JPH11510905A - リモート位置検出装置および検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、放射光がその上に投射されて電信号を生じる放射光敏感素子をもつセンサと、放射光とセンサの間に設置され、複数組の平行の細長い隙間をもつスクリーンとで構成される一種のリモート位置感知検出装置であって、細長い隙間は相互に隔ててあり、素子はスクリーンと直列に並べて、放射源がセンサの設計操作範囲以内にあるときは、放射源から発出された放射光が細長い隙間を通過するものの少なくとも一本が同時に素子の上の少なくとも二個の独立した放射光敏感点の上に投射され、これらの点は異なる距離でもって前記細長い隙間から離れている。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 リモート位置検出装置および検出方法 発明の属する技術分野 本発明は、点放射源に対し参考点の一個あるいは二個の一次元角度の座標によ り放射源の位置を決定するリモート位置検出装置および検出方法に関する。 発明の背景技術 高い精確度の大きい角度範囲にわたって操作できる位置測定系統は広い用途が ある。例えば医学上でよく使用されている超音波による腎臓結石の衝撃粉砕に使 用される。そのために超音波発射器を必要とし、それを腎臓結石に向って照準し 、一個の音波感知ヘッドを多関節のロボット手の一端に付設して病人の身体の腎 臓結石の付近に近づけ、またロボット手の一端は超音波発射器に連結し、更に一 組の検知器、例えば線性あるいは角度性電位計または光学番号器、ロボット手の 毎段とその隣接段との相対的位置を検知し、またそれと相応して検知器は超音波 発射源の腎臓結石に対する位置を測定する。しかし、この機械的装置は重量が大 きくかつ高価でまた誤差を起こし易い。 高精確度の位置検測系統は常に多数のロボットに応用され、擬実科学技術上に おいて広い用途がある。例えば、擬実ゲームにおいて、参加者は一台のコンピュ ータの非常に小さい空間に投射される影像を必要とし、それで以て人と機械とが 交互にゲームを行う。このような状況において、一個の手にもつ作動器が空間の 参考点に対する位置を測定するのに非常に役に立つ。 よく知られているように、既知の解析度をもつ位置感知素子を含有し、移動要 素を含有しない基本方向探知器の操作範囲は、この装置が単一読取数を通じて目 標を探知する能力と反比例する。言葉を換えていえば、一個の基本探知機は固定 の操作範囲と単一読取数解析度比率とをもつ。小さい解析度値は大きい解析度値 よりも好ましいから、方向探知器の操作範囲あるいは単一読取数の解析度を改進 するためには体積が比較的大きい、あるいは本質が基本的に良好な感知素子を採 用しなければならない。この制限により、体積が大きく、高価な感知素子および （あるいは）比較的多い光点陳列をもつ素子、例えばPSDs(Position Sensitive Devices)(位置感知装置)が常に光源中心位置を類似感知に使用され、またCCDS(C harge Coupled Devices)（電荷結合装置）が数値表示に使用される。 上述の限制を克服する明白な方法としては数個の方向探知器を同時に応用し、 各探知器が必要とする操作の大範囲の異なる部分を受け持つ。これは高価な解決 方法であり、かついわゆる感知融合の問題がある。（つまり、適当に全部の小系 統が出す数値を併合して、この系統の正確な最終読取数を提出する問題がある。 他の既知の解決方法としては、操作範囲が狭い探知器を使用して必要な操作の 大範囲を走査（SCAN）することである。レーダーと少数の別の探知系統（例えば R.L.Smith の赤外線目標の跡をつける系統の研究と検定、Development and Test ing of an Infrared Target Tracking System，Master's thesis，Department o f Electrical Engineering，University of British Colombia，Vancouver，B.C .Canada，August 1990） この解答の欠点はその系統の出力精確度が直接感知目標と参考点との相対方向 の感知素子の質量と関係があるのみならず、測定系統と操作部素子との間の座標 の感知素子の質量と関係がある。この種類の測定装置の固有の誤差が相互に積も り合って、その系統の最終産出値の誤差は単一感知素子系統の誤差よりも大きい 。それでこのような系統内の走査機械も周期的維持と（あるいは）取り替えが必 要となる。 また他の既知の解決方法としては、目標の方向に対して多数の読取数を作り、 これらの読取数を処理して比較的よい解析度の最終読取数を得ることである。こ のような信号処理技術はあらゆる探知系統にも応用できる。ただしその他の系統 属性、例えば読取数の頻歩数あるいはハードウェア/ソフトウェアの複雑性を考 慮し系統全体の解析度を改進する必要がある。 １９９５年８月８日にピーターソン(Pettersen)等の人達に授与されたアメリ カの特許第5,440,392号の中で空中の一点を測量する空間座標の一系統とその方 法を述べている。空中の一点に少なくとも同時に発光する三個の点状光源をもつ 剛性さぐりヘッドを接触させ、その光線を常用の球面焦点レンズを通過させて図 像にして電荷結合装置（CCD）あるいは投射式電荷装置（CID，Charge Injected Device）で組み合わせた陳列感知素子の上に落下させ、その感知素子に投影され た光点の位置でもって測定できる。続いて影像処理と最小二乗法を基礎とする撮 影測量技術でもって先に接触さぐりヘッドの移動と方向を推理してから、再び接 触点の三個の空間座標を確定する。 また別の一種の測量方式としてはカナダオンタリオ省ウォタルーの北方数字会 社（Northern Digital Inc，of Waterloo，Ontario,Canada）のＯＰＴＯ ＴＲＡ ＫＴＭ位置測定系統をその一例とする。この系統は単一空間点状光源に対して系 統位置の三個の独立座標を探知することができ、三個の分離された固定の探知器 を使用し、毎探知器は光源と相対するその一次元方向座標だけを測定し、この三 個の座標と三個の一次元（ID）探知器の間の既知位置と方法を一緒に処理をすれ ば光源の位置を知ることができる。この系統が方位測定のために目標を処理する 方式はピーターソン等の特許の接触さぐりヘッドを処理する方式と同じで、三個 あるいはそれ以上の点光源を策略的に目標の上に取り付け、一度に一個ずつ点灯 すれば、順序にそれらの位置を探知できる。その後全部合併して一緒に目標の方 位を計算決定できる。各探知器は一個の一次元電荷結合陳列の感知素子と専用の 一個の光学レンズ組を併用している。 ピーターソン等の系統と対照すれば、ＯＰＴＯ ＴＲＡＫＴＭ系統はただ順序 的に一個以上の光源の位置を探知するだけで、もしも光源が移動中の場合には、 誤差が生じる。しかし、もしも各光源の位置の読み取る速度が光源移動速度より も早い場合にはこの欠点は重要ではない。 ＯＰＴＯ ＴＲＡＫＴＭの系統は三個の遠く分離された一次元探知器を使用し 、ピーターソン等の系統は一個の二次元探知器だけを使用している。この二種の 系統は皆よく類似する三角測量法を使用して、縦の深さを探知する。