(57)【要約】【課題】スポーツの練習または競技及び／または他の娯楽活動において使用される無線信号送信ボールを提供する。【解決手段】本発明のボールは、データを記録し、処理し、ペアード装置に送信するように構成されたマイクロプロセッサユニットを含む。さらに本発明は、異なるモード間でボールを起動させる方法であって、ボールは練習中に選手の成績についてのデータを記録するために選手により使用される。また、ボールは、得点をつけ、競技の裁定及び判定をするために、選手、ゲーム関係者、または審判によって使用される。例えば、ボールの位置に関する情報は、潜在的になくす可能性のあるボールを追跡するために使用される。さらに、スピン、軌道、速度、加えられる力などに関するデータが、視聴の楽しみを増やす洞察を得るために、選手または放送局によって使用される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スポーツ用ボールであって、
縫合された少なくとも２つの部分を含む外膜と、
シリコーンゴムとセラミック粉末とを含む材料から成るインナーコアと、
金属材料を含んで前記ボールの重心と重なるセンターコアと、
を含む、スポーツ用ボール。
【請求項２】
セラミック粉末に対するシリコーンゴムの比率は、それぞれセラミック粉末が７５％〜３５％に対して、シリコーンゴムが２５％〜６５％の範囲である、請求項１に記載のスポーツ用ボール。
【請求項３】
シリコーンゴム対セラミック粉末の比は、６０：４０である、請求項１または２に記載のスポーツ用ボール。
【請求項４】
前記セラミック粉末は、ジルコニウムを含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のスポーツ用ボール。
【請求項５】
前記セラミック粉末は、ナトリウムまたはナトリウム化合物を含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のスポーツ用ボール。
【請求項６】
前記セラミック粉末は、ケイ酸ナトリウムホウ酸塩を含む、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のスポーツ用ボール。
【請求項７】
前記セラミック粉末は、カルシウム、イットリウム、ホウ酸塩、珪灰石、マグネシウム、アルミニウム、チタン、炭素、白金、またはそれらの化合物のうちから選択される１つ以上を含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のスポーツ用ボール。
【請求項８】
前記インナーコアの５０質量％以上がシリカホウ酸ナトリウムから成る、請求項１に記載のスポーツ用ボール。
【請求項９】
前記インナーコアの５０質量％未満がシリコーンゴムから成る、請求項１または８に記載のスポーツ用ボール。
【請求項１０】
前記センターコアは、前記ボールの総体積の３０％未満の内部体積を有する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のスポーツ用ボール。
【請求項１１】
前記センターコアは、前記ボールの総体積の１５％未満の内部体積を有する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のスポーツ用ボール。
【請求項１２】
前記インナーコアは、異なる材料の複数の異なる層を含む、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のスポーツ用ボール。
【請求項１３】
前記ボールは、１５６ｇ〜１６３ｇの範囲の質量を有する、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のスポーツ用ボール。
【請求項１４】
前記センターコアは、電源、運動センサ、及び無線トランシーバを含む、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のスポーツ用ボール。
【請求項１５】
前記ボールはクリケットボールである、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のスポーツ用ボール。
【請求項１６】
前記ボールは野球用ボールである、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のスポーツ用ボール。
【請求項１７】
スポーツ用ボールであって、
複数のディンプルを含む外膜と、
シリコーンゴムとセラミック粉末とを含む材料から成るインナーコアと、
金属材料を含んで前記ボールの重心と重なるセンターコアと、
を含む、前記スポーツ用ボール。
【請求項１８】
セラミック粉末に対するシリコーンゴムの比率は、それぞれセラミック粉末が７５質量％〜３５質量％に対して、シリコーンゴムが２５質量％〜６５質量％の範囲である、請求項１７に記載のスポーツ用ボール。
【請求項１９】
シリコーンゴム対セラミック粉末の比は、６０：４０である、請求項１７または１８に記載のスポーツ用ボール。
【請求項２０】
前記セラミック粉末は、ジルコニウムを含む、請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載のスポーツ用ボール。
【請求項２１】
前記セラミック粉末は、ナトリウムまたはその化合物を含む、請求項１７乃至２０のいずれか一項に記載のスポーツ用ボール。
【請求項２２】
前記セラミック粉末は、ケイ酸ナトリウムホウ酸塩を含む、請求項１７乃至２１のいずれか一項に記載のスポーツ用ボール。
【請求項２３】
前記セラミック粉末は、カルシウムを含む、請求項１７乃至２２のいずれか一項に記載のスポーツ用ボール。
【請求項２４】
前記インナーコアの５０質量％以上がケイ酸ナトリウムホウ酸塩から成る、請求項１７に記載のスポーツ用ボール。
【請求項２５】
前記インナーコアの５０質量％未満がシリコーンゴムから成る、請求項１７または２４に記載のスポーツ用ボール。
【請求項２６】
前記センターコアは、前記ボールの総体積の３０％未満の内部体積を有する、請求項１７乃至２４のいずれか一項に記載のスポーツ用ボール。
【請求項２７】
前記センターコアは、前記ボールの総体積の１５％未満の内部体積を有する、請求項１７乃至２５のいずれか一項に記載のスポーツ用ボール。
【請求項２８】
前記インナーコアは、異なる材料の複数の異なる層を含む、請求項１７乃至２７のいずれか一項に記載のスポーツ用ボール。
【請求項２９】
前記センターコアは、電源、運動センサ、及び無線トランシーバを含む、請求項１７乃至２８のいずれか一項に記載のスポーツ用ボール。
【請求項３０】
前記ボールはゴルフボールである、請求項１７乃至２９のいずれか一項に記載のスポーツ用ボール。
【請求項３１】
前記ボールはホッケー用ボールである、請求項１７乃至２９のいずれか一項に記載のスポーツ用ボール。
【請求項３２】
ゴルフの試合を対話形式でシミュレートするための仮想現実システムであって、
電源、少なくとも１つのセンサ、及び無線トランシーバを含むスマートゴルフボールと、
視覚的ディスプレイ、マイクロプロセッサ、及び無線トランシーバを含むヘッドセットであって、前記マイクロプロセッサがシミュレートされた環境を表示し、前記スマートゴルフボール及び前記ヘッドセットのそれぞれの前記無線トランシーバを介して通信された前記スマートゴルフボールからセンサデータを受信するように構成された前記ヘッドセットと、
を含む、仮想現実システム。
【請求項３３】
前記マイクロプロセッサは、
使用者が前記ボールを打った後に前記ボールの仮想軌道及び仮想着地領域を計算し、
前記ボールが衝撃を受けた後に前記ボールから無線通信によって受信した衝撃データを使用して前記計算を実行する、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記マイクロプロセッサは、試合がプレイされるときにライブスコアを追跡する、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３５】
前記無線トランシーバは、ピアツーピア通信規格用に構成されている、請求項３２乃至３４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３６】
前記無線トランシーバは、ブルートゥース（登録商標）通信規格用に構成されている、請求項３２乃至３５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３７】
