(57)【要約】【課題】従来より簡単に、また、より正確にショット時のゴルフクラブヘッドの挙動を解析することが可能なゴルフクラブヘッド挙動解析方法を提供する。【解決手段】ゴルフクラブヘッド挙動解析方法は、ヘッドスピード検出器３よりもスイング方向における後方側において、ゴルフクラブの通過方向と交差する方向にレーザ光６を照射するステップと、複数のレーザ光６が遮断された速度および順序によりショットが行なわれたか否かを判断するステップと、２つのストロボ照明具９Ｂをスイング速度に応じたタイミングで順次発光させるステップと、２台のカメラ装置９Ａにより、ゴルフクラブヘッド１００を複数箇所で視野角の異なる方向から撮影して多重撮影するステップと、カメラ装置９Ａにより撮影された複数のゴルフクラブヘッド画像情報を取り込み、ショット時のゴルフクラブヘッド１００の挙動を求めるステップとを備える。【選択図】図１
2007167549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴルフクラブヘッドを撮影することによってショット時の前記ゴルフクラブヘッドの挙動を解析するゴルフクラブヘッド挙動解析装置であって、
ショット時のヘッドスピードを検出するヘッドスピード検出器と、
前記ヘッドスピード検出器よりもスイング方向における後方側において、ゴルフクラブの通過方向と交差する方向に少なくとも２箇所でレーザ光を照射し、各々の前記レーザ光が前記ゴルフクラブの通過によって遮断されたことを検出するトリガーセンサと、
前記トリガーセンサの検出結果を入力として、複数の前記レーザ光が遮断された速度および順序によりスイング速度およびスイング方向を検出し、ショットが行なわれたか否かを判断するショット判定手段と、
ショット時のスイング方向の一定の領域において、前記ゴルフクラブに含まれるゴルフクラブヘッドを照明し得る少なくとも２つのストロボ照明具と、
前記ショット判定手段により検出されたスイング速度に応じたタイミングで複数の前記ストロボ照明具を順次発光させるストロボ発光設定手段と、
前記ストロボ照明具によって照射された前記ゴルフクラブヘッドを前記領域における複数箇所で視野角の異なる方向から撮影して、撮影画面内に複数個の前記ゴルフクラブヘッドの画像を多重撮影する少なくとも２台のカメラ装置と、
前記カメラ装置による撮影を前記ショット判定手段により検出されたスイング速度に応じたタイミングで行なわせるカメラ駆動手段と、
前記カメラ装置により撮影された複数の前記ゴルフクラブヘッド画像情報を取り込み、ショット時の前記ゴルフクラブヘッドの挙動を求めるヘッド挙動演算手段と、
前記ヘッド挙動演算手段による演算結果を出力する出力手段とを備えた、ゴルフクラブヘッド挙動解析装置。
【請求項２】
前記ショット判定手段は、一定以下の速度で複数の前記レーザ光が遮断された場合、または、該レーザ光がゴルフボールに遠い側から近い側に向かって遮断されない場合にはショットでないと判断する、請求項１に記載のゴルフクラブヘッド挙動解析装置。
【請求項３】
前記ゴルフクラブヘッドとして、フェイス部と一定以上の輝度差をもつ、少なくとも３つのマークが前記フェイス部に付されたものが適用される、請求項１または請求項２に記載のゴルフクラブヘッド挙動解析装置。
【請求項４】
前記ヘッド挙動演算手段は、ショット時のフェイス面の角度、打点位置、スイングパスのうち少なくとも１つの情報を求める、請求項１から請求項３のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド挙動解析装置。
【請求項５】
前記表示手段は、前記ヘッド挙動演算手段により求められた情報を複数打数まとめて表示することが可能である、請求項１から請求項４のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド挙動解析装置。
【請求項６】
前記トリガーセンサにおいて用いられるレーザ光は、ゴルファに近づくにつれて低くなる方向に進行しながら前記ゴルフクラブの通過方向と交差する、請求項１から請求項５のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド挙動解析装置。
【請求項７】
インパクト直後のボール進行方向の一定の領域を照明し得る少なくとも２つの他のストロボ照明具と、
前記ヘッドスピード検出器により検出されたヘッドスピードに応じたタイミングで複数の前記他のストロボ照明具を順次発光させる他のストロボ発光設定手段と、
前記他のストロボ照明具によって照射されたゴルフボールを前記領域における複数箇所で視野角の異なる方向から撮影して、撮影画面内に複数個の打球の画像を多重撮影する少なくとも２台の他のカメラ装置と、
前記他のカメラ装置による撮影を前記ヘッドスピード検出器により検出されたヘッドスピードに応じたタイミングで行なわせる他のカメラ駆動手段と、
前記他のカメラ装置により撮影された複数の前記ゴルフボール画像情報を取り込み、ボール速度および回転に基づく演算により飛球方向および飛距離を含む情報を求める打球状態演算手段とをさらに備えた、請求項１から請求項６のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド挙動解析装置。
【請求項８】
前記ゴルフボールとして、少なくとも８点のマークが前記ゴルフボールの表面に付されたものが適用される、請求項７に記載のゴルフクラブヘッド挙動解析装置。
【請求項９】
ゴルフクラブヘッドを撮影することによってショット時の前記ゴルフクラブヘッドの挙動を解析するゴルフクラブヘッド挙動解析方法であって、
ショット時のヘッドスピードを検出するヘッドスピード検出器よりもスイング方向における後方側において、ゴルフクラブの通過方向と交差する方向に少なくとも２箇所でレーザ光を照射するステップと、
各々の前記レーザ光が前記ゴルフクラブの通過によって遮断されたことを検出し、該検出結果を入力として、複数の前記レーザ光が遮断された速度および順序によりスイング速度およびスイング方向を検出し、ショットが行なわれたか否かを判断するステップと、
ショット時のスイング方向の一定の領域において、前記ゴルフクラブに含まれるゴルフクラブヘッドを照明し得る少なくとも２つのストロボ照明具を、前記スイング速度に応じたタイミングで順次発光させるステップと、
少なくとも２台のカメラ装置により、前記スイング速度に応じたタイミングで、前記ストロボ照明具によって照射された前記ゴルフクラブヘッドを前記領域における複数箇所で視野角の異なる方向から撮影して、撮影画面内に複数個の前記ゴルフクラブヘッドの画像を多重撮影するステップと、
前記カメラ装置により撮影された複数の前記ゴルフクラブヘッド画像情報を取り込み、ショット時の前記ゴルフクラブヘッドの挙動を求めるステップと、
ショット時の前記ゴルフクラブヘッドの挙動を出力するステップとを備えた、ゴルフクラブヘッド挙動解析方法。
【請求項１０】
前記ゴルフクラブヘッドとして、フェイス部と一定以上の輝度差をもつ、少なくとも３つのマークが前記フェイス部に付されたものが適用される、請求項９に記載のゴルフクラブヘッド挙動解析方法。
【請求項１１】
前記ゴルフクラブヘッドのフェイス部に前記マークを付すステップをさらに備え、
前記マークを付すステップは、
前記マークに対応する箇所にマーキング材が付着したシート材を準備するステップと、
前記マーキング材と前記フェイス部とが接触するように、前記シート材における所定の位置と前記フェイス部の中心とを合わせるステップと、
前記所定の位置を前記フェイス部の中心とを合わせた状態で、前記シート材に付着した前記マーキング材を前記フェイス部に転写して付着させるステップとを含む、請求項１０に記載のゴルフクラブヘッド挙動解析方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のゴルフクラブヘッド挙動解析方法に用いられる、前記マーキング材が付着したシート材。
【請求項１３】
前記マークは、中央部が白色で周縁部が黒色の模様を有する、請求項１２に記載のシート材。
【請求項１４】
前記マークは、前記ゴルフクラブヘッドのリーディングエッジに合わせるラインを含む、請求項１２または請求項１３に記載のシート材。
