(57)【要約】【課題】分解能を低下せずに最大慣性量ベクトルを測定可能な運動器具の慣性量測定装置を提供する。【解決手段】運動器具の慣性量測定装置は、運動器具に取り付けられる慣性センサーを有し、慣性センサーの検出軸を、運動器具の作用点が進む最大慣性量ベクトルＶｍａｘに対し、検出軸ベクトルＪｍａｘが、平行とならない任意の角度に配置されている。このことにより慣性センサーの検出値の最大値を下げることにより、慣性センサーによる検出を飽和させないことと、分解能を低下させないこととを両立させることができる。【選択図】図３
2011251041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動器具に取り付けられる慣性センサーを有し、
前記運動器具の作用点が進む最大慣性量ベクトルと、前記慣性センサーの検出軸ベクトルと、が、平行とならない角度に配置されていることを特徴とする運動器具の慣性量測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の運動器具の慣性量測定装置において、
前記慣性センサーとして、加速度センサーを含むことを特徴とする運動器具の慣性量測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の運動器具の慣性量測定装置において、
前記慣性センサーとして、角速度センサーを含むことを特徴とする運動器具の慣性量測定装置。
【請求項４】
請求項１に記載の運動器具の慣性量測定装置において、
前記慣性センサーとして、加速度センサー及び角速度センサーを含むことを特徴とする運動器具の慣性量測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の運動器具の慣性量測定装置において、
前記加速度センサーの検出軸の方向と、前記角速度センサーの検出軸の方向とが、互いにずれていることを特徴とする運動器具の慣性量測定装置。
【請求項６】
請求項２ないし請求項５のいずれか一項に記載の運動器具の慣性量測定装置において、
前記加速度センサーまたは前記角速度センサーが、それぞれ２軸以上の検出軸を有し、検出軸の少なくとも２軸が互いに平行でないことを特徴とする運動器具の慣性量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運動器具の慣性量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
運動器具に慣性センサーを取り付け、運動器具の加速度、角速度等の慣性量により運動器具の運動動作を検出する装置がある。例えば、テニスラケットのスイング時におけるラケットの軌道、またはラケット面（打面）の向きの変化を検出する複数の慣性センサーをラケットに取り付け、慣性センサーの検出結果に基づきスイングを改善するというものが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２５４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような特許文献１では、慣性センサーによりラケットの軌道またはラケット面の向きの変化を検出することが可能である。このように運動器具の運動を慣性センサーで計測する場合、慣性センサーのダイナミックレンジ（最大値と最小値との差、つまり範囲を示す。なお、最小値は“０”を示すとは限らず、最小値＜０＜最大値の関係もある）を運動時に発生する範囲よりも大きくしておく必要がある。
【０００５】
