JP5112067B2 - モジュール型ウェアラブル回路 - Google Patents

Description

本開示は、一般にスマート衣服に向けられる。特に、本開示は、異なる電子動作を達成するように、様々なモジュール型相互接続コンポーネントを有する電気回路を構成することに適したスマート衣服システムに向けられる。

電子回路の構成及びそれに関連する様々な電気的及び電子的コンポーネントの利用において、生徒及び他の人を楽しませると共に教育する様々な教育的装置及び／又はゲームを利用することが知られている。教育の研究者らは、人々及び特に子どもたちに教える効果的な態様が、学ぶ過程にできる限り教わる人々が関わってもらうことであるということを見つけた。したがって多くの異なる生徒参加型の教育キットが、長年開発されてきた。理解することが困難になり得る抽象的な概念を教えることを意図された教育キットの例である米国特許出願ＵＳ３６５６２４２、ＵＳ４３７６５３８、ＵＳ５７４２４８６を参照されたい。これらのキットは、簡素化されたコンポーネントを有し、初歩的な電子回路及び回路設計を教えることに特に役立つように、様々な基礎となる電気回路又は電子回路を組み立てる手段を提供する。しかしながら、これらの知られた教育キットの多くが相対的に簡素であるという事実にも関わらず、それらはしばしばより小さな子どもたちを教えることに使用すること、及び、さらに、学校の環境にしばしば見られるような多くのグループが学ぶ状況に使用することには依然として不適切である。したがって、電子回路及び電子コンポーネントに関連する基礎的な原理及び／又は概念を教える及び説明する、直観的且つ魅力的な態様で使用することができる教育ツールを提供する需要がある。

本発明は、電気的又は電子的機能を実行することができる様々な異なる回路を規定するように、セットとして共動することができるいくつもの衣服を提供することによって、電子回路及び電子コンポーネントの基礎的な原理及び／又は概念を説明及び教えるために使用される教育ツールに関連する不利な点及び／又は短所に取り組む。

本開示の説明的な態様では、衣服は、各衣服と適切に動作するように関連付けられた１以上の電子コンポーネント及び１以上の導電性の接続点に接続されるように、動作するように衣服に組み込まれる導電性のネットワークを有するスマート衣服である。本発明の利点は、１以上の電子回路を規定するために１以上の相補的な衣服と共動するように、衣服が該衣服と関連付けられた１以上の電子コンポーネントを表すと共に該コンポーネントとして動作するということに見つけられる。

本開示の他の説明的な態様は、各衣服が少なくとも１つの電子コンポーネントを表すと共に該コンポーネントとして動作するように、該衣服と関連付けられた組み込まれた電子的機能と共動する衣服のセットにより規定された、モジュール型ウェアラブル回路に関する。様々な衣服は、各種取り合わせの電子動作を実行することができるいくつかの様々な異なる回路を規定するように、有利に共動的に接続する。

更に、本開示の他の説明的な態様は、電気回路を形成する方法に向けられ、該方法は、（ｉ）各衣服が少なくとも１つの電子コンポーネントを表すと共に、該コンポーネントとして動作することができるように、そこに関連付けられた組み込まれた電子機能を有する、共動する衣服のセットを提供するステップと、（ｉｉ）動作回路を規定するために衣服の電子コンポーネントを配置するように、異なる衣服を導電的に接続するステップとを有する。

本発明の付加的な及び／又は代替の態様、特徴及び利点は、本発明の様々な例となる実施例の以下の詳細な説明を参照して、明らかになるだろう。

本発明のよりよい理解のために、参照は、添付の図面と組み合わせて考慮される以下の詳細な説明に対してなされる。

図面、特に図１を参照して、図式的な例によって、参照符号１０により全般的に示された本発明による様々な衣服が示される。示されるように、衣服１０は、例えばシャツ１２、ズボン１４、手袋１６及び／又は帽子１８を含むいかなる様々な形態も取ることができる。付加的な又は代替の衣服は、同じく使用され得る。各衣服１０は、２以上の導電性接続点２２を接続する導電性ネットワーク２０を備える。該導電性ネットワーク２０は、このような衣服がコンポーネント２４を表すと共に該コンポーネントとして動作するように、好ましくは衣服１０に組み込む又は埋め込む少なくとも１つの電子コンポーネント２４を含む。

