JP2008506421A - スイング運動診断装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、微小電気機械システム（「ＭＥＭＳ」）技術を用いた、ゴルフスイング運動の診断装置に関する。装置は、少なくとも１つのジャイロスコープ、必要に応じて少なくとも１つの加速度計、必要に応じて少なくとも１つの方向磁気計、検知されたアナログ信号をデジタル信号に変換する少なくとも１つの信号処理回路、及び電源装置、を有する、少なくとも１つのセンサーモジュール、前記デジタル信号を通過させる無線又は有線通信装置、スイング運動情報を得て及び前記通信装置を介して通過した前記デジタル信号にソフトウェアルーチンを適用することにより前記スイング運動情報と参照スイングパターンの間の差を計算する計算手段、並びにスイング運動及びスイング運動と参照スイングパターンの間の差を表現する表示手段、を有する。装置のユーザーは、ユーザーのスイングが正しいか否かを、競技場又は練習場のような実環境で、即座に判断し得る。

Description

本発明は、ボール競技スポーツのスイング運動の診断装置に関し、特に、スティックが用いられボールを打つボール競技スポーツのスイング運動のための運動センサーを利用する診断装置に関する。より詳細には、本発明は、微小電気機械システム（「ＭＥＭＳ」）技術を用いたゴルフスイングのための診断装置に関する。

野球、卓球、テニス及びゴルフのようないくつかのボール競技スポーツは、全てスティックである、バット、ラケット又はクラブを用い、ボールを打つ。インパクトの適切な角度、適切な位置及び適切な強度、並びに正確なスイング軌道は、より長距離に又は所望の方向に打球を飛ばすために必要とされる。インパクト角度及びインパクト位置、インパクト強度及びスイング軌道を含むインパクト精度は、ボール競技スポーツにおいて、特に競技中にスティックが用いられボールを打つ時に、最も重要な要素である。本発明は、主にゴルフについて記載する。しかし本発明は、他のボール競技スポーツに適用され得る。

ゴルフスイングは、パターによるパッティング、アイアンのような短いクラブによるピッチング及びドライバーのような比較的長いクラブによるドライビングに分類される。スイングパターンは、ゴルフクラブにより異なる。しかし、スイングの基本事項は、目的方向へのスクウェアインパクト及び接線方向のスイング軌道である。正規のスイングで、競技者は、ボールを正しい方向へ長距離、送り出すことができる。不適切なゴルフスイングを直す多くの道具が考案され、それらのいくつかは利用されている。このような道具は、競技者がゴルフスイングの原則を理解することを助け及び実際のスイングに適用する補助装置を用いる。しかしながら、実際のスイングを検査し、及び悪いスイングをその場で直す道具はない。ゴルフスイングの運動画像の解析方法がある。２次元の運動画像は、カムコーダーのように高速で動作するビデオプロジェクターにより得られる。運動画像のタイムシェアリングにより取得された一連のインスタント画像は、標準のスイングパターンと比較され、そして専門家の助けで診断される。この方法は、高価な設備、ソフトウェア及び画像を解釈するため専門家の助けを有し、複雑且つ高額である。

特許文献１は、速度センサーを用いクラブヘッドの速度をゴルフクラブに表示可能なゴルフクラブを開示している。しかし、この装置は、スイング中の最高速度のみを表示可能である。この装置は、スイングパターンの診断には有用でない。
韓国特許第２００４／１８５７０号明細書

本発明の目的は、ボール競技スポーツのために、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を用い、スイングパターン及びインパクト情報を取得、分析及び表示する、スイング運動の診断装置を提供することである。

本発明の別の目的は、スティックが用いられボールを打つボール競技スポーツのために、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を用い、スイング運動の診断装置を提供することである。

