(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動中の使用者の体の動きを測定して視覚的に表示する装置であって、
使用者に結合されて、運動中の使用者の体の動きを定量的に検出して、運動中の使用者の体の動きを示す信号を発生する検知手段、
前記検知手段によって発生された信号を受け取って処理する処理手段、
前記処理手段から処理された信号を受け取り、前記運動中の使用者の体の動きを図解的に示す少なくとも一つの映像を表示する表示手段、および
前記処理手段により処理された信号と前記運動中の人間の模範の動きに対応する信号を受け取り、前記使用者の体の動きと前記模範の動きとの間に差があることを、前記使用者のその動きに差があった関節の位置において身体的に知らせる手段
を備えていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記検知手段が、前記運動中に動かされる使用者の関節に、その関節の動きを邪魔しないように取り付けられ、その関節の動きを定量的に測定するセンサーを備えていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項３】
前記検知手段が、隣接する前記センサーを結合して、前記使用者の体に結合される単一のユニットを形成する柔軟な連結手段をさらに備えていることを特徴とする請求の範囲第２項記載の装置。
【請求項４】
前記センサーがポテンショメータを備えてなることを特徴とする請求の範囲第２項記載の装置。
【請求項５】
前記センサーが磁気運動センサーを備えてなることを特徴とする請求の範囲第２項記載の装置。
【請求項６】
前記センサーが光学運動センサーを備えてなることを特徴とする請求の範囲第２項記載の装置。
【請求項７】
前記センサーがステップモーターを備えてなることを特徴とする請求の範囲第２項記載の装置。
【請求項８】
前記処理手段が前記使用者の体に取り付けられるコンパクトな構造内に配されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項９】
前記処理手段が前記模範の動きに対応する信号を記憶するメモリー手段を備えていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項１０】
前記模範の人間の模範の動きに対応する信号が前記使用者が以前にその運動をしたときの体の動きに対応するものであることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項１１】
前記模範の人間の模範の動きに対応する信号が他の使用者がその運動をしたときの体の動きに対応するものであることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項１２】
前記模範の人間の模範の動きに対応する信号がその運動が理想的になされたときの体の動きに対応するものであることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項１３】
前記表示手段が、前記運動中の使用者の体の動きを図解的に示す少なくとも一つの映像をその使用者がその運動をするのとほぼ同時に表示することを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項１４】
前記表示手段が、前記運動中の使用者の体の動きを図解的に示す少なくとも一つの映像をその使用者がその運動をした後に表示することを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項１５】
前記表示手段が、前記運動中の使用者の体の動きを図解的に示す少なくとも一つの映像と、前記模範の人間の模範の動きを図解的に示す少なくとも一つの第２の映像とを、前記運動中の使用者の体の動きを前記模範の人間の模範の動きと比較できるように同時に表示することを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも一つの映像と前記少なくとも一つの第２の映像とが重ね合わせられることを特徴とする請求の範囲第15項記載の装置。
【請求項１７】
前記少なくとも一つの第２の映像が前記使用者が以前にその運動をしたときの体の動きに対応するものであることを特徴とする請求の範囲第15項記載の装置。
【請求項１８】
前記少なくとも一つの第２の映像が他の使用者がその運動をしたときの体の動きに対応するものであることを特徴とする請求の範囲第15項記載の装置。
【請求項１９】
前記少なくとも一つの第２の映像がその運動が理想的になされたときの体の動きに対応するものであることを特徴とする請求の範囲第15項記載の装置。
【請求項２０】
前記表示手段が、前記使用者の体の動きを図解的に示す少なくとも一つの映像と、前記模範の人間の模範の動きを図解的に示す少なくとも一つの第２の映像との差を視覚的に知らせる手段を備えていることを特徴とする請求の範囲第15項記載の装置。
【請求項２１】
前記表示手段が、前記使用者の体の動きを図解的に示す少なくとも一つの映像と、前記模範の人間の模範の動きを図解的に示す少なくとも一つの第２の映像との間に差が生じたときにそれを聴覚的に知らせる手段を備えていることを特徴とする請求の範囲第15項記載の装置。
【請求項２２】
前記身体的に知らせる手段が、前記使用者の関節の位置ごとに振動で知らせるものであることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項２３】
前記身体的に知らせる手段が、前記使用者の関節の位置ごとに電気ショックで知らせるものであることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項２４】
スイング中のゴルファーの体の動きを測定して視覚的に表示する装置であって、
ゴルファーに結合されて、スイング中のゴルファーの体とクラブの動きを定量的に検出して、スイング中のゴルファーの体の動きとクラブの動きを示す信号を発生する検知手段であって、前記スイング中に動かされるゴルファーの関節に、その関節の動きを邪魔しないように取り付けられ、その関節の動きを定量的に測定するセンサーを備えた検知手段、
前記検知手段によって発生された信号を受け取って処理する処理手段であって、前記スイング中の模範のゴルファーの模範の動きに対応する信号を受け取りその信号を記憶するメモリー手段を備えた処理手段、
前記処理手段から処理された信号と前記模範のゴルファーの模範の動きに対応する信号とを受け取り、前記スイング中のゴルファーの体の動きとクラブの動きとを図解的に示す少なくとも一つの映像を表示する表示手段、および
