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技術 デジタル放送再送信システム

出願人 マスプロ電工株式会社
発明者 大原久典
出願日 2005年9月6日 (15年3ヶ月経過) 出願番号 2005-257841
公開日 2007年3月22日 (13年9ヶ月経過) 公開番号 2007-074223
状態 拒絶査定
技術分野 TV方式の細部 CATV、双方向TV等 双方向TV,動画像配信等 放送分配方式 無線中継システム 光通信システム
主要キーワード 各放送電波 再送信電波 無指向特性 ループ発振 周波数テーブル ギャップフィラー O変換器 空間伝搬
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2007年3月22日)のものです。
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図面 (3)

課題

放送局からの放送電波直接受信することのできない地域に、その放送電波を再送信するシステムにおいて、複数の送信アンテナを介して放送電波を広範囲に再送信することができ、その放送電波を放送局からのものと同一周波数に設定できるようにする。

解決手段

放送電波を再送信する2つの送信アンテナ20、30に対して、受信アンテナ10からの受信信号光ファイバ22、32を介して伝送することで、伝送経路ループ発振等を発生させることなく、受信信号を広範囲に伝送できるようにする。また、受信信号を伝送する光ファイバ22、32の長さLa、Lbを調整して、各送信アンテナ20、30からの放送電波が共に適正レベルで届く電波干渉領域C内での各放送電波遅延時間差許容範囲内に抑えることで、電波干渉領域Cにて、各送信アンテナ20、30からの放送電波の干渉の影響を受けることなく、放送番組復元できるようにする。

概要

背景

従来より、放送局からの放送電波直接受信することができない地域内にて、その放送電波を再送信するシステムとして、放送局からの放送電波を受信可能な場所に受信アンテナを設置し、その受信アンテナからの受信信号増幅器増幅しつつ、その地域内に配線された同軸ケーブルを介してその地域内各部に伝送するようにし、しかも、その同軸ケーブルの途中に分岐器等を介して送信アンテナを接続することにより、その送信アンテナから放送電波を再送信するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1等参照)。
特開2004−48141号公報

概要

放送局からの放送電波を直接受信することのできない地域に、その放送電波を再送信するシステムにおいて、複数の送信アンテナを介して放送電波を広範囲に再送信することができ、その放送電波を放送局からのものと同一周波数に設定できるようにする。 放送電波を再送信する2つの送信アンテナ20、30に対して、受信アンテナ10からの受信信号を光ファイバ22、32を介して伝送することで、伝送経路ループ発振等を発生させることなく、受信信号を広範囲に伝送できるようにする。また、受信信号を伝送する光ファイバ22、32の長さLa、Lbを調整して、各送信アンテナ20、30からの放送電波が共に適正レベルで届く電波干渉領域C内での各放送電波遅延時間差許容範囲内に抑えることで、電波干渉領域Cにて、各送信アンテナ20、30からの放送電波の干渉の影響を受けることなく、放送番組復元できるようにする。

目的

といった対策が必要になり、このような対策では、受信端末側に設置する機器を含め、再送信システム全体のコストアップを招くことになってしまうのである。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、放送局から送信されたデジタル放送の放送電波を直接受信することのできない地域内にて、その放送電波を再送信するシステムにおいて、再送信の対象となる地域が広い場合であっても、複数の送信アンテナを利用して地域全域に放送電波を再送信することができ、しかも、各送信アンテナから再送信する放送電波の周波数を放送局から受信端末に対して送信される放送電波と同じ周波数に設定できるようにすることを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

