CN101873879B - 打击位置检测装置、打击位置检测方法及打击位置检测装置的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种打击位置检测装置，其特征在于，包括：高尔夫球杆，其具备：具有握把部的长杆、包括具有打击面和背面的面部且安装于所述长杆前端的头部；多个振动波传感器，其配置于所述面部的所述背面侧且固定于所述头部，输出与对所述面部打击产生的振动波对应的电信号；运算部，其基于所述电信号检测出因球打击产生于所述面部的振动波到达所述多个振动波传感器的各到达时刻，并基于所述多个到达时刻之差计算出所述面部的球的打击位置并作为打击位置信号输出；显示部，其基于所述运算部输出的所述打击位置信号来显示所述面部的打击位置；电源，其向所述多个振动波传感器、所述运算部及所述显示部进行供电。

Description

打击位置检测装置、打击位置检测方法及打击位置检测装置的制造方法

技术领域

本发明涉及一种打击位置检测装置，特别是涉及一种可简便且高精度地得知在高尔夫球杆的面部的打击位置的打击位置检测装置、打击位置检测方法及打击位置检测装置的制造方法。

本申请基于2007年11月27日在日本提出申请的(日本)特愿2007-333133号主张优先权，其内容在此进行引用。

背景技术

以往，作为练习用高尔夫球杆，练习者、初学者重视的关心事情是想知道打击应力、打击角度及球的打击位置(球与球杆头的面部的何处接触)。

因此，安装有某种传感器或者转换器(将物理量转换为电信号而输出的元件，广义上讲是将一种能量形式转换为另一种能量形式的装置)，而且，想用显示器(监视器)等对其进行显示而可看到，迄今尚未有文献引用，一直是高尔夫球选手的愿望。

具体而言，不论哪一种装置，只要是抽象地带有传感器和显示装置的高尔夫球杆，只是愿望而不是发明。由于不完全懂得将该愿望(课题)具体化的具体技术、方法和其精度，因此认为，尽管有许多的尝试及提案，但是从实质性的意义上讲，一直尚未解决而不能实用化，长时间放置下来(认为存在长期课题)。

不仅是愿望，具体而言，尚无含有基于将具有哪种功能的传感器置于何处、如何配置，以按照哪种定时采集所说的哪种信号的方式进行处理、以哪种方式进行运算处理，以哪样的显示方式、姿态在何处以哪样的方式进行显示，而且能否通过实验准确地进行处理的哪种等“具体的实验”的具体精度的内容的整体公开(未解决的长期课题)。

另一方面，虽然是可靠的方法，但是，用高速摄像机进行摄像的方法，设备庞大且花费高额的费用，按照与在短的快门时间的感光度的关系需要明亮的光，因耀眼等而使打击失常，不得不用摄像机从球飞来的前侧进行摄像，因为球从正面飞来而对摄像者极为危险，存在用于不损坏摄像机的保护等重大的缺陷(解决装置的重大缺点)。

在本发明者了解的限度内，为检测球的打击位置而进行了具体化的方法有，在头面部粘贴压敏变色纸，且通过该纸的变色得知何处接触球的方法。但其存在高尔夫球杆的面部粘贴纸，在使用后每次必须剥离，消耗压敏纸这一麻烦的重复作业，及因纸而使打击感不同这一重大缺陷(解决装置的重大缺点)。

以往，专利文献1、2、3提出了在高尔夫球杆头安装加速度计，及在长杆上安装弯曲应力计、应变仪，并将其显示于分离的监视器(显示装置：其中，具体而言记载有示波器)这样的提案。

此外，与在继续的挥杆中的这些相对比，还显示有所显示的尝试，而关于与面部的哪一部分接触则无成功显示。在这些专利文献中，已经多数引用及参照了此前的专利，认可存在以前的所述愿望(认可存在长期课题)。

专利文献4将加速度计在头内向垂直相交的三方向配置，通过将显示的信号与事前的击球得分数据信号进行对比来推定击中面部的何处，但是，未公开详情，因精度不明，在球方面，只是通过“加速度计”有因强弱、旋转、球的种类·制造商的差异、湿度差、粘污差、温度差等，对于看到使显示打击位置的高精度显示成功的还不充分(未解决的长期课题)。

专利文献5提出，根据由经由一加速度传感器(转换器)得到的冲击值得到的及速度的衰减和与飞行距离的预备性试验结果的关系的图，而用液晶显示器(LCD)及发光二极管(LED)进行显示，但是，无打击位置(认为没有解决长期课题和结果的显示法的公开)。

