(57)【要約】【課題】  外部出力装置が動作支援出力を生成して外部に出力させるタイミングを操作者が操作キー等で操作入力することなく、的確なタイミングで外部出力装置が動作支援出力を生成して外部に出力させることができる動作支援方法、端末装置及び動作支援プログラムを提供すること。【解決手段】  被検出対象１００に装着された慣性センサー４０と外部出力装置５０とに、端末装置３０が有線または無線で接続される。外部出力装置５０は、被検出対象１００の動作を支援する動作支援出力を生成して外部に出力する。端末装置３０は、慣性センサー４０からの出力信号を用いて、被検出対象１００の動作が予め設定された条件を満たすか否かを判定する判定部３２０と、条件を満たした時に出力開始トリガーを生成するトリガー生成部３３０と、を有する。出力開始トリガーは、外部出力装置５０が動作支援出力を生成して外部に出力するための開始信号として用いられる。【選択図】      図３
2015188506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出対象に装着された慣性センサーからの出力信号を用いて、前記被検出対象の動作が予め設定された条件を満たすか否かを判定し、
前記条件を満たした時に出力開始トリガーを生成する工程を含み、
前記出力開始トリガーは、前記被検出対象の動作を支援する動作支援出力を外部出力装置が生成して外部に出力する開始信号として用いられることを特徴とする動作支援方法。
【請求項２】
請求項１に記載の動作支援方法において、
前記条件は、前記被検出対象の支援対象動作、前記支援対象動作に付随する付随動作、または前記被検出対象の所定時間以上に亘る静止を含むことを特徴とする動作支援方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の動作支援方法において、
前記出力開始トリガーに基づいて、前記外部出力装置が前記動作支援出力を生成するための動作支援情報を、前記外部出力装置に送信することを特徴とする動作支援方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の動作支援方法において、
前記出力開始トリガーを、前記動作支援出力を生成するための動作支援情報を記憶している前記外部出力装置に送信することを特徴とする動作支援方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の動作支援方法において、
前記外部出力装置が表示装置を含む場合には、前記動作支援出力は画像であることを特徴とする動作支援方法。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の動作支援方法において、
前記外部出力装置が前記被検出対象に装着されるヘッドマウントディスプレイを含む場合には、前記動作支援出力は画像であることを特徴とする動作支援方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項の動作支援方法において、
前記外部出力装置が音出力装置を含む場合には、前記動作支援出力は音であることを特徴とする動作支援方法。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか１項の動作支援方法において、
前記被検出対象が運動器具をスイング操作する操作者または前記運動器具である場合には、前記動作支援出力は、スイング開始から少なくともインパクトに至るスイング期間の画像または前記スイング期間中のリズム音を含むことを特徴とする動作支援方法。
【請求項９】
請求項３に記載の動作支援方法において、
前記慣性センサーからの出力に基づいて、前記被検出対象の動作を解析した解析情報を収集し、
前記動作支援情報に含まれる比較情報と前記解析情報とを比較した比較結果を、前記外部出力装置に送信することを特徴とする動作支援方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の動作支援方法において、
前記被検出対象が運動器具のグリップを保持してスイング操作する操作者または前記運動器具である場合には、前記比較情報は、スイング開始位置からスイング切返し位置までの移動時間、前記スイング切返し位置での待機時間、前記スイング切返し位置からインパクト位置までの移動時間、前記スイング切返し位置またはダウンスイング中での前記グリップの減速位置の情報を含むことを特徴とする動作支援方法。
【請求項１１】
被検出対象に装着された慣性センサーと外部出力装置とに有線または無線で接続されて、前記被検出対象の動作を支援する端末装置であって、
前記慣性センサーからの出力信号を用いて、前記被検出対象の動作が予め設定された条件を満たすか否かを判定する判定部と、