放送局から送信されたデジタル放送放送電波を受信する受信アンテナと、前記放送電波を直接受信することのできない地域内に設置され、当該地域内にて、前記受信アンテナからの受信信号に基づき前記デジタル放送の放送電波を再送信する送信アンテナと、前記受信アンテナからの受信信号を前記送信アンテナまで伝送する伝送手段と、を備えたデジタル放送再送信システムであって、前記送信アンテナとして、前記地域内に分散して配置された複数の送信アンテナを備え、前記伝送手段は、前記受信アンテナからの受信信号を光信号に変換するE/O変換器と、該E/O変換器からの光信号を前記各送信アンテナ毎に分配する分配器と、該分配器にて分配された複数の光信号を、前記各送信アンテナまで伝送する複数の光ファイバと、該複数の光ファイバを介して前記各送信アンテナまで伝送された光信号を電気信号に変換して前記各送信アンテナに入力する複数のO/E変換器と、を備え、しかも、少なくとも2つ以上の送信アンテナから再送信された複数の放送電波が前記デジタル放送を受信可能な信号レベルとなって届く電波干渉領域内では、該各放送電波遅延時間差が予め設定された許容範囲内となるように、前記受信アンテナから前記各送信アンテナに至る受信信号の遅延時間を設定してなることを特徴とするデジタル放送再送信システム。

請求項2

前記伝送手段において、前記受信アンテナから前記各送信アンテナに至る受信信号の遅延時間は、前記分配器から前記各送信アンテナ側のO/E変換器に至る光ファイバの長さを調整することにより設定されていることを特徴とする請求項1に記載のデジタル放送再送信システム。

技術分野

0001

本発明は、放送局からの放送電波を受信し、その受信信号を、放送局からの放送電波を直接受信することのできない地域内にて再送信するデジタル放送再送信システムに関する。

背景技術

0002

従来より、放送局からの放送電波を直接受信することができない地域内にて、その放送電波を再送信するシステムとして、放送局からの放送電波を受信可能な場所に受信アンテナを設置し、その受信アンテナからの受信信号を増幅器増幅しつつ、その地域内に配線された同軸ケーブルを介してその地域内各部に伝送するようにし、しかも、その同軸ケーブルの途中に分岐器等を介して送信アンテナを接続することにより、その送信アンテナから放送電波を再送信するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1等参照)。
特開2004−48141号公報

発明が解決しようとする課題

0003

上記提案のシステムによれば、放送局からの放送電波を直接受信することのできない地域であっても、その地域内に設置された送信アンテナから再送信される放送電波を受信することにより、所望の放送番組視聴できるようになるが、受信信号の伝送には同軸ケーブルが使用されることから、その伝送経路を長くすることはできず、対象となる地域が広範囲にわたる場合には採用することができないという問題があった。

0004

つまり、上記システムのように、受信信号の伝送経路に同軸ケーブルを用いた場合、その伝送経路では、受信信号が減衰し、また、その減衰を補うために増幅器を設けても、増幅器の増幅動作によって受信信号が劣化することから、上記システムにおいて伝送経路を長くするには限界があり、対象となる地域が広くなると、放送電波として再送信可能な品質を確保したまま受信信号を末端まで伝送することができなくなってしまうのである。

0005

一方、こうした問題を解決するためには、例えば、受信アンテナから初段の送信アンテナには、同軸ケーブルにて受信信号を伝送するようにし、2段目以降の送信アンテナには、前段の送信アンテナからの送信電波を受信する受信アンテナを接続することで、初段の送信アンテナから最終段の送信アンテナまでは受信信号を無線にて伝送するようにすればよい。

0006

しかし、このようにすると、受信信号の伝送可能範囲を広くして、再送信の対象となる地域が広くなっても放送電波を問題なく再送信することはできるものの、2段目以降の送信アンテナに接続される中継用の受信アンテナには、その送信アンテナからの送信電波が回り込み、所謂ループ発振が発生することから、電波障害地域内で各送信アンテナから再送信する放送電波の周波数送信アンテナ毎に変更する等の対策が必要となる。

0007

そして、このようにループ発振を抑えるために、各送信アンテナから再送信する放送電波の周波数を放送局からの放送電波とは異なる周波数に設定すると、その放送電波が所謂アナログ放送のものであれば、受信端末側では選局チャンネルを変更するだけで放送番組を視聴することができるようになるものの、放送電波がチャンネル番組等の各種情報が付与されたデジタル放送の場合には、放送信号を単に周波数変換しただけでは、その付加情報が放送電波の周波数(換言すれば放送チャンネル)と対応しなくなることから、別途対策が必要になり、システム全体のコストアップを招いてしまう。

0008

つまり、デジタル放送の場合、放送信号を単に周波数変換して再送信したのでは、受信端末側でその放送番組を復調することができなくなることから、
1)受信端末側に、受信信号の周波数を元の周波数に戻すための周波数変換器を設ける。

