JP4308612B2 - 通過タイム計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、被験者が所定位置を通過する通過タイムを計測する通過タイム計測装置に関するものである。

被験者が所定位置を通過する通過タイムを計測する通過タイム計測装置には、種々の装置がある。その一種として、発光器と、受光器と、演算装置とを備える通過タイム計測装置がある。発光器は、所定位置を通過する被験者の体の側部に交差するように光を出射する。受光器は、発光器からの光を受光するように設けられている。演算装置は、発光器からの光が受光器によって受光されなかった時刻を通過タイムとして取得する。この通過タイム計測装置は、被験者の体の部位を問わずに被験者によって発光器からの光が遮断された時刻を通過タイムとする。

また、他の一種として、二つの発光器と、二つの受光器と、二つの鏡を備える通過タイム計測装置がある。二つの発光器は、所定位置を通過する被験者の頭上から被験者の胴で互いに交差するように光を出射している。二つの鏡は、個々に発光器と対をなしており、地上に配設されていて、発光器からの光を所定方向に反射する。二つの受光器は、二つの鏡によって反射された個々に受光する。この通過タイム計測装置は、二つの受光器に発光器からの光が同時に受光されなかった時刻を通過タイムとする。この通過タイム計測装置は、被験者の胴が所定位置を通過した時刻を通過タイムとして取得することができる。なぜならば、二つの発光器は、被験者の胴にのみ同時に交差するように光を出射しているからである。
特開２００１−３３４００９号公報 特開昭５８−９５２８１号公報 特開２０００−５６０４７号公報

ところで、被験者の胴が所定位置通過した時刻を通過タイムとして取得することのできる通過タイム計測装置が望まれている。

上述した前者の通過タイム計測装置、すなわち、特許文献１及び２に記載の通過タイム計測装置は、被験者の体の部位を問わず、被験者によって光が遮断された時刻を通過タイムとしているので、被験者の胴の通過タイムを常に計測することができない。

また、後者の通過タイム計測装置は、所定位置ごとに発光器と鏡と受光器とを二つづつ設ける必要があるので、装置構成が複雑である。

本発明は、装置構成が簡易であり、かつ、所定位置を通過する被験者の胴の通過タイムを計測可能な通過タイム計測装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の通過タイム計測装置は、（ａ１）所定位置を通過している被験者の胴の側部に交差するように光を出射する発光器と、（ａ２）発光器からの光を受光するよう該発光器と対向配置され、発光器からの光を受光した場合に第１のレベルの信号を出力し、発光器からの光が被験者によって遮断された場合に第２のレベルの信号を出力する受光器を有する検出部と、（ａ３）検出部によって出力される第２のレベルの信号のうち、その出力時間幅が最長の第２のレベルの信号の出力時刻に基づいて、所定位置における被験者の通過タイムを取得する通過タイム演算手段とを備える。

被験者の体の部位のうち、所定位置を通過するのに最も時間を要するのは、その側面長が最も長い胴である。この発明によれば、所定位置を通過する被験者によって発光器から出射された光が遮断されている時間、受光器によって出力される信号は第２のレベルになる。通過タイム演算手段は、その出力時間幅が最長の第２のレベルの信号の出力時刻を被験者の通過タイムとするので、体の部位のうち側面長が最長の胴の通過タイムを計測することができる。また、この発明によれば、通過タイムを取得すべき所定位置を挟んで一対の発光器と受光器とを対向配置すればよいので、装置構成が簡易である。

また、本発明の通過タイム計測装置においては、（ｂ１）検出部は、上記の信号が第１のレベルから第２のレベルへ切り替わる時刻に関する第１のデータと、第２のレベルから第１のレベルに切り替わる時刻に関する第２のデータとを生成するデータ生成手段を更に有し、（ｂ２）通過タイム演算手段は、データ生成手段によって順に生成された第１及び第２のデータを含むデータセットに基づいて上記の出力時間幅を算出して、該算出した出力時間幅が最長のデータセットを抽出し、該抽出したデータセットに基づいて通過タイムを取得しても良い。

また、本発明の通過タイム計測装置においては、（ｃ１）上記の発光器を含む複数の発光器と、（ｃ２）上記の検出部を含む複数の検出部とを、更に有しており、（ｃ３）複数の発光器は、複数の所定位置を通過する被験者の胴の側部に交差する光を出射するよう個々に配設されており、（ｃ４）複数の検出が有する複数の受光器は、複数の所定位置において発光器と個々に対向配置されており、（ｃ５）複数の検出部はそれぞれ、その検出部を特定するための検出部識別情報を第１及びのデータに含め、（ｃ６）通過タイム演算手段は、同一の検出部識別情報を含むデータセットに基づいて複数の所定位置各々における通過タイムを取得することが好ましい。

この発明によれば、通過タイム演算手段が、同一の検出部識別情報を含むデータセットに基づいて通過タイムを取得するので、検出部ごとに取得されたデータを抽出して複数の所定位置各々での通過タイムを取得することができる。

また、本発明の通過タイム計測装置においては、（ｄ１）スタート位置から複数の所定位置各々までに要する時間の上限として予め定められた複数の上限所要時間と、該スタート位置から複数の所定位置各々までに要する時間の下限として予め定められた複数の下限所要時間とを、所定位置を特定するための位置情報と対応付けて記憶している記憶手段と、（ｄ２）所定位置を被験者が通過する度に、記憶手段に記憶されているスタート位置から該所定位置までの上限所要時間と記憶手段に記憶されている該スタート位置から最終の所定位置までの上限所要時間との差演算を実行してなる予測上限所要時間を算出し、該予測上限所要時間と該被験者の該所定位置での通過タイムとを加算してなる予測上限通過タイムを求め、該予測上限通過タイムと記憶手段に記憶されているスタート位置から最終の所定位置までの下限所要時間との差演算を実行してなる時刻に、スタートタイミングを指示させるための指示信号を出力するスタート制御手段と、（ｄ３）スタート制御手段によって出力される指示信号に基づいて後発の被験者にスタートタイミングを指示するスタート指示手段とを更に備えることが好ましい。