【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挙動解析装置およびゴルフクラブヘッド挙動解析方法ならびにシート材に関し、特に、ショット時のゴルフクラブヘッドの挙動を解析するためのゴルフクラブヘッド挙動解析装置およびゴルフクラブヘッド挙動解析方法、ならびに該解析方法において用いられるシート材に関する。
【背景技術】
【０００２】
各々のゴルファのスイング特性に応じたゴルフクラブを設計を行なうことが求められている。これに対し、たとえば、特開２００５−２１１１９１号公報（特許文献１）では、基準となるゴルフクラブモデルから順次１つの部分モデルを選択し、選択された部分モデルの設計パラメータのみを変動させてシミュレーション演算を行なって部分毎の設計パラメータと特性値との関係を求め、これら部分毎の関係を基にゴルフクラブの全体の最適化設計案を導出するゴルフクラブの設計方法が開示されている。
【０００３】
また、特開２００３−１１７０４４号公報（特許文献２）では、打撃直後におけるゴルフボールの進行方向の一定領域を、ストロボ照明具により所定のタイミングで照明し、ゴルフボールを前後２点で撮影することで、ボール速度および回転に基づいて飛球方向および飛距離等を求める打球診断装置が開示されている。
【０００４】
また、特許第２８２６６９７号公報（特許文献３）においては、ゴルフクラブヘッドのフェイス面上の少なくとも３箇所に設けたマークを互いに異なる箇所から多重撮像する第１および第２撮像装置と、該撮像装置で撮像した画像から上記マークを抽出するマーク抽出手段と、このマーク抽出手段で得られたマークの二次元座標からマークの三次元座標を算出する三次元座標算出手段とを備えたゴルフクラブヘッドの運動計測装置が開示されている。
【０００５】
同様に、ゴルフクラブヘッドに付されたマークを撮影してショット時のゴルフクラブヘッドの挙動を計測する方法が、特開２００５−３４６１９号公報（特許文献４）、特開２００３−１９９８５９号公報（特許文献５）および特開２００４−２４４８８号公報（特許文献６）に開示されている。
【０００６】
また、特表２００２−５２５６１３号公報（特許文献７）においては、ゴルフボールにドットを付して該ボールの飛翔軌跡を測定する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２１１１９１号公報
【特許文献２】特開２００３−１１７０４４号公報
【特許文献３】特許第２８２６６９７号公報
【特許文献４】特開２００５−３４６１９号公報
【特許文献５】特開２００３−１９９８５９号公報
【特許文献６】特開２００４−２４４８８号公報
【特許文献７】特表２００２−５２５６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２では、ショットされたゴルフボールを撮影することで打球の状態を判定しているが、ショット時のゴルフクラブヘッドの挙動を解析することで、各々のゴルファの打球特性が生じる原因をより正確に把握できると考えられる。
【０００８】
特許文献３〜６では、ゴルフクラブヘッドに設けられたマークを撮影してゴルフクラブヘッドの運動を計測しているが、当該文献では、実際に解析を行なう際の工夫が十分に開示されているとは言えない。たとえば、特許文献３〜６では、ショットががなされることを検知して撮影等を開始するためのトリガー装置の適切な配置について、十分な開示がなされていない。
【０００９】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、従来より簡単に、また、より正確にショット時のゴルフクラブヘッドの挙動を解析することが可能なゴルフクラブヘッド挙動解析装置およびゴルフクラブヘッド挙動解析方法、ならびに該解析方法において用いられるシート材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るゴルフクラブヘッド挙動解析装置は、ゴルフクラブヘッドを撮影することによってショット時のゴルフクラブヘッドの挙動を解析するゴルフクラブヘッド挙動解析装置であって、ショット時のヘッドスピードを検出するヘッドスピード検出器と、ヘッドスピード検出器よりもスイング方向における後方側において、ゴルフクラブの通過方向と交差する方向に少なくとも２箇所でレーザ光を照射し、各々のレーザ光がゴルフクラブの通過によって遮断されたことを検出するトリガーセンサと、トリガーセンサの検出結果を入力として、複数のレーザ光が遮断された速度および順序によりスイング速度およびスイング方向を検出し、ショットが行なわれたか否かを判断するショット判定手段と、ショット時のスイング方向の一定の領域において、ゴルフクラブに含まれるゴルフクラブヘッドを照明し得る少なくとも２つのストロボ照明具と、ショット判定手段により検出されたスイング速度に応じたタイミングで複数のストロボ照明具を順次発光させるストロボ発光設定手段と、ストロボ照明具によって照射されたゴルフクラブヘッドを上記領域における複数箇所で視野角の異なる方向から撮影して、撮影画面内に複数個のゴルフクラブヘッドの画像を多重撮影する少なくとも２台のカメラ装置と、カメラ装置による撮影をショット判定手段により検出されたスイング速度に応じたタイミングで行なわせるカメラ駆動手段と、カメラ装置により撮影された複数のゴルフクラブヘッド画像情報を取り込み、ショット時のゴルフクラブヘッドの挙動を求めるヘッド挙動演算手段と、ヘッド挙動演算手段による演算結果を出力する出力手段とを備える。
【００１１】
上記構成によれば、トリガーセンサによりショットの有無およびスイング速度を正確に検知してヘッド挙動の解析を開始することができる。そして、ショットの検知からゴルフクラブヘッドの挙動の解析およびその出力までを全自動で行なうことができる。この結果、従来より簡単に、また、より正確にショット時のゴルフクラブヘッドの挙動を解析することができる。
【００１２】
上記ゴルフクラブヘッド挙動解析装置において、好ましくは、ショット判定手段は、一定以下の速度で複数のレーザ光が遮断された場合、または、該レーザ光がゴルフボールに遠い側から近い側に向かって遮断されない場合にはショットでないと判断する。
【００１３】
これにより、ショット時以外にゴルフクラブがレーザ光を遮断した場合に、ゴルフクラブヘッド挙動解析装置が動作してしまうことを抑制できる。
【００１４】
上記ゴルフクラブヘッド挙動解析装置において、好ましくは、ゴルフクラブヘッドとして、フェイス部と一定以上の輝度差をもつ、少なくとも３つのマークがフェイス部に付されたものが適用される。
【００１５】
これにより、ＤＬＴ法などを用いて、ショット時のゴルフクラブヘッドの挙動をより正確に検知することができる。
【００１６】
上記ゴルフクラブヘッド挙動解析装置において、好ましくは、ヘッド挙動演算手段は、ショット時のフェイス面の角度、打点位置、スイングパスのうち少なくとも１つの情報を求める。これにより、打球の特性を的確に診断することができる。
【００１７】
上記ゴルフクラブヘッド挙動解析装置において、好ましくは、表示手段は、ヘッド挙動演算手段により求められた情報を複数打数まとめて表示することが可能である。これにより、複数の打数を集計して分析することができる。
【００１８】
ここで、「複数打数まとめて表示する」とは、各々のショットにおける値を別々に示すこと、および、各々のショットにおける値の平均を示すことをいずれも含む。
【００１９】
上記ゴルフクラブヘッド挙動解析装置において、好ましくは、トリガーセンサにおいて用いられるレーザ光は、ゴルファに近づくにつれて低くなる方向に進行しながらゴルフクラブの通過方向と交差する。
【００２０】
これにより、レーザ光の方向がショット時のゴルフクラブの延在方向に直交する方向に近づき、ショット時のゴルフクラブがより確実にレーザ光を遮断するようになる。また、ゴルファに近い側では、ショット判定手段に含まれる構成部品を低い位置に配置することができるので、スイングを行なうゴルファの邪魔になりにくいゴルフクラブヘッド挙動解析装置を提供することができる。
【００２１】