ＯＰＴＯ ＴＲＡＫＴＭ系統の縦の深さの深知精確度はピーターソン等の系統よりもはるか に優良である。 ＯＰＴＯ ＴＲＡＫＴＭの系統とピーターソン等の系統の一個の共同特性は皆 光学レンズで光を感知素子の上に集中させる点である。カメラを使用する人は誰 でもこの点が一つの問題であることを知っている。その角度の操作範囲が約１５ 度に制限されて、広角レンズでその範囲を拡大できるけれども、その場合は影像 が厳重に歪曲されることが起こるので解析度を低下させるとともに、また精確に 縦の深さを探知する範囲を縮小させる。それだからまた一度固有の制限に出会う 。つまりある範囲内で操作する一個の感知素子は皆一固定の操作範囲と単一読取 数の解析度比率をもつ。 １９９１年８月８日にヘッチェル（Hechel）等に授与されたアメリカ特許第5, 018,853 号の中に一種の自動車車輪定位系統が発表されている。この系統は一個 の角度探知器を使用し、一個の点光源に相対する感知器の角度一次元座標を感知 し、この感知器は一個の一次元線排列式電荷結合器（ＣＣＤ）の感知素子を含み 、この素子は単一の細長い隙間を含む光線が通過できないスクリーンで光源と分 離されている。細長いＣＣＤ素子は光の隙間と垂直に相い向かう。それで光源か ら発射されて隙間を通過した一條の光線はＣＣＤ素子の上に投射された小段（“ 点”）なる。この点に相対するＣＣＤ素子の位置を推定すれば光源角度方位の一 個の一次元座標を決定できる。ヘチェル等の感知器は角度操作範囲方面における 問題は比較的小さいが、まだ上述の感知器解析度の固有の制限がある。 図１は本発明の発明人が以前に作った一種のセンサで、一個の点放射源に相対 してセンサの二個の一次元座標を探知する。図１に示すセンサのサンプルはただ 一個の商業用の２ＤＣＣＤカメラでその中のカメラのレンズは一個の半球状の不 透光スクリーン（１００）で代用している。このスクリーン（１００）は三周の 同心リング状の針孔（１０２）をあけていて、針孔がある平面はカメラのＣＣＤ の素子平面（感応平面１０４）と互相に平行している。同じリングの互相に隣接 する針孔の間の距離は隣接するリングの間の距離よりはるかに短い。一個の点放 射源（１０６）がセンサの操作角度の範囲内でともされたときは、三周の放射点 リング（１０８）を通過して感知平面の上に投影されてその中の一部分の点（１ １０）がＣＣＤ素子（１０４）の上に感知される。 素子により感知される点（１１０）の中、同じ針孔リングを通過して投射され た放射点は適当な影像処理により判別される。これらの間の距離は異なる針孔リ ングを通過して投射される点の間の距離はとても異なる。もしも同じリングから 投射された少なくとも三個の光点が感知されたら、これらの光点で一個の抽象な 円を仮定できる。もしも放射源（１０６）とセンサの間の距離がとても遠い場合 は、この抽象円の半径は投射されて感知された所の針孔リングの半径と非常に接 近する。したがって、投射されて感知された点のリングは判別できる。その後一 個の感知された点と抽象の円の円心の相対位置でもって投射された針孔を決定で きる。各針孔の位置があらかじめ知ることができる。（センサの対当な照準によ り）ので感知された点と相対的にそれらの放射点を投射する針孔を連結する抽象 直線はセンサに放射源方向に相対する方向座標を提供する。 図１に示すセンサはその操作範囲がＯＰＴＯ ＴＲＡＫＴＭおよびピーターソ ン等の単一窓口で放射源方向を探知するセンサの約二倍である。上述した如く、 図１に示すセンサのひな型は粗雑に製造しているが、しかしレンズをもつ元来の カメラよりも良好な位置測定解析度と精確度をもっている。（ハードウェアの角 度からいえば、レンズをもつカメラはピーターソン等の探知器に類似する）。理 論上図１に示すセンサの解析度と操作範囲はスクリーン（１００）の針孔（１０ ２）の数の増加と正比例して改善される。しかもＣＣＤ素子（１０４）を変換す る必要もない。その他、図１に示すセンサは焦点を集中させる必要がない。それ でこのセンサは、もしも放射源は十分な光度をもっていれば縦の深さがどの様な 放射源方向でも探知できる。 図１に示すセンサはある優点があるけれども、やはりいくらかの欠点をもつ。 例をあげていえば、精確な半円球のスクリーン（１００）と針孔リング（１０２ ）を製造することが困難であること、またさらに発射された放射点（１１０）は ＣＣＤ素子（１０４）のいかなる位置にも投射される可能性があること。ＣＣＤ 素子全体はサンプルを取ってから始めて影像処理の目的を達せられるので、その ために時間がかかる。それでセンサの最大可能感知頻率を低下させる。また一個 の二次元図像を処理する時間とエネルギーは少なくも図像の面積と正比例して増 加される。ＣＣＤ素子（１０４）が感知した図像全体に対して処理する必要があ るから一定計算能力のセンサは高い頻率で操作することは困難である。その外に 、一個の小カーブを通過して得られた点でもって一個の大きい円を仮定すると過 ち を起こしやすい。総括してい言えば、これらの欠点はこの系統の価格を高くし、 かつその最大サンプル採用可能頻率を低下させ、それでもって順序に目標上に取 り付けた数個の光源位置を探知して目標の方位を決定することは実際的に適切で はない。 発明の開示 多数の窓口を経過して受け取られる信号を多数発信信号法でもって単一感知素 子の上に投射させて本発明は解析度制限の問題を解決する。「窓口」は一個の信 号が通過してから一個の感知素子の上に受け取られる通路である。例えばピータ ーソン等の感知器のレンズ組は一個の窓口で、ヘッチェル等のセンサのスクリー ン光隙間もやはり一個の窓口でＯＰＴＯ ＴＲＡＫＴＭとピーターソン等とヘッ チェル等の系統の中には各一感知素子に一個の窓口を使用している。本発明の発 明人は既に以前に一個の多数窓口方位角度センサを発表している。（C.C.H.MA， C.K.TanとP.D.Lawrence,“多数針孔広角高精確度位置探知器”IEEE Transaction s on Instrumentation and Measurement，１９９６年２月第４５巻第一期）、(C .C.H.MA，C.K．Tan and P.D．Lawrence "Milti-Pinhole Wide-Angle High-Resol ution Light Position Detector"IEEE Transactions on Instrumentation and M easurement.Vol.45，No.1，February 1996)を発表している。 上述の欠点を改善するために本発明は二種の異なる感知方法と多種の異なる具 体的形式を提供する。その二種とも図１に示した以前に使用したセンサに明らか な改善を加えたものである。両種方法とも多数窓口技術を利用して、同時に操作 角度範囲を拡大し、また健全な単一読取数角度感知解析度を高める。各種方法と も一個の線型放射源に相対するセンサの一個あるいは二個の一次元角度方位を探 知することができる。一個の一次元角度方位座標を感知する具体化装置は一次元 センサにして、二個の一次元角度方位座標を感知する具体化装置は二次元センサ である。 上述の二種の方法はみな、多孔／隙間のスクリーンを使用し、点状放射源から 発射された放射線はこれらの孔／隙間を通過して敏感素子の上に投射される。