(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の一方の箇所の位置を、該構造物の、間隔をおいた他方の箇所と相対的に測定する装置において、
前記構造物（１）上に配置され、かつ前記一方の箇所（１２）に取付けられた第１配列の導電素子（１６）と、
構造物上で第１配列に隣接配置され、間隔をおいた前記他方の箇所（１３）に取付けられた第２配列の導電素子（１８）とが備えられ、また、
第１配列の導電素子（１６）に直流電圧を供給する手段が備えられ、それにより第２配列の導電素子（１８）に電荷パターンが発生させられ、発生した該電荷パターンが、第２配列（１８）に対する第１配列（１６）の相対位置に依存しており、第１配列及び第２配列は導電素子の数が異なり、第１配列及び第２配列の間にバーニア・パターンを形成し、これにより第２配列へ周期的な電荷パターンの変化をもたらし、
さらに、
前記他方の箇所（１３）に対する前記一方の箇所の位置（１２）を、第２配列の導電素子（１８）上に発生した電荷パターンから計算する手段であって、
（ｉ）第２配列に対する第１配列の各位置を示す周期的テンプレート波形を発生する手段と、
（ｉｉ）第２配列（１８）の前記電荷パターンを、前記テンプレート波形と相関させる手段（３２，４０，４４）と、
を含む計算する手段
が備えられている、装置。
【請求項２】
前記配列の一方の配列に含まれる導電素子（１６）の数が、他方の配列に含まれる導電素子（１８）の数より１つだけ多い数であり、それにより配列間のバーニア・パターンが形成されることで、第２配列（１８）に周期的電荷パターンが造出される、請求項１に記載された装置。
【請求項３】
前記周期的電荷パターンが正弦波形を有している、請求項２に記載された装置。
【請求項４】
前記周期的テンプレート波形がディジタル値である、請求項２に記載された装置。
【請求項５】
前記計算手段が、さらに、第２配列（１８）の電荷パターンを、配列波形の電荷パターンを表すディジタル信号に変換する手段（２２）と、
前記ディジタル信号を記憶する手段（２６）とを備えており、
さらに、前記相関させる手段が、テンプレート波形の各ディジタル値に前記配列波形の対応ディジタル信号を乗じる手段（３６）と、
前記乗じる手段により得られた積を加算する手段（４０）と、
前記加算手段に応答して、どのテンプレート波形が配列波形に最も相関しているかを決定する手段とを備え、該決定手段により、第２配列に対する第１配列の位置が決定される、請求項４に記載された装置。
【請求項６】
前記第１配列の導電素子（１６）が、１対の交互配置形に組合わせた配列を有し、さらに前記電圧供給手段が前記対の一方の配列へは陽電圧を、他方の配列へは陰電圧を供給する手段を有している、請求項１に記載された装置。
【請求項７】
前記加算手段に応答して、どのテンプレート波形が配列波形に最も相関しているかを決定する手段が、さらに、加算された関を含むたたみ込み波形の、ゼロ下降交点に最も近い相関値を生じさせるテンプレート波形を示す手段を含み、前記示されたテンプレート波形は、第２配列に対する第１配列の位置を計算するために使用される、請求項５に記載された装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広くは変位を感知する装置と方法に係わり、より具体的には並進的な変位を測定する極めて精密な装置と方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
対象物の構造の健全性をモニタすることは、対象物または構造物、例えば航空機、建築物、橋梁、その他が開発されて以来、関心事だった。数多くの技術が、構造物の損傷しそうな箇所を検知するのに用いられてきた。例えば、対象物または構造物の「健全度」をモニタするのに用いられる１つの技術は、単に年数を記録することだった。つまり、構造物が古くなれば、弱化するから、構造物の大体の寿命が、「健全度」のモニタに利用されたのである。構造物の「健全度」をモニタする別の技術は、構造物が行った動作、または関連した動作の記録を保存することだった。さらに別の技術は、構造物のひびの寸法をモニタすることだった。最近では、「健全度」のモニタリングは、伸びセンサ等の電子回路を用いて行われるようになった。
【０００３】
伸びセンサは、構造物の曲げ、圧縮、伸長等の相対変位を測定する。例えば、伸びセンサは、物理的構造物の荷重（または歪み）を検出したり、物理的構造物が受けた歪みサイクル数の計算や、どのレベルの応力時に各歪みサイクルが構造物に誘発されるのかを計算する際に利用できる。このように用いられる場合、伸びセンサは、通例、歪みセンサまたは歪みゲージと呼ばれる。
