【事件の表示】
　特許第３１８５８５０号「スポーツ用物体の飛行特性を測定表示するモニター装置」の請求項１ないし９に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３１８５８５０号の請求項に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　特許第３１８５８５０号「スポーツ用物体の飛行特性を測定表示するモニター装置」の請求項１ないし９に係る発明は、平成７年１０月２日（パリ条約による優先権主張１９９４年９月３０日、米国）の出願であり、平成１３年５月１１日にその特許の設定登録がなされ、その後、その特許について、異議申立人　三好朋子　より特許異議の申立がなされ、取消しの理由がされ、その所定の期間内である平成１４年１１月２５日に意見書と共に、訂正請求書が提出されたものである。
２．訂正の適否についての判断
　（１）訂正の要旨
　　　ア．訂正事項ａ
　特許請求の範囲の請求項１の記載「物体がそれに近接する３次元の視野中を移動する間に該物体の飛行の初期の部分をモニターする装置であって、
前記物体が通過する前記視野に焦点が合わされている少なくとも１つのカメラが取り付けられているハウジングと、
前記物体が前記視野中を移動する間に前記少なくとも１つのカメラのゲートないしシャッターを作動させる手段と、
前記少なくとも１つのカメラのシャッターを開かせる信号を送る音響センサーと、
前記少なくとも１つのカメラに隣接して配されたフラッシュ手段と、
前記物体上に±０．３７°以内の精度で予め正確に位置決めされて配された少なくとも３個の反射ドット手段と、
前記少なくとも１つのカメラに備えられ、前記反射ドット手段から反射された光を受ける感光パネルと、
前記装置の校正のため、予め前記感光パネル上に結像された前記少なくとも３個の反射ドット手段の座標を正確に知られている前記少なくとも３個の反射ドット手段の前記物体上の位置と関連付け、これに基づいて、前記物体の飛行の初期の部分の飛行経路、速度およびスピンを３次元的に判定するコンピュータ手段と
を有して成る装置。」を、
「物体がそれに近接する３次元の視野中を移動する間に該物体の飛行の初期の部分をモニターする装置であって、
前記物体が通過する前記視野に焦点が合わされている少なくとも１つのカメラが取り付けられているハウジングと、
前記物体が前記視野中を移動する間に前記少なくとも１つのカメラのゲートないしシャッターを作動させる手段と、
前記少なくとも１つのカメラのシャッターを開かせる信号を送る音響センサーと、
前記少なくとも１つのカメラに隣接して配されたフラッシュ手段と、
前記物体上に±０．３７°以内の精度で予め正確に位置決めされて配された少なくとも３個の反射ドット手段と、
前記少なくとも１つのカメラに備えられ、前記反射ドット手段から反射された光を受ける感光パネルと、
前記装置の測定値の校正のため、前記感光パネル上に結像された前記少なくとも３個の反射ドット手段の２次元座標を正確に知られている前記少なくとも３個の反射ドット手段の前記物体上の３次元球極座標上の位置と予め関連付け、これに基づいて、前記物体の飛行の初期の部分の飛行経路、速度およびスピンを３次元的に判定するコンピュータ手段と
を有して成る装置。」と訂正する。
　　　イ．訂正事項ｂ
　特許請求の範囲の請求項２の記載「フィールドを通過するスポーツ用物体の飛行特性を測定する装置であって、
携帯可能なハウジング内に配された、前記フィールド内の前記物体に焦点を合わせたシャッターを有する少なくとも１つの電子ビデオユニット、
前記物体上に±０．３７°以内の精度で予め正確に位置決めされて配された少なくとも３個の反射ドット手段、
前記フィールド内の前記反射ドット手段の位置を認識する、前記電子ビデオユニット内に配された測定手段、
前記フィールドを照明する複数のフラッシュライト、
前記物体が第１の位置と第２の位置にあるときに、前記電子ビデオユニットのシャッターを開閉するとともに、前記各フラッシュライトを作動させて前記フィールド内の物体に光を当てる制御手段、
前記電子ビデオユニット内に配され、前記物体が前記第１の位置と第２の位置にあるときに、前記反射ドット手段からの光を受光する受光手段、および
前記ハウジング内あるいはその近傍に配され、前記装置の校正のため、予め前記受光手段により受光された前記少なくとも３個の反射ドット手段の座標を正確に知られている前記少なくとも３個の反射ドット手段の前記物体上の位置と関連付け、これに基づいて、前記物体が前記第１の位置にある時の前記反射ドット手段の位置と前記物体が前記第２の位置にある時の前記反射ドット手段の位置とを比較するコンピュータ手段、
からなることを特徴とする装置。」を
「フィールドを通過するスポーツ用物体の飛行特性を測定する装置であって、
携帯可能なハウジング内に配された、前記フィールド内の前記物体に焦点を合わせたシャッターを有する少なくとも１つの電子ビデオユニット、
前記物体上に±０．３７°以内の精度で予め正確に位置決めされて配された少なくとも３個の反射ドット手段、
前記フィールド内の前記反射ドット手段の位置を認識する、前記電子ビデオユニット内に配された測定手段、
前記フィールドを照明する複数のフラッシュライト、
前記物体が第１の位置と第２の位置にあるときに、前記電子ビデオユニットのシャッターを開閉するとともに、前記各フラッシュライトを作動させて前記フィールド内の物体に光を当てる制御手段、
前記電子ビデオユニット内に配され、前記物体が前記第１の位置と第２の位置にあるときに、前記反射ドット手段からの光を受光する受光手段、および
前記ハウジング内あるいはその近傍に配され、前記装置の測定値の校正のため、前記受光手段により受光された前記少なくとも３個の反射ドット手段の２次元座標を正確に知られている前記少なくとも３個の反射ドット手段の前記物体上の３次元球極座標上の位置と予め関連付け、これに基づいて、前記物体が前記第１の位置にある時の前記反射ドット手段の位置と前記物体が前記第２の位置にある時の前記反射ドット手段の位置とを比較するコンピュータ手段、
からなることを特徴とする装置。」と訂正する。
　　　ウ．訂正事項ｃ
　特許請求の範囲の請求項３の記載「視野を通る物体の飛行の初期の部分をモニターする装置であって、
前記物体の支持手段、
感光パネルを備えるとともに、前記物体が飛行の初期の部分において通る前記視野に焦点を合わせたカメラユニットを固定位置に収容した携帯可能なハウジング、
前記物体が前記視野を通過する間に少なくとも２回前記カメラユニットのゲートないしシャッターを作動させる手段、
前記物体上に土０．３７°以内の精度で予め正確に位置決めされて設けられた３個以上のコントラスト領域または反射領域であって、それら領域各々からの光が前記感光パネルに達して該感光パネル上に光りパターンが形成されると共に前記カメラユニットのシャッターが開かれたときにアナログイメージ信号が発生されるように配された３個以上のコントラスト領域または反射領域、および
前記携帯可能なハウジング内あるいはその近傍に配され、前記装置の校正のため、予め前記感光パネル上に結像された前記３個以上のコントラスト領域または反射領域の座標を正確に知られている前記３個以上のコントラスト領域または反射領域の前記物体上の位置と関連付け、これに基づいて、校正用ではない前記アナログ信号を受け取って処理して、物体の飛行の初期の部分の飛行経路、速度およびスピンを判定するコンピュータ手段、
からなることを特徴とする装置。」を、
「視野を通る物体の飛行の初期の部分をモニターする装置であって、
前記物体の支持手段、
感光パネルを備えるとともに、前記物体が飛行の初期の部分において通る前記視野に焦点を合わせたカメラユニットを固定位置に収容した携帯可能なハウジング、
前記物体が前記視野を通過する間に少なくとも２回前記カメラユニットのゲートないしシャッターを作動させる手段、
前記物体上に土０．３７°以内の精度で予め正確に位置決めされて設けられた３個以上のコントラスト領域または反射領域であって、それら領域各々からの光が前記感光パネルに達して該感光パネル上に光りパターンが形成されると共に前記カメラユニットのシャッターが開かれたときにアナログイメージ信号が発生されるように配された３個以上のコントラスト領域または反射領域、および
前記携帯可能なハウジング内あるいはその近傍に配され、前記装置の測定値の校正のため、前記感光パネル上に結像された前記３個以上のコントラスト領域または反射領域の２次元座標を正確に知られている前記３個以上のコントラスト領域または反射領域の前記物体上の３次元球極座標上の位置と予め関連付け、これに基づいて、測定用の前記アナログ信号を受け取って処理して、物体の飛行の初期の部分の飛行経路、速度およびスピンを判定するコンピュータ手段、
からなることを特徴とする装置。」と訂正する。
　　　エ．訂正事項ｄ
　特許請求の範囲の請求項４の記載「視野を通る物体の飛行の初期の部分をモニターする装置であって、
前記物体が飛行の初期の部分において通る前記視野に焦点を合わせた感光パネルを備えたカメラユニット、
前記物体が前記視野を通過する間に少なくとも２回その物体を照明する手段、
前記物体上に設けられた３個以上の照明可能なマーカーであって、そのマーカーから反射された光が前記感光パネル上で結像するように前記物体上に配されるとともに、その物体上での位置が±０．３７°以内の精度で正確に決められている３個以上の照明可能なマーカー、および
前記装置の校正のため、予め前記感光パネル上に結像された前記３個以上の照明可能なマーカーの座標を正確に知られている前記３個以上の照明可能なマーカーの前記物体上の位置と関連付け、これに基づいて、校正用ではない前記感光パネル上の像を処理して、物体の飛行の初期の部分の飛行状態を判定するコンピュータ手段、
からなることを特徴とする装置。」を、
「視野を通る物体の飛行の初期の部分をモニターする装置であって、
前記物体が飛行の初期の部分において通る前記視野に焦点を合わせた感光パネルを備えたカメラユニット、
前記物体が前記視野を通過する間に少なくとも２回その物体を照明する手段、
前記物体上に設けられた３個以上の照明可能なマーカーであって、そのマーカーから反射された光が前記感光パネル上で結像するように前記物体上に配されるとともに、その物体上での位置が±０．３７°以内の精度で正確に決められている３個以上の照明可能なマーカー、および
前記装置の測定値の校正のため、前記感光パネル上に結像された前記３個以上の照明可能なマーカーの２次元座標を正確に知られている前記３個以上の照明可能なマーカーの前記物体上の３次元球極座標上の位置と予め関連付け、これに基づいて、測定用の前記感光パネル上の像を処理して、物体の飛行の初期の部分の飛行状態を判定するコンピュータ手段、
からなることを特徴とする装置。」と訂正する。
