CN102387939A - 头枕位置调整装置及头枕位置调整方法 - Google Patents
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Abstract
以简单的构成特别是防止头枕的不需要的动作而正确地自动地调整头枕的位置。头枕位置调整装置(100)具备静电容量传感器部(10)和驱动电动机部(30)，静电容量传感器部(10)具备例如多个探测电极(11～15)和检测电路(20)。检测电路(20)具备与各探测电极(11～15)一对一地连接的多个静电容量探测电路(21～25)和运算处理电路(28)，驱动电动机部(30)具备电动机驱动电路和驱动电动机。检测电路(20)判断检测出的静电容量值中的最小静电容量值是否在规定的阈值以上，在规定的阈值以上的情况下进行头枕(43)的位置调整动作，并且在小于规定的阈值的情况下使头枕(43)停止或移动到规定位置。
Description
技术领域
本发明涉及调整汽车等车辆的座椅所具备的头枕的位置的头枕位置调整装置及头枕位置调整方法，特别是涉及能够防止头枕的不需要的动作并自动地将头枕的位置调整到适当的状态的头枕位置调整装置及头枕位置调整方法。
背景技术
目前，作为调整例如汽车等车辆的座椅所具备的头枕的位置的装置，已知有头枕驱动控制装置(例如，参照专利文献1(第2-6页、第1-4图))。该头枕驱动控制装置监视装入车辆的顶部和头枕的一对电极间的静电容量，根据边从下端向上方驱动头枕边进行扫描时的静电容量的变化量，判断头部的有无，调整头枕的位置。
另外，头枕驱动装置(例如，参照专利文献2(第3-8页、第1-4图))将头枕的位置调整到装入头枕的四个电容器片的输出平衡的部位。
进而，头枕调整装置(例如，参照专利文献3(第3-6页、第1-5图))在头枕内配置有一个电极，监视与头部之间的静电容量，根据边向上下方向驱动头枕边进行扫描时的静电容量的变化量，判断头部的有无，调整头枕的位置。
另外，用于调节车辆的头枕的装置(例如，参照专利文献4(第2-3页、第1-3图))利用配置于头枕内的两个或三个电容器片，测定头部和电容器片的静电容量值，调整头枕的位置。
专利文献1：日本特开昭64-11511号公报
专利文献2：日本特开昭64-11512号公报
专利文献3：日本特开平11-180200号公报
专利文献4：日本特开2000-309242号公报
发明内容
但是，当要利用上述的专利文献1-4所公开的头枕调整装置使头枕的高度总是追随头部进行位置调整时，存在即使在头部和头枕之间的距离远时也执行位置调整动作的情况。在这种情况下，假想静电容量的输出值变小，存在误检测频繁发生而难以进行高精度的位置调整的情况。
另外，若在头部和头枕远离时头枕动作，也存在产生无用的电力消耗之类的问题。
本发明是为了解决上述的现有技术的问题点而做出的，其目的在于，提供一种以简单的构成就能够特别防止头枕的不需要的动作而正确地自动地调整头枕的位置的头枕位置调整装置及头枕位置调整方法。
为了解决上述的课题而实现目的，本发明提供一种头枕位置调整装置，其特征在于，具备：多个探测电极，以沿高度方向并列设置的状态设于车辆的座椅所具备的头枕，对落座在所述座椅上的人体的头部和所述头枕之间的静电容量进行探测；检测电路，基于来自所述多个探测电极的探测信号，检测出所述头部的高度位置；及位置调整单元，根据来自所述检测电路的检测结果，基于所述头部的高度位置调整所述头枕相对于所述头部的位置，所述位置调整单元在所述头枕和所述头部之间的距离与规定距离相同或比规定距离短的情况下，调整所述头枕的位置，在所述头枕和头部之间的距离比规定距离长的情况下，使所述头枕停止或移动到规定位置。
所述检测电路构成为，例如在所述多个探测电极中检测出的静电容量显示最小的值的探测电极的静电容量值在规定的阈值以上的情况下，判断为所述头枕和所述头部之间的距离与规定距离相同或比规定距离短，在所述探测电极的静电容量值小于规定的阈值的情况下，判断为所述头枕和所述头部之间的距离比规定距离长。
