JP2020081349A - ゴルフボール、ゴルフボールの挙動計測装置およびゴルフボールへの図柄付与方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴルフボールの意匠性を低下させることなく挙動計測用図柄を付与する。【解決手段】ゴルフボール１０の表面１０Ａには、ゴルフボール１０の挙動を計測する際に用いる挙動計測用図柄１２が付与されている。挙動計測用図柄１２は、可視光照射下においては表面１０Ａと同色に視認され、かつ所定波長の不可視光照射下においては表面１０Ａと異なる色に識別可能となる素材が表面１０Ａ上に配置されることにより形成されている。また、ゴルフボール１０の表面１０Ａには、製造者名やブランド名を表記する意匠用図柄１４が更に付与されている。意匠用図柄１４は、可視光照射下においては表面１０Ａと異なる色に視認され、かつ不可視光照射下においては表面１０Ａと同色に識別される素材が表面１０Ａ上に配置されることにより形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ゴルフボール、ゴルフボールの挙動計測装置およびゴルフボールへの図柄付与方法に関する。

従来、ゴルフボールの挙動を計測するにあたって、ゴルフボールで撮影した複数の画像を画像処理することによって各種の挙動を示すパラメータを算出する方法が用いられている。
例えば、下記特許文献１は、特殊な機器を用いることなく移動体（ゴルフボール）の挙動を計測することを目的とし、ゴルフボールが移動開始地点に配置された状態である第１の画像と、ゴルフボールが打撃され移動を開始した後の画像である第２の画像に基づいてゴルフボールの挙動を計測する。例えば移動方向は、２枚の画像におけるゴルフボールの位置との変位方向から算出することができる。また、回転軸方向は２枚の画像におけるゴルフボールの図柄の位置および向きの差分から算出することができる。

特開２０１６−８６９５２号公報

上記従来技術のように、画像を用いてゴルフボールの挙動を計測する場合、ゴルフボールの表面に視認可能な図柄（マーク、以下「挙動計測用図柄」という）を付与し、画像上の図柄の位置に基づいてボールの回転状態などを算出している。
一方で、一般的なゴルフボールには、ゴルフボールの製造者名やブランド名、ロゴマーク、ゴルフボールの所有者を識別するための図柄や文字など（以下「意匠用図柄」という）が付与されている。
元々意匠用図柄が付与されているゴルフボールに、更に挙動計測用図柄を付与した場合、ゴルフボール表面に占める図柄の割合が大きくなり、ゴルフボールの意匠性が低下するという課題がある。また、挙動計測処理において画像上の挙動計測用図柄の位置を抽出する際に、意匠用図柄の影響で挙動計測用図柄の抽出精度が低下し、挙動計測処理の精度が低下する可能性があるという課題がある。
このような課題に対応するため、例えば挙動計測時には意匠用図柄がなく挙動計測用図柄のみを付与したゴルフボールを使用するという方法もあるが、この場合、挙動計測に日常的に使用しているゴルフボール（意匠用図柄が付された一般的なゴルフボール）を用いたいと考えるユーザに対応することができない。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、ゴルフボールの意匠性を低下させることなく挙動計測用図柄を付与することにある。

上述の目的を達成するため、請求項１の発明にかかるゴルフボールは、表面に第１の図柄が付与されたゴルフボールであって、前記第１の図柄は、前記ゴルフボールの挙動計測に用いられるとともに、可視光照射下においては前記表面と同色に視認され、かつ所定波長の不可視光照射下においては前記表面と異なる色に識別可能となる素材が前記表面上に配置されることにより形成されている、ことを特徴とする。
請求項２の発明にかかるゴルフボールは、前記表面に第２の図柄が更に付与され、前記第２の図柄は、前記可視光照射下においては前記表面と異なる色に視認され、かつ前記不可視光照射下においては前記表面と同色に識別される素材が前記表面上に配置されることにより形成されている、ことを特徴とする。
請求項３の発明にかかるゴルフボールは、前記第１の図柄を形成する素材の前記不可視光の吸収率は、前記表面の前記不可視光の吸収率よりも所定値以上高い、ことを特徴とする。
請求項４の発明にかかるゴルフボールは、前記第１の図柄の表面に、前記可視光照射下および前記不可視光照射下において無色透明の保護層を更に備える、ことを特徴とする。
請求項５の発明にかかるゴルフボールの挙動計測装置は、請求項１から４のいずれか１項記載のゴルフボールの挙動を計測するゴルフボールの挙動計測装置であって、前記ゴルフボールを撮影領域に含むよう配置されたカメラと、前記ゴルフボールに前記不可視光を照射する不可視光照射手段と、前記不可視光照射手段により前記不可視光が照射された状態の前記ゴルフボールの画像を撮影するよう前記カメラを制御する撮影制御手段と、前記画像に基づいて、前記ゴルフボールの打撃直後の移動方向、移動速度、回転軸方向およびスピン成分の少なくともいずれかを算出する挙動計測手段と、を備えることを特徴とする。
請求項６の発明にかかるゴルフボールの挙動計測装置は、前記カメラは、前記不可視光照射手段が照射する波長の前記不可視光を選択的に透過するフィルタが設けられている、ことを特徴とする。
請求項７の発明にかかるゴルフボールへの図柄付与方法は、ゴルフボールへの図柄付与方法であって、前記ゴルフボールの表面に、可視光照射下においては前記表面と同色に視認され、かつ所定波長の不可視光照射下においては前記表面と異なる色に視認される素材を配置することにより、前記ゴルフボールの挙動計測に用いられる第１の図柄を付与する、ことを特徴とする。
請求項８の発明にかかるゴルフボールへの図柄付与方法は、第１の図柄を付与する前記ゴルフボールの表面には、前記不可視光照射下においては前記表面と異なる色に視認され、かつ前記可視光照射下においては前記表面と同色に視認される素材が配置されることにより、第２の図柄が予め付与されている、ことを特徴とする。

