KR101202113B1

KR101202113B1 - 타격 위치 검출 장치, 타격 위치 검출 방법, 및 타격 위치 검출 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR101202113B1
Application number: KR1020107012421A
Authority: KR
Inventors: 마사요시 이와하시; 아키나리 이카; 피트 이즈미카와
Original assignee: 무겐 인코포레이티드
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2012-11-15
Also published as: JPWO2009069698A1; WO2009069698A1; TW200940128A; TWI455745B; CN101873879B; KR20100088152A; HK1145655A1; CN101873879A; JP5426397B2; US8398502B2; US20100304877A1

Abstract

그립부를 갖는 샤프트와, 타격면과 이면을 갖는 페이스부를 구비하고 상기 샤프트의 선단에 부착된 헤드부를 구비한 골프 클럽과 ; 상기 페이스부의 상기 이면측에 배치되고 또한 상기 헤드부에 고정되며, 상기 페이스부로의 타격에 의해 생기는 진동파에 따른 전기 신호를 출력하는 복수의 진동파 센서와 ; 볼의 타격에 의해 상기 페이스부에 생기는 진동파의 상기 복수의 진동파 센서에 있어서의 각 도달 시각을 상기 전기 신호에 의거하여 검출하고, 상기 복수의 도달 시각의 차에 의거해 상기 페이스부에 있어서의 볼의 타격 위치를 산출하여 타격 위치 신호로서 출력하는 연산부와 ; 상기 연산부가 출력한 상기 타격 위치 신호에 의거하여 상기 페이스부에 있어서의 타격 위치를 표시하는 표시부와 ; 상기 복수의 진동파 센서와 상기 연산부와 상기 표시부에 급전을 행하는 전원을 구비하는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치에 관한 것이다.

Description

타격 위치 검출 장치, 타격 위치 검출 방법, 및 타격 위치 검출 장치의 제조 방법{HIT POSITION DETECTING DEVICE, HIT POSITION DETECTING METHOD, AND METHOD FOR MANUFACTURING HIT POSITION DETECTING DEVICE}

본원 발명은, 타격 위치 검출 장치, 특히 골프 클럽 헤드의 페이스부에 있어서의 타격 위치를 간편하게 고정밀도로 알 수 있는 타격 위치 검출 장치, 타격 위치 검출 방법, 및 타격 위치 검출 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

본원은, 2007년 11월 27일에, 일본에 출원된 특원 2007-333133호에 의거하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.

예전부터, 연습용 골프 클럽으로서, 타격 응력이나 타격 각도나, 볼의 타격 위치(클럽 헤드의 페이스부의 어디에 볼이 맞았는지)를 알고 싶다고 하는 것은, 연습자, 초보자에게 있어서, 중대한 관심사였다.

그 때문에, 어떤 종류의 센서, 또는, 트랜스듀서(물리량을 전기 신호로 바꾸어 출력하는 소자, 넓은 의미로는 하나의 에너지 형태를 다른 에너지 형태로 하는 것)를 부착하여, 그것을 표시기(모니터) 등으로 표시해 보고 싶다고 하는 것은, 문헌을 인용할 필요도 없이, 예로부터 골프 플레이어의 소망이었다.

구체적으로 어떠한 수단인지 분명하지 않고, 추상적으로 센서와 표시 장치가 부착된 골프 클럽이라고 하는 것만으로는, 소망이며 발명은 아니다. 이 소망(과제)은, 구체화하는 구체적 기술?방법과 그 정밀도를 전혀 알 수 없으므로, 많은 시도나 제안이 있었지만 실질적인 의미에서는 미해결인 채로 실용화되지 않고 오랫동안 방치되어 왔다고 생각된다(장기 과제의 존재의 인지).

소망뿐만 아니라, 구체적으로 어떠한 기능을 갖는 센서를, 어디에, 어떻게 배치하고, 어떠한 신호를, 어느 타이밍에서 취할 수 있도록 처리하며, 어떻게 연산 처리하고, 어떠한 표시 형태?모양으로, 어디에, 어떻게 표시하며, 또한 실험에 의해 올바르게 처리할 수 있었는지의 여부 등 「구체적 실험」에 의거한 구체적인 정밀도를 포함시킨 내용의 전체 개시가 없었던 것이다(미해결의 장기 과제).

한편, 확실한 방법이긴 하지만, 고속도 카메라로 촬영하는 방법은, 설비의 규모가 커져 고액의 비용이 들고, 짧은 셔터 시간에서의 감도와의 관계로 밝은 라이트가 필요하며, 눈부심 등이 타격을 빗나가게 하고, 타구가 날아오는 앞쪽에서 카메라로 촬영하지 않으면 안되며, 정면에서 볼이 날아오므로 촬영자에게는, 극히 위험하고, 카메라를 파손시키지 않기 위한 보호 등의 중대한 결함이 있었다(해결 수단의 중대 결점).

본 발명자가 알고 있는 한에 있어서, 볼의 타격 위치를 검출하기 위해 구체화된 방법은, 헤드 페이스부에 감압 변색지를 붙이고, 그 종이의 변색에 의해 어디에 볼이 맞았는지를 알아내는 수법이다. 이것은, 클럽의 페이스부에 종이를 붙이고, 또 사용 후, 매회 벗겨내지 않으면 안 되는 것, 감압지의 소모와 같은 번거로움의 반복이나, 종이에 따라 타격감이 상이하다는 중대한 결함이 있었다(해결 수단의 중대 결점).

지금까지, 특허문헌 1, 2, 3에는, 골프 클럽 헤드에 가속도계나, 샤프트에 굽힘 응력계, 일그러짐 측정계를 부착하고, 그것을 떨어진 모니터(표시 장치 : 이들 중에는 구체적으로는, 오실로스코프가 기재)에 표시하는 제안이 나타나 있다.

또 계속되는 스윙에서의 그들과 대비하여, 표시하는 시도도 나타내고 있지만, 페이스부의 어느 부분에 맞았는지에 대해서는, 표시에 성공하고 있지 않다. 이들의 특허문헌에는 이미 그것보다 이전의 특허가 다수 인용이나 참고로 되고 있으며, 예로부터의 상술한 소망이 있었던 것이 인지된다(장기 과제의 존재의 인지).

특허문헌 4에는, 가속도계를 헤드 내에 직교하는 3방향을 향해 배치하고, 사전의 타점 데이터 신호와 현실의 신호를 대비하여 페이스부의 어디에 히트하였는지를 추정하는 것으로 하고 있지만, 상세하게는 나타내고 있지 않으며, 정밀도가 불명확하고, 볼에는, 강약, 회전, 볼의 종류?메이커에 의한 차이, 습도차, 오염차, 온도차 등이 있어 「가속도계」만으로는, 타격 위치의 고정밀도 표시에 성공하였다고 보기에는 충분하지 않다(미해결의 장기 과제).

특허문헌 5에는, 하나의 가속도 센서(트랜스듀서)를 통해 얻은 충격치에 의해 가속도의 감쇠와 비거리의 예비적 시험 결과의 관계 그래프로부터, 액정 디스플레이(LCD)나, 발광 다이오드(LED)로 나타내는 제안이 이루어지고 있지만, 타격 위치는 아니다(장기 과제의 미해결과 결과의 표시법의 개시의 인지).

특허문헌 6에는, 압력 용기 등의 구조물의 음원의 탐색을 위해, 3개 이상의 센서를 설치하고, 미리 취득한 기지 음원의 도달 시각 또는 파고치와, 미지 음원의 도달 시각 또는 파고치를 비교하여, 양자가 유사한 것(패턴 거리)을 탐색하며, 미지 음원에 가까운 기지 음원을 인식하는 수법이 개시되어 있다.

그러나, 이 수단은, 원자로 용기와 같은 큰 대상물로부터의 음원 탐사를 목적으로 하고 있으며, 기지 음원은 각각 2m 정도 이상 떨어진 점의 것을 데이터 수집하여, 미지 음원과 비교한다. 골프 클럽과 같은 극히 작은 페이스부에서는, 기지 음원의 음의 실효치나 평균치 혹은 진폭에서 본 도달 시각은 거의 동시이며, 차이가 없다. 또, 음의 크기에 대해서도 동일하다.

따라서, 골프 클럽의 타격 위치 특정화에는 유효하지 않다(수단의 부적절성). 즉 압력 용기를 대상으로 한 3차원의 위치 탐색 수법으로, 미리 많은 타격 음원의 데이터를 취득해 둘 필요가 있다. 또 정밀도는 미리 취득하는 음원의 수에 의존한다. 또, 얻어지는 검지 위치는 기본적으로는 이산적인 위치 검지이다.

특허문헌 7에는, 그물망 연습장과 같은 곳에서의 볼을 세트하는 장소의 아래에 자기 센서를 설치하고, 스윙에 의한 금속의 이동에 의해 발생하는 자기 신호를 해석하여, 헤드 속도, 스윙 궤적, 페이스각 등을 측정하는 방법이 제안되어 있다.

이것은, 쳐야 할 타구의 아래에 장치가 필요하고, 크게 상이한 많은 클럽의 종류에 좌우되어 각각의 타격 위치 데이터를 분명히 하기 어려우며, 이러한 장치의 설치가 너무 커져 간편하지 않으므로, 타격 위치를 특정하는 것에 성공하였다고는 볼 수 없다. 자기 센서는 클럽 내가 아니라, 외부의 특정 장소에 설치되는 것이며, 규모가 커진다(해결 수단의 중대 결점, 지하 설비의 필요성).

특허문헌 8에는, 선택적 도전 전극층과 감압 임피던스층을 동심원적으로 배치하고, 임팩트의 힘과 위치를 산출해내는 방법이 제안되어 있다. 피처의 투구 연습이나 골프 등의 스포츠에서의 측정에 사용할 수 있는 것으로 하고 있지만, 골프의 타격 시의 충격은, 놀랄만한 고압이어서, 이것을 어디에 배치하는지, 헤드의 외부에 설치되면 내구성이 낮고, 또 헤드의 내부라면 충격을 페이스부 때문에 고정밀도로 알아낼 수 없으며, 파괴되는 등의 중대한 결함이 있었다. 특히 명확하게 하여, 올바른 타격 위치의 특정화에는, 성공하고 있지 않다(미해결과 해결 수단의 중대 결점).

특허문헌 9에는, 골프 클럽에 압력 센서를 부착하고, 볼에 관한 정보를 마이크로컴퓨터로, 적절한 장소?부위에서 표시시키는 개념이 나타나 있다. 특히, 샤프트 하부에 고정한 「압력」 센서로, 타격력치를 측정하고, 표시하는 것도 기재되어 있다. 이것은, 특허문헌 1, 2, 3에 기재된 내용과 비슷하다. 타격 위치에 관한 설명이 적고 명료하지 않다(해결 수단이 소망적이고 불명확).

특허문헌 10에는, 퍼터에 착탈식의 것(목재에는, 매설식)으로, 트랜스듀서를 페이스부에 배치하고, 전후의 방향의 위치에 대해 어디에 맞았는지를 알아내는 것으로, 직접 볼이 접촉하여 맞으면, 놀랄만한 충격치(1톤/평방 센티미터라고 추정)의 반복에 견딜 수 없다는 중대한 결함을 갖는다. 또한, 페이스부 상의 위치 특정은 페이스부 폭 방향뿐이며(특허문헌 10에는, 피아노의 건반과 같은 도면이 있으므로 페이스부 폭 방향의 위치는 특정할 수 있을 것이지만 페이스부 상하 방향의 위치는 특정할 수 없다고 생각된다), 상하 방향의 위치가 불명확하여, 타격 위치의 특정화에 성공하고 있지 않다(장기 과제의 미해결).

특허문헌 11에는, 최대 타격력과 그 타격 위치를, 표시부에 나타내는 골프 스윙 평가 시스템이 개시되지만, 그 목적 달성을 위한 구체적 내용이 적어, 소망과 같은 클레임의 표현을 취하고 있다. 구체예로서는, 피에조일렉트릭 센서(감압 센서)의 배치가 개시되고, 전압과 시간의 관계로부터 해석하는 수단도 개시되어 있다.

그립의 타단, 손목시계와 같이 리스트에 표시부를 설치하는 것도 개시되어 있다. 내구성과 정확성의 관점에서, 또 위치를 결정하는 계산의 구체적 개시는 없으며 소망적이어서, 아직 타격 위치의 명확 표시에 성공하였다고는 볼 수 없다(미해결이 장기 과제).

특허문헌 12에는, 전술한 바와 같은 여러 소망이 기재되어 있음과 더불어, 구체적으로는 골프 클럽의 페이스부로부터 내면에 이르는 접촉자가 있으며 내면에 설치된 다수의 접점 유닛(고무)을 마련하고, 볼이 맞으면 접촉자가 눌러져 접촉 통전하여, 위치를 검출하고, 결과를 표시 장치에 표시시키는 개시는 있지만, 그 연산 즉 어떻게 계산하면 올바르게 표시되는지가 불명확하며, 접촉 방식이므로, 내구성?무게, 제작의 곤란성, 많은 수와 배치의 한계에 문제가 남아 있었다. 외부로부터 내부에 이르는 다수의 접촉자를 전면에 걸쳐 설치하는 것이 필요하다(해결 수단의 중대 결점, 페이스에 다수의 구멍).

특허문헌 13에는, 헤드에 볼이 맞는 위치를 검출하는 충격 센서 등의 검출 수단을 복수 설치하여 비거리의 추정, 그 맞는 위치를 표시하는 액정 표시 방식, 점등 표시 방식 등에 의한 표시 수단을 샤프트부에 설치하는 소망, 및 맞는 위치에 의한 볼의 비거리를 이해시키는 것이 기재되어 있다.

헤드 금속판 표면으로의 노출 설치는 문제가 있으므로 그러한 설치는 없다고 생각하면, 금속판의 안쪽으로의 설치는, 금속판 전체에 충격 압력이 미치므로, 어떻게 검출하여, 계산하는지가 불명확하고, 즉 소망으로 그치고, 또 성질이 상이한 각종의 센서가 많이 나열되어 있으므로, 한층, 소망 출원의 느낌을 지울 수 없다(해결 수단이 소망적이며 미달).

특허문헌 14에는, 음의 해석에 의해, 특히 동심원형상으로 센서를 배치한 장점을 살린 것이 기재되어 있다(해결 수단이 소망적, 상세 위치가 동심원형상이므로 본건의 과제 미달).

또, 특허문헌 12, 15-19에는, 페이스부에 센서군(매트릭스형상 또는 동심원형상 등)을 배치하고, 가장 큰 신호를 발한 센서 상 또는 그 근방을 타격점으로 인식하는 수법이며, 센서가 많이 필요하여 중량이 증가하고, 장착이 번잡하고 곤란하며, 타격 부분에 설치하므로 충격으로 파손되기 쉽고, 비용이 드는 등의 결함이 있다.

또, 특허문헌 21에는, 타구음의 고유 진동수(주파수 해석)로부터 타격 위치를 구하는 것이며, 고유 진동수의 식별이 어렵고, 오차가 수 mm 이내와 같은 높은 정밀도는 얻을 수 없으며, 혹은 실현되어 있지 않는 등의 결함이 있다고 보여진다.

