JP2008529005A - 物体の飛行時間を決定する空中滞在時間タイマー - Google Patents

Abstract

【解決手段】 本書に開示される主題は、小型の着用可能な装置（４００）内に固定された少なくとも１つの加速度計（４０４）を用いることによって、スキーヤーまたはスノーボーダーのような移動および跳躍する物体の飛行時間または空中滞在時間を検出、計算、および表示するためのシステムおよび方法に関する。１観点において、前記装置は、前記物体が面を移動し、第１、第２、および第３の軌道をそれぞれ跳躍し、少なくとも第１、第２、および第３回着地するにつれ、少なくとも第１、第２、および第３の期間の前記物体の静的加速度を検出することにより、少なくとも第１、第２、および第３のそれぞれの飛行時間事象を定義するための静的加速度検出手段（４０４）と、前記第１、第２、および第３の飛行時間事象間の前記物体の概算飛行時間を決定するための計算手段（４０６）と、前記第１、第２、および第３の飛行時間事象に伴う概算飛行時間を読み取り可能なフォーマットで表示するための表示手段（４０８）とを有するものである。
【選択図】 図４

Description

関連特許申請の相互参照
本特許出願は、２００５年８月１８日付で出願された「物体の飛行時間を決定するための空中滞在時間タイマー（ＨＡＮＧ−ＴＩＭＥＲ ＦＯＲ ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＴＩＭＥ ＯＦ ＡＮ ＯＢＪＥＣＴ）」と題する米国特許本出願第１１／２０７，８５８号明細書の利益を主張するものであり、前記本出願は、２００５年１月２５日出願された「移動および跳躍する物体の飛行時間を決定するための装置および方法（ＤＥＶＩＣＥ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＴＩＭＥ ＯＦ ＦＬＩＧＨＴ ＯＦ Ａ ＭＯＶＩＮＧ ＡＮＤ ＪＵＭＰＩＮＧ ＯＢＪＥＣＴ）」と題する米国特許仮出願第６０／６４６，７４２号明細書の利益を主張するものである。

また、本特許出願は、２００５年１１月２３日付で出願された「コンソールシミュレーション用強化空中滞在時間タイマー（ＥＮＨＡＮＣＥＤ ＨＡＮＧ−ＴＩＭＥＲ ＦＯＲ ＣＯＮＳＯＬＥ ＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮ）」と題する米国特許本出願第１１／２８６，０９２号明細書および２００６年１月３日付で出願された「録音指示を提供するための空中滞在時間タイマー」と題する米国特許本出願第＿＿＿＿＿＿号明細書にも関連するものである。

技術分野
本発明の内容は、物体の飛行時間を決定する方法に関するものであり、より具体的には、移動および跳躍する物体に伴う「空中滞在時間」を検出および計算するための機構に関する。

加速度計には、軍事および航空宇宙システムの制御および監視を行うリアルタイムアプリケーションがある。例えば、現代の慣性誘導システムの基礎は、空間の任意の方向への力を測定可能な互いに垂直な３つの加速度計に、独立した基準系を構成する互いに垂直な軸を有する３つのジャイロスコープを連結したものである。加速度計は加速度を計測するものであり、より具体的には、ある物体の速度の変化率である。加速度を直接計測することはできないため、加速度計は、加速する物体に固定された位置を保持するために参照質（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｍａｓｓ）量にかけられる抑制によって生じる力を計測する（例えば、ハウジング内にバネで固定懸垂されたばね上質量）。当業者であれば理解するように、加速度は、力＝質量ｘ加速度というニュートンの第２の法則が与える抑制力と加速度の関係を用いて計算される。

加速度計の出力は、変化する電圧として表される。（加速度計に取り付けられた）物体が加速するにつれ、そのハウジングが前進（前記物体と共に加速）し、参照質量は慣性によって遅れる。そのハウジング内に懸垂された質量の移動は、前記物体の加速度に比例する。この移動を、例えば、電位差計の表面を移動する（前記質量に固定された）ポインタによって電気出力信号に変換することができる。前記電位差計に供給される電流は一定であるため、前記ポインタの移動によって出力電圧は加速につれて直接に変動する。

特殊設計された加速度計は、工業用振動試験装置の制御、地震検知（地震計）、およびナビゲーション・慣性ガイダンスシステムへの入力といった様々な用途に用いられてきた。その設計上の違いは、主に、加速度計の出力信号を適切な加速度測定値に変換するために用いられる方法に関係する。これに関し、加速度計の出力には次の２つのコンポーネントがある場合がある。１つは地球の表面または表面近くで地球の重力によって作られる力に比例する出力信号（すなわち静的加速度）であり、もう１つは衝撃または振動によって作られる力に比例する出力信号（すなわち動的加速度）である。用途によっては、信号処理回路が必要な場合がある。微小電気機械システム（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ：ＭＥＭＳ）技術の出現と共に、加速度計のサイズおよびコストは大幅に削減した。