導電性ネットワーク２０は、様々な態様で作り上げることができる。例えば導電性ネットワーク２０又は少なくともその一部は、衣服の材料の表面２６と好ましくは組み込まれて関連された、プリントされた導電性のインクであり得る。代替として又は付加的に、導電性のネットワーク２０又は少なくともその一部は、衣服１０を形成するために使用された材料と一体の、可撓性、弾性及び別個の導電性ネットワーク２０を形成するために、織る、縫う又は編むようないくつかの知られた方法に従って、１以上の非導電性ファイバ３１で編み合わされた１以上の導電性ファイバ３０を含む、例えば図２に示されるようなファイバ構造２８を介して同等に作られ得る。

接続点２２は、本開示から当業者には容易に明らかになるような様々な異なる形態をとることができる。例えば、本開示の一態様では、各接続点２２は、図３に示されるような導電性のファイバ領域２３の形態になり得る。各接続点２２は、例えば上記導電性ネットワーク２０と類似するファイバ構造から作られ得る。すなわち再び図２を参照して、導電性及び非導電性ファイバ３０、３１のメッシュは、可撓性布状接続点２２をつくるために編み合わせることができる。各接続点２２は、異なる接続タイプを容易にする複数の異なるパターンに形成され得る。例えば図４に示されるように、各接続点２２は、異なる接続点２２の中で、容易に、素早く、且つ切断可能な導電性接続を可能にするように、衣服１０と動作するように関連した１以上の磁石３２と共動することができる。図５ａ及び５ｂは、他の例となる接続タイプを説明する。示されるように、各接続点２２は、異なる接続点２２の間の導電性接続を、容易に、素早く且つ切断可能にすることに適したような、導電性のホック／ループ（すなわち商標登録ベルクロ）ファイバ構造であり得る。各接続点２２は、好ましくは複数の相補的な衣服１０のいくつかと関連した、複数の相補的な接続点２２のいくつかと、導電的に共動することに適している。

図１を参照して、ここで教えることに基づいて当業者には容易に明らかであるように、電子コンポーネント２４のどれか１つ以上は、導電性ネットワーク２０及び様々な接続点２２の両方と導電的に関連されるように、好ましくは衣服１０に組み込まれ又は埋め込まれ、代替として衣服１０、導電性ネットワーク２０及び接続点２２に釈放可能に関連され得る。例えばコンポーネント２４ｒを考える。これは、導電的に接続されるために、導電性ネットワーク２０に沿った異なる位置に釈放可能に接続されるように示される。各コンポーネント２４ｒと衣服１０との間の釈放可能な導電性接続を容易にすることに適した例となる接続タイプは、接続点２２と関連して、上記のものと類似の導電性布地相互接続構造である。様々な他のいかなる導電性接続タイプも、同等に使用され得る。

図６乃至８を参照して、本発明のいかなる数の衣服も、この好ましい態様では、電気的又は電子的機能を実施することができる様々な異なる回路を規定するために、組として共動することができる。したがって、この一組の衣服は、電子回路及び／又は電子コンポーネントの基礎的な原理を説明するトレーニング又は教育のツール／ゲームとして使用することに適している。例えば、図６に示されたシャツの組３４を考える。該組は、４枚のシャツを含み、第１のシャツ３６は、バッテリコンポーネント３７を規定し、第２のシャツ３８は、第１接続コンポーネント３９を規定し、第３のシャツ４０は、第２接続コンポーネント４１を規定し、そして第４のシャツ４２は、照明コンポーネント４３を規定する。

シャツ３６，３８，４０，４２の各々は、上で議論されたように、組み込まれた導電性ファイバトラック又は導電性ネットワーク２０及び接続点２２を含む。示されたように導電性ネットワーク２０は、各シャツ３６，３８，４０，４２の各々の袖４４，４５に延長し、接続点２２が更に各袖と関連付けられている。各袖４４，４５は、隣接したシャツの相補的な接続点２２との適切な相互接続を円滑にするために、（例えば「＋」又は「−」符号で）印をつけられ得る。

示されるように第１のシャツ３６は、バッテリコンポーネント３７（例えばほとんど平らな再充電可能バッテリ）を示し、該コンポーネントとして動作する。該バッテリコンポーネントは、好ましくはリモート電源（示されていない）により再充電することができる再充電可能バッテリである。バッテリコンポーネント３７は、好ましくは、大きなスペースをとらないように、相対的に平らなロープロファイルである。バッテリコンポーネント３７は、好ましくはいかなる１以上の相補的なシャツ３８，４０及び４２にも電力を供給することに適している。本発明の一態様では、バッテリコンポーネント３７は、第１のシャツ３６の表面に分離可能に接続することができる。

