特開 2024-148414 発電床システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024148414

(43)【公開日】2024-10-18

(54)【発明の名称】発電床システム

(51)【国際特許分類】

   H02N 2/18 20060101AFI20241010BHJP

   A43B 3/42 20220101ALI20241010BHJP

【ＦＩ】

H02N2/18

A43B3/42

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023061520

(22)【出願日】2023-04-05

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ

(71)【出願人】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100111235

【弁理士】

【氏名又は名称】原 裕子

(74)【代理人】

【識別番号】100170575

【弁理士】

【氏名又は名称】森 太士

(72)【発明者】

【氏名】在原 康貴

(72)【発明者】

【氏名】榎本 徳明

(72)【発明者】

【氏名】清水 薫

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 真樹

(72)【発明者】

【氏名】小野 時成

【テーマコード（参考）】

4F050

5H681

【Ｆターム（参考）】

4F050GA30

4F050JA30

4F050MA90

5H681BB08

(57)【要約】

【課題】発電床による発電量を、発電床上を歩行した利用者ごとに把握することが可能な発電床システムを提供する。
【解決手段】発電床システム１Ａは、複数の第１圧電素子１２を有する発電床１０Ａと、発電量割合算出部３２３と、第１利用者別発電量算出部と３２４Ａとを有する。発電量割合算出部３２３は、利用者Ｘａ、Ｘｂが履物Ｙａ、Ｙｂを着用して発電床１０Ａ上を歩行している所定期間に関する、履物Ｙａ、Ｙｂの底部に設置された第２圧電素子２１ａ、２１ｂの発電量である履物発電量の総量に対する、履物Ｙａ、Ｙｂのごとの履物発電量の割合を示す発電量割合情報を算出する。第１利用者別発電量算出部と３２４Ａは、所定期間の第１圧電素子１２による発電量の総量である床発電量に、発電量割合情報で示される履物Ｙａ、Ｙｂごとの履物発電量の割合を掛け合わせることで、利用者ごとの発電量を算出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の第１圧電素子を有する発電床と、
前記複数の第１圧電素子による発電量の総量である床発電量の情報を所定時間間隔で取得する床発電量取得部と、
前記発電床上を歩行する複数の利用者それぞれが着用している履物の底部に設置された第２圧電素子の発電量である履物発電量の情報を、所定時間間隔で取得する履物発電量取得部と、
所定期間に関する、前記履物発電量取得部が取得した複数の前記履物発電量の総量に対する、前記履物ごとの履物発電量の割合を示す発電量割合情報を算出する発電量割合算出部と、
前記所定期間に対応する前記床発電量に、前記発電量割合情報で示される前記履物ごとの履物発電量の割合を掛け合わせることで、いずれかの前記履物を着用する利用者ごとの床発電量を算出する利用者別発電量算出部と、を備えた発電床システム。

【請求項2】

複数の圧電素子を有する発電床と、
前記発電床上にいる複数の利用者それぞれの位置情報を取得する利用者位置取得部と、
前記複数の利用者が前記発電床上を同時に歩行したときに、各利用者の位置に対応する前記発電床内の位置に配置されている前記圧電素子による発電量を、それぞれ対応する利用者による発電量として算出する利用者別発電量算出部と、を備えた発電床システム。

【請求項3】

発電した複数の前記圧電素子のうち、所定距離以内で隣接する圧電素子群で形成される領域を、それぞれの形状に基づいて、利用者の歩行により形成された利用者領域と、利用者以外の物体により形成された非利用者領域とに分類する領域分類部をさらに備え、
前記利用者別発電量算出部は、前記複数の利用者が前記発電床上を同時に歩行したときに、各利用者の位置に対応する１人の利用者の利用者領域、およびこの利用者領域から所定範囲内にある非利用者領域またはこの利用者領域に伴って移動する非利用者領域に対応する発電量を、それぞれ対応する利用者の発電量として算出する、請求項２に記載の発電床システム。

【請求項4】

複数の圧電素子を有する発電床と、
前記発電床を歩行する利用者の識別情報を取得する利用者情報取得部と、
前記利用者情報取得部が利用者の識別情報を取得してから所定期間内に前記発電床で発生した発電量を、取得した識別情報に対応する利用者による発電量として算出する利用者別発電量算出部と、を備えた発電床システム。

【請求項5】

前記発電床は、大型発電床内の発電床部分で構成されて複数個設置され、
前記利用者情報取得部は、前記発電床部分ごとに設置され、
前記利用者別発電量算出部は、前記発電床部分と前記利用者情報取得部との対応情報を予め保持し、所定の前記利用者情報取得部が利用者の識別情報を取得してから所定期間内に、対応する発電床部分で発生した発電量を、該当する利用者による発電量として算出する、請求項４に記載の発電床システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発電床システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、床下に複数の圧電素子を設置した発電床が開発されている。発電床は、利用者が上面を歩行した際に圧電素子が受けた圧力を、電気エネルギーに変換する。

【0003】

このような発電床上を歩行して発電に貢献した利用者に対し、その貢献度合いに応じた報酬を与えるシステムが考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平２０１６－２２４８０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述したようなシステムにおいて、利用者に対する発電への貢献度合いを算出するにあたり、同時に複数の利用者が発電床上を歩行した場合には、利用者ごとの発電床による発電量を認識する必要がある。しかし、システム内では発電床上を同時に歩行している複数の利用者を識別することができず、利用者ごとの発電量を算出することができないという問題があった。

