(57)【要約】      （修正有）【課題】実際のプレイ時と同じゴルフクラブを使用し、かつ、そのスイングに応じた映像を表示装置に表示するゴルフ練習装置を提供する。【解決手段】ユーザが既に所持しているゴルフクラブ１９に再帰反射体２１を取り付けて、スイングセンサ１の上空でスイングを行うことにより、そのスイングの解析結果に応じた映像がテレビジョンモニタに表示される。ユーザは、その映像を見ることで、自分がどのようなスイングを行ったかを知ることができる。しかも、専用のゴルフクラブを使用する必要がなく、ユーザが既に所持している実際のプレイ時と同じゴルフクラブ１９を練習に使用できる。【選択図】図４
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ゴルフクラブのシャフトに着脱可能な再帰反射体と、
前記シャフトに前記再帰反射体が取り付けられた前記ゴルフクラブがスイングされる際に前記再帰反射体を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段による前記再帰反射体の画像に基づいて前記スイングを解析する解析手段と、
前記解析手段による解析結果に応じた映像を表示装置に表示する表示制御手段と、を備えるゴルフ練習装置。
【請求項２】
前記撮像手段の撮像範囲に、光を間欠的に照射する光照射手段をさらに備え、
前記撮像手段は、前記光の照射時及び非照射時において、前記再帰反射体を撮像し、
前記解析手段は、前記光の照射時における前記撮像手段による画像と前記光の非照射時における前記撮像手段による画像との差分画像に基づいて、前記スイングを解析する、請求項１記載のゴルフ練習装置。
【請求項３】
マットをさらに備え、
前記マットの所定領域は切り抜かれており、前記マットを床面に敷いた後、その切り抜かれている部分に、前記撮像手段を搭載した検知ユニットが載置され、前記切り抜かれている部分の面積は、前記検知ユニットを載置した際に、前記検知ユニットが前記マットに接触しない大きさであり、
前記マットは、前記切り抜かれている部分を挟むように、仮想上のボールの位置を示すマーカが付された領域と、プレイヤがスタンスをとるための領域と、を有する、請求項１又は２記載のゴルフ練習装置。
【請求項４】
前記マットには、所定長さを示す指標が付される、請求項１から３記載のゴルフ練習装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、表示装置に映像を表示するゴルフ練習装置及びその関連技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ゴルフ練習装置が開示されている。このゴルフ練習装置は、レーザー光線を出力して、スイングを入力するための疑似ゴルフクラブ、レーザー光線を検知して、スイング状態を入力するためのセンサーマット、装置全体の制御を行うコントローラ、及び各種情報および画像情報を表示するための表示装置から構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３０４２８３号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、疑似ゴルフクラブを使用しているため、実際のプレイにおいて、練習時と同じ様にスイングしたとしても、必ずしも練習時に想定した距離及び方向にボールが飛んでいくとは限らない。なぜなら、練習時とプレイ時とで、ゴルフクラブが異なるからである。従って、実際のプレイ時に使用するゴルフクラブで練習を行う方がベストであることは言うまでもない。
【０００５】
そこで、本考案の目的は、実際のプレイ時と同じゴルフクラブを使用し、かつ、そのスイングに応じた映像を表示装置に表示するゴルフ練習装置及びその関連技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案の観点によれば、ゴルフ練習装置は、ゴルフクラブのシャフトに着脱可能な再帰反射体と、前記シャフトに前記再帰反射体が取り付けられた前記ゴルフクラブがスイングされる際に前記再帰反射体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段による前記再帰反射体の画像に基づいて前記スイングを解析する解析手段と、前記解析手段による解析結果に応じた映像を表示装置に表示する表示制御手段と、を備える。
【０００７】
この構成によれば、ユーザが既に所持しているゴルフクラブに再帰反射体を取り付けてスイングを行うことにより、そのスイングの解析結果に応じた映像が表示装置に表示される。従って、ユーザは、その映像を見ることで、自分がどのようなスイングを行ったかを知ることができる。しかも、ゴルフ練習装置に専用のゴルフクラブを使用する必要がなく、ユーザが既に所持している実際のプレイ時と同じゴルフクラブを練習に使用できる。
【０００８】
上記ゴルフ練習装置は、前記撮像手段の撮像範囲に、光を間欠的に照射する光照射手段をさらに備え、前記撮像手段は、前記光の照射時及び非照射時において、前記再帰反射体を撮像し、前記解析手段は、前記光の照射時における前記撮像手段による画像と前記光の非照射時における前記撮像手段による画像との差分画像に基づいて、前記スイングを解析する。
【０００９】
この構成によれば、差分に基づく解析を行うので、再帰反射体からの反射光以外の光によるノイズを極力除去できる。その結果、より精度良く再帰反射体を検出できる。
【００１０】
