説明

熱線センサ

【課題】焦電素子と遠近分離用の光学系を有する光学ユニットの近距離用光学系の検知機能を無効にして、センサ自体の検知精度を低下させることなく近距離検知エリア内を移動する小動物等による誤報を確実に防止し得る熱線センサを提供する。
【解決手段】取付用のベースに着脱可能に装着され焦電素子と光学系を有する光学ユニットが、水平方向で遠距離と近距離の検知エリアを形成可能な遠距離用光学系と近距離用光学系を有し、該光学ユニットの近距離用光学系による検知機能を無効にし得る近距離無効手段を設けたことを特徴とする。光学ユニットは、水平方向で遠距離と近距離の検知エリアを形成可能な遠距離用光学系と近距離用光学系をそれぞれ有する第1の光学ユニットと第2の光学ユニットを有し、近距離無効手段は、第1の光学ユニットもしくは第2の光学ユニットの少なくとも一方の近距離用光学系による検知機能を無効とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、検知エリア内において人体の放射する赤外線を焦電素子と光学系を有する光学ユニットで検知可能な熱線センサに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、受動型赤外線センサである熱線センサとしては、例えば特許文献1に示すものが知られている。この熱線センサは、ベースやカバー等からなる筺体内に、焦電素子とミラーハウジング(光学系)からなる複数の光学ユニットを近接配置し、複数の検知ゾーンで構成される検知エリア内から放射される赤外線(熱線)をミラーハウジングで集光しつつ焦電素子で検知し、この検知信号を信号処理手段で処理して赤外線に係わる移動物体が人体か否かを判別(判定)し、人体の場合に所定の検知信号を出力するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2010−71825号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、このような熱線センサにあっては、筺体内に近接配置された複数の光学ユニットで、センサ近傍の検知エリアやセンサ遠方の検知エリア内の人体等を検知できるものの、例えば警戒する室内の天井面に熱線センサを設置して検知エリアを設定した後に、室内のレイアウトの変更等により、センサ近傍に棚やロッカー等が新たに設置された場合、熱線センサの誤動作が発生し易くなる。
【0005】
すなわち、熱線センサが設置される室内の壁側に棚等が新たに設置されると、該センサの検知エリアがそのままの状態にある場合、近距離検知エリアでの侵入者等の人体の移動は棚等により困難になるものの、ネズミ等の小動物が例えば棚上を移動すると、これを熱線センサが検知してしまい誤報が生じ易い。このような誤報を防止するためには、センサの天井面に対する設置位置を変更すれば良いが、このような場合、変更作業が面倒であったり位置変更が現実的に困難である等、既設の熱線センサの検知精度を低下させることなく、該センサの検知エリアの再設定等に容易に対応することが難しい。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、焦電素子と遠近分離用の光学系を有する光学ユニットの近距離用光学系の検知機能を無効にして、センサ自体の検知精度を低下させることなく近距離検知エリア内を移動する小動物等による誤報を確実に防止し得る熱線センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項1に記載の発明は、取付用のベースと、該ベースに着脱可能に装着され焦電素子と光学系を有する光学ユニットと、を備える熱線センサにおいて、前記光学ユニットが、水平方向で遠距離と近距離の検知エリアを形成可能な遠距離用光学系と近距離用光学系を有し、該光学ユニットの近距離用光学系による検知機能を無効にし得る近距離無効手段を設けたことを特徴とする。
【0008】