前記条件を満たした時に出力開始トリガーを生成するトリガー生成部と、
を有し、前記出力開始トリガーは、前記被検出対象の動作を支援する動作支援出力を外部出力装置が生成して外部に出力する開始信号として用いられることを特徴とする端末装置。
【請求項１２】
被検出対象に装着された慣性センサーと外部出力装置とに、コンピューターを含む端末装置が有線または無線で接続され、前記被検出対象の動作を支援する前記端末装置に用いられるプログラムであって、
前記慣性センサーからの出力信号を用いて、前記被検出対象の動作が予め設定された条件を満たすか否かを判定する手順と、
前記条件を満たした時に、前記被検出対象の動作を支援する動作支援出力を外部出力装置が生成して外部に出力させる出力開始トリガーを生成する手順と、
を前記コンピューターに実行させることを特徴とする動作支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動作支援方法、端末装置及び動作支援プログラム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
動作支援装置の一例として、例えばゴルフスイング支援装置を挙げることができる。ゴルフ支援装置は、アドレス位置、トップ位置、インパクト位置等を、メトロノームを利用してワイヤレスイヤホンを介して音でプレーヤーに報知し(特許文献１)、またはプレーヤーの足元に設置したＬＥＤ列をリレー点灯させてプレーヤーに報知している(特許文献２)。他のゴルフ支援装置は、スイング始動後のバックスイングの途中位置、例えばクラブヘッドがアドレス位置から２０ｃｍ離れたことを光学的に検出し、その検出時から所定時間経過後にプレーヤーにシグナルを出力して、ダウンスイングへの切返しタイミングをプレーヤーに報知している（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６８５１０号公報
【特許文献２】特開平９−２７１５５４号公報
【特許文献３】特開２０１２−１６５８６０号公報（要約、００３３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１，２では、ワイヤレスイヤホン、ＬＥＤ列等の外部出力装置がスイング支援出力を生成して外部に出力するためには、スタートスイッチ等を操作する必要がある。従って、プレーヤーはゴルフクラブの握りをいったん解除して、スタートスイッチ等を操作する必要があり、煩雑である。その上、スタートスイッチ等を操作した後にゴルフクラブを握り直す必要があり、スイング支援出力に合わせてスイングすることが困難となる。また、特許文献２のようにプレーヤーの足元に横一列のＬＥＤ列を設置した場合、スイング中にボールから目を離すことになり、実際のスイングとは異なってしまう。
【０００５】
一方、特許文献３では、プレーヤーが実際にスイングを始動しないと、出力装置はスイング支援出力を生成することができない。しかし、スイング途中に出力されるシグナルにスイングを同期させることは極めて困難である。
【０００６】
本発明のいくつかの態様は、外部出力装置が動作支援出力を生成して外部に出力させるタイミングを操作者が操作キー等で操作入力することなく、的確なタイミングで外部出力装置が動作支援出力を生成して外部に出力させることができる動作支援方法、端末装置及び動作支援プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の一態様は、被検出対象に装着された慣性センサーからの出力信号を用いて、前記被検出対象の動作が予め設定された条件を満たすか否かを判定し、前記条件を満たした時に出力開始トリガーを生成する工程を含み、前記出力開始トリガーは、前記被検出対象の動作を支援する動作支援出力を外部出力装置が生成して外部に出力する開始信号として用いられる動作支援方法に関する。
【０００８】
本発明の一態様によれば、被検出対象が動作され、被検出対象に装着された慣性センサーから被検出対象の動作を検出した出力信号が得られる。この出力信号を用いて、被検出対象の動作が予め設定された条件を満たすか否かを判定し、条件を満たした時に出力開始トリガーが生成される。出力開始トリガーは、被検出対象の動作を支援する動作支援出力（画像、音、振動など）を外部出力装置が生成して外部に出力させる開始信号として用いられる。この出力開始トリガーを用いることで、被検出対象の動きによって、外部出力装置が動作支援出力を生成して外部に出力させる動作を自動的に開始できる。このため、被検出対象の動き以外の特別な操作が不要としながらも、被検出対象の動きに基づいて、外部出力装置が動作支援出力を生成して外部に出力することができる。なお、外部出力装置は、被検出対象である操作者、もしくは被検出対象である器具等を操作する操作者に装着されるウェアラブル機器、または操作者が携帯できる携帯機器であるものが好ましく、動作支援出力を操作者が取得し易いからである。
