JP2015115291A - 光学部品のアタッチメント及びこれを備えた光電センサユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の光学部品のアタッチメント20は、光が通過する投光窓12aを有する光電センサ10に着脱可能なアタッチメント20である。配置部21には、シリンドリカルレンズ23が配置される。把持部22a、22bは、シリンドリカルレンズ23が投光窓12aに対向して配置されるように、配置部21を光電センサ10に装着する。封止部材80は、光電センサ10に装着された状態において、投光窓12aの表面12sとシリンドリカルレンズ23の表面23aに挟まれた空間のうち光が通る部分を封止する封止部材である。密着部81は、光電センサ10に装着された状態において、2つの面12s、23aに密着する。固定部83は、密着部81の外側に離間して設けられ密着部81を配置部21に固定する。接続部85は、密着部81と固定部83を接続する。
【選択図】図5
Description
このようなアタッチメントとしては、例えば、投光ビームが射出される投光面に対向してレンズが配置されている。
また、粉塵等が飛散している工場などでは、エアーによってゴミや水を吹き飛ばす作業が行われる場合があるが、微小な隙間に侵入したゴミや水はエアーによっても取り除き難い。
光が通過する部品側光通過部を有する光学部品に着脱可能なアタッチメントであって、
光が通過する光通過部と、
前記光通過部が配置される配置部と、
前記光通過部が前記部品側光通過部に対向して配置されるように、前記配置部を前記光学部品に装着する装着部と、
前記光学部品に装着された状態において、前記部品側光通過部の前記光通過部に対向する面と前記光通過部の前記部品側光通過部に対向する面に挟まれた空間のうち光が通る部分を封止する封止部材とを備え、
前記封止部材は、
前記光学部品に装着された状態において、2つの前記面に密着し、前記空間のうち光が通る部分を囲むように封止する密着部と、
前記密着部の外側に離間して設けられ前記密着部を前記配置部に固定する固定部と、
前記密着部と前記固定部を接続する接続部とを有する、
光学部品のアタッチメントである。
このため、光通過部の表面と部品側光通過部の表面との間の空間であって、特に光が通過する部分にゴミや水滴が侵入することを防止できる。
また、密着部とは離間して固定部が設けられているため、アタッチメントを光学部品に繰り返し装着して、密着部が圧縮・復元を繰り返したとしても、その繰り返しが固定部に与える影響は少なく、安定した固定を実現できる。
前記固定部は、前記封止部材の前記配置部の表面に沿った方向の端に設けられている、
第1の発明の光学部品のアタッチメントである。
このように、封止部材の端に固定部が設けられていることにより、固定部を密着部から出来るだけ離すことが可能となるため、密着部の圧縮が固定部に与える影響を出来るだけ低減することが出来る。
前記配置部は、前記固定部と対向するように配置された対向部を有し、
前記固定部と前記対向部の間には隙間が形成されており、
前記隙間に接着剤が配置されることにより、前記固定部は前記配置部に固定されている、
第2の発明の光学部品のアタッチメントである。
このように、固定部と対向部の間に隙間が形成されており、その隙間を液溜まりとして用いて接着剤を充填して、封止部材を配置部に固定することにより、より強固に接着固定することが出来る。
前記固定部と前記対向部の対向する方向は、前記光通過部と前記部品側光通過部が対向する方向に対して略垂直方向である、
第3の発明の光学部品のアタッチメントである。
アタッチメントを光学部品に装着した際には、この光通過部と部品側光通過部が対向する方向に密着部が圧縮される。この圧縮によって固定部は対向部の方向に移動する力が働き、隙間に充填している接着剤を押さえる方向に力が働くことになる。そのため、接着剤が剥離しにくく、接着固定の信頼性を増すことが出来る。
前記密着部は、
前記接続部が形成されている部分から前記光通過部に向かって突出するように形成された第1突起部と、
前記接続部が形成されている部分から前記光通過部の反対側に向かって突出するように形成された第2突起部と、を有し、
前記接続部は、前記密着部から前記配置部の表面に沿って形成されている、
第1の発明の光学部品のアタッチメントである。
前記接続部の前記第1突起部側の表面には段差が形成されており、前記接続部の前記第1突起部の周囲の厚みが他の部分よりも薄く形成されている、
第5の発明の光学部品のアタッチメントである。
これにより、第1突起部の強度を弱くすることが出来る。そのため、光通過部が嵌め込まれている配置部の上下の縁部に沿って第1突起部に挿入されやすくなる。また、仮に封止部材に寸法誤差が発生したとしても、縁部に沿うため、内側に折れ曲がってレーザ光を妨害することを防ぐことが出来る。
前記第2突起部の幅は、前記第1突起部の幅よりも厚く、
前記第2突起部の突出している高さは、前記第1突起部の突出している高さよりも低い、
第5の発明の光学部品のアタッチメントである。
封止部材から光通過部までの距離のほうが、封止部材から部品側光通過部までの距離よりも長く形成されている場合には、第2突起部の幅を第1突起部よりも厚くすることによって、第1突起部による光通過部に対する押圧力と、第2突起部による部品側光通過部に対する王圧力を略均等にすることが出来、安定した封止が可能となる。
前記光学部品は光電センサであり、
前記部品側光通過部を通過して外部に光が射出され、
前記光通過部は、前記射出された光が通過する、