最近では、加速度計は、スキー、スノーボード、二輪車走行のようなスポーツでの空中滞在時間を検出するために使われるようになった。これに関し、例として、米国特許第５，６３６，１４６号明細書、米国特許第５，９６０，３８０号明細書、米国特許第６，４９６，７８７号明細書、米国特許第６，４９９，０００号明細書、および米国特許第６，５１６，２８４号明細書で開示されている装置がある。これら密接な関係のある特許文書はいずれも、振動（特に表面（例えばスキースロープまたは自転車用マウンテントレール）に沿って移動するスキー、スノーボード、および／または自転車が受ける振動）を感知するように設定される加速度計ベースの器具などについて開示している。これらのシステムでは、加速度計からの電圧出力信号が経時的に振動スペクトルを提供し、前記スペクトルの計算によって空中滞在時間が求められる。具体的には、これら先行技術の装置によって感知される振動スペクトルは、（場合によって異なるが）前記スキー、スノーボード、および／または自転車の下の表面のランダムさに対応して不規則かつランダムである。しかし、前記スキー、スノーボード、または自転車が表面から離れている時間（すなわち「空中滞在時間」事象の間）は、前記の加速度計に衝撃を与える下からの振動がなくなるため、前記振動スペクトルは比較的平滑になる。そこで、マイクロプロセッササブシステムを用いて前記振動スペクトルを評価し、２つの非常に不規則かつランダムな振動スペクトル部分に挟まれた比較的平滑な部分の持続時間を元に、およその空中滞在時間を決定する。静止状態（すなわち動作がほとんど若しくは全くない状態）でも比較的平滑な振動スペクトルが得られるため、これら先行技術の装置は正確な結果を表示するための複雑なタイミング方法を必要とする。すなわち、先行技術の装置では、静止状態と空中滞在時間中の条件を正確に区別することが難しい。

従って、当該技術分野には、スキーヤー、スノーボーダー、スケーター、二輪車走者、またはジャンパーのような移動および跳躍する物体の飛行時間または空中滞在時間を決定するための新規の改良された機構がなお必要とされている。本発明の主題はこれらのニーズを満たし、関係する追加的な利点を提供するものである。

端的に述べると、本発明の内容は、小型の着用可能な装置内に固定された１若しくはそれ以上の加速度計を新規な方法で用いることによって、例えばスキーヤーまたはスノーボーダーのような移動および跳躍する物体の飛行時間または空中滞在時間を検出、計算、および表示するための機構を目的とするものである。１観点において、本発明の主題は、地球の表面に沿って移動、跳躍、および着地する物体の概算飛行時間を決定するための装置を目的とする。前記物体は、（ｉ）前記物体が表面に接触している若しくは着地している時に約１ｇ、および（ｉｉ）前記物体が表面に接触していない若しくは空中にある時に約０ｇの静的加速度を有する。本発明のこの観点において、前記装置は、ハウジングと、前記ハウジング内の１若しくはそれ以上の加速度計であり、前記物体が移動し、少なくとも第１、第２、および第３の軌道を跳躍し、少なくとも表面に第１、第２、および第３回着地するにつれ、少なくとも第１、第２、および第３の期間の前記物体の線形または静的加速度を検出することによって、少なくとも第１、第２、および第３の各々の事象を定義づけるように設定される１若しくはそれ以上の加速度計と、前記１若しくはそれ以上の加速度計であり、さらに、前記第１、第２、および第３の飛行時間事象間の前記物体の静的加速度に相当する、少なくとも第１、第２、および第３の加速度計出力電気（電圧）信号を伝送するように設定される前記１若しくはそれ以上の加速度計と、前記１若しくはそれ以上の加速度計と電気通信するマイクロプロセッサであり、前記第１、第２、および第３の加速度計出力電気信号各々から、前記第１、第２、および第３の飛行時間事象間の前記物体の飛行時間を概算するように設定されるマイクロプロセッサと、前記マイクロプロセッサであり、さらに、前記第１、第２、および第３の飛行時間事象間の前記物体について計算された前記物体の概算飛行時間に相当する少なくとも第１、第２、および第３のマイクロプロセッサ出力電気信号を伝送するように設定される前記マイクロプロセッサと、前記マイクロプロセッサと電気通信する表示画面であり、前記第１、第２、および第３の飛行時間事象に伴う前記概算飛行時間を、読み取り可能なフォーマットで表示するよう設定される表示画面とを有するものである。

別の観点において、本発明の主題は、スキースロープの表面に沿って複数回移動、跳躍、および着地するスキーヤーまたはスノーボーダーの概算飛行時間を決定するための方法を目的とする。前記スキーヤーまたはスノーボーダーは、（ｉ）前記スキーヤーまたはスノーボーダーが表面に接触している若しくは着地している時に約１ｇ、および（ｉｉ）前記スキーヤーまたはスノーボーダーが表面に接触していない若しくは空中にある時に約０ｇの線形または静的加速度を有する。この観点において、前記方法は、少なくとも以下の工程を有するものである。前記スキーヤーまたはスノーボーダーが移動し、第１の軌道を跳躍し、前記表面に沿って第１の着地をするにつれ、第１の期間の前記スキーヤーまたはスノーボーダーの静的加速度を、１若しくはそれ以上の加速度計の使用によって検出する工程と、前記第１の期間に検出された静的加速度を基に、前記スキーヤーまたはスノーボーダーの飛行時間を概算する工程と、前記スキーヤーまたはスノーボーダーが移動し、第２の軌道を跳躍し、前記表面に沿って第２の着地をするにつれ、第２の期間の前記スキーヤーまたはスノーボーダーの静的加速度を検出する工程と、前記第２の期間に検出された静的加速度を基に、前記スキーヤーまたはスノーボーダーの飛行時間を概算する工程と、（ｉ）累積飛行時間および（ｉｉ）飛行時間を決定するために、前記第１および第２の期間の前記スキーヤーまたはスノーボーダーの概算飛行時間を比較する工程と、表示画面に（ｉ）前記累積飛行時間および（ｉｉ）最長飛行時間を表示する工程。

