(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの対象物に光を向けることのできる光源と、
前記光が一次励起波長を含み、
前記光源が第１透過波長を有して前記一次励起波長を透過させる第１フィルタを備え、
第１のカメラと、
第２のカメラと、
前記少なくとも１つの対象物が一次発光波長で発光する少なくとも１個の蛍光マーカーを有し、且つ、少なくとも１つの他の対象物が一次発光波長と異なる二次発光波長で発光する少なくとも１個のマーカーを有することを特徴とする、少なくとも２つの対象物の運動を測定する携帯可能なモニターシステム。
【請求項２】
前記第１及び第２のカメラが、各々少なくとも１つのフィルタを備えることを特徴とする、請求項１に記載のモニターシステム。
【請求項３】
前記一次励起波長が、５８０ｎｍ以下であるとともに、透過率６０パーセント以上を有する第１フィルタを備えることを特徴とする、請求項１に記載のモニターシステム。
【請求項４】
前記励起波長が、４００ｎｍ乃至８００ｎｍであることを特徴とする、請求項１に記載のモニターシステム。
【請求項５】
前記光源が、少なくとも１つのストロボライトを備えることを特徴とする、請求項１に記載のモニターシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つのストロボライトが、発光ダイオードを含むことを特徴とする、請求項５に記載のモニターシステム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの対象物が、ゴルフボールであることを特徴とする、請求項１に記載のモニターシステム。
【請求項８】
前記少なくとも１個の蛍光マーカーが、オレンジ蛍光顔料を含むことを特徴とする、請求項１に記載のモニターシステム。
【請求項９】
中央処理装置、電池電源、またはその組み合わせを更に含み、前記システムの重量が２２．７ｋｇ（５０ポンド）以下であることを特徴とする、請求項１に記載のモニターシステム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの対象物のマーカーが、異なる形状、方位、種類、サイズ、最大光反射波長の少なくとも１つか、またはその任意の組み合わせを有することにより、前記少なくとも他の１つの対象物の蛍光マーカーと異なることを特徴とする、請求項１に記載のモニターシステム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの他の対象物が、ゴルフクラブであることを特徴とする、
請求項１に記載のモニターシステム。
【請求項１２】
少なくとも１個の蛍光マーカーを有した第１の対象物を提供することと、
少なくとも１個のマーカーを有した第２の対象物を提供する段階と、
光フィルタを通して一次励起波長を有する第１の光を前記第１の対象物を含んだ視野へ向けることと、
前記第１の対象物の画像を記録することと、
第１の明るい領域の前記記録された第１の対象物の画像を分析することとを含み、
前記第１の光が、前記少なくとも１個の蛍光マーカーに接触すると共に、波長の異なる第２の光とされてカメラ及びカメラフィルタを含む受光ユニットへ反射されて、該第２の光が、該第1の対象物の画像を含み、
前記視野が、更に、前記第２の対象物を含み、前記第２の光が、更に、前記第２の対象物の画像を含み、
前記第１の明るい領域が、前記少なくとも１個の蛍光マーカーと少なくとも１個のマーカーとに対応し、前記受光ユニットが、少なくとも１つのフィルタと、少なくとも１つのカメラユニットとを備え、前記受光ユニットが、第２のカメラフィルタを備えた第２のカメラとを含み、
前記第２の対象物の画像を記録する段階と、
第１の明るい領域の該記録された第２の対象物の画像を分析する段階とを更に備えることを特徴とする、少なくとも２つの対象物の運動を測定する方法。
【請求項１３】
前記カメラフィルタが、中心周波数５８０ｎｍ乃至６２０ｎｍ及び帯域幅４０ｎｍ以下を有することを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記光フィルタが、カットオフ周波数５８０ｎｍ以下を有すると共に、透過周波数６０パーセント以上を有することを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の光が、中心周波数４００ｎｍ乃至５００ｎｍを有した前記光フィルタを出ていくことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１個のマーカーが、異なる形状、方位、種類、サイズ、最大光反射波長の少なくとも１つか、またはその任意の組合わせを有することにより前記少なくとも１個の蛍光マーカーと異なることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本出願は、２００１年２月１４日に出願され、現在係属中の米国特許出願第０９／７８２，２７８号の一部継続出願であり、斯かる出願は、その全体を参考として本明細書に組み込んである。
【０００２】
本発明は、光波長識別及び蛍光マーカーを用いたモニターシステムに関する。より詳細には、本発明は、ゴルフ用具の運動をモニターするシステム及びその使用方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
ゴルフボール飛行特性及びクラブヘッドスイング特性を測定する装置が公知である。例えば、ゴルフボールまたはゴルフクラブヘッドに少なくとも１つの対照領域を付けて、斯かる対象領域を用いて光学像を生成して性能特性を判定することができる。これらの装置の幾つかは、逆反射テープまたはペイントマーカーを使用する。しかしながら、逆反射テープは、ゴルフボール上に配置されると凸面となってゴルフボールの飛行性能に影響を与える。従って、ゴルフボールの飛行性能に実質的に影響を与えないマーカーを使用してゴルフボールの打ち出しまたは飛行特性を測定するシステムを提供することが望ましい。更に、ペイントまたはインクベースのマーカー及び装置は、明るい直射日光中では効果がないので、十分なマーカーの光学識別ができない。
【０００４】
１振りする間の２つのスポーツ対象物を測定する装置が公知であるが、これらの装置には、屋外機能、携帯性、正確性及び使い易さに関する欠点がある。従って、クラブの動きに関するデータ及びボールの動きに関するデータを捉える、携帯可能で、使い易く、正確で且つ屋外の使用に対応できるモニターシステムが必要とされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明では、従来技術の問題点に鑑みさなれたもので、対象物の飛行特性に影響を与えない蛍光光学マーカーを使用し、また屋外でも正確に対象物の動きを測定できる、ゴルフ用具の性能測定方法及び形態性に優れた同測定装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、蛍光光学マーカーを使用して対象物の飛行特性を測定する方法及び装置に関する。特に、１実施例は、ゴルフボール及び／またはゴルフクラブ等の対象物の飛行特性を蛍光マーカーを用いて測定するモニターシステムを意図する。飛行特性は、斯かる対象物が所定の視野内にある時に収集したデータから得られる。システムは、好適には、光フィルタを備えた少なくとも１つの照明ユニットと、カメラフィルタを備えた少なくとも１つのカメラユニットとを含む。照明ユニットは、光を対象物の方向に向ける。この光は、光フィルタによりフィルタ補正されるか、または狭い波長の光源、例えば発光ダイオードから発生されて、選択した光波長のみを対象物に接触させる。斯かるフィルタ補正した光は、対象物を照らして、対象物上の蛍光マーカーに蛍光を呈するようにさせ、次いで、光源から発光された光よりも長い波長で反射光を発生する。カメラユニットは対象物に向けられる。カメラフィルタは、選択した範囲の波長を除く全ての波長の通過を阻止して、反射光の一部分のみがカメラフィルタを通過してカメラに透過されることとなる。
