JP6807338B2 - 目的物を検出するための方法及び装置 - Google Patents
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Description
本願は、2015年6月23日に提出されたドイツ特許出願10 2015 211 551.8に基づく優先権に関連しかつこれを主張するものである。該ドイツ特許出願の開示内容はその全体が引用を以って本願に繰り込まれ、本願の対象とされるものとする。
即ち、本発明の第1の視点により、電磁放射に対し透過性の物体の背後に配置された目的物を検出する装置が提供される。
該装置は、
・第1送信コイル及び第1送信コイルに対し直角に配置された第1受信コイルを有するコイルアレンジメント、
・但し、コイルアレンジメントは、該装置と物体の間の相対運動時に目的物を検出するセンサを形成し、及び、
・少なくとも1つの送信コイルの制御のための及びセンサの出力信号の評価のための制御回路
を有し、
・コイルアレンジメントは、制御回路によって送信器として制御される第1送信コイル及び制御回路によって送信器として制御される少なくとも1つの更なる送信コイルと、第1受信コイル及び少なくとも1つの更なる受信コイルを含み、
・第1送信コイルの軸と少なくとも1つの更なる送信コイルの軸は互いに対し直角に配されており、
第1送信コイルと更なる送信コイルは、夫々、第1受信コイルに対し同じ大きさの距離を有し、
・第1送信コイルの軸と少なくとも1つの更なる送信コイルの軸は第1受信コイルの軸と直角に交差しており、
送信コイルの軸は、受信コイルが配置されている面に位置する(形態1・第1基本構成)。
更に、本発明の第2の視点により、電磁放射に対し透過性の物体の背後に配置された目的物の検出方法が提供される。該方法において、
第1送信コイル及び第1送信コイルに対し直角に配置された第1受信コイルを有するコイルアレンジメントが設けられ、
コイルアレンジメントは、検出装置と物体の間の相対運動時に目的物を検出するセンサを形成し、
少なくとも1つの送信コイルが信号によって制御され、この信号によって影響を受けるセンサの出力信号が評価され、
第1送信コイルと少なくとも1つの更なる送信コイルは互いに対し直角に配置されておりかつ第1送信コイルと更なる送信コイルは夫々第1受信コイルに対し同じ大きさの距離を有しかつ周期的な交流電圧信号によって送信器として駆動され、
周期的な交流信号のためにこれらの送信コイルから送出される電磁界は、周期的交流電圧送信信号の第1の半周期中では第1受信コイルの方向に夫々向けられており、周期的交流電圧送信信号の第2の半周期中では第1受信コイルの反対側に向けられており、
第1受信コイルは、少なくとも1つの更なる受信コイルと直列に接続されかつ駆動され、
コイルアレンジメントを貫通通過する電磁界は、これらの受信コイルにおいて互いに対し逆向きの電圧を生成し、
送信コイルと受信コイルは、
・第1送信コイルの軸と少なくとも1つの更なる送信コイルの軸が第1受信コイルの軸と直角に交差し、かつ、
・送信コイルの軸が受信コイルが配置されている面に位置する、
よう、配置されかつ駆動される(形態7・第2基本構成)。
(形態1)上記第1基本構成参照。
(形態2)形態1の装置において、第1送信コイル及び少なくとも1つの更なる送信コイルの軸は第1受信コイルの軸と1つの点で交差していることが好ましい。
(形態3)形態1又は2の装置において、その原点が第1受信コイルと更なる受信コイルの間の中心に位置しかつそのZ軸が検出されるべき目的物の方向を指向する直交座標系において、受信コイルはXY平面に位置し、他方、複数の送信コイルの少なくとも1つはXZ平面に位置しかつ複数の送信コイルの少なくとも他の1つはYZ平面に位置することが好ましい。
(形態4)形態1〜3の何れかの装置において、少なくとも1つの共振コンデンサが、第1受信コイルに対し並列にかつ少なくとも1つの更なる受信コイルに対し並列に接続されており、
該少なくとも1つの共振コンデンサは、これらの受信コイルと共に振動回路を形成することが好ましい。
