JP2010069160A - サウンドテーブルテニス用ラケット - Google Patents

Abstract

【課題】目視に頼ることなく、客観的な角度判定が可能なサウンドテーブルテニス（ＳＴＴ）用ラケットを提供する。
【解決手段】ラケット１０は、ラケット本体１２Ａと柄１４により構成されている。前記柄１４の内部には回路基板１８と電源２６が収納され、前記ラケット本体１２の先端側縁部には、緑色発光するＬＥＤ２８と赤色発光するＬＥＤ３０が設けられている。前記回路基板１８には、ジャイロセンサ，加速度センサ，マイコンが設けられており、該マイコンに前記ＬＥＤ２８，３０が接続されている。前記マイコンは、ジャイロセンサ及び加速度センサの検出信号から、卓球台１６に対する打球面１２Ａの傾斜角度θを算出し、その結果が所定角度以上であればＬＥＤ２８を点灯させ、所定角度未満であれば他方のＬＥＤ３０を点灯させる。これにより、ラケット１０の傾斜角度θを客観的に判定することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、サウンドテーブルテニス（ＳＴＴ）用ラケットに関するものである。

近年、障害者スポーツは、リハビリテーション（機能回復訓練）の一環としてだけでなく、障害者の健康増進や社会参加意欲の助長、障害者や障害者に対する理解の促進、そしてスポーツを楽しむことで生活を豊かにするということから社会的認知度も高まり広く普及している。しかしながら、競技を行う上で障害者であるがゆえに様々な課題があるのも事実である。現在、その影響を少しでも減らすために障害者スポーツ独自のルール作りを行ったり、競技用具に改良を加えたりすることで対応している。

例えば、サウンドテーブルテニス（以下、ＳＴＴという）と呼ばれる視覚障害者向けの卓球は、盲学校等でも取り入れられており、全国規模の大会も開催されるなど、視覚障害者にとって気軽に楽しめるスポーツである。ＳＴＴは、金属球が入った球と、ラバーを張っていない木製のラケットを使用してネットの下を転がすように打つもので、競技を行う上で「音」が最も重要な要素となり、打球音もその一つである。その打球音の判定は、「音」そのものの他、球を打つ際のラケットの打球面と卓球台のなす角度が６０度以上か否かによって行われている。

しかしながら、上述した角度の判定は、審判の目視という感覚的な手法に依存しているのが現状であり、どのようにして正確に判定するかが競技を行う上での課題となっている。

本発明は、以上の点に着目したもので、その目的は、目視に頼ることなく、客観的な角度の判定を行うことができるサウンドテーブルテニス（ＳＴＴ）用ラケットを提供することである。

前記目的を達成するため、本発明は、サウンドテーブルテニス用のラケットであって、卓球台に対するラケットの打球面の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段を備えたことを特徴とする。他の発明は、サウンドテーブルテニス用のラケットであって、ラケットの柄の軸を回転軸とする角速度を検出するジャイロセンサ，前記回転軸と直交する２軸方向のラケットの加速度を検出する加速度センサ，卓球台に対する前記ラケットの打球面の傾斜角度が所定の角度以上か否かを報知する報知手段，前記ジャイロセンサ及び加速度センサの検出信号から、前記卓球台に対するラケットの打球面の傾斜角度を算出し、算出結果に応じて前記報知手段を駆動させる演算処理手段，前記ジャイロセンサ，加速度センサ，報知手段，演算処理手段に電力を供給する電源，を備えたことを特徴とする。

主要な形態の一つは、前記報知手段は、光，音，振動の少なくとも一つによって、前記ラケットの打球面が所定の角度以上か否かを報知することを特徴とする。他の形態は、前記ジャイロセンサ，加速度センサ，演算処理手段，電源を、前記ラケットの柄に内蔵したことを特徴とする。更に他の形態は、前記報知手段を、ラケット本体の縁部に設けたことを特徴とする。

更に他の形態は、前記ラケットの打球面による打球を検出する打球検出手段，を設けるとともに、前記演算処理手段は、前記打球検出手段によって打球が検出されたときに、前記報知手段を駆動させることを特徴とする。更に他の形態は、前記打球検出手段は、前記打球面に設けた圧電体シートによって打球時の衝撃を検出すること，あるいは、前記加速度センサを利用して打球時の振動を検出することを特徴とする。

