JP7434412B2 - 足存在信号処理システム及び方法 - Google Patents

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Description

様々な状態をモニタするために、各種の靴型センサが提案されている。例えば、ブラウ
ン（Brown）は、「足の状態をモニタするためのセンサシューズ（Sensor shoe for monit
oring the condition of a foot）」と題する特許文献１において、靴型センサの幾つか
の例を提案している。ブラウンは、足力センサが、比較的薄く、平坦で、柔軟で、弾力的
な誘電材料の層からなるインソールを含むことができると述べている。この足力センサは
、加えられる圧縮力に基づいて変化する電気抵抗を有する導電性相互接続手段を含むこと
ができる。
ブラウンはさらに、糖尿病患者、又は足の一部に過剰な圧力が加わると潰瘍を生じさせ
る傾向のある様々な種類の足の病気を患う人が着用すべき靴について論じている。靴本体
は力感知抵抗器（ＦＳＲ：force sensing resistor）を含むことができ、抵抗器に結合さ
れたスイッチ回路は、閾値圧力レベルに到達した、又はそれを超えたことを着用者に警告
するためにアラームユニットを作動させることができる。
履物製品を自動的に締め付ける装置が過去に提案されている。リウ（Liu）は、「自動
締付け靴（Automatic tightening shoe）」と題する特許文献２において、靴の上側部分
に取り付けられた第１のファスナと、開閉部材に接続され、第１のファスナと取り外し可
能に係合して開閉部材を締め付けられた状態に保持することのできる第２のファスナとを
提供する。リウは、靴底の踵部分に取り付けられた駆動ユニットを教示している。駆動ユ
ニットは、筐体と、筐体に回転可能に取り付けられたスプールと、引き紐の対と、モニタ
ユニットとを含む。各紐はスプールに接続された第１の端と、第２のファスナの紐穴に対
応する第２の端を有する。モータユニットはスプールに結合されている。リウは、モータ
ユニットが、筐体内のスプールの回転を駆動して、引き紐がスプールに巻き付けられて、
第２のファスナが第１のファスナに向かって引かれるように動作可能であることを教示し
ている。リウはまた、引き紐をその中に通すことのできる案内管ユニットも教示している
。
米国特許第５，９２９，３３２号明細書 米国特許第６，６９１，４３３号明細書
例示的な実施形態によるアクティブな履物製品の構成要素の概略的分解図である。 例示的な実施形態によるセンサシステムと電動紐締めエンジンの概略図である。 例示的な実施形態によるセンサシステムと電動紐締めエンジンの概略図である。 例示的な実施形態によるセンサシステムと電動紐締めエンジンの概略図である。 例示的な実施形態による電動紐締めシステムの構成要素の概略的ブロック図である。 履物製品の使用者が立っているときの履物製品の中の標準的な又は平均的な足（左）と凹足（右）に関する圧力分布データを示す図である。 例示的な実施形態による履物製品のインソールの中の容量型足存在センサの概略図である。 例示的な実施形態による履物製品のインソールの中の容量型足存在センサの概略図である。 例示的な実施形態による足存在検出のための容量性センサシステムの概略図である。 例示的な実施形態による第１の容量型足存在センサの概略図である。 例示的な実施形態による第２の容量型足存在センサの概略図である。 例示的な実施形態による容量型足存在センサ電極の例の概略図である。 例示的な実施形態による容量型足存在センサ電極の例の概略図である。 例示的な実施形態による容量型足存在センサ電極の例の概略図である。 履物センサからの足存在情報の使用の例を示すフローチャートである。 履物センサからの足存在情報の使用の第２の例を示すフローチャートである。 容量性足存在センサからの第１の時間変化する情報の概略的なグラフである。 容量性足存在センサからの第２の時間変化する情報の概略的なグラフである。 容量性足存在センサからの第３の時間変化する情報の概略的なグラフである。 容量性足存在センサからの第４の時間変化する情報の概略的なグラフである。 例示的な実施形態による容量性足存在センサからの時間変化する情報及び信号形態限界の概略的なグラフである。 履物製品のミッドソールの中の、誘電体スタックの下にある容量型足存在センサの一例の概略図である。 容量性足存在センサからの容量表示信号に対する誘電体充填材の影響を示すグラフを含む一例の概略図である。 履物の中の容量型足存在センサからの第３の容量表示信号の一部を示すグラフの一例の概略図である。
必ずしも正確な縮尺で描かれているとはかぎらない図面中、同様の番号は別の図の類似
の構成要素を表していることがある。異なる文字が末尾に付されている同様の番号は、同
様の構成要素の別の例を表していることがある。図面は、限定ではなく例として、本文書
中で論じられている各種の実施形態を概略的に示している。
自動締付け靴紐の概念が初めて広く人気を博したのは、１９８９年に公開された映画、
「バック・トゥ・ザ・フューチャＩＩ（Back to the Future II）」の中でマーティ・マ
クフライ（Marty McFly）が履いた架空の電動紐締め（パワーレース：power-laced）Ｎｉ
ｋｅ（登録商標）スニーカーからである。Ｎｉｋｅ（登録商標）はそれ以降、「バック・
トゥ・ザ・フューチャＩＩ」の映画の小道具バージョンに外観が似ているパワーレースス
ニーカーのバージョンを少なくとも１つ発表したが、使用されていた内部の機械的システ
ムとその周囲の履物プラットフォームから、必ずしもこれらが大量生産又は日常的な使用
に向くものとは言えなかった。それに加えて、電動紐締め（motorized lacing）システム
のための過去の設計は比較的、製造コストの高さ、複雑さ、組立ての難しさ、有用性の欠
如、及び脆弱な又は壊れやすい機械的機構等の課題を伴っており、これらは多くの問題の
うちの幾つかを挙げたにすぎない。本発明者らは、とりわけ、上述の問題の一部又は全部
を解決する電動及び非電動紐締めエンジンを収容するためのモジュール式履物プラットフ
ォームを開発した。後述の構成要素は様々な利点を提供し、これには有用な構成要素、互
換的な自動紐締めエンジン、頑丈な機械的設計、ロバストな制御アルゴリズム、信頼性の
高い動作、効率的な組立てプロセス、小売レベルのカスタム化が含まれるが、これらに限
定されない。後述の構成要素の様々なその他の利点は、当業者にとって明らかであろう。
ある例において、モジュール式自動紐締め履物プラットフォームは、紐締めエンジンを
受容するための、履物製品の中のミッドソールに固定されたミッドソールプレートを含む
。ミッドソールプレートの設計により、購入時という遅い段階で紐締めエンジンを履物プ
ラットフォームに追加できる。ミッドソールプレート、及びモジュール式自動履物プラッ
トフォームのその他の態様により、異なるタイプの紐締めエンジンを互換的に使用できる
。例えば、後述の自動紐締めエンジンは、人力紐締めエンジンに取り換えることもできる
。あるいは、足存在感知又はその他の機能を有する全自動電動紐締めエンジンを標準的な
ミッドソールプレート内に収容できる。
本明細書で論じる自動履物プラットフォームはアウトソールアクチュエータインタフェ
ースを含むことができ、これは最終使用者に締付け制御のほか、例えば透明な保護用アウ
トソール材料を通じて投影されるＬＥＤ照明を用いて視覚的フィードバックを提供する。
アクチュエータは、紐締めエンジン又はその他の自動履物プラットフォーム構成要素の状
態を示すために、触覚的及び視覚的フィードバックを使用者に提供できる。
ある例において、履物プラットフォームは、足が靴の中にあることを検出するように構
成された足存在センサ（foot presence sensor）を含む。足が検出されると、１つ又は複
数の履物機能又はプロセスを、例えば自動的に、使用者によるさらなる入力又はコマンド
がなくても開始できる。例えば、足が履物の中でインソールに対して正しく収容される（
seated）のが検出されると、制御回路が紐締め、データ収集、履物診断、又はその他のプ
ロセスを自動的に開始することができる。
自動紐締め又は履物締付け機構を作動させる、又は開始させるのが早すぎると、その履
物に対するユーザーの使用感が悪くなりうる。例えば、足がインソールに対して完全に収
容されていないうちに紐締めエンジンが作動されると、使用者は足の残りの部分を履物の
中に入れにくくなる可能性があり、また使用者は紐締めの張力を手で調整しなければなら
ない可能性もある。本発明者らはそれゆえ、解決すべき課題は、足が適正に、又は完全に
履物製品の中に収容されたか否か、例えば爪先とミッドソールと踵部分がそれらに対応す
るインソールの部分と適正に位置合わせされたか否かを特定することを含むと認識した。
発明者らはさらに、課題は、例えばセンサのコストと組立てコストを下げ、装置の複雑さ
を軽減するためにできるだけ少ないセンサを用いて足の位置又は足の向きを正確に特定す
ることを含むと認識した。
これらの課題の解決策は、履物の土踏まず及び踵のうちの少なくとも一方の領域にセン
サを提供することを含む。ある例において、センサは付近の電界の変化を感知するように
構成された容量性センサである。電界の変化、又は容量の変化は、足が履物の中に入る時
又は出る時に実現され、これには足の一部分が足の他の部分よりセンサから遠くにある時
を含む。ある例では、容量性センサは、紐締めエンジンの筐体と一体化されるか、又はそ
の中に格納される。ある例において、容量性センサの少なくとも一部は、紐締めエンジン
の筐体の外側に提供され、筐体の中の電源又は処理回路との１つ又は複数の導電性相互接
続部を含む。
足存在検出で使用するのに適した容量性センサは、様々な構成を有することができる。容量性センサは平板キャパシタを含むことができ、この場合、１つのプレート（電極）が、例えばプレートの１つ又は複数にかかる圧力又は圧力の変化に応答して移動するように構成される。ある例において、容量性センサは複数のトレース（trace）を含み、これは例えば、インソールの上面と平行な、又はそれと一致する平面内に実質的に配置される。このようなトレース（配線）は、エアギャップ（又はその他の材料、例えばスタイロフォーム（Styrofoam）（登録商標））によって横方向に分離でき、励起回路により供給されるＡＣ駆動信号によって選択的に、又は周期的に駆動できる。ある例において、電極は交互に配置された櫛形構成を有することができる。このような容量性センサは、電極自体の相互の移動に基づいて、及び、足又はその他の物体の有無又は移動による電極付近の電界の干渉に基づいて変化する容量信号を供給できる。
ある例において、容量型センサ（capacitance-based sensor）は、機械的センサより信
頼性が高い可能性があり、これは例えば、容量型センサは可動部品を含む必要がないから
である。容量型センサの電極は耐久性のある電界透過性材料でコーティング又は被覆でき
、それゆえ、電極は環境変化、濡れ、漏れ、塵埃、又はその他の汚染剤への直接的な曝露
から保護でき、人間又はその他の物質がセンサの電極と直接接触しない。
ある例において、容量性センサは、センサにより検出された容量の大きさを示す、又は
容量の変化を示すアナログ出力信号を供給する。出力信号は足がセンサの付近にあるとき
に第１の値（例えば、低い容量に対応する）を有することができ、出力信号は足がないと
きに異なる第２の値（例えば、高い容量に対応する）を有することができる。
ある例において、足があるときの出力信号は、さらなる情報を提供できる。例えば、歩
行ステップイベントに相関する容量信号の検出可能な変化が起こりうる。それに加えて、
容量信号における検出可能な長期のドリフトが発生する可能性があり、これは靴の構成要
素、例えばインソール、矯正器具（orthotic）、又はその他の構成要素の摩耗損耗及び残
りの寿命のうちの少なくとも一方を示すことができる。
ある例において、容量性センサは、センサにより感知される容量の大きさを示すデジタ
ル信号を供給するように構成された容量－デジタル変換回路を含み、又はそれに結合され
る。ある例において、容量性センサは、感知された容量値が所定の閾値容量条件を満たす
か否かを示す割込み信号又は論理信号を供給するように構成されたプロセッサ回路を含む
。ある例において、容量性センサは、ベースライン又は基準容量値に関する容量特性を測
定し、ベースライン又は基準は、環境変化又は感知される容量値に影響を与える可能性の
あるその他の変化に対応するように更新又は調整できる。
ある例において、容量性センサは、靴のインソールの土踏まず又は踵領域付近の足の下
に提供される。容量性センサは、実質的に平坦又は扁平とすることができる。容量性セン
サは、硬質でも柔軟でもよく、足の輪郭に適合するように構成できる。場合によっては、
比較的低い誘電率、又は低い比誘電率を有し得るエアギャップが、容量性センサの一部と
靴を履いた時の足との間に存在する可能性がある。容量性センサと足部表面との間の空隙
を埋めるために、容量性センサの上方に、比較的高い誘電率、又は空気よりも高い比誘電
率を有することができるギャップ充填材を設けることができる。ギャップ充填材は圧縮可
能でも圧縮不能でもよい。ある例において、ギャップ充填材は、誘電率の値と履物用とし
ての適合性との間で適当な妥協を提供し、センサの十分な感度と足下での使用者にとって
の快適さを提供するように選択される。
以下に、電動紐締めエンジン、足存在センサ、ミッドソールプレート、及びプラットフ
ォームの他の各種の構成要素を含む自動履物プラットフォームの様々な構成要素について
論じる。この開示のほとんどが電動紐締めエンジンのためのトリガとして足の存在の感知
に焦点を当てているが、論じられている設計の多くの態様が人力紐締めエンジン、又は例
えばデータ収集や生理学的モニタ等の他の履物機能を自動化する足存在センサと接続可能
な他の回路もしくは機能にも応用可能である。例えば「自動履物プラットフォーム」で使
用されているような「自動」という用語は、所定の使用者入力を用いずに動作するシステ
ムだけをカバーするとは意図されていない。むしろ、「自動履物プラットフォーム」とい
う用語は、様々な電力式及び人力式の、自動的に作動され、及び人により作動される、履
物の紐又は保持システムを締め付けるための、又はアクティブな履物の他の態様を制御す
るための機構を含むことができる。
図１は、ある例示的な実施形態によるアクティブな履物製品の構成要素の分解図の概略
を示す。図１の例は、紐締めエンジン１１０と、蓋１２０と、アクチュエータ１３０と、
ミッドソールプレート１４０と、ミッドソール１５５と、アウトソール１６５とを有する
電動紐締めシステム１００を含む。システム１００において、紐締めエンジン１１０は、
使用者により交換可能な構成要素を含むことができ、１つ又は複数の足存在センサを含む
ことができるか、又はそれに結合され得る。ある例において、紐締めエンジン１１０は、
容量性足存在センサを含むか、またはそれに結合されている。容量性足存在センサは、図
１の例には示されていないが、紐締めエンジン１１０の、足と対面する側に配置された複
数の電極を含むことができる。ある例において、容量性足存在センサの電極は、紐締めエ
ンジン１１０内に格納できるか、紐締めエンジン１１０の筐体と一体化できるか、又は紐
締めエンジン１１０の付近の他の箇所に配置して、紐締めエンジン１１０の内側の電源又
は処理回路に１つ又は複数の電気導体を用いて結合できる。
図１の例における電動紐締めシステム１００の組立ては、ミッドソールプレート１４０
をミッドソール１５５内に固定することから始まる。次に、アクチュエータ１３０は、ミ
ッドソールプレート１４０の側面の開口部の中に挿入でき、これは、例えばアウトソール
１６５の中に埋め込むことのできるインタフェースボタンの反対側である。次に、紐締め
エンジン１１０が、ミッドソールプレート１４０の中に挿入される。ある例において、紐
締めエンジン１１０は、履物の他の箇所に配置される１つ又は複数のセンサと結合され得
る。その他の組立て方法も同様に実行して、電動紐締めシステム１００を構成できる。
ある例において、紐締めシステム１００は、締め紐（lacing cable）の連続ループの下
に挿入され、締め紐は、紐締めエンジン１１０の中のスプールに位置合わせされる。組立
てを完了させるために、蓋１２０は、ミッドソールプレート１４０の固定手段の中に挿入
され、閉位置に固定され、ミッドソールプレート１４０のくぼみの中に引っ掛けることが
できる。蓋１２０は、紐締めエンジン１１０をとらえて、動作中に締め紐の位置合わせの
維持を助けることができる。
ミッドソールプレート１４０は、紐締めエンジンキャビティ１４１と、内側及び外側紐
ガイド１４２と、前方フランジ１４３と、後方フランジ１４４と、上側（上）面及び下側
（底）面と、アクチュエータ用切り欠き１４５とを含む。紐締めエンジンキャビティ１４
１は、紐締めエンジン１１０を受容するように構成されている。この例では、紐締めエン
ジンキャビティ１４１は、紐締めエンジン１１０を側方及び前後方向に保持するが、紐締
めエンジン１１０をキャビティ１４１内にロックするための機構を含まない。任意選択に
より、紐締めエンジンキャビティ１４１は、紐締めエンジン１１０を紐締めエンジンキャ
ビティ１４１の中により確実に保持するために、１つ又は複数の側壁に沿って戻り止め（
detent）、つめ（tab）、又はその他の機械的機構を含む。
紐ガイド１４２は、締め紐を、紐締めエンジン１１０に対して所定の位置に案内するの