【0006】

本発明は、発電床による発電量を、発電床上を歩行した利用者ごとに把握することが可能な発電床システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するための本発明の一形態の発電床システムは、複数の第１圧電素子を有する発電床と、前記複数の第１圧電素子による発電量の総量である床発電量の情報を所定時間間隔で取得する床発電量取得部と、前記発電床上を歩行する複数の利用者それぞれが着用している履物の底部に設置された第２圧電素子の発電量である履物発電量の情報を、所定時間間隔で取得する履物発電量取得部と、所定期間に関する、前記履物発電量取得部が取得した複数の前記履物発電量の総量に対する、前記履物ごとの履物発電量の割合を示す発電量割合情報を算出する発電量割合算出部と、前記所定期間に対応する前記床発電量に、前記発電量割合情報で示される前記履物ごとの履物発電量の割合を掛け合わせることで、いずれかの前記履物を着用する利用者ごとの床発電量を算出する利用者別発電量算出部と、を備える。

【0008】

また、本発明の他の形態の発電床システムは、複数の圧電素子を有する発電床と、前記発電床上にいる複数の利用者それぞれの位置情報を取得する利用者位置取得部と、前記複数の利用者が前記発電床上を同時に歩行したときに、各利用者の位置に対応する前記発電床内の位置に配置されている前記圧電素子による発電量を、それぞれ対応する利用者による発電量として算出する利用者別発電量算出部と、を備える。

【0009】

また、本発明の他の形態の発電床システムは、複数の圧電素子を有する発電床と、前記発電床を歩行する利用者の識別情報を取得する利用者情報取得部と、前記利用者情報取得部が利用者の識別情報を取得してから所定期間内に、前記発電床で発生した発電量を、取得した識別情報に対応する利用者による発電量として算出する利用者別発電量算出部と、を備える。

【発明の効果】

【0010】

本発明の発電床システムによれば、発電床による発電量を、発電床上を歩行した利用者ごとに把握することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１実施形態による床発電システムの構成を示す全体図である。

【図2】本発明の第１実施形態による床発電システムの発電床と、情報処理媒体が設置された履物を着用して発電床上を歩行する利用者とを斜め上方向から俯瞰した図である。

【図3】本発明の第１実施形態による床発電システムの動作を示すシーケンス図である。

【図4】本発明の第２実施形態による床発電システムの構成を示す全体図である。

【図5】本発明の第２実施形態による床発電システムの動作を示すシーケンス図である。

【図6】本発明の第３実施形態による床発電システムの構成を示す全体図である。

【図7】本発明の第３実施形態による床発電システムの動作を示すシーケンス図である。

【図8】本発明の第４実施形態による床発電システムの構成を示す全体図である。

【図9】本発明の第４実施形態による床発電システムの動作を示すシーケンス図である。

【図10】本発明の第４実施形態による床発電システムの発電床の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に、本発明の第１～第４実施形態による発電床システムについて、図面を用いて説明する。

【0013】

《第１実施形態》
〈第１実施形態による発電床システムの構成〉
図１は、第１実施形態による発電床システム１Ａの構成を示す全体図である。発電床システム１Ａは、発電床１０Ａと、情報処理媒体２０ａ、２０ｂと、管理サーバ３０Ａとを備える。情報処理媒体２０ａ、２０ｂは、発電床システム１Ａを利用するための履物の底部に設置されている。

【0014】

図２は、発電床１０Ａと、情報処理媒体２０ａが設置された履物Ｙａを着用して発電床１０Ａ上を歩行する利用者Ｘａと、情報処理媒体２０ｂが設置された履物Ｙｂを着用して発電床１０Ａ上を歩行する利用者Ｘｂとを、斜め上方向から俯瞰した図である。図１および図２においては、発電床システム１Ａが２つの情報処理媒体を備える場合を示しているが、３つ以上の情報処理媒体を備え、これらが３足以上の履物に設置されていてもよい。

【0015】

発電床１０Ａは、床本体１１と、床本体１１の下部にマトリックス状に並べられたｎ個の第１圧電素子１２－１～１２－ｎと、第１圧電素子１２－１～１２－ｎに通信接続された発電床制御部１３Ａとを有する。以下、第１圧電素子１２－１～１２－ｎのうちのいずれであるかを特定しない場合には、第１圧電素子１２と記載する。

【0016】

第１圧電素子１２－１～１２－ｎはそれぞれ、与えられた圧力に応じた電圧を発生する。発電床制御部１３Ａは、管理サーバ３０Ａに通信可能に接続され、第１圧電素子１２－１～１２－ｎにより発生した発電量の総量である床発電量の情報を所定時間間隔、例えば数ミリ秒、数十ミリ秒、または数秒間隔で取得し、管理サーバ３０Ａに送信する。

【0017】

情報処理媒体２０ａは、第２圧電素子２１ａと、無線通信器２２ａとを有する。第２圧電素子２１ａは、与えられた圧力に応じた電圧を発生する。無線通信器２２ａは、第２圧電素子２１ａにより発生した発電量である履物発電量の情報を所定時間間隔、例えば数ミリ秒、数十ミリ秒、または数秒間隔で管理サーバ３０Ａに無線送信する。

【0018】

情報処理媒体２０ｂは、情報処理媒体２０ａと同様の構成を有するため、詳細な説明は省略する。

【0019】

管理サーバ３０Ａは、記憶部３１Ａと、ＣＰＵ３２Ａとを有する。記憶部３１Ａは、履物発電量記憶部３１１と、床発電量記憶部３１２とを有する。

【0020】

履物発電量記憶部３１１は、後述するようにＣＰＵ３２Ａが取得する履物発電量を記憶する。床発電量記憶部３１２は、後述するようにＣＰＵ３２Ａが取得する床発電量を記憶する。

【0021】

ＣＰＵ３２Ａは、履物発電量取得部３２１と、第１床発電量取得部３２２Ａと、発電量割合算出部３２３と、第１利用者別発電量算出部３２４Ａとを有する。

【0022】

履物発電量取得部３２１は、履物Ｙａを着用した利用者および履物Ｙｂを着用した利用者が発電床１０Ａ上を歩行しているときに、履物ＹａおよびＹｂから送信される履物発電量の情報を取得し、履物発電量記憶部３１１に記憶させる。第１床発電量取得部３２２Ａは、発電床１０Ａから送信された床発電量の情報を取得し、床発電量記憶部３１２に記憶させる。