【０００９】
（２）本発明の一態様では、前記条件は、前記被検出対象の支援対象動作、前記支援対象動作に付随する付随動作、または前記被検出対象の所定時間以上に亘る静止を含むことができる。
【００１０】
出力開始トリガーを生成する条件としては、単なる取り決め上の動作よりもむしろ、被検出対象の規定の動作上に不可欠な動作または静止を含むことが好ましい。単なる取り決め上の動作は余分な動作である上に忘れ易いからである。例えば、支援対象がゴルフスイングである場合には、支援対象動作は例えばゴルフスイングである素振りに相当し、付随動作は例えばワッグルに相当し、静止はアドレス状態に相当する。これらの動作又は静止は、支援対象動作例えばゴルフスイングでは自然な動作であり、そのような自然な動作を検出して出力開始トリガーを生成することができる。
【００１１】
（３）本発明の一態様では、前記出力開始トリガーに基づいて、前記外部出力装置が前記動作支援出力を生成するための動作支援情報を、前記外部出力装置に送信することができる。
【００１２】
この場合、外部出力装置が動作支援出力（画像、音、振動等）を出力するための動作支援情報（画像信号、音信号、周波数信号など）を記憶している必要はなく、出力開始トリガーの生成後に外部出力装置に送信される動作支援情報に基づいて、外部出力装置が動作支援出力を生成して外部に出力することができる。
【００１３】
（４）本発明の一態様では、前記出力開始トリガーを、前記動作支援出力を生成するための動作支援情報を記憶している前記外部出力装置に送信しても良い。
【００１４】
（５）本発明の一態様では、前記外部出力装置が表示装置を含む場合には、前記動作支援出力は画像とすることができる。この場合、画像出力により被検出対象の動作を支援することができる。
【００１５】
（６）本発明の一態様では、前記外部出力装置が前記被検出対象に装着されるヘッドマウントディスプレイを含む場合には、前記動作支援出力は画像とすることができる。この場合、画像出力により被検出対象の動作を支援することができる上、操作者は動作に必要な視線方向を維持しながら画像を認識することができる。
【００１６】
（７）本発明の一態様では、前記外部出力装置が音出力装置を含む場合には、前記動作支援出力は音とすることができる。この場合には、音例えばリズム音により被検出対象の動作を支援することができる。
【００１７】
（８）本発明の一態様では、前記被検出対象が運動器具をスイング操作する操作者または前記運動器具である場合には、前記動作支援出力は、スイング開始から少なくともインパクトに至るスイング期間の画像または前記スイング期間中のリズム音を含むことができる。スイング期間中の画像又はリズム音により、スイング開始からインパクトまでのスイングを支援することができる。
【００１８】
（９）本発明の一態様では、前記慣性センサーからの出力に基づいて、前記被検出対象の動作を解析した解析情報を収集し、前記動作支援情報に含まれる比較情報と前記解析情報とを比較した比較結果を、前記外部出力装置に送信することができる。比較結果を外部に出力することにより、被検出対象の動作をより緻密に支援することができる。
【００１９】
（１０）本発明の一態様では、前記被検出対象が運動器具のグリップを保持してスイング操作する操作者または前記運動器具である場合には、前記比較情報は、スイング開始位置からスイング切返し位置までの移動時間、前記スイング切返し位置での待機時間、前記スイング切返し位置からインパクト位置までの移動時間、前記スイング切返し位置またはダウンスイング中での前記グリップの減速位置の情報を含むことができる。これらの比較情報により、被検出対象のスイングを的確に評価することができる。
【００２０】
（１１）本発明の他の態様は、被検出対象に装着された慣性センサーと外部出力装置とに有線または無線で接続されて、前記被検出対象の動作を支援する端末装置であって、前記慣性センサーからの出力信号を用いて、前記被検出対象の動作が予め設定された条件を満たすか否かを判定する判定部と、前記条件を満たした時に出力開始トリガーを生成するトリガー生成部と、を有し、前記出力開始トリガーは、前記被検出対象の動作を支援する動作支援出力を外部出力装置が生成して外部に出力する開始信号として用いられる端末装置に関する。本発明の他の態様によれば、本発明の動作支援方法を好適に実施することができる。
【００２１】
