JP2001526919A - 反応時間測定システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、競技者が動いたときに、加速度を検出するために、スターティングブロックやスポーツ用の台に取り付けられた配線かバッテリー（または、電池）電源による加速度計モジュールを含む反応時間測定システムを提供する。ブロックは大まかに見ると静止しているが、それはわずかな動きや機械的な振動を起こすので、加速度計は出力信号を発生する。モジュール内のフィルターや処理ユニットは反応時間や競技者がブロックを離れ始めた瞬間を規定するため、その出力信号を処理する。好まれるものとして、モジュールはスターティングブロックに取り外し可能に、かつ、固く結合し、そのプロセッサーは加速度計の信号を格納し、注釈を付ける（すなわち、外部からのスタート信号等の時間を加速度計の記録に加える）。リンクまたはコネクタは反応時間や、要求に応じて格納された信号をセントラルモニターに送信し、そこにおいて、フライングの検出の決定がなされ、記録が作られる。モジュールは個人的なトレーニング装置として使用することも可能であり、そこにおいて、走者の用意やスタートの衝撃は、反応波形として、または走者の反応時間とスタートのスピードの記録として分析される。通常のトラック競技での使用のために、個々のアドレスを持った複数のモジュールは、外部から入力された信号か、（モジュールどうし）同期しているタイミングのマークを加速度計の信号の軌跡に付け加える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （利用分野） 本発明は、競技イベントまたは練習イベントにおいて競技者の初反応またはス タート動作を評価するための装置及び方法に関する。

【０００２】 （発明の背景） 徒競走のような多数の運動競技においては、全競技者は所定の瞬間にスタート し、そして各々の成績はゴールラインを横切る順番により評価される。普通トラ ック競技においては、各ランナーは、まずスタートブロック上で「用意」の位置を取
り、ついでスタート信号、普通はスタート用ガンすなわちピストルから破裂音が発
せられたときに飛び出す。ある種の水中イベントにおいては、泳者が壁から飛び 出したり支持体上のグリップを離したりするというように、関連する配置物が存 在する。

【０００３】 各ランナーが一つのレーン及び走行路曲線に拘束される長いトラック競技の場
合、複数メーター離間して食い違いに配置される、異なる位置にてランナーをス タートさせ、外側レーンに沿ってだんだんに長くなる走行路長を補償することが 必要である。これにより、全ランナーは、全所定距離を走行後共通のゴールライン
に到達することが保証される。トラックに沿って離間したスタート位置のため、 及び音速が単位秒当りほんの約３５０メーターであるため、スタート信号が前列 のスタートブロックに達する瞬間と、後列のスタートブロックに達する瞬間との 間には１秒の１／１０に及ぶ遅延があり得る。この遅延は、種々の位置に対する 距離、したがって音声時間伝播時間を均一にするようにスタートピストルの適切 な配置により最小化できる。この固有の空間的遅延に加えて、各ランナーは、音声
を聞くのとスタートブロックから飛び出すのとの間に普通約１秒の数十分の一の
有限の反応時間を有する。さらに、レースのスタートは、極度に神経質な緊張の 時間であり、スタートピストルを聞く前にあるいはピストルが発砲されてしまう よりも前にさえランナーが飛び出すのも異常でなくない。

【０００４】 一般に、このような挙動が観察されると、誤スタートがコールされ、全ランナー は再度整列し、飛び出しの準備をしなければならない。数度の誤スタートは、ラン
ナーを失脚させる。しかしながら、スタート動作は、競争者が互いに互い違いに配
置され得る多数の異なるスタート位置にわたり広がるときに起こるから、また誤 スタートは、約１秒の何分の一時間間隔で起こるから、誤スタートはスターター またはジャッジにより単に観察されないこともあり、検出されずに進行すること もある。

【０００５】 各ランナーが飛び出す時点を正確に計時することにより誤スタートを検出する
ための特殊化装置を使用する種々の自動化システムが存在する。さらに、ある種 のトラック連盟のルールは、誤スタートをスタート信号後１００ミリ秒以内に起 こるものとして定義を成文化している。この間隔は、標準トラックに沿う最前方 位置と最後方位置間の距離と、一般に受け入れられる最小反応時間の両者に対応 する。これはまた、人間の観察者がこのようなスタートを識別できるであろうよ うな正確さにおおよそ対応する。ジャッジはまた、誤スタートをコールする際あ る種の判断力を行使する。

【０００６】 利用可能な自動化検出システムにおいて誤スタートを検出するのに使用される
一般的方法は、ランナーによりスタートブロックに掛かる力を測定するセンサを
採用し、ついで力曲線の形状を分析して、競技者が飛び出した瞬間であると考えら
れる瞬間を検出するやり方である。この瞬間は、ついでスタート信号が適用され た瞬間と比較され、競技者スタートが早すぎたかどうかを決定する。スタート信 号それ自体は、スタートピストル上の電子的トリガにより、あるいはピストルに接
近して配置されたマイクロホンでスタートショットを検出ることによって誘導さ
れる時間信号によって提供できる。曲線分析アルゴリズムにより決定されるラン
ナーのスタートの瞬間は、普通、スタートブロックに掛かる力が非常に高いスレッ
ショルドを越える時点、すなわち力が最高点に達する瞬間であると考えられる。 この形式の自動化スタート検出システムは、一般に、スタートブロックを変更する
こと、または特定形態のスタートブロックを提供することを必要とする。このス タートブロックは、全力をトラック表面に伝達する代わりに、キャリジ上に乗り、 競技者によりスタートブロックに掛かる力の全部または一部が、例えばブロック とキャリジ間に装着されえる力センサ例えばストレインゲージに伝達されるよう
に配置される。

【０００７】 この種の一つの商業的に入手可能なシステムは、後方方向に加わる力を検出す る用に力センサを適所に配置し、そして出力を分析し、競技者が約２５０ニュート
ンのスレッショルド力を加える時点を決定する。この値は、競技者が反応し、飛び
出しつつあることを指示するものとして受け入れられるに十分高い。この種の検
出プロトコルは、ランナー間にあるレベルの不均一さを導入しよう。何故ならば、
普通２４０ニュートンの力を加える高弾力状態のセット位置での競技者は、比較 的小さな緊張のシフトやスタート姿勢の僅かな調節でセンサをトリガし、他方用 意位置において１００ニュートンしか加えない他の個人は、誤スタート力スレッ ショルドを越えることなく、すなわち警報をトリガすることなく、より多くの動き
を起こすことができるからである。さらに、このシステムの商業的具体例では、ト
ラック組織、すなわち運営機関が一組の専用のスタートブロックアセンブリを購 入することが必要である。

【０００８】 類似のシステムは、 特に変更されたスタートブロックに基づく。このシステ ムはまた、スタートブロックに加わる力の変化を検出するが、競技者の反応瞬間を
決定するために異なるアルゴリズムを使用する。

【０００９】 現在使用中のさらに他のシステムは、スタートブロックを分解し、特別の負荷を
担持する後端部をブロックに取り付けることによって、種々のスタートブロック に取り付けることができる。このシステムでは、力の変化は電圧出力に変換され、
これがデジタル化される。ランナーが飛び出すとき、競技者により達成される力 の最大変化が決定され、そして、反応の瞬間、すなわち実際のスタート時間は、曲線
が最大値のスレッショルドパーセント例えば２０パーセントに達する瞬間である
と解釈される。

