KR100773423B1 - 골프스윙 분석장치 - Google Patents

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KR100773423B1
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안준석
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박수영
장수창
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최병춘
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Abstract

골프스윙 분석장치가 개시되어 있다. 골프스윙 분석장치는 골프클럽에 고정된 피감지부, 서로 직교하는 3개의 축 방향들로 각각 피감지부의 접근 및 이격을 감지하는 복수의 제1 감지부들, 골프클럽 헤드의 위치를 감지하는 복수의 제2 감지부들, 제1 감지부들과 제2 감지부들로부터 측정된 자료에 기초하여 헤드의 궤적 및 스피드 등을 연산하는 연산부 및 헤드의 궤적 및 스피드 등을 표시하는 표시부를 포함한다. 제1 감지부는 자기유도센서를 포함할 수 있고, 제2 감지부는 광학식 센서일 수 있다. 연산부는 제1 감지부에서 발생된 유도기전력의 크기를 기초로 수평면 상의 헤드의 궤적 및 수직면 상의 헤드의 궤적에 관한 함수를 생성한다. 따라서, 간단한 장치로 헤드의 궤적, 보다 정확한 헤드속도 및 골프공의 예상 비거리를 사용자에게 표시해줄 수 있다.

Description

골프스윙 분석장치{APPARATUS FOR ANALYZING A GOLP SWING PATH}
본 발명은 골프스윙 분석장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 스윙의 궤적 및 골프클럽 헤드의 스피드 및 예상 비거리를 보다 정확히 측정하는 골프스윙 분석장치에 관한 것이다.
일반적으로, 골퍼의 스윙목적은 원하는 방향과 거리에 공을 정확하게 보내는 것이다. 골퍼의 성향이나 문화에 따라 거리를 우선시하거나, 방향을 우선시 하는 경향으로 차이를 보이나, 그 중요도는 비교하기 곤란하다. 그 이유는 거리가 모자라거나 방향이 어긋나도 골프 수행을 어렵게 하기 때문이다.
골퍼라면 프로, 아마추어, 초심자를 불문하고 골프공을 보다 더 멀리 똑바로 보내기를 소망한다. 비거리는 공의 속도에 비례하고, 공의 속도는 헤드속도에 비례하기 때문에 골퍼는 똑바로 멀리 보내기 위하여 헤드궤적, 다운스윙각도, 스윙스피드 및 페이스 방향 등을 수시로 연습한다. 골프스윙의 연습을 위해 종래의 연습장치들이 제시되어 왔다.
골프클럽 그립 쪽에서 가속도를 측정하는 장치는 실질적으로 공을 타격하면서 이루어지는 속도측정 방법이 아니기 때문에 공의 타격 속도와 차이가 있다.
광학식 센서의 경우 제안된 대부분의 기술이 골프매트 또는 히팅 매트에 직접 다수(최소 6개 이상)의 광센서를 2열 종으로 배치하여 측정하는 기술로 골프 연습장 특정 타석에 1-2 대를 설치하는 정도에 그치므로 활용도가 저조하다.
자화패드를 클럽헤드에 부착하여 헤드속도를 측정하는 자기센서 방식은 모터, 정전기, 진동 등과 같은 환경 노이즈(noise)의 영향으로 에러가 자주 발생한다.
카메라와 컴퓨터프로그램을 이용한 동작분석 장치는 정확성이나 분석능력은 탁월하나 고가이며, 넓은 설치공간이 확보되어야 한다.
레이더를 이용한 측정 장치는 타격된 공을 추적하는 방식의 휴대용 측정장치로 제안되었고, 공의 회전수를 측정하여 속도를 제공한다. 그러나, 이 방식은 이용자의 클럽진행 방향 우즉에 설치되기 때문에 세팅이 쉽지 않고 다운스윙 시에 부담을 주거나 충돌위험도 있다.
적외선 또는 레이저 방식의 측정 장치는 발신기와 수신기 사이를 이동하는 이격거리와 시간으로 측정하는 속도측정방식으로 가로지르는 이격거리의 편차로 인하여 정확한 측정이 어렵다.
상기와 같은 종래의 측정장치들은 골프연습장 타석환경을 변화시켜야 하는데 광학식 방식이나 이외의 센서를 이용하여 바닥에 배치하여 측정하는 장치들은 타석 히팅매트 위에나, 매트를 제거하고 별도로 장치를 설치하여야 한다. 그러나 자동 공공급기를 설치한 연습장인 경우 자동 공공급기와 매트가 일체형이라서 종래의 측정장치들을 설치하기가 어렵고 그 활용도가 미미하다.
카메라와 컴퓨터 프로그램된 분석장치는 넓은 설치공간 확보해야 하며, 장비가 고가여서 한정적 설치와 이용자의 사용한계가 있다.
골프스윙의 요체는 정확한 방향과 거리라고 볼 수 있다. 종래의 측정 장치들은 저가인 경우 헤드속도, 클럽페이스 방향 및 공의 방향 중 한 가지나 두 가지를 제공하고, 고가인 경우 측정기능은 많으나 설치가 용이하지 않고, 이용방법이 용이하지 않다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 간단한 센서들을 이용하여 골프스윙의 궤적을 표시하고, 보다 정확한 골프클럽 헤드의 속도 및 골프공의 예상 비거리를 사용자에게 표시해 주는 골프스윙 분석장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 실시예에 따른 골프스윙 분석장치는 골프클럽에 고정된 피감지부, 복수의 제1 감지부들, 복수의 제2 감지부들, 연산부 및 표시부를 포함한다. 골프클럽이 스윙되는 경우, 복수의 제1 감지부들은 서로 직교하는 제1 축, 제2 축 및 제3 축 방향으로 각각 피감지부의 접근 또는 이격을 감지할 수 있다. 각 제2 감지부는 발광유닛 및 수광유닛을 포함할 수 있다. 발광유닛은 골프클럽 헤드의 운동경로와 교차하는 광을 출사하며, 수광유닛은 상기 광을 수광한다. 연산부는 제1 감지부들로부터 제1 감지신호 및 제2 감지부들로부터 제2 감지신호에 기초하여 골프스윙에 관한 정보를 연산할 수 있다. 제1 감지신호는 피감지부의 접근 또는 이격에 관한 신호를 포함하며, 제2 감지신호는 헤드가 광을 반사한 시각 및 위치에 관한 신호를 포함한다. 골프스윙에 관한 정보는 헤드의 궤적, 헤드의 속도 및 골프공의 예상 비거리에 관한 정보를 포함한다.
피감지부는 제1 감지부에 의해 감지되는 자석을 포함할 수 있다. 각 제1 감지부는 피감지부의 운동에 따른 자기장의 변화에 반응하여 유도기전력을 발생시키 는 자기유도센서를 포함할 수 있다. 각 제1 감지부는 골프공이 날아가는 방향인 제1축 방향으로 자기장의 변화에 반응하여 유도기전력을 발생시키는 제1축 자기유도센서, 골퍼가 서있는 지면에 평행한 제2축 방향으로 자기장의 변화에 반응하여 유도기전력을 발생시키는 제2축 자기유도센서 및 상기 지면으로부터 높이 방향인 제3축 방향으로 자기장의 변화에 반응하여 유도기전력을 발생시키는 제3축 자기유도센서를 포함할 수 있다.
