JPH10510192A - バイオフィードバックによるトレーニング装置と方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 運動選手がボールを打つ動作の力と精度を最大限にするのに重要な調整技術の評価とバイオフィードバックトレーニングをする装置と方法。好適な実施例において、本発明は、ボールの飛行軌跡の距離と方向が動作目標に対し正確であるように、運動選手がボールを打つことを要求する条件で体重位置と重心制御の評価とバイオフィードバックトレーニングを提供する。本発明の一実施例には、体の動きを検出するセンサ（１１）、ボール打撃検出センサ（１２）、ディスプレイ（１４）、およびコンピュータ（１３）が含まれる。体の動きを検出するセンサ（１１）は、ボールを打った瞬間を含む期間にわたり被験者の体（１５）の動きを示す出力を提供する。コンピュータ（１３）は、被験者の体（１５）の動きの軌跡と軌跡領域に対するボールを打つ瞬間をディスプレイ（１４）に表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】 バイオフィードバックによるトレーニング装置と方法 技術分野 本発明は、ゴルフ、テニス、野球、サッカー、およびフットボール等の運動動 作中に、ボールを打つ力と精度を最大限にするのに重要な身体調整技術の評価と バイオフィードバックトレーニング用の装置と方法に関する。 背景技術 Ａ．体の位置や立ち状態の被検者の動きを求める際の押型取付板の使用。 立ち状態の被検者の足により加えられた力を測定する押型取付板の設計と用途 およびこれらの力と被検者の重心との関係は従来の技術に十分に記載されている 。これらの従来の記述の例としては、（Nashner LM 著、人間の姿勢制御の知覚 フィードバック 、マサチューセッツ工科大学技術報告ＭＶＴ−７０−３，１９７ ０年）、（BlackFO 他著、人間の内耳前庭脊髄系のコンピュータ集団検診、耳鼻 咽喉科学年報 ８７，７８３〜７８９ページ）がある。米国特許番号4,136,682（ Paddotti）は、立ち状態の被検者がその上を歩行する押型取付板と被検者の動き に関する結果として得られた情報の処理方法も含む。 立ち状態の被検者の重心経路は、一般に支持面の足の位置に対する支持面に足 により加えられる力の中心位置に対する量で特徴付けられる。１枚の押型取付板 の上に立っている被検者の力の中心の大きさと位置は押型取付板支持面の座標で 決定される。 被検者の重心に対する量を計算するには、押型取付板に関する両足の位置を知 ることが必要である。さらに、計算には、力の中心と重心量の間の動的な関係（ 周波数の関数としての振幅と位相）を知ることが必要である。立ち状態の被検者 の力の中心に対する量から重心に対する量を計算する従来の技術に記載されてい る１つの方法では、多極フィルタを使用し、多極フィルタの特性周波数は、力の 中心と重心量の間の動的関係にほぼ適合するように設定されている。（等価テス トオペレータズマニュアル、オレゴン州クラッカマスのNeuroCom International社）。 Ｂ．直立時の揺れ制御のバイオフィードバックトレーニング 直立した状態でバイオフィードバックトレーニングをする装置と方法の一番最 初の周知の応用が１９６７年に報告されている。（Begbie CH 著、姿勢の揺れに 関するいくつかの問題、１９６７年、インストラクタdeReuck AVS、Knigth J 編 、筋収縮運動および内耳前庭メカニズムに関するＣＩＢＡ設立シンポジウム、ロ ンドン、チャーチヒル社、８０〜１０１ページ）。 Begbie の研究では、しなやかなプラットフォームを用いて直立時の姿勢の揺 れを監視している。立った状態の被検者が前後または一方の側に揺れると、足と プラットフォーム支持面との間に結果として生じた反動力が被検者の揺れの方向 に表面を反らす。 反れは電位差計を用いて測定され、その出力は被検者の揺れ方向と大きさに関 する信号を出力する。しかし、Begbie により記載された測定とバイオフィード バック装置への応用は、被検者が固定位置に自分の足で立って行う作業に制限さ れていた。 Begbie の報告には、オシロスコープが被検者に２つの量を表示するプラット フォーム装置のバイオフィードバック応用が記載されている。第１の量はプラッ トフォームの反りを表示し、被検者が自分の体の揺れの方向と大きさを見れるよ うにしている。第２の量は被検者に動作目標を与える目標の揺れ位置である。こ の報告書には、プラットフォームとバイオフィードバック装置を用いて被検者の 異常な姿勢の揺れを実質的に取り除いて、内耳前庭バランス異常に苦しむ患者を 助ける方法が記載されている。 立ち状態の被検者をトレーニングし、両足の間の体重分布を変更する装置と方 法が１９７３年に記載されている。（Herman．R 著、手足の移動制御の改良知覚 フィードバック、インストラクタ Fields WS 編、神経組織と義足との関係、マ イアミ、専門家シンポジウム、１９７〜２１５ページ）。 「人体のバランス機能の解析装置」と題する米国特許番号4,122,840（Kazuo T suchiya、Noboru Ohnishi）は１９７６年１月１日の外国優先権出願日が付与さ れている。この特許にはバイオフィードバックを用いて、立ち状態の被検者の両 足の間の負荷分布を訓練する装置と方法が記載されている。装置は、足にかかる 負荷分布を測定する独立した垂直負荷検出器と指定された目標負荷信号に関する 実際の負荷を視覚的に表示する発光ダイオードアレイとから構成される。力測定 と表示技術のわずかな差を除けば、測定とバイフィードバック方法は、以前にBe gbieとHermanにより記載された方法に類似している。 Ｃ．人体の移動を測定するその他の技術 直立した被検者が移動作業をしている間に、人体の移動に関する量を計算表示 する力検出面の他に多くの技術が知られている。いくつかの製造メーカから被検 者の体の選択した位置に取り付けた目標物の移動を測定するコンピュータビデオ ベースのモーションアナリシス装置が発売されている。これらの装置では足が力 検出面に上に位置している必要がない。 コンピュータビデオモーションアナリシス装置の２つの例として、カリフォル ニア州サンタローザのMotionAnalysis社によるExpertVision システムと英国オ ックスフィードシャーのOxford Medilog Systems社のViconシステムとがある。 スポーツ動作時に体の各部の動きを追跡するコンピュータベースのビデオモーシ ョン装置が従来の技術で用いられている。ビデオモーションアナリシス装置も従 来の技術で用いられていて、スポーツ動作時の人体の重心の運動に関する数値を 計算している。従来の技術の方法によれば、体の重心の移動は、人体各部の量と 重心を求めて計算し、ビデオモーションアナリシスを用いて人体各部の動きを求 め、次に、各部の既知の量と位置に基づいて体全体の重心を計算する。 