JPH03501934A - スタートシステムバッティングユニット - Google Patents

スタートシステムバッティングユニット

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JPH03501934A
JPH03501934A JP1500848A JP50084888A JPH03501934A JP H03501934 A JPH03501934 A JP H03501934A JP 1500848 A JP1500848 A JP 1500848A JP 50084888 A JP50084888 A JP 50084888A JP H03501934 A JPH03501934 A JP H03501934A
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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】 スタートシステムバッティングユニット技 術 分 野 本発明は、一般的にスポーツテクニックおよび反応トレーニング(START  ニスタートと称するもの)システムに使用されるように設計された打撃ユニット システムに関し、これは高尚に洗練されたトレーニングシステムであり、特にス ポーツにおける熟練した連動神経機能(エングラム:刺激によって原形質に生じ るとされる永続的印象)の発展パターンの改良、進歩および試験のためのプログ ラミング機能を持ち、特に野球打撃技術、リハビリテーション、健康およびフィ ットネスの各方面に使用して有意義なものである。
特に、リハビリテーションの分野では本発明の要旨に価値のあることが証明され 、怪我からのバッタの回復という客観的事実に対して評価された特別の有用性が もたらされている。これは、特にプロスポーツで競争的な立場にあって競技を行 う傷ついたブ1ツイヤの能力を評価するのに有用であり、補償を含む法的な立場 でも有用で、例えば傷ついた従業員又は労働者を含むケースでも同様である。
背 景 技 術 スポーツ、リハビリテーション、健康およびフィットネスの各分野では、人は特 別の目的を遂行するために運動神経をしばしば動かし、そのようなものとしては 、例えばテニスにおけるバックハンドストロークの実行期間中の運動神経の動き がある。
スポーツマンがこのような運動神経の動きの効用を体験することおよび運動神経 の動きの異なったパターンの記憶を記録することは、感覚上および感覚連想領域 で最初のものであり、これは運動神経の動きの感覚エングラムと称される。スポ ーツマンが特別の行為を遂行しようと望むとき、多分これらのエングラムの1つ を先に叫び、それからエングラムに深く染み込んだ感覚パターンを再現する行為 の中に脳の連動神経システムをセットする。運動が極端にゆっくりと実行される なら、すなわち各ステップを通しての動きを導く感覚上のフィードバックのため に十分にゆっくりと実行されるなら、ハイレベルに熟練された運動神経活動は非 常に速い時間で実行される。
しかしながら、本当の有用性とするには、多くの熟練された運動神経活動は素速 く実行されなければならない。これは、最終的に熟練された活動のエングラムが 感覚上のシステムと同じように運動神経システムの中に深く染み込むまでは、本 発明のスタートシステムを用いたゲーム速度で、熟練された活動の連続的実行に よって達成されることが可能である。この運動神経エングラムは、熟練された活 動のために必要とされる特別の動きの順序を実行するようにな精密な筋肉の設定 を生じる。
競争的な競技の実行である「インターバーテス」の殆どのタイプは、順序立てら れた筋肉実行の定められたパターンを含んでおり、常に相手の行為に応答してい る。そして、このような実行の熟練レベルは、少なくとも多くの部分で、常に相 手の行為およびこのような定められたパターンが遂行される敏捷性に応答(2で 順序立てられた筋肉実行の定められたパターンを最初に始めるのに要する反応時 間に頼っている。前述の結論としては、様々な筋肉の肉体的状態、およびその実 行の中の傷害、若し実質的に避けられないなら、その傷害を最少にする筋肉動作 の上記穴められた各パターンを含んだ他に関連のある肉体構成部分がある。
次に述べる米国特許は、バッティングユニット用スタートシステムの主題に関す る概念の開示について、本発明に関連して多少考慮されている。しかしながら、 引用の従来技術では、ここに開示するようなバッティングユニット用スポーツシ ステムとしての多目的に利用できる特性を持つシステムについての開示を何れも 全くしていない。
ゴールドファブおよびその他のものによる米国特許3933354号には、戦闘 員の表示のような絵を持った元帥技術娯楽装置が開示されており、参加者によっ て攻撃され、絵の背後には発光体のシリーズが設けられ、なるべく戦闘員の体に 対する攻撃又は防御位置の異なった解決が配置されている。絵が発光体の付近で 撃たれたとき、表示によって見つけられ、発光体の1つの点灯の発見および絵が 撃たれたきき次に点灯するシリーズ中の発光体の制御にすぐに反応する。高い演 技および相手に勝つことを示すために、参加者は点灯した発光体の絵に触れるか 撃たれることによってシリーズ中の各発光体で素早く消えなければならない。発 光体は参加者が予期できない程度に疑似乱数的に点灯され、それ故に参加者の休 養、対等関係、バランスおよび速度は、戦闘中における参加者の演技の質によっ て決定されるのと同じように試される。
バーレイによる米国特許4027875号には、電気的に接続されるとともに、 それぞれスイッチボックスが備えられ、離れた一対のスタンドを含む反応訓練装 置が開示されている。各スイッチボックスは外部プランジャを備え、プランジャ は電気回路に接続され、スイッチとしての機能がある。電気回路にはタイマが接 続され、人が1つのスイッチボックスのプランジャに触れることによってタイマ を動作させ、他のスイッチボックスのプランジャに触れることjこよってタイマ を停止させるのに要する時間が記録される。
グロツフによる米国特許44936555号には、携帯可能で、電池内蔵の無線 操縦ティーチングシステムが開示されており、この装置は教室の各生徒に対して 設けられ、先生は授業中における全”での生徒および各生徒と無線による接触を 取ることによって生徒への警戒をハイレベルに維持する。ティーチング装置は各 生徒に対し教えるためのデータを電気的に送信し、次いで個別の生徒に対し、先 生と生徒の間を有線でつなぐ必要なく、データに対する応答を要求す、る。この ティーチング装置は即座に力)つ間に合わせとして、選択された題目で教室の生 徒のテストに用いられる。
ビゲローおよびその他のものによる米国特許4534557号には、反応時間お よびスポーツのためのカフィードバックトレーニングシステムに適用できるもの が開示されており、このシステムは少なくともIっのスポーツトレーニング装置 を含み、その近くには関連のある刺激表示器が配置されている。刺激表示器はア トランダムな時間間隔で多数の準備信号を発生し、スポーツトレーニング装置に あるセンサは該装置?こ適用された力を受け入れ、適用された力の大゛きさに比 例する値を有する電気信号を発生させる。制御ユニットは準備信号の放射を制御 し、決定し、適用された力の大きさに対応して、準備信号の放射から適用された 力の検出までの反応時間を表示する。
発明の目的 上述した従来技術は0、何れも以下に詳細を述べるような多くの優れた効果を有 する本発明の主題である一般的な適応性および多能性を有する総合的なスタート システムを備えていない。
本発明は、一般的な適応性および多能性を有する総合的なスタートシステムを提 供することを目的としている。
発明の開示 本発明は、テクニックおよびプログラム可能な打撃トレーニングプログラムによ る加速されたバッターの反応トレーニング方法に関し、バッターの府で目に見え るように配置された発光体の配列の1つに対する選択的な勢力の付加(点灯の意 味)により、バッターによって実行される多数の異なる打撃反応パターンを定義 し、各発光体は、バッターによって実行される異なった特別の打撃反応パターン を意味し、打撃反応パターンの少なくとも1つは、選択可能なプログラムされた 期間に実行され、プログラムされた期間は速いか遅いかの何れかに選択的に設定 されるステップと、バッターをボールの位置する少なくとも1つのバッティング ティーに案内し、打撃トレーニングプログラムの間、バッターがバッティングテ ィーに位置したボールを打つかまえをできるようにするステップと、ある時間に 配列の1つの発光体に選択的に勢力を付加し、実行される特別の打撃反応パター ンを意味させ、打撃トレーニングプログラムを引き受けたバッターに知られてい ない発光体の配列に対する勢力の付加の順序により、配列の点灯の順序によって バッターにでたらめのように見せ、知られていない発光体に、勢力が付加される までバッターを待たせ、その後、実行される特別の打撃反応パターンに反応させ 、少なくとも1つの打撃反応パターンは、プログラムされた期間内に前記バッテ ィングティーに位置したボールを打つことに対応させるステップと、発光体に勢 力が付加さ・れてからバッティングティーのボールを打つまでの打撃反応の正確 な期間がプログラムされた期間内であれば、バッティング−からボールを打った か否かを、プログラムされた期間の終わりに、音響信号によりバッターに与える ように選択的に音響の変換器を活性化するステップと、を備えることを特徴とし ている。
また、本発明はテクニックおよびプログラム可能な打撃トレーニングプログラム による加速されたバッターの反応トレーニングシステムに関し、各発光体が、バ ッターによって実行される異なった特別の打撃反応パターンを意味し、打撃反応 パターンの少なくとも1つは、選択可能なプログラムされた期間に実行され、バ ッターの前で目に見えるように配置された発光体の配列と、打撃トレーニングプ ログラムの間、バッターがバッティングティーに位置したボールを打つかまえを することかで°きるように、ボールの位置した少なくとも1つのバッティングテ ィーと、少なくとも1つのバッティングティーに対し、該バッティングティーか らボールが打たれることを検出する検出手段と、ある時間に配列の1つの発光体 に選択的に勢力を付加し、実行される特別の打撃反応パターンを意味させ、打撃 トレーニングプログラムを引き受けたバッターに知られていない発光体の配列に 対する勢力の付加の順序により、配列の点灯の順序によってバッターにでたらめ のように見せ、知られていない発光体に勢力が付加されるまでバッターを待たせ 、その後、実行される特別の打撃反応パターンに反応させ、少なくとも1つの打 撃反応パターンは、プログラムされた期間内に前記バッティングティーに位置し たボールを打つことに対応させ、速いが遅いかの何れかに反応してプログラムさ れた異なる期間に入ることをプログラム可能で、さらに前記検出手段に接続され 、打撃反応の正確な期間がプログラムされた期間内であるか否かを決定する制御 装置と、前記プログラムされた期間内Iこバッターが反応して前記バッティング ティーからボールを打ったか否かを、前記制御装置によって音響信号でバッター に与えるように選択的に活性化される音響の変換器とを備えたごとを特徴として いる。
本発明によるスタートシステムは、個々のバッターを必要かつスポーツに要求さ れる同様の速度で同じ動きを用いた正確なゲーム状態に訓練する。スポーツのた めに必要な正確な動きのトレーニングによって、トレーニングの特性が次の領域 で途方もなく改良される。
すなわち、外部の刺激に対する素早い反応および固有のテクニックを伴つた応答 、酸素存在/酸素欠如(エアロビック)のフィットネス、強さ、パワー、機敏、 、バランスおよび忍耐の領域である。トレーニングの特性は非常に高く、これは 競技者が相手に勝つことに対応する測定期間内に実行するだめの各動きの最高の レベルを実行すべく測定された期間に対する競争によって動機を与えられるから である。
本発明は、簡潔にはテクニックおよび打撃l・レーニングプログラムによる加速 されたバッターの反応トレーニングの改良された方法および装置についご開示し ている。バッターによって実行される多数の異なる打撃反応パターンは、バッタ ーの萌で目に見えるように配置された発光体の配列の1つに対する選択的な勢力 の付加により定義される。各発光体はバッターによって実行される異なった特別 の打撃反応パターンを意味し、打撃反応パターンの少なくとも1つは、与えられ たプログラムされた期間に実行される。例えば、プログラムによって勢力が付加 される3つの停止発光体の配列によると、次のような異なる打撃反応パターンが 発光体によって意味付けされる。
(1)右ききのバッターに最も接近し、ティーに位置したボールに対するトップ レフトスウィング。
(2)右ききのバッターから最も離れ、ティーに位置したボールに対するトップ ライトスウィング。
(3)ノックダウン投球によって投げられたような投球から離れたミドルバック 。