前記処理手段から処理された信号と前記模範の動きに対応する信号を受け取り、前記スイング中のゴルファーの動きと前記模範の動きとの間に差があることを、前記スイング中のゴルファーのその動きに差があった関節の位置において、身体的に知らせる手段
を備えていることを特徴とする装置。
【請求項２５】
前記検知手段が、隣接する前記センサーを結合して、前記ゴルファーの体に結合される単一のユニットを形成する柔軟な連結手段をさらに備えていることを特徴とする請求の範囲第24項記載のゴルフスイング測定装置。
【請求項２６】
前記センサーがポテンショメータを備えてなることを特徴とする請求の範囲第24項記載のゴルフスイング測定装置。
【請求項２７】
前記センサーが磁気センサーを備えてなることを特徴とする請求の範囲第24項記載のゴルフスイング測定装置。
【請求項２８】
前記センサーが光学センサーを備えてなることを特徴とする請求の範囲第24項記載のゴルフスイング測定装置。
【請求項２９】
前記センサーがステップモーターを備えてなることを特徴とする請求の範囲第24項記載のゴルフスイング測定装置。
【請求項３０】
前記模範のゴルファーの模範の動きに対応する信号が前記ゴルファーが以前にそのスイングをしたときの体の動きに対応するものであることを特徴とする請求の範囲第24項記載のゴルフスイング測定装置。
【請求項３１】
前記模範のゴルファーの模範の動きに対応する信号が他のゴルファーがそのスイングをしたときの体の動きに対応するものであることを特徴とする請求の範囲第24項記載のゴルフスイング測定装置。
【請求項３２】
前記模範のゴルファーの模範の動きに対応する信号がそのスイングが理想的になされたときの体の動きに対応するものであることを特徴とする請求の範囲第24項記載のゴルフスイング測定装置。
【請求項３３】
前記表示手段が、前記スイング中のゴルファーの体の動きを図解的に示す少なくとも一つの映像をそのゴルファーがそのスイングをするのとほぼ同時に表示することを特徴とする請求の範囲第24項記載のゴルフスイング測定装置。
【請求項３４】
前記表示手段が、前記スイング中の使ゴルファーの体の動きを図解的に示す少なくとも一つの映像をそのゴルファーがそのスイングをした後に表示することを特徴とする請求の範囲第24項記載のゴルフスイング測定装置。
【請求項３５】
前記表示手段が、前記スイング中のゴルファーの体の動きを図解的に示す少なくとも一つの映像と、前記模範のゴルファーの模範の動きを図解的に示す少なくとも一つの第２の映像とを、前記スイング中のゴルファーの体の動きを前記模範のゴルファーの模範の動きと比較できるように同時に表示することを特徴とする請求の範囲第24項記載のゴルフスイング測定装置。
【請求項３６】
前記少なくとも一つの映像と前記少なくとも一つの第２の映像とが重ね合わせられることを特徴とする請求の範囲第35項記載のゴルフスイング測定装置。
【請求項３７】
前記少なくとも一つの第２の映像が前記ゴルファーが以前にそのスイングをしたときの体の動きに対応するものであることを特徴とする請求の範囲第35項記載のゴルフスイング測定装置。
【請求項３８】
前記少なくとも一つの第２の映像が他のゴルファーがそのスイングをしたときの体の動きに対応するものであることを特徴とする請求の範囲第35項記載のゴルフスイング測定装置。
【請求項３９】
前記少なくとも一つの第２の映像がそのスイングが理想的になされたときの体の動きに対応するものであることを特徴とする請求の範囲第35項記載のゴルフスイング測定装置。
【請求項４０】
前記表示手段が、前記ゴルファーの体の動きを図解的に示す少なくとも一つの映像と、前記模範のゴルファーの模範の動きを図解的に示す少なくとも一つの第２の映像との差を視覚的に知らせる手段を備えていることを特徴とする請求の範囲第35項記載のゴルフスイング測定装置。
【請求項４１】
前記表示手段が、前記ゴルファーの体の動きを図解的に示す少なくとも一つの映像と、前記模範のゴルファーの模範の動きを図解的に示す少なくとも一つの第２の映像との間に差が生じたときにそれを聴覚的に知らせる手段を備えていることを特徴とする請求の範囲第35項記載のゴルフスイング測定装置。
【請求項４２】
前記身体的に知らせる手段が、前記スイング中のゴルファーの関節の位置ごとに振動で知らせるものであることを特徴とする請求の範囲第24項記載のゴルフスイング測定装置。
【請求項４３】
前記身体的に知らせる手段が、前記スイング中のゴルファーの関節の位置ごとに電気ショックで知らせるものであることを特徴とする請求の範囲第24項記載の装置。
【請求項４４】
スポーツまたはテレビゲームの入力操作に伴う運動中の使用者の体の動きを測定して視覚的に表示する方法であって、
運動中の使用者の体の動きを定量的に検出して、運動中の使用者の体の動きを示す信号を発生する検知手段を使用者に結合する工程、
前記検知手段によって発生された信号を処理する工程、
その処理された信号に基づいて、前記運動中の使用者の体の動きを図解的に示す少なくとも一つの映像を表示手段上に表示する工程、および
前記処理された信号と前記運動中の人間の模範の動きに対応する信号に基づいて、前記使用者の体の動きと前記模範の動きとの間に差があることを、前記使用者のその動きに差があった関節の位置において、身体的に知らせる工程
を含むことを特徴とする方法。
【請求項４５】
前記検知手段を使用者に結合する工程が、前記運動中に動かされる使用者の関節に、その関節の動きを定量的に測定するセンサーをその関節の動きを邪魔しないように取り付ける工程を備えていることを特徴とする請求の範囲第44項記載の運動測定方法。
【請求項４６】
前記検知手段によって発生された信号を処理する工程が前記模範の動きに対応する信号を受け取りその信号をメモリー手段に記憶する工程を備えていることを特徴とする請求の範囲第44項記載の運動測定方法。
【請求項４７】
前記少なくとも一つの映像を表示手段上に表示する工程が、前記運動中の使用者の体の動きを図解的に示す少なくとも一つの映像をその使用者がその運動をするのとほぼ同時に表示する工程を備えていることを特徴とする請求の範囲第44項記載の運動測定方法。
【請求項４８】
前記少なくとも一つの映像を表示手段上に表示する工程が、前記運動中の使用者の体の動きを図解的に示す少なくとも一つの映像と、前記模範の動きを図解的に示す少なくとも一つの第２の映像とを、前記運動中の使用者の体の動きを前記模範の動きと比較できるように同時に表示する工程を備えていることを特徴とする請求の範囲第44項記載の運動測定方法。
【請求項４９】
