特表 2024-508537 足と支持面との間の力を検出するためのセンサー装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-27

(54)【発明の名称】足と支持面との間の力を検出するためのセンサー装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/11 20060101AFI20240219BHJP

   A43B 3/44 20220101ALI20240219BHJP

【ＦＩ】

A61B5/11 230

A43B3/44

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023553637

(86)(22)【出願日】2022-03-04

(85)【翻訳文提出日】2023-11-02

(86)【国際出願番号】 EP2022055563

(87)【国際公開番号】W WO2022184900

(87)【国際公開日】2022-09-09

(31)【優先権主張番号】21160900.3

(32)【優先日】2021-03-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521485542

【氏名又は名称】エムシージー モーション キャプチャー ゲーエムベーハー

(71)【出願人】

【識別番号】521485531

【氏名又は名称】センモーション ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】フォス，ハルトムート

(72)【発明者】

【氏名】エルテルト，トーマス

(72)【発明者】

【氏名】クウィアテク，アンドレ

【テーマコード（参考）】

4C038

4F050

【Ｆターム（参考）】

4C038VA04

4C038VA12

4C038VB14

4F050BA33

4F050GA30

(57)【要約】

本発明は、足と支持面との間の力を検出するためのセンサー装置（１００）を提供する。センサー装置は、向上した耐久性をもつ一方で、正確な力測定を可能にする。センサー装置（１００）は、キャリア（１１０）によって形成された少なくとも実質的に共通の平面に、個別の要素として配置されている、複数の箔状のセンサー素子（１２０）と、複数のパッド要素（１３０）であって、前記パッド要素（１３０）の数は前記センサー素子（１２０）の数に対応し、前記パッド要素（１３０）は、前記複数のパッド要素（１３０）のそれぞれ１つの面積範囲が前記複数のセンサー素子（１２０）の対応する１つの面積範囲と少なくとも部分的に重なるように、個別の要素として配置されている、複数のパッド要素（１３０）とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

足と支持面との間の力を検出するためのセンサー装置（１００）であって、
キャリア（１１０）によって形成された少なくとも実質的に共通の平面に、個別の要素として配置されている、複数の箔状のセンサー素子（１２０）と、
複数のパッド要素（１３０）であって、前記パッド要素（１３０）の数は前記センサー素子（１２０）の数に対応し、前記パッド要素（１３０）は、前記複数のパッド要素（１３０）のそれぞれ１つの面積範囲が前記複数のセンサー素子（１２０）の対応する１つの面積範囲と少なくとも部分的に重なるように、個別の要素として配置されている、複数のパッド要素（１３０）とを備える、センサー装置（１００）。

【請求項2】

請求項１に記載のセンサー装置（１００）であって、前記複数のパッド要素のちょうど１つが、前記複数のセンサー素子のちょうど１つに割り当てられている、センサー装置（１００）。

【請求項3】

請求項１または２に記載のセンサー装置（１００）であって、前記複数のセンサー素子のそれぞれは、前記複数のパッド要素のうちの割り当てられた１つと一緒に、前記複数のセンサー素子のうちの他の素子およびそれらの割り当てられたパッド要素に対して独立するように配置されている、センサー装置（１００）。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載のセンサー装置（１００）であって、前記複数のパッド要素と前記複数のセンサー素子とは、少なくとも部分的におよび各セクションでの少なくとも一方で互いに取り付けられている、センサー装置（１００）。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載のセンサー装置（１００）であって、前記複数のパッド要素（１３０）のそれぞれ１つは、前記キャリア（１１０）のうちの前記支持面に対向する面に貼付されている、センサー装置（１００）。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載のセンサー装置（１００）であって、前記複数のパッド要素（１３０）の材料は、少なくとも弾性またはゴム弾性の特性を有する、センサー装置（１００）。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載のセンサー装置（１００）であって、前記複数のパッド要素（１３０）の前記材料は、ショアＡ硬度が１０から６０の範囲、好ましくは２０から５０の範囲、さらに好ましくは２５から４５の範囲、さらにもっと好ましくは３０から４０の範囲にあり、最も好ましくは３５である、センサー装置（１００）。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載のセンサー装置（１００）であって、前記複数のセンサー素子（１２０）の前記数および前記複数のパッド要素（１３０）の前記数の少なくとも一方は、３と３０との間、好ましくは１３と１８との間、最も好ましくは１５または１６である、センサー装置（１００）。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか１項に記載のセンサー装置（１００）であって、前記キャリア（１１０）は少なくとも１つの箔によって形成されている、センサー装置（１００）。