前記ヘッドセットは、リモートプロセッサを介して前記スマートゴルフボールの位置データを受信する、請求項３２記載のシステム。
【請求項３８】
前記リモートプロセッサは、
使用者が前記ボールを打った後に前記ボールの軌道及び着地領域を計算し、
前記ボールが打たれた後に前記ボールからの無線通信なしに前記計算を行う、請求項３７に記載のシステム。
【請求項３９】
前記リモートプロセッサは、モバイル通信機器である、請求項３７または３８に記載のシステム。
【請求項４０】
前記モバイル通信機器は、前記スマートボールとピアツーピア通信リンクを確立する、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４１】
スマートスポーツ用ボールを起動させる方法であって、
電源、指向性センサ、及び無線トランシーバを含む前記スマートスポーツ用ボールを準備するステップと、
前記スマートスポーツ用ボールが振られた場合、グラフィックユーザインターフェースを起動するために、前記無線トランシーバから前記グラフィックユーザインターフェースを有するモバイル通信機器に起動信号を送信するステップと、
を含む方法。
【請求項４２】
前記モバイル通信機器に送信される前記起動信号は、前記ボールに関連付けられた固有の識別子を含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
起動されている前記グラフィックユーザインターフェースが、起動前にポピュレートされた使用者プロファイルに基づいて特定の使用者に対してカスタマイズされる、請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
衝撃によって動き始める物品の方向及び軌道を判定するロケータシステムであって、前記物品が少なくとも１つ以上の加速度計、少なくとも１つの磁力計、及び送信機を含み、
前記物品が前記衝撃のために受けているまたは受けた加速度を示す前記物品からの加速度信号、及び前記衝撃が前記物品に及ぼされた前記方向を示す前記物品からの衝撃方向信号を受信する受信機と、
前記受信された加速度信号及び前記衝撃方向信号から前記物品の前記方向及び軌道を予測するプロセッサと、
を含む、ロケータシステム。
【請求項４５】
位置の座標を判定するための地理的位置特定システムをさらに含む、請求項４４に記載のロケータシステム。
【請求項４６】
前記受信機は、前記物品のスピンを示す回転信号を受信するように構成されている、請求項４４又は４５に記載のロケータシステム。
【請求項４７】
前記受信機は、軌道の判定に使用するためにインターネットから環境データを受信するように構成されている、請求項４４乃至４６のいずれかに記載のロケータシステム。
【請求項４８】
前記受信機は、軌道の判定に使用するために環境センサから環境データを受信するように構成されている、請求項４７に記載のロケータシステム。
【請求項４９】
地理的位置特定システムを含む携帯電話を含む、請求項４４乃至４９のいずれかに記載のロケータシステム。
【請求項５０】
送信機をさらに含む、請求項４４乃至４９のいずれかに記載のロケータシステム。
【請求項５１】
前記送信機は、インターネットを介してデータを送信するように構成されている、請求項５０に記載のロケータシステム。
【請求項５２】
スマートボール用の支持フレームであって、その中に電子装置を少なくとも部分的に囲んで確実に保持するように構成され、少なくとも部分的に球形の外面を含む、支持フレーム。
【請求項５３】
ボール用のセンターコアであって、インナーコアが電子装置及び支持フレームを含み、前記支持フレームが、その中に電子装置を囲んで確実に保持するように構成され、前記支持フレームが、少なくとも部分的に球形である外面を画定する、センターコア。
【請求項５４】
前記フレームがポリマーで充填されている、請求項５３に記載のセンターコア。
【請求項５５】
前記電子装置は、少なくとも１つの加速度計、送信機、及び電源を含む、請求項５３または５４に記載のセンターコア。
【請求項５６】
前記電源は、無線で充電可能である、請求項５４に記載のセンターコア。
【請求項５７】
前記ポリマーは、シリコーンである、請求項５４に記載のセンターコア。
【請求項５８】
請求項５２に記載の支持フレームを含むボール。
【請求項５９】
請求項５３乃至５７のいずれか一項に記載のセンターコアを含むボール。
【請求項６０】
センサ、プロセッサ、及び送信機を含むスマートボールのモードの変更を起動させる方法であって、
前記ボールの動きを示すセンサからの信号を受信するステップと、
前記受信された信号を所定の運動パターンと比較するステップと、
前記受信された信号が所定の運動パターンと一致するか否かを判定するステップと、
前記判定に基づいて異なるモードを起動させるステップと、を含む、方法。
【請求項６１】
前記異なるモードを起動させるステップは、センサの読み取り値の送信を開始するステップを含む、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記異なるモードを起動させるステップは、センサの読み取り値の送信を停止するステップを含む、請求項６０または６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記スマートボールはクロック発生器を有し、前記異なるモードの前記起動は所定の期間である、請求項６０乃至６２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６４】
前記異なるモードの継続的な起動は、前記スマートボールが前記所定の期間内に著しい衝撃を受けているかどうかに依存する、請求項６０乃至６３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６５】
前記方法は、
前記ボールが著しい衝撃を受けたか否かを検出するステップと、
前記検出に基づいて所定の期間にわたってセンサの読み取り値を送信するステップと、を含む、請求項６０乃至６４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６６】
著しい衝撃の前記検出後に、センサの読み取り値の送信を停止するステップを含む、請求項６０乃至６４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６７】
請求項６０乃至６６に記載の方法を実行するように構成されたスマートボール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スマートボールに関し、より詳しくは、電子システムに電子的に接続可能なスマートボールに関する。
【発明の概要】
【０００２】
一態様では、スマートボールは、競技の関係者または審判が競技の裁定及び判定をするために利用可能なデータを記録及び送信するように提供される。
【０００３】
別の態様では、上記ボールは、競技の関係者、審判、または選手が競技における得点またはポイントを追跡するために使用可能なデータを記録及び送信するために提示される。
【０００４】
さらに別の態様では、上記ボールは、速さ、速度、スピン、加速度、高度、距離、方向、落下、衝撃力などの、ただしこれらに限定されない、多数のパラメータに関するデータを記録及び送信するように提供される。
【０００５】
他の態様では、スポーツ用ボールであって、縫合された少なくとも２つの部分を含む外膜と、弾性ポリマーとセラミック粉末とを含む材料から成るインナーコアと、金属材料を含んでボールの重心と重なるセンターコアと、を含むスポーツ用ボールが提供される。ここで、弾性ポリマーは、シリコーンゴムであり得る。
【０００６】
セラミック粉末に対するシリコーンゴムの比率は、それぞれ質量基準で、セラミック粉末が７５％〜３５％に対して、シリコーンゴムが２５％〜６５％の範囲であることが好ましい。シリコーンゴム対セラミック粉末の比は、質量基準で約６０：４０であり得る。
【０００７】
セラミック粉末はジルコニウムを含み得る。セラミック粉末は、ナトリウムまたはナトリウム化合物を含むことが好ましい。ナトリウム化合物はケイ酸ナトリウムホウ酸塩であり得る。セラミック粉末はカルシウムを含んでもよい。
【０００８】
インナーコアの５０質量％以上がシリカホウ酸ナトリウムを含み得る。インナーコアの５０質量％未満がシリコーンゴムから成ることが好ましい。
【０００９】