被験者が通過した所定位置における通過タイムと、この所定位置から最終の所定位置を通過するのに要する上限所要時間との加算によって予測上限通過タイムは算出される。したがって、予測上限通過タイムは、最も時間を要する場合に、最終の所定位置で計測されることが想定される通過タイムである。スタート制御手段は、この予測上限通過タイムから、スタート位置から最終の所定位置までの下限所要時間を減算した時刻に、スタート指示手段にスタートタイミングを指示させる。すなわち、先発の被験者と後発の被験者とのスピードに差があっても、追い抜きが生じないような時刻に後発の被験者にスタートタイミングが指示される。したがって、このスタートタイミングの指示に基づいてスタートする後発の被験者が、先発の被験者を追い抜くことを回避することができる。また、被験者が所定位置を順に通過する度に、スタートタイミングを指示すべき時刻が更新されるので、より適切な時刻にスタートタイミングを指示することが可能である。

また、本発明の通過タイム計測装置においては、（ｅ１）被験者が既に通過した一以上の所定位置の通過タイムに基づいて、残りの所定位置の該被験者の通過タイムを予測してなる予測通過タイムを算出し、該予測通過タイムを、該被験者を特定するための被験者情報と所定位置を特定するための位置情報に対応付けて出力する予測手段を更に備え、（ｅ２）通過タイム演算手段は、該データセットに含まれる検出部識別情報と、該検出部識別情報によって特定される検出部の受光器が配設された位置に関する位置情報に対応付けられており該データセットに基づく出力時刻が最も近い前記予測通過タイムとを同一にするグループに、複数のデータセットを、該同一にする予測通過タイムと対応付けられた被験者情報に対応付けて分類し、グループごとに該グループに含まれるデータセット及び該データセットに対応付けられている被験者情報に基づいて、通過タイムを被験者情報に対応付けて取得することが好ましい。

この発明によれば、被験者が既に通過した所定位置での通過タイムに基づいて、被験者ごとに残りの所定位置での予測通過タイムが取得される。複数のデータセットは、それに含まれる検出部識別情報と、そのデータセットに基づく出力時刻が最も近い予測通過タイムを同一にするものに分類される。このように分類されたデータセットを用いることによって、被験者ごとに通過タイムを取得することができるので、追い抜きが発生しても、通過タイムを被験者ごとに取得することができる。

以上説明したように、本発明によれば、被験者が通過する所定位置に光を出射する発光器とこの発光器からの光を受ける受光器とを一対設ければ良いので、簡易な装置構成であり、かつ、被験者の胴の通過時タイムを計測することができる通過タイム計測装置が提供される。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。

図１は、本発明の実施形態にかかる通過タイム計測装置１０を概略的に示す図である。通過タイム計測装置１０は、第１レーン１２及び第２レーン１４それぞれの複数の所定位置Ｐ１〜Ｐｎにおける被験者Ｓの通過タイムを計測するための装置である。

通過タイム計測装置１０は、任意スタートモードと制御スタートモードの二つのモードによる計測が可能である。任意スタートモードとは、任意にスタートする被験者Ｓの通過タイムを計測するためのモードである。制御スタートモードとは、被験者Ｓにスタートタイミングを指示し、その指示に従ってスタートする被験者Ｓの通過タイムを計測するモードである。また、制御スタートモードにおいては、付加的に伴走モードを選択することができる。伴走モードでは、第１レーン１２及び第２レーン１４の複数の所定位置それぞれに設けられた発光器４０ａまたは４０ｂが、スタート位置に近いものから順に発光することによって、被験者Ｓに走行速度の目標を与える。これらのモードは、通過タイム計測装置１０に備えられているコンピュータ２４にオペレータが所定の入力操作を行うことによって選択される。

図１に示されるように、通過タイム計測装置１０は、二つのスタート時刻検出器１６と、複数の発光器１８と、検出部２０と、制御ボックス２２と、コンピュータ２４とを備えている。

スタート時刻検出器１６は、スタート位置Ｐｓを被験者Ｓがスタートする時刻に関するスタート情報をコンピュータ２４へ出力する。スタート時刻検出器１６は、第１レーン１２及び第２レーン１４それぞれに設けられている。

図２は、スタート時刻検出器１６の構成を示す図である。スタート時刻検出器１６は、圧力センサ２６と、クロックカウンタ２８と、スタート時刻検出部３０とを有している。圧力センサ２６は、スタート位置Ｐｓにおいて被験者Ｓの足に接触するように設けられている。圧力センサ２６は、スタート位置Ｐｓをスタートする被験者Ｓの足から受ける圧力に応じた電気信号を出力する。

クロックカウンタ２８は、コンピュータ２４から制御ボックス２２を介して供給されるクロック信号を取得し、このクロック信号の周期に応じてカウント値をカウントアップする。スタート時刻検出部３０は、逐次カウントアップしたカウント値を記憶している。

スタート時刻検出部３０は、圧力センサ２６からの電気信号が変化したときに、クロックカウンタ２８からカウント値を取得する。スタート時刻検出部３０は、取得したカウント値を含むスタート情報をコンピュータ２４へ出力する。具体的に、スタート時刻検出部３０は、圧力センサ２６からの電気信号が所定量以上増加したときのカウント値を取得する。スタート時刻検出部３０は、取得したカウント値と、レーンを特定するためのレーン番号と、スタートスイッチ番号を含むスタート情報をコンピュータ２４へ出力する。このスタートスイッチ番号は、スタート情報が、スタート時刻検出器１６によって出力されたことを報せるための情報である。

図３は、スタート情報の一例を示す図である。図３に示されるように、スタート情報には、スタートスイッチ番号、レーン番号、及びカウンタ値が含まれている。図３の例においては、スタート情報には、スタート時刻検出器１６からの情報であることを示すためのスタートスイッチ番号として「０」が含まれている。スタート時刻検出器１６が設けられたレーンを特定するためのレーン番号として、第１レーン１２であることを示す「１」が含まれている。また、圧力センサ２６からの電気信号が所定量以上増加したときのカウント値である「３」が含まれている。

複数の発光器１８は、図１に示されるように、第１レーン１２及び第２レーン１４の一方の縁に沿うように個々に配置されている。複数の発光器１８は、第１レーン１２及び第２レーンそれぞれの複数の所定位置Ｐ１〜Ｐｎを通過している被験者Ｓの胴の側部に交差するように、光を出射する。