【0023】

発電量割合算出部３２３は、所定期間に関する、履物発電量記憶部３１１に記憶された履物発電量の総量に対する、履物Ｙａ、Ｙｂごとの履物発電量の割合を示す発電量割合情報を算出する。

【0024】

第１利用者別発電量算出部３２４Ａは、発電量割合算出部３２３が発電量割合情報の算出対象とした期間の床発電量に、発電量割合情報で示される履物Ｙａ、Ｙｂごとの履物発電量の割合をそれぞれ掛け合わせることで、履物Ｙａ、Ｙｂを着用する利用者Ｘａ、Ｘｂごとの床発電量を算出する。

【0025】

〈第１実施形態による発電床システムの動作〉
本実施形態による発電床システム１Ａの動作として、利用者Ｘａが履物Ｙａを着用し、利用者Ｘｂが履物Ｙｂを着用し、利用者Ｘａと利用者Ｘｂとが同時に発電床１０Ａ上を歩行する場合について説明する。

【0026】

図３は、発電床システム１Ａの稼動中に、履物Ｙａの情報処理媒体２０ａ、履物Ｙｂの情報処理媒体２０ｂ、発電床１０Ａ、および管理サーバ３０Ａが実行する処理を示すシーケンス図である。

【0027】

利用者Ｘａが歩行すると、履物Ｙａの底面に圧力がかかり、履物Ｙａの底面に設置された第２圧電素子２１ａが、与えられた圧力に応じた電圧を発生する。利用者Ｘａが発電床１０Ａ上を歩行している間、履物Ｙａ内の無線通信器２２ａが、第２圧電素子２１ａにより発生した履物発電量を所定時間間隔で管理サーバ３０Ａに無線送信する（Ｓ１）。

【0028】

管理サーバ３０Ａでは、履物発電量取得部３２１が履物Ｙａから送信された履物発電量の情報を順次取得して、履物発電量記憶部３１１に記憶させる（Ｓ２）。

【0029】

同様に、利用者Ｘｂが歩行すると履物Ｙｂの底面に圧力がかかり、履物Ｙｂの底面に設置された第２圧電素子２１ｂが、与えられた圧力に応じた電圧を発生する。利用者Ｘｂが発電床１０Ａ上を歩行している間、履物Ｙｂ内の無線通信器２２ｂが、第２圧電素子２１ｂにより発生した履物発電量を所定時間間隔で管理サーバ３０Ａに無線送信する（Ｓ３）。

【0030】

管理サーバ３０Ａでは、履物Ｙｂから送信された履物発電量の情報を履物発電量取得部３２１が順次取得し、履物発電量記憶部３１１に記憶させる（Ｓ４）。

【0031】

また、利用者Ｘａと利用者Ｘｂとが発電床１０Ａ上を歩行すると、発電床１０Ａの該当する位置の第１圧電素子１２が、与えられた圧力に応じた電圧を発生する。発電床制御部１３Ａは、第１圧電素子１２により発生した発電量である床発電量の情報を所定時間間隔で管理サーバ３０Ａに送信する（Ｓ５）。

【0032】

管理サーバ３０Ａでは、第１床発電量取得部３２２Ａが発電床１０Ａから送信された床発電量の情報を順次取得して、床発電量記憶部３１２に記憶させる（Ｓ６）。

【0033】

図３のシーケンス図においては、ステップＳ１、Ｓ３、およびＳ５の処理が、ステップＳ１→Ｓ３→Ｓ５の順に開始される場合について示しているが、これらの処理は同時に開始されることが好ましい。また、ステップＳ１、Ｓ３、およびＳ５の開始タイミングがずれる場合であっても、これらの処理が図３の場合とは異なる順序で開始されてもよい。

【0034】

発電量割合算出部３２３は、所定期間に関する、履物発電量記憶部３１１に記憶された履物Ｙａ、Ｙｂの履物発電量の総量に対する、履物Ｙａ、Ｙｂごとの履物発電量の割合を示す発電量割合情報を算出する（Ｓ７）。

【0035】

第１利用者別発電量算出部３２４Ａは、発電量割合算出部３２３が発電量割合情報の算出対象とした期間の床発電量を床発電量記憶部３１２から取得する。第１利用者別発電量算出部３２４Ａは、取得した床発電量に、発電量割合情報で示される履物Ｙａ、Ｙｂごとの履物発電量の割合をそれぞれ掛け合わせることで、対象期間における履物Ｙａ、Ｙｂを着用する利用者Ｘａ、Ｘｂごとの床発電量を算出する（Ｓ８）。

【0036】

管理サーバ３０Ａは、第１利用者別発電量算出部３２４Ａが算出した利用者Ｘａ、Ｘｂごとの床発電量に基づいて、利用者Ｘａ、Ｘｂごとの報酬額を算出してもよい。

【0037】

以上の第１実施形態によれば、発電床による発電量を、発電床上を移動した利用者が着用する履物にかかる圧力に基づいて、利用者ごとに精度良く把握することができる。

【0038】

《第２実施形態》
〈第２実施形態による発電床システムの構成〉
図４は、第２実施形態による発電床システム１Ｂの構成を示す全体図である。発電床システム１Ｂは、発電床１０Ｂと、利用者端末４０ｃ、４０ｄと、発電床１０Ｂの近傍に設置された複数のビーコン受信器５０ａ、５０ｂと、管理サーバ３０Ｂとを備える。

【0039】

発電床１０Ｂは、床本体１１と、床本体１１の下部にマトリックス状に並べられたｎ個の第１圧電素子１２－１～１２－ｎと、第１圧電素子１２－１～１２－ｎに通信接続された発電床制御部１３Ｂとを有する。

