(57)【要約】身体部分による打撃、または、バット、テニスラケットなどのようなボールに影響を与えるツールによる打撃のいずれかの形式でボール影響出現に関する情報の利用を可能とし、どのようにボール影響出現（打撃）が所定のパターンに対応するかに関する解析を確立し、そして、この解析の結果のユーザフィードバックを与えるためのボール用装置。この装置は、楽しく、かつ、意欲が湧く方式でボール技能を実施するため使用されると共に、（ＸＢＯＸ、ニンテンドー、プレイステーション、ＰＣ、Ｍａｃなどのようなゲームコンソールと）リズム遊びまたはその他のタイプの遊びのようなより娯楽性の高い用途でも使用されうる。
2011529374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝撃および／または動きを記録するボール一体化衝撃センサ（１６）を少なくとも含むボールゲーム用のボール（１）に関連した装置であって、前記センサ（１６）は、衝撃力および／または衝撃方向のような記録された値を、少なくとも１つのセンサ（１６）からの信号を処理するようになっている受信および処理ユニット（５）へ無線送信するユニット（１７，２）に接続され、
前記受信および処理ユニット（５）は、２つの信号系列の間の一致度に関するフィードバックをユーザへ与えるために、１つまたは複数のセンサ信号を所定の信号パターンと比較するようになっていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記所定の信号パターンは、前記受信および処理ユニット（５）からの信号が楽曲内のリズムと前記ボール（１）への衝撃のリズムとの間の一致度に関するフィードバックを提供するように、一連の音色（楽曲）に関連して時間窓を定義することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ボール（１）は身体部分または対象物と共に用いるために設計されていることを特徴とする、請求項１および２に記載の装置。
【請求項４】
前記受信および処理ユニット（５）は、音楽リズムと一致する打撃の不足が所定の限界を超える場合、比較を中断（リセット）するようになっていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記受信および処理ユニット（５）は、サウンドトラックの再生の速度を前記ユーザによる前記ボールへの打撃と適合させるようにされていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか1項に記載の装置。
【請求項６】
前記所定の信号パターンは、ボール訓練の補助としての役目を果たすために、衝撃力、衝撃速度、衝撃方向のような所定のボール影響パラメータに適合していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記ユーザは、打撃の性質を示す画像および／または音声の形式でフィードバックを受信することを特徴とする、請求項１から３および６に記載の装置。
【請求項８】
前記受信および処理ユニット（５）が、ボールユーザによって携行されるように設計されていることを特徴とする、請求項１から７のうちのいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
遊び、ゲーム、および訓練を行う際に特に魅力的である製品は、市場では無難な価格がつけられている。最新の電子通信技術は、ますます廉価になり、集積度の増加を可能とし、当該対象物の主要な機能に著しく影響を与えることなく、かなり進歩した制御システムおよび監視システムの実施を次々と可能にしている。したがって、最新技術が未だ実施されていないような従来の分野の範囲内で最新技術の新しい使用法を見出すことは創造性の問題である。
【０００２】
従来技術
ボールゲームについては、新しい技術が、典型的に、ボールおよび競技者の動きを観察する際に、ますます使用されるようになっている。再生、演奏または合成される音楽については、最新技術は連続した役目を果たす。これらの分野の、すなわち、ボールゲームと音楽生成との間の共通点が、いくつかの刊行物で音楽を生成するためにボールを使用することに関連付けて記載されている。関連した分野には、ユーザの音色またはリズムがどの程度うまく元の音楽の再生に対応しているかに依存して、ユーザがフィードバックを受信する音楽演奏がある。
