JPH03501215A

JPH03501215A - 電子運動装置

Info

Publication number: JPH03501215A
Application number: JP63506490A
Authority: JP
Inventors: ランズマン　スチーブ
Original assignee: マッケイド，フイリップ，ティー; コンレイ，リチャード，エヌ
Priority date: 1987-08-27
Filing date: 1988-08-12
Publication date: 1991-03-22
Also published as: CA1329430C; KR890701173A; DE3871395D1; KR930012056B1; US4822042A; EP0377614A4; AU2325888A; EP0377614B1; EP0377614A1; WO1989001808A1; ATE76315T1; AU621557B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】発明の名称：電子運動装置発明の分野本発明は弦（糸、ひもなど）を張りつめた運動装置に関し、特に移動し得る競技要素を打つ最良の面積（領域）を確認できる弦を張りつめた表面を有する電子運動装置に関する。

発明の背景近年、競争スポーツ活動に関する一般的関心が大幅に増大している。フットボール、ベースボールおよびバスケットボールのような一般向きの大衆スポーツを見物する人が増えているだけではなく、多くの人々が多くの競技を自ら定期的にプレーする機会がま１ます増えてきている。

特定のスポーツを実際にプレーしたり、プレーしようと思っている人が増えている場合、プレーの仕方、プレー能方向上の仕方、およびプレーによる自己傷害回避の仕方の諸問題にしばしば気が付く。大部分のスポーツにおいて初心プレーヤは多くの基礎訓練を積まなければならず、その熟練がないとゲームで傷害を受けて肉体的に傷つく結果になることがある。例えば、テニスのゲーム中に、プレーヤがボールを打つときにボールに適当な力を与えるとともにボールを打つときに作られる反動力による手や手首の傷害からプレーヤを守ることができるようなラケットの適当なグリップが必蔓である。

また、ボールを打つラケットの弦を張りつめた部分の位置が重要な役割を演する。ラケットがボールに接近するにつれてラケットの動きにほぼ垂直に弦の面が保持されて、ボールが張りつめた面積のほぼ中心でラケットに当たるならば、ボールは最適の速度でラケットから出るが、ラケットはプレーヤの手の中でねじれない。しかし、もしボールが張りつめた面積の中心からはずれた位置でラケットに当たるならば、ラケットは通常プレーヤの手首を中心として手をねじったり、手をひじの方にスナップ・バックしたりするので、ボールはラケットから思わぬ角度にかつ最適に満たない速度で離れる。テニス・ボールのそのような不正確な打ち方のもう１つの重大な影響は、腕の繰り返されるねじりおよび手首のスナップ動作が「テニスひじ」として普通知られている傷害にしばしばつながることである。こうして、テニスのプレーヤおよびコーチたちは、かれらのゲーム内容を改善すると同時に傷害の公暮を最小にするために、弦を張りつめた面積の中央すなわち「スィート」部分にボールを常に当てるようにプレーヤを確実に訓練する装置または方法を永らく捜しめていた。

ボールその他の競技要素をある種のクラブ、バット、ラケットまたは同様な運動器具で打ち他のスポーツでは、プレーヤはかれらの思わぬ方向へ飛ばさずに最適の「ヒツト」が得られるようにゲーム要素を器具の好適な部分で打つことをも追及している。テニスのほかに、ゴルフ、バイアライ、ピンポン、バドミントン、ベースポール、ボロ、ソフトポール、ラクロツス、クリケラトおよびホッケーのようなゲームはすべてボールすなわち競技要素を打つ運動器具の使用を伴う。おのおのの場合に、接触が行われる器具の位置は、競技要素の合成運動およびプレーヤに送られる反動力に多大の影響を及ぼす。

これらの条件の下で、ボールすなわち競技要素が運動器具の適正な部分に当ったかどうかをすぐに知ることができる装置または方法を必要とすることは明白である。

この種の即座のフィードバックにより、プレーヤはボールすなわち競技要素に一段と注意深く集中するように彼のスイングを修正することができる。そのような装置はさらに、新しいプレーヤの訓練を容易にし、経験豐富なプレーヤのゲーム内容を著しく改善し、実際には初心のプレーヤの自習を可能にする。

本発明の論受入に論渡されたコンレイ（Ｃｏｎｒｅｙ　）らの米国特許第４．１０１．１３２号および第４．２５７゜５０４号にも電子運動装置の例が開示されている。可動要素と接触する面積と、可動要素が面積と実際に接触したことをプレーヤに通報するｉ置とを含む電子運動器具が開示されている。米国特許第４．１０１．１３２号における特定実施例の一例は、器具のわくの周囲にある穴の中に挿入された複数個の赤外線光８８よび検光器を含んでいる。光源および検光器は、対応する対の検光器と光源がその光透過通路と共に形成されるように整合されている。そしてもし光透過通路が、例えば器の面積に当るボールによって遮断されるならば、また、もし異なる軸線で光通路の遮断の一致が存在するならば、器具の特定の面積は打たれたものと決定される。

