Automatic table tennis competition equipment

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は卓球競技装置に関し、特に、１人のプレイヤーによって競技することが可能で、
プレイヤーが、卓球台の上に要所要所に配置された１個以上の標的に向かって、サーブされたボールを打ち返して得点する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】卓球は、一般に“ピンポン”として知られた人気のあるリクレーションである。 伝統的なゲームは、卓球台の中間点に固定されたネット越しに、卓球用のボールを打ち返すべく、卓球台の相対する端に位置した２人のプレイヤーによって競技される。 同じように４
人のプレイヤーがダブルスのゲームを競技できる。

【０００３】伝統的なゲームの目的は、相手のプレイヤーが打ち返すことのできないショットをネット越しに打つことである。 プレイヤーがショットを打ち返せないときに点数が加算される。 従って、上手いまたは技巧的なプレイヤーは、相手のリーチの範囲外にボールが跳ね返るかまたは相手がボールを打ち返すことが困難であるようにボールが跳ね返るような、卓球台上の点に要所要所にボールを配置することができる。

【０００４】卓球または“ピンポン”の欠点は、少なくとも２人のプレイヤーを必要とすることである。 従って、１人のプレイヤーのみで競技できるゲームを得ることが望ましい。 この目的のためには、ボール投射装置またはボールサーブ装置が役立つ。 ボールサーブ装置またはロボットが当業者によく知られている。 概ね、ボールサーブ装置がプレイヤーに対してボールをサーブし、プレイヤーは、ボールサーブ装置に取り付けられたネットまたは他のボール捕球装置にボールを打ち返す。 それらの卓球用ボールサーブ装置またはロボットは、プレイヤーが１人で競技することを可能にするが、特別な正確さまたは精妙さを伴うショットを打ち返すことをプレイヤーに要求する能力は備えていない。 先に説明されたように、プレイヤーは単にロボットを囲むネットまたは捕球装置へショット打ち返すだけである。 ロボットは、概ね競技フィールド内でサーブを打ち返すことのようなゲームの総合的な能力を、プレイヤーが発達させることを可能にする。 ロボットによる競技は、プレイヤーが正確にストロークし、または配球（プレースメント）することに貢献しない。

【０００５】本発明は、本願の発明者に譲渡された、Ga
tchelらによる米国特許第４，８４４，４５８号、第４，８５４，５８８号及び第４，９１７，３８０号に開示された自動卓球用ボールサーブ装置またはロボットと共に使用されるように設計されており、これらの米国特許は、ここで言及したことによって本出願の一部とされたい。 本発明は、基本的に、卓球台の表面に要所要所に配置可能な複数の薄型センサからなる。 センサは、卓球用ボールがセンサを打つことによって発生する“ヒット”を正確に記録する。 センサは、ロボットの得点だけでなくプレイヤーの得点の結果とゲームの経過時間とを記録するスコア記録装置に電気的に接続されている。 従って、ゲームは、正確さとスピードを伴ってショットを打つことのできるプレイヤーに貢献する。 この装置は、
より魅力的なゲームを提供し、プレイヤーがショット生み出す技術を磨くための方法をも提供する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的は、１人のプレイヤーによってプレイすることが可能で、かつプレイヤーが、要所要所に配置されたショットを打つことにより得点することが必要な卓球競技装置を提供することである。

【０００７】本発明の第２の目的は、自動ボールサーブ装置と共に用いられる卓球競技装置を提供することである。

【０００８】本発明の第３の目的は、卓球のボールがセンサを打つことによって生み出された“ヒット”を正確に記録可能なセンサを使用する卓球競技装置を提供することである。

【０００９】本発明の第４の目的は、プレイヤーの得点経過、自動サーブ装置の得点経過及びゲームの行われた時間を記録するスコア記録機構を提供する卓球競技装置を提供することである。

【００１０】本発明の第５の目的は、センサの数、センサのサイズ、各センサに与えられた点数のレベル、ゲーム時間、及び自動ボールサーブ装置によるサーブまたはショットの難易度を操作することによって、ゲームの難易度をプレイヤーが選択できる卓球競技装置を提供することである。