センターコアは、ボールの総体積の３０％未満の内部体積を有することが好ましい。センターコアは、ボールの総体積の１５％未満の内部体積を有してもよい。
【００１０】
インナーコアは、異なる材料の複数の層を含み得る。ボールは、１５６ｇ〜１６３ｇの範囲の重量を有し得る。
【００１１】
センターコアは、電源、運動センサ、及び無線トランシーバを含み得る。スポーツ用ボールはクリケットボールでもよい。スポーツ用ボールは野球用ボールでもよい。
【００１２】
他の態様において、複数のディンプルを含む外膜と、シリコーンゴムとセラミック粉末とを含む材料から成るインナーコアと、金属材料を含んでボールの重心と重なるセンターコアと、を含むスポーツ用ボールが提供される。
【００１３】
セラミック粉末に対するシリコーンゴムの比率は、それぞれ、セラミック粉末が７５質量％〜３５質量％に対して、シリコーンゴムが２５質量％〜６５質量％の範囲であり得る。シリコーンゴム対セラミック粉末の比は、質量基準で約６０：４０であり得る。
【００１４】
セラミック粉末はジルコニウムを含み得る。セラミック粉末はナトリウムまたはナトリウム化合物を含み得る。ナトリウム化合物は、好ましくはケイ酸ナトリウムホウ酸塩を含む。
【００１５】
セラミック粉末はカルシウムを含んでもよい。
【００１６】
インナーコアの５０質量％以上がケイ酸ナトリウムホウ酸塩を含むか、又はそれから構成されてもよい。インナーコアの５０質量％未満は、シリコーンゴムを含むか、又はそれから構成されてもよい。
【００１７】
センターコアは、好ましくはボールの総体積の３０％未満の内部体積を有する。センターコアは、好ましくはボールの総体積の１５％未満の内部体積を有する。
【００１８】
インナーコアは、異なる材料の複数の異なる層を含み得る。センターコアは、電源、運動センサ、及び無線トランシーバを含み得る。
【００１９】
ボールはゴルフボールであり得る。ボールはホッケー用ボールでもよい。
【００２０】
別の態様では、ゴルフの試合を対話形式でシミュレートする仮想現実システムであって、電源、少なくとも１つのセンサ、及び無線トランシーバを含むスマートゴルフボールと、視覚的ディスプレイ、マイクロプロセッサ、及び無線トランシーバを含むヘッドセットであって、マイクロプロセッサがシミュレートされた環境を表示し、スマートゴルフボール及びヘッドセットのそれぞれの無線トランシーバを介して通信されたスマートゴルフボールからセンサデータを受信するように構成されたヘッドセットと、を含む仮想現実システムが提供される。
【００２１】
マイクロプロセッサは、使用者がボールを打った後に、ボールの仮想軌道及び仮想着地領域を計算するように構成され、ボールが衝撃を受けた後に無線通信によってボールから受信された衝撃データを使用して計算が実行される。マイクロプロセッサは、試合がプレイされるときにライブスコアを追跡するように構成され得る。
【００２２】
無線トランシーバは、好ましくはピアツーピア通信規格用に構成される。無線トランシーバは、好ましくはブルートゥース（登録商標）通信規格用に構成される。
【００２３】
ヘッドセットは、リモートプロセッサを介してスマートゴルフボールの位置データを受信するように構成され得る。リモートプロセッサは、使用者がボールを打った後にボールの軌道及び着地領域を計算するように構成されてもよく、ボールが打たれた後にボールからの無線通信なしに計算が行われる。
【００２４】
リモートプロセッサは、モバイル通信機器であることが好ましい。モバイル通信機器は、スマートボールとピアツーピア通信リンクを確立するように構成されることが好ましい。
【００２５】
別の態様では、センサ、プロセッサ、及び送信機を含むスマートボールのモードの変更を起動させる方法であって、センサからボールの動きを示す信号を受信するステップと、受信されたボールの動きを示す信号を所定の運動パターンと比較するステップと、受信された信号が所定の運動パターンと一致するか否かを判定するステップと、判定に基づいて異なるモードを起動させるステップと、を含む方法が提供される。
【００２６】
異なるモードの起動は、センサの読み取り値の送信を開始することを含み得る。このモードの起動は、センサの読み取り値の送信を停止することを含み得る。スマートボールがクロック発生器を有し、異なるモードの起動は所定の期間である期間である。異なるモードの継続的な起動は、スマートボールが所定の期間内に著しい衝撃を受けているか否かに依存し得る。
【００２７】
この方法は、ボールが著しい衝撃を受けたか否かを検出するステップと、検出に基づいて所定の期間にわたってセンサの読み取り値を送信するステップと、を含み得る。
【００２８】
本方法は、著しい衝撃の検出後に、センサの読み取り値の送信を停止することを含み得る。
【００２９】
別の態様では、上記で説明した方法を実行するように構成されたスマートボールが提供される。
【００３０】
別の態様では、スマートスポーツ用ボールを起動させる方法であって、電源、指向性センサ、及び無線トランシーバを含むスマートスポーツ用ボールを準備するステップと、スマートスポーツ用ボールが手で操作されると、グラフィックユーザインターフェースを起動するために、無線トランシーバからグラフィックユーザインターフェースを有するモバイル通信機器に起動信号を送信するステップと、を含む方法が提供される。
【００３１】
好ましくは、モバイル通信機器に送信される起動信号は、ボールに関連付けられた固有の識別子を含む。起動されているグラフィックユーザインターフェースは、起動前にポピュレート（ｐｏｐｕｌａｔｅ）された使用者プロファイルに基づいて特定の使用者に対してカスタマイズさせてもよい。
【００３２】
別の態様では、上記で説明した方法を実行するように構成されたスマートボールが提供される。
【００３３】
別の態様では、衝撃によって動き始める物品（ｉｔｅｍ）の方向及び軌道を判定するロケータシステム（ｌｏｃａｔｏｒ  ｓｙｓｔｅｍ）であって、物品が少なくとも１つ以上の加速度計、少なくとも１つの磁力計、及び送信機を含み、物品が衝撃のために受けているまたは受けた加速度を示す物品からの加速度信号、及び衝撃が物品に及ぼされた方向を示す物品からの衝撃方向信号を受信するように構成された受信機と、受信された加速度信号及び衝撃方向信号から物品の方向及び軌道を予測するように構成されたプロセッサと、を含むロケータシステムが提供される。
【００３４】
ロケータシステムは、位置の座標を判定するための地理的位置特定システムを含み得る。受信機は、好ましくはジャイロスコープから、物品のスピンを示す回転信号を受信するように構成され得る。
【００３５】
ロケータシステムは、インターネット及び／または環境センサから環境データを受信するように構成される。
【００３６】
ロケータシステムは、好ましくは地理的位置特定システムを含む携帯電話を含む。
【００３７】
ロケータシステムは、送信機を含むことが好ましい。送信機は、インターネットを介してデータを送信するように構成され得る。
【００３８】
別の態様では、スマートボール用の支持フレームであって、その中に電子装置を少なくとも部分的に囲んで確実に保持するように構成され、少なくとも部分的に球形の外面を含む支持フレームが提供される。好ましくは、支持フレームは硬化可能ポリマーを受容するのに適している。
【００３９】
別の態様では、スマートボール用のセンターコアであって、インナーコアが電子装置及び支持フレームを含み、支持フレームが、その中に電子装置を囲んで確実に保持するように構成され、支持フレームが、少なくとも部分的に球形である外面を画定する、センターコアが提供される。
【００４０】
フレームは硬化可能ポリマーで充填されてもよい。硬化可能ポリマーは、フレームの球形を補完するように構成することができる。
【００４１】
電子装置は、少なくとも１つの加速度計、送信機、及び電源を含み得る。電源は無線で充電可能であり得る。電子装置はジャイロスコープを含み得る。電子装置は磁力計を含むことができる。
【００４２】
ポリマーは、シリコーンゴムのシリコーンであり得る。
【００４３】
別の態様では、上記で説明したような支持フレームを含むボールが提供される。
【００４４】
別の態様では、上記で説明したようなセンターコアを含むボールが提供される。
【００４５】