前記運動中の使用者の体の動きを図解的に示す少なくとも一つの映像と、前記模範の動きを図解的に示す少なくとも一つの第２の映像とを同時に表示する工程が、前記使用者の体の動きを図解的に示す少なくとも一つの映像と、前記模範の動きを図解的に示す少なくとも一つの第２の映像との差を視覚的に知らせる工程を備えていることを特徴とする請求の範囲第48項記載の運動測定方法。
【請求項５０】
スイング中のゴルファーの体の動きを測定して視覚的に表示する装置であって、
ゴルファーに結合されて、スイング中のゴルファーの体とクラブの動きを定量的に検出して、スイング中のゴルファーの体の動きとクラブの動きを示す信号を発生する検知手段であって、前記スイング中に動かされるゴルファーの関節に、その関節の動きを邪魔しないように取り付けられ、その関節の動きを定量的に測定するセンサーを備えた検知手段、
前記検知手段によって発生された信号を受け取って処理する処理手段であって、前記ゴルファーの体に取り付けられるコンパクトな構造の中に配されるとともに、前記スイング中の模範のゴルファーの模範の動きに対応する信号を受け取りその信号を記憶するメモリー手段を備えた処理手段、および
前記処理手段から処理された信号と前記模範のゴルファーの模範の動きに対応する信号とを受け取り、前記ゴルファーの体の動きによって発生された信号と前記模範のゴルファーの模範の動きに対応する信号との差を、前記ゴルファーのその動きに差があった関節の位置において、前記ゴルファーに身体的に知らせるように前記処理手段に結合された生体自己制御手段、
を備えていることを特徴とする装置。
【請求項５１】
運動中の使用者の体の動きを測定して視覚的に表示する装置であって、
使用者に結合されて、運動中の使用者の体の動きを定量的に検出して、運動中の使用者の体の動きを示す信号を発生する検定手段であって前記使用者の体に結合される自己基準型検知手段を備えた検知手段、
前記検知手段によって発生された信号を受け取って処理するようにその検知手段に結合された処理手段、
前記処理手段から処理された信号を受け取り、前記運動中の使用者の体の動きを図解的に示す少なくとも一つの映像を表示するように前記処理手段に結合された表示手段、および
前記処理手段により処理された信号と前記運動中の人間の模範の動きに対応する信号を受け取り、前記使用者の体の動きと前記模範の動きとの間に差があることを、前記使用者のその動きに差があった関節の位置において身体的に知らせる手段
を備えていることを特徴とする装置。
【請求項５２】
運動中の使用者の体の動きを測定する装置において、
使用者に結合されて、運動中の使用者の体の動きを定量的に検出して、運動中の使用者の体の動きを示す信号を発生する検定手段であって、前記運動中に動かされる使用者の関節に、その関節の動きを邪魔しないように取り付けられ、その関節の動きを定量的に測定するセンサーを備えた検知手段と、
前記検知手段によって発生された信号を受け取って処理する処理手段と、
前記処理手段により処理された信号と前記運動中の人間の模範の動きに対応する信号を受け取り、前記使用者の体の動きと前記模範の動きとの間に差があることを、前記使用者のその動きに差があった関節の位置において身体的に知らせる手段
を備えていることを特徴とする装置。
【請求項５３】
運動中の使用者の体の動きを測定する装置において、
使用者に結合されて、運動中の使用者の体の動きを定量的に検出して、運動中の使用者の体の動きを示す信号を発生する検定手段であって、少なくとも２本のレバーアームの第１の端部にそれぞれ結合されるとともに、前記使用者の体に結合された少なくとも２個のセンサーと、第１の端部が前記使用者の体の第２の部位に結合され、第２の端部が前記少なくとも２本のレバーアームの第２の端部にそれぞれ結合された少なくとも２本の柔軟な連結部材とを備え、前記センサーが運動中の前記使用者の体の第１、第２の部位の相対的な動きを測定するとともに前記体の動きをしないように前記使用者の体の第１、第２の部位に結合されている検知手段と、
前記検知手段によって発生された信号を受け取って処理する処理手段と、
前記処理手段により処理された信号と前記運動中の人間の模範の動きに対応する信号を受け取り、前記使用者の体の動きと前記模範の動きとの間に差があることを、前記使用者のその動きに差があった関節の位置において身体的に知らせる手段
を備えていることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は人体の動き、特にある運動をする際の人体の動きの定量的測定に関するものである。
背景技術
運動中の人体の動きを観察したり、定量的に測定したりするのは、スポーツ指導、理学療法等多くの分野において欠かすことのできないものである。しかしながらそのような運動の大部分は極めて動きの速いものであり、観察や分析が困難、もしくは不可能である。さらには、従来の指導法のほとんどは被指導者の運動を観察ないし記録し、その体の動きを分析することによって行われる。すなわち、運動中に体の動きを分析したり、検討したりするのではなく、運動の終了後に分析や検討がなされるのである。そのため、従来の指導法によって被指導者の体の動きを矯正するのが困難になることがしばしばある。
また、従来の人体の動きを観察するシステムの多くは複雑で、コストの高い検出装置を使用していた。例えば、従来の運動観察装置は、一般に被指導者に向かって光学的あるいは音響的信号を発射し、被指導者によって反射された信号を検出器で受けて、その反射信号に基づいて被指導者の体の動きを分析するようになっている。しかしながらこのようなシステムは通常嵩張り、一部屋全体、時にはそれ以上の広いスペースが必要になるときが多い。しかもそのようなシステムは極めて高価である。このように従来の運動観察装置は個人的に使用するのには適さず、その値段、大きさ、複雑さのために一般の人々に使用されることがなかった。
そのため、従来のシステムにおけるような複雑な検出装置を必要とせず、運動中に人体の動きをほぼリアルタイムで観察することのできる、コンパクトで安価な運動観察装置が必要になってきている。
すなわち、本発明は従来のシステムにおけるような複雑な検出装置を必要とせず、運動中に人体の動きをほぼリアルタイムで観察することのできる、コンパクトで安価な運動観察装置を提供することを目的とするものである。
発明の開示