しかし、慣性センサーの出力できる範囲（例えば出力電圧の範囲）が、あるレンジに限られている場合、慣性センサーの検出ダイナミックレンジを広くすると慣性センサーの感度が小さくなり、小さな慣性量変化は小さな出力変化となる。小さな出力変化（電圧変化）は、ノイズに埋もれてしまい慣性センサーの検出信号として判定できにくくなる。つまり、分解能が得られなくなる。よって、ダイナミックレンジの広さと分解能を両立させることは困難である。という課題を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係る運動器具の慣性量測定装置は、運動器具に取り付けられる慣性センサーを有し、前記運動器具の作用点が進む最大慣性量ベクトルと、前記慣性センサーの検出軸ベクトルと、が、平行とならない角度に配置されていることを特徴とする。
ここで、慣性量とは、例えば、加速度、角速度等の大きさであって、検出軸ベクトルとは、慣性センサーの最も検出感度が高くなる方向に検出軸を配置したときの検出ベクトルを意味する。
【０００８】
なお、加速度の場合、検出する加速度ベクトルと加速度センサーの検出軸の方向は一致する。そして、角速度の場合は、回転はセンサーの検出軸の方向と直交する面内の回転となる。ゴルフクラブのスイングを例にすると、ゴルフクラブの回転と回転円の接線方向の加速度変化を指している場合、加速度ベクトルの最大値は回転円の接線方向となるが、角速度ベクトルはゴルフクラブが回転する面に直交した方向のベクトルとなる。
【０００９】
慣性センサーによる慣性量測定では、慣性センサーの検出軸ベクトルと、運動器具の作用点のベクトルとを平行になるように配置することで検出感度を高めることができる。しかし、慣性センサーの検出軸をこのように配置すると、運動により最大慣性量ベクトルが発生した場合、慣性センサーのダイナミックレンジの上限を越えてしまい、慣性センサーによる検出値が飽和してしまうことがある。
【００１０】
このような場合、慣性センサーのダイナミックレンジを大きくする必要がある。しかし、ダイナミックレンジを大きくすると、小さな慣性量での分解能が不足してしまうことがあり、ダイナミックレンジの広さと分解能を両立させることは困難である。
【００１１】
各種運動器具を用いた運動では、運動の慣性量（加速度、角速度、）が最大となる方向が決まっている場合が多い。そこで、慣性センサーを、運動器具の運動における加速度ベクトルと慣性センサーの検出軸ベクトルとを平行とならない角度に配置する、または運動器具の回転の最大角速度と慣性センサーの検出軸ベクトルとを平行とならない角度に配置することにより、センサー出力の検出のダイナミックレンジを運動の慣性量の最大値より小さく設計しても飽和させないようにでき、これにより良好な分解能を維持できる。
【００１２】
［適用例２］上記適用例に係る運動器具の慣性量測定装置は、前記慣性センサーとして、加速度センサーを含むことが好ましい。
【００１３】
前述したように、加速度センサーの検出軸を、運動器具の作用点が進む最大慣性量ベクトルと加速度センサーの検出軸ベクトルとを平行とならない角度に配置し、検出ダイナミックレンジの最大値を下げることにより、検出値を飽和させないことと、分解能を低下させないことを両立させることができ、作用点の回転運動面に対して平行、または垂直方向の変化を正確に測定することができる。
【００１４】
仮に、回転運動接線方向に最大慣性量が発生している運動器具の場合、飽和することなく最大慣性量を検出することと、これに平行でない方向の慣性量（座標的にはこれに直交し、且つ互いに直交する２方向）についても良好な分解能で測定できる。
【００１５】
［適用例３］上記適用例に係る運動器具の慣性量測定装置は、前記慣性センサーとして、角速度センサーを含むことが好ましい。
【００１６】
角速度センサーの検出軸を、運動器具の作用点が進む最大慣性量ベクトルと角速度センサーの検出軸ベクトルとを平行とならない角度に配置することにより、検出のダイナミックレンジの最大値を下げることにより、検出値を飽和させないことと、分解能を低下させないことを両立させることができ、作用点の回転運動面に対する傾きの変化を正確に測定することができる。
