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技術 内視鏡

出願人 オリンパス株式会社
発明者 加藤尚彦
出願日 2016年3月25日 (4年8ヶ月経過) 出願番号 2016-061596
公開日 2017年9月28日 (3年2ヶ月経過) 公開番号 2017-169983
状態 特許登録済
技術分野 内視鏡 孔内観察装置
主要キーワード 空気によって運ばれた 制御信号処理回路 ベルヌーイの定理 煙突効果 ヒートシンク部材 検査対象内 照明基板 水密状態
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(2017年9月28日)のものです。
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図面 (12)

課題

検査者把持する筐体外表面が高温になることを防止する内視鏡を提供する。

解決手段

内視鏡1は、挿入部5と、挿入部5の基端が接続され、把持部2を有する筐体部41と、筐体部41の内部に設けられた発熱部(11、12、13)と、筐体部41に形成された開口(6a、6b)を有する空間6の内部に設けられた、発熱部(11、12、13)と熱連通した放熱部(14)と、を有する。

概要

背景

従来から内視鏡は、工業分野医療分野などで広く利用されている。この種の内視鏡は、検査者細長い挿入部を検査対象内に挿入して、表示部に表示される画像を見ながら、検査を行うものが多い。

内視鏡には、検査の目的、場所などから、種々のタイプが存在する。例えば、被検体検査部位を照らすための光源筐体の内部に設けられている内視鏡がある。その光源から照射される照明光は、ライトガイド等を介して挿入部の先端から被検体の検査部位を照らすためのものであるが、近年、検査部位を観察し易くするため、照明光の明るさを向上させることが求められている。しかしながら、照明光の明るさを向上させると、内視鏡の筐体内部で発生する熱が増大してしまうという問題が発生する。

したがって、筐体の内部に設けられた光源で発生した熱を効果的に放熱させる構成が望まれていた。

このような事情に鑑み、特許文献1においては、検査者が把持する筐体の内部に配置された光源と熱連通したヒートシンク部材が筐体の外側に設けられた構成が開示されている。

概要

検査者が把持する筐体の外表面が高温になることを防止する内視鏡を提供する。内視鏡1は、挿入部5と、挿入部5の基端が接続され、把持部2を有する筐体部41と、筐体部41の内部に設けられた発熱部(11、12、13)と、筐体部41に形成された開口(6a、6b)を有する空間6の内部に設けられた、発熱部(11、12、13)と熱連通した放熱部(14)と、を有する。

目的

したがって、筐体の内部に設けられた光源で発生した熱を効果的に放熱させる構成が望まれていた

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

挿入部と、 前記挿入部の基端が接続され、把持部を有する筐体部と、 前記筐体部の内部に設けられた発熱部と、 前記筐体部に形成された開口を有する空間の内部に設けられた、前記発熱部と熱連通した放熱部と、 を有することを特徴とする内視鏡

請求項2

前記空間は、前記筐体部の長手方向に形成されている ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。

請求項3

前記筐体部は、前記挿入部に設けられた撮像部が撮像した画像を表示可能な表示部を有し、 前記表示部の背面側と、前記把持部の下側に前記開口が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。

請求項4

前記筐体部は、前記把持部の下部に設置面を有する底部を有し、 前記下側の開口が前記底部に形成されている ことを特徴とする請求項3に記載の内視鏡。

請求項5

前記下側の開口が前記把持部の胴体部に形成されていることを特徴とする請求項3に記載の内視鏡。

請求項6

前記放熱部は、前記空間内部の前記挿入部の基端より下側に設けられている ことを特徴とする請求項3に記載の内視鏡。

請求項7

前記空間は、前記把持部側の開口面積よりも前記表示部の背面側の開口面積の方が小さい ことを特徴とする請求項3に記載の内視鏡。

請求項8

前記挿入部の基端は、前記空間の内部に設けられている ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。

請求項9

前記底部は、側面部に切り欠き部を有する ことを特徴とする請求4項に記載の内視鏡。

請求項10

前記発熱部は、被検体照明光照射する照明部、各種信号を処理する処理基板電力を供給するバッテリ、のうち少なくとも一つであることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。

