JP2023085521A - センサシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、米国仮出願第61/801,235号(2013年3月15日に出願された)に対する優先権を主張し、また米国特許出願第14/088,048号、第14/088,016号,第14/088,052号及び第14/088,036号(全て2013年11月22日に出願された)に対する優先権を主張し、これらの出願は全て、全体が本明細書に採用される。
モジュールは、ポートから取り外し可能であってもよい。
また、ポートに接続された電子モジュールを含んでもよく、電子モジュールは、センサからデータを収集しかつ外部装置と通信するように構成される。モジュールは、ポートから取り外し可能であってもよい。
電子モジュールは、センサの両端に電圧を生成して圧電材料を変形させて、触感フィードバックをユーザに提供するように構成されてもよい。
システムは、また、ポートに接続された電子モジュールを含んでもよく、電子モジュールは、センサからデータを収集しかつ外部装置と通信するように構成される。モジュールは、ポートから取り外し可能であってもよい。
その結果、第1の複数のストリップのうちの少なくとも幾つかが、第1の複数のストリップの他のものに対して、インサート部材のミッドフット領域から遠くに延在する。圧電材料の第2の複数のストリップが、少なくとも部分的にインサート部材のヒール領域内に位置決めされ、その結果、第2の複数のストリップのうちの少なくとも幾つかが、第2の複数のストリップのうちの他のものに対して、インサート部材のミッドフット領域から遠くに延在する。システムは、前述の任意の態様を含みうる。
靴100の着用者に関する運動データを収集する。汎用通信ポート14に接続することによって、複数の異なるユーザが、後で更に詳しく述べるような種々様々な用途のために運動データを利用できる。
外面)に沿って延在するように位置決めされ、一般に、領域111~113のそれぞれを通る。同様に、内側122は、足の反対の内側(即ち、内面)に沿って延在するように位置決めされ、一般に、領域111~113のそれぞれを通る。つま皮領域123は、外側121と内側122の間で、足の上側面又は甲領域に対応するように位置決めされる。つま皮領域123は、この示された例では、足に対する甲革120の寸法を修正するために従来方法で利用される紐125や他の所望のクロージャ機構を有するスロート124を有し、それにより靴100のフィット性が調整される。甲革120は、また、足が甲革120内の空所に入るようにする足首開口126を有する。甲革120の構成には、靴甲革に従来利用されてきた材料を含む様々な材料が使用されうる。したがって、甲革120は、
例えば、革、合成皮革、天然又は合成織物、高分子シート、高分子発泡、メッシュ織物、
フェルト、不織布高分子又はゴム材料の1つ又は複数の部分から形成されてもよい。甲革120は、これらの材料の1つ又は複数から形成されてもよく、その材料又は一部分は、
例えば、当該技術分野で従来知られており使用されている方法で、縫い合わされるか接着される。
様々な実施形態では、足接触部材133は、ソックライナー、ストローベル、内底部材、
ブーティ要素、靴下などであってもよい。図3~図4に示した実施形態では、足接触部材133は、内底部材又はソックライナーである。用語「足接触部材」は、本明細書で使用されるとき、別の要素が直接接触を妨げることがあるので、必ずしもユーザの足と直接接触することを意味しない。より正確に言うと、足接触部材は、履物物品の足収容室の内側面の一部分を構成する。例えば、ユーザは、直接接触を妨げる靴下を着用していることがある。別の例として、センサシステム12は、外部半長靴要素や靴カバーなどの靴や他の履物物品の上を滑るように設計された履物物品に組み込まれてもよい。そのような物品では、靴底構造の上側部分は、ユーザの足と直接接触していない場合でも、足接触部材と見なされることがある。幾つかの機構では、内底又はソックライナーはないこともあり、他の実施形態では、履物100は、内底又はソックライナーの上に位置決めされた足接触部材を有することがある。
様々なタイプの溝、輪郭及び他の構造を有する他の多くのタイプの本底132が使用されうる。本発明の実施形態は、他のタイプ及び構成の靴、並びに他のタイプの履物及び靴底構造と関連して使用されうることを理解されたい。
(第1の中足骨頭領域にある第2のセンサ16bと第5の中足骨頭領域にある第3のセンサ16cを含む)と、かかとにある第4のセンサ16dとを有する。足のこれらの領域は、典型的には、運動中に最大程度の圧力を受ける。各センサ16は、ユーザの足によってセンサ16に加えられた圧力を検出するように構成される。センサは、センサリード18を介してポート14と通信し、センサリード18は、リード及び/又は別の導電体、又は適切な通信媒体であってもよい。例えば、図3~図8の実施形態では、センサリード18は、インサート部材37上に印刷された、銀系インクや他の金属インク(銅の及び/又はすずを主成分とするインクなど)のような導電性媒体であってもよい。あるいは、リード18は、一実施形態ではシンワイヤとして提供されてもよい。他の実施形態では、リード18は、足接触部材133、中敷部材131、又は靴底構造130の別の部材に接続されてもよい。