【請求項10】

シューズ用のソール装置（１０）であって、請求項１から９のいずれか１項に記載のセンサー装置（１００）と、少なくとも１つのソール要素（２００、３００）とを備え、前記センサー装置（１００）と前記少なくとも１つのソール要素（２００、３００）とは、互いに対して浮くように配置されている、ソール装置（１０）。

【請求項11】

請求項１０に記載のソール装置であって、前記少なくとも１つのソール要素（２００）はカバーソールを備え、前記カバーソールは、前記センサー装置（１００）に対して浮くように配置されており、前記センサー装置（１００）の複数のパッド要素（１３０）の材料よりもショアＡ硬度が高い材料から作製されている、ソール装置。

【請求項12】

請求項１０または１１に記載のソール装置であって、前記少なくとも１つのソール要素（３００）はインソールを備え、前記インソールは、前記センサー装置の複数のパッド要素の材料よりもショアＡ硬度が高い材料から作製されている、ソール装置。

【請求項13】

足と支持面との間の力を検出するための検出システム（１）であって、
シューズ（６００）と、
請求項１から９のいずれか１項に記載のセンサー装置（１００）を備える、請求項１０から１２のいずれか１項に記載のソール装置（１０）と
前記センサー装置（１００）に接続された電源装置（４００）と、
前記センサー装置（１００）に接続された評価回路（５００）と
を備え、
前記電源装置（４００）および前記評価回路（６００）は、前記シューズ（６００）および前記ソール装置（１０）の少なくとも一方の、少なくとも１つのソール要素の材料凹部に収容されている、検出システム（１）。

【請求項14】

請求項１３に記載の検出システムであって、前記評価回路（５００）は、前記センサー装置（１００）の複数のセンサー素子（１２０）を通して検出される力の合計を計算することによって体重計として動作するように構成されている、検出システム。

【請求項15】

センサー装置（１００）を提供するための方法であって、前記センサー装置（１００）は、足と支持面との間の力を検出するように構成されており、前記方法は、
キャリア（１１０）によって形成された少なくとも実質的に共通の平面に、個別の要素として、複数の箔状のセンサー素子（１２０）を配置すること（Ｓ１）と、
複数のパッド要素（１３０）を配置すること（Ｓ２）であって、前記パッド要素（１３０）の数は前記センサー素子（１２０）の数に対応し、前記複数のパッド要素（１３０）のそれぞれ１つの面積範囲が前記複数のセンサー素子（１２０）の対応する１つの面積範囲と少なくとも部分的に重なるように、個別の要素として配置すること（Ｓ２）とを含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スポーツ医学および歩行分析の少なくとも一方の分野に関し、詳細には、足と支持面との間の力を検出するためのセンサー装置に関する。さらに、本発明は、シューズ用のソール装置と、足と支持面との間の力を検出するための検出システムと、センサー装置を提供するための方法とに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、スポーツ医学、歩行分析などでは、歩行、ウォーキング中に発生する力、例えば地面反力を可能な限り正確に測定してそこから歩行を判定するべきであるという用途がある。そのために、発生する力を測定するためにシューズにセンサー装置を利用することができる。測定の所望の正確さに応じて、センサー装置は複数のセンサー素子を含むことができる。

【0003】

センサー素子は、シューズ内で、例えば、ポリマーフォームに埋め込まれている場合がある。フォームに埋め込まれていると、センサー装置に機械的応力が生じることがある。というのは、フォームが例えばせん断応力または引張応力などを引き起こし、それが複数のセンサー素子のセンサーフィルム層および複数のセンサー素子に接続されたワイヤーの少なくとも一方に機械的に応力をかけるからである。さらに、フォームは、センサー装置に比較的非線形のセンサー特性を引き起こし、これはセンサー信号処理の間に考慮に入れる必要があり、そのため、演算集約的であり機能が複雑な、較正および補償の少なくとも一方が必要になる可能性がある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

したがって、センサー装置をシューズに組み込むための改善された手段を提供する必要がある場合がある。本発明の一目的は、耐久性および正確な力測定の少なくとも一方を提供する、シューズに利用可能なセンサー装置を提供することである。