USP3,270,564 USP3,792,863 USP3,806,131 USP3,945,646 USP4,088,324 일본국 특허공개 소59-231462호 공보 USP4,615,526 USP4,659,090 일본국 특허공개 소62-192186호 공보 USP4,898,389 USP4,991,850 일본국 실용신안공개 평4-92273호 공보 일본국 특허공개 2000-84133호 공보 일본국 특허공개 2004-81407호 공보 일본국 특허공개 평3-146079호 공보 일본국 특허공개 평3-146080호 공보 일본국 특허공개 소56-31766호 공보 일본국 실용신안공고 평6-11027호 공보 일본국 특허공개 소57-175371호 공보 일본국 특허공개 소59-183773호 공보 일본국 특허공개 평10-267744호 공보

그러나, 종래의 기술에는, 누구든지 용이하게 생각할 수 있는 추상 명사 「센서」를 부착하여 「표시」를 하고 싶다는 일반인의 「소망 항목의 나열」로서, 더욱 진일보하여 「타격 위치」를 반복하여 알아내는 것이 가능한 「상세한 특정화」의 소망을 실질적으로 해결하는 수단의 구체적인 기재가 부족하고, 실용에 견디는 완성된 기술이 개시되어 있지 않으며, 그 시스템이 간단하지 않고(복잡), 특히 타격 시의 충격치에 견딜 수 없으며, 판정이 애매한 채로, 센서의 수가 많은 것 등 실질적으로 무거워진다는 중대한 결점이 있었다.

어떠한 신호를, 어떻게 처리하면, 위치를 정말로 산출해낼 수 있는지 계산 방법이나 구현화한 기술, 실시예가 상세하게 기재되어 있지 않아, 구체적인 위치 특정에 성공하였다(발명이 완성되어 있다)고는 간주할 수 없다. 또 그 때문에 시장에도 현시점에서는, 완성된 것을 본 발명자들은 보지 못하고 있다.

구체적 달성 수단?기술이 특허로 되지 않으면 안 되는데도, 소망적 표현, 또는 추상적 표현의 청구항이 기재되고, 이들의 확대 개념이 공지라고 판단되어, 많은 기술적 진보로의 폐해가 생기고 있다. 특히 골프 클럽 페이스에서의 타격 위치의 반복된 특정화 수단에 대해서는 소망 수단이, 과제 해결 기술로 오해받아 왔다고 간주할 수 있다.

또, 상기는 아직도, 시장에 나와 있지 않다는 것으로 보아도 실시화 곤란 또는 타격 위치의 명확한 판정이 곤란, 또는 바로 파손되고, 너무 무거우며, 외관에 이상이 있고, 제작이 곤란한 것 등과 같은 어떠한 중대한 결함이 있었다고 보여진다.

또한, PVDF(폴리불화비닐리덴)와 같은 압전 소자(트랜스듀서)는, (1) 헤드의 타격부의 표면에 딱딱한 금속판이 있는 것, (2) 외주부가 고정되어 있는 것(각기 다른 바운더리 컨디션을 가지므로 해석이 곤란), (3) 페이스부는 플랫이 아니라 앞으로 조금 볼록한 곡면이므로, 어떤 진동인지, 어디의 진동인지, 어떻게 진동하는지가 불명확하며, 무한하게 개방된 판과는 완전히 상이한 것(바운더리 컨디션이 있다), 기전력이 작고, 파손되기 쉽거나 또는, 변형되어 버리며, 또, 수신치를 어떻게 처리하면 되는지 전혀 불명확하고, 실험에 의한 뒷받침이 있는 위치 특정화의 증명이 없는 등의 결점이 있었다.

또한, 압전 소자(트랜스듀서)의 이용에 대해서도, 압전 소자에는 고분자계의 것과 세라믹계의 것이 있는데, 어느 정도의 응답 속도의 소자를, 헤드의 어느 부분에 고정하고, 어떤 진동을, 진동의 어느 부분을, 어떻게 검지하는지가 불명확하다. 또, 수신치를 어떻게 처리하면 되는지 전혀 불명확하며, 실험에 의한 뒷받침이 있는 위치 특정화의 증명이 없는 등의 결점이 있었다.

타격 위치를 구하고자 하는 종래 기술은, 전반적으로는, 페이스부 전체에, 다수의 접촉자나 감압 센서를 설치하고, 타격 시에 반응하는 센서 혹은 최대의 신호를 출력하는 센서의 위치 또는 그 근방을 타격 위치로 판정하는 방법이 주류이다. 그러나, 이들 방법은, 정밀도를 높이고자 하면 할수록 다수의 센서가 필요해져, 그 결과 중량이 증가하고, 충격에 약해져, 실용에 견딜 수 없다는 것이 최대의 결점이기도 하였다.

본 발명은 상기의 여러 결함이 없는, 공업화 가능한 실용적 기술을 구체적으로 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 특히 경량화와 정밀도, 내구성과 같은 상호 모순의 최대 과제가 아직 해결되어 있지 않다고 생각되는 결점을 개량하면서, 동시에 많은 트레이드오프 관계에 있는 과제를 동시에 만족하는 수단을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 종류의 트레이드오프(이율배반?다율배반)의 과제는 공지의 문헌에서는 명기되어 있지 않으며, 해결도 되어 있지 않다. 그것을 위한 시장에 내보낼 수 있는(구체화할 수 있는) 발명이 제공되지 않으면 안 된다.

특히 해결해야 할 주된 여러 과제로서는, 다음과 같으며, 다른 여러 목적은 상세 설명의 부분에서 명기할 것이다. 즉 종래 제안의 미달 부분을, 비약적 또한 현실에 맞도록 개량하는 것에 있다.

그 과제를, 열거하면, 다음과 같다.

(1) 타격 위치가, 특정한 설비를 설치한 특정한 옥외 골프 연습장이나 특정 환경의 실내에서만 가능한 것이 아니라, 타격 위치 검지 가능한 골프 클럽을 갖고 있으면, 언제라도(예를 들면 어두운 밤의 연습장에서도) 어디에서나(예를 들면 골프 코스 상에서도) 어떠한 때라도(예를 들면 강우 중에서도) 이용할 수 있는 것,

(2) 센서는, 그 수는 최소이며, 또한 가볍고, 충격 등에 대해 손상될 확률이 작은 것,

(3) 맞는 위치가, 실질적으로 올바르게 표시되고, 그 증명?확인을 취할 수 있는 것,

(4) 타격 순간의 맞는 위치를 올바르게 포착하고 있는 것(볼을 타격하지 않는 단순한 스윙 등에서 잘못 표시하거나 하지 않는 것),

(5) 어떠한 수단과 계산으로, 타격 위치를 판정하였는지의 실제 수단의 개시가 있는 것,

(6) 타격 위치 검지를 위한 전자 회로를 간단하고 작게 할 수 있는 것(통상의 클럽 외부에 큰 구조물을 장착할 필요가 없고 심플한 것)(형상),

(7) 골프 클럽의 총 중량이, 실용 가능한 정도로 가벼운 것(중량),

(8) 반복의 충격에 견디는 것(내구성),

(9) 실용적인 정확성의 범위에서, 올바르게 위치 표시할 수 있는 것(정밀도),

(10) 소비 전력이 작은 것(전력),

(11) 생산 시의 비용이 고가가 아닌 것(공업화 피저빌러티, 안정성, 재현성, 경제성),

(12) 가공이 복잡하지 않는 것(제작 가능한 것)

(13) 사용자에게 조작 상의 부담을 끼치지 않는 것(이지 케어, 가시 용이성, 취급 용이성, 리셋성, 즉응성),

(14) 완성도가 좋은 것, 적어도 보기 흉하지 않은 것(감성 시점의 고위 가능화),

(15) 외부, 즉 그라운드측에, 특수한 장치의 설치가 불요한 것,

(16) 결과를 즉석에서 알 수 있고, 표시도 보기 쉬운 것,

(17) 타격 위치의 좋고 나쁨을 용이하게 알 수 있고, 향상되고 있는지의 여부를 알 수 있는 것,

(18) 결과를 놓쳐도 복원할 수 있는 것,

등의 종합적 제반 항목을 균형 있게 해결하는 것을 목적으로 한다. 특히 공업적 실시화가 가능한 과제에 해답하는 수단을 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 그립부를 갖는 샤프트와, 타격면과 이면을 갖는 페이스부를 구비하고 상기 샤프트의 선단에 부착된 헤드부를 구비한 골프 클럽과 ; 상기 페이스부의 상기 이면측에 배치되고 또한 상기 헤드부에 고정되며, 상기 페이스부로의 타격에 의해 생기는 진동파에 따른 전기 신호를 출력하는 복수의 진동파 센서와 ; 볼의 타격에 의해 상기 페이스부에 생기는 진동파의 상기 복수의 진동파 센서에 있어서의 각 도달 시각을 상기 전기 신호에 의거하여 검출하고, 상기 복수의 도달 시각의 차에 의거해 상기 페이스부에 있어서의 볼의 타격 위치를 산출하여 타격 위치 신호로서 출력하는 연산부와 ; 상기 연산부가 출력한 상기 타격 위치 신호에 의거하여 상기 페이스부에 있어서의 타격 위치를 표시하는 표시부와 ; 상기 복수의 진동파 센서와 상기 연산부와 상기 표시부에 급전을 행하는 전원을 구비하는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치를 제공한다.

상기 타격 위치 검출 장치는, 적어도 3개의 상기 진동파 센서를 구비하고, 상기 연산부는, 상기 진동파 센서의 2개를 한쌍으로 간주하여 상기 도달 시각의 차를 검출하며, 적어도 2쌍의 상기 진동파 센서에 의해 얻어지는 상기 도달 시각의 차에 의거하여 상기 타격 위치를 산출해도 된다.

상기 타격 위치 검출 장치에 있어서, 상기 연산부는,

(1) 상기 진동파 센서의 제1쌍이 상기 진동파의 도달을 검지한 시각의 차를 △T1로 하고,

(2) 상기 진동파 센서의 제2쌍이 상기 진동파의 도달을 검지한 시각의 차를 △T2로 하고,

(3) 상기 연산부에 미리 기억하고 있는 진동 전파 상수를 a, b, c, d로 하여,

(4) 상기 제1쌍의 각 진동파 센서로부터 가상 타격 위치까지의 거리의 차 △L1로서, △L1=a×△T1+b를 산출하고,

(5) 상기 제2쌍의 각 진동파 센서로부터 상기 가상 타격 위치까지의 거리의 차 △L2로서, △L2=c×△T2+d를 산출하고,

(6) 상기 페이스부 상의 타격 위치를 구하고 싶은 모든 영역의 각 위치 P에 대해, 미리 구해 둔 상기 제1쌍의 각 진동파 센서로부터의 거리차를 △Lp1로 하고,

(7) 상기 페이스부 상의 타격 위치를 구하고 싶은 모든 영역의 각 위치 P에 대해, 미리 구해 둔 상기 제2쌍의 각 진동파 센서로부터의 거리차를 △Lp2로 하고,

(8) 하기 식에 의해 위치 Ps를 구하고,

Ps=min{(△Lp1-△L1)²+(△Lp2-△L2)²｝

여기에서, 연산자 min { }는, { } 안의 값이 최소가 되는 위치 P를 나타내며,

위치 Ps를 상기 타격 위치로 해도 된다.

상기 타격 위치 검출 장치에 있어서, 상기 페이스부의 상기 타격면이 대략 사다리꼴이며, 4개의 상기 진동파 센서가, 상기 사다리꼴의 4개의 꼭지점에 배치되어 있어도 된다. 상기 사다리꼴의 대각선이, 상기 페이스부의 중앙부에서 직교하면 바람직하다. 또한, 상기 4개의 진동파 센서 중 1개가 동작 불량이 된 것을 검지하는 동작 불량 검지부를 구비하고, 상기 연산부는, 상기 동작 불량 검지부에 의해 상기 진동파 센서 중 1개가 동작 불량이 된 것이 검지된 경우에, 나머지 3개의 상기 진동파 센서를 2쌍으로 간주하여 상기 타격 위치를 산출하도록 구성해도 된다.

상기 타격 위치 검출 장치에 있어서, 상기 진동파 센서는, 점탄성체 형상물 및/또는 탄성체 형상물을 통해 상기 페이스부의 이면에 고정되어 있어도 된다.

상기 타격 위치 검출 장치에 있어서, 상기 진동파 센서는, 상기 페이스부에 수직으로 고정되고 또한 내부가 공동인 기둥형상물에 의해 고정되어 있어도 된다.

상기 타격 위치 검출 장치는, 상기 샤프트의 위치, 각도, 속도, 가속도, 및, 상기 헤드부의 속도, 가속도로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1개의 물리량을 계측하는 계측부를 구비하고, 상기 연산부는, 상기 계측부가 계측한 적어도 1개의 상기 물리량이 미리 설정된 소정치에 도달한 경우에 기동하도록 구성해도 된다.

상기 타격 위치 검출 장치는, 상기 헤드부의 속도를 검지하는 헤드 속도 측정부를 구비하고, 상기 연산부는, 상기 타격 위치와 상기 헤드 속도로부터 타격된 골프 볼의 비거리를 산출하며, 상기 표시부는, 상기 비거리를 표시하도록 구성해도 된다.

상기 타격 위치 검출 장치에 있어서, 상기 표시부는, 상기 헤드부의 모식도 상에 소정의 심벌을 이용하여 타격 위치를 표시하도록 구성해도 된다. 상기 표시부는, 상기 심벌을 점멸시키는 기능을 갖고 있어도 된다.

상기 타격 위치 검출 장치에 있어서, 상기 연산부는, 상기 타격 위치가 상기 페이스부의 스위트 스폿 또는 비거리가 큰 영역에 가까울수록 높아지는 득점을 산출하고, 상기 표시부는, 상기 득점을 표시하도록 구성해도 된다.

상기 타격 위치 검출 장치에 있어서, 상기 연산부는, 상기 타격 위치 신호를 기억하는 메모리 기능을 갖고, 요구에 따라 과거의 타격 위치를 상기 표시부에 표시시키도록 구성해도 된다.

상기 타격 위치 검출 장치에 있어서, 상기 복수의 진동파 센서는 스윙 시에 자동적으로 측정 상태가 되고, 상기 표시부는, 스윙 시에 자동적으로 표시 화면이 전환되며 또한 소거된 화상을 원래대로 되돌리는 리셋 버튼을 갖도록 구성해도 된다.

상기 타격 위치 검출 장치에 있어서, 상기 샤프트 및 상기 헤드부의 적어도 일부는 발전 소자로 덮여 있으며, 상기 발전 소자는, 상기 복수의 진동파 센서 및 상기 표시부에 필요한 전력의 적어도 일부를 공급하도록 전기 접속되어 있어도 된다.

상기 타격 위치 검출 장치는, 상기 복수의 진동파 센서가 출력한 상기 전기 신호를 무선 송신하는 송신부와 ; 상기 골프 클럽과는 독립적으로 설치되어 상기 전기 신호를 수신하는 수신부를 더 구비하며, 상기 연산부 및 상기 표시부는, 상기 골프 클럽과는 독립적으로 배치되어 상기 수신부에 접속되어 있어도 된다.

본 발명은 또한, 그립부를 갖는 샤프트와, 타격면과 이면을 갖는 페이스부를 구비하고 상기 샤프트의 선단에 부착된 헤드부를 구비한 골프 클럽을 이용하여 볼을 타격하는 공정과 ; 상기 볼의 타격에 의해 상기 페이스부에 생기는 진동파가, 상기 페이스부의 상기 이면측에 배치되고 또한 상기 헤드부에 고정된 복수의 진동파 센서에 도달하는 각 시각을 검출하는 공정과 ; 상기 진동파의 각 도달 시각의 차에 의거해 상기 페이스부에 있어서의 상기 볼의 타격 위치를 산출하여 타격 위치 신호로서 출력하는 공정과 ; 상기 타격 위치 신호에 의거하여 상기 페이스부에 있어서의 타격 위치를 표시하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 방법을 제공한다.

상기 타격 위치 검출 방법에 있어서, 상기 복수의 진동파 센서는 적어도 3개 설치되고, 상기 도달 시각의 차의 검출은, 상기 진동파 센서의 2개를 한쌍으로 간주하여 적어도 2쌍의 상기 진동파 센서에 대해 행하며, 상기 타격 위치의 산출은, 하기 순서로 행해도 된다. 즉,

(8) 하기 식에 의해 위치 Ps를 구하여 상기 타격 위치로 한다.

