(57)【要約】【課題】本発明は、光軸のずれを正確に検出できるタイム計測システム及びゴール検出システムを提供することを目的とする。【解決手段】本発明のタイム計測システムは、ゴールラインに平行な光ビームを発光する発光装置３と、前記発光装置３が発した前記光ビームを受光し、受光した前記光ビームの強度情報を出力し、前記光ビームが遮断されたことを検知して接点信号を送出する、受光装置４と、前記受光装置４からの前記接点信号に応答して、当該接点信号が入力された時点のランニングタイムを取得するタイマ装置２と、から構成されるタイム計測システムであって、前記受光装置４から供給される前記強度情報をアナログメータによって表示することを特徴とする。【選択図】図１
2006149850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴールラインに平行な光ビームを発光する発光装置と、
前記発光装置が発した前記光ビームを受光し、受光した前記光ビームの強度情報を出力し、前記光ビームが遮断されたことを検知して接点信号を送出する受光装置と、
前記受光装置からの前記接点信号に応答して、当該接点信号が入力された時点のランニングタイムを取得する計時装置と、から構成されるタイム計測システムであって、
前記受光装置から供給される前記強度情報をアナログメータによって表示する、
ことを特徴とするタイム計測システム。
【請求項２】
ＦＭ変調された入力信号を復調して出力するＦＭ復調回路を更に有し、
前記受光装置は、前記強度情報をＦＭ変調して前記ＦＭ復調回路に供給し、
前記アナログメータは、前記ＦＭ復調回路によって復調された強度情報を表示する、
ことを特徴とする請求項１に記載のタイム計測システム。
【請求項３】
競技者毎のゴールタイムが取得可能なゴール検出手段を更に有し、
前記計時装置は、前記接点信号に基づいて取得したランニングタイムと前記ゴール検出手段により取得したタイムとに基づいて、最終的なゴールタイムを特定する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のタイム計測システム。
【請求項４】
前記ゴール検出手段は、競技者毎に割り当てられた識別コードを発信する発信器と、ゴールライン付近に設けられ前記発信器からの信号を受信する受信器とから構成され、
前記受信器は、前記発信器からの信号から前記識別コードを取得し、前記発信器からの信号を受け取った時刻をゴールタイムとして取得し、当該ゴールタイムと前記識別コードを含むゴール情報を前記計時装置に供給し、
前記計時装置は、前記接点信号に基づいて取得したランニングタイムと前記ゴール情報とに基づいて、最終的なゴールタイムを特定する、
ことを特徴とする請求項３に記載のタイム計測システム。
【請求項５】
前記受光装置から供給される前記強度情報に基づき前記光ビームの光軸のずれた方向を検出し当該光軸のずれを打ち消す方向に光軸を制御する、光ビーム制御装置を更に有する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のタイム計測システム。
【請求項６】
ゴールラインに平行な光ビームを発光する発光装置と、
前記発光装置が発した前記光ビームを受光し、受光した前記光ビームの強度情報を出力し、前記光ビームが遮断されたことを検知して接点信号を送出する受光装置と、から構成されるゴール検出システムであって、
前記受光装置から供給される前記強度情報をアナログメータによって表示する、
ことを特徴とするゴール検出システム。
【請求項７】
ＦＭ変調された入力信号を復調して出力するＦＭ復調回路を更に有し、
前記受光装置は、前記強度情報をＦＭ変調して前記ＦＭ復調回路に供給し、
前記アナログメータは、前記ＦＭ復調回路によって復調された前記強度情報を表示する、
ことを特徴とする請求項６に記載のゴール検出システム。
【請求項８】
前記受光装置から供給される前記強度情報に基づき前記光ビームの光軸のずれた方向を検出し当該光軸のずれを打ち消す方向に光軸を制御する光ビーム制御装置を更に有する、
ことを特徴とする請求項６又は７に記載のゴール検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、競技者がゴールラインを通過したことを検出するための、ゴール検出システム、及び、当該移動体が計測点を通過した時刻を計測するためのタイム計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車レース、陸上競技、競馬等において、ゴールラインの両端に光電スイッチの発光装置と受光装置とを配置し、競技者がゴールラインを通過したことを検出する、タイム計測システムが用いられている。この検出手法は、指向性の高いレーザ光を用いることにより、正確なゴールタイムを得ることが可能である。
しかしながら、上記のゴール検出手法には、振動や風等により光軸が最適位置からずれた場合、ノイズ等により誤検出をする可能性や、ゴール検出が不能となる可能性がある。また、２以上の競技者がゴールライン上を重なって通過した場合に、個々の競技者を区別することができない。
【０００３】
このため、ゴールラインを通過した競技者を区別してタイム計測することが可能なゴール検出手法が提案されている。
例えば、各車両に載せた、車両を区別するための識別コードを含んだ光信号や電磁波を発信する発信器から信号を送信し、ゴール地点に設けられた受信器で信号を受信してゴール通過車両を特定する手法がある（例えば特許文献１及び特許文献２）。
【特許文献１】特開平８−５７１６６号公報