0009

2)受信信号を再送信する際に、放送信号内のNIT(Netowork Information Table)情報(具体的には変調周波数のデータ)を書き替える。
3)受信端末側に、実際の受信周波数NIT情報内の変調周波数とが一致しない場合に、NIT情報の変調周波数データを無視して、実際の受信周波数と復調して得られたNIT情報の番組情報とを関連づける受信可能周波数テーブルを作成する機能を備えた所謂周波数変換パススルー対応型受信装置を設置する。

0010

といった対策が必要になり、このような対策では、受信端末側に設置する機器を含め、再送信システム全体のコストアップを招くことになってしまうのである。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、放送局から送信されたデジタル放送の放送電波を直接受信することのできない地域内にて、その放送電波を再送信するシステムにおいて、再送信の対象となる地域が広い場合であっても、複数の送信アンテナを利用して地域全域に放送電波を再送信することができ、しかも、各送信アンテナから再送信する放送電波の周波数を放送局から受信端末に対して送信される放送電波と同じ周波数に設定できるようにすることを目的とする。

課題を解決するための手段

0011

かかる目的を達成するためになされた請求項1に記載の発明は、放送局から送信されたデジタル放送の放送電波を受信する受信アンテナと、前記放送電波を直接受信することのできない地域内に設置され、当該地域内にて、前記受信アンテナからの受信信号に基づき前記デジタル放送の放送電波を再送信する送信アンテナと、前記受信アンテナからの受信信号を前記送信アンテナまで伝送する伝送手段とを備えたデジタル放送再送信システムであって、前記送信アンテナとして、前記地域内に分散して配置された複数の送信アンテナを備え、前記伝送手段は、前記受信アンテナからの受信信号を光信号に変換するE/O変換器と、該E/O変換器からの光信号を前記各送信アンテナ毎に分配する分配器と、該分配器にて分配された複数の光信号を、前記各送信アンテナまで伝送する複数の光ファイバと、該複数の光ファイバを介して前記各送信アンテナまで伝送された光信号を電気信号に変換して前記各送信アンテナに入力する複数のO/E変換器とを備え、しかも、少なくとも2つ以上の送信アンテナから再送信された複数の放送電波が前記デジタル放送を受信可能な信号レベルとなって届く電波干渉領域内では、該各放送電波遅延時間差が予め設定された許容範囲内となるように、前記受信アンテナから前記各送信アンテナに至る受信信号の遅延時間を設定してなることを特徴とする。

0012

このように、本発明のデジタル放送再送信システムにおいては、放送電波を再送信すべき地域内に複数の送信アンテナを分散して配置し、受信アンテナから各送信アンテナには、受信信号を光ファイバを介して伝送するようにしている。このため、その伝送経路で生じる受信信号の減衰及び品質低下を抑え、伝送経路が長くなっても、各送信アンテナには受信信号を良好に伝送することができる。このため、放送電波を再送信すべき地域が広範囲にわたっていたり、或いは、広範囲に分散していたとしても、複数の送信アンテナを介して、その地域全域に放送電波を再送信することができる。

0013

また、各送信アンテナには、光ファイバを介して受信信号を伝送することから、各送信アンテナから送信した放送電波の回り込みによるループ発振が発生することはなく、そのループ発振防止のために、各送信アンテナから送信する放送電波の周波数を元の周波数から変更する必要はない。

0014

よって、本発明によれば、各送信アンテナから送信する放送電波の周波数を、放送局から受信端末に対して送信される放送電波と同じ周波数に設定することができるようになり、各送信アンテナからの放送電波を受信する受信端末側では、その放送電波に含まれる付加情報に基づく各種機能(電子番組表に基づく自動録画機能等)をそのまま利用することが可能となる。

0015

また、本発明のように、受信アンテナからの受信信号を光ファイバを介して送信アンテナまで伝送するようにした場合、送信アンテナには、受信信号が光ファイバを通過する際に生じる遅延時間だけ、受信信号が遅延されて伝送されることになるが、本発明では、その遅延時間を、2つ以上の送信アンテナからの放送電波がデジタル放送を受信可能な信号レベルとなって届く電波干渉領域内にて、これら各放送電波の遅延時間差が予め設定された許容範囲内となるように設定していることから、電波干渉領域内でデジタル放送を受信(換言すれば放送番組を視聴)できなくなるのを防止できる。