本発明の主題の前記および他の観点は、以下の詳細な説明および添付の図を参照することにより、より明確になるであろう。しかしながら、本発明の主題の基本的意図および範囲から逸脱することなく、様々な変更、修正、および置換を本発明の主題の特定の観点に施すことが可能なものと理解すべきである。加えて、添付の図は、例証すること、および本発明の主題の一部の典型的な態様を象徴することを目的とするものであり、必ずしも縮尺を正確に描くことを意図したものではないと理解すべきである。最後に、本明細書に記述した様々な参照の全ては、あらゆる目的のためにその全てにおいて、参照によりここに組み込まれる。

本発明の主題の１観点において、小型の着用可能な装置内に固定された１若しくはそれ以上の加速度計を新規な方法で用いることによって、例えばスキーヤー、スノーボーダー、またはマウンテンバイク走者のような移動および跳躍する物体の飛行時間または空中滞在時間を検出、計算、および表示するための機構が提供される。本書で用いられる「飛行時間」および「空中滞在時間」は類義語であり、単に、ある特定の物体が、地表または地表に設置された任意の固定物の表面に接触していない若しくはそこから離れている時間を表すものである。よって、本発明の主題の１観点において、機構は、地表または地表に設置された固定物の表面に沿って複数回移動、跳躍、および着地するスキーヤー、スノーボーダー、またはマウンテンバイカーの概算飛行時間または空中滞在時間を決定するための、加速度計ベースの装置を目的とするものである。スノーボーダーは、例えば、（ｉ）前記スノーボーダーが前記表面に接触若しくは着地している時に約１ｇ、（ｉｉ）前記スノーボーダーが前記表面に接触していない若しくは空中にいる時に約０ｇの静的加速度を経験する。

図１は、スキースロープ表面に沿って移動し、軌道上を跳躍し、着地するスノーボーダー（すなわちジャンパーの１タイプ）を例示する。好ましくは液漏れしない密閉ハウジング内に固定され、前記スノーボーダー（の好ましくは質量中心近辺）に着用される１若しくはそれ以上の加速度計（例えば３軸加速度計）を用いることにより、前記スノーボーダーの線形または静的加速度を検出することが可能であり、それにより、前記スノーボーダーの飛行時間または空中滞在時間を決定することが可能である。

より具体的には、スノーボーダーの飛行時間または空中滞在時間を、少なくとも１回の移動、跳躍、および着地事象を含むある一定期間の静的加速度分析結果（１若しくはそれ以上の加速度計出力信号）を生成し、前記静的加速度分析結果を適宜分析することによって、本発明の主題に従って決定することが可能である。

図２は、図１に示されるスノーボーダーに対応する空中滞在時間事象の前記静的加速度分析結果（すなわち適切に設定された３軸加速度計の出力信号）の例を示すグラフであり、ここでｘ軸はｍ／秒で時間を表し、ｙ軸はｇ単位で加速度を表す。図示するように、前記スノーボーダーは、表面に沿って移動する時に約１ｇ、跳躍後に表面を離れた後は約０ｇ、着地後に再び表面に沿って移動しているときに約１ｇの静的加速度を経験する。適切に設定され、且つＭＥＭＳベースの３軸加速度計によって生成される静的加速度分析結果を考慮し、前記スノーボーダーの飛行時間または空中滞在時間は、前記静的加速度出力信号が約０ｇの測定値（接地経験に相当する約１ｇではなく）を提供する間隔または時間に相当するため、容易に計算することが可能である。

あるいは、第１および第２の２軸加速度計を、各々ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸と定義される３本の相互に垂直な軸に沿って前記物体の第１、第２、および第３の静的加速度コンポーネントを検出するよう設定することが可能である。そのようなシナリオでは、一定時間の物体の静的加速度は、前記第１、第２、および第３の静的加速度コンポーネントのベクトルの和に等しくなる。

よって、前述の説明を考慮し、且つ図３および４を参照し、本発明の主題の別の観点において、例えば、地表に沿って移動、跳躍、および着地するスキーヤー、スノーボーダー、スケーター、二輪車走者、またはジャンパーのような物体の概算飛行時間または空中滞在時間を決定するよう設計および設定される小型の着用可能な装置を図示する。図３および４が示すように、装置４００は、ハウジング４０２と、前記ハウジング４０２内に固定された１若しくはそれ以上の加速度計４０４（２軸、３軸、または任意の同等の加速度計）と、前記１若しくはそれ以上の加速度計４０４と電気通信するマイクロプロセッサ４０６と、前記マイクロプロセッサ４０６と電気通信する表示画面４０８とを有する。

前記ハウジング４０２は、好ましくは、ポリカーボネートのような２片の硬質プラスチック材料で作られている。しかし、ステンレススチールのような金属で作ることも可能である。前記ハウジング４０２は、好ましくは、１若しくはそれ以上の加速度計４０４およびマイクロプロセッサ４０６（および電源として用いられる電源（図示せず））を、基本的に液漏れしない密閉状態で囲う。