실시예에서 연산부는 검출기, 비교기 및 함수생성기를 포함할 수 있다. 검출기는 제1축 방향으로 배열된 제1 감지부들에서 발생한 각 유도기전력을 검출할 수 있다. 비교기는 검출기로부터 검출한 각 유도기전력의 크기를 비교할 수 있다. 함수생성기는 유도기전력의 크기가 클수록 각 제1 감지부와 헤드 간의 거리를 가깝게 배열하여, 헤드의 궤적에 관한 함수를 생성할 수 있다. 검출기는 제1 감지부들의 제2축 자기유도센서에서 발생된 각 유도기전력의 크기에 관한 검출신호를 비교기에 전달하며, 비교기는 검출신호를 기초로 각 유도기전력의 크기를 비교한 비교신호를 함수생성기에 전달할 수 있다. 함수생성기는 비교신호에 기초하여 유도기전력의 크기가 클수록 각 제1 감지부와 헤드 간의 제2축 방향거리를 가깝게 배열하여, 지면에 평행한 수평면 상의 헤드의 궤적에 관한 함수를 생성할 수 있다. 표시부는 수평면 상의 헤드의 궤적을 표시하는 수평 헤드궤적 표시영역을 포함할 수 있다. 또한, 검출기는 제1 감지부들의 제3축 자기유도센서에서 발생된 각 유도기전력의 크기에 관한 검출신호를 비교기에 전달하며, 비교기는 검출신호를 기초로 각 유도기전력의 크기를 비교한 비교신호를 함수생성기에 전달할 수 있다. 함수생성기는 비교신호를 기초로 유도기전력의 크기가 클수록 각 제1 감지부와 헤드 간의 제3축 방향거리를 가깝게 배열하여, 지면에 직교하는 수직면 상의 헤드의 궤적에 관한 함수를 생성할 수 있다. 표시부는 수직면 상의 헤드의 궤적을 표시하는 수직 헤드궤적 표시영역을 포함할 수 있다.
검출기는 제1 감지부들에서 유도기전력의 최대점이 발생된 시각들을 검출하며, 함수생성기는 시각들 및 제1 감지부들 간의 이격 거리를 기초로 헤드의 제1 속도를 연산한다. 함수생성기는 제1축, 제2축 및 제3축 방향의 각 유도기전력의 최대점이 2개 이상 형성되는 경우, 표시부에 에러신호를 전달할 수 있다.
검출기는 제1축 방향으로 배열된 제2 감지부들에서 헤드가 관측된 시각들을 검출하며, 함수생성기는 시각들 및 제2 감지부들 간의 이격 거리를 기초로 헤드의 제2 속도를 연산할 수 있다. 함수생성기는 제1 속도와 제2 속도를 기초로 헤드의 보정된 속도를 연산할 수 있다. 표시부는 헤드의 보정된 속도가 표시되는 속도 표시영역을 포함할 수 있다. 함수생성기는 제1 속도와 제2 속도의 차이가 기준값 이상인 경우 에러신호를 표시부에 전달할 수 있다.
함수생성기는 골프공과 헤드의 충돌 전 및 후에 측정된 헤드의 보정된 속도들, 골프공의 질량 및 헤드의 질량을 기초로 골프공의 예상 비거리를 연산할 수 있다. 표시부는 예상 비거리를 표시하는 비거리 표시영역을 포함할 수 있다.
발광유닛 및 수광유닛은 제2축 방향으로 서로 대향하게 배치될 수 있다. 이와 다르게, 제2 감지부는 제2축 방향으로 발광유닛과 대향하게 배치된 반사경을 더 포함하고, 수광유닛은 발광유닛으로부터 출사되어 반사경에서 반사된 광을 수광할 수 있다.
이러한 골프스윙 분석장치에 따르면, 간단하고 용이하게 설치할 수 있는 장치로 골프클럽 헤드의 궤적을 표시할 수 있고, 보다 정확한 헤드의 속도 및 예상 비거리 등을 사용자에게 제공할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 하기의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 보다 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된다. 도면들에 있어서, 각 장치 및 부재들의 두께는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 과장되거나 과소하게 도시되었으며, 또한 각 장치는 본 명세서에서 설명되지 아니한 다양한 부가 부재들을 더 구비할 수 있다.
골프스윙 분석장치
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 골프스윙 분석장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 골프스윙 분석장치(100)는 피감지부(10), 복수의 제1 감지부들(30, 40, 50), 복수의 제2 감지부들(60, 70), 연산부(80) 및 표시부(90)를 포함한다.
피감지부(10)는 골프클럽의 헤드와 연결된 샤프트에 결합될 수 있다. 따라서, 골프클럽의 헤드궤적은 상기 헤드의 궤적으로부터 파악될 수 있고, 상기 헤드 가 그리는 궤적은 상기 피감지부(10)가 그리는 궤적으로부터 유추할 수 있다. 피감지부(10)는 자성체를 포함할 수 있다. 따라서, 피감지부(10)는 제1 감지부들(30, 40, 50)이 감지할 수 있는 신호, 예를 들어, 자기장을 발생시킬 수 있다.
제1 감지부들(30, 40, 50)은 헤드궤적을 따라 일직선으로 배열될 수 있다. 피감지부(10)가 제1 감지부들(30, 40, 50) 인근을 지나갈 때, 제1 감지부들(30, 40, 50)은 피감지부(10)에서 발신되는 신호, 예를 들어, 상기 자기장의 변화를 감지할 수 있다.
따라서, 도 1에서 피감지부(10)에서 각 제1 감지부(30, 40, 50)에 입력되는 신호는 수학식 dΦ/dt로 표현될 수 있다. 여기서, dΦ는 제1 감지부(30, 40, 50)에 감지되는 피감지부(10)에 의한 자속의 변화량, dt는 시간간격이다. 이하, dΦ/dt 으로 표현되며 각 제1 감지부(30, 40, 50)에 입력되는 상기 신호를 '운동신호'로 칭한다.
골프클럽의 스윙운동의 궤적은 전술한 바와 같이 골프클럽 헤드의 궤적으로 환원될 수 있다. 일반적으로, 상기 궤적은 3차원 공간에서 표시될 수 있다. 따라서, 상기 궤적은 3차원적으로 관측되는 것이 바람직하다. 제1 감지부(30, 40, 50)는 피감지부(10)의 운동을 3차원으로 감지할 수 있다. 서로 직교하는 제1축, 제2축 및 제3축으로 이루어지는 3축 좌표계를 사용하는 경우, 제1 감지부들(30, 40, 50)은 제1축 방향, 제2축 방향 및 제3축 방향으로 상기 운동신호를 각각 감지한다.
제1 감지부들(30, 40, 50)은 자기유도센서를 포함할 수 있다. 상기 자기유도센서는 제1축 방향, 제2축 방향 및 제3축 방향으로 상기 운동신호를 각각 감지할 수 있다.
제1축 방향은 골퍼가 타석에서 스윙시 골프공이 날아가는 전방 방향으로 정의한다. 제2축 방향은 제1축 방향과 직교하며, 골퍼가 서있는 지면에 평행한 방향으로 정의한다. 제3축 방향은 상기 지면으로부터 높이 방향으로 정의한다.
복수의 제2 감지부들(60, 70)은 광학식 위치감지 장치일 수 있다. 각 제2 감지부(60, 70)는 발광유닛 및 수광유닛을 포함할 수 있다.
