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技術 プログラマブル表示器への2系統電源供給方式

出願人 光洋電子工業株式会社
発明者 倉元裕志内村浩一遠藤義広森田隆太郎
出願日 2009年2月19日 (11年10ヶ月経過) 出願番号 2009-036406
公開日 2010年9月2日 (10年4ヶ月経過) 公開番号 2010-191764
状態 特許登録済
技術分野 デジタル計算機の表示出力 電源
主要キーワード 表示器パネル 通信ケーブル接続 制御盤設置 電源インターフェース 電源供給方式 降圧処理 使い勝手性 画面光
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(2010年9月2日)のものです。
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図面 (5)

課題

電源コネクタ側と通信コネクタ側のいずれ側からでも電源プログラマブル表示器自動供給することを可能として、プログラマブル表示器の使い勝手性を向上させること。

解決手段

液晶表示装置1dを備えたプログラマブル表示器1への電源供給方式において、電源ケーブル17接続用の電源コネクタ11と、通信ライン直流電源ラインとを内蔵した通信ケーブル19,21接続用の1ないし複数の通信コネクタ13,15と、を備え、電源コネクタ単独使用時には明輝度モード自動選択して液晶表示装置に電源コネクタから電源を自動供給し、通信コネクタ単独使用時には暗輝度モードを自動選択して液晶表示装置に通信コネクタから電源を自動供給し、両コネクタ同時使用時には明輝度モードで液晶表示装置に電源コネクタから電源を自動供給する。

概要

背景

プログラマブル表示器は、HMIヒューマンマシーンインターフェース機器として、プログラマブルコントローラPLC)に接続されたセンサ等の入力デバイスアクチュエータ等の出力デバイス稼働状況を表示したり、それらデバイスへの制御指示を与えるための操作入力画面から受け付けたりする機能を備える。そして、プログラマブル表示器は、そのような稼動状況等を表示する表示画面上に、ユーザ画面HMI画面)として、操作盤、スイッチ、表示灯等をHMI表示部品を表示することで、制御システムにおける操作端末としての役割を果たす(例えば特許文献1参照)。

このようなプログラマブル表示器では、上記表示画面として液晶表示画面を使用しているものがある。液晶表示画面は、良く知られるように、電気信号印加されると光の透過率を変化させることで様々な画像を表示することができるものであり、その液晶表示画面は、その背後からLED等の各種バックライト照明されるようになっている(例えば特許文献2参照)。

このようなプログラマブル表示器においては、次の2方式で表示器内部に電源が供給されるようになっている。1つの方式は、図4(a)で示すプログラマブル表示器10では、電源コネクタ11と、PLC5接続用パソコン7接続用の2つの通信コネクタ13a,15aとを備え、電源コネクタ11に電源ケーブル17が接続されて直流24Vの外部電源3が供給されると共に、両通信コネクタ13a,15aにPLC5とパソコン7それぞれから通信ケーブル19a,21aが接続されて通信する一方、液晶表示画面9のバックライトを直流24Vによる電流で駆動して発光させ、内部回路には上記直流24Vを降圧した直流5Vを供給する方式である。もう1つの方式は、図4(b)で示すように、プログラマブル表示器10では、PLC5接続用とパソコン7接続用の2つの通信コネクタ13,15を備え、両通信コネクタ13,15にPLC5とパーソナルコンピュータ(PC)7それぞれから、通信ライン電源ラインとを有する通信ケーブル19,21が接続されてその通信ラインで通信すると共に、これら通信ケーブル19,21から通信コネクタ13,15に電源ラインで直流5Vを供給し、内部回路に上記直流5Vを供給し、バックライトをその直流5Vに対応した電流で駆動して発光させる方式である。なお、22は、USB/RS232C変換器である。

