JP2024521261A - ゴルフスイング練習器具 - Google Patents

Abstract

本発明は、ゴルフスイング練習器具であって、ユーザがスイングし得るクラブ部（１００）と、前記クラブのスイングによって打撃するゴルフボールが置かれている底部（２００）と、前記底部（２００）に置かれているゴルフボールを打撃するとき、クラブ部の状態を評価するか又は練習クラブの種類を選択することができるアプリケーション（３００）と、を含み、前記クラブ部（１００）のスイング状態を分析することができるゴルフスイング練習器具が提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、ゴルフスイング練習器具に関し、より詳しくは、室内外でゴルフボールを打撃することなくゴルフスイングの練習を通じてゴルフスイングの姿勢を矯正することができるゴルフスイング練習器具に関する。

一般に、ゴルフは、ゴルファーがゴルフボールを打撃して所望する場所のホールに入れる運動であって、ボールの打撃（インパクト）時に正しい姿勢を持つことが必要な運動である。

ゴルフスイングは、ゴルフクラブのヘッドをある特定な軌道で動かしながらゴルフボールを所望する距離と方向に正確に飛ばすことを目標としているが、正しいゴルフスイングをするためには、ゴルファーのスイングのための一連の姿勢（アドレス－バックスイング－トップ－ダウンスイング－インパクト－フォロースルー－フィニッシュ）が非常に重要である。

このようなゴルフは、大衆的なスポーツとして愛されており、身体健康及び精神健康に多く役立つスポーツとして認識されている。

スイング練習のために室内練習場、スクリーンゴルフ場などを行ったりするが、これは訪ねなければならないという煩わしさと費用が発生する。

また、ゴルフは屋外で行われるスポーツであり、天気に多くの影響を受けるので、雨が降るか、風が多く吹く日には楽しみにくいという短所がある。これにより、多様なゴルフ練習装置が開発されて実施されており、このようなゴルフ練習装置は前面に網で形成されたパウチを設置して、実際に使用されるゴルフクラブでボールを打撃してスイング姿勢と打撃練習を行った。

最近、家庭や事務室などの狭いスペースでも練習をすることができる様々な方法や装置が提案されている。

従来のゴルフスイング練習器具として、韓国登録特許第１０－１５０７５６９号公報、韓国登録特許第１０－０８３２０９８号公報、韓国登録特許第１０－１０４８２１１号公報、及び韓国登録実用新案第２０－０４１０２１５号公報では、練習クラブに打撃音を発生するための移動錘を構成し、スイングの速度に応じて、移動体の球速を調節する方法および装置に関して提供している。

このような従来の練習方法は、スイングの結果と関連のあるスイングスピード（クラブのスピード）、クラブ経路、クラブのフェース角、迎え角など様々な要素の中で非常に制限された要素のみを練習することができ、実際にインパクトの瞬間が重要であるが、移動体が離脱して音を発生する瞬間は、ダウンスイング軌跡のうち広い範囲で発生することができる。

また、韓国登録特許第１０－１８４８９９９号公報では、室内で直接ボールを打撃しないが練習棒にレーザビームを設置してマットに複数印刷されているか、置かれている複数のゴルフボールをクラブに応じて位置を選択して練習をすることができる方法及び装置を開示したが、スイング時、インパクトの瞬間を感知しないことから、アドレス時の姿勢練習に単純に活用している。

一方、近年、ＭＥＭＳ技術の発展に伴い、加速度センサ、角速度センサ、地磁気センサ等の装置を専用のシャフトに内蔵するか、またはゴルファーが使用するシャフトに取り付けてスイング軌跡またはそれに関連する各種の要素を分析して項目を提供するスイング分析装置及び方法が提示されている。

韓国登録特許第１０－１７２８１４４号公報では、加速度センサを用いてスイング軌跡を探してスイング軌跡が予め保存されたデータと比較して、比較値に基づいて予め保存された音を発生させるものであって、単純にスイング軌跡のみを練習に活用している。

一方、韓国登録特許第１０－２０５３５６４号公報は、クラブシャフトにＭＥＭＳセンサである加速度センサ、ジャイロセンサ、歪みセンサ等をシャフトに取り付けて、実際にボールを打撃するときにヘッドスピード、ライ角、フェース角などを提供する方法及び装置を提供しており、この方法は、実際のゴルフボールを打撃しなければならない。

また、米国特許０８１０９８１６号明細書では、２つの加速度センサを用いてスイングを分析するための方法を提示している。

このようなセンサを用いる場合は、インパクトの瞬間を認知するためにボールを直接打撃しなければならなく、このためには比較的狭い室内空間ではボールを打撃するための安全装置が必要である。

また、加速度センサと角速度センサを利用する場合、加速度及び角速度をセンシングして数学的積分を使用するので、累積誤差やセンサ固有のノイズやバイアスノイズ等を補償するのに限界を有する。

また、直接打撃をしない場合、インパクトポイントを正確にわかりにくく、スイング軌跡上の最低点を打撃点として活用する場合があるが、これは、グラブの種類によって、打撃の位置が異なるようになるが、これを考慮した練習をすることができないという限界がある。

韓国登録特許第１０－１５０７５６９号公報 韓国登録特許第１０－０８３２０９８号公報 韓国登録特許第１０－１０４８２１１号公報 韓国登録実用新案第２０－０４１０２１５号公報 韓国登録特許第１０－１８４８９９９号公報 韓国登録特許第１０－１７２８１４４号公報 韓国登録特許第１０－２０５３５６４号公報 米国特許第０８１０９８１６号明細書

本発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、ボールを直接打撃しなくてもインパクトの位置を正確に認識することができる方法を提供し、インパクト時のクラブの速度とフェース角等、様々なスイング要素情報を提供することができるゴルフスイング練習器具を提供することにその目的がある。

