JP4597828B2

JP4597828B2 - 競技用計時システム、検出機器、および、タイム計時方法

Info

Publication number: JP4597828B2
Application number: JP2005273884A
Authority: JP
Inventors: 康俊三樹; 康裕松下
Original assignee: Seiko Precision Inc
Current assignee: Seiko Precision Inc
Priority date: 2005-09-21
Filing date: 2005-09-21
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2025-09-21
Also published as: JP2007082683A

Description

この発明は、良好な電磁場を生成させて、競技者の競技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、検出機器、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。

すなわち、従来の計時システムでは、任意のループコイル上にて良好な電磁場を生成させることができないため、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、良好な電磁場を生成させて、競技者の競技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、検出機器、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検出機器と、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、を含み、前記検出機器が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ことにより、当該計時ポイントを検出した時点の競技タイムを計時する競技用計時システムであって、
前記磁場発生機器には、
第１及び第２のアンテナ部を含み、当該第１及び第２のアンテナ部が所定間隔を隔てて走路上に配置されるアンテナと、
前記アンテナの前記第１及び第２のアンテナ部に、共通の信号源からの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、前記第１及び第２のアンテナ部に前記所定周波数の信号を供給して前記第１及び第２のアンテナ部上に所定の電磁場を生成し、
前記検出機器には、
前記第１及び第２のアンテナ部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検出した前記第１のアンテナ部上の前記電磁場に基づいて利得を設定し、設定した当該利得により前記電磁場検出手段による前記第２のアンテナ部上の前記電磁場の検出信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段により増幅された前記検出信号に基づいて前記第２のアンテナ部上の前記電磁場の前記電磁界強度の増減を検出し、当該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計時ポイント検出手段と、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、第１及び第２のアンテナ部を含み、当該第１及び第２のアンテナ部が所定間隔を隔てて走路上に配置されるアンテナと、アンテナの第１及び第２のアンテナ部に、共通の信号源からの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、第１及び第２のアンテナ部に所定周波数の信号を供給して第１及び第２のアンテナ部上に所定の電磁場を生成する。一方、検出機器には、第１及び第２のアンテナ部上に生成された電磁場を検出する電磁場検出手段と、電磁場検出手段が検出した第１のアンテナ部上の電磁場に基づいて利得を設定し、設定した当該利得により電磁場検出手段による第２のアンテナ部上の電磁場の検出信号を増幅する増幅手段と、増幅手段により増幅された検出信号に基づいて第２のアンテナ部上の電磁場の電磁界強度の増減を検出し、電磁界強度の増減に基づいて、計時ポイントを検出する計時ポイント検出手段とが設けられている。そして、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、第１のアンテナ部にて生成される電磁場に基づいて増幅手段の利得が設定され、そして、利得が設定された後に、第２のアンテナ部にて生成される電磁場の電磁界強度の増減を検出し、電磁界強度の増減に基づいて計時ポイントが検出される。そのため、アンテナ毎に、生成させる電磁場にばらつきがある場合でも、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。
なお、第１及び第２のアンテナ部が所定間隔を隔てて走路上に配置されているため、アンテナにはサイドローブが少なく、また、外側への開きも抑制された、良好な電磁場が生成される。
この結果、良好な電磁場を生成させて、競技者の競技タイムを適切に計時することができる。

前記アンテナは、
前記第１のアンテナ部が、所定の長さである幅ｗの矩形に形成され、
前記第２のアンテナ部が、２つの前記幅ｗの矩形に形成され、
前記第１のアンテナ部と前記第２のアンテナ部との間隔ｈが、前記幅ｗと当該間隔ｈとの比率で３対１となるように配置されていてもよい。