実際には、光源が大量の電力を消費するので困難を生じることが判明している。

また、それぞれの光源と検光器の対との不整合がゲーム要素によって打たれて生じたラケットの変形によりしばしば発生する。

発明の目的したがって、本発明の１つの目的は、器具の表面の前もって選択された面積でのボールまたは競技要素の接触を正確に検出し得る改良形電子運動器具を提供し、それによってプレーヤにフィードバックを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、異なる感知装置のどんな位置調節にもかかわらず移動し得る所望の接触面積を有する電子運動器具を提供することである。

本発明のなおもう１つの目的は、ボールまたは可動競技要素を打つ前もって選択された面積のサイズを変えることができる電子運動器具を提供することである。

本発明の詳細な説明上記の諸口的を達成するために、本発明の運動器具はそのプレーする表面、例えばテニス・ラケットの張りつめた表面の周囲に誼かれた複数個の感知装置を含む。これらの感知装置は、表面の面積が可動競技要素によって打たれたときに表面に沿って横方向に動く衝撃波を検出する。表面上の特定の領域、例えば可動競技要素を打つ張りつめた表面を確認する際に、本発明の１つの実施例はその縦軸に沿う表面の周囲における第１対の感知＆置と、同じく表面の周囲に沿っているが縦軸に対して垂直な横軸に置かれている第２対の感知＠置とを想定する。

競技要素が表面上の特定の面積を打つべきであるならば、打った結果として表面に沿って伝搬するこうして作られた衝撃波は、それぞれの感知装置によって異なる時間に検出される。波をまず検出して次に始動する第１１１＆知器はその周期中に、もし第２感知器も波を検出するならば一妥当な回路により−、表面上の特定の選択された回路が実際に打たれたことの指示を発生させる。

本発明の上述の目的および利点は、本発明の付図に関する以下の説明により一段と明白になり、かつ本発明自体も最も良く理解されると思う。

図面の簡単な説明第１図は本発明を実施するテニス・ラケットの平面図であり、第２図は第１図のテニス・ラケットに使用される実施回路例を示す回路図であり、第３ａ図は模範的なバイアス回路の図であり、そして第３ｂ図は第２図の回路と共に使用される選択回路の模範図である。

本発明の詳細な説明第１図から、本発明の１つの実施例がテニス・ラケット２と共に示されている。

テニス・ラケットが示されているが、本発明は例えばバドミントンφラケット、スカッシュ−ラケット、パドル・ボール・ラケットおよびラケットボール・ラケットなどのすべて名指しできる種類のラケットを含むどんな表面形の運動器具にも適用できる０図示の通り、テニス・ラケットには長円形の開いたわく４と軸方向に出ている柄６とがある。わく４および柄６は、本発明の範囲から逸脱せずに普通に使用される積層木材、金属、エポキシ・黒鉛混合物および他の材料から作られる。中央わく４は、従来の方法でわく４に通される弦８によって十字形にされている。図示の通り、衝撃波（または振動）を検出するのに用いられる複数個の感知器（または変換器）１２ａ〜１２ｄがわく４の周囲１０に置かれている。

これらの感知器は、オハイオ州ベトフォードのバーニトロン・ピエゾエレクトリック・カンパニー　（Ｖｅｒｎｉｔｒｏｎ　Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏｍｐａｎｙ　）製のような圧電形変換器である。しかし、ホール効果変換器、抵抗またはキャパシタンス形感知器のような他の形の感知器も使用することができる。言うまでもなく、これらの感知器は、例えば縮めたりにかわ付けしたりする、多くの従来方法によって弦またはわくのいずれかに取り付けることができる。

これらの感知器は、マイクロ回路構造でかつ柄６の中に収納される電子回路１６にリード１４によって接続されている。感知器を電子回路に接続するリードはどれも図示されないような方法でわく４に埋め込まれたり、積層にされたり、被覆されることも認められるべきである。

実際に、テニス・ラケット２の柄６の中に電子回路１６が収納されていて、電子回路が非活性化されるならば、プレーヤはテニス・ラケット２で従来のラケットのようにプレーし続けることができる。これは、電子回路１６がテニス・ラケット２から離れたどの位置にも置かれず、例えばプレーヤのベルトに接続されないと言うことではない。また電子回路１６は、以下に説明する受信信号が表示用の遠隔記録装置または監視装置に送信されるように、従来の遠隔測定装置を追加し得ることを認めるべきである。

面積または［スィート・スポット］１８を形成するわく４によって囲まれる張りつめた部分のほぼ中央について考えてみる。周知の通り、［スィート・スポット］はプレーヤが通常ボールと接触させて最適の効果を上げるとともに傷害の可能性を最小限に押えようとする面積である。スィート・スポット１８は長円形で示されているが、実際には、矩形のような違った形も利用されることを知るべきである。スィート・スポット１８は中心からずらされ、縦軸２０とそれに対して垂直な横軸２２との交点によって表わされることをさらに知るべきである。

