JPH10500592A - 現実風の野球練習機と娯楽システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 現実風の野球練習と娯楽装置１０は、打った野球用ボール１３又はソフト用ボールの飛球線と速度を検知する。発明は、打ったボールの軌道情報に応答して試合する擬制ゲームの表示（ディスプレイ）を含む。又、本発明は、ボールの飛球線に応じて選手を動かすことにより擬制ゲーム２０と相互作用させることを使用者に可能とさせる。

Description

【発明の詳細な説明】 現実風の野球練習機と娯楽システム 発明の背景 １．発明の分野 本発明は、野球（ベースボール）やソフトボールの試合を疑似体験（シュミ レート）させる装置に関する。特に詳述すれば、本発明は、投げたおよび打った ボールの縦と横の座標と速度を検知する現実に似せた野球練習機と娯楽システム に関し、該ボールはいくつかの検知面を通り、ボールの軌道を計算し、ビデオデ ィスプレイモニタに打ったボールの見せかけの飛び具合を映写させる。又、本発 明は、ボールの見せかけの飛びに応答して遊ぶゲーム機への接続を使用者に可能 とさせる。 ２．従来技術の記載 野球やゴルフの試合の様々な場面を擬態させかつ分析するための各種装置が 開発されている。これら装置は、娯楽や練習を含むいくつかの目的に適うように なっている。 野球ゲームを分析する従来装置が米国特許明細書にみられるが、米国特許第 3,117,451号明細書はバッター（打者）のスイングを分析する装置を開示し、米 国特許第4,545,576号明細書は野球用のボールを打ちかつその軌道を示す装置を 開示し、米国特許第4,563,005号明細書は野球用ボールの投球動作を演算する装 置を示す。これら従来技術のシステム、装置はほとんど拡大された光の検知装置 を利用しており、該装置は、投げたボールや振ったバットの速さや軌道を検知す る。 米国特許第4,150,825号明細書は、ゴルフシュミレーション装置を例示する 。同明細書は、いくつかの検知面を通るゴルフボールの時間や水平位置について のデータを集める装置を開示 する。該装置からのデータをもとに、コンピュータが打球の距離の表示を予測し 、その後、ボールが自由に飛んでいくものとして、ボールの着地点を計算する。 従来のシュミレーション装置は、いくつかの制限を受ける。第１に、従来の 野球のシュミレーション即ち擬態装置は、一般に、投げたボールの速度や振った バットの位置を測定するが、打ったボールの軌道を検知するシステムは、野球や ソフトボールゲームに伴う運動の一部を解析しており、野球やソフトボールの実 際の動きを擬態即ちシュミレートしていない。 従来技術の第２の制限は、打ったボールの軌道情報に応じた動きのゲームの 表示をしていないことにある。従来のシュミレータは、単に、投げたボールや打 ったゴルフボールの飛び具合を擬制させるのみで、外野手やピッチャー（投手） の動きのようなゲームの付加的概念を擬制していない。 従来技術の第３の制限は、装置がボールの擬制された動きに応答して選手の 位置を変え、擬制されたゲームと相互に作用させることを使用者ができないこと にある。 従来技術の第４の制限は、装置が、娯楽や練習目的のために、使用されよう とする統計を記入し、表にし貯える手段を持たないことにある。 かくして、打ったボールの速度や飛び具合を検知するための現実風の野球の 練習や娯楽装置の必要性が存在する。又、打ったボールの軌道情報に応じて競技 する擬制ゲームの表示を備えるシュミレータ装置の必要性が存在する。さらに、 ボールの擬態飛球に応じて選手を動かすことにより擬制ゲームと相互に作用する ことを可能とさせるシュミレータ装置の必要性が存在する。 