JP4304199B2 - 計時機器、計時システムおよびタイム計測方法 - Google Patents

Description

この発明は、電磁場の誤検出等を防ぎつつ、移動体の通過タイム、例えば、競技者のタイムを適切に計時することのできる計時機器、計時システムおよびタイム計測方法に関する。

近年、マラソン競技において、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測システムも実用化されている。
最近では、途中の計時地点における通過タイムも含めた競技タイムを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試みがなされている。例えば、競技者にタグ送信機（無線タグ等）を保持させ、このタグ送信機により競技タイムを計測する計測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。

一例として、計時部を有する無線タグを競技者に保持させ、この無線タグが所定の電磁場を検出することで計測タイム（競技タイム）を特定する技術も開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−４７２６３号公報（第１１−２５頁、第１図）

この特許文献１の技術では、具体的に図９（ａ）に示すように、競技者が走行する走路上（計時地点）に略８の字形状のループコイルを設置して電磁場を発生させる。つまり、ループコイル上に、図９（ｂ）に示すような電磁場を発生させる。この電磁場には、計測に用いられるメインローブＭＬの他に、副次的なサイドローブＳＬも含まれる。
そして、競技者が計時地点（ループコイル）に到達し、このような電磁場上を移動すると、無線タグは、図９（ｂ）に示すｂ点（トリガ点）を電磁場の変動により検知し、競技タイムを計測する。なお、計測された競技タイム等の情報は、無線タグから受信装置に向けて送信されるようになっている。

上述した特許文献１の技術では、図９（ｂ）に示すような電磁場において、トリガ点を検知するための条件を、電磁場の変動（より詳細には、電磁界強度の変極点の検出）としている。
それでも、電磁場の検出が開始されるａ点近傍では、電磁場の信号レベルが不安定となるため、無線タグがここでの変動を捉えてしまい、トリガ点を誤検知する事態も生じ得る。そこで、実際には、電磁場の最初の検出から所定時間が経過した後に、トリガ点の検知動作を開始するようにしていた。つまり、無線タグには非検知時間が設定されており、ａ点近傍で最初に電磁場を検出してから非検知時間が経過した後に、トリガ点の検知動作を開始することで、ｂ点をトリガ点として検知していた。

しかしながら、国際的な大会と市民大会や、男子競技と女子競技など、競技者の力量（ループコイル上の移動速度）が異なる都度、この非検知時間を競技者の力量に合わせて適宜設定する必要があった。そのため、極めて煩雑であるだけでなく、非検知時間の誤った設定や、設定漏れが生じてしまうおそれもある。
また、ループコイル上に生成させる電磁場が適切でなかったり（大きすぎたり）、無線タグのトリガレベルが適切でないと（低すぎたりすると）、サイドローブＳＬを検出してしまうことも起こり得る。この場合、適切な非検知時間が設定されていたとしても、検知動作の開始が早すぎるため、無線タグは、ｂ点以外で電磁場の変動を捉えてしまい、トリガ点を誤検知してしまうことがあった。

更に、駅伝等のリレー競技では、たすきやバトンの受け渡しの際に、到着者（前区間を走行した競技者）と出発者（現区間をこれから走行する競技者）とが、同じループコイル上を走行することがある。このとき、両者の無線タグから、それぞれ競技タイムの送信が行われてしまう。
この際、有効となるのは、到着者の競技タイムだけであるため、出発者の無線タグから送信された競技タイムは、受信側で破棄する必要がある。そのため、受信側の処理装置に、各計時に対応して、到着者の無線タグを識別するための識別情報等を予め登録しておく必要があった。
また、そもそも、出発者の無線タグから不要な送信が行われてしまうため、コリジョンの発生等により、到着者の無線タグから競技タイムを送信する際に、悪影響を与えてしまうことも懸念される。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、電磁場の誤検出等を防ぎつつ、競技者のタイムを適切に計時することのできる計時機器、計時システムおよびタイム計測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の観点に係る計時機器は、
移動体に保持される計時機器であって、
基準時刻を計時する計時手段と、
前記移動体が通過する経路上に配置された所定形状のアンテナが生成する２つの電磁場より、固有の識別情報が一定間隔を開けて順次送られる送信データの変調波を受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した変調波を復調して得た復調信号から、識別情報を取得する情報取得手段と、
前記情報取得手段が識別情報を取得後、前記復調信号の立ち下がりから立ち上がりまでのＬｏｗ期間が、前記一定間隔よりも大きな基準間隔以上であるときに、当該Ｌｏｗ期間を前記２つの電磁場の間に生じる電磁場の不検知期間として判別する判別手段と、
前記判別手段が判別した前記不検知期間の中間に、前記計時手段により計時された時刻を前記移動体が前記アンテナの配置された地点を通過した通過タイムとして特定するタイム特定手段と、
を備えることを特徴とする。

