(57)【要約】可動ゲームデバイスに加えられたショット力を測定するために、ショット中における加速度の時間曲線、またはショット中におけるゲームデバイス内の圧力の時間曲線が記録され、処理されて、ショット力に関する情報を提供するために役立つエネルギー指標を得る。【選択図】図９
2009503466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動ゲームデバイスに加えられるショット力を測定するための装置であって、
前記ゲームデバイスがオブジェクトによって打撃を受けたときに発生する前記オブジェクトに作用する加速度の時間曲線、または前記ゲームデバイスの圧力の時間曲線を提供する手段（９０）と、
前記加速度の時間曲線または前記圧力の時間曲線を処理して、打撃によって前記オブジェクトに移るエネルギーによって決定されるエネルギー指標を得る手段（９２）と、
前記エネルギー指標に基づいてショット力に関する情報を提供する手段（９４）とを含む、装置。
【請求項２】
前記提供手段（９０）は、ゲームデバイスに取り付けられる加速度センサまたは圧力センサを含むか、または前記可動ゲームデバイスから生じる時間曲線を得るために、またはエネルギー指標を得るために構成される受信機を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記処理手段（９２）は、前記時間曲線を時間的に積分してエネルギー指標を示す積分結果を得るように構成される、請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記処理手段（９２）は、エネルギー指標を得るために、静止状態における標準値からの偏差の最大値、最小値、形状、時間についての時間曲線を検討するように構成される、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記ショット力はショット力スケール上の値であり、前記情報を提供する手段（９４）は、所定のマッピング規格にしたがってショット力スケールの値に対するエネルギー指標の値をマッピングするように構成される、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記ショット力は、特定のショット角の範囲内で打撃を与えるときに前記可動ゲームデバイスがカバーする距離に依存し、
前記情報を提供する手段（９４）は、エネルギー指標、ゲームデバイスの重さおよび空気中のゲームデバイスの抵抗に基づいてカバーされる距離を計算するように構成される、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記情報を提供する手段（９４）は、内部圧力の時間曲線を測定するように構成され、
前記処理手段（９２）は、ショットに先立ってまたはショットの後に静止時の内部圧力に関する情報を提供し、エネルギー指標を得るために静止時における圧力を超える圧力の圧力変化を積分するように構成され、
前記情報を提供する手段（９４）は、予め定められたグループの曲線に関する情報が記憶されるメモリを含み、曲線に関する情報はさまざまな圧力について記憶され、１つの曲線はショット力とエネルギー指標の間の関係を有し、
前記情報を提供する手段（９４）は、静止時の圧力に基づいて曲線を選択し、エネルギー指標に基づいて選択された曲線により示されたショット力を提供するように構成された、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記メモリは、その内部に記憶される三次元テーブルを有し、ショット力は内部圧力とエネルギー指標の種々の組み合わせに関連し、
前記情報を与える手段（９４）は、前記ショット力を決定するために、内部圧力およびエネルギー指標の関数としてのテーブルにアクセスするように構成される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記可動ゲームデバイスはボールである、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記情報を提供する手段（９４）は、異なるタイプのゲームデバイス（１０４）についての異なるグループの曲線に関する情報を含み、前記情報を提供する手段（９４）は、内部圧力およびエネルギー指標に加えて、ゲームデバイスのタイプに関する情報の入力部分に基づいて前記ゲームデバイスのタイプを確認するように構成される、請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記ショット力に関する情報を提供する手段（９４）は、前記ゲームデバイスからの無線信号を介して前記ゲームデバイスのタイプに関する情報の入力部分を得るように構成される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
オブジェクトがゲームデバイスに激突する間に発生する前記ゲームデバイスの加速度の時間曲線を提供する加速度センサ、または前記ゲームデバイスの圧力の時間曲線を提供する圧力センサと、
前記加速度または前記圧力の時間曲線を出力する手段とを含む、可動ゲームデバイス。
【請求項１３】
前記出力手段は、前記可動ゲームデバイスの内部または外部における計算手段を有するインターフェースを含む、請求項１２に記載の可動ゲームデバイス。
【請求項１４】
ショットによって可動ゲームオブジェクトに移るエネルギーによって決まるエネルギー指標を得るために、前記加速度の時間曲線または前記内部圧力の時間曲線を処理する手段（９２）と、
前記時間曲線を処理する手段（９２）に送り込まれるように構成される出力手段とを含む、請求項１２に記載の可動ゲームデバイス。
【請求項１５】
前記エネルギー指標に基づいてショット力に関する情報を提供する手段（９４）を含む、請求項１２に記載の可動ゲームデバイス。
【請求項１６】
可動ゲームデバイスに加えられるショット力を測定する方法であって、
前記ゲームデバイスがオブジェクトによって打撃を受けたときに発生する前記オブジェクトに作用する加速度の時間曲線、または前記ゲームデバイスの圧力の時間曲線を提供する（９０）ステップと、
前記加速度の時間曲線または前記圧力の時間曲線を処理（９２）して、打撃によって前記オブジェクトに移るエネルギーによって決定されるエネルギー指標を得るステップと、
前記エネルギー指標に基づいてショット力に関する情報を提供する（９４）ステップとを含む、方法。
【請求項１７】
コンピュータ上でプログラムが実行される時に、請求項１６に記載の方法を実行するためのプログラムコードを有する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動デバイス、および特にボールなどのゲームデバイス、並びに可動デバイスへのオブジェクトの接触を測定するためのコンセプトに関する。
【背景技術】
【０００２】
かなり以前から、様々な利益団体が、移動するオブジェクトおよび／または人の動作の順序を研究および理解することを望むようになったが、それには、時空間におけるオブジェクトの位置の正確な表示が必要である。この場合、特に対象になるのは、特に商業化されたタイプのスポーツにおけるゲームボール、たとえば、３次元空間において高度に加速されるフットボールまたはサッカーボール、およびテニスまたはゴルフボールである。最後にゲームのオブジェクトに触れたのは誰か、オブジェクトにどのようにヒットしたか、オブジェクトは、どの方向にさらに加速したかという問題は、ゲームのタイプに応じて、ゲームの結果にとって決定的である。
【０００３】
テニスボール、ゴルフボール、フットボールなどの高パフォーマンススポーツに使用されるゲームデバイスは、今日では、極めて高速度まで加速することができ、移動中のオブジェクトの検出は、高度に複雑な技術を要する。これまでに使用された技術的手段は、主にカメラであるが、上記の要件にまったく適合しないか、あるいは不十分な程度しか適合しない；また、様々な送信機および受信機の組合せにより位置を発見するための従来の方法は、依然として、位置表示の空間分解能に関して、必要な送信機／受信機の使いやすさに関して、および特に送信機／受信機システムにより取得されるデータの評価に関して大きい許容誤差を残しており、その結果、このデータから取得された結果をできるだけ迅速に評価することが依然として不可能であるか、または少なくとも多大な努力を要する。
【０００４】
可動ゲームデバイスは、商業スポーツの分野だけではなく、個人的な分野でも使用されており、ユーザは、ユーザがオブジェクトにどのように影響を与えたかに関してユーザにフィードバックを与えるための情報の様々な部分を表示し、あるいはプレイヤーがゲームデバイスにどのように影響を与えたかに関して、ユーザに情報を提供するための電子デバイスをますます使用するようになった。
