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技術 制御装置

出願人 学校法人幾徳学園株式会社ニチベイ
発明者 一色正男三栖貴行酒井貴洋堀優樹
出願日 2019年9月10日 (1年11ヶ月経過) 出願番号 2019-164397
公開日 2021年3月18日 (5ヶ月経過) 公開番号 2021-042560
状態 未査定
技術分野 ブラインド
主要キーワード 出力照度 設定機器 室内照度 太陽方位 同一施設 操作インターフェイス 補正角 操作画面表示処理
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(2021年3月18日)のものです。
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図面 (13)

課題

照度センサを使用することなく、室内空間における照度をより適切に制御することができる制御装置を提供する。

解決手段

室内空間における開口部を遮蔽可能な開閉体と前記室内空間に設けられる照明機器とを制御する制御装置1であって、太陽位置を取得する太陽位置取得部102と、取得された太陽位置に基づいて、開閉体の開閉度を制御するとともに、照明機器の照明レベルを制御する制御部Cとを備えた。

概要

背景

従来、開閉体としてのブラインド開閉度を制御する制御装置が知られている。この種の制御技術として、ブラインドの駆動装置メモリに記憶された情報に基づいて制御するコントローラを備え、コントローラを介して、無線通信可能なスマートフォン等の移動通信端末が有する機能から得られた情報をメモリに記憶する電動日射遮蔽装置、が知られている(特許文献1参照)。

この電動日射遮蔽装置によれば、移動通信端末が有する緯度経度方位や、時刻などの情報を開閉体が設置される部屋の窓に関する情報として用いることができ、これによって、特別な設定機器を用いることなく、また、必要な情報をユーザー手入力することなく、ブラインドの制御に要する設定情報を取得することができる。

概要

照度センサを使用することなく、室内空間における照度をより適切に制御することができる制御装置を提供する。室内空間における開口部を遮蔽可能な開閉体と前記室内空間に設けられる照明機器とを制御する制御装置1であって、太陽位置を取得する太陽位置取得部102と、取得された太陽位置に基づいて、開閉体の開閉度を制御するとともに、照明機器の照明レベルを制御する制御部Cとを備えた。

目的

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とする

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

室内空間における開口部を遮蔽可能な開閉体と前記室内空間に設けられる照明機器とを制御する制御装置であって、太陽位置を取得する太陽位置取得部と、前記取得された太陽位置に基づいて、前記開閉体の開閉度を制御するとともに、前記照明機器の照明レベルを制御する制御部とを備える制御装置。

請求項2

前記制御装置は、ユーザーにより選択された前記開閉体の設置方角を取得する方角取得部を更に備え、前記制御部は、前記取得された設置方角と前記取得された太陽位置とに基づいて、前記開閉体の開閉度を制御し、前記取得された設置方角と前記算出された太陽位置とに基づいて前記照明機器の照明レベルを制御することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。

請求項3

前記取得された設置方角が西である場合、前記制御部は、日没所定時間前の時点から日没までの日没時間範囲において、直前の時間範囲よりも前記開閉体を閉じるように制御するとともに、直前の時間範囲よりも前記照明機器の照度レベルを増大させるように制御することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の制御装置。

請求項4

前記取得された設置方角が東である場合、前記制御部は、日出から日出の所定時間後の時点までの日出時間範囲において、前記第1制御部が直前の時間範囲よりも前記開閉体を開くように制御するとともに、直前の時間範囲よりも前記照明機器の照度レベルを減少させるように制御することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の制御装置。

技術分野

0001

本発明は、開閉体を制御する技術に関する。

背景技術

0002

従来、開閉体としてのブラインド開閉度を制御する制御装置が知られている。この種の制御技術として、ブラインドの駆動装置メモリに記憶された情報に基づいて制御するコントローラを備え、コントローラを介して、無線通信可能なスマートフォン等の移動通信端末が有する機能から得られた情報をメモリに記憶する電動日射遮蔽装置、が知られている(特許文献1参照)。