しかしながら、上記説明したプログラマブル表示器10への電源供給方式は、いずれも電源の供給元が1系統であるため、例えば、図4(a)の24V対応の電源ケーブルによる電源供給方式採用のプログラマブル表示器10の場合では、メンテナンス要員一般ユーザ明るい液晶表示画面9を見ることができても、PLC5等の通信ケーブル19a内の電源ラインを利用できないので、制御盤設置の24V電源のケーブルをプログラマブル表示器10に接続する必要があるなど、使い勝手の面で不便なことがある。また、ユーザがプログラマブル表示器10の液晶表示画面9へのHMI画面を設計する設計者である場合、その設計者が上のプログラマブル表示器10を用いてHMI画面の作成プログラムデバッグする場合においては、通信ケーブル19a,21a内の電源ラインを利用できないので、当該机上に24V電源を準備する必要があり、極めて不便である。特に、多くの設計者が机上でそれぞれのプログラマブル表示器に対してデバッグ作業をする場合、それぞれの設計者が24V電源を準備する必要があり、コストもかかる。

一方、図4(b)の5V対応の通信ケーブルによる電源供給方式採用のプログラマブル表示器10の場合では、液晶表示画面の輝度が暗くなる。この場合、プログラマブル表示器10のユーザのうち例えばメンテナンス要員や上記設計者の場合では、液晶表示画面9が暗くても特段不都合はないものの、一般ユーザでは、制御盤に24V電源が装備されているのに、それを利用することができず、暗くてみにくい液晶表示画面9でデバイス対応のHMI表示部品等の多くの画像をリアルタイム監視せざるを得なくなるなどの不都合がある。

概要

電源コネクタ側と通信コネクタ側のいずれ側からでも電源をプログラマブル表示器に自動供給することを可能として、プログラマブル表示器の使い勝手性を向上させること。液晶表示装置1dを備えたプログラマブル表示器1への電源供給方式において、電源ケーブル17接続用の電源コネクタ11と、通信ラインと直流電源ラインとを内蔵した通信ケーブル19,21接続用の1ないし複数の通信コネクタ13,15と、を備え、電源コネクタ単独使用時には明輝度モード自動選択して液晶表示装置に電源コネクタから電源を自動供給し、通信コネクタ単独使用時には暗輝度モードを自動選択して液晶表示装置に通信コネクタから電源を自動供給し、両コネクタ同時使用時には明輝度モードで液晶表示装置に電源コネクタから電源を自動供給する。

目的

本発明において解決すべき課題は、プログラマブル表示器において、その電源供給方式として電源コネクタ側と通信コネクタ側のいずれ側からでも電源を2系統で自動供給され得るようにすることで、プログラマブル表示器を含む制御システムの運用上の使い勝手を向上できる電源供給方式を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

液晶等の表示装置を備えたプログラマブル表示器への電源供給方式において、電源ケーブル接続用電源コネクタと、通信ライン直流電源ラインとを内蔵した通信ケーブル接続用の1ないし複数の通信コネクタと、を備え、上記いずれのコネクタの使用でも内部回路には所定対応の電源供給の処理を行い、電源コネクタ単独使用時には明輝度モード自動選択されて上記表示装置に電源コネクタから電源自動供給する処理を行い、通信コネクタ単独使用時には暗輝度モードが自動選択されて上記表示装置に通信コネクタから電源を自動供給する処理を行い、上記両コネクタ同時使用時には明輝度モードを自動選択して上記表示装置に電源コネクタから電源を自動供給する処理を行う、プログラマブル表示器への電源供給方式。

技術分野

0001

本発明は、プログラマブル表示器への2系統電源供給方式に関するものである。

背景技術

0002

プログラマブル表示器は、HMIヒューマンマシーンインターフェース機器として、プログラマブルコントローラPLC)に接続されたセンサ等の入力デバイスアクチュエータ等の出力デバイス稼働状況を表示したり、それらデバイスへの制御指示を与えるための操作入力画面から受け付けたりする機能を備える。そして、プログラマブル表示器は、そのような稼動状況等を表示する表示画面上に、ユーザ画面HMI画面)として、操作盤、スイッチ、表示灯等をHMI表示部品を表示することで、制御システムにおける操作端末としての役割を果たす(例えば特許文献1参照)。

0003

このようなプログラマブル表示器では、上記表示画面として液晶表示画面を使用しているものがある。液晶表示画面は、良く知られるように、電気信号印加されると光の透過率を変化させることで様々な画像を表示することができるものであり、その液晶表示画面は、その背後からLED等の各種バックライト照明されるようになっている(例えば特許文献2参照)。