【０００５】
商業的応用であるドイツのフットボールの１部リーグ（ブンデスリーガ）などの現在の統計的方法は、チームのボールコンタクトのパーセンテージ、コーナー、フリーキック、または反則の数などの比較的単純な統計を記録することに連動している。
【０００６】
一方、たとえばテニスの場合、プレイヤーが２人のみで非常に計画しやすく、明確に準備された環境があり、たとえば、サーブ時のテニスボールの速度を測定し、したがって、観客はサーブが「ハード」だったか「ソフト」だったかを評価する立場にいるという手段があった。
【０００７】
光学的方法によって行われるこのような速度測定に関して問題になることは、複数のプレイヤーがごちゃごちゃになっている環境、たとえば活動する人が２人だけではなく２２人おり、さらに、１人がサーブするテニスと違って、大体同じ場所に位置せず、ピッチ上で一群を形成するフットボールのピッチ上などの環境では機能しないという事実である。一方、特にフットボールの場合、トレーニング中のプレイヤーのフィードバックとして、および観客の両方にとって、たとえばショットが実際にどのように行われたか、および／またはショットの力がどのように大きかったかを知ることは興味深いことである。
【０００８】
したがって、フットボールもしくはサッカーでボールをキックし、またはテニスでボールをヒットすることは、言ってみれば、ゲームデバイスに対する「基本的な」影響を表し、常に、ゲームをどのように続行するかの決め手になる。なぜなら、最終的には、すべてのことが可動ゲームデバイスで何かをすること、たとえば対戦相手のフィールド内に打ち込むか（テニスの場合）、ゴールに移動させるか（フットボールもしくはサッカーの場合）、バスケットに入れるか（バスケットボールの場合）、または対戦相手のピッチの床に接触させる（バレーボールの場合）ことに関連するからである。しかし、動的ゲーム、特にチームゲームの場合における常に変化する一群の困難性のため、また、現在、サーブは行われていないが、ボールがある動きでプレイされている時のテニスの場合においても、外部の速度測定は失敗し、対応性のある方法で使用可能なショット力検出システムが現在存在しないという事実につながっている。
【０００９】
一方、スポーツの分野だけでなく、レジャーの分野でも、これらの分野は高度に商業化されているという事実から生じる制約がさらに存在する。追加の情報を提供するすべてのシステムは、特に、これらのシステムが、レジャーまたはレジャースポーツを対象としている場合、ユーザが「絶対的に必要とする」ものではないが、とにかく持つのが好ましいと思われるものであるから、低価格で提供することが可能でなければならない。特に、このような市場では、頑丈なシステムを低価格で提供できることは決定的に重要である。たとえば、システムは、たとえば、高レベルの保守、またはテニスプレイヤーのサーブを測定するための速度測定システムのような高レベルの機器を必要としてはならない。比較的高コストに結び付くため、小さいテニスクラブは、トレーニングの目的でこのようなシステムを購入しないと思われ、まして、少々向上心をもって余暇時間にテニスをしたがる個人の場合はなおさらである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、可動ゲームデバイスに加わるショット力を測定するコンセプトであって、順応性をもって適用でき、低コストであるコンセプトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、請求項１に記載の可動ゲームデバイスに加えられたショット力を測定するためのデバイス、請求項１３に記載の可動ゲームデバイスに加えられたショット力を測定する方法、または請求項１２に記載の可動ゲームデバイスによって達成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、可動ゲームデバイスの加速度の時間曲線または内部圧力の時間曲線が、ショットによってオブジェクトに伝達されるエネルギーによって決まるエネルギー指標を取得する目的で、この時間曲線を処理するように提供されるという点で、正確かつ低保守性であると共に、対応性のある方法で使用されるショット力測定が達成できるという所見に基づくものである。さらに、ショット力に関する情報を提供するための手段として、ショット力を決定する相乗作用の大きさを使用する手段が提供される。したがって、本発明においては、行われることは直接的な速度測定ではなく、好ましい実施態様では、せいぜい間接的な速度測定であり、この場合、時間的な加速度曲線および時間的な圧力曲線が検出され、つまり、これらの時間曲線、または時間的な曲線が処理されて、線形もしくは非線形、またはその他のある方法でエネルギーに何らかの形でつながるある量のエネルギー指標を取得する。次に、本発明においては、この指標を使用して、ショット力情報を提供する。このショット力情報は、量的な値であるが、たとえば１０段階評価のような単位がないか、または制約のないスケール上の値であるか、またはショット時に可動ゲームデバイスに加わる力を表す値であるか、またはエネルギー値、つまりショット時に可動ゲームデバイスに加わるエネルギーの値である。
【００１３】
また、ショット力は、たとえばボールが、最適角度で、回転せずにショットされたとき、ボールがどの程度遠くに飛んだかを示す長さの指標でもよい。このようなショット力の結果は、特に、サッカーまたはアメリカンフットボールなどのボールスポーツの場合は興味深い。なぜなら、この場合のプレイヤーにとって、たとえばパスまたはキックアウトがどの程度遠くに進んだかの距離は、量的な値、または物理力、またはエネルギー単位以上のものを意味するからである。しかし、他のプレイヤーとの比較上、単位のない量的スケールは、有限か無限かに関わらず、非常に興味深い。
【００１４】
好ましい実施態様では、ボールコンタクトも検出される。この場合、両方のタスクに様々な構成要素が使用される。このため、異なる信号速度を有する２つの信号の使用は、堅固であるにも関わらず、効率的かつ正確に可動デバイスとの接触を検出する上で理想的である。したがって、本発明においては、可動デバイス内、たとえばフットボール内の検出器は、プレイヤーの脚などのオブジェクトがフットボールの付近に位置するかどうかを検出する。これは、たとえば、圧力、加速度、もしくは振動の測定によって、または非接触測定によって行われる。
【００１５】
オブジェクトが可動デバイス付近に位置する旨の検出が行われると、送信機モジュールは、異なる信号速度を有する２つの信号を送信するように制御される。オブジェクトにつながった受信デバイスは第１信号を検出し、次に、比較的低速の信号速度を有する第２信号を受信するために一定時間だけ待機する。比較的低速の信号速度を有する信号が、第１の高速信号を受信した後に開始する予め決められた時間内で検出された場合、第１の信号を受信し、予め決められた時間内に第２の信号も受信したオブジェクトは、可動デバイスと接触したと考えられる。これは、予め決められた時間内に第２信号の受信を検出した検出器が検出器の出力信号を提供し、メモリは、検出器出力信号があった、つまりボールコンタクトが発生した可能性が非常に高いという事実を後に記憶することに反映される。
【００１６】
また、あるいは付加的に、検出器信号が発生した時間の絶対的な瞬間はメモリ内に記憶され、フットボールの試合を考えた場合、一連の瞬間が生じ、これらの瞬間は、たとえば試合後、または試合中に、その関数として、プレイヤーが何回ボールコンタクトを行ったか、または一般的に言えば、オブジェクトが可動デバイスに何回接触したかを解明するために読み出される。
【００１７】
数人のフットボールプレイヤーがボールの付近に存在すると仮定した場合、高速信号は、数個の受信デバイスによって検出される。しかし、予め決められた時間を選択する際に、可動デバイスに最も近い受信デバイスのみが、予め決められた時間内に第２信号を受信できる可能性が高くなるように選択され、比較的離れている受信デバイスも第２信号を受信するが、予め決められた時間が経過した後にのみである場合、ボールコンタクトは、これらのプレイヤーに関しては記録されない。
【００１８】
プレイヤーが着用または携帯する受信デバイスに予め決められた時間を設定することによって、検出する精度および／または範囲を設定することができる。このために、ボール自体にアクセスする必要はない。
【００１９】
