JPH0634358A - 耐水測定器 - Google Patents
耐水測定器Info
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- JPH0634358A JPH0634358A JP4208492A JP20849292A JPH0634358A JP H0634358 A JPH0634358 A JP H0634358A JP 4208492 A JP4208492 A JP 4208492A JP 20849292 A JP20849292 A JP 20849292A JP H0634358 A JPH0634358 A JP H0634358A
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- Japan
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- slider
- rotor
- rotary encoder
- main scale
- pinion
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Links
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Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Length-Measuring Instruments Using Mechanical Means (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】変位センサ部をシーリングした耐水測定器を提
供することを目的とする。 【構成】本尺１とこれに摺動可能に取り付けられたスラ
イダ２を有し、スライダ２にＬＣＤ表示器３が設けられ
たディジタルノギスであって、ラック４とピニオン５に
より前記スライダ２の直線運動を回転運動に変換する変
換手段を有し、前記スライダ２内部には前記変換手段に
より変換された回転運動に基づいて変位検出を行うロー
タ９とステータ１０を有するロータリエンコーダ等がプ
ラスチック・ケース６に収納され、歯車ケース７とこれ
を貫通するロータリエンコーダの回転軸８ａの間はＯリ
ング１２によりシーリングされて、前記ロータリエンコ
ーダを含む変位検出処理部が耐水ケースに収納されてい
る。
供することを目的とする。 【構成】本尺１とこれに摺動可能に取り付けられたスラ
イダ２を有し、スライダ２にＬＣＤ表示器３が設けられ
たディジタルノギスであって、ラック４とピニオン５に
より前記スライダ２の直線運動を回転運動に変換する変
換手段を有し、前記スライダ２内部には前記変換手段に
より変換された回転運動に基づいて変位検出を行うロー
タ９とステータ１０を有するロータリエンコーダ等がプ
ラスチック・ケース６に収納され、歯車ケース７とこれ
を貫通するロータリエンコーダの回転軸８ａの間はＯリ
ング１２によりシーリングされて、前記ロータリエンコ
ーダを含む変位検出処理部が耐水ケースに収納されてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルノギスに代
表される測定器に係り、特に耐環境性の向上を図った耐
水測定器に関する。
表される測定器に係り、特に耐環境性の向上を図った耐
水測定器に関する。
【０００２】
【従来の技術】測定値を液晶表示装置等に表示するディ
ジタルノギス，ディジタルマイクロメータ，ハイトゲー
ジ等の小型測定器として、静電容量式の変位センサを利
用するものが有望である。静電容量式変位センサは、メ
インスケール等の固定要素と、これに対して相対移動す
るスライダ等の可動要素とにそれぞれ多数の電極が配設
され、固定要素に対する可動要素の移動に伴って電極パ
ターン間に生じる周期的な容量変化の信号を取り出すこ
とにより変位量検出を行うものである。特にソーラーセ
ルを電源として絶対測定を行う静電容量式変位センサを
用いたディジタルノギス等は、低電力かつ小型化可能な
ものとして注目されている。
ジタルノギス，ディジタルマイクロメータ，ハイトゲー
ジ等の小型測定器として、静電容量式の変位センサを利
用するものが有望である。静電容量式変位センサは、メ