【特許文献２】特開２００４−５７８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの手法は、ゴールラインを通過した車両を区別してタイム計測することが可能である。その一方で、これらの手法は、発信器及び受信器の有するアンテナの指向性がレーザ光より劣るため、計測されるタイムには誤差が多く含まれる。このため、自動車レース等、正確なタイム計測が必要とされる場合では、発光装置と受光装置とによるゴール検出を採用したいという要求がある。この要求では、ゴール検出の確実性を向上させることは当然求められるが、完全な確実性は保証し得ないため、最終的には人が監視して適否を判断できることが求められる。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、光軸のずれを正確に検出できるタイム計測システム及びゴール検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の観点に係るタイム計測システムは、ゴールラインに平行な光ビームを発光する発光装置と、前記発光装置が発した前記光ビームを受光し、受光した前記光ビームの強度情報を出力し、前記光ビームが遮断されたことを検知して接点信号を送出する受光装置と、前記受光装置からの前記接点信号に応答して、当該接点信号が入力された時点のランニングタイムを取得する計時装置と、から構成されるタイム計測システムであって、前記受光装置から供給される前記強度情報をアナログメータによって表示する、ことを特徴とする。
【０００７】
なお、ランニングタイムとは、競技開始からの経過時間であると定義する。
また、ゴールタイムとは、競技者がゴールラインを通過した時点のランニングタイムであると定義する。
【０００８】
タイム計測システムは、ＦＭ変調された入力信号を復調して出力するＦＭ復調回路を更に有し、前記受光装置は、前記強度情報をＦＭ変調して前記ＦＭ復調回路に供給し、前記アナログメータは、前記ＦＭ復調回路によって復調された強度情報を表してもよい。
【０００９】
タイム計測システムは、競技者毎のゴールタイムが取得可能なゴール検出手段を更に有し、前記計時装置は、前記接点信号に基づいて取得したランニングタイムと前記ゴール検出手段により取得したタイムとに基づいて、最終的なゴールタイムを特定してもよい。
【００１０】
前記ゴール検出手段は、競技者毎に割り当てられた識別コードを発信する発信器と、ゴールライン付近に設けられ前記発信器からの信号を受信する受信器とから構成され、前記受信器は、前記発信器からの信号から識別コードを取得し、前記発信器からの信号を受け取った時刻をゴールタイムとして取得し、当該ゴールタイムと前記識別コードを含むゴール情報を前記計時装置に供給し、前記計時装置は、前記接点信号に基づいて取得したランニングタイムと前記ゴール情報とに基づいて、最終的なゴールタイムを特定してもよい。
【００１１】
タイム計測システムは、前記受光装置から供給される前記強度情報に基づき前記光ビームの光軸のずれた方向を検出し当該光軸のずれを打ち消す方向に光軸を制御する、光ビーム制御装置を更に有してもよい。
【００１２】
本発明の第２の観点に係るゴール検出システムは、ゴールラインに平行な光ビームを発光する発光装置と、前記発光装置が発した前記光ビームを受光し、受光した前記光ビームの強度情報を出力し、前記光ビームが遮断されたことを検知して接点信号を送出する受光装置と、から構成されるゴール検出システムであって、前記受光装置から供給される前記強度情報をアナログメータによって表示する、ことを特徴とする。
【００１３】
ゴール検出システムは、ＦＭ変調された入力信号を復調して出力するＦＭ復調回路を更に有し、前記受光装置は、前記強度情報をＦＭ変調して前記ＦＭ復調回路に供給し、前記アナログメータは、前記ＦＭ復調回路によって復調された前記強度情報を表示してもよい。
【００１４】
ゴール検出システムは、前記受光装置から供給される前記強度情報に基づき前記光ビームの光軸のずれた方向を検出し当該光軸のずれを打ち消す方向に光軸を制御する光ビーム制御装置を更に有してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のタイム計測システム及びゴール検出システムは、受光した光強度を表示するアナログメータを有するため、光軸のずれを正確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施の形態）
以下、本発明に係るタイム計測システム及びゴール検出システムを自動車レースのタイム計測システム１に適用した場合を例に説明する。
タイム計測システム１は、図１に示すように、タイマ装置２と、発光装置３と、受光装置４と、光ビーム制御装置５と、発信器６と、ループコイル７と、受信器８と、同期制御装置９と、表示盤１０とから構成される。
【００１７】
タイマ装置２は、競技開始からの経過時間（ランニングタイム）を計時し、受光装置４及び同期制御装置９からの信号に応答して競技車両のゴールタイムを特定する計時装置である。
具体的には、タイマ装置２は、受光装置４から、レーザ光が遮断されたことを示す接点信号を受け取り、当該接点信号を受け取った時点のランニングタイムを取得する。また、タイマ装置２は、同期制御装置９に受信器８内の計時回路を補正するためのランニングタイムを供給する。また、タイマ装置２は、同期制御装置９から受信器８が特定するゴール情報（競技車両の識別コードとゴールタイム）を取得する。
また、タイマ装置２は、接点信号に応答して取得したランニングタイムとゴール情報とに基づいて、各競技車両のゴールタイムと着順とを特定し、表示盤１０に表示させる。
タイマ装置２は、図２に示すように、計時部２１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２２、メモリ２３、記憶部２４、入出力部２５、表示制御部２６等から構成される。