【０００３】
中国特許出願ＣＮ１５３７６５８Ａでは、「音楽ボール」について記載されている。この場合、ボールは、音楽を生成するために使用されているので、ボール技能の訓練には特に適していない。このボールは、センサから受信された信号のための処理ユニットに加えて、音生成要素と、増幅器と、バッテリと、ラウドスピーカとをさらに含む。最新の技術を用いる場合でも、このことは、ボールの特性に影響を与えるであろうと考えられる可能性を意味する。
【０００４】
米国特許出願ＵＳ２００７０２１４９３９Ａ１では、センサの読み込みを遠隔ユニットへ通信する音楽ボールについて記載されている。この場合、センサは、遅延を測定するのに適合し、ボール影響出現を監視する制限された可能性を提供する。たとえば、ボール内の圧力変化が測定される場合、ボールがどの程度激しく打たれるまたは蹴られるかの指標が取得されうる。この衝撃の強度に関するフィードバックは、行う動作が音楽演奏であるか、または、純粋にボール技能の訓練であるかにかかわらず、ユーザに役立ちうる。
【０００５】
ＵＳ２００７０２１４９３９Ａ１の主要な焦点は、前述の中国特許出願と同様に、音楽を生成することである。
【０００６】
たとえば、ＵＳ２００５２５２３６２Ａにおいて教示されているように、たとえば、ビデオゲームのようなリズム遊びがさらに存在するが、これはユーザがどの程度正確に自分のリズムまたは音調が再生された素材に対応しているかに関してのフィードバックを受信する。この場合、ユーザ入力は、ボールの利用には無関係であるので、この遊びはボールの技能訓練に適さない。
【０００７】
たとえば、ＷＯ０８００９４２７Ａに記載されているようなボール訓練ゲームがさらに存在するが、これは常にボール位置を検出するために、ボール内のセンサと、遊び場に沿ったセンサとを含む最新の追跡システムが使用される。この追跡システムは、かなり複雑なシステムである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
目的
本発明は、２重構造であるとみなすことができ、すなわち、ボールに関連して、
−楽しく、かつ、意欲が湧く方式でボール技能を訓練するための装置を提供し、
−（ＸＢＯＸ、ニンテンドー、プレイステーションのようなゲームコンソール、ＰＣ、または、Ｍａｃなどのための）リズム遊びまたはその他のタイプの遊びのようなより娯楽性の高い用途で使用されてもよい。
【０００９】
しかし、これらの分野の間に絶対的な境界線はなく、ある程度まで、これらの分野は互いに重複すると考えるべきである。
【００１０】
より具体的には、本発明の目的は、身体部分による打撃、または、野球バット、ゴルフクラブ、テニスラケットなどのような何らかのボールに影響を与えるツールによる打撃のいずれかの形式でボール影響出現（ボール打撃）に関する情報の利用を可能にして、ボール打撃が所定のパターンにどの程度関係するかについての解析を行い、そして、解析の結果をユーザフィードバックに与える装置を提供することである。
【００１１】
具体的な目的は、特に音楽に関係した、ゲームのボール影響出現特性を与えるためにこの装置を利用することである。
【００１２】
別の目的は、たとえば、ボール訓練中にアドバイスを制御または与える手段として、ある種のボール影響基準に関するボール影響出現の間の関係を通知するためにフィードバックを使用することである。
【００１３】
さらに、本発明の目的は、影響／動きセンサと、付随する送信機との組み込みによって可能な限りの程度でその特性が変更されないボールを製作することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
発明の概要
前述の目的は、請求項１に記載されているような本発明に従った装置によって達成される。
【００１５】
圧力センサまたはその他のタイプのセンサのような衝撃センサがボール内に搭載されている。センサに関連して、センサによって読み取られた値を送信する送信機が存在する。センサおよび送信機の両方はボール内に搭載されている。ユーザへのフィードバックを生成する装置は、ボール内に組み込まれていないため、ボールに搭載された構成要素の重量および体積は限定されるので、ボールの特性は最小限の程度しか影響を受けない。
