JP5690264B2 - 低コントラストトレーニング方法 - Google Patents

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Description

本発明は、概して、個人の視覚能力のトレーニングに関する。より具体的には、本発明は、対象者の視覚能力を向上させるために構成されたスポーツ用具を用いたトレーニング方法に関する。
視覚能力を向上させることによって、運動競技に参加する際の本人の総合的な能力を向上することができる。この総合的な能力の向上を実現するに際しては、視覚能力の様々な側面を鍛えることができる。このような鍛えることのできる視覚能力としては、物体から反射された特定の波長の光に対しての視覚系の反応能力、及び異なる若しくは似た色の物体から反射された様々な波長の光のコントラストに対しての視覚系の反応能力が挙げられる。
本発明に即して、対象者の運動競技時の視覚能力を向上させるための、用具及び方法が提供される。本発明による方法は、所定の視覚的な値を付与された背景を提供するステップと、背景の視覚的な値に基づいてスポーツ用物体の視覚的外観を設定するステップと、背景の面前でスポーツ用物体を視覚的に用いて対象者をトレーニングするステップとを部分的に含むことができる。
本発明に即した更なる方法は、所定の視覚的な値を持ったスポーツ用物体を提供するステップと、背景を提供するステップと、スポーツ用物体の視覚的な値に基づいて背景の視覚的外観を設定するステップと、背景の面前でスポーツ用物体を視覚的に用いて対象者をトレーニングするステップとを部分的に含むことができる。
本発明に即した更なる方法は、スポーツ用物体を提供するステップと、スポーツ用物体に似通ったグラフィックスの描かれた背景を提供するステップと、背景の面前でスポーツ用物体を視覚的に用いて対象者をトレーニングするステップとを部分的に含むことができる。
本発明に即した更なる方法は、スポーツ用物体を提供するステップと、競技を行うことがある所定の場所の様子を描写する背景を提供するするステップと、背景の面前でスポーツ用物体を視覚的に用いて対象者をトレーニングするステップとを部分的に含むことができる。
本発明に即した用具は、スポーツ用物体を用いてトレーニングする際の視覚的背景の視覚的外観に基づいて設定された視覚的外観を有するスポーツ用物体を備えることができる。また、本発明に即した用具は、スポーツ用物体の視覚的外観に基づいて設定された視覚的外観を持った、スポーツ用物体を用いて行うトレーニングのための、視覚的背景を備えることができる。
本要約的記載は、読者に、詳細な説明で後述される、選ばれた一以上の概念を簡略化した態様で紹介するために提供されていることに注意されたい。本要約的記載によって、特許請求がされる事項の主要又は必要な要素を特定する意図は存しないのであり、また、特許請求の技術的範囲の画定を助けることが意図されているわけではないのである。
以下、本発明を、添付の図面を参照しつつ、さらに詳細に説明する。ここに、各図面は以下の通りである。
図1A及び1Bは、本発明による用具の一例を示す斜視図である。 図2A及び2Bは、本発明による用具の他の例を示す斜視図である。 本発明による用具の他の例を示す斜視図である。 本発明による用具の更に他の例を示す斜視図である。 本発明によるトレーニング方法の一例を示すフローチャートである。 本発明によるトレーニング方法の他の例を示すフローチャートである。 本発明によるトレーニング方法の更に他の例を示すフローチャートである。
図面を参照するに、図1A及び1Bは、アスリートから見たスポーツ用物体、例示の場合においてはアメリカンフットボール、を示している。背景120及び背景150は、フットボールを観察する際の、対象者130及び対象者150の視野における背景をそれぞれ示す。図1A及び図1Bの両方では、背景120及び背景150は、共に同じ視覚的外観を有している。かかる外観は、例えば、分光反射率、色相、明度及び/又は輝度によって設定される視覚的な値又は特徴を有することができる。当然ではあるが、後述のように、背景の視覚的外観は競技の種類、アスリートの担当ポジション、アスリートからの可視範囲等によって異ならせることができる。ここで用いられる「背景」の語は、トレーニング中にアスリートから見たスポーツ用物体の背後にある視覚的背景を意味するために用いることができる。背景は、常設建造物(例えば、練習施設やジム等の壁等)又はトレーニング方法に応じて若しくはフィールドやコートでの使用のために、屋外に移動することができる可動建造物とすることができる。対象者の視認能力の長所若しくは短所、対象者によって行われるスポーツ若しくは活動の種類及び対象者の競技レベルに応じて、対象者をトレーニングする際の対象者の視野は変化する。ここで用いられる「視野」の語は、中心視野や中心窩視等、従来技術において知られているあらゆる種類の視野を包含する。