バッターは、示されたホームプレートに関連して配置された少なくとも1つのバ ッティングティーを提供され、打撃トレーニングプログラムの間、示されたホー ムプレートおよびバッティングティーに位置したボールを打つかまえをできるよ うになっている。いくつかのトレーニングプログラムでは、1つの可変可能な高 さのバッティングティーが利用される必要がある。しかしながら、もっと複雑な トレーニングプログラムでは、2つの可変可能な高さのバッティングティーがバ ッターのために備えられ、各バッティングティーは示されたホームプレートに対 して異なって配置される。各バッティングティーは発光体配列のうちの!っの発 光体を有し、特別のバッティングティーに関連のある発光体に勢力が付加された とき、バッターは特定のバッティングティーからボールを打つのを試みるように 反応することができる。
打撃トレーニングプログラムの間、配列のうちの1つの発光体はある時間に勢力 が付加されて、実行される特別の打撃反応パターンを意味させ、打撃トレーニン グプログラムを引き受けたバッターに知られていない発光体の配列に対する勢力 の付加の順序となるようにする。さらに、配列の点灯の順序によってバッターに でたらめのように見せ、知られていない発光体に勢力が付加されるまでバッター を待たせ、その後、実行される特別の打撃反応パターンに反応させる。実行され る少なくとも1つの打撃反応パターンは、6プログラムされた期間内にバッティ ングティーに位置したボールを打つことに対応している。このシステムは、発光 体に勢力が付加されてからバッティングティーのボールを打つまでの打撃反応の 正確な期間がプログラムされた期間内であるか否かを決定する。また、次いでプ ログラムされた期間内にバッターが反応して前記バッティングティーからボール を打ったか否かを、プログラムされた期間の終わりに、音響信号によりバッター に与えるように選択的に音響の変換器を活性化する。選択的な活性化は、1つの 周波数で音響の変換器を活性化するか否かができるように単純化されている。好 ましい実施例では、音響の変換器は、バッターがプログラムされた期間内に反応 してバッティングティーからボールを打ったとき、第1の音色を伴って活性化さ れ、バッターがプログラムされた期間内に反応してバッティングティーからボー ルを打つのを外したとき、第2の異なる音色を伴って活性化される。
さらに、好ましい打撃トレーニングプログラムでは、スタート発光体配列の背後 、好ましくは防護ネット又は網の背後で、バッターの前にトレーナが配置される 。トレーナはピッチャ−(投球)の模擬訓練を行い、投球のワインドアップ期間 中、発光体の配列の1つに勢力を付加させるように遠隔のスタートスイッチを活 性化する。
好ましい実施例では、不透明なバッティングティーに配置されたフォトセンサを 用いてバッティングティーからボールを打つ時間が検出される。フォトセンサは 、ボールが打たれることを検出するためにバッティングティーから打たれるボー ルに応答してそこに入射する包囲した光を検出する。また、包囲°した光を検出 するフォトセンサの感度を調整する調整回路が設けられている。 好ましい実施 例では、スタートシステムは組み立てられ、携帯可能なキャリングケースに収納 され、発光体の配列はキャリングケースの頂部に取り付けられ、その底部内には 制御装置が設けられている。
本発明の好ましい実施例では、制御装置はプログラムされたマイクロプロセッサ を有するように発展し、操作される。この実施例では、マイクロプロセッサはア ドレスバス、コントロールバスおよびデータバスに接続され、各発光体の配列は 付加的に制御された特徴と同じように、マイクロプロセッサに接続され、アドレ スバス、コントロールバスおよびデータバスからの信号によって制御される。
打撃トレーニングプログラムは、既にメモリ内にあるバッティングユニットのた めの必要なプログラムを有する特別に設計されたスタートシステムに記憶されて おり、例えばユニット内のファームウェアに記憶される。打撃トレーニングプロ グラムは、キャリングケースの底部内に挿入可能に設けられたXROMカ−トリ ッリからなる外部のメモリにも交代的に記憶される。さらに、カートリッジは発 光体を異なる順序で点灯させる“ようにメモリに記憶された幾つかの異なったト レーニングプログラムを含んでいる。有意義には、カートリッジは弱点反復練習 (ドリル)プログラムをもってプログラムされており、このプログラムは発光体 配列の中の少なくとも1つの特定発光体を他の発光体よりもよりしばしば′点灯 させ、特定発光体は人によって実行される弱点反復練習の動きパターンを意味し 、特に弱点の動きパターンを強める働きをする。システムは、トレーニングプロ グラムの前に実行されるウオームアツププログラムおよびトレーニングプログラ ムの後に実行されるクールダウンプログラムを備えるようにもプログラムされて いる。
好ましい実施例では、制御装置を操作するマイクロプロセッサはキャリングケー スの底部内にあるキーの登録配列であるキーバッドによってプログラム可能であ り、キャリングケースはシステム内に入るための登録表示を行うキーバッド登録 表示を含んでいる。このシステムでは、メモリに記憶された各発光体に対する応 答の個々の期間は、変えることができ、キーバッド登録配列の操作によって再プ ログラム可能であり、特にトレーニングプログラムを引き受けた人の発達および 訓練に適合させるように再プログラムできる。有意義(こは、速いキーの割合は 与えられた速い時間の割合にするプログラムで、応答時間を変えるようにキーバ ッド登録配列で手順を動かして形成され、遅いキーの割合も与えられた遅い時間 の割合にするプログラムで、応答時間を変えるようにキーバッド登録配列で手順 を動かして形成される。
好ましい実施例では、少なくとも1つの変換器が制御装置に接続され、制御装置 は実行された特有の動きパターンの最後に人によって活性化され、変換器を活性 化するために人によって費やされた正確な期間を測定するとともに、応答に対す る各測定期間をメモリに記憶する。
本発明の有利な特徴の1つは、コンピュータのメモリからプログラムに対する人 の動作を印刷して得ることができる能力がれを平均し、そのカーブを描き、メモ リに記憶された応答データを表示する。
本発明の主題の好ましい実施例では、人にシステムの正しい操作を示す音声合成 回路を内蔵し、トレーニングプログラムの間も同様である。
本発明の有利な特徴の他の1つは、人の動作の高まり、お上された肉体的療法プ ログラムで得ることができる結果にある。
さらに有利な他の特徴は、競技機能の実行における傷に対して強められた抵抗力 と同じように改良された心臓導管フィットネス、改良された反応時間、改良され たバランス、機敏性および速度、並びに競技又は肉体的打力に関連した結果であ る傷からの強められた回復の発展にある。
本発明のバッティングユニット用スタートシステムは、幾つかの好ましい実施例 の詳細な記述および多くの描画における要素が参照数字で明確に示された添付図 面を参照すれば当業者に容易?こ理解されるであろう。
なフロースアラ7を抽いた論理フローチャートであり、i12図〜第16図はユ ニットの起動後の初期化を含むプログラムステップを示すフローチャート、第1 7図は操作者がドリルを選択し、操作を統治するパラメータを設定するのを許容 する主要29図はプログラムルーチンのフローチャート、第30図はビギナルー ヂンのフローチャート、第31図は数値ルーチンのフローチャート、第32図は 変形ルーチンのフローチャート、第33図は流出ルーチンのフローチャート、第 34図はキャンセルウォームアップルーチ二/のフローチャート、第35図は入 りL1ルーヂンのフローチャート、第36図はホー・ムブレー(・に関連(2て 位liるいくっかのバッティングティーを有する基本的を打撃ユーツト用スター トシステムおよび各ティーから野球のボールが打たれることを検出するフォトセ ンサ回路を示す図、第37図はフォトセンサ回路および包囲1.た光を検出する フォトセンサの感度を調整する調整回路を示すブロック図、第38図は打撃ユニ ット用スタートシステムの実行および制御の〕:二めの模範的なソフトウニ1の フローチャートである。
詳細な説明 相手に対する最ら競争的な競技の実行は、例えばテニス、フットボール、ザラカ ー、バスケーJトポール、ホッケーおよび野球のように関連のあるいくつかの動 きの基本パターンの特別の17パートリーを含み、開始および実行の敏捷性は競 技の競争効率の重要な要素である。このような動きの各パターンは、望む結果を 得るよ・うに、通常は順序立った筋肉の実行の定まったパターンを含む。例えば 、成功したテニスプレイヤーは動きパターンの特別のレバートリーが発達してい ることが観察され、それらはいくつかの基本的で非常に速い動きおよびプレイヤ ーのシジットを有し、ボールを正確に競争的でかつ効率的に扱う。さらに、基本 的な動きパターンはトップに成功したテニスプレイヤー・のらのと著しく類似し ている。類似の動きパターンは、他の競争的なスポーツの努力における特別の参 加者のためにも確かめられている。動きの明白なパターンの例は、フットボール プレイヤーを含むことで容易に確かめられ、特にディフェンスバック、ゴーるキ ーパ−およびホッケーのディフェンスマン、パスゲットボ・−ルブレイヤーおよ び野球プレイヤーにおける良いフィー・ルドマンは常に誰がボールに良いジャン プをするかを認識している。
以下に述べる方法は、一般的な加速された反応トレーニング1、関し、詳しくは 競技者のトレーニングに適合し、かつ手当たり次第に生成されるとともに、代表 的な動きパターンを示すような刺激信号の有用性を通した基本的な動きパターン により非常に熟練するもので、適当又は不適当に実行されたその動き若シ、<は パターンに直接の正又は負の補強を与λる。
15.おける競技者の動作の強めを図るものである。このようなサイドからザイ ドー・の動きは、順序立った筋肉動作の定められたパターンを含んでいる。プレ イヤーの反応時間および急速な動作の両方を強めるために、符号10で示す刺激 バッテリーが用いられ、これはコートのセンターラインに位置し、プレイヤー1 2が見えている。刺激バッテリー10は3つのランプ14.16.18を含み、 これらは支持部材(サポート)20に水平に配置して取り付けられている。第2 図に示すように、ランプ14.16.18は順序よく配置され、点灯回路に含ま れるサイクルスイッチ22の連続的操作により個々に繰り返して点灯する。しか しながら、これらのランプは通常はオフの状態にあり、電源回路の遠隔の操作ス イッチ24により電源が投入される。
スタートシステムの練習では、競技者30はベースライン32に位置し、一般的 にセンターライン34をまたいで立つ。そのやさしいバージタンでは、競技者3 0はガレージドアの開閉装賀に通常利用されてトリガーを行うようなタイプのト リガー送信機のマニュアル操作によりドリルを開始する。受信装置40はスイッ チ24に関連し、トリガー送信機からの信号の受信により作動してスイッチ24 を閉じる。この遠隔操作によるスイッチ24のオンにより、電源回路が完成し、 所定のランプの点灯回路が閉じ若しくは次のサイクル的な操作によって動くスイ ッチ22によりラップの点灯回路が閉じる。いま、明らかであるように、しかし ながら、競技者30によるトリガー送信機の起動は純粋にランダムな1つの所定 のランプの選択という結果となり、したがって、競技者30の方向への動きの予 期は意識又は無意識によらず、これを排除することになる。
上記表現例は、競技者30がトリガー送信機の起動によってドリルを開始するも のである。刺激バッテリーIOはでたらめに選択された1つのランプ14.16 .18の輝きにより直ちにトリガー信号に応答する。外側のランプ、例えば14 .18は異なる動きパターンの方向に対応し、左への動きパターンおよび右への 動きパターンに相当する。センターライン34の開始位置から離れた所に位置す る地面にはマーク42.44が各方向の予めの位置と1.て存在している。例え ば、ランプ18が光ったとき、競技者30は定められた動きのパターンによりマ ーク44に向けて動き、そこに到達し、直ちに反対の方向に返れるように開始位 置を取る。若し望むなら、ランプの点灯回路は、定められてはいるが、特別の動 きパターンが完成されるべく選択可能な期間に輝くように設計することができる 。いま、明らかなように競技者30によるトリガー送信機の使用はランプをでた らめに点灯させるように選択できるが、競技者3o自身のベースで練習すること ができる。一方、トリガー送信機がインストラクタによって起動されると、イン ストラクタは観察者の眼でドリルのベースを制御でき、ドリル期間中の競技者3 0によって利用される動きパターンの必要な修正を行える。前述と調和する繰り 返しドリルは、競技者の反応時間および強められた順序立った筋肉動作−を通し た特別の動きパターンによる機敏な動作の両方を改良し、加えて筋肉に含まれた 状態の機能を良くする。
