(57)【要約】    【課題】  ゴルフクラブヘッドとボールとの接触状態を簡単に調べることができる観察方法及びゴルフクラブヘッドを提供する。    【解決手段】  ゴルフクラブヘッド３とボール２との接触状態を調べるための方法である。前記ゴルフクラブヘッド３は、ボール２を打撃する面であるフェースと、その反対側のバックとを有し、かつ、前記バック側から前記フェースを透視可能な透明部５を少なくとも一部に含んでいる。前記ゴルフクラブヘッド３の前記透明部５とボール２とを接触させる接触工程と、前記透明部５と前記ボール２との接触面を含むように、前記透明部５を前記バック側から撮像する撮像工程とを含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴルフクラブヘッドとボールとの接触状態を調べるための方法であって、
前記ゴルフクラブヘッドは、ボールを打撃する面であるフェースと、その反対側のバックとを有し、かつ、前記バック側から前記フェースを透視可能な透明部を少なくとも一部に含んでおり、
前記ゴルフクラブヘッドの前記透明部とボールとを接触させる接触工程と、
前記透明部と前記ボールとの接触面を含むように、前記透明部を前記バック側から撮像する撮像工程とを含むゴルフクラブヘッドとボールとの接触状態の観察方法。
【請求項２】
前記透明部において、前記フェース側の面積は、前記フェースと前記ボールとの接触面積よりも大きい請求項１記載のゴルフクラブヘッドとボールとの接触状態の観察方法。
【請求項３】
前記透明部の前記フェース側には、複数のスコアラインが設けられている請求項１又は２記載のゴルフクラブヘッドとボールとの接触状態の観察方法。
【請求項４】
前記接触工程は、異物を介して、前記透明部と前記ボールとを接触させる請求項１乃至３のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドとボールとの接触状態の観察方法。
【請求項５】
前記接触工程に先立ち、前記透明部の前記フェース及び前記ボールの少なくとも一方に、前記異物を付着させる工程をさらに含む請求項４記載のゴルフクラブヘッドとボールとの接触状態の観察方法。
【請求項６】
前記異物は、芝、水、砂、濡れた紙又は泥の少なくとも一つを含む請求項４又は５記載のゴルフクラブヘッドとボールとの接触状態の観察方法。
【請求項７】
前記撮像工程で得られた画像から、前記ゴルフクラブヘッドと前記ボールとの真実接触面の面積を計算する計算工程をさらに含む請求項１乃至６のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドとボールとの接触状態の観察方法。
【請求項８】
前記計算工程は、前記真実接触面の面積の時間変化を計算する工程をさらに含む請求項７記載のゴルフクラブヘッドとボールとの接触状態の観察方法。
【請求項９】
前記撮像工程で得られた画像を、ディスプレイ又は紙を含む表示媒体に、視覚情報として表示させる表示工程をさらに含む請求項１乃至８のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドとボールとの接触状態の観察方法。
【請求項１０】
ボールを打撃する面であるフェースと、その反対側のバックとを有するゴルフクラブヘッドであって、
前記バック側から前記フェースを透視可能な透明部を少なくとも一部に含むゴルフクラブヘッド。
【請求項１１】
前記透明部が、取り替え可能である請求項１０記載のゴルフクラブヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴルフクラブヘッドとボールとの接触状態を簡単に調べることができる観察方法及びゴルフクラブヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、ボールと衝突板との接触時に作用する力を計測するための方法が提案されている。この方法は、ゴルフボールの飛行方向に対して、所定の角度で傾斜して設置された衝突板にゴルフボールが衝突する際のゴルフボールと衝突板の動摩擦係数の測定方法であって、衝突板に垂直な方向の接触力及び衝突板のせん断方向の接触力を同時に求め、接触中の動摩擦係数を求めるものである。
