(57)【要約】【課題】センサを有する衣服から分析装置に信号を伝送するシステムであって、信頼性が高く、維持が容易であるシステムを提供する。【解決手段】  衣服（２）と、それに設けられた孔（４）を貫通するピン（３）により衣服（２）に取り付け可能なボタン（１）とを有するシステム（１００）であって、孔（４）は、ピン（３）の頭（３ａ）とボタン結合面（６）との間で把持される衣服の結合部（５）に配置されており、ボタン結合面（６）には、ボタン（１）に収容された少なくとも１個の集積回路（７）及び無線モジュール（９）に接続された少なくとも１個の電機接点（１２）が設けられており、衣服の結合部（５）には、ボタン結合面（６）に対向するように、少なくとも１個の導電性トレース（１１）が設けられており、少なくとも１個の電機接点（１２）は、少なくとも１個の導電性トレース（１１）に接続するように配置されている。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１個の衣服内センサ（８）を有する衣服（２）から、分析装置（１０）に信号を伝送するためのシステム（１００）であって、
前記システム（１００）は、前記衣服（２）と、前記衣服（２）に設けられた孔（４）を貫通するピン（３）により、前記衣服（２）に取り付け可能なボタン（１）のタイプの処理装置（１）とを有し、
前記孔（４）は、前記ピン（３）の頭（３ａ）とボタン結合面（６）との間で把持される衣服の結合部（５）に配置されており、
前記ボタン（１）は、前記少なくとも１個の衣服内センサ（８）から発生した信号のアナログ及びデジタル処理を実行する少なくとも１個の集積回路（７）と、前記ボタン（１）及び分析装置（１０）間のデータ通信用の無線モジュール（９）とを有しているシステム（１００）において、
前記衣服の結合部（５）には、前記少なくとも１個の衣服内センサ（８）に接続された少なくとも１個の導電性トレース（１１）が設けられており、前記少なくとも１個の導電性トレース（１１）は、前記ボタン結合面（６）に対向するように、前記衣服の結合部（５）の表面に配置されており、
前記ボタン結合面（６）には、前記少なくとも１個の集積回路（７）に接続された少なくとも１個の電機接点（１２）が設けられており、前記ボタンの前記少なくとも１個の電機接点（１２）は、前記衣服の結合部（５）の表面上の前記少なくとも１個の導電性トレース（１１）に接触するように配置されており、かつ前記ボタン（１）が前記衣服（２）に取り付けられるとき、前記衣服を貫通しないように構成されていることを特徴とするシステム（１００）。
【請求項２】
前記少なくとも１個の電機接点（１２）の外表面は、実質的に平坦であることを特徴とする請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項３】
前記少なくとも１個の電機接点（１２）は、前記ボタン結合面（６）と実質的に同一平面上に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシステム（１００）。
【請求項４】
前記ボタン結合面（６）は、前記ピン（３）を前記ボタン（１）に係合させるための受穴（６ａ）を有し、前記ボタン結合面（６）には、前記受穴（６ａ）の周りに配置された複数の前記電機接点（１２）が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
【請求項５】
前記ボタン（１）は、前記少なくとも１個の集積回路（７）及び前記無線モジュール（９）に給電する電池（１５）を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
【請求項６】
前記電池（１５）は、前記ボタン（１）から取り外すことができることを特徴とする請求項５に記載のシステム（１００）。
【請求項７】
前記電池（１５）は、前記ボタン（１）内に収容されており、かつ誘導結合により再充電可能であることを特徴とする請求項５に記載のシステム（１００）。
【請求項８】
前記ボタン（１）は、前記少なくとも１個の集積回路（７）に接続された少なくとも１個のボタンセンサ（１６）を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
【請求項９】
前記少なくとも１個のボタンセンサ（１６）は、少なくとも１個の加速度計、もしくは少なくとも１個のジャイロスコープ、又はこれらの両者を有することを特徴とする請求項８に記載のシステム（１００）。
【請求項１０】
前記少なくとも１個の集積回路（７）は、前記少なくとも１個の衣服内センサ（８）及び／又は前記少なくとも１個のボタンセンサ（１６）から発生した信号をアナログ処理するための、１個以上の入力段（１８）を具備する少なくとも１個のアナログフロントエンド回路（１７）を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
【請求項１１】
前記少なくとも１個の集積回路（７）は、前記少なくとも１個のアナログフロントエンド回路（１７）で処理された信号をデジタル化する少なくとも１個のアナログ−デジタル変換器（１９）と、デジタル化した信号のデジタル処理を実行し、かつ前記無線モジュール（９）及び前記分析装置（１０）間の通信プロトコルを実行するマイクロコントローラ２０とを有することを特徴とする請求項１０に記載のシステム（１００）。
【請求項１２】
前記少なくとも１個の導電性トレース（１１）は防食材料からなることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