上記目的は、使用者がある運動をする際に動かされる関節にセンサーを取り付けるようにしたコンパクトな構造によって構成される。そのセンサーによって定量的に測定された使用者の体の動きは使用者の運動とほぼ同時にスクリーンに図解的に表示される。したがってそのスクリーンを使用者の見えるところに配すれば、運動中に自分の体の動きをリアルタイムで観察することができる。その際、使用者はよりよい運動ができるように自分の体の動きを矯正することができる。他の実施の形態では、センサーによって定量的に測定された使用者の体の動きは第２の映像と一緒にスクリーンに図解的に表示される。その第２の映像とは、その使用者の以前に行った運動を示すものでもよいし、他の人、例えばその運動を理想的にこなすことのできるプロ、のフォームを示すものでもよい。これによって、使用者は自分の体の動きをリアルタイムで見れるだけでなく、自分のフォームとプロの理想的なフォームとを比較して自分のフォームを理想的なフォームに近づけることができる。
さらに他の実施の形態においては、使用者の異なる時点での同じ運動を示す二つの異なる映像をスクリーンに同時に表示して、両者を比べることによって、その運動をする際の自分の体の動きの向上ないし変化を見ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の運動検出装置の斜視図、第２図は本発明の一実施の形態の運動測定装置を使用しているゴルファーの斜視図、第３図はセンサーを取り付けたゴルファーの膝関節の側面図、第４図は隣接するセンサーを互いに接続して単一構造をなすようにした、本発明の他の実施の形態の斜視図、第5A図はゴルファーがスイングをする間に単一のディスプレイユニットに表示することのできる、ゴルファーの体の動きを再現する映像を示す図、第5B図はゴルファーがスイングをする際のゴルファーの体の動きを再現する映像を横に並べた状態を示す図、第6A図は姿勢の異なる２つの映像をディスプレイユニットに同時に表示するようにした本発明の他の実施の形態を示す図、第6B図はディスプレイユニットに同時に表示された第6A図の２つの映像が同じ姿勢になった状態を示す図、第6C図は、スイング中の異なる時点におけるゴルファーのクラブの位置と模範ゴルファーのクラブの位置を連続写真的に表示するようにした本発明の他の実施の形態を示す図、第７図は異なる２つの映像を重ね合わせてディスプレイユニットに表示するようにした本発明の他の実施の形態を示す図、第8A、8B図はディスプレイユニットに対するキーボードないしマウスとして使用するようにした本発明の他の実施の形態の運動測定装置を示す図、第９図は、ゴルファーの膝関節に小さな振動子を装着するようにした本発明の他の実施の形態を示す図、第10A〜10H図は本発明の他の実施の形態の運動測定装置の構造を示す図、第11A図は本発明の他の実施の形態の運動測定装置を示す図、第11B図は運動測定装置を頭マウスとして使用するようにした本発明の他の実施の形態を示す図、第12図はジャイロスコープ手段を備えた本発明の他の実施の形態を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。以下、望ましい実施の形態に基づいて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はその望ましい実施の形態に限定されるものではなく、請求の範囲に示される本発明の思想に含まれる全ての態様を含むものである。
第１図には従来技術による運動検出装置10が示されている。この運動検出装置10はスイング時のゴルファー12の体の動きを測定するためのものである。第１図に示すようにこの検出装置10は一室全体を占め、数個の信号発生器と検出器16を使用している。しかもゴルファー12はスイングが終わって、その間の体の動きが記録された後でなければ自分の体の動きを見ることができない。
第２図には、本発明の一実施の形態による、スイング中のゴルファーの体の動きを測定するための運動測定装置が示されている。本実施の形態はゴルフスイング時の体の動きを測定するものであるが、テニスのストローク等の他のスポーツに伴う体の動き、ダンス中の体の動き等の様々な運動に伴う体の動きを測定するのに本発明を適用することができる。さらに本発明は、ゲームセンターのテレビゲーム等に使用者の体の動きを入力したり、使用者の種々の体の動きを音程に変えたりするのにも応用することができる。
第２図において、ゴルファー20のスイング中に動かされる関節に安価でコンパクトなセンサー22が取り付けられている。センサー22はスイング中のゴルファー20の関節の動きを定量的に測定するように取り付けられ、またスイング中に関節の動きを邪魔しないように取り付けられる。
第３図は、センサー22を取り付けたゴルファー20の膝関節24を拡大して示すものである。第３図に示すように、センサー22は膝関節24の動きの邪魔にならないように膝関節24に取り付けられる。本実施の形態では、センサー22から延びるロッド26が膝関節24の上下にストラップ28で固定される。膝関節24の屈伸の際にセンサー22はロッド26の動きを検出して、膝関節24の動きを示す電気信号を発生する。これによって、膝関節24の動きが定量的に測定され、同様にしてセンサー22が取り付けられている全ての関節の動きが定量される。本実施の形態ではセンサー22としてポテンショメータを使用したが、ステップモーター、光学センサー、磁気センサー等の種々の形式のセンサーを使用することができる。
センサー22は必要があれば、２次元あるいは３次元的に関節の動きを測定するようにすることもできる。例えば、ゴルファー20の肘に取り付けられたセンサー22はスイング中の肘の曲がり具合と肘の手首に対する回転の両方を測定する。このようにしてスイング中のゴルファー20の重要な体の動きをセンサー22によって全て定量的に測定することができる。
第４図に示す本発明の他の実施の形態では、隣接するセンサー22同士が金属管等によって連結されている。すなわち本実施の形態では、第２図に示すようにロッド26をゴルファー20の脚にストラップで止める代わりに、ロッド26を隣接するセンサー22まで延ばしてそのセンサー22に取り付ける。第４図に示すように、管25がゴルファー20のヒップ22に取り付けられたセンサー22と膝に取り付けたセンサー22とを連結している。また他の管27がゴルファー20の足首と膝にそれぞれ取り付けられたセンサー22を連結している。これによって、センサー22を連結された管の間の継手とする単一構造が形成される。このようにして、ゴルファー20が装着できる単一構造が形成される。再び第２図において、プロセサー30は各センサー22からの信号を受け取って処理する。処理された信号はディスプレイユニット32に送られる。ディスプレイユニット32はゴルファー20がスイングしたときの体の動きを再現する映像、例えば棒線画をスクリーンに表示する。すなわち、ディスプレイユニット32はスイング時のゴルファー20の体の動きを示す映像をほぼリアルタイムで表示する。したがって、そのディスプレイユニット32をゴルファー20から見える場所においておけば、スイングをしながら自分の体の動きを見ることができる。これによってゴルファー20は自分の姿勢や体の動きを示す映像が望ましいものとなるように姿勢や体の動きを矯正することができる。また第２図ではプロセサー30をゴルファー20の側に置いてあるが、プロセサー30を小さなケースに入れてゴルファー20の体の適当な部分、例えば背中に取り付けるようにしてもよい。