また、本発明は、本明細書で個々にまたは集合的に参照または示された部分、要素及び特徴、ならびに任意の２つ以上の該部分、要素または特徴のいずれかまたはすべての組み合わせを含む。また、本発明が関連する技術分野において既知の均等物を有する特定の物が本明細書に記載されている場合、そのような既知の均等物は、あたかも個々に記載されているかのように、本明細書に組み込まれているとみなされる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態による例示的なボールの部分断面図であり、外層及び内層とともに、本発明で使用されるシステム及び装置の位置を示す。
【図２】本発明で使用されるマイクロプロセッサユニットの上面図であり、限定はしないが、コンピュータモジュール、信号送信モジュールなどの様々な構成要素の位置を示している。
【図３】図２に示すマイクロプロセッサユニットの側面図である。
【図４】ペアード装置とペアのボールの斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態による例示的なボールの部分断面図である。
【図６】スマートボールの方向及び軌道を予測するために使用されるプロセスのフローチャートを示す。
【図７】スマートボールのモード変更を起動させる第１の方法のフローチャートを示す。
【図８】スマートボールのモード変更を起動させる第２の方法のフローチャートを示す。
【図９】スマートボールのモード変更を起動させる第３の方法のフローチャートを示す。
【図１０】センターコアの第１の実施形態を示す図である。
【図１１】仮想ゴルフをするための仮想現実システムを示す図である。
【図１２】ロケータシステムで使用するためのペアード装置の概略的なレイアウトを示す図である。
【図１３】ペアード装置のグラフィカルユーザインターフェースを起動させる方法のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下の説明、図面、及び用語は例示的なものであり、本明細書では特定の実施形態のみを説明する目的で使用される。実施形態は限定的であることを意図するものではなく、本発明を限定するものではない。深い理解をもたらすべく多数の具体的な詳細を記載している。しかし、特定の例では、説明を曖昧にすることを避けるために、周知の細部または通例の細部は説明しない。
【００４８】
本明細書では、スポーツ及び他の娯楽活動で使用されるボールに統合された無線の方法及びシステムを説明している。以下では、ゴルフボール１００及び／またはクリケットボール５００が例示的な要素と見なされる場合があり、本発明が他のスポーツで使用されるボール及び／または物品の使用も想定していることは明らかである。
【００４９】
図１は、例示的なゴルフボール１００を示す切欠図であり、上記ボール１００は材料の異なる層を有する。ディンプル付きの硬質な外膜１０２がこのボール１００の外面を覆っている。センターコア１０８は、マイクロプロセッシングユニット１１０を取り囲んで保護する。センターコア１０８は、ボールの重心と重なり、マイクロプロセッシングユニット１１０を含み、好ましくは金属などの導電性材料を含む。複数の層（図１では層１０４及び層１０６として示される）で形成されたインナーコア１０７が、外膜１０２とセンターコア１０８との間に延在する。延在する複合層の層数は、減少または増加させることができ、層の組成は、特定のゲームプレイ中に通常のボールの感触及び性能を維持するために、ボールの種類に応じて変えることができる。これについては、後でさらに詳しく説明する。
【００５０】
センターコア１０８は、以下で詳細に説明するマイクロプロセッシングユニット１１０を含む。マイクロプロセッシングユニット１１０は、センサモジュール、コンピュータモジュールまたはコントローラ、及び信号送信モジュールまたは送信機を含む。
【００５１】
図２は、プリント回路基板（ＰＣＢ）２０２、信号発信チップ２０４とアンテナユニット２０６とからなる送信機、センサモジュールまたはセンサユニット２０８、及びマイクロプロセッサ２１０からなるコンピュータモジュールを含むマイクロプロセッシングユニット１１０を示す上面斜視図である。これらすべての構成要素はＰＣＢ２０２上に取り付けられ、特定のボールまたは物品（ｉｔｅｍ）のサイズ及び形状要件に基づいてカスタマイズされる。マイクロプロセッシングユニット１１０は、ある期間が経過したか否かをプロセッサが判定することを可能にするためのタイミング信号を生成するクロック発生器をさらに含む。
【００５２】
センサモジュール２０８は、好ましくは複数のセンサ、特に少なくともボールの加速度を３次元で検出できる３軸加速度センサ、コンパス方位を判定する磁力計、及びスピンの速度及び／または方向を検出するジャイロスコープを含む。他の実施形態では、気圧計、近接センサ、ホール効果センサ、傾斜計、振動センサ、光学センサ、または他の任意のセンサなどの追加のセンサを設ける。
【００５３】
また、動作時には、上述した各種センサを収容するセンサユニット２０８からの信号がセンサ情報として記録される。このセンサ情報は、アンテナユニット２０６を介してペアード装置（ｐａｉｒｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）２０００に送信するために、コンピュータモジュールまたはマイクロプロセッサ２１０によって、信号発信チップ２０４に送信される。マイクロプロセッシングユニット１１０は、図３に示すバッテリの形態の電源３０２を介して、電力が供給される。バッテリは、リチウムイオン電池であることが好ましいが、シリコンアノード、グラフェンアノード、リチウム空気、アルミニウム空気、酸化亜鉛、リチウム硫黄、ニッケルカドミウム、ニッケル−金属水素化物、リチウムポリマー、マグネシウムイオン、カリウムイオン、亜鉛イオン、またはアルカリ（亜鉛マンガン酸化物）電池のいずれでもよい。
【００５４】
好ましい実施形態では、重力などの一般的な加速度ベクトルに対して、センサからの読み取り値を一緒に処理して、ボールの加速度をベクトル（すなわち、大きさと方向を有するもの）として検出し、及び／またはボールが受ける加速度を検出する。ボールの加速度の大きさ及び方向の判定は、以下にさらに詳細に説明する。
【００５５】
コンピュータモジュールは、好ましくはフラッシュメモリの形態のデジタルメモリストレージを含み、後で送信するために、センサから受信したデータを記録するように構成される。データは、速さ、速度、スピンの速度、スピンの方向、加速度、高度、距離、方向、コンパス方位、空気圧、衝撃力、衝撃の方向などの多数のパラメータに関連する。
【００５６】
メモリは、以下で詳細に説明する様式で、コンピュータモジュールのプロセッサの動作を指示するためのソフトウェア命令を記憶するために使用される。
【００５７】
次に、送信機２０４が、メモリに記録されたデータを送信するために使用される。好ましくは、送信機はボールに関連付けられた固有の識別子も送信する。他の実施形態では、センサのデータはセンサが生成してコンピュータモジュールが受信するので、センサのデータの記録は必要ではなく、代わりに送信機２０４が送信してもよい。
【００５８】
マイクロプロセッシングユニット１１０は、無線信号送信モジュール２０４を介した記録及び送信のみ行うのとは別に、記録されたデータを記憶及び／または処理するようにさらに構成される。しかし、これはマイクロプロセッシングユニット１１０による追加の電力の使用を伴うので好ましくない。
【００５９】
図１に示す例示的実施形態の１つでは、使用するボールは、外側に窪み（ディンプル）のある表面を有するゴルフボールであり、このディンプルはボール外側の外膜１０２の中に凹んでいる。センターコア１０８は、好ましくは、マイクロプロセッシングユニットにクッション性を付与し、及び／または保護をもたらす。インナーコア１０７は、センターコア１０８と外膜１０２との間に延在する。通常のゴルフボールの規格、形態、及び性能の要件を考慮して、このような機能を果たすための適切な材料もまた選択される。
【００６０】
図１０に示す好ましい実施形態では、センターコア１０８は支持フレーム４２０を含むことが想定されている。好ましくは、支持フレーム４２０は、熱可塑性プラスチック材料などのプラスチック材料から成り、マイクロプロセッシングユニット１１０を少なくとも部分的に囲んでその中に確実に保持するように構成される。支持フレーム４２０は、好ましくは成形工程において一体に形成される。本実施形態では、支持フレームは、一対のＰＣＢ基板４２１と中央のバッテリ３０２とを固定する。
【００６１】
支持フレームはまた、少なくとも部分的に球形であり、センターコア１０８の外面に一致する外面４２２を含む。
【００６２】