を助けることができる。紐ガイド１４２は、面取りされた縁部と下方に傾く傾斜部とを含
み、締め紐を紐締めエンジン１１０に対して所望の位置に案内するのを助けることができ
る。この例では、紐ガイド１４２は、ミッドソールプレート１４０の側面に開口部を含み
、これらは典型的な締め紐の直径よりも何倍も広いが、他の寸法も使用できる。
図１の例において、ミッドソールプレート１４０は、成形された又は曲線を付けられた
前方フランジ１４３を含み、これはミッドソールプレート１４０の内側でさらに延在する
。例示的な前方フランジ１４３は、履物プラットフォームのアーチの下に追加の支持を提
供するように設計される。しかしながら、他の例では、前方フランジ１４３は内側ではあ
まり目立たなくてもよい。この例では、後方フランジ１４４が、内側と外側の両方に延長
部分を有する外径を含む。図示された後方フランジ１４４は、紐締めエンジン１１０にと
って強化された側方安定性を提供できる。
ある例において、１つ又は複数の電極をミッドソールプレート１４０の中に埋め込み、
又はそこに配置でき、足存在センサの一部、例えば容量性足存在センサの一部を形成でき
る。ある例において、紐締めエンジン１１０はセンサ回路を含み、これはミッドソールプ
レート１４０上の１つ又は複数の電極に電気的に結合されている。センサ回路は、電極か
らの感知された電界又は容量情報を用いて、ミッドソールプレート１４０の隣接領域内の
足の有無を特定するように構成できる。ある例において、電極は前方フランジ１４３の最
前縁から後方フランジ１４４の最後縁まで延在し、他の例では、電極はフランジの一方又
は両方の一部のみにわたって延在する。
ある例において、履物又は電動紐締めシステム１００は、１つ又は複数のセンサを含む
か、これと接続し、これらは履物内に足があること、履物内に足がないこと、又は履物内
の足位置の特性をモニタし、又は特定できる。１つ又は複数のこのような足存在センサか
らの情報に基づき、電動紐締めシステム１００を含む履物は、様々な機能を実行するよう
に構成できる。例えば、足存在センサは、履物の中の足の有無に関する二値情報を提供す
るように構成できる。ある例において足存在センサに結合されたプロセッサ回路は、デジ
タル又はアナログ信号情報を受信して解釈し、履物内の足の有無に関する二値情報を提供
する。足存在センサからの二値信号が、足があることを示す場合、電動紐締めシステム１
００の中の紐締めエンジン１１０を作動させることができ、例えば締め紐又はその他の履
物締め付け手段に対する張力を自動的に増減して、例えば足の周囲で履物をきつくし、又
は緩める。ある例において、紐締めエンジン１１０、又は履物製品のその他の部分は、足
存在センサからの信号を受信するか、解釈できるプロセッサ回路を含む。
ある例において、足存在センサは、足を履物に入れる時の足の位置に関する情報を提供
するように構成できる。電動紐締めシステム１００は一般に、足が履物の中で、例えば履
物製品のインソールの全部又は一部に対して適切に位置付けられ、収容されたときにのみ
、例えば締め紐を締めるように作動させることができる。足の移動又は位置に関する情報
を感知する足存在センサは、足が、例えばインソールに関して、又は履物製品の他のある
機構に関して完全に又は部分的に収容されたか否かに関する情報を提供できる。自動紐締
め手順は、センサからの情報が、足が正しい位置にあることを示すまで、中断又は遅延で
きる。
ある例において、足存在センサは、履物の中の足の相対位置に関する情報を提供するよ
うに構成できる。例えば、足存在センサは、履物がある足にとって良好な「フィット」で
あるか否かを、例えば足の土踏まず、踵、爪先、又はその他の構成部分のうちの１つ又は
複数の、例えばこのような足の構成部分を受容するように構成された履物の対応する位置
に関する相対位置を特定することによって感知するように構成できる。ある例において、
足存在センサは、足又は足の構成部分の位置が時間の経過により、所定の、又は以前に記
録された基準位置に関して、例えば時間の経過による締め紐の緩み、又は足そのものの自
然の膨張と収縮によって変化したか否かを感知するように構成できる。
ある例において、足存在センサは、電気、磁気、熱、容量、圧力、光、又はその他のセ
ンサ装置を含むことができ、これは体の存在に関する情報を感知し、又は受信するように
構成できる。例えば、電気センサは、少なくとも２つの電極間のインピーダンス特性を測
定するように構成されたインピーダンスセンサを含むことができる。足等の体が電極の付
近に、又はそれに隣接してあると、電気センサは第１の値を有するセンサ信号を供給でき
、足が電極から離れたところにあると、電気センサは異なる第２の値を有するセンサ信号
を供給できる。例えば、第１のインピーダンス値は、何も入っていない履物の状態に関連
付けることができ、より小さい第２のインピーダンス値は、占有されている履物の状態に
関連付けることができる。
電気センサは、ＡＣ信号生成器回路と、例えば無線周波数情報を含む高周波信号情報を
発信し、又は受信するように構成されるアンテナを含むことができる。アンテナに対する
体の近接性に基づき、１つ又は複数の電気信号特性、例えばインピーダンス、周波数、又
は信号振幅を受信して分析し、体が存在するか否かを特定できる。ある例において、受信
信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ：received signal strength indicator）は、受信した
無線信号のパワーレベルに関する情報を提供する。例えばあるベースライン又は基準値に
対するＲＳＳＩの変化は、体の有無を識別するために使用できる。ある例において、例え
ば２．４ＧＨｚ、３．６ＧＨｚ、４．９ＧＨｚ、５ＧＨｚ、及び５．９ＧＨｚバンドのう
ちの１つ又は複数のＷｉＦｉ周波数を使用できる。ある例において、キロヘルツ範囲、例
えば約４００ｋＨｚの周波数を使用できる。ある例において、パワー信号の変化は、ミリ
ワット又はマイクロワットのレンジで検出できる。
足存在センサは、磁気センサを含むことができる。第１の磁気センサは、磁石と磁力計
を含むことができる。ある例において、磁力計は、紐締めエンジン１１０又はその付近に
配置できる。磁石は、紐締めエンジン１１０から離れた場所、例えば第２のソール、又は
アウトソール１６５の上に着用されるように構成されたインソール等の中に配置できる。
ある例において、磁石は、発泡材、又は第２のソールの他の圧縮可能な材料の中に埋め込
まれる。使用者が、例えば立っているか、歩いているとき等に第２のソールを押し下げる
と、磁力計に対する磁石の位置の対応する変化が感知され、センサ信号を介して報告され
ることが可能である。
第２の磁気センサは、磁界の変化又は干渉（例えば、ホール効果による）を感知するよ
うに構成された磁界センサを含むことができる。体が第２の磁気センサの付近にあると、
センサは、周辺磁界に対する変化を示す信号を生成することができる。例えば、第２の磁
気センサは、検出された磁界の変化に応答して電圧出力信号を変化させるホール効果セン
サを含むことができる。出力信号の電圧変化は、例えば導体内の電流、及び電流に垂直な
磁界を横切る方向などに、電気信号導体にわたる電圧差が生成されることに起因するもの
であり得る。
ある例において、第２の磁気センサは体からの電磁界信号を受信するように構成される
。例えば、ワルシャフスキー（Varshavsky）らは、「磁界に基づく識別情報を用いるセキ
ュリティのための装置、システム、及び方法（Devices, systems and methods for secur
ity using magnetic field based identification）」と題する米国特許第８，７５２，
２００号明細書において、体の固有の電磁署名を認証に使用することを教示している。あ
る例において、履物製品の中の磁気センサは、現在の使用者が靴の所有者であることを、
検出された電磁署名を介して認証又は検証し、例えば所有者の１つ又は複数の指定された
紐締めの選好（例えば、締め付けのプロファイル）に応じて、その製品を自動的に紐締め
すべきであることを認証又は検証するために使用できる。
ある例において、足存在センサは、履物の一部の中又はその付近の温度変化を感知する
ように構成された熱センサを含む。着用者の足が履物製品の中に入ると、製品の内部温度
は、着用者自身の体温が履物製品の周辺温度と異なると変化する。それゆえ、熱センサは
温度変化に基づいて、足が存在する可能性があるか否かの標示（indication）を提供でき
る。
ある例において、足存在センサは、容量変化を感知するように構成された容量性センサ
を含む。容量性センサは、１つのプレート又は電極を含むことができ、又は容量性センサ
は、複数プレート又は複数電極構成を含むことができる。容量型足存在センサの様々な例
を本明細書でさらに説明する。
ある例において、足存在センサは光学センサを含む。光学センサは、照準線が、例えば
履物キャビティの両側面の間等で中断されるか否かを特定するように構成できる。ある例
において、光学センサは、足を履物に挿入した時に足により覆われることができる光セン
サを含む。センサが感知された光又は明るさの状態の変化を示すと、足の存在又は位置の
標示を提供できる。
本明細書において論じられている様々なタイプの足存在センサの何れも、個別に使用す
ることができ、２つ又はそれ以上の異なるセンサ又は異なるタイプのセンサからの情報を
一緒に使用して、足があること、ないこと、足の向き、履物とのフィット具合に関するさ
らに多くの情報、又は足及びその履物との関係のうちの少なくとも一方に関する他の情報
を提供できる。
図２Ａ～２Ｃは、幾つかの例示的な実施形態によるセンサシステムと電動紐締めエンジ
ンの概略を示す。図２Ａは、ある例示的な紐締めエンジン１１０の各種の外部機構を紹介
しており、これには筐体構造１５０、ケースねじ１０８、紐通路１１２（紐案内レリーフ
１１２とも呼ばれる）、紐通路移行部１１４、スプールくぼみ１１５、ボタン開口部１２
２、ボタン１２１、ボタン膜シール１２４、プログラミングヘッダ１２８、スプール１３
１、及びスプール１３１内の紐溝１３２が含まれる。その他の設計も同様に使用できる。
例えば、他のタイプのスイッチ、例えば密閉型ドームスイッチ等を使用でき、又は膜シー
ル１２４をなくすこと等もできる。ある例において、紐締めエンジン１１０は、紐締めエ
ンジン１１０の内部の回路を紐締めエンジン１１０の外部の回路、例えば外部足存在セン
サ（又はその構成要素）、スイッチもしくはボタン等の外部アクチュエータ、又はその他
のデバイスもしくは構成要素と接続するための１つ又は複数の相互接続部又は電気コンタ
クトを含むことができる。
紐締めエンジン１１０は、１つ又は複数のねじ、例えばケースねじ１０８によって保持
できる。ケースねじ１０８は、第１の駆動機構の付近に配置して、紐締めエンジン１１０
の構造的完全性を向上させることができる。ケースねじ１０８はまた、例えば外部シーム
の超音波溶接のために筐体構造１５０を一体に保持する等、組立てプロセスを助けるよう
にも機能する。
図２Ａの例において、紐締めエンジン１１０は、エンジンが自動履物プラットフォーム
に組み込まれた時点で、靴紐又は締め紐を受承する紐通路１１２を含む。紐通路１１２は
、通路壁を含むことができ、これは面取り縁を有して、平滑な案内面を提供し、動作中、
締め紐はそれに接触して、またその中で移動できる。紐通路１１２の平滑な案内面部分は
、通路移行部１１４を含むことができ、これはスプールくぼみ１１５につながる紐通路１
１２の幅広部分とすることができる。スプールくぼみ１１５は、通路移行部１１４から、
スプール１３１の形状に密接に適合する概して円形の部分へと移行する。スプールくぼみ
１１５は、スプールに巻かれた締め紐を保持することのほか、スプール１３１の位置を保
持することを支援できる。設計の他の態様は、スプール１３１を保持するためのその他の
手段を提供できる。図２Ａの例において、スプール１３１は、平坦な上面を通って延びる
紐溝１３２と、反対側から下に向かって延在するスプールシャフト（図２Ａでは示されず
）を有し、ヨーヨーの半分と似た形状である。
紐締めエンジン１１０の外側は、自動履物プラットフォームの１つ又は複数の機構を作
動させ、又は調整するように構成できるボタン１２１を格納するボタン開口部１２２を含
む。ボタン１２１は、紐締めエンジン１１０に含まれる各種のスイッチを作動させるため
の外部インタフェースを提供できる。幾つかの例において、筐体構造１５０は、塵埃と水
から保護するためのボタン膜シール１２４を含む。この例では、ボタン膜シール１２４は
、厚さ最大数ミル（インチの千分の一）の透明なプラスチック（又は同様の材料）であり
、これを筐体構造１５０の上面から、例えば角部を覆って下方の外側へと接着できる。他
の例では、ボタン膜シール１２４は、ボタン１２１及びとボタン開口部１２２を覆う、接
着剤が裏に塗布された厚さ約２ミルのビニル製の膜である。その他のタイプのボタン及び
シーラントも同様に使用できる。
図２Ｂは、上部１０２と下部１０４を含む筐体構造１５０を示す。この例では、上部１
０２は、ケースねじ１０８、紐通路１１２、紐通路移行部１１４、スプールくぼみ１１５
、ボタン開口部１２２、及びボタンシールくぼみ１２６等の機構を含む。ある例において
、ボタンシールくぼみ１２６は、上部１０２のうち、ボタン膜シール１２４をはめ込むた
めに起伏を付けた部分である。
図２Ｂの例において、下部１０４は、無線充電器アクセス１０５、ジョイント１０６、
及びグリース隔壁１０９等の機構を含む。また、明確に特定されていないが、ケースねじ
１０８を受容するためのケースねじベースのほか、グリース隔壁１０９内の、駆動機構の
一部を保持するための各種の機構も示されている。グリース隔壁１０９は、グリース又は
駆動機構の周囲の同様の組成物を、紐締めエンジン１１０の各種の電気構成要素から離し
て保持するように設計される。
筐体構造１５０は、上部１０２及び下部１０４の一方又は両方の中に、構造表面に埋め
込まれた、又はそこに取り付けられた１つ又は複数の電極１７０を含むことができる。図
２Ｂの例における電極１７０は、下部１０４に結合されているように示されている。ある
例において、電極１７０は、容量型足存在センサ回路の一部を含む（例えば、本明細書で
論じられている足存在センサ３１０参照）。それに加えて、又はその代わりに、電極１７
０は、上部１０２に結合できる。上部１０２又は下部１０４に結合された電極１７０は、
無線電力伝送のために、又は容量型足存在センサ回路の一部として、又はその両方のため
に使用できる。ある例において、電極１７０は、筐体構造１５０の外面に配置された１つ
又は複数の部分を含み、他の例では、電極１７０は、筐体構造１５０の内面に配置された
１つ又は複数の部分を含む。
図２Ｃは、ある例示的な実施形態による紐締めエンジン１１０の各種の内部構成要素を
示す。この例では、紐締めエンジン１１０は、スプール磁石１３６、Ｏリングシール１３
８、ウォーム駆動部１４０、ブッシュ１４１、ウォーム駆動キー、ギアボックス１４８、
ギアモータ１４５、モータエンコーダ１４６、モータ回路基板１４７、ウォームギア１５
１、回路基板１６０、モータヘッダ１６１、バッテリ接続部１６２、及び無線充電ヘッダ
１６３をさらに含む。スプール磁石１３６は、磁力計（図２Ｃでは示されず）による検出
を通じてスプール１３１の移動を追跡するのを助ける。Ｏリングシール１３８は、スプー
ルシャフトの周囲で紐締めエンジン１１０の中に侵入しうる塵埃及び水分を締め出すよう
に機能する。回路基板１６０は、例えば後述の容量性足存在センサ３１０等の足存在セン
サのための１つ又は複数のインタフェース又は相互接続部を含むことができる。ある例に
おいて、回路基板１６０は、足存在センサ３１０の一部を提供する１つ又は複数のトレー
ス又は導電面を含む。
この例では、紐締めエンジン１１０の主要な駆動構成要素は、ウォーム駆動部１４０、
ウォームギア１５１、ギアモータ１４５、及びギアボックス１４８を含む。ウォームギア
１５１は、ウォーム駆動部１４０及びギアモータ１４５の逆方向への駆動を阻止するよう
に設計され、これは、スプール１３１を介して締め紐から入力される主な力を比較的大型
のウォームギアとウォーム駆動歯とで分解できることを意味する。この配置により、ギア
ボックス１４８は、履物プラットフォームをアクティブに使用することから生じる力学的
負荷又は紐締めシステムの締付けから生じる締付け負荷の両方に耐えるのに十分な強度の
ギアを含める必要性から保護される。ウォーム駆動部１４０は、駆動システムの様々な壊
れやすい部分を保護するのを助ける追加の機構、例えばウォーム駆動キーを含む。この例
では、ウォーム駆動キーはウォーム駆動部１４０の、ギアボックス１４８から出るドライ
ブシャフトを通るピンと接続するモータ端の半径方向のスロットである。この配置により
、ウォーム駆動部１４０はウォーム駆動部１４０が軸方向に（ギアボックス１４８の反対
に）自由に移動できるようにし、これらの軸方向の負荷をブッシュ１４１と筐体構造１５
０に伝達することによって、ギアボックス１４８又はギアモータ１４５に不当な軸方向の
力がかからない。
図３は、ある例示的な実施形態による電動紐締めシステム３００の構成要素のブロック
図の概略を示す。システム３００は、電動紐締めシステムの構成要素の、必ずしも全部で
はないが幾つかを含み、例えば、インタフェースボタン３０１と、容量性足存在センサ３
１０と、プロセッサ回路を有するプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＡ）３２０、バッテ