上記ゴルフ練習装置は、マットをさらに備え、前記マットの所定領域は切り抜かれており、前記マットを床面に敷いた後、その切り抜かれている部分に、前記撮像手段を搭載した検知ユニットが載置され、前記切り抜かれている部分の面積は、前記検知ユニットを載置した際に、前記検知ユニットが前記マットに接触しない大きさであり、前記マットは、前記切り抜かれている部分を挟むように、仮想上のボールの位置を示すマーカが付された領域と、プレイヤがスタンスをとるための領域と、を有する。
【００１１】
この構成によれば、切り抜かれている部分に検知ユニットが載置されるので、つまり、マットの上に検知ユニットが載置されないので、スイングの際にヘッドでマットを擦ってマットが動いた場合でも、検知ユニットの位置が変わることを防止でき、的確にスイングの検知を行うことができる。
【００１２】
上記ゴルフ練習装置において、前記マットには、所定長さを示す指標が付される。この構成によれば、この指標によって、再帰反射体のシャフトへの好ましい取り付け位置を示すことができるため、ユーザは、取扱説明書などをいちいち参照することなく、マットを見るだけで好ましい取り付け位置を知ることができ、ユーザの利便性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案の実施の形態によるゴルフ練習システムの全体構成を示す図である。
【図２】図１のアダプタ５及びカートリッジ３の斜視図である。
【図３】図１のスイングセンサ１の斜視図である。
【図４】図１のゴルフ練習システムの使用状態の説明図である。
【図５】プレイヤが既に所持しているゴルフクラブ１９に再帰反射体２１を取り付けた状態を示す図である。
【図６】図５の再帰反射体２１の裏面側からの斜視図である。
【図７】図１のスイングセンサ１、アダプタ５、及びカートリッジ３の電気的構成を示す図である。
【図８】実施の形態によるスイングのずれ量の解析方法の説明図である。
【図９】実施の形態によるパラメータ設定画面の例示図である。
【図１０】実施の形態による練習画面の例示図である。
【図１１】図７のＭＣＵ８４の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図７のマルチメディアプロセッサ８６の全体処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】図１２のステップＳ６のスイング解析処理の流れを示すフローチャートである。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本考案の実施の形態によるゴルフ練習システムの全体構成を示す図である。図２は、図１のアダプタ５及びカートリッジ３の斜視図である。図３は、図１のスイングセンサ１の斜視図である。図４は、図１のゴルフ練習システムの使用状態の説明図である。
【００１５】
図１を参照して、このゴルフ練習システムは、スイングセンサ１、マット９、アダプタ５、カートリッジ３、再帰反射体２１（図４参照）、及びテレビジョンモニタ１００を含む。
【００１６】
図２を参照して、アダプタ５は、上面、下面、左右の側面、前面、及び背面を有する平たい直方体形状を有する。アダプタ５の前面左側には、電源スイッチ４５、リセットスイッチ４３、及び、電源ランプ４１、が設けられ、前面右側には、赤外線フィルタ３３が設けられる。この赤外線フィルタ３３は、赤外線以外の光をカットして、赤外線だけを透過させるフィルタであり、この赤外線フィルタ３３の裏側には、後述のＩＲレシーバ８５が配置されている。また、アダプタ５の表面の前縁近傍には、方向キー３７ａ〜３７ｄが設けられる。さらに、方向キー３７ａの左側には、キャンセルキー３９が設けられ、方向キー３７ｄの右側には、決定キー３５が設けられる。
【００１７】
アダプタ５の上面中央には開口が形成されており、その中にはアダプタ５の上面とほぼ面一となるように天板３１が配置されている。アダプタ５の内部には、天板３１を上方向に付勢するとともに、天板３１の上面が上記した高さとなるように天板３１を支持する昇降機構が設けられている。この昇降機構により、天板３１は、開口部内を昇降自在に設けられている。
【００１８】
カートリッジ３は、平たい直方体状のものであり、後述のマルチメディアプロセッサ８６及びＲＯＭ８８等が内蔵されている。カートリッジ３の本体正面には、コネクタ５７が設けられる。カートリッジ３をアダプタ５の天板３１に置いて、押下げ、さらに、カートリッジ３を前面側にスライドさせて、アダプタ５にカートリッジ３を装着する（図１参照）。これにより、カートリッジ３のコネクタ５７とアダプタ５のコネクタ（図示せず）とが電気的に接続される。
【００１９】
図１に戻って、アダプタ５は、ＡＶケーブル７により、テレビジョンモニタ１００に接続される。従って、カートリッジ３は、アダプタ５及びＡＶケーブル７を介して、テレビジョンモニタ１００に、ビデオ信号及びオーディオ信号を与えることができる。
【００２０】
図３を参照して、スイングセンサ１の表面中央付近を境にして一方側の領域には、電源スイッチ６６、キャンセルキー７２、エンターキー７４、並びにセレクトキー６８及び７０が設けられる。エンターキー７４は、選択を確定したり、全体画面に切り替えたりする場合などに使用される。キャンセルキー７２は、選択をキャンセルしたり、画面上の所定の場所に戻る場合などに使用される。セレクトキー６８及び７０は、カーソルを上下させて選択を行ったり、全体画面を見たりする（上下に移動）場合などに使用される。
【００２１】
