JPH07114822B2 - スポーツ技術および反応トレーニング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は一般にスポーツ技術および反応トレーニング
（START）装置に関する。START装置はスポーツ、リバビ
リテーシヨン、および健康における熟練した運動神経機
能の発達（エングラム）を促し及び試験するために特に
設計されたプログラム可能なトレーニング装置である。
特にリハビリテーシヨンの分野において、本発明は価値
を実証されるべきであり、そして傷害からの回復の測定
証拠を与えるのに特に有用である。これは傷害プレヤー
が競争状態のもとで遂行しうる能力を測る点で職業スポ
ーツにおいて特に有用であり、またたとえば傷害を受け
た使用者または作業者を包含する場合のような補償のか
らむ法的立場においても有用性をもつ。

＜従来の技術＞ スポーツ、リハビリテーシヨン、および健康の分野にお
いて、例えばテニスのバックハンド練習により、ある運
動が固定記憶されることが要求される。選手等は多数の
練習経験により種々の動作パターンすなわち一連の筋肉
活動を記憶し、多くの競技で相手の動作に素早く応答し
これを再現することが要求される。START装置はこのよ
うな熟練した運動神経機能の発達を促し及び試験するた
めのトレーニング装置である。

下記の米国特許はある点でSTART系に関連する概念を開
示しているので本発明に対してやや適切な従来技術であ
る。然しこれらの従来技術のどれ１つとして本発明に開
示されているようなスポーツ技術および反応トレーニン
グ装置についての広範な貢献をもつ装置を開示している
ものはない。

米国特許第3,933,354号には、競争者が打つに適した戦
斗部隊のデイスプレイのような絵、この絵の後方に取付
けた一連のライト（好ましくは戦斗部隊の異なつたキイ
攻撃または防御位置にそれぞれが配置されている）をも
つ戦斗遊戯装置が記載されている。このデイスプレイは
絵がライトの近傍にあたるとこれを検知し、この検知に
応答してライトの１つを照明し、絵が打たれると系列中
のどのライトが次に照明されるかを制御する。競技相手
に対する高い性能もしくは勝利を実証するために、参加
者は照明されたライトで絵にふれるか又は絵を打つこと
によつてシリーズ中のそれぞれの光を迅速に消さなけれ
ばならない。ライトは参加者が予見しえない凝似ランダ
ム順序で照明される。従つて彼の弛緩、調整、バランス
およびスピードは彼の性能の質を決定する上で戦斗部隊
にいるのと同じようによく試験される。

米国特許第4,027,875号には一対の間隔をおいた電気接
続スタンドとこれらのスタンドのそれぞれに備えたスイ
ツチボツクスを含む反応トレーニング装置が記載されて
いる。それぞれのスイツチボツクスには外部プランジヤ
ーが備えてあり、このプランジヤーは電気接続回路に接
続されてスイツチとして働く。マイマーがこの電気回路
に接続されていて、人間が１つのスイツチボツクス上の
プランジヤーに触れることによつてタイマーを作動さ
せ、そして他のスイツチボツクス上のプランジヤーに触
れることによつてタイマーを停止させるのに要する時間
が記録されるようになつている。

米国特許第4,493,655号には無線制御テイーチング装置
が記載されており、そこではポータブルの自己動力の無
線制御テイーチング装置が教室の各学生に与えられ、教
師は教室の日のえらばれた時間中それぞれの学生と無線
接触を保つことによつて高水準の学生監視を保つてい
る。テイーチング装置は教師のえらんだデータをそれぞ
れの学生に電気的に伝え、そして次に教師と学生との間
の有線接触の必要なしにデータに対する個々の学生の応
答を要求する。このテイーチング装置はえらばれた区域
のクラスの学生を即時に且つ即座に試験するのに使用さ
れる。

米国特許第4,534,557号には少なくとも１つのスポーツ
・トレーニング装置およびこの装置の近くにまたはこの
装置に付随して配置した刺激インジケータを含むスポー
ツ用の反応時間および加力フイードバツク・トレーニン
グ装置が記載されている。刺激インジケータはランダム
な時間間隔で多数の準備信号を発生し、そしてスポーツ
・トレーニング装置中のセンサは該装置に加えた力に感
応して、その加えた力の強度に比例する強度の電気信号
を発生する。制御装置が準備信号の発散を制御し、準備
信号の発散から加力の検知までの反応時間を加力の強度
と共に測定し表示する。

結局、上記の従来技術のどれ１つとして以下に詳細に述
べるような多くの顕著な貢献をもつ本発明の一般的適用
性および融通性のある技術および促進反応のトレーニン
グのための一体となつた装置を提供するものはない。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 従つて本発明の主な目的は、アマおよびプロの競技者の
反射性能をアスレチツク・トレーニングの技術状態を前
進させるユニークなトレーニングプログラムで補強およ
び改良するトレーニング装置を提供することにある。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明のSTART装置は、スポーツに必要な同じ運動を使
用しスポーツで要求されるのと同じ速度で行なわれる実
際のゲームの場所で個人を訓練する。スポーツに必要な
実際の運動を訓練することによつて、トレーニングの詳
細が次の領域において素晴らしく改良される：外部刺激
に対する迅速な反応と適切な技術を伴なつた応答；好気
性−嫌気性適合；強度；力；機敏性；平衡感覚；持久
力。トレーニングの内容は非常に詳細である。競技者は
測定された時間の終りにおける可聴フイードバツクに対
し競争することによつて意欲が高められて、測定された
時間内で競技相手に勝つのと同じことを遂行するためそ
れぞれの運動に最大レベルで対応するものだからであ
る。

本発明は一連の動作をあらわす光信号を順次示すトレー
ニング・プログラムによって効果的なトレーニングを行
うに有用な装置である。

本発明の装置は一連の動作をあらわす複数ランプからの
光信号を、競技者にはランダムに見えるように組み合わ
せて与える。ある用途例えば物理療法及びリハビリ等に
おいては反復性で順序が分かっていても良い。本発明の
装置は特定のランプ（即ちそれによって表される特定の
運動パターン）毎に異なる応答すべき時間が入れられ
て、又さらにこれは可変であり、その応答時間の終点で
可聴信号を発生させる。好ましい態様においては競技者
が応答を示すまでの空き時間及び／又は実行に要した時
間を記憶する。

上記特徴のために本発明の装置は一連のライト、制御装
置及び可聴信号発生器を有する。一連のライトは行うべ
き異なった特定の運動パターンを表すために人間の前面
にみえるように配置される。個々のライトはそれぞれ特
定の運動パターンを表す。

制御装置は一連のライトから一度に１つずつ、行うべき
特定の運動パターンを表すライトを選択的に照明する。
この選択的な照明はトレーニングを行っている人間には
知られておらず、その人間にはランダムにみえる。人間
は証明される未知のライトを待って次いでその特定のラ
イトに応答して特定の運動パターンをある測定時間中に
実行しなければならないとしておくことによりトレーニ
ング・プログラムに従ったトレーニングができる。制御
装置は、それぞれの異なったライトに対して異なった個
々の応答時間を入れうるようにプログラム可能であり、
且つそれぞれの個々の応答時間をタイマー設定されるよ
うなされる。

可聴信号発生器（以下にこれを「可聴変換器」と記す場
合がある）は個々の応答時間の終わりに制御装置によっ
て作動されて該応答時間の終わりに人間に可聴信号を送
る可聴フィードバック機能をあたえる。トレーニング実
行中の人間は可聴信号を聞く前にその特定の運動パター
ンを完成させるようにするとしておくことにより効果的
なトレーニングができる。

好ましい具体例において、一連のライトは頂部および底
部にそれぞれ３個づつ水平に配置した合計６個のライト
から成り、そして頂部および底部の列は相互に上下方向
に整列している。一連のライトはそれらが上部および下
部の人体の運動に関係するように前方、横方向および後
方に360゜の運動を表わすことができる。その上、このS
TART装置は好ましくはポータブル構造に作られ、ポータ
ブルケースに設置される。そこでは一連のライトがポー
タブル・ケースの頂部に取付けられ、そしてその制御装
置は底部に配置される。

制御装置がマイクロプロセツサでプログラムされ操作さ
れる制御装置である本発明の好ましい具体例が開発され
た。具体例においてマイクロプロセッサはバス配線され
る。すなわちマイクロプロセッサはデータを受け取ろう
とするランプ及び可聴信号発生器全ての周辺装置が接続
されているバス（共同母線または単に母線とも呼ばれ
る）に結合され、マイクロプロセッサからのデータは、
各周辺装置毎への個々の配線なしに全周辺装置に伝えら
れる。マイクロプロセッサはアドレス・バス、コントロ
ール・バス及びデータ・バスの３つのバスに結合され
る。一連のライトの付勢及び可聴信号発生その他付加的
機能はこれらバス上を通る信号によって制御される。

トレーニング・プログラムは一連のライトの付勢順番及
び応答すべき時間及び次の開始までの休止時間を含む。
これはポータブルケース底部に挿入可能なカートリッジ
（より詳しくはその外部メモリー）に貯蔵されてよく、
カートリッジを交換することにより別のトレーニング・
プログラムが制御装置に示される。さらにそれぞれのカ
ートリツジは好ましくはメモリー中に貯蔵されたいくつ
かの異なつたトレーニング・プログラムを異なつたライ
トの系列および異なつた個々の応答時間と共に含んでい
る。たとえば、カートリツジはメモリー中に少なくとも
１つの初心者用プログラム、１つの中級者用トレーニン
グ・プログラムおよび１つの上級者用トレーニング・プ
ログラム貯蔵することができる。

有利にはカートリツジは弱点ドリル・プログラムでプロ
グラムすることができる。そこでは一連のライト中の少
なくとも１つの特定のライトが他のライトよりも瀕度多
く照明され、そしてこの特定のライトがその人間によつ
て行なわれるべき弱点の運動パターンを表わすものと
し、これによつてプログラムは特定の弱点の運動パター
ンを強化するように働く。この装置はまた好ましくはト
レーニング・プログラム前に行なわれるウオーミング・
アツプ・プログラムおよびトレーニング・プログラム前
に行なわれるクール・ダウン・プログラムを与えるよう
にプログラムされる。

その上、好ましい具体例において、マイクロプロセツサ
操作の制御装置はポータブル・ケースの底部のキイパツ
ド・エントリー例の一群のキイによつてプログラムされ
る。この装置は装置中でなされるエントリーを表示する
ためのキイパツド・エントリー・デイスプレイを含む。
この装置において、メモリー中に貯蔵されているそれぞ
れのライトに対する個々の応答時間は、特にトレーニン
グ・プログラムを行なつている人間の発達およびトレー
ニングに合うように、キイパツド・エントリー列の操作
によつて変えることができ再プログラムすることができ
る。有利には、パーセンテージ・フアスター・キイをキ
イパツド・エントリー列に備えて作業を速くしてプログ
ラム中の応答時間を変え、それらの応答時間を所定の割
合で速くする。また、パーセンテージ・スロアー・キイ
も備えて作業を遅くしてプログラム中の応答時間を変
え、それらの応答時間を所定の割合で遅くする。