【0005】

その目的は独立請求項の主題によって達成され、さらなる実施形態は従属請求項に定義されている。

【0006】

第１の態様では、足と支持面との間の少なくとも１つの力を検出するためのセンサー装置が提供される。センサー装置は、移動歩行分析などのために構成することができる。センサー装置は、キャリアによって形成された少なくとも実質的に共通の平面に、個別の要素として配置されている、複数の箔状のセンサー素子を備える。さらに、センサー装置は、複数のパッド要素と、パッド要素の数に対応する複数のセンサー素子とを備える。また、複数のパッド要素のそれぞれ1つの面積範囲が複数のセンサー素子の対応する1つの面積範囲と少なくとも部分的に重なるように、個別の要素として配置されている。

【0007】

このように、センサー素子をフォームに埋め込むのとは対照的に、パッド要素は、センサー素子を完全に取り囲む代わりに、複数のセンサー素子のそれぞれ１つの面だけをカバーする。これにより、張力およびせん断力の少なくとも一方の影響が少なくとも軽減されるため、センサー素子への機械的応力を軽減させることができ、そうすることで、耐久性が向上する。さらに、ワイヤーがパッド要素の周りを通ることができるため、センサー素子に接続されたワイヤーへの機械的応力を軽減できる。さらに、パッド要素が個別に配置されていると、フォームに埋め込まれているときよりも力の消失および反動の少なくとも一方が直接的であるため、フォームに埋め込まれているときに、特にフォームが同時に複数のセンサー素子を埋め込んでいるときにできるよりも、検出される力の割合が高くなる。その結果、第１の態様のセンサー装置は正確な力測定を提供する。フォームはその装置および材料特性の少なくとも一方によって非線形に挙動するが、複数のパッド要素の装置および材料特性の少なくとも一方は、非線形の信号特性の較正および補償の少なくとも一方に関する労力を軽減できる。

【0008】

本明細書で用いるように、箔状のセンサー素子は、力感知抵抗器（ＦＳＲ）技術、または箔と導電性材料および半導体材料の少なくとも一方との任意の他の種類の層装置を利用でき、足が床面を打つときに発生する力を示すセンサー信号を生成するように構成できる。

【0009】

例えば、センサー素子は、非導電性のキャリア箔および第１の層の長手方向に沿って少なくとも部分的に延び導電性領域と接触する第１の半導体層を備える、第１の層と、複数の導電性セクションを備える層と、少なくとも１つの電気接続領域と、非導電性のキャリア箔および第２の層の長手方向に沿って少なくとも部分的に延びる第２の半導体層を備える、第２の層と、を備えることができ、少なくとも１つの電気接続領域は、第１および第２の層の一方の半導体層と接触し、電気エネルギー源に接続されるように適合されており、第１の半導体層および第２の半導体層は、互いからある距離の位置に配置されており、センサー素子に加えられる力に応じて互いに選択的に接触するように適合され、そうすることで、センサー素子の抵抗値が変更される。

【0010】

さらに、センサー装置の各センサー素子は、加えられる力によって引き起こされる荷重条件に従って変化し得る割り当て信号を出力するように構成することができる。第１の層および第２の層の少なくとも一方のキャリア箔は、ポリエステルなどの適切なプラスチックから形成でき、厚さが約５０～１５０ミクロン（μｍ）、好ましくは約８０～１２０μｍ、好ましくは約１００μｍでよい。第１の半導体層および第２の半導体層の少なくとも一方は、インクとして、具体的にはカーボンインクとして形成されてよい。導電性領域は、銀含有インクまたは銀インクなどの導電性インクによって形成できる。導電性領域は、電気回路への接続として働くことができ、さらに、第１の層と第２の層との間に配置できる炭素中間層の導体およびコネクターとして働くことができる。その炭素層は、表面ならびに混合物によって判定され得る、既定の電気抵抗を有することができる。その表面の抵抗は用途に応じて選択することができる。銀は導電性がグラファイトよりも高く、そのことが、例えば、抵抗、特に入力インピーダンスを有意に低下させる。センサー素子のさらなる詳細および実施形態の少なくとも一方について、国際公開第２０２０／２２４９３７（Ａ１）号が参照され、その文献の内容は全体が本明細書に組み込まれる。パッド要素は、インソール等のシューズの隣接部分に力を導入するように構成された、ある種のスタンプと理解することもできる。好ましくは、パッド要素は、関連するセンサー素子の平坦面とだけ接触し、その平坦面は箔の表面によって形成することができる。パッド要素は、例えば、プレート形状、直方体形状などでよく、平坦面は、実質的に、割り当てられたセンサー素子に対応する平坦面のサイズまたは面積を有する。個別に配置されることは、パッド要素が互いにまったく接続されていないか、または単一のパッド要素の間で力をほぼ伝達できない程度に少なくとも非常に弱く接続されているだけであると理解できる。

