スイミングプール往復回数計測装置
【課題】 多数の水泳者及び水中歩行者が、スイミングプールを往復移動した回数を自動的に計測する装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 水泳者及び水中歩行者が、スイミングプールを往復移動した回数を、水中音波を用いて計測する装置であって、例えば、スイミングプールの両側に、それぞれ異なる周波数ｆ１、ｆ２の水中音波を発生させる発音装置１００を設け、水泳者及び水中歩行者が各々身に付けた受音装置１０１で、発音装置１００から発せられた水中音波を受信し、この水中音波の周波数の相違と信号レベルの強度を検出することで、同スイミングプール内の水泳者及び水中歩行者の位置情報を得て、この位置情報に基づき、同水泳者及び水中歩行者がスイミングプールを往復移動した回数を計算し、この計算結果を表示出力することを特徴とするスイミングプール往復回数計測装置である。
【解決手段】 水泳者及び水中歩行者が、スイミングプールを往復移動した回数を、水中音波を用いて計測する装置であって、例えば、スイミングプールの両側に、それぞれ異なる周波数ｆ１、ｆ２の水中音波を発生させる発音装置１００を設け、水泳者及び水中歩行者が各々身に付けた受音装置１０１で、発音装置１００から発せられた水中音波を受信し、この水中音波の周波数の相違と信号レベルの強度を検出することで、同スイミングプール内の水泳者及び水中歩行者の位置情報を得て、この位置情報に基づき、同水泳者及び水中歩行者がスイミングプールを往復移動した回数を計算し、この計算結果を表示出力することを特徴とするスイミングプール往復回数計測装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水泳者及び水中歩行者が、スイミングプールを往復移動した回数を、水中音波を用いて計測する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイミングプールは、水泳選手のトレーニングだけでなく、一般の人にも健康管理等を目的として利用され、水泳や水中歩行等の水中運動が行われている。水泳選手のトレーニングでは、専門のコーチが選手の運動量を管理することが多いが、従来、一般の人の場合は、水泳や水中歩行でスイミングプールを往復移動した回数は、水泳者や水中歩行者が自分自身で数えて記憶し、運動量を把握するのが主流であった。
【０００３】
また、従来、水泳者が、スイミングプールを移動した距離を確認するシステムとしては、特開平５−１１７０２６号公報の水泳距離確認板や、特開２００１−３７９４４号公報の水泳用タッチパネル装置の表示板等に開示されている。前者は、水泳距離を表示した板と磁石ボタンを利用し、スイミングプールの両側でターンをするとき、水泳距離が表示された板の上の磁石ボタンの位置を置き換えることで水泳距離を確認する。また、後者は、スイミングプールの壁面に設けたタッチパネルを利用し、スイミングプールの両側でターンをするとき、タッチパネルを手や足で押すことにより、表示板に水泳距離等の水泳データを電気的に表示させて水泳距離を確認するものである。
【特許文献１】特開平５−１１７０２６号公報
【特許文献２】特開２００１−３７９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、水泳や水中歩行で、スイミングプールを往復移動した回数を人が数えて記憶する場合は、数えている途中で回数を忘れたり、往復回数を数えることに意識を向けることで、トレーニングへの集中力が低下したりする。
【０００５】
また、従来のシステムの水泳距離を表示した板と磁石ボタンを利用する方法や、スイミングプールの壁面に設けたタッチパネルを利用する方法は、複数の水泳者が、スイミングプールの同一コース内を往復移動している場合、各々の水泳者の水泳距離を確認しにくいので、多数の人が利用するスポーツジムやレジャー用のスイミングプールにおける水泳距離の計測手段としては適さない。
【０００６】
そこで、本発明は、多数の水泳者や水中歩行者が、スイミングプールを往復移動した回数を自動的に計測する装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、第一発明は、スイミングプールに水中音波を発生させる発音装置を設け、水泳者及び水中歩行者が各々身に付けた受音装置で、当該発音装置から発せられた水中音波の信号を検出することにより、同スイミングプール内の水泳者及び水中歩行者の位置情報を得て、この位置情報に基づき、当該受音装置の演算処理部で同水泳者及び水中歩行者がスイミングプールを往復移動した回数を計算し、この計算結果を当該受音装置の表示部に出力することを特徴とするスイミングプール往復回数計測装置である。
【０００８】
また、第二発明は、前記スイミングプール内における水泳者及び水中歩行者の位置情報は、同スイミングプールの両側に、それぞれ異なる周波数の水中音波を発生させる発音装置を設け、同水泳者及び水中歩行者が各々身に付けた受音装置で、当該発音装置から発せられた水中音波を受信し、当該受音装置のフィルタ回路と信号強度検出手段により、受信した水中音波の周波数の相違と信号レベルの強度を検出して得ることを特徴とする前記第一発明に記載のスイミングプール往復回数計測装置である。