好ましい具体例において、実施している特定の運動パタ
ーンの終りにその人間によつて作動される少なくとも１
つのセンサーが制御装置に結合されて、制御装置は人間
がセンサーを作動させるのに要した時間を計り、その時
間をメモリー中に貯蔵する。時間は表示又は前回時間と
の比較等に利用されてよい。好ましくはライト毎に対応
する圧力タッチ・パッド・センサーを備え、そして制御
装置がそれぞれの圧力パツドに人間が触れるのに要した
実際の時間を測つてそれぞれの測定した実際の応答時間
をメモリー中に貯蔵する。

本発明の１つの有利な特徴は、プログラム中の人間の動
作に関するプリントをコンピユータ・メモリーから得る
能力である。このプリントは個々の測定された応答時
間、その平均値、そのプロツトした曲線、およびメモリ
ー中に貯蔵されている応答データの付加的表示を含む。

本発明の好ましい具体例はまた、トレーニング期間中、
装置の正しい操作を人間に指示するための音声合成回路
も内部にくみ入れている。

本発明はまた、START装置に組合せて使用するために、
特にリハビリテーシヨン用に、そしてタイミング応答の
測定に使用するために特に開発されたトレーニング・マ
ツトを提供する。このトレーニング・マツトはその上部
表面に位置マーク区域および応答マーク区域をもつ。こ
のトレーニング・マツトはほぼ長方形のものであり、そ
して応答マーク区域はマツト周辺のまわりの１つのパタ
ーンに配列され、位置マーク区域は応答マーク区域と一
体となつてマークされている。この設計において、圧力
タツチ・パツドはマツト上の種々の応答マーク区域に配
置されるかまたはそこに一体となつて構成されることが
でき、それによつて人間が位置マーク区域に対して自分
自身のからだの向きを変えて、次いで一連のライト中の
個々のライトの付勢に応答して特定の運動パターンを実
行し、その終了時にマット上の応答マーク区域に触れる
ようにする。好ましい具体例において、トレーニング・
マツトは好ましくはほぼ正方形の形状をもち、そして応
答マーク区域はその周辺のまわりに配置した多数の隣接
正方形区域を含む。トレーニング・マツトの各辺は好ま
しくは４〜10フイート最も好ましくは６フイートの長さ
をもち、そしてその長さにそつて隣接して配置した６個
の正方形の応答区域をもつ。中心の正方形区域はそれに
よつて平方形の応答マーク区域の内側のトレーニング・
マツトの中心区域上に描かれ、そしてトレーニング・マ
ツト上に選択的に中心配置されるべき数個の異なつたマ
ツト区分の１つを受入れるようになつている。

本発明の利点のうち、広い分野の身体工学に入る多様な
環境に利用しうる。予め定めたパターンの連続筋肉活動
およびその反応時間を改良するための促進反応トレーニ
ングの改良法の提供がある。上記の多様な環境として基
本の好気性−嫌気性トレーニング運動、補強された反応
時間性能およびスポーツ（たとえばテニス、フツトボー
ル、バスケツトボール、ホツケー、野球など）の能力増
進用の特定の運動トレーニングが例としてあげられる。

本発明の別な利点は傷害または他の身体障害の後に競技
活動に戻ることを望んでいる競技者のために、ならびに
一般の体力コンデイシヨンの補強のために、特に設計さ
れた物理治療プログラムにおける能力向上とえられる結
果である。本発明の実施の更に別の利点は改良された心
臓血管健全性、改良された反応時間、改良された平行感
覚、機敏性およびスピード、ならびに運動機能障害に対
する抵抗性の増大および運動または関連する物理的挙動
から受けた傷害からの回復性の増大 ＜実施例＞ スポーツ技術およびトレーニングの装置についての本発
明の上記の目的と利点は、添付図面を参照しての以下に
述べる本発明のいくつかの好ましい実施例によつて当業
者に更によく理解されるであろう。なお、これらの図に
おいて同様の要素は同じ符号（参照番号）で示してあ
る。

第１図はテニス・プレーヤーのトレーニングに本発明を
使用する例を示す概要透視図である。

第２図は第１図に示されている刺激バツテリー用の概要
回路図である。

第３図は対象体に望まれる種類の運動の目にみえる指示
を与えるための刺激バツテリーの立面図である。

第４図は技術の進んだテニス・プレーヤーのトレーニン
グに本発明を使用する例を示す概要透視図である。

第５図はフオトセンサ組立体の側部立面図である。

第６図は第５図のフオトセンサと共に使用するための光
源の側部立面図である。

第７図は第３図に示す種類の刺激バツテリー用の概要回
路図である。

第８図および第９図は小型携帯用ケースの寸法のポータ
ブルユニツトとして設計した本発明の好ましい商業用実
施例を示すものである。第８図はポータブル・ケースの
頂部内側に取付けた６個の高強度ランプの表示パネルを
示すものであり、そして第９図はポータブル・ケースの
底部内側に取付けた制御キイパツドおよび制御デイスプ
レイパネルを示すものである。

第10図はSTART装置と組合せて使用するために開発した
運動マツトの好ましい実施例の平面図である。

第11図はマイクロプロセツサ制御STARTの好ましい実施
例の主要な要素のブロツク・ダイヤグラムである。

第12図〜第33図はマイクロプロセツサ用プログラムの主
要な論理フロー・ステツプを示す論理フローダイヤグラ
ムである。これらのうち 第12図〜第16図は始めに作動させた後の、ユニツトの開
始に含まれるプログラミングの諸工程を示すものであ
る。

第17図は操作者にドリルをえらばせ、その操作を支配す
るパラメータを仕立てさせる主たる操作ランニング・ル
ープのプログラム系列を示すものである。第17図の中央
は装置の４つの状態の作業を示し、第17図の右側は31の
異なつた作業を示す。

第18図は0.01秒毎に行なわれる中断およびバツクグラン
ド作業の取扱いを示すものである。

第19図〜第24図は0.01秒毎に行なわれる中断およびバツ
クグランド作業の相関論理フロー・ダイヤグラムを示す
ものである。これらのうち、 第20図および第21図はプロセツサのタイミング機能およ
びカウンターの論理フロー・ダイヤグラムである。

第22図はLEDデイスプレイ駆動およびキイボード・マト
リツクス走査の操作の論理フロー・ダイヤグラムであ
る。

第23図および第24図はキイ検知および脱バウンドの作業
の論理フロー・ダイヤグラムである。

第25図〜第27図は装置の３つの状態の作業すなわち数字
デイスプレイ作業（第25図）、変形デイスプレイ作業
（第26図）およびドリル・ランニング作業（第27図）の
論理フロー・ダイヤグラムを示すものである。なおこれ
らの状態の作業は第17図の主要な操作ループの中心部分
に示されているものである。

第28図〜第35図は第17図の主要操作ループの右側部分に
示されている31の作業のより複雑な論理ダイヤグラムで
あり、スタート作業（第28図）、プログラム作業（第29
図）、初心者作業（第30図）、数字作業（第31図）、変
形作業（第32図）、持続作業（第33図）、キヤンセル・
ウオーミング・アツプ作業（第34図）およびエンター作
業（第35図）の論理ダイヤグラムを包含する。

たとえばテニス、フツトボール、サツカー、バスケツト
ボールおよび野球などのようなほとんどの競技運動の競
技相手に対する競技能力は比較的少ない基本の運動パタ
ーンの特定のレパートリーを含んでおり、その運動パタ
ーンの開始の迅速性と性能は競技者の競争効率における
重置な因子である。それぞれのこのような運動パターン
は所望の結果を達成させようとする予めきめられたパタ
ーンの連続筋肉活動を含む。たとえば、成功にみちたテ
ニスプレヤーは、それぞれが僅かの基本的で非常に迅速
な運動と狙いから成る特定のレパートリーの運動パター
ンをもつことが観察された。そしてこれらの運動パター
ンがプレーヤーとボールをそれらが競技上最も有効な場
所に正確に位置づけているといえる。更に、これらの基
本運動パターンは成功にみちたトツプクラスのプレーヤ
ー連の間で著しく類似して観察された。類似の運動パタ
ーンはまた他の競技スポーツ動作における個々の参加者
についても確かめうる。顕著な運動パターンが容易に確
かめうる場合の例としてフツトボール・プレーヤー特に
防御バツク、ゴールキーパー；ホツケーの防御者；バス
ケツトボール・プレーヤー、および野球プレーヤーがあ
げられる。そこでは良好なフイールダーは常に「ボール
に良いジャンプをする」者として認識されてきた。

以下に述べる方法は一般にいつて促進反応トレーニング
に関し、更に詳しくはランダムに発生させた刺激信号を
これに応答する運動パターンと組合せて利用して適切ま
たは不適切に行なわれた運動パターンの正の補強または
負の補強を与えることにより、このような基本運動パタ
ーンに適合させ著るしく熟達させるように競技者をトレ
ーニングすることに関する。

第１図はテニスに常用されるような基本的なサイドから
サイドへの運動パターンについての競技者の性能を増大
させることに本発明を実施する場合を説明するものであ
る。このようなサイドからサイドへの運動は予めきめら
れたパターンの連続筋肉動作を含む。プレーヤーの反応
時間と動作の機敏性を増強するために、一般に符号（1
0）で呼ぶ刺激バツテリー装置がコートのセンターライ
ン上に及びプレーヤーの視野に配置される。刺激バツテ
リー（10）は支持体（20）の水平列に取付けた３個のラ
ンプ（14、16、18）を含む。第２図に示すように、ラン
プ（14、16、18）はその付勢回路に含まれる連続操作サ
イクル・スイツチ（22）によつて逐次的に且つくりかえ
して個々に付勢されるようになつている。然しこのよう
なランプはこの電源回路中の通常開放で遠隔操作のスイ
ツチ（24）の存在のために点灯されない状態にとどまつ
ている。

本発明の実施において、競技者（30）はセンターライン
（34）にほぼまたがつた関係でベースライン（32）に位
置する。その単純な型において、競技者はトリガ・ガレ
ージ開放装置に常用される型のトリガ・トランスミスタ
の手動操作によつてドリルを開始することができる。レ
シーバー要素（40）がスイツチ（24）についていて、ト
リガ・トランスミツターからの信号を受取ると作動して
スイツチ（24）を閉じる。スイツチ（24）がこのような
遠隔操作で開始されて閉状態になると、電源回路が完了
して回路が閉じられる特定のランプまたはその次の周期
的操作性スイツチ（22）の操作によつて閉じられるべき
ランプが照明される。然し、今や明らかであるように、
プレーヤー（30）によるトリガ・トランスミツタによる
活性化は照明されるべき１つの特定のランプの純粋にラ
ンダムな選択をもたらし、プレーヤーによる運動方向の
意識的もしくは潜在意識的な予見を排除する。

上記の実施例において、競技者（30）はトランスミツタ
・トリガの活性化によつてドリルを開始する。刺激バツ
テリー（10）は複数のランプ（14、16、18）のうちのラ
ンダムにえらばれた１つを照明することによつて直ちに
トリガ信号に応答する。最外側のランプ（たとえば14お
よび18）は異なつた運動パターンの方向たとえば左への
運動パターンおよび右への運動パターンに相当する。セ
ンターライン出発位置（34）から一定距離に位置する地
面にマーク（42、44）がそれぞれのこのような方向に予
め配置される。たとえばライト（18）が照明されると、
競技者（30）は予め定めたパターンの運動によりマーク
（44）に移動し、そしてそこに到達すると直ちに逆方向
に移動して出発位置に戻る。所望ならばランプ付勢回路
は特定の運動パターンを完了させるべき予め定めた然し
選択可能な時間だけランプ照明を保つように設計するこ
とができる。