0003

この電動日射遮蔽装置によれば、移動通信端末が有する緯度経度方位や、時刻などの情報を開閉体が設置される部屋の窓に関する情報として用いることができ、これによって、特別な設定機器を用いることなく、また、必要な情報をユーザー手入力することなく、ブラインドの制御に要する設定情報を取得することができる。

先行技術

0004

特開2016−53255号公報

発明が解決しようとする課題

0005

上述の電動日射遮蔽装置によれば、取得した設定情報に基づいて室内への入射量を算出し、この入射量に対応してブラインドのスラット角度及び昇降位置が制御されるが、例えば、照明光に起因するような、室内空間における照度変化には対応することができず、照度センサを使用することなく室内空間の照度を適切に制御することができない、という問題がある。

0006

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、照度センサを使用することなく、室内空間における照度をより適切に制御することができる制御装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記課題を解決するために、本実施形態における制御装置は、室内空間における開口部を遮蔽可能な開閉体と前記室内空間に設けられる照明機器とを制御する制御装置であって、太陽位置を取得する太陽位置取得部と、前記取得された太陽位置に基づいて、前記開閉体の開閉度を制御するとともに、前記照明機器の照明レベルを制御する制御部とを備える。

発明の効果

0008

本発明によれば、照度センサを使用することなく室内空間における照度をより適切に制御することができる。

図面の簡単な説明

0009

実施形態に係る制御システムの全体構成、及び制御装置のハードウェア構成を示す概略図である。
制御装置の機能構成を示すブロック図である。
操作機器における設定処理の動作を示すフローチャートである。
制御装置の動作を示すフローチャートである。
太陽方位及び太陽高度を示す概略図である。
自動制御されるスラットを示す概略図である。
向き制御処理によるスラット角度及び照明レベルの変化を示すグラフである。
西向き制御処理によるスラット角度及び照明レベルの変化を示すグラフである。
東向き制御処理によるスラット角度及び照明レベルの変化を示すグラフである。
操作機器における操作画面表示処理の動作を示すフローチャートである。
作画面Aを示す概略図である。
操作画面Bを示す概略図である。

実施例

0010

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

0011

(制御システムの構成)
まず、本実施形態に係る制御システムの全体構成、及び制御システムにおける制御装置のハードウェア構成について説明する。図1は、本実施形態に係る制御システムの全体構成、及び制御装置のハードウェア構成を示す概略図である。

0012

図1に示すように、本実施形態に係る制御システムは、制御装置1、開閉体としての電動ブラインド2、照明機器3、操作機器4、無線ルータ5を備える。これらのうち、少なくとも電動ブラインド2及び照明機器3は、制御システムによる照度の制御対象である室内に設置され、電動ブラインド2は、室内に設けられた開口部に対して設置され、照明機器3は室内の例えば、天井、壁面、床面又は家具上に設けられるものとする。なお、電動ブラインド2は、開口部からの入射光を遮蔽可能に且つ制御装置1により遮蔽の度合を制御可能に構成された他の開閉体であっても良い。

0013

電動ブラインド2は、複数のスラットを備え、モータによりスラットを昇降、回転させる横型ブラインドであり、本実施形態においては、制御装置1によりスラットの回転角度が制御されるものとする。照明機器3は、多段調光可能に構成されるとともに、無線LAN(Local Area Network)に接続可能に構成されるものとする。また、電動ブラインド2は、有線接続により制御装置1と接続され、照明機器3は無線ルータ5を介して、制御装置1と接続されるものするが、電動ブラインド2及び照明機器3はどのように制御装置1と接続されても良い。

0014

操作機器4は、無線ルータ5を介して制御装置1と接続され、制御装置1に対して、電動ブラインド2及び照明機器3の制御に関する設定や指示を行う。本実施形態においては、操作機器4をスマートフォンとするが、設定や指示を行うためのインターフェイスや制御装置1との通信機能を有する機器であれば良く、スマートフォン以外のタブレット型端末パーソナルコンピュータなどの機器であっても良い。