【発明の効果】
【０００９】
第一発明、または第二発明によれば、スイミングプールに水中音波を発生させる発音装置を設け、水泳者や水中歩行者が各々身に付けた受音装置により、発音装置から発せられた水中音波の信号を検出及び処理するシステムであるため、多数の水泳者や水中歩行者が、スイミングプールを往復移動した回数を自動的に計測することができる。
【００１０】
また、水泳者や水中歩行者が、スイミングプールを往復移動した回数は、水中音波を用いて自動的に計測するため、スイミングプールを往復移動した回数を人が数えて記憶する作業がなくなり、トレーニングに集中することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の一実施形態を、図１〜図６を参照して詳細に説明する。
図２は、本発明の一実施形態を示す概略的な配置図である。図２は、コースロープ２により区分されたスイミングプール１において、一番上のコースは、水泳者３がスイミングプールの右側から出発した後、矢印に沿って左方向に移動している状況を示し、また、上から二番のコースは、水中歩行者４ａ、４ｂが、スイミングプールの右側から出発した後、水中歩行者４ａは矢印に沿ってスイミングプールの左側に到達し、また、水中歩行者４ｂはスイミングプールの左側に到達してから、ターンをして右側に戻ってくるというスイミングプールにおける往復移動の例を示している。
【００１２】
また、この図２において、この実施形態によるスイミングプール往復回数計測装置は、スイミングプール１の両側に設けた超音波振動子５ａ、５ｂによる発音装置と、水泳者３や水中歩行者４ａ、４ｂに取り付けられ、発音装置から発せられた水中音波の信号を検出及び処理する受音装置により構成される。
【００１３】
まず、発音装置について説明する。
図２の超音波振動子５ａ、５ｂは、超音波発生器に接続され、この超音波発生器で周波数ｆ１、ｆ２を設定し、増幅器により電圧をかけることで、スイミングプール１にそれぞれ異なる周波数ｆ１、ｆ２の水中音波を発生する発音装置である。また、この図２では、超音波振動子５ａ、５ｂは、スイミングプール１の両側の水中壁面に、それぞれ３箇所取り付けられ、超音波振動子５ａは、スイミングプール１の右側で周波数ｆ１を、また、超音波振動子５ｂは、スイミングプール１の左側で周波数ｆ２の水中音波を発生している状況を示している。
【００１４】
この発音装置から発生する水中音波の周波数ｆ１、ｆ２は、水泳者や水中歩行者の水中運動に影響を与えないようにするため、人の可聴範囲の周波数２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚを超える超音波域の周波数で設定する。
【００１５】
次いで、受音装置について説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す受音装置のブロック図である。この図１において、発音装置１００から発せられた周波数ｆ１、ｆ２の水中音波を受信する受音装置１０１は、集音部１０２、増幅器１０３、フィルタ回路１０４ａ、１０４ｂ、信号強度検出手段１０５ａ、１０５ｂ、演算処理部１０６、表示部１０７から構成される。なお、図示していないが、この受音装置１０１は、バッテリに接続され電源供給がなされる。
【００１６】
図１の集音部１０２に設けた集音マイクで受信した水中音波の信号は、増幅器１０３により所定の信号レベルに増幅された後、フィルタ回路１０４ａ、１０４ｂにより不必要な周波数成分を除去する。つまり、集音部１０２により捉えた水中音波は、水中の幅広い周波数成分が含まれるので、発音装置１００から発せられた周波数ｆ１、ｆ２を、それぞれ選択的に取り出す必要がある。このため、周波数ｆ１のフィルタとしてフィルタ回路Ａ１０４ａを、周波数ｆ２のフィルタとしてフィルタ回路Ｂ１０４ｂを設ける。
【００１７】
また、図１では、フィルタ回路１０４ａ、１０４ｂにより分離された周波数ｆ１、ｆ２の各受信音波の信号レベルの強度を検出するため、周波数ｆ１の信号強度を検出する信号強度検出手段Ａ１０５ａと、周波数ｆ２の信号強度を検出する信号強度検出手段Ｂ１０５ｂを設ける。この信号強度の検出は、周波数ｆ１、ｆ２の各受信音波の信号レベルとあらかじめ設定した基準レベルを比較して求める。
【００１８】
この基準レベルは、発音装置から発せられる水中音波を、図２のスイミングプール１の両側に設けた超音波振動子５ａ、５ｂから、それぞれ数メートル（例えば、３メートルとする。）離れた位置において測定したときの音圧レベルに相当する値とする。つまり、発音装置が発する水中音波を受信したとき、その信号強度が基準レベル以上であれば、スイミングプール１を往復移動する水泳者や水中歩行者は、スイミングプール１の両側に設けた超音波振動子５ａ、５ｂから、それぞれ３メートル以内の場所に位置することになる。このように、この実施形態において、受信音波の信号強度の検出は、音源に近づくほど音圧レベルが増加するという音の性質から、基準レベル以上の受信音波の信号強度が得られる範囲を受音エリア６とし、この受音エリア６をスイミングプール１における両側の位置として捉えている。この図２では、水中歩行者４ａは、受音エリア６に位置するが、一方、水泳者３と水中歩行者４ｂは、受音エリア６外であるため、スイミングプール１の両側に位置しないことになる。
