WO2020195371A1 - 中敷き型電子機器および中敷き型電子機器の製造方法 - Google Patents

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WO2020195371A1
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electronic device
type electronic
heel
electronic module
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恭子 大塚
健史 伊藤
裕希 百川
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日本電気株式会社
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    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications

Definitions

  • the present invention relates to an insole type electronic device and a method for manufacturing an insole type electronic device.
  • Patent Document 1 A technique for meeting this demand is disclosed in, for example, Patent Document 1.
  • a housing (cavity) is provided in the insole surface of the shoe or in the insole side surface of the insole, and the electronic module is housed in the housing.
  • discomfort due to wearing is prevented.
  • a method of filling the gap between the electronic module and the housing with a shock absorbing material to further reduce discomfort is also disclosed.
  • Patent Document 2 a room is provided in the heel of the shoe (heel part of the outsole), and a GPS (Global Positioning System) receiver and a communication device are housed in this room to provide a portable device for position search.
  • the method of configuration is disclosed. By accommodating the electronic device in the heel of the shoe, it is possible to acquire the user's location information without interfering with the user's behavior.
  • Patent Document 1 since the electronic module is located between the sole of the foot and the sole of the shoe, there is a problem that the electronic module is damaged by the impact generated during walking or running, and there is a concern about reliability. was there. Patent Document 1 also shows a method of cushioning the impact by filling the housing with a shock absorbing material, but this is not sufficient because the impact cannot be completely absorbed. Further, there is a problem that a load is applied even if the impact can be reduced.
  • Patent Document 2 had a similar problem.
  • the heel part of the shoe is the place where the load is the heaviest on the sole of the foot, the damage to the electronic device is also large.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an insole type electronic device in which an electronic module is less likely to receive an impact or a load due to walking or running.
  • the insole type electronic device of the present invention is an electronic device in which an electronic module is incorporated in an insole that is laid on the insole of shoes and is in contact with the sole of the foot.
  • the insole type electronic device has an insole body in the shape of an ordinary insole.
  • the insole body has a heel protection portion that extends upward from the rear end of the heel portion of the insole body along the outer circumference of the rear end of the heel portion.
  • the insole type electronic device has an electronic module housed in the heel protection unit.
  • the effect of the present invention is that the electronic module can provide an insole type electronic device that is less susceptible to impacts and loads due to walking or running.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an insole type electronic device of the first embodiment.
  • the insole type electronic device is housed in a sheet-shaped insole main body 1 arranged on the insole of the shoe, a heel protection portion 2 extending upward from the rear end of the heel portion of the insole main body 1, and a heel protection portion 2. It has an electronic module 3 and an electronic module 3.
  • an insole type electronic device that is less susceptible to impacts and loads due to walking or running.
  • FIG. 2 is a plan view showing the insole type electronic device 1000 of the second embodiment.
  • the insole type electronic device 1000 has an insole main body 10, a heel module 20, an arch module 21, and a toe module 22.
  • the instep side portion other than the sole of the shoe is laid on the upper, and the portion that is combined with the upper to form the sole inside the shoe is laid on the insole (midsole) and the insole.
  • the rug that comes into contact with the sole of the foot is called an insole.
  • the part under the insole that contacts the ground is called the outsole.
  • the insole type electronic device 1000 is an electronic device in which an electronic module is incorporated in such an insole.
  • the insole main body 10 has a heel protection portion 10a that extends upward so as to surround the rear end of the heel portion.
  • the heel protection portion 10a is formed in the heel low load region 11.
  • the heel module 20 is housed in the heel protection portion 10a, that is, the heel module 20 is arranged in the heel low load region 11 of the insole main body 10.
  • the arch module 21 is arranged in the arch low load region 12 of the insole main body 10.
  • the toe module 22 is arranged in the toe low load region 13 of the insole main body 10.
  • the heel protection part is also referred to as a heel cup part.
  • FIG. 3 is a plan view showing the relationship between the insole main body 10 and the skeleton of the human foot.
  • the skeleton of the human foot is assumed to be that of a standard human.
  • a load is mainly generated in the lower part of the calcaneus 31 and the lower part of the anterior side of the metatarsal bone 32.
  • a load smaller than the above is generated on the lower part of the phalanges 33 and the outer lower part of the metatarsal bone 32.
  • only a small load is generated behind the heel bone 31, the arch inside the metatarsal bone 32, and the anterior surface of the phalanges 33. Therefore, in the present embodiment, the above-mentioned regions where only a small load is generated are defined as the heel low load region 11, the arch low load region 12, and the toe low load region 13, respectively.
  • the heel module 20, the arch module 21, and the toe module 22 are arranged in the heel low load region 11, the arch low load region 12, and the toe low load region 13 described above. Therefore, these modules receive a small impact and load when a person walks or runs. Since the impact and load are small, the module can be arranged in these low load regions so as not to impair the comfort.