0004

このようなプログラマブル表示器においては、次の2方式で表示器内部に電源が供給されるようになっている。1つの方式は、図4(a)で示すプログラマブル表示器10では、電源コネクタ11と、PLC5接続用パソコン7接続用の2つの通信コネクタ13a,15aとを備え、電源コネクタ11に電源ケーブル17が接続されて直流24Vの外部電源3が供給されると共に、両通信コネクタ13a,15aにPLC5とパソコン7それぞれから通信ケーブル19a,21aが接続されて通信する一方、液晶表示画面9のバックライトを直流24Vによる電流で駆動して発光させ、内部回路には上記直流24Vを降圧した直流5Vを供給する方式である。もう1つの方式は、図4(b)で示すように、プログラマブル表示器10では、PLC5接続用とパソコン7接続用の2つの通信コネクタ13,15を備え、両通信コネクタ13,15にPLC5とパーソナルコンピュータ(PC)7それぞれから、通信ライン電源ラインとを有する通信ケーブル19,21が接続されてその通信ラインで通信すると共に、これら通信ケーブル19,21から通信コネクタ13,15に電源ラインで直流5Vを供給し、内部回路に上記直流5Vを供給し、バックライトをその直流5Vに対応した電流で駆動して発光させる方式である。なお、22は、USB/RS232C変換器である。

0005

しかしながら、上記説明したプログラマブル表示器10への電源供給方式は、いずれも電源の供給元が1系統であるため、例えば、図4(a)の24V対応の電源ケーブルによる電源供給方式採用のプログラマブル表示器10の場合では、メンテナンス要員一般ユーザ明るい液晶表示画面9を見ることができても、PLC5等の通信ケーブル19a内の電源ラインを利用できないので、制御盤設置の24V電源のケーブルをプログラマブル表示器10に接続する必要があるなど、使い勝手の面で不便なことがある。また、ユーザがプログラマブル表示器10の液晶表示画面9へのHMI画面を設計する設計者である場合、その設計者が上のプログラマブル表示器10を用いてHMI画面の作成プログラムデバッグする場合においては、通信ケーブル19a,21a内の電源ラインを利用できないので、当該机上に24V電源を準備する必要があり、極めて不便である。特に、多くの設計者が机上でそれぞれのプログラマブル表示器に対してデバッグ作業をする場合、それぞれの設計者が24V電源を準備する必要があり、コストもかかる。

0006

一方、図4(b)の5V対応の通信ケーブルによる電源供給方式採用のプログラマブル表示器10の場合では、液晶表示画面の輝度が暗くなる。この場合、プログラマブル表示器10のユーザのうち例えばメンテナンス要員や上記設計者の場合では、液晶表示画面9が暗くても特段不都合はないものの、一般ユーザでは、制御盤に24V電源が装備されているのに、それを利用することができず、暗くてみにくい液晶表示画面9でデバイス対応のHMI表示部品等の多くの画像をリアルタイム監視せざるを得なくなるなどの不都合がある。

先行技術

0007

特開2007−011602号公報
特開2006−086103号公報

発明が解決しようとする課題

0008

そこで、本発明において解決すべき課題は、プログラマブル表示器において、その電源供給方式として電源コネクタ側と通信コネクタ側のいずれ側からでも電源を2系統で自動供給され得るようにすることで、プログラマブル表示器を含む制御システムの運用上の使い勝手を向上できる電源供給方式を提供することである。

課題を解決するための手段

0009

本発明によるプログラマブル表示器への2系統電源供給方式は、液晶等の表示装置を備えたプログラマブル表示器への電源供給方式において、電源ケーブル接続用の電源コネクタと、通信ラインと直流電源ラインとを内蔵した通信ケーブル接続用の1ないし複数の通信コネクタと、を備え、上記いずれのコネクタの使用でも内部回路には所定対応の電源供給処理が行われると共に、電源コネクタ単独使用時には明輝度モード自動選択されて表示装置に電源コネクタから電源が自動供給処理され、通信コネクタ単独使用時には暗輝度モードが自動選択されて表示装置に通信コネクタから電源が自動供給処理され、上記両コネクタ同時使用時には明輝度モードが自動選択されて表示装置に電源コネクタから電源が自動供給処理されることを特徴とするものである。

