(57)【要約】本発明は、打撃の種類を検出しその力を測定する装置および方法に関する。そのような装置は、センサＡと、場合によっては移動するターゲット（２）と関係付けられる移動体（５）に固設されたセンサＢを備え、前記センサＢは、移動体（５）がターゲット（２）をかすめるか又はターゲットを打ったかどうかを示す機能を有し、移動体（５）が磁場に対し高い透過性を有する材料を含むこと、およびターゲット（２）が、その近傍に磁場を発生する手段を含むことを特徴とし、ターゲット（２）の磁気特性は磁場検出装置を用いて検出される。格闘スポーツの判定に適用される。
2005533588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体によりターゲットに加えられる衝撃の存在を検出しその力を測定する装置において、
ターゲットに固設され、ターゲットが打たれたかどうかを示すと共に加えられた打撃の振幅の電気的イメージを与える機能を有し、可変コンデンサで構成されたセンサＡと、場合によっては移動するターゲット（２）と関係付けられる移動体（５）に固定されたセンサＢであって、移動体（５）がターゲット（２）をかすめるか又はターゲットを打ったかどうかを示す機能を有する可変インダクタンスで構成されたセンサＢと、を備えていることを特徴とする装置。
【請求項２】
移動体（５）が磁場に対し高い透過性を有する材料を含むこと、およびターゲット（２）が、その近傍に磁場を発生する手段を含み、ターゲット（２）の磁気特性が磁場検出装置を用いて検出されることを特徴とする、請求項１に記載の装置におけるセンサＢ。
【請求項３】
前記磁場に対し高い透過性を有する材料が、６００００の初期透磁率および２４００００の最大透磁率を有し、前記材料が、高い透磁率および低い保磁力の強磁性合金によって形成される群の中から選択されることを特徴とする、請求項２に記載のセンサＢ。
【請求項４】
前記磁場に対し高い透過性を有する材料が、ミューメタル又はパーマロイタイプの合金であることを特徴とする、請求項２または３に記載のセンサＢ。
【請求項５】
前記磁場に対し高い透過性を有する材料によって誘導されたターゲット（２）の磁気的特性の変化が、インダクタンス（３）、発振回路（１）、整流器（６）および比較器（４）で構成された磁場検出装置により検出されることを特徴とする、請求項２から４にいずれか一の項に記載のセンサＢ。
【請求項６】
衝撃を受け部分的に変形して可変コンダクタンスを与えることができる複数のコンデンサのマトリックスによって構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置におけるセンサＡ。
【請求項７】
コンデンサのマトリックスが、相互に接続された導体金属の複数のプレートＰ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・Ｐｎの第１のマトリックスＭと、相互に接続された導体金属の複数のプレートＰ’１、Ｐ’２、Ｐ’３、・・・Ｐ’ｎの第２のマトリックスＭ’とによって形成され、前記プレートＰ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・Ｐｎが、前記プレートＰ’１、Ｐ’２、Ｐ’３、・・・Ｐ’ｎと対向し、これらのプレートから可変の距離だけ隔離され、その結果、衝撃の作用によりプレート間の距離が変化することができるコンデンサを形成することを特徴とする請求項６に記載のセンサＡ。
【請求項８】
ターゲットに対する打撃の種別を検出しその力を測定する方法であって、ターゲット上に磁場を形成し、請求項１に記載の装置を用いて可変インダクタンスを得るために移動体を用いてこの磁場を変化させることにより、ターゲットの近傍またはターゲット上における移動体の存在を検出すること、および前記装置を用いて打撃の力を測定し、容量の変化についての情報が１６ビットでレジスタ内に保存され、インダクタンスの変化についての情報が１ビットにより、移動体が存在する場合には低レベルでフリップフロップ内に保存され、移動体が存在しない場合には高レベルでフリップフロップ内に保存されることを特徴とする方法。
【請求項９】
容量の変化についての情報およびインダクタンスの変化についての情報に関するデータが、コンピュータに接続された受信器に電波による信号形態で送信されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