【００１８】
計時部２１は、発振回路、カウンタ回路等から構成される。計時部２１は、図示せぬトリガ装置からのトリガ信号に応答してランニングタイムのカウントを開始し、ＣＰＵからの要求に応じて、当該要求があった時点のランニングタイムをＣＰＵ２２に供給する。また、計時部２１は、表示制御部２６にランニングタイムを供給する。
【００１９】
ＣＰＵ２２は、記憶部２４に格納されたプログラムに基づいて、タイマ装置２全体の動作を制御する。例えば、ＣＰＵ２２は、後述するゴールタイム特定処理を実行する。
【００２０】
メモリ２３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成される。メモリ２３は、ＣＰＵ２２の動作のためのワークスペースとして用いられる。例えば、メモリ２３は、第１の記録テーブル、第２の記録テーブル、第３の記録テーブル等を記憶する。
第１の記録テーブルは、図３に示すように、順位と識別コードと受信器８により特定されたゴールタイムと第３の記録テーブルへの格納済みか否かを示すフラグ（第２の特定済フラグ）とが対応付けられた表である。
第２の記録テーブルは、図４に示すように、接点信号に応答して取得されたゴールタイムと第３の記録テーブルへ格納済みか否かを示すフラグ（第１の特定済フラグ）とが対応付けられた表である。
第３の記録テーブルは、図５に示すように、順位と識別コードとゴールタイム特定処理により特定され表示盤１０に表示されるゴールタイムとが対応付けられた表である。
【００２１】
第１から第３の各記録テーブルは、ＣＰＵ２２によって、以下のように更新される。
ＣＰＵ２２は、入出力部２５を介して受け取った同期制御装置９からの順位と識別コードとゴールタイムを、メモリ２３内に設けられた第１の記録テーブルに格納する。
また、ＣＰＵ２２は、入出力部２５を介して受け取った接点信号に応答し、計時部２１からランニングタイムを取得する。そして当該ランニングタイムをメモリ２３内に設けられた第２の記録テーブルに格納する。
また、ＣＰＵ２２は、定期的（例えば１ミリ秒毎）に後述するゴールタイム特定処理を実行し、第１及び第２の記録テーブルに基づいて最終的なゴールタイムを特定してメモリ２３内に設けられた第３の記録テーブルに格納する。また、ゴールタイム特定処理において、ゴールタイムの特定が済んだ第１及び第２の記録テーブルのレコードについて、第１の特定済フラグ及び第２の特定済フラグに１を設定する。
【００２２】
記憶部２４は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、磁気記憶装置等から構成される。記憶部２４は、ＣＰＵ２２による処理の手順を定義するプログラムを格納する。例えば、記憶部２４は、後述するゴールタイム特定処理の手順を定義するプログラムを格納する。
【００２３】
入出力部２５は、コネクタ、ドライバ回路、レシーバ回路、通信制御回路等から構成される。入出力部２５は、受光装置４、同期制御装置９、図示せぬトリガ回路等と接続され、ゴール情報、接点信号、トリガ信号等の送受信を行う。
【００２４】
表示制御部２６は、ドライバ回路、符号回路、制御回路等から構成される。そして、表示制御部２６は、計時部２１から供給されるランニングタイムとＣＰＵ２２から供給されるゴールタイム及び順位とを、表示盤１０が受け取れる形式に変換して出力する。
【００２５】
発光装置３は、図６に示すように、レーザ駆動回路３１と、レーザ３２と、可動台３３とから構成される。発光装置３は、レーザ３２の発光口を受光装置の方向に向けて、ゴールラインの一端に設置される。
レーザ駆動回路３１は、レーザ３２に駆動電圧を供給する。
レーザ３２はレーザ駆動回路３１から供給される駆動電圧に応じた強度で発光する。
可動台３３は、直線２軸（Ｘ，Ｙ（Ｚ軸をゴールラインと平行とする））と回転１軸（θ）に可動とされたステージである。可動台３３上にはレーザ３２が配置される。可動台３３は、手動の操作によって動く。これにより、レーザ３２の発光する光線の光軸が調整可能とされている。
【００２６】
受光装置４は、図７に示すように、フォトダイオード４１と、ＩＶ変換器（電流−電圧変換器）４２、ＶＦ変換器（Voltage-Frequency Converter；電圧−周波数変換器）４３と、比較器４４とから構成される。受光装置４は、ゴールラインの発光装置３が設置されていない側の端に設置される。
【００２７】
フォトダイオード４１は、発光装置３から発光されたレーザ光を受光すると、受光した光の強度に応じた電流を流す。フォトダイオード４１は、光の強度に応じた電流をＩＶ変換器４２の入力信号として流す。
ＩＶ変換器４２は、フォトダイオード４１に流れる電流を、電圧に変換してＶＦ変換器４３及び比較器４４に供給する。このとき、フォトダイオード４１が検出した光強度に対応する電圧を、Ｖｄとする。
【００２８】
ＶＦ変換器４３は、ＩＶ変換器４２から供給される電圧Ｖｄを、電圧値に応じた周波数の変位量に変換し（すなわち、ＦＭ変調し）、光ビーム制御装置５に供給する。ＶＦ変換器４３は、例えば、ＶＣＯ（Voltage
Control Oscillator）によって実現される。
【００２９】
比較器４４は、ＩＶ変換器４２から供給された電圧Ｖｄが所定の比較基準電圧Ｖｔｈ１と比較し、入力電圧がＶｔｈ１よりも大きい場合（受光装置４がレーザ光を受光している場合）には論理値“０”に相当する電圧を出力し、Ｖｔｈ１よりも大きくない場合（受光装置４へのレーザ光が遮断されている場合）には論理値“１”に相当する電圧を出力する。比較器４４の出力信号は、接点信号と呼ばれ、比較器４４の出力信号は、タイマ装置２に供給される。
【００３０】