また、スイングセンサ１の表面中央付近を境にして他方側の領域には、赤外線のみを透過する赤外線フィルタ６０が設けられる。この赤外線フィルタ６０を挟むように、ストロボ撮影用の２個の赤外発光ダイオード６２が設けられる。赤外線フィルタ６０の裏側には、後述のイメージセンサ８０が配置される。さらに、スイングセンサ１の表面には、赤外線フィルタ６０からやや先端側に、赤外線のみを透過する赤外線フィルタ６４が設けられる。この赤外線フィルタ６４の裏側には、後述の赤外線通信用の赤外発光ダイオード８２が配置される。
【００２２】
図４を参照して、マット９の中央部は、長方形状に切り抜かれている。以下、この切り抜き部分に参照符合１１を付する。切り抜き部分１１を介して、スイングセンサ１を床面に載置する。切り抜き部分１１は、スイングセンサ１を載置したときに、スイングセンサ１がマット９に接触しないような大きさに設定される。
【００２３】
また、マット９上には、円形のマーカ１３が固定的に付される（例えば、ペイント）。マーカ１３は、平面的ではあるが、仮想上のゴルフボールである。
【００２４】
一方、ゴルフクラブ１９には、再帰反射体２１が取り付けられる。ゴルフクラブ１９は、本実施の形態によるゴルフ練習システムのための専用のクラブではなく、ユーザが、既に所持しているクラブであり、例えば、実際のプレイで使用しているクラブである。このように、ゴルフクラブ１９は、任意のものを使用できる。
【００２５】
図５は、プレイヤが既に所持しているゴルフクラブ１９に再帰反射体２１を取り付けた状態を示す図である。図６は、図５の再帰反射体２１の裏面側からの斜視図である。
【００２６】
図５を参照して、再帰反射体２１は、円形の再帰反射シート２３を有する。図６に示すように、再帰反射シート２３は、円形のプレート２９に貼付されている。そして、再帰反射シート２３が貼付されたプレート２９は、部材２５に固定され、この部材２５には、ネジによって装着具２７が取り付けられる。このネジを緩めることによって、部材２５は、装着具２７に対して回動可能になる。装着具２７は、筒状の部材であり、前記ネジを緩めて、ゴルフクラブ１９のシャフトに通し、部材２５の角度を調整して、前記ネジを締め付け、図４に示すように、再帰反射体２１をゴルフクラブ１９に取り付ける。
【００２７】
この場合、ユーザがアドレスしたときに、再帰反射シート２３の反射面が、ほぼ水平になるように、かつ、ほぼ鉛直下方向を向くように（つまり、スイングセンサ１の方を向くように）、部材２５の角度を調整して、再帰反射体２１を取り付ける。
【００２８】
ここで、イメージセンサ８０及び赤外発光ダイオード６２を含むスイングセンサ１（そこで動作するソフトウェアを含む。）の仕様、カートリッジ３で動作するフトウェアの仕様（例えば、ユーザにどのようなゴルフ練習をさせるか等）、及び再帰反射シート２３の反射面の面積等に応じて、再帰反射体２１とスイングセンサ１との間の好ましい鉛直距離Ｈが存在する。本実施の形態では、ピッチング・ウェッジによるアプローチの練習をユーザに行わせることを目的としているため、使用するゴルフクラブ１９は、ピッチング・ウェッジを想定している。従って、実際には、平均的日本人男性がピッチング・ウェッジによりマーカ１３に対してアドレスを行い、スイングを行ったときに、上記観点から鉛直距離Ｈを経験的に決定する。なお、鉛直距離Ｈに、厳密な精度は要求されない。
【００２９】
マーカ１３とスイングセンサ１との位置関係は、ほぼ固定されているため、シャフトと水平面との角度が分かれば、再帰反射体２１とスイングセンサ１との間の鉛直距離が好ましい鉛直距離Ｈであるときのヘッドの基端部と再帰反射体２１との間の距離ＨＲ（以下、「装着距離ＨＲ」と呼ぶ。）を算出することができる。上記のように、本実施の形態では、使用するゴルフクラブ１９は、ピッチング・ウェッジを想定しており、その長さはメーカに関係なく概ね同じである。従って、実際は、平均的日本人男性がピッチング・ウェッジによりマーカ１３に対してアドレスを行ったときに、再帰反射体２１とスイングセンサ１との間の鉛直距離が鉛直距離Ｈのときの装着距離ＨＲを計測する。なお、装着距離ＨＲに、厳密な精度は要求されない。
【００３０】
装着距離ＨＲは、取扱説明書などで、ユーザに指示することも可能であるが、練習のたびに取扱説明書を出してきて見なくてはならず、煩わしい。特に、本実施の形態では、実際のプレイで使用しているゴルフクラブ１９を練習にも使用できることを１つのメリットとしているため、再帰反射体２１の取り付けと取り外しは頻繁に行われ、煩わしさはより大きい。
【００３１】
そこで、図１に示すように、マット９の４辺のいずれかの辺に、マーカ１５、及びアイアンのヘッドを模したマーカ１７を付している。マーカ１５とマーカ１７との間の距離は、装着距離ＨＲである。従って、ユーザは、ゴルフクラブ１９のヘッドをマーカ１７上に置き、シャフトを当該辺に沿って横たえることにより、ユーザは、装着距離ＨＲを簡易に把握できる。
【００３２】
図７は、図１のスイングセンサ１、アダプタ５、及びカートリッジ３の電気的構成を示す図である。図７を参照して、スイングセンサ１は、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｕｎｉｔ）、イメージセンサ８０、ストロボ撮影用の赤外発光ダイオード６２、及び赤外線通信用の赤外発光ダイオード８２を含む。
【００３３】