この発明によれば、計時機器は、移動体、例えば、競技者に保持され、その計時手段は、競技における基準時刻（例えば、ランニングタイム等）を計時する。また、受信手段は、経路上に配置された例えば、略８の字形状のアンテナが生成する２つの電磁場より、固有の識別情報（例えば、ゲートＩＤ等）が一定間隔を開けて順次送られる送信データの変調波（一例として、変調されたＬＦ信号等）を受信する。情報取得手段は、受信手段が受信した変調波を復調して得た復調信号から、識別情報を取得する。判別手段は、情報取得手段が識別情報を取得後、復調信号の立ち下がりから立ち上がりまでのＬｏｗ期間が、一定間隔よりも大きな基準間隔以上であるときに、このＬｏｗ期間を２つの電磁場の間に生じる電磁場の不検知期間として判別する。そして、タイム特定手段は、判別手段が判別した不検知期間の中間に、計時手段により計時された時刻を移動体、例えば、競技者がアンテナの配置された地点を通過した通過タイム、換言すれば、競技タイムとして特定する。
つまり、識別情報を受信できるようになった後に、復調した復調信号のＬｏｗ期間が基準間隔以上であるときにこの期間を不検知期間として判別することで、誤検知を防ぐことが可能となる。
この結果、電磁場の誤検出等を防ぎつつ、競技者のタイムを適切に計時することができる。

前記判別手段は、予め想定された最速の前記移動体、例えば、競技者が、前記２つの電磁場間の幅を移動するのに要する時間よりも長時間に渡って、前記Ｌｏｗ期間が持続した場合に、前記不検知期間として判別してもよい。

前記判別手段は、前記情報取得手段が識別情報を複数回取得した後に、前記不検知期間を判別してもよい。

上記計時機器は、前記移動体としての競技者に保持され、
前記計時手段は、競技における基準時刻を計時し、
前記受信手段は、前記競技の走路上に配置された前記アンテナが生成する２つの電磁場より、前記変調波を受信し、
前記タイム特定手段は、前記通過タイムを前記競技の競技タイムとして特定してもよい。

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る計時システムは、
移動体に保持される計時機器であって、
基準時刻を計時する計時手段と、
前記移動体が通過する経路上に配置された所定形状のアンテナが生成する２つの電磁場より、変調波を受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した変調波を復調し、固有の識別情報を取得する情報取得手段と、
前記情報取得手段が識別情報を取得した後に、前記２つの電磁場の間に生じる電磁場の不検知期間を判別する判別手段と、
前記判別手段が判別した前記不検知期間の中間に、前記計時手段により計時された時刻を前記移動体が前記アンテナの配置された地点を通過した通過タイムとして特定するタイム特定手段と、
リレー競技用に、識別情報を記憶する記憶部とを備え、
前記情報取得手段は、１種類目の識別情報を取得した際に、前記記憶部に識別情報を格納し、
前記判別手段は、前記情報取得手段が２種類目の識別情報を取得した後に、前記不検知期間を判別する、
ことを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る計時システムは、
上述の第１の観点の発明に係る計時機器と、
前記識別情報を乗せた変調波を、前記移動体が通過する前記経路上に配置された前記所定形状の前記アンテナから送信する送信機と、
前記計時機器から送信される前記通過タイムと前記計時機器の識別情報とを受信する受信機と、
前記受信機の受信した前記通過タイムと前記計時機器の識別情報とに基づき前記移動体の通過タイムを処理する処理装置と、
を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明の第４の観点に係るタイム計測方法は、
競技者に保持される計時機器におけるタイム計測方法であって、
競技における基準時刻を計時する計時ステップと、
走路上に配置された所定形状のアンテナが生成する２つの電磁場より、固有の識別情報が一定間隔を開けて順次送られる送信データの変調波を受信する受信ステップと、
前記受信ステップにて受信した変調波を復調して得た復調信号から、識別情報を取得する情報取得ステップと、
前記情報取得ステップにて識別情報を取得後、前記復調信号の立ち下がりから立ち上がりまでのＬｏｗ期間が、前記一定間隔よりも大きな基準間隔以上であるときに、当該Ｌｏｗ期間を前記２つの電磁場の間に生じる電磁場の不検知期間として判別する判別ステップと、
前記判別ステップにて判別した前記不検知期間の中間に、前記計時ステップにて計時された時刻を競技タイムとして特定するタイム特定ステップと、
を備えることを特徴とする。