理解されるように、競技者（30）によるトランスミツタ
・トリガの使用は、ランダムなライト選択を与えるけれ
ども、競技者が彼自身のペースでトレーニングを行なう
ことを可能にする。他方、トランスミツタ・トリガは指
示者がもつことができる。この場合、指示者はドリルの
ペースを調節し、そして必要な場合にはドリル中にプレ
ーヤーが使用する運動パターンを観察し矯正することが
できる。上記による反復ドリルは増進した連続筋肉活動
による特定の運動パターンによつて競技者の反応時間と
行動の敏速性の両者を改良し、そしてまたそこに含まれ
る筋肉の状態に対してもよく機能するであろう。

所望ならばトランスミツタ・トリガを省略して刺激バツ
テリー（10）をフオトセンサ・ユニツト（46）によつて
作動させることもできる。このようなフオトセンサ・ユ
ニツト（46）はセンターライン（34）と共軸にベースラ
イン（32）の後方に配置することができる。この場合、
競技者はフオトセル・センサの光線の路に物理的に介在
することによつてドリルを開始する。操作は競技者（3
0）がベースライン出発位置に戻るたびに自動的にリサ
イクルする以外は上記のとおりである。

第３図および第４図を参照して、そこには一般に符号
（110）で呼ばれる好ましい多目的刺激バツテリーが示
してある。このバツテリー（110）には基台（126）より
上の支持体（124）に多数のランプ（112,114,116,118,1
20,122）がほぼ長方形の配列で取付けてある。基台（12
6）内には導線プラグ（130）を介して任意の便利な電源
（図示していない）に接続しうる電力供給体（128）が
ある。また基台（126）内には電力供給体（127）の中間
に配置した通常開放で遠隔操作自在のスイツチ（132）
および遠隔操作サイクルスイツチ（134）がある。後者
のスイツチはランプ（112,114,116,118,120,122）用の
個々の付勢回路を逐次付勢する。上記のユニツトの操作
において、連続操作サイクルスイツチ（134）はこれら
のランプ用の回路を選択的に且つ逐次的に完成する。然
し、通常開放の遠隔操作自在のスイツチ（132）の存在
により、これらのランプは点灯されない状態にとどま
る。スイツチ（132）の活性化は、たとえばトリガ・ガ
レージ・ドア開放装置に常用される型のトランスミツタ
のような手動操作性のトリガ・トランスミツタ（136）
によつて又はフオトセル応答などによつて行なうことが
できる。スイツチ（132）のこのような遠隔開始操作を
行なうと、電力回路が電力供給体（128）と特定のラン
プ〔その付勢回路はそのとき閉じるか又は周期操作性ス
イツチ（134）の操作によつて次に閉じる〕との間に完
成される。理解されるように、トリガ・トランスミツタ
（136）の活性化はそのトランスミツタの活性化時点で
のサイクル・スイツチ（134）の位置に応じて、照明さ
れるべき１つの特定のランプの純粋にランダムな選択を
もたらす。

こうした装置をテニスの練習に用いる例を第４図に示
す。刺激バツテリー装置（110）は電子時計（232）に接
続されており、さらに多数のセンサ領域（220,222,224,
226,228）に関連して配置される第５図のフォトセンサ
組立体及び第６図の抗原組立体に接続されている。フォ
トセンサ組立体のフォトセンサ（241）は競技者の運動
に応答して電気信号を発生し、例えばデジタル時計を停
止させて競技者が応答に要した時間を表示させることが
可能である。

第７図は第３図に示す型の刺激バツテリー（110）と共
に使用するための電流制御回路を図式的に示すものであ
る。図示の如く、トリガ・トランスミツタ（136）から
の信号はレジスター（137）に受信されサイクルスイツ
チ（134）に送られる。サイクルスイツチ（134）は６個
の別々の出力信号を約10KHzの周波数で与える周期発生
器の形体でありうる。サイクルスイツチ（134）は導線
（140）を介して個々のワンシヨツト・トリガ回路（14
2,144,146,148,150,152）に接続される。これらの回路
のそれぞれはサイクルスイツチ（134）からの信号によ
つてトリガ作動が行なわれるとき予め定めた持続時間の
出力信号を与えるようになつている。これらの出力信号
を使用してランプ（112,114,116,118,120,122）の点灯
がそれぞれ行なわれる。ワンシヨツト・トリガ回路のそ
れぞれは図示の調節自在レジスタのような部材を備えて
いて使用者にワンシヨツト・トリガからの出力信号の持
続時間従つてランプ点灯の持続時間の調節を与える。ワ
ンシヨツト・トリガ回路からの出力信号のターミネーシ
ヨンを使用して、予め定めた運動パターンを完成させる
べき時間がすぎたことを示す可聴信号を発生させる。望
ましくは、この回路は論理回路（156）のような部材も
備えていて、トレーニング用に利用される運動パターン
に従つて特定のランプの制御された無力化を使用者に与
える。

本発明の好ましい商業的実施例が種々のスポーツ、リハ
ビリテーシヨン、および一般の健康の多くのプログラム
に一般的な適用性をもたせるように設計された。この好
ましい実施例は折りたたみしない、旅行ケースと同様の
ポータブル・ユニツトとして設計された。このポータブ
ル・ユニツトの上部（300）〔第８図〕にはトツプ・デ
イスプレイ・パネルがあり、ユニツトの底部（302）
〔第９図〕から分離しうるものでも分離しえないもので
もよい。このユニツトには適切な電気接続子がついてい
る。このユニツトは以下に詳しく述べるように、マイク
ロプロセツサ制御でプログラム可能なものである。トツ
プ・デイスプレイ・パネルは一連の６個の高強度ランプ
（304）及びラウドスピーカ（306）を備える。それぞれ
のランプが照明される時間ならびにランプ・ストロボ間
の休止時間もえらばれたプログラム・ナンバー用にセツ
トされた予めプログラムされたパラメータであるが、こ
れらのパラメータは以下に詳しく述べるように変えて再
プログラムすることができる。

マイクロプロセツサ制御でプログラム可能な制御装置は
底部（302）〔第９図〕に、制御およびプログラミング
・キイパツド（308）、３つの（別の具体例ではLEDセブ
ンセグメント・デジタル・デイスプレイ（310）、外部R
OM（XROM）メモリー・カートリッジ開口（312）、マイ
クロプロセツサ拡大開口（314）、ボリユーム・コント
ロール（316）、外部スピーカー（ホーン）スイツチ（3
18）、遠隔前進ユニツトとそのポケツト（320）、バツ
テリー充電ユニツトとそのポケツト（322）、XROMカー
ドリツジ貯蔵ポケツト（324）〔数個のプログラム・カ
ートリツジを貯蔵できる〕、および該ユニツトの作動を
助けるスクリユー・ドライバー（326）と共に取付けら
れる。

キイパツド（308）は使用者が、単に所望時間を入力す
ることによって、選ばれた練習プログラムのランプ・オ
ン・オフ時間及び休止時間を任意に設定しうる。従って
カートリッジ中の練習プログラムを競技者の上達に合わ
せて修正しうる。

この基本システムは開口（314）に挿入される外部ROM
（XROM）メモリー・カートリツジ中に基本応答プログラ
ムを備え、そして使用者が製造者の提供する逐次開発プ
ログラムおよび／または特徴補強を挿入することを可能
にする拡大開口（314）をもつよう設計されている。こ
れらの逐次プログラムおよび／または特徴補強は拡大開
口（314）に単に挿入するだけのカートリツジ型装置中
で利用しうる。

拡大開口を通して利用しうるようになる若干のプログラ
ムおよび／または特徴補強は次のものを含む。

1. ドリル系列カートリツジ： 特定のスポーツ、スポーツ内の機能、弱点矯正、リハビ
リテーシヨン運動などのために特に設計された予めプロ
グラムしたドリル系列を含むドリル・カートリツジ。た
とえば、テニスにおける深いベースラインの裏手打ちの
ような、スポーツにふつうに要求されるある特定の運動
の弱点を改良するために特定の運動を提供する個々のカ
ートリツジがあげられる。

2. タイミング測定およびプロツト： スレーブ・マイクロプロセツサ制御装置を挿入用拡大開
口を介して加えることができる。感圧マツト、光電ビー
ム、運動方向センサなどが必要な運動を行なうために競
技者がかける実際の時間を測定する。これらの反応時間
は逐次回復コンピユータ分析、チヤート化等を行なつて
利用しうる性能分析にもとづきトレーニング・プログラ
ムを増強および／または改訂するために貯蔵される。

3. 音声増強コーチ： 基本システムの一部である基本音声合成の他に、拡大開
口を介して暗示、教示、指導等をドリル系列の練習中の
使用者に与えるものを加えることができる。たとえば、
特定の運動の遂行中の共通の誤りがテニス裏手打ちの適
切な準備のためのヒツプ回転の不完全さにあるならば、
スタート・システムは（個人コーチがするのと全く同様
に）使用者に正しい技術を使用してその運動を行なうこ
とを重いださせることができる。この特徴はプログラム
制御下で音声合成モジユールを介して実施することがで
きる。

製造者が開発した系列ならびに応用ソフトウエアは一時
的なメモリー中に貯蔵され、マイクロプロセツサ操作の
オーバー・ライテイングを可能にする。

すべての使用者がこの装置と相互作用するのは第９図中
に詳細に示すキイパツド／デイスプレイのモジユールに
よつてである。このユニツトの要素（それらは主として
このモジユールの要素である）およびそれらの主要な機
能は次のとおりである。

1. 数値デイスプレイ（310）：これはキイパツドのコ
ントロールキイによつて入れられる数値エントリーを示
す３または４のデジタル・デイスプレイである。

ａ） ユニツトによつて現在行なわれつつあるえらばれ
たプログラム化したドリル系列数（00−99）。

ｂ） ウオーミング・アツプ、運動、およびクール・ダ
ウンの時間を含むドリル持続時間。

ｃ） ランプ・ストロボの「オン」の時間またはランプ
・ストロボの「オフ」（休止）の時間。この休止時間は
すべての休止について有効な全体のパラメータであつ
て、ランプ毎に個々にえらびうるものではない。

2. START/STOP:このキイは自動の予めプログラムされ
た又は使用者が変形したドリル系列を交互に開示および
停止する。

3. LAMP:このキイはTIMERキイおよび数値データ・エン
トリー・キイを介して、あるいは５％フアスター/5％ス
ローアー・キイを介してストロボ時間を変更させようと
するランプ（単数または複数）を使用者にえらばせる。
タイミング変更がえらばれたランプ（単数または複数）
は数値デイスプレイによつて示される。

4. PROG:このキイは数値データ変更から入れようとす
る外部ROM中の予めプログラムされた系列を使用者にえ
らばせる。それぞれの外部ROMカートリツジはメモリー
中に約30個の別々の系列のドリルを含む。

5. PAUSE:このキイは全休止時間（系列中のそれぞれの
ランプのオフ・タイム）を使用者にセツトさせる。

6. TIMER:ランプ選択キイ（LAMP）と適切な系列で使用
するときこのキイは変更用にえらばれたランプの「オ
ン」（ストロボ）時間を使用者に変化させ、DURキイと
共に使用するときは継続時間の選択を可能にし、そして
PAUSEキイと共に使用するときは全休止時間の選択を可
能にする。回数は数値データ・エントリー・キイパツド
から入れられる。最少の意義あるデジタルは100分の１
秒の解像を与える。