インスケール等の固定要素と、これに対して相対移動す
るスライダ等の可動要素とにそれぞれ多数の電極が配設
され、固定要素に対する可動要素の移動に伴って電極パ
ターン間に生じる周期的な容量変化の信号を取り出すこ
とにより変位量検出を行うものである。特にソーラーセ
ルを電源として絶対測定を行う静電容量式変位センサを
用いたディジタルノギス等は、低電力かつ小型化可能な
ものとして注目されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のこの種
の測定器でセンサ部がむき出しになっているものでは、
検出手段に電気，磁気，光等を用いたとしても、水や
油，切り子等が変位センサ部に付着した場合に正確な測
定が阻害される。従って、ディジタルノギスの優れた特
長（ディジタル表示，低電力，コードアウト機能等）を
継承しながら、変位センサ部に汚染物が入り込まないよ
うにして、耐環境性の向上を図ることが望まれる。本発
明は、この様な点に鑑みなされたもので、変位検出処理
部をシーリングした耐水測定器を提供することを目的と
する。
の測定器でセンサ部がむき出しになっているものでは、
検出手段に電気，磁気，光等を用いたとしても、水や
油，切り子等が変位センサ部に付着した場合に正確な測
定が阻害される。従って、ディジタルノギスの優れた特
長（ディジタル表示，低電力，コードアウト機能等）を
継承しながら、変位センサ部に汚染物が入り込まないよ
うにして、耐環境性の向上を図ることが望まれる。本発
明は、この様な点に鑑みなされたもので、変位検出処理
部をシーリングした耐水測定器を提供することを目的と
する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、本尺とこれに
摺動可能に取り付けられたスライダを有し、本尺とスラ
イダの変位を測定する測定器において、前記本尺に刻ま
れたラックと前記スライダに回転可能に保持されたピニ
オンにより前記本尺とスライダの相対運動を回転運動に
変換する変換手段と、前記ピニオンの回転運動を検出す
るロータリエンコーダの出力に基づいて前記本尺とスラ
イダの相対変位量を測定する変位検出処理手段とを備
え、前記ロータリエンコーダを含む変位検出処理手段が
前記スライダを構成する耐水ケースに収納されているこ
とを特徴とする。
摺動可能に取り付けられたスライダを有し、本尺とスラ
イダの変位を測定する測定器において、前記本尺に刻ま
れたラックと前記スライダに回転可能に保持されたピニ
オンにより前記本尺とスライダの相対運動を回転運動に
変換する変換手段と、前記ピニオンの回転運動を検出す
るロータリエンコーダの出力に基づいて前記本尺とスラ
イダの相対変位量を測定する変位検出処理手段とを備
え、前記ロータリエンコーダを含む変位検出処理手段が
前記スライダを構成する耐水ケースに収納されているこ
とを特徴とする。
【０００５】
【作用】本発明によると、ラック・ピニオン機構とロー
タリエンコーダの組み合わせを用いることで、変位セン
サすなわちエンコーダ電極部を露出させることなく、ロ
ータリエンコーダを含む変位検出処理部を耐水ケースに
収納し、かつピニオン部でシールすることによって、変
位センサへの水等の付着を確実に防止することができ
る。
タリエンコーダの組み合わせを用いることで、変位セン
サすなわちエンコーダ電極部を露出させることなく、ロ
ータリエンコーダを含む変位検出処理部を耐水ケースに
収納し、かつピニオン部でシールすることによって、変
位センサへの水等の付着を確実に防止することができ
る。
【０００６】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図１は、本発明の一実施例に係るディジタル
ノギスの外観を示す平面図と正面図である。図示のよう
に、メインスケールが刻まれた本尺１とこれに摺動可能
に取り付けられたスライダ２とを有し、スライダ２の内
部に変位センサを含む検出処理部が収納されている。ス
ライダ２の表面部には、測定値をディジタル表示するＬ
ＣＤ表示器３が設けられている。
説明する。図１は、本発明の一実施例に係るディジタル
ノギスの外観を示す平面図と正面図である。図示のよう
に、メインスケールが刻まれた本尺１とこれに摺動可能
に取り付けられたスライダ２とを有し、スライダ２の内
部に変位センサを含む検出処理部が収納されている。ス
