(57)【要約】  ボールなど移動対象物の衝突位置を検出するためのスポーツおよびゲーム用マットに関する。このマットは外部層および内部層からなり、外部層および内部層には、目標領域全体に分布した圧力感応スイッチを形成する導電エレメントが各々嵌め込まれている。圧力感応スイッチは、ボールの衝突によってスイッチが作動されるとき電気信号を表示、処理および提示するために、電子回路に接続されている。
2007535344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部層（２）および内部層（８）を有するシートまたはマット（１，１０）と、
シートまたはマット（１，１０）は目標表面を形成し、かつ、複数の導電エレメント（１２Ａ，１３Ａ；１２Ｂ，１３Ｂ）が埋め込まれていることと、
該複数の導電エレメント（１２Ａ，１３Ａ；１２Ｂ，１３Ｂ）は目標表面全体に分布している圧力感応スイッチを形成し、かつ、衝突または圧力によって作動されるときに圧力感応スイッチ（１２Ａ，１３Ａ；１２Ｂ，１３Ｂ）からの電気信号を出力、処理および表示する（３５）ための電子回路（３３）に接続されていることと、からなる、
ボール、詳細にはテニスボール、野球ボールなど、移動対象物の衝突位置を検出するための、スポーツおよびゲーム用のデバイスであって、
シートまたはマット（１，１０）の外部層（２）の下側は少なくとも圧力感応スイッチの所望の位置に第１のパターンの導電エレメント（１３Ａ；１２Ｂ）を備えることと、
シートまたはマット（１，１０）の内部層（８）の上側は少なくとも圧力感応スイッチの所望の位置に第２のパターンの導電エレメント（１２Ａ；１３Ｂ）を備えることと、
第１のパターンの導電エレメント（１３Ａ；１２Ｂ）および第２のパターンの導電エレメント（１２Ａ；１３Ｂ）は一体となって動作する、即ち、相互に連携するように配列または配置されることと、
第１のパターンおよび第２のパターンの導電エレメント（１２Ａ，１３Ａ；１２Ｂ，１３Ｂ）のうちの少なくとも一方のパターンは、複数の圧力感応スイッチ（１２Ａ，１３Ａ；１２Ｂ，１３Ｂ）を各々含む複数の個別ゾーン（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ．．．，Ｘ，Ｙ，Ｚ．．．）に細分されることと、電子回路（３３）は個別ゾーンの各々への個別接続（３０Ａ，３０Ｂ）を有することと、を特徴とするデバイス。
【請求項２】
少なくとも圧力感応スイッチ（１２Ａ，１３Ａ；１２Ｂ，１３Ｂ）の位置または領域に開口部を有する分離層（５）を備えることと、
分離層（５）は外部層（２）および内部層を分離し、かつ、外部層と内部層との間の中間層として機能することと、
分離層（５）の特性および厚さのうちの少なくとも一方によって検出感度が決定されることと、を含む請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
特殊な設計を有する分離層（５）を備えることと、
マット（１，１０）の所望の接触領域は分離層（５）の各側の両層に対して側方に１つ以上の開口部（５１）を有する分離層（５）によって部分的に取り囲まれており、かつ、外部層上の導電エレメントと内部層上の導電エレメントとの間の接触が確立されるように所望の接触領域における両層の間の空気が衝突または強い圧力（２３）の下で１つ以上の開口部（５１）を通じて該接触領域から圧搾されるまたは押し出され得ることを可能とすることと、を含む請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
特殊な設計を有する分離層（５）を備えることと、
衝突または強い圧力（２３）によってのみ外部層上の導電エレメントと内部層上の導電エレメントとの間の接触が確立されるように、分離層（５）は接触領域に１つ以上の部分を有することと、を含む請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
第２のパターンの導電エレメント（１２Ａ；１３Ｂ）は内部層（８）と結合した内部支持層（３）の上向きの表面に適用される請求項１乃至４のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項６】
ボールの形態の所与の寸法を有する移動対象物と共に用いるためのデバイスであって、
衝突または圧力によってボールまたは対象物が２つ以上の圧力感応スイッチ（１２Ａ；
１２Ｂ）を作動させるように、圧力感応スイッチ（１２Ａ，１３Ａ；１２Ｂ，１３Ｂ）の位置は離間されている、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項７】
第１のパターンおよび第２のパターンの導電エレメント（１２Ａ，１３Ａ；１２Ｂ，１３Ｂ；１３Ａ’，１３Ａ''；１３Ｂ’，１３Ｂ''）のうちの少なくとも一方のパターンはプリント回路エレメントによって形成される請求項１乃至６のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項８】
シートまたはマット（１，１０）の外部層（２）は圧力感応スイッチ（１２Ｂ，１３Ｂ）の各位置に中空かつ柔軟性に富んだドーム形の突起（２Ａ）を備えることと、
各ゾーンは複数の突起（２Ａ）を含むことと、を含む請求項１乃至７のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項９】