ビデオモーションアナリシス装置は、スポーツ動作時、バット、クラブ、ラケ ット等の手で持つ道具の動きを追跡する従来の技術に用いられている。 靴に力を検出する装置を取り付けることも知られている。このような装置の一 例として、オランダ、タバーガンのInfotronic Medical Engneeringにより発売 されているComputer Dyno Graph（ＣＤＧ）がある。日常の臨床用として、この 種の装置はハードウェアを人体に取り付けて、較正する必要があるという欠点が ある。さらに、これらの装置は力を検出する靴の位置を連続的に求める手段を備 えていないので、被検者の位置を連続的に求めるのに容易に用いることができな い。 Ｄ．バイフィードバックスタンスと動きトレーニングの臨床への応用 数多くの出版された研究報告には、BegieとHermanが考案した独創的な概念に よるトレーニング装置への臨床応用が記載されている。バランストレーニングは 歩行障害患者が釣り合いを取って立てるようにするのに用いられる。（Wannsted t GT、Herman RM 著、釣り合いを取って立てるようにする改良知覚フィードバッ クの使用、物理療法 ５８：５５３〜５５９ページ、１９７８年）。同様の装置 が脳性麻痺にかかった子供の訓練に用いられている。（Seeger BR、Caudrey DJ 著、半身不随脳性麻痺にかかった子供の釣り合いの取れた歩行を可能にするバイ オフィードバック療法、物療科とリハビリテーション記録、６４：１６０〜１６ ２ページ、１９８３年）。半身不随患者の安定姿勢と歩行を回復するバランスフ ィードバック療法を用いた２つの追加研究（Shumway-Cook A、Anson D、Haller S 著、姿勢揺れバイオフィードバック、半身不随患者の安定姿勢の回復に及ぼす その効果、物療科とリハビリテーション記録、６９：３９５〜４００ページ、１ ９８８年）、および（Winstein CJ、Garner ER、McNeal DR、Barto PS、Nichols on DE 著、立ちバランストレーニング、半身不随の大人のバランスと歩行に及ぼ す効果、物療科とリハビリテーション記録、７０：７５５〜７９２ページ、１９ ８９年）。立った状態の患者にバイオフィードバックトレーニングを用いた追加 研究には、(1)Clarke AH、Krzok W、Scherer H 著、知覚フィードバックを用い た姿勢記述−内耳前庭トレーニングへの有効な方法か？、インストラクタBrandt T、Paulus W、Bles，W，Dietrich M、Krafcyk S、Straub A 編、姿勢と歩行障 害 、シュトットガルト、George Thieme Verlag、２８１〜２８４ページ、(2)Job st U 著、姿勢記録バイオフィードバックトレーニングのパターンと戦略、イン ストラクタBrandt T、Paulus W、Bles W、Dietrich M、Krafcyk S、 Straub A 編、姿勢と歩行障害、シュトットガルト、George Thieme Verlag、２７７〜３０ ０ページ、(3)Hamann KF、Krausen CH 著、姿勢記録の臨床への応用、人体追跡 とバイオフィードバックトレーニング、インストラクタBrandt T、Paulus W、Bl es W、Dietrich M、Krafcyk S、Straub A 編集、姿勢と歩行障害、シュトットガ ルト、George Thieme Verlag、２９５〜２９８ページ、(4)Hamman RG、Mekjavic I、Mallinson AI、Longridge NS 著、視覚フィードバックを用い たバランストレーニングの継続治療期間中のトレーニング効果、物療科とリハビ リテーション記録 、７３：７３８〜７４４ページ、１９９２年がある。 Ｅ．バイオフィードバックトレーニングの重心を測定する装置。 現在、数社から、患者が支持面の固定位置に立った状態で体重位置と重心の制 御の評価とバイオフィードバックトレーニングをする装置が発売されている。例 えば、米国では、オレゴン州クラッカマスのNeuroCom International社が製作し たBalancemasterシステムは押型取付板からの信号を用いて足全体にわたる被検 者の体の重心位置を計算する。重心は臨床医が選んだ１つ以上の動作目標ととも にビデオモニタに表示される。トレーニングモードで動作しているとき、被検者 は体の位置を移動して、重心カーソルを１つまたは連続したいくつかの目標の１ つに移動するよう指示される。評価モードにあるとき、被検者が重心カーソルを 目標に移動させる速度と精度が計算されて表示される。 Balance system（テネシー州チャッタヌーガ、Chattanooga社のChattecx部門 ）では、４つの垂直方向の力の測定プレートを用いて、両足の前と後の部分で支 えられる体重の割合を求めている。装置のフィードバックディスプレイとトレー ニング操作は、足に対する体重の位置を示す１つの目標が追加目標に関しビデオ モニタ上に表示される点においてNeuroCom systemに類似している。 Balance Performance Monitor（ＢＰＭ）は、英国エセックス ＣＭ１９ ５Ｔ ＬのSMS Healthcareにより製作されている。このシステムは２つの力測定押型取 付板とビジュアルディスプレイとから構成される。各押型取付板は体重の前後分 布並びに全体重を測定する。押型取付板は移動可能で、異なる位置または高さが 異なる面に配置することができる。しかし、計算手段は、２つのプレートの位置 とは独立した２つの押型取付板の間の体重分布だけを求める。このように、この システムはさまざまな作業条件下で、被検者のバランスに関する量を計算表示す る計算手段を含まない。 Advanced Mechanical Technology社（マサチューセッツ州０２１５８、ＡＭＴ Ｉ、ニュートン）は、テニスのサーブを含むスポーツ動作時に力の中心の情報の 評価に用いられる押型取付板とソフトウェア技術を開発した。ＡＭＴＩ技術は立 った状態や歩行作業中の力の中心に関する高度な情報を提供するが、ボー ルの打撃時間に関するいかなる情報も提供しない。 現在の技術には、スイングについて、打撃前、ボール打撃時、および打撃後の 期間に関する体の動きに対する量の評価と訓練をするいかなる臨床フィードバッ ク装置も含まない。 Ｆ．ゴルフスイングの力と精度を最大限にする体重分布制御の重要性。 ゴルフスイングの精度を最大限に高める体重分布の制御の重要性は最近の記事 に要約されている（Paxon T著、あなたのスイングはバランスが取れているか？ 、ゴルフダイジェスト、１月号、１３５〜１３８ページ、１９９４年）。この記 事で、著者はゴルフスイング時の前後の体重制御の重要性を強調している。特に 、全スイング時に体重を足のふくらんだ部分と足の踵の間で均一かつ一定に維持 しなければならない。踵の後ろへの揺れやスイングのどの期間でも足のボール部 の前への傾きがバランスを崩す。いったんバランスを崩すと、あるスイングから 次のスイングヘ安定してボールを打つチャンスが減少する。