ライダ２の表面部には、測定値をディジタル表示するＬ
ＣＤ表示器３が設けられている。
【０００７】図２は、図１のノギスの要部断面構造であ
る。スライダ２は、３個のロータ９ａ，９ｂ，９ｃとこ
れらに微小間隔をもってそれぞれ対向するステータ１０
により構成される３連の静電容量式ロータリエンコー
ダ、そのステータ基板上に載置された信号処理用ＩＣ１
６、同じくステータ基板上にインターコネクタ１３を介
して載置されたＬＣＤ表示器３、更にその上部に設けら
れたソーラーセル１４等を有し、これらがプラスチック
・ケース６に収納されている。プラスチック・ケース６
の前面は、透明プラスチック或いはガラス等による保護
カバー１５で覆われ、周囲はゴムシール１７で覆われて
おり、スライダ２が全体として耐水ケースになってい
る。プラスチック・ケース６の下部には、歯車ケース７
がはめ込まれており、３連式ロータリエンコーダを駆動
する歯車１１（１１1 ，１１2 ，…，）が収納されてい
る。
る。スライダ２は、３個のロータ９ａ，９ｂ，９ｃとこ
れらに微小間隔をもってそれぞれ対向するステータ１０
により構成される３連の静電容量式ロータリエンコー
ダ、そのステータ基板上に載置された信号処理用ＩＣ１
６、同じくステータ基板上にインターコネクタ１３を介
して載置されたＬＣＤ表示器３、更にその上部に設けら
れたソーラーセル１４等を有し、これらがプラスチック
・ケース６に収納されている。プラスチック・ケース６
の前面は、透明プラスチック或いはガラス等による保護
カバー１５で覆われ、周囲はゴムシール１７で覆われて
おり、スライダ２が全体として耐水ケースになってい
る。プラスチック・ケース６の下部には、歯車ケース７
がはめ込まれており、３連式ロータリエンコーダを駆動
する歯車１１（１１1 ，１１2 ，…，）が収納されてい
る。
【０００８】本尺１にはラック４が刻まれ、スライダ２
側にこれと噛み合うピニオン５が設けられて、スライダ
２の直線運動を回転運動に変換するラック・ピニオン機
構が構成されている。ピニオン５が固定されたこれと同
軸の回転軸８ａが、歯車ケース７を貫通して設けられて
いて、この回転軸８ａの先端に第１のロータ９ａが固定
されている。即ち、スライダ２を摺動した時の直線運動
がラック・ピニオン機構により回転運動に変換されて、
これが回転軸８ａを介して第１のロータ９ａに伝達され
る。第１のロータ９ａの回転運動は、歯車１１1 〜１１
4 により所定の回転比をもって、第２のロータ９ｂの回
転軸８ｂに伝達され、更にその回転運動が歯車１１5 〜
１１8 により所定の回転比をもって、第３のロータ９ｃ
の回転軸８ｃに伝達されるようになっている。
側にこれと噛み合うピニオン５が設けられて、スライダ
２の直線運動を回転運動に変換するラック・ピニオン機
構が構成されている。ピニオン５が固定されたこれと同
軸の回転軸８ａが、歯車ケース７を貫通して設けられて
いて、この回転軸８ａの先端に第１のロータ９ａが固定
されている。即ち、スライダ２を摺動した時の直線運動
がラック・ピニオン機構により回転運動に変換されて、
これが回転軸８ａを介して第１のロータ９ａに伝達され
る。第１のロータ９ａの回転運動は、歯車１１1 〜１１
4 により所定の回転比をもって、第２のロータ９ｂの回
転軸８ｂに伝達され、更にその回転運動が歯車１１5 〜
１１8 により所定の回転比をもって、第３のロータ９ｃ
の回転軸８ｃに伝達されるようになっている。
【０００９】ロータリエンコーダの回転軸のうち、歯車
ケース７の底部を貫通するのは、ピニオン５に繋がる回
転軸８ａのみであり、この回転軸８ａの貫通部がＯリン
グ１２によりシーリングされている。これにより、ロー
タリエンコーダ内部に水や油等の侵入が防止されてい
る。プラスチック・ケース６内部への水，油等の侵入が
懸念される部分は、他に止めネジ、スライダ２のクラン
プネジ、コードアウト・コネクタ等があるが、これらは
プラスチック・ケース６をモールド形状を工夫した耐水
ケースとすることにより、容易に対処できる。
ケース７の底部を貫通するのは、ピニオン５に繋がる回
転軸８ａのみであり、この回転軸８ａの貫通部がＯリン
グ１２によりシーリングされている。これにより、ロー
タリエンコーダ内部に水や油等の侵入が防止されてい
る。プラスチック・ケース６内部への水，油等の侵入が