前記検出機器には、
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後に、前記増幅手段における利得の設定値をクリアする設定値クリア手段が更に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の観点に係る検出機器は、
第１及び第２のアンテナ部が所定間隔を隔てて走路上に配置され、前記第１及び第２のアンテナ部に、共通の信号源から所定周波数の信号が供給されて前記第１及び第２のアンテナ部上に生成された第１及び第２の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検出した前記第１の電磁場に基づいて利得を設定し、設定した当該利得により前記電磁場検出手段による前記第２の電磁場の検出信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段により増幅された前記検出信号に基づいて前記第２の電磁場の前記電磁界強度の増減を検出し、当該電磁界強度の増減に基づいて、計時ポイントを検出する計時ポイント検出手段と、
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、第１及び第２のアンテナ部が所定間隔を隔てて走路上に配置され、第１及び第２のアンテナ部に、共通の信号源から所定周波数の信号が供給されて第１及び第２のアンテナ部上に生成された第１及び第２の電磁場を検出する。増幅手段は、前記電磁場検出手段が検出した第１の電磁場に基づいて利得を設定し、設定した当該利得により電磁場検出手段による第２の電磁場の検出信号を増幅する。計時ポイント検出手段は、増幅手段により増幅された検出信号に基づいて第２の電磁場の電磁界強度の増減を検出し、当該電磁界強度の増減に基づいて、計時ポイントを検出する。

このように、生成される第１の電磁場に基づいて増幅手段の利得が設定され、そして、利得が設定された後に、第２の電磁場の電磁界強度の増減を検出し、電磁界強度の増減に基づいて計時ポイントが検出される。そのため、アンテナ毎に、生成させる電磁場にばらつきがある場合でも、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。
なお、各アンテナ部が所定間隔を隔てて走路上に配置されているため、アンテナにはサイドローブが少なく、また、外側への開きも抑制された、良好な電磁場が生成されている。
この結果、良好な電磁場を生成させて、競技者の競技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検出機器が、走路上に生成され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ことにより、当該計時ポイントを検出した時点の競技タイムを計時するタイム計時方法であって、
第１及び第２のアンテナ部が所定間隔を隔てて走路上に配置され、前記第１及び第２のアンテナ部に、共通の信号源から所定周波数の信号が供給されて前記第１及び第２のアンテナ部上に生成された第１及び第２の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検出された前記第１の電磁場に基づいて利得を設定し、設定した当該利得により前記電磁場検出ステップによる前記第２の電磁場の検出信号を増幅する増幅ステップと、
前記増幅ステップにて増幅された前記検出信号に基づいて前記第２のアンテナ部上の前記電磁場の前記電磁界強度の増減を検出し、当該電磁界強度の増減に基づいて、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、第１及び第２のアンテナ部が所定間隔を隔てて走路上に配置され、第１及び第２のアンテナ部に、共通の信号源から所定周波数の信号が供給されて第１及び第２のアンテナ部上に生成された第１及び第２の電磁場を検出する。また、増幅ステップは、電磁場検出ステップにて検出された第１の電磁場に基づいて利得を設定し、設定した当該利得により電磁場検出ステップによる第２の電磁場の検出信号を増幅する。計時ポイント検出ステップは、増幅ステップにて増幅された検出信号に基づいて第２のアンテナ部上の電磁場の電磁界強度の増減を検出し、当該電磁界強度の増減に基づいて、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、生成される第１の電磁場に基づいて増幅ステップの利得が設定され、そして、利得が設定された後に、第２の電磁場の電磁界強度の増減を検出し、電磁界強度の増減に基づいて計時ポイントが検出される。そのため、アンテナ毎に、生成させる電磁場にばらつきがある場合でも、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。
なお、各アンテナ部が所定間隔を隔てて走路上に配置されているため、アンテナにはサイドローブが少なく、また、外側への開きも抑制された、良好な電磁場が生成されている。
この結果、良好な電磁場を生成させて、競技者の競技タイムを適切に計時することができる。

本発明によれば、良好な電磁場を生成させて、競技者の競技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、第１のアンテナ部としての設定用アンテナ部２１と、第２のアンテナ部としての計時用アンテナ部２２とから構成される。