（１２）本発明のさらに他の態様は、被検出対象に装着された慣性センサーと外部出力装置とに、コンピューターを含む端末装置が有線または無線で接続され、前記被検出対象の動作を支援する前記端末装置に用いられるプログラムであって、前記慣性センサーからの出力信号を用いて、前記被検出対象の動作が予め設定された条件を満たすか否かを判定する手順と、前記条件を満たした時に、前記被検出対象の動作を支援する動作支援出力を外部出力装置が生成して外部に出力させる出力開始トリガーを生成する手順と、を前記コンピューターに実行させる動作支援プログラムに関する。この動作支援プログラムを実行することで、本発明の動作支援方法または端末装置をソフトウェアにより実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態であるスイング支援システムの全体図である。
【図２】図１に示すスイング支援装置のブロック図である。
【図３】図２に示す端末装置のブロック図である。
【図４】外部出力装置の実施形態であるヘッドマウントディスプレイとワイヤレスイヤホンを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態であるスイング支援方法の工程を示す図である。
【図６】ゴルフスイングを示す図である。
【図７】外部出力装置である表示装置に表示出力される画像の一例を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態であるスイング支援方法の工程を示す図である。
【図９】図３に示す位置演算部の一例を示すブロック図である。
【図１０】グリップの速度の最大値を境にグリップの減速が始まることを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２４】
（１）動作支援システム及び動作支援装置
図１は、本発明を例えばゴルフのスイング支援に適用したスイング支援システム（広義には動作支援システム）の全体図である。図１に示すように、ネットワーク網例えばインターネット１０には、サーバー１２，１４及び基地局１６等が接続される。サーバー１２は、スイング支援プログラムやスイング解析プログラム等を配信するプログラム配信サーバーである。
【００２５】
端末装置３０は、基地局１６及びインターネット１０を介してプログラム配信サーバー１２と通信可能な携帯端末例えば携帯電話機、あるいはサーバー１４及びインターネット１０を介してプログラム配信サーバー１２と通信可能なパーソナルコンピューター等で構成される。端末装置３０と、被検出対象である操作者（プレーヤー）及びゴルフクラブの少なくとも一方に装着される慣性センサー４０と、スイング支援出力（広義には動作支援出力）を生成して外部に出力する外部出力装置５０とで、スイング支援装置（広義には動作支援装置）２０を構成している。端末装置３０の記憶部には、プログラム配信サーバー１２からダウンロードされたスイング支援プログラムやスイング解析プログラムが記憶される。
【００２６】
慣性センサー４０には例えば、例えば加速度センサーやジャイロセンサー（角速度センサー）が組み込まれる。加速度センサーは互いに直交する三軸ｘ，ｙ，ｚ方向に個々に加速度を検出することができる。ジャイロセンサーは互いに直交する三軸ｘ，ｙ，ｚの各軸回りに個別に角速度を検出することができる。慣性センサー４０は、個々の軸ごとに加速度および角速度の検出信号を出力する。ｙ軸はシャフト１０２の軸方向に一致され、ｘ軸は打撃方向Ａと一致される。
【００２７】
慣性センサー４０は例えばゴルフクラブ（運動具）１００に取り付けられる。ゴルフクラブ１００はグリップ１０１およびシャフト１０２を備える。シャフト１０２の先端にはクラブヘッド１０３が結合される。慣性センサー４０はゴルフクラブ１００のグリップ１０１またはシャフト１０２に取り付けられる。
【００２８】
端末装置３０は演算処理回路３００を備える。演算処理回路３００には、インターフェイス３０１を介して慣性センサー４０が接続される。インターフェイス３０１は有線又は無線で慣性センサー４０に接続される。演算処理回路３００には慣性センサー４０から検出信号が供給される。
【００２９】
演算処理回路３００には記憶装置３０２が接続される。記憶装置３０２には例えばスイング支援プログラム（動作支援プログラム）やスイング解析ソフトウェアプログラム（動作解析プログラム）等のプログラム３０３およびデータが格納できる。プログラム３０３は、プログラム配信サーバー１２からダウンロードされて記憶される。演算処理回路３００は、慣性センサー４０からの検出信号を用いてスイング支援プログラムを実行し、外部出力装置５０を制御する。演算処理回路３００は、ゴルフスイング解析ソフトウェアプログラムを実行しゴルフスイング解析を実現する。記憶装置３０２は、ＤＲＡＭ（ダイナミックランダムアクセスメモリー）や大容量記憶装置ユニット、不揮発性メモリー等を含むことができる。例えばＤＲＡＭに上述したプログラム３０３が保持される。端末装置３０がハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった大容量記憶装置ユニットを備える場合には、ＨＤＤにプログラム３０３およびデータを保存することができる。不揮発性メモリーにはＢＩＯＳ（基本入出力システム）といった比較的に小容量のプログラムやデータが格納される。