発光装置３の発するレーザ光の光軸は、受光装置４のフォトダイオード４１に当たるように調整される。そして、競技車両がゴールライン上を通過しレーザ光が一時的に遮断されると、フォトダイオード４１の光検出強度は、レーザ光が遮断されている間、ほぼゼロになる。従って、レーザ光が遮断された瞬間に、比較器４４の出力は低電圧レベル（例えば０ボルト）から高電圧レベル（例えば＋５ボルト）へと変化し、レーザ光が再び受光装置４に検出されると低電圧レベルに戻る。
このような、発光装置３と受光装置４によるゴール検出（以下、光電式ゴール検出と呼ぶ）は、接点信号の立ち上がりエッジを検出することにより、正確なゴールタイムを特定できるという利点がある。その一方で、複数の競技車両が重なり合ってゴールした場合、先頭の競技車両のゴールタイムしか検出できず、いずれの競技車両が先頭であったかを特定できないという欠点がある。
【００３１】
光ビーム制御装置５は、図８に示すように、ＦＶ変換器（Frequency-Voltage Converter；周波数−電圧変換器）５１と、アナログメータ５２と、入力部５３と、出力部５４と、ＣＰＵ（Central
Processor Unit）５５と、メモリ５６と、記憶部５７とから構成される。
【００３２】
ＦＶ変換器５１は、ＦＭ（Frequency Modulation）復調器等により実現される。ＦＶ変換器５１は、受光したレーザ光の強度を示す信号を受け取り、周波数の変位量として表された強度情報を電圧に再変換してアナログメータ５２に供給する。
アナログメータ５２は、ＦＶ変換器５１から供給される電圧値を表示するアナログ表示器である。アナログメータ５２は、受光装置４が受光するレーザ光の強度を視覚的に認識可能とする。
【００３３】
入力部５３は、ジョイスティック、マウス、キーボード等の入力装置及びその制御回路から構成される。入力部５３は係員による入力装置の操作を受け付け、当該操作の内容を示す情報をＣＰＵ５５に伝達する。
出力部５４は、ドライバ、制御回路等から構成される通信回路である。出力部５４は、ＣＰＵ５５から供給される光軸制御信号を発光装置３に供給する。
【００３４】
ＣＰＵ５５は、記憶部５７に格納されたプログラムに基づき、光ビーム制御装置５の全体の制御及び発光装置３の可動台３３の制御をする。例えば、ＣＰＵ５５は、入力部５３からの操作の内容を示す情報に基づいて、出力部５４を介して発光装置３の可動台３３を制御する。
メモリ５６は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成される。メモリ５６は、ＣＰＵ５５の動作のためのワークスペースとして用いられる。
記憶部５７は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、磁気記憶装置等から構成される。記憶部５７は、ＣＰＵ５５による処理の手順を定義するプログラムを格納する。
【００３５】
図１に戻って、発信器６は、識別コードを出力する発信器で、識別コードを格納する不揮発性メモリ、発振回路、変調回路、アンテナ等を内蔵する。競技車両毎に異なる識別コードが格納された発信器６が搭載される。
ループコイル７は、発信器６から発信される識別コードを受信するためのアンテナであり、ゴールライン付近に設置される。発信器６を搭載した競技車両がループコイル７の前を通過すると、ループコイル７は発信器６からの電波を受信し、受信した信号を受信器８に供給する。
【００３６】
受信器８は、復調回路、デコーダ、計時回路等から構成される。受信器８はループコイル７から供給される信号を復調及びデコードし、ゴールラインを通過した競技車両の識別コードを特定する。また、受信器８は、ループコイル７から信号を受け取った時点のランニングタイム（ゴールタイム）を計時回路から取得する。そして、受信器８は、識別コードとゴールタイムとが対応付けられたゴール情報を同期制御装置９に供給する。なお、受信器８の有する計時回路は、タイマ装置２の有する計時部２１と比べ、精度が劣る。このため、同期制御装置９を介したタイム補正を必要とする。
【００３７】
同期制御装置９は、通信回路、制御回路等から構成される。同期制御装置９は、タイマ装置２と通信し、ランニングタイムを取得する。そして、同期制御装置９は、取得したランニングタイムを受信器８の有する計時回路に供給し、タイム補正をさせる。また、同期制御装置９は、受信器８から受け取ったゴール情報をタイマ装置２に供給する。
【００３８】
発信器６、ループコイル７及び受信器８によるゴール検出（以下、電磁式ゴール検出と呼ぶ）は、複数の競技車両が重なり合ってゴールした場合でも、個々の競技車両のゴールライン通過を区別して検出でき、通過順位の特定が可能である。その一方で、発信器６の発する電磁波及びループコイル７の受信特性はレーザ光と比較すると指向性が低いこと、及び、受信器８の有する計時回路の精度がタイマ装置２の計時部２１と比較して劣ることにより、ゴールタイム検出の精度が上述の光電式ゴール検出と比して劣る。
【００３９】
表示盤１０は、タイマ装置からの制御により、ランニングタイム、各競技車両のゴールタイム、順位等を表示する。
【００４０】
このように構成されるタイム計測システム１による自動車レースのタイム計測の流れを説明する。
初めに、競技の開始に先立ち、レーザ光の光軸の事前調整が実施される。本実施の形態のタイム計測システム１では、係員がアナログメータ５２の表示を監視することでレーザ光の光軸がずれたことを視認し、アナログメータ５２の表示を確認しながら、光ビーム制御装置５の入力部の有する入力装置（例えばジョイスティック）を操作して光軸を正確に調整する。具体的には、係員により競技の開始前に受光装置４が検出する光強度が最大となるように光軸の方向が正確に調整される。なお、競技の進行中も、係員がアナログメータ５２の表示を監視し、光強度が低下した場合には、光軸の方向を正確に調整して光強度を最適化する。
