(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定装置（１００）であって、
電気的な交流信号（１０６）によって生成される導体ループ・アレイ（１１０）の磁場（１０８）の３つの磁場成分を検出し、且つ、前記検出された３つの磁場成分のそれぞれについて磁場成分信号（１１２）を提供するように構成される受信コイル・アレイ（１０２）であって、前記受信コイル・アレイ（１０２）は、線形独立した方向に沿って３つの磁場成分を検出するように構成された受信コイル・アレイ（１０２）と、
前記磁場成分信号（１１２）のために、割り当てられた前記電気的な交流信号（１０６）に対する位相関係を決定するために前記磁場成分信号（１１２）を評価するように構成される評価手段（１０４）であって、前記位相関係はそれぞれ、前記導体ループ・アレイ（１１０）に対する前記受信コイル・アレイ（１０２）の粗い位置情報（１５２）を備え、且つ前記評価手段（１０４）は、前記粗い位置情報の結果として生じる交点を決定するように構成され、前記結果として生じる交点は、前記導体ループ・アレイ（１１０）に対する前記受信コイル・アレイ（１０２）の微細な位置情報を備える、評価手段（１０４）を備え、
前記導体ループ・アレイ（１１０）に位置決めエリア（１５１）が割り当てられ、前記位置決めエリア（１５１）は、前記導体ループ・アレイ（１１０）が広がる導体ループ平面に平行に走り、且つ前記位置決めエリア（１５１）は、前記導体ループ平面の中にあり、且つ前記導体ループ・アレイ（１１０）によって制限される導体ループ・エリア（１１３）と同じ又はより大きいサイズで、且つ
前記粗い位置情報はそれぞれ、前記位置決めエリア（１５１）の数個の可能な粗い領域（１５２＿ｘ０：１５２＿ｘ２：１５２＿ｙ０：１５２＿ｙ２；１５２＿ｚ０：１５２＿ｚ２）の粗い領域を示し、前記粗い位置情報によって示される前記粗い領域(１５２＿ｘ０：１５２＿ｘ２：１５２＿ｙ０：１５２＿ｙ２；１５２＿ｚ０：１５２＿ｚ２)は重複し、
前記微細な位置情報は、前記示された粗い領域（１５２＿ｘ０：１５２＿ｘ２：１５２＿ｙ０：１５２＿ｙ２；１５２＿ｚ０：１５２＿ｚ２）の前記交点から結果として生じる前記位置決めエリア（１５１）の数個の可能な微細な領域（１５４＿ｘ０＿ｙ０＿ｚ０：１５４＿ｘ２＿ｙ２＿ｚ２）の微細な領域を示す、測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の測定装置（１００）であって、
前記評価手段（１０４）は、前記導体ループ・アレイ（１１０）に対する前記受信コイル・アレイ（１０２）の位置を示す、前記示された粗い領域（１５２＿ｘ０：１５２＿ｘ２：１５２＿ｙ０：１５２＿ｙ２；１５２＿ｚ０：１５２＿ｚ２）の前記交点から結果として生じる前記微細な領域（１５４＿ｘ０＿ｙ０＿ｚ０：１５４＿ｘ２＿ｙ２＿ｚ２）に基づいて、位置信号を出力するように構成される、請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の測定装置（１００）であって、
前記導体ループ・アレイの幾何学的な重心（１８６）にポイントする方向情報（１８０＿１：１８０＿６）が、前記位置決めエリア（１５１）の前記微細な領域（１５４＿ｘ０＿ｙ０＿ｚ０：１５４＿ｘ２＿ｙ２＿ｚ２）に割り当てられ、前記評価手段（１０４）は、前記示された粗い領域（１５２＿ｘ０：１５２＿ｘ２：１５２＿ｙ０：１５２＿ｙ２；１５２＿ｚ０：１５２＿ｚ２）の前記交点から結果として生じる前記微細な領域（１５４＿ｘ０＿ｙ０＿ｚ０：１５４＿ｘ２＿ｙ２＿ｚ２）に割り当てられる前記方向情報（１８０＿１：１８０＿６）に基づいて、前記導体ループ・アレイ（１１０）の前記幾何学的な重心（１８６＿１：１８６：６）への推定される方向を示す方向信号（１３３）を出力するように構成される、請求項１又は２に記載の測定装置。
【請求項４】
請求項１〜３の１つに記載の測定装置（１００）であって、
前記磁場成分信号（１１２）に割り当てられる前記位相関係は、それぞれ、第１の位相、第２の位相又は位相跳躍のうちの１つであり、前記位相関係に含まれる前記粗い位置情報は、前記位相跳躍において前記可能な粗い領域（１５２＿ｘ０：１５２＿ｘ２：１５２＿ｙ０：１５２＿ｙ２；１５２＿ｚ０：１５２＿ｚ２）の第１の粗い領域（１５２＿ｘ０：１５２＿ｙ０：１５２＿ｚ０）を示し、前記粗い位置情報は、前記第１の位相において前記可能な粗い領域（１５２＿ｘ０：１５２＿ｘ２：１５２＿ｙ０：１５２＿ｙ２；１５２＿ｚ０：１５２＿ｚ２）の第２の粗い領域（１５２＿ｘ２：１５２＿ｙ２：１５２＿ｚ２）を示し、且つ、前記粗い位置情報は、前記第２の位相において前記可能な粗い領域（１５２＿ｘ０：１５２＿ｘ２：１５２＿ｙ０：１５２＿ｙ２；  １５２＿ｚ０：１５２＿ｚ２）の第３の粗い領域（１５２＿ｘ２：１５２＿ｙ２：１５２＿ｚ２）を示し、前記それぞれの粗い位置情報によって示される、前記第１の粗い領域（１５２＿ｘ０：１５２＿ｙ０：１５２＿ｚ０）、前記第２の粗い領域（１５２＿ｘ１：１５２＿ｙ１：１５２＿ｚ１）、及び前記第３の粗い領域（１５２＿ｘ２：１５２＿ｙ２：１５２＿ｚ２）は、重複しない、請求項１〜３の１つに記載の測定装置。
【請求項５】
請求項１〜４の１つに記載の測定装置（１００）であって、
前記導体ループ・アレイ（１１０）の前記磁場（１０８）は、アンバランスな電気的な交流信号（１０６）によって生成され、且つ
前記評価手段（１０４）は、前記磁場成分（１３８、１４４）の振幅曲線を決定するために前記磁場成分信号（１１２）を評価するように構成され、前記振幅曲線（１３８、１４４）はそれぞれ、前記導体ループ・アレイ（１１０）に対する前記受信コイル・アレイ（１０２）の追加の位置情報を備え、且つ前記評価手段（１０４）は、前記追加の位置情報と前記粗い位置情報又は微細な位置情報とを組み合わせるように構成される、請求項１〜４の１つに記載の測定装置。
【請求項６】
請求項１〜５の１つに記載の測定装置（１００）であって、
前記位相関係は、前記電気的な交流信号への位相シフト又は位相跳躍である、請求項１〜５の１つに記載の測定装置。
【請求項７】
請求項１〜６の１つに記載の測定装置（１００）であって、
前記磁場成分信号（１１２）の第１の磁場成分信号に割り当てられる第１の位相関係は、前記導体ループ・アレイ（１１０）の導体領域（１１０＿１、１１０＿２）を横断するとき、位相跳躍を備える、請求項１〜６の１つに記載の測定装置。
【請求項８】
請求項１〜７の１つに記載の測定装置（１００）であって、
前記磁場成分信号（１１２）の第２の磁場成分信号に割り当てられる少なくとも第２の位相関係は、前記導体ループ・アレイ（１１０）の幾何学的な重心（１８６）を横断するとき、位相跳躍を備える、請求項１〜７の１つに記載の測定装置。
【請求項９】
請求項１〜８の１つに記載の測定装置（１００）であって、
前記３つの線形独立した方向は、直交方向である、請求項１〜８の１つに記載の測定装置。
【請求項１０】
請求項１〜９の１つに記載の測定装置（１００）であって、
前記受信コイル・アレイ（１０２）は、互いに関連して配置され、前記導体ループ・アレイ（１１０）の前記生成された磁場（１０８）の前記３つの磁場成分を検出する３つのコイル（１１６＿１：１１６＿３）を備える、請求項１〜９の１つに記載の測定装置。
【請求項１１】
位置決めシステムであって、
請求項１〜１０の１つに記載の測定手段（１００）と、
導体ループ・アレイ（１１０）と、を備える、位置決めシステム。
【請求項１２】
車両（１１４）の電気的なエネルギー貯蔵を充電するための充電装置（１１７）において前記車両（１１４）を位置決めするために請求項１〜１０の１つに記載の測定装置（１００）を使用する方法であり、前記充電装置は前記導体ループ・アレイ（１１０）を備える、請求項１〜１０の１つに記載の測定装置の使用方法。
【請求項１３】
測定方法（２００）であって、
電気的な交流信号によって生成される導体ループ・アレイの磁場の３つの磁場成分を検出するステップ（２０２）であって、前記磁場成分は、線形独立した方向に沿って検出されるステップと、
前記検出された３つの磁場成分のそれぞれについて磁場成分信号を提供するステップ（２０４）と、
前記磁場成分信号について、割り当てられた前記電気的な交流信号に対する位相関係を決定するために前記磁場成分信号を評価するステップ（２０６）であって、前記位相関係はそれぞれ、送信コイル・アレイに対する受信コイル・アレイの粗い位置情報を備えるステップとを含み、
前記評価するステップ（２０６）は、前記粗い位置情報の結果として生じる交差点を決定するステップを備え、前記結果として生じる交点は、前記導体ループ・アレイに対する前記受信コイル・アレイの微細な位置情報を備える／という結果をもたらし、