本発明によれば、ゴルフボールの挙動計測に用いられる第１の図柄が、不可視光照射下でのみ識別可能となるので、ゴルフボールが一般的に使用される可視光下ではユーザに第１の図柄が視認されず、ゴルフボールの意匠性を向上させる上で有利となる。
また、可視光下で視認される第２の図柄がゴルフボールに付与されている場合、任意の図柄を第２の図柄として適用することにより、ゴルフボールの意匠性を更に向上させる上で有利となる。また、第２の図柄は不可視光下ではゴルフボールの表面と同色に識別されるので、ゴルフボールの表面には第１の図柄のみが認識されることになり、ゴルフボールの挙動計測の精度を向上させる上で有利となる。

実施の形態にかかるゴルフボール１０の外観図である。 実施の形態にかかるゴルフボール１０の外観図である。 挙動計測装置２０の構成を示す説明図である。 ゴルフボール１０のティー３４への載置状態を示す説明図である。 コンピュータ２８の構成を示すブロック図である。 挙動計測装置２０の機能的構成を示すブロック図である。 挙動計測装置２０による処理の手順を示すフローチャートである。 撮影手段２０６による撮影画像の一例を模式的に示す説明図である。 撮影手段２０６による撮影画像の一例を模式的に示す説明図である。 挙動計測装置２０の他の構成例を示す説明図である。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかるゴルフボール、ゴルフボールの挙動計測装置およびゴルフボールへの図柄付与方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
図１および図２は、実施の形態にかかるゴルフボール１０の外観図であり、図２は図１のＳ矢視図となっている。各図において、符号Ａは可視光照射下における外観、符号Ｂは不可視光照射下における外観を示す。なお、本実施の形態において、ゴルフボール１０の表面１０Ａの色（可視光照射下において視認される色）は白色とする。

図１に示すように、ゴルフボール１０は、その表面１０Ａに挙動計測用図柄（第１の図柄）１２が付与されている。挙動計測用図柄１２は、後述する挙動計測装置２０（図３参照）における挙動計測処理に用いられる。本実施の形態では、挙動計測用図柄１２は、２つの円形図形１２Ａ，１２Ｂおよび１つの×印１２Ｃを、それぞれ等距離となるように配置している。
また、図２に示すように、挙動計測用図柄１２（第１の挙動計測用図柄）の対心位置にも、挙動計測用図柄１２と同様の図柄（第２の挙動計測用図柄）が付与されている。

挙動計測用図柄１２は、可視光照射下においてはゴルフボール１０の表面１０Ａと同色に視認され、かつ所定波長の不可視光照射下においては表面１０Ａと異なる色に識別可能となる素材が、表面１０Ａ上に配置されることにより形成されている。
ここで、可視光とは、電磁波（光）のうち人間の目で視認可能な波長帯に属する光であり、具体的には、およそ３８０ｎｍから８１０ｎｍの波長帯の光を指す。また、不可視光とは、電磁波（光）のうち可視光の波長帯から外れた波長を有する光である。具体的には、可視光の波長帯より短波長側は紫外線であり、可視光の波長帯より長波長側は赤外線である。

挙動計測用図柄１２は、例えば不可視インクを用いてゴルフボール１０の表面１０Ａに印刷されている。不可視インクは、可視光に対する光学的特性（反射率、透過率、吸収率など）と、不可視光（赤外線または紫外線）に対する光学的特性とが大きく異なるように形成されており、可視光照射下では無色透明、すなわち周囲（ゴルフボール１０の表面１０Ａ）と同色に視認され、不可視光照射下では周囲と異なる色で視認される。なお、本明細書において、無色透明とは、ゴルフボール１０の通常の使用時において、挙動計測用図柄１２をユーザから目視するのが困難である程度にゴルフボール１０の表面１０Ａの色を透過させることを指す。
具体的には、例えば可視光および紫外線の透過率が高い一方で吸収率、反射率が低く、かつ赤外線の吸収率が高いインク（赤外線吸収インク）や赤外線の反射率が高いインク（赤外線反射インク）、紫外線により蛍光を生じるインク（紫外線蛍光インク）などが挙げられる。
また、例えば可視光照射下ではゴルフボール１０の表面１０Ａと同色（本実施の形態では白色）に視認され、不可視光照射下では周囲と異なる色（白色以外）で視認されるインク（素材）で挙動計測用図柄１２を形成してもよい。

本実施の形態では、挙動計測用図柄１２が例えば赤外線吸収インクで印刷されているものとする。
このようなインク（赤外線吸収インク）を用いることにより、挙動計測用図柄１２は、可視光照射下においては図１Ａに示すようにゴルフボール１０の表面１０Ａと同色に視認される（図１Ａにおいては挙動計測用図柄１２を網掛けで図示）。また、不可視光（赤外線）照射下においては、図１Ｂに示すようにゴルフボール１０の表面１０Ａよりも濃い色（図１Ｂにおいては黒色で図示）で識別される。
より詳細には、赤外線吸収インクの赤外線（不可視光）の吸収率は、ゴルフボール１０の表面１０Ａの赤外線（不可視光）の吸収率よりも大幅に（所定値以上）高くなっている。よって、赤外線照射時には挙動計測用図柄１２がゴルフボール１０の表面１０Ａよりも暗く認識される。この場合、例えば赤外線反射インクのように不可視光を反射することにより挙動計測用図柄１２を識別可能にする場合と比較して、後述する挙動計測装置２０における画像処理時に挙動計測用図柄１２の輪郭が把握しやすく、挙動の算出精度を向上させることができる。

なお、挙動計測用図柄１２は、可視光照射下においてはゴルフボール１０の表面１０Ａと同色に視認、すなわち人間（ユーザ）からほぼ無色透明であると認識されるのが好ましいが、不可視光照射下においては必ずしも人間（ユーザ）から視認可能でなくてもよい。挙動計測用図柄１２は、不可視光照射下において後述する挙動計測装置２０のカメラ２２で撮影した画像上で、ゴルフボール１０の表面１０Ａと異なる色に識別可能であればよい。

また、挙動計測用図柄１２は、ゴルフボール１０の表面１０Ａに予め印刷するに限らず、例えば挙動計測用図柄１２のシールを形成しておき、後述する挙動計測装置２０で計測を行う際にゴルフボール１０の表面１０Ａに貼付するようにしてもよい。