【0011】

本明細書で用いるように、複数のパッド要素のそれぞれ１つと、複数のセンサー素子の対応する１つ、すなわち割り当てられた１つとが重なることは、力が加えられる方向に対するものでよい。好ましくは、互いに対向するパッド要素およびセンサー素子の表面は、（本質的に）同じであるおよび（本質的に）同じ表面積を有する、の少なくとも一方でよい。

【0012】

好ましくは、センサー素子の数およびセンサー素子の少なくとも一方はｎでよく、ここで、ｎは２以上の整数である。言い換えれば、センサー装置は複数のセンサー素子を備えることができる。それらは、測定される力の正確な測定を実現するようにキャリアが幾何学的に適合される仮想の足表面全体に、分布するように配置できる。センサー装置はセンサーアレイと称されることもある。

【0013】

さらに、個別のパッド要素は個別のセンサー素子に取り付けることができる。

【0014】

一実施形態によれば、複数のパッド要素のちょうど1つを、複数のセンサー素子のちょうど1つに割り当てることができる。言い換えれば、単一のセンサー素子が単一のパッド要素に取り付けられている。このように、パッド要素は、互いに全く接続されず、単一のセンサー素子とだけ相互作用し、そのため、特に正確な力測定が可能である。さらに、単一のパッド要素は、単一のセンサー素子およびセンサー素子に接続するワイヤーまたは配線の少なくとも一方に、機械的応力を加えることはほぼない。

【0015】

一実施形態では、複数のセンサー素子のそれぞれは、複数のパッド要素のうちの割り当てられた1つと一緒に、複数のセンサー素子のうちの他の素子およびそれらの割り当てられたパッド要素に対して独立するように配置されるとよい。このように、パッド要素は、互いに全く接続されず、単一のセンサー素子とだけ相互作用する。さらに、このように、パッド要素は、センサー素子に接続するワイヤーまたは配線に機械的応力を加えることがない。

【0016】

一実施形態によれば、複数のパッド要素と複数のセンサー素子とは、少なくとも部分的におよび各セクションでの少なくとも一方で互いに取り付けられているとよい。これは、複数のパッド要素のそれぞれ１つと複数のセンサー素子の対応する１つとを互いに固定するのに適切な任意のタイプのロックでよい。例えば、取り付けは、接着剤等を使用することによる材料ロックなど、または例えば凸部と凹部との相互作用による形状嵌めなどでよい。これは、パッド要素がセンサー素子に対してずれることまたは動くことを阻止し、その逆も同様である。

【0017】

一実施形態では、複数のパッド要素のそれぞれ１つは、キャリアのうちの支持面に対向する面に貼付されているとよい。例えば、センサー装置またはセンサー素子のうちの足に対向する面が上側である場合は、パッド要素はその底側に配置することができる。代替的に、センサー装置またはセンサー素子のうちの足に対向する面が底側である場合は、パッド要素はその上側に配置することができる。そのことは、センサー素子に効果的に力が加えられることを可能にする。

【0018】

一実施形態によれば、複数のパッド要素の材料は、少なくとも弾性またはゴム弾性の特性を有するとよい。例えば、材料はゴムまたはシリコンなどでよい。これは高い耐久性をもたらす。さらに、力測定信号へのパッド要素の影響を推定することができる。

【0019】

一実施形態では、複数のパッド要素の材料は、ショアＡ硬度が１０から６０の範囲、好ましくは２０から５０の範囲、さらに好ましくは２５から４５の範囲、さらにもっと好ましくは３０から４０の範囲にあり、最も好ましくは３５であるとよい。そのことが、材料を可撓、稠密、かつ頑強にする。これは高い耐久性をもたらす。さらに、力測定信号へのパッド要素の影響を推定することができる。