【０００３】
下記特許文献２には、ボールが衝突板に接触したときのボールの滑り速度を測定するための方法が提案されている。この方法は、ボールが衝突板に接触する過程を、側方から高速度カメラで撮像し、その画像に基づいて、ボール滑り速度を求めるものである。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１及び２の方法は、いずれも、ゴルフクラブヘッドとボールとの接触状態を直接観察することができない。
【０００５】
下記特許文献３では、ボールと衝突板の接触状態を撮影するための方法が提案されている。この方法では、ゴルフボール発射装置より発射されたゴルフボールが衝突する衝突板と、衝突板を挟んで発射手段と反対側に設けられ、ゴルフボールの衝突時におけるゴルフボールと衝突板との接触状態を撮影する撮像手段とを用い、衝突板に開けられたゴルフボールの接触領域よりも小さな面積の観察孔から衝突板とゴルフボールの接触状態を撮影するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３４３１３９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５７４１５号公報
【特許文献３】特開２０１５−２０５１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ゴルフクラブヘッドとボールとの実際の接触状態をより良く観察するための、新しい手法を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一つの態様では、ゴルフクラブヘッドとボールとの接触状態を調べるための方法であって、前記ゴルフクラブヘッドは、ボールを打撃する面であるフェースと、その反対側のバックとを有し、かつ、前記バック側から前記フェースを透視可能な透明部を少なくとも一部に含んでおり、前記ゴルフクラブヘッドの前記透明部とボールとを接触させる接触工程と、前記透明部と前記ボールとの接触面を含むように、前記透明部を前記バック側から撮像する撮像工程とを含む。
【０００９】
本発明の他の態様では、前記透明部において、前記フェース側の面積は、前記フェースと前記ボールとの接触面積よりも大きくされても良い。
【００１０】
本発明の他の態様では、前記透明部の前記フェース側には、複数のスコアラインが設けられても良い。
【００１１】
本発明の他の態様では、前記接触工程は、異物を介して、前記透明部と前記ボールとを接触させても良い。
【００１２】
本発明の他の態様では、前記接触工程に先立ち、前記透明部の前記フェース及び前記ボールの少なくとも一方に、前記異物を付着させる工程をさらに含むことができる。
【００１３】
本発明の他の態様では、前記異物は、芝、水、砂、濡れた紙又は泥の少なくとも一つを含むことができる。
【００１４】
本発明の他の態様では、前記撮像工程で得られた画像から、前記ゴルフクラブヘッドと前記ボールとの真実接触面の面積を計算する計算工程をさらに含むことができる。
【００１５】
本発明の他の態様では、前記計算工程は、前記真実接触面の面積の時間変化を計算する工程をさらに含むことができる。
【００１６】
本発明の他の態様では、前記撮像工程で得られた画像を、ディスプレイ又は紙を含む表示媒体に、視覚情報として表示させる表示工程をさらに含むことができる。
【００１７】
本発明の他の態様は、ボールを打撃する面であるフェースと、その反対側のバックとを有するゴルフクラブヘッドであって、前記バック側から前記フェースを透視可能な透明部を少なくとも一部に含むゴルフクラブヘッドである。
【００１８】
本発明の他の態様では、前記透明部が、取り替え可能とされても良い。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、ゴルフクラブヘッドとボールとの接触状態を調べるための方法であって、前記ゴルフクラブヘッドは、ボールを打撃する面であるフェースと、その反対側のバックとを有し、かつ、前記バック側から前記フェースを透視可能な透明部を少なくとも一部に含んでおり、前記ゴルフクラブヘッドの前記透明部とボールとを接触させる接触工程と、前記透明部と前記ボールとの接触面を含むように、前記透明部を前記バック側から撮像する撮像工程とを含んでいる。従って、本発明によれば、ゴルフクラブヘッドとボールとの実際の接触状態を調べることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態を示すゴルフクラブヘッドとボールとの観察方法を説明するための斜視図である。