複数の検出部２０は、第１レーン１２及び第２レーン１４の他方の縁に沿うよう個々に配置されている。具体的に、複数の検出部２０は、第１レーン１２及び第２レーン１４の間の領域に配置されている。複数の検出部２０は各々、隣接する検出部とデータ線によって相互に接続されている。また、所定位置Ｐ１の縁に設けられた検出部２０は、制御ボックス２２とデータ線によって接続されている。データ線は、コンピュータ２４と検出部２０とが、データ及び信号を送受するために設けられている。

図４は検出部２０の構成を、発光器１８及び制御ボックス２２と共に示す図である。複数の検出部２０はそれぞれ、受光器３２ａ及び３２ｂ、クロックカウンタ３４、パケット生成部（データ生成手段）３６、入出力部３８、並びに発光器（スタート指示手段）４０a及び４０ｂとを有している。

図１に示されるように、受光器３２ａは、第１レーン１２に設けられた発光器１８からの光を受けるように発光器１８と対向配置されている。受光器３２ｂは、第２レーン１４に設けられた発光器１８からの光を受けるように発光器１８と対向配置されている。受光器３２ａ及び受光器３２ｂは、受けた光の強度に応じた電気信号をパケット生成部３６に出力する。具体的に、受光器３２ａ及び３２ｂは、発光器１８からの光を受光した場合には第１のレベルの電気信号を出力する。第１のレベルとは、例えば、ＯＮレベルである。一方、発光器１８からの光が、被験者Ｓによって遮断された場合には、第２のレベルの電気信号を出力する。第２のレベルとは、例えば、ＯＦＦレベルである。

クロックカウンタ３４は、コンピュータ２４から制御ボックス２２を介して供給されるクロック信号を取得し、このクロック信号の周期に応じてカウント値をカウントアップする。スタート時刻検出部３０は、逐次カウントアップしたカウント値を記憶している。

パケット生成部３６は、受光器３２ａ及び３２ｂからの電気信号が、第１のレベルから第２のレベルに切り替わった時刻に関する情報を含む第１のパケット（第１のデータ）を生成する。また、パケット生成部３６は、受光器３２ａ及び３２ｂからの電気信号が、第２のレベルから第１のレベルに切り替わった時刻に関する情報を含む第２のパケット（第２のデータ）を生成する。具体的に、パケット生成部３６は、受光器３２ａ及び３２ｂからの電気信号が、第１のレベルから第２のレベルに切り替わった時にクロックカウンタ３４が記憶しているカウンタ値を取得し、このカウンタ値を第１のパケットに含める。パケット生成部３６は、受光器３２ａ及び３２ｂからの電気信号が、第２のレベルから第１のレベルに切り替わった時にクロックカウンタ３４が記憶しているカウンタ値を取得し、このカウンタ値を第２のパケットに含める。

図５（Ａ）は、第１のパケット及び第２のパケットのパケットフォーマットの一例を示すである。図５（Ｂ）は、第１のパケットのＤＡＴＡ領域に格納されたデータの一例を示す図である。図５（Ｃ）は、第２のパケットのＤＡＴＡ領域に格納されたデータの一例を示す図である。第１のパケット及び第２のパケットは、ＣＭＤヘッダ、ＳＩＤ領域、ＴＩＤ領域、ＤＡＴＡ領域、ＣＲ領域を有する。ＣＭＤヘッダには、ＡＳＣＩＩ文字からなるコマンドが格納される。ＳＩＤ領域には、自局ＩＤ、すなわち検出部のＩＤが格納される。ＴＩＤ領域には、送先ＩＤ、すなわち、コンピュータ２４のＩＤが格納される。ＣＲ領域は、パケットの終了を示すための「０ｘ０Ｄ」が格納される。

第１及び第２のパケットのＤＡＴＡ領域には、検出部２０によって検出されたデータが格納される。図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に示されるように、第１及び第２のパケットのＤＡＴＡ領域には、パケット番号格納領域、検出部番号格納領域、レーン番号格納領域、及びカウンタ値格納領域が含まれている。

パケット番号格納領域には、パケットが生成された順に付与される番号が格納される。図５（Ｂ）に示されるデータ及び図５（Ｃ）に示されるデータは、パケット生成部３６によって続けて生成されるデータであり、図５（Ｂ）に示されるパケット番号格納領域には「１」が、図５（Ｃ）に示されるパケット番号格納領域には「２」が格納されている。

検出部番号格納領域には、検出部番号が格納される。検出部番号は、複数の検出部２０それぞれを特定するために、複数の検出部２０それぞれに異なる番号が付与されたものである。

レーン番号格納領域には、レーンを特定するための番号を特定するための番号、すなわち、第１レーン１２に設けられた受光器３２ａ又は第２レーン１４に設けられた受光器３２ｂからの出力に基づくデータであることを特定するための番号が格納される。図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に示される例では、レーン番号格納領域に、第１レーン１２を特定するための「１」が格納されている。

カウンタ値格納領域には、パケット生成部３６によってクロックカウンタ３４から取得されたカウンタ値が格納される。図５（Ｂ）に示す例は、第１のパケットであるので、受光器３２ａからの電気信号が第１のレベルから第２のレベルに切り替わった時のカウンタ値である「３２」が格納されている。図５（Ｃ）に示す例は、第２のパケットであるので、受光器３２ａからの電気信号が第２のレベルから第１のレベルに切り替わった時のカウンタ値である「３６」が格納されている。

入出力部３８は、上述したデータ線を介して、第１及び第２のパケットをコンピュータ２４に送信する。

発光器４０ａ及び４０ｂは、制御スタートモードが選択されている場合に利用されるものである。所定位置Ｐｓの縁に設けられた検出部２０の発光器４０ａ及び４０ｂは、被験者Ｓにスタートタイミングを指示するために設けられており、発光することによって被験者Ｓにスタートタイミングを報せる。所定位置Ｐｓの縁に設けられた検出部２０の発光器４０ａは、第１レーン１２を走行する被験者Ｓにスタートタイミングを指示するために設けられている。また、所定位置Ｐｓの縁に設けられた検出部２０の発光器４０ｂは、第２レーン１４を走行する被験者Ｓにスタートタイミングを指示するために設けられている。発光器４０ａ及び４０ｂは、コンピュータ２４から制御ボックス２２を介して送信される発光情報に基づいて発光する。

