JP2005318928A - スポーツ用具 - Google Patents

Abstract

【課題】 打撃箇所や球の打撃の強さ等のセンサと該センサの情報の解析部と解析部の情報に応じて発音する発音部とをすべて内部に備え、単体にて使用でき、また、リアルタイムで該打撃箇所の情報を得ることができるスポーツ用具を提供する。
【解決手段】 スポーツ用具に取り付けられた効果音発生装置４において、該スポーツ用具によってボールが打たれると、ＣＰＵ１０は各種センサ４０から打撃箇所および打撃の強さを入力する。ＣＰＵ１０はＲＯＭ１１から該打撃箇所および打撃の強さに対応して記憶されている音データを読み込み、音源３０に出力する。音源３０は該音データに基づいて楽音信号を生成し、スピーカ３１に出力する。スピーカ３１は該楽音信号に従って音を発音する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ゴルフクラブやテニスラケットのように球技に用いるスポーツ用具に係り、特に、打撃箇所を解析してそれに応じた効果音を発するスポーツ用具に関する。

ゴルフ、テニス、野球等といった、球を打撃する用具を用いる球技において、正確な打撃箇所を体得することにより、プレイヤーは自らの技能向上を図ることができる。特に、ゴルフにおいては、クラブフェイス上のスイートスポット（撃芯）、つまり、クラブヘッドの重心からクラブフェイスへ引いた垂線の交点にてボールを正確にとらえて打つことが要求される。また、飛距離が大きくなる程、球を打撃する際のコントロールに正確さが要求され、そのために、スイートスポットにおいて確実にボールを打つための正しいスイングを習得することが必要である。
しかしながら、飛距離の短い練習場での打放し練習あるいは、家庭の庭先や近所の広場でのスイングの練習に頼るのみでは、スイングと打撃箇所との相互関係の把握を体得するのが困難であるため、上記の練習によっては、正しいスイングを習得するのが困難である。

また、正しいスイングを習得するための方法として、上述した練習をしている様子をビデオカメラによって撮影し、撮影された映像から打撃箇所やフォームやボールの軌跡を解析する方法が一般的に行われている。
しかしながら、上述したように、練習の様子をビデオカメラによって撮影し、打撃箇所等を分析する方法においては、ビデオカメラ等、スポーツ用具以外の機材を準備して該機材を設置、操作する手間がかかるという問題があった。また、プレイヤーは、実際にボールを打った後に打撃箇所等を解析するので、改善点を直感的にその後のプレイに反映させるのが困難であるという問題もあった。

尚、特許文献１には、以下のようなゴルフクラブが開示されている。すなわち、スイートスポットに発光素子を設け、スイングによって該発光素子から発光された光が、外部に設けられた受光素子に受光されると、それに付随する制御部が正確にスイートスポットにてボールを打ったと判定し、その旨を、制御部からの発音によってプレイヤーに知らせるゴルフクラブである。しかし、これにおいても、スポーツ用具以外の機材の準備、設置、操作の手間を必要とし、また、実際にボールを打たないので、ボールを打つときの反応を実感できず、実際の練習とは異なるものになってしまうという問題があった。
特開昭５６−３１７６６号公報

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、打撃箇所や球の打撃の強さ等のセンサと該センサの情報の解析部と解析部の情報に応じて発音する発音部とをすべて内部に備えて単体にて使用でき、また、リアルタイムで該打撃箇所の情報を得ることができるスポーツ用具を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明では、以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、ボールを打つための打撃部を備えるスポーツ用具が、ボールが前記打撃部のどの位置に当たったかを検知する打撃箇所検知手段と、音を発音する発音手段と、前記打撃箇所検知手段により検知された打撃箇所に応じて、前記発音手段に制御信号を出力する発音制御手段とを備えることを特徴とする。
この発明によれば、スポーツ用具が実際にボールを打ったときの打撃箇所を検知する打撃箇所検知手段と、打撃箇所検知手段により検知された打撃箇所によって発音手段を制御する制御手段を備えたため、他に機材を用意せずに、ユーザが実際にボールを打って、それに応じた音によって打撃箇所の確認を行うことが可能となる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のスポーツ用具が、前記ボールが前記打撃部に当たったときの打撃状況を検知する打撃状況検知手段をさらに有し、前記発音制御手段が、前記打撃状況検知手段の出力に応じて、前記発音手段に制御信号を出力することを特徴とする。
この発明によれば、スポーツ用具が打撃状況検知手段により、ボールが打撃部に当たったときの打撃状況に応じて発音手段を制御するので、ユーザが音によってボールが打撃部に当たったときの当たり方といった、打撃状況の確認をも行うことが可能となる。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載のスポーツ用具であって、前記打撃状況検知手段が、加速度センサ、または、マイクであることを特徴とする。
この発明によれば、スポーツ用具が加速度センサ、または、マイクにより、ボールが打撃部に当たったときの強さを検知するので、ユーザが音によってボールの当たった強さの確認をも行うことが可能となる。