【００１７】
例えば、作用点の回転運動による回転運動面に直交する最大角速度ベクトルが発生している運動器具の場合、飽和することなく最大角速度を検出することと、これに平行でない方向の慣性量（座標的にはこれに直交し、且つ互いに直交する２方向の角速度ベクトル）についても良好な分解能で測定できる。
【００１８】
［適用例４］上記適用例に係る運動器具の慣性量測定装置は、前記慣性センサーとして、加速度センサー及び角速度センサーを含むことが好ましい。
【００１９】
このように慣性センサーとして加速度センサーと角速度センサーを用いることにより、それぞれの検出ダイナミックレンジの最大値を下げ、加速度センサー及び角速度センサーによる検出値を飽和させないことと、分解能を低下させないことを両立させることができ、作用点の回転運動面に対して平行、または垂直方向の変化、及び傾きの変化（つまり姿勢の変化）を正確に測定することができる。
【００２０】
［適用例５］上記適用例に係る運動器具の慣性量測定装置は、前記加速度センサーの検出軸の方向と、前記角速度センサーの検出軸の方向とが、互いにずれていることが望ましい。
【００２１】
運動で生じる最大慣性量ベクトルが加速度と角速度で異なる場合、平行または直交とならない場合、例えば、加速度のベクトルに平行とならない方向に加速度センサーの検出軸を配置し、角速度センサーの検出軸座標をとり、角速度のベクトルが角速度センサーの検出軸ベクトルに平行となる場合において、加速度センサーと角速度センサーの座標軸を異なるように配置する。このようにすれば、運動で生じる最大慣性量ベクトルが加速度と角速度で異なる場合においても、加速度センサー及び角速度センサーの両方の検出レンジの最大値を下げることにより、加速度センサー及び角速度センサーの検出を飽和させること、分解能を低下させないことを両立させることができる。
【００２２】
［適用例６］上記適用例に係る運動器具の慣性量測定装置は、前記加速度センサーまたは前記角速度センサーが、それぞれ２軸以上の検出軸を有し、検出軸の少なくとも２軸が互いに平行でないことが好ましい。
【００２３】
このようにすれば、運動器具を用いて運動をするときに、運動器具の作用点の軌道、姿勢の変化を全方向にわたって正確に測定することができる。よって、この測定結果と理想的な運動とを比較して運動の改善を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ゴルフスイングの場合の慣性量測定の状態を示し、（ａ）はゴルフスイングの１状態、（ｂ）はクラブヘッドの打点を示す正面図。
【図２】テニススイングの１例を表す説明図。
【図３】慣性センサーによる測定の１例を表す説明図。
【図４】加速度センサーの慣性量の測定例を示すグラフ。
【図５】加速度センサーの検出軸の方向と、角速度センサーの検出軸の方向とを、互いにずらして配置する場合の１例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（実施形態１）
【００２６】
図１は、ゴルフスイングの場合の慣性量測定の状態を示し、（ａ）はゴルフスイングの１状態、（ｂ）はクラブヘッドの打点を示す正面図である。図１（ａ）は、運動器具としてのゴルフクラブ３０のスイングを座標系で表示している。ゴルフクラブ３０は、シャフト３１と、シャフト３１の先端部のヘッド部３２とを有して構成され、ヘッド部３２の打面（フェース）３３に慣性量測定装置としての慣性センサー１０が取り付けられている。
【００２７】
プレーヤー２０がゴルフクラブ３０をスイングした場合においてヘッド部３２は、Ｐ１を回転軸として、運動軌跡４０を描いて回転する。図１（ａ）では、ヘッド部３２の回転運動面をＸＹ座標で表し、ＸＹ平面に対して垂直方向をＺ座標で表している。
【００２８】