また、ゴルフボールと連携してアドレス時に、クラブ別に異なるボールの位置と足の位置を調整しながら練習することができるゴルフスイング練習装置を提供することにその目的がある。

また、光センサとＩＭＵセンサとを融合して使用するもので、光センサを用いてバックスイングの開始点、インパクトの瞬間、クラブスピード、クラブのフェース角、テンポなどを測定することができるゴルフスイング練習装置を提供することにその目的がある。

また、ＩＭＵセンサは、３軸加速度センサと３軸角速度センサとで構成されたものであり、クラブの経路は、迎え角、スイングプレーン、ダイナミックロフトなどを測定することができるゴルフスイング練習器具を提供することにその目的がある。

また、光センサとＩＭＵセンサの信号を融合してインパクトの瞬間の瞬間回転中心、テンポまたはテンポ比、クラブの長さの変化に応じたクラブスピード等を算出し、これに基づいて練習クラブの長さに関係なく、実際のクラブの長さに相応するクラブの速度情報を算出することができるゴルフスイング練習器具を提供することにその目的がある。

また、クラブに応じてクラブの長さとライ角が異なる場合、加速度センサを活用してアドレスをする際に、実際のクラブのライと類似するように姿勢をとる練習をすることができるゴルフスイング練習器具を提供することにその目的がある。

しかし、本発明の目的は、前述の目的に限らず、言及されていないまた他の目的は下記の記載から当業者に明確に理解できるはずである。

前記目的を達成するために、本発明に一態様によるゴルフスイング練習器具は、ゴルファーが既存のクラブと同様に、手に握ってスイングし得るクラブ部１００と、底に別途構成される底部２００と、前記底部２００に置かれているゴルフボールを打撃するとき、クラブ部の状態を評価するか又は練習クラブの種類を選択することができるアプリケーション３００と、を含み、前記クラブ部１００のスイング状態を分析することができるゴルフスイング練習器具が提供される。

また、前記クラブ部１００は、ユーザが手で把持するグリップ部１２０と、クラブの位置を表示することができる受光部又は発光部を備えたヘッドユニット１３０と、前記グリップ部１２０とヘッドユニット１３０とを連結するシャフト１１０と、を含み、前記クラブ部１００の所定の位置には、加速度センサ及び角速度センサ（ＩＭＵセンサ）が配置されて前記クラブ部１００の位置情報を決定することを特徴とするゴルフスイング練習器具が提供される。

また、前記底部２００には、仮想のゴルフボール２１０が配置され、前記クラブ部１００のバックスイングを感知するためのバックスイング感知手段と、バックスイング後にダウンスイングを開始して前記クラブ部１００が前記仮想のゴルフボール２１０をインパクトする瞬間を感知するためのインパクト感知手段とを含むことを特徴とするゴルフスイング練習器具が提供される。

また、前記アプリケーション３００は、制御部３１０と、演算モジュール３２０と、入力部３３０と、表示部３４０と、保存部３５０と、を含むことを特徴とするゴルフスイング練習器具が提供される。

また、前記バックスイング感知手段は、前記底部２００に配置された第１発光部２２２から底部に垂直に照射される第１スリットビーム２３２と、前記第１スリットビーム２３２を受光するために、前記ヘッドユニット１３０の底面１３５に配置された受光センサと、を含み、前記クラブ部１００がバックスイングを開始するとき、前記受光センサで前記第１スリットビーム２３２が感知される瞬間、前記制御部３１０へ第１感知信号を伝達し、前記制御部３１０は、前記感知信号が伝達される時点をバックスイングすべき時点と判断して、前記保存部３５０に保存することを特徴とするゴルフスイング練習器具が提供される。

また、前記インパクト感知手段は、前記底部２００に配置された第２発光部２２１から底部に垂直に照射される第２スリットビーム２３１と、前記第２スリットビーム２３１を受光するために、前記ヘッドユニット１３０の底面１３５に配置された受光センサと、を含み、前記クラブ部１００がダウンスイングをする際に、前記受光センサで前記第２スリットビーム２３１を感知する瞬間、前記制御部３１０へ第２感知信号を伝達し、前記制御部３１０は、前記感知信号が伝達される瞬間をインパクトの瞬間と判断することを特徴とするゴルフスイング練習器具が提供される。

また、前記ゴルフスイング練習器具は、インパクトの瞬間のヘッドユニット１３０の速度を測定し、前記受光センサが前記第１スリットビーム２３２及び前記第２スリットビーム２３１を感知する第１感知信号及び第２感知信号を前記制御部３１０に伝達し、前記第１感知信号と前記第２感知信号との時間差をΔｔとし、前記第１スリットビーム２３２と第２スリットビーム２３１との最短距離をＫとするとき、インパクトの瞬間のヘッドユニット１３０の速度Ｖｈ＝Ｋ／Δｔであることを特徴とするゴルフスイング練習器具が提供される。

また、前記ヘッドユニット１３０の底面１３５に配置された受光センサは２つが設置され、前記ヘッドユニット１３０の底面から同一の距離だけ離れて設置され、このとき、ユーザが前記クラブ部１００のグリップ部１２０を把持したとき、ユーザの体と垂直となるように配置され、ユーザから遠く離れて配置されたセンサが第１受光センサ１３１であり、ユーザの身近に配置されたセンサが第２受光センサ１３２であることを特徴とするゴルフスイング練習器具が提供される。

また、前記アプリケーション３００には、インパクト時点のフェース角を測定する機能が具備され、前記第１受光センサ１３１が前記第２スリットビーム２３１を認知する時点をｔａとし、前記第２受光センサ１３２が前記第２スリットビーム２３１を認知する時点をｔｂとする時、前記ｔａと前記ｔｂとの時間差をΔａｂとし、前記第１受光センサ１３１と第２受光センサ１３２との直線距離をｄとする時、インパクト時点のフェース角は、下記数式１で計算することを特徴とするゴルフスイング練習器具が提供される。