专利文献6所公开的方法是，为探索压力容器等结构体的声源，而设有三个以上的传感器，将未知声源的到达时刻或者峰值与预先取得的已知声源的到达时刻或者峰值进行比较，查找两者类似之处(图形距离)，来识别接近未知声源的已知声源。

但是，该方法以探测来自反应堆容器那样的大的对象物的声源为目的，是对与已知声源偏离大2m以上左右的点的声源进行数据采集，并与未知声源进行比较。像高尔夫球杆那样的极小的头部，已知声源的声音的有效值及平均值或者根据振幅看到的到达时刻几乎是在同时，而没有差异。此外，声音的大小也是如此。

因此，对于高尔夫球杆的打击位置特定化不是有效的(方法的非适合性)。即，在以压力容器为对象的三维位置查找方法中，必须预先取得许多的打击声源的数据。此外，精度依赖于预先取得的声源的数量。此外，得到的检测位置基板上上离散的位置检测。

专利文献7提出的方法是，在将在连续打击练习场那样的场所的球进行固定的场所之下设有磁传感器，对通过利用挥杆的金属的移动而产生的磁信号进行解析，来测量头速度、挥杆轨迹、面部角度等。

这由于需要在应打击的击球之下有装置，对于大不相同的许多的球杆的种类难以可靠地得到左右各自的打击位置数据，使这样的装置的设置过于庞大而不简便，因此难以说是在特定打击位置方面取得成功。磁传感器不仅设置在球杆内而且设置于外部的特定场所，成为庞大的装置(解决装置的重大缺点，地下设备的必要性)。

专利文献8提出的方法是，将压敏阻抗层与所选择的导电电极层配置为同心圆性，算出冲击的力和位置。用于在投手的投球练习及高尔夫球等运动中的测定，但是，打击高尔夫球的打击时的冲击为应是出奇的高压，将其配置于何处，当配置于头的外部时耐久性低，此外，若配置于头的内部则由于冲击为面部而看不出高精度，存在被破坏等重大的缺陷。特别明确的是，在将准确的打击位置进行特定化方面，尚未成功(未解决和解决装置的重大缺点)。

专利文献9公开的一种概念是，在高尔夫球杆上安装压力传感器，通过微型计算机在适当位置、部位显示与球有关的信息。特别是还记载有利用固定于长杆下部的“压力”传感器测定、显示打击力值的情况。这与专利文献1、2、3所记载的内容相类似。与打击位置有关的说明少且不明确(解决装置在愿望方面不明确)。

专利文献10存在如下重大缺陷，即，在轻击杆上通过卡脱式的装置(在木头高尔夫球杆上埋入式)，将转换器配置于面部，得知相对于前后方向的位置接触到何处，当直接接触球时，不耐应是出奇的冲击值(推定为1吨/平方厘米)的重复。此外，面部上的位置特定只是面部宽度方向(我们认为在专利文献10中，由于是像钢琴的键盘那样的图，因此尽管可特定面部宽度方向的位置，但是不能特定面部上下方向的位置)，上下方向的位置不明，在打击位置的特定化方面尚未成功(未解决的长期课题)。

专利文献11公开了一种将最大打击力和其打击位置显示于显示部的高尔夫球挥杆评价***，但是用于实现其目的具体内容少，采用了像愿望那样的权利要求的表达。作为具体例，公开了压电传感器(压敏传感器)的配置，还公开了根据电压和时间的关系进行解析的方法。

还公开在把手的另一端像手表那样在手腕上设有显示部。从耐久性和准确性的观点来看，又是一种未具体地公开确定位置的计算的愿望，仍为看出在打击位置的明确显示方面的成功(未解决的长期课题)。

专利文献12公开的是，记述有所述那样的各种愿望，且具体地使从高尔夫球杆的面部至内面的接触子设有设于内面的多个接点机构(橡胶)，当接触到球时按压触点进行接触通电，检测位置，将结果显示于显示装置，但是，其运算即以哪种方式进行计算才可准确地显示不明确，由于是接触方式，因此在耐久性·重量、制作的难度、数量的多少和配置的界限方面存在问题。必须在遍及整个面设置从外部至内部的多个触点(解决方法的重大缺点，在面部需要多个孔)。