さらに、異なる速度の２つの信号の使用により、複雑で、したがって故障しやすい電子機器をボール自体から省略することができる。確認する必要がある唯一のことは、ボールが近接検出器を有し、この近接検出器が、接触制御されているか、または非接触状態で動作し、遅延時間が異なる２つの信号の送信を制御することである。したがって、ボール自体の内部に複雑な電子機器は不要なため、この点はかなり有利である。なぜなら、ボールに作用する力および加速度は大きく、その結果、ボール自体の内部に電子システムが存在する場合、非常に荒っぽい環境になるからである。
【００２０】
受信機側では、個人の識別などは不要なため、特に、この場合に対象となるのが大量生産品である、つまりプレイヤーに受信デバイスが提供される物であると仮定するとかなり有利である。なぜなら、すべての受信デバイスは同じ方法で動作し、特定の識別を必要としないため、やはり受信デバイスは単純かつ安価になるか、あるいは保守も完全に不要になるからである。さらに、単純かつ堅固な構造は、安全性が不正に変更されることも防止する。
【００２１】
本発明の好ましい実施態様について、添付の図面に関して以下で詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
ボールゲームにおけるスキルを改善し、あるいは自身で他のプレイヤーと比較できるようにするには、客観的なデータを簡単な方法で取得しなければならない。このデータは、トレーニングのフィードバック、またはプレイヤーとの比較が可能であるように視覚化しなければならない。このため、個々の構成要素は、ゲームデバイス内に設けられ、必要な場合、ディスプレーユニットを備えるデータ検出デバイスが設けられる。
【００２３】
低価格システムの場合、人の認識は、無線信号の遅延時間を介して行うことはできない。このため、受信する無線信号は、非常に正確な時間基準と比較しなければならないであろう。また、ネットワークを構成し、そのネットワーク内の測定されたすべての時間を比較して、ボールに最も近いプレイヤーを決定する必要があるであろう。したがって、無線信号および音響信号の送信から、誰が最後のボールコンタクトを行ったかを決定する。
【００２４】
ゲームデバイスに作用する力を測定することによって、ゲームデバイスのショット力または回転速度を推測することもできる。これがエネルギーの観察を必要とする場合、個々のプレイヤーは、ゲームデバイスに与える自身の影響を制御することを習得することができる。
【００２５】
さらに、その他の主請求項および従属請求項、並びに以下の説明から利益が得られる。
【００２６】
本発明について詳細に説明する前に、これは、デバイスの特定の構成要素、または説明されている手順に限られるのではなく、これらの構成要素および方法は変更できることを指摘しなければならない。本明細書で使用する表現は、単に、特定の実施態様を説明することを意図しており、制限するために使用するのではない。単数形または不定冠詞は、明細書および請求の範囲で使用されている場合、全体的な文脈で明らかにそうではないことが指示されない限り、これらの要素の複数形も意味する。同様に、この逆の場合もある。
【００２７】
図３は、システムの略図である。特に、この図は、ボールなどのゲームデバイス７に関する力および／または運動比を検出するためのデバイスを示し、ボール内に設けられたアセンブリ１５には、数個の電子部品が実装されている。アセンブリの代わりに、電子部品は、ボールのジャケット、たとえば内側に配置されてもよく、ボールの中心の範囲内に懸垂されてもよい。
【００２８】
以下の電子部品の少なくとも１つが、ゲームデバイス内に設けられる。
−  音響信号を送信するための音波または超音波用の送信機４、
−  圧力センサ１０、
−  加速度センサ、
−  少なくとも１つのホールセンサ１６、
−  少なくとも２つの磁気抵抗センサ、
−  少なくとも２つのコイル。
【００２９】
電子部品は、音波または超音波用の送信機４を介して、または少なくとも無線送信機３、たとえば電子部品によって検出されたデータを転送するための無線１などを介して受信機２に接続される。さらに、データを処理するため、マイクロコントローラ１１が設けられる。このデータは、次にデータ検出デバイス１２に転送することができる。評価ユニット１３は、検出されたデータを評価するために設けられ、データは、必要な場合にディスプレーユニット１４に表示される。データ検出デバイス１２は、好ましくは、少なくとも１人のプレイヤー６に装着されるが、ゲームのすべてのプレイヤーに装着し、それによって、以下で説明するとおり、たとえば最も近いプレイヤーの位置測定を行うことが好ましい。
【００３０】
フットボールの試合などのゲームによっては、誰が最も多くのボールコンタクトを行うかを把握すると興味深いことが多い。これを見出すために、ボールコンタクトの間に、誰がボールにさわっているかを確かめなければならない。
【００３１】
低価格のシステムの場合、人の認識は、無線信号の遅延時間を介して行うことはできない。そのため、着信する無線信号を高度に正確な時間基準と比較し、すべての測定時間が比較されるネットワークを構築して、ボールに最も近いプレイヤーを判断しなければならない。また、ボールにおける送信機の電界強度は、距離を予測するために使用される。しかし、これは正確ではない。
【００３２】
コストを低く抑えるため、音の遅延時間は、デバイス内で測定される。このため、ゲームデバイス７は、ゲームデバイス７に加わる力を認識する時に、送信機４によって音波または超音波として音響信号を発する。同時に、無線送信機３は、無線信号を送信する。プレイヤー６に装着されたデータ検出デバイスの受信機２は、音響信号を記録し、無線信号も記録する。この時差は、ボールからの距離に従う。無線信号が認識されると直ちに、音響信号は５ミリ秒で着信するように待機される。この時間内で音響衝撃が認識されると、プレイヤー６に装着されたデータ検出デバイス１２の受信機２は、ボールから最大で１．５メートル離間していると推測される。そして、このプレイヤーがボールに接触する可能性が非常に高い。好ましくは、各々のプレイヤー６は、このような受信機を携帯または着用する。認識される音響インパルスの数が計算され、表示される。この情報およびイベントの時間を使用して、すべてのデータ検出ユニット１２のすべてのデータの後続の相互作用で、プレイヤー６がどの程度多くのボールコンタクトを行ったかを決定することができる。パスのターゲットは、時間の比較によって決定されるため、パスがどの程度成功したかに関する統計的説明を作成することも可能である。これは、たとえば以下を検出するために使用される。
−  誰が、対戦相手に対して何回ボールを奪われたか？
−  ボールコンタクトは、試合時間全体で絶えず続いたか、成績の低下はあったか？
−  誰が誰に、何回パスしたか？
−  同一チームの数人のプレイヤーに何回パスしたか？
【００３３】
したがって、評価ユニット１３は、ボール用の送信機４の音響信号、または超音波が、無線信号の着信後、予め決められた時間内に着信するかどうかを評価する手段を有する。
【００３４】
可動ゲームデバイスに加わるショット力を測定するための本発明のデバイスは、図９に示されている。このデバイスは、可動ゲームデバイスの加速度または（内部）圧力の時間曲線を提供するための手段９０を備え、時間曲線は、ゲームデバイスに対するショットによって与えられる衝撃がある場合に生じる。
【００３５】
スポーツのタイプに応じて、可動ゲームデバイスに作用するオブジェクトは、可動ゲームデバイスがボールである場合、テニスラケット、フットボールプレイヤーの脚、ハンドボールプレイヤーの手、卓球のラケットなどである。あるオブジェクトは、ショットの枠内で可動ゲームデバイスに作用するという事実により、加速度は可動ゲームデバイスに加えられ、加速度は、可動物体が以前に静止していたと仮定するとゼロであり、オブジェクトがゲームデバイスに衝突する時間ｔ0で突然増加し、図６ａに示すように、可動ゲームデバイスが可動ゲームデバイスに衝突したオブジェクトから離れる時間ｔ1まで減少する。
【００３６】
時間ｔ1におけるこの低下は、程度の差はあるが突然であるか、または加速度曲線ａ（ｔ）は比較的「静かに」ゼロの値に近づき、この時点で一定の速度になり、ある時点で、いずれ空気の摩擦によって生じる減速によって負になるという状況が生じる。摩擦またはオブジェクトの捕捉による可動ゲームデバイスの減速は、最初は、ショット力の測定には無関係であるか、またはショット力の定義に応じて考慮に入れられる。後者の状況は、たとえば、フットボールがそれを超えて飛ぶ距離がショット力としてメートル数で表示される場合に生じる。次に、空気の摩擦によるゲームデバイスの減速が考慮され、特に、こうした減速は、ショット力に関する情報を計算する時に、エネルギー指標に基づいて考慮に入れる必要があるであろう。