ス クリーンとその上にある孔/隙間はみな敏感素子を基準にしてサイズと位置を設 計しスクリーンのすくなくともある複数の孔／隙間を通過した放射線が敏感素子 の上に同時に投射されるようにする。それで放射線がどの孔／隙間を通過して敏 感素子の上に投射されたかを確定した上で、放射線の角度方位は線性投影原理で もって確定できる。第一種の方法では、敏感素子の上に投射した二個の異なる点 でもって放射源の角度方位を確定する。この二個の点はスクリーンに対して異な る垂直距離にある。第二種の方法ではスクリーンの孔／隙間の間の距離に対して 番号を付けて、それで数個の孔／隙間を通過して投射された放射線はどの孔／隙 間を通過したか確定できる。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の発明人が以前作った一種のリモート位置センサの斜視図であ る。 図２は、本発明の中の一種の一次元センサの斜視図である。 図３は、図２のセンサの正面図である。 図４は、図２のセンサの別の正面図で、一個の放射源とセンサが相対的に移動 したときの割り面を示す。 図５は、複数の細長い隙間の細長い隙間を判別する計算法の順序を示すブロッ ク図であり、放射線が細長い隙間を通過して図２に示すセンサの感知素子に入っ たものである。 図６は、一本の放射線が図２の示す感知素子の前縁点に入ったことを確定する のに使用する計算法のブロック図である。 図７は、図２にが示すセンサの別の正面図で、二本の放射線が感知素子に投射 する情況のもとに図６の計算法を運用している。 図８は、図２に示すセンサのまた別の正面図で、ただ一本の放射線が感知素子 に投射する情況のもとで図６の計算法を運用している。 図９は、本発明の中の別の一種一次元センサの斜視図である。 図１０は、図９に示すセンサの拡大正面図である。 図１１は、図９にが示すセンサの拡大側面図である。 図１２は、本発明の中のまた別の一種の一次元センサの斜視図である。 図１３は、図１２にが示すセンサの拡大正面図である。 図１４は、図１２に示すセンサの拡大側面図である。 図１５は、本発明の中の一種の二次元センサの斜視図である。 図１６は、本発明の中の別の一種の二次元センサの斜視図である。 図１７は、本発明の中のまた別の二次元センサの斜視図である。 図１８は、番号を付けた細長い隙間のスクリーンと連接される本発明の中の一 種の一次元センサの斜視図である。 図１９は、番号を付けた細長い隙間のスクリーンと連接される本発明の中の一 種の二次元センサの斜視図である。 図２０は、番号を付けた細長い隙間のスクリーンと連接される本発明の中の一 種のまた別の二次元センサの斜視図である。 発明を実施するための最良の形態 第一方法により製作されるリモート位置検出装置としての一次元センサを先に 説明する。 本発明の基本目的は上述の第一方法により一次元センサを提供することである 。この一次元センサは一個の直接発射されたあるいは反射された線状放射の全方 向点源に対するセンサの角度方位を探知することができる。以下に述べる放射源 は直接発射された光と仮定する。これは見ることができる光と、赤外線の光とＸ 光と音波を含む。本発明の最終目的は放射源に対するセンサの三次元位置を決定 することである。そして放射源とセンサの間の距離をセンサ自身の尺法により非 常に大きいと仮定する。例えば２０：１あるいはさらに大きい。 図２と図３は上述の第一方法により優先的に選択製作した一次元センサの具体 化形式である。これは一個の点放射源５に対する放射感知素子１の一個の一次元 角度方位座標を探知するもので、この感知素子１を三個あるいはそれ以上具備し た一系統でもって、放射源に対する系統の位置の全部の三個の独立座標を探知す る。然しこの方面に熟練した読者が十分にこの具体化形式の作動を理解できるよ うに、今はただ一個の一次元センサの作動だけ説明する。 一次元放射感知素子１は一個の二次元平面放射敏感位置敏感素子で形成される 。例えば、テキサス儀器会社(Texas Instruments)の、面陳列ＣＣＤ図像センサ ＴＣ ２４１で、これは一個の平面支持基準１５と傾斜している傾斜支持面２の上に斜 めによりかかっている。（すなわち素子１の平面は細長い隙間４と垂直の軸の周 囲の平面１５と傾斜している）放射を通過させる複数の細長い隙間４をもつ一個 の静止している不透明の一スクリーン３を設け、素子１の乗法に基準平面１５と 平行に支持されている。源５から発射された放射光は細長い隙間４を通過して図 ３が示す放射平面９を形成し、素子１と基準平面１５の上に投射されて放射線６ になる。 もしスクリーン３と源５との間の垂直距離がスクリーン３と基準平面１５との 間の垂直距離１８よりも非常に大きい場合は、隣接する投射線６の間の距離１９ は隣接する細長い隙間４の間の距離１６とほとんど同じである。それでこの距離 １６を素子１の巾１７よりも小さいように設計すれば、源５から放射光を発射し たときは少なくとも一本の放射線８(一本の“感知された線”)が素子１の上に投 影されて感知されることを保証できる。もしもスクリーンが平面状ならば細長い 隙間の間の距離１６は皆同じである。ただしもしもスクリーンが非平面状の場合 は、細長い隙間の間の距離を適当に設計して源５がセンサの予定操作範囲内に移 動したときは少なくとも一本の放射線素子１の上に投射できるように設計する必 要がある。例えばスクリーンが半円柱状であれば半円柱カーブの中心からより離 れた細長い隙間の間の距離は減少しなければならない。 図２と図３とは放射的に素子１の上に投射された二本の感知された線８と２０ を示す。もし源５が水平に右に移動したら、その中の一個の移動量は細長い隙間 ４と垂直で、線２０はだんだんと素子１の左側縁に移動し、線８だけが素子１の 上に残っている。もしも源５が続いて右に移動したら、線８はついに素子１の左 側縁から離してしまう。ただしこのことが発生する前に、別の一本の放射線が右 側縁から素子１の上に移動してくる。ゆえにもし源５から放射光が発射されたら 、源５が移動中と否とを問わず、少なくとも一本の放射線６が素子１の上に投射 されて感知される。 素子１は斜面２の上に寄り掛かっているので、放射線の投射角がゼロでない限 り感知された線８は素子１に相対している辺は斜めである。それで素子１の上に 斜めに感知された線８の前端点８Ａと後端点８Ｂの間の一本の水平の“細長い隙 間判別位置移動(ＳＩＤ)”を生じる。素子１は位置に敏感であるのでＳＩＤと点 ８Ａの素子１の上の位置はみな決定される。 点８Ａから見れば、角度θは放射源５の一個の方向座標を構成し角度θは下に 示す如くに計算できる。 θ＝arctan(SID/HT) （１） この式の中のＨＴ（図３）は素子１の傾斜により生じた点８Ａと点８Ｂとの間の 垂直距離である。しかしＳＩＤとＨＴ両者とも比較的に小さい量であるので公式 １で計算した角度は容易に誤差を生じる可能性がある。より良い相等の計算公式 は次の如くである。 θ＝arctan(XD/YD) （２） 式中ＸＤは点８Ａから点８Ａを含む投射された放射線の細長い隙間の縦軸の水平 間の距離で、ＹＤは点８Ａとスクリーン３の間の直立間距離である。ＸＤとＹＤ はＳＩＤとＨＴの量よりもはるかに大きいので、公式（２）で計算して生じる誤 差は公式（１）で計算して生じる誤差より小さい。 ＹＤは校正により得られる定数であるが、ＸＤは操作過程において得られる。 