0015

制御装置1は、ハードウェアとして、CPU(Central Processing Unit)10、RAM(Random Access Memory)11、記憶部12、入出力部IF(Interface)13、ネットワークIF14を備える。CPU10及びRAM11は、協働して後述する各種機能を実行する。記憶部12は、不揮発性記憶装置であり、後述する設置情報などのCPU10及びRAM11により実行される各種機能で用いられるデータを記憶する。入出力IF13は、電動ブラインド2との間で信号を入出力するインターフェイスである。ネットワークIF14は、無線ルータ5とネットワーク接続するインターフェイスである。

0016

(制御装置の機能構成)
制御装置の機能構成について説明する。図2は、制御装置の機能構成を示すブロック図である。

0017

図2に示すように、制御装置1は、機能として、取得部101、算出部102、制御部Cを備える。取得部101は、電動ブラインド2の設置位置や設置方角を示す設置情報を取得する。算出部102は、設置情報に示される設置位置に基づいて現日時における太陽方位、太陽高度を算出する。なお、太陽方位及び太陽高度は、例えば、操作機器4などの他の機器により算出されたものを取得するようにしても良い。

0018

制御部Cは、第1制御部103、第2制御部104を備える。第1制御部103は、算出部102により算出された太陽方位、太陽高度、設置情報に示される設置方角に基づいて、電動ブラインド2のスラット角度を制御する。第2制御部104は、算出部102により算出された太陽方位、太陽高度、設置情報に示される設置方角に基づいて、照明機器3の照度レベルを制御する。

0019

電動ブラインド2及び照明機器3の制御に先立って、取得部101が操作機器4から設置情報を取得し、この設置情報の取得後に、算出部102による太陽方位及び太陽高度の算出、第1制御部103、第2制御部104による制御が周期的に実行される。

0020

(設定処理)
操作機器における設定処理の動作について説明する。図3は、操作機器における設定処理の動作を示すフローチャートである。なお、図3のフローチャートにおいては、操作機器において、設置情報について設定するための設定画面が予め表示されているものとする。

0021

図3に示すように、まず、操作機器4に表示される設定画面において、ユーザーは、電動ブラインド2及び照明機器3が設置される場所に最も近い県所在地を選択し(S101)、室内において電動ブラインド2が設置される方角である設置方角を選択する(S102)。設定画面においては、47都道府県の県庁所在地と、南、東、西の3つの方角とがそれぞれ選択可能に表示される。県庁所在地のそれぞれには緯度及び経度が対応付けられる。

0022

県庁所在地及び設置方角の選択後、操作機器4は、選択された県庁所在地の緯度及び経度と、設置方角とを含む設置情報を制御装置1へ送信する(S103)。

0023

(制御装置の動作)
制御装置の動作について説明する。図4は、制御装置の動作を示すフローチャートである。図5は、太陽方位及び太陽高度を示す概略図である。図6は、自動制御されるスラットを示す概略図である。なお、図4においては、設置情報が制御装置により予め受信されているものとする。

0024

図4に示すように、算出部102は、取得部101により取得された設置情報により示される緯度及び経度に基づいて、電動ブラインド2の設置場所における現在日時の太陽方位θA及び太陽高度θHを算出する(S201)。

0025

ここで、太陽方位θA及び太陽高度θHについて説明する。図5に示すように、太陽方位θAは、水平方向に直交する垂直方向を向く軸周りにおいて真北を0°とする角度である。また、太陽高度θHは、太陽方位θAと直交する軸周りにおいて水平を0°とする角度である。

0026

第1制御部103は、図6に示すように、通常制御として、太陽高度θHと予め設定された補正角dθ(例えば10°)とに基づいて、太陽高度θH方向に対してスラット面が略垂直となるようなスラット角度θSとなるように電動ブラインド2を制御する。