0016

つまり、本発明では、放送電波を再送信すべき地域内に送信アンテナを分散して配置していることから、その地域内には、2つ(或いはそれ以上)の送信アンテナから送信された放送電波がデジタル放送を受信可能な信号レベルとなって届き、各再送信電波が互いに干渉し合う電波干渉領域が生じることになる。

0017

しかし、デジタル放送では、反射波によるマルチパス干渉等によって受信端末側で放送番組を視聴できなくなるのを防止できるように、放送電波の変調方式を設定していることから(例えば、地上波デジタル放送ではOFDM)、2つ(或いはそれ以上)の送信アンテナから送信された放送電波が互いに干渉し合う電波干渉領域が発生しても、その領域内で、各放送電波の遅延時間の差が許容範囲内であれば、受信端末にて所望の放送番組を問題なく復元できる。

0018

そこで、本発明では、受信アンテナから各送信アンテナに至る受信信号の遅延時間を調整することにより、電波干渉領域に届く複数の放送電波の遅延時間の差を、受信端末側で放送番組を復元し得る許容範囲内に抑え、放送電波を再送信すべき地域内では、所望の放送番組を確実に視聴できるようにしているのである。

0019

なお、受信アンテナから各送信アンテナに届くまでの受信信号の遅延時間を上記のように設定するには、各送信アンテナへの受信信号の伝送系に、受信信号を遅延させる遅延回路を設けて、その遅延回路による遅延時間を調整するようにしてもよいが、このようにすると、システム構成が複雑になるだけでなく、遅延時間の調整作業が必要となるため、より好ましくは、請求項2に記載の如く、伝送手段において、受信アンテナから各送信アンテナに至る受信信号の遅延時間は、分配器から前記各送信アンテナ側のO/E変換器に至る光ファイバの長さを調整することにより、設定するようにすればよい。

0020

つまり、このように、受信アンテナから送信アンテナへの受信信号の伝送経路を形成している光ファイバの長さを調整することによって、複数の送信アンテナから電波干渉領域に届く複数の放送電波の遅延時間の差を許容範囲内に抑えるようにすれば、各送信アンテナへの受信信号の伝送系に遅延回路を設ける必要はないため、極めて簡単な構成で本発明を実現できることになる。

発明を実施するための最良の形態

0021

以下に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図1は、本発明が適用された再送信システムの全体構成を表すシステム構成図である。
本実施形態のデジタル放送再送信システムは、テレビ放送局からUHF帯で配信される地上波デジタル放送の放送電波が、地形或いは建造物により遮断され、その放送電波を直接受信することのできない地域に構築され、その地域内に放送電波を再送信するためのものである。

0022

このため、本実施形態の再送信システムには、地上波デジタル放送を行うテレビ放送局から送信されたUHF帯の放送電波(地上波デジタル放送の放送電波)を受信可能な場所に設置され、その放送電波を受信する受信アンテナ10と、再送信対象となる地域を2つに分割した領域A、B毎に設置され、その領域A、B内に、地上波デジタル放送受信用の受信端末にて地上波デジタル放送を受信・復調し得る適正レベルで放送電波を再送信するための2つの送信アンテナ20、30とが備えられている。

0023

また、本実施形態のデジタル放送再送信システムには、受信アンテナ10から各送信アンテナ20、30へ受信信号を伝送する伝送手段として、受信アンテナ10からの受信信号を光信号に変換するE/O変換器12と、このE/O変換器12からの光信号を各送信アンテナ20、30用に2分配する分配器14と、この分配器14にて分配された光信号を各送信アンテナ20、30まで伝送する光ファイバ22、32と、これら各光ファイバ22、32を介して各送信アンテナ20、30まで伝送されてきた光信号を電気信号に変換して各送信アンテナ20、30に入力するO/E変換器24、34とが備えられている。