8. ENTER:このキイはマイクロプロセツサ中のエントリ
ーを確認するために数値エントリーの後に使用される。

9. CLEAR:このキイは数値データ・エントリー（エント
リー前）を消すために又は誤つた選択を校正するために
使用される。

10. ランプ領域：このランプ列はトレーニング用にえ
らばれたプログラム・ドリルに示されているように明滅
する６個の高強度ランプ（304）を提供する。

11. 音声出力：ボリユーム・コントロール（316）は、
増幅器、スピーカー（306）、スピーチ合成プロセツ
サ、およびスピーチ／サウンドROM（デジタルでコード
に入れたスピーチ／サウンドのデータを含む）を包含す
る内部配置スピーチ／サウンド合成系であり、回路チツ
プは周知の且つ音声合成技術において開発された標準法
で一緒に接続されて次の機能を提供する。

ａ） それぞれの系列ランプのオフ（休止）時間と同期
する信号音を発生し、それによつて使用者に瞬間可聴フ
イードバツクを与えて特定の運動がプログラムで割りあ
てられた時間内に遂行されたかを決定する。この信号音
フイードバツクの付加的利点はゲーム状況反応の刺激で
ある。正のフイードバツクと補強に向う傾向のある使用
者は、実際のゲームの状況と全く同じようにこの装置に
よる挑戦を受ける。

ｂ） 合成されたスピーチは使用者を促進してたとえば
次のことを示す。

（１） 装置の状態、診断の失敗。

（２） ドリル系列を開始または操作するパラメータを
選択もしくは入力する際の操作者の誤り。

（３） 次に予期されるキイ・エントリー。

（４） 完全なドリルを構成する種々のプログラム・セ
グメントのスタートまた完了の時間の通知。

12. ５％Ｆ（５％速い）：このキイは系列中のランプ
のすべて、えらばれたランプ（単数または複数）、また
は休止タイマーのいづれかを５％速い速度で操作させ
る。このキイのマルチ操作はそれぞれのキイ操作につい
て５％だけタイミング減少を増加させる。

13. ５％Ｓ（５％おそい）：系列がおそく操作される
以上は上記12項と同じ。

14. DUR（持続）：このキイは使用者によつてえらばれ
た特定のトレーニング・プログラムの持続時間を使用者
に特定させる。

15. MODIFY:このキイはいくつかの他のキイと組合せて
使用して、使用者がトレーニング・プログラムのある種
のパラメータを変形したいと望んでいる系を警報するも
のである。

16. F0:これはえらばれたトレーニング・プログラムを
XROMメモリーから初心者レベルにはじめにセツトする機
能キイである。

17. F1:これはえらばれたトレーニング・プログラムを
中級者レベルにはじめにセツトする機能キイである。

18. F2:これはえらばれたトレーニング・プログラムを
上級者用レベルにはじめにセツトする機能キイである。

19. ALL LAMPS:このキイはLAMPキイからの個々のラン
プとは反対に、タイミング変形のためのすべてのランプ
を使用者に特定させるものである。

20. CANCEL WARM UP:このキイはタイミング変形／エ
ントリーのウオーミング・アツプ時間を使用者にキヤン
セルさせるためのものである。

21. POWER ON:このスイツチはユニツトの回路に電力
を供給するためである。その後にプロセツサが装置への
過電力制御を保つ。

22. POWER OFF:このスイツチはユニツトへの電力を停
止させるためのものであり、プロセツサの電力コントロ
ールのために別のスイツチである。

23. REMOTE:このスイツチは無線遠隔前進コーチモジユ
ールまたは有線接続フート・スイツチを介してえらばれ
たプログラムを使用者に進ませるためのものである。

本発明のSTART装置は開口（312）に挿入する外部ROM（X
ROM）中に次の基本的特徴を与えるものである。

1. 予めプログラムされた系列のドリルNo.0.1−10のよ
うにえらぶことのできる７つのランダムなランプ系列。

2. 数値キイパツドから数値を入れることによつてえら
ばれた45またはそれ以上の予めプログラムした系列。こ
のプログラム・ドリルはトレーニング書面上に命名され
たものに相当し、11から50までを占める。

3. 使用者がえらんだドリルのスタートをタイマーが終
る迄おくらせ、これによつてドリルのスタート前に使用
者に自分自身の見まがえをする余裕を与える。予めプロ
グラムされた時間（約15秒）。

4. それぞれのえらばれた系列の前および後にそれぞれ
行なわれる予めプログラムされたウオーミング・アツプ
およびクーリング・ダウンの系列。上記のように、ウオ
ーミング・アツプの時間は使用者によるキヤンセルが可
能である。ウオーミング・アツプおよびクーリング・ダ
ウンの持続時間は特定のえらばれたプログラムについて
セツトされたドリル持続（DUR）時間に正比例の関係で
装置によつて自動的にセツトされる。

第10図は本発明の装置と組み合わせて、特にリハビリテ
ーション用として、応答時間の測定可能なトレーニング
・マットの１態様を示す平面図である。トレーニング・
マットはその上面に、位置マーク区域（342）及びタッ
チ・パッドを含む応答マーク区域（344）を有する。図
において応答マーク区域（344）は一連の正方形模様を
有して描かれているが、この模様は任意である。マット
は一般に長方形で好ましくは正方形であって、その周辺
部に位置マーク区域及び応答マーク区域を有する。それ
ぞれの応答マーク区域（344）はタッチ・パッド（345）
をその下に置かれるか或いは一体に有する。

好ましくはマット中央に位置する人間は、何れかの位置
マーク区域の方を向き、一連のライト中の個々の付勢に
応答して特定の動作をなしてその終了時に関連する応答
マーク区域を手又は足で触れる。好ましい実施例におい
て、トレーニング・マツトの各辺は好ましくは４〜10フ
イート、最も好ましくは６フイートの長さをもち、そし
て最少４つで最大16の、そして好ましい実施例において
６つの正方形の応答区域（344）をマツトの長さにそつ
て近接して配置している。中心の正方形（346）は応答
マーク区域に囲まれた部分であるが、ここにはリハビリ
の目的に応じて異なる中央マットがおかれる。

第11図はマイクロプロセツサ制御START装置の好ましい
実施例の主要な諸要素のブロツク・ダイヤグラムであ
る。第11図を参照して、このSTART装置は次の主要な機
能的要素を含んでいる：電力供給体（350）、アドレス
・バス（354）をもつマイクロプロセツサ（352）、コン
トロール・バス（356）、データ・バス（358）、遠隔前
進およびコーチ・モジユール（360）、ランプ駆動体（3
62）とランプ（364）、プロセツサ・チツプ（366）とス
ピーチPROMチツプ（368）を含むスピーチ合成チツプ、
キーボード（308）とLEDデジタル・デイスプレイ（31
0）、外部ROMカートリツジ（370）と拡大開口（372）、
デコーダ／ラツチ（374）、およびバス接合点（376）。

一般構成 マイクロプロセツサは、プログラム遂行指示およびある
種のデータ常数を与えるPROMメモリーと；種々のプロセ
ツシング工程と変形を可能にする変数（variables）、
レジスタ等を含むRAMメモリー；の双方を備えている。

種々のシステム装置（ランプ、スピーチ・プロセツサ、
キイ・ボード、デイスクプレイなど）はマイクロプロセ
ツサに対して周辺的な装置であつて、それらの選択はマ
イクロプロセツサのアドレス・バスおよびコントロール
・バスによつて制御される。それぞれの周辺装置はマイ
クロプロセツサ・メモリー中の永久データのように貯蔵
されるそれ自身のユニークなアドレスをもつている。コ
ントロール・バスは周辺装置にデータを送るようマイク
ロプロセツサによつて使用される読み（RD）機能を保持
している。データ・バス（358）は二方向バスであり、
このものはプログラム制御下で、えらばれた周辺装置か
ら読みとられる又はこれに書き送られるデータを含んで
いる。

特定の機能を付勢させるために、マイクロプロセツサは
装置のアドレスをきめ、アドレス・バス（適正なアドレ
スを含む）を配列して装置の選択を行なう。データ・バ
スに入れるべきデータは書く機能についてはマイクロプ
ロセツサによつて、読む機能については周辺機器によつ
て与えられる。読み又は書きのストロボが次いでデータ
を適切な装置（マイクロプロセツサまたは周辺装置）に
受取らせる。このようにして、データ・バスの寸法に等
しい多数のビツト（８）がマイクロプロセツサと周辺機
器との間で移動せしめられる。

ある種の装置は全８ビツトのデータを必要とするが（た
とえば合成音域フレーズの選択）、ある種の装置は８ビ
ツト未満を必要とするにすぎない（たとえばランプはオ
ン／オフに１ビツトを必要とする）。

操作 マイクロプロセツサは、以下に述べる貯蔵プログラム制
御論理により、遂行すべき機能、タイミング要件、必要
とするプロセツシングなどを決定する。

ランプ制御 マイクロプロセツサが１つのランプを特定の時間「オ
ン」にすべきことを決定するとき、それは必要とする特
定ランプのアドレスを決定し、アドレス・バス（354）
を配列し、適正なデータをデータ・バス（358）に入
れ、そして「書き」の命令を下す。次いでデータがデコ
ーダ・ラツチ（374）に入れられ、これがランプ駆動装
置（362）とランプ（364）を「オン」にする。次いでマ
イクロプロセツサはランプを「オン」の状態にしておく
時間を正確に決めるのに必要なタイミング機能を行な
う。時間が経過したとき、マイクロプロセツサはランプ
を再びアドレスするが、今はデータ・バス上の異なつた
データを配列し、これがランプ駆動装置／ランプを反応
の「オフ」状態にする。

スピーチ合成制御 マイクロプロセツサ・プログラムがスピーチ・プロセツ
サから音声信号、言語またはフレーズを出させることを
決定すると、それは必要とする言語のメモリー中の配置
を決定し、アドレス・バス（354）を配列してスピーチ
・プロセツサを選択し、データ・バス（358）上に言語
の配置をおき、そして次に「書き」の命令を下す。スピ
ーチ・プロセツサ（366）はえらばれ言語配置を受信し
て貯蔵し、そしてスピーチ・メモリーPROM（368）と相
互作用してスピーチ・データを表わすアナログ出力を与
える。PROM（368）はリニア・プレデイクテイブ・コー
デツド（LPC）スプーチ・データならびにそれぞれのス
ピーチ出力に必要な周波数と振幅のデータを含む。回路
のフイルタおよび増幅器の区分はオーデイオ・スペクト
ル上に周波数応答を与え、ラウドスピーカー（306）上
にそして恐らくリモート・スピーカー（HORN）の上に高
品位音声合成を生ぜしめる。

１つの設計された実施例において、スピーチ合成技術は
ナシヨナル・セミコンダクターMM54104DIGITALKERスピ
ーチ合成プロセツサおよびスピーチ・メモリー貯蔵用IN
TEL CORP 2764EPROMSをくみ入れた周知設計を使用し
た。