【０００７】
１実施例では、カメラは約９０，０００画素以上のＣＣＤカメラである。別の実施例では、カメラは約３００，０００画素以上を有する。更に別の好適な実施例では、カメラは約１，０００，０００画素以上を有する。
【０００８】
モニターシステムは、更に、対象物に向けられた第２のカメラユニットを含んでもよい。斯かる第２のカメラユニットもまたカメラフィルタを有する。
【０００９】
別の実施例では、カメラフィルタはバンドパスフィルタ（帯域通過フィルタ）である。バンドパスフィルタの帯域幅は、約６０ｎｍ以下であり、好適には約３０ｎｍ以下であり、更に好適には１５ｎｍ以下であることができる。
【００１０】
本発明に使用する光フィルタは、ローパスフィルタ（低域通過フィルタ）であることが可能である。１実施例では、ローパスカットオフ波長は、カメラのバンドパス波長の中心波長より少なくとも１０ｎｍ短い。別の実施例では、ローパスカットオフ波長は、カメラのバンドパス波長の中心波長より少なくとも２０ｎｍ短い。１実施例では、光フィルタは５８０ｎｍ未満の波長を通過させる。フィルタは、約５０パーセント以上の透過率を有し、好適には約７０パーセント以上の透過率を有することができる。１実施例では、フィルターの透過率は約８５パーセント以上である。
【００１１】
本発明の１実施例では、蛍光マーカーは、最大透過率約６００ｎｍ前後を有したオレンジ蛍光顔料である。更に別の実施例では、モニターシステムは、また、カメラユニットにより生成された画像からデータを作成するコンピュータを含む。これらの画像は、そのカメラフィルタを通して各カメラに到達する反射光によってもたらされる。
【００１２】
本発明は、また、少なくとも１個の蛍光マーカーとモニターシステムとを有した、対象物の組合わせに関する。モニターシステムは、独立した波長照明ユニットと少なくとも１つのカメラユニットとを含む。１実施例では、第１の光は、光フィルタを通して対象物に向かって照明ユニットを出るので、斯かる第１の光の一部分のみが斯かるフィルタを通して対象物へと通過する。
【００１３】
或いは、離散的な波長または狭い光スペクトル、例えば発光ダイオードを発生させる光源を使用してもよい。第１のフィルタ補正した光は、蛍光マーカーを照らして長い波長でカメラユニットの方向に第２の光を発光する。
【００１４】
１実施例では、カメラユニットは、関連付けしたカメラフィルタを含み、斯かるカメラフィルタを通して第２の光が進む。第２の光の一部分のみが、関連付けしたカメラフィルタを通過し、これによりカメラへ透過された第２のフィルタ補正した光を発生させることとなる。
【００１５】
本発明は、また、対象物をモニターする方法に関する。斯かる方法は、少なくとも１個の蛍光マーカーを備えた対象物を提供する段階を含む。斯かる方法は、更に、対象物の方向に第１の光を向け、次いで、光をフィルタ補正することを含む。斯かるフィルタ補正した光は、少なくとも１個の蛍光マーカーで反射されて、少なくとも１つのカメラユニットの方向に第２の光を発生させる。１実施例では、更に、第２の光をフィルタ補正して第２のフィルタ補正した光を発生させて、斯かる第２のフィルタ補正した光をカメラユニットへ透過させる。
【００１６】
本発明の別の実施例によると、発明は、少なくとも２つの対象物と、所定の視野における対象物のデータを測定するモニターシステムとの組合わせである。第１の対象物が、第１の反射スペクトルを有した少なくとも１つの第１のマーカーを含む。１実施例では、第２の対象物が、第１の反射スペクトルと著しく異なる第２の反射スペクトルを有した少なくとも１個の第２のマーカーを含む。モニターシステムは、所定の視野に向けられた少なくとも１台のカメラを含む。各カメラは、更に、切り換え可能なフィルタを含んで、第１の時間にフィルタが第１の中心波長を有し、且つ、第２の時間にフィルタが第２の中心波長を有することができる。
【００１７】
本発明は、また、モニターシステムを使用してクラブの動きに関するデータとボールの動きに関するデータとを計算する方法に関する。斯かる方法は、第１の反射スペクトルを有した少なくとも１つの第１のマーカーを備えたクラブを提供する段階と、少なくとも１個の蛍光マーカーを備えたボールを提供する段階と、所定の視野に光を向ける段階とを含む。１実施例では、斯かる方法は、更に、少なくとも１個の第１のマーカーで光を反射して第１の反射光を発生させる段階と、該第１の反射光を切り換え可能なフィルタを用いて第１の波長でフィルタ補正して第１のフィルタ補正した光を発生させる段階と、該第１のフィルタ補正した光を第１及び第２の時間にカメラへ透過させる段階と、切り換え可能なフィルタを第２の波長に変更する段階と、少なくとも１個の第２のマーカーの光を反射させて第２の反射光を発生させる段階と、切り換え可能なフィルタを第２の波長に設定して該第２の反射光をフィルタ補正して第２のフィルタ補正した光を発生させる段階と、第３及び第４の時間に該第２のフィルタ補正した光をカメラへ透過させる段階とを含む。
【００１８】
本発明は、また、所定の視野内を移動するクラブ及びボールに関するデータを測定するモニターシステムに関する。斯かるシステムは、所定の視野に向けられた、フィルタを備えた少なくとも１台のカメラを含む。各カメラは、所定の視野内で少なくとも２つのクラブ画像を獲得するとともに、所定の視野内で少なくとも２つのボール画像を獲得する。斯かるシステムは、更に、クラブ画像からクラブの動きに関するデータと、ボール画像からボールの動きに関するデータとを判定するコンピュータを含むことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、ゴルフ性能を測定するための携帯可能で且つ正確な方法及び装置に関する。特に、少なくとも１個の蛍光マーカー、カメラ、フィルタ及び中央処理装置を用いて、ゴルフボール及びゴルフクラブ等の対象物の運動特性を測定する。カメラ、照明システム及び対象物上のマーキングにより、不連続な時間間隔で、所定の視野内の対象物の位置及び方位の測定が可能となる。
【００２０】
斯かる装置は、少なくとも１つの照明ユニットと、少なくとも1つのカメラユニットとを含み、斯かる少なくとも１つの照明ユニットは、対象物の方向に光を向けるのに使用されるとともに、少なくとも１つの光フィルタを通してフィルタ補正され、またそうでなければ調整され、選択した光波長のみを対象物に接触させ、斯かる少なくとも１つのカメラユニットは、少なくとも１つのカメラフィルタを備え、対象物に向かうように構成される。光は対象物を照らして、蛍光マーカーがカメラに向かって光を反射させるようにする。カメラフィルタにより、反射光の一部分のみがカメラフィルタを通過して、選択時間にカメラへ透過されることができる。オプションとして、狭いスペクトル光源を使用して照明ユニットのフィルタを不要とすることができる。好適には、狭いスペクトル光源は発光ダイオードを含む。