本発明の別の目的は、実際の又は同様の状況において利用される、ゴルフスイングの診断装置を提供することである。

本発明は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用いた、ゴルフスイング運動の診断装置を提供する。装置は、少なくとも１つのジャイロスコープ、必要に応じて少なくとも１つの加速度計、必要に応じて少なくとも１つの方向磁気計、及び検知されたアナログ信号をデジタル信号に変換する少なくとも１つの信号処理回路、を有する、体又は衣服又はスティックに挿入又は付随させられた、センサーモジュール、電源手段、前記デジタル信号を通過させる無線又は有線通信手段、スイング運動情報を得て及び前記通信手段を介して通過した前記デジタル信号にソフトウェアルーチンを適用することにより前記スイング運動情報と参照スイングパターンの間の差を計算する計算手段、並びに前記計算手段と相互接続された表示手段、を有する。「ジャイロスコープ」、「ダウンスイング」及び「バックスイング」は、それぞれ「ジャイロセンサー」、「フォワードスイング」及び「テイクバック」の代わりに、本願明細書で用いられる。本発明で用いられるジャイロスコープ（又はジャイロセンサー）は、小型化が可能であれば、特定の種類に限られない。例えば、３種類のジャイロスコープが、本発明に適用され得る。第一の種類は、ジャイロモーメント（ジャイロ効果）の原理による機械式ジャイロスコープである。第二の種類は、振動体のコリオリの加速度に基づく振動型ジャイロスコープである。第三の種類は、レーザーの短波長の間の位相差を用いる光学式ジャイロスコープである。

知られているように、機械式ジャイロスコープは、回転体を外箱と接続しているバネの変位を検出する。変位は、ｘ軸の周りを角速度ｗで回転する回転体が、ｙ軸の周りを角速度Ωで回転する時に生成される、ジャイロモーメントにより生じる。ジャイロモーメントは、回転角速度Ωに比例する。

振動式ジャイロスコープは、振動体、外箱、前記振動体を前記外箱と接続するバネ、及び機械−電気エネルギー変換要素を有する。この種類のジャイロスコープの原理は、振動体がｘ軸方向に振動する間に外箱が角速度Ωでｙ軸の周りを回転する時に作用する、コリオリの加速力により生じるバネの変位を測定することである。コリオリの加速力は、振動体の質量及び外箱の回転角速度に比例する。この種類は、半導体製造技術により小型且つ廉価に作られる。複数軸のジャイロセンサーはまた、一纏めに統合されて良い。

微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）技術により作られた、如何なる加速度計又は如何なる方向センサーもまた、小型化され得る限り、基本的に本発明に利用され得る。

纏めると、本発明で用いられる加速度計は、剛体、外箱、剛体を前記外箱と接続するバネ、及び機械−電気エネルギー変換要素を有する。例えば、サーボ型及びシリコン型は、本発明に用いられて良い。機械式としてのサーボ型加速度計は、剛体が加速により移動する時の磁界の変化を測定する。シリコン型加速度計は、小型、軽量及び安価であり、良好な機械的特性及び優れた信頼性及び確立された半導体製造技術による生産性を有する。シリコン型加速度計はまた、２種類ある。一方は、単一結晶シリコンの薄膜処理及びバルクマイクロマシニングにより作られる、ピエゾ抵抗型である。他方は、静電容量型であり、多結晶シリコンの表面マイクロマシニングにより作られる。このシリコン型加速度計は、その構造に従い、２次元又は３次元の加速度を測定し得る。

本発明の方向磁気計は、地球磁場、及び従って絶対アジマス角を測定する磁気センサーである。ジャイロスコープにより検出された角速度の積分により、相対角度のみが得られるので、本発明の方向磁気計はまた、ジャイロスコープにより方位角を得る基礎として用いられて良い。方向磁気計としてのフラックスゲートセンサーは、常温で用いられ、軟磁性コアの周りに巻かれた励磁コイルを有する。フラックスゲートセンサーは、軟磁性コアの非線形及び飽和特性を利用する。十分大きい交流電流を励磁コイルに供給することにより磁界が生じる場合、コア内部の磁束密度は、周期的に飽和し、そしてピックアップコイルは、外部磁界内のコア内部の磁束密度の変化を検出することにより、外部磁界の強度を測定する。

当業者に知られているように、アナログ信号をデジタル信号に変換する本発明の信号処理回路は、センサーのアナログデジタルコンバーターとして、アナログデジタルコンバーターを有する。アナログデジタルコンバーターは、同数の入力−出力チャネル及び低域通過フィルターを有する。入力−出力チャネルを有するアナログデジタルコンバーターは、マルチプレクサがセンサーの出力端子に設けられる場合、用いられて良い。