また、請求項2に記載の発明は、前記光学ユニットが、水平方向で遠距離と近距離の検知エリアを形成可能な遠距離用光学系と近距離用光学系を有する第1の光学ユニットと、該第1の光学ユニットに近接配置され水平方向で遠距離と近距離の検知エリアを形成可能な遠距離用光学系と近距離用光学系を有する第2の光学ユニットを有し、前記近距離無効手段は、前記第1の光学ユニットもしくは第2の光学ユニットの少なくとも一方の近距離用光学系による検知機能を無効にすることを特徴とする。
【0009】
また、請求項3に記載の発明は、前記近距離無効手段が、前記ベースから前記光学ユニットを取り外した状態でその外面側から操作可能な操作レバーを有し、該操作レバーの操作で前記近距離用光学系の角度を変更して該近距離用光学系による検知機能を無効にすることを特徴とする。
【0010】
さらに、請求項4に記載の発明は、前記操作レバーが、センサの取付高さが所定値以下の場合に使用可能な第1高さ位置と、前記センサの取付高さが所定位置以上の場合に使用可能な第2高さ位置と、前記近距離用光学系の検知機能を無効にする近距離無効位置と、に設定可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明のうち請求項1に記載の発明によれば、水平方向に遠距離と近距離の検知エリアを形成可能な光学ユニットの近距離用光学系の検知機能が、近距離無効手段で無効にされるため、熱線センサ近傍の床面等に棚等が新たに設置された場合に、近距離無効手段で近距離用光学系の検知機能を無効にできて、センサ自体の検知精度を低下させることなく、近距離検知エリア内を移動する小動物等による誤報を確実に防止し得る等、室内のレイアウト変更等に伴う検知エリアの再設定を簡単かつ確実に行うことができる。
【0012】
また、請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、光学ユニットが互いに近接配置された第1の光学ユニットと第2の光学ユニットを有し、その少なくとも一方の光学ユニットの近距離用光学系の検知機能が近距離無効手段で無効にされるため、一台で遠距離と近距離共に対応可能な検知エリアであっても、センサ自体の検知精度を低下させることなく、検知エリアの再設定等をより簡単かつ確実に行うことができる。
【0013】
また、請求項3に記載の発明によれば、請求項1または2に記載の発明の効果に加え、近距離無効手段がベースから取り外した光学ユニットの外面側から操作可能な操作レバーを有し、該操作レバーの操作で近距離用光学系の角度を変更して該近距離用光学系による検知機能を無効にするため、光学ユニットをベースから取り外して操作レバーを操作するだけで、検知エリアの再設定を容易に行うことができて、操作性に優れると共に誤報を防止可能な検知エリアの再設定等を一層簡単かつ確実に行うことができる。
【0014】
また、請求項4に記載の発明によれば、請求項3に記載の発明の効果に加え、操作レバーが、センサの取付高さに応じた第1高さ位置及び第2高さ位置と、近距離用光学系の検知機能を無効にする近距離無効位置の3つの位置に設定可能であるため、第1高さ位置及び第2高さ位置への設定により、各種検知エリアに的確に対応できると共に、近距離無効位置への設定により誤報を防止可能な検知エリアの再設定等に容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明に係わる熱線センサの一実施形態を示す内部斜視図
【図2】同その平面図
【図3】同裏面図
【図4】同制御系のブロック図
【図5】同通常位置における(a)が操作レバーの操作位置を示し、(b)が近距離用光学系の角度を示す図
【図6】同位置における検知エリアの(a)が平面図、(b)が側面図
【図7】同高さ3m以上の位置における(a)が操作レバーの操作位置を示し、(b)が近距離用光学系の角度を示す図
【図8】同位置における検知エリアの(a)が平面図、(b)が側面図
【図9】同近距離無効位置における(a)が操作レバーの操作位置を示し、(b)が近距離用光学系の角度を示す図
【図10】同位置における検知エリアの(a)が高さ3m以下の場合の側面図、(b)が高さ3m以上の場合の側面図
【図11】同近距離無効位置における動作説明図