【００１１】本発明の第６の目的は、従来の卓球台と共に使用可能な卓球競技装置を提供することである。

【００１２】本発明の第７の目的は、製造するのに容易かつ経済的であり、低コストであり、組立及び使用が容易であり、及び意図された目的に適合した競技装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の目的は、卓球ボールサーブ装置と共に卓球台上で用いられる自動卓球競技装置であって、ボールサーブ装置によってサーブされた卓球のボールを、プレイヤーが打ち返すための１個または複数の標的を提供するべく卓球台の表面上に配置可能であり、かつ卓球のボールの衝撃を検知する手段を備えた１個または複数のセンサと、前記衝撃を得点に変換するマイクロコンピュータ手段と、プレイヤーの得点、前記サーブ装置の得点及びゲームの時間またはそれらの変形を表示する手段とを有する自動卓球競技装置を提供することによって達成される。 また、競技の難しさのレベルは、センサのサイズ、ショットの点数、競技時間及びサーブされたボールの速度または軌道を選択することによって変えることができる。

【００１４】

【実施例】添付の図面を参照すると、本発明の卓球競技装置が、図１で符号１によって概ね示されている。 競技装置１は、周囲を描くために想像線で示された卓球台Ｔ
上の無限個の配置の内の１つとして示されている。 この特定の実施例では、後に説明するように、競技装置内で用いられるべきボールの供給源を提供するために、競技装置１は、ロボット卓球サーブ装置３と囲いネット５と共に使用されることが示されている。

【００１５】図１に示された競技装置は、複数のセンサパッド７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ及び７ｅを有する。
センサパッドは、プレイヤーがロボットサーバ３によってサーブされた卓球のボールを打ち返すとき、ショットの狙いをつける標的として働く。

【００１６】競技装置は、概ね符号９で示された制御箱を用いる。 制御箱９は、競技装置の要素を調和的に働かせかつ統合するべくプログラムされたマイクロプロセッサユニットを収容している。 制御箱９は、卓球台に移動可能に取り付けられ、かつ電線８、８ａ、８ｂその他によってセンサ７、７ａ、７ｂその他と接続されている。
制御箱９はまた、後に詳しく説明されるように、適切なディスプレイと入力キー（図７）とを備えたスコアボード及び制御センタとして働く。

【００１７】使用時には、競技装置１は、以下に示すように自動ロボットサーバ３と共にプレイされることが可能である。

【００１８】センサ７、７ａ、７ｂその他は、プレイヤーとは反対側の（ロボット３と同じ側の）卓球台の上に配置されている。 競技は、プレイヤーが使用することを望むセンサ７、７ａ、７ｂその他の数とサイズとを選択することによって始まる。 プレイヤーは、卓球台Ｔの上のセンサを希望する配列に配置できる。 次にプレイヤーは、制御箱９を卓球台Ｔ上に取り付け、電線８、８ａ、
８ｂその他を制御箱９に接続する。 電線８、８ａ、８ｂ
その他は、センサを卓球台Ｔ上のどこにでも配置できるように充分な長さを有する。

【００１９】プレイヤーは、米国特許第４，８５４，５
８８号明細書に開示されたように、ロボットが投げるショットのタイプとショットの間隔を選択可能である。 この特許は、ここに言及したことによって本出願の一部とされたい。 競技は、競技時間のカウントダウンを開始するべく制御箱の入力キーパットをプレイヤーが押すときに始まる。 競技の目的は、例えば、ロボットの得点が２
１点になる前にプレイヤーが２１点の得点を得ることによってロボットを打ち負かすことである。 プレイヤーは、ロボットによってサーブされたボールを打ち返し、
センサ、例えばセンサ７にショットを当てることによって得点を得る。 制御箱９は、ある範囲の点数の内の任意の点数、例えば各センサあたり１〜３点を割り当てるべくプログラム可能なので、以下に説明するように、各センサの点数を変え、競技の難易度を変えることができる。