专利文献13的记载可理解为，在头部设置多个检测球的接触位置的冲击传感器等检测装置，将推定飞行距离、显示其接触位置的液晶显示方式、利用点亮显示方式等进行的显示装置设于手柄部的愿望及利用接触位置产生的球的飞行距离。

当由于看做是因向头金属板表面的伸出的位置有问题而不是位置时，向金属板内的设置由于冲击压力波及金属板整体，因此如何进行检测、计算不明确，即只是愿望，此外，由于罗列了许多性质不同的各种传感器，因此更不能否认只是一种愿望主张之感(解决装置只是愿望而未实现)。

专利文献14记载的是，通过声音的解析特别是产生了以同心圆状配置传感器的特长(解决装置是愿望，由于详细位置为同心圆状因此本案的课题未实现)。

此外，专利文献12、15～19是一种在面部配置传感器群(矩阵状或者同心圆状等)，将产生最大的信号的传感器上或者其近旁认作打击点的方法，存在因需要许多传感器因此使重量增加、因安装复杂而难以进行，由于设置于打击部分而因冲击易于破损、使成本增加等诸多缺点。

此外，专利文献21是一种根据击球声音的固有振动频率(频率解析)求出打击位置的装置，发现其存在难以识别固有振动频率、不能得到误差在数毫米以内的高精度、或者尚未实现的诸多缺点。

专利文献1：USP3,270,564

专利文献2：USP3,792,863

专利文献3：USP3,806,131

专利文献4：USP3,945,646

专利文献5：USP4,088,324

专利文献6：日本特开昭59-231462号公报

专利文献7：USP4,615,526

专利文献8：USP4,659,090

专利文献9：日本特开昭62-192186号公报

专利文献10：USP4,898,389

专利文献11：USP4,991,850

专利文献12：日本实开平4-92273号公报

专利文献13：日本特开2000-84133号公报

专利文献14：日本特开2004-81407号公报

专利文献15：日本特开平3-146079号公报

专利文献16：日本特开平3-146080号公报

专利文献17：日本特开昭56-31766号公报

专利文献18：日本实公平6-11027号公报

专利文献19：日本特开昭57-175371号公报

专利文献20：日本特开昭59-183773号公报

专利文献21：日本特开平10-267744号公报

但是，现有的技术是安装大家都容易想到的抽象名词“传感器”，是常人所说的“显示”的“愿望的项目的罗列”，更进一步，可实质性地解决公知的“打击位置”的“详细的特定化”的愿望的装置缺乏具体记载，尚无公开达到耐实用的技术，其***不简单(复杂)，特别是不耐打击时的冲击值，判断模糊，存在传感器的数量多等实质上重复的重大缺点。

在如何处理哪样的信号时，如何真实地得出位置，其计算方法及具体化的技术、实施例不够详尽，不能看作是在具体的位置特定上取得成功(完成发明)。本发明者们因此在市场上现阶段尚无看到完成的装置。

虽然具体的实现方法、技术必须成为专利，但是，记载有愿望的表现或者抽象的表现的权利要求，将这些扩大概念判断为公知，产生许多的在技术性进步方面的弊端。特别是对于在高尔夫球杆面部的打击位置的反复的特定化装置，愿望装置被误解为课题解决技术。

此外，所述技术即使从说到的不能进入市场来说，也存在实施化困难或者打击位置的明确的判断困难，或者易损坏、过重、外观异常、制造困难等这些重大缺陷。

此外，PVDF(聚偏氟乙烯)这一压电元件(转换器)，(1)头的打击部的表面有硬质的金属板；(2)外周部被固定(因带各种各样的边界条件)；(3)由于面部不是平面而是稍微向前凸的曲面，因此如何振动、何处的振动、如何振动不明，无异于无限开放的板(有边界条件)，而存在起电力小、易损坏或者变形，此外，如何处理接收值才好完全不明，缺乏有通过实验的支持的位置特定化的证明等缺点。

此外，对于压电元件(转换器)的利用虽然在压电元件中有高分子系的材料和陶瓷系的材料，但是，以何种方式检测哪一程度的响应速度的元件、固定于头的哪一部分且如何振动、振动的哪一部分则不明确。此外，以何种方式处理接收值才好完全不明，缺乏有通过实验的支持的位置特定化的证明等缺点。

以求出打击位置为目的现有技术整体而言，其主流的方法是，在头部设置多个触点及压敏传感器，将打击时做出反应的传感器或者输出最大的信号传感器的位置或者其近旁判断为打击位置。但是，这些方法越要提高精度就越需要多的传感器，其结果是使重量增加而使冲击变弱，不耐实用是最大的缺点。