【００１６】
ボールは、フットボールでも、ハンドボールでも、または、ボールゲームに影響を与える程度までボールの特性に悪影響を与えることなく、送信機を付随するセンサを収容するために十分な大きさがあるその他のタイプのボールでもよい。
【００１７】
送信データは、定義された規準から受信データを所定のパターンと比較する遠隔受信および処理ユニットによって受信される。このパターンは、楽曲のリズム、または、ボール実践で使用するボールへの一連の衝撃を表しうる。比較の結果は、正確さを高めるため、または、既に達成されている高い正確さを維持するために行動することがあるユーザへ通知することができる。代替的に、フィードバックは、ボールへの衝撃力または衝撃速度を増大させるような簡単な動作に関係することが可能である。
【００１８】
このようにして、ユーザは、たとえば、リズム感覚、ボール技能、連携、または、一般的な体型に関係する自分の技能を訓練することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】概要図
【図２】センサおよび送信機を含むボールを示す図
【図３】処理ユニットの詳細図
【図４】制御プログラムのフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面の説明
異なった図面中、同じ符号は同じ要素を表すため使用される。
図１はシステムの概要を示し、ボール１は表面３で弾むことができる。好ましくは、ボール１の中心付近に、センサ１６、および、アンテナ２付きの送信機１７が存在する。センサ１６からの信号は、無線信号４を用いて送信機１７によって、特に別個のアンテナ６が設けられている受信および処理統合ユニット５へ送信されうる。
図２は、センサ１６、送信機１７、および、アンテナ２がボールの中心に搭載されていると示されているボール１の拡大図を示す。
図３は、受信および処理統合ユニット５のより詳細な説明図を示す。信号がアンテナ６を介して送られ、そして受信機１０へ向かう。受信機は、信号を復号化し、プロセッサ１１が理解するフォーマットを信号に与える。プロセッサ１１は、インターネット１５を介して、または、対話的に端末１３を介して受信信号と比較されるべきパターンを読み込むことができる。制御プログラムの主要な機能が図４にフローチャートによって示される。制御プログラムは、それ自体で、プロセッサ１１によって実行され、そして、ユーザは、ロードスピーカ１２または端末１３のいずれかを介してフィードバックを受信する。
図４は、プロセッサ１１によって実行される制御プログラム内の主要な機能のフローチャートを示す。時間軸は下向きであり、そして、並列に配置された四角形は並列に実行されるプロセスを指示するため使用される。フローチャートは、装置が音楽演奏のために使用される実施形態、および、ボール技能実践のため使用される実施形態の両方を表す。制御プログラムはさらに詳細に後述される。
【００２１】
発明の詳細な説明
本発明は、以下の主要な部分、すなわち、
−衝撃センサが組み込まれたボールと、
−受信および処理ユニットと、
−ソフトウェアと、
を含む。
【００２２】
個々の部分はさらに詳細に後述される。
【００２３】
衝撃センサが組み込まれたボール
用語「ボール」は、前述の衝撃センサおよび付随する送信機ユニットを収容することができるあらゆるタイプのボール、たとえば、フットボール、ハンドボール、バスケットボール、テニスボールなどを含むことが意図されている。
【００２４】
ボールは、衝撃センサおよび送信機を含むが、「普通の」ボールと同じ性質を有している。すなわち、センサおよび送信機は小型かつ軽量であり、（特に、ボールの中心に位置していない場合）ボール特性に及ぶ影響ができる限り小さくなる。
【００２５】
衝撃センサおよび送信機は、たとえば、ボール内の特別に設計されたバルブの付近に搭載されることがあるので、ボール内部の送信機は、充電器をバルブに差し込むことによって充電されうる。代替的に、送信機は、充電のため取り外されうる。バッテリ技術が許容する場合、センサ、送信機およびバッテリは、取り替えの可能性がない場合、思い切ってボール内に一体化されることがある。ボールは、いずれの場合も耐用年数が制限されている。
【００２６】
送信機技術は、可用性、価格、および、利用可能な周波数範囲から選択される。
【００２７】