上記ゴルフクラブヘッド挙動解析装置は、好ましくは、インパクト直後のボール進行方向の一定の領域を照明し得る少なくとも２つの他のストロボ照明具と、ヘッドスピード検出器により検出されたヘッドスピードに応じたタイミングで複数の他のストロボ照明具を順次発光させる他のストロボ発光設定手段と、他のストロボ照明具によって照射されたゴルフボールを上記領域における複数箇所で視野角の異なる方向から撮影して、撮影画面内に複数個の打球の画像を多重撮影する少なくとも２台の他のカメラ装置と、他のカメラ装置による撮影をヘッドスピード検知手段により検出されたヘッドスピードに応じたタイミングで行なわせる他のカメラ駆動手段と、他のカメラ装置により撮影された複数のゴルフボール画像情報を取り込み、ボール速度および回転に基づく演算により飛球方向および飛距離を含む情報を求める打球状態演算手段とをさらに備える。
【００２２】
これにより、ゴルフクラブヘッド挙動解析システムとゴルフボール弾道解析システムとを連動させて総合的な評価を行なうことが可能になる。
【００２３】
上記ゴルフクラブヘッド挙動解析装置において、好ましくは、ゴルフボールとして、少なくとも８点のマークがゴルフボールの表面に付されたものが適用される。
【００２４】
上記構成によれば、ボールの回転状態に関わらず、カメラ装置により安定してマークを撮影することができるので、より正確に打球状態を求めることができる。
【００２５】
本発明に係るゴルフクラブヘッド挙動解析方法は、ゴルフクラブヘッドを撮影することによってショット時のゴルフクラブヘッドの挙動を解析するゴルフクラブヘッド挙動解析方法であって、ショット時のヘッドスピードを検出するヘッドスピード検出器よりもスイング方向における後方側において、ゴルフクラブの通過方向と交差する方向に少なくとも２箇所でレーザ光を照射するステップと、各々のレーザ光がゴルフクラブの通過によって遮断されたことを検出し、該検出結果を入力として、複数のレーザ光が遮断された速度および順序によりスイング速度およびスイング方向を検出し、ショットが行なわれたか否かを判断するステップと、ショット時のスイング方向の一定の領域において、ゴルフクラブに含まれるゴルフクラブヘッドを照明し得る少なくとも２つのストロボ照明具を、スイング速度に応じたタイミングで順次発光させるステップと、少なくとも２台のカメラ装置により、スイング速度に応じたタイミングで、ストロボ照明具によって照射されたゴルフクラブヘッドを上記領域における複数箇所で視野角の異なる方向から撮影して、撮影画面内に複数個のゴルフクラブヘッドの画像を多重撮影するステップと、カメラ装置により撮影された複数のゴルフクラブヘッド画像情報を取り込み、ショット時のゴルフクラブヘッドの挙動を求めるステップと、ショット時のゴルフクラブヘッドの挙動を出力するステップとを備える。
【００２６】
上記方法によれば、ショットの検知からゴルフクラブヘッドの挙動の解析およびその出力までを全自動で行なうことができる。そして、従来より簡単に、また、より正確にショット時のゴルフクラブヘッドの挙動を解析することができる。
【００２７】
上記ゴルフクラブヘッド挙動解析方法において、好ましくは、ゴルフクラブヘッドとして、フェイス部と一定以上の輝度差をもつ、少なくとも３つのマークが前記フェイス部に付されたものが適用される。
【００２８】
これにより、ＤＬＴ法などを用いて、ショット時のゴルフクラブヘッドの挙動をより正確に検知することができる。
【００２９】
上記ゴルフクラブヘッド挙動解析方法は、好ましくは、ゴルフクラブヘッドのフェイス部にマークを付すステップをさらに備え、マークを付すステップは、マークに対応する箇所にマーキング材が付着したシート材を準備するステップと、マーキング材とフェイス部とが接触するように、シート材における所定の位置とフェイス部の中心とを合わせるステップと、所定の位置をフェイス部の中心とを合わせた状態で、シート材に付着したマーキング材をフェイス部に転写して付着させるステップとを含む。
【００３０】
これにより、簡単な手法で、所定の位置に正確にマークを付すことができる。
本発明に係るシート材は、上記ゴルフクラブヘッド挙動解析方法に用いられる、マーキング材が付着したシート材である。
【００３１】
上記シート材において、好ましくは、マークは、中央部が白色で周縁部が黒色の模様を有する。
【００３２】
白色単色のマークを用いた場合、太陽光などの外乱が入った時、つまりストロボ照明具以外の強い光がフェイス部に当たった時に、マークの識別が難しくなる。これに対し、本願発明者らは、白色の周りに黒色が配置されたマークを用いた場合、外乱が入った時にもマークの識別がしやすくなることを実験により確認している。
【００３３】
上記シート材において、好ましくは、マークは、ゴルフクラブヘッドのリーディングエッジに合わせるラインを含む。
【００３４】
これにより、シート材を簡単に所定の位置に合わせることが可能になる。
なお、「リーディングエッジ」とは、ゴルフクラブヘッドのボールを打球するフェイス面（クラブフェイス）と底面（ソール）とが接するところで、クラブフェイスとソールとの境界にあるフェイス面の最も前の線の部分を意味する。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、コンパクトな構成により、ショット時のゴルフクラブヘッドの挙動の解析を全自動で行なうことができる。そして、従来より簡単に、また、より正確にショット時のゴルフクラブヘッドの挙動を解析することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下に、本発明に基づくゴルフクラブヘッド挙動解析装置およびゴルフクラブヘッド挙動解析方法、シート材の実施の形態および実施例について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
【００３７】
図１は、本発明の１つの実施の形態に係るゴルフクラブヘッド挙動解析装置を示す平面図である。図１を参照して、本実施の形態に係るクラブヘッド挙動解析装置は、機械的構成部１０００と、信号処理系２０００とを備える。機械的構成部１０００は概略的に、６体の分割された機器、すなわちレーザ式のトリガーセンサ１、レーザ反射板２，４、レーザ式のヘッドスピード検出器３および装置本体９，１０により構成される。
【００３８】
トリガーセンサ１およびレーザ反射板２は、互いに向かい合うように固定配置される。このうち、トリガーセンサ１は例えば薄箱状のものであり、スイング方向（矢印ＳＷ方向）に沿う一定長さと、幅および高さを有し、スイング方向に一定の間隔で１対のレーザ発受光部１Ａを有する。一方、レーザ反射板２は縦板状のもので、鏡面をトリガーセンサ１に対向させて設置される。なお、本実施形態では図１に符号８としてゴルファの足の位置を示すように、典型的には、ゴルファはレーザ反射板２側に立ってショットするが、逆の位置でショットすることも勿論可能である。各レーザ発受光部１Ａから発したレーザ光６はレーザ反射板２で反射され、その反射光は各レーザ発受光部１Ａにて受信される。このレーザ光は変調をかけられており、晴天時の外部での使用など、外光の多い環境への考慮がされている。
【００３９】
ヘッドスピード検出器３およびレーザ反射板４は、ゴルフボール５が置かれるショット直前の両側位置において、ゴルフボール５を挟む対向両側位置の地面上に固定配置される。このうち、ヘッドスピード検出器３は例えば薄箱状のものであり、スイング方向（矢印ＳＷ方向）に沿う一定長さと、幅および高さを有し、スイング方向に一定の間隔で１対のレーザ発受光部３Ａを有する。一方、レーザ反射板４は縦板状のもので、鏡面をヘッドスピード検出器３に対向させてゴルフボール５の反対側位置に平行に設置される。各レーザ発受光部３Ａから発したレーザ光７はレーザ反射板４で反射され、その反射光は各レーザ発受光部３Ａにて受信される。
【００４０】