図3~図4に示された例では、ポート14、センサ16及びリード18が、例えば中敷131と足接触部材133との間にインサート部材37を位置決めすることによって、中敷131と足接触部材133との間に位置決めされてもよい。インサート部材37は、一実施形態では中敷と足接触部材133の一方又は両方に接続されてもよい。中敷131及び/又は足接触部材133には、後述するような電子モジュール22を収容するための空洞又は窪み135が配置されてもよく、ポート14は、一実施形態では窪み135内からアクセス可能であってもよい。窪み135は、更に、モジュール22のためのハウジング24を収容してもよく、ハウジング24は、例えば、ポート14に物理空間を提供しかつ/又はポート14とモジュール22間で相互接続するためのハードウェアを提供することによって、ポート14に接続するように構成されてもよい。図3~図4に示した実施形態では、窪み135は、中敷131の上側主面内に空洞によって形成される。図3~図4に示されたように、靴底構造130は、ハウジング24を収容するために形成された穴を有する圧縮性靴底部材138を含んでもよく、この穴は、窪み135へのアクセスを提供しかつ/又は窪み135の一部分と見なされてもよい。インサート37は、ハウジング24を窪み135内に配置するために圧縮性靴底部材138の上に配置されてもよい。圧縮性靴底部材138は、一実施形態では中敷131と対面してもよく、中敷131と直接接触してもよい。圧縮性靴底部材138が、圧縮性靴底部材138と中敷131との間に1つ以上の付加構造物(ストローベル部材など)が位置決めされた状態で、中敷131と対面してもよいことを理解されたい。図3~図4の実施形態では、圧縮性靴底部材138は、足接触部材133と中敷131の間に配置された発泡部材138(例えば、EVA部材)の形であり、この実施形態では下側の内底/ソックライナーと考えられうる。発泡部材138は、一実施形態では中敷131のストローベル(図示せず)に接合されてもよく(例えば、接着剤を使用して)、ストローベルを覆って縫ってもよく、これにより、縫い目によるインサート37の摩耗が防止されうる。
これにより、そのような構成要素の激しい振れ及び/又は損傷が生じる可能性を減少する。また、フランジ28の丸い角部は、インサート37及び/又は足接触部材133に対する損傷を防ぐのに役立つ。フランジ28が、他の実施形態では異なる形状及び/又は輪郭を有してもよく、様々な形状及び/又は輪郭によって類似の機能を提供してもよいことを理解されたい。
一実施形態では、図3に示されたように、足接触部材133を引き上げてモジュール22にアクセスできるようにフォアフット領域でのみ接着されてもよい。更に、足接触部材133は、インサート37及び/又は発泡部材138(シリコーン材料など)に対する滑りを防ぐために、下側の少なくとも一部分に配置された粘着性又は高摩擦材料(図示せず)を含んでもよい。例えば、足接触部材133が、フォアフット領域内で接着され、ヒール領域で自由な一実施形態では(例えば図3)、足接触部材133は、ヒール領域に配置された粘着性材料を有してもよい。また、粘着性材料は、センサシステム内に汚れが侵入するのを防ぐために高い密閉性を提供してもよい。別の実施形態では、足接触部材133は、ポート14の上に配置されるように構成され、足接触部材133を介したモジュール22の挿入及び/又は除去を可能にするようにサイズが決められた扉又はハッチ(図示せず)を有してもよく、この扉又はハッチは、ヒンジ上の揺れやプラグ状要素の除去などの様々な手法で開けられてもよい。一実施形態では、足接触部材133は、また、後述するように図形しるし(図示せず)を有してもよい。
この構成では、インサート37が接着材で取り付けられた発泡部材138は、一実施形態では履物物品100に挿入するために単一製品として提供されてもよい。図3~図4におけるポート14の位置決めは、ユーザの足との最小接触、刺激、又は他の干渉を提供するだけでなく、足接触部材133を持ち上げるだけで容易なアクセシビリティを提供する。
後述するように、電子モジュール22の接続又は切断のために容易にアクセス可能である。別の実施形態では、足接触部材133は、底面に接続されたインサート37を有してもよく、ポート14と窪み135は、靴底構造130内に形成されてもよい。インタフェース20は、他の実施形態に関して示されたものと同じようにハウジング24の側面に位置決めされているが、インタフェース20は、例えばモジュール22の上部を介した係合など、他の場所に位置決めされてもよいことを理解されたい。モジュール22は、そのような変更に対応するように変更されてもよい。更に他の実施形態では、ハウジング24、インサート37、モジュール22及び/又はインタフェースの他の構成及び配列が利用されてもよい。
あるいは別の実施形態では428~472μm、更に他の実施形態では278~622μmであってもよい。インサート37は、また、厚さ100~225μmの追加の接着材を含んでもよく、更に、他の実施形態では追加のPET層などの1つ以上の選択的補強層を含んでもよい。更に、一実施形態では、前述のような4層インサート全体は、5mm以下の最小曲げ半径を有する。別の実施形態では、第1と第2の層66,68は、例えば第2の層68を最上層とし第2の層68の下に第1の層66を配置することによって、逆にされてもよいことを理解されたい。図3~図8の実施形態では、第1と第2の層66,68には、後で詳述される種々の回路や他の構成要素(センサ16、リード18、抵抗器53,54、経路50、誘電性パッチ80、及び他の構成要素を含む)が含まれ、印刷されてもよい。構成要素は、図3~図8の実施形態では、第1の層66の下側と第2の層68の上側に印刷されるが、他の実施形態では、少なくとも幾つかの構成要素が、第1と第2の層66,68の反対側に印刷されてもよい。第1の層66及び/又は第2の層68上に配置された構成要素が、他の層66,68に移動/転置されてもよいことを理解されたい。
スポット溶接又は他の既知の技術などの様々な他の技術を使用できる。
