(57)【要約】【課題】本発明は、微小な圧力変化を検出できるシート面状の「変動加重振動センサ」を用いることで「表板」を必要とせずに「裏板」の本体基板と一体となり、泳者の軽い「接触タッチ」が検出できる。さらに小面積の「変動加重振動センサ」を、「裏板」の本体基板にＮ個を配列設置することで、一枚板である従来の「表板」が受けていた波の影響を、１／Ｎに分散して軽減する競泳用接触センサ面板パネルの提供を目的とする。【解決手段】上記目的を達成するために本発明の競泳用接触センサ面板パネルは、選手泳者の接触タッチを検出する「テープスイッチ」に替えて「ＥＭＦｉフィルムのセンサ」を本体基板に複数個を配列して設置することを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
競泳で選手泳者の競泳完了所要時間及び途中の競泳途中経過時間を測定する競泳時間計測装置の一部で、水泳プール内の壁側面に設置して前記選手泳者の身体の接触タッチを検出する競泳用タッチ板パネルにおいて、前記選手泳者の身体の接触を検出するＥＭＦｉ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｆｉｌｍ）フィルムの接触タッチ検出センサ手段を有する競泳用接触センサ面板パネル。
【請求項２】
前記接触タッチ検出センサ手段は、１個から２５０万個の範囲のいずれかの個数量を０．０１ｍｍから１０ｍｍの範囲のいずれかの厚さの平面状基板に設置することを特徴とする請求項１記載の競泳用接触センサ面板パネル。
【請求項３】
請求項１記載の競泳用接触センサ面板パネルにおいて、前記接触タッチ検出センサ手段の前記ＥＭＦｉ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｆｉｌｍ）フィルムにかえて、ＰＶＤＦ（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌｉＤｅｎｅ  Ｆｌｕｏｒｉｄｅ／ポリフッ化ビニリデン）フィルムであることを特徴とする競泳用接触センサ面板パネル。
【請求項４】
請求項１記載の競泳用接触センサ面板パネルにおいて、前記接触タッチ検出センサ手段の前記ＥＭＦｉ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｆｉｌｍ）フィルムにかえて、多孔性ポリプロピレンエレクトレットフィルムであることを特徴とする競泳用接触センサ面板パネル。
【請求項５】
請求項１記載の競泳用接触センサ面板パネルにおいて、前記接触タッチ検出センサ手段の前記ＥＭＦｉ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｆｉｌｍ）フィルムにかえて、感圧ゴムセンサ、圧電センサ、加重センサ、圧力センサ、電気回路開閉用スイッチのいずれか一つであることを特徴とする競泳用接触センサ面板パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、競泳で選手泳者の競泳完了所要時間及び途中経過のタイム時間計測に用いる競泳用接触センサ面板パネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】従来から水泳競技の競泳時間計測は、プール内の壁面に設置された「競泳用タッチ板」に選手泳者が接触タッチすることで、競泳完了所要時間及び競泳途中経過時間を計測している。「競泳用タッチ板」は、プール壁面に固定する構造体と一体の「裏板」と、選手泳者が接触タッチする「表板」との二枚板構造である。さらに「表板」と「裏板」の間に選手泳者の接触タッチ検出用の「テープスイッチ」が「裏板」に貼り付け設置されている。選手泳者が「表板」に接触タッチすることで「表板」が僅かに「裏板」方向に押され「テープスイッチ」が動作して競泳の時間計測を行っている。【０００３】「テープスイッチ」は、電気回路の開閉機能を有している。電気回路開閉の電極接触子は帯状で弾性部材に覆われている。電気回路の開閉を生じさせる「動作開始押圧力」のもとに、選手泳者の接触タッチによる「接触タッチ圧力」が「動作開始押圧力」より大きい場合は「テープスイッチ」に接続された電気回路を閉じる。逆に「接触タッチ圧力」が「動作開始押圧力」より小さい場合は電気回路が開く。