また、装置本体９，１０はインパクト直後におけるボール進行方向の一定領域の側方、たとえばヘッドスピード検出器３と同一の側に配置されている。なお、図１においては、図示および説明の便宜上、装置本体９，１０を離間させているが、典型的には、装置本体９，１０は、互いに重なるように（たとえば、装置本体９を装置本体１０上に載置するように）設けられる。装置本体９，１０は、それぞれ、箱形のケース体に二次元固体撮像素子を用いた２台の撮影用カメラ装置９Ａ，１０Ａと、２個の撮影用ストロボ照明具９Ｂ，１０Ｂとを設けた構成とされている。２つのストロボ照明具９Ｂは、インパクト直前におけるゴルフクラブヘッドを照明し得る。また、２つのストロボ照明具１０Ｂは、インパクト直後におけるボール進行方向の一定領域を照明し得る。ストロボ照明具９Ｂは、後述するショット判定手段によって検出されたスイング速度に対応するタイミングで発光を行なう。また、ストロボ照明具１０Ｂは、後述するヘッドスピード検出手段によって検出されたヘッドスピードに対応するタイミングで発光を行なう。また、カメラ装置９Ａ，１０Ａは、それぞれ、ストロボ照明具９Ｂ，１０Ｂを挟むように配置されている。カメラ装置９Ａは、ショット時のゴルフクラブヘッドをストロボ照明具９Ｂと同タイミングでショット直前の前後２点で撮影することができる。カメラ装置１０Ａは、ショットされたゴルフボール５をストロボ照明具１０Ｂと同タイミングでショット直後の前後２点で撮影することができる。
【００４１】
信号処理系２０００は、クラブヘッド挙動解析部２０００Ａとゴルフボール弾道解析部２０００Ｂとを有する。クラブヘッド挙動解析部２０００Ａは、装置本体９内に組み込まれており、ショット判定手段１１Ａ、ストロボ発光設定手段１２Ａ、カメラ駆動手段１３Ａ、ヘッド挙動演算手段１４Ａを含んで構成される。ゴルフボール弾道解析部２０００Ｂは、装置本体１０内に組み込まれており、ヘッドスピード検知手段１１Ｂ、ストロボ発光設定手段１２Ｂ、カメラ駆動手段１３Ｂ、打球状態演算手段１４Ｂを含んで構成される。クラブヘッド挙動解析部２０００Ａおよびゴルフボール弾道解析部２０００Ｂによる解析結果は、任意の位置に設置される出力手段１５に画像表示される。
【００４２】
クラブヘッド挙動解析部２０００Ａにおいて、ショット判定手段１１Ａは、トリガーセンサ１からの検出データを入力として、ショットが行われたか否かを判定するものである。すなわち、トリガーセンサ１のレーザ発受光部１Ａからゴルフクラブの通過方向（矢印ＳＷ方向）と交差する方向に照射された２つのレーザ光６は、ゴルフクラブの通過によって順次に遮断されるため、レーザ反射板２からの反射光の遮断によってゴルフボール５の前方でショット動作を検出することができる。トリガーセンサ１の検出信号はケーブル等を介して装置本体９に送られる。そして、それぞれのレーザ光６が遮断された順番や時間差が検出される。この場合、ある一定以下の速度で２つのレーザ光６が遮断された場合や、遮断方向がゴルフボール５に遠い方、次に近い方の順で遮断されない場合等には、ショットでないと判断され、次の撮影開始とならない制限が設定される。
【００４３】
ストロボ発光設定手段１２Ａは、ストロボ照明具９Ｂによる発光を、ショット判定手段１１Ａによって検出されたスイング速度に対応するタイミングで行わせる制御を行なう。カメラ駆動手段１３Ａは、カメラ装置９Ａによる撮影をショット判定手段１１Ａによるスイング速度に対応して行なわせるものであり、ストロボ照明具９Ｂによって照射されたショット直前のゴルフクラブヘッドを予め定めた２点で撮影する指令を出力する。ヘッド挙動演算演算手段１４Ａは、カメラ装置９Ａにより撮影されたクラブヘッド画像情報を取り込み、ショット時のゴルフクラブヘッドの挙動を求める。そして、出力手段１５は、ヘッド挙動演算手段１４Ａによる演算結果を出力する。
【００４４】
ゴルフボール弾道解析部２０００Ｂにおいて、ヘッドスピード検出手段１１Ｂは、レーザ光７の遮断間隔によりヘッドスピードを検出するものである。ストロボ発光設定手段１２Ｂは、ストロボ照明具１０Ｂによる発光を、ヘッドスピード検出手段１１Ｂによって検出されたヘッドスピードに対応するタイミングで行わせる制御を行なう。カメラ駆動手段１３Ｂは、カメラ装置１０Ａによる撮影をヘッドスピード検出手段１１Ｂによるヘッドスピードに対応して行なわせるものであり、ストロボ照明具１０Ｂによって照射されたショット直後のゴルフボール５を予め定めた２点で撮影する指令を出力する。打球状態演算手段１４Ｂは、ヘッドスピード検出手段１１Ｂにより検出されたヘッドスピード情報およびカメラ装置１０Ａにより撮影されたボール画像情報を取り込み、ボール速度および回転に基づく演算により飛球方向および飛距離等を求める。そして、出力手段１５は、打球状態演算手段による演算結果を出力する。
【００４５】
図１において、ヘッドスピード検出器３およびレーザ反射板４は、ショットされるゴルフボール５の近傍に設けられている。一方、トリガーセンサ１およびレーザ反射板２は、ヘッドスピード検出器３およびレーザ反射板４よりも後方側に設けられている。ここで、ヘッドスピード検出器３およびレーザ反射板４は、ショット後のゴルフボール５の照明／撮影のタイミングの設定に関わるものであり、トリガーセンサ１およびレーザ反射板２は、ショット前のゴルフクラブヘッドの照明／撮影のタイミングの設定に関わるものである。したがって、上記のように、ヘッドスピード検出器３およびレーザ反射板４をゴルフボール５の近傍に配置し、トリガーセンサ１およびレーザ反射板２をヘッドスピード検出器３およびレーザ反射板４よりも後方側に配置することで、クラブヘッド挙動解析部２０００Ａおよびゴルフボール弾道解析部２０００Ｂにおけるストロボ発光／撮影のタイミングを、それぞれ適切に設定することができる。たとえば、図１において、ゴルフボール５からヘッドスピード検出器３およびレーザ反射板４までの距離Ｌ１は、２０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下程度であり、ゴルフボール５からトリガーセンサ１およびレーザ反射板２までの距離Ｌ２は、２００ｍｍ以上６００ｍｍ以下程度である。
【００４６】
図２は、図１に示されるクラブヘッド挙動解析装置をスイング方向からみた状態を示す図である。図２を参照して、ヘッドスピード検出器３およびレーザ反射板４は、比較的低い位置において、ほぼ同じ高さに設けられている。したがって、ヘッドスピード検出器３およびレーザ反射板４の間を往復するレーザ光７は、ほぼ水平方向に進行しながらゴルフクラブの通過方向と交差する。これに対し、トリガセンサ１は、レーザ反射板２よりも高い位置に設けられている。これにより、トリガセンサ１およびレーザ反射板２の間を往復するレーザ光６は、ゴルファに近づくにつれて低くなる方向に進行しながらゴルフクラブの通過方向と交差する。なお、図２において、トリガセンサ１とレーザ反射板２との水平距離Ｂは、５００ｍｍ以上１２００ｍｍ以下程度であり、トリガセンサ１とレーザ反射板２との鉛直距離Ｈは、１００ｍｍ以上６００ｍｍ以下程度である。
【００４７】
ヘッドスピード検出器３およびレーザ反射板４は、ゴルフボール５の近傍に設けられているため、ゴルフクラブは、比較的低い位置でレーザ光７と交差する。また、トリガーセンサ１およびレーザ反射板２は、ヘッドスピード検出器３およびレーザ反射板４よりも後方側に設けられているので、ゴルフクラブにおけるクラブヘッドまたはクラブシャフトは、比較的高い位置でレーザ光６と交差する。これに対し、本実施の形態においては、トリガーセンサ１をヘッドスピード検出器３よりも高い位置に設けることで、レーザ光６がレーザ光７よりも高い位置を進行するようにすることができる。また、レーザ光６は、スイング中のゴルフクラブの延在方向に直交する方向に近い角度を持って進行する。以上の結果として、スイングされるゴルフクラブがレーザ光を確実に遮断するようにして、測定エラーが生じることを抑制することができる。なお、ゴルファ側に位置するレーザ反射板４は、低い位置に設けられているため、スイングを行なうゴルファに圧迫感を与えることはない。
【００４８】
図３は、フェイス部にマークが付されたゴルフクラブヘッドを示す図である。図３を参照して、ゴルフクラブヘッド１００のフェイス部には、たとえば、マーク１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄが付される。マークは、カメラ装置９Ａにより撮影された画像上で該マークを認識できるように、フェイス部と一定以上の輝度差を有する。撮影された画像上で、上記マークの位置とゴルフボール５の位置とを抽出することで、ゴルフクラブヘッド１００の挙動を解析することができる。マークの位置は画像処理によって自動抽出を行うが、背景の明暗の状況によってはデジタイジングを行ってマニュアルで抽出することもある。なお、フェイス部に付されるマークは少なくとも３つ以上（より好ましくは４つ以上）必要であるが、その個数は任意に変更が可能である。たとえば、マークを４つにして、４点による最小二乗法による平面方程式を同定することによって、デジタイジングから発生する誤差を考慮して、計測精度を向上させることができる。