リ３２１、充電コイル３２２、エンコーダ３２５、モーションセンサ３２４、及び駆動機
構３４０を包囲する筐体構造１５０とを含む。駆動機構３４０は、特に、モータ３４１、
トランスミッション３４２、及び紐スプール３４３を含むことができる。モーションセン
サ３２４は、特に、単一又は複数の軸加速度計、磁力計、ジャイロメータ、又は筐体構造
１５０の動き、もしくは筐体構造１５０の中の、又はそこに結合された１つ又は複数の構
成要素の動きを感知するように構成された他のセンサもしくは装置を含むことができる。
図３の例において、プロセッサ回路３２０は、インタフェースボタン３０１、足存在セ
ンサ３１０、バッテリ３２１、充電コイル３２２、及び駆動機構３４０のうちの１つ又は
複数とデータ又は電力信号を通信する。トランスミッション３４２は、モータ３４１をス
プール３４３に結合して、駆動機構３４０を形成する。図３の例において、ボタン３０１
、足存在センサ３１０、及び環境センサ３５０は、筐体構造１５０の外部に、又は部分的
に外部に示されている。
代替的な実施形態において、ボタン３０１、足存在センサ３１０、及び環境センサ３５
０のうちの１つ又は複数は、筐体構造１５０の中に入れることができる。ある例において
、足存在センサ３１０は、筐体構造１５０の中に配置され、センサが汗や塵埃又はデブリ
（debris）から保護される。筐体構造１５０の壁を通る接続を最少化又は排除することは
、アセンブリの耐久性と信頼性を高めるのに役立ちうる。
ある例において、プロセッサ回路３２０は、駆動機構３４０の１つ又は複数の態様を制
御する。例えば、プロセッサ回路３２０は、ボタン３０１、足存在センサ３１０、及びモ
ーションセンサ３２４のうちの少なくとも一つからの情報を受信し、それに応答して、例
えば足の周囲の履物をきつくする、又は緩めるように駆動機構３４０を制御するように構
成できる。ある例において、プロセッサ回路３２０は、それに加えて、又はその代わりに
、他の機能のうち、足存在センサ３１０又はその他のセンサからセンサ情報を取得又は記
録するための命令を発行するように構成される。ある例において、プロセッサ回路３２０
は、足存在センサ３１０を用いて足の存在を検出すること、足存在センサ３１０を用いて
足の向き又は位置を検出すること、又はモーションセンサ３２４を用いて所定のジェスチ
ャを検出することのうちの１つ又は複数に駆動機構３４０の動作を条件付ける。
ある例において、システム３００は環境センサ３５０を含む。環境センサ３５０からの
情報は、足存在センサ３１０のためのベースライン又は基準値を更新又は調整するために
使用できる。後にさらに説明するように、容量性足存在センサにより測定された容量値は
、例えばセンサ付近の周囲条件に応答して時間の経過と共に変化する可能性がある。した
がって、環境センサ３５０からの情報を用いて、プロセッサ回路３２０及び足存在センサ
３１０のうちの少なくとも一方は、測定又は感知された容量値を更新又は調整するように
構成できる。
図４は、履物製品の使用者が立っているときの、履物製品４００の中の標準的又は平均
的な足（左）と凹足（high arch foot）（右）に関する圧力分布データを示す図である。
この例では、比較的大きい足底圧力区域が踵領域４０１、母指球領域４０２（例えば、土
踏まずと爪先との間）、及び母指領域４０３（例えば、「足の親指」領域）に含まれるこ
とがわかる。しかしながら、前述のように、例えば土踏まず領域又はその付近等の中央領
域に、各種のアクティブな構成要素（例えば、足存在センサ３１０を含む）を含めること
が有利である可能性がある。一例においては、筐体構造１５０を含む履物製品を履いた使
用者にとって、土踏まず領域では、一般に、筐体構造１５０があまり目立たないか、煩わ
しくない可能性がある。
図４の例では、紐締めエンジンキャビティ１４１を土踏まず領域に提供できる。足存在
センサ３１０に対応する１つ又は複数の電極は、第１の位置４０５に、又はその付近に配
置できる。第１の位置４０５に配置された電極を用いて測定された容量値は、足が第１の
位置４０５にどれだけ近いかに応じて違う可能性がある。例えば、平均的な足と凹足につ
いては異なる容量値が得られ、これは、足そのものの表面が第１の位置４０５から異なる
距離にあるからである。ある例において、足存在センサ３１０及び紐締めエンジン１１０
のうちの少なくとも一方の位置は、例えば異なる使用者の異なる足の特徴に対応し、足存
在センサ３１０から得られる信号品質を向上させるように、（例えば、使用者が、又は販
売時点で技術者が）履物に関して調整できる。ある例において、足存在センサ３１０の感
度は、例えば駆動信号のレベルを高めることによって、又は足存在センサ３１０と足との
間に配置された誘電材料を変えることによって調整できる。
図５Ａ及び５Ｂは、ある例示的な実施形態による履物製品のインソールの中の容量型足
存在センサの概略図である。容量型足存在センサは、センサを取り入れた製品が着用され
たときの物体又は体５５０、例えば足の、表面の下に提供できる。
図５Ａにおいて、容量型足存在センサは、容量感知コントローラ回路５０２に結合され
た第１の電極アセンブリ５０１Ａを含むことができる。ある例において、コントローラ回
路５０２は、プロセッサ回路３２０の中に含まれるか、またはプロセッサ回路３２０によ
って実行される機能を含む。図５Ａの例では、第１の電極アセンブリ５０１Ａ及びコント
ローラ回路５０２のうちの少なくとも一方は、筐体構造１５０の内側部分の中に含めるか
、又はそこに取り付けることができ、あるいは筐体構造１５０の中のＰＣＡに結合できる
。ある例において、第１の電極アセンブリ５０１Ａは、筐体構造１５０の足対向表面に、
又はそれに隣接して配置できる。ある例において、第１の電極アセンブリ５０１Ａは、筐
体構造１５０の内側上面領域の全体に広がる複数のトレースを含む。
図５Ｂにおいて、容量型足存在センサは、容量感知コントローラ回路５０２に結合され
た第２の電極アセンブリ５０１Ｂを含むことができる。第２の電極アセンブリ５０１Ｂは
、筐体構造１５０の外側部分において、又はその付近に取り付けることができ、例えばフ
レキシブルコネクタ５１１を用いて筐体構造１５０の内側のＰＣＡに電気的に結合できる
。ある例において、第２の電極アセンブリ５０１Ｂは、筐体構造１５０の足対向表面に、
又はそれに隣接して配置できる。ある例において、第２の電極アセンブリ５０１Ｂはフレ
キシブル回路を含み、これは筐体構造１５０の内面又は外面に固定され、１つ又は複数の
導体を介してプロセッサ回路３２０に結合される。
ある例において、コントローラ回路５０２は、アトメル（Atmel）のＡＴＳＡＭＬ２１
Ｅ１８Ｂ－ＭＵ、ＳＴマイクロエレクトロニクス（ST Microelectronics）のＳＴＭ３２
Ｌ４７６Ｍ、又は他の同様のデバイスを含む。コントローラ回路５０２は、特に、第１の
電極アセンブリ５０１Ａ又は第２の電極アセンブリ５０１Ｂの中の少なくとも１つの電極
ペアにＡＣ駆動信号を供給し、それに応じて、電極ペアに対する物体又は体５５０の近接
性の、対応する変化に基づく電界の変化を感知するように構成でき、これについては後で
より詳しく説明する。ある例において、コントローラ回路５０２は、足存在センサ３１０
又はプロセッサ回路３２０を含むか、これを使用する。
各種の材料を、電極アセンブリ５０１と感知される物体又は体５５０との間に提供でき
る。例えば、電極絶縁筐体構造１５０の材料、インソールの材料、インサートの材料５１
０、ソックスもしくはその他の足カバー、ボディテープ、キネシオロジーテープ（kinesi
ology tape）、又はその他の材料を、例えば履物の誘電特性を変化させ、それによって電
極アセンブリ５０１を含むか又は使用するセンサの容量検出感度に影響を与えるために、
体５５０と電極アセンブリ５０１との間に介在させることができる。コントローラ回路５
０２は、例えば電極アセンブリ５０１を用いて感知された容量値の感度又は信号対ノイズ
比を向上させるために、介在材料の数又はタイプに基づいて励起又は感知パラメータを更
新又は調整するように構成できる。
図５Ａ又は図５Ｂの例では、第１の電極アセンブリ５０１Ａ及び第２の電極アセンブリ
５０１Ｂのうちの少なくとも一方は、コントローラ回路５０２の信号生成器により励起す
ることができ、その結果、電界を電極アセンブリの上側の足対向面から放射させることが
できる。ある例において、電極アセンブリの下の電界は、少なくとも一部に、感知電極の
下に配置されたドリブンシールド（driven shield）を用いてブロックできる。ドリブン
シールド及び電極アセンブリは、相互に電気的に絶縁できる。例えば、第１の電極アセン
ブリ５０１ＡがＰＣＡの一つの面にあると、ドリブンシールドはＰＣＡの下層、又は多層
ＰＣＡの複数の内側層の何れか１つにあるようにすることができる。ある例において、ド
リブンシールドは、第１の電極アセンブリ５０１Ａの表面積と同じか、又はそれより大き
くすることができ、第１の電極アセンブリ５０１Ａの直下で中心合わせすることができる
。ドリブンシールドは、駆動信号を受信し、それに応答して第１の電極アセンブリ５０１
Ａにより生成された電界のＸ軸レッグ（X axis leg）と同じ極性、位相、及び振幅の電界
、またはそのうちの少なくとも一つが同じ電界を生成することができる。ドリブンシール
ドの電界は、第１の電極アセンブリ５０１Ａの電界と反発し、それによってセンサフィー
ルドを、例えばＰＣＡのアース面との不要な結合等、各種の寄生効果から絶縁することが
できる。ドリブンシールドは、第２の電極アセンブリ５０１Ｂで使用するために同様に提
供できる。例えば、第２の電極アセンブリ５０１Ｂは、図５Ｂの例に示されているように
筐体構造１５０の上方に提供でき、筐体構造１５０の一部はドリブンシールドとして使用
される導電性フィルムを含むことができる。それに加えて、又はその代わりに、ドリブン
シールドは、第２の電極アセンブリ５０１Ｂが筐体構造１５０の上以外の位置に提供され
ている場合、履物製品の他の箇所に提供できる。
筐体構造１５０を配置するのに好ましい位置は履物の土踏まず区域であり、それは、そ
こが着用者により感じとられにくく、着用者にとって不快の原因となりにくい区域だから
である。履物内の足の存在を検出するために容量感知を使用する１つの利点は、容量性セ
ンサが土踏まず領域内にあり、使用者が比較的又は異常に高い土踏まずを有していても容
量性センサが適正に機能できることを含む。例えば、センサ駆動信号の振幅又は形態的特
徴（morphology characteristic）は、容量性センサから受信した信号の、検出された信
号対ノイズ比に基づいて変化させ、又は選択することができる。ある例において、センサ
駆動信号は、例えば第１の電極アセンブリ５０１Ａ又は第２の電極アセンブリ５０１Ｂと
体５５０との間に配置された１つ又は複数の材料（例えば、ソックス、インソール等）の
変化に対応するために、履物が使用されるたびに更新又は調整できる。
ある例において、容量性センサの電極アセンブリ、例えば第１の電極アセンブリ５０１
Ａ又は第２の電極アセンブリ５０１Ｂは、例えばＸ及びＹ軸の方向を向く電極間のような
、複数の電極間の信号の差を感知するように構成できる。ある例において、適当なサンプ
リング周波数は約２～５０Ｈｚの間とすることができる。幾つかの例において、容量型足
感知技術は、インソール又は足を包むソックスの汗（湿り気）に対して比較的不変である
可能性がある。このような水分の影響は、検出のダイナミックレンジの減少となる可能性
があり、これは、水分の存在が、測定される容量を増大させる可能性があるからである。
しかしながら、幾つかの例において、ダイナミックレンジは、履物の水分の予想レベル内
においては、この効果に対応するのに十分である。
図６は、ある例示的な実施形態による足存在検出のための容量性センサシステム６００
の概略を示す。システム６００は、体５５０（例えば、アクティブな履物製品の中又はそ
の付近の足を表す）と、第１の電極６０１及び第２の電極６０２を含む。電極６０１及び
電極６０２は、例えば足存在センサ３１０の一部を含む、図５Ａ又は図５Ｂの例の第１の
電極アセンブリ５０１Ａ及び第２の電極アセンブリ５０１Ｂの全部又は一部を形成できる
。図６の例では、第１の電極６０１及び第２の電極６０２は、相互に、及び体５５０に関
して垂直に離間されているように示されているが、電極は、例えば図７～図９Ｃの例にお
いて詳細に示されているように、同様に水平にも離間できる。すなわち、ある例において
、電極は体５５０の下面に平行な平面内に配置できる。図６の例では、第１の電極６０１
は、送信電極として構成され、信号生成器６１０に結合される。ある例において、信号生
成器６１０は、図３の例のプロセッサ回路３２０の一部を含む。すなわち、プロセッサ回
路３２０は、駆動信号を生成し、それを第１の電極６０１に印加するように構成できる。
信号生成器６１０からの駆動信号で第１の電極６０１を励起した結果として、電界６１
５が主に第１の電極６０１及び第２の電極６０２間に生成されることができる。すなわち
、生成された電界６１５の各種の成分は、第１の電極６０１及び第２の電極６０２間に延
在することができ、生成された電界６１５のその他のフリンジ成分は他の方向に延在する
ことができる。例えば、フリンジ成分は、筐体構造１５０（図６の例では示されていない
）から離れる方向に、送信電極又は第１の電極６０１から延び、受信電極又は第２の電極
６０２に戻って終端することができる。
電界６１５に関する情報は、体５５０の近接性による電界６１５の変化に関する情報を
含め、第２の電極６０２によって感知され、又は受信されることができる。第２の電極６
０２からの感知信号は、様々な回路を用いて処理され、体５５０の有無を示すアナログ又
はデジタル信号を提供するために使用できる。
例えば、第２の電極６０２が受信した電界６１５の電界強度は、アナログ容量表示信号
をデジタル信号に変換するよう構成されたシグマ－デルタ・アナログ－デジタル変換回路
（ＡＤＣ）６２０を用いて測定できる。電極付近の電気環境は、体５５０等の物体が、そ
のフリンジ成分を含む電界６１５に侵入する場合に変化する。体５５０が電界内に入ると
、電界６１５の一部が、第２の電極６０２で受信及び終端される代わりに、アースに短絡
されるか、又は（例えば、空気中を通る代わりに）体５５０を通過してから第２の電極６
０２で受信される。その結果、容量の変化が生じ、これは足存在センサ３１０及びプロセ
ッサ回路３２０のうちの少なくとも一方によって検出されることが可能である。
ある例において、第２の電極６０２は、電界情報を実質的に連続的に受信することがで
き、情報は、ＡＤＣ６２０により連続的又は周期的にサンプリングされることが可能であ
る。ＡＤＣ６２０からの情報は、オフセット６２１にしたがって処理又は更新でき、その
後、デジタル出力信号６２２を供給できる。ある例において、オフセット６２１は、容量
オフセットであり、これは、（例えば、プロセッサ回路３２０の内部で）指定又はプログ
ラムできるか、又は時間の経過による環境の変化、温度、又はその他の可変的な環境特性
を追跡するために使用される別のキャパシタに基づくようにすることができる。
ある例において、デジタル出力信号６２２は、例えば測定された容量値を所定の閾値と
比較することにより判定された、体５５０の有無に関する二値情報を含むことができる。
ある例において、デジタル出力信号６２２は、測定された容量に関する定性的情報を含み
、例えば（例えば、プロセッサ回路３２０により）体５５０がある、又はない可能性の標
示を提供するために使用できる。
周期的に、又は（例えばモーションセンサ３２４からの情報を使用した判定により）足
存在センサ３１０がアクティブでないときにはいつでも、容量値を測定し、基準値、ベー
スライン値、又は環境値として保存できる。足又は体が、足存在センサ３１０、第１の電
極６０１、及び第２の電極６０２に近付くと、測定された容量は、例えば保存された基準
値に関して減少又は増大する可能性がある。ある例において、１つ又は複数の閾値容量レ
ベルを、例えばプロセッサ回路３２０を有するオンチップレジスタに保存できる。測定さ
れた容量値が所定の閾値を超えた場合、体５５０が足存在センサ３１０を含む履物に存在
する（又は存在しない）と判定されることが可能である。
足存在センサ３１０と、足存在センサ３１０の一部を含む電極６０１及び６０２は、以
下の幾つかの非限定的な例に示されているように、複数の異なる形態を取ることができる
。ある例において、足存在センサ３１０は、複数の電極又はプレート間の相互容量に関す
る情報を感知又は使用するように構成される。
ある例において、電極６０１及び６０２は、電極グリッドに配置される。グリッドを使
用する容量性センサは、グリッドの各行と各列の各交叉点において可変キャパシタを含む
ことができる。任意選択により、電極グリッドは、１つ又は複数の行又は列に配置された
電極を含む。電圧信号は、行又は列に印加でき、センサの表面に近い体又は足は、局所的
電界に影響を与えることができ、今度は相互容量効果を低減できる。ある例において、グ
リッド上の複数の点における容量変化は、例えば各軸の電圧を測定することによって、測
定され、体の位置を判定できる。ある例において、相互容量測定技術は、グリッドの方々
の複数の位置からの情報を同時に提供できる。
ある例において、相互容量測定は、送信電極及び受信電極の直交グリッドを使用する。
このようなグリッド型センサシステムにおいて、測定値は、複数の離散的なＸ－Ｙ座標ペ
アの各々について検出できる。ある例において、複数のキャパシタからの容量情報は、履