この記事の著者は、 ゴルフスイング時に選手が自分の前後バランスを評価できるある単純で主観的な 方法を記載している。 スイング時の右足から左足への調整された体重移動の重要性が、Sports Techn ology社のＷＡＶＩ（ｔｍ）システムに関する出版文献に強調されている。（コ ネッチカット州０６４２６ エセックス、１２ プレインズ、ロード）。製造業者 によるＷＡＶＩゴルフトレーニング装置は、２つの重量目盛りとビデオディスプ レイから構成される体重解析ビデオ装置である。スイング中、各足は各重量目盛 りの上にあり、ビデオ表示はスイング中に左足と右足で支えられた体重による軌 跡を示す。 ＷＡＶＩ文献によると、ゴルフスイング中の右足からの調整のとれた体重移動 はドライブ力を大きくするような改良への鍵である。 選手によっては、例えば、スイング中に体重を右側に支える人もいる。 ＡＳＴＲ（カリフォルニア州９２１２１−３４２５、サンディゴ、１１７２２ −Ｄ ソレントバレー、ロード）は、選手のゴルフスイングを解析するコンピュ ータビデオモーションアナリシス装置を製作している。この装置はゴルファのス イングの視覚イメージを記録表示する。解析結果にはゴルファの体の簡単な フレーム図とゴルフスイング時のクラブの動きの軌跡を描画する機能が含まれる 。さらに、この装置は同時に２つの別々のスイングを表示できるので、選手は結 果を比較することができる。しかし、ＡＳＴＡＲ装置は、選手のゴルフスイング 時の重心の動きに関する情報や体重位置に関する情報を提供しない。 Ｇ．ボールとボールを打つ道具の間の衝突時間の検出。 ボールを打つ道具や体の一部がボールをその最初の位置から大きく飛ばすのに 十分な力でボールを打つと、ボールおよびボールを打つ道具は打った瞬間から始 まる小さな変形と振動を受ける。さらに、ボールを打つと音響振動信号が発生す る。ある物体が他の物体へ衝突して起こる変形と振動の検出に多くの従来の技術 が利用可能である。 ある物体が他の物体へ衝突して起こる変形と振動を検出する従来の技術の方法 の１つが、歪みゲージをボール打撃手段またはボールに添付することである。こ のボールを打つ時間を検出する方法は、ゴルフクラブ、ラケット、またはバット 等の手で持つ物を用いてボールを打つときに適切である。この応用によれば、ボ ール打撃手段に添付された歪みゲージは、打った瞬間に物が曲がることに起因す る表面の長さのわずかな部分の変化を検出する。これは押型取付板に加えられる 力の測定に用いられるのと同じ歪みゲージ技術である。この方法を用いると、衝 突時間がボールやボール打撃手段の構造のわずか曲がり期間により表示される。 手で持つ物を用いて、ボールの衝突時間を測定する従来の技術の第２の方法は 手で持つ物の上に振動検出手段を取り付けることである。振動センサを構成する 従来の技術に記載された１つの方法では、磁化された金属片を巻線のコイル内に 吊し、振動により周囲のコイルに対しこの金属を一時的に移動させるようにする 。装置の振動による巻線コイル内の磁化材料の移動は、材料の移動に比例して巻 線内に電流を誘導する。 ボールを打つ前にボールが通常固定位置にある場合、ボールが体の一部で打た れたときに、ボールの衝突時間を検出する従来の第３の方法は、体の動きを検出 する場合に類似した第２の検出面にボールを置くことである。ボールを打ったり 移動させたりすると、ボール支持面上の力の分布に変化が生じる。 ボールを打つ前にボールが静止しているのではなく飛んでいる場合に、ボール が体の一部で打たれたとき、ボールの衝突時間を検出する従来の第４の方法はボ ールが打たれる位置の近くに音声検出マイクロフォンを取り付けることである。 ボールの衝突時間は、マイクロフォンが検出可能な特性音響振動を発生する。 光学手段は、ボールを打った時間に対し静止した位置ではなく飛んでいるとき 、体の一部でボールが打たれる時間を検出する従来の第５の方法を提供する。光 学検出手段には、光源（例えば、発光ダイオード）と光検出装置（フォトトラン ジスタ）が含まれる。光源とセンサの間にボールが飛ぶと、２つの間の光の伝達 が一時的に阻止され、センサを通り過ぎるボールの飛行を示す測定可能な信号を 発生する。 Ｈ．背景技術の要約 支持物の基部に対し足により加えられる力の分布を計算する力測定面やこれら の量のフィードバックディスプレイを使用して、足を固定位置に置いて立った状 態での体重位置の向き、重心、バランス制御の面を訓練する方法は従来の技術で 十分に確立されている。従来の技術には、(1)バイオフィードバックによるバラ ンストレーニングへの臨床応用を示す数多くの研究、(2)正しい位置での立ちバ ランスのバイオフィードバックトレーニング用の装置を製作したいくつかのメー カが含まれる。 従来の技術は、体重分布、バランス、体の部分、およびボールを打つスポーツ 動作時のクラブの動きに関する量を測定表示をする方法と装置が含まれる。押型 取付板の別の手段として、従来の技術には、体の重心の移動に関する量の測定表 示をするビデオモーションアナリシス方法が記載されている。 ゴルフダイジェストの記事は、スイング時の前後バランスの制御に限られてお り、ゴルフスイング時の物理量の測定や表示の技術的手段には言及していない。 Sports Technology社のWAVI Systemは、ゴルフスイング時の横の体重位置に関す る情報だけを測定表示する装置を提供する。前後情報は提供されない。しかし、 これらの従来技術は、いずれも、ボールを打つことに対する体の移動を効果的に 示したり、この状況において、バイオフィードバックトレーニングができるよう にする情報の測定表示をする装置と方法を提供しない。 発明の要約 本発明は、運動競技のボールを打つ力と精度を最大限にするのに重要な被検者 の調整技術の評価とバイオフィードバック訓練をする装置と方法を含む。このよ うなボールを打つ運動競技には、ゴルフ、テニス、ラケットボール、バドミント ン、卓球、スカッシュ、ホッケー、野球のバッティング、サッカー、およびフッ トボールのキック等があるがこれに制限されない。本発明は、バスケットボール のスローイング、ラクロス、ボールを離すことが重要な時点としてボールを打つ ことに相当するボーリング等に適用される。以下の説明とクレームに用いる場合 、「ボールの打撃」なる用語は、「ボールの打撃」自体を必要とする場合のみな らずボールを放すことを含む。好適な実施例において、本発明は、ボールの飛行 軌跡の方向と距離が動作目標に関し正確になるように運動選手がボールを打つこ とを要求する条件で、体重位置と重心制御の評価とバイオフィードバックトレー ニングを提供する。 本発明の実施例による装置は、体の移動を検出するセンサ、ボールの打撃を検 出するセンサ、ディスプレイ、およびコンピュータの組み合わせによって実現さ れる。体の移動を検出するセンサは、ボールを打つ瞬間を含む時間にわたり被験 者の体の動きを示す出力を提供する。