図1Aに示されているスポーツ用物体は、標準的なアメリカンフットボールであり、背景120の視覚的外観と当該アメリカンフットボールの視覚的外観が異なる。背景120とフットボール110それぞれの視覚的外観のコントラストによって、対象者130によるフットボール110の視認が比較的容易となる。もっとも、背景120とフットボール110との間のコントラストがあっても、対象者によっては、背景120の面前にてフットボール110を視認することに関して、能力が増強され又は減じられる場合がある。一般には、背景120の面前にてフットボール110を(その速度、弾道、回転等と共に)迅速かつ精確に視認することができる者が、背景120の面前にてフットボール110を迅速かつ精確に視認できる程度が低い能力の者に対して、競争上の優位性を持つことになる。
当然のことであるが、本発明はフットボールに限定されるものではなく、競技に際して視覚的に覚知されるあらゆるスポーツ用物体についても適用可能である。同様に、本発明に即した背景は、スポーツ用物体の背後に配されたものとして、対象者によって観察されるあらゆる視覚的背景とすることができる。
図1B中のスポーツ用物体、即ちこの例ではアメリカンフットボール、の視覚的外観は、本発明に即して設定されている。より具体的には、フットボール140は、背景150の視覚的な値を視覚的に近似するように構成されている。このような視覚的近似化は、例えば所望の色相、色価及び光度等を得るために、フットボール140を塗装、染色、ステイニング、コーティング又は他の方法によって、所望の背景の例えば分光反射率、色相、光度及び/又は色価等に応じて、その背景の視覚的特性にフットボールが近似するように構成することを含む。また、視覚的近似化は、背景150とフットボール140との間での低コントラスト外見を作出するために、例えば特殊なフイルタを備えるアイウェアを通してフットボール140を観察させることによって対象者の視覚に変化を来すことも含む。
反射率は、便宜的に、特定の波長の範囲における波長の関数又は特定の周波数の範囲における周波数の関数として表現でき、分光反射率は、例えばCIE系三色刺激値のX、Y、Z値(若しくは関連するx、y、z値)、CIE系均等知覚色空間座標であるL、a、b値又は他の色座標若しくは他の色表現系に基づいて表現することができる。
非限定的に例示すれば、低コントラストは、輝度コントラスト(即ち、スポーツ用物体の明るさと比べての背景の明るさ)、クロマティックコントラスト(即ち、背景とスポーツ用物体との間の色彩コントラスト)及び/又はディテイルコントラスト(即ち、物体の縫い目やスタンドの観客等の背景と物体との間のディテイルの違い)を均等化することによって達成することができる。
背景150の視覚的な値を視覚的に近似するようにフットボール140を構成することによって、対象者160にとってフットボール140の視覚的知覚をより難しくする。このようなスポーツ用物体と背景を練習中に用いることによって、厳しい状況下でもスポーツ用物体を視認する能力を向上させて、対象者の視覚能力を向上させることができる。さらに、対象者が増大した視覚的ストレス下で練習することによって、より高いコントラストを持った、かつ、より視覚的ノイズの少ない環境において競技を行うに際しては、より楽な経験をすることになる。したがって、本発明による環境下で対象者をトレーニングすることは、図と地の判別、形の判別、タイミング予測、イメージ力/視覚化力及び通常時集中力等の対象者の視覚能力を向上させるのであり、また、高度の知覚的ストレスへの対象者の対応力を向上させることとなる。
背景を構成する面は、一以上の、視覚的座標、典型的には彩色やグレイ濃度、又は一以上の色座標、例えば色相、彩度又は色価等、又は他の色座標と関連付けることができる。かような視覚的属性は、スポーツ用物体の一以上の表面領域に付与され又は関連付けることができる。かような属性の付与は、時刻、プレイサーフェスの配置場所等に基づくことができ、これにより異なる時刻及び/又は季節に応じて異なる彩色若しくは濃淡を選好することができることとなる。