상기 발광유닛은 검사광을 출사한다. 상기 수광유닛은 상기 검사광을 수광한다. 골프클럽의 헤드는 상기 검사광을 반사시킨다. 따라서, 검사광이 상기 헤드에 의해 반사된 순간에는 수광유닛으로 상기 검사광이 입사되지 못한다. 이로 인해 수광유닛은 상기 헤드가 검사광을 반사하는 순간에 대응하는 전기펄스를 생성할 수 있다. 따라서, 상기 전기펄스가 생성된 시각에 헤드의 좌표는 어떤 제2 감지부에 대응함을 알 수 있다.
연산부(80)는 제1 감지부들(30, 40, 50)로부터의 제1 감지신호 및 제2 감지부들(60, 70)로부터의 제2 감지신호에 기초하여 골프클럽 스윙에 관한 정보를 연산할 수 있다.
상기 제1 감지신호는 피감지부의 제1 감지부로의 접근 또는 제1 감지부로부터의 이격에 관한 정보를 포함할 수 있다. 제2 감지신호는 발광유닛과 수광유닛의 사이를 지나가는 헤드가 발광유닛으로부터 출사된 광을 반사한 시각 및 위치에 관한 정보를 포함할 수 있다. 골프스윙에 관한 정보는 헤드의 궤적, 헤드의 속도 및 골프공의 예상 이동거리(이하, '비거리'로 칭함) 등에 관한 정보를 포함할 수 있 다.
상기 헤드의 궤적에 관한 정보는 수평 헤드궤적 및 수직 헤드궤적에 관한 정보를 포함할 수 있다. 상기 수평 헤드궤적은 3차원을 이루는 헤드의 궤적을 상기 제1 축과 제2 축을 포함하는 평면(이하, '수평면'으로 칭함)에 투사한 헤드의 궤적으로 정의된다. 상기 수직 헤드궤적은 3차원을 이루는 헤드의 궤적을 상기 제1 축과 제3축을 포함하는 평면(이하, '수직면'으로 칭함)에 투사한 헤드의 궤적으로 정의된다.
연산부(80)는 상기 헤드의 궤적, 헤드의 속도 및 골프공의 예상 비거리 등에 관한 정보를 표시부(90)에 전달한다.
표시부(90)는 상기 헤드의 궤적, 헤드의 속도 및 골프공의 예상 비거리 등에 관한 정보를 사용자가 확인할 수 있도록 표시영역에 표시할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 골프스윙 분석장치의 사시도이다. 도 3은 골프클럽에 결합된 피감지부의 사시도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 골프스윙 분석장치의 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 골프스윙 분석장치(200, 300)는 골프스윙 연습용 매트에 일체로 설치되어 사용될 수 있다. 골프스윙 분석장치(200, 300)는 피감지부(310), 복수의 제1 감지부들(230, 240, 250, 330, 340, 350), 복수의 제2 감지부들(260, 270), 연산부(80) 및 표시부(290, 390)를 포함한다.
피감지부(310)는 골프클럽의 헤드(305) 바로 위의 샤프트(302)에 결합될 수 있다. 피감지부(310)는 합성수지 재질의 몸체(307) 및 자성체(308)를 포함할 수 있 다. 상기 몸체(307)에는 상기 자성체(308)가 끼워지는 홀과 골프클럽의 샤프트(302)가 끼워지는 홀이 각각 형성되어 있다. 상기 자성체(308)는 영구자석일 수 있다.
이와 달리, 피감지부(310)는 자성체가 분산된 소정의 탄력을 가진 착탈식 밴드타입을 가질 수 있다. 피감지부(310)는 골프클럽 헤드(305)의 무게에 영향을 끼치지 않을 정도의 작은 중량을 갖는 것이 바람직하다.
복수의 제1 감지부들(230, 240, 250, 330, 340, 350)은, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1축 방향으로 배열될 수 있다. 도 2 및 도 4에는 3개의 제1 감지부들(230, 240, 250, 330, 340, 350)이 소정의 수납부재(410, 430)에 수납된 채로 배열되어 있다. 제1 감지부들(230, 240, 250, 330, 340, 350) 간의 이격 간격은 수 내지 수십 센티미터 정도일 수 있다. 상기 수납부재(410, 430)에는 상기 제1 감지부들(230, 240, 250, 330, 340, 350)이 노출되는 개구가 형성될 수 있다.
골프공은 대략 3개의 제1 감지부들(230, 240, 250, 330, 340, 350) 중 가운데에 배치된 제1 감지부(240, 340)에 대응하게 배치될 수 있다. 골프공은 상기 가운데에 배치된 제1 감지부(240, 340)로부터 제2축 방향으로 일정간격 이격된 위치에 연습용 매트의 자동 공공급기 상에 놓여 있다.
골퍼는 제1 감지부들(230, 240, 250, 330, 340, 350)로부터 제2축 방향으로 소정간격 이격된 위치에서 골프공을 타격한다. 골퍼가 골프공을 타격함에 따라 골프클럽의 헤드(305) 즉, 피감지부(310)는 3개의 제1 감지부들(230, 240, 250, 330, 340, 350)을 순차적으로 지나간다.
피감지부(310)가 제1 감지부들(230, 240, 250, 330, 340, 350)을 모두 지나가게 하기 위해서는 제1 감지부들(230, 240, 250, 330, 340, 350) 간의 이격간격이 너무 크지 않게 설정하는 것이 바람직하다. 일반적인 스윙동작을 고려하면, 제1 감지부들(230, 240, 250, 330, 340, 350) 간의 이격 간격은 대략 10 센티미터 이하인 것이 바람직하다.
도 5는 제1 감지부의 작동원리를 도시한 사시도이다.
도 5를 참조하면, 피감지부(310)가 제1 감지부들(330, 340, 350)의 인근을 지나갈 때, 제1 감지부들(330, 340, 350)은 피감지부(310)가 형성하는 자기장의 변화, 즉 dΦ/dt 으로 표현되는 상기 운동신호를 감지할 수 있다.
제1 감지부들(330, 340, 350)은 자기유도센서를 포함할 수 있다. 상기 자기유도센서는 제1축 방향, 제2축 방향 및 제3축 방향으로 상기 운동신호를 각각 감지할 수 있다. 도 5에서 제1 감지부들은(330, 340, 350)은 각기 제1축 자기유도센서(341), 제2축 자기유도센서(343) 및 제3축 자기유도센서(345)를 포함할 수 있다.
제1축 자기유도센서(341), 제2축 자기유도센서(343) 및 제3축 자기유도센서(345)는 각각 코어 및 코일을 포함할 수 있다. 코어는 페라이트, 뮤메탈, 아머퍼스 등의 자성체를 포함할 수 있다. 상기 제1축, 제2축 및 제3축 자기유도센서들(341, 343, 345)이 일정한 코일 권선수에 일정한 리액턴스(L)를 갖도록 상기 제1축, 제2축 및 제3축 자기유도센서들(341, 343, 345)을 튜닝하여 사용한다. 피감지부(310)가 헤드궤적을 따라 움직이면서 3개의 제1 감지부들(330, 340, 350)을 순차적으로 지나친다.