格闘スポーツ、より詳細にはテコンドーの判定に適用される請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポーツ、特に格闘スポーツの競技におけるポイントの電子計数装置の提供に関する。
たとえばオリンピック種目であるテコンドーという格闘スポーツの場合、現在のところ、唯一電子的である部分はコーナーの審判によって行われるポイントの計数部分であり、これはハンド・レバーを用いるが、ポイントを有効にするためにはそのうちの２つを同時に作動させなければならない。
【０００２】
テコンドーの試合では２人の競技者が約７ｍ四方のゾーンの中で向かい合う。このゾーンの各コーナーにはコーナー・ジャッジが立ち、これに加えて中央レフェリがいる。
各競技者は、異なる色のプロテクタと、異なる色または同じ色のヘッドギアを装着する。
【０００３】
より多数の打撃（足または拳）を相手に加えるか、相手をＫＯさせることにより、相手に勝つのがルールである。拳による打撃はプロテクタに対してのみ許されており、足による打撃すなわちキックはヘッドギアおよびプロテクタに対して許されている。
【０００４】
本発明は、打撃の種別を検出し、その力を測定する装置に関する。本発明は更に、この方法を実施するための方法及び格闘スポーツより特定するとテコンドーの判定への適用に関する。
【背景技術】
【０００５】
接触競技において計数される打撃の測定装置について多くの文献に記載されている。
例えば、文献ＧＢ−Ａ−２３２１００３には、ボクシングのような接触競技において計数される打撃の監視装置について記載されている。この装置は、打撃力を感応測定するためにグローブの中に組み込まれ、打撃を記録しその圧力を電気信号に変換する圧電手段とすることができるセンサ手段を備える。電気信号は電波送信器に送られ、送信器は信号を受信手段に送信する。受信手段は、打撃のパラメータをその力として決定し記録することができるコンピュータのような変換器に入力信号を供給する。センサ手段はグローブ内ではなくヘッドギア内に設置することもできる。
【０００６】
文献ＥＰ−Ａ２−０２２２６４０には、圧力を電気出力信号に変換する変換器を含む打撃測定装置について記載されている。この変換器は、人体のある部分のプロテクタ内に設置される。より詳細には、変換器は、圧力をアナログ電気出力信号に変換する圧電変換器である。
【０００７】
文献ＵＳ  ３  ８６６  ９０９には、人体内の傷付き易い部分（みぞおち、喉仏、心肝臓など）の位置に取り付けた複数のポケットを含む空手競技者用ユニフォームについて記載されている。各ポケットは流体を含み、ポケットに加えられたパンチがある力を超えると破断する。打撃力は測定も記録もされない。
【０００８】
文献ＵＳ  ５  １８４  ８３１には、圧力に対し感応する材料、ならびに空手の試合の点数を電子的に計数するための機器について記述されている。圧力に対し感応する材料は、導体粒子をしみ込ませたプラスチックのような第１の導体材料と、スリット内に挿入され発泡絶縁材により支持されたフィンガとを備える。装置に力が加えられると、フィンガが移動し、対向する導体箔に接触するようになる。すると電気回路が形成され、電気信号を送信することができるようになる。この信号は無線送信器によりある周波数で送信される。
【０００９】
文献ＤＥ−Ａ−２７  ４１  ０９０は、試合の状態を示し、複数の送信器および１つの受信器を含む装置に関する。送信器はグローブ、マスクなどの上にある。
文献ＥＰ−Ａ１−１０３３１５２およびＥＰ−Ａ１−１０９０６６１には、打撃用の測定装置、特にテコンドー用の測定ベストについて記載されている。この装置は、ガスが充填され圧縮可能な中空空間を備え、打撃による中空空間の圧縮時にガスが外部に逃げる開口部を有する。ガスの流量を測定することができる。
【００１０】
文献ＷＯ  ９０／０９２１８には、閾値の力以下の打撃力で打たれたときに信号を発する圧力感応装置を備える接触競技用ウエアについて記載されている。圧力感応装置は、導電手段を有する２つの分離された膜を備え、これらの膜は、少なくとも閾値の力に等しい力が装置に加えられた時に接触し、その結果、膜間に電気回路が形成され信号が発せられる。
【００１１】
文献ＦＲ−Ａ−２６１２４１１には、空手の試合の際、無線送信により衝撃を知らせるための装置について記載している。打撃は、電気パルスを発生する押しボタン接触器により識別される。
【００１２】
特許ＵＳ５３３４８３１号には、流体内の鉄片を検出し定量化するための装置について記載されている。これは、妨害に対してきわめて敏感であるという欠点を有する磁気センサを主体にした従来の方法である。磁場内に取り込まれた粒子を検出する光学センサを使用する。ファラデー効果を利用する。この装置を用いて、産業用の空気圧および油圧システム内で使われる流体の純度が管理される。