还具备测定所述头枕和所述头部之间的距离的距离测定单元，所述检测电路构成为例如基于该距离测定单元的测定值认定所述头枕和所述头部之间的距离。
另外，所述探测电极例如形成为在所述头枕的前面侧的与所述高度方向交叉的宽度方向上具有长边方向的矩形长条状。
本发明提供一种头枕位置调整方法，其特征在于，具备：探测工序，利用以沿高度方向并列设置的状态而设于车辆的座椅所具备的头枕的多个探测电极，来探测落座在所述座椅上的人体的头部和所述头枕之间的静电容量；检测工序，基于由所述探测工序探测到的探测信号，检测出所述头部的高度位置；及位置调整工序，根据由所述检测工序检测出的检测结果，基于所述头部的高度位置来调整所述头枕相对于所述头部的位置，在所述位置调整工序中，在所述头枕和所述头部之间的距离与规定距离相同或比规定距离短的情况下，调整所述头枕的位置，在所述头枕和所述头部之间的距离比规定距离长的情况下，使所述头枕停止或移动到规定位置。
在所述检测工序中，例如在所述多个探测电极中由所述探测工序探测到的静电容量显示最小的值的探测电极的静电容量值在规定的阈值以上的情况下，判断为所述头枕和所述头部之间的距离与规定距离相同或比规定距离短，在所述探测电极的静电容量值小于规定的阈值的情况下，判断为所述头枕和所述头部之间的距离比规定距离长。
还具备测定所述头枕和所述头部之间的距离的距离测定工序，在所述检测工序中，例如基于由该距离测定工序测定的测定值认定所述头枕和所述头部之间的距离。
根据本发明，能够提供一种以简单的构成就能够特别防止头枕的不需要的动作而正确地自动地调整头枕的位置的头枕位置调整装置及头枕位置调整方法。
附图说明
图1是表示配置有本发明一实施方式的头枕位置调整装置的车辆的座椅的例子的概要图；
图2是表示本发明一实施方式的头枕位置调整装置的一部分的头枕的配置例的说明图；
图3是表示该头枕位置调整装置的整体构成的例子的方框图；
图4是表示该头枕位置调整装置的静电容量探测电路的构成例的方框图；
图5是表示该头枕位置调整装置的检测电路的动作波形例的动作波形图；
图6是表示本发明一实施方式的头枕位置调整装置的整体构成的其它例的方框图；
图7是表示该头枕位置调整装置的探测电极的输出例的说明图；
图8是表示基于本发明一实施方式的头枕位置调整方法的位置调整处理顺序的例子的流程图；
图9是表示基于本发明一实施方式的头枕位置调整方法的位置调整处理顺序的其它例的流程图；
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的头枕位置调整装置及头枕位置调整方法的优选实施方式进行说明。
图1是表示配置有本发明一实施方式的头枕位置调整装置的车辆座椅的例子的概要图，图2是表示该头枕位置调整装置的一部分的头枕的配置例的说明图。
如图1及图2所示，头枕位置调整装置100设置于车辆等的座椅40，构成为具备例如配置于构成座椅40的头枕43的一部分的头枕前部43c的静电容量传感器部10、及配置于构成头枕43的其它部分的头枕后部43d的驱动电动机部30。这些静电容量传感器部10和驱动电动机部30通过例如导线29电连接。
头枕前部43c例如经由支承轴43b在车辆的前后方向上移动自如地连接于头枕后部43d，头枕后部43d例如经由支承轴43a在车辆的上下方向(头枕43的高度方向)、左右方向上移动自如地连接于座椅40的靠背部(座椅靠背)41。
在本例中，静电容量传感器部10具备例如形成于基板19的一面(表面)侧的多个探测电极11～15、及形成(安装)于该基板19的另一面(背面)侧的检测电路20，检测出基于来自各探测电极11～15的静电容量的静电容量值，并且检测出落座于座椅40的落座部42的人体49的头部49a，例如，检测出表示头枕43c和头部49a之间的距离的电极头部间距离。此外，电极头部间距离可利用公知的红外线式传感器、超声波式传感器来测定。