각 제1 감지부(330, 340, 350)에서는 피감지부(310)가 지나치는 순간 유도기전력이 가장 크게 발생하여 유도기전력의 최대점이 형성될 수 있다. 또한, 각 제1 감지부(330, 340, 350)의 제1축, 제2축 및 제3축 자기유도센서들(341, 343, 345)은 각기 별개의 유도기전력을 발생시킨다.
제1 감지부들(330, 340, 350)은 증폭기 및 아날로그디지털 변환기를 더 포함할 수 있다.
제1축, 제2축 및 제3축 자기유도센서들(341, 343, 345)은 피감지부(310)의 운동에 따른 자기장의 변화를 각각 감지하여 아날로그 전기신호, 예를 들어, 상기 유도기전력을 생성한다. 증폭기는 상기 아날로그 전기신호의 크기를 증폭시키는 오피엠프(Operational Amplifier, OP AMP)를 포함할 수 있다. 상기 아날로그디지털 변환기는 증폭된 아날로그 전기신호를 디지털 전기신호로 변환한다.
제1 감지부들(330, 340, 350)은 마이크로프로세서를 더 포함할 수 있다. 상기 마이크로프로세서는 상기 디지털 전기신호 값이 피감지부(310)로 인정될 수 있는 정도인가를 판정하여, 인정할 수 있는 정도의 세기이면 상기 디지털 전기신호를 디지털 펄스신호로 하여 연산부(80)에 전달할 수 있다.
전술한 바와 같이 정의된 제1축, 제2축 및 제3축 좌표계에서 골퍼가 스윙하는 경우, 골프클럽에 고정된 피감지부(310)의 운동성분, 예를 들어 속도는 제1축 방향속도(Vx), 제2축 방향속도(Vy) 및 제3축 방향속도(Vz)로 분해될 수 있다.
제1축 자기유도센서(341)에 대해서는 피감지부(310)와 제1 감지부들(330, 340, 350) 간의 거리와 제1축 방향속도(Vx)가 제1축 자기유도센서(341)에 발생되는 유도기전력의 크기에 가장 크게 영향을 미친다. 제2축 자기유도센서(343)에 대해서는 상기 거리와 제2축 방향속도(Vy)가, 제3축 자기유도센서(345)에 대해서는 상기 거리와 제3축 방향속도(Vz)가 유도기전력의 크기에 가장 크게 영향을 미친다.
피감지부(310)가 형성하는 자기장의 강도는 거리가 멀어질수록 급격히 감소된다. 따라서, 제1 감지부들(330, 340, 350)의 제1축, 제2축 및 제3축 자기유도센서들(341, 343, 345)에 발생되는 유도기전력의 크기는 피감지부(310)가 제1 감지부들(330, 340, 350)을 지나치는 순간 피감지부(310)와 제1 감지부들(330, 340, 350) 간의 거리에 의해 거의 결정된다.
따라서, 복수의 제1 감지부들(330, 340, 350)을 피감지부(310)가 순차적으로 지나갈 때, 각 제1 감지부(330, 340, 350)에 발생된 유도기전력의 크기를 확인하면, 피감지부(310)가 제1 감지부들(330, 340, 350)로부터 점차적으로 멀어지는지 또는 점차적으로 근접하는지 여부를 판별할 수 있다.
제1축 자기유도센서(341)는 피감지부(310)가 제1축 방향으로 제1축 자기유도센서(341)에 접근하고 있는지 이격되고 있는지 여부를 판정하기에 적합하며, 제2축 자기유도센서(343)는 피감지부(310)가 제2축 방향으로 제2축 자기유도센서(343)에 접근하고 있는지 이격되고 있는지 여부를 판정하기에 적합하며, 제3축 자기유도센서(345)는 피감지부(310)가 제3축 방향으로 제3축 자기유도센서(345)에 접근하고 있는지 이격되고 있는지 여부를 판정하기에 적합하다.
연산부(80)는 검출기(도시되지 않음), 비교기(도시되지 않음) 및 함수생성기(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
상기 검출기는 제1축 방향으로 배열된 제1 감지부들(330, 340, 350)에서 발생한 각 유도기전력을 검출할 수 있다. 상기 검출기는 각 제1 감지부(330, 340, 350)의 제1축, 제2축 및 제3축 자기유도센서들(341, 343, 345)에서 발생된 유도기전력의 크기를 검출할 수 있다. 상기 검출기는 유도기전력의 크기를 기초로 검출신호를 생성하여 비교기에 전달할 수 있다.
상기 비교기는 검출기로부터 전달된 상기 검출신호에 기초하여 각 유도기전력의 크기를 비교한 비교신호를 생성할 수 있다. 상기 비교기는 상기 비교신호를 상기 함수생성기에 전달할 수 있다.
상기 함수생성기는 상기 비교신호를 기초로 각 제1 감지부(330, 340, 350)와 헤드(305) 간의 거리를 연산한다. 상기 함수생성기는 상기 비교신호로부터 파악되는 유도기전력의 크기가 클수록 각 제1 감지부(330, 340, 350)와 헤드(305) 간의 거리를 가깝게 배열한다. 그 결과, 함수생성기는 헤드(305)의 궤적에 관한 함수를 생성할 수 있다.
검출기는 제1 감지부들(330, 340, 350)에서 유도기전력의 최대점이 발생된 시각들을 검출하며, 함수생성기는 상기 최대점이 발생된 시각들 및 제1 감지부들(330, 340, 350) 간의 이격 거리를 기초로 헤드(305)의 제1 속도를 연산할 수 있다. 상기 제1 속도는 제1 감지부들(330, 340, 350)을 이용하여 상기 함수생성기가 연산한 헤드(305)의 속도를 의미한다.
한편, 골프스윙이 정상적으로 이루어지지 못한 경우, 각 제1 감지부(330, 340, 350)에서 제1축, 제2축 및 제3축 방향의 각 유도기전력의 최대점이 2개 이상 형성되는 경우가 발생할 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 함수생성기는 표시부에 에러신호를 전달할 수 있다.
도 6은 제2 감지부의 작동원리를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 복수의 제2 감지부들(360, 370)은 광학식 위치감지 장치일 수 있다. 제2 감지부들(360, 370)은 제1 감지부들(330, 340, 350)과 동일하게 제1축 방향으로 배열된다. 각 제2 감지부(360, 370)는 발광유닛(361, 371) 및 수광유닛(365, 375)을 포함한다.
발광유닛(361, 371)과 수광유닛(365, 375)은 도 2, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 제2축 방향으로 대향하게 배치된다. 발광유닛(361, 371)과 수광유닛(365, 375)의 위치는 서로 바뀔 수 있다. 도 6에서, 수광유닛(365, 375)은 골퍼의 직하부 인근에 배치되며, 발광유닛(361, 371)은 골퍼로부터 제2축 방향으로 이격되게 배치되어 있다.
발광유닛(361, 371)은 레이저 발생장치 또는 발광다이오드와 같은 다양한 광발생장치를 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 발광다이오드(361, 371)는 적외선을 출사한다. 발광다이오드(361, 371)로부터 출사된 광은 소정의 발산각을 갖고 출사된다.
제2 감지부들(360, 370)은 집광랜즈들(363, 367, 373, 377)을 더 포함한다. 집광랜즈들(363, 367, 373, 377)은 발광유닛(361, 371)과 수광유닛(365, 375)의 바로 앞에 각각 배치된다. 발광유닛(361, 371)에 배치된 집광랜즈들(363, 373)은 상기 발산각을 갖고 출사되는 광을 모아 광의 강도를 증가시키고, 다른 외부로부터의 잡광의 간섭을 감소시킨다.