衝突または圧力によって作動されるとき、中空かつ柔軟性に富んだ突起（２Ａ）は充分な弾性変形度を固有的に提供することにより、検出精度に影響を与えることを含む請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
衝突または圧力によって作動されるとき、充分な弾性変形度を得るために、中空かつ柔軟性に富んだ突起（２２Ａ）は好適には金属からなるスプリング・エレメント（２５）を備えることを含む請求項８または９に記載のデバイス。
【請求項１１】
突起（２Ａ，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ．．．）の形状は平面図においてはほぼ円形に見られる請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１２】
シートまたはマット（１，１０）の表面は対象のスポーツまたはゲーム用の標準的なフィールドまたはコートに見られるライン（１１）に対応する１つ以上のライン（１１Ｘ）を備えることと、
少なくとも一部のゾーン（１０ｐ）は該１つ以上のライン（１１Ｘ）と境界をなすことと、を含む請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記表面に配置または提供される１つ以上のライン（１１Ｘ）は圧力感応スイッチを有するライン・ゾーン（２０ｐ）を含むことと、
好適にはライン・ゾーンは１つ以上のライン（１１Ｘ）の長手方向に配置されることと、を含む請求項１２に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスポーツおよびゲーム用マットに関する。
【背景技術】
【０００２】
長期にわたり、スポーツおよびゲームにおいては、ボールなどの移動対象物の衝突位置および成功率のうちの少なくとも一方を検出する必要性または関心が存在している。通常、野球、テニスおよび他の球技またはスポーツでは、特にスポーツのコートまたはフィールドの境界線（ボーダーライン）に関連して、対象物のタッチダウン／衝突もしくは打撃（ヒット）点を検出するためのシステムまたは方法を案出するための様々な試行がなされている。
【０００３】
より詳細には、テニスのサーブおよび野球の投球は、いずれも高度な正確性が要求される行動である。そのため、これらの技能を研鑚（トレーニング）しているアスリート達には、多くのそれぞれの正確性トレーニングを実行することが要求される。残念ながら、今日の市場には、トレーニング中に実際に正確度を測定するためのツールは存在しない。トレーニング中のアスリートの成功の評価は、全く主観的であり、独立の観察者、コーチもしくは仲間のアスリートまたはトレーニングしているアスリート自身の目視判断に依存している。ボールが移動する速度は、テニスの場合には最高１３５ｍｐｈ（約２１７ｋｍ／ｈ）、野球の場合には最高９０ｍｐｈ（約１４５ｋｍ／ｈ）であり、任意のサーブまたは投球を充分に目視評価することは極めて困難であり、不可能なこともある。これに加えて、打撃（ヒット）点および成功率のうちの１つ以上に対する客観的なフィードバックを得ることなく、同じ角に１００球のボールをサーブすること、または同じようなボールを５０球投球することは、実際、極めて退屈であろうことは言うまでもない。
【０００４】
テニスに関して、ボールがテニスコートの競技領域内に着地したか、または競技領域外に着地したかを検出するための、自動的なテニスコートのラインのコール／判定について多くの提案がなされている。特許文献１には、導電性のボールが競技表面の境界内に着地したか、または境界外に着地したかを決定するためのシステムが記載されている。このシステムには、ボールが導電性であることを必要とするという欠点が存在する。
【０００５】
特許文献２および特許文献３には、テニスコートまたは他のスポーツコートもしくはフィールドのボーダーラインに沿ってボールの衝突を検出するための方法および装置の他の例が見出される。これらの既知の方法において意図されているのは、競技中の使用、詳細には、審判員または競技者を補助して、様々なボーダーラインに関してボールがボーダーライン内に着地したかまたはしないかに関する審議を回避することである。
【０００６】
特許文献４には、さらなる一例が見出される。特許文献４は、電気インピーダンスの変化を測定することによって衝突を検出および認識するための方法ならびに装置に関する。この特許明細書は、特にスポーツにおいて、テニスなど、競技者の足による衝突など他の種類の衝突による妨害を回避しつつ、ボールが所与のラインに当たったか、またはライン外に当たったかを検出する必要があるときの、アプリケーション用の外部電子システムと共に使用される種類のセンサに関する。
【０００７】
また、特許文献５は、テニスコートなど競技コートの複数のボーダーラインのうちの１つにボールが当たったか否かを人が決定するのを補助するためのシステムに関する。複数の積層された圧力感応式の接触型スイッチがコートのボーダーラインに沿って展開されている。これらのスイッチは、これらのスイッチの状態を反復的に調査して、特定の位置に
てボールがボーダーラインに当たったか否かを示す視覚的インジケータおよび音声インジケータのうちの少なくとも一方を提供するために、デジタル回路に接続されている。
【０００８】
特許文献６は、上記の既知の方法、システムおよび装置とは対照的に、野球ボールを正しく投球するための技法を教示するための指導および娯楽装置としての野球投球得点装置に関する。本発明の目的には、この既知の装置の目的が、より合致している。
【特許文献１】米国特許第４，８５９，９８６号明細書