また電子構造(接点40、リード18などを含む)が、第1の層66の下側に位置決めされ、特に断らない限り、透明又は半透明の第1の層66を通して見えることを理解されたい。接点40,42は、互いに対向して位置決めされ、互いに対して重ね合わされ、それにより、ユーザの足などによるインサート部材37上の圧力によって、接点40,42間の係合が高まる。センサ16の抵抗は、接点40,42間の係合が増大するほど減少し、
モジュール22は、センサ16の抵抗の変化に基づいて圧力を検出するように構成される。一実施形態では、接点40,42は、図3~図8の実施形態のように、第1と第2の層66,68上に印刷された導電性パッチによって形成されてもよく、2つの接点40,42が形成される材料は同じでもよく異なってもよい。更に、一実施形態では、リード18は、センサ接点40,42の材料より高い導電率と低い固有抵抗を有する材料から形成される。例えば、パッチは、カーボンブラック又は別の導電性炭素材料から形成されてもよい。更に、一実施形態では、2つの接点40,42は、同じ材料又は類似の硬さを有する2つの材料から形成されてもよく、これにより、互いに接する材料の硬さの違いによる摩滅と摩耗が減少する。この実施形態では、第1の接点40が、第1の層66の下側に印刷され、第2の接点42が、第2の層68の上側に印刷されて、接点40,42の間の係合が可能になる。図3~図8に示された実施形態は、スペーサ層67を含み、スペーサ層67は、スペーサ層67を介して接点40,42の係合を可能にするために各センサ16に位置決めされた穴43を有し、同時に第1と第2の層66,68の他の部分を互いに絶縁する。一実施形態では、各穴43は、センサ16のうちの1つと位置合わせされ、それぞれのセンサ16の接点40,42間の少なくとも部分的係合を可能にする。図3~図8に示された実施形態では、穴43は、センサ接点40,42以外の領域では小さく、接点40,42の中央部分が互いに係合することを可能にし、同時に接点40,42の外側部分と配線リード18Aを互いに絶縁する(例えば図8を参照)。別の実施形態では、穴43は、接点40,42の間のその面全体にわたる係合を可能にするようにサイズ決めされてもよい。他の実施形態では、類似の機能を保ちながら、センサ16及び接点40,42のサイズ、寸法、輪郭及び構造が変更されてもよいことを理解されたい。また、様々な靴サイズのための様々なサイズのインサート37に、同じサイズを有するセンサ16が利用されてもよく、その場合、インサート37の全体寸法に対するセンサ16の寸法は、様々なインサート37サイズで異なってもよいことを理解されたい。他の実施形態では、センサシステム12は、図3~図8の実施形態のセンサ16と違うように構成されたセンサ16を有してもよい。更に他の例では、センサ16は、炭素系又は類似の接点40,42を含まない異なる構成を利用してもよく、かつ/又は抵抗センサ16として機能しなくてもよい。そのようなセンサの例には、他の例の中でも、容量性圧力センサ又はひずみゲージ圧力センサが挙げられる。
炭素)又は絶縁材料と同じ材料から形成されてもよい。
この構成によって、空気は、発泡部材138による邪魔なしに、通気穴72から出ることができる。図3~図4の実施形態では、空洞76はそれぞれ、空洞76から横方向に、インサート37の周辺境界を越えて延在するチャネル部分77を有する。換言すると、空洞76のチャネル部分77は、通気穴72から、インサート37の周辺境界の外側にある遠位端78まで横方向に延在する。発泡部材138が、インサート部材37を収容する凹部139を有する場合、図3~図4に示された実施形態にあるように、空洞76のチャネル部分77の遠位端78も凹部139の周辺境界の外側にあってよいことを理解されたい。
この構成によって、空洞76に入る空気は、チャネル部分77を横方向に通り、次に発泡部材138から上方及び/又は外方に通ることによって、靴底構造130から出ることができる。別の実施形態では、遠位端78は、発泡部材138内でかつインサート37の周辺境界の外側の位置で終了し、それにより、空気が、遠位端78にある空洞76から上方に抜けて、同じか又は類似の機能が提供される。以上のように、空気流システム70の構成要素は、他の実施形態では異なるように構成されてもよい。
ポート14の端子11を表わす。示した実施形態では、抵抗器53と54を表わす固定抵抗器102aと102bは、並列に接続される。固定抵抗器102a及び102bは、物理的に別個の層上に配置されてもよい。端子104a及び104bの両端の等価抵抗は、
次の周知の式によって決定される。
R102a=固定抵抗器102aの抵抗
R102b=固定抵抗器102bの抵抗
Req=等価抵抗
他の実施形態では、抵抗器が異なる構造を有してもよいことを理解されたい。各抵抗器53,54は、互いに離間された2つの区分55,56と、区分55,56の間にありこれらの区分を接続するブリッジ57とを有する。一実施形態では、ブリッジ57は、区分55,56より多くの抵抗材料から形成されてもよく、したがって、各抵抗器53,54の抵抗の大部分を提供することがある。区分55,56は、銀材料などの高伝導性材料から少なくとも部分的に形成されてもよい。図3~図9に示された実施形態では、内側及び外側区分55、56が、印刷された銀系インクや他の金属系インクなど、リード18と同じ材料から形成される。この実施形態では、ブリッジ57は、カーボンブラックや別の導電性炭素材料など、センサ接点40,42と同じ材料から形成される。他の実施形態では、
内側及び外側区分55,56及び/又はブリッジ57が、様々な材料から形成されてもよいことを理解されたい。