第２のシャツ３８は、例えば第１接続コンポーネント３９を表すと共に、該コンポーネントとして動作する。第１接続コンポーネント３９は、様々な電子接続要素（例えばワイヤー、スイッチ、分割器等）の何れかでもあり得る。第１接続コンポーネント３９は、バッテリコンポーネント３７のように、好ましくはシャツ３８から著しく突き出さないように、ロープロファイルである。第１接続コンポーネント３９は、好ましくはいかなる２以上の相補的なシャツ３６，４０及び４２に導電的に接続することに適している。類似して、第１接続コンポーネント３９は、本発明の態様では、第２のシャツ３８の表面に別個に接続され得る。

第３のシャツ４０は、例えば第２接続コンポーネント４１を表し、該コンポーネントとして動作する。第１接続要素とは別体の第２接続コンポーネント４１は、該コンポーネントを通して導電性のフローを操作するように、関連したフロー制御手段（例えば抵抗器、キャパシタ等）を有し得る。第２接続コンポーネント４１は、第１接続コンポーネント３９のように、好ましくはいかなる２以上の相補的なシャツ３６，３８及び４２を導電的に接続することに適している。更に、上で議論されたコンポーネント３７，３９の各々のように、第２接続コンポーネント４１は、本発明の一態様では、第３のシャツの表面に分離可能に接続することができる。

第４のシャツ４２は、例えば照明コンポーネント４３を表すと共に、該コンポーネントとして動作する。照明コンポーネント４３は、いかなる光源（例えばＬＥＤ、ルミネセンス、白熱、蛍光等）でもあり得る。照明コンポーネント４３は、上記のコンポーネント３７，３９及び４１の各々のように、好ましくはシャツ４２から著しく突き出ないようにロープロファイルである。類似して、第１接続コンポーネント３９は、本発明の態様では、第２のシャツ３８の表面に分離可能に接続され得る。照明コンポーネント４３は、第１及び／又は第２接続コンポーネント３９，４１を介して、バッテリコンポーネント３７に導電して接続されたときに照明する。

本開示から当業者には容易に明らかであるように、１以上の電子コンポーネントを表すと共に動作するいかなる様々な付加的及び／若しくは代替のシャツ又は他の衣服のタイプも、同等に本発明に従って使用され得、したがって本発明の範囲内にある。

本発明の図式的な態様で、図７及び８を参照して、シャツ３６，３８，４０，４２は、例えば４人の子どもたちによって着られ、図７に示されるような動作回路４４を規定するように、互いに相対的に位置づけられ得る。示されるように、回路４４は、子どもたちが、第１シャツ３６又はバッテリコンポーネント３７が直接的に第２及び第３シャツ３８、４０に接続されるか、又は各々のシャツと関連した接続点２２を介して接続コンポーネント３９，４１を接続するように、円を描いて位置することにより作られる。第４のシャツ４２又は照明コンポーネント４３は、したがって、間接的に、第２及び第３のシャツ３８，４０を介して第１のシャツ３６又はバッテリコンポーネント３７に、又は、その各々の接続点２２を介して接続コンポーネント３９，４１に接続され得る。一度各シャツ３６，３８，４０，４２又はコンポーネント３７，３９，４１，４３が、回路４４を閉じるように適切に位置されると、照明コンポーネント４３は照明する。回路４４は、例えば図８に説明されるように１以上のいかなる接続点２２を切断することによっても断つことができる。したがって、上記の配置は、どのようにバッテリ、光源及びスイッチが動作するのか、並びに電子回路の基礎的な原理を説明するために使用することができる。

もちろん、本開示から当業者には容易に明らかなように、いかなる様々な他の回路配置は、簡素なものも複雑なものも、同等に可能である。例えばここに開示されたような衣服１０は、様々な異なる電気的若しくは電子的動作（例えば無線、可変抵抗器、計算機）を規定及び／若しくは説明することに適した、アンテナ、ＲＦＩＤタグ、ダイオード、スピーカ又はいかなる様々な他の電子的若しくは電気的コンポーネントを表すと共に、該コンポーネントとして動作することができる。

上記の実施例並びにその様々な態様及び特徴が単に例示に過ぎず、当業者が本発明の要旨及び範囲から逸脱することなく、多くの変形及び／又は修正をし得るということは、理解されるだろう。全てのこのような変形及び修正は、請求項に規定されたように、本発明の範囲に含まれることが意図される。