0027

太陽方位θA及び太陽高度θHの算出後、制御部Cは、設置情報により示される設置方角が東であるか否かを判定する(S202)。

0028

設置方角が東ではない場合(S202,NO)、制御部Cは、設置情報により示される設置方角が西であるか否かを判定する(S203)。

0029

設置方角が西ではない場合(S203,NO)、制御部Cは、後述する南向き制御処理を実行する(S204)。

0030

一方、設置方角が西である場合(S203,YES)、制御部Cは、後述する西向き制御処理を実行する(S205)。

0031

また、ステップS202において、設置方角が東である場合(S202,YES)、制御部Cは、後述する東向き制御処理を実行する(S206)。

0032

(南向き制御処理)
南向き制御処理について説明する。図7は、南向き制御処理によるスラット角度及び照明レベルの変化を示すグラフである。なお、図7は、夏至における日出から日没までの制御を示し、縦軸はスラット角度、照明レベルを示し、横軸は時刻を示し、後述する図8,9についても同様である。ここで、照明レベルとは、照明機器3による出力照度の度合を示し、本実施形態においては、照明機器3の最大出力照度を100%とした場合の割合により示される。

0033

図7に示すように、太陽高度θHが0°未満となる時間範囲SSZにおいて、第1制御部103は、スラット角度θSが0°となるように電動ブラインド2を制御し、第2制御部104は、照明レベルが100%となるように照明機器3を制御する。

0034

また、太陽高度θHが0°以上であり且つ太陽方位θAが120°未満となる時間範囲SSH1において、第1制御部103は、スラット角度θSが90°となるように電動ブラインド2を制御する。第2制御部104は、太陽高度θHが0°以上且つ9°未満である時間範囲SSH1aにおいて、照明レベルが50%となるように、また、太陽高度θHが9°以上であり且つ太陽方位θAが120°未満となる時間範囲SSH1bにおいて、照明レベルが0%となるように照明機器3を制御する。

0035

また、太陽方位θAが120°以上且つ235°未満である時間範囲SSNにおいて、第1制御部103は、上述した通常制御として、太陽高度θHに補正角dθを加算したスラット角度θSとなるように電動ブラインド2を制御し、第2制御部104は、照明レベルが30%となるように照明機器3を制御する。

0036

また、太陽高度θHが0°以上であり且つ太陽方位θAが235°以上である時間範囲SSH2において、第1制御部103は、スラット角度θSが90°となるように電動ブラインド2を制御し、第2制御部104は、照明レベルが10%となるように照明機器3を制御する。

0037

(西向き制御処理)
西向き制御処理について説明する。図8は、西向き制御処理によるスラット角度及び照明レベルの変化を示すグラフである。

0038

図8に示すように、太陽高度θHが0°未満である時間範囲WSZにおいて、第1制御部103は、スラット角度θSが0°となるように電動ブラインド2を制御し、第2制御部104は、照明レベルが100%となるように照明機器3を制御する。

0039

また、第1制御部103は、太陽高度θHが0°以上であり、太陽方位が200°未満である時間範囲WSHにおいて、スラット角度θSが90°となるように電動ブラインド2を制御する。また、第1制御部103は、太陽高度θHが0°以上であり、太陽方位が200°以上である時間範囲WSNにおいて、太陽高度θHに補正角dθを加算したスラット角度θSとなるように電動ブラインド2を制御する。

0040

また、第2制御部104は、太陽高度θHが0°以上であり、且つ太陽方位θAが276°未満である時間範囲WLZにおいて、照明レベルが0%となるように照明機器3を制御する。また、第2制御部104は、太陽高度θHが0°以上であり、太陽方位θAが276°以上である時間範囲WLDにおいて、照明レベルを漸次増大させるように照明機器3を制御する。