ＭＣＵ８４は、赤外発光ダイオード６２を制御する。ＭＣＵ４の制御に従って、撮影用の赤外発光ダイオード６２は、間欠的に駆動され、点灯と消灯とを交互に繰り返す。この赤外発光ダイオード６２の点灯により、スイングセンサ１の上空でスイングされる、あるいは、アドレス時の、ゴルフクラブ１９に取り付けられた再帰反射シート２３に赤外光が照射される（図４参照）。ＭＣＵ８４は、イメージセンサ８０の制御も行う。ＭＣＵ８４の制御によって、イメージセンサ８０は、スイングセンサ１の上空でスイングされる、あるいは、アドレス時の、ゴルフクラブ１９に取り付けられた再帰反射シート２３を撮影する。この場合、再帰反射シート２３には、赤外光が間欠的に照射されるので、ストロボ撮影が行われることになる。
【００３４】
ＭＣＵ８４は、赤外発光ダイオード６２の点灯時の画像データと消灯時の画像データとの差分データを算出する。そして、差分データに基づく差分画像ＤＩに写っている再帰反射シート２３の像を解析して、再帰反射シート２３の差分画像ＤＩ上の位置を算出する。ＭＣＵ８４は、通信用の赤外発光ダイオード８２を駆動して、赤外線通信により、算出した再帰反射シート２３の位置の情報を、アダプタ５のＩＲレシーバ８５に送信する。なお、ＭＣＵ８４が、差分データを求めることで、再帰反射シート２３からの反射光以外の光によるノイズを極力除去でき、精度良く再帰反射シート２３を検出できる。
【００３５】
一方、カートリッジ３は、マルチメディアプロセッサ８６、ＲＯＭ（ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）８８、及びバス９０を含む。マルチメディアプロセッサ８６は、バス９０を通じて、ＲＯＭ８８にアクセスできる。従って、マルチメディアプロセッサ８６は、ＲＯＭ８８に格納されたプログラムを実行でき、また、ＲＯＭ８８に格納されたデータをリードして処理することができる。このＲＯＭ８８に、後述のフローチャートで示される各処理を行うプログラム、画像データ、及び音声データ等が予め格納される。
【００３６】
マルチメディアプロセッサ８６は、図示しないが、中央演算処理装置（以下、「ＣＰＵ」と呼ぶ。）、グラフィックスプロセシングユニット（以下、「ＧＰＵ」と呼ぶ。）、サウンドプロセシングユニット（以下、「ＳＰＵ」と呼ぶ。）、ジオメトリエンジン（以下、「ＧＥ」と呼ぶ。）、外部インタフェースブロック、メインＲＡＭ、及びＡ／Ｄコンバータ（以下、「ＡＤＣ」と呼ぶ。）などを具備する。
【００３７】
ＣＰＵは、ＲＯＭ８８に格納されたプログラムを実行して、各種演算やシステム全体の制御を行う。グラフィックス処理に関するＣＰＵの処理として、ＲＯＭ８８に格納されたプログラムを実行して、各オブジェクト及び各スプライトの拡大・縮小、回転、及び／又は平行移動のパラメータ、視点座標（カメラ座標）、並びに視線ベクトルの算出等を行う。ここで、１または複数のポリゴン又はスプライトから構成され、同じ拡大・縮小、回転、及び平行移動の変換が適用される単位を「オブジェクト」と呼ぶ。
【００３８】
ＧＰＵは、ポリゴン及びスプライトから構成される三次元イメージをリアルタイムに生成し、アナログのコンポジットビデオ信号に変換する。ＳＰＵは、ＰＣＭ（ｐｕｌｓｅ  ｃｏｄｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）波形データ、アンプリチュードデータ、及びメインボリュームデータを生成し、これらをアナログ乗算して、アナログオーディオ信号を生成する。ＧＥは、三次元イメージを表示するための幾何演算を実行する。具体的には、ＧＥは、行列積、ベクトルアフィン変換、ベクトル直交変換、透視投影変換、頂点明度／ポリゴン明度計算（ベクトル内積）、及びポリゴン裏面カリング処理（ベクトル外積）などの演算を実行する。
【００３９】
外部インタフェースブロックは、周辺装置（本実施の形態では、アダプタ５のＩＲレシーバ８５）とのインタフェースであり、２４チャンネルのプログラマブルなデジタル入出力（Ｉ／Ｏ）ポートを含む。ＡＤＣは、４チャンネルのアナログ入力ポートに接続され、これらを介して、アナログ入力装置から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。メインＲＡＭは、ＣＰＵのワーク領域、変数格納領域、および仮想記憶機構管理領域等として利用される。
【００４０】
マルチメディアプロセッサ８６は、ＩＲレシーバ８５から、スイングセンサ１から送信された再帰反射シート２３の位置情報を受け取る。マルチメディアプロセッサ８６は、再帰反射シート２３の位置情報、つまり、ゴルフクラブ１９のスイングの動きを示す情報に基づいて、各種演算、グラフィック処理、及びサウンド処理を実行し、ビデオ信号およびオーディオ信号を生成する。マルチメディアプロセッサ８６が生成したビデオ信号およびオーディオ信号は、アダプタ５及びＡＶケーブル７を介して、テレビジョンモニタ１００に与えられ、応じて、テレビジョンモニタ１００に映像が表示され、そのスピーカ（図示せず）から音声が出力される。なお、アダプタ５は、マルチメディアプロセッサ８６が生成したビデオ信号をそのままＡＶケーブル７に与え、また、オーディオ信号を増幅してＡＶケーブル７に与える。
【００４１】
図８は、実施の形態によるスイングのずれ量の解析方法の説明図である。図８を参照して、イメージセンサ８０に基づく上記差分画像ＤＩの左上角を原点Ｏとし、図中下方向をＹ軸の正方向、図中右方向をＸ軸の正方向とする。Ｙ軸は、スイングセンサ１の長手方向と一致し、Ｙ軸の正方向は、スイングセンサ１の赤外線フィルタ６４から電源スイッチ６６に向かう方向である。
【００４２】