【００４９】
図４は、本実施の形態に係るゴルフクラブ挙動解析方法を説明するフロー図である。図４を参照して、スイッチオンによるスタート後、レーザ光が照射され（Ｓ１）、次いで遮光があるか否か判断される（Ｓ２）。遮光がなければ（Ｓ２：ＮＯ）、上記判断が繰り返され、遮光があると（Ｓ２：ＹＥＳ）、ショットか否か判定される（Ｓ２−１）。前述したように、遮光の順番がスイング方向と異なるような場合にはショットでないと判断され（Ｓ２−１：ＮＯ）、ショットと判定されるまで上記判断が繰り返される。遮光がショットであると判定されると（Ｓ２−１：ＹＥＳ）、レーザ光６の遮光速度が検出され（Ｓ３）、スイング速度が求められる。
【００５０】
次に、ストロボ発光設定手段１２Ａによってストロボ発光タイミング計算が行われ（Ｓ４）、その後ストロボ照明具９Ｂによるストロボ発光が行われる（Ｓ５）。この直後に各カメラ装置９Ａにより２点撮影がされ（Ｓ６）、静止状態のボール位置とヘッドマーカ位置が抽出される（Ｓ７，Ｓ８）。次に、後述するＤＬＴ（DirectLiner Transformation）法により、抽出された座標が三次元座標位置に変換される（Ｓ９）。そして、ボール位置とヘッドマーカ位置の三次元座標から、インパクト時のゴルフクラブヘッドの姿勢・挙動が求められる（Ｓ１０）。この解析結果が集計・分析され（Ｓ１１）、出力手段１５であるモニタに出力される（Ｓ１２）。
【００５１】
本実施の形態においては、ゴルフクラブヘッド挙動解析システムとゴルフボール弾道解析システムとを連動させて総合的な評価を行なうことを可能にしている。図５〜図７を用いて、ゴルフボール弾道解析システムについて説明する。
【００５２】
図５は、ゴルフボール弾道解析方法の流れを説明するフロー図である。図５に示すように、スイッチオンによるスタート後、レーザ光が照射され（Ｓ１０１）、次いで遮光があるか否か判断される（Ｓ１０２）。遮光がなければ（Ｓ１０２：ＮＯ）、上記判断が繰り返され、遮光があると（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、ヘッドスピード検出手段１１Ｂによってヘッドスピードが検出される（Ｓ１０４）。
【００５３】
次に、ストロボ発光設定手段１２Ｂによってストロボ発光タイミング計算が行われ（Ｓ１０５）、その後ストロボ照明具１０Ｂによるストロボ発光が行われる（Ｓ１０６）。この直後に各カメラ装置１０Ａにより２点撮影がされる（Ｓ１０７）。
【００５４】
ボールのマークは、黒色に塗りつぶされているため、２値化による画像処理によって回りのボールの白色と識別でき、座標位置を計算できる。同様にボール自体も白色で周囲との識別ができ、ボールの中心位置を計算できる。（Ｓ１０８）
図６，図７は、適用するゴルフボールの一例を示している。この図６に示すように、本実施形態で適用するゴルフボール５には、一方向（正面）から見える範囲に８点のマークを配置し、大円マーク１８と小円マーク１９は異径の円形で、一定距離を離間した配置で、塗り潰しとしてある。解析には、この大円マーク１８と小円マーク１９の８点の内、任意の２点と、ボール５の幾何学的中心点と、これらの３点から求めることができる外積点１点の計４点を要素とするものである。
【００５５】
２台のカメラから撮影され抽出されたマーク２点とボールの幾何学的中心点は、ＤＬＴ法により三次元座標位置に変換する。ＤＬＴ法による変換工程は後述する。
【００５６】
なお、基本的には、ボール５の幾何学的中心点と、大円マーク１８と小円マーク１９による２点の計３点を要素として解析することも可能であるが、本実施の形態においては、さらに座標から外積にて第４点目を求める。このようにマーク２点、幾何学的中心点１点の他に、外積を含めた４点で計算を行う理由は、３点の場合には一平面上に現れる誤差を大きく含む場合があるのに対し、４点にすることによって誤差が大きく現れることを解消できるからである。
【００５７】
図８、図９は、２台のカメラ装置１０Ａによって捉えられるショット直後のゴルフボール５の形態を示すものである。これらの図に示すように、ゴルフボール５の２点の大円マーク１８と小円マーク１９の位置が移動に伴って変化することにより、ボールスピード回転数、回転軸傾き、サイドスピン、飛び出し角度、横ぶれ角度等の解析要素を得ることができる。
【００５８】
なお、上述した工程においては、ゴルフボール上に表示した大円マーク１８および小円マーク１９が１８０°回転しないように、２つのストロボ照明具３Ｂによるフラッシュの発光間隔（時間）および２つのレーザ発受光部３Ａによる撮影間隔（時間）を定める。これらの発光間隔および撮影間隔は、たとえば、０．９６ｍｓｅｃ〜７．５２ｍｓｅｃが適当である。
【００５９】
そして、撮影された２枚の画像に基づいて、前述したように、それぞれの球面上にある２つのマークの順序を定めるが、誤認が起こる可能性として、１枚の画像内のそれぞれの球面上マーク１８,１９が逆順に認識された場合が考えられる。この場合においても、１８０°以上回転しない前記の設定とすることによって、２回のストロボ発光でマーク８点の内、同一の２点を撮影できなくても、異なる２点のマーク位置からマーク８点の相対的な位置関係を用いて同一の２点の座標値を算出することができる。なお、球面上のマーク１８,１９の個数としては少なくとも８点は必要である。８点より多ければ多いほど撮影された２枚の画像に基づいて、それぞれの球面上にある２つのマークの順序を定める測定精度が向上し、ゴルフボールの挙動を高精度で解析出来るものである。マークの個数は、８点から１２点が望ましい。８点より少ないと、打球後にボールがスライスやフックした場合に撮影された２枚の画像に基づいて、前述したように、それぞれの球面上にあるマークの数が１点しか撮影されない場合が生じ、マークの順序を定めることが困難になり、測定精度が低下すると言った問題点を有している。
【００６０】
本実施の形態においては、図６に示すように、大円マーク１８と小円マーク１９の組み合わせでワンセットのマークになっており、これらワンセットのマークが３セット組み合わさり、更にマーク３セットの左右に単独の大円マーク１８を配置する８点マークに構成することによりサイドスピンや回転軸の傾きが大きくなってもマークの認識が確実に出来るため、ゴルフボールの挙動を高精度で解析出来るものである。
【００６１】
なお、表１は図６,図７に示すボールのマーク８点分の座標および円の径を表示するものである。
【００６２】
【表１】
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【００６３】
次に、ＤＬＴ法による三次元座標位置（３Ｄ−Ｃｏｏ）への変換に基づいて、三次元座標位置（３Ｄ−Ｃｏｏ）とヘッドスピードとにより、ボールスピード、回転数、回転軸傾き、サイドスピン、バックスピン、飛び出し角度、横ぶれ角度等が算出される。ＤＬＴ法により、ボールスピード回転数、回転軸傾き、サイドスピン、飛び出し角度、横ぶれ角度を求め、これにより三次元弾道シミュレーションが行われる（図４：Ｓ１１０）。
【００６４】
ゴルフボールの打撃後の位置、すなわち三次元弾道シミュレーションは、Ｆ＝ｍ・ｄＶ／ｄｔの運動方程式を解くプログラムを用いて計算することによって得られる。
【００６５】
Ｘ軸を飛球方向、Ｚ軸を横ぶれ方向、Ｙ軸を鉛直方向とすると、ある時間ｔにおいてボールに働く力Ｆｘ（ｔ），Ｆｚ（ｔ），Ｆｙ（ｔ）は、下記の（１）式〜（３）式で表される。
Ｆx（ｔ）＝１／２（ＣD（ｔ）（ｃｏｓα・ｃｏｓβ）＋ＣL（ｔ）（ｃｏｓθ・ｓｉｎα・ｃｏｓβ＋ｓｉｎα・ｓｉｎβ））ρＡＶB（ｔ）2・・・（１）
Ｆz（ｔ）＝１／２（ＣD（ｔ）（ｃｏｓα・ｓｉｎβ）＋ＣL（ｔ）（ｃｏｓθ・ｓｉｎα・ｓｉｎβ−ｓｉｎθ・ｓｉｎβ））ρＡＶB（ｔ）2・・・（２）
Ｆy（ｔ）＝１／２（ＣD（ｔ）（ｓｉｎα−ＣL（ｔ）（ｃｏｓθ・ｃｏｓα））ρＡＶB（ｔ）2−ｍｇ・・・（３）
但し、ＶB（ｔ）＝（Ｖx（ｔ）2＋Ｖy（ｔ）2＋Ｖz（ｔ）2）1/2
ＣD：抗力係数
ＣL：揚力係数
ＶB：ボール速度（ｍ／ｓ）
θ：回転軸傾き角（ｄｅｇ）
α：抑角（ｄｅｇ）
β：横ぶれ角（ｄｅｇ）
Ａ：ボール断面積（ｍ2）
ρ：空気密度（ｋｇ／ｍ3）
