JP2007018331A - 競技用計時システム、計時機器、および、タイム計時方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 発生させる電磁場やその受信感度にばらつきがある場合でも、競技者のタイムを適切に計時することのできる競技用計時システム等を提供する。
【解決手段】 ループアンテナ２０は、略矩形のアンテナ部と、略８の字形状に形成されたアンテナ部とから構成され、信号発生装置１０から供給される信号に基づいて、各アンテナ部上に所定の電磁界強度分布の電磁場を生成する。無線タグ５０は、ループアンテナ２０にて生成される電磁場を最初に検出すると、電磁界強度を一定時間測定して閾値を設定する。そして、閾値を設定した後、ループアンテナ２０上における電磁場の２回目の変極点を検出すると、そのタイミングで計時している時刻を競技タイムとして特定する。無線タグ５０は、特定した競技タイム等を受信機３０に送信する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、発生させる電磁場やそれの検出感度にばらつきがある場合でも、競技者のタイムを適切に計時することのできる競技用計時システム、計時機器、および、タイム計時方法に関する。

近年、マラソン競技等において、競技者個々のゴールタイムを計測（計時）する試みがなされている。例えば、競技者のゼッケン等にバーコードを印刷しておき、ゴールした競技者のバーコードをリーダにて読み取った時刻に基づいて、競技者個々のゴールタイムを計測する計時システムも実用化されている。
それでも従来の計時システムでは、ゴール後に所定時間かけてバーコードの読み取りを行うため、そもそも実測よりも遅れたゴールタイムが計測されていた。特に、大勢の競技者が同時期にゴールした場合等では、バーコードの読み取り待ちが生じてしまい、実測よりもかなり遅れたゴールタイムが計測されてしまうという問題があった。
また、ゴールタイムだけでなく、各中継地点における通過タイムを含めた競技タイムも計測したいという要望が高まっているが、従来の計時システムでは、これに対応できなかった。

このような問題を解決するため、種々の計時システムが開発され、実用化に向けた運用試験等が試みられている。新たな計時システムは、より実測に近いゴールタイムを計測するために、また、各中継地点における通過タイムも計測可能とするために、非接触にて競技者個々の競技タイムを計測する形態が主流となっている。
例えば、競技者に小型のタイマ装置を保持させ、そのタイマ装置を使用して、競技者が計時地点（各中継地点やゴール地点）に到達した際に、競技タイムを自動的に計測させる、というものである。なお、計時地点への到達の判別は、一例として、計時地点に電磁場（電磁界）を発生させておき、タイマ装置に含まれる電磁誘導コイルを用いてその電磁場を検出させることにより行っている。

より具体的には、走路上のゴールラインを挟むように２つのループコイルを並べて配置し、それぞれに出力周波数の異なる交流電源から電流を供給して電磁場を発生させる。そして、競技者のゴール地点への進入に伴い、電磁誘導コイルは、１つ目（競技者から見て手前側）のループコイル上の電磁場を検出しその周波数を得る。続いて、２つ目のループコイル上の電磁場を捉え、周波数の変化を検出する。そして、この周波数の変化を検出した位置が、ゴールライン上となるため、タイマ装置は、この検出タイミングにて競技タイムを計測する（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−２２１６２７号公報 （第４−５頁、第２図）

上述したように、特許文献１には、交流電源からループコイルに電流を供給して電磁場を発生させる技術が開示されている。それでも、その記載において、電磁場を発生させる装置としての十分な構成等が説明されているとは言い難い。
一般的に、電磁場を発生させる磁場発生装置には、上述した交流電源及びループコイルの他に、共振用のコンデンサや、メータ（電流計）等も必要となる。すなわち、走路上のゴールラインを挟むように２つのループコイルを並べて配置し、出力周波数の異なる交流電源から電流を各ループコイルに供給して電磁場を発生させる構成であるので、ループコイル上に生成される電磁場のレベルを合わせ込むために、共振用のコンデンサや、メータ（電流計）等が必要であった。
そして、作業者等は、ループコイルに流れる電流値をメータにて確認しながら、共振用コンデンサを適宜選択し、ループコイル上に適切な電磁場が発生されるように調整していた。

それでも、マラソン競技等のように、複数の磁場発生装置が使用される場合には、各磁場発生装置にて発生させる電磁場にある程度のばらつきが生じてしまうのが現状であった。
また、各磁場発生装置は、ループコイルの設置場所における負荷要件（ループコイルの変形、リード部の延長、環境条件（水、湿度等））が途中で変化してしまう場合が多かった。更に、ループコイルの特性によっては、共振点（共振用コンデンサとループコイルとで構成される直列共振周波数）が、容易に変動してしまうことも知られている。