更に他の形態は、打球すべきボールが所定の距離内に近付いたことを検出するボール検出手段，を設けるとともに、前記演算処理手段は、前記ボール検出手段によってボールの接近が検出されたときに、前記報知手段を駆動させることを特徴とする。更に他の形態は、前記ボール検出手段が磁気センサであって、前記ボール内部に設けられた磁石から発生する磁気を検出することを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。

本発明は、サウンドテーブルテニス用のラケットにジャイロセンサと加速度センサを組み込み、これらセンサの検出信号から、卓球台に対するラケットの打球面の傾斜角度が所定の角度以上か否かを演算処理手段で算出して、その結果を報知手段で報知することとしたので、客観的な角度判定が可能になるという効果が得られる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。

最初に、図１〜図３を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１(A)は本実施例の使用状態を示す外観斜視図，(B)及び(C)は前記(A)をラケット先端側から見た正面図である。図２(A)は本実施例の回路基板を示す図，図２(B)はラケットの内部構造を示す平面図である。図３は、本実施例による角度判定処理手順を示すフローチャートである。本発明のサウンドテーブルテニス（ＳＴＴ）用のラケット１０は、卓球台に対する打球面の傾斜角度を検出する機能を備えたものである。

図１(A)及び図２(B)に示すように、ラケット１０は、ラケット本体１２と柄１４によって構成されている。前記柄１４は中空であって、その内側には角度判定機能を有する回路基板１８と電源２６が収納されており、着脱可能なカバー１４Ａによって覆われている。また、前記ラケット本体１２の先端側（柄１４と反対側）の縁部には、ＬＥＤ２８，３０が設けられている。これらＬＥＤ２８，３０は、異なる色に発光することで、卓球台１６に対するラケット本体１２の打球面１２Ａの傾斜角度θが、所定の角度以上か否かを審判などに報知するものである。本実施例では、傾斜角度θが６０度以上のとき緑色のＬＥＤ２８が点灯し、傾斜角度θが６０度未満のときに赤色のＬＥＤ３０が点灯するように設定されている。

前記回路基板１８は、図２(A)に示すように、前記ラケット１０の角速度を検出するジャイロセンサ２０と、前記ラケット１０の加速度を検出する加速度センサ２２と、これらジャイロセンサ２０及び加速度センサ２２に接続された演算処理装置によって構成されている。前記ジャイロセンサ２０は、前記ラケット１０の柄１４の軸，すなわち図１(A)のｙ軸を回転軸とする角速度（図１(B)の矢印Ｆ１参照）を検出するものであり、前記加速度センサ２２は、前記回転軸と直交する２軸，すなわち図１(A)のｘ軸、ｙ軸方向の加速度を検出するものである。なお、本実施例では、ラケット１０に埋め込むために、前記演算処理装置としてマイコン２４を利用している。このような回路基板１８は、前記電源２６とともに柄１４の内側に収納され、前記電源２６から電力の供給を受ける。更に、前記マイコン２４は、ラケット本体１２の内部に設けられた配線によって、前記ＬＥＤ２８，３０に接続されている。そして、前記ジャイロセンサ２０と加速度センサ２２の検出信号から算出した傾斜角度θに応じて、ＬＥＤ２８又はＬＥＤ３０のいずれかに点灯指示を送る。なお、前記電源２６からの電力の供給は、例えば、柄１４の端部に設けられたスイッチ２７によってＯＮ／ＯＦＦの切り替えが可能となっている。

前記打球面１２Ａの傾斜角度θは、次のようにして算出される。加速度センサ２２からの出力信号をローパスフィルタに、ジャイロセンサ２０からの積分出力信号をハイパスフィルタに入れ合成すると、傾斜角度θは下記数式１の通りとなる。ここで、Ｔは時定数でＴ＝２πｆ_０（ｆ_０：カットオフ周波数）である。

