JP2002257530A - ボール運動計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡便に、かつ精度よくボールの運動を計測す
ることができる装置の提供。 【解決手段】 ボール運動計測装置は、ラインセンサ２
を備えている。ラインセンサ２は、ライン状に並べられ
た多数のＣＣＤ素子１３を備えている。ＣＣＤ素子１３
には、ランプ１から照明光（平行光）が照射されてい
る。ゴルフクラブ１２によって打撃されたゴルフボール
１０は、検知面を通過する。すると、通過箇所の真下に
位置する複数のＣＣＤ素子１３への照明光が、一時的に
遮蔽される。そして、これらのＣＣＤ素子１３から出力
される信号の電流値が一時的に低下する。これにより、
その真上をゴルフボール１０が通過したＣＣＤ素子１３
がで特定される。このＣＣＤ素子１３と打撃前のゴルフ
ボール１０との位置関係から、ゴルフボール１０の左右
振れ角度が算出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばゴルフボー
ル、テニスボール等のボールの運動計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゴルフボールがゴルフクラブで打撃され
ると、水平方向に対して所定の角度で打ち出される。こ
の角度は「打ち出し角度」と称されている。また、ゴル
フボールは、目標方向に対して左右にずれて打ち出され
ることもある。左右のずれはゴルファーのミスショット
に起因して生ずることがあり、また、ゴルファーの意図
やスイングの癖によって生ずることもある。目標方向に
対する左右のずれの角度は、「左右振れ角度」と称され
ている。

【０００３】打ち出し角度と左右振れ角度とは、その後
のゴルフボールの弾道に大きく影響を及ぼす。同様に、
打ち出された直後のゴルフボールの速度（初速）も、そ
の後の弾道に大きく影響を及ぼす。打ち出し角度、左右
振れ角度及び初速の計測は、ゴルファーのスイングフォ
ームの診断に有効である。また、ゴルフボールやゴルフ
クラブの評価においてもこれらの計測は有効であり、ゴ
ルフボール及びゴルフクラブの開発段階ではこれらの計
測が不可避となっている。

【０００４】図６は、従来の左右振れ角度の計測の様子
が示された模式的斜視図である。この図には、ティ９
と、このティ９に載置されたゴルフボール１０と、ヘッ
ド１１を備えたゴルフクラブ１２と、投光部５１と、受
光部５２とが示されている。投光部５１は、打撃目標方
向に対して垂直方向に多数並べられた投光器５３を備え
ている。また、受光部５２は、打撃目標方向に対して垂
直方向に多数並べられた受光器５４を備えている。投光
器５３からは、図中二点鎖線で示されるように、受光器
５４に向けてレーザービーム５５が照射されている。レ
ーザービーム５５の進行方向は、鉛直下向きである。投
光器５３と受光器５４とは、１対１で対応している。１
つの投光器５３から発せられたレーザービーム５５が１
つの受光器５４で受光されるように、投光器５３と受光
器５４との位置関係が調節されている。

【０００５】ゴルフボール１０は、打撃されるとレーザ
ービーム５５を横切って、すなわちレーザービーム５５
を一時的に遮蔽して飛行する。遮蔽（すなわちゴルフボ
ール１０の通過）は、受光器５４によって検知される。
いずれの受光器５４で通過が検知されたかによって、ゴ
ルフボール１０の左右振れ角度が算出される。

【０００６】投光器５３及び受光器５４は、通常は例え
ば３０ｍｍ程度のピッチで設けられている。一方、ゴル
フボール１０の直径は４３ｍｍ程度なので、ゴルフボー
ル１０は複数のレーザービーム５５を遮蔽する。従っ
て、左右振れ角度の算出では、レーザービーム５５ごと
の遮蔽の順序、遮蔽の時間のずれ等が考慮される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この計測方法では投光
部５１と受光部５２との両方が設置される必要があり、
大がかりな計測装置となってしまう。また、投光器５３
及び受光器５４は概して高価であり、しかも投光器５３
と受光器５４との光軸合わせが必要であるため、計測装
置の製造コストが高い。また、光軸のずれを防止する観
点から投光部５１と受光部５２との位置関係を固定する
手段（例えば強靱な支柱等）が必要であり、計測装置を
屋外に持ち出しての計測はほとんど不可能である。