一方、電磁場を検出する各タイマ装置（電磁誘導コイル）側にも、検出感度（受信感度）にある程度のばらつきが生じてしまっていた。つまり、電磁誘導コイルや検出回路（増幅回路）の個体差等により、電磁界強度の検出感度にばらつきが生じてしまう場合が多かった。

すなわち、従来の計時システムでは、発生させる電磁場やそれの検出感度にばらつきが生じてしまうため、任意のループコイル上や任意のタイマ装置（電磁誘導コイル）にて、電磁場の検出が行えない状態となり、競技者のタイムを適切に計時できないという問題が生じていた。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、発生させる電磁場やそれの検出感度にばらつきがある場合でも、競技者のタイムを適切に計時することのできる競技用計時システム、計時機器、および、タイム計時方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る競技用計時システムは、
競技者に保持される計時機器と、走路上の所定範囲に電磁場を発生させる磁場発生機器と、を含む競技用計時システムであって、
前記磁場発生機器には、
走路上に配置された所定形状のアンテナと、
前記アンテナに所定周波数の信号を供給する信号供給手段と、が設けられ、前記アンテナと前記信号供給手段とにより、前記アンテナ上に所定の電磁場を生成し、
前記計時機器には、
前記アンテナ上に生成された前記電磁場を検出する電磁場検出手段と、
前記電磁場検出手段が前記電磁場を最初に検出した際に、検出される前記電磁場の電磁界強度を所定時間測定し、閾値を算定する閾値算定手段と、
前記閾値算定手段により前記閾値が算定された後に、前記電磁場検出手段が検出した前記電磁場の電磁界強度と、前記閾値算定手段が算定した前記閾値との関係に基づいて、計時ポイントを検出する計時ポイント検出手段と、
前記計時ポイント検出手段が前記計時ポイントを検出した時点の競技タイムを計時する計時手段と、が設けられている、
ことを特徴とする。

この発明によれば、磁場発生機器には、走路上に配置された所定形状のアンテナと、アンテナに所定周波数の信号を供給する信号供給手段と、が設けられており、アンテナと信号供給手段とにより、アンテナ上に所定の電磁場を生成する。一方、計時機器において、電磁場検出手段は、アンテナ上に生成された電磁場を検出する。また、閾値算定手段は、電磁場検出手段が電磁場を最初に検出した際に、検出される電磁場の電磁界強度を所定時間測定し、閾値を算定する。計時ポイント検出手段は、閾値算定手段により閾値が算定された後に、電磁場検出手段が検出した電磁場の電磁界強度と、閾値算定手段が算定した閾値との関係に基づいて、計時ポイントを検出する。そして、計時手段は、計時ポイント検出手段が計時ポイントを検出した時点の競技タイムを計時する。
このように、算定された閾値と検出された電磁界強度との関係に基づいて、計時ポイントが検出され、このタイミングにて競技タイムが計時される。
この結果、発生させる電磁場やその受信感度にばらつきがある場合でも、競技者のタイムを適切に計時することができる。

前記閾値算定手段には、測定した前記電磁界強度の最大値から求めた値を前記閾値として算定する手段が設けられ、
前記計時ポイント検出手段には、算定した前記閾値を基準とした前記電磁場の電磁界強度の増減に基づいて、計時ポイントを検出する手段が設けられていてもよい。

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る計時機器は、
走路上に生成された電磁場を検出する電磁場検出手段と、
前記電磁場検出手段が前記電磁場を最初に検出した際に、検出される前記電磁場の電磁界強度を所定時間測定し、閾値を算定する閾値算定手段と、
前記閾値算定手段により前記閾値が算定された後に、前記電磁場検出手段が検出した前記電磁場の電磁界強度と、前記閾値算定手段が算定した前記閾値との関係に基づいて、計時ポイントを検出する計時ポイント検出手段と、
前記計時ポイント検出手段が前記計時ポイントを検出した時点の競技タイムを計時する計時手段と、
を備えることを特徴とする。

この発明によれば、電磁場検出手段は、走路上に生成された電磁場を検出する。また、閾値算定手段は、電磁場検出手段が電磁場を最初に検出した際に、検出される電磁場の電磁界強度を所定時間測定し、閾値を算定する。計時ポイント検出手段は、閾値算定手段により閾値が算定された後に、電磁場検出手段が検出した電磁場の電磁界強度と、閾値算定手段が算定した閾値との関係に基づいて、計時ポイントを検出する。そして、計時手段は、計時ポイント検出手段が計時ポイントを検出した時点の競技タイムを計時する。
このように、算定された閾値と検出された電磁界強度との関係に基づいて、計時ポイントが検出され、このタイミングにて競技タイムが計時される。
この結果、発生させる電磁場やその受信感度にばらつきがある場合でも、競技者のタイムを適切に計時することができる。