設定用アンテナ部２１は、幅ｗの略矩形（方形）に形成され、競技者ＲＮの走行方向（矢印Ａ方向）と直交する直線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、計時用アンテナ部２２は、２つの幅ｗの略矩形に形成され、走行方向と直交する直線ｃ，ｄ及び、直線ｄ，ｅに沿って、走路を横切るようにそれぞれ配置される。そして、給電点ｓ２，ｓ３を有するように形成され、それぞれ各給電点から矢印方向に電流が流れるようになっている。なお、この直線ｄが、計時を行うための計時ラインＬと重なるように、配置される。
また、設定用アンテナ部２１と計時用アンテナ部２２とは、間隔ｈだけ隔てて配置されている。

そして、ループアンテナ２０は、図２（ａ）の各給電点ｓ１〜ｓ３より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、設定用アンテナ部２１上に電磁場２０ａを、また、計時用アンテナ部２２上に電磁場２０ｂ，２０ｃをそれぞれ生成する。
なお、設定用アンテナ部２１と計時用アンテナ部２２と間を隔てる間隔ｈは、電磁場２０ａから電磁場２０ｂ，２０ｃに与える影響を小さくし、また、計時用アンテナ部２２の特性が発揮されるように、予め実験等により求められている。

具体的には、図３（ａ）に示すように、設定用アンテナ部２１を長手方向に３００ｃｍ、短手方向（幅ｗ）に７５ｃｍの矩形形状とし、また、計時用アンテナ部２２を２つの幅ｗの同一矩形形状とした場合では、間隔ｈを２５ｃｍとした状態で、図３（ｂ）に示すように、良好な電磁場が生成される。
つまり、図３（ｂ）に示すように、電磁場２０ａ，２０ｃのサイドローブが少なく、また、電磁場２０ａ，２０ｃの外側への開きも抑制されている。
すなわち、各アンテナ部の幅ｗと、間隔ｈとの長さの比率が３：１になるように、設定用アンテナ部２１と計時用アンテナ部２２との間を隔てると、良好な電磁場が得られることが明らかになっている。

なお、対照的な例として、図４（ａ）に示すように、短手方向の長さが、６０ｃｍ，７５ｃｍ，６０ｃｍとし、設定用アンテナ部２１と計時用アンテナ部２２との間を開けない状態では、図４（ｂ）に示すような、あまり良好とは言えない電磁場が生成される。
つまり、図４（ｂ）に示すように、電磁場２０ａ，２０ｃのサイドローブが大きく、また、電磁場２０ａ，２０ｃが外側へ大きく開いてしまっている。このため、大人の膝や子供の胸程度の高さで、このような広がったサイドローブ等の電磁場を検出してしまうことになり、不都合が生じてしまう。
このため、良好な電磁場を生成するために、上述した図３（ａ）等に示すように、設定用アンテナ部２１と計時用アンテナ部２２と間を所定間隔だけ隔てる必要がある。

また、計時用アンテナ部２２は、図５に示すような略「８の字」形状に形成されていてもよい。この計時用アンテナ部２２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ｓ４を有するように形成され、この給電点ｓ４を通って直線ｄを中心線として、直線ｃ，ｅに沿って、８の字の上下部が形成されている。この場合も、直線ｄが、計時を行うための計時ラインＬと重なるように、配置される。
そして、図２（ａ）のループアンテナ２０と同様に、設定用アンテナ部２１と計時用アンテナ部２２とは、間隔ｈだけ隔てて配置されている。

このような略８の字形状に形成された計時用アンテナ部２２を含むループアンテナ２０であっても、信号発生装置１０からＬＦ信号が供給されると、上述した図２（ｂ）と同様に、設定用アンテナ部２１上に電磁場２０ａを、また、計時用アンテナ部２２上に電磁場２０ｂ，２０ｃをそれぞれ生成する。
すなわち、図５に示すループアンテナ２０は、図２（ａ）に示すループアンテナ２０と同等であると言える。以降、図２（ａ）に示すループアンテナ２０について説明するが、図５に示すループアンテナ２０についても同様に適用可能である。