この発明によれば、計時ステップでは、競技における基準時刻（例えば、ランニングタイム等）を計時する。また、受信ステップでは、走路上に配置された例えば、略８の字形状のアンテナが生成する２つの電磁場より、固有の識別情報（例えば、ゲートＩＤ等）が一定間隔を開けて順次送られる送信データの変調波（一例として、変調されたＬＦ信号等）を受信する。情報取得ステップでは、受信ステップにて受信した変調波を復調して得た復調信号から、識別情報を取得する。判別ステップでは、情報取得ステップにて識別情報を取得後、復調信号の立ち下がりから立ち上がりまでのＬｏｗ期間が、一定間隔よりも大きな基準間隔以上であるときに、このＬｏｗ期間を２つの電磁場の間に生じる電磁場の不検知期間として判別する。そして、タイム特定ステップでは、判別ステップにて判別した不検知期間の中間に、計時ステップにて計時された時刻を競技タイムとして特定する。
つまり、識別情報を受信できるようになった後に、復調した復調信号のＬｏｗ期間が基準間隔以上であるときにこの期間を不検知期間として判別することで、誤検知を防ぐことが可能となる。
この結果、電磁場の誤検出等を防ぎつつ、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、電磁場の誤検出等を防ぎつつ、移動体の通過タイム、例えば、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やその周辺に配置されるＬＦ信号送信機１０、ＬＦ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。
なお、ＬＦ信号送信機１０、ＬＦアンテナ２０、及び、受信機３０は、競技タイムを計時するための計時地点毎にそれぞれ配置される。

ＬＦ（Low Frequency）信号送信機１０は、計時地点の走路の沿道等に配置され、ＬＦ信号をＬＦアンテナ２０に供給して電磁場を発生させ、ＬＦアンテナ２０上に到達した競技者ＲＮの無線タグ５０に向けてデータを送信する。
具体的にＬＦ信号送信機１０は、発振回路１１と、処理部１２と、変調回路１３と、電力増幅回路１４とを含んで構成される。

発振回路１１は、例えば、１２５ｋＨｚのＬＦ信号を生成し、変調回路１３に供給する。つまり、キャリア信号としてのＬＦ信号を変調回路１３に供給する。

処理部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等からなり、ゲートＩＤ等の情報を管理すると共に、変調回路１３を制御して、ゲートＩＤを含む送信データを変調させる。
なお、このゲートＩＤは、各ＬＦ信号送信機１０（各計時地点）に固有の識別情報であり、このゲートＩＤを無線タグ５０に取得させる（受信させる）ことにより、競技者ＲＮが通過した計時地点等を特定できるようになっている。

変調回路１３は、処理部１２に制御され、送信データをＯＯＫ（On/Off Keying）変調方式によりキャリア信号に重畳する。その際、変調回路１３は、マンチェスタ符号化により、送信データ中に０または１が連続する場合でも、常に変移可能な変調信号を生成する。
具体的に変調回路１３は、図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、送信データをマンチェスタ符号化する。なお、送信データの信号速度を２ｋｂｐｓとすると、変調信号の最大周期は、図２（ａ）に示すように、５００μＳ（Ｌの期間は２５０μＳ）となる。また、変調信号の最小周期は、図２（ｃ）に示すように２５０μＳ（Ｌの期間は１２５μＳ）となる。

図１に戻って、電力増幅回路１４は、変調回路１３により送信データが重畳されたキャリア信号（ＬＦ信号）を適宜増幅してＬＦアンテナ２０に供給する。つまり、ＬＦ信号をＬＦアンテナ２０から必要な強度で空中に放出できる信号レベルまで増幅する。

このような構成のＬＦ信号送信機１０は、具体的に、図３（ａ）に示すように、プリアンブル、スタートギャップ、及び、データからなる送信データを、変調等によって送信波形（ＬＦ信号）にして、ＬＦアンテナ２０から送信させる。
このプリアンブルは、受信した無線タグ５０が、ＬＦ信号のスライスレベルを決めるために使用する基準信号（１０ｍＳ）である。また、スタートギャップは、無線タグ５０が、データの開始地点を認識するために使用する空時間（２ｍＳ）である。そして、データには、上述したゲートＩＤが含まれている（１６ｍＳ）。
なお、スタートギャップ、及び、データは、図３（ｂ）に示すように、繰り返し送信される。その際、１つ前のデータの信号がプリアンブルを兼ねることになる。
また、送信データの信号速度が２ｋｂｐｓの場合、送信波形の最大変調速度は４ｋｂｐｓとなる（最小変調速度：２ｋｂｐｓ）。