前記１若しくはそれ以上の加速度計４０４は、好ましくは、微分容量の原則で機能するＭＥＭＳベースの単一の線形３軸加速度計である。当業者であれば理解するように、加速は一部のシリコン構造の移動を引き起こし、結果的に容量を変化させる。前記加速度計が埋蔵および提供される信号処理ＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：相補型金属酸化膜半導体）ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ：特定アプリケーション用集積回路）は、容量の変化を検出し、加速度に比例するアナログ出力電圧に変換することができる。次に、この出力信号が前記マイクロプロセッサ４０６に送信され、データ操作および飛行時間の計算が行われる。

本発明の主題に従い、前記１若しくはそれ以上の加速度計４０４は、前記のスキーヤー、スノーボーダー、スケーター、二輪車走者、またはジャンパー（図示せず）がそれぞれ前記の表面を移動し、少なくとも第１、第２、および第３の軌道を跳躍し、少なくとも第１、第２、および第３回の着地をするにつれ、少なくとも第１、第２、および第３の期間に静的加速度を検出するよう設定される。そうすることにより、前記スキーヤー、スノーボーダー、スケーター、二輪車走者、またはジャンパーは、少なくともそれぞれの第１、第２、および第３の飛行事象を定義する。

前記１若しくはそれ以上の加速度計４０４は、さらに、前記第１、第２、および第３の飛行事象間の前記スキーヤー、スノーボーダー、スケーター、二輪車走者、またはジャンパーの静的加速度に相当する少なくとも第１、第２、および第３の加速度計出力電気信号（図示せず）を送信するように設定される。加えて、前記マイクロプロセッサ４０６は、前記第１、第２、および第３の加速度計出力電気信号（パルス幅変調（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｅｄ：ＰＷＭ）信号である場合がある）を基にした、第１、第２、および第３の飛行時間事象間の前記スキーヤー、スノーボーダー、スケーター、二輪車走者、またはジャンパーの飛行時間を概算するよう設定される。前記マイクロプロセッサ４０６は、さらに、前記第１、第２、および第３の飛行時間事象間の前記スキーヤー、スノーボーダー、スケーター、二輪車走者、またはジャンパーの飛行時間概算値に相当する少なくとも第１、第２、および第３のマイクロプロセッサ出力電気（電圧）信号（図示せず）を伝送するように設定される。

これに関し、前記マイクロプロセッサ４０６は、（ｉ）前記第１、第２、および第３の飛行時間事象に伴う累積飛行時間および（ｉｉ）前記第１、第２、および第３の飛行時間事象から選択される最大飛行時間を計算するように設定される（当業者に評価されるような適切なプログラミング手段によって）。前記マイクロプロセッサ４０６は、また、（ｉｉｉ）前記第１、第２、および第３の飛行時間事象の平均飛行時間も計算するように設定される。

前記装置４００は、さらに、前記マイクロプロセッサ４０６と電気通信するメモリコンポーネント４１０を有することができる。前記メモリコンポーネント４１０は、前記第１、第２、および第３の飛行時間事象に伴う概算飛行時間に相当する１若しくはそれ以上の値を格納するように設定される。さらに、前記メモリコンポーネント４１０は、（ｉ）前記第１、第２、および第３の飛行時間事象に伴う概算飛行時間（よって異なる飛行時間の履歴を提供）、（ｉｉ）前記第１、第２、および第３の飛行時間事象に伴う累積飛行時間、および（ｉｉｉ）前記第１、第２、および第３の飛行時間事象から選択される最大飛行時間に相当する複数の値を格納するように設定可能である。

最後に、図示するように、表示画面４０８はマイクロプロセッサ４０６と電気的通信する。図示するように、前記表示画面４０８は、好ましくは、ハウジング４０２の１面上にある。前記表示画面４０８は、前記第１、第２、および第３の飛行時間事象に伴う概算飛行時間を、読み取り可能なフォーマットで表示するように設定される。図５Ａ〜Ｅは、前記表示画面４０８のいくつかの可能な出力表示例を示すスクリーンショットである。

前記出力表示としては、電子発光バックライト付きのモノクロ標準ＬＣＤのような液晶表示（ｌｉｑｕｉｄ−ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）が可能である。前記バックライトは、ボタンを押すと点灯し、そのままボタンを押さなければ数秒間点灯し続ける。さらに、前記表示のレイアウトについては、図５Ａ〜５Ｅに図示するように、表示可能な飛行時間のタイプは様々であり「最高（Ｂｅｓｔ）」空中滞在時間（図５Ａ）、「平均（ＡｖｅｒａｇｅまたはＡｖｇ）空中滞在時間（図５Ｂ）、「現在（Ｃｕｒｒｅｎｔ）」空中滞在時間（図５Ｃ）、「合計（Ｔｏｔａｌ）」空中滞在時間（図５Ｄ）、および空中滞在時間の「履歴（Ｈｉｓｔｏｒｙ）」（図５Ｅ）などのいずれかが可能である。

さらに、前記装置はこれら様々な時間を表示できるだけでなく、異なるモードで使用中は他の情報を表示することもできる。例えば、空中時間タイマーモードでは、上述のように、最高時間、平均時間、合計時間、現在時間、および時間履歴を表示することができる（加えて、上述のように、空中滞在時間測定の感度を表示することもできる）。温度モードでは、セ氏またはカ氏のいずれかで現在温度、最低温度、および最高温度と共に温度を表示することができる。ストップウォッチモードでは、前記装置は、経過時間、設定時間、計数時間など、ストップウォッチに通常見られる機能を提供する。クロックモードでは、前記装置は、現在時間、日付など、時計または腕時計に通常見られる機能を提供する。最後に、前記装置の設定モードでは、時間、月、年などの設定が可能である。上述の空中滞在時間タイマーモード、温度モード、ストップウォッチモード、クロックモード、および設定モードは、単にモードの例であり、当業者には明白な他の同等のモードが提供される。