  • an insole type electronic device in which the electronic module is less likely to receive an impact or a load due to walking or running.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an insole type electronic device 1001 according to a third embodiment.
  • the insole type electronic device 1001 includes an insole main body 100, a control unit 200, a power supply unit 210, a positioning information receiving unit 220, and a wireless antenna 230.
  • the insole-type electronic device 1001 having this configuration receives positioning information, identifies the current position of the insole-type electronic device 1001, and transmits the specified current position to notify the outside of the current position of the insole-type electronic device 1001. can do. That is, the current position of the user wearing the insole type electronic device 1001 can be notified to the outside. Therefore, for example, a monitoring system for the elderly and children can be configured by using the insole-type electronic device 1001 and the monitoring device that receives and monitors the positioning information of the insole-type electronic device 1001.
  • the insole body 100 has a heel protection portion 110 that extends upward so as to surround the rear end of the heel portion.
  • FIG. 5 shows a plan view of the insole main body 100.
  • the insole main body 100 has a control unit storage gap 111 for storing the control unit 200 in the heel protection unit 110. Further, it has a power supply unit storage gap 101 for storing the power supply unit 210 without arching, and has a positioning information receiving unit storage gap 102 for storing the positioning information receiving unit 220 at the toe. Further, it extends forward from the control unit storage gap 111 along the outer end of the foot and has a radio antenna storage gap 1030 for storing the radio antenna 230.
  • the power supply storage space 101 reaches the positioning information receiving unit storage space 102, and the wiring storage space 105 for storing the wiring 301 is provided.
  • the material of the insole main body 100 for example, a flexible material such as foamed polyethylene, urethane foam, EVA (Ethylene-Vinyl Accate Copolymer, ethylene vinyl acetate copolymer) can be used. Then, these materials are processed into a sheet shape, and then formed into an insole shape by, for example, press working.
  • the sheet that is the base of the insole body may have a conductive layer formed on the back surface of the insole that comes into contact with shoes.
  • a ground (GND) on the surface of the insole main body 100 in contact with the insole by using such a conductive layer.
  • Such a GND can be formed, for example, by laminating a sheet on which a conductive layer is formed on the back surface of the resin forming the insole main body 100 and performing a laminating press. Further, the gap portion for storing each of the above-mentioned elements can be formed, for example, by using a die at the time of pressing.
  • FIG. 6 is a plan view showing a circuit configuration of an insole type electronic device.
  • the circuit of the insole type electronic device 1001 includes a control unit 200, a power supply unit 210, a positioning information receiving unit 220, a wireless antenna 230, and wirings 300 and 301 connecting them.
  • the control unit 200 is stored in the control unit storage gap 111
  • the power supply unit 210 is stored in the power supply storage space 101
  • the positioning information receiving unit 220 is stored in the positioning information receiving unit storage space 102.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing an example of the circuit configuration of the insole type electronic device 1001.
  • the control unit 200 is equipped with a microcomputer 201, a communication module 202, an amplifier 203, a filter 204, and the like. Each of these elements is mounted, for example, on a rigid substrate. Then, each element is mounted on, for example, the flexible substrate 205. Each element and the flexible substrate 205 are joined by, for example, solder or a conductive adhesive. The flexible substrate 205 on which each element is mounted can be curved to follow the shape of the heel protection portion 110.
  • the power supply unit 210, the positioning information receiving unit 220, and the wireless antenna 230 are connected to the control unit 200 via the flexible substrate 205 and other wiring.
  • FIG. 8 is a side view showing a side surface of the insole type electronic device 1001.
  • FIG. 9 is an enlarged perspective view of the heel portion of the insole type electronic device 1001.
  • the control unit 200 is housed in the control unit storage gap 111, and the flexible substrate 205 is mounted along the shape of the heel protection unit 110.
  • a GND 240 is arranged at the bottom of the insole main body 100. As described above, the GND 240 can be formed by laminating a conductive layer on a resin layer.
  • each gap is stored.
  • a resin for example, urethane-based, polymer-based, silicone-based, rubber-based, acrylic-based fillers and the like can be used.
  • the ankle bone 30 has 14 toe bones 33 (finger bone, base segment bone, middle segment bone, terminal segment bone), 5 metatarsal bones 32, 7 ankle bones, and 2 seed bones added to one leg. It is composed of 28 bones (see FIG. 3). Then, the vicinity of the joint connecting each bone is deformed during movement. However, since the calcaneus has no joints, there is little change in shape.
  • the sole of the heel bone has an R shape
  • the positioning information receiving unit 220 can be arranged, for example, at a position of a standard human foot between the first toe and the second toe and near the tip of the insole main body 100. Alternatively, it may be arranged at a position corresponding to between the fingers of other fingers.
  • the positioning information acquired by the positioning information receiving unit 220 includes, for example, information received by radio waves from GPS, wireless LAN, base stations, and the like.
  • a circularly polarized plane antenna (Circular Polarized Planar Antenna) is widely used in the positioning system "GNSS" using satellites such as GPS.