前記導体ループ・アレイ（１１０）に位置決めエリア（１５１）が割り当てられ、前記位置決めエリア（１５１）は、前記導体ループ・アレイ（１１０）が広がる導体ループ平面に平行に走り、且つ前記位置決めエリア（１５１）は、前記導体ループ平面の中にあり、且つ前記導体ループ・アレイ（１１０）によって制限される導体ループ・エリア（１１３）と同じ又はより大きいサイズで、且つ
前記粗い位置情報はそれぞれ、前記位置決めエリア（１５１）の数個の可能な粗い領域（１５２＿ｘ０：１５２＿ｘ２：１５２＿ｙ０：１５２＿ｙ２；１５２＿ｚ０：１５２＿ｚ２）の粗い領域を示し、前記粗い位置情報によって示される前記粗い領域(１５２＿ｘ０：１５２＿ｘ２：１５２＿ｙ０：１５２＿ｙ２；１５２＿ｚ０：１５２＿ｚ２)は、重複し、
前記微細な位置情報は、前記示された粗い領域（１５２＿ｘ０：１５２＿ｘ２：１５２＿ｙ０：１５２＿ｙ２；１５２＿ｚ０：１５２＿ｚ２）の前記交点から結果として生じる前記位置決めエリア（１５１）の数個の可能な微細な領域（１５４＿ｘ０＿ｙ０＿ｚ０：１５４＿ｘ２＿ｙ２＿ｚ２）のうちの微細な領域を示す、測定方法。
【請求項１４】
コンピュータ・プログラムがコンピュータ又はマイクロプロセッサで実行されるとき、請求項１３に記載の前記方法を実行するためのコンピュータ・プログラム。
【請求項１５】
データ伝送装置（１９０）であって、
データ送受信器（１９２）と、
更なるデータ伝送装置（１９８）の電気的な交流信号（１０６）によって生成される導体ループ・アレイ（１１０）の磁場（１０８）の３つの磁場成分を検出し、且つ前記３つの検出された各磁場成分について磁場成分信号（１１２）を提供するように構成される受信コイル・アレイ（１０２）であって、前記受信コイル・アレイ（１０２）は前記３つの磁場成分を、線形独立した方向に沿って検出する、受信コイル・アレイ（１０２）と、
前記磁場成分信号（１１２）について、割り当てられた前記電気的な交流信号（１０６）に対する位相関係を決定するために前記磁場成分信号（１１２）を評価するように構成される評価手段（１０４）であって、前記位相関係はそれぞれ、前記導体ループ・アレイ（１１０）に対する前記受信コイル・アレイ（１０２）の粗い位置情報（１５２）を備え、且つ、前記評価手段（１０４）は、前記粗い位置情報の結果として生じる交点を決定するように構成され、前記生じる交点は、前記導体ループ・アレイ（１１０）に対する前記受信コイル・アレイ（１０２）の微細な位置情報を備え、前記微細な位置情報は、前記受信コイル・アレイ（１０２）の突出部が導体ループ・エリア（１１３）の内側で前記導体ループ・エリア（１１３）に対して垂直であるかどうかを示し、前記導体ループ・エリア（１１３）は、前記導体ループ・アレイ（１１０）が広がる平面の中にあり、且つ、前記導体ループ・エリア（１１３）は、前記導体ループ・アレイ（１１０）によって制限される、評価手段（１０４）と、
前記受信コイル・アレイ（１０２）の前記突出部が前記導体ループ・エリア（１１３）の内側又は外側で前記導体ループ・エリア（１１３）に対して垂直であるときにのみ、前記データ送受信器（１９２）のデータ伝送を可能とするように構成される、制御手段（１９４）と、を備え、
前記導体ループ・アレイ（１１０）に位置決めエリア（１５１）が割り当てられ、前記位置決めエリア（１５１）は、前記導体ループ・アレイ（１１０）が広がる導体ループ平面に平行に走り、且つ前記位置決めエリア（１５１）は、前記導体ループ平面の中にあり、且つ前記導体ループ・アレイ（１１０）によって制限される導体ループ・エリア（１１３）と同じ又はより大きいサイズで、且つ
前記粗い位置情報はそれぞれ、前記位置決めエリア（１５１）の数個の可能な粗い領域（１５２＿ｘ０：１５２＿ｘ２：１５２＿ｙ０：１５２＿ｙ２；１５２＿ｚ０：１５２＿ｚ２）の粗い領域を示し、前記粗い位置情報によって示される前記粗い領域(１５２＿ｘ０：１５２＿ｘ２：１５２＿ｙ０：１５２＿ｙ２；１５２＿ｚ０：１５２＿ｚ２)は、重複し、
前記微細な位置情報は、前記示される粗い領域（１５２＿ｘ０：１５２＿ｘ２：１５２＿ｙ０：１５２＿ｙ２；１５２＿ｚ０：１５２＿ｙ２）の前記交点から結果として生じる前記位置決めエリア（１５１）の数個の可能な微細な領域（１５４＿ｘ０＿ｙ０＿ｚ０：１５４＿ｘ２＿ｙ２＿ｚ２）のうちの微細な領域を示す、データ伝送装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のデータ伝送装置（１９０）であって、
前記受信コイル・アレイ（１０２）は、前記導体ループ・エリアに対して直交して走る前記導体ループ・アレイ（１１０）の前記磁場（１０８）の磁場成分を検出するように構成される、請求項１５に記載のデータ伝送装置。
【請求項１７】
データ伝送システムであって、
請求項１５又は１６に記載のデータ伝送装置（１９０）と、
前記導体ループ・アレイ（１１０）を伴う更なるデータ伝送装置（１９８）と、を備える、データ伝送システム。
【請求項１８】
データ伝送装置（１９０）と更なるデータ伝送装置（１９８）との間でのデータ伝送のための方法（２２０）であって、
電気的な交流信号によって生成される導体ループ・アレイの磁場の３つの磁場成分を検出するステップ（２２２）であって、前記３つの磁場成分は、線形独立した方向に沿って検出されるステップと、
前記検出された３つの磁場成分のそれぞれについて磁場成分信号を提供するステップ（２２４）と、
前記磁場成分信号（１１２）について、割り当てられた前記電気的な交流信号（１０６）に対する位相関係を決定するために前記磁場成分信号を評価するステップ（２２６）であって、前記位相関係はそれぞれ、前記導体ループ・アレイ（１１０）に対する受信コイル・アレイ（１０２）の粗い位置情報（１５２）を備え、且つ、評価手段（１０４）は、前記粗い位置情報の結果として生じる交点を決定するように構成され、前記結果として生じる交点は、前記導体ループ・アレイ（１１０）に対する前記受信コイル・アレイ（１０２）の微細な位置情報を備え、前記微細な位置情報は、前記受信コイル・アレイの突出部が導体ループ・エリアの内側で前記導体ループ・エリアに対して垂直であるかどうかを示す位置情報を備え、前記導体ループ・エリアは、前記導体ループ・アレイが広がる平面の中にあり、且つ前記導体ループ・エリアは、前記導体ループ・アレイによって制限される、ステップ（２２６）と、
前記導体ループ・エリアに対して垂直である前記受信コイル・アレイの前記突出部が前記導体ループ・エリアの内側又は外側にある場合、前記データ伝送装置と前記更なるデータ伝送装置との間でのデータ伝送を可能とするステップ（２２８）と、を備え、
前記導体ループ・アレイ（１１０）に位置決めエリア（１５１）が割り当てられ、前記位置決めエリア（１５１）は、前記導体ループ・アレイ（１１０）が広がる導体ループ平面に平行に走り、且つ前記位置決めエリア（１５１）は、前記導体ループ平面の中にあり、且つ前記導体ループ・アレイ（１１０）によって制限される導体ループ・エリア（１１３）と同じサイズ又はより大きいサイズで、且つ
前記粗い位置情報はそれぞれ、前記位置決めエリア（１５１）の数個の可能な粗い領域（１５２＿ｘ０：１５２＿ｘ２：１５２＿ｙ０：１５２＿ｙ２；１５２＿ｚ０：１５２＿ｚ２）のうちの粗い領域を示し、前記粗い位置によって示される前記粗い領域(１５２＿ｘ０：１５２＿ｘ２：１５２＿ｙ０：１５２＿ｙ２；１５２＿ｚ０：１５２＿ｚ２)は重複し、
前記微細な位置情報は、前記示された粗い領域（１５２＿ｘ０：１５２＿ｘ２：１５２＿ｙ０：１５２＿ｙ２；１５２＿ｚ０：１５２＿ｚ２）の前記交点から結果として生じる前記位置決めエリア（１５１）の数個の可能な微細な領域（１５４＿ｘ０＿ｙ０＿ｚ０：１５４＿ｘ２＿ｙ２＿ｚ２）のうちの微細な領域を示す、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、測定装置、位置決めシステム及び測定方法に関する。更なる実施形態は、所定の位置を伴うデータ伝送のためのデータ伝送装置、データ伝送システム及び方法に関する。幾つかの実施形態は、コイル・カバレッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
コイル（磁場）を用いる無線エネルギー伝送のためのシステムは、それらの効率性に関して、正確なアライメント及びそれ故に伝送器と受信コイルの十分な結合（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）に大きく依存する。理想的な位置からの小さな偏差でさえ、受信器で入手可能な信号強度に、且つシステム効率性に強い影響を与える。
【０００３】
現在、数個のアプローチが厳密な位置決めを確実にするために存在する。ハウジング形状を用いるコイルの機械的な固定、又はそれによって１次及び２次コイルが正確な位置であらざるを得ない磁石が既知である。さらに、コイル・アレイの片側の使用が既知であり、それは他の伝送側の位置に従って任意に配線される。さらに、伝送側で動作可能なコイルが既知であり、それは、２つのコイルの間の結合を測定することによって、最適な位置に導かれる。それ以上に、特定のコイル幾何学が既知であり、それは、より広い電磁場分布及びそれ故に一層位置耐性のある位置決めを許す。