【０００４】
先行技術の歪みセンサは、通例、物理的構造物内に配置され、構造物の歪みや摩損の状態をモニタし、それによって、構造物の平均余命を見積もり、構造物が損傷した場合に生じ得る事故の予防措置を取ることができる。構造物の平均余命についての情報は、また物理的構造物を修理したり、使用をやめる時点を決定するのに利用される。
【０００５】
平均余命の見積もりが特に重要な分野は、航空機の保守の分野である。航空機の飛行年数が加わり、当初の設計寿命を越えると、検査および保守の問題が、しだいに重要になってくる。平均余命が、特に重要な別の分野は、建物や橋梁である。建物や橋梁の存在強度または安全レベルを知ることにより、知らなければ避けられない被害を防止できる。そのような構造物モニタシステムに対する関心は、近年、著しく高まって来た。
【０００６】
先行技術の典型的な歪みセンサの一つの欠点は、モニタされる構造物内に埋め込まれ、そのために、言うまでもなく構造物が弱くなる点である。該歪みセンサの別の欠点は、(i) 労働集約的な設置を要する点、(ii)アナログアウトプットがドリフトし、 しばしば校正を要する点、(iii) 高価な配線およびシールドを要する点、(iv)一回使用を特徴とする点である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１の目的は、歪みの生じる構造物変位を表す情報を発生させる方法と装置を得ることであり、該情報をディジタルデータとして表すことである。
本発明の別の目的は、歪みの生じる構造物変位の精密測定値を表す方法と装置を得ることである。
【０００８】
本発明の目的は、また構造物内に歪みにより生じる変位を即時測定する方法と装置を得ることである。
本発明の別の目的は、寸法の小さい装置を得ることである。
本発明の目的は、歪みを測定されている構造物を弱化させることなしに、構造物の歪み測定が可能な方法と装置を得ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による、歪みを感知する手法では、一方の箇所に電界エミッタ配列を取付け、間隔をおいた他方の箇所に検出器配列を取付けた構造物に変位が生じた場合に、検出器配列に対し変位する電界エミッタ配列と検出器配列との間に容量結合が利用される。エミッタ配列と検出器配列とは、バーニヤパターンを形成するように配置され、それによって、一方の配列に対する他方の配列の極めて小さい並進変位をも検出できる。
【００１０】
本発明の装置は、また各検出器に予測可能な電荷を生じさせるために、エミッタ配列への電圧供給源を有している。検出器配列に対するエミッタ配列の各位置には、検出器配列全般にわたって電荷の特徴的パターン（波形）が存在する。これらの電荷は、検出器配列に対するエミッタ配列の相対位置が変化すると、組織的かつ予測可能な形式で変化する。また、本発明の装置には、各検出器の瞬間電荷をディジタル値に変換する変換器と、各ディジタル値をメモリに記憶させ、かつメモリから各ディジタル値を回収するための回路と、メモリに記憶されたディジタル値に基づいて検出器配列に対するエミッタ配列の位置を決定する回路とを含んでいる。
【００１１】
本発明の一態様によれば、検出器配列に対するエミッタ配列の位置を検出する回路が、複数の波形（テンプレート）、それも各波形が検出器配列全般にわたる電荷パターンに類似するものである複数の波形を発生させるテンプレート発生器と、テンプレート波形と検出器波形との相関関係を計算するコリレータと、異なるテンプレート波形の整合状態または位相を検出器波形と順次相関させて、最良の整合状態または位相の組合わせを発見する、言い換えると、ほぼゼロの相関を生ぜしめる探索エンジンまたはプロセッサと、テンプレート波形と検出器波形との最良の整合状態または相関に基づくエミッタ配列位置を表示する回路とを含んでいる。
【００１２】
本発明の付加的目的および利点は、以下の説明で部分的に明らかになるか、または本発明の実施により知ることができよう。本発明の目的および利点は、請求の範囲で特に請求された装置および組合わせによって実現され達成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の前記その他の目的、特徴、利点は、添付図面と関連させて行う以下の説明により明らかになろう。
【００１４】