发明内容

本发明的目的在于具体提供一种无上述诸缺陷的可工业化的实用性技术。此外，其目的在于提供一种对于尤其是尚未解决轻量化和精度、耐久性这一相互矛盾的最大课题的缺点进行改进，同时，满足具有多个折衷选择关系的课题的手段。这种折衷选择(二律背反、多律背反)的课题在已知的文献中既不明确又没有得到解决。因此，必须提供出现(具体化)在市场的发明。

特别是作为应解决的主要的诸课题如下，其它的诸多目的通过详细说明可以清楚。即，对于以往提案的未达到部分以飞跃且用于现实的方式进行改良。

该课题列举如下。

(1)打击位置不仅是可在设置有特定设备的特定的室外高尔夫球练习场或特定环境的室内，而是只要持有可检测打击位置的高尔夫球杆，就可随时(例如黑夜的练习场)、随地(例如高尔夫课程)、随意(例如下雨的过程中)使用；

(2)传感器数量少且轻，对冲击等损坏的概率小；

(3)撞击位置实际上可正确显示，取得了其证明、确认；

(4)可正确地捕捉打击的瞬间的撞击位置(不会因未打击球的简单的挥杆等错误显示)；

(5)公开了通过怎样的手段和计算来判断打击位置的真实的手段；

(6)可以使用于打击位置检测的电子电路简单而且小(是不需要在通常的高尔夫球杆外部安装庞大的结构体的简单结构)(形状)；

(7)可将高尔夫球杆的总重量减轻到可实用的程度(重量)；

(8)可耐重复的冲击(耐久性)；

(9)在实用性精确度的范围可准确地进行位置显示(精度)；

(10)耗电小(电力)；

(11)生产时的成本不高(工业化可行性、稳定性、再现性、经济性)；

(12)加工不复杂(可制作性)；

(13)不增加使用者操作上的负担(舒适性、易懂性、易操作性、转换性、适应性)；

(14)做工质量好、丝毫不觉难看(可感性的高品位化)；

(15)外部即球场侧不需要设置特殊的设备；

(16)结果可立即得知且显示易懂；

(17)很容易知道打击位置的好坏且可知道是否有进步；

(18)即使漏看结果也可进行复原；

本发明以可平衡度良好地解决上述等综合性诸多项目为目的。特别是在于提供一种解答了可工业性实施的课题的手段。

本发明提供一种打击位置检测装置，其特征在于，包括：高尔夫球杆，其具备：具有握把部的长杆、包括具有打击面和背面的面部且安装于所述长杆前端的头部；多个振动波传感器，其配置于所述面部的所述背面侧且固定于所述头部，输出与因对所述面部打击而产生的振动波相对应的电信号；运算部，其基于所述电信号检测出因球的打击而在所述面部产生的振动波到达所述多个振动波传感器的各到达时刻，并基于所述多个到达时刻之差计算出所述面部的球的打击位置并作为打击位置信号输出；显示部，其基于所述运算部输出的所述打击位置信号来显示所述面部的打击位置；以及电源，其向所述多个振动波传感器、所述运算部及所述显示部进行供电。

上述打击位置检测装置，也可以如下构成，具备至少三个所述振动波传感器，所述运算部将所述振动波传感器中的两个振动波传感器视为一对来检测所述到达时刻之差，并基于利用至少两对所述振动波传感器得到的所述到达时刻之差计算出所述打击位置。