ポート14は、中敷131の中央アーチ又はミッドフット領域内の窪み135内にある電子モジュール22を挿入するためのハウジング24と関連付けられる。図3~図8に示されたように、センサリード18は、統合インタフェース20をその端子11に形成してポート14に接続つながるように集束する。一実施形態では、統合インタフェースは、複数の電気接点などによる、ポートインタフェース20に対するセンサリード18の個別接続を含んでもよい。別の実施形態では、センサリード18は、プラグ型インタフェース又は別の構成などの外部インタフェースを形成するように統合されてもよく、更に他の実施形態では、センサリード18は、各リード18がそれ自体の別個の端子11を有する非統合インタフェースを構成してもよい。また後で述べるように、モジュール22は、ポートインタフェース20及び/又はセンサリード18に接続するためのインタフェース23を有してもよい。
センサ16からによって収集されたデータを、記憶、伝達及び/又は処理のためのモジュール22に伝送するように構成される。幾つかの実施形態では、センサシステム12のポート14、センサ16、及び/又は他の構成要素が、データを処理するように構成されてもよい。センサシステム12のポート14、センサ16、及び/又は他の構成要素は、追加又は代替として、データを外部装置110又は複数のモジュール22及び/又は外部装置110に伝送するように構成されてもよい。センサシステム12のポート14、センサ16及び/又は他の構成要素が、これらの目的のために、適切なハードウェア、ソフトウェアなどを含んでもよい。履物物品におけるハウジングと電子モジュールの例は、参照により本明細書に組み込まれその一部を構成する米国特許出願公開2007/0260421号として公開された米国特許出願第11/416,458号に示されている。他の実施形態では、ポート14は、モジュール22に接続するためのインタフェース20を構成する電子端子11で示されているが、ポート14は、1つ以上の追加又は代替の通信インタフェースを収容してもよい。例えば、ポート14は、USBポート、Firewireポート、16ピンポート、又は他のタイプの物理接触式接続を収容するか含んでもよく、Wi-Fi、Bluetooth(登録商標)、近距離通信、RFID、Bluetooth Low Energy(登録商標)、Zigbee(登録商標)、又は他の無線通信技術用のインタフェース、赤外線又は他の光通信技術用のインタフェースなどの無線又は非接触通信インタフェースを含んでもよい。別の実施形態では、センサシステム12は、
1つ以上のモジュール22又は外部装置110と通信するように・BR>\成された複数のポート14を含んでもよい。あるいは、この構成は、単一分配ポート14と見なされてもよい。例えば、センサ16はそれぞれ、1つ以上の電子モジュール22と通信するための別個のポート14を有してもよい。この実施形態のポート14は、リード18によってセンサ16に接続され、様々な実施形態では、インサート37の層の間、インサート37の開口の中、インサート37の上又は下に配置されてもよい。複数又は分散されたポート14は、2つ以上のセンサの組み合わせが単一ポート14に接続された状態で使用されうることを理解されたい。更に他の実施形態では、センサシステム12は、様々な構成を有する1つ以上のポート14を含んでもよく、ポート14は、本明細書に記載された2つ以上構成の組み合わせを含んでもよい。
無線通信のためにアンテナに接続されてもよい。アンテナは、選択された無線通信方法に適切な伝送周波数で使用するように形状、サイズ、位置が決定されてもよい。更に、アンテナは、モジュール22内にあってよくモジュール外にあってもよい。1つの例では、センサシステム12自体(リード18やセンサ16の導電性部分など)が、アンテナを構成するために使用されてもよい。モジュール22は、更に、アンテナ受信を改善するように配置、位置決め及び/又は構成されてもよく、一実施形態では、ユーザの身体の一部分をアンテナとして使用してもよい。一実施形態では、モジュール22は、履物100内に永久的に取り付けられてもよく、あるいは、ユーザの選択時に取り外すことができ、必要に応じて履物100内に留まることが可能であってもよい。更に、後で更に詳しく説明されるように、モジュール22は、取り外され、センサ16から別の手法でデータを収集しかつ/又は利用するようにプログラムされかつ/又は構成された別のモジュール22と交換されてもよい。モジュール22が、履物100内に永久的に取り付けられる場合、センサシステム12は、更に、USBやFirewireポートなどのデータ転送及び/又はバッテリ充電を可能にするために外部ポート(図示せず)を備えてもよい。モジュール22が、接触式と非接触式の両方で通信するように構成されてもよいことを理解されたい。
図3~図4及び図14におけるポート14の位置決めは、1つのそのような例を示す。別の実施形態では、ポート14は、靴100のかかと又は甲領域の近くに配置される。履物構造100の他の特徴は、着用者の足とポート14(又は、ポート14に接続された要素)との間の接触を減少させるか回避し、かつ履物構造100の全体的な快適さを改善するのに役立つことがある。例えば、前述され図3~図4に示されたように、足接触部材133は、ポート14の上に適合しかつポート14を少なくとも部分的に覆ってもよく、それにより、着用者の足とポート14との間に詰物層が提供される。ポート14と着用者の足との接触を少なくしかつ着用者の足におけるポート14の望ましくない感触を調整するために使用されてもよい。