スイング時におけるヘッド部３２の最大速度は、運動軌跡４０内のＸＹ平面内に発生する。回転軸Ｐ１と打点Ｐ２とを結ぶ直線を動線軸５０と表すとき、ヘッド部３２の最大慣性量ベクトルは、動線軸５０と直交する方向に発生する。よって、慣性センサー１０は、最大慣性量ベクトルが発生する動線軸５０を含む回転運動面上にあって、打面３３内の打点Ｐ２の近傍に配置される。
【００２９】
慣性センサー１０は、加速度センサー、または角速度センサーを含んで構成されている。加速度センサーまたは角速度センサーは、ベクトル合成の観点から少なくともそれぞれ２個測定対象物によっては複数個備えられる。
【００３０】
慣性センサー１０は、ヘッド部３２の作用点（つまり、打点Ｐ２）が進む最大慣性量ベクトルと、慣性センサー１０の検出軸ベクトルと、が、平行とならない角度に配置されている。検出軸ベクトルは慣性センサー１０の検出感度がある方向（最も感度の高い方向）として慣性センサー１０の検出軸方向を規定する。感度が高くなる方向が検出ベクトル（加速度の場合は検出する加速度の方向として、角速度の場合は回転する運動に直交する方向として（外積として））を成す。
【００３１】
２軸の慣性センサーの場合について説明する。加速度の場合は、（本例では回転運動の接線方向に最大加速度が発生すると仮定している）回転運動面の最大加速度ベクトルの発生する方向に平行でない、少なくとも互いに平行でない２軸の加速度ベクトル（ベクトル合成の観点から）を有する。この２軸のベクトルを含む面が上記最大加速度ベクトルを含み、この２軸のベクトルで構成される面に直交する方向の加速度ベクトルは検出しない限定となる。
【００３２】
角速度の場合は、回転運動面に垂直な角速度ベクトルがこの運動で発生する最大角速度ベクトルと仮定して、最大角速度ベクトルを含み、これに平行でない、少なくとも互いに平行でない２軸の角速度ベクトルを有する。この２軸の角速度ベクトルで構成される面は回転運動の法線方向のベクトルを含み、ヘッド部３２のスイング時の軸回転（動線軸５０を中心とした回転）を検出し、ゴルフクラブ３０のスイングによる回転の最大角速度より小さいヘッド部３２の作用面（打面３３）の角度ブレを良好な分解能で検出できる。言い換えれば、回転運動面に対して検出軸が垂直ではなく任意の角度を有して配置される。
【００３３】
図２は、運動としてテニススイングの１例を表す説明図である。プレーヤー２０がラケット６０をスイングする場合、作用点（打点）は、ラケット６０のフェース面６１内に存在し、最大慣性量ベクトルは、回転軌跡７０上のフェース面６１に対して垂直方向に発生する。慣性センサー１０は、最大速度が発生する動線を含む回転運動面のフェース面６１に取り付けられる。そして、フェース面６１の作用点（打点）が進む最大慣性量ベクトルと、慣性センサー１０の検出軸ベクトルと、が、平行とならない角度に配置される。
【００３４】
テニススイングの場合は、サーブ、フォアハンド、バックハンド等様々なスイングがあるが、作用点（打点）は、ラケット６０のフェース面６１内に存在し、最大加速度ベクトルは、フェース面６１に対して垂直方向に発生する。よって、どのようなスイングであっても、慣性量の測定は同様な考え方で可能となる。
【００３５】
角速度の場合は、ラケット６０の本体取っ手軸方向ベクトルを（その面内に含んだ）含むフェース面６１に直交する方向の角速度ベクトルに最大角速度が発生する（つまりラケット６０を振り回す回転による角速度ベクトル）ので、これに平行しない角速度検出軸配置の少なくとも２軸を有し、且つベクトル合成の観点から、この２軸は互いに平行ではない。
【００３６】
続いて、慣性量の測定について説明する。なお、慣性センサー１０としては加速度センサーと角速度センサーとがあるが、それぞれの検出軸の検出軸ベクトルと最大慣性量ベクトルは同様に表すことができる。