すなわち、この実施例のスィート・スポット１８は実際にテニス・ラケットの縦方向に沿って感知器１２ａから、次に感知器１２ｂからさらに離れるように霞かれる。しかし、スィート・スポット１８は横軸２２に沿って感知器１２ｃおよび１２ｄから等距離に置かれている。さらに言うまでもないが、スィート・スポット１８の寸法は、以下に詳しく説明する通り、選択的に変えられるので、第２図には正確に示されていない。

本発明の実施例は縦軸および横軸の周辺にそれぞれに沿った２対の感知器の使用を示すが、追加数の感知器と、三角法のための最低３ｉｉ！の感知器とが使用されることもある。第１図に示される感知器の数を越えた使用の原理は後で詳しく説明することにする。

第２図は電子回路１６における回路原理の１つの実施例を示す、その理解を助けるために、回路の異なる構成部品は、その群によって果たされる機能に対応しながら、点線でまとめられている。図示の通り、第２図の回路には７個の主構成部品がある。それらは：双方向比較器ブロック３０、ラッチ・ブロック３２、遅延ブロック３４、垂直ウィンドウ・カウンタ〈またはモジュロＮ垂直ウィンドウ発生器）ブロック３６、水平ウィンドウ・カウンタ（またはモジュロＮ水平ウィンドウ発生器）ブロック３８、出力状態抜取ブロック４０および時間軸ウィンドウ・カウンタ・ブロック４２である。

双方向比較器ブロック３０で始まり、このブロック内に、おのおの２個の従来形入力増幅器および１個のＡＮＤゲートを有し、それぞれ３０１，３０２，３０３ならびに３０４で表わされている、４個の別々な回路があるのが見られる。これらの各回路は第１図に示された感知器に接続されている。例えば、回路３０１はその入力として感知１２ａの出力を有し、回路３０２はその入力として感知器１２ｂの出力を有し、回路３０３はその入力として感知器Ｔ２ｃの出力を有するが、回路３０４は感知器１２ｄに接続されている。４個の自立感知器が接続されている４個の回路が図示されているが、対応する３個の感知器を有する最小３個の回路も三角法に使用できることが認められる。しかし、三角法に伴う難度と複雑度から見て（説明および理解の両面で）、４個の感知器とそれらに対応する回路とが即時の模範的実施例にここで使用されている。

中間供給で感知器の圧電素子にバイアスを加える回路である回路３０１に注意を集中して第３ａ図を見ると、感知器からの出力が分圧器を介して増幅器Ａｌｌの負入力および増幅器ＡＩ２の正入力に供給されることが分かる。それぞれの増幅器Ａ１１およびＡ１２の残りの入力は中間供給回路からセット電圧を供給されるので、感知器１２ａにより捕捉されたアナログ信号、例えばラケット２の弦に当たるボールから生じるＩＩ撃波はディジタル信号に量子化される。また中間供給回路は２個の異なる増幅器ゲートＡｌｌおよびＡｌ１と共に使用されるので、感知器１２ａから供給されるアナログ正弦波形が正方向に傾斜されるか負方向に傾斜されるかは、これらの内のどちらか１つがディジタル信号に変換されるので問題でない。これらの増幅器からの出力はＡＮＤゲートＡ３１に供給される。

図示の通り、回路３０１のＡＮＤゲートＡ３１からの出力はそのセット・ピン入力Ｓを介してラッチ・ブロック３２のラッチ・フリップ・フロップＡ４２に接続されている。同様に、回路３０２からの出力はラッチＡ４１に接続され、回路３０３からの出力はラッチＡ４３に、そして回路３０４からの出力はラッチＡ４４に接続されている。ラッチ・ブロック３２にあるラッチは、いったんセットされると、それがリセットされるまでその出力として信号にラッチすることが認められるはずである。

ラッチＡ４１からの出力はまずＯＲゲートＡ５１に供給され、次に従来形ＣＤ４０１０３形カウンタであるカウンタＡ９に供給される。カウンタＡ９のそれぞれの入力は、所定の順序すなわちカウントが果たされるようにプリセットすることができる。カウンタＡ９の出力はもう１つのＲ３形フリップ・フロップＡ６１に接続されている０周知の通り、カウンタＡ９はフリップ・フロップＡ６１と共に、所定の１組のカウントを有し、かつ所定のカウントが達成された後で、フリップ・７０ツブ八６１からの出力によってカウンタＡ９のキャリー・イン／カウンタ使用可能入力に対して活性解除されるのでそれぞれのカウント順序に変更はない。