【００１３】
特許ＵＳ４５２７１５３号には、ある素子を備えた物品の通過の検出について記載されている。この素子は、任意の形状のカプセル内に閉じ込めた球形の永久素子であり、球が若干移動できるよう、若干の空隙（球の直径程度）が設けられている。交番磁場が検出ゾーン（数ｍ３）を走査し、その結果、球がそのカプセル内で振動する。この運動により、磁場センサにより検出可能な付加的な磁場が発生する。別の方法は、カプセル内の球の振動によって生じる音をマイクロフォンにより検出するものである。そのような装置は店舗内の盗難防止装置に適用することができる。
【００１４】
特許ＵＳ６２３２８７９号には、あるゾーン内における、ある素子を備えた物品の移動の検出装置について記載されている。物品は直径が１００μｍ未満の針金を備える。この針金は、電磁波を受けたときに共振して同じく電磁波を返すよう構成されている。この波は、送信された波と同じ周波数である。より低い周波数の磁場により、戻り波の振幅が変えられる。従って、受信器は振幅変調電磁波を受信する。これは店舗向け盗難防止装置となる。このシステムは、きわめて大きなゾーン（電磁波は大面積をカバーする）内における特殊な特性の微細結晶質金属合金の存在を検出する。高周波材料の電磁共振特性、ならびに磁場により材料のインピーダンスを変調できる可能性を利用している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
先行技術の文献の中には、衝撃を通報および／または測定することができる装置について記載しているものがある。先行技術のこれらの装置のいずれも、打撃の種別、すなわち打撃が足でもたらされたものか、手でもたらされたものかを判定するという新しい問題を想定していない。上記に引用した文献のいずれも、人体の一部分が、人体の他の部分に触れたかどうか又は接近したかどうかを判定するという新しい問題を想定していない。従って、競技者が競技相手の体の一部分にキックまたはパンチを入れたかどうか、あるいは競技者が競技相手をかすめただけか又は軽く触れただけかどうかを知るという問題については、先行技術においては何ら言及されておらず、示唆されてもいない。ところがこの問題は、正しいキックを判別するために、格闘スポーツまたはサッカーなど様々なスポーツの特に審判の際にきわめて重大になることがある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、場合によっては移動するターゲットと関係付けられる移動体に固定されたセンサに関し、該センサは、移動体がターゲットをかすめるか又はターゲットを打ったかどうかを示す機能を有する。移動体は磁場に対し高い透過性を有する材料を含み、ターゲットは、その近傍に磁場を発生する手段を含み、ターゲットの磁気特性は磁場検出装置を用いて検出される。
【００１７】
磁場に対し透過性を有する材料は、６００００の初期透磁率および２４００００の最大透磁率を有し、前記材料は、高い透磁率および低い保磁力の強磁性合金によって形成される群の中から選択される。
【００１８】
磁場に透過性を有する材料は、Ｇｏｏｄｆｅｌｌｏｗ社のＭｕｍｅｔａｌ（ミューメタル）（登録商標）又はＰｅｒｍａｌｌｏｙ（パーマロイ）（登録商標）タイプの合金である。
【００１９】
磁場に対し透過性を有する材料によって誘導されたターゲットの磁気的特性の変化は、インダクタンス、発振回路、整流器および比較器で構成された磁場検出装置により検出される。
【００２０】
本発明はまた、ターゲットに固設され、ターゲットが打たれたかどうかを示すとともに加えられた打撃の振幅の電気的イメージを与える機能を有するセンサＡにも関する。このセンサは、打撃を受けて部分的に変形して可変コンダクタンスを与えることができる、複数のコンデンサのマトリックスで構成されている。
【００２１】
コンデンサのマトリックスは、相互に接続された導体金属の複数のプレートＰ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・Ｐｎの第１のマトリックスＭと、相互に接続された導体金属の複数のプレートＰ’１、Ｐ’２、Ｐ’３、・・・Ｐ’ｎの第２のマトリックスＭ’とによって形成され、前記プレートＰ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・Ｐｎは、前記プレートＰ’１、Ｐ’２、Ｐ’３、・・・Ｐ’ｎと対向し、これらのプレートと可変の距離で分離され、その結果、衝撃の作用によりプレート間の距離が変化することができるコンデンサを形成する。