図３は、慣性センサー１０による測定の１例を表す説明図である。図３は、慣性センサー１０の検出軸位置をＰ３とし、検出軸ベクトルと運動ベクトルとを座標系で表している。なお、ゴルフスイングとテニススイングは共に同じ考え方を踏襲できるのでゴルフスイングの場合を例示して説明する（図１（ａ），（ｂ）も参照する）。
【００３７】
打点Ｐ２の最大速度は、動線軸５０と直交する方向に発生する。打点Ｐ２の最大慣性量ベクトルをＶｍａｘと表す。慣性センサー１０は、最大慣性量ベクトルが発生する回転運動面上にあり、運動器具の運動における最大慣性量ベクトルと、検出軸ベクトルとは平行にならない任意の角度を有している。従って、最大慣性量ベクトルＶｍａｘは、Ｚ軸方向の検出軸の座標ベクトルＪｚと回転運動面方向の検出軸ベクトルＪｍａｘに分解することができる。最大慣性量ベクトルＶｍａｘと検出軸ベクトルＪｍａｘとの角度を仮にθとすると、Ｊｍａｘ＝ｃｏｓθ・Ｖｍａｘである。
【００３８】
検出軸ベクトルＪｍａｘは、回転運動面におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向の合成ベクトルであって言い換えれば、Ｘ軸方向の検出軸の座標ベクトルＪｘと、Ｙ軸方向の検出軸の座標ベクトルＪｙとに分解することができる。
【００３９】
本実施形態では、慣性センサー１０が、ゴルフクラブやテニスラケット等の運動器具を用いる運動動作で最大慣性量ベクトルが発生する回転運動面上にあって、運動器具の作用点が進む最大慣性量ベクトルと、慣性センサー１０の検出軸ベクトルとを、平行とならない任意の角度に配置している。従って、最大慣性量ベクトルＶｍａｘ＞Ｘ軸方向の検出軸の座標ベクトルＪｘ、最大慣性量ベクトルＶｍａｘ＞Ｙ軸方向の検出軸の座標ベクトルＪｙ、となる関係が得られる。
【００４０】
続いて、慣性センサーの慣性量測定例について加速度センサーを例示して説明する。
図４は、加速度センサーの慣性量の測定例を示すグラフである。横軸に時間（Ｓ）、縦軸に加速度（Ｇ）を表している。
【００４１】
図４において、運動器具の作用点が進む最大慣性量ベクトルと、加速度センサーの検出軸ベクトルと、が、平行に配置されているとき（図中、ダイナミックレンジ標準と表示）の加速度センサーでは、作用点における最大慣性量ベクトルが加速度センサーのダイナミックレンジ（最大値と最小値の範囲）よりも大きい場合、発生する最大加速度が検出限界を超えたところで飽和してしまい、最大値の正確な測定ができない。なお、図４に示すように、最小値側では充分な分解能を有している。
【００４２】
そこで、ダイナミックレンジを広げた加速度センサーを用いた場合には、図中、ダイナミックレンジ（大）と表示した測定値に示すように作用点における最大加速度は飽和せず測定可能となるが、最小値側では、分解能が低下して正確な測定ができなくなる。
【００４３】
本実施形態によれば、運動器具の作用点が進む最大慣性量ベクトルと、加速度センサーの検出軸ベクトルと、が、平行とならないように検出軸を任意の角度に配置することで、検出ベクトルは、慣性センサー１０の検出ダイナミックレンジを広くした場合に対して、検出軸ベクトルをずらした角度（図３の場合には、角度θ）に応じて縮小された検出値を表すことになる。つまり、標準のダイナミックレンジの変極点の最大値側と最小値側の分解能を維持しながら縮小して検出することができる。
【００４４】
よって、作用点における最大加速度が測定可能となると共に、分解能も維持でき正確な測定ができる。なお、図４では、本実施形態による加速度の絶対値が、実際に発生する加速度と異なるように表されているが、測定値は発生する電圧を加速度（Ｇ）に換算して表すため、発生する加速度と測定値との差を演算処理すれば真の測定値を得ることができる。
【００４５】
以上のことから、慣性センサーのダイナミックレンジを検出値が飽和しない範囲に納まるように、運動器具の運動における最大慣性量ベクトルと慣性センサーの検出軸の方向とを任意の角度に配置すればよい。