　（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　訂正事項ａ及びｂについて；
　請求項１及び請求項２中の記載「前記装置の校正のため、予め前記感光パネル上に結像された前記少なくとも３個の反射ドット手段の座標を正確に知られている前記少なくとも３個の反射ドット手段の前記物体上の位置と関連付け」を「前記装置の測定値の校正のため、前記感光パネル上に結像された前記少なくとも３個の反射ドット手段の２次元座標を正確に知られている前記少なくとも３個の反射ドット手段の前記物体上の３次元球極座標上の位置と予め関連付け」と訂正することは、コンピュータ手段によって所要の測定値を得るためには装置の校正が必要であり、そのためには、３個の反射ドット手段に関し、感光パネル（受光手段）上に得られる２次元座標と既知の３次元球極座標との間で予め関連付けをしておくことが必要であることを明確にしようとするものであって、当該訂正は、明瞭でない記載の釈明を目的とするもので、明細書の段落００７４以降の記載に基づくものである。
　そうすると、訂正事項ａ及びｂは、願書に添付した明細書に記載された事項の範囲内のものであって、新規事項の追加に該当せず、また、実質上特許請求の範囲を拡張・変更するものではない。
　訂正事項ｃ及びｄについて；
　請求項３及び請求項４中の記載「前記装置の校正のため、予め前記感光パネル上に結像された前記３個以上の照明可能なマーカーの座標を正確に知られている前記３個以上の照明可能なマーカーの前記物体上の位置と関連付け、これに基づいて、校正用ではない前記感光パネル上の像を処理して、」を「前記装置の測定値の校正のため、前記感光パネル上に結像された前記３個以上の照明可能なマーカーの２次元座標を正確に知られている前記３個以上の照明可能なマーカーの前記物体上の３次元球極座標上の位置と予め関連付け、これに基づいて、測定用の前記感光パネル上の像を処理して、」と訂正することは、コンピュータ手段によって所要の測定値を得るためには、先ず、装置の校正が必要であり、そのためには、３個の反射ドット手段に関し、感光パネル上に得られる２次元座標と既知の３次元球極座標との間で予め関連付けをしておくことが必要であり、その後、測定時に得られるイメージ信号を処理（感光パネル上の像を処理）すればよいことを明確にしようとするものであって、当該訂正は、明瞭でない記載の釈明を目的とするもので、明細書の段落００７４以降の記載に基づくものである。
　そうすると、訂正事項ｃ及びｄは、願書に添付した明細書に記載された事項の範囲内のものであって、新規事項の追加に該当せず、また、実質上特許請求の範囲を拡張・変更するものではない。
　（３）むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する特許法第１２６条第２項から第４項までの規定に適合するので、当該訂正を認める。
３．特許異議の申立てについての判断
　（１）特許異議の申立の理由の概要
　特許異議申立人三好朋子は、証拠として甲第１号証（米国特許第４７１３６８６号明細書クラス３５８）、甲第２号証（特開平４−１７８５０５号公報）、甲第３号証（特開平３−９４７８４号公報）、甲第４号証（井原敬介　外２名、「ゴルフボールの技術開発」、計測と制御、昭和６０年８月、第２４巻、第８号、ｐ．７４９〜７５６）及び甲第５号証（特開昭６３−１８６６７２号公報）を提出し、請求項１ないし３に係る発明の特許は甲第１ないし５号証に、及び、請求項４ないし９に係る発明の特許は甲第１ないし４号証に、それぞれ記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により、特許を受けることができないものであり、請求項１ないし９に係る発明の特許はこれを取り消すべき旨を主張している。
　（２）本件発明
　上記２．で示した訂正が認められるから、本件発明は、上記訂正請求に係る訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１ないし９に記載された事項により特定されるとおりのもの（以下、「本件発明１ないし９」という。）である。
　（３）特許異議申立人が提出した各甲号証記載の発明
　甲第１号証（米国特許第４７１３６８６号明細書クラス３５８）には、それを日本語訳にすると次のことが記載されている。
「この発明は、動的対象物、例えばゴルフのクラブをスイングしてそのインパクト付近のボールやクラブを１フレーム内に多数写し、写った１フレームを打った瞬間にモニターに静止画像として写し出したり、テニスや卓球のラケットで打撃された直後のボールの速度やスピンを解析するための高速度瞬間多重画像記録装置に関するものである。」（第１欄第８〜１５行）、「この発明は、動的対象物の必要な瞬間を１フレーム内に多数写し、不必要な画像をなくし、」（第１欄第３４〜３７行）、「モニターにビデオカメラ１フレーム内において発光部の複数の閃光でとらえられた複数の瞬間ポーズを同時に表示するように構成したものである。」（第１欄第６０〜６３行）、「第１図において、動的対象物１に向けて２台のビデオカメラ２、センサー３及び発光部４を設置する。このビデオカメラ２は通常市販されている毎秒３０フレームのスピードの映像信号を送るものでよく、特殊な高速ビデオカメラは必要ではない。ゴルフクラブを振りおろすときにセンサー３が作動し、センサー３は検出信号をセンサー制御部６へ送る。センサー制御部６からの信号をリターダ７が受信し、リターダ７からの信号をストロボ制御部８へ送る。リターダ７からの信号を受信したストロボ制御部８は、ストロボ電源部９へ発光信号を送り、ストロボ電源部９は発光部４に発光出力を与える。発光出力が与えられた発光部４は、ビデオカメラ２の１フレーム内において複数回閃光し、複数の瞬間ポーズをとらえる。例えば、ビデオカメラ２として１秒間に３０フレーム送る通常市販されているものを使用し、１フレーム分作動させた場合、 １／３０秒の間に発光部４を１０回閃光させる。ビデオカメラ２は１フレーム内に１０の瞬間ポーズをキャッチし、リアルタイムでモニター５に多重画像として１０の瞬間ポーズを写し出す。動的対象物１に対しては、正面並びに上方から２台のビデオカメラ２をセットし、それぞれの映像信号をフレームメモリー１０へ送る。ストロボ制御部８から出力される発光信号は、ストロボ電源部９へ発光信号を出力すると同時にリターダ１１へも出力し、リターダ１１からフレームメモリー１０へ外部信号を出力する。フレームメモリー１０がリターダ１１を介してストロボ制御部８からの信号を受けるとビデオカメラ２からの映像信号はフレームメモリー１０にフリーズされたモニター５に映像出力を出す。モニター５にはビデオカメラ２の１フレーム内において発光部４の複数回の閃光でとらえられた複数回の瞬間ポーズを同時に、すなわち多重画像として表示する。また、フレームメモリー１０は、モニター５に映像出力を出すとともにビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）１２にも映像出力を出すようにし、ＶＴＲ１２でこの映像を記録しておくことができるようになっている。さらに、モニター５に映し出された画像を、第２図に示すように、マイコン１３を利用して、ボールの位置、クラブの位置をデジタイザー１４を使用し座標として表示し、解析ソフトによりボールの打ち出し速度、バックスピン、サイドスピン、上下打ち出し角度、左右打ち出し角度、ヘッドスピード、ヘッドの入り方（インサイドアウト、アウトサイドイン等）、打点等を数値化し、さらにはボールの初期条件を使用して弾��計算を行ない飛距離等を計算しＣＲＴ５の画面に表示させることもできる。リターダ７、１１は、一定時間信号を次へ送るのを遅延させるものである。リターダ７は、一画面の中にボールとクラブとを多重撮影するためのタイミングを調整するためのものである。リターダ７の必要性は、センサー３を通過してゴルフスイングのインパクトの瞬間までの時間が打者及びクラブの番手によって遅い、速いの違いがあるからである。また、リターダ１１は、ストロボ発光と映像取り込みとのタイミングを合わせ、１フレームの画面の中にボールとクラブとを多重撮影するためのものである。」（第２欄第１５行〜第３欄第１０行）、「第１図はビデオカメラ２を２台使用した例を示したが、１台又は３台以上設置して撮影角度を変えた映像を得ることもできる。」（第３欄第１６〜１９行）、「第４図（ａ）〜（ｃ）に示すものは、ヘッド２５の軌跡やシャフト２６の動きを明確に映像にとらえるため、白色テープあるいは反射テープ２７を貼り付けた。これにより、発光部４の閃光を反射させ、テープ２７の個所を特徴的に写し出せることとなる。なお、ゴルフクラブ全体を白色に塗装しても良い。また、ボールにもこのような反射テープ２７を貼り付けておいても良い。ボールには十文字の黒いマークを付しておくことにより弾道解析がしやすくなる。」（第３欄第６６行〜第４欄第８行）
　甲第２号証（特開平４−１７８５０５号公報）には、「対象物体上に三角形の３頂点を形成するように配設された３ケのセンサーターゲットと、上記各センサーターゲットを同時に撮影するとともにその画像信号を出力する１基のＣＣＤカメラと、同画像信号に基づいて上記各センサーターゲットの位置をＸＹＺ座標で示す画面座標信号を出力する画像信号処理装置と、同画面座標信号に基づいて上記対象物体の位置及び姿勢を算出する計算機とを具えたことを特徴とする３次元的連動計測装置」（第１頁左欄第５〜１４行）、「従来の画像センサーによる３次元運動計測装置では、２台のカメラを使用する手段が知られており、これによると、例えば第３図斜視図に示すように、画像センサーとしてのＣＣＤカメラａと画像信号処理装置ｂを各々２台と、計算機Ｃとを次に示す要領で使用するのである。
　すなわち、各１台のカメラａと画像信号処理装置ｂからなるセンサー系が２系統あり、両眼視することによって、対象物ｅの位置と姿勢とを計測する。
　その際、センサーターゲットｆは、対象物ｅに固定された豆電球等であり、これは背景からセンサー系が対象物ｅを判別し易くするためである。
　画像信号処理装置ｂは、カメラａから画像信号を取り込み、画像中で上記センサーターゲットの像を判別するとともに、その像がカメラの視野内のどこに位置しているかをＸ−Ｙ座標等で示す信号を発生する。
　そして計 算機Ｃは、上記信号を２つの画像信号処理装置から取り込み、三角測量法によって前述のセンサーターゲットの３次元的位置を算出することにより、対象物ｅの位置と姿勢を算出するのである。」（第１頁左欄２０行〜第２頁左上欄第３行）と記載されている。
　甲第３号証（特開平３−９４７８４号公報）には、「打たれたゴルフボール４６の着地点を計算する際のもう一つの重要な面は、ボール４６内に加えられたスピン量によって判断されるようなゴルフボール４６のフックとスライスの判断であろう。