【請求項１３】
前記衣服の結合部（５）には、前記衣服の結合部（５）の孔（４）の周りに放射状に配置された複数の前記導電性トレース（１１）が設けられていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
【請求項１４】
前記衣服の結合部（５）は、前記複数の導電性トレース（１１）の各間に配置された絶縁材（１３）を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
【請求項１５】
前記少なくとも１個の衣服内センサ（８）は、生体信号を測定する複数の電極（８ａ〜８ｃ），もしくは少なくとも１個の歪みセンサ（８ｄ），もしくは少なくとも１個の発汗センサ，又はこれらのうちから任意に選択された組合せを有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
【請求項１６】
前記ボタンの電機接点（１２）及び前記衣服の導電性トレース（１１）間において一義的な位置合わせのみが可能となるように、前記ピン（３），前記孔（４）及び前記受穴（６ａ）の形状が定められていることを特徴とする請求項４〜１５のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
【請求項１７】
前記ピン（３）が前記孔（４）及び／又は前記受穴（６ａ）に連結されているとき、前記ピン（３）の回転が抑止されるように、前記孔（４）及び前記受穴（６ａ）の形状が定められていることを特徴とする請求項４〜１６のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１項に記載のシステム（１００）用の処理装置（１）であって、
前記処理装置は、衣服（２）に設けた孔（４）を貫通するピン（３）により、前記衣服（２）に取り付け可能なタイプのボタン（１）であり、
前記孔（４）は、前記ピン（３）の頭（３ａ）及びボタン結合面（６）の間で把持される衣服の結合部（５）に配置されており、
前記ボタン結合面（６）には、前記ピン（３）を嵌合させる受穴（６ａ）が設けられており、前記ボタン（１）は、前記少なくとも１個の衣服内センサ（８）で生じた信号を、アナログ及びデジタル処理する少なくとも１個の集積回路（７）と、前記ボタン（１）及び分析装置（１０）間のデータ通信用の無線モジュール（９）とを有する処理装置（１）において、
前記ボタン結合面（６）には、前記少なくとも１個の集積回路（７）に接続された少なくとも１個の電機接点（１２）が設けられており、前記少なくとも１個の電機接点（１２）は、前記ボタン（１）が前記衣服（２）に留められるとき、前記衣服の結合部（５）を貫通しないように構成されていることを特徴とする処理装置。
【請求項１９】
前記受穴（６ａ）に非対称基準部位（１４）が形成されていることを特徴とする請求項１８に記載のボタン（１）。
【請求項２０】
請求項１〜１７のいずれか１項に記載のシステム（１００）用の衣服（２）であって、
前記衣服（２）は、少なくとも１個の衣服内センサ（８）と、孔（４）が設けられた衣服の結合部（５）とを有し、
前記衣服の結合部（５）は、請求項１８又は１９に記載のボタン（１）のボタン結合面（６）と、前記孔（４）を貫通するピン（３）の頭（３ａ）との間で把持されるように構成されている衣服（２）において、
前記衣服の結合部（５）には、前記少なくとも１個の衣服内センサ（８）に接続された１個以上の導電性トレース（１１）が設けられており、前記１個以上の導電性トレース（１１）は、前記ボタン結合面（６）に対向するように、前記衣服の結合部（５）の表面上で前記孔（４）の周りに放射状に配置されていることを特徴とする衣服。
【請求項２１】
前記孔（４）に非対称基準部位（１４）が形成されていることを特徴とする請求項２０に記載の衣服（２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｅ−テキスタイル（「スマート衣服」としても知られている）の分野に関する。特に本発明は、衣服に組み込まれたセンサから発生した信号を読み出す装着型電子機器として作動するボタン（一般的には衣服用留め具）に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマート衣服には、様々な異なる目的、例えば着用者の健康状態を監視したり、盗難防止機能を提供したり、着用者の身体活動を監視したりする等の目的で使用される衣料品（例えばＴシャツ，靴，手袋，パンツ等）を提供するために、一般的に、布に組み込んだ電子部品（例えばセンサ，アクチュエータ，マイクロコントローラ等）が設けられている。
【０００３】
典型的には、複数の衣服内センサ（すなわち、スマート衣服に組み込まれたセンサ）から発生した信号が、布に組み込んだ導電糸に沿って伝送され、衣服に設けられた１個以上の処理装置（例えばマイクロコントローラ）に到達する。処理装置としては、例えば独国特許出願公開第１０  ２００６  ０３９  ５８７号明細書（特許文献１）に記載のような、複数の衣服内センサから発生した信号を受信する複数の電機接点が設けられた、ボタン形のものが知られている。特に処理装置は、通常、衣服の一部にしっかりと固定される。複数の電機接点は、布の中に進入し、布中の導電糸に接続する（例えば嵌め付け端部を介して接続する）ように構成されている。
【０００４】