【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、コイルを位置決めするための上述されたアプローチは、実装のために非常に高価であるか、又は可動コイルを位置決めするために適さないかのどちらかである。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、実装労力と可動コイルの厳密な位置決めとの間の改善された関係を許す概念を提供することである。
【０００６】
この目的は、独立請求項によって解決される。更なる発展は、従属請求項において見られ得る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態は、受信コイル・アレイ及び評価手段を伴う測定装置を提供する。受信コイル・アレイは、電気的な交流信号によって生成される導体ループ・アレイの磁場の３つの磁場成分を検出するように、且つ検出された３つの磁場成分のそれぞれのために磁場成分信号を提供するように構成される。評価手段は、磁場成分信号のために電気的な交流信号に割り当てられる位相関係を決定するために磁場成分信号を評価するように構成される。位相関係それぞれは、導体ループ・アレイに関連する導体ループ・リレーの粗い位置情報を備える。そして、評価手段は、粗い位置情報の結果として生じる交差点を決定するように構成される。結果として生じる交差点は、導体ループ・アレイに関連する受信コイル・アレイの微細な位置情報を備える又はという結果をもたらす。
【０００８】
本発明の概念に従って、磁場を放射する導体ループ・アレイに関連する受信コイル・アレイの位置が、磁場成分信号を取得するために、線形的に独立した方向に沿って磁場の３つの成分を検出することによって決定され得る。磁場を生成する電気的な交流信号のためにこれらの磁場成分信号の位相関係は、導体ループ・アレイに関連する受信コイル・アレイの粗い位置情報を備える。磁場成分が線形的に独立した方向に沿って検出されるという事実に起因して、粗い位置情報の交差点を形成することによって導体ループ・アレイに関連する受信コイル・アレイの微細な位置情報が決定され得るように、磁場成分信号と電気的な交流信号との間の位相関係から推測され得る粗い位置情報もまた独立である。
【０００９】
実施形態において、充電装置は、例えば、車両の電気的なエネルギー貯蔵を充電するための充電装置で車両を位置決めするために使用され得る。充電装置は、導体ループ・アレイを備える。
【００１０】
更なる実施形態は、測定方法を提供する。測定方法は、電気的な交流信号によって生成される導体ループ・アレイの磁場の３つの磁場成分を検出するステップを含む。磁場成分は、線形的に独立した方向に沿って検出される。；検出された３つの磁場成分のそれぞれのために磁場成分信号を提供するステップ；及び磁場成分信号のために、電気的な交流信号に割り当てられる位相関係を決定するために磁場成分信号を評価するステップ。位相関係それぞれは、送受信コイル・アレイに関連する受信コイル・アレイの粗い位置情報を備える。評価するステップは、粗い位置情報の結果として生じる交差点を決定するステップを備える。結果として生じる交差点は、導体ループ・アレイに関連する受信コイル・アレイの微細な位置情報を備える／という結果をもたらす。
【００１１】
更なる実施形態は、データ送受信器、受信コイル・アレイ、評価手段及び制御装置を伴うデータ伝送装置を提供する。受信コイル・アレイは、更なるデータ伝送装置の電気的な交流信号によって生成される導体ループ・アレイの磁場の少なくとも１つの磁場成分を検出するように、且つ検出された磁場成分のために磁場成分信号を提供するように構成される。評価手段は、磁場成分信号と電気的な交流信号との間の位相関係を決定するために磁場成分信号を評価するように構成される。位相関係は、受信コイル・アレイの突出部が導体ループ・エリアの内側で導体ループ・エリアに対して垂直であるかどうかを示す位置情報を備える。導体ループ・エリアは、導体ループ・アレイが広がる平面の中にある。そして、導体ループ・エリアは、導体ループ・アレイによって制限される。制御装置は、導体ループ・エリアに対して垂直である受信コイル・アレイの突出部が導体ループ・エリアの内側又は外側であるときのみ、データ送受信器のデータ伝送を可能とするように構成される。
【００１２】
更なる実施形態は、データ伝送装置と更なるデータ伝送装置との間でのデータ伝送のための方法を提供する。方法は、電気的な交流信号によって生成される導体ループ・アレイの磁場の磁場成分を検出するステップと；検出された磁場成分のために磁場成分信号を提供するステップと；磁場成分信号と電気的な交流信号との間の位相関係を決定するために磁場成分信号を評価するステップと、位相関係は、受信コイル・アレイの突出部が導体ループ・エリアの内側で導体ループ・エリアに対して垂直であるかどうかを指示する位置情報を備える。導体ループ・エリアは、導体ループ・アレイが広がる平面の中にある。そして、導体ループ・エリアは、導体ループ・アレイによって制限される。；導体ループ・エリアに対して垂直である受信コイル・アレイの突出部が導体ループ・エリアの内側又は外側である場合、データ伝送装置と更なるデータ伝送装置との間でのデータ伝送を可能とするステップとを含む。
【００１３】
本発明の実施形態は、次に示す添付図面を参照して一層詳細に下記で議論されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１ａ】図１ａは、本発明の一実施形態に係る測定装置の略ブロック図である。
【図１ｂ】図１ｂは、車両を充電するために導体ループ・アレイを伴う充電装置で正確な位置決め及び不正確な位置決めを伴う車両の概略図である。
【図２】図２は、導体ループ・アレイ及びｚコイルを伴う受信コイル・アレイ、並びにｚコイルを伴う受信コイル・アレイが図２において示される動作の方向に沿って導体ループ・アレイの第１の導体領域を横断するとき、ｚコイルの磁場成分信号の略図（ｄｉａｇｒａｍ）における曲線の概略図である。
【図３】図３は、導体ループ・アレイの概略図、アンバランスな交流信号によって生成される磁場の力線と共に導体ループ・アレイの第２の導体領域を運ぶ電流の断面図、並びに経時的にプロットされるｚコイルへと受信コイル・アレイの第１の位置で誘起される電圧の第１の略図における曲線、及び経時的にプロットされるｚコイルへと受信コイル・アレイの第２の位置で誘起される電圧の第２の略図における曲線である。
【図４ａ】図４ａは、導体ループ・アレイ及び受信コイル・アレイのｚコイルの概略図である。
【図４ｂ】図４ｂは、導体ループ・アレイの概略図、受信コイル・アレイのｘコイル、導体ループ・アレイの第１及び第２の電流を通す導体領域の断面図、並びに第１の導体領域及び第２の導体領域を通る電流フローによって引き起こされる磁場の力線である。
【図５ａ】図５ａは、測定手段がｘコイルの磁場成分信号に基づき決定し得る、位置決めエリアの３つのｘ粗い領域の概略図である。
【図５ｂ】図５ｂは、測定手段がｙコイルの磁場成分信号に基づき決定し得る位置決めエリアの３つのｙ粗い領域の概略図である。
【図５ｃ】図５ｃは、測定手段がｚコイルの磁場成分信号に基づき決定し得る位置決めエリアの３つのｚ粗い領域の概略図である。
【図６ａ】図６ａは、概略図において、ｘコイル、ｙコイル及びｚコイルの磁場成分信号の位相関係の粗い位置情報によって指示される粗い領域、並びに指示される粗い領域の交差点から結果として生じる微細な領域である。
【図６ｂ】図６ｂは、概略図において、ｘコイル、ｙコイル及びｚコイルの磁場成分信号の位相関係の粗い位置情報によって指示される粗い領域、並びに指示される粗い領域の交差点から結果として生じる微細な領域である。
【図６ｃ】図６ｃは、概略図において、ｘコイル、ｙコイル及びｚコイルの磁場成分信号の位相関係の粗い位置情報によって指示される粗い領域、並びに指示される粗い領域の交差点から結果として生じる微細な領域である。
【図７】図７は、導体ループ・アレイ並びに円によって制限され且つ導体ループ・アレイに割り当てられる位置決めエリアの概略図である。
【図８ａ】図８ａは、３つの受信コイル・アレイを伴う導体ループ・アレイ及び測定装置の概略図である。
【図８ｂ】図８ｂは、３つの受信コイル・アレイを伴う導体ループ・アレイ及び測定装置の概略図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態に係る測定方法のフロー略図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態に係るデータ伝送装置の略ブロック図である。
【図１１】図１１は、導体ループ・アレイ並びに正確に位置決めされたｚコイル及び不正確に位置決めされたｚコイルの略ブロック図である。