請求項11

前記放熱部は、ヒートシンクフィンにより構成され、前記フィンは、前記空間内部に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。

請求項12

前記放熱部は、ヒートパイプにより構成され、前記ヒートパイプは、前記空間内部に設けられ、前記空間内部の背面側に接していることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。

技術分野

0001

本発明は、内視鏡に関し、特に、内視鏡内部で発生した熱を放熱するための放熱部を有する内視鏡に関する。

背景技術

0002

従来から内視鏡は、工業分野医療分野などで広く利用されている。この種の内視鏡は、検査者細長い挿入部を検査対象内に挿入して、表示部に表示される画像を見ながら、検査を行うものが多い。

0003

内視鏡には、検査の目的、場所などから、種々のタイプが存在する。例えば、被検体検査部位を照らすための光源筐体の内部に設けられている内視鏡がある。その光源から照射される照明光は、ライトガイド等を介して挿入部の先端から被検体の検査部位を照らすためのものであるが、近年、検査部位を観察し易くするため、照明光の明るさを向上させることが求められている。しかしながら、照明光の明るさを向上させると、内視鏡の筐体内部で発生する熱が増大してしまうという問題が発生する。

0004

したがって、筐体の内部に設けられた光源で発生した熱を効果的に放熱させる構成が望まれていた。

0005

このような事情に鑑み、特許文献1においては、検査者が把持する筐体の内部に配置された光源と熱連通したヒートシンク部材が筐体の外側に設けられた構成が開示されている。

先行技術

0006

特表2011−502278号公報

発明が解決しようとする課題

0007

しかし、上述した特許文献1に開示の内視鏡装置の場合、ヒートシンクが筐体の外側に設けられているので、検査者が把持する筐体の外表面が高温になってしまう。その結果、操作者の指が高温になった外表面に誤って触れてしまう恐れがある。

0008

そこで、本発明は、検査者が把持する筐体の外表面が高温になることを防止する内視鏡を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

本発明の一態様によれば、挿入部と、前記挿入部の基端が接続され、把持部を有する筐体部と、前記筐体部の内部に設けられた発熱部と、前記筐体部に形成された開口を有する空間の内部に設けられた、前記発熱部と熱連通した放熱部と、を有する。

発明の効果

0010

本発明によれば、検査者が把持する筐体の外表面が高温になることを防止できる内視鏡を提供することができる。

図面の簡単な説明

0011

本発明の第1の実施の形態に関わる内視鏡の斜視図である。
本発明の第1の実施の形態に関わる内視鏡の側方断面図である。
本発明の第1の実施の形態に関わる内視鏡の側方断面図から挿入部5の一部を省略した図である。
本発明の第1の実施の形態の変形例1に関わる内視鏡の後方斜視図である。
本発明の第1の実施の形態の変形例2に関わる内視鏡の側方断面図である。
本発明の第1の実施の形態の変形例3に関わる内視鏡の側方断面図である。
本発明の第1の実施の形態の変形例3に関わる内視鏡の後方斜視図である。
本発明の第1の実施の形態の変形例4に関わる内視鏡の側方断面図である。
本発明の第1の実施の形態の変形例5に関わる内視鏡の側方断面図である。
図9のX−X線に沿った内視鏡の断面図である。
本発明の第2の実施の形態に関わる内視鏡の側方断面図である。

実施例

0012

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
(全体構成)
図1は、本発明の第1の実施の形態に関わる内視鏡の斜視図である。図2は、本発明の第1の実施の形態に関わる内視鏡の側方断面図である。図3は、本発明の第1の実施の形態に関わる内視鏡の側方断面図から挿入部5の一部を省略した図である。

0013

内視鏡1は、操作部3と、内視鏡画像表示可能な表示部4と、細長の挿入部5と、操作部3及び表示部4を収容する筐体部41と、で構成されている。

0014

筐体部41は、検査者であるユーザが片手で把持する把持部2を有する。把持部2は、略直方体胴体部2bを有する。
なお、以下、ユーザが胴体部2bを片手で把持して表示部4に表示された検査画像である内視鏡画像を見ている状態のときに、表示部4の表示面4a側を、把持部2の正面側といい、反対側を背面側という。