若し望むなら、送信機のトリガーは分配することができ、かつフォトセンサユニ ット46によって刺激バッテリーIOが起動する。このフォトセンサユニット4 6はセンターライン34と同軸上でベースライン32の後ろに配置される。例え ば、競技者30はフォトセルセンサビームの通行を肉体で妨害することによって ドリルを開始する。競技者30がベースライン32のスタート位置に戻るまでの 各時間をシステムが自動的に再生するのを除き、操作は上述のように行われる。
第4図は好ましい多目的の刺激バッテリー110を示し、刺激バッテリー!10 は多数のランプ112.114.116.118.120.122をベースライ ン32の上の支持部材124に矩形配列で取り付けている。基台126にはライ ンプラグ130により他の便利な電気源(図示略)に接続されたパワーサプライ 128が設けられている。また、基台126には通常オフで、遠隔的に操作され るスイッチ132が設けられ、スイッチ132はパワーサプライ12Bと連続的 に操作されるサイクルスイッチ134との間に挿入され、サイクルスイッチI3 4はランプ112.114.116.118.120.122を個々に点灯する 回路を完成する。記述したユニットの操作では、サイクルスイッチ134は選択 的かつ順序的にランプを点灯する回路を完成する。しかしながら、これらのラン プはスイッチ132の存在によりある状態まで、そのままである。スイッチ13 2の操作は、例えばガレージドアの開閉装置に通常利用されてトリガーを行うよ うなタイプ又はフォトセル応答のようなタイプのトリガー送信機136のマニュ アル操作により行われる。スイッチ132のこρような遠隔的開始操作により、 パワーサプライ12gと特別のランプの間の電源回路が完成し、この特別のラン プはサイクルスイッチ134の操作によってその1つの点灯回路が直ちにオンと なるか、次にオンとなるものである。明らかなように、トリガー送信機136の 起動は純粋にランダムな1つの所定のランプの選択という結果となり、送信機が 起動したときのサイクルスイッチ134の状態に依っている。
第4図に示す刺激バッテリー110、は多数のでたらめに選択される行動信号を 有している。例えば、ユーザが刺激バッテリー110に対面しているならば、ラ ンプ116の点灯は第3図の矢印!16aによって示されたように右への定めら れた動きパターンの開始を示すことになる。同様に、ランプ118.122の選 択的点灯は動きパターンの訓練の開始に利用され、ランプ114.120の選択 的点灯はそれぞれ後方および前方への動きパターンの開始に利用される。
また、明らかなように、持ち上げたりジャンプするというパターンは1つ又は組 み合わせたランプの点灯により開始される。
第4図は1つもしくはそれ以上の複雑なテニスドリルにおける第3図の刺激バッ テリーの利用を示している。このドリルで14.116.118.120.12 2を備え、コートのサイドに離れた競技者30の視界内に対応して位置している 。刺激バッテリー110は多数のフォトセンサ220.222.224.226 .228および電気時計232と電気的に接続されている。競技者30はボール のサーブによってドリルを開始でき、第1のフォトセンサ220の焦点229の ゾーンからネットの方へ動く。焦点229のゾーンは競技者30に最も近く、競 技者30がよく位置する中央部に沿ったテニスコートのサービスライン293に 実質的に平行である。刺激バッテリー110は焦点234の第2のゾーンの選択 による競技競技者30の動きに応答し、多数の中から適当な1つのランプを点灯 する。
この実施例では、ランプ118.122はそれぞれ付加的な焦点ゾーン236. 238の方への動きに対応している。各ランプは多数の付加的な焦点ゾーンに対 応し、例えばランプ120は前方への動き、ランプ114は後方への動き等であ る。これら付加的な焦点ゾーン236.238.239は第2のゾーン234に 対し、他の各員なった方向に位置している。競技者30は刺激バッテリー110 に応答し、例えばランプ11Hの点灯により速やかに点灯で示されたゾーン23 8の方向へ動く。
競技者30がゾーンを通して動くとき、例えばゾーン238を通して動くとき、 その動作によりディジタルクロックを停止させ、最初のゾーンを通る動作から経 過した時間を表示させる。
第5図は、第12.13図に示されるドリルに用いられるフォトセンサ部240 の側面図である。フォトセンサ部240はフォトセンサ241.支持部材242 および三脚台244を含んでいる。フォトセンサ241は、その周辺の光の変化 に応答して信号を出力する適当な手段を持った通常のフォトセルである。
コネクタ246はフォトセンサ241に電気的に接続され、遠くに位置している 図示しない制御装置にフォトセンサ241を連結する。
第6図は、第5図のフォトセンサ241の周辺に光を供給するために設計された 光源を示す。この光源は符号247で示され、ランプ248、支持部250、三 脚台252および図示しない電源からの電気を導く電気コード254を備えてい る。
第7図は、第3図に描いたタイプの刺激バッテリーlOに使用される制御回路の 概略図である。同図において、トリガー送信機136からの信号は抵抗137で 受けられ、サイクルスイッチ134に送られる。サイクルスイッチ134は、は ぼl0KHzの周波数を持つ6つの出力信号をサイクル的に発生させる形で分離 する。サイクルスイッチ134はライン140を介して個々のワンショットトリ ガー回路142.144.146.148.150,152に接続され、これら のワンショットトリガー回路はサイクルスイッチ134からの信号によってトリ ガーされたとき、定められた期間だけ出力信号を発生させるようになっている。
出力信号はそれぞれランプ112.114.116.118.120.122の 点灯を行わせるようになっている。ワンショットトリガー回路の各々は調整可能 な抵抗器のような手“段を含み、出力信号の発生期間の制御を行い、ランプの点 灯期間を変える。ワンショットトリガー回路からの出力信号の終了は音信号を誘 起するのに用いられ、この音信号は定められた動きパターンが完全に満了した期 間を示す。望ましくは、この回路は論理回路156のような手段を含み、論理回 路156はトレーニングのために用いられる動きパターンの自然さに調和する特 別のランプの無能さをユーザによって制御するのに使用される。
スタートシステムの該商業的な実施例はさまざまなスポーツ、またはリハビリテ ーション、健康状態およびフィットネスにおける多くのトレーニング・プログラ ムへの一般的な適応性を備えるべく設計されている。この実施例は、トラベリン グ・ケ・−スと同様に、トップ・ディスプレイ・パネルを有する第8図に示す上 部(アッパー・セクション)300に開口可能な携帯用ユニットとして設計され て′いる。L記トップ・ディスプレイ・パネルは、該パネルに適当な電気的接続 を備えたユニットの第9図に示すlff1部302から分割されても、分割され なくともよい。
上記ユニットは次に詳細を述べるように、マイクロプロセッナ制御およびプログ ラミングが可能である。トップ・ディスプレイ・パネルは6個の高輝度ランプ3 04の配列を備えている。
これらの高輝度ランプ304は、該明細書によって示されるプログラム番号によ って指示されるところの予めプログラミングされたシーケンスに従ってオン/オ フ閃光される。また、上記高輝度ランプ304は、数値データ入力キーパッドお よびラウドスピーカ306によって選択される。各ランプが発光する時間もまた 、ランプ閃光の間の中断時間と同様に、選択されノごプログラム番号に対して予 めプログラムされたパラメータのセットである。しかし、これらのパラメータは 後述するように変更および再プログラムができる。
マイクロプロセッサによって制御およびプログラムされる制御システムは、第9 図に示す底部302に、制御キーの制御/プログラミングのキーバッド308. 3個の7セグメント・デジタルLED表示器310(他の実施例としては4個ま たはそれ以上を包含する)、外部ROM (XROM)メモリ・カートリッジ・ ボート312、マイクロプロセッサ拡張ボート314、音量制御部316、外部 スピーカ(ホーン)スイッチ318、リモー・ト・アドバンス・ユニットおよび その凹部(ポケット)320、/(ッテソー蓄電器およびその凹部322、XR OMカートリッジ保管ボケッl1−324(XROカートリッジ保管ボケッ)− 324においてXROMプログラムカートリッジが保管される)、およびヒュ・ −ズまたは電球を交換するような該ユニットの維持を助けるためのねじ回L32 6と一緒に積載されている。
キーバッド308は、ランプの一つまたは多数の番号に対するオン/オフ・ドリ ルを変更するための所望する時間が使用者によって入力される。また、この特徴 は、予めプログラムされたトレーニングドリルの各々をトレーニングをする人の 個々の才能/進行具合いへ合わせて6よい。
上記ユニットのデザインはエンドユーザの環境と同様の開発環境に適合させる。
この開発環境は、デフアルド・タイミング期間と同様にシステム・トレーニング ・プログラム開発者がドリルのさまざまなシーケンスを設定することによって高 められる。
と記デフォルト・タイミング期間は、反応トレーニング・ドリル・カートリッジ に備えられる最終プログラムを生成するために用いられる。ユーザ環境において は、キーバッドによってそれらのプログラムシーケンスを選択してもよいし、ユ ーザによってデフォルト・ランプ/ボーズ・タイミング期間の変更および再プロ グラミングを選択してもよい。
基礎システムは、ボート312に接続された外部ROM (XROM)メモリカ ートリッジ内に基礎反応トレーニング・プログラムを備える。また、上記基礎シ ステムは、製造業者によって提供されるような引き続いて開発されるプログラム および拡張ボードの双方またはいずれか一方がユーザにより差し込まれる拡張ボ ート314を備えるよう設計される。カートリッジ型装置に利用できるであろう 上述した引き続き開発されるプログラムおよび拡張ボードの双方またはいずれが 一方は、拡張ボート314に簡単に差し込まれる。
拡張ボートを通して利用させることができる上記プログラムおよび拡張ボードの 双方またはいずれが一方のいくつかは、次のものを含む。
1、予めプログラムされたドリルシーケンスを含むドリル・シ・−ケンス・カー トリッジ − ドリル・カートリッジは、独特のスポーツ、スポーツの機能、弱 点の矯正、リハビリテーション、エクササイズなどのために特に設計されている 。例えば、提供された個々のカートリッジは、スポーツに対して普通に要求され る運動の個々の型において、弱点を改善するための特定の運動を提供する。例え ば、テニスにおいて、ベースラインぎりぎりに打ち込まれたボールをバックハン ドで打つような運動などである。
2、タイミング測定およびプロッティング−スレイプ・マイクロプロセッサ制御 装置は、拡張ボートに差し込むことにょって加えられる。感圧マット、光電ビー ム、動作検出器などは、要求された運動を運動選手が行うのにかかる実時間(反 応時間)を測定する。これらの反応時間は、利用可能な行動分析に基づくトレー ニング・プログラムを高め、かつ変更するかあるいはそのいずれか一方を行うべ く、続いて起こる修正、コンピュータ分析、作図(チャーティング)などのため に保持される。
3、基礎システムの一部である基礎音声合成へ加えられる音声による強化コーチ ング−音声合成は、指示、訓練、指導などをもたらすべく、ドリル・シーケンス の実行の間、ユーザに拡張ボートを通して加えられる。例えば、もし、個々の運 動における動作量のよくある間違いが、テニスのバックハンドに対して正確なフ オームをとるための腰の不完全な回転であるとすると、このスタートシステムは 正しい技術を用いる運動を行うことをユーザに気付かせる(個人指導として多く の同様な方法がある)。これらは(特質は)、プログラム制御の下で音声合成モ ジュールによって履行される。
製造業者が開発したシーケンスは、アプリケージジン・ソフトウェアと同様に、 揮発性メモリに保持され、かつマイクロプロセッサの操作において重ね書き(オ ーバーライティング)される。
このシステムとユーザとの相互作用の全ては第9図に細部を示すキーバッド/デ ィスプレイ・モジュールによる。このモジュールの基本要素およびそれらの主機 能であるユニットの要素を次に述べる。
1、数値表示器310−これは、3または4桁の数値表示器であり、キーバッド 上の制御キーによって入力される以下に述べる数値入力を表示する。
a)ユニットによって、現在、実行されている選択された予めプログラムされた ドリルシーケンス番号(00〜99)。
b)つオームアップ、エクササイズおよびクールダウンの各々の時間を含むドリ ル継続時間。
C)ランプ閃光時間、またはランプ非閃光(中断)時間とを一緒にしたタイミン グ。上記中断時間は、全ての中断時間に有効であり、ランプ毎に個別選択できな い包括的なパラメータである。