【図１２】図１２は、データ伝送装置と更なるデータ伝送装置との間でのデータ伝送のための方法のフロー略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態の以下の記述において、同様の記述が相互に交換可能であるように、同一の又は等しい要素が同じ参照番号を提供される。
【００１６】
図１ａは、本発明の一実施形態に係る測定装置１００の略ブロック図を示す。測定装置１００は、受信コイル・アレイ１０２及び評価手段１０４を備える。
【００１７】
受信コイル・アレイ１０２は、電気的な交流信号１０６によって生成される導体ループ・アレイ１１０の磁場１０８の３つの磁場成分を検出するように、且つ検出された３つの磁場成分のそれぞれのために磁場成分信号１１２を提供するように構成される。
【００１８】
評価手段１０４は、磁場成分信号１１２のために、電気的な交流信号１０６に割り当てられる位相関係を決定するために磁場成分信号１１２を評価するように構成される。位相関係それぞれは、導体ループ・アレイ１１０に関連する受信コイル・アレイ１０２の粗い位置情報を備える。そして、評価手段１０４は、粗い位置情報の結果として生じる交差点を決定するように構成される。結果として生じる交差点は、導体ループ・アレイ１１０に関連する受信コイル・アレイ１０２の微細な位置情報を備える又はという結果をもたらす。
【００１９】
受信コイル・アレイ１０２は、線形的に独立した方向に沿って３つの磁場成分を検出するように構成される。図１は、受信コイル・アレイ１０２が磁場１０８の３つの磁場成分を検出し得ることに沿って、３つの線形的に独立した方向を有する座標系を典型的に示す。
【００２０】
実施形態において、受信コイル・アレイ１０２は、導体ループ・アレイ１１０の生成された磁場１０８の３つの磁場成分を検出するために、互いに関連して配置される３つのコイル１１６＿１〜１１６＿３を備え得る。
【００２１】
３つのコイル１１６＿１〜１１６＿３のそれぞれは、３つの磁場成分信号１１２の１つを提供し得る。例えば、３つのコイル１１６＿１〜１１６＿３の第１のコイル１１６＿１は、３つの磁場成分信号の第１の磁場成分信号を提供し得る。一方で、３つのコイル１１６＿１〜１１６＿３の第２のコイル１１６＿２は、３つの磁場成分信号の第２の磁場成分信号を提供し得る。一方で、３つのコイル１１６＿１〜１１６＿３の第３のコイル１１６＿３は、３つの磁場成分信号の第３の磁場成分信号を提供し得る。
【００２２】
実施形態において、受信コイル・アレイ１０２は、直交方向に沿って３つの磁場成分を検出するように構成され得る。この場合において、例えば、図１において示される座標系は、デカルト（ｘ、ｙ、ｚ座標系）であり得る。受信コイル・アレイ１０２の３つのコイル１１６＿１〜１１６＿３の第１のコイル１１６＿１は、デカルト座標系のｘ軸と平行に配置され得る。一方で、受信コイル・アレイ１０２の３つのコイル１１６＿１〜１１６＿３の第２のコイル１１６＿２は、デカルト座標系のｙ軸と平行に配置され得る。そして、受信コイル・アレイ１０２の３つのコイル１１６＿１〜１１６＿３の第３のコイル１１６＿３は、デカルト座標系のｚ軸と平行に配置され得る。
【００２３】
以下の記述において、それは、受信コイル・アレイ１０２が、直交方向に沿って、すなわち、デカルト座標系のｘ、ｙ、ｚ軸に平行に、３つの磁場成分を検出するように構成される簡略化された手法において推測される。しかしながら、本発明は、そのような実施形態に制限されないことが留意されるべきである。むしろ、受信コイル・アレイ１０２は、線形的に独立した方向に沿って導体ループ・アレイ１１０の磁場１０８の磁場成分を検出するように構成され得る。
【００２４】
さらに、図１は、円形の導体ループ・アレイ１１０を示すけれども、本発明は、そのような実施形態に制限されないことが留意されるべきである。むしろ、導体ループ・アレイ１１０は、長方形、正方形、三角形、多角形又は円形のような如何なる形状をも有し得る。
【００２５】
結合コイル（導体ループ・アレイ）を用いてデータ及び／又はエネルギーを伝送するとき、互いに関して伝送において入り組んだコイルの厳密な位置決めは、効率のための装置及びエラーのない伝送である。コイル及び（伝送）導体ループ・アレイ１１０それぞれによって放射され、且つ更なるコイル及び（受信）導体ループ・アレイそれぞれによって受信される、特定の信号形状によって、互いに２つのコイルのアライメントが受信された信号に基づき決定され得、且つ互いにコイルのオフセットが決定もされ得る。この情報を用いて、互いにコイルのアライメントが補正され得、且つそのように伝送が最適化され得る。加えて、通信システムにおいて、互いに入り組んだコイルの方向性（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）が検討され得る。
【００２６】
それ故に、コイル（導体ループ・アレイ、伝送導体ループ・アレイ及び受信導体ループ・アレイ）を有するデータ及び／又はエネルギー伝送システムにおいて、測定装置１００は、互いに入り組んだコイルのアライメント及び方向性に関する情報を取得することを可能とする。この情報を用いて、エラーのある位置決めにおいてアライメントを最適化することは、より高い伝送効率を取得するために可能である。それによって、入り組んだコイルが望まれるように互いに位置決めされることを確実にすることもまた可能である。これは、数個のシステムが直接近接し、且つ通信パートナーの間違った割り当てが例えばオーバーシュートに起因して結果として生じ得るとき、特に有益である。
【００２７】
図１ｂは、車両を充電するために導体ループ・アレイ１１０を伴う充電装置１１７での正確な位置決め１１５＿１及び不正確な位置決め１１５＿２を伴う車両１１４の概略図を示す。導体ループ・アレイ１１０（伝送導体ループ・アレイ）は、例えば、充電装置及び充電エリア１１７のフロアにおいて、組み入れられ又は統合され得る。車両１１４は、導体ループ・アレイ（受信導体ループ・アレイ）１１１をさらに備え得る。エネルギー伝送は、導体ループ・アレイ１１０及び１１１を介して充電エリアから車両１１４へと行われ得る。導体ループ・アレイ１１０及び１１１が正確に位置決め（１１５＿２）されない、すなわち、完全に互いを覆わないとき、エネルギー伝送及びそれ故に車両１１４の電気的なエネルギー貯蔵を変更することは、導体ループ・アレイ１１０及び１１１の間での最適でない結合に起因して減じられ又は不可能である。
【００２８】
図１ａにおいて示される測定装置１００は、充電装置１１７で車両を位置決めするために使用され得る。このために、測定システム１１０の受信コイル・アレイ１０２は、例えば、受信コイル・アレイ１１１に関連する所定の位置で、又は幾何学的な重心及び受信コイル・アレイ１１１の中心で、それぞれ、位置決めされ得る。評価手段によって決定される微細な位置情報に基づき、それは、車両が正確に１１５＿１又は不正確に１１５＿２のどちらで位置決めされるかを直ちに決定され得る。
【００２９】
実施形態は、固定１次コイル１１０に関連して、且つ充電する及び／又は通信するために最適である位置において可動コイル１１１を操作する（ｍａｎｅｕｖｅｒ）ために可動コイル１１１（車両）の動作のための制御情報をそこから導き出すために、誘起的に結合される充電システムの一部として、可動導体ループ・アレイ及び可動コイル（例えば、電気自動車における充電コイル）１１１それぞれの位置をローカライズすることの目的を解決する。図１ｂは、（左で）最適な手段１１５＿１で且つ（右で）最適でない手段１１５＿２で、互いに位置決めされる（平行平面でそれと対向する）可動車両１１４にマウントされる伝送コイル１１０及び受信コイル１１１を伴うそのようなシステムを示す。これが誘起的な充電システムではなく、例えば、コンタクト充電システムである場合、自動的な結合システムのための制御情報は、コイル・システムそれぞれを介して今もなお取得され得る。一般に、そのようなシステムを位置決めするためのデータは、短距離（最大数メートル）で取得され得る。
【００３０】
実施形態は、受信コイルが伝送コイル１１０に関して配置される決定を許す。数個の受信コイルが存在するとき、伝送コイル１１０のための受信システムのアライメントは、互いにこれらの受信コイルの既知の方向性及び同じものによって受信される信号から決定され得る。取得信号を用いて、互いに伝送システムの位置決めが最適化され得る。決定値が位置指示において直接的に変換され得るので、この方法は、信号強度測定に基づく位置制御よりも一層厳密である。これは、位置の追加情報が決定されるためである。
【００３１】
それ故に、解決策は、２つの部分的な態様からなる。一方で、伝送コイル１１０の内側と外側の間での明らかな相違のためのアンバランスな伝送信号１０６との組合せにおいて伝送コイル（地上コイル）１１０を横断するとき、受信コイル・アレイのセンサー・コイルのｚ成分において位相跳躍を評価する。この原理は、３Ｄ受信コイル１０２を使用することによって拡張される。他方で、３Ｄ受信コイル１０２において受信電磁場強度を評価することによって、電磁源（ｆｉｅｌｄ  ｓｏｕｒｃｅ）（地上コイル１１０）のための方向ベクトルが決定され得る。そのような３Ｄ受信コイル１０２の数個のベクトルが組み合わされる場合、位置指示は、そこから生成され得る。