また、図２に示すように、ゴルフボール１０は、その表面１０Ａに意匠用図柄（第２の図柄）１４が更に付与されている。意匠用図柄１４は、例えばゴルフボール１０の製造者名やブランド名、ロゴマーク、ゴルフボールの所有者を識別するための図柄などである。
本実施の形態では、意匠用図柄１４として、ゴルフボール１０の製造者名である「ＧＯＬＦ」の文字が付与されている。また、後述する挙動計測装置２０での計測を精度よく行うために、打撃開始位置（ティー上）にゴルフボール１０を配置する際の位置合わせ用マーク（▲）が「ＧＯＬＦ」の文字の左右に配置されている。
また、図２に示す意匠用図柄１４（第１の意匠用図柄）の対心位置にも、意匠用図柄１４と同様の図柄（第２の意匠用図柄）が付与されている。

意匠用図柄１４は、可視光照射下においてはゴルフボール１０の表面１０Ａと異なる色に視認され、かつ不可視光照射下においては表面１０Ａと同色に識別される素材が、表面１０Ａ上に配置されることにより形成されている。
意匠用図柄１４は、例えばカーボンブラックを含有しない黒色インクやカラーインクなどを用いてゴルフボール１０の表面１０Ａに印刷されている。カーボンブラックを含有しない黒色インクやカラーインクは、可視光照射下では所定の色（黒や白以外の有色）、すなわち周囲（ゴルフボール１０の表面１０Ａの白色）と異なる色に視認され、不可視光照射下では周囲と略同色で認識される。つまり、意匠用図柄印刷用のインクとして、可視光の吸収率が高く（黒色の場合）、または可視光のうち特定の波長を反射し（有色の場合）、かつ不可視光の透過率が高いインクを用いるのが好ましい。
具体的には、例えば国際公開第２０１６／０５２６４１号に記載の赤外線透過性暗色インキ（一般にＩＲ（赤外線）インク、ＩＲ透過インク等と称される）のように、黒色の外観を有しつつ、十分な赤外線透過性を有するインクを用いることができる。

このようなインク（ＩＲ透過インク等）を用いることにより、意匠用図柄１４は、可視光照射下においては図２Ａに示すようにゴルフボール１０の表面１０Ａと異なる色に視認される（図２Ａにおいては意匠用図柄１４を黒色で図示）。また、不可視光（赤外線）照射下においては、図２Ｂに示すようにゴルフボール１０の表面１０Ａと同色（図２Ｂにおいては点線で図示）で識別される。

なお、意匠用図柄１４は、可視光照射下においてはゴルフボール１０の表面１０Ａと異なる色に視認、すなわち人間（ユーザ）が意匠用図柄１４を認識可能とするのが好ましいが、不可視光照射下においては必ずしも無色となる必要はなく、挙動計測装置２０のカメラ２２で撮影した画像上で、挙動計測用図柄１２との識別が容易となる程度に表面１０Ａとのコントラストが低くなればよい。

つぎに、ゴルフボール１０の挙動を計測する挙動計測装置２０について説明する。
本実施の形態では、挙動計測装置２０として、ゴルフボール１０の打撃直後の移動方向、移動速度、回転軸方向およびスピン成分を計測する場合について説明する。
以下に説明する挙動計測装置２０の構成や挙動計測処理の手順等は一例であり、画像を用いてゴルフボール１０の挙動を計測する具体的な方法は、従来公知の様々な方法を採用可能である。

図３は、挙動計測装置２０の構成を示す説明図であり、図３Ａは模式的側面図、図３Ｂは上面視図である。
図３Ａには、ゴルフクラブ３２によってゴルフボール１０を打撃しようとする計測者（プレイヤー）Ｉが示されている。図３では図柄を省略しているが、ゴルフボール１０には図１および図２に示すような挙動計測用図柄１２および意匠用図柄１４が付与されている。
ゴルフボール１０は、地面（水平面）Ｇに差し込まれたティー３４上に載置されており、この状態でゴルフクラブ３２により打撃され、移動を開始する。すなわち、図３Ａの例では、ティー３４上のゴルフボール１０の位置が移動開始地点Ｐ０となる。
なお、ゴルフボール１０をティー３４に載置した状態で計測を行うか、地面Ｇに載置した状態で計測を行うか、すなわち、ティー３４上のゴルフボール１０の位置を移動開始地点とするか、地面Ｇ上のゴルフボール１０の位置を移動開始地点とするかは計測者Ｉの任意である。
また、符号Ｘは、ゴルフクラブ３２によってゴルフボール１０を打撃した際の目標移動方向である。以下、挙動計測装置２０が設置された空間の座標の原点を移動開始地点Ｐ０とし、目標移動方向Ｘを向き地面Ｇと平行な方向にｘ軸、重力方向と反対方向をｚ軸、ｘ軸およびｚ軸と直交する方向をｙ軸とする。なお、図３では図示の都合上、各座標軸を原点である移動開始地点Ｐ０から離れた位置に図示している。

図４に示すように、計測者Ｉは、ゴルフボール１０をティー３４に載置する際に、意匠用図柄１４である「ＧＯＬＦ」の文字を上面かつ自身が読める方向に向けるとともに、位置合わせ用マーク（▲）の頂点を目標移動方向Ｘに向けるようにする。これにより、挙動計測用図柄１２がｙ軸方向に位置するカメラ２２側を向き、カメラ２２の撮影画像に挙動計測用図柄１２を確実に写り込ませることが可能となる。
特に、本実施の形態では、可視光下では挙動計測用図柄１２が視認しにくいため、挙動計測用図柄１２自体を用いてカメラ２２との位置合わせをすることが困難である。意匠用図柄１４に位置合わせ用マークを設けることにより、カメラ２２の撮影画像に挙動計測用図柄１２を確実に写り込ませることができ、挙動の計測精度を向上させることができる。