１つの特定のモードの１つの特定の特徴の例として、空中滞在時間タイマーモードの感度機能は、空中滞在時間を測定中の感度の調整が可能である。よって、この感度を第１のレベルに設定すると、０．１秒未満の全ての空中滞在時間が無視される。逆に、この感度を第５のレベルに設定すると、２秒未満の全ての空中滞在時間が無視される。当然、前記第１と第５のレベル間には、それぞれ時間間隔を持つ中間レベルがある。さらに、前記第１のレベルの０．１秒および第５のレベルの２秒は単なる例であって、前記の装置が使用される状況による調整および異なる設定が可能である。例えば、前記装置は、スノーボードとマウンテンバイクで異なる感度レベルを有することができる。

別の観点において、本発明の主題は、表面に沿って複数回移動、跳躍、および着地するスキーヤーまたはスノーボーダー（および状況によりスケーター、二輪車走者、またはジャンパー）の概算飛行時間を決定するための方法を目的とする。本発明の主題の方法は、以下の工程を有する。スキーヤーまたはスノーボーダーが移動し、第１の軌道を跳躍し、表面に沿って第１の着地をするにつれ、第１の期間の前記スキーヤーまたはスノーボーダーの静的加速度を、ハウジング内に固定された１若しくはそれ以上の加速度計の使用によって検出する工程と、前記第１の期間の検出された静的加速度を基に、前記の第１の飛行時間事象間の前記スキーヤーまたはスノーボーダーの飛行時間を概算する工程と、前記スキーヤーまたはスノーボーダーが移動し、第２の軌道を跳躍し、前記表面に沿って第２の着地をするにつれ、第２の期間の前記スキーヤーまたはスノーボーダーの静的加速度を検出することにより第２の飛行時間事象を定義する工程と、前記第２の期間に検出された静的加速度を基に前記第２の飛行時間事象間の前記スキーヤーまたはスノーボーダーの飛行時間を概算する工程と、前記第１および第２の期間の前記スキーヤーまたはスノーボーダーの概算飛行時間を比較する工程と、（ｉ）前記第１および第２の期間の累積飛行時間および（ｉｉ）前記第１およぼ第２の飛行時間事象から選択される、大きい方の飛行時間を決定する工程。次に、前記累積飛行時間は（ｉ）前記累積飛行時間を表す第１の数値として、前記大きい方の飛行時間は（ｉｉ）前記大きい方の飛行時間を表す第２の数値として、前記装置の１面に配置される表示画面に表示される。

本方法の追加的態様において、前記第１および第２の期間の前記スキーヤーまたはスノーボーダーの概算飛行時間を比較し、（ｉｉｉ）前記第１および第２の期間の平均飛行時間を決定することができる。次に、前記平均飛行時間を、（ｉｉｉ）前記平均飛行時間を表す第３の数値として前記表示画面に表示することができる。

本方法のさらに追加的な態様において、前記スキーヤーまたはスノーボーダーが前記表面に沿って移動し、第３の軌道を跳躍し、第３回目の着地をするにつれ、第３の期間の前記スキーヤーまたはスノーボーダーの静的加速度を検出し、それによって第３の飛行時間事象を定義する。この態様において、その追加的工程は、少なくとも以下を有する。前記第３の期間に検出された静的加速度を基に、前記第３の飛行時間事象間の前記スキーヤーまたはスノーボーダーの概算飛行時間を計算する工程と、前記第１、第２、および第３の期間の前記スキーヤーまたはスノーボーダーの概算飛行時間を比較する工程と、（ｉ）前記第１、第２、および第３の期間の累積飛行時間および（ｉｉ）前記第１、第２、および第３の飛行時間事象から選択される最大飛行時間を決定する工程と、前記表示画面に（ｉ）前記累積飛行時間を表す第４の数値と（ｉｉ）前記最大飛行時間を表す第５の数値を表示する工程。次に、前記第１、第２、および第３の期間の前記スキーヤーまたはスノーボーダーの概算飛行時間を比較し、（ｉｉｉ）前記第１、第２、および第３の期間の平均飛行時間を決定することができる。次に、前記平均飛行時間を、（ｉｉｉ）前記第１、第２、および第３の期間の平均飛行時間を表す第６の数値として前記表示画面に表示することができる。

さらに別の態様において、コンピュータ読み取り可能な指示を用いて物体の飛行時間を決定する。前記コンピュータ読み取り可能な指示は、空中滞在時間タイマー装置、携帯電話、またはＭＰ３プレーヤーのいずれであれ、飛行時間の測定による利益を受ける可能性のある任意のタイプの装置に実装される。例えば、携帯電話に前記コンピュータ読み取り可能な指示を実装することにより、前記携帯電話が地面に落下する前に、重要なハードウェアを保護する（例えば停止またはロックする）ことができる。静的加速度の変化を測定する能力を有することは、そのような装置を保護する上で非常に重要な場合がある。