表示手段は、画面表示手段だけでなく、スピーカー手段及び照明手段も有する。表示手段は、例えば、ＬＥＤ、ＬＣＤ、グラフィックＬＣＤ、スピーカー又はブザーである。表示手段がスピーカー又はブザーである場合、表示手段は、標準のスイングパターンをモデル化した適切なテンポを、音、例えば一連のビープにより競技者に知らせ得る。

本発明の好適な実施例では、センサーモジュールの側面の通信手段の一部としての短距離向けの無線通信チップ、例えばＲＦＩＤチップ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈチップ、又はＺｉｇＢｅｅチップは、センサーモジュールに統合され得る。また、センサー信号データを受信する通信手段の他の部分、前記計算手段及び表示手段は、診断モジュール内に統合され得る。電源手段は、望ましくは、センサーモジュール及び／又は診断モジュール内に統合される。以上に説明された無線通信チップは、小型且つ安価に製造され得る。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈチップは、例えば、送受信機、べースバンド及びフラッシュＲＯＭを有し、統合され１つのチップに作られる。

本発明の別の実施例では、前記センサーモジュールは、ゴルフクラブのヘッド又はゴルファーの体又は衣服に付随させられ又は挿入され得る。また、前記診断モジュールは、別個の部品として作られるか、又はグリップ内に挿入される。

本発明の別の実施例では、前記センサーモジュール及び前記診断モジュールは、ゴルフクラブのヘッド又はゴルフクラブのシャフト又はゴルファーの体に一体となって取り付けられる。前記センサーモジュール又は前記診断モジュールが、ゴルフクラブのヘッドに取り付けられる場合、インパクトの衝撃は、モジュールの下にグラファイトシート又はゴムシートを挿入することにより軽減されて良い。パターは、比較的軽度の状態で用いられるので、ヘッドにモジュールを取り付けるにはより望ましい。

本発明によるゴルフスイングの診断装置では、ソフトウェアルーチンによる計算手段は、少なくとも１つの角速度値、必要に応じて加速度、必要に応じて方位角、及び必要に応じてバックスイング、ダウンスイング及びフォロースイングを有するスイングの間の１つ以上の所定の位置におけるゴルフクラブのヘッドに関する少なくとも１つのそれら値の積分を得て、必要に応じて、得た値を選択された標準のスイングパターンの１つ以上の値と比較し、必要に応じて、前記スイングの前記バックスイング、前記ダウンスイング及び／又は前記フォロースイングが所定の範囲内にあるかを決定し、並びに表示手段に結果を表示する。

本発明の別の実施例では、前記センサーモジュールは、少なくとも１つの加速度計を有し、及び前記計算手段は、前記ゴルフクラブの前記ヘッドが地面に停止している間、地面の傾斜角を得る。

本発明の別の実施例では、診断手順において、計算手段は、少なくとも１つの角速度に関する少なくとも１つの値及び必要に応じて少なくとも１つの加速度により、前記診断装置を制御する。電源供給、メニュー選択及び診断手順における場面移動を有するモードの選択のため、計算手段は、前記診断装置を制御する。

ゴルフスイング運動を３次元で表現するため、ボールから地上の目標まで延在する目標線は、ｘ軸と見なされる。ｘ軸と垂直な地上の軸は、ｚ軸である。地面と鉛直な軸は、ｙ軸である。座標変換及び３軸のジャイロスコープから得た角速度値の積分及び照準からフォロースルーまでのスイング周期の間に３軸の加速度計から得た加速度値により、スイング軌道は、次のように計算され得る。

Ωｘ、Ωｙ、Ωｚが、それぞれｘ、ｙ、ｚ軸の回転角である場合、
θｘ＝ΣΩx＊ΔＴ
θｙ＝ΣΩｙ＊ΔＴ
θｚ＝ΣΩｚ＊ΔＴ
”ｘ、”ｙ、”ｚが、それぞれｘ、ｙ、ｚ軸の加速度である場合、