懸念される部分は、他に止めネジ、スライダ２のクラン
プネジ、コードアウト・コネクタ等があるが、これらは
プラスチック・ケース６をモールド形状を工夫した耐水
ケースとすることにより、容易に対処できる。
【００１０】ロータリエンコーダ部分の具体的な構成
を、次に説明する。３個のロータ９ａ，９ｂ，９ｃは、
いずれも直径約１６mmであり、これらが隣同士１６：１
の回転比を持つように歯車１１により連結されている。
ピニオン５に連結されている第１のロータ９ａが細かい
ピッチの変位検出を行うＦＩＮＥ検出用であり、第２の
ロータ９ｂは第１のロータ９ａの１／１６の速度で回転
して中間ピッチの変位検出を行うＭＥＤＩＵＭ検出用
（以下、ＭＥＤ検出用という）であり、第３のロータ９
ｃは第２のロータ９ｂの１／１６の速度で回転して粗い
ピッチの変位検出を行うＣＯＡＲＳＥ検出用（以下、Ｃ
ＯＡ検出用という）である。
を、次に説明する。３個のロータ９ａ，９ｂ，９ｃは、
いずれも直径約１６mmであり、これらが隣同士１６：１
の回転比を持つように歯車１１により連結されている。
ピニオン５に連結されている第１のロータ９ａが細かい
ピッチの変位検出を行うＦＩＮＥ検出用であり、第２の
ロータ９ｂは第１のロータ９ａの１／１６の速度で回転
して中間ピッチの変位検出を行うＭＥＤＩＵＭ検出用
（以下、ＭＥＤ検出用という）であり、第３のロータ９
ｃは第２のロータ９ｂの１／１６の速度で回転して粗い
ピッチの変位検出を行うＣＯＡＲＳＥ検出用（以下、Ｃ
ＯＡ検出用という）である。
【００１１】図３および図４は、ロータリエンコーダ部
分の具体的な構成を示している。ロータ９ａ，９ｂ，９
ｃは、図３に示すように受信電極９１を対称性を考慮し
て４枚羽構成として、精度を確保している。また、ロー
タ９ａ，９ｂ，９ｃは、回転モーメントを下げるために
軽量化を図ることが必要であるが、一方、撓まない性質
も必要であり、例えば基板９２に軽金属薄板による受信
電極９１を貼り付けて構成される。或いは、２層構造の
フレキシブルプリント基板を用いても構成することがで
きる。ステータ１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）は、一
枚の両面プリント基板１０１の片面に、ロータ９ａ，９
ｂ，９ｃにそれぞれ対向するＦＩＮＥ検出用，ＭＥＤ検
出用，ＣＯＡ検出用の送信電極１０２をパターン形成し
て構成される。送信電極１０２は、リング状に３２個配
列された８層駆動の４ブロック構成である。送信電極１
０２の内側に検出電極１０３が形成されている。
分の具体的な構成を示している。ロータ９ａ，９ｂ，９
ｃは、図３に示すように受信電極９１を対称性を考慮し
て４枚羽構成として、精度を確保している。また、ロー
タ９ａ，９ｂ，９ｃは、回転モーメントを下げるために
軽量化を図ることが必要であるが、一方、撓まない性質
も必要であり、例えば基板９２に軽金属薄板による受信
電極９１を貼り付けて構成される。或いは、２層構造の
フレキシブルプリント基板を用いても構成することがで
きる。ステータ１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）は、一
枚の両面プリント基板１０１の片面に、ロータ９ａ，９
ｂ，９ｃにそれぞれ対向するＦＩＮＥ検出用，ＭＥＤ検
出用，ＣＯＡ検出用の送信電極１０２をパターン形成し
て構成される。送信電極１０２は、リング状に３２個配
列された８層駆動の４ブロック構成である。送信電極１
０２の内側に検出電極１０３が形成されている。
【００１２】ステータ１０のプリント基板１０１の他方
の面には、図４に示すように他の配線１０４が配設され
る。またこの配線１０４の面は、部品搭載面でもあり、
図２に示したように、信号処理用ＩＣ１６、ＬＣＤ表示
器３のインターコネクタ１３、ソーラーセルを外側に押
圧すると共に電気的に接続する機能を有するバネ１８等
が搭載される。ステータ１０の各８相の送信電極１０２
は８本の配線で相互に接続されて信号処理用ＩＣ１６に
接続されている。ステータ１０の各検出電極１０３はそ
れぞれ別々に信号処理用ＩＣ１６に接続されている。な
お配線上で乗るクロストークは、補正電極を設けて対処
することが可能である（例えば、特開昭６１−２６９０
１７号公報参照）。
の面には、図４に示すように他の配線１０４が配設され