【００３７】
特に、図９に示すデバイスは、加速度の時間曲線、または内部圧力の時間曲線を処理して、ショットによってオブジェクトに加わるエネルギーによって決まるエネルギー指標を取得するための手段９２を備える。このエネルギー指標は、たとえば、ショットによって可動ゲームデバイスに加わる時間ｔ1における速度とすることができる。このような状況を図６ｂに示す。再び、オブジェクトが時間ｔ0において静止していると仮定すると、その速度は、時間ｔ0において加わる加速度によって増加し、時間ｔ1まで上昇するであろう。たとえば時間ｔ1では、フットボールは、フットボールプレイヤーの脚を離れて最大速度ｖmaxに達し、次に、空気摩擦によって再び減速する。時間ｔとｔ1の間における瞬間的な速度は、今のところ、図６ｂの右側に示す方程式によって容易に計算することができる。
【００３８】
しかし、好ましいエネルギー指標は、時間ｔ1における最大速度である。なぜなら、このエネルギーは、一般に、ごくわずかである位置エネルギーは別として、プレイヤーによってゲームデバイスに移転されるエネルギーだからである。プレイヤーが多くのエネルギーを移転した場合、プレイヤーのショット力は高い。一方、プレイヤーが少しのエネルギーを移転した場合、プレイヤーのショット力は低いが、図８に関して以下で詳細に説明するとおり、何れの場合も、ゲームデバイスのその他の状況、たとえば内部圧力が同程度であることが条件である。
【００３９】
したがって、手段９２は、たとえば、最大速度をエネルギー指標として計算するか、またはボールの質量を使用して、最大速度に関連し、Ｅmaxとして記載されるエネルギーを計算する。
【００４０】
図９に示すデバイスは、エネルギー指標に基づいてショット力に関する情報を提供する手段９４をさらに備える。手段９４の機能性は、図６ｅを参照して説明されるが、この場合、たとえば図６ｅの場合のように１０段階評価、または制約のないスケール、もしくは傾向の表示に従って計算されたエネルギー指標をマッピングする単なる割付表である。
【００４１】
傾向の表示は、現在のエネルギー指標と、別のプレイヤーに関連して以前に決定されたエネルギー指標との比較が、傾向の表示として、つまりショット力に関する情報として、現在のプレイヤーのショット力が、以前のプレイヤーのショット力と比べて大きいか、等しいか、または小さいことを説明できるように行うことにある。
【００４２】
エネルギー指標をこのようにしてショット力情報にマッピングする場合、つまり、図６ｃに経時的な曲線として描かれる力を評価する場合でも、所望の何らかのエネルギー指標を使用して行われる。したがって、力曲線は加速度曲線に比例し、比例定数として可動ゲームデバイスの質量を用いることが的確である。経時的な力の曲線は、たとえば、経時的な力を積分することによって計算することができるエネルギー指標を提供することができる。
【００４３】
また、図６ｄに示すように、ボールに加わる指向性の力も、ボールがショット時に移動する軌跡の関数として測定される。したがって、ボールが、プレイヤーの脚でヒットされる前に位置する位置点ｘ＝０における力は、ある高い値まで増加し、一定の値まで低下する。ボールは、軌跡上の位置点ｓ0においてプレイヤーの脚を離れ、その結果、駆動力はそれ以上ボールに加わらないけれども、空気摩擦によって存在するが図６ｄで考慮されていない減速力のみがボールに加わる。
【００４４】
したがって、エネルギー指標は、ボールが進む軌跡全体で測定される力（加速度）の積分も表す。この軌跡は、たとえば、加速度センサが３次元で動作し、方向に感応する加速度センサである場合、ボール内の加速度センサで同時に測定される。また、発射体の軌跡は、高度に正確な衛星または地上ベースの位置決めシステムを使用するか、または予め決められたテーブルにアクセスするなど、様々な方法でも計算される。しかし、振動ジャイロスコープを使用する微小機械的な位置決めシステムは、さらに、図６に示す積分を数値的に評価することができるように、軌跡を決定するために使用される。
【００４５】
しかし、本発明の好ましい実施態様は、可動ゲームデバイス内に圧力センサを提供することである。可動ゲームデバイスは、ショットされた場合、図７に定性的に示されている圧力曲線を有する。時間ｔ0では、オブジェクトが可動ゲームデバイスにヒットすると、可動ゲームデバイス内の圧力の増加の原因になる。なぜなら、可動ゲームデバイスは、可動ゲームデバイスに衝撃を与えるオブジェクトによって変形するからである。この圧力の増加は、次に最大圧力ｐmaxまで増加し、その後再び減少して、可動ゲームデバイスがそれ以上オブジェクトに接触しなくなることを特徴とする時間ｔ1付近の静止圧力まで低下する。
【００４６】
したがって、本発明においては、圧力変化に関する積分、つまり、図７の斜線の領域内を満たす領域は、ボール上に加わるエネルギーに関係し、圧力の時間曲線は、ショット力を判断するために有利に使用されることが分かった。
【００４７】
圧力センサは、たとえば屈曲梁の質量が大きい加速度センサと比べて、単純な方法で構成され、堅固であるため、圧力センサの利用は、加速度センサに比べて特に有利である。さらに、可動ゲームデバイス内に配置された場合に、方向性の量を発生せず、非方向性の量を発生することは圧力センサに固有であり、それに対して、加速度センサの場合、３つの空間方向で敏感でなければならない加速度センサアレイを多額の費用で提供しなければ達成することはできない。一方、可動ゲームデバイスの内部圧力の圧力曲線を提供するには、１つの単独圧力センサで十分である。
【００４８】
したがって、圧力センサの使用は、可動ゲームデバイス内の圧力曲線を測定し、図８および１０に関して以下に記載するように、ショット力情報を取得する際に、保守の必要がなく、堅固であり、同時に低価格の可能性を提供する。
【００４９】
本発明の好ましい実施態様では、経時的な圧力曲線は、特に図７に示す方程式に従って、ｔ0とｔ1との間で積分される。これは、積分されるのは、絶対圧力曲線ではなく、静止圧力ｐ0と比較した圧力変化曲線であることを示す。しかし、絶対圧力曲線を積分し、積分後に領域９７を減算することも可能であろう。これは、単に時間Δｔと静止圧力との積から得られる。
【００５０】
図８から分かるとおり、ショット力は、静止圧力のレベルに高度に依存する。これは、様々なパラメータ曲線に基づいて図８から得られ、１つのパラメータ曲線９７は、小さい静止圧力ｐ0として描かれ、異なるパラメータ曲線は、高圧ｐ0として９８に描かれる。特に、図８の曲線群のｘ軸は、積分された圧力変化をエネルギーの指標として表し、つまり、この指標は物理単位で計算され、（パスカル×秒）を単位として有する。具体的には、図７の曲線の領域９６が、ｘ軸の上方に描かれる。小さい内部圧力を有するボールを仮定すると、ショット力の値は、ボールをどの程度強くヒットしたかに応じて直線に沿って生じる。一方、高度に膨張したボールを使用してプレイする場合、曲線９７と比較して同じ積分圧力変化で、非常に大きいショット力がエネルギー指標として得られた。これは、高度に膨張したボールは、非常に強いショットでもわずかしか変形しないが、非常にわずかだけ膨張したボールは、比較的柔らかいショットでも変形するという事実によるものである。
【００５１】
また、あるいは付加的に、経時的な圧力曲線の最大圧力ｐmaxは、図９の手段９２によって決定することもできる。特に、比較的単純な評価の場合、経時的な圧力曲線、つまりショットがオブジェクトに衝突する様式は、すべてのショットでほぼ同じであると仮定され、最大値のみが決定的に重要であると考えられる。この場合、一連の直線が提供され、これらの直線は、図８の曲線と類似しているが、ｘ軸として、エネルギー指標として積分された圧力変化を表すのではなく、最大圧力を表す。
【００５２】
さらに、圧力偏差曲線の時間を決定することもでき、これは、代表的な圧力曲線がほぼ同じ形状であると考えられる場合、ショット時にゲームデバイスに与えられるエネルギー指標でもある。
【００５３】
本発明の好ましい実施態様では、内部静止圧力ｐ0は、図１０に示すように、ステップ１００で最初に決定される。この決定は、ショットの前または後で行われ、図８の曲線群の曲線の１つを選択するために使用される。さらに、圧力変化は、ステップ１０２で、特に時間ｔ0から時間ｔ1まで、ステップ１０１で決定した時間的な圧力曲線ｐ（ｔ）を使用して経時的に積分される。したがって、図中に記載されている静止圧力からの圧力変化に関するか、または圧力偏差に関する積分１０２は、エネルギー指標を提供し、これは次に、選択するパラメータ曲線上の値を決定するために使用される。好ましくは、曲線群を含むテーブルに対するアクセスは、ステップ１０３で行われ、その結果、３つの値の群を含む３次元テーブルが与えられ、３つの群の第１の値は静止圧力ｐ0であり、３つの値の第２の値は、積分圧力変化であり、第３の値は、図８のｙ軸上にプロットされるショット力である。ショット力情報は、ステップ１０３で提供される。図９および図１０を比較すると、ステップ１００および１０１は手段９０により行われ、ステップ１０２は手段９２により行われ、ステップ１０３は手段９４により行われる。