0024

そして、本実施形態では、送信アンテナ20、30には、同一仕様で特性(利得、指向性等)が同じものが使用されており、O/E変換器24、34は、光信号を同一信号レベルの電気信号に変換して各送信アンテナ20、30に出力することで、各送信アンテナ20、30から略同一レベルの放送電波を送信させるように構成されている。

0025

また、送信アンテナ30は、送信アンテナ20よりも、受信アンテナ10から遠く離れた位置に設置されるが、本実施形態では、各送信アンテナ20、30からは、時間差を生じることなく同時に同一の放送電波が送信されるように、分配器14から各O/E変換器24、34に至る光ファイバ22、32の長さLa、Lbが、略同一の長さに設定されている。

0026

このように、本実施形態のデジタル放送再送信システムによれば、受信アンテナ10からの受信信号をE/O変換器12にて光信号に変換し、更にその光信号を分配器14にて2分配することにより、放送電波を再送信すべき地域内に配置した2つの送信アンテナ20、30に対して、受信信号を光ファイバ22、32を介して伝送するようにされている。

0027

このため、本実施形態によれば、受信アンテナ10から各送信アンテナ20、30に至る受信信号の伝送経路で生じる受信信号の減衰及び品質低下を抑えることができ、放送電波を再送信すべき地域が広く、その伝送経路(換言すれば、光ファイバ22、32)が長くなっても、各送信アンテナ20、30には、受信信号を良好に伝送することができる。

0028

また、各送信アンテナ20、30には、光ファイバ22、32を介して受信信号を伝送することから、各送信アンテナ20、30から送信した放送電波の回り込みによるループ発振が発生することはなく、そのループ発振防止のために、各送信アンテナ20、30から送信する放送電波の周波数を元の周波数から変更する必要はない。

0029

よって、本実施形態によれば、各送信アンテナ20、30から送信する放送電波の周波数を、放送局から送信される放送電波と同じ周波数に設定することができるようになり、各送信アンテナ20、30からの放送電波を受信する受信端末側では、その放送電波に含まれる付加情報に基づく各種機能(電子番組表に基づく自動録画機能等)をそのまま利用することが可能となる。

0030

また、本実施形態では、分配器14から各O/E変換器24、34に至る光ファイバ22、32の長さLa、Lbを略同一にしていることから、受信アンテナ10から各送信アンテナ20、30に伝送される受信信号の遅延時間を一致させて、各送信アンテナ20、30から送信される放送電波に生じる時間差を充分小さくすることができる。

0031

このため、各送信アンテナ20、30から送信された放送電波が共に適正レベルとなり、各放送電波が互いに干渉し合う電波干渉領域Cが存在したとしても、その電波干渉領域C内では、各送信アンテナ20、30からの放送電波の干渉の影響を受けることなく、これら各放送電波から放送番組を問題なく復元することが可能となる。

0032

つまり、地上波デジタル放送の場合、放送信号をOFDM(直交周波数分割多重)方式にて変調し、しかも、本来の放送電波よりも遅れ到着する放送電波によるマルチパス干渉等による妨害を抑えるために、ガードインターバル(所謂GI)を設定していることから、電波干渉領域C内にて生じる各送信アンテナ20、30からの放送電波の時間差が、このガード・インターバルを越えると、受信端末側で所望の放送番組を復元できなくなる。

0033

そして、一般的な光ファイバにおいて、1km当たりの遅延時間は、約4.9μs.であることから、例えば、ガード・インターバルが31.5μsの場合(MODE1の放送)には、電波干渉領域C内で各送信アンテナ20、30からの距離が同一の地点では、光ファイバ22、32の長さLa、Lbの差が約6.4km(=31.5/4.9)を越えると、各送信アンテナ20、30からの放送電波の干渉によって、放送番組を復元することができなくなり、更に、電波干渉領域C内で各送信アンテナ20、30からの距離が異なる地点では、放送電波の空間伝搬による遅延時間の差により、光ファイバ22、32の長さLa、Lbの差が6.4kmよりも短くても放送番組を復元することができなくなる。