また「接触タッチ圧力」と「動作開始押圧力」との圧力関係で生じる「テープスイッチ」の「動作感度調整」は、「テープスイッチ」が設置されている「表板」と「裏板」間に、スポンジゴム等の弾性部材を分散配置することで「動作感度調整」を行っている。（特許文献１、特許文献２参照）【０００４】また、「競泳用タッチ板」のプール内の壁面に取付け方によっては、「テープスイッチ」の誤動作が生じる場合があり、「表板」と「裏板」の間の「テープスイッチ」や「弾性部材」の取付け方法や位置の改良を行っている。（特許文献５参照）【０００５】さらに、正確な競泳時間計測と安全性を高めて動作が確実な「競泳用タッチ板」として、上部枠と「前板」のタッチ側の面を揃えた配設としている。（特許文献６参照）【０００６】「競泳用タッチ板」が波によって生じる「波押圧力」の影響を受けずに、選手泳者の微弱な接触タッチによる「接触タッチ圧力」でも感度良く検出できる手段として、「競泳用タッチ板」の「裏板」に「パネル状スイッチ」を接着させて、さらに「パネル状スイッチ」面上に、微細な網目形状のプラスチックなど弾性体の「網状部材」を接着させた一体構造にすることで、選手泳者の接触タッチは「網状部材」だけに行われて「波押圧力」を排除している。（特許文献３参照）【０００７】「競泳用タッチ板」に対する波の影響の軽減方法として、フロントパネルである「表板」を、縦列に分割した面板形状の「分割表板」をベースプレート基板に複数枚を係合保持する。さらに「分割表板」とベースプレート基板の間に数本の「テープスイッチ」を横列に通し配設した構造としている。（特許文献４参照）【０００８】「競泳用タッチ板」で接触タッチの検出を行う「テープスイッチ」に換えて、シート形状の圧電体を２つの電極で挟んだ構造で、外部からの機械的なひずみ力を与えると電極間に電圧が発生する「スイッチング素子」を用いることで、競泳での均一な時間計測と誤動作のない「競泳用タッチ板」としている。（特許文献７参照）
【特許文献１】特許公開平５−２３７２１０号公報
【特許文献２】特許公開平６−３１０２３号公報
【特許文献３】特許公開平８−２５７１９６号公報
【特許文献４】特許公開平９−２９９５３８号公報
【特許文献５】特許公開平１０−２９５８６９号公報
【特許文献６】特許公開平１１−９４９６０号公報
【特許文献７】特許公開２００６−２５３４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】従来の「競泳用タッチ板」は、「表板」と「裏板」の間に「テープスイッチ」を設置した構造であり、隙間には水が存在している。選手泳者が「表板」に接触タッチを行うと「表板」が押されことにより、「テープスイッチ」が動作して競泳の時間計測を行う。しかし「表板」と「裏板」との隙間に存在する水の抵抗によって、「表板」が押されて行く事に時間的な遅延が生じる。【００１０】また「競泳用タッチ板」は、選手泳者自身又は他の選手泳者で生じる波の「波押圧力」によって、「テープスイッチ」の電気回路開閉動作する「動作開始押圧力」を超えない範囲で「動作感度調整」を行って、波による誤動作を防いでいる。しかし、選手泳者は「競泳用タッチ板」に対して、「波押圧力」より、大きな「接触タッチ圧力」で強い接触タッチをしなければならない。【００１１】選手泳者の微弱な接触タッチによる小さな「接触タッチ圧力」でも競泳の時間計測が可能とするために、「パネル状スイッチ」と、選手泳者が接触タッチする「網状部材」との、一体構成にすることで波の影響を排除している。しかし「網状部材」の網目形状を微細にするほどに、波の受ける面積が増えて「波押圧力」も増加する。【００１２】また「競泳用タッチ板」のフロントパネルである「表板」が一枚板であるために、「表板」の歪み撓みの影響で、選手泳者の接触タッチによる「接触タッチ圧力」が「テープスイッチ」へ一様に伝わらない。そこで「表板」を縦列に分割した面板形状の「分割表板」をベースプレート基板に係合保持した構造として、「分割表板」とベースプレート基板の間に、数本の「テープスイッチ」を横列に通し配設している。しかし「表板」の歪み撓みの影響は改善されても「テープスイッチ」が受ける「波押圧力」の影響の排除はできない。