【００４６】
従って、慣性センサー１０を、運動器具の作用点が進む最大慣性量ベクトルＶｍａｘと慣性センサーの検出軸ベクトルＪｍａｘとを平行とならない角度に配置し、検出のダイナミックレンジを下げることにより慣性センサー１０による検出値を飽和させないことと、分解能を維持することを両立させることができる。
【００４７】
各種運動器具を用いた運動では、運動の慣性量（加速度、角速度、）が最大となる方向が決まっている場合が多い。そこで、慣性センサー１０を、運動器具の運動における加速度ベクトルと慣性センサーの検出軸ベクトルとを平行とならない角度に配置する、または運動器具の回転の最大角速度と慣性センサーの検出軸ベクトルとを平行とならない角度に配置することにより、センサー出力の検出のダイナミックレンジを運動の慣性量の最大値より小さく設計しても飽和させないようにでき、これにより良好な分解能を維持できる。
【００４８】
慣性センサーとして、加速度センサーを用いる場合には、回転運動接線方向に最大加速度が発生しているが、飽和することなく最大加速度を検出することと、これに平行でない方向の加速度（座標的にはこれに直交し、且つ互いに直交する２方向）についても良好な分解能で測定でき、作用点の回転運動面に対して平行、または垂直方向の変化を正確に測定することができる。
【００４９】
また、慣性センサーとして、角速度センサーを用いる場合にも、回転運動による回転運動面に直交する最大角速度ベクトルが発生している運動器具の場合、飽和することなく最大角速度を検出することと、これに平行でない方向の慣性量（座標的にはこれに直交し、且つ互いに直交する２方向の角速度ベクトル）についても良好な分解能で測定でき、作用点の回転運動面に対する傾きの変化、つまり姿勢の変化を正確に測定することができる。
（実施形態２）
【００５０】
前述した実施形態１では、慣性センサーとして加速度センサーまたは角速度センサーをそれぞれ単独に用いる構成について説明したが、慣性センサーとして、加速度センサー及び角速度センサーの両方を用いることがより好ましい。このような構成の場合、加速度センサー及び角速度センサーそれぞれの検出ベクトルと、運動器具の運動における最大慣性量ベクトルとが、互いに平行とならない任意の角度に配置される。なお、運動で生じる最大慣性量ベクトルが加速度と角速度で一致する場合、加速度センサーと角速度センサーの検出軸の方向は同じになるように配置される。
【００５１】
そして、運動器具の運動における最大慣性量ベクトルと、加速度センサー及び角速度センサーそれぞれの検出軸ベクトルとを、平行とならない任意の角度に配置し、検出のダイナミックレンジを下げることにより加速度センサー及び角速度センサーの検出値を飽和させないことと、分解能を低下させないことを両立させることができる。
【００５２】
また、作用点の回転運動面に対して平行、または垂直方向の変化、及び傾き（姿勢）の変化の両方を正確に測定することができる。
（実施形態３）
【００５３】
なお、運動で生じる慣性量の最大値のベクトルが加速度と角速度で異なる場合がある。このような場合には、加速度センサーの検出軸の方向と、角速度センサーの検出軸の方向とを、互いにずらして配置する。さらに、運動器具の運動における最大慣性量ベクトルと、加速度センサー及び角速度センサーそれぞれの検出軸ベクトルとを、平行とならない任意の角度に配置する。このことについて図５を参照して説明する。
【００５４】
図５は、加速度センサーの検出軸の方向と、角速度センサーの検出軸の方向とを、互いにずらして配置する場合の１例を示す説明図である。なお、図５は、角速度センサー及び角速度センサーの検出軸位置をＰ３と表し、検出ベクトルと運動ベクトルとを座標系で表している。なお、加速度のベクトルをＪ、角速度のベクトルをＳの符号を付して表している。