上述打击位置检测装置，也可以如下构成，

所述运算部，

(1)设所述振动波传感器的第一对所检测到的所述振动波的到达的时刻之差为ΔT1，

(2)设所述振动波传感器的第二对所检测到的所述振动波的到达的时刻之差为ΔT2，

(3)设预先存储于所述运算部的振动传播常数为a、b、c、d，

(4)作为从所述第一对各振动波传感器至假想打击位置的距离之差ΔL1，计算出ΔL1＝a×ΔT1+b，

(5)作为从所述第二对各振动波传感器至所述假想打击位置的距离之差ΔL2，计算出ΔL2＝c×ΔT2+d，

(6)针对想要求出所述面部上的打击位置的所有区域的各位置P，设预先求出的距所述第一对各振动波传感器的距离之差为ΔLp1，

(7)针对想要求出所述面部上的打击位置的所有区域的各位置P，设预先求出的距所述第二对各振动波传感器的距离之差为ΔLp2，

(8)利用下式求出位置Ps，

Ps＝min{(ΔLp1-ΔL1)²+(ΔLp2-ΔL2)²}

其中，运算符min{}表示{}内的值为最小的位置P，

将位置Ps作为所述打击位置。

优选的是上述打击位置检测装置，所述面部的所述打击面为大致梯形，四个所述振动波传感器配置于所述梯形的四个顶点。优选的是所述梯形的对角线在所述面部的中央部垂直相交。而且，也可以如下构成，具备工作不良检测部，所述工作不良检测部检测所述四个振动波传感器中的一个振动波传感器发生工作不良，所述运算部，在由所述工作不良检测部检测到所述振动波传感器中的一个振动波传感器发生工作不良的情况下，将剩余三个所述振动波传感器视为两对振动波传感器计算出所述打击位置。

上述打击位置检测装置，也可以如下构成，所述振动波传感器隔着粘弹性体状物和/或弹性体状物被固定于所述面部的背面。

上述打击位置检测装置，也可以如下构成，所述振动波传感器利用垂直固定于所述面部且内部为空洞的柱状物进行固定。

上述打击位置检测装置，也可以如下构成，具备测量部，所述测量部对从包括所述长杆的位置、角度、速度、加速度及所述头部的速度、加速度的群中选择的至少一个物理量进行测量，所述运算部在所述测量部测量到的至少一个所述物理量达到预先设定的规定值的情况下起动。

上述打击位置检测装置，也可以如下构成，具备头速度测定部，其检测所述头部的速度，所述运算部，根据所述打击位置和所述头速度计算出被打击的高尔夫球的飞行距离，所述显示部显示所述飞行距离。

上述打击位置检测装置，也可以如下构成，所述显示部在所述头部的模式图上使用规定的标记来显示打击位置。也可以如下构成，所述显示部具有使所述标记闪烁的功能。

上述打击位置检测装置，也可以如下构成，所述运算部计算出得分，所述得分是所述打击位置越接近所述面部的球杆击球面的中心部分或者飞行距离大的区域得分越高，所述显示部显示所述得分。

上述打击位置检测装置，也可以如下构成，所述运算部具有将所述打击位置信号存储的存储器功能，根据要求使之前的打击位置显示于所述显示部。

上述打击位置检测装置，也可以如下构成，所述多个振动波传感器在挥杆时自动成为测定状态，所述显示部具有重置按钮，所述重置按钮在挥杆时自动切换显示画面且将消除的画像恢复原状。

上述打击位置检测装置，也可以如下构成，所述长杆及所述头部的至少一部分被发电元件覆盖，所述发电元件与所述多个振动波传感器及所述显示部按照供给所需电力的至少一部分的方式电连接。

上述打击位置检测装置，也可以如下构成，还包括：发送部，其将所述多个振动波传感器所输出的所述电信号进行无线发送；以及接收部，其与所述高尔夫球杆独立设置且接收所述电信号；所述运算部及所述显示部与所述高尔夫球杆独立配置且与所述接收部连接。

本发明提供一种打击位置检测方法，其特征在于，包括如下工序：使用高尔夫球杆对球进行打击，所述高尔夫球杆包括：具有握把部的长杆、具备具有打击面和背面的面部且安装于所述长杆前端的头部；检测因所述球的打击而产生于所述面部的振动波到达多个振动波传感器的各时刻，所述多个振动波传感器配置于所述面部的所述背面侧且固定于所述头部；基于所述振动波的各到达时刻之差计算出所述面部的所述球的打击位置并作为打击位置信号输出；以及基于所述打击位置信号显示所述面部的打击位置。

在上述的打击位置检测方法中，多个所述振动波传感器至少设置三个，所述到达时刻之差的检测是将所述振动波传感器中的两个振动波传感器视为一对并对至少两对所述振动波传感器进行检测，所述打击位置的计算按如下步骤进行。即，