【0040】

発電床制御部１３Ｂは、管理サーバ３０Ｂに通信可能に接続され、第１圧電素子１２－１～１２－ｎにより発生した発電量を取得し、それぞれ該当する第１圧電素子１２の位置情報とともに管理サーバ３０Ｂに送信する。

【0041】

利用者端末４０ｃ、４０ｄは例えばスマートデバイスであり、搭載したアプリケーションの機能により、自端末の識別情報および発信時刻情報を含むビーコン（Bluetooth Low Energy；BLE）信号を所定時間間隔で数十メートル範囲内の領域に発信する。

【0042】

ビーコン受信器５０ａは、利用者端末４０ｃ、４０ｄから送信されたビーコン信号を受信し、受信したビーコン信号ごとに、対応する発信時刻情報で示される発信時刻と、自ビーコン受信器５０ａがビーコン信号を受信した受信時刻との差分に基づいて、ビーコン受信器５０ａから利用者端末４０ｃ、４０ｄまでの距離を算出する。ビーコン受信器５０ｂは、ビーコン受信器５０ａと同様の構成を有し、ビーコン受信器５０ｂから利用者端末４０ｃ、４０ｄまでの距離を算出する。

【0043】

利用者端末４０ｃ、４０ｄおよびビーコン受信器５０ａ、５０ｂは、例えば全地球航法衛星システム（Global Navigation Satellite System: GNSS）用の複数の衛星からのＧＮＳＳ信号を受信することで、現在時刻を取得する。ＧＮＳＳは、一例としてＧＰＳ（Global Positioning System）である。

【0044】

管理サーバ３０Ｂは、記憶部３１Ｂと、ＣＰＵ３２Ｂとを有する。記憶部３１Ｂは、利用者別発電量記憶部３１３Ｂを有する。利用者別発電量記憶部３１３Ｂは、後述するようにＣＰＵ３２Ｂが算出する利用者別発電量を記憶する。

【0045】

ＣＰＡ３２Ｂは、端末距離取得部３２６と、利用者位置取得部３２７と、第２床発電量取得部３２２Ｂと、第２利用者別発電量算出部３２４Ｂとを有する。

【0046】

端末距離取得部３２６は、ビーコン受信器５０ａ、５０ｂで算出された、各ビーコン受信器５０ａ、５０ｂから各利用者端末４０ｃ、４０ｄまでの距離の情報を取得する。利用者位置取得部３２７は、各ビーコン受信器５０ａ、５０ｂの位置情報を予め保持し、端末距離取得部３２６が取得した情報と保持した各ビーコン受信器５０ａ、５０ｂの位置情報とに基づいて、利用者端末４０ｃ、４０ｄの位置情報を算出し、算出した利用者端末４０ｃ、４０ｄの位置情報をそれぞれ利用者端末４０ｃ、４０ｄを携帯する利用者の位置情報として取得する。

【0047】

第２床発電量取得部３２２Ｂは、発電床１０Ｂから送信された、第１圧電素子１２の位置ごとの発電量の情報を取得する。

【0048】

第２利用者別発電量算出部３２４Ｂは、発電床１０Ｂ内で、各利用者の位置に対応する領域に配置されている第１圧電素子１２による発電量を、それぞれ対応する利用者による発電量として算出する。第２利用者別発電量算出部３２４Ｂは、算出した利用者ごとの発電量を、利用者別発電量記憶部３１３Ｂに記憶させる。

【0049】

〈第２実施形態による発電床システムの動作〉
本実施形態では、発電床１０Ｂ上を、利用者端末４０ｃを携帯する利用者Ｘｃと、利用者端末４０ｄを携帯する利用者Ｘｄとが同時に歩行する場合に、発電床システム１Ｂが実行する動作について説明する。

【0050】

図４では、発電床１０Ｂ上に、実線の靴底の形状で示す、時刻Ｔ１～Ｔ９における利用者Ｘｃの位置と、点線の靴底の形状で示す、時刻Ｔ１～Ｔ６における利用者Ｘｄの位置と、時刻Ｔ１における利用者端末４０ｃの位置と、時刻Ｔ１における利用者端末４０ｄの位置とを示している。

【0051】

図５は、発電床システム１Ｂの稼動中に、ビーコン受信器５０ａ、ビーコン受信器５０ｂ、発電床１０Ｂ、および管理サーバ３０Ｂが実行する処理を示すシーケンス図である。

【0052】

利用者Ｘｃが発電床１０Ｂ上を歩行している間、利用者Ｘｃの操作により、利用者端末４０ｃが、自利用者端末４０ｃの識別情報および発信時刻情報を含むビーコン信号を所定時間間隔で発信する。同様に、利用者Ｘｄが発電床１０Ｂ上を歩行している間、利用者Ｘｄの操作により、利用者端末４０ｄが、自利用者端末４０ｄの識別情報および発信時刻情報を含むビーコン信号を所定時間間隔で発信する。

【0053】

ビーコン受信器５０ａは、時刻Ｔ１に利用者端末４０ｃから送信されたビーコン信号を受信すると、受信したビーコン信号に含まれる発信時刻情報で示される発信時刻と、自ビーコン受信器５０ａがビーコン信号を受信した受信時刻との差分に基づいて、ビーコン受信器５０ａから対応する利用者端末４０ｃまでの距離を算出する。ビーコン受信器５０ａは、算出した利用者端末４０ｃまでの距離の情報を、管理サーバ３０Ｂに送信する（Ｓ１１）。

【0054】

また、ビーコン受信器５０ａは、時刻Ｔ１に利用者端末４０ｄから送信されたビーコン信号を受信すると、同様の処理により、ビーコン受信器５０ａから対応する利用者端末４０ｄまでの距離を算出する。ビーコン受信器５０ａは、算出した利用者端末４０ｄまでの距離の情報を、管理サーバ３０Ｂに送信する（Ｓ１２）。