る。またこの配線１０４の面は、部品搭載面でもあり、
図２に示したように、信号処理用ＩＣ１６、ＬＣＤ表示
器３のインターコネクタ１３、ソーラーセルを外側に押
圧すると共に電気的に接続する機能を有するバネ１８等
が搭載される。ステータ１０の各８相の送信電極１０２
は８本の配線で相互に接続されて信号処理用ＩＣ１６に
接続されている。ステータ１０の各検出電極１０３はそ
れぞれ別々に信号処理用ＩＣ１６に接続されている。な
お配線上で乗るクロストークは、補正電極を設けて対処
することが可能である（例えば、特開昭６１−２６９０
１７号公報参照）。
【００１３】スライダ２の摺動とロータ９の回転の関係
を具体的な数値例で説明する。まず、ロータ回転とスラ
イダ摺動距離の関係は、表１の通りである。
を具体的な数値例で説明する。まず、ロータ回転とスラ
イダ摺動距離の関係は、表１の通りである。
【００１４】
【表１】 ［ロータ回転］ ［摺動距離］ ＦＩＮＥ検出用ロータ１回転 ６．７２mm ＭＥＤ検出用ロータ１回転 １０７．５２mm ＣＯＡ検出用ロータ１回転 １７２０．３２mm
【００１５】また、ロータの羽根ピッチとスライダ摺動
距離の関係は、表２のようになる。
距離の関係は、表２のようになる。
【００１６】
【表２】 ［ロータ羽根ピッチ］ ［摺動距離］ ＦＩＮＥ検出用ロータ１ピッチ １．６８mm ＭＥＤ検出用ロータ１ピッチ ２６．８８mm ＣＯＡ検出用ロータ１ピッチ ４３０．０８mm
【００１７】表２のＣＯＡ検出用ロータ羽根１ピッチの
摺動距離４３０．０８mmが、絶対測長距離ということに
なる。この様に設定した場合、スライダを１ｍ／sec で
摺動するとＦＩＮＥ検出用ロータの回転速度は約９００
０rpm となる。従ってロータは、この高速回転に耐えて
かつステータとの間で一定のギャップを保つように素材
が選択される。
摺動距離４３０．０８mmが、絶対測長距離ということに
なる。この様に設定した場合、スライダを１ｍ／sec で
摺動するとＦＩＮＥ検出用ロータの回転速度は約９００
０rpm となる。従ってロータは、この高速回転に耐えて
かつステータとの間で一定のギャップを保つように素材
が選択される。
【００１８】本発明は上記実施例に限られるものではな
い。例えば実施例では３連式のロータリエンコーダを用
いたが、４連以上であってもよい。また実施例では、ス
ライダにＬＣＤ表示器を持つものを説明したが、表示器
を持たず無線等により測定結果を伝送する形式のものに
も本発明を適用することができる。
い。例えば実施例では３連式のロータリエンコーダを用
いたが、４連以上であってもよい。また実施例では、ス
ライダにＬＣＤ表示器を持つものを説明したが、表示器
を持たず無線等により測定結果を伝送する形式のものに
も本発明を適用することができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ラ
ック・ピニオン機構とロータリエンコーダの組み合わせ
を用いて、ロータリエンコーダその他の部品を耐水ケー
スを用いたスライダ内部に収納し、かつピニオン部でシ
ールすることによって、耐水構造とした測定器を得るこ
とができる。
ック・ピニオン機構とロータリエンコーダの組み合わせ
を用いて、ロータリエンコーダその他の部品を耐水ケー
スを用いたスライダ内部に収納し、かつピニオン部でシ
ールすることによって、耐水構造とした測定器を得るこ
とができる。
【図１】 本発明の一実施例に係るディジタルノギスの
外観を示す平面図と正面図である。
外観を示す平面図と正面図である。
【図２】 同実施例のディジタルノギスの要部断面構造
である。
である。
【図３】 同実施例のロータリエンコーダ部の構成を示
す図である。
す図である。
【図４】 同じくロータリエンコーダ部の断面構造であ
る。
る。
１…本尺、２…スライダ、３…ＬＣＤ表示器、４…ラッ
ク、５…ピニオン、６…プラスチック・ケース、７…歯
車ケース、８…回転軸、９…ロータ、１０…ステータ、
１１…歯車、１２…Ｏリング、１３…インターコネク
タ、１４…ソーラーセル、１５…保護カバー、１６…信
号処理用ＩＣ、１７…ゴムシール、１８…バネ。
ク、５…ピニオン、６…プラスチック・ケース、７…歯
車ケース、８…回転軸、９…ロータ、１０…ステータ、
１１…歯車、１２…Ｏリング、１３…インターコネク
タ、１４…ソーラーセル、１５…保護カバー、１６…信