(1)设所述振动波传感器的第一对所检测到的所述振动波的到达的时刻之差为ΔT1，

(2)设所述振动波传感器的第二对所检测到的所述振动波的到达的时刻之差为ΔT2，

(3)设预先存储于所述运算部的振动传播常数为a、b、c、d，

(4)作为从所述第一对各振动波传感器至假想打击位置的距离之差ΔL1，计算出ΔL1＝a×ΔT1+b，

(5)作为从所述第二对各振动波传感器至所述假想打击位置的距离之差ΔL2，计算出ΔL2＝c×ΔT2+d，

(6)针对想要求出所述面部上的打击位置的所有区域的各位置P，设预先求出的距所述第一对各振动波传感器的距离之差为ΔLp1，

(7)针对想要求出所述面部上的打击位置的所有区域的各位置P，设预先求出的距所述第二对各振动波传感器的距离之差为ΔLp2，

(8)利用下式求出位置Ps，

Ps＝min{(ΔLp1-ΔL1)²+(ΔLp2-ΔL2)²}

其中，运算符min{}表示{}内的值为最小的位置P。

本发明提供一种打击位置检测装置的制造方法，其特征在于，在称为高尔夫球杆的面部的打击面的实际的最外周或者轮廓部的附近的背部即面部背侧设置三个以上捕捉打击高尔夫球时产生的振动波的传感器；设置运算处理部，将所述这些传感器的任意两个传感器作为一个传感器对，进一步将所述两个传感器中的任一个传感器与其它的一个传感器的组合或者所述两个传感器以外的两个传感器的组合作成另一传感器对，针对所述两组传感器对，所述运算处理部计算出因打击球而产生的振动波到达各自成对的传感器的时间微差；设置带有运算功能的微型计算机，所述微型计算机根据各自的传感器对的时间微差计算出实际的打击位置；在所述高尔夫球杆的长杆上设置同时显示所述面部的近似外形和打击位置的显示部；以及设置用于所述微型计算机的电源部。

发明效果

(1)成功地使击球位置明确化。即，实现了此功能。

(2)通过多个打击结果进行了确认。(确认了数学式的实用价值)

(3)通过多个打击结果进行了确认，因此可靠性高。

(4)不使用过于复杂的传感器，在显示化上也取得了成功。

(5)特别惊奇之处是在耐久性的提高上取得了成功。

(6)得到了数据的偏差小的效果。

(7)在重量的轻量化上也取得了成功。

(8)发现了不需要将一个一个的开关接通、断开的便利的手段。

在与解决打击位置的特定化课题不明的现有方法相比较的情况下，本发明的效果如下。与专利文献15、16、17、18、19、12相比较，现有方法中，要想得到高的精度，与其对应地需要更多传感器，而在本发明中，用少的传感器数量(最少用三个就可检测)可进行高精度的打击位置检测。

此外，在现有的方法中，可检测的打击位置只能是与传感器的数量相对应的离散的数点的位置检测，而在本发明中，最少用三个传感器就可在面部上的任意位置进行连续的坐标位置检测。

在现有的方法中，传感器的设置部位需要配置于球接触的面部中央部或者整体，打击时对传感器的冲击大，而在本发明中，由于不需要在面部(背部)的周边或者其近旁配置于中央部分(或者优选该部位)，故而打击的冲击小。

因此，位置检测点在面部可连续地检测，且检测精度高。精度通过与球类似的冲击锤，位置误差为2mm以下，在高尔夫球打击时，达到5mm以下，轻量，向头部(面背面部)的安装容易，不需要成本，不易破损，由于设置于头的内面，用头与外部完全隔离，因此具有在风雨或泥潭中传感器不会破损，适应其他的使用环境(对环境的可靠性高)等优点。

此外，与专利文献21相比较，相对于传感器取得的信号为声波，由于本发明具有检测金属板即面部传播的振动(波动)的传播这一不同，因此，相对于频率解析以恒定波为对象，由于本发明检测瞬时的波动到达时刻，因此，具有位置检测点在面部上可连续的检测，且检测精度高，位置检测的计算处理也简单又快这一优点。

与专利文献6相比较，其为以压力容器为对象的三维位置检测方法，与二维的高尔夫球杆面部的打击坐标检测基本目的(用途)不同。此外，对于传感器取得的信号，相对于声波，本发明的不同之处在于，基本上是检测在金属板即面部传播的振动(波动)的传播。

此外，公知的专利文献虽然未公开声源到达时刻的检测方法，但是在通常的方法中，是通过传感器感受到的声音的平均值或者有效值或者振幅的大小进行检测。此外，本发明是观察传感器检测到的振动波形的主振动波(前振动的下一个主振动)的瞬时值而检测到达时刻。