ｘ、ｙ、ｚ軸の速度ｖｘ、ｖｙ、ｖｚは、次の通りである。

ｖｘ＝Σｇx＊ΔＴ
ｖｙ＝Σｇｙ＊ΔＴ
ｖｚ＝Σｇｚ＊ΔＴ
センサーモジュールの位置は、次の通りである。

ｐｘ＝Σｖｘ＊ΔＴ
ｐｙ＝Σｖｙ＊ΔＴ
ｐｚ＝Σｖｚ＊ΔＴ
以上に説明された値及び方向磁気計により検出された方向の値により、ゴルフヘッドの挙動は、理論の観点から、完全に把握され得る。しかしながら、一般方程式の簡略化は、本来の目的には効果がある。本発明の別の実施例では、前記計算手段は、ｘ−ｚ面のジャイロスコープの少なくとも１つの角速度値Ωｙ及び／又はｘ−ｙ面のジャイロスコープの少なくとも１つの角速度値Ωｚを、スイングのインパクト近傍の少なくとも１つ以上の位置において得て、そして前記値を所定の値と比較する。前記ゴルフクラブは、望ましくはパターである。

ゴルフのスイングの基本的事項は、スクウェアインパクト及びフラットスイング軌道である。スクウェアインパクトの場合、インパクト時のクラブフェースは、ボールから目標まで延在する目標線と垂直である。フラットスイング軌道は、目標線の接線方向の、クラブヘッドのスイング軌道を意味する。正確なフラットスイング軌道では、インパクト前のクラブヘッドのスイング軌道と目標線の間の角度（「入射角」）は、インパクト後の角度と同一であるべきである。従って、スイングフォームの診断は、インパクト位置近くで入射角及び反射角を測定することにより、可能である。本願明細書では、フラットスイングの場合、スイング軌道がインパクト後に目標線を超えない場合、反射角は正（＋）の値を有するとする。スイング軌道がインパクト後に目標線を超えた場合、反射角は負（−）の値を有する。

以上に説明された「スクウェアインパクト」及び「フラットスイング軌道」は、地平面、つまりｘ−ｚ面上だけであると考えられる。ｘ−ｚ面以外では、基本ルールは適用されない。例えば、目標線と鉛直なｘ−ｙ面では、スクウェアインパクトはもはや望ましくない。物理学で知られているように、クラブフェースは、ボールを長距離飛ばすために適切なロフトを有する。従ってスクウェアインパクトは生じず、また望ましくない。打球の初速度は、フェースの角度及びクラブヘッドの速度により決定される。４５度の飛行角を有するボールは、同一の初速度の場合、より遠くへ飛ぶ。当該面では、クラブに依存する階段状のロフトは、クラブフェースに意図的に与えられる。フラットスイング軌道はまた、推奨されない。知られているように、インパクト前は正の入射角が望ましく、インパクト後は、特に短いクラブでは、インパクト位置が僅かに負（「ダウンブロー」）であることが推奨される。しかしながら、ドライバーでは「アッパーブロー」と称される、インパクト前の負の入射角及びインパクト後の正の反射角が推奨される。

３次元のゴルフスイング運動は、種々の面で分析され得る。一般に、地平面、つまりｘ−ｚ面では、入射角及び反射角の両方が小さく、２つの角度が殆ど同一であるほど、スイングフォームは正確である。言い換えると、スイング中のクラブヘッドのｙ軸に沿った角速度がインパクト近くで０に近付くほど、スイングはより望ましい。ｙ軸に沿った角速度が、インパクト位置の前後で許容レベルを超える場合、スイングは、問題を有すると考えられて良い。特に、パッティングでは、インパクト近くで、ｚ軸に沿って非常に小さい入射角及び反射角及び角速度が要求される。

別の態様では、本発明の別の実施例では、前記計算手段は、スイング中の１つ以上の位置においてｙ−ｚ面のジャイロスコープの少なくとも１つの角速度値Ωｘを得て、そして前記値を所定の値と比較する。この実施例は、全ての種類のクラブに適する。理論によると、スイングのバックスイング、ダウンスイング及びフォロースイングは、目標線から見て、同一面上にあるべきである。これは、バックスイングを有するスイング軌道が直線、つまりｙ−ｚ面で０角速度であるべきであることを意味する。