コンピュータは体の動きを検出するセンサ 、ボールの打撃を検出するセンサ、およびディスプレイと通信状態にあり、ディ スプレイに被験者の体の動きの軌跡と軌跡の領域に対するボールを打つ瞬間を表 示させる。関連する方法が提供され、これには、(a)被験者の体の移動を検出し て、ボールを打つ瞬間を含む期間にわたり被験者の体の動きを示す移動出力を提 供するステップと、(b)ボールを打つ瞬間を検出して、ボールの打撃を示すボー ルの打撃出力を提供するステップと、(c)移動出力とボールの打撃出力に基づき 、被験者の体の動きの軌跡と軌跡の領域に対するボールを打つ瞬間を計算してデ ィスプレイに表示させるステップとを含む。 より一般的には、本発明は、運動作業に関する被験者の調整技術の評価即ちバ イオフィードバックトレーニング装置を提供し、評価が成功するか否かは作業の １つ以上の重要な段階における被験者の動きによっている。ボールを打つことや 投げることはこのような運動作業の１つを構成し、ここで重要な段階はボールを 打つときである（ボールを放すときを含む）。しかし、それ以外の作業もフット ボールの場合のように、ボール持って走っている人のタックルを含み、ここで重 要な段階は、飛んでタックルをする瞬間である。また、棒高跳びにおいて、ポー ルを飛び越える瞬間の重要な段階の１つがポールを放す瞬間である。さらに、飛 び込み競技において、バネ板を踏み込む瞬間で重要な段階が飛び込み板から離れ る瞬間である。この実施例の装置は体の移動を検出するセンサであり、ある期間 にわたり被験者の体の動きを示す出力を提供する。重要な段階の開始で信号を供 給する信号構成とディスプレイも持っている。体の移動を検出するセンサ、信号 構成、およびディスプレイとの通信にもコンピュータが利用されており、被験者 の体の動きの軌跡と軌跡の領域に対する重要期間の開始をディスプレイに表示さ せる。信号構成は、ボールの打撃検出センサのような特殊なセンサ形状であるか 、他の利用可能なデータから計算によって経験学習的（ヒューリスティック）に 実現される。関連する方法も提供される。 好適な実施例において、被験者の体の動きは、被験者の重心の移動として決定 され、体の移動を検出するセンサには押型取付板も含まれる。さらに好適な実施 例において、軌跡は、少なくとも２次元で決定され、水平面の軌跡を含むがこれ に制限される必要はない。別の実施例において、ボールを打つ軌跡と時間は動作 目標に関連して表示される。 また別の実施例において、２次元軌跡が左右および前後構成要素に表示される 。ディスプレイには、ボールを打つ実際の動作をしている間にリアルタイムで、 または作業の完了後に動作の検査として表示できる。 本発明の好適な実施例において、運動選手が力検出手段の上に立っており、そ の支持面に足を置く好ましい位置を示すマークが付いている。運動選手がボール の衝突を検出するセンサが取り付けられたボールを打つ道具を握る。ボール衝突 センサはボールを打つ時間に関連した衝撃変形と振動を検出する衝撃検出センサ として作用する。 本発明の第１の好適な実施例において、ゴルファは押型取付板の上に立ってい る。ゴルフクラブの上には衝撃検出センサが取り付けられている。ゴルフボール は表面に置かれている。押型取付板は、ボールが選手のスイング範囲に入るよう にボール支持面に関し配置されている。第１の好適な実施例は、ゴルフ練習場や ゴルフコース、並びに実際のゴルフ環境をシミュレートするように設計されたト レーニング環境等の実際の競技環境に用いることができる。押型取付板を水平に 対し異なる角度で配置し、ボールを支持する面を検出プレートに対し異なる向き で配置することにより、ボールが傾斜面にある競技環境のトレーニング環境をシ ミュレートできる。この実施例を実際の競技環境で用いると、ゴルファは装置に 表示された結果とボールの実際の飛行とを比較できる。 好適な第１の実施例の別の実施例において、ボールがその面に置かれ、ある長 さのひもか針金でボールの飛行経路を制限する剛体に取り付けられる。この別の 実施例により、ゴルファは制限された環境でゴルフスイングの練習および軌跡の 重心とボールを打つ時間に関するバイオフィードバック情報を受け取ることがで きる。好適な第１実施例の別の実施例において、ボールを打つ時間はボールを衝 突検出面に置いて検出される。この別の実施例により、衝撃検出センサをゴルフ クラブの上に取り付ける必要はない。好適な第１実施例のさらに別の実施例にお いて、ボールを打つ時間は、ボールの近くに置かれた音声検出センサにより検出 され、クラブにボールが衝突して発生した音響振動を検出する。 さらに別の実施例において、光源と光検出センサが静止した状態のボールが光 源からセンサへの光経路を遮るようにボールの近くに配置されている。ボールの 打撃は、ボールが移動して光がセンサに達したときに検出される。 本発明の好適な第２実施例において、運動選手が押型取付板の検出面上に立ち 、ボールを打つ道具を握っている。衝撃検出手段が手で持つボールを打つ道具の 取っ手に取り付けれている。選手はボールの飛行経路が選手のスイング範囲内に ある飛行中のボールをスイングする。この実施例は、野球の打者やテニス選手が テニスコートや野球場のような実際の競技環境で装置を使用できるようにする。 この実施例により、選手は装置に表示された結果とボールの実際の飛行とを比較 できる。 好適な第２実施例の別の実施例において、ボールはある長さのひもか針金で剛 体に取り付けられ、選手のスイング範囲内で選手の前に吊されている。この実施 例により、選手は制限された環境内でボールを打つ練習をすることができ、かつ 軌跡の重心とボールを打つ時間に関するバイオフィードバック情報を受け取るこ とができる。好適な第２実施例のさらに別の実施例において、ボールを打つ時間 は、選手のスイング範囲の近くに置かれた音声検出手段により検出され、ラケッ トやバットがボールに衝撃して発生する音響振動を検出する。 本発明の好適な第３実施例において、運動選手は足でボールをキックするのに 都合のいい位置で押型取付板の上に立っている。ボールは、ボールが運動選手の キックする範囲内に入るように押型取付板の上かすぐ近くに置かれている。音声 検出センサがボールの近くに配置され、運動選手の足がボールをキックする衝撃 で発生する音響振動を検出する。この実施例により、選手は実際の競技環境内の 正しい位置でキックして、選手は装置に表示された結果とボールの実際の飛行と を比較できる。 好適な第３実施例の別の実施例において、サッカーやフットボールは、ボール が選手のキックする範囲内に入るように第２の面に置かれ、ある長さのひもか針 金でボールの飛行経路を制限する剛体に取り付けられる。この別の実施例により 、選手は制限された環境内で練習し、軌跡の重心とボールを打つ時間に関するバ イオフィードバック情報を受け取ることができる。 本発明の好適な第４の発明において、サッカーボールやフットボールは、ボー ルが押型取付板の上に位置した状態で選手がボールをキックできるように押型取 付板に対し向き付けられた第２の面に置かれている。衝撃検出センサがボールを 支持する面に配置されている。