【００５４】
本発明のシステムの実施に応じて、つまり必要な多様性に応じて、１０４で供給されるゲームデバイスのタイプに関する情報は、ステップ１０３で考慮される。たとえば、ショット力は、ボールがテニスボールであるか、フットボールであるかによって決まる。さらに、ショット力はブランドごとに異なる。これは、やはりボール表面によって決まるボールの「理想範囲」が、ショット力として使用される場合に特に関連する。ボールの表面が比較的滑らかな場合、空気抵抗は小さいため、伝達されるエネルギーが同じであれば、メートル単位で測定したショット力は、比較的粗い表面を有するボールのショット力より大きい。それにも関わらず、両方のショット力の結果は、ボールに与えられたエネルギーで決まり、さらにライン１０４を介して供給されるゲームデバイスのタイプによって決まる。
【００５５】
実施に応じて、図９に示す構成要素のすべて、または一部のみが、ゲームデバイス自体内、またはゲームデバイスからある距離に位置する中央デバイス内に配置される。
【００５６】
このようなシステムの第１実施態様では、加速度または圧力の時間曲線を記憶するように構成されている加速度センサまたは圧力センサのみが、ゲームデバイス自体内に配置される。加速度または圧力のこの時間曲線は、たとえば無線送信機を介して受信機に転送され、受信機は、たとえば腕時計の形態でプレイヤーと共に存在することが可能である。また、ボールは、必ずしも無線センサを有する必要はないが、出力インターフェースを有し、この出力インターフェースは、ボールが特に構成されたドッキングステーション内に配置される場合、記憶された加速度または圧力曲線を読み出す。次に、ブロック９２における処理、およびブロック９４におけるショット力情報の提供は、プレイヤーの腕時計、またはフットボールピッチ上の中央受信ステーション内などの外部ステーションで行われる。
【００５７】
また、手段９０および手段９２の機能は、共にボール内に組み込まれ、ボールは、エネルギー指標を外部受信ステーションに供給する。その結果、少量のデータがボールから外部に転送されなければならないが、ゲームデバイス内では、より多くのプロセッサの能力が必要である。
【００５８】
また、すべての手段９０、９２、９４は、可動ゲームデバイス内で実装されてもよく、その結果、ショット力に関する情報のみが、ボールによって直接的に指示されるか、または、たとえば無線インターフェースもしくは接触インターフェースである出力インターフェースを介して出力される。
【００５９】
図９に示すシステムは、１つのセンサのみがボール内に存在し、かつボールが加速度または内部圧力の時間曲線を出力する場合、外部受信インターフェース６の機能も含む。次に、図９の加速度または内部圧力の時間曲線を提供する手段９０は、手段９２および手段９４をさらに備える外部計算機の入力インターフェースである。
【００６０】
たとえば、ショット力を測定するための本発明のデバイスは、完全に可動ゲームデバイス内、完全にゲームデバイス外、または部分的に可動ゲームデバイス内および部分的に可動ゲームデバイス外に配置および実装される。
【００６１】
この点で、このように部分的な実施で可動ゲームデバイスに加わるショット力を測定するための方法は、共に、ゲームデバイスおよび評価デバイス、またはゲームデバイスのみ、または評価デバイスのみを備える。
【００６２】
したがって、ゲームデバイスは、ショット力の検出を提供し、検出から決定されるゲームデバイス７の飛行速度を提供する。したがって、フットボールゲームでは、多くの場合、誰が最も「強い」ショットを行うかという疑問がある。特に、この実施態様の場合、また他の実施態様の場合も、評価ユニット１３もゲームデバイス７内のアセンブリ１５内に組み込む可能性がある。ショット力を測定するセンサは、ゲームデバイス７内に実装される。このセンサは、好ましくは圧力センサ１０または加速度センサである。このセンサの情報は、内部のマイクロコントローラによって測定され、たとえば、プレイヤーのデータ検出デバイス１２上のディスプレーユニット１４に転送される。ショット力を判断するには、ボールがショット時に与えられたエネルギーを測定する必要がある。このため、評価ユニット１３は、圧力センサ１０によって経時的に判断された圧力を検出するか、または加速度センサによって検出された加速度を検出するための手段を有する。さらに、圧力曲線または加速度曲線を使用して、プレイヤー６の側のボール７に加わる力を計算するための計算手段が設けられる。
【００６３】
加速度センサの場合、加速度は直接測定され、ゲームデバイス７内のマイクロコントローラに報告される。前記マイクロコントローラは、ボールの既知の質量、および測定された加速度から、ボールに作用した力を計算する。これらの計算は、空気力学およびボールに転送されるエネルギーの時間曲線も含む。この計算は、評価ユニット１３に対する全体的なエネルギーの移転のみならず、ボールに対するエネルギー移動の時間曲線の移動も含む。
【００６４】
圧力センサ１０の別の用途では、ボールの内部圧力が、ショット時にどの程度増加するかを測定する。これらの圧力変化および対応する時間曲線は、ボール内のマイクロコントローラが、ボールに加わった力を判断することを可能にする。圧力測定を使用すると、ボールがどの程度変形したかを確認することができる。変形のレベルが大きければ大きいほど、ショット力も大きくなる。そのため、内部圧力のピーク値および圧力曲線は、圧力センサ１０を使用して測定される。曲線群を使用して、ボールに供給されるエネルギーが測定される。たとえば、曲線群は、事前に実験的にシュートシステムによって決定され、ボールのタイプごとに異なる。
【００６５】
ショット力は、転送されたエネルギー、および時間曲線から非常に正確に判断される。ショット力のほかに、全体のエネルギーも表示される。その結果、ショットのタイプに関する情報も得ることができる。したがって、ボールは、均一なエネルギーの供給で、さらに正確にプレイされる。したがって、追加の検出手段を提供するために、エネルギー供給の持続時間がさらに表示される場合、これも訓練される。
【００６６】
エネルギーは、ボールが取得した飛行速度を推測するために使用される。そのため、ボールの重量および空気力学が考慮に入れられる。決定される飛行速度は、ボールが、ショット後に自由に飛び去る時に達する値である。力の作用のほかに、ボールがヒットされる時間、ボールが着地する時間も、圧力センサ１０および／または加速度センサを使用して決定される。力の情報、および飛行の時間により、ボールが飛行しなければならない距離は、容易に計算することができる。
【００６７】
さらに、たとえば、少なくとも１つのホールセンサ１６、少なくとも２つの磁気抵抗センサ、または少なくとも２つのコイルなどのような構成要素が、ゲームデバイス７の回転速度を決定するために提供される。この情報は、フットボールにおけるいわゆる「カーブをかけたコーナーキック」をトレーニングするために使用される。このため、ユーザにとって、自身のショットに関するフィードバックを直ちに取得することは重要である。このため、ボール内の回転速度が測定され、無線１を介してプレイヤーのデータ検出デバイス１２に送信される。構成要素は、運動時に、ゲームデバイス７がエネルギー場内で回転している時に、評価ユニット１３によって判断可能な変調周波数が生じ、この周波数を回転速度に変換できるように構成される。
【００６８】
たとえば、ホールセンサ１６などのようなセンサは地球磁場を測定し、磁界強度を判断する。ボールが回転する時、磁界強度は変調される。変調周波数は、ボールの回転速度に正比例する。地球磁場の測定時、磁場の方向ベクトルが判断される。このベクトルの回転は、ボールの回転に比例する。また、磁界強度は、磁気抵抗センサによって、磁場に対応する抵抗といて測定されてもよい。これらは、ブリッジを形成するために接続される。ブリッジの出力信号は、差動増幅器を用いて増幅される。出力電圧は、磁場の磁界強度の直接測定である。回転を測定するために、電圧の直線性も、場の方向の決定も不要である。ボールが回転する時、出力電圧は、その上に交流電圧が重畳され、その周波数はボールの回転数である。この交流電圧の周波数は、ボールの回転数である。この電圧の評価は、アナログ回路を介して個々に、またはマイクロコントローラを使用して行われる。ボールの可能な各々の回転軸を評価できる信号を取得するため、９０°偏位した２つのセンサを使用する。