図８の例では、スイング中のあるサイクル（１回の点灯と消灯とで１サイクル）で撮影された再帰反射シート２３の像１３０（座標（Ｘ０，Ｙ０））、次のサイクルで撮影された再帰反射シート２３の像１３２（座標（Ｘ１，Ｙ１））、さらにその次のサイクルで撮影された再帰反射シート２３の像１３４（座標（Ｘ２，Ｙ２））、及びユーザによるアドレス時の再帰反射シート２３の像１３６（座標（ＸＲ，ＹＲ））を、説明の便宜上、１つの差分画像ＤＩの上に示している。
【００４３】
マルチメディアプロセッサ８６は、スイング中に撮影された再帰反射シート２３の全ての像１３０，１３２の及び１３４とアドレス時の再帰反射シート２３の像１３６との間のＹ軸方向の距離を算出する。つまり、マルチメディアプロセッサ８６は、ＹＲ−Ｙ０の絶対値、ＹＲ−Ｙ１の絶対値、及びＹＲ−Ｙ２の絶対値を算出する。そして、マルチメディアプロセッサ８６は、アドレス時の再帰反射シート２３の像１３６のＸ座ＸＲと、Ｙ方向に最も短い距離｜ＹＲ−Ｙ１｜を有する像１３２のＸ座標Ｘ１と、の差、つまり、ＸＲ−Ｘ１を、スイングのずれ量Ｄとする。後述のように、マルチメディアプロセッサ８６は、このずれ量Ｄをテレビジョンモニタ１００に表示し、ユーザに知らしめる。
【００４４】
また、マルチメディアプロセッサ８６は、最初に撮影された再帰反射シート２３の像１３０のＹ座標Ｙ１及び最後に撮影された再帰反射シート２３の像１３４のＹ座標Ｙ２に基づいて、速度ベクトルＶのＹ成分ＶＹを算出する。そして、マルチメディアプロセッサ８６は、スイングのずれ量Ｄ及び速度ベクトルＶのＹ成分ＶＹに基づいて、ゴルフボールオブジェクトの軌道を算出し、テレビジョンモニタ１００に表示する。
【００４５】
さて、次に、テレビジョンモニタ１００に表示される画面について具体例を挙げながら説明する。
【００４６】
図９は、実施の形態によるパラメータ設定画面の例示図である。図９を参照して、マルチメディアプロセッサ８６がテレビジョンモニタ１００に表示するパラメータ設定画面は、飛距離設定部１０２、射出角度設定部１０４、スピン設定部１０６、及びパラメータ図示部１０８を含む。
【００４７】
飛距離設定部１０２は、ゴルフボールの飛距離を設定するために使用される。射出角度設定部１０４は、ゴルフボールを打った時の射出角度を設定するために使用される。スピン設定部１０６は、ゴルフボールを打った時のスピンを設定するために使用される。これら各パラメータ（飛距離、射出角度、及びスピン）は、たとえゴルフクラブ１９の種類が同じでも、個々のユーザによって異なる。従って、ユーザ毎に、これらパラメータの設定変更を可能にして、テレビジョンモニタ１００に表示されるゴルフボールオブジェクトの軌道を、個々のユーザの特性を加味して計算することが可能になる。
【００４８】
具体的には、次のようにして、各パラメータを設定する。ユーザは、アダプタ５の方向キー３７ａ（上方向）及び３７ｂ（下方向）を操作して、飛距離設定部１０２、射出角度設定部１０４、およびスピン設定部１０６のいずれかを選択する。そして、ユーザは、アダプタ５の方向キー３７ｃ（左方向）及び３７ｄ（右方向）を操作して、選択した設定部１０２，１０４，又は１０６のパラメータを設定する。
【００４９】
パラメータ図示部１０８には、設定中の各パラメータの値に応じて、ゴルフボールの軌道（飛翔中及び着地後）が図示されるので、ユーザは、パラメータ図示部１０８を見ることによって、直感的に各パラメータの値を把握できる。
【００５０】
図１０は、実施の形態による練習画面の例示図である。図１０を参照して、マルチメディアプロセッサ８６がテレビジョンモニタ１００に表示する練習画面は、スイングの速度ベクトルＶのＹ成分ＶＹ及びずれ量Ｄに基づいて算出された軌道上を移動するゴルフボールオブジェクト１１６、ゴルフボールオブジェクト１１６とピンとの間の距離をリアルタイムに表示する表示部１１２、ゴルフボールオブジェクト１１６の飛距離をリアルタイムに表示する表示部１１４、スイングのずれ量Ｄを示すヘッドオブジェクト１１０、及び履歴表示部１１１を含む。履歴表示部１１１では、距離を縦軸とし、スイングの回数を横軸（図中、右に行くほど新しい）として、ゴルフボールオブジェクト１１６が静止した地点からピンまでの距離を棒グラフで表示する。また、履歴表示部１１１には、ピンまでの距離の平均値が曲線で示される。
【００５１】
マルチメディアプロセッサ８６は、ヘッドオブジェクト１１０の水平位置を、基準位置１１８を中心にスイングのずれ量Ｄに応じた距離だけずらして表示する。この場合、ずれ量Ｄが正のときは、ヘッドオブジェクト１１０を、基準位置１１８を中心に左にずらして表示するとともに、画面に向かって右へ飛ぶようにゴルフボールオブジェクト１１６を表示する。一方、ずれ量Ｄが負のときは、ヘッドオブジェクト１１０を、基準位置１１８を中心に右にずらして表示するとともに、画面に向かって左へ飛ぶようにゴルフボールオブジェクト１１６を表示する。従って、ユーザは、ヘッドオブジェクト１１０及びゴルフボールオブジェクト１１６を見ることで、アドレスした位置からのスイングのずれを把握できる。
【００５２】
さて、次に、図７のＭＣＵ８４及びマルチメディアプロセッサ８６の処理について、フローチャートを参照しながら説明する。
【００５３】
図１１は、図７のＭＣＵ８４の処理の流れを示すフローチャートである。図１１に示すように、ステップＳ２０において、ＭＣＵ８４は、赤外発光ダイオード６２を点灯する。ステップＳ２１で、ＭＣＵ８４は、イメージセンサ８０から、赤外光点灯時の画像データを取得して、内部メモリに格納する。
【００５４】