本発明の目的と概要 本発明の目的は、現実風の野球練習と娯楽装置を提供することにあり、該装 置は打った又は投げたボールが自由に飛ぶものとして、該ボールの飛び具合を計 算するため、複数の検知面を該ボールが通るとき、該ボールの速度と縦横座標を 検知するものである。 本発明の他の目的は、打ったボールの軌道情報に応じて競技する擬制ゲーム の表示を提供するシュミレータ装置を提案することにある。 本発明の別の目的は、練習目的のために、背番号のような個人情報の記入を 可能にしかつ出場する各選手の統計を表にし貯えるシュミレータ装置を提供する ことにある。 本発明についての次の記載から明らかな他の目的に応じて、現実風の練習と 娯楽装置が提案される。同装置は、バッターにボールを投げる投球機、いくつか の検知面を介して投げた又は打ったボールの軌道を検知する複数個の光センサ、 ボールの投げ出された軌道と速度を計算しかつ投げた又は打ったボールに応じて 競技する野球ゲームの図柄を作るコンピュータ、ボールの飛球線と関連する図柄 を表示するビデオ表示モニタ、打った又は投げたボールの軌道情報に応じて選手 の動きをバッターや使用者が制御可能とさせる相互作用コントロール、および特 別の選手を認識するカード読み取り器（リーダ）を含む。 本発明は、投げたボールの速度や打ったボールの飛球線を検知する。本発明 は、又、打ったボールの軌道情報に応じて競技する擬制ゲームの表示を可能にす る。本発明は、使用者をして、ボールの擬制飛球線に応じて選手を動かすことに よりゲームに相互作用することを可能にし、１人以上の打者の打席統計を表 にしかつ貯えることを可能とする。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の現実風の練習と娯楽装置の構成を説明する斜視図である。 図２は、本発明のセンサと表示（ディスプレイ）装置の部分斜視図である。 図３は、打ったボールが検知面を通るときの該ボールの座標を説明する検知 面の正面図である。 図４は、検知面の一つを通る投げたボール又は打ったボールの軌道を感知す るリニアスキャンナのブロック図である。 図５は、本発明の各構成の連結を説明するシステムブロック図である。 好ましい実施例の詳細な説明 図１を参照する。現実風の練習と娯楽装置１０は投球機１２、複数個の検知 面１４、１５、コンピュータ１６、ビデオ表示（ディスプレイ）とシュミレータ モニタ１８、および相互作用（インターアクティブ）コントロール２０を含む。 投球機１２と検知面１４、１５は、投げたボールや打ったボールを逃さないよう 網２４からなる通常のケージ２２内に収納される。 投球機１２は通常のピッチングマシンであり、本塁のベース板２８横に立っ ている選手２６にボール１３を投げるよう設計されている。投球機１２はボール 用のアームとボールを貯めている部分を有す。当業者に各種の投球機が知られ、 これらが本発明に適用され得る。ボール１３を選手２６に一旦投げられると、ゲ ームは、選手２６が図１のケージ２２内でボールを打つことである。好ましい実 施例では、ケージ２２の床は、ボールを転がすよう、投球機１２に向かって傾斜 する。 検知面１４、１５は、平行にして離間した面であり、投球機１２と選手２６ との間に位置する。各面は面を通る投げたボールや打ったボールの軌道を検知す るための装置を含む。検知面１４、１５とベース板２８とは離間し、その寸法は 、両面を通る打ったボールが実際のゲームでフェアボールであるよう決められる 。 図２に詳細に示すように、検知面１４は、打者にもっとも近く、剛体のフレ ーム３０、対の光スキャンナ３２ａ、３２ｂ、および対の光源３４ａ、３４ｂを 有す。検知面１５は投球機１２に近く、剛体のフレーム３０、対の光スキャンナ ３８ａ、３８ｂ、および対の光源４０ａ、４０ｂを有す。 