分光反射率の選択は、特定のスタジアム、練習施設等の特定の光源に基づくことができ又は複数の光源の平均値を用いることもできる。例えば、石英ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、蛍光灯や他の人工光源に関連づけられた分光分布を用いることができる。加えて、特定の場所で見受けられる、例えば快晴時の太陽光、曇天、降雪、降雨、霧や他の自然光による照明状態に基づいて分光反射率が選択されることもできる。さらに、本発明によって対象者をトレーニング中には、トレーニングの難易度を増加させるために、光源自体を変化させることもできる。例えば、照明を暗くすること又は競技中に使用されるのとは別の照明系(例えば、紫外線、メタルハライド、白熱灯等。)を用いることができる。
図2A及び2Bは、本発明の別の実施形態を示している。この例において、背景(即ち、図2Aにおける背景250及び図2Bにおける背景220)は、スポーツ用物体(即ち、図2Aにおけるフットボール260及び図2Bにおけるフットボール230)が対象者の視野内にあるとき(例えば、フットボールをキャッチするとき等)の背景である。両図において、フットボール230とフットボール260との視覚的外観は同一である。しかし、図2Aの背景250は、フットボール260の視覚的外観とコントラストを為している。図2Bに示される例においては、背景220の視覚的外観は、フットボール230の視覚的外観を視覚的に近似するように構成されている。したがって、例えば図2Bにおけるフットボール230が標準的なフットボール(即ち、大学や高校レベルの組織化されたスポーツ競技で用いられるようなもの)を表しており、ナチュラルタン色であり、背景220は、フットボールのナチュラルタン色を近似するように(塗装、ステイニング又は他の手段により)構成することができる。図2Bにおけるフットボールと背景間の低いコントラストは、そのような環境においてトレーニングを行う対象者に向上した視認力を与えることになる。
さらに、多くの競技においては、スポーツ用物体の色は標準化された色でなければならないため、背景の視覚的外観を特定のスポーツ用物体を近似するように構成することを簡素化することができる。例えば、アメリカンフットボールの場合、特定の競技レベルにおいて、ボールはナチュラルタン色でなければならない(例えば高校や大学レベル)。したがって、図2A及び2Bにおいては、先述したように、本発明の実施形態を活用するフットボール練習施設において各背景は、背景の彩色、色相、輝度、明度、彩度及び/又は色価に関しては、類似に構成することができる。更なる例示として、野球の場合には、大学レベル(例えば、N.C.A.A.)及びプロレベルにおいて標準の球色は共に白色である。したがって、本発明の実施形態によれば、標準の白球に付与された視覚的な値を近似するように背景を構成することができる。
サッカー等の他のスポーツは、球色に関しての特定の要件は課されていない。したがって、このようなスポーツに関しては、背景を、標準化された色に構成することの利点を享受することはできない。しかし、このようなスポーツに関しても、特定のリーグにおいて又は競技者が参加する大多数の競技において、特定の標準化された球色が要求されることはあり得る。そうであれば、そのような標準化された色を用いて、練習施設、体育館、プレイングフィールド等の背景を構成することができる。
本発明の更なる実施形態においては、図3に示されるようにして視覚能力を向上させるように背景を構成することができる。この例においては、複数のスポーツ用物体の外見を視覚的に近似するように構成されている背景300のみが示されている。例えば、図3においては、スポーツ用物体は、テニスボール310である。したがって、この例に関しては、背景300は、複数のテニスボールの視覚的外観を有するように構成されている。
