JP2013253792A - センサーユニット及びそれを用いた運動計測システム - Google Patents

Abstract

【課題】測定対象物から受ける衝撃や振動を減衰させて、衝撃や振動の影響を抑制したセンサーユニット及びそれを用いた運動計測システムを提供する。
【解決手段】第１緩衝部と、第１緩衝部に当接し第１緩衝部と比して軟らかい第２緩衝部とを有する緩衝体と、緩衝体の内部に配置されたセンサー部と、を備え、第１緩衝部は、第１ベース部と、第１ベース部の周縁に設けられた第１外側壁と、を備え、第２緩衝部は、外側に測定対象物への取り付け面を有した第２ベース部と、第２ベース部の周縁に設けられた第２外側壁と、を備え、緩衝体は、第１ベース部と第２ベース部とを対面させ、かつ前記第１外側壁の頂面と前記第２外側壁の頂面とを当接させて、内部にセンサー部の収納部を形成し、第１緩衝部および第２緩衝部の少なくとも一方には、頂面の少なくとも一部にセンサー部を保持する保持部が設けられ、センサー部が保持部に保持されていることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、センサーユニット及びそれを用いた運動計測システム等に関する。

従来、加速度や角速度などを検出するモーションセンサー等の計測機器を運動器具等の計測対象物に取り付ける際、計測機器と計測対象物との間に衝撃・振動吸収材を配置している。計測機器は衝撃・振動吸収材により、測定対象物から受ける衝撃や振動を減衰させて、衝撃や振動の影響を受けずに正確な計測を行っている。

特許文献１では、加速度センサーの外装パッケージの外面に緩衝材を取り付けて、搬送時の落下によってセンサーが破損することを防止している。加速度センサーは、緩衝材を介して車体に取り付け可能であることが開示されている。

特許文献２では、加速度センサーの基板を支持する機械的強度の高い第１部材に、コネクター部と並設されて緩衝材が設けられる。コネクターを本体部に接続すると、加速度センサーと本体部との間に緩衝材が介在される。

特許文献３では、加速度センサーのハウジングを衝撃吸収性の高い弾性覆体で被覆している。特許文献４では、加速度センサーと基板との間に緩衝材を介在させている。

特開平１−３０２１６９号公報 特開平３−１７００６５号公報 実開平７−００８７７５号公報 特開平９−１４５７３８号公報

しかしながら、特許文献１から特許文献４には、運動器具に加速度センサー等のセンサー部を取り付ける構造については開示されていない。

図１は、運動器具、例えばテニスラケット１のグリップエンド１ａに備える取付面１ｂにセンサー部２を取付けるに際して、特許文献１から特許文献４のように衝撃・振動吸収材３を介在させる比較例を図示している。センサー部２によりテニスラケット１の動きを計測する場合、ボールを打撃した時に発生する衝撃・振動が直接センサー部２に伝達されないようにするために、図１の比較例のように衝撃・振動吸収材３を介在させることができる。

ここで、衝撃・振動吸収材３が打撃時の高い衝撃・振動を吸収するためには、衝撃・振動吸収材３の体積を増やすか、衝撃・振動を吸収し易い材質に変更する必要がある。
しかし、例えば図２に示すように衝撃・振動吸収材３の体積を増やすと、衝撃・振動吸収材３が重くなってラケット１全体を重くし、テニスラケット１の重量バランスも変化させてしまう。テニスラケット１のグリップを握るのに、図２のように突出した衝撃・振動吸収材３が邪魔になる。

また、衝撃・振動吸収材３の材質を軟らかくして衝撃・振動を吸収し易くすると、図３に示すようにセンサー部２自体が、例えば図３に示す矢印の方向に揺らいでしまい、テニスラケット１の正確な動きを計測できなくなる。