【図２】本実施形態で用いられたゴルフクラブヘッドの拡大正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図４】本実施形態の接触工程及び撮像工程を説明するための側面図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、芝を付着させたゴルフボールの正面図及び側面図である。
【図６】撮像工程で得られた接触面の一例を示す画像である。
【図７】図５から真実接触面積を計算した一例を示す画像である。
【図８】真実接触面積の時間変化を示すもので、画像番号（時間）とピクセル数との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の他の実施形態を示すゴルフクラブヘッドとボールとの観察方法を説明するための斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
本発明の一つの態様は、ゴルフクラブヘッドとボールとの接触状態を調べるための観察方法である。図１には、この観察方法を実施するための装置１の全体構成図が描かれている。図１に示されるように、本実施形態の観察方法では、ボール２と、それを打撃するためのゴルフクラブ３と、撮像装置４とを少なくとも含んでいる。本実施形態では、さらに、ゴルフクラブ３を保持しかつスイングするためのスイングロボット６と、撮像装置４により適切な像が得られるように被写体を照らす照明具７と、撮像装置４で得られた画像を処理するためのコンピュータ８とが含まれている。上記の各要素を含む装置１は、例えば、屋内で好適に使用される。
【００２２】
ボール２は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、ゴルフボールが利用される。好ましい態様では、ゴルフボールは、表面に複数のディンプルが形成されている。ゴルフボールの色も特に限定されないが、撮像環境に応じて、撮像しやすい最適な色彩が選択され得る。本実施形態では、ボール２として、白色のディンプル付きのゴルフボールが採用されている。
【００２３】
ゴルフクラブ３は、典型的には、ゴルフクラブヘッド１０、シャフト１１及びグリップ１２を含む。本実施形態のゴルフクラブ３は、アイアン型として構成されているが、ウッド型、ユーティリティ型又はパター型として構成されても良い。
【００２４】
図２は、ゴルフクラブヘッド１０の拡大正面図を示し、図３は、図２のＡ−Ａ線拡大断面図を示している。図２及び図３に示されるように、ゴルフクラブヘッド１０は、例えば、ボールを打撃する面であるフェース１３、フェース１３と反対側のバック１４、トップブレード１５、ソール１６、トウ１７、ヒール１８及びホーゼル１９を含んでいる。
【００２５】
また、本実施形態のゴルフクラブヘッド１０は、ヘッド本体２０と、透明材料からなるフェースプレート２２とを含んでいる。図２では、構造を理解しやすいように、フェースプレート２２が薄く着色されている。
【００２６】
ヘッド本体２０は、例えば、金属材料で構成されており、フェース１３のほぼ中央部分にヘッド前後に貫通する開口部２４が形成されている。この開口部２４は、観察対象であるボール２とフェース１３との接触面積よりも十分に大きい開口面積を有することが望ましい。また、好ましい態様では、開口部２４の周囲の少なくとも一部には、フェースプレート２２のバック側を支持するための支持部２６が形成されている。支持部２６は、例えば、フェース１３からバック側に控えた支持面を有するステップ状に形成されている。
【００２７】