ループアンテナ２０上に生成される図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の間及び、直線ｄ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。
そのため、設定用アンテナ部２１上に生成される電磁場２０ａが、後述する無線タグ５０の増幅回路５２における利得（増幅率）を設定するために使用される。例えば、無線タグ５０は、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、最大値や平均値等を求め、それらに応じて適切な利得を設定する。
そして、無線タグ５０は、設定した利得にて計時用アンテナ部２２上に生成される電磁場２０ｂ，２０ｃの電磁場検出コイルＣによる検出信号を適切に増幅し、当該増幅された検出信号に基づいて電磁場２０ｂ，２０ｃの電磁界強度の増減を検出し、当該電磁界強度の増減に基づいて、計時ポイントを検出する。

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（設定用アンテナ部２１）にて生成される電磁場を最初に検出すると、測定した電磁界強度から適切な利得を設定する。そして、利得を設定後に、ループアンテナ２０（計時用アンテナ部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、設定値算出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により設定用アンテナ部２１及び計時用アンテナ部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。
例えば、増幅回路５２は、自動利得制御（ＡＧＣ）が可能であり、ループアンテナ２０（設定用アンテナ部２１）にて生成される電磁場を最初に検出すると、測定した電磁界強度から適切な利得を設定する。
具体的に増幅回路５２は、設定用アンテナ部２１にて生成される電磁場２０ａの電磁界強度を一定時間Ｔだけ測定し、最大値や平均値等を求め、それらに応じて適切な利得を設定する。そして、利得を設定した後に、計時用アンテナ部２２にて生成される電磁場２０ｂ，２０ｃの検出信号を増幅する。
なお、増幅回路５２は、ループアンテナ２０毎に、利得を設定し直すため、制御部５４からの指示に応じて、利得の設定値をクリアする。

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）に基づいて、計時用アンテナ部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、利得が設定された増幅回路５２から供給される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。具体的に、検出回路５３は、図６（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６（ｂ）に示すような波形の信号を生成する。なお、電磁場２０ａに対応する波形は、増幅回路５２の利得設定用に使用されるため、図６（ｂ）に示す波形の検出開始後の立ち上がり、すなわち、計時用のアンテナ部２２上での電磁場２０ｂ、２０ｃの変極点を、計時ポイント（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。
制御部５４は、増幅回路５２が利得を設定し、検出回路５３が計時用アンテナ部２２上における電磁場の変極点（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、増幅回路５２に指示を発して、利得の設定値をクリアする。つまり、ループアンテナ２０毎に増幅回路５２の利得を設定し直すため、ループアンテナ２０通過後に、設定値のクリアを増幅回路５２に指示する。

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７を参照して説明する。図７は、無線タグ５０が繰り返し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、増幅回路５２の設定値がクリアされているものとする。

まず、無線タグ５０は、電磁場の検出を待機する（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（設定用アンテナ部２１）上に到達するまで、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、適切な利得を設定する（ステップＳ１２）。つまり、増幅回路５２は、設定用アンテナ部２１にて生成される電磁場２０ａの電磁界強度を一定時間Ｔだけ測定し、最大値や平均値等を求め、それらに応じて利得を設定する。そして、利得を設定した後に、計時用アンテナ部２２にて生成される電磁場２０ｂ，２０ｃの検出信号を増幅する。

無線タグ５０は、計時用アンテナ部２２にて生成される電磁場の変極点を検出するまで待機する（ステップＳ１３）。
すなわち、増幅回路５２の利得を設定した後に、検出回路５３が計時用アンテナ部２２上における電磁場の変極点（電磁場２０ｂ、２０ｃの変極点）を検出するまで、後続処理の実行を待機する。
なお、ループアンテナ２０毎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、増幅回路５２の利得が、設定用アンテナ部２１にて生成される電磁場に応じて設定されているため、検出回路５３は計時用アンテナ部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。

計時用アンテナ部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Ｓ１４）。つまり、制御部５４は、計時用アンテナ部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、利得の設定値をクリアする（ステップＳ１５）。つまり、制御部５４は、ループアンテナ２０毎に増幅回路５２の利得を設定し直すため、増幅回路５２に設定値のクリアを指示する。