【００２２】
本発明によれば、移動体によりターゲットに加えられる打撃の存在を検出してその力を測定する装置は、可変コンデンサで構成されたセンサＡと、可変インダクタンスで構成されたセンサＢとを備えている。
【００２３】
本発明はまた、ターゲット上に磁場を形成し、本発明による装置を用いて可変インダクタンスを得るために移動体を用いてこの磁場を変化させることにより、ターゲットの近傍またはターゲット上における移動体の存在を検出すること、および前記装置を用いて打撃力を測定し、容量の変化についての情報が１６ビットでレジスタ内に保存され、インダクタンスの変化についての情報が１ビットにより、移動体が存在する場合にはロー（低）レベルで、移動体が存在しない場合にはハイ（高）レベルでフリップフロップ内に保存されることを特徴としたターゲットに対する打撃の種別を検出し且つその力を測定する方法にも関する。
【００２４】
容量の変化についての情報およびインダクタンスの変化についての情報に関するデータは、コンピュータに接続された受信器に電波による信号形態で送信される。
本発明による装置は、格闘スポーツ、より詳細にはテコンドーの判定に適用される。
【００２５】
以下の説明はテコンドーという格闘競技に関してなされるものであるが、当業者であれば、本発明がこの実施形態に限定されるものではなく、他のスポーツ或いはスポーツとは異なる分野にも適用することが可能であることは明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図において以下の符号は以下の意味を表す。
１  発振回路、  ２  ターゲット、  ３  インダクタンス、  ４  比較器、  ５  運動体、  ６  整流器、  ７  可変容量センサ、  ８  コンディショナ、負荷／電圧変換器、  ９  計装増幅器（低ノイズアンプ）、  １０  「アンチエイリアシング」フィルタ、
１１  サンプリング装置／ブロッカ、次にＣＡＮ、  １２  発振器、  １３  発信器、  １４  暗号化、  １５  ソースのコード化、  １６  チャネルのコード化、  １７、１８  アンテナ付き装置、  １９  増幅および濾波、  ２０  復号化、  ２１  表示、
１．センサ
２つのセンサを設置する。センサＡはプロテクタへの打撃の有無を検出すると同時にこの打撃の振幅の電気的像を提供しなければならない。もう一方のセンサすなわちセンサＢは、相手方の手がプロテクタに充分に接近したかどうかを判別しなければならない。従って、これら２つの相関関係により、手による打撃と足による打撃とを区別することができる。すなわち、打撃は検出されたが手による打撃は検出されなかった場合、足による打撃とし、近づく打撃のみが検出された場合、打撃はなかったとされる。
【００２７】
センサＡ
相互に接続された、向かい合っている導体の金属小片Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・ＰｎならびにＰ’１、Ｐ’２、Ｐ’３、・・・Ｐｎをプロテクタの内部に組み込む。したがって小片はコンデンサ・マトリックスＭを形成することになる。プロテクタの内部に多少厚い２つの発泡体層を想定する必要があり、これらをホイルと呼ぶことにする。２つの発泡体ホイルＦ１、Ｆ２は金属アーマチュアを受け入れるので、特別な形状をもたなければならない。発泡体の中に形成された溝の内部には導体金属がなければならない（図１）。
【００２８】
２つの発泡体ホイルは向かい合い、図示しないより薄いホイルにより隔離され、プロテクタを構成する発泡体は打撃によって過度に変形しないよう充分に固くなければならない。このようにして形成されたホイルの端部は接触させ、アーマチュア同士が接触しないようにする。この段階においてより高い効果を得るとともに、それぞれの小型コンデンサを隔離する小型のハニカム構造を形成させるために、溝を互いに交差するように配置させ、あるホイルにはある方向（垂直）に溝Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、・・・Ｒｎを設け、もう一方のホイルには直角方向（水平）に溝Ｒ’１、Ｒ’２、Ｒ’３、・・・Ｒ’ｎを設ける。図２および図３を参照のこと。
【００２９】
一方がホイル内に設置され他方が対向するホイル内に設置される２つのアーマチュア・マトリックスは、それぞれが実際には、大きなコンデンサのアーマチュアを形成する。このシステムに交流電圧を印加することにより、これらの２つのマトリックスのそれぞれに負荷を加える。