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1〜図11は、本発明に係わる熱線センサの一実施形態を示している。図1〜図3に示すように、熱線センサ1は、後述する検知エリアに示す立体警戒型の受動型赤外線センサとして機能し、取付面が検知エリアの天井や壁面に取り付けられるベース2と、このベース2の反取付面側に着脱可能に取り付けられる光学ユニット3と、ベース2及び光学ユニット3を覆うように光学ユニット3(もしくはベース2)に取り付けられる半球状のカバー10(図11参照)等を備えている。
【0017】
前記光学ユニット3は、前記ベース2に着脱可能な略円盤状のユニット取付板4を有し、このユニット取付板4の表面側には、第1の光学ユニット3a及び第2の光学ユニット3bと、これらの各光学ユニット3a、3bに対応した一対の焦電素子5a、5b(赤外線検知素子)と、後述する信号処理回路6a、6bや判定回路7が形成された制御基板8と、後述する如く第1の光学ユニット3aの近距離用光学系(ミラー12)を無効に設定可能な近距離無効手段9等が配置されている。なお、以下の説明において、「近距離用」「遠距離用」とは、熱線センサ1から延びる検知エリア(検知ゾーン)の絶対的な数値により定められるものではなく、「近い側」と「遠い側」といった相対的な位置関係を示すものとする。
【0018】
前記第1の光学ユニット3aは、軸11aを中心に垂直方向(ベース2と直交する方向)に揺動可能な遠距離用光学系としてのミラーハウジング11と、軸12aを中心に垂直方向に揺動可能な近距離用光学系としてのミラー12を有している。そして、第1の光学ユニット3aのミラーハウジング11とミラー12の前方(図2において下方)には、前記焦電素子5aが実装された焦電素子基板13が配置され、該基板13の焦電素子5aの受光面がミラーハウジング11及びミラー12の反射面に略対向するように設定されている。
【0019】
また、前記第2の光学ユニット3bは、前記第1の光学ユニット3aの後方側に近接配置され、軸14aを中心に垂直方向に揺動可能な遠距離用光学系としてのミラーハウジング14と、略垂直の所定位置に設定された近距離用光学系としてのミラー15を有し、このミラーハウジング14とミラー15の指向方向は、前記第1の光学ユニット3aのミラーハウジング11とミラー12の指向方向と略同一方向となるように設定されている。また、第2の光学ユニット3bのミラーハウジング14とミラー15も、その前方に焦電素子5bが実装された焦電素子基板16が配置され、該基板16の焦電素子5bの受光面がミラーハウジング14及びミラー15の反射面に略対向するように設定されている。
【0020】
そして、第1の光学ユニット3aのミラーハウジング11と、第2の光学ユニット3bのミラーハウジング14は、前記ユニット取付板4の外面側である裏面に露出状態で設けられた図3に示す操作レバー17の操作で、垂直方向の角度、すなわち各焦電素子5a、5bに対する角度が複数段階(例えば10段階)に調整可能とされている。つまり、第1の光学ユニット3aと第2の光学ユニット3bの遠距離用の各ミラーハウジング11、14は、操作レバー17の操作で互いに連動して所定角度となるように構成されており、この各ミラーハウジング11、14で集光され反射された赤外線が対向する焦電素子5a、5bに入力(入射)されるようになっている。
【0021】
また、第1の光学ユニット3aの近距離用のミラー12は、前記操作レバー17と同様に、ユニット取付板4の裏面に露出状態で設けられ前記近距離無効手段9を構成する、図3に示す操作レバー9aの操作で垂直方向に揺動して3つの角度に設定されるようになっている。このミラー12の3つの角度、すなわち操作レバー9aの3つの位置とは、熱線センサ1の設置高さが3m以下の「通常位置(第1高さ位置)S1」と、設置高さが3m以上の「3m以上位置(第2高さ位置)S2」と、近距離の所定の検知ゾーンを無効にする「近距離無効位置S3」である。
【0022】
なお、前記近距離無効手段9は、前記操作レバー9aの他に、図1及び図2に示すように、ミラー12の一端側の底面に設けた図示しない突起が溝に係合してユニット取付板4の表面に軸9b1を中心に回動する平面視扇形状の回転板9bと、この回転板9bの外周側に一体的に設けられ先端に係止爪を有する係止片9cと、この係止片9cの係止爪が係合するユニット取付板4の表面に一体形成された3つの凹部を有する平面視略円弧形状のガイド9d等を有している。