本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

（適用例１）
本適用例に係るセンサーユニットは、第１緩衝部と、第１緩衝部に当接し第１緩衝部と比して軟らかい第２緩衝部と、を有する緩衝体と、緩衝体の内部に配置されたセンサー部と、を備え、第１緩衝部は、第１ベース部と、第１ベース部の周縁に設けられた第１外側壁と、を備え、第２緩衝部は、外側に測定対象物への取り付け面を有した第２ベース部と、第２ベース部の周縁に設けられた第２外側壁と、を備え、緩衝体は、第１ベース部と第２ベース部とを対面させ、かつ前記第１外側壁の頂面と前記第２外側壁の頂面とを当接させて、内部にセンサー部の収納部を形成し、第１緩衝部および第２緩衝部の少なくとも一方には、頂面の少なくとも一部にセンサー部を保持する保持部が設けられ、センサー部が保持部に保持されていることを特徴とする。

このようなセンサーユニットによれば、第１緩衝部と、第１緩衝部と比して軟らかい第２緩衝部とが緩衝体に設けられ、第１緩衝部および第２緩衝部の少なくとも一方には、頂面の少なくとも一部に設けられた保持部にセンサー部が保持されている。センサーユニットは、第２緩衝部を第１緩衝部が押さえ込むように設けられているため、第２緩衝部がより変形し易くなってセンサー部に衝撃・振動が伝達されることを抑制する。第１緩衝部は、第２緩衝部が吸収し切れなかった衝撃・振動を吸収する。

（適用例２）
上記適用例に係るセンサーユニットには、充填材が充填されていることが好ましい。

このようなセンサーユニットによれば、空隙部に充填材が充填されることで、充填材によってセンサー部を保持することができる。第２緩衝部の変形は充填材にて吸収して、センサー部に伝達されることを低減できる。しかも、充填材はセンサー部を第２緩衝部と直接接触させずに中空状態で保持できるので、衝撃・振動の伝達を極小にすることができる。

（適用例３）
上記適用例に係るセンサーユニットは、センサー部が基板上にセンサーが実装されており基板の周縁部が保持部に保持されていることが好ましい。

このようなセンサーユニットによれば、センサー部に有する基板が第１緩衝部に当接しないように隙間をもって保持部に保持されている。これにより、第２緩衝部の保持部に保持されているセンサー部に第１緩衝部から衝撃・振動が伝達されることを抑制することができる。また、第２緩衝部に加えられた衝撃・振動は、第２外側壁と当接する第１外側壁に伝達されるため、第１緩衝部と基板との間に隙間を備えることで第１緩衝部へ伝達された衝撃・振動が保持部に保持される基板を介してセンサー部に伝達されることを抑制することができる。

（適用例４）
上記適用例に係るセンサーユニットは、基板と頂面との間には、隙間があることが好ましい。

このようなセンサーユニットによれば、基板と頂面との間に隙間を有し、収納部にセンサー部が設けられている。センサーユニットは、主に第２緩衝部が変形することで衝撃・振動を吸収し、収納部に設けられたセンサー部へ衝撃・振動が伝達されることを抑制することができる。また、基板と頂面との間に隙間を有し、かつ収納部が空隙である場合には、センサー部は保持部以外で緩衝体と当接がないため、センサー部へ衝撃・振動が直接伝達されることを抑制することができる。

（適用例５）
上記適用例に係るセンサーユニットは、第１緩衝部および第２緩衝部は、互いに嵌合していることが好ましい。

このようなセンサーユニットによれば、第１緩衝部及び第２緩衝部は、それぞれの頂面が互いに嵌合されている。これにより、測定対象物からの衝撃・振動を第２緩衝部が変形することで吸収し、さらに第２緩衝部で吸収することができない衝撃・振動を第１緩衝部へ伝達する際に第１緩衝部と第２緩衝部とがずれることを抑制することができる。

（適用例６）
上記適用例に係るセンサーユニットは、第２緩衝部の比重は、第１緩衝部と比して小さいことが好ましい。

このようなセンサーユニットによれば、第２緩衝部の比重が第１緩衝部と比して小さいことで、第２緩衝部より第１緩衝部の重量を大きくすることができ、その第１緩衝部の重量によって第２緩衝部が変形することを抑制することができる。