図１は、本発明の例となる実施例による様々な衣服の図式的な説明である。 図２は、本発明の一態様によるファイバ構造の平面図である。 図３は、導電的な接続を提供するために、一方と他方とを動作するように接続することに適し、各衣服と動作するように関連した、別体のコネクタの図式的な説明である。 図４は、本発明の例となる態様による結合に示された図３のコネクタの図式的な説明である。 図５ａは、本発明の他の例となる態様による結合に示された図３のコネクタの図式的な説明である。 図５ｂは、図５ａの結合の拡大図である。 図６は、本発明の他の例となる実施例による、一組の衣服の図式的な説明である。 図７は、システムが閉回路を規定する図６の一組の図式的な説明である。 図８は、システムが開回路を規定する図６の一組の図式的な説明である。

Claims (20)

1. １以上の導電性接続点を接続するように、動作可能なように衣服に組み込まれた導電性ネットワークを有し、前記導電性ネットワークが１以上の電子コンポーネントを含み、前記衣服が、前記１以上の電子コンポーネントを表現すると共に該コンポーネントとして動作する、スマート衣服。
2. １以上の前記接続点が、動作可能なように前記衣服と結合された導電性領域の形態である、請求項１に記載のスマート衣服。
3. 前記導電性領域が、メッシュの導電性ファイバにより規定される、請求項２に記載のスマート衣服。
4. 前記導電性領域の各々が、動作可能なように該領域と結合された磁石を有する請求項２に記載のスマート衣服。
5. 前記導電性領域が導電性のホック／ループファイバ構造により規定される、請求項２に記載のスマート衣服。
6. 前記１以上の接続点の各々が、複数の相補的な接続点と導電的に共動する、請求項１に記載のスマート衣服。
7. 前記１以上の電子コンポーネントの少なくとも１つが、前記導電性ネットワーク及び前記接続点に動作可能なように接続されるように、前記衣服とはずせるように結合される、請求項１に記載のスマート衣服。
8. 一組の共動する衣服であって、各衣服が少なくとも１つの電子コンポーネントを表現すると共に該コンポーネントとして動作するように、該一組の共動する衣服と関連した統合された電子的機能をもつ一組の共動する衣服を有し、
   前記衣服が、異なる電子的動作を実行する異なる回路を規定するように共動して接続する、モジュール型ウェアラブル回路。
9. 前記一組の衣服が、電子回路及び電子コンポーネントの原理を示すために使用される、請求項８に記載のモジュール型ウェアラブル回路。
10. 前記セットの衣服が、異なる衣服のタイプを含む、請求項８に記載のモジュール型ウェアラブル回路。
11. 前記衣服のタイプが、シャツ、ズボン、手袋若しくは帽子又はこれらの何れかの組み合わせからなる群から選択される、請求項１０に記載のモジュール型ウェアラブル回路。
12. 前記衣服の各々が、１以上の他の衣服と結合された１以上の他の導電性接続点に動作可能なように接続することに適した１以上の導電性接続点を含む、請求項８に記載のモジュール型ウェアラブル回路。
13. 前記導電性接続点の各々が、導電性接続を実現するように、動作可能なように該導電性接続点と結合された少なくとも１つの磁石を持つ、請求項１２に記載のモジュール型ウェアラブル回路。
14. 前記導電性接続点の各々が、導電性のホック／ループファイバ構成により規定される、請求項１２に記載のモジュール型ウェアラブル回路。
15. 前記少なくとも１つの電子コンポーネントが、前記衣服の各々の前記接続点に動作可能なように接続されるように、前記衣服の各々とはずせるように結合される、請求項１２に記載のモジュール型ウェアラブル回路。
16. 前記衣服のいくつかが、接続コンポーネントを表現すると共に該コンポーネントとして動作し、前記衣服の他のものは、機能コンポーネントを表現すると共に該コンポーネントとして動作する、請求項８に記載のモジュール型ウェアラブル回路。
17. 一組の共動する衣服であって、各衣服が少なくとも１つの電子コンポーネントを表現すると共に、該コンポーネントとして動作するように、該一組の共動する衣服と関連した統合された電子的機能をもつ、一組の共動する衣服を設けるステップと、
    動作回路を規定するために、前記衣服の前記電子コンポーネントを配置するように、導電的に前記衣服を接続するステップと、
    を有する、電気回路を形成する方法。
18. 前記衣服の各々が１人以上の人によって着られる、請求項１７に記載の方法。
19. 前記人の各々が、前記衣服が前記動作回路を選択的に規定するために接続され得るように位置される、請求項１８に記載の方法。
20. 前記衣服のいくつかが、接続コンポーネントを表現すると共に該接続コンポーネントとして動作し、前記衣服の他のものが、機能コンポーネントを表現すると共に該機能コンポーネントとして動作する、請求項１７に記載の方法。

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