ここで、Δｄ＝Ｖｈ＊Δａｂである。

また、前記アプリケーション３００の表示部３４０は、前記第１受光センサ１３１が前記第２スリットビーム２３１を認知する時点ｔａが、前記第２受光センサ１３２が前記第２スリットビーム２３１を認知する時点ｔｂよりも速いと、フェース角をクローズ（ｃｌｏｓｅ）と表示し、前記時点ｔａが前記ｔｂ時点よりも遅いと、フェース角をオープン（ｏｐｅｎ）と表示し、前記時点ｔａと前記時点ｔｂとが同一であるときは、フェース角をスクエア（ｓｑｕａｒｅ）と表示しながら角度も一緒に表示することを特徴とするゴルフスイング練習器具が提供される。

また、前記アプリケーション３００には、クラブの種類を選択して練習する機能が具備されており、ユーザがクラブの種類を決定すると、決定されたクラブに応じて、ライ角が決定され、前記ユーザがアドレス動作をしながら、前記グリップ部１２０を把持し、手首の角度を調節してグリップの角度を変えると、前記加速度センサと角速度センサの出力値が伝達された演算モジュール３２０は、ライ角を計算して前記アプリケーション３００の表示部３４０に表示し、前記計算されたライ角が前記決定されたクラブのライ角と等しいと、前記アプリケーションの表示部３４０には、決定されたクラブに設定されたことを表示することを特徴とするゴルフスイング練習器具が提供される。

また、前記アプリケーション３００は、クラブ部１００のスイングプレーン、クラブ角度、および打球角度を計算して表示部３４０に表示し、前記クラブ部１００のシャフトの軸方向をＺ軸、ヘッドユニットがゴルフボールに向かって動く方向をＹ軸、ユーザから遠ざかる方向をＸ軸とした時、前記グリップ部１２０に取り付けられるセンサの空間座標を｛Ｘ_ｓ、Ｙ_ｓ、Ｚ_ｓ｝とし、前記クラブ部１００のヘッドの底面の中心点の空間座標を｛Ｘ_ｈ、Ｙ_ｈ、Ｚ_ｈ｝とし、前記ヘッドユニット１３０が、ゴルフボールをインパクトしたと想定してヘッドユニット１３０がゴルフボールに近接して位置すると仮定した仮想ヘッドの底面の中心点の空間座標を｛Ｘ_ｖｈ、Ｙ_ｖｈ、Ｚ_ｖｈ｝とするとき、前記クラブ部１００のヘッドの底面の中心点から仮想ヘッドの底面の中心点までは、ｚ軸方向に距離ｂだけ離れて配置されたものと判断することを特徴とするゴルフスイング練習器具が提供される。

また、ユーザがクラブ部１００をもってスイングをすることによって前記ＩＭＵセンサの出力値が所定時間の間隔で伝達された前記演算モジュール３２０は、グリップ部１２０の空間軌跡とヘッドの空間軌跡と仮想ヘッドの空間軌跡を、時間情報を含めて演算することを特徴とするゴルフスイング練習器具が提供される。

また、前記アプリケーション３００は、前記ヘッドユニット１３０の空間軌跡を演算した後、前記演算されたヘッドユニット１３０の経路でインパクト時点ｔ_ｉｍを前後してＸ軸方向の値に座標変化がなければ、ストレート（ｓｔｒａｉｇｈｔ）であり、負の値から正の値に変わるとアウトトゥイン（ｏｕｔ－ｔｏ－ｉｎ）であり、負の値から正の値に変わるとイントゥアウト（ｉｎ－ｔｏ－ｏｕｔ）と判断して、これを前記アプリケーションの表示部３４０に表示することを特徴とするゴルフスイング練習器具が提供される。

また、前記アプリケーション３００は、ヘッドユニット１３０の空間軌跡と、各空間位置に関する時間情報とを含むことによって、バックスイングを開始してからトップ位置までに所要となる時間Ｔ＿ｂと、トップ位置でダウンスイングを開始してからインパクト時点まで所要となる時間Ｔ＿ｔと、前記Ｔ＿ｂとＴ＿ｔの比率を計算して、これを前記アプリケーションの表示部３４０に表示することを特徴とするゴルフスイング練習器具が提供される。

また、前記ヘッドユニット１３０の底面１３５に配置された前記第１受光センサ１３１と前記第２受光センサ１３２との間に同期発光部１４１が具備され、前記底部２００の第１発光部２２２と第２発光部２２１との間に同期受光部２４１が設けられることにより、前記同期発光部１４１から照射された光が前記同期受光部２４１で受光され、前記クラブ部１００の移動開始を設定することを特徴とするゴルフスイング練習器具が提供される。

本発明の特徴及び利点は、添付図面に基づく次の詳細な説明によりさらに明白になるであろう。

これに先立って、本明細書および請求の範囲に使用された用語や単語は、通常的かつ辞典的な意味で解釈されてはならず、発明者が自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に即して本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈されなければならない。

以上で説明したように本発明によれば、ゴルフ練習をするゴルファーのスイング姿勢を、室内空間及び天井の高さに制限されずに容易にスイング矯正とスイング練習をすることができるという効果がある。

また、ボールを直接打撃せずにも正確なインパクトの瞬間を認知することができ、該瞬間のクラブスピード、クラブ経路、迎え角、フェース角などを測定して、それをユーザに提供することができ、これらの要素をボールの軌跡予測に用いられるという効果がある。

また、ＩＭＵセンサの使用時に、バックスイングの開始点を探すための複雑な信号処理を行う必要なく光によって直接測定することにより、より簡単でかつ正確な値を測定することができるという効果がある。