支持フレームとマイクロプロセッシングユニットとの間の空間は、好ましくはシリコーンゴムの形態の硬化可能充填剤４２４で充填される。硬化可能充填剤４２４は、プラスチック材料、ポリマー、または樹脂である。適切な硬化可能充填剤の非限定的な例としては、シリコーンゴム、ラテックス材料、ゴム材料などが挙げられる。本発明は、異なる材料の組み合わせを含む硬化可能充填剤４２４を適用する。
【００６３】
硬化可能充填剤４２４及び支持フレーム４２０は、共に球形の外面を形成する。このようにすると、インナーコア１０７は、球形の形状が損なわれるのを防ぎながら、強化されたセンターコアの上に、特に多層で積層される。
【００６４】
硬化可能充填剤は、インナーコア１０７の材料と同様の材料で構成される。適切には、硬化可能充填剤は、マイクロプロセッシングユニットを支持及び／または保持し、外膜１０２への衝撃による振動を弱める働きをして、衝撃がマイクロプロセッシングユニット１１０に直接伝達されるのを防止する。
【００６５】
図１に示すようなゴルフボールとして使用される例示的なボールはまた、好ましい化学組成を有する。特に、図１に示すゴルフボール１００のインナーコア１０７は、好ましくは、シリコーンゴムの形態の硬化可能ポリシロキサンのような硬化可能ポリマー材料と、セラミックまたは類似の鉱物性材料とを含む。好ましくは、粉末状のセラミックまたは鉱物は、非導電性である。セラミック粉末は、金属酸化物、ケイ化物、ホウ化物、炭化物または窒化物、あるいはそれらの任意の組み合わせである。
【００６６】
好ましくは、シリコーン材料はエラストマー性である。より好ましくは、そのようなエラストマーシリコーン材料はシリコーンゴム材料である。好ましくは、セラミック材料は、粉末であるか粒状化されている。セラミック材料または鉱物性材料は、結晶質または非結晶質である。特定の好ましい実施形態では、セラミック材料はセラミック粉末である。セラミック材料は、シリコーン材料の層内に粒子または顆粒として散在させる。インナーコアは、少量の他の元素または組成物も含み得る。
【００６７】
他の実施形態では、セラミック材料を複数層のシリコーンゴム材料の間に積層する。他の実施形態では、シリコーンゴム層、または各シリコーンゴム層は、層を形成するために先行する層の周りに幾度も巻いてきつく巻き付けた１つの細長い糸状の材料から構成される。
【００６８】
好ましくは、インナーコアのセラミック材料に対するシリコーン材料の比率は、それぞれ質量基準で、セラミック材料の約７５％〜約３５％に対してシリコーン材料の約２５％〜約６５％の範囲である。より好ましくは、セラミック材料に対するシリコーン材料の比率は、それぞれ質量基準で、約４０％のセラミック材料に対して約６０％のシリコーン材料の範囲である。
【００６９】
セラミック材料は、好ましくは、ジルコニウム、ジルコニウム化合物、ナトリウム、及び／またはナトリウム化合物のうちのいずれか１つ以上を含む。好ましくは、ナトリウム化合物はケイ酸ナトリウムホウ酸塩である。
【００７０】
他の実施形態では、セラミック材料は、カルシウムまたはカルシウム化合物、例えば、炭酸カルシウム、またはリン酸カルシウムを含む。さらに、セラミック粉末は、イットリウム、ホウ酸塩、珪灰石、マグネシウム、アルミニウム、チタン、炭素、白金またはそれらの化合物を含む。
【００７１】
さらに他実施形態では、インナーコアの５０質量％以上が上述のセラミック粉末で構成され、インナーコアの５０質量％未満がシリコーンゴムまたは同様の弾性ポリマーで構成される。さらに、ゴム、ラテックスなどを含む、シリコーンに代わるポリマーを使用することができる。
【００７２】
好ましくは、センターコア１０８は、ボールの総体積の約３０％未満、より好ましくはボールの総体積の約１５％未満の内部体積を有する。
【００７３】
好ましくは、ボール１００は、約１５６ｇ〜約１６３ｇの間の範囲の質量を有する。
【００７４】
外膜１０２は、硬質成形プラスチックで構成されることが好ましい。このような組成を有するボールは、ホッケー用ボールとしても使用される。
【００７５】
図５には、他の構成を有する別のボール５００が示されている。ボール５００は、マイクロプロセッシングユニット１１０を囲んで保護するセンターコア５０８を含む。外膜５０２は、好ましくは革または合成代替物から成る少なくとも２つの外側部分５０５で構成され、これらは継ぎ目５０３で縫合されている。
【００７６】
センターコア５０８は、ボールの重心と重なるという点で図１に示すボール１００のセンターコア１０８と類似しており、マイクロプロセッシングユニット１１０を含み、好ましくは金属などの導電性材料を含む。しかし、センターコア５０８の寸法は、図１のボール１００のセンターコア１０８の寸法とは異なる。
【００７７】
図５に示すように、インナーコア５０７は、外膜５０２とセンターコア５０８との間に延在する。インナーコア５０７も同様に、シリコーンゴムなどのポリマーと、セラミック粉末とから構成され、インナーコア５０７の組成は、先述のインナーコア１０７の構成と同様である。センターコア５０８は、ボールの総体積の約３０％未満、より好ましくはボールの総体積の約１５％未満の内部体積を有する。図１を参照して上述したインナーコア１０７と同様に、インナーコア５０７は、異なる材料の複数の層（５０４、５０６）を含む、あるいはセラミック粉末の粒が散在する単一のポリマー層から構成される。
【００７８】
好ましくは、上述のボール（１００、５００）は、約１５６ｇ〜１６３ｇの間の範囲の質量を有する。図５に示すボールはクリケットのボールとして使用される。しかし、外膜５０２に幾分かの変更を加えて、例えば、継ぎ目５０３のパターン及び外側部分５０５の形状を変えて、同様のボールを野球用ボールとして使用することができる。
【００７９】
他のセラミック材料が使用され得る。その材料は、結晶質及び非結晶質セラミックを含むがこれらに限定されず、結晶質酸化物、窒化物、または炭化物材料であり得る。
【００８０】
インナーコアは、ポリマー層の靭性を高めるために繊維（図示せず）をさらに含み得る。このような繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、ケブラー繊維、プラスチック繊維、バサルト繊維、または他の任意の適切な繊維を含み得る。このような繊維は織布層として織り込まれてもよく、他の方法としてルーズファイバーとしてシリコーンゴムに混合させてもよい。
【００８１】
一実施形態において、マイクロプロセッシングユニット１１０は、洞察を得るべく、情報をさらに処理する使用者が利用するためのデータを、記録及び分析するように構成される。しかし、マイクロプロセッシングユニットを可能な限り小型の形態に保持し、電力の消費を可能な限り低く保つことが望ましいので、この実施形態は好ましいものではない。好ましい実施形態では、マイクロプロセッシングユニット１１０は、記録されたセンサの情報またはデータを、後述する情報を処理するペアード装置（ｐａｉｒｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）２０００に送信する。
【００８２】
一実施形態では、マイクロプロセッシングユニット１１０は、ペアード装置２０００で実行されてボールに送信されるデジタルソフトウェアを介して構成可能である。このような実施形態では、マイクロプロセッシングユニットは、そのような信号を受信するための受信機を含むと想定される。
【００８３】
ボール１００は、携帯電話または類似の装置などのペアード装置２０００（図４、図１１、及び図１２に示す）と直接通信するように構成されるか、又は基地局３０１０（図１１に示す）の形態をとるペアード装置と通信するように構成される。基地局３０１０は、ボール１００から受信した信号に必要な処理を実行し、それらを他の表示用の装置に通信する。他の方法として、基地局３０１０は、受信した情報をインターネット上のウェブサーバとして提供されたロケータシステム（図６に示す）に通信し、それにより、インターネットを通じて使用者が携帯電話などの使用者用装置３０００と通信する。この態様を、以下にさらに詳細に説明する。
【００８４】
図４に示す他の実施形態では、本発明の例示的なボール１００がトランシーバモジュール２１７５を介してペアード装置２０００に接続されており、同モジュールはコマンドを送信し、ボール１００からデータを受信する。
【００８５】