0010

表示装置は、液晶表示装置に限定されず、他の表示装置、例えば、EL表示装置等を含むことができる。

0011

本発明によると、プログラマブル表示器への電源の供給元が外部電源であっても、PLCやPCであっても、プログラマブル表示器の電源コネクタや通信コネクタに電源ケーブルや通信ケーブルを接続するだけの作業で自動的に電源が供給されるようになっている。そのため、本発明では、電源コネクタに電源ケーブルが接続されていて、通信コネクタに通信ケーブルが接続されていない場合は、自動的に外部電源が電源供給元として選択され、当該外部電源側からプログラマブル表示器に電源ケーブルを介して例えば直流24Vが自動供給されるので、表示装置は明輝度モードで駆動される結果、表示画面は明るく表示される。一方、電源コネクタに電源ケーブルが接続されず、通信コネクタに通信ケーブルが接続されている場合は、PLCやPC等が電源供給元として自動的に選択され、該PLCやPC等からプログラマブル表示器に電源が自動供給され、当該プログラマブル表示器は暗輝度モードで駆動される。その結果、明輝度モードでは表示画面は明るく表示され、一般ユーザ、メンテナンス要員、HMI画面設計者はプログラマブル表示器を操作し易い。また、暗輝度モードでは、表示画面は暗く表示されても、メンテナンス要員はわざわざ電源コネクタに電源ケーブルを接続する手間がなくなり、PLCやPCからの電源でプログラマブル表示器を駆動することができるようになり、使い勝手が向上する。また、電源コネクタと通信コネクタそれぞれに電源ケーブル、通信ケーブルが同時接続されて使用される場合にも、表示装置は明輝度モードで駆動されるので、表示画面は明るく表示され、メンテナンス要員も一般ユーザも、プログラマブル表示器の使用操作がし易い。

0012

特に本発明では、プログラマブル表示器のHMI画面を設計する設計者が机上のプログラマブル表示器に対してHMI画面の作成プログラムをデバッグする場合においては、当該机上に24V電源を準備していなくても通信ケーブルを単にプログラマブル表示器に接続するだけで、暗輝度モードであっても、当該通信ケーブル内の電源ラインを利用して表示画面にHMI画面を表示させてデバッグ等を行うことができ、極めて便利である。

発明の効果

0013

本発明によれば、電源の供給元が2系統ある場合、いずれの供給元からの電源もプログラマブル表示器に供給することができるので、プログラマブル表示器を含む制御システムの運用上、使い勝手が向上した電源供給方式を提供することができる。

0014

例えば、制御盤に直流24V電源が配備されていれば、その電源を電源ケーブルでプログラマブル表示器の電源コネクタに接続することで、プログラマブル表示器を明輝度モードで表示駆動できる一方、直流24V電源が配備されていなくても通信ケーブルでプログラマブル表示器をPLCやPCに接続するだけで、プログラマブル表示器を暗輝度モードで表示駆動できる。

0015

また、机上に配置したプログラマブル表示器を手元に直流24V電源が無い状態でHMI表示画面を設計する場合、通信コネクタに通信ケーブルを用いてPLCやPCをプログラマブル表示器に接続すれば、プログラマブル表示器を作動させてその設計を行うことができる。もちろん、直流24V電源があれば、その電源を利用しても上記設計を行うことができるなど、プログラマブル表示器の使用勝手性を向上させられる電源供給方式を提供することができる。

図面の簡単な説明

0016

図1は本発明の実施形態に係るプログラマブル表示器を含む電源供給方式を示す概略構成図である。
図2はプログラマブル表示器のブロック回路図である。
図3は液晶表示装置とタッチパネル部等の概略構成を示す図である。
図4(a)は、直流24Vをプログラマブル表示器に供給する方式の構成例、図4(b)は直流5Vをプログラマブル表示器に供給する方式の構成例を示す図である。

実施例

0017

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係るプログラマブル表示器への電源供給方式を詳細に説明する。図1は、この方式に係るプログラマブル表示器1、外部電源3、プログラマブルコントローラ(PLC)5、およびパーソナルコンピュータ(PC)7を示す。プログラマブル表示器1、外部電源3、PLC5は制御盤等の現場に設置されている。PC7はプログラマブル表示器1に対して各種のプログラミングをすることができるようになっている。