受信および処理ユニット
受信および処理ユニットは、固定式に搭載されてもよく、または、ユーザによって携行されるように設計されてもよい。
【００２８】
受信機は、周波数範囲、変調、および、技術全般に関して選択された送信機に適合している。
【００２９】
プロセッサは、公知かつ容易に利用可能な技術に基づいている。
【００３０】
受信および処理ユニットは、ロードスピーカおよび／またはディスプレイをさらに装備しているので、ユーザは、自分のボールの操作が所定のパターンにどの程度対応しているかについてのフィードバックを受信しうる。
【００３１】
受信および処理ユニットは、ユーザへの通信チャネルを確立するため、たとえば、テレビ／パーソナルコンピュータ／携帯電話またはその他の適切な媒体とさらに通信してもよい。
【００３２】
受信および処理ユニットは、たとえば、受信センサ信号が比較されるべき新しいテンプレートをダウンロードするために、インターネットとの通信の可能性をさらに有しうる。インターネット通信は、獲得された結果を集中的に格納するためにも使用され、たとえば、他の人との競争、または、長期間に亘る自分自身の技能の上達を監視することを可能にしうる。
【００３３】
ソフトウェア
ユーザソフトウェアの主要な機能は、
・所望または最適なボール操作を定義するテンプレートをダウンロードすること、
・受信センサデータを読み込むこと、
・受信センサデータを解釈し、所定のテンプレートと比較すること、
・所定のテンプレートに関連してボール操作の性質に応じてユーザにフィードバックを提供すること、である。評価が速度、強度、または、リズムとの対応に関連して行われてもよい。
【００３４】
ユーザソフトウェアは、様々な関連で、たとえば、リズム遊び、または、単純なボール訓練の実践に関連して使用されることがある。
【００３５】
−テンプレートのダウンロード
テンプレートは、たとえば、インターネット接続している中央サーバに置かれている。この場合、受信および処理ユニットは、通常の方法で、所望のテンプレートをダウンロードできる。テンプレートはまた、今日の音楽ファイルの場合と同様に、インターネットを介して、売り出され、購入され、配信される。
【００３６】
テンプレートは、時間および力に関連してボールへの所望の打撃のパターンを定義し、そして、テンプレート内容は、当然ながら、テンプレートの利用に依存する。リズム遊び用のテンプレートである場合、テンプレートは、たとえば、ＭＰ３フォーマットでサウンドトラックを格納し、そして、ユーザが得点を獲得するために打たなければならない範囲としてのある種の時間窓に関する情報も格納している。難易度は、打撃が認められる時間窓のサイズを調整することにより調整可能である。
【００３７】
テンプレートが純粋なボール技能訓練に使用される場合、テンプレートは様々であるが、このような場合も、時間窓の範囲内でできる限り上手に打つことが目的である。この場合、時間窓は、仮定される最良の訓練課題実践に応じて配置される。代替的に、高得点のための規準は、可能な最大力または可能な最高速度（頻度）でもよい。
【００３８】
−受信センサデータの読み込み
データは、センサ分解能と、プレイの過程における更新の必要性とに応じて読み込まれる。ボール内の送信機と受信および処理ユニットとの間で使用されるために選択された通信方式、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈは、関連性があるデータ量を十分確実に送信するために少なくとも十分な帯域幅を有するべきである。
【００３９】
−解釈および比較
当該テンプレートは、関連性がある利用の種類をさらに記述すべきである。テンプレートがリズム遊びで使用される場合、サウンドトラックは演奏されるべきであり、そして、ボール打撃のための時間内の得点が格納され、定義された時間窓と比較されるべきであり、その後、ユーザの得点が、どの程度上手にユーザが打ったか、または、これらの時間窓に対処したかに基づいて計算される。
【００４０】
テンプレートがボール実践に使用御される場合、テンプレートの再生は、たとえば、ブザー音の後の最初のボールの打撃で開始する。その後、ボールが打たれた時間内の得点が格納され、定義された時間窓と比較され、そして、ユーザの得点がどの程度上手にユーザがこれらの時間窓を打ったかに基づいて計算される。この場合、どの程度素早く、または、どの程度激しく打たれたかに応じて得られる得点がさらに存在し、すなわち、可能な限り激しい打撃、または、可能な限り素早い後続のヒットが最高得点を与える。
