(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超広帯域無線（ＵＷＢ）による電磁場を生成する電磁場生成手段と、
前記電磁場を局部的に攪乱する攪乱手段を少なくとも１つ具備する１つのスポーツ用具品と、
前記電磁場の前記局部的攪乱を検出する検出手段と、
前記検出された制御装置と
を含んで構成される、スポーツ用具品の位置を特定するスポーツ用具品位置特定システムであって、
前記電磁場生成手段は、パルス信号を複数のパルスストリームに分割し、複数のパルスストリームから構成されるパルスビームを送信するように構成されており、
前記パルスビームを構成する前記複数のパルスストリームは互いにほぼ平行に向けられていることを特徴とする、スポーツ用具品位置特定システム。
【請求項２】
前記パルスビームは、9本のパルスストリームを含んで構成され、前記それぞれのパルスストリームは互いにほぼ平行に向けられていることを特徴とする、請求項１に記載のスポーツ用具品位置特定システム。
【請求項３】
前記攪乱手段は、前記電磁場を攪乱するように適合されることを特徴とする、請求項１または２に記載のスポーツ用具品位置特定システム。
【請求項４】
前記攪乱手段は、前記パルスビームを反射するように適合されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスポーツ用具品位置特定システム。
【請求項５】
前記攪乱手段は、前記パルスビームに影響を与えるように適合されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のスポーツ用具品位置特定システム。
【請求項６】
前記攪乱手段は、チップによって形成されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のスポーツ用具品位置特定システム。
【請求項７】
前記攪乱手段は、コーティングによって形成されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のスポーツ用具品位置特定システム。
【請求項８】
前記システムには、前記検出されたスポーツ用具品の前記位置の表示用に前記制御装置と通信する視認手段が設けられることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のスポーツ用具品位置特定システム。
【請求項９】
前記制御装置と前記視認手段間の前記通信は、無線で行われることを特徴とする、請求項８に記載のスポーツ用具品位置特定システム。
【請求項１０】
前記複数のスポーツ用具品それぞれに撹乱手段を備え、前記攪乱手段は前記複数のスポーツ用具品の相対的な位置を識別可能な方法でパルスビームを攪乱する前記攪乱手段を備え、前記検出手段は局部的攪乱を検出するように適合されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のスポーツ用具品位置特定システム。
【請求項１１】
スポーツ用具品の位置を特定する方法であって、
超広帯域無線（ＵＷＢ）による電磁場を生成する電磁場生成手段と、
前記電磁場を局部的に攪乱する攪乱手段を備えた少なくとも１つのスポーツ用具品と、
前記電磁場の前記局部的攪乱を検出する検出手段と、
前記検出された局部的攪乱に基づいて前記対象物を位置特定する前記検出手段に結合された制御装置と
を含んで構成される位置特定システムを使用してスポーツ用具品の位置を特定する方法であり、
Ａ）前記電磁場を局部的に攪乱する攪乱手段を少なくとも１つ具備する前記スポーツ用具品を少なくとも１つ前記電磁場に配置するステップと、
Ｂ）前記電磁場生成手段は、パルス信号を複数のパルスストリームに分割し、複数のパルスストリームから構成されるパルスビームを送信するように構成されており、
前記パルスビームを構成する前記複数のパルスストリームは互いにほぼ平行に向けられ、前記パルスビームを前記スポーツ用具品に向けて送信するステップと、
Ｃ）前記電磁場の前記局部的攪乱を検出するステップと、
Ｄ）前記検出された局部的攪乱に基づいて前記スポーツ用具品の位置を特定するステップと、
を含んで構成される方法。
【請求項１２】