以下で、図面につき説明するが、図面には、本発明の種々の部材が、符号を付して示され、当業者が本発明の装置を製造し利用し得るように説明される。以下の説明は、本発明の原理の１つの実例に過ぎず、特許請求の範囲の各請求項を制限するものと見てはならない。
【００１５】
概して、本発明は、センサが取付けられる構造物の歪みに対応するディジタル値を発生させるセンサを含んでいる。一好適実施例の場合、ディジタル値は、１５ビット信号だが、異なるビット数でディジタル値を表すことも容易に可能である。ディジタル値は、構造物に取付けたエミッタ配列の位置を、構造物の異なる箇所に取付けた検出器配列に対して測定することで、計算される。検出器配列に対するエミッタ配列の位置は、エミッタと検出器とが取付けられた構造物の位置または運動の関数である。例えば、構造物にたわみが生じたとすると、検出器とエミッタとの相対位置が、構造物のたわみによって変化し、したがってディジタル値が変化する。言い換えると、センサは、構造物の歪みに対応するディジタル値を発生させる。
【００１６】
発生したディジタル値はプロセッサへ送られ、プロセッサ内で、センサからのすべてのディジタル値を考慮に入れて解析され、求める解答を、例えば構造物の荷重、構造物の残留強度、構造物の歪みサイクル、その他の構造物パラメータを決定することができる。
【００１７】
図１には、荷重支承構造物１に取付けられたセンサのネットワーク２が示されている。該荷重支承構造物は、橋梁、航空機の機体、その他の荷重支承構造物のいずれかである。５個のセンサが、必要なだけの導体３を介して互いに連結されたネットワーク２内に示されている。センサのネットワーク２には、情報を受取るためのプロセッサ（または汎用コンピュータ）４が接続されており、該情報により、構造物の多数の箇所で同時に歪み測定が可能である。ネットワーク２の各センサは、プロセッサ４が情報を要求した時に、その歪み情報をプロセッサに伝える。
【００１８】
注意すべき点は、図１ではセンサが荷重支承構造物上に配置されているが、本発明のセンサは、その種の構造物以外にも使用できる点である。特に、センサ２は、２つの離れた箇所の距離に対応する値を発生させ、これらの２つの箇所は、荷重を支承しない他のなんらかの構造物等に、間隔をおいて設けることができる。
【００１９】
図２には、センサ２とプロセッサ４との相互作用が、より詳細に示されている。図１のセンサ２のネットワークが、部分的に図２に示してある。これらのセンサ２は、５つの配線で接続されている。すなわちＶｄｄ（供給電圧) 、ＧＮＤ（アース) 、トークン６、データ７、クロック８である。バス制御装置９は、プロセッサ４とのインタフェースをなしており、センサのネットワークをプロセッサと接続させることができる。
【００２０】
図３は、本発明によるセンサ２の一好適実施例の機械的構成を略示した側面図である。センサ２は、構造物１の、間隔をおいた２つの箇所に取付けられている。剛性材料製のアーム１１が、構造物１上の第１箇所１２に取付けられている一方、集積回路（ＩＣ）チップ１０が、基部１５を介して第２箇所１３に取付けられている。アーム１１は、第１箇所１２から、第２箇所１３の上方箇所まで延在している。この上方箇所で、複数の導電性フィンガ１７を有するエミッタ配列１６がアーム１１に連結されている。エミッタ配列１６は、ＩＣチップ１０に隣接して、ＩＣチップ１０上に形成されている検出器配列１８と、概して平行に配置されている。エミッタ配列１６は、構造物１の第１箇所１２が第２箇所に対し並進移動すると、検出器配列１８に対し横移動（矢印方向）する。したがって、構造物１の圧縮、伸長、曲げのいずれかにより、エミッタ配列１６が、検出器配列１８に対し横移動する。言い換えると、構造物１の標点距離１９の変化により、エミッタ配列１６が検出器配列１８に対して移動させられる。
【００２１】
図４は、本発明による位置計算回路の一実施例のブロック図である。該回路には、相補的金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）集積回路（ＩＣ）チップ１０が含まれている。該チップ１０は、スキャナ状態装置（scanner state machine ）１４と、検出器配列１８と、アナログ／ディジタル変換器２２と、メモリ２６と、テンプレート発生器３４と、乗算器３６／加算器４０／レジスタ４４から成るコリレータと、バイナリ探索エンジン４８と、バスインタフェース５２とを含んでいる。特に注目されるのは、検出器配列１８である。図４の回路の動作は、すぐに説明する。