図６は、発光情報の一例を示す図である。発光情報には、検出部番号、レーン番号発光開始カウンタ値、及び発光時間カウント値が含まれている。発光器４０ａ及び４０ｂは、発光情報に含まれている検出部番号及びレーン番号を参照することによって、コンピュータ２４から送信される発光情報が自器へのものであることを認識することができる。図６に示される発光情報には、所定位置Ｐ１の縁に設けられた発光器であることを特定するための検出部番号「１」、第１レーン１２の被験者Ｓにスタートタイミングを指示する発光器４０ａを特定するためのレーン番号「１」が含まれている。

発光器４０ａ及び４０ｂは、クロックカウンタ３４に記憶されているカウント値を参照する。発光情報には発光開始カウンタ値が含まれており、発光器４０ａ及び４０ｂは発光開始カウンタ値とクロックカウンタ３４に記憶されているカウンタ値が一致した時刻に発光を開始する。図６に示される例では、発光情報に発光開始カウンタ値として「３」が含まれている。この例では、発光器４０ａは、クロックカウンタ３４に記憶されているカウンタ値が「３」になると、発光を開始する。

発光情報には発光時間カウンタ値が含まれている。発光器４０ａ及び４０ｂは、発光時間カウンタ値の数値分、クロックカウンタ３４に記憶されているカウンタ値が進むまでの間、発光を継続する。図６に示される例では、発光情報に発光時間カウンタ値として「２」が含められている。この例では、発光器４０ａは、クロックカウンタ３４に記憶されているカウンタ値が、発光開始時のカウンタ値「３」から「５」になるまで、発光を継続する。

複数の検出部２０各々に設けられている発光器４０ａ及び４０ｂは、伴走モード時にもコンピュータ２４から送信される上記の発光情報を受けて、発光する。複数の検出部２０各々に設けられている発光器４０ａ及び４０ｂは、スタート位置に近いものから順に発光するように、コンピュータ２４から送信される発光情報によって制御される。これによって、数の検出部２０各々に設けられている発光器４０ａ及び４０ｂは、レーンを通過する速度の目標を被験者Ｓに与える。

制御ボックス２２は、スタート時刻検出器１６及び検出部２０と、コンピュータ２４とのデータ及び信号の中継を行うための機器である。図７は、制御ボックス２２の構成を、スタート時刻検出器１６、検出部２０、及びコンピュータ２４と共に示す図である。

図７に示されるように、制御ボックス２２は、データ中継部４２と、クロック中継部４４と、検出部初期化部４６とを有している。

データ中継部４２は、スタート時刻検出器１６によって出力された上記のスタート情報と、検出部２０によって出力されたパケットとをコンピュータ２４に中継する。また、データ中継部４２は、コンピュータ２４によって送信された上記の発光情報を検出部２０に中継する。

クロック中継部４４は、コンピュータ２４によって出力されたクロック信号を、検出部２０に中継する。

検出部初期化部４６は、複数の検出部２０の初期化を行う。この初期化は、例えば、制御ボックス２２に電源が投入されたときに行われる。この初期化において、検出部初期化部４６は、複数の検出部２０各々に異なる検出部番号を付与する。具体的に、検出部初期化部４６は、スタート位置Ｐｓに最も近い所定位置Ｐ１の縁に設けられている検出部２０に、検出部番号「１」を送信する。所定位置Ｐ１の縁に設けられている検出部２０は、この検出部番号「１」を記憶すると共に、データ線によって接続されている所定位置Ｐ２の縁に設けられている検出部２０に検出部番号「２」を送信する。このように、検出部番号に１を加算しつつ、データ線によって接続されている隣接の検出部２０に検出部番号が送信されることによって、複数の検出部２０それぞれに異なる検出部番号が付与される。したがって、複数の検出部２０それぞれに付与された検出部番号は、制御ボックス２２からのデータ線によるリンク数が増えるに連れて増加する。また、検出部初期化部４６は、複数の検出部２０それぞれに付与された検出部番号をコンピュータ２４に転送することによって、コンピュータ２４に複数の検出部２０が設けられた位置を通知する。

コンピュータ２４は、物理的には、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリといった記憶装置、ハードディスクといった格納装置、ディスプレイといった表示装置、通信装置等を有している。

図８は、コンピュータ２４の機能的な構成を示す図である。コンピュータ２４は、機能的には、クロック生成部４８と、スタート時刻算出部５０と、反応時間演算部５２と、発光器制御部（スタート制御手段）５４と、所要時間記憶部（記憶手段）５６と、データセット生成部５８と、通過タイム演算部（通過タイム演算手段）６２と、通過タイム格納部６４と、通過タイム予測部（予測手段）６６と、表示部６８とを有している。

クロック生成部４８は、所定の周波数のクロック信号を生成する。このクロック信号は、制御ボックス２２を介して、スタート時刻検出器１６及び複数の検出部２０に送信される。また、クロック生成部４８は、スタート時刻検出器１６及び複数の検出部２０それぞれのクロックカウンタをリセットするための信号を送信する。この信号を受けた場合に、スタート時刻検出器１６及び複数の検出部２０それぞれのクロックカウンタは、０にリセットされる。

スタート時刻算出部５０は、スタート時刻検出器１６から制御ボックス２２を介して送信される上記のスタート情報を取得する。スタート情報には、上述したように被験者Ｓがスタート位置Ｐｓをスタートした時のカウンタ値が含められている。スタート時刻算出部５０は、このカウンタ値にクロック信号の周期に相当する時間を乗算することによって、被験者Ｓがスタート位置Ｐｓをスタートした時刻であるスタート時刻を算出する。スタート時刻算出部５０は、スタート時刻と被験者Ｓを特定するための被験者ＩＤとを対応付けて、通過タイム格納部６４に格納する。

図９は、通過タイム格納部６４に格納されたデータの一例を示す図である。スタート時刻算出部５０は、被験者ＩＤとスタート位置において取得されたスタートタイムであることを特定するための位置情報「Ｐｓ」とに対応付けて、算出したスタート時刻を通過タイム格納部６４に格納する。図９に示される例では、被験者ＩＤは、スタート位置をスタートした順に付される番号であり、最初にスタートした被験者Ｓの被験者ＩＤは「０００１」となっている。なお、被験者ＩＤを記憶しているＩＤタグを被験者Ｓに付け、スタート位置にＩＤタグ読み取り装置を設けることによって、スタート位置に立った被験者Ｓの被験者ＩＤを読み取って、被験者ＩＤを取得してもよい。