（適用例７）
本適用例に係る運動計測システムは、上述したセンサーユニットが搭載されていることを特徴とする。

このような運動計測システムによれば、上述したセンサーユニットが搭載されることで、例えば測定対象物による打撃によって生じる過大な衝撃・振動を緩衝体で吸収することができる。これによって、測定対象物の運動計測に不要な衝撃・振動を緩和させることができる。

テニスラケットのグリップエンドに衝撃・振動吸収材を介してセンサー部を固定した比較例を示す図。 図１に示す比較例にて衝撃・振動吸収材の体積を増やした態様を示す図。 図１に示す比較例にて衝撃・振動吸収材の材質を軟らかくした態様を示す図。 第１実施形態のセンサーユニットの断面を模式的に示す図。 第１実施形態での衝撃・振動の伝達作用を模式的に示す図。 図１に示す比較例での玉突き状態の衝撃・振動の伝達作用を示す図。 従来例のセンサーユニットに加えられた衝撃・振動の加速度の計測データを示す図。 図１に示す比較例のセンサーユニットに加えられた衝撃・振動の加速度の計測データを示す図。 第１実施形態のセンサーユニットに加えられた衝撃・振動の加速度の計測データを示す図。 第２実施形態に係るセンサーユニットの断面図。 第３実施形態に係るセンサーユニットの断面図。 第４実施形態に係る運動計測システムのブロック図。 第４実施形態に係るセンサーユニットに設けられるセンサー部の詳細を示すブロック図。 変形例に係るセンサーユニットの断面図。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明をする。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際の構成要素とは適宜に異ならせて記載する場合がある。また、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照し、各部の位置関係について説明する。鉛直面内における所定方向をＸ軸方向、鉛直面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向をＺ軸方向とする。また、重力方向を基準として、重力方向を下方向、逆方向を上方向とする。

（第１実施形態）
図４は、本発明の第１実施形態に係るセンサーユニットの断面を模式的に示す断面図である。図４に示す第１実施形態に係るセンサーユニット１０ａは、センサー部２０と、緩衝体３０と、を有する。

センサー部２０は、基板２２ａの例えば表裏面に、３軸加速度センサー及び３軸角速度センサーや、その駆動回路及び信号処理回路を搭載している。センサー部２０で計測できる最大加速度は、例えば５０Ｇである。

緩衝体３０は、第１緩衝部３０ａと、第２緩衝部３０ｂと、を有する。第１緩衝部３０ａは、第１ベース部３４ａと、第１ベース部３４ａから延在する第１外側壁３２ａを有する。また、第２緩衝部３０ｂは、第２ベース部３４ｂと、第２ベース部３４ｂから延在する第２外側壁３２ｂと、第２外側壁３２ｂの第２ベース部３４ｂと反対の一端に保持部３６と、を有する。なお、本実施形態のセンサーユニット１０ａは、第１ベース部３４ａと第２ベース部３４ｂから延出する第１外側壁３２ａと第２外側壁３２ｂとは複数延在させているが、これに限定されることなく一組の第１外側壁３２ａと第２外側壁３２ｂを設ける形態としてもよい。本実施形態では、第１外側壁３２ａと第２外側壁３２ｂとのそれぞれが２つ延出している形態を説明する。

緩衝体３０は、第１ベース部３４ａと第２ベース部３４ｂとを対向させ、第１外側壁３２ａと、第２外側壁３２ｂと、を当接させて設けられている。また、第２ベース部３４ｂは、第１ベース部３４ａと反対方向の面を取付面３４ｃとして、テニスラケット１の取付面１ｂ（図１参照）に、例えば両面粘着テープ等によって接合されて固定される。また、緩衝体３０には、第１ベース部３４ａと第２ベース部３４ｂと、第１外側壁３２ａと第２外側壁３２ｂとに囲まれた収納部５０を有する。

緩衝体３０は、取付面３４ｃから伝達された衝撃・振動が第２緩衝部３０ｂで吸収される。吸収しきれなかった衝撃・振動は、第２外側壁３２ｂから第１緩衝部３０ａの第１外側壁３２ａに伝達され第１緩衝部３０ａで吸収される。