以上に基づき、スイングの種々の段階における角速度、方位角及び時間間隔を有するスイングに関する分析された情報は、標準のスイングと比較された場合、スイングがどのようであるかを説明し得る。スイングに関し以上に説明されたこれらの理論及び原則は、本発明の基本概念を説明するために例として記載された。これらの理論が常に正しいと主張するものではない。本発明は、如何なる種類のゴルフクラブ、短い又は長いクラブに適用され得る。しかし、基準は、クラブにより異なる。本発明による診断装置はまた、基本的なルールを超えたスイングの向上に有用である。競技者は、目標エリアへボールを打つ際に、ストレートボール以外に、意図的にフックボール又はスライスボールを作り得る。この状況では、スイングは、「スクウェアインパクト」及び「フラットスイング軌道」以外の理論に基づく比較により診断され得る。異なる理論又は原則は、３次元の角速度、加速度、方位角及び時間間隔の情報がスイングの種々の段階において利用される限り、本発明に適用され得る。

本願明細書に記載された本発明を説明するため、技術者は、本発明に多くの他のものを追加し得る。実施例の好適な例は、実際の縮尺ではない図を用い、以下に記載される。これらの図は、単なる例であり、本発明の保護の範囲を制限せず、単に基礎となる基本的原理を説明及び図示を目的とすることが理解される。

図１は、平面型センサーモジュール（１０）を示す。地平面上の目標線は、ｘ軸とする。ｘ軸と垂直な地平面の軸は、ｚ軸である。地平面と鉛直な軸は、ｙ軸である。３個のジャイロスコープ（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）及び各軸の３個の加速度計（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）は、回路基板（１８）に取り付けられる。センサー信号は、診断モジュールからＺｉｇＢｅｅチップ（１５）により送出される。センサーのいくつかは、取り除かれ、又は方向磁気計により置き換えられ得る。図２は、挿入型センサーモジュール（１０’）を示す。ｙ軸及びｚ軸のジャイロスコープ（１１ａ、１１ｂ）及びｘ軸の加速度計（１２ｂ）は、結合された板（１８’）に取り付けられる。ＺｉｇＢｅｅチップ（１５）及びバッテリー（１４）は、余った空間に取り付けられる。図３及び図４は、本発明の好適な実施例を示す。診断装置は、２つの部品、つまりセンサーモジュール（１０’）及び診断モジュール（３０）を有する。センサーモジュール（１０’）は、ゴルフクラブのヘッドに取り付けられる。診断モジュール（３０）は、電磁波受信装置、マイクロコンピューター、任意的にスピーカー（示されない）を有するＬＣＤグラフィックディスプレイ（４１）を有する、別個の部品である。図５は、一体の診断装置がパターのヘッドに取り付けられる、本発明の別の好適な実施例を示す。診断装置は、それぞれセンサーモジュール（１０）及び診断モジュール（３０）である、２つの層を有する。診断モジュール（３０）のＬＣＤ（４２）は、上層に置かれ、保護層（４２’）で覆われる。ＬＣＤ駆動チップを有するマイクロコンピューター（３１）は、診断モジュール（３０）の側面に取り付けられる。

図６は、診断装置がセンサーモジュール（１０）及び診断モジュール（３０）を有する、別の好適な実施例の動作を示すブロック図である。３軸のジャイロスコープ（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）の角速度信号及び３軸の加速度計（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）の加速度信号は、ＲＦスイッチ（１７）及びＺｉｇＢｅｅチップ（１５）を介し、診断モジュール（３０）のＲＦ受信機（３５）へ無線により送信される。信号は、マイクロコンピューターにより処理される。

図７は、２層を有する一体の診断装置がパターのヘッドに取り付けられる、図５に示された好適な実施例の動作を示すブロック図である。ｙ及びｚ軸のジャイロスコープの角速度信号（１１ａ、１１ｂ）及びｘ軸の加速度計の信号（１２ｂ）は、マイクロコンピューター（３１）へ配信され、センサーの信号によりインパクト前後の所定の位置又は所定の時間におけるスイング軌道値を生成する。インパクト直後で、マイクロコンピューター（３１）は、スイング軌道値を計算し、そしてそれらを標準のパターンのスイング軌道値と比較し、及び結果をグラフィックＬＣＤ（４２）に表示する。