【００１９】
これら、図１のフィルタ回路１０４ａ、１０４ｂと信号強度検出手段１０５ａ、１０５ｂを組み合わせることによって、水泳者や水中歩行者がスイミングプールのどちら側に存在するかという位置情報を得ることができる。すなわち、フィルタ回路Ａ１０４ａで周波数ｆ１を検出し、その信号レベルが信号強度検出手段Ａ１０５ａにより基準レベル以上の信号強度であることを検出すれば、図２では、水泳者や水中歩行者は、スイミングプール１の右側に位置することを示し、また、フィルタ回路Ｂ１０４ｂで周波数ｆ２を検出し、その信号レベルが信号強度検出手段Ｂ１０５ｂにより基準レベル以上の信号強度であることを検出すれば、左側に位置することを示す。
【００２０】
図１の演算処理部１０６は、フィルタ回路１０４ａ、１０４ｂと信号強度検出手段１０５ａ、１０５ｂから得られた位置情報により、スイミングプールの往復移動の回数を計算するために設ける。
【００２１】
図３は、本発明の一実施形態を示す演算処理部のフローチャートである。この図３において、Ｓ００１で周波数ｆ１の基準レベル以上の信号強度を検出すると、Ｓ００２で往復回数Ｎ＝０回とし、計算処理を開始する。そして、次に、Ｓ００３で直近の受信周波数と異なる周波数ｆ２の基準レベル以上の信号強度を検出すると、Ｓ００４で往復回数Ｎ＝Ｘ＋０．５回（Ｘ＝０）を計算し、スイミングプールの往復回数を０．５回とする。さらに、Ｓ００５で直近の受信周波数と異なる周波数ｆ１の基準レベル以上の信号強度を検出すると、Ｓ００６で往復回数Ｎ＝Ｘ＋１回（Ｘ＝０）を計算し、スイミングプールの往復回数を１回とする。以降、Ｓ００７で往復回数が増加する毎にＸ＝１，２，３…ｎとし、Ｓ００３からＳ００６の計算処理を繰り返し実行する。また、Ｓ００８で周波数ｆ２の基準レベル以上の信号強度を検出する場合についても、Ｓ００９からＳ０１４の処理を同じように実行して往復回数の計算をする。なお、Ｓ０１５のリセット操作によって、実行された往復回数の計算はクリアされ、Ｓ００１の最初の処理に戻ることとした。
【００２２】
例えば、図２のような配置のスイミングプールにおいて、水泳者や水中歩行者が、スイミングプール１の右側から入水し、周波数ｆ１の基準レベル以上の信号強度を検出（Ｓ００１）すれば、往復回数Ｎ＝０回とし、計算処理を開始（Ｓ００２）する。そこから左方向に移動し、スイミングプールの左側で周波数ｆ２の基準レベル以上の信号強度を検出（Ｓ００３）すれば、往復回数Ｎ＝Ｘ＋０．５回（Ｘ＝０）とし、スイミングプールの往復回数は０．５回（Ｓ００４）となる。さらに、そこから右方向に移動し、スイミングプールの右側に戻り、周波数ｆ１の基準レベル以上の信号強度を検出（Ｓ００５）すれば、往復回数Ｎ＝Ｘ＋１回（Ｘ＝０）とし、スイミングプールの往復回数は１回（Ｓ００６）となる。また、再びスイミングプールの左側に移動して、周波数ｆ２の基準レベル以上の信号強度を検出（Ｓ００３）すれば、往復回数Ｎ＝Ｘ＋０．５回（Ｘ＝１）とし、スイミングプールの往復回数は１．５回（Ｓ００４）となる。以降、この計算処理が繰り返し行われることで、スイミングプールの往復回数を求める。なお、水泳者や水中歩行者が、スイミングプールの左端から入水する場合についても、周波数ｆ２の基準レベル以上の信号強度を検出（Ｓ００８）すれば、往復回数Ｎ＝０回とし、計算処理が開始（Ｓ００９）され、Ｓ０１０以降の処理を同様に実行して往復回数を求める。
【００２３】
図１の表示部１０７は、演算処理部１０６における計算処理の結果に基づき、スイミングプールの往復回数を、受音装置の表示板に電気的に表示する装置である。
【００２４】
以上のような機能を有する受音装置について、図４の本発明の一実施形態を示す受音装置の外形図に示した。図４の受音装置の表面には、発音装置の水中音波を受信する集音マイク７、スイミングプールの往復回数を表示する表示板８、電源ボタン９、リセットボタン１０が配置され、受音装置の本体は防水構造のケース１１に収納されるとともに、樹脂等の弾性素材により表面加工を施すことで安全性を確保し、水泳者や水中歩行者の腕や腰等にベルト１２等を用いて取り付けられる。また、この図４では、ベルト１２により受音装置を腕に固定した腕用受音装置１３と、フック等により水着に固定した腰用受音装置１４を水泳者に取り付けた例を示した。
【００２５】
なお、受音装置は、水泳者や水中歩行者が身に付けるビート板等の水泳補助具に組み込んでも良い。図５は、本発明の一実施形態を示す水泳補助具の受音装置の外形図である。図５では、ビート板１５の表側に表示板８、電源ボタン９、リセットボタン１０と、ビート板１５の水中側に集音マイク７を設けた例を示した。
【００２６】