挙動計測装置２０は、カメラ２２、赤外線ランプ２３（不可視光照射手段）、マイク２４、ドップラーセンサ２５、コンピュータ２８を含んで構成される。
カメラ２２は、静止画を撮影するカメラであり、ゴルフボール１０の移動開始地点Ｐ０を含む領域を撮影領域とするように配置される。本実施の形態では、カメラ２２は地面Ｇ付近に固定して設置されており、図３Ｂに示すように移動開始地点Ｐ０を含む撮影領域Ｈ内を撮影する。
カメラ２２によって撮影された画像は、後述するコンピュータ２８へと出力される。
また、カメラ２２の撮影タイミングは、後述するコンピュータ２８の撮影制御手段２０８で制御される。

赤外線ランプ２３は、不可視光照射手段の一例であり、本実施の形態では赤外線を発光する。赤外線ランプ２３は、カメラ２２の撮影タイミングに連動して点灯し、撮影領域Ｈ付近に赤外線を照射する。これにより、撮影画像にゴルフボール１０を鮮明に映すことができる。赤外線ランプ２３の点灯のオンオフをコンピュータ２８で制御するようにしてもよい。
なお、図３Ｂではカメラ２２と後述するドップラーセンサ２５との位置関係を明確にするため、赤外線ランプ２３の図示を省略している。
また、本実施の形態では図示の便宜上、カメラ２２と赤外線ランプ２３とを別体に図示しているが、カメラ２２と赤外線ランプ２３とを１つのユニット内に格納してもよい。この場合、例えばユニットの筐体（一般的には矩形）内にカメラ２２および赤外線ランプ２３を格納し、筐体の前面（ゴルフボール１０と対向する面）側にカメラ２２のレンズや赤外線ランプ２３を配置する。

また、カメラ２２のレンズ（図示なし）の表面に、赤外線（赤外線ランプ２３で発光する光の波長をピークとする波長帯）以外の光をカットするフィルタを設けてもよい。すなわち、カメラ２２に、不可視光照射手段（赤外線ランプ２３）が照射する波長の不可視光を選択的に透過するフィルタを設けてもよい。
これにより、周囲の可視光等の影響を排除して、赤外線ランプ照射下におけるゴルフボール１０の輪郭や挙動計測用図柄１２をより鮮明に撮影することができる。また、特にゴルフボール１０の表面１０Ａが白以外の場合でも、その輪郭を鮮明に撮影する上で有利となる。
また、カメラ２２を赤外線カメラとしてもよい。

マイク２４は、周囲の音声を集音して音声信号としてコンピュータ２８へと出力する。
本実施の形態では、マイク２４はゴルフボール１０の打撃音を集音し、ゴルフボール１０の移動開始を検知するために設けられている。
なお、図３Ｂではカメラ２２と後述するドップラーセンサ２５との位置関係を明確にするため、マイク２４の図示を省略している。

ドップラーセンサ２５は、アンテナ部２５２を介して送信波Ｗ１としてのマイクロ波をゴルフボール１０に向けて送信すると共に、ゴルフボール１０で反射された反射波Ｗ２をアンテナ部２５２を介して受信して、ドップラー信号Ｓｄを検出するものである。
ドップラー信号とは、送信波Ｗ１の周波数Ｆ１と受信波Ｗ２の周波数Ｆ２との差分の周波数Ｆ１−Ｆ２で定義されるドップラー周波数Ｆｄを有する信号である。
ドップラーセンサ２５は、市販されている種々のものが使用可能である。
なお、前記の送信波Ｗ１としては、例えば、２４ＧＨｚのマイクロ波が使用可能であり、ドップラー信号Ｓｄを得られるものであれば送信波Ｗ１の周波数は限定されない。
ドップラーセンサ２５のアンテナ部２５２は指向性を有しており、本実施の形態では、アンテナ部２５２の指向方向Ｎがゴルフボール１０の目標移動方向Ｘ（ｘ軸）と一致するように設置される。すなわち、ドップラーセンサ２５は移動開始地点Ｐ０の後方に、アンテナ部２５２を目標移動方向Ｘに向けて設置される。
また、図３Ａではｘ軸方向から挙動計測装置２０を図示しているので、ドップラーセンサ２５の図示を省略している。

コンピュータ２８は、他のカメラ２２やマイク２４等の他の構成部から出力される情報を用いてゴルフボール１０の挙動データを算出する。
図５は、コンピュータ２８の構成を示すブロック図である。
コンピュータ２８は、ＣＰＵ１８０２と、不図示のインターフェース回路およびバスラインを介して接続されたＲＯＭ１８０４、ＲＡＭ１８０６、ハードディスク装置１８０８、ディスク装置１８１０、キーボード１８１２、マウス１８１４、ディスプレイ１８１６、プリンタ１８１８、入出力インターフェース１８２０などを有している。
ＲＯＭ１８０４は制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ１８０６はワーキングエリアを提供するものである。
ハードディスク装置１８０８はゴルフボール１０の挙動の計測を行うための専用のプログラム（挙動計測プログラム）を格納している。
ディスク装置１８１０はＣＤやＤＶＤなどの記録媒体に対してデータの記録および／または再生を行うものである。
キーボード１８１２およびマウス１８１４は、操作者による操作入力を受け付けるものである。
ディスプレイ１８１６はデータを表示出力するものであり、プリンタ１８１８はデータを印刷出力するものであり、ディスプレイ１８１６およびプリンタ１８１８によってデータを出力する。
入出力インターフェース１８２０は、カメラ２２、マイク２４、ドップラーセンサ２５等との間でデータの授受を行うものである。

なお、コンピュータ２８としてスマートホンやタブレット等の小型情報機器を用いてもよい。
また、図３ではドップラーセンサ２５やカメラ２２等と、コンピュータ２８とを配線で接続して図示しているが、これらの機器間の通信を無線通信で行ってもよい。
また、コンピュータ２８（スマートホンやタブレット等を含む）がカメラ２２やマイク２４を備えている場合には、コンピュータ２８が備えるカメラ２２やマイク２４を用いて画像の撮影や音声の集音を行ってもよい。この場合、挙動計測装置２０を構成する機器の数を少なくして、機器の設置の手間やスペースを省くことができる。

図６は、挙動計測装置２０の機能的構成を示すブロック図である。
挙動計測装置２０は、機能的には、配置検知手段２０２、移動開始検知手段２０４、撮影手段２０６、撮影制御手段２０８、挙動計測手段２１０によって構成される。
これらの構成のうち、撮影制御手段２０８および挙動計測手段２１０は、上述したコンピュータ２８のＣＰＵ１８０２が挙動計測プログラムを実行することによって実現する。