以上の運動方程式を解くことによって、任意の時間のボールの変位ベクトルと速度ベクトルを計算することができる。
【００６６】
以上の操作により行なわれる三次元弾道シミュレーションの最後は、ゴルフボールが地面に落ちるときである。その時の三次元速度成分（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）とスピン量とにより、最後の処理として、ラン計算が行なわれる（図５：Ｓ１１１）。ラン計算とは、地面でバウンドした後のボールの全移動量の計算を意味する。そして、三次元弾道シミュレーションの結果は、出力手段１５に表示される（図５：Ｓ１１２）。
【００６７】
ゴルフクラブヘッド挙動解析システムおよびゴルフボール弾道解析システムにおいて用いられるＤＬＴ法について詳述すると、以下の通りである。
【００６８】
カメラやビデオカメラで被写体の座標を測定する場合、本来撮像やビデオカメラに平行面内の二次元座標はそのまま求められる。見取図の場合は真上から撮影した映像がそのまま二次元の平面図であり、その映像の必要なポイント座標をそのまま測定すればよいが、真上からの撮影は通常の場合は不可能である。
【００６９】
地上から撮影した映像は斜めから撮影した映像であり、測定したい座標は三次元座標である。映像から三次元座標を算出する場合、通常は２台以上のカメラで被写体を撮影し、計算により三次元座標を算出する。厳密に三次元座標を検出する場合は２台のカメラで被写体を撮影し、計算により三次元座標を算出する。
【００７０】
厳密に三次元座標を検出する場合には、２台のカメラ装置の位置、光軸の方向、レンズの焦点等のカメラ定数から計算する。ただし、このカメラ定数を正確に算出することは撮影現場では不可能に近く、現実的ではない。そのため、三次元座標の算出の方程式の中でカメラ定数に依存する定数が不知であっても座標値を求める方法がＤＬＴ法である。
【００７１】
この方法は、被写体内にある既知の座標値から逆に計算し、カメラ定数を求め、その定数により三次元座標を求めるものである。
【００７２】
（１）実空間座標と撮像面上での座標の関係
図１０に示すように、実空間上の一つの点Ｐの撮像面上の像をＱとする。Ｑの撮像面上での位置は、レンズの中心位置（カメラ位置）、光軸の向きおよびレンズの中心と撮像面との距離（Ｐが十分遠方にあればレンズの焦点距離に等しい）により一義的に定まる。
【００７３】
実空間上に任意の座標軸を設定し、点Ｐおよびレンズの中心Ｏの座標がその座標系に対して、それぞれ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）および（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）であったとする。また、点Ｑを含み、光軸に垂直な面とレンズの中心との距離をＦとする。撮像面上にも任意の座標軸（但し、座標の単位は実空間座標と同じ）をとったとき、Ｐの像Ｑの撮像面上での座標が（Ｕ，Ｖ）であったとする。
【００７４】
点Ｐとその像Ｑとの関係については、下記の（４），（５）式
Ｕ−Ｕ0＝−Ｆ・｛ｍ11（Ｘ−Ｘ0）＋ｍ12（Ｙ−Ｙ0）＋ｍ13（Ｚ−Ｚ0）｝／｛ｍ31（Ｘ−Ｘ0）＋ｍ32（Ｙ−Ｙ0）＋ｍ33（Ｚ−Ｚ0）｝・・・（４）
Ｖ−Ｖ0＝−Ｆ・｛ｍ21（Ｘ−Ｘ0）＋ｍ22（Ｙ−Ｙ0）＋ｍ23（Ｚ−Ｚ0）｝／｛ｍ31（Ｘ−Ｘ0）＋ｍ32（Ｙ−Ｙ0）＋ｍ33（Ｚ−Ｚ0）｝・・・（５）
が得られる。
【００７５】
（４）式および（５）式は実空間座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と座標（Ｕ，Ｖ）の関係を一般的な形で表している。したがって、もし２台のカメラによって同じ点を撮影し、２組の（Ｕ，Ｖ）を実測すれば、（４）式，（５）式に代入して４個のＸ，Ｙ，Ｚに関する方程式が得られる。この４つの方程式のうちの任意の３個を連立方程式として解けば、実空間座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の値が確定する。しかし、そのためには（４）式および（５）式に含まれるカメラ定数である（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０），（Ｕ０，Ｖ０），ｍｉｊおよびＦの値を知ることが必要である。しかしながら、これらの定数の値を実測することは容易ではない。特にｍｉｊを決定する光軸の向きを求めることは極めて困難である。
【００７６】
逆に、これらの定数が予め定められた値になるようにカメラを設定するとしても、実験室内で、しかも極めて特殊な装置を用いない限り困難である。
【００７７】
そこで、ＤＬＴ法ではこれらのカメラ定数を直接求めるのではなく、実空間での座標値が知られている点（コントロールポイント）の像の撮像面上での座標値を実測することにより方程式に表れる定数を決定する方法を採っている。
【００７８】
（２）係数の決定
（４）式、（５）式でカメラ定数を適当にまとめ、Ｕ，ＶおよびＸ，Ｙ，Ｚについて整理すれば、下記の（６）式、（７）式
Ｕ＝（Ａ1Ｘ＋Ａ2Ｙ＋Ａ3Ｚ＋Ａ4）／（Ｃ1Ｘ＋Ｃ2Ｙ＋Ｃ3Ｚ＋１）・・・（６）
Ｖ＝（Ｂ1Ｘ＋Ｂ2Ｙ＋Ｂ3Ｚ＋Ｂ4）／（Ｃ1Ｘ＋Ｃ2Ｙ＋Ｃ3Ｚ＋１）・・・（７）
が得られる。
【００７９】
ここで、Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４およびＣ１〜Ｃ３の１１個の定数はカメラ定数により定まる。そこで、（６）式、（７）式をこれらの１１個の定数について解くと、下記の（８）式、（９）式
Ａ1Ｘ＋Ａ2Ｙ＋Ａ3Ｚ＋Ａ4−Ｃ1ＸＵ−Ｃ2ＹＵ−Ｃ3ＺＵ＝Ｕ・・・（８）
Ｂ1Ｘ＋Ｂ2Ｙ＋Ｂ3Ｚ＋Ｂ4−Ｃ1ＸＶ−Ｃ2ＹＶ−Ｃ3ＺＶ＝Ｖ・・・（９）
が得られる。
【００８０】
これらの２つの式はＡ１からＣ３までの１１個の定数に関する一次方程式となっている。もし、実空間での座標値が既知の６個のコントロールポイントとその像の撮像面での座標の実測値、言い換えれば６組の（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と（Ｕ，Ｖ）が得られれば、これらの式に代入することにより、１２個の方程式が得られる。これらのうちの任意の１１個のＡ１からＣ３までの１１個の未知数に関する連立一次方程式とみなして解けば、Ａ１からＣ３までの定数の値が求まる。
【００８１】
Ａ１からＣ３までの１１個の定数が決まってしまえば実座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の値は撮像面上の座標（Ｕ，Ｖ）はわかっているので求めることができる。
【００８２】
（８）式、（９）式を式Ｘ，Ｙ，Ｚに関する方程式として書き換えると、下記（１０）式、（１１）式
（Ａ1−Ｃ1Ｕ）Ｘ＋（Ａ2−Ｃ2Ｕ）Ｙ＋（Ａ3−Ｃ3Ｕ）Ｚ＝Ｕ−Ａ4・・・（１０）
（Ｂ1−Ｃ1Ｕ）Ｘ＋（Ｂ2−Ｃ2Ｕ）Ｙ＋（Ｂ3−Ｃ3Ｕ）Ｚ＝Ｕ−Ｂ4・・・（１１）
が得られる。
【００８３】
（３）１台のカメラで三次元座標を算出する方法
前述した（８）式、（９）式で測定する座標が同じ平面内に含まれている場合、例えば測定点がＸＹ平面にあると仮定すればＺは定数になり無視できる。（８）式、（９）式でＺ＝０と置けば、
Ａ1Ｘ＋Ａ2Ｙ＋Ａ4−Ｃ1ＸＵ−Ｃ2ＹＵ＝Ｕ・・・（１２）
Ｂ1Ｘ＋Ｂ2Ｙ＋Ｂ4−Ｃ1ＸＶ−Ｃ2ＹＶ＝Ｖ・・・（１３）
が得られる。
【００８４】
これらの２つの式は８個の未知数に関する一次方程式となっている。もし、実空間での座標値が既知の４個のコントロールポイントとその像の撮像面での座標の実測値、言い換えれば４組の（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と（Ｕ，Ｖ）が得られれば、これらの式に代入することにより、８個の方程式が得られる。これらのうちの任意の７個のＡ１からＣ２までの７個の未知数に関する連立一次方程式とみなして解けば、Ａ１からＣ２までの未知数の値が求まる。未知数が求まれば、（８），（９）の式をｘ，ｙについて整理し、
（Ａ1＋Ｃ1Ｕ）Ｘ＋（Ａ2＋Ｃ2Ｕ）Ｙ＝Ｕ−Ａ4・・・（１４）
（Ｂ1＋Ｃ1Ｕ）Ｘ＋（Ｂ2＋Ｃ2Ｕ）Ｙ＝Ｕ−Ｂ4・・・（１５）
が得られる。
【００８５】