収納部５０には、センサー部２０が設けられ、基板２２ａの端部である周縁部２２ｂが第２緩衝部３０ｂの第２外側壁３２ｂの頂面３７ｂに設けられた保持部３６に保持されている。なお、基板２２ａは、第１緩衝部３０ａの第１外側壁３２ａに設けられた頂面３７ａと当接しないように隙間を設けた保持部３６に保持されている。このため、第２外側壁３２ｂから第１外側壁３２ａへ衝撃・振動が伝達される際に、保持された基板２２ａを介してセンサー部２０にその衝撃・振動が伝達されることを抑制することができる。
なお、本実施形態の保持部３６は頂面３７ｂに設けられているが頂面３７ａに設けても良い。この場合には、保持部３６に保持される基板２２ａが頂面３７ｂと当接しないように設けられる。

第２緩衝部３０ｂに用いる部材は、第１緩衝部３０ａに用いる部材と比して軟質材（軟らかい材質）を用いている。換言すると、第１緩衝部３０ａに用いる部材が第２緩衝部３０ｂに用いる部材と比して硬質材（硬い材質）を用いている。また、第２緩衝部３０ｂは、第１緩衝部３０ａと比して比重が小さい部材を用いている。換言すると、第１緩衝部３０ａは、第２緩衝部３０ｂと比して比重が大きい部材を用いている。緩衝体３０は、例えば第１緩衝部３０ａにゴムを用いた場合には、第２緩衝部３０ｂはウレタンフォームを用いることができる。なお、第１緩衝部３０ａに用いる部材は、ゴムの他にシリコーン樹脂等を用いてもよい。また、第２緩衝部３０ｂに用いる部材は、ウレタンフォームの他にポリウレタン等を用いてもよい。

本発明の第１実施形態の緩衝体３０は、衝撃・振動吸収構造を二段構造とし、硬質材を用いた第１緩衝部３０ａを、軟質材を用いた第２緩衝部３０ｂに重ねた構造としている。

緩衝体３０は、硬質材、かつ比重の大きい第１緩衝部３０ａが、軟質材、かつ比重の小さい第２緩衝部３０ｂと重ねられていることで、第２緩衝部３０ｂが変形し易くなって衝撃・振動を抑えることができる。また、第１緩衝部３０ａは、第２緩衝部３０ｂが吸収し切れなかった衝撃・振動を吸収することができる。

こうして、図１に示すテニスラケット１にてボールをヒットした打撃時などの衝撃・振動は、図５に示すようにセンサーユニット１０ａの第１緩衝部３０ａ及び第２緩衝部３０ｂにて吸収され、センサー部２０には伝達されにくい構造となる。
これに対して、図１〜図３に示す比較例では、テニスラケット１の打撃時などの衝撃・振動は、図６に示すように、衝撃・振動吸収材３で吸収されて緩和されるが、衝撃・振動吸収材３で吸収されなかった衝撃・振動の逃げ道の途上にセンサー部２が存在するので、過大な衝撃・振動はいわゆる玉突き状態となってセンサー部２に直接伝達されていた。

図４では、第２緩衝部３０ｂとセンサー部２０との間に介在される収納部５０をさらに有することができる。こうすると、第２緩衝部３０ｂの変形は収納部５０にて吸収できるので、センサー部２０への衝撃・振動の伝達がより少なくなる。
緩衝体３０は、衝撃・振動によって第２外側壁３２ｂと第２ベース部３４ｂとに生じた変形を収納部５０で許容（吸収）することができる。この収納部５０は空隙（エアーギャップ）とすることができる。収納部５０を空隙とすることで、第２緩衝部３０ｂの変形が当該収納部５０で吸収され、センサー部２０に伝達されることを低減することができる。

図７から図９に、衝撃・振動試験結果の図（グラフ）を示す。
図７は、図１に示すテニスラケット１の取付面１ｂに取付治具を介してセンサー部２を取り付けて（衝撃・振動吸収材３なし）計測したグラフを示す。
図８は、図１に示す比較例の方法により衝撃・振動吸収材３を介してセンサー部２を取り付けて計測したグラフである。
図９は、図４に示す本実施形態のセンサーユニット１０ａを図１に示すテニスラケット１の取付面１ｂに取り付けて計測したグラフである。