配置検知手段２０２は、ゴルフボール１０が移動開始地点に配置されたことを検知する。
本実施の形態のようにゴルフボール１０の移動開始地点がティー３４上である場合、配置検知手段２０２は、ゴルフボール１０がティー３４上に配置されたことを検知する。
本実施の形態では、例えばドップラーセンサ２５によって配置検知手段２０２を実現する。
上述のように、ドップラーセンサ２５は、図３Ｂに示すように移動開始地点Ｐ０の後方に、アンテナ部２５２を目標移動方向Ｘに向けて設置される。よって、ドップラーセンサ２５では、ｘ軸に沿ったゴルフボール１０の接近（ドップラー信号の周波数変化）を計測可能である。
ここで、計測者Ｉがアドレス姿勢を取ってバックスイングを行うと、ゴルフクラブ３２がｘ軸にほぼ沿って移動するため、ドップラーセンサ２５でドップラー信号の周波数変化が検知される。計測者Ｉがティー３４（移動開始位置Ｐ０）周辺でスイング動作を行う場合、ゴルフボール１０がティー３４に設置されていることが予測される。よって、ドップラーセンサ２５でゴルフクラブ３２の接近を検知することによって、ゴルフボール１０がティー３４上に配置されている、すなわち移動開始地点に配置されたことを検知することができる。
すなわち、ゴルフボール１０であるゴルフボール１０は、打撃具であるゴルフクラブ３２によって打撃されることによって移動を開始し、配置検知手段２０２は、打撃具であるゴルフクラブ３２による打撃挙動（スイング）の開始を検知することにより、ゴルフボール１０が移動開始地点に配置されたことを検知する。

また、配置検知手段２０２は、外部から入力される配置完了信号を検知することにより、ゴルフボール１０が移動開始地点に配置されたことを検知するものであってもよい。
すなわち、ゴルフボール１０をティー３４上に配置したことを計測者Ｉがコンピュータ２８のキーボード１８１２を用いて入力したり、専用のリモコンやスイッチ等を用いて入力したりしてもよい。

移動開始検知手段２０４は、ゴルフボール１０が移動を開始したことを検知する。
本実施の形態では、マイク２４によってゴルフボール１０の打撃音を集音し、ゴルフボール１０の移動開始を検知する。すなわち、移動開始検知手段２０４は、打撃具によるゴルフボール１０の打撃音を検知してゴルフボール１０が移動を開始したことを検知する。
なお、マイク２４には計測者Ｉの話し声等、様々な音声が集音されるため、予めゴルフボール１０の打撃音を示す周波数帯を特定しておき、音声認識を用いてこの周波数帯の音声が集音されたことを識別することによって、ゴルフボール１０が移動を開始したことを検知してもよい。

また、移動開始検知手段２０４は、マイク２４に限らず、通過検知センサであってもよい。
具体的には、ゴルフボール１０の設置位置の前方が検知エリアとなるように通過検知センサを設置し、検知エリア内をゴルフボール１０またはゴルフクラブ３２が通過したことを検知することにより、ゴルフボール１０が移動を開始したことを検知してもよい。
すなわち、ゴルフボール１０の移動経路上を検知領域とする通過検知センサを用いてゴルフボール１０が移動を開始したことを検知するようにしてもよい。
この場合、通過検知センサの検知エリアは、後述する撮影手段２０６の撮影領域内にゴルフボール１０が位置するうちに撮影が行えるように、ティー３４のごく近傍に設定するのが好ましい。

撮影手段２０６は、ゴルフボール１０の移動開始地点Ｐ０を撮影領域に含むよう配置され、撮影領域内の画像を撮影する。
上述のように、本実施の形態ではカメラ２２が撮影手段２０６を構成し、移動開始地点Ｐ０であるティー３４上を含むように撮影領域Ｈが設定されている。
撮影手段２０６は、後述する撮影制御手段２０８による撮影タイミング制御によって画像（静止画）が撮影できればよい。

撮影制御手段２０８は、配置検知手段２０２および移動開始検知手段２０４による検知結果に基づいて、撮影手段２０６による撮影動作を制御する。
より詳細には、撮影制御手段２０８は、配置検知手段２０２でゴルフボール１０が移動開始地点に配置されたと検知された場合、移動開始地点に配置された状態のゴルフボール１０の画像（第１の画像）を撮影するように撮影手段２０６を制御する。また、撮影制御手段２０８は、移動開始検知手段２０４によってゴルフボール１０が移動を開始したことを検知された場合、移動開始後のゴルフボール１０の画像（第２の画像）を撮影するように撮影手段２０６を制御する。これにより、ゴルフボール１０の移動開始前後（打ち出し前後）の２枚の画像が得られる。
なお、カメラ２２でゴルフボール１０を撮影する際には、ゴルフボール１０に赤外線ランプ２３により不可視光（赤外線）が照射されている状態とする。すなわち、撮影制御手段２０８は、不可視光照射手段により不可視光が照射された状態のゴルフボール１０の画像を撮影するようカメラ２２を制御する。

挙動計測手段２１０は、移動開始地点Ｐ０に配置された状態のゴルフボール１０の画像である第１の画像と、移動開始後のゴルフボール１０の画像である第２の画像とに基づいて、ゴルフボール１０の打撃直後の移動方向、移動速度、回転軸方向およびスピン成分の少なくともいずれかを算出する。
挙動計測手段２１０は、移動方向算出手段２１０２、回転軸方向算出手段２１０４、移動速度算出手段２１０６、スピン成分算出手段２１０８を備える。これらは、ゴルフボール１０の挙動情報である、移動方向、回転軸方向、移動速度およびスピン成分をそれぞれ算出する。