【００３０】
演算処理回路３００には入力装置３０４が接続される。入力装置３０４は少なくともアルファベットキーおよびテンキーを備える。入力装置３０４から文字情報や数値情報が演算処理回路３００に入力される。
【００３１】
演算処理回路３００には出力処理回路３０５が接続される。演算処理回路３００は出力処理回路３０５に所定の出力データを送る。出力処理回路３０５で処理された出力データ（スイング支援情報）は、インターフェイス３０１を介して外部出力装置５０に送信される。ここで、外部出力装置５０が表示装置の場合には、出力データは画像データである。外部出力装置がイヤホン、ヘッドホン又はスピーカー等の音出力装置の場合には、出力データは音データである。外部出力装置５０が表示装置及び音出力装置の双方を含む場合には、出力データは同期した画像データ及び音データである。
【００３２】
ここで、演算処理回路３００は、図３に示すように、演算部３１０と、判定部３２０と、トリガー生成部３３０と、データ転送部３４０と、を含むことができる。判定部３２０は、慣性センサー４０からの検出信号を用いて、被検出対象であるゴルフクラブ１００の動作が予め設定された条件を満たすか否かを判定する。判定部３２０は、慣性センサー４０からの検出信号を、インターフェイス３０１を介して入力しても良いし、検出信号を用いて演算部３１０が演算した結果を入力しても良い。
【００３３】
予め設定された条件とは、単なる取り決め上の動作でもよいが、むしろ、被検出対象であるゴルフクラブ１００の規定の動作上に不可欠な動作または静止を含むことが好ましい。スイング動作とは明確に区別されるモーション（地面をたたく、シャフトを一方向又は正逆方向に捩じる等）は、単なる取り決め上の動作であり、スイングに不要な動作である上に忘れ易いからである。ゴルフクラブ１００の規定の動作上に不可欠な動作または静止としては、例えば素振り動作、アドレス動作、ワッグル動作などを挙げることができる。素振りは、支援対象動作または支援対象動作と同じ内容の準備動作に相当する。ワッグル（詳細は後述する）は支援対象動作に付随する付随動作に相当し、アドレス状態は静止は相当する。これらの動作又は静止は、ゴルフスイングでは自然な動作であり、そのような自然な動作や静止を検出して出力開始トリガーを生成することができる。例えばアドレス動作は、ゴルフクラブ１００がアドレス位置（スイング開始位置）にて所定時間（例えば数秒）以上、静止状態であるか否かを判定することができる。いずれの場合も、演算部３１０は慣性センサー４０の出力を用いてクラブヘッド１０３の加速度、速度又は位置等を演算する。判定部３２０は、例えばクラブヘッド１０３がボール地点にあれば、アドレス位置にあると判定できる。また、判定部３２０は、慣性センサー４０の出力信号に基づいて、ゴルフクラブ１００が静止状態、スイング状態、スイング以外のモーションなど、予め設定された条件を満たすか否かを判定することができる。
【００３４】
クラブヘッド１０３の位置の検出にあたって、演算部３１０は例えば次式に従ってクラブヘッド１０３の加速度αｓｊ（重力ｇを含む）を算出する。加速度の算出にあたって演算部３１０は慣性センサー４０の固有の局所座標系Σｓに従ってクラブヘッド１０３の位置ｌｓｊを特定する。クラブヘッド１０３の位置ｌｓｊは例えば入力装置３０４経由で指定され、記憶装置３０２に格納しておくことができる。慣性センサー４０からは、加速度出力αｓと角速度出力ωｓとが得られる。角加速度（次式ではωｓの上にドットを付して表記している）は、角速度出力ωｓを微分して得られる。
【００３５】
【数１】
2015188506.tif 000003
演算部３１０は、は算出された加速度に基づきクラブヘッド１０３の移動速度を算出する。ここでは次式に従って加速度に規定のサンプリング間隔ｄｔで積分処理が施される。
【００３６】
【数２】
2015188506.tif 000004
さらに演算部３１０は算出された速度に基づきクラブヘッド１０３の位置を算出する。ここでは、次式に従って速度に規定のサンプリング間隔ｄｔで積分処理が施される。
【００３７】
【数３】
2015188506.tif 000005
【００３８】