キイボード走査およびデイスプレイ界面 デイスプレイ（310）はデコーダー駆動装置で駆動され
る共通陰極の７つのセグメントLEDデイスプレイであ
る。デコーダー駆動装置はBCD入力をとり、適切な出力
配列を提供してこの入力を適正なセグメント・ドライブ
に翻訳して必要な文字を表示する。これらの出力はすべ
ての必要セグメントに高電流ドライブを加え、そして回
路は共通の陰極をアースすることによつて完成する（そ
してデイスプレイが照明する）。

キイ・ボードはXXマトリツクスであり、マトリツクス上
の位置が操作者によつて押し下げられるときに特定の交
差点を作らせる。

マイクロプロセツサはデイスプレイの付勢を操作者入力
用キイボードの走査と組み合わせる。デイスプレイとキ
イボードはマイクロプロセツサによつて一定に走査され
てデイスプレイの節電多重送信および操作者入力用キイ
ボードの連続走査を与える。

デイスプレイの共通陰極にはキイボード・マトリツクス
のＸ（列）配置と同じアドレスが与えられる。それ故、
デイスプレイ部材の付勢もキイボードのＸ（列）ナンバ
ーの付勢をもたらす。

任意の特定走査について、マイクロプロセツサは付勢さ
れるべきデイスプレイのアドレス（キイボード上の同じ
Ｘ（列）である）を決定し、かつデイスプレイ上に書か
れるべきデータを決定する。共通のデイスプレイ・デコ
ーダ・ドライバー・ラツチ・アドレスが決定され、アド
レスはアドレス・バス（354）におかれ、そして、表示
すべきデイスプレイはデータ・バス（358）上におかれ
る。「書き」（WR）ストロボが次いで発生せしめられて
このデータを書かせてラツチ中に貯蔵する。LEDデイス
プレイを付勢する（回路を完成させる）ために、マイク
ロプロセツサはどのデジタル・デイスプレイを付勢させ
るべきかを決定し、そのアドレスをアドレス・バス上に
おき、書かれるべきデータをデータ・バス上におき、そ
して「書き」ストロボを発生させる。これはえらばらた
共通の陰極を付勢させてとじこめ、そしてキイボードの
えらばれたＸ（列）に走査入力を行なわせる。

キイが押し下げられたかどうかを決定するために、マイ
クロプロセツサはバス界面を介してキイボードのカラム
（Ｙ）出力を読みとり、そしてこれをアドレス・バス
（354）上におく。これは脱コードされ、そしてカラム
・データが二方向データ・バス（358）への適用のため
にえらばれる。次いでマイクロプロセツサ（352）は
「読み」の命令を下し、それがこのデータをバス・メモ
リーの場所に貯蔵させる。このビツト・パターンの解析
は、操作者のセレクターに相当するキイボード交差点が
作られたかどうかをマイクロプロセツサに決定させる。
この走査作業は十分に高い速度で行なわれて正常のキイ
ストロークが検出され、そして輝きがあつて且つ人間の
目にはチラチラしないようにみえる多重送信出力を与え
る。

外部ROM 外部ROM（XROM）は操作者がえらんだドリルを行なうの
に使用する予めプログラムされたドリル系列データを含
んでいる。この設計の試みはマイクロプロセツサ制御周
辺装置の手段を使用しながら、ドリル設定に大きな融通
性を与える。XROMはマイクロプロセツサに次の仕事を行
なわせる一連のデータがプログラムされている。

（１） ランプの選択 （２） スピーチ合成装置言語／フレーズの選択 （３） 音声信号出力の選択 XROMはまた操作者がえらばれないで別の時間に入るとき
に練習プログラム中で使用される次の事項のための休止
タイミングデータも含んでいる。

（１） ランプ「オン」の時間；および （２） 休止時間。

XROMデータを適切にエンコードすることによつて、マイ
クロプロセツサは上記のパラメータと組合せうる多数の
種類のドリル系列を遂行できることが容易に理解でき
る。プラグ・インのカートリツジXROMSの使用は、使用
者によるプログラミングがあつても僅かで、種々の系列
のドリルを開発し、組立て、実施することを可能にする
ことも観察できる。種々のプラグ・インのカートリツジ
は特定のスポーツ、弱点ドリル、リハビリテーシヨンプ
ログラムなどのために開発できる。

マイクロプロセツサ（352）が使用者がSTART/ENDキイを
えらび、それによつてドリル系列の開始を要求している
ことを決定すると、マイクロプロセツサはXROM中で実施
されるべき現在のステツプのアドレスを得て、このアド
レスを装置のアドレス上におく。次いでXROMは活性化さ
れて、えらばれたデータをデータ・バス（358）上にお
く。マイクロプロセツサは次いで読みとりの命令を出
し、これがこのデータを解釈および処理のためにマイク
ロプロセツサのレジスタ中に貯蔵させる。XROMの貯蔵形
式は固定されていて、ランプ・オンの命令がXROMから読
みとられると、マイクロプロセツサは次につづくアドレ
スはランプ・オンの操作時間を含んでいることを知る。

マイクロプロセツサはドリル操作時間がきれるまで、あ
るいは使用者がドリルを手動で停止するまで、XROM指示
ドリルの実施をつづける。それぞれのドリル系列はXROM
メモリー中の限られた数のステツプ（配置場所）から構
成されていることに注目すべきである。マイクロプロセ
ツサはドリル遂行のための諸ステツプを通つて絶えずサ
イクルしている。然しドリルのために真にランダムな性
質を達成させるために、マイクロプロセツサは初期ステ
ツプ（ロケーシヨン）において常にそれぞれの系列をス
タートさせるかけではなく、むしろややランダムにイン
デツクスした名称ローケンシヨンでスタートさせる。こ
の点について後に第18図を参照して更に説明する。

本発明のSTART装置は好ましくは単一チツプのマイクロ
プロセツサで制御および操作され、一つの実施例におい
て、使用した特定のマイクロプロセツサはインテル・コ
ーポレーシヨンからのP8749H型チツプであつた。これは
８ビツトの中心プロセツシング・ユニツト、2KX8EPROM
プログラム・メモリー、128X8 RAMデータ・メモリー、
27 I/Oライン、および８ビツトのタイマー／イベント・
カウンターを含んでいる。この構造物の詳細およびこの
チツプの使用はINTEL MCS−48 FAMILY OF SINGLE
CHIP MICROCOPUTERS USER′Ｓ MANUALと題するマニ
ユアルを含めて、製造者による多数の刊行物に詳細に記
載されている。

プログラムのあらまし 第12図〜第33図を参照して、そこに示されている論理フ
ローチヤートはプログラムの主要ステツプを現わしてい
る。このプログラムは操作者の操作を制御するため、マ
イクロプロセツサの消去されないメモリー中に貯蔵され
ている。

このユニツトの操作を制御するレジデント・フアームウ
エアは説明の目的のために４つの主要なカテゴリーすな
わちフオアグランド作業、バツクグランド作業、ユテイ
リテイ・サブルーチン、およびデータ・テーブルに分け
ることができる。“作業”（task）なる語は、このフア
ームウエアの記述において“プログラム”なる語と混成
されているけれども、真の作業構造同伴機構（すなわち
作業スイツチング／スケジユーリング）は全く施行され
なかつた。

フオアグランドの作業はその責任として、ハードウエア
とソフトウエアの開始、スタート・アツプ装置の診断、
使用者の相互作用（入力の誤りのチエツクおよびフイー
ドバツクを含む）、ドリルの選択と変形、ドリルの実
行、および全装置の状態制御（たとえば操業／休止／非
作動）をもつ。プログラムのこの部分は自由走行バツク
グランド作業との相互作用によつてその責任を遂行して
ハードウエア環境と共同操作し、すべての時間依存関数
を追跡し、そしてその予め定めた委託を実施するために
存在する種々のサブルーチンを呼び出す。

これらのサブルーチンの機能には次のものが含まれる：
凝似ランダム・ドリル・インデツクスの再植え付け；外
部ROM（XROM）からのえらばれたドリル・データの引き
出しと遂行；一般目的の10倍操作:2進法から10進法への
転換；スピーチプロセツサの発動；ウオーミング・アツ
プ時間およびクーリング・ダウン時間の計算；クロスペ
ージ・ジヤンプの実施；使用者の準備示唆；クロスペー
ジ・ジヤンプの実施；サービスSVCリクエストフラグ操
作（セツテイングと完成用チエツ・キングの双方）；お
よびローカル／リモート型の決定。これらのルーチンは
フオアグランド・プログラムによつてのみ呼ばれるの
で、それらはプログラム・メモリーの節約の目的でなら
びに独立の開発／テストを可能にするために分けられた
その延長部として考えることができる。

バツクグランド作業（これは機能的に以下に非常に詳細
に記述する）はその責任として、イベント・タイマー・
コントロール;I/O遂行／タイミンク制御;LEDデイスプレ
イ回復（リフレツシング）；およびキイボード走査と失
活。

検索速度と効率を最大にするためにプログラム・メモリ
ーの特別の「ページ」に配置されているデータ・テーブ
ルは合成したスピーチ・アドレスとスクリプト情報、キ
イボード・マトリツクス変換情報、現在から次への状態
の転換データ、およびウオーミング・アツプ／クーリン
グ・ダウンの持続時間の比率を供給する。

全体の操作 操作において、フオアグランド・プログラムはウオーミ
ング・アツプの際に活性化され、そのときにそれはハー
ドウエアとソフトウエアの双方を知られた条件に開始さ
せる（第12図〜第16図）。次いで装置（LEDデイスプレ
イ、XROM接合点、時計回路、スピーチ合成装置、および
付属のフイルタ／増幅器／スピーカー）の診断テストを
行なう。検知された欠陥は使用者の注目をひき、装置は
オフにして更なる予見しえない操作の障害をさける。す
べての操作が適正であつたら、プログラムは、装置が全
く操作されないときにバツテリー電力の節約に役立つウ
オツチドツグ・タイマーの時間切れを待つか、あるいは
前方パネルに取付けたキイボードを介して使用者による
ドリルの選択／変形の命令を入力を待つ、ループに入
る。えらばれたドリルがひとたび操作されると、フオア
グランド作業がXROMからのドリル・ステツプを取り戻
し、必要なSVCリクエストを作成し、そしてこれらを実
施のためにバツクグランド作業に送る。

1KHzの周波数において、タイマー／カウンター回路によ
つて中断を生ぜしめて、フオアグランド・プログラムの
懸垂とバツクグランド・プログラムの活性化を行ない、
懸案の又は進行中のI/Oリクエスト、イベンド・タイマ
ーの時間切れ、キイボード・エントリイのチエツク、お
よびLEDデイスプレイの更新をチエツクする。２つのプ
ログラムの調整はサービス（SVC）リユエスト・フラツ
グおよび分与バツフルの作用により達成される。

バツクグランド作業による事件（時間切れタイマー、キ
イストロークなど）の検出は、フオアグランド・プログ
ラムによる現在の機械の状態およびそれにつづく次の適
切な状態へのテーブル駆動変化の検査をもたらす。第17
図を参照して、４つの可能な状態は０（IDLE）、１（EN
TRY）、２（MODIFY）および３（DRILL）であり、これら
は３つのドリル状態の定義WARM−UP、NORMAL、およびCO
OL−DOWN、ならびに５つのエントリイ・モード分類PROG
RAM、MODIFY、DURATION、LAMPおよびTIMERと一緒になつ
て、「オン」進行活性のすべての時間に知られたフオア
グランド・プログラムならびに正確な次の状態への進歩
を保つのに役立つ。