【００３２】
以下において、図１ａにおいて示される測定装置のオペレイションのモードが詳細に記述されるだろう。
【００３３】
電気的な交流信号、例えば、正弦波又は三角波電流信号１０６が、導体ループ・アレイ１１０（例えば、伝送コイル又は第１のコイル）を通って方向付けられる場合、受信導体ループ・アレイ（例えば、受信コイル又は第２のコイル）１１１によって受信され得る交番磁場（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  ｆｉｅｌｄ）１０８は、この導体ループ・アレイ１１０の周りに近接場という結果をもたらす。電流位置は、受信信号（磁場成分信号）を分析することによって決定され得る。これは、受信信号の位相がシフトを備える、すなわち、導体ループ・アレイ１１０（伝送コイル）を通り抜ける又は横断するとき、図２において示されるように１８０°ごとに循環される。
【００３４】
図２は、導体ループ・アレイ１１０、及びｚコイル１１６＿３を伴う受信コイル・アレイ１０２、並びに受信コイル・アレイ１０２が図２において示される動作１２０の方向に沿って導体ループ・アレイ１１０のｚコイル１１６＿３を伴う１次導体領域１１０＿１を横断するとき、ｚコイル１１６＿３の磁場成分信号の略図における曲線の概略図を示す。
略図において、縦座標がｚコイル１１６＿３の磁場成分信号の振幅１２２及び位相１２４の両方を記述し、一方で、横座標が導体ループ・アレイ１１０の導体領域１１０＿１のために受信コイル・アレイ１０２のｘ方向において規準化距離を記述する。図２は、導体ループ・アレイ１１０の第１の導体領域１１０＿１、並びに第１及び第２の導体領域１１０＿１及び１１０＿２を通る電流フローによって生成される磁場の力線１０８と共に導体ループ・アレイ１１０の第２の導体領域１１０＿２の断面図をさらに示す。
【００３５】
図２において略図から判断すると、ｚコイル１１６＿３が導体ループ・アレイ１１０の第１の導体領域１１０＿１を横断するとき、ｚコイル１１６＿３の磁場成分信号は、動作において位相跳躍を備える。詳細には、ｚコイル１１６＿３のコイル・エリア（例えば、活動的なエリア及びセンサー・エリア）の突出部が導体ループ・アレイ１１０の第１の導体ループ領域１１０＿１に対して直交するとき、ｚコイル１１６＿３の磁場成分信号は、位相跳躍を備える。
【００３６】
受信コイル・アレイ１０２が動作１２０の方向に沿ってさらに動作されるとき、ｚコイル１１６＿３の磁場成分信号は、ｚコイル１１６＿３が導体ループ・アレイ１１０の第２の導体領域１１０＿２を横断するとき、位相跳躍をさらに有する。
【００３７】
図３は、導体ループ・アレイ１１０の概略図、導体ループ・アレイ１１０の電流を通す導体領域１１０＿２によって生成される磁場の力線１０８と共に導体ループ・アレイ１１０の電流を通す２次導体領域１１０＿２の断面図、並びに経時的にプロットされるｚコイル１１６＿３へと受信コイル・アレイ１０２の第１の位置１３６で誘起される電圧１３８の第１の略図１３４における曲線、及び経時的にプロットされるｚコイル１１６＿３へと受信コイル・アレイ１０２の第２の位置１４２で誘起される電圧の第２の略図１４０における曲線を示す。さらに、第１の略図１３４及び第２の略図１４０において、導体ループ・アレイ１１０の第２の導体領域１１０＿２を通る電流１０６の曲線が示される。
【００３８】
図３において示され得るように、導体ループ・アレイ１１０の電流を通す導体領域１１０＿２に関連して、ｚ方向においてアラインされる、ｚコイル１１６＿３の位置１３６及び１４２に依存して、異なる特性電圧１３８及び１４４は、例えば、三角波信号のようなアンバランスな信号（交流信号）１０６が使用されるとき、ｚコイル１１６＿３において誘起される。円周において可能な評価方法は、図３において示されるｚコイル１１６＿３において誘起される電圧の電圧曲線１３８及び１４４の立ち上がりと立ち下がりエッジの間の時間を測定する。
【００３９】
さらに、シュミットトリガーを介して信号を転送し（ｒｏｕｔｅ）、且つその後で、誘起されたコイル信号（磁場成分信号）、及び受信信号の平均値との比較を統合することによって、導体側のためにコイル信号のユニークな割り当てを作り出すことが可能である。これは、位相跳躍に起因して、一方で導体領域１１０＿２（例えば、第２の位置１４２）よりも小さい統合値ごとに導体領域１１０＿２（例えば、第１の位置１３６）、他方で導体領域１１０＿２（例えば、第２の位置１４２）が結果として生じるためである。
【００４０】
それ故に、測定装置１００は、磁場成分信号（受信信号）１１２の振幅を追加的に評価し得る。導体ループ・アレイ１１０（地上コイル）を走り抜ける電流１０６のアンバランスな信号形状において、この位置情報は、誘起電圧に単に基づく受信コイル配置（センサー・コイル）１０２の以前の位置を認知しないで決定され得る。それぞれの信号は、図３において例示される。
【００４１】
本発明の実施形態に反して、２つの状態が、ＤＥ  １０  ２０１３  ２１４  ２３８から、すなわち、導体ループに関して「内側／外側で」知られるシステムを用いて決定され得る。そこで記述されるシステムの構造は、「限界（ｌｉｍｉｔ）を越える」第３の状態の検出もまた許す。この状態は、内側から外側に（又はその逆も然り）通り抜ける又は横断するとき、極限状態（ｌｉｍｉｔ  ｓｔａｔｅ）として結果として生じる。これは、そこで両側がｚ成分のこれらの信号の一部において互いをキャンセルするためである。しかしながら、この状態を明確に検出するために、数個の直交するコイルが使用されるべきであり、又は位相に加えて、信号強度がサンプリングされるべきである。ここで、システムは、電流フローが伝送コイルによってでも又はセンサー・コイルによってでもなく循環されることを推測する。これは、これが状態の割り当てを変更するだろうためである。しかしながら、これは、追加の位置センサーによってセンサー・コイルの側で妨げられ得、又は評価においてそれに応じて考慮され得る。
【００４２】
それに反して、下記で記述される技術的効果の組み合わせは、実施形態において使用される。
【００４３】
図４ａは、導体ループ・アレイ（地上コイル）１１０及び受信コイル・アレイ１０２のｚコイル１１６＿３の概略図を示す。図４ａにおいて見られ得るように、導体ループ・アレイ１１０の導体ループ・エリア１１３、及びｚコイル１１６＿３のコイル・エリア１１９は、互いに平行にアラインされる。ここで、導体ループ・アレイ１１０の導体ループ・エリア１１３は、導体ループ・アレイ１１０が広がる平面の中にあり、且つ導体ループ・アレイ１１０によって制限される。ｚコイル１１６＿３のコイル・エリア１１９は、ｚコイル１１６＿３が広がり、且つｚコイル１１６＿３によって制限される平面の中にある。言い換えると、導体ループ・アレイ１１０及びｚコイル１１６＿３は、ｚ軸と平行に走る方向に沿って配置される。
【００４４】
図４ｂは、導体ループ・アレイ１１０の概略図、ｘコイル１１６＿１、受信コイル・アレイ１０２、導体ループ・アレイの第１及び第２の電流を通す導体領域１１０＿１の断面図、並びに第１の導体領域１１０＿１及び第２の導体領域１１０＿２を通る電流フローによって引き起こされる磁場の力線１０８を示す。言い換えると、図４ｂは、左側で新しい垂直なアライメント（ｘ、ｙアライメント）及び右側で拡大を示す。ここでは、ｘコイル１１６＿１及びｙコイル１１６＿２の磁場成分信号の位相跳躍による側面（ｓｉｄｅ）割り当てのためにオプションが存在する。以下の説明のために、典型的には、受信コイル・アレイ１０２のｘコイル１１６＿１がｘ軸に対して逆平行に走る動作の方向１２０に沿って動作されることが推測される。
【００４５】
それ故に、地上コイル（伝送器）１１０の２つのコイル・エリア、及びセンサー・コイル（受信器、例えば、ｚコイル１１６＿３）が互いに平行に配置されるとき、図２との組み合わせにおいて図４ａから判断すると、位相跳躍は、導体ループ・アレイ（伝送コイル）１１０の外側から内側に又は内側から外側に受信コイル（例えば、ｚコイル１１６＿３）を動作させるとき、発生する。
【００４６】
しかしながら、受信コイル・エリアが、例えば、ｘコイル１１６＿１において且つ図４ｂにおいて示される場合と同様に、導体ループ・エリア（伝送コイル・エリア）に対して直交して配置される場合、受信コイル（例えば、ｘコイル１１６＿１）が、導体ループ・アレイ（伝送コイル）１１０の一方側（例えば、導体ループ・アレイ及びフロー・コイル１１０それぞれの幾何学的な中心及び重心それぞれの右に）の影響の範囲（ｓｐｈｅｒｅ）を残し、且つ他方側（例えば、導体ループ・アレイ及び地上コイル１１０それぞれの幾何学的な中心及び重心それぞれの左に）の影響の範囲を入力するとき、位相跳躍は、導体ループ・アレイ（伝送コイル）１１０を通り抜けるとき、発生する。この動作の間に、中心（導体ループ・アレイ１１０の幾何学的な中心及び重心それぞれ）の通り抜け及び横断それぞれもまた検出され得る。これは、２つの側の信号が互いをキャンセルするためである。