ここで、本実施の形態では、イメージセンサ８０の例として、３２ピクセル×３２ピクセルのＣＭＯＳイメージセンサを使用する。従って、イメージセンサ８０からは、画像データとして、３２ピクセル×３２ピクセルのピクセルデータが出力される。このピクセルデータは、デジタルデータに変換されて、内部メモリ上の二次元配列Ｐ１［Ｘ］［Ｙ］の要素として格納される。
【００５５】
ステップＳ２２で、ＭＣＵ８４は、赤外発光ダイオード６２を消灯する。ステップＳ２３にて、ＭＣＵ８４は、イメージセンサ８０から、赤外光消灯時の画像データ（３２ピクセル×３２ピクセルのピクセルデータ）を取得して、内部メモリに格納する。この場合、このピクセルデータは、内部メモリ上の二次元配列Ｐ２［Ｘ］［Ｙ］の要素として格納される。
【００５６】
以上のようにして、ストロボ撮影が行われる。ここで、イメージセンサ８０による画像を構成する各ピクセルの位置を表す二次元座標系では、水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸とする。そして、１ピクセルを座標値の１単位とする。本実施の形態では、３２ピクセル×３２ピクセルのイメージセンサ８０を用いているため、Ｘ＝０〜３１、Ｙ＝０〜３１である。この点、差分画像ＤＩについても同じである（図８参照）。また、ピクセルデータは輝度値である。
【００５７】
ステップＳ２４にて、ＭＣＵ８４は、赤外発光ダイオード６２の点灯時のピクセルデータ（つまり配列Ｐ１［Ｘ］［Ｙ］の要素）と、赤外発光ダイオード６２の消灯時のピクセルデータ（つまり配列Ｐ２［Ｘ］［Ｙ］の要素）と、の差分を算出して、差分ピクセルデータを二次元配列Ｄｉｆ［Ｘ］［Ｙ］の要素として格納する。
【００５８】
ここで、配列Ｐ１［Ｘ］［Ｙ］の要素（つまり点灯時のピクセルデータ）をピクセルデータＰ１［Ｘ］［Ｙ］、配列Ｐ２［Ｘ］［Ｙ］の要素（つまり消灯時のピクセルデータ）をピクセルデータＰ２［Ｘ］［Ｙ］、及び配列Ｄｉｆ［Ｘ］［Ｙ］の要素（つまり差分ピクセルデータ）を差分ピクセルデータＤｉｆ［Ｘ］［Ｙ］と表記することもある。
【００５９】
ステップＳ２５では、ＭＣＵ８４は、ステップＳ２４で求めた全差分ピクセルデータＤｉｆ［Ｘ］［Ｙ］から、最大輝度値を示す差分ピクセルデータを抽出する。そして、ステップＳ２６にて、ＭＣＵ８４は、最大輝度値と所定の閾値Ｔｈとを比較し、最大輝度値が所定の閾値Ｔｈより大きい場合は、その最大輝度値を持つピクセルを今回の注目点としてステップＳ２７に進み、それ以外は、今回の注目点がないとしてステップＳ２８に進む。
【００６０】
ここで、差分画像ＤＩに再帰反射シート２３が写りこんでいるときは、その部分の輝度値は、他の部分より大きくなるので、経験的に定めた所定の閾値Ｔｈを超える輝度値を持つピクセルの領域を、再帰反射シート２３の像とする。そして、その像を形成するピクセルのうち、最大輝度値を持つピクセルを再帰反射シート２３の注目点としている。
【００６１】
ステップＳ２７では、ＭＣＵ８４は、最大輝度値を持つピクセルのＸ座標及びＹ座標をそれぞれ、変数Ｘ及びＹに代入する。一方、ＭＣＵ８４は、今回の注目点がないときは、ステップＳ２８にて、変数Ｘ及びＹに０を代入する。
【００６２】
ステップＳ２９では、ＭＣＵ８４は、通信用の赤外発光ダイオード８２を駆動して、注目点の座標（Ｘ，Ｙ）をアダプタ５のＩＲレシーバ８５に送信する。この際、ＭＣＵ８４は、スイッチ６８，７０，７２，及び７４の操作信号もアダプタ５に送信する。ＭＣＵ８４はステップＳ２９の後ステップＳ２０に戻る。ＭＣＵ８４は、ステップＳ２０からＳ２９の処理を繰り返し、ストロボ撮影に基づく、移動する再帰反射シート２３の注目点の座標（Ｘ，Ｙ）をアダプタ５に送信する。
【００６３】
図１２は、図７のマルチメディアプロセッサ８６の全体処理の流れを示すフローチャートである。図１２に示すように、ステップＳ１にて、マルチメディアプロセッサ８６は、システムの初期設定を実行する。この処理で、後述する図１３に示す処理で使用される全ての変数が初期化（０を代入）される。ステップＳ２にて、マルチメディアプロセッサ８６は、テレビジョンモニタ１００の画面を更新する。
【００６４】
ステップＳ３では、マルチメディアプロセッサ８６は、ステートに応じて、ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、あるいはＳ９のいずれかに進む。ステートが「パラメータ設定」の場合は、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、マルチメディアプロセッサ８６は、図９のパラメータ設定画面を生成するための処理や、スイッチ６８，７０，７２，及び７４の操作信号に基づく各パラメータ設定のための処理を実行する。
【００６５】
ステートが「アドレス処理」の場合は、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、マルチメディアプロセッサ８６は、ユーザがマーカ１３（図４参照）に対してアドレスしたときの再帰反射シート２３の注目点の座標（ＸＣ，ＹＣ）を、アドレス座標（ＸＲ，ＹＲ）とする（図８参照）。
【００６６】
ステートが「スイング解析」の場合は、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、マルチメディアプロセッサ８６は、再帰反射シート２３の注目点の移動を解析して、スイングの速度ベクトルのＹ成分ＶＹ及びずれ量Ｄを算出する。
【００６７】