【００２２】
図５は、バーニアパターンまたは目盛りを形成するような形式で、エミッタ配列１６が検出器配列１８に部分的に重なるように配置された状態を示す平面図である。この構成は、検出器の間隔を、エミッタのフィンガ１７の間隔から僅かに異なる配置にすることで、言い換えるとフィンガ１７の間隔から僅かにずらして配置することで達せられる。エミッタ配列１６にはアナログ電圧が供給され（後述するように）、エミッタのフィンガ１７と検出器１８との間隔の相違の結果、各検出器が、隣接検出器と僅かに異なる結合電荷を「検出する」ことになる。言い換えると、エミッタフィンガ／検出器の各重複箇所に生じる容量が、隣接するエミッタフィンガ／検出器重複箇所に生じる容量とは僅かに異なるため、検出器１８が、それぞれ異なる電荷を負荷されることになる。１つの検出器と次の検出器との電荷の相違は図示することができ（図７）、以下では、これを検出器波形と呼ぶ。
【００２３】
加えて、図５に示した、エミッタ配列１６の一好適実施例では、２つの別個の、しかし互いに組合わされた配列、すなわち陽エミッタ配列と、陰エミッタ配列とを含むように構成されている。これらのエミッタ配列のそれぞれは、櫛状に構成され、フィンガ１７は櫛の歯に似ている。これら２つの櫛状エミッタ配列は、この場合、互いにかみ合わされて、１つの組合わせエミッタを形成している。このエミッタ構造により、検出器波形には、位置、変位、歪みのいずれかを決定する所要の計算を行うのに十分な感量が与えられる。
【００２４】
図６は、検出器配列１８（図３および図５）のすべての検出器を表す電荷積算検出器２３の略示図であり、検出器配列１８の各検出器は、検出器電極２３ａに生じる電荷を表す電圧を発生させる。これらの電荷は、アナログ電源２１によるエミッタフィンガ１７への電圧供給に応答して発生する。検出器電極２３ａは、電荷積分器として機能する演算増幅器２４に接続されている。電圧駆動エミッタフィンガ１７から検出器電極へ結合される電荷は、演算増幅器２４の出力部に電圧Ｖ0 を発生させる。このようにして、検出器配列１８（図３および図５）の各検出器が電圧を発生させ、この電圧が、さらに演算に使用されて、検出器配列に対するエミッタ配列の位置を表すディジタル値を発生させる。
【００２５】
検出器配列１８に対するエミッタ配列１６（図３）の相対位置のディジタル値は、次のように生ぜしめられる：
(i) アナログ電圧発生器２１（図６）から発生するアナログ電圧信号が、エミッタフィンガ１７へ供給されることで、検出器配列１７の各検出器に電荷が誘導される、
(ii)  各検出器の電荷は、 ディジタル信号に変換される電圧に対応し、該信号がメモリ２６（図４）に記憶される（既述のように、各ディジタル信号の大きさを図示した場合、該信号は検出器波形を表し［図７] 、しかも波形の各点は検出器列内の各検出器のディジタル信号によって表される)、
(iii) テンプレート発生器３２（図４）により、検出器配列１８のディジタル信号数に等しいディジタル信号数が、選択的に発生せしめられ、検出器配列のディジタル信号と相関させるのに使用され、検出器配列に対するエミッタ配列の相対位置が最終的に確認される（注意すべき点は、各ディジタル信号の大きさがグラフで示されている場合、該信号は、検出器波形内の１点に対応するテンプレート波形の各点を備えたテンプレート波形［図８］を表す点である）
(iv)  乗算器３６（図４）により、テンプレート波形の各ディジタル信号に検出器波形の各対応ディジタル信号を乗じ、各乗算の積を加算器４０で合計し、相関値を得、
(v) 別の組みのディジタル信号がテンプレート発生器３２（図４）によって発生させられ、該ディジタル信号に検出器のディジタル信号を乗じ、積を合計して、別の相関値を得、このサイクルを、特定相関値が見つかるまで反復する、
(vi)  その特定相関値が見つかると、その値を得るのに使用したテンプレート波形により、エミッタ配列と検出器配列との相対位置の表示が、所望どおりに得られる。この表示は、ディジタル値であり（当該のテンプレート波形により表される）、このディジタル値が読み出しその他の目的のために記憶される。
【００２６】
図７は、検出器列１８への電荷分布により発生する可能性のある検出器波形の１つを示したものである。Ｘ軸は、検出器の数を表し、Ｙ軸は、検出器上の積分(integrated)電荷（電圧または検出値）を表している。この波形の特徴は周期的な点である。検出器波形のこの周期性は、エミッタ配列１６のフィンガ１７（図３）と検出器配列１８（図３）の検出器との間のバーニア関係の直接の結果である。図７の図表は、正確に６４の検出器の電圧値を示しているが、この数は、一好適態様に過ぎず、本発明では、異なる数の検出器を使用することも可能である。加えて、波形が正弦波形であることは、本発明にとって重要ではなく、検出器の正弦波形は、本開示の残りの部分で、周期的波形を表すために使用することとする。