2.5TART/5TOP (スタート/ストップ)−このキーは自動プリプロ グラミングまたはユーザ変更ドリルシーケンスの開始動作および終了動作を交互 に行う。
3、LAMP (ランプ)−このキーは1つまたは複数のランプを選択するため に用いられる。上記ランプの閃光時間はタイマーキーおよび数値データ入カキ− によって変更されるか、あるいは5%加速75%遅延キーによって変更される。
また、タイミング変更のために選択された上記ランプは、数値表示器によって示 される。
4、PROG (プログラム)−、このキーは、数値データ入カキ−によって入 力するためのXROM内に予めプログラムされたシーケンスを選択するために用 いられる。各XROMカートリッジはメモリ内に約30個の別々のシーケンスド リルを備えている。
5、PAUSE (ポーズ)−このキーは、上述した包括的な中断時間(シーケ ンス内の各々のランプのオフ時間)を設定するために用いられる。
6、TIMER(タイマ)−このキーは、所定のシーケンス内でランプ選択(L AMP)キーとともに使われた時には、修正のために選択されたランプ(1つま たは複数)のオン(閃光)時間を部分的に変更するために用いられる。また、D URキーとともに使われた時には、継続時間の選択に用いられ、さらにPAUS Eキーとともに使われた時には、包括的な中断時間の選択に用いられる。これら の時間は数値データ人力キーパッドによって入力される。上記中断時間の最小の 重要な数値は1/ioo秒の分解能を有する。
7、ENTER(入力)−このキーは、マイクロプロセッサへの入力を確認する ために、すべての数値入力に引き続いて用の消去(入力に優先する)および間違 った選択の編集の双方あるいはいずれか一方を行うために用いられる。
9、ランプ領域−ランプ配列には、トレーニングのために選択されたプログラム ・ドリルによって指示されるときに点滅する6個の高輝度ランプ304が備えら れている。
10、オーディオ出カー音量調節器316は、内蔵型音声/サウンド合成システ ムを、周知のスタンダードな形式で一緒に接続され、かつ後述する機能を与える ために音声合成技術において開発された回路チップとともに制御する。上記内蔵 型音声/サウンド合成システムは、増幅器、スピーカ306、音声合成プロセッ サおよびデジタル化された音声/サウンドデータが記憶される音声/サウンドF ROMから構成されている。
a)特定の運動がプログラム割り当て時間内に行われたかどうかを決定するため に、瞬間的な可聴フィードバックをユーザに与えることによって、連続して起こ るランプの各々のオフ(中断)時間に同期する楽音の発生。楽音フィードバック のために付加された利益がゲーム状況反応の刺激になることが観測される。ポジ ティブ・フィードバックおよび強化しようとするユーザは、実際のゲームの状況 と同等か、それ以上の状況において、このシステムによって挑戦させられる。
b)ユーザを指示するための音声合成された指示メツセージ、例えば: (1)システム状態、診断上の失敗; (2)立ちあげまたは動作のためのパラメータの選択または入力における操作エ ラー; (3)次に期待されるキー人力; (4)完全なドリルを備えるさまざまなプログラム部分の開始または終了時間の 通知。
11.5%F(5%加速)−このキーは、シーケンス内のランプ、選択されたラ ンプ、中断タイマのいずれかを5%速い速度で動作させる。このキーの多重操作 は各キー操作に対して5%づつタイミング減を増加させる。
12.5%S(5%減速)−シーケンスがゆっくり動作することを除いては上述 した5%Fキーと同じ。
13、DUR(継続)−このキーは、ユーザによって選択された特定のトレーニ ングプログラムドリルの継続時間を指定するために用いられる。
14、MOD(修正)−二のキーは、システムに対して、ユーザがトレーニング プログラムの所定のパラメータを修正することを望んでいることを知らせるため に、いくつかの他のキーと共同して用いられる。
15、FO(BEG)(初心者)−このキーは選択されたトレーニング・プログ ラムをXROMメモリの中から初心者レベルに初期設定する機能キーである。
16、PI (INT)(中級者)−このキーは選択されたト17、F2 (A DV)(上級者)−このキーは選択されたトレーニング・プログラムを上級者レ ベルに初期設定する機能キーである。
38、ALL LAMPS−このキーはLAMPキーによる個々のランプに対す るのとは対照的に、タイミング変更に対して全てのランプを指定するために用い られる。
19、CANCBL WARM UP−このキーはタイミング変更/入力に対し てウオームアツプ期間を取り消すために用いられる。
20.POWERON−このスイッチはユニットの電気回路の構成部分に電力を 供給する。電力が供給されたプロセッサは、システムに対する過電力制御を行う 。
21、POWER0FF−このスイッチはユニットへの電力を断ち切る。また、 このスイッチはプロセッサが過電力を制御するため、分割されたスイッチとなっ ている。
22、REMOTE−このスイッチはワイヤレス・リモート・アドバンス・コー チ・モジュールまたはワイヤが接続されたフットスイッチを介して、選択された プログラムを進めるために用いられる。
このスタートシステムはボート312に差し込まれた外部ROM (XROM) モジュール内の次に述べる基本特性をもたらす。
1、予めプログラムされたシーケンス・ドリル番号01〜10として選択される 7つのランダムランプシーケンス。それぞれのシーケンスに使われるランプの数 は、07を例外とL7て、シーケンス番号に一致する。例えば、シーケンス番号 02 (Seq。
#02)はランダム・パターンで閃光する2個のランプを用いる。
上記07のドリル番号は交互に閃光する5つのランプ・パターンである。
2、数値キーバッドを通して入力する数値によって選択される44種またはそれ 以上の予めプログラムされたシーケンス。
このプログラムドリルは、トレーニング・ドキュメンテーション上のそれらの名 称と一致し、11から50へ動作する。
3、タイマがタイムアツプするまでユーザに選択されたドリルの開始を遅延する 予めプログラムされた時間(約15秒)。
ドリルの開始に先立ち、上記時間により、都合のよい時期にユーザの位置を定め る。
4、各選択されたシーケンスに先行し、かつあとに続く予めプログラムされたウ オームアツプおよびクールダウンシーケンス。上述したように、ウオームアツプ 期間はユーザによって取り消せる。ウオームアツプおよびクールダウンの持続は 選択されたプログラムの個々のためのドリル継続(DUR)時間設定に直接的に 関係するようシステムによって自動的に設定される。
第10図はスタートシステムの使用のために、特にリハビリテーションプログラ ムおよび反応の時間を計る測定において開発された訓練用のマット340の実施 例の平面図である。このマットはボジシジン領域342および反応領域344が 記された上部表面を有する。また、このマットは概ね矩形の外形であり、本実施 例では正方形である。上記マークされた反応領域344は、マットの周辺にマー クされた上記ボジッション領域342とともに、その中にぴったりと入るよう配 置されている。
この設計において、タッチバッド345はマット上にマークされた反応領域とは 別の場所に位置するか、あるいはマットの中にぴったりと入るように構成されて いる。人は、マークされたボジッション領域について彼自身の向きを合わせ、所 定の運動パターンを実行するため、入力刺激信号に反応する。そして、最終的に 、人はマット上にマークされた反応領域にタッチする。
さらに、上記マットの各サイドは、長さが概ね4〜10フイートの間で、最も一 般的な値としては概ね6フイートととし、最小値が4フイート、最大値が16フ イートとする。 また、この実施例においては、6個の正方形状の反応領域34 4が上記マットの長さ方向に沿って、隣接して配列される。中央の正方形領域3 46は、マークされた反応領域の内側のマットの中央にその輪郭が描かれており 、破線で描かれたマットの中央部分で、いくつかの異なる中央部分の1つを収め るように適応される。
第1I図はマイクロプロセッサに制御されたスタートシステムの本実施例の主要 な構成部分のブロック図である。この図において、スタートシステムは、電源3 5o1アドレスバス354、コントロールバス356およびデータバス358を 有するマイクロプロセッサ352、リモートアドバンス(およびコーチ)モジュ ール360、ランプ駆動手段362およびランプ364、プロセッサチップ36 6および音声PROMチップ368を含む音声合成チップ、キーボード308お よびLED数値表示器3!0、外14ROMカートリッジ370および拡張ボー )372、デコーダ/ラッチ374およびバスインターフェイス376の主要な 機能要素を備える。
[全体的な設計様式] 上述したマイクロプロセッサは、所定のデータ定数と同様なプログラムを実行す るためのインストラクション(指示)を与システムを構成するさまざまな装置( ランプ、音声ブロセツ夕がマイクロプロセッサおよび周辺装置の間を伝搬される 。
いくつかの周辺装置は全て8ビツトのデータ(例えば、音声合成におけるフレイ ズ選択のためのデータ)を要求し、一方、いくつかは8ビツト以下のデータを要 求する(例えば、ランプはオン7才)のために1ビツトを要求する)。
[操作] マイクロプロセッサは、後述するように記憶されたプログラム制御ロジックを通 して、タイミング要求、処理要求などの実行されるべき機能を決定する。
[ランプ制御] マイクロプロセッサのプログラムは、ランプが所定の時間に対してオン状態にな ることを決定すると、要求された所定のランプのアドレスを決定し、該アドレス をアドレスバス354に出力する。次に、マイクロプロセッサは、データバス3 58上に所定のデータを送出し、さらに書き込み命令を送出する。そして、上記 データは、ランプドライバ362およびランプ364をオンにするデコーダ/ラ ッチ374にラッチされる。次に、マイクロプロセッサは、ランプのオン状態を 正確に計時することを要求するタイミング機能を実行する。上記オン時間が終わ ると、マイクロプロセッサは上記ランプを再びアドレス指定する。しかし、今回 は、前回とは異なるデータをデータバス上に出力し、ランプドライバおよびラン プに反対のオフ状態を入力させる。
[音声合成制御] マイクロプロセッサのプログラムは、音声プロセッサが楽音、単語゛、または語 ゛句(フレーズ)を出力することを決定すると、要求された単語のメモリ内にお ける場所を決定し、音声プロセッサを選択するためにアドレスバス354に所定 のアドレスを出力する。次に、マイクロプロセッサは、データバス358上に上 記単語の場所を送出し、さらに書き込み命令を送出する。そして、音声プロセッ サ366は、選択された単語の場所を受け取るとともに記憶し、音声データに相 当するアナログ出力を与えるために音声メモリFROM368と互いにデータを 交換し合う。このFROM368は、各音声出力に対して要求される周波数デー タおよび振幅データと同様なLPG (線形予測コード)音声データを備える。
該回路のフィルタおよびアンプ部分は、ラウドスピーカ3−06およびリモート スピーカ(HORN;ホーン)で良質な音声合成を生成する可聴周波のスペクト ラム以上の周波数特性(感応)を有する。
設計された一実施例において、周知の音声合成技術はナショナル半導体MM54 104 DIGITALKER音声合成プロセッサおよび音声メモリ保管として インテル社の2764EPROMSの組み合わせで設計している。
[キーボード走査および表示器インターフエイスコ表示器310はデコーダドラ イバによって駆動されるコモン・カソードのセブン・セグメントLEDである。
上記デコーダドライバはBCD入力を利用しており、要求されるキャラクタを表 示するために、駆動に適応するセグメントへ上記BCD入力は、必要なセグメン ト全てに対して高電流駆動を適用している。
また、回路はコモンカソードを接地することによって完成されている(これによ って表示器も点灯する)。
キーボードは、XYマトリクスからなり、マトリクス上の所定の交点がオペレー タによって押下される。
マイクロプロセッサは、操作者入力に対するキーボードの走査とともに、表示器 の駆動を組み合わせている。この表示器およびキーボードは、表示器の電力を節 約するための多重処理および操作者入力に対するキーボードの連続走査をもたら すべく、マイクロプロセッサによって絶えず走査される。
表示器のコモンカソードはキーボード・マトリクスのX(列)位置として同じア ドレスが与えられる。したがって、表示器の一部分を駆動することは、キーボー ドのX(列)番を走査することにも、なる。