物の中の足の存在又は足の向きを判定するために使用できる。他の例において、１つ又は
複数のキャパシタからの容量情報は、ある時間にわたり取得され、分析されて、足の存在
又は足の向きを判定できる。ある例において、Ｘ検出座標及びＹ検出座標のうちの少なく
とも一方に関する変化率情報は、足が履物の中のインソールに関していつ適正又は完全に
収容されたか、又は収容されたか否かを判定するために使用できる。
ある例において、自己容量型足存在センサは、相互容量センサと同じＸ－Ｙグリッドを
有することができるが、列と行は独立して動作できる。自己容量センサでは、各列又は行
における体の容量性負荷を独立して検出できる。
図７は、ある例示的な実施形態による第１の容量型足存在センサの概略図を示す。図７
の例では、第１の容量性センサ７００は複数の平行な容量性プレートを含む。複数のプレ
ートは、筐体１５０の上又は中に配置され、例えば第１の容量性センサ７００を含む履物
製品が着用されたときに足の裏に、又はその付近に配置される。ある例において、容量性
足存在センサ３１０は、第１の容量性センサ７００を含むか、使用する。
図７の例では、４つの導電性キャパシタプレートが７０１～７０４として示されている
。プレートは、導電性フォイル等の導電材料で製作できる。フォイルは柔軟とすることが
でき、任意選択により、筐体構造１５０自体のプラスチックの中に埋め込むことができ、
又は筐体１５０とは独立させることができる。フィルム、インク、溶着金属、又はその他
の材料等、何れの導電材料も使用できると理解すべきである。図７の例では、プレート７
０１～７０４は共通平面内に配置され、相互に離間されて、個別の導電素子又は電極を形
成する。
キャパシタの容量値は、キャパシタを形成する２枚のプレート間の材料の誘電率に機能
的に関連付けられている。第１の容量性センサ７００の中で、キャパシタは、２つ又はそ
れ以上のキャパシタプレート７０１～７０４の各ペア間に形成できる。したがって、図７
においてキャパシタＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、及びＦとして指定されているように、キャパシ
タプレート７０１～７０４の６つの固有の組合せペアにより形成される６つの有効なキャ
パシタがある。任意選択により、プレートの２つ又はそれ以上を電気的に結合して、１つ
のプレートを形成できる。すなわち、ある例において、キャパシタは、電気的に結合され
て第１の導体を提供する第１のキャパシタプレート７０１及び第２のキャパシタプレート
７０２と、電気的に結合されて第２の導体を提供する第３及び第４のキャパシタプレート
７０３及び７０４とを用いて形成できる。
ある例において、第１のキャパシタプレート７０１及び第２のキャパシタプレート７０
２間の容量性効果は、図７において文字Ａで示される疑似キャパシタにより表される。第
１のキャパシタプレート７０１及び第３のキャパシタプレート７０３間の容量性効果は、
文字Ｂで示される疑似キャパシタにより表される。第２のキャパシタプレート７０２及び
第４のキャパシタプレート７０４間の容量性効果は、文字Ｃで示される疑似キャパシタに
より表される、等々である。当業者であれば、各疑似キャパシタがキャパシタプレートの
それぞれのペア間に延びる電界を表すことを理解するであろう。以下、識別しやすくする
ために、容量性プレートの各ペアにより形成されるキャパシタを、図７で使用される文字
（例えば、「Ａ」、「Ｂ」等）で呼ぶことにより、疑似的に描かれたキャパシタを識別す
る。
図７の例におけるキャパシタプレートの各ペアについて、プレート間の有効誘電体は、
プレート間に配置されたエアギャップ（又はその他の材料）を含む。キャパシタプレート
の各ペアについて、容量性プレートのそれぞれのペアに近接する体又は足のどの部分も、
その容量性プレートのペアのための有効誘電体の一部となることができるか、又はそれに
影響を与えることができる。すなわち、キャパシタプレートの各ペア間に、それぞれのプ
レートペアまでの体の近接性に応じて可変誘電体を提供できる。例えば、体又は足がある
プレートペアに近いほど、有効誘電体の値は大きくなるかもしれない。誘電率の値が増え
るにつれて、容量値は増大する。このような容量値の変化は、プロセッサ回路３２０によ
って受信され、体が第１の容量センサ７００に、又はその付近にあるか否かを示すために
使用できる。
第１の容量性センサ７００を含む足存在センサ３１０の例において、複数の容量性セン
サ駆動／モニタ回路を、プレート７０１～７０４に結合できる。例えば、別個の駆動／モ
ニタ回路を図７の例のキャパシタプレートの各ペアに関連付けることができる。例えば、
駆動／モニタ回路は、キャパシタプレートペアに駆動信号（例えば、時間的に変化する電
気励起信号）をキャパシタプレートペアに供給でき、それに応答して、容量表示値を受信
することができる。各駆動／モニタ回路は、関連するキャパシタ（例えば、第１のプレー
ト７０１及び第２のプレート７０２に対応するキャパシタ「Ａ」）の可変容量値を測定す
るように構成でき、さらに、測定された容量値を示す信号を供給するように構成できる。
駆動／モニタ回路は、容量を測定するための何れの適当な構造を有することもできる。あ
る例において、例えば異なるキャパシタを用いて測定された容量値間の差の標示を提供す
るために、２つ又はそれ以上の駆動／モニタ回路を一緒に使用することができる。
図８は、ある例示的な実施形態による第２の容量型足存在センサの概略図を示す。図８
の例は、第１の電極８０１及び第２の電極８０２を含む第２の容量性センサ８００を含む
。足存在センサ３１０は、第２の容量性センサ８００を含むか、又はそれを使用できる。
図８の例では、第１の電極８０１及び第２の電極８０２は、実質的に平坦な面に沿って、
例えば櫛状に配置される。ある例において、プロセッサ回路３２０等の駆動回路は、第１
の電極８０１及び第２の電極８０２に印加される励起又は刺激信号を生成するように構成
できる。同じ又は異なる回路は、第１の電極８０１及び第２の電極８０２間の容量の変化
を示す応答信号を感知するように構成できる。容量は、電極に対する体又は足の存在によ
り影響を受け得る。例えば、第１の電極８０１及び第２の電極８０２は、筐体構造１５０
の表面上又はその付近に配置でき、これは、例えば足が筐体構造１５０を含む履物内にあ
る場合の、足の付近である。
ある例において、第２の容量性センサ８００は、例えばＸ－Ｙグリッドで電極パターン
を形成するエッチングされた導電層を含む。それに加えて、又はその代わりに、第２の容
量性センサ８００の電極は、導電材料の複数の別々の平行な層をエッチングすることによ
り、例えば垂直な線又はトラックを有するように提供され、グリッドを形成することがで
きる。この、又は他の容量性センサにおいて、体又は足と導電層又は電極との間の直接的
な接触は不要である。例えば、導電層又は電極は、筐体１５０の中に埋め込むことができ
、又は保護又は絶縁層でコーティングできる。その代わりに、検出対象の体又は足は、電
極の付近の電界特性と連動し、又はそれに影響を与えるようにすることができ、電界の変
化を検出できる。
ある例において、アース又は基準に対する第１の電極８０１に関して、及びアース又は
基準に対する第２の電極８０２に関して別々の容量値を測定できる。足存在検出で使用さ
れる信号は、第１の電極８０１及び第２の電極８０２に関して測定された別々の容量値の
差に基づくものとすることができる。すなわち、足存在又は足検出信号は、第１の電極８
０１及び第２の電極８０２を用いて測定された別個の容量信号間の差に基づくものとする
ことができる。
図９Ａ及び図９Ｂは、ある例による第３の容量性センサ９００の例の概略を示す。図９
Ｃは、第４の容量性センサ９０２の例の概略を示す。図９Ａは、第３の容量性センサ９０
０の概略上面図を示す。図９Ｂは、第３の容量性センサ９００を含むセンサアセンブリ９
０１の斜視図を示す。図９Ｃは、第４の容量性センサ９０２の概略上面図を示す。
図９Ａの例では、第３の容量性センサ９００は、第１の電極トレース９１１及び第２の
電極トレース９１２を有する電極領域を含む。第１の電極トレース９１１及び第２の電極
トレース９１２は、絶縁体トレース９１３により分離される。ある例において、第１の電
極トレース９１１及び第２の電極トレース９１２は、銅、炭素、もしくは銀又はその他の
導電材料とすることができ、ＦＲ４、フレックス、ＰＥＴ、もしくはＩＴＯ又はその他の
材料等で製作された基板上に堆積させることができる。第３の容量性センサ９００の基板
とトレースは、１つ又は複数の柔軟部分を含むことができる。
第１の電極トレース９１１及び第２の電極トレース９１２は、第３の容量性センサ９０
０の基板の表面積の実質的に全体にわたって分布させることができる。電極トレースは、
第３の容量性センサ９００が取り付けられたときに、筐体構造１５０の上側又は上面に接
触するように配置できる。ある例において、第１の電極トレース９１１及び第２の電極ト
レース９１２の一方又は両方は、幅約２ｍｍとすることができる。絶縁体トレース９１３
は、ほぼ同じ幅とすることができる。ある例において、トレースの幅は、とりわけ、履物
の大きさもしくはインソールのタイプに基づいて選択できる。例として、例えば第３の容
量性センサ９００を用いて測定される容量値の信号対ノイズ比を最大化するために、第１
の電極トレース９１１及び第２の電極トレース９１２について、又は絶縁体トレース９１
３について、又はその両方について、例えばトレースと感知対象の体との間の距離、イン
ソールの材料、ギャップ充填材、筐体構造１５０の材料、又は履物内で使用されるその他
の材料に応じて異なるトレース幅を選択できる。
第３の容量性センサ９００は、コネクタ９１５を含むことができる。コネクタ９１５は
、適合するコネクタと結合でき、例えば筐体構造１５０の中のＰＣＡに結合できる。適合
するコネクタは、第１の電極トレース９１１及び第２の電極トレース９１２をプロセッサ
回路３２０に電気的に結合するための１つ又は複数の導体を含むことができる。
ある例において、第３の容量性センサ９００は、入力信号導体９２０Ａ及び入力信号導
体９２０Ｂを含む。入力信号導体９２０Ａ及び入力信号導体９２０Ｂは、１つ又は複数の
入力デバイス、例えば図２Ａの例のボタン１２１に対応するような、例えばドームボタン
又はその他のスイッチに結合されるように構成できる。
図９Ｂはセンサアセンブリ９０１を示し、これは第３の容量性センサ９００、ボタン１
２１Ａ及びボタン１２１Ｂ、及び膜シール１２４Ａ及び膜シール１２４Ｂを含む。ある例
において、接着剤が、入力信号導体９２０Ａ及び入力信号導体９２０Ｂの対応する導電表
面を、ボタン１２１Ａ及びボタン１２１Ｂと結合する。膜シール１２４Ａ及び膜シール１
２４Ｂは、例えばボタン１２１Ａ及びボタン１２１Ｂをデブリから保護するために、ボタ
ン１２１Ａ及びボタン１２１Ｂを覆うように接着されることが可能である。
図９Ｃの例では、第４の容量性センサ９０２は、第１の電極トレース９２１及び第２の
電極トレース９２２を有する電極領域を含む。第１の電極トレース９２１及び第２の電極
トレース９２２は、絶縁体トレース９２３により分離される。電極トレースは、各種の導
電材料を含むことができ、第４の容量性センサ９０２は、１つ又は複数の柔軟部分を含む
ことができる。第４の容量性センサ９０２は、コネクタ９２５を含むことができ、当該コ
ネクタ９１５は、適合するコネクタに結合でき、例えば筐体構造１５０内のＰＣＡに結合
できる。
本発明者らは、解決すべき課題が、例えば足存在センサの全部又は一部が検出対象の足
又は体から、例えばエアギャップ又はその他の介在材料により分離されているときに、容
量性足存在センサの適切な感度又は容量性足存在センサからの適切な応答を取得すること
を含むと認識した。本発明者らは、解決策が、特定の形状、大きさ、及び向きの複数の電
極を使用して、電極にエネルギー供給されたときに生成される電界の向きと相対強度を向
上させることを含むと認識した。すなわち、本発明者らは、容量性足存在感知において使
用するための最適な電極構成を特定した。
ある例において、第４の容量性センサ９０２の複数の電極は、第１の電極トレース９２
１及び第２の電極トレース９２２を含み、第１の電極トレース９２１及び第２の電極トレ
ース９２２の各々は、相互に実質的に平行に延びる複数の別個の指状部（finger）又はト
レースを含む。例えば、第１の電極トレース９２１及び第２の電極トレース９２２は、図
９Ｃに示されているように、交互に配置された複数の導電性指状部分を含むことができる
。
ある例において、第２の電極トレース９２２は、境界線又は周辺部分を含むことができ
、これは実質的に第４の容量性センサ９０２の外周縁又は表面部分の周囲に延在し、実質
的に第１の電極トレース９２１を取り囲む。図９Ｃの例では、第２の電極トレース９２２
を含む境界線は、第４の容量性センサ９０２のアセンブリの上面の実質的に全部の周囲に
延在するが、他の幾つかの例では、境界線はセンサのより少ない部分の周囲に延在するこ
とができる。本発明者らはさらに、足の存在を検出するための最適な電界が、平行でない
１つ又は複数のトレース又は指状部分を含む代わりに、第１の電極トレース９２１及び第
２の電極トレース９２２の指状部のほとんど又は全部が相互に実質的に平行に配置された
ときに生成されると認識した。例えば、第４の容量性センサ９０２と異なり、図９Ａの第
３の容量性センサ９００は、例えば垂直に延びる指状部分を含む第１の電極トレース９１
１の上側部分及び水平に延びる指状部分を含む第１の電極トレース９１１の下側部分等、
平行でない指状部を含む。第１の電極トレース９２１及び第２の電極トレース９２２の相
対的な厚さは、センサの感度をさらに高めるために調整できる。ある例において、第２の
電極トレース９２２は、第１の電極トレース９２１より３倍又はそれ以上厚い。
ある例において、例えば第１の容量性センサ７００、第２の容量性センサ８００、第３
の容量性センサ９００、及び第４の容量性センサ９０２を使用する足存在センサ３１０に
より測定された容量値は、図３のプロセッサ回路３２０等のコントローラ又はプロセッサ
回路に供給できる。測定された容量に応答して、プロセッサ回路３２０は、例えば足の周
囲の履物の張力を調整するために、駆動機構３４０を作動させることができる。調整作業
は任意選択により、少なくとも一部に、別個の「配線接続された（hard-wired）」構成要
素により実行でき、ソフトウェアを実行するプロセッサにより実行でき、又は配線接続さ
れた構成要素とソフトウェアとの組合せにより実行できる。ある例において、駆動機構３
４０を作動させることは、（１）１つ又は複数の駆動／モニタ回路を用いて、例えばプロ
セッサ回路３２０を用いて足存在センサ３１０からの信号をモニタすること、（２）受信
した容量信号のうち、（例えば、プロセッサ回路３２０のメモリレジスタ、及びプロセッ
サ回路３２０とデータ通信するメモリ回路のうちの少なくとも一方の中に格納された）所
定の閾値と一致するか、それを超える容量を示すものがあれば、それはどれかを判定する
こと、（３）足存在センサ３１０の付近の体又は足の位置、大きさ、向き、又はその他の
特性を、例えば超過された各種の所定の閾値に基づいて特徴付けること、及び（４）その
特性に応じて、駆動機構３４０の作動を許可し、可能にし、調整し、又は抑制することを
含む。
図１０は、履物センサからの足存在情報を使用することを含む方法１０００の例を示す
フローチャートを示す。動作１０１０で、この例は、足存在センサ３１０からの足存在情
報を受信することを含む。足存在情報は、足が履物の中にあるか否かに関する二値情報（
例えば、図１２～１４の例において論じられる割込み信号参照）を含むことができ、又は
足が履物製品の中にある可能性の標示を含むことができる。情報は、足存在センサ３１０
からプロセッサ回路３２０に供給される電気信号を含むことができる。ある例において、
足存在情報は、履物の中の１つ又は複数のセンサに関する足の位置に関する定性的情報を
含む。
動作１０２０で、この例は、足が履物の中に完全に収容されたか否かを判定することを
含む。センサ信号が、足が完全に収容されたことを示す場合、この例は、動作１０３０に
おいて、駆動機構３４０を作動させることに続くことができる。例えば、動作１０２０で
、例えば足存在センサ３１０からの情報に基づいて足が完全に収容されたと判定されると
、前述のように駆動機構３４０を係合させてスプール１３１を介して靴紐を締めることが
できる。センサ信号が、足が完全に収容されていないことを示す場合、この例は、動作１
０２２において、ある所定の間隔（例えば、１～２秒又はそれ以上）にわたり遅延又は待
機することにより続くことができる。所定の遅延時間が経過すると、この例は動作１０１
０に戻ることができ、プロセッサ回路は、足存在センサ３１０からの情報を再度サンプリ
ングして、足が完全に収容されたか否かを再び判定することができる。
動作１０３０で駆動機構３４０が作動された後、プロセッサ回路３２０は、動作１０４
０で足位置情報をモニタするように構成されることができる。例えば、プロセッサ回路は
、履物の中の足の絶対位置又は相対位置に関する足存在センサ３１０からの情報を定期的
に、又は間欠的にモニタするように構成されることができる。ある例において、動作１０
４０で足位置情報をモニタすること、及び動作１０１０で足存在情報を受信することは、
同じ又は異なる足存在センサ３１０からの情報を受信することを含むことができる。例え
ば、動作１０１０及び１０４０において、足存在又は位置情報をモニタするために、異な
る電極を使用できる。
動作１０４０で、この例は、履物に関連付けられる１つ又は複数のボタン、例えばボタ