図１に戻って、ＬＦ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。
ＬＦアンテナ２０は、一例として、図４（ａ）に示すような略「８の字」形状に形成されている。このＬＦアンテナ２０は、８の字順方向巻きとなっており、８の字の中心（中点）、すなわち交差部に給電点ｓ１を有するように形成され、この給電点ｓ１を通って直線ｂを中心線として、直線ａ，ｃに沿って、８の字の上下部が形成されている。なお、直線ｂが、計時を行うための計時ラインＬと重なるように、ＬＦアンテナ２０が配置される。

このＬＦアンテナ２０は、ＬＦ信号送信機１０からＬＦ信号が供給されると、ＬＦアンテナ２０上に電磁場を生成する。具体的には、図４（ｂ）に示すように、一方のコイル部上に第１の電磁場２０ａを生成するとともに、他方のコイル部上に第１の電磁場２０ａに対して競技者ＲＮの走行方向（矢印Ａ方向）に隣接し且つ第１の電磁場２０ａと磁力を打ち消しあう第２の電磁場２０ｂを生成する。
なお、無線タグ５０がトリガ点（つまり、直線ｂに重なる計時ラインＬ）を検知できるように、例えば、競技者ＲＮの無線タグ５０の保持位置に応じて決められた計時ラインＬ上の所定の高さにおいて３０ｃｍの検知幅で、電磁場を検出しないようにＬＦアンテナ２０上の電磁場が調整されている。

図１に戻って、受信機３０は、上述したＬＦアンテナ２０の近傍に配置され、ＬＦアンテナ２０を通過した競技者ＲＮの無線タグ５０から送られるＲＦ（Radio Frequency）信号を受信する。このＲＦ信号には、無線タグ５０を識別するためのタグＩＤ及び、検知されたトリガ点で計測（特定）された競技タイム等が含まれている。
そして、受信機３０は、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、無線タグ５０により計測された競技タイムを集計する。
つまり、処理装置４０は、ＬＦアンテナ２０上を通過した無線タグ５０から送信されるＲＦ信号を受信機３０を介して受信すると、ＲＦ信号に含まれる競技タイム等を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、例えば、胸ゼッケンに取り付けられ、競技者ＲＮと共に走路上を移動する。無線タグ５０は、ＬＦアンテナ２０上に生成される電磁場からゲートＩＤを取得した後に、一定時間以上のＬ（Low）期間が継続することにより、トリガ点を検知し、そのトリガ点における競技タイムを特定する。

一例として、無線タグ５０は、受信アンテナ５１と、増幅回路５２と、検波回路５３と、電圧比較器５４と、制御部５５と、計時部５６と、記憶部５７と、通信回路５８と、送信アンテナ５９とを含んで構成される。

受信アンテナ５１は、例えば、フェライトアンテナ等のコイル状のアンテナからなり、電磁信号を効率的に電圧信号に変換する。具体的には、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ＬＦアンテナ２０上に生成される電磁場を検出し、変調されたＬＦ信号を受信する。
そして、受信アンテナ５１は、受信したＬＦ信号（電圧信号）を増幅回路５２に供給する。

増幅回路５２は、受信アンテナ５１から供給されるＬＦ信号を適宜増幅する。例えば、ＬＦ信号のプリアンブルを基準として増幅率を自動的に調節し、増幅後のＬＦ信号を検波回路５３に供給する。

検波回路５３は、変調されたＬＦ信号を復調する。例えば、図５（ａ）に示すような送信波形の信号を復調して、図５（ｂ）に示すような復調波形（復調信号）を得る。
また、検波回路５３は、ＬＦ信号（電磁界強度）に基づいて、電磁場の検出の有無を示す信号を生成し、制御部５５に供給する。

電圧比較器５４は、ＡＤコンバータ等からなり、検波回路５３が復調した信号を、制御部５５が扱えるデジタルデータに変換する。つまり、上述した図５（ｂ）に示すような復調波形（復調信号）をデジタル化して、制御部５５に供給する。

制御部５５は、ＣＰＵ等からなり、無線タグ５０全体を制御する。
具体的に制御部５５は、電圧比較器５４から供給された復調信号（デジタルデータ）を処理して、ＬＦ信号送信機１０から送信されたゲートＩＤを含むデータを復元する。その際、データがマンチェスタ符号化されているため、その復号化も併せて行う。
なお、制御部５５は、順次送られる複数のデータをそれぞれ復元し、ゲートＩＤを得ることになる。つまり、ＬＦ信号送信機１０が上述したように、スタートギャップ及びデータを繰り返し送信するため、ＬＦアンテナ２０上の無線タグ５０が電磁場を検出している間、ゲートＩＤを順次取得する。