【００４１】
事前調整が終了すると、競技の開始が可能となる。
図示せぬスタートピストルの発砲やスタートシグナルの点灯等の競技開始合図に基づいて、競技が開始（スタート）され、競技車両が走行を開始する。タイマ装置２は、競技開始合図と同時に図示せぬトリガ装置から供給されるトリガ信号に応答して、競技タイム計測を開始する。
【００４２】
競技が進行し、競技車両がゴールラインを通過（ゴール）すると、タイマ装置２は、電磁式ゴール検出によるゴールタイム、識別コード等を第１の記録テーブルに、光電式ゴール検出によるゴールタイムを第２の記録テーブルに記録する。
そして、タイマ装置２は、第１及び第２の記録テーブルのレコードに基づいて最終的なゴールタイムを特定するためのゴールタイム特定処理を実施する。タイマ装置２はゴールタイム特定処理の結果特定された最終的なゴールタイムを表示盤１０に表示する。
【００４３】
このように実施されるタイム計測における、ゴールタイム特定処理について、以下で詳しく説明する。
ゴールタイム特定処理の手順は、ゴールタイムとして電磁式ゴール検出によるゴールタイムを採用するレコードを検索してゴールタイムを決定する第１の段階と、ゴールタイムとして光電式ゴール検出によるゴールタイムを採用するレコードを検索してゴールタイムを決定する第２の段階と、特定されたゴールタイムを表示する第３の段階とから構成される。
【００４４】
以下、図９に示すフローチャートを参照して、ゴールタイム特定処理において、光電式ゴール検出によるゴールタイムと、電磁式ゴール検出によるゴール情報とから、各競技車      両の最終的なゴールタイムを特定する具体的な手順を説明する。
なお、ゴールタイム特定処理中の判定に用いる所定の時間ΔＴは、電磁式ゴール検出によるゴールタイム計時の誤差量で、あらかじめメモリ２３に格納される。すなわち、ゴールタイムは真のゴールタイムと比較して±ΔＴだけの誤差を有する。なお、光電式ゴール検出によるゴールタイムの誤差は、無視できる程度に小さいものとする。また、第１及び第２の特定済フラグには、初期値としてゴールタイムが特定されていないことを示す０が設定される。
【００４５】
ゴールタイム特定処理は、競技開始の直後から、定期的（例えば１ミリ秒毎）にタイマ装置２のＣＰＵ２２により実行される。
ゴールタイム特定処理が開始されると、ＣＰＵ２２は、計時部２１からランニングタイムを取得する（ステップＳ１００）。次に、ＣＰＵ２２は、メモリ２３の第１の記録テーブルを上から順に検索し、電磁式ゴール検出によるゴールタイムがランニングタイムよりも誤差ΔＴの２倍以上前であり、且つ、第１の特定済フラグが０であるレコードを検索する（ステップＳ１１０）。そして、該当するレコードがある場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、当該レコードの順位、識別コード、ゴールタイムを第３の記録テーブルに書込む。また、ＣＰＵ２２は、当該レコードの第１の特定済フラグにゴールタイムの特定が済んだことを示す値“１”を設定する（ステップＳ１２０）。
そして、ＣＰＵ２２は、ステップＳ１１０に戻り、該当するレコードがなくなるまで検索を続ける。
【００４６】
上記のステップＳ１１０からステップＳ１２０は、ゴールタイムとして電磁式ゴール検出によるゴールタイムを採用するレコードを検索してゴールタイムを決定する第１の段階に対応し、次のような意味がある。
すなわち、電磁式ゴール検出によりゴールタイムが取得された後、最終的なゴールタイムが特定されずに誤差ΔＴの２倍の時間経過した場合には、当該電磁式ゴール検出によるゴールタイムに対応する光電式ゴール検出によるゴールタイムは無いものとし、当該電磁式ゴール検出によるゴールタイムを最終的なゴールタイムとして確定する。
【００４７】
該当するレコードがない場合（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、ステップＳ１３０に進む。ＣＰＵ２２は、メモリ２３の第２の記録テーブルを上から順に検索し、タイムがランニングタイムよりも誤差ΔＴ以上前であり、且つ、第２の特定済フラグが０であるレコードを検索する（ステップＳ１３０）。そして、該当するレコードがある場合（ステップＳ１３０；Ｙｅｓ）、第１の特定済フラグに“１”が設定されていない第１の記録テーブルのレコードのうち最もゴールタイムの早いものの順位と識別コードと、第２の記録テーブルの検索により見つかったタイムとを対応付け、第３の記録テーブルに書込む。また、ＣＰＵ２２は、第３の記録テーブルへの格納が済んだ第１及び第２の記録テーブルのレコードの第１及び第２の特定済フラグに“１”を設定する（ステップＳ１４０）。
そして、ＣＰＵ２２は、ステップＳ１３０に戻り、該当するレコードがなくなるまで検索を続ける。
【００４８】
上記ステップＳ１３０からステップＳ１４０は、ゴールタイムとして光電式ゴール検出によるゴールタイムを採用するレコードを検索してゴールタイムを決定する第２の段階に対応し、次のような意味がある。
すなわち、光電式ゴール検出によるゴールタイムを取得後、最終的なゴールタイムが特定されずに、誤差ΔＴ以上経過した第２の記録テーブルのレコードについて、当該レコードに対応する第１の記録テーブルのレコードを特定し、光電式ゴール検出によるゴールタイムに競技車両の識別番号と順位とを割り当て、最終的なゴールタイムと順位を特定する。
一方、光電式ゴール検出によるゴールタイムを取得後、誤差ΔＴ以上経過していないレコードについては、対応する第１の記録テーブルのレコードが取得されていない可能性があるので、誤差ΔＴだけ経過するまではゴールタイムが特定されない。
【００４９】