【００３０】
ホイル上では、金属製小片を図４に示すようにして接続する。
最後に、この構造は、打撃を加えると図５に示すように変形する。
システム全体が形成するコンデンサの値が変化する。実際に、コンデンサの電気的な値はその容量Ｃで表され、この容量は次のように表される：
【００３１】
【数１】
2005533588.tif 000003
Ｓはアーマチュアの表面積であり、
ε０は真空誘電率であり、
εｒは２つのアーマチュア間の発泡体の誘電率であり、
ｅは２つのアーマチュア間の間隔である。
【００３２】
したがって２つのアーマチュア間の間隔が変化するとコンデンサの容量も変化する。より正確には、プロテクタに打撃が加えられると、マトリックスＭの部分と、これに対面しているマトリックスＭ’の部分との間の間隔が減少し、したがって容量が増加する。上で示すように、設置した小型アーマチュアの格子は小型コンデンサを網目状に配した格子を形成し、プロテクタ全体の総コンデンサはこれらの小型コンデンサの和で構成される。したがって全体の容量は以下のように表される：
【００３３】
【数２】
2005533588.tif 000004
打撃はプロテクタ上の任意の場所に加えられるため、小型コンデンサによっては、ｅｉで表されるアーマチュア間の間隔が変わることになり、したがって全体の容量も変わることになる。
【００３４】
プロテクタに加えられる力の振幅の正確な像を得るために、簡単な電子測定システムが設置される。
センサＢ
これにより、打撃、より正確には拳による打撃が加えられたかどうかを知ることができる。
【００３５】
電磁気学、より正確にはフラックスゲート技術により解決方法が提供される。目的は、相手の２つの拳のうちの１つ（または体の他の部分）がプロテクタに接近したかどうかを知ることである。
【００３６】
そのために、２人の競技者が着用するグローブに、ミューメタル（登録商標）、別名パーマロイ（登録商標）の薄いバーを組み込む。グローブも薄くすることができ、また必ずしも手全体を覆っていなくてもよい。グローブは、厚さ１ｍｍ以下とすることができるミューメタル（登録商標）のバーの支持体でしかない。このバーはたとえば指の第１関節の高さのところに設置される。
【００３７】
ミューメタル（登録商標）すなわちパーマロイ（登録商標）の主たる特徴は磁場に対しきわめて高い透磁率を有することである。この材料はエネルギーの一部を吸収し、その結果、磁力線を曲げる。したがって１つまたは複数の銅のコイルの格子をプロテクタに組み込み、これらの格子に交流電流を供給して、一定の磁場を発生させる。プロテクタの近傍にある磁場はこれに接近するミューメタル（登録商標）すなわちパーマロイ（登録商標）により妨害されることなる。磁力線が曲げられるので、コイル内に異なる電流が誘導される。電子装置によりこれらのコイルへの電圧の供給が確保される。コイル内に誘導される電流の変化により、コイルのインピーダンスが変わるという利用可能な効果が得られる。したがって、プロテクタが表す可変コイルがフィルタの一部となる発信回路を用いることができる。固定コンデンサが並列に設置され、環境を妨害しないよう全体を調整する。
【００３８】
ミューメタル（登録商標）およびパーマロイ（登録商標）は、イギリスにあるＧｏｏｄｆｅｌｌｏｗ社の登録商標である。これらは透磁率が高く保磁力が低い強磁性合金である。
【００３９】
たとえばＮｉが７７％、Ｆｅが１４％、Ｃｕが５％、Ｍｏが４％の組成を有するミューメタル（登録商標）の特性は以下の通りである。
電気的特性
電気比抵抗（μｏｈｍ．ｃｍ）                      ５５−６２
磁気特性
保持力（Ｈｃ）（Ａｍ−１）                          １．０
キュリー温度（℃）                                ３８０
初期透磁率                                        ６００００
最大透磁率                                        ２４００００
飽和からの残留時期（Ｂｒｅｍ）                    ０．３７
飽和誘導（テスラ）                                ０．７７
機械的特性
ブリネル硬さ                                      １０５−２９０
弾性係数（Ｇｐａ）                                １９０−２２１
衝撃強度（Ｉｚｏｄ）（Ｊ．ｍ−１）                  ４２−１００