また、クラブの種類に応じて、アドレス時のボールの位置と足との位置関係を連携して調整しながら容易にスイング練習をすることができるという効果がある。

また、クラブの種類に応じて、クラブの長さとライ角が異なる場合の加速度センサを活用して、アドレス時実際のクラブのライ角に類似するように姿勢をとる練習をすることができるため、容易にスイング矯正とスイング練習をすることができるという効果がある。

また、インパクトの瞬間の回転瞬間中心を演算することができ、これによって、実際のクラブシャフトの長さに相応するクラブの速度に基づく飛距離などを予測して提供することによって、実際のクラブに一層類似した練習効果を提供することができる。

しかし、本発明の目的は、前述の目的に限定されず、言及されていないまた他の目的は下記の記載から当業者に明確に理解できるはずである。

図１は、本発明の好ましい一実施形態によるゴルフスイング練習器具の使用状態図である。 図２は、本発明の好ましい一実施形態によるゴルフスイング練習器具の使用状態図である。 図３は、本発明の好ましい一実施形態によるゴルフスイング練習器具の概略構成図である。 図４は、本発明の好ましい一実施形態によるアプリケーションの構成を概略的に示すブロック図である。 図５は、本発明の好ましい一実施形態による（ａ）ヘッドユニットの底面および（ｂ）底部の平面図である。 図６は、本発明の好ましい一実施形態によるフェース角の測定方法を説明するための図である。 図７は、本発明の好ましい一実施形態による座標系の設定方法を説明するための図である。 図８は、本発明の好ましい一実施形態によるライ角の設定方法を説明するための図である。 図９は、本発明の好ましい一実施形態による瞬間角速度およびクラブ別のヘッドスピードの算出方法を説明するための図である。 図１０は、ゴルフボールを打撃する瞬間に、ヘッドユニットの底面の位置を通じて仮想ヘッドがゴルフボールのインパクトポイントを確認する過程を示す図である。 図１１は、ゴルフボールを打撃する瞬間に、ヘッドユニットの底面の位置を通じて仮想ヘッドがゴルフボールのインパクトポイントを確認する過程を示す図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面を参照して説明する。この過程で図面に示した線の厚さや構成要素の大きさなどは、説明の明瞭性と便宜のために誇張されて示されていることがある。

また、後述する用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語であって、これはユーザ、オペレータの意図または慣例によって変わることができる。したがって、これらの用語に対する定義は、本明細書の全般に亘る内容に基づいて下されるべきである。

なお、下記の実施形態は本発明の権利範囲を限定するものではなく、本発明の特許請求の範囲に示された構成要素の例示的な事項に過ぎず、本発明の明細書の全般に亘る技術思想に含まれ、特許請求の範囲の構成要素において均等物として置換可能な構成要素を含む実施形態は、本発明の権利範囲に属することができる。

添付の図１～図２は、本発明の好ましい一実施形態によるゴルフスイング練習器具の使用状態図、図３は、本発明の好ましい一実施形態によるゴルフスイング練習器具の概略構成図、図４は、本発明の好ましい一実施形態によるアプリケーションの構成を概略的に示すブロック図、図５は、本発明の好ましい一実施形態による（ａ）ヘッドユニットの底面および（ｂ）底部の平面図、図６は、本発明の好ましい一実施形態によるフェース角の測定方法を説明するための図、図７は、本発明の好ましい一実施形態による座標系の設定方法を説明するための図、図８は、本発明の好ましい一実施形態によるライ角の設定方法を説明するための図、図９は、本発明の好ましい一実施形態による瞬間角速度およびクラブ別のヘッドスピードの算出方法を説明するための図である。

本発明は、ゴルフスイング練習器具に関し、より詳しくは、室内外でボールを打撃することなく正確なボールの打撃位置を認識することができ、また、インパクトの瞬間の迎え角（ａｔｔａｃｋ ａｎｇｌｅ）、クラブ経路、フェース角、クラブスピード、テンポ、テンポ比、スイングプレーンなどの情報を提供し、スイング練習の効率向上に寄与することができる装置及び方法を提供する。

また、本発明は、インパクトの瞬間に測定されたスイング練習器具のクラブスピード及び角速度を用いて、瞬間的な回転中心を認識し、様々なクラブの長さに応じたクラブの速度を提供し、クラブに応じた飛距離の予測に役立つ装置及び方法を提供する。

また、本発明は、スイング練習時、クラブに応じた多様なライに合わせて、スイングの練習をすることができる装置及び方法を提供する。

図１に示されているように、本発明によるゴルフスイング練習器具は、ユーザがスイングし得るクラブ部１００と、前記クラブのスイングによって打撃するゴルフボールが置かれている底部２００と、底部２００に置かれているゴルフボールを打撃するとき、クラブ部の状態を評価するか又は練習クラブの種類を選択することができるアプリケーション３００と、を含み、前記クラブ部１００のスイング状態を分析することができるゴルフスイング練習器具が提供される。

また、前記クラブ部１００は、ユーザが手で把持するグリップ部１２０と、クラブの位置を表示することができる受光部又は発光部を備えるヘッドユニット１３０と、前記グリップ部１２０とヘッドユニット１３０とを連結するシャフト１１０と、を含んでなる。

また、前記クラブ部１００の所定の位置には、加速度センサと角速度センサ（ＩＭＵセンサ）が配置されて前記クラブ部の位置情報を決定することを特徴とする。

また、前記底部２００は、仮想のゴルフボール２１０が配置され、前記クラブ部１００のバックスイングを感知するためのバックスイング感知手段と、バックスイング後にダウンスイングを開始して前記クラブ部１００が前記仮想のゴルフボール２１０をインパクトする瞬間を感知するためのインパクト感知手段と、を含む。

また、前記アプリケーション３００は、制御部３１０と、演算モジュール３２０と、入力部３３０と、表示部３４０と、保存部３５０と、を含んでなる。

一方、バックスイング感知手段は、前記底部２００に配置された第１発光部２２２から底部に垂直に照射される第１スリットビーム２３２と、前記第１スリットビーム２３２を受光するために、前記ヘッドユニット１３０の底面１３５に配置された受光センサと、を含んでなる。