上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係るタイム計時方法は、
競技者に保持される計時機器がタイムを計時するタイム計時方法であって、
走路上に生成された電磁場を検出する電磁場検出ステップと、
前記電磁場検出ステップにて前記電磁場を最初に検出した際に、検出される前記電磁場の電磁界強度を所定時間測定し、閾値を算定する閾値算定ステップと、
前記閾値算定ステップにて前記閾値が算定された後に、前記電磁場検出ステップにて検出した前記電磁場の電磁界強度と、前記閾値算定ステップにて算定した前記閾値との関係に基づいて、計時ポイントを検出する計時ポイント検出ステップと、
前記計時ポイント検出ステップにて前記計時ポイントを検出した時点の競技タイムを計時する計時ステップと、
を備えることを特徴とする。

この発明によれば、電磁場検出ステップは、走路上に生成された電磁場を検出する。また、閾値算定ステップは、電磁場検出ステップにて電磁場を最初に検出した際に、検出される電磁場の電磁界強度を所定時間測定し、閾値を算定する。計時ポイント検出ステップは、閾値算定ステップにて閾値が算定された後に、電磁場検出ステップにて検出した電磁場の電磁界強度と、閾値算定ステップにて算定した閾値との関係に基づいて、計時ポイントを検出する。そして、計時ステップは、計時ポイント検出ステップにて計時ポイントを検出した時点の競技タイムを計時する。
このように、算定された閾値と検出された電磁界強度との関係に基づいて、計時ポイントが検出され、このタイミングにて競技タイムが計時される。
この結果、発生させる電磁場やその受信感度にばらつきがある場合でも、競技者のタイムを適切に計時することができる。

本発明によれば、発生させる電磁場やそれの検出感度にばらつきがある場合でも、競技者のタイムを適切に計時することができる。

本発明の実施の形態にかかる競技用計時システムについて、以下、図面を参照して説明する。なお、一例として、競技用計時システムがマラソン競技に適用された場合について説明する。

（実施形態１）
図１は、この発明の実施の形態に適用される競技用計時システムの構成の一例を示す模式図である。
図示するように、この競技用計時システムは、競技が行われる走路及びその周辺に配置される信号供給手段としての信号発生装置１０、アンテナとしてのループアンテナ２０、受信機３０、処理装置４０、及び、競技者ＲＮに保持される無線タグ５０とを含んで構成される。

信号発生装置１０は、競技走路の沿道に配置され、ループアンテナ２０に信号を供給してループアンテナ２０上に電磁場を発生させる。具体的に信号発生装置１０は、所定周波数のＬＦ（Low Frequency）信号を生成し、適宜増幅してループアンテナ２０に供給する。

ループアンテナ２０は、所定形状に形成されたアンテナ（コイル）であり、競技者ＲＮが走行する走路（具体的には、計時ラインＬにより規定される計時ポイント）に適宜配置される。
ループアンテナ２０は、一例として、図２（ａ）に示すように、略矩形（方形）のアンテナ部２１と、略「８の字」形状に形成されたアンテナ部２２とから構成される。つまり、ループアンテナ２０は、矩形フレームを競技者ＲＮの走行方向（矢印Ａ方向）に３つ連ねたような形状に形成されている。
より詳細には、アンテナ部２１は、閾値設定用となるループアンテナであり、略平行に所定距離だけ隔てた直線ａ，ｂに沿って、走路を横切るように配置される。そして、１辺に給電点ｓ１を有するように形成され、この給電点ｓ１から矢印方向に電流が流れるようになっている。
一方、アンテナ部２２は、計時用となるループアンテナであり、８の字の中心（中点）、すなわち交差部に給電点ｓ２を有するように形成され、この給電点ｓ２を通って競技者ＲＮの走行方向に対して直交する方向に延びる直線ｃを中心線として、略平行に所定距離だけ隔てた直線ｂ，ｄに沿って、８の字の上下部が形成されている。なお、ループアンテナ２０は、この直線ｃが計時を行うための計時ラインＬに重なるように配置される。

そして、ループアンテナ２０は、図２（ａ）の給電点ｓ１，ｓ２から矢印方向に電流が流れるようになっており、信号発生装置１０からＬＦ信号が供給されると、各アンテナ部上に電磁場を生成する。具体的には、図２（ｂ）に示すように、アンテナ部２１上に電磁場２０ａを、また、アンテナ部２２上に電磁場２０ｂ，２０ｃをそれぞれ生成する。なお、各電磁場２０ａ〜２０ｃは、競技者ＲＮの走行方向（矢印Ａ方向）に隣接し且つ隣の電磁場の電磁力を打ち消し合っている。
つまり、直線ｂ上の電磁場の電磁界強度は、電磁場２０ａと電磁場２０ｂとの電磁場の磁力の打ち消しにより、その両側の電磁界強度よりも極めて小さくなっている。同様に、直線ｃ上の電磁場の電磁界強度も、電磁場２０ｂと電磁場２０ｃとの電磁場の磁力の打ち消しにより、その両側の電磁界強度よりも極めて小さくなっている。
なお、上述の信号発生装置１０は、電磁場２０ａと電磁場２０ｂ，２０ｃとが相対的に同じレベルの電磁界強度となるように、ループアンテナ２０にＬＦ信号を供給する。