【００１０】 上述の各手法は、特別の専用のスターとブロック配置を必要とするか、すなわち
、ブロック及び力センサが特別のキャリジ上に支持されるか、さもなければひず み検出構造体を収容するように数種の部材より形成されるか、あるいは、既存のブ
ロックへの強制的な適合を必要とする。すなわち、適合には、ブロックの分解と、 特別の負荷を担持する後端部のブロックへの取り付けを包含する。かくして、上 述の反応時間測定システムの一つを使用するためには、使用者は既存の装置を取 り替えるか、それを大幅にカストマイズしなければならない。これらの要件は、誤
スタートを忠実に検出するようにトラックシステムを更新するためにかなり高い
資本的要件を課し、逆に、一度スタートブロック装置が取得されたならば組織がそ
れを切替えまたは交換する能力を不当に制限する。

【００１１】 一般に、スタートの瞬間は重要な瞬間である。１秒の数十分の一の反応時間は 、比較的長い間隔であり、短距離のイベントの場合、これは勝利時間と同着でない
時間との間の間隔に匹敵する。それゆえ、競技者は、彼が最大可能な速度でブロッ
クを離れることを可能にする位置を取り、スタートが最小の反応時間をもってか つ誤スタートなしに信頼性をもって達成されるように彼のスタート技術を完成さ
せることが重要である。しかしながら、スタート技術を練習することは厄介な動 作シーケンスを包含し、普通コーチによる綿密な観察を必要とする。かくして、競
技者の能力の多くの側面と異なり、スタート反応は一人での練習では叩き込めな い。競技者のスタートは、上述のシステムにより実際の競技中に客観的に測定で きるが、この種の装置それ自体は、運動競技者が自分の反応時間を改善するために
個々のトレーニング及び普段の使用に供するには使い勝手がよくなさ過ぎる。

【００１２】 それゆえ、多様な既存のスタートブロックに簡単に適用できる反応時間検出シ ステムを提供するのが望ましかろう。

【００１３】 複数競技者系において簡単かつ信頼性をもってセットアップできる反応時間検
出システムを提供することも望ましかろう。

【００１４】 個々のトレーニングに有用な反応時間検出システムを提供することも望ましか
ろう。

【００１５】 さらに、警告能力、警報能力または信号能力の高められた反応時間検出システ ムを提供することも望ましかろう。

【００１６】 さらに、誤スタートの決定をなしかつホスト組織の記録または表示システムと 相互接続するように自動化された反応時間検出システムを提供することも望まし
かろう。

【００１７】 （発明の概要） 上述及びその他の目的は、本発明に従うと、スタートブロックまたは台板（これ
自体は従来形式である）が適所に堅固に係止され、スタート期間中１または複数 の方向に沿う加速度を検出するように加速度計がブロックに取り付けられた反応
時間測定システムで達成される。加速度計は、瞬間加速度を指示する出力信号を 発生するもので、好ましくは、スタートブロックに除去可能に適合される頑丈なブ
ロックセンサモジュール内に取り付けられるのがよい。モジュール内では、フィ ルターまたはプロセッサーが、出力信号を受信し、競技者がブロックを離れる反応
時間指示または特別の検出信号を発生するように信号を調整または処理する。好
ましい具体例においては、モジュールセンサは、従来の形式で、バヨネットまたは あり継ぎ結合のような容易に除去可能な機械的に固いまたは剛性の結合によりス
タートブロックに取り付けられる。プロセッサーは、加速度計信号トレースを処 理、記憶し、リンクまたはコネクタが中央観察または監視ステーションと通信下に
あり、プロセッサーは、これにそのレーンまたはブロックアドレスをもつ検出反応
時間データを直接送る。

【００１８】 ブロックセンサモジュールには、スタート信号及び／またはその他の時間デー タを受信するための手段とともに、スピーカーが取り付けられてもよいし、その中
に包含されてもよく、そしてスピーカーを作動するための電力増幅器、発信器また
はその他の手段が局部的な音声を発するように設けられてよく、それにより、全位
置にあるスタートブロックが、局部的または同時的に可聴スタート信号を発する
ように作動できるようになされている。トラックシステムにおいて使用するには
、各ブロックセンサは電子アドレスを有するが、これは、それぞれの具体例におい ては、そのレーン番号を指示するように最初に選択的に設定するのが好都合であ り、あるいは全部ロックが通信する中心モニターでイニシャライズ手続きを使用
してプログラム制御によりセットされる。モジュールはさらに、好ましくは、処理
ユニットにタイミング手段を備え、スタート信号を包含する期間の間記録された 加速度出力信号トレース上にスタート信号と被検出反応時間との間の間隔を指示
する処理出力を発生するのがよい。モジュールは、監視ステーションにより送ら れる質問信号に応答して、記憶された測定データを伝送し、誤スタートの決定を確
認するため実際の加速度曲線を可視的に検査でき、かつプリントアウトまたはそ
の他の方法で記録について記憶することができるようにする。ユニットは、好ま しくは、適当な時間記録(これはプロセッサーの局部的発信器またはクロックに基
づいてよい)で、競技者の検出された反応時間またはスタートの瞬間を処理、リポ
ートするように構成されるが、基準時間表示として、スタートピストル信号、及び ／または「セット」信号またはマイクロホン誘導または電気的切替えスタート線信
号のような全イベントに共通の他の初瞬間を含む。

【００１９】 この目的のため、モジュールは１または複数のタイミング信号入力ラインまた はポートを有し、これを他のブロックモジュールに連鎖させてよく、それにより全
モジュールは、共通バスまたはワイヤ対に沿って通信し、共通の時間基準を有す るようになされる。しかしながら、モジュールは、好ましくは、ブロックセンサで 直接誤スタートを検出するのでなく、外部的に提供される時間瞬間を参照して、監
視ステーションに検出された反応時間を送り、監視ステーションは、時間基準と、 他の全ブロックセンサからの反応時間を受信し、この信号をＯＲ演算して、もっと
も早い反応が検出される瞬間に高電位に移行する単一の信号を生ずる。これがＳ
ＴＡＲＴ信号後１秒の１／１０より早く起きると、誤スタートが発生したことが 決定される。誤スタートの発生時に、モニターは可聴警報を送る。モニターはま た、ブロックセンサに質問し、それらの記憶された加速度計信号トレースを受信し
、それにより包含される競技者の単一または複数の誤スタートが確認され得るよ うにする。好ましくは、モニター出力はまた、従来形式の他の計算機化競技イベ
ント計時または表示装置とインターフェース接続され、誤スタートが起こったと いう情報、原因である競技者のレーン,名前または番号を表示する。モニターは,
種々の自動化された判断を遂行する。モニターセンタ及び／または各モジュール
は、「セット」のスターター指示を示す第１の信号を受信するための手段を含んで
よく、そして好ましくは、セット信号に続くマスク時間を設定するための手段を
含むのがよい。このマスク時間においては、競技者が自己のスタンスを調節する
ときに,誤スタート信号をトリガすることなく、ブロックの比較的大きな動揺ま たは加速度が許容される。モニターはまた、「スタート」信号を受信し、スタート 信号に続く遅延または誤スタート検出期間をセットする。この期間においては、
検出されるスターは早すぎると考えられる。モニターはさらに、マスク期間の後
、ピストル発砲前の任意時点の誤スタートを記録するようにセットしてもよい。
けれども、一般に役員は、このような非常に早期の動きに対しては、自動化され
た計時検出よりも直接観察を適用することを望むかもしれない。