【特許文献２】米国特許第４，８５５，７１１号明細書
【特許文献３】米国特許第５，９５４，５９９号明細書
【特許文献４】米国特許第４，９９０，８９７号明細書
【特許文献５】米国特許第４，３６５，８０５号明細書
【特許文献６】米国特許第４，１９９，１４１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、そうした目的のための装置、詳細には、特定の打撃もしくはショットのトレーニングまたは練習時の使用、また、競技における使用のための装置を対象としている。球技スポーツおよびゲーム以外の使用の例は、例えば、競技中、競技者の足など他の種類の対象物を許可される位置または許可されない位置において検出することである。これは、ハンドボールまたは幅跳び競技の場合である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の背景に鑑み、起点として、本発明による装置は、目標表面を形成し、複数の圧力感応電気スイッチが埋め込まれているシートまたはマットを備える。これらの圧力感応電気スイッチは目標表面全体に分布し、ボールなどの移動対象物による衝突または圧力によって作動されるときに圧力感応スイッチからの電気信号を出力、処理、および表示するための電子回路に接続されている。
【００１１】
本発明による装置において新規、かつ、特定的な内容は、独立請求項に示される。
【００１２】
以下、同じ目的を有する２つの異なる可能な構造について説明する。
【００１３】
本発明による装置の第１の実施形態におけるシートまたはマットは、少なくとも所望の検出精度に対応する導電エレメントのパターンを備える外部層を含む。この導電エレメントのパターンは、本発明の特徴である複数の個別ゾーンに細分される。シートまたはマットの内部部分は、例えば、特定の形状を有する絶縁層によって導電エレメントから分離されている第２のパターンの導電層／膜の形状を備える。したがって、導電エレメントおよび導電層／膜を利用して、複数の圧力感応スイッチが生成される。検出精度は、上部／外部層と内部層との間に適用される絶縁層によって決定される。信頼性の高い安全な検出を保障／確保するために、絶縁層は特定の形状とされている。絶縁層は、例えばシルクスクリーン印刷法によって液体の形態により適用され得る。なお、導電エレメントが内部層上に配置され、導電層／膜が外部層上に配置される、逆の構造も可能である。
【００１４】
第１のパターンの導電エレメントおよび第２のパターンの導電エレメントは、相互に連携することが可能であるように配列または配置される。
【００１５】
この構成を特別としている要因は、絶縁層の特性に加え、設計／形状、機能および適用であり、また絶縁層が、外部層と内部層との間の中間層、特に例えば接着層／膜として機能／作用していることである。一方、絶縁層により検出精度が決定される。これらのすべてにより、関心の対象物の衝突位置の非常に信頼性の高い表示が提供される。
【００１６】
必要な電子回路は、対象スポーツ分野における競技者のトレーニング状況または練習状況に好適な種類の表示または提示を取得するために適切なソフトウェアを備える、コンピュータまたはマイクロプロセッサを含む。同時に、その長い寿命のあいだ摩耗および破れに対する耐性／抵抗力を、シートまたはマットに持たせることが可能である。また、所望の種類のフィールドに対応する摩擦値を与える表面構造をシートまたはマットに適用することも可能である。追加の利点は、様々な目的において完全な装置を携帯可能／移送可能とするため、その実用的な有用性および価値を上昇させることである。
【００１７】
本発明による装置の第２の実施形態におけるシートまたはマットは、外部層および内部層を有する。外部層は導電エレメントにより形成される圧力感応スイッチの各々の位置に中空かつ柔軟性に富んだドーム形の突起を備えることが可能であり、外部層の内側の表面は少なくとも圧力感応スイッチの位置に第１のパターンの導電エレメントを備える。シートまたはマットの内部層は少なくとも圧力感応スイッチの位置に第２のパターンの導電エレメントを備え、第１のパターンおよび第２のパターンの導電エレメントのうちの少なくとも一方のパターンは複数の突起および圧力感応スイッチを各々含む複数の個別ゾーンに細分される。電子回路は個別ゾーンの各々への個別接続を有する。これに加えて、外部層および内部層は特定の形状を有する分離層によって分離され、分離層は接着層として作用することが可能である。
【００１８】
これに関連する重要な要素は、新規かつ特定の形態の柔軟性に富んだ突起および圧力感応スイッチからなる積層シートまたはマットにより、関心対象物の衝突位置の非常に信頼性の高い表示が提供されることである。
【００１９】
本発明による追加の特徴は、得られる利点に対して補足的に寄与する従属請求項に示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１に示す野球トレーニング装置の表面すなわちシート１０は、予め製造済みのスタンドに縦方向に置かれており、複数の個別ゾーンに細分されている。細分された個別ゾーンのうちの一部には、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ．．．のラベルが付けられている。表面の縁に沿った一連のより狭いゾーンのいくつかには、Ｘ，Ｙ，Ｚ．．．のラベルが付けられている。右下の隅に、突起すなわちスイッチ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ．．．の配列された１つのゾーンが示されている。これらのスイッチについては、図４Ａ〜６を参照してより詳細に説明する。当然のことながら、そうした突起すなわちスイッチの機能は、図１に示す目標表面１０のすべてのゾーンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ．．．や、ゾーンＸ，Ｙ，Ｚ．．．にも提供されていることは理解されるであろう。