フレーム３０、３６は、通常のフレーム装置であり、検知面１４、１５の構 成のための骨組みとなるよう作られる。フレーム３０、３６は検知面１４、１５ により囲まれる面域を画定しかつ通常の材料で組み立てられる。好ましい実施例 では、フレーム３０、３６は、構造鋼よりなり、幅１５フィート、高さ１５.５ フィートの面を囲み、フレーム３０、３６は約４フィート離間する。当業者は、 フレーム３０、３６が既存のバッティングケージ内に適合できることを知るであ ろう。 フレーム３０、３６の内部は、パネル４２、４４、４６で結合され、通常の 非反射系の黒布や面で覆われる。黒色の布テープが、以下に述べる如く、パネル ４２、４４、４６をして光を吸収させることを可能にする。 光源３４ａ、３４ｂ、４０ａ、４０ｂは、通常の可視光の光源であり検知面 １４、１５を照射するため用いられる。光源３４ａ、３４ｂはフレーム３０の頂 部の角部に装着され、光源４０ａ、４０ｂはフレーム３６の頂部の角部に装着さ れる。 光源３４ａ、３４ｂ、４０ａ、４０ｂは、検知面１４、１５により囲まれた 全面に可視光を向ける。たとえば、投げたボールや打ったボールのような飛行物 体が検知面１４又は１５に入ってくると、光源３４ａ、３４ｂ、４０ａ、４０ｂ からの可視光が物体から反射する。非反射面４２、４４、４６は検知面１４、１ ５に向けた他の全ての光を吸収する。それ故に、上に向けられた光のみが検知面 １４、１５に入ってきた物体からの反射光となる。以下に詳述する如く、投げた ボールや打ったボールが検知面１４、１５を通るときの該ボールからの反射光が ボールの座標と速度を決めるのに用いられる。 光スキャンナ３２ａ、３２ｂ、３８ａ、３８ｂは、通常に充電したカップル 装置ＣＣＤカメラであり、これは公知であり、打ったボールや投げたボールが検 知面１４、１５を通るときおよび場所を感知するために提供される。スキャンナ は、物体から反射する可視光を検知することにより、検知面１４、１５を通る物 体の通路を感知する。 図２に示す如く、光スキャンナ３２ａ、３２ｂは検知面１４により囲まれた 面を監視し、光スキャンナ３８ａ、３８ｂが検知面１５により囲まれた面を監視 する。各スキャンナは９０度（角度）掃射し、検知面１４、１５により囲まれた 全面を同時に光スキャンナにより監視する。 図４は、広角レンズ５０とＣＣＤ配列５２とを含む代表的な光スキャンナ３ ２ａを示す。レンズ５０は検知面１４により囲まれた面を監視しかつ配列５２上 に監視（モニタ）した面の像を投影する。投げたボール又は打ったボール１３が 検知面１４、１５を通るとき、光源３４ａ、３４ｂ、４０ａ、４０ｂにより供給 された可視光は、ボールから反射しかつ光スキャンナ３２ ａ、３２ｂ、３８ａ、３８ｂにより受光される。配列５２は、ＣＭＯＳホトセル の配列よりなり、ＣＭＯＳホトセルはレンズ５０により送られた入射光レベルに 比例する充電をする。センサの内部回路素子は、投げたボール又は打ったボール のビデオ信号を作るため貯えた充電量を順々に電子的に読む。以下に詳述する如 く、光スキャンナ３２ａ、３２ｂ、３８ａ、３８ｂにより作られる信号はコンピ ュータ１６に引き渡され、コンピュータ１６が投げたボール又は打ったボールが 検知面を通る時間と位置を決定する。 図３は投げたボール又は打ったボールが検知面１４を通過するときのボール の座標マップを示す。同様の座標マップ機能が検知面１５をボールが通るとき実 行される。野球ボールのような物体が検知面１４を通るとき、光スキャンナ３２ ａ、３２ｂが横梁１４ａと光スキャンナからボール向う線とにより作られる角度 θ₁とθ₂によりボールの位置を定める。各スキャンナは物体のデカルト座標の計 算のためコンピュータ１６にその角度データを送る。スキャンナ３２ａ、３２ｂ は、検知の時間を示すためコンピュータ１６にタイミング信号を送る。