(形態5)形態1〜4の何れかの装置において、コイルアレンジメントは、第1送信コイル及び少なくとも1つの更なる送信コイルと第1受信コイル及び少なくとも1つの更なる受信コイルを含む第1コンフィギュレーションと、少なくとも1つの第3送信コイル及び第4送信コイルと第1受信コイル及び少なくとも1つの更なる受信コイルを含む第2コンフィギュレーションを有し、
第3及び第4送信コイルの軸と第1送信コイルの軸は1つの面に位置し、
制御回路は、測定信号のために、第1コンフィギュレーションの振幅推移と第2コンフィギュレーションの振幅推移を加算するよう構成かつ適合化されており、これらの振幅推移は夫々該装置と物体の間の相対運動時にセンサの進路に沿って生成することが好ましい。
(形態6)形態5の装置において、コイルアレンジメントは、少なくとも2つの更なる受信コイル、即ち第3受信コイル及び第4受信コイルを有し、
コイルアレンジメントは、少なくとも1つの更なる送信コイル及び第3送信コイルと第3受信コイル及び第4受信コイルを含む第3コンフィギュレーションと、第1送信コイル及び第4送信コイルと第3受信コイル及び第4受信コイルを含む第4コンフィギュレーションを有し、
第1、第3及び第4送信コイルの軸は1つの面に位置し、
制御回路は、前記進路を2次元的に評価するよう構成かつ適合化されていることが好ましい。
(形態7)上記第2基本構成参照。
(形態8)形態7の検出方法において、第1送信コイル及び少なくとも1つの更なる送信コイルと第1受信コイル及び少なくとも1つの更なる受信コイルを含む第1コンフィギュレーションと、少なくとも1つの第3送信コイル及び第4送信コイルと第1受信コイル及び少なくとも1つの更なる受信コイルを含む第2コンフィギュレーションを有し、
第1、第3及び第4送信コイルの軸は1つの面に位置し、
検出装置と物体の間の相対運動時に、センサの進路に沿って、第1コンフィギュレーションによって検出される振幅推移が第2コンフィギュレーションによって検出される振幅推移と、測定信号のために、加算されることが好ましい。
(形態9)形態8の検出方法において、コイルアレンジメントは、少なくとも2つの更なる受信コイル、即ち第3受信コイル及び第4受信コイルを有し、
コイルアレンジメントは、少なくとも1つの更なる送信コイル及び第3送信コイルと第3受信コイル及び第4受信コイルを含む第3コンフィギュレーションと、第1送信コイル及び第4送信コイルと第3受信コイル及び第4受信コイルを含む第4コンフィギュレーションを有し、
第1、第3及び第4送信コイルの軸は1つの面に位置し、
第1及び第2コンフィギュレーションの振幅推移は、測定信号のために、経路に沿って互いに加算され、
第3及び第4コンフィギュレーションの振幅推移は、測定信号のために、経路に対する横方向において互いに加算されることが好ましい。
(形態10)形態8又は9の検出方法において、対向して位置する2つのコンフィギュレーションから得られる振幅の量的な和は、コイルアレンジメントの仮想の直交座標系の原点が、格子構造体の電気的に導通する2つの閉回路を互いに対し分離する格子セグメントの上方の中心に正確に位置する丁度そのとき最大であり、但し、該原点は第1受信コイルと更なる受信コイルの間の中心に位置し、該直交座標系のXY平面はこれらの受信コイルに位置し、該直交座標系のZ軸は検出されるべき格子セグメントの方向を指向することが好ましい。
以下において、本発明は添付の図面に記載された実施例を用いて詳細に説明される。
なお、特許請求の範囲に付記した図面参照符号は専ら発明の理解を助けるためのものであり、本発明を図示の態様に限定することは意図していない。
第1及び第2送信コイルは、図5に示すように、送信コイル1.1、1.2の送信された電磁界(複数)が周期的な交流電圧送信信号5.1、5.2の一方の半周期の間にその都度両者が第1受信コイル2.1の方向に向けられ、周期的交流電圧送信信号の他方の半周期の間にその都度両者が第1受信コイル2.1の反対側に向けられるよう、AC信号5.1、5.2によって駆動される。送信信号(複数)は、送信コイル1.1、1.2の直交配置に基づき、同様に互いに対し直角をなし(直交し)、対応する軸の方向、従ってとりわけ受信コイル2.1、2.2、2.3、2.4の面の方向に進行する(伝播する)。第1受信コイル2.1は第2受信コイル2.3と直列接続されて駆動されることができる。受信コイル2.1、2.3は、構造(Aufbau)を貫通通過する有利には一様な電磁界が、これら2つの受信コイル2.1、2.3に互いに逆向きの電圧を生成するよう、互いに接続される。