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Ｓ１６）。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、まず、設定用アンテナ部２１にて生成される電磁場に基づいて増幅回路５２の利得が設定され、そして、利得が設定された後に、計時用アンテナ部２２にて生成される電磁場の変極点から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、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。
なお、ループアンテナ２０上には、上述した図３（ｂ）に示すように、電磁場２０ａ，２０ｃのサイドローブが少なく、また、電磁場２０ａ，２０ｃの外側への開きも抑制された、良好な電磁場が生成されている。
この結果、良好な電磁場を生成させて、競技者の競技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、図２（ａ）等に示すように、矩形のアンテナ部を３つ並べたような構成のループアンテナ２０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８（ａ）に示すように、設定用アンテナ部２１及び、計時用アンテナ部２２をそれぞれ各矩形のアンテナ部を帯状に細分化したループアンテナ２０によって、図２（ｂ）に示すような電磁場２０ａ〜２０ｃをそれぞれ生成するようにしてもよい。
すなわち、図８（ａ）の設定用アンテナ部２１及び、計時用アンテナ部２２において、それぞれ矢印方向に電流が流れるようになっている。つまり、各帯状のアンテナ部に流す電流の向きを適宜調整し、電磁界の山が適宜合成される。
例えば、図８（ｂ）に示すように、隣合う帯状のアンテナ部において、逆方向に電流が流れる場合に、それぞれの電磁界がひとまとまりに合成される。一方、図８（ｃ）に示すように、隣合う帯状のアンテナ部において、同じ方向に電流が流れる場合に、それぞれの電磁界が反発する。

具体的には、図９（ａ）に示すように、設定用アンテナ部２１が、長手方向に３００ｃｍ、短手方向（幅方向）に２５ｃｍの帯状に細分化した３つのアンテナ部からなり、また、計時用アンテナ部２２が、同一の帯状に細分化した６つのアンテナ部からなる。そして、図３（ａ）のループアンテナ２０と同様に、設定用アンテナ部２１と計時用アンテナ部２２とは、間隔ｈとして２５ｃｍだけ隔てて配置されている。
この場合も、上述した図３（ｂ）に示すように、電磁場２０ａ，２０ｃのサイドローブが少なく、また、電磁場２０ａ，２０ｃの外側への開きも抑制された良好な電磁場を生成できる。

また、図９（ａ）に示すような、設定用アンテナ部２１と計時用アンテナ部２２との間を間隔ｈだけ隔てる代わりに、帯状に細分化したアンテナ部に電流が流れないようにしてもよい。
例えば、図９（ｂ）に示すように、ループアンテナ２０全体が、２５ｃｍの帯状に細分化した１０つのアンテナ部から構成されるようにし、間隔ｈを隔てる代わりに、点線で示したアンテナ部へ、信号発生装置１０からＬＦ信号を供給しないようにしてもよい。
これらの場合も、上述した図３（ｂ）に示すように、良好な電磁場を生成できる。

上記の実施の形態では、無線タグ５０が、増幅回路５２と検出回路５３とに分けられている場合について説明したが、検出回路５３の中に増幅回路５２と同様の回路を含めるようにしてもよい。
この場合、検出回路５３において、設定用アンテナ部２１上の電磁場２０ａにより利得を設定し、その状態で、計時用アンテナ部２２上の電磁場２０ｂ，２０ｃにおける電磁場の変極点を検出することになる。
なお、制御部５４は、ループアンテナ２０毎に検出回路５３の利得を設定し直すため、ループアンテナ２０通過後に、設定値のクリアを検出回路５３に指示する。
この場合も、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、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。

上記の実施の形態では、無線タグ５０に計時部５５を設けて無線タグ５０にて計時するようにしたが、処理装置４０に計時部を設けて処理装置４０にて競技タイムを計時するようにしてもよい。
例えば、無線タグ５０が計時用アンテナ部２２上での電磁場の変極点を検出したタイミングで自己のタグ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に送信し、受信機３０を介してデータ処理装置４０に送信する。そして、データ処理装置４０において、タグＩＤを取得したタイミングで、計時部が計時する時刻を競技タイムとして特定するようにしてもよい。この場合には、無線タグ５０が電磁場の変極点を検出してから、タグＩＤを読み出し、その後、データ処理装置４０に当該タグＩＤを送信するまでの所要時間Δｔを算出する手段（所要時間算出手段）を無線タグ５０又はデータ処理装置４０に設け、データ処理装置４０において、計時部が計時する時刻を競技タイムとして特定する際に、所要時間Δｔを用いて、競技タイムを適宜補正するようにすれば、より正確な競技タイムを計時することができる。