請求項１の発明によれば、他に機材を用意せずに、ユーザが実際にボールを打って、それに応じた音によって実際にボールを打ったときの打撃箇所の確認を行うことが可能となるので、以下の効果がある。すなわち、他の機材の準備を気にすることなく気軽に練習ができ、実際にボールを打った時に、リアルタイムに打撃箇所の良否が確認できることにより、直感的な練習ができ、また、練習に娯楽性を付加できる。

また、請求項２の発明によれば、ユーザが音によってボールが打撃部に当たったときの当たり方といった、打撃状況の確認をも行うことが可能となるので、さらに球の打撃の良否を直感的に把握することができる効果がある。

また、請求項３の発明によれば、ユーザが音によってボールの当たった強さの確認をも行うことが可能となるので、さらに打撃する球に対する力の与え方の良否を直感的に把握することができる効果がある。

以下、図面を参照し、本発明の第１の実施形態について説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態によるスポーツ用具の一例であるゴルフクラブ１の外観図である。図２においてゴルフクラブ１は、クラブヘッド１ａと、シャフト１ｂと、クラブハンドル１ｃとから構成される。クラブヘッド１ａのボールを打つ側は、クラブフェイス２（打撃部）となっており、クラブヘッド１ａの重心からクラブフェイス２へ引いた垂線の交点に、スイートスポット３が位置している。

本実施形態に係るゴルフクラブ１は、外観上、以下の点が通常のゴルフクラブと異なる。すなわち、クラブフェイス２に、スイートスポット３を中心として光遮断型センサ４０１（打撃箇所検知手段）が設けられ、内部に打撃箇所等に応じた音を効果音として発する効果音発生装置４の各構成要素が取り付けられている。その他の構成は、基本的に同じである。

図１は、同実施形態によるゴルフクラブ１の内部に取り付けられる効果音発生装置４の電気的構成を示すブロック図である。図１において、効果音発生装置４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０（打撃箇所検知手段）（打撃状況検知手段）（発音制御手段）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２と、操作部１３と、音源３０（発音手段）と、スピーカ３１（発音手段）と、各種センサ４０と、外部Ｉ／Ｆ（Interface）部５０と、バスライン６０とから構成される。

ＣＰＵ１０は、効果音発生機能プログラムおよびその他の制御プログラムを実行することにより効果音発生装置４の各部を制御する。ＲＯＭ１１は、ＣＰＵ１０が実行する制御プログラムと、音源３０にて音を生成するのに用いる音データ等の、各種の固定データを格納している。ＲＡＭ１２には、ＣＰＵ１０の動作中に使用するデータ等を一時的に記憶するワークエリア等が設定される。

また、ＲＯＭ１１には、以下のような、２種類のデータテーブルが予め用意される。すなわち、その１つは、ゴルフクラブ１を様々な速度にて振ったときの、加速度センサ４０２により得られる複数個の波形から、その大きさ、位相、周波数特性等により、予めキャリブレーションにより求められた衝撃度との組み合わせをパターン化し、該パターンをデータとする衝撃度のデータテーブルである。また、もう１つは、ゴルフクラブ１を様々な速度にて振ったときの、マイク４０３により得られる衝撃音の音色から、波高、位相、周波数特性、減衰特性等により、予めキャリブレーションにより求められた衝撃度との組み合わせをパターン化し、該パターンをデータとする衝撃度のデータテーブルである。