また、前記クラブ部１００がバックスイングを開始するとき、前記受光センサで前記第１スリットビーム２３２が感知される瞬間、前記制御部３１０に第１感知信号を伝達し、前記制御部３１０は、前記感知信号が伝達される時点をバックスイングすべき時点と判断して前記保存部３５０に保存する。

一方、前記インパクト感知手段は、前記底部２００に配置された第２発光部２２１から底部に垂直に照射される第２スリットビーム２３１と、前記第２スリットビーム２３１を受光するために、前記ヘッドユニット１３０の底面１３５に配置された受光センサとからなる。

また、前記クラブ部１００がダウンスイングをする際に、前記受光センサで前記第２スリットビーム２３１を感知する瞬間、前記制御部３１０に第２感知信号を伝達し、前記制御部３１０は、前記感知信号が伝達される瞬間をインパクトの瞬間と判断する。

なお、前記ゴルフスイング練習器具は、インパクト時点のヘッドユニット１３０の速度を測定し、前記受光センサが前記第１スリットビーム２３２および前記第２スリットビーム２３１を感知する第１感知信号および第２感知信号を前記制御部３１０に伝達し、前記第１感知信号と前記第２感知信号との時間差をΔｔとし、前記第１スリットビーム２３２と第２スリットビーム２３１との最短距離をＫとする時、インパクトの瞬間のヘッドユニット１３０の速度は、Ｖｈ＝Ｋ／Δｔと定義される。

また、前記ゴルフスイング練習器具には、前記制御部３１０がインパクトの瞬間を感知する瞬間にインパクトされたことを確認できるインパクト報知手段がさらに含まれる。

さらに、インパクト報知手段は、アプリケーション３００を介して警告音を発生させるか、クラブ部１００所定の位置に振動子を備えて前記振動子が暫くの間動作するように備えられる。

また、前記ヘッドユニット１３０の底面１３５に配置された受光センサは２つが設置され、前記ヘッドユニット１３０の中心から同じ距離だけ離れて設置される。

そして、受光センサは、ユーザが前記クラブ部１００のグリップ１２０を把持したとき、ユーザの体と垂直となるように配置され、ユーザから遠く離れて配置されたセンサが第１受光センサ１３１であり、ユーザの身近に配置されたセンサが第２受光センサ１３２として備えられることが好ましい。

また、前記アプリケーション３００には、インパクト時点のフェース角を測定する機能が具備され、前記第１受光センサ１３１が前記第２スリットビーム２３１を認知する時点をｔａとし、前記第２受光センサ１３２が前記第２スリットビーム２３１を認知する時点をｔｂとする時、前記ｔａと前記ｔｂとの時間差をΔａｂとし、前記第１受光センサ１３１と第２受光センサ１３２との直線距離をｄとする時、インパクト時点のフェース角は、下記数式２で計算することが好ましい。

ここで、Δｄ＝Ｖｈ＊Δａｂである。

また、前記アプリケーション３００の表示部３４０は、前記第１受光センサ１３１が前記第２スリットビーム２３１を認知する時点ｔａが、前記第２受光センサ１３２が前記第２スリットビーム２３１を認知する時点ｔｂよりも速いと、フェース角をクローズ（ｃｌｏｓｅ）と表示し、前記時点ｔａが前記ｔｂよりも遅いと、フェース角をオープン（ｏｐｅｎ）と表示し、前記時点ｔａと前記ｔｂとが同一であるときには、フェース角をスクエア（ｓｑｕａｒｅ）と表示しながら角度も一緒に表示する。

一方、前記アプリケーション３００には、クラブの種類を選択して練習する機能が備えられる。

そして、ユーザがクラブの種類を決定すると、決定されたクラブに応じてライ角が決定され、ユーザがアドレス動作をしながら前記グリップ部１２０を把持し、手首の角度を調節して把持部の角度を変えると、前記加速度センサおよび角速度センサの出力値が伝達された演算モジュール３２０は、ライ角を計算して前記アプリケーション３００の表示部３４０に表示する。

そして、計算されたライ角が前記決定されたクラブのライ角と等しいと、前記アプリケーションの表示部３４０には、決定されたクラブに設定されたことを表示する。

また、図７を参照すると、前記アプリケーション３００は、クラブ部１００のスイングプレーン、クラブ角度、および打球角度を計算して表示部３４０に表示する。

そして、前記クラブ部１００のシャフトの軸方向をＺ軸、ヘッドユニットがゴルフボールに向かって動く方向をＹ軸、ユーザから遠ざかる方向をＸ軸とするとき、前記グリップ部１２０の空間座標を｛Ｘ_ｓ、Ｙ_ｓ、Ｚ_ｓ｝とし、前記クラブ部１００のヘッドユニット１３０の底面の中心点の空間座標を｛Ｘ_ｈ、Ｙ_ｈ、Ｚ_ｈ｝とする。

そして、前記ヘッドユニット１３０がゴルフボールをインパクトしたと想定して、ヘッドユニット１３０がゴルフボールに近接して位置すると仮定した仮想ヘッド６００の底面の中心点の空間座標を｛Ｘ_ｖｈ、Ｙ_ｖｈ、Ｚ_ｖｈ｝とする時、前記クラブ部１００のヘッドユニットの底面１３５の中心点から仮想ヘッド６００の底面の中心点まではｚ軸方向に距離ｂだけ離れて配置されたものと判断する。

ここで、ユーザがクラブの種類（例えば、アイアン、ウッド、サンド、ドライバなど）を決定すると、前記決定されたクラブの種類に応じてライ角が決定されるので、ユーザは、同期発光部１４１から照射された光を前記同期受光部２４１で受信させるとともに、手首の角度を調節して、ライ角を設定する。