複数の部材(例えば、外側上部材と内側上部材)を含むことがあるモジュールベース部材175を有する。ハウジング170は、更に、複数の部材(例えば、外側部材と内側部材)を含むこともあるモジュール上部材177を有する。モジュールベース部材175、モジュール上部材177及びインタフェース組立体171は、協力してコネクタ172のまわりに密封構成を提供する。コネクタ172は、この実施形態では、オーバーモールド構成を有すると考えられうる。これらの構成要素は、また、内部空洞を形成し、ハウジング170は、コネクタ172に操作可能に接続されたプリント回路基板を含む内部構成要素を支持する。
データ送信/受信システム107の様々な構成要素又は要素が、様々なハウジング内、様々な基板上で互いに別個でもよく、かつ/又は本発明から逸脱することなく種々様々な方式で履物物品100や他の装置と別に係合されてもよい。様々な可能な取付け構造の種々の例は、後でより詳しく説明される。
環境発電技術を使用して充電するように構成されてもよく、またユーザの動きによる動力学的エネルギーの吸収によって電源206を充電する充電器などの環境発電用装置を含んでもよい。
複数のユーザによってアクセスされかつ/又はダウンロードされうる。1つの例では、データは、XML形式で収集、保存、送信される。一実施形態では、モジュール22は、測定端子104bにおける電圧降下を測定することによって、図9に示されたような回路10を利用してセンサ16内の圧力変化を検出し、この圧力変化は、そのとき切り換えられた特定のセンサ16の抵抗の変化を示す。図13は、センサ16の圧力-抵抗曲線の一例を示し、破線は、インサート37の曲がりなどの要因による曲線の電位シフトを示す。モジュール22は、活動化抵抗RAを有してもよく、これは、モジュール22がセンサ上の圧力を登録するのに必要な検出抵抗である。そのような抵抗を作成する対応する圧力は、
活動化圧力PAとして知られる。活動化抵抗RAは、モジュール22がデータを登録するのに必要とされる固有活動化圧力PAに対応するように選択されうる。一実施形態では、
活動化圧力PAは、約0.15バール、約0.2バール又は約0.25バールでよく、対応する活動化抵抗RAは、約100kΩであってもよい。更に、一実施形態では、最高感度レンジは、150~1500ミリバールでよい。一実施形態では、図3~図22Bに示されたように構成されたセンサシステム12は、0.1~7.0バール(又は、約0.1~7.0気圧)の範囲の圧力を検出でき、別の実施形態では、センサシステム12は、この範囲の圧力を高感度で検出できる。
靴100の様々な部分の力の相対差は、靴100の重み分布と「圧力中心」を決定する際に利用されうる。圧力の重量配分及び/又は中心は、一方又は両方の靴100のために独立して計算することができるか、又は人の全身のための重量配分の圧力中心又は中心を見つけることなどの、両方の靴の上にともに計算することができる。更に他の実施形態では、センサ16は、圧縮力の変化率、接触時間、飛行時間、若しくは衝撃間の時間(ジャンプ又はランニング中など)、及び/又は他の時間依存パラメータを測定可能であってもよい。任意の実施形態では、センサ16が、前述のように力/衝撃を登録する前に特定のしきい値力又は衝撃を必要とすることがあることを理解されたい。
モジュール22は、左/右靴の認識によりデータを異なるように処理してもよく、またデータが左/右靴のどちらからのものかの識別によりデータを外部装置110に送信してもよい。同様に、外部装置110は、左/右靴の識別に基づいてデータを異なるように処理するか他の方法で処理してもよい。1つの例では、図12に示され前述されたように、端子11とインタフェース20に対するセンサ16の接続が、左インサートと右インサート37とで異なってもよい。左インサート37からのデータは、この構成によれば、右インサート37からのデータと異なるように解釈されてもよい。モジュール22及び/又は電子装置110は、固有識別チップ92に含まれる他の識別情報に関して類似のアクションを実行してもよい。多くの用途では、データは、更に、使用前にモジュール22及び/又は外部装置110によって処理される。外部装置110が更にデータを処理する構成では、モジュール22は、データを外部装置110に送信してもよい。この送信されたデータは、同じ普遍的に読取り可能な形式で送信されてもよく、別の形式で送信されてもよく、
またモジュール22は、データの形式を変更するように構成されてもよい。更に、モジュール22は、1つ以上の特定の用途のためにセンサ16からのデータを収集、利用及び/又は処理するようにするように構成されかつ/又はプログラムされうる。一実施形態では、モジュール22は、複数の用途で使用するためにデータを収集、利用及び/又は処理するように構成される。そのような使用と用途の例を以下に示す。本明細書で使用されるとき、用語「用途」は、一般に、特定の使用法を指し、この用語がコンピュータ技術で使用されるとき、必ずしもコンピュータプログラムアプリケーションでの使用法を指すとは限らない。しかしながら、コンピュータプログラムアプリケーションでは、特定のアプリケーションが、完全に実施されてもよく部分的に実施されてもよい。
第2モジュール22は、1つ以上のアスレチックパフォーマンス監視用途で使用するように構成されてもよい。更に、モジュール22は、同一タイプの様々な用途で使用するように構成されてもよい。例えば、第1モジュール22は、あるゲーム又はアスレチックパフォーマンス監視用途で使用するように構成され、第2モジュール22は、別のゲーム又はアスレチックパフォーマンス監視用途で使用するように構成されてもよい。別の例として、モジュール22は、同一ゲーム又はパフォーマンス監視用途内で異なるように使用するよう構成されてもよい。別の実施形態では、第1モジュール22は、あるタイプのデータを収集するように構成され、第2モジュール22は、別のタイプのデータを収集するように構成されてもよい。本明細書に記載されるそのようなタイプのデータの例は、定量的力及び/又は圧力測定値、相対的力及び/又は圧力測定値(即ち、センサ16相互の)、体重移動/転移、衝撃シーケンス(フットストライクパターンなど)、力/又は圧力変化率などが挙げられる。更に他の実施形態では、第1モジュール22は、センサ16からのデータを、第2モジュール22と異なるように利用又は処理するように構成されてもよい。