引張強度（ＭＰａ）                                ５３０−９００
物理特性
密度  ｇ．ｃｍ−３）                                ８．８
熱的特性
２０−１００℃における膨張係数（×１０−６Ｋ−１）    １３．０
ＲＴＰにおける熱伝導性（Ｗｍ−１Ｋ−１）              ３０−３５
上の表中において、最も興味深い数字は、当然のことながら「磁気特性」欄の透磁率であることに留意されたい。
【００４０】
したがって磁場検出装置を使用してターゲットの磁気的特性の検出を行う。これは、調査するターゲット２を発振回路１のインダクタンスの近傍に置くことによって行う。ターゲットが磁気を帯びている場合、磁気が存在することによりコイルのインピーダンスが変化し、その結果、発振回路の共振パラメータ、すなわち発生した波の周波数および振幅が変化する。たとえば、伝達関数がわかっているコルピッツ（Ｃｏｌｐｉｔｔ）型発振回路１を選択する。実際に磁力計を作製するために採用された選択肢は、インバータ、コンデンサおよび抵抗を使用して簡単な発振器を作製することである。次に、磁気的対象をインダクタンスに近づけることにより、発生した波の発振周波数および振幅を変化させる。インダクタンス３はプロテクタに組み込まれたコイルとする。このようにミューメタル（登録商標）のバー５をインダクタンス３に接近させることにより、発振回路１によって発生する波の周波数および振幅と全く同じように、バーのインピーダンスが変化する。したがって、位相ロックループを使用して周波数を変化させるだけでミューメタル（登録商標）のバー（６）が存在することを検出することが可能である。しかしながら、振幅の変化を検出する方がはるかに容易であるため、採用したのはこの選択肢であった。比較器４は、発振器からの波のピーク値を、あらかじめ設定されている基準電圧と比較するのに用いられる。図６は磁力計のブロック図であり、発振器からの信号は、直流電圧の比較を容易にするために、ダイオードおよびコンデンサ（整流器６）を使用してあらかじめ整流されることに留意されたい。
【００４１】
その後は、比較器の出力を論理レベルの形態のフリップフロップに記憶させるだけでよい。
２．データの取得
センサＡ及びセンサＢは、それぞれ可変コンデンサ、可変インダクタンスで構成される。これらからの２つの情報はたとえば１６ビットのデジタル信号の形態にされる。なおプロテクタ上の拳の有無を検出するには１ビットしか必要でないことに留意されたい。
【００４２】
ａ．打撃の振幅
プロテクタに加えられる打撃の振幅を表す容量の変化の取得は、きわめて標準的な取得チャネルの対象となる（図７参照）。
【００４３】
統合化を行い省スペースを実現する目的から、仕様はセンサの変動周波数ならびに最適ビット数に関して正確でなければならない。運転周波数は低く、多数のビット数がなく済ますことができると考えられるので、たとえばトラックホールドユニットを設置したり、必要以上に高性能で高価な低ノイズ増幅器を設計する必要がなくなる。当然のことながら後退防止フィルタについても同様である。
【００４４】
全体としては、マイクロエレクトロニクスによる解決方法が自動的に必要となる。その結果、フィルタに関しては容量切り換え回路を選択することが推奨され、場合によっては、アナログ‐デジタル変換器に関してはΣΔ変換器が推奨される。
インタフェース用の統合解決方法の例
マイクロエレクトロニクスにおいて実施可能なものの例を示すため、センサと、その他の電子部品、たとえば負荷／電圧変換器との間のインタフェースをする部分の例を示す。
【００４５】
図８はセンサに結合された電子部品を示す回路図である。ＯＰ２は、外部コンポーネントをロードすることが可能な出力バッファである。ＯＰ１は負荷／電圧変換器の役割を果たす。
【００４６】
センサのオフセットおよびゲインの誤差を補正するために、２つの容量で構成される二重要素差動構造を使用する。一方の容量は基準として用いられ、精細な酸化物で覆われ（Ｃｒｅｆ）、他方は感応要素（Ｃｓｅｎｓｏｒ）であり、ｉｄは前に記述したプロテクタの容量である。
【００４７】
ＣｓｅｎｓｏｒからＣｒｅｆに切り換えられる容量の回路は非反転増幅器を形成するが、ＣｒｅｆからＣ１に切り換えられる容量の回路は反転増幅器である。この回路の伝達関数は以下の通りである：
【００４８】
【数３】
2005533588.tif 000005
ここで、ＣｓｅｎｓｏｒとＣｒｅｆとの不一致によって生じる出力部のオフセットを調節するためにＶｒｅｆＡおよびＶｒｅｆＢを使うことができる。回路の応答時間は以下の定数で与えられる：