基板19由例如柔性印刷基板、刚性基板或刚性柔性基板构成，多个探测电极11～15由在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)或环氧树脂等绝缘体所构成的基板19上形成图案了的铜、铜合金或铝等导电材料构成。此外，多个探测电极11～15也可以由电线、导电性薄膜等部件构成。
多个探测电极11～15形成为例如在头枕前部43c的前面侧、在与头枕43的高度方向交叉的宽度方向(左右方向)上具有所述检测电极的长边方向的矩形长条状，且在以沿高度方向排列所述检测电极的宽度方向的方式并列设置的状态下配置于头枕43。对于这些多个探测电极11～15，例如分别分配有电极编号1～5(N1～N5或ch1～ch5)，在本例中设有五个，但只要设有在头枕43已静止的状态下检测落座于座椅40上的人体49的头部49a和头枕43之间的静电容量所需要的数量即可，例如只要具有两个以上即可。
详细内容后面进行叙述，具体而言，头枕位置调整装置100在由静电容量传感器部10进行头部49a的检测时，基于由各探测电极11～15检测出的静电容量值，在这些静电容量值中任一最小的静电容量值为规定的阈值以上的情况下，基于全部的静电容量值计算出头部49a的高度位置，基于该高度位置调整头枕43的高度方向的位置。
另一方面，在静电容量值中任一最小的静电容量值小于规定的阈值的情况下，使头枕43停止。此外，在传感器部10由红外线式传感器、超声波传感器构成的情况下，也可以在由传感器部10检测出的检测信号的输出值为规定的阈值以上的情况下，调整头枕43的位置，在检测信号的输出值小于规定的阈值的情况下，使头枕43停止或移动到规定位置。
即，该情况表示如下的情况，即，在头枕43和头部49a之间的距离与规定距离相同或比规定距离短的情况下调整头枕43的位置，在头枕43和头部49a之间的距离比规定距离长的情况下使头枕43停止或移动到规定位置。
如图3所示，静电容量传感器部10的检测电路20具备例如与各探测电极11～15分别一对一地连接且将表示由各探测电极11～15探测到的静电容量的信息输出的多个静电容量探测电路21～15。另外，检测电路20具备运算处理电路28，所述运算处理电路28与这些静电容量探测电路21～15连接，利用基于从各静电容量探测电路21～25输出的信息的静电容量，运算电极头部间距离，或将这些静电容量进行比较而运算头部49a的高度位置，然后将运算结果信息输出到驱动电动机部30的电动机驱动电路(未图示)。
在此，如图4所示，各静电容量探测电路21(22～25)是占空比根据静电容量C而发生变化的电路，构成为具备例如输出一定周期的触发信号TG的触发信号发生电路101、输出占空比因连接于输入端的静电容量C的大小而发生变化的脉冲信号Po的定时电路102、及使该脉冲信号Po平滑化的低通滤波器(LPF)103。
定时电路102构成为具备例如两个比较器201、202、将这些比较器201、202的输出分别输入到复位端子R及置位端子S的RS触发电路(以下，称为“RS-FF”)203、将该RS-FF203的输出DIS输出到LPF103的缓冲器204、及由RS-FF203的输出DIS进行接通/断开控制的晶体管205。
比较器202将从触发信号发生电路101输出的如图5所示的触发信号TG与由电阻R1、R2、R3分割的规定的阈值Vth2进行比较，输出与触发信号TG同步的置位脉冲。该置位脉冲对RS-FF203的Q输出进行置位。
该Q输出作为放电信号DIS将晶体管205设为断开状态，以由探测电极11(12～15)的对地静电容量C及连接于输入端和电源线之间的电阻R4的时间常数决定的速度，对探测电极11(12～15)及地面(GND)之间进行充电。由此，输入信号Vin的电位以由静电容量C决定的速度上升。
如果输入信号Vin超过由电阻R1、R2、R3决定的阈值Vth1，则比较器201的输出反转，从而使RS-FF203的输出反转。其结果，晶体管205成为接通状态，储存于探测电极11(12～15)的电荷经由晶体管205放电。
因此，如图5所示，该定时电路102输出以基于探测电极11(12～15)及接近的人体49的头部49a之间的静电容量C的占空比进行振荡的脉冲信号Po。LPF103通过将该输出平滑化，输出如图5所示的直流的探测信号Vout。在图5中，实线所示的波形和虚线所示的波形表示前者的静电容量比后者小，例如，后者表示物体接近状态。