【００４７】
これらの考慮が組み合わされ、且つ他の２つ（３Ｄコイル）に対して垂直である、第３のコイル（例えば、ｙコイル１１６＿２）が追加される場合、配置は、例えば、円形の導体ループ・アレイ（地上コイル）において、理論的には２７、実質的には２６（下記で議論されるであろうような異なるエリア）への分割を許す、ｘ、ｙ及びｚ方向において３つの状態を検出するという結果をもたらす。
【００４８】
図５ａは、測定装置１００がｘコイル１１６＿１の磁場成分信号に基づき決定し得る位置決めエリア１５１の３つのｘ粗い領域１５２＿ｘ０〜１５２＿ｘ２の概略図を示す。
【００４９】
導体ループ・アレイ１１０に割り当てられ得る（図５ａにおいてリング１５０によって制限される）位置決めエリア１５１は、導体ループ・アレイ１１０が広がる導体ループ平面と平行に走り得る。ここで、位置決めエリアは、導体ループ平面の中にあり、且つ導体ループ・アレイ１１０によって制限される、導体ループ・エリア１３０と同じサイズ又はよりも大きくあり得る。
【００５０】
実施形態において、評価手段１０４は、ｘコイル１１６＿１の磁場成分信号と電気的な交流信号との間での位相関係を決定するために、ｘコイル１１６＿１の磁場成分場信号を評価するように構成され得る。ここで、位相関係は、下記で議論されるであろうように、導体ループ・アレイ１１０に関連するｘコイル１１６＿１の粗い位置情報を備え得る。
【００５１】
ｘコイル１１６＿１がｘ方向において完全に導体ループ・アレイ１１０を横断するとき、ｘコイル１１６＿１の磁場成分信号と電気的な交流信号１０６との間での位相関係は、ｘコイル１１６＿１が導体ループ・アレイ１１０の幾何学的な中心及び重心それぞれを横断するとき、位相跳躍を備える。位相跳躍の発生の前に位相関係が第１の位相を備え、一方では、位相跳躍の発生の後に位相関係が第２の位相を備える。
【００５２】
それに応じて、ｘコイル１１６＿１の磁場成分信号と電気的な交流信号１０６との間での位相関係は、導体ループ・アレイ１１０に関連するｘコイル１１６＿１の位置に依存する３つの異なる状態、すなわち、位相跳躍（状態０）、第１の位相（状態１）例えば−９０°、及び第２の位相（状態２）例えば＋９０°を推測し得る。それ故に、位相関係は、ｘコイル１１６＿１の磁場成分信号と電気的な交流信号１０６との間での電流の位相関係に依存して、３つの可能なｘ粗い領域１５２＿ｘ１〜１５２＿ｘ３の１つを指示する粗い位置情報を備える。３つの可能なｘ粗い領域１５２＿ｘ１〜１５２＿ｘ３は、それぞれ、重複及び交差しない。
【００５３】
類似的に、図５ｂは、測定手段１００がｙコイル１１６＿２の磁場成分信号に基づき決定し得る位置決めエリア１５１の３つのｙ粗い領域１５２＿ｙ０〜１５２＿ｙ２の概略図を示し、一方で、図５ｃは、測定手段１００がｚコイル１１６＿３の磁場成分信号に基づき決定し得る位置決めエリア１５１の３つのｚ粗い領域１５２＿ｚ０〜１５２＿ｚ２の概略図を示す。
【００５４】
概略図において、図６ａは、ｘコイル１１６＿１、ｙコイル１１６＿２及びｚコイル１１６＿３の磁場成分信号の位相関係の粗い位置情報によって指示される粗い領域、並びに指示された粗い領域の交差点から結果として生じる微細な領域を示す。
【００５５】
図６ａにおいて、ｘコイル１１６＿１の磁場成分信号と電気的な交流信号１０６との間での位相関係は、第１の粗い位置情報が第１のｘ粗い領域１５２＿ｘ０を指示するように、位相跳躍（状態０）を備える。ｙコイル１１６＿２の磁場成分信号と電気的な交流信号１０６との間での位相関係は、第２の粗い位置情報が第３のｙ粗い領域１５２＿ｙ２を指示するように、第２の位相（状態２）を備える。ｚコイル１１６＿３の磁場成分信号と電気的な交流信号１０６との間での位相関係は、第３の粗い位置情報が第２のｚ粗い領域１５２＿ｚ１を指示するように、第１の位相（状態１）を備える。
【００５６】
指示された粗い位置領域１５２＿ｘ０、１５２＿ｙ２及び１５２＿ｚ１は、微細な領域１５４＿ｘ０＿ｙ２＿ｚ１において重複する。微細な領域１５４＿ｘ０＿ｙ２＿ｚ１は、導体ループ・アレイ１１０に関連する受信コイル・アレイ１０２の位置を指示する。
【００５７】
概略図において、図６ｂは、ｘコイル１１６＿１、ｙコイル１１６＿２及びｚコイル１１６＿３の磁場成分信号の位相関係の粗い位置情報によって指示される粗い領域、並びに指示された粗い領域の交差点から結果として生じる微細な領域を示す。
【００５８】
図６ｂにおいて、ｘコイル１１６＿１の磁場成分信号と電気的な交流信号１０６との間での位相関係は、第１の粗い位置情報が第２のｘ粗い領域１５２＿ｘ１を指示するように、第１の位相（状態１）を備える。ｙコイル１１６＿２の磁場成分信号と電気的な交流信号１０６との間での位相関係は、第２の粗い位置情報が第２のｙ粗い領域１５２＿ｙ１を指示するように、第１の位相（状態１）を備える。ｚコイル１１６＿３の磁場成分信号と電気的な交流信号１０６との間での位相関係は、第３の粗い位置情報が第１のｚ粗い領域１５２＿ｚ０を指示するように、位相跳躍（状態０）を備える。
【００５９】
指示された粗い領域１５２＿ｘ１、１５２＿ｙ１及び１５２＿ｚ１は、微細な領域１５４＿ｘ１＿ｙ１＿ｚ０において重複する。微細な領域１５４＿ｘ１＿ｙ１＿ｚ０は、導体ループ・アレイ１１０に関連する受信コイル・アレイ１０２の位置を指示する。
【００６０】
概略図において、図６ｃは、ｘコイル１１６＿１、ｙコイル１１６＿２及びｚコイル１１６＿３の磁場成分信号の位相関係の粗い位置情報によって指示される粗い領域、並びに指示された粗い領域の交差点から結果として生じる微細な領域を示す。
【００６１】
図６ｃにおいて、ｘコイル１１６＿１の磁場成分信号と電気的な交流信号１０６との間での位相関係は、第１の粗い位置情報（又はｘ粗い位置情報）が第３のｘ粗い領域１５２＿ｘ２を指示するように、第２の位相（状態２）を備える。ｙコイル１１６＿２の磁場成分信号と電気的な交流信号１０６との間での位相関係は、第２の粗い位置情報（又はｙ粗い位置情報）が第２のｙ粗い領域１５２＿ｙ０を指示するように、位相跳躍（状態０）を備える。ｚコイル１１６＿３の磁場成分信号と電気的な交流信号１０６との間での位相関係は、第３の粗い位置情報（又はｚ粗い位置情報）が第３のｚ粗い領域１５２＿ｚ２を指示するように、第２の位相（状態２）を備える。
【００６２】
指示された粗い領域１５２＿ｘ２、１５２＿ｙ０及び１５２＿ｚ２は、微細な領域１５４＿ｘ２＿ｙ０＿ｚ２において重複する。微細な領域１５４＿ｘ２＿ｙ０＿ｚ２は、導体ループ・アレイ１１０に関連する受信コイル・アレイ１０２の位置を示す。
【００６３】
図７は、導体ループ・アレイ１１０並びに円１５０によって制限され且つ導体ループ・アレイ１１０に割り当てられる位置決めエリア１５１の概略図を示す。言い換えると、図７は、円形の導体ループ・アレイ（地上コイル）１１０を伴う一例において、個々の場並びにセクション及びセクタをそれぞれ示す。３つの磁場成分信号１１２と電気的な交流信号１０６との間での位相関係から推測され得る粗い位置情報によって指示される粗い領域の重ね合わせに起因して、図７において示される２６可能な微細な領域が結果として生じる。理論的には、２７異なる微細な領域が考えられるが、しかし、状態００２が現実のセットアップにおいて現れない。
【００６４】
図７において見られ得るように、微細な領域のそれぞれは、３桁の状態によって記述され得る。３桁の状態の第１の桁はｘコイル１１６＿１の粗い位置情報を指示し、一方で、３桁の状態の第２の桁はｙコイル１１６＿２の粗い位置情報を指示し、且つ一方で、３桁の状態の第３の桁はｚコイル１１６＿３の粗い位置情報を指示する。３桁の状態のそれぞれの桁は、値０、１又は２であるとここでは推測し得る。可能な状態は、次の表において要約される。
【００６５】
【表１】
0006605582.tif 000002
【００６６】
それ故に、図７は、３Ｄセンサー・コイル１０２が導体ループ・アレイ（地上コイル）１１０を超えて動作されるとき、識別可能な状態を示す。状態０及び未定義は、それぞれ、アンバランスな伝送信号から決定され得る方向の指示が互いにただキャンセルし、且つそれ故にそのように検出され且つ評価もされ得る未定義の状態という結果をもたらす位置を参照する。これはここから特に適用され、未決定は磁場成分信号に基づき作り出され得るが、しかし、磁場成分信号それ自身が検出され得る。３Ｄセンサー・コイル１０２の３つのコイル全てがこの状態を示す場合、これは、このセンサー・コイル１０２が、図７において状態０００によって示される、導体ループ・アレイ（地上コイル）１１０の信号領域の外側であることを意味する。
