JPH0615021A - ゴルフ練習装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インパクトの直後に、ヘッドアップがあった
ことをプレイヤに知らせることができる簡易なゴルフ練
習装置を提供する。 【構成】 クラブヘッドがゴルフボールに衝突するイン
パクト音を捕らえる集音手段と、この集音手段の信号の
うち一定の周波数帯域の波形をしきい値で比較処理し、
特定した遅延時間後に出力する手段を有する一方、地磁
気センサまたは角速度センサからなり、頭の動きを電気
信号に変換する動作センサと、この動作センサの出力信
号を整流して微分処理した後にしきい値で比較処理し、
出力する手段を有する。上記動作センサは頭の一部に取
り付け、上記２つの手段から出力された信号のタイミン
グが一致した場合に判定出力を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ゴルフの練習のための
装置に係り、スイングにおけるヘッドアップの発生を検
知し、これを即座に知らせることができる小型の装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から初級ゴルファーにとってヘッド
アップをなくすることが上達のための大きい課題であ
る。ヘッドアップを防止することができれば弾道は一定
するのでスコアも安定し、その結果飛躍的な上達を可能
とするからである。しかし顕著なヘッドアップはともか
く、ヘッドアップしたか否かを判断するのは実際にスイ
ングしている者にとっては容易でない。そこで、ショッ
トの結果が悪かったのでヘッドアップしていたのであろ
うという帰納的な推測に頼っているのが現状である。

【０００３】現在、このようなヘッドアップを防止する
ための手段としては、自分のスイングをビデオ録画し、
後からこれを見ながら分析するのが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしビデオ録画で分
析する場合にはその場で即座に判定することができない
ので、現場において感覚を養うことは不可能である。し
かも、特殊なビデオ装置を利用しない限り微小なヘッド
アップの判断は困難であるという課題がある。

【０００５】ところでヘッドアップとは、インパクトの
直前に頭が動いて位置に差がでるため、正確なフォロー
スルーを取ることができず、ボールが狙った方向に飛ば
ない状態を指す。即ち、頭はインパクトの直前から加速
運動を行っている状態である。これは特にフルスイング
時に起こりやすい。そして、初心者のヘッドアップは始
まりが早く、終結が遅いのに対して、熟練者の場合には
インパクトの直前直後の頭の動きはほとんどなく、イン
パクト後にボールを追うようにすばやく頭が回転すると
いう特性がある。発明者はこのような頭の物理的運動に
着目して、インパクトと頭の加速運動の関係を検知でき
ればヘッドアップしたか否かを即座に判定できることを
解明した。

【０００６】本発明はこのような前提に立つものであ
り、インパクトの直後に、ヘッドアップがあったことを
プレイヤに知らせることができる簡易なゴルフ練習装置
を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明ではクラブヘッドがゴルフボールに衝突
するインパクト音を捕らえる集音手段と、この集音手段
の信号のうち一定の周波数帯域の波形をしきい値で比較
処理し、特定した遅延時間後に出力する手段を有する一
方、地磁気センサからなり、頭の動きを電気信号に変換
する動作センサと、この動作センサの出力信号を整流し
て微分処理した後にしきい値で比較処理し、出力する手
段を有すると共に、上記動作センサは頭の一部に取り付
け、上記２つの手段から出力された信号のタイミングが
一致した場合に判定出力を行うゴルフ練習装置とした。