ところで、ユーザは、アドレス状態で前記同期発光部１４１から照射された光を前記同期受光部２４１で受信させるとともに（つまり、前記同期発光部１４１と前記同期受光部２４１とが互いに対向しながら直線をなすようにする）ライ角を合わせるためには、前記同期受光部２４１の位置とユーザの立ち位置との距離調節が必要となる。

その結果、ユーザは決定したクラブの種類に応じて、ライ角を合わせるためには、前記同期発光部１４１から照射された光が前記同期受光部２４１で受信されるように合わせなければならないので、前記同期受光部２４１の位置を基準として、ユーザは、自分があるべき位置を決定する。

なお、決定したクラブの種類に応じて、シャフトの長さが異なるので、クラブ部１００のヘッドユニットの底面の中心点から仮想ヘッドの底面の中心点までのｚ軸方向距離ｂは、クラブの種類に応じてそれぞれ異なるようになる。

すなわち、ユーザがクラブの種類を決定すると、ユーザは、同期発光部１４１から照射された光が前記同期受光部２４１で受信されるように合わせながらライ角を合わせなければならず、このために、ユーザは前記同期受光部２４１の位置を基準として立ち位置を調整することになる。

したがって、クラブの種類が決定されると、シャフトの長さが異なるので、クラブ部１００のヘッドユニットの底面の中心点から仮想ヘッド６００の底面の中心点までのｚ軸方向距離ｂは、クラブの種類に応じてそれぞれ設定される。

これにより、同期発光部１４１と受光部２４１との直線距離が、クラブ部１００のヘッドから仮想ヘッドまでのｚ軸方向距離ｂとなり、正確な距離測定のために別途の距離測定センサと一緒に前記同期発光部１４１でスリット光ではなくポイント光（直線光）を発生させることが有利である。

ここで、別途の距離測定センサとしては、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）センサまたは超音波センサなどを用いて測定可能である。

また、本発明の前記ゴルフスイング練習器具には、３軸加速度センサと３軸角速度センサとで構成されているＩＭＵセンサが内蔵されており、前記仮想ヘッドがゴルフボールを打撃する瞬間において、前記ゴルフスイング練習器具の角速度と瞬間回転中心（図９におけるＩｎｓｔａｎｔ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｃｅｎｔｅｒ）を求めることができ、ＩＭＵセンサによって、ゴルフスイング練習器具のヘッドユニット１３０の速度Ｖ１及び仮想ヘッド６００の速度Ｖ２を求めることができるようになる。

本発明によるゴルフスイング練習器具は、ゴルフスイング練習器具でスイングをしたとき、ゴルフボールを打撃する瞬間に仮想ヘッドがゴルフボールのインパクトポイントを正確に把握することができ、ユーザにとって非常に有益な情報を提供することができる。

図１０を参照すると、ヘッドユニット１３０の底面の中心点から仮想ヘッド６００の底面の中心点までの距離をｂとしたとき、ゴルフボールを打撃する瞬間に、ヘッドユニットの底面の位置を通じて、仮想ヘッドがゴルフボールのインパクトポイントを確認する過程を示したものである。

図１０および図１１によって説明すれば、ゴルフボールを打撃する瞬間、ヘッドユニットの底面１３５と底部２００との距離（Ｈ＝ｈ１）がｈ１＝ｂであるときは（図１０の左から２番目の図）、仮想ヘッドの底面は正確にゴルフボール２１０の下部を打撃する（図１１のｈ１の仮想ヘッドの底面軌跡を参照）ことで、正確な打撃がなされたかを確認することができる。

また、ゴルフボールを打撃する瞬間、ヘッドユニットの底面１３５と底部２００との距離（Ｈ＝ｈ２）がｈ２であるときは（図１０の左から３番目の図）、仮想ヘッドの底面はゴルフボール２１０をダフる（図１１のｈ２の仮想ヘッドの底面軌跡を参照）ことで、ゴルフボールを正確に打撃しなかったことを確認することができる。

また、直径がＤのゴルフボールを打撃する瞬間、ヘッドユニットの底面１３５と底部２００との距離（Ｈ＝ｈ３）がｂ＜ｈ３＜ｂ＋Ｄであるとき（図１０の左から４番目の図）は、仮想ヘッドの底面はゴルフボール２１０の上部を打撃する（図１１のｈ３の仮想ヘッドの底面軌跡を参照）ことで、ゴルフボールのトップ部を打撃したことを確認することができる。

また、ゴルフボールを打撃する瞬間、ヘッドユニット底面１３５と底部２００との距離（Ｈ＝ｈ４）がｂ＋Ｄ＜ｈ４であるとき（図１０の左から５番目の図）は、仮想ヘッドの底面はゴルフボール２１０の上部を通り過ぎて（図１１のｈ４の仮想ヘッドの底面軌跡を参照）ことで、ゴルフボールの打ち損じを確認することができる。

したがって、仮想ヘッドの底面が軌跡情報を通じてゴルフボールのインパクトポイントを確認することができ、これにより、ゴルフボールの飛距離を予測することができる。

また、ユーザがクラブ部１００をもってスイングをすることによって、前記ＩＭＵセンサの出力値が所定時間の間隔で伝達された前記演算モジュール３２０は、グリップ部１２０の空間軌跡とヘッドユニット底面の中心点の空間軌跡と仮想ヘッドの底面の中心点の空間軌跡とを、時間情報を含めて演算する。

ここで、中心点とは、底面を円形の平面としたときの中央点を指す。

また、前記アプリケーション３００は、前記ヘッドユニット１３０の空間軌跡を演算した後、前記演算されたヘッドユニット１３０の経路において、インパクト時点ｔ_ｉｍを前後してＸ軸方向の値に座標変化がなければストレート（ｓｔｒａｉｇｈｔ）であり、負の値から正の値に変わるとアウトトゥイン（ｏｕｔ－ｔｏ－ｉｎ）であり、負の値から正の値に変わるとイントゥアウト（ｉｎ－ｔｏ－ｏｕｔ）と判断し、これを前記アプリケーションの表示部３４０に表示する。