光スキャ ンナ３８ａ、３８ｂは、検知面１５をボールが通るとボール（物体）の角度デー タとタイミング情報を同じ方法で送る働きをする。 コンピュータ１６は、たとえばＩＢＭコンパーティブルパーソナルコンピュ ータのようなマイクロプロセッサを基にした計算機である。コンピュータ１６が 光スキャンナ３２ａ、３２ｂ、３８ａ、３８ｂから角度とタイミングデータを受 けかつ投げたボール又は打ったボール１３の軌道や速度情報を計算する。以下に 述べる如く、コンピュータ１６は複数個の使用者の入力装 置からの情報を受けかつビデオの表示スクリーン上に打ったボールの軌道や速度 を表示するための出力を作る。 コンピュータ１６の構成要素は図５に詳細に示す。コンピュータ１６は、複 数個の入力と出力装置にデータを受けかつ送るためのいくつかのデータポートと データ処理のためのＣＰＵを含む。より詳細には、コンピュータ１６は投球機１ ２からのデータを受ける直列ポート１６ａ、光スキャンナ３２ａ、３２ｂ、３８ ａ、３８ｂからのデータを受ける直列ポート１６ｂ、カード読み取り器（リーダ ）とモードセレクタパネル２１からの情報を受けるためのデータ入力／出力（Ｉ Ｏ）ポート１６ｃ、相互作用コントロール２０からのデータを受けるゲームコン トロールレポート１６ｄ、ビデオディスプレイ（表示）とシュミレータモニタ１ ８へデータを送るビデオ処理ポート１６ｅ、ビデオディスプレイとシュミレータ モニタ１８の録音・再生（オーディオ）システムと連絡する音処理ポート１６ｆ よりなる。コンピュータ１６はデータ伝達回路や他の接続線により種々の入力と 出力装置へ接続される。 コンピュータ１６の直列ポート１６ａは投球機１２からのデータを受ける投 球機即ちピッチングマシンはボールを離すときポート１６ａにタイミング信号を 送りかつコンピュータＣＰＵが光スキャンナ３２ａ、３２ｂ、３８ａ、３８ｂを 始動させるタイミング信号を用いる。コンピュータ１６が、ボール送りの信号を 解析することにより検知面１４、１５を通る投げたボール、打ったボールや他の 物体間の識別を容易に行う。たとえば、光スキャンナ３２ａ、３２ｂ、３８ａ、 ３８ｂが木の葉やその他の物の通過を検知し、しかし、ポート１６ａが投球機１ ２からボール送り信号を受信しないなら、コンピュータ１６が光ス キャンナからのデータを無視する。さらに、本発明は打者がボールを打ったか又 はファールチップしたかを決め得る。たとえば、もし、投げたボールが光スキャ ンナ３２ａ、３２ｂ、３８ａ、３８ｂにより検知されるなら、コンピュータが、 ボールが検知面１４、１５を通過したという表示のすぐ後に対応する信号を受け ることを期待する。もし、打ったボールが所定の時間内に同じスキャンナにより 検知されないなら、打者２６がバットスイングしなかったか、バットを振ったが ボールに当たらなかったか、ファールチップしたかをコンピュータ１６が知る。 何故なら、実際の試合でのフェアボールであるボールは両検知面１４、１５を通 るからである。 直列ポート１６ｂが光スキャンナ３２ａ、３２ｂ、３８ａ、３８ｂからのデ ータを受ける。光スキャンナ３２ａ、３２ｂ、３８ａ、３８ｂは打ったボールや 投げたボール１３に関する角度情報とタイミング信号をポート１６ｂに伝達する 。この情報とともに、コンピュータ１６のＣＰＵが以下の如くボールの軌道と速 度を計算する。 図３を参照する。コンピュータ１６が、次の式を用い、ボールが検知面１４ を通るときのボール１３のデカルト座標を計算する。 θ₁＝センサ３２ａからの角度 ｘ＝両センサ間の距離 θ₂＝センサ３２ｂからの角度 ｙ＝センサの高さ ボールが検知面１５を通るときのボールの座標を同じ方法でコンピュータ１ ６が計算する。又、コンピュータ１６が両検知面１４、１５間を通る物体に要す る時間を計算することにより投げたボールと打ったボールの速度を計算する。