【0020】

一実施形態によれば、複数のセンサー素子の数および複数のパッド要素の数の少なくとも一方は、２と３０との間、または３と３０との間、好ましくは１３と１８との間にあり、最も好ましくは１５または１６がよい。それらは、測定される力の正確な測定を実現するようにキャリアが幾何学的に適合される、仮想の足表面全体に分布するように配置できる。そのことによって、センサー装置は、センサー装置の複数のセンサー素子を通して検出される力の合計を計算することで体重計として機能するように情報を提供することができる。さらに、複数のセンサー素子および複数のパッド要素の少なくとも一方は、足の中間領域およびヒール領域において、指に似せることができる、足の長手方向に延びる複数の別々のトラック上でつま先の方向に配置できる。

【0021】

一実施形態では、パッド要素の材料厚さは、約１ｍｍと１０ｍｍとの間、好ましくは約１ｍｍと８ｍｍとの間、より好ましくは約２ｍｍと５ｍｍとの間にあり、最も好ましくは３ｍｍと４ｍｍとの間にある。

【0022】

一実施形態では、キャリアは少なくとも１つの箔によって形成されている。ワイヤーは、箔に埋め込まれるか、モールド成型されるか、またはプリントされてよい。さらに、箔は複数層状でよい。

【0023】

一実施形態によれば、複数のセンサー素子は境界によって囲まれてよく、その境界の厚さは、センサー素子に加えられる力の方向について、複数のパッド要素の厚さ以下である。境界の材料は、複数のパッド要素と同じでよい。このように、センサー装置上に配置できるカバーソールの、例えばインソールの方向における座屈は、少なくとも最小限に抑えることができる。

【0024】

第２の態様によれば、シューズ用のソール装置が提供されている。ソール装置は第１態様によるセンサー装置と、少なくとも１つのソール要素を備える。センサー装置と少なくとも１つのソール要素とは、互いに対して浮くように配置されている。

【0025】

浮くような配置によって、センサー装置およびセンサー素子の少なくとも一方の１つまたは複数の箔は、荷重下でたわむ可能性が最大になり、すなわち、高い滑りダイナミクスを有する。言い換えれば、カバーソールおよび足の少なくとも一方が、センサー装置上で「浮く」。その結果、足／シューズの動きは、センサー装置およびセンサー素子の少なくとも一方の１つまたは複数の箔、およびセンサー素子に接続しているワイヤーまたは配線の少なくとも一方に、有意の張力を引き起こさない。これは高い耐久性をもたらす。

【0026】

シューズは、スポーツシューズ、ランニングシューズ、ウォーキングシューズ、ビジネスシューズなどでよい。

【0027】

一実施形態では、センサー装置のキャリアおよび少なくとも１つのソール要素は、各パッド要素によって形成された層によって本質的に離間配置でき、好ましくは、キャリアと少なくとも１つのソール要素との間の空間は、約１ｍｍと１０ｍｍとの間、好ましくは約１ｍｍと８ｍｍとの間、より好ましくは約２ｍｍと５ｍｍとの間にあり、最も好ましくは３ｍｍと４ｍｍとの間でよい。

【0028】

一実施形態によれば、少なくとも１つのソール要素は、上側ソールとも呼ばれるカバーソールを備え、そのカバーソールは、センサー装置に対して浮くように配置され、センサー装置の複数のパッド要素の材料よりもショアＡ硬度が高い材料から作製されている、のがよい。ショアＡ硬度は、少なくとも６０、好ましくは９０と１００との間、最も好ましくは９５でよい。したがって、足は、カバーソール上に置かれ、体重、すなわち各センサー素子によって測定される力の総和は、専ら複数のセンサー素子および複数のパッド要素を介して伝達される。

【0029】

一実施形態では、少なくとも１つのソール要素は、下側ソールとも呼ばれるインソールを備え、そのインソールは、センサー装置の複数のパッド要素よりもショアＡ硬度が高い材料から作製されている、のがよい。ショアＡ硬度は、少なくとも６０、好ましくは９０と１００との間、最も好ましくは９５でよい。

【0030】

好ましくは、カバーソールおよびインソールの少なくとも一方は、センサー装置の表面範囲に対応する表面範囲を有してよい。その表面は、わずかに長くてよいが、幅が広すぎるかまたはソールが長すぎることで力の一部がシューズの側壁に伝達されることを避けるべきである。