【００２０】 １具体例においては、ブロックセンサは、中央モニターにハードワイヤ接続さ
れており、それらセンサの反応時間の決定及び加速波形データをそれに送る。こ
の具体例においては、ブロックセンサは、通信ワイヤに沿ってパワーを受け取っ
てよく、そして共通のＳＴＡＲＴ信号を受信し、合わせて即座にその初反応時間の
決定を送信してよい。代わりの具体例においては,ブロックセンサは,その自己の
パワー源を有し、モニターユニットとワイヤレス通信で通信する。好ましいワイ
ヤレスリンクでは、放送時間を二組の交互配置の通信サブインターバルに分割す
る。第１のサブインターバル中、システムは、例えば局部的なスタートピストル音
を発生するのに使用される等時的な音声出力を発生するため可聴信号を伝送し、 第２のサブインターバル中、システムは、精密なスタートデータ記録を創生し再構
成するため、デジタル時間及び信号データをメッセージ確認とともに送受する。 好ましくは、モニターユニットは、全ブロックセンサから各位置の反応時間あるい
は任意的に全波形を他のコンピユータへアップロードするための他のシステムデ
ータインターフェース接続を含むのがよい。データ記録は、好ましくは、各記録上
にセット命令とスタートピストルの発砲の時間の指示を含むのがよい。使用者イ
ンターフェースコントロールセンタはまた、遂行されるべき競争及びレースの識 別のエントリを可能にし、ランナー反応時間のリストのヘッディングにこの情報 をプリントアウトする。

【００２１】 本発明はさらに、個人トレーニングに適合した単一モジュールシステムの具体 例を企画する。この具体例においては、パーソナルアダプターが、シアリアルポー
トにて情報を交換し、質問を送り、そして記録された加速度応答曲線を受信、表示 するように、ブロックセンサモジュールに取り付くように構成され、それにより競
技者またはコーチが、競技者のセットの姿及び離脱反応をみることができるよう にする。ブロックセンサモジュールは、システムブロックモジュールのそれと同 一である。けれども、ブロックセンサモジュールは、アドレス能力を有することを
要しない。さらに、スタートタイミング入力は、代わりに単にボイス作動インパル
スを受信してもよいし、自己スタートシステムと交換されてもよく、そしてこの場
合には、ユーザーがボタンを押し、そしてユニットそれ自体が、短い、ただし好まし
くはランダム遅延の後スタート音及び計時パルスを発する。個人のトレーニング
装置の使用のための好ましい実施形態及びプロトコルにおいては、モジュールが、
スタートブロックの反応加速度と個人の初速度の両者を測定する。これは、好ま しくは、ホトセル検出器をランナーの前、例えば１０メータのところに配置し、検 出器出力を加速度計ブロックモジュールのタイミング入力ポートに供給すること
によってなされるのがよい。モジュールプロセッサーは、ついで、反応時間及び 検出された横断時間の両者を記録し、それによりその例において達成されるスタ ートの全品質または有効速度の直接的な尺度を提供する。１具体例においては、 個人トレーニングシステムは、加速度計信号トレースを局部的に処理して、反応時
間間隔ΔＴを検出し、各誤スタートごとに可聴警報をトリガしてよい。

【００２２】 本発明のこれら、及びその他の特徴は、本発明の諸要素と、システムにおけるそ
れらの形態を例示する図面とともに以下になされる説明を参照することによって
容易に理解されよう。

【００２３】 （詳細な説明） 本発明は、本発明の反応時間ブロックセンサ（または、モジュール）１０を示
している図２への参照により最もよく理解されるだろう。モジュール１０は、図
示されているように、グランド、トラック、または他の固定建造物に固定または
固く結合したスターティングブロック１や他のスポーツ用の台（プラットホーム
）に取り付けられる。それゆえ、スターティングブロックは静止したブロック、
すなわち、実質的に不動のものである。しかしながら、出願人は、大まかな観測
において固定され、静止していても、競技者のスタート時の反応の衝撃はブロッ
ク自体のたわみ及び振動を生じさせ、これは、反応時間を正確に反映させ、ブロ
ックに支えられている競技者がそれを押す時のスタートの瞬間を決めるために出
願人が見出した方法で検出可能な加速を引き起こすことを見つけ出した。よって
、出願人は、ブロックから力を受けるために構成された手の込んだ機械的な可動
台や構造物を必要とするより、むしろ、ブロックに取り付けられた加速度計を単
に利用することでスタート時間を分析及び決定することができることに気付いた
。

【００２４】 これは、マイクロチップの加速度計をブロックに（または、ブロックの中に）
取り付け、それの出力を処理することにより、本発明の方法によって成し遂げら
れる。図２Ａに示されている一つの実施例では、例えば、ブロックに穴を開け、
（加速度計と）分離した処理回路モジュールに接続するためのプラグか端子盤コ
ネクタを備えて、その中に加速度計チップ１５をセメント付けすることにより、
ブロックの中に直接加速度計チップを取り付けている。しかしながら、好まれる
ものとしては、本発明は図２に示されているように、加速度計ユニット１５と、
ある程度の処理回路との両方を収容したセンサモジュール１０を準備し、それを
ブロック１に取り付ける。モジュール１０は、好まれるものとして、センサモジ
ュール１０をスターティングブロック１に固く付けるために、スターティングブ
ロックの結合用取り付け金具（ブラケット）２に結合する留め金か固定装置１１
によって接続する。センサモジュール１０をスターティングブロックにしっかり
と、かつ、取り外し可能に固定するために、留め金とブラケットの組み合わせは
、例えば、対応するブラケット２の受け口と共にスライドする留め金１１により
画定される、あり継ぎ状（dovetail-like）の突起やへこみにより構成されても よい。（あり継ぎの結合のための）先細りにされたくさびの結合や、２つの結合
要素の他の静止はまり（tight fit）は、緩みを持たない固い結合を確実にする ので、スターティングブロックのいかなる動作も直接にかつ直ぐにブロックセン
サ１０に伝わる。

【００２５】 図示されているように、ブロックセンサ１０はその内部に、加速度に対応する
信号出力で応答する（好まれるものとしては、固体素子の小さい感知チップであ
る）加速度計１５を収容し、さらに、その加速度計から電線１６に沿って出力信
号を受信するプロセッサー１８、及び、出力ポートかプロセッサーから出力デー
タを受信し、それを外部の接続２１へ送るための通信リンク２０を収容する。外
部の接続は配線による接続でもよいし、またはワイヤレスでもよい。以下で説明
されるいくつかの実施例では、センサブロック１０はさらに、スピーカー３０、
圧電性のブザー、または音声発生器等の音声発生モジュールを含む。バッテリー
（または、電池）か配線による電源入力線である電源１２は、プロセッサー１８
及び、加速度計１５により発生した測定信号のデジタル化、調整、処理のための
全ての補助的な回路に電力を供給する。