次 いで、コンピュータ１６が投げたボールがストライクか又はボールであったか否 か計算し、そして、座標と速度情報を解析することにより打ったボールの擬制軌 道を計算する。 ＩＯポート１６ｃはカードリーダとモードセレクタパネル２１からのデータ を受ける。モードセレクタ２１は、使用者をして打者、投手、対戦相手や球場の 状態についての情報をコンピュータ１６に入力せしめ得るカードリーダ、セレク タスイッチ、キーボードのような通常の入力手段である。コンピュータ１６が、 打たれたボールの軌道情報に応答して競技する野球ゲームの図の像を作るため光 スキャンナ３２ａ、３２ｂ、３８ａ、３８ｂにより供給された角度と速度情報か ら計算されたこのデータと軌道情報を用いる。好ましい形態として、コンピュー タ１６は、練習目的のために出場する選手の各々の打者としての統計を作りかつ 貯えるため個人の認識情報を使用する。 ゲームコントロールポート１６ｄは相互作用コントロール２０からのデータ を受ける。相互作用コントロール２０は、コントロールの使用操作に応じてコン ピュータ１６に入力信号を供給するキーパッドやジョイスティックのような通常 の使用者により操作される入力装置である。相互作用コントロール２０は、選手 又は他の使用者をして、投げたボール又は打ったボールの軌道情報に応じて擬制 した選手の動きを制御しかつ擬制された野球ゲームと相互作用せしめ得るのであ る。 打ったボールの飛球軌道や関連図柄を計算した後、コンピュ ータ１６がビデオ処理ポート１６ｅおよびオーディオ処理ポート１６ｆを介して ビデオ表示（ディスプレイ）とシュミレータモニタ１８にビデオとオーディオ信 号を伝達させる。モニタ１８は図柄から情報を表示することを可能にする通常の オーディオ／可視モニタシステムである。モニタ１８はコンピュータ１６から軌 道情報を受けかつ打ったボールの擬制飛球線を示す。又、モニタ１８は打ったボ ールの軌道情報に応じて競技する野球ゲームの図柄像を示す。モニタ１８のオー ディオ要素は、野球ゲームを一層現実に似せるため協働するスピーカシステムを 介して再生される音声や背景音を作る。 コンピュータ１６は、選手の技術や個性に関する統計を受けかつ計算する。 たとえば、使用者はセレクタパネル２１を介して識別番号を記入でき、コンピュ ータ１６がその打者の平均打率を計算し、貯え、表示できる。ビデオモニタ１８ がゲームを進めるため、これらおよび他の統計を瞬時に表示できる。 操作に際し、使用者は、球場の状態、打者や相手チームについての情報をモ ードセレクタパネル２１を介してコンピュータ１６に記入することでゲームを始 める。前述した如く、この情報は野球の実際のゲームにより似せるために用いら れる。 シミュレーションを始めるため、ベースプレート２８に立つ打者に投球機１ ２からボールを投げさせる。光スキャンナ３２ａ、３２ｂ、３８ａ、３８ｂが検 知面１４、１５を通る投げられたボールの進路を検知し、コンピュータ１６に角 度とタイミング信号を送る。コンピュータ１６がこれら信号を受け、投げたボー ルの軌道と速度を計算する。代表的なストライクゾーンの寸法と軌道情報を基に して、コンピュータ１６が投球がストライクかボールかを判別する。 投げたボール１３がホームベース２８の上を通ると、打者２６が検知面１４ 、１５を通るボールを打とうとする。もしボールをうまく打つと、光スキャンナ ３２ａ、３２ｂ、３８ａ、３８ｂが両検知面１４、１５を介して打ったボールの 行方を検知し、コンピュータ１６に角度情報とタイミング信号を送る。コンピュ ータ１６が角度情報とタイミング信号を受けかつ打ったボールの軌道と速度とを 計算する。 投げたボールと打ったボールに応じて競技する野球ゲームの図柄を作るため 、コンピュータ１６がモードセレクタパネル２１により入力された軌道情報や他 の情報を使用する。