反応時間演算部５２は、発光器４０ａまたは４０ｂによって被験者Ｓにスタートタイミングが指示されてから、スタート時刻算出部５０によって取得されたスタート時刻までの時間を算出する。すなわち、反応時間演算部５２は、スタートタイミングの指示から実際のスタートまでの反応時間を算出する。反応時間演算部５２は、算出した反応時間と被験者ＩＤとを対応付けて表示部６８に出力し、コンピュータ２４の表示装置に被験者Ｓごとの反応時間を表示させる。

発光器制御部５４は、複数の検出部２０各々に備えられた発光器４０ａ及び４０ｂの発光タイミング及び発光時間を制御する。発光器制御部５４は、制御スタートモード及び伴走モードが選択されている場合に動作する。

発光器制御部５４は、制御スタートモードが選択されている場合に、所定位置Ｐ１の縁に設けられた検出部２０の発光器４０ａ又は４０ｂを発光させる時刻、及び発光時間を含む発光情報を生成する。発光器制御部５４は、この発光情報を発光器４０ａ又は４０ｂに送信することによって、発光器４０ａ、４０ｂを発光させ、被験者Ｓにスタートタイミングを指示する。

発光器制御部５４は、発光情報を生成するために通過タイム演算部６２によって算出された先発の被験者Ｓの通過タイムと、所要時間記憶部５６に記憶されたデータを参照する。図１０は、所要時間記憶部５６に記憶されているデータの一例を示す図である。

所要時間記憶部５６には、スタート位置をスタートしてから複数の所定位置Ｐ１〜Ｐｎ各々を通過するまでの上限所要時間と下限所要時間とが、複数の所定位置各々を特定するための位置情報に対応付けて記憶されている。上限所要時間とは、最もスピードの遅い被験者Ｓがスタート位置から複数の所定位置各々までに要すると想定される時間である。下限所要時間とは、最もスピードの速い被験者Ｓがスタート位置から複数の所定位置各々までに要すると想定される時間である。例えば、複数の被験者Ｓに対して、複数の所定位置各々の通過タイムを予め求めておくことによって、上限所要時間及び下限所要時間を得ることができる。

発光器制御部５４は、通過タイム演算部６２によって先発の被験者Ｓの通過タイムが得られる度に、発光情報を生成する。すなわち、後発の被験者Ｓに指示するスタータイミングを更新する。

具体的に、発光器制御部５４は、通過タイム演算部６２によって先発の被験者Ｓの通過タイムとその通過タイムを取得した検出部２０を特定するための検出部番号とを取得する。発光器制御部５４は、取得した検出部番号によって特定される検出部２０が設けられている所定位置を特定する。発光器制御部５４は、その所定位置を特定するための位置情報に対応付けられている上限所要時間と、最終の所定位置Ｐｎを特定するための位置情報に対応付けられている上限所要時間とを所要時間記憶部５６から取得し、これら二つの上限所要時間の差と上記の通過タイムとを加算する。

発光器制御部５４は、この加算によって得られる時刻を、先発の被験者Ｓが最も時間を要する場合に最終の所定位置Ｐｎを通過する時刻、すなわち最終予測上限通過タイムとする。発光器制御部５４は、この最終予測上限通過タイムと所要時間記憶部５６に記憶された最終の所定位置Ｐｎでの下限所要時間との差演算によって求められる時刻を、後発の被験者Ｓのスタートタイミングとする。

発光器制御部５４は、スタートタイミングとして求めた時刻を上記のクロックの周波数で割った値を発光開始カウンタ値とする。発光器制御部５４は、この発光開始カウンタ値、レーンを特定するためのレーン番号、発光時間カウンタ値、検出部番号を「１」として含めた発光情報を生成し、所定位置Ｐ１の縁に設けられた検出部２０に送信する。

発光器制御部５４は、伴走モードが選択されている場合に、複数の検出部２０各々に設けられた発光器４０ａまたは４０ｂを、スタート位置に近いものから順に発光させることによって、複数の所定位置各々を通過すべきタイミングを被験者Ｓに報せる。そのために、発光器制御部５４は、複数の検出部２０各々に設けられた発光器４０ａまたは４０ｂを発光させるための発光情報を生成する。

発光器制御部５４は、被験者Ｓがスタート位置から複数の所定位置各々までに要する目標時間を記憶している。発光器制御部５４は、上記のようにスタートタイミングとして求めた時刻に目標時間を加算した目標時刻を求める。発光器制御部５４は、この目標時刻を上記のクロックの周波数で割った値を発光開始カウンタ値とし、この発光開始カウンタ値と、検出部番号、レーン番号、発光時間カウンタ値とを含めた発光情報を生成する。発光器制御部５４は、生成した発光情報を検出部２０へ送信する。

データセット生成部５８は、制御ボックス２２から出力される第１のパケット及び第２のパケットを取得する。データセット生成部５８は、同一の検出部番号を含み、制御ボックス２２から順に出力された第１のパケットと第２のパケットとを一つのデータセットとする。データセット生成部５８は、生成したデータセットを通過タイム演算部６２に出力する。

通過タイム演算部６２は、データセット生成部５８によって出力されるデータセットに基づいて、複数の所定位置各々を被験者Ｓが通過した通過タイムを算出する。通過タイム演算部６２は、制御スタートモードと任意スタートモードとで一部異なる処理を行う。

制御スタートモードと任意スタートモードとで通過タイム演算部６２が行う共通の処理について、説明する。通過タイム演算部６２は、データセット生成部５８によって出力されたデータセットのうち、同一の検出部番号を含むデータセットを抽出する。これによって、通過タイム演算部６２は、検出部２０によって計測されたデータと他の検出部２０によって計測されたデータとを分けることができる。