ン１２１からの情報をモニタすることを含む。ボタン１２１からの情報に基づいて、駆動
機構３４０には、例えば使用者が履物を脱ぎたいときに、紐をほどく、又は緩めるように
指示できる。
ある例において、上記に加えて、又はその代わりに、駆動機構３４０を作動させるため
、又は紐を引っ張るためのフィードバック情報として紐張力情報をモニタ又は使用できる
。例えば、紐張力情報は、モータ３４１に供給される駆動電流を測定することによってモ
ニタできる。張力は、製造時に特徴付けることができ、又は使用者が事前設定もしくは調
整でき、及びモニタもしくは測定された駆動電流レベルに相関させることができる。
動作１０５０で、この例は、履物の中で足位置が変化したか否かを判定することを含む
。足位置の変化が足存在センサ３１０とプロセッサ回路３２０により検出されない場合、
この例は動作１０５２での遅延へと続くことができる。動作１０５２での所定の遅延間隔
の後、この例は動作１０４０に戻ることができ、足存在センサ３１０からの情報を再度サ
ンプリングして、足位置が変化したか否かを再び判定する。動作１０５２での遅延は、数
ミリ秒から数秒の範囲とすることができ、任意選択により、使用者が指定できる。
ある例において、動作１０５２での遅延は、例えば履物の使用の特性を判定することに
応答して、プロセッサ回路３２０により自動的に判定されることができる。例えば、プロ
セッサ回路３２０が、着用者が激しい活動（例えば、ランニング、ジャンピング等）を行
っていると判定した場合、プロセッサ回路３２０は、動作１０５２で提供される遅延継続
時間を短縮できる。プロセッサ回路が、着用者が激しくない活動（例えば、ウォーキング
又は座っていること）に従事していると判断した場合、プロセッサ回路は、動作１０５２
で提供される遅延継続時間を延長できる。遅延継続時間を延長することにより、センサの
サンプリングイベントと、プロセッサ回路３２０及び足存在センサ３１０のうちの少なく
とも一方による対応する電力消費を遅らせることにより、バッテリの寿命を維持すること
ができる。ある例において、動作１０５０で位置変化が検出されると、この例は動作１０
３０に戻ることにより、例えば駆動機構３４０を作動させて、足の周囲の履物をきつくし
、又は緩めることに続くことができる。ある例において、プロセッサ回路３２０は、駆動
機構３４０のためヒステリシスコントローラを含むか、又は内蔵し、例えばわずかな足位
置変化が検出された場合に、不要な紐の巻上げを回避するのを助ける。
図１１は、履物センサからの足存在情報を使用する方法１１００の例を示すフローチャ
ートを示す。図１１の例は、一例において、例えばプロセッサ回路３２０及び足存在セン
サ３１０を用いて実装できるような、ステートマシンの動作を参照するものとすることが
できる。
状態１１１０は、アクティブな履物製品に関するデフォルト又はベースライン状態を表
す「出荷」状態を含むことができ、製品は、足存在センサ３１０からの情報により影響を
受けることのできる１つ又は複数の機構を含む。出荷状態１１１０で、履物の各種のアク
ティブな構成要素のスイッチを切るか、動作を停止させて、履物のバッテリ寿命を保つこ
とができる。
「電源投入」イベント１１１５に応答して、この例は「ディスエーブル」、すなわち非
アクティブ状態１１２０に移行できる。駆動機構３４０又はアクティブな履物の他の機構
は、ディスエーブル状態１１２０でスタンバイのままとすることができる。各種の入力を
、ディスエーブル状態１１２０から脱するためのトリガイベントとして使用できる。例え
ば、ボタン１２１のうちの１つからの使用者入力を用いて、ディスエーブル状態１１２０
からの移行を示すことができる。ある例において、モーションセンサ３２４からの情報は
起動信号として使用できる。モーションセンサ３２４からの情報は、履物の移動に関する
情報を含むことができ、例えば使用者が靴を準備位置に置くこと、又は使用者が足を履物
に入れ始めたことに対応できる。
ステートマシンは、電源投入イベント１１１５の後、自動紐締めイネーブルイベント１
１２３に遭遇し、又はそれが受信されるまで、ディスエーブル状態１１２０のままとする
ことができる。自動紐締めイネーブルイベント１１２３は、使用者が手で（例えば、駆動
機構３４０への使用者の入力又はインタフェースデバイスを使用して）トリガでき、又は
例えばモーションセンサ３２４から受信したジェスチャ情報に応答して自動的にトリガさ
れることができる。自動紐締めイネーブルイベント１１２３に続き、較正イベント１１２
５が起こり得る。較正イベント１１２５は、例えばセンサに対する環境の影響を考慮する
ために、足存在センサ３１０の容量に関する基準又はベースライン値を設定することを含
むことができる。較正は、足存在センサ３１０自体から感知された情報に基づいて実行で
き、又はプログラムされ、もしくは指定された基準情報に基づくことができる。
自動紐締めイネーブルイベント１１２３の後、ステートマシンは保持状態１１３０に入
り、「足存在信号を待機する」。状態１１３０で、ステートマシンは、足存在センサ３１
０及びモーションセンサ３２４のうちの少なくとも一方からの割込み信号を待機できる。
例えば足が存在することを示す、又は足が存在する可能性が十分にあることを示す割込み
信号を受信すると、イベントレジスタはイベント１１３５で「足検出」を示すことができ
る。
ステートマシンは、足検出イベント１１３５が発生すると、各種の機能へと移行し、又
はそれを開始できる。例えば、履物は、足検出イベント１１３５に応答して、駆動機構３
４０を用いて張力特性をきつくし、又は調整するように構成できる。ある例において、プ
ロセッサ回路３２０は、検出イベント１１３５に応答して駆動機構３４０を作動させ、初
期の量だけ紐の張力を調整し、プロセッサ回路３２０は、さらに別の制御ジェスチャが検
出されるか、使用者入力を受信しないかぎり、又はそれまで、履物をさらにきつくするの
を遅延させる。すなわち、ステートマシンは「動作待機」状態１１４０へと移行できる。
ある例において、プロセッサ回路３２０は、足検出イベント１１３５の後、駆動機構３４
０をイネーブルするが駆動機構を作動させない。状態１１４０で、ステートマシンは、感
知された追加の履物移動情報があるまで状態を保持するか、休止してから、初期調整又は
さらなる張力調整を開始できる。移動待機状態１１４０の後、ストンプ（stomp）／歩行
／起立イベント１１４５を検出でき、それに応答して、プロセッサ回路３２０は履物の張
力特性をさらに調整できる。
ストンプ／歩行／起立イベント１１４５は、例えばアクティブな履物の中の１つ又は複
数のセンサからの各種の個別の感知入力を含むことができる。例えば、ストンプイベント
は、（例えば、指定された、又は一般的な方向への）積極的加速と「上」又は「直立」方
向を示すモーションセンサ３２４からの情報を含むことができる。ある例において、スト
ンプイベントは、使用者が片方の膝を実質的に垂直かつ前方に持ち上げる「腿上げ」又は
キック型イベントを含む。モーションセンサ３２４からの加速度特性は、例えば加速度が
所定の閾値と一致し、又はそれを超えるか否かを判定するために分析できる。例えば、ゆ
っくりとした膝上げイベントは、ストンプイベントの応答をトリガしない可能性があり、
急激又は素早い膝上げイベントは、ストンプイベントの応答をトリガする可能性がある。
歩行イベントは、積極的歩行ステップパターンと「上」又は「直立」方向を示すモーシ
ョンセンサ３２４からの情報を含むことができる。ある例において、モーションセンサ３
２４及びプロセッサ回路３２０のうちの少なくとも一方は、歩行ステップイベントを識別
するように構成され、歩行イベントは、歩行ステップイベントが識別されたとき、及び（
例えば、モーションセンサ３２４と共に含まれるか、それから分離されている）加速度計
が、履物が直立状態となったことを示したときに認めることができる。
起立イベントは、例えばモーションセンサから加速度又は履物の方向変化に関するさら
なる情報がなく、「上」又は「直立」方向を示すモーションセンサからの情報を含むこと
ができる。ある例において、起立イベントは、例えば以下でさらに説明するような容量性
足存在センサ３１０からの容量信号の変化に関する情報を用いて識別できる。すなわち、
足存在センサ３１０からの容量信号は、例えば使用者の足が履物に下方の圧力を加えてい
る時等、使用者が立っているか否かを示すことのできる信号変化を含むことができる。
ストンプ／歩行／起立イベント１１４５の具体的な例は限定的と考えられるものではな
く、その他の様々なジェスチャ、時間ベースの入力、又は使用者入力によるコントロール
を提供して、例えば足検出イベント１１３５で足が検出された後に履物の挙動をさらに制
御し、又はそれに影響を与えることができる。
ストンプ／歩行／起立イベント１１４５に続き、ステートマシンは「紐解き待機」状態
１１５０を含むことができる。紐解き待機状態１１５０は、履物を弛緩させ、張力を緩め
、又は靴紐を解く命令のための、使用者の入力及びジェスチャ情報のうちの少なくとも一
方を（例えばモーションセンサ３２４を使用して）モニタすることを含むことができる。
紐解き待機状態１１５０において、プロセッサ回路３２０等のステートマネージャは、紐
締めエンジン又は駆動機構３４０の紐が解かれ、足存在信号待機状態１１３０に戻るべき
であることを表示できる。すなわち、第１の例において、紐解きイベント１１５５は（例
えば、使用者入力に応答して）発生し、ステートマシンは履物を紐解き状態に移行させる
ことができ、ステートマシンは足存在信号待機状態１１３０に戻ることができる。第２の
例では、自動紐締めディスエーブルイベント１１５３が起こり、履物をディスエーブル状
態１１２０に移行させることができる。
図１２は、容量性足存在センサからの第１の時間変化する情報のグラフ１２００の概略
を示す。図１２の例は容量対時間のグラフを含み、第１の時間変化する容量信号１２０１
がグラフ上でプロットされている。ある例において、第１の時間変化する容量信号１２０
１は、本明細書に記載の足存在センサ３１０を用いて取得できる。第１の時間変化する容
量信号１２０１は、測定された容量、又は前述のように足存在センサ３１０内の複数の電
極間の電界に与える体の影響の標示に対応できる。ある例において、第１の時間変化する
容量信号１２０１は、絶対又は相対容量値を表し、他の例では、信号は複数の異なる容量
信号間の差を表す。
ある例において、第１の容量信号１２０１は、所定の第１の閾値容量値１２１１と比較
できる。足存在センサ３１０は、当該比較を実行するように構成でき、又はプロセッサ回
路３２０は、足存在センサ３１０からの容量情報を受信して比較を実行するように構成で
きる。図１２の例では、第１の閾値容量値１２１１は、一定の非ゼロ値であると示されて
いる。第１の容量信号１２０１が、例えば時間Ｔ１で第１の閾値容量値１２１１と一致す
る、又はそれを超えると、足存在センサ３１０及びプロセッサ回路３２０のうちの少なく
とも一方は、第１の割込み信号ＩＮＴ１を供給できる。第１の割込み信号ＩＮＴ１は、足
存在センサ３１０により示される容量値が第１の閾値容量値１２１１と一致し、又はそれ
を超える限り高いままとすることができる。
ある例において、第１の割込み信号ＩＮＴ１は、図１０の例の中の、例えば動作１０１
０又は１０２０で使用できる。動作１０１０で、足存在センサ３１０から足存在情報を受
信することは、例えばプロセッサ回路３２０において第１の割込み信号ＩＮＴ１を受信す
ることを含むことができる。ある例において、動作１０２０は、割込み信号情報を用いて
、足が履物の中に完全に収容されたか、又はその可能性が高いか否かを判定することを含
むことができる。例えば、プロセッサ回路３２０は、第１の割込み信号ＩＮＴ１の持続時
間をモニタし、足存在センサ３１０がどれだけの時間にわたり、第１の閾値容量値１２１
１を超える容量値を供給するかを判定できる。持続時間が所定の基準持続時間を超えた場
合、プロセッサ回路３２０は、足が完全に収容された、又はその可能性が高いと判定でき
る。
ある例において、第１の割込み信号ＩＮＴ１は、図１１の中の、例えば状態１１３０又
はイベント１１３５で使用できる。状態１１３０において、ステートマシンは、プロセッ
サ回路３２０からの、又は足存在センサ３１０からのＩＮＴ１等の割込み信号を待機する
ように構成されることができる。イベント１１３５で、ステートマシンは、第１の割込み
信号ＩＮＴ１を受信することができ、それに応答して、１つ又は複数の以下の状態を開始
できる。
ある例において、第１の閾値容量値１２１１は調整可能である。閾値は、例えば環境変
化による容量ベースライン又は基準の測定又は検出された変化に基づいて変更できる。あ
る例において、第１の閾値容量値１２１１は使用者が指定できる。使用者による閾値の指
定は、履物の感度に影響を与えることができる。ある例において、第１の閾値容量値１２
１１は、足存在センサ３１０の中の、又はその周囲の感知された環境又は材料の変化に応
答して自動的に調整できる。
図１３は、容量性足存在センサからの第２の時間変化する情報のグラフ１３００の概略
を示す。図１３の例は、第１の閾値容量値１２１１に近い第２の容量信号１２０２の変動
をどのように扱い、又は使用して、履物の中の足の存在又は向きに関するさらに多くの情
報を判定できるかを示す。
ある例において、第２の容量信号１２０２は、足存在センサ３１０から受信され、第２
の容量信号１２０２は、第１の閾値容量値１２１１と比較される。とりわけ、使用者、使
用者の選好、履物のタイプ、又は環境もしくは環境特性に応じて、他の閾値も同様に使用
できる。図１３の例では、第２の容量信号１２０２は、時間Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４で第１
の閾値容量値１２１１と交差する可能性がある。ある例において、複数回の閾値との交差
は、例えば足が履物に入る時の移動経路を示すことにより、足存在センサ３１０によって
足存在を明確に識別するために使用できる。例えば、時間Ｔ２での第１の閾値交差及びＴ
３での第２の閾値交差を境界とする時間間隔は、足の爪先又は指節骨が足存在センサ３１
０の電極に、又はその付近にある時の持続時間を示すことができる。第２の容量が第１の
閾値容量値１２１１より低いＴ３とＴ４との間の間隔は、足の中足骨関節又は中足骨が足
存在センサ３１０の電極の上又はその付近を移動するときの時間に対応することができる
。中足骨関節又は中足骨は、指節骨が履物の中へと移動するときに指節骨から足存在セン
サ３１０までの距離より長い距離だけ足存在センサ３１０から離間することができ、した
がって、その結果として測定されたＴ１とＴ４との間の容量はより小さくなり得る。時間
Ｔ４で、足の踵又は距骨は適所にスライドでき、土踏まずは足存在センサ３１０の電極の
上に収容されるようになり、それによって感知された容量は再び高い値に戻り、第１の閾
値容量値１２１１を超える。したがって、足存在センサ３１０又はプロセッサ回路３２０
は、時間Ｔ２とＴ３との間で第２の割込み信号ＩＮＴ２を供給し、時間Ｔ４の後に第３の
割込み信号ＩＮＴ３を供給するように構成できる。
ある例において、プロセッサ回路３２０は、割込み信号のシーケンスに基づいて足の存
在を明確に識別するように構成できる。例えば、プロセッサ回路３２０は、受信した割込
み信号に関する、及び受信した割込み信号間の１つ又は複数の間隔又は持続時間に関する
情報を使用できる。例えば、プロセッサ回路は、指定された持続時間により分離される割
込み信号のペアを探し、足の存在の明確な標示を提供するように構成できる。図１３では
、例えば、Ｔ３とＴ４との間の持続時間は、例えばある程度の調整可能又は指定された許
容誤差で足の存在の標示を提供するために使用できる。ある例において、プロセッサ回路
３２０は、割込み信号をデータとして受信し、このデータを、例えばジェスチャによる使
用者入力の一部としての他の使用者入力信号と共に処理できる。ある例において、割込み
信号の有無に関する情報は、１つ又は複数の他の信号を有効にするか、又は却下するため
に使用できる。例えば、加速度計の信号は、割込み信号が現在受信されているか、最近受
信された場合に、プロセッサ回路３２０によって有効化されて、処理されることが可能で
あり、あるいは、加速度計の信号は、足存在センサに対応する割込み信号がない場合に、
プロセッサ回路３２０によって却下されることが可能である。
図１２及び図１３の例は、足存在センサ３１０からの測定された容量値が、環境条件の
変化が存在する場合を含め、時間が経過しても確実に一定又は再現可能であるような実施
形態を示している。しかしながら、履物を使用する多くの場合、埋め込まれた電極におけ
る周囲容量変化が、例えば温度、湿度、又はその他の環境要因の変化により、常に、又は
予想外に発生する可能性がある。周囲容量の大きな変化は、例えばセンサのベースライン
又は基準容量特性を変化させることにより、足存在センサ３１０の作動に不利な影響を与
える可能性がある。
図１４は、容量性足存在センサからの第３の時間変化する情報のグラフ１４００の概略
を示す。図１４の例は、例えば各種の周囲条件の変化、使用シナリオの変化、又は履物の
構成要素の摩耗損耗もしくは劣化による基準容量の変化をどのように説明できるかを示す
。この例は、第２の閾値容量１２１２及び時間変化する基準容量１２１３と共にグラフ１
４００上でプロットされた第３の容量信号１２０３を含む。図１４の例では、時間変化す
る基準容量１２１３は時間が経つと増大する。他の例では、基準容量は時間と共に減少す