Ps=min{(△Lp1-△L1)²+(△Lp2-△L2)²｝

여기에서, 연산자 min { }는, { } 안의 값이 최소가 되는 위치 P를 나타낸다.

골프 클럽의 페이스부라고 불리는 타격면의 실질적 최외주 또는 윤곽부 부근의 배부(背部)인 페이스부 이면측에 골프 볼을 타격하였을 때에 발생하는 진동파를 포착하는 센서를 3개 이상 설치하고 ; 이들 센서의 임의의 2개를 하나의 센서쌍으로 하고 또한 당해 2개 중 어느 하나와 다른 1개의 조합이나 또는 당해 2개 이외의 2개의 센서의 조합을 또 하나의 센서쌍으로 하여 이들 2세트의 센서쌍에 있어서, 각각 쌍을 이루는 센서로의 볼 타격에 의한 진동파의 도달의 시간적 미차를 산출하는 연산 처리부를 설치하며, 각각의 센서쌍의 시간적 미차로부터 실질적으로 타점 위치를 계산하는 연산 기능을 갖는 마이크로컴퓨터를 설치하고 ; 상기 페이스부의 근사적 외형과 타격 위치를 동시 표시하는 표시부를 상기 골프 클럽의 샤프트에 설치하며 ; 상기 마이크로컴퓨터를 위한 전원부를 설치하는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치의 제조 방법을 제공한다.

(1) 타구 위치의 명확화에 성공하였다. 요컨대, 그것을 훌륭하게 가능하게 하였다.

(2) 다수의 타격 결과로 확인할 수 있었다(수식의 실용적 가치를 인정하였다).

(3) 다수의 타격 결과로 확인하였으므로, 신뢰도가 높다.

(4) 너무 복잡한 센서를 이용하지 않고, 표시화에도 성공하였다.

(5) 특히 놀랍게도, 내구성의 향상에 성공하였다.

(6) 데이터의 편차를 적게 할 수 있었다는 효과가 얻어졌다.

(7) 무게의 경감화에도 성공하였다.

(8) 일일이 스위치를 온?오프할 필요가 없는 편리한 수단도 알아내었다.

본 발명의 효과를, 타격 위치의 특정화 과제의 해결이 불명확한 종래법과 비교한 경우에는, 다음과 같아진다. 특허문헌 15, 16, 17, 18, 19, 12와 비교하면, 종래 방법에서는, 높은 정밀도를 얻고자 하면 그에 따라 많은 센서가 필요해지지만, 본 발명에서는 적은 센서의 수(최소 3개로 검지 가능)로, 높은 정밀도의 타격 위치 검지가 가능하였다.

또, 종래 방법에서는, 검출할 수 있는 타격 위치는 센서의 수에 따른 이산적인 수점(數点)의 위치 검출이 가능할 뿐이지만, 본 발명에서는 최소 3개의 센서로, 페이스부 상의 어느 위치에서도 연속된 좌표 위치 검지가 가능하였다.

종래 방법에서는, 센서의 설치 장소는 볼이 맞는 페이스 중앙부 또는 전체에 배치할 필요가 있어, 타격 시의 센서에 대한 충격이 크지만, 본 발명에서는, 페이스부(배부)의 주변 또는 그 근방으로 중앙 부분에 배치할 필요가 없으므로(혹은 그 쪽이 바람직하다) 타격의 충격이 작다.

이들 때문에, 위치 검출점은, 페이스부 상에서 연속적으로 검지 가능하고, 또한 검출 정밀도가 높다. 정밀도는, 볼과 비슷한 임팩트 해머로, 위치의 오차 2mm 이하이며, 골프 볼 타격 시에, 5mm 이하가 되고, 경량이며, 헤드(페이스 배면부)로의 장착이 용이하고, 비용이 들지 않으며, 파손되기 어렵고, 헤드의 내면에 설치하여, 외부와는 완전히 헤드로 격리되므로, 비바람이나 흙으로 센서가 파손되는 일은 없으며, 그 밖의 사용 환경에도 강한(환경에 대한 신뢰성이 높은) 것 등의 장점이 있다.

또, 특허문헌 21과 비교하면, 센서가 취득하는 신호가 음파인 것에 반해, 본 발명은 기본적으로 금속판인 페이스부를 통해 진동(파동)의 전파를 검지한다는 차이가 있으므로, 주파수 해석은 정상파를 대상으로 하는 것에 반해, 본 발명은 순간의 파동 도달 시각을 검지하므로, 위치 검출점은, 페이스부 상에서 연속적으로 검지 가능하고, 또한 검출 정밀도가 높으며, 위치 검출의 계산 처리도 간단하고, 빠르다는 장점이 있다.

특허문헌 6과 비교하면, 압력 용기를 대상으로 한 3차원의 위치 탐색 수법이며, 2차원의 골프 클럽 페이스부의 타격 좌표 검지와는 기본적으로 목적(용도)이 상이하다. 또 센서가 취득하는 신호가 음파인 것에 반해, 본 발명은 기본적으로 금속판인 페이스부를 통해 진동(파동)의 전파를 검지한다는 차이가 있다.

또 공지의 특허문헌은, 음원의 도달 시각의 검지 방법을 개시하고 있지 않지만, 일반적 방법에서는 센서가 감지한 음의 평균치 혹은 실효치 또는 진폭의 크기로 검지하고 있다. 또 본 발명은, 센서가 검지한 진동 파형의 주진동파(앞 진동의 다음의 주진동)의 순간치를 보고 도달 시각을 검출하고 있다.

또 다수의 기지 음원과 미지 음원의 패턴의 유사성을 컴퓨터로 탐색하는 수법, 즉 이산적인 (음원) 위치 인식이며, 본 발명의 연속적인 위치 검지와는 수법도, 따라서 그 결과도 상이하다.

이들 때문에, 본 발명의 위치 검출점은, 페이스부 상에서 연속적으로 검지 가능하며, 또한 검출 정밀도가 높다. 음파는 도달 시각(전파 속도)이 온도에 따라 상당히 변화하지만, 본 발명은 진동파이므로 주위 온도의 영향을 받지 않는다. 미리 다수의 데이터를 수집하거나, 컴퓨터 내에 저장하거나 할 필요가 없다.

위치 검출의 계산 처리도 간단하고 빠른 것 등의 현저한 장점이 있다. 단, 어떠한 수단으로 3개 이상의 센서를 설치하고 기계적으로 전파하는 진동파가 아니라 음파로서 선두 진동파를 포착하고, 그 도달 시간차로부터 타격 위치를 검출하는 것도 가능하며, 당연히 본 발명의 범위에 포함되는 것이다.

도 1은 본원 발명의 실시예에 대응한 4개의 마이크로폰 센서의 페이스부 외주부로의 배치를 도시한 도면이다.
도 2는 2개의 마이크로폰 센서로 검지되는 타격 진동파, 선두 진동파의 도달 시각 및 도달 시간차 검출 방법을 도시한 도면이다.
도 3은 마이크로폰 센서의 페이스부 배면으로의 부착 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 샤프트부로의 표시기와 전지의 부착 상태를 도시한 모식도이다.
도 5는 임팩트 해머의 타격 출력 신호와 마이크로폰 센서의 수신 선두 파형을 도시한 도면이다.
도 6은 임팩트 해머로 페이스부를 타격하였을 때의 마이크로폰 센서의 선두 진동파 도달 시간과 타격점으로부터 마이크로폰 센서까지의 거리의 실측치를 도시한 도면이다.
도 7은 센서쌍의 응답 시간차와 타격 위치로부터의 거리차의 실측치를 도시한 도면이다.
도 8은 검지한 타격 위치와 실제의 타격 위치의 실측치를 도시한 도면이다.
도 9는 검지한 타격 위치와 실제의 타격 위치의 실측치를 도시한 도면이다.
도 10은 검지한 타격 위치와 실제의 타격 위치의 실측치를 도시한 도면이다.
도 11은 검지한 타격 위치와 실제의 타격 위치의 실측도를 도시한 도면이다.
도 12는 검지한 타격 위치와 실제의 타격 위치의 실측치를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명에 의한 타격 위치 검출 장치의 한 실시예를 도시한 개략도이다.
도 14는 본 발명에 의한 타격 위치 검출 장치의 다른 실시예를 도시한 개략도이다.
도 15는 본 발명에 의한 타격 위치 검출 장치의 다른 실시예를 도시한 개략도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

도 13은, 본 발명에 의한 타격 위치 검출 장치의 한 실시예를 도시한 개략도이다. 본 발명의 한 실시 형태에 의한 타격 위치 검출 장치(1)는, 그립부(121)를 갖는 샤프트(120)와, 타격면(103a)과 이면(103b)(도 3 참조)을 갖는 페이스부(103)를 구비하고 상기 샤프트(120)의 선단에 부착된 헤드부(5)를 구비한 골프 클럽(2)과 ; 상기 페이스부(103)의 상기 이면(103b)측에 배치되고 또한 상기 헤드부(5)에 고정되며, 상기 페이스부(103)로의 타격에 의해 생기는 진동파에 따른 전기 신호(110, 113)(도 2 참조)를 출력하는 복수의 마이크로폰 센서(진동파 센서)(104, 105, 106, 107)(도 1 참조)와 ; 볼의 타격에 의해 상기 페이스부(103)에 생기는 진동파의 상기 복수의 진동파 센서(104, 105, 106, 107)에 있어서의 각 도달 시각 t1, t2(도 2 참조)를 상기 전기 신호(110, 113)에 의거하여 검출하고, 상기 복수의 도달 시각의 차(t2-t1)에 의거해 상기 페이스부(103)에 있어서의 볼의 타격 위치를 산출하여 타격 위치 신호로서 출력하는 연산부(9)와 ; 상기 연산부(9)가 출력한 상기 타격 위치 신호에 의거하여 상기 페이스부(103)에 있어서의 타격 위치를 표시하는 표시부(122)와 ; 상기 복수의 마이크로폰 센서(104, 105, 106, 107)와 상기 연산부(9)와 상기 표시부(122)에 급전을 행하는 전지(124)(전원)(도 4 참조)를 구비하고 있다. 타격 위치 검출 장치(1)는, 또한, 헤드부(5)의 가속도?속도를 검출하는 가속도 센서(12)와, 샤프트(120)의 가속도?속도를 검출하는 가속도 센서(16)를 구비하고 있다.

타격 위치 검출 장치(1)는, 골프 클럽(2)의 헤드부(5)의 페이스 타격면(103a)의 실질적 외주부[예 : 페이스부(도 1의 103)의 윤곽부의 부근이다] 또는 페이스 윤곽부 부근의 배부 즉 이면측(배부이다)(103b)에 골프 볼을 타격하였을 때에 발생하는 진동파를 포착하는 센서를 3개 이상(A, B, C, D‥)(예 : 도 1의 104, 105, 106, 107) 갖고, 이들 센서의 임의의 2개(A와 B)를 하나의 센서쌍(AB)으로 하고, 또한 당해 2개 중 어느 하나(A 또는 B)와 다른 센서의 1개(C)의 조합(AC 또는 BC), 또는 당해 2개(A와 B) 이외의 2개의 센서(C와 D)의 조합을 또 하나의 센서쌍(CD)으로 하여, 이들 2세트의 센서쌍(AB, AC, BC 또는 CD 중의 2세트)의 각각 쌍을 이루는 센서로의 진동파의 도달의 시간적 미차를 검출하며, 그 시간적 미차로부터 실질적으로 타격 위치를 산출하는 연산 기능을 갖는 연산부(9)와, 클럽 샤프트(120)에 상기 페이스부(103)의 근사적 외형과 타격 위치 연산 결과를 동시 표시하는 표시부(122)를 아울러 갖는다. 또한, A, B, C, D라고 부호를 굳이 붙인 것은, 이해를 용이하게 하기 위해서이다.

제2 골자는 다음의 방법이다. 즉, 골프 클럽의 페이스라고 불리는 타격면의 실질적 최외주 또는 윤곽부 부근의 배부인 페이스 이면측에 골프 볼을 타격하였을 때에 발생하는 진동파를 포착하는 센서를 3개 이상 설치하는 것, 이들 센서의 임의의 2개를 하나의 센서쌍으로 하고 또한 당해 2개 중 어느 하나와 다른 1개의 조합이나 또는 당해 2개 이외의 2개의 센서의 조합을 또 하나의 센서쌍으로 하여 이들 2세트의 센서쌍에 있어서, 각각 쌍을 이루는 센서로의 볼 타격에 의한 진동파의 도달의 시간적 미차를 산출해내는 연산 처리부를 설치하는 것, 또한 각각의 센서쌍의 시간적 미차로부터 실질적으로 타격 위치를 계산하는 연산 기능을 갖는 마이크로컴퓨터를 설치하는 것, 상기 페이스의 근사적 외형과 타격 위치를 동시 표시하는 표시부를 샤프트부에 설치하는 것, 컴퓨터용 전원부를 설치하는 것의 조합을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치의 제조 방법이다.

여기에서, 파동을 포착하는 센서로서는, 정전 용량식 마이크로폰 센서가 특히 적합하다. 정전 용량식 마이크로폰이란, 순간의 파동을 수신하였을 때에 정전 용량이 변화하여 전기적 신호가 변화한다(도 2의 110, 113). 이 신호를, 미리 설정한 전압 레벨(도 2의 109, 112)을 임계치로 하여 비교하고, 임계치를 초과한 시점을 도달 시각(도 2의 t1, t2)으로 한다. t1과 t2의 차의 시간을, 진동파의 도달 시간차로서 검지할 수 있는 것을 알아내었다.

또한, 타격 위치와 센서 위치의 관계에 따라서는 주진동파의 앞에 비교적 작은 파동(도 2의 114)이 검출되지만, 도달 시각은 주진동의 순간적 크기로 검지한다. 마이크로폰으로서는, 그 밖에, 다이내믹형, 리본형, 카본형, 크리스탈형이 있다. 또한, 위치 검출 센서로서는, 진동파의 순간치를 포착할 수 있는 것이면, 그 밖의 동작 원리에 의한 것이라도 사용할 수 있다.

예를 들면, 마이크로폰과 동일한 원리의 정전 용량식 센서, 혹은, 고속?고정밀도의 근접 센서나 고속 응답의 압전 센서, 그 밖의 자기적 방법, 광학적 방법, 접촉식 등의 센서를 이용하는 것도 가능하며, 본 발명의 범위에 포함된다. 뒤에 상세하게 서술하는 탄성체 형상물과의 조합 시에는, 주된 압전체를 사용할 수 있다.

탄성체 형상물질과 함께 사용되는 주된 압전체로서는, 감도는 낮지만, 수정, 산화아연, 로셸염(주석산칼륨나트륨), 티탄산지르콘산납(일반적으로 PZT라고 불리고 있다), 니오브산리튬, 탄탈산리튬, 리튬테트라보레이트, 랑가사이트, 질화알루미늄, 전기석(토르말린), 폴리불화비닐리덴(PVDF)을 들 수 있다.

종래는, 센서를, 타격 부위가 움직이기 쉬운 곳, 바꿔 말하면, 충격이 크게 전해지기 쉬운 곳, 즉 페이스의 중앙 또는 중앙부에 배치한 쪽이 좋다고 생각하는 것이 보통이었다. 또 외각 근방에는, 결코 배치해서는 안 된다고도 생각되었다.