수광유닛(365, 375)에 배치된 집광랜즈들(367, 377)은 외부의 다른 잡광의 간섭을 감소시키고, 수광되는 광의 강도를 증가시킨다. 그 결과, 도 6에 도시된 것과 같이 발광유닛(361, 371)으로부터 수광유닛(365, 375)으로 대략 직진하며 좁은 신호감지영역이 형성된다.
골프클럽의 헤드(305)가 발광유닛(361, 371)과 수광유닛(365, 375)의 사이로 상기 신호감지영역을 지나가면, 상기 헤드(305)가 적외선을 가리게 되어 수광유닛(365, 375)에 감지되는 적외선 신호량이 작아진다. 작아진 적외선 신호량을 편의상 반전시켜 보면, 도 6에 도시된 바와 같이, 시간대비 신호 데이터를 추출할 수 있다.
도 7은 다른 실시예에 따른 제2 감지부의 작동원리를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 제2 감지부(560, 570)는 발광유닛(561, 571)과 수광유닛(565, 575)이 골퍼에 대하여 동일한 방향으로 서로 근접하게 배치되고, 반사거울(521, 525)을 더 포함하는 것을 제외하면, 도 6에 도시된 제2 감지부(360, 370)와 실질적으로 동일하다.
복수의 제2 감지부들(560, 570)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1축 방향으로 배열된다. 반사거울(521, 525)은 제2 감지부들(560, 570)로부터 제2축 방향으로 이격되게 배치된다. 발광유닛(561, 571)으로부터 출사된 광은 반사거울(521, 525)에서 반사된다. 수광유닛(565, 575)은 반사광을 수광한다. 골프클럽의 헤드(505)가 제2 감지부(560, 570)와 반사거울(521, 525) 사이를 지나감에 따라 수광유닛(565, 575)에 신호가 감지되어 상기 헤드(505)의 위치 및 시각이 측정되는 방식은 도 6에서 설명한 그 것과 실질적으로 동일하다.
상기 검출기는 제1축 방향으로 배열된 제2 감지부들(560, 570)에서 헤드(305)가 관측된 시각들을 검출하며, 함수생성기는 상기 헤드(305)가 관측된 시각들 및 제2 감지부들(560, 570) 간의 이격 거리를 기초로 헤드(305)의 제2 속도를 연산할 수 있다. 상기 제2 속도는 제2 감지부들(560, 570)을 이용하여 함수생성기가 연산한 헤드(305)의 속도를 의미한다.
함수생성기는 상기 제1 속도와 상기 제2 속도를 기초로 헤드(305)의 보정된 속도를 연산할 수 있다. 보정하는 방법은 단순히 상기 제1 속도와 제2 속도의 평균값을 구하는 방법일 수 있다. 이와 달리, 실험적으로 결정된 소정의 가중치를 상기 제1속도와 제2 속도에 곱하는 방법일 수도 있다. 또는 소정의 실험식에 의해 보다 정확하게 헤드(305)의 속도를 보정할 수 있다.
표시부는 헤드(305)의 보정된 속도가 표시되는 속도 표시영역을 포함할 수 있다. 함수생성기는 제1 속도와 제2 속도의 차이가 기준값 이상인 경우 에러신호를 표시부에 전달할 수 있다.
함수생성기는 골프공과 헤드(305)의 충돌 전 및 후에 헤드(305)의 속도를 측정할 수 있다. 상기 골프공을 가운데에 배치된 제1 감지부(340)에 대응하도록 배치하면, 골프공의 타격 전 및 후의 헤드(305)의 상기 보정된 속도를 구할 수 있다.
함수 생성기는 측정된 헤드(305)의 보정된 속도들, 골프공의 질량 및 헤드(305)의 질량을 기초로 골프공의 예상 비거리를 연산할 수 있다. 표시부는 예상 비거리를 표시하는 비거리 표시영역을 포함할 수 있다.
연산부(80)는 제1 감지부들(330, 340, 350)로부터의 제1 감지신호, 제2 감지부들(560, 570)로부터의 제2 감지신호 및 미리 입력된 정보에 기초하여 골프클럽 스윙에 관한 정보를 연산한다.
상기 제1 감지신호는 각 제1 감지부들(330, 340, 350)에서 제1축, 제2축 및 제3축 방향으로 각각 형성된 유도기전력의 크기, 유도기전력의 최대점이 형성된 시각, 시간에 대한 유도기전력의 파형(유도기전력의 최대점의 개수)을 포함할 수 있다. 상기 제2 감지신호는 각 제2 감지부(560, 570)에서 상기 전기펄스가 생성된 시각을 포함할 수 있다. 상기 미리 입력된 정보는 상기 제1 감지신호 및 제2 감지신호를 기초로 골프클럽의 헤드궤적 등을 연산하는 방식에 관한 정보를 포함할 수 있다.
도 8은 수평면 상의 헤드궤적을 결정하는 원리를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 피감지부(310)가 복수의 제1 감지부들(330, 340, 350)을 순차적으로 지나가면, 각 제1 감지부(330, 340, 350)에는 유도기전력이 발생한다. 구체적으로, 제1축, 제2축 및 제3축 자기유도센서(341, 343, 345)에 각각 유도기전력이 발생한다.
피감지부(310)와 제1 감지부들(330, 340, 350) 간의 제2축 방향으로 이격된 거리들이 구해지는 경우, 수평면 상의 헤드궤적의 대략적 형태를 판별할 수 있다. 제2축 방향으로 이격된 거리를 구하는 것이므로, 각 제1 감지부(330, 340, 350)에서 제2축 방향으로 피감지부(310)의 접근 및 이격을 보다 민감하게 감지할 수 있는 제2축 자기유도센서(343)의 유도기전력 값의 크기를 비교하는 것이 바람직하다.
검출기는 제1 감지부들(330, 340, 350)의 제2축 자기유도센서(343)에서 발생된 각 유도기전력의 크기에 관한 검출신호를 비교기에 전달하며, 비교기는 검출신호를 기초로 각 유도기전력의 크기를 비교한 비교신호를 함수생성기에 전달할 수 있다. 함수생성기는 비교신호에 기초하여 유도기전력의 크기가 클수록 각 제1 감지부(330, 340, 350)와 헤드(305) 간의 제2축 방향거리를 가깝게 배열한다. 그 결과, 상기 함수생성기는 지면에 평행한 수평면 상의 헤드(305)의 궤적에 관한 함수를 생성할 수 있다. 표시부는 수평면 상의 헤드(305)의 궤적을 표시하는 수평 헤드궤적 표시영역을 포함할 수 있다.
도 8에서, 피감지부(310)가 먼저 지나치는 제1 감지부(330)에 아래첨자 을 부여하고, 피감지부(310)가 그 다음 지나치는 제1 감지부(340)에 아래첨자 를 부여하였다.