この実施形態のスイミングプール往復回数計測装置に係わる一連の動作をまとめると、図６の本発明の一実施形態を示す全体動作のフローチャートのようになる。図６において、Ｓ２０１で発音装置により、スイミングプールの両側で異なる周波数ｆ１、ｆ２の水中音波を発生し、Ｓ２０２で受音装置を身に付けた水泳者や水中歩行者が、スイミングプールに入水して、初めにスイミングプールの両側の位置に来ると、Ｓ２０３で受音装置のフィルタ回路及び信号強度検出手段により、周波数ｆ１またはｆ２の基準レベル以上の信号強度を検出し、Ｓ２０４で演算処理部により往復回数の計算処理が開始され、Ｓ２０５で受音装置を身に付けた水泳者や水中歩行者が、スイミングプールを往復移動すると、Ｓ２０６で直近の受信周波数と異なる周波数ｆ１またはｆ２の基準レベル以上の信号強度を検出する毎に、往復回数の計算処理を実行し、Ｓ２０７で往復回数の計算結果を表示部に出力するものである。
【００２７】
以上のように、この実施形態によれば、スイミングプールに水中音波を発生させる発音装置を設け、水泳者や水中歩行者が各々身に付けた受音装置により、発音装置から発せられた水中音波の信号を検出及び処理するシステムであるため、多数の水泳者や水中歩行者が、スイミングプールを往復移動した回数を自動的に計測することができる。
【００２８】
また、水泳者や水中歩行者が、スイミングプールを往復移動した回数は、水中音波を用いて自動的に計測するため、スイミングプールを往復移動した回数を人が数えて記憶する作業がなくなり、トレーニングに集中することができる。
【００２９】
なお、水泳者や水中歩行者がスイミングプールの両側に位置することを検出する方法は、この実施形態における受信音波の信号レベルと基準レベルを比較する方法による場合、基準レベル以上の信号強度を検出できる位置、すなわち、図２の受音エリア６に到達すれば、水泳者や水中歩行者は、スイミングプール１の両側に位置することを示し、スイミングプール１の両側の壁面よりもわずかに手前で往復回数が加算されることになる。つまり、水泳競技において、スイミングプールの両側でターンをするとき、壁面に触れるという動作が、本発明には反映されていない。しかし、本発明は、現行の公式水泳競技規則に基づく装置ではなく、多数の人が利用するスポーツジムやレジャー用のスイミングプールにおいて、主に一般の人が、スイミングプールで水泳や水中歩行のトレーニングをする際に、その往復移動の回数を自動的に計測し、運動量の把握をするという利便性を重視している。
【００３０】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
図７は、本発明の他の実施形態を示す演算処理部のフローチャート、図８は、本発明の他の実施形態を示す受音装置のブロック図である。図３の実施形態における演算処理部は、スイミングプールの往復回数を計算するものであったが、他の実施形態による演算処理部は、図７のように、Ｓ００４ａ、Ｓ００６ａ、Ｓ０１１ａ、Ｓ０１３ａの各計算処理に、スイミングプールの往復距離（例えば、２５メートルのスイミングプールであれば、１往復分の距離５０メートルとする。）をＬに代入することで、移動距離Ｄとして計算を実行し、スイミングプールの移動距離を求めることができる。また、図８のように、受音装置１０１にタイマ部１０８を設けることによって、スイミングプールを往復移動するのに費やした運動時間を算出したり、記憶部１０９を設けることによって、計測した往復回数や移動距離、運動時間のデータを登録したりする機能を設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】 本発明の一実施形態を示す受音装置のブロック図である。
【図２】 本発明の一実施形態を示す概略的な配置図である。
【図３】 本発明の一実施形態を示す演算処理部のフローチャートである。
【図４】 本発明の一実施形態を示す受音装置の外形図である。
【図５】 本発明の一実施形態を示す水泳補助具の受音装置の外形図である。
【図６】 本発明の一実施形態を示す全体動作のフローチャートである。
【図７】 本発明の他の実施形態を示す演算処理部のフローチャートである。
【図８】 本発明の他の実施形態を示す受音装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００３２】
１ スイミングプール
２ コースロープ
３ 水泳者
４ 水中歩行者
５ 超音波振動子
６ 受音エリア
７ 集音マイク
８ 表示板
９ 電源ボタン
１０ リセットボタン
１１ ケース
１２ ベルト
１３ 腕用受音装置
１４ 腰用受音装置
１５ ビート板
１００ 発音装置
１０１ 受音装置
１０２ 集音部
１０３ 増幅器
１０４ フィルタ回路
１０５ 信号強度検出手段
１０６ 演算処理部
１０７ 表示部
１０８ タイマ部
１０９ 記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水泳者及び水中歩行者が、スイミングプールを往復移動した回数を、水中音波を用いて計測する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイミングプールは、水泳選手のトレーニングだけでなく、一般の人にも健康管理等を目的として利用され、水泳や水中歩行等の水中運動が行われている。水泳選手のトレーニングでは、専門のコーチが選手の運動量を管理することが多いが、従来、一般の人の場合は、水泳や水中歩行でスイミングプールを往復移動した回数は、水泳者や水中歩行者が自分自身で数えて記憶し、運動量を把握するのが主流であった。