왜냐하면, 주위는, 헤드의 딱딱한 외각(도 1의 101)으로, 단단히 움직이지 않도록 고정되어 있기 때문이다. 지지가 없는 부분 쪽이, 미소한 압력으로도 움직이기 쉽고, 압력이 잘 전달되어, 압전체 등에, 작용하기 쉽다고 생각되기 때문이다. 이 예상외의 방법이야말로, 본 발명의 예상할 수 없는 특이성과, 곤란성을 예상외의 수법으로 극복한 독특한 기술이다.

또, 정전 용량식 마이크로폰과 같은 진동 검지 센서를 페이스부 외각 근방에 설치하고, 타격점으로부터의 진동파의 도달 시간을 검지한다는 것에 대해서도, 음파의 전문가로부터는, 티탄과 같은 딱딱한 금속판의 진동은 즉석에서 평면파가 되므로(예를 들면 평면 스피커와 같은 상태가 되므로), 페이스부의 옆(외각부)에서 타격점으로부터의 전파 시간을 포착하는 것은 불가능하다는 견해를 들었다. 이에 의해, 발명자들은, 한번은 이러한 시도를 포기했을 정도이다.

또한, 진동을 포착하는데에, 뒤에 서술하는 고무와 같은, 쿠션을 개재시킨다는 생각에 대해서도, 마찬가지로 놀랄만한 일이었다. 왜냐하면, 탄성체 형상물에서, 진동이 약해져 버리기 때문인 것이 명백하였기 때문이다. 또한, 기술적 상투 수단에서는 압전체가 선택되는 상황에 있어서, 마이크로폰 센서를 선택한 것도 본원 발명의 특이성이라고 말할 수 있다.

그러나, 본 발명자는, 시행착오의 결과, 놀랍게도, 페이스부의 외각부 근방에 진동의 순간 파형을 검지할 수 있는 센서를 설치하고, 설정한 임계치로 파동의 도달을 검지하며, 센서쌍의 시간차를 이용한 신개념으로, 위치 검출 연산을 행함으로써, 헤드부(5)의 외각(도 1의 101)의 입체적 장해를 피해 설치될 수 있는 범위에 있어서, 페이스부의 중앙 부근이 아니라, 외주 부근에 배치하면, 양호한 결과가 얻어진다는 의외라고도 할 수 있는 사실을 알아내었다. 또한, 여기에서는, 각각의 센서쌍의 시간적 미차로부터 실질적으로 타격 위치를 계산하는 연산 기능을 타이머부(타이머)라고 하는 경우도 있다.

본원은, 이 새로운 지견을 훌륭하게 이용하고 있다. 또한 놀랍게도, 탄성체 형상물인 댐퍼는, 여기에서 사용하는 진동을 받는 센서(수진동 센서라고도 한다)의 파괴를 방지하고, 내구성을 향상시키는 효과를 달성하는 것도 알아내었다.

이들 지견에 대해서는, 뒤에 기술한다. 물론, 헤드부(5)의 외각(101)에, 볼의 일부가 맞은 경우(크게 빗나간 경우)는, 유감스럽지만, 정확하게는 검출되지 않는다. 그러나, 이러한 경우라도, 본 발명의 주된 유효성을 전혀 손상시키는 것은 아니다.

발명자들은, 우선 임팩트 해머로 테스트하고, 유사품(골프 볼을 이용한 어깨를 두드리는 도구와 같은 것)으로도 테스트하며, 마지막으로, 타격 기계(타격 로봇)를 작성하여 테스트하였다. 그것에 의하면, 역시 기계답게, 타격 위치에 관해서는, 1～2mm로 차이가 없는 반복 성능을 확인할 수 있었다. 또 시판의 타격 검증 시트를 붙여 변색 위치를 조사하고, 몇 번이나 몇 번이나 반복하여 동일한 위치에 재현되는 것을 확인하였다.

또한, 한편, 기계로 만들어진 볼이라고는 해도, 찌그러진 볼도 있으므로, 동일한 타격 위치라도, 모두 동일한 방향으로 날아갔다고는 서술하고 있지 않다. 타격 로봇은, 네트 내 실험실에 설치하여 시험하였기 때문이다. 물론, 전직 프로골퍼인 사람을 포함한 연구자에 의한 인적인 필드 테스트도 행하였다.

제3 골자는, 다음과 같다. 즉, 본 발명에 있어서, 상기의 진동파의 도달은 명세서 규정의 「선두 진동파」의 도달 시각을 검지하는 연산 처리부이며, 또한 센서쌍의 시간적 미차로부터 실질적으로 타격 위치를 계산하는 연산 기능으로서, 하기의 제1차 연산 기능부와 제2차 연산 기능부를 갖는 마이크로컴퓨터부를 갖는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 골프 클럽.

(기) 제1차 연산 기능부 :

(1) 1개의 센서의 쌍이, 선두 진동파를 검지한 시차를 △T1로 하고,

(2) 다른 센서의 쌍이, 선두 진동파를 검지한 시차를 △T2로 하고,

(3) 컴퓨터에 미리 기억하고 있는 값 a, b, c, d로 하여,

(4) 1개의 센서쌍으로부터 타격 위치까지의 검지되는 거리의 차 △L1로서,

(5) 다른 센서쌍으로부터 타격 위치까지의 검지되는 거리의 차 △L2로서,

△L1=a×△T1+b △L2=c×△T2+d

제2차 연산 기능부 :

(6) 페이스부 상의 타격 위치를 구하고 싶은 모든 영역의 각 위치 P에 대해, 미리 구해 둔 1개의 센서쌍에 대한 센서로부터의 거리차를 △Lp1로 하고,

(7) 페이스부 상의 타격 위치를 구하고 싶은 모든 영역의 각 위치 P에 대해, 미리 구해 둔 다른 센서쌍에 대한 센서로부터의 거리차를 △Lp2로 하고,

(8) 하기 식의 계산 결과로써, 타격 위치 Ps를 판정하는 연산 기능부.

Ps=min{(△Lp1-△L1)²+(△Lp2-△L2)²}

여기에서, 연산자 min{}는, {}의 값이 최소가 되는 위치 P를 나타낸다.

본 발명에 관해, 타격 로봇, 시판의 임팩트 해머 및 볼을 머리에 붙인 해머 유사품으로, 동일한 곳을 두드려, 검증한 결과, 어느 실험에 대해서나 상기의 계산 방법이 좋으며, 수많은 실험의 범위 내에서 센서보다 외측에 맞은 경우는 유감스럽지만 측정 불능이었다. 이들 예외를 제외하고, 타격한 장소대로의 결과를 올바르게 검지한 것은, 놀랄만한 일이었다. 요컨대, 측정 불능 시는, 극단적으로 타격 위치가 빗나간 경우이다.

여기에서는 상술한 식으로의 계산 즉, 진원(振源) 계산법(진원이란, 볼 중심이 맞는 진동의 근원이 된 점이다)이라고 명명되는 방법은, 충분히 올바른 것이 증명되었다. 그 방법은, 상기의 계산식에 나타낸 바와 같다. 센서부를, 최외주 부근에 배치하고 있으므로, 상기의 예외적인 측정 불량이 있었다고 해도, 그곳은, 즉 측정 대상 외와 동일하다고도 할 수 있을 정도의 최외주부는, 심하게 빗나간 장소이므로, 본 발명의 유효성을 손상시키는 것은 아니다.

이들의 하중에 견디고, 또 짧은 시간에 측정이 완료되지 않으면 안 되므로, 감지부가 이 양자에 대응해야 한다. 많은 공표된 센서에는 응답의 속도?순간 압력에 견디어 작용하는지는, 전혀 불명확한 것이 많아, 실시하여 확인해 보지 않으면 전혀 알 수 없는 발명의 종류라고 말할 수 있다.

여기에서, 마이크로컴퓨터의 타격 위치를 결정하는 연산 처리는, 다음의 방법에 의해 행한다. 즉, 한쪽의 센서쌍을 W1, 다른 쪽의 센서쌍을 W2로 하여, 페이스부에 설정한 2차원의 직교 좌표축(X축, Y축으로 한다) 상의 임의의 위치(Xp, Yp)에 있어서의 W1의 2개의 센서로부터의 거리의 차 △Lp1과, W2의 2개의 센서로부터의 거리의 차 △Lp2를, 타격 위치를 구하고 싶은 페이스부 상의 모든 영역에 대해 미리 계산해 두고, 컴퓨터의 메모리에 기억해 둔다.

페이스부에 볼이 맞았을 때에 생기는 진동파에 대해, W1의 2개의 센서가 검지한 선두 진동파의 시간차가 △T1, W2의 2개의 센서가 검지한 선두 진동파의 시간차가 △T2였을 때, 타격 위치(Xg, Yg)를 하기의 연산에 의해 구한다.

△L1=a×△T1+b…………식 (1)

△L2=c×△T2+d…………식 (2)

(Xg, Yg)=min{(△Lp1-△L1)²+(△Lp2-△L2)²}‥식 (3)

단, 상기 식 (1)과 (2)에 있어서, a, b, c, d는 헤드의 재료?형상이나 센서 위치 등으로 결정되는 클럽 고유의 값(진동 전파 상수)이다. 또, 상기 식 (3)에 있어서, △Lp1과 △Lp2는, 각각 미리 계산하여 구해서 컴퓨터 메모리 내에 기억하고 있는 임의의 위치(Xp, Yp)에 있어서의 W1의 2개의 센서로부터의 거리의 차와 W2의 2개의 센서로부터의 거리의 차이다.

연산 기호 min{식}은, 괄호 내의 식의 값이 최소가 되는 좌표(Xp, Yp)를 나타내고, 컴퓨터는 각 점(Xp, Yp)에 대해 괄호 { } 내의 값을 계산하여, 그 값이 최소가 된 점을 타격 위치(Xg, Yg)로 판정시킨다.

상기의 연산에 있어서, 검지한 △L1과 △L2 및 센서의 위치로부터, 2차원의 타격 위치 좌표를 수식적으로 구하는 방법도 가능하다. 이 경우, 수학적으로는 복수 또는 부정(不定)의 해가 될 수 있다. 그러나, 뒤에 서술하는 바와 같이 페이스부에서의 센서의 배치 위치를 적절히 선정하고, 해의 조건을 2차원의 페이스부 영역 내로 한정하면 1개만의 해가 된다.

그러나, 수식적 방법에서는, 복잡한 함수를 포함하는 수식의 해를 얻는 것은(비록 근사적인 식을 이용하였다고 하더라도) 계산 시간이 상당히 걸리므로 그다지 실용적이지는 않다.

발명자들은, 복잡한 수식 연산을 마이크로컴퓨터에 행하게 하는 것이 아니라, 2세트의 센서쌍의 거리의 차 △L1?△L2의 조건에 가장 가까운(바꿔 말하면, 임의의 점(Xp, Yp)에 있어서의 각 센서쌍과의 거리의 차 △Lp1, △Lp2와, 검지한 △L1, △L2의 수학적 거리가 최소가 되는) 좌표 탐색을 마이크로컴퓨터에 의한 반복 계산으로 단시간에 구해지는 수단을 이용하였다.

본 발명의 수학적 해법은, 「진동파의 도달 시간차의 개념」을 이용하고 있다. 이러한 「도달 시간차의 개념」을 포함하는 한, 다른 수학적 해법이어도 본 발명의 범위에 포함된다. 좌표계는, 직각 좌표계여도, 삼각 좌표계여도 된다.

제4 골자로서, 본 발명에 있어서, 골프 클럽의 페이스부의 내부 이면이 거의 역사다리꼴 형상으로 되어 있는 경우에, 페이스부의 내부 이면의 역사다리꼴의 4개의 꼭지점 부근에 진동파를 검지하는 2세트의 센서쌍(4개의 센서)을 갖는 것을 특징으로 하는 위치 결정 정밀도가 높은 타격 위치 검출 골프 클럽이 좋다.

센서의 수는 3개여도 본 발명에 의한 타격 위치 검지는 가능하다. 이것을 굳이 4개로 하는 것은, 3개인 경우 센서에 의한 진동파 도달 시간차의 검출 오차가 타격 위치에 따라서는 위치 검출 연산 결과에 비교적 큰 오차를 발생해 버리는 영역이 있기 때문이다. 물론, 정밀도가 높은 컴퓨터를 이용하여 시간을 들여 계산하면, 3개의 경우라도 정밀도의 악화를 피할 수 있지만, 실용적이지는 않다.

골프 클럽에 탑재하여 적은 전력으로 실용적인 시간 내에 정밀도 좋게 타격 위치를 검지하기 위해서는, 상기와 같이 4개의 센서를 거의 역사다리꼴 형상의 골프 클럽 페이스부(내부 이면)의 4개의 꼭지점 부근에 설치하고, 대각에 있는 2개의 센서를 쌍으로 하는 2세트를 센서쌍으로 하여 위치 검출하는 것이 특히 유효한 것이다(예 : 도 1의 104-106과, 105-107의 2쌍, 페이스의 거의 중앙에서 교차하고 있다).

또 제5 골자로서, 상기의 발명에 있어서, 페이스부의 내부 이면의 역사다리꼴의 4개의 꼭지점 부근에 진동파를 검지하는 2세트의 센서쌍(4개의 센서)을 설치하고 있고, 이들 2세트의 센서쌍의 배치 장소를, 2세트의 각각의 센서의 위치를 연결하는 2개의 직선이, 페이스의 중앙부(스위트 스폿 또는 그 부근)에서, 가능한 한 직각에 가까운 각도를 이루고 교차하도록 4개의 센서를 배치한 것을 특징으로 하는 위치 결정 정밀도가 높은 타격 위치 검출 가능한 골프 클럽이다.

이것도, 상기와 동일하게, 정밀도가 높은 컴퓨터를 이용하여 시간을 들여 계산하면, 2개의 센서쌍을 연결하는 2개의 직선이 작은 각을 이루고 있어도 타격 위치의 검지는 가능하지만, 위치의 페이스의 중앙부(스위트 스폿 또는 그 부근)에서 가능한 한 큰 각을 이루고 교차하는 장소에 배치함으로써, 동일한 컴퓨터로 동일한 연산을 한 경우의 위치 검출 결과의 정밀도는 상당히 좋아진다.

특히, 골프 연습자는 통상 페이스의 중앙부 부근에서 타격하고자 노력하는 것이며, 주변부보다 중앙부 부근에서 보다 높은 정밀도의 타격 위치를 알고 싶다는 욕구가 있다. 따라서, 이러한 배치를 하여, 특히 중앙부의 정밀도를 높이는 것은 유효한 수단이다.

또 제6 골자로서, 상기의 발명에 있어서, 페이스부의 내부 이면의 역사다리꼴의 4개의 꼭지점 부근에 진동파를 검지하는 2세트의 센서쌍(4개의 센서)을 설치하고 있으며, 당해 4개의 센서 중 1개가 동작 불량이 된 것을 검지하는 기능부를 갖고, 컴퓨터가 자동적으로 나머지 3개에 의해 2세트의 센서쌍을 결정하는 연산부, 이들을 이용한 연산 처리부를 갖는 것을 특징으로 하는 결함 센서 보완형 타격 위치 검출 골프 클럽을 포함한다.

본 발명에 있어서, 4개의 진동파를 포착하는 센서를 설치함으로써 위치 검출 정밀도가 좋아진다. 또한, 놀랍게도, 다소의 정밀도가 악화를 용인한 다음에 더욱 장기적으로 사용하고 싶은 경우에는, 4개 중 어느 1개가 파손된 경우에도, 컴퓨터가 자동적으로 파손된 센서를 식별하고, 남은 3개에 의한 위치 검출 연산으로 전환하여, 이 3개에 의해 더욱 장기간 사용할 수 있도록 할 수 있는 것도 알아내었다.