V1y〈 V2y 인 경우 상기 함수생성기는 D1 〉D2로 판정한다. 상기 함수생성기는 V1y와 V2y의 차이의 정도, 즉 V1y/V2y의 크기를 기초로 D1와 D2의 차이의 정도, 즉 D1/D2를 판별할 수 있다. 상기 함수생성기는 V1y/V2y의 값이 클수록 D1/D2를 작은 값으로 결정한다. 따라서, 상기 함수생성기는 유도기전력의 크기가 차이나는 정도로부터 수평면 상에서 제1축에 대한 헤드궤적의 기울기를 결정할 수 있다.
여기서, V1y 및 V2y는 각각 이웃한 제1 감지부들(330, 340, 350)에서 제2축 자기유도센서(343)에 발생된 유도기전력을 의미한다. D1 및 D2는 각 제1 감지부(330, 340, 350)와 피감지부(310) 간의 제2축 방향으로의 이격 거리를 의미한다.
골프클럽의 헤드(305)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 감지부들(330, 340, 350)을 지나치며 점차적으로 제1 감지부들(330, 340, 350)에 접근하고 있다. 즉 상기 헤드(305)는 골퍼의 몸에 근접한 위치에서 몸으로부터 멀어지는 쪽으로 수평면 상의 궤적을 따른다. 이와 같은 궤적을 인-아웃(in-out) 궤적으로 정의한다.
도 9는 골프공을 중심으로 표시된 수평면 상의 헤드궤적을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 수평면 상의 헤드궤적은 골프공(301)을 중심으로 타격 전 헤드궤적 및 타격 후 헤드궤적으로 나누어 볼 수 있다. 3개의 제1 감지부들(330, 340, 350)이, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1축 방향으로 배열되어 있다. 골프클럽의 헤드(305), 즉 피감지부(310)가 진행하는 방향으로 3개의 제1 감지부들(330, 340, 350)을 각각 '1번, 2번 및 3번 제1 감지부(330, 340, 350)'로 칭한다. 골프공(301)은 대략 가운데 배치된 2 번 제1 감지부(340)에 대응하게 놓여있다.
상기 함수생성기는 1번 감지부와 2번 감지부로부터 상기 타격전 헤드궤적을 결정할 수 있다. 도 9에 도시된 헤드궤적 마 는 도 8에서 정의한 상기 인-아웃(in-out) 궤적에 대응한다. 이에 따라, 헤드궤적 라 는 아웃-인(out-in) 궤적으로 정의된다. 헤드궤적 가 는 스트레이트(straight) 궤적으로 정의된다.
헤드궤적 다 와 마 는 모두 인-아웃(in-out) 궤적이지만 제1축에 대한 기울기는 헤드궤적 마 가 헤드궤적 다 보다 더 크다. 전술한 바와 같이, 상기 함수생성기는 1번 및 2번 제1 감지부(330, 340)의 제2축 자기유도센서(343)에서 발생된 유 도기전력의 크기가 차이나는 정도로부터 수평면 상에서 제1축에 대한 헤드궤적의 기울기를 결정할 수 있다.
유사하게, 상기 함수생성기는 2번 및 3번 제1 감지부(340, 350)에서 발생된 유도기전력의 크기로부터, 도 9에 도시된 바와 같이, 타격후 헤드궤적 1, 2, 3, 4, 5, 6 및 7 등을 결정할 수 있다.
또한, 상기 함수생성기는 1번과 3번 제1 감지부(330, 350)에서 발생된 유도기전력의 크기를 비교하여, 상기 타격 전 및 타격 후의 헤드궤적을 보정할 수도 있다.
한편, 상기 함수생성기는 1번 및 2번 제1 감지부(330, 340)의 제2축 자기유도센서(343)에서 유도기전력의 최대점이 발생된 시각들과 1번 및 2번 제1 감지부(330, 340) 간의 이격간격으로부터 골프클럽 헤드(305)의 타격 전 제1 속도를 구할 수 있다. 유사하게 상기 함수생성기는 2번 및 3번 제1 감지부(340, 350)의 제2축 자기유도센서(343)에서 유도기전력의 최대점이 발생된 시각들과 2번 및 3번 제1 감지부(340, 350) 간의 이격간격으로부터 골프클럽 헤드(305)의 타격 후 제1 속도를 구할 수 있다.
상기 함수생성기는 운동량 보존법칙에 관한 수학식 MVb = MVa + mv 로부터 골프공(301)의 속도를 연산하고, 골프공(301)의 파라미터(종류, 무게 및 공기의 저항 등)를 고려하여 골프공(301)의 예상 비거리를 연산할 수 있다. 여기서, M은 골프클럽 헤드(305)의 질량, Vb는 상기 헤드(305)의 타격 전 속도, Va는 상기 헤드(305)의 타격 후 속도, m은 골프공(301)의 질량, v는 골프공(301)의 속도이다.
이와 다르게, 상기 함수생성기는 골프공(301)의 속도를 구하는 여러 가지 실험식들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 함수생성기는 v = Vh×M(1+e)/(M+m)와 같은 실험식을 이용하여 골프공(301)의 속도를 구하고, 예상 비거리를 구할 수 있다. 여기서, v는 골프공(301)의 속도, Vh는 헤드(305)의 속도, M은 헤드(305)의 중량, m은 골프공(301)의 중량, e는 헤드(305)와 골프공(301) 간의 반발계수이다.
도 10은 수직면 상의 헤드궤적을 결정하는 원리를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 피감지부(310)와 제1 감지부들(330, 340, 350) 간의 제3축 방향으로 이격된 거리들이 구해지는 경우, 수직면 상의 헤드궤적의 대략적 형태를 판별할 수 있다. 제3축 방향으로 이격된 거리를 구하는 것이므로, 각 제1 감지부(330, 340, 350)에서 제3축 방향으로 피감지부(310)의 접근 및 이격을 보다 민감하게 감지할 수 있는 제3축 자기유도센서(345)의 유도기전력 값의 크기를 비교하는 것이 바람직하다.
검출기는 제1 감지부들(330, 340, 350)의 제3축 자기유도센서(345)에서 발생된 각 유도기전력의 크기에 관한 검출신호를 비교기에 전달하며, 비교기는 검출신호를 기초로 각 유도기전력의 크기를 비교한 비교신호를 함수생성기에 전달할 수 있다. 함수생성기는 비교신호를 기초로 유도기전력의 크기가 클수록 각 제1 감지부(330, 340, 350)와 헤드(305) 간의 제3축 방향거리를 가깝게 배열하여, 지면에 직교하는 수직면 상의 헤드(305)의 궤적에 관한 함수를 생성할 수 있다. 표시부는 수직면 상의 헤드(305)의 궤적을 표시하는 수직 헤드궤적 표시영역을 포함할 수 있다.
도 10에서, 피감지부(310)가 먼저 지나치는 제1 감지부(330)에 아래첨자 을 부여하고, 피감지부(310)가 그 다음 지나치는 제1 감지부(340)에 아래첨자 를 부여하였다.
V1z 〉V2z인 경우 상기 함수생성기는 D4 〉D3으로 판정한다. 연산부(80)는 V1z와 V2z의 차이의 정도, 즉 V1z/V2z의 크기를 기초로 D3와 D4의 차이의 정도, 즉 D3/D4를 판별할 수 있다. 상기 함수생성기는 V1z/V2z의 값이 클수록 D3/D4를 작은 값으로 결정한다. 따라서, 상기 함수생성기는 유도기전력의 크기가 차이나는 정도로부터 수직면 상에서 제1축에 대한 헤드궤적의 기울기를 결정할 수 있다.