ここで、挙動計測手段２１０による挙動情報の算出方法について説明する。
図８は、撮影手段２０６による撮影画像の一例を模式的に示す説明図である。
図８Ａは第１の画像を示し、移動開始地点に配置された状態のゴルフボール１０を撮影したものであり、図８Ｂは第２の画像を示し、移動開始後のゴルフボール１０を撮影したものである。また、図８Ｃは図８Ｂからゴルフボール１０以外の要素を消去した上で、図８Ａおよび図８Ｂを重畳している。
また、図９も、撮影手段２０６による撮影画像の一例を模式的に示す説明図であり、図９Ａは図８Ａと同一の図、図９Ｂはゴルフボール１０がカメラ２２に対して近づく方向（ｙ座標プラス方向）に移動した場合の画像であり、図９Ｃはゴルフボール１０がカメラ２２に対して遠ざかる方向（ｙ座標マイナス方向）に移動した場合の画像である。

ゴルフボール１０の挙動計測用図柄１２は、可視光照射下においてはゴルフボール１０の表面１０Ａと同色に視認され、計測者Ｉからはほぼ視認できない。一方、赤外線照射下で撮影された画像上では、表面１０Ａと異なる色に識別可能となる。
また、ゴルフボール１０の意匠用図柄１４は、可視光照射下においてはゴルフボール１０の表面１０Ａと異なる色に視認され、計測者Ｉが視認可能である。一方、不可視光照射下で撮影された画像上では、表面１０Ａと略同色に識別され、意匠用図柄１４を識別するのは困難である。よって、第１の画像および第２の画像では、ゴルフボール１０の表面１０Ａには挙動計測用図柄１２のみが認識され、意匠用図柄１４の誤検出による挙動計測精度の低下を防止することができる。

挙動計測手段２１０は、カメラ２２で撮像された画像をデジタルデータとして取り込み、画像処理を行うことによって周囲の環境などの不要な画像を消去し、ゴルフボール１０の円形状の輪郭領域を検出する。挙動計測手段２１０は、ゴルフボール１０の像（円形状の輪郭領域）の重心位置および直径を算出するとともに、輪郭領域の内部から挙動計測用図柄１２を抽出する。なお、挙動計測用図柄１２の形状を挙動計測手段２１０に予め登録（記憶）しておけば、パターンマッチング等により精度よく挙動計測用図柄１２を抽出することができる。

［移動方向の算出方法］
まず、上下方向（ｘ−ｚ平面上）における移動方向θｈの算出方法について説明する。
図８Ｃに示すように、第１の画像におけるゴルフボール１０の中心点Ｐ１と第２の画像におけるゴルフボール１０の中心点Ｐ２とを結ぶ線分Ｌ１と、第１の画像におけるゴルフボール１０の中心点Ｐ１を通り地面Ｇと平行な線分Ｌ２とがなす角θｈによって、上下方向（ｘ−ｚ平面上）の移動方向を特定することができる。
すなわち、挙動計測手段２１０は、第１の画像におけるゴルフボール１０の位置と第２の画像におけるゴルフボール１０の位置との変位方向を移動方向として算出する。
なお、カメラ２２の光軸が地面Ｇと平行でなく、上下方向に傾いている場合は、当該傾きを補正した上で上下方向の移動方向θｈを算出する。

つぎに、左右方向（ｘ−ｙ平面上）における移動方向θｗの算出方法について説明する。
ゴルフボール１０が目標移動方向Ｘに対して左右方向に傾いて移動している場合には、図９に示すように移動開始前後で画像上のゴルフボール１０の直径が異なる。
図９の例では、図９Ａの移動開始前のゴルフボール１０の直径Ｒ０に対して、図９Ｂのようにゴルフボール１０がカメラ２２に対して近づく方向に移動した場合には直径Ｒ１が大きくなり（Ｒ１＞Ｒ０）、図９Ｃのようにゴルフボール１０がカメラ２２に対して遠ざかる方向に移動した場合には直径Ｒ２が小さくなる（Ｒ２＜Ｒ０）。
カメラ２２の撮影倍率および画角は既知であるので、移動開始前後のゴルフボール１０の直径の差分に基づいて、左右方向（ｘ−ｙ平面上）の移動方向θｗを特定することができる。
例えば、図９Ｂのようにゴルフボール１０がカメラ２２に対して近づく方向（ｙ座標プラス方向）に移動した場合には、画像上のゴルフボール１０の直径が大きいほどカメラ２２方向に大きく曲がっていることになる。また、図９Ｃのようにゴルフボール１０がカメラ２２に対して遠ざかる方向（ｙ座標マイナス方向）に移動した場合には、画像上のゴルフボール１０の直径が小さいほどカメラ２２と反対方向に大きく曲がっていることになる。
すなわち、挙動計測手段２１０は、第１の画像および第２の画像におけるゴルフボールの直径の比率に基づいて、カメラ２２の撮影方向と直交する方向の移動方向を算出する。

また、移動方向θｗを算出する他の方法として、複数台のカメラ２２を用いたステレオ計測をおこなってもよい。
図１０は、挙動計測装置２０の他の構成例を示す説明図である。
図１０では、ゴルフボール１０の移動開始地点Ｐ０を含む領域を撮影領域とするように２台のカメラ２２Ａ，２２Ｂが設置されている。カメラ２２Ａ，２２Ｂの位置や撮影方向（向き）や撮影倍率などのカメラパラメータは、予め特定されている。
このカメラ２２Ａ，２２Ｂで、それぞれ同時にゴルフボール１０の移動開始前後（打ち出し前後）の画像を撮影する。
そして、それぞれのカメラ２２Ａ，２２Ｂで撮影した画像上におけるゴルフボール１０の位置を特定し、上記のカメラパラメータを用いて移動開始前後におけるゴルフボール１０の３次元空間上の位置を特定する。この移動開始前後におけるゴルフボール１０の３次元空間上の位置の差分からゴルフボール１０の移動方向θｗを算出することができる。
すなわち、複数台のカメラ２２Ａ，２２Ｂでそれぞれ撮影された複数の第１の画像に基づいて移動開始前のゴルフボール１０の３次元空間上の位置を特定し、複数台のカメラ２２Ａ，２２Ｂでそれぞれ撮影された複数の第２の画像に基づいて移動開始後のゴルフボール１０の３次元空間上の位置を特定し、移動開始前後におけるゴルフボール１０の３次元空間上の位置の差分に基づいて移動方向を算出するようにしてもよい。
このように、複数台のカメラを用いて撮影することによって、ゴルフボール１０の移動方向θｗをより精度高く算出することができる。