この測定は複数の部品を用いて行われる。これら部品は光線５４Ａと５４Ｂ、およびセンサ５６Ａと５６Ｂを含む。第４図について述べると、光源５４、ボール４６、および５６間の関係が描かれている。光源５４は光源５４ＡとＢ、ならびにセンサ５６ＡとＢにより形成される面内を伝揺する光線を発する。本発明の目的上、特殊なゴルフボール４６を使用する。ゴルフボール４６が特殊であるのはそれが反射性の高いコック６２を備えているためである。これらのコック６２は光源５４ＡとＢによりセンサ５６ＡとＢ上へ発せられた光を反射する働きを行う。第４図は、ゴルフボール４６の高反射性コック６２から発する光線がセンサ５６Ａ上へ反射される状態を示す。
　第５図について述べると、ゴルフボール４６とセンサ５６Ａ、５６Ｂの上面図が示されている。センサ５６Ａと５６Ｂとは２列６６Ａ、６６Ｂ、および６８Ａ、６８Ｂの２列へ分割される。以上の列はそれぞれ、複数の光センサ素子より構成される。これらの列の構成は水平と垂直面におけるスピン速度を判断するために本発明の重要な面を形成する。　　水平方向スピン成分は矢印６１により表わされる。ボール４６が光線５４Ａと５４Ｂおよびセンサ５６Ａと５６Ｂの面内に入ると、光は光源から反射されてセンサ５６Ａと５６Ｂ上へ至る。センサ５６Ｂ上に集光して、反射光は列６８（Ａ文字で示す）と列６６（Ｂ文字で示す）に異なる時間にあたることになろう。光が列Ｂにあたる前に列Ａにあたるかどうかがスピンの方向を与えることになろう。光が列Ａから列Ｂへ、又はその逆に達するのに要する時間と等価なもう一つの測定が行われる。この測定値を使用してスピン速度を判断する。さてセンサ５６Ａについて注目すると同じ手順がたどられる。ボール４６Ａ上のスピンによって反射光線は列６６Ａの後に列６８Ａ（それぞれＢ１とＡ１文字によって示す）もしくはその逆の順序で当たることになろう。
　もしボールがスピンなしにセンサ５６Ａと５Ｂ上を通過すると、まづ最初に光を第１列のセンサ（ＡとＡ１）に反射し、その後第２列のセンサ（ＢとＢ１）上に反射することになろう。２個のセンサ５６ＡとＢの列どうしの間の時間差は同一であるため、水平方向スピンは存在しないことが示されよう。２個のセンサ５６ＡとＢの２列（Ａ／Ａ１とＢ／Ｂ１）どうしの間の測定値に差がある場合には水平方向スピンが示される。スピン速度は、もしボール４６が５６ａと５６Ｂ間の中心にある場合には光が距離ｄとｄ１を進む時間測定値の差に比例する。
　もしボール４６がセンサ５６ａと５６ｂ上の中心になければ、このずれはボール４６がネット４４に当たる部分から計算することができる。この場合、この中心の欠如による水平方向スピン速度の誤差は何れも軌跡計算前に除去することができる。
　垂直スピン成分は矢印６３により示す。垂直スピンは２つの速度測定値を比較することによって測定される。第１の速度測定値は先に論じたようにセンサ５６ＡとＢとネット４４間で測定したものである。（全速度につき以下”ＴＵ”と称する）第２の測定値は第１のセンサ列６８Ａから第２列６８Ｂへボールが反射する光の速度である。ボール４６の１センサ５６に近接する度合を補償するために各センサについて速度測定値の平均がとられる。
　　（Ｕ56Ａ＋Ｕ56Ｂ）／２
但し、Ｕ56Ａは左センサについてのもので、Ｕ56Ｂは右センサについてのものである。
　垂直スピン速度はこれら測定値を互いに引き合うこうによって得られる。
即ち、垂直方向スピン＝｛（Ｕ56Ａ＋Ｕ56Ｂ）／２ ｝−ＴＵ
もしその結果が水平面でゼロならば、垂直方向スピンは存在しない。ゼロでなければ、スピンの方向に大きさは知ることができる。
　センサ ５６ＡとＢは反射光線が列６８から６６へ進むに要する時間を表わすデジタル信号をつくりだす。この信号はコンピュータ５０へ供給される。」（第８頁左下欄第１行〜第９頁左下欄第３行）、「ボール運動検出手段１４９はボール状要素１４６の運動をコンピュータ解析するための情報を提供する働きを行う。センサ手段１４９は要素１４６の運動の方向に配置され、その横断方向に向けられる。ボール状要素１４６（以下「ボール」と称する）を打つ前に、ボールはティー上に反射面１４６ａ１の位置を配置する具合に向けられ光線１４８からの光をボール運動センサ手段１４９上へ向ける。
　センサ手段１４９は、第１０図に最も良く示されるように、半剛性支持板１５３上に担われた個々のセンサ要素の一対の側部方向に隔たった直立配置ライン１５１、１５２を備える。支持板１５３は同時に一対の直立に隔てられた、しかし水平方向に配置されたセンサ要素のライン１５４、１５５を担う。上記運動検出手段１４９は以下に説明するようにボール状要素の水平方向と垂直方向のスピンを検出する働きを行う。
　かくして、センサ支持板１５３は２軸の各々についてボール１４６のスピンを表わす情報を提供する。ボール１４６が当たる時、もしそれが全体として水平軸の周囲を上部方向に回転すれば、即ち、もしボールが第９図の如く時間廻り方向に回転すれば、センサ支持板１５３上の反射光は全体として上部方向へ動きライン１５４、１５５をクロスすることになろう。かくして、水平方向ライン１５４、１５５内を光点からフラッシュする光の間の時間はボールの上部方向スピン量を表示する。
　同様にして、ライン１５１、１５２内のセンサ要素からのフランシュライト間の時間はその光が左から右、或いは右から左へ移動して照明されるかどうかに応じてスライスもしくはフックの大きさを表示する。
　その代わり、もし２列のセンサ要素のみが使用される場合には、例えばライン１５４、１５５の如く、光点が個々のライン１５４、１５５センサをクロスする位置を使用してプレーヤがボールに加える「フック」もしくは「スライス」の大きさを検出することもできる。
　全体として、スピンは、個々の検出器の何れが　光検出マトリックス内でオンオフするかを監視することによって検出することができる。」（第１１頁左上欄第１２行〜同左下欄第１４行）と記載されている。
　甲第４号証（井原敬介　外２名、「ゴルフボールの技術開発」、計測と制御、昭和６０年８月、第２４巻、第８号、ｐ．７４９〜７５６）には、「ゴルフボールの弾道を決定する最大の要因はいうまでもなく初期条件である。また、飛翔中における揚、抗力も、速度、スピンに大きく影響されるから、この初期条件を精度よく測定する必要がある。そのための手法としては、マルチフラッシュによる重ねどり、ムービーカメラやテレビカメラによる方法、光電管の利用などがあるが、解像度、画像の線形性が良く、しかも後処理が容易という点でマルチフラッシュを用いた複数個のカメラ（多方面）による同時撮影の方法が最も優れている（写真６）。得られた写真からボール表面の多数の定点の各時刻における位置を算出し、これを並進と回転運動成分とに分離するのである。この方法によって、空間位置で平均約０．１ｍｍ、すなわち、速度にして約０．１ｍ／ｓスピンでは３０ｒｐｍ以内の誤差にて速度、スピンを求めうる。」（第７５３頁左欄下から第１０行〜同右欄第５行）と記載されている。
　甲第５号証（特開昭６３−１８６６７２号公報）には、「発光部とフレームメモリー及びテレビモニターを１つのケース内に収納したことを特徴とするゴルフ練習器」（第１頁左欄第１９行〜同右欄第１行）、「この発明によれば、高速のインパクトの瞬間をビデオカメラ、発光ブラケット、フレームメモリーの組合せにより、その場で多重画像としてテレビモニターに写し出すので、ありのままの現象を目で見せることができ、納得性、信頼性が高い。また、ケース内の主要機器を収納したので、コンパクト化が図れ、テレビモニターでゴルファーの欠点やヘッドスピードも表示でき解析が容易となる。」（第４頁右欄第４〜１２行）と記載されている。
　（４）対比・判断
　　　ア．請求項１に係る発明について
　請求項１に係る発明と特許異議申立人が提出した甲第１号証ないし甲第５号証に記載の発明を対比すると、当該いずれの刊行物にも、「前記物体上に±0.37°以内の精度で予め正確に位置決めされて配された少なくとも３個の反射ドット手段」及び「前記装置の測定値の校正のため、前記感光パネル上に結像された前記少なくとも３個の反射ドット手段の２次元座標を正確に知られている前記少なくとも３個の反射ドット手段の前記物体上の３次元球極座標上の位置と予め関連付け、これに基づいて、前記物体の飛行の初期の部分の飛行経路、速度およびスピンを３次元的に判定するコンピュータ手段」の構成が記載されていない。そして、請求項１に係る発明は、前記構成を有することにより、校正装置３０を用いることなくボールの速度とスピンを適切に演算することができる（本件特許公報第１０頁第１９欄第１５行〜同第１４頁第２７欄第１８行の記載参照）という効果を奏するものと認められる。したがって、本件請求項１に係る発明は、上記各甲号証に記載の発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　　　イ．請求項２に係る発明について
　請求項２に係る発明と特許異議申立人が提出した甲第１号証ないし甲第５号証に記載の発明を対比すると、当該いずれの刊行物にも、「前記物体上に±0.37°以内の精度で予め正確に位置決めされて配された少なくとも３個の反射ドット手段」及び「前記装置の測定値の校正のため、前記受光手段により受光された前記少なくとも３個の反射ドット手段の２次元座標を正確に知られている前記少なくとも３個の反射ドット手段の前記物体上の３次元球極座標の位置と予め関連付け、これに基づいて、前記物体が前記第１の位置にある時の前記反射ドット手段の位置と前記物体が前記第２の位置にある時の前記反射ドット手段の位置とを比較するコンピュータ手段」の構成が記載されていない。そして、請求項２に係る発明は、前記構成を有することにより、校正装置３０を用いることなくボールの速度とスピンを適切に演算することができる（本件特許公報第１０頁第１９欄第１５行〜同第１４頁第２７欄第１８行の記載参照）という効果を奏するものと認められる。したがって、本件請求項２に係る発明は、上記各甲号証に記載の発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　　　ウ．請求項３に係る発明について
　請求項３に係る発明と特許異議申立人が提出した甲第１号証ないし甲第５号証に記載の発明を対比すると、当該いずれの刊行物にも、「前記物体上に±0.37°以内の精度で予め正確に位置決めされて設けられた３個以上のコントラスト領域または反射領域であって、それら領域各々からの光が前記感光パネルに達して該感光パネル上に光りパターンが形成されると共に前記カメラユニットのシャッターが開かれたときにアナログイメージ信号が発生されるように配された３個以上のコントラスト領域または反射領域」及び「前記装置の測定値の校正のため、前記感光パネル上に結像された前記３個以上のコントラスト領域または反射領域の２次元座標を正確に知られている前記３個以上のコントラスト領域または反射領域の前記物体上の３次元球極座標の位置と予め関連付け、これに基づいて、測定用の前記アナログ信号を受け取って処理して、物体の飛行の初期の部分の飛行経路、速度およびスピンを判定するコンピュータ手段、」の構成が記載されていない。そして、請求項３に係る発明は、前記構成を有することにより、校正装置３０を用いることなくボールの速度とスピンを適切に演算することができる（本件特許公報第１０頁第１９欄第１５行〜同第１４頁第２７欄第１８行の記載参照）という効果を奏するものと認められる。したがって、本件請求３に係る発明は、上記各甲号証に記載の発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　　　エ．請求項４に係る発明について