処理装置には、例えば衣服を洗濯するときに水が浸入するのを防止するために、処理装置が固定される衣服の部位を被覆する密封コーティングが設けられていてもよい。しかし、場合によっては、衣服上での処理装置の位置及びコーティングが、着用者にとっては、非審美的及び／又は心地悪い要因となることがあった。さらに、処理装置（これは、スマート衣服中、最も慎重な扱いを要する電子部品である）が損傷を受けた場合、損傷を受けた処理装置は、熟練工でなければ交換することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０  ２００６  ０３９  ５８７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、上述の従来技術の欠点を克服し、センサを有する衣服から分析装置に信号を伝送するシステムであって、高価ではなく、信頼性が高く、維持が容易であるシステムを提供することである。
【０００７】
本発明のもう一つの目的は、上記のシステムに使用する処理装置であって、衣服に組み込まれた複数の異なる衣服内センサから発生した信号のアナログ及びデジタル処理を実行するために、様々な異なる衣服に容易に取り付けることができる処理装置を提供することである。
【０００８】
本発明のさらにもう一つの目的は、従来技術のスマート衣服より優れた美観と信頼性を有する「スマート」衣服を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これらの目的は、請求項１及びその従属請求項によるシステム、請求項１８及びその従属請求項による処理装置、並びに請求項２０及びその従属請求項による衣服により各々解決される。
【００１０】
特に、本発明によれば、少なくとも１個の衣服内センサを有する衣服から分析装置に信号を伝送するためのシステムは、衣服とボタンからなる処理装置とを有する。上記ボタンは、上記衣服に設けられた孔を貫通するピンにより、上記衣服に取り付け可能なタイプのものである。上記孔は、上記衣服の結合部、すなわち、上記ピンの頭とボタン結合面との間で把持される衣服の部位に配置されており（すなわち、上記衣服の結合部の孔を貫通する上記ピンが上記ボタンに連結されるとき、上記ボタンの表面が上記衣服の結合部に当接する）。
【００１１】
例えば、上記ボタンを衣服に取り付けるピン及び受穴を有するボタンは、所謂「デニムボタン」、すなわち、ジーンズに典型的に使用されるタイプのボタンである。ピン及び受穴を有する他の類似のタイプのボタンとして、上記ボタンと上記ピンの頭の間で衣服の結合部を把持するための、スナップボタン、又は衣服（すなわち衣服の布）を貫通するピンにより衣服に取り付け可能な一般的な留め具がある。
【００１２】
本発明の一態様によれば、上記ボタンは、少なくとも１個の衣服内センサから発生した信号のアナログ及びデジタル処理を実行する少なくとも１個の集積回路と、上記ボタン及び分析装置（例えばパーソナルコンピュータ，スマートフォン等）間のデータ通信用の無線モジュールとを有している。
【００１３】
詳しくは後述するが、衣服の結合部には、衣服内センサに接続された少なくとも１個の導電性トレースが設けられている。複数の導電性トレースは、上記複数の衣服内センサから発生した信号を、上記衣服の結合部の表面に供給するように構成されている。換言すると、上記衣服の結合部の外表面には、上記衣服内センサから発生した信号を供給するために配置された１個以上の導電性トレースが設けられている。
【００１４】
本発明の特定の態様によれば、上記ボタン結合面には、上記ボタン内に収容された上記集積回路に接続された少なくとも１個の電機接点が設けられている。これら複数の電機接点は、上記衣服の結合部の表面上の複数の導電性トレースに接触するように配置されている。これにより、複数の電機接点及び導電性トレースは、互いを直接束縛することなく、単なる接触により機能するので、上記ボタンは衣服に対して容易に着脱することができる。
【００１５】
本発明の上記ボタンは、衣服から外すことができるタイプのものである。好ましくは、上記ボタンは、可逆的なスナップ結合により上記ピンが上記ボタンの受穴に固定されるものである。上記ボタンは、上記ボタンの複数の電機接点と、上記衣服上の複数の導電性トレースとが電気的接続されるよう、上記ボタンの結合部の表面と、上記衣服の結合部の表面との接触が保証されるように寸法設定される。
【００１６】
本発明の別の態様によれば、上記複数の電機接点は、上記ボタン結合面と実質的に同一平面上に設けられている。用語「実質的に同一平面」とは、上記複数の電機接点が、ボタン結合面から内側又は外側に僅かに凹凸していてもよいことを意味する。好ましくは、上記複数の電機接点には、実質的に平坦な電機接点結合表面が設けられている。上記電機接点結合表面は、上記衣服の結合部の孔を貫通する上記ピンが上記ボタンと連結するとき、上記衣服の結合部の複数の導電性トレースに当接する上記複数の電機接点の表面として定義される。換言すると、上記複数の電機接点の外表面は実質的に平坦である。このように、複数の導電性トレース及び複数の電機接点間の適切な接触により、衣服の結合部への損傷を防止することができる。換言すると、衣服の結合部が、上記ボタン結合面と上記ピンの頭との間で把持されるとき、上記複数の電機接点は、上記複数の導電性トレースに損傷を与えない。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、上記ボタン結合面は、上記ピンを上記ボタンに係合させるための受穴を有する。複数の上記電機接点は、上記ボタン結合面上において上記受穴の周りに配置される。上記複数の導電性トレースは、上記衣服の結合部の孔の周りに配置され、上記ピンは、上記衣服の結合部の孔を、上記ボタン結合面の受穴と同軸に保持するガイドとして機能する。