前記数式１より、下記の数式２となる。

次に、前記数式２を離散化して、下記数式３となる。

そして、前記数式３において、ω＝１／Ｔとおくと、下記数式４となる。

従って、前記数式４をマイコン２４にプログラミングすることで、サンプリングタイム毎に収集されるジャイロセンサ２０と加速度センサ２２の出力信号から傾斜角度θが算出できる。なお、上述した数式１〜４における傾斜角度θは、厳密には水平面に対する傾斜角度を表しているが、実際には前記卓球台１６は、表面がほぼ水平となるように設置されることから、前記傾斜角度θは卓球台１６に対する傾斜角度と考えてよい。

以上のように、ジャイロセンサ２０と加速度センサ２２を組み合わせて傾斜角度θを算出する場合、ｆ_０の値によって誤差が生じるため、ｆ_０の変化による測定誤差の検証を行った。前記数式４を基にＰＣ上に傾斜角度θの演算を行う角度検出プログラムを構築し、ジャイロセンサ２０と加速度センサ２２の出力信号をＰＣ上に取り込んで演算を行うとともに、ロータリーポテンショメータにより傾斜角度の実測値を測定し、同一の運動について実測値と演算値の比較を行った。実験は、ｆ_０の値が、０．０１Ｈｚ，０，１Ｈｚ，１Ｈｚ，１０Ｈｚのときについて行い、回転運動特性，回転＋振動（水平方向）運動特性，起動特性（電源を入れた際の特性）の３つの特性について検証した。

その結果、ｆ_０の適正値は１Ｈｚ近傍であることが分かった。そこで、更に細かくｆ_０の値について検証するため、ｆ_０が０．７Ｈｚ，０．８Ｈｚ，０．９Ｈｚ，１Ｈｚの場合について、同様の実験を行ったところ、ｆ_０が０．７Ｈｚ〜１Ｈｚの間では、ｆ_０の値の違いによる傾斜角度θの差はほとんど見られなかった。これにより、ｆ_０の適正値は、０．７〜１Ｈｚの範囲であることが判明した。

次に、本実施例のラケット１０の評価試験を行った。前記ラケット１０は、ｆ_０の設定が０．７Ｈｚと１Ｈｚの２種類を用意した。評価は、実際の競技環境にてラケット打球面１２Ａと卓球台１６のなす角度θが６０度以上（ＯＫ）と６０度未満（ＮＧ）の場合の打ち方について各々１０回ずつ行った。下記表１はｆ_０＝０．７Ｈｚの場合，表２はｆ_０＝１Ｈｚとした場合の結果を示している。

前記表１及び表２から、ｆ_０を１Ｈｚに設定すると、判定の正答率を１００％にできることが分かった。なお、ｆ_０の設定が０．７Ｈｚのときに、６０度未満の場合において正答率が１００％に達しないのは、ｆ_０の値が小さくなるほど傾斜角度θの変化に対する応答速度が遅くなる傾向があるため、ラケット１０の動きに応答しきれずに誤判定になったと考えられる。

次に、図３も参照して本実施例の作用を説明する。まず、スイッチ２７を入れて電源２６がＯＮになっている状態で（ステップＳ１０のＹｅｓ）、ジャイロセンサ２０による角速度の検出と、加速度センサ２２による加速度の検出が行われる（ステップＳ１２）。これらの検出信号は、マイコン２４に送られ、上述した数式４に基づいてラケット１０の傾斜角度θが算出される（ステップＳ１４）。そして、卓球台１６に対するラケット打球面１２Ａの傾斜角度θが６０度以上である場合（ステップＳ１６でＹｅｓ）には、前記マイコン２４はＬＥＤ２８に点灯指示を送り、図１(B)に示すように緑色のＬＥＤ２８が点灯する（ステップＳ１８，Ｓ２０）。一方、前記傾斜角度θが６０度未満である場合（ステップＳ１６でＮｏ）には、前記マイコン２４は、ＬＥＤ３０に点灯指示を送り、図１(C)に示すように赤色のＬＥＤ３０が点灯する（ステップＳ２４，Ｓ２６）。

前記ステップＳ１２〜Ｓ２６の動作は、電源２６がＯＦＦになるまで繰り返し行われ（ステップＳ２８でＮｏ）、電源２６がＯＦＦになった時点（ステップＳ２８でＹｅｓ）で終了する。このように、ラケット１０は電源２６をＯＮにしている間、常に傾斜角度θに応じてＬＥＤ２８又はＬＥＤ３０が点灯しているため、競技の審判は、ラケット１０に球４０が当たったときの角度を、ＬＥＤ２８又はＬＥＤ３０の点灯から容易に判断することができる。