　請求項４に係る発明と特許異議申立人が提出した甲第１号証ないし甲第５号証に記載の発明を対比すると、当該いずれの刊行物にも、「その物体上での位置が±0.37°以内の精度で正確に決められている３個以上の照明可能なマーカー」及び「前記装置の測定値の校正のため、前記感光パネル上に結像された前記３個以上の照明可能なマーカーの２次元座標を正確に知られている前記３個以上の照明可能なマーカーの前記物体上の３次元球極座標の位置と予め関連付け、これに基づいて、測定用の前記感光パネル上の像を処理して、物体の飛行の初期の部分の飛行状態を判定するコンピュータ手段」の構成が記載されていない。そして、請求項４に係る発明は、前記構成を有することにより、校正装置３０を用いることなくボールの速度とスピンを適切に演算することができる（本件特許公報第１０頁第１９欄第１５行〜同第１４頁第２７欄第１８行の記載参照）という効果を奏するものと認められる。したがって、本件請求項４に係る発明は、上記各甲号証に記載の発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　　　オ．請求項５ないし９に係る発明について
　請求項５ないし９に係る発明は、そのいずれもが請求項４に係る発明の構成要件を全て含み、さらに他の構成要件を付加したものに相当するから、上記エで説示したと同様の理由により、上記各甲号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　なお、平成１４年９月１７日付けでした取消理由通知の概要は、本件明細書の段落【００８９】中の記載が不明瞭である旨のものであるが、これは、上記訂正請求と同時に提出された意見書により明確になった。
４．むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件の請求項１ないし９に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件発明についての特許を取り消すべき理由を発見しない。
　したがって、本件発明についての特許は拒絶の査定をしなければならない特許出願に対してされたものと認めない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１４年１２月１７日（２００２．１２．１７）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
　ア．訂正事項ａ
　特許請求の範囲の請求項１の記載「物体がそれに近接する３次元の視野中を移動する間に該物体の飛行の初期の部分をモニターする装置であって、
前記物体が通過する前記視野に焦点が合わされている少なくとも１つのカメラが取り付けられているハウジングと、
前記物体が前記視野中を移動する間に前記少なくとも１つのカメラのゲートないしシャッターを作動させる手段と、
前記少なくとも１つのカメラのシャッターを開かせる信号を送る音響センサーと、
前記少なくとも１つのカメラに隣接して配されたフラッシュ手段と、
前記物体上に±０．３７°以内の精度で予め正確に位置決めされて配された少なくとも３個の反射ドット手段と、
前記少なくとも１つのカメラに備えられ、前記反射ドット手段から反射された光を受ける感光パネルと、
前記装置の校正のため、予め前記感光パネル上に結像された前記少なくとも３個の反射ドット手段の座標を正確に知られている前記少なくとも３個の反射ドット手段の前記物体上の位置と関連付け、これに基づいて、前記物体の飛行の初期の部分の飛行経路、速度およびスピンを３次元的に判定するコンピュータ手段とを有して成る装置。」を、
「物体がそれに近接する３次元の視野中を移動する間に該物体の飛行の初期の部分をモニターする装置であって、
前記物体が通過する前記視野に焦点が合わされている少なくとも１つのカメラが取り付けられているハウジングと、
前記物体が前記視野中を移動する間に前記少なくとも１つのカメラのゲートないしシャッターを作動させる手段と、
前記少なくとも１つのカメラのシャッターを開かせる信号を送る音響センサーと、
前記少なくとも１つのカメラに隣接して配されたフラッシュ手段と、
前記物体上に±０．３７°以内の精度で予め正確に位置決めされて配された少なくとも３個の反射ドット手段と、
前記少なくとも１つのカメラに備えられ、前記反射ドット手段から反射された光を受ける感光パネルと、
前記装置の測定値の校正のため、前記感光パネル上に結像された前記少なくとも３個の反射ドット手段の２次元座標を正確に知られている前記少なくとも３個の反射ドット手段の前記物体上の３次元球極座標上の位置と予め関連付け、これに基づいて、前記物体の飛行の初期の部分の飛行経路、速度およびスピンを３次元的に判定するコンピュータ手段とを有して成る装置。」と訂正する。
　イ．訂正事項ｂ
　特許請求の範囲の請求項２の記載「フィールドを通過するスポーツ用物体の飛行特性を測定する装置であって、
携帯可能なハウジング内に配された、前記フィールド内の前記物体に焦点を合わせたシャッターを有する少なくとも１つの電子ビデオユニット、
前記物体上に±０．３７°以内の精度で予め正確に位置決めされて配された少なくとも３個の反射ドット手段、
前記フィールド内の前記反射ドット手段の位置を認識する、前記電子ビデオユニット内に配された測定手段、
前記フィールドを照明する複数のフラッシュライト、
前記物体が第１の位置と第２の位置にあるときに、前記電子ビデオユニットのシャッターを開閉するとともに、前記各フラッシュライトを作動させて前記フィールド内の物体に光を当てる制御手段、
前記電子ビデオユニット内に配され、前記物体が前記第１の位置と第２の位置にあるときに、前記反射ドット手段からの光を受光する受光手段、および
前記ハウジング内あるいはその近傍に配され、前記装置の校正のため、予め前記受光手段により受光された前記少なくとも３個の反射ドット手段の座標を正確に知られている前記少なくとも３個の反射ドット手段の前記物体上の位置と関連付け、これに基づいて、前記物体が前記第１の位置にある時の前記反射ドット手段の位置と前記物体が前記第２の位置にある時の前記反射ドット手段の位置とを比較するコンピュータ手段、
からなることを特徴とする装置。」を
「フィールドを通過するスポーツ用物体の飛行特性を測定する装置であって、
携帯可能なハウジング内に配された、前記フィールド内の前記物体に焦点を合わせたシャッターを有する少なくとも１つの電子ビデオユニット、
前記物体上に±０．３７°以内の精度で予め正確に位置決めされて配された少なくとも３個の反射ドット手段、
前記フィールド内の前記反射ドット手段の位置を認識する、前記電子ビデオユニット内に配された測定手段、
前記フィールドを照明する複数のフラッシュライト、
前記物体が第１の位置と第２の位置にあるときに、前記電子ビデオユニットのシャッターを開閉するとともに、前記各フラッシュライトを作動させて前記フィールド内の物体に光を当てる制御手段、
前記電子ビデオユニット内に配され、前記物体が前記第１の位置と第２の位置にあるときに、前記反射ドット手段からの光を受光する受光手段、および
前記ハウジング内あるいはその近傍に配され、前記装置の測定値の校正のため、前記受光手段により受光された前記少なくとも３個の反射ドット手段の２次元座標を正確に知られている前記少なくとも３個の反射ドット手段の前記物体上の３次元球極座標上の位置と予め関連付け、これに基づいて、前記物体が前記第１の位置にある時の前記反射ドット手段の位置と前記物体が前記第２の位置にある時の前記反射ドット手段の位置とを比較するコンピュータ手段、
からなることを特徴とする装置。」と訂正する。
　ウ．訂正事項ｃ
　特許請求の範囲の請求項３の記載「視野を通る物体の飛行の初期の部分をモニターする装置であって、
前記物体の支持手段、
感光パネルを備えるとともに、前記物体が飛行の初期の部分において通る前記視野に焦点を合わせたカメラユニットを固定位置に収容した携帯可能なハウジング、
前記物体が前記視野を通過する間に少なくとも２回前記カメラユニットのゲートないしシャッターを作動させる手段、
前記物体上に土０．３７°以内の精度で予め正確に位置決めされて設けられた３個以上のコントラスト領域または反射領域であって、それら領域各々からの光が前記感光パネルに達して該感光パネル上に光りパターンが形成されると共に前記カメラユニットのシャッターが開かれたときにアナログイメージ信号が発生されるように配された３個以上のコントラスト領域または反射領域、および
前記携帯可能なハウジング内あるいはその近傍に配され、前記装置の校正のため、予め前記感光パネル上に結像された前記３個以上のコントラスト領域または反射領域の座標を正確に知られている前記３個以上のコントラスト領域または反射領域の前記物体上の位置と関連付け、これに基づいて、校正用ではない前記アナログ信号を受け取って処理して、物体の飛行の初期の部分の飛行経路、速度およびスピンを判定するコンピュータ手段、
からなることを特徴とする装置。」を、
「視野を通る物体の飛行の初期の部分をモニターする装置であって、
前記物体の支持手段、
感光パネルを備えるとともに、前記物体が飛行の初期の部分において通る前記視野に焦点を合わせたカメラユニットを固定位置に収容した携帯可能なハウジング、
前記物体が前記視野を通過する間に少なくとも２回前記カメラユニットのゲートないしシャッターを作動させる手段、
前記物体上に土０．３７°以内の精度で予め正確に位置決めされて設けられた３個以上のコントラスト領域または反射領域であって、それら領域各々からの光が前記感光パネルに達して該感光パネル上に光りパターンが形成されると共に前記カメラユニットのシャッターが開かれたときにアナログイメージ信号が発生されるように配された３個以上のコントラスト領域または反射領域、および
前記携帯可能なハウジング内あるいはその近傍に配され、前記装置の測定値の校正のため、前記感光パネル上に結像された前記３個以上のコントラスト領域または反射領域の２次元座標を正確に知られている前記３個以上のコントラスト領域または反射領域の前記物体上の３次元球極座標上の位置と予め関連付け、これに基づいて、測定用の前記アナログ信号を受け取って処理して、物体の飛行の初期の部分の飛行経路、速度およびスピンを判定するコンピュータ手段、