図８は、センサーモジュール（１０）がゴルフクラブのヘッドに挿入され、診断モジュール（３０）がグリップに挿入された、別の実施例を示す。診断モジュールのグラフィックＬＣＤ（４２）は、グリップの上端に露出している。センサーモジュールは、配線によりクラブシャフトの孔（２５）を通じて接続される。またバッテリーは、グリップの近くに挿入される。この実施例の動作は、図７と同様である。

図９乃至図１３は、本発明のソフトウェアルーチンに含まれる、ゴルフパターの診断アルゴリズムの動作を示す。図９は、スイング中の時間軸を示す。ゴルフの他のスイングと同様に、パッティングは、バックスイング、ダウンスイング及びフォロースイングを有する。スイングは、パターのヘッドが一瞬停止するアドレス位置で開始する。次に、ヘッドは停止位置へ逆戻りする。その時、ダウンスイング（又はフォワードスイング）が開始し、インパクトまでボールの方へ進む。インパクト後、フォロースイングが開始し、もう一つの停止位置へ進む。そしてスイングは完了する。

図１０は、図９の時間軸による、ｘ−ｚ面のジャイロスコープ１１ａの角速度値Ωｙの変化を示す。重要な位置におけるいくつかの値は、所定の標準の値と比較される。ｘ−ｚ面で、角速度値（Ωｙ）がインパクトの近傍で「０」へ近付くほど、ストロークは良い。この場合、Ωｙがゼロより下である可能性は低い。ディスプレイは、次の通り結果を示す。

バックスイング ＋１＞Ωｙ（ｔ）＞０ならば、「成功」を表示する。

＋２＞Ωｙ（ｔ）＞＋１ならば、「近い」を表示する。

Ωｙ（ｔ）＞＋２ならば、「オーバー」を表示する。

ダウンスイング ＋１＞Ωｙ（ｔ）＞０ならば、「成功」を表示する。

＋２＞Ωｙ（ｔ）＞＋１ならば、「近い」を表示する。

Ωｙ（ｔ）＞＋２ならば、「オーバー」を表示する。

フォロースイング ＋１＞Ωｙ（ｔ）＞０ならば、「成功」を表示する。

＋２＞Ωｙ（ｔ）＞＋１ならば、「近い」を表示する。

Ωｙ（ｔ）＞＋２ならば、「オーバー」を表示する。

図１１は、図９の時間軸による、ｘ−ｙ面（地表面）のジャイロスコープ１１ｂの角速度値Ωｚの変化を示す。重要な位置におけるいくつかの値は、所定の標準の値と比較される。ディスプレイは、結果を示す。パッティングでは、周期中の全てのスイングで、値が小さいほど、望ましい。

バックスイングでは、 −０.１＞Ωｚ（ｔ）＞０.１ならば、「成功」を表示する。

−０．１＞Ωｚ（ｔ）＞−０．３又は０．３＞Ωｚ（ｔ）＞０．１ならば、「近い」を表示する。

Ωｚ（ｔ）＞＋０.３又はΩｚ（ｔ）＜−０.３ならば、「オーバー」を表示する。

「成功」、「近い」及び「オーバー」のような表現の代わりに、実際の値又は図４のようなスイング軌道を示す図形が表示されて良い。

ダウンスイングでは、 −０.１＞Ωｚ（ｔ）＞０.１ならば、「成功」を表示する。

−０．１＞Ωｚ（ｔ）＞−０．３又は０．３＞Ωｚ（ｔ）＞０．１ならば、「近い」を表示する。

Ωｚ（ｔ）＞＋０.３又はΩｚ（ｔ）＜−０.３ならば、「オーバー」を表示する。

フォロースイングでは、 −０.１＞Ωｚ（ｔ）＞０.１ならば、「成功」を表示する。

−０．１＞Ωｚ（ｔ）＞−０．３又は０．３＞Ωｚ（ｔ）＞０．１ならば、「近い」を表示する。

Ωｚ（ｔ）＞＋０.３又はΩｚ（ｔ）＜−０.３ならば、「オーバー」を表示する。

図１３は、図９の時間軸による、ｘ軸の加速度計の加速度ｇ（ｔ）の変化を示す。インパクト強度は、ｘ軸の線形加速度値ａｘにより測定され得る。パッティングの実行は、「早いグリーン」又は「中程度のグリーン」又は「遅いグリーン」の状態を考慮することによりインパクト強度から計算された距離の参照テーブルにより、小さい範囲内で可能である。図１４及び図１５は、それぞれｘ−ｚ面にプロットされたスイング軌道及びｘ−ｙ面にプロットされたスイング軌道を示す。それらは、スイング周期中のヘッドの角速度及び加速度の積分により引き出され得る。図１６は、センサーモジュールの２軸の加速度計による、グリーンの傾斜の測定を示す。競技者は、放射状マップ内の点の位置により、グリーンの傾斜に気付き得る。モードは、スイング診断と異なる方法により開始され得る。