【００２６】 図２に図示されているように、信号入力線Ｓは、基準タイミングとして使用さ
れる１つまたは複数の外部の信号を供給する。以下でさらに詳細に説明されるが
、これらは、競技者がスタートの準備位置につく事を示すセット信号（または、
「用意（set）」信号）、及びピストルが発射されたことを示すスタート信号を 含んでもよい。この線は単純な配線による入力でもよいし、または、同じポート
または配線が、（プロセッサー１８に加速度計から配線１６に沿って受信した生
データや処理信号を伝送させるための）指示や問い合わせ信号を受信できるよう
に、撚線（twisted wire）のシリアルデータ線であってもよい。通信モジュール
２０がワイヤレスモジュールの場合、システムの入力信号線Ｓは配線の接続では
なく、通信リンクの一部であってもよい。その場合、図６との関連で以下に詳細
に説明されるプロトコルは可聴周波数のスタート音及び、プロセッサーによって
適当に扱われる正確なタイミングのデータメッセージを処理する。

【００２７】 図２に図示されているように、スターティングブロック１は、走者がＤｘで示
される矢印の方向に押し出すトラックイベントに適応している。以下での説明の
目的のために、この方向をＸ方向と考える。容易に理解されるように、走者の押
し出す力はセンサブロック１０とスターティングブロック１から成る固く結合し
た構造物に衝撃を引き起こし、それにより、（主として、ブロック１の材質の固
さとそれのグランドへの固定の制動効力によって決まる）周波数、振幅、及び減
衰の特性を持った、わずかな摂動や振動が発生するだろう。この動作はＸ方向に
加速度の成分を持つはずである。したがって、図で示されるように、加速度計１
５はＸ方向の加速に感度を持つように取り付けられ、さらに、それはブロック１
０のハウジングか、またはフランジ１１に最も直接に接した部分に、効果的に、
かつ固く結合される。しかしながら、本発明の他の側面において、出願人は、ス
ターティングブロックで検出される加速は必ずしも圧倒的にＸ方向を向くとは限
らず、例えば、主としてスタート方向Ｄｘに対して横向きの方向になることもあ
ることを発見した。この見かけ上の異常現象の物理的な原因は完全に探究されて
いないが、これは、足の位置の違い、及び多様な競技者の斜め、または、ずれの
スタートの衝撃、及び、取り付け装置、ブロック、固定具及び地面から成る力学
的な体系での衝撃の特定のモードや反射の結果であり、ブロックの幾何配置及び
固定のための装置の構造的な形状を含むいくつかの要因から生ずると考えられて
いる。最終的な影響（または、効果）は、急激なＸ方向の加速によって特徴付け
られるスタートもあれば、小さめのＸ軸の動作を呈し、垂直軸等の横方向に沿っ
た擾乱（disturbance）を示すスタートもあるとういうことである。したがって 、以下でさらに説明されように、本発明は、基本的な信号データを形成するため
に、２または３軸の加速度計を利用してもよい。しかしながら、ここでは説明の
目的のために、加速度計の信号の軌跡（または、記録）は一次元で図示される。
複数の軸の感知が実施された場合、プロセッサーは各チャンネルを別々に受信及
び処理してもよいし、その反応時間の閾値による加速の決定のために、（各チャ
ンネルを）ベクトルの大きさに組み合わせてもよいことが理解される。

【００２８】 加速度計１５はどのような形状であってもよいが、好まれるものとしては、装
置の平面に対し垂直な測定方向に沿って作用する加速への応答で周波数や位置を
変化させる、振動性または移動可能な（または、ずれることが可能な）薄膜、厚
板や、小さなプルーフ質量（proof mass）をそれに吊り下げた梁を持った、マイ
クロリソグラフィー（microlithographic）技術によって製造されるプレーナー 半導体（planar semiconductor）素子として構築される。よって、例えば、加速
度計１５は、センサモジュール１０の結合面に実質的に平行な方向を向いた平ら
なマイクロリソグラフィーチップでもよいだろう。ここでは説明の目的のために
、上述のように、加速度計１５は方向Ｘの加速の大きさに比例した電圧か、また
は、複数の軸に沿った加速を表す複数の電圧を持った出力信号を生成するために
、適当な調整用の回路を備えていると仮定する。

【００２９】 図５は、スターティングブロックに結合した加速度計１５の、使用中の、その
ような信号の典型的な例を示している。水平軸の時間の目盛は任意であるが、垂
直軸の目盛は０から３Ｇの加速に調整されている。示されているように、出力信
号は、（好まれるものとして、１秒間に数千回程度）頻繁にサンプリングされ、
回路のノイズやブロック自体の振動や構成上のノイズを含む、多様なシステムの
構成要素のノイズレベルを示す微小変動を持つ。信号は、微小なノイズレベル（
または、隣接する測定点の間の微小変動）、図の領域６２に示されている低レベ
ルの身体の振動及び加えた力に対応する（微小変動に比べ）かなり低めの周波数
の大きな変動、及び、領域６３に示されている、さらに大きな加速の領域を含む
、振幅の変動のいくつかの顕著なパターンを呈している。領域６２に示される波
形は、大きめであるが極端に大きくないこと、及び、適当な振幅（強度）で数回
繰り返される（あるいは、領域６１の微小変動で示されるノイズレベルに直ぐに
戻る）離散的な擾乱（disturbance）を持った、全体として比較的安定した様相 を持つこと、により特長付けられる。その一方で、領域６３は、例としての閾値
レベル１．５Ｇを超える大きな増大が加速度に発生し、さらに、ピーク６４に達
した後に降下し、加えた力が初期の鋭い構造的または振動性の衝撃を起こしてい
る事を示している。その後に、（必ずしも発生するとは限らないが）スターティ
ングブロック装置の残余の振動による、１つまたは複数の同様なピーク６５、６
６が、一般に、減衰する振幅と共に発生する。そのようなピーク後の減衰の存在
及び形状、及び、付加的なピークの発生は、スターティングブロック及びトラッ
ク表面の材質や、グランドへの固定及び、ブロック装置の構造上の減衰に影響す
る他の要因、及び、その構造と感知用の加速度計との間の結合の固さに実質的に
依存するだろう。

【００３０】 図５の加速度計の軌跡で示されているように、水平の時間軸には、Tpeakで示 される加速のピークに加え、いくつかの付加的なタイミングの点が印されている
。これらは、スターターが走者に、彼らのスターティングポジションに入るため
の「用意（set）」信号を与えたときに、加速度信号の通常のノイズレベルの領 域６１で起きる最初の注釈（すなわち、軌跡上に加えられた付加的な印）Tsetを
含む。これは、モジュール１０の時間の尺度（または、目盛）に基準点またはゼ
ロ点を与える外部からの時間の刺激であり、それゆえ、そのデータはシステム内
の他の全てのモジュールで参照されてもよい。その直ぐ後に、走者が彼らの足を
ブロックに対し準備状態になるように位置させ、スターティングブロックに対し
力を掛け始めるので、領域６２の適当な擾乱レベルが発生する。その後に、例と
して、領域６２の小さめの擾乱のピークの１つの最中に発生した、２番目の時点
Tstartが示される。ここでの適当な（または、大きめな）加速度のレベルは、走
者がスタンスを調整しており、信号の時間に、まだ反応していないことを示して
いる。このTstartもまた、スタート用のピストルからセンサモジュールに外部か
ら加えられたタイミング信号であり、全てのモジュールにより生成された信号の
軌跡がお互いに共通の時間尺度で比較できることを確実にするための、もう１つ
の客観的な基準時間を構成する。この特定の信号の軌跡でさらに示されているよ
うに、スタート信号Tstartの後の短い時間の間、加速度計の出力レベルは再びそ
の中間レベルより下がり、走者が準備状態に入り、スタート用のピストルにまだ
反応していないことを示している。しかしながら、その後に、加速は上昇し始め
、例としての約１．５Ｇの閾値を越え、大きい振幅の周期に入る前に鋭いピーク
まで上昇する。