ここに、本発明の態様を付記する。
(付記1)電磁放射に対し透過性の物体の背後に配置された目的物を検出する装置。
該装置は、
・第1送信コイル及び第1送信コイルに対し直角に配置された第1受信コイルを有するコイルアレンジメント、
・但し、コイルアレンジメントは、該装置と物体の間の相対運動時に目的物を検出するセンサを形成し、及び、
・少なくとも1つの送信コイルの制御のための及びセンサの出力信号の評価のための制御回路
を有する。
・コイルアレンジメントは、第1送信コイル及び少なくとも1つの更なる送信コイルと、第1受信コイル及び少なくとも1つの更なる受信コイルを含む。
・第1送信コイルの軸と少なくとも1つの更なる送信コイルの軸は互いに対し直角に配されている。
・第1送信コイル及び少なくとも1つの更なる送信コイルの軸は第1受信コイルの軸と直角に交差している。
(付記2)上記装置において、第1受信コイル及び少なくとも1つの更なる送信コイルの軸は第1受信コイルの軸と1つの点で交差している。
(付記3)上記装置において、送信コイルの軸は、受信コイルが配置されている面に位置する。
(付記4)上記装置において、少なくとも1つの更なる送信コイルと第1受信コイルの間の距離は、第1送信コイルと第1受信コイルの間の距離と同じ大きさである。
(付記5)上記装置において、その原点が第1受信コイルと更なる受信コイルの間の中心に位置しかつそのZ軸が検出されるべき目的物の方向を指向する直交座標系において、受信コイルはXY平面に位置し、他方、複数の送信コイルの少なくとも1つはXZ平面に位置しかつ複数の送信コイルの少なくとも他の1つはYZ平面に位置する。
(付記6)上記装置において、少なくとも1つの共振コンデンサが、第1受信コイルに対し並列にかつ少なくとも1つの更なる受信コイルに対し並列に接続されている。
該少なくとも1つの共振コンデンサは、これらの受信コイルと共に振動回路を形成する。
(付記7)上記装置において、コイルアレンジメントは、第1送信コイル及び少なくとも1つの更なる送信コイルと第1受信コイル及び少なくとも1つの更なる受信コイルを含む第1コンフィギュレーションと、少なくとも1つの第3送信コイル及び第4送信コイルと第1受信コイル及び少なくとも1つの更なる受信コイルを含む第2コンフィギュレーションを有する。
第3及び第4送信コイルの軸と第1送信コイルの軸は1つの面に位置する。
制御回路は、測定信号のために、第1コンフィギュレーションの振幅推移と第2コンフィギュレーションの振幅推移を加算するよう構成かつ適合化されており、これらの振幅推移は夫々該装置と物体の間の相対運動時にセンサの進路に沿って生成する。
(付記8)上記装置において、コイルアレンジメントは、少なくとも2つの更なる受信コイル、即ち第3受信コイル及び第4受信コイルを有する。
コイルアレンジメントは、少なくとも1つの更なる送信コイル及び第3送信コイルと第3受信コイル及び第4受信コイルを含む第3コンフィギュレーションと、第1送信コイル及び第4送信コイルと第3受信コイル及び第4受信コイルを含む第4コンフィギュレーションを有する。
第1、第3及び第4送信コイルの軸は1つの面に位置する。
制御回路は、前記進路を2次元的に評価するよう構成かつ適合化されている。
(付記9)電磁放射に対し透過性の物体の背後に配置された目的物の検出方法。
第1送信コイル及び第1送信コイルに対し直角に配置された第1受信コイルを有するコイルアレンジメントが設けられる。
コイルアレンジメントは、検出装置と物体の間の相対運動時に目的物を検出するセンサを形成する。
少なくとも1つの送信コイルが信号によって制御され、この信号によって影響を受けるセンサの出力信号が評価される。
第1送信コイルと少なくとも1つの更なる送信コイルは互いに対し直角に配置されておりかつ周期的な交流電圧信号によって駆動される。
