号が出力されている場合にはアベレージ回路415により得られたFRONTの音声信号レベルの平均値に基づき、マイク103からの音声信号レベルが直前の所定期間におけるFRONTの音声信号の平均レベルに近いレベルとなるよう制御信号を発生する。
【0044】
図9は、本形態のVTRにおいて、前方からの音声が支配的であった場合と、後方からの音声が支配的であった場合の前方、後方のそれぞれの音声信号レベルを示す図である。図9では、本形態では、マイクの配置が離れている関係でFRONTの音声信号とREARの音声信号に位相差が生じる。
【0045】
図9(a)は前方からの音声が支配的であった場合で、REARの音声信号の位相が遅れている。また、図9(b)は後方からの音声が支配的であった場合で、FRONTの音声信号の位相が遅れている。
【0046】
本形態では、図9(b)のようにFRONTの音声信号の位相がREARの音声信号の位相に対して所定期間以上遅れた場合には、後方、即ち撮影者の音声であると判断し、アベレージ回路415により得られたFRONT信号の平均レベルに近くなるようにレベル制御信号を発生する。
【0047】
また、図6(a)のようにREARの音声信号の位相がFRONTの音声信号の位相よりも遅れている、あるいは、FRONTの音声信号の位相遅れが所定期間未満である場合には、検波回路403の出力に基づき、マイク103からの音声信号が所定のレベルになるよう制御信号を発生する。
【0048】
このように、本形態においては、前方のマイクからの音声信号の位相と後方のサブマイクからの音声信号の位相とを比較し、前方の音声信号の位相が後方の音声信号の位相に対して所定期間以上遅れた場合には直前の所定期間における前方の音声信号の平均レベルに近づくよう音声信号レベルを制御するため、被写体が遠方にあり、被写体からの音声が小さいときに、突然撮影者の音声が大きなレベルで記録されるのを防止することができ、良好な音声信号を記録することが可能となる。
【0049】
次に、本発明の更に他の実施形態について説明する。本形態においても、図4と同様本発明を図1のVTRの入力処理部に適用した場合について説明する。図10は本形態の構成を示す図であり、図4と同様のものには同一番号を付して説明する。
【0050】
図10では、サブマイク111からの音声信号を増幅する増幅回路311の出力を乗算器315に出力する。また、制御回路313は図5あるいは図8の構成を持ち、制御回路313のコントロールレベル設定回路411は前述のように、FRONT音声信号とREAR音声信号とのレベル差、あるいは、位相差に基づき、後方の音声信号の方が支配的である場合にはFRONT音声信号の平均レベルに従い乗算器315の係数を決定し出力する。
【0051】
乗算器315は増幅回路311からの音声信号に対して制御回路313からの係数を乗算し、ディレイ回路317及び319に出力する。ディレイ回路317と319はそれぞれ乗算器315の出力を所定期間遅延した後、減算器321及び323に出力する。減算器321及び323はそれぞれ、マイク103L、マイク103Rにより得られたFRONT音声信号からディレイ回路317、319の出力を減算し、符号化部203に出力する。このように構成することで、後方からの音声信号の方が支配的である場合には、その直前の前方からの音声信号レベルに応じて抑圧することができる。
【0052】
なお、前述の実施形態では、サブマイク111を音声信号レベルの制御用に飲み用いたが、これをナレーションマイクとして用い、増幅器311の出力を増幅器301と303の出力に加算してもよい。
【0053】
また、図5の回路と図8の回路の構成を組み合わせて用いてもよい。
【0054】
次に、本発明の更に他の実施形態について説明する。
【0055】
前述の各実施形態では、マイク103の後方に設けられたサブマイク111からの音声信号を利用して音声信号レベルを制御していたが、本形態では、マイク103からの音声信号のみを利用して音声信号レベルを制御するものである。
【0056】
図11は本形態におけるVTRの音声信号の入力処理部の構成を示す図であり、図4と同様の構成には同一番号を付して説明する。
【0057】
図2に示した如きカメラ一体型VTRでは、撮影者は右目、あるいは左目の一方でファインダを覗いている。また、ファインダとは別に液晶ディスプレイパネルを備えているものもあるが、この場合には装置の左側に設けられている場合が多い。
【0058】
従って、撮影者が発声する位置はマイク103Rと103Lの中間の真後ろということはほとんどなく、多くは本体の左側で発声し、まれに右側で発声する。
【0059】
制御回路325はマイク103Rからの音声信号とマイク103Lからの音声信号に基づき、左後方あるいは右後方からの信号であると判断した場合、直前までの前方からの音声信号の平均レベルに応じたレベルになるようレベルコントロール回路307、309の制御信号を出力する。
【0060】
図12は制御回路325の構成を示す図である。
【0061】
図12において、501、503はそれぞれ、増幅回路301、303からの音声信号(Rch、Lch)を複数の所定の周波数成分に分割する周波数分割回路、505はRchとLchの各周波数成分のスペクトラム比較と位相比較とを行うスペクトラム&位相比較回路、507はコントロールレベル設定回路、509は加算器、511は加算器509の出力をアベレージ回路513に出力するスイッチ、512は加算器509の出力信号の所定期間の平均レベルを求めるアベレージ回路である。
【0062】