操作部１３は、電源のオン、オフを指示する電源スイッチを有し、ゴルフクラブ１に、プレイヤーがプレイをするのに邪魔にならない位置に取り付けられる。尚、図１において、操作部１３は図示を省略されている。

各種センサ４０は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）とフォトインタラプタから構成され、外部の光が遮断されたことを検知する光遮断型センサ４０１（打撃箇所検知手段）と、ボールの衝撃を捉える加速度センサ４０２（打撃状況検知手段）若しくは、打撃時の音を捉えるマイク４０３（打撃状況検知手段）とから構成される。本実施形態においては、図３に示すように、光遮断型センサ４０１がクラブフェイス２の表面に設けられ、また、加速度センサ４０２若しくは、マイク４０３がクラブヘッド１ａの内部を刳り貫いて取り付けられる。
尚、クラブヘッド１ａの内部に加速度センサ４０２またはマイク４０３のどちらを取り付けるかもしくは両方付けるかは、コストと検知の精度を考慮して決定される。

図４は、光遮断型センサ４０１にゴルフボールが当たる様子を示す図である。ここで、光遮断型センサ４０１は複数のセンサが並べられた構成となっており、ボールが当たったところは光が遮断され、それによって、ボールの当たった位置、つまり、打撃箇所がわかるようになっている。図４において、斜線部のセンサにボールが当たり、光が遮断される様子が示されている。これら斜線部のセンサ中心が打撃箇所となる。図４（ａ）は、ボールがクラブフェイス２のスイートスポット３に当たっている例であり、図４（ｂ）は、ボールがクラブフェイス２のスイートスポット３に当たっていない例である。

図５は、効果音発生装置４内において、各種センサ４０が得た打撃箇所の情報を元に音源３０が生成した音をスピーカ３１が再生する構成の概念図である。この図において、打撃箇所解析部１０ａおよび発音制御部１０ｂにおける処理は、ＣＰＵ１０が行う。

打撃箇所解析部１０ａは、クラブヘッド１ａに取り付けられた各種センサ４０が採取した信号を元に、打撃箇所や打撃の強さや打撃された球がクラブフェイス２に当たっている時間を取得する。具体的に、光遮断型センサ４０１によって打撃箇所を特定し、また、光が遮断されている時間からボールの当たっている時間を得る。また、加速度センサ４０２若しくはマイク４０３によって得られた衝撃の波形または衝撃音を入力して、ＲＯＭ１１に記憶された衝撃度のデータテーブルを参照し、該データから球が打撃される強さを得る。これらのデータを発音制御部１０ｂに出力する。

発音制御部１０ｂは、打撃箇所解析部１０ａから入力した打撃箇所、球が打撃される強さ、打撃された球が打撃部に当たっている時間の情報に基づき、予め決められたルールに従って音データを出力する。具体的に、ＲＯＭ１１またはＲＡＭ１２内には、上述した打撃箇所、球が打撃される強さ、打撃された球が打撃部に当たっている時間によって音データが対応付けられて、該音データが音データテーブルとして記憶されており、発音制御部１０ｂは該音データテーブルより当該音データを読み出し、音源３０に出力する。例えば、スイートスポット３の付近に当たった場合、「カーン」「ビューン」といった伸びのある気持ちのよい音を発し、そうでないときは、「ゴツッ」「ブッ」といった詰まった感じの音を出力したりする。つまり、発音制御部１０ｂは、条件にあった音データを選択して音源３０に出力する。

図１に戻り、音源３０は、入力された音データに基づいて楽音信号を生成し、図示しないアンプを介して、ゴルフクラブ１の内部に設けられたスピーカ３１へ出力する。

外部Ｉ／Ｆ（Interface）部５０は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の外部機器と接続するためのものであり、バスライン６０と接続され、バスライン６０を介して、ＣＰＵ１０とデータの授受を行う。また、外部接続端子（図示せず）は、操作部１３と同様に、ゴルフクラブ１に、プレイヤーがプレイをするのに邪魔にならない位置に取り付けられる。