【００３１】 前述の曲線は図解のためであり、処理され記憶された信号の軌跡に加えられた
時間の注釈（すなわち、軌跡上に加えられた付加的な印）を示すためと、走者が
位置につき、スタート信号に反応するときの、緩和や擾乱の多様な状態に関連し
た信号出力を表すための両方の意図で示されている。詳細に言うと、注釈無しの
加速度計の出力信号はデジタル化され、（外部からのタイミング信号を受信し、
加速度計の出力の軌跡を処理し、それを１つまたは複数のこれらのタイミング信
号と共に、注釈付きの信号の軌跡として格納する）プロセッサーに供給される。

【００３２】 図３は、本発明のプロトタイプモジュール１００のさらに詳細な図である。示
されているように、この実施例のモジュール１００は加速度計１１５及びマイク
ロコントローラー／プロセッサー１１８を含む第１機能グループ１００ａを含み
、さらに、電源を備える第２機能グループ１００ｂ、及び、音声源を備える第３
機能グループ１００ｃを含む。「機能グループ」は、説明されている機能を実施
する構成要素か、構成要素のグループを意味する。よって、電源機能グループは
、１つの実施例において、センサモジュールにプラグ接続する独立した電源ボッ
クスとしてか、または、モジュールに取り付けられた構成要素として、バッテリ
ー（または、電池）及び電源スイッチと共に実施される。このグループは、充電
可能なバッテリー及び適当な充電回路、ＬＥＤ、及びその類の部品を含む、一般
的な形状やそれの変形のいかなる形状であってもよい。あるいは、機能グループ
１００ｂは単に電源入力ポートから構成されてもよく、それは、回路がそれを通
して、例えば外部との通信やデータの転送のために使用されるデータ線の全体の
バイアス等として、外部電源から電力を受信するための接続を与える。同様に、
パワーアンプ及びスピーカーや他の音声変換機として示されている、音声信号機
能グループ１００ｃは、例えばポットユニット（potted unit）として、加速度 計部分１００ａと一体型にされてもよいし、基本的なセンサモジュールを増強す
るためのオプションとして与えられるプラグイン装置であってもよい。

【００３３】 １つのそのような実施例では、反応時間ユニットは陸上競技のためのマルチユ
ニットシステム（複数のユニットのシステム）の１つとして使用され、各モジュ
ールは、「スタート」時間信号メッセージを受信する外部入力ＸＬＲ１（図４）
を持つ。この実施例において、マイクロコントローラーは、例えば、大きなトー
ンバースト（tone burst）やスタート用のピストルに匹敵する爆発音等の局所的
な「スタート」音を発生するために音声源１００ｃを制御する。

【００３４】 以下で説明されるもう１つの実施例では、モジュールは単体で使用される（す
なわち、競技者が「用意」及びスタートの技術を練習するための個人的なトレー
ニング装置として、単体のユニットとして使用される）。この場合、音声ユニッ
ト制御器は「用意（set）」音を発するように設定され、その直ぐ後に、好まれ るものとして、ランダム化された間隔を空けて「スタート」音が続く。そしてそ
の間、加速度計の出力が記録され続ける。よって、以下にさらに詳しく説明され
るように、ユニットは、競技者の反応時間及びスタートの効率や力の組み合わせ
の結果をさらに効果的に評価するために、好まれるものとして、信号を発し、ス
タート時間等の競技者の能力の１つまたは複数の側面を記録する「スタート練習
」、または、スタート練習の繰り返しの実施に使用される。

【００３５】 そのような動作は、図４に示されている、第４のユニット２００により達成さ
れる。ユニット２００は、ここで説明されているような個人的なトレーニングの
ための独立したシステムを与えるために、単体のセンサモジュールを増強する。
上述されたように、マルチユニットシステムで利用される基本的なセンサモジュ
ール１０または１００は、スタート信号の付近の時間間隔中の加速度計の信号の
軌跡をデジタル化及び格納し、その軌跡に少なくとも１つの共通の外部信号（好
まれるものとして、スタート信号）の注釈を付ける。ユニット２００は、センサ
モジュールの通信ポートＳＰ１（例として、シリアルデータポート）に取り付け
るために適合しており、センサブロックが個人的なトレーニングのためのスタン
ドアローンユニットとして機能することを可能にする。パーソナルアダプターユ
ニット２００はセンサブロック内のスタートシーケンス（スタートの一連の処理
）を始動し、その後に競技者への即座のフィードバックのためにデータを表示す
るための情報を受信し、格納する。好まれるものとして、センサモジュールは、
例として、入力ポートＸＬＲ２で、例えば、スタート位置から１０メートル等の
、ブロックの近くに位置する交線の光電池（crossing line photocell）からフ ォトアイ（photo eye）信号を受信し、この信号の時間をモジュールに格納され た加速度計の軌跡のなかに組み込む。交差検知器（crossing detector）に取り 付けられたそのようなシステムの基本的な実施例において、パーソナルアダプタ
ーユニット２００はスタート信号から競技者が１０メートルの標識に到着した瞬
間までの時間を表示し、それにより、各スタートに関する全体を通しての効果（
全ての遅延を含むスタートの平均速度）の客観的な測定を与える。これは、ユニ
ット２００で、基本的な回路要素によって接続され機能する、簡単な英数字表示
器により表示されてもよい。

【００３６】 図４Ａはアダプター２００に関連のある構成要素を示している。示されている
ように、プラグ及び（／または）端子盤コネクタ２０２はシリアルデータ線２０
２ａ及び、複数の独立した電圧レベル信号線２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄを接
続する。各々の信号レベル線は対応するボタンスイッチ２０５ｂ、２０５ｃ、ま
たは２０５ｄに接続されており、競技者は、事前にセンサブロック１０の中にプ
ログラムされている動作の処理を始動するために適当なボタンを押す。例として
、ボタン２０５ｂはスタートシミュレートプログラムを始動し、それにより、モ
ジュールは、競技者が準備に入るように、数秒間待った後に「用意（set）」音 を発し、さらにその数秒後に、スタート信号としてスピーカーから爆発音を発す
る。上述のように、その間、モジュール１０または１００は加速度計の信号の軌
跡を記録しており、スタートシミュレートのスタート信号は、上述されたマルチ
ユニットシステム構成の外部から与えられる「用意（set）」及び「スタート」 信号のように、その軌跡データに組み込まれる。そのような記録及び注釈付けは
直接的な方法で実施される。例えば、加速度計の信号はデジタル化され、再循環
バッファ（recirculating buffer）に送信され、「スタート」信号を受信するた
びに、加速度計の出力データからの信号の軌跡の、その時の数秒間（のデータ）
が格納されてもよい。

