JPS6010562B2

JPS6010562B2 - ボ−ル等の通過位置検出装置

Info

Publication number: JPS6010562B2
Application number: JP2494379A
Authority: JP
Inventors: 裕司露口; 千達佐野
Original assignee: Teac Corp
Current assignee: Teac Corp
Priority date: 1979-03-03
Filing date: 1979-03-03
Publication date: 1985-03-18
Also published as: JPS55116206A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、野球の投球練習に於けるボールのコースの判
定に好適な光学式通過位置検出装置に関するものである
。

野球のボールのコースを光学的に判定する方法は光セン
サーの応用として既に知られている。

ところで、ボール、ストライク等のコースを光学的に判
定する場合に、直線状に配列する光源及び受光素子の相
互間隔を狭めれば、受光素子に対向しない光源の光が入
射し、判定精度を高めることが困難になる。今、野球に
於ける投球のコース判定について述べたが、種々の物体
の移動状態の光学的判定装置においても同様な問題があ
る。この種の欠点を解決するため、本願出願人は、所定
間隔で配列された複数の発光ダイオードを異なる周波数
で駆動し、対向する発光ダイオードの光検知出力のみを
バンドフィルタで抽出する方式を既に提案した。この方
式によれば、大幅に検出精度を上げることが可能である
。しかし、高調波成分の発生があるために隣りの光源の
影響を完全に阻止することは不可能であった。そこで、
本発明の目的は、一層高精度に物体の通過位置を検出す
ることが可能な光学式通過位置０検出装置を提供するこ
とにある。

上記目的を達成するための本発明は、第１十４ｎ番目（
但し、ｎは零を含む整数）の光源が第１の発光周波数の
光を放射し、第２十４ｎ番目の光源が前記第１の発光周
波数と異なる第２の発光タ周波数の光を放射し、第３十
４ｎ番目の光源が前記第１十４ｎ番目の光源から放射さ
れる前記第１の発光周波数の光と周波数は同一であるが
位相が１８０度異なる光を放射し、第４十４ｎ番目の光
源が前記第２十４ｎ番目の光源から放射される前記第２
の発光周波数の光と周波数は同一であるが位相が１８０
度異なる光を放射するように設定された４つ以上の光源
の配列から成る光源群と、前記光源群の各光源から放射
される複数の光源の一部を遮るような大きさの物体を通
過させるための間隔を有して前記光源群の各光源に対向
配置されたそれぞれの受光素子から成る受光素子群と、
前記受光素子群の各受光素子に対向する前記各光源の発
光周波数の光の検知出力を通過させる周波数特性を有し
て前記各受光素子に結合されたそれぞれの帯城通過フィ
ル夕とを具備していることを特徴とするボール等の通過
位置検出装置に係わるものである。

上記本発明によれば、隣接する光源相互間で発光周波数
が異なり、受光素子側においては対向する光源の発光周
波数に関係する成分を帯城通過フィル夕（バンドパスフ
ィルタ）で抽出するので、隣りの光源の光が入射しても
、検知出力とならい。

また高調波成分を有しても、受光素子に対向する光源の
一方の側に隣接する光源の光の位相と、他方の側に隣接
する光源の光の位相とが１８０度の差を有しているので
、受光素子に、一方及び他方の側の光源の光が入射して
も、互いに打ち消して受光素子の出力に殆んど影響しな
くなる。従って一層高精度の検出が可能になる。以下、
図面を参照して本発明の実施例について述べる。

第１図に示す野球の投手が投球するボールのコース及び
速度判定装置には、第１のポール検知装置１と第２のボ
ール検知装置２とが四角形に支持枠３に一体的に設けら
れている。第１のボール検知装置１は垂直発光部４、こ
れに対向する垂直受光部５、水平発光部６、及びこれに
対向する水平受光部７から成る。第２のボール検知装置
２も同様に垂直発光部８、これに対向する垂直受光部９
、水平発光部１０、及びこれに対向する水平受光部１１
から成る。第２のボール検知装置２は第１のボール検知
装置１から約５伽の離れた所に配置されている点を除け
ば、第１のボール検知装億１と同一構成である。従って
、第１のボール検知装置１と詳しく説明し、第２のボー
ル検知装置２の詳しい説明は省略する。第１のボール検
知装置１の垂直発光部４は直線状に配列された１針固の
光源１２から成る。