ステートが「ボール軌道計算」の場合は、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、マルチメディアプロセッサ８６は、速度ベクトルＶのＹ成分ＶＹ及びずれ量Ｄに基づいて、ゴルフボールオブジェクト１１６の軌道を算出する。ステップＳ８では、マルチメディアプロセッサ８６は、ゴルフボールオブジェクト１１６の現在の飛距離及びピンまでの距離を計算する。
【００６８】
ステートが「ボール静止」の場合は、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、マルチメディアプロセッサ８６は、キャリー及びピンまでの距離を計算する。ステップＳ１０にて、マルチメディアプロセッサ８６は、ずれ量Ｄに基づいて、図１０のヘッドオブジェクト１１０の表示位置を設定する。ステップＳ１１にて、マルチメディアプロセッサ８６は、図１０の履歴表示部１１１に今回のピンまでの距離を示すバーを追加するための処理を行う。
【００６９】
ステップＳ１２では、マルチメディアプロセッサ８６は、ビデオ同期信号による割込みが発生したか否かを判断し、割込みが発生していない場合は同じステップＳ１２に戻り、割込みが発生した場合はステップＳ２に進んで、ステップＳ４〜Ｓ１１の処理結果に基づいて、テレビジョンモニタ１００の表示画面を更新する。
【００７０】
ビデオ同期信号による割込み以外の割込みが発生した場合、ステップＳ１３にて、マルチメディアプロセッサ８６は、音声処理のための割込みか否かを判断し、「ＹＥＳ」の場合はステップＳ１４に進んで音声処理を行い、「ＮＯ」の場合、つまり、赤外線コード取得のための割込みの場合はステップＳ１５に進む。
【００７１】
ステップＳ１５にて、マルチメディアプロセッサ８６は、ＩＲレシーバ８５が出力した赤外線コード、つまり、注目点の座標（Ｘ，Ｙ）及びスイッチ６８，７０，７２，及び７４の操作信号を受け取る。そして、マルチメディアプロセッサ８６は、変数（ｘＰ，ｙＰ）に、前回の注目点の座標（ｘＣ，ｙＣ）を代入し、その後、変数（ｘＣ，ｙＣ）に、今回の注目点の座標（Ｘ，Ｙ）を代入する。
【００７２】
図１３は、図１２のステップＳ６のスイング解析処理の流れを示すフローチャートである。図１３を参照して、ステップＳ３９にて、マルチメディアプロセッサ８６は、座標（ＸＣ，ＹＣ）にステップＳ１５で得た座標（ｘＣ，ｙＣ）を、座標（ＸＰ，ＹＰ）にステップＳ１５で得た座標（ｘＰ，ｙＰ）を代入する。
【００７３】
ステップＳ４０にて、マルチメディアプロセッサ８６は、今回の注目点（ＸＣ，ＹＣ）が存在するか否かを判断して、存在する場合はステップＳ４１に進み、存在しない場合は、つまり、（ＸＣ，ＹＣ）＝（０，０）の場合は、ステップＳ４８に進む。
【００７４】
ステップＳ４１にて、マルチメディアプロセッサ８６は、前回の注目点（ＸＰ，ＹＰ）が存在するか否かを判断して、存在する場合はステップＳ４２に進み、存在しない場合は、つまり、（ＸＰ，ＹＰ）＝（０，０）の場合は、ステップＳ４６に進む。今回の注目点（ＸＣ，ＹＣ）が存在し、かつ、前回の注目点（ＸＰ，ＹＰ）が存在しないということは、今回初めて再帰反射シート２３が撮影されたことを意味するので、ステップＳ４６にて、マルチメディアプロセッサ８６は、速度ベクトルＶの始点座標（ＸＳ，ＹＳ）に、今回の注目点の座標（ＸＣ，ＹＣ）を代入し、ステップＳ４４に進む。
【００７５】
一方、今回の注目点（ＸＣ，ＹＣ）が存在し、かつ、前回の注目点（ＸＰ，ＹＰ）が存在する場合は、ステップＳ４２にて、マルチメディアプロセッサ８６は、今回の注目点のＹ座標ＹＣと前回の注目点のＹ座標ＹＰとの差ＹＣ−ＹＰが０より小さいか否か、つまり、注目点がＹ軸の負方向に移動したか否かを判断し、「ＹＥＳ」の場合はステップＳ４３に進み、「ＮＯ」の場合はステップＳ４７に進む。
【００７６】
ステップＳ４３では、マルチメディアプロセッサ８６は、変数ＭＩＮＹが、アドレス座標のＹ成分ＹＲと今回の注目点のＹ座標ＹＣとの差の絶対値より大きいか否かを判断し、「ＹＥＳ」の場合はステップＳ４４に進み、「ＮＯ」の場合はメインルーチンにリターンする。変数ＭＩＮＹは、Ｙ座標ＹＲとＹ座標ＹＣとの差の絶対値の最小値を格納する変数である。従って、ステップＳ４４にて、マルチメディアプロセッサ８６は、変数ＭＩＮＹに、アドレス座標のＹ成分ＹＲと今回の注目点のＹ座標ＹＣとの差の絶対値を代入する。
【００７７】
ステップＳ４５では、マルチメディアプロセッサ８６は、変数ＭＩＮＸに、アドレス座標のＸ成分ＸＲと今回の注目点のＸ座標ＸＣとの差を代入する。変数ＭＩＮＸは、アドレス座標のＹ成分ＹＲと注目点の座標のＹ成分との間の距離が最も短い注目点のＸ座標と、アドレス座標のＸ成分ＸＲと、の差が代入される変数であり、ずれ量Ｄのことである。
【００７８】
さて、ステップＳ４２で「ＮＯ」が判断された場合、つまり、注目点がＹ軸の正方向に移動したか、あるいは、注目点が静止している場合、ステップＳ４７にて、マルチメディアプロセッサ８６は、変数ＭＩＮＸ及びＭＩＮＹに０を代入してメインルーチンにリターンする。なぜなら、注目点がＹ軸の正方向に移動したということは、スイングセンサ１の赤外線フィルタ６４から電源スイッチ６６の方向へ再帰反射シート２３が移動したことを示し、スイングが行われていないことが想定できるからである。注目点が静止している場合も同様である。
【００７９】
