JP2007130071A - ゴルフボールの性能評価システム - Google Patents

Abstract

【課題】ゴルフボールの性能を総合的かつ正確に評価することができるゴルフボールの性能評価システムを提供する。
【解決手段】ゴルフクラブ４４よって打ち出された直後のゴルフボール４０の運動特性を測定し解析する初期特性解析部１０と、ゴルフクラブよって打ち出されたゴルフボールが飛翔する弾道９０上におけるゴルフボールの運動特性を測定し解析する弾道特性解析部２０とを具備するゴルフボールの性能評価システムとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゴルフボールの性能評価システムに関し、さらに詳述すると、ゴルフクラブよって打ち出された直後のゴルフボールの運動特性に加え、このゴルフボールが引き続き放物線を描いて飛翔する弾道（軌道）上における当該ゴルフボールの運動特性を測定して解析するゴルフボールの性能評価システムに関する。

従来、ゴルフボールの飛び特性（飛翔特性）に関しては、ゴルフボールの打ち出し直後における速度（初速度）、角度（打ち出し角度）、スピン量等の諸特性をゴルフクラブを用いた実打によって測定し評価することが行われ、必要によっては、上記諸特性を用いて打球の弾道と飛距離などをシミュレーションによって算出することが行われていた（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−２０６４５１号公報

しかし、前述した従来のシステムで測定する打ち出し直後におけるゴルフボールの諸特性は、打ち出されたゴルフボールの飛距離が１ｍにも満たない著しく近距離内での初期運動特性であるから、例えば打球の打撃位置から着地点までの距離が２１０ｍ（約２３０ヤード）であったとすると、着地点までの弾道の形状、ゴルフボールの挙動などを上記ゴルフボールの初期運動特性から推測することは困難であり、特に、弾道上の高い位置におけるゴルフボールの挙動を正確に把握することはできなかった。

一方、ソリッドゴルフボールの飛び特性は、主としてゴルフボールを構成するコア部分およびカバー部分の反発特性と、カバーに形成されたディンプルに起因する空力特性とに大きく依存することが知られている。優れた飛び特性を有するゴルフボールは、それに見合った弾道を描いて飛翔すると考えた場合、ゴルフボール構成材料の物性に基づく反発特性およびディンプル配置などの表面形状に基づく空力特性が、打ち出された直後のゴルフボールの運動特性と、弾道上のピーク位置を含むその前後のゴルフボールの運動特性に対しどのように作用するかを把握する必要があり、そのためには上記２つの運動特性を同時に測定し解析する必要があった。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、打ち出された直後におけるゴルフボールの運動特性と、飛翔する弾道上におけるゴルフボールの運動特性とを各々の測定部によって続けて測定し、出力された情報を解析することにより、ゴルフボールの性能を総合的かつ正確に評価できるようにしたゴルフボールの性能評価システムを提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するため、ゴルフクラブよって打ち出された直後のゴルフボールの運動特性を測定し解析する初期特性解析部と、前記ゴルフクラブよって打ち出されたゴルフボールが飛翔する弾道上における当該ゴルフボールの運動特性を測定し解析する弾道特性解析部とを具備することを特徴とするゴルフボールの性能評価システムを提供する。

本発明において、初期特性解析部では、ゴルフクラブよって打ち出された直後のゴルフボールの運動特性として、例えば、初速度、打ち出し角度（水平線に対する上方向角度、基準線に対する左右方向角度）、バックスピン量、サイドスピン量等を測定し解析することができる。

また、本発明において、弾道特性解析部では、弾道上におけるゴルフボールの運動特性として、例えば、弾道上の任意の位置における打球の速度、水平ラインに対する打球の打ち出し角度および落下角度を含む弾道の角度、水平ラインからの最大高さを含む任意位置における打球の高さ、左右方向の打球の打ち出し角度および最大偏りを含む左右方向の偏り量（距離）、弾道上におけるゴルフボールの各種スピン（バックスピンおよびサイドスピン）、打球の飛距離、打球の飛行時間等を測定し解析することができる。