次に、本発明の第１の実施形態による効果音発生装置４の動作を、図６に示すフローチャートを参照して説明する。

先ず、効果音発生装置４の電源が投入されて動作が開始する。打撃箇所解析部１０ａが、各種センサ４０の出力によって変化を検知したか否かが判断される（ステップＳ１）判断が「ＹＥＳ」であった場合、ステップＳ２へ移行する。一方、判断が「ＮＯ」であった場合、何もせずにステップＳ１へ戻り、ステップＳ１において判断が「ＹＥＳ」になるまで、つまり、各種センサ４０によって変化が検知されるまで、この動作が繰り返される。

次に、ステップＳ２において、光遮断型センサ４０１によって打撃箇所を取得する。次に、ステップＳ３に移行し、加速度センサ４０２またはマイク４０３によって衝撃度を取得し、取得した打撃箇所および衝撃度を取得する。

次に、ステップＳ４に移行し、ステップＳ３において得られた衝撃度に応じて、前述した衝撃度のデータテーブルを参照し、該データから球が打撃される強さを得る。次に、打撃箇所、球が打撃される強さ、打撃された球が打撃部に当たっている時間の情報により、ＲＯＭ１１内の音データテーブルを読み出し、該音データテーブルから該当する音に合致する音データを選択する。次にステップＳ５に移行し、該音データを音源３０に送る。そして、音源３０において、該音データに基づいて楽音信号が生成され、予め決められた時間だけ、スピーカ３１から該音が発音される。そして、効果音発生装置４の動作が終了する。

以上のように、上記実施形態によれば、他に機材を用意せずに、ユーザが音によって実際にボールを打ったときの打撃箇所の確認を行うことが可能となるので、他の機材の準備を気にすることなく気軽に練習ができ、実際にボールを打った時に、リアルタイムに打撃箇所の良否が確認できることにより、直感的な練習ができ、また、練習に娯楽性を付加できる効果がある。
特に、外部Ｉ／Ｆ（Interface）部５０によって、ＲＡＭ１２が、例えばパソコンといったデータ処理手段とデータ授受を行える構成としたために、ＲＡＭ１２に記憶されている打撃箇所等のデータをデータ処理手段に取り込み、統計的処理をして練習の効果をさらに向上させることができるので、本発明は有効である。

次に、本発明の第２の実施形態について図７を参照して説明する。
第２の実施形態は本発明をテニスラケットに適用したものである。尚、テニスラケット内の効果音発生装置４の電気的構成および動作は、第１の実施形態におけるゴルフクラブ１内の効果音発生装置４と同一である。効果音発生装置４がゴルフクラブ１ではなく、テニスラケット７１に取り付けられているところが異なっている。
以下、図に従ってこの実施形態によるテニスラケット７１の構成を説明する。

テニスラケット７１は、ガット７１ａ（打撃部）と、フレーム７１ｂと、剣７１ｃと、グリップ７１ｄとから構成される。フレーム７１ｂには４本のステー８１が取り付けられ、４本のステー８１によって、光遮断型センサ４０１がテニスラケット７１のスイートスポット３を中心として取り付けられている。また、１本のステー８１に、加速度センサ４０２若しくはマイク４０３が取り付けられている。また、それ以外の効果音発生装置４の各構成要素は、ラケット７１の内部に、プレイに邪魔にならないように取り付けられる。動作については、第１の実施形態におけるゴルフクラブ１内の効果音発生装置４と同一なので、説明を省略する。

以上のように、上記実施形態によれば、テニスラケットにおいても、第１の実施形態におけるゴルフクラブと同様に、他に機材を用意せずに、ユーザが音によって実際にボールを打ったときの打撃箇所の確認を行うことが可能となるので、他の機材の準備を気にすることなく気軽に練習ができ、実際にボールを打った時に、リアルタイムに打撃箇所の良否が確認できることにより、直感的な練習ができ、また、練習に娯楽性を付加できる効果がある。
特に、操作部１３に、発音する音の音データを変更するスイッチを設けて、該スイッチによって、球が打撃される音に代えて、音声が発せられるようにすることにより、スイートスポットに当たったか否かを重視するシリアスな用途以外に、仲間同士でのリクリエーションとしてのテニスにおいて、例えば、スイートスポットに当たった場合に「大当たり」「さすが」という音声を発し、そうでない場合に「はーずれ」「おしい」という音声を発するようにすることにより、盛り上げの道具として使うこともできるので、本発明は有効である。