ペアード装置２０００と例示的なボール１００との間の無線通信は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、ＮＦＣ、ＬｏＲａ（登録商標）、Ｗｉｍａｘ（登録商標）、２Ｇ（ＧＳＭ（登録商標））、３Ｇ、４Ｇ（ＬＴＥ（登録商標））、５Ｇ、６Ｇ、ＧＰＳ、Ｌｉ−Ｆｉ、ＵＷＢ、サテライト、Ｚ−Ｗａｖｅ（登録商標）、６ＬｏＷＰＡＮ、Ｓｉｇｆｏｘ、Ｗｅｉｇｈｔｌｅｓｓ、Ｎｗａｖｅ、Ｉｎｇｅｎｕ、ＨａＬｏｗ、Ｗｈｉｔｅ−Ｆｉ、赤外線などを含むが、これらに限定されない様々なプロトコルを使用する無線ネットワークである。
【００８６】
本発明の例示的な実施形態のうちの１つにおいて、マイクロプロセッシングユニット１１０内に含まれる電子回路は、例示的なボール１００との通信及び位置特定のための衛星による全地球測位（例えば、ＧＰＳ）及び／またはモバイルネットワークセルラーＩＤ（例えば、ＧＳＭ（登録商標）またはＣＤＭＡ）などの地理的位置特定装置のためのプラットフォームを提供する。
【００８７】
ボールは、いかなる電力も必要としないパッシブ型ＲＦＩＤ構成要素を含む。パッシブ型ＲＦＩＤタグは種々の規格及び実装形態が知られており、本発明はいかなる特定の種類にも限定されない。あるいは、プロセッサの制御下で電源により（間欠的にまたは継続的に）電力供給がなされる電力供給型またはアクティブ型ＲＦＩＤタグを含む。
【００８８】
一実施形態において、ペアード装置２０００は、直接または基地局３０１０を介して、以下でより詳細に説明するように、要件に基づいて所望のセンサデータを記録、処理、及び／または送信するように、例示的なボール１００をプログラムするために使用される。記録及び／または処理のための要件及び他のパラメータは、ペアード装置２０００のグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）ユニットまたは表示装置２０２０を使用して構成され、ソフトウェアのプログラムによって制御される。
【００８９】
１つの好ましい実施形態では、ボール１００の操作を利用して、ボールを振る、ボールを叩く、ボールに触れる、ボールをバウンドさせる、ボールを揺り動かすなどの特定の予め設定されたジェスチャまたは動きにより、ペアード装置２０００に、表示装置またはＧＵＩユニット２０２０またはソフトウェアのプログラムを、開始させる。これは、ボールを使用していないときにＧＵＩユニット２０２０が電力節約モードに入るようにすることによって、ペアード装置２０００を動作させるバッテリの電力を節約するよう促す。
【００９０】
ペアード装置のＧＵＩユニット２０２０は、当該使用者用の使用者プロファイルに基づいて、特定の使用者のためにカスタマイズされる。使用者プロファイルは、ＧＵＩユニット２０２０を起動するためにボールを手動で操作する前にポピュレートされる。このようなプロセスは図１３に示されており、それによってボールのプロセッサはセンサから信号を受信して記憶し（ステップ３１０）、次いで所定の起動パターンと比較される（ステップ３１２）。センサの読み取り値が起動パターンと一致すると（ステップ３１４）、起動信号がペアード装置２０００に送信されてＧＵＩユニット２０２０を起動する。
【００９１】
さらに、例示的なボール１００は、マイクロプロセッシングユニット１１０の加速度計が、何らかの動きを検出したときにのみ信号発信モジュールを介した送信を開始し、したがってバッテリ３０２の寿命が延びるように構成される。
【００９２】
ボール（１００、５００）は、図７〜図９に示す様々なモードで動作可能である。ボール（１００、５００）は、好ましくは、ボールを手で操作することによって、例えば、ボールを振る、バウンドさせる、叩く、または揺り動かすことによって、そのモードの少なくとも一部の間で起動可能である。
【００９３】
スリープモードでは、マイクロプロセッサ２１０はセンサモジュール２０８からセンサ信号を受信して、その信号を処理するが、データはペアード装置２０００に送信されない。
【００９４】
アクティブモードでは、センサから受信したデータが、ペアード装置２０００に送信される。センサから受信したデータの送信は、電力を節約するために、継続的、または定期的に、例えば３０秒ごとに行う。時間間隔は、ペアード装置２０００から再構成可能である。
【００９５】
好ましい実施形態では、ボール１００を操作することによって、例えば、ボールを振ること、ボールを揺り動かすこと、ボールを叩くこと、またはボールを地面の上でバウンドさせることによって、ボールはスリープモードからアクティブモードへの移行を起動させる。
【００９６】
図７に、このような手順の１つが示されている。この手順では、ボールはスリープモードで起動され、プロセッサはセンサから信号を受信して記録する（ステップ７００）。スリープモードでは、センサの読み取り値は送信されない。センサの読み取り値は、所定の起動パターン、例えば、ボールが振られた、叩かれた、またはバウンドした場合にセンサから生じる起動パターンと比較される（ステップ７０２）。所定のパターンは、ボール（１００、５００）のメモリに予め設定されて記憶される。
【００９７】
センサの読み取り値が所定のパターンと十分に一致する場合（ステップ７０４）、センサの読み取り値の送信が所定の期間作動される（ステップ７０６）。センサの読み取り値は続けて受信されて記録され、ボールが所定の期間に大きな衝撃を受けたか、または著しい衝撃を受けたか否かを確定するために比較される（ステップ７０８）。著しい衝撃が所定の期間内に検出されない場合、センサの読み取り値の送信を停止し（ステップ７１０）、ボールはスリープモードに戻る。著しい衝撃が検出された場合、センサの読み取り値の送信はさらなる所定の期間にわたって延長される（ステップ７１２）。衝撃が大きいか、または著しい衝撃であるか否かを判定する閾値またはパターンは、事前に決定されるか、またはペアード装置を介して構成される。
【００９８】
所定の期間内に大きなまたは著しい衝撃が検出された場合、ボールはさらなる所定の期間、アクティブモードを継続する。さらに著しい衝撃が検出されている間は、無期限に続き得る。これは、例えば、ボールがティーショットされる直前に振られ、ゲームの過程で大きな衝撃（ボールを打つクラブからのもの）が継続的に検出され、ボールをアクティブ状態に保つ、ゴルフの状況において、電力を節約するのに有用である。このような著しい衝撃は、また、スコアを追跡するためにペアード装置によって記録される。
【００９９】
図８に示す他の例では、ボール１００は、プロセッサがセンサから読み取り値を受信して記憶し（ステップ８００）、受信したセンサの読み取り値を所定の起動パターンと比較する（ステップ８０２）ことによって、アクティブモードが起動される。センサの読み取り値が起動パターンに一致する場合（ステップ８０４）、プロセッサは、センサの読み取り値を所定の期間送信し（ステップ８０６）、その後、スリープモードに戻って、送信を停止する（ステップ８０８）。
【０１００】
図９に示す別の例では、ボール１００は、プロセッサがセンサから読み取り値を受信して記憶し（ステップ９００）、受信したセンサの読み取り値を所定の起動パターンと比較する（ステップ９０２）ことによって、アクティブモードが起動される。センサの読み取り値が起動パターンに一致する場合（ステップ９０４）、ボールはアクティブモードにセットされる。受信されたセンサの読み取り値を所定の著しい衝撃のパターンと比較する（ステップ９０６）。大きな衝撃が検出された場合（ステップ９０８）、大きな衝撃のセンサの読み取り値が送信され（ステップ９１０）、センサの読み取り値の送信は、１回の著しい衝撃の後に停止する（ステップ９１２）。
【０１０１】
ボールによって送信された信号は、以下の記録運動特性、スピン特性、位置、距離、ゲームプレイのスコア、成績追跡などの機能のうちの少なくとも１つを決定するために使用される。
【０１０２】
本発明の特定の例示的な実施形態では、ボールを使用してゲームプレイに関するデータを記録及び送信するためのシステム及び方法が提供される。
【０１０３】
使用者は、ペアード装置２０００のＧＵＩユニット２０２０を、スリープモードまたは電力節約モードからアクティブモードへと起動させるために、例示的なボール１００を振る。
【０１０４】
例示的なボール１００がゲームプレイ中にアクティブモードにされると、マイクロプロセッシングユニット１１０はセンサデータの送信を開始し、ペアード装置２０００のＧＵＩユニット２０２０を介してリアルタイムでモニタする。
【０１０５】