例えば、モジュール22は、単にデータを収集、記憶及び/又は通信するように構成されてもよく、モジュール22は、データの編成、データの形式の変更、データを使用した計算の実行など、何らかの方法でデータを更に処理するように構成されてもよい。更に別の実施形態では、モジュール22は、様々な通信インタフェースを有するか、様々な外部装置110と通信するように構成されるなど、異なるように通信するように構成されてもよい。モジュール22は、様々な電源を使用したり追加又は異なるハードウェア構成要素(前述のような追加のセンサ(例えばGPS、加速度計など))を含んだりするなど、構造と機能の両方の態様を含む他の態様で異なるように機能してもよい。
モジュール22及び/又は外部装置110は、ユーザに積極的な実時間フィードバックを与えるように構成されうる。1つの例では、ポート14及び/又はモジュール22は、結果を実時間で伝えるために、コンピュータやモバイル装置などと通信してもよい。別の例では、米国特許第6,978,684号に開示された機能のような、制御動作を支援するために靴の一部分を振動させることによってユーザフィードバックを提供できる1つ以上の振動要素が靴100に含まれてもよく、この特許は、参照により本明細書に組み込まれその一部を構成する。更に、データを使用してアスレチック運動を比較して、例えば、運動をユーザの過去の運動と比較してその一貫性、改善又は不足を示したり、ユーザの運動を別のユーザの同じ運動(プロゴルファーのスウィングなど)と比較できる。
単独で使用されてもよく、図10~図12に示したような1足の靴100,100’など、それ自体のセンサシステム12’を備えた第2の履物物品100’との組み合わせで使用されてもよい。第2の靴100’のセンサシステム12’は、一般に、センサリード18’によってポート14’に接続されて電子モジュール22’と通信する1つ以上のセンサ16’を収容する。図10~図12に示された第2の靴100’の第2のセンサシステム12’は、第1の靴100のセンサシステム12と同じ構成を有する。しかしながら、
別の実施形態では、靴100,100’は、様々な構成を有するセンサシステム12,12’を有してもよい。2つの靴100,100’は両方とも、外部装置110と通信するように構成され、示した実施形態では、靴100,100’はそれぞれ、外部装置110と通信するように構成された電子モジュール22,22’を有する。別の実施形態では、
両方の靴100,100’は、同じ電子モジュール22と通信するように構成されたポート14,14’を有してもよい。この実施形態では、少なくとも1つの靴100,100’が、モジュール22と無線通信するように構成されてもよい。図10~図12は、モジュール22,22’間で通信する様々なモードを示す。
各モジュール22,22’が外部装置110と独立に通信するように構成され、モジュール22,22’が互いに通信するように構成されていない、「独立」通信モードを示す。
他の実施形態では、センサシステム12,12’は、互いにかつ/又は外部装置110と別の方法で通信するように構成されてもよい。
ポート14とモジュール22は、前述のような構成を利用してもよい。インサート200は、ストローベル、内底、ソックライナーなどの履物物品に挿入する靴底部材であってもよく、軟質発泡体、織物、ゴム及び他のそのような材料、又はこれらの組み合わせから作成されてもよい。センサ16をポート14に接続するリード18は、インサート200に縫い込まれる導電性細線によって作成されてもよく、インサート200上又はインサート200内に付着させることができる柔軟性を有するインクによって作成されてもよい。そのような導電性細線の一例は、導電性配合物で被覆されたナイロン糸である。他の実施形態では、ライクラ系又は他の弾性導電性細線などの様々なタイプの導電性細線を使用できる。センサ16は、縫い込み接続用に最適化された接続パッド201を有してもよく、インサート200上に配置し易くするために感圧性接着剤で裏打ちされてもよい。更に、センサ16は、センサ16を内側又は左右に配置できるように対称的であってもよい。センサ16は、インサート200の上面又は下面に位置決めされてもよい。別の実施形態では、センサ16は、インサート200内に位置決めされてもよい。
例えば、図23は、図20~図23のシステム12と共に使用できるインサート600を示し、その周縁に本明細書で述べる他の実施形態より深い切欠き608を有する。導電性トレースの構成により、インサート600の他の領域を除去してもよいことを理解されたい。
ストローベル、内底、ソックライナーなどの履物物品に挿入するための靴底部材に接続又は接合されてもよく、靴底部材として機能してもよい。一実施形態では、インサート400は、センサ16が接続された軟質発泡体又は織物層であり、この軟質発泡又は織物層は、ソックライナーや他の靴底部材に積層されてもよい。センサ16をポート14に接続するリード18は、結合されるインサート400又は靴底部材に縫い込まれた導電性細線によって作成されてもよく、図17に関して同様に前述したように、インサート400上又はインサート400内に付着されうる柔軟インクによって作成されてもよい。そのようなセンサは、図17に関して前述したように、靴底の動きをセンサ材料から切り離す。この実施形態では、センサ16は、変形されたときに電圧を生成する圧電センサである。図24~図25のシステム12は、更に、図20~図23のモジュール602に関して前述したように、(例えば、オーバーモールドによって)靴底内に永久的に接続されてもよい電子モジュール401と通信するポート14を含む。前述したように、モジュール401は、外部電子機器に物理接続を提供するコネクタ402を有してもよい。例えば図14A~図16に前述され示されたように、取り外し可能なモジュール22などの別のタイプのモジュールが使用されてもよい。