からなることを特徴とする装置。」と訂正する。
　エ．訂正事項ｄ
　特許請求の範囲の請求項４の記載「視野を通る物体の飛行の初期の部分をモニターする装置であって、
前記物体が飛行の初期の部分において通る前記視野に焦点を合わせた感光パネルを備えたカメラユニット、
前記物体が前記視野を通過する間に少なくとも２回その物体を照明する手段、
前記物体上に設けられた３個以上の照明可能なマーカーであって、そのマーカーから反射された光が前記感光パネル上で結像するように前記物体上に配されるとともに、その物体上での位置が±０．３７°以内の精度で正確に決められている３個以上の照明可能なマーカー、および
前記装置の校正のため、予め前記感光パネル上に結像された前記３個以上の照明可能なマーカーの座標を正確に知られている前記３個以上の照明可能なマーカーの前記物体上の位置と関連付け、これに基づいて、校正用ではない前記感光パネル上の像を処理して、物体の飛行の初期の部分の飛行状態を判定するコンピュータ手段、
からなることを特徴とする装置。」を、
「視野を通る物体の飛行の初期の部分をモニターする装置であって、
前記物体が飛行の初期の部分において通る前記視野に焦点を合わせた感光パネルを備えたカメラユニット、
前記物体が前記視野を通過する間に少なくとも２回その物体を照明する手段、
前記物体上に設けられた３個以上の照明可能なマーカーであって、そのマーカーから反射された光が前記感光パネル上で結像するように前記物体上に配されるとともに、その物体上での位置が±０．３７°以内の精度で正確に決められている３個以上の照明可能なマーカー、および
前記装置の測定値の校正のため、前記感光パネル上に結像された前記３個以上の照明可能なマーカーの２次元座標を正確に知られている前記３個以上の照明可能なマーカーの前記物体上の３次元球極座標上の位置と予め関連付け、これに基づいて、測定用の前記感光パネル上の像を処理して、物体の飛行の初期の部分の飛行状態を判定するコンピュータ手段、からなることを特徴とする装置。」
（５４）【発明の名称】
スポーツ用物体の飛行特性を測定表示するモニター装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　物体がそれに近接する３次元の視野中を移動する間に該物体の飛行の初期の部分をモニターする装置であって、
　前記物体が通過する前記視野に焦点が合わされている少なくとも１つのカメラが取り付けられているハウジングと、
　前記物体が前記視野中を移動する間に前記少なくとも１つのカメラのゲートないしシャッターを作動させる手段と、
　前記少なくとも１つのカメラのシャッターを開かせる信号を送る音響センサーと、
　前記少なくとも１つのカメラに隣接して配されたフラッシュ手段と、
　前記物体上に±０．３７°以内の精度で予め正確に位置決めされて配された少なくとも３個の反射ドット手段と、
　前記少なくとも１つのカメラに備えられ、前記反射ドット手段から反射された光を受ける感光パネルと、
　前記装置の測定値の校正のため、前記感光パネル上に結像された前記少なくとも３個の反射ドット手段の２次元座標を正確に知られている前記少なくとも３個の反射ドット手段の前記物体上の３次元球極座標上の位置と予め関連付け、これに基づいて、前記物体の飛行の初期の部分の飛行経路、速度およびスピンを３次元的に判定するコンピュータ手段と
を有して成る装置。
　【請求項２】　フィールドを通過するスポーツ用物体の飛行特性を測定する装置であって、
　携帯可能なハウジング内に配された、前記フィールド内の前記物体に焦点を合わせたシャッターを有する少なくとも１つの電子ビデオユニット、
　前記物体上に±０．３７°以内の精度で予め正確に位置決めされて配された少なくとも３個の反射ドット手段、
　前記フィールド内の前記反射ドット手段の位置を認識する、前記電子ビデオユニット内に配された測定手段、
　前記フィールドを照明する複数のフラッシュライト、
　前記物体が第１の位置と第２の位置にあるときに、前記電子ビデオユニットのシャッターを開閉するとともに、前記各フラッシュライトを作動させて前記フィールド内の物体に光を当てる制御手段、
　前記電子ビデオユニット内に配され、前記物体が前記第１の位置と第２の位置にあるときに、前記反射ドット手段からの光を受光する受光手段、および
　前記ハウジング内あるいはその近傍に配され、前記装置の測定値の校正のため、前記受光手段により受光された前記少なくとも３個の反射ドット手段の２次元座標を正確に知られている前記少なくとも３個の反射ドット手段の前記物体上の３次元球極座標上の位置と予め関連付け、これに基づいて、前記物体が前記第１の位置にある時の前記反射ドット手段の位置と前記物体が前記第２の位置にある時の前記反射ドット手段の位置とを比較するコンピュータ手段、
　からなることを特徴とする装置。
　【請求項３】　視野を通る物体の飛行の初期の部分をモニターする装置であって、
　前記物体の支持手段、
　感光パネルを備えるとともに、前記物体が飛行の初期の部分において通る前記視野に焦点を合わせたカメラユニットを固定位置に収容した携帯可能なハウジング、
　前記物体が前記視野を通過する間に少なくとも２回前記カメラユニットのゲートないしシャッターを作動させる手段、
　前記物体上に±０．３７°以内の精度で予め正確に位置決めされて設けられた３個以上のコントラスト領域または反射領域であって、それら領域各々からの光が前記感光パネルに達して該感光パネル上に光りパターンが形成されると共に前記カメラユニットのシャッターが開かれたときにアナログイメージ信号が発生されるように配された３個以上のコントラスト領域または反射領域、および
　前記携帯可能なハウジング内あるいはその近傍に配され、前記装置の測定値の校正のため、前記感光パネル上に結像された前記３個以上のコントラスト領域または反射領域の２次元座標を正確に知られている前記３個以上のコントラスト領域または反射領域の前記物体上の３次元球極座標上の位置と予め関連付け、これに基づいて、測定用の前記アナログ信号を受け取って処理して、物体の飛行の初期の部分の飛行経路、速度およびスピンを判定するコンピュータ手段、
　からなることを特徴とする装置。
　【請求項４】視野を通る物体の飛行の初期の部分をモニターする装置であって、
　前記物体が飛行の初期の部分において通る前記視野に焦点を合わせた感光パネルを備えたカメラユニット、
　前記物体が前記視野を通過する間に少なくとも２回その物体を照明する手段、
　前記物体上に設けられた３個以上の照明可能なマーカーであって、そのマーカーから反射された光が前記感光パネル上で結像するように前記物体上に配されるとともに、その物体上での位置が±０．３７。以内の精度で正確に決められている３個以上の照明可能なマーカー、および
　前記装置の測定値の校正のため、前記感光パネル上に結像された前記３個以上の照明可能なマーカーの２次元座標を正確に知られている前記３個以上の照明可能なマーカーの前記物体上の３次元球極座標上の位置と予め関連付け、これに基づいて、測定用の前記感光パネル上の像を処理して、物体の飛行の初期の部分の飛行状態を判定するコンピュータ手段、からなることを特徴とする装置。
　【請求項５】　前記照明可能なマーカーが６個のドットからなり、その内の１個が中央に配され、他の５個が緯度３７°、経度０°、７２°、１４４°、２１６°、２８８°にそれぞれ配されていることを特徴とする請求項４記載の装置。
　【請求項６】　前記物体の打撃を検出する音響センサーをさらに備えることを特徴とする請求項４記載の装置。
　【請求項７】　前記カメラが解像力７５４×２４４ピクセルのＣＣＤカメラであることを特徴とする請求項４記載の装置。
　【請求項８】　前記照明可能なマーカーが前記物体の表面に反射性材料を円形に付着させてなるものであることを特徴とする請求項４記載の装置。
　【請求項９】　前記物体の予想される飛行を表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項４記載の装置。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明はボール等のスポーツ用物体の発射角度、スピン量および速度を判定するボールモニター装置に関するものである。
　【０００２】
　【従来の技術】
　複数の電気センサーを使用してスポーツ用物体の発射角度、スピン量および速度を判定するボールモニター装置は古くから知られている。例えば、米国特許第４，０６３，２５９号、第４，１３６，３８７号、第４，１６０，９４２号および第４，１５８，８５３号を参照されたい。
　【０００３】
　本出願は、１９９２年１月２２日出願の米国特許出願Ｎｏ．０７／８２３，７３２の継続出願である、１９９３年５月１８日出願の米国特許出願Ｎｏ．０８／０６３，６１１のさらに継続出願である、１９９４年５月１３日出願の米国特許出願Ｎｏ．０８／２４２，５９０の一部継続出願であり、これらの出願の全文をここに引用したものとする。
　【０００４】
　【発明が解決しようとする課題】
　本発明はコンパクトで携行でき、物体の初期飛行特性を自動的にモニターすることができるとともに、現場で容易に校正することができるモニター装置を提供することを目的とするものである。
　【０００５】
　【課題を解決するための手段】
　本発明の装置においては、物体上に複数の反射領域あるいはコントラスト領域が設けられ、その領域からの光がその物体の飛行の初期の瞬間瞬間を表す連続した複数の光パターンとして、１台ないし複数台のカメラでとらえられる。カメラによってとらえられた光パターンは、飛行中の物体からの信号を既知の基準光パターンと比較してその物体の初期飛行特性を計算するコンピュータによって処理される。
　【０００６】
　このように物体上に複数の反射領域あるいはコントラスト領域を設けることによって、飛行の初期に物体が回転しても各カメラは充分なデータを受け取ることができる。
　【０００７】
　さらに校正装置あるいは物体上に正確に位置せしめられた反射領域ないしマーカーを使用することによって校正が容易になる。
　【０００８】
　【発明の実施の形態】
　図１〜４において、図１の装置３はカメラユニット４、コンピュータ５、音響センサー６およびティーアップされたゴルフボール８を備えている。カメラユニット４は筐体１１と支持脚１２ａ、１２ｂを備えており、支持脚１２ａ、１２ｂをレール１４、１６に沿って摺動させててカメラユニット４のゴルフボール８に対する位置を調整することができるようになっている。カメラユニット４は間隔を置いて配された一対の電子光学カメラ１８、１９をさらに備えており、そのカメラ１８、１９は受光用開口１８ａ、１９ａ、シャッター（図示せず）、感光性シリコンパネル１８ｐ、１９ｐ（図４）を備えている。このカメラ１８、１９としてはＣＣＤカメラを使用するのが望ましいが、テレビ用のカメラも使用することができる。