号処理用ＩＣ、１７…ゴムシール、１８…バネ。
Claims (3)
- 【請求項１】 本尺とこれに摺動可能に取り付けられた
スライダを有し、本尺とスライダの変位を測定する測定
器において、 前記本尺に刻まれたラックと前記スライダに回転可能に
保持されたピニオンにより前記本尺とスライダの相対運
動を回転運動に変換する変換手段と、 前記ピニオンの回転運動を検出するロータリエンコーダ
の出力に基づいて前記本尺とスライダの相対変位量を測
定する変位検出処理手段とを備え、 前記ロータリエンコーダを含む変位検出処理手段が前記
スライダを構成する耐水ケースに収納されていることを
特徴とする耐水測定器。 - 【請求項２】 前記ロータリエンコーダは、前記ピニオ
ンに連結された第１のロータと、この第１のロータに回
転速度変換機構を介して順次連結された複数のロータと
を有することを特徴とする請求項１記載の耐水測定器。 - 【請求項３】 前記ロータリエンコーダは、前記ピニオ
ンに連結された第１のロータと、この第１のロータに回
転速度変換機構を介して順次連結された複数のロータ
と、共通基板に形成されて各ロータにそれぞれ対向する
ステータとを有することを特徴とする請求項１記載の耐
水測定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4208492A JPH0634358A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 耐水測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4208492A JPH0634358A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 耐水測定器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0634358A true JPH0634358A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=16557060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4208492A Pending JPH0634358A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 耐水測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0634358A (ja) |
Cited By (6)
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| EP1559988A1 (en) | 2004-01-29 | 2005-08-03 | Mitutoyo Corporation | Protective cover for a measuring instrument |
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| CN1296675C (zh) * | 2005-05-06 | 2007-01-24 | 赵志强 | 高防护数显卡尺 |
| JP2012189434A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Yoshio Tasai | 測定器カバー |
| US9036794B2 (en) | 2007-04-25 | 2015-05-19 | Alcatel Lucent | Messaging system and method for providing information to a user device |
| CN118301877A (zh) * | 2024-04-02 | 2024-07-05 | 无锡迪富智能电子股份有限公司 | 基于多模态融合的智能家居人机交互装置及使用方法 |
-
1992
- 1992-07-13 JP JP4208492A patent/JPH0634358A/ja active Pending
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