【００５５】
運動で生じる加速度の最大加速度ベクトルをＶｍａｘ、角速度の最大角速度ベクトルをＵｍａｘとする。まず、加速度について説明する。加速度センサーは、最大慣性量ベクトルが発生する回転運動面上にあり、最大慣性量ベクトルと、検出軸ベクトルとは平行にならない任意の角度を有している。従って、最大加速度ベクトルＶｍａｘは、Ｚ軸方向の検出軸の座標ベクトルＪｚに対して回転運動面方向のベクトルＪｍａｘに分解することができる。最大加速度ベクトルＶｍａｘと検出軸ベクトルＪｍａｘとの角度を仮にθ１とすると、Ｊｍａｘ＝ｃｏｓθ１・Ｖｍａｘである。
【００５６】
検出軸ベクトルＪｍａｘは、回転運動面におけるＸｊ軸、Ｙｊ軸方向の合成ベクトルであって、Ｘｊ軸方向の検出軸の座標ベクトルＪｘと、Ｙｊ軸方向の検出軸の座標ベクトルＪｙとに分解することができる。
【００５７】
本実施形態では、加速度センサーが、ゴルフクラブやテニスラケット等の運動器具を用いる運動動作で最大速度が発生する回転運動面上にあって、運動器具の作用点が進む最大加速度ベクトルと、慣性センサー１０の検出軸ベクトルとを、平行とならない任意の角度に配置している。従って、最大加速度ベクトルＶｍａｘ＞Ｘｊ軸方向の検出軸の座標ベクトルＪｘ、最大加速度ベクトルＶｍａｘ＞Ｙｊ軸方向の検出軸の座標ベクトルＪｙ、となる関係が得られる。
【００５８】
続いて、角速度センサーについて説明する。角速度センサーは、最大角速度が発生する回転運動面上にあり、最大角速度ベクトルと、検出軸ベクトルとは平行にならない任意の角度を有している。また、前述した加速度センサーの検出軸とは任意の角度のずれを有して配置されている。つまり、加速度センサーと角速度センサーそれぞれの検出軸は、異なる座標軸によって表される。
【００５９】
従って、角速度系の最大角速度ベクトルＵｍａｘは、Ｚ軸方向の検出軸の座標ベクトルＳｚに対して回転運動面方向のベクトルＳｍａｘに分解することができる。最大角速度ベクトルＵｍａｘと検出軸ベクトルＳｍａｘとの角度を仮にθ２とすると、Ｓｍａｘ＝ｃｏｓθ２・Ｕｍａｘである。
【００６０】
検出軸ベクトルＳｍａｘは、回転運動面におけるＸS軸、ＹS軸方向の合成ベクトルであって、検出軸ベクトルＳｍａｘは、Ｘｓ軸方向の検出軸の座標ベクトルＳｘと、Ｙｓ軸方向の検出軸の座標ベクトルＳｙとに分解することができる。
【００６１】
本実施形態では、角速度センサーが、ゴルフクラブやテニスラケット等の運動器具を用いる運動動作で最大角速度ベクトルＵｍａｘが発生する回転運動面上にあって、運動器具の運動における最大角速度ベクトルと、角速度センサーの検出軸ベクトルとを、平行とならない任意の角度に配置している。従って、最大角速度ベクトルＵｍａｘ＞Ｘｓ軸方向の検出軸の座標ベクトルＳｘ、最大角速度ベクトルＵｍａｘ＞Ｙｓ軸方向の検出軸の座標ベクトルＳｙ、となる関係が得られる。
【００６２】
このように運動器具の運動における最大慣性量ベクトルと、加速度センサー及び角速度センサーそれぞれの検出軸ベクトルとを、平行とならない任意の角度に配置し、さらに加速度センサーの検出軸の方向と、角速度センサーの検出軸の方向とを、互いにずらして配置する。このことによって、運動で生じる慣性量のベクトルが加速度と角速度で異なる場合においても、加速度センサー及び角速度センサーの両方の検出レンジの最大値を下げることにより、加速度センサー及び角速度センサーの検出を飽和させること、分解能を低下させないことを両立させることができる。
（実施形態４）
【００６３】
次に、実施形態４について説明する。前述した実施形態１〜実施形態３では、検出軸が１軸の慣性センサー（加速度センサーと角速度センサー）を用いる場合を説明したが、加速度センサーまたは／及び角速度センサーが、ベクトルの合成の観点から２軸以上の検出軸を有していることがより望ましい。
【００６４】