【００１８】
本発明の一態様によれば、上記ボタンは、上記ボタン内に収容される上記集積回路及び無線モジュールに給電する電池を有する。電池は、上記ボタンから取り外し可能であってもよいし、上記ボタン内に収容されていてもよい。後者の場合、電池は再充電可能であるのが好ましく、誘導結合により再充電可能であるのがより好ましい。
【００１９】
本発明の別の態様によれば、上記ボタンは、上記ボタンの集積回路に接続された少なくとも１個のボタンセンサを有することができる。このボタンセンサは、例えば上記着用者の身体活動を測定するために、例えば加速度計及び／又はジャイロスコープを有することができる。
【００２０】
本発明の特定の態様によれば、上記集積回路は、上記複数の衣服内センサ及び／又はボタンセンサから発生した信号をアナログ処理するための、１個以上の入力段を具備する少なくとも１個のアナログフロントエンド回路を有する。各入力段は、上記タイプのセンサからの信号を処理する機能を有するように設計されているのが好ましい。
【００２１】
好ましくは、上記集積回路は、少なくとも１個のアナログ−デジタル変換器及びマイクロコントローラを有する。上記マイクロコントローラが、デジタル化した信号のデジタル処理を実行することができるように、上記アナログ−デジタル変換器は、上記アナログフロントエンド回路で処理された信号をデジタル化する。さらに、上記マイクロコントローラは、上記無線モジュール及び分析装置間の通信プロトコルを実行する。このように、上記ボタンにより集められたデータは、無線接続（例えばＷｉ−Ｆｉ，ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）（登録商標），近距離無線通信（ＮＦＣ）等）により上記分析装置に供給され得る。上記分析装置（例えばパーソナルコンピュータ，スマートフォン等）は、上記ボタンにより供給される各機能のデータに応じて、すなわち、衣服に組み込まれた上記各タイプのセンサの機能に応じて、異なるタイプの分析を実行する専用のソフトウェアを備えているのが好ましい。
【００２２】
特に、本発明のさらにもう一つの目的は、本発明の一実施形態によるボタンを取り付ける衣服の結合部を有する衣服を提供することである。この衣服の結合部には、衣服に設けられた少なくとも１個の衣服内センサに接続された少なくとも１個の導電性トレースが設けられている。
【００２３】
本発明の一態様によれば、上記複数の導電性トレースは、本発明による上記ボタンのボタン結合面に対向するように、上記衣服の結合部の表面上に配置されている。上述のように、上記ボタン結合面には、衣服内センサで発生した上記信号を読み出すために複数の電機接点が設けられている。上記複数の電機接点及び導電性トレースは、上記ボタンが衣服に取り付けられるとき、互いに当接するように配置されている。
【００２４】
本発明の特定の態様によれば、上記少なくとも１個の導電性トレースは防食材料からなる。例えば上記防食材料としては、縫い込まれた鋼糸又は熱可塑性プラスチック材料を用いることができる。これにより、上記導電性トレースは、通常の導電性金属で形成される上記ボタンの電機接点を保護することができる。特に、上記複数の導電性トレースの各々は、上記ボタンを衣服に取り付けたとき、上記ボタンの複数の電機接点を覆うように構成された軟質材料からなるのが好ましい。このように、上記複数の電機接点は水分から遮断され、上記衣服は、ボタンを取り付けた状態で洗濯することができる。．
【００２５】
上記導電性トレースは、上記衣服の結合部の孔の周りに放射状に配置されるのが好ましい。このようにして、上記導電性トレースの各位置を、上記ボタンの電機接点に一致させることができる。特に、上述のように、上記複数の電機接点は、上記ボタン結合面の受穴の周りに配置され、上記ピンは、上記衣服の結合部の孔を、上記ボタン結合面の受穴と同軸に保持するガイドとして機能する。
【００２６】
好ましい態様では、上記ボタンの電機接点及び衣服の導電性トレース間において一義的な位置合わせのみが可能となるように、ピン，受穴及び孔の形状を定める。換言すると、上記ピンが上記孔及び／又は上記受穴に連結されるとき、上記ピンが回転できないように（すなわち、上記ピンの回転が抑止されるように）、上記ピン，衣服の孔及び受穴の形状が定められている。
【００２７】
好ましくは、上記衣服の結合部は、上記複数の導電性トレースの各間に配置された絶縁材を有する。このように、導電性トレース間の短絡を防止しながら、上記導電性トレースの数を最大化することができる（その結果、関連する上記ボタン上の電機接点の数についても同じ）。特に、上記衣服の結合部が、上記ピンの頭及びボタン結合面の間で把持されるとき、上記複数の導電性トレースは、上記電機接点からの圧力により変形される。仮に上記複数の導電性トレースが、互いに適度に離隔されていなければ、上記の変形により、短絡が生じるであろう。上記複数の導電性トレースの各間に配置された絶縁材は、特に導電性トレースが軟質材料からなる場合、それらの各間の電気的接触を防止することができる。これにより、導電性トレースの各間の間隔を最小化することができる。
【００２８】
本発明の別の態様によれば、上記衣服に組み込まれる複数の衣服内センサは、生体信号を測定する複数の電極，もしくは少なくとも１個の歪みセンサ，もしくは少なくとも１個の発汗センサ，又はこれらのうちから任意に選択された組合せを有することができる。
【００２９】