【0023】
そして、前記操作レバー9aが回転板9bの裏面側に突出状態で一体的に設けられ、この操作レバー9aをユニット取付板4に形成されている円弧形状の溝9e(図3参照)に沿って「一端」「中央」「他端」の3つの位置に移動させることにより、前記ミラー12の突起が回転板9bの溝に沿って移動してミラー12が3つの角度に設定されると共に、各角度において係止片9cの係止爪がガイド9dの所定の凹部に係止されて、該位置に保持されるようになっている。このミラー12の揺動機構は、この構成に限定されず、ミラー12を3つの角度に設定可能な適宜の構成を採用することができる。
【0024】
また、前記第2の光学ユニット3bの近距離用のミラー15は、その垂直方向の角度が所定値となるように固定的に配置されている。そして、これらのミラーハウジング11、14及びミラー12、15で集光されて反射された赤外線が、対向する焦電素子5a、5bで検出されるようになっている。なお、図3に示すように、ユニット取付板4の裏面側には、各種設定スイッチ18や各種端子板19が露出状態で配置されている。
【0025】
図4は、前記熱線センサ1の制御系のブロック図を示している。図4に示すように、前記制御基板8には、前記第1の光学ユニット3aに対応した信号処理回路6aと、前記第2の光学ユニット3bに対応した信号処理回路6bと、各信号処理回路6a、6bから入力される信号に基づいて、検知された物体が人体(侵入者)か否か等の所定の判定を行い、人体と判定した場合に検知信号を出力する判定回路7等を有している。なお、各信号処理回路6a、6bは、それぞれ増幅回路20a、20bと帯域フィルタ21a、21b及び比較回路22a、22b等で構成されている。
【0026】
次に、このように構成された熱線センサ1の使用方法(動作)の一例を、図5〜図11に基づいて説明する。先ず、図5(a)に示すように、前記操作レバー9aが操作されて溝9eの中央の「通常位置S1」に設定されると、前記第1の光学ユニット3aのミラー12の水平面に対する角度α1が、図5(b)に示すように例えばα1=54.8度に設定され、該ミラー12による反射光が対向する焦電素子5aに入力(入射)可能となっている。
【0027】
なお、前記角度α1の具体的に数値は、一つの例であって、ベース2の大きさやミラー12の形態等に応じて適宜の数値が使用される。このことは後述する各位置S2、S3における角度α2、α3についても同様である。この「通常位置S1」における検知エリアを形成する検知ゾーンは、平面的には図6(a)となり、また、側面的には図6(b)となって、図6(b)に示すように、第1の光学ユニット3aの近距離用光学系としてのミラー12による検知ゾーンk1、k2が存在する状態(ミラー15による検知ゾーンも存在する状態)となっている。
【0028】
また、図7(a)に示すように、前記操作レバー9aが操作されて溝9eの一端の「3m以上位置S2」に設定されると、前記第1の光学ユニット3aのミラー12の角度α2が、図7(b)に示すように例えばα2=52.4度に設定され、該ミラー12による反射光が対向する焦電素子5aに入力可能となっている。この「3m以上位置S2」における検知エリアは、平面的には図8(a)となり、また、側面的には図8(b)となって、「通常位置S1」と同様、図8(b)に示すように、第1の光学ユニット3aのミラー12による検知ゾーンk1、k2が存在する状態となっている。
【0029】
さらに、図9(a)に示すように、前記操作レバー9aが操作されて溝9eの他端の「近距離無効位置S3」に設定されると、前記第1の光学ユニット3aのミラー12の角度α3が、図9(b)に示すように例えばα3=72.56度に設定され、該ミラー12による反射光が対向する焦電素子5aに入力不可能、すなわちミラー12による検知機能が無効となっている。この「近距離無効位置S3」における検知エリアは、側面的に、設置高さが3m以下の場合は、図10(a)となり、設置高さが3m以上の場合は、図10(b)となって、これらの図から明らかなように、第1の光学ユニット3aのミラー12による前記検知ゾーンk1、k2が存在しない状態(ミラー15による検知ゾーンは存在する状態)となっている。