【０００３】
また、従来、水泳者が、スイミングプールを移動した距離を確認するシステムとしては、特開平５−１１７０２６号公報の水泳距離確認板や、特開２００１−３７９４４号公報の水泳用タッチパネル装置の表示板等に開示されている。前者は、水泳距離を表示した板と磁石ボタンを利用し、スイミングプールの両側でターンをするとき、水泳距離が表示された板の上の磁石ボタンの位置を置き換えることで水泳距離を確認する。また、後者は、スイミングプールの壁面に設けたタッチパネルを利用し、スイミングプールの両側でターンをするとき、タッチパネルを手や足で押すことにより、表示板に水泳距離等の水泳データを電気的に表示させて水泳距離を確認するものである。
【特許文献１】特開平５−１１７０２６号公報
【特許文献２】特開２００１−３７９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、水泳や水中歩行で、スイミングプールを往復移動した回数を人が数えて記憶する場合は、数えている途中で回数を忘れたり、往復回数を数えることに意識を向けることで、トレーニングへの集中力が低下したりする。
【０００５】
また、従来のシステムの水泳距離を表示した板と磁石ボタンを利用する方法や、スイミングプールの壁面に設けたタッチパネルを利用する方法は、複数の水泳者が、スイミングプールの同一コース内を往復移動している場合、各々の水泳者の水泳距離を確認しにくいので、多数の人が利用するスポーツジムやレジャー用のスイミングプールにおける水泳距離の計測手段としては適さない。
【０００６】
そこで、本発明は、多数の水泳者や水中歩行者が、スイミングプールを往復移動した回数を自動的に計測する装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、第一発明は、スイミングプールに水中音波を発生させる発音装置を設け、水泳者及び水中歩行者が各々身に付けた受音装置で、当該発音装置から発せられた水中音波の信号を検出することにより、同スイミングプール内の水泳者及び水中歩行者の位置情報を得て、この位置情報に基づき、当該受音装置の演算処理部で同水泳者及び水中歩行者がスイミングプールを往復移動した回数を計算し、この計算結果を当該受音装置の表示部に出力することを特徴とするスイミングプール往復回数計測装置である。
【０００８】
また、第二発明は、前記スイミングプール内における水泳者及び水中歩行者の位置情報は、同スイミングプールの両側に、それぞれ異なる周波数の水中音波を発生させる発音装置を設け、同水泳者及び水中歩行者が各々身に付けた受音装置で、当該発音装置から発せられた水中音波を受信し、当該受音装置のフィルタ回路と信号強度検出手段により、受信した水中音波の周波数の相違と信号レベルの強度を検出して得ることを特徴とする前記第一発明に記載のスイミングプール往復回数計測装置である。
【発明の効果】
【０００９】
第一発明、または第二発明によれば、スイミングプールに水中音波を発生させる発音装置を設け、水泳者や水中歩行者が各々身に付けた受音装置により、発音装置から発せられた水中音波の信号を検出及び処理するシステムであるため、多数の水泳者や水中歩行者が、スイミングプールを往復移動した回数を自動的に計測することができる。
【００１０】
また、水泳者や水中歩行者が、スイミングプールを往復移動した回数は、水中音波を用いて自動的に計測するため、スイミングプールを往復移動した回数を人が数えて記憶する作業がなくなり、トレーニングに集中することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の一実施形態を、図１〜図６を参照して詳細に説明する。
図２は、本発明の一実施形態を示す概略的な配置図である。図２は、コースロープ２により区分されたスイミングプール１において、一番上のコースは、水泳者３がスイミングプールの右側から出発した後、矢印に沿って左方向に移動している状況を示し、また、上から二番のコースは、水中歩行者４ａ、４ｂが、スイミングプールの右側から出発した後、水中歩行者４ａは矢印に沿ってスイミングプールの左側に到達し、また、水中歩行者４ｂはスイミングプールの左側に到達してから、ターンをして右側に戻ってくるというスイミングプールにおける往復移動の例を示している。
【００１２】
また、この図２において、この実施形態によるスイミングプール往復回数計測装置は、スイミングプール１の両側に設けた超音波振動子５ａ、５ｂによる発音装置と、水泳者３や水中歩行者４ａ、４ｂに取り付けられ、発音装置から発せられた水中音波の信号を検出及び処理する受音装置により構成される。
【００１３】
まず、発音装置について説明する。
図２の超音波振動子５ａ、５ｂは、超音波発生器に接続され、この超音波発生器で周波数ｆ１、ｆ２を設定し、増幅器により電圧をかけることで、スイミングプール１にそれぞれ異なる周波数ｆ１、ｆ２の水中音波を発生する発音装置である。また、この図２では、超音波振動子５ａ、５ｂは、スイミングプール１の両側の水中壁面に、それぞれ３箇所取り付けられ、超音波振動子５ａは、スイミングプール１の右側で周波数ｆ１を、また、超音波振動子５ｂは、スイミングプール１の左側で周波数ｆ２の水中音波を発生している状況を示している。