0041

上述した時間範囲WLDは、日没の所定時間前の時点(本実施形態においては約3時間)から日没に至るまでの時間範囲であり、この時間範囲WLDにおいては、スラット角度θSを漸次減少させるように電動ブラインド2が制御されるとともに、照明レベルを漸次増大させるように照明機器3が制御される。これによって、日が没する、即ち太陽高度θHが正値から0°となる過程において生じる室内への太陽光直射が防止されるとともに、直射の防止による室内照度の低下を照明光によって補完することができる。なお、時間範囲WLDにおいて、直前よりもスラット角度θSを減少させ、照明レベルを増大させるように制御されれば良い。

0042

(東向き制御処理)
東向き制御処理について説明する。図9は、東向き制御処理によるスラット角度及び照明レベルの変化を示すグラフである。

0043

図9に示すように、太陽高度θHが0°未満である時間範囲ESZにおいて、第1制御部103は、スラット角度θSが0°となるように電動ブラインド2を制御し、第2制御部104は、照明レベルが100%となるように照明機器3を制御する。

0044

また、第1制御部103は、太陽高度θHが0°以上であり、且つ太陽方位θAが160°未満である時間範囲ESNにおいて、太陽高度θHに補正角dθを加算したスラット角度θSとなるように電動ブラインド2を制御する。

0045

また、第2制御部104は、太陽高度θHが0°以上且つ11°未満である時間範囲ELH1において、照度レベルが50%となるように照明機器3を制御し、太陽高度θHが11°以上であり且つ太陽方位θAが160°未満である時間範囲ELZにおいて、照度レベルが0%となるように照明機器3を制御する。

0046

また、第1制御部103は、太陽高度θHが0°以上であり且つ太陽方位が160°以上である時間範囲ESHにおいて、スラット角度θSが90°となるように電動ブラインド2を制御する。また、第2制御部104は、太陽高度θHが11°以上であり、且つ太陽方位θAが160°以上且つ270°未満である時間範囲ELD1において、照度レベルが10%となるように照明機器3を制御し、太陽高度θHが11°以上であり、且つ太陽方位θAが270°以上且つ360°未満である時間範囲ELD2において、照度レベルが30%となるように照明機器3を制御し、太陽高度θHが0°以上且つ11°未満である時間範囲ELH2において、照度レベルが50%となるように照明機器3を制御する。

0047

上述した時間範囲ELH1は、日出からこの日出に対して所定時間後の時点(本実施形態においては約1時間)に至るまでの時間範囲であり、この時間範囲ELH1においては、スラット角度θSを漸次増大させるように電動ブラインド2が制御されるとともに、照明レベルを減少させるように照明機器3が制御される。これによって、日が出る、即ち太陽高度θHが0°から正値となる過程において生じる室内への太陽光の直射が防止されるとともに、直射の防止による室内照度の低下を照明光によって保管することができる。なお、時期によっては、時間範囲ELH1において、照明レベルを漸次減少させるように照明機器3が制御されるようにしても良く、時間範囲ELH1において、直前よりもスラット角度θSを増大させ、照明レベルが減少させるように制御されれば良い。

0048

(操作機器の動作)
操作機器の動作について説明する。図10は、操作機器における操作画面表示処理の動作を示すフローチャートである。図11,12は、それぞれ、操作画面A、操作画面Bを示す概略図である。

0049

操作機器4は、ユーザーに対して、上述したような電動ブラインド2及び照明機器3の開始や設定、電動ブラインド2のスラットの回転や昇降に関する指示を行うための操作インターフェイスを表示する。また、操作機器4は、電動ブラインド2の機種や属するグループ事前登録されることによって、機種や、グループに応じて異なる操作インターフェイスが表示される。ここで、機種が属するグループとしては、例えば製造メーカーなどが挙げられる。

0050

図10に示すように、まず、操作機器4は、事前に登録された電動ブラインド2の機種を示す登録機種情報を取得する(S301)。ここで登録機器情報は、少なくとも1つ以上の登録機種を示し、本実施形態においては、説明上、登録機種Aと登録機種Bの2つの機種が事前に登録されているものとし、このうち、登録機種Aはその仕様既知であるA社の製品とし、登録機種Bはその仕様が既知ではない他社の製品とする。