【０００８】さらに、この計測装置では、前述のように
投光器５３及び受光器５４は所定間隔で並べられている
ので、ゴルフボール１０の輪郭の一部がレーザービーム
５５、５５同士の間隙を通過する場合もある。この場合
は、左右振れ角度の測定精度が低下してしまう。投光器
５３及び受光器５４の設置間隔が小さく設定されれば測
定精度は向上するが、この場合は投光器５３と受光器５
４との光軸合わせが極めて煩雑となってしまうという問
題がある。

【０００９】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、簡便にかつ精度よくボールの運動を計測す
ることができる装置の提供を目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めになされた発明は、ライン状に並べられた多数のＣＣ
Ｄ素子を備えたラインセンサと、このラインセンサが形
成する検知面をボールが通過する際のＣＣＤ素子からの
出力信号の変化に基づき、ボールの飛行方向又は飛行速
度を算出する演算手段とを備えたボール運動計測装置、
である。

【００１１】このボール運動計測装置では、ＣＣＤ素子
によってボールの通過が検知される。このボール運動計
測装置はコンパクトであり、しかも光軸合わせの必要が
ない。従って、このボール運動計測装置は低コストで得
られる。また、ＣＣＤ素子は密に並べられうるので、ボ
ール運動の計測精度が高められうる。

【００１２】好ましくは、ボール運動計測装置は、ライ
ンセンサに向けて照明光を照射する照明手段をさらに備
える。これにより、通過するボールの検知（特に輪郭部
分の検知）が高精度でなされる。特に、平行光が照射さ
れれば、計測精度がさらに向上する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、適宜図面が参照されつつ、
好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明され
る。

【００１４】図１は、本発明の一実施形態にかかるボー
ル運動計測装置が示されたブロック図である。このボー
ル運動計測装置は、照射手段としてのランプ１と、ライ
ンセンサ２と、演算手段としてのＣＰＵ３と、モニタ４
と、プリンタ５とを備えている。ラインセンサ２は、ケ
ーブル６によってＣＰＵ３に接続されている。モニタ４
は、ケーブル７によってＣＰＵ３に接続されている。プ
リンタ５は、ケーブル８によってＣＰＵ３に接続されて
いる。

【００１５】図２は、図１のボール運動計測装置が用い
られた計測の様子が示された模式的斜視図である。この
図には、ティ９と、このティ９に載置されたゴルフボー
ル１０と、ヘッド１１を備えたゴルフクラブ１２と、ラ
インセンサ２と、ランプ１とが示されている。ラインセ
ンサ２とランプ１とは、平行に設置されている。ライン
センサ２とランプ１とは、その長手方向がゴルフボール
１０の目標方向と直交するように設置されている。ライ
ンセンサ２は、その長手方向に沿って多数並べられたＣ
ＣＤ素子１３を備えている。ランプ１からは、ラインセ
ンサ２に向けて照明光が照射されている。ランプ１とラ
インセンサ２とを含む平面が、検知面である。

【００１６】ＣＣＤ素子１３からは、ＣＰＵ３（図２に
は示されず）に向けて出力信号が発せられている。この
出力信号の電流値は、ＣＣＤ素子１３が感知する明るさ
に応じて変化する。具体的には、明るい場合は電流値が
大きくなり、暗い場合は電流値が小さくなる。前述のよ
うにラインセンサ２にはランプ１から照明光が照射され
ているので、ＣＣＤ素子１３は通常は比較的大きな電流
値の出力信号を発している。

【００１７】このボール運動計測装置でゴルフボール１
０の運動が計測されるときは、まずティ９にゴルフボー
ル１０が載置され、ゴルファーがゴルフクラブ１２をス
イングする。すると、ヘッド１１がゴルフボール１０と
衝突する。これにより、ゴルフボール１０は、概ね図２
における右斜め上方向に打ち出される。打ち出されたゴ
ルフボール１０は、検知面を通過する。

【００１８】ゴルフボール１０が検知面を通過すると、
その通過箇所の真下に位置する複数のＣＣＤ素子１３へ
の照明光が一時的に遮蔽される。そして、これらのＣＣ
Ｄ素子１３から出力される信号の電流値が一時的に低下
する。これにより、その真上をゴルフボール１０が通過
したＣＣＤ素子１３がＣＰＵ３で特定される。打撃前の
ゴルフボール１０の位置（ティ９の位置）はあらかじめ
解っているので、このティ９とその真上をゴルフボール
１０が通過したＣＣＤ素子１３との位置関係から、ＣＰ
Ｕ３がゴルフボール１０の左右振れ角度を算出する。算
出された左右振れ角度はモニタ４に表示され、又はプリ
ンタ５で出力される。