여기서, V1z 및 V2z는 각각 이웃한 제1 감지부들(330, 340, 350)에서 제3축 자기유도센서(345)에 발생된 유도기전력을 의미한다. D3 및 D4는 각 제1 감지부(330, 340, 350)와 피감지부(310) 간의 제3축 방향으로의 이격 거리를 의미한다.
골프클럽의 헤드(305)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 감지부들(330, 340, 350)을 지나치며 점차적으로 제1 감지부들(330, 340, 350)로부터 멀어지고 있다. 즉 상기 헤드(305)는 수직면 상에서 지면으로부터 멀어지는 헤드궤적을 따른다. 이와 같은 궤적을 업(up) 헤드궤적으로 정의한다.
도 11은 골프공을 중심으로 표시된 수직면 상의 헤드궤적을 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 3개의 제1 감지부들(330, 340, 350)미, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1축 방향으로 배열되어 있다. 골프클럽의 헤드(305), 즉 피감지부(310)가 진행하는 방향으로 3개의 제1 감지부들(330, 340, 350)을 각각 '1번, 2번 및 3 번 제1 감지부(330, 340, 350)'로 칭한다. 골프공(301)은 대략 가운데 배치된 2 번 제1 감지부(340)에 대응하게 놓여있다.
상기 함수생성기는 1번 제1 감지부(330)와 2번 제1 감지부(340)로부터의 정보를 기초로, 헤드가 골프공을 타격하는 순간, 상기 수직면 상에서 상기 제1 축에 대한 헤드페이스(head face)의 각도(이하, '다운스윙각도'로 칭함)를 결정할 수 있다. 도 11에 도시된 다운스윙각도 1은 도 10에서 정의한 상기 업(up) 헤드궤적에 대응한다. 이에 따라, 다운스윙각도는 2는 스트레이트(straight) 헤드궤적으로 정의된다. 헤드궤적 3은 다운(down) 헤드궤적으로 정의된다.
전술한 바와 같이, 상기 함수생성기는 1번 및 2번 제1 감지부(330, 340)의 제3축 자기유도센서(345)에서 발생된 유도기전력의 크기가 차이나는 정도로부터 수직면 상에서 제1축에 대한 헤드궤적의 기울기를 결정할 수 있다.
또한, 상기 함수생성기는 1번과 3번 제1 감지부(330, 350)의 제3축 자기유도센서(345)에서 발생된 유도기전력의 크기를 비교하여, 상기 수직면 상의 헤드궤적을 보정할 수도 있다.
한편, 상기 함수생성기는 1번 및 2번 제1 감지부(330, 340)의 제3축 자기유도센서(345)에서 유도기전력의 최대점이 발생된 시각들과 1번 및 2번 제1 감지부(330, 340) 간의 이격간격으로부터 골프클럽 헤드(305)의 타격 전 제1 속도를 구할 수 있다. 유사하게 상기 함수생성기는 2번 및 3번 제1 감지부(340, 350)의 제3축 자기유도센서(345)에서 유도기전력의 최대점이 발생된 시각들과 2번 및 3번 제1 감지부(340, 350) 간의 이격간격으로부터 골프클럽 헤드(305)의 타격 후 제1 속도 를 구할 수 있다.
제2 감지부(360, 370)도 전술한 바와 같이, 골프클럽 헤드(305)의 제2 속도를 관측할 수 있다. 상기 함수생성기는 제1 감지부들(330, 340, 350)에 의해 관측된 헤드(305)의 제1 속도와 제2 감지부(360, 370)에 의해 관측된 헤드(305)의 제2 속도의 평균을 취하는 등의 방식으로 헤드(305)의 속도를 보정할 수 있다.
상기 함수생성기는, 도 8 및 도 9에서 설명한 것과 유사한 방식으로, 운동량 보존법칙에 관한 수학식을 이용하거나, 소정의 실험식을 이용하여 골프공(301)의 속도 및 예상 비거리를 연산할 수 있다.
상기 함수생성기는 골프공(301)의 속도 및 예상 비거리를 수평면 상의 헤드궤적 및 수직면 상의 헤드궤적으로부터 각각 구할 수 있다. 따라서, 연산부(80)는 각각 구해진 골프공(301)의 속도 및 예상 비거리를 보정하여 보다 정확한 예상 비거리를 구할 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 표시부를 도시한 평면도이다.
도 12를 참조하면, 연산부(80)는 골프클럽의 스윙에 관한 정보를 표시부(390)에 전달한다. 표시부(390)는 발광다이오드와 표시창으로 구성되거나, 액정표시장치를 포함할 수 있다.
표시부(390)는 헤드궤적 표시영역(391), 헤드속도 표시영역(393) 및 예상 비거리 표시영역(395)을 포함한다. 헤드궤적 표시영역(391)에는 도 9에 도시된 수평면 상의 헤드궤적을 다른 방식으로 표시한 헤드궤적이 표시되어 있다. 헤드궤적 표시영역(391)에 표시된 수평면 상의 헤드궤적을 참조하면, 골퍼는 자신의 스윙이 상 기 인-아웃(in-out) 타입, 아웃-인(out-in) 타입 또는 스트레이트(straight) 타입인지 여부를 알 수 있고, 효과적으로 훈련할 수 있다.
도 13은 다른 실시예에 따른 표시부를 도시한 평면도이다.
도 13을 참조하면, 표시부(590)는 헤드궤적 표시영역(591), 다운스윙각도 표시영역(592), 헤드속도 표시영역(593) 및 예상 비거리 표시영역(595)을 포함한다. 도 13에 도시된 표시부(590)는 도 12에 도시된 표시부(390)와 달리 다운스윙각도 표시영역(592)을 더 포함한다.
표시부(590)를 참조하면, 골퍼는 자신의 스윙의 수평면 상의 궤적 및 수직면 상의 궤적을 확인할 수 있고, 효과적으로 훈련할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 크기가 매우 작고 설치가 간편한 3축 방향 자기유도센서와 광학식 센서를 함께 사용하면, 두 가지 센서에서 관측된 자료들로부터 스윙에 관한 정보를 보정할 수 있어, 보다 정확한 헤드속도 및 골프공의 예상 비거리를 제공할 수 있고, 복잡하고 부피가 큰 장비 없이 골프스윙에서 헤드의 수평궤적 및 수직궤적을 사용자에게 표시해줄 수 있다. 따라 서, 골프스윙 분석장치가 골프연습장에 대중적으로 보급될 수 있고, 개인적으로 연습에 효과적으로 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 골프스윙 분석장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 골프스윙 분석장치의 사시도이다.
도 3은 골프클럽에 결합된 피감지부의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 골프스윙 분석장치의 분해 사시도이다.
도 5는 제1 감지부의 작동원리를 도시한 사시도이다.
도 6은 제2 감지부의 작동원리를 도시한 도면이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 제2 감지부의 작동원리를 도시한 도면이다.
도 8은 수평면 상의 헤드궤적을 결정하는 원리를 도시한 도면이다.
도 9는 골프공을 중심으로 표시된 수평면 상의 헤드궤적을 나타내는 도면이다.
도 10은 수직면 상의 헤드궤적을 결정하는 원리를 도시한 도면이다.
도 11은 골프공을 중심으로 표시된 수직면 상의 헤드궤적을 나타내는 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 표시부를 도시한 평면도이다.