  • GNSS is an abbreviation for Global Navigation Satellite System.
  • the circularly polarized plane antenna includes a dielectric substrate, radiation elements printed and wired on both sides thereof, and a ground conductor plate. Such an antenna is a planar antenna called a microstrip antenna. Microstrip antennas are directional and have no ability to receive radio waves on the back surface (adhesive surface).
  • the antenna in order to improve the acquisition position accuracy based on the positioning information, it is desirable to capture as many GPS satellites as possible. Therefore, when the antenna is arranged in the insole, it is efficient to turn the positioning information receiving unit 220 upward. This arrangement can be realized at the toe portion of the insole main body 100.
  • the toes are less affected by the reaction force from the floor on the soles of the feet during walking. Therefore, it is less likely to cause discomfort due to walking or wearing, and at the same time, it is less likely to receive a load.
  • the positioning information receiving unit 220 on the toe portion of the insole main body 100, it is possible to prevent a failure and improve the positioning information acquisition characteristics.
  • the one between the first toe and the second toe and near the tip of the insole is particularly preferable.
  • the wireless antenna 230 that transmits data is arranged near the outer side surface portion of the insole main body 100.
  • the wireless antenna 230 crawls on the outer side surface of the insole on the outer side surface of the foot and faces the outside of the human body to improve the output efficiency of the transmitted radio wave. Can be done. Further, since it is easy to secure a linear length in this portion, the length of the antenna can be optimally designed for the frequency band of the radio wave to be used. In addition, since this portion is less deformed during walking, high reliability can be ensured.
  • the reason for arranging the power supply unit 210 on the arch portion of the insole main body 100 will be described.
  • the arch of the foot plantar arch lid
  • the arch is formed from the medial arch formed from the first metatarsal head to the calcaneal ridge, the lateral arch formed from the fifth metatarsal head to the calcaneal ridge, and from the first metatarsal head to the fifth metatarsal head. Consists of a front arch. Therefore, when the sole of the foot touches the ground when standing or walking, a load is relatively not applied. Further, the area of the region to which a load is relatively not applied is characterized in that it is wider than the end portion of the insole main body 100.
  • the volume of the power supply unit 210 including a battery or the like generally increases as the capacity is increased for long-term driving. Therefore, by arranging the power supply unit 210 on the arch portion, the power supply volume can be increased while suppressing the influence on the load from the foot and the wearability.
  • the GND 240 By providing the GND 240 on the back surface of the insole main body 100, it is possible to remove small-amplitude noise generated between the low-noise amplifier circuit section and the analog front-end circuit section and prevent deterioration of transmission characteristics. Further, when the GND distance is short, the capacitance increases and the transmission loss increases. By providing the GND 240 on the back surface of the insole main body 100, the distance between the positioning information receiving unit 220 and the GND 240 can be separated. As a result, it is possible to prevent noise generated due to the proximity of the two, and to ensure the passage characteristics between the antenna and the LNA (low noise amplifier) in the wireless communication circuit.
  • LNA low noise amplifier
  • each component such as the power supply unit 210 and the wireless antenna 230 may be mounted and connected to a flexible substrate such as a flexible substrate.
  • Components of the electronic module such as the wireless antenna 230 and other sensors may be formed directly on the flexible substrate 205.
  • the wireless antenna 230, other sensors, wiring, and the like may be formed directly on the material of the insole main body 100.
  • the positioning information receiving unit 220 may be arranged on the little finger side of the toe.
  • the power supply unit 210 may use a power generation method that does not use batteries, such as piezoelectric power generation or thermal power generation, or wireless power supply.
  • the power supply unit is small and thin, such as a thin battery that is being developed for wearable devices, it may be placed at a position other than the arch.
  • a material such as polypropylene, which has higher rigidity than the material of the insole main body made of a flexible material, may be used.
  • the GND 240 formed on the surface of the insole main body 100 in contact with the insole may be attached with a conductive film-shaped or plate-shaped metal or resin. Alternatively, it may be formed by a printing method using a paste of a conductive metal or resin. Alternatively, it may be formed by a plating method. Alternatively, a conductive thread or cloth may be used.
  • each storage gap provided in the insole main body may be formed after the rough shape of the insole main body 100 is formed by a method such as cutting.
  • an insole type electronic device in which the electronic module is less likely to receive an impact or a load and the user can continue to wear it safely and comfortably. Then, when used as a watching device, it is possible to provide an insole type watching device capable of continuing to function without breaking while ensuring position detection accuracy and communication performance.
  • FIG. 10 is a side view showing the insole type electronic device 1002 of the present embodiment. Further, FIG. 11 is an enlarged perspective view of the heel portion of the insole type electronic device 1002.
  • the heel protection portion 110 is formed with a three-dimensional control unit storage gap 111a having an angle from the vertical direction of the ground. Then, the electronic modules 201, 202, and 203 constituting the control unit are arranged according to the angle of the three-dimensional shape of the control unit storage gap 111a. With such an arrangement, the load received from walking increases and the reliability may be inferior as compared with the case where the side surface is close to vertical from the ground. However, since the height of the heel protection portion 110a can be lowered, the wearability is improved.