【００４１】
フィードバックの付与
ユーザが自分の成績を高くするために、ユーザは、フィードバック、好ましくは、連続的なフィードバックを必要とする。フィードバックは、ボールが所望の時間窓の外側で打たれるたびに、「嫌な」ブザー音の形式をしていることがある。さらに予測できるのは、最後の打撃が定義された時間窓より非常に早く現れたか、または、非常に遅く現れたかに依存して、サウンドトラックの再生の速度が上下に調整され、その結果、ユーザは打撃が早く現れたか、または、遅く現れたかを素早く理解する変形例が予想できる。
【００４２】
ボール実践の利用では、たとえば打撃の良し悪しによって「荒々しい」音および「楽しい」音を使用しうる。
【００４３】
結果は、実際の利用において何が最も実用的であると考えられるかによって、音の使用に加えて、または、音の使用に代えて、さらにディスプレイに表示されてもよい。簡単な視覚的提示は、たとえば、ユーザの現在の得点を表す高さを有するバーでもよい。より進化した視覚的提示は、図形の動きがボールの打撃に依存する場合、動画データゲーム内に図形を含みうる。
【００４４】
受信および処理ユニットがインターネットを介して通信する可能性がある場合、局所的に、または、物理的に異なる場所で、ネットを介して互いにプレイするか、または、互いに対戦する数人の参加者と共にプレイする実施形態が可能である。
【００４５】
プレイまたはセッションが終了したとき、成績からのデータがプロセッサユニットに格納されるか、または、インターネットを介してサーバへアップロードされうる。これは、ユーザがセッション間での自分の技能の成長を追跡することを可能にし、そして、結果がより簡単に利用できるようにする統計値およびグラフを計算するための基準としての役目を果たすことができる。
【００４６】
使用例
以下の実施例は、リズム遊びの実施形態について説明する。ユーザは、区別可能なリズムをもつ所望の楽曲を選択することができる。さらなる処理のため、この楽曲は、デジタルフォーマット、たとえば、ＭＰ３に格納されるべきである。経時的な音楽の強度をグラフで表すことによって、リズムは、均等に間隔が空けられたより強いセクション（たとえば、ドラムビート）として可視化される。
【００４７】
ユーザによる予想される打撃のためのテンプレートを生成するために、音楽演奏の強度は、（ドラムビートの期間の範囲内に）何らかの限界を超えるべきであり、その後、「時間窓」が開き、すなわち、ユーザがこの期間内にボールを打った場合、計数し、得点を与える。ユーザがこの時間窓の外側でボールを打った場合、得点は得られず、その代わりに、得点がマイナスになる。
【００４８】
再生は、たとえば、受信および処理ユニットの一体的な部品でもよいＭＰ３プレーヤによって開始することができる。開始時点は、ボールへの最初の打撃でもよく、代替的に、ブザー音による指示後でも良い。ユーザは、ボールが音楽のリズムと実質的に同時に表面を打つように、ボールを弾ませようとする。得点計数は、打撃が開いている時間窓の範囲内に入るたびに、すなわち、音楽の強度がある種の限界を上回るたびに作動される。これらの時間窓の範囲内のあらゆる打撃が計数され、再生が完了したとき、これらの時間窓と累積打撃数がユーザの得点として報告される。
【００４９】
これは基本的な機能であるが、当然ながら、付加的な機能、たとえば、
−難易度が開いている時間窓のサイズの調整によって適応できることと、
−簡単な、または、複雑な楽曲の使用と、
−演奏中に実際にユーザへのフィードバックがあり、場合によっては、ユーザの打撃が非常に下手であるならば、音楽が中断されることと、
−ユーザの演奏の性質を指示する結果のグラフ表現および／または可聴表現と、
−先に獲得された結果および先に獲得された結果の表現に基づく、フォーム予測および経時的な上達の計算と、
−ある程度の数の参加者の間の対戦への適合と、
がシステムを制御するソフトウェアに組み込まれうる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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