また、前記アプリケーション３００は、ヘッドユニット１３０の空間軌跡と各空間位置に関する時間情報とを含むことによって、バックスイングを開始してからトップ位置まで所要となる時間Ｔ＿ｂと、トップ位置でダウンスイングを開始してからインパクト時点まで所要となる時間Ｔ＿ｔとの比を計算したテンポ比および両時間の和であるテンポ情報を前記アプリケーションの表示部３４０に表示する。

また、前記ヘッドユニット１３０の底面１３５に配置された前記第１受光センサ１３１と前記第２受光センサ１３２との間に同期発光部１４１が設けられている。

そして、前記底部２００の第１発光部２２２と第２発光部２２１との間に同期受光部２４１が設けられることにより、前記同期発光部１４１から照射された光が前記同期受光部２４１で受光され、前記クラブ部１００の移動開始を設定する。

すなわち、本発明によるゴルフスイング練習器具は、アドレスをより可視的に簡便にするために、ヘッドユニット１３０の同期発光部１４１は、底部２００に向かって走査されるスリット型又はクラブ形状を走査して底部２００にある２つの同期受光部２４１の間に合わせて受信されることを認知することができる信号が表示され、そのときから前記第２発光部２２１及び第１発光部２２２は、発光し始める。

また、前記同期発光部１４１は、人間が認識できる可視光線の形態であり、ＬＥＤダイオードやレーザダイオードなどが用いられることができる。

以上、本発明を具体的な実施例を通じて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で当分野における通常の知識を有する者によりその変形や改良が可能であることが自明である。

本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の範疇に属するもので、本発明の具体的な保護範囲は、添付の特許請求の範囲によって明確になるであろう。

１００ クラブ部
１１０ シャフト
１２０ グリップ部
１３０ ヘッドユニット
１３１ 第１受光センサ
１３２ 第２受光センサ
１３５ ヘッドユニットの底面
１４１ 同期発光部
２００ 底部
２１０ ゴルフボール
２２１ 第２発光部
２２２ 第１発光部
２３１ 第２スリットビーム
２３２ 第１スリットビーム
２４１ 同期発光部
３００ アプリケーション
３１０ 制御部
３２０ 演算モジュール
３３０ 入力部
３４０ 表示部
３５０ 保存部
６００ 仮想ヘッド

Claims (14)

1. ゴルフスイング練習器具であって、
   ユーザがスイングし得るクラブ部（１００）と、
   前記クラブ部のスイングによって打撃するゴルフボールが置かれている底部（２００）と、
   前記底部（２００）に置かれているゴルフボールを打撃するとき、クラブ部の状態を評価するか又は練習クラブの種類を選択することができるアプリケーション（３００）と、
   を含み、
   前記クラブ部（１００）のスイング状態を分析することができる、ゴルフスイング練習器具。
2. 前記クラブ部（１００）は、
   ユーザが手で把持するグリップ部（１２０）と、
   クラブの位置を表示し得る受光部又は発光部を備えたヘッドユニット（１３０）と、
   前記グリップ部（１２０）とヘッドユニット（１３０）とを連結するシャフト（１１０）と、
   を含み、
   前記クラブ部（１００）の所定の位置には、加速度センサと角速度センサ（ＩＭＵセンサ）が配置されて前記クラブ部の位置情報を決定することを特徴とする、請求項１に記載のゴルフスイング練習器具。
3. 前記底部（２００）は、仮想のゴルフボール（２１０）が配置され、
   前記クラブ部（１００）のバックスイングを感知するためのバックスイング感知手段と、バックスイング後にダウンスイングを開始して前記クラブ部（１００）が前記仮想のゴルフボール（２１０）をインパクトする瞬間を感知するためのインパクト感知手段と、を含むことを特徴とする、請求項２に記載のゴルフスイング練習器具。
4. 前記アプリケーション（３００）は、制御部（３１０）と、演算モジュール（３２０）と、入力部（３３０）と、表示部（３４０）と、保存部（３５０）と、を含むことを特徴とする、請求項３に記載のゴルフスイング練習器具。
5. 前記バックスイング感知手段は、
   前記底部（２００）に配置された第１発光部（２２２）から底部に垂直に照射される第１スリットビーム（２３２）と、
   前記第１スリットビーム（２３２）を受光するために、前記ヘッドユニット（１３０）の底面（１３５）に配置された受光センサと、
   を含み、
   前記クラブ部（１００）がバックスイングを開始するとき、前記受光センサで前記第１スリットビーム（２３２）が感知される瞬間、前記制御部（３１０）へ第１感知信号を伝達し、
   前記制御部（３１０）は、前記感知信号が伝達される時点をバックスイングすべき時点と判断して、前記保存部（３５０）に保存することを特徴とする、請求項４に記載のゴルフスイング練習器具。
6. 前記インパクト感知手段は、
   前記底部（２００）に配置された第２発光部（２２１）から底部に垂直に照射される第２スリットビーム（２３１）と、
   前記第２スリットビーム（２３１）を受光するために、前記ヘッドユニット（１３０）の底面（１３５）に配置された受光センサと、
   を含み、
   前記クラブ部（１００）がダウンスイングをする際に、前記受光センサで前記第２スリットビーム（２３１）を感知する瞬間、前記制御部（３１０）へ第２感知信号を伝達し、
   前記制御部（３１０）は、前記感知信号が伝達される瞬間をインパクトの瞬間と判断することを特徴とする、請求項５に記載のゴルフスイング練習器具。
7. 前記ゴルフスイング練習器具は、インパクトの瞬間のヘッドユニット（１３０）の速度を測定し、前記受光センサが前記第１スリットビーム（２３２）及び前記第２スリットビーム（２３１）を感知する第１感知信号及び第２感知信号を前記制御部（３１０）に伝達し、前記第１感知信号と前記第２感知信号との時間差をΔｔとし、前記第１スリットビーム（２３２）と第２スリットビーム（２３１）との最短距離をＫとするとき、インパクトの瞬間のヘッドユニット（１３０）の速度Ｖｈ＝Ｋ／Δｔであることを特徴とする、請求項５に記載のゴルフスイング練習器具。
8. 前記ヘッドユニット（１３０）の底面（１３５）に配置された受光センサは２つが設置され、
   前記ヘッドユニット（１３０）の底面から同一の距離だけ離れて設置され、このとき、ユーザが前記クラブ部（１００）のグリップ部（１２０）を把持したとき、ユーザの体と垂直となるように配置され、ユーザから遠く離れて配置されたセンサが第１受光センサ（１３１）であり、ユーザの身近に配置されたセンサが第２受光センサ（１３２）であることを特徴とする、請求項７に記載のゴルフスイング練習器具。
9. 前記アプリケーション（３００）には、インパクト時点のフェース角を測定する機能が具備され、
   前記第１受光センサ（１３１）が前記第２スリットビーム（２３１）を認知する時点をｔａとし、
   前記第２受光センサ（１３２）が前記第２スリットビーム（２３１）を認知する時点をｔｂとする時、
   前記前記ｔａと前記ｔｂとの時間差をΔａｂとし、
   前記第１受光センサ（１３１）と第２受光センサ（１３２）との直線距離をｄとする時、インパクト時点のフェース角は、Δｄ＝Ｖｈ＊Δａｂとして下記数式１で計算する、
   