또 제7 골자로서, 본 발명에 있어서, 센서와 페이스부 이면인 내면에 점탄성체 형상물 또는/및 탄성체 형상물을 통해 고정하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 골프 클럽이다. 본 발명에 있어서, 진동파를 포착하는 센서를, 센서와 페이스부(내부 이면)의 사이에 탄성체 형상물(도 3의 117)을 통해 고정한 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 클럽의 제법이 좋다.

센서는 통상 그 감도나 응답이 저하하지 않도록, 가능한 한 파동의 압력 신호에 직접 반응하는 구조로 한다. 그 결과, 일반적인 센서에서는, 골프 클럽의 페이스부에 설치하면, 극히 강한 충격에 의해 파손되어 버린다. 이에 반해, 페이스부(페이스부 외각 주변을 포함한다) 이외의 부분에서 어떠한 지지체를 통해 센서를 고정하는 방법도, 구조가 복잡해지고, 또 지지체 자신의 충격에 대한 강도 유지가 곤란해진다.

본 발명에서는, 강한 타격의 충격에 견디기 위해, 페이스부(배부)(도 3의 118)에 대해 탄성체(도 3의 117)를 통해 센서(도 3의 116)를 고정한다. 여기에서 특기할 만한 것은, 댐퍼를 개재시키면 댐퍼에 의해 전파 시간이 길어져, 이 영향으로 페이스부의 진동파 도달 시간의 검지를 할 수 없거나 혹은 극히 곤란해진다고 생각하는 것이 일반적이다. 여기에서 말하는 「댐퍼」란, 진동을 흡수하는 장치 또는 소재이다.

그러나, 본 발명자들은, 정전 용량식 마이크로폰 센서, 혹은 기계적 진동파나 공기를 전파하는 진동파에 대한 응답 특성이 그것과 거의 동등한 성능을 가진 진동파 검지 가능한 센서를 이용한 경우에는, 센서와 페이스부의 사이에 탄성체(댐퍼)를 삽입해도 올바르게 진동파 도달 시간의 검지가 가능한 것을 확인하였다.

또한, 탄성체는 센서 자체에 미리 구성하고 있어도 되고, 센서와 페이스부를 직접 접착제로 접착 고정하여 당해 접착제가 굳어졌을 때에 탄성을 갖는 것을 채용해도 된다. 탄성체 형상물이란, 여기에서는, 탄성체의 특성에 가까운 것의 모든 광의의 의미이며, 비스코 엘라스틱 재료(점탄성체) 또는 그것에 가까운 것도 포함된다.

점탄성체는 고무형상물이라고도 말할 수 있다. 실시예에서는, 폴리우레탄류, 합성고무를 예시하고 있다. 엘라스토머에는, 가황 천연고무나 각종 합성고무, 폴리우레탄 등이 대표적으로 포함된다. 엘라스토머 요소를 조금은 포함하는 것을 총칭한다.

점탄성은, 고체?유체의 역학적 성질의 하나로, 외력을 가하여 발생하는 변형이, 시간에 관계가 없는 탄성적과 시간에 영향을 받는 점성적 유동의 중첩으로서 나타나는 현상으로, 고분자 물질 등에서 특히 현저하다. 또, 탄성체는, 탄성 한계 내에서 변형을 논할 때의 물체의 호칭으로, 고무, 우레탄고무, 합성고무와 같은, 탄성을 나타내는 한계가 특히 큰 것을 가리켜 말하는 경우도 있다.

이렇게 함으로써, 센서의 내충격력을 강화하고, 동시에 편차가 나지 않는 정밀도가 좋은 검지 방식이 된 것도 놀랄만한 의외의 지견이다. 이 효과는, 상술한 바와 같이 「실용 가능한」 타격 위치 검지 골프 클럽을 개발한다는 관점에서 보면 극적인 좋은 효과를 달성하고 있다고 할 수 있다.

또 제8 골자로서, 본 발명에 있어서, 센서를 고정하는 재료의 내부가 공동인 기둥형상물이며, 또한 페이스부에 거의 수직으로 고정하여 설치한 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 골프 클럽이다. 본 발명에 있어서, 골프 클럽의 페이스부 이면에, 진동파를 포착하는 센서를 고정하는 내부가 공동인 기둥형상물을, 페이스부에 거의 수직으로 고정하여 설치한 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 골프 클럽이 좋다.

본 발명에서는, 센서를 미리 설정한 위치에 정확하고 확실하게 고정할 필요가 있다. 즉, 센서의 고정 위치(바꿔 말하면 페이스부 상의 좌표)가 컴퓨터로 연산하는 경우에 연산에 사용하는 좌표치와 어긋나면 위치 검출 결과에 오차가 생긴다. 따라서, 클럽 헤드를 제작하는 경우에는, 미리 설정한 위치에 정확하게 고정할 필요가 있다. 또한, 강한 충격에 견딜 수 있도록 강고하게 고정하지 않으면 안 된다.

일반적으로, 클럽 헤드의 제작에서는, 헤드의 외형을 구성하는 복수의 금속판을 용접 고정하여 헤드를 만든다. 본 발명의 클럽 헤드를 제작하는 경우에는, 센서나 센서 케이블은 열에 약하므로, 클럽 헤드의 용접 작업 후에 센서를 고정할 필요가 있다. 이 경우, 용접 후의 헤드의 외형 일부분을 구멍이 뚫린 구조로 하여, 그곳으로부터 페이스부 이면에 센서를 고정하는 작업을 행하는데, 정확한 위치에 센서를 고정하기 위해서는, 로봇과 같은 기계나 특수한 공구를 제작하여 장착할 필요가 있다.

또, 센서가 극히 열에 약하므로, 고정에는 접착력이 강한 접착제를 이용한다. 이와 같은 강한 접착제는, 현재 상태에서는 도포로부터 완전 고정까지 적어도 수시간으로부터 1일 걸린다. 장시간의 굳히기 동안에 센서 위치가 어긋나지 않도록 할 필요도 있다.

발명자들은, 이 문제를 해결하기 위해, 클럽 헤드의 제작 시에 미리 센서를 고정하고자 하는 위치에 고정용의 내부가 공동인 기둥형상물(도 3의 119)을 용접 고정해 두고, 그것과 센서와 일체로 된 탄성체 형상물을 접착 고정하는 것이, 부착 위치의 정밀도(즉 타격 위치 검출의 정밀도)를 높이고, 또한 센서의 고정 강도의 확보 및 제조의 용이성을 만족하는 유효한 방법인 것을 알아내었다.

특히, 내부를 공동인 기둥형상물로 한 것은, 센서와 일체로 된 탄성체 형상물과의 접착면을 크게 확보하여 고정 강도를 높임과 더불어, 접착제의 흘러내림을 방지할 수 있기 때문이다.

또 제9 골자로서, 본 발명에 있어서, 또한 스윙 시의 샤프트의 위치 계측부 또는 각도 계측부, 혹은 샤프트 또는 헤드의 속도 계측부 또는 가속도 계측부를 설치하고, 스윙 시의 샤프트의 위치 또는 각도, 혹은 샤프트 또는 헤드의 속도 또는 가속도가 미리 설정한 값이 되었을 때에, 센서쌍의 진동파 도달 시간차를 산출해내는 연산부를 실질적으로 기동시키는 신호 처리부를 갖는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 골프 클럽도 포함하는 것이다.

이 목적은, 절전형?경량화형이라고도 말할 수 있는 것이다. 스윙 속도 계측부 또는 가속도 센서 계측부를 설치하는 것이지만, 이 종류의 센서는, 이미 시장에 있으므로, 본 발명품과의 도킹에 의해, 큰 효과를 발휘한다.

통상은, 계측 개시 시에, 타이머의 기동이나, 전자 회로의 초기 상태를 설정하기 위한 스위치가 필요해지지만, 이것을 없애고 스위치리스로 한 것이라고도 말할 수 있다. 이 부가에 의해, 매우 편리해졌다. 또한 절전 효과도 달성하고 있다.

이 부분에 대해, 타격 직전 시점을 검출할 수 있는 것이면, 센서는 무엇이여도 된다. 예를 들면, 샤프트에 부착시킨 비틀림 센서(왜곡 센서, 타격 직전의 가속으로 왜곡이 커진다)나, 클럽 헤드 위치 검출 센서(지면에 가까워졌을 때를 타격 직전이라고 판단한다) 등이어도 된다.

또 제10 골자로서, 본 발명에 있어서, 또한 헤드 스피드를 검지하는 센서부를 설치하고, 타격 위치와 헤드 스피드로부터 계산에 의해 구한 골프 볼의 비거리를 표시하는 표시부를 설치하는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 골프 클럽을 포함하는 것이다.

어떤 스피드로 볼을 쳤을 때에, 그 비거리는 타격 위치에 따라 바뀌고, 그 위치와 비거리의 관계는 이미 몇 개의 문헌에서 명기되어 있다. 그러나, 종래의 타격 위치 검지의 방법에서는, 검지 정밀도가 나쁘고(또한 무겁고 파손되기 쉬우므로 실용적으로 되어 있지는 않지만), 가령 비거리를 표시하였다고 하더라도 실질적으로는 비거리를 몇 단계로 나누고, 그 중 어느 범위에 들어 있는지를 선택하게 된다.

본 발명의 검지 수법에 의하면, 실질적으로 페이스부 전체에 걸쳐, 좋은 조건에서 2mm, 나쁜 조건이라도 5mm 이하의 정밀도로 위치 검출이 가능하므로, 연속적으로 비거리도 상당히 올바르게 검지하여 표시할 수 있다.

물론, 본 발명에서는, 타격 시의 페이스부의 개도나 스윙 방향 등을 검지하고 있지 않으므로, 이들의 비거리에 주는 영향까지 포함한 비거리 검지?표시는 아니지만, 이용자의 타격이 올바른 페이스부 개도로 올바른 스윙 방향인 경우에는, 이 정도의 비거리가 된다는 정보를 제공하는 것은, 특히 좁은 골프 연습 등에서 볼이 네트에 맞아 버리는 것과 같은 경우나 가정의 정원 등의 좁은 장소에서의 연습 시에는, 골프 스윙의 기술 향상에 극히 유효한 정보가 된다.

또 제11 골자로서, 본 발명에 있어서, 또한, 표시부에 골프 클럽의 페이스부의 외형 또는 근사적 페이스 도형에 대해, 타격 볼의 중심부를 실질적으로 「?」점 표시, 또는 「+」형의 플러스 표시, 「X」형의 X표시, 또는 「○」, 「●」, 「◎」 동그라미 표시 중에서 선택된 적어도 일종의 심벌을 점등시켜 표시부로 한 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 가능한 골프 클럽도 포함한다.

또, 이들의 조합이어도 된다. 샤프트의 그립(도 4의 120) 근처에, 방해가 되지 않을 정도의 작은 표시부(도 4의 122)이므로, 매우 알기 쉽게 하지 않으면 안되며, 극히 중요한 것을 알아내었다.

본 발명에 도달하기 이전의 시험에 있어서, 타격 위치를 나타내는데에, 별도로 만든 페이스 도면에 세로?가로의 번호?기호?부호를 붙여 두고, 타격 위치가 특정되면, 그 번호?기호?부호를 작은 모니터로 표시하면, 그 부호를 바로 앞의 부호가 붙여진 페이스 도면의 부호와 비교하여, 타격 위치를 알 수 있는 방법을 우선 생각할 수 있다.

이 방법은, 일일이 비교하지 않으면 안 된다는 중대한 결함이 있지만, 반면, 모니터(LED, 액정, 플라즈마, 유기 디스플레이)를 매우 소형으로 할 수 있으므로, 염가로 방해가 되지 않도록 제조할 수 있다는 장점이 있다.

만약, 페이스부에 아라비아 숫자 1, 2, 3, 4, 5, ‥로 가로로 번호를 매기고, 세로에, A, B, C, D, E로 기호를 매겨, 여러 번 「1A」가 표시되면, 앞 방향의 위쪽이므로, 이 사람은, 「1A」치는 버릇이 있다고 하게 된다. 그러나, 그 표를 별도로 지참하지 않으면 안 되는 등, 번거롭고, 불편하다.

어디에 맞았는지를 표시하기 위해서는, 페이스부의 외형을 표시하고, 그 어디에 맞았는지를, 모니터부에, 페이스 외형 표시는 극히 중요하다. 페이스부 외형 표시나, 역사다리꼴에 근사시켜 표시하면, 매우 알기 쉽다.

또 제12 골자로서, 본 주 발명에 있어서, 또한, 표시부에, 타격 위치가 실질적으로 페이스부의 스위트 스폿 또는 비거리가 큰 영역에 가까울수록 높은 득점으로 하고, 그 득점을 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 가능한 골프 클럽을 포함하는 것이다.

타격 위치 또는 타격 위치와 그 밖의 헤드 스피드나 페이스 개도 등의 검지 정보를 조합하여, 어떠한 계산식을 정의하고, 결과를 득점으로서 표시하는 것은, 타격의 기술을 「득점」이라는 형태로 단순화할 수 있으므로, 이용자가 기술의 현재 레벨의 파악이나, 일정한 연습으로 어느 정도의 향상이 도모되었는지를 파악하는데에 유효한 수단이다.

또 제13 골자로서, 본 주 발명에 있어서, 또한 상기의 표시부에 있어서, 표시?부호를 「점멸」 기능을 갖게 한 표시부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 가능한 골프 클럽을 포함하는 것이다.

본 발명의 타격 위치의 표시에 있어서, 표시?부호를 「점멸」 기능을 갖게 한 표시부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 가능한 연습용 클럽도 포함한다. 점멸에 의해 작은 표시부임에도 불구하고 현격하게 보기 쉽도록 변화한 것도 알아내었다. 또한 적색으로 하면(컬러 표시하면), 점멸, 비점멸 여하에 상관없이, 판별 성능이 몇 배나 알기 쉬워졌다(보기 쉬워졌다).

또 제14 골자로서, 본 주 발명에 있어서, 또한, 복수회의 타격의 타격 위치 또는 득점 중 어느 한쪽 혹은 그 양쪽을 기억하고, 스위치 등의 조작에 의해 기억하고 있는 타격 위치나 득점을 표시하는 기능부를 설치한 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 가능한 골프 클럽을 포함하는 것이다.

골프의 연습 등에 있어서는, 당연히 몇 번이나 스윙을 하여, 개량을 시도한다. 본 발명은, 그 때의 스윙 결과를 즉석에서 볼 수 있는 것에 특징이 있지만, 그 전의 타격 위치나, 몇 차례의 타격의 타격 위치나 득점을 재차 보고, 연습의 성과가 어떠하였는지를 확인하고 싶은 경우가 있다. 그 때문에, 타격 위치나 득점을 기억하는 기능부를 설치하여, 몇 차례의 스윙 결과를 기억하고, 어떠한 조작으로 재차 표시하는 기능은 유용한 것을 알아내었다.

또 제15 골자로서, 본 주 발명에 있어서, 또한 스윙 시에 자동적으로 측정 상태가 되어 표시 화면이 전환되는 센서부 및 표시부와, 없어진 화상을 원래대로 되돌리는 리셋 버튼을 갖는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 가능한 골프 클럽을 포함하는 것이다.

클럽을 휘두름으로써 클럽 내에 설치한 가속도 센서 등이 진동을 검지하여, 앞의 표시 화면을 없애고, 측정 상태로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 스위치 등을 일일이 누르지 않아도, 자동적으로 측정 상태로 할 수 있다. 그러나, 때로는, 앞의 상태를 보고 싶을 때가 있다. 무심코 휘둘러 버린 경우가 있는 것을, 이 클럽을 사용한 시험을 통해 비로소 인식하였다. 그 때는, 리셋 버튼을 누르면 화면을 원래로 되돌릴 수 있도록, 스위치와 메모리부를 설치한 것을 포함한다.