【００１４】
この発音装置から発生する水中音波の周波数ｆ１、ｆ２は、水泳者や水中歩行者の水中運動に影響を与えないようにするため、人の可聴範囲の周波数２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚを超える超音波域の周波数で設定する。
【００１５】
次いで、受音装置について説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す受音装置のブロック図である。この図１において、発音装置１００から発せられた周波数ｆ１、ｆ２の水中音波を受信する受音装置１０１は、集音部１０２、増幅器１０３、フィルタ回路１０４ａ、１０４ｂ、信号強度検出手段１０５ａ、１０５ｂ、演算処理部１０６、表示部１０７から構成される。なお、図示していないが、この受音装置１０１は、バッテリに接続され電源供給がなされる。
【００１６】
図１の集音部１０２に設けた集音マイクで受信した水中音波の信号は、増幅器１０３により所定の信号レベルに増幅された後、フィルタ回路１０４ａ、１０４ｂにより不必要な周波数成分を除去する。つまり、集音部１０２により捉えた水中音波は、水中の幅広い周波数成分が含まれるので、発音装置１００から発せられた周波数ｆ１、ｆ２を、それぞれ選択的に取り出す必要がある。このため、周波数ｆ１のフィルタとしてフィルタ回路Ａ１０４ａを、周波数ｆ２のフィルタとしてフィルタ回路Ｂ１０４ｂを設ける。
【００１７】
また、図１では、フィルタ回路１０４ａ、１０４ｂにより分離された周波数ｆ１、ｆ２の各受信音波の信号レベルの強度を検出するため、周波数ｆ１の信号強度を検出する信号強度検出手段Ａ１０５ａと、周波数ｆ２の信号強度を検出する信号強度検出手段Ｂ１０５ｂを設ける。この信号強度の検出は、周波数ｆ１、ｆ２の各受信音波の信号レベルとあらかじめ設定した基準レベルを比較して求める。
【００１８】
この基準レベルは、発音装置から発せられる水中音波を、図２のスイミングプール１の両側に設けた超音波振動子５ａ、５ｂから、それぞれ数メートル（例えば、３メートルとする。）離れた位置において測定したときの音圧レベルに相当する値とする。つまり、発音装置が発する水中音波を受信したとき、その信号強度が基準レベル以上であれば、スイミングプール１を往復移動する水泳者や水中歩行者は、スイミングプール１の両側に設けた超音波振動子５ａ、５ｂから、それぞれ３メートル以内の場所に位置することになる。このように、この実施形態において、受信音波の信号強度の検出は、音源に近づくほど音圧レベルが増加するという音の性質から、基準レベル以上の受信音波の信号強度が得られる範囲を受音エリア６とし、この受音エリア６をスイミングプール１における両側の位置として捉えている。この図２では、水中歩行者４ａは、受音エリア６に位置するが、一方、水泳者３と水中歩行者４ｂは、受音エリア６外であるため、スイミングプール１の両側に位置しないことになる。
【００１９】
これら、図１のフィルタ回路１０４ａ、１０４ｂと信号強度検出手段１０５ａ、１０５ｂを組み合わせることによって、水泳者や水中歩行者がスイミングプールのどちら側に存在するかという位置情報を得ることができる。すなわち、フィルタ回路Ａ１０４ａで周波数ｆ１を検出し、その信号レベルが信号強度検出手段Ａ１０５ａにより基準レベル以上の信号強度であることを検出すれば、図２では、水泳者や水中歩行者は、スイミングプール１の右側に位置することを示し、また、フィルタ回路Ｂ１０４ｂで周波数ｆ２を検出し、その信号レベルが信号強度検出手段Ｂ１０５ｂにより基準レベル以上の信号強度であることを検出すれば、左側に位置することを示す。
【００２０】
図１の演算処理部１０６は、フィルタ回路１０４ａ、１０４ｂと信号強度検出手段１０５ａ、１０５ｂから得られた位置情報により、スイミングプールの往復移動の回数を計算するために設ける。
【００２１】
図３は、本発明の一実施形態を示す演算処理部のフローチャートである。この図３において、Ｓ００１で周波数ｆ１の基準レベル以上の信号強度を検出すると、Ｓ００２で往復回数Ｎ＝０回とし、計算処理を開始する。そして、次に、Ｓ００３で直近の受信周波数と異なる周波数ｆ２の基準レベル以上の信号強度を検出すると、Ｓ００４で往復回数Ｎ＝Ｘ＋０．５回（Ｘ＝０）を計算し、スイミングプールの往復回数を０．５回とする。さらに、Ｓ００５で直近の受信周波数と異なる周波数ｆ１の基準レベル以上の信号強度を検出すると、Ｓ００６で往復回数Ｎ＝Ｘ＋１回（Ｘ＝０）を計算し、スイミングプールの往復回数を１回とする。以降、Ｓ００７で往復回数が増加する毎にＸ＝１，２，３…ｎとし、Ｓ００３からＳ００６の計算処理を繰り返し実行する。また、Ｓ００８で周波数ｆ２の基準レベル以上の信号強度を検出する場合についても、Ｓ００９からＳ０１４の処理を同じように実行して往復回数の計算をする。なお、Ｓ０１５のリセット操作によって、実行された往復回数の計算はクリアされ、Ｓ００１の最初の処理に戻ることとした。
【００２２】