本発明に係るゴルフボールの性能評価システムによれば、ゴルフクラブによって打ち出され、飛翔するゴルフボールについて、打ち出し直後における初期諸特性と、弾道上の任意の位置における諸特性とを各々の測定部によって続けて測定し、出力された情報を解析することにより、ゴルフボールの性能を総合的かつ正確に評価することが可能である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は下記例に限定されるものではない。図１は本発明に係るゴルフボールの性能評価システムの一例を示す概略斜視図であり、図２は同システムの表示部を除いた部分を示す概略正面図である。

図１および図２において、１０は初期特性解析部を示す。初期特性解析部１０は、センサ手段１２と、打球の方向にカメラが２台ほぼ水平に並べて設置された撮影手段１４と、撮影結果を解析し表示する特性解析手段１６とを具備する。そして、センサ手段１２、撮影手段１４および特性解析手段１６は、図示を省略しているが、電気的に接続されている。また、図１および図２において、２０は弾道特性解析部を示す。弾道特性解析部２０は、レーダー送受信手段２２と、表示手段２４とを具備し、図示を省略しているが、両者は電気的に接続されている。さらに、打球の仰角測定部３０は、本例のシステムにおいて付加的に用いることができる。

まず、初期特性解析部１０について述べると、図１および図２において、ゴルフボール４０がティ４２上にセットされている。そして、このセットされたゴルフボール４０の飛球線後方に、スイングされたゴルフクラブ４４のヘッドの通過を検知するセンサ手段１２が配置されている。センサ手段１２には、ｍ１の間隔（約７０ｍｍ）をおいて、光学式の発光部および受光部よりなる第１センサ１２ａと第２センサ１２ｂとがセットされている。第２センサ１２ｂとティ４２との間の距離ｍ２は約４０ｍｍである。

また、初期特性解析部１０には、ゴルフクラブ４４によるインパクト後、打球の初期運動特性を測定するため、撮影手段１４において、図３に示す放物線を描いて飛翔するゴルフボールの弾道における極初期部分のゴルフボールの挙動を撮影するカメラが２台横向きにセットされている。すなわち、ティ４２から５０〜３００ｍｍの距離ｍ４をおいた位置に第１カメラ１４ａ、第１カメラ１４ａから６０〜２５０ｍｍの距離ｍ５をおいた位置に第２カメラ１４ｂがそれぞれセットされている。これらカメラとしては、１／１０，０００〜２００，０００秒のシャッタースピードを有するＣＣＤカメラが好ましく、またそれぞれストロボ１４ｃ、１４ｄを併設することが好ましい（ストロボは図２のみに図示）。

次に、図１および図２ならびに図４に示す作動図を用いて初期特性解析部１０による計測方法を説明する。まず、第１センサ１２ａおよび第２センサ１２ｂがゴルファーによってスイングされたゴルフクラブ４４のヘッド通過を検知すると、通過時間ｔ１を検知し、両センサ１２ａ、１２ｂ間の距離ｍ１との関係より、ヘッドスピードが計測される。次いで、第２センサ１２ｂによる信号を受けて、第１カメラ１４ａ、第２カメラ１４ｂおよびこれらのストロボ１４ｃ、１４ｄに対しトリガー出力ＳＴが作用する。トリガー出力ＳＴは、適用するヘッドスピードを、例えば複数予め測定しておき、これらヘッドスピードに対応するディレイタイムｔ２および両カメラ１４ａ、１４ｂのシャッター間隔ｔ３をセットする。両カメラ１４ａ、１４ｂによって撮影された映像は、特性解析部１６のモニタ画面１８に映し出される。

次に、ゴルフボールの初期運動特性解析方法について述べる。ゴルフボールの初速度は、打球が第１カメラ１４ａおよび第２カメラ１４ｂを通過した時間ｔ３と、これらカメラ１４ａ、１４ｂ間の距離ｍ５との関係より計測される。ゴルフボールの打ち出し角度（水平線に対する上下方向）、バックスピン量、サイドスピン量については以下のとおりである。