また垂直受光部５は第２図に説明的に示すように１針固
の光源１２に対向して１針固の受光素子１３から成る。
そして、垂直発光部４と垂直受光部５との間の空間１４
をボールが通過しない場合には、光源１２から放射され
た光の殆んどは第２図に示す如く対向する受光素子１３
に入射する。水平発光部６は第２図に説明的に示す如く
２９固の光源１５から成り、水平受光部７は光源１５に
対向配置された２９固の受光素子１６から成る。

尚この実施例の場合、第１のポール検知装置１は第３図
に説明的に示す如くベース板１７の前縁に沿って配置さ
れ、第２のポール検知装置２は第１のボール検知装置１
からＬ＝５伽離れた所に配置されている。また第４図に
示す如く光源１２，１５から放射される光ビーム１８の
相互間隔Ｄは〜ボ−ル１９の直径よりも小さく且つ少な
くとも２つのビームｉ８がボール１９によって遮られる
大きさの約４．８伽に設定されている。第１のボール検
知装置１の垂直発光部４と水平発光部６、及び第２のボ
−ル検知装置２の垂直発光部８と水平発光部１川ま駆動
電源回路２０に接続されているので「駆動電源回路２０
の電源スイッチがオンになると夫々の受光素子に向って
光を放射する。

受光素子１５，１６は第２図に示すように配置されてい
るので、光源１２，ｉ５と受光素子１３，１６との間の
ボール１９の通過を光の遮りに応答して検知することが
出来る。また光ビーム１８が網目状に配置されているの
で、受光素子亀３，竃６の受光状態の変化によってボー
ル１９のコースを検知することが出来る。例えば、第２
図で右から９番目の垂直受光素子１３と下から１１番目
の水平受光素子１６とが非受光状態になったとすれば、
両受光素子に至る光路の交点をボール１９が通過したこ
とになる。垂直及び水平受光部５，７，９，１１が接続
された信号処理回路２１‘ま、受光出力に基づいてゾー
ン表示信号「スピード表示信号、及ぼ投球数表示信号
を形成してゾーン表示器２２とスピード表示器２３と投
球数表示器２４とスピード変化表示器２５とデータレコ
ーダ２６とに供給するものである。

ゾーン表示信号は、ポールの通過ゾーンを第２図に示す
Ａ〜１の９つのストライクゾーンとＬＪ〜○の６つの
ボールゾーンとに区別して表示する信号であり、これは
ゾーンに対応する垂直受光素子１３の出力を入力とする
垂直論理和回路と、ゾーンに対応する水平受光素子１６
の出力を入力とする水平論理和回路と、前記垂直論理和
回路の出力と前記水平論理和回路の出力とを入力とする
論理債回路とによって得ることが出来る。このようにし
て得られたゾーン表示信号は、ボールがＡ〜○の１５の
ゾーンのどこを通過したかをゾーン表示器２２で表示す
るために使用される。スピード表示信号は、ポールが第
１のボール検知装置１から第２のボール検知装置２に至
る間の時間Ｔを測定し、この時間Ｔで間隔Ｌを割ること
によって求められる。投球数表示信号は、受光素子１３
，１６の論理和回路によってボールの通過を検出する毎
に発生するパルスをカウンタで計数した信号である。ス
ピード変化表示器２５は投球数表示信号を一方の鞄信号
とし「スピード表示信号を他方の軸信号としてＸＹレ
コーダで投球回数に応じたスピードの変化をプロットす
るものである。データレコーダ２６は夫々の信号を収録
するものである。ところで捕手がいる場合には投手への
返球も第１及び第２のボール検知装置１，２を通過する
。そこで、偶数番目のデータを除くためのスイッチ２７
が設けられている。第５図は垂直発光部４と垂直受光部
５と駆動電源回路２０と信号処理回路２１との一部を示
すものである。