【００６９】
磁界強度は、ホールセンサ１６を使用して測定することもできる。ホールセンサは、磁界強度に対応して電圧を発生させる。この電圧は、差動増幅器を用いて増幅される。出力電圧は、磁場の磁界強度の直接測定である。回転を測定するために、電圧の直線性も、場の方向の決定も不要である。ボールが回転する時、出力電圧は、その上に交流電圧が重畳され、その周波数はボールの回転数である。この交流電圧の周波数は、ボールの回転数である。ここで、好ましくは、２つのセンサが用いられ、互いに９０度偏位するように配置される。
【００７０】
また、磁場内でコイルを回転させて、コイルに電圧を発生させることも可能である。電圧の周波数は、回転数に比例する。しかしながら、コイルはアンテナとしても働くから、電圧は増幅されるとともにフィルタリングされなければならない。ここで、個々の評価またはマイクロコントローラを用いた評価が可能であり、好ましくは、２つのコイルが使用されて、互いに９０度偏位するように配置される。
【００７１】
回転速度を判断するため、無線送信機も使用される。この場合、何らかの無線送信機、たとえば中波送信機の電界強度の変化が使用される。電界強度における変化の周波数は、回転数に比例する。双極子のほかに、コイルまたはフェライトアンテナがアンテナとして使用される。各国には、十分に動作中の長波、中波、および短波送信機が存在するので、このシステムの場合、独自の送信機を作動させる必要はない。比較的高周波数を有する送信機を参照用として使用する場合、双極子アンテナは１つの可能性であり、双極子アンテナは、たとえばボールの電子システム上、または導電性トレースの形式でボールのエンベロープ上に配置される。フレームアンテナは、低周波数に適する。このアンテナは、ボールの電子システムのアセンブリ１５の場合、導電性トレースの形式のコイルとして配置される。フェライトアンテナは、低周波数に適する。このアンテナは非常に小さく、それにも関わらず比較的大きい出力信号を生成する。すべてのアンテナについて、どの回転軸でも信号を測定できるように、２つの受信方向を構築する必要がある。信号測定で重要な唯一のものは、電界強度である。このため、高レベルのダイナミクスを有する増幅器が必要である。増幅は、たとえばマイクロコントローラのＡ／Ｄ変換器を広くする必要がないように、対数でなければならない。
【００７２】
きわめて低出力のマイクロコントローラは、データおよびボールの電子システムの制御を引き受ける。前記マイクロコントローラは、ゲームの開始時に起動される。マイクロコントローラは、比較的長期にわたってどのゲームも観測しなかった場合、自動的に電源が切れる。ゲームデバイス内のデータ検出デバイスに組み込まれ、同時にまたはさらにマイクロコントローラ１１内に組み込まれるマイクロコントローラ１１の主なタスクは、無線１を介して、できるだけ少ないエネルギーを使用してデータを送信できるように処理することである。このデータは、無線を介して、たとえば２．４ＧＨｚの無線リンクを介して数回送信され、何らかのエラーを補正できることが好ましい。
【００７３】
電流の供給は、２つの公知の方法で実現される。一方、アキュムレータを使用することができるが、充電機器が必要である。一方、一次バッテリ２１をデータ検出デバイス内に、一次バッテリ２２をゲームデバイス７内に使用することができるが、後者をボール内で置き換えることはできない。
【００７４】
アキュムレータバージョンでは、充電コイルがボール内に実装され、この充電コイルを使用して、アキュムレータは誘導的にロードされる。バッテリ２２を備えるバージョンの場合、ボールは、リチウムバッテリを使用して供給される。この電気容量は、電子システムの機能が１０００時間にわたって保証されるように設計される。平均的なプレイ時間が１日当たり１時間である場合、バッテリは３年間持続する。
【００７５】
データ検出デバイス１２内には、トランシーバが、受信ユニット２として組み込まれる。前記トランシーバは、データをボールから受信し、および／または多数のデータ検出デバイスとの接続を確立して、データを交換することができる。データの送信および受信は、たとえば２．４ＧＨｚ帯域内で行われる。
【００７６】
トランシーバは、データを受信および送信する。したがって、データ検出デバイスどうしを互いに結合することが可能である。それによって、ボールコンタクトは、ゲーム中に他のデータ検出デバイスに送信可能であり、その結果、非常に正確な一連の統計データがネットワーク内に生成され、ゲームを判定することが可能になる。必要なら、データ送信によって、ユーザがネットワークでプレイする小さいコンピュータゲームを促進することも可能である。
【００７７】
データ検出デバイス１２内のデータは、比較的大きいマイクロコントローラ１１を使用して処理される。このマイクロコントローラは、電力消費量が非常に少ない。データは、トランシーバを介して交換され、ディスプレーユニット１４上に視覚化される。
【００７８】
処理されるデータは、グラフィックディスプレーを使用して表示される。このディスプレーは、マイクロコントローラが接続された統合コントローラを有している。動作は、数個のキー２０を介して行われ、その働きは機能的である。
【００７９】
データ検出デバイス１２の電流源は、高度に省力的でなければならない。バッテリ２１は、置き換えられてもよい。マイクロコントローラ１１およびディスプレーは、きわめて省力的である。データ送信は、トランシーバが、何れの場合にも非常に短時間だけ動作するように設計される。
【００８０】
アキュムレータを備えるボールバージョンの場合、充填ステーションが必要である。ボールの電子システムとのライン接続はないため、公知の方法でボールに誘導的に充電する必要がある。そのため、充電ステーションは、エネルギーがボール内に転送される送信コイルを備える。
【００８１】
他の評価ユニットと通信できるように、無線通信を異なるプロトコルに変換する必要がある。９９％の確率で一般的なＰＣに使用されるため、たとえばＵＳＢによる変換が想定されている。
【００８２】
好ましいコンセプトの、たとえば図４ａおよび図４ｂの可動デバイス、並びに図５ａおよび図５ｂの受信デバイスの相互作用構成要素について、以下でさらに詳細に説明する。可動デバイス７は検出器２３を含み、検出器２３は、たとえば、図３の圧力センサ１０であり、ボール７に接触したかどうかを検出する。しかし、検出器２３は非接触センサを備え、この非接触センサは、電気的、音響的、光学的、または電磁的な方法で動作し、たとえばフットボールプレイヤーの靴内の個々の送信機がボールに接近することによって、たとえば、何らかの種類の磁界または電界が生成されるかどうかを検出する。検出器２３は、あるオブジェクト、すなわちたとえば脚、足、靴、ラケット、バットなどが、ゲームデバイスの近傍またはゲームデバイスに位置付けられたことを検出するように構成される。
【００８３】
さらに、可動デバイス７は、第１信号速度を有する第１信号を送信し、第１信号速度より小さい第２信号速度を有する第２信号をさらに送信するように構成されている送信機モジュール２４を備える。送信機モジュールは、図４ａの信号矢印によって示されるように、検出器の出力信号に応じて第１および第２信号を送信するように構成される。
【００８４】
上記のとおり、検出器２３は、可動デバイスにオブジェクトが接触したことを検出するように構成されている接触センサである。このような接触センサは、たとえば圧力センサであるが、加速度センサ、またはオブジェクトがゲームデバイス７の表面に接触したかどうかを検出するその他のセンサでもよい。また、検出器は、上記のとおり、あるオブジェクトが可動デバイスの近傍に存在することを何らかの方法で検出する非接触センサとして構成してもよい。あるオブジェクトが、可動デバイスから１０ｃｍ以下の予め決められた距離に位置するかどうかを検出する非接触センサは、特定の実施態様に適する。次に、オブジェクトが実際に可動デバイスに接触する可能性は非常に高い。なぜなら、たとえば、フットボールを可動デバイスと考えるか、またはテニスボールを考える場合、唯一の目的は、オブジェクトを可動デバイスに接触させることだからである。殆ど１００％の確率で、オブジェクトが予め決められた距離内に位置した後、オブジェクトは、最終的に可動デバイスに接触すると考えられる。
【００８５】