第1の発明の光学部品のアタッチメントである。
このように、光電センサのアタッチメントとして利用することにより、アタッチメントを変更するだけで検出対象物に合わせた最適な投光ビームにすることが出来るとともに、ゴミや水滴の侵入による感度の低下を防ぐことが可能となる。
前記密着部の前記部品側光通過部に密着する側の端部は、光の射出方向に対して垂直な方向から傾斜して配置された前記部品側光通過部の面に対応するように傾斜している、
第8の発明の光学部品のアタッチメントである。
光電センサの部品側光通過部の面は、射出されたレーザ光が反射してパワーモニタに入らないように光軸と垂直な方向に対して傾斜して形成されているが、この傾斜に合わせて密着部の部品側光通過部に密着する側の端部を傾斜して形成することによって、密着部と部品側光通過部の面を密着させやすくなり、より確実に封止できる。
前記配置部は、
前記光学部品に装着された状態において、前記光電センサの面であって前記部品側光通過部が配置された第1方向に長い矩形状の面を覆うように形成されており、
前記装着部が前記第1方向に沿って前記光電センサを挟むことにより前記光電センサに装着される、
第8の発明の光学部品のアタッチメントである。
これにより、アタッチメントを光電センサに容易に着脱することが出来、測定対象部品ごとにアタッチメントを変えることよって対応することが出来るため、測定対象部品ごとに専用の光電センサを用いる必要がないため、低コスト化することが出来る。
前記固定部は、前記封止部材の前記第1方向側の端に設けられている、
第10の発明の光学部品のアタッチメントである。
このように、長さの長い第1方向側の端に固定部を設けることにより、固定部を密着部から出来るだけ離すことが可能となるため、密着部の圧縮が固定部に与える影響を出来るだけ低減することが出来る。
光を射出する投光部を有する光電センサと、
前記光電センサに装着される第1〜11のいずれかの発明の光学部品のアタッチメントと、
を備え、
前記光電センサの前記部品側光通過部及び前記部品側光通過部が設けられている部分は、防水構造である、
光電センサユニットである。
これにより、アタッチメント側の光通過部の表面と光電センサ側の光通過部の表面との間の空間であって、特に光が通過する部分にゴミや水滴が侵入することを防止できる。
光を射出する投光部を有する光電センサと、
前記光電センサに装着される第1〜11のいずれかの発明の光学部品のアタッチメントと、
を備え、
前記光電センサの筐体部は、防水構造である、
光電センサユニットである。
これにより、アタッチメント側の光通過部の表面と光電センサ側の光通過部の表面との間の空間であって、特に光が通過する部分にゴミや水滴が侵入することを防止できる。
尚、出願人は、当業者が本発明の内容を十分に理解するために以下の説明及び図面を提供するのであって、これらの開示内容によって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
本発明の実施形態1に係るアタッチメント20及びアタッチメント20が装着された光電センサユニット100について、図1〜図11を用いて説明すれば以下の通りである。
なお、以下の説明において、前後方向とは、光電センサユニット100からレーザ光が投光される側の面を前面とした場合の前後方向を意味している。また、上・下方向および縦・横方向(第1方向の一例)とは、光電センサユニット100の前面11aの長手方向に沿った方向を意味しており、左・右方向とは、前後方向及び長手方向に直交する方向を意味している。
図1は、本実施形態1の光電センサユニット100の外観を示す斜視図である。
図1に示すように、本実施形態に係る光電センサユニット100に用いられる光電センサ10は、投光した光の反射光を受光して被検出物(対象物)の有無等を検知する、いわゆる回帰反射型の光電センサであって、例えば、光電スイッチ、光学式距離判別センサ、光学式変位センサとして用いられる。光電センサユニット100は、図1に示すように、光電センサ10と、アタッチメント20と、コード30と、を備えている。
図2(a)は、光電センサユニット100の側面図であり、図2(b)は光電センサユニット100の正面図であり、図2(c)は光電センサユニット100の背面図である。図3は、アタッチメント20を取り外した状態の光電センサ10の外観を示す斜視図である。図4は、図2(b)のA―A間の矢視断面図である。
前面11aは、被検出物に対して光を投光するとともにその反射光を取り込む側の面であって、図2(a)及び図3等に示すように、アタッチメント20が装着される。また、前面11aには、図3に示すように、光を投光するための投光窓12aと、投光された光を筐体部11内に取り込むための受光窓12bとが、長手方向(図3中縦方向、矢印Y方向(第1方向の一例))に沿って並ぶように配置されている。
上面11cは、前面11aの上端と背面11bの上端とを接続するとともに、筐体部11の天井面を構成する。また、上面11cには、図2(a)及び図3に示すように、前面11a寄りの位置に、アタッチメント20の把持部22aの係合部22aaが係合される係止溝13aが形成されている。
側面11e、11eは、光電センサ10の側面を形成する平面部分である。