該当するレコードがない場合（ステップＳ１３０；Ｎｏ）、ステップＳ１５０に進む。ＣＰＵ２２は、第３の記録テーブルから順位、識別コード、タイムを取得し、表示制御部２６を介して、これらを表示盤１０に表示させる（ステップＳ１５０）。すなわち、ステップＳ１５０は、特定されたゴールタイムを表示する第３の段階に対応する。
以上でゴールタイム特定処理は終了となる。
【００５０】
図１０は、ゴールタイム特定処理における、時間帯毎のゴールタイムの取り扱いをまとめたタイムチャートである。ランニングタイムから２×ΔＴ経過してもゴールタイムが特定されていない場合には、電磁式ゴール検出によるゴールタイムが最終的なゴールタイムとして特定される。また、ランニングタイムからΔＴ経過した光電式ゴール検出によるゴールタイムがある場合には、それが最終的なゴールタイムとして特定される。また、ランニングタイムからの経過時間がΔＴ未満のゴールタイムについては、最終的なゴールタイムは特定されない。
【００５１】
このようなゴールタイム特定処理を、定期的に繰り返すことにより、光電式ゴール検出によって取得されたゴールタイムと、電磁式ゴール検出によって取得されたゴール情報とから、各競技車両の最終的なゴールタイムが順次特定される。
なお、上述のゴールタイム特定処理は、最終的なゴールタイムを特定する手法の一例であり、実現手法は任意である。
【００５２】
本実施の形態のタイム計測システムは、ゴールタイム特定処理により、光電式ゴール検出によるゴール検出に基づいたゴールタイムを優先して採用するため、正確なゴールタイムを得ることが可能である。
【００５３】
また、本実施の形態のタイム計測システム及びゴール検出システムは、受光装置４が受光強度をＶＦ変換器４３により電圧から周波数の変位量へと変換した信号を送信し、光ビーム制御装置５がＦＶ変換器５１により周波数の変位量を電圧に再変換する。このため、電磁波等の外乱によるノイズへの耐性が、電圧情報を直接送信する場合と比べて高い。このため、本実施の形態のタイム計測システム及びゴール検出システムは、検出した光強度を低ノイズで光ビーム制御装置５に伝え、アナログメータ５２に表示できる。
【００５４】
本実施の形態では、受光装置４が光ビーム制御装置５に供給する受光強度情報を周波数の変位量に変換して送信したが、当該受光強度を示す情報をデジタル値に変換して送信しても良い。デジタル信号はアナログ信号と比べノイズ耐性に優れるため、周波数の変位量として送信する場合と同様の効果が得られる。
【００５５】
また、本実施の形態のタイム計測システム及びゴール検出システムにおいて、光ビーム制御装置５はアナログメータ５２を備えるため、受光強度の不足を視覚的に認識することが容易である。
【００５６】
また、本実施の形態では、光ビーム制御装置５の入力装置を操作することにより光軸の調整を遠隔的に実施する場合を例に説明したが、アナログメータ５２を監視する係員と、発光装置３の位置を手動で調整する他の係員とが通信しながら光軸を調整するようにしてもよい。
【００５７】
本実施の形態では、ゴールタイム特定処理が競技の最終ゴールタイムを特定する場合を例に説明したが、ゴールタイム特定処理をラップタイムの特定に適用することも可能である。この場合、電磁式ゴール検出のみでタイム計測をする場合と比較し、ラップタイムについても精度の高いタイム計測が可能となる。
【００５８】
本実施の形態では、競技者を識別可能な他のゴール検出手段として、発信器とループコイルと受信器とを用いた電磁式ゴール検出を採用した場合を例に説明したが、他のゴール検出手段は、競技者を識別可能であれば実施の形態の例に限られない。例えば、前記他のゴール検出手段は、ゴール地点をビデオカメラにより撮影し、撮影した映像を解析することによりゴールタイムを特定してもよい。
【００５９】
本実施の形態では、タイム計測システム及びゴール検出システムを自動車レースにおけるタイム計測に用いる場合を例に説明したが、本発明のタイム計測システム及びゴール検出システムは、陸上競技、自転車レース、競馬、競艇等のゴールライン通過時のタイムを計測する競技にも適用することができる。
【００６０】
（第２の実施の形態）
上記の第１の実施の形態では、レーザ光の光軸にずれが生じた場合、アナログメータ５２を監視する係員により光軸調整が行われる。この光軸調整は、以下に述べるような構成及び手法により、光ビーム制御装置による自動化が可能である。本実施の形態のタイム計測システム１の構成は、基本的に第１の実施の形態におけるものと同様であるが、光軸調整の自動化を実現するために、以下のような付加的な構成要素を有する。
【００６１】
本実施の形態の受光装置４が有するフォトダイオード４１は、図１１に示すように配置された４つのフォトダイオード（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）から構成される。後述する光軸調整処理では、各フォトダイオード４１が検出する光強度の差から光軸のずれを算出する。
本実施の形態における受光装置４は、図１２に示すように、第１の実施の形態における受光装置４に加えて、更に加算回路４５を有する。
【００６２】
また、本実施の形態の受光装置４は、４つのＩＶ変換器４２を有し、各フォトダイオード４１から供給される電流を、電圧に変換してＶＦ変換器４３に供給する。このとき、図１１におけるフォトダイオード（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）が検出した光強度に対応する電圧を、それぞれＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４とする。また、ＩＶ変換器４２は、出力信号を、加算回路４５に供給する。
加算回路４５は、４つの受光素子が検出した光強度に対応する電圧を加算して、比較器４４に供給する。
【００６３】