送信機モジュールは、異なる信号速度を有する２つの信号を送信するように構成される。好ましくは、無線送信機３によって生成される無線信号は、第１の高速信号として使用される。第２信号は、好ましくは超音波送信機として構成された音波送信機２６によって生成される。両方の送信機は、ライン２５を介して供給される検出器信号によって制御され、両方の信号を同時に、または本質的に同時に、つまり検出器信号に応じたある時間、たとえば１〜２ミリ秒以内に送信する。しかし、送信機は、無線送信機が、検出器信号２５によって決まる特定の瞬間で、第１信号を送信し、次に、超音波送信機が、超音波信号が送信される前に予め決められた時間だけ待機するように構成される。この場合、無線送信機の受信によって、クロノメータが受信機側で直ちに作動するのではなく、クロノメータは、第１信号を受信後の予め決められた時間内、つまり、第１信号を受信して直ちにではなく、第１信号の受信に応じて作動される。
【００８６】
また、ボールコンタクトの検出は、最初に超音波信号を送信し、特定の時間後に無線信号を送信するために使用され、無線信号は、超音波信号を言わば追い越し、その結果、受信機側では、非常に短い予め決められた時間で、その時間内に無線信号および超音波信号が着信するのに十分である。しかし、両方の送信機は、それらの信号を同時に送信し、相応に比較的長い予め決められた時間を受信機側に使用し、および／または受信機側で、無線送信機の受信後ただちにクロノメータを始動させることが好ましい。
【００８７】
予め決められた時間は、第１の高速信号、および第２の低速信号の速度差によって決まる。この速度差が小さいほど、選択される予め決められた時間は短くなる。この速度差が大きいほど、設定しなければならない予め決められた時間は長くなる。さらに、予め決められた時間は、第１および第２信号が、実際に同時に送信されたかどうか、または第１および第２信号が、時間的に補正されて送信されたかどうかによって決まり、第１信号に対する第２信号の遅延が、予め決められた時間の開始が遅延する原因になり、第２信号に対する第１信号の遅延が、予め決められた時間が短くなる原因になる。しかし、一般に、上記のとおり、５ミリ秒未満の予め決められた時間が好ましい。
【００８８】
図５ｂに示すように、受信機側では、受信機モジュールは検出器２８に接続し、検出器２８は、メモリ２９に結合するか、または受信デバイス内でさらに無線送信機に結合するが、図５ａには示さない。検出器およびメモリ２９は、好ましくは、図３の評価ユニット１３内に含まれる。図３の下に全体的に示されている受信デバイス、または図５ａに示されている受信デバイスは、腕時計の内部に組み込まれるか、または腕時計の形状および外観を有し、たとえばフットボールプレイヤーまたはテニスプレイヤーが容易に着用することができ、しかも自身の特定のスポーツに悪影響がないように構成されることが好ましい。一般的に述べるなら、受信デバイスはオブジェクトに実装可能であり、可動デバイスに対する受信デバイスの接近は、図４ａの検出器２３によって検出され、図５ａに示されていない適切な固定デバイスを含み、この固定デバイスは、たとえば腕時計のバンド、腕時計バンド用の固定具、クリップ、オブジェクトおよび／またはプレイヤーに何らかの方法で固定される様々な取付けデバイスの形状を取る。
【００８９】
受信機モジュール２は、第１信号速度を有する第１信号、および第１信号速度より小さい第２信号速度を有する第２信号を受信するように構成される。さらに、検出器２８は、第２信号が、第１信号の受信から予め決められた時間内に受信されたかどうかを指示する検出器信号を提供するように構成される。さらに、検出器は、好ましくは、検出器が検出器信号を提供する時を記憶するように構成されているメモリ２９に結合される。また、さらに他の送信機がメモリの代わりに存在してもよく、この送信機は、検出器信号を中心の検出点に送信するように構成され、この検出点では、たとえば、個々のプレイヤーのボールコンタクトのオンライン評価が行われる。
【００９０】
このようなオンライン検出点は、たとえば、フットボールのピッチ付近のどこかに配置された受信機である。この場合、受信デバイスは、出力側で、可動デバイスとの接触、および受信デバイスを着用しているプレイヤーの識別を送信し、その結果、プレイヤーが何回ボールコンタクトを行ったかに関して、疑う余地のない統計データが得られる。
【００９１】
最近、ボールコンタクトなどに関するこのような情報がますます検出され、たとえばフットボールの試合において、多数の聴衆および／またはコメンテータに対して提示および提供され、観客に対する情報の内容を増加させるようになった。
【００９２】
たとえば、メモリ２９を含む実施では、フットボールのピッチ上に中央受信デバイスは不要である。その代わりに、メモリは、たとえばハーフタイムまたは試合の終わり、または試合中に非接触式で、どのプレイヤーの部分とも相互作用しない状態で評価し、プレイヤーが可動デバイスと何回接触したかを示す各々のプレイヤーの計数値を取得する。この場合、プレイヤー２９は、検出器信号を検出するごとに１だけ増分する計測器として実施される。また、メモリは、好ましくは受信デバイス内に含まれ、図５ｂの３０に示されている時計または腕時計の絶対時間も検出する。次に、メモリは、一連の瞬間を時間内に記憶し、この瞬間は、各々のプレイヤーごとに、「ボール接触プロファイル」を経時的に確立できるように評価される。この場合、たとえば、２人を超えるプレイヤーが同時にボールに接触したことが分かった場合などに生じた何らかの誤った検出は、後に補正することができる。２人のプレイヤーの同時の接触は、たとえば、「５０／５０ボール」を考えた場合、比較的あり得ることである。しかし、３人のプレイヤーが同時にボールに接触することは、フットボールの場合は非常に可能性が低くなる。しかし、たとえばテニスの場合、２つのテニスラケットが同時に接触することは、まったくあり得ないことであるから、この場合、可動ゲームデバイスを伴うスポーツにおける一般的な状況に関する追加の情報を使用して評価を行い、エラーを低減する。
【００９３】
図５ｂは、図５ａに示す受信機のさらに特定の実施態様を示す。一方、受信機モジュールは、第１の高速信号を受信するための無線受信機３２、および第２の比較的低速の信号を受信するための超音波受信機３２を備える。また、無線受信機および超音波受信機は、それぞれ異なる信号速度を有する信号を受信する限り、別々に構成される。受信した無線信号に応じて、検出器２８は、開始ライン３５を介してクロノメータ３１を作動させる。予め決められた時間分および／または予め決められた時間が過ぎると、クロノメータは停止し、これは、一般に、予め決められた時間に設定されたクロノメータ３１が、停止ライン３６を介して停止信号を検出器に提供するように行われる。
【００９４】
検出器が、停止信号を受信した後に超音波信号を検出した場合、検出器信号はライン３７に出力されない。この場合、実際上、受信デバイスは、可動デバイスから長距離に位置するため、可動デバイスにヒットしない可能性は非常に高いと考えられる。しかし、超音波信号が、検出器によって、停止信号を受信する前に、つまり予め決められた時間が過ぎる前に受信された場合、検出器信号３７が出力され、この信号は次に、メモリに記憶され、メモリは、たとえば、検出器信号ごとに１だけ増分する計測器である。
【００９５】
また、検出器信号は、時計または腕時計に供給され、これらの時計は絶対時間の測定を行い、この絶対時間は、たとえば実際の絶対時刻であるが、たとえば試合が開始する絶対開始時間でもあり、したがって直接的に絶対時間ではなく、たとえばフットボールの試合の１分間を表す。検出器信号の時点で、時計３０は次に、データライン３８を介して電流測定値を提供し、メモリはこれで、この特定の時を時間内に記憶することができる。プレイヤーの行動の無作為な評価は、実装されているインターフェースを有する評価ユニット、たとえば図３または図５ｂのディスプレーユニット１４によって行われ、このディスプレーユニット１４は、特に図３のマイクロコントローラ１１と協働する。
【００９６】
状況によっては、本発明の方法は、ハードウェアまたはソフトウェアに実装される。実施は、個々の方法が実行されるように、プログラム可能なコンピュータシステムと協働する電子的に可読な制御信号により、ディジタル記憶媒体、特にディスクまたはＣＤ上に行われる。一般に、本発明は、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行される時に、機械可読キャリア上に記憶されて、本発明の方法を実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品にもある。つまり、本発明は、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行される時に、変換方法を実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムでもある。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】可動デバイスと受信機を装備された数個のオブジェクトとを含むピッチの略図である。