投光窓12aは、筐体部11内に配置された後述する投光ユニット50(図4参照)から照射された光を外部へ投光する。また、投光ユニット50から射出された光が投光窓12aの表面で反射して投光ユニット50のパワーモニタへと戻らないように、投光窓12aの表面は、投光された光の光軸の垂直方向に対して約2°傾斜している。このパワーモニタは、後述するLD51から照射されるレーザ光の強度を計測するものであり、計測されたレーザ光の強度に基づいてレーザ光の照射が制御される。照射されたレーザ光がパワーモニタへと戻ると、計測されるレーザ光の強度が変化するため照射されるレーザ光の強度が安定しなくなる場合があるが、上記のように投光窓12aを傾斜することによってレーザ光がパワーモニタに戻ることを防止し、照射されるレーザ光の強度を安定化できる。
次に、光電センサ10の内部構成について説明する。
(1−1.接続部40)
接続部40は、図4に示すように、光電センサ10の筐体部11内における背面11b側の下部に設けられており、コードホルダ31側に設けられた複数の端子と接触することで、コード30と光電センサ10とを電気的に接続する。
これにより、図示しないアンプユニットと光電センサ10とがコード30を介して電気的に接続されるため、光電センサ10に対して駆動電圧が供給されるとともに、光電センサ10から送信される検出信号をアンプユニットが受信することで被検出物の有無等を判定することが出来る。
投光ユニット50は、被検出物に対して投光される光を照射するユニットであって、図4に示すように、光電センサ10の筐体部11内における投光窓12aの内側の部分に配置されている。また、投光ユニット50は、LD(レーザダイオード)51、レンズホルダ52及び投光レンズ53を備えている。
移動機構60は、図4に示すように、光電センサ10の背面11bから光軸方向に沿って内部に配置された機構であって、上述したLD51と投光レンズ53の間の光軸方向に沿った距離を、投光レンズ53の位置を移動させることにより調整する。移動機構60は、操作部61、回転軸62及びシャフト63を有している。シャフト63は、その周囲に形成されたネジ部を有し、レンズホルダ52のシャフト挿入穴52bに貫通している。シャフト挿入穴52bの内側にもネジ部が形成されており、シャフト63の周囲のネジ部と噛み合っている。これにより、操作部61を時計回り・反時計回りに回転させることによって、回転軸62を介してシャフト63が回転し、レンズホルダ52が光軸方向に沿って移動する。
受光ユニット70は、投光ユニット50からの被検出物に対して投光されたレーザ光の反射光を受光して、その反射光の量を検出する。また、受光ユニット70は、図4に示すように、受光レンズ71、フィルタ72、および受光素子73を有している。
受光レンズ71は、投光ユニット50から被検出物に対して投光されたレーザ光の反射光を集光して受光素子73へと導くために、受光窓12bの内側に隣接して配置されている。
受光素子73は、受光レンズ71およびフィルタ72を透過してきた反射光を受光して、その光の量に応じて生成される受光信号を出力する。受光信号は、接続部40およびコード30を介して、図示しないアンプユニットへと送信される。これにより、アンプユニットは、受光信号のレベル等に基づいて、被検出物の有無等を判定することが出来る。
コード30は、図示しないアンプユニットと光電センサ10とに接続されている。より詳細には、コード30は、図4に示すように、コードホルダ31を介して光電センサ10内に設けられた接続部40と接続される。
これにより、アンプユニットから供給される駆動電圧、アンプユニットと光電センサ10との間においてやりとりされる各種信号はコード30を介して送受信される。
図5(a)は、アタッチメント20を正面側から視た斜視図であり、図5(b)は、アタッチメント20を背面側から視た斜視図である。図5(c)は、図5(b)から封止部材80を取り外した状態を示す図である。図6(a)、図6(b)、図6(c)、図6(d)、及び図6(e)は、それぞれアタッチメント20の正面図、背面図、側面図、上面図、および底面図である。
アタッチメント本体部200は、図5(b)に示すように、配置部21、把持部22a、22b、シリンドリカルレンズ23及び封止部材80を有している。
配置部21は、シリンドリカルレンズ23が配置され、アタッチメント20が光電センサ10に装着された際に、光電センサ10の前面11aに沿って近接配置される平面状の部材である。配置部21は、投光部21a及び開口部21bを有している。
投光部21aは、図4及び図5(a)に示すように、配置部21の上寄りに設けられており、アタッチメント20が光電センサ10に装着された際に、光電センサ10の投光窓12aの正面に配置される。この投光部21aには、図4及び図5(c)に示すように、貫通孔21dが形成されており、貫通孔21d内にシリンドリカルレンズ23が取り付けられている。このため、光電センサ10の投光窓12aから投光された光は、投光部21aに取り付けられたシリンドリカルレンズ23を通過して外部へと投光される。尚、貫通孔21dの上側の縁部を21au、下側の縁部を21adとして、図5(c)に示している。
封止部材80は、図5(b)、図5(c)及び図6(b)に示すように、シリンドリカルレンズ23の内側に配置されており、配置部21の凹部24(図5(c)参照)に接着剤によって固定されている。封止部材80は、アタッチメント20を光電センサ10に装着した際に、シリンドリカルレンズ23と投光窓12aの間に配置される。
図8(a)、図8(b)、及び図8(c)は、封止部材80の正面図、側面図、及び背面図である。また、図8(d)は、図8(a)のD−D間の矢視断面図であり、図8(e)は、図8(a)のC―C間の矢視断面図である。