【００１３】「競泳用タッチ板」の「表板」と「裏板」間の水抵抗の排除として、「テープスイッチ」に換えて、シート形状の圧電体を２つの電極で挟んだ構造で外部からの機械的ひずみ力を与えると電極間に電圧が発生する「スイッチング素子」を用いている。しかし波の「波押圧力」の影響の排除はできない。【００１４】そこで本発明は、「テープスイッチ」に替えて微小な圧力変化を検出できるシート面状の「変動加重振動センサ」を用いて、「競泳用タッチ板」の「裏板」に相当する本体基板に「変動加重振動センサ」を貼り付け設置することで、可動する「表板」を要しない。本体基板となる「裏板」の一枚板構造となり、「表板」と「裏板」の二枚板構造で生じていた水抵抗の影響が解消される。さらに選手泳者は直接的に「変動加重振動センサ」に接触タッチができるので、微弱な接触タッチによる微小な「接触タッチ圧力」の検出が行える。【００１５】「変動加重振動センサ」を、「表板」又は「裏板」の面積より、小さな面積とした形状の「小面積型変動加重振動センサ」を、「裏板」に相当する本体基板にＮ個の多数配列して設置することで、一枚板である従来の「表板」全体の面積で受けていた波の影響に対して「小面積型変動加重振動センサ」ではＮ分の１分散されて、波の影響が軽減される競泳用接触センサ面板パネルの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】上記目的を達成するために本発明の競泳用接触センサ面板パネルは、競泳で選手泳者の競泳完了所要時間及び途中の競泳途中経過時間を測定する競泳時間計測装置の一部で、水泳プール内の壁側面に設置して選手泳者の身体の接触タッチを検出する競泳用タッチ板パネルにおいて、選手泳者の身体の接触を検出するＥＭＦｉ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｆｉｌｍ）フィルムの接触タッチ検出センサ手段を有することを特徴としている。【００１７】接触タッチ検出センサ手段は１個から２５０万個の範囲のいずれかの個数量を０．０１ｍｍから１０ｍｍの範囲のいずれかの厚さの平面状基板に設置することを特徴としている。【００１８】接触タッチ検出センサ手段のＥＭＦｉ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｆｉｌｍ）フィルムにかえて、ＰＶＤＦ（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌｉＤｅｎｅ  Ｆｌｕｏｒｉｄｅ／ポリフッ化ビニリデン）フィルムであることを特徴としている。【００１９】接触タッチ検出センサ手段のＥＭＦｉ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｆｉｌｍ）フィルムにかえて、多孔性ポリプロピレンエレクトレットフィルムであることを特徴としている。【００２０】接触タッチ検出センサ手段のＥＭＦｉ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｆｉｌｍ）フィルムにかえて、感圧ゴムセンサ、圧電センサ、加重センサ、圧力センサ、電気回路開閉用スイッチの何れか一つであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】本発明によって、小学生などの身体の小さい選手泳者による微弱な「接触タッチ」においても、波の影響を受けずに競泳完了所要時間及び途中経過のタイム時間を計測できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】本発明の競泳用タッチ検出板パネルを図面に基づいて説明する。図１は実施例の概要を示すＥＭＦｉフィルム・センサ１００の配置図である。ＥＭＦｉ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｆｉｌｍ）フィルム・センサ１００は、フィンランド国のＥＭＦＩＴ社の超高感度感圧センサである。ポリプロピレン高分子フィルムの内部に無数の空孔を形成した構造であって、さらに高電圧放電を加えて空孔に電荷を蓄積させている。このフィルムの両面を導電性シート、導電性ペーストなどで挟み込み電極端子を構成する。形状や面積も多様な要求に対応できる。そして、さらに上から保護カバーを密着して覆うことで、鋭利的な外部圧力での破損傷付きの軽減と防水対策が施してある。