前述の通り、Ａ９のカウンタの入力に接続されることを除き、ラッチＡ４１からの出力はＯＲゲートＡ５１にも接続される。ＯＲゲートＡ５１の第２人力はラッチＡ４２の出力から来る。ＯＲゲートＡ５１からの出力は、ＯＲゲート５４を介してラッチＡ４３およびＡ４４の組合せ入力からの第２人力を有する第２ＯＲゲートＡ５２に供給される。ＯＲゲートＡ５２の出力はＮＡＮＤゲートＡ１０１に供給されるが、このゲートＡ１０１の出力は時間軸カウンタ・ブロック４２のリップル・カウンタＡ１５に接続されている。

見られるように、時間軸カウンタ・ブロックは直列に接続された２１１のリップル・カウンタＡ１５およびＡ１４から成っている。図示のシュミット回路（ＮＡＮＤゲートＡ１０２）のようなタイミング源が使用されている。

水晶発振器や圧電共振器のような異なる時間源も使用できることを知らなければならない。どんな場合でも、時間軸およびリップル・カウンタの組合せから発生されるのは、２つの模範的な周波数２００　ＫＨｚおよび６ＫＨｚであると共に、ＬＯおよびＨＩ信号である。カウンタは一定量の時間後、すなわち所定のカウントが行われてから、リセット信号がそこから出力されて完全回路をリセットするインバータ・ゲートＡ１６１に送られるような方法で接続されているが、それは回路の作動に関して後で詳しく説明する。時間軸カウンタ・ブロック４２にあるカウンタはＣＤ４０４０カウンタである。

ラッチ・ブロック３２のラッチＡ４２を振り返って見ると、その出力はＯＲゲートＡ５１に接続されているほか、ＯＲゲートＡ５３の入力に、ＡＮＤゲートＡ１１１の入力に、インバータＡ１６２を介してＡＮＤゲートＡ１１２に、そしてＡＮＤゲートＡ１１３に接続されているのが分かる。ＯＲゲートＡ５３から、その出力はＣＤ４０１０３形カウンタであるカウンタＡ８に接続されているのが見られる。カウンタＡ８の出力はＲ８形フリップ・フロップＡ６２に接続されているが、その出力はカウンタＡ８のクリヤ入力にフィードバックされる。ＯＲゲートＡ５３、カウンタＡ８およびフリップ・７ＯツブＡ６２は一緒になってブロック３６で表わされる垂直ウィンドウ・カウンタ（またはモジュＯＮ垂直つィンドウ発生器）を形成する。ブロック３６の作動は、一定の前もって選択されたカウントに達してから、フリップやフロップＡ６２からの信号がカウンタＡ８に送り戻されてこれを使用不能にする。

ＡＮＤゲートＡ１１１、Ａ１１２、Ａ１１３のうちゲートＡ１１１に、しばらくの間注意を払ってみると、このゲートの出力はＤ形フリップ・フロップＡ１３１に接続されているのが分かる。同様に、ＡＮＤゲートＡ１１２の出力はＤ形フリップ・フロップＡ１３２の入力に供給されるが、ＡＮＤゲートＡ１１３の出力はＤ形フリップ・フロップＡ１２１の入力として供給され、この後者の７リツプ・７Ｏツブはフリップ◆フロップＡ１３１およびＡ１３２と共に出力状態抜取ブロック４ｏの一部と考えられる。ブロック４ｏの内側にはＮＡＮＤゲートＡｌＯ３およびＮＡＮＤゲートＡｌＯ４もある。図示の通り、フリップ・７０ツブＡ１３１、Ａ１３２およびＡ１２１のクロック入力は垂直ウィンドウ・カウンタ・ブロック３６の出力に接続されている。要するに、ブロック４０にある各７リツプ・７０ツブはブロック３６からの出力によって抜き取られる。ブロック４０の各７リツプ・フロップは追加の入力として対応するＡＮＤゲートからの出力を有するので、これらのフリップ・フロップからの出力は、抜き取られたとき、対応するＡＮＤゲートから送られた信号の応答である。

図示の通り、ブロック４ｏのそれぞれの７リツプ・７０ツブの出力は、回路Ａ１７のＶＬおよびＶＨで表わされる対応するＡＮＤゲートに接続されている。回路Ａ１７には、ＡＮＤゲートＡｌＯ３からのインバータ信号を入力として持つＡＮＤゲートＶＨ３Ｓもある。回路Ａ１７にあるＡＮＤゲートはＮＯＲゲートにＯＲ接続されるが、後者のゲートの出力はインバータＡ１６５．２対のショットキー・ダイオードＳＤ１およびＳＣ２、ならびにスピーカを含む音響発生ｆ！置に供給される。スピーカは任意の従来形であることができ、またこの実施例の目的では圧電形変換器Ｓである。