図4に転じると、図3中の背景は対象者410をトレーニングするのに用いられている。この例から理解できるように、対象者の視野は背景300に向けられている。例えば、対象者410が、対象者410とネット420を隔てて配されたトレーニング装置(例えば、投球機)又はパートナーと練習中の場合、背景300は、対象者に向けて返球のためにボールが放たれた際に背景300を視認可能とするために、対象者の視野内かつトレーニング装置又はパートナーの背後に設営又は配置することができる。このような背景300を用いて練習することで、対象者410は、その視覚スキル、特に迅速かつ正確にボールを困難な背景の面前で捕捉する能力を開発することになる。他のタイプの背景を他のタイプのスポーツ用物体と共に用いることもできる。本発明に即した背景はスポーツ用物体の多様な態様(例えば、多様な角度からの見え方や視点等)を描写することができる。本発明に即した背景において描写される物体の大きさは、対象者の視覚においてスポーツ用物体と背景中の描写物の大きさが類似するように、対象者、背景及びスポーツ用物体それぞれの距離に応じて調整することができる。
更なる実施形態において、個人の視野内の背景は、スタジアム、観衆等の特定の風景の背景を視覚的に近似することができ、これによって、現実の試合の場において経験するような困難な状況下で練習することに似た状況になる。例示的な背景は、観衆、看板及び、オレゴン大学に関しては緑色と黄色からなる、スタジアムの様々な細部を含むことができる。非限定的な例示として、このような背景を構成する方法は、ビデオカメラ又はスチルカメラを背景の画像を撮像するために用いたうえで当該画像を背景として再現することを含む。このような背景を作出及び再現するためには多様な方法がある。本実施形態においては、練習中の個人は、競技中において自己の視野にあるであろう背景をシミュレートする背景を面前にすることになる。
上述の例の全部又は一部は、単独で又は組み合わせて、さらにアスリートをトレーニングするために用いることができるものである。例えば、上述のように背景は、競技中の背景をなす風景を視覚的に近似するように構成されることができ、背景は、様々な観点からの一以上のスポーツ用物体を背景に描写することができる。
図5に転じると、本発明による方法が参照番号500によって示されている。まず、ステップ510において、背景に視覚的な値を付与する。ステップ520において、背景のために分光反射率、色相、明度及び/又は色価等の視覚的な合致特性を、上述のように選択することができる。次に、ステップ530においてスポーツ用物体又は用具が提供され、ステップ520において選択された視覚的合致特性に合致するように構成する。ステップ540において、対象者は、ステップ530において構成された用具を用いて、背景の面前にて、練習することができる。
図6においては、本発明による別の方法が参照番号600によって示されている。この方法においては、ステップ610において、用具が提供され、用具の外見に関して視覚的な値を付与する。ステップ620において、用具の視覚的合致特性を選択する。視覚的合致特性に基づいて、ステップ630において、用具の視覚的外観に合致するように、背景を構成する。その後、ステップ640において、対象者は、構成された背景の視覚的に面前において用具を用いることにより練習をすることができる。
図7においては、本発明による別の方法が参照番号700によって示されている。この例においては、スポーツ用物体はステップ710において提供される。次に、ステップ720において、一以上のスポーツ用物体を表すように背景が構成する。上述のように、スポーツ用物体は多様な姿勢及び大きさにおいて、ステップ720において背景上に描写可能である。背景が構成されると、ステップ730において、対象者は、構成された背景の視覚的に面前において、スポーツ用物体又は用具を用いて練習することができる。
本発明の説明に関して、背景は二色以上を備えることができる。即ち、さらにトレーニングの便宜に資するために、背景は様々な色のゾーン或いは領域を備えることができる。このようなゾーン或いは領域は、スポーツ用物体の区分された部分に特定の視覚的特性を付与することによって構成することができ、或いは、グラデーションの掛けられた特性を例えば、シェーディングが暗色から明色へ、離散的ではなく、徐々に変遷していくように付与することができる。全反射率、分光反射率や他の視覚的特性を含む、種々の視覚的特性について変化を加えることができる。
便宜のため、幾つかのゾーンの組(連続的に変化するゾーンの組も含む)に関しての視覚的特性に関する取扱いは、視覚的な補償、修正又はマッチングと呼ぶことができる。一般的には、このような補償、修正又はマッチングは視覚的な障害物又は注意を逸らすものとの間の見かけ上のコントラストの減少を伴う。一部の例においては、色マッチングが行われるが、典型的には、一以上の視覚的特性を用いて近似的にマッチングがなされる。視覚的特性は、均等な明るさ(等輝度状態)に基づいて又は一以上のゾーンについて異なる輝度に基づいて、想定される背景に対して補償されることができる。