図２（ｂ）に示すような電磁場中を、電磁場の検出方向（検出コイル面Ｄに対して直角な方向）が競技走路と垂直（つまり、検出コイル面Ｄが走路に対して平行方向）に配置された電磁場検出コイルＣ（後述する無線タグ５０のＬＦアンテナ５１）が矢印Ｂ方向に移動すると、図２（ｃ）に示すような電磁界強度分布が得られる。つまり、電磁場検出コイルＣは、競技走路に対して垂直方向の磁束をコイル面Ｄにて捉えることになるため、直線ｂ，ｃ上にて、電磁界強度が極めて小さくなり、図２（ｃ）に示すような電磁界強度分布を検出する。

このような電磁界強度分布は、ループアンテナ２０（信号発生装置１０）毎にある程度のばらつきが生じてしまう。また、電磁場検出コイルＣ（後述する無線タグ５０のＬＦアンテナ５１や増幅回路５２等）側にも、検出感度（受信感度）にある程度のばらつきが生じてしまう。
そのため、アンテナ部２１上に生成される電磁場２０ａが閾値設定用として使用される。具体的には、図３（ａ）に示すように、競技者ＲＮがループアンテナ２０上を、矢印Ｂ方向に沿って通過する場合に、無線タグ５０にて電磁場２０ａの電磁界強度を一定時間Ｔだけ測定し（サンプリング）し、閾値を設定（算定）する。
つまり、無線タグ５０は、最初に電磁場２０ａを検出すると一定時間Ｔにおいて、電磁界強度を測定し、その最大値の５０％の値（最大値の半分）を求め、閾値として設定する。なお、この５０％の値は、一例であり、必要に応じて適宜変更可能である。

そして、各無線タグ５０は、設定（算定）したこの閾値を基準とした電磁場の電磁界強度の増減に基づいて、計時ポイントを検出する。
例えば、図３（ｂ）に示すように、設定（算定）した閾値以上の範囲（図中の５０％以上）を電磁界強度の検出範囲とし、電磁場の電磁界強度が閾値以下となり、次に、電磁場の電磁界強度が閾値以上となる変極点を捉え、２回目の変極点、すなわち計時用としてのアンテナ部２２上での電磁場２０ｂ、２０ｃの変極点を計時ポイントとして検出する。つまり、電磁場２０ｂの電磁界強度が閾値以下となり、次に、電磁場２０ｃの電磁界強度が閾値以上となる２回目の立ち上がりポイントを、計時ポイントとする。なお、図３（ｂ）中、一点鎖線にてハッチングで示した部分は、無線タグ５０が計時用としてのアンテナ部２２上を通過する高さ位置（検出位置）に応じて変動する検出波形の変動範囲を示している。

図１に戻って、受信機３０は、上述したループアンテナ２０の近傍に配置され、ループアンテナ２０上を通過した無線タグ５０から送られる競技タイム及びタグＩＤを受信する。そして、受信した競技タイム等を処理装置４０に供給する。

処理装置４０は、パーソナルコンピュータ等からなり、各無線タグ５０にてそれぞれ計時された競技タイムを集計する。
つまり、処理装置４０は、ループアンテナ２０上を通過した各無線タグ５０から送信される競技タイム及びタグＩＤを、受信機３０を介して受信すると、所定の記憶部に記憶する。

一方、競技者ＲＮに保持される無線タグ５０は、競技者ＲＮと共に走路上を移動する。無線タグ５０は、ループアンテナ２０（アンテナ部２１）にて生成される電磁場を最初に検出すると、閾値を算定して記憶する（設定する）。そして、閾値を設定した後、ループアンテナ２０上における電磁場の２回目の変極点（計時用としてのアンテナ部２２にて生成される電磁場の変極点）を検出すると、そのタイミングで計時している時刻を競技タイムとして特定する。

一例として、無線タグ５０は、電磁場検出手段としてのＬＦアンテナ５１と、増幅回路５２と、計時ポイント検出手段としての検出回路５３と、閾値算定手段としての制御部５４と、計時手段としての計時部５５と、記憶部５６と、通信回路５７と、を含んで構成される。