前記方法には、ステップＤ）の通り前記検出された局部的攪乱に基づいて前記スポーツ用具品の位置を特定した後に、前記スポーツ用具品の前記位置を視覚化することを含むステップＥ）が設けられることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポーツ用具の位置特定システムに関する。本発明は、さらにこうしたシステムを使用してスポーツ用具の位置を特定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スポーツをする際に、そのスポーツに必要な装備品について、決められた時点でその位置を（正確に）特定することは一般に難しい。しかしスポーツ用具の位置特定は、特定の状況において求められる可能性があり、例えば、スポーツの競技中に紛失したスポーツ用具品を見つけるため、又はより効率的方法でスポーツのルールを適用することができるようにするために必要とされる。例えばゴルフでは、試合の競技中にゴルフボールを紛失することが頻繁に発生する。別の例でスポーツ用具品の位置特定が強く求められるのは、サッカーだろう。いわゆるオフサイド状態は、従来は全て人間の観察により判断されているが、あるサッカー選手がオフサイドか否かは、迅速かつ効率的に判断されなければならず、人間の観察の代わりに又はそれに加えて、より完全な電子的観察が強く求められることがあり得る。上述したスポーツ及びスポーツ用具の他に、例えばテニスや（アイス）ホッケー等他の種類のスポーツ競技を行う際にも、スポーツ用具品の位置を特定する電子システムは望ましい補足品である。スポーツ用具という用語は幅広く解釈されるべきで、これには、特定のスポーツ競技を行うのに必要とされる一見して全ての物体、又は人員が含まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、スポーツ用具品の位置がいつでも高い精度をもって測定可能であるようなシステムを提供するという目的を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的のために、本発明は請求項１の前文に記載のタイプのシステムを提供し、このシステムは、１本以上のパルス流によって形成される電磁場を生成する手段と、電磁場を局部的に攪乱する攪乱手段を少なくとも１つ具備する少なくとも１つのスポーツ用具品と、電磁場の局部的攪乱を検出する検出手段と、検出された局部的攪乱に基づいてスポーツ用具品の位置を特定する検出手段に結合された制御装置とを含んで構成される。
【０００５】
本発明によるシステムを用いると、ある電磁場内においてあらゆる任意の時点で、攪乱手段を備えたスポーツ用具品の位置を、迅速かつ正確に特定することが可能である。スポーツ用具品の位置は、ここでは用途により二次元及び三次元の両方で測定されることが可能である。本発明によるシステムにおける電磁場の生成は、超広域帯無線（ＵＷＢ）技術を用いてパルス流によって行われる。ＵＷＢは、単位時間当たり比較的大量のデータ送信を可能にする（毎秒約５０〜約１０００メガビット、但し特に毎秒約６００メガビットまで）。電圧上昇は比較的小さいエネルギーなので、パルス自体は何のデータも含まないが、基本パターンより僅かに早く又は遅くパルスを送信することで、デジタルデータを非常に高速で送信することが可能である。本発明によるシステムでは、パルス流により形成された電磁場が意図的に適用されているが、これは他のタイプの電磁場、例えばワイファイネットワークは様々な欠点を有するからである。このように、限定された不十分な搬送周波数による電磁波（正弦波）は最早使用されず、独自の最大帯域幅（周波数スペクトル）によって妨げられないように微量に送信される電磁パルスが使用される。比較的広範囲の周波数スペクトルのため、周波数ごとのエネルギーは比較的低く、一般にノイズ限界値よりも一層低いので、それによってＵＷＢ信号は他のタイプの電磁エネルギー流を妨害しない、あるいはほとんど妨害しないであろう。従って、パルス流が適用される場合、干渉は発生しないであろう。さらに、パルスによる最大データ転送速度は、電磁波放射によるデータ転送速度よりも何倍も速い。データ転送速度をさらに増大させるためには、パルス流は好ましくは互いに接近して追従する超短パルスで生成される。電磁場生成手段と検出手段とは、好ましくは互いに一体化される。
【０００６】
好ましい実施形態では、電磁場の生成手段は、複数のパルス流のパルスビームを送信するよう適合されており、そこにおいて１つのパルスビームの少なくとも２本のパルス流は互いに少なくともほぼ平行に向けられる。パルス信号を複数の平行パルス流へ分割することで、パルス流の一部を形成するパルスは、転送速度を増大させるために互いに非常に接近して追従する必要がない。このことは、検出手段に、感度のより低い、従って一般により安価な形態がもたらされることが可能であるという利点を有する。特定の好ましい実施形態では、各パルスビームは９本のパルス流を含んで構成され、このパルス流は互いに少なくともほぼ平行に向けられる。各パルスビームを、互いに平行に向けられた９本のパルスで形成することは、一般に特に好適であるが、これはこのことがシステムの信頼性を大幅に高めるからである。このようにしてパルスは互いに十分な間隔で送信され、それによってエラー修正システムは、一般に最早必要ではない。
【０００７】