驱动电动机部30具备电动机驱动电路，所述电动机驱动电路基于来自运算处理电路28的运算结果的控制信号控制未图示的驱动电动机而改变头枕43的位置，所述运算处理电路28在静电容量传感器部10的检测电路20中利用来自各静电容量探测电路21～25的检测信号Vout进行运算处理。另外，驱动电动机部30具备通过该电动机驱动电路的控制使头枕43的位置实际移动的驱动电动机。
在本例中，驱动电动机部30基于来自静电容量传感器部10的输出结果，至少使头枕后部43dc向车辆的上方或下方移动(上下移动)而调整到适当位置。即，将输出结果所包含的静电容量值中的最小的静电容量值和规定的阈值进行比较，在该静电容量值为规定的阈值以上的情况下使头枕后部43d上下移动。
具体而言，驱动电动机构成为，在前后方向上移动自如地驱动头枕前部43c的支承轴43b，且在上下方向及左右方向上移动(上下左右移动)自如地驱动头枕后部43d的支承轴43a。因此，在本例的头枕位置调整装置100中，不仅能够进行如上所述的上下移动，而且能够进行前后左右移动而将头枕43调整到相对于头部49a的适当位置。
在这样构成的头枕位置调整装置100中，能够基于包含通过如下所述方式求出的头部49a和头枕43(头枕前部43c)之间的距离(电极头部间距离)的测定结果进行头枕43的位置调整，其中，所述方式为，由静电容量传感器部10的各探测电极11～15探测头枕43与头部49a之间的静电容量C，由检测电路20基于该输出值对最小值和规定的阈值进行比较运算。
图6是表示本发明一实施方式的头枕位置调整装置的整体构成的其它例的方框图。在下述中，在与已说明的部分重复的部位标注相同标号，并省略说明。如图6所示，静电容量传感器部10的检测电路20构成为具备与各探测电极11～15连接的切换电路26、将表示由各探测电极11～15探测到的静电容量的信息输出的静电容量探测电路27、及基于从该静电容量探测电路27输出的信息对电极头部间距离等进行运算且将运算结果信息输出到驱动电动机部30的电动机驱动电路的运算处理电路28，其中，所述探测电极经由该切换电路26错时地连接。
如果这样构成检测电路20，则能够将静电容量探测电路的数量设置成最小限而构成静电容量传感器部10，依次对由切换电路26切换的各探测电极11～15的静电容量进行扫描，基于其结果，能够得到上述的电极头部间距离等。
图7是表示本发明一实施方式的头枕位置调整装置的探测电极的输出例的说明图。如图7(a)所示，例如，在设头部49a的高度方向的中心位置为P，且设从位于电极间距离H内的该中心位置P到各探测电极11～15的电极头部间距离为L时，输出值如下所述。
即，如果电极头部间距离L为30mm，且各探测电极11～15的并列设置方向中心附近(头枕前部43c的中心附近)和头部49a的中心位置P在水平方向上大致正对，则各探测电极11～15的输出值中探测电极12或探测电极13的输出值成为最大输出值，最上位置的探测电极15的输出值成为最小输出值。
另一方面，如图7(b)所示，当电极头部间距离L为70mm时，难于出现各探测电极11～15的输出值的差，进而，如图7(c)所示，当电极头部间距离L为80mm时，各探测电极11～15的输出值显示出大致相同的值。
在此，当着眼于各探测电极11～15的输出值中最小的输出值时，可知，在图7(a)～(c)中，该值因电极头部间距离L而显著变化。因此，本申请人作出了如下设定，即，在最小的输出值为规定的阈值以上的情况下，电极头部间距离L处于规定范围内、头枕43和头部49a之间的距离适当，以此为前提，进行基于头枕位置调整装置100的位置调整动作。
即，构成为，在各探测电极11～15的输出中最小的输出值在规定的阈值以上，从而电极头部间距离L处于规定范围内，可得到计算出头部49a的高度位置所需的充分的输出值的情况下，使头枕43移动，。由此，在电极头部间距离L远离而无需使头枕43动作的情况下，能够抑制头枕43动作引起的不需要的动作及无用的电力消耗。