上記用語「生体信号」は、人体の活動及び／又はパラメータに関係する信号を意味する。例えば、生体信号は、筋活動，ニューロン活動，心臓の働き等により発生する皮膚表面電位である。この場合、上記生体信号の測定は受動的測定といえ、すなわち、生体信号は人体により生成され、上記衣服中に設けられた複数の電極（複数の衣服内センサ）は、上記信号を受信するためだけに使用される。
【００３０】
本発明の別の態様によれば、複数の電極は、人体を介して基準信号を送信し、かつ人体を通過することにより歪んだ上記基準信号であるバック信号を受信するのに使用することができる（例えば、上記基準信号の歪みは、上記基準信号が通過する組織の水分／脂肪に依存する）。この場合、上記生体信号の測定はアクティブ測定といえ、すなわち、電気信号（上記基準信号）は外部装置（すなわち、上記ボタン）で生成され、着用者の皮膚を介して送信され、上記基準信号及びバック信号間の相違を分析することにより、人体に関するパラメータ、例えば体脂肪インデックスを決定することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、スマート衣服の処理装置は、衣服用留め具として、密封式にパッケージ化することができる。上記ボタン型のパッケージ化は、衣服の美観を向上させる。さらに、上記ボタンの複数の電機接点と衣服の複数の導電性トレースとの間の特定の連結により、上記ボタンは衣服に対して容易に着脱することができる。例えば、使用者は、電池を再充電するために、衣服から上記ボタンを容易に取り外し、予め再充電したもう一つのボタンを衣服に取り付けることができる。本発明の第１の利点は、使用者が、様々な衣服、例えば複数の異なる衣服内センサが設けられた様々な衣服に、同じボタンを取り付けることができる点にある。同様に、同じ衣服に様々なボタンを用いることができ、例えば使用者は、その美的感覚に基づいて、ボタンを別のものに交換することができる。
【００３２】
本発明のもう一つの利点は、上記ボタンの電子部品が損傷を受けた場合、熟練工に頼らず、迅速に上記スマート衣服を復帰させることができるように、使用者により上記ボタンの交換を容易に実行することができる点にある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
非限定的な実施例による添付の図面を参照して、本発明の特徴及び優位性をさらに詳細に説明する。
【００３４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態によるボタン及び衣服を示す側面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の特定の実施形態による衣服の結合部を示す平面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の特定の実施形態によるボタン結合面を示す平面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の別の実施形態によるボタン結合面を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態によるボタンの可能な構成例を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態によるボタンの入力段の可能な構成例を示す回路図である。
【図５】図５は、本発明の別の実施形態によるボタンの入力段の可能な構成例を示す回路図である。
【図６】図６は、本発明のさらに別の実施形態によるボタンの入力段の可能な構成例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１は、少なくとも１個の衣服内センサ８を有する衣服２から、分析装置１０に信号を送信するシステム１００を示す。システム１００は、衣服２と、ボタン１の形態の処理装置とを有する。ボタン１は、衣服２の留め具として機能するために適合した外殻１ａを有する。特に、図１に示す実施態様は、デニムボタン、すなわちジーンズ用ボタンの形のものである。他の実施態様として、例えば、ジャケット，シャツ，その他の類似の衣服に使用されるタイプの留め金であって、スナップボタンともよばれる留め金の雄部又は雌部に適した外殻１ａを有するボタンの形とすることもできる。
【００３６】
ボタン１は、衣服２に設けた孔４を貫通するピン３により、衣服２に取り付け可能なタイプのものである。孔４は、ピン３の頭３ａ及びボタン結合面６の間で把持される衣服の部位である衣服の結合部５に配置される。
【００３７】
特に、ボタン結合面６には、ピン３を嵌合させる受穴６ａが設けられており、ピン３を受穴６ａに嵌合させると、衣服の結合部５が、ピン３の頭３ａ及びボタン結合面６の間で把持される。別の態様では、ピン３及び受穴６ａは、スナップ結合を伴ってもよいし、さらに別の態様では、ピン及び受穴は、ピン３を受穴６ａに螺合させるねじ結合を伴ってもよい。
【００３８】
ボタン１は、衣服２に組み込まれた少なくとも１個の衣服内センサ８で生じた信号を、アナログ及びデジタル処理する少なくとも１個の集積回路７と、ボタン１及び分析装置１０間のデータ通信用の無線モジュール９とを有する。無線モジュール９は、Ｗｉ−Ｆｉモジュール及び／又はブルートゥース（登録商標）モジュール及び／又はＮＦＣ（近距離無線通信）モジュール等を有することができる。
【００３９】