図７から図９は、同じ高さからテニスラケット１をＺ軸方向に落下させた時に３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）の加速度を計測したデータである。
図７（Ａ）、図８（Ａ）及び図９（Ａ）はそれぞれＺ軸方向の加速度を示す。また、図７（Ｂ）、図８（Ｂ）及び図９（Ｂ）はそれぞれＹ軸方向の加速度を示す。図７（Ｃ）、図８（Ｃ）及び図９（Ｃ）はそれぞれＸ軸方向の加速度を示す。図７と図８とに示すグラフを比較すると、図８（Ａ）のグラフではＺ軸方向の強い衝撃（加速度）を受けている時間が短くなっている。これは、図１の衝撃・振動吸収材３を挿入した効果であると認められる。その一方で、図８（Ｂ）（Ｃ）に示すグラフは図７（Ｂ）（Ｃ）に示すグラフよりもＸ，Ｙ軸方向での加速度の変化が大きい。これは、図１の衝撃・振動吸収材３を挿入したことで、センサー部２自体の揺らぎが大きくなったからと考えられる。

その点、本実施形態のセンサーユニット１０ａの計測したデータである図９（Ａ）に示すグラフでは、Ｚ軸方向の強い衝撃（加速度）を受けている時間が図８（Ａ）に示すグラフよりもさらに短く、図９（Ｂ）（Ｃ）に示すグラフのようにＸ軸方向，Ｙ軸方向を含めて、衝撃・振動の影響を受けている時間が短縮される等、高い効果が確認できる。

上述した実施形態のセンサーユニット１０ａによれば、以下の効果が得られる。
このようなセンサーユニット１０ａによれば、測定対象物の加速度等を計測するセンサー部２０は、比重と硬さとが異なる第１緩衝部３０ａと第２緩衝部３０ｂとを重ねた構造とした緩衝体３０に設けられている。これにより、センサーユニット１０ａは、測定対象物から受ける衝撃・振動を第２緩衝部３０ｂが変形することで吸収し、第２緩衝部３０ｂの変形を第１緩衝部３０ａによって抑制するため、センサー部２０に衝撃・振動が伝達されることを抑制することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係るセンサーユニット１０ｂを図１０に示す。図１０に示すセンサーユニット１０ｂが図４に示すセンサーユニット１０ａと相違する点は、緩衝体３０の第１外側壁３２ａと第２外側壁３２ｂとの一部がそれぞれ延伸し、第１緩衝部３０ａと第２緩衝部３０ｂとが組継がれている点である。以下、第１実施形態に係るセンサーユニット１０ａと異なる点を説明し、同一の構成については同一の符号を付して説明は一部省略とする。

センサーユニット１０ｂは、第１実施形態に係るセンサーユニット１０ａと同様に、センサー部２０と、緩衝体３０とを有する。また、緩衝体３０は、材質の異なる第１緩衝部３０ａと、第２緩衝部３０ｂとを有する。また、第１緩衝部３０ａと、第２緩衝部３０ｂとに囲まれる収納部５０を有する。

図１０に示す様にセンサーユニット１０ｂの緩衝体３０は、第１緩衝部３０ａの第１外側壁３２ａと、第２緩衝部３０ｂ第２外側壁３２ｂとが組継がれている。第１外側壁３２ａは、その厚みの略半分を組継ぎ部３３ａとして第２外側壁３２ｂへ突出する様に延伸させて設けられている。また、第２外側壁３２ｂは、その厚みの略半分、かつ第１外側壁３２ａと組継いだ（嵌合した）際に組継ぎ部３３ａが延伸される部分と異なる部分を組継ぎ部３３ｂとして第１外側壁３２ａへ突出する様に延伸させ設けられている。
また、緩衝体３０には、第２外側壁３２ｂへ延伸する組継ぎ部３３ｂと、その第２外側壁３２ｂとの間に保持部３６が設けられている。収納部５０には、センサーユニット１０ａと同様にセンサー部２０が設けられ、基板２２ａの端部である周縁部２２ｂが第２緩衝部３０ｂに設けられた保持部３６によって保持される。