도 13은 다른 실시예에 따른 표시부를 도시한 평면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 200 : 골프스윙 분석장치 302 : 골프클럽 샤프트
305 : 골프클럽 헤드 310 : 피감지부
330, 340, 350 : 제1 감지부 360, 370 : 제2 감지부
341 : 제1축 자기유도센서 343 : 제2축 자기유도센서
345 : 제3축 자기유도센서 361, 371 : 발광유닛
365, 375 : 수광유닛 390 : 표시부

Claims (18)

  1. 골프클럽에 고정된 피감지부;
    상기 골프클럽의 스윙 시, 서로 수직한 제1 축, 제2 축 및 제3 축 방향으로 각각 상기 피감지부의 접근 또는 이격을 감지하는 복수의 제1 감지부들;
    골프클럽 헤드의 운동경로와 교차하는 광을 출사하는 발광유닛 및 상기 광을 수광하는 수광유닛을 포함하는 복수의 제2 감지부들;
    상기 제1 감지부들로부터 상기 피감지부의 상기 접근 또는 이격에 관한 제1 감지신호 및 제2 감지부들로부터 상기 헤드가 상기 광을 반사한 시각 및 위치에 관한 제2 감지신호에 기초하여 상기 헤드의 궤적, 상기 헤드의 속도 및 골프공의 예상 비거리를 연산하는 연산부; 및
    상기 헤드의 궤적, 상기 헤드의 속도 및 골프공의 예상 비거리를 표시하는 표시부를 포함하는 골프스윙 분석장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 피감지부는 자기장을 형성하는 자석을 포함하며, 각 상기 제1 감지부는
    골프공이 날아가는 방향인 상기 제1축 방향으로 상기 자기장의 변화에 반응하여 유도기전력을 발생시키는 제1축 자기유도센서;
    골퍼가 서있는 지면에 평행한 제2축 방향으로 상기 자기장의 변화에 반응하여 유도기전력을 발생시키는 제2축 자기유도센서; 및
    상기 지면으로부터 높이 방향인 제3축 방향으로 상기 자기장의 변화에 반응하여 유도기전력을 발생시키는 제3축 자기유도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 골프스윙 분석장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1축, 제2축 및 제3축 자기유도센서들은 각기
    자성을 갖는 코어; 및
    상기 코어에 감긴 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 골프스윙 분석장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 감지부는
    상기 유도기전력을 기초로 상기 각 제1축, 제2축 및 제3축 자기유도센서에서 출력되는 아날로그 전기신호의 크기를 증폭시키는 증폭기; 및
    상기 증폭기에서 출력되는 증폭 아날로그 전기신호를 디지털 전기신호로 변환하는 아날로그디지털 변환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 골프스윙 분석장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 연산부는
    상기 제1축 방향으로 배열된 상기 제1 감지부들에서 발생한 각 유도기전력을 검출하는 검출기;
    상기 검출기로부터 검출한 각 유도기전력의 크기를 비교하는 비교기; 및
    상기 유도기전력의 크기가 클수록 각 상기 제1 감지부와 상기 헤드 간의 거 리를 가깝게 배열하여 상기 헤드의 궤적에 관한 함수를 생성하는 함수생성기를 포함하는 것을 특징으로 하는 골프스윙 분석장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 검출기는 상기 제1 감지부들의 상기 제2축 자기유도센서에서 발생된 각 유도기전력의 크기에 관한 검출신호를 상기 비교기에 전달하며,
    상기 비교기는 상기 검출신호를 기초로 상기 각 유도기전력의 크기를 비교한 비교신호를 상기 함수생성기에 전달하며,
    상기 함수생성기는 상기 비교신호에 기초하여 상기 유도기전력의 크기가 클수록 각 상기 제1 감지부와 상기 헤드 간의 상기 제2축 방향거리를 가깝게 배열하여, 상기 지면에 평행한 수평면 상의 상기 헤드의 궤적에 관한 함수를 생성하는 것을 특징으로 하는 골프스윙 분석장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 표시부는 상기 수평면 상의 헤드의 궤적을 표시하는 수평 스윙궤적 표시영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 골프스윙 분석장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 검출기는 상기 제1 감지부들의 상기 제3축 자기유도센서에서 발생된 각 유도기전력의 크기에 관한 검출신호를 상기 비교기에 전달하며,
    상기 비교기는 상기 검출신호를 기초로 상기 각 유도기전력의 크기를 비교한 비교신호를 상기 함수생성기에 전달하며,
    상기 함수생성기는 상기 비교신호를 기초로 상기 유도기전력의 크기가 클수 록 각 상기 제1 감지부와 상기 헤드 간의 상기 제3축 방향거리를 가깝게 배열하여, 상기 지면에 직교하는 수직면 상의 상기 헤드의 궤적에 관한 함수를 생성하는 것을 특징으로 하는 골프스윙 분석장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 표시부는 상기 수직면 상의 상기 헤드의 궤적을 수직 헤드궤적 표시영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 골프스윙 분석장치.
  10. 제5항에 있어서, 상기 검출기는 상기 제1 감지부들에서 상기 유도기전력의 최대점이 발생된 시각들을 검출하며,
    상기 함수생성기는 상기 시각들 및 상기 제1 감지부들 간의 이격 거리를 기초로 상기 헤드의 제1 속도를 연산하는 것을 특징으로 하는 골프스윙 분석장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 함수생성기는 상기 제1축, 제2축 및 제3축 방향의 각 상기 유도기전력의 최대점이 2개 이상 형성되는 경우, 상기 표시부에 에러신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 골프스윙 분석장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 검출기는 상기 제1축 방향으로 배열된 상기 제2 감지부들에서 상기 헤드가 관측된 시각들을 검출하며,
    상기 함수생성기는 상기 시각들 및 상기 제2 감지부들 간의 이격 거리를 기초로 상기 헤드의 제2 속도를 연산하며, 상기 제1 속도와 제2 속도를 기초로 상기 헤드의 보정된 속도를 연산하는 것을 특징으로 하는 골프스윙 분석장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 표시부는 상기 헤드의 상기 보정된 속도가 표시되는 속도 표시영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 골프스윙 분석장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 함수생성기는 상기 제1 속도와 제2 속도의 차이가 기준값 이상인 경우 에러신호를 상기 표시부에 전달하는 것을 특징으로 하는 골프스윙 분석장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 함수생성기는 상기 골프공과 상기 헤드의 충돌 전 및 후에 측정된 상기 헤드의 상기 보정된 속도들, 상기 골프공의 질량 및 상기 헤드의 질량을 기초로 상기 골프공의 예상 비거리를 연산하는 것을 특징으로 하는 골프스윙 분석장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 표시부는 상기 예상 비거리를 표시하는 비거리 표시영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 골프스윙 분석장치.
  17. 제12항에 있어서, 상기 발광유닛 및 수광유닛은 상기 제2축 방향으로 서로 대향하게 배치된 것을 특징으로 하는 골프스윙 분석장치.
  18. 제12항에 있어서, 상기 제2 감지부는 상기 제2축 방향으로 상기 발광유닛과 대향하게 배치된 반사경을 더 포함하고, 상기 수광유닛은 상기 발광유닛으로부터 출사되어 상기 반사경에서 반사된 광을 수광하는 것을 특징으로 하는 골프스윙 분석장치.
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