【００６７】
数個のそのような受信コイル・アレイ１０２が、相互のカバレッジが最大化されるべきであるコイル・システムの受信側において追加的に統合され、且つ信号それぞれが他の側で伝送される場合、この原理は数回適用され得る。
【００６８】
加えて、（センサー・コイルの数及び位置に依存する）ある精度を伴う３Ｄセンサー・コイル１１０での電磁場強度測定によって、互いにシステム・コイル１１０及び１１１の電流位置決めが推測され得、且つ伝送システムを位置決めするための補正データそれぞれが取得され得る。加えて、追加のセンサー・コイルは、装置１００に係る評価手段によって評価され得る図１ｂのシステムに追加され得る。
【００６９】
図８ａは、３つの受信コイル・アレイ１０２＿１〜１０２＿３を有する導体ループ・アレイ１１０及び測定装置１００の概略図を示す。評価手段による２つの更なる受信コイル・アレイ１０２＿２及び１０２＿３の磁場成分信号の評価は、受信コイル・アレイ１０２＿１の評価と類似して実行される。
【００７０】
実施形態において、方向情報は、導体ループ・アレイ１１０の幾何学的な重心及び中心をそれぞれ示す、位置決めエリアの微細な領域１５４に割り当てられ得る。評価手段１０４は、指示された粗い領域の交差点から結果として生じる微細な領域に割り当てられる方向情報に基づき、導体ループ・アレイ１１０の幾何学的な重心のために推定された方向を、それぞれ指示し且つ示す、方向信号を出力するように構成され得る。
【００７１】
図８ａを参照して、評価手段１０２は、それに応じて、第１の受信コイル・アレイ１０２＿１の磁場成分信号に基づく第１の方向情報１８０＿１、第２の受信コイル・アレイ１０２＿２の磁場成分信号に基づく第２の方向情報１８０＿２、及び第３の受信コイル・アレイ１０２＿３の磁場成分信号に基づく第３の方向情報１８０＿３を決定し得る。方向情報１８０＿１、１８０＿２及び１８０＿３のこれら３つは、図８ａにおいて示されるように結果として生じる方向情報１８２を取得するために組み合わされ得る。結果として生じる方向情報１８２は、測定装置の電流位置１８４から導体ループ・アレイ１１０の幾何学的な中心及び重心１８６それぞれまでをポイントし得る。ここで、電流位置１８４は、車両の（受信）導体ループ・アレイ１１１の幾何学的な重心及び中心それぞれであり得る。測定装置１００の３つの受信コイル・アレイ１０２＿１〜１０２＿３は、（受信器）１８４導体ループ・アレイ１１１の幾何学的な中心及び重心それぞれに対して等間隔（等距離）で配置され得る。
【００７２】
さらに、図８ａにおいて、典型的には、受信コイル・アレイ１０２＿１〜１０２＿３の相対的な目標位置１８７＿１〜１８７＿３がマークされる。受信コイル・アレイ１０２＿１〜１０２＿３の電流位置は、（受信）導体ループ・アレイ１１１の測定装置の電流位置１８４、例えば、幾何学的な中心及び重心が、それぞれ、導体ループ・アレイ１１０の幾何学的な中心及び重心１８６それぞれに対応するとき、相対的な目標位置１８７＿１〜１８７＿３に対応する。
【００７３】
図８ｂは、６つの受信コイル・アレイ１０２＿１〜１０２＿６を有する導体ループ・アレイ１１０及び測定装置１００の概略図を示す。ここで、評価手段１０２は、第１の受信コイル・アレイ１０２＿１の磁場成分信号に基づく第１の方向情報１８０＿１、第２の受信コイル・アレイ１０２＿２の磁場成分信号に基づく第２の方向情報１８０＿２、第３の受信コイル・アレイ１０２＿３の磁場成分信号に基づく第３の方向情報１８０＿３、第４の受信コイル・アレイ１０２＿４の磁場成分信号に基づく第４の方向情報１８０＿４、第５の受信コイル・アレイ１０２＿５の磁場成分信号に基づく第５の方向情報１８０＿５、及び第６の受信コイル・アレイ１０２＿６の磁場成分信号に基づく第６の方向情報１８０＿６を決定し得る。方向情報１８０＿１〜１８０＿６の６つは、図８ｂにおいて示されるように結果として生じる方向情報１８２を取得するために組み合わされ得る。ここで、結果として生じる方向情報１８２は、測定装置の電流位置１８４から導体ループ・アレイ１１０の幾何学的な中心及び重心１８６それぞれまでをポイントし得る。ここで、電流位置１８４は、車両の（受信）導体ループ・アレイ１１１の幾何学的な重心及び中心それぞれであり得る。測定装置１００の３つの受信コイル・アレイ１０２＿１〜１０２＿６は、（受信）導体ループ・アレイ１１１の１８４、幾何学的な中心及び重心それぞれに対して等間隔（等距離）で配置され得る。
【００７４】
さらに、図８ｂにおいて、典型的には、受信コイル・アレイ１０２＿１〜１０２＿６の相対的な目標位置１８７＿１〜１８７＿６がマークされる。（受信）導体ループ・アレイ１１１の測定装置の電流位置１８４、例えば、幾何学的な中心及び重心が、それぞれ、導体ループ・アレイ１１０の幾何学的な中心及び重心、１８６、それぞれに対応するとき、受信コイル・アレイ１０２＿１〜１０２＿６の電流位置は、相対的な目標位置１７１＿１〜１８７＿６に対応する。
【００７５】
言い換えると、図８ａは、大きな導体ループ・アレイ（地上コイル）１１０及び３つの受信コイル・アレイ（センサー・コイル）１０２＿１〜１０２＿２を示す。ここで、導体ループ・アレイ１１０は、位置信号を放射する。受信コイル・アレイ（センサー・コイル）１０２＿１〜１０２＿３のそれぞれは、目標位置（導体ループ・アレイ１１０の幾何学的な中心及び重心１８６それぞれ）に関連して、位相測定に基づき、信号ベクトル１８０＿１〜１８０＿３を提供し得る。これらの信号ベクトル１８０＿１〜１８０＿３が組み合わされるとき、正確な位置１８６への方向指示は、結果として生じるベクトル１８２から結果として生じる。以下において、位相測定に基づいてのみこの結果の精度が改善され得る方法が記述されるだろう。
【００７６】
位相及び振幅測定が実行される場合、電磁場ベクトル１８２は一層的確に決定され得る。センサー・コイルの数が増加される場合、位置補正のために結果として生じるベクトルの精度は、図８ｂにおいて示されるようにさらに増加されるだろう。この評価は、伝送信号の信号形状の３Ｄセンサー・コイル独立を伴う信号評価（振幅／位相）にのみ関連する。この方法が上述されたアンバランスな信号と組み合わされる場合、位置決めの精度は、さらに増加され得る。
【００７７】
記述されるシステムは、動作可能なシステムの一部が位置決め信号を放射するように、反転もされ得る。
【００７８】
図９は、本発明の一実施形態に係る測定方法２００のフロー略図を示す。測定方法２００は、電気的な交流信号によって生成される導体ループ・アレイの磁場の３つの磁場成分を検出するステップ２０２（磁場成分は、線形的に独立した方向に沿って検出される）と、検出された３つの磁場成分のそれぞれのために磁場成分信号を提供するステップ２０４と、磁場成分信号のために、電気的な交流信号に割り当てられる位相関係を決定するために磁場成分信号を評価するステップ２０６（位相関係それぞれは、伝送コイル・アレイに関連する受信コイル・アレイの粗い位置情報を備える。評価するステップは、粗い位置情報の結果として生じる交差点を決定するステップを備える。結果として生じる交差点は、導体ループ・アレイに関連する受信コイル・アレイの微細な位置情報を備える／という結果をもたらす）と、を含む。
【００７９】
既に述べられたように、結合コイル（導体ループ・アレイ）を用いてデータ及び／又はエネルギーを伝送するとき、互いに関して伝送において入り組んだコイルの厳密な位置決めは、効率的な装置及びエラーのない伝送である。以下において、データ伝送装置は、データの伝送が結合コイル（導体ループ・アレイ）を用いて実行される場合を記述されるだろう。上述された特徴は、データ伝送装置にさらに適用又は転移され得る。
【００８０】
図１０は、本発明の一実施形態に係るデータ伝送装置１１９の略ブロック図を示す。データ伝送装置は、データ送受信器１９２、受信コイル・アレイ１０２、評価手段１０４及び制御手段１９４を備える。受信コイル・アレイ１０２は、更なるデータ伝送装置１９８の電気的な交流信号１０６によって生成される導体ループ・アレイ１１０の磁場１０８の少なくとも１つの磁場成分を検出するように、且つ検出された磁場成分１０８のために磁場成分信号１１２を提供するように構成される。評価手段１０４は、磁場成分信号１１２と電気的な交流信号１０６との間の位相関係を決定するために磁場成分信号１１２を評価するように構成される。位相関係は、受信コイル・アレイ１０２の突出部が導体ループ・エリアの内側で導体ループ・エリアに対して垂直であるかどうかを示す位置情報を備える。導体ループ・エリアは、導体ループ・アレイ１１０が広がる平面の中にある。そして、導体ループ・エリアは、導体ループ・アレイ１１０によって制限される。制御装置１９４は、受信コイル・アレイ１１０の突出部が導体ループ・エリアの内側又は外側で導体ループ・エリアに対して垂直であるときのみ、データ送受信器１９２のデータ伝送を可能とするように構成される。
【００８１】