例示的なボール１００は、異なるセンサによって記録されたすべてのデータ、またはペアード装置によってボールに伝達された必要なデータのみを送信し、ペアード装置はＧＵＩユニット２０２０で使用者が設定した優先事項によって指示され、ボールは、その後、ＧＵＩユニット２０２０を通して視聴するために、必要なデータをペアード装置２０００に送信する。
【０１０６】
その後、ペアード装置２０００は、データを解釈（ｉｎｔｅｒｐｒｅｔ）し、異なる得点パラメータを記録して、それらをゲームプレイスコアカードに表示するとともに他のデータを処理して、選手の成績または競技の成績に関する重要な洞察を得る。
【０１０７】
一実施形態では、例示的なボール１００は、また、ハードワイヤ通信のためにＵＳＢリードに接続するための、及び／または電池充電オプションを受けるためのソケット（図示せず）を備える。しかし、この実施形態は好ましくない。好ましい実施形態では、電池は、例えば誘導式の充電によって無線で充電可能であるが、圧電、共鳴式充電、近距離無線周波数充電、超音波、及び運動エネルギーでの充電を含む他の充電オプションを利用する。
【０１０８】
他の実施形態では、ボール１００からの信号送信を利用してボールの位置を特定し、それによって練習中及びゲームプレイ中にボールが見つからないことによって生じる損失を低減するよう促進する。
【０１０９】
図１２は、ペアード装置２０００の概略図を示す。ペアード装置２０００は、携帯電話、スタンドアロンの専用デバイス、またはウェブサーバである。ペアード装置２０００は半導体メモリ２１１０を含み、それはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のような揮発性メモリ及び／または読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含む。本明細書に記載の方法論のステップは、ペアード装置２０００により実行可能なコンピュータプログラムコード命令として実行される。コンピュータプログラムコード命令は、記憶装置２０４０に記憶される。
【０１１０】
ペアード装置２０００は、ボール（１００、５００）から受信した信号を処理するためのプロセッサ２０１０を含む。ペアード装置２０００はさらに、１つ以上の周辺機器、例えば、オーディオ機器２１３０、リモートのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２１９０、またはヒューマンインプットデバイス（ＨＩＤ）２１６０、例えばキーボード、ジョイスティック、タッチスクリーンなどと通信するための入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース２１４０を含む。ペアード装置２０００は、地理的位置特定装置２０５５、及び表示装置２０２０と通信するためのオーディオビジュアル（ＡＶ）インターフェース２０５０をさらに含む。通信バスサブシステム２１５０は、上述の様々な装置を相互接続するために設けられる。
【０１１１】
さらなる実施形態では、ペアード装置２０００または基地局３０１０は、無線方向探知用に構成されたアンテナアレイ（図示せず）を含む。アンテナアレイは、発せられる無線周波数からボール（１００、５００）の位置特定する。アンテナアレイを使用して、三角測量、ドップラー測定、位相比較、及び／または任意の他の適切なプロセスを含む多種多様な既知の手順を使用しながら、無線周波数の送信が送られている方向を判断する。これにより、ボールの位置及び／または方向を、ボールが衝撃を受ける前後に追跡することができる。このような追跡は、ボールの飛翔する方向を判定するために、単独で、またはセンサの読み取り値と組み合わせて利用される。
【０１１２】
ペアード装置２０００は、衝撃によって、例えば、ゴルフクラブもしくはクリケット用バットで打たれることによって、または地面からバウンドすることによって、動き始めるボール（１００、５００）の方向及び軌道を判定するロケータシステムを可能にするソフトウェア命令を組み込んでいる。ロケータシステムは、例えば、ゴルフのラウンド中に使用者がボールを打った後にボールを見つける一助とするために使用される。ロケータシステムは、ボールからの加速度信号及び衝撃方向信号を受信するために、ペアード装置の受信機を使用する。
【０１１３】
加速度信号は、衝撃によりボールが受けた加速度を示す。衝撃方向信号は、ボールに衝撃が加えられた方向を示しており、加速度計の読み取り値から判定する。
【０１１４】
衝撃の方向は、衝撃時にボールの磁力計が判定したコンパス方位と比較されて、衝撃時にボールが移動する方向を確定する。三軸加速度計から得られる読み取り値は、ボールが衝撃を受けたときの力、及びボールの軌道の角度を確定する。さらに、飛行中の磁力計及び／またはジャイロスコープからの読み取り値は、ボールのスピンの方向や速度などのさらなる細部を提供する。スピンがボールの空気力学に与える既知の影響は、スピンがボールの軌道に与える影響を判定するために使用される。
【０１１５】
ロケータシステムは、これらの情報を使用してボールの方向及び軌道を判定及び予測する。
【０１１６】
重要なこととして、ボールの方向及び軌道はボールの衝撃に関するセンサの読み取り値のみから判定されるので、これらの読み取り値は衝撃直後にボールからペアード装置２０００に送信され、また送信は継続的に行う必要がなく、それにより、ボールによる電力の消費が低減する。
【０１１７】
ロケータシステムは、さらに好ましくは、ＧＰＳ装置などの地理的位置特定装置を含む。これは、ボールが衝撃を受ける前にボールの地理的位置の座標を判定する。
【０１１８】
例えば、ゴルフボールの位置を特定するために、ペアード装置の地理的位置特定装置（ＧＰＳ）を使用してボールが衝撃を受けるか、または打たれる地理的座標（例えばゴルフコースのティー）を判定する。これは、地理的位置特定装置をボールの真上に配置し、その位置をＧＰＳ装置にマーキングすることによって実現される。次いで、地理的座標は、ボールの初期位置の判定の際にロケータシステムが利用し、そこからボールの方向及び軌道を使用して、予測着地位置またはゾーンを判定する。
【０１１９】
これらの詳細は、ボールの衝撃後の非常に短い期間内に、好ましくはボールが飛ぶ最初の１秒間に、ペアード装置に送信される。これらすべての詳細を利用して、ボールの出発地点、方向及び軌道を判定し、可能性のある着地位置またはゾーンを予測する。
【０１２０】
さらに、ペアード装置は、ペアード装置２０００に直接接続された環境センサから、またはインターネットを介して、環境条件を検索する。風速、湿度、温度などの環境条件が、ボールの軌道に影響を与える可能性がある。ボールの着地位置を予測する際にこれらすべてを考慮に入れる。
【０１２１】
ボールが発見されたとき、ボールの実際の位置は、例えば、見つけたときにボールの上方にペアード装置を保持してその座標を記録することにより、ペアード装置を用いて使用者が入力する。これにより、予測アルゴリズムが将来着地位置またはゾーンをより正確に予測することを可能にするフィードバックが得られる。機械学習を使用して予測アルゴリズムが修正される。機械学習は、好ましくは教師付き機械学習の形式であるが、教師なし機械学習、または強化学習であってもよい。
【０１２２】
さらに、ボール（１００、５００）、及び上述のロケータシステムを、ゴルフゲームをシミュレートするために拡張リアリティシステムまたは仮想現実システムで使用することができる。
【０１２３】
仮想現実システムは、上述のようなスマートゴルフボール１００、ならびに図１２に示すような仮想現実ヘッドセット３０００を含む。仮想現実ヘッドセットは、好ましくは視覚的ディスプレイ及びトランシーバを含むが、仮想現実ヘッドセットは、ペアード装置２０００について説明した構成要素のうちのいずれかを含む。好ましくは、ヘッドセットは、スピーカまたはブザーなどの音声出力も含む。
【０１２４】
図１１に示すように、ヘッドセット３０００は、受信機によってペアード装置２０００に無線で接続されて、ペアード装置２０００から信号を受信して表示する。ヘッドセット３０００は、ペアード装置２０００に信号を送信するための送信機をさらに含む。ヘッドセット３０００は、ゴルフコースなどのシミュレートされた環境、ならびにシミュレートされたゴルフボールの位置を視覚的ディスプレイに表示するために使用される。使用者は、狭くネットの張られた領域内などの制限された環境で、リアルなゴルフボール１００を打つことができ、センサの読み取り値を使用して、仮想ゴルフボールの予測軌道を判定することができる。