　【０００９】
　図２において、ゴルフボール８は複数のディンプル８ｄと間隔を置いて配された６つの円形の反射領域ないし反射ドット２０ａ〜２０ｆを備えている。反射ドット２０ａ〜２０ｆは円形で、１／１０インチ〜１／８インチの径であるのが望ましいが、他のサイズや形状であっても差し支えない。反射ドット２０ａ〜２０ｆは反射性の材料をボールの表面に付着させて形成するのが望ましい。その材料としては３Ｍ社の（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ　Ｍｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）のビーズ材料「Ｓｃｏｔｃｈｌｉｔｅ」が望ましい。コーナーレフレクター等の逆反射体も使用することができる。またコントラスト領域を形成するスポットを塗料で形成してもよい。反射領域の数は各反射領域がボールの位置Ａ、Ｂにおいてカメラ１８、１９が受光することのできる光を反射しさえずれば、３個以上６個あるいはそれ以上でもよい。カメラ１８も１９も全ての反射領域２０ａ〜２０ｆからの光を受光できる。図１の直線Ａ、Ｂ間の角度は１０°〜３０°、望ましくは２２°である。
　【００１０】
　反射領域２０ａ〜２０ｆに入射する光線と反射領域２０ａ〜２０ｆからカメラに入射する光線がなす発散角が０°あるいは０°に近いときには反射材料はゴルフボールのコーティング面に比べて９００倍も明るい。この発散角が大きくなるに従って反射領域２０ａ〜２０ｆの明るさと背景（ボール表面の他の部分）の明るさの比は小さくなる。フラッシュライトがゴルファーに見えないように赤外線で照明してもよい。
　【００１１】
　カメラ１８に隣接して２個のフラッシュランプ２１、２２が、カメラ１９に隣接してさらに２個のフラッシュランプ２３、２４が配される。フラッシュランプ２１、２２、２３、２４は前記発散角が小さくなるようにカメラ１８、１９の作動位置にできる限り近く配され、これによってカメラ１８、１９が反射領域２０ａ〜２０ｆからの光をより多く受光することができ、また反射領域２０ａ〜２０ｆからの光とボール表面の他の部分からの光や他の背景光とをより明確に区別することができる。感光パネル１８ｐ、１９ｐに光が当たってパネルが励起される時間を制御することによって、ゲーティング機能あるいはシャッター機能を果たすようにしてもよい。このように感光パネルの操作によってゲーティング機能あるいはシャッター機能を果たすようにしたカメラはゲーテッドチャージ増倍カメラ（ｇａｔｅｄ　ｃｈａｒｇｅ　ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｄ　ｃａｍｅｒａ）である。この場合には光源は常にオンされ、シャッターは常に開かれ、８００マイクロ秒間隔で２期間だけ集光する感光パネル１８ｐ、１９ｐを使用することによってゲーティングがなされる。さらに、１００マイクロ秒で開閉する強誘電液晶シャッターを使用してもよい。この場合は、光源はオンしたまま、打球後２回シャッターを開閉する。
　【００１２】
　本実施の形態の装置を使用する際にはまずカメラ１８、１９の校正を行う。カメラ１８、１９は空間に固定された座標系によって校正される。校正に際しては、図３の校正装置３０をゴルフボール８が置かれる場所のすぐ前方に配する。校正装置３０は２０個の径１／４インチの逆反射ドット３０ａ〜３０ｔを備えている。また校正装置３０はその３次元構造によって大域座標系を形成している。校正装置３０の位置、カメラ１８、１９の校正装置３０からの距離およびカメラ１８、１９相互間の距離は正確である必要はない。校正装置３０がカメラ１８、１９の１１個の定数を決定するときにカメラ１８、１９の位置決めがなされる。校正装置３０上の予め測定された複数の点と感光パネル１８ｐ、１９ｐ上でデジタル化された２０のＵ座標およびＶ座標が与えられていれば、各カメラ１８、１９の焦点距離、向きおよび位置をその１１個の定数が決定する。光パターンを検出する感光パネル１８ｐ、１９ｐは２４０行のデータ（５１０ピクセル／行）を収容することができる。図４に示す格子は単に説明のためのものであり、２４０行は備えていない。コンピュータのアルゴリズムが各反射領域２０ａ〜２０ｆの面積の中心を検出するのに使用される。反射領域の面積の中心の検出は、各反射領域の中心部の位置を高精度かつ高解像力で決定することである。各反射領域２０ａ〜２０ｆの像から得られるのは見かけのＸ軸とＹ軸の中心である。ゲーティングのために視野が暗いときには感光パネルに光増幅器を設けてもよい。光増幅器は入力像より明るい像を出力する装置である。
　【００１３】
　各逆反射ドット３０ａ〜３０ｔの中心のＸ、Ｙ、Ｚ座標はデジタル化テーブル上で１万分の１の精度で予め測定されており、コンピュータに記憶されている。校正装置３０の像が２台のカメラ１８、１９で撮影される。この像が像の空間座標Ｕ，Ｖを校正装置３０上の既知の２０のＸ，Ｙ，Ｚ位置に関連づける１１個の定数を決定する。
　【００１４】
　校正された複数の点Ｘ（ｉ），Ｙ（ｉ），Ｚ（ｉ）を像点Ｕｉ（ｊ），Ｖｉ（ｊ）に関連づける式は次のようである。
　【００１５】
　【数１】
　【００１６】
カメラ１８の１１個の定数Ｄｉ１（ｉ＝１，１１）およびカメラ１９の１１個の定数Ｄｉ２（ｉ＝１，１１）は２０の位置におけるＸ（ｉ），Ｙ（ｉ），Ｚ（ｉ）２台のカメラの校正写真で測定された２０のＵｉ（ｊ），Ｖｉ（ｊ）を知ることによって求められる。
　【００１７】
　校正の完了後、カメラ１８、１９から約３０インチの距離にあったゴルフボール８が３次元視野３５（図２）内に打ち出される。この際、音響センサー６が打球音を検出し、カメラ１８、１９のシャッターを開き６個の反射領域２０ａ〜２０ｆからの光をカメラ１８、１９の感光パネルに当てる信号を出力する。１００マイクロ秒後、フラッシュランプ２２、２３が発光して６個の反射領域２０ａ〜２０ｆを照明する。８００マイクロ秒後に、他のフラッシュランプ２４、２１が発光して、視野３５内の初期の飛行経路に沿って約４〜６インチ離れた位置の６個の反射領域２０ａ〜２０ｆを照明する。フラッシュライトの持続時間は１万分の１秒から２、３百万分の１秒である。外光の影響を小さくするためにカメラの受光用開口は極めて小さくされている。その２位置のゴルフボール８の反射領域２０ａ〜２０ｆで反射された光はカメラ１８、１９の感光パネル１８ｐ、１９ｐの対応する領域２５ａ〜２５ｆ、２５ｇ〜２５ｌに達する。
　【００１８】
　ゴルフボール８の寸法、カメラの作動間隔、２台のカメラの幾何学的な関係が既知であるので、これらから外部計算回路は各撮影時における各反射領域２０ａ〜２０ｆの位置Ｘ，Ｙ，Ｚを共通の座標系内で計算することができる。その位置情報と既知のデータから、外部計算回路は打球直後のボールの速度とスピンを３次元的に計算することができる。ボールの初速とスピン、さらにボールの空力特性（既知）が与えられれば、外部計算回路はボールの飛行経路と着地点を正確に予想することができる。
　【００１９】
　半径０．８４インチのゴルフボール８の３次元モニターはボール上の各反射領域２０ａ〜２０ｆの位置Ｘ，Ｙ，Ｚをその領域の質量中心の位置Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚと角度Ａ，Ｅ，Ｔの方向行列で表すことによって達成することができる。各反射領域（ｉ＝１，２，…６）の位置は次の行列座標変換で与えられる。
　【００２０】
　【数２】
　【００２１】
但しθ（ｉ），φ（ｉ）はゴルフボール８上の反射領域２０ａ〜２０ｆの球極座標であり、方向行列は次式で表される。
　【００２２】
　【数３】
　【００２３】
方向行列Ｍは前に校正した位置決定用の基準大域座標系にゴルフボール８上の座標を結びつける３次元方向変換を与える。列べクトル（０．８４ｓｉｎθ（ｉ）ｃｏｓφ（ｉ），０．８４ｓｉｎθ（ｉ）ｓｉｎφ（ｉ），０．８４ｃｏｓφ（ｉ））はゴルフボール８上の座標系内のｉ番目のドット（反射領域）の位置を与える。反射領域２０ａ〜２０ｆの配列としては中心（０°，０°）に１個、その周囲のθ（ｉ）が３０°、φ（ｉ）が０°、７２°、１４４°、２１６°、２８８°の位置に残りの５個を配するのが最適である。θが４０°よりあまり大きいと、装置が最適に構成されていたとしても、フックやスライスがひどい場合にはボール上の６個のドットをとらえることができなくなる。
　【００２４】
　６個のドットｉおよび２台のカメラｊに対するカメラ座標Ｕｉ（ｊ）、Ｖｉ（ｊ）が与えられたとき、解くべき方程式は次の通りである。
　【００２５】
　【数４】
　【００２６】
　得られる２４の方程式をボールの最初の位置ＡのＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚおよび方向角Ａ，Ｅ，Ｔについて解く。同様な２４の方程式をボールの次の位置Ｂに対しても解く。その２４の方程式は１次ではないので、テイラーの定理の線形化を反復適用して解く。一般に、それらの方程式は４度の反復適用で、６個の未知のパラメータに対する解に収束する。
　【００２７】
　座標系の３本の軸方向のボールの速度成分は次の式で計算される。
　【００２８】
　【数５】
　【００２９】
ΔＴはフラッシュランプの発光間隔である。
　【００３０】
　方向行列Ｍ（Ａ，Ｅ，Ｔ，ｔ）とＭ（Ａ’，Ｅ’，Ｔ’，ｔ＋ΔＴ）を乗じて、得られる相対方向行列の非正方要素をならすことによってスピン成分が得られる。
　【００３１】
　【数６】
　【００３２】
時間増分ΔＴ間の２個のボールの回転ベクトルの角度θは次の式で与えられる。
　【００３３】
　【数７】
　【００３４】
スピン量の３つの直交成分Ｗｘ，Ｗｙ，Ｗｚは次の式で与えられる。
　【００３５】
　【数８】
　【００３６】
　図５、６において本発明の他の実施の形態の装置３’はカメラユニット４’、コンピュータ５’、音響センサー６’およびティーアップされたゴルフボール８’を備えている。カメラユニット４’は筐体１１’と支持脚１２ａ’、１２ｂ’を備えており、支持脚１２ａ’、１２ｂ’をレール１４’、１６’に沿って摺動させててカメラユニット４’のゴルフボール８’に対する位置を調整することができるようになっている。カメラユニット４’は単一の電気光学的カメラ１８’をさらに備えており、そのカメラ１８’は受光用開口１８ａ’、シャッター（図示せず）と図４に示したのと同様な感光性シリコンパネル１８ｐ’を備えている。このカメラ１８’としてはＣＣＤカメラを使用するのが望ましいが、テレビ用のカメラも使用することができる。この１カメラ方式においては、カメラ１８’の解像力（７５４ｘ２４４ピクセルＣＣＤアレイ）は上述の実施の形態の２カメラ方式に用いられるカメラ１８の解像力（５１０ｘ２４０ピクセル）より高いのが望ましい。