【００２７】
図８はテンプレート波形を示したものであり、該波形は、テンプレート発生器３２が発生させる各信号の大きさを表している。一好適態様では、テンプレート波形は鋸歯状の波形である。他の波形態様も可能だが、テンプレート発生器が発生させるテンプレート波形は、いくつかの所要特性を有している：
１．検出器数とテンプレート内の素子数とが１対１で対応すること、つまり６４の検出器の値であれば、６４のテンプレート素子の値を必要とする。
２．先行素子に続く各素子の進行が、一様に続けられること。
３．それぞれの、またすべてのテンプレート波形のテンプレート値の合計がゼロであること。
４．１５ビットセンサの場合、２15（すなわち３２，７６８）の異なる、かつ各唯一つの組みのテンプレート値が存在するように、 多数組みのテンプレート値が存在すること。
５．各唯一つの組みのテンプレート値を、単一の始点から決定でき、該始点がテンプレート波形のｙ−切片であること。この始点は、また  テンプレートの「位相」と考えることもできる。
６．テンプレート波形が、周期的であり、検出器波形のところで同じ周期を有していること。
【００２８】
テンプレート発生器によって１組のテンプレート値が発生せしめられると、テンプレート波形を検出器波形と相関させることができる。この相関作業は、図４に示した乗算器３６と、加算器４０と、レジスタ４４とを使用して行われる。相関は、各検出器値および各テンプレート値の積を合計して計算する。この関数は、次の式で記号的に表すことができる：
Σ検出器  ×  テンプレート
この式において、検出器は「ｎ」個の検出器値を、またテンプレートは「ｎ」個のテンプレート値を表し、その積は０〜（ｎ−１）から合計される。
【００２９】
２15（または３２，７６８）のテンプレート波形すべてが、図７の単一の静検出器波形と相関させたとすれば、テンプレート位相に対する相関の図は、図９に示した波形に似たものになるだろう。当業者は、この演算を、通例、たたみ込み(convolution) と呼ぶ。特に重要な点は、図９の波形がＸ軸上に２つ交点（言い換えると、相関がゼロの２つの位置）を有している点である。図１０は、交点の詳細を示すため、拡大して下降交点６０（図９）を示したものである。結果として得られる相関がゼロの場合、テンプレート波形の位相が重要である。このテンプレート波形位相値は、検出器配列のアナログ信号がディジタル信号に変換される瞬間の、チップ１０上での検出器配列１８に対するエミッタ配列１６の位置を表す値である。センサが取付けられた構造物にたわみ又は曲げが生じた場合、検出器配列に対するエミッタ配列の位置が変化し、検出器波形が位相ずれを生じることになろう。したがって、異なる検出器波形が生じることになろう。この異なる検出器波形は、テンプレート波形との別の整合を生ぜしめるため、検出器波形とのゼロ相関を生じさせるテンプレート波形位相は、検出器配列１８に対するエミッタ配列１６の新しい位置を反映することになる。
【００３０】
総括して言えば、たたみ込み(convolution) 波形のＸ軸下降交点でのゼロに最も近い相関に対応するテンプレート波形位相を表すディジタル値は、検出器配列１８に対するエミッタ配列１６の位置を表し、かつ該位置に比例し、間接的に、所定時点での構造物の歪みを表し、かつ該歪みに比例する。例えば、実際には、２つのテンプレート波形位相値を相互に減算すれば、その差は構造物内の歪みの変化を表す。なぜなら、テンプレート波形の位相の変化によって、たたみ込み波形の新しいゼロ下降交点が得られるからである。テンプレート波形位相が変化するのは、検出器波形がずれるときのみであり、検出器波形がずれるのは、エミッタ配列が検出器配列に対して移動するときであり、該移動は、構造物内の歪みが変化したときにのみ生じる。したがって、テンプレート波形の位相は、センサが取付けられた構造物内の歪みの変化に対応する。
【００３１】
注意すべき点は、たたみ込み波形のゼロ下降交点に最も近い相関値を生じさせるテンプレート波形の位相は、エミッタ配列１６の位置の一態様を示すために使用され、また本発明の理解を容易にするために使用されているに過ぎない点である。本発明の適用によって、たたみ込み波形の他の特徴は、検出器波形の絶対ずれを計量するのに使用できる。