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、良好な電磁場を生成させて、競技者の競技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）がループアンテナの具体的な大きさ及び、設定用アンテナ部と計時用アンテナ部との間隔の具体的な長さを示す模式図であり、（ｂ）がそのループアンテナにより生成される具体的な電磁場を示す模式図である。（ａ）が設定用アンテナ部と計時用アンテナ部との間隔を開けない状態での具体的なループアンテナを示す模式図であり、（ｂ）がそのループアンテナにより生成される具体的な電磁場を示す模式図である。計時用アンテナ部の形状が異なるループアンテナの一例を示す模式図である。（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）が他の形状のループアンテナの一例を示す模式図であり、（ｂ），（ｃ）が電磁界の合成及び反発を説明するための模式図である。（ａ）、（ｂ）共に、他の形状のループアンテナの具体的な大きさ等を示す模式図である。

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

競技者に保持される検出機器と、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、を含み、前記検出機器が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ことにより、当該計時ポイントを検出した時点の競技タイムを計時する競技用計時システムであって、
前記磁場発生機器には、
第１及び第２のアンテナ部を含み、当該第１及び第２のアンテナ部が所定間隔を隔てて走路上に配置されるアンテナと、
前記アンテナの前記第１及び第２のアンテナ部に、共通の信号源からの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、前記第１及び第２のアンテナ部に前記所定周波数の信号を供給して前記第１及び第２のアンテナ部上に所定の電磁場を生成し、
前記検出機器には、
前記第１及び第２のアンテナ部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検出した前記第１のアンテナ部上の前記電磁場に基づいて利得を設定し、設定した当該利得により前記電磁場検出手段による前記第２のアンテナ部上の前記電磁場の検出信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段により増幅された前記検出信号に基づいて前記第２のアンテナ部上の前記電磁場の前記電磁界強度の増減を検出し、当該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計時ポイント検出手段と、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。
前記アンテナは、
前記第１のアンテナ部が、所定の長さである幅ｗの矩形に形成され、
前記第２のアンテナ部が、２つの前記幅ｗの矩形に形成され、
前記第１のアンテナ部と前記第２のアンテナ部との間隔ｈが、前記幅ｗと当該間隔ｈとの比率で３対１となるように配置されている、
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。
前記検出機器には、
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後に、前記増幅手段における利得の設定値をクリアする設定値クリア手段が更に設けられている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の競技用計時システム。
第１及び第２のアンテナ部が所定間隔を隔てて走路上に配置され、前記第１及び第２のアンテナ部に、共通の信号源から所定周波数の信号が供給されて前記第１及び第２のアンテナ部上に生成された第１及び第２の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検出した前記第１の電磁場に基づいて利得を設定し、設定した当該利得により前記電磁場検出手段による前記第２の電磁場の検出信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段により増幅された前記検出信号に基づいて前記第２の電磁場の前記電磁界強度の増減を検出し、当該電磁界強度の増減に基づいて、計時ポイントを検出する計時ポイント検出手段と、
を備えることを特徴とする検出機器。
競技者に保持される検出機器が、走路上に生成され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ことにより、当該計時ポイントを検出した時点の競技タイムを計時するタイム計時方法であって、
第１及び第２のアンテナ部が所定間隔を隔てて走路上に配置され、前記第１及び第２のアンテナ部に、共通の信号源から所定周波数の信号が供給されて前記第１及び第２のアンテナ部上に生成された第１及び第２の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検出された前記第１の電磁場に基づいて利得を設定し、設定した当該利得により前記電磁場検出ステップによる前記第２の電磁場の検出信号を増幅する増幅ステップと、
前記増幅ステップにて増幅された前記検出信号に基づいて前記第２のアンテナ部上の前記電磁場の前記電磁界強度の増減を検出し、当該電磁界強度の増減に基づいて、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。