通過タイム演算部６２は、同一の検出部番号を含むデータセットのうち、通過タイムの演算に不要なデータを削除するためのノイズ除去処理を行う。

このノイズ除去処理において、通過タイム演算部６２は、被験者Ｓが既に通過した所定位置の通過タイムを取得すると、所要時間記憶部５６に記憶されたその所定位置における上限所要時間と次の所定位置における上限所要時間との差を求め、この差と上記の通過タイムとを加算した時刻を予測上限通過タイムとして算出する。この予測上限通過タイムは、被験者Ｓが最も遅く次の所定位置を通過する場合の通過タイムであるものと想定される。また、通過タイム演算部６２は、その所定位置における下限所要時間と次の所定位置における下限所要時間との差を求め、この差と上記の通過タイムとを加算した時刻を予測下限通過タイムとして算出する。この予測下限通過タイムは、被験者Ｓが最も早く次の所定位置を通過する場合の通過タイムであるもとの想定される。

通過タイム演算部６２は、上記の予測上限通過タイムと予測下限通過タイムとの間に、含まれる出力時刻を有するデータセットのみを抽出することによって、通過タイムの演算に不要なデータセットを除くノイズ除去処理を実現する。この出力時刻には、データセットに含まれる第１のパケットのカウンタ値にクロック信号の周期に相当する時間を乗算して得られる時刻を用いることができる。

制御スタートモードが選択されている場合に、通過タイム演算部６２は、ノイズ除去処理を経て抽出されたデータセットを用いて通過タイムの算出を行う。通過タイム演算部６２は、抽出されたデータセットのうち、出力時間幅が最長のデータセットの出力時刻を通過タイムとして採用する。出力時間幅が最長のデータセットを抽出するために、通過タイム演算部６２は、第２のパケットに含まれるカウンタ値と第１のパケットに含まれるカウンタ値との差が最大のデータセットを抽出する。被験者Ｓの体のうち、側面長が最も長いのは、胴部である。したがって、出力時間幅が最長のデータセットを抽出することによって、胴部によって発光器１８からの光が遮断された場合の受光器３２ａ又は３２ｂからの出力に基づくデータセットを抽出することができる。

通過タイム演算部６２は、抽出したデータセットの出力時刻を通過タイムとして採用する。なお、出力時刻には、データセットに含まれている第１のパケットのカウンタ値に、クロック信号の周期に相当する時間を乗算して得られる時刻を用いることができる。通過タイム演算部６２は、算出した通過タイムを所定位置を特定するための位置情報と、被験者ＩＤに対応付けて、通過タイム格納部６４に格納する（図６参照）。

任意スタートモードが選択されている場合には、スタートタイミングが被験者Ｓに指示されないので、先発の被験者Ｓを後発の被験者Ｓが追い抜く可能性がある。そのために、任意スタートモードが選択されている場合には、通過タイム予測部６６によって求められる予測通過タイムを利用する。

通過タイム予測部６６は、被験者Ｓが既に通過した所定位置における通過タイムを用いて、その被験者Ｓが残りの所定位置を通過する予測通過タイムを求める。通過タイム予測部６６は、被験者Ｓが既に通過した所定位置間の距離と各々の所定位置での通過タイムとを用いて、残りの所定位置での予測通過タイムを求める。この予測には、例えば、最小二乗予測、スプライン予測といった種々の方法を採用することができる。

通過タイム予測部６６は、算出した予測通過タイムを被験者Ｓを特定するための被験者ＩＤと所定位置を特定するための位置情報とに対応付けて通過タイム演算部６２に出力する。

通過タイム演算部６２は、上述したように同一の検出部番号を含むデータセットを抽出する。通過タイム演算部６２は、その検出部番号をもつ検出部２０が設けられている所定位置に関する位置情報を特定し、その位置情報に対応付けられている予測通過タイムを抽出する。通過タイム演算部６２は、抽出したデータセットの出力時刻、すなわち第１のパケットに含まれるカウンタ値から求められる時刻と、上記のように抽出した予測通過タイムとを比較する。通過タイム演算部６２は、比較の結果、出力時刻が最も近い予測通過タイムを同一とするデータセットを抽出し、抽出したデータセットをその予測通過タイムに対応付けられている被験者ＩＤに対応付ける。

通過タイム演算部６２は、同一の被験者ＩＤに対応付けられているデータセットのうち、上述したように出力時間幅が最長のデータセットの出力時刻を通過タイムとして採用する。このように、任意スタートモードでは、被験者Ｓの予測通過タイムを用いることによって、データセットを先発の被験者Ｓを後発の被験者Ｓのためのデータとして適切に抽出することができるので、先発の被験者Ｓを後発の被験者Ｓが追い抜いても、被験者Ｓの通過タイムを適切に求めることができる。

表示部６８は、通過タイム格納部６４に格納された通過タイムをコンピュータ２４の表示装置に表示する。表示部６８は、例えば、所定位置を示すための横軸と時刻を示すための縦軸とをもつグラフに被験者Ｓの通過タイムをグラフ表示することができる。

以下、通過タイム計測装置１０の動作について説明する。図１１は、制御スタートモードでの通過タイム計測装置１０の動作を示すフローチャートである。図１１は、制御スタートモードにおいて、一人の被験者Ｓの通過タイムを取得するための動作を示している。

制御スタートモードでは、発光器制御部５４によって求められた発光情報に基づいて、所定位置Ｐ１の縁に設けられた発光器４０ａまたは４０ｂが発光することによって、被験者Ｓにスタートタイミングが指示される（ステップＳ０１）。

この指示に基づいて被験者Ｓがスタート位置Ｐｓをスタートすると、スタート時刻検出器１６によって生成されたスタート情報を用いて、スタート時刻算出部５０がスタート時刻を算出する（ステップＳ０２）。スタート時刻算出部５０は、このスタート時刻を、通過タイム格納部６４に格納すると共に、反応時間演算部５２に出力する。

反応時間演算部５２は、上記の発光情報に含まれるカウンタ値に基づく時刻と、スタート時刻との差からなる反応時間を求め、表示部６８に表示させる（ステップＳ０３）。

その後、被験者Ｓが複数の所定位置を順に通過するたびに検出部２０から出力される第１のパケット及び第２のパケットに基づくデータセットがデータセット生成部５８によって生成される。通過タイム演算部６２は、データセット生成部５８によって生成されたデータセットのうち、通過タイムの算出対象の所定位置の縁に設けられている検出部番号を含むデータセットを取得する（ステップＳ０４）。