図５は、ゴルフボールを打ち出したとき、特性解析部１６のモニタ画面１８に映し出された打球を示す。モニタ画面１８の第１部分６０に第１カメラ１４ａで側方からとらえた打球、第２部分６２に第２カメラ１４ｂで側方からとらえた打球がそれぞれ映し出され、第３部分６４に計測値が表示される。ゴルフボール４０の表面には、この実施形態においては、二等辺三角形のマークＭが施されている。マークＭの色は、ゴルフボールの色（通常は白色）から際だたせるため、黒色またはこれに類する暗色が好ましい。

本例の初期運動特性解析方法においては、モニタ画面１８の第１部分６０および第２部分６２に映し出された映像に関し、モニタ画面１８内から２値価手法（白／黒）によって黒区域の背景から白部分であるゴルフボール４０の外形を抽出する。次いで、抽出されたゴルフボール４０の外形内のマークＭ（黒色）を同様の２値価手法によって抽出する。

上記処理が終了したら、マークＭの主軸（高さを含む延長線）を求め、さらにこの主軸から垂直にサーチし、黒から白に変化する変化点を求める。この垂直サーチによる黒から白への変化点の検索は主軸に沿って行われ、その結果からこれらの変化点の点列を通る直線、すなわち２つの斜辺が求められる。次いで、黒ブロック（マークＭ）外に２斜辺の中線と垂直に交わる基線を設定し、ここからブロック側にサーチして底辺を求める。斜辺や底辺を求める場合、球面による湾曲を考慮し、曲線近似で求めるのがよい。

上記画像処理により三角形、すなわちマークＭを設定したら、３辺から３頂点を求め、第１頂点Ａ１、第２頂点Ａ２、第３頂点Ａ３を決める。そして、モニタ画面１８の第１部分６０と第２部分６２に映し出された映像から、ゴルフボール４０を半径１の単位球としたときの第１頂点Ａ１、第２頂点Ａ２、第３頂点Ａ３の３次元ベクトルを求め、モニタ画面１８の第１部分６０から第２部分６２への移動に基づいてゴルフボール４０の回転軸ベクトルを求め、この回転軸ベクトルと各頂点の位置のベクトルとのベクトル演算を行ってゴルフボールの回転量を求める。回転軸ベクトルと回転量が求まると、ゴルフボール４０のバックスピン量およびサイドスピン量を求めることができる。

また、モニタ画面１８の第１部分６０と第２部分６２のゴルフボール４０の上下方向の位置関係を測定することによって、カメラ１４ａ、１４ｂの相互間距離ｍ５（水平距離）との関係から、上方向への打ち出し角度を得ることができる。さらに、モニタ画面１８の第１部分６０と第２部分６２のゴルフボール４０の直径の大小に基づいて、打球の左右のブレ（左右の打ち出し角度）を測定することができる。

次に、弾道特性解析部２０による測定方法について述べる。弾道特性解析部２０は、レーダー送受信手段２２および表示手段２４を具備する。レーダー送受信手段２２は、本実施形態においては、打ち出されたゴルフボール４０に向かって電波を発信する発信器１個と、同ゴルフボール４０に当たって反射し返ってきた電波を受信する受信機３個を内蔵する。このレーダー送受信手段２２は、ティ４２上の例えば真後ろに距離ｍ３として約２０００ｍｍをおいてセットすることができる。一方、表示手段２４は、レーダー送受信手段２２と電気的につながり、データ演算機能を備えている。

本例では、打球による電波の反射を良くし、また打球の回転状態を検知しやすいように、例えば図６に示すように、複数のディンプル８０（本例では５個のディンプル）を直線状に連ね、これらディンプル８０内に金属系塗料８２を塗布することにより、ゴルフボール表面に電波の反射性に優れたマーク８４を設けることができる。この金属系塗料によるマーク８４は、前述した二等辺三角形のマークＭに加えて設けることができる。

レーダー送受信手段２２は、ティ４２上のゴルフボール４０および打ち出されたゴルフボール４０に向けて電波を発信するとともに、前記金属系塗料による直線状マーク８４によって反射した電波を受信する。これにより、図３に示す弾道９０において、ティへのゴルフボールセット位置９２に始まり、打ち出し直後から最高点位置９４を経て落下点９６に至る間、時々刻々変化するゴルフボールの位置を時間に対応して測定する。それによって、ゴルフボールの打ち出し直後の初速度から落下点９６に至る間の弾道上の任意の位置におけるゴルフボールの速度を算出することができる。