【図２】可動デバイスの一例として、フットボールと共にプレイヤーを示す図である。
【図３】システムの略図である。
【図４ａ】可動デバイス内の機能グループのさらに詳細な図である。
【図４ｂ】図４ａの送信機モジュールのさらに詳細な図である。
【図５ａ】受信デバイスのブロック図である。
【図５ｂ】図５ａの受信デバイスのさらに詳細な図である。
【図６ａ】ショット時の時間的な加速度の定性略曲線を示す図である。
【図６ｂ】ショット時の時間的な速度の定性曲線を示す図である。
【図６ｃ】ショット時の可動ゲームデバイスに加わる力の定性曲線を示す図である。
【図６ｄ】距離の関数としてのショット時に可動ゲームデバイスに加わる力の定性曲線を示す図である。
【図６ｅ】エネルギー指標とショット力との間の好ましい割付表を示す図である。
【図７】可動ゲームデバイスの内部圧力の定性曲線を示す図である。
【図８】使用されていない状態の内部圧力をパラメータとして使用して、ショット力を決定するための一連の直線を示す図である。
【図９】可動ゲームデバイスに加わるショット力を測定するための本発明のデバイスの略ブロック図である。
【図１０】時間的な圧力曲線による好ましいショット力の測定結果のフロー図である。
【図１】
2009503466.tif 000003
【図２】
2009503466.tif 000004
【図３】
2009503466.tif 000005
【図４ａ】
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【図４ｂ】
2009503466.tif 000007
【図５ａ】
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【図５ｂ】
2009503466.tif 000009
【図６ａ】
2009503466.tif 000010
【図６ｂ】
2009503466.tif 000011
【図６ｃ】
2009503466.tif 000012
【図６ｄ】
2009503466.tif 000013
【図６ｅ】
2009503466.tif 000014
【図７】
2009503466.tif 000015
【図８】
2009503466.tif 000016
【図９】
2009503466.tif 000017
【図１０】
2009503466.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月1日(2007.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動ゲームデバイスに加えられるショット力を測定するための装置であって、
前記ゲームデバイスがオブジェクトによって打撃を受けたときに発生する前記ゲームデバイスの内部圧力の時間曲線を提供する手段（９０）と、
前記内部圧力の時間曲線を処理して、打撃によって前記オブジェクトに移るエネルギーによって決定されるエネルギー指標を得る手段（９２）であって、ショットに先立ってまたはショットの後に静止時の内部圧力に関する情報を提供し、エネルギー指標を得るために静止時における内部圧力を超える内部圧力の圧力変化を積分するように構成される手段（９２）と、
前記エネルギー指標に基づいてショット力に関する情報を提供する手段（９４）であって、内部に格納されたさまざまな圧力について予め定められたグループの曲線に関する情報が記憶されるメモリを含み、曲線はショット力とエネルギー指標との関係を含み、前記情報を提供する手段（９４）は静止時の内部圧力に基づいて曲線を選択し、エネルギー指標に基づいて選択された曲線により示されたショット力を提供するように構成される手段（９４）とを含む、装置。
【請求項２】
前記時間曲線を与える手段（９０）は、ゲームデバイスに取り付けられる圧力センサを含むか、または前記可動ゲームデバイスから生じる時間曲線を得るために、またはエネルギー指標を得るために構成される受信機を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記処理手段（９２）は、前記時間曲線を積分してエネルギー指標を示す積分結果を得るように構成される、請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記処理手段（９２）は、エネルギー指標を得るために、静止状態における標準値からの偏差の最大値、最小値、形状、時間についての時間曲線を検討するように構成される、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記ショット力はショット力スケール上の値であり、前記情報を提供する手段（９４）は、所定のマッピング規格にしたがってショット力スケールの値に対するエネルギー指標の値をマッピングするように構成される、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記ショット力は、特定のショット角の範囲内で打撃を与えるときに前記可動ゲームデバイスがカバーする距離に依存し、
前記情報を提供する手段（９４）は、エネルギー指標、ゲームデバイスの重さおよび空気中のゲームデバイスの抵抗に基づいてカバーされる距離を計算するように構成される、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記メモリは、その内部に記憶される三次元テーブルを有し、ショット力は内部圧力とエネルギー指標の種々の組み合わせに関連し、
前記情報を提供する手段（９４）は、前記ショット力を決定するために、内部圧力およびエネルギー指標の関数としてのテーブルにアクセスするように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記可動ゲームデバイスはボールである、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記情報を提供する手段（９４）は、異なるタイプのゲームデバイス（１０４）についての異なるグループの曲線に関する情報を含み、前記情報を提供する手段（９４）は、内部圧力およびエネルギー指標に加えて、ゲームデバイスのタイプに関する情報の入力部分に基づいて前記ゲームデバイスのタイプを確認するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ショット力に関する情報を提供する手段（９４）は、前記ゲームデバイスからの無線信号を介して前記ゲームデバイスのタイプに関する情報の入力部分を得るように構成される、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の可動ゲームデバイスに与えられるショット力を測定するためのデバイスを含む、可動ゲームデバイス。
【請求項１２】
可動ゲームデバイスに加えられるショット力を測定する方法であって、
前記ゲームデバイスがオブジェクトによって打撃を受けたときに発生する前記ゲームデバイスの内部圧力の時間曲線を提供する（９０）ステップと、
前記内部圧力の時間曲線を処理（９２）して、打撃によって前記オブジェクトに移るエネルギーによって決定されるエネルギー指標を得るステップであって、ショットに先立ってまたはショットの後に静止時の内部圧力に関する情報を提供し、エネルギー指標を得るために静止時における内部圧力を超える内部圧力の圧力変化を積分するように構成されるステップと、
前記エネルギー指標に基づいてショット力に関する情報を提供する（９４）ステップであって、内部に格納されたさまざまな圧力について予め定められたグループの曲線に関する情報が記憶されるメモリを用い、前記曲線はショット力とエネルギー指標との関係を含み、前記情報を提供する（９４）ステップは、エネルギー指標に基づいて選択された曲線により示されたショット力を提供するために、静止時の内部圧力に基づいて曲線を選択するステップとを含む、方法。
【請求項１３】
コンピュータ上でプログラムが実行される時に、請求項１２に記載の方法を実行するためのプログラムコードを有する、コンピュータプログラム。
【国際調査報告】
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