また、封止部材80は、密着部81、平面部82、及び固定部83を有している。封止部材80のシリンドリカルレンズ23側の面を正面80aとし、光電センサ10にアタッチメント20を装着した際の光電センサ10側の面を背面80bとして示す。
密着部81は、矩形状の開口部84を囲むように形成された略管状の部材であり、シリンドリカルレンズ23の縁に沿うように配置されている。図5(c)に示すように、シリンドリカルレンズ23は、正面視において横方向に長い略矩形状であるため、密着部81の形状も正面視において横方向に長い略矩形状に形成されている。光電センサ10にアタッチメント20を装着した状態において、密着部81は、後述する図10(a)に示すようにシリンドリカルレンズ23と投光窓12aに挟まれて圧縮した状態となる。また、密着部81は、レーザ光が射出する部分を遮らないように、レーザ射出部分の周囲に配置されており、投光窓12aから射出されたレーザ光は開口部84を通過する。
第1突起部81aは、後述する図10(a)に示すように、上側の縁部21au及び下側の縁部21adの間に嵌るように貫通孔21dに挿入されて、シリンドリカルレンズ23の表面23aに密着されている。
平面部82は、図8(a)〜図8(e)に示すように、密着部81の周囲から、密着部81の圧縮方向(光軸方向ともいえる)に対して略垂直に外側に向かって形成されている。配置部21に取り付けた状態では、平面部82は配置部21の内側の表面21c(図5(b)、(c))に沿って形成されているともいえる。
これは、封止部材80からシリンドリカルレンズ23の表面23aまでの距離のほうが、封止部材80から投光窓12aの表面12sまでの距離よりも長いため、第1突起部81aの突出量d1が第2突起部81bの突出量d2よりも長く形成されており、第1突起部81aの表面23aに対する押圧力と、第2突起部81bの表面12sに対する押圧力を出来るだけ同じ力にするために、第2突起部81bの幅W2の方が第1突起部81aの幅W1よりも広く形成されている。
次に、アタッチメント本体部200の配置部21に対する封止部材80の接着固定について説明する。
図5(b)、図5(b)及び図6(c)に示すように、上側の凹部24aにおいて上側の縁部21auから凹部24aの上端面24cまでの長さは、封止部材80の密着部81から上端面82eまでの長さよりも長く形成されている。これにより、図5(b)及び図6(c)に示すように、対向して配置される封止部材80の上端面82eと凹部24aの上端面24cの間には、隙間91が形成される。
上記隙間91の左右の端部分、及び隙間92の左右の端部分の合計4箇所(図6(c)の点線で囲む部分T)に接着剤が充填されて、封止部材80は配置部21に接着固定されている。
図9(a)は、図6のBB間の断面図である。図9(b)は、図9(a)のV部の拡大図である。封止部材80の下端面82f側の接着について説明すると、図9(b)に示すように、凹部24bの下端面24dと封止部材80の下端面82fの間の隙間92に接着剤93が充填されている。また、凹部24aの上端面24cと封止部材80の上端面82eの間の隙間91にも接着剤93が充填されている。このようにして、隙間91、92を接着剤溜まりとして用いて、合計4箇所の位置において封止部材80は配置部21に接着固定される。尚、図8(a)に示すように、密着部81から固定部83までの間の平面部82の部分が、固定部83と密着部81を接続する接続部85となる。すなわち、本実施形態では、接続部85と固定部83は、平面部82によって形成されることになる。
このように構成されたアタッチメント20を光電センサ10に装着すると、密着部81の第2突起部81bが、図10(a)及び図10(b)に示すように、投光窓12aの表面12sに密着する。一方、シリンドリカルレンズ23の背面側の表面23aには、第1突起部81aが密着しているため、シリンドリカルレンズ23の表面23aと投光窓12aの表面12sの間に形成される微小な空間のうちレーザ光が通過する部分Wの周囲が、封止部材80の密着部81によって封止されることになる。尚、図10(a)は、図9(a)の部分拡大図であり、図10(b)は、図2(a)のEE間の断面図である。
以上のように、シリンドリカルレンズ23と投光窓12aの間に封止部材80を設け、シリンドリカルレンズ23の表面23aと投光窓12aの表面12sとの間に形成される微小空間のうちレーザ光が通過する部分Wの周囲が密着部81によって封止されているため、レーザ光が通過する部分Wにゴミや水滴が侵入することを防止できる。
また、図11に示すように、封止部材80は、密着部81の圧縮方向(矢印S1)に対して、垂直な方向に位置する上端面82eと下端面82fで接着剤93によってアタッチメント本体部200に固定されている。密着部81が矢印S1方向に圧縮されると、その圧縮による応力が、平面部82に対して上下方向(矢印S2及び矢印S3参照)に加わる。すなわち、上部82aは上方向(矢印S2)に押され、下部82cは下方向(矢印S3)に押されることになるが、本実施の形態では、力が加わる方向に固定部83が設けられているため、接着剤93を圧縮する方向に力が加わることになり、接着剤が剥がれにくくなる。
尚、少なくとも第2突起部81bが投光窓12aの表面12sに合わせて傾斜していればよく、平面部82まで傾斜する必要はないが、平面部82も合わせて傾斜させた方が、封止部材80を成型する金型を作成しやすいため、コストを下げることが出来る。
上記実施形態1における光電センサ10は、投光窓12aと受光窓12bが分離されている投受光分離型であるが、本実施形態2における光電センサ310は、投光窓と受光窓が一体化した投受光一体型である。