ＬＦアンテナ５１は、電磁場の検出方向が競技走路と垂直（つまり、検出面が走路に対して平行方向）となるように設定されており、上述したループアンテナ２０にて発生される電磁場を検出する。つまり、信号発生装置１０によりアンテナ部２１及びアンテナ部２２上に生成された電磁場を検出する。
そして、ＬＦアンテナ５１は、検出した電磁場の電磁界強度を示す検出信号を増幅回路５２に供給する。

増幅回路５２は、ＬＦアンテナ５１から供給される検出信号を適宜増幅して、検出回路５３に供給する。
また、増幅回路５２は、制御部５４が閾値を設定するために、検出信号を制御部５４にも供給する。

検出回路５３は、増幅回路５２から供給される検出信号（電磁界強度）と、設定された閾値との関係に基づいて、ループアンテナ２０（計時用としてのアンテナ部２２）上における電磁場の変極点（計時ポイント）を検出する。
すなわち、制御部５４により設定された閾値が記憶部５６に記憶されると、検出回路５３は、この閾値を基準とした電磁場の電磁界強度の増減に基づいて、計時ポイントを検出する。例えば、図４（ａ）に示すようなループアンテナ２０上における電磁場２０ａ〜２０ｃに対して、図４（ｂ）に示すような波形の信号を生成し、図４（ｂ）に示す波形の２回目の立ち上がり、すなわち計時用としてのアンテナ部２２上での電磁場２０ｂ、２０ｃの変極点を、アンテナ部２２上における計時ポイント（計時ラインＬ）として特定する。

図１に戻って、制御部５４は、無線タグ５０全体を制御する。
例えば、走行してきた競技者ＲＮがループアンテナ２０上に到達すると、制御部５４は、アンテナ部２１にて生成される電磁場の検出信号（電磁界強度）を一定時間だけサンプリングし、閾値を算定する。
より詳細には、制御部５４は、記憶部５６に閾値が記憶されていない状態（クリアされた状態）で、増幅回路５２から供給される電磁界強度を一定時間だけサンプリングする。そして、電磁界強度の最大値の５０％の値（最大値の半分）を閾値として算定する。このようにして、閾値を算定すると、制御部５４は、閾値を記憶部５６に記憶する（設定する）。
なお、一定時間が経過する途中で、電磁界強度の値が極めて小さくなった場合に、制御部５４は、アンテナ部２１にて生成された電磁場を検出していない（自然界のノイズ等による誤検出である）として、閾値の算定を中止する。

また、制御部５４は、閾値を設定した後に、検出回路５３がループアンテナ２０上における電磁場の２回目の変極点、すなわち計時用としてのアンテナ部２２上での電磁場２０ｂ、２０ｃの変極点を検出したタイミングで、計時部５５が計時する時刻を競技タイムとして特定する。そして、特定した競技タイムを記憶部５６に記憶する。
なお、制御部５４は、競技タイムを特定した後、記憶部５６の閾値をクリアする。つまり、制御部５４は、異なるループアンテナ２０毎に、閾値を設定するため、競技タイムの計時後に、閾値をクリアする。

計時部５５は、制御部５４により適宜補正（設定）され、競技において基準となる基準時刻を計時する。
なお、計時部５５は、高安定水晶発振器を備えており、基準時刻の計時を安定して維持することが可能となっている。

記憶部５６は、例えば、不揮発性メモリからなり、制御部５４により算定された閾値や特定された競技タイム等を記憶する。
この記憶部５６には、例えば、競技の計時ポイント分の記憶エリアがそれぞれ設けられており、各計時ポイントにて計時した競技タイムをそれぞれの別の記憶エリアに格納可能となっている。
なお、記憶部５６は、例えば、別エリアに、無線タグ５０毎（競技者ＲＮ毎）に異なる固有の識別情報（タグＩＤ）等を予め記憶している。

通信回路５７は、制御部５４が競技タイムを特定すると、この競技タイムを自己のタグＩＤと共に、上述した受信機３０に向けて送信する。
なお、通信回路５７は、受信機３０によるポーリング受信に対応可能としてもよい。例えば、受信機３０からポーリングによる送信要求を受信すると、通信回路５７は、競技タイム等を受信機３０に返信する。

以下、上述した構成の計時システムの動作について、図５等を参照して説明する。図５は、無線タグ５０が実行する計時処理を説明するためのフローチャートである。なお、競技が開始される際には、記憶部５６の閾値がクリアされているものとする。

まず、無線タグ５０は、閾値が設定済であるか否かを判別する（ステップＳ１１）。つまり、競技者ＲＮと共に無線タグ５０がループアンテナ２０上に到達しており、閾値を記憶部５６に記憶済である状態かどうかを判別する。
無線タグ５０は、閾値が設定済であると判別すると、後述するステップＳ１７に処理を進める。