【００２１】
システムの起動は、対象物の位置または音声に反応可能なトリガーを使用して開始される。トリガー信号に反応して、所定の視野内のゴルフボール及び／またはゴルフクラブの第１の画像が撮られる。カメラの作動は、何回か対象物の写真を撮るのに使用する電子機器のシャッターを切ることとストロボとにより制御される。例えば、カメラ検出素子が、１ｍｓ（１０００マイクロ秒（μｓ））でアクティブである場合は、ストロボを２回焚くことができ、好適には１回はｔ＝０で、もう１回は約ｔ＝８００μｓであって、カメラのＣＣＤ上にマーカーの２つの画像を生成または「焼き付ける」ことができる。カメラシステムは、また、画像データを処理するコンピュータ及びモニターを含み、対象物の打ち出し条件を判定する。或いは、電子シャッターを素早く開閉することができ、且つ、一定であるストロボライトを使用して２つの不連続な時間間隔でマーカーの画像を収集することができる。
【００２２】
【実施例】
１実施例では、トリガーは、カメラを用いた非同期プロトコルを介して通信して起動を制御する。別の実施例では、カメラ及びストロボは、ＩＥＥＥ１３９４バスを使用して制御されて通信する。ＩＥＥＥ１３９４バス等を使用した制御及び通信は、複合ケーブルを無くすのが利点であり、小型で軽量のモニターシステムが可能となる。本システムの１実施例で使用されるトリガーは、音声トリガーである。
【００２３】
音声トリガーを主な例として使用して本発明のシステムを説明するが、位置検出トリガー、例えばレーザーまたは他の装置等の光学トリガーを使用してシステムを起動することもできる。例えば、光線及びセンサーシステムを使用して、ゴルボールまたはクラブが光線中を動くとセンサーが信号をシステムに送るようにすることができる。レーザーを使用する場合は、レーザーをボールが動くとすぐにトリガーが起動するように配置することができる。例えば、レーザーをティーに載せたゴルフボールに向きを合わせるかまたは向けて、ゴルフボールがティーを離れた時かまたはすぐ後に第１の画像を撮ることができる。市販されている適当なレーザーベースの光学トリガーは、ニュージャージー州のキーエンス社（Ｋｅｙｅｎｃｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手可能なＬＶ-Ｈ３２型である。
【００２４】
カメラ
使用されたカメラは、好適には、受光アパーチャ、シャッター及び光感知シリコンパネルを備えた電気光学カメラである。斯かるカメラの１例が米国特許第５，５７５，７１９号で説明されている。市販されている適当なカメラは、ＳｏｎｙＸＣＤ-Ｘ７００（ニュージャージー州パークリッジのソニー・エレクトロニクス社（Ｓｏｎｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｉｎｃ．）から入手可能）及びＤｒａｇｏｎＦｌｙ（ブリティッシュコロンビア州バンクーバーのポイントグレイリサーチ社（Ｐｏｉｎｔ  Ｇｒｅｙ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ）から入手可能）を含むが、それらに限定されるものではない。電荷結合素子（「ＣＣＤ」）カメラが好適であるが、ＴＶタイプのビデオカメラもまた使用可能である。１実施例では、ＣＭＯＳ技術をベースにしたカメラが使用される。説明した如く、カメラはＩＥＥＥ１３９４バス等を介して通信すると共に、ＩＥＥＥ１３９４バス等によりカメラを制御することができる。
【００２５】
１実施例では、カメラは約９０，０００画素以上のデジタル解像度を有する。別の実施例では、カメラは約３００，０００画素以上のデジタル解像度を有し、好適には約１，０００，０００画素以上のデジタル解像度を有する。
【００２６】
１台より多くのカメラを本発明に使用してもよい。デュアルカメラシステムを用いた１実施例では、例えば、カメラは、好適には、外部トリガー機能により非同期であり、且つ、各カメラは約１００，０００画素以上のデジタル解像度を有し、好適には５００，０００画素以上のデジタル解像度を有する。更に、先の段落で記載したデジタル解像度の値を有したカメラを使用するこもできる。
【００２７】
カメラは、ゴルフボールが動いて映される所定の視野に向けられると共に、焦点が合わされる。カメラは1つのゴルフボールだけを映すのに必要な視野より広い視野を有する。従って、１台より多くのカメラを使用する場合は、所定の視野は、カメラの照準線が交わる位置でのカメラの視野である。カメラの照準線間の角度は、約０°乃至約４０°でなければならず、好適には約１０°乃至約３０°である。
【００２８】
本発明で使用された光学シャッターシステムは、カメラ上の光の影響を連続的に制御、即ち、アクティベート及びパッシベートする電子デバイスを有することができる。斯かるシャッターの非限定的な例は、強誘電性液晶シャッターである。好適には、シャッターシステムを開閉するのに必要な時間は、約１００μｓ未満である。
【００２９】
カメラをマイクロプロセッサーとコンピュータとモニターとに電気的に接続することが可能である。
【００３０】
カメラフィルタ
カメラは、フィルタを装着して、所定の視野内で照らされたマーカーと他の対象物とのより大きいコントラストを生み出すことができる。本発明で使用されたフィルタは、好適には、選択領域における光の波長を阻止するのに使用されたバンドパスフィルタである。本発明で使用されたフィルタは、好適には、中心周波数または中心波長約６００ｎｍ前後を有する。使用されたフィルタの帯域幅、フィルタ精度とも呼ばれるが、例えば、２ｎｍ、１０ｎｍ、２０ｎｍ、４０ｎｍによって、約５６０ｎｍ乃至約６４０ｎｍの光の波長がフィルタを通過することができる。
【００３１】
例えば、図１は、ＢＰと表示されたバンドパスフィルタの透過曲線を示す。グラフの水平軸は、ナノメートル（ｎｍ）単位の光の発光波長であり、グラフの垂直軸は、光の総量に占める透過の値の比率（例えば、１００パーセントの透過率は、フィルタによる光の損失と吸収が無いことを意味する）である。最大透過率約６５パーセントは、発光波長約６０５ｎｍ、即ち、表示点ＣＷ、または中心波長で生じる。フィルタの帯域幅は、最大透過率を５０パーセント低減したところで判定される。曲線ＢＰに関して、最大透過率を５０パーセント低減したところは、透過率約３２パーセント、または約５８８ｎｍ、即ち、点ＢＷ１という表示と、約６２２ｎｍ、即ち、点ＢＷ２という表示とで生じる。点ＢＷ１から点ＢＷ２までの最大幅は、約３４ｎｍ、即ち、表示ＢＷである。従って、約５８８ｎｍ未満で且つ約６２２ｎｍを超える全ての光の波長が、バンドパスフィルタにより著しく減衰される。狭い帯域幅は、屋外使用等の明るい光を利用するには好適である。
【００３２】
１実施例では、本発明のシステムに使用されたカメラフィルタは、好適には、カメラの前に取り付けられた、オレンジ干渉フィルタである。適当なフィルタは、ニューハンプシャー州セーレムのアンドヴァー社（Ａｎｄｏｖｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）及びニューヨーク州トナワンダのエドモンド・サイエンティフィク社（Ｅｄｍｕｎｄ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）のフィルタを含む。