因此，本例的头枕位置调整装置100在电极头部间距离L处于规定范围内的情况下开始由检测电路20的运算处理电路28利用这些静电容量值，将头枕43的位置调整到相对于头部49a的适当位置。在最小的输出值为规定的阈值以上的情况下，对头枕43进行位置调整，但由于即使在例如最大的输出值为规定的阈值以上的情况下，也能够判断为电极头部间距离L处于规定范围内，因此也可以采用这种构成。
图8是表示基于本发明一实施方式的头枕位置调整方法的位置调整处理顺序的一个例子的流程图。本流程图可适用如下情况，即，静电容量传感器部10基于来自由未图示的红外线式传感器、超声波式传感器构成的距离传感器(距离测定单元)的输出值，进行位置调整处理。如图8所示，头枕位置调整装置100首先判断例如车辆的点火开关是否处于附件位置、接通位置，它们作为触发而开始处理(步骤S100)。
在判断为未开始处理的情况下(步骤S100的否)，结束本流程图的一系列的位置调整处理，但在判断为开始处理的情况下(步骤S100的是)，利用静电容量传感器部10取得来自多个探测电极11～15的静电容量值(步骤S101)，进一步取得来自距离传感器的距离输出值(步骤S102)，判定该输出值是否在规定的阈值以上(步骤S103)。
在判定为输出值在规定的阈值以上的情况下(步骤S103的是)，基于例如所取得的静电容量值，对头部49a的高度位置进行运算(步骤S104)，基于头部49a的高度位置，使头枕后部43d上下移动而进行位置调整(步骤S105)，然后判断例如车辆的点火开关是否成为关闭而结束处理(步骤S106)。
在判断为处理结束的情况下(步骤S106的是)，结束本流程图的一系列的位置调整处理，但在判断为处理未结束的情况下(步骤S106的否)，转移至上述步骤S101，重复以后的处理。
另一方面，在判定为输出值小于规定的阈值的情况下(步骤S103的否)，判断为电极头部间距离L远至不能适当地检测出头部49a的程度，进行不能检测处理(步骤S107)，待机直到经过规定时间(步骤S108的否)，如果经过了规定时间(步骤S108的是)，则转移至上述步骤S106。
在上述步骤S107的不能检测处理中，进行例如使头枕43的动作立刻全部停止，或使头枕43移动到预先设定的初始位置等规定位置的处理。通过这样进行位置调整处理，能够以使用由各种传感器构成的距离传感器和静电容量传感器部10的简单的构成进行头枕43的位置调整，且防止不需要的动作，抑制无用的电力消耗。
图9是表示基于本发明一实施方式的头枕位置调整方法的位置调整处理顺序的其它例的流程图。本流程图可适用于静电容量传感器部10具备多个探测电极11～15的静电容量式传感器。如图9所示，头枕位置调整装置100判断处理是否开始(步骤S200)。
在判断为没有开始处理的情况下(步骤S200的否)，结束本流程图的一系列的位置调整处理，但在判断为开始处理的情况下(步骤S200的是)，由静电容量传感器部10取得各探测电极11～15的由静电容量表示的静电容量值(步骤S201)。
然后，由检测电路20的运算处理电路28抽取这些静电容量值中显示最小的值的最小静电容量值(步骤S202)，判定该最小静电容量值是否在规定的阈值以上(步骤S203)。在判定为最小静电容量值在规定的阈值以上的情况下(步骤S203的是)，利用基于来自各探测电极11～15的静电容量的全部的静电容量值，对头部49a的高度位置进行运算(步骤S204)，进行头枕后部43d的高度方向的位置调整动作(步骤S205)。
在上述步骤S104及该步骤S204中，基于由全部的探测电极11～15得到的静电容量值，对头部49a的高度位置进行运算。例如，对这些静电容量值进行比较，计算出头部49a的高度方向的推定的中心位置(推定中心位置)，并基于该推定中心位置运算头部49a的高度位置。