よって、前記コンピュータ読み取り可能な指示は、加速度計を用いて第１の静的加速度および第２の静的加速度を測定する工程と、次に、前記第１の静的加速度から前記第２の静的加速度への大きさの第１の変化（この大きさの第１の変化は物体の離陸事象（例えば、前記携帯電話が手から落ちる）に相当する）を計算する工程と、その後に、前記第２の静的加速度から前記第１の静的加速度に戻る大きさの第２の変化（この大きさの第２の変化は前記物体の着地事象（前記携帯電話が地面に当たる）に相当する）を計算する工程を有することができる。同じ技術をＭＰ３プレーヤーおよび他の全ての装置を保護するために用いることが可能であり、地面に落ちる前に地面に落ちることを予め知ることが有益な場合のあるＣＤプレーヤー、ゲーム機器、および他の同等の電子機器に用いることができる。

図６Ａは、本発明の主題の観点に従って物体の飛行時間または空中滞在時間を計算する工程に伴う特定の工程を示す高レベルの工程図である。装置は６００で始動し、全てのカウンターは６０２でリセットされる。次に、６０４で静的加速度データが収集され、重力ゼロ条件６０６がある若しくはないのいずれかとなる。重力ゼロ条件６０６がある場合は、６０８で空中滞在時間がカウントされる。前記重力ゼロ条件６０６がなくなるまで、６０８で前記空中滞在時間がカウントされ、６０４で静的加速度データが収集される。重力ゼロ条件がなくなるということは当該装置の使用者が地上にいるということなので、６０６で重力ゼロ条件がなくなると、６１０で前記空中滞在時間が表示される。図６Ｂは、図６Ａの工程図に対応する擬似コードの例を示す。

別の態様において、図７Ａ〜７Ｃは、当該空中滞在時間タイマー装置の一部として使用することが可能な、固定機構を有する結合または掛け金機構を図示する。例えば、図７Ａは、カラビナクリップ７０２である前記掛け金機構を図示し、図７Ｂは、前記空中滞在時間タイマー装置７００を着用者が装着または取り外しするために前記カラビナクリップを開いた状態７０４を図示する。興味深いことに、図７Ｃは、前記固定機構としてタイラップ７０８が可能であることを図示する。前記カラビナクリップの口径７０６を通し、前記タイラップ７０８で前記空中滞在時間タイマー７００を着用者に固定することができる。そのような固定は、前記空中滞在時間タイマーが単に宙に浮くことによって、前記着用者によって実際に獲得されたのではない空中滞在時間が記録されるのを確実に防ぐことができる。よって、１つのコンテクストにおいて、前記固定機構を、前記空中滞在時間タイマーの着用者が実際に獲得した空中滞在時間のみが空中滞在時間として記録されるようにする不正行為防止機構と解釈することができる。しかし、当業者であれは容易に認識するように、前記掛け金機構および固定機構を他の目的に用いることも可能である。

本発明について、添付の様々な図面が例示する好ましい態様と共に説明してきたが、本発明から逸脱せずに、本発明と同一の機能を行うために他の類似の態様を用いること、あるいは前述の態様に修正および追加を行うことが可能なものと理解されるべきである。例えば、本発明の様々な観点において、静的加速度の測定に基づき物体の飛行時間を決定するための空中滞在時間タイマーが開示されている。しかし、本書の教示によって、これらの記述された観点への他の同等の機構も考慮される。よって、本発明は単一の観点に限定されるべきではなく、むしろ、添付の特許請求の範囲に従った範囲において解釈されるべきである。

前述の概要並びに詳細な説明は、添付の図免と共に読むことによって、よりよく理解される。本発明の開示を例示するために、本発明の開示の様々な観点を図示する。しかしながら、本発明の開示は、説明される特定の観点に限定されるものではない。図面には以下が含まれる。
図１は、表面に沿って移動し、軌道上を跳躍し、着地するスノーボーダー（すなわち１タイプのジャンパー）を図示するものであり、前記スノーボーダーは、その過程において（ｉ）前記表面に接触している若しくは着地している時は約１ｇ、（ｉｉ）前記表面に接触していない若しくは空中にいるときは約０ｇの静的加速度を経験する。 図２は、典型的な空中滞在時間事象の（図１のスノーボーダーに対応する）加速度分析結果を示すグラフであり、ｘ軸はｍ／秒単位で時間を表し、ｙ軸はｇ単位での加速度を表す。 図３は、本発明の主題の１観点に従った空中滞在時間タイマー装置の正面立面図である。 図４は、図３の空中滞在時間タイマー装置の様々なコンポーネントの相互関係を示す概略図である。 図５Ａは、空中滞在時間タイマー着用者が達成した最高の空中滞在時間を表示する典型的な空中滞在時間タイマー表示を図示する。 図５Ｂは、空中滞在時間タイマー着用者の平均空中滞在時間を図示するものであり、平均空中滞在時間とは、例えば合計空中滞在時間を跳躍回数で割った値である。 図５Ｃは、（前の空中滞在時間事象と区別される）現在の空中滞在時間を示すことができる、現在の空中滞在時間タイマー表示を図示する。 図５Ｄは、着用者が達成した合計空中滞在時間を図示するものであり、合計空中滞在時間とは、例えば、セッション合計、１日の合計、または前記空中滞在時間タイマーの着用者による任意の指定間隔における全ての空中滞在時間事象の合計である。 図５Ｅは、空中滞在時間事象一式のうちの１０番目の空中滞在時間事象のような、空中滞在時間事象の空中滞在時間歴を図示する。 図６Ａは、物体の飛行時間または空中滞在時間の計算に伴う、本発明の主題の観点に従った特定の工程を示す高レベルの工程図である。 図６Ｂは、図６Ａの工程図に対応する擬似コードである。 図７Ａは、空中滞在時間タイマー装置の一部として使用することが可能な結合または掛け金機構を図示する。 図７Ｂは、空中滞在時間タイマー着用者が空中滞在時間タイマーを自分自身に着用可能なように開かれた位置にある前記結合機構を図示する。 図７Ｃは、空中滞在時間タイマーが着用者に確実に固定され、着用者から外れることが不可能なようにするために、図７Ａおよび７Ｂの結合機構に加えられた固定機構を図示する