【0031】

一実施形態では、カバーソールならびに下側ソールは、センサー装置の表面範囲よりもわずかに大きい表面範囲を有することができ、カバーソールの表面範囲は、下側ソールの表面範囲よりもわずかに大きいことが好ましい。

【0032】

一実施形態によれば、複数のパッド要素の少なくとも一部分は、材料ロックによってインソールに接続されてよい。代替的または付加的に、複数のパッド要素の少なくとも一部分は、インソールにモールド成型されてよい。このように、複数のパッド要素およびセンサー装置の少なくとも一方は、一方の面で固定されてよく、反対側の面はカバーソールと共に浮いている。これは高い耐久性をもたらす。

【0033】

第３の態様によれば、足と支持面との間の力を検出するための検出システムが提供される。本システムは、シューズと、第１の態様によるセンサー装置を備える第２の態様によるソール装置とを備える。さらに、本システムは、センサー装置に接続された電源装置と、センサー装置に接続された評価回路とを備える。そのシステムによれば、電源装置および評価回路の少なくとも一方は、シューズおよびソール装置の少なくとも１つのソール要素の少なくとも一方の材料凹部に収容される。

【0034】

このように、耐久性および正確な力測定の少なくとも一方を提供する、シューズに利用されるシステムが提供される。さらに、材料凹部に電源装置および評価回路の少なくとも一方を収容すると、ソール装置をシューズに固定し易くなる。

【0035】

一実施形態では、評価回路は、センサー装置の複数のセンサー素子を通して検出される力の合計を計算することによって体重計として動作するように構成されている。上記で説明したセンサー装置は、複数のセンサー素子のそれぞれを介して正確な力測定をもたらすことができる。個別のセンサー信号または値を足し合わせると、体重の力の合計をもたらすかまたは合計そのものになる。そのために、評価回路は、複数のセンサー素子のセンサー信号を処理するように構成することができる。体重の計算は、評価回路および外部の評価ソフトウェアの少なくとも一方などによって行うことができる。

【0036】

第４の態様によれば、センサー装置を提供するための方法を定める。センサー装置は、足と支持面との間の力を検出するように構成されている。その方法は、キャリアによって形成された少なくとも実質的に共通の平面に、個別の要素として複数の箔状のセンサー素子を配置することと、複数のパッド要素を配置することであって、パッド要素の数は前記センサー素子の数に対応し、複数のパッド要素のそれぞれ１つの面積範囲が複数のセンサー素子の対応する１つの面積範囲と少なくとも部分的に重なるように、個別の要素として配置すること、とを含む。

【0037】

関係する態様とは関係なく、上述の実施形態を互いに組み合わせてよいことに留意されたい。したがって、本方法は他の態様の装置の構造的特徴と組み合わせてよく、同様に、第１の態様、第２の態様、および第３の態様の装置を互いの特徴と組み合わせてよく、第４の態様による方法に関して上記に記載した特徴と組み合わせてもよい。

【0038】

本発明のこれらのおよび他の態様は、本明細書で以下に記載する実施形態から明らかになり、それらを参照することで解明される。

【0039】

本発明の例示的な実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1】一実施形態によるセンサー装置を上面斜視図に示す。

【0041】

【図2】一実施形態によるセンサー装置を底面斜視図に示す。

【0042】

【図3】一実施形態によるセンサー装置およびソール装置を断面図に示す。

【0043】

【図4】一実施形態によるセンサー装置、ソール装置、および検出システムを断面図に示す。

【0044】

【図5】一実施形態によるセンサー装置、ソール装置、および検出システムを断面図に示す。

【0045】

【図6】一実施形態による方法をフローチャートに示す。

【発明を実施するための形態】

【0046】

図１は、例示的な実施形態による、センサーアレイと称されることもある、足と支持面との間の力を検出するように構成されたセンサー装置１００を斜視上面図に示す。測定される力は、地面反力と称されることもある。

【0047】

センサー装置１００はキャリア１１０を備える。キャリア１１０は、箔またはラミネートでよい。

【0048】

さらに、センサー装置１００は、キャリア１１０によって形成された少なくとも実質的に共通の平面に、個別の要素として配置されている、複数の箔状のセンサー素子１２０を備える。複数のセンサー素子１２０は、ＦＳＲセンサー、または圧縮力を測定するように構成された、箔、導電性要素、非導電性要素、および半導体要素の少なくとも１つの別の装置でよい。センサー素子１２０の数は、２と３０との間、または３と３０との間、好ましくは１３と１８との間にあり、最も好ましくは１５または１６である。図１に示す例示的な実施形態において、センサー素子１２０の数は１６である。図１によれば、センサー素子１２０は、キャリア１１０によって画定された平面全体に分散するように配置されている。