ある所定の走査に対して、マイクロプロセッサは駆動されるアドレスを決定し、 かつ、その表示器上に書き込まれるべきデータを決定する。コモン表示器のデコ ーダドライバラッチのアドレス、すなわちアドレスバス354上のアドレス、お よびデータバス358上の表示されるべきデータが決定される。送出された書き 込み(WR)ストローブは、それから上記データをデータドライバラッチに書き 込み、かつ記憶させる。LED表示器(完成された回路)を駆動するため、マイ クロプロセッサは、数値表示を行うべく、アドレスバス上に上記アドレスを出力 し、データバス上に書き込まれるべきデータを出力し、かつ書き込みストローブ を送出する。このようにして、キーボードの選択されたX(列)へ走査入力と同 様に、選択されたコモンカソードを駆動し、ラッチする。
キーが押下されたか否かを決定するために、マイクロプロセッサはバスインター フェイスを介してキーボードの行(Y)出力を読み込み、これをアドレスバス3 54へ送出する。この打出力はデコードされ、行データは双方向性のデータバス 358に対する利用のために選び出される。マイクロプロセッサ352は、それ からバスメモリの所定の場所に上記データを記憶させるための読み込み(RD) コマンドを送出する。このデータのビットパターンの分析は、操作者の選択に対 応するキーボードの交点が接したか否かを決定させる。このようなスキャニング 操作は、人間の目に対して輝いて、フラッキ′ング(ちらつき)のない多重出力 を与えるのと同様に、普通のキーストロークを検出するために十分に高い速度で 行われる。
[外部ROMコ 外部ROM (XROM)は、オペレータにより選択されたドリルを動かすため に用いられる予めプログラムされたドリルシーケンスデータを備える。この設計 アプローチは、周辺機器を制御するマイクロプロセッサの資源を用いる間、ドリ ルの設定において、大変な柔軟性を与える。このXROMは、次ニ述べるタスク をマイクロプロセッサに実行させるシーケンス内に、データとともにプログラム される。
(1)ランプの選択; (2)音声合成単語/語句の選択; (3)楽音出力の選択。
XROMは、オペレータが2者択一の時間を選択も入力もしない時、訓練プログ ラム中で用いられる次に述べる継続タイミングデータを記憶する。
(1)ランプ−オン時間;および (2)中断時間。
それはXROMデータを正確にエンコードすることによってすぐに見られる。ま た、マイクロプロセッサは前述したパラメータを組み合わせることによってでき るドリルシーケンスの非常にたくさんある型を実行できる。多様なシーケンスド リルを開発、準備および実行させるプラグ−インカートリッジXROMの使用を も観測できる。さまざまなプラグ−インカートリッジは、特定のスポーツ、弱点 ドリル、リハビリテーションプログラムなどに対して開発される。
ユーザが5TART/ENDキーを選択し、そのキーによってドリルシーケンス の初期化を要求することをマイクロプロセッサ352が決定すると、X ROM 内において実行されるべき現在のステップのアドレスを得て、該アドレスをシス テムアドレスバス354に送出する。、XROMは、アドレスバスによって選択 されたデータをデータバス358に送出する。そして、マイクロプロセッサ35 2は読出し命令を送出し、演出および処理のために上記データをマイクロプロセ ッサ・レジスタに記憶させる。
XROMの記憶フォーマットは固定されているため、ランブーオン命令がXRO Mから読出されれば、マイクロプロセッサは、次のシーケンシャルアドレスがラ ンプ−オン操作時間を含むことを知る。
マイクロプロセッサはドリル操作時間が終了するまでか、あるいはユーザがドリ ルを手動で止めるまで、ドリルシーケンスを指示するXROMの実行を続ける。
各ドリルシーケンスはXROMメモリの中のステップ(場所)の有限で限定され た番号を備える。マイクロプロセッサはドリルを実行するためにステップ(複数 )の初めから終わりまでを連続的に動作する。一方、ドリルに対する真乱数(自 然数)を獲得するために、マイクロプロセッサは、初期ステップ(場所)におい て、各シーケンス作為に指示された名付は得る場所のいくつかを開始する。
スタートシステムは、シングル・チップ・プロセッサによって制御および動作さ れる。また、一実施例においては、特定のマイクロプロセッサにインテル社のP 8749H型のチップが使われた。
上記チップは中央処理装置、2kX8のEFROMプログラムメモリ、12&X 8のRAMデータメモリ、27I10ラインおよび8ビツトのタイマ/イベント カウンタを包含している。
上記チップの設計思想および使用の詳細は、r IN置 MC3−MC3−48 FA OF 5INGLE C)IIP MICROCOMPUTER3tls ER’s MANUALJという題のマニュアルを含む製造業者による非常に多 くの公表物に述べられている。
[プログラム大要〕 第12図〜第33図に書かれているフローチャートは、マイクロプロセッサの不 揮発性メモリに記憶されているプログラムの主要なステップを明らかにする。上 記プログラムはマイクロプロセッサの操作を制御するためのものである。ここに 述べられている所定の手段の制御に対するインストラクションのプログラム・リ ストは、提示物ととして、この発明の明細書に所属し、かつその一部分を形成す る。
ユニットの操作を制御する駐在のファームウェアは、説明の目的のために、4つ の主要なカテゴリーに分割される。これらは:ファーグランドタスク、バックグ ランドタスク、ニーテリティ・サブルーチンおよびデータ・テーブルである。至 る所このファームウェア記述が単君”プログラム”と混同されているのに気付か れるであろうが、正確には装置と結び付けられた実際のタスク構造(すなわち、 タスク・スイッチングおよびスケジューリング)は満たされている。
上記先行のタスクはそれ自身の任務を有している。その任務には、ハードウェア およびソフトウェアの初期設定、スタート−アップ装置診断、ユーザの相互影響 (入力エラーチェックおよびフィードバックを含む)、ドリル選択および変更、 ドリル実行および総合的な装置状態制御(例えば、実行、中断、空転状m>があ る。プログラムのこの部分は、ハードウェアにインターフェイスするための自動 動作バックグランド・タスクとの両方の相互影響によってそれ自身の任務を実行 し、か)上述したそれらの方向づける任務を達成するため?ご存在するさまざま なサブルーチンと同様に、全ての時間に従属した機能を観測する。
これらサブルーチンの機能は、次の内容を含む。すなわち、ランダムなドリルイ ンデックスの生成、外部ROM(XROM)から選択したドリルデータの取り込 みと実行、10進数の乗法、2進数から10進数への変換、スピーチプロセッサ による発声、“ウオームアツプ″時間および“クールダウン″時間の計算、ユー ザ操作の後見、クロスベージジャンプの実行、SVC要求フラグの操作(フラグ セットおよびフラグチェック)、ローカル/リモートモードの決定である。これ らのルーチンは、一つのフォアグラウンドプログラムによって呼び出される。こ のフォアグラウンドプログラムは、メモリの浪費を防ぐためと、開発および試験 の容易性とを考慮して個々に分離されたルーチンから構成されている。
次に、バックグラウンドタスクの機能について説明する。このバックグラウンド タスクスクには、イベントタイマ制御、入出力タイミング/実行制御、LEDデ ィスプレイリフレッシング、キーボード走査およびキー押下検出の各機能を有し 、さらに、これらの信頼性がある。
また、データテーブルは、検索速度とメモリ効率とを最大にするためにプログラ ムメモリの特殊な′ベージ”に常駐している。
このデータテーブルは、発声合成用のアドレスおよびスクリプト情報、キーボー ドマトリクス変換情報、状態遷移データ(現在の状態から次の状tfs)、そし て、ウオームアツプ/クールダウン期間の比率データを供給する。
[全体の操作コ 操作においては、電源投入と同時にフォアグラウンドプログラムが起動し、ハー ドウェアとソフトウェアとの両者が初期化される(第12図〜第16図)。装置 の診断を行うテストは、この時に実行される。ここで、装置とは、LEDディス プレイ、XROMインタフェース、クロック回路、スピーチシンセサイザ(含む 関連装置)である。そして、正しい操作がなされると、プログラムは、ウォッチ ドッグタイマの満了、またはコマンド入力による割り込みにより待ち受けている ループに入る。このウォッチドッグタイマとは、バッテリーを保護するために放 置時間を計測するものである。また、このコマンド入力とは、ドリルの選択もし くは変更を指示するためのものである。フォアグラウンドタスクは、XROMか らのドリルステップにより回復し、一旦選択したドリルが実行される。そして、 必要とされるSVC要求によってバックグラウンドタスクへ移行する。
0.001秒周期の割り込みは、タイマカウンタによって発生される。このよう な割り込みは、フォアグラウンドプログラムの下で動作するバックグラウンドプ ログラムにおいて、入出力要求、イベントタイマ満了、キーボード入力およびL EDディスプレイリフレッシングなどのイベントをチェックする。この2つのプ ログラムの対等な関係は、サービス(SVC)要求と、分割されたバッファとの 使用により達成されている。
バックグラウンドタスクによって検出される各イベント(例えば、タイマ満了や 、キー押下等)は、フォアグラウンドプログラムによる機器の現況の検査結果と なる。そして、データテーブルは、状態に応じて変化する。第17図では、機器 の取り得る4つの状態が示されており、これらは、「0」:待機状態、「1」二 人力状態、「2」:変更状態、「3」ニトリル状態である。また、ドリル状態に あっては、“ウオームアツプ”、“ノーマル°、°クールダウン°の3通りの状 態が定義される。さらに、5通りの入力モード、すなわち、「プログラム」、「 変更」、「期嬰」、「ランプ」および「タイマ」が定義されている。これら各モ ードを把握することによって、正確な進行状況をフォアグラウンドプログラムに 知らせるようになっている。
この全体の過程は、実際のドリルのステップに即して繰り返されるものである。
また、リモート操作が選択されている場合には、実行サブルーチンは一対の無線 送信器/受信器から送出されるリモート信号を検出するまで元の状態に戻らない 。
個々もしくは全部のランプが一定時間点灯するランプ期間や、交互にランプが休 止する期間、ドリル期間を変更する場合には、タイマレジスタ処理を行うフォア グラウンドプログラムによつ−ドによる数値入力か、パーセンテージ入力(±5 %)に応じて変更される。
[割り込みクロックコ 割り込みクロックについて第18図を参照して説明する。この割り込みクロック は、割り込みハンドラルーチンと、クロック初期化ルーチンとによって管理され る。まず、初期化コードは、クロック割り込み期間にセットされ、これにより、 割り込みクロックがスタートする。この機能は電源が投入された際のりスタート によってなされる。クロック割り込みルーチンは、リアルタイムクロックによっ て生成される割り込み毎に呼び出される。割り込みハンドラは、次のクロックパ ルスの発生を考慮し、フォアグラウンドからバックグラウンドに切り換えた後に 直ちに、割り込みクロックを再初期化する。この割り込みハンドラは、システム サブルーチンに呼ばれた場合にバックグラウンドプログラムによって制御される 。
[バックグラウンドタスクにおけるイベントタイミング]バックグラウンドタス クにおけるイベントタイミングについて第19図および第20図を参照して説明 する。割り込みハンドラによって動作を開始したバックグラウンドプログラムは 、例えば、ドリルの“ウオームアツプ”期間を計測するタイマから30秒毎に出 される要求に従い、Svc制御ワードをチェックして時間管理を行う。そして、 上述したような要求が検出された場合には、これが最初の要求か、またはこれに 続いた要求であるか否かが次のチェックにおいて決定される。ここで、最初の要 求である場合には、これに応じてSVC制御ワードの第1通過フラグをクリアす ると共に、0.01秒、1.0秒および30秒を計測する各タイマを初期化する 。一方、最初の要求に続くものである場合には、0.01秒、1.0秒および3 0秒を分周するプリスケーラを更新させる。そして、全タイマの計測が完了する までチェックがなされ、このチェックで関係する要求フラグが検出されると、S vC制御ワードの要求フラグがクリアされる。
[バックグラウンドタスクにおける入出力制御]バックグラウンドタスクにおけ る入出力制御を第19図および第21図を参照して説明する。バックグラウンド プログラムは、SVC制御ワードによって要求される入出力制御を評価する。こ のSVC制御ワードによる要求とは、休止要求、ビーブ要求、ランプ要求である 。これらの要求の一つが検出された場合には、続いてなされるチェックにより、 受けた要求が最初のものであるか、または続いて来た要求であるかを判別する。
この判別の結果、受けた要求が最初のものである場合には、SvC!!IJWワ ードにおける第1通過フラグがクリアされる。そして、0.01秒を分周するI 10プリスケーラが初期化される。さらに、次のチェックでは、この最初に受け た要求が休止要求であるか否を判別するため、ビーブ要求とランプ要求とを同一 と見なす。このチェックにおいて休止要求と判断されれば、ハードウェアは操作 されず、LEDディスプレイリフレッシングおよびキーボード走査が行われる。