このように、実施例１によれば、ＳＴＴ用のラケット１０の柄１４に、ジャイロセンサ２０と加速度センサ２２を内蔵し、これらセンサの検出信号から、卓球台１６に対するラケット打球面１２Ａの傾斜角度θが所定の角度以上か否かをマイコン２４によって算出する。そして、その結果をＬＥＤ２８又はＬＥＤ３０の点灯によって報知することとしたので、客観的な角度判定が可能になるという効果がある。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例では、緑色発光するＬＥＤ２８と、赤色発光するＬＥＤ３０の点灯の切り替えによって、傾斜角度θが６０度以上か否かを判定することとしたが、これは一例であり、他の色に発光するＬＥＤを用いるようにしてもよい。また、必ずしも２色のＬＥＤを用意する必要はなく、１つのＬＥＤを傾斜角度θが６０度以上のときに点灯し、６０度未満のときに消灯するようにしてもよい。むろん、この逆としてもよい。

(2)前記実施例では、ラケット本体１２の先端側の縁部にＬＥＤ２８，３０を設けることとしたが、ラケット本体１２の縁部に数カ所，あるいは、縁部全体に設けるようにしてもよいし、柄１４に設けるようにしてもよい。また、ラケット１０の一部又は全体を透明のアクリル板等で覆い、その内側に設けたＬＥＤによって、被覆部分を発光させるようにしてもよい。

(3)前記実施例では、ＬＥＤ２８，３０の点灯によって傾斜角度θが所定角度以上か否かを報知することとしたが、これは審判がいる試合向きの例であって、同様の効果を奏するものであれば、他の公知の各種の報知手段を利用してよい。例えば、ブザーのように音で角度の判定結果を報知することにより、プレーヤ（視覚障害者）自身が傾斜角度を確認することができるため練習用として都合がよい。むろん、光と音を組み合わせて報知してもよく、その場合も、光のみ、音のみ、光と音の組み合わせのいずれかに切り替え可能な手段を設けてもよい。振動を報知手段とするようにしてもよい。

(4)前記実施例では、電源２６をＯＮにしている間は、常にＬＥＤ２８又はＬＥＤ３０が点灯している構成としたが、打球時のみ光や音による報知を行ってもよい。例えば、図４(A)に示すように、ラケット打球面１２Ａを、打球検出手段として圧電シート５０で覆い、該圧電シート５０で打球時の衝撃を検出したときに、ＬＥＤ２８又はＬＥＤ３０を点灯するという具合である。また、打球の検出手段も前記圧電シート５０に限定されるものではなく、前記加速度センサ２２を利用して打球時の加速度の変化から打球の有無を判断するなど、同様の効果を奏するものであれば、公知の各種の打球検出手段が利用可能である。

(5)あるいは、ボール４０が打球面１２から所定の距離内に近付いたときに、前記ＬＥＤ２８，３０を点灯するようにしてもよい。例えば、図４(B)に示すように、サウンドテーブルテニス用のボール４０には音を出すために金属球４２が入っているが、該金属球４２とともに磁石４４を入れておき、ラケット１０に磁気センサ５２を内蔵しておくことによって、前記磁石４４から発生する磁気を検知することができる。そして、前記磁気センサ５２によってボール４０が所定距離内に接近したことが検出されたら、上述したいずれかの手法によって傾斜角度θが所定の角度以上か否かを報知する。むろん、図４(B)に示したボール検出手段も一例であり、同様の効果を奏するように適宜設計変更してよい。

(6)図４(C)に示す例のように、ラケット１０の柄１４に内蔵する電源を充電式の電池５４とし、前記柄１４に端子５６Ａ，５６Ｂを設けて、充電スタンド５８にセットして充電可能な形態としてもよい。

(7)前記実施例では、打球面１２Ａと卓球台１６のなす角度θが６０度以上か６０度未満かによってＬＥＤ２８，３０の点灯を切り替えることとしたが、これも一例であり、必要に応じて６０度以外の角度に設定してもよい。