この全プロセスは活性ドリルの各工程についてくりかえ
される。また、EXECUTEサブルーチンは、リモート操作
がえらんだとしても、無線トランスミツタ／レシーバの
対からのリモート・アドバンス信号の検出までは、呼び
出しをした者に戻される。

ドリルの持続時間、ランプ（個々または全部）のオンの
持続時間、またはランプ間の休止時間〔数値キイ・パツ
ドから入るような絶対時間、または百分率（＋／−５
％）のいづれかを基準にする〕の変形はRAM基準タイマ
ー・レジスターの操作によつてフオアグランド作業によ
つて処理される。

割込みクロツク 第18図を説明すると、割込み（インターラプト）・クロ
ツクは２種のルーチン：クロツク・イニシヤリゼーシヨ
ン（初期化）及びインターラプト・ハンドラーによつて
制御される。イニシヤリゼーシヨン・コードはクロツク
遮断間隔をセツトしてクロツクをスタートさせる。この
機能はパワーアツプ／再スタート時にのみ行なわれる。
クロツク・インターラプト・ルーチンは毎回実時間クロ
ツクによつて遮断を発生させるために呼出される。イン
ターラプト・ハンドラーは（フオアグラウンドからバツ
クグラウンドに文脈をスイツチングして後）即刻クロツ
クを再初期化させて次のクロツク・パルスの発生を可能
にする。インターラプト・ハンドラーはシステム・サブ
ルーチンの呼出を経て制御をバツクグラウンド・プログ
ラムに渡す。

バツクグラウンド・タースク−イベント・タイミング 第19及び20図を説明すると、インターラプト・ハンドラ
ーによつて励起されると、バツクグラウンド・プログラ
ムは目立つ30秒多重タイミング・リクエスト（例えばド
リル・ウオーム・アツプ持続時間タイマー）用のSVCコ
ントロール・ワードをチエツクすることに依りその時間
管理デユーテイをスタートさせる。見出されると、これ
が当初又は次のリクエストであるかを定めるために追加
チエツクが行なわれる。前者の場合は、付属第１パス・
フラグがSVCコントロールワード中でクリアーされて、
そして0.01、1.0及び30秒縦続形式タイマーが初期化さ
れる。後者の場合は0.01、1.0及び30秒プリスケーラー
が（モジユローＮ法で）更新されて、全体タイマー終結
についてチエツクがなされる。検知されると、付属リク
エスト・フラグがSVCコントロールワード中でクリアー
されて、フオアグラウンド・プログラムにイベント・タ
イマーが終結して適切な操作をとるべきことを信号す
る。

バツクグラウンド・タースク−I/Oコントロール 第19及び21図を説明すると、バツクグラウンドプログラ
ムは次に目立つ休止、ビー音（信号）、又は電灯リクエ
スト用のSVCコントロール・ワードをチエツクすること
によつて（若しあれば）どんなI/O制御（コントロー
ル）が必要であるかを評定する。（相互に排他的であ
る）一つが見出された場合、これが当初又は次のリクエ
ストであるかをきめる追加チエツクを行なう。前者の場
合には、付属第１パスフラグがSVCコントロールワード
中でクリアーされて、0.01秒I/Oプリスケーラーが初期
化される。この点迄はビー音、電灯リクエストと同一の
方法で処理したが、リクエストが休止の場合には、実際
のハードウエア操作が必要とされず、そしてバツクグラ
ウンド・タースクがそのデイスプレー及びキイボード走
査機能を実施する必要の無いことをきめる更なるテスト
が行なわれる。ビー音又は電灯リクエストはバツクグラ
ウンドタースクを接合点（インターフエイス）としてリ
クエストされた装置を適切なデコーダを介してターンオ
フさせる代りに、このパスのデイスプレー／キイボード
走査機能をスキツプする。後者（次のリクエスト）の場
合は、0.01秒I/Oプリスケラーが更新されて終結をチエ
ツクされる。未だ終結していないと、更なるI/O制御は
行なわれず、そしてバツクグラウンド・プログラムがそ
のデイスプレー／キイボード・デユーテイで続けられ
る。終結時、付属リクエスト・フラグがSVCコントロー
ル・ワード中でクリヤーされてI/Oが完了したことのフ
オアグラウンドプログラムへの信号となる。更にリクエ
ストがビー音又は電灯についてであれば、バツクグラウ
ンド・プログラムは同時にインターフエイスとなつて適
切なデコーダにリクエストされた装置をターンオフさせ
る。いずれの（休止／ビー音／電灯）場合も、バツクグ
ラウンド・タースクはデイスプレー／キイボード走査機
能へと進む。

バツクグラウンド・タースク−デイスプレー制御 第22図を説明すると、デイスプレー駆動用アルゴリズム
は、デイスプレーの各文字に対して１バイトを用いて、
内部RAMのブロツクをデイスプレーレジスタとして使用
する。デイスプレーに対する迅速状態修飾はマイクロプ
ロセツサの制御下で行なわれる。各周期間隔でCPUはデ
イスプレーセグメントドライバを迅速にターンオフし、
現在表示されている文字を無くして、次の文字を表示さ
せる。このシーケンスはデイスプレー文字が定期的に続
いている様に見えて、フラツシユしたりちらつく様には
見えない様にするのに充分迅速に行なわれる。グローバ
ル・ハードウエアフラグが“ブランク・オール・デイジ
ツト（すべてのデイジツトをからにする）”増幅器とし
て使用され、一方個々のデイジツトは対応するデイスプ
レー・レジスタ中に特定の制御コード（符号）を書込む
ことによつてブランクにできる。

バツクグラウンド・タースク−キイボードスキヤニング 第22図を説明すると、デイスプレーの各文字がターンオ
ンされた時、同一信号がキイボードマトリツクスの一行
を可能化するのに用いられる。その時に押されるその行
のどのキイが信号オンを、マトリツクスの各列に対応す
る、数本の帰路線の一つに渡す。これらの制御ラインの
状態を解読して、どの行が可能化されたかを知ることに
依り、（もしあれば）どのキイが下つたかをきめる。使
用される走査アルゴリズムが数回の完全デイスプレー走
査に下がつたキイを認識させるために必要である。装置
が“１本指”操作用に構成されているので、２−キイ・
ロールエブアー/N−キイロツクアウト（two−key rolle
ver/N−key lockout）が備えられていた。戻らなかつた
キイが検出された時、そのエンコード化されたマトリツ
クス中の位置をRAM配置“キイイン（KEYIN）”中にお
く。その後フオアグラウンド・プログラムはこの占有さ
れた配置を反復して読んでキイが押された時を決定する
必要だけである。フオアグラウンド・プログラムはその
中に特別の開放符号を書込んでバツフアを次にフリーに
する。

第12−35図のより詳細な説明 第12図を説明すると、頂部ブロツクに示されたハードウ
エア初期化はパワーアツプリセツト時に自動的に実施さ
れる。第２ブロツク中の装置構成部品が次に初期化され
る。第３ブロツクは500ミリ秒の休止を表わしている。
第12図の最終のブロツク及び第13図の頂部は50ミリ秒
間、順に６個の電灯のそれぞれを点灯するルーテインを
表わしている。その後LEDデイスプレーが初期化されて
１個の９を表示し、同時に音声シンセサイザーが0.5秒
間“ナイン（９）”と発音する。第13図の下方部分はデ
イジツト０に達する迄、８、７、等について同様な機能
が繰返されるルーテインを表わしている。

第14図を説明すると、LEDデイスプレーは次に不能化さ
れて、XROMカートリツジ中の所定の組の配置のバイトが
読出され、このバイトはテストバイト・パターンに対応
すべきである。若しそうなら、XROM中の配置が第２テス
トバイトパターンについて増加させられる。両テストパ
ターンがマツチした場合は、ロジツクフローが第15図へ
と続く。テストパターンのいずれかがマツチしないと、
音声サブルーチンが“エラー（誤り）”と発声するため
に呼出され、装置電源がシヤツトオフされる。

第15図を説明すると、その頂部ブロツクは14個の逐次XR
OM命令を通しての進行のためにルーチンを表わしてお
り、その後、遠隔（相手）入力が遠隔制御が指示されて
いるかをきめるためにチエツクされる。ローカル制御は
制御パネルのスイツチオンで指示され、明滅カウンタが
10にセツトされ、遠隔制御が指示された場合には、明滅
カウンタが11にセツトされる。

第16図の頂部ルーチンは250ミリ秒間LEDデイスプレーの
明滅を起こし、そして明滅カウンタを０に継続的減少さ
せる。その時点で、音声シンセサイザーが“用意が出来
た（START is ready）”の声を呼出し、診断はそこで
完了する。装置は次にすべてのフラグを初期化し且つあ
きカウンタをスタートさせることに依つて操作の準備を
し、このあきカウンタは電力節約カウンタでスタート
（START）キイを押す様な入力命令が受入れられない時
は10分後に装置をシヤツトオフする。

装置は次に第17図の主プログラム・ループに入り、これ
は操作者に特定のドリルを選ばせそしてそのドリルのす
べての選択されたパラメータを設定できる様にするもの
で、その後、操作者がスタート（START）キイを押す。
第17図の頂部は各エントリー後、声を聞くための“クリ
ツク”キイを呼出すことのできる音声シンセサイザーを
表わしており、あきカウンタは各エントリー後リセツト
される。

第17図の右部分は可能なキイストロークに対応する32の
異なるルーテインを表わしており、そのより複雑なルー
テインは第28図乃至第35図に示されている。第17図の中
央左側は装置の４状態のルーチンを表わし、その１、２
及び３状態は第25、26及び27図に示されている。０状態
ルーチンはアイドルスタートであり、その時はあきカウ
ンタが走行させられる。１状態ルーチン、第25図は数字
状態ルーチンであり、そこでは各キイエントリーに依つ
て選ばれた数字モードがデイスプレーされる。２状態ル
ーチン、第26図は時間変更（time modify）デイスプレ
ールーチンであり、そして３状態ルーチン、第27図はド
リル運転ルーチンである。４状態ルーチンの一つの完了
後、第17図のルーチンが反復される。

第18図はバツクグラウンドタースクの高次全体像であ
り、バツクグラウンドタースクへのエントリー及び退場
機構として働らくバツクグラウンド・クロツク・インタ
ーラプト・ルーチンを示している。実時間クロツクイン
ターラプト（毎ミリ秒）の受信時に、装置の現状態が、
レジスタの選択的変更組に依る後刻回復のために記憶装
置中に記憶される。クロツクは次のインターラプト発声
のために必要な除数が再装荷され、そして“装置（Syst
em）”サブルーチンを呼出してすべての保持機能、キイ
ボード走査、LEDルフレツシユ及びI/Oを目立たさること
が行なわれる。

“装置”サブルーチンから復帰後、クロツクインターラ
プトルーチンは擬似乱数発生器を再シードしてドリルプ
ログラムにそのランダム性を効果的に与えるためのXROM
中への出発ドリルインデツクスとして使用する。

装置の状態はクロツクインターラプトルーチンの実行前
と同一の状態に次に復帰して、そしてプログラムは次に
第18図のバツクグラウンドタースクから第17図の主ルー
プに復帰する。