【００２０】好適な実施例では、ロボットは、競技を行うのにかかる時間全体に亘って点数を得点する。 例えば、選択された競技の時間が２１分（以下で説明されるように制御箱９内にプログラムできる）ならば、競技が開始されてから終了まで経過する１分間ごとに１点を得点する。 この実施例では、プレイヤーが２１点を得点する前に２１分が経過すればロボットの勝ちとなり、プレイヤーが２０分が経過する前に２１点を得点すればプレイヤーの勝ちとなる。 これらの何れの状態にもならないときには、プレイヤーとロボットのどちらかが相手より２点多く得点するまで競技が続く。

【００２１】競技装置は、プレイヤーがその技術レベルに競技の難易度を合わせるための多くのオプションを備えている。 例えば、競技時間の長さを変更することができ、競技の時間がより長ければプレイヤーが勝つことが容易になる。 変更できる第２のオプションは使用するセンサの数である。 より多くのセンサを卓球台Ｔ上に配置すれば、プレイヤーがより得点し易くなる。 センサ７、
７ａ、７ｂその他は、サイズを変えることができる。 より大きいセンサによって、プレイヤーがセンサにボールを当てることがより容易となり、従ってプレイヤーがより勝ち易くなる。 最後は、既に説明されたように、制御箱９は、センサの点数レベルを設定するべくプログラム可能である。 例えば、点数レベルを、１打撃に対して、
１点、２点または３点に設定することが可能である。 明らかに、１打撃に対する点数がより高いほどプレイヤーがより勝ち易くなる。

【００２２】最後は、ロボットによって投げられる卓球用ボールのサーブまたはショットの難易度が調整される。 調整可能な種々のパラメータの中には、ボールに与えられた回転、ボールの速度、ボールを投げる間隔、ボールの軌道の高さ及びボールが卓球台Ｔ上の１点にサーブされるか、幾つかの点にサーブされるかということが含まれる。 これまで説明されたように、ロボットの調節は、米国特許第４，８５４，５８８号明細書に開示されたものと同様である。 この特許は、ここで言及したことによって本出願の一部とされたい。

【００２３】ここで再び、競技装置の要素をより詳しく説明すると、図２は、本発明と共に用いられるセンサ７
を示している。 図２では、センサ７は、センサ７の薄型の外形と構造を表すべく、想像線で描かれた卓球用ボールと隣り合わせに示されている。 センサ７は、任意の直径であることが理解されるべきである。 概ね、競技装置は、図１に示すような３種類の直径のセンサを用いる。

【００２４】図３により詳しく示されたセンサ７は、衝撃パッド１１、衝撃ディスク１３及びパッド１１とディスク１３との間に挟まれた衝撃センサ要素１７を含む。
これまで説明したように、パッド１１とディスク１３
は、センサに要求される接触領域のサイズによって、種々の直径を有する。

【００２５】衝撃ディスク１３は、例えば厚さ０．７６
mmのポリシチレンプラスティック等の適切な材料で作られている。

【００２６】ピエゾフィルムセンサ要素１７は、ディスク１３の円周付近に接着されている。 ピエゾフィルムセンサ要素１７は、圧縮圧力または膨張圧力が加えられたときに電圧を生ずるピエゾフィルム物質を含む。 要素１
７は、上側に電線コネクタ１８を有し、下側の適切な粘着物を有する。 センサ要素１７は、例えばセンサ７の上に卓球のボールが接触したことによるディスク１３の任意のたわみが、センサ要素１７に圧力を加えるように、
ディスク１３に接着されている。 センサ要素１７は、圧力を加えられたときに電圧を生じ、例えば一対の電線８
といった電線によって、制御箱（図１、図６）と電気的に接続されている。 卓球のボールによって打たれたときにセンサ７によって生み出された電圧は、一対の電線８
によって制御箱９に伝えられ、以下に説明するように、
制御箱９に内のマイクロプロセッサによって処理される。