  • the present invention has been described above using the above-described embodiment as a model example. However, the present invention is not limited to the above embodiment. That is, the present invention can apply various aspects that can be understood by those skilled in the art within the scope of the present invention.
  • the present invention has been described above using the above-described embodiment as a model example. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments. That is, the present invention can apply various aspects that can be understood by those skilled in the art within the scope of the present invention.

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Abstract

電子モジュールが歩行や走行による衝撃や荷重を受けにくい中敷き型電子機器を提供する。中敷き型電子機器は、靴の中底の上に敷かれて足裏と接する中敷きに、電子モジュールを組み込んだ電子機器である。中敷き型電子機器は、通常の中敷きの形状をした中敷き本体を有する。この中敷き本体は、中敷き本体の踵部後端から、踵部後端の外周に沿って上方に延伸する踵保護部を有する。そして、中敷き型電子機器は、踵保護部に格納された電子モジュールを有する。

Description

中敷き型電子機器および中敷き型電子機器の製造方法
　本発明は、中敷き型電子機器および中敷き型電子機器の製造方法に関する。
　近年、身体に電子機器を装着して、生体情報や位置情報などを取得することが盛んになっている。電子機器の装着方法の一つに、靴に電子機器を組み込む方法がある。この方法では、ユーザーの行動を妨げないことや、履くことによる不快感を生じさせないことが求められる。
　この要求に応える技術が、例えば、特許文献１に開示されている。この技術では、靴の中底の面内、または中敷きの中底側の面に、ハウジング（空洞）を設け、そのハウジングの中に、電子モジュールを収納している。この構成とすることで、装着による不快感が生じないようにしている。さらに、電子モジュールとハウジングの隙間を、衝撃吸収材で埋めることにより、一層、不快感を生じ難くする方法も開示されている。
　また特許文献２にも、靴のかかと（アウトソールのヒール部分）内に室を設け、この室内に、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）受信機や通信機器を収容することで、位置探索用携帯機器を構成する方法が開示されている。靴のかかとに電子機器を収容することで、ユーザーの行動を妨げることなく、ユーザーの位置情報を取得できるようにしている。
特開２０１５－０３３６４３号公報 特開２０００－０２８６９８号公報
　しかしながら、特許文献１の技術では、足裏と靴底で挟まれる位置に電子モジュールがあるため、歩行や走行で発生する衝撃で、電子モジュールがダメージを受け、信頼性に懸念が生じるという問題点があった。特許文献１では、ハウジング内に衝撃吸収材を充填することで、衝撃は和らげられる方法も示されているが、衝撃を完全に吸収することはできないため、十分ではなかった。また、衝撃は軽減できても荷重が掛かるという問題があった。
　また特許文献２にも同様な問題があった。特に、靴のヒール部分は、足裏で最も荷重の大きい場所であるため、電子機器が受けるダメージも大きくなっていた。
　本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、電子モジュールが歩行や走行による衝撃や荷重を受けにくい中敷き型電子機器を提供することを目的としている。
　上記の課題を解決するため、本発明の中敷き型電子機器は、靴の中底の上に敷かれて足裏と接する中敷きに、電子モジュールを組み込んだ電子機器である。中敷き型電子機器は、通常の中敷きの形状をした中敷き本体を有する。この中敷き本体は、中敷き本体の踵部後端から、踵部後端の外周に沿って上方に延伸する踵保護部を有する。そして、中敷き型電子機器は、踵保護部に格納された電子モジュールを有する。
　本発明の効果は、電子モジュールが歩行や走行による衝撃や荷重を受けにくい中敷き型電子機器を提供できることである。