入力として感知器１２ｃおよび１２ｄによってそれぞれ測定される信号を持つ、ブロック３２にあるラッチＡ４３ならびにＡ４４を考えてみる。ラッチＡ４３の出力はＡＮＤゲートＡ１１４に１つの入力として接続されるが、そのゲートの第２人力はラッチＡ４４からの出力である。ラッチＡ４４からの出力はゲートＡ１１４の１つの入力として作用するほか、ＯＲゲートＡ５４にも供給されるが、このゲートＡ５４の他の入力はラッチＡ４３からの出力である。し＋Ｒで表わされるＯＲゲートＡ５４の出力は、前述のＯＲゲートＡ５２のピン６に供給される。

また、それはタイプＣＤ４０１０３カンウタであるかもしれないカウンタＡ７の入力として供給される。

カウンタＡ７からの出力はＲ８形フリップ・フロップ八６３に接続されるが、そのフリップ・フロップの出力はカウンタＡ７のキャリー・イン／カウンタ・イネーブル入力にフィードバックされる。

本実施例では、カウンタＡ７用の前もって選択されたカウントは約３００マイクロ秒の周期を有する。ブロック３６０カウンタＡ８の周期は約３４０マイクロ秒であることに注意する必要がある。これらの周期は近似値であり、実際には値が違うことがある。図示の通り、ＯＲゲートＡ５４、カウンタＡ７およびＲ８形フリップ・フロップＡ６３は共に、水平ウィンドウ・カウンタ（またはモジュロ− Ｎ水平ウィンドウ発生器）ブロック３８を形成する。ブロック３６の回路の作動と同様、前もって選択された周期の後で、この場合は約３００マイクロ秒後に、信号がカウンタＡ７からフリップ・フロップ八６３に供給され、それにより帰還信号はカウンタＡ７のクリヤー人力に送られ、それによってこのカウンタを使用不能にする。スリップ・フロップＡ６３からの出力は、クロック入力としてＤ形フリップ・７０ツブＡ１２２にも供給されるが、このＤ形のフリップ・フロップはＡＮＤゲートＡ１１４から信号を受信すると同時にＡＮＤゲートＡｌＯ３に信号を送る。

こうして実施された回路の異なる接続を説明したが、その回路の作動を以下に示す。簡単に述べれば、ボールのような可動競技要素が第１図のテニス・ラケットに当るとき、打撃から生じる！！撃波は弦８に沿って横に移動したり伝播する。

しばらくしてから、これらの衝撃波振動はそれぞれの感知器１２ａ〜１２ｄによって検出される。また当りが十分大きい限り、ラッチ・ブロック３２にあるラッチの１つがセットされ、それによってこの場合もまた、電子回路１６が作動状態にある時間間隔または時間サイクルを与えるように時間軸カウンタ・ブロック４２にある回路が始動される。こうして、衝撃波を表わすアナログ正弦波形が双方向比較器ブロック３０にある回路によって対応するディジタル信号に量子化されてから、これらのディジタル信号はまず、ブロック４２の回路を介して装置を作動させる時間サイクルを活性化する前に、ラッチの少なくとも１つをセット・アップするであろう。

経験上の学習から、スィート・スポット１８は第１図に示される通り、ラケット２の弦を張りつめた表面の中心からずれて置かれていることが判明している。したがって、衝撃波の伝搬の速度は異なる弦に沿って同じでありかつスィート・スポットをどう置くべきかが問題であるので、スィート・スポットにより近い感知器に遅延を加えることが必要である。したがって、この実施例では、感知器１２ｂは感知器１２ａよりもスィート・スポット１８に近いので、遅延ブロック３４に示されるような遅延回路がラッチＡ４１の出力に加えられるが、これは衝撃波（またはボールが張りつめた面積に当たるときに生じた振動）が感知器１２ａで検出された時間より後で感知器１２ｂで検出された事実を表わす。

ラケットの周辺における感知器の１個が衝撃波を検出すると同時に装置を活性化することが望ましいかぎり、それぞれのラッチは装置すなわちＯＲゲートＡ５１、Ａ５４およびＡ５２によって、ＡＮＤゲートＡ１０１と共にブロック４２の回路に接続されることが認められるはずである。こうして、感知器の内の１個がラケット２の張りつめた表面上のどこにでもボールが当って生じる衝撃波を検出すると同時に、本装置は一定の時間サイクルの間活性化される。

また経験的な学習により、横軸２２に沿って置かれた感知器についてはオフセットの必要がないことが判明している。したがって、感知器１２ＣＩ３よび１２ｄのどれらにも遅延を加える必要はない。

また、この発明の背後の基本的アイデアは、異なる感知器により検出されている衝撃波間、例えば感知器１２ａと１２ｂとの間の時間差を測定することであるので、異なる感知器によって最初は検出されている衝撃波の時間差が所定の周期内に入るような時間ウィンドウを設定する必要があるのは避けられなくなる。詳しく述べれば、ボールが点４４（第１図ではＸで標示されている）でテニス・ラケットにより打たれたものと想定する。感知器１２ｂからのＸの距離は感知器１２ａからの距離よりも小さいことが分かる。