例えば、図２のような配置のスイミングプールにおいて、水泳者や水中歩行者が、スイミングプール１の右側から入水し、周波数ｆ１の基準レベル以上の信号強度を検出（Ｓ００１）すれば、往復回数Ｎ＝０回とし、計算処理を開始（Ｓ００２）する。そこから左方向に移動し、スイミングプールの左側で周波数ｆ２の基準レベル以上の信号強度を検出（Ｓ００３）すれば、往復回数Ｎ＝Ｘ＋０．５回（Ｘ＝０）とし、スイミングプールの往復回数は０．５回（Ｓ００４）となる。さらに、そこから右方向に移動し、スイミングプールの右側に戻り、周波数ｆ１の基準レベル以上の信号強度を検出（Ｓ００５）すれば、往復回数Ｎ＝Ｘ＋１回（Ｘ＝０）とし、スイミングプールの往復回数は１回（Ｓ００６）となる。また、再びスイミングプールの左側に移動して、周波数ｆ２の基準レベル以上の信号強度を検出（Ｓ００３）すれば、往復回数Ｎ＝Ｘ＋０．５回（Ｘ＝１）とし、スイミングプールの往復回数は１．５回（Ｓ００４）となる。以降、この計算処理が繰り返し行われることで、スイミングプールの往復回数を求める。なお、水泳者や水中歩行者が、スイミングプールの左端から入水する場合についても、周波数ｆ２の基準レベル以上の信号強度を検出（Ｓ００８）すれば、往復回数Ｎ＝０回とし、計算処理が開始（Ｓ００９）され、Ｓ０１０以降の処理を同様に実行して往復回数を求める。
【００２３】
図１の表示部１０７は、演算処理部１０６における計算処理の結果に基づき、スイミングプールの往復回数を、受音装置の表示板に電気的に表示する装置である。
【００２４】
以上のような機能を有する受音装置について、図４の本発明の一実施形態を示す受音装置の外形図に示した。図４の受音装置の表面には、発音装置の水中音波を受信する集音マイク７、スイミングプールの往復回数を表示する表示板８、電源ボタン９、リセットボタン１０が配置され、受音装置の本体は防水構造のケース１１に収納されるとともに、樹脂等の弾性素材により表面加工を施すことで安全性を確保し、水泳者や水中歩行者の腕や腰等にベルト１２等を用いて取り付けられる。また、この図４では、ベルト１２により受音装置を腕に固定した腕用受音装置１３と、フック等により水着に固定した腰用受音装置１４を水泳者に取り付けた例を示した。
【００２５】
なお、受音装置は、水泳者や水中歩行者が身に付けるビート板等の水泳補助具に組み込んでも良い。図５は、本発明の一実施形態を示す水泳補助具の受音装置の外形図である。図５では、ビート板１５の表側に表示板８、電源ボタン９、リセットボタン１０と、ビート板１５の水中側に集音マイク７を設けた例を示した。
【００２６】
この実施形態のスイミングプール往復回数計測装置に係わる一連の動作をまとめると、図６の本発明の一実施形態を示す全体動作のフローチャートのようになる。図６において、Ｓ２０１で発音装置により、スイミングプールの両側で異なる周波数ｆ１、ｆ２の水中音波を発生し、Ｓ２０２で受音装置を身に付けた水泳者や水中歩行者が、スイミングプールに入水して、初めにスイミングプールの両側の位置に来ると、Ｓ２０３で受音装置のフィルタ回路及び信号強度検出手段により、周波数ｆ１またはｆ２の基準レベル以上の信号強度を検出し、Ｓ２０４で演算処理部により往復回数の計算処理が開始され、Ｓ２０５で受音装置を身に付けた水泳者や水中歩行者が、スイミングプールを往復移動すると、Ｓ２０６で直近の受信周波数と異なる周波数ｆ１またはｆ２の基準レベル以上の信号強度を検出する毎に、往復回数の計算処理を実行し、Ｓ２０７で往復回数の計算結果を表示部に出力するものである。
【００２７】
以上のように、この実施形態によれば、スイミングプールに水中音波を発生させる発音装置を設け、水泳者や水中歩行者が各々身に付けた受音装置により、発音装置から発せられた水中音波の信号を検出及び処理するシステムであるため、多数の水泳者や水中歩行者が、スイミングプールを往復移動した回数を自動的に計測することができる。
【００２８】
また、水泳者や水中歩行者が、スイミングプールを往復移動した回数は、水中音波を用いて自動的に計測するため、スイミングプールを往復移動した回数を人が数えて記憶する作業がなくなり、トレーニングに集中することができる。
【００２９】
なお、水泳者や水中歩行者がスイミングプールの両側に位置することを検出する方法は、この実施形態における受信音波の信号レベルと基準レベルを比較する方法による場合、基準レベル以上の信号強度を検出できる位置、すなわち、図２の受音エリア６に到達すれば、水泳者や水中歩行者は、スイミングプール１の両側に位置することを示し、スイミングプール１の両側の壁面よりもわずかに手前で往復回数が加算されることになる。つまり、水泳競技において、スイミングプールの両側でターンをするとき、壁面に触れるという動作が、本発明には反映されていない。しかし、本発明は、現行の公式水泳競技規則に基づく装置ではなく、多数の人が利用するスポーツジムやレジャー用のスイミングプールにおいて、主に一般の人が、スイミングプールで水泳や水中歩行のトレーニングをする際に、その往復移動の回数を自動的に計測し、運動量の把握をするという利便性を重視している。
【００３０】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