【０１２５】
シミュレートされたゴルフボールの予測位置は、ゴルフボール（１００、５００）から受信したセンサデータから判定され、ペアード装置２０００または基地局３０１０によって処理される。あるいは、ヘッドセットはボール１００から受信したデータを処理し、方向、軌道、及び着地位置またはゾーンを予測するためのそれ自体のプロセッサを含み得る。シミュレートされたゴルフボールの予測された位置はセンサの読み取り値から判定し、次いで仮想環境でヘッドセットにより表示される。
【０１２６】
ペアード装置２０００、ヘッドセット３０００、または基地局３０１０は、無線方向探知用に構成された近距離アンテナアレイ（図示せず）を含み、ヘッドセットを装着している使用者のティー上にある仮想ボールの位置を正確に表示するためにボール（１００、５００）を正確に位置付ける。
【０１２７】
図６に示す実施形態による方法では、センサ信号の送信は、これまでに詳述した方法で起動される（ステップ６００）。ボールは、ボールの衝撃後にセンサ６０１からセンサの読み取り値を受信し（ステップ６０２）、その後、センサ信号はロケータシステムに送信される（ステップ６０４）。ロケータシステムは、センサ信号を受信し（ステップ６０６）、また、例えばインターネット上の情報源から、または環境センサから、外部の信号を受信する（ステップ６０８）。さらに、ロケータシステムは、ボールの位置を示すアンテナアレイ６１１から位置決め信号を受信する（ステップ６１０）。次いで、衝撃後のボールの軌道、方向、及びボールの着地位置を予測するために受信信号が処理される（ステップ６１２）。
【０１２８】
予測された軌道、方向、及び着地位置の情報は、次いで、使用者用装置に送信される（ステップ６１４）。この情報を受信すると（ステップ６１６）、その情報は、仮想ゴルフコース内のように、ディスプレイに組み込まれ（ステップ６１８）て、その後使用者に表示される（ステップ６２０）。
【０１２９】
このように、ゴルフの仮想ゲームを仮想ゴルフコースでプレイすることができ、このゲームは使用者の実際の身体的なゴルフの能力を反映している。ロケータシステムはさらに、ゲームをプレイしているときに、ライブスコアを追跡するために使用される。
【０１３０】
好ましくは、無線トランシーバは、ペアード装置またはボールのいずれかとのピアツーピア通信規格用に構成されている。このようなピアツーピア通信規格は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、または任意の他の適切なプロトコルを含む。
【０１３１】
本発明の好ましい実施形態であると現在考えられているものを本明細書に示して説明したが、本発明の技術範囲から逸脱しない範囲内で、様々な変更や修正を加えることができることは、当業者に明らかである。
【０１３２】
本明細書において「一実施形態」または「実施形態」と記載する場合、その実施形態に関連して説明した特定の特徴、構造、または特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書の様々な箇所で「一実施形態では」という語句が記載されていても、必ずしもすべて同じ実施形態について述べているわけではなく、他の実施形態を相互に排除する別個のまたは代替の実施形態について説明しているわけでもない。さらに、いくつかの実施形態は提示できるが他の実施形態は提示できない、様々な特徴を説明している。同様に、いくつかの実施形態に対する要件であるが他の実施形態に対する要件ではない場合がある様々な要件を説明している。
【０１３３】
本発明を説明するにあたり、複数の技術及びステップが開示されている。これらの各々は個々の利益を有し、各々はまた、他の開示された技術の１つ以上、または場合によってはすべてと併せて利用することができる。したがって、明確にするために、これらの説明は個々のステップのあらゆる可能な組み合わせを繰り返すことを控える。しかしながら、本発明の技術範囲は、そのような組み合わせが全て本発明の技術範囲内にある。
【０１３４】
文脈上可能な限り、明細書全体を通して、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語及びその変形、例えば「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」や「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」は、他のいずれかの物を除外することなく、記載された全ての物（複数可）を含む。
【０１３５】
これまでに使用した用語は説明を目的としており、限定を目的とするものではない。説明した実施形態は、本発明の技術範囲を限定することなく、本発明を例証することを意図している。本発明は、当業者に容易に実施可能なように、様々な修正及び追加を行うことができる。
【０１３６】
本明細書に任意の数または範囲が記載されている場合、特に明確に記載されていない限り、その数または範囲は近似のものである。本明細書での値の範囲の列挙は、本明細書において特段の指定がない限り、その範囲内に含まれる各々の個別の値を個々に示す簡潔な方法として機能することを意図しており、また各々の個別の値及びこのような個別の値で定められた各々の個別の副次的な範囲は、それが本明細書に個別に記載されているかのように、本明細書の中に組み込まれる。
【０１３７】
「前（ｆｒｏｎｔ）」、「後方（ｒｅａｒ）」、「後ろ（ｂａｃｋ）」などの方向または向きを示す用語は、便宜上使用されている。本発明者は、販売用に提示するときなど、様々な実施形態が非動作構成で使用され得ることを想定している。したがって、このような用語は本質的に例証であり、限定ではない。
【０１３８】
本発明が関連する分野の当業者にとって、本発明の多くの構成の変更や、広く多岐にわたる実施形態及び用途は、本発明の技術範囲から逸脱することなく、それら自体を示唆している。本明細書における開示及び説明は純粋に例証であり、いかなる意味においても限定することを意図するものではない。
【０１３９】
本明細書における「好ましい」または「好ましくは」という記載はいずれも単に例示であることを意図している。
【０１４０】
本発明の他の実施形態は、本明細書の考察及び本明細書に開示された実施形態の実施によって当業者には明らかである。明細書及び実施例は例示としてのみ考慮される。
【０１４１】
以上のようにして、本発明の装置及び／または方法は、従来技術に存在する欠点を克服するか、少なくとも部分的に改善するか、または少なくとも一般に有用な選択肢を提供することを目指している。
【符号の説明】
【０１４２】
１００    （ゴルフ）ボール
１０２、５０２    外膜
１０４、１０６、５０４、５０６    層
１０７、５０７    インナーコア
１０８、５０８    センターコア
１１０    マイクロプロセッシングユニット
２０２    プリント回路基板（ＰＣＢ）
２０４    信号発信チップ（送信機、無線信号送信モジュール）
２０６    アンテナユニット
２０８    センサモジュール（センサユニット）
２１０    マイクロプロセッサ
３０２    電源（バッテリ）
４２０    支持フレーム
４２１    ＰＣＢ基板
４２２    外面
４２４    硬化可能充填剤
５００    （クリケット）ボール
５０３    継ぎ目
５０５    外側部分
６０１    センサ
６１１    アンテナアレイ
２０００    ペアード装置
２０１０    プロセッサ
２０２０    表示装置（ＧＵＩユニット）
２０４０    記憶装置
２０５０    オーディオビジュアル（ＡＶ）インターフェース
２０５５    地理的位置特定装置
２１１０    半導体メモリ
２１３０    オーディオ機器
２１４０    入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース
２１５０    通信バスサブシステム
２１６０    ヒューマンインプットデバイス（ＨＩＤ）
２１７５    トランシーバモジュール
２１９０    リモートパーソナルコンピュータ
３０００    使用者用装置、（仮想現実）ヘッドセット
３０１０    基地局
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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