【００３７】 図４Ａの説明に戻ると、第２の押しボタン２０５ｃは、通常のレースのマルチ
モードシステムのセントラルモニタークエリーメッセージ（記録を検索または問
い合わせするためのメッセージ）の代わりをしてもよく、１回または数回のスタ
ートの後、センサモジュールが格納された信号の軌跡やスタートの時間間隔のデ
ータをパーソナルアダプター２００の表示器に送信するために押されてもよい。
第３のボタンは、マイクロコントローラーが複数のスタートデータの組を格納す
るように構成されているときに、「次へ」メッセージを実施するか、「リセット
」メッセージを実施することができる。これらのボタンの１つがセンサモジュー
ル１００から時間のデータを呼び出したとき、受信されたデータはシフトレジス
タ２０８に送信され、４つのフィフティーンセグメント（fifteen segment）の 英数字表示器構成要素の組２１０に適用される。よって、ユーザーはユニット２
００の表面から直接１０メートルの時間を読み出すことができる。選択的に、ブ
ロックセンサ１００のマイクロプロセッサーは、閾値、ピークの検出、または、
他の自動化された数値分析や信号の評価テストを使用して、加速度計のデータか
ら実際の反応時間を決定するようにプログラムされてもよい。この場合、アダプ
ター２００に送信されるデータは「スタート」時間、検出された反応時間、及び
１０メートルの光電池交差時間を含んでもよいし、あるいは、反応時間の後に、
平均の、または、反応時間の遅延に対し修正されたスタートの速度等の処理され
た、または派生するデータの測定を含んでもよい。モジュール１００のマイクロ
コントローラーは、個人的なトレーニングのためのデータ出力のために、多様な
実施例でプログラムすることができるだろう。目下のところ、好まれるシステム
は、スタートの爆発と光電池により検出される１０メートルの交差時間との間の
単純な時間間隔を出力する。これは、競技者が、（競技者の技術を監督し、競技
者に信号や合図を与えるコーチや他のスタッフを必要とせずに）自分一人でスタ
ートを最適化することを可能にする。上述されたように、スタートの爆発音は、
特に、トレーニングシステムのために生成される、プログラムされたタイミング
信号のシーケンス（一連の動作）の一部であり、これは、アナログ式のトリガ及
びスイッチ要素か、スタート信号が予期されるタイミングで発生しないことを確
実にするために付加された擬似的なランダム状態と共にプログラムされたインタ
ーバルタイマーにより容易に実施できるだろう。もう１つの実施例では、センサ
モジュールのプロセッサーは、反応時間やスタートの瞬間を求めるために上述の
加速度計の信号の軌跡の基本的な分析を実施し、アダプター２００へデジタル出
力信号として反応時間を示してもよい。この場合、競技者はブロックから離れた
時間と結果としての初期速度との間の相互作用を評価してもよい。モジュールは
さらに、個人的なトレーニングのモードで使用され、早すぎるスタートを検出し
たとき、フライングの警告をスピーカーから発してもよい。もう１つの実施例に
おいては、パーソナルアダプターモジュール２００は英数字による表示の代わり
に（または、に加え）、センサモジュール１００により生成され記録された完全
な加速度計の軌跡を表示するために、グラフィックディスプレイを含んでもよい
。この情報は競技者のスタート技術の初期の段階に便利な特徴を与え、スタート
の位置での姿勢の非能率さを指摘することに役立つだろう。よって、センサモジ
ュールの出力はトレーニングの目的のための反応時間の直接の測定値を与えるだ
けではなく、反応時間とスタート技術との間の関係を学習及び改善するための分
析ツールを構成する。

【００３８】 ここで（図１及び３の）マルチ（複数の）センサブロックモジュールによる通
常のスタートラインのシステムの説明に戻る。システムが配線によるシステムと
して実施された場合、好まれるものとして、センサモジュールは環状に接続され
、各々は断続的にそれの加速度計データを処理し、競技者のスタートを示す反応
を検出した瞬間に信号を送信する。セントラルモニターは、各モジュールからの
、これらの反応時間信号と共に「スタート」信号を受信し、モジュールからの反
応時間信号が「スタート」信号に対しあまりにも早く受信された場合、フライン
グが発生したことを決定する。選択的に、セントラルモニター４０及び（／また
は）各センサモジュール１０は、スターターの「用意（set）」の指示を示す第 １の信号を受信し、マスク時間信号を確立することにより、この信号に応答して
もよい。マスク時間信号中は、競技者が彼らの姿勢を調整するので、モジュール
の反応時間の出力やセントラルモジュールのフライング出力にトリガを掛けず、
（モジュール１０で）比較的大きな擾乱や加速が許され（または、見逃され）、
（モジュール４０で）反応信号が無視される。一般に、一度、マスク間隔が経過
すると、モニターは全てのモジュールから入力される信号を受信し、誰かが動い
たかを示す信号を生成するために、それらの論理和（ＯＲ）をとり、スタート用
のピストル信号の１００ミリ秒以内にこの信号が発生した場合、フライングの警
告を発生する。選択的に、判定の権威者（または、役員）が、スタート用のピス
トルの前に発生する視覚によるフライングの検出ではなく、自動化されたものを
利用すると決定した場合、例えば、論理ＯＲ回路の入力警告回路を始動させるか
、「用意（set）」信号を「スタート」信号の入力に適用する押しボタンによっ て、スタート用のピストルの前にモニターを「武装」した状態（すなわち、フラ
イングの検出可能状態）にしてもよい。セントラルモニター装置で、一度、フラ
イングスタートが検出されると、マイクロプロセッサーが応答しているモジュー
ルから加速度計の全体の記録、及びブロックのアドレスやその他の識別子を要求
し、格納するように、マイクロプロセッサーは構成される。ユーザーインターフ
ェースはまた競技及びレースの識別名を入力することができ、この情報は走者の
反応時間のリストのヘッダーに印刷される。よって、モニターは、複数のブロッ
クセンサの出力の算出の実施や比較、及び、記録の生成、警告の発生、スポーツ
設備に設置されているようなディスプレイやイメージシステム等にデジタルデー
タを供給することの機能に利用される。

【００３９】 これらの特徴の実施はプログラムの問題であり、ワイヤデータ線やもっと複雑
なリングバスプロトコルの使用はフライングスタートの決定が容易くなされるこ
とや、警告音が数分の１秒内に効果的に鳴ることを可能にする。それはさらに、
共通の標準時間が全てのユニットに送信されることを可能にする。他の側面に関
して述べると、モニターシステムは、本質的な、時間やアドレス／レーンの情報
を含む少数の信号にだけ依存するように構成される。よって、毎秒５０キロから
数百キロバイトのデータの転送速度で通信することにより、システムは容易く、
わずかな遅延内にフライングを検出し、それらを直ぐに検査できるように関連し
た軌跡を取得し、表示する。本発明のもう１つの実施例では、このデータは他の
競技者の測定値や他のシステムの表示データと相互に作用したり、組み合わされ
たりする。例えば、モジュールのアドレスはレーンの番号を示したり、レーンの
番号と同一にしたりすることができ、そして、これらは競技者の名前を示すこと
ができるので、フライングを犯した競技者を識別するメッセージを表示するため
に、これらの「フライング」メッセージは競技者の識別と共に変換され、更新さ
れ、施設の表示システムに送られてもよい。データはさらに、競技者の相対的な
スタート時間を表示するためにシステムとインターフェースしてもよく、それに
より、観客の興味のための最初の測定値として利用されてもよい。