【0055】

また、ビーコン受信器５０ｂも、時刻Ｔ１に利用者端末４０ｃから送信されたビーコン信号を受信すると、同様の処理により、ビーコン受信器５０ｂから対応する利用者端末４０ｃまでの距離を算出する。ビーコン受信器５０ｂは、算出した利用者端末４０ｃまでの距離の情報を、管理サーバ３０Ｂに送信する（Ｓ１３）。

【0056】

また、ビーコン受信器５０ｂも、時刻Ｔ１に利用者端末４０ｄから送信されたビーコン信号を受信すると、同様の処理により、ビーコン受信器５０ｂから対応する利用者端末４０ｄまでの距離を算出する。ビーコン受信器５０ｂは、算出した利用者端末４０ｄまでの距離の情報を、管理サーバ３０Ｂに送信する（Ｓ１４）。

【0057】

管理サーバ３０Ｂでは、ビーコン受信器５０ａから送信された利用者端末４０ｃまでの距離の情報および利用者端末４０ｄまでの距離の情報と、ビーコン受信器５０ｂから送信された利用者端末４０ｃまでの距離の情報および利用者端末４０ｄまでの距離の情報とを、端末距離取得部３２６が取得する（Ｓ１５）。

【0058】

また、時刻Ｔ１に発電床１０Ｂの第１圧電素子１２により発生した床発電量を発電床制御部１３Ｂが取得し、発電した第１圧電素子１２の位置情報とともに管理サーバ３０Ｂに送信する（Ｓ１６）。

【0059】

管理サーバ３０Ｂでは、発電床１０Ｂから送信された、第１圧電素子１２の位置ごとの床発電量の情報を、第２床発電量取得部３２２Ｂが取得する（Ｓ１７）。

【0060】

図５のシーケンス図においては、ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、およびＳ１６の処理が、ステップＳ１１→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ１４→Ｓ１６の順に開始される場合について示しているが、これらの処理は同時に開始されることが好ましい。また、ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、およびＳ１６の開始タイミングがずれる場合であっても、これらの処理が図５の場合とは異なる順序で開始されてもよい。

【0061】

利用者位置取得部３２７は、端末距離取得部３２６が取得した情報、および予め保持した各ビーコン受信器５０ａ、５０ｂの位置情報に基づいて、各利用者端末４０ｃ、４０ｄの位置情報を算出する。利用者位置取得部３２７は、算出した各利用者端末４０ｃ、４０ｄの位置情報を、それぞれ時刻Ｔ１における各利用者Ｘｃ、Ｘｄの位置情報として取得する（Ｓ１８）。

【0062】

第２利用者別発電量算出部３２４Ｂは、発電床１０Ｂ内で、利用者位置取得部３２７が取得した各利用者Ｘｃ、Ｘｄの位置に対応する領域に配置されている第１圧電素子１２による発電量を、それぞれ時刻Ｔ１における利用者Ｘｃ、Ｘｄによる発電量として算出する。

【0063】

第２利用者別発電量算出部３２４Ｂは例えば、各利用者Ｘｃ、Ｘｄの位置から所定範囲内の領域にある第１圧電素子１２による発電量を、利用者Ｘｃ、Ｘｄによる発電量として算出する。第２利用者別発電量算出部３２４Ｂは、算出した利用者Ｘｃ、Ｘｄごとの発電量を、利用者別発電量記憶部３１３Ｂに記憶させる（Ｓ１９）。

【0064】

以降、管理サーバ３０Ｂは、所定時間ごとの時刻Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４・・・にステップＳ１１～Ｓ１９の処理を実行し、各時刻における利用者Ｘｃ、Ｘｄの発電量を順次算出し、記憶させる。

【0065】

管理サーバ３０Ｂは、利用者別発電量記憶部３１３Ｂに記憶された所定期間の各利用者Ｘｃ、Ｘｄの発電量に基づいて、利用者Ｘａ、Ｘｂごとの報酬額を算出してもよい。

【0066】

以上の第２実施形態によれば、発電床による発電量を、ビーコン信号を利用して特定した利用者の位置情報に基づいて、利用者ごとに精度良く算出することができる。

【0067】

《第３実施形態》
〈第３実施形態による発電床システムの構成〉
図６は、第３実施形態による発電床システム１Ｃの構成を示す全体図である。発電床システム１Ｃは、発電床１０Ｃと、利用者端末４０ｅ、４０ｆと、発電床１０Ｃの近傍に設置された複数のビーコン受信器５０ａ、５０ｂと、管理サーバ３０Ｃとを備える。発電床システム１Ｃは、管理サーバ３０ＣのＣＰＵ３２Ｃが領域分類部３２８を有する他は、第２実施形態で説明した発電床システム１Ｂと同様の構成を有するため、同一機能を有する部分の詳細な構成は省略する。

【0068】

本実施形態において管理サーバ３０Ｃの領域分類部３２８は、第３床発電量取得部３２２Ｃが取得した情報に基づいて、発電した複数の第１圧電素子１２のうち、所定距離以内で隣接する第１圧電素子１２群で形成される領域を認識する。領域分類部３２８は、認識した各領域の形状を識別し、認識した複数領域を、形状が靴底に類似する領域と、靴底に類似しない領域とに分類する。領域分類部３２８は、靴底に類似する領域を、利用者の歩行により形成された利用者領域として認識し、靴底に類似しない領域を、利用者以外の物体により形成された非利用者領域として認識する。

【0069】

第３利用者別発電量算出部３２４Ｃは、発電床１０Ｃ内で、所定の利用者の位置から所定範囲内にある１人分の利用者の利用者領域、およびこの利用者領域から所定範囲内にある非利用者領域に対応する発電量を、該当する利用者による発電量として算出する。

【0070】

〈第３実施形態による発電床システムの動作〉
本実施形態では、発電床１０Ｃ上を、利用者端末４０ｅを携帯する利用者Ｘｅが２つの車輪が付いた携行品Ｙｅを牽引して歩行すると同時に、利用者端末４０ｆを携帯する利用者Ｘｆが歩行する場合に、発電床システム１Ｃが実行する動作について説明する。