　【００３７】
　カメラ１８’に隣接して２個のフラッシュランプ２１’、２２’が配される。フラッシュランプ２１’、２２’は発散角が小さくなるようにカメラ１８’の作動位置にできる限り近く配され、これによってカメラ１８’が反射領域２０ａ〜２０ｆからの光をより多く受光することができ、また反射領域２０ａ〜２０ｆからの光とボール表面の他の部分からの光や他の背景光とをより明確に区別することができる。
　本実施の形態の装置を使用する際にはまずカメラ１８’の校正を行う。カメラ１８’は上記実施の形態と同様に空間に固定された座標系によって校正される。校正に際しては、図３の校正装置３０をゴルフボール８’が置かれる場所のすぐ前方に配する。校正装置３０は２０個の径１／４インチの逆反射ドット３０ａ〜３０ｔを備えている。また校正装置３０はその３次元構造によって大域座標系を形成している。校正装置３０の位置およびカメラ１８’の校正装置３０からの距離は正確である必要はない。校正装置３０がカメラ１８’の１１個の定数を決定するときにカメラ１８’の位置決めがなされる。校正装置３０上の予め測定された複数の点と感光パネル１８ｐ’（図４）上でデジタル化された２０のＵ座標およびＶ座標が与えられていれば、カメラ１８’の焦点距離、向きおよび位置をその１１個の定数が決定する。
　【００３８】
　各ドット２０ａ〜２０ｆのＸ、Ｙ、Ｚ座標はデジタル化テーブル上で１万分の１の精度で予め測定されており、コンピュータに記憶されている。校正装置３０の像がカメラ１８’で撮影される。この像が像の空間座標Ｕ，Ｖを校正装置３０上の既知の２０のＸ，Ｙ，Ｚ位置に関連づける１１個の定数を決定する。
　【００３９】
　校正された複数の点Ｘ（ｉ），Ｙ（ｉ），Ｚ（ｉ）を像点Ｕｉ，Ｖｉに関連づける式は次のようである。
　【００４０】
　【数９】
　【００４１】
カメラ１８’の１１個の定数Ｄｉ（ｉ＝１，１１）は２０の位置におけるＸ（ｉ），Ｙ（ｉ），Ｚ（ｉ）２台のカメラの校正写真で測定された２０のＵｉ，Ｖｉを知ることによって求められる。Ｕ，Ｖ座標のその測定値に対する典型的な適合度を表１に示す。０．１ピクセルのピクセル精度が通常得られる。
　【００４２】
　【表１】
　【００４３】
　校正の完了後、カメラ１８’から約２５インチの距離にあったゴルフボール８’が３次元視野３５（図２）内に打ち出される。この際、音響センサー６’が打球音を検出し、カメラ１８’のシャッターを開き６個の反射領域２０ａ〜２０ｆからの光をカメラ１８’の感光パネルに当てる信号を出力する。１００マイクロ秒後、フラッシュランプ２２’が発光してボール８上の６個の反射領域２０ａ〜２０ｆを照明する。８００マイクロ秒後に、他のフラッシュランプ２１’が発光して、視野３５内の初期の飛行経路に沿って約３〜５インチ離れた位置の６個の反射領域２０ａ〜２０ｆを照明する。フラッシュライトの持続時間は１万分の１秒から２、３百万分の１秒である。外光の影響を小さくするためにカメラの受光用開口は極めて小さくされている。その２位置のゴルフボール８’の反射領域２０ａ〜２０ｆで反射された光はカメラ１８’の感光パネル１８ｐ’の対応する領域２５ａ〜２５ｆ、２５ｇ〜２５１に達する。１カメラ方式においても図４に示すのと同様な感光パネルが使用される。
　【００４４】
　ゴルフボール８’の寸法、カメラの作動間隔、カメラの校正式が既知であるので、これらから外部計算回路は各撮影時における各反射領域２０ａ〜２０ｆの位置Ｘ，Ｙ，Ｚを共通の座標系内で計算することができる。その位置情報と既知のデータから、外部計算回路は打球直後のボールの速度とスピンを３次元的に計算することができる。ボールの初速とスピン、さらにボール８’の空力特性（既知）が与えられれば、外部計算回路はボールの飛行経路と着地点を正確に予想することができる。
　【００４５】
　半径０．８４インチのゴルフボール８’の３次元モニターはボール上の各反射領域２０ａ〜２０ｆの位置Ｘ，Ｙ，Ｚをその領域の質量中心の位置Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚと角度Ａ，Ｅ，Ｔの方向行列で表すことによって達成することができる。各反射領域（ｉ＝１，２，…６）の位置は次の行列座標変換で与えられる。
　【００４６】
　【数１０】
　【００４７】
但しθ（ｉ），φ（ｉ）はゴルフボール８’上の反射領域２０ａ〜２０ｆの球極座標であり、方向行列は次式で表される。
　【００４８】
　【数１１】
　【００４９】
方向行列Ｍは前に校正した位置決定用の基準大域座標系にゴルフボール８’上の座標を結びつける３次元方向変換を与える。列べクトル（０．８４ｓｉｎθ（ｉ）ｃｏｓφ（ｉ），０．８４ｓｉｎθ（ｉ）ｓｉｎφ（ｉ），０．８４ｃｏｓφ（ｉ））はゴルフボール８’上の座標系内のｉ番目のドット（反射領域）の位置を与える。反射領域２０ａ〜２０ｆの配列としては中心（０°，０°）に１個、その周囲のθ（ｉ）が３７°、φ（ｉ）が０°、７２°、１４４°、２１６°、２８８°の位置に残りの５個を配するのが最適である。θが５０°よりあまり大きいと、装置が最適に構成されていたとしても、フックやスライスがひどい場合にはボール上の６個のドットをとらえることができなくなる。
　【００５０】
　６個のドットｉに対するカメラ座標Ｕｉ、Ｖｉが与えられたとき、解くべき方程式は次の通りである。
　【００５１】
　【数１２】
　【００５２】
　得られる１２の方程式をボールの最初の位置ＡのＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚおよび方向角Ａ，Ｅ，Ｔについて解く。同様な１２の方程式をボールの次の位置Ｂに対しても解く。その１２の方程式は１次ではないので、テイラーの定理の線形化を反復適用して解く。一般に、それらの方程式は８度の反復適用で、６個の未知のパラメータに対する解に収束する。
　【００５３】
　座標系の３本の軸方向のボールの速度成分は次の式で計算される。
　【００５４】
　【数１３】
　【００５５】
ΔＴはフラッシュランプの発光間隔である。
　【００５６】
　方向行列Ｍ（Ａ，Ｅ，Ｔ，ｔ）とＭ（Ａ’，Ｅ’，Ｔ’，ｔ＋ΔＴ）を乗じて、得られる相対方向行列の非正方要素をならすことによってスピン成分が得られる。
　【００５７】
　【数１４】
　【００５８】
時間増分ΔＴ間の２個のボールの回転ベクトルの角度θは次の式で与えられる。
　【００５９】
　【数１５】
　【００６０】
スピン量の３つの直交成分Ｗｘ，Ｗｙ，Ｗｚは次の式で与えられる。
　【００６１】
　【数１６】
　【００６２】
　図６は本発明の装置をテストする方法を示すものである。調整可能な機械的ゴルフボール打球ユニット５０が、逆反射ドットを有するゴルフボール５４を打つためのゴルフクラブとともに使用される。図５に示すカメラユニット４’がボールの飛行状態を判定するのに使用される。その打球ユニット５０（Ｔｒｕｅ　Ｔｅｍｐｅｒ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の機械ゴルファーが適当である）を、打ち出し角度、スピン速度、初速がそのテストに適したものとなるように調節する。
　【００６３】
　打球ユニット５０の圧力を９２ｐｓｉに設定し、４番アイアンを使用して飛行データをとり、カメラユニット４’の反復性を分析した。３個のゴルフボールに図２に示すように６個の円形のマークを逆反射性材料でつけた。周囲の５個のマークは中央のマークから３７°の位置に配した。３個のボールを２度ずつ打ち表ＩＩに示すデータを得た。
　【００６４】
　ＵとＶの値はＣＣＤアレイ上で測定した実際のピクセルの値である。Ｕ座標は１〜７５４の値をとり、Ｖ座標は１〜２４４の値をとる。ＵとＶ感光パネル上のピクセルの位置である。
　【００６５】
　表中、速度の３成分は速度の大きさに変換してあり、２つの角度は次のように定義されるものである。すなわち、
　【００６６】
　【数１７】
　【００６７】
表ＩＩに示すように横方向角度の変動がパーセンテージ的にみて他の測定パラメータに比して著しく大きい。
　【００６８】
　【表２】
　【００６９】
　クラブフェイスをスライスが出るように回転させて、同じく６回打球して、表ＩＩＩに示すデータを得た。
　【００７０】
　【表３】
　【００７１】
　最後に、クラブフェイスをフックが出るように位置させて、同じく６回打球して、表ＩＶに示すような６つのパラメータの変動を得た。
　【００７２】
　【表４】
　【００７３】
　Ｗｘ、Ｗｙ、Ｗｚの値はボールのスピン量の３直交成分である。このスピン成分Ｗｘ、Ｗｙ、Ｗｚはｒｐｍ（回転数／分）である。
　【００７４】
　以下図７を参照して本発明のさらに他の実施の形態を説明する。この実施の形態は校正装置３０を必要としない以外は図５に示す実施の形態とほぼ同じである。すなわち本実施の形態においてはボール８”上のドットないしマーカーの位置が予め正確に決められている。言い換えれば予め正確に校正されている。そのドットないしマーカーは「Ｓｃｏｔｃｈｌｉｔｅ」等の反射性の材料をボール８”の表面に付着させて形成するのが望ましい。
　【００７５】
　本実施の形態の装置３”はカメラユニット４”、コンピュータ５”、音響センサー６”、ティーアップされたゴルフボール８’および飛行表示ユニット６０を備えている。カメラユニット４”は単一のカメラ１８”を備えており、そのカメラ１８”は受光用開口１８ａ”、シャッター（図示せず）と図４に示したのと同様な感光性シリコンパネル１８ｐ”を備えている。このカメラ１８”としてはＣＣＤカメラ（７５４ｘ２４４ピクセル）を使用するのが望ましいが、テレビ用のカメラも使用することができる。
　【００７６】
　カメラ１８”に隣接して２個のフラッシュランプ２１”、２２”が配される。フラッシュランプ２１”、２２”は発散角が小さくなるようにカメラ１８”にできる限り近く配され、これによってカメラ１８”がマーカーＡ〜Ｆからの光をより多く受光することができ、またマーカーＡ〜Ｆからの光とボール表面の他の部分からの光や他の背景光とをより明確に区別することができる。
　【００７７】
　後述の写真式に基づいて、ボールの速度成分、スピン量成分等の打出し条件がコンピュータ５”に転送される。このような打出し条件に加えて、コンピュータ５”にはボール８”の飛行特性に関する情報が予めプログラムされている。一旦初期飛行データが測定され、分析されると、それから得られるボールの飛びがスクリーン６０に映し出される。このスクリーン６０はＣＲＴであるのが望ましい。またそのボールの映像には様々なゴルフコースの背景を加えて、プレーの実感が得られるようにしてもよい。
　【００７８】