【0049】

センサー装置１００はさらに、複数のパッド要素１３０を備える。パッド要素１３０の数は、センサー素子１２０の数に対応する。したがって、パッド要素１３０の数は、２と３０との間、または３と３０との間、好ましくは１３と１８との間にあり、最も好ましくは１５または１６である。図１に示す例示的な実施形態において、パッド要素１３０の数は１６である。さらに、複数のパッド要素１３０は、複数のパッド要素のそれぞれ１つの面積範囲が複数のセンサー素子の対応する１つの面積範囲と少なくとも部分的に重なるように、個別の要素として配置されている。言い換えれば、複数のパッド要素１３０のちょうど１つが、複数のセンサー素子１２０のちょうど１つに割り当てられる。図１によれば、複数のセンサー素子１２０のそれぞれは、複数のパッド要素１３０の割り当てられた１つと一緒に、複数のセンサー素子１２０のうちの他の素子およびそれらの割り当てられたパッド要素１３０に対して独立するように配置されている。したがって、個別のパッド要素１３０の周りに、ワイヤーまたは配線（図示せず）を敷設するための空間がある。複数のパッド要素１３０の材料は、少なくとも弾性またはゴム弾性の特性を有する。好ましくは、複数のパッド要素の材料は、ショアＡ硬度が１０から６０の範囲、好ましくは２０から５０の範囲、さらに好ましくは２５から４５の範囲、さらにもっと好ましくは３０から４０の範囲にあり、最も好ましくは３５でよい。

【0050】

図１によれば、複数のセンサー素子１２０と複数のパッド要素１３０とは、互いに上下に配置されている。好ましくは、互いに対向する複数のパッド要素１３０のそれぞれ１つおよびセンサー素子１２０のそれぞれ１つの表面積は、互いに一致するかまたは少なくともほぼ同じサイズである。

【0051】

好ましくは、複数のパッド要素１３０と複数のセンサー素子１２０とは、少なくとも部分的におよび各セクションでの少なくとも一方で互いに取り付けられている。例えば、接着剤等を使用することによる材料ロック、または形状ロックなど、適切なロック装置が提供され得る。

【0052】

図１によれば、複数のパッド要素１３０のそれぞれ１つは、キャリアのうちの支持面に対向する面および複数のセンサー素子の対応する１つの少なくとも一方に貼付されている。

【0053】

図２は、センサー装置１００のさらなる例示的な実施形態を斜視底面図に示す。したがって、複数のセンサー素子１２０および複数のパッド要素１３０の少なくとも一方は、境界１４０によって囲まれていてよく、境界１４０の厚さは、センサー素子１２０に加えられる力の方向について、複数のパッド要素１３０の厚さ以下である。境界１４０の材料は、複数のパッド要素１３０と同じでよく、または少なくとも同様の材料特性を有してよい。さらに、少なくとも弾性またはゴム弾性の特性を有する複数のパッド要素１３０の材料は、ショアＡ硬度が１０から６０の範囲、好ましくは２０から５０の範囲、さらに好ましくは２５から４５の範囲、さらにもっと好ましくは３０から４０の範囲にあり、最も好ましくは３５である。

【0054】

図３は、上述の実施形態の１つまたは複数によるセンサー装置１００を断面図に示す。図によれば、センサー装置１００はソール装置１０の一部である。したがって、シューズに利用されるように構成されたソール装置１は、センサー装置１００と、少なくとも１つのソール要素２００、３００とを備える。図３の例示的な実施形態において、第１のソール要素２００は、カバーソール、すなわち上側のソールを備えるかまたは形成し、センサー装置１００に対して浮くように配置されている。さらに、ソール要素２００は、センサー装置１００の複数のパッド要素１３０の材料よりもショアＡ硬度が高い材料から作製されてよい。さらに、第２のソール要素３００は、インソール、すなわち下側のソールを備えるかまたは形成する。第２のソール要素３００は、センサー装置１００の複数のパッド要素１３０の材料よりもショアＡ硬度が高い材料から作製されてよい。