第19図乃至第24図は毎ミリ秒にほゞ１回実施されるバツ
クグラウンドタースクを表わしており、第19図乃至第24
図の論理流れ図（ロジツクフローダイヤグラム）はそれ
らの図中で示す様にすべて相互結合されて、従つて論理
流れの実際操作は全体装置の状態に全く依存している。

第19図を説明すると、タイマがオンになると、装置は第
20図のタイミングルーチンを進み、そして次にタイマが
オンでない時と同一の第19図の同一論理点に入力B3上の
第19図に復帰する。ルーチンは次に休止、ビー音又は電
灯がリクエストされたかどうかをチエツクし、無いと第
22図のキイボード走査機能LEDデイスプレーリフレツシ
ユ（更新）ルーチンに進む。リクエストがあつた場合に
は、第１回のリクエストであるかどうかをチエツク、そ
してそうでないと、第21図の入／出力（I/O）パスルー
チンに進む。リクエストが第１回リクエストの場合に
は、リクエストI/Oの第１パスフラグがクリヤーされ
て、そのため次のパスは時間の終結迄付属タイマを減少
させるだけである。I/Oリクエストが休止用のものだつ
た時は、ルーチンは第22図のキイボード走査及びLEDリ
フレツシユ（更新）ルーチンに進み、そうでない場合に
はデータバスがリクエストされた様に電灯又はビー音を
励起させる様に構成されて、ルーチンは次にバツクグラ
ウンドタースク・ルーチンから出る。

第20図は0.01秒カウンタ、1.0秒カウンタ及び30秒カウ
ンタについての論理流れ図を示す。ここに示されている
マイクロプロセツサは８ビツトマシーンであり、従つて
次のバイトが必要なタイミング分解能を得るために利用
される。このルーチンでタイミングリクエストについて
の第１パスでこれがあれば、第１パスフラグがクリヤさ
れて0.01秒、1.0秒及び30秒フリスケラーが初期化され
る。プリスケラーは、当業界では充分に標準的である様
に、このルーチン中で示される様に次に増加させられ
る。

第21図は一般的には点灯時間をチエツクするための、そ
してより特にはI/Oプリスケラーの再設定、I/Oリクエス
トフラグのクリアー、及びリクエストされた時の電灯又
はビー音をターンオフする様にデータバスを構成するた
めのI/Oパスルーテインであり、そして又、直送ルーチ
ンである。

第22図は後述の様に相互依存するLEDデイスプレーリフ
レツシエ及びキイボードマトリツクススキヤナーを表わ
す。このルーチンではｎデイジツト・デイスプレーデー
タが当初得られて、阻止デイスプレーフラグが次にチエ
ツクされる。（阻止がリクエストされた）それが設定さ
れた場合にはデイジツトセグメントデイスプレーデータ
が特別の“空白データ”符号で置換されて、これがLED
デコーダドライバに選ばれたデイジツト上のすべてのセ
グメントを回転させる。設定されていなければ、アドレ
スバス、制御バス及びデータバスがLEDデイジツト陰極
及びキイボード行を駆動させ、キイボードのその行から
の出力を解読して翻訳する構成となる。キイが押された
場合は、第23及び第24図のキイ検出及び下がりルーチン
にプログラムが進む、このルーチンも当業者では充分標
準的なものである。キイが押された時、キイの行列が符
号化されて走査フラグが指標としてセツトされ、押し下
げられたカウンタがバツクグラウンドタースクから出る
時に初期化されるべきことを示す。

ルーチンは次に、図示した入力G3又はE3のいずれかで同
一のキイが押されたものとして前に検知されているかに
従つて第23及び24図のキイ検知及び押下げルーチンに進
む。第23及び24図のキイ検知及び押下げルーチンは充分
に標準的なルーチンであり、従つてここでは詳細に論じ
ない。第24図のルーチンの終点で第19図乃至第24図のバ
ツクグラウンドルーチンから出る。前述した様にこれら
のバツクグラウンドルーチンは0.001秒毎に繰返され
る。

第25、26及び27図は第17図の01数字表示ルーチン、02変
更表示ルーチン、及び03ドリル運転状態ルーチンであ
る。01数字表示（デイスプレー）ルーチンでは、表示す
べき数字は３ビツト10進数に変換され、次に解読されて
LEDデイスプレーを駆動する。02変更デイスプレールー
チンでは、索引修正で変更バイトは５倍されて、得られ
た数を３ビツト10進数に変換し、それが解読されてLED
デイスプレーを駆動させる。03ドリル運転状態ルーチン
では、運転フラグの状況がチエツクされ、運転にセツト
されていなければ、ルーチンが出る。概略では、各XROM
カートリツジはある数のドリルを含んでおり、その各々
は終りへの沢山の逐次的命令から成る。終りで、新らし
い乱数命令（第18図）が選ばれ、ドリルはその中程であ
るランダムな状態でスタートし、そして終り迄進む、そ
の後新たな乱数命令が入り、ドリル時間の終結迄続けら
れる。

対応するキイストロークの処理を示している第28乃至38
図を説明すると、この例示はドリルの選択、運転、休
止、及び停止についての利用者のリクエストが如何にし
て満たされるかを示すものである。

装置初期化（第13−16図）時に、次の省略パラメータが
存在する：モード・アイドル、運転フラグ＝運転、ドリ
ル状態＝ウオーム・アツプ、技能レベル＝初心者、ドリ
ル持続時間＝１分、及びドリル＃＝１。利用者が“アド
バンスト（上級者）”キイを押し、これが検出、押下げ
られ、バツクグラウンドタースク（第19−24図）によつ
てフオアグラウンドプログラムメインループ（第17図）
に渡される。キイ−ジヤツプ表“KEY JEB"がプログラ
ム実施を“ADV"で再開し、これは単に技能レベルを“ア
ドバンスト”（＝２）に変える。すべての技能レベル変
換器−初心者／中級者／上級者−が技能レベルフラグ
“スキル”の同様な再調整を行なわせ、それがSROM索引
の運転時間の変更に役立つことは容易に見取れる。

利用者は次にウオームアツプ時間を止めるかをきめて、
そうするならばCANCEL WARM−UP KEYを押して、主ルー
プ（第17図）にプログラムをウオームアツプを中止する
様に命令させる。（第29図ケース＃19）。次にドリル状
態を“warm−up（ウオームアツプ）”から“normal（正
常）”に変えることによつてウオームアツプドリルを無
くした有効なモード、アイドル又はドリル、についてテ
ストを行なう。

次に利用者が“program"キイを先ず押して主プログラム
ループから“prog"ルーテインに出して、ドリル＃４をX
ROMから選ぶ。次に有効な現行モードが“idle（アイド
ル）”であることがテストされ、これが“prog"ルーチ
ンに以下の様にドリル＃の次のエントリーの準備をさせ
る。最小及び最大ドリル＃限界がセツトされ、プログラ
ムモードは“idle（アイドル）”から“entry（エント
リー）”に変り、エントリー型フラグが“program"に設
定され、そして一時的なデイジツトエントリー数が０に
セツトされる。利用者は次にデイジツト４をキーボード
から入力し、数プロセツサで“４（フオー）”の取戻し
を行わせ、これはその対応数“０、………9"同様、一時
的なデイジツトエントリー数を変化させ、“entry（エ
ントリー）”の有効モードをテストする。２個以上のデ
イジツトの数字エントリーは前にエントリーしたものを
10倍して、その結果を入力したデイジツトに加えること
によつて調節される。この方法で３個のデイジツトの最
大値が処理出来、各デイジツトの受取り時のデイジツト
カウンタを用いて行なわれ、バツクグラウンドタースク
は第22図のルーテインを経て（例えば“004"）の操作合
計を表示する。

利用者は“entry"キイを押して、主ループを“enter"プ
ログラムの制御に移すことによつて、彼の数字エントリ
ーを終らねばならぬ。有効な“entry"モードについてテ
ストが行なわれる、これが満足させられると入力値（上
述の最小又は最大数についての）の追加限界がチエツク
される。最後に“enter"プログラムが先に“program"に
セツトされたフラグをもとにして入力した値を用いてど
の分野（ドリル／電灯／持続時間／タイマ）を置換すべ
きかをきめる。モードは次に“idle"にリセツトされ、
主プログラムループに前にセツトされたLED阻止フラグ
が再入力される。“enter"キイを押す前は、“clear"キ
イを押して一時的なデイジツトエントリー数を０にリセ
ツトさせて、現在の数字エントリーを削除することがで
きることに注意されたい。

次に利用者が選んだドリル中のすべての電灯の“on tim
e"を10％だけ伸そうときめる、これは先ず“modify"キ
イを押して主ループを“modify"ルーチン下に制御を移
させることによつて行なわれる。このルーチンは現行モ
ードが“idle"であることをチエツクして“modify"に変
える。“all lamps"キイを押すと制御がオールランプル
ーチンに移り、これは変更索引に“all lamps"フイール
ドを指向させる。変更索引を適切に操作して時間／休止
／電灯変更キイが同様になることは明らかである。10％
調節は“＋５％”キイを続けて押すことによつて行なう
ことができる。有効な“modify"モードについてテスト
がなされ、そうであれば変更索引によつて指示された
“all lamps"フイールド点灯時間の後の補正によつて２
回増える。“−５％”機構もアドレス指定されたフイー
ルドが続いて減る以外は同一である。

この仮定例を続けると、利用者は次に“start/stop"キ
イを押して主ループを“スタート”ルーチンに分岐させ
ることによつて選ばれたドリル（＃４）のスタートをき
める。ここでもモードがすでに“drill"にセツトされて
いるかを見るテストが行なわれ、その場合にはリクエス
トが“stop"として中断されてモードが“idle"に変わ
る。そうでなければ“start"ルーチンはドリル＃と技能
レベルに基づいてXROMドリル・ポインターを計算し、乱
数シードに基づいて出発段階指標を調節する。モードが
次に“drill"に変りそして運転／休止フラグが“run
（運転）”にセツトされる。XROM中に含まれている装置
制御系統は次に開始音声、指示等を行なう様になり、そ
して利用者は語“ready,set.go（用意、位置について、
始め）”を用いた耳で聞く秒読みによつて自身の位置を
きめる機会を与えられる。選ばれたドリルが一つ一つ第
27図に示す様にここで実行される。“pause（休止）”
キイを押して“pause"ルーチンにフラグを“run"から
“pause"に（そして次に“run"に）行かせることによつ
て一時的にドリルを停止したままにすることもできる、
“run"にもどすことは第27図のドリル運転ルーチンに次
のドリル段階の実行を指示する。ドリルは次にこの方法
で上述の様に利用者によつて停止させられるか、又は第
17図に示す様にタイマの終結時迄動き続ける。