另一方面，在判定为最小静电容量值小于规定的阈值的情况下(步骤S203的否)，如上所述，进行使头枕43的动作立刻全部停止，或使头枕43移动到规定位置的不能检测处理(步骤S207)，待机直到经过规定时间(步骤S208的否)，如果经过了规定时间(步骤S208的是)，则转移至上述步骤S201而重复以后的处理。
通过这样进行位置调整处理，能够进行头枕后部43d的向上下方向的移动的位置调整。另外，由于在电极头部间距离L脱离规定范围的情况(即，在远离头部49a的情况)下停止头枕后部43d的高度方向的位置调整动作，因此能够防止头枕43移动这种不需要的动作，能够极大地防止使搭乘者(乘员)不舒适，抑制无用的电力消耗。
标号说明
10静电容量传感器部
11～15探测电极
19基板
20检测电路
21～25静电容量探测电路
26切换电路
27静电容量探测电路
28运算处理电路
29导线
30驱动电动机部
40座椅
41靠背部(座椅靠背)
42落座部
43头枕
43a支承轴
43b支承轴
43c头枕前部
43d头枕后部
49人体
49a头部
100头枕位置调整装置
Claims (7)
1.一种头枕位置调整装置，其特征在于，具备：
多个探测电极，以沿高度方向并列设置的状态设于车辆的座椅所具备的头枕，对落座在所述座椅上的人体的头部和所述头枕之间的静电容量进行探测；
检测电路，基于来自所述多个探测电极的探测信号，检测出所述头部的高度位置；及
位置调整单元，根据来自所述检测电路的检测结果，基于所述头部的高度位置调整所述头枕相对于所述头部的位置，
所述位置调整单元在所述头枕和所述头部之间的距离与规定距离相同或比规定距离短的情况下，调整所述头枕的位置，在所述头枕和所述头部之间的距离比规定距离长的情况下，使所述头枕停止或移动到规定位置。
2.如权利要求1所述的头枕位置调整装置，其特征在于，
所述检测电路构成为，
在所述多个探测电极中检测出的静电容量显示最小的值的探测电极的静电容量值在规定的阈值以上的情况下，判断为所述头枕和所述头部之间的距离与规定距离相同或比规定距离短，
在所述探测电极的静电容量值小于规定的阈值的情况下，判断为所述头枕和所述头部之间的距离比规定距离长。
3.如权利要求1所述的头枕位置调整装置，其特征在于，
还具备测定所述头枕和所述头部之间的距离的距离测定单元，
所述检测电路构成为基于该距离测定单元的测定值认定所述头枕和所述头部之间的距离。
4.如权利要求1～3中任一项所述的头枕位置调整装置，其特征在于，
所述探测电极分别形成为在所述头枕的前面侧的与所述高度方向交叉的宽度方向上具有长边方向的矩形长条状。
5.一种头枕位置调整方法，其特征在于，具备：
探测工序，利用以沿高度方向并列设置的状态而设于车辆的座椅所具备的头枕的多个探测电极，来探测落座在所述座椅上的人体的头部和所述头枕之间的静电容量；
检测工序，基于由所述探测工序探测到的探测信号，检测出所述头部的高度位置；及
位置调整工序，根据由所述检测工序检测出的检测结果，基于所述头部的高度位置来调整所述头枕相对于所述头部的位置，
在所述位置调整工序中，在所述头枕和所述头部之间的距离与规定距离相同或比规定距离短的情况下，调整所述头枕的位置，在所述头枕和所述头部之间的距离比规定距离长的情况下，使所述头枕停止或移动到规定位置。
6.如权利要求5所述的头枕位置调整方法，其特征在于，
在所述检测工序中，在所述多个探测电极中由所述探测工序探测到的静电容量显示最小的值的探测电极的静电容量值在规定的阈值以上的情况下，判断为所述头枕和所述头部之间的距离与规定距离相同或比规定距离短，在所述探测电极的静电容量值小于规定的阈值的情况下，判断为所述头枕和所述头部之间的距离比规定距离长。
7.如权利要求5所述的头枕位置调整方法，其特征在于，
还具备测定所述头枕和所述头部之间的距离的距离测定工序，
在所述检测工序中，基于由该距离测定工序测定的测定值认定所述头枕和所述头部之间的距离。
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| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120321 |