【0030】
つまり、操作レバー9aで「近距離無効位置S3」に設定されると、ミラー12の角度α3が焦電素子5aに反射光が入力されない角度となり、該ミラー12による検知機能が無効とされる。その結果、図11に示すように、室内の熱線センサ1が既に設置されている壁23側に棚24が置かれた場合、初期設定時のままで熱線センサを使用すると、棚24の部分に検知ゾーンk1、k2が存在するため、棚24上をネズミ等の小動物25が移動した場合に、熱線センサがこれを人体と判定して誤報を発することになる。
【0031】
しかし、前記熱線センサ1の場合は、操作レバー9aを「近距離無効位置S3」に設定するだけで、検知ゾーンk1、k2が存在しなくなるため、小動物25を検知することがなく誤報を防ぐことができる。このときの操作レバー9aの操作は、カバー10付きの光学ユニット3をベース2から取り外し、光学ユニット3の裏面(ユニット取付板4の裏面)に露出している操作レバー9aを溝9eに沿って移動操作するだけで行うことができる。なお、図11における無効する近距離の検知ゾーンk1、k2は、近距離エリアにおける誤報等を防止し得るように、熱線センサ1の下方より所定の角度θに設定される。
【0032】
このように、前記実施形態の熱線センサ1によれば、光学ユニット3が、互いに近接配置された第1の光学ユニット3aと第2の光学ユニット3bを有し、第1の光学ユニット3aの近距離用光学系であるミラー12が、近距離無効手段9の操作レバー9aの操作で検知機能が無効とされるため、熱線センサ1近傍の室内の床面に棚24等が設置された場合に、ミラー12の検知機能を無効とすることができて、熱線センサ1の遠距離検知エリア内の検知精度を低下させることなく、近距離検知エリア内を移動する小動物等による誤報を確実に防止することができる。
【0033】
その結果、熱線センサ1を設置した後の使用中に、室内のレイアウントの変更等により、熱線センサ1の近傍に棚24やロッカー等が新たに設置された場合でも、操作レバー9aで該設置部分の検知ゾーンを無効に設定でき、例えば熱線センサ1の天井に対する設置位置を変更することなく、熱線センサ1の操作レバー9aの操作のみで対応でき、的確な検知エリアの再設定を簡単かつ確実に行うことができると共に、既存の熱線センサ1にも容易に対応できる等、熱線センサ1のメンテナンスを含めた商品的価値を高めることが可能になる。
【0034】
特に、ベース2から光学ユニット3を取り外して、この光学ユニット3の外面に露出している操作レバー9aの操作でミラー12の角度を変更して該ミラー12による検知機能を無効にできるため、検知エリアの再設定を光学ユニット3の取り外しと操作レバー9aの操作という簡単な作業で行うことができ、小動物等による誤報を防止可能な検知エリアの再設定作業の作業性に優れると共に、当該検知エリアの再設定を一層簡単かつ確実に行うことができる。
【0035】
また、操作レバー9aが、熱線センサ1の取付高さに応じた「通常位置S1」及び「3m以上位置S2」の2つの高さ位置と、ミラー12の検知機能を無効にする「近距離無効位置S3」の3つの位置に設定可能であるため、「通常位置S1」や「3m以上位置S2」への設定により、近距離及び遠距離が所望検知ゾーンからなる各種検知エリアに的確に対応できると共に、「近距離無効位置S3」への設定により、誤報が防止可能な検知エリアの再設定等に一層容易に対応することができる。
【0036】
さらに、近距離無効手段9がユニット取付板4に設けた操作レバー9aを有する回転板9bや係止片9cあるいはガイド9d等で構成されているため、近距離無効手段9の構成を簡略化して安価に形成できると共に、ガイド9dの凹部と係止片9cにより操作レバー9a(回転板9b)を所定の位置に確実に保持することができ、熱線センサ1に安定した検知状態を得ることができる。
【0037】
なお、前記実施形態においては、第1の光学ユニット3aの近距離用光学系であるミラー12を垂直方向に揺動させて「近距離無効位置S3」に設定可能としたが、本発明はこれに限定されず、第2の光学系ユニット3bのミラー15を「近距離無効位置S3」に設定可能にしたり、第1と第2の各光学ユニット3a、3bのミラー12、15を共に「近距離無効位置S3」に設定可能にしても良い。