0015

把持部2は、などの台の上に内視鏡1を載置可能とするための平面を有する底部2aを有する。それによって、内視鏡1の筐体部41は、台などの上で把持部2の長手方向が台の垂直方向と一致するように自立可能となっている。

0016

把持部2は、胴体部2bの上部に正面側に傾斜した平面である傾斜面2cを有している。挿入部5の先端に設けられた図示しない湾曲部の湾曲操作を行う操作器であるジョイスティック3aは、傾斜面2cに直交する方向に突出するように設けられている。

0017

把持部2は、ユーザが片手で胴体部2bを把持でき、かつ把持した状態でジョイスティック3aを親指で操作できる位置に配置されており、親指操作に適したサイズを有している。

0018

表示部4は、表示面4aが把持部2の正面側のやや上方に向くように、把持部2の上部から斜め下方に傾いて配設されている。

0019

把持部2の背面側には、可撓性を有し細長の挿入部5が、背面から斜め下方に向かって延出するように設けられている。図2に示すように、把持部2の背面から延出する挿入部5の軸C1は、ジョイスティック3aの軸と一致している。言い換えれば、ジョイスティック3aの軸と、挿入部5の延出方向軸同軸である。すなわち、筐体部41の把持部2は、ユーザの片手で把持可能な略直方体状の胴体部2bを有し、表示部4が固定され、挿入部5の基端が接続されて挿入部5が背面から延出している。

0020

図2に示すように、筐体部41の内部には、処理回路11、バッテリ12、及び照明部13が設けられている。

0021

処理回路11は、筐体部41の内部であって、表示部4の表示面4a背面側に設けられている。処理回路11は、例えば、挿入部5の先端に配置された図示しない撮像素子により取得された画像信号を処理する画像処理回路である。また、処理回路11は、把持部2に設けられた図示しないスイッチによって与えられる信号に応じて内視鏡1へ制御信号を出力する制御信号処理回路であってもよい。処理回路11は、各種信号を処理する際に発熱するので本内視鏡の発熱部となる。

0022

バッテリ12は、筐体部41の内部であって、把持部2の胴体部2b付近に設けられている。バッテリ12は、照明部13、表示部4、図示しない撮像素子等に電力を供給する。バッテリ12は、各部品に電力を供給する際に発熱するので、本内視鏡の発熱部となる。

0023

照明部13は、筐体部41の内部であって、把持部2の底部2a付近に設けられている。照明部13は、照明光源15と照明基板16により構成されている。照明部13から照射された照明光は、図示しないライトガイドを介して挿入部5の先端から被検体の検査部位を照らす。照明部13は、照明光を照射する際に発熱するので、本内視鏡の発熱部となる。

0024

処理回路11、バッテリ12、及び照明部13は、フレーム20を介して接続されている。図3は、フレーム20の形状を明確にするために、図2から挿入部5の一部を省略した状態を示している。

0025

図3に示すように、フレーム20は、処理回路11、バッテリ12、及び照明部13を接続している。フレーム20は、金属製である。フレーム20を介することによって、処理回路11、バッテリ12、及び照明部13は熱的に接続された状態、すなわち熱連通した状態となっている。

0026

なお、図3では、フレーム20は、隙間を有することなく繋がった状態となっているが、僅かに隙間を有していても処理回路11、バッテリ12、及び照明部13から発生した熱がフレーム20に伝わる構成になっていれば、熱連通した状態であるものとする。また、熱伝導性を有する材料を介してフレーム20を接続した場合も熱連通した状態であるものとする。

0027

フレーム20の下部基端側には、放熱部14が設けられている。すなわち、放熱部14は、筐体部41の内部の把持部2側であり、挿入部5の基端より下側に設けられている。放熱部14は、フレーム20を介して照明部13の反対側に設けられている。放熱部14は、ヒートシンク17とフィン18により構成されている。フィン18は、複数又は単数突起物により構成されていている。フィン18は、金属、樹脂等により構成されている。なお、フィン18は、突起を有することなく、平坦な形状であってもよい。