第1送信コイル及び少なくとも1つの更なる送信コイルの軸は第1受信コイル及び少なくとも1つの更なる受信コイルの面に位置する。
周期的な交流信号のためにこれらの送信コイルから送出される電磁界は、周期的交流電圧送信信号の第1の半周期中では第1受信コイルの方向に夫々向けられており、周期的交流電圧送信信号の第2の半周期中では第1受信コイルの反対側に向けられている。
第1受信コイルは、少なくとも1つの更なる受信コイルと直列に接続されかつ駆動される。
コイルアレンジメントを貫通通過する有利には一様な電磁界は、これらの受信コイルにおいて互いに対し逆向きの電圧を生成する。
(付記10)上記検出方法において、第1送信コイル及び少なくとも1つの更なる送信コイルと第1受信コイル及び少なくとも1つの更なる受信コイルを含む第1コンフィギュレーションと、少なくとも1つの第3送信コイル及び第4送信コイルと第1受信コイル及び少なくとも1つの更なる受信コイルを含む第2コンフィギュレーションを有する。
第1、第3及び第4送信コイルの軸は1つの面に位置する。
検出装置と物体の間の相対運動時に、センサの進路に沿って、第1コンフィギュレーションによって検出される振幅推移が第2コンフィギュレーションによって検出される振幅推移と、測定信号のために、加算される。
(付記11)上記検出方法において、コイルアレンジメントは、少なくとも2つの更なる受信コイル、即ち第3受信コイル及び第4受信コイルを有する。
コイルアレンジメントは、少なくとも1つの更なる送信コイル及び第3送信コイルと第3受信コイル及び第4受信コイルを含む第3コンフィギュレーションと、第1送信コイル及び第4送信コイルと第3受信コイル及び第4受信コイルを含む第4コンフィギュレーションを有する。
第1、第3及び第4送信コイルの軸は1つの面に位置する。
第1及び第2コンフィギュレーションの振幅推移は、測定信号のために、経路に沿って互いに加算される。
第3及び第4コンフィギュレーションの振幅推移は、測定信号のために、経路に対する横方向において互いに加算される。
(付記12)上記検出方法において、対向して位置する2つのコンフィギュレーションから得られる振幅の量的な和は、コイルアレンジメントの仮想の直交座標系の原点が、格子構造体の電気的に導通する2つの閉回路を互いに対し分離する格子セグメントの上方の中心に正確に位置する丁度そのとき最大であり、但し、該原点は第1受信コイルと更なる受信コイルの間の中心に位置し、該直交座標系のXY平面はこれらの受信コイルに位置し、該直交座標系のZ軸は検出されるべき格子セグメントの方向を指向する。
1.2 第2送信コイル
1.3 第3送信コイル
1.4 第4送信コイル
1.5〜1.8 第1〜第4送信コイルの軸
2.1 第1受信コイル
2.2 第3受信コイル
2.3 第2受信コイル
2.4 第4受信コイル
2.5〜2.8 第1〜第4受信コイルの軸
3.1 共振コンデンサ(キャパシタンス)
4.1 増幅回路
5.1 交流電圧送信信号
5.2 反転された交流電圧送信信号
6.1 交流電圧補償信号
7.1 補償インピーダンス
8.1 第1コンフィギュレーションの振幅推移(変化)
8.2 第2コンフィギュレーションの振幅推移(変化)
8.3 第1及び第2コンフィギュレーションの振幅推移(変化)の和
9.1 格子セグメント
9.2 格子の空隙
11.1 格子に流れる電流の方向
11.2 格子を貫通する電磁力線の方向
12 物体
x センサの進路(経路ないし走行路ないし移動路)
Claims (10)
- 電磁放射に対し透過性の物体(12)の背後に配置された目的物(9.1)を検出する装置であって、
該装置は、
・第1送信コイル(1.1)及び第1送信コイルに対し直角に配置された第1受信コイル(2.1)を有するコイルアレンジメント、
・但し、コイルアレンジメントは、該装置と物体(12)の間の相対運動時に目的物(9.1)を検出するセンサを形成し、及び、
・少なくとも1つの送信コイル(1.1)の制御のための及びセンサの出力信号の評価のための制御回路
を有し、