また、本実施の形態の受光装置４は、４つのＶＦ変換器４３を有し、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４のそれぞれを周波数の変位量に変換して、光ビーム制御装置５に供給する。
【００６４】
本実施の形態の光ビーム制御装置５は、図１３に示すように、第１の実施の形態の光ビーム制御装置（図８に示した）に加え、ＡＤ（Analog to Digital）変換器５８を更に有する。本実施の形態の光ビーム制御装置５は、受光装置４の検出する光強度に基づいて、発光装置３の可動台３３を制御し、発光装置３が発するレーザ光の光軸を自動的に調節する。光軸を調整する具体的手法については後に詳述する。
【００６５】
また、本実施の形態の光ビーム制御装置５は、４つのＦＶ変換器５１を有する。ＦＶ変換器５１は、受光したレーザ光の強度を示す信号を受け取り、周波数の変位量として表された強度情報を電圧に再変換してアナログメータ５２及びＡＤ変換器５８に供給する。本実施の形態では、４つの受光部のそれぞれに対応する光強度を示す電圧（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）が得られるが、アナログメータ５２には、それらの合計値を表示させる。また、ＦＶ変換器５１は、出力電圧（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）をＡＤ変換器５８を介してデジタル値に変換し、ＣＰＵ５５に供給する。
【００６６】
ＣＰＵ５５は、記憶部５７に格納されたプログラムに基づき、タイマ装置２全体の動作を制御する。例えば、ＣＰＵ５５は、光軸調整処理を実行する。例えば、ＣＰＵ５５は、ＦＶ変換器５１からの光強度に基づき発光装置３の可動台３３を制御する光軸調整処理を実行する。
メモリ５６は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成される。メモリ５６は、ＣＰＵ５５の動作のためのワークスペースとして用いられる。
記憶部５７は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、磁気記憶装置等から構成される。記憶部５７は、ＣＰＵ５５による処理の手順を定義するプログラムを格納する。例えば、記憶部５７は、後述する光軸調整処理の手順を定義するプログラムを格納する。
ＡＤ変換器５８は、アナログ電圧値をデジタル値に変換して出力する。
【００６７】
このように構成されるタイム計測システム１において、レーザ光の光軸がずれた場合に実施される光軸調整処理について、図１４に示すフローチャートを参照して説明する。
なお、Ｘ軸及びＹ軸は、図１１に示したように設定されている。また、所定の光軸調整単位長ΔＸ及びΔＹは、あらかじめメモリ５６に格納されている。また、判定基準値として用いられるＶｔｈ２、Ｖｍｉｎ及びΔＶも、あらかじめメモリ５６に格納されている。
光ビーム制御装置５は、定期的にフォトダイオード４１が検出する光強度を監視し、光強度を示すＶｓｕｍ（＝Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）が所定の電圧Ｖｔｈ２を下回った場合、以下に述べる光軸調整処理を実行する。
【００６８】
光軸調整処理が開始されると、ＣＰＵ５５は、各フォトダイオード４１が検出した光強度に対応する電圧（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）を取得する（ステップＳ２００）。次に、ＣＰＵ５５は、フォトダイオード４１が検出した光強度の合計を表すＶｓｕｍを算出し、この値が所定のＶｍｉｎより大きいか否かを判定する（ステップＳ２１０）。これは、光軸がフォトダイオード４１から完全に外れているか否かの判定である。
【００６９】
ＶｓｕｍがＶｍｉｎより大きい場合（ステップＳ２１０；Ｙｅｓ）、ステップＳ２３０に進む。これは、光軸がフォトダイオード４１から完全には外れていないため、ステップＳ２３０以下の調整処理に進むものである。一方、ＶｓｕｍがＶｍｉｎより大きくない場合（ステップＳ２１０；Ｎｏ）、ＣＰＵ５５は、出力部５４を介して可動台３３を制御し、レーザ光の光軸をラスタ走査させつつ、Ｖｓｕｍを監視し、Ｖｓｕｍが所定のＶｍｉｎを越えた場合、走査を停止する（ステップＳ２２０）。光軸がフォトダイオード４１に掛かるように粗調整を行うものである。その後、ステップＳ２３０に進む。
【００７０】
以下のステップＳ２３０乃至Ｓ３００は、フォトダイオード４１の左右及び上下の受光強度の差が許容値ΔＶ以上になった場合に、ずれが少なくなるように発光装置３の位置を制御するための処理である。
【００７１】
ＣＰＵ５５は、Ｖ１＋Ｖ３−Ｖ２−Ｖ４が所定の値ΔＶよりも大きいかを判定する（ステップＳ２３０）。Ｖ１＋Ｖ３−Ｖ２−Ｖ４がΔＶよりも大きい場合（ステップＳ２３０；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ５５は、出力部５４を介して可動台３３を−ΔＸだけ移動させる（ステップＳ２４０）。そして、ステップＳ２３０に戻る。
【００７２】
一方、Ｖ１＋Ｖ３−Ｖ２−Ｖ４がΔＶよりも大きくない場合（ステップＳ２３０；Ｎｏ）、ＣＰＵ５５は、Ｖ２＋Ｖ４−Ｖ１−Ｖ３が所定の値Ｖよりも大きいかを判定する（ステップＳ２５０）。Ｖ２＋Ｖ４−Ｖ１−Ｖ３がＶよりも大きい場合（ステップＳ２５０；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ５５は、出力部５４を介して可動台３３を＋ΔＸだけ移動させる（ステップＳ２６０）。そして、ステップＳ２５０に戻る。
【００７３】