0028

筐体部41の背面内部の長手方向には、空間6が形成されている。空間6のうち、筐体部41の上部で、表示部4の背面側に開口6aが形成されている。空間6のうち、筐体部41の下部で底部2aに開口6bが形成されている。開口6bの近傍には、放熱部14のフィン18が露出している。フィン18と空間6との境界は、図示しない接着剤ゴムパッキン等で水密状態となっている。

0029

(作用)
次に筐体部41の内部で発生した熱が放熱される作用について説明する。発熱部である、処理回路11、バッテリ12、及び照明部13で発生した熱は、フレーム20を介して放熱部14と熱連通している。その結果、処理回路11、バッテリ12、及び照明部13のうち少なくとも1つで発生した熱は、放熱部14のフィン18を介して空間6に放熱される。

0030

ユーザが把持部2の胴体部2bを把持した状態で検査している場合、空間6の下側の開口6bから空気が流入する。下側の開口6bから空間6に流入した空気は、フィン18から放熱された熱によって温められる。フィン18から放熱された熱によって温められた空気は、煙突効果による上昇気流となって空間6の上側の開口6aから排出される。

0031

その結果、フィン18から放熱された筐体部41の内部の熱は、空間6の上側の開口6aから排出される。

0032

なお、図2又は図3に示すように把持部2の底部2aの側面には、切り欠き部2a1が形成されている。把持部2の底部2aが台などの上に載置された状態であっても、切り欠き部2a1から空気が流入し、上記と同様の作用効果を得ることができる。

0033

なお、図3では、空間6のうち上側の部分、すなわち表示部4の背面側にあたる部分の表示面4aと垂直な方向の開口寸法D1部分の開口面積は、空間6のうち下側の部分、すなわち把持部2の胴体部2bの背面側にあたる部分の開口寸法D2部分の開口面積と同じ面積となっている。しかし、空間6のうち表示部4の背面側にあたる部分の開口寸法D1部分の開口面積は、把持部2の胴体部2bの背面側にあたる部分の開口寸法D2の開口面積より小さくてもよい。開口寸法D1部分の開口面積が開口寸法D2部分の開口面積より小さいと、上昇気流によって運ばれた空気の流速が開口面積の小さい部分を通ることで、流速がさらに増加する(ベルヌーイの定理)。その結果、放熱効果がさらに向上する。

0034

なお、図3に示すように、挿入部5の基端側は、空間6の内部に設けられている。空間6の下側の開口6bから上昇する空気によって運ばれた熱の一部は、挿入部5に熱連通する。挿入部5に伝わった熱は、挿入部5の先端側に向かって放熱される。その結果、空間6の下側の開口6bから上昇する空気によって運ばれた熱は、空間6の上側の開口6aから放熱されるのに加えて、挿入部5からも放熱されるので、放熱効果がさらに向上する。

0035

以上のように、上述した実施の形態によれば、内視鏡1の筐体部41の内部の発熱部である処理回路11、バッテリ12、及び照明部13の少なくとも1つで発生した熱は、フレーム20を介して放熱部14と熱連通し、フィン18から空間6に放熱される。放熱された熱は、空間6の下側の開口6bから流入した空気を温める。温められた空気は煙突効果によって上昇気流を形成し、上側の開口6aから排出される。

0036

その結果、ユーザが把持する筐体部41の外表面は高温になることなく、筐体部41の内部で発生した熱を効率的に放熱することができる。

0037

また、ユーザが把持する筐体部41の外表面が高温になることがないため、ユーザが高温部に誤って触れることを防止できる。

0038

さらに、煙突効果によって上昇気流を形成することで、ファン等を別途設けなくても効率的に空冷することが可能になる。

0039

なお、本実施の形態では、内視鏡1の筐体部41の内部の発熱部である処理基板11、バッテリ12、及び照明部13の少なくとも1つで発生した熱は、フレーム20を介してヒートシンク15と熱連通し、フィン18から空間6に放熱する構成について説明したが、ヒートシンク15及びフィン18を用いない構成であってもよい。すなわち、フレーム20が放熱部14として働き、直接空間6の内部に設け、内視鏡1の筐体部41の内部で発生した熱を放熱する構成としてもよい。この場合、フレーム20は、平板状でもよいし、複数の凹凸を有する形状であってもよい。フレーム20を放熱部14として構成することで、フレーム20が直接空間6の内部に露出し、効率的に放熱できる効果が生じる。