具体的に、ＬＦ信号送信機１０からの１データの送信時間を、スタートギャップ（２ｍＳ）＋データ（１６ｍＳ）＝１８ｍＳとし、競技者ＲＮの移動速度が最大１０ｍ／Ｓ（１００ｍ走の世界記録に相当）とした場合では、図６（ａ）に示すように、第１の電磁場２０ａの磁界の幅が１ｍに設定されていると、制御部５５は、競技者ＲＮがその１ｍを移動する間に、５．５回（０．１Ｓ／１８ｍＳ）のデータ受信（ゲートＩＤを取得）することになる。なお、実際には、競技者ＲＮの移動速度が１０ｍ／Ｓよりも遅いため、この５．５回よりも多くデータ受信することになる。
そのため、制御部５５は、図６（ｂ）に示すように、複数回目のゲートＩＤを取得するとデータ確定し、その後、３０ｍＳ以上のＬ（Low）期間（不検知期間）を待機する。この３０ｍＳは、上記と同様に移動速度１０ｍ／Ｓの競技者ＲＮが、図６（ａ）に示す３０ｃｍ（トリガ点の検知幅）を移動する際に要する時間である。そして、実際には、競技者ＲＮの移動速度が１０ｍ／Ｓよりも遅いため、３０ｍＳ以上の不検知期間を判別することで、競技者ＲＮが計時ラインＬを通過したことを判別できる。
この不検知期間の３０ｍＳは、スタートギャップ（２ｍＳ）と比べ、著しく大きい値であるため、混同等のおそれが極めて低く、識別が容易となる。

制御部５５は、このような不検知期間を識別すると、その中間の時刻を競技タイムとして特定する。
すなわち、制御部５５は、データ確定後に、電圧比較器５４から供給される信号の立ち下がり（HighからLow）及び、立ち上がり（LowからHigh）タイミングにて、計時部５６により計時される時刻を取得し、その間（Ｌのまま維持された期間）が３０ｍＳ以上であった場合に、不検知期間と識別する。
具体的に制御部５５は、図６（ｃ）に示すように、データ確定後の最初の立ち下がりタイミングで、時刻Ｔ１を取得する。そして、次の立ち上がりタイミングで、時刻Ｔ２を取得する。この間（Ｔ２−Ｔ１）は、２ｍＳ（スタートギャップ）であるため、制御部５５は、不検知期間ではないと判別する。
続いて、制御部５５は、次の立ち下がりタイミングで、時刻Ｔ３を取得する。そして、次の立ち上がりタイミングで、時刻Ｔ４を取得する。この間（Ｔ４−Ｔ３）が、３０ｍＳ以上であるため、制御部５５は、不検知期間であると判別する。
そして、制御部５５は、時刻Ｔ３と時刻Ｔ４の中間の時刻を（Ｔ３＋Ｔ４）／２により求め、その時刻を競技タイムとして特定する。

制御部５５は、このようにして特定した競技タイムを、ゲートＩＤと対応付けて記憶部５７に記憶する。

計時部５６は、制御部５５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５６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５７は、例えば、不揮発性メモリからなり、制御部５５により特定された競技タイム及びゲートＩＤ等を記憶する。
この記憶部５７には、例えば、各計時地点の数に相当する分の記憶エリアがそれぞれ設けられており、各計時地点（各ＬＦアンテナ２０上）にて特定した競技タイム及びゲートＩＤをそれぞれ別の記憶エリアに格納可能となっている。
なお、記憶部５７は、更に別のエリアに、無線タグ５０（競技者ＲＮ）に固有となる識別情報（タグＩＤ）等を予め記憶している。

通信回路５８は、制御部５５が競技タイムを特定した後に、競技タイム、ゲートＩＤ、及び、タグＩＤを含むタイム情報を、上述した受信機３０に向けて送信する。
例えば、通信回路５８は、タイム情報を４００ＭＨｚのＲＦ信号に重畳して、送信アンテナ５９を介して送信する。
なお、通信回路５８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情報を受信すると、通信回路５８は、これに応答してタイム情報を受信機３０に返信する。

送信アンテナ５９は、ＲＦアンテナ等からなり、通信回路５８によってタイム情報が重畳されたＲＦ信号を所定の出力で空中に放出する。

以下、上述した構成の競技用計時システムの動作について、図７を参照して説明する。図７は、無線タグ５０の制御部５５が実行するタイム計測処理を説明するためのフローチャートである。このタイム計測処理は、競技者ＲＮが計時地点に到達する度に実行される。