なぜならＸＤは源５が素子１に対する方向に変化する函数で、素子１の前側縁か ら点８Ａの距離２４は直接素子１から得られる。ＸＤは距離２４と水平移動ＰＳ ２を比較して知ることができる。ＰＳ２は素子１の距離２４を測定した同一側縁 と投射点８Ａの通過した細長い隙間の縦向軸との間の水平距離である。各素子１ と相対するＰＳ２は素子１とスクリーン３の校正により得られる。ただし点８Ａ は複数組の細長い隙間４の中のどれかの一本を通過して投射されたものである。 それでこの点８Ａを含む放射線の細長い隙間を判別する必要がある。 図４は上述の細長い隙間を判別する方法を示すものである。この図４は二本の 隣接する細長い隙間を通過した放射光が素子１の上に投射した一本線の角度範囲 表示している源５が図４の示す初めの位置にあるとき、放射線８が細長い隙間２ ５を通過して素子１の上に投射されると、線８は素子１の前側縁と８Ｃの所で交 叉する。源５が矢印３１の方向に移動したときは、線８は角度範囲φ−φ’を通 過し素子１が右から左に移動して参考番号８’が指示する地点についたら線８‘ は素子１の前側縁８Ｄと交叉する。φは線８と基準平面１５（あるいはスクリー ン ３）との間の角度で、φ’は線８’と基準平面１５（あるいはスクリーン３）と の間の角度である。もし点８Ｃ、８Ｄが細長い隙間２６を通過して投射されたの であれば、投射角度は各γとγ’である。図４の中に平行参考線２９、１０と２ ９’、１０’を表示して、角度φ、φ’とγ、γ’との間の相互比較を便利にし た。 角度範囲φ−φ’とγ−γ’とは明らかに異なる。これらはただ少しの重複σ φがあるだけで、これは源５と素子１との距離が細長い隙間の間隔１６よりもは るかに大きいためである。それでもし基準平面（あるいはスクリーン３）と素子 １に投射された一本の特定放射線との間の角度がσφ角度範囲の中に含まれてい なければ、その投射された特定線の細長い隙間がすぐ判別される。もし基準平面 １５（あるいはスクリーン３）と素子１の上に投射された特定の放射線との間の 角度がσφ角度範囲の中に含まれる場合、またもし放射光が隙間２５を通過する ならば（すなわち線８’を投射する）素子１の前側縁が感知する放射線は点８Ｄ に近い、あるいはまたもし放射光が隙間２６を通過するならば（すなわち線８’ を投射する、点８Ｃに近い。素子１の巾と較べたら、点８Ｄと８Ｃは広く離れて いるのでたとえ素子１の位置解析能力が悪くても相互に確実に区別できる。それ で図５は健全な特定の感知された点を投射したその隙間を判別する一方法を示し 、図３も一緒に参考に見るべきである。 図５の中の角度θは公式（１）により推算できる。その中ただ助変数ＳＩＤを 必要とする。なぜならＨＴは校正により得られる定数である。これは細長い隙間 の判別は直接助変数ＳＩＤを処理して果たせるので、角度θは決定する必要がな い。それで直接公式（１）を応用する必要が避けられる。しかし角度θでもって 細長い隙間を判別する原則を解釈する方が助変数ＳＩＤの使用より容易である。 各細長い隙間を通過してから素子１の上に投射される放射線角度範囲を定義する のに、注意しなければならないことは、すでに測定のときに生じる一切の誤差を 考慮していると仮定していることである。その他、素子１は二個の独立の判別で きる辺２７、２８（図４）があると仮定している。 図３を参考にする。点８Ａの位置移動２４が一旦決定され、投射したこの点と 相応する細長い隙間が判別されたら、ＸＤは推算できる。その後、公式（２）で 方向座標θを計算できる。たくさんの応用の中で、位置移動２４と校正により得 られる細長い隙間と相応する素子１の上の水平位置移動ＰＳ２でθを指定できて 有利である。この情況においては直接公式（２）を応用する必要がなく、上述の 公式（１）の解釈情況と同じである。 今後は一本の特定の感知線から推理計算される単一一次元放射光源の方向座標 は一対の値で代表する。すなわち、前記の特定感知線が通過した細長い隙間と素 子の上の一参考縁との間の水平位置移動と、感知線が放射光敏感素子の前縁での 交叉点と同一参考縁の間の水平位置移動とで、たとえば感知線８が生じる方向座 標は（ＰＳ２，２４）である。 理論上、放射源方向座標は単一被感知線８の、未端点８Ａ、８Ｂを参考にして 推理計算できるけれども、しかしその推理計算の過程中、もし一本の被感知線か ら他の一本の被感知線に跳ぶ必要があれば、それは源５の移動により推理計算し て得た値は少し不連続性になる。明らかにこの不連続性は二本あるいは多数の線 が素子１の上に投射されたときだけ発生する。この問題を解決しまた精確度を高 めるために、素子１に同時に投射される可能な全ての放射線の特徴であるデータ を収集して、一本の連続する方向座標読取数を得られる連続函数を形成させる。 例えば図３が示す状況において、連続方向座標読取数を得られる連続函数は、 ＥＰＳ＝ＰＳ１・Ｄ２／（Ｄ１＋Ｄ２）+ＰＳ２・Ｄ１（Ｄ１＋Ｄ２） （３） で、その中のＰＳｎは細長い隙間が前記素子１の上に対する参考縁の水平位置移 動で、Ｄｎは細長い隙間を通過して投射される被感知線と素子前縁の交叉点が素 子１の前縁中心点１Ａに相対する水平位置移動である。 一個の放射敏感素子の中心段は通常前記素子の最良の位置解析能力がある。公 式３は有効に素子１の中心点１Ａに対する二個の感知点を投影し、同時“有効な 細長い隙間の位置”（ＥＰＳ）に対する相応の細長い隙間を投影する。ＥＰＳは 基本的に隙間の位置の加重総数である。 最後に得られた放射源の方向座標は（ＥＰＳ、ＰＣ）でその中のＰＣは中心点 １Ａが前記参考縁に対する水平位置移動である。 今までは本発明の説明に全部複数の感知点の位置が得られると仮定した。それ らは沢山の異なる信号処理法を工夫して得られる。図６は前縁の感知点位置を測 定する一種の計算法で、図７と図８とを参考にする。図７は二本の放射線が素子 １の上に投射された情況を示す。図８は一本の放射線が投射された情況を示す。 図６の計算法によれば、もしも、 （ａ）素子１から得られるすべての信号は、皆位置感知のために適当に処理さ れている。例えば濾過されている。 （ｂ）重なり合う前縁の二段３３、３４の巾は同じで、かつ両段とも不透明な 区域中の最も近い二本の細長い隙間３７の巾よりも狭い。そのためにある状況に おいて、源５の位置により、放射線は両段３３、３４の一段の上に投影されない 。 （ｃ）点３３Ａと３４Ｂはそれぞれ両段３３、３４の中心である。 （ｄ）一被感知線の水平巾は両段３３、３４の重複区３５の巾より広くない。 （ｅ）両断３３、３４の総巾３６は不透放射光スクリーン３の上の最も遠く分 離された隣接の細長い隙間の投影した完全な感知線を含むほど広く、通常巾３６ と素子の巾１７は等しい。 （ｆ）後の感知点、例えば８Ｂとその相応の前感知点、例えば８Ａの間の水平 位置移動は予定の一最大の水平位置移動（ＭＨＤ）起過しない。 スクリーン３の上の最も遠く分離されている隣接の二本の細長い隙間の間の距 離が素子１の巾より狭く、かつ源５が素子１から十分に遠いかぎり、上述の仮定 は容易に動じに満足される。前記仮定は合わせて次の情況を確定する。 １．両段３３、３４中の少なくとも一段は完全な一前感知点を探知する。別の 一段は多分感知できないがあるいは完全なあるいは一部分の前感知点を感知でき る。 ２．両段３３、３４の中どの一段も一個以上の前感知点の信号を探知できない 。 一旦感知点がさがし出されたら、素子の中心１Ａに最も近い点は分離できる。 (すなわち図７の中の点８Ａの状況)。この点の水平位置を“ＮＦＳＰ“と指定す る。なれば、素子後縁上のＮＦＳＰ−ＭＨＤからＮＦＳＰ＋ＭＨＤまでの区域の 信号が処理された後に相応の後縁の感知点を探し出せる。（この方法は後縁全体 に沿って信号を処理する必要の代用になる）こうして、必要な感知点を全部探し 出せるし、また源５の方向座標も上述の方法を得られる。 上述の解釈により明白に分けることは、図中が示す一個の二次元陳列型敏感素 子を採用して本発明の一次元具体化装置を完成する必要がないことで、二個の一 次元センサを細長い隙間４を離れた異なる垂直距離に設置し、二次元陳列素子の 前面と後面の縁と同じ作用をさせる。しかし一個の二次元敏感素子は沢山の信号 を提供でき、これらの過剰な信号は精解度と解析度を高めるのに使用できる。同 時に注意すべきことは二次元敏感素子が収集した影像の中、ただ前縁と後縁の区 域だけを処理すればそれで、一次元角度方位のデータが得られる。 一次元と二次元陳列型敏感素子は本発明の一次元具体化形式の放射光敏感素子 として使用できるが、ただあらゆる感知した信号の中心点だけを生じる非陳列型 位置敏感装置も採用できる。図９、１０、１１はこのような装置を示す。この位 置は日本的濱松株式会社とカリフォルニア総合検測技術会社（United Detector Technologies of California）が製造する一次元位置敏感装置“ＰＳＤ”を四個 使用している。これらのＰＳＤは二対に分けられ、前対はＰＳＤ１、ＰＳＤ２で 、後対はＰＳＤ３、ＰＳＤ４で、後対のＰＳＤ３とＰＳＤ４は間隔器３２の上に ある。(本発明の今まで述べた具体化形式の図９、１０、１１の装置は上述の第 一種方法により操作される。すなわち前対と後対ＰＳＤの上に投射され、またス クリーン３と分離される異なる重直位置に移動する二個の分離されている放射敏 感点を感知する。)数個の設計準則を設定してこの一操作効能を確定できる。最 重要な設計目標は源５が放射しているかぎり、各対のＰＳＤの中の少なくとも一 個がただ一本だけの投射線を感知する。その一組の設計準則を例として次に述べ る。 １．各ＰＳＤの長さはスクリーン３の上の二本の最も近く隣接する細長い隙間の 間の距離より小さい。 ２．各一対のＰＳＤが含む水平の総巾はスクリーン３の上の最も遠く離れた隣接 の二本の細長い隙間の間の距離よりも大きい。 上述の設計準則は各ＰＳＤが最も多くても一本の投射線を感知するがあるいは 感知しないことを確定する。かつ源５が放射しているかぎり、各一対のＰＳＤの 中少なくとも一個のＰＳＤが一本投射線を感知する。 傾斜支え台２はただ感知線８をして素子１の側辺に対し傾斜させる装置にすぎ ない。それで感知線８が通過する細長い隙間を判別し易くする。これは二次元放 射光敏感素子を採用するのと同じ原理である。ほかの一方法は図１２、１３、１ ４が示し、放射光を伝導する一片の材料３０で素子１の前面あるいは後面を被覆 している。この材料は投射角の大小により投射線を屈折させて、必要な信号を暴 露させる。例えば源５が見える光を投射したとき、屈折器３０は高屈折率の平面 ガラスでもよく、屈折器３０の設置位置はその潜在陰影像区２９（図１４）が素 子１の敏感な前面と後面縁区域と重なり合いはないようにする。 つぎに図１３に示すように、屈折器３０は被感知線１０を素子１の前縁の位置 ２１と交叉させ、後縁の位置１２と交叉させる。位置１２と２１の差（すなわち 位置移動２２）は屈折器３０の屈折指数で決定され、一個の定数である。また被 感知線１０が屈折器３０の上に投射する角度で決定される。位置移動２２を決定 すれば投射角度を容易に推測できる。この投射角度は細長い隙間の投射線１０を 判別するのにも使用できる。その方式は前述の図２のセンサの角度θの推測と似 ている。 多数の細長い隙間を含むスクリーン３は沢山の異なる方法で製作できる。例え ば、もし源５が見える光を投射するときは、よく知られている（写真石版と化学 方法で金属を持つガラス板の上に細長い隙間４をエッチングしておく。スクリー ン３は必ずしも平坦でなくともよいが、細長い隙間は平行にすべきで、またその 側縁は明確であるべきである。 つぎに第一方法により製造するリモート位置検出装置としての二次元センサを 説明する。 一個の一次元センサにさらに第二次元を増設すれば、センサに対する放射源の 二個の角度方位の二個の一次元座標を感知できる。一個の二次元センサを構成で きる。このような一方片はスクリーンに前記一次元センサの細長い隙間と直角に 第二複数組の細長い隙間を提供することである。もし前記一次元センサの感知素 子が一次元素子ならば、その一次元素子の代わりに一個の二次元素子を使用する 。図１５はこのような一個の二次元の具体化したものを示す。注意すべきことは 図２の一次元センサはただ平面１５に対し一軸のまわりで傾斜しているだけであ るが、図１５の支持物２’は二次元感知素子をして二本の相互に垂直の軸４５、 ４６に対して傾斜させる。またスクリーン３’に二組の相互に垂直の細長い隙間 ４’、４”を注意すべきである。 図２の一次元センサを思い浮かべれば、素子の前後縁に感知された点（すなわ ち陳列型放射感知素子の前後列にある点）は理論的には放射源の方向座標を推測 するのに十分である。しかし、図１５の二次元センサとしては、ただ同一の一次 元放射源方向座標を推測するのに、さらに増加した例から得た信号を処理せねば ならない。これは増加した隙間４”を通過した放射線４７が素子１の前列か後列 の大部分に放射され、それで隙間４’を通過した放射線が素子の前列か後列と交 叉する点を覆い隠しやすいからである。この問題を克服するために、増加した列 から得た信号（典型的に素子１の縁に近い列）を処理すれば隙間４’か４”のど れかを通過する放射線の素子の線を交叉する点を取り出せる。それでわかるよう に、源５が二次元センサに対する二次元方向座標を演繹するのに必要な信号処理 の苦労は一次元センサに対する一次元方向座標を演繹する苦労よりも二倍以上で ある。 二次元センサに必要な信号処理の苦労を最少に軽減するために、隙間４’、４ ”を元来の隙間の交叉する所に位置する斜孔で代用できる。図１６としてはその ようなセンサの二個の具体化したものを示し、どちらも結果として素子１に投射 される線の代わりに放射光点を生じる。詳しくは、図１６は図１５の二次元セン サが隙間４’、４”の代わりに斜孔で構成される様子を示し、図１７は図１２の 一次元センサを斜孔つきスクリーン３”と素子の４分の１を覆う高屈折蓋５０の 二次元センサに作り変えたものを示す。各放射された放射光点はセンサに対する 源５の方位の一角度でなく二角度の特徴に関する部分データをもつ。それでセン サに対する元５の角度方位の一次元座標を推測するために直角三角形の頂点に一 直線に並ぶ三個の斜高に投射される三個の位置を感知すれば十分である。 斜孔を持つスクリーンと比べれば、隙間を持つスクリーンは、感知素子に投射 された放射光線はより豊富な放射光源角度に関するデータをもっている像点があ る。この豊富なデータはセンサの解析度と精確率を高めるのに利用できる。細長 い隙間を持つスクリーンを具備する二次元センサはある複数の一次元センサ（す なわち複数の放射光感知素子）で二次元陳列型放射感知素子よりも少ない総費用 で形成できる。