フェースプレート２２は、透明な材料で構成されており、例えば、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂などが好適である。「透明」な材料とは、その先にあるものが透けて見える性質を有する材料を意味し、有色又は無色の別を問わない。好ましくは、無色透明な材料が採用され得る。なお、フェースプレート２２が透明な樹脂材料で形成される場合、十分な耐久性を持つよう、好ましくは５mm以上の厚さを有することが望ましい。
【００２８】
好ましい態様では、フェースプレート２２には、トウ・ヒール方向にのびる複数のスコアライン３０が設けられている。スコアライン３０を有する透明なフェースプレート２２は、より実際のゴルフクラブヘッドのフェースに近い表面状態を提供することができる。
【００２９】
本実施形態において、フェースプレート２２は、ヘッド本体２０の開口部２４を覆うようにヘッド本体２０の支持部２６に一体に固着されている。フェースプレート２２は、ヘッド本体２０に、例えば、ネジ手段２８を用いて固着されている。このため、フェースプレート２２は、ネジを緩めることで、ヘッド本体２０から容易に取り外され、例えば、スコアライン３０の仕様が異なる他のフェースプレート２２に取り替えることができる。ただし、フェースプレート２２とヘッド本体２０とは、ネジ手段２８以外にも、接着やカシメなど他の方法で固着されても良い。
【００３０】
以上のように構成された本実施形態のゴルフクラブヘッド１０は、開口部２４を通して、バック１４側から、フェース１３を透視可能な透明部５を少なくとも一部に含むことができる。即ち、本実施形態のゴルフクラブヘッド１０では、バック１４側から、開口部２４を通して見えるフェースプレート２２が、透明部５を構成している。このようなゴルフクラブヘッド１０は、そのバック１４側から、透明部５とボールとの接触状態を容易に観察することができる。また、本実施形態では、透明部５に設けられたスコアライン３０についても、バック１４側から見ることができる。さらに、本実施形態では、透明部５において、フェース１３側の面積は、例えば、一般的なヘッドスピードにおけるフェース１３とボールとの接触面積よりも十分に大きく形成されているので、ボールとフェース１３との接触部分の全部を観察することができ、より詳細な接触状態の解析が可能になる。
【００３１】
図１に示したように、本実施形態では、ゴルフクラブヘッド１０はスイングロボット６に装着されている。スイングロボット６は、よく知られているように、ロボット（機械）によって、典型的な人間のゴルフスイングを擬似的に再現することができる。本実施形態では、スイングロボット６でゴルフクラブ３をスイングさせることにより、ゴルフクラブヘッド１０の透明部５とボール２とを実際のプレー時と同様に接触させて、ボール２を飛球線方向Ａに向けて打ち出すことができる。従って、本実施形態では、実際のプレーにおけるゴルフクラブヘッド１０とボール２との接触状態を提供することができる。
【００３２】
また、スイングロボット６は、常に一定のスイング条件（例えば、ヘッドスピード及びヘッド軌道）でボールを繰り返し打撃することができる。従って、例えば、異なるゴルフクラブ３及び／又は異なるボール２の性能を比較する際に、打撃条件を揃えるのに役立つ。代替的に、図９に示されるように、ゴルフクラブ３は、人間によってスイングされても良い。
【００３３】
撮像装置４は、例えば、カメラであって、好ましくは、高速度ビデオカメラが採用される。図１から明らかなように、撮像装置４は、ゴルフクラブヘッド１０がボール２と接触する位置の背面側（ゴルフクラブヘッド１０を基準としてそのバック１４側）に配置されている。この撮像装置４は、コンピュータ８によって、撮像の開始、及び、停止が制御され得る。
【００３４】
以上のような装置を用いて、本実施形態の観察方法は、次のような工程を含んでいる。以下、各工程が、順に説明される。
【００３５】
［接触工程］
接触工程は、ゴルフクラブヘッド１０の透明部５とボール２とを接触させる工程である。接触工程のために、先ず、ボール２が地面に直接又はティーを介して、所定の位置に置かれる。所定の位置は、スイングロボット６がゴルフクラブ３をスイングしたときのゴルフクラブヘッド１０の透明部５の軌道を考慮して定められる。
【００３６】