尚、その他の球技に使用されるスポーツ用具においても、効果音発生装置を搭載することにより、ゴルフクラブまたはテニスラケットと同様の効果を得ることも可能である。例えば、バトミントンのラケット、卓球のラケット、野球のバット等にも、シリアスな練習用若しくはエンターテイメント用のスポーツ用具として応用可能である。

また、効果音発生装置４にスイートスポット３の範囲を調整する機能を設け、操作部１３に、該機能用のスイッチを設けて、初心者はスイートスポット３の範囲を広く設定し、上達するに従って該範囲を狭く設定できるようにして、より、正確に打撃箇所の練習を行えるようにしてもよい。

また、発音する音の音データを外部から入力できるようにしてもよい。すなわち、外部のデータ処理手段から、外部Ｉ／Ｆ部５０を介して、ＲＡＭ１２にデータを書き込むようにしてもよい。

また、スピーカ３１は、それぞれのスポーツ用具の形状や音響的特性を考慮して配置するのが望ましい。例えば、ゴルフクラブ１の場合、スピーカ３１をクラブヘッド１ａの内部に設けて、シャフト１ｂの空洞により音を伝達して、クラブハンドル１ｃの端面から音を出すようにしてもよい。
また、スピーカとして、振動板を持たずに壁面を壁面アクチュエータによって駆動するオーディオ用のスピーカのように、クラブやラケット自体を共鳴体として作用させるものであってもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での設計変更も含まれる。

本発明の第１の実施形態におけるゴルフクラブ１に取り付けられる効果音発生装置４の電気的構成を示すブロック図である。 同実施形態におけるゴルフクラブ１の外観を示す図である。 同実施形態においてクラブヘッド１ａに光遮断型センサ４０１や、加速度センサ４０２またはマイク４０３が取り付けられる様子を示す図である。 同実施形態における光遮断型センサ４０１にゴルフボールが当たる様子を示す図である。 同実施形態において効果音発生装置４内において、各種センサ４０が得た打撃箇所の情報を元に音源３０が生成した音をスピーカ３１が再生する構成の概念図である。 同実施形態において効果音発生装置４の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態によるテニスラケット７１の外観を示す図である。

符号の説明

１・・・ゴルフクラブ、１ａ・・・クラブヘッド、１ｂ・・・シャフト、１ｃ・・・クラブハンドル、２・・・クラブフェイス（打撃部）、３・・・スイートスポット、４・・・効果音発生装置、１０・・・ＣＰＵ（Central Processing Unit）（打撃箇所検知手段）（打撃状況検知手段）（発音制御手段）、１０ａ・・・打撃箇所解析部、１０ｂ・・・発音制御部、１１・・・ＲＯＭ（Read Only Memory）、１２・・・ＲＡＭ（Random Access Memory）、１３・・・操作部、３０・・・音源（発音手段）、３１・・・スピーカ（発音手段）、４０・・・各種センサ、５０・・・外部Ｉ／Ｆ（Interface）部、６０・・・バスライン、７１・・・テニスラケット、７１ａ・・・ガット（打撃部）、７１ｂ・・・フレーム、７１ｃ・・・剣、７１ｄ・・・グリップ、８１・・・ステー、４０１・・・光遮断型センサ（打撃箇所検知手段）、４０２・・・加速度センサ（打撃状況検知手段）、４０３・・・マイク（打撃状況検知手段）

Claims (3)

1. ボールを打つための打撃部を備えるスポーツ用具であって、
   ボールが前記打撃部のどの位置に当たったかを検知する打撃箇所検知手段と、
   音を発音する発音手段と、
   前記打撃箇所検知手段により検知された打撃箇所に応じて、前記発音手段に制御信号を出力する発音制御手段と、
   を備えることを特徴とするスポーツ用具。
2. 前記ボールが前記打撃部に当たったときの打撃状況を検知する打撃状況検知手段をさらに有し、
   前記発音制御手段が、前記打撃状況検知手段の出力に応じて、前記発音手段に制御信号を出力する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のスポーツ用具。
3. 前記打撃状況検知手段が、加速度センサ、または、マイクである、
   ことを特徴とする請求項２に記載のスポーツ用具。
   
   

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