［移動速度の算出方法］
つづいて、移動速度の算出方法について説明する。
上述した移動方向および回転軸方向の算出は移動開始前後の２枚の画像のみで行うことができるが、画像を用いて移動速度を算出するには、ゴルフボール１０が移動を開始してから第２の画像を撮影するまでの経過時間を特定する必要がある。
移動速度の算出には、まずゴルフボール１０の移動距離を算出する。上述のようにカメラ２２の撮影倍率は既知であるので、画像上の距離と実空間上の距離との比率は既知であり、第１の画像におけるゴルフボール１０の位置（移動開始地点）と第２の画像におけるゴルフボール１０の位置との間の距離から移動距離の上下方向成分を算出することができる。
また、移動距離の上下方向成分と左右方向（ｘ−ｙ平面上）の移動方向θｗとから、移動距離の左右方向成分を算出することができる。
移動距離の上下方向成分および左右方向成分から、ゴルフボール１０の直線移動距離を算出することができる。

つぎに、ゴルフボール１０が移動を開始した時刻を特定する。移動開始検知手段２０４がマイク２４である場合、マイク２４によって打撃音を検知した時刻をゴルフボール１０が移動を開始した時刻とすることができる。
この時、移動開始地点とマイク２４と間の距離を音速で除した値を打撃音がマイク２４に到達するまでの遅れ時間として算出し、この遅れ時間をマイク２４によって打撃音を検知した時刻から差し引いてもよい。
この時、移動開始地点周辺の温度を検知する温度センサを設けておき、温度センサの測定温度を用いて音速値を補正してもよい。すなわち、一般的に用いられる音速Ｃ＝３３１．５＋０．６１ｔ（ｔは摂氏温度）等の式を用いて実際の音速により近い値を算出し、打撃音がマイク２４に到達するまでの時間を算出してもよい。これにより、更に精度高くゴルフボール１０が移動開始した時刻を特定することができる。

そして、カメラ２２で第２の画像を撮影した時刻を特定すれば、ゴルフボール１０が移動開始してから第２の画像が撮影されるまでの経過時間を特定することができる。第２の画像を撮影した時刻は、撮影制御手段２０８がカメラ２２に撮影を指示した時刻またはカメラ２２で記録した第２の画像の撮影時刻であり、これらは略同一である。
このように算出したゴルフボール１０の移動距離を、ゴルフボール１０が移動を開始してから第２の画像を撮影するまでの経過時間で除すことによって、２枚の画像からゴルフボール１０の移動速度を算出することができる。

［回転軸方向およびスピン成分の算出方法］
つぎに、回転軸方向およびスピン成分の算出方法について説明する。
図８に示すように、ゴルフボール１０には挙動計測用図柄１２が付加されている。移動開始前後のゴルフボール１０の挙動計測用図柄１２の位置および方向に基づいて、ゴルフボール１０の回転軸方向を特定することができる。
回転軸方向は、例えば移動方向と同様に、上下方向における回転軸の傾きと左右方向における回転軸の傾きとによって表すことができる。また、ゴルフボール１０のスピン成分には、サイドスピン成分とバックスピン成分とによって表すことができる。

すなわち、第１の画像における挙動計測用図柄１２（以下、第１の図柄という）を、仮想空間Ａに設けられた第１の３次元仮想球体Ｑ（以下、第１の仮想球体Ｑという）の表面に写像（マッピング）する。また、第２の画像における挙動計測用図柄１２（以下、第２の図柄という）を、第２の３次元仮想球体ｑ（以下、第２の仮想球体ｑという）の表面に写像（マッピング）する。挙動計測手段２１０は、第１の仮想球体Ｑと、第２の仮想球体ｑとにより、例えば、画像相関法により３次元空間における回転軸および回転軸周りの回転量（回転角度）を求める。

この場合、第１の仮想球体Ｑを３次元的に回転させて、第１の図柄と第２の仮想球体ｑにおける第２の図柄との相関係数が最も高くなる場合における３次元的な回転量を、２つの時刻間におけるゴルフボール１０の３次元的な回転量（３次元空間における回転軸および回転軸周りの回転量（回転角度））とする。
画像相関法により得られた３次元的な回転量を、図３等に示す各軸方向に分ける。これにより、バックスピンおよびサイドスピンを求めることができる。

なお、ゴルフボール１０に付加する挙動計測用図柄１２は、ゴルフボール１０がどの方向に回転しても画像上に写るような図柄にするのが好ましい。本実施の形態では、挙動計測用図柄１２をゴルフボール１０の対心位置である２箇所に付与している。
すなわち、ゴルフボール１０は全方位から視認可能な図柄を有し、挙動計測手段２１０は、第１の画像における図柄の位置および向きと第２の画像における図柄の位置および向きとの差分から回転軸方向を算出する。

図７は、挙動計測装置２０による処理の手順を示すフローチャートである。
挙動計測装置２０は、まずドップラーセンサ２５（配置検知手段２０２）による計測を開始し（ステップＳ４００）、ゴルフボール１０が移動開始地点に配置されたことを検知する（ステップＳ４０２：配置検知工程）。本実施の形態では、ドップラー信号によりゴルフクラブ３２のスイング開始が検知された場合にゴルフボール１０が移動開始地点に配置されたと判断する。
ゴルフボール１０が移動開始地点に配置されると（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、撮影制御手段２０８が撮影手段２０６に画像撮影を指示し、ゴルフボール１０が移動開始地点にある状態を第１の画像として撮影する（ステップＳ４０４：第１の撮影工程）。
つぎに、挙動計測装置２０は、移動開始検知手段２０４によってゴルフボール１０が移動を開始したことを検知する（ステップＳ４０６：移動開始検知工程）。
ゴルフボール１０が移動を開始すると（ステップＳ４０６：Ｙｅｓ）、撮影制御手段２０８が撮影手段２０６に画像撮影を指示し、ゴルフボール１０が移動している状態を第２の画像として撮影する（ステップＳ４０８：第２の撮影工程）。また、この間もドップラー信号の計測も継続して行う。
つづいて、挙動計測手段２１０によって、ドップラー信号および２枚の画像から移動方向、回転軸方向、移動速度、スピン成分など、ゴルフボール１０の挙動を算出する（ステップＳ４１０：挙動計測工程）。
そして、算出した挙動情報をディスプレイ１８１６や印刷紙等に表示して（ステップＳ４１２）、本フローチャートによる処理を終了する。