【００４９】
【数４】
2005533588.tif 000006
ここでｆｃはクロック周波数である。
【００５０】
伝達関数によれば、ＶｏｕｔはＣｓｅｎｓｏｒに対して直線的に変化する。回路についての下のタイミング・チャートは、非重畳クロックを設ける必要性を示している。
ＣＡＮの後は１６ビット・レジスタにデータを保存しなければならない。こうすることによりパラレルで情報を自由に使用し、送信側が利用できる状態になる。
【００５１】
ｂ．プロテクタ上の拳の有無
上で示したように、拳がある場合、１ビットが低レベルの状態でフリップフロップ内に保存され、拳がない場合、高レベルの状態で保存される。プロテクタが示すインダクタンスはミューメタル（登録商標）のバーの存在すなわち信号の振幅とともに変化し、その周波数も同様に変化する。この変化が、検出しようとするものである。下に提案する連鎖はＶｒｅｆを変化させることにより較正することができることに留意されたい。すなわちこのシステムは、検出の閾値を示すＶｒｅｆに応じたプロテクタの遠近に反応することができる。しかしながら、特にノイズの問題に対応するために、発振器からの周波数を倍化し、重要部分を濾波するのが好ましい（図９）。
【００５２】
かけ算の前の信号は以下のように表すことができる：
【００５３】
【数５】
2005533588.tif 000007
その振幅はＡ０
かけ算の後には以下の信号がある：
【００５４】
【数６】
2005533588.tif 000008
この振幅Ａ０２／２がＶｒｅｆと比較される。休止時、ミューメタル（登録商標）がない場合、この振幅は若干高くなければならない。比較器に０ＶからＶｃｃの間の電圧（例えば、５Ｖまたは３．３Ｖ）を供給するので、休止時、比較器の出力側で０Ｖが得られる。ミューメタル（登録商標）が存在することによりインダクタンスが変化すると、振幅
Ａ０２／２が減少し、従って、較正された閾値を出発点として、Ｖｒｅｆの方が大きくなり、出力側でＶｃｃが得られる。比較器のこの出力が保存される。
乗数用の統合解決方法の例
乗数に関しては、図１０に示すような単純なギルバートのセルを提案することができる。発振器自体によって倍化され発振器から送られてくる信号出力は、２つの抵抗の端子間の電圧の差である。
【００５５】
異なる特性を有するミューメタル（登録商標）のバーと組み合わせた異なる閾値に反応するシステムを２人の競技者に設けることにより、システムを洗練させることができる。実際、ディフェンダがたとえばその一方の手をプロテクタに近い所に置いて顔を前にして地面に転倒した場合の現状の解決方法は拳による打撃を検出することである。ところで第２節では、様々な透磁率をこの合金に設定することが可能であると読むことができるミューメタル（登録商標）の特性の例を再度取り上げた。より詳細な研究によれば、ここで提起した問題を解消するためにこの容量を使用することが容易であることがわかる。手短に言えば、２つの電子システムは様々な周波数で稼働することが可能であると言うことができる。さらに、畳の上にある４つの手のそれぞれを見分けることも可能であろう。
【００５６】
ｃ）データの準備
プロテクタに加えられる力の振幅に関する２進情報は１６ビットであり、対戦相手の手の存在に関するデータは１ビットであるので、データは１７ビットで送信しなければならない。
【００５７】
たとえばコンピュータ上のソフトウェアなどデータを利用するシステムは、プロテクタ上に打撃と対戦相手の手がある場合、拳による打撃を解読しなければならないのはもちろんである。システムはまた足による打撃をプロテクタへの打撃と解釈し、対戦相手の手がないと解釈しなければならない。この２つの場合以外には情報を送信しないようにして、主に、送信に関する電気エネルギーを浪費しないようにするために、レジスタ内にあるデータを送信することができることを意味する送信器のための論理信号を形成する。図１１を参照のこと。
３．送受信
ａ．送信
情報信号は、プロテクタに加えられる打撃の強度を符号化することができる１６ビットレジスタ内に保存される。１ビットで拳による打撃と足による打撃とを区別する。
【００５８】
追加の１ビットにより、受信システムへの信号の送信タイミングを決定することができる。アンテナに送信するシステムの消費量は大きい。したがって、一定の作動時間を確保するために、信号が送信される時間を最大限に少なくすることが必要である。この制御ビットは最初は０である。拳による打撃（または足による打撃）が比較器（ＣＡＮ）において検出されると、このビットは１になり、信号が送信されると０に戻る。図１２を参照のこと。