또한, 전술한 공지 예 중에, 가속도 센서나, 충격 센서의 말이 있으므로, 본 발명의 주요한 부분을, 그들의 사용법과 동일하다고 오해받을 우려가 있지만, 올바르게 구별되어야 할 것으로서 부기해 두고 싶다.

또 제16 골자로서, 본 주 발명에 있어서, 또한 클럽의 샤프트 또는 헤드의 적어도 일부가 발전 재료로 덮여 있는 부분을 가지며, 센서 또는 센서의 전원 또는, 표시부의 전원을 공급하는 접속이 이루어지고 있는 접속부를 갖는 것을 특징으로 하는 발전 기능을 갖는 타격 위치 검출 골프 클럽을 포함하는 것이다.

골프 클럽 백을, 컨트리클럽으로부터 다음의 컨트리클럽으로 직송하는 사람이 있다. 그 때문에 전지를 잊고 오는 사람이 많을 것이다. 그것을, 피하기 위해, 전지 불요화, 또는 전지의 장수명화가 극히 중요하다. 최근에는, 수광 발전 필름의 급속한 성능 진보를 받아들여, 클럽 샤프트의 표면에 태양전지(필름이 많다)를 감거나, 또는 붙이면, 전지를 불요화할 수 있다. 골프는, 밝은 곳에서 실시하므로, 광원은 확보되기 쉽다.

또 제17 골자로서, 본 주 발명에 있어서, 또한 별도로 설치된 수신 안테나가 부착된 표시기기, 또는, 손목시계형 표시부에 가깝게 하는 것만으로, 클럽에 설치되어 있는 송신 안테나로부터 수전(受電)하여 작동하는 작동부, 감수(感受)한 정보가 전달되는 전달부, 또는 연산 처리되는 수신부와의 세트로 되어 있는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 골프 클럽을 포함하는 것이다.

그 사람의 버릇이나, 데이터를 통계적으로 가공하거나, 통계 등의 해석을 하고 싶을 때가 있다. 그 때에는, 별도의 장치라든지, 광의의 휴대전화, 모바일 퍼스널컴퓨터, 손목시계형 마이크로컴퓨터에 데이터를 옮기는 것이 필요하다. 클럽에는, 큰 용량의 데이터의 축적은, 중량이 증가하여 바람직하지 않으므로, 근방의 장치로 옮기는 것이 바람직하다. 이것을 무선(RFID)으로 옮길 수 있다.

본 발명에 있어서, 측정 상태에 들어가면, LED를 점멸하여 알리는 것은, 심리적인 의미로 중요하다. 그러한 기구로 해도 된다. 좋은 위치에서 타격이 행해졌을 때 「나이스 샷」등으로 음성을 발하거나, 음악이 울리고, 좋지 않을 때는, 격려 등의 발음이나 발언 기능을 갖게 할 수 있다. 저렴한 본 기계의 대여로, 반대로 이 호성에, 광고 선전을 넣을 수도 있다. 이 종류의 기기의 보급에도, 이 판매 촉진 수법도 활용할 수 있다. 그러나, 무거워져서는, 본래의 목적을 잃을 우려가 있다.

상기 제2 골자에 있어서, 각각의 센서쌍의 시간적 미차로부터 실질적으로 타격 위치를 계산하는 연산 기능을 갖는 마이크로컴퓨터부가, 다음의 연산 처리를 행하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 골프 클럽의 제법을 포함하는 것이다.

즉, 컴퓨터는, 타격한 것을 검지하면 즉시, 한쪽의 센서쌍 W1의 2개의 센서에 의해 선두 진동파의 도달 시각을 검지하고, 이 시각의 차 △T1을 연산에 의해 구한다. 동시에, 또 한쪽의 센서쌍 W2의 2개의 센서에 의해 선두 진동파의 도달 시각을 검지하고, 이 시각의 차 △T2를 연산에 의해 구한다. 컴퓨터에 미리 기억하고 있는 값 a, b, c, d를 이용하여, 다음의 식에 의해 △T1과 △T2를 각각의 센서쌍으로부터의 거리의 차 △L1, △L2로 변환한다.

△L1=a×△T1+b △L2=c×△T2+d

또한, 컴퓨터는, 페이스부 상의 타격 위치를 구하고 싶은 모든 영역의 각 위치에 대해, 미리 구해 둔 2개의 센서쌍에 대한 센서로부터의 거리차 △Lp1, △Lp2를 기억해 두고, 검지한 시간차 신호로부터 계산에 의해 구한 △L1과 △L2와, 기억하고 있는 각 위치의 △Lp1 및 △Lp2를 이용하여, 다음 식의 값을 연산에 의해 구하며,

(△Lp1-△L1)²+(△Lp2-△L2)²

이 연산의 결과로 얻어진 값이 최소가 되는 위치를 타격 위치로 판정한다.

도 1(및 도 2)은, 본원 발명의 페이스부와 그 배부의 센서의 부착 위치의 예를 나타낸 것으로, 103은 헤드의 페이스부, 104, 105, 106, 107은 배부(내부)의 센서를 나타낸다. 또, 본원 발명의 실시예에 대응한 센서의 페이스 외주부로의 배치를 나타낸 도면이다.

즉, 센서를 타격의 충격을 직접 받기 어려운 페이스부 외주부 부근이며, 또한 역사다리꼴형상의 페이스부의 4개의 꼭지점 근방에 배치한다. 또, 104와 106을 1개의 쌍, 105와 107을 또 하나의 쌍으로 하여, 2개의 센서쌍을 연결하는 직선의 교점이 페이스부의 중앙부 부근에서 교차하고, 또한 그 2개의 직선이 가능한 한 직교에 가까운 각도를 이루고 교차하는 위치에 센서를 배치하는 것을 나타내고 있다.

도 2는, 2개의 센서쌍에 포착된 시간차가 있는 전자 파형이다. 센서의 타격 진동파의 도달 시간 및 센서쌍의 도달 시간차를 검지하는 방법을 나타낸 도면이다. 110은 먼저 수신한 센서의 선두 진동 파형, 113은 뒤에 수신한 센서의 선두 진동 파형의 일례이고, 109와 112는 각각의 센서 신호의 선두파 도달 시각을 판정하는 판정 기준 전압(임계치)이다.

즉, 센서쌍의 수신 신호 파형을 미리 설정한 판정 기준 전압(임계치)으로 비교하여, 처음으로 판정 기준 전압과 일치한 시각(도면의 t1과 t2)을 검지하고, 그 시각의 미차 t2-t1을 연산함으로써 도달 시간차를 검지할 수 있는 것을 나타내고 있다.

도 3은, 센서의 페이스 배면으로의 부착 상태의 일례를 나타낸 도면이다. 즉, 센서(116)는 직접 페이스부에 고정하는 것이 아니라, 탄성체 형상물(뒤에 서술하는 실시예에서는 천연고무)(117)을 통해 페이스부에 고정한다. 115는 센서와 탄성체 형상물을 고정하기 위한 케이스이다.

센서를 고무에 매설하는 구조로 하면, 115의 케이스는 반드시 필요하지는 않다. 119는, 페이스부 배면의 최적인 센서 위치에 미리 용접 또는 접착에 의해 고정하여 설치한 원통형상의 기둥형상물이며, 이에 의해 용이하고, 정확하며 강고하게 페이스부에 센서를 고정할 수 있는 것을 나타내고 있다.

도 4는, 샤프트부로의 표시기와 전지의 부착 상태를 나타낸 모식도이다. 즉, 전지(124)는, 샤프트(120)의 내부에(특별한 형상의 샤프트를 이용하지 않아도) 내장할 수 있다. 표시기(122)는, 그립(121)의 선단부에 설치함으로써, 스윙에도 영향을 주지 않고, 위화감이 없으며, 또한 화면이 보기 쉽도록 장착할 수 있는 것을 나타내고 있다.

도 5는, 임팩트 해머의 타격 출력 신호와 마이크로폰 센서의 수신 선두 파형을 나타낸 도면이다. 즉, 타격에 의한 진동파의 전파 시간을, 임팩트 해머의 타격 출력 신호(127)의 상승 시각(128)과 마이크로폰 센서의 수신 파형(129)의 도달 판정 기준 전압(130)으로 판정하여, 도달 시간(131)을 검지할 수 있는 것을 나타내고 있다.

도 6은, 임팩트 해머로 페이스부를 타격하였을 때의 센서의 선두 진동파 도달 시간과 타격점으로부터 센서까지의 거리의 실측치를 나타낸 도면이다. 즉, 진동파가 페이스부를 거의 일정한 속도로 전파하며, 그 속도는 전파하는 방향에 의존하지 않는다. 그 결과, 진동파 도달 시간과 타격점으로부터 센서까지의 거리는 비례하는 것이 명확해진 것을 나타내고 있다.

도 7은, 센서쌍의 선두파 도달 시간차와 타격 위치로부터의 거리차의 실측치를 나타낸 도면이다. 즉, 센서쌍의 선두파 도달 시간차와 타격 위치로부터의 거리의 차가 비례의 관계에 있는 것, 및 그것은 타격의 속도(강도)에 의존하지 않는 것을 나타내고 있다.

도 8, 도 9, 도 10, 도 11, 도 12는, 본 발명에 의해 검지한 타격 위치와 페이스부에 부착한 감압 시트의 타격 흔적으로부터 측정한 타격 위치를 비교하여 나타낸 도면이다. 즉, 실제의 타격 위치와 위치 검출 결과(도 8의 132와 133, 도 9의 134와 135, 도 10의 136과 137, 도 11의 138과 139, 도 12의 140과 141)는 거의 합치하며, 본 발명에 의한 타격 위치 검출 수단에서 거의 5mm 이하의 오차 범위라는 극히 정확한 위치 검지가 가능한 것을 나타내고 있다.

진동파를 검지하는 센서는, 진동파에 의해 수신부의 진동판이 변동하여 내부의 정전 용량이 변화하는 정전 용량식의 센서가 좋다. 그러나, 진동파의 순간 파형을 포착할 수 있는 센서이면 무엇이어도 된다. 예를 들면, 진동파에 의해 생기는 압력을 전기 신호로 변환하여 순간의 파형을 검지하는 압전 센서나, 순간의 진동을 광학적 수단으로 검지하여 진동파를 포착하는 광학 센서 등을 사용하는 것도 가능하며, 본 발명의 범위에 포함된다.

검지하는 진동파는, 센서를 페이스부에 고정하여 기계적으로 전파하는 파동을 포착하는 방법이, 검지 정밀도가 높고 제조도 용이한 최량의 수단이다. 음의 전파의 선두파를 포착하는 방법 혹은 기계적 전파와 음의 전파의 양쪽을 이용하여 검지하는 방법 등도 가능하며, 본 발명의 범위에 포함된다.

진동을 검지하는 센서의 수는 4개가 최적이다. 3개여도 2세트의 센서쌍을 구성할 수 있으므로, 본 발명의 방법에 의한 위치 검지는 가능하며 본 발명의 범위에 포함되지만, 4개인 경우에 비해 검지 정밀도가 나빠지는 영역이 있다.

진동을 검지하는 센서를 설치하는 위치는, 페이스부 이면의 외주부 부근이고, 역사다리꼴 상의 4개의 꼭지점 근방이 최적이다. 페이스부의 형상에도 의하지만, 4개의 꼭지점 근방이며 또한 서로 마주 보는 대각 부근의 센서끼리를 쌍으로 하여, 쌍이 되는 센서를 연결하는 직선이 페이스 중앙(바꿔 말하면 스위트 스폿) 부근에서 가능한 한 직교하도록 센서 위치를 결정하는 것이 좋다.

역사다리꼴 상의 4개의 꼭지점 근방이 아니어도, 또 반드시 쌍이 되는 센서를 연결하는 직선이 페이스 중앙 부근에서 직교하고 있지 않아도, 또한 쌍이 되는 센서를 연결하는 직선이 교차하지 않는 위치에 센서(혹은 센서쌍)를 설치하여 타격 위치를 검지하는 것도 가능하며, 본 발명의 범위에 포함된다.

센서는 탄성체 형상물을 통해 페이스부에 고정하는 것이 좋다. 탄성체 형상물은, 진동파를 전파하며 또한 충격으로부터 센서를 지키는 것이 필요하므로, 천연고무 혹은 이것에 가까운 성능의 재료로 만들어진 것이 최량이다. 또, 탄성체에 구멍을 뚫어, 페이스부로부터 센서까지의 극히 짧은 거리를 음파 전파시켜 진동파를 검지하는 것도 가능하며, 본 발명의 범위에 포함된다. 또, 탄성체는 고형 시에 탄성 특성을 갖는 접착제로 하고, 센서의 고정과 탄성체를 사이에 끼우는 것을 겸하여 실현하는 것도 가능하며, 본 발명의 범위에 포함된다.

검지한 시간차로부터 거리차를 연산으로 구하고, 2세트의 센서쌍의 거리차로부터 타격 위치를 검지하는 연산 방법은, 미리 페이스부 상의 예를 들면 격자형상의 각 좌표점의 거리차를 구하여 컴퓨터의 메모리에 기억해 두고, 이것과 검지한 거리차가 가장 근사한 좌표점(바꿔 말하면 양자의 차이가 최소인 좌표점)을 탐색하는 방법이 최적이다. 미리 거리차를 기억해 둔 좌표점의 수는, 사용하는 메모리의 크기에 따라 한정되지만, 메모리를 크게 하면 그만큼 정밀도를 높일 수 있다.

또, 메모리를 적게 하고 싶은 경우에는, 예를 들면, 기억하고 있는 거리차와 검지한 거리차의 최소의 점과 그 근방의 점의 근사 정도를 구하고, 그 정도에 따라 최소의 점과 그 근방점의 중간을 타격 위치로 판정하는 방법 등도 가능하며, 본 발명의 범위에 포함된다. 그 밖에도, 수식적으로 연산하여 구하는 방법도 가능하며, 본 발명의 범위에 포함된다.

<실시예>

이하의 실시예에 의해, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 본 실시예에 의해, 본 발명의 유효성이, 한정 해석되는 것은 아니다.

실시예 1

발명자들은, 골프 클럽에 장착한 센서에 의해, 페이스부의 타격 위치 검출의 시도에 있어서, 당초는 음파의 전파를 단서로 하는 것을 생각하였다. 처음에는, 초음파의 반사로부터 타격 시의 볼의 위치를 검지하는 방법도 생각하였지만, 형상이 둥글고 고속으로 페이스부에 충돌하는 볼에 음파를 맞혀 그 반사를 포착하는 것은 곤란하였다.

다음에, 음파의 반사가 아니라, 타격 시에 발생하는 음의 음원 탐사의 수법을 응용하는 것을 생각하였다. 그러나, 음원 탐사의 전문가로부터는, 티탄과 같은 딱딱한 판이 있는 부위에 음이 발생해도 즉석에서 그것은 평면 스피커와 같이 전체로 퍼지는 평면파가 되므로, 그 전파를 (면의 수직 방향이 아니라) 면의 가로방향으로부터 포착하는 것은 불가능하다는 견해였다.

한번은 포기하였지만, 만일을 위해 마이크로폰 센서를 이용하여 시험해 본 바, 확실하게 음의 도달의 판단을 음의 크기(진폭)로 판단하는 방법에서는 포착할 수는 없었지만, 놀랍게도, 순간 파형에서 보면, 타격 위치와 센서까지의 거리와 진동파의 선두파의 도달 시간에 상관 관계가 있는 것을 알아내었다.

그래서, 발명자들은 본격적으로 실험을 개시하였다. 센서를 페이스부의 특정 위치에 부착하고, 타격 위치와 진동 선두파의 도달 시간의 관계를 조사하였다. 센서는, 정전 용량식 마이크로폰 센서를 사용하고, 타격에는, 오노소키사제의 임팩트 해머 GK-3100을 이용하였다. 이 임팩트 해머는, 순간의 타격 강도를 검지하는 센서를 내장하고 있으며, 이 신호의 상승 순간을 타격 시각으로 하였다(도 5의 128).