ることがあるか、又は履物の利用イベントの過程にわたり（例えば、１日、プレイされた
１つのゲーム、１人の使用者の設定又は選好等にわたり）変動しうる。ある例において、
基準容量は、履物そのものの各種の構成要素、例えばインソール、アウトソール、ソック
スライナ、矯正用インサート、又は履物のその他の構成要素のライフサイクルにわたり変
化し得る。
ある例において、第３の容量信号１２０３は、足存在センサ３１０から受信され、第３
の容量信号１２０３は、例えば足存在センサ３１０上の処理回路を使用するか、プロセッ
サ回路３２０を使用して、第２の閾値容量１２１２と比較される。時間変化する基準容量
１２１３を考慮又は使用しない例では、第３の容量信号１２０３の閾値との交差は、時間
Ｔ５、Ｔ６、及びＴ８で観察できる。しかしながら、第２の閾値容量１２１２は、例えば
足存在センサ３１０からの感知された情報によりリアルタイムで調整できる。第２の閾値
容量１２１２に合わせた調整は、時間変化する基準容量１２１３に基づくものとすること
ができる。
ある例において、第２の閾値容量１２１２は連続的に、時間変化する基準容量１２１３
の変化に対応する量だけ調整される。代替的な例では、第２の閾値容量１２１２は段階的
な増分で、例えば時間変化する基準容量１２１３の所定の閾値変化量に応答して調整され
る。段階式調整法は、図１４において、図示された間隔にわたる第２の閾値容量１２１２
の段階的な増加により示されている。例えば、第２の閾値容量１２１２は、時間変化する
基準容量１２１３における所定の容量閾値増加ΔＣに応答して、時間Ｔ７とＴ１０で増加
する。図１４の例では、第３の容量信号１２０３は基準補償された第２の閾値容量１２１
２と時間Ｔ５、Ｔ６、及びＴ９で交差する。それゆえ、閾値が基準補償されているか否か
に応じて、異なる割込み信号又は割込み信号タイミングを提供できる。例えば、時間Ｔ５
とＴ６との間では第４の割込み信号ＩＮＴ４を生成し、供給できる。第２の閾値容量１２
１２が基準補償されずに使用された場合、時間Ｔ８で第５の割込み信号ＩＮＴ５を生成し
、供給できる。しかしながら、基準補償された第２の閾値容量１２１２が使用されると、
第５の割込み信号ＩＮＴ５は第３の容量信号１２０３が補償済みの第２の閾値容量１２１
２と交差した時、図示されたように時間Ｔ９で生成され、供給される。
閾値容量値をモニタし、更新するには論理回路を使用できる。このような論理回路は、
足存在センサ３１０に、又はプロセッサ回路３２０に組み込むことができる。更新された
閾値レベルは、自動的に供給されて、オンチップＲＡＭに保存されうる。ある例において
、閾値更新を行うために使用者からの入力又は確認は不要である。
図１５は、容量性足存在センサからの第４の時間変化する情報のグラフ１５００の概略
を示す。図１５の例は、例えば各種の周囲条件の変化、使用シナリオの変化、又は履物の
構成要素の摩耗損耗もしくは劣化による基準容量の変化をどのように説明できるかを示す
。この例は、適応的閾値容量１２１４と共にグラフ１５００上でプロットされた第４の容
量信号１２０４を含む。第４の容量信号１２０４は、足存在センサ３１０により供給でき
る。適応的閾値容量１２１４は、足存在センサ３１０により測定される容量の環境又は使
用ケース関連の変化を補償するのを助けるために使用できる。
ある例において、足存在センサ３１０又はプロセッサ回路３２０は、信号の大きさの変
化、例えば特定の大きさの閾値量より大きい変化について、第４の容量信号１２０４をモ
ニタするように構成されている。すなわち、第４の容量信号１２０４が、所定の閾値容量
大きさΔＣと一致するか、又はそれを超える大きさ変化を含む場合、足存在センサ３１０
又プロセッサ回路３２０は割込み信号を供給できる。
ある例において、第４の容量信号１２０４の感知又は測定された容量値は、基準容量又
はベースラインと比較され、この基準又はベースラインは、所定の、又は時間変化する間
隔で更新できる。図１５の例では、基準更新は、図のように時間Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３
等で定期的に行われる。それに加えて、又はその代わりに、他の間隔、又は他のトリガイ
ベントに応答した更新も使用できる。
図１５の例では、初期基準容量は０とすることができ、又はｘ軸により表すことができ
る。第６の割込み信号ＩＮＴ６は、第４の容量信号１２０４が、以前に指定された基準に
対して所定の閾値容量大きさΔＣより多い量だけ増大した後の時間Ｔ１１で供給できる。
図１５の例では、割込み信号は定期的に提供できるが、他の例では、容量の閾値変化を識
別するのと同時に割込み信号を提供できる。
例えば時間Ｔ１１におけるような、識別された閾値の変化の後、基準又はベースライン
容量を第１の容量基準Ｃ１に更新できる。時間Ｔ１１に続いて、足存在センサ３１０又は
プロセッサ回路３２０は、信号の少なくともΔＣの後続の変化、すなわちＣ１＋ΔＣ又は
Ｃ１－ΔＣの容量値を探すために第４の容量信号１２０４をモニタするように構成される
ことができる。
最初に容量の増大を識別することを含む例では、割込み信号の状態は、その後の容量低
下を識別したことに応じて変化しうる。しかしながら、その後の時間にさらに容量増大が
識別された場合、基準容量を更新でき、その後の比較は更新された基準容量に基づいて行
うことができる。このシナリオは図１５に示されている。例えば、時間Ｔ１２で、第４の
容量信号１２０４の容量増大が検出され、基準は第２の容量基準Ｃ２に更新できる。第１
の容量変化及びその後の第２の容量変化が増大を表すため、第６の割込み信号ＩＮＴ６の
状態は変化しない可能性がある。時間Ｔ１３で第４の容量信号１２０４の容量低下が検出
され、基準を第３の容量基準Ｃ３に更新できる。時間Ｔ１３での容量変化は所定の閾値容
量大きさΔＣより大きいため、第６の割込み信号ＩＮＴ６の状態は（例えば、割込みアサ
ート状態から非アサート状態に）変化しうる。
ある例において、時間Ｔ１１で検出された第１の変化とそれに対応する割込み信号ＩＮ
Ｔ６は、足が、足存在センサ３１０により感知され、履物の中にあると判定されたことを
表す。その後の基準容量の増大は、例えばセンサの、又はその周囲の環境変化による、足
存在センサ３１０により測定されたベースライン容量の変化を表す。時間Ｔ１３で検出さ
れた変化は、足が履物から抜かれ、足存在センサ３１０の付近で感知されなくなったこと
を表すことができる。その後の容量変化（例えば時間Ｔ１６）は、足が再び履物の中に入
れられたことを表すことができる。
図１６は、ある例示的な実施形態による容量性足存在センサからの時間変化する情報と
信号形態限界（signal morphology limit）のグラフ１６００の概略を示す。この例は、
グラフ１６００上でプロットされた第５の容量信号１２０５及び第６の容量信号１２０６
を含む。グラフ１６００は、形態限界１６０１をさらに含む。形態限界１６０１は、足存
在センサ３１０からの容量信号の中のサンプリングされたセグメントと比較できる。比較
は、足存在センサ３１０又はプロセッサ回路３２０を用いて実行され、サンプリングされ
た特定のセグメントが形態限界１６０１に適合するか否かを判定できる。図１６の例では
、形態限界は、それを超過すると、容量信号セグメントが、足存在センサ３１０の付近の
足の存在を表していない、又は表している可能性が低いことを示す下限を定める。
第５の容量信号１２０５の図示されたサンプリング部分は、形態限界１６０１に適合す
る。図１６の例では、形態限界１６０１は、容量信号の大きさの変化、すなわち落ち込み
、ドウェル（dwell）、及び回復を含む形態を定める。第５の容量信号１２０５が形態限
界１６０１の全部又は一部に適合したと識別された後、足の存在又は検出の成功を示す割
込み信号を供給できる。
第６の容量信号１２０６の図示されたサンプリング部分は、形態限界１６０１に適合し
ない。例えば、第６の容量信号１２０６の急峻な減少と長いドウェル時間は、形態限界１
６０１により画定される境界の外にあり、したがって、例えば足が足存在センサ３１０に
より検出されないことを示すために、割込み信号は差し控えられる。
形態限界１６０１は、一定又は可変とすることができる。例えば、形態限界は、基準容
量、環境、履物の使用ケース、使用者、感度の選好に関する情報、又はその他の情報に基
づいて調整できる。例えば、形態限界１６０１は、使用される履物のタイプによって異な
るようにすることができる。すなわち、バスケットボールシューズはランニングシューズ
とは異なる形態限界１６０１を有する可能性があり、これは少なくとも一部に、シューズ
の形状もしくは材料の違い、又は使用者が特定の履物製品を着脱するのにかかると予想さ
れる時間による。ある例において、形態限界１６０１は、例えば履物の着脱に関する使用
者の固有の選好又は手順に対応するために、使用者がプログラムできる。
前述のように、足存在センサ３１０は、関連する固定又は可変のベースライン又は基準
容量値を有することができる。基準容量値は、電極表面積、又は他の履物構成要素に関す
る電極の配置、又は履物の向き、又はセンサもしくは履物自体が使用される環境の関数と
することができる。すなわち、センサは、足が履物の中にないときに、幾つかの関連する
容量値を有することができ、その値は、１つ又は複数の材料の誘電効果、又はセンサの、
もしくはその付近の環境要因の関数とすることができる。ある例において、履物内の矯正
用インサート（例えば、インソール）は、容量性センサ、又はその付近の履物の誘電特性
を変化させる可能性がある。プロセッサ回路３２０は、任意選択により、ベースライン又
は基準特性が変化した時、例えばインソールが交換されたときに、足存在センサ３１０を
較正するように構成できる。ある例において、プロセッサ回路３２０は、ベースラインも
しくは基準容量の変化を自動的に検出するように構成でき、又は使用者入力又はコマンド
に応じてベースラインもしくは基準容量を更新するように構成できる。
図１７は、履物製品のミッドソールの中の、誘電体スタックの下に配置された容量型足
存在センサの図の例１７００の概略を示す。例１７００は、例えば、容量性足存在センサ
１７０１からの情報に少なくとも部分的に基づいて作動する紐締めエンジン又は駆動機構
３４０を含むか、又は使用することができるような、筐体構造１５０を含む。容量性足存
在センサ１７０１は、センサの付近の体５５０の有無に基づいて容量又は容量表示信号を
供給するように構成できる。
１つ又は複数の材料を、体５５０と容量性足存在センサ１７０１との間に提供でき、１
つ又は複数の材料は、センサの感度に影響を与えることができるか、又はセンサからの信
号の、信号対ノイズ比に影響を与えることができる。ある例において、１つ又は複数の材
料は、誘電体スタックを形成する。１つ又は複数の材料は、とりわけ、ソックス１７５１
、センサ、又はその付近における体５５０の土踏まずの高さによるエアギャップ、中敷き
１７５０、ベルクロ（登録商標）等のファスナ１７３０、又は誘電体充填材１７２０を含
むことができる。ある例において、容量性足存在センサ１７０１が筐体構造１５０の中に
提供されている場合、筐体構造１５０自体の上壁は誘電体スタックの一部である。ある例
において、矯正用インサートは、誘電体スタックの一部とすることができる。
本発明者らは、高い比誘電率、又は高いｋ値を持つ誘電体スタックを提供することによ
り、容量性足存在センサ１７０１の入力感度を向上できると認識した。高いｋ値を持つ様
々な材料をテストし、履物での有効性と適当さを評価した。ある例において、誘電体充填
材１７２０は、ネオプレン部材を含むことができる。ネオプレン部材は、履物の中で足の
下に使用するのに快適であり、かつ、例えばその代わりにエアギャップ又はその他の低い
ｋ値の材料を有する場合と比較して、容量性足存在センサ１７０１の感度を高めるのに十
分な誘電効果を提供する硬さ又はデュロメータ特性（durometer characteristic）を有す
るように特定することができる。ある例において、ネオプレン部材は、約３０ショアＡ硬
度値を有する独立気泡（closed-cell foam）材料を含む。
図１８は、容量性足存在センサ１７０１からの容量表示信号に与える誘電体充填材１７
２０の影響を示すグラフ１８００を含む例の概略を示す。グラフ１８００において、ｘ軸
はデジタルサンプルの数を示し、かつ経過時間に対応し、ｙ軸は容量性足存在センサ１７
０１により検出される相対容量値を示す。グラフ１８００は、誘電体充填材１７２０の第
１のタイプの材料に対応する第１の容量表示信号１８０１、及び誘電体充填材１７２０の
第２の異なるタイプの材料に対応する第２の容量表示信号１８０２の時間的に整合された
重ね合わせを含む。
この例では、第１の信号１８０１は、誘電体充填材１７２０として第１の誘電部材が提
供された履物に対応する。第１の誘電部材は、例えば、第１の誘電ｋ値（dielectric k-v
alue）を有するポリウレタン発泡材を含むことができる。グラフ１８００は、第１の誘電
部材と足存在センサ１７０１とを含む履物製品の中に体５５０が挿入され、その後抜かれ
たことについての複数のインスタンスを示している。例えば、第１の信号１８０１の第１
の部分１８２０は、容量性足存在センサ１７０１により測定される基準又はベースライン
容量を示す。図１８の例では、基準又はベースラインは０の値に規格化される。基準又は
ベースライン状態は、足が履物の中にないことに対応しうる。すなわち、第１の信号１８
０１の第１の部分１８２０は、足が履物の中にないことを示す。サンプル６００付近に対
応する時間に、体５５０は履物の中に挿入された可能性があり、容量性足存在センサ１７
０１及び第１の誘電部材、又はその付近に位置している可能性がある。挿入後、第１の信
号１８０１の大きさは、例えば第１の量１８１１だけ変化し、足（又はその他の体の部位
）が履物の中にあることを示す。図１８の例では、体５５０は、例えばサンプル６００か
ら１４００付近に対応するような、第１の信号１８０１の第２の部分１８２１に対応する
持続時間にわたり、履物の中に存在する。サンプル１４００付近に対応する時間に、体５
５０は履物から抜かれた可能性がある。体５５０が抜かれると、第１の信号１８０１は、
その基準値又はベースライン値に戻ることができる。
図１８の例では、第２の信号１８０２は、第２の誘電部材が誘電体充填材１７２０とし
て提供された履物に対応する。第２の誘電部材は、例えば、上述の第１の誘電部材の第１
の誘電ｋ値を超える第２の誘電ｋ値を有するネオプレン発泡材を含むことができる。グラ
フ１８００は、体５５０が第２の誘電部材及び足存在センサ１７０１を含む履物製品の中
に挿入され、その後、抜かれた複数のインスタンスを示している。第２の信号１８０２の
第１の部分１８２０は、容量性足存在センサ１７０１により測定された基準又はベースラ
イン容量を示し、図１８の例では、第２の信号１８０２の第１の部分１８２０は、足が履
物の中にないことを示す。サンプル６００付近に対応する時間に、体５５０は履物の中に
挿入された可能性があり、容量性足存在センサ１７０１及び第２の誘電部材、又はその付
近に位置している可能性がある。挿入後、第２の信号１８０２の大きさは、例えば第２の
量１８１２だけ変化し、足（又はその他の体の部位）が履物の中にあることを示す。この
例では、第２の量１８１２は第１の量１８１１を超える。大きさ変化の差は、誘電体充填
材１７２０に使用される材料のタイプに起因する。すなわち、第１の容量表示信号１８０
１及び第２の容量表示信号１８０２の大きさは、異なる誘電体スタックが使用されている
と異なる可能性がある。誘電体スタックが高いｋ値の誘電体充填材１７２０を含む場合、
大きさの差、すなわちベースラインからの差は、誘電体スタックが低いｋ値の誘電体充填
材１７２０を有する場合より大きい。
ある例において、矯正用インサートは、履物の中の誘電体スタックの一部を含む。本発
明者らは、様々なテストを行って、各種の矯正用インサートが容量性足感知方式に与える
影響を評価した。全長型の、又は部分的長さの矯正用インソールをテストした。通常の（
部分的な長さの）矯正器具を履物に追加すると、スタックの全体的な誘電効果が増大し、
足の存在に対する電界感度が低下した。感知された信号振幅（例えば、感知された容量変
化に対応する）もまた、矯正器具があると低下した。しかしながら、ノイズフロアのＲＭ
Ｓ振幅は、矯正器具があってもなくても同様であった。負荷又は無負荷条件での応答もま
た同様であった。
矯正器具のテスト結果に基づき、通常の、又は全長型の矯正器具を用いて足が存在する
ことを検出するために容量感知を使用することは、信号対ノイズ分解能の点で実現可能で
ある。部分的長さ、又は全長型の矯正器具を使用した場合、約６ｄＢという所望の最低値
を超えるＳＮＲを、足の存在を分析するために使用でき、また低負荷と高負荷の両方の負
荷条件で使用できる。ある例において、足存在センサ３１０は、矯正器具により追加され
た誘電効果を補償するために、容量オフセット範囲を含むか、又は使用することができる
。
全長型の矯正器具と足存在センサ３１０の電極との間のエアギャップの変化は、加わる
負荷に応じたＳＮＲの測定可能な変化に対応しうる。例えば、図１８の例で説明されてい
るように、高いｋ値の誘電材料が容量性足存在センサ、又はその付近に提供されると、低
いｋ値の誘電材料を含むか使用する例よりＳＮＲを改善できる。
足の様々なゾーンが低負荷条件では同様に挙動することがわかり、例えば矯正器具の下
のギャップ距離の大きな変形は見られなかった。しかしながら、例えば使用者が立ってい
るとき等、高負荷条件では、矯正器具の土踏まず領域は圧縮される可能性があり、エアギ