【００３２】
本発明では、たたみ込み波形のゼロ下降交点でのテンプレート波形位相が、テンプレート波形を検出器波形で完全たたみ込みを行うことなしに計算される。例えば、一実施態様では、交点がバイナリサーチを介して決定され、その場合、テンプレート波形は、探索されるべき残るインターバルの中央に対応する位相で選択的に発生させられる。乗算／加算サイクル（相関）は、その場合、選択されたテンプレート波形と検出器波形との間で行われる。特定の相関結果は、ゼロ以上かゼロ未満かを試験して調べ、新しいテンプレート波形が、該相関結果の符号に応じて発生せしめられる。したがって、ゼロ交点でのテンプレート波形の位相は、完全なたたみ込みのための３２，７６８のすべての計算を実施することなしに決定され、１５ビットのテンプレート位相値が、１５の相関だけで決定できる。
【００３３】
一軸歪み変換器（ＵＡＳＴ）は、平らな面への取付けに適した変換器パッケージ内に６４個の素子の線状配列を有するセンサパッケージである点が特徴である。図１１に示した該パッケージは、サスペンション上に取付けられたエミッタから成り、該エミッタが、基板上に取付けたＣＭＯＳ  ＩＣ上方に位置している。基板とサスペンションとは、パッケージ底部上の取付けパッドに結合されている。この歪み変換器パッケージは、パッケージ底部上の３個の取付けパッドのそれぞれに塗布された少量の接着剤により、平らな表面に取付けられる。これらのパッドの動きが、表面の横方向歪みをＣＭＯＳ  ＩＣ検出器配列とエミッタ配列との相対運動に変換する。
【００３４】
以上の開示により、当業者には、本発明が、既述の電荷／電圧式検出器／エミッタとは異なる検出器およびエミッタによっても実施できることが分かるだろう。例えば、フォトン検出器をフォトンエミッタと組合わせて使用することもできよう。フォトンエミッタは、シャドウマスクと組合わされ、電荷検出器上の電荷と同じ効果が得られる。類似の形式で、光起電力式検出器または光学式検出器を使用することもできる。別種の検出器／エミッタの組合わせにより、本発明のセンサを、既述のものと同じバックエンド回路を有するように構成することもできよう。したがって、既述の構成は、本発明の原理の適用を説明するためのものに過ぎない。当業者には、本発明の精神および範囲を逸脱することなしに、多くの変更態様および別形式を構成でき、また特許請求の範囲は、それらの変更態様および別形式を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるセンサのネットワークを取付けた構造物の斜視図。
【図２】図１のセンサのネットワークを、より詳細に示したブロック図。
【図３】構造物上に取付けた本発明によるセンサの機械的構成を示す側面図。
【図４】本発明による変位計算を行うための集積回路チップの詳細ブロック図。
【図５】検出器配列に重なるように配置されたエミッタ配列の平面図。検出器の間隔と、本発明によりエミッタの間隔と僅かにずらされている。
【図６】本発明によるエミッタ配列と、検出器と、電荷積分検出器との略示図。
【図７】検出器配列に対するエミッタ配列の位置例での、６４個の各検出器から発せられる信号例のグラフ。
【図８】テンプレート発生器から発生する信号例（テンプレート波形）のグラフ。該信号例は、テンプレートの一位相例での６４のテンプレート値のそれぞれに対応する。
【図９】検出器波形によるテンプレート波形の完全たたみ込みの理想的状態を示すグラフ。
【図１０】図９のグラフの区画６０を拡大して示した図。
【図１１】適当なハウジング内に包装された本発明のセンサの分解図。
【符号の説明】
１  構造物
２  センサ
４  プロセッサ
６  トークン
７  データ
８  クロック
１０  チップ
１１  アーム
１２  第１位置
１３  第２位置
１５  基部
１６  エミッタ配列
１７  エミッタフィンガ
１８  検出器配列
１９  目盛り長さ
２２  A/D 変換器
２４  演算増幅器
２６  メモリ
３２  テンプレート発生器
３６  乗算器
４０  加算器
４４  レジスタ
４８  バイナリサーチエンジン
５２  バスインタフェース
【図１】
0004261653.tif 000002
【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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