【００２７】一対の電線８は、電線８をディスク１３の円周から短い距離に支持するための小型でかつ僅かに硬く、透明なプラスティックの構成要素であるひずみ除去支持部１９によって定位置に保持される。 底部の表面に適切な粘着物を伴ったフレキシブルフィルム（flexible
film）２１は、電線をひずみ除去支持部１９に接着し、かつひずみ除去支持部１９をディスク１３に接着する働きをする。 フィルム２１によって覆われる領域は、
センサ要素１７上にあって、接続部の強度及び保護を提供するコネクタ１８を含む。

【００２８】図４及び図５は、ひずみ除去支持部１９の更に詳しい図である。 ひずみ除去支持部１９は、拡張部分２７の一方の端部に形成された電線入口孔２０を有する。 一対の電線８は、孔２０を通り、拡張部分２７に沿って導入される。 一対の電線８は、分離され、電線は各々、肩部２４と２４ａに支えられている窪み２３と２３
ａを通して締着され、次に長方形のセグメント２５の下に締着される。 一対の電線８は、その心線が露出され、
かつセンサ要素１７上のコネクタ１８に保持され、フィルム２１によって保持されるべく長方形のセグメント２
５に沿って折り返される。 力またはひずみが、一対の電線８の何れかに加えられたならば、一対の電線８の２本の電線は、各々、窪み２３と２３ａの肩部２４と２４ａ
によって引き締められ、一対の電線８及び接続された要素１７がディスク１３から引き抜かれることを防止する。

【００２９】衝撃パッド１１は、センサ要素１７、ひずみ除去支持部１９及びセンタオーバパッド１３を覆うべく適当な直径を有する。 パッド１１は、非常に細かいセル構造の高密度ポリウレタンフォームのような適切な物質から形成することができる。 パッド１１は、非常に可撓性があり、破損すること無しに通常の長さの１５０％
以上に拡張可能である。

【００３０】再び、図６で詳細に描かれた制御箱９を詳しく説明する。 制御箱９は、任意の便利で機能的な構造に構成可能で、かつ耐衝撃プラスティック（hight impa
ct plastic）または軽い規格金属（light gauge meta
l）のような適切な材料で構成されたハウジング１０を有する。 ハウジング１０の底部に付加された据え付けブラケット１４は、制御箱９が競技フィールドの外側に配置されたまま、見ることが可能で、かつプレイヤーの手の届く範囲にあるように、制御箱９を卓球台Ｔの縁に据え付ける働きをする。 正面板１２は、例えば、ロボットサーバの得点を表示するディスプレイ１６、プレイヤーの得点を表示するディスプレイ１８、ゲームの経過時間を表示するディスプレイ２２といったディスプレイを有するスコアボードとして働く。 制御箱９は、競技装置の機能を開始する入力キーを有する。 例えば入力キー２４
は、競技時間の長さを増加させるために押され、入力キー２６は、競技時間の長さを減少させるために押され、
入力キー２８は、時間制御をリセットするように働き、
入力キー３０は、競技を開始するために押される開始スイッチとして機能する。 光源３１及び３３は、競技の継続及び競技の終了を表示するべく、例えば各々、赤及び緑のようにカラーコード（color coded）されることができる。 ディスプレイのデザイン及び配置と同様に正面板１２の構成と、入力キーの種々の機能と同様に入力キーのデザインと配置とが本発明の技術的視点を逸脱することなしに変更可能なことは、注意するべきことである。

【００３１】プログラム可能なマイクロコンピュータ（図８）は、制御箱９に収容され、センサ、例えば７、
７ａ、７ｂその他（図１）からの入力を制御し、経過時間と得点を記録する機能を提供するべく機能する。 利用者とのインターフェースは、これまで説明されたように、例えば、ディスプレイ１６、１８及２２びと同様に、入力キー２４、２６、２８及び３０といった入力キーによって提供される。