第5A図には、ディスプレイユニット32に同時にあるいは別々に表示することのできる代表的な映像の例が示されている。本実施の形態においては、第２図のゴルファー20の側面を示す映像がディスプレイユニット32に表示される。使用の際には、準備段階としてまず第２〜４図に示すセンサー22を体に取り付け、そのゴルファー20の体の大きさに応じて、センサー22とプロセサー30を校正する。本実施の形態では、この校正は一度だけやればよい。次に、ボールにアドレスして、ディスプレイユニット32上の映像40によって姿勢を見る。これによってゴルファー20はアドレス時の欠点や姿勢の悪さを知ることができる。したがってゴルファー20の映像40が望ましいものとなるように自分のスタンスや姿勢を直ぐに矯正することができる。同様に、ゴルファー20はスイング中に各時点においてディスプレイユニット32上の映像40を見て姿勢や体の動きの欠点を直ちに認識して修正することができる。すなわち本発明によれば、スイング中の体の動きや姿勢をほぼリアルタイムで観察することができる。したがってゴルファー20はフィードバックを直ちに受けることができ、自分のスイングの誤りや問題点をよりよく認識することができる。
さらに第5A図において、この実施の形態においてはゴルファー20の映像をほぼリアルタイムで見られるようにしているが、本発明ではゴルファー20の体の動きと姿勢を示す映像を記憶しておいて、後でそれを表示するようにすることもできる。このように映像を記憶しておくようにすれば、スイング直後にその映像を見ることもできるし、後で都合のよいときに見ることもできる。
また他の実施の形態においては、複数の映像、例えば、第5A図の映像40、42、44を同時にディスプレイユニット32に表示する。映像40、42、44はゴルファー20の姿勢、体の動きを複数の異なる角度から示すものである。映像46の線48はインパクト直前直後のクラブヘッドの軌道を示すものである。このようにして、ゴルファー20は自分の姿勢と体の動きを複数の角度からリアルタイムで見ることができ、インパクト時のクラブヘッドの軌道を見ることができる。本実施の形態では、映像40、42、44、46を用いたが、ディスプレイユニット32上に表示可能なものであれば、多数の他の種類の映像を用いることができる。さらにヘッドスピード、飛距離等の他の情報をディスプレイユニット32に表示することもできる。
また第5B図に示すようにゴルファー20の体の異なる角度からの複数の映像を表示することもできる。第5B図に示すように右側面図、正面図、左側面図を例えば横に並べて表示してもよい。これら以外の映像を表示してもよいし、横に並べる以外のパターンで並べてもよい。
第6A図に示す本発明のさらに他の実施の形態では、ディスプレイユニット32上に２つの映像が同時に表示される。第6A図では、映像50は第２図のゴルファー20の姿勢と体の動きを示し、破線の映像60はプロセサー30内のメモリーに記憶されているサンプルゴルファーの姿勢と体の動きを示す。この映像60は例えばゴルファー20の以前のベストスイングを示すものでもよいし、インストラクターのスイングを示すものでもよいし、プロゴルファーのスイングを示すものでもよいし、コンピュータスイングでもよい。このように本発明によれば、ゴルファー20自身のスイングをリアルタイムで見ることができるとともに、ゴルファー20自身のスイングと理想的なスイングをリアルタイムで比較することもできる。したがって、ゴルファー20は理想的なゴルファーの姿勢と体の動きに合わせて自分の姿勢と体の動きを直ちに矯正することができる。本実施の形態では映像60を破線で示しているが、様々な表示法によって映像50と60を区別することができる。例えば、両者の色を変えてもよい。
さらに第6A図において、映像60が理想的なスタンスを示しているとすれば、第２図のゴルファー20は自分の右肩が落ちすぎていること、スタンスが広すぎることに直ぐ気づき、第6B図に示すように、自分の映像50と映像60が一致するように自分の姿勢とスタンスを変えることができる。
再度6A図を参照して、本実施の形態では、手の部分が映像50と60の共通の基準点として使用されている。例えば、ゴルファー20がバックスイング中に手を腰の位置まで上げて、映像50の手が腰の高さまで上がると、映像60の手も腰の高さに来るようになっている。この時、映像60の他の部分もバックスイング中に手が腰の高さに来たときの理想的な位置に来るようになっている。このように共通な基準点を設けることによって、スイング中のどの時点においても、自分の体がどうあるべきかについて知ることができる。例えば、フォロースルー中にゴルファー20の手が肩の高さにあると、映像60の手も肩の高さにあり、ゴルファー20はフォロースルー中に自分の手が肩の高さにあるときに自分の体の他の部分が何処にあるべきかを直ちに判定することができる。本実施の形態では手を共通の基準点としたが、他の部分を共通の基準点としてもよい。
さらに本発明においては、ゴルファー20が映像60のスイングスピードを複数段に変えることができるという利点がある。すなわち、ゴルファー20が姿勢と体の動きを映像60に合わせて調整する時間があるように、映像60の動きを通常に比べてずっと遅くすることもできるし、サンプルゴルファーの実際のスイングスピードと同じ速さで映像60を動かすこともできる。後者のようにすれば、ゴルファー20は理想的なスイングテンポをリアルタイムで見ることができる。例えば、ゴルファー20の映像が映像60よりも早くスイングを終えてしまったとすると、ゴルファー20はもっとゆっくり振らなければならないことが分かる。このように、本発明はスイング中の姿勢と体の動きをリアルタイムで見ることを可能にするだけでなく、スイングのテンポをリアルタイムで見ることをも可能にする。
第6C図に示す実施の形態では、スイング中の複数の時点におけるゴルファー20のクラブの位置51とサンプルゴルファーのクラブの位置61を連続写真的に表示（fan type display）する。このように異なる時点でのクラブの位置を表示することによって、ゴルファー20は自分のクラブの位置が理想的なゴルファーのクラブの位置とどのように違うのかを知ることができる。すなわち、ゴルファー20は自分のスイングと理想的なスイングの間のスピードとテンポの違いをリアルタイムで見ることができる。第6C図にはクラブの位置のみが示されているが、ゴルファー20の全身または一部を連続写真的に表示してもよい。