0040

(変形例1)
図4は、本発明の第1の実施の形態の変形例1に関わる内視鏡の後方斜視図である。なお、本変形例1は、筐体部41の構成が、上述の第1の実施の形態に対して主として異なる。その他、上述の第1の実施の形態と同様の構成については、適宜同符号を付して説明を省略する。

0041

図4に示すように、本変形例の筐体部41は、筐体正面部42と筐体背面部3が分離可能な構成となっており、筐体正面部42と筐体背面部43とを結合させることで、空間6が形成される。

0042

この構成を用いることによって、筐体部41を筐体正面部42側と筐体背面部43側とを分離して製造することが可能になる。その結果、第1の実施の形態に比べて内視鏡1の製造及び組み立てが容易になるといった効果が発生する。

0043

(変形例2)
図5は、本発明の第1の実施の形態の変形例2に関わる内視鏡の側方断面図である。なお、本変形例1は、筐体部41の構成が、上述の第1の実施の形態に対して主として異なる。その他、上述の第1の実施の形態と同様の構成については、適宜同符号を付して説明を省略する。

0044

図5に示すように、本変形例の筐体部41は、筐体上部44と筐体下部45が分離可能な構成となっている。図5に示すように、筐体部41は、表示部4が把持部2から分離可能な構成となっている。筐体上部44には上下に貫通している空間6xが設けられ、筐体下部45には上下に貫通している空間6yが設けられている。筐体上部44と筐体下部45を結合させることで、空間6が形成される。

0045

この構成を用いることによって、筐体部41を筐体上部44と筐体下部45とに分離させた状態で内視鏡検査した場合でも、筐体下部45の内部で発生した熱を筐体下部の上部に形成した空間6cから放熱することが可能になる。

0046

筐体下部45の内部に配置された発熱部である、バッテリ12、照明部13のうち少なくとも1つ発生した熱は、フレーム20aを介して放熱部14と熱連通している。放熱部14のフィン18から熱が放熱される。放熱された熱が空間6の下側の開口6bから流入した空気を温め、煙突効果によって発生した上昇気流によって、温められた空気は、筐体下部45の上側に形成された開口6cから放出される。

0047

この構成により、表示部4を有する筐体上部44と把持部2を有する筐体下部45を分離して検査する場合であっても、筐体下部で発生した熱を効率的に放熱できる効果がある。

0048

(変形例3)
図6は、本発明の第1の実施の形態の変形例3に関わる内視鏡の側方断面図である。図7は、本発明の第1の実施の形態の変形例3に関わる内視鏡の後方斜視図である。なお、本変形例3は、空間6の構成が、上述の第1の実施の形態に対して主として異なる。その他、上述の第1の実施の形態と同様の構成については、適宜同符号を付して説明を省略する。

0049

図6及び図7に示すように空間6のうち上側の部分、すなわち、表示部4の背面側にあたる部分が、リブ51によって複数に分割されていて、開口6aa、6ab、6acを形成している。

0050

その結果、図1で示した開口6aの開口面積よりも、分割されたそれぞれの空間6の開口6aa、6ab、6acによって形成される開口面積の方が小さくなっている。空間6の下側の開口6bから流入し、熱せられて上昇気流となった空気は、リブ51によって細くなった径を通ることで流速をさらに増す(ベルヌーイの定理)。

0051

この構成により、筐体部41の内部で発生した熱をさらに効率的に放熱することができる効果を生じる。

0052

(変形例4)
図8は、本発明の第1の実施の形態の変形例4に関わる内視鏡の側方断面図である。なお、本変形例4は、空間6の構成が、上述の第1の実施の形態に対して主として異なる。その他、上述の第1の実施の形態と同様の構成については、適宜同符号を付して説明を省略する。