テクニツク及び加速反応トレーニング用の装置について
の本発明のいくつかの態様とその変型を詳述したが、本
発明の開示及び教示は当業者に多くの変えた設計を示唆
しているであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はテニス・プレーヤーのトレーニングに本発明を
使用する例を示す概要透視図である。 第２図は第１図に示されている刺激バツテリー用の概要
回路図である。 第３図は対象体に望まれる種類の運動の目にみえる指示
を与えるための刺激バツテリーの立面図である。 第４図は技倆の進んだテニス・プレーヤーのトレーニン
グに本発明を使用する例を示す概要透視図である。 第５図はフオトセンサ組立体の側部立面図である。 第６図は第５図のフオトセンサと共に使用するための光
源の側部立面図である。 第７図は第３図に示す種類の刺激バツテリー用の概要回
路図である。 第８図および第９図は小型携帯用ケースの寸法のポータ
ブルユニツトとして設計した本発明の好ましい商業用実
施例を示すものである。第８図はポータブル・ケースの
頂部内側に取付けた６個の高強度ランプの表示パネルを
示すものであり、そして第９図はポータブル・ケースの
底部内側に取付けた制御キイパツドおよび制御デイスプ
レイパネルを示すものである。 第10図はSTART装置と組合せて使用するために開発した
運動マツトの好ましい実施例の平面図である。 第11図はマイクロプロセツサ制御STARTの好ましい実施
例の主要な要素のブロツク・ダイヤグラムである。 第12図〜第33図はマイクロプロセツサ用プログラムの主
要な論理フロー・ステツプを示す論理フローダイヤグラ
ムである。これらのうち 第12図〜第16図は始めに作動させた後の、ユニツトの開
始に含まれるプログラミングの諸工程を示すものであ
る。 第17図は操作者にドリルをえらばせ、その操作を支配す
るパラメータを仕立てさせる主たる操作ランニング・ル
ープのプログラム系列を示すものである。第17図の中央
は装置の４つの状態の作業を示し、第17図の右側は31の
異なつた作業を示す。 第18図は0.01秒毎に行なわれる中断およびバツクグラン
ド作業の取扱いを示すものである。 第19図〜第24図は0.01秒毎に行なわれる中断およびバツ
クグランド作業の相関論理フロー・ダイヤグラムを示す
ものである。これらのうち、 第20図および第21図はプロセツサのタイミング機能およ
びカウンターの論理フロー・ダイヤグラムである。 第22図はLEDデイスプレイ駆動およびキイボード・マト
リツクス走査の操作の論理フロー・ダイヤグラムであ
る。 第23図および第24図はキイ検知および脱バウンドの作業
の論理フロー・ダイヤグラムである。 第25図〜第27図は装置の３つの状態の作業すなわち数字
デイスプレイ作業（第25図）、変形デイスプレイ作業
（第26図）およびドリル・ランニング作業（第27図）の
論理フロー・ダイヤグラムを示すものである。なおこれ
らの状態の作業は第17図の主要な操作ループの中心部分
に示されているものである。 第28図〜第35図は第17図の主要操作ループの右側部分に
示されている31の作業のより複雑な論理ダイヤグラムで
あり、スタート作業（第28図）、プログラム作業（第29
図）、初心者作業（第30図）、数字作業（第31図）、変
形作業（第32図）、持続作業（第33図）、キヤンセル・
ウオーミング・アツプ作業（第34図）およびエンター作
業（第35図）の論理ダイヤグラムを包含する。 図中において； 10……刺激バツテリー装置;12……バツテリー;14、16、
18……ランプ;20……支持体;22、24……スイツチ;30…
…競技者;32……ベースライン;34……センターライン;4
0……レシーバー要素;42、44……マーク;46……フオト
センサユニツト;110……刺戟バツテリー;112、114、11
6、118、120、122……ランプ;124……支持体;126……基
台;128……電力供給体;130……導線プラグ;132……スイ
ツチ;134……サイクル・スイツチ;136……トリガ・トラ
ンジスタ;137……レジスター;142、144、146、148、15
0、152……ワンシヨツト・トリガ回路;156……論理回
路;220、222、224、226、228……フオトセンサ;232……
電子時計;236、238、239……焦点帯域;240……フオトセ
ンサ組立体;241……フオトセンサ;242……支持体;244…
…三脚基台;246……接続子;248……ランプ;250……支持
体;252……三脚基台;254……コード;300……ポータブル
・ユニツト上部;302……ポータブル・ユニツト底部;304
……ランプ;306……スピーカー;308……キイパツド;310
……デイスプレイ;312……メモリー・カートリツジ;314
……開口;316……ボリユーム・コントロール;318……ス
イツチ;320、322、324……ポケツト;340……マツト;342
……位置マーク区域;344……応答マーク区域;346……中
心正方形区分;350……電力供給体;352……マイクロプロ
セツサ;354……アドレス;356……コントロール・バス、
358……データ・バス;360……コーチ・モジユール;362
……ランプ駆動体;364……ランプ;366……プロセツサ・
チツプ;370……カートリツジ;372……開口;374……デコ
ーダー／ラツチ;376……バス界面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヨン ジエイ ガゾ アメリカ合衆国ニユーヨーク州 コマツク キヤラメル ロード 120 (56)参考文献 特開 昭52−2627（ＪＰ，Ａ) 実公 昭57−33897（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭58−37430（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記の（ａ），（ｂ）および（ｃ）の要素
   から成ることを特徴とするトレーニング・プログラムに
   よる人間の技術および促進反応トレーニングのための装
   置： （ａ） それぞれのライトが所定時間で人間が行うべき
   異なった特定の運動パターンを表す、人間の前面にみえ
   るように配置される一連のライト； （ｂ） トレーニング・プログラムを行っている人間に
   は知られておらずその人間にはランダムにみえるように
   一連のライトから一度に１つずつ、行うべき特定の運動
   パターンを表すライトを選択的に照明するための制御装
   置であって； それによって人間は照明される未知のライトを待って次
   いでその特定のライトに応答して行われるべき特定の運
   動パターンをある測定時間中に実行しなければならない
   ようにし、次いで人間は照明されるべき次の未知のライ
   トを待って次いでその特定のライトに応答して行われる
   べき特定の運動パターンをある測定時間中に実行し、そ
   してそれぞれの異なったライトに対して異なった個々の
   応答時間を入れるようプログラム可能で且つそれぞれの
   個々の応答時間をタイマー設定されるようなした制御装
   置；および （ｃ） それぞれの個々の応答時間の終わりに制御装置
   によって作動されて該応答時間の終わりに人間に可聴信
   号を送り、それによってプログラム実行中の人間が該可
   聴信号を聞く前にその特定の運動パターンを完成させる
   ように作業するようになした可聴信号発生器。
2. 【請求項２】一連のライトが頂部および底部にそれぞれ
   ３個づつ水平に配置した合計６個のライトから成り、そ
   して頂部および底部の列が相互に上下方向に整列してい
   る特許請求の範囲第１項記載の技術および促進反応トレ
   ーニングのための装置。
3. 【請求項３】装置がポータブル・ケース中に作られてい
   て該ケースの頂部と底部が開放自在であり、そして一連
   のライトが該ケースの頂部に取付けられており、制御装
   置がケースの底部に配置されている特許請求の範囲第２
   項記載の技術および促進反応トレーニングのための装
   置。
4. 【請求項４】制御装置がマイクロプロセッサ操作の制御
   装置である特許請求の範囲第１項記載の技術および促進
   反応トレーニングのための装置。
5. 【請求項５】１のトレーニング・プログラムが制御装置
   に付随する開口に挿入自在のカートリッジ中に取付けた
   外部メモリー中に貯蔵されており、該カートリッジが一
   連のライトのうちの特定のライトの照明順序をそれぞれ
   のライトについての異なった個々の応答時間と共にメモ
   リー中に貯蔵しており、それによってプログラム・カー
   トリッジを変えるだけで別のトレーニング・プログラム
   を制御装置中で使用しうるようになした特許請求の範囲
   第４項記載の技術および促進反応トレーニングのための
   装置。
6. 【請求項６】カートリッジが異なった系列のライトおよ
   び異なった個々の応答時間をもついくつかの異なったト
   レーニング・プログラムをメモリー中に含んでいる特許
   請求の範囲第５項記載の技術および促進反応トレーニン
   グのための装置。
7. 【請求項７】カートリッジが一連のライトのうちの少な
   くとも１つの特定のライトを他のライトよりも瀕度多く
   照明する弱点ドリルプログラムでプログラムされてお
   り、その特定のライトが人間によってなされるべき弱点
   の運動パターンを表すものとし、これによってプログラ
   ムが特定の弱点の運動パターンを強化するよう作動する
   特許請求の範囲第５項記載の技術および促進反応トレー
   ニングのための装置。
8. 【請求項８】マイクロプロセッサ操作制御装置がキイパ
   ッド・エントリー配列のキイによってプログラムされ、
   且つ装置中に作られるエントリーを表示するためのキイ
   パッド・エントリー・ディスプレイを含んでいる特許請
   求の範囲第４項記載の技術および促進反応トレーニング
   のための装置。
9. 【請求項９】メモリー中に貯蔵されているそれぞれのラ
   イトの個々の応答時間がキイパッド・エントリー配列の
   操作によって変更可能で再プログラム可能である特許請
   求の範囲第８項記載の技術および促進反応トレーニング
   のための装置。
10. 【請求項１０】パーセンテージ・ファスター・キイがキ
    イパッド・エントリー配列上に備えてあってプログラム
    中の応答時間を変更させる作業を作動してこれらの時間
    を所定の％の時間はやくし、そしてパーセンテージ・ス
    ローアー・キイがキイパッド・エントリー配列上に備え
    てあってプログラム中の応答時間を変更させる作業を作
    動してこれらの時間を所定の％の時間おそくするように
    なっている特許請求の範囲第８項記載の技術および促進
    反応トレーニングのための装置。
11. 【請求項１１】特定の運動パターンの行われた終点にお
    いて人間によって作動される少なくとも１つのセンサー
    が制御装置に結合されており、該制御装置が、人間が該
    センサーを作動させるに要した作動時間を測りそしてそ
    れぞれの測られた作動応答時間をメモリー中に貯蔵する
    特許請求の範囲第４項記載の技術および促進反応トレー
    ニングのための装置。
12. 【請求項１２】トレーニング・プログラム中に照明され
    るべきそれぞれのライト毎に対応する圧力タッチ・パッ
    ドを含み、そして制御装置が、人間がそれぞれの圧力タ
    ッチ・パッドに触れるに要した作動時間を測りそしてそ
    れぞれの測定された作動応答時間をメモリー中に貯蔵す
    る特許請求の範囲第11項記載の技術および促進反応トレ
    ーニングのための装置。
13. 【請求項１３】位置マーク区域及び応答マーク区域を有
    して該それぞれの応答マーク区域にタッチ・パッドが配
    置されるトレーニング・マットをさらに含み、人間がト
    レーニング・マット上のある１の位置マーク区域の方を
    向いて次いで一連のライト中の個々のライトの付勢に応
    答して特定の運動パターンを実行してその終了時にトレ
    ーニング・マット上の応答マーク区域に触れうるような
    した特許請求の範囲第４項記載の技術および促進反応ト
    レーニングのための装置。
14. 【請求項１４】制御装置が更に、トレーニング・プログ
    ラム期間中、装置の正しい操作を人間に指示するための
    音声合成回路を含んでいる特許請求の範囲第４項記載の
    技術および促進反応トレーニングのための装置。
15. 【請求項１５】マイクロプロセッサがアドレス・バス、
    コントロール・バス、およびデータ・バスに結合されて
    おり、そして一連のライトのそれぞれがアドレス・バ
    ス、コントロール・バス、およびデータ・バス上で発生
    する信号によってマイクロプロセッサに結合されマイク
    ロプロセッサによって制御される特許請求の範囲第４項
    記載の技術および促進反応トレーニングのための装置。