判定部３２０が上記条件を満たしたと判定した時に、トリガー生成部３３０は出力開始トリガーを生成する。データ転送部３４０は、出力開始トリガーに基づいて、記憶装置３０２内に予め格納されていたスイング支援情報を出力処理回路３０５に読み出す。この場合、出力開始トリガーが読み出し信号であっても良い。出力処理回路３０５で処理されたスイング支援情報は、インターフェイス３０１を介して外部出力装置５０に送信される。外部出力装置５０は、入力されたスイング支援情報に基づいてスイング支援出力を生成して外部に出力する。なお、記憶装置３０２内に予め格納されていたスイング支援情報を、出力処理回路３０５を経由させずにインターフェイス３０１を介して外部出力装置５０に送信しても良い。この場合、出力処理回路３０５は不要となる。また、後述するように、外部出力装置５０にスイング支援情報が記憶されている場合には、データ転送部３４０は不要である。この場合、トリガー生成部３３０にて生成された出力開始トリガーが、インターフェイス３０１を介して外部出力装置５０に入力される。
【００３９】
（２）外部出力装置
図４は、外部出力装置５０である表示装置の一例である頭部装着型表示装置（ヘッドマウントディスプレイ：ＨＭＤ）５００を示している。ＨＭＤ５００は、図４に示すように、操作者１の頭部に装着される眼鏡本体５０１を有する。眼鏡本体５０１には、表示部５０２が設けられている。表示部５０２は、眼鏡本体５０１にて透視できる実像に重畳させて、端末装置３０から送信されたスイング支援情報に基づいてスイング支援出力である虚像を表示するものである。
【００４０】
表示部５０２は、例えばＬＣＤ（液晶ディスプレー）等の画像表示部５０３、第１ビームスプリッター５０４、第２ビームスプリッター５０５、第１凹状反射ミラー５０６、第２凹状反射ミラー５０７、シャッター５０８及び凸状レンズ５０９等を含むことができる。第１ビームスプリッター５０４は、操作者の左眼の正面に配置され、画像表示部５０３からの光を部分透過及び部分反射させる。第２ビームスプリッター５０５は、操作者の右眼の正面に配置され、第１ビームスプリッター５０４からの部分透過光を部分透過及び部分反射させる。第１凹状反射ミラー５０６は第１ビームスプリッター５０４の正面に配置され、第１ビームスプリッター５０４の部分反射光を部分反射させて、第１ビームスプリッター５０４を透過させて操作者の左眼に導く。第２凹状反射ミラー５０７は第２ビームスプリッター５０５の正面に配置され、第２ビームスプリッター５０５の部分反射光を部分反射させて、第２ビームスプリッター５０５を透過させて操作者の右眼に導く。凸状レンズ５０９は、シャッター５０８が開放された時に第２ビームスプリッター５０５の部分透過光をＨＭＤ５００の外部に導くものである。外部出力装置５０としてＨＭＤ５００を用いると、操作者１はスイング操作に必要な視線方向に向いたまま、ＨＭＤ５００に表示されるスイング支援出力を目視することができる。
【００４１】
図４には、外部出力装置５０である音出力装置の一例であるイヤホン５１０も示してある。イヤホン５１０は端末装置３０と例えば無線接続されるワイヤレスイヤホンとすることができるが、有線接続しても良い。ＨＭＤ５００も同様である。イヤホン５１０は、端末装置３０からのスイング支援情報に基づいて例えばリズム音（スイング支援出力）を生成して外部に出力する。外部出力装置５０としてイヤホン５１０を用いると、操作者１は周囲の環境音に影響されずにイヤホン５１０から出力されるスイング支援出力であるリズム音を聞き取ることができる。
【００４２】
（３）スイング支援方法
図５〜図７を参照して、スイング支援方法について説明する。図５は、操作者１（ゴルフクラブ１００）、端末装置３０及び表示装置５００の動作を示している。図６は、操作者１により操作されるゴルフクラブ１００のクラブヘッド１０３のスイング軌跡Ｒを示している。スイング軌跡Ｒは、スイング起動（アドレス）位置Ｐ１、トップ（スイング切返し）位置Ｐ２、インパクト位置Ｐ３及びフィニッシュ位置Ｐ４を含んでいる。このスイング軌跡Ｒは、スイング中のクラブヘッド１０３の各位置Ｐｓｊ（ｔ）を上述した式にて演算部３１０が演算することで求められる。
【００４３】
図５において、操作者１がスイング動作を開始すると、端末装置３０は、慣性センサー４０の出力を用いて、操作者１（ゴルフクラブ１００）の動きをモニターできる。端末装置３０に慣性センサー４０の検出信号が入力されると、演算部３１０は、必要により上述した式を用いて演算することで、クラブヘッド１０３の加速度αｓｊと位置Ｐｓｊ等が求まる。判定部３２０は、慣性センサー４−からの検出信号（加速度、角速度）または演算部３１０からの演算結果に基づいて、操作者１（ゴルフクラブ１００）の動きが予め定められた条件を満たすか否かを判定する。この条件の一例として、図６に示すフルスイングの素振りを挙げることができる。演算部３１０からの演算結果に基づいて、図６に示す４つの位置Ｐ１〜Ｐ４を持つフルスイングが検出されたら、判定部３２０は条件を満たしていると判定できる。条件の他の例として、クラブヘッド１０３が位置Ｐ１またはその近傍にて所定時間以上静止状態であるか否かを判定部３２０が判定することができる。さらに条件の他の例として、判定部３２０は、位置Ｐ１と、位置Ｐ１からテークバック方向にショートストローク離れた位置との間で複数回クラブヘッド１０３を往復させるワッグル動作を判定しても良い。ワッグル動作は、スイング起動の直前に実施される行為である。ワッグル動作もまた、クラブヘッド１０３の加速度αｓｊと位置Ｐｓｊの情報に基づいて判定部３２０が判定することができる。