第７図に示す他の実施の形態では、映像50、60がディスプレイユニット32上に重ね合わせて表示される。第6A、6B図同様、映像50は第２図のゴルファー20の姿勢および体の動きを示し、映像60はゴルファー20の以前のベストスイング、インストラクターのスイングあるいはプロセサー30内のメモリーに記憶されているプロゴルファーのスイングを示す。このように２つの映像を重ね合わせることによって、ゴルファー20は映像50によって示される自分の姿勢と映像60によって示される理想的な姿勢との差を容易に認識できる。
さらに第７図において、映像50と60の間の差をさらに強調するために、本実施の形態においてはディスプレイユニット32上に視覚的なキューを表示する。例えば、理想的な映像60と映像50において位置が異なる部分を点滅させる。すなわち、映像50の肩の部分と脚の部分を点滅させて、ゴルファー20の右肩が落ちすぎ、スタンスが広すぎることを知らせる。この点滅は、望ましい位置からのずれの程度が大きいほど速く点滅するようにしてもよい。このような視覚的なキューを表示することによって、ゴルファー20がスイング中の姿勢と体の動きの欠点を見付けるのが容易になる。点滅以外にも種々の視覚的なキューを用いることができる。例えば、その部分の色を変えてもよいし、その部分の明るさを変えてもよい。色を変えるときには、例えば、映像50と60が一致している部分の色はグリーンとし、わずかにずれている部分はイエローとし、大幅にずれている部分は赤とする。
さらに本実施の形態においては、前記視覚的キューの感度をゴルファー20が調節できるようになっている。すなわち、ゴルファー20は、映像50のいずれかの部分の位置が映像60の位置と大幅にずれているときにのみ視覚的キュー例えば点滅を発生させるようにプロセサー30をプログラムすることができる。例えば、ゴルファー20がビギナーである場合には視覚的キューの感度を落として、映像50と60の間の些細な差に対しては警告が出されないようにすることができる。これに対してゴルファー20が上級者である場合には、視覚的キューの感度を上げて、映像50と60の間の些細な差に対しても警告が出されるようにすることができる。このようにゴルファー20が上達するにつれて、自分のスイングを、映像60によって示される理想的なスイングにほとんど一致するように微調整することができる。
本実施の形態では視覚的キューを用いたが、音声キュー等の他のキューを用いることもできる。例えば、映像50と60に違いがあったときにビーッと言うような音をディスプレイユニット32から出すようにしてもよい。さらに、映像50と60の違いの大きさを示すためにその音の大きさや間隔を変えるようにすることもできる。
第8A、8B図に示す本発明のさらに他の実施の形態では、本発明の運転測定装置がディスプレイユニット32に対するキーボードないしマウスとしてゴルファー20によって使用される。本実施の形態におけるようにゴルファーによって使用されるだけでなく、本発明の装置は他の分野で、例えば、ヴァーチャルリアリティー分野における頭部追跡装置としても使用できる。また使用者の頭部にヘッドバンド等を使用してモーションセンサーを取り付けることによって、本発明の装置はコンピュータのオペレータの「頭マウス」として使用することもできる。このような場合には、校正手段と速度制御手段を使用してオペレータの頭の動きをスクリーン上でカーソルやポインタの動きに変換する。
第8A図において、ゴルファー20が左腕だけを頭の上に挙げると、所定の機能が起動されて、ディスプレイユニット32上にメッセージが現れる。本実施の形態では、ゴルファー20が左腕だけを頭の上に挙げると、クラブ選択機能がディスプレイユニット32上に表示される。第8A図に示すように、このクラブ選択機能はゴルファー20が自分がこれから振ろうとするクラブにウインドウ68を合わせることによって自分がこれから振ろうとするクラブを指定するものである。本実施の形態では、ゴルファー20は１番ウッド（1W）からパター（Ｐ）までの範囲からクラブを選択する。もちろんこれ以外のクラブから選択できるようにすることもできる。
第8A、8B図において、ゴルファー20は伸ばした左腕を頭に近づけたり遠ざけたりすることによってウインドウ68を移動することができる。第8A図に示すように、ゴルファー20が伸ばした左腕を頭から遠ざけると、ウインドウ68はディスプレイユニット32上で右方パターＰ方向に移動する。また、第8B図に示すように、ゴルファー20が伸ばした左腕を頭の方に近づけると、ウインドウ68はディスプレイユニット32上の左方１番ウッド（1W）方向に移動する。本実施の形態ではクラブ選択機能としたが、本発明では、様々な体の部位や体の動きによって選択制御される他の様々な機能を設定することができる。
第９図に示す本発明のさらに他の実施の形態においては、第２図のゴルファー20の膝関節24に取り付けられたセンサー22に小さな振動機構70が取り付けられる。振動子70は第２図のプロセサー30に電気的に接続されている。第6A、6B、７図の映像50が60と違う場合に、センサー22に取り付けられた振動子70が位置の不適切な関節を振動させる。こうすれば、映像50と60を一致させるために直すべき間接を直接知ることができる。すなわちゴルファー20は位置の不適切な部分のみに直接刺激を受けることができる。２個以上の振動機構をゴルファー20の体に取り付けてもよい、例えば膝関節24の前側に振動機構を１個取付、裏側にもう１個取り付けてもよい。ゴルファー24が膝を曲げ過ぎている場合には、前側の振動子が作動されて、膝を伸ばすようにゴルファー20に指示する。同様に、ゴルファー20が膝を伸ばし過ぎている場合には裏側の振動子が作動されて、膝を曲げるようにゴルファー20に指示する。膝関節を例にとって複数の振動子を使用することについて説明したが、ゴルファー20の種々の関節に対して様々な組み合わせで複数の振動子を使用することができる。なお本実施の形態においては、振動子を使用したが、弱い電気ショック等の他の触感刺激を用いることもできる。