発光部４は第１、第２、第３、及び第４の光源としての
複数の発光ダイオード１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ
の配列から成る。そして、この実施例では第１の発光ダ
イオード１２ａが第１の周波数ｆ．の第１の交流電源２
８に接続され、第２の発光ダイオード１２ｂが第２の周
波数らの第２の交流電源２９に接続され「第３の発光ダ
イオード１２ｃは第１の位相反転回路２８３に接続され
、第４の発光ダイオード１２ｄは第２の位相反転回路２
９ａに接続されている、尚図示されていない第５の発光
ダイオードは第１の交流電源２８に接続され、第６の発
光ダイオードは第２の交流電源２９に接続され、第７の
発光ダイオードは第１の位相反転回路３０１こ接続され
、第８の発光ダィオード‘ま第２の位相反転回路３１に
接続され、この後の発光ダイオードも同様な形式で接続
される。第１の位相反転回路３０は第１の交流電源２８
から得られる出力の位相のみを反転し、１８０度の位相
差を有する電圧波形を得るものである。

第２の位相反転回路３１は第２の交流電源２９から得ら
れる出力の位相のみを反転し、１８０度の位相差を有す
る波形を得るものである。従って、第１の発光ダイオー
ド１２ａは第６図Ａに示す第１の周波数ｆ，の交流分を
有する電圧で駆動され、第２の発光ダイオード１２ｂは
第６図Ｃに示す第２の周波数ｆ２の交流分を有する電圧
で駆動され、第３の発光ダイオード１２ｃは第６図Ｂに
示す第１の周波数ｆ，の交流分を有し且つ第６図Ａの波
形と１８０度の位相差を有する電圧で駆動され、第４の
発光ダイオード１２ｄは第６図Ｄに示す第２の周波数ｆ
２の交流分を有し且つ第６図Ｃの波形と１８０度の位相
差を有する電圧で駆動される。

夫々の発光ダイオードに第６図に示すような電圧を印加
すれば、この櫨圧波形に追従した発光状態となる。多数
の発光ダイオード１２ａ，′１２ｂ，１２ｃテ１２ｄ
から放射された光３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは夫
々の集光レンズ３３ａ〜３３ｄを介してフオトダィオー
ドからなる受光素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに
至る。第１、第２、第３、及び第４の受光素子１３ａ〜
１３ｄには対向配置された発光ダイオードの光が入射す
るのみならず、隣愛する発光ダイオードの光も入射する
。例えば、第１の受光素子１３ｂには対向する第２の発
光ダイオード１２ｂの光３２ａのみならず、一方の側に
隣接する第１の発光ダイオード１２ａから放射された光
３２ａ′が鎖線で示す如く入射し、更に他方の側に隣接
する第３の発光ダイオード１２ｃから放射された光３２
ｃ′が鎖線で示す如く入射する。即ち第２の受光素子１
３ｂには、必要とする第６図Ｃに示す波形に対応する光
夕が入射すると共に、必要としない第６図Ａ及びＢに示
す波形に対応する光が入射する。しかし、必要としない
光は、第６図Ａと第６図Ｂの波形を合成したものに対応
するので、交流成分を実質的に発生しない。ひ夫々の
受光素子１３ａ〜１３ｄの出力から対向する発光ダイオ
ード１２ａ〜１２ｄの受光出力のみを抽出する必要があ
るので、夫々の受光素子１３ａ〜１３ｄは、増幅器３４
ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを介して第１、第２、第３
「及び第４の帯域通過フィル夕３５ａ，３５ｂ，３５ｃ
，３５ｄに接続されている。