本発明の実施形態2に係るアタッチメント320及びアタッチメント320が装着された光電センサユニット400について、図12〜図21(b)を用いて説明すれば以下の通りである。
図12は、本実施形態1の光電センサユニット400の外観を示す斜視図である。
図12に示すように、本実施形態に係る光電センサユニット400に用いられる光電センサ310は、投光した光の反射光を受光して被検出物(対象物)の有無等を検知する、いわゆる回帰反射型の光電センサであって、例えば、光電スイッチ、光学式距離判別センサ、光学式変位センサとして用いられる。光電センサユニット400は、図12に示すように、光電センサ310と、アタッチメント320と、コード330と、を備えている。
図13(a)は、光電センサユニット400の側面図であり、図13(b)は光電センサユニット400の正面図であり、図13(c)は光電センサユニット400の背面図である。図14は、アタッチメント320を取り外した状態の光電センサ310の外観を示す斜視図である。図15は、図13(b)のA―A間の矢視断面図である。
前面311aは、被検出物に対して光を投光するとともにその反射光を取り込む側の面であって、図13(a)等に示すように、アタッチメント320が装着される。また、前面311aには、図14に示すように、光を投光し、投光された光を筐体部11内に取り込むための投受光窓312aが、前面311aの上方寄りに配置されている。
上面311cは、前面311aの上端と背面311bの上端とを接続するとともに、筐体部311の天井面を構成する。また、上面311cには、図15に示すように、前面311a寄りの位置に、アタッチメント320の把持部322aの係合部322aaが係合される係止溝313aが形成されている。
側面311e、311eは、光電センサ310の側面を形成する略台形の平面部分である。
投受光窓312aは、筐体部11内に配置された後述する投光ユニット350(図15参照)から照射された光を外部へ投光する。また、投光ユニット350から射出された光が投受光窓312aで反射して投光ユニット350のパワーモニタへと戻らないように、投受光窓312aの表面は、投光された光軸に対して左右方向に約2°傾斜している。
次に、光電センサ10の内部構成について説明する。
接続部340は、図15に示すように、光電センサ310の筐体部311内における背面311b側の下部に設けられており、コードホルダ331側に設けられた複数の端子と接触することで、コード330と光電センサ310とを電気的に接続する。
これにより、図示しないアンプユニットと光電センサ310とがコード330を介して電気的に接続されるため、光電センサ310に対して駆動電圧が供給されるとともに、光電センサ310から送信される検出信号をアンプユニットが受信することで被検出物の有無等を判定することが出来る。
投光ユニット350は、被検出物に対して投光される光を照射するユニットである。図15に示すように、光電センサ310の筐体部311内において背面311b側から前面311a側に向かって投光ユニット350、偏向ビームスプリッタ370、及び投受光窓312aの順に配置されている。また、投光ユニット350は、LD(レーザダイオード)351、及び投光レンズ353を備えている。
投光レンズ353は、レーザ光を集光して、偏向ビームスプリッタ370を介して投光窓12aの方向へ光を導く。
受光ユニット360は、投光ユニット350からの被検出物に対して投光されたレーザ光の反射光を受光して、その反射光の量を検出する。また、受光ユニット360は、図15に示すように、偏向ビームスプリッタ370の下側に配置されており、受光レンズ361、及び受光素子363等を有している。
受光素子363は、偏向ビームスプリッタ370によって反射され、受光レンズ361を透過してきた反射光を受光して、その光の量に応じて生成される受光信号を出力する。受光信号は、接続部340およびコード331を介して、図示しないアンプユニットへと送信される。これにより、アンプユニットは、受光信号のレベル等に基づいて、被検出物の有無等を判定することが出来る。
偏向ビームスプリッタ370は、図15に示すように、投光ユニット350の前側であって、受光ユニット360の上方に配置されている。
偏向ビームスプリッタ370は、投光ユニット350から投光された所定方向に偏向されたレーザ光は透過し、図示しない回帰反射板で反射して偏向の方向が変更されたレーザ光を、受光ユニット360側へと反射する。
コード330は、図示しないアンプユニットと光電センサ310とに接続されている。より詳細には、コード330は、図15に示すように、コードホルダ331を介して光電センサ310内に設けられた接続部340と接続される。
これにより、アンプユニットから供給される駆動電圧、アンプユニットと光電センサ10との間においてやりとりされる各種信号はコード330を介して送受信される。
図16(a)は、アタッチメント320を正面側から視た斜視図であり、図16(b)は、アタッチメント320を背面側から視た斜視図である。図16(c)は、図16(b)から封止部材80を取り外した状態を示す図である。図17(a)、図17(b)、図17(c)、図17(d)、及び図17(e)は、それぞれアタッチメント320の正面図、背面図、側面図、上面図、および底面図である。
アタッチメント本体部500は、配置部321、把持部322a、322b、及びシリンドリカルレンズ323を有している。