【0071】

図６では、発電床１０Ｃ上に、実線の靴底の形状で示す、時刻Ｔ１～Ｔ９における利用者Ｘｃの位置と、曲線で示す、時刻Ｔ１～Ｔ９における携行品Ｙｅの車輪の移動軌跡と、点線の靴底の形状で示す、時刻Ｔ１～Ｔ６における利用者Ｘｄの位置と、時刻Ｔ１における利用者端末４０ｃの位置と、時刻Ｔ１における利用者端末４０ｄの位置とを示している。

【0072】

図７は、発電床システム１Ｃの稼動中に、ビーコン受信器５０ａ、ビーコン受信器５０ｂ、発電床１０Ｃ、および管理サーバ３０Ｃが実行する処理を示すシーケンス図である。

【0073】

図７において、ステップＳ２１～Ｓ２７で実行される処理は、第２実施形態で説明したＳ１１～Ｓ１７の処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。

【0074】

図７のシーケンス図においては、ステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４、およびＳ２６の処理が、ステップＳ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２４→Ｓ２６の順に開始される場合について示しているが、これらの処理は同時に開始されることが好ましい。また、ステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４、およびＳ２６の開始タイミングがずれる場合であっても、これらの処理が図７の場合とは異なる順序で開始されてもよい。

【0075】

ステップＳ２７において管理サーバ３０Ｃの第３床発電量取得部３２２Ｃが、発電床１０Ｃから第１圧電素子１２の位置ごとの床発電量の情報を取得すると、領域分類部３２８は、発電した複数の第１圧電素子１２のうち、所定距離以内で隣接する第１圧電素子１２群で形成される領域を認識する。

【0076】

領域分類部３２８は、認識した領域を、パターンマッチング等の技術を用いて、形状が靴底に類似する領域、つまり利用者の歩行により形成された利用者領域と、形状が靴底に類似しない領域、つまり利用者以外の物体により形成された非利用者領域とに分類する（Ｓ２８）。時刻Ｔ１においては、領域分類部３２８は、３つの領域を認識し、そのうち２つを利用者領域に分類し、１つを非利用者領域に分類する。

【0077】

利用者位置取得部３２７は、端末距離取得部３２６が取得した情報、および予め保持した各ビーコン受信器５０ａ、５０ｂの位置情報に基づいて、利用者端末４０ｅ、４０ｆの位置情報を算出する。利用者位置取得部３２７は、算出した利用者端末４０ｅ、４０ｆの位置情報を、それぞれ時刻Ｔ１における利用者Ｘｃ、Ｘｄの位置情報として取得する（Ｓ２９）。

【0078】

第３利用者別発電量算出部３２４Ｃは、発電床１０Ｃ内で、利用者位置取得部３２７が取得した利用者Ｘｅの位置から最寄りの１足分の利用者領域を、利用者Ｘｅの歩行による発電領域として認識する。また、判定した利用者Ｘｅの利用者領域から所定範囲内のある非利用者領域を、利用者Ｘｅの携行品Ｙｅによる発電領域として認識する。

【0079】

または、第３利用者別発電量算出部３２４Ｃは、判定した利用者Ｘｅの利用者領域に伴って移動する非利用者領域を、利用者Ｘｅの携行品Ｙｅによる発電領域として認識してもよい。

【0080】

この場合、第３利用者別発電量算出部３２４Ｃは、所定の期間、例えば時刻Ｔ１からＴ２までの期間における、利用者Ｘｅの利用者領域の位置の変化量と非利用者領域の位置の変化量とを比較し、各変化量の差が所定値以下であれば、当該非利用者領域を、利用者Ｘｅの携行品Ｙｅによる発電領域として認識する。このとき、利用者Ｘｅの利用者領域の位置の変化量と非利用者領域の位置の変化量との差が所定値以下であるとともに、移動方向の差が所定値以下であるときに、当該非利用者領域を、利用者Ｘｅの携行品Ｙｅによる発電領域として認識してもよい。

【0081】

第３利用者別発電量算出部３２４Ｃは、非利用者領域の発電領域が利用者Ｘｅの携行品Ｙｅによるものであるか否かの判定処理として、上述した、非利用者領域が利用者領域から所定範囲内にあるか否かにより判定する処理と、非利用者領域が利用者領域に伴って移動しているか否かにより判定する処理とを併用しても良いし、いずれか一方を採用してもよい。

【0082】

第３利用者別発電量算出部３２４Ｃは、利用者Ｘｅの歩行による発電領域の発電量および利用者Ｘｅの携行品Ｙｅによる発電領域の発電量の総計を、時刻Ｔ１における利用者Ｘｅの発電量として算出する。

【0083】

また第３利用者別発電量算出部３２４Ｃは、発電床１０Ｃ内で、利用者位置取得部３２７が取得した利用者Ｘｆの位置から最寄りの１足分の利用者領域を、利用者Ｘｆの歩行による発電領域として認識する。また、判定した利用者Ｘｆの利用者領域から所定範囲内のある非利用者領域はないと判定する。

【0084】

第３利用者別発電量算出部３２４Ｃは、利用者Ｘｆの歩行による発電領域の発電量を、時刻Ｔ１における利用者Ｘｆによる発電量として算出する。第３利用者別発電量算出部３２４Ｃは、算出した利用者Ｘｅ、Ｘｆごとの発電量を、利用者別発電量記憶部３１３Ｃに記憶させる（Ｓ３０）。

【0085】

以降、管理サーバ３０Ｃは、所定時間ごとの時刻Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４・・・にステップＳ２１～Ｓ３０の処理を実行し、各時刻における利用者Ｘｅ、Ｘｆの発電量を順次算出し、記憶させる。