・コイルアレンジメントは、制御回路によって送信器として制御される第1送信コイル(1.1)及び制御回路によって送信器として制御される少なくとも1つの更なる送信コイル(1.2、1.3、1.4)と、第1受信コイル(2.1)及び少なくとも1つの更なる受信コイル(2.2、2.3、2.4)を含み、
・第1送信コイル(1.1)の軸(1.5)と少なくとも1つの更なる送信コイル(1.2)の軸(1.6)は互いに対し直角に配されており、
第1送信コイル(1.1)と更なる送信コイル(1.2)は、夫々、第1受信コイル(2.1)に対し同じ大きさの距離を有し、
・第1送信コイル(1.1)の軸(1.5)と少なくとも1つの更なる送信コイル(1.2)の軸(1.6)は第1受信コイル(2.1)の軸(2.5)と直角に交差しており、
送信コイル(1.1、1.2)の軸(1.5、1.6)は、受信コイル(2.1、2.2、2.3、2.4)が配置されている面に位置する、
装置。 - 請求項1に記載の装置において、
第1送信コイル(1.1)及び少なくとも1つの更なる送信コイル(1.2)の軸(1.5、1.6)は第1受信コイル(2.1)の軸(2.5)と1つの点で交差している、
装置。 - 請求項1又は2に記載の装置において、
その原点が第1受信コイル(2.1)と更なる受信コイル(2.2、2.3、2.4)の間の中心に位置しかつそのZ軸が検出されるべき目的物(9.1)の方向を指向する直交座標系において、受信コイル(2.1、2.2、2.3、2.4)はXY平面に位置し、他方、複数の送信コイルの少なくとも1つ(1.1)はXZ平面に位置しかつ複数の送信コイルの少なくとも他の1つはYZ平面に位置する、
装置。 - 請求項1〜3の何れかに記載の装置において、
少なくとも1つの共振コンデンサ(3.1)が、第1受信コイル(2.1)に対し並列にかつ少なくとも1つの更なる受信コイル(2.2、2.3、2.4)に対し並列に接続されており、
該少なくとも1つの共振コンデンサ(3.1)は、これらの受信コイル(2.1、2.2、2.3、2.4)と共に振動回路を形成する、
装置。 - 請求項1〜4の何れかに記載の装置において、
コイルアレンジメントは、第1送信コイル(1.1)及び少なくとも1つの更なる送信コイル(1.2)と第1受信コイル(2.1)及び少なくとも1つの更なる受信コイル(2.2、2.3、2.4)を含む第1コンフィギュレーションと、少なくとも1つの第3送信コイル(1.3)及び第4送信コイル(1.4)と第1受信コイル(2.1)及び少なくとも1つの更なる受信コイル(2.2、2.3、2.4)を含む第2コンフィギュレーションを有し、
第3及び第4送信コイル(1.3、1.4)の軸(1.7、1.8)と第1送信コイル(1.1)の軸(1.5)は1つの面に位置し、
制御回路は、測定信号(8.3)のために、第1コンフィギュレーションの振幅推移(8.1)と第2コンフィギュレーションの振幅推移(8.2)を加算するよう構成かつ適合化されており、これらの振幅推移(8.1、8.2)は夫々該装置と物体(12)の間の相対運動時にセンサの進路(x)に沿って生成する、
装置。 - 請求項5に記載の装置において、
コイルアレンジメントは、少なくとも2つの更なる受信コイル、即ち第3受信コイル(2.2)及び第4受信コイル(2.4)を有し、
コイルアレンジメントは、少なくとも1つの更なる送信コイル(1.2)及び第3送信コイル(1.3)と第3受信コイル(2.2)及び第4受信コイル(2.4)を含む第3コンフィギュレーションと、第1送信コイル(1.1)及び第4送信コイル(1.4)と第3受信コイル(2.2)及び第4受信コイル(2.4)を含む第4コンフィギュレーションを有し、
第1、第3及び第4送信コイル(1.1、1.3、1.4)の軸(1.5、1.7、1.8)は1つの面に位置し、
制御回路は、前記進路を2次元的に評価するよう構成かつ適合化されている、
装置。 - 電磁放射に対し透過性の物体(12)の背後に配置された目的物(9.1)の検出方法であって、
第1送信コイル(1.1)及び第1送信コイルに対し直角に配置された第1受信コイル(2.1)を有するコイルアレンジメントが設けられ、
コイルアレンジメントは、検出装置と物体(12)の間の相対運動時に目的物を検出するセンサを形成し、