Claims (31)

1. 装置であって、
   ハウジングと、
   前記ハウジング内に配置され、飛行時間事象の間の前記装置の静的加速度を検出するように設定され、さらに前記飛行時間事象の間の前記装置の静的加速度を示す加速度計の出力電気信号を提供するように設定された少なくとも１つの加速度計と、
   前記少なくとも１つの加速度計と電気通信し、前記加速度計の出力電気信号に基づき前記飛行時間事象の間の前記装置の概算飛行時間を計算するように設定され、さらに前記飛行時間事象の間の前記物体の前記計算された飛行時間を示すマイクロプロセッサの出力電気信号を提供するように設定されたマイクロプロセッサと
   を有する装置。
2. 請求項１記載の装置において、この装置は、さらに、
   前記マイクロプロセッサと電気通信している表示画面を有し、この表示画面は前記飛行時間事象に伴う概算飛行時間を表示するように設定されるものである。
3. 請求項１記載の装置において、前記ハウジングは、前記少なくとも１つの加速度計と前記マイクロプロセッサとを、実質的に液漏れしない密閉方法で囲うものである。
4. 請求項１記載の装置において、前記少なくとも１つの加速度計は、互いに垂直な３つの軸に沿って前記装置の第１、第２、および第３の静的加速度要素を検出するように設定される３軸加速度計を有し、ある期間の前記装置の静的加速度は、前記第１、第２、および第３の静的加速度要素のベクトルの和に等しいものである。
5. 請求項１記載の装置において、前記少なくとも１つの加速度計は、互いに垂直な３つの軸に沿って前記装置の第１、第２、および第３の静的加速度コンポーネントを検出するように設定される第１および第２の２軸加速度計を有し、ある期間の前記装置の静的加速度は、前記第１、第２、および第３の静的加速度コンポーネントのベクトルの和に等しいものである。
6. 請求項１記載の装置において、前記マイクロプロセッサは、前記飛行時間に基づく累積飛行時間および付加的飛行時間を計算するようにさらに設定されるものである。
7. 請求項１記載の装置において、前記マイクロプロセッサは、前記飛行時間から選択される最大飛行時間、および付加的飛行時間を計算するようにさらに設定されるものである。
8. 請求項１記載の装置において、前記マイクロプロセッサは、前記飛行時間の平均飛行時間および付加的飛行時間を計算するようにさらに設定されるものである。
9. 請求項１記載の装置において、この装置は、さらに、
   前記マイクロプロセッサと電気通信するメモリコンポーネントを有し、このメモリコンポーネントは前記飛行時間事象に伴う概算飛行時間に対応する少なくとも１つの値を格納するように設定されるものである。
10. 請求項１記載の装置において、前記ハウジングは、少なくとも１人のスキーヤー、スノーボーダー、スケーター、二輪車走者、およびジャンパー（跳躍選手）によって着用されるように設定されているものである。
11. 請求項１記載の装置において、前記ハウジングは、着用者に前記装置をラッチ係合するように設計され、着用者が簡単に取り外しできるように設計されるラッチング機構を含むものである。
12. 請求項１１記載の装置において、前記ラッチング機構は、前記飛行時間事象の間前記装置が前記着用者に確実にラッチ係合するように設計された固定機構を有するものである。
13. 物体の空中滞在時間を決定するための装置であって、
    第１の静的加速度および第２の静的加速度を測定するように設定された加速度計と、
    コンピュータ（計算機）であって、このコンピュータは前記第１の静的加速度から前記第２の静的加速度への大きさの第１の変化を決定し、この大きさの第１の変化は前記物体の離陸事象に対応するものであり、続く前記第２の静的加速度から前記第１の静的加速度へ戻る大きさの第２の変化を決定し、この大きさの第２の変化は前記物体の着地事象に対応するものであり、また現在の飛行時間は前記離陸事象間の前記大きさの第１の変化と前記着地事象間の前記大きさの第２の変化の間の時間に対応するものであるコンピュータと
    を有する装置。
14. 請求項１３記載の装置において、前記大きさの第１の変化および前記大きさの第２の変化は、約０ｇ〜約１ｇの範囲である。
15. 請求項１３記載の装置において、前記装置は、前記物体の質量中心近くに位置するように設計されるものである。
16. 請求項１３記載の装置において、前記装置は、前記物体の離陸事象および着地事象を可能にする器具に位置付けられるものである。
17. 請求項１３記載の装置において、前記コンピュータは後続の飛行時間を決定するように設計され、且つ前記現在の飛行時間および当該後続の飛行時間に基づいて累積飛行時間を決定するように設計されるものである。
18. 請求項１３記載の装置において、前記コンピュータは後続の飛行時間を決定するように設計され、且つ前記現在の飛行時間および当該後続の飛行時間に基づいて平均飛行時間を決定するように設計されるものである。
19. 請求項１３記載の装置において、前記コンピュータは後続の飛行時間を決定するように設計され、且つ前記現在の飛行時間および当該後続の飛行時間に基づいて最大飛行時間を決定するように設計されるものである。
20. 請求項１３記載の装置において、前記コンピュータは後続の飛行時間を決定するように設計され、且つ現在の飛行時間および後続の飛行時間の履歴を決定するように設計されるものである。