【００２１】
本発明による装置に関する主要な関心の対象と見なされるのは野球のトレーニングであるが、以下で説明する実施形態は、ほぼあらゆる技能レベルのテニス競技者に、正確なサーブおよび正確なショット／ヒットの練習の補助を提供するためのテニス・トレーニング・マットに関する。したがって、図２には、テニスのショット／ヒットを練習するために最も重要な位置、即ち、マット位置Ｐ１，Ｐ２，．．．Ｐ６にテニス・トレーニング・マットがどのように配置されるかを示す。マット位置Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６は、サーブショットのトレーニング用である。マット位置Ｐ１，Ｐ２は、テニスコートの基線（ベースライン）１１に隣接しており、反対側のコートの競技者がテニスボールのショット／ヒットを極めて頻繁に狙う角に配置されている。また、本発明によるテニス・トレーニング・マットは、テニスコート／フィールド上の他の位置に配置されることも可能である。参照符号１はマット位置Ｐ２を示しており、図３は、このマットを拡大した略図／例であり、複数のゾーンへの細分が示されている。細分されたゾーンのうちの３つを参照符号Ｆで示
す。大きい方のゾーンすなわちメインゾーンには、得点の一例が、４ｐ，６ｐ，８ｐ，１０ｐで示されており、周辺のゾーンには、それぞれ得点表示４ｐ，６ｐ，８ｐ，２０ｐが与えられている。図３に示すマットが、マットのボーダーライン１１Ｘとベースライン１１とが一致するように配置されることは理解されるであろう。したがって、ボールがベースライン１１／１１Ｘに当たると、最高得点２０ｐが得られる。また、得点表示が異なるように、例えば、全ての周辺／境界ゾーンに得点表示２０ｐを提供するように、他の手法によりゾーンを設定／プログラムすることも可能である。単一のゾーン毎の各得点表示は、所望の通りに変更可能である。
【００２２】
図１の実施形態の場合のように、図３の個別ゾーンＦの各々は、例えば、図１の１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ．．．にて示すようなパターンまたは配列により、図４Ｃ，４Ｄに示すのと同様の複数の中空で柔軟性に富んだドーム形の突起および圧力感応スイッチを有するか、または、図４Ａ，４Ｂ，４Ｅに示すのと同様の複数の圧力感応スイッチのみを有する。
【００２３】
第１の実施形態によるマット構造１においては、図４Ａ，４Ｂに示すように、絶縁層／接着剤５の適用により、外部層すなわち表側の層２の下側の導電パターン１３Ａと、内部層８の上側の導電エレメント１２Ａとの間に所与の絶縁距離が生成される。この絶縁層／接着剤５は、作動されていないときには導電エレメント１２Ａと１３Ａとの間に接触がないように設計／適用される。テニスボールその他、所望の対象物の衝突または圧力２３により作動されると、外部層２は内部層８に向かって押下され、導電エレメント１２Ａと１３Ａとが接触する（図４Ｂ）。絶縁層／接着層５の設計／形状（例えばパターンにおける孔（貫通孔）の間の距離など）、特性（例えば剛性、柔軟性など）、および寸法（例えば厚さなど）によってマット１の感度、すなわち、導電エレメント１２Ａと１３Ａとの間の接触／連係（ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ）を確立させるために大きな力を必要とする場所の感度が決定される。安定した機能を達成するために、外部層すなわち表側の層２に使用される材料は所与の柔軟性／剛性を有する。このために、例えば約０．２５０〜０．３５０ｍｍの厚さのＰＶＣまたはポリカーボネートが用いられる。内部層８としては、所与の剛性を達成するとともに支持プレートとして機能するために、約１．５〜３．５ｍｍ（好適には約２．０〜３．５ｍｍ）の厚さのＰＶＣ、ポリカーボネートなどからなる硬いプレート／シートが用いられる。このプレート／シート８の下側には、滑りを防止するための発泡ＰＶＣからなるコーティング９が適用されている。好適には、導電エレメント１２Ａ，１３Ａはプリント用銀ペーストとして適用され得る。絶縁層／接着層５は、紫外線（ＵＶ）硬化性または水系もしくは溶液系の接着剤材料であってもよく、例えば、印刷技法により典型的には約０．０３〜０．０６ｍｍの厚さで適用され得る。さらに厚い絶縁層が所望される場合、外部層および内部層を一体に接着するために、押圧可能すなわち圧縮性の絶縁体が接着剤と共に用いられ得る。このマット構造には、テニスコートの表面とほぼ同じ摩擦係数を得るために、頂部に摩擦層も適用され得る。この構造の厚さは所望の摩擦に関連して変更される。絶縁層／接着剤５により概要の示される形状および厚さは、表側の層すなわち外部層２の弾性に影響を与えるので、摩擦層の厚さに適合される必要がある。
【００２４】