別の実施形態では、圧電ストリップ501を電子部品502に接続するために導電性リードが使用されてもよい。図26は、圧電ストリップ501を利用するセンサシステム12の一実施形態を示し、図27は、構造を単純で安価にするためにより少数の圧電ストリップ501を利用する別の実施形態を示す。ストリップ501は、一実施形態では、図25に示されたようなセンサ16と類似の構造を有してもよい。
1を超える無限数までの任意の数を示す。更に、物品又は装置を「提供する」ことは、本明細書で使用されるとき、物品に対して行なわれる将来の操作に物品を利用可能又はアクセス可能にすることを広義に指し、物品を提供する側が、物品を製造、作成、又は提供したこと、又は物品を提供する側が、物品の所有権又は管理権を有することを意味しない。
したがって、特定の実施形態を例示し説明したが、本発明の趣旨から逸脱することなく多くの改良が想起され、権利保護の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
13 センサ組立体
14 ポート
16 センサ
18 センサリード
22 電子モジュール
37 インサート部材
100 履物
130 靴底構造
131 中敷部材
133 足接触部材
Claims (38)
- センサシステムであって、
履物物品の靴底構造の一部を構成するように構成された靴底部材と、
可撓性発泡材料層または可撓性織物材料層を有する可撓性インサート部材と、
前記インサート部材に接続され、圧電材料をそれぞれ含む複数のセンサであって、前記センサに対する圧力が電圧を生成するようにそれぞれ構成された複数のセンサであり、前記インサート部材と複数の前記センサが前記靴底部材に積層されて前記インサート部材と前記センサとが前記靴底部材に接続されており、
複数の前記センサに接続され、電子モジュールと通信するように構成されたポートと、
前記インサート部材に接続された複数のリードであって、前記リードは前記センサを前記ポートに電気的に接続し、前記ポートが、前記センサによって生成された前記電圧を受け取るように構成された複数の前記リードとを含むセンサシステム。 - 前記インサート部材が、高分子シート材料の最上層と最下層を有し、前記センサが前記最上層と最下層の間に位置している、請求項1に記載のセンサシステム。
- 各前記センサが、前記インサート部材の外側面に接続されている、請求項1に記載のセンサシステム。
- 前記ポートに電気的に接続された前記電子モジュールを更に含み、前記電子モジュールが、前記靴底部材内でオーバーモールドされ、また前記靴底部材内に完全に収容され、前記電子モジュールが、外部装置と通信するように構成されている、請求項1に記載のセンサシステム。
- 前記電子モジュールに電気的に接続された外部コネクタを更に含み、前記外部コネクタは、前記靴底部材の外部に露出され、前記電子モジュールに対する物理的電気接続を提供するために前記靴底部材の前記外部からアクセス可能である、請求項4に記載のセンサシステム。
- 前記電子モジュールが、前記センサからデータを収集するように構成され、また前記センサの両端に電圧を生成して前記圧電材料を変形させて触感フィードバックをユーザに提供するように構成されている、請求項4に記載のセンサシステム。
- 各センサが、両面にメタライゼーションを有する前記圧電材料を有し、前記リードが、
前記メタライゼーションに電気的に接続されている、請求項1に記載のセンサシステム。 - 各センサが、前記圧電材料と前記メタライゼーションを取り囲む高分子層を更に含む、
請求項7に記載のセンサシステム。 - 前記インサート部材が、発泡材料で作成されている、請求項1に記載のセンサシステム。
- 前記インサート部材が、織物材料で作成されている、請求項1に記載のセンサシステム。
- センサシステムであって、
履物物品の靴底構造の一部を構成するように構成された靴底部材と、
可撓性発泡材料層または可撓性織物材料層を有する可撓性インサート部材と、
前記インサート部材に接続され、圧電材料をそれぞれ含む複数のセンサであって、前記センサに対する圧力が電圧を生成するようにそれぞれ構成された複数のセンサであり、前記インサート部材と複数の前記センサが前記靴底部材に積層されて前記インサート部材と前記センサとが前記靴底部材に接続されており、
複数の前記センサに接続され、電子モジュールと通信するように構成されたポートと、
前記インサート部材に接続され、前記センサを前記ポートに電気的に接続する複数のリードであって、前記インサート部材又は前記靴底部材に縫い込まれた導電性細線によって構成された複数のリードとを有する、センサシステム。 - 前記インサート部材が、高分子シート材料の最上層と最下層を有し、前記センサが、前記最上層と最下層の間に位置している、請求項11に記載のセンサシステム。
- 各前記センサが、前記インサート部材の外側面に接続されている、請求項11に記載のセンサシステム。
- 前記ポートに電気的に接続された前記電子モジュールを更に含み、前記電子モジュールが、前記靴底部材内でオーバーモールドされ、また前記靴底部材内に完全に収容され、前記電子モジュールが、外部装置と通信するように構成されている、請求項11に記載のセンサシステム。