スィート・スポット、例えば第１図のラケット２の１８は垂直中心からずれているのに注意を払いながら、感知器１２ｂは実際には点Ｘが当たるときに感知器１２ａよりも早く点Ｘからの衝撃波を検出する。ブロック３４にある回路によって遅延が加えられるので、ＡＮＤゲートＡ１１１に達するラッチＡ４１およびＡ４２からのそれぞれのディジタル信号は、ブロック３６にある回路によって発生される所定の周期内に入る必要があり、それによって出力状態を抜き取るフリップ・フロップＡＩ３１がＡＮＤゲートＡ１１１からの出力を受信しまた順に出力信号をＡＮＤＮＯゲート−１ｓｓおよびＡＮＤゲートＡｌＯ３に送ることが保証される。感知器１２ａおよび１２ｂにより受信された信号がブロック３６に作られた周期内に入るかぎり、ボールは垂直軸とも呼ばれる縦軸２０に沿ってスィート・スポット１８の中のどこかに当ったと思われる。その場合、フリップ・フロップＡ１３１からの出力はＡＮＤゲートＶＨ８Ｓに供給されるが、このゲートの他の入力はブロック４２にある回路のカウンタＡ１５から供給される周波数５　ＫＨｚの入力である。周波数５　ＫＨｚの目的は、フリップ・フロップＡ１３１によって特定の音が発生されるように、フリップ・フロップＡ１３１からの出力信号を変調することである。この音はＮＯＲゲートに進んで、スピーカＳによって出される。

垂直軸のみのモーメントに注目すれば、もしボールがスィート・スポット１８の中に囲まれた面積以外の張りつめた表面の面積に当るならば、ラッチＡ４１およびＡ４２からの信号はＡＮＤゲートＡ１２ならびにＡ１１３のいずれか１つに送られるであろう。ボールがスィート・スポット１８より下に当る場合、および両信号が前もって選択された周期内にＡＮＤゲートＡ１１２によって受信されるものとすれば、出力信号は回路Ａ１７のＡＮＤゲートＶＬの入力を出力として持つフリップ・フロップＡ１３２に供給される。ＡＮＤゲートＶＬはＡＮＤゲート１８１からの出力を他の入力として持つが、ゲート１８１の入力はブロック４２の回路からの信号ＬＯおよび周波数６にＨ２である。ＡＮＤゲートＡ１８１を通ることによって変調される周波数６にｌ（Ｚは、フリップ・フロップＡ１３２からの信号に加えられると、スピーカＳを通して、ＡＮＤグー）−ＶＳＳにより作られた音と違った被変調音を作る。

同様に、スィート・スポット１８の上の部分すなわち面積でラケット２の張りつめた表面にボールが当ったならば、上記と同じ手順が起こるが、これはＡＮＤゲートＡ１１３、フリップ・７０ツブＡ１２１およびＡＮＤＮＯゲートと共に時間調整する。周波数６にＨｚもこの場合はＡＮＤゲートＡ１８２によつ、て変調され、したがって、スィート・スポット１８の面積より上にボールが当ることによって作られる音は前の当りの場合の音と違うことを認めるべきである。

横軸すなわち水平軸２２に沿ってスィート・スポット１８についてずれがない限り、感知器１２Ｇおよび１２ｄのいずれにも遅延は不要である。したがって第２図にはなにも示されていない。垂直軸の感知器について作られた周期と同様に、水平時間ウィンドウも水平感知器１２Ｇおよび１２ｄについて作られる必要がある。この場合、理想のスィート・スポットは長円形状として認められるので、水平周期は垂Ｍ周期より短く、例えば後者の約３４０マイクロ秒に比べて前者は約３００マイクロ秒である。

ボールがスィート・スポットにより囲まれた面積内でラケットに当る限り、Ｄ形フリップ・フロップＡ１２２からＮＡＮＤゲートＡｌＯ３まで信号が発生される。そこで、ＡＮＤゲートＶＨ８Ｓに信号を送るため、フリップ・フロップＡ１３１からの出力として発生された垂直スィート・スポット信号と、水平スポット信号とが組み合わされる。もしＡＮＤゲートＶＨ３Ｓがこうしてパルス作動されると、水平感知器により最初に検出された衝撃波と垂直感知器により最初に検出された衝撃波との間に一致が存在するものと思われる。したがって、スィート・スポットはボールによって当てられたと考えられる。

すなわち、プレーヤは張りつめた表面上の理想位置、すなわちスィート・スポットまたは所定のスポットでボールを打ち、それによって最適な状態にボールを打ったことになる。

もちろん、垂直軸に関する前述の場合と同様に、もしボールが水平軸に沿ってスィート・スポットにより表わされる面積以外の面積に当るならば、水平および垂直スィート・スポット信号面の一致は起こらない。したがって、ＡＮＤゲートＶＨ３Ｓはパルス作動されず、スィート・スポット雑音がスピーカによって発生されないであろう。