上述した実施形態のセンサーユニット１０ｂによれば、以下の効果が得られる。
センサーユニット１０ｂは、衝撃・振動を受けた場合には、前述したセンサーユニット１０ａと同様に第１緩衝部３０ａ及び第２緩衝部３０ｂにてその衝撃・振動が吸収され、センサー部２０には伝達されにくい構造となる。また、緩衝体３０は、第１外側壁３２ａと第２外側壁３２ｂとが組継がれて設けられることで、第１外側壁３２ａと第２外側壁３２ｂとの当接する面積がセンサーユニット１０ａと比べて大きい。これにより、センサーユニット１０ｂは、取付面３４ｃから伝達される衝撃・振動が第２緩衝部３０ｂで吸収され、さらに第１緩衝部３０ａへ伝達される際に、第１緩衝部３０ａへ効率よく伝達することができる。また、衝撃・振動が第２緩衝部３０ｂから第１緩衝部３０ａへ伝達される際に、第１緩衝部３０ａと第２緩衝部３０ｂとが「ずれる」ことを抑制することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係るセンサーユニット１０ｃを図１１に示す。図１１に示すセンサーユニット１０ｃが図４に示すセンサーユニット１０ａと相違する点は、空隙を有する収納部５０に充填材６０が充填されている点である。第１実施形態に係るセンサーユニット１０ａと異なる点を説明し、同一の構成については同一の符号を付して説明は一部省略とする。

充填材６０は、第１外側壁３２ａ及び第２外側壁３２ｂ及び第１ベース部３４ａ及び第２ベース部３４ｂと、センサー部２０との隙間に充填される。換言すると、センサー部２０が設けられた収納部５０の空隙に充填材６０が充填される。充填材６０は、充填された後固化される部材を用いている。本実施形態では、例えば充填材６０として、商品名ＴＳＥ３０５１（株式会社タナック）または商品名１２３０Ｇ（スリーボンド）等のポッティング材を好適に使用することができる。

図４に示すように第２外側壁３２ｂの頂面３７ｂに設けられた保持部３６にセンサー部２０が保持されていたが、充填材６０が収納部５０に充填されることで、図１１に示す第３実施形態に係るセンサーユニット１０ｃの基板２２ａは保持されることを要しない。充填材６０により収納部５０内にてセンサー部２０を保持することができるからである。こうすると、センサー部２０は第２緩衝部３０ｂ（第２外側壁３２ｂ）と直接接触しないので、第２緩衝部３０ｂの変形がセンサー部２０に伝達されることが抑制される。これにより、衝撃・振動から生じるセンサー部２０の揺らぎを低減することができる。

センサーユニット１０ｃは、図４に示したセンサーユニット１０ａの収納部５０に充填材６０が充填されている形態を説明したが、図１０に示すセンサーユニット１０ｂの収納部５０に充填材６０が収容される形態としても良い。

上述した実施形態のセンサーユニット１０ｃによれば、以下の効果が得られる。
センサーユニット１０ｃによればセンサー部２０は、収納部５０に充填される充填材６０を介して、第１緩衝部３０ａの第１ベース部３４ａに固定することができる。これにより、緩衝体３０のうち最も変形が少ない第１ベース部３４ａに、充填材６０を介してセンサー部２０が固定されるので、センサー部２０の揺らぎを低減することができる。また、センサー部２０が直接緩衝体３０と当接しないため、当該センサー部２０に緩衝体３０からの衝撃・振動が伝達されることを抑制することができる。

（第４実施形態）
図１２は、本実施形態の運動計測（解析）システムの構成を示す図である。実施形態の運動計測システム１００は、上述したセンサーユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃ（以下、総称する場合には、「センサーユニット１０」と称す。）のいずれか一つと、ホスト端末１５０を含んで構成され、測定対象物（例えばテニスラケット１）の運動を測定し解析する。センサーユニット１０に設けられたセンサー部２０とホスト端末１５０は無線接続されていてもよいし、有線接続されていてもよい。