【０００８】

【作用】集音手段で検知したインパクト音は、ヘッドア
ップがどのタイミングで生じたかを判定するためのタイ
ミング信号として機能するもので、判定信号を遅延させ
ることとしているのは、インパクトの位置から集音手段
までに時間的なずれがあること、人体の動作が電気的に
見ると遅いこと、さらにヘッドアップの判定タイミング
の幅を初心者や熟練者に応じて調整するためである。ま
た、動作センサの出力を整流後に微分処理しているの
は、動作センサの包絡線出力が非常になだらかな変化で
あるので、タイミングを捕らえることが困難であり、変
化量を時間処理によって捕獲しやすいようにする作用を
行なわしめるものである。また、微分回路は自動的に出
力電圧をオフセットするという作用も行う。動作センサ
はヘッドアップという頭の動きを検出するという機能を
行うものであるから、プレイヤの頭の一部に取り付けて
いる。なお、本発明ではヘッドアップの始まりに個人差
があり、初心者の方が始まるタイミングが早いことに着
目して、この開始タイミングを検知するものである。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付した図面に従
って説明する。図１は本発明装置の一例を示すブロック
図である。１はクラブヘッドがボールに衝突する際のイ
ンパクト音を捕らえるための集音手段たるマイクロフォ
ン、２は地磁気センサからなる動作センサで、頭の運動
を電気信号として検出するものである。そして、これら
２つの検出手段から出力された信号を処理することによ
ってヘッドアップの判定を行うのである。先ずマイクロ
フォン１の信号はバンドパスフィルタ３を通過し、アン
プ４で適当な倍率に増幅された後に比較器５に入力さ
れ、一定レベルのしきい値を超える要素のみを取り出
す。ここでバンドパスフィルタ３を必要とするのは、イ
ンパクト音以外のレベルが高いノイズの混入を避けるた
めであり、判定タイミングを正確にすることを目的とし
ている。フィルタの中心周波数はクラブヘッドがボール
に衝突する音であり、前後に一定の幅を持たせている。

【００１０】一方、動作センサ２は発振回路６から与え
られる正弦波である駆動信号によって作動し、地磁気の
方向に対するセンサ自身の方向や加速度、即ち角速度に
よって出力電位が変化するものである。具体的には動作
センサ２はコイルで構成されており、起電力を電圧波形
として捕らえるものである。そして駆動信号によって発
生した電位は整流回路７で包絡線に整流され、微分回路
８で微分変換された後にアンプ９で増幅され、比較器１
０に入力される。ここで微分回路８を設けているのは次
の理由による。即ち、ヘッドアップした場合でも頭の運
動は比較的緩慢であり、これを原因とする動作センサ２
の出力信号は緩い立ち上がり、かつ緩い立ち下がりにな
る。従ってこれを微分処理してより人の動作に忠実な波
形を生成し、判定のためのタイミングを捕らえやすくす
るためである。

【００１１】そして、上述した比較器５および比較器１
０のそれぞれの出力によって判定するのであるが、イン
パクト音の判定側には遅延回路１１を介入させ、この遅
延出力と動作センサ２の判定出力との間で論理積を成立
させている（ＡＮＤゲート１２）。ここで遅延回路１１
を設けているのは、ヘッドアップのタイミングを考慮し
たからである。即ち、クラブフェイスがゴルフボールに
インパクトする位置とマイクロフォン１の位置には距離
があるので、インパクト音がマイクロフォン１の装着部
分である頭周辺に到達するまでにずれがあること、頭の
動きに対する動作センサ２の立ち上がり応答時間にずれ
があること、アンプ９の入出力に遅延があること、など
の理由による。ここで遅延回路１１の定数の設定によっ
ては、初心者向き、あるいは上級者向きの何れでも可能
とすることができる。

【００１２】次に、１３はワンショットマルチ回路であ
り、ＡＮＤゲート１２の出力を一定時間分だけ出力さ
せ、出力回路１４からの警報を鳴らすものである。出力
回路１４はスピーカやブザーなどの音波出力手段が一般
的であるが、プレイヤーが出力を識別できるのであれば
光出力など別の手段でもよい。なお、１５は出力バッフ
ァであり、出力回路１４がブザーである場合には駆動用
の発振回路も含んでいる。

【００１３】本発明では特定の回路要素に関しては位置
関係が問題になる。一点鎖線で囲んだ回路部分は信号判
定手段であり、プレイヤの体に装着しても離してもいず
れでも差し支えないが、動作センサ２は頭の運動を検知
するものであるからプレイヤの頭に装着することが必須
の要件である。一方、マイクロフォン１はインパクト音
を捕らえることができれば場所は問わないが、遅延回路
１１の遅延タイミングと設置場所の関係が問題になる。
総体的に、インパクト音の発生源とマイクロフォン１の
距離が離れすぎると遅延時間の設定が困難になるので、
好ましくは動作センサ２と同じ場所に設ければよい。出
力回路１４も、プレイヤ自身に注意を喚起できれば十分
なのでブザー音なども極力小さい方が消費電流を考慮し
ても、好ましい。従って、出力回路１４もプレイヤの耳
の近くに位置させるのが好ましい実施例になる。このた
め、マイクロフォン１は軽量のコンデンサマイクを利用
し、出力回路１４も軽量のブザーを利用する。