第１の実施形態の中敷き型電子機器を示す斜視図である。 第２の実施形態の中敷き型電子機器を示す平面図である。 第２の実施形態の中敷き型電子機器の中敷き本体と足の骨格の関係を示す平面図である。 第３の実施形態の中敷き型電子機器を示す斜視図である。 第３の実施形態の中敷き型電子機器の中敷き本体を示す平面図である。 第３の実施形態の中敷き型電子機器の回路の配置を示す平面図である。 第３の実施形態の中敷き型電子機器の回路構成を示す平面模式図である。 第３の実施形態の中敷き型電子機器を示す側面図である。 第３の実施形態の中敷き型電子機器の踵部分を示す斜視図である。 第４の実施形態の中敷き型電子機器を示す側面図である。 第４の実施形態の中敷き型電子機器の踵部分を示す斜視図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお各図面の同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する場合がある。
　（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態の中敷き型電子機器を示す斜視図である。中敷き型電子機器は、靴の中底の上に配置されるシート状の中敷き本体１と、中敷き本体１の踵部後端から上方に延伸する踵保護部２と、踵保護部２に収容された電子モジュール３と、を有する。
　以上の構成とすることにより、本実施形態によれば、歩行や走行による衝撃や荷重を受けにくい中敷き型電子機器を提供することができる。
　（第２の実施形態）
　図２は、第２の実施形態の中敷き型電子機器１０００を示す平面図である。中敷き型電子機器１０００は、中敷き本体１０と、踵モジュール２０と、土踏まずモジュール２１と、爪先モジュール２２とを有している。本実施形態では、靴の底以外の甲側の部分を甲革（アッパー）、甲革と結合して靴内部の底を形成する部分を中底（ミッドソール）、中底の上に敷かれて足裏と接する敷物を中敷き（インソール）と呼称する。また、中底の下で地面と接する部分を本底（アウトソール）と呼ぶものとする。中敷き型電子機器１０００は、このような中敷きに、電子モジュールを組み込んだ電子機器である。
　中敷き本体１０は、踵の部分の後端を囲むように上方に延伸する踵保護部１０ａを有している。踵保護部１０ａは、踵低荷重領域１１に形成されている。踵モジュール２０は、踵保護部１０ａに収容されている、すなわち、踵モジュール２０は、中敷き本体１０の踵低荷重領域１１に配置されている。土踏まずモジュール２１は、中敷き本体１０の土踏まず低荷重領域１２に配置されている。爪先モジュール２２は、中敷き本体１０の爪先低荷重領域１３に配置されている。なお、踵保護部のことを、ヒールカップ部とも称するものとする。
　ここで低荷重領域について説明する。図３は、中敷き本体１０と、人の足の骨格の関係を示す平面図である。ここでは、人の足の骨格を、標準的な人のものと仮定している。人が歩行や走行をする際には、主に踵骨３１の下部と、中足骨３２の前側の下部に荷重を生じる。また趾骨３３の下部、および中足骨３２の外側の下部に、上記よりは小さな荷重を生じる。一方で、踵骨３１の後方、中足骨３２の内側の土踏まず、趾骨３３前方には、小さな荷重しか生じない。そこで、本実施形態では、前記した小さな荷重しか生じない領域を、それぞれ踵低荷重領域１１、土踏まず低荷重領域１２、爪先低荷重領域１３と定義している。
　本実施形態の中敷き型電子機器１０００では、上記した、踵低荷重領域１１、土踏まず低荷重領域１２、爪先低荷重領域１３に、踵モジュール２０、土踏まずモジュール２１、爪先モジュール２２を配置している。このため、これらのモジュールは、人の歩行や走行の際に、受ける衝撃や荷重が小さい。そして衝撃や荷重が小さいため、これらの低荷重領域にモジュールを配置することで、履き心地を損なわないようにすることができる。
　以上説明したように、本実施形態によれば、電子モジュールが歩行や走行による衝撃や荷重を受けにくい中敷き型電子機器を提供することができる。
　（第３の実施形態）
　図４は、第３の実施形態の中敷き型電子機器１００１を示す斜視図である。中敷き型電子機器１００１は、中敷き本体１００と、制御部２００と、電源部２１０と、測位情報受信部２２０と、無線アンテナ２３０とを有している。この構成の中敷き型電子機器１００１は、測位情報を受信して中敷き型電子機器１００１の現在位置を特定し、特定した現在位置を送信することで、外部に中敷き型電子機器１００１の現在位置を通知することができる。すなわち、中敷き型電子機器１００１を着用しているユーザーの現在位置を、外部に通知することができる。このため、中敷き型電子機器１００１と、中敷き型電子機器１００１の測位情報を受信して監視する監視装置とを用いて、例えば、老人や子供の見守りシステムを構成することができる。
　中敷き本体１００は、踵の部分の後端を囲むように上方に延伸する踵保護部１１０を有している。図５に中敷き本体１００の平面図を示す。中敷き本体１００は、踵保護部１１０に、制御部２００を格納するための制御部格納用空隙１１１を有している。また、土踏まずに電源部２１０を格納するための電源部格納用空隙１０１を有し、爪先に測位情報受信部２２０を格納するための測位情報受信部格納用空隙１０２を有している。さらに、制御部格納用空隙１１１から足の外側端に沿って前方に延伸し、無線アンテナ２３０を格納するための無線アンテナ格納用空隙１０３０を有している。また、制御部格納用空隙１１１から足の内側端に沿って前方に延伸し、配線３００を格納する配線格納用空隙１０４を有している。加えて、電源部格納用空隙１０１から測位情報受信部格納用空隙１０２に至り、配線３０１を格納するための配線格納用空隙１０５を有している。