【００３３】
別の実施例では、切り換え可能なフィルタが使用される。推奨される切り換え可能なフィルタは、電子式で、且つ、短い期間である色のフィルタから異なる色のフィルタへ切り換える事ができる。１実施例では、切り換え可能なフィルタは、可動部分または振動のない、約５００μｓ未満の応答または調整時間、より好適には約５０μｓ未満の応答時間を有する電子調整可能な、色付き光学フィルタである。別の実施例では、切り換え可能なフィルタは、透過性約６０パーセント以上を有し、好適には透過性約８０パーセント以上を有する。
【００３４】
１実施例では、切り換え可能なフィルタは、三原色を交互に切り換えることができ、例えば、ＲＧＢフィルタは、赤、緑及び青に切り換え可能である。ＶａｒｉｓｐｅｃＶＳ-ＲＧＢ-ＧＰ液晶調整可能フィルタを使用して、約２５０μｓで赤のフィルタと緑のフィルタとを切り換えることができる。Ｖａｒｉｓｐｅｃフィルタと白黒カメラとを使用する場合は、フィルタを任意の適当な方法により取り付けて、カメラレンズとカメラの間にフィルタの位置を定めることができる。
【００３５】
照明ユニット
本発明のシステムで使用された照明ユニットは、デュアルストロボ照明ユニットであることができる。ストロボライトユニットは、少なくとも１つのフラッシュバルブ（ｂｕｌｂ）アセンブリ、即ち、関連回路と、円筒形フラッシュチューブとを含む。好適には、ストロボライトユニットに使用された回路は、米国特許第６，０１１，３５９号に開示された回路と同様であり、斯かる出願の開示全体が参考として本明細書に組み入まれている。１実施例では、デュアルストロボ照明ユニットは、２つのＶｉｖｉｔａｒ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｆｌａｓｈ  Ｍｏｄｅｌ  ２８３ストロボライトを含む。別の実施例では、システムは、ニュージャージー州サドルブルックのユニラックス社（Ｕｎｉｌｕｘ  Ｉｎｃ．）から入手可能なデュアルストロボフラッシュユニット等のデュアルストロボフラッシュユニットを使用する。更に別の実施例では、フラッシュユニットは、ニューヨーク州イーストシラキュースのイルミネーション・テクノロジー社（Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．）から入手可能な、市販の５３８０型等のＬＥＤストロボである。当業者は、本明細書に記載の照明ユニットは、他の光源の使用を限定または制限することなく、本発明に使用する光源の例示であることを理解するであろう。
【００３６】
本発明の１実施例では、ストロボライトは、所定の視野に向けて、直接光に、好適にはフィルタ補正した光に順次マウントされる。照明ユニットから対象物までの距離は、好適には約１５２．４ｃｍ（約６０インチ）以下であり、より好適には約７６．２ｃｍ（約３０インチ）以下である。短い光のバーストが、光学マーカーの伸びを防ぐのに望ましい。１実施例では、1回のバーストの光の継続時間は、約１００μｓ未満であり、好適には約３０μｓ未満であることができる。
【００３７】
或いは、単一バルブを備えたフラッシュユニットと、２つの別個の放電回路とを使用することができる。一旦トリガーがマイクロプロセッサに信号を送ると、ストロボ照明ユニットは連続フラッシュを開始し、約２０００μｓ未満で分離された少なくとも２つの光のバーストを提供する。別の実施例では、斯かる少なくとも２つの光のバーストは、約１０００μｓ未満で分離される。
【００３８】
1回の光のバーストにおけるエネルギーは、約１．５ジュールを超え、より好適には約３．０ジュールを超えることができ、最も好適には６ジュールを超える。
【００３９】
好適には、ストロボライト通信及び制御は、ＩＥＥＥ１３９４バス等により行われる。外部非同期トリガー信号と第１の光バーストの間の遅れ、並びに連続した光バースト間の遅延時間は、制御コンピュータのソフトウェアにより命令されて、起動前に１３９４バスによりストロボへ伝えられる。
【００４０】
照明フィルタ
照明システムに使用されたフィルタは、任意の適当な方法により照明ユニットの前に取り付けられて第１のフィルタ補正した光を創出する。励起波長は、マーカーの発光波長と異なるのが好適である。当業者は、このことを達成する幾つかの方法があることを簡単に理解するであろうが、１例は、カメラフィルタの中心波長未満のカットオフ波長を有するように選んだ照明フィルタを使用することである。これにより、発光波長と励起波長との決定的なコントラストが可能となり、従って、発光した光、即ち、マーカーのみがカメラにより映されることになる。励起光、即ち、ストロボの光は、波長がフィルタの通過基準を満たさないのでカメラフィルタを通過することができない。
【００４１】
１実施例では、照明フィルタは、マーカーの発光波長の下端より少なくとも約１０ｎｍ短いカットオフ波長を有したローパスフィルタである。例えば、先に図１に関して記載した如く、ローパスフィルタは、点ＢＷ１より約１０ｎｍは短いカットオフ波長を有する。特に、カメラに使用されたバンドパスフィルタが、中心発光波長約６０５ｎｍ及び帯域幅約３４ｎｍを有する場合、照明システムに使用されたローパスフィルタは、カットオフ波長約５８０ｎｍ以下を有しなければならない（図１）。励起波長曲線及び発光波長曲線がそれぞれの曲線の中心波長の近隣で交わらなければ任意のカットオフ波長が許容される。
【００４２】
励起波長は、好適には、約４５０ｎｍ前後の中心周波数または中心波長で最大透過率を有する。本発明の照明フィルタは、好適には、透過率約５０パーセント以上を有し、より好適には約７０パーセント以上を有する。１実施例では、フィルタ透過率は約８５パーセント以上である。
【００４３】
図２は、本発明の照明フィルタの実例の透過率曲線、即ち、表示ＬＦを示す。グラフの水平軸は、ナノメートル（ｎｍ）単位の光の励起波長であり、グラフの垂直軸は、透過率の値、または発光した励起光の光の総量に占める比率である。照明フィルタ曲線ＬＦは、点Ｃ１で励起波長約４６０ｎｍをもって生じる高透過率約７９パーセントを示す。比較の緑のフィルタの透過率曲線、表示ＧＦは、比較のためだけに含まれる。この曲線は、発光波長曲線と高い率で重なるために、発光波長範囲（約５００ｎｍ）におけるより高い透過率（点Ｃ２で生じる）が、画像のコントラストにいかにマイナスの影響を与えるかを示す。
【００４４】
マーカー
蛍光マーカーは、顔料または染料を含み、斯かる顔料または染料は、別のエネルギーの形態を吸収すると電磁放射を放つが、エネルギーの入力が停止すると直ちに放射を発するのを止める。例えば、本発明に使用可能な蛍光マーカーは、照明ユニットから励起エネルギーを得ることができるが、照明ユニットが機能しなくなり次第、蛍光を発するのを止める。この特徴は本発明において有益である。例えば、この現象により、デュアルストロボが、微小のぶれのある１コマの画像フレーム上の２つの別個のグループのマーカーを捉えることを可能にし、斯かるぶれはゆっくりとした蛍光の退色から生じるものであろう。
【００４５】
蛍光マーカーは、スペクトル発光テストにより識別される。スペクトル発光テストは、例えば、ＭａｃＢｅｔｈ  Ｃｏｌｏｒ-Ｅｙｅ  ７０００Ａを使用して、鏡面反射成分を含まず、且つ、ＵＶを含んだモードで実施することが可能である。蛍光マーカーは、可視スペクトル内で１００を超える反射率の値を有するのが典型的である。