【００１４】続いて、動作センサ２の具体例を図２に示
す。この動作センサ２は２つのコイルによって構成され
ており、２１は外コイル、２２は外コイル２１と同心状
に巻かれた内コイル、２３はコアである。そして外コイ
ル２１は発振回路６によって短周期の交流で励磁され、
これによって発生する起電力が内コイル２２に複写され
る。従って、外コイル２１は内コイル２２に対するエキ
サイタとして動作する。内コイル２２の起電力は検知出
力として整流回路７に入力され、包絡線に整流された電
圧波形が微分回路８に入力される。次に、内コイル２２
の起電力は、外コイル２１による複写値だけでなく、地
磁気による影響を受ける。即ち、図３に示したように地
磁気は磁北極Ｎから磁南極Ｓに走っているが、内コイル
２２の方向によってはコア２３に対する磁力線の透過本
数、即ち磁束密度が変化し、地磁気による起電力に差異
が生ずる。従って、図３に示した２２Ａの場合と２２Ｂ
の場合では地磁気による起電力に差異があり、外コイル
２１からの複写電圧と合成された出力電圧も異なること
になる。本発明ではこの出力電圧の相違に着目して、動
作センサ２の位置および運動による電圧変化を捕らえて
いる。ただし、微分回路８が介在しているために、動作
センサ２が完全静止している状態では整流回路７の出力
は定電圧出力になるので、微分出力は発生しない。従っ
て、動作センサ２の物理運動による電圧変化量に対応し
た微分出力のみが検知信号となる。このことは、頭の運
動が検知信号となることを意味する。

【００１５】本発明では内コイル２２のコア２３とし
て、アモルファス磁性材料を用いた。一例として、直径
５０ミクロン、長さ６mmのアモルファス金属繊維を７本
結束してコア２３とした。ここで、アモルファス磁性材
料を用いたのは地磁気という弱磁界における磁束密度変
化に鋭敏に応答するためである。アモルファス磁性材料
は透磁率が非常に高く、弱い磁気でも鋭敏に反応する一
方、保磁力が非常に小さく、ヒステリシス曲線において
も残留磁束密度が極端に低いため、僅かな地磁気変化に
も敏感である。さらに、バルクハウゼンジャンプが急激
であり、磁界変化を捕らえやすい。これらの理由によっ
て、発明者らはアモルファス磁性材料を採用した。ま
た、アモルファス金属繊維を複数本結束したのは、鋭敏
な応答を維持したまま、磁束密度を大きくするためであ
る。即ち、繊維の直径と長さの比率が小さくして、太く
短い形状にすれば磁力線を多く捕捉できる反面、磁力線
に対する方向変化に起因した磁束密度の変化は鈍感であ
る。一方、直径と長さの比率を大きくし、細く長い形状
にすれば、繊維１本あたりの磁力線の捕捉数は少なくな
るが、方向変化に起因する磁束密度の変化に対しては非
常に敏感になる。本発明では地磁気という弱い磁力線を
検知要素としているので、方向変化に対する磁束密度の
鋭敏な変化を可能とする形状を選択した。このように、
アモルファス金属繊維は細長いほど本発明には好ましい
特性を示すが、プレイヤの頭に取り付けるという制約か
ら小型化も要求される。一方、外コイル２１および内コ
イル２２の巻き数は多いほど良い。従って、本実施例で
はそれぞれのコイルを二重巻きにして制約された長さに
おいて巻き数をかせいでいる。