配置部321は、シリンドリカルレンズ323が配置され、アタッチメント320が光電センサ310に装着された際に、光電センサ310の前面311aに沿って近接配置される平面状の部材である。配置部321は、投受光部321aを有している。
投受光部321aは、図16(a)、図17(a)、及び図17(c)に示すように、配置部321の上寄りに設けられており、アタッチメント320が光電センサ310に装着された際に、光電センサ310の投受光窓312aの正面に配置される。この投受光部321aには、図16(c)に示すように、貫通孔321bが形成されており、この貫通孔321b内にシリンドリカルレンズ323が取り付けられている。このため、光電センサ310の投受光窓312aから投光された光は、投受光部321aに取り付けられたシリンドリカルレンズ323を通過して外部へと投光される。尚、貫通孔321bの上側の縁部を321au、下側の縁部を321adとして、図16(c)に示している。
封止部材380は、図16(b)、図16(c)及び図17(b)に示すように、シリンドリカルレンズ323の内側に配置されており、配置部321の凹部324(図16(c)参照)に接着剤によって固定されている。
図18(a)は、封止部材380を正面下方(シリンドリカルレンズ323側)から視た斜視図であり、図18(b)は、封止部材380を背面上方(光電センサ310側)から視た斜視図である。図19(a)、図19(b)、及び図19(c)は、封止部材380の正面図、側面図、及び背面図である。また、図19(d)は、図19(a)のDD間の断面図である。
また、封止部材380は、密着部381、平面部382、固定部383、及び突出部385を有している。封止部材380のシリンドリカルレンズ323側の面を正面380aとし、光電センサ310にアタッチメント320を装着した際の光電センサ310側の面を背面380bとして示す。
密着部381は、矩形状の開口部384を囲むように形成された略管状の部材である。アタッチメント320を光電センサ310に装着した際に、密着部381は、図15に示すようにシリンドリカルレンズ323と投受光窓312aに挟まれ圧縮した状態となる。また、密着部381は、レーザ光が射出及び入射する部分を遮らないように、レーザ射出部分の周囲に配置されており、投受光窓312aから射出されたレーザ光は開口部384を通過する。
第1突起部381aは、後述する図21(a)に示すように、上側の縁部321au及び下側の縁部321adの間に嵌るように貫通孔321bに挿入されて、シリンドリカルレンズ323の表面323aに密着されている。
平面部382は、図18及び図19に示すように、密着部381の周囲から、密着部381の圧縮方向(光軸方向ともいえる)に対して略垂直に外側に向かって形成されている。配置部321に取り付けた状態では、平面部382は配置部321の内側の表面321c(図16(b)、(c))に沿って形成されているともいえる。
また、下部382cの上下方向における略中央部の左右位置には、配置部321に封止部材380を取り付けるための位置決め孔382dが形成されている。尚、図16(c)に示すように、配置部321に形成された凹部324のシリンドリカルレンズ323の下側の2箇所には、位置決めピン325が立設されており、この位置決めピン325に位置決め孔382dが貫通され、封止部材380の配置部321への位置決めが行われる。
又、図19(b)に示すように、第1突起部381aの平面部382からの突出量d1は、第2突起部381bの平面部382からの突出量d2と略同じ量に設定されている。第2突起部381bの幅W2も、第1突起部81aの幅W1と略同じに設定されている。
図12(a)及び図12(b)に示すように、突出部385は、後述する固定部383とともに封止部材380をアタッチメント本体部500に固定するための部材であり、その平面部382の上部382aの上端から平面部382に対して略垂直に突出して形成されている。
次に、アタッチメント本体部500の配置部321に対する封止部材380の接着固定について説明する。
図16(b)、図16(c)及び図17(c)に示すように、下側の凹部324bにおいて下側の縁部321adから凹部324bの下端面324dまでの長さは、封止部材380の密着部381から下端面382fまでの長さよりも長く形成されている。これにより、図16(b)及び図17(c)に示すように、対向して配置される封止部材380の下端面382fと凹部324bの下端面324dの間には、隙間392が形成される。
すなわち、封止部材380の固定部383は、この接着剤によって接着固定されている封止部材380の部分であり、下端面82fの左右端部分である。本実施形態では、下端面82fの面取り部380cが形成されている部分に固定部383が形成されている。
このように構成されたアタッチメント320を光電センサ310に装着すると、密着部381の第2突起部381bが、図21(a)及び図21(b)に示すように、投受光窓312aの表面312sに密着する。一方、シリンドリカルレンズ323の背面側の表面323aには、第1突起部381aが密着しているため、シリンドリカルレンズ323の表面323aと投受光窓312aの表面312sの間に形成される微小な空間のうちレーザ光が通過する部分Wの周囲が、封止部材380の密着部381によって封止されることになる。
以上のように、シリンドリカルレンズ323と投受光窓312aの間に密着部381を設け、シリンドリカルレンズ323の表面323aと投受光窓312aの表面312sとの間に形成される微小空間のうちレーザ光が通過する部分Wの周囲が密着部381によって封止されているため、レーザ光が通過する部分Wにゴミや水滴が侵入することを防止できる。