마이크로폰 센서의 수신 신호의 선두 파동은 도 5의 129와 같이 되고, 이 선두파의 가파른 하강을 일정한 기준 전압(임계치)(도 5의 130)으로 판정하여 이것을 도달 시각(도 5의 131)으로 하였다. 그 결과, 임팩트 해머로부터 마이크로폰 센서까지의 거리와, 임팩트 해머 신호의 상승 시각으로부터 마이크로폰 센서로의 도달 시각이 거의 비례 관계에 있는 것을 확인하였다. 또, 동시에, 이 관계는 센서에서 본 타격점을 페이스부 상의 수평 방향?수직 방향?경사 방향 중 어느 방향으로 취해도 완전히 동일한 것도 확인하였다(도 6).

또, 센서를 페이스부로부터 떼어놓고, 음파로서 포착한 경우도 동일하게 비례 관계가 얻어지는 것도 확인하였다. 또, 주로 페이스부를 통한 기계적 진동파를 포착하는 경우와, 페이스부로부터 떼어놓고 음파로서 포착하는 경우의 놀랄만한 차이는, 센서로의 입력의 크기와 수신까지의 시간에 차이가 있는 것도 알아내었다.

지금까지의 실험에 의해, 타격의 순간으로부터 배치한 센서까지의 응답의 지연으로부터, 타격 위치와 센서까지의 거리를 검지하면, 복수개의 센서를 이용함으로써 타격 위치의 특정은 가능하다고 생각하였다. 그러나, 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 진동파의 전파는 1mm당 약 2μ초이며, 페이스부에서의 고작 80mm 정도 거리의 전파 시간을 1mm 정도의 정밀도로 검지하기 위해서는, 타격의 순간을 늦어도 1μ초 이하 정도의 고속으로 검지할 필요가 있었다.

이것을 실현하기 위해서는, 예를 들면, 볼 내에 고속 응답의 센서를 설치하여 어떠한 수단으로 타격의 순간에 고속으로 신호를 발생하거나, 혹은, 골프 클럽의 외부에 광 센서 등의 고속 센서를 설치하여 그 순간을 포착해서 신호를 발신할 필요가 있었다. 볼에 센서를 설치하는 방법은, 특수한 볼을 제작할 필요가 있으며, 일반적인 볼을 사용할 수 없는 결점이 있다. 골프 클럽의 외부에 고속 센서를 설치하여 그 순간을 포착하는 방법에서는, 그러한 설비가 필요해지며, 또 타격의 순간을 포착할 수 있도록 적절히 배치하지 않으면 안 된다는 불편함이 있었다.

발명자들은, 이와 같이 타격의 순간을 검지하지 않아도, 각 센서의 수신의 시간차를 이용하면 위치의 검출이 가능하지 않을까 생각하였다. 그래서, 2개의 센서를 페이스부의 적절한 위치에 배치하고, 2개의 센서쌍의 진동파 수신 신호를 비교하였다.

수신 신호의 크기는, 각 센서 사이에서 큰 차이는 없으며, 어떤 일정한 전압 레벨로 각 센서의 진동파 도달 시각을 비교한 바, 타격점 P에 가까운 쪽의 센서 A가 먼저 진동파를 수신하고(도 2의 t1), 이 수신 시각으로부터 또 하나의 센서 B가 수신할 때까지의 시각(도 2의 t2)의 시간차 △t=t2-t1은, 타격점 P로부터 A까지의 거리와 P로부터 B까지의 거리의 차에 거의 비례하는 관계가 있는 것을 알 수 있었다(도 7).

이것으로부터, 2세트의 센서쌍을 구성하고, 각 센서 위치를 적절히 하면, 당해 2세트의 센서쌍의 진동파 도달 시간차로부터 타격 위치의 거리차를 산출해내고, 2개의 거리차의 조건을 만족하는 2차원 평면형상의 타격 위치를 특정할 수 있는 새로운 지견을 얻었다.

그 실험 결과의 일례를 도 7에 나타낸다. 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 센서쌍의 선두 진동파 도달 시간차 △t와 센서쌍의 타격점으로부터의 거리차 △L은 거의 비례 관계에 있으며, 다음 식으로 관련지어지는 것이 명확해졌다.

△L=△t×k+q

여기에서, k는 진동파의 전파 속도에 상당하는 계수이며, q는 페이스부 구조나 센서 구조 등에 의해 생기는 상수이다.

여기에서, 검지한 2개의 거리의 차를 만족하는 2차원 평면 상의 위치를 특정하기 위해서는, 통상, 수학적으로 타격 위치 P의 좌표와 센서의 좌표로부터 거리의 차를 나타내는 수식을 구하고, 이 수식에 실제로 검지한 거리차를 대입하여, 얻어진 2개의 방정식으로부터 타격 위치를 산출하는 방법을 생각할 수 있다.

발명자들도 본 방법을 검토하였지만, 연산식이 복잡하고, 골프 클럽에 탑재하는 마이크로컴퓨터로 계산하기 위해서는 상당히 시간이 걸리는 데다 연산에 의한 오차도 커지는 것을 알 수 있었다. 그래서, 미리 페이스부의 각 점의 2세트의 센서쌍으로부터의 거리차 △L1, △L2를 구해 두고, 이것을 마이크로컴퓨터의 메모리에 기억하여, 실제의 타격으로부터 검지한 시간차로부터 구한 거리차 △Lp1 및 △Lp2와 기억하고 있는 거리차가 가장 근사한 점을 타격 위치로 판정하는 수법을 고안하였다.

「거리차가 가장 근사한 점」의 검출은, 다음 수식의 값을 반복하여 연산에 의해 구하고, 그 결과가 최소가 된 좌표 P를 탐색함으로써 간단히 검지할 수 있었다.

(△L1-△Lp1)²+(△L2-△Lp2)²

실제로 실험에 사용한 골프 클럽은, 페이스부가 약 50mm×80mm였다. 이 면 상에 세로와 가로 각각 2mm마다 격자형상으로 점을 1000개 취하고, 각 점의 센서쌍으로부터의 거리차 △L1, △L2를 마이크로컴퓨터의 메모리에 기억하였다.

센서의 배치 장소에도, 많은 실험적 검증과 연구를 행하였다. 실험에 의해, 타격 위치가 센서의 극히 근방인 경우는 센서와 떨어진 위치인 경우에 비교하여 검지한 거리차의 오차가 타격 위치의 판정에 주는 영향이 큰 것을 알 수 있었다. 통상, 타격 위치는 중앙부에 집중되고, 이용자는 특히 중앙부에서 정밀도 좋게 타격 위치를 파악하고 싶다는 욕구가 있다.

이것으로부터, 센서는, 페이스부의 주변부 부근에 설치한 쪽이 전체 특히 중앙부 부근에서 정밀도 좋게 검지할 수 있는 것이 판명되었다. 또한, 주변부의 특히, 페이스부의 역사다리꼴형상의 4개의 꼭지점 부근에 배치함으로써, 타격 위치의 정밀도가 향상하고, 또한 타격 시의 강한 충격을 피해 파손의 확률을 저감할 수 있는 것을 알아내었다.

또, 2세트의 센서쌍을 연결하는 직선의 교차 각도가 페이스부의 중앙 부근에서 90도에 가까운 각도로 교차되도록 배치하는 쪽이 중앙부의 정밀도가 높은 것도 알아내었다. 4개의 센서를 이와 같이 배치하였다. 배치에 있어서는, 극히 강한 충격에 견디고 또한 미리 설정한 위치에 정확하게 고정하기 위해, 소정의 위치에 직경이 10mm이며 길이 2mm인 원통형상의 금구를 용접해 두고, 이것에 고무에 접착한 센서를 부착하였다.

신호 처리부에 설치한 전자 회로부에서 센서 신호의 증폭과 미리 설정한 도달 시각 판정 전압 레벨(임계치)의 비교를 행하고, 또 별도 설치한 타이머부에서 도달 시점의 타이머치를 기억하여, 쌍으로 한 센서간의 시간차를 구하였다.

시간차 △t와 거리차 △L의 관계는 미리 실험으로 구해 두었다. 도 7은 그 예인데, 이 경우,

△L=0.46△t+6.1

과 같은 변환식에 의해, 시간차로부터 거리차를 연산하였다.

시간차를 구하고, 그 결과로부터 타격 위치를 연산 처리하는 마이크로컴퓨터에는, 르네사스 테크놀로지사제의 16비트 원칩 마이크로컴퓨터 H8/3694를 사용하였다. 전원은 전지 구동이며, 마이크로컴퓨터의 전원 전압은 승압 회로에 의해 3.6V로 하였다. 마이크로컴퓨터의 동작 발신 주파수는 10MHz이다. 제작한 검출 장치에서는, 타격 시각 검지로부터 타격 위치를 판정할 때까지의 처리 시간은 약 80밀리초였다.

제작한 골프 클럽에 의해 실제로 시타하였다. 도 8, 도 9, 도 10, 도 11, 도 12는 그 실험 결과의 일례이다.

각 도면의 좌표는 페이스부의 중앙(스위트 스폿)을 원점으로 하여, 수평 방향(스윙 자세로 클럽을 지면에 붙였을 때의 페이스부 상의 수평면 방향)을 X축, 수직 방향(지면과 직각 방향)을 Y축으로 한 직교 좌표계로 나타내고 있다. 도면과 같이, 페이스부 전체에 걸쳐 거의 5mm 이하의 정밀도로 타격 위치를 검출할 수 있는 것을 확인하였다.

시타는, 해머에 의한 테스트, 로봇에 의한 스윙, 프로골퍼에 의한 실천적인 스윙의 각 시험을 실시하였다. 페이스부에 타격점을 알 수 있도록 감압 시트를 부착하고, 시트에 표시된 볼의 타격 흔적의 상 중앙을 타격 위치로 하였다. 헤드 스피드는, 20m/s로부터 50m/s의 범위에서 시험하였다. 그 결과, 본 발명에 의한 타격 위치 검지 방법에서, 페이스부 전체에 걸쳐 거의 5mm 이하의 오차 범위 내에서 타격 위치를 특정할 수 있는 것을 확인하였다.

실시예 2

또, 실제의 골프 연습자를 관측한 결과, 연습자는 단지 스윙하여 타격할 뿐만 아니라, 처음에 연습 스윙(볼에 맞히지 않고, 단지 스윙하는 행위)하는 경우나, 클럽으로 볼을 튀기는 등, 볼의 타격 이외에 다양한 동작을 하는 것을 알 수 있었다. 그래서, 본격적으로 스윙한 경우에만 타격 시점을 검지할 필요가 있다고 생각하였다.

발명자들은, 3축의 가속도 센서를 장착하여, 가속도 센서에 의해 헤드 스피드를 검출함과 더불어, 헤드 스피드가 10m/s를 초과하였을 때를 본격적인 타격 스윙이라고 판정하는 컴퓨터프로그램을 작성하여, 이에 의해 자동적으로 진동파 도달 검지 회로 및 마이크로컴퓨터를 타격 위치 검출 모드로 설정하고, 그 후의 타격에 의한 타격 위치 검출 결과만 표시하도록 프로그램을 작성하였다.

또한, 타격 위치의 표시는, 반사형의 도트 매트릭스의 LCD 표시기에, 페이스부의 이미지를 표시하고, 또한 타격 위치라고 판정한 위치에 동그라미를 전부 칠해 ●를 표시함으로써 표현하였다. 표시기의 외형 치수는, 세로 46mm, 가로 22mm이며, 샤프트의 그립의 아래(그립의 클럽측)에 고정하였다. 이 부근에서의 그립의 직경은 약 20mm이며, 거의 샤프트와 동일한 크기로 하였다. 이 결과, 표시부는 형상으로서도 위화감이 없고, 또 골프백에 투입해도 파손될 우려도 적은 형상이 되었다.

또, 검출한 타격 위치가, 비거리가 큰 스위트 스폿 부근인 경우에 득점을 높게 하고, 페이스부 주변부에 가까울수록 낮은 득점으로 한 득점 표시를 마련하였다. 득점은, 위치에 따라 0점으로부터 100점의 범위로 하였다. 이렇게 함으로써 연습자는, 정확하게 페이스부의 중앙부에서 타격하는 연습의 자신의 기술 향상도를 「득점」이라는 인식하기 쉬운 형태로 파악할 수 있었다.

또, 득점의 변화를 의식함으로써, 향상심을 계발할 수 있다는 이용자의 평가를 얻었다. 또, 가속도 센서에 의해 검지한 헤드 스피드의 표시와 더불어, 타격 위치와 헤드 스피드로부터 추정되는 볼의 비거리를 표시하도록 하였다. 이 타격 위치와 헤드 스피드와 비거리의 관계는 실제로 본 발명에 의해 타격 위치를 정확하게 검지할 수 있음으로써 비로서 그 가치를 발휘할 수 있었던 것이다.

「타격 위치를 파악할 수 있으면…」이라는 가정에 의거하여, 비거리의 표시가 산업적으로 유효하다는 주장을 해도, 이전에는 완전히 무의미한 소망으로밖에 지나지 않았지만, 본 발명에 의해, 타격 위치가 정확하게 검지 가능해져, 그것에 의거한 비거리의 표시에 의해, 비로서 비거리를 이용자에게 유익한 정보로서 제공할 수 있는 것에 성공하였다.

실시예 3

실시예 1에 있어서, 발명자들은, 콘덴서 마이크로폰과 같은 정전 용량식 센서를 본 목적에 적합한 특성으로 한 것을 이용하였다. 이것은, 선두 진동파를 정확하게 검지할 수 있는 것이지만, 동일한 성능을 갖는 센서이면 다른 센서를 이용할 수는 있다. 바람직한 예로서, 마이크로폰을 이용하였지만, 다른 센서로서, 쌍이 되는 센서가 감도가 높은 것으로, 시간차를 검출할 수 있는 것이라면, 그것을 이용할 수 있다. 센서로서는, 모두는 아니지만, 당업자라면, 감도가 높은 것을 적절히 선택 가능하다. 예를 들면, 응답이 빠른 압전 센서 등도 사용할 수 있으며, 본 발명의 범위에 포함된다. 또, 진동파를 검지하는 센서와 페이스부의 사이에 천연고무를 주성분으로 하는 탄성체를 설치하였지만, 센서 자체가 충격에 견디는 구조로 되어 있으면, 반드시 별도 탄성체를 설치하지 않아도 동일한 결과가 얻어지는 것이며, 본 발명의 범위에 포함된다.

동일하게, 센서를 고정하는 접착제가 탄성체의 효과를 발휘하는 재료로 한 경우도 동일한 효과가 얻어지며, 본 발명의 범위에 포함된다. 또, 페이스 표면에 어떠한 표면 처리 재료를 도막하여, 타격의 충격을 완화하도록 처리해도 되며, 본 발명의 범위에 포함된다.

또, 실시예에서는, 선두 진동파의 파형을 미리 설정한 전압(임계치)으로 비교하여, 이 값을 초과한 시점을 도달 시간으로서 검지하는 방법을 이용하였지만, 진동파의 파형이 처음으로 가파르게 변화하는 시점을 도달 시간으로서 검지하도록 변경해도 된다. 예를 들면, 센서의 신호를 미분 처리하고 그 출력이 처음으로 크게 얻어지는(바꿔 말하면 일정치 이상이 되는) 시점을 선두 진동파 도달 시각으로 해도 되며, 본 발명의 범위에 포함된다.