一方、閾値が設定済でないと判別すると、無線タグ５０は、電磁場を検出するまで待機する（ステップＳ１２）。つまり、閾値設定用としてのアンテナ部２１上に生成される電磁場等を、ＬＦアンテナ５１が検出するまで、後続処理の実行を待機する。

電磁場を検出すると、無線タグ５０は、電磁界強度を測定する（ステップＳ１３）。つまり、制御部５４は、増幅回路５２から供給される検出信号（電磁界強度）をサンプリングする。

無線タグ５０は、電磁界強度の値が極端に低下したか否かを判別する（ステップＳ１４）。すなわち、後述する一定時間が経過する前に、電磁界強度の値が極めて小さくなったかどうかを判別する。
なお、一定時間が経過する前に、電磁界強度の値が極めて小さくなった場合は、無線タグ５０は、自然界のノイズ等による誤検出と考えられる。

無線タグ５０は、電磁界強度が小さくなったと判別すると、上述のステップＳ１１に処理を戻す。つまり、後述する閾値の設定を行うことなく、ステップＳ１１に処理を戻す。
一方、電磁界強度が小さくなっていないと判別した場合に、無線タグ５０は、一定時間が経過したか否かを判別する（ステップＳ１５）。つまり、電磁界強度の測定を維持するために予め定められた時間だけ、電磁界強度を測定したかどうかを判別する。

無線タグ５０は、一定時間が経過していないと判別すると、ステップＳ１３に処理を戻し、上述したステップＳ１３〜Ｓ１５の処理を繰り返し実行する。
一方、一定時間が経過したと判別すると、アンテナ部２１上に生成される電磁場の電磁界強度の測定が行えたことになり、測定した電磁界強度の値から閾値を算定し、設定する（ステップＳ１６）。
例えば、制御部５４は、電磁界強度の最大値の５０％の値を閾値として算定する。そして、この閾値を記憶部５６に記憶する。
この際、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、ループアンテナ２０上に生成される電磁場の電磁界強度にばらつきがあったとしても（若しくは、無線タグ５０毎に検出感度のばらつきがあったとしても）、制御部５４は、それぞれのアンテナ部２１にて生成される電磁場の電磁界強度を一定時間Ｔだけ測定し、電磁界強度に対応した閾値を設定する。

図５に戻って、閾値の設定を終えると、無線タグ５０は、上述のステップＳ１１に処理を戻す。
そして、今度は、閾値が設定されているため、無線タグ５０は、電磁場における２回目の変極点、すなわち計時用のアンテナ部２２上での電磁場の変極点を検出するまで待機する（ステップＳ１７）。
すなわち、検出回路５３において、設定した閾値を基準として、電磁場の電磁界強度が閾値以下となり、次に、電磁場の電磁界強度が閾値以上となる変極点を捉え、これが２回分捉えられるまで、すなわち計時用のアンテナ部２２上での電磁場の変極点が捉えられるまで、後続処理の実行を待機する。
なお、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、ループアンテナ２０上に生成される電磁場の電磁界強度にばらつきがあったとしても、検出回路５３は、設定した閾値を基準とした電磁場の電磁界強度の増減に基づいて、電磁場における２回目の変極点、すなわち計時用のアンテナ部２２上での電磁場の変極点を計時ポイントとして適宜検出することができる。

２回目の変極点、すなわち計時用のアンテナ部２２上での電磁場の変極点を検出すると、無線タグ５０は、競技タイムを特定する（ステップＳ１８）。つまり、制御部５４は、計時用としてのアンテナ部２２上における電磁場の変極点を検出したタイミングで、計時部５５が計時する時刻を競技タイムとして特定する。そして、特定した競技タイムを記憶部５６に記憶する。

無線タグ５０は、競技タイムの計時を終えたため、閾値をクリアする（ステップＳ１９）。つまり、制御部５４は、記憶部５６に記憶した閾値を削除する。

そして、無線タグ５０は、競技タイム等を受信機３０に向けて送信する（ステップＳ２０）。つまり、制御部５４は、特定した競技タイムと自己のタグＩＤを記憶部５６から読み出し、通信回路５７を通じて、受信機３０に送信する。
無線タグ５０は、競技タイム等を送信した後、計時処理を終えるが、この計時処理は、競技が終了するまで、順次繰り返し実行される。

このような計時処理により、各無線タグ５０にて、異なるループアンテナ２０毎に閾値が設定され、この閾値と検出した電磁界強度との関係に基づいて、計時ポイントが検出される。そのため、ループアンテナ２０毎に、生成させる電磁場にばらつきがある場合でも、また、無線タグ５０（ＬＦアンテナ５１や増幅回路等５２）毎に、検出感度にばらつきがある場合でも、それぞれ計時ポイントが適宜検出される。そして、計時ポイントが検出されたタイミングで競技タイムが特定される。
この結果、発生させる電磁場やそれの検出感度にばらつきがある場合でも、競技者のタイムを適切に計時することができる。