以上説明したように、実施の形態にかかるゴルフボール１０は、挙動計測用図柄１２が不可視光照射下でのみ識別可能となるので、ゴルフボール１０が一般的に使用される可視光下では計測者Ｉに挙動計測用図柄１２が視認されず、ゴルフボール１０の意匠性を向上させる上で有利となる。
また、ゴルフボール１０の製造者名やブランド名、ロゴなど任意の図柄を可視光下で視認される意匠用図柄１４として適用することにより、ゴルフボール１０の意匠性を更に向上させる上で有利となる。また、意匠用図柄１４は不可視光下ではゴルフボール１０の表面１０Ａと同色に識別されるので、ゴルフボール１０の表面１０Ａには挙動計測用図柄１２のみが認識されることになり、ゴルフボール１０の挙動計測の精度を向上させる上で有利となる。

なお、本実施の形態では、ゴルフボール１０に予め挙動計測用図柄１２と意匠用図柄１４とが付与されているものとしたが、これに限らず、例えば挙動計測を行う都度、意匠用図柄１４のみが付された一般的なゴルフボール１０に、挙動計測用図柄１２を付与するようにしてもよい。
この場合、例えば挙動計測用図柄１２のシールをゴルフボール１０の表面１０Ａに貼付したり、不可視インクを用いたスタンプをゴルフボール１０の表面１０Ａに押したりする。
すなわち、例えば図７のステップＳ４００に先立って、ゴルフボール１０の表面１０Ａに、可視光照射下においては表面１０Ａと同色に視認され、かつ所定波長の不可視光照射下においては表面１０Ａと異なる色に視認される素材を配置することにより、挙動計測用図柄１２（第１の図柄）を付与するようにしてもよい。
この時、挙動計測用図柄１２（第１の図柄）を付与するゴルフボール１０の表面１０Ａには、不可視光照射下においては表面１０Ａと異なる色に視認され、かつ可視光照射下においては表面１０Ａと同色に視認される素材が配置されることにより、意匠用図柄１４（第２の図柄）が予め付与されていてもよい。

また、挙動計測用図柄１２（および意匠用図柄１４）を設けたゴルフボール１０の表面１０Ａに、更に保護層（図示なし）を設けてもよい。これにより、挙動計測用図柄１２および意匠用図柄１４が消えるのを防止し、図柄の耐久性を向上させることができる。保護層の素材は、可視光および不可視光の両方で透過性が高いものが好ましい。
すなわち、挙動計測用図柄１２（第１の図柄）の表面に、可視光照射下および不可視光照射下において無色透明の保護層を更に備えるようにしてもよい。

１０ ゴルフボール
１０Ａ 表面
１２ 挙動計測用図柄
１４ 意匠用図柄
１７ 赤外線ランプ
２０ 挙動計測装置
２２ カメラ
３２ ゴルフクラブ
２３ 赤外線ランプ
２４ マイク
２５ ドップラーセンサ
２８ コンピュータ
２０２ 配置検知手段
２０４ 移動開始検知手段
２０６ 撮影手段
２０８ 撮影制御手段
２１０ 挙動計測手段

Claims (8)

1. 表面に第１の図柄が付与されたゴルフボールであって、
   前記第１の図柄は、前記ゴルフボールの挙動計測に用いられるとともに、可視光照射下においては前記表面と同色に視認され、かつ所定波長の不可視光照射下においては前記表面と異なる色に識別可能となる素材が前記表面上に配置されることにより形成されている、
   ことを特徴とするゴルフボール。
2. 前記表面に第２の図柄が更に付与され、
   前記第２の図柄は、前記可視光照射下においては前記表面と異なる色に視認され、かつ前記不可視光照射下においては前記表面と同色に識別される素材が前記表面上に配置されることにより形成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載のゴルフボール。
3. 前記第１の図柄を形成する素材の前記不可視光の吸収率は、前記表面の前記不可視光の吸収率よりも所定値以上高い、
   ことを特徴とする請求項１または２記載のゴルフボール。
4. 前記第１の図柄の表面に、前記可視光照射下および前記不可視光照射下において無色透明の保護層を更に備える、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のゴルフボール。
5. 請求項１から４のいずれか１項記載のゴルフボールの挙動を計測するゴルフボールの挙動計測装置であって、
   前記ゴルフボールを撮影領域に含むよう配置されたカメラと、
   前記ゴルフボールに前記不可視光を照射する不可視光照射手段と、
   前記不可視光照射手段により前記不可視光が照射された状態の前記ゴルフボールの画像を撮影するよう前記カメラを制御する撮影制御手段と、
   前記画像に基づいて、前記ゴルフボールの打撃直後の移動方向、移動速度、回転軸方向およびスピン成分の少なくともいずれかを算出する挙動計測手段と、
   を備えることを特徴とするゴルフボールの挙動計測装置。
6. 前記カメラは、前記不可視光照射手段が照射する波長の前記不可視光を選択的に透過するフィルタが設けられている、
   ことを特徴とする請求項５記載のゴルフボールの挙動計測装置。
7. ゴルフボールへの図柄付与方法であって、
   前記ゴルフボールの表面に、可視光照射下においては前記表面と同色に視認され、かつ所定波長の不可視光照射下においては前記表面と異なる色に視認される素材を配置することにより、前記ゴルフボールの挙動計測に用いられる第１の図柄を付与する、
   ことを特徴とするゴルフボールへの図柄付与方法。
8. 第１の図柄を付与する前記ゴルフボールの表面には、前記不可視光照射下においては前記表面と異なる色に視認され、かつ前記可視光照射下においては前記表面と同色に視認される素材が配置されることにより、第２の図柄が予め付与されている、
   ことを特徴とする請求項７記載のゴルフボールへの図柄付与方法。

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