第10A〜10H図に示す本発明のさらに他の実施の形態の運動測定装置について以下詳細に説明する。第10A図は本実施の形態の装置を体に取り付けた右利きゴルファー20の後面図である。第10A図に示すようにハーネスがゴルファー20の両肩に装着される。そのハーネス100に、ゴルファーの肩幅に合わせて間隔が調節できるように蝶ナット等を用いて右肩ブラケット101、左肩ブラケット102が取り付けられている。さらに上部背中ブラケット104が背中の大きさに応じて位置が調節できるように蝶ナット等を用いてハーネス100に取り付けられている。さらに腰ハーネス106がゴルファーのウエスト回りに装着される。さらに下部背中ブラケット108が背中の下部の大きさに応じて位置が調節できるように蝶ナット等を用いて腰ハーネス106に取り付けられている。ポテンショメータ110、112が上部背中ブラケット104に結合され、ポテンショメータ114、116、118が下部背中ブラケット108上に配されている。伸縮自在の摺動トルク伝達レバーコネクター120が上部背中ブラケット104と下部背中ブラケット108を連結している。
第10B図はポテンショメータ110、112、114、116、118および伸縮自在の摺動トルク伝達レバーコネクター120を詳細に示す斜視図である。第10B図に示すように、ポテンショメータ110、112は上部背中ブラケット104に例えばクランプ122、124を使用して結合されている。本実施の形態のポテンショメータは全て同様に機能する。すなわちポテンショメータがその軸の周囲に回転するとそのポテンショメータ内の抵抗が変化する。その結果、ポテンショメータの回転量によって出力電圧が変化する。したがって、各ポテンショメータにおける回転量、すなわちゴルファー20の体の対応する部位の回転量が正確に測定できる。各ポテンショメータは図示してないワイヤによってプロセサー例えば第２図のプロセサー30に電気的に接続されている。
第10B図においてポテンショメータ110は第10A図のゴルファー20の肩の背骨に対しての水平方向の動きを測定する。ポテンショメータ112はゴルファー20の肩の背骨に対しての前後方向の動きを測定するようにクランプ122に取り付けられる。伸縮自在の摺動トルク伝達レバーコネクター120はゴルファー20の背骨の回転が定量的に測定されるようにポテンショメータ114にトルクを伝達する。ポテンショメータ116はゴルファー20のヒップに対する背骨の前後方向の傾きを測定するようにクランプ126に取り付けられる。さらにポテンショメータ118はゴルファー20の背骨に対するヒップの位置の変化を測定するようにクランプ128に取り付けられる。すなわちポテンショメータ118はゴルファー20の背骨とヒップのほぼ垂直方向の整列からのずれを測定する。
第10A図において、ゴルファー20の左腕にはポテンショメータ130、131、134、140、142、148、150、152、クランプ132、ブラケット102、ハーネス138、146および伸縮自在の摺動トルク伝達レバーコネクター136、144が取り付けられる。
第10C図を参照して、第10A図のゴルファー20の左腕に取り付けられたポテンショメータ130、131、134、140、142、148、150、152、クランプ132、ブラケット102、ハーネス138、146および伸縮自在の摺動トルク伝達レバーコネクター136、144について詳細に説明する。ポテンショメータ130は左肩ブラケット102に結合されたクランプ132に取り付けられている。このポテンショメータ130はゴルファー20の左腕の上腕部の体から遠ざかる方向と近づく方向の動きを測定する。さらにゴルファー20に左腕の前後方向の動きを測定するポテンショメータ134がポテンショメータ130に取り付けられている。ポテンショメータ131はゴルファー20の左腕上腕部の回転を測定する。縮自在の摺動トルク伝達レバーコネクター136はポテンショメータ134に取り付けられている。
第10C図に示すように、肘ハーネス138にポテンショメータ140が取り付けられており、このポテンショメータ140はゴルファー20の左腕上腕部の回転を測定するように、ユニバーサルジョイント構造137を介して伸縮自在の摺動トルク伝達レバーコネクター136に連結されている。さらに肘ハーネス138にはゴルファー20の左肘の伸縮を測定するポテンショメータ142が取り付けられている。また伸縮自在の摺動トルク伝達レバーコネクター144の一端がジョイント147を介してポテンショメータ142に結合されている。手首ハーネス146がゴルファー20の左手首に取り付けられている。この手首ハーネス146にはポテンショメータ148が取り付けられ、そのポテンショメータ148には伸縮自在の摺動トルク伝達レバーコネクター144の他端が結合されている。ポテンショメータ148はゴルファー20の左肘に対する左手首の回転を測定するとともにポテンショメータ150に結合されている。ポテンショメータ150はゴルファー20の左手首が下腕から真っ直ぐに延びているかあるいは下腕に対して上下に曲がっているかを測定する。ポテンショメータ150および手首ハーネス146に結合されているポテンショメータ152はゴルファー20の手首が、真っ直ぐに延びているか、左手の親指が左下腕の内側に近づくように内側に折れているか、左手の小指が左下腕の外側に近づくように外側に折れているかを測定する。
第10D図は第10C図の10D線方向に見た図である。
第10E図は本発明の装置の、第10A図のゴルファー20の左足に装着された部分の一部を示す図である。左大腿クランプ154が下部背中ブラケット108に取り付けられている。ポテンショメータ156はゴルファー20の左脚の前後動を測定する。またポテンショメータ158はゴルファー20の左脚が左脇腹からどの程度出ているかを測定する。
第10E図に示すように、ストラップ160がゴルファー20の左膝に巻かれている。弾性連結部材162がストラップ160からレバーアーム164に延びている。レバーアーム164はゴルファー20の左膝の動きを測定するポテンショメータ168に結合されている。伸縮自在の摺動トルク伝達レバーコネクター170がゴルファー20の左腰の外側から下方に左足首の外側に延びている。
第10F図に示すように、ブラケット172がゴルファー20の左足に装着された左足ハーネス174に取り付けられる。ゴルファー20の踵あるいは爪先が上がっているかどうかを測定するポテンショメータ176がそのブラケット172に取り付けられている。もう１個のポテンショメータ178がゴルファー20の足の横方向の動きを測定する。ゴルファー20の右足の動きも同様な構造で測定される。なお、ブラケット172を地面に直接取り付けて、地面をゴルファー20の位置の基準点として使用するようにしてもよい。また、ゴルファー20の地面、ボールあるいはクラブに対する姿勢を定量するために、ジャイロスコープ、無線受信機、光学装置、磁気リンク等を使用することもできる。