図４Ｅには、本発明によるテニス・トレーニング・マット１の一構造を示す。この構造は、図４Ａ，４Ｂに示すテニス・トレーニング・マットのものと類似しているが、導電エレメント１２Ｂ，１３Ｂからなる第１のパターンと、第２のパターンとの位置が入れ替えられている。外部層２の下側に、少なくとも所望の検出精度に対応する導電エレメント１２Ｂのパターンが提供されている。この導電エレメント１２Ｂのパターンは、複数の個別ゾーンに分割されている。シートまたはマット１の内部層８の頂部すなわち上側には、導電層／膜１３Ｂの形状により第２のパターンが提供されている。この導電層／膜１３Ｂは、特定の形状を有する絶縁層５によって導電エレメント１２Ｂから分離されている。したがって、導電エレメント１２Ｂおよび導電層／膜１３Ｂにより複数の圧力感応スイッチが
形成されている。検出精度は、上部層すなわち外部層２と内部層８との間に適用されている絶縁層５によって決定される。
【００２５】
図４Ｃ，４Ｄに示す積層マット構造１の主要コンポーネントすなわち主要部分は、外部層すなわち表側の層２および内部支持層３である。これらの層は、絶縁層／接着剤（物質）５によって、それらの層の界面の大部分に沿って結合されている。なお、外部層２が図１に示す突起１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ．．．に対応するドーム形の突起２Ａを有する点すなわち位置には、または第１の実施形態によるマット構造１の衝突領域において上部／外部層２と内部層８との間の所望の接触が達成される領域すなわち位置には、接着層５は存在しない。
【００２６】
図４Ｃ，４Ｄに示す第２の実施形態によるマット構造１の場合、突起２Ａは層２の下側に中空の空間を形成しており、一定の最小荷重によりマット１と接触するテニスボールその他、対象物の衝突または圧力２３によって押し下げられるように、柔軟性に富んでいる。この実施例では、衝突またはヒット２３の発生するときに弾性変形を受けるよう（図４Ｄ）、層２の寸法および材料は突起２Ａが柔軟性に富むように選択される。突起２Ａの下側には、導電エレメント１３Ｂと連係するように適合される導電エレメント１２Ｂが適用される。導電エレメント１３Ｂは内部支持層３の上向きの対向表面に適用されるが、一部の実施形態では、内部層ラグ８上に直接、適用される。
【００２７】
図４Ｄに示す状況では、突起２Ａが例えばテニスボールの衝突または圧力２３によって押下され、２Ａ’／２Ａ’付近に示す形状であると想定される。そうした衝突または圧力の直後、突起は上に向かってたわみ、図４Ｃに示す通常の非作動形状２Ａに復帰することが理解される。図４Ｄに示すように押し下げられた状態では、導電エレメント１２Ｂと１３Ｂとの間の電気接触が確立され（小さな点で示す）、それによって電気信号を生成することが可能である。この電気信号の処理については以下で説明する。
【００２８】
層２は、例えば、厚さ０．２５ｍｍのＰＶＣ、ポリカーボネートなどからなり、突起２Ａは層２の一般的なレベルより上に、高さ０．３〜０．４ｍｍに型押しされる。支持層３は、例えば、厚さ約０．１２５ｍｍのポリエステルなどからなり、中間の接着層５は、厚さ約０．０２５ｍｍの印刷コーティングとして適用される。好適には、導電エレメント１２Ｂ，１３Ｂは、例えば、他の様々な用途においてプリント回路に用いられる本質的に既知の方法により、プリント用銀ペーストとして適用され得る。本発明によるテニス・トレーニング・マット１の代表的な総寸法は１メートル平方であるが、当然のことながら、例えば長方形のマットなど、他の形状および寸法を用いることも可能である。突起２Ａの通常の状態すなわち非作動状態において導電エレメント１３Ｂからの充分な絶縁すなわち空間が保証されるように、導電エレメント１２Ｂが突起２Ａの内側の中央の隆起部分を覆っていることが非常に好適である。
【００２９】
上述の構造を支持するために、図４Ｃ，４Ｄによるテニス・トレーニング・マット１には、例えば厚さが約１．５〜３．５ｍｍ（好適には約１．５〜２．５ｍｍ）であり、ＰＶＣ、ポリカーボネートなどからなり、その下側に滑りを防止するための発泡ＰＶＣのコーティング９を有する、内部支持プレート／シートすなわち層８が備えられる。通常、そうした積層構造は、通常のテニスコート表面に置いたとき安定した位置を有するように、好適な程度の柔軟性を有する。
【００３０】
図５には、突起／スイッチ設計の修正構造を示す。この図では、内部層、外部層および支持層は、図４Ｃ，４Ｄに示すのと同様である。しかしながら、図５Ａの場合には、好適には薄い金属シートであり、図６に示すような基本形状を有し得るスプリング・エレメント２５が突起２２Ａに統合されている。したがって、スプリング・エレメント２５は突起
２２Ａ（および２Ａ）と多少類似するドーム形の形状を有しており、タブすなわち脚２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄは、層２の隣接する平坦部分と一致するように適合されている。そうした種類のスプリングを用いて突起２２Ａを補強することにより、層２に形成されるような突起２２Ａの固有の柔軟性／弾性および変形能力に関する要求事項の厳密さは軽減される。テニス以外の一定の種類のスポーツにおいて発生し得る大きな衝突荷重に関連しても、このことは関心の対象となり得る。この種類の場合、外部層２の頂部に保護被覆層が適用されてよい。また、図５Ａに示すように、金属のスプリング・エレメント２５は、内部支持層３上の導電エレメント１３Ｂと連係するための導電エレメントを構成することが可能である。
【００３１】