まず、制御部５５は、電磁場を検出するまで待機する（ステップＳ１１）。つまり、競技者ＲＮがＬＦアンテナ２０上に到達し、受信アンテナ５１や検波回路５３により電磁場を検出するまで、後続処理の実行を待機する。

電磁場を検出すると、制御部５５は、受信アンテナ５１を介してＬＦ信号を受信し、検波回路５３により復調されたデータからゲートＩＤを取得する（ステップＳ１２）。つまり、変調されたＬＦ信号がＬＦアンテナ２０から順次送信されるため、検波回路５３により復調される度に、復調されたデータからゲートＩＤを取得する。
なお、電磁場の検出を開始する際（競技者ＲＮがＬＦアンテナ２０上に差し掛かった際）には、信号レベルが不安定であるため、ゲートＩＤを正常に取得できないこともあるが、競技者ＲＮがＬＦアンテナ２０上を移動するにつれて安定し、ゲートＩＤを正常に取得できるようになる。

制御部５５は、ゲートＩＤを複数回取得できたか否かを判別する（ステップＳ１３）。つまり、複数回に渡り、ゲートＩＤを正常に取得できるほど、電磁場の安定したＬＦアンテナ２０上の位置まで競技者ＲＮが移動したかどうかを判別する。
なお、上述したように、競技者ＲＮが図６（ａ）に示す第１の電磁場２０ａ（１ｍ）を移動する間に、ＬＦアンテナ２０からは、十分な回数（少なくとも５．５回分）のデータが順次送信されるようになっている。

制御部５５は、ゲートＩＤを複数回取得できていないと判別すると、上述のステップＳ１２に処理を戻す。つまり、正常なゲートＩＤを再度取得することになる。
一方、ゲートＩＤを複数回取得できたと判別した場合に、制御部５５は、復調信号の次の立ち下がりを監視し、立ち下がり時に計時部５６にて計時される時刻を取得する（ステップＳ１４）。

続いて、制御部５５は、復調信号の次の立ち上がりを監視し、立ち上がり時に計時部５６にて計時される時刻を取得する（ステップＳ１５）。
なお、このステップＳ１５にて取得した立ち上がり時の時刻と、先のステップＳ１４にて取得した立ち下がり時の時刻との差が、復調信号がＬのまま維持された時間（Ｌ期間）となる。

制御部５５は、Ｌ期間が３０ｍＳ以上であったか否かを判別する（ステップＳ１６）。つまり、このＬ期間が不検知期間であったかどうかを判別する。なお、上述したように、３０ｍＳ以上の不検知期間を判別することで、競技者ＲＮが計時ラインＬを通過したことを判別できる。

制御部５５は、Ｌ期間が３０ｍＳ以上でない（３０ｍＳ未満である）と判別すると、ステップＳ１４に処理を戻し、上述したステップＳ１４〜Ｓ１６の処理を繰り返し実行する。つまり、不検知期間を判別するまで繰り返す。
一方、Ｌ期間が３０ｍＳ以上であると判別した場合に、制御部５５は、競技タイムを特定する（ステップＳ１７）。つまり、不検知期間の中間の時刻を求め、その時刻を競技タイムとして特定する。
具体的には、上述の図６（ｃ）に示すように、立ち上がり時刻Ｔ４と立ち下がり時刻Ｔ３との差（Ｔ４−Ｔ３）が、３０ｍＳ以上である場合に、制御部５５は、その期間の中間の時刻を（Ｔ３＋Ｔ４）／２により求め、その時刻を競技タイムとして特定する。

そして、制御部５５は、競技タイム等を、受信機３０に向けて送信する（ステップＳ１８）。つまり、特定した競技タイム、ゲートＩＤ、及び、タグＩＤを含むタイム情報を、通信回路５８にてＲＦ信号に重畳し、送信アンテナ５９を介して受信機３０に送信する。
なお、処理装置４０は、このようにして無線タグ５０から送信されるＲＦ信号を受信機３０を介して受信すると、ＲＦ信号に含まれる競技タイム等を所定の記憶部に記憶する。