此外，利用计算机探测与多个已知声源和未知声源的图形类似性的方法，即离散的(声源)位置识别，本发明的连续的位置检测根据方法不同而其结果也不同。

因此，本发明的位置检测点可在面部上连续检测，且检测精度高。虽然声波的到达时刻(传播速度)因温度而有一定变化，但是，本发明由于是振动波，因此不受周围温度的影响。不需要预先收集大量数据或者将大量数据保存于计算机内。

位置检测的计算处理也具有又简单又快等显著特点。其中，采用某种手段设置三个以上的传感器，不是捕捉机械传播的振动波而是作为声波捕捉起始振动波，可以根据其到达时间差来检测打击位置，当然包含于本发明的范围。

附图说明

图1是表示与本发明的实施例相对应的四个麦克风传感器在面部外周部的配置的图；

图2是由表示两个麦克风传感器检测到的打击振动波、起始振动波的到达时刻及到达时间差检测方法的图；

图3是表示麦克风传感器安装在面部背面的安装状态的图；

图4是表示对长杆部的显示器和电池的安装状态的示意图；

图5是表示冲击锤的打击输出信号和麦克风传感器的接收起始波形的图；

图6是表示用冲击锤打击面部时的麦克风传感器的起始振动波到达时间和从打击点至麦克风传感器的距离的实测值的图；

图7是表示传感器对的响应时间差和与打击位置的距离差的实测值的图；

图8是表示检测到的打击位置和实际的打击位置的实测值的图；

图9是表示检测到的打击位置和实际的打击位置的实测值的图；

图10是表示检测到的打击位置和实际的打击位置的实测值的图；

图11是表示检测到的打击位置和实际的打击位置的实测值的图；

图12是表示检测到的打击位置和实际的打击位置的实测值的图；

图13是表示本发明的打击位置检测装置的一实施例的概略图；

图14是表示本发明的打击位置检测装置的另一实施例的概略图；

图15是表示本发明的打击位置检测装置的另一实施例的概略图。

标记说明

1、50...打击位置检测装置

2...高尔夫球杆

121...握把部

120...长杆

5...头部

103...面部

103a...打击面

103b...背面

104、105、106、107、116...振动波传感器(麦克风传感器)

9...运算部

54、54A、122...显示部

124...电池(电源)

12、16...加速度传感器

18...重置按钮

51...发送部

52、52A...接收部

53...天线

60...头部模拟式画像

61...打击位置显示标记

117...弹性体状物

119...传感器固定用柱状物

具体实施方式

下面，参照附图更具体地说明本发明。

图13是表示本发明的打击位置检测装置的一实施例的概略图。本发明的一实施方式的打击位置检测装置1具备：高尔夫球杆2，其包括：具有握把部121的长杆120、以及头部5，所述头部5安装于所述长杆120的前端，其包括具有打击面103a和背面103b(参照图3)的面部103；多个麦克风传感器(振动波传感器)104、105、106、107(参照图1)，所述多个麦克风传感器配置于所述面部103的所述背面103b侧且固定于所述头部5，并输出与通过对所述面部103打击而产生的振动波相对应的电信号110、113(参照图2)；运算部9，其根据所述电信号110、113检测出因球的打击而产生于所述面部103的振动波到达所述多个振动波传感器104、105、106、107的各到达时刻t1、t2(参照图2)，并基于所述多个到达时刻之差(t2-t1)计算出所述面部103的球的打击位置并将其作为打击位置信号输出；显示部122，其基于所述运算部9输出的所述打击位置信号显示所述面部103的打击位置；以及电池124(电源)(参照图4)，其对所述多个麦克风传感器104、105、106、107和所述运算部9及所述显示部122进行供电。打击位置检测装置1还具备：对头部5的加速度、速度进行检测的加速度传感器12、和对长杆120的加速度、速度进行检测的加速度传感器16。

打击位置检测装置1具有三个以上(A、B、C、D...)(例如图1的104、105、106、107)的传感器，所述传感器捕捉高尔夫球打击到高尔夫球杆2的头部5的面部打击面103a的实际的外周部〔例如，面部(图1的103)的轮廓部的附近〕或者面部轮廓部的附近的背部即背侧(背部)103b时产生的振动波，此外，打击位置检测装置1一并具有：运算部9，所述运算部9具有下述运算功能，即，将这些传感器的任意两个(A和B)作为一个传感器对(AB)，进而将该两个传感器中任一个(A或者B)与另一个传感器(C)的组合(AC或者BC)或者该两个传感器(A和B)以外的两个传感器(C和D)的组合(CD)作为另一个传感器对，检测振动波到达这两组传感器对(AB、AC、BC或者CD内的两组)的各自成对的传感器的时间的微小差值，根据该时间微差计算出实际的打击位置；以及，显示部122，所述显示部122在高尔夫球杆的长杆120上同时显示面部103的近似性外形和打击位置运算结果。此外，之所以附加A、B、C、D标记，是为了便于理解。