【００４６】
蛍光マーカーが本発明に使用される時、マーカーは、好適には、オレンジ蛍光顔料から作られるが、他の顔料を使用することもできる。オレンジ蛍光顔料は、様々な原料、例えば、オハイオ州クリーブランドのデイグロ社（Ｄａｙｇｌｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、ペンシルベニア州イーストンのビニー・アンド・スミス社（Ｂｉｎｎｅｙ  ＆  Ｓｍｉｔｈ）（ＬＩＱＵＩＴＥＸ（登録商標））、及び日本国の株式会社呉竹精昇堂により製造された材料から作製することが可能である。
【００４７】
図３は、２つのオレンジ蛍光顔料の反射曲線を示す。図３は、表示Ｄのデイグロ顔料の反射曲線と、表示Ｋのクレタケ（呉竹）顔料の反射曲線とを有する。グラフの水平軸はナノメートル（ｎｍ）単位の波長であり、グラフの垂直軸は任意の波長の反射する光の比率を示す反射率である。反射率は、任意のマーカーで反射する光の量である。クレタケ顔料（曲線Ｋ）に関して、最高反射率または一次反射率約２００パーセントは、波長約６００ｎｍの点Ｃ３で生じる。デイグロ顔料（曲線Ｄ）に関して、最高反射率または一次反射率約１６０パーセントは、波長約６００ｎｍの点Ｃ４で生じる。従って、クレタケ顔料は、デイグロ顔料よりも良好な反射率を有するが、いずれも本発明のシステムに使用することが可能である。曲線Ｋ及びＤは、約５６０ｎｍ乃至約６４０ｎｍの範囲を超える最大反射率を有すると共に、一次波長約６００ｎｍを中心とする。
【００４８】
マーカーを、当業者に公知の任意の適当な方法、例えば、パッド印刷、フォイル転写、マーキングペン及びスプレー塗装を使用して、ゴルフボールまたはゴルフクラブに塗布することができる。
【００４９】
ゴルフクラブとゴルフボールとを同時にモニターする場合、クラブとボール用のマーカーはお互いに識別可能であることが望ましい。異なるサイズ、形状、方位、最高光反射波長またはそれらの任意の組み合わせのマーカーを使用することにより、このことを達成することができる。更に、異なるタイプのマーカーをクラブとボールとに用いることができる。例えば、クラブは蛍光マーカーを用いてマークすることができ、ボールは逆反射マーカーを用いてマークすることができる。別の実施例は、ボール上に円形の拡散反射マーカーを使用し、クラブ上に三角形の蛍光マーカーを使用するようにする。
【００５０】
１実施例では、クラブのマーカーは第１の反射スペクトルを有し、ボールのマーカーは第２の反射スペクトルを有する。別の実施例では、斯かる第１の反射スペクトルは第１の一次応答波長を有し、斯かる第２の反射スペクトルは第２の一次応答波長を有する。別の実施例では、第１及び第２の一次応答波長は約５０ｎｍ以上毎で区切られる。更に別の実施例では、第１及び第２の一次応答波長は約１００ｎｍ以上毎で区切られる。１実施例では、第１の一次応答波長は５００ｎｍ以上で、且つ、第２の一次応答波長は約６００ｎｍ以上である。
【００５１】
少なくとも１個のマーカーをゴルフ用具上に用いるべきであるが、少なくとも２個のマーカーを用いるのが好適である。概ね、マーカーは、所定の視野内のゴルフボールまたはクラブからの光を画像を捉えるのに使用されるカメラへ反射し返すように、配置されなればならない。１実施例では、６個以上のマーカーがゴルフボール上に用いられ、３個以上のマーカーがゴルフクラブ上に用いられる。
【００５２】
ゴルフボールまたはクラブ上のマーカーの配置は、当業者に公知の方法により変更することができる。図４に示された非限定の例は、６個の反射マーカー、即ち、６０ａ乃至ｆを有したゴルフボール６０を含む。マーカー６０ｆはボールの中心に位置決めされ、且つ、マーカー６０ａ乃至ｅはその周りに配置される。非中心のマーカー６０ａ乃至ｅ間の角度をβと呼ぶ。角度βは約１０°乃至４０°であるのが推奨される。最も好適には、角度βは約３０°である。６個のマーカーが示されているが、或いは、単線または最小２個または最大１１個のマーカーが用いられる。図５に示された別の非限定例は、クラブヘッド７４、ホーゼル７６及びシャフト７８を備えたゴルフクラブ７２を含む。３個の反射マーカー、即ち、７２ａ乃至ｃがクラブ上の指定位置に配置される。７２ａはクラブヘッド７４のトウに配置され、７２ｂはホーゼル７６の自由端上に配置され、７２ｃはシャフト７８上に配置される。或いは、２個のマーカーをトウに、且つ、１個をホーゼルに配置することができ、または１個のマーカーをトウに配置し、且つ、２個のマーカーをホーゼルに配置することができる。マーカーが光をカメラシステムへ反射し返すのであれば、ゴルフボールまたはゴルフクラブ上の任意のマーカーの配置が許容される。
【００５３】
図５に示す如く、マーカー６０ａ乃至ｆ及び７２ａ乃至ｃは、丸みをつけるかまたは円形にすることができる。円形のマーカーを使用する場合、マーカーの直径は、約０．１２７ｃｍ（約０．０５インチ）乃至約０．６３５ｃｍ（約０．２５インチ）であり、より好適には約０．２５４ｃｍ（約０．１インチ）乃至約０．５０８ｃｍ（約０．２インチ）であり、最も好適には約０．４５７２ｃｍ（約０．１８インチ）である。しかしながら、本発明のマーカーは、円形の形状、特定のサイズまたは例に示される直径に限定されるものではない。
【００５４】
モニター
本システムに使用されるモニターは、屋外で見ることができる電子文字またはグラフィカルディスプレイであることができる。１実施例では、モニターディスプレイは、少なくとも１ｍ２当たり約５００カンデラ（ニト）の輝度を有する。ディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイであってもよい。ＬＣＤを使用する実施例では、ＬＣＤは、好適には、スーパーツイストネマチック（ＳＴＮ）または薄いフィルムトランジスタ（ＴＦＴ）技術を利用する。
【００５５】
１実施例では、タッチスクリーンを使用して、明るいＬＣＤパネルを重ねる。タッチスクリーンシステムの操作は、容量性、抵抗性または光学技術に基づく。本実施例では、オペレータはタッチスクリーンを使用して収集された運動データを表示、記憶または送信するか、または運動データを収集する前後にシステムパラメータを調整することができる。
【００５６】
システム
好適には、本発明のシステムは重量約２２．７ｋｇ（約５０ポンド）未満で、より好適には重量約１１．３５ｋｇ（約２５ポンド）未満である。更に、好適には、システムの物理ボリュームは約２立方フィート未満である。全システム１０（即ち、カメラ、フィルタ、照明ユニット、中央処理装置及びディスプレイ）は、ハンドル１０ａ（図６に図示）で運ぶことができる単一ハウジングに収容することが可能である。
【００５７】
システム、即ち、携帯可能なデュアルカメラモニタリングシステムの１つの適当な配置が図７に示される。本明細書で簡単に説明され、且つ、同時係属中である米国特許出願第０９／７８２，２７８号で全体が詳しく述べられた、他のシステムの配置は、デュアルカメラシステムと、シングルカメラシステムと、ゴルフボールとゴルフクラブの双方を同時にモニターするシステムとを含む。他のシステムの配置例は、米国特許第６，２４１，６２２号で説明され、斯かる特許の開示はその全体が本明細書に組み込まれている。
【００５８】