センサーユニット１０は、運動計測（解析）の測定対象物、例えば図１に示すテニスラケット１に取り付けられ、所与の物理量を検出する処理を行う。本実施形態では、センサー部２０は、図１３にも示すように、例えば複数のセンサー１０２ｘから１０２ｚ及び１０４ｘから１０４ｚ、データ処理部１１０、通信部１２０を含んで構成されている。

ここで、センサーは所与の物理量を検出し、検出した物理量（例えば、加速度、角速度など）の大きさに応じた信号（データ）を出力するセンサーである。本実施形態では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の加速度を検出する三軸加速度センサー１０２ｘから１０２ｚ（慣性センサーの一例）と、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の角速度を検出する三軸ジャイロセンサー（角速度センサー、慣性センサーの一例）１０４ｘから１０４ｚとからなる６軸モーションセンサーを備えている。

データ処理部１１０は、各センサー１０２ｘから１０２ｚ及び１０４ｘから１０４ｚの出力データの同期を取り、当該出力データを時刻情報などと組合せたパケットにして通信部１２０に出力する処理を行う。さらに、データ処理部１１０は、センサー１０２ｘから１０２ｚ及び１０４ｘから１０４ｚのバイアス補正や温度補正の処理を行うようにしてもよい。なお、バイアス補正や温度補正の機能をセンサー自体に組み込んでもよい。

通信部１２０は、データ処理部１１０から受け取ったパケットデータをホスト端末１５０に送信する処理を行う。

図１２に示すホスト端末１５０は、処理部（ＣＰＵ）２００、通信部２１０、操作部２２０、ＲＯＭ２３０、ＲＡＭ２４０、不揮発性メモリー２５０、表示部２６０を含んで構成されている。

通信部２１０は、センサー部２０から送信されたデータを受信し、処理部２００に送る処理を行う。操作部２２０は、ユーザーからの操作データを取得し、処理部２００に送る処理を行う。操作部２２０は、例えば、タッチパネル型ディスプレイ、ボタン、キー、マイクなどである。

ＲＯＭ２３０は、処理部２００が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムや、アプリケーション機能を実現するための各種プログラムやデータ等を記憶している。ＲＡＭ２４０は、処理部２００の作業領域として用いられ、ＲＯＭ２３０から読み出されたプログラムやデータ、操作部２２０から入力されたデータ、処理部２００が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する記憶部である。不揮発性メモリー２５０は、処理部２００の処理により生成されたデータのうち、長期的な保存が必要なデータを記録する記憶部である。

表示部２６０は、処理部２００の処理結果を文字やグラフ、その他の画像として表示するものである。表示部２６０は、例えば、ＣＲＴ、ＬＣＤ、タッチパネル型ディスプレイ、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）などである。なお、１つのタッチパネル型ディスプレイで操作部２２０と表示部２６０の機能を実現するようにしてもよい。

処理部２００は、ＲＯＭ２３０に記憶されているプログラムに従って、センサー部２０から通信部２１０を介して受信したデータに対する各種の計算処理や、各種の制御処理（表示部２６０に対する表示制御等）を行う。

本実施形態では、処理部２００は、データ取得部２０２、演算部２０４、データ補正部２０６、運動計測（解析）情報生成部２０８を含むことができる。データ取得部２０２は、センサー１０２ｘから１０２ｚ及びセンサー１０４ｘから１０４ｚからの出力データを取得する処理を行う。取得したデータは例えばＲＡＭ２４０に記憶される。演算部２０４は、センサー部２０の出力データをｍ階時間積分する演算を実施する。それにより、加速度データから、速度データや位置データが生成される。あるいは、角速度データから角度が生成される。

データ補正部２０６は、演算部２０４での演算結果を、例えば静止状態での既知のデータに基づいて補正する。運動計測（解析）情報生成部２０８は、データ補正部２０６からの補正データに基づいて、測定対象物の運動を計測（解析）するための情報（以下、「運動解析情報」という）を生成する処理を行う。生成した運動解析情報は、文字、グラフ、図などで表示部２６０に表示させてもよいし、ホスト端末１５０の外部に出力してもよい。なお、上述した演算部２０４、データ補正部２０６及び運動計測（解析）情報生成部２０８は、運動計測（解析）部の一例である。