【００３２】入力信号条件付け回路（図７）は、各々２
つの入力を伴った３つのチャンネル３０、３４及び３６
からなる。 この回路は、競技毎に６つの入力を提供する。 各チャンネルの出力は分離され、かつスイッチ３
８、４０及び４２を通して、合計／ラッチ回路４４、４
６に加えられる。 一方のラッチは、例えば１点の得点を表し、もう一方のラッチは２点の得点を表す。 各チャンネルの得点は、“１”得点ラッチまたは“２”得点ラッチのどちらかにスイッチを閉じることによって決定される。 もし両方のラッチが選択されたならば、チャンネルは３点を得点する。 各チャンネルは独立して１、２、３
点または説明されたような点数にセット可能である。

【００３３】図８は、概ね符号４８で示された電子制御回路の残りの部分を描いている。 回路４８は、ディスプレイ５０、５２及び５４と、入力スイッチ５６、５８、
６０及び６２と、マイクロコンピュータ６４と支援回路６６とからなる。 マイクロコンピュータ６４は、ディスプレイ５０、５２及び５４を駆動し、入力キー５６、５
８及び６０の信号を読み込む。 マイクロコンピュータ６
４は、ラッチ条件を監視し、かつ競技の状態を設定する。 マイクロコンピュータは、本発明の技術的視点を逸脱せずに変形または拡張可能なプログラムによって駆動される。

【００３４】これまで説明された視点から、本発明の種々の目的と特徴が得られ、かつ他の有益な結果が得られることが明らかになる。 本発明の技術的視点を逸脱することなしに上述された構成の種々の変更が可能なので、
これまでの説明と添付の図面に含まれる全ての実施例は、単なる例示であり、いかなる制限をも加える物でないことが意図されている。

【００３５】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、１人のプレイヤーによってプレイ可能で、従来の卓球台と、自動卓球ボールサーブ装置と共に用いられ、卓球のボールがセンサを打つことによって生み出された“ヒット”を正確に記録可能なセンサを備え、プレイヤーの得点経過、自動サーブ装置の得点経過及びゲームの行われた時間を記録するスコア記録機構を提供する卓球競技装置が提供される。 更に、前記卓球装置は、ゲームの難易度をプレイヤーが選択可能であり、低コスト、容易、かつ経済的に製造可能であり、かつ組立及び使用が容易であり、意図された目的に適合している。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロボット卓球用ボールセンサを用いた、想像線によって描かれた卓球台の上に配置された本発明の卓球競技装置の、ある配置の斜視図である。

【図２】薄型のセンサを表すべく、想像線で描かれた卓球ボールと共に示された本発明のセンサ要素の斜視図である。

【図３】本発明のセンサ要素の分解図である。

【図４】本発明のひずみ解除構成要素の実施例の底面図である。

【図５】図４のひずみ解除構成要素の側面図である。

【図６】本発明の卓球競技装置の電子制御構成要素の正面図である。

【図７】本発明の衝撃信号回路の模式図である。

【図８】本発明のマイクロコンピュータ支援回路の模式図である。

【符号の説明】

１ 卓球競技装置 ３ ロボット卓球サーブ装置 ５ 囲いネット ７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ センサパッド ８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ 電線 ９ 制御箱 １０ ハウジング １１ 衝撃パッド １２ 正面板 １３ ディスク １４ 据え付けブラケット １６ ディスプレイ １７ 衝撃センサ要素 １８ 電線コネクタ １９ ひずみ除去支持部 ２０ 電線入口孔 ２１ フレキシブルフィルム ２２ ディスプレイ ２３、２３ａ 窪み ２４、２４ａ 肩部 ２５ セグメント ２６ 入力キー ２７ 拡張部分 ２８、３０ 入力キー ３１、３３ 光源 ３４、３６ 入力信号条件付け回路のチャンネル ３８、４０、４２ スイッチ ４４、４６ 合計／ラッチ回路 ４８ 電子制御回路の残りの部分 ５０、５２、５４ ディスプレイ ５６、５８、６０、６２ 入力スイッチ ６４ マイクロコンピュータ ６６ 支援回路