この実施例では、Ｉ！４６と４８との間でスィート・スポット１８の左右にある面積にボールが当って雑音が発生することをなくす手段がとられた。この手段は簡単な理由でとられ、すなわちこれらの面積から発生される雑音をなくす必要があるのは、プレーヤがスィート・スポットの上または下にボールを当てたか否かをプレーヤに示すことだけが重要であると思われたからである。もちろん、これらの面積からの雑音発生は、そのようなことが所望されるならば、上記開示を顧慮して容易に達成されることが認められるはずである。

遅延、時間サイクル、およびそれぞれの水平ならびにｇｌｌ同周期選択的にセットされるので、スィート・スポット１８は周囲１０によって囲まれた張りつめた面積内のその位置に関して実際に動くことができる。こうして、異なるラケットがボールからの打撃に最適に応動する、経験的その他の方法で発見された異なる所定の面積（スィート・スポット）を有する限り、本発明は最適のスィート・スポットが各ラケットについて発見されるような異なるラケットに関するそれぞれのスィート・スポットを容易に調節できることは明白である。波の打演しが起こるので、異なる形の測定が行われかつこれらの波の打消しがそれによって最小に押えられるように、周囲１０のまわりに追加の感知器を置くことができる。

実際には、言うまでもなく、本発明は例えば感知信号の遅延および時間ウィンドウ回路の異なる順列による衝撃中心（ＣＯＰ）　、第１調波／−ド（ＮＯＤＥ）、＊ＴＣは戻り係数（ＣＯＲ）を含むことがある従来形のスィート・スポットと一致しているように、最小３つの面積にラケット内のスィート・スポットの位置を変えることができる。

異なるプレーヤが異なる練直を有することは認められている。例えば、初心プレーヤの練直は職業プレーヤの練直と確実に異なる。したがって、異なる練直を持つすべてのプレーヤが同じラケットを使用できることを保証するために、スィート・スポットのサイズを調節しかつ張りつめた面積を異なるゾーンに細分する追加の回路が電子回路１６に追加された。

図示の通り、その回路は０ＦＦＳＬｌ、し３、Ｓｌ、およびＳ３で表わされる位置を持つ従来の５位置スイッチを使用する。スイッチ５ｏがＬ３位置に回されると、ＡＮＤゲートＡ１８３の両入力は正であるので、３ゾ一ン選択を表わすハイ信号がそこから出力される。これは、スィート・スポット１８より上の面積、スィート・スポット１８より下の面積、およびスィート・スポット１８自体がおのおの１つのゾーンであると考えられること、また異なるゾーンに対応する異なる雑音がそれぞれのゾーンへの打撃の結果として発生されることを意味する。

同様に、ゲートＡ１８４の入力も正であるので、ハイ信号はそこから出力してゾーンの面積が大きいことを示す。

スイッチ５０が位ＮＬ１に回されると、ＡＮＤゲートＡ１８３の入力の１つは接地され、唯一のゾーンを表わすロー信号はそこから出力されるであろう。この実施例では、１つのゾーンはスィート・スポット１８を表わす。

すなわち、ボールがスィート・スポットに当る場合にのみ雑音が発生される。スイッチ５０が位１１ｓ１に回されると、ＡＮＤゲートＡ１８４の入力の１つはゲートＡ１８３の入力の１つと共に接地されるので、サイズの小さい、例えば点線で囲まれかつ５２で表わされる面積を有するスィート・スポットを表わすロー出力が生じる。この一段と小さいスィート・スポットは、一段と上級の練直を持つプレーヤ用のものであることを意味する。最後に、もしスイッチ５０が位置Ｓ３に回されると、ＡＮＤゲートＡ１８３からの出力はハイに保たれるので、３つのゾーンすなわち小さいスィート・スポットおよびスィート争スポットの上下にはそれぞれの大きな面積が生じる。こうして、異なる練直を有する異なるプレーヤに合ったラケットが得られる。

本発明は多くの変化、変形および細部変更が可能なので、この明細書を通じて開示されかつ付図に示されたすべての事柄は説明のためのものと解訳し、制限を意味しないものとする。したがって、本発明は以下の特許請求の範囲によってのみ制限されるものとする。