この工程は、例えば、スイングロボット６が、予め定められたスイング条件に基づいて、ゴルフクラブ３をスイングすることにより行われる。これにより、図４に示されるように、ゴルフクラブヘッド１０のフェース１３の透明部５と、ボール２とが接触する。ゴルフクラブ３は、通常のゴルフスイングを行うため、ボール２と接触した後もそのまま運動を続ける。一方、ボール２は、透明部５と接触した後、反発して飛球線方向Ａ（図１に示す）に打ち出される。
【００３７】
［異物の介在］
上記接触工程は、ボール２と透明部５とを直接的に接触させるものである。他の実施形態として、接触工程は、ボール２と透明部５とを異物を介して間接的に接触させることができる。異物としては、例えば、実際のプレーの環境下で存在するものが好適であり、例えば、芝、水、砂又は泥の少なくとも一つを含むことが望ましい。異物を介在させることにより、実際のプレー環境により近い状態で、ボール２とフェース１３との接触状態を観察することができる。
【００３８】
異物を介してボール２と透明部５とを間接的に接触させる場合、接触工程に先立ち、透明部５のフェース１３及びボール２の少なくとも一方に、異物を予め付着させる工程を行うことが望ましい。図５（Ａ）及び（Ｂ）には、異物として、天然の芝４０を付着させたボール２の正面図及び側面図が示されている。芝４０は、その長手方向を上下方向に揃えてボール２に、例えば、テープＴで固着されている。この実施形態では、複数の芝４０が、水平方向に並べて配置されている。本実施形態では、ボール２の正面をほぼ覆うような形で芝４０が配置されている。ただし、このような態様はあくまで一例であって、例えば、１本の芝だけが付着されても良い。
【００３９】
芝４０の場合と同様に、水、泥、濡れた紙又は砂等の異物を、ボール２に付着させることができる。濡れた紙は、例えば、芝の代用手段として好適であり、これは、例えば、R&A（全英ゴルフ協会）でも推奨されている。これらの異物を介在させて観察すことにより、これまでは十分に解明できていなかった異物噛み込み打球時のボールのスピン量減少のメカニズムを解明することが可能になる。異物を介在させる場合、異物は、ボール２と透明部５との間の接触面の全てに存在する必要はなく、その一部だけでもよいのは言うまでもない。また、異物は、ボール２のみならず、ゴルフクラブヘッド１０の側に付着させても良い。さらに、異物として、水のみならず、液体でも良い。この場合、液体の接触面での動き等をより詳細に観察するために、着色されたものが好適であり、とりわけボール２とは異なる色相の液体が望ましい。
【００４０】
［撮像工程］
撮像工程は、透明部５とボール２との接触面を含むように、透明部５をバック１４側から撮像する工程である。好ましい態様では、ゴルフクラブ３のスイングが開始された後で、かつ、透明部５がボール２と接触する前に撮像が開始される。また、好ましい態様では、ボール２が透明部５から離れた後に、撮像が停止される。これにより、ボール２が透明部に接触し始める瞬間、接触中、及び、接触した後に離れていく瞬間を時系列的に撮像し、接触状態の変化を観察することができる。撮像工程で得られた情報は、画像情報として、撮像装置４及び／又はコンピュータ８に記憶される。
【００４１】
上記撮像の開始及び停止を行うために、例えば、図１に示されるように、ゴルフクラブ３のスイング軌道内を横切るセンサー光を発する投光部Ｓ１ａ、Ｓ２ａを有するセンサーＳ１及びＳ２が配置されても良い。各センサーＳ１、Ｓ２は、移動するゴルフクラブ３のヘッド１０又はシャフト１１によって、各々のセンサー光が遮られたときに、撮像の開始及び停止のためのトリガー信号を、例えば、コンピュータ８に出力することができる。センサーに関しては、一方のセンサーＳ１ａのみでも良いのは言うまでもない。さらには、センサーに代わる他の撮像トリガーが採用されても良い。例えば、高速度カメラに入力された像の一部が変化（例えば、打球によって、透明部の色相が変化（白から黒になる））したことをトリガーとして、撮像（像の記録）が開始されても良い。
【００４２】
［表示工程］
表示工程は、撮像工程で得られた画像を、視覚情報として表示させる工程である。画像は、例えば、コンピュータ８のディスプレイ８ａに表示されても良いし、紙などの表示媒体に印刷されても良い。これにより、ゴルフクラブヘッド１０のフェース１３とボール２との打撃状態の接触面を観察することができる。