第10G図には、ゴルファー20の右肩に装着される部分が詳細に示されている。右肩ブラケット101にポテンショメータ180が結合されている。このポテンショメータ180はゴルファー20の右上腕部の体から遠ざかる方向と近づく方向の動きを測定する。さらポテンショメータ134はゴルファー20の左腕の前後方向の動きを、肘ストラップ188取り付けられた弾性バンド186を有するレバーアーム184を使用して測定する。
第10H図に示すように、クラブ189に対するゴルファー20の右手の位置および動きが右手首ストラップ190、弾性バンド192、レバーアーム194およびポテンショメータ196によって測定される。右手首ストラップ190は弾性バンド192によってレバーアーム194に結合されている。レバーアーム194はクラブ189に取り付けられたポテンショメータ196に結合されている。これによって、ゴルファー20の右手のクラブ189に対する動きが定量的に測定される。
第11A図に示す本発明の異なる実施の形態では、ポテンショメータとレバーアームの異なる構成によってゴルファー20の関節の動きが測定される。第11図に示すように、センサー、例えば、ポテンショメータ202、204がレバーアーム206、208にそれぞれ取り付けられる。レバーアーム206、208は、ブラケット214、216にそれぞれ結合されている弾性バンド210、212にそれぞれ結合されている。ポテンショメータ200もブラケット220を介してポテンショメータ218に結合されている。第11図の構成をゴルファー20の背中に取り付けたとすると、ポテンショメータ218はゴルファー20の横方向の動きを測定し、ポテンショメータ202、204はゴルファー20の前後方向の動きを測定する。ゴルファー20の背中の回転はポテンショメータ202、204測定された回転量の差によって測定される。例えば、ポテンショメータ202がθ202を測定し、ポテンショメータ204がθ204を測定したとすると、ゴルファー20の背中の回転θbackはθ202−θ204で与えられる。
第11B図には、第11A図に示す本発明の異なる実施の形態の一用途が示されている。すなわち第8A、8B図を参照して前述したように、コンピュータのオペレータ252の頭部に装着された「頭マウス」として使用される。第11B図に示すように、運動センサー254、256、258がオペレータの頭に装着されたヘッドバンド260に結合されている。運動センサー254、256、258は例えばオペレータ252の背中に装着されたストラップ270にもレバーアーム262、264および弾性バンド266、268を使用して結合されている。頭マウス250はコンピュータ272に電気的に接続され、オペレータ252の頭の動きがスクリーン276上のカーソルあるいはポインタ274の動きに変換されるようになっている。図示されていないボタンが例えば、これも図示されていないキーボード上に配され、従来のマウスにおけるそれと同様に頭マウスと協働してハイライト、ドラグ、選択等の機能を果たす。頭マウスはさらに、カーソル274をスクリーン276上の所望の位置に最初に置くための校正手段を備えている。速度制御手段（図示せず）がオペレータ252の頭の動きとカーソル274の動きを適切に合わせるために設けられる。本実施の形態ではセンサー254、256、258はヘッドバンド260に結合されているが、これらのセンサーを例えばオペレータの座っている椅子の背に結合してもよい。さらに、少なくとも１つのセンサーをオペレータの頷く動作を測定するように設けるのも非常に適切である。また本発明は２個のセンサーと２本のレバーに限ることなく２個のセンサーと１本のレバーを使用した頭の動きを測定する装置にも良好に適用することができる。
第12図には本発明のさらに他の実施の形態が示されている。すなわち第10F図を参照して前述したように、ジャイロスコープ磁力計等の自己基準手段（self−referencing means）300を備えた運動測定装置が第12図に示されている。自己基準手段300は例えばゴルファー20の背中の上部に取り付けられる。これによって自己基準手段300は地面、ボール、クラブに対するゴルファー20の位置を定量的に測定するために処理手段（図示せず）に出力することができる。
以上のように本発明によれば、ゴルフのスイング等の運動中に人の体の動きをモニターするための、従来技術におけるような複雑な検出装置を必要とせず、コンパクトで安価で、しかもスイング中のゴルファーの体の動きをほぼリアルタイムで観察することのできる装置が実現できる。さらに本発明の装置はコンパクトであるために、従来のものとは異なり携帯可能であり、したがってゴルファーは好きな場所で使用することができる。
上記の本発明の実施の形態は本発明を説明するためのものであり、それらの実施の形態そのものに本発明を限定しようとするものではなく、上記説明に照らして上記実施の形態に様々な変更を加えることができるのは明らかである。また、上記実施の形態は、本発明の原理および使用法をもっとも良く説明し、それによって当業者が本発明および意図する用途に適した変更例をよりよく使用することができるように選択されたものである。本発明の範囲は請求の範囲およびそれと均等なものによって規定される。
【図１】
0003656853.tif 000002
【図２】
0003656853.tif 000003
【図８Ａ】
0003656853.tif 000004
【図１０Ｈ】
0003656853.tif 000005
【図３】
0003656853.tif 000006
【図１０Ｂ】
0003656853.tif 000007
【図１０Ｄ】
0003656853.tif 000008
【図１０Ｆ】
0003656853.tif 000009
【図４】
0003656853.tif 000010
【図１０Ｅ】
0003656853.tif 000011
【図５Ａ】
0003656853.tif 000012
【図５Ｂ】
0003656853.tif 000013
【図６Ａ】
0003656853.tif 000014
【図６Ｂ】
0003656853.tif 000015
【図６Ｃ】
0003656853.tif 000016
【図７】
0003656853.tif 000017
【図８Ｂ】
0003656853.tif 000018
【図１０Ｃ】
0003656853.tif 000019
【図９】
0003656853.tif 000020
【図１０Ａ】
0003656853.tif 000021
【図１０Ｇ】
0003656853.tif 000022
【図１１Ａ】
0003656853.tif 000023
【図１１Ｂ】
0003656853.tif 000024
【図１２】
0003656853.tif 000025