0018

プログラマブル表示器1は、前面にタッチパネル付き液晶表示画面9、側面に電源コネクタ11、2つの通信コネクタ13,15を備える。もちろん、それらコネクタ11−15はプログラマブル表示器1の背面に備えることができる。

0019

プログラマブル表示器1においては、電源コネクタ11に直流24V電源ケーブル17が接続された場合には外部電源3から直流(DC)24Vが自動供給される。

0020

プログラマブル表示器1においてはまた、一方の通信コネクタ13に、図示略の通信ラインおよび電源ラインを内蔵するRS232C等のシリアル通信ケーブル19が接続された場合にはPLC5から通信データと共に直流(DC)5Vが自動供給されるようになっている。

0021

さらにプログラマブル表示器1においては、他方の通信コネクタ15に、通信ラインおよび電源ラインを内蔵するRS232C等のシリアル通信ケーブル21が接続された場合にはPC7から通信データと共に直流5Vが自動供給されるようになっている。

0022

この場合、PC7からは、図示略のUSB/RS232C変換アダプタを介在させPC7をプログラマブル表示器1に接続することができる。

0023

図2を参照して、プログラマブル表示器1は、CPU1a、メモリ1b、入力装置1c、液晶表示装置1d、タッチパネル部1e、電源制御部1f、電源インターフェース1g、通信インターフェース1h,1i、を内蔵すると共に、上記電源コネクタ11、通信コネクタ13,15を備える。

0024

CPU1aは、プログラマブル表示器1において周知される各種の演算処理を実行することができるようになっている。

0025

メモリ1bには、RAM、ROM、フラッシュROM、VRAMなどで構成された、各種のプログラムメモリデータメモリ、等が含まれる。

0026

入力装置1cには、表示器パネルに装備されている各種入力操作部がある。この場合、タッチパネル部1eを入力装置1cに含めてもよい。

0027

液晶表示装置1dは、図3で示すように、液晶表示パネル1d1と、液晶表示パネル1d1の液晶表示画面にHMI画面を表示制御する液晶表示画面制御部1d2、液晶表示パネル1d1の背部を照明するバックライト1d3、等で構成されている。液晶表示画面制御部1d2は、機能的にブロックで示したものであり、CPU1aで構成される。

0028

タッチパネル部1eは、同じく図3で示すように、タッチパネル1e1と、これを制御するタッチパネル制御部1e2と、を有している。タッチパネル制御部1e2も、機能的にブロックで示したものであり、CPU1aで構成される。

0029

タッチパネル1e1は、液晶表示パネル1d1の液晶表示画面上に密着配置される。タッチパネル制御部1e2は、タッチパネル1e1にタッチされている指先が示す指示座標や指示時期等を解析すると共にその解析データを処理する。その解析データは、液晶表示画面制御部1d2に与えられる。液晶表示画面制御部1d2は、その解析データから、液晶表示パネル1d1上の液晶表示画面9を制御し、液晶表示画面9上に表示されているHMI表示画面にタッチパネル1e1へのタッチ操作に対応した表示を行わせる。これらタッチパネル1e1、タッチパネル制御部1e2、液晶表示画面制御部1d2および液晶表示画面9上のHMI表示画面における上記一連の動作は周知であるので詳しい説明は省略する。

0030

図2に戻って、電源制御部1fは、電源インターフェース1gや通信インターフェース1h,1iを介して供給されてくる電源を自動的にプログラマブル表示器1内部の上記内部回路に供給処理するものであり、例えば、外部電源3から直流24Vが供給された場合、電源制御部1fで直流5Vに降圧処理したうえでCPU1a等の内部回路に供給することができる。

0031

電源制御部1fはまた、電源インターフェース1gを介して電源コネクタ11に電源ケーブル17が接続され、この電源ケーブル17を介して外部電源3から直流24Vが供給されたかどうか、また、通信インターフェース1h,1iを介して通信コネクタ13,15に通信ケーブル19,21が接続され、この通信ケーブル19,21内の電源ラインから直流5Vが供給されたかどうかを監視する。