これに対し、ビーブ要求もしくはランプ要求であれば、上述したLEDディスプ レイリフレッシングおよびキーボード走査処理が飛ばされ、各要求に応じた装置 がオンされる。一方、続いて来た要求である場合には、0゜01秒のプリスケー ラの更新がされ、この更新期間の満了がチェックされる。更新期間が満了するま では、バックグラウンドプログラムがLEDディスプレイリフレッシングおよび キーボード走査を行い、入出力制御力く実行される。そして、この更新期間が満 了すると、フォアグラウンドプログラムの入出ノ)fy<完了した旨のSVC制 御ワードを受(すて、要求フラグ力(り1ノアされる。加えて、続いて来た要求 力(ビーブまた(よランプ要求であれば、バックグラウンドプログラム(よ要求 Iこ応じた装置をオフし、上述したLEDディスプレイリフレ1シング/キーボ ード走査処理に進む。
[バックグラウンドタスクにお1ジる表示制御コバツクグラウンドタスクにお1 する表示制御を第22図を参照して説明する。この表示制御(よ、所定のアルゴ リズムζこよってディスプレイレジスタとして用t)られる内部RAMを駆動し 、各キャラクタを17<イトづつ表示する。ディスプレイ2こお]する速い変更 は、マイクロプロセッサの制御の下Iこ行われる。動作期間中にあるCPUは、 現在表示されてI、Nるキャラクタの表示セグメントドライ7(を駆動し、一方 、次1こ表示するキャラクタの表示セグメントドライ7((よ駆動しなLl。こ の駆動シーケンスは表示されているキャラクタ1こ]2ツシングやフリッカ力( 生じないように保証されており、十分速く行われる。グローノ(ルアー−ドウエ アフラグは、゛ブランクオールデジット”コントローラとして使用されると共に 、その個々のフラグ内容(デジット)力(表示するディスプレイレジスタの中の 特男Ijな制御コードの書き込みによって空白にされる。
[バックグラウンドタスク(こお尤するキーボード走査コバックグラウンドタス ク(こお(するキーボード走査を第22図を参照して説明する。表示された各キ ャラクタ1こ応じた信号力(キーボードマトリックスの所定の列力)ら得られ、 キーボードマトリックスの行に一致する信号が対応するリターンラインを通る。
そして、これらの制御ラインの状態を読み取ること1こよってどのキーが押下さ れたかが決定される。この走査アルゴリズムは、キーボードとLEDディスプレ イとの走査を同時ζこ実行するものである。この装置は“ワンフィンガー°操作 や、数値キーをロックするように設計されてLする。戻されたこと力(検出され たキーは、マトリックスにおjするその位置h(エンコードされ、これを対応す るRAMの記憶エリア“KEYIN″(こ書き込む。
その後、フォアグラウンドプログラム(よ、キー力く押下されたことを決定する ため、上述した記憶エリアを繰り返し読み取る。
その時のフォアグラウンドプログラム(よ 、(ツファ(こ書き込まれている特 別なリリースコードによって解放されて0る。
[第12図〜第35図の詳細な説明コ 第12図に示すように、)−−ドウエアの初期イヒ(よ、IJ上セツトよりなさ れ、これは電源が投入されることlこよって自動的(こ行われ、第2のブロック に示すシステムコンポーネントもこの時に初期化される。次に、第3のブロック (よ、500 m5ecの休止を表現している。そして、この図1ご示す最後の ブロックと、第13図の最初のブロックとは、6個のランプをそれぞれ50is ec点灯させるルーチンを示して0る。この後、LEDディスプレイにr9Jを 表示させて初期化すると共(こ、スピーチシンセサイザから「ナインJを0.5 秒間発声させる。第13図のこれ以下の部分は、上述した動作と同様にしてr8  JJ7 J、・・・、「0」まで繰り返される。
第14図にあっては、LEDディスプレイの動イ乍力(禁止され、XROMカー トリッジの所定の記憶エリアをノくイト毎jこ読み出させる。この読み出させる 7<イトは、第1のテストノくイト7<ターンである。次いで、このテストノ( イトノくターンの読み取り力(正常であれば、第2のテストノでイト7<ターン をXROM力鳳ら読み出させる。そして、両者のlくターンがマツチすると、第 15図に示すフローチャートに進む。一方、両者のノくターン力(一致しない場 合には、スピーチサブルーチンカ(呼び出され、これにより、「エラー」が発声 されると共に、システムの電源力(落とされる。
第15図にあっては、最初のブロックにお【1で、14種の連続したXROMテ ストを命令するルーチンh(示されて(する。そして、このテスト後にリモート 制御である旨力(表示されると、リモート入力がチェックされる。このリモート 制御と(よ、制御パネルのスイッチによってプリンクカウンタ力(rll、、I tこセットされる場合である。なお、ローカル制御にお4tで(i、当該ブリン クカウンタが「10」にセットされる。
次に、第16図に示す最初のルーチンは、LEDディスプレイが250 m5e cの点滅を行い、さらに、プリンクカウンタ力(連続して減少して「0」になる ことの原因1こなる。この時、スピーチシンセサイザが゛スタート・イズ・レデ ィ(START 1sready)”なる音声を発声し、この診断ルーチン力( 完了する。そして、この際のシステムは、アイドルカウンタがスタートし、かつ 、全てのフラグが初期化されて運用に供するための準備力(整う。このアイドル カウンタとは、例えば、“5TART”キーなどのコマンドがシステムに入力さ れてから10分以上経過した時点でこのシステムの電源を切るためのものである 。
次に、このシステムは、第17図に示すメインプログラムのループに入り、操作 員に°よる個々のドリルの選択および選択したドリルについての各種パラメータ のセットが許可される。そして、これらの入力がなされた後に操作員は“ζTA RT”キーを押下する。第17図に示す最初の部分では、入力可能なキーを操作 する毎に“click”という発声がなされ、また、入力操作が行われる度に上 述したアイドルカウンタがリセットされる。
第17図における右側部分は、各キーに対応した32通りのルーチンが示されて おり、これらルーチンは、第28図〜第35図に図示されている。また、第17 図の左側下部には、このシステムにおける第0〜第3状態のルーチンが示されて Lする。
すなわち、第0状態のルーチンは、待機状態であり、この状態においては、アイ ドルカウンタが動作している。第25図1こ示す第1状態のルーチンは、各キー 人力に従って選択した数値力(表示される数値表示ルーチンである。次に、茅2 6図1こ示す第2状態のルーチンは時間変更表示、ルーチン、第27図1こ示す 第3状態のルーチンはドリル動作ルーチンである。そして、以上の4つのルーチ ンの一つが処理を完了すると、第17図のルーチンが繰り返される。
第18図は、バックグラウンドタスクの全体概要を示す図であり、このタスクの 実行および解除を行うクロック割り込みルーチンを示している。リアルタイムク ロックIこよるIllり込みを受けたシステムは、交互にセットされるレジスタ 内容を選択し、これをメモリに記憶する。このリアルタイムクロック(よ、次の 割り込みを発生するため、必要に応じて分周されて再びロードされる。そして、 次に、キーボ・−ドの走査、LEDディスプレイのりフレツシングおよび他の入 出力装置のタイミングを規定するシステムサブルーチンが呼び出される。
次いで、システムサブルーチンから復帰したクロック割り込みルーチンは、ドリ ルプログラムを効果的jこ用tするよう1こするためのランダムナンバを発生す る。このランダムチンp<It、XROMに記憶されるドリルインデックスとし て使用される。
この時のシステムの状態は、クロック割り込ルーチンカく実行される以前の状態 に戻されている。また、この時のプログラム実行状態は、第17図に示すメイン ル−プ1こあり、力1つ、この第19図から第24図には、およそl Bec毎 1こ実行される](ツクグラウンドタスクが示されてtする。この第19図〜第 24図に示されるフローチャートは、それぞれ相互ζこ連結しており、かつ、こ のシステム全体における実際の動作および操作;こ即したものである。
第19図に示す最初のステップ1こあって(よ、まず、タイマカイオンになると 、このシステムは第20図1こ示すタイミングルーチンに進む。次いで、タイミ ングルーチンから復帰し、第19図の入カポインドB、に進む。この場合、上述 したタイマがオンでない場合の判断結果と同等になる。そして、次のステップに 進むと、休止要求、ビーブ要求およびランプ要求のいずれかが有るか否かを判断 し、要求が無い場合にはキーボード走査とLEDディスプレイリフレッシングを 行うルーチンへ進む(図中り、)。このルーチンは第22図に示される。一方、 要求があった場合には、次のステップに進み、この要求が最初のものであるか否 かを判断する。そして、これが最初の要求でない場合には、第21図に示す入出 カバスルーチンへ進む(図中CS)。一方、最初の要求である場合には、次に来 る要求を単に通過させるよう関連するタイマをデクリメントさせ、要求を出した 入出力装置のファーストパスフラグをクリアする。次に、この最初の要求が休止 要求であるか否かを判断し、休止要求である場合には、第22図に示すキーボー ド走査とLEDディスプレイリフレッシングを行うルーチンへ進む。一方、休止 要求でない場合には、ランプ要求、またはビーブ要求に応じたデータバスが形成 され、このバックグラウンドタスクから抜は出す。
次に、第20図は、0.01秒カウンタ、1秒カウンタおよび30秒カウンタの 動作を示すフローチャートである。ところで、ここで用いられるマイクロプロセ ッサは、8ビツトデータを処理するのものであり、所要の時間精度を有するもの である。
このルーチンにおいては、最初のタイミング要求があると、ファーストパスフラ グがクリアされると共に、0.01秒、1秒および30秒プリスケーラが初期化 される。これらのプリスケーラは、この図に示すように周知の技術によってイン クリメントされる。
第21図は、主にランプ点灯時間をチェックする入出力lくスルーチンについて 示している。この入出カッくスル−チン(よ、この他に入出カブリスケーラのリ セット、入出力要求フラグのクリアを行う。そして、さらに、ランプ消灯および ビープ停°止のためのデータバスを形成する。
第22図は、LEDディスプレイリフレッシングとキーボード走査を行うルーチ ンについて示してしする。このルーチン?こおいては、数値nの表示データが始 めに得られ、次1こ表示禁止フラグがチェックされる。例えば、いま、禁止要求 書こよって表示禁止フラグがセットされると、表示データ(セグメントデータ) が“ヌルデータ”に置き換えられる。このヌルデータと番よ、数値nを表示しな いよう1モするため、全てのLEDデコーダドライバをオフにするデータである 。一方、表示禁止フラグカイセットされていない場合には、LEDのカソードラ インお上びキーボードマド°リックスの列ラインを駆動するようζこアドレスノ (ス、コントロールバスおよびデータノくスル(形成される。これ1こより、割 り込みおよび読み出し処理がなされ、後述するキーボード走査によってキーボー ドの行と列と力(特定される。すなわち、キーが押下されると、第23図および 第24図ζこ示すキー検出ルーチンに進み、キーの行と列とがエンコードされ、 スキャンフラグがセットされる。このスキャンフラグ(よ、ノ(ツタグラウンド タスクから抜は出して再初期化されたデバウンスカウンタの内容に応じてセット される。
第23図および第24図に示すキー検出ルーチンでは、同じキーが前に検出され たのかどうかは、図中のG、またはE、の入力による。なお、このルーチンは周 知のものであるから、その詳細にフいては省略する。そして、第24図に示すこ のルーチンの終わりが第19図か□ら第24図までに示したノ(ツクグラウンド タスクの帰点となる。以上、上述したバックグラウンドタスクは0.001秒毎 に繰り返される。
第25図〜第27図は、第17図において既述した数値表示ルーチン、時間変更 ルーチン、およびドリル動作ルーチンを示すものである。数値表示ルーチンにあ っては、LEDディスプレイを駆動すると共に、変換された3ビツトのlO進数 を表示する。時間変更ルーチンにあっては、変更するインデックスの変更を行う バイトに「5」を乗じた値を3ビツトの10進数に変換し、これをLEDディス プレイに表示する。また、ドリル動作ルーチンにおいては、ランフラグがセット されているか否かがチェックされ、このランフラグがセットされてし)なし1場 合1こは、このルーチンから抜は出す。このルーチンにおいて、各XROMカー トリッジに含まれる多数のドリルを構成する多数のシーケンシャルコマンドが完 了すると、新たなランダムコマンドが選択される。これは、第18図において既 述したランダムナンバである。そして、これは、 次に、第28図から第38図は、各キーの押下に対応した処理について示してお り、ドリルの停止、休止、実行、変更等のユーザの要求に応じた説明を与えるよ うになってしする。