0034

なお、同様に、電波干渉領域C内で各送信アンテナ20、30からの距離が同一の地点では、ガード・インターバルが63μs.の場合(MODE2の放送)には、光ファイバ22、32の長さLa、Lbの差が約12.9kmを越えると放送番組を復元することができなり、ガード・インターバルが126μs.の場合(MODE3の放送)には、光ファイバ22、32の長さLa、Lbの差が約25.7kmを越えると放送番組を復元することができなる。

0035

しかし、本実施形態では、各送信アンテナ20、30から送信される放送電波の時間差が充分小さく(略に)なるように、光ファイバ22、32の長さLa、Lbを調整していることから、電波干渉領域C内にて生じる各送信アンテナ20、30からの放送電波の時間差が、許容範囲となるガード・インターバルを越えるようなことはなく、電波干渉領域C内に設置された受信端末で放送番組を復元できなくなるのを防止することができるようになるのである。

0036

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、上記実施形態では、受信アンテナ10から各送信アンテナ20、30に届くまでの受信信号の遅延時間を設定するために、光ファイバ22、32の長さを調整するものとして説明したが、例えば、図1点線で示すように、受信アンテナ10に近い送信アンテナ20に受信信号を伝送する伝送経路上(図では、O/E変換器24から送信アンテナ20に至る同軸ケーブル上)に、受信信号を遅延させる遅延回路40を設け、この遅延回路40によって、受信信号の遅延時間を調整するようにしてもよい。

0037

また、上記実施形態では、分配器14から各O/E変換器24、34に至る光ファイバ22、32の長さLa、Lbを略同一にするものとして説明したが、これは、上記実施形態の再送信システムでは、送信アンテナ20、30から略同一レベルの放送電波を送信するように構成されており、各送信アンテナ20、30から電波干渉領域Cまでの放送電波の伝搬距離は略同じであるためである。

0038

このため、図2に示すように、例えば、送信アンテナ20に代えて高出力・単一指向特性の送信アンテナ21が使用され、送信アンテナ30に代えて低出力無指向特性の送信アンテナ31が使用され、各送信アンテナ21、31から電波干渉領域Cまでの放送電波の伝搬距離L1、L2が異なるような再送信システムでは、この放送電波の伝搬距離L1、L2の違いによって、各放送電波の遅延時間に差が生じることから、その差分を相殺するように、分配器14から各O/E変換器24、34に至る光ファイバ22、32の長さLa、Lb(若しくは、受信アンテナ10から各送信アンテナ21、31に至る伝送経路上で生じる各信号の遅延時間)を調整するようにすればよい。

0039

また次に、上記実施形態では、地上波デジタル放送の放送電波を再送信するシステムについて説明したが、本発明は、例えば、CSデジタル放送、BSデジタル放送モバイル放送等、地上波デジタル放送以外の放送電波を、その放送電波が届かない地域、に再送信するシステムであっても、上記実施形態と同様に適用して、同様の効果を得ることができる。なお、放送電波の再送信の対象となる地域としては、地上に限らず、地下街トンネル等の建造物内であってもよい。

0040

また、上記実施形態では、受信アンテナ10からの受信信号を周波数変換等をすることなくそのまま送信アンテナ20、30から送信するものとして説明したが、例えば、モバイル放送のように、放送局(モバイル放送では人工衛星)から、利用者側の受信端末に配信する放送電波(モバイル放送ではCDM・Sバンド)とは別に、所謂ギャップフィラーによる再送信用に変調方式や周波数が異なる放送電波(モバイル放送ではTDMKuバンド)が配信される場合には、そのギャップフィラー用の放送電波を受信アンテナ10にて受信し、その受信信号から、利用者側受端末への配信用の放送信号を生成して、その放送信号を、光ファイバを介して複数の送信アンテナ20、30まで伝送するようにしてもよい。

0041

そして、このようにしても、送信アンテナ20、30が設置された地域内では、利用者用の一般的な受信端末を利用して、その放送信号を受信・復調することが可能となる。

図面の簡単な説明

0042

実施形態のデジタル放送再送信システム全体の構成を表す構成図である。
デジタル放送再送信システムの他の構成例を表す構成図である。

符号の説明

0043

10…受信アンテナ、12…E/O変換器、14…分配器、20,30,21,31…送信アンテナ、22,32…光ファイバ、24,34…O/E変換器、40…遅延回路。

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