【００１６】次に、本発明回路の要部タイミングチャー
トを図４および図５に説明する。タイミングＡ〜Ｆは、
図１におけるＡ〜Ｆに対応するものである。図４におい
て、先ずマイクロフォン１がインパクト音を捕らえれ
ば、バンドパスフィルタ３を介して波形Ａに示す減衰波
形が生じる。そして比較器５のしきい値（ＣＭＰ５）で
比較された出力が波形Ｂとして現れる。この波形Ｂは遅
延回路１１を介して時間ｔの遅延後に波形Ｃとして１パ
ルス分だけ出現する。一方、動作センサ２の出力は、発
振回路６の発振周期に相応した短周期の信号波形になる
が、整流回路７で整流されて包絡線出力となり、これを
微分回路８によって微分処理すると波形Ｄのようにな
る。なお、発振回路６の発振周波数は高いほど磁力変化
に忠実な包絡線を得ることができる。好ましくは１０〜
２０ＭHzであるが、本発明装置は携帯性からも電池によ
る駆動になるので、消費電流の抑制を考慮すれば周波数
を低くすることもある。微分処理を施したにもかかわら
ず波形Ｄが比較的なだらかな曲線になっているのは、プ
レイヤの頭の動きは電気特性から見た場合には比較的緩
慢であり、整流回路７の出力波形である包絡線自体が非
常になだらかな連続曲線を構成しているからである。波
形Ｄは比較器１０のしきい値（±ＣＭＰ９）で比較さ
れ、波形Ｅを得る。比較器１０のしきい値を設定する理
由は、プレイヤの微動による誤判定を避けるためであ
る。そして、波形Ｃと波形Ｅの論理積である波形Ｆが出
力波形となるのである。図４に示したケースでは、遅延
タイミングである波形Ｃの出現時に動作センサ２の判定
出力である波形Ｄ１が存在するので、ヘッドアップがあ
ったと判断して、出力回路１４を駆動することになる。
これに対して、波形Ｄ２の場合には論理積は成立せず、
ヘッドアップの判定は行われない。波形Ｄ１ではクラブ
フェイスがゴルフボールにインパクトする前から頭の運
動が開始されており、ヘッドアップによる悪影響がある
例である。波形Ｄ２ではインパクトするまで頭は残って
いる例である。即ち、熟練者に見られるようにもう少し
頭の位置を保持していたならば、ヘッドアップは解消さ
れることがプレイヤに音などによって報知するのであ
る。なお、図５には別のタイミングチャートが示されて
おり、微分回路８の出力が図４と異なっている。微分回
路８の出力が負の方向に現れているのは、動作センサ２
を前後方向に対して逆に装着した場合や、右打ち・左打
ちで動作センサ２の運動方向が逆になるためであって、
基本的な判定動作は図４と図５の間で変わるところはな
い。

【００１７】

【発明の効果】本発明では、クラブヘッドがボールに衝
突するインパクト音を判定タイミング要素とし、動作セ
ンサの出力を微分処理して判定信号としたものであるか
ら、非常に的確に頭の動きを捕らえることが可能であ
り、プレイヤには判定結果を即座に報知できる。従って
プレイヤは実感としてヘッドアップがあったか否かを認
識できることになり、練習装置として優れた装置を提供
することができた。

【００１８】また、動作センサを頭の一部に装着すると
同時に、他の回路部分もコンパクトにまとめることがで
きる程度の簡単な構成であるから、装置全体を一つの函
体にまとめることができ、小型化を達成することも可能
となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の回路構成を示す回路ブロック図、

【図２】動作センサの実施例を示す斜視図、

【図３】地磁気の磁界に置かれた内コイルを示す概念
図、

【図４】本発明装置に採用した回路のタイミングチャー
ト、

【図５】同、別のタイミングチャートである。

【符号の説明】

１ マイクロフォン ２ 動作センサ ３ バンドパスフィルタ ４ アンプ ５ 比較器 ６ 発振回路 ７ 整流回路 ８ 微分回路 ９ アンプ １０ 比較器 １１ 遅延回路 １２ ＡＮＤゲート １３ ディレイタイマ １４ 出力回路 １５ 出力バッファ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クラブヘッドがゴルフボールに衝突するイ
   ンパクト音を捕らえる集音手段と、この集音手段の信号
   のうち一定の周波数帯域の波形をしきい値で比較処理
   し、特定した遅延時間後に出力する手段を有する一方、
   地磁気センサまたは角速度センサからなり、頭の動きを
   電気信号に変換する動作センサと、この動作センサの出
   力信号を整流して微分処理した後にしきい値で比較処理
   し、出力する手段を有すると共に、上記動作センサは頭
   の一部に取り付け、上記２つの手段から出力された信号
   のタイミングが一致した場合に判定出力を行うことを特
   徴とするゴルフ練習装置。