通過タイム演算部６２は、通過タイムの算出に不要なデータセットを除くためのノイズ除去処理を行う（ステップＳ０５）。すなわち、通過タイム演算部６２は、被験者Ｓが既に通過した所定位置での通過タイムと、所要時間記憶部５６に記憶されている上限所要時間及び下限所要時間を用いて、通過タイムの算出対象の所定位置における予測上限通過タイムと予測下限通過タイムを求める。通過タイム演算部６２は、ステップＳ２４において取得されたデータセットのうち、予測上限通過タイムと予測下限通過タイムの範囲に含まれるデータセットのみを抽出する。

通過タイム演算部６２は、ノイズ除去処理によって抽出されたデータセットのうち、最長の出力時間幅のデータセットを抽出し、そのデータセットに基づく出力時刻を通過タイムとして算出する（ステップＳ０６）。

次に、最終の所定位置Ｐｎにおける通過タイムが取得されたか否かが判断され（ステップＳ０７）、最終の所定位置Ｐｎにおける通過タイムが取得された場合には、以上の処理が終了する。

一方、最終の所定位置Ｐｎにおける通過タイムが取得されていない場合には、発光器制御部５４が、次にスタートする被験者Ｓにスタートタイミングを指示するための発光情報を更新する（ステップＳ０８）。すなわち、上述したように、発光器制御部５４は、通過タイム演算部６２によって新たに算出された通過タイムと、その通過タイムが取得された所定位置からの最終の所定位置までの上限所要時間とを加算した時刻を最終予測上限通過タイムとして算出する。発光器制御部５４は、スタート位置から最終の所定位置までの下限所要時間を最終予測上限通過タイムから差し引いた時刻を後発の被験者Ｓがスタートすべき時刻とし、この時刻に基づく発光情報を生成して、所定位置Ｐ１の縁に設けられた検出部２０に送信する（ステップＳ０９）。

なお、制御スタートモードに加えて伴走モードが選択されている場合には、以上の処理に並行して、発光器制御部５４は、複数の検出部２０が有する発光器４０ａまたは４０ｂを各々発光させるための発光情報を送信する。発光器４０ａまたは４０ｂが発光情報に基づいて発光することによって、被験者Ｓが複数の所定位置を通過する目標タイミングが指示される。

図１２は、任意スタートモードでの通過タイム計測装置１０の動作を示すフローチャートである。任意スタートモードが選択されている場合、スタート時刻検出器１６によって出力されたスタート情報を用いて、スタート時刻算出部５０がスタート時刻を算出する（ステップＳ２１）。スタート時刻算出部５０は、このスタート時刻を、通過タイム格納部６４に格納する。

その後、被験者Ｓが複数の所定位置を順に通過するたびに検出部２０から出力される第１のパケット及び第２のパケットに基づくデータセットがデータセット生成部５８によって生成される。通過タイム演算部６２は、データセット生成部５８によって生成されたデータセットのうち、通過タイムの算出対象の所定位置の縁に設けられている検出部番号を含むデータセットを取得する（ステップＳ２２）。

通過タイム演算部６２は、取得したデータセットのうち、通過タイムの算出に不要なデータセットを除くためのノイズ除去処理を行う（ステップＳ２３）。すなわち、通過タイム演算部６２は、被験者Ｓが既に通過した所定位置での通過タイムと、所要時間記憶部５６に記憶されている上限所要時間及び下限所要時間を用いて、通過タイムの算出対象の所定位置における予測上限通過タイムと予測下限通過タイムを求める。通過タイム演算部６２は、ステップＳ２４において取得されたデータセットのうち、予測上限通過タイムと予測下限通過タイムの範囲に含まれるデータセットのみを抽出する。

通過タイム予測部６６は、被験者Ｓが既に通過した所定位置での通過タイムを用いて、残りの所定位置における被験者Ｓの予測通過タイムを求めて、予測通過タイムに位置情報及び被験者ＩＤを対応付けて通過タイム演算部６２に出力する（ステップＳ２４）。

通過タイム演算部６２は、ノイズ除去処理によって抽出されたデータセットのうち、他の予測通過タイムより近い予測通過タイムを同一にするデータセットを抽出し、抽出したデータセットを用いて通過タイムを算出する（ステップＳ２５）。

次に、最終の所定位置における通過タイムが取得されたか否かが判断され（ステップＳ２７）、最終の所定位置における通過タイムが取得された場合には、以上の処理が終了する。一方、最終の所定位置における通過タイムが取得されていない場合には、ステップＳ２２からの処理が継続される。

以上述べたように、本実施形態の通過タイム計測装置１０では、所定位置における被験者Ｓの胴部の通過タイムを計測するために、所定位置の縁に一対の発光器１８と受光器３２ａ（又は３２ｂ）とを対向配置すれば良いので、装置構成が簡易である。すなわち、通過タイム計測装置１０は、被験者Ｓによって発光器１８からの光が遮断されたときに受光器３２ａ及び３２ｂから出力される第２のレベルの信号のうち、最もその時間幅が長い第２のレベルの信号の出力時刻を通過タイムとする。これによって、体の部位のうち側面長が最も長い胴部の通過タイムが取得される。

また、複数の所定位置Ｐ１〜Ｐｎごとに設けられた検出部２０は、各々検出部番号を含むデータセットを生成する。通過タイム演算部６２は、同一の検出部識番号を含むデータセットを用いて通過タイムを取得するので、複数の所定位置各々での通過タイムを正確に取得することができる。

また、制御スタートモードにおいては、発光器制御部５４が、被験者Ｓが所定位置を通過するたびに後発の被験者Ｓがスタートするスタートタイミングを指示するための発光情報を更新する。したがって、先発の被験者Ｓを後発の被験者Ｓが追い抜かないように、より適切な時刻に被験者Ｓにスタートタイミングを指示することができる。

また、任意スタートモードにおいては、通過タイム予測部６６によって、被験者Ｓが既に通過した所定位置での通過タイムに基づいて、残りの所定位置での予測通過タイムが被験者ごとに取得される。通過タイム演算部６２は、複数のデータセットのうち、そのデータセットに基づく出力時刻が最も近い予測通過タイムを同一にするデータセットを用いることによって、追い抜きが発生しても、通過タイムを被験者ごとに識別して取得することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、種々の変形例を構成することができる。例えば、データセットに基づいて生成される通過タイムは、第１のパケットに含まれるカウント値と第２のパケットに含まれるカウント値との平均値にクロック信号の周期に相当する時間を乗算することによって得られる時刻であっても良い。