図柄（グラフィック）はビデオモニタ１８上に表示されかつ 関連するオーディオ信号がモニタのオーディオ要素で増幅される。 選手や他の使用者が打ったボールの軌道を監視でき、かつコントロールパッ ト２１を介して軌道情報に応じて擬制された選手の動きを制御できる。 当業者が認識する如く、前述した装置は多くの利点を有す。たとえば、現実 風の野球練習と娯楽装置１０が打ったボールと投げたボールの速度と座標を検知 し、ボールの飛球線を計算する。加えて、装置１０が打ったボールの軌道情報に 応じて競技する擬制ゲームの表示を可能にする。さらに、装置１０は、使用者を して、ボールの行方に応じて選手を動かすことにより擬制ゲームと相互作用させ ることを可能とさせる。 当業者に認識できる如く、本発明は前述した好ましい実施例の変形を含む。 特許証により保護を願う請求の範囲を次の如くである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 サイモン， ジエローム アメリカ合衆国、カンサス 66214、シャ ウニー、 ウエスト 75ティエイチ テラ ス 10605、 アパートメント 103 (72)発明者 グリアー， マーク アメリカ合衆国、ミズーリー 63301、セ ント チャールズ、 フオックスボロウ サークル 3412

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．打者が打つことになるボールを投ずる投球機、 投げたボールと打ったボールが複数個の離間した検知面を通る時間と縦横の 位置を検知するセンサ装置、 投げたボールの速度と打ったボールの軌道を計算するための前記センサ装置 に結合されかつ応答するコンピュータ装置、前記コンピュータ装置が前記打った ボールの速度と軌道に相当する図柄表示情報を作ることを可能とし、および 前記図柄表示情報を表示するよう前記コンピュータ装置に結合されたビデオ 表示装置とを有する野球やベースボールの試合を擬制させるための装置。 ２．前記ビデオ表示装置が前記打ったボールの擬制飛球線に応じて動く擬制選手 を含む野球ゲームを表示する装置を備える請求の範囲第１項に記載の装置。 ３．前記ビデオ装置が前記擬制選手の動きを制御するための相互作用コントロー ルを含む請求の範囲第１項に記載の装置。 ４．前記センサ装置が前記離間した検知面方向に光を向ける装置を備え、前記投 げたボールと打ったボールが前記検知面を通るときの該ボールからの反射光を前 記センサ装置が検知する請求の範囲第１項に記載の装置。 ５．前記センサ装置が前記投げたボールと打ったボールが前記検知面を通るとき 該ボールからの反射光を検知する複数個の光感知配列を含む請求の範囲第４項に 記載の装置。 ６．さらに、複数個の離間した支持構造体を有し、該支持構造体が前記光感知配 列を装着できるよう打者と前記投球機との間に位置し、前記検知面を画定する請 求の範囲第５項に記載の装置。 ７．打ったボールを外に逃さない壁体を含みかつ前後の端体部を 有するバッティングケージ、前記前端体部に位置する打者に投球しかつ前記後端 体部に位置する投球機、打者が投げたボールを打つことを試み、 前記前後端体部間に位置しかつ複数個の離間した検知面を画定する複数個の 支持構造体、 前記投げたボールおよび打ったボールが前記検知面を通るときの時間と縦横 位置を検知する前記支持構造体に装架されたセンサ装置、 打ったボールの軌道情報を作るための前記センサ装置に接続されかつ応答す るコンピュータ装置、および 前記コンピュータ装置により提供された前記軌道情報に応答して野球ゲーム の試合を擬制するよう前記コンピュータ装置に接続されたシュミレータ装置とを 有する野球の試合を擬制化する装置。