また全体の厚さは１ｍｍ以下である。このフィルムの面に圧力が加わると電極端子に電圧が生じることを特徴としている。このＥＭＦｉフィルム（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｆｉｌｍ）１００は多孔性ポリプロピレンエレクトレットフィルムの名称でも表される。このＥＭＦｉフィルム・センサ１００は、ギターなどの楽器の機械的振動を捉えて電気信号に変換するセンサとしても使われている。また人が直接又は物体を介在して接する状態において、心臓の拍動による振動、肺呼吸による振動、身体の動きによる振動を電圧の変化として検出することで人の安否確認やベッドからの「離床センサ」としても利用されている。【００２３】ＥＭＦｉフィルム・センサ１００は、短冊状で裏板基板２００に対して数本から数十本、又は数百本以上で並べ配置する。たとえば、２５０ｃｍ×１００ｃｍの「競泳用タッチ検出板パネル」で、９ｍｍ幅×１００ｃｍ長の短冊状ＥＭＦｉフィルム・センサ１００を隣接間隔幅１ｍｍとして、２５０本を裏板基板２００に配列し接着する。【００２４】短冊形状のＥＭＦｉフィルム・センサ１００を個別に配列することで、波の影響が従来の一枚板による「表板」全体で受ける「波押圧力」より、２５０分の１に軽減される。さらに「表板」を要しないことで「表板」と「裏板」の隙間の水抵抗も排除できる。これにより選手泳者の微弱な「接触タッチ」の検出が可能となる。また短冊形状のＥＭＦｉフィルム・センサ１００の幅を、さらに狭めた形状で本数を増すことで、波の影響は本数に比例して軽減できる。【００２５】図４は、四角形状のＥＭＦｉフィルム・センサ１００での接続配列を示す。たとえば２５０ｃｍ×１００ｃｍの「競泳用タッチ検出板パネル」で、４９ｍｍ×４９ｍｍのＥＭＦｉフィルム・センサ１００を隣接間隔幅１ｍｍとすると、裏板基板２００に１０００個のＥＭＦｉフィルム・センサ１００が配列できる。これで従来の一枚板の「表板」より「波押圧力」は１０００分の１に軽減される。同様に、０．９ｍｍ×０．９ｍｍのＥＭＦｉフィルム・センサ１００を隣接間隔幅０．１ｍｍとすると、裏板基板２００に１５０万個のＥＭＦｉフィルム・センサ１００が配列できる。これで従来の一枚板の「表板」より「波押圧力」は２５０００００分の１に軽減される。【００２６】図２は、裏板基板２００とＥＭＦｉフィルム・センサ１００の位置関係を示す。ＥＭＦｉフィルム・センサ１００自体でも防水又は外部要因での破損傷付きを防止できるが、緩衝用保護シート３００をさらに施すことで、選手泳者が不慮の行為でプール壁面に衝突した場合での緩衝の役目を担う。【００２７】図３は、ＥＭＦｉフィルム・センサ１００の基本的な接続回路構成を示す。ＥＭＦｉフィルム・センサ１００の多数接続は、オペアンプ５００の入力にＥＭＦｉフィルム・センサ１００の出力を並列に接続する。オペアンプ５００の出力は時計計測手段４００に渡されて競泳時間の計測を行う。仮に個々のＥＭＦｉフィルム・センサ１００を直列に接続した場合は、個々のＥＭＦｉフィルム・センサ１００が受ける「波押圧力」による出力の全てが合成されて、従来の一枚板による前板全体で受ける「波押圧力」と同じ事となり、選手泳者の微弱な「接触タッチ」が波の影響に埋もれて検出が出来なくなる。強い「接触タッチ」だけが検出される。本発明の競泳用接触センサ面板パネルは、この実施例に限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】は、実施例におけるＥＭＦｉフィルム・センサの配置図である。
【図２】は、裏板基板とＥＭＦｉフィルム・センサの位置関係を示す図である。
【図３】は、ＥＭＦｉフィルム・センサの基本的な接続回路構成を示す図である。
【図４】は、四角形状のＥＭＦｉフィルム・センサでの接続配列を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】    １００  ＥＭＦｉフィルム・センサ
２００  裏板基板
３００  緩衝用保護シート
４００  時計計測手段
５００  オペアンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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