２つの面は、選手が力検出手段の検出面を歩いた り、走ったりできるように大きな表面領域に置かれている。この好適な実施例に より、選手は実際の競技環境の中でウォーキングキックや、ランニングキックの 練習をし、装置に表示された結果をボールの実際の飛行と比較することができる 。 好適な４実施例の別の実施例において、ボールを打つ時間は、ボールの近くに 配置された音声検出センサにより検出され、クラブがボールに衝突して発生する 音響振動を検出する。好適な第４実施例のさらに別の実施例において、サッカー やフットボールは、ボールが選手のキックする範囲内に入るように第２の面に置 かれ、ある長さのひもや針金でボールの飛行経路を制限する剛体に取り付けられ ている。この別の実施例により、選手は制限された環境の中でキックの練習をし 、 軌跡の重心とボールを打つ時間に関するバイオフィードバック情報を受け取るこ とができる。 本発明の４つのすべての上記好適な実施例において、押型取付板と衝撃検出セ ンサからの信号がコンピュータに入力される。コンピュータは、選手の２次元（ 左右と前後）重心位置に関する量とボールを打つ時間に関する量を計算し、その すべては各ボールを打つ前から始まりボールを打った後の時間で終わる時間にわ たり計算される。次に、コンピュータは、選手の重心の２次元軌跡、軌跡の重心 のボールを打つ時間を示すマーカ、および重心位置とボールを打つ位置の動作目 標を含む表示をする。ディスプレイは、選手が各ボールを打つ瞬間またはボール を打ったすぐ後にディスプレイを見ることができるように選手のすぐ近くに置か れている。これに対し、ディスプレイは遠くの位置に置かれ、選手は１つまたは 連続したボールの打撃を行い、そして最終的に各打撃を別々のディスプレイで検 査するか連続したボールの打撃結果をひとまとめにする１台のディスプレイで検 査する。 ４つのすべての上記好適な実施例において、コンピュータはボールを打つ前に 信号の受け取りを開始し、量の計算を開始する。コンピュータに信号を送ってデ ータ処理を開始させる開始時間トリガーは多くの別の好適な実施例がある（即ち 、ボールを打つ試技に関するデータを受け取る）。開始時間トリガーの好適な第 １の実施例において、選手はコンピュータにボールの打撃試技を開始するよう合 図をする。この好適な実施例において、開始時間トリガーは、手で持つボタン、 キーボード打鍵、または音声作動トリガー装置を含むがこれに制限されないマニ ュアル信号送出装置である。本発明の好適な実施例とともに用いられる開始時間 トリガーの好適な第２実施例では、選手が飛行中のボールをスイングし、データ 処理を開始させる開始時間トリガーはボールが投げられる時間に一致する。ボー ルが各人により投げられる場合、各人は上述したマニュアル信号送出装置に類似 した手段によってコンピュータに信号を送ることができる。ボールを機械が投げ る場合、開始信号をコンピュータに送るように機械を変更できる。開始時間トリ ガーの好適な第３実施例において、コンピュータは試技を開始する時間を計算す る。開始時間計算の基準には、最後の試技の終了に続く規定間隔内のランダ ム時間を含むがこれに制限されない。この方法を用いた場合、コンピュータは、 視覚又は聴覚開始信号を発生するようにプログラムして、ディスプレイ、照明、 または音声発生器のトリガーを含むがこれに制限されない手段により選手に知ら せる。開始時間トリガーの好適な第４実施例において、コンピュータは、押型取 付板からの信号に基づき試技を開始する時間を計算する。押型取付板からの信号 に基づき開始時間を計算する基準には、指定した位置基準を越えるように競技者 が最初の位置から離れた重心の移動を開始した時間を含むがこれに制限されない 。 ４つのすべての上記好適な実施例において、コンピュータは、ボールが打たれ た後に規定の後打撃時間の計算を続ける。特殊なスポーツ動作の特性により、後 打撃の時間間隔の長さを設定することができる。スポーツ動作の特性に基づく後 打撃時間間隔の好適な一実施例において、後打撃の間隔の長さは、ボールを打っ た後の代表的な選手の「フォロースルー」スイングの時間間隔である。 ４つのすべての上記好適な実施例において、選手の重心の２次元位置に関する 量を測定する押型取付板はビデオモーションアナリシス装置と置換し得る。上記 ４つの実施例の別の実施例において、ビデオモーションアナリシス装置は、ボー ルを打つ動作中に選手の体の各部に関する量を測定する。コンピュータは、ビデ オモーションアナリシス装置から体の各部の信号を受け取り、量と選手の体の各 部の重心位置の知識に基づき選手の重心に対する追加量を計算する。 選手の重心の位置に対する量を測定するビデオモーションアナリシス方法は、 押型取付板を用いた方法よりもさらに高価で複雑であるがいくつかの利点も持っ ている。まず、選手の重心の位置に対する量は、押型取付板により与えられる２ つ（左右、前後）以外に３次元（左右、前後、上下）で容易に求めることができ る。次に、ボールを打つ時の競技者の位置は、押型取付板の位置に制限されるこ となしに、ビデオカメラの視野の中のどこでもよい。これらの付加機能は、選手 が固定位置に立っているのではなく、グランド中を動き回れるサッカーやフット ボールのキックのような走り回るスポーツ動作に用いられるときに特に有利であ る。 ボールの打撃検出センサは、単に個別の光学、音響、機械的または他の装置と してだけに限る必要はない。センサは他の利用可能なデータからの計算によって も経験学習的（ヒューリスティック）に実現される。例えば、体の動きを検出す るセンサとしてビデオモーションアナライザを用いるとき、ボールの打撃は検査 や画像処理によるモーションビデオから決定され、適切な出力が生成され体の動 きに対するボールを打つ時間を示す。画像処理を用いた場合、この方法はコンピ ュータ、個々のマイクロプロセッサ、または他のアナログやデジタルコンピュー タ装置で実現される。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の好適な実施例の主要な部品を示す。 図２は、ゴルフスイング時の技術制御の評価と訓練に用いられる本発明のバイ オフィードバックの好適な実施例を示す。 図３は、ゴルフスイングの評価とバイオフィードバックトレーニング装置の好 適な実施例における力検出面のゴルファの位置および第２支持面上のボールの位 置を示す。 図４は、傾斜面でのゴルフスイングをシミュレートする押型取付板に対するボ ール打撃検出面の位置を示す。 図５は、テニススイング時の評価と訓練技術に用いられる本発明のバイオフィ ードバックの好適な実施例を示す。 図６は、固定位置でボールをキックするときの評価と訓練技術に用いられる本 発明のバイオフィードバックの好適な実施例を示す。 図７は、走りながらボールをキックするときの評価と訓練技術に用いられる本 発明のバイオフィードバックトレーニングの好適な実施例を示す。 