0032

そして電源制御部1fにおいては、電源コネクタ11が単独使用されて電源ケーブル17から直流24Vが供給されてくる場合、明輝度モードとして、直流24Vの電流によりバックライト1d3を明るい照明光Aで発光駆動することで液晶表示画面を明るい輝度の画面光Bで表示させる一方、通信コネクタ13,15が単独使用されて通信ケーブル19,21から直流5Vが供給されてくる場合、暗輝度モードとして、直流5Vの電流によりバックライト1d3を駆動することで当該バックライト1d3を上記明輝度モードの場合よりも暗い照明光Aで発光駆動することで液晶表示画面を上記明輝度モードよりも暗い輝度の画面光Bで表示させる。さらに、電源制御部1fは、電源コネクタ11と通信コネクタ13,15とが同時使用されている場合では、明輝度モードとして、液晶表示画面を明るい画面光Bで表示させることができるようになっている。

0033

なお、以上のプログラマブル表示器1において、一般的な機能を説明すると、そのCPU1aにおいて液晶表示画面に表示するユーザ画面であるHMI画面の表示制御、プロトコル変換およびデータ配信の処理を行うために各種のデータ処理を行うことができる。また、プログラマブル表示器1は、PC7の作画エディタで作成されたユーザ画面に基づいてVRAMなどのメモリ1bを用いて液晶表示画面上にユーザ画面を描画させることができる。ユーザ画面には、HMI表示部品やタグが画像ブロックとして合成されている。ユーザ画面においては、HMI表示部品やタグが入出力用デバイスの動作に応じて動くようになっており、入出力用デバイスの動作状況視覚化されている。

0034

PLC5は、制御シーケンスにしたがって、入力用デバイスから入力される信号に基づいて出力用外部データに与える制御データの演算処理を行う。入力用デバイスとしては、センサ(温度センサ光センサなど)、スイッチ(押ボタンスイッチリミットスイッチ、圧力スイッチなど)のようなデバイスが用いられる。出力用デバイスとしては、アクチュエータ、リレー電磁弁、などが用いられる。これらの入出力用デバイスは、製造ラインなどの所要各部に配置される。

0035

PC7は、一般の汎用PCであり、内蔵ソフトまたは外部からインストールされたソフトにより、プログラマブル表示器1のユーザ画面を作成するための編集画面を画面表示し、この編集画面上においてHMI表示部品を加工編集することができる。PC7は、プログラマブル表示器1との間でデータの通信が可能であり、例えば、作画エディタで作成されたユーザ画面をプログラマブル表示器1に転送したり、プログラマブル表示器1から配信されたPLC5の入出力データを収集したり処理したりすることができる。

0036

以上詳述したように本実施の形態では、電源コネクタ11に電源ケーブル17が接続されていて、通信コネクタ13,15に通信ケーブル19,21が接続されていない場合は、プログラマブル表示器1には電源ケーブル17を介して例えば直流24Vが自動供給されるので、プログラマブル表示器1の液晶表示装置1dは明輝度モードで駆動される結果、その液晶表示画面は明るく表示される一方、プログラマブル表示器1の電源コネクタ11に電源ケーブル17が接続されず、プログラマブル表示器1の通信コネクタ13,15に通信ケーブル19,21が接続されている場合は、プログラマブル表示器1はPLC5やPC7からの直流5Vの暗輝度モードで駆動される結果、液晶表示画面は暗く表示されるが、メンテナンス要員やHMI画面設計者等はわざわざ電源コネクタ11に電源ケーブル17を接続する手間がなくなり、PLC5やPC7からの電源でプログラマブル表示器1を駆動することができ、使い勝手が向上する。また、電源コネクタ11と通信コネクタ13,15それぞれに電源ケーブル17、通信ケーブル19,21が同時接続されて使用される場合は、プログラマブル表示器1の液晶表示装置1dは明輝度モードで駆動されるので、その液晶表示画面は明るく表示され、メンテナンス要員もHMI画面設計者も一般ユーザも、プログラマブル表示器1を操作し易い。

0037

1プログラマブル表示器
3外部電源
5プログラマブルコントローラ(PLC)
7パーソナルコンピュータ(PC)
9液晶表示画面
11電源コネクタ
13,15通信コネクタ
17電源ケーブル
19,21 通信ケーブル

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