図１７は、３軸の角速度及び３軸の加速度計の信号が、それぞれマイクロコンピューター（３１）へ配信される実施例、並びに角度変動及びクラブヘッドの速度を有するスイング軌道情報のブロック図を示す。インパクト直後、マイクロコンピューターは、クラブの速度を計算し、そして競技者が標準のパターンと比較したいいくつかの情報をＬＣＤに表示する。

図１８は、本発明によるアルゴリズムを有するソフトウェアルーチンによる処理段階のフローチャートを示す。センサーモジュール及び診断モジュールは、スイッチ「オン」により電源を入れられる。アナログ信号は、センサーから出力され、そして所定の比により拡大させられ、マルチプレクサを介してＡＤＣ（アナログデジタルコンバーター）へ到来する。ＡＤＣにより変換されたデジタル信号は、次にマイクロコンピューター又はＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサー）チップへ入力され、インストールされたソフトウェアルーチンにより処理され、スイング速度、つまり角速度（θｘ、θｙ、θｚ）又は線形速度（ｖｘ）、及びスイング軌道（ｐｘ、ｐｙ、ｐｚ）を有するスイング情報を得る。マイクロコンピューター又はＤＳＰチップは、得られた情報を標準のスイングの値と比較する。ＬＣＤのような画面表示手段は、結果を表示する。画面表示手段を有する又は有さないスピーカーは、標準のスイングをモデル化するテンポに従うビープ音を生成して良い。

本発明により、実際の又は同様の状況において利用される、ゴルフスイングの診断装置が提供される。装置の利用は、競技者のスイングパターンを即座に分析及び診断し得る。

本発明によるセンサーモジュールの実施例を示す斜視図である。 本発明によるセンサーモジュールの別の実施例を示す斜視図である。 図２のセンサーモジュールを取り付けられたゴルフクラブを示す斜視図及び部分断面図である。 本発明によるゴルフクラブの、フラットパネルディスプレイを有する診断モジュールの実施例を示す斜視図である。 本発明による別の実施例として、センサーモジュール及び診断モジュールを一体に備えたパターのスイング診断装置を示す部分断面図である。 図３に示されたセンサーモジュール及び図４に示された診断モジュールの動作を説明するブロック図である。 図５に示された診断装置の動作を説明するブロック図である。 パターのグリップに設置された診断モジュールを示す斜視図である。 時間軸に対するセンサー信号の大きさの例であるグラフである。 時間軸に対するセンサー信号の大きさの例であるグラフである。 時間軸に対するセンサー信号の大きさの例であるグラフである。 時間軸に対するセンサー信号の大きさの例であるグラフである。 時間軸に対するセンサー信号の大きさの例であるグラフである。 ｘ−ｚ面のパターのスイングの軌道グラフである。 ｘ−ｙ面のパターのスイングのスイング軌道グラフである。 ｘ−ｚ面の地面のクラブヘッドの入射レベルを表示する画面である。 ３個の３軸のジャイロスコープ（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）及び３個の３軸の加速度計の信号が配線により配信される実施例のブロック図を示す。 本発明の例であるソフトウェアアルゴリズムの動作を示すフローチャートである。

Claims (14)