【0086】

以上の第３実施形態によれば、発電床による発電量を、ビーコン信号を利用して特定した利用者の位置情報に基づいて利用者ごとに算出する際に、利用者の携行品による発電量も含めて、精度良く算出することができる。

【0087】

《第４実施形態》
〈第４実施形態による発電床システムの構成〉
図８は、第４実施形態による発電床システム１Ｄの構成を示す全体図である。発電床システム１Ｄは、入場ゲート機６０ａ、６０ｂと、入場ゲート機６０ａ、６０ｂにそれぞれ対応して設置された発電床１０Ｄａ、１０Ｄｂと、管理サーバ３０Ｄとを備える。

【0088】

入場ゲート機６０ａは、例えば駅改札口に設置された改札機など、入場を制限する所定エリアＡＲの入口に設置される装置であり、利用者情報取得部としての読み取り部６１ａと、フラップ６２ａと、ゲート情報処理部６３ａとを有する。読み取り部６１ａは、利用者が保持するＩＣカードから、利用者の識別情報を読み取る。フラップ６２ａは、開閉自在に構成され、開状態のときには利用者が入口からエリアＡＲ内に入場可能となり、閉状態のときには利用者はエリアＡＲ内に入場できない。

【0089】

ゲート情報処理部６３ａは、読み取り部６１ａが読み取った利用者の識別情報を取得し、取得した識別情報に基づいて利用者の入場可否を判定する。ゲート情報処理部６３ａは、通常時はフラップ６２ａ、６２ｂを閉状態にし、利用者の入場が可能と判定すると開状態にする。また、ゲート情報処理部６３ａは、フラップ６２ａ、６２ｂを開状態にした後に、利用者がエリアＡＲ内に入場したことを検知すると、フラップ６２ａ、６２ｂを閉状態にする。

【0090】

またゲート情報処理部６３ａは、取得した利用者の識別情報と、フラップ６２ａ、６２ｂを閉状態から開状態に移行したときに生成するフラップ開通知と、フラップ６２ａ、６２ｂを開状態から閉状態に移行したときに生成するフラップ閉通知とを、管理サーバ３０Ｄに送信する。

【0091】

入場ゲート機６０ｂは、入場ゲート機６０ａと同様の構成を有するため、詳細な説明は省略する。

【0092】

発電床１０Ｄａは、入場ゲート機６０ａに対応してフラップ６２ａ手前の床に設置され、床本体１１と、床本体１１の下部にマトリックス状に並べられたｎ個の第１圧電素子１２－１～１２－ｎと、第１圧電素子１２－１～１２－ｎに通信接続された発電床制御部１３Ｄａとを有する。

【0093】

発電床制御部１３Ｄａは、管理サーバ３０Ｄに通信可能に接続され、第１圧電素子１２－１～１２－ｎにより発生した発電量を取得し、管理サーバ３０Ｄに送信する。

【0094】

発電床１０Ｄｂは、入場ゲート機６０ｂに対応してフラップ６２ｂ手前の床に設置される。発電床１０Ｄｂは、発電床１０Ｄａと同様の構成を有するため、詳細な説明は省略する。

【0095】

管理サーバ３０Ｄは、記憶部３１Ｄと、ＣＰＵ３２Ｄとを有する。記憶部３１Ｄは、利用者別発電量記憶部３１３Ｄを有する。利用者別発電量記憶部３１３Ｄは、後述するようにＣＰＵ３２Ｄが算出する利用者別発電量を記憶する。

【0096】

ＣＰＡ３２Ｄは、ゲート情報取得部３２９と、第４床発電量取得部３２２Ｄと、第４利用者別発電量算出部３２４Ｄとを有する。

【0097】

ゲート情報取得部３２９は、ゲート情報処理部６３ａ、６３ｂから送信された利用者の識別情報、フラップ開通知、およびフラップ閉通知を取得する。

【0098】

第４床発電量取得部３２２Ｄは、発電床１０Ｄａ、１０Ｄｂから送信された発電量の情報を取得する。

【0099】

第４利用者別発電量算出部３２４Ｄは、ゲート情報処理部６３ａ、６３ｂが利用者の識別情報を取得したタイミングに対応する期間に発電床１０Ｄａ、１０Ｄｂで発生した発電量の積算値を、対応する利用者による発電量として算出する。利用者の識別情報を取得したタイミングに対応する期間は、具体的には、ゲート情報取得部３２９がフラップ開通知を取得してからフラップ閉通知を取得するまでの期間である。

【0100】

〈第４実施形態による発電床システムの動作〉
本実施形態による発電床システム１Ｄの動作として、まず、利用者Ｘｅが発電床１０Ｄａ上を歩行する場合について説明する。

【0101】

図９は、発電床システム１Ｄの稼動中に、入場ゲート機６０ａ、発電床１０Ｄａ、および管理サーバ３０Ｄが実行する処理を示すシーケンス図である。

【0102】

利用者Ｘｅが入場ゲート機６０ａに近づき、自身の識別情報が格納されたＩＣカードを読み取り部６１ａにかざすと、読み取り部６１ａが近距離無線通信等によりＩＣカードから利用者Ｘｅの識別情報を取得する（Ｓ３１）。読み取り部６１ａが利用者Ｘｅの識別情報を取得すると、ゲート情報処理部６３ａが、取得した識別情報に基づいて利用者Ｘｅの入場可否を判定する（Ｓ３２）。

【0103】

ゲート情報処理部６３ａが利用者Ｘｅの入場可能と判定すると（Ｓ３２の「YES」）、フラップ６２ａが開状態になるように制御するとともに、利用者Ｘｅの識別情報およびフラップ開通知を管理サーバ３０Ｄに送信する（Ｓ３３）。管理サーバ３０Ｄでは、入場ゲート機６０ａから送信された情報を、ゲート情報取得部３２９が取得する。