非限定的に例示すれば、CIE L−a−b色空間に基づいて色選択及び特徴付けを記述することができる。かような色空間において(L,a,b)と(L,a,b)との色座標を持つ色の間の総色差(TCD)は、
Figure 0005690264
として定義することができる。等輝度状態においての色差(CD)(即ち、各色について同じ輝度を仮定している場合)は、
Figure 0005690264
として定義することができる。補償のための色又はグレーレベルはTCD、CD又は他の座標に基づいて選択されることができる。異なる外面部が異なる照明を受けることからして、上述のTCDに準拠したマッチングが一般には好まれる。
輝度コントラストを補償のために用いることもでき、特定の物体に関しての特定の光源に関しての分光反射率函数SRF(λ)(波長λの関数としての反射率)を用いて算出することができる。本明細書中において提示される例に関しては、分光分布D65(λ)を有し、日光に類似した光源が用いられる。加えて、人型分光感度函数HSSF(λ)が用いられるのである。輝度座標Lは、
Figure 0005690264
として算出することができる。
視覚的近似又は補償は、CIEプロットにおいて示されているような実質的に類似している色又は色合いに基づいて構成することができる。一部の色表現法においては、グラフされた等間隔の分離は、同等はおろかほぼ同等として知覚されるものにも対応しない。例えば、知覚された色に関してのかろうじて知覚できる差(“just noticeable differences”(JND))を特徴付けるために、標準のCIE色度図上の位置座標の函数として、大きさ及び離心率の異なる所謂マクアダム楕円を用いることができる。特定のマクアダム楕円にほぼ、又は完全に内在している色又はJNDに関連付けられた色をマッチングのために選択することができる。
代表的な例としては、直接の視覚的対比によって、パントーンカラーチップを用いて色を選択することができる。例えば、実際の使用環境に類似する環境に対象者を配置することによって、スポーツ用物体の色を選択することができる。例えば、対象者が野球の捕手である場合、対象者を球場の捕手の位置に配して、対象者の視野に入るように適切な位置に、選択された背景、例えば土、芝生、空又はスタジアムの座席等、を背にして観察できるようにカラーチップを配置することができる。特定のチップに関連付けられた色が十分に背景に合致するかを判定するために、対象者からの反応を用いることができる。一以上の対象者を用いることができ、様々な照明状況下にて色比較を、異なる球場で行うことができる。対象者の反応に基づいて、平均値、もっとも困難な視認状況に関連付けられる個別の値、又は他の値を選択することができる。
選択された色座標又は他の色に関する値若しくはグレイ値が染料又は色素の選定において指標となることができ、実際に施される色又は濃淡は異なることができる。例えば、耐久性、費用、耐退色性や他の性質において満足な染料、コーティング又は色素が利用不能である場合もある。一部の例においては、輝度コントラスト又は他の設計上の目的を達成させるためのトレードオフとして、実際の色が関連付けられた目標の色座標から外れることもある。低い照度を補償して全体の輝度を向上させるために、蛍光剤が添加されることもある。
上述の例は特定の色に関する表現形式を前提としているが、当業者は、赤−緑−青(RGB)、シアン−マゼンタ−黄色(CMY)、色相−彩度−明度(HSB)、CIE XYZ、CIE xyz、CIE L−a−b、CIE L−u−v、マンセル又は他の表現形式を用いることができることを理解するであろう。
具体的な実施形態に関して本発明は説明されてきたのであり、これらは全ての意味において限定的でなくむしろ形容的であることが意図されている。当業者にとっては、本発明の範疇から脱せずにして、代替的な実施形態が明らかとなるであろう。
上述からして、本発明は上述の結果及び目的並びに上記方法に固有かつ自明な他の利点を得るのに十分に適合させられている。特定の特徴及びサブコンビネーションが有用であり、これらは、他の特徴及びサブコンビネーションに言及せずして活用可能であることと理解されるであろう。このことは、特許請求の範囲において考慮されている。

Claims (13)

  1. 対象者の運動競技中の視覚能力を向上させる方法であって、