【００１９】この計測装置では、ＣＣＤ素子１３を備え
たラインセンサ２によって左右振れ角度が検知されるの
で、投光部５１と受光部５２とが設けられた従来の計測
装置のように大がかりとなることがない。また、照明光
は概ねラインセンサ２に向けられておればよいので、従
来の計測装置において必要であった厳密な光軸合わせは
不要である。従って、この計測装置は低コストで得られ
る。また、従来の計測装置に必要であった、投光部５１
と受光部５２との位置関係を固定する支柱等も不要なの
で、この計測装置が屋外（例えばゴルフ場）に持ち運ば
れ、ここで計測が行われることも可能である。さらに
は、例えばゴルフ練習場（いわゆる「打ちっ放し」）や
ゴルフ用品販売店に、この計測装置が設けられることも
可能である。

【００２０】ＣＣＤ素子１３は極めて密に配列されうる
ので、ラインセンサ２において照明光が遮蔽される幅
は、ゴルフボール１０の直径がほぼ反映された幅とな
る。従って、レーザービーム５５が用いられている従来
の計測装置に比べて、計測精度が向上する。

【００２１】図３は、図２のラインセンサ２の一部が示
された拡大正面図である。この図における左右方向が、
ラインセンサ２の長手方向である。前述のように、ライ
ンセンサ２は長手方向に並ぶ多数のＣＣＤ素子１３を備
えている。計測精度の観点から、ＣＣＤ素子１３のピッ
チ（図３において両矢印Ｐで示されている）は５ｍｍ以
下が好ましく、２ｍｍ以下が特に好ましい。ピッチＰは
小さいほど計測精度が向上するが、あまりにピッチＰが
小さいラインセンサ２の製作が困難なので、通常はピッ
チＰは０．５ｍｍ以上とされる。計測精度の観点から、
ＣＣＤ素子１３、１３同士の間隙（図３において両矢印
Ｓで示されている）は０．５ｍｍ以下が好ましく、０．
１５ｍｍ以下が特に好ましく、理想的にはゼロである。

【００２２】好ましいラインセンサ２の具体例として
は、素子ピッチＰが１．０ｍｍと小さく、かつ間隙Ｓも
０．１ｍｍと小さいという理由から、浜松ホトニクス社
の商品名「フォトダイオードアレイ」が挙げられ、特に
「Ｓ４１１１シリーズ」が好ましい。

【００２３】ゴルフボール１０によって遮蔽される照明
光の輪郭とゴルフボール１０との輪郭が一致し、計測精
度が向上するとの観点から、照明光は平行光が好まし
い。なお、ゴルフボール１０の通過時と他の時とで明暗
の十分なコントラストが得られるときは、ランプ１が省
略されてもよい。

【００２４】図４は、本発明の他の実施形態にかかるボ
ール運動計測装置が用いられた計測の様子が示された模
式的斜視図である。この図には、ティ９と、このティ９
に載置されたゴルフボール１０と、ヘッド１１を備えた
ゴルフクラブ１２と、ラインセンサ１４とが示されてい
る。ラインセンサ１４は、ゴルフボール１０の弾道軌跡
よりも、図３における紙面奥寄りに設置されている。図
示されていないが、この計測装置も、図１及び図２に示
された計測装置と同様のＣＰＵ３、モニタ４、プリンタ
５及びランプ１を備えている。ラインセンサ１４は、Ｃ
ＰＵ３と接続されている。ランプ１は、ラインセンサ１
４に対して紙面手前に設けられており、ラインセンサ１
４に向かって照射光（好ましくは平行光）を照射してい
る。

【００２５】図４から明らかなように、この計測装置の
ラインセンサ１４では、ＣＣＤ素子１３は鉛直方向に並
べられている。ゴルフボール１０が打撃されて検知面を
通過すると、その通過箇所の正面に位置する複数のＣＣ
Ｄ素子１３（ゴルフボール１０の通過位置と高さが一致
するＣＣＤ素子１３）への照明光が一時的に遮蔽され
る。そして、これらのＣＣＤ素子１３から出力される信
号の電流値が一時的に低下する。これにより、その正面
をゴルフボール１０が通過したＣＣＤ素子１３がＣＰＵ
３で特定される。打撃前のゴルフボール１０とその正面
をゴルフボール１０が通過したＣＣＤ素子１３との位置
関係から、ＣＰＵ３がゴルフボール１０の打ち出し角度
を算出する。算出された打ち出し角度はモニタ４に表示
され、又はプリンタ５で出力される。