　中敷き本体１００の材料としては、例えば、発泡ポリエチレンや発泡ウレタン、ＥＶＡ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ－Ｖｉｎｙｌ　Ａｃｅｔａｔｅ　ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ、エチレン酢酸ビニール共重合体）などの柔軟性を有した材料を用いることができる。そして、これらの材料をシート状に加工し、次いで、例えばプレス加工により、中敷き形状に成形する。なお、中敷き本体の元となるシートには、中敷きの裏面となる靴と接触する面に、導電層を形成しても良い。図示はしていないが、このような導電層を利用して、中敷き本体１００が中底と接する面にグランド（ＧＮＤ）を設けることが可能である。このようなＧＮＤは、例えば、中敷き本体１００を形成する樹脂の裏面に、導電層を形成したシートを積層し、積層プレスをすることで、形成することができる。また、上記した各要素を格納するための空隙部は、例えば、プレス時の金型を使って形成することができる。
　図６は、中敷き型電子機器の回路構成を示す平面図である。中敷き型電子機器１００１の回路は、制御部２００と、電源部２１０と、測位情報受信部２２０と、無線アンテナ２３０と、これらを接続する配線３００、３０１を備えている。制御部２００は制御部格納用空隙１１１に、電源部２１０は電源部格納用空隙１０１に、測位情報受信部２２０は測位情報受信部格納用空隙１０２に、それぞれ格納される。
　図７は、中敷き型電子機器１００１の回路構成の一例を示す平面模式図である。制御部２００には、マイコン２０１、通信モジュール２０２、アンプ２０３、フィルター２０４等が搭載されている。これらの各要素は、例えばリジッド基板に実装されている。そして各要素を、例えば、フレキシブル基板２０５に実装する。各要素とフレキシブル基板２０５とは、例えば、半田や導電性接着剤等で接合する。各要素を実装したフレキシブル基板２０５を湾曲させて、踵保護部１１０の形状に沿わすことができる。そして、制御部２００には、フレキシブル基板２０５と他の配線を介して、電源部２１０、測位情報受信部２２０、無線アンテナ２３０が接続されている。
　図８は、中敷き型電子機器１００１の側面を示す側面図である。また、図９は、中敷き型電子機器１００１の踵部分を拡大した斜視図である。図８、９に示すように、中敷き型電子機器１００１では、制御部２００を、制御部格納用空隙１１１に収め、フレキシブル基板２０５を踵保護部１１０の形状に沿わせて実装している。また、中敷き本体１００の底部にはＧＮＤ２４０を配置している。前述したように、ＧＮＤ２４０は、樹脂層に導電層を積層することで形成することができる。
　なお、制御部２００を制御部格納用空隙１１１に、電源部２１０を電源部格納用空隙１０１に、測位情報受信部２２０を測位情報受信部格納用空隙１０２に格納した後に、各空隙を、例えば、柔軟性を有する防水・防湿樹脂で覆っても良い（図示なし）。これは、各要素（モジュール）を、外界と隔てて、靴内の高温・高湿環境に耐えられるようにするためである。このような樹脂としては、例えば、ウレタン系やポリマー系、シリコーン系、ゴム系、アクリル系の充填剤などを用いることができる。
　次に、制御部２００、電源部２１０、測位情報受信部２２０の配置の理由について説明する。まず、制御部２００を、踵保護部１１０の側面に添わせる形に配置する理由について説明する。足骨３０は、趾骨３３（指の骨・基節骨・中節骨・末節骨）が１４本、中足骨３２が５本、足根骨７個、これに種子骨２個を加え片足２８個の骨で構成される（図３参照）。そして、各骨をつなぐ関節付近は、動作の際に変形が生じる。しかし踵骨には関節がないため、形状変化が少ない。また踵骨は足底部がＲ形状になっているため、靴内部では足底と足首方向に繋がる踵下部には隙間が生じている。このため、中敷き踵保護部１１０の側面に沿う位置には荷重が少ない。この部分に制御部２００を収めることで、外圧から回路をまもりつつ、中敷きとしての形状／機能を担保することができる。
　次に、測位情報取得部２２０を爪先部に配置する理由について説明する。なお、測位情報受信部２２０は、例えば、標準的な人の足の、第１足指と第２足指の間に相当し、かつ中敷き本体１００の先端寄りの位置に配置することができる。あるいは、他の指の指間に相当する位置に配置しても良い。
　測位情報受信部２２０が取得する測位情報には、例えば、ＧＰＳや無線ＬＡＮ、基地局などからの電波で受信される情報がある。ここで、ＧＰＳなどの衛星を利用した測位システム「ＧＮＳＳ」には、円偏波平面アンテナ（Ｃｉｒｃｕｌａｒ　Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ　Ｐｌａｎａｒ　Ａｎｔｅｎｎａ）が広く用いられる。なお、ＧＮＳＳは、Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍの略である。円偏波平面アンテナは、誘電体基板と、その両面に印刷配線された放射素子と、地導体板とを構成要素とする。このようなアンテナは、マイクロストリップアンテナ（Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ　Ａｎｔｅｎｎａ）と呼ばれる平面アンテナである。マイクロストリップアンテナは指向性があり裏面（接着面）には電波を受ける能力がない。一方で、測位情報に基づく取得位置精度向上のためには、なるべく多くのＧＰＳ衛星を補捉することが望ましい。したがって、中敷きにアンテナを配置する場合は、測位情報受信部２２０を上向きにするのが効率的である。中敷き本体１００の爪先部では、この配置を実現することができる。