このような構成において、撮影者が左後方から発声した場合、図2からもわかるように、Rchの信号がLchの信号よりも遅れる。左後方はRchのマイク103Rからは死角となり、図13に示す様に低域と高域の指向性の関係から高域ほどレベルに差が現れる。
【0063】
これらの位相差及びレベルの差をスペクトラム&位相比較回路505において検出し、マイク103より入力された音声信号が左後方のものかを判断する。スペクトラム&位相比較回路505は左後方からの音声信号であると判断した場合、ハイレベルの信号を発生し、コントロールレベル設定回路507及びスイッチ511に出力する。また、それ以外の場合にはローレベルの信号を出力する。
【0064】
コントロールレベル設定回路507はハイレベルの信号が入力されると、アベレージ回路513からの平均レベルに基づいて、直前の入力音声信号レベルと同様のレベルになるようレベルコントロール回路307、309の制御信号を発生する。スイッチ511はスペクトラム&位相比較回路505からハイレベルの信号が出力されている間は開放し、ローレベルの信号が出力されている場合には接続して加算器509からの音声信号をアベレージ回路513に出力する。アベレージ回路513は所定期間の加算器509の出力信号の平均レベルを求める。
【0065】
この結果、図7(b)に示したように、撮影者が発声した場合には左後方からの音声であると判断し、直前の前方の音声信号レベルに合わせて撮影者の音声信号レベルを抑圧することができる。
【0066】
このように、本形態では、前方の2つのマイクの出力音声信号のみを用いて撮影者の音声を判別し、入力音声信号のレベルを制御することが可能となる。
【0067】
前述の各実施形態では、音声信号をアナログ形態で処理したが、デジタル信号に変換した後に処理を行うことも可能である。
【0068】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、音声の不自然さを解消し、良好な音声信号を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるVTRの構成を示す図である。
【図2】本発明が適用されるVTRの外観の様子を示す図である。
【図3】図1の音声処理回路の構成を示す図である。
【図4】図3の入力処理部の要部の構成を示す図である。
【図5】図4の制御回路の構成を示す図である。
【図6】図4の回路の動作を説明するための図である。
【図7】図4の回路の動作を説明するための図である。
【図8】図4の制御回路の他の構成を示す図である。
【図9】図8の回路の動作を説明するための図である。
【図10】図3の入力処理部の他の構成を示す図である。
【図11】図3の入力処理部の他の構成を示す図である。
【図12】図11の制御回路の構成を示す図である。
【図13】図11の回路の動作を説明するための図である。
Claims (6)
- 前方の被写体を撮像する撮像手段と、
前記被写体側に配置され第1の音声信号を取得する第1のマイクと、
前記第1のマイクより後方に配置され第2の音声信号を取得する第2のマイクと、
前記第1の音声信号のレベルの平均値を求める検出手段と、
前記第1の音声信号のレベルが前記第2の音声信号のレベルよりも大きいか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に応じて前記第1の音声信号のレベルを制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記判定手段により前記第2の音声信号のレベルが前記第1の音声信号のレベルよりも大きいと判定された場合に、前記第1の音声信号のレベルが前記第2の音声信号のレベルよりも大きいと判定されたときの前記第1の音声信号のレベルの平均値に近づくよう前記第1の音声信号のレベルを制御することを特徴とする信号処理装置。 - 前方の被写体を撮像する撮像手段と、
前記被写体側に配置され第1の音声信号を取得する第1のマイクと、
前記第1のマイクより後方に配置され第2の音声信号を取得する第2のマイクと、
前記第1の音声信号のレベルの平均値を求める検出手段と、
前記第1の音声信号が前記第2の音声信号よりも所定期間以上遅れているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に応じて前記第1の音声信号のレベルを制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記判定手段により前記第1の音声信号が前記第2の音声信号よりも所定量以上遅れていると判定された場合に、前記第1の音声信号が前記第2の音声信号よりも所定時間以上遅れていないと判定されたときの前記第1の音声信号のレベルの平均値に近づくよう前記第1の音声信号のレベルを制御することを特徴とする信号処理装置。 - 前記第1の音声信号は右チャンネルの音声信号と左チャンネルの音声信号を有するステレオ音声信号であることを特徴とする請求項1または2記載の信号処理装置。
- 前記制御手段によりレベル制御された第1の音声信号を記録する記録手段を備えたことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の信号処理装置。
- 前記記録手段は前記第1の音声信号を符号化する符号化手段を有することを特徴とする請求項4記載の信号処理装置。
- 前記撮像手段により得られた画像信号と前記第1の音声信号とを記録媒体に記録する記録手段とを備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の信号処理装置。
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