また、制御スタートモードにおいては、所定位置Ｐ３、Ｐ２、Ｐ１の縁に設けられた発光器４０ａまたは４０ｂを順に発光させることによって、被験者Ｓにスタートタイミングを指示することもできる。

図１は、本発明の実施形態にかかる通過タイム計測装置を概略的に示す図である。 図２は、スタート時刻検出器の構成を示す図である。 図３は、スタート情報の一例を示す図である。 図４は、検出部の構成を、発光器及び制御ボックスと共に示す図である。 図５（Ａ）は、第１のパケット及び第２のパケットのパケットフォーマットの一例を示すである。 図５（Ｂ）は、第１のパケットのＤＡＴＡ領域に格納されたデータの一例を示す図である。 図５（Ｃ）は、第２のパケットのＤＡＴＡ領域に格納されたデータの一例を示す図である。 図６は、発光情報の一例を示す図である。 図７は、制御ボックスの構成を、スタート時刻検出器、検出部、及びコンピュータと共に示す図である。 図８は、通過タイム計測装置に備えられたコンピュータの構成を示す図である。 図９は、通過タイム格納部に格納されたデータの一例を示す図である 図１０は、所要時間記憶部に記憶されたデータの一例を示す図である。 図１１は、制御スタートモードでの通過タイム計測装置の動作を示すフローチャートである。 図１２は、任意スタートモードでの通過タイム計測装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…通過タイム計測装置、１２…第１レーン、１４…第２レーン、１６…スタート時刻検出器、１８…発光器、２０…検出部、２２…制御ボックス、２４…コンピュータ、２６・・・圧力センサ、２８，３４・・・クロックカウンタ、３０・・・スタート時刻検出部、３２ａ，３２ｂ・・・受光器、３６・・・パケット生成部、３８・・・入出力部、４０ａ，４０ｂ…発光器（スタート指示手段）、４２・・・データ中継部、４４・・・クロック中継部、４６・・・検出部初期化部、４８・・・クロック生成部、５０…スタート時刻算出部、５２…反応時間演算部、５４…発光器制御部、５６…所要時間記憶部、５８…データセット生成部、６２…通過タイム演算部、６４…通過タイム格納部、６６…通過タイム予測部、６８…表示部、Ｐｓ…スタート位置、Ｐ１〜Ｐｎ…所定位置。

Claims (5)

1. 所定位置を通過している被験者の胴の側部に交差するように光を出射する発光器と、
   前記発光器からの光を受光するよう該発光器と対向配置され、該発光器からの光を受光した場合に第１のレベルの信号を出力し、該発光器からの光が前記被験者によって遮断された場合に第２のレベルの信号を出力する受光器を有する検出部と、
   前記検出部によって出力される第２のレベルの信号のうち、その出力時間幅が最長の第２のレベルの信号の出力時刻に基づいて、前記所定位置における被験者の通過タイムを取得する通過タイム演算手段と
   を備える通過タイム計測装置
2. 前記検出部は、前記信号が第１のレベルから第２のレベルへ切り替わる時刻に関する第１のデータと、前記信号が第２のレベルから第１のレベルに切り替わる時刻に関する第２のデータとを生成するデータ生成手段を更に有し、
   前記通過タイム演算手段は、前記データ生成手段によって順に生成された前記第１及び第２のデータを含むデータセットに基づいて前記出力時間幅を算出して、該算出した出力時間幅が最長の前記データセットを抽出し、該抽出したデータセットに基づいて前記通過タイムを取得する、請求項１に記載の通過タイム計測装置。
3. 前記発光器を含む複数の発光器と、
   前記検出部を含む複数の検出部とを更に有しており、
   前記複数の発光器は、複数の所定位置を通過する被験者の胴の側部に交差する光を出射するよう個々に配設されており、
   前記複数の検出が有する複数の受光器は、前記複数の所定位置において前記発光器と個々に対向配置されており、
   前記複数の検出部はそれぞれ、該検出部を特定するための検出部識別情報を前記第１及び第２のデータに含め、
   前記通過タイム演算手段は、同一の前記検出部識別情報を含むデータセットに基づいて前記複数の所定位置各々における前記通過タイムを取得する、請求項２に記載の通過タイム計測装置。
4. スタート位置から前記複数の所定位置各々までに要する時間の上限として予め定められた複数の上限所要時間と、該スタート位置から前記複数の所定位置各々までに要する時間の下限として予め定められた複数の下限所要時間とを、所定位置を特定するための位置情報と対応付けて記憶している記憶手段と、
   前記所定位置を被験者が通過する度に、前記記憶手段に記憶されているスタート位置から該所定位置までの前記上限所要時間と前記記憶手段に記憶されている該スタート位置から最終の所定位置までの前記上限所要時間との差演算を実行してなる予測上限所要時間を算出し、該予測上限所要時間に該被験者の該所定位置での通過タイムとを加算してなる予測上限通過タイムを求め、該予測上限通過タイムと前記記憶手段に記憶されている前記スタート位置から前記最終の所定位置までの下限所要時間との差演算を実行してなる時刻に、スタートタイミングを指示させるための指示信号を出力するスタート制御手段と、
   前記スタート制御手段によって出力される指示信号に基づいて後発の被験者にスタートタイミングを指示するスタート指示手段とを
   更に備える、請求項３に記載の通過タイム計測装置。
5. 被験者が既に通過した一以上の所定位置の通過タイムに基づいて、残りの所定位置の該被験者の通過タイムを予測してなる予測通過タイムを算出し、該予測通過タイムを、該被験者を特定するための被験者情報と所定位置を特定するための位置情報に対応付けて出力する予測手段を更に備え、
   前記通過タイム演算手段は、該データセットに含まれる検出部識別情報と、該検出部識別情報によって特定される検出部の受光器が配設された位置に関する位置情報に対応付けられており該データセットに基づく前記出力時刻が最も近い前記予測通過タイムとを同一にするグループに、複数のデータセットを、該同一にする予測通過タイムと対応付けられた被験者情報に対応付けて分類し、グループごとに該グループに属するデータセット及び該データセットに対応付けられている被験者情報に基づいて、前記通過タイムを前記被験者情報に対応付けて取得する、請求項３に記載の通過タイム計測装置。
   

Images