（他の実施形態）
上記の実施の形態では、略矩形のアンテナ部２１と略「８の字」形状のアンテナ部２２とをそれぞれ個別にコイルで形成してループアンテナ２０を構成した場合を一例として説明した。しかしながら、ループアンテナ２０の構成は、これに限られず、適宜変更が可能である。
例えば、図７（ａ）に示すように、単一のコイルを用いて３つの略矩形のアンテナ部を競技者ＲＮの走行方向に並設し、そのうちの一のアンテナ部２１ａを閾値設定用のアンテナとして用い、他の２つのアンテナ部２１ｂ、２１ｃを計時用のアンテナとして用いるようにしてもよい。この場合には、単一の電源からコイルに電流が供給されるので、電磁場のレベル合わせの制御が容易となる。
また、図７（ｂ）に示すように、単一のコイルを用いて略矩形のアンテナ部２１ａと略「８の字」形状のアンテナ部２１ｂ、２１ｃとを形成してループアンテナ２０を構成するようにしてもよい。この場合にも、単一の電源からコイルに電流が供給されるので、電磁場のレベル合わせの制御が容易となる。
また、これらの場合には、各アンテナ部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ上に生成される電磁場の電磁界強度の強度差に応じて各アンテナ部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの幅寸法を適宜変えることにより、電磁場のレベルを容易に合わせることができる。例えば、アンテナ部２１ａ、２１ｃの幅寸法Ｂ1，Ｂ３を同一とし、アンテナ部２１ｂの幅寸法Ｂ２をアンテナ部２１ａ、２１ｃの幅寸法Ｂ1，Ｂ３よりも大きく設定すれば、各アンテナ部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ上に生成される電磁場の電磁界強度を容易に同一レベルに設定できる。

上記の実施の形態では、ループアンテナ２０が、図２等に示すような形状である場合を一例として説明した。しかしながら、ループアンテナ２０の形状は、この形状に限られず、適宜変更が可能である。
例えば、図８（ａ）に示すような、略８の字形状のループアンテナ２０であっても、図８（ｂ）に示すような矩形形状のループアンテナ２０であってもよい。
なお、図８（ａ）のループアンテナ２０の場合では、図８（ｃ）に示すような電磁界強度分布の電磁場が生成される。また、図８（ｂ）のループアンテナ２０の場合では、図８（ｄ）に示すような電磁界強度分布の電磁場が生成される。
そのため、無線タグ５０は、それぞれ最初に電磁界強度を一定時間Ｔだけ測定し、同様に閾値を設定する。そして、図８（ｃ）の場合は、１回目の立ち上がり時点（変極点）を計時ポイントとして検出し、また、図８（ｄ）の場合は、立ち下がり時点を計時ポイントとして検出する。
このように、ループアンテナ２０の形状が図２等に示す形状と異なる場合でも、設定した閾値と電磁界強度との関係に基づいて、計時ポイントを検出できる。そして、計時ポイントが検出されたタイミングで同様に競技タイムが特定される。
このため、同様に、発生させる電磁場やそれの検出感度にばらつきがある場合でも、競技者のタイムを適切に計時することができる。

上記の実施の形態では、無線タグ５０が電磁場２０ａを検出したときの電磁界強度を測定し、その測定値を１００％としたときの５０％の値（測定値の半分）を閾値として設定し、一つの閾値に基づいて計時ポイントを検出するようにしたが、これに限らず、閾値を複数設定し、複数の閾値に基づいて計時ポイントを検出するようにしてもよく、この場合には、ループアンテナ２０が敷設される環境等によりループアンテナ２０上に生成される電磁場が不安定な場合であっても競技者ＲＮのタイムを精度良く的確に計時することができる。
例えば、図９に示されるように、無線タグ５０が電磁場２０ａを検出したときの電磁界強度を測定し、その測定値を１００％としたときの５０％の値（測定値の半分）及び７５％の値（測定値の３/４）を閾値として設定し、電磁場の電磁界強度が７５％以下となり、次いで、電磁場２０ｂの電磁界強度が５０％以上となり、さらに電磁場２０ｃの電磁界強度が７５％以下となる計時用のアンテナ部２２上での電磁場の変極点を捉え、この変極点を計時ポイントとして検出するようにすれば、ループアンテナ２０上に生成される電磁場が不安定な場合であっても、競技者ＲＮのタイムを精度良く的確に計時することができる。なお、図９中、一点鎖線にてハッチングで示した部分は、無線タグ５０が計時用としてのアンテナ部２２上を通過する高さ位置（検出位置）に応じて変動する検出波形の変動範囲を示している。