【００４０】 モジュールがセントラルモニターと共に環状に配線された場合、各モジュール
は隣のモジュール１０と接続するために入力ポート、及び出力ポートを持つ。デ
ータ及びメッセージは、各メッセージが短い時間内に意図した受信機に到達する
ように、受信すること、アドレスを検査すること、再送信すること、及び（／ま
たは）各通信を増強することにより、既知の通信プロトコルで循環してもよい。
しかしながら、好まれる配線の実施例では、さらに簡単で直接的なプロトコルが
使用される。最初の決定（例えば、フライングの検出）は、セントラルモニター
が、モジュールのどれかが反応時間信号を送信していることを認識することだけ
を必要とするので、このデータは全てのモジュールからパラレルで送信されても
よく、配線は検出された反応を示すために、単にＨＩＧＨかＬＯＷになる。さら
に、そのような配線による通信経路と共に、セントラルモニターは好まれるもの
として、自動的にアドレスを確立し、各モジュールのレーン番号を識別するよう
にプログラムされる。これは、単純な初期化の手続きにより成し遂げられ、そこ
において、第１のモジュールがポーリングされ、隣のモジュールに接続されたそ
の出力を振り動かすことを生じさせられ、そして、振り動かされた信号を入力線
で検出したモジュールはそのアドレスを送信する。この処理は、配線にそって、
それらの発生順に、全てのセンサモジュールのアドレスが決定されるまで続く。
その後、セントラルモニターが加速度計の信号の記録及びタイミングデータを要
求したとき、通信は形式付けられたメッセージとして成し遂げられる。そこにお
いて、モジュールアドレス、フレーミングビット、データビットが伝送され、モ
ニターは各モジュールから全ての記録を集めることができる。

【００４１】 加速度計の記録が正確になることを確実にするために重要な要求が、「スター
ト」信号を含む共通の基準時間であることは明白である。この信号は、ワイヤ通
信バスにそって、全てのモジュールに同時に与えられるので、その条件は満たさ
れている。各マイクロプロセッサーは、処理された加速度計の信号を読み込み、
格納することを制御する、既定の周波数の局所的なクロックかクリスタル発振器
を持つ。数秒間の加速度計の信号の記録中の（クロックの）ずれはミリ秒よりか
なり小さいので、これらのクロックは十分に正確であると言える。各モジュール
のスピーカーに局所的な「スタート」音を与えるために、好まれるシステムは共
通のワイヤバスに沿って全てのモジュールに実際の音声信号またはデジタルの音
声信号を送信する。電源を持ったスピーカーユニットは同時に（それを）増幅し
、局所的に音声を発生する。

【００４２】 好まれるものとして、ブロックセンサモジュール及びセントラルモニターの全
てのシステムはユニット間でワイヤレスの通信リンクを持って構成されてもよい
。ほとんどデータに対し、従来のパケットラジオ（packet radio）メッセージプ
ロトコルは十分に機能する。しかしながら、１つの好まれる実施例では、ラジオ
通信は、保証付きのもの（guaranteed）と保証付きでないもの（nonguaranteed ）との両方のメッセージを１つの伝送チャンネルかハードウエアユニットで実施
する、送信／受信システムで成し遂げられる。このユニットは、１つのデータク
ラスのためのデータ送信／再構築と、もう１つのデータクラスのための高度に正
確なデータ送信／再構築を同時に達成する。これは図６に示されるようになされ
る。

【００４３】 図６に図示されているように、ＲＦ通信は、時間分割メッセージシーケンスと
して送信され、そこにおいて、第１のインターバル「ａ」は等間隔で第２のイン
ターバル「ｂ」に交番する（交互に置き換わる）。各インターバルａ、ｂの間、
フレーミング（または、タイミング）ビット、同期復調、及び時間同期化かフェ
ーズロックフィードバックループや他の適当な技術の使用による既知の方法で、
送信との同期を保っている受信ユニットと共に、デジタル式にエンコードされた
データが送信される。

【００４４】 例として、インターバルａ、ｂの各々は、通常、基本のＲＦ搬送波周波数の十
から千倍の、固定した継続時間を持つ。本発明のこの側面により、インターバル
ａは受信機の出力で１つの連続したデータストリームの中に集められ、インター
バルｂは第２のデータストリームの中に分離される。さらに、第１のデータスト
リームは、スタート用のピストルや爆発音のデジタル化された音声信号を運ぶた
めに利用される。これは、データストリームａの実質的な連続出力の結果となり
、全てのブロックセンサモジュールによって同時にかつ同一に受信される。各受
信機にドロップアウトが発生するかもしれないが、個々のインターバルａはとて
も短いので、適当に受信され復調されるべき個々のインターバルの欠落は、（多
数の送信インターバル上を数ミリ秒以上にわたって拡張する）全体の音声には影
響を与えないであろう。それゆえ、承認（acknowledgment）プロトコルや選択的
なエラーコーディングが無くてもメッセージは単純に送ることができる。受信さ
れたメッセージはＤ／Ａ変換され、アナログフィルターを通され、増幅され、ブ
ロックモジュールのスピーカーからスタート信号として放出される。アナログの
電子機器やスピーカー要素の使用は受信した音声を十分にスムースにするので、
フィルターは省略されてもよい。

【００４５】 一方、ｂメッセージのストリームはタイミング、信号データ、モジュールアド
レス及びその類のものに使用される。よって、ｂメッセージは、できれば、メッ
セージの保全性をチェックするエラー検出、コード修正と共にコード化され、さ
らに、受信ユニットは、ｂメッセージの受信を承認し、適時の承認が無い場合、
（一般に時間分割デジタル伝送やパケットラジオ通信で行われているように）メ
ッセージは再送信される。これは、受信機が正確に、加速度計の記録等の比較的
長いデータのブロックを取得することを可能にし、モジュールアドレスの正当性
確認または確実にする。これらのｂメッセージは、デジタルの信号の追跡記録や
その類を運ぶのに加え、モジュールに時間の同期信号を与えるために使用され、
各モジュールが定期的にそれらの局所的な時間を更新することを可能にし、各モ
ジュールに格納されたデータの記録が１ミリ秒以下の正確さで、時間の尺度を共
有することを可能にする。しかしながら、目下の好まれる実施では、時間の標準
信号はｂメッセージとして一斉送信されるが、メッセージの承認プロトコルはな
されない。代わりに、それらは１秒間に何回も一斉送信され、受信されたとき、
受信モジュールは単にエラーコードをチェックし、それが正確であれば、それの
時間同期更新処理機に送り、それが不正確であればデータを破棄する。それに応
じて、送信側では、時間の同期データメッセージが、自動的に承認されたように
処理され、チェックや再送信は実施されない。よって、ｂデータは保証付きのメ
ッセージを含むが、それらは必ずしも全てが正当性が確認された送信から成ると
は限らず、通信は、異なったメッセージの最適な、スピード、正確さ、または同
期性にフレキシブルに順応する。よって、モニターとブロックモジュールとの間
のワイヤレス通信は、保証付きでないデータの連続した等時性のデータチャンネ
ルと、即時ではないが、システムの時間が全ての受信場所で正確に保持されるこ
とを確実にする、メッセージの保全性を与えることができる保証付きのデータチ
ャンネルとを含む。