【００２６】水平方向にＣＣＤ素子１３が並べられたラ
インセンサ２（図２に示されるもの）と、鉛直方向にＣ
ＣＤ素子１３が並べられたラインセンサ１４（図４に示
されるもの）とが共に設けられ、ボール運動計測装置が
構成されてもよい。これにより、左右振れ角度と打ち出
し角度とが同時に計測されうる。

【００２７】図５は、本発明のさらに他の実施形態にか
かるボール運動計測装置が用いられた計測の様子が示さ
れた模式的斜視図である。この図には、ティ９と、この
ティ９に載置されたゴルフボール１０と、ヘッド１１を
備えたゴルフクラブ１２と、第一ラインセンサ１５と第
二ラインセンサ１６とが示されている。両ラインセンサ
１５、１６は、ゴルフボール１０の弾道軌跡よりも、図
５における紙面奥寄りに設置されている。図示されてい
ないが、この計測装置も、図１及び図２に示された計測
装置と同様のＣＰＵ３、モニタ４及びプリンタ５を備え
ている。ラインセンサ１５、１６は、ＣＰＵ３と接続さ
れている。また、この計測装置は、それぞれのラインセ
ンサ１５、１６に対応する２つのランプ１（図５には示
されず）を備えている。ランプ１は、ラインセンサ１
５、１６に対して紙面手前に設けられており、ラインセ
ンサ１５、１６に向かって照射光（好ましくは平行光）
を照射している。

【００２８】この計測装置のラインセンサ１５、１６で
も、図４に示されたラインセンサ１４と同様に、ＣＣＤ
素子１３は鉛直方向に並べられている。ゴルフボール１
０が打撃されると、まず第一ラインセンサ１５によって
その通過が検知される。次に、第二ラインセンサ１６に
よって、ゴルフボール１０の通過が検知される。そし
て、ゴルフボール１０の通過が第一ラインセンサ１５に
よって検知されてから第二ラインセンサ１６によって検
知されるまでの時間と、第一ラインセンサ１５から第二
ラインセンサ１６までの距離とに基づき、ＣＰＵ３がゴ
ルフボール１０の初速を算出する。算出された初速は、
モニタ４に表示され、又はプリンタ５で出力される。こ
の計測装置では、初速と共に打ち出し角度も算出されう
る。

【００２９】以上、ゴルフボール１０の飛行方向（打ち
出し角度及び左右振れ角度）及び飛行速度（初速）が例
とされて本発明が詳説されたが、例えばテニスボール等
の、ゴルフボール１０以外のボールの運動計測にも本発
明は用いられうる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明されたように、本発明のボール
運動計測装置が用いられれば、ボールの運動が精度よく
計測されうる。また、この運動計測装置は簡便かつ低コ
ストで得られる。さらに、この計測装置は運搬性に優れ
るので、自在の場所にて用いられうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかるボール運
動計測装置が示されたブロック図である。

【図２】図２は、図１のボール運動計測装置が用いられ
た計測の様子が示された模式的斜視図である。

【図３】図３は、図２のラインセンサの一部が示された
拡大正面図である。

【図４】図４は、本発明の他の実施形態にかかるボール
運動計測装置が用いられた計測の様子が示された模式的
斜視図である。

【図５】図５は、本発明のさらに他の実施形態にかかる
ボール運動計測装置が用いられた計測の様子が示された
模式的斜視図である。

【図６】図６は、従来の左右振れ角度の計測の様子が示
された模式的斜視図である。

【符号の説明】

１・・・ランプ ２、１４、１５、１６・・・ラインセンサ ３・・・ＣＰＵ ４・・・モニタ ５・・・プリンタ １０・・・ゴルフボール １１・・・ヘッド １２・・・ゴルフクラブ １３・・・ＣＣＤ素子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ライン状に並べられた多数のＣＣＤ素子
   を備えたラインセンサと、 このラインセンサが形成する検知面をボールが通過する
   際のＣＣＤ素子からの出力信号の変化に基づき、ボール
   の飛行方向又は飛行速度を算出する演算手段とを備えた
   ボール運動計測装置。
2. 【請求項２】 上記ラインセンサに向けて照明光を照射
   する照明手段をさらに備えた請求項１に記載のボール運
   動計測装置。
3. 【請求項３】 上記照明手段から照射される光線が平行
   光である請求項２に記載のボール運動計測装置。