【００４４】
判定部３２０にて条件が成立したと判定されると、トリガー生成部３３０が出力開始トリガーを生成する。それにより、データ転送部３４０は、記憶装置３０２からスイング支援情報を読み出して、インターフェイス３０１を介して外部出力装置５０であるＨＭＤ５００に送信する。それにより、ＨＭＤ５００にてスイング支援出力である画像が表示される。こうして、操作者１はスタートスイッチの操作などを要しないため、グリップ１０１を握ったままＨＭＤ５００にて画像表示をスタートさせることができる。
【００４５】
スイング支援出力の表示例を図７に示す。図７において、スイング支援出力はアバター１Ａにより操作されるゴルフクラブ１００Ａのクラブヘッド１０３Ａの移動を示す動画である。図７では、バックスイングの移動軌跡はＲ１、ダウンスイングの移動軌跡はＲ２で示され、その移動軌跡Ｒ１，Ｒ２に沿ってゴルフクラブ１００Ａが模範的リズムで移動する。スイング支援出力は、図７に示すようにスイング起動（アドレス）から少なくともインパクトに至る画像を含んでいればよいが、フィニッシュまでの画像を含むことがさらに好ましい。
【００４６】
操作者１は、ＨＭＤ５００で図７に示すスイング支援出力（動画）を繰り返し見ることができる。その後、操作者１はスイング支援出力（動画）を参考にして実際にスイング動作を行う。そのスイング動作は慣性センサー４０により検出され、端末装置３０に入力される。操作者１のスイング動作は、端末装置３０にて解析されてスイング解析情報として取得される。このスイング解析情報は、図７と同様にしてＨＭＤ５００に表示出力することができる。好ましくは、スイング支援情報と実際のスイング（スイング解析情報）とを動画として対比できるように並列表示または交互表示することができる。
【００４７】
本実施形態では、さらに進んで端末装置３０が次のような処理を行うことができる。判定部３２０は、スイング支援情報に含まれる比較情報とスイング解析情報とを比較した比較結果を、ＨＭＤ５００に出力することができる。比較情報は、図６において、スイング開始位置Ｐ１からスイング切返し位置Ｐ２までの移動時間、スイング切返し位置Ｐ２での待機時間、スイング切返し位置Ｐ２からインパクト位置Ｐ３までの移動時間、またはスイング切返し位置Ｐ２の情報を含むことができる。比較結果だけでなく、判定部３２０は、比較結果に基づいて修正ポイントを作成しても良い。例えば、バックスイング及び／又はダウンスイングでの移動時間が速ければ、「もう少しゆっくりスイングしてください。」や、切返し位置Ｐ２での待機時間が短ければ、「トップでためを作ってください。」や、切返し位置が低ければ、「トップの位置を高くしてください。」等との文字や音声を、出力処理回路３０５を介してＨＭＤ５００またはイヤホン５１０にて出力させることができる。
【００４８】
ＨＭＤ５００での表示を停止する時にも、慣性センサー４０の出力を用いることができる。端末装置３０は、慣性センサー４０の出力を用いて、例えばゴルフクラブ１００のスイングが停止されて所定時間以上静止状態となったことを検出し、その後ＨＭＤ５００への画像送信を停止することができる。
【００４９】
図８は、他のスイング支援方法を示している。図８では、図７に示す操作者１、端末装置３０、慣性センサー４０及びＨＭＤ５００に加えて、指導者２、指導者２に装着された他の慣性センサー６０、その慣性センサー６０と接続される他の端末装置７０が存在する。図８が図７と異なる点は、図７に示す修正ポイントの画像送信に代えて、指導者２によるお手本スイングとコメントとを、ＨＭＤ５００等を介して表示している点である。指導者２は、端末装置３０から送信される操作者１のスイングを、図１に示すインターネット経由でサーバー１２を介して他の端末装置７０の表示部にて確認することができる。それを見た指導者２は、操作者１のスイングを修正すべき点を教示するお手本スイングを実演し、他の慣性センサー６０でお手本スイングについてのセンサーデータを得る。センサーデータと、入力されたコメントデータとは、お手本スイング登録指示のコマンドと共に端末装置７０からインターネット１０経由でサーバー１２に送信される。サーバー１２かららインターネット１０経由で端末装置３０にお手本データ登録完了通知が着信した後、端末装置３０はサーバー１２からお手本スイング及びコメントを取得することができる。お手本スイング及びコメントは、ＨＭＤ５００または端末装置３０の表示部にて操作者が確認することができる。