【0104】

フラップ６２ａが開状態になったことで利用者ＸｅがエリアＡＲに向かって発電床１０Ｄａ上を歩行すると、発電床１０Ｄａの第１圧電素子１２により発生した床発電量を発電床制御部１３Ｄａが所定時間間隔で取得し、管理サーバ３０Ｄに送信する（Ｓ３４）。

【0105】

管理サーバ３０Ｄでは、発電床１０Ｄａから送信された床発電量の情報を、第４床発電量取得部３２２Ｄが順次取得する。第４利用者別発電量算出部３２４Ｄは、第４床発電量取得部３２２Ｄが取得した発電床１０Ｄａの床発電量を、発電床１０Ｄａに対応する入場ゲート機６０ａで識別情報を取得した利用者Ｘｅの歩行による発電量として認識し、順次積算する（Ｓ３５）。

【0106】

その後、ゲート情報処理部６３ａは、発電床１０Ｄａの発電がなくなったこと、または入場ゲート機６０ａに設置されたセンサ（図示せず）の検知情報により利用者ＸｅがエリアＡＲに入場したと判定すると（Ｓ３６の「YES」）、フラップ６２ａが閉状態になるように制御するとともに、フラップ閉通知を管理サーバ３０Ｄに送信する（Ｓ３７）。

【0107】

管理サーバ３０Ｄでは、発電床１０Ｄａから送信されたフラップ閉通知をゲート情報取得部３２９が取得する。第４利用者別発電量算出部３２４Ｄは、ゲート情報取得部３２９がフラップ開通知を取得してからフラップ閉通知を取得するまでの期間に発電床１０Ｄａで発生した発電量の積算値を、利用者Ｘｅによる発電量として算出する。

【0108】

第４利用者別発電量算出部３２４Ｄは、算出した利用者Ｘｅの発電量を、利用者別発電量記憶部３１３Ｄに記憶させる（Ｓ３８）。

【0109】

利用者Ｘｆが発電床１０Ｄｂ上を歩行して入場ゲート機６０ｂからエリアＡＲに入場する場合も、入場ゲート機６０ｂ、発電床１０Ｄｂ、管理サーバ３０Ｄにおいて同様の処理が実行され、利用者Ｘｆによる発電量が算出され、記憶される。

【0110】

以上の第４実施形態によれば、複数の入場ゲート機にそれぞれ対応する発電床で発生した発電量を、各入場ゲート機で識別情報を取得した利用者の歩行による発電量として認識することで、利用者ごとの発電量を精度良く把握することができる。

【0111】

上述した第４実施形態の変形例として、図１０に示すように、入場ゲート機６０ａのフラップ６２ａ手前に設置される発電床と、入場ゲート機６０ｂのフラップ６２ｂ手前に設置される発電床とを、大型発電床１０ＤＬ内の一部の発電床部分１０１、１０２で構成してもよい。

【0112】

この場合、大型発電床１０ＤＬの発電床制御部１３ＤＬは、第１圧電素子１２－１～１２－ｎにより発生した発電量を取得し、該当する第１圧電素子１２の位置情報とともに管理サーバ３０Ｄに送信する。

【0113】

管理サーバ３０Ｄの第４利用者別発電量算出部３２４Ｄは、入場ゲート機６０ａと大型発電床１０ＤＬ上の発電床部分１０１との対応情報、および入場ゲート機６０ｂと発電床部分１０２との対応情報を予め保持する。そして第４利用者別発電量算出部３２４Ｄは、所定の入場ゲート機で利用者の識別情報を取得してから所定期間内に、対応する発電床部分で発生した発電量を、該当する利用者による発電量として算出する。

【0114】

具体的には、第４利用者別発電量算出部３２４Ｄは、入場ゲート機６０ａで利用者Ｘｅの識別情報を取得してから所定期間内に発電床部分１０１で発生した発電量を、利用者Ｘｅによる発電量として算出する。また第４利用者別発電量算出部３２４Ｄは、入場ゲート機６０ｂで利用者Ｘｆの識別情報を取得してから所定期間内に発電床部分１０２で発生した発電量を、利用者Ｘｆによる発電量として算出する。

【0115】

このように発電床システム１Ｄを構成することで、１つの大型の発電床上を複数の利用者が歩行する場合にも、対応する入場ゲート機に応じて利用者ごとの発電量を算出することができる。

【符号の説明】

【0116】

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 発電床システム
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄａ、１０Ｄｂ 発電床
１０ＤＬ 大型発電床
１１ 床本体
１２、１２－１～１２－ｎ 第１圧電素子
１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄａ、１３Ｄｂ、１３ＤＬ 発電床制御部
２０ａ、２０ｂ 情報処理媒体
２１ａ、２１ｂ 第２圧電素子
２２ａ、２２ｂ 無線通信器
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ 管理サーバ
３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄ 記憶部
３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ ＣＰＵ
４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ 利用者端末
５０ａ、５０ｂ ビーコン受信器
６０ａ、６０ｂ 入場ゲート機
６１ａ 読み取り部
６２ａ、６２ｂ フラップ
６３ａ、６３ｂ ゲート情報処理部
１０１、１０２ 発電床部分
３１１ 履物発電量記憶部
３１２ 床発電量記憶部
３１３Ｂ、３１３Ｃ、３１３Ｄ 利用者別発電量記憶部
３２１ 履物発電量取得部
３２２Ａ 第１床発電量取得部
３２２Ｂ 第２床発電量取得部
３２２Ｃ 第３床発電量取得部
３２２Ｄ 第４床発電量取得部
３２３ 発電量割合算出部
３２４Ａ 第１利用者別発電量算出部
３２４Ｂ 第２利用者別発電量算出部
３２４Ｃ 第３利用者別発電量算出部
３２４Ｄ 第４利用者別発電量算出部
３２６ 端末距離取得部
３２７ 利用者位置取得部
３２８ 領域分類部
３２９ ゲート情報取得部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】