逆にいえば、二次元センサは一次元感知素子よりも高像な二次元 陳列型感知素子を必要とするが、この針孔スクリーンを持つ二次元センサは処理 するのがより容易である。 つぎに第二方法によるリモート位置検出装置としての一次元および二次元のセ ンサを説明する。 上述の各センサ１は第一方法を利用して、センサに対する異なる垂直の移動に 沿う複数の点に投射される放源光を感知することにより、センサに対する点放射 源の角度方位の一個か二個の一次元座標を見つける。言葉を変えていえば、第一 方法を利用するセンサは二個の垂直方向の異なる感知平面を必要とし、これは単 一の感知素子を機械的に傾斜させるか、相互に分離された一組の感知素子かある いは一個の高屈折率の蓋でもって感知素子を覆うことにより遅らされる。(高い 屈折率の蓋のセンサとしては、蓋の下にある感知平面はスクリーンに対して抽象 的“垂直偏依”をして、その偏依量は蓋の材料の屈折率と放射の投射角に依存す る)。これらの方法は実現できるが、その要求は第一方法で製造されるセンサを ある状況の下では安易に製造したり校正することができない。問題は放射が通過 し感知素子の上に投射されるその特別の隙間を判別することを思い浮かべる。別 の解決法（すなわち第二方法）は一スクリーンを提供し、その中の唯一の確定し た孔／隙間のデータは孔／隙間の距離の異なる比率を提供することによって得ら れる。それで単に放射感知素子を孔／隙間がある一個のスクリーンと平行の単一 感知平面の上に置けば、一次元か二次元のセンサを構成できる。図１８は第二方 法により製作した一次元センサで、その図の中の Ｓ（ｉ−１）／Ｓ（１）≠ Ｓ（１）／Ｓ（ｉ−ｌ） （４） の式の中のＳｉは孔／隙間Ａ（ｉ＋ｌ）の間の距離で、孔／隙間は順序に番号を 付けている。図１９と図２０は番号を付けてる孔／隙間をもつスクリーンの二個 の異なる二次元センサの具体化を示す。図１９は細長い隙間をもつスクリーンを 使用する具体化したものを示し、図２０は針孔をもつスクリーンを使用する具体 化したものを示し、両者の孔／隙間の間の距離の比率は次の式により出される。 Ｓ（i−ｌ）／Ｓ（１）≠ Ｓ（ｉ）／Ｓ（ｉ＋ｌ）； Ｗ（ｊ−ｌ）／Ｗ（ｊ）≠ Ｗ（ｊ）／Ｗ（ｊ−ｌ） 式の中のＷ（ｊ）は孔／隙Ｂ（ｊ）とＢ（ｊ＋ｌ）の間の垂直方向間の距離であ って、孔／隙間は順序に番号を付けている。 隣接する孔／隙間の間の距離の比率を利用し、隣接する孔／隙間の間の距離を 利用せずに孔／隙間の判別データに番号を付ける原因は、この比率がセンサと放 射源との間の距離に対して不変量であることで、センサと放射源との間の距離は 放射源がセンサの設計した操作範囲以内で移動する時は可変である。あいにく、 特別の感知された点を投射した孔／隙間を唯一に判別するためには、一次元セン サにおいては少なくとも同時に感知素子に投射される三個の投射点を感知する必 要があり、また二次元センサにおいては、少なくとも同時に放射される五個の投 射点を感知する必要がある。 よく知られているように、光感知の孔の最小寸法があまりに小さくなったら、 光が孔／隙間を通過するときにその直線移動の性質を失う。このことはこの発明 により製作したセンサの角度感知精確度と解析度を悪くする可能性があるので、 細長い隙間の巾や針孔の直径と孔／隙間の間の距離もあまり小さくしてはいけな い。この要求とともに第二方法を使用する一次元センサは少なくとも三個の独立 の感知点（あるいは第二方法の二次元センサを使用するなら、少なくとも五個の 感知点）を必要とする意味は第二方法を使用するセンサの感知素子は第一方法を 使用するセンサの感知素子よりも大きい必要があることである。第二方法による センサのスクリーンは第一方法によるセンサのスクリーンよりも設計するのが困 難で、特に一個のスクリーンにたくさんな孔／隙間を付けて解析度とあるいは精 確度を改善するのにはそうである。第一方法か第二方法かによってセンサを製作 する方が特殊の応用に最適当であるかを決定するときには、これらの要素を考慮 に入れるべきである。 上述の発明の開示に対し、この方面に熟練する人にとっては、明白であるよう に、色々たくさんな変更や修正を本発明の精神と範囲からそれずに実施すること ができる。たとえば平衡の細長い隙間あるいは針孔をもつスクリーンの代わりに 、縦に並べた放射光伝達用の細長い隙間とあるいは針孔の組合せ平行列を持つス クリーンを使用できる。このような列は相互に間隔を隔て、またスクリーンは放 射光感知素子と直線に並べることにより、所要の角度データを推理するのに必要 な感知された点を投射できる。特許請求の範囲において細長い隙間とあるいは針 孔の所要の列をもつスクリーンは“複数の縦方向に並べた一個あるいはそれ以上 の狭い細長い隙間の平行列をもつ”ことを特徴とする。それで本発明の範囲はつ ぎ に述べる特許請求の範囲の中に構成される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．放射源がセンサに相対する一個の一次元角度方位座標を確定するのに使用さ れるリモート位置検出装置であって、 放射敏感素子をもち、放射光か前記素子の上に投射されたら前記放射光と相応 する電信号を生じ、また前記素子と放射源の間に不透光スクリーンをもち、 前記スクリーンは第一複数組の平行孔／隙間列をもち、各列の孔／隙間は一個 あるいは多数の縦方向に整列された巾が狭い孔／隙間をもち、 前記孔／隙間列は相互に分離され、前記敏感素子は前記スクリーンと相向かい 、前記放射源が設計する操作範囲内にあるとき、前記放射源の発射し少なくとも 列孔／隙間を通過する放射線が同時に前記素子の上の少なくとも二個の独立の放 射敏感点に投射され、 前記点と前記孔／隙間列組の中の一列の孔／隙間の相互の間隔が同じでないこ とを特徴とするリモート位置検出装置。 ２．前記孔／隙間列組は、第一平面に位置していることを特徴とする請求項１記 載のリモート位置検出装置。 ３．前記孔／隙間列は、相互に等距離に隔てていることを特徴とする請求項２記 載のリモート位置検出装置。 ４．前記平行孔／隙間列が対称的の直線で包囲される一曲面の中に位置し、前記 曲面は一複数組の平面と垂直状にあり、前記平面は前記敏感素子の上の少なくと も一個の放射敏感点から前記の孔／隙間列を通過することを特徴とする請求項１ 記載のリモート位置検出装置。 ５．前記曲面は半円柱状で、前記曲面の隣接する孔／隙間列の間の距離は前記曲 面に沿い隣接する孔／隙間列と前記曲面の一個の弧心の間の距離と反比例をなす ことを特徴とする請求項４記載のリモート位置検出装置。 ６．前記放射源は一個の点光源で、前記放射敏感素子は一個の位置敏感充電セン サであることを特徴とする請求項１記載のリモート位置検出装置。 ７．前記放射敏感素子は第一組と第二組の放射敏感片を含み、前記二組の放射敏 感片はそれぞれ別々に前記スクリーンと交叉しない平面に伸び、かつ少なくとも 一個の前記の放射点は前記第一組放射敏感片の上にまた少なくとも一個の前記放 射点は前記第二組放射敏感片の上にあることを特徴とする請求項１記載のリモー ト位置検出装置。 ８．前記放射敏感素子は一個の平面の上に位置し、前記平面は前記孔／隙間列と 垂直状の軸をめぐって前記孔／隙間列と傾斜していることを特徴とする請求項１ 記載のリモート位置検出装置。 ９．