詳しくは後述するが、複数の衣服内センサ８で生じた信号は集積回路７で処理され、得られたデータは無線モジュール９により分析装置１０に送信される。分析装置１０としては、ボタン１からのデータを受信し、得られた結果を使用者に提供するための、例えばパーソナルコンピュータ，スマートフォン等の一般的な電子機器を用いることができる。例えば、分析装置１０は、ボタン１で収集されたデータを示すため（例えばスクリーンを用いる）、並びに／あるいは衣服２及び／又は着用者に関係する１個以上のパラメータ又は指標を計算するためのアルゴリズムを実行するために用いることができる
【００４０】
衣服２は、例えば電極，歪みセンサ，発汗センサ等の１個以上の衣服内センサ８を、公知の方法で衣服に組み込むことにより、具備することができる。例えば複数の電極を、スクリーン印刷処理，ナイフコーティング処理又はその他の公知の処理方法により、布（例えばデニム生地）に付着させることができる。複数の電極は、例えばＥＭＧ（筋電図検査），ＥＣＧ（電気皮膚反応心電図検査），ＧＳＲ（電気皮膚反応），ＢＦＩ（体脂肪インデックス）等の生体信号を検出するために衣服２に配置することができる。
【００４１】
図１に示すように、衣服の結合部５には、複数の衣服内センサ８の各々に結合された導電性トレース１１が設けられている。衣服内センサ８及び導電性トレース１１の各間の電気接続は、点線で表示されている。例えば、衣服内センサ８及び導電性トレース１１は、衣服２中の一方向に沿って設けられた導電糸（例えば金属繊維）により、電気接続することができる。この方法は、衣服内センサ８が、衣服の結合部５から離隔している場合に有用である。この場合、衣服内センサ８で発生した電気信号は、導電糸に沿って伝送され、衣服の結合部５の導電性トレース１１に到達する。
【００４２】
衣服内センサ８が衣服の結合部５に近接している場合、導電性トレース１１を衣服内センサ８に直接接続することができる。好ましくは、導電性トレース１１は、導電ペーストにより、導電糸又は衣服内センサ８に接続される。
【００４３】
一般的に、衣服内センサ８で発生した電気信号は、導電性トレース１１に到達し、衣服の結合部５の表面で取り出すことができる。
【００４４】
衣服内センサ８で発生した信号を読み出すために、ボタン結合面５には、集積回路７に接続された少なくとも１個の電機接点１２が設けられている。複数の電機接点１２が、衣服の結合部５の表面上の複数の導電性トレース１１の各々に接触させるために配置されている。
【００４５】
図１に示すように、ピン３の頭３ａとボタン結合面６との間で衣服の結合部５が把持されるとき、電機接点１２及び導電性トレース１１は互いに接触し、これにより、複数の衣服内センサ８で発生した信号はボタン１の集積回路７に供給される。
【００４６】
好ましくは、ボタン１が衣服２に留められるとき、貫通することなく、電機接点１２が導電性トレース１１に押し付けられるように、複数の電機接点１２は、ボタンのボタン結合面６と実質的に同一平面上に設けられている（すなわち、複数の電機接点１２は、ボタン結合面６から内側又は外側に僅かに凹凸している）。
【００４７】
好ましくは、導電性トレース１１には、ボタン１の電機接点１２で押圧される隆起部１１ａ、すなわち導電性トレース１１の一部の厚さを大きくしてある部分が形成されている。ピン３の頭３ａとボタン結合面６との間で衣服の結合部５が把持されているとき、隆起部１１ａにより、導電性トレースにおける電機接点１２による圧力を受ける部分が補強され得る。
【００４８】
図２Ａ及び２Ｂは、本発明の特定の実施形態における、衣服の結合部５及びボタン結合面６をそれぞれ示す。特に図２Ａは、衣服の結合部５の孔４の周りに放射状に配置されるのが好ましい１２個の導電性トレース１１を設けた衣服の結合部５の平面図である。別の実施形態では、衣服の結合部５は、異なる個数で導電性トレース１１が設けられていてもよく、あるいは図２Ａに示す放射状方向とは異なる方向に沿って複数の導電性トレース１１が設けられていてもよい。
【００４９】
衣服の結合部５の孔４の周りに延びる主方向に沿って複数の導電性トレース１１を放射状に配置することにより、衣服の結合部５の定められた領域において、導電性トレース１１の数を最大化することができる。好ましくは、さらに導電性トレース１１の数を増大するために、導電性トレースに、孔に向かって先細りした形状の部分を設ける。
【００５０】
図２Ａにおいて、複数の導電性トレース１１は、衣服の結合部の孔４の周りに、均一に配置されている（すなわち、全ての導電性トレース１１は、互いに等間隔に配置されている）。別の実施形態では、衣服の結合部５の孔４の周りに放射状に配置されるけれども、異なる分布で配置される衣服の結合部５が提供される。例えば、一実施形態（図示せず）では、図２Ａに示す実施形態の衣服の結合部５から、２個の導電性トレースを削除して得られる１０個の導電性トレースを有する衣服の結合部５とすることができる。この場合、導電性トレース１１は、孔４の周りにおいて、１つ又は２つの扇形状に分布するものとなる。例えば、別の実施形態（図示せず）では、導電性トレース１１は、孔４の周りにおいて、各々所定の角度範囲の２つ以上の扇形状に分布するように放射状に配置されている（各々所定数の導電性トレース１１が扇形状に配置されている）。
【００５１】
一般的に、衣服の結合部５の導電性トレース１１の数は、衣服２に組み込まれた衣服内センサ８の数及びタイプに依存する。
【００５２】
好ましくは、衣服の結合部５は、複数の導電性トレース１１の各間に配置された絶縁材１３を有する。絶縁材１３は、電機接点１２による圧力に起因する導電性トレース１１の変形（例えば、導電性トレース１１間の間隔が減少する等）によって生じる、導電性トレース１１間の短絡を防止する。
【００５３】