また、本実施形態においても、封止部材380は、密着部381の圧縮方向に対して、垂直な方向に位置する下端面382fで接着剤393によってアタッチメント本体部500に固定されている。密着部381が圧縮されると、その圧縮による応力が、平面部382に対して下方向に加わる。すなわち、下部82cは下方向に押されることになるが、本実施形態では、力が加わる方向に固定部383が設けられているため、接着剤393を圧縮する方向に力が加わることになり、接着剤が剥がれにくくなる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
上記実施形態では、密着部81と固定部83を接続する接続部85は、平面部82によって形成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図22に示す封止部材480のような構成であってもよい。図22に示す封止部材480は、実施形態1の封止部材80と異なり、平面部82の中央部分が形成されておらず、左側平面部82Lと右側平面部82Rに分離されている。そして、左側平面部82Lの上端面が固定部83となっており、固定部83と密着部81の間の左側平面部82Lの部分が接続部85LUとなる。又、左側平面部82Lの下端面が固定部83となっており、固定部83と密着部81の間の左側平面部82Lの部分が接続部85LDとなる。一方、右側平面部82Rの上端面が固定部83となっており、固定部83と密着部81の間の右側平面部82Rの部分が接続部85RUとなる。又、右側平面部82Rの上端面が固定部83となっており、固定部83と密着部81の間の右側平面部82Rの部分が接続部85RDとなる。なお、左側平面部82L及び右側平面部82Rとも、実施形態1で述べたように、密着部81の上下に段差が形成されている。
又、上記実施形態では、密着部81、381の圧縮変形による影響を出来るだけ低減するために、密着部81、381から最も遠い端面に固定部83、383を設けていたが、この位置に限らず、少なくとも密着部81、381と離間して設けられることにより、密着部81、381を直接固定するよりも接着剤剥がれの発生を低減できる。
また、上記実施形態では、隙間91、92、392の左右両端部にしか接着剤93、393を充填していなかったが、隙間91、92、392の全体に接着剤93、393を充填させても良い。
(D)
上記実施形態では、接着剤93、393を用いて、封止部材80、380を固定部83、383において配置部21、321に固定していたが、接着剤に限らなくても良い。例えば、紫外線硬化樹脂を用いて固定してもよいし、熱によって封止部材80、380の材料の一例であるゴム材を溶かして固定してもよく、レーザ融着を用いてもよく、要するに封止部材80、380を固定部83、383に固定出来させすればよい。
上記実施形態では、光通過部の一例としてシリンドリカルレンズ23を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、レーザ光の方向を変えるプリズム等であってもよく、光が通過する部材であればよい。
上記実施形態では、投光ユニットとして、LD(Laser Diode)51を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、投光ユニットとして、LDの代わりに、LED(Light Emitting Diode)を用いてもよい。
上記実施形態では、アタッチメント20、320を光電センサ10、310に用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、投光された光の形状変化の自由度を高めることによる効果が期待できるレーザ加工装置等の他の装置に対しても適用可能である。
11 筐体部
11a 前面(光電センサの部品側光通過部が設けられている部分の一例)
11b 背面
11c 上面
11d 下面
12a 投光窓(部品側光通過部の一例)
12b 受光窓
12s 表面(部品側光通過部の光通過部に対向する面の一例)
13a、13b 係止溝
20 アタッチメント
21 配置部(配置部の一例)
21a 投光部
21au 上側の縁部
21ad 下側の縁部
21b 開口部
21c 表面(配置部の表面の一例)
21d 貫通孔
22a,22b 把持部(装着部の一例)
22aa,22ba 係合部
23 シリンドリカルレンズ(光通過部の一例)
23a 表面(光通過部の部品側光通過部に対向する面の一例)
24 凹部
24a 上側の凹部
24b 下側の凹部
24c 上端面(対向面の一例)
24d 下端面(対向面の一例)
25 位置決めピン
30 コード
31 コードホルダ
40 接続部
50 投光ユニット
51 LD(Laser Diode)
52 レンズホルダ
52a スリット
52b シャフト挿入穴
53 投光レンズ
60 移動機構
61 操作部
62 回転軸
63 シャフト
70 受光ユニット
71 受光レンズ
72 フィルタ
73 受光素子
80 封止部材
80a 正面
80b 背面
80c 面取り部
81 密着部
81a 第1突起部
81b 第2突起部
82 平面部
82a 上部
82b 中央部
82c 下部
82d 位置決め孔
82e 上端面(表面に沿った方向の端の一例)
82f 下端面(表面に沿った方向の端の一例)
82g 窪み部
82j、82k 段差
83 固定部
84 開口部