モニタリングシステム１０は、照明ボックス４０及びカメラユニット３６、３８を含む。本実施例では、照明ボックス４０は、中心に配置されたトリガー４１と、デュアルストロボ照明ユニット４２とを収容する。他のシステムの配置では、トリガーは照明ユニットから独立することができる。フィルタ４４は、デュアルストロボ照明システム４２の前に配置される。カメラ３６、３８は、所定の視野、例えばゴルフボール６０に向きが合わされる。カメラフィルタ５０ａ、５０ｂは、カメラ３６、３８の前に配置される。
【００５９】
シングルカメラシステムはシステム１０と同様であるが、斯かるシステムは、シングルカメラユニットと、シングルフィルタと、照明ボックスに収容された隣接トリガーと、光源とを含む。
【００６０】
ボールカメラ及びクラブカメラシステムにより、ゴルフクラブとゴルフボールを同時にモニターすることが可能となる。
【００６１】
斯かるシステムはシステム１０と同様であるが、該システムはまた、クラブモニターと、ボールモニターと、マイクロプロセッサと、コンピュータとモニターとを含むこともできる。クラブモニターは、第１のクラブカメラと、隔置された第２のクラブカメラと、照明ボックスとを含む。クラブフィルタは各クラブカメラの前に配置される。クラブモニターは、更に、ストロボライトユニットと照明ボックス内のトリガーとを含む。ボールモニターはクラブモニターと同様であると共に、第１のボールカメラと、隔置された第２のボールカメラと、照明ボックスとを含む。ボールモニターは、更に、照明ボックス内にストロボライトユニットを含み、且つ、ボールフィルタが各ボールカメラの前に配置される。
【００６２】
この配置では、クラブフィルタは、好適には、ボールフィルタとは異なる色である。例えば、クラブフィルタが赤で、且つ、ボールフィルタが緑であることができる。斯かるクラブフィルタにより、クラブカメラが、赤の波長で、マーカーから反射されたストロボフラッシュを見ることができ、且つ、斯かるボールフィルタにより、ボールカメラが、緑の波長で、マーカーから反射されたストロボフラッシュを見ることができる。
【００６３】
本システムの別の配置は、米国特許出願第０９／７８２、２７８号に詳しく述べられているが、４つのコンデンサを備えたストロボ照明ユニットと、少なくとも１つのカメラユニットとを含み、斯かるカメラユニットは、好適には、先に説明した如く、カメラの前に配置された切り換え可能なフィルタを備えた白黒ＣＣＤカメラである。この配置は、少なくとも１つのクラブモーションセンサーを含み、斯かるセンサーの数はカメラの数に対応する。センサーは、好適には、トリトロニクス社（Ｔｒｉｔｒｏｎｉｃｓ）により製造された光電センサーであると共に、好適には、米国特許出願第０９／７８２，２７８号に記載された反射マウントに使用される。
【００６４】
較正及び操作
本システムの概括的な較正及び操作が図８のステップＳ１０１乃至Ｓ１１６に示される。第１のステップ（ステップＳ１０１）で、システムは起動して、システムが初めて使用されるのか否かを判定する。デフォルト設定では、システムは、初めて起動された時の最後の較正を使用する。従って、システムを作動させる度に、及び／または電源を入れる度に較正しなければならない。
【００６５】
システムを起動させた後、較正が始まり、システムにより使用される座標系が定義される（ステップＳ１０２）。較正ステップの詳細は、米国特許第６，２４１，６２２号に開示される。例えば、シングルカメラシステムをドット間の距離の計算により較正することができる。
【００６６】
図７に示す如く、オプションのテレスコープ型距離キャリブレータ６４、６６をシステム１０に使用することもできる。テレスコープ型部材は、モニターされる対象物から適当な距離をとったところで、モニタリングシステム１０を較正するのに使用される。距離キャリブレータ６４、６６は、従来のラジオアンテナ等の伸張可能部材である。
【００６７】
システムが較正された後、操作パラメータ、即ち、テストされるゴルファーにより左利きまたは右利きの方位が定義される（ステップＳ１０３）。左利き方位は、左利きゴルファーに使用される１セットの座標系を必要とし、右利きシステムは別のセットの座標系を必要とする。ステップＳ１０３は、システムをテストモードまたはデモンストレーションモードのいずれかに設定することも含む。テストモードが選択された場合は、システムはテストデータを保存する。デモンストレーションモードでは、システムはデータを保存しない。テストの場所及びゴルファーに固有の追加データは、ステップＳ１０３中に入力される。オペレータは、オプションで、ゴルフボールの飛距離、回転及び総距離を計算するのに使用する周囲条件、例えば、温度、湿度、風速及び風向、標高及び芝生の種類のデータを入力することができる。オペレータは、また、オプションで、ゴルファーの個人データ、例えば、名前、年令、ハンディキャップ、性別、ゴルフボールのタイプ及び使用されるゴルフクラブ（種類、クラブへッド、シャフト）を入力することもできる。
【００６８】
このデータが入力されると、システムはデータ収集またはデモンストレーション可能な状態になっている（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０５乃至Ｓ１０７は、モニターに対するゴルフボール及び／またはゴルフクラブの位置を判定する、システムコンピュータに記憶された幾つかのアルゴリズムの使用を含む。コンピュータが画像からのゴルフボールまたはクラブの位置を判定した後、システム（及びコンピュータアルゴリズム）は、打ち出し条件を判定する。これらの判定は、ステップＳ１０５、Ｓ１０６及びＳ１０７に対応するものであるが、画像中の明るい領域の位置を特定して、どの明るい領域がゴルフボール上のマーカーに対応するかを判定し、次いで、この情報を用いて画像からゴルフボールの位置を判定して、それぞれ打ち出し条件を計算する。
【００６９】
システムの使用は、図７のデュアルカメラシステムを用いて説明することができるが、一般概念は、システムの他の変形、例えばシングルカメラシステム、ボール及びクラブモニタリングシステム、または狭いスペクトル光源を使用するシステムを使用する場合と同様である。トリガー４１は、画像を捉えるためのデュアルストロボ照明ユニット４２及びカメラ３６、３８の起動を制御するために通信する。デュアルストロボ照明ユニット４２は、連続フラッシュを発し、光Ｌがフィルタ４４を介して誘導されて、約４５０ｎｍ前後の中心波長を有した第１のフィルタ補正した光ＦＬを創出する。フィルタ補正した光ＦＬは、ゴルフボール６０に向けられて、図４に記載のマーカー６０ａ乃至ｆから、反射光ＲＬ１及びＲＬ２として反射し返されることが可能である。ＲＬ１及びＲＬ２は、それぞれカメラフィルタ５０ａ、５０ｂを通過して、ＲＬ１及びＲＬ２の一部分のみが、それぞれカメラフィルタ補正した光ＦＬ１及びＦＬ２として透過される。ＦＬ１及びＦＬ２は、好適には、光の中心波長約５６０ｎｍ乃至約６４０ｎｍを有する。ＦＬ１及びＦＬ２は、好適には、光がそれぞれカメラ３６、３８へ通って、図９に示す如く、１コマの画像フレームに１及び２の位置で２つのボールの画像を生成する。
【００７０】
図９の３次元で所定の直線視野（仮想線で図示）において、図４により記載する如くマークを付けたゴルフボール６０が示され、斯かるゴルフボールは、打たれた後に２つの位置（１及び２）で２つの別個の点で時間内に映された。カメラフィルタ補正した光ＦＬ１、ＦＬ２は各々、位置１でボール６０の画像を生成する。ストロボライト４２は脈動して、短い間隔、好適には約８００μｓが経過すると、フィルタリングシーケンスが繰り返されて、第２のボール画像６０を位置２で生成する。