このように、上述したタイム計測処理では、変調されたＬＦ信号（変調波）を用いてトリガ点を検出する方式を採用している。つまり、ＬＦ信号送信機１０からの変調波がＬＦアンテナ２０の端（検出開始点の近傍）では信号レベルが不安定となるため、ＬＦ信号に載せられてきたゲートＩＤを正常に受信できないが、やがて、競技者ＲＮがＬＦアンテナ２０上を進むにつれて後信号が安定し、ゲートＩＤを正常に受信できるようになる。
そして、このようにゲートＩＤを正常に受信できるようになった後（複数回取得後）に、トリガ点の検出を開始することで、誤検知を防ぐことが可能となる。
この結果、電磁場の誤検出等を防ぎつつ、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、マラソン競技に適用される場合を一例として説明したが、他の競技、例えば、駅伝等のリレー競技にも適宜適用可能である。
なお、駅伝等のリレー競技では、たすきやバトンの受け渡しの際に、到着者（前区間を走行した競技者ＲＮ）と出発者（現区間をこれから走行する競技者ＲＮ）とが、同じＬＦアンテナ２０上を走行することになる。
この場合、有効となるのは、到着者の競技タイムだけであるため、出発者の無線タグ５０から送信等が行われない方が望ましい。
そこで、駅伝等のリレー競技の場合に、無線タグ５０は、２種類目のゲートＩＤを取得した際に、競技タイムの特定及び、競技タイム等の送信を行うようにしてもよい。

具体的に、無線タグ５０（制御部５５）は、図８に示すリレー競技用のタイム計測処理を実行する。なお、このタイム計測処理は、図７に示すタイム計測処理にステップＳ２１及びＳ２２の処理を追加したものである。
以下、図８のタイム計測処理について、簡単に説明する。

まず、制御部５５は、電磁場を検出するまで待機し（ステップＳ１１）、電磁場を検出すると、受信アンテナ５１を介してＬＦ信号を受信し、検波回路５３により復調されたデータからゲートＩＤを取得する（ステップＳ１２）。

制御部５５は、ゲートＩＤを複数回取得できたか否かを判別し（ステップＳ１３）、複数回取得できたと判別すると、異なるゲートＩＤを記憶済であるか否かを判別する（ステップＳ２１）。つまり、競技者ＲＮが既に別のＬＦアンテナ２０上を通過（出発時のＬＦアンテナ２０上を通過）しているかどうかを判別する。
なお、異なるゲートＩＤを記憶済であれば、その競技者ＲＮは到着者となり、異なるゲートＩＤを記憶していなければ、その競技者ＲＮは出発者となる。

制御部５５は、異なるゲートＩＤを記憶済でないと判別すると、取得したゲートＩＤを記憶部５７に記憶する（ステップＳ２２）。つまり、出発者がＬＦアンテナ２０上を通過したため、このＬＦアンテナ２０から取得したゲートＩＤを記憶しておく。
そして、制御部５５は、上述したステップＳ１１に処理を戻す。つまり、次の計時地点のＬＦアンテナ２０に到達するまで、ステップＳ１４以降の処理は行われない。

一方、ステップＳ２１にて、異なるゲートＩＤを記憶済であると判別した場合に、制御部５５は、ステップＳ１４以降の処理に進むことになる。
すなわち、制御部５５は、立ち下がり時に計時部５６にて計時される時刻を取得し（ステップＳ１４）、続いて、立ち上がり時に計時部５６にて計時される時刻を取得し（ステップＳ１５）、Ｌ期間が３０ｍＳ以上であったか否かを判別する（ステップＳ１６）。
そして、Ｌ期間が３０ｍＳ以上であると判別した場合に、制御部５５は、競技タイムを特定し（ステップＳ１７）、競技タイム等を、受信機３０に向けて送信する（ステップＳ１８）。

このように、上述したリレー競技用のタイム計測処理では、２種類目のゲートＩＤを取得した到着者の無線タグ５０だけが、競技タイムを特定し、そして、その競技タイム等の送信を行う。
このため、不要なＲＦ信号の送出を抑えることで、電波の輻輳を回避することが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、電磁場の誤検出等を防ぎつつ、競技者のタイムを適切に計時することができる。

上述の各実施形態では、マラソン競技の競技者に保持される無線タグ５０を用いた競技用計時システムを例にして本発明を説明したが、本発明は、これに限らず移動体に計時機器を保持させて移動体の通過タイムを計時する様々な計時システムに応用可能である。

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）〜（ｄ）共に、マンチェスタ符号化を説明するための模式図である。 （ａ）が送信データと変調された送信波形を説明するための模式図であり、（ｂ）が送信波形の詳細を説明するための模式図である。 （ａ）が走路上に配置されたＬＦ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の一例を示す模式図である。 （ａ）が送信波形を示す模式図であり、（ｂ）が復調された復調波形を示す模式図である。 （ａ）が電磁場の幅を説明するための模式図であり、（ｂ）、（ｃ）が、トリガ検出の様子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測処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係るリレー競技用のタイム計測処理を説明するためのフローチャートである。 （ａ），（ｂ）共に、従来技術を説明するための模式図である。