図８は、ゴルフスイングの評価とバイオフィードバックトレーニング装置の好 適な実施例による良く調整されたゴルフスイングのバイフィードバック表示特性 を示す。 図９は、ゴルフスイングの評価とバイオフィードバックトレーニング装置の好 適な実施例によるあまり良く調整されていないゴルフスイングのバイオフィード バック表示特性を示す。 図１０は、ゴルフスイングの評価とバイオフィードバックトレーニング装置の 好適な実施例による不充分なゴルフスイングのバイフィードバック表示特性を示 す。 図１１は、ボールのキック評価とバイオフィードバックトレーニング装置の好 適な実施例による力検出面のボールを蹴る人とボールの位置を示す。 図１２は、ボールのキックの評価とバイオフィードバックトレーニング装置の 好適な実施例による良く調整されたボールキックのバイオフィードバック表示特 性を示す。 特定実施例の詳細な説明 ［Nashnerによる最近の特許出願によると、足の位置の評価とバイオフィード バックトレーニング装置と方法が記載されており、被験物は屈伸、障害物回避、 および階段上り等の運動作業を実行する。NeuroCom International社が製造する BalancemasterへのＡＣＴＳＥＴ（商標）付属品はこの適用の例である］。 本発明の実施例により、ボールをキックしてボールに所望の飛行軌跡を描かせ る運動選手の力と精度の調整技術の評価とバイオフィードバックトレーニングを 可能にする。ボールを打って所望のボール軌跡を描くように調整することは、ゴ ルフ、テニス、野球のバッテング、サッカー、フットボールのキック、およびバ レーボール等を行っている間の運動動作に重要である。 ある動作中、運動選手はクラブ、ラケット、またはバット等のボールを打つ道 具でボールを打つ。一方、手や足等の体の一部でボールを打つこともある。さら に、ある動作中、ボールは打たれる前に運動選手の近くに静止していることもあ る。その他の動作では、運動選手の近くを通り過ぎる軌跡を描いて飛行中にボー ルが打たれることもある。 ボールを打つ動作中に重心に対する量を測定するには、運動選手は力検出面に 立ってボールを打つ。特定の動作に応じて、３つの方法の１つを用いてボールの 時間を測定する。即ち、(1)運動選手が手で持つ物を用いてボールを打つ動作中 、ボールを手で持つ物の取っ手に取り付けた衝撃検出センサ、(2)運動選手が第 ２衝撃検出面の静止位置からボールを打つ動作中、第２衝撃検出面に置かれたボ ール、(3)ボールを打つあらゆるフォームをしているときボールを打つ道具とボ ールの間の接触点の近くに配置された音声検出装置がある。運動選手の動作とボ ールを打つ時間が測定され、運動選手に技術評価とバイオフィードバック情報を 与 えるために動作目標に関連して表示される。 図１は、本発明のすべての好適な実施例に対し共通の主要な構成要素を示す。 運動選手はボールを打つ間押型取付板１１の上に立つ。ボール打撃検出センサ１ ２が設けられ動作中のボールを打つ時間を検出する。コンピュータ１３が押型取 付板１１とボール打撃検出センサ１２からの信号を受け取り、運動選手の足が押 型取付板に及ぼす力の中心の２次元の位置に対する量を連続的に計算し、ボール が最初に打たれる時点に関する量を計算し、動作目標に関する量を計算する。コ ンピュータ１３は、運動選手の高さに関する情報と押型取付板１１の力検出面上 の位置マークに対する運動選手の足の位置に関する情報を受け取る。この追加情 報により、コンピュータが押型取付板のマークに対する運動選手の重心の２次元 位置に対する量を計算できるようにする。表示手段１４は、運動選手の重心の軌 跡に関する計算された量、重心の軌跡に対するボールの接触時間、および重心の 軌跡とボールの接触時間に対する動作目標を表示する。 図２に示す本発明の好適な一実施例は、ゴルススイング時のボールの飛行方向 と距離の正確な制御に関する調整技術の評価とバイオフィードバックトレーニン グを目的としている。運動選手１５は押型取付板１１の上に立っている。ゴルフ ボール１６はボール打撃検出センサ１２の表面に置かれている。押型取付板１１ の検出面に対するボール打撃検出センサ１２表面の水平と垂直位置は、ゴルファ １５が所望のゴルフスタンスにあると仮定して、ゴルファ１５がボール１６をゴ ルフクラブ１７で打てるように調整できる。コンピュータ１３は押型取付板１１ 、ボール打撃検出センサ１２、および開始時間表示手段１８からの信号を受け取 る。コンピュータは計算を実行してその結果を表示手段１４に表示する。 図３は、押型取付板３２の力検出面上のゴルファの足３１の位置を示す。足の 好ましい前後位置は縦の整列線３３で示され、この線は力検出面の前後境界に対 する運動選手の距関節３７の所望の位置を示す。押型取付板の境界に対する足の 間隔は、右側の横の整列線３４ａと左側の横の整列線３４ｂに対する運動選手の 足の位置によって示される。矢印３８は横の整列線３３と平行なボールの所望の 飛行方向を示す。水平面での競技に類似した条件を作り出すには、ボール打撃検 出センサ３６の表面を押型取付板３２の表面と同じ高さに置く。 図４は、押型取付板４２の高さより高いボール打撃検出面４１の配置を示し、 位置はゴルファの上にある傾斜面のボール４３を打つ競技環境をシミュレートす る。また、ボール打撃検出面４４を押型取付板４５の打撃検出面より低く配置し て、ゴルファの下にある傾斜面のボール４６の打撃をシミュレートする。 図５に示す本発明の好適な第２実施例は、テニススイング時のボールの飛行方 向と距離の正確な制御に関する調整技術の評価とバイオフィードバックトレーニ ングを目的としている。運動選手５５は押型取付板５１の上に立っている。足は 図３に記載された方法に類似した方法を用いて検出面に置いている。運動選手は 、ボール打撃検出センサ５２が取り付けられたテニスラケット５６を握る。コン ピュータ５３は、押型取付板５１とボール打撃検出センサ５２から信号を受け取 る。コンピュータは計算を行ってその結果を表示手段５４上に表示する。縦と横 の整列線に対する力検出面へのテニス選手の足の配置を設定する方法は、図３の ゴルフフィードバック装置の方法に類似している。本発明のこの好適な実施例に より、テニス選手は、軌跡が運動選手の到達範囲内にある飛行中のボールを自由 にスイングする。 図５に示す実施例と実質的に同一の別の好適な実施例は、野球のバットのスイ ング時にボールの飛行方向と距離を正確に調整することに関する調整技術の評価 とバイオフィードバックトレーニングを目的としている。野球のバットのスイン グのトレーニングを目的としている実施例において、テニスラケットはボール打 撃検出センサが取り付けられた野球のバットと置換される。 図６に示す本発明の好適な第３の実施例は、ボールをキックしているときのボ ールの飛行方向と距離を正確に制御することに関する調整技術の評価とバイオフ ィードバックトレーニングを目的としている。運動選手６５は押型取付板６１の 上に立っている。足は図３に記載された方法に類似した方法を用いて検出面に置 いている。ボール６６は、運動選手がボールを蹴って、力検出面に止まっている 間にフォロースルーを完了できるように力検出面に配置されている。