少なくとも1つの送信コイル(1.1)が信号によって制御され、この信号によって影響を受けるセンサの出力信号が評価され、
第1送信コイル(1.1)と少なくとも1つの更なる送信コイル(1.2、1.4)は互いに対し直角に配置されておりかつ第1送信コイル(1.1)と更なる送信コイル(1.2)は夫々第1受信コイル(2.1)に対し同じ大きさの距離を有しかつ周期的な交流電圧信号(5.1、5.2)によって送信器として駆動され、
周期的な交流信号のためにこれらの送信コイルから送出される電磁界は、周期的交流電圧送信信号(5.1、5.2)の第1の半周期中では第1受信コイル(2.1)の方向に夫々向けられており、周期的交流電圧送信信号の第2の半周期中では第1受信コイル(2.1)の反対側に向けられており、
第1受信コイル(2.1)は、少なくとも1つの更なる受信コイル(2.2、2.3、2.4)と直列に接続されかつ駆動され、
コイルアレンジメントを貫通通過する電磁界は、これらの受信コイル(2.1、2.3;2.2、2.4)において互いに対し逆向きの電圧を生成し、
送信コイルと受信コイルは、
・第1送信コイル(1.1)の軸(1.5)と少なくとも1つの更なる送信コイル(1.2)の軸(1.6)が第1受信コイル(2.1)の軸(2.5)と直角に交差し、かつ、
・送信コイル(1.1、1.2)の軸(1.5、1.6)が受信コイル(2.1、2.2、2.3、2.4)が配置されている面に位置する、
よう、配置されかつ駆動される、
検出方法。 - 請求項7に記載の検出方法において、
第1送信コイル(1.1)及び少なくとも1つの更なる送信コイル(1.2)と第1受信コイル(2.1)及び少なくとも1つの更なる受信コイル(2.2、2.3、2.4)を含む第1コンフィギュレーションと、少なくとも1つの第3送信コイル(1.3)及び第4送信コイル(1.4)と第1受信コイル(2.1)及び少なくとも1つの更なる受信コイル(2.2、2.3、2.4)を含む第2コンフィギュレーションを有し、
第1、第3及び第4送信コイル(1.1、1.3、1.4)の軸(1.5、1.7、1.8)は1つの面に位置し、
検出装置と物体(12)の間の相対運動時に、センサの進路(x)に沿って、第1コンフィギュレーションによって検出される振幅推移(8.1)が第2コンフィギュレーションによって検出される振幅推移(8.2)と、測定信号(8.3)のために、加算される、
検出方法。 - 請求項8に記載の検出方法において、
コイルアレンジメントは、少なくとも2つの更なる受信コイル、即ち第3受信コイル(2.2)及び第4受信コイル(2.4)を有し、
コイルアレンジメントは、少なくとも1つの更なる送信コイル(1.2)及び第3送信コイル(1.3)と第3受信コイル(2.2)及び第4受信コイル(2.4)を含む第3コンフィギュレーションと、第1送信コイル(1.1)及び第4送信コイル(1.4)と第3受信コイル(2.2)及び第4受信コイル(2.4)を含む第4コンフィギュレーションを有し、
第1、第3及び第4送信コイル(1.1、1.3、1.4)の軸(1.5、1.7、1.8)は1つの面に位置し、
第1及び第2コンフィギュレーションの振幅推移は、測定信号のために、経路(x)に沿って互いに加算され、
第3及び第4コンフィギュレーションの振幅推移は、測定信号のために、経路(x)に対する横方向において互いに加算される、
検出方法。 - 請求項8又は9に記載の検出方法において、
対向して位置する2つのコンフィギュレーションから得られる振幅の量的な和は、コイルアレンジメントの仮想の直交座標系の原点が、格子構造体の電気的に導通する2つの閉回路を互いに対し分離する格子セグメント(9.1)の上方の中心に正確に位置する丁度そのとき最大であり、但し、該原点は第1受信コイル(2.1)と更なる受信コイル(2.2、2.3、2.4)の間の中心に位置し、該直交座標系のXY平面はこれらの受信コイル(2.1、2.2、2.3、2.4)に位置し、該直交座標系のZ軸は検出されるべき格子セグメント(9.1)の方向を指向する、
検出方法。
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