　図８において、ボール８”上には後述するように正確に位置決めされた照明可能なマーカーＡ〜Ｆが設けられている。マーカーＡ〜Ｆは円形であるのが望ましく、径は約０．１〜０．２インチであり、正確な位置決めのためにディンプル内に収められている。マーカーＡ〜Ｆは±０．３７°以内の精度で位置決めされている。
　【００７９】
　【表５】
　【００８０】
　本実施の形態の１カメラ方式の装置を使用する際にはまず感光パネル１８”をその平らな面に垂直な方向が重力の方向に垂直であり、その向きがボール８”の飛行線に平行となるように基台に対して調整する。この調整は、感光パネル１８”のＹ軸が重力の方向に延び、Ｘ軸が打球の目標方向を指すようにカメラを気泡水準器を使用して設置することによって実行することができる。
　【００８１】
　図９において、マーカーＡ〜Ｆで反射された光線はカメラ１８”のレンズ（図示せず）の光軸６１に沿って進む。そのレンズの実効焦点距離ｆは〜２５ｍｍであり、そのレンズはマーカーＡ〜Ｆからの反射光を感光パネル１８ｐ”上に結像させる。例えば、マーカーＡの像が感光パネル１８ｐ”上の点Ａｐに形成される。当業者には明らかなように、このとき感光パネル１８ｐ”上に形成されるマーカーＡ〜Ｆの像は倒立像である。
　【００８２】
　各マーカーＡ〜Ｆ（円形）の中心を演算するのにはコンピュータのアルゴリズムとともに面積中心平均法が用いられる。面積中心平均法を実行する際には、所定のグレイレベル（スレッショルドレベル）より輝度の高いマーカーＡ〜Ｆについての全てのピクセルの位置を合計し、それをピクセルの数で割ることによって、コントラストの強いマーカーＡ〜Ｆの中心の位置を見付ける。このスレッショルド操作によって、図４に示すのと同様に明確に対比された領域に像が分割される。
　【００８３】
　校正されたＸｃ（ｊ），Ｙｃ（ｊ），Ｚｃ（ｊ）座標をマーカーＡ〜Ｆの中心像座標Ｕ（ｊ），Ｖ（ｊ）に関連づける写真測量式は上述の２実施の形態におけるものと類似しており、次の通りである。
　【００８４】
　【数１８】
　【００８５】
この式によって、像の空間座標Ｕ、Ｖを、校正されたボール８”上の、正確に知られているマーカーの位置Ｘｃ（ｊ），Ｙｃ（ｊ），Ｚｃ（ｊ）に関連づける定数が決定される。
　【００８６】
　カメラ１８”から約２５インチの距離にあるゴルフボール８”を打つと、ボール８”は図２に示すように（但し、本実施の形態では反射領域２０ａ〜２０ｆの替わりにマーカーＡ〜Ｆが用いられている）３次元視野３５内を飛行する。この際、音響センサー６”が打球音を検出し、カメラ１８”のシャッターを視野３５内の光に対して開く信号を出力する。１００マイクロ秒後、フラッシュランプ２２”が発光してボール８”上の６個のマーカーＡ〜Ｆを照明する。８００マイクロ秒後に、他のフラッシュランプ２１”が発光して、視野３５内の初期の飛行経路に沿って約３〜５インチ離れた位置の６個のマーカーＡ〜Ｆを照明する。フラッシュライトの持続時間は１万分の１秒から２、３百万分の１秒である。外光の影響を小さくするためにカメラの受光用開口は極めて小さくされている。
　【００８７】
　その２位置のゴルフボール８”のマーカーＡ〜Ｆで反射された光は図４に示すようにカメラ１８”の感光パネル１８ｐ”の対応する領域２５ａ〜２５ｆ、２５ｇ〜２５ｌに達する。
　【００８８】
　ゴルフボール８”の寸法、ディンプルのパターン、重量分布等に基づくボールの飛行特性、カメラの作動間隔が既知であるので、これらと上述の共線変換式ないし写真測量式を使用してコンピュータ５”の演算回路は各撮影時における各マーカーＡ〜Ｆの位置Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃを共通の座標系内で計算する。
　【００８９】
　マーカーＡ〜Ｆの間に剛体（ボール８”）の制約条件があれば上記の写真測量式は最少３つのマーカーについて解けばよい。この剛体制限は非線形性あるいは非ユニーク性を加える。しかしながら、この非ユニーク性は本実施の形態のように方程式を解く因果律を与える余分のマーカーを使用することによって克服できる。
　【００９０】
　その位置情報と上述の既知のデータから、コンピュータ５”の演算回路は打球直後のボールの速度とスピンを３次元的に計算する。ボールの初速とスピン、さらにボール８”の空力特性（既知）が与えられれば、演算回路はボールの飛行経路と着地点を正確に予想することができる。
　【００９１】
　半径０．８４インチのゴルフボール８”の３次元モニターはボール上の各マーカーＡ〜Ｆの位置Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃをそのマーカーの質量中心の位置Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚと角度Ａ，Ｅ，Ｔの方向行列で表すことによって達成することができる。カメラ１８”での各マーカー（ｊ＝１，２，…６）の位置Ｘｃ（ｊ），Ｙｃ（ｊ），Ｚｃ（ｊ）は次の行列座標変換で与えられる。
　【００９２】
　【数１９】
　【００９３】
但しθ（ｉ），φ（ｉ）はゴルフボール８”上のマーカーＡ〜Ｆの球極座標であり、方向行列は次式で表される。
　【００９４】
　【数２０】
　【００９５】
方向行列Ｍは固定されたカメラ１８”の基準座標系にゴルフボール８”上の座標を結びつける３次元方向変換を与える。列べクトル（０．８４ｓｉｎθ（ｊ）ｃｏｓφ（ｊ），０．８４ｓｉｎθ（ｉ）ｓｉｎφ（ｊ），０．８４ｃｏｓφ（ｊ））はゴルフボール８”に固定された座標系内のｊ番目のマーカーの位置を与える。マーカーＡ〜Ｆの配列としては中心（０°，０°）に１個、その周囲のθ（ｊ）が３７°、φ（ｊ）が０°、７２°、１４４°、２１６°、２８８°の位置に残りの５個を配するのが最適である。θが５０°よりあまり大きいと、装置が最適に構成されていたとしても、フックやスライスがひどい場合にはボール上の６個のドットをとらえることができなくなる。
　【００９６】
　６個のマーカーｊに対するカメラ座標Ｕ（ｊ）、Ｖ（ｊ）が与えられたとき、解くべき方程式は次の通りである。ｊ＝１，６
　【００９７】
　【数２１】
　【００９８】
　上記式において、ＸＢ（ｊ），ＹＢ（ｊ），ＺＢ（ｊ）はｊ番目のマーカーのボール座標上の位置を表すデカルト座標（上記実施の形態の球極座標）である。
　【００９９】
　得られる１２の方程式をボールの最初の位置ＡのＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚおよび方向角Ａ，Ｅ，Ｔについて解く。同様な１２の方程式をボールの次の位置Ｂに対しても解く。その１２の方程式は１次ではないので、テイラーの定理の線形化を反復適用して解く。一般に、それらの方程式は８度の反復適用で、６個の未知のパラメータに対する解に収束する。
　【０１００】
　座標系の３本の軸方向のボールの速度成分は次の式で計算される。
　【０１０１】
　【数２２】
　【０１０２】
ΔＴはフラッシュランプの発光間隔である。
　【０１０３】
　方向行列ＭＴ（Ａ，Ｅ，Ｔ，ｔ）とＭ（Ａ’，Ｅ’，Ｔ’，ｔ＋ΔＴ）を乗じて、得られる相対方向行列の非正方要素をならすことによってスピン成分が得られる。
　【０１０４】
　【数２３】
　【０１０５】
時間増分ΔＴ間の２個のボールの回転ベクトルの角度θは次の式で与えられる。
　【０１０６】
　【数２４】
　【０１０７】
スピン量の３つの直交成分Ｗｘ，Ｗｙ，Ｗｚは次の式で与えられる。
　【０１０８】
　【数２５】
　【０１０９】
　１２個のゴルフボール（Ｔｏｕｒ：商標）を統計的に測定したところ中央のマーカーと周囲の５個のマーカーの間には３６．４９±０．３７°のばらつきがある。以下の表ＶＩはそのばらつきに対する誤差の偏差についてのコンピュータシミュレーションの結果を示す。
　【０１１０】
　【表６】
　【０１１１】
　図６を再度参照して、本実施の形態の装置の他の使用方法を説明する。調整可能な機械的ゴルフボール打球ユニット５０が、正確に位置決めされた照明可能なマーカーを有するゴルフボール５４を打つためのゴルフクラブ５２とともに使用される。図７に示すモニター装置３”がボールの飛行状態を判定するのに使用される。その打球ユニット５０、打ち出し角度、スピン速度、初速がそのテストに適したものとなるように調節する。
　【０１１２】
　図８に示すように６個の円形のマークを逆反射性材料でつけた３個のゴルフボールを使用した。周囲の５個のマークは中央のマークから３７°の位置に配した。３個のボールを２度ずつ打ち表ＶＩＩに示すデータを得た。表中、速度の３成分は速度の大きさに変換してあり、２つの角度は次のように定義されるものである。すなわち、
　【０１１３】
　【数２６】
　【０１１４】
表ＶＩＩに示すように横方向角度の変動がパーセンテージ的にみて他の測定パラメータに比して著しく大きい。
　【０１１５】
　【表７】
　【０１１６】
　クラブフェイスをスライスが出るように回転させて、同じく６回打球して、表ＶＩＩＩに示すデータを得た。
　【０１１７】
　【表８】
　【０１１８】
　最後に、クラブフェイスをフックが出るように位置させて、同じく６回打球して、表ＩＸに示すような６つのパラメータの変動を得た。
　【０１１９】
　【表９】
　【０１２０】
　以上のように１カメラ方式の装置はゴルフボールの速度とスピンを適切に演算することができ、スイングの練習を助ける装置として使うこともできるし、また用具の設計のためのデータ収集装置として使用することもできる。
　【０１２１】
　本発明の装置は様々に変更することができる。例えば、ゴルフのクラブヘッド、野球のボール、フットボールのボール、サッカーボール、アイスホッケーのパック等のゴルフボール以外の物体をモニターするのに本発明の装置を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の第１の実施の形態のモニター装置の斜視図。
　【図２】
　ゴルフボールが位置Ａから位置Ｂまで飛んで行く３次元視野を示す斜視図。
　【図３】
　２０の照明可能な領域を有する校正装置の斜視図。
　【図４】
　カメラ内の感光パネルの平面図。
　【図５】
　本発明の第２の実施の形態の１カメラ方式のモニター装置の斜視図。
　【図６】
　打球装置で打ったボールの軌跡を示す概略図。
　【図７】
　本発明の第３の実施の形態の１カメラ方式のモニター装置の斜視図。
　【図８】
　６個の照明可能なマーカーを有するボールの平面図。
　【図９】
　図７のモニター装置の光学系を示す概略図。
　【符号の説明】
　４、４’、４”　　カメラユニット
　５、５’、５”　　コンピュータ
　６、６’、６”　　音響センサー
　８、８’、８”　　ゴルフボール
　１８、１８’、１８”、１９　　カメラ
　１８Ｐ、１８Ｐ’、１８ｐ”、１９Ｐ　　感光パネル
　２０ａ〜２０ｆ　　反射領域
　３０　　校正装置
　Ａ〜Ｆ　　マーカー
　５０　　　打球ユニット
　５２　　　ゴルフクラブ