実施形態において、受信コイル・アレイ１０２は、導体ループ・アレイ１１３に対して直交して走る導体ループ・アレイの磁場の磁場成分を検出するように構成され得る。このために、受信コイル・アレイ１０２は、例えば、ｚコイル１１６＿３を備え得る。
【００８２】
明らかに、受信コイル・アレイ１０２は、ｘコイル１１６＿１及び／又はｙコイル１１６＿２をさらに備え得る。評価手段１０４は、ｘコイル１１６＿１及びｙコイル１１６＿２の磁場成分信号にさらに基づき、導体ループ・アレイ１１０に関連する受信コイル・アレイ１０２の位置を決定するように構成され得る。言い換えると、データ伝送装置１９０は、上述された測定装置１００を備え得る。制御装置１９４は、評価手段１０４によって決定される微細な位置に基づき、データ送受信器１９２のデータ伝送を可能とするように構成され得る。
【００８３】
上述された装置１００及び上述された方法２００をそれぞれ用いて、それ故に、伝送は、受信コイルが内側１１３で又は伝送コイル１１０の内側１１３の特定の位置でさえあるとき、行われ得るのみである、誘起的なデータ伝送システムにおいてもまた確実にすることさえ可能とする。このために、受信コイル１１６＿３は、システムの伝送コイル１１０よりも幾何学的に小さくあり得、且つ信号評価は、図３においてそれぞれ基本的に示されるように適用可能であり得る。位置決定のステップは、例えば、実際の通信伝送の前に行われ得る。それによって、特に隣接する伝送状態において、例えばオーバーシュートに起因して、通信パターンのエラーのある割り当てが、図１１を参照して、妨げられる。
【００８４】
図１２は、データ伝送装置と更なるデータ伝送装置との間でのデータ伝送のための方法のフロー略図を示す。方法は、電気的な交流信号によって生成される導体ループ・アレイの磁場の磁場成分を検出するステップ２２２と、検出された磁場成分のために磁場成分信号を提供するステップ２２４と、磁場成分信号と電気的な交流信号との間の位相関係を決定するために、磁場成分信号を評価するステップ２２６（位相関係は、受信コイル・アレイの突出部が導体ループ・エリアの内側で導体ループ・エリアに対して垂直であるかどうかを指示する位置情報を備える。導体ループ・エリアは、導体ループ・アレイが広がる平面の中にある。そして、導体ループ・エリアは、導体ループ・アレイによって制限される）と、受信コイル・アレイの突出部が導体ループ・エリアの内側又は外側で導体ループ・エリアに対して垂直である限り、データ伝送装置と更なるデータ伝送装置との間でのデータ伝送を可能とするステップ２２８と、を含む。
【００８５】
幾つかの態様が機器（ａｐｐａｒａｔｕｓ）のコンテキストにおいて記述されたが、これらの態様が、機器のブロック又は装置が方法ステップ又は方法ステップの特徴それぞれにもまた対応するように、対応する方法の記述をさらに表現することは明らかである。類似的に、方法ステップのコンテキストにおいて記述された態様は、対応するブロック若しくは詳細又は対応する機器の特徴の記述をさらに表現する。方法ステップの幾つか又は全ては、例えば、マイクロプロセッサ、プログラム可能なコンピュータ又は電子回路のようなハードウェア機器によって（又はを使用して）実施され得る。幾つかの実施形態において、最も重要な方法ステップの１つ以上の幾つか又は数個は、そのような機器によって実施され得る。
【００８６】
ある実装要求に依存して、本発明の実施形態は、ハードウェアにおいて又はソフトウェアにおいて実装され得る。実装は、デジタル記憶媒体、例えば、フロッピー・ディスク、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−Ｒａｙディスク、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ若しくはＦＬＡＳＨメモリ、ハード・ドライブ、又はそこに保存される電子的に読み取り可能な制御信号を有する他の磁気的な又は光学的なメモリを使用して実行され得、それぞれの方法が実行されるように、プログラム可能なコンピュータ・システムと協働する又は協働することが可能である。したがって、デジタル記憶媒体は、コンピュータ読み取り可能であり得る。
【００８７】
本発明に係る幾つかの実施形態は、ここで記述される方法の１つが実行されるように、プログラム可能なコンピュータ・システムと協働することが可能な、電子的に読み取り可能な制御信号を備えるデータ・キャリアを含む。
【００８８】
概して、本発明の実施形態は、プログラム・コードを伴うコンピュータ・プログラム製品として実装され得、プログラム・コードは、コンピュータ・プログラム製品がコンピュータで動くとき、方法の１つを実行するために働く。
【００８９】
プログラム・コードは、例えば、機械読み取り可能なキャリアで保存され得る。
【００９０】
他の実施形態は、ここで記述された方法の１つを実行するためのコンピュータ・プログラムを備える。コンピュータ・プログラムは、機械読み取り可能なキャリアで保存される。言い換えると、本発明に関する方法の一実施形態は、したがって、コンピュータ・プログラムがコンピュータで動くとき、ここで記述された方法の１つを実行するためのプログラム・コードを備えるコンピュータ・プログラムである。
【００９１】
本発明に関する方法の更なる実施形態は、したがって、そこに記録される、ここで記述された方法の１つを実行するためのコンピュータ・プログラムを備える、データ・キャリア（又はデジタル記憶媒体、若しくはコンピュータ読み取り可能な媒体）である。
【００９２】
本発明に関する方法の更なる実施形態は、したがって、ここで記述された方法の１つを実行するためのコンピュータ・プログラムを表現するデータ・ストリーム又は信号のシーケンスである。データ・ストリーム又は信号のシーケンスは、データ通信接続を介して、例えば、インターネットを介して、伝達されるように例えば構成され得る。
【００９３】
更なる実施形態は、処理手段、例えば、ここで記述された方法の１つを実行するように構成又は適合される、コンピュータ、又はプログラム可能な論理装置を備える。
【００９４】
更なる実施形態は、ここで記述された方法の１つを実行するためのコンピュータ・プログラムをそこにインストールされたコンピュータを備える。
【００９５】
本発明に係る更なる実施形態は、受信器のためにここで記述された方法の１つを実行するためのコンピュータ・プログラムを伝送するように構成される機器又はシステムを備える。伝送は、電子的に又は光学的に実行され得る。受信器は、例えば、コンピュータ、可動装置、メモリ装置等であり得る。機器又はシステムは、例えば、受信器に対してコンピュータ・プログラムを伝達するためのファイル・サーバを備え得る。
【００９６】
幾つかの実施形態において、プログラム可能な論理装置（例えば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ、ＦＰＧＡ）は、ここで記述された方法の機能性の幾つか又は全てを実行するために使用され得る。幾つかの実施形態において、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイは、ここで記述された方法の１つを実行するために、マイクロプロセッサと協働し得る。概して、方法は、如何なるハードウェア機器によっても好ましく実行される。これは、コンピュータ処理装置（ＣＰＵ）又はＡＳＩＣのように方法に対して特定的なハードウェアのような、普遍的に適用可能なハードウェアであり得る。
【００９７】
上述された実施形態は、本発明の原理のための単なる例示である。ここで記述された配置及び詳細の修正及びバリエーションが他の当業者のために明らかであろうことが理解される。したがって、本発明は、差し迫った特許請求の範囲によってのみ制限され、且つここでの実施形態の記述及び説明の方法によって提供される特定の詳細によっては制限されないことが意図である。
【図１ａ】
0006605582.tif 000003
【図１ｂ】
0006605582.tif 000004
【図２】
0006605582.tif 000005
【図３】
0006605582.tif 000006
【図４ａ】
0006605582.tif 000007
【図４ｂ】
0006605582.tif 000008
【図５ａ】
0006605582.tif 000009
【図５ｂ】
0006605582.tif 000010
【図５ｃ】
0006605582.tif 000011
【図６ａ】
0006605582.tif 000012
【図６ｂ】
0006605582.tif 000013
【図６ｃ】
0006605582.tif 000014
【図７】
0006605582.tif 000015
【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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