　また測位の高精度化のためにはアンテナの受信方向に別の物体が重ならないことが望ましい。爪先部には、足が入らないので。爪先部はこの条件も満たす。
　また、爪先部は、歩行動作において、足裏にかかる床からの反力の影響が少ない。このため、歩行や装着による不快感を生じ難く、同時に荷重を受けにくい。
　以上のような理由から、測位情報受信部２２０を中敷き本体１００の爪先部に置くことで、故障を起こしにくくし、測位情報の取得特性向上することができる。なお、爪先部の中でも、第１足指および第２足指間かつ中敷き先端寄りが、特に好適である。
　次に、データを送信する無線アンテナ２３０を、中敷き本体１００の外側側面部近傍に配置する理由について説明する。中敷き型電子機器を着用した場合、足の外側側面部には、無線アンテナ２３０を、中敷きの外側側面部に這わせ、人体の外側方向とすることで、送信電波の出力効率を良好にすることができる。また、この部分では、直線的な長さを確保することが容易なので、アンテナの長さを、使用する電波の周波数帯に最適な設計にすることが出来る。また、この部分は、歩行時の変形が少ないため、高い信頼性が確保できる。
　次に、電源部２１０を、中敷き本体１００の土踏まず部分に配置する理由について説明する。足裏には土踏まず（足底弓蓋：そくていきゅうがい）と呼ばれるアーチ状の部分がある。土踏まずは、第１中足骨頭から踵骨隆起にかけて形成される内側アーチ、第５中足骨頭から踵骨隆起にかけて形成される外側アーチ、第１中足骨頭から第５中足骨頭にかけて形成される前部アーチによって構成される。そのため、立位や歩行等で足の裏が接地する時に、比較的荷重が加わらない箇所である。そして、比較的荷重が加わらない領域の面積が、中敷き本体１００の端部よりも広いという特徴がある。電池等を含む電源部２１０は、長期駆動のために容量を増やすと、容積が大きくなるのが一般的である。このため、土踏まず部分に電源部２１０を配置することにより、足からの荷重や着用性への影響を抑えながら、電源容積を大きくすることができる。
　次に、ＧＮＤ２４０を中敷き本体１００の裏面に配置する理由について説明する。無線通信を行う回路においては、アンテナや、微弱で周波数の高い信号を増幅する低雑音増幅回路（ＬＮＡ　：　Ｌｏｗ　Ｎｏｉｓｅ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、搬送波を抽出するＢＰＦなど、繊細なアナログ信号を処理する回路（フロントエンド）が組み込まれる。ここでＢＰＦは、Ｂａｎｄ　Ｐａｓｓ　Ｆｉｌｔｅｒの略である。ここで扱う信号は、微弱であるため、通過特性の悪化を抑制し、信号特性の劣化を防ぐことが望ましい。中敷き本体１００の裏面にＧＮＤ２４０を設けることで、低雑音増幅回路部とアナログフロントエンド回路部間に発生する小振幅のノイズを除去し、伝送特性の悪化を防ぐことが出来る。またＧＮＤの距離が近いと、キャパシタンスが増加し、伝送損失が増加する。中敷き本体１００の裏面にＧＮＤ２４０を設けることで、測位情報受信部２２０とＧＮＤ２４０との距離を離すことができる。その結果、両者の近接により発生するノイズを防止し、無線通信回路におけるアンテナとＬＮＡ（ローノイズアンプ）間の通過特性を担保することが出来る。
　なお、本実施形態の構成では、下記のような変形例を採用しても良い。
（１）電源部２１０、無線アンテナ２３０等の各構成部はフレキシブル基板などの柔軟性を持つ基板に実装および接続しても良い。
（２）無線アンテナ２３０や、その他のセンサなどの電子モジュールの構成要素は、フレキシブル基板２０５上に直接形成しても良い。
（３）無線アンテナ２３０や、その他のセンサや配線などは、中敷き本体１００の素材に直接形成しても良い。
（４）測位情報受信部２２０の配置は、爪先の小指側でもよい。
（５）電源部２１０には、圧電発電や温熱発電等の電池を使用しない発電方式や、無線給電等を使用してもよい。
（６）電源部に、ウエアラブルデバイス向けに開発が進んでいる薄型電池など、電源が小型・薄型である場合は、土踏まず以外の位置に配置しても良い。
（７）踵保護部１１０は、柔軟性を有した材料からなる中敷き本体の材料に比べ剛性の高い、ポリプロピレンなどの材料を用いてもよい。
（８）中敷き本体１００が中底と接触する面に形成するＧＮＤ２４０は、導電性を持つフィルム状または板状の金属や樹脂を貼り付けても良い。あるいは、導電性を持つ金属や樹脂のペーストを用いて、印刷工法で形成してもよい。あるいは、めっき工法によって形成してもよい。あるいは、導電性糸や布を用いてもよい。
（９）中敷き本体１００が中底と接触する面には、履き心地を向上するため、布や、中敷き本体１００とは異なる素材を貼り付けたり積層したりしてもよい。
（１０）電子モジュールの構成要素に防水性・耐水性を持たせるために、フッ素系やウレタン系やポリマー系、シリコーン系、ゴム系、アクリル系などのコーティングを施してもよい。