システム初期化においては、次のデフオルトノ(ラメ−タカ(存在する。ずなわ ち、モード−待機、ランフラグ−動作中、ド1ノル状聾−ウオームアップ、スキ ル1ノベル一初心者、トリλし期間−1分、ドリル番号−1である。そして、例 えif、ユーザ力(“アドバンス”キーを押下すると、・](ツクグラウンドタ スク(第19〜24図参照)によってこのキー操作が検出されてフォアグラウン ドプログラム(第17図)のメインループへ進む。そして、キージャンプテーブ ル“KEYJTB”によりスキルレベ)bカ(“上級者”に変更される。このよ うなスキルレベノト、すなわち、初心者、中級者、上級者への各変更はスキルレ ベルフラグを再度措定することで容易に行うことができる。
ユーザがウオームアツプ期間を省略する場合、“CANCEL WARM−UP ”キーを押下すると、プログラムの指示(こよりこの期間力(キャンセルされる 。待機状態もしくはドリル状態(こおLlて(よ、トリ次に、ユーザはXROM からドリル#4を選択することを決定する。これは、そのユーザが最初に「プロ グラム」キーを押下し、メインプログラムのループの中の所定の出口から処理が プログラムルーチンに移行されることによってなされる。次に、その時点の有効 なモードである待機モードに対してテストが行われる。これは、プログラムルー チンに対して、以下のようにして、ドリル#のその後の出口を設定することを可 能とさせている。まず、最小および最大のドリル#の限界がセットされると、プ ログラムモードが“アイドル゛から“入力゛に変換され、入力タイプフラグが“ プログラム′にセットされ、一時的に入力番号が「0」にセットされる。ここで 、例えばユーザによって数字r4Jがキーボードを介して入力されると、これに よって第4番目の処理回路が起動される。すなわち、「0」〜「9」の数字入力 に各々対応した処理回路が起動される。そして、一時的な入力番号が変更され、 変更後の入力番号のモードに対してテストが行われる。
一つ以上の数字が入力されると、単に従来の入力に「lO」が乗算されて調節さ れ、その結果に入力された数字が加算される。これにより、数字カウンタが入力 された各数字に基づいてインクリメントされ、最大3個(3桁)の数字について 処理が行われる。そして、バックグラウンドタスクには、第22図のルーチンを 介して、(例えば“004′のように)現時点における合計が表示される。
これにより、ユーザにおいては、゛入力“キーを押して数字入力を終了させる必 要が生ずる。“入力”キー力く押下されると、メインループにおいて入力プログ ラムを避1するような9j御h<行われる。次に、その時点の入力モード(こt 手してテスト力(行われる。これは、もし満足された場合に(よ、入力された値 1: fft Lで、上述した最小および最大番号に従って、追加のリミットチ ェックを行わせる。
最後に、この入力プログラムは、先にプログラムにセツ゛トされたフラグに基づ いて、どのフィールド(ドリル/ランプ/デュレーション/タイマ)が入力され た値1こ更新されるのかを決定する。そして、モードが“アイドル”jこ1ノセ ツトされ、メインプログラムループが再び実行される前1こLED消灯フラグカ (セットされる。なお、゛入力”キーが押される前(こお(1て(よ、ユーザは いつでも“クリア”キーを押すこと1こよって最新の数字入力を削除することが できることに注意する必要力(ある。“クリア“キーが押されると°クリア”ル −チンカく起動さイ1、その時点で入力数字が一時的に「0」にリセットされる 。
次に、ユーザは選択されたドリルのランプの点灯時間を10%だけ延長するか否 かを決定する。これ(よ、最初ζこ“変更”キーが押下されることによって制御 りくメインル−プから“変更。
ルーチンに移行することによってなされる。このルーチン(よ、現在のモードが “アイドル”であると判定すると、これを“変更”モードに変更する。次に“全 ランプ(all lamp)”キー力(押下されると、制御が“全ランプ”ルー チン1こ移行する。これは、変更インデックスが“全ランプ”領域を指定するよ う1こ制御する。このことから、時間/ボーズ/ランプ変更キーが以下のように 動作することが判る。
修飾インデックスを適切に操縦する。
“5%”キーを続けて押下することにより10%の調節が行われる。
指定さえれた変更モードに対してテストが行われる。
そして、テストに合格した場合には、変更インデックスによって指定された“全 ランプ”領域が、後の点灯時間の調節のために2回インクリメントされる。
“−5%”のメカニズムも、アドレスされた領域が続けてデクリメントされる点 を除いて、上記と同様である。
−例として、メインループから“スタート”ルーチンに分岐させる“スタート/ ストップ”キーを押下することによって選択されたドリル(#j)を開始する、 とユーザが決定したと仮定する。ここで、モードが既に“下リル”に設定されて いるか、否かを知るためのテストが行われる。設例においては、リクエストは割 込によって既に“ストップ”になっておりモードは“アイドル°に変更されてい る。そうでない時より、“スタート。
ルーチンはドリル#に基づ<XROMドリルのポインタとスキルレベルとを計算 し、ランダムナンバ発生源に基づいて開始ステップインデックスを調節している 。そして、モードが“ドリル”に変更され、ラン/ボーズフラグが“ラン”に設 定される。
XROMに含まれるシステムコマンドは、前置きのスピーチ、指令、その他を考 慮しつつ実行される。そして、ユーザには、「レディ、セット、ゴー」なる語か ら成る音声のカウントダウンによって、自分自身を位置付ける機会が与えられる 。そして、第27図に示すように、選択されたドリルが各ステップ毎(こ実行さ れる。ユーザは、“ボーズ°キーを押すことによってドリルを一時的に停止させ ることができる。すなわち、“ボーズキーの押下によって“ボーズルーチンが呼 び出され、ランフラグが“ラン”から“ボーズに切り替えられる(そして、引き 続いて押下されると“ラン”に戻る)。これは、第27図のドリル駆動ルーチン に報知され、次のドリルステップの実行力(差し止められる。このドリルは、ユ ーザによって停止されるまで、あるいは第17図に示すようにタイマの計時力( 終了するまで、上述のように動作する。
次に説明する実施例は、スタート/ストップ(ツテイングユニットに関するもの であり、特に野球の打撃練習ドリルを高度化す本発明の別の実施例にあっては、 その](ツテイングユニットいる。あるいは、バッティングユニットおよびドリ ルのための必要なプログラム命令をメモリに記憶する特に設計された5TART システム(例えばファームウェア)を当該ノくツテイングユニットの中に具備し てもよい。
第36図は、所定のホームプレートに対して相対的1こ位置付けられた複数のバ ッティングティーを有する基本的なスタートシステムバッティングユニットを示 す。また、同図に(よ、各ティーからベースボールが打たれたことを検出するた めの光センサ回路が示されている。さらに、このスタートシステムバッティング ユニットは、少なくとも一つの可変位置バッティングティー400と、スタート システムユニット404とを含む。バッティングティー400は、あるボール4 02がシュミレートされた投球ピッチの種々の位置に直ちに位置することを許容 する。
また、スタートシステムユニット404は、所定のティーポジションでスイング するように、打者に促す。ティーの位置決めおよび高さ調節を可能としたことに より、ユーザにあっては、実質的に任意の投球位置(例えば、外角低め、内角高 め、その他)を選択しあるいはシュミレートすることが可能となった。
ティー400は、種々の高さに対して、ボール402の好適な垂直位置調節が可 能である。例えば、内部および外部の同心弾性チューブ406.408を、各々 が他方を補うように構成することもできる。このティーは、−のセンサと、付帯 電気回路410とを具備している。この付帯電気回路410は、スタートシステ ムプログラムによって割り当てられた割当期間内に打が打者によって打たれた瞬 間を正確に検出する。
他の一実施例にあっては、バッティングティーセンサが、拡張ポート372に接 続されたケーブル412によって、スタートシステムに接続される。該センサは 、打者が何時にボールを打ったのかを検知するためにスタートシステムによって スキャンされる。これは、実際のスイング期間が上記割当期間内に収まっている か否かを検出するためである。
このスタートシステムは、ユーザに対して、このユーザがプログラムされた割当 期間内における打撃に成功したか否かを、音による警報によって表示する。これ は、可聴信号の有無によって表示してもよく、あるいは2種類の音を使用しても よい。すなわち、上記割当期間内にボールが打撃された場合には所定の周波数の 音声信号を発生させる一方、上記割当期間外にボールが打撃された場合には別の (聴覚上識別可能な)周波数の音声信号を発生させてもよい。
このバッティングユニットは、以下の構成要素から構成されこれは、マーキング 416が付されたホームプレート414である。ここで、マーキング416は、 水平面における種々の投球位置(例えばストライク内、ストライク外、その他) を明示するために設けられている。代替の実施例においては、ホームプレート4 14はマーキング416とともに、より大きなマットの上に描かれている。さら に、このマットあるいはホームプレートは、その内部に位置表示のための複数の 隙間を設けてもよい。これらの隙間は、バッティングティー400を異なった位 置に正確かつ迅速に位置決めするために設けられるものである。
■バッティングティー 二つのバッティングティー400は、ホームプレートのマーキング上に設置すら れ、種々の投球(例えば低め、ベルトの高さ、高め等)をシュミレートするため に高さの調節が可能となっている。
■スタートバッティングユニット これは、改良されたスタートシステム404であり、プログラムによる性能向上 がなされている。すなわち、このプログラムは、ボールとの瞬間的な接触がなさ れたことを判別をするためにバッティングセンサをスキャンし、仮に割当期間内 における打撃に成功したことを検知すれば、ユーザに音声信号による警報を発す る。
動作中において、各バッティングティーは選択可能な高さに調節され、ボールが 各ティーの頂上に設けられる。これらのティーは、所望のタイプの投球をシュミ レートするために、ホームプレートに対して所望の位置に配置される。
このスタートシステムは、打者の正面から数ヤード離れた位置に設けられる。そ して、所望の投球速度をシュミレートするために、予め設定された複数のプログ ラムパラメータおよび複数の速度が選択される。他の代替可能な例?こあっては 、選択される入力パラメータが時間(これは投球速度に対応する)であってもよ く、所望の投球速度を直接入力してもよい。予め打者に対しては、上段に配置さ れた3@の電球が使用され、これらの点灯が以下のような意味を有することが教 えられる。
■左上・・・・・・右打者における内角側のティーに置かれたボールを打て。
■右上・・・・・・右打者における外角側のティーに置かれたボールを打て。
■中央・・・・・・投球から逃げよ(これは暴投があったことを想定している) 。
一人のトレーニング要員が投手1.:疑制され、スタートユニットの後に位置し 、投手のモーションをシュミレートする。そして、充分ワインドアップした状態 でリモートコントロールスイッチ+32を押す。これにより、時間ランプが点灯 し、表示に応じた動作を行うように打者が促される。もし、打者が割当時間(例 えば85 m p hの速球に対応する時間)内にボールを打ったならば、所定 の成功表示音が発音される。もし、打者が充分に素早く反応せずプログラムされ た速度に追従できなかった場合には、他の失敗表示音が発音される。
投手に疑制されたトレーニング要員は、ワインドアップするとともにリモートコ ントロールボタンを押さないことによって、投球を「選ぶ」(振らないこと)訓 練を打者に課すこともできる。
第37図はスタートシステムバッティングユニットのセンナの動作の基本原理を 示す図である。光センサ420は、不透明なバッティングティーの底部付近に設 けられ、周囲の光が放射されるとポジティブに反応する(ON状態になる)よう に調節されている。ボールはバッティングティーの頂上に置かれ、光センサに放 射される光を遮断する。これにより、光センサがOFF状態になる。ボールが( スタートシステムのランプ表示に基づいて)打者に打たれると、周囲の光が再び 光センサに達し、ボールが打者によって打たれたことを示す信号が光センサから 出力される。光センサからの信号はケーブル412を介してスタートシステムに 供給され、予めプログラムされた割当期間内にボールが打たれたか否かの判定の ために、これらの信号がスキャンされる。
第37図は光センサ回路のブロック図である。光センサ420の出力信号レベル は、当該センサに放射された光量に比例する。この信号レベルは比較回路422 の一入力端に供給される。