(8)前記実施例では、カットオフ周波数ｆ_０の最適値は、平均的に１Ｈｚ付近であったが、ラケットの打ち方には個人差があるため、打ち方によってカットオフ周波数を最適値に調整する調整機能を設けるようにしてもよい。更に、調整履歴に基づいて最適値を調整するような学習機能を設けるようにしてもよい。

本発明によれば、ラケットにジャイロセンサと加速度センサを組み込み、これらセンサの検出信号から、卓球台に対するラケットの打球面の傾斜角度が所定の角度以上か否かを演算処理手段で算出して、その結果を報知手段で報知することで客観的な角度判定が可能になるので、サウンドテーブルテニス用のラケットの用途に適用できる。

本発明の実施例１を示す図であり、(A)は使用状態を示す外観斜視図，(B)及び(C)は前記(A)をラケット先端側から見た正面図である。 前記実施例１を示す図であり、(A)は回路基板を示す図，(B)はラケットの内部構造を示す平面図である。 前記実施例１の角度判定処理手順を示すフローチャートである。 本発明の他の実施例を示す図である。

符号の説明

１０：ラケット
１２：ラケット本体
１２Ａ：打球面
１４：柄
１４Ａ：カバー
１６：卓球台
１８：回路基板
２０：ジャイロセンサ
２２：加速度センサ
２４：マイコン
２６：電源
２７：スイッチ
２８：ＬＥＤ（緑）
３０：ＬＥＤ（赤）
４０：ボール
４２：金属球
４４：磁石
５０：圧電シート
５２：磁気センサ
５４：電池
５６Ａ，５６Ｂ：端子
５８：充電スタンド

Claims (10)

1. サウンドテーブルテニス用のラケットであって、
   卓球台に対するラケットの打球面の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段，
   を備えたことを特徴とするサウンドテーブルテニス用ラケット。
2. サウンドテーブルテニス用のラケットであって、
   ラケットの柄の軸を回転軸とする角速度を検出するジャイロセンサ，
   前記回転軸と直交する２軸方向のラケットの加速度を検出する加速度センサ，
   卓球台に対する前記ラケットの打球面の傾斜角度が所定の角度以上か否かを報知する報知手段，
   前記ジャイロセンサ及び加速度センサの検出信号から、前記卓球台に対するラケットの打球面の傾斜角度を算出し、算出結果に応じて前記報知手段を駆動させる演算処理手段，
   前記ジャイロセンサ，加速度センサ，報知手段，演算処理手段に電力を供給する電源，
   を備えたことを特徴とするサウンドテーブルテニス用ラケット。
3. 前記報知手段は、光，音，振動の少なくとも一つによって、前記ラケットの打球面が所定の角度以上か否かを報知することを特徴とする請求項２記載のサウンドテーブルテニス用ラケット。
4. 前記ジャイロセンサ，加速度センサ，演算処理手段，電源を、前記ラケットの柄に内蔵したことを特徴とする請求項２又は３記載のサウンドテーブルテニス用ラケット。
5. 前記報知手段を、ラケット本体の縁部に設けたことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のサウンドテーブルテニス用ラケット。
6. 前記ラケットの打球面による打球を検出する打球検出手段，
   を設けるとともに、
   前記演算処理手段は、前記打球検出手段によって打球が検出されたときに、前記報知手段を駆動させることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のサウンドテーブルテニス用ラケット。
7. 前記打球検出手段は、前記打球面に設けた圧電体シートによって打球時の衝撃を検出することを特徴とする請求項６記載のサウンドテーブルテニス用ラケット。
8. 前記打球検出手段は、前記加速度センサを利用して打球時の振動を検出することを特徴とする請求項６記載のサウンドテーブルテニス用ラケット。
9. 打球すべきボールが所定の距離内に近付いたことを検出するボール検出手段，
   を設けるとともに、
   前記演算処理手段は、前記ボール検出手段によってボールの接近が検出されたときに、前記報知手段を駆動させることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のサウンドテーブルテニス用ラケット。
10. 前記ボール検出手段が磁気センサであって、
    前記ボール内部に設けられた磁石から発生する磁気を検出することを特徴とする請求項９記載のサウンドテーブルテニス用ラケット。

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