ャップは実質的に縮小し、又はなくなる。それゆえ、感知条件下で、矯正器具がある場合
に測定される電界は、大きさの点で、量産又はＯＥＭインソールを用いて測定された電界
と同様である可能性がある。足存在センサ３１０と検出対象の体との間にエアギャップを
生じさせる矯正器具又はＯＥＭ生産インソールの例では、エアギャップを補償するため、
又はそれを埋めるために様々な材料を提供又は追加できる。例えば、ネオプレン等のギャ
ップ充填発泡材を全長型矯正器具の裏側に提供できる。
ある例において、インソールに矯正器具を含めると、誘電体スタックの全体的な誘電体
の厚さが増大し、足の存在に対する電界感度が低下する。信号の振幅は矯正器具により小
さくなる。ノイズ特性のＲＭＳ振幅は、矯正器具があってもなくても同様であった。また
、容量性センサの感知電極と矯正器具の下面との間の空間を占有する誘電部材は、容量性
センサの感度に大きな影響を与える可能性があることもわかった。例えばｋ値が１．２８
のポリウレタン発泡材は、誘電率、すなわちｋ値が約５．６のネオプレン発泡材を使用し
て測定された場合より、約７０％小さい信号振幅を有する可能性がある。ノイズ振幅が等
しいとすると、これは約４．６ｄＢのＳＮＲ差に相当する。
それゆえ、カーボンファイバ製矯正器具を伴う足の存在を検出するために容量感知を使
用することは、信号対ノイズの点で実現可能である。足の存在を分析するのに必要な６ｄ
Ｂの最低値を超えるＳＮＲが測定された。
図１９は、履物内の容量型足存在センサからの第３の容量表示信号１８０３の一部を示
すグラフ１９００の例の概略を示す。グラフ１９００において、ｘ軸はデジタルサンプル
の数を示し、かつ経過時間に対応し、ｙ軸は容量性足存在センサ１７０１により検出され
た相対容量測定値を示す。第３の信号１８０３からの情報は、とりわけ、例えば使用者が
座っている、又は立っているか否かを識別できる等、使用者が履物に下方の力を加えてい
るか否かを判定するため、又は歩数を判定するため、又は使用者の足取りの特性を判定す
るために使用できる。
例えばｘ軸上のサンプル「０」に対応する初期時間に、第３の信号１８０３は、相対容
量スケール上の約０の基準又はベースライン値を有する可能性がある。１９０１で、すな
わちｘ軸上のサンプル１７５付近で、第３の信号１８０３は、例えば体５５０が履物の中
に挿入されていることに対応する履物を履くイベントを含む。第３の信号１８０３は、１
９１０で、又はサンプル１００００付近で、履物を脱ぐイベントを含み、その後、第３の
信号１８０３はベースライン値に戻る。
図１９の例は、閾値１９２０をさらに含む。閾値１９２０は、体５５０が履物の中にあ
ることを示す相対容量値に対応させることができる。例えば、足又は体５５０が履物の中
にあると、第３の信号１８０３により示される相対容量は閾値１９２０を超え、足又は体
５５０が履物の中にないと、相対容量は閾値１９２０より低くなる可能性がある。後でさ
らに説明するように、各種の方法又は技術を用いて閾値１９２０を動的に調整でき、例え
ば、環境変化又は履物の材料の変化が考慮される。
例えばサンプル１７５と１０００との間の間隔に対応する、それぞれ１９０１と１９１
０での履物を履くイベントと脱ぐイベントとの間で、履物製品の着用者は座位と立位との
間で複数回移行する可能性がある。座位と立位との間の移行は、例えば第３の信号１８０
３を供給する容量性センサの上の誘電体スタックを形成する履物材料の圧縮と弛緩による
第３の信号１８０３の変動に対応しうる。すなわち、使用者が立って誘電体スタックに下
方の力をかけると、誘電体スタック中の１つ又は複数の材料は圧縮される可能性があり、
使用者の足は容量性センサに近付く可能性があり、それによってセンサを用いて測定され
る相対容量が変化する。使用者が座り、誘電体スタックにかかる下方の力が軽減されると
、誘電体スタック材料は弛緩又は伸長し、使用者の足は容量性センサから離れる可能性が
ある。
履くイベント１９０１は、第３の信号１８０３の動揺部分を含む。すなわち、スムーズ
又は静かな移行を示す代わりに、第３の信号１８０３は、使用者が足を履物の中の所定の
位置に収容する際に急激かつ不規則に変動する。ある例において、履くイベント１９０１
は、例えば自動又は手動の紐締め等の紐締めを含み、これは使用者が、誘電体スタックに
対するものを含め、履物の材料に様々な力を加えること、及び使用者が自分の足の周囲の
履物の張力を調整することに対応する可能性がある。図１９の例では、１９０１での履く
イベントの後、使用者は、例えばサンプル２００から２７５に対応する第１の持続時間１
９３１にわたり座る可能性がある。第１の持続時間１９３１にわたり、第３の信号１８０
３は約２２０の相対容量ユニットの平均値を有することができる。
第１の持続時間１９３１の後、使用者は立つ可能性があり、それによって誘電体スタッ
クの材料は圧縮され、使用者の足がスタックの下の容量性センサに近付く可能性がある。
使用者が完全に立ち上り、誘電体スタックを圧縮すると、第３の信号１８０３は第２の持
続時間１９３２にわたり、約１２０の相対容量ユニットの平均値を有する可能性がある。
すなわち、第３の信号１８０３の大きさは、使用者が座位から立位に移行する際、又は使
用者が誘電体スタックに最小の力を加える状態から誘電体スタックに最大の力を加える状
態まで移行し、誘電体スタックそのものの誘電特性が変化する際、第１の大きさ変化量１
９５１だけ変化しうる。ある例において、第１の大きさ変化量１９５１は、誘電体スタッ
クにかかる力の大きさに対応しうる。すなわち、第１の大きさ変化量１９５１は、とりわ
け、使用者の体重、又は例えば使用者が走っている時には歩いている時と比較してより大
きい力を誘電体スタックにかけると予想されることから、使用者が走っているか歩いてい
るかを判定するために使用できる。
図１９の例では、サンプル３７５の付近で、第３の信号１８０３は、使用者が座った姿
勢に戻ると約２２０の相対容量ユニットの値に戻る。使用者は、第３の持続時間１９３３
にわたって座り、その後次の相対容量変化が生じる。
第３の信号１８０３の（図１９の例のサンプル５００付近の後の）破線部分は、時間の
経過とｘ軸の目盛りの変更部分を示す。ある例において、サンプル０から５００は、容量
性センサを内蔵する履物が新品である時、又はその履物に新しい誘電体スタックが使用さ
れた時に対応する。サンプル９，８００付近以降のサンプルは、履物が古くなったか、部
分的に擦り切れたとき、又は誘電体スタックがつぶれて、弛緩した、もしくは使用されて
いない状態でも復元もしくは膨張しない時に対応する。
図１９の例では、第３の信号１８０３は、使用者の座った姿勢と立った姿勢との間の複
数回の移行を示す。この例では、第４の持続時間１９３４と第６の持続時間１９３６は履
物の中の誘電体スタックに最小の力又は圧力がかかる座った姿勢に対応する。第５の持続
時間１９３５は、誘電体スタックにかかる力が増大する立った位姿勢に対応する。この例
では、第４の持続時間１９３４及び第６の持続時間１９３６は、約２４０の相対容量ユニ
ットの平均値に対応しうる。すなわち、第４の持続時間１９３４及び第６の持続時間１９
３６の平均は、約２２０ユニットであった第１の持続時間１９３１及び第３の持続時間１
９３３の平均を超える可能性がある。ある例において、平均値間の差は、誘電体スタック
、又は履物の使用により時間が経つと変化するその他の履物材料の１つ又は複数の部分の
摩耗損耗に起因する可能性がある。この例では、第５の持続時間１９３５は、約１５０の
相対容量ユニットの平均値に対応する可能性があり、これは第３の持続時間１９３３の約
１２０ユニットの平均値を上回る。さらに、座った姿勢と立った姿勢との間、すなわち誘
電体スタックに力がかかっている、又はかかっていない時の間の差は、新品の履物の場合
と使用済みの履物について異なる可能性がある。第１の大きさ変化量１９５１は、新品の
履物に関する立った姿勢と座った姿勢との間の相対容量の約２００ユニットの変化を示し
、第２の大きさ変化量１９５２は、より古い、又は使用済みの履物についての立った姿勢
と座った姿勢との間の相対容量の約１５０ユニットの変化を示す。図１９の例では、第４
の持続時間１９３４から第６の持続時間１９３６はさらに、第１の持続時間１９３１から
第３の持続時間１９３３と比較して、比較的ノイズの多い信号を示し、これはさらに履物
又はセンサ構成要素の摩耗に起因する可能性がある。
図１９はそれゆえ、第３の信号１８０３からの情報を、とりわけ、履物のライフサイク
ルの状態又は履物の利用特性を示すために使用できることを示している。情報は、例えば
、１つ又は複数の履物構成要素が摩耗した、又は消耗しており、最適又は十分な緩衝又は
足の保持を提供するのに利用できなくなっているかもしれないことを使用者に報告し、又
は警告することにより、使用者の怪我の防止に役立てるために使用できる。
ある例において、容量性足センサからの情報は、歩行ステップ頻度情報を得るか、又は
判定するために使用でき、これは、例えば使用者の歩幅がわかっているか判定可能である
場合等に、ステップ計数器又は歩数計として使用することができる。再び図１９を参照す
ると、第３の信号１８０３の変動は、異なる歩行ステップイベントに対応する可能性があ
る。例えば、第２の持続時間１９３２は、例えば使用者の第１の足が地面についており、
その使用者の体重が使用者の履物に力を加えている時の使用者の歩行ステップの第１の部
分を含む間隔に対応する可能性があり、履物は第３の信号１８０３を供給する容量型足存
在センサを含む。第２の持続時間１９３２の後に、使用者はその体重を使用者の第１の足
からその第２の足に移動させる可能性がある。その結果、使用者が履物にかける圧力又は
力は軽減する可能性があり、それに対応する第３の信号１８０３の変化を観察できる。例
えば、第３の信号１８０３の大きさは、例えば第１の大きさ変化量１９５１だけ増大する
可能性がある。使用者がもう一歩進み、第１の足に戻ると、第３の信号１８０３の大きさ
は、例えば同じ、又は同様の第１の大きさ変化量１９５１だけ軽減する可能性がある。あ
る例において、大きさ変化は、使用者が履物にかける力に依存する可能性があり、又はそ
れに関連する可能性があり、それは、今度は使用者がどれだけ速く歩いているか、又は走
っているかに対応する可能性がある。例えば、より大きい大きさ変化量は走るペースに対
応する可能性があり、より小さい変化量は歩くペースに対応する可能性がある。
ある例において、第３の信号１８０３の所定の部分の持続時間、間隔、又はサンプル数
は、歩行ステップ間隔又は歩数を判定するために使用できる。例えば、第１の持続時間１
９３１は、約７５サンプルのサンプル数を有する可能性があり、第２の持続時間１９３２
は約５０サンプルのサンプル数を有する可能性がある。第１の持続時間１９３１が使用者
の歩き又は歩行ステップサイクルのうち、第１の足が地面から離れている第１の部分に対
応し、第２の持続時間１９３２が使用者の歩き又は歩行ステップサイクルのうち、第１の
足が地面についている後半の第２の部分に対応する場合、使用者の歩行ステップ間隔は約
１２５サンプルとなり得る。サンプルレートに応じて、歩行ステップ間隔は、例えばプロ
セッサ回路３２０を用いてサンプル数情報を処理する等、歩く又は走るペースに相関させ
ることができる。
ある例において、第３の信号１８０３の信号大きさ変化間の持続時間、間隔、又はサン
プル数は、歩行ステップ間隔又は歩数を判定するために使用できる。例えば特定の閾値大
きさ変化量より大きい大きさの変化はプロセッサ回路３２０によって識別可能であり、そ
の後、プロセッサ回路３２０は指定された大きさ変化間の間隔の長さを計算又は識別でき
る。例えば、第２の持続時間１９３２の開始は、プロセッサ回路３２０により、サンプル
３２５付近であると識別され、これは例えば第３の信号１８０３の中で観察される、所定
の閾値変化より大きい大きさ変化に対応する。第２の持続時間１９３２の終了は、プロセ
ッサ回路３２０により、サンプル３７５付近であると識別され、これは例えば第３の信号
１８０３の中で観察される、所定の閾値変化より大きい、次の大きさ変化に対応する。プ
ロセッサ回路３２０は、サンプル数間の差を計算して、第２の持続時間１９３２が持続時
間中約５０サンプルであると判定できる。プロセッサ回路３２０は同様に、第３の信号１
８０３の何れかの１つ又は複数のセグメントの持続時間又はサンプル長さを判定できる。
すると、プロセッサ回路３２０は歩行ステップ間隔を判定でき、歩行ステップ間隔は、移
動した距離又は使用者が移動する速度を判定するために使用できる。ある例において、使
用者の歩幅に関する情報は、歩行ステップ間隔情報と共に、移動した距離を判定するため
に使用できる。
ある例において、使用者の歩幅の長さは明示されず、又は不明である。使用者の歩幅の
長さは、任意選択により、１つ又は複数のセンサ、例えば加速度計又は位置センサ（例え
ば、ＧＰＳセンサ）からの情報を足センサ情報と共に使用して判定できる。例えば、位置
センサからの情報は、所定の持続時間にわたり使用者が移動した総距離を示すことができ
る。プロセッサ回路３２０、又は履物に付属するその他のプロセッサは、第３の信号１８
０３を受信して、信号大きさ変化イベントの数を歩行ステップ及び移動距離と相関させて
、使用者の平均歩行ステップ又は歩幅の長さを判定できる。例えば、使用者が１００メー
トルを３０秒で移動し、足存在センサからの容量表示信号が同じ３０秒の間隔内に１００
回の信号大きさ変化イベントを示す場合、プロセッサ回路３２０又はその他のセンサは、
使用者の歩幅が、約１００メートル／大きさ変化イベント１００回＝大きさ変化イベント
１回あたり１メートルであると判定できる。
ある例において、第３の信号１８０３からの情報は、使用者の足取り特性、又は使用者
の足取りの変化を判定するために使用できる。プロセッサ回路３２０は、例えば、時間を
追って容量表示信号をモニタするように、例えば信号の変化を識別するように構成できる
。例えば、プロセッサ回路３２０は、履くイベントが検出された後の最初の（又はその他
の）持続時間又は最初の歩行ステップイベントをモニタできる。一般に、使用者は、使用
者が履物を履くたびに、同様の足取り等で、同様の方法で歩き始め、又は走り始めると予
想できる。プロセッサ回路３２０が、履物を履いた後の確立されたベースライン又は平均
的信号特性からの逸脱を検出した場合、使用者は警告されることが可能である。同様に、
プロセッサ回路３２０が怪我につながりかねないような、使用者の疲労に関連付けること
のできる利用特性又は逸脱を検出するように構成できる。例えば、確立されたベースライ
ン又は基準信号特性からの逸脱は、足又は足首が履物の中で回転又は滑ったことを示す可
能性があり、それは例えば、足位置の変化がそれに対応して容量型足存在センサにおける
、又はその付近の誘電特性を変化させる可能性があるからである。自動紐締めエンジンを
含む例において、足位置変化に関する情報は、使用者の足の周囲で履物を自動的にきつく
し、使用者の怪我の防止を助けるために使用できる。
以下の態様は、本明細書で論じられている履物及びセンサの非限定的な概要を提供する
。
態様１は、対象（例えば、装置、システム、デバイス、方法、動作を行う手段、又はデ
バイスにより実行されたときにデバイスに動作を実行させることのできる命令を含むデバ
イス可読媒体）を含むか、使用でき、例えば、時間変化するセンサ信号を、履物に結合さ
れたセンサから受信することを含む方法を含むか、使用でき、センサは、センサに対する
足の近接性（proximity）に関する情報を感知するように構成されている。態様１の方法
は、プロセッサ回路を使用して、時間変化するセンサ信号の特性を識別し、識別された特
性に基づいて、履物に関する、又は足に関するデータ収集を、履物に結合された同じ、又
は異なるセンサを用いて開始すること、及び履物の自動機能を更新することのうちの少な
くとも１つを行うことを含むことができる。
態様２は、態様１の対象を含むか使用し、又は任意選択で組み合わせて、時間変化する
センサ信号の特性を識別することが、時間変化するセンサ信号の中の一連の信号変化イベ
ントを識別することを含み、信号変化イベントは、信号の大きさ又は周波数が所定の閾値
変化量より大きい量だけ変化することに対応していることを任意選択で含むことができる
。
態様３は、態様２の対象を含むか使用し、又は任意選択で組み合わせて、プロセッサ回
路を使用して、一連の信号変化イベントを用いて歩数を判定することを含むことを任意選
択で含むことができる。
態様４は、態様２又は３のうちの１つ又は任意の組合せの対象を含むか使用し、又は任
意選択で組み合わせて、プロセッサ回路を使用して、一連の信号変化イベントを用いて足
着地力特性（foot strike force characteristic）を判定することを任意選択で含むこと
ができる。
態様５は、態様２乃至４のうちの１つ又は任意の組合せの対象を含むか使用し、又は任
意選択で組み合わせて、環境特性の変化に応答して、所定の閾値変化量を変化させること
を任意選択で含むことができ、環境特性は履物が使用される環境に対応している。
態様６は、態様１乃至５のうちの１つ又は任意の組合せの対象を含むか使用し、又は任
意選択で組み合わせて、時間変化するセンサ信号の特性を識別することが、プロセッサ回
路を使用して、時間変化するセンサ信号のうち、足着地（foot strike）に対応する第１
の部分を識別し、時間変化するセンサ信号のうち、足離地（foot lift）に対応する他の
第２の部分を識別すること、時間変化するセンサ信号の第１の部分及び第２の部分のタイ
ミングに関する情報を用いて、歩数、移動速度、又は移動距離を判定することを含むこと