【００５９】
送信する１７ビットに、複数のシステムを使用するために送信器を専用化することができるビットを追加することが可能である。別の方法は、既存のマルチユーザ・システム（例：ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）に転向することである。エラー訂正に加え、送信器の前に暗号化装置を付加することができる。この装置により、受信装置との無線リンクを確保することができる。基本原理は、鍵と呼ばれる擬似乱数系列により２進数列を倍化することによりこの数列を変えることである。
【００６０】
現在では多くの種類の暗号化が存在する。したがって送信前にそのようなシステムを挿入しても問題は発生しない。
打撃の強度およびその種別（足または拳）を含む暗号化された２進数列は、次に、冗長性を付加する処理を受けなければならない。これは通常、エラー訂正コードである。実際、無線送信時には、空気が構成する伝播チャネルにより信号が変形されることがある。したがって、主な特性として、送信エラーを検出し、ある条件下でこれらのエラーを訂正するという特性を有する符号化により、情報ビットを保護することが必要である。
【００６１】
この処理に実装上大きな問題がある場合、従来の回線コードを採用することができる。実際、システムの動作頻度に比較すると加えられる打撃は稀であるため、送信によるエラーを防止するために情報を複数回発信することができる。図１３を参照のこと。
【００６２】
パラレルレジスタから出力される１６ビットは、種々の符号化処理を行うため、シリアルで送信器に送信しなければならない。ソース・コーディングと呼ばれる最初の符号化により、上で説明したように信号に冗長性を付加することができる。
【００６３】
チャネル・コーディングにより送信信号の周波数を増加させることができる。この周波数は近距離通信用として規格化されている。赤外線通信に使用される４３３ＭＨｚの周波数、あるいはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ規格に対応する２．４ＧＨｚは特に有効であろう。より一般的には、２．４ＧＨｚバンド内には複数の規格が存在する。この符号化の他の特徴は、整形フィルタによるスペクトル占有が軽減されることである。
【００６４】
得られた信号は、次にアンテナを介して電波により送信される。アンテナの寸法決定および選択についてはおそらく個別の検討が必要になろう。
ｂ．受信
受信は従来の方法で行われる。プロテクタに搭載されたシステムから送られてきた信号がアンテナによって集められる。次に、この信号を元の形に戻すために、この信号が増幅され、濾波される。信号をベースバンド化した後、復号化システムが設けられる。暗号化という選択肢が採用されていた場合、その結果として、復号化を実施しなければならない。次に、このシステム用として設けられたコンピュータまたは表示器に情報が送信される。図１４を参照のこと。
【００６５】
最もモジュール化が可能な方法は、受信した信号を情報処理プログラムを介して足または拳による打撃によってもたらされる強度に変換するコンピュータに、受信器を接続することである。図１５を参照のこと。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明によるセンサを構成する発泡体ホイルに組み込まれたアーマチュアの斜視図である。
【図２】図１のセンサＡの面を構成する発泡体ホイルの斜視図である。
【図３】図１のセンサＡ内に形成されたコンデンサを示す図である。
【図４】図３のコンデンサの結合態様を示す図である。
【図５】センサＡのコンデンサの変形作用を示す図である。
【図６】センサＢの振幅の変動を検出する発振器のブロック図である。
【図７】容量の変化の取得チャネルのブロック図である。
【図８】負荷／電圧変換器のインタフェースを示す図である。
【図９】発振器と比較器の出力部との接続線図である。
【図１０】乗算器のために使われるギルバートセルの線図である。
【図１１】データの準備を示す線図である。
【図１２】データの発信を示す線図である。
【図１３】データの暗号化を示す線図である。
【図１４】データの受信を示す線図である。
【図１５】データの受信器とコンピュータの接続を示す線図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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