【００７１】
ステップＳ１０５で、システムは、画像中の明るい領域の位置を特定することにより、カメラのシリコンパネルにより記録された画像を分析する。図１０乃至１１は、カメラ３６、３８双方のピクセルマップのグラフィカル表示である。画像中の明るい領域、例えば、６０ａ’乃至ｆ’は、マーカーでＲＬ１及びＲＬ２として反射するストロボ照明ユニットからの第１のフィルタ補正した光（ＦＬ）に対応し、カメラフィルタ５０ａ、５０ｂを通過して、ＦＬ１及びＦＬ２となる。
【００７２】
ボールカメラ及びクラブカメラ配置に特有なのは、ステップＳ１０４であるが、第１のスイングセンサーを含むことであって、斯かる第１のスイングセンサーは、クラブのバックスイング中に、マイクロプロセッサに信号を送ってボールカメラを「アーム（ａｒｍ）」するようにコンピュータに命じるので、カメラは信号が送られたらシャッターを切れる状態となる。ボールカメラの「アーミング（ａｒｍｉｎｇ）」は、起動すべきＣＣＤカメラ内のパネルをクリアして準備することである。画像の撮影前のボールカメラのアーミングは使用された特定のカメラのために行われる。パネルをより早くクリアして準備する他のカメラが使用される場合は、このステップ及び追加センサーは必要ないであろう。信号はマイクロプロセッサにも送信されて、斯かるマイクロプロセッサは第２のスイングセンサーからの信号を受け取れる状態となる。
【００７３】
ボールカメラが「アームド（ａｒｍｅｄ）」にされた後、第２のセンサーにより、クラブモニターがクラブのダウンスイング時にクラブの方向にストロボを２回焚いて光を発生させる。斯かる光は、図１４に示す如く、Ａ及びＢの位置で、クラブのマーカー７２ａ乃至ｃで反射する。反射光はクラブフィルタを通過して、次いで、露出しているカメラの感覚グリッドパネルへ透過される。クラブモニターは、感覚グリッドパネルの同露出中にストロボを焚いて、フィルタ補正した光が、１コマのフレーム内のＡ及びＢの位置でのクラブヘッド、及びティー上のボールの２つの画像を生成する。
【００７４】
クラブカメラのピクセルマップのグラフィカル表示が図１２乃至１３に示される。システムは、クラブのマーカー７２ａ’乃至ｃ’を表示する６個の明るい領域を見つけなければならない。
【００７５】
ボール及びクラブのマーカーは、好適には、上記した如く配置され、図４乃至５に示される。使用されたボール及びクラブのマーカーは、ボール及びクラブフィルタに対応しなければならない（例えば、緑のボールフィルタ及び赤のクラブフィルタが使用される場合、緑のボールマーカー及び赤のクラブマーカーをそれぞれ使用することができる）。先に説明した如く、ボール及びクラブのマーカーは異なり、例えば、ボールマーカーは蛍光マーカーであることができ、クラブマーカーは逆反射マーカーであることができる。
【００７６】
上記で簡単に概説すると共に、２台のカメラ３６、３８を使用して本明細書で説明した切り換え可能なフィルタを使用するシステムについて、ステップＳ１０４は、クラブ７２がプレーヤのバックスイングにより移動する時の第１のクラブモーションセンサーの操作から始まる。斯かるセンサーは、信号をマイクロプロセッサに送信してコンピュータ７０に場面をステレオビューイングするカメラ３６、３８のシャッターを開けるように命令する。信号はマイクロプロセッサにも送られて、第２のクラブモーションセンサーからの信号に対する準備をする。
【００７７】
ダウンスイング時に、第２のクラブモーションセンサーからのビームが中断されてストロボの光が２回閃く。ストロボ照明ユニット４２からの光フラッシュの各々により、コンデンサからの電気エネルギーが消耗され、特に、ダウンスイングが４つのうちの２つのコンデンサの電気エネルギーを消耗する。クラブマーカー７２ａ乃至ｃで反射した光は、切り換え可能なフィルタにより対応するフィルタモード（例えば、赤の逆反射クラブマーカーと赤のフィルタ）でフィルタ補正される。トリガー４１、即ち、マイクロフォンは、ゴルフクラブ７２とゴルフボール６０との衝突音を感知して、信号をマイクロプロセッサへ提供して、第１のフィルタから第２のフィルタへ切り変える、即ち、赤から緑へ、または「入」から「切」へ変換する。
【００７８】
フィルタが切り換えられた後、次いで２つの残留コンデンサに蓄えられた電気エネルギーからのストロボライトにより連続して２回フラッシュ光が焚かれる。最後の２回のストロボフラッシュの光は、ゴルフボール６０上の反射マーカー６０ａ乃至ｆで反射して、第２のフィルタによりフィルタ補正され、次いで、カメラ３６、３８へ透過される。第２のフィルタを使用することで、クラブマーカー７２ａ乃至ｃを、それらも視野内に含まれているのであるが、画像からフィルタ補正することができる。システム１０に関してこれまでに説明した如く、このシステムの配置は、クラブ７２及びボール６０の双方の２つの画像を捉える。
【００７９】
システムは、次いで、ステップＳ１０６でどの明るい領域がマーカーに対応するのかを判定する。この分析は、幾つかの方法によりできるのであるが、米国特許第６，２４１，６２２号で詳細に説明される。
【００８０】
ドットの正確な数が画像中で分かった場合は、システムはステップＳ１０７へ進んで、画像中のドットから第１及び第２の画像中のゴルフボール及び／またはクラブの位置及び方位を判定する。しかしながら、画像中で見つかったドットまたは明るい領域が、予想を超えるかまたは予想より少ない場合は、ステップＳ１０８によりオペレータが手動で画像をフィルタ補正することができる。見つかった明るい領域が少なすぎる場合は、オペレータは画像輝度を調節することができ、明るい領域が多すぎて存在する場合は、オペレータはそれらを削除することができる。幾つかの例では、画像中の明るい領域は、ゴルフボールの他の部分またはゴルフクラブヘッドでの反射である場合がある。輝度を十分に調節できない場合、または外部の明るい部分を除去することができない場合は、システムはオペレータをステップＳ１０４へ戻して、ゴルファーに別のゴルフボールを打ってもらう。しかしながら、斯かる領域の手動編集がうまく行った場合は、システムはステップＳ１０７へ進む。
【００８１】
ステップＳ１０７で、システムはステップＳ１０６でのマーカーの識別を用いて画像中のマーカーの各々の中心位置を判定する。マーカーの各々の中心位置が分かれば、システムはゴルフクラブの速度、ロフト角、迎え角、経路角、フェース角、ドループ角、ロフトスピン、フェーススピン、ドループスピン及び打撃位置を計算することができる。更に、システムは、ボール速度、打ち出し角度、バックスピン、サイド角、サイドスピン、ライフリングスピン、キャリー距離、方向、キャリー及び転がり距離を計算することができる。画像の分析に関する詳細な説明は米国出願第０９／７８２，２７８号にある。
【００８２】
スピン率、速度、及び方向が計算された後、システムはこの情報、並びに周囲条件及びステップＳ１０３で入力されたゴルフボールの情報を用いてショット中のゴルフボールの弾道を計算する（ステップＳ１０９）。システムは、どこにゴルフボールが着地またはキャリーするか、どれ位転がるかを概算してショットの総距離を出す。システムは３次元で較正されているので、斯かるシステムは、また、米国特許第６，２４１，６２２号で説明する如く、ゴルフボールがスライスまたはフックしたか否か、及びどれ位ボールがラインをはずれているかを計算することもできる。