    第1の視覚的な値のセットを付与された背景を提供するステップであって、前記第1の視覚的な値のセットは分光反射率、色相、明度を含む、ステップと、
    人工光源を提供するステップであって、前記人工光源は第1の分光分布を有する、ステップと、
    速度、弾道、回転を有し、所定の視覚的外観を有し、第2の視覚的な値のセットを付与されたスポーツ用物体を提供するステップであって、前記第2の視覚的な値のセットは分光反射率、色相、明度を含む、ステップと、
    前記スポーツ用物体が前記背景と関連づけられている前記第1の視覚的な値のセットを視覚的に近似するように前記スポーツ用物体を再構成して前記スポーツ用物体と前記背景との間で低コントラスト効果を発生させるステップであって、前記スポーツ用物体について行う再構成は塗装、染色、ステイニング又はコーティングの少なくとも1つを伴う、ステップと、
    前記人工光源の第1の分光分布を第2の分光分布に変更することによって前記スポーツ用物体と前記背景との間での前記低コントラスト効果を向上させるステップと、
    前記背景の面前で、変えられた前記スポーツ用物体を視覚的に用いる前記対象者に対して、前記第2の分光分布を有する前記人工光源に曝されている下で、動いている変えられた前記スポーツ用物体を視認することを要求するステップと、
    を有する方法。
  2. 前記スポーツ用物体の前記視覚的外観は、色に関連付けられている請求項1に記載の方法。
  3. 前記第2の視覚的な値のセットは、色をさらに含む請求項1に記載の方法。
  4. 前記色は、緑色である請求項3に記載の方法。
  5. 前記色は、茶色である請求項3に記載の方法。
  6. 対象者の運動競技中の視覚能力を向上させる方法であって、
    速度、弾道、回転を有し、第1の視覚的な値のセットを付与されたスポーツ用物体を提供するステップであって、前記第1の視覚的な値のセットは分光反射率、色相、明度を含む、ステップと、
    人工光源を提供するステップであって、前記人工光源は第1の分光分布を有する、ステップと、
    所定の視覚的外観を有し、第2の視覚的な値のセットを付与された背景を提供するステップであって、前記第2の視覚的な値のセットは分光反射率、色相、明度を含む、ステップと、
    前記背景が前記スポーツ用物体と関連づけられている前記第1の視覚的な値のセットを視覚的に近似するように前記背景を再構成して前記スポーツ用物体と前記背景との間で低コントラスト効果を発生させるステップであって、前記背景について行う再構成は塗装、染色、ステイニング又はコーティングの少なくとも1つを伴う、ステップと、
    前記人工光源の第1の分光分布を第2の分光分布に変更することによって前記スポーツ用物体と前記背景との間での前記低コントラスト効果を向上させるステップと、
    変えられた前記背景の面前で、前記第2の分光分布を有する前記人工光源に曝されている下で、動いている前記スポーツ用物体を視認することを前記対象者に対して要求するステップと、
    を有する方法。
  7. 前記背景の前記視覚的外観は、色に関連付けられている請求項6に記載の方法。
  8. 前記第2の視覚的な値のセットは、色をさらに含む請求項6に記載の方法。
  9. 前記色は、茶色である請求項8に記載の方法。
  10. 対象者の運動競技中の視覚能力を向上させる方法であって、
    速度、弾道、回転を有し、所定の視覚的外観を有するボールを提供するステップと、
    人工光源を提供するステップと、
    前記ボールの静止状態の描写を複数備える視覚的背景を提供するステップであって、前記複数の描写の各描写は前記ボールの視覚的外観と実質的に同一な視覚的外観を有し、前記複数の描写の各描写は前記ボールについての複数の他の描写の各々と外観において実質的に同一である、ステップと、
    前記視覚的背景の面前で、かつ、前記人工光源に曝されている下で、前記ボールを視認することを前記対象者に要求して、前記対象者をトレーニングするステップと、
    を有する方法。
  11. 前記ボールは、フットボールである請求項10に記載の方法。
  12. 前記ボールは、バスケットボールである請求項10に記載の方法。
  13. 前記ボールは、テニスボールである請求項10に記載の方法。
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