1. ボールスポーツ競技のスイング運動の診断装置であって、
   少なくとも１つのジャイロスコープ、必要に応じて少なくとも１つの加速度計、必要に応じて少なくとも１つの方向磁気計、及び検知されたアナログ信号をデジタル信号に変換する少なくとも１つの信号処理回路、を有する、体又は衣服又はスティックに挿入又は付随させられた、センサーモジュール、
   電源手段、
   前記デジタル信号を通過させる無線又は有線通信手段、
   スイング運動情報を得て及び前記通信手段を介して通過した前記デジタル信号にソフトウェアルーチンを適用することにより前記スイング運動情報と参照スイングパターンの間の差を計算する計算手段、並びに
   前記計算手段と接続された表示手段、
   を有する、スイング運動診断装置。
2. 前記ボールスポーツ競技のスイング運動診断装置は、ゴルフスイングのためであり、及び前記表示手段は、画面表示手段又はスピーカー手段である、請求項１記載のスイング運動診断装置。
3. 前記診断装置は、
   センサー信号を送信する前記通信手段の一部及び、必要に応じて、電源手段と統合された前記センサーモジュール、並びに
   センサー信号を受信する前記通信手段の他の一部、前記計算手段、前記電源手段、及び前記表示手段を有する診断モジュール、
   を有する、請求項２記載のゴルフスイング診断装置。
4. 前記センサーモジュールは、ゴルフクラブのヘッドに付属又は挿入され、及び前記診断モジュールは、ゴルフクラブのグリップの近くに取り付けられる、請求項３記載のゴルフスイング診断装置。
5. 前記通信手段は、クラブシャフトの内側の縦の通路を通じる配線であり、及び計算手段は、Ａ／Ｄコンバーター、ＣＰＵ、標準のパターンデータを有するソフトウェアルーチンを格納した記憶装置、入力手段及び出力手段を有し、並びに前記表示手段は、ＬＥＤ、ＬＣＤ又はブザーである、請求項４記載のゴルフスイング診断装置。
6. 前記センサーモジュール及び前記診断モジュールは、ゴルフクラブのヘッドに一体に取り付けられる、請求項３記載のゴルフスイング診断装置。
7. 前記ゴルフクラブは、パターである、請求項６記載のゴルフスイング診断装置。
8. 前記センサーモジュールは、ゴルフクラブのヘッド又はゴルファーの体又は衣服に付属又は挿入され、及び前記診断モジュールは、別個の部品として作られる、請求項３記載のゴルフスイング診断装置。
9. 前記ソフトウェアルーチンによる前記計算手段は、少なくとも１つの角速度値、必要に応じて加速度、必要に応じて方位角、及び必要に応じてバックスイング、ダウンスイング及びフォロースイングを有するスイングの間の１つ以上の所定の位置におけるゴルフクラブのヘッドに関する少なくとも１つのそれら値の積分を得て、必要に応じて、前記得た値を選択された標準のスイングパターンの１つ以上の値と比較し、必要に応じて、前記スイングの前記バックスイング、前記ダウンスイング及び／又は前記フォロースイングが所定の範囲内にあるかを決定し、並びに表示手段に結果を表示する。請求項２乃至８の何れか１項記載のゴルフスイング診断装置。
10. 前記センサーモジュールは、少なくとも１つの加速度計を有し、及び前記計算手段は、前記ゴルフクラブの前記ヘッドが地面に停止している間、地面の傾斜角を得る、請求項９記載のゴルフスイング診断装置。
11. 前記表示手段は、スピーカーを有し、及び前記スピーカーは、標準のスイングパターンのテンポをモデル化する一連の音を生成する、請求項９記載のゴルフスイング診断装置。
12. 電源供給、メニュー選択及び診断手順における場面移動を有するモードの選択のため、前記計算手段は、少なくとも１つの角速度に関する少なくとも１つの値及び必要に応じて少なくとも１つの加速度により、前記診断装置を制御する、請求項９記載のゴルフスイング診断装置。
13. 前記ゴルフクラブはパターであり、計算手段は、ｘ−ｚ面のジャイロスコープの少なくとも１つの角速度値Ωｙ及び／又はｘ−ｙ面のジャイロスコープの少なくとも１つの角速度値Ωｚを、スイングのインパクト近傍の１つ以上の位置において得て、そして前記値を所定の値と比較する、請求項９記載のゴルフスイング診断装置。
14. 前記計算手段は、スイング中の１つ以上の位置においてｙ−ｚ面のジャイロスコープの少なくとも１つの角速度値Ωｘを得て、そして前記値を所定の値と比較する、請求項９記載のゴルフスイング診断装置。

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