   

   ことを特徴とする、請求項８に記載のゴルフスイング練習器具。
10. 前記アプリケーション（３００）の表示部（３４０）は、
    前記第１受光センサ（１３１）が前記第２スリットビーム（２３１）を認知する時点ｔａが、前記第２受光センサ（１３２）が前記第２スリットビーム（２３１）を認知する時点ｔｂよりも速いと、フェース角をクローズ（ｃｌｏｓｅ）と表示し、
    前記時点ｔａが前記ｔｂ時点よりも遅いと、フェース角をオープン（ｏｐｅｎ）と表示し、
    前記時点ｔａと前記ｔｂとが同一であるときは、フェース角をスクエア（ｓｑｕａｒｅ）と表示しながら角度も一緒に表示することを特徴とする、請求項９に記載のゴルフスイング練習器具。
11. 前記アプリケーション（３００）には、クラブの種類を選択して練習する機能が具備されており、
    ユーザがクラブの種類を決定すると、決定されたクラブに応じてライ角が決定され、
    前記ユーザがアドレス動作をしながら、前記グリップ部（１２０）を把持し、手首の角度を調節してグリップの角度を変えると、前記加速度センサ及び角速度センサの出力値が伝達された演算モジュール（３２０）は、ライ角を計算して前記アプリケーション（３００）の表示部（３４０）に表示し、
    前記計算されたライ角が前記決定されたクラブのライ角と等しいと、前記アプリケーションの表示部（３４０）には、決定されたクラブに設定されたことを表示することを特徴とする、請求項６に記載のゴルフスイング練習器具。
12. 前記アプリケーション（３００）は、クラブ（１００）のスイングプレーン、クラブ角度、および打球角度を計算して表示部（３４０）に表示し、
    前記クラブ部（１００）のシャフトの軸方向をＺ軸、ヘッドユニットがゴルフボールに向かって動く方向をＹ軸、ユーザから遠ざかる方向をＸ軸とした時、前記グリップ部（１２０）のセンサ位置空間座標を｛Ｘ_ｓ、Ｙ_ｓ、Ｚ_ｓ｝とし、前記クラブ部（１００）のヘッドの底面の中心点の空間座標を｛Ｘ_ｈ、Ｙ_ｈ、Ｚ_ｈ｝とし、前記ヘッドユニット（１３０）が、ゴルフボールをインパクトしたと想定してヘッドユニット（１３０）がゴルフボールに近接して位置すると仮定した仮想ヘッドの底面の中心点の空間座標を｛Ｘ_ｖｈ、Ｙ_ｖｈ、Ｚ_ｖｈ｝とするとき、
    前記クラブ部（１００）のヘッドユニット（１３０）の底面（１３５）から仮想ヘッドの底面までは、ｚ軸方向に距離ｂだけ離れて配置されたものと判断することを特徴とする、請求項１１に記載のゴルフスイング練習器具。
13. ユーザがクラブ部（１００）をもってスイングをすることによって前記ＩＭＵセンサの出力値が所定時間の間隔で伝達された前記演算モジュール（３２０）は、グリップ部（１２０）の空間軌跡とヘッドの底面の中心点の空間軌跡と仮想ヘッドの底面の中心点の空間軌跡とを、時間情報を含めて演算することを特徴とする、請求項１２に記載のゴルフスイング練習器具。
14. 前記アプリケーション（３００）は、前記ヘッドユニット（１３０）の空間軌跡を演算した後、前記演算されたヘッドユニット（１３０）の経路でインパクト時点（ｔ_ｉｍ）を前後してＸ軸方向の値に座標変化がなければ、ストレート（ｓｔｒａｉｇｈｔ）であり、負の値から正の値に変わるとアウトトゥイン（ｏｕｔ－ｔｏ－ｉｎ）であり、負の値から正の値に変わるとイントゥアウト（ｉｎ－ｔｏ－ｏｕｔ）と判断して、これを前記アプリケーションの表示部（３４０）に表示することを特徴とする、請求項１３に記載のゴルフスイング練習器具。