音響ボール 打撃センサ６７は、サッカーボールの近くに置かれ、サッカーボールを蹴る足に 関連する音声振動信号を受け取る。コンピュータ６３は、押型取付板６１とボー ル打撃検出センサ６７からの信号を受け取る。コンピュータは計算を行っ てその結果を表示手段６４上に表示する。縦と横の整列線に対する力検出面への ボールを蹴る人の足の配置の設定方法は図３のゴルフバイオフィードバック装置 に対し記載された方法と類似している。 図７に示す本発明の好適な第４実施例は、走りながらボールをキックするボー ルの飛行方向と距離を正確に制御することに関する調整技術の評価とバイオフィ ードバックトレーニングを目的としている。運動選手７２は広いランニング面領 域７７を走り回り、ボール７３を蹴る。押型取付板７１がランニング面７７に埋 め込まれ、ボール７３は、ボールを蹴ったとき運動選手が力検出面に位置するよ うに力検出面７１のすぐ近くのランニング面に置かれている。音響ボール打撃検 出センサ７４がボールの近くに配置され、足がボールを蹴って発生した音声振動 信号を受け取る。コンピュータ７５は押型取付板７１とボール打撃検出センサ７ ４から信号を受け取る。コンピュータは押型取付板からの信号を監視し、力検出 面に接触しているへの運動選手の足に帰せられる力の最初の検出によって示され る試技開始時間の計算を開始する。試技開始時間からの結果が表示手段７６に表 示され、ボール打撃検出センサ７４からの信号で示されるように、ボールを打っ た時間に続く一定時間間隔続ける。縦と横の整列線に対する力検出面へボールを 蹴る人の足の配置の設定方法は図３のゴルフバイオフィードバック装置に対し記 載された方法と類似している。 図８は、ゴルフスイングバイオフィードバック評価と図２に示すトレーニング 装置の好適な実施例とともに用いることができるバイオフィードバックディスプ レイの好適な一実施例を示す。ゴルフスイング時のゴルファの重心の移動は２次 元ディスプレイ８６に表示される。ディスプレイの横の寸法は、ゴルファの左右 軸に対する重心の移動を示す。ディスプレイの縦の寸法はゴルファの前後軸に対 する重心の移動を示す。矢状の整列基準８５は図３に示す縦の整列線３３に対応 する。右８４ａと左８４ｂの横の整列基準は図３に示す右と左の横の整列線３４ ａと３４ｂに対応する。良く調整されたゴルフスイング時、ボールの飛行方向は 矢状の整列基準８５にほぼ対応していなければならない。重心の軌跡は試験８１ の指定された開始時間で始まり、指定された試技の停止時間８３まで続ける。マ ーカ矢印８２はボールを打つときの重心の軌跡上の点を示す。 図８に示すバイオフィードバックディスプレイは良く調整されたゴルフスイン グを示す。被験者は矢状の整列線８５および横基準８４ａと８４ｂに対し中心に 寄った重心８１でスイングを開始する。バッククスイング時、重心は右側の横の 基準８４ａに全距離にわたり移動する。ダウンスイング時、重心は左側に移動し 矢状および横の基準に対し中心位置でボール８２を打つ。最後に、フォローアッ プスイング時、重心は左側の横の基準８４ｂに全距離にわたり移動する。矢状の 基準８５の前または後ろへの重心の移動を防ぐため、ゴルファは体の重心をボー ルの所望の飛行方向と並んで一直線に移動する。右と左側の横の基準間の全距離 の重心を移動させ、横の基準８４ａと８４ｂの間の中心にあるときにボールを打 つことにより、選手は最大の前方運動量をボールに移動させる。 図９に示すバイオフィードバックディスプレイは図８が表示するのと同じフォ ーマットを用い、あまり良く調整されていないゴルフスイングの１つのフォーム を示す。被験者の重心は、スイング９１の開始で矢状の整列線９５、横の基準９ ４ａと９４ｂに対する中心に位置している。しかし、バックスイング時、重心は 矢状の基準９５に対し後方に移動する。そして、ダウンスイング時に重心が左に 移動するにつれ、ゴルファは重心が横のマーク９４ａと９４ｂとの間の中心に位 置する前にボール９２を打つ。最後に、フォローアップスイング９３が終了する と、ゴルファは矢状の基準９５に対し前方に重心を移動させる。重心の移動を矢 状の基準９５に一致させないので、ゴルファの体の重心の移動は、ボールの所望 の飛行方向に一致しない。体の重心が横の基準９４ａと９４ｂとの間の中心に位 置する前に、ボール９２を打つことによりゴルファは最大の前方運動量をボール に伝えられない。 図１０に示すバイオフィードバックディスプレイは図８と同じフォーマットを 用い、あまり良く調整されないゴルフスイングの第２のフォームを示す。ゴルフ スイングの開始時に、ゴルファの重心１０１は、矢状の基準１０５、右１０４ａ と左１０４ｂの横の基準に対し中心に位置している。しかし、バックスイング時 、ゴルファは右側の横の基準１０４ａへ全距離にわたり重心を移動させない。最 後に、フォローアップスイング１０３が終了すると、ゴルファは左側の横の基準 １０４ｂへ全距離にわたり重心を移動させない。横の基準１０４ａと１０４ｂの 間の全距離にわたり重心を移動させないので、ゴルファは最大の前方運動量をボ ールに伝えられない。 図１１は、図６に示すボールキックバイオフィードバックトレーニング装置の 好適な実施例による押型取付板１１２の力検出面上のボールを蹴る人１１１の位 置を示す。足の好ましい横の位置は、横の整列線１１３で示され、この線は力検 出面の左右境界に対する運動選手の距関節１１６と１１７の所望の位置を示す。 押型取付板の境界に対するボールを蹴る人の足の前後間隔は、前の縦方向整列線 １１４ａと後の縦方向整列線１１４ｂに対する運動選手の足の位置により示され る。矢印１１８は横方向整列線１１３に平行なボールの所望の飛行方向を示す。 ボールを蹴る足１１６のスイングの開始からフォロースルーまでを力検出面上で 終了させるには、ボール１１５を後１１４ｂと前１１４ａの縦方向整列線の間の 横方向整列線に沿って置く。 図１２は、バイオフィードバックディスプレイの好適な実施例を示し、これは 図６に示すボールキックの評価とバイオフィードバックトレーニングの好適な実 施例と一緒に用いることができる。ボールを蹴る人の重心の移動は２次元ディス プレイ１２６に表示される。ディスプレイの横寸法は、ボールを蹴る人の左右軸 に対する重心の移動を示す。ディスプレイの縦寸法は、ボールを蹴る人の前後軸 に対する重心の移動を示す。前１２４ａと後１２４ｂの縦の基準は図１１に示す 前後の縦方向整列線１１４ａと１１４ｂに対応する。横の基準１２５は図１１に 示す横方向整列線１１３に対応する。良く調整された正しい位置で静止ボールを 蹴っている時、ボールの飛行方向は横の基準１２５にほぼ一致しなければならな い。軌跡の重心は、試技１２１の示された開始時間に始まり、指定された試技終 了時間１２３まで続けられる。マーカ矢印１２２は、ボールが打たれたときの軌 跡の重心の点を示す。 図１１に示すバイオフィードバックディスプレイは良く調整された固定位置で のボールの蹴りを示す。