ステップＳ４８では、マルチメディアプロセッサ８６は、前回の注目点（ＸＰ，ＹＰ）が存在するか否かを判断し、存在する場合はステップＳ４９に進み、存在しない場合はステップＳ５０に進む。今回の注目点（ＸＣ，ＹＣ）が存在せず、かつ、前回の注目点（ＸＰ，ＹＰ）が存在するということは、スイングによって再帰反射シート２３が、イメージセンサ８０の撮影範囲を出たことを意味するので、ステップＳ４９にて、マルチメディアプロセッサ８６は、スイングの速度ベクトルＶのＹ成分ＶＹを算出して、メインルーチンにリターンする（図８参照）。
【００８０】
一方、ステップＳ５０では、マルチメディアプロセッサ８６は、変数ＭＩＮＸ及びＭＩＮＹに０を代入してメインルーチンにリターンする。なぜなら、今回の注目点（ＸＣ，ＹＣ）が存在せず、かつ、前回の注目点（ＸＰ，ＹＰ）も存在しないということは、スイングセンサ１上でスイングされていないことを意味するからである。
【００８１】
さて、以上のように、本実施の形態によれば、ユーザが既に所持しているゴルフクラブ１９に再帰反射体２１を取り付けてスイングを行うことにより、そのスイングの解析結果に応じた映像（例えば、図１０のゴルフボールオブジェクト１１６及びヘッドオブジェクト１１０）がテレビジョンモニタ１００に表示される。従って、ユーザは、その映像を見ることで、自分がどのようなスイングを行ったかを知ることができる。しかも、本システムに専用のゴルフクラブを使用する必要がなく、ユーザが既に所持している実際のプレイ時と同じゴルフクラブ１９を練習に使用できる。
【００８２】
また、本実施の形態では、切り抜き部分１１にスイングセンサ１が載置されるので、つまり、マット９の上にスイングセンサ１が載置されないので、スイングの際にヘッドでマット９を擦ってマット９が動いた場合でも、スイングセンサ１の位置が変わることを防止でき、的確にスイングの検知を行うことができる。
【００８３】
なお、本考案は、上記の実施の形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種種の態様において実施することが可能であり、例えば、以下のような変形も可能である。
【００８４】
（１）上記では、ピッチング・ウェッジによるアプローチの練習を想定した。ただし、他の種類のアイアンによるアプローチやパット等の練習を想定したソフトウェアを作成することもできる。この場合は、どの種類のアイアンを使用するかを、ユーザに入力させ、アイアンの種類に応じた処理を実行する。もちろん、ドライバによるショットの練習を想定したソフトウェアの作成も可能である。
【００８５】
（２）上記では、カートリッジ３をアダプタ５に装着する形式を採用したが、これらを一体として構成することもできる。
【符号の説明】
【００８６】
１…スイングセンサ、３…カートリッジ、５…アダプタ、９…マット、１１…切り抜き部分、１３，１５，１７…マーカ、１９…ゴルフクラブ、２１…再帰反射体、２３…再帰反射シート、８０…イメージセンサ、６２，８２…赤外発光ダイオード、８４…ＭＣＵ、８５…ＩＲレシーバ、８６…マルチメディアプロセッサ、８８…ＲＯＭ。
【図１】
0003150792.tif 000003
【図２】
0003150792.tif 000004
【図３】
0003150792.tif 000005
【図７】
0003150792.tif 000006
【図８】
0003150792.tif 000007
【図１１】
0003150792.tif 000008
【図１２】
0003150792.tif 000009
【図１３】
0003150792.tif 000010
【図４】
0003150792.tif 000011
【図５】
0003150792.tif 000012
【図６】
0003150792.tif 000013
【図９】
0003150792.tif 000014
【図１０】
0003150792.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成21年3月24日(2009.3.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ゴルフクラブのシャフトに着脱可能な再帰反射体と、
前記シャフトに前記再帰反射体が取り付けられた前記ゴルフクラブがスイングされる際に前記再帰反射体を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段による前記再帰反射体の画像に基づいて前記スイングを解析する解析手段と、
前記解析手段による解析結果に応じた映像を表示装置に表示する表示制御手段と、を備えるゴルフ練習装置。
【請求項２】
前記撮像手段の撮像範囲に、光を間欠的に照射する光照射手段をさらに備え、
前記撮像手段は、前記光の照射時及び非照射時において、前記再帰反射体を撮像し、
前記解析手段は、前記光の照射時における前記撮像手段による画像と前記光の非照射時における前記撮像手段による画像との差分画像に基づいて、前記スイングを解析する、請求項１記載のゴルフ練習装置。
【請求項３】
マットをさらに備え、
前記マットの所定領域は切り抜かれており、前記マットを床面に敷いた後、その切り抜かれている部分に、前記撮像手段を搭載した検知ユニットが載置され、前記切り抜かれている部分の面積は、前記検知ユニットを載置した際に、前記検知ユニットが前記マットに接触しない大きさであり、
前記マットは、前記切り抜かれている部分を挟むように、仮想上のボールの位置を示すマーカが付された領域と、プレイヤがスタンスをとるための領域と、を有する、請求項１又は２記載のゴルフ練習装置。
【請求項４】
前記マットには、所定長さを示す指標が付される、請求項１から３のいずれか１項に記載のゴルフ練習装置。