を任意選択で含むことができる。
態様７は、態様１乃至６のうちの１つ又は任意の組合せの対象を含むか使用し、又は任
意選択で組み合わせて、時間変化するセンサ信号の特性を識別することが、プロセッサ回
路を使用して、時間変化するセンサ信号のうち、足着地に対応する第１の部分を識別し、
時間変化するセンサ信号のうち、足離地に対応する他の第２の部分を識別すること、時間
変化するセンサ信号の第１の部分を用いて足着地力特性を判定することを含むことを任意
選択で含むか使用することができる。
態様８は、態様１乃至７のうちの１つ又は任意の組合せの対象を含むか使用し、又は任
意選択で組み合わせて、時間変化するセンサ信号の特性を識別することが、プロセッサ回
路を使用して、時間変化するセンサ信号のうち、足着地に対応する第１の部分を識別し、
時間変化するセンサ信号のうち、足離地に対応する他の第２の部分を識別すること、時間
変化するセンサ信号の第１の部分を用いて履物のインソール部材のライフサイクル状態を
判定することを含むことを任意選択で含むことができる。
態様９は、態様８の対象を含むか使用し、又は任意選択で組み合わせて、インソールが
使用者に十分な緩衝を提供していないことを、判定されたライフサイクル状態が示した場
合、使用者に対し履物状態標示（indication）を報告することを任意選択で含むことがで
きる。
態様１０は、態様１乃至９のうちの１つ又は任意の組合せの対象を含むか使用し、又は
任意選択で組み合わせて、同じ、又は異なるセンサを用いてデータ収集を開始することが
、履物に結合された加速度計から履物活動情報を受信することを含むことを任意選択で含
むか使用することができる。
態様１１は、態様１乃至１０のうちの１つ又は任意の組合せの対象を含むか使用し、又
は任意選択で組み合わせて、履物の自動機能を更新することが、自動紐締めエンジンの動
作を開始又は阻止することを含み、紐締めエンジンは、足の周囲で履物をきつくし、又は
緩めるように構成されていることを任意選択で含むか使用することができる。
態様１２は、態様１乃至１１のうちの１つ又は任意の組合せの対象を含むか使用し、又
は任意選択で組み合わせて、センサから時間変化するセンサ信号を受信することが、容量
性センサから時間変化する容量表示信号を受信することを含むことを任意選択で含むこと
ができる。
態様１３は、態様１乃至１２のうちの１つ又は任意の組合せの対象を含むか使用し、又
は任意選択で組み合わせて、センサから時間変化するセンサ信号を受信することが、磁力
計から時間変化する磁界表示信号を受信することを含むことを任意選択で含むことができ
る。
態様１４は、態様１乃至１３のうちの１つ又は任意の組合せの対象を含むか使用し、又
は任意選択で組み合わせて、時間変化するセンサ信号を受信することが、足が履物に挿入
され、又は履物から抜かれている間を含み、時間変化するセンサ信号の特性を識別するこ
とは、足の爪先、土踏まず、及び踵部分が履物の中のセンサに近付く際の足の変化する近
接性特性（proximity characteristic）を識別することを含むことを任意選択で含むこと
ができる。
態様１５は、対象（例えば、装置、システム、デバイス、方法、動作を行う手段、又は
デバイスにより実行されたときにデバイスに動作を実行させることのできる命令を含むデ
バイス可読媒体）を含むか、使用でき、例えば、履物のための足近接センサシステムを含
むか使用できる。態様１５は、他の構成要素のうち、履物に結合され、センサに対する足
の近接性を示す時間変化するセンサ信号を供給するように構成された近接センサと、近接
センサに結合されたプロセッサ回路とを含むことができ、プロセッサ回路は、時間変化す
るセンサ信号の特性を識別し、識別された特性に基づいて、同じ近接センサを用いて、又
は履物に結合された異なるセンサを用いて、履物に関する、又は足に関するデータ収集を
開始すること、及び履物の自動機能を更新することのうちの少なくとも１つを行うように
構成される。
態様１６は、態様１５の対象を含むか使用し、又は任意選択で組み合わせて、履物のイ
ンソールに、又はインソールの付近に提供された複数の電極を含む容量性センサとしての
近接センサを任意選択で含むことができる。
態様１７は、態様１６の対象を含むか使用し、又は任意選択で組み合わせて、履物のイ
ンソールに、又はインソールの付近に提供され、履物の中に配置された１つ又は複数の磁
性体の位置変化に基づく磁界変化を検出するように構成された磁力計としての近接センサ
を任意選択で含むか使用することができる。
態様１８は、態様１５乃至１７のうちの１つ又は任意の組合せの対象を含むか使用し、
又は任意選択で組み合わせて、時間と共に時間変化するセンサ信号の複数の特性を識別す
るように構成されたプロセッサ回路を任意選択で含むか使用することができ、特性の各々
は、所定の閾値変化量より大きい信号大きさ変化に対応し、プロセッサ回路は、特性を用
いて、歩数、足着地力、又は移動速度を判定するように構成されている。
態様１９は、態様１５乃至１８のうちの１つ又は任意の組合せの対象を含むか使用し、
又は任意選択で組み合わせて、時間変化するセンサ信号のうち、足着地に対応する第１の
部分を識別し、時間変化するセンサ信号のうち、足離地に対応する他の第２の部分を識別
するように構成されたプロセッサ回路を任意選択で含むか使用することができ、プロセッ
サ回路は、時間変化するセンサ信号の第１の部分及び第２の部分のタイミングに関する情
報を用いて、歩数、移動速度、又は移動距離を判定するように構成されている。
態様２０は、対象（例えば、装置、システム、デバイス、方法、動作を行う手段、又は
デバイスにより実行されたときにデバイスに動作を実行させることのできる命令を含むデ
バイス可読媒体）を含むか、使用でき、例えば、履物製品で使用するための自動履物シス
テムを含むか使用でき、システムは、製品内に配置されるように構成された紐締めエンジ
ン及び紐締めエンジン筐体と、筐体内に提供されたプロセッサ回路と、プロセッサ回路、
及び筐体内の１つ又は複数のポートに結合された電気相互接続部と、少なくとも部分的に
筐体の外部に提供され、電気相互接続部を用いてプロセッサ回路に結合された複数の電極
を含む容量性センサとを含み、容量性センサは、電極に対する体の近接性を感知して、電
極に対する体の変化する近接性を示す時間変化するセンサ信号を供給するように構成され
ている。態様２０において、プロセッサ回路は、時間変化するセンサ信号の特性を識別し
、識別された特性に基づいて、同じ容量性センサを用いて、又は履物に結合された異なる
センサを用いて、履物に関する、又は足に関するデータ収集を開始すること、及び紐締め
エンジンの自動機能を更新することのうちの少なくとも１つを行うように構成されている
。
これらの非限定的な態様はそれぞれ独立でき、又は他の態様又は本明細書に記載されて
いる例の１つ又は複数と様々な順列又は組合せで組み合わせることができる。
諸注意
上記の説明には、詳細な説明の一部をなす添付の図面への言及が含まれる。図面は、例
示として、本発明を実施できる具体的な実施形態を示している。これらの実施形態はまた
、本明細書において「例」と呼ばれる。このような例は、図示又は説明されたもの以外の
要素を含むことができる。しかしながら、本発明者らはまた、図示又は説明された要素だ
けで提供された例も想定する。さらに、本発明者らはまた、特定の例（又はそのうちの１
つ又は複数の態様）に関しても、本明細書で図示又は説明されたその他の例（又はそのう
ちの１つ又は複数の態様）に関しても、図示又は説明された要素（又はそのうちの１つ又
は複数の態様）のあらゆる組合せ又は順列を使用した例も想定する。
本書において、用語「１つの」は、特許文書において一般的であるように、「少なくと
も１つの」又は「１つ又は複数の」という他の例又は利用とは別に、１つ又は１つより多
いことを含むために使用される。本書において、「又は」という用語は、特にことわりが
ないかぎり、非排他的ｏｒを指すために使用され、例えば「Ａ又はＢ」は「ＢではなくＡ
」、「ＡではなくＢ」、及び「Ａ及びＢ」を含む。また、以下の特許請求の範囲において
、「～を含む」及び「～を備える」という用語はオープンエンド型であり、すなわち、あ
る請求項の中でその用語に続いて列挙されたもの以外の要素を含むシステム、デバイス、
製品、組成物、調合物、又はプロセスも依然としてその請求項の範囲内に含まれるとみな
される。さらに、以下の特許を請求の範囲の中で、「第１の」、「第２の」、及び「第３
の」等の用語は単に表示名として使用され、その目的に対して数に関する要求事項を設定
するものではない。
「平行」、「垂直」、「丸」、又は「四角」等の幾何学用語は、文脈上他の解釈が必要
でないかぎり、絶対的な数学的精度を求めるものではない。その代わりに、このような幾
何学用語は、製造又はそれと同等の機能によるばらつきも許容する。例えば、ある例が「
丸」又は「概して丸」と説明されている場合、正確に円形ではない構成要素（例えば、若
干長丸、又は多数の辺を有する多角形のもの）も依然としてこの説明に包含される。
本明細書に記載されている方法の例は、少なくとも部分的に機械又はコンピュータによ
り実装可能である。幾つかの例は、上の説明の中で説明されている方法を実行するように
電子機器を構成するように動作可能な命令でコード化されたコンピュータ可読媒体又は機
械可読媒体を含むことができる。このような方法の実行は、マイクロコード、アセンブリ
言語コード、より高レベルの言語コード、又はその他のコードを含むことができる。この
ようなコードは、様々な方法を実行するためのコンピュータ可読命令を含むことができる
。コードは、コンピュータプログラム製品の一部を形成してもよい。さらに、ある例にお
いて、コードは例えば実行時又はその他の時点で、１つ又は複数の揮発性、非一時的、又
は不揮発性有形コンピュータ可読媒体に有形で保存可能である。これらの有形コンピュー
タ可読媒体の例としては、ハードディスク、リムーバブル磁気ディスク、リムーバブル光
ディスク（例えば、コンパクトディスク及びデジタルビデオディスク）、磁気カセット、
メモリカード又はスティック、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ
（ＲＯＭ）、及びその他を含めることができるが、これらに限定されない。
上の説明は、限定的ではなく例示的であるものとする。例えば、上述の例（又はそのう
ちの１つ又は複数の態様）は相互に組み合わせて使用されてもよい。他の実施形態は、例
えば上の説明を読んだ当業者により使用可能である。この「要約」は、読者が技術的開示
の性質を素早く確認できるようにするために提供される。これは、それが特許請求項の範
囲又は意味を解釈又は限定するために使用されないとの理解のもとで提供される。また、
上記の「詳細な説明」において、開示を効率化するために、様々な特徴がグループ分けさ
れているかもしれない。これは、開示されているが特許請求に含まれない特徴が何れかの
請求項にとって不可欠であることを意図しているものとは解釈すべきでない。むしろ、発
明性のある対象は、開示された特定の実施形態の特徴の一部の中にあるかもしれない。そ
れゆえ、以下の特許請求項の範囲はここに、例又は実施形態として「詳細な説明」の中に
組み込まれ、各請求項は別々の実施形態として独立し、このような実施形態は様々な組合
せ又は順列で相互に組み合わせることができると想定される。本発明の範囲は、付属の特
許請求の範囲を、かかる請求項が受ける等価物範囲全体と共に参照して判断されるべきで
ある。

Claims (19)

  1. 履物で使用するためのシステムであって、
    履物に結合され、容量表示信号を供給するように構成された第１のセンサであって、前記容量表示信号の変化が前記第１のセンサへの足の近接性の変化に対応する、前記第１のセンサと、
    前記第１のセンサに結合されたプロセッサ回路であって、
    前記足が前記履物の中に完全に収容されたと判定し、判定に応答して、
    前記容量表示信号の変動を検出し、
    検出された前記変動に基づいて、歩数又は歩行ステップ間隔を判定するように構成された、前記プロセッサ回路と、
    を含む、システム。
  2. 前記プロセッサ回路は、それぞれが異なる時間に対応する前記容量表示信号の値を、所定の閾値と比較することによって、前記容量表示信号の変動を検出するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記プロセッサ回路は、前記変動を使用して、足離地のイベントを判定し、前記足離地のイベントを使用して、前記歩数を判定するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
  4. 前記プロセッサ回路は、信号大きさ変化イベントの数と、判定された前記歩数と、移動距離とを示す情報に基づいて、歩幅の長さを判定するように更に構成されている、請求項１に記載のシステム。
  5. 前記プロセッサ回路は、前記容量表示信号を使用して、履物を履くイベントを判定するように構成され、前記プロセッサ回路は、前記履物を履くイベントに続く前記容量表示信号の前記変動を検出するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
  6. 前記プロセッサ回路は、検出された前記変動を使用して、足着地力を判定するように更に構成されている、請求項１に記載のシステム。
  7. 前記プロセッサ回路は、検出された前記変動を使用して、歩行特性を判定するように構成されている、請求項６に記載のシステム。
  8. 前記容量表示信号の前記変化は、前記足が前記第１のセンサから離れている場合の、前記第１のセンサへの前記足の近接性の変化に対応する、請求項１に記載のシステム。
  9. 前記第１のセンサの上面と前記足との間に挿入された誘電体充填材を更に備え、前記誘電体充填材の誘電率は、周囲の空気の誘電率よりも大きい、請求項８に記載のシステム。
  10. 前記第１のセンサは、前記履物の足受容領域に電界を生成するように構成された電極対を含み、前記容量表示信号の前記変化は、前記第１のセンサへの前記足の前記近接性による前記電界の摂動に対応する、請求項１に記載のシステム。
  11. 方法であって、
    履物に結合されたセンサからセンサ信号を受信することであって、前記センサ信号は、前記履物の足受容空洞内で生成される電界の変化について前記センサによって経時的に受信された情報を含み、前記履物の前記足受容空洞内の前記電界の特性は、足が前記履物の前記足受容空洞内に配置されている間、前記センサへの前記足の近接性によって影響を受ける、前記受信することと、
    プロセッサ回路を使用して、
    前記足が前記履物の中に完全に収容されたと判定し、判定に応答して、
    前記センサ信号の変動を検出し、
    検出された前記変動に基づいて、歩数又は歩行ステップ間隔を判定することと、
    を含む、方法。
  12. 前記センサ信号の前記変動を検出することは、前記センサ信号の時間変化する値と所定の閾値との関係を識別することを含む、請求項１１に記載の方法。
  13. 前記プロセッサ回路を使用して、
    前記センサ信号の前記値と前記所定の閾値とが一致したときに割込み信号を生成し、
    前記割込み信号を使用して、足離地のイベントを判定すること
    を更に含み、
    前記歩数を判定することは、前記足離地のイベントを使用することを含む、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記センサを使用して、前記履物の前記足受容空洞内に前記電界を生成することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
  15. 履物システムであって、
    履物に配置された紐締めエンジンであって、制御信号に応答して、足の周りで前記履物を選択的にきつくし、又は緩めるように構成された、前記紐締めエンジンと、
    前記履物に結合され、容量表示信号を供給するように構成された足存在センサであって、前記容量表示信号の変化は、前記足存在センサへの足の近接性の変化に対応する、前記足存在センサと、
    前記足存在センサ及び前記紐締めエンジンに結合されたプロセッサ回路であって、
    前記足が前記履物の中に完全に収容されたと判定し、判定に応答して、
    前記容量表示信号の変動を検出し、
    検出された前記変動に基づいて、歩数又は歩行ステップ間隔を判定し、
    前記足存在センサからの情報に基づいて、前記紐締めエンジンに前記制御信号を供給するように構成された、前記プロセッサ回路と、
    を含む、履物システム。
  16. 前記プロセッサ回路は、それぞれが異なる時間に対応する前記容量表示信号の値を、所定の閾値と比較することによって、前記容量表示信号の変動を検出するように構成されている、請求項１５に記載の履物システム。
  17. 前記プロセッサ回路は、前記変動を使用して、足離地のイベントを判定し、前記足離地のイベントを使用して、前記歩数を判定するように構成されている、請求項１５に記載の履物システム。
  18. 前記プロセッサ回路は、検出された前記変動を使用して、足着地力を判定するように更に構成されている、請求項１５に記載の履物システム。
  19. 前記プロセッサ回路は、検出された前記変動を使用して、歩行特性を判定するように更に構成されている、請求項１５に記載の履物システム。
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