【００４６】 ワイヤレス送信の実施例において、モジュールは各々、それ自体の電源を持ち
、ラジオ通信プロトコルは全てのメッセージが短い時間間隔内に受信されること
を確実にする。この実施例において、各モジュールの実際のレーンの場所は、好
まれるものとして、プログラムされ、モジュールのハウジングに印を付けるか、
あるいは、設定の後にマニュアルで確かめる等の、非本質的な方法で確立される
。どちらの場合でも、センサモジュールは各々のシステムクロックを持っている
ので、基準時間が全てのモジュールに一斉送信され、各モジュールにより格納さ
れ、それらがその後にデータを送信するとき、共通の基準点を持つか、あるいは
、望まれる精度までモジュール内部で修正されることが望ましい。

【００４７】 本発明の基本的な実施例及びスターティングブロックの反応時間測定システム
に適用された説明のための本発明の変化の説明はこれで完了する。本発明は現存
する多様なトレーニングやスポーツの設備や装置に適用が可能であると考えられ
、それのシンプルな物理的構成及び電子データの注釈及び出力信号の特徴により
、検出、測定、タイミング、及び表示の多様なシステムにフィットし、インター
フェース可能であり、役に立つであろう。よって、開示され、説明された本発明
に対し、当業者は変更、改善を思い付くだろうが、そのような変更や改善は請求
項によって記され規定される本発明の範囲に入ると考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の反応時間検出システムのブロック図である。

【図２】 図２は図１のシステムに有用な本発明のブロックセンサモジュールを示す線図
である。

【図２Ａ】 本発明の他のセンサモジュールの具体例を示す線図である。

【図３】 図２のプロトタイプセンサモジュールと同様なプロトタイプセンサモジュール
のより詳細な概略図である。

【図４】 本発明のセンサモジュールをもつ個人トレーニングシステムの特徴を例示する
線図である。

【図４Ａ】 図４のシステムにおいてセンサモジュールを適合させるための個人モジュール
の諸要素を例示するブロック図である。

【図５】 それぞれの記憶された信号トレースを示す波形図である。

【図６】 本発明に従う好ましいワイヤレスシステムの通信プロトコルを例示する線図で
ある。

【符号の説明】

１ スターティングブロック ２ 結合用取り付け金具（ブラケット） １０ センサブロック １１ 留め金（フランジ） １２ 電源入力 １５ 加速度計 １８ マイクロプロセッサー ２０ 通信リンク（または、通信モジュール） ２１ 外部への接続 ３０ スピーカー ６１、６２、６３ 加速度の領域 ６４、６５ ピーク １００ センサモジュール １００ａ 第１機能グループ １００ｂ 第２機能グループ １００ｃ 第３機能グループ １１５ 加速度計 １１８ マイクロプロセッサー ２００ パーソナルアダプター ２０２ 端子盤コネクタ ２０２ａ シリアルデータ線 ２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄ 電圧レベル信号線 ２０５ｂ−２０５ｄ ボタンスイッチ ２０８ シフトレジスタ ２１０ 英数字表示器（フィフティーンセグメント） ａ、ｂ データのインターバル Ｄｘ スタート方向 Ｓ 信号入力線 Tset 「用意（ｓｅｔ）」信号 Tstart スタート信号 Tpeak ピーク信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 アンドルー バートン イギリス国 ピーオー20 ８ディーディー ウエスト サセックス、イースト ウィ ッタリング、チチェスター、ロングランズ ロード、カドック 【要約の続き】 走者の反応時間とスタートのスピードの記録として分析 される。通常のトラック競技での使用のために、個々の アドレスを持った複数のモジュールは、外部から入力さ れた信号か、（モジュールどうし）同期しているタイミ ングのマークを加速度計の信号の軌跡に付け加える。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 競技者のスタート反応を決定するための反応時間検出システ
   ムであって、 プレスタート位置において競技者を支える固定のブロックないし台板に取り付
   け可能であり、該固定のブロックないし台板とともに動き、その動きを指示する加
   速度計信号を生ずる検出ユニットと、 前記加速度計信号を処理して、競技者のスタート反応時間を検出するためのプ ロセッサーと を備えることを特徴とする反応時間検出システム。
2. 【請求項２】 前記プロセッサーが前記取り付け可能な検出ユニット内に包
   含されており、そしてさらに、複数の競争者のスタート反応が時間的に比較される
   ように、複数の検出ユニットに提供される共通の時間信号である初時間信号とと もに、ある時間期間の間加速度計からの信号を記憶するための手段を備える請求 項１記載の反応時間検出システム。
3. 【請求項３】 前記加速度計が、スタート方向と整列される測定軸線を有す る請求項２記載の反応時間検出システム。
4. 【請求項４】 前記加速度計が複数の測定軸線を有しており、該軸線の一つ が、スタート方向に対して横断方向に整列される請求項３記載の反応時間検出シ ステム。
5. 【請求項５】 前記検出ユニットが、競技者に可聴のスタート音声を発する ように構成された音声発生器を具備し、競争者がスタート信号を同時に聞くよう になされた請求項１記載の反応時間検出システム。
6. 【請求項６】 前記検出ユニットが、誤スタートを識別するため、識別される
   スタート反応を共通の受信時間に比較し、前記音声発生器が、誤スタートが識別 されたときに信号するように警報音声を発する請求項５記載の反応時間検出シス
   テム。
7. 【請求項７】 検出ユニットが、前記反応時間を検出するために前記加速度
   計信号のスレッショルドを決定する請求項１記載の反応時間検出システム。
8. 【請求項８】 前記検出ユニットが、ノイズを除去するために加速度計信号 を濾波する請求項１記載の反応時間検出システム。
9. 【請求項９】 前記検出ユニットが、スタート時間期間を決定する請求項１
   記載の反応時間検出システム。
10. 【請求項１０】 前記の検出された時間間隔を観察するために前記検出ユニ
    ットに取り付け可能な個人手段を備える請求項９記載の反応時間検出システム。
11. 【請求項１１】 前記検出ユニットがさらに、ライン交差時間を受信するた めの手段を具備し、前記プロセッサーがライン交差時間に対する前記時間期間を 決定し、それにより競技者がスタート効率を評価し得るようになされた請求項１ ０記載の反応時間検出システム。
12. 【請求項１２】 スタート効率を評価するため、前記プロセッサーが、競技 者に対して複数組の反応時間及びライン交差データを記憶し、前記個人手段がこ れを表示する請求項１０記載の反応時間検出システム。
13. 【請求項１３】 前記個人手段がさらに、誤スタートを検出し信号するため の手段を具備する請求項１０記載の反応時間検出システム。
14. 【請求項１４】 前記検出システムと通信下にあり、複数の検出ユニットに より発生される反応時間の決定を受信し、誤スタートを検出するように動作する 中央モニターをさらに備え、該中央モニターが、誤スタートの検出の際警報信号を
    発生する請求項１記載の反応時間検出システム。
15. 【請求項１５】 前記中央モニターが、ワイヤレス通信で前記検出ユニット と通信する請求項１４記載の反応時間検出システム。
16. 【請求項１６】 前記ワイヤレス通信が、第１の一組と第２の一組の通信期 間（インターバル）を含み、前記期間が、全検出ユニットにより同時に受信される
    等時的な音声の第１のデータの組と、保証付きの通信メッセージから再構成され る時間データの第２のデータの組を生じるように規則的に交番し、前記第１また は第２のデータセットが共通の受信チャンネルを介して伝送される請求項１５記
    載の反応時間検出システム。