0051

次に、操作機器4は、取得した登録機種情報に示される機種をユーザーにより選択可能に示す機種選択画面を表示し(S302)、ユーザーにより登録機種Aが選択されたか否かを判定する(S303)。

0052

登録機種Aが選択された場合(S303,YES)、操作機器4は、図11に示される操作画面Aを表示する(S304)。

0053

一方、登録機種Bが選択された場合(S303,NO)、操作機器4は、図12に示される操作画面Bを表示する(S305)。

0054

図11に示すように、操作画面Aは、開ボタン401、閉ボタン402、上ボタン403、下ボタン404、停止ボタン405、自動ボタン411、曇りボタン412、TVボタン413、人目ボタン414、設定ボタン415を含む。各ボタンは、ユーザーによりタップ操作されることによって選択され、操作機器4は、選択されたボタンに割り当てられた動作指示を制御装置1へ送信する。

0055

開ボタン401には、電動ブラインド2のスラットを上限まで上昇させる指示が割り当てられる。閉ボタン402には、電動ブラインド2のスラットを下限まで下降させる指示が割り当てられる。停止ボタン405には、スラットの昇降動作を停止させる指示が割り当てられる。上ボタン403には、スラット角度を180°まで10°ずつ回転させる指示が割り当てられる。下ボタン404には、スラット角度を0°まで10°ずつ回転させる指示が割り当てられる。

0056

自動ボタン411には、上述したように電動ブラインド2と照明機器3とを太陽位置に応じて自動制御させる指示が割り当てられる。設定ボタン415は、選択されることによって、上述した県庁所在地と設置方角を選択するための設定画面を操作機器4に表示させる。自動ボタン411は、仕様が既知であるA社の製品が登録機種として選択され、且つ、この登録機種に関する設置情報が設定画面におけるユーザー操作により制御装置1に送信された場合にのみ選択可能となる。

0057

TVボタン413には、電動ブラインド2のスラットを下端まで下降させるとともに、スラット角度を0°とする指示が割り当てられる。人目ボタン414には、電動ブラインド2のスラットを下端まで下降させるとともに、スラット角度を90°とする指示が割り当てられる。曇りボタン412には、電動ブラインド2のスラットを下端まで降下させるとともに、スラット角度を90°とする指示が割り当てられる。

0058

なお、上述した電動ブラインド2と照明機器3との自動制御中に曇りボタン412が選択されることによって、図7図9に示したスラット角度をより太陽光を室内に入射させるようにするとともに照度レベルを全体的に増大させるようにした自動制御を制御装置1に指示するようにしても良い。

0059

図12に示すように、操作画面Bは、開ボタン401、閉ボタン402、上ボタン403、下ボタン404、停止ボタン405、自動ボタン411a、曇りボタン412、TVボタン413、人目ボタン414、暗ボタン416、明ボタン417を含む。ここで、自動ボタン411aは、選択不能に表示され、これによって、ユーザーは登録機種Bが自動制御に対応していないことを把握することができる。

0060

暗ボタン416には、照明機器3の照明レベルを減少させる指示が割り当てられ、明ボタン417には照明機器3の照度レベルを増大させる指示が割り当てられる。登録機種Bは、照明機器3との自動制御に対応していないため、ユーザーは、暗ボタン416及び明ボタン417を用いて室内の照度を調整する。

0061

このように、電動ブラインド2の機種に応じて異なる操作ボタンが含まれる操作画面を表示させることによって、異なる機種が同一施設内に設置されている場合であっても、1つのアプリーケーションでこれらの機種の操作をすることができる。また、仕様が既知でない機種については単純な動作指示のみに対応し、仕様が既知である機種については単純な動作指示に加えて、自動制御のような機種固有の動作指示に対応することができる。

0062

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

0063

1制御装置
101 取得部(方角取得部)
102 算出部(太陽位置取得部)
103 第1制御部
104 第2制御部
C 制御部
2電動ブラインド(開閉体)
3 照明機器

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