自明ではあるが、図５Ｂには、本発明による図４Ａ（および４Ｂ）と同様の積層マット構造の断面を斜視図で示す。適用されている絶縁層／接着層５により、表側の層２の下側に適用されている導電エレメント１３Ａの導電パターンと、内部層８の頂部すなわち上側の導電エレメント１２Ａとの間に所与の絶縁距離が生成される。この絶縁層／接着剤５は、作動されていないときには導電エレメント１２Ａと１３Ａとの間に接触がないように設計／適用される。テニスボールもしくは所望の他の対象物の衝突または圧力２３により作動されると、外部層２は内部層８に向かって押下され、導電エレメント１２Ａと１３Ａとが接触する（図４Ｂ）。
【００３２】
図５Ｃには、絶縁層５の特殊な設計／形状を示す。この絶縁層には、絶縁層５の上側と下側の導電接触エレメントを電気的に接続し得るように、絶縁層５の両側の２つの層の間の所望の接触領域に中空の空洞／間隙５０が存在する。絶縁層５の中空空洞／孔５０が小さい場合、導電エレメントの間の接続／接触を確立させるためには大きな荷重が必要である。絶縁層５の空洞／孔５０が非常に大きい場合、接触エレメントを結合させるためには小さな荷重で充分である。所望のマット感度を得るためには、空洞／孔５０の寸法は極めて重要である。また、絶縁層５の孔／空洞５０によって、縦横の両方向の検出点の精度が決定される。打点を正確に検出するためには、分離層５の厚さも重要である。配置される分離層が厚くなるほどマットの感度は鈍くなる。この絶縁層５の他の重要な特徴は特殊な設計／パターンを有することであり、マットの所望の接触領域は絶縁層５の両側の２つの層に対して側方に１つ以上の開口部５１を有する絶縁体５３によって部分的に取り囲まれている。また、衝突または強い圧力２３によって作動されるときに、それらの所望の接触領域における層と層との間の空気は１つ以上の開口部５１を通じて接触領域から圧搾されることが可能であり、外部層上の導電エレメントと内部層上の導電エレメントとの間に充分な接触が確立される。すなわち、衝突または圧力２３によって圧力感応スイッチが作動される。所望の接触領域を部分的に取り囲んでいる絶縁体５３の形状は、例えば、側方に１つ以上の開口部を備えた環状形、四辺形または長方形（長方形の形）である。他の形状および形態も可能である（例えば丸みのある長方形）。絶縁層５は２つの層の間の接触領域に１つ以上の部分／セクション５２を有し、外部層上の導電エレメントと内部層上の導電エレメントとの間の接触が衝突すなわち強い圧力２３によってのみ確立され得ることを確実にする。すなわち、衝突すなわち強い圧力２３によってのみ圧力感応スイッチは作動される。図５Ｃに示す実施形態では、これらの部分は、「Ｘ」または「＋」の形態／形状を有する。これらの部分が他の形状であることも可能である。
【００３３】
図７，８には、テニス・トレーニング・マット用の実施形態など重要な一実施形態を示す。図７には、図４Ａ〜４Ｅ，５Ａ〜５Ｂに１３Ａまたは１３Ｂにより一般に示される導電エレメントのパターンを、幾分詳細に示す。この図では、内部層上に導電エレメント１３Ｂが適用され得るか（図４Ｃ〜４Ｅ）、それに応じて表側すなわち外部のフォイルすなわち層２の下側に導電エレメント１３Ａを置くことが可能である（図４Ａ〜４Ｂ，５Ｂ）。図８には、上述のように、導電エレメント１２Ａまたは１２Ｂのアレイが層２の下側にどのように配置され得るか（図４Ｃ〜４Ｅの１２Ｂ）、またはそれに応じて内部層上にど
のように配置され得るか（図４Ａ〜４Ｂ，５Ｂの１２Ａ）、すなわち、例えば、突起２Ａの位置（一部の実施形態の場合）またはマットの所望の接触領域にどのように配置され得るかを示す。図４Ａ〜４Ｂ，５Ｂに示すマット構造のための１３Ａ’，１３Ａ''および図４Ｃ〜４Ｅ，５Ａに示すマット構造のための１３Ｂ’，１３Ｂ''によって図７に示すように平行に走っており、かつ、異なる印加電圧で動作している導体の対は、それぞれ平行の導体１３Ａ’と１３Ａ''との間、１３Ｂ’と１３Ｂ''との間の接触が確立されるように、衝突または圧力によって導電エレメント１２Ａ，１２Ｂまたは２５との接触が確立されるときに短絡する場合がある。圧力感応スイッチにおけるエレメントのこの配列は非常に有利であり、例えばプリント回路技術で使用されているように、導電被覆剤／ペーストを堆積／適用することによって簡便に製造可能である。図７，８に示す導電エレメントの配列は、図１，３に関連して上で説明した個別ゾーンの１つを表す。したがって、このようなゾーンの各々が複数の接触表面／領域を含むことが好適であり、一部の実施形態では、図８から明らかなように、例えば、４２個（６行×７列）の突起および対応する導電エレメント／スイッチを含む。また図７から、このようにして個別のゾーンが実際に画定されるように、１つのゾーンのすべてのスイッチが電気的に並列に接続／結合されることが理解される。
【００３４】
また、図７には、一般に３３で示す電子回路への入力として、ゾーン・スイッチからの電気出力信号またはパルスが共通の導体３０Ａ，３０Ｂを通じてどのように配信されるかを極めて概略的に示す。電子部品ブロック３３は、ゾーンから信号を受信して処理するために、１つのシートまたはマットによって構成されるゾーンのうちの一部または全部のゾーンに接続されることにより、使用者に対する完全かつ適切な情報の提供を可能とすることが理解される。導体３０Ａ，３０Ｂと電子回路すなわちブロック３３との間の通信は、１つ以上のケーブルまたは無線によって行われる。
【００３５】