尚奇数番目のフィル夕３５ａ，３５ｃは第１の周波数ら
を通過させるものであり、偶数番目のフィル夕３６ｂ，
３５ｄは第２の周波数ｆ２を通過させるものである。従
って「第１の受光素子１３ａがこれに対向しない第２の
発光ダイオード１２ｂから放射された第２の発光周波数
もの光を受けたとしても、第２の発光周波数ｆ２の光の
検知出力はフィル夕３５ａで除去され、フィル夕３５ａ
からは第１の受光素子３３ａに対向する発光ダイオード
１２ａから放射された第１の発光周波数ｆ，の光３２ａ
に応答する出力のみが得られる。また第２の受光素子１
３ｂに対向する第２の発光ダイオード１２ｂに隣接する
第１及び第３の発光ダイオード角２ａ，１２ｃの光が第
２の受光素子１３ｂに入射したとしてもト前述したよう
に、互いに逆相であるので打ち消し合いが生じ、フィル
夕３５ｂを通過するような基本成分は勿論のこと高調波
成分も実質的に生じない。このような効果は、第３及び
第４の受光素子量３２ｃ，１３ｄ等においても生じる。
このように隣りの発光ダイオードの光が入射しても弊害
が実質的に生じないので「発光ダイオード１２ａ〜１２
ｄ及び受光素子１３ａ〜１３Ｇの相互間隔を小さくして
検知精度を上げることが可２能になる。

以上本発明の１実施例について述べたが〜本発明はこの
実施例に限定されるものではなく〜更に変形可能なもの
である。

例えば、第馬図の第１の発光ダイオード１２ａを第７図
において波形ａで３示す電圧で駆動しト第２の発光ダイ
オード１２ｂを第８図において波形ｂで示す電圧で駆動
し「第３の発光ダイオード畳２ｃを第７図において波形
ｃで示す電圧で駆動し〜第４の発光ダイオード貴２ｄを
第蟹図において波形ｄで示す電圧で駆動してもよい。ま
た電源電圧の変化によって光ビームを変調せずに、発光
ダイオード１２ａ〜１２ｄの光通路に光変調器を置いて
所定周波数及び位相状態の変調光を得てもよい。また野
球のコース及び球速を判定する装置以外にも勿論適用可
能である。また光源を非可視光を発生するものとしても
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に係わる野球のコース及び速
度判定装置を示す説明的斜視図、第２図は第１図の装置
に於ける光源と受光素子との配列を示す配置図、第３図
は第亀図の装置に於けるベース板と第１及び第２のボー
ル検知装置との関係を説明的に示す平面図、第４図は第
１図の装置に於けるボールと光ビームとの関係を示す断
面図、第５図は第１図の装置の一部を詳しく示すブロッ
ク図「第６図は第５図の各部の状態を示す電圧波形図も
第７図及び第８図は第５図の方式における変形された駆
動電圧を示す波形図である。尚図面に用いられている符号においても軍２ａｇ亀２ｂ
亀軍２ｃ，亀２ｄは第１も第２も第３ト及び第４の発光
ダイオード、富３ａ，富３〇奪３ｃ，亀３ｄは第１も
第２〜第３、及び第４の受光素子、１４は空間、２８は
第１の交流電源、２９は第２の交流電源、３０‘ま第１
の位相反転回路、３１は第２の位相反転回路ｔ３蚤ａ
９３翁ｂ母３５ｃ９３５ｄは帯城通過フィル夕で
ある。第１図第２図第３図第４図第５図第６図弟？図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

１第１＋４ｎ番目（但し、ｎは零を含む整数）の光源
が第１の発光周波数の光を放射し、第２＋４ｎ番目の光
源が前記第１の発光周波数と異なる第２の発光周波数の
光を放射し、第３＋４ｎ番目の光源が前記第１＋４ｎ番
目の光源から放射される前記第１の発光周波数の光と周
波数は同一であるが位相が１８０度異なる光を放射し、
第４＋４ｎ番目の光源が前記第２＋４ｎ番目の光源から
放射される前記第２の発光周波数の光と周波数は同一で
あるが位相が１８０度異なる光を放射するように設定さ
れた４つ以上の光源の配列から成る光源群と、前記光源
群の各光源から放射される複数の光線の一部を遮るよう
な大きさの物体を通過させるための間隔を有して前記光
源群の各光源に対向配置されたそれぞれの受光素子から
成る受光素子群と、前記受光素子群の各受光素子に対向
する前記各光源の発光周波数の光の検知出力を通過させ
る周波数特性を有して前記各受光素子に結合されたそれ
ぞれの帯域通過フイルタと、を具備していることを特徴
とするボール等の通過位置検出装置。