上記の実施の形態では、マラソン競技を一例として説明したが、計時対象の競技は、これに限られず任意である。
例えば、駅伝、競歩、身障者車椅子ロードレース、自転車ロードレース、トライアスロン、及び、ランニングやオリエンテーション等の山岳競技等にも適宜適用可能である。

以上説明したように、本発明によれば、発生させる電磁場やそれの検出感度にばらつきがある場合でも、競技者のタイムを適切に計時することができる。

本発明の実施の形態に係る競技用計時システムの構成の一例を示す模式図である。 （ａ）が走路上に配置されたループアンテナの一例を示す模式図であり、（ｂ）が生成される電磁場と磁場検出コイルの向きを説明するための模式図であり、（ｃ）が検出される電磁場の強度分布を説明するための模式図である。 （ａ）が閾値等の設定を説明するための模式図であり、（ｂ）が変極点等を説明するための模式図である。 （ａ）が生成される電磁場の一例を示す模式図であり、（ｂ）が検出回路にて生成される波形を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態に係るタイム計時処理を説明するためのフローチャートである。 （ａ）〜（ｃ）共に、ばらつきのある電磁場において検出される変極点等を説明するための模式図である。 （ａ）、（ｂ）共に、ループアンテナの他の構成例を図２（ａ）に対応して示した模式図である。 （ａ）〜（ｄ）共に、他の形状のループアンテナにおいて検出される計時ポイント等を説明するための模式図である。 閾値を複数設定した場合における計時ポイント等を説明するための模式図である。

符号の説明

１０ 信号発生装置
２０ ループアンテナ
３０ 受信機
４０ 処理装置
５０ 無線タグ

Claims (4)

1. 競技者に保持される計時機器と、走路上の所定範囲に電磁場を発生させる磁場発生機器と、を含む競技用計時システムであって、
   前記磁場発生機器には、
   走路上に配置された所定形状のアンテナと、
   前記アンテナに所定周波数の信号を供給する信号供給手段と、が設けられ、前記アンテナと前記信号供給手段とにより、前記アンテナ上に所定の電磁場を生成し、
   前記計時機器には、
   前記アンテナ上に生成された前記電磁場を検出する電磁場検出手段と、
   前記電磁場検出手段が前記電磁場を最初に検出した際に、検出される前記電磁場の電磁界強度を所定時間測定し、閾値を算定する閾値算定手段と、
   前記閾値算定手段により前記閾値が算定された後に、前記電磁場検出手段が検出した前記電磁場の電磁界強度と、前記閾値算定手段が算定した前記閾値との関係に基づいて、計時ポイントを検出する計時ポイント検出手段と、
   前記計時ポイント検出手段が前記計時ポイントを検出した時点の競技タイムを計時する計時手段と、が設けられている、
   ことを特徴とする競技用計時システム。
2. 前記閾値算定手段には、測定した前記電磁界強度の最大値から求めた値を前記閾値として算定する手段が設けられ、
   前記計時ポイント検出手段には、算定した前記閾値を基準とした前記電磁場の電磁界強度の増減に基づいて、前記計時ポイントを検出する手段が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の競技用計時システム。
3. 走路上に生成された電磁場を検出する電磁場検出手段と、
   前記電磁場検出手段が前記電磁場を最初に検出した際に、検出される前記電磁場の電磁界強度を所定時間測定し、閾値を算定する閾値算定手段と、
   前記閾値算定手段により前記閾値が算定された後に、前記電磁場検出手段が検出した前記電磁場の電磁界強度と、前記閾値算定手段が算定した前記閾値との関係に基づいて、計時ポイントを検出する計時ポイント検出手段と、
   前記計時ポイント検出手段が前記計時ポイントを検出した時点の競技タイムを計時する計時手段と、
   を備えることを特徴とする計時機器。
4. 競技者に保持される計時機器がタイムを計時するタイム計時方法であって、
   走路上に生成された電磁場を検出する電磁場検出ステップと、
   前記電磁場検出ステップにて前記電磁場を最初に検出した際に、検出される前記電磁場の電磁界強度を所定時間測定し、閾値を算定する閾値算定ステップと、
   前記閾値算定ステップにて前記閾値が算定された後に、前記電磁場検出ステップにて検出した前記電磁場の電磁界強度と、前記閾値算定ステップにて算定した前記閾値との関係に基づいて、計時ポイントを検出する計時ポイント検出ステップと、
   前記計時ポイント検出ステップにて前記計時ポイントを検出した時点の競技タイムを計時する計時ステップと、
   を備えることを特徴とするタイム計時方法。
   

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