【００８３】
次いで、この情報（即ち、ゴルファーの打ち出し条件）は、ステップＳ１１０で数値及び／またはグラフィカル形式でゴルファーに提示される。ステップＳ１１１で、異なるゴルフボールを（例えば、スリーピースボールと比較してツーピースボールを）仮想的に使用しない場合は、打ち出し条件を修正して同様の情報を計算することができる。打ち出し条件のいずれか（例えば、ゴルフボール速度、スピン率、及び打ち出し角度）における変形が結果に与える影響を判定することも可能である。
【００８４】
ステップＳ１１２は、システムをステップＳ１０４に戻すことにより、ゴルファーにもっと多くのショットを撮ることができる選択肢を提供する。例えば、システムがテストモードであり、且つ、ゴルファーが様々なショットを打つ場合は、ステップＳ１１３は、セッション中に蓄積された全ショットのデータの平均値を計算することができる。ステップＳ１１４は、ゴルファーの固有能力にとって理想的な打ち出し条件を提供し、それにより、ゴルファーが変更を加えて距離を最大にすることが可能となる。セッションの完了後、ステップＳ１１５で、ゴルファーは新しいゴルフクラブを用いた新たなテストを開始する、またはステップＳ１１６でセッションを終了させることができる。
【００８５】
このように、本発明のシステムを使用して２つの衝突する対象物の運動を判定することが可能であり、そこで測定された運動データをデータベースにコンパイルすることができ、斯かるデータベースは、インターネットまたは従来の方法で接続されたコンピュータのインターネットネットワークを介して、広いユーザーグループがアクセスすることができる。本発明は、また、本システムにより収集したオンコース運動データを提供するコンピュータに関する。このデータをコンピュータに書き込んでインターネットまたはインターネットコンピュータネットワークを介して送信することができる。このデータに、例えば、コンピュータが処理する手数料を課してもよい。斯かるデータは、また、用具の購入または特定のゴルファーへ推奨するために、ゴルフプロショップからクラブまたはボール製造者に送信することもできる。
【００８６】
上記の発明は、ある好適な実施例に関連して記載されているが、本発明の範囲はこれらの実施例のみに限定されるものではないことに留意しなければならない。当業者は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく本明細書に記載の実施例の多数の変形態様に気付くであろう。例えば、システムは、バッテリーで操作してもかまわないし、または３台以上のカメラを含んでもよい。更に、オペレーティングシステムは、組み込み型コンピュータであってもよく、またはプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）を用いて制御してもよい。異なるマーカーまたは塗料、並びにより狭い光範囲を有したレーザーダイオードを使用してフィルタの使用を避けることができる。本発明は、また、無線周波数または赤外周波数をベースにしたリモート機能を含むこともできる。更に、１実施例の特徴を別の実施例の特徴と組み合わせることが可能である。当業者は、他の好適な実施例の変形態様が発見できるであろうが、それは本発明の趣旨内であり、その範囲は上記の請求項により画定される。
【００８７】
【発明の効果】
本発明は以上説明したような形態で実施され、次のような効果を有する。
【００８８】
本発明によれば、一次発光波長を有した光源と、一次透過波長を有したフィルタを備えた受光器とを含む、少なくとも１つ以上の対象物の運動を測定するカメラを内蔵した携帯可能なモニターシステムを用いて、一次反射波長を有した少なくとも１個の蛍光マーカーを有する対象物を測定することにより、屋外でも正確にゴルフ用具の動きに関するデータを得ることができる。
【００８９】
前記光源がストロボライトを備えることにより、２つの不連続な時間間隔でマーカーの画像を収集することができる。
【００９０】
また、狭いスペクトル光源として、発光ダイオードを用いることにより、照明ユニットのフィルタを不要とすることができる。
【００９１】
一方で、前記カメラが、中心波長約６００ｎｍ及び帯域幅４０ｎｍ以下のバンドパスフィルタを備えることにより、約５８０ｎｍ乃至約６２０ｎｍの波長の狭い帯域幅の光が透過される。従って、屋外などの明るい光の中で使用するのに適している。
【００９２】
また、前記カメラのバンドパスフィルタに対応するために、前記光源が、カットオフ波長約５８０ｎｍ以下、透過率約６０％以上を有するローパスフィルタを備える必要がある。
【００９３】
更に、前記モニターシステムに対応するためには、前記蛍光マーカーはオレンジ蛍光顔料を含み、約５６０ｎｍ乃至約６４０ｎｍの範囲を超える最大反射率を有すると共に、一次波長約６００ｎｍを中心とすることが望ましい。
【００９４】
異なる形状、方位、種類、サイズ、最大反射波長の少なくとも１つか、またはその任意の組合せを有する複数のマーカーを用意することにより、ゴルフボールとゴルフクラブなどの、複数の対象を同時にモニターすることが可能である。
【００９５】
前記モニターシステムは、中央処理装置、電池電源、またはその組合せを更に含み、前記システムの重量が約２２．７ｋｇ（約５０ポンド）以下にすることにより、携帯性に優れたシステムとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】中心波長６０５ｎｍ及び帯域幅３４ｎｍを有するバンドパスカメラフィルタの透過曲線を示すグラフである。
【図２】カットオフ波長約５６０ｎｍ及び約５８０ｎｍのローパスフィルタの透過曲線を示すグラフである。
【図３】２つの代替蛍光マーカーの反射曲線を示すグラフである。
【図４】本発明の１実施例により使用するティーアップされたゴルフボールの拡大斜視図である。
【図５】本発明の１実施例により使用するクラブヘッドの拡大斜視図である。
【図６】本発明の携帯可能なシステムの斜視図である。
【図７】本発明によるシステムの１つの配置の平面図である。
【図８】本発明のシステムの一般操作及び較正を記載したフローチャートである。
【図９】本発明による２つの異なる位置１及び２におけるゴルフボールを示す３次元直線視野の斜視図である。
【図１０】本発明の１実施例によるシステムのカメラにより獲得されたピクセルマップのグラフィカル表示である。
【図１１】本発明の１実施例によるシステムのカメラにより獲得されたピクセルマップのグラフィカル表示である。
【図１２】本発明の１実施例によるシステムのカメラにより獲得されたピクセルマップのグラフィカル表示である。
【図１３】本発明の１実施例によるシステムのカメラにより獲得されたピクセルマップのグラフィカル表示である。
【図１４】本発明による部分的にそこを通って動くクラブヘッドの３次元視野の斜視図であって、測定可能な位置Ａと、測定可能な位置Ｂと、予定インパクト位置Ｃとを示している。
【符号の説明】
１０  モニタリングシステム
３６  カメラユニット
３８  カメラユニット
４０  照明ボックス
４４  フィルタ
【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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