図７は、本発明の他の実施形態を示す演算処理部のフローチャート、図８は、本発明の他の実施形態を示す受音装置のブロック図である。図３の実施形態における演算処理部は、スイミングプールの往復回数を計算するものであったが、他の実施形態による演算処理部は、図７のように、Ｓ００４ａ、Ｓ００６ａ、Ｓ０１１ａ、Ｓ０１３ａの各計算処理に、スイミングプールの往復距離（例えば、２５メートルのスイミングプールであれば、１往復分の距離５０メートルとする。）をＬに代入することで、移動距離Ｄとして計算を実行し、スイミングプールの移動距離を求めることができる。また、図８のように、受音装置１０１にタイマ部１０８を設けることによって、スイミングプールを往復移動するのに費やした運動時間を算出したり、記憶部１０９を設けることによって、計測した往復回数や移動距離、運動時間のデータを登録したりする機能を設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】 本発明の一実施形態を示す受音装置のブロック図である。
【図２】 本発明の一実施形態を示す概略的な配置図である。
【図３】 本発明の一実施形態を示す演算処理部のフローチャートである。
【図４】 本発明の一実施形態を示す受音装置の外形図である。
【図５】 本発明の一実施形態を示す水泳補助具の受音装置の外形図である。
【図６】 本発明の一実施形態を示す全体動作のフローチャートである。
【図７】 本発明の他の実施形態を示す演算処理部のフローチャートである。
【図８】 本発明の他の実施形態を示す受音装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００３２】
１ スイミングプール
２ コースロープ
３ 水泳者
４ 水中歩行者
５ 超音波振動子
６ 受音エリア
７ 集音マイク
８ 表示板
９ 電源ボタン
１０ リセットボタン
１１ ケース
１２ ベルト
１３ 腕用受音装置
１４ 腰用受音装置
１５ ビート板
１００ 発音装置
１０１ 受音装置
１０２ 集音部
１０３ 増幅器
１０４ フィルタ回路
１０５ 信号強度検出手段
１０６ 演算処理部
１０７ 表示部
１０８ タイマ部
１０９ 記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイミングプールに水中音波を発生させる発音装置を設け、水泳者及び水中歩行者が各々身に付けた受音装置で、当該発音装置から発せられた水中音波の信号を検出することにより、同スイミングプール内の水泳者及び水中歩行者の位置情報を得て、この位置情報に基づき、当該受音装置の演算処理部で同水泳者及び水中歩行者がスイミングプールを往復移動した回数を計算し、この計算結果を当該受音装置の表示部に出力することを特徴とするスイミングプール往復回数計測装置。
【請求項２】
前記スイミングプール内における水泳者及び水中歩行者の位置情報は、同スイミングプールの両側に、それぞれ異なる周波数の水中音波を発生させる発音装置を設け、同水泳者及び水中歩行者が各々身に付けた受音装置で、当該発音装置から発せられた水中音波を受信し、当該受音装置のフィルタ回路と信号強度検出手段により、受信した水中音波の周波数の相違と信号レベルの強度を検出して得ることを特徴とする請求項１記載のスイミングプール往復回数計測装置。
【請求項１】
スイミングプールに水中音波を発生させる発音装置を設け、水泳者及び水中歩行者が各々身に付けた受音装置で、当該発音装置から発せられた水中音波の信号を検出することにより、同スイミングプール内の水泳者及び水中歩行者の位置情報を得て、この位置情報に基づき、当該受音装置の演算処理部で同水泳者及び水中歩行者がスイミングプールを往復移動した回数を計算し、この計算結果を当該受音装置の表示部に出力することを特徴とするスイミングプール往復回数計測装置。
【請求項２】
前記スイミングプール内における水泳者及び水中歩行者の位置情報は、同スイミングプールの両側に、それぞれ異なる周波数の水中音波を発生させる発音装置を設け、同水泳者及び水中歩行者が各々身に付けた受音装置で、当該発音装置から発せられた水中音波を受信し、当該受音装置のフィルタ回路と信号強度検出手段により、受信した水中音波の周波数の相違と信号レベルの強度を検出して得ることを特徴とする請求項１記載のスイミングプール往復回数計測装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−１８９９８８（Ｐ２００６−１８９９８８Ａ）
【公開日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３８２９６３（Ｐ２００４−３８２９６３）
【出願日】平成１６年１２月３１日（２００４．１２．３１）
【出願人】（５９９０８０３４０）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月３１日（２００４．１２．３１）
【出願人】（５９９０８０３４０）
【Ｆターム（参考）】
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