導電性トレース１１は防食材料からなるのが好ましい。例えば、導電性トレース１１は、縫い込まれた鋼糸又は熱可塑性プラスチック材料で形成することができる。これにより、導電性トレース１１は、通常の導電性金属で形成される電機接点１２を保護することができる。特に導電性トレース１１は、電機接点を密封して水分から遮断する軟質材料からなるのが好ましい。このように、ボタン１が衣服２に留められるとき、各電機接点１２は導電性トレースにより密封されるように覆われ、衣服２は、ボタン１を取り付けた状態で洗濯することができる。
【００５４】
図２Ｂは、本発明の一実施形態によるボタン１のボタン結合面６を示す。図２Ｂに示す実施形態では、ボタン結合面６には、好ましくは円形路上に沿って、ボタン１の受穴６ａの周りに配置された１２個の電機接点１２が設けられている。複数の電機接点１２は、図２Ａに示す実施形態における衣服の結合部５の導電性トレース１１の各々に当接するように配置されている。
【００５５】
しかしながら、別の実施形態では、異なる数で、又は図２Ｂに示す円形配置（衣服の結合部について上述したものと同様の配置）とは異なる形で配置された電機接点１２を設けたボタン結合面６を有するボタン１を提供することができる。
【００５６】
一般的に、導電性トレース１１及び電機接点１２は、互いに当接するように、各々衣服の結合部５及びボタン結合面６に配置される。特に、各導電性トレース１１に対して、１個の電機接点１２が当接するように設けられる。よって、電機接点１２の数は、衣服の結合部５に設けられる導電性トレース１１の数と同じか、より多くすればよい。例えば、第１の衣服には第１のタイプの複数の衣服内センサ８（例えば歪みセンサのみ）が設けられており、第２の衣服には第２のタイプの衣服内センサ（例えばＥＭＧ用の電極のみ）が設けられている２着の衣服がある場合、これらの衣服の両方に対して同じボタン１を使用することができるように、２着の衣服の各結合部に導電性トレース１１を設けることができる。
【００５７】
換言すると、複数の電機接点１２及び複数の導電性トレース１１は、一種以上の標準的な配置に従って配置されるのが好ましい。各標準的配置は、衣服に設けられる複数の衣服内センサの数及びタイプの関数により決定される。
【００５８】
例えば、所定の数及び所定のタイプの衣服内センサ８を有する衣服に対し、特定の標準的配置に従って配置された複数の導電性トレースが設けられる。その衣服には、同じ標準的配置に従って配置された複数の電機接点が設けられた特定のタイプのボタン１を使用することができる。そのボタンには、その衣服に設けることができる導電性トレースの最大数に等しい数の電機接点が設けられているのが好ましい。さらに、各電機接点１２は、所定のタイプの衣服内センサ８から発生した信号に対して特定のアナログ及びデジタル処理を実行する集積回路７に接続されている。このように、導電性トレース１１及び電機接点１２間の一義的な応答が得られるように、各々の標準的配置により、各導電性トレース１１に対し、ボタン結合面５上に配置された所定の電機接点１２が関連付けられる。
【００５９】
好ましくは、ボタン１の電機接点１２及び衣服２の導電性トレース１１間において一義的な位置合わせのみが可能となるように、ピン３，受穴６ａ及び孔４の形状を定める。これにより、使用者は、容易かつ正確に、衣服にボタンを取り付けることができる。
【００６０】
特に、図２Ａ及び２Ｂに示す実施形態では、ピン３，受穴６ａ及び孔４に、ピン部に沿った「カット」として得られる対照的係合基準１４（すなわち、非対称基準部位１４）が設けられている。このように、ピン３は、衣服の結合部５の孔４を、ボタン結合面６の受穴６ａと同軸に保持するガイドとして機能する。その結果、ボタン１の受穴６ａにピン３が係合している間、電機接点１２の各位置は、導電性トレース１１に対して一致したままに維持される。
【００６１】
別の実施形態では、ピン及び受穴に、ピンをボタンに取り付けるためのねじ山が設けられている。この場合、ピン３を受穴に螺合する必要があり、そのためピン３及び受穴６ａは、各々円形断面を有する部分を有するのが好ましい。図２Ｃに示すように、この実施形態では、ボタンの一部６ｂは、ボタンのボタン結合面６から突出しており、衣服の孔の非対称形状１４と相補的な形状に定められている。換言すると、この実施形態では、孔４は、ボタンの一部を収容し、ボタンの一部と係合する。ボタンの一部６ｂは、受穴６ａの周囲に設けられるのが好ましい。
【００６２】
ある実施形態において、ピン，受穴及び孔は、異なるタイプのボタンや衣服を区別するために、すなわち、上述の各標準的配置とは異なる配置を区別するために、形状を定められている。
【００６３】
図３は、本発明によるシステム１００の可能な構成例を示すブロック図である。この図において、ボタン１は、電池１５により給電される集積回路７及び無線モジュール９を有する。
【００６４】
電池１５は、ボタン１のハウジング１ｂ内に収容されているのが好ましい。特に、本発明の一実施形態では、電池１５は、ハウジング１ｂから取り出すことにより、ボタン１から取り外すことができる。この場合、電池１５として、例えばＲＳ２０３２型のものを用いることができる。別の実施形態では、電池１５用のハウジング１ｂが、ボタン１中で密封される形で含まれる構成が提供される（すなわち、電池はボタン１中に含まれる）。この場合、電池１５は再充電式であるのが好ましく、誘導結合により再充電可能であるのがより好ましい。
【００６５】
図３に示すように、ボタン１は、ボタン１の集積回路７に接続された少なくとも１個のボタンセンサ１６を含む。ボタンセンサ１６は、例えば着用者の身体活動を測定するために、例えば加速度計及び／又はジャイロスコープ等を有することができる。