別の好ましい実施形態では、攪乱手段は電磁場を独自の方法で攪乱するように適合される。複数のスポーツ用具品が電磁場に配置される場合、混同の危険性が防止可能となるように、各スポーツ用具品の位置特定が個々に行われることが可能である。各ゴルフボールには、例えば固有の独自の攪乱手段が設けられることが可能である。別の実施形態では、例えばサッカー、テニス、（アイス）ホッケーといった屋外スポーツの各競技者に、独自の攪乱手段が装着されることが考えられ、それによって競技者の（相対的）位置があらゆる任意の瞬間に測定可能となる。
【０００８】
上述したように、本発明によるシステムは、電磁場を局部的に攪乱するように適合された攪乱手段を含む。パルス流、好ましくはパルスビーム、の局部的攪乱とは、幅広く解釈されるべきである。好ましい実施形態では、攪乱手段は、パルス流を反射するように適合される。従って、一見、パルス流の反射のみが発生する。パルス流の伝搬方向はその後変更（攪乱）され、これが検出手段により検出可能となる。パルスの反射の検出は、レーダー関連技術と呼ばれることもあり得る。別の好ましい実施形態では、攪乱手段は、パルス流に影響を与えるように適合される。パルス流に影響を与えることで、基本パターンに対するパルスの相対的方向付けは特定して変更（攪乱）され、これも検出手段により測定可能である。
【０００９】
攪乱手段は、好ましくはチップで形成される。チップは一般に比較的小さく、通常スポーツ用具品の中又は上に簡単な方法で挿入可能である。
【００１０】
チップには、電磁場のパルスパターンに影響を与えることを可能にするため、好ましくは電気エネルギーが与えられる。
【００１１】
別の好ましい実施形態では、攪乱手段は、スポーツ用具品上のコーティングによって形成される。コーティングは、比較的簡単且つ安価な方法でスポーツ用具品に塗布されることが一般に可能である。コーティングは通常、パルス流を反射するよう特に適合される。チップ及びコーティングの他にも、攪乱手段は様々に設計可能である。このように、攪乱手段は、例えばスポーツ用具品が製造される原材料の少なくとも一部によって形成されるようにすることも可能である。
【００１２】
システムには、好ましくは、検出されたスポーツ用具品の位置の表示用に制御装置と通信する視認手段が設けられる。例えば、ゴルフの試合中に、スポーツ用具品の、検出位置を視覚化することは望ましいと思われる。視認装置は、ここでは制御装置に物理的に接続されることも可能であるが、一般に制御装置からは一定の距離を置いて配置される。制御装置と視認装置間の通信は、好ましくは電磁放射によって、例えばワイファイネットワークによって、無線で行われる。制御装置から視認装置へのデータ送信用には、より厳しくない技術的要件が通常設定される。別の好ましい実施形態では、制御装置と視認装置間の通信は、無線ではあるが但しパルス流によっても行われる。視認手段は、例えば、携帯用装置の一部により形成可能で、この携帯装置は利用者の手による操作が可能である。これに関する非制限的例として、ＰＤＡ、ＸＤＡ、及びＷＤＡ等があり得る。
【００１３】
さらに本発明は、こうしたシステムを使用してスポーツ用具の位置を特定する方法に関し、この方法は、Ａ）１本以上のパルス流により形成される電磁場を生成するステップと、Ｂ）電磁場を局部的に攪乱する攪乱手段を少なくとも１つの具備するスポーツ用具品を少なくとも１つ電磁場に配置するステップと、Ｃ）電磁場の局部的攪乱を検出するステップと、Ｄ）検出された局部的攪乱に基づいてスポーツ用具品の位置を特定するステップと、を含んで構成される。スポーツ用具品はこうして比較的に効率的、正確かつ迅速な方法で、電磁場内において位置を特定可能である。本発明による方法のさらなる利点は、既に上述した通りである。
【００１４】
本発明による方法の好ましい実施形態では、この方法には、ステップＤ）の通り検出された局部的攪乱に基づいてスポーツ用具品の位置を特定した後に、スポーツ用具品の位置の視覚化を含むステップＥ）が設けられる。スポーツ用具品の視覚化を通じて、人は電磁場内のスポーツ用具品の位置を迅速かつ明確に測定できる。このようにして、ゴルフボールの紛失は防止、又は少なくとも対応可能であり、ゴルフの試合の競技速度は同様に大幅に増大可能である。サッカーで一般に重要となるオフサイド状態も、比較的迅速、簡単、かつ正確な方法で立証可能となる。
【００１５】