21. 請求項１３記載の装置において、前記装置は、（ａ）空中滞在時間タイマーモードであって、前記第１の静的加速度および前記第２の静的加速度に伴う振動ノイズを取り除くための少なくとも１つの感度インジケータを有し、（ｂ）温度モードであって、少なくとも1つの温度インジケータを有し、（ｃ）クロックモードであって、少なくとも１つの時刻表示を有し、（ｄ）ストップウォッチモードであって、少なくとも１つのストップウォッチを有し、および（ｅ）設定モードであって、前記装置パラメータの設定が行われるものであるもののうちの少なくとも１つで動作するものである。
22. 請求項１３記載の装置において、この装置は、さらに、
    前記加速度計と前記コンピュータとを囲うハウジングを有し、このハウジングは前記現在の飛行時間を表示するための表示部と、前記装置を前記物体に着脱自在に装着するための機構とを提供するものである。
23. 請求項２２記載の装置において、前記装置のハウジングは、前記装置を前記物体に結合する機構を提供し、この機構により、離陸事象および着地事象が前記装置および前記物体双方に対して実質的に同様に発生するものである。
24. 表面に沿って複数回数の移動、跳躍、および着地する個体の概算飛行時間を決定する方法であって、前記個体は、前記個体が前記表面上にいるときに第１の静的加速度を有し、前記表面から離れているときに第２の静的加速度を有するものであり、
    この方法は、
    前記個体の質量中心にまたはその近くに装置ハウジングを固定する工程と、
    前記ハウジング内に固定された少なくとも１つの加速度計を使用することにより、前記個体が前記表面に沿って移動し、第１の軌道を跳躍し、そして第１回目の着地をする第１の期間にわたる前記個体の前記第１および第２の静的加速度を検出し、これにより第１の飛行時間事象を定義する工程と、
    前記第１の期間にわたって検出された前記第１および第２の静的加速度から、前記第１の飛行時間事象の間の前記個体の概算飛行時間を計算する工程であって、前記飛行時間は、前記第１の静的加速度が前記第２の静的加速度に変化すると開始し、前記第２の静的加速度が前記第１の静的加速度に変化して戻ると終了するものであり、前記第１および第２の静的加速度が既定の重力単位分の大きさで分離するものである、前記計算する工程と
    を有する方法。
25. 請求項２４記載の方法において、前記既定の重力単位は約１ｇである。
26. 請求項２４記載の方法において、この方法は、さらに、
    前記個体が前記表面に沿って移動し、第２の軌道を跳躍し、第２回目の着地をする第２の期間にわたる前記個体の第３および第４の静的加速度を検出し、これにより第２の飛行時間事象を定義する工程と、
    前記第２の期間に検出された前記第３および第４の静的加速度に基づき、前記第２の飛行時間事象間の前記個体の概算飛行時間を計算する工程と、
    前記個体の前記第１の時間および第２の期間の概算飛行時間を比較し、（ｉ）前記第１および第２の期間の累積飛行時間、（ｉｉ）前記第１および第２の飛行時間事象から選択される大きい方の飛行時間、および（ｉｉｉ）前記第１および第２の期間の平均飛行時間のうちの少なくとも１つを決定する工程と、
    表示画面に、（ｉ）前記累積飛行時間を表す第１の数値、（ｉｉ）前記大きい方の飛行時間を表す第２の数値、および（ｉｉｉ）前記平均飛行時間を表す第３の数値のうちの少なくとも１つを表示する工程と
    を有するものである。
27. 請求項２４記載の方法において、前記ハウジングを前記個体の質量中心の近くに配置するものである。
28. 請求項２４記載の装置において、前記個体に前記ハウジングを結合するための機構を前記ハウジングに提供することにより、前記ハウジングおよび前記個体を実質的に同様に跳躍させるものである。
29. 物体の飛行時間を決定するための、コンピュータ実行可能命令を有するコンピュータ読み取り可能記録媒体であって、
    加速度計を用いて第１の静的加速度および第２の静的加速度を測定する工程と、
    前記第１の静的加速度から前記第２の静的加速度への大きさの第１の変化を計算する工程であって、前記大きさの第１の変化は前記物体の離陸事象に対応するものであり、続く前記第２の静的加速度から前記第１の静的加速度に戻る大きさの第２の変化を計算する工程であって、前記大きさの第２の変化は前記物体の着地事象に対応するものであり、さらに前記飛行時間は前記離陸事象間の前記大きさの前記第１の変化と前記着地事象間の前記大きさの第２の変化の間の時間に対応するものである、前記計算する工程と
    をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な媒体。
30. 請求項２９記載のコンピュータ読み取り可能記録媒体において、前記測定する工程および前記計算する工程のうちの少なくとも１つは、携帯装置で実行されるものである。
31. 請求項２９記載のコンピュータ読み取り可能記録媒体において、前記測定する工程および前記計算する工程のうちの少なくとも１つは、ＭＰ３装置で実行されるものである。

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