符号の説明

１０ ＬＦ信号送信機
２０ ＬＦアンテナ
３０ 受信機
４０ 処理装置
５０ 無線タグ

Claims (8)

1. 移動体に保持される計時機器であって、
   基準時刻を計時する計時手段と、
   前記移動体が通過する経路上に配置された所定形状のアンテナが生成する２つの電磁場より、固有の識別情報が一定間隔を開けて順次送られる送信データの変調波を受信する受信手段と、
   前記受信手段が受信した変調波を復調して得た復調信号から、識別情報を取得する情報取得手段と、
   前記情報取得手段が識別情報を取得後、前記復調信号の立ち下がりから立ち上がりまでのＬｏｗ期間が、前記一定間隔よりも大きな基準間隔以上であるときに、当該Ｌｏｗ期間を前記２つの電磁場の間に生じる電磁場の不検知期間として判別する判別手段と、
   前記判別手段が判別した前記不検知期間の中間に、前記計時手段により計時された時刻を前記移動体が前記アンテナの配置された地点を通過した通過タイムとして特定するタイム特定手段と、
   を備えることを特徴とする計時機器。
2. 前記判別手段は、予め想定された最速の前記移動体が、前記２つの電磁場間の幅を移動するのに要する時間よりも長時間に渡って、前記Ｌｏｗ期間が持続した場合に、前記不検知期間として判別する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の計時機器。
3. 前記判別手段は、前記情報取得手段が識別情報を複数回取得した後に、前記不検知期間を判別する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の計時機器。
4. 前記移動体としての競技者に保持され、
   前記計時手段は、競技における基準時刻を計時し、
   前記受信手段は、前記競技の走路上に配置された前記アンテナが生成する２つの電磁場より、前記変調波を受信し、
   前記タイム特定手段は、前記通過タイムを前記競技の競技タイムとする、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の計時機器。
5. 移動体に保持される計時機器であって、
   基準時刻を計時する計時手段と、
   前記移動体が通過する経路上に配置された所定形状のアンテナが生成する２つの電磁場より、変調波を受信する受信手段と、
   前記受信手段が受信した変調波を復調し、固有の識別情報を取得する情報取得手段と、
   前記情報取得手段が識別情報を取得した後に、前記２つの電磁場の間に生じる電磁場の不検知期間を判別する判別手段と、
   前記判別手段が判別した前記不検知期間の中間に、前記計時手段により計時された時刻を前記移動体が前記アンテナの配置された地点を通過した通過タイムとして特定するタイム特定手段と、
   リレー競技用に、識別情報を記憶する記憶部とを備え、
   前記情報取得手段は、１種類目の識別情報を取得した際に、前記記憶部に識別情報を格納し、
   前記判別手段は、前記情報取得手段が２種類目の識別情報を取得した後に、前記不検知期間を判別する、
   ことを特徴とする計時機器。
6. 前記識別情報は、マンチェスタ符号化されて前記変調波に乗せられていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の計時機器。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の計時機器と、
   前記識別情報を乗せた変調波を、前記移動体が通過する前記経路上に配置された前記所定形状の前記アンテナから送信する送信機と、
   前記計時機器から送信される前記通過タイムと前記計時機器の識別情報とを受信する受信機と、
   前記受信機の受信した前記通過タイムと前記計時機器の識別情報とに基づき前記移動体の通過タイムを処理する処理装置と、
   を備えることを特徴とする計時システム。
8. 競技者に保持される計時機器におけるタイム計測方法であって、
   競技における基準時刻を計時する計時ステップと、
   走路上に配置された所定形状のアンテナが生成する２つの電磁場より、固有の識別情報が一定間隔を開けて順次送られる送信データの変調波を受信する受信ステップと、
   前記受信ステップにて受信した変調波を復調して得た復調信号から、識別情報を取得する情報取得ステップと、
   前記情報取得ステップにて識別情報を取得後、前記復調信号の立ち下がりから立ち上がりまでのＬｏｗ期間が、前記一定間隔よりも大きな基準間隔以上であるときに、当該Ｌｏｗ期間を前記２つの電磁場の間に生じる電磁場の不検知期間として判別する判別ステップと、
   前記判別ステップにて判別した前記不検知期間の中間に、前記計時ステップにて計時された時刻を競技タイムとして特定するタイム特定ステップと、
   を備えることを特徴とするタイム計測方法。

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