図７に示す電子回路すなわちブロック３３は、表示デバイスすなわちスクリーン３５を含むことが可能であり、また実用においても、標準的なＰＣは、所望の手法によりトレーニングの結果を処理して表示するために必要な電子回路の全体または大半を構成することが可能である。当然のことながら、例えば、練習すなわちトレーニング中に競技者に便利な位置に設置するために、表示デバイス３５が個別のユニットであることも可能である。この場合、電子回路３３と表示デバイス３５との間の通信は、１つ以上のケーブルによってまたは無線によって行われ得る。また、好適には、一部の実施形態では、電子回路すなわちブロック３３は、シートまたはマット自体に統合される電子回路部品を含め、２つ以上のパッケージまたはボックスに分割され得る。今日の技術では、そうした回路部品またはパッケージを実用的な寸法のマットへの装備すること、または埋め込むことに問題は存在しない。さらに、信号またはパルスを出力する方法や、この装置の異なる用途のための処理方法および表示方法は、マイクロプロセッサまたは図７に参照符号３３で一般に示される電子回路に組み込まれるコンピュータのプログラマなどの当該分野の専門家には極めて容易であろう。これに関して、本明細書の導入部において参照されている米国特許明細書のうちの一部に記載されている信号処理を参照することができる。
【００３６】
実用に際しては、ここで説明されているトレーニング・マットは、標準的なケーブルを通じてまたは無線技術を介して、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）系の何らかの種類の携帯型または据置型のＰＣに接続され得る。当該ソフトウェアによってマットからの信号が解釈され、ユーザーフレンドリーなインタフェースが提供される。図２の実施例では、テニスコートの片側に６通りの可能なマット配置が示されている。先に述べたソフトウェアは、６つの位置のうちのいずれにマットが配置されるかに応じて、マットからの信号を異なって処理する。換言すると、得点システム（図３の利用可能得点の表示を参照）は、マットの位置に基づく。必要なソフトウェアに組み込まれ得る機能の１つは、１より多くのマット・ゾーンに同時に生じる衝突すなわちボールのヒットが、そのヒットに関して最も高い
得点を有するゾーンへのヒットとしてのみ記録されること、あるいは反対に、最も低い得点を有するゾーンへのヒットとしてのみ記録されることである。
【００３７】
自明ではあるが、図９には、図７の表示に対応するシートまたはマット１、電子回路３３および表示デバイス３５を示す。
【００３８】
上述のテニス・トレーニング・マットにおいて、また、一般にこれらのシートまたはマットにおいては、導電エレメントの第１のパターンおよび第２のパターンのうちの１つ以上の分布は、検出されるテニスボールその他、移動対象物の衝突または圧力によって１つ以上のスイッチが作動されるように、すなわち、押下されるように設計される。しかしながら、導電エレメント間の間隔は、テニスボールその他、移動対象物の衝突または圧力によって２つ以上、３つ以上、または４つ以上の電気スイッチの作動を可能とするように選択されることも可能である。例えば、マットの特殊な一実施形態では、突起２Ａの基本形状は、直径１４ｍｍ、中心と中心の間隔が１８ｍｍの円形である。しかしながら、必ずしも上述のようなドーム形の輪郭とする必要はなく、本発明による他の実施形態では、マットすなわちシートは完全に平坦である。
【００３９】
導電エレメントの２つのパターンの間の絶縁層にそれらの間の接触を可能としないことが所望される場合、ボールもしくその他、所望の対象物の衝突または圧力を検出するように、異なる電気特性、例えば容量などを測定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】野球のトレーニングなどにおける使用のための装置の目標表面を示す略正面図。
【図２】本発明によるテニス・トレーニング・マットの様々な代替位置を備えたテニスコートの片側を示す図。
【図３】複数の個別ゾーンに細分された、図２に示すトレーニング・マットのうちの１つをより詳細に示す図。
【図４Ａ】圧力感応スイッチを形成するための導電エレメントを備え、適合済み／調整済み絶縁層を有するテニス・トレーニング・マットの積層構造を示す拡大略断面図。
【図４Ｂ】積層構造の圧力感応スイッチが作動状態すなわち押下された状態にある図４Ａのエレメントを示す図。
【図４Ｃ】圧力感応スイッチを形成するための１つのドーム形の突起と、導電エレメントとを備えるテニス・トレーニング・マットの積層構造を示す拡大略断面図。
【図４Ｄ】ドーム形の突起が作動状態すなわち押下された状態にある図４Ｃのエレメントを示す図。
【図４Ｅ】図４Ａに示すテニス・トレーニング・マットと類似する、導電エレメントの第１および第２のパターンの位置が入れ替えられている、本発明によるテニス・トレーニング・マットの構造を示す図。
【図５Ａ】ドーム形の突起および電気スイッチ／エレメントの構造が修正された、図４Ｃと同様の断面図。
【図５Ｂ】図４Ａと同様の、本発明による積層マット構造の断面を示す斜視図。
【図５Ｃ】絶縁層の特殊設計／形状を示す図。
【図６】図５Ａに示す構造に組み込まれるスプリング・エレメントの平面図。
【図７】本発明による装置のシートまたはマットの１つの層に適用される導体の典型的なパターンを示す図。
【図８】図７に示す導体パターンと連係する導電エレメントのパターンの１形態を示す図。
【図９】本発明による装置の実際の実施形態を示す総合的および部分的な略ブロック図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成18年2月27日(2006.2.27)
【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】
外部層（２）および内部層（８）を有するシートまたはマット（１，１０）と、