（１１）モジュール構成要素を格納するために、中敷き本体に設ける各格納用空隙部は、切削等の方法で、中敷き本体１００の概形を成形した後に形成しても良い。
　以上説明したように、本実施形態によれば、電子モジュールが衝撃や荷重を受けにくく、ユーザーが安全に違和感なく履き続けられる中敷き型電子機器を提供することができる。そして、見守り機器として利用した場合には、位置検知精度と通信性能を担保しながら、壊れることなく機能し続けることが可能な、中敷き型見守り装置を提供することができる。
　（第４の実施形態）
　図１０は、本実施形態の中敷き型電子機器１００２を示す側面図である。また図１１は、中敷き型電子機器１００２の踵部分を拡大した斜視図である。
　図１０、１１に示すように、本実施形態の中敷き型電子機器１００２では、踵保護部１１０に地面の垂直方向から角度を持つような立体形状の制御部格納用空隙１１１ａを形成している。そして、制御部格納用空隙１１１ａの、立体形状の角度に合わせて、制御部を構成する電子モジュール２０１、２０２、２０３を配置している。このような配置とすると、地面から垂直に近い側面に添わせる場合に比べ、歩行から受ける荷重が増し、信頼性は劣る可能性がある。しかしながら、踵保護部１１０ａの高さを低くすることが出来るため、着用性が向上する。
　以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。　以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
　この出願は、２０１９年３月２５日に出願された日本出願特願２０１９－０５５９７１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１、１０、１００　　中敷き本体
　２、１０ａ、１１０　　踵保護部
　３　　電子モジュール
　１１　　踵低荷重領域
　１２　　土踏まず低荷重領域
　１３　　爪先低荷重領域
　２０　　踵モジュール
　２１　　土踏まずモジュール
　２２　　爪先モジュール
　３０　　足骨
　１０１　　電源部格納用空隙
　１０２　　測位情報受信部格納用空隙
　１０３　　無線アンテナ格納用空隙
　１０４、１０５　　配線格納用空隙
　１１１　　制御部格納用空隙
　２００　　制御部
　２０５　　フレキシブル基板
　２１０　　電源部
　２２０　　測位情報受信部
　２３０　　無線アンテナ
　２４０　　ＧＮＤ
　３００、３０１　　配線

Claims (10)

  1. 　靴の中底の上に配置するシート状の中敷き本体と、
    　前記中敷き本体の踵部後端の外周に沿って上方に延伸する踵保護部と、
    　前記踵保護部に格納された電子モジュールと、
    　を有することを特徴とする中敷き型電子機器。
  2. 　前記電子モジュールを外界と隔てる樹脂層を有する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の中敷き型電子機器。
  3. 　前記踵保護部が、前記中敷き本体の底面と略垂直な面を有し、
    　前記電子モジュールが前記底面と略垂直な面に実装されている
    　ことを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の中敷き型電子機器。
  4. 　前記踵保護部が、前記中敷き本体の底面と略垂直な方向と所定角度傾いた面を有し、
    　前記電子モジュールが底面と略垂直な方向と所定角度傾いた面に実装されている
    　ことを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の中敷き型電子機器。
  5. 　前記中敷き本体の土踏まず部分、または、前記中敷き本体の爪先先端部分の少なくとも一方に、前記電子モジュールに接続された、第２の電子モジュールを有する
    　ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の中敷き型電子機器。
  6. 　前記第２の電子モジュールが、
    　測位情報受信部と、電源部と、無線アンテナを含む
    　ことを特徴とする請求項５に記載の中敷き型電子機器。
  7. 　前記測位情報受信部が前記中敷き本体の爪先先端部分に配置され、
    　前記電源部が前記中敷き本体の土踏まず部分に配置され
    　前記無線アンテナが前記中敷き本体の外足側端部に配置されている
    　ことを特徴とする請求項６に記載の中敷き型電子機器。
  8. 　請求項６または７の中敷き型電子機器と
    　前記中敷き型電子機器から、前記中敷き型電子機器の測位情報を受信する位置監視装置と
    　を有することを特徴とする見守りシステム。
  9. 　靴の中底の上に配置するシート状の中敷き本体を形成し、
    　前記中敷き本体の踵部後端の外周に沿って上方に延伸する踵保護部を形成し、
    　前記踵保護部に電子モジュールを格納する
    　ことを特徴とする中敷き型電子機器の製造方法。
  10. 　前記電子モジュールを外界と隔てる樹脂層を形成する
    　ことを特徴とする請求項９に記載の中敷き型電子機器の製造方法。
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