比較回路422の他入力端には周囲光調節信号が供給される。
この周囲光調節信号は、ポテンショメータ424をユーザがマニュアル操作する ことによって設定される。これにより、センサの感度を周囲の光の状態に応じて 適宜設定することができ、周囲の光の状態の変化によって回路?こ及ぼされる影 響を減少させることができる。
例えば、この装置が屋内で使用される場合においては人工光に対する感度を設定 し、屋外で使用される場合においては太陽とんどの光の状態iこ対して反応する ように設計しておき、強い光が有ったときの過剰な反応に対してのみマニュアル 調節すれば良い。
上記マニュアル調節は、調節用LED424が点灯するまでポテンショメータ4 24を調節することによってなされる。すなわち、周囲の光によって光センナの 出力がポテンショメータ424の出力電圧よ°りも大となると、比較回路がON 状態になる。ケーブル412を介して出力されるバッファインバータ428の出 力信号は、“0”レベルの論理信号になる。ボールがティーの頂上に置かれて光 が遮断されると、比較回路の出力信号が反転する。これにより、調節用LED4 24が消灯するとともにバッファインバータ428の出力信号が“l°レベルに なる。
ボールが打たれると、周囲の光によって再びセンサが励起され比較回路およびバ ッファインバータの出方信号が反転し、ス第11図は、マイクロプロセッサによ って制御されるスタートシステムの主要な要素を示すブロック図である。そして 、アドレスバスおよびコントロールバスの機能については以下説明する。第11 図において、バッティングティーセンサは、拡張ボート372を介して装置に供 給される入力信号線として示されている。この入力信号線は、上記マイクロプロ セッサへの他の入力信号とともに、該マイクロプロセッサによってアドレス付け と読出しとが可能である。
バッティングティーセンサを含むスタートシステムの動作は、点灯時間が終了す るまでは該装置の一般の動作と同様である。
この時点においては、音声信号が無条件に発音されることを除いては、このマイ クロプロセッサのファームウェアがその内部の論理状態を決定するために最初に バッティングセンサをスキャンする。
“1°の論理状態は、゛ボールが打たれなかったことを示す。一方、°0”の論 理状態はボールが打たれたことを示す。所定の瞬間におけるケーブルの論理状態 により、ファームウェアにおいて、異なった周波数を存する二つの音声信号のう ちから一つが選択される。これにより、打者には、その打者が割当期間内にボー ルを打ったか否かが迅速に通知される。
第38図はスタートシステムバッティングユニットを制御し駆動するためのソフ トウェアの論理フローダイヤグラムの一例を示す図である。このプログラムは、 ドリルステップの結果に基づいて、上から下に順次実行され、あるいは繰り延べ られる。
そして、選択的にランプを点灯させ、バッティングティーセンサ(複数)を読取 り、成功あるいは失敗を示す高音あるいは低音の音声信号を発音する。
なお、本発明のスタートシステムバッティングユニットに対するいくつかの実施 例および変形例ついては上述のように詳細に説明したが、本発明の開示および示 唆によって、当業者においては種々の設計変更が可能であることはいうまでもな い。
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Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.a)バッターの前で目に見えるように配置された発光体の配列の1つに対す る選択的な勢力の付加により、バッターによって実行される多数の異なる打撃反 応パターンを定義し、各発光体は、バッターによって実行される異なった特別の 打撃反応パターンを意味し、打撃反応パターンの少なくとも1つは、選択可能な プログラムされた期間に実行され、プログラムされた期間は速いか遅いかの何れ かに選択的に設定されるステップと、 b)バッターをボールの位置する少なくとも1つのバッティングティーに案内し 、打撃トレーエングプログラムの間、バッターがバッティングティーに位置した ボールを打つかまえをできるようにするステップと、 c)ある時間に配列の1つの発光体に選択的に勢力を付加し、実行される特別の 打撃反応パターンを意味させ、打撃トレーニングプログラムを引き受けたバッタ ーに知られていない発光体の配列に対する勢力の付加の順序により、配列の点灯 の順序によってバッターにでたらめのように見せ、知られていない発光体に勢力 が付加されるまでバッターを待たせ、その後、実行される特別の打撃反応パター ンに反応させ、少なくとも1つの打撃反応パターンは、プログラムされた期間内 に前記バッティングティーに位置したボールを打つことに対応させるステップと 、 d)発光体に勢力が付加されてからバッティングティーのボールを打つまでの打 撃反応の正確な期間がプログラムされた期間内であれば、バッティングティーか らボールを打つことを決定するステップと、 e)前記プログラムされた期間内にバッターが反応して前記バッティングティー からボールを打ったか否かを、プログラムされた期間の終わりに、音響信号によ りバッターに与えるように選択的に音響の変換器を活性化するステップと、を構 えたことを特徴とするテクニックおよびプログラム可能な打撃トレーエングプロ グラムによる加速されたバッターの反応トレーニング方法。
  2. 2.バッターがプログラムされた期間内に反応して前記バッティングティーから ボールを打ったとき、あるタイプの音を伴う音響の変換器を活性化し、 バッターがプログラムされた期間内に反応して前記バッティングティーからボー ルを打つのを外したとき、第2の異なるタイプの音を伴う音響の変換器を活性化 するステップを含むことを特徴とする請求項1記載のテクニックおよびプログラ ム可能な打撃トレーニングプログラムによる加速されたバッターの反応トレーニ ング方法。
  3. 3.バッターがプログラムされた期間内に反応して前記バッティングティーから ボールを打ったとき、第1の周波数の音を伴う音響の変換器を活性化し、 バッターがプログラムされた期間内に反応して前記バッティングティーからボー ルを打つのを外したとき、第2の異なる周波数の音を伴う音響の変換器を活性化 するステップを含むことを特徴とする請求項2記載のテクニックおよびプログラ ム可能な打撃トレーニングプログラムによる加速されたバッターの反応トレーニ ング方法。
  4. 4.バッターのために2つの可変可能な高さのバッティングティーを備え、各バ ッティングティーは示されたホームプレートのそれぞれに対応して異なって配置 され、さらに各バッティングティーはその位置に関連した発光体の配列のうちの 1つの発光体を有し、特定のバッティングティーに関連した特定の発光体に勢力 が付加されたとき、バッターが特定のバッティングティーからボールを打つのを 試みるように反応するステップを含むことを特徴とする請求項1記載のテクニッ クおよびプログラム可能な打撃トレーニングプログラムによる加速されたバッタ ーの反応トレーニング方法。
  5. 5.バッターの前でピッチャーの模擬訓練を行うトレーナを備え、 該トレーナは、投球のワインドアップ期間中、発光体の配列の1つに勢力を付加 させるように遠隔スイッチを活性化するステップを含むことを特徴とする請求項 1記載のテクニックおよびプログラム可能な打撃トレーニングプログラムによる 加速されたバッターの反応トレーニング方法。
  6. 6.前記決定ステップdは、不透明なバッティングティーに配置されたフォトセ ンサを用いてバッティングティーからボールを打つ時間を検出し、 該フォトセンサは、ボールが打たれることを検出するためにバッティングティー から打たれるボールに応答してそこに入射する包囲した光を検出することを特徴 とする請求項1記載のテクニックおよびプログラム可能な打撃トレーニングプロ グラムによる加速されたバッターの反応トレーニング方法。
  7. 7.包囲した光を検出するフォトセンサの感度を調整する調整回路を設けたこと を特徴とする請求項6記載のテクニックおよびプログラム可能な打撃トレーニン グプログラムによる加速されたバッターの反応トレーニング方法。
  8. 8.a)各発光体が、バッターによって実行される異なった特別の打撃反応パタ ーンを意味し、打撃反応パターンの少なくとも1つは、選択可能なプログラムさ れた期間に実行され、バッターの前で目に見えるように配置された発光体の配列 と、b)打撃トレーニングプログラムの間、バッターがバッティングティーに位 置したボールを打つかまえをすることができるように、ボールの位置した少なく とも1つのバッティングティーと、 c)少なくとも1つのバッティングティーに対し、該バッティングティーからボ ールが打たれることを検出する検出手段と、d)ある時間に配列の1つの発光体 に選択的に勢力を付加し、実行される特別の打撃反応パターンを意味させ、打撃 トレーニングプログラムを引き受けたバッターに知られていない発光体の配列に 対する勢力の付加の順序により、配列の点灯の順序によってバッターにでたらめ のように見せ、知られていない発光体に勢力が付加されるまでバッターを待たせ 、その後、実行される特別の打撃反応パターンに反応させ、少なくとも1つの打 撃反応パターンは、プログラムされた期間内に前記バッティングティーに位置し たボールを打つことに対応させ、 速いか遅いかの何れかに反応してプログラムされた異なる期間に入ることをプロ グラム可能で、さらに前記検出手段に接続され、打撃反応の正確な期間がプログ ラムされた期間内であるか否かを決定する制御装置と、 e)前記プログラムされた期間内にバッターが反応して前記バッティングティー からボールを打ったか否かを、前記制御装置によって音響信号でバッターに与え るように選択的に活性化される音響の変換器と、 を備えたことを特徴とするテクニックおよびプログラム可能な打撃トレーニング プログラムによる加速されたバッターの反応トレーニングシステム。
  9. 9.前記制御装置は、バッターがプログラムされた期間内に反応して前記バッテ ィングティーからボールを打ったとき、あるタイプの音を伴う音響の変換器を活 性化し、バッターがプログラムされた期間内に反応して前記バッティングティー からボールを打つのを外したとき、第2の異なるタイプの音を伴う音響の変換器 を活性化するように制御することを特徴とする請求項8記載のテクニックおよび プログラム可能な打撃トレーニングプログラムによる加速されたバッターの反応 トレーニングシステム。
  10. 10.前記制御装置は、バッターがプログラムされた期間内に反応して前記バッ ティングティーからボールを打ったとき、第1の周波数の音を伴う音響の変換器 を活性化し、バッターがプログラムされた期間内に反応して前記バッティングテ ィーからボールを打つのを外したとき、第2の異かる周波数の音を伴う音響の変 換器を活性化するように制御することを特徴とする請求項9記載のテクニックお よびプログラム可能な打撃トレーニングプログラムによる加速されたバッターの 反応トレーニングシステム。
  11. 11.バッターのために2つの可変可能な高さのバッティングティーを備え、各 バッティングティーは示されたホームプレートのそれぞれに対応して異なって配 置され、さらに各バッティングティーはその位置に関連した発光体の配列のうち の1つの発光体を有し、特定のバッティングティーに関連した特定の発光体に勢 力が付加されたとき、バッターが特定のバッティングティーからボールを打つの を試みるように反応することを含むことを特徴とする請求項8記載のテクニック およびプログラム可能な打撃トレーニングプログラムによる加速されたバッター の反応トレーニングシステム。
  12. 12.バッターの前でピッチャーの模擬訓練を行うトレーナを備え、 該トレーナは、投球のワインドアップ期間中、発光体の配列の1つに勢力を付加 させるように遠隔スイッチを活性化することを食むことを特徴とする請求項11 記載のテクニックおよびプログラム可能な打撃トレーニングプログラムによる加 速されたバッターの反応トレーニングシステム。
  13. 13.前記検出手段は、不透明なバッティングティーに配置されたフォトセンサ を含み、該フォドセンサは、ボールが打たれることを検出するためにバッティン グティーから打たれるボールに応答してそこに入射する包囲した光を検出するこ とを特徴とする請求項8記載のテクニックおよびプログラム可能な打撃トレーニ ングプログラムによる加速されたバッターの反応トレーニングシステム。
  14. 14.包囲した光を検出するフォトセンサの感度を調整する調整回路を含むこと を特徴とする請求項13記載のテクニックおよびプログラム可能な打撃トレーニ ングプログラムによる加速されたバッターの反応トレーニングシステム。
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