85 接続部
91、92 隙間
93 接着剤
100 光電センサユニット
200 アタッチメント本体部
310 光電センサ
311a 前面(光電センサの部品側光通過部が設けられている部分の一例)
311b 背面
311c 上面
311d 下面
311e 側面
311f 傾斜面
312a 投受光窓(部品側光通過部の一例)
312s 表面(部品側光通過部の光通過部に対向する面の一例)
313a、313b 係止溝
320 アタッチメント
321 配置部(配置部の一例)
321a 投受光部
321au 上側の縁部
321ad 下側の縁部
321b 貫通孔
322a、322b 把持部
322aa、322ba 係合部
323 シリンドリカルレンズ(光通過部の一例)
323a 表面(光通過部の部品側光通過部に対向する面の一例)
324c 挿入口
324 凹部
324a 上側の凹部
324b 下側の凹部
324d 下端面(対向面の一例)
325 位置決めピン
330 コード
331 コードホルダ
340 接続部
350 投光ユニット
351 LD(Laser Diode)
353 投光レンズ
360 受光ユニット
361 受光レンズ
363 受光素子
370 偏向ビームスプリッタ
380 封止部材
380a 正面
380b 背面
380c 面取り部
381 密着部
381a 第1突起部
381b 第2突起部
382 平面部
382a 上部
382c 下部
382d 位置決め孔
382f 下端面(表面に沿った方向の端の一例)
383 固定部
384 開口部
385 突出部
386 接続部
391、392 隙間
393 接着剤
400 光電センサユニット
500 アタッチメント本体部
Claims (13)
- 光が通過する部品側光通過部を有する光学部品に着脱可能なアタッチメントであって、
光が通過する光通過部と、
前記光通過部が配置される配置部と、
前記光通過部が前記部品側光通過部に対向して配置されるように、前記配置部を前記光学部品に装着する装着部と、
前記光学部品に装着された状態において、前記部品側光通過部の前記光通過部に対向する面と前記光通過部の前記部品側光通過部に対向する面に挟まれた空間のうち光が通る部分を封止する封止部材とを備え、
前記封止部材は、
前記光学部品に装着された状態において、2つの前記面に密着し、前記空間のうち光が通る部分を囲むように封止する密着部と、
前記密着部の外側に離間して設けられ前記密着部を前記配置部に固定する固定部と、
前記密着部と前記固定部を接続する接続部とを有する、
光学部品のアタッチメント。 - 前記固定部は、前記封止部材の前記配置部の表面に沿った方向の端に設けられている、
請求項1記載の光学部品のアタッチメント。 - 前記配置部は、前記固定部と対向するように配置された対向部を有し、
前記固定部と前記対向部の間には隙間が形成されており、
前記隙間に接着剤が配置されることにより、前記固定部は前記配置部に固定されている、
請求項2記載の光学部品のアタッチメント。 - 前記固定部と前記対向部の対向する方向は、前記光通過部と前記部品側光通過部が対向する方向に対して略垂直方向である、
請求項3記載の光学部品のアタッチメント。 - 前記密着部は、
前記接続部が形成されている部分から前記光通過部に向かって突出するように形成された第1突起部と、
前記接続部が形成されている部分から前記光通過部の反対側に向かって突出するように形成された第2突起部と、を有し、
前記接続部は、前記密着部から前記配置部の表面に沿って形成されている、
請求項1記載の光学部品のアタッチメント。 - 前記接続部の前記第1突起部側の表面には段差が形成されており、前記接続部の前記第1突起部の周囲の厚みが他の部分よりも薄く形成されている、
請求項5記載の光学部品のアタッチメント。 - 前記第2突起部の幅は、前記第1突起部の幅よりも厚く、
前記第2突起部の突出している高さは、前記第1突起部の突出している高さよりも低い、
請求項5記載の光学部品のアタッチメント。 - 前記光学部品は光電センサであり、
前記部品側光通過部を通過して外部に光が射出され、
前記光通過部は、前記射出された光が通過する、
請求項1記載の光学部品のアタッチメント。 - 前記密着部の前記部品側光通過部に密着する側の端部は、光の射出方向に対して垂直な方向から傾斜して配置された前記部品側光通過部の面に対応するように傾斜している、
請求項8記載の光学部品のアタッチメント。 - 前記配置部は、
前記光学部品に装着された状態において、前記光電センサの面であって前記部品側光通過部が配置された第1方向に長い矩形状の面を覆うように形成されており、
前記装着部が前記第1方向に沿って前記光電センサを挟むことにより前記光電センサに装着される、
請求項8記載の光学部品のアタッチメント。 - 前記固定部は、前記封止部材の前記第1方向側の端に設けられている、
請求項10記載の光学部品のアタッチメント。 - 光を射出する投光部を有する光電センサと、
前記光電センサに装着される請求項1〜11のいずれか1項に記載の光学部品のアタッチメントと、
を備え、
前記光電センサの前記部品側光通過部が設けられている部分は、防水構造である、
光電センサユニット。 - 光を射出する投光部を有する光電センサと、
前記光電センサに装着される請求項1〜11のいずれか1項に記載の光学部品のアタッチメントと、
を備え、
前記光電センサの筐体部は、防水構造である、
光電センサユニット。
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