上述した実施形態の運動計測システム１００によれば、以下の効果が得られる。
運動計測システム１００によれば、上述したセンサーユニット１０が搭載されることで、例えば測定対象物の打撃時などによって生じる過大な衝撃・振動を第１緩衝部３０ａと第２緩衝部３０ｂとで吸収することができる。これによって、測定対象物の運動計測に不要な衝撃・振動が測定されることを抑制し、測定対象物の所与の物理量を正確に計測することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更や改良等を加えて実施することが可能である。変形例を以下に述べる。

（変形例１）前述したセンサーユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおけるセンサー部２０を、慣性計測ユニット（Inertial Measurement Unit）２０ａとすることができる。図１４に示すセンサーユニット１０ｄは、上述したセンサーユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃと同様に慣性計測ユニット２０ａと、緩衝体３０と、その緩衝体３０に第１緩衝部３０ａと第２緩衝部３０ｂとを備える。また、慣性計測ユニット２０ａは、収納部５０に設けられ、その慣性計測ユニット２０ａから延伸する取り付け部２２ｃが第２緩衝部３０ｂの第２外側壁３２ｂに設けられた保持部３６に保持されている。これにより、センサーユニット１０ｄは、例えば当該センサーユニット１０ｄをテニスラケット１（図１から図３参照）などに取り付けた場合に衝撃・振動が緩衝体３０によって吸収することができるため、慣性計測ユニット２０ａに衝撃・振動が伝達されることを抑制できる。

１…測定対象物、１ｂ…取付面、３…衝撃・振動吸収材、１０…センサーユニット、２０…センサー部、２２ａ…基板、２２ｂ…周縁部、３０…緩衝体、３０ａ…第１緩衝部、３０ｂ…第２緩衝部、３２ａ…第１外側壁、３２ｂ…第２外側壁、３３ａ…組継ぎ部、３３ｂ…組継ぎ部、３４ａ…第１ベース部、３４ｂ…第２ベース部、３４ｃ…取付面、３６…保持部、３７…頂面、５０…収納部、６０…充填材、１００…運動計測システム。

Claims (7)

1. 第１緩衝部と、該第１緩衝部に当接し前記第１緩衝部と比して軟らかい第２緩衝部とを有する緩衝体と、
   前記緩衝体の内部に配置されたセンサー部と、を備え、
   前記第１緩衝部は、第１ベース部と、前記第１ベース部の周縁に設けられた第１外側壁と、を備え、
   前記第２緩衝部は、外側に測定対象物への取り付け面を有した第２ベース部と、前記第２ベース部の周縁に設けられた第２外側壁と、を備え、
   前記緩衝体は、前記第１ベース部と前記第２ベース部とを対面させ、かつ前記第１外側壁の頂面と前記第２外側壁の頂面とを当接させて、内部に前記センサー部の収納部を形成し、
   前記第１緩衝部および前記第２緩衝部の少なくとも一方には、前記頂面の少なくとも一部に前記センサー部を保持する保持部が設けられ、前記センサー部が前記保持部に保持されていることを特徴とするセンサーユニット。
2. 請求項１に記載のセンサーユニットであって、
   前記収納部には、充填材が充填されていることを特徴とするセンサーユニット。
3. 請求項１または請求項２に記載のセンサーユニットであって、
   前記センサー部は、基板上にセンサーが実装されており、
   前記基板の周縁部が前記保持部に保持されていることを特徴とするセンサーユニット。
4. 請求項３に記載のセンサーユニットであって、
   前記基板と前記頂面との間には、隙間があることを特徴とするセンサーユニット。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサーユニットであって、
   前記第１緩衝部および前記第２緩衝部は、互いに嵌合していることを特徴とするセンサーユニット。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のセンサーユニットであって、
   前記第２緩衝部の比重は、前記第１緩衝部と比して小さいことを特徴とするセンサーユニット。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のセンサーユニットが取り付けられたことを特徴とする運動計測システム。

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