【００６６】
集積回路７は、複数の衣服内センサ８及び／又は少なくとも１個のボタンセンサ１６から発生した信号をアナログ処理するための、１個以上の入力段１８を具備する少なくとも１個のアナログフロントエンド回路１７を有する。
【００６７】
特に、複数の衣服内センサ８から発生した電気信号は、入力段１８に接続された複数の電機接点１２により入力段に供給される。複数のボタンセンサ１６（ボタンに含まれている）が、入力段１８に直接接続されている。
【００６８】
集積回路７は、アナログフロントエンド回路１７で処理された信号をデジタル化する少なくとも１個のアナログ−デジタル変換器１９と、デジタル化した信号のデジタル処理を実行し、かつ無線モジュール９及び分析装置１０間の通信プロトコルを実行するマイクロコントローラ２０とを有する。集積回路７には、各入力段１８に対応するアナログ−デジタル変換器１９が設けられているのが好ましい。図３中、全てのアナログ−デジタル変換器１９は、アナログフロントエンド回路１７に接続されたアナログ−デジタル変換ブロックにより、象徴的に表わされている。
【００６９】
アナログ−デジタル変換器１９でデジタル化された電気信号は、このようにして、マイクロコントローラに供給される。マイクロコントローラは、例えばデジタルフィルタリング，パラメータ計算，ボタンに接続された複数の衣服内センサの点検，電池の充電状態の検出等の信号のデジタル処理を実行し、かつ分析装置１０に伝送するデータパッケージを無線モジュール９に供給する。
【００７０】
上述のように、各入力段１８は、特定の衣服内センサ８又はボタンセンサ１６から発生した信号を処理するように設計されている。例えば図３のブロック図に示すように、３個の電機接点１２ａ，１２ｂ，１２ｃが、１個の入力段１８ａに接続されている。この例では、入力段１８ａは、衣服に組み込まれた３個の電極８ａ，８ｂ，８ｃから発生したＥＭＧ信号を処理するように設計することができる。
【００７１】
図４は、ＥＭＧ信号を処理する入力段１８ａの可能な電気回路構成を示す。特に、３個の電極８ａ〜８ｃの各々から発生した３つの入力信号（Ｍｉｄ，Ｅｎｄ，Ｇｎｄ）は、第１の演算増幅器２１に入力される。この第１の演算増幅器２１は、第３の信号（Ｇｎｄ）に関する２つの信号（Ｍｉｄ−Ｅｎｄ）の相違を増幅する。得られた信号は、アナログ−デジタル変換器に供給するために、整流され、積分され、調整可能な利得で増幅される。
【００７２】
図５は、別の入力段１８の電気回路構成を示す。この例では、入力段１８は、歪みセンサ８ｄで発生した信号を処理する分圧回路である。この場合、衣服内センサ８としては、２個の導電性トレース間に接続された抵抗性センサ（例えばフレキシブル抵抗器）を用いることができる。２個の電機接点１２ｄ，１２ｅにより、歪みセンサ８ｄは入力段１８に接続されている。一方の電機接点１２ｄは接地ノードに接続されており、他方の電機接点１２ｅは分圧回路の中間ノードに接続されている。
【００７３】
図６は、容量センサ８ｂから発生した信号を処理する入力段１８の電気回路構成を示す。この例では、入力段１８は、衣服２に組み込まれた容量センサ８ｂから発生した信号を受信する入力端子Ｓ、及び接地端子（ＧＮＤ）を有する。これら２個の端子は、各々電機接点１２に接続されている。入力段１８は、マイクロコントローラ２０に接続されているのが好ましい２個の端子ＳＰ，ＲＰをさらに有する。この場合、マイクロコントローラ２０に信号を供給するために、アナログ−デジタル変換器を使用しない。特に、マイクロコントローラ２０は、論理状態を変更するためのブール信号等の基準信号をＳＰ端子に送信する。ＲＰ端子は、衣服内センサ８ｂの容量値により順次支配的に変わる端子ＲＰの時定数の関数である遅延を伴って、論理状態の変更を繰り返す。
【００７４】
入力段のさらに別の例を提供する別の実施形態も採用可能であり、例えば誘導性センサ（例えば歪みセンサとしての弾性撚糸）のための発振器や、ＥＣＧ信号等をピックアップするように構成された差動対（ＥＭＧ入力段に類似）等が挙げられる。
【符号の説明】
【００７５】
１・・・ボタン（処理装置）
１ａ・・・外殻
１ｂ・・・ハウジング
２・・・衣服
３・・・ピン
３ａ・・・頭
４・・・孔
５・・・衣服の結合部
６・・・ボタン結合面
６ａ・・・受穴
６ｂ・・・ボタンの一部
７・・・集積回路
８・・・衣服内センサ
８ａ，８ｂ，８ｃ・・・電極
８ｄ・・・歪みセンサ
８ｅ・・・容量センサ
９・・・無線モジュール
１０・・・分析装置
１１・・・導電性トレース
１１ａ・・・隆起部
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ・・・電機接点
１３・・・絶縁材
１４・・・非対称基準部位
１５・・・電池
１６・・・ボタンセンサ
１７・・・アナログフロントエンド回路
１８，１８ａ・・・入力段
１９・・・アナログ−デジタル変換器
２０・・・マイクロコントローラ
２１・・・第１の演算増幅器
１００・・・システム
【図１】
2018520813.tif 000003
【図２Ａ】
2018520813.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
2018520813.tif 000008
【図５】
2018520813.tif 000009
【図６】
2018520813.tif 000010
【国際調査報告】
2018520813.tif 000011
2018520813.tif 000012