これらの式（１４），（１５）でＡ１，Ａ２，Ａ４，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２は係数で既知であり、Ｕ，Ｖも撮像面上の座標で既知であるので、実座標Ｘ，Ｙに関する連立方程式を解けばＸ，Ｙ座標を求めることができる。
【００８６】
次に、ゴルフクラブヘッドのフェイス部にマークを付す手順について説明する。
図１１は、フェイス部１０１にマークが付される前のゴルフクラブヘッド１００を示す図であり、図１２は、フェイス部１０１にマークを付す際に用いられるシート部材を示す図である。図１３には、これらマークを付した各ゴルフクラブヘッドを示す。
【００８７】
上記シート部材の１つの実施形態について説明すると、図１２に示すように、シート部材１０５は、ドライバー用シート１０５Ａ、フェアウェイ用及びユーティリティークラブ併用シート１０５Ｂ、アイアンクラブ用シート１０５Ｃの３種類のシートが、縦Ｌ１：８８ｍｍ×横Ｌ２：１２３．６ｍｍの寸法を有する１枚のシート用台紙に貼着された形態のものである。
【００８８】
ドライバー用シート１０５Ａは、ヘッドの上下方向：Ｌ３が５４．６ｍｍ、ヘッドの左右方向：Ｌ４が８８ｍｍのサイズで、上下方向の中心線上でシート中心から左右に各々約３０ｍｍの位置を円の中心とする左右に約７．５ｍｍの太線の円１１０Ａ、１１０Ｂが配置され、且つ左右方向の中心線上でシート中心から、上下に各々約２０ｍｍの位置を円の中心とする約７．５ｍｍの太線の円１１０Ｃ，１１０Ｄが上下に配置されたシート部材である。なお太線の円は約０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ幅程度が望ましく、更に１．２５ｍｍ幅程度が好ましいものである。
【００８９】
更に、フェアウェイ用及びユーティリティークラブ併用シート１０５Ｂは、ヘッドの上下方向Ｌ５が３８．５ｍｍ、ヘッドの左右方向Ｌ６が６９ｍｍのサイズで、上下方向の上辺及び底辺からそれぞれ約１１．５ｍｍで、且つ左右方向の右辺方向から約１５．５ｍｍ、左辺方向から約１４．８ｍｍの位置を交点とし該交点を円の中心とする約７．５ｍｍの太線の円１１０Ｅ、１１０Ｆ、１１０Ｇ、１１０Ｈが上下左右に４箇所配置されたシート部材である。
【００９０】
底辺から３ｍｍの位置に各ゴルフクラブヘッドのリーディングエッジを合わせるために長さ３０ｍｍの太線１１５Ａを左右中央に入れた。なお太線の幅としては、０．２〜０．６ｍｍ程度がヘッドのスコアラインの太さや、シート部材に表示した寸法線の太さとも区別できるため望ましい。約０．５ｍｍ程度の太さが好ましい。
【００９１】
また、アイアンクラブ用シートは、ヘッドの上下方向が４９．５ｍｍ、ヘッドの左右方向が６９ｍｍのサイズで、上下方向の上辺側から約２５ｍｍを通る直線上及び約８．２ｍｍを通る直線上、底辺側から約９．５ｍｍを通る直線上で、且つ左右方向の右辺方向から約１２．３ｍｍを通る直線上、及び左辺方向から約１１．６ｍｍの位置を通る直線との各々を交点とし、該交点を円の中心とする約７．５ｍｍの太線の円が上下左右に４箇所配置されたシート部材である。
【００９２】
底辺から２ｍｍの位置にリーディングエッジを合わせるために長さ３８ｍｍの太線１１５Ｂを左右中央に入れた。なお太線の幅としては、０．２〜０．６ｍｍ程度（寄り好ましくは０．５ｍｍ程度）がヘッドのスコアラインの太さや、シート部材に表示した寸法線の太さとも区別できるため望ましい。
【００９３】
なお、シート部材は、図１２（Ａ）,（Ｂ）に示す様にドライバー用シート、フェアウェイ用及びユーティリティークラブ併用シート、アイアンクラブ用シートの３種類のシートを１枚のシート部材で構成することも出来るし、図示はしなかったが各々個別のシートとして分割された構成であっても良い。
【００９４】
図１２（Ｂ）に示されるシート部材では、シート部材はシールになっており、ゴルフクラブヘッド１００のフェイス部１０１上に貼り付けて固定することができる。たとえば、ドライバーヘッドのフェイス部にマークを付す場合には、フェイス部１０１の中心ＦＣ（図１１）と、シート部材におけるポイントＣ１（図１２）とを合わせた状態で、シート部材をフェイス部１０１上に貼り付ける。この位置合わせは、ポイントＣ１の上下左右に設けられた目盛り部を見ながら行なわれる。その後、シート部材におけるマーキング材「ＤＲ」が設けられた領域上を擦ることにより、マーキング材がフェイス部１０１上に付着し、フェイス部１０１上にマークが形成される。そして、シート部材はフェイス部１０１から剥がされる。当該シート部材は、その後、フェアウェイウッド「ＦＷ」やアイアン「ＩＲ」のフェイス部にマークを付す際に再度利用可能である。このようにして、簡単な手法で、フェイス部１０１上に所定のマークを付すことができる。
【００９５】
なお、上記シート部材において、マーク１１０Ａ〜１１０Ｌは、中央部が白色で周縁部が黒色の模様を有する。これにより、太陽光などの外乱が入った時にもマークの識別がしやすくなる。結果として、屋外においても正確な計測を行なうことが可能になる。
【００９６】
上述した内容について要約すると、以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係るゴルフクラブヘッド挙動解析装置は、ゴルフクラブヘッド１００を撮影することによってショット時のゴルフクラブヘッド１００の挙動を解析するゴルフクラブヘッド挙動解析装置であって、ショット時のヘッドスピードを検出するヘッドスピード検出器３と、ヘッドスピード検出器３よりもスイング方向における後方側において、ゴルフクラブ１００の通過方向（矢印ＳＷ方向）と交差する方向に少なくとも２箇所でレーザ光６を照射し、各々のレーザ光６がゴルフクラブの通過によって遮断されたことを検出するトリガーセンサと、トリガーセンサの検出結果を入力として、複数のレーザ光６が遮断された速度および順序によりスイング速度およびスイング方向を検出し、ショットが行なわれたか否かを判断するショット判定手段１１Ａと、ショット時のスイング方向の一定の領域において、ゴルフクラブヘッド１００を照明し得る少なくとも２つのストロボ照明具９Ｂと、ショット判定手段１１Ａにより検出されたスイング速度に応じたタイミングで複数のストロボ照明具９Ｂを順次発光させるストロボ発光設定手段１２Ａと、ストロボ照明具９Ｂによって照射されたゴルフクラブヘッド１００を上記領域における複数箇所で視野角の異なる方向から撮影して、撮影画面内に複数個のゴルフクラブヘッド１００の画像を多重撮影する少なくとも２台のカメラ装置９Ａと、カメラ装置９Ａによる撮影をショット判定手段１１Ａにより検出されたスイング速度に応じたタイミングで行なわせるカメラ駆動手段１３Ａと、カメラ装置９Ａにより撮影された複数のゴルフクラブヘッド画像情報を取り込み、ショット時のゴルフクラブヘッド１００の挙動を求めるヘッド挙動演算手段１４Ａと、ヘッド挙動演算手段１４Ａによる演算結果を出力する出力手段１５とを備える。
【００９７】
上記ゴルフクラブヘッド挙動解析装置は、インパクト直後のボール進行方向の一定の領域を照明し得る少なくとも２つの「他のストロボ照明具」としてのストロボ照明具１０Ｂと、ヘッドスピード検出器３により検出されたヘッドスピードに応じたタイミングで複数のストロボ照明具１０Ｂを順次発光させる「他のストロボ発光設定手段」としてのストロボ発光設定手段１２Ｂと、ストロボ照明具１０Ｂによって照射されたゴルフボール５を上記領域における複数箇所で視野角の異なる方向から撮影して、撮影画面内に複数個の打球の画像を多重撮影する少なくとも２台の「他のカメラ装置」としてのカメラ装置１０Ａと、カメラ装置１０Ａによる撮影をヘッドスピード検出器３により検出されたヘッドスピードに応じたタイミングで行なわせる「他のカメラ駆動手段」としてのカメラ駆動手段１３Ｂと、カメラ装置１０Ａにより撮影された複数のゴルフボール画像情報を取り込み、ボール速度および回転に基づく演算により飛球方向および飛距離を含む情報を求める打球状態演算手段１４Ｂとをさらに備える。
【００９８】
ゴルフクラブヘッド１００としては、フェイス部と一定以上の輝度差をもつ、少なくとも３つのマーク（たとえばマーク１１０Ａ〜１１０Ｄ）がフェイス部に付されたものが適用される。そして、ヘッド挙動演算手段１４Ａは、ショット時のフェイス面の角度、打点位置、スイングパスのうち少なくとも１つの情報を求める。また、トリガーセンサ１において用いられるレーザ光６は、ゴルファに近づくにつれて低くなる方向に進行しながらゴルフクラブの通過方向と交差する。