【００４３】
図６には、表示工程として、一連の接触状態のある瞬間の画像Ｆが表示されている。撮影条件は、フレームレート：２００００fps、５１２×３５２ピクセル、フルカラーである。また、図６には、ｘ−ｙ−ｚ座標系を合わせて表示している。ｘ、ｙ及びｚの各方向は、それぞれ次のゴルフクラブヘッド１０に対して、次のように対応している。
ｘ：ゴルフクラブヘッド１０のトウ・ヒール方向
ｙ：ゴルフクラブヘッド１０の上下方向
ｚ：ゴルフクラブヘッド１０の前後方向
【００４４】
図６において、最も白く表示されている部分は、ボール２を示している。高速度カメラによって、ボール２の表面のディンプルまでもが、鮮明に観察される。また、画像には、ｘ方向に沿ってのびる多数の横縞模様が確認できる。これは、透明部５に形成されたスコアライン３０である。さらに、図６の画像のｘ方向の中央部をｙ方向にのびている比較的色の濃い部分は、異物としての芝４０を示している。芝４０は、ボール２と透明部５との接触力によってその一部分が破断し、白色の部分が映しだされている。本実施形態の観察方法により、ボール２との接触によって破断した芝４０は、粉砕され、スコアラインを通ってボール２の左右側方から排出されることが後の画像から確認することもできた。また、芝４０を破って白く表れている部分が、ボール２と透明部５（フェース１３）とが直接的に接触している真実接触面４２である。
【００４５】
好ましい態様では、撮像工程で得られた画像から、上記真実接触面４２の面積を計算する計算工程をさらに含むことが望ましい。この計算工程では、例えば、先ず、対象となる画像Ｆ（図６）から、図７に示されるように、矩形の解析領域Ｆａが抽出される。次に、この解析領域Ｆａの各ピクセルが有する色情報に対して、例えば、予め定められた閾値に基づいて、二値化処理等の画像処理を行い、真実接触面４２を判定可能なピクセルを抽出し、それらに基づいて面積を計算することができる。このような計算工程は、例えば、スコアライン３０の幅、深さ、又は断面形状といった仕様を異ならせた複数のゴルフクラブヘッド１０の真実接触面４２の面積を計算し、それらを互いに比較することにより、各スコアラインの芝の排出性などを評価するのに役立つ。
【００４６】
図６は、一連の接触状態のある瞬間の画像Ｆの一つを示したが、コンピュータ８には、微小間隔で撮像された接触状態の開始から終了までの複数の画像Ｆが記憶されている。そこで、他の好ましい実施形態では、計算工程として、記録されている複数の画像Ｆに対して前記真実接触面４２の面積を計算することにより、この真実接触面４２の面積の時間変化を計算することもできる。
【００４７】
図８には、真実接触面４２の面積の時間変化を示すグラフであり、縦軸は、各画像に含まれる真実接触面４２と判定されたピクセル数の合計値、横軸は、画像番号（これは、経過時間に対応している。）をそれぞれ示している。図８のグラフから明らかなように、ボール２とゴルフクラブヘッド１０との真実接触面の面積は、接触の開始からほぼ直線状に急激に上昇し、ピークを迎えた後、階段状に減少していることが確認される。この階段状の現象変化には、スコアライン３０が関係していると思われる。このような真実接触面４２の時間変化は、ゴルフクラブ３及びボール２の開発を加速させるのに役立つ。
【００４８】
以上、本発明の一実施形態が詳細に説明されたが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の態様に変更して実施しうるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４９】
２    ボール
３    ゴルフクラブ
４    撮像装置
５    透明部
８    コンピュータ
８ａ  ディスプレイ
１０  ゴルフクラブヘッド
１３  フェース
１４  バック
２０  ヘッド本体
２２  フェースプレート
４２  真実接触面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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