被験者は重心１１１を横の基準上及び後の矢状の基準１ １４ｂに来るようにしてボールを蹴りはじめる。ボールを蹴っている間、重心は 横の基準１１５に沿って移動し、フォロースルー時、全距離を前の矢状の基準１ １４ａまで移動する。さらに、ボールを打つ１１２時間は、前後矢状の基準 １１４ａと１１４ｂの間の中間に重心があるとき開始する。左右横の基準１１５ からの重心の移動を防ぐには、ボールを蹴る人は体の重心をボールの所望の飛行 方向に一致して一直線に移動する。前後の縦の基準１１４ａと１１４ｂの間の全 距離にわたり重心を移動させ、これらの縦の基準に対する中心位置でボールを打 つことにより選手は最大の前方運動量をボールに伝える。 スポーツトレーニング技術の知識がある実践者は、図１から図１２に記載した 好適な実施例以外の例を用いて、力検出面の整列マークに関し力検出面上のボー ルを打つ位置に運動選手を立たせ、運動選手にボールを打たせ、ボールの接触時 間を測定し、運動選手が力検出面に加えた力に対する量とボールの接触時間に対 する量を表示することができる。例えば、フットボールやサッカーのキック時、 ボールの飛行方向が「軸から離れ」、ボールを蹴る人の移動方向と一致していな いことが望ましい場合もある。「軸を離れた」キックの評価とトレーニングは、 重心の移動とボールの衝撃時間に対し異なる目標を設定する必要があろう。 コンピュータは、汎用ＰＣか適切にプログラムされた他のデジタルコンピュー タ、またはハードワイヤードコントローラかＲＯＭに保持された命令を用いてプ ログラムされているＣＰＵを用いたハイブリッドコンピュータを用いても良い。 あるいはコンピュータはアナログコンピュータでも良い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ａ６３Ｂ 69/36 ５４１ Ａ６３Ｂ 69/36 ５４１Ｑ ５４１Ｗ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ (72)発明者 ゴールドシュタイン、ダニエル・エフ アメリカ合衆国、フロリダ州 33409、ウ ェスト・パーム・ビーチ、パーム・ビー チ・ブールバード 1896

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．運動選手のボールを打つ動作の力と精度を最大限にするのに重要な被験者の 調整技術の評価またはバイオフィードバックトレーニングをする装置であって、 ボールを打つ瞬間を含む時間にわたり被験者の体の動きを示す出力を提供する体 の動きを検出するセンサと、ボールの打撃検出センサと、ディスプレイと、体の 動きを検出するセンサ、ボールの打撃検出センサ、およびディスプレイと通信し 被験者の体の動きの軌跡と軌跡領域に対するボールを打つ瞬間を表示させるコン ピュータとから成る装置。 ２．体の動きを検出するセンサの出力が、少なくとも２次元の移動データを含み コンピュータが少なくとも２次元の軌跡をディスプレイに表示させる請求項１に 記載の装置。 ３．体の動きを検出するセンサが、押型取付板を含み被験者の体の動きが被験者 の重心の移動として求められる請求項２に記載の装置。 ４．コンピュータが、軌跡結果と動作目標に対するボールを打つ瞬間をディスプ レイに表示させる請求項１に記載の装置。 ５．ディスプレイとコンピュータがリアルタイムで動作するように構成されてい る請求項２に記載の装置。 ６．体の動きを検出するセンサが、ビデオモーションアナライザを含む請求項２ に記載の装置。 ７．ボールの打撃検出センサが、ビデオモーションアナライザから供給されたデ ータからボールを打つ時間を計算する装置として経験学習的（ヒューリスティッ ク）に実現される請求項６に記載の装置。 ８．移動作業に関し被験者の調整技術を評価またはバイオフィードバックトレー ニングし、その成功が作業の重要な段階の被験者の動きに依存している装置であ って、重要な段階の１つを含む期間にわたり被験者の体の動きを示す出力を供給 する体の動きを検出するセンサと、重要な段階の開始時点で信号を供給する通知 手段と、ディスプレイと、体の動きを検出するセンサ、ボールの打撃検出センサ 、およびディスプレイと通信し被験者の体の動きの軌跡と軌跡領域に 対するボールを打つ瞬間を表示させるコンピュータとから成る方法。 ９．体の動きを検出するセンサの出力が、少なくとも２次元の移動データを含み コンピュータが少なくとも２次元の軌跡をディスプレイ表示させる請求項８に記 載の装置。 10．コンピュータが、ディスプレイに軌跡結果と動作目標に対する重要な段階の 開始の結果を表示させる請求項９に記載の装置。 11．体の動きを検出するセンサが、ビデオモーションアナライザを含む請求項９ に記載の装置。 12．運動選手のボールを打つ動作の力と精度を最大限に発揮するのに重要な被験 者の技術の調整の評価とバイオフィードバックトレーニング方法であって、 (a)被験者の体の動きを検出してボールを打つ瞬間を含む期間にわたり被験者 の体の動きを示す出力を供給するステップと、(b)ボールを打つのを検出してボ ールを打つことを示すボールの打撃出力を供給するステップと、(c)動き出力と ボールの打撃出力に基づいて被験者の体の動きの軌跡と軌跡領域に対するボール を打つ瞬間を計算してディスプレイに表示させるステップとを含む方法。 13．動き出力を供給するステップが、少なくとも２次元の動きデータを供給し、 ステップ(c)が少なくとも２次元の軌跡を計算してディスプレイに表示させるス テップを含む請求項１２に記載の方法。 14．ステップ(c)が、被験者の重心の移動として求められた被験者の体の動きを 計算してディスプレイに表示させるステップを含む請求項１２に記載の方法。 15．ステップ(c)が、軌跡の結果と動作目標に対するボールを打つ瞬間を計算し てディスプレイに表示させるステップを含む請求項１２に記載の方法。 16．動きに関し被験者の技術を調整し、その成功が作業の重要な段階での被験者 の動きに依存している方法であって、(a)被験者の体の動きを検出して重要な段 階の開始を含む期間にわたり被験者の体の動きを示す移動出力を供給するステッ プと、(b)重要な段階の開始を決定するステップと、(c)移動出力とステップ(b) の結果に基づいて被験者の体の動きの軌跡と軌跡領域に対する重要な段階の開始 を計算してディスプレイに表示させるステップとを含む方法。 17．移動出力を供給するステップが、少なくとも２次元の動きデータの供給を含 み、ステップ(c)が少なくとも２次元の軌跡を計算してディスプレイに表示させ るステップを含む請求項１６に記載の方法。 18．ステップ(c)が、被験者の重心の移動として求められた被験者の体の動きを 計算してディスプレイに表示させるステップを含む請求項１６に記載の方法。 19．ステップ(c)が、軌跡の結果と動作目標に対する重要な段階の開始を計算し てディスプレイに表示させるステップを含む請求項１６に記載の方法。 20．ステップ(a)からステップ(c)までリアルタイムに実行される請求項１６に記 載の方法。