【００９９】
本実施の形態に係るゴルフクラブヘッド挙動解析方法は、ゴルフクラブヘッド１００を撮影することによってショット時のゴルフクラブヘッド１００の挙動を解析するゴルフクラブヘッド挙動解析方法であって、ショット時のヘッドスピードを検出するヘッドスピード検出器３よりもスイング方向における後方側において、ゴルフクラブの通過方向と交差する方向に少なくとも２箇所でレーザ光６を照射するステップ（Ｓ１）と、各々のレーザ光６がゴルフクラブの通過によって遮断されたことを検出し、該検出結果を入力として、複数のレーザ光６が遮断された速度および順序によりスイング速度およびスイング方向を検出し、ショットが行なわれたか否かを判断するステップ（Ｓ２−１）と、ショット時のスイング方向の一定の領域において、ゴルフクラブに含まれるゴルフクラブヘッドを照明し得る少なくとも２つのストロボ照明具を、ショット判定手段１１Ａにより検出されたスイング速度に応じたタイミングで順次発光させるステップ（Ｓ５）と、少なくとも２台のカメラ装置９Ａにより、ショット判定手段１１Ａにより検出されたスイング速度に応じたタイミングで、ストロボ照明具９Ｂによって照射されたゴルフクラブヘッド１００を上記領域における複数箇所で視野角の異なる方向から撮影して、撮影画面内に複数個のゴルフクラブヘッド１００の画像を多重撮影するステップ（Ｓ６）と、カメラ装置９Ａにより撮影された複数のゴルフクラブヘッド画像情報を取り込み、ショット時のゴルフクラブヘッド１００の挙動を求めるステップ（Ｓ７〜Ｓ１０）と、ショット時のゴルフクラブヘッド１００の挙動を出力するステップ（Ｓ１２）とを備える。
【０１００】
本実施の形態によれば、トリガーセンサ１によりショットの有無およびスイング速度を正確に検知してヘッド挙動の解析を開始することができる。そして、ショットの検知からゴルフクラブヘッドの挙動の解析およびその出力までを全自動で行なうことができる。この結果、従来より簡単に、また、より正確にショット時のゴルフクラブヘッド１００の挙動を解析することができる。また、打球状態演算手段１４Ｂにより飛球方向および飛距離などの情報を求めることで、ゴルフクラブヘッド挙動解析システムとゴルフボール弾道解析システムとを連動させて総合的な評価を行なうことが可能になる。
【実施例】
【０１０１】
図１４〜図２１を用いて、ヘッド挙動解析結果の例について説明する。本実施例では、図１４〜図２１の結果は、自動的に表示されるものである。
【０１０２】
実際に、挙動の解析を行なう際は、まず、対象クラブが、ドライバ、フェアウェイウッド、アイアンのいずれであるかを利用者が選択する。そして、たとえばドライバを選択した場合は、複数のドライバの中からどのクラブを用いるかを選択する。当該選択は、入力部から、挙動解析装置に入力される。次に、オプション設定として、発光タイミング「はやい／普通／おそい」などが利用者により選択される。そして、試打が行なわれる。
【０１０３】
図１４は、ストロボ照明具９Ｂによりストロボ撮影されたゴルフクラブヘッド１００の画像の例を示す。図１４に示すように、撮影画像上には、複数のゴルフクラブヘッド１００の画像が現れる。
【０１０４】
図１５は、ゴルフクラブヘッド１００の軌跡を上方からみた状態を示し、図１６は、ゴルフクラブヘッド１００の軌跡を側方からみた状態を示す。これらの画像により、各々のゴルファのスイングパス（インサイドアウト、アウトサイドイン）の傾向が分かる。
【０１０５】
図１７〜図１９は、インパクトの瞬間のゴルフクラブヘッド１００の姿勢を示す。これらの画像により、インパクト時のフェイス角、ブロー角、ライ角、打点位置（トウ−ヒール方向、上下方向）の傾向が分かる。
【０１０６】
図２０は、打点位置の分布を示した図である。図２０では、同じゴルファがクラブＡ〜Ｅの５種類のクラブを用いて複数回打球した場合の打点の分布を示している。このように表示することで、当該ゴルファが各々のクラブでショットした際に、打点位置にどのような傾向が現れるかを一見して把握することができる。また、従来のように感圧紙をフェイス部に貼り付けて打球し打点位置を求める場合、ショットを行なうごとに感圧紙を交換したり、複数の感圧紙を集めて打点位置を集計したりする手間が生じるが、本実施例においては、このような煩雑な作業は不要である。
【０１０７】
図２１は、同じゴルファがクラブＡ〜クラブＥを用いて打球した場合の、スイングパス、フェイス角、ブロー角、ライ角、打点位置の結果を集計して示したものである。図２０のように表示することで、それぞれ特性が異なるクラブＡ〜クラブＥを用いてショットした際に、クラブヘッドの挙動にどのような傾向が現れるかを一見して把握することができる。そして、そのゴルファに適したゴルフクラブが選定しやすくなる。
【０１０８】
なお、上述した解析データを、グラフ形式ではなく表形式で表示することも可能である。この場合、複数打数の平均値だけでなく、各ショットごとの解析データを個別に表示して、ショットごとの数値のばらつきを確認することもできる。
【０１０９】
以上、本発明の実施の形態および実施例について説明したが、今回開示された実施の形態および実施例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の１つの実施の形態に係るゴルフクラブヘッド挙動解析装置を示す平面図である。
【図２】図１に示されるクラブヘッド挙動解析装置をスイング方向からみた状態を示す図である。
【図３】フェイス部にマークが付されたゴルフクラブヘッドを示す図である。
【図４】本発明の１つの実施の形態に係るゴルフクラブ挙動解析方法を説明するフロー図である。
【図５】ゴルフボール弾道解析方法の流れを説明するフロー図である。
【図６】マークを付されたゴルフボールの形態を示す正面図である。
【図７】マークを付されたゴルフボールの形態を示す平面図である。
【図８】ショット直後のマークを付されたゴルフボールの形態を示す図である。
【図９】ショット直後のマークを付されたゴルフボールの形態を示す図である。
【図１０】ＤＬＴ法を説明するための図である。
【図１１】フェイス部にマークが付される前のゴルフクラブヘッドを示す図である。
【図１２】フェイス部にマークを付す際に用いられるシート部材を示す図である。
【図１３】フェイス部にマークが付された各ゴルフクラブヘッドを示す図である。
【図１４】ストロボ撮影されたゴルフクラブヘッドの画像の例を示す図である。
【図１５】ヘッド挙動解析結果の例を示す図（その１）である。
【図１６】ヘッド挙動解析結果の例を示す図（その２）である。
【図１７】ヘッド挙動解析結果の例を示す図（その３）である。
【図１８】ヘッド挙動解析結果の例を示す図（その４）である。
【図１９】ヘッド挙動解析結果の例を示す図（その５）である。
【図２０】ヘッド挙動解析結果の例を示す図（その６）である。
【図２１】ヘッド挙動解析結果の例を示す図（その７）である。
【符号の説明】
【０１１１】
１  トリガーセンサ、１Ａ,３Ａ  レーザ発受光部、２,４  レーザ反射板、３  ヘッドスピード検出器、５  ゴルフボール、６,７  レーザ光、８  ゴルファの足の位置、９,１０  装置本体、９Ａ，１０Ａ  カメラ装置、９Ｂ，１０Ｂ  ストロボ照明具、１１Ａ  ショット判定手段、１１Ｂ  ヘッドスピード検知手段、１２Ａ，１２Ｂ  ストロボ発光設定手段、１３Ａ，１３Ｂ  カメラ駆動手段、１４Ａ，１４Ｂ  ヘッド挙動演算手段、１５  出力手段、１８  大円マーク、１９  小円マーク、１００  ゴルフクラブヘッド、１０１  フェイス部、１０５  シート部材、１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄ，１１０Ｅ，１１０Ｆ，１１０Ｇ，１１０Ｈ，１１０Ｉ，１１０Ｊ，１１０Ｋ，１１０Ｌ  マーク、１０００  機械的構成部、２０００  信号処理系、２０００Ａ  クラブヘッド挙動解析部、２０００Ｂ  ゴルフボール弾道解析部。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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