【００５０】
上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれる。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えられることができる。
【００５１】
例えば、図３に示す判定部３２０が、スイング支援情報に含まれる比較情報とスイング解析情報とを比較する時、ダウンスイング中のグリップ１０１の減速位置を比較情報とすることができる。このとき、図３に示す演算部３１０は、図９に示す構成を含むことができる。
【００５２】
図９において、グリップ加速度算出部３５０は記憶装置３０２に記憶されたスイングデータに基づき、上述した数１式にて、クラブヘッド１０３の長さｌｓｊに代えて慣性センサー４０からグリップ１０１までの長さｌｓｈを用いて、グリップ１０１の加速度αｓｈを算出する。グリップ速度算出部３５１は、上述した数２において、Ｖｓｈ（０）＝０とグリップ加速度算出部３５０で求められたグリップ１０１の加速度αｓｈとを用いて、グリップ１０１の速度Ｖｓｈ（ｔ）を算出する。
【００５３】
最大値抽出部３５２はグリップ１０１の移動速度の最大値を抽出する。インパクト時抽出部３５３はインパクト時のグリップ１０１の移動速度を抽出する。変化率算出部３５４は、次式に従って、最大値抽出部３５２およびインパクト時抽出部３５３で抽出された移動速度の大きさに基づき速度の変化率ηを算出する。
【数４】
2015188506.tif 000006
【００５４】
ここで、速度の変化率ηが「０．３」である時のグリップ１０１の速度の変化を図１０に示す。なお、図１０には参考までにクラブヘッド１０３の速度の変化も示されている。インパクトに向かう時間軸に従えば、移動速度の最大値からグリップ１０１の移動は減速する。したがって、移動速度の最大値Ｋの位置（時刻）が特定されれば、その最大値の位置を境にグリップ１０１は減速するので、グリップ１０１の減速位置が特定される。仮に、グリップ１０１の移動速度に減速が生じなければ、インパクト時の移動速度はそのまま移動速度の最大値に該当する。その結果、変化率は「０（ゼロ）」となり、ダウンスイング中ではグリップ１０１の減速は生じないことを意味する。
【００５５】
最大値抽出部３４２及び変化率算出部３４４と接続される判定部３２０は、上述のようにして求められたグリップ１０１の減速位置を、記憶装置３０２に予め記憶されている比較情報と対比する。そして、スイングデータから求められた変化率ηが「０」であった場合には「インパクトゾーンで手首を返してください。」と、グリップ１０１の減速位置がずれていたら「手首の返しを早めて（遅くして）ください。」等の比較結果を出力することができる。
【００５６】
また、外部出力装置５０が図５に示す音出力装置（イヤホン等）５１０である場合は、図７に示す移動軌跡Ｒ１，Ｒ２に沿ってゴルフクラブ１００Ａが模範的リズムで移動する画像と同期させて、または画像を伴わずに、リズム音を出力することができる。また、外部出力装置５０は例えばゴルフ専用メトロノームとしても良い。ＨＭＤ５００が記憶部を有する場合、スイング支援情報をＨＭＤ５００の記憶部に記憶させておくことができる。この場合、ＨＭＤ５００は端末装置３０からの出力開始トリガーに基づいて表示が開始される。
【００５７】
また、本発明の動作支援方法等は必ずしもゴルフスイングに適用されるものに限らず、テニス、野球等の球技を含む各種運動や、模範動作を体得する必要がある医療行為その他の動作支援にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１  操作者、１０  ネットワーク、１２  スイング支援プログラム配信サーバー、２０  動作支援装置（スイング支援装置）、３０  端末装置、４０  慣性センサー、５０  外部出力装置、１００  ゴルフクラブ、１０３  クラブヘッド、３００  演算処理回路、３０１  インターフェイス、３０２  記憶装置、３０４  入力装置、３０５  出力処理回路、３１０  演算部、３２０  判定部、３３０  トリガー生成部、３４０  データ転送部、５００  ヘッドマウントディスプレイ、５１０  音出力装置（イヤホン）
【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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【図１０】
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