第２ａ図から °ゴーー□°−ｒ−’７　−７’　−−国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．可動競技要素を打つ所定面積が競技要素を打つ表面上の初期の位置と思われる前記所定面積を含む表面と、競技要素が表面に当るときに生じ、表面に沿って伝搬する衝撃波を検出する、表面の周囲に置かれる多数の感知装置と、それぞれの感知装置によって衝撃波が最初に検出されるそれぞれの瞬間を微分する装置と、それぞれの感知装置によって衝撃波が最初に検出されるそれぞれの瞬間が基準の時間わくの中に入るならば、所定の面積が打たれたことを通知する装置とを含むことを特徴とする運動器具。
２．感知装置は器具の縦軸に沿う表面の周囲で反対の位置に置かれる第１対の感知器と、、表面の反対の周囲位置で縱軸に対して垂直である横軸に沿って置かれる第２対の感知器とを含む、ことを特徴とする請求項１記載による運動器具。
３．感知装置により検出される衝撃波を対応するディジタル信号に量子化する双方向比較装置をさらに含むことを特徴とする請求項２記載による運動器具。
４．第１対の感知器の内の１個に向う方向に所定の面積をずらすように第１対の感知器の内の１個によって検出された信号に遅延を加える装置をさらに含むことを特徴とする請求項３記載による運動器具。
５．基準時間わくは第１および第２周期を含み、かつ運動器具は第１対の感知器により検出された信号が第１周期内に入るならば、可動競技要素は器具の縱軸に沿って所定の面積の一部を打ったと思われるように、第１周期を設定する第１カウント装置と、第２対の感知器により検出された信号が第２周期内に入るならば、可動競技要素は器具の横軸に沿って所定の面積の一部を打ったと思われるように、第２周期を設定する第２カウント装置とをさらに含み、もし縱軸および横軸における所定面積のそれぞれの両部分が第１ならびに第２周期内で打たれたならば、競技要素による所定面積の打撃が起こったと思われることを特徴とする請求項４記載による運動器具。
６．第１対の感知器の両感知器により検出された信号が周期内に入るかどうかを知るために基準時間わくに関する周期を設定するカウンタ装置をさらに含み、もし感知器の内の１個が衝撃波信号を周期内に最初検出しないならば、可動競技要素は所定面積の外側表面の面積を打ったと思われることを特徴とする請求項４記載による運動器具。
７．感知装置の少なくとも１個によって衝撃波が最初に検出されるとき活性化されて、クロックおよびトーン周波数を発生させるとともに器具が電気的に作動状態にある時間サイクルを設定する装置をさらに含むことを特徴とする請求項１記載による運動器具。
８．器具の表面が可動競技要素を打ったときに出力されるディジタル信号を異なるトーン周波数と組み合わせて、表面の異なるゾーンを表示する装置をさらに含むことを特徴とする請求項７記載による運動器具。
９．表面が少なくとも１画のゾーンを含み、また所定面積が少なくとも１個のゾーンと一致していることを特徴とする請求項１記載による運動器具。
１０．表面は少なくとも３個のゾーンに分割されて所定面積がゾーンの内の１個に置かれ、またゾーンのそれぞれの寸法が選択的に変更できる、ことを特徴とする請求項１記載による運動器具。
１１．感知装置は少なくとも３個の感知器を含むことを特徴とする請求項１１記載による運動器具。
１２．可動競技要素を打ってそれに運動を与えるような表面を持つ運動器具において、可動競技要素が表面によって最適に打たれたかどうかを確認する方法であって、可動競技要素を打つ理想の位置として表面上の所定面積を指定し、表面に沿って伝搬する、表面を打つ競技要素によって生じる衝撃波を検出する多数の感知装置を取り付け、それそれの感知装置によって衝撃波が最初に検出されるそれぞれの瞬間を微分し、それぞれの感知装置によって衝撃波が最初に検出されるそれぞれの瞬間が基準の時間わく内に入るかどうかを確認し、そしてもし基準時間わくがそれぞの最初に検出された瞬間を包含するならば、所定面積によって打たれたことを競技要素に通報する、諸段階を含むことを特徴とする方法。
１３．検出された衝撃波振動を対応するディジタル信号に量子化する、段階をさらに含むことを特徴とする請求項１２記載による方法。
１４．少なくとも１個の感知装置に向う方向に所定面積をずらすように、感知装置の少なくとも１個によって検出された信号に遅延を加える、段階をさらに含むことを特徴とする請求項１３記載による方法。
１５．クロックおよびトーン周波数を発生させかつ感知器の少なくとも１個による衝撃波振動の最初の検出に応じて器具が電気的に作動状態になっている時間サイクルを設定する、段階をさらに含むことを特徴とする請求項１４記載による方法。
１６．通報する段階は、ディジタル信号を表面の異なるゾーンに対応する異なるトーン周波数と組み合わせ、所定面積をゾーンの内の１個として指定し、所定面積がトーン周波数の前もって選択された１つによって競技要素を打ったことを表示する、諸段階を含むことを特徴とする請求項１５記載による方法。
１７．第１周期を設定し、第１対の感知装置の両方によって最初に検出された衝撃波振動が第２周期の中に入るかどうかを確認し、第２周期を設定し、第２対の感知装置の両方によって最初に検出された衝撃波振動が第２周期の中に入るかどうかを測定する諸段階をさらに含み、その場合、もし第１対および第２対の感知装置によって最初に検出された衝撃波振動が第１および第２周期の中にそれそれ入るならば、可動競技要素は表面の所定面積によって打たれたものと思われる、ことを特徴とする請求項１２記載による方法。