- 前記電子モジュールに電気的に接続された外部コネクタを更に含み、前記外部コネクタは、前記靴底部材の外部に露出され、前記電子モジュールに対する物理的電気接続を提供するために前記靴底部材の前記外部からアクセス可能である、請求項14に記載のセンサシステム。
- 前記電子モジュールが、前記センサからデータを収集するように構成され、更に、前記センサの両端に電圧を生成して圧電材料を変形させて触感フィードバックをユーザに提供するように構成されている、請求項14に記載のセンサシステム。
- 各前記センサが、両面にメタライゼーションを有する前記圧電材料を含み、前記リードが、前記メタライゼーションに電気的に接続されている、請求項11に記載のセンサシステム。
- 各前記センサが、前記圧電材料と前記メタライゼーションを取り囲む高分子層を更に含む、請求項17に記載のセンサシステム。
- 前記インサート部材が、発泡材料で作成されている、請求項11に記載のセンサシステム。
- 前記インサート部材が、織物材料で作成されている、請求項11に記載のセンサシステム。
- 履物物品であって、
足収容室を少なくとも部分的に規定する上側部材と、
前記上側部材と係合され、靴底部材を含む靴底構造と、
可撓性発泡材料層または可撓性織物材料層を有する可撓性インサート部材と、
前記インサート部材に接続され、圧電材料をそれぞれ含む複数のセンサであって、前記センサに対する圧力が電圧を生成するようにそれぞれ構成された複数のセンサであり、前記インサート部材と複数の前記センサが前記靴底部材に積層されて前記インサート部材と前記センサとが前記靴底部材に接続されており、
電子モジュールと通信するように構成されたポートと、
前記センサを前記ポートに電気的に接続し、前記ポートが、前記センサによって生成された前記電圧を受け取るように構成された複数のリードとを含む、履物物品。 - 前記インサート部材が、高分子シート材料の最上層と最下層を有し、前記センサが、前記最上層と最下層の間に位置している、請求項21に記載の履物物品。
- 前記ポートに電気的に接続された前記電子モジュールを更に含み、前記電子モジュールが、前記靴底部材内でオーバーモールドされ、また前記靴底部材内に完全に収容され、前記電子モジュールが、外部装置と通信するように構成されている、請求項21に記載の履物物品。
- 前記電子モジュールに電気的に接続された外部コネクタを更に含み、前記外部コネクタは、前記靴底部材の外部に露出され、前記電子モジュールに対する物理的電気接続を提供するために前記靴底部材の前記外部からアクセス可能である、請求項21に記載の履物物品。
- 前記電子モジュールが、前記センサからデータを収集するように構成され、更に、前記センサの両端に電圧を生成して圧電材料を変形させて触感フィードバックをユーザに提供するように構成されている、請求項24に記載の履物物品。
- 各前記センサが、両面にメタライゼーションを有する前記圧電材料を含み、前記リードが、前記メタライゼーションに電気的に接続されている、請求項21に記載の履物物品。
- 各前記センサが、前記圧電材料と前記メタライゼーションを取り囲む高分子層を更に含む、請求項26に記載の履物物品。
- 前記インサート部材が、発泡材料で作成されている、請求項21に記載の履物物品。
- 前記インサート部材が、織物材料で作成されている、請求項21に記載の履物物品。
- 履物物品であって、
足収容室を少なくとも部分的に規定する上側部材と、
前記上側部材と係合され、靴底部材を含む靴底構造と、
可撓性発泡材料層または可撓性織物材料層を有する可撓性インサート部材と、
前記インサート部材に接続され、圧電材料をそれぞれ含む複数のセンサであって、前記センサに対する圧力が電圧を生成するようにそれぞれ構成された複数のセンサであり、前記インサート部材と複数の前記センサが前記靴底部材に積層されて前記インサート部材と前記センサとが前記靴底部材に接続されており、
電子モジュールと通信するように構成されたポートと、
前記センサを前記ポートに電気的に接続し、前記インサート部材又は前記靴底部材に縫い込まれた導電性細線によって構成された複数のリードとを含む、履物物品。 - 前記インサート部材が、高分子シート材料の最上層と最下層を有し、前記センサが、前記最上層と最下層の間に位置している、請求項30に記載の履物物品。
- 前記ポートに電気的に接続された前記電子モジュールを更に含み、前記電子モジュールが、前記靴底部材内でオーバーモールドされ、また前記靴底部材内に完全に収容され、前記電子モジュールが、外部装置と通信するように構成されている、請求項30に記載の履物物品。
- 前記電子モジュールに電気的に接続された外部コネクタを更に含み、前記外部コネクタは、前記靴底部材の外部に露出され、前記電子モジュールに対する物理的電気接続を提供するために前記靴底部材の前記外部からアクセス可能である、請求項32に記載の履物物品。
- 前記電子モジュールが、前記センサからデータを収集するように構成され、更に、前記センサの両端に電圧を生成して圧電材料を変形させて触感フィードバックをユーザに提供するように構成されている、請求項32に記載の履物物品。
- 各前記センサが、両面にメタライゼーションを有する前記圧電材料を含み、前記リードが、前記メタライゼーションに電気的に接続されている、請求項30に記載の履物物品。
- 各前記センサが、前記圧電材料と前記メタライゼーションを取り囲む高分子層を更に含む、請求項35に記載の履物物品。
- 前記インサート部材が、発泡材料で作成されている、請求項30に記載の履物物品。
- 前記インサート部材が、織物材料で作成されている、請求項30に記載の履物物品。
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