실시예 1에서는, 2세트의 센서쌍의 도달 시간차로부터 2차원의 좌표 위치를 구하였지만, 3세트의 센서쌍을 구성하고, 그들의 도달 시간차로부터 3차원의 좌표 위치를 구하는 것도 가능하다. 이것도, 본 발명의 개념과 동일하며, 본 발명의 범위에 포함된다.

또, 실시예에서는 미리 각 점에 대해, 2세트의 센서쌍으로부터의 거리차를 기억해 두고, 검지 결과가 이것과 근사한 점을 탐색하는 수단을 이용하였지만, 물론 수식적으로 해를 계산하여 타격 위치를 얻는 수단도 적용할 수 있고, 또한 그 수식을 간이한 수식으로 근사하여 구하는 수단도 있으며, 본 발명의 범위에 포함된다.

또한, 검출 결과와 근사한 점의 탐색에 있어서, 검지한 거리차가 가장 근사한 점과 그 근방점의 근사 정도를 계산으로 구하고, 근사의 정도에 따라 가장 근사한 점과 그 근방점의 사이를 타격 위치로 결정하는 수단도 가능하며, 본 발명의 범위에 포함된다.

혹은, 거리차를 기억하는 것이 아니라, 미리 각 점의 시간차를 측정한 결과(또는 거리차로부터 시간차로 변환 연산한 결과)를 기억해 두고, 검지한 시간차와 기억하고 있는 시간차가 일치하는 점을 탐색하도록 변경해도 되며, 본 발명의 범위에 포함된다.

또, 실시예에서는, 미리 2세트의 센서쌍으로부터의 거리차를 기억해 둔 점을 페이스부의 수평 방향 및 수직 방향에 대해 각각 2mm 간격을 둔 격자형상의 점을 선정하고, 각 점에서의 시간차를 마이크로컴퓨터 기억하여 좌표 위치를 검지하였다. 기억 용량을 크게 하면, 물론 2mm보다 상당히 작은 피치의 격자점을 기억할 수 있으며, 피치를 작게 하면 할수록 탐색 정밀도(검지 정밀도)를 높일 수 있다.

또, 반드시 페이스부 전체에 균일한 밀도로 기억하는 점을 선택할 필요는 없으며, 예를 들면 중앙 부근에서 기억하는 점을 많이 선택하여 중앙부에서의 정밀도를 향상시키도록 변경해도 된다. 또, 기억해 둔 좌표점을, 수평 방향 및 수직 방향과 같은 직교 좌표계의 점으로 하지 않고, 페이스부의 중심을 원점으로 하는 극좌표계로 나타내는 동심원형상의 점으로 해도 된다. 이들의 미리 기억하는 점의 선정 방법도 본 발명의 범위에 포함되는 것이다.

실시예 4

본 발명의 다른 실시예를 도 14에 나타낸다. 본 실시예에 있어서의 타격 위치 검출 장치(50)가, 전술한 타격 위치 검출 장치(1)와 상이한 점은, 마이크로폰 센서(104, 105, 106, 107)가 출력한 전기 신호를 무선 송신하는 송신부(51)와, 골프 클럽(2)과는 독립적으로 설치되어 상기 전기 신호를 수신하는 수신부(52)를 더 구비하고 있는 점이다. 수신부(52)는, 안테나(53)를 통해 송신부(51)로부터 송신된 신호를 수신한다. 이 경우, 타격 위치를 표시하는 표시부(54)는, 수신부(52)와 일체로 형성되어 있다. 또, 수신부(52)는 리셋 버튼(18)을 갖고 있다. 연산부(9)는, 수신부(52)에 설치해도 되고, 송신부(51)에 설치해도 된다. 도 14에는, 헤드부 모식 화상(60)과, 그 위에 겹쳐 표시된 타격 위치 표시 심벌(61)(도시의 예에서는 "+")도 나타내고 있다.

실시예 5

도 15에는, 또한, 상기 수신부(52)를, 손목시계형 수신부(52A)로 한 실시예를 나타낸다. 이 경우, 표시부(54A)는 약간 작아지지만, 항상 가까이에 있으므로 시인성(視認性)이 좋다. 손목시계형 수신부(52A)도 리셋 버튼(18)을 갖고 있다. 도 15에는, 헤드부 모식 화상(60)과, 그 위에 겹쳐 표시된 타격 위치 표시 심벌(61)(도시의 예에서는 "+")도 나타내고 있다.

또한, 상기의 실시예에서는, 페이스부에 있어서 사다리꼴의 4개의 꼭지점 근방에 마이크로폰 센서(진동파 센서)를 설치한 구성으로 하고 있지만, 페이스부 중앙을 원점으로 한 수평 방향을 X축, 수직 방향을 Y축으로 한 경우의 (-A, 0)(+A, 0) 위치의 2개의 센서를 페어, (0, +B)(0, -B) 위치의 2개의 센서를 페어로 한 4개의 센서를 설치하고, 전자의 페어에서 수평 방향 위치, 후자의 페어에서 수직 방향 위치를 독립적으로 검지하도록 구성해도 된다.

또, 상기의 실시예에서는, 진동파 센서의 신호로부터 구한 거리차 △L의 값과 기지의 △L을 비교하여 가장 가까운 점을 타격 위치로서 출력하는 방법을 이용하였지만, 기지의 △L을 이용하지 않고, 수식 연산에 의해 타격 위치를 직접 추정하는 것도 가능하다.

본 발명은, 골프 클럽 제조 산업, 스포츠 용구 제조 산업에 특히 도움이 된다. 용구의 검정 기기로서도 사용할 수 있다.

1, 50 : 타격 위치 검출 장치
2 : 골프 클럽
121 : 그립부
120 : 샤프트
5 : 헤드부
103 : 페이스부
103a : 타격면
103b : 이면
104, 105, 106, 107, 116 : 진동파 센서(마이크로폰 센서)
9 : 연산부
54, 54A, 122 : 표시부
124 : 전지(전원)
12, 16 : 가속도 센서
18 : 리셋 버튼
51 : 송신부
52, 52A : 수신부
53 : 안테나
60 : 헤드부 모식 화상
61 : 타격 위치 표시 심벌
117 : 탄성체 형상물
119 : 센서 고정용 기둥형상물

Claims

그립부를 갖는 샤프트와, 타격면과 이면을 갖는 페이스부를 구비하고 상기 샤프트의 선단에 부착된 헤드부를 구비한 골프 클럽과 ;
상기 페이스부의 상기 이면측에 배치되고 또한 상기 헤드부에 고정되며, 상기 페이스부로의 타격에 의해 생기는 진동파에 따른 전기 신호를 출력하는 복수의 진동파 센서와 ;
볼의 타격에 의해 상기 페이스부에 생기는 진동파의 상기 복수의 진동파 센서에 있어서의 각 도달 시각을 상기 전기 신호에 의거하여 검출하고, 상기 복수의 도달 시각의 차에 의거해 상기 페이스부에 있어서의 볼의 타격 위치를 산출하여 타격 위치 신호로서 출력하는 연산부와 ;
상기 연산부가 출력한 상기 타격 위치 신호에 의거하여 상기 페이스부에 있어서의 타격 위치를 표시하는 표시부와 ;
상기 복수의 진동파 센서와 상기 연산부와 상기 표시부에 급전을 행하는 전원을 구비하는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
3개 이상의 상기 진동파 센서를 구비하고, 상기 연산부는, 상기 진동파 센서의 2개를 한쌍으로 하여 상기 도달 시각의 차를 검출하며, 2쌍 이상의 상기 진동파 센서에 의해 얻어지는 상기 도달 시각의 차에 의거하여 상기 타격 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 연산부는,
(1) 상기 진동파 센서의 제1쌍이 상기 진동파의 도달을 검지한 시각의 차를 △T1로 하고,
(2) 상기 진동파 센서의 제2쌍이 상기 진동파의 도달을 검지한 시각의 차를 △T2로 하고,
(3) 상기 연산부에 미리 기억하고 있는 진동 전파 상수를 a, b, c, d로 하여,
(4) 상기 제1쌍의 각 진동파 센서로부터 가상 타격 위치까지의 거리의 차 △L1로서,
△L1=a×△T1+b를 산출하고,
(5) 상기 제2쌍의 각 진동파 센서로부터 상기 가상 타격 위치까지의 거리의 차 △L2로서,
△L2=c×△T2+d를 산출하고,
(6) 상기 페이스부 상의 타격 위치를 구하고 싶은 모든 영역의 각 위치 P에 대해, 미리 구해 둔 상기 제1쌍의 각 진동파 센서로부터의 거리차를 △Lp1로 하고,
(7) 상기 페이스부 상의 타격 위치를 구하고 싶은 모든 영역의 각 위치 P에 대해, 미리 구해 둔 상기 제2쌍의 각 진동파 센서로부터의 거리차를 △Lp2로 하고,
(8) 하기 식에 의해 위치 Ps를 구하고,
Ps=min{(△Lp1-△L1)²+(△Lp2-△L2)²}
여기에서, 연산자 min { }는, { } 안의 값이 최소가 되는 위치 P를 나타내며,
위치 Ps를 상기 타격 위치로 하는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 페이스부의 상기 타격면이 사다리꼴이며, 4개의 상기 진동파 센서가, 상기 사다리꼴의 4개의 꼭지점에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 사다리꼴의 대각선이, 상기 페이스부의 중앙부에서 직교하는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 4개의 진동파 센서 중 1개가 동작 불량이 된 것을 검지하는 동작 불량 검지부를 구비하고, 상기 연산부는, 상기 동작 불량 검지부에 의해 상기 진동파 센서 중 1개가 동작 불량이 된 것이 검지된 경우에, 나머지 3개의 상기 진동파 센서를 2쌍으로 하여 상기 타격 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 진동파 센서는, 점탄성체 형상물, 또는 탄성체 형상물, 또는 점탄성체 형상물과 탄성체 형상물을 통해 상기 페이스부의 이면에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 진동파 센서는, 상기 페이스부에 수직으로 고정되고 또한 내부가 공동인 기둥형상물에 의해 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 샤프트의 위치, 각도, 속도, 가속도, 및, 상기 헤드부의 속도, 가속도로 이루어지는 군으로부터 선택된 1개 이상의 물리량을 계측하는 계측부를 구비하고,
상기 연산부는, 상기 계측부가 계측한 1개 이상의 상기 물리량이 미리 설정된 소정치에 도달한 경우에 기동하는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 헤드부의 속도를 검지하는 헤드 속도 측정부를 구비하고,
상기 연산부는, 상기 타격 위치와 상기 헤드 속도로부터 타격된 골프 볼의 비거리를 산출하며, 상기 표시부는, 상기 비거리를 표시하는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 표시부는, 상기 헤드부의 모식도 상에 소정의 심벌을 이용하여 타격 위치를 표시하는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 연산부는, 상기 타격 위치가 상기 페이스부의 스위트 스폿 또는 비거리가 큰 영역에 가까울수록 높아지는 득점을 산출하고, 상기 표시부는, 상기 득점을 표시하는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 표시부는, 상기 심벌을 점멸시키는 기능을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 연산부는, 상기 타격 위치 신호를 기억하는 메모리 기능을 갖고, 요구에 따라 과거의 타격 위치를 상기 표시부에 표시시키는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 진동파 센서는 스윙 시에 자동적으로 측정 상태가 되고, 상기 표시부는, 스윙 시에 자동적으로 표시 화면이 전환되며 또한 소거된 화상을 원래대로 되돌리는 리셋 버튼을 갖는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 샤프트 및 상기 헤드부의 일부는 발전 소자로 덮여 있으며, 상기 발전 소자는, 상기 복수의 진동파 센서 및 상기 표시부에 필요한 전력의 일부를 공급하도록 전기 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 진동파 센서가 출력한 상기 전기 신호를 무선 송신하는 송신부와 ;
상기 골프 클럽과는 독립적으로 설치되어 상기 전기 신호를 수신하는 수신부를 더 구비하고,
상기 연산부 및 상기 표시부는, 상기 골프 클럽과는 독립적으로 배치되어 상기 수신부에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치.
그립부를 갖는 샤프트와, 타격면과 이면을 갖는 페이스부를 구비하고 상기 샤프트의 선단에 부착된 헤드부를 구비한 골프 클럽을 이용하여 볼을 타격하는 공정과 ;
상기 볼의 타격에 의해 상기 페이스부에 생기는 진동파가, 상기 페이스부의 상기 이면측에 배치되고 또한 상기 헤드부에 고정된 복수의 진동파 센서에 도달하는 각 시각을 검출하는 공정과 ;
연산부가, 상기 진동파의 각 도달 시각의 차에 의거해 상기 페이스부에 있어서의 상기 볼의 타격 위치를 산출하여 타격 위치 신호로서 출력하는 공정과 ;
상기 타격 위치 신호에 의거하여 상기 페이스부에 있어서의 타격 위치를 표시하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 방법.
청구항 18에 있어서,
상기 복수의 진동파 센서는 3개 이상 설치되고, 상기 도달 시각의 차의 검출은, 상기 진동파 센서의 2개를 한쌍으로 하여 2쌍 이상의 상기 진동파 센서에 대해 행하며, 상기 타격 위치의 산출은, 하기 순서로 행하는 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 방법.
(1) 상기 진동파 센서의 제1쌍이 상기 진동파의 도달을 검지한 시각의 차를 △T1로 하고,
(2) 상기 진동파 센서의 제2쌍이 상기 진동파의 도달을 검지한 시각의 차를 △T2로 하고,
(3) 상기 연산부에 미리 기억하고 있는 진동 전파 상수를 a, b, c, d로 하여,
(4) 상기 제1쌍의 각 진동파 센서로부터 가상 타격 위치까지의 거리의 차 △L1로서,
△L1=a×△T1+b를 산출하고,
(5) 상기 제2쌍의 각 진동파 센서로부터 상기 가상 타격 위치까지의 거리의 차 △L2로서,
△L2=c×△T2+d를 산출하고,
(6) 상기 페이스부 상의 타격 위치를 구하고 싶은 모든 영역의 각 위치 P에 대해, 미리 구해 둔 상기 제1쌍의 각 진동파 센서로부터의 거리차를 △Lp1로 하고,
(7) 상기 페이스부 상의 타격 위치를 구하고 싶은 모든 영역의 각 위치 P에 대해, 미리 구해 둔 상기 제2쌍의 각 진동파 센서로부터의 거리차를 △Lp2로 하고,
(8) 하기 식에 의해 위치 Ps를 구하여 상기 타격 위치로 한다.
Ps=min{(△Lp1-△L1)²+(△Lp2-△L2)²}
여기에서, 연산자 min { }는, { } 안의 값이 최소가 되는 위치 P를 나타낸다.
골프 클럽의 페이스부라고 불리는 타격면의 최외주 또는 윤곽부 부근의 배부(背部)인 페이스부 이면측에 골프 볼을 타격하였을 때에 발생하는 진동파를 포착하는 센서를 3개 이상 설치하고 ;
이들 센서의 임의의 2개를 하나의 센서쌍으로 하고 또한 당해 2개 중 어느 하나와 다른 1개의 조합이나 또는 당해 2개 이외의 2개의 센서의 조합을 또 하나의 센서쌍으로 하여 이들 2세트의 센서쌍에 있어서, 각각 쌍을 이루는 센서로의 볼 타격에 의한 진동파의 도달의 시간적 미차를 산출하는 연산 처리부를 설치하며 ;
각각의 센서쌍의 시간적 미차로부터 타점 위치를 계산하는 연산 기능을 갖는 마이크로컴퓨터를 설치하고 ;
상기 페이스부의 근사적 외형과 타격 위치를 동시 표시하는 표시부를 상기 골프 클럽의 샤프트에 설치하며 ;
상기 마이크로컴퓨터를 위한 전원부를 설치한 것을 특징으로 하는 타격 위치 검출 장치의 제조 방법.