このように２軸以上の慣性センサーにおいても、運動器具の作用点が進む最大慣性量ベクトルと、慣性センサーの検出軸ベクトルと、が、平行とならない角度に配置される。また、上記２軸のお互いが平行とならないように配置される。
【００６５】
このようにすれば、運動器具を用いて運動をするときに、運動器具の作用点の軌道、姿勢の変化を全方向にわたって正確に測定することができる。この測定結果を利用して理想的な運動と比較して運動の改善を行うことができる。
（適用可能な運動器具）
【００６６】
前述した実施形態では、運動器具としてゴルフクラブとテニスラケットを例示して説明したが、本発明は各種の運動器具の慣性量測定装置に応用可能である。そこで、他の運動器具と、これらの最大慣性量ベクトルの方向を以下に例示する。
野球のバット：打点とバットの中心線に打点から垂線を引いたとき、加速度ベクトルの最大値はこの垂線の方向、角速度ベクトルはバットの回転平面に垂直な方向。
スキー、スノーボード：加速度は滑走面に垂直な方向、角速度はスノーボードの方向転換の回転方向。
アイスホッケー：加速度はスティックの打面に垂直な方向、角速度はスティックの回転面に垂直な方向。
カーリング：衝突等の方向転換時に滑走面内の任意方向に最大加速度が発生する。
ソリ（スケルトン、リュージュ、ボブスレー）：加速度は重力落下遠心力と滑走面に垂直な振動加速度の和、角速度は方向転換時での滑走面内の回転方向。
トランポリン：トランポリン器具そのものの場合、角速度はベッド外周と振動する中心部との位置による回転加速度であって、ベッド外周を含む面に直交する任意の面内の回転角速度。
ラート：平行な輪の円形で仕切られる面に垂直な方向。
フライングディスク：回転面の中心を通る直線に垂直な方向。
ビリヤード：キューの長手方向中心線方向。
ゲートボール：スティックの打面に垂直な方向。
ラクロス：ヘッドのクロス面に垂直な方向。
クリケット：バットの平坦な板面に垂直な方向。
パワーリフティング：バーベルの円盤形面の中心を通る直線（シャフトの部分）に垂直な方向。リフティング終了時の投下衝撃及び、持ち上げ時の持ち手切り替えや担ぐ動作時の加速度を最大加速度と仮定する。加速度は円盤面に平行とならない。角速度は円盤面に垂直方向。
バイクトライアル：車輪の回転面の中心を通る直線に垂直な方向。車体の上下方向の加速度を最大加速度と仮定。
水上オートバイ：滑走面に垂直な方向。波を乗り越える、ダイブするなどの運動を想定し、重力加速度方向を最大加速度と仮定する。角速度は滑走面内の回転で方向転換したときに滑走面に対して垂直方向。
タムビーチ、タンブレロ、タンブレリ：バットの円形平面に垂直な方向。
円盤投げ：円形平面に垂直な方向。角速度は円盤の回転方向を想定。加速度は円盤の回転方向を最大と仮定する。加速度は任意の円盤法線方向に平行ではない方向に設置。
ハンマー投げ：ハンマーの投擲時のワイヤー方向。
槍投げ：槍の長手中心軸方向。槍上の座標軸として長手方向に直交した断面面内の回転方向を想定し、加速度は長手方向の加速度ベクトル（投擲時と接地時の最大加速度）。
スカイダイビング：体の頭頂方向。
カヌー、カヤック：オール面に垂直な方向。
サーフィン：サーフボードの滑走面に垂直な方向、等。
【００６７】
これらの作用点（または作用面）が進む最大慣性量ベクトルと慣性センサーの検出軸ベクトルと、を、平行とならない任意の角度に配置することで、正確な慣性量の測定を可能にし、この測定結果と理想的な運動と比較して運動の改善を行うことができる。
【符号の説明】
【００６８】
Ｖｍａｘ…最大慣性量ベクトル、Ｊｍａｘ…検出軸ベクトル、Ｊｘ…Ｘ軸方向のベクトル、Ｊｙ…Ｙ軸方向のベクトル。
【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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