0053

図8に示すように、空間6の下側の開口6dは、筐体部41の把持部2の底部2a上側であって、胴体部2b背面側に設けられている。

0054

筐体部41の内部で発生した熱は、フィン18を介して空間6の下側の開口6dから流入した空気を温める。温められた空気は煙突効果によって上昇気流を形成し、上側の開口6aから排出される。

0055

この構成により、筐体部41を台などの上に自立させた状態であっても、効率的に放熱できる効果を生じる。また、胴体部2bの背面側であれば、開口6dの開口面積を大きくすることが可能になり、放熱効率を向上させることが可能になる。

0056

なお、本変形4では、空間6の下側の開口6dが胴体部2bの背面側に設けられていると説明したが、背面側に限らず、胴体部2bの正面側、側方、及びその他周方向のどの方向に設けられていてもよい。また、空間6の上側の開口についても同様に、表示部4の背面側のうち筐体部41の上部に限らず、筐体部41の背面側、正面側、側方、及びその他周方向のどの方向に設けられてもよい。

0057

(変形例5)
図9は、本発明の第1の実施の形態の変形例5に関わる内視鏡の側方断面図である。図10は、図9のX−X線に沿った内視鏡の断面図である。なお、本変形例4は、放熱部14の構成が、上述の第1の実施の形態に対して主として異なる。その他、上述の第1の実施の形態と同様の構成については、適宜同符号を付して説明を省略する。

0058

図9及び図10に示すように、本変形例5では放熱部としてヒートパイプ19が構成されている。ヒートパイプ19は、フレーム20と熱連通しており、空間6の内部に露出している。さらに、ヒートパイプ19は、空間6の内部において、側方、背面側に接するように構成されている。なお、ヒートパイプ19と空間6との境界は、図示しない接着剤やゴムパッキン等で水密状態となっている。

0059

その結果、内視鏡1の筐体部41の内部の発熱部である処理基板11、バッテリ12、及び照明部13の少なくとも1つで発生した熱は、フレーム20を介してヒートパイプ19と熱連通し、空間6に放熱される。ヒートパイプ19は、空間6の内部において、側方から背面側に渡って広く露出させることが可能である。すなわち、空間6の開口面積に対してヒートパイプ19を効率的に配置することができる。

0060

この構成により、放熱効率をさらに向上させることが可能になるといった効果を生じる。

0061

(第2の実施の形態)
図11は、本発明の第2の実施の形態に関わる内視鏡の側方断面図であるなお、本第2の実施の形態は、空間6の構成が、上述の第1の実施の形態に対して主として異なる。その他、上述の第1の実施の形態と同様の構成については、適宜同符号を付して説明を省略する。

0062

図11に示すように、本発明の第2の実施の形態は、空間61のうち上側の開口61a及び下側の開口61bの位置が第1の実施の形態と異なる。

0063

空間61の上側の開口61aは、把持部2の胴体部2bの上部に正面側に傾斜した平面である傾斜面2cに形成されている。空間61の下側の開口61bは、把持部2の底部2aの正面側に形成されている。

0064

金属製のフレーム20bは、筐体部41の内部の下部において、折り曲げて形成されている。照明部13と放熱部14の位置関係は、実施の形態1とは、逆の関係になっている。

0065

筐体部41の内部で発生した熱は、放熱部14のフィン18を介して空間61に放熱され、空間61のうち下側の開口61bから上側の開口61aに向かって排出される。フィン18と空間61との境界は、図示しない接着剤やゴムパッキン等で水密状態となっている。

0066

なお、空間61の上側の開口は、胴体部2bに形成されていてもよい。

0067

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

0068

1内視鏡
2把持部
2a 底部
2a1切り欠き部
2b胴体部
2c 傾斜面
3 操作部
3aジョイスティック
4 表示部
4a 表示面
5 挿入部
6 空間
11処理回路
12バッテリ
13照明部
14放熱部
15照明光源
16照明基板
17ヒートシンク
18フィン
19ヒートパイプ
20、20a、20bフレーム
41筐体部
42 筐体正面部
43 筐体背面部
44 筐体上部
45 筐体下部
51リブ。

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