本発明を、図に示す非制限的な例示的実施形態を基に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明によるシステム１の好ましい実施形態の概略図を示す。システム１は、競技場２の両方サイドにしっかりと配置されている。システム１は、競技場２の上方に電磁場４を継続的に発生させるように適合された複数の送信機３を含む。電磁場４は複数のパルスビーム５により形成され、そこにおいて、この実施形態では、各パルス流５は、３本の互いに少なくともほぼ平行に向けられたパルス流Ｇで形成される。送信機３から遠い方の競技場２の片側には、送信機３によって送信されるパルスビーム５を受信する複数の受信機７が配置されている。ここで競技場２上に位置しているのは、２つのスポーツ用具８、９で、局部的に独自の方法でパルスビーム５を攪乱する独自の攪乱手段が各々に設けられている。図１に示す通り、パルスビーム５は、スポーツ用具８、９による攪乱に応じて、独自の方法で攪乱される。受信機７は、これらの独自の局部的攪乱を検出するように適合され、この攪乱に基づいて、各スポーツ用具８、９の位置が、受信機７に結合された制御装置１０を用いて、競技場２上で測定可能である。制御装置１０により測定されるスポーツ用具８、９の相対的位置が送信され、好ましくは無線ネットワーク１１を介して、ディスプレイ１３を備えた携帯装置１２へ送信される。装置１２を使用して、利用者は、マークされたスポーツ用具８、９が競技場２内のどこに位置するかを見ることができる。この実施形態では、競技場２は、例えば、ゴルフコースで形成され、スポーツ用具８、９はゴルフボール、ゴルフクラブ、グリーン、フラグ、バンカー、及びホールで形成されることが可能である。本発明によるシステム１を使用して、スポーツ用具は、要求されるあらゆる時点で簡単な方法で位置特定可能であり、それによってスポーツ用具の紛失は防止可能であり、また（ゴルフ）競技者による競技速度はこうして大幅に増大可能である。さらに異なるスポーツ用具品間の相対的位置、例えば、ゴルフボールとフラグの距離も、本発明によるシステムを使用して測定及び視覚化可能である。図示された実施形態の変化形態では、受信機７は競技場２の複数のサイドに配置され、随意に送信機３と一体化可能である。
【００１７】
図２は、本発明による複数のゴルフボール１４、１５、１６の斜視図を示す。左側の２つのゴルフボール１４、１５の中心には、パルス流により形成される電磁場を局部的に攪乱するためのマイクロチップ１７が装着される。パルス流の局部的攪乱がより効果的に起こせるように、マイクロチップ１７にはエネルギーが与えられる。右側のゴルフボール１６には、ゴルフボール１６に入射するパルス流を反射するためのコーティング１８が外側に設けられる。上述したように、パルス流に対する影響及び反射は共に検出可能であり、これを基に、ゴルフボール１４、１５、１６の位置が電磁場内にて測定可能である。
【００１８】
図３は、本発明によるシステム２０を備えたサッカーの試合１９の一部の概略平面図を示す。サッカーの試合１９は、ラインズマン２５とサッカーボール２６とに加え、２つのチーム２３、２４の競技者２２が陣取る競技場２１とを含んで構成される。競技場２１の周囲には、パルス流２８、特にパルスビーム２９の形態のものを、送信しそれぞれ受信する複数の送信機／受信機２７がある。各競技者２２、及びサッカーボール２６にも、生成された電磁場の局部的攪乱用の攪乱手段（図示せず）が設けられる。各チーム２３、２４、及びサッカーボール２６は、固有の識別可能な方法で電磁場を攪乱する。上述したように、送信機／受信機２７に結合された制御装置３０は、競技場２１上のサッカーボール２６及び各競技者２２の相対的位置をいつでも正確に測定できる。このことは、例えば、オフサイドの判定、得点獲得の判定、及びフリーキックが行われる際の競技者の位置決めの場合に、特に重要となり得る。継続的に送信されるパルス流を介して、それによってデータ転送速度は最高毎秒６００メガビットまで達成可能で、競技者２２の相対的位置はサッカーボール２６が動かされる瞬間に測定可能であり、このようにしてオフサイド状態であるかどうか判断可能となる。本例の場合、サッカーボール２６は、競技者（７）２２から別の競技者（１０）２２（線ａ参照）へ動かされている。ラインズマン２５は、相手チーム２４の競技者２２（２）と並んで立っているわけではなく、競技の状況を斜めに見ているので、誤ったオフサイド判定がしばしば行われるであろう（線ｂ参照）。ラインズマン２５に制御装置３０と通信するＰＤＡ（個人用携帯型情報端末）３１を与えることで、サッカーボール２６が動かされる瞬間に競技の状況を１つ以上の視点から迅速かつ容易にさらに検分可能であり、発生した競技の状況についてその後より確証のある評価が形成可能である。このようにして、サッカーの試合１９中に誤った判定を行うのを防ぐ、又は少なくとも対応することが可能となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明によるシステムの好ましい実施形態の概略図を示す。
【図２】本発明による複数のゴルフボールの斜視図を示す。
【図３】本発明によるシステムを備えたサッカーの試合の一部の概略平面図を示す。
【図１】
0004555816.tif 000002
【図２】
0004555816.tif 000003
【図３】
0004555816.tif 000004