【0038】
また、前記実施形態においては、光学ユニット3がユニット取付板4上に互いに近接配置された第1の光学ユニット3aと第2の光学ユニット3bの2つの光学ユニットを有する構成としたが、本発明は、例えば焦電素子と一対の遠近分離用の光学系からなる一つの光学ユニットを有する構成にも適用でき、この場合は、近距離用光学系の検知機能を近距離無効手段で無効とすれば良い。さらに、前記実施形態における、ミラーハウジングやミラーの形状等の光学ユニット3a、3bの形態、制御系のブロック図等は一例であって、本発明に係わる各発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【0039】
本発明は、円盤状のベースに少なくとも一対の遠近分離用の光学系を有する光学ユニットが配置され、取付高さや最長警戒距離に影響されることなく、一台で様々な設置環境において、遠距離、近距離共に対応可能な全ての熱線センサに利用できる。
【符号の説明】
【0040】
1・・・・・・・熱線センサ
2・・・・・・・ベース
3・・・・・・・光学ユニット
3a・・・・・・第1の光学ユニット
3b・・・・・・第2の光学ユニット
4・・・・・・・ユニット取付板
5a、5b・・・焦電素子
6a、6b・・・信号処理回路
7・・・・・・・判定回路
8・・・・・・・制御基板
9・・・・・・・近距離無効手段
9a・・・・・・操作レバー
9b・・・・・・回転板
9b1・・・・・軸
9c・・・・・・係止片
9d・・・・・・ガイド
9e・・・・・・溝
11、14・・・ミラーハウジング
13、16・・・焦電素子基板
12、15・・・ミラー
17・・・・・・操作レバー
23・・・・・・壁
24・・・・・・棚
25・・・・・・小動物
α1〜α3・・・角度
k1、k2・・・検知ゾーン
S1・・・・・・通常位置(第1高さ位置)
S2・・・・・・3m以上位置(第2高さ位置)
S3・・・・・・近距離無効位置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
取付用のベースと、該ベースに着脱可能に装着され焦電素子と光学系を有する光学ユニットと、を備える熱線センサにおいて、
前記光学ユニットが、水平方向で遠距離と近距離の検知エリアを形成可能な遠距離用光学系と近距離用光学系を有し、該光学ユニットの近距離用光学系による検知機能を無効にし得る近距離無効手段を設けたことを特徴とする熱線センサ。
【請求項2】
前記光学ユニットは、水平方向で遠距離と近距離の検知エリアを形成可能な遠距離用光学系と近距離用光学系を有する第1の光学ユニットと、該第1の光学ユニットに近接配置され水平方向で遠距離と近距離の検知エリアを形成可能な遠距離用光学系と近距離用光学系を有する第2の光学ユニットを有し、前記近距離無効手段は、前記第1の光学ユニットもしくは第2の光学ユニットの少なくとも一方の近距離用光学系による検知機能を無効にすることを特徴とする請求項1に記載の熱線センサ。
【請求項3】
前記近距離無効手段は、前記ベースから前記光学ユニットを取り外した状態でその外面側から操作可能な操作レバーを有し、該操作レバーの操作で前記近距離用光学系の角度を変更して該近距離用光学系による検知機能を無効にすることを特徴とする請求項1または2に記載の熱線センサ。
【請求項4】
前記操作レバーは、センサの取付高さが所定値以下の場合に使用可能な第1高さ位置と、前記センサの取付高さが所定位置以上の場合に使用可能な第2高さ位置と、前記近距離用光学系の検知機能を無効にする近距離無効位置と、に設定可能であることを特徴とする請求項3に記載の熱線センサ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2013−44632(P2013−44632A)
【公開日】平成25年3月4日(2013.3.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−182344(P2011−182344)
【出願日】平成23年8月24日(2011.8.24)
【出願人】(000101400)アツミ電氣株式会社 (69)
【Fターム(参考)】