また、Ｖ２＋Ｖ４−Ｖ１−Ｖ３がΔＶよりも大きくない場合（ステップＳ２５０；Ｎｏ）、ＣＰＵ５５は、Ｖ１＋Ｖ２−Ｖ３−Ｖ４が所定の値Ｖよりも大きいかを判定する（ステップＳ２７０）。Ｖ１＋Ｖ２−Ｖ３−Ｖ４がＶよりも大きい場合（ステップＳ２７０；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ５５は、出力部５４を介して可動台３３を−ΔＹだけ移動させる（ステップＳ２８０）。
【００７４】
一方、Ｖ１＋Ｖ２−３−Ｖ４がΔＶよりも大きくない場合（ステップＳ２７０；Ｎｏ）、ＣＰＵ５５は、Ｖ３＋Ｖ４−Ｖ１−Ｖ２が所定の値Ｖよりも大きいかを判定する（ステップＳ２９０）。Ｖ３＋Ｖ４−Ｖ１−Ｖ２がＶよりも大きい場合（ステップＳ２９０；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ５５は、出力部５４を介して可動台３３を＋ΔＹだけ移動させる（ステップＳ３００）。
【００７５】
次に、Ｖ３＋Ｖ４−Ｖ１−Ｖ２がΔＶよりも大きくない場合（ステップＳ２９０；Ｎｏ）、ＶｓｕｍがＶｔｈ２より大きいか否かを判定する（ステップＳ３１０）。これは、ステップＳ２３０乃至Ｓ３００での調整により、検出光の強度が所定値を上回ったかを判定する処理である。
ＶｓｕｍがＶｔｈ２より大きい場合（ステップＳ３１０；Ｙｅｓ）、光軸調整処理は終了となる。一方、ＶｓｕｍがＶｔｈ２より大きくない場合（ステップＳ３１０；Ｎｏ）、光軸調整処理を実行しても、検出光強度が不足したままであることを示す警告灯を点灯し（ステップＳ３２０）。例えば、霧等によってレーザ光が散乱された場合には、光軸調整処理を実施しても検出光の強度が不足することが考えられる。
以上で光軸調整処理が終了となる。
【００７６】
このような光軸調整処理により、光軸のずれが補正されるため、本実施の形態のタイム計測システム及びゴール検出システムは、光電式ゴール検出を安定して行うことができる。
【００７７】
なお、光軸調整処理によっても検出光の強度が不足する場合の処理については任意である。例えば、レーザ３２の発光強度を増加させる、ＩＶ変換器４２の変換ゲインを増加させる、Ｖｔｈ２の値を小さくする等の調整をしてＶｓｕｍがＶｔｈ２よりも大きくなるようにしてもよい。また、係員の操作により、光軸調整処理を実行しないように設定してもよい。
【００７８】
本実施の形態のタイム計測システム１は、第１の実施の形態のタイム計測システム１と同様に、ゴールタイム特定処理を繰り返すことにより、光電式ゴール検出によって取得されたゴールタイムと、電磁式ゴール検出によって取得されたゴール情報とから、各競技車両の最終的なゴールタイムを特定することができる。また、第１の実施の形態のタイム計測システム１と同様の有利な効果を得ることができる。
【００７９】
本実施の形態では、光軸調整処理について４つのフォトダイオードを用いて光軸のずれた方向を特定し、ずれが小さくなるように光軸の方向を修正する手法を例に説明したが、光軸調整の手法はこれに限らず任意である。
【００８０】
また、本実施の形態では、光軸の調整をする際に発光装置３の可動台３３を制御したが、光軸の調整は、受光装置４に可動部を設けフォトダイオード４１の位置を動かすことにより行われてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態のタイム計測システムの構成を示すブロック図である。
【図２】タイマ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第１の記録テーブルのフォーマットを示す図である。
【図４】第２の記録テーブルのフォーマットを示す図である。
【図５】第３の記録テーブルのフォーマットを示す図である。
【図６】発光装置の構成を示すブロック図である。
【図７】受光装置の構成を示すブロック図である。
【図８】光ビーム制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】ゴールタイム特定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】ゴールタイム特定処理におけるゴールタイムの取り扱いを示すタイムチャートである。
【図１１】フォトダイオードの受光素子の配置を示す平面図である。
【図１２】受光装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】光ビーム制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】光軸調整処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８２】
１    タイム計測システム
２    タイマ装置
３    発光装置
４    受光装置
５    光ビーム制御装置
６    発信器
７    ループコイル
８    受信器
９    同期制御装置
１０    表示盤
【図１】
2006149850.tif 000003
【図２】
2006149850.tif 000004
【図３】
2006149850.tif 000005
【図４】
2006149850.tif 000006
【図５】
2006149850.tif 000007
【図６】
2006149850.tif 000008
【図７】
2006149850.tif 000009
【図８】
2006149850.tif 000010
【図９】
2006149850.tif 000011
【図１０】
2006149850.tif 000012
【図１１】
2006149850.tif 000013
【図１２】
2006149850.tif 000014
【図１３】
2006149850.tif 000015
【図１４】
2006149850.tif 000016