【0055】

図３によれば、力Ｆは、矢印で示された方向に加えられてよい。その方向では、複数のパッド要素１３０のそれぞれ１つの面積範囲が、複数のセンサー素子１２０の対応する１つの面積範囲と少なくとも部分的に重なっている。さらに、複数のパッド要素１３０と複数のセンサー素子１２０とは、互いに上下に配置されている。第１のソール要素２００、すなわちカバーソールは、センサー装置１００上に、すなわちその上方に浮くように配置されている。第２のソール要素３００は、複数のパッド要素１３０を保持および支持の少なくとも一方を行い、したがって、センサー装置１００の下方に配置されている。

【0056】

さらに、図３は、センサー装置１００に接続された電源装置４００と、センサー装置１００に接続された評価回路５００とを示す。評価回路５００は、複数のセンサー素子１２０の信号を評価するように構成されている。

【0057】

図４は、上述の実施形態の１つまたは複数によるセンサー装置１００を断面図に示す。図によれば、センサー装置１００は、足と支持面との間の力を検出するための、ソール装置１０および検出システム１の少なくとも一方の一部である。検出システム１は、シューズ６００と、ソール装置１０とを備え、ソール装置１０はセンサー装置１００を備える。さらに、検出システム１は、電源装置４００と評価回路５００とを備える。図４によれば、電源装置４００および評価回路５００は、シューズ６００およびソール装置の少なくとも一方の、少なくとも１つのソール要素材料の凹部に収容されている。

【0058】

さらに、図４によれば、パッド要素１３０の少なくともいくつかまたはすべては、図４に参照符号Ａで示されているように、複数のセンサー素子１２０の対応する１つに取り付けられている。取り付けは、接着剤等を使用することによる材料ロックによって行われてよい。代替的または付加的に、取り付けは、形状ロックによって行われてよく、その形状ロックでは、パッド要素１３０のそれぞれ１つが凸部を有することができ、センサー素子１２０の対応する１つが材料凹部を有することができる。

【0059】

図５は、上述の実施形態の１つまたは複数によるセンサー装置１００、特に、図４による検出システム１を、断面図に示す。図５によれば、第１のソール要素２００、すなわちカバーソールは、シューズ６００に、好ましくはシューズ６００の側壁に密着してよく、または、接着剤等を使用することによる材料ロック等
によって、シューズ６００に、好ましくはシューズ６００の側壁に取り付けられるおよび固定される、の少なくとも一方でよい。このような取り付けまたは固定は、図５に参照符号Ｂで示されている。シューズ６００またはその側壁に密着しているか、または取り付けられているかもしくは固定されていることによって、センサー装置１００またはセンサー素子１２０が例えば汚れから保護されることが可能になる。さらに、電源装置４００または評価回路５００は、シューズ６００の材料凹部内に配置されている。

【0060】

機能の観点から、評価回路５００は、センサー装置１００の複数のセンサー素子１２０を通して検出される力の合計を計算することによって、体重計として動作するように構成できる。計算には、複数のセンサー素子１２０の個々の力を足し合わせることを含んでよい。

【0061】

図６は、上述の実施形態のいずれか１つによるセンサー装置１００を提供するための方法をフローチャートに示す。本方法は、第１のステップＳ１で、キャリア１１０によって形成された少なくとも実質的に共通の平面に、個別の要素として、複数の箔状のセンサー素子１２０を配置することを含む。本方法はさらに、第２のステップＳ２で、複数のパッド要素１３０を配置することであって、パッド要素１３０の数はセンサー素子１２０の数に対応し、複数のパッド要素１３０のそれぞれ１つの面積範囲が複数のセンサー素子１２０の対応する１つの面積範囲と少なくとも部分的に重なるように、個別の要素として配置することを含む。

【0062】

本発明の実施形態が様々な主題を参照しながら記載されていることに留意されたい。具体的には、複数の実施形態は方法タイプのクレームに関して記載されており、他の実施形態はデバイスタイプのクレームに関して記載されている。しかし、当業者であれば、先行および後続の説明から、通知がない限り、１つのタイプの主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、異なる主題に関する特徴の間の任意の組み合わせも本願によって開示されていると見なされると推測するであろう。しかし、すべての特徴を組み合わせることで、特徴を単純に足し合わせるよりも相乗効果をもたらすことができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】