前記放射敏感素子は第一個と第二個の相互に交叉しない放射敏感段を含み、 かつ少なくとも前記一個の点が前記第一敏感段の上にまた少なくとも前記一個の 点が前記第二敏感段の上にあることを特徴とする請求項８記載のリモート位置検 出装置。 １０．前記平行の孔／隙間列が対称的の直線で包囲される一曲面の中に位置し、 前記曲面は一複数組の平面と垂直状をなし、前記平面は前記素子の上の少なくと も一個の放射敏感点から前記孔／隙間列を通過して伸びることを特徴とする請求 項７記載のリモート位置検出装置。 １１．前記曲面上の隣接する孔／隙間列の間の距離と前記隣接する孔／隙間列と 前記曲面の一個の弧心の間との距離は反比例を形成することを特徴とする請求項 １０記載のリモート位置検出装置。 １２．放射源のセンサに相対する一個の一次元角度方位座標を確定するのに使用 されるリモート位置検出装置であって、 一個の放射敏感素子をもち、放射光が前記素子の上に投射されたとき、前記素 子は投射された放射光と相応する一個の電信号を生じ、また前記敏感素子と放射 源の間に設けられる不透放射光スクリーンと、高い屈折率の蓋とをもち、 前記スクリーンは第一複数組の平行孔／隙間列をもち、各列の孔／隙間は一個 あるいは多数の縦向に整列される巾が狭い孔／隙間をもち、 前記蓋は前記素子の少なくとも一部分を被膜し、 前記素子は一個の前記孔／隙間列と平行の平面内に位置し、かつ前記スクリー ンと分離されており、 前記素子と前記蓋と前記スクリーンは相向かい、それで前記源が前記センサの 設計操作範囲内にあるとき、前記源から放射されて少なくとも一個の前記孔／隙 間列を通過した放射線が同時に前記素子の上の少なくとも二個の独立の放射敏感 点に投射され、 少なくとも一個の前記点は前記蓋の下面にあり、かつ少なくとも一個の前記点 は前記蓋の下面にないことを特徴とするリモート位置検出装置。 １３．前記平行孔／隙間列が対称的の直線で包囲される一曲面の中に位置し、前 記曲面は一複数組の平面と垂直状をなし、前記平面は前記素子の上の少なくとも 放射敏感点が前記孔／隙間列を通過して伸びることを特徴とする請求項１２記載 のリモート位置検出装置。 １４．前記隣接する孔／隙間列の間の距離と前記曲面に沿っている前記隣接孔／ 隙間列と前記曲面の一弧心との間の距離と反比例をなすことを特徴とする請求項 １３記載のリモート位置検出装置。 １５．放射源のセンサに相対する二個の一次元角度方位座標を確定するのに使用 されるリモート位置検出装置であって、 一個の放射敏感素子をもち、放射光が前記素子の上に投射されたとき、前記素 子は投射された放射光と相応する一個の電信号を生じ、また前記敏感素子と放射 源の間に設けられる不透放射光スクリーンとをもち、 前記スクリーンは第一複数組の平行孔／隙間列をもち、各列孔／隙間は一個あ るいは多数の縦向に整列され巾が狭い孔／隙間が前記第一平面上に排列され、さ らに第二複数組の平行列／隙間列をもち、各列孔／隙間は一個あるいは多数の縦 向に整列され巾が狭い孔／隙間が前記第一平面上に排列され前記第一複数組の孔 ／隙間列と垂直状をなし、 前記素子は第二平面上に位置し、前記第二平面は前記第一複数組の孔／隙間列 と垂直の軸をめぐって前記第一平面と傾斜し、かつ同時に第二複数組の孔／隙間 列と垂直の軸をめぐって前記第一平面と傾斜し、 前記第一複数組の孔／隙間列は相互に分解され、前記第二複数組の孔／隙間列 は相互に分解され、かつ前記素子と前記スクリーンは相向かい、 前記源が前記センサの設計操作範囲にあるときは、前記源から放射され前記第 一複数組の孔／隙間列の少なくとも一列の孔／隙間が同時に前記素子の上の少な くとも二個の独立の放射敏感第一組点に投射され、 前記放射源が前記センサの設計操作範囲にあるときは、前記源が発射した放射 光が前記第二複数組の平行孔／隙間列の中の少なくとも一列孔／隙間を通過し、 同時に前記素子の上少なくとも二個の独立の放射敏感第二点組に投射され、 前記第一組点の中の点と第一複数組孔／隙間列の中の前記一列とは異なる距離 で隔ててあり、 前記第二組点の中の点と第二複数組孔／隙間列の中の前記一列とは異なる距離 で隔てていることを特徴とするリモート位置検出装置。 １６．放射源のセンサに相対する二個の一次元角度方位座標を確定するのに使用 されるリモート位置検出装置であって、 一個の放射敏感素子をもち、放射光が前記素子の上に投射されると前記素子は 投射された放射光と相応する一個の電信号を生じ、また前記敏感素子と放射源の 間に設けられる一不透放射光スクリーンとをもち、 前記素子は第一平面の中に位置し、前記第一平面は相互に垂直の第一軸と第二 軸とで抽象的に分割されて四個の面を形成し、 前記スクリーンは第一複数組の平行孔／隙間列を第二平面の中にもち、各列孔 ／隙間は一個あるいは多数の縦向に整列する巾が狭い孔／隙間をもつと共に前記 第一軸と平行し、さらに前記第一複数組の孔／隙間列と垂直に伸びる第二複数組 の平行孔／隙間列をもち、その各列孔／隙間は一個あるいは多数の縦向に整列さ れ巾が狭い孔／隙間をもち、 高い屈折率の一個の蓋が少なくとも前記面の中の一個の上に位置し、 前記第一平面と前記第二平面は相互に平行であり、 前記第一複数組の孔／隙間列は相互に分隔され、前記素子と前記スクリーンは 直線に並び、前記源が前記センサの設計操作範囲内にあるときは、前記源から発 射された放射光が第一複数組の孔／隙間列の少なくとも一列の孔／隙間を通過し 、同時に前記素子の上の少なくとも二個の独立の放射敏感第一組点に投射し、か つ少なくとも一個の前記第一組点は前記蓋の下にあり、また少なくとも一個の前 記第一組点は前記蓋の下になく、 前記第二複数組の孔／隙間列は相互に分離され、前記素子と前記スクリーンは 直線に並び、前記放射源がセンサの設計操作範囲内にあるときは、前記放射源が 発射した放射光が第二複数組の孔／隙間列の中の少なくとも一列の孔／隙間を通 過し、同時に前記素子の上の少なくとも二個の独立の放射敏感第二組点に投射し 、かつ少なくとも一個の前記第二組点は前記蓋の下にあり、かつ少なくとも一個 の前記第二組点は前記蓋の下にないことを特徴とするリモート位置検出装置。 １７．一個の放射源のセンサに相対する二個の一次元角度方位座標を確定するの に使用されるリモート位置検出装置であって、 第一個と第二個の放射敏感素子を各列に第一個と第二個の相互に交叉しない平 面の上に位置し、前記素子は各列に投射される放射光と相応する電信号を生じ、 前記素子と放射源の間に不透放射光スクリーンをもち、前記スクリーンは第一 複数組の平行孔／隙間をもち、各列の孔／隙間は一個あるいは多数の縦向に整列 しかつ巾が狭い孔／隙間を前記第一平面あるいは第二平面と交叉しない第三平面 の上に排列してあり、かつ第二複数組の平行孔／隙間列をもち、その各列の孔／ 隙間は一個あるいは多数の縦向に整列しかつ巾が狭い孔／隙間を前記第三平面の 上に排列されて前記第一複数組の孔／隙間列を垂直状をなし、 前記第一平面と第二平面は各列に異なる距離でもって前記第三平面と分離され 、 前記第一複数組の孔／隙間列は相互に分解され、前記素子は前記スクリーンと 直列に並び、前記源がセンサの設計操作範囲内にあるときは、前記源から発射さ れた放射光は前記第一複数組の孔／隙間列の少なくとも一列の孔／隙間を通過し 、同時に前記素子の上の少なくとも二個の独立の放射敏感第一組点に投射し、か つ少なくとも一個の前記第一組点は前記第一素子の上に、また少なくとも一個の 前記第一組点は前記第二素子の上にあり、 前記第二複数組孔／隙間列は相互に分離され、前記素子は前記スクリーンと直 線に並び、前記源がセンサの設計操作範囲内にあるときは、前記源から発射され た放射光が前記第二複数組の孔／隙間列の少なくとも一列の孔／隙間を通過し、 前記素子の上の少なくとも二個の独立の放射敏感第二組点に投射し、かつ少なく とも一個の前記第二組点が前記第一素子の上に、また少なくとも一個の前記第二 点組が前記第二素子の上にあることを特徴とするリモート位置検出装置。 １８．放射源のセンサに相対する一個の一次元角度方位座標を確定するのに使用 されるリモート位置検出装置であって、 第一平面の上に位置している放射光敏感素子をもち、放射光が前記素子の上に 投射されると放射光と相応する一個の電信号を生じ、また前記素子と放射源の間 に設けられている不透放射光スクリーンをもち、第二平面に位置している前記ス クリーンは一複数組の平行孔／隙間列をもち、その各列の孔／隙間は一個あるい は多数の縦向に整列しかつ巾が狭い孔／隙間をもち、 前記第一平面は前記孔／隙間と平行であり、 前記素子と前記スクリーンは直列に並び、かつ隣接する前記孔／隙間列は分離 され、前記源がセンサの設計操作範囲の中にあるときは、前記源が発射する放射 光が前記孔／隙間列の少なくとも隣接する三列が同時に前記素子の少なくとも三 個の独立の放射敏感点に投射し、かつ、 前記三列の中の第一外側列と中間列の間の距離は（Ｓ（ｉ−ｌ）で比例し、 前記三列の中の第二外側列と中間列との間の距離は（Ｓ(ｉ)）で比例し、 すべてのほかの隣接する三列から得られる比例は皆同じでないことを特徴とす るリモート位置検出装置。 １９．放射源のセンサに相対する二個の一次元角度方位座標を確定するのに使用 されるリモート位置検出装置であって、 第一平面に位置する一放射敏感素子をもち、前記素子の上に放射光が投射され ると前記放射光と相応する一電信号を生じ、かつ前記素子と前記源の間に設けら れる不透放射光スクリーンをもち、前記スクリーンは第一複数組の平行孔／隙間 列を持ち、その各列の孔／隙間は一個あるいは多数の縦向に整列しかつ巾が狭い 孔／隙間（Ａ(ｉ)）を第二平面に位置し、また第二複数組の平行孔／隙間列をも ち、その各列の孔／隙間は一個あるいは多数の縦向に整列しかつ巾が狭い孔／隙 間（Ｂ(ｊ)）を第二平面の上に位置してるともに前記第一組の孔／隙間列と相互 に垂直に伸び、 前記第一平面と第二平面は平行であり、 前記素子と前記スクリーンは直線に並び、かつ隣接する前記第一複数組の孔／ 隙間列は分離され、前記源がセンサの設計操作範囲の中にあるときは、前記源の 発射する放射光が第一複数組の孔／隙間列の少なくとも隣接する三列を通過し、 同時に前記素子の上にある少なくとも三個の独立の放射敏感点に投射され、 前記素子と前記スクリーンはさらに直列に並び、かつ隣接する前記第二複数組 の孔／隙間列は分離され、前記源がセンサの設計操作範囲の中にあるときは、前 記源から発射される放射光が前記第二複数組の孔／隙間列の少なくとも隣接する 三列を通過し、同時に前記素子の上の少なくとも三個の独立の放射敏感点に投射 され、 前記隣接する第一複数組列の中の第一外側列と中間列の間の距離は（Ｓ(ｉ− ｌ)）で比例し、 前記隣接する第一複数組列の中の第二外側列と中間列の間の距離は（Ｓ(ｉ)） で比例し、 その他のどの隣接する第一複数組列から得られる比例は皆同じでなく、 前記隣接する第二複数組列の中の第一外側列と中間列との距離はＷ（ｊ−ｌ） で比例し、 前記隣接する第二複数組列の中の第二外側列と中間列との距離はＷ（ｊ）で比 例し、 その他のどの隣接する第二複数組の三列から得られる比例は皆同じでないこと を特徴とするリモート位置検出装置。 ２０．複数組の平行孔／隙間列から特殊列を判別するリモート位置検出方法であ って、 複数の孔／隙間列を放射源と参考平面とを分離させている不透放射孔スクリー ンの中に排列し、各列の孔／隙間は一個あるいは多数の縦向に整列されかつ巾が 狭い孔／隙間をもち、前記源から発射される放射光が前記孔／隙間列の特殊列を 通過して前記スクリーンと前記参考平面の間にある放射敏感素子の上にある少な くとも二個の独立の放射敏感点に投射され、前記二点は前記参考平面と異なる距 離で隔てられ、 各列の前記孔／隙間に対し、前記源から発射される放射光が前記一列の孔／隙 間を通過して前記素子の上に投射される角度の範囲をあらかじめ決定し、 どの二個の前記点に対し、角度θ＝ａｒｃｔａｎ（ＳＩＤ／ＨＴ）を推理し、 式の中のＳＩＤは前記参考平面と平行であり、また前記孔／隙間列と垂直の方向 の点間距離のベクトルであり、ＨＴは前記参考平面と垂直の方向の点間距離のベ クトルであり、 推理して得た角度θと前記予定角度範囲と比較し、 前記推理した角度θを含むあらかじめ決定した角度範囲の前記列の一列を前記 源が放射した放射光が経由して前記素子の上に放射された特殊列と選定すること を特徴とするリモート位置検出方法。 ２１．複数組の平行孔／隙間列から特殊列を判別するリモート位置検出方法であ って、 複数の孔／隙間列を放射源と参考平面とを分離させている不透放射孔スクリー ンの中に排列し、各列の孔／隙間は一個あるいは多数の縦向に整列しかつ巾が狭 い孔／隙間をもち、前記源から発射された放射光が特殊列を通過し、前記スクリ ーンと前記参考平面の間にある放射敏感素子の上の少なくとも二個の放射敏感点 に投射され、前記二点は前記参考平面との間と異なる距離で隔てており、 各一列の前記孔／隙間に対し、前記参考平面と平行にし、かつ前記孔／隙間列 と垂直にし、前記源から発射された放射光は前記一列の孔／隙間通して前記素子 の上に投射される距離ベクトルの値範囲をあらかじめ決定し、 どの二個の前記点に対し、方向が前記参考平面と平行にし、かつ前記孔／隙間 列と垂直の前記点間の距離ベクトルを推理し、 前記推測してでた距離ベクトルを前記予定の範囲と比較し、 前記推理してでた距離ベクトルを含む予定範囲の孔／隙間を含む一列を、前記 源から発出された放射光が前記列を通過して前記素子の上に投射された列と選定 することを特徴とするリモート位置検出方法。 ２２．複数組の平行孔／隙間列の中から三特殊列を判断するリモート位置検出方 法であって、 複数の孔／隙間列を放射源と参考平面とを分離させている不透放射光スクリー ンの中に排列し、各列の孔／隙間は一個あるいは多数の縦向に整列しかつ巾が狭 い孔／隙間をもち、前記放射源から発射された放射光は特殊列を通過して前記ス クリーンと前記参考平面の間に位置する放射光敏感素子の上の少なくとも第一、 第二と第三の独立の放射光敏感点に投射され、前記スクリーンの設計により三隣 接列の中の第一外側列と中間列の間の距離は（Ｓ(ｉ−ｌ)）で比例し、 前記三隣接列の中の第二外側列と中間列の間の距離は（Ｓ(ｉ)）で比例し、 その他の三隣接列の前記比例は皆同じくなく、 方向が前記参考平面と平行しかつ前記孔／隙間列の一列の縦向軸と垂直の前記 の第一と第二の点の間の距離Ｄ_1-2を決定し、 方向が前記参考平面と平行しかつ前記孔／隙間列の一列の縦向軸と垂直の前記 第二と第三点の間の距離Ｄ_2-3を決定し、 距離の比例Ｒ＝Ｄ_1-2／Ｄ_2-3を推測し、 前記予定比例と推測してでた前記比例Ｒと最も接近する三隣接列と、前記源が 発出する放射光が通過してから前記素子に投射される三列を選定するすることを 特徴とするリモート位置検出方法。