シートまたはマット（１，１０）は目標表面を形成し、かつ、複数の導電エレメント（１２Ａ，１３Ａ；１２Ｂ，１３Ｂ）が埋め込まれていることと、
該複数の導電エレメント（１２Ａ，１３Ａ；１２Ｂ，１３Ｂ）は目標表面全体に分布している圧力感応スイッチを形成し、かつ、衝突または圧力によって作動されるときに圧力感応スイッチ（１２Ａ，１３Ａ；１２Ｂ，１３Ｂ）からの電気信号を出力、処理および表示する（３５）ための電子回路（３３）に接続されていることと、からなる、
ボール、詳細にはテニスボール、野球ボールなど、移動対象物の衝突位置を検出するための、スポーツおよびゲーム用のデバイスであって、
シートまたはマット（１，１０）の外部層（２）の下側は少なくとも圧力感応スイッチの位置に第１のパターンの導電エレメント（１３Ａ；１２Ｂ）を備えることと、
シートまたはマット（１，１０）の内部層（８）の上側は少なくとも圧力感応スイッチの位置に第２のパターンの導電エレメント（１２Ａ；１３Ｂ）を備えることと、
第１のパターンの導電エレメント（１３Ａ；１２Ｂ）および第２のパターンの導電エレメント（１２Ａ；１３Ｂ）は圧力感応スイッチの位置にて一時的な接触が確立されることを可能とするように配列されることと、
外部層（２）と内部層（８）との間の絶縁層（５）は一時的な接触を確立させるために圧力感応スイッチ（１２Ａ，１３Ａ；１２Ｂ，１３Ｂ）の位置に空洞または孔（５０）を備えることと、衝突または圧力による作動中の空気の移動のために各々の空洞または孔（５０）から１つ以上の開口部（５１）が側方に向けられていることと、
第１のパターンおよび第２のパターンの導電エレメント（１２Ａ，１３Ａ；１２Ｂ，１３Ｂ）のうちの少なくとも一方のパターンは、複数の圧力感応スイッチ（１２Ａ，１３Ａ；１２Ｂ，１３Ｂ）を各々含む複数の個別ゾーン（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ．．．，Ｘ，Ｙ，Ｚ．．．）に細分されることと、電子回路（３３）は個別ゾーンの各々への個別接続（３０Ａ，３０Ｂ）を有することと、を特徴とするデバイス。
【請求項２】
分離層（５）の特性および厚さのうちの少なくとも一方によって検出感度が決定される
ことを含む請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
第２のパターンの導電エレメント（１２Ａ；１３Ｂ）は内部層（８）と結合した内部支持層（３）の上向きの表面に適用される請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
特にボールの形態の所与の寸法を有する移動対象物と共に用いるためのデバイスであって、
衝突または圧力によってボールまたは対象物が２つ以上の圧力感応スイッチ（１２Ａ；１２Ｂ）を作動させるように、圧力感応スイッチ（１２Ａ，１３Ａ；１２Ｂ，１３Ｂ）の位置は離間されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項５】
第１のパターンおよび第２のパターンの導電エレメント（１２Ａ，１３Ａ；１２Ｂ，１３Ｂ；１３Ａ’，１３Ａ''；１３Ｂ’，１３Ｂ''）のうちの少なくとも一方のパターンはプリント回路エレメントによって形成される請求項１乃至４のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項６】
シートまたはマット（１，１０）の外部層（２）は圧力感応スイッチ（１２Ｂ，１３Ｂ）の各位置に中空かつ柔軟性に富んだドーム形の突起（２Ａ）を備えることと、
各ゾーンは複数の突起（２Ａ）を含むことと、を含む請求項１乃至５のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項７】
衝突または圧力によって作動されるとき、中空かつ柔軟性に富んだ突起（２Ａ）は充分な弾性変形度を固有的に提供することにより、検出精度に影響を与えることを含む請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
衝突または圧力によって作動されるとき、充分な弾性変形度を得るために、中空かつ柔軟性に富んだ突起（２２Ａ）は好適には金属からなるスプリング・エレメント（２５）を備えることを含む請求項６または７に記載のデバイス。
【請求項９】
突起（２Ａ，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ．．．）の形状は平面図においてはほぼ円形に見られる請求項６乃至８のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１０】
シートまたはマット（１，１０）の表面は対象のスポーツまたはゲーム用の標準的なフィールドまたはコートに見られるライン（１１）に対応する１つ以上のライン（１１Ｘ）を備えることと、
少なくとも一部のゾーン（１０ｐ）は該１つ以上のライン（１１Ｘ）と境界をなすことと、を含む請求項１乃至９のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記表面に配置または提供される１つ以上のライン（１１Ｘ）は圧力感応スイッチを有するライン・ゾーン（２０ｐ）を含むことと、
好適にはライン・ゾーンは１つ以上のライン（１１Ｘ）の長手方向に配置されることと、を含む請求項１０に記載のデバイス。
【国際調査報告】
2007535344.tif 000018
2007535344.tif 000019
2007535344.tif 000020