また、上述した打球に関する測定に先立ち、図３に示すように、レーダー送受信手段２２がフィールド上の水平ラインＸを独自に設定し、センターラインも設定する。それによって、設定した水平ラインＸに対する打球の打ち出し角度および落下角度を含む弾道の角度、弾道上におけるゴルフボールの水平ラインＸからの最大高さｈを含む任意位置における打球の高さを測定することができる。一方、設定した上記センターラインからの偏りとして左右方向の打球の打ち出し角度および最大偏りを含む左右方向の偏り量（距離）が算出可能である。

さらに、前述した金属系塗料による直線状マーク８４からの反射電波の検出によって、弾道上におけるゴルフボールの各種スピン（バックスピンおよびサイドスピン）を算出することができる。この場合、上記各種スピンは、弾道上におけるゴルフボールの各種挙動に対応して算出することが可能である。さらに、ゴルフボールセット位置９２からゴルフボール落下点９６までの飛距離ｄおよび飛行時間も算出可能である。

弾道特性解析部２０で測定し解析した弾道上におけるゴルフボールの運動特性は、表示手段２４のモニタ画面２６に表示される。

本実施形態では、必要に応じ、図１および図２に示す仰角測定部３０を用いることができる。仰角測定部３０は、カメラを内蔵し、カメラを打球の飛行線方向に関してはほぼティの位置に、上下方向に関してはほぼ人の眼の高さ位置にセットすることが好ましい。

仰角測定部３０は、打球音の音響によるトリガー信号、あるいは初期特性解析部による計測方法の箇所で述べたトリガー出力ＳＴを利用して撮影を開始することができる。時間とともに刻々変化する打ち出されたゴルフボールの映像は、電気信号に変換され、演算部を内蔵した表示部（図示せず）またはパーソナルコンピュータに送られ、モニタ画面上に弾道が表示されるとともに、弾道上における仰角（カメラ高さまたは人の眼の高さ位置における水平線に対する打球の上昇角度）、中心線に対する左右の角度（偏り）、上昇角速度、下降角速度等が撮影された映像信号から算出され、画面に表示される。

以上のようにして初期特性解析部１０、弾道特性解析部２０および仰角測定部３０によって得られたデータは、パーソナルコンピュータに集計されるとともに、必要なデータがゴルフボールおよびゴルフクラブ等の解析に対し活用し易い状態に処理して収納される。

本発明に係るゴルフボールの性能評価システムの一例を示す概略斜視図である。 同システムの表示部を除いた部分を示す概略正面図である。 ゴルフボールの弾道を示す説明図である。 図１のシステムの作動説明図である。 図１のシステムのモニタ画面の図である。 ゴルフボール表面に設けるマークの一例を示す概略図である。

符号の説明

１０ 初期特性解析部
１２ センサ手段
１４ 撮影手段
１６ 特性解析手段
２０ 弾道特性解析部
２２ レーダー送受信手段
２４ 表示手段
３０ 仰角測定部
４０ ゴルフボール
４４ ゴルフクラブ

Claims (3)

1. ゴルフクラブよって打ち出された直後のゴルフボールの運動特性を測定し解析する初期特性解析部と、前記ゴルフクラブよって打ち出されたゴルフボールが飛翔する弾道上における当該ゴルフボールの運動特性を測定し解析する弾道特性解析部とを具備することを特徴とするゴルフボールの性能評価システム。
2. 前記弾道特性解析部は、ゴルフボールに向けて電波を発信するとともに、当該ゴルフボールによって反射した電波を受信するレーダー送受信手段を具備することを特徴とする請求項１に記載のゴルフボールの性能評価システム。
3. 前記ゴルフクラブよって打ち出されたゴルフボールが飛翔する弾道の仰角を測定する仰角測定部をさらに具備することを特徴とする請求項１または２に記載のゴルフボールの性能評価システム。
   

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