第二要点提供一种下述的方法，即，一种打击位置检测装置的制造方法，其特征在于，在称为高尔夫球杆的面部的打击面的实际最外周或者轮廓部附近的背部即面部背侧设有三个以上的捕捉打击高尔夫球时产生的振动波的传感器；将这些传感器的任意两个作为一个传感器对，再将该两个传感器中的任一个和其它一个传感器的组合或者该两个传感器以外的两个传感器组合作成另一个传感器对，在这两组传感器对中，设置计算因打击球而产生的振动波到达各自成对的传感器的时间微差的运算处理部；进而设置根据各传感器对的时间微差计算出实际打击位置的具有运算功能的微型计算机部；并将同时显示该面部的近似外形和打击位置的显示部设于长杆部；设置计算机用电源部。

在此，作为捕捉波动的传感器特别优选静电电容式麦克风传感器。所谓静电电容式麦克风传感器是指在接收瞬时波动时静电电容发生变化而电信号发生变化(图2的110、113)。将该信号以预先设定的电压电平(图2的109、112)为阈值并进行比较，将超出阈值的时刻设为到达时刻(图2的t1、t2)。从而可以看出，可以将t1和t2之差的时间作为振动波的到达时间差进行检测。

此外，可利用打击位置与传感器位置的关系检测主振动波之前比较小的波动(图2的114)，但到达时刻利用主振动的瞬时大小进行检测。作为麦克风传感器其它还有动态式、带式、碳式、晶体式。此外，作为位置检测传感器，只要是可捕捉振动波的瞬时值的传感器，则也可使用其它的工作原理的传感器。

例如，可使用原理与麦克风相同的静电电容式传感器、或者高速、高精度的接近式传感器或高速响应的压电传感器、也可使用其它磁性方法、光学方法、接触式等传感器，这些都包含于本发明的范围内。在与后面详述的弹性体状物组合时，主要使用压电体。

作为与弹性体状物一同使用的主要的压电体，虽然灵敏度低，但可列举出水晶、氧化锌、罗谢尔盐(酒石酸钾钠)、锆钛酸铅(通常称为“PZT”)、铌酸锂、钽酸锂、四硼酸锂、硅酸镓镧、氮化铝、电石(电气石)、聚偏二氟乙烯(PVDF)等。

以往，普遍认为将传感器配置于打击部位容易作用的位置，换言之配置于冲击容易大幅传递的位置即面部的中央或者中央部。此外，认为不能配置于外壳附近。

究其原因，是因为周围通过头的坚硬外壳(图1的101)以不可动的方式固定。没有支承的部分即使微小的压力也易活动，使压力良好地传递，对于压电体等认为易于工作。正是该预想以外的方法，具有本发明不可预想的特异性和用预想外的方法克服困难性的独特的技术。

此外，即使对于将静电电容式麦克风那样的振动检测传感器设于面部外壳附近，检测来自打击点的振动波的到达时间，也能够从声波专家听到如下解释，由于象钛那样坚硬的金属板的振动立即成为平面波(例如，成为平面扬声器那样的状态)，因此，不可能根据来自面部的横向(外壳部)捕捉来自打击点的传播时间。由此，本发明者们甚至曾经放弃了该安装结构。

而且，为了捕捉振动，对于考虑设置如后述的橡胶那样的缓冲器，也产生同样的惊奇。究其原因，很明显是因为弹性体状物将造成振动的减弱。此外，在利用技术性常规方法选择压电体的状况下，可以说选择麦克风传感器也是本发明的特异性。

然而，本发明者试行错误的结果，但却发现惊奇的情况，即，通过在面部的外壳部附近设置可检测振动的瞬时波形的传感器，用设定的阈值检测波动的到达，使用传感器对的时间差的这一新概念进行位置检测运算，由此，在避开头部5的外壳(图1的101)的立体障碍进行设置的范围内，只要不是在面部的中央附近，而是配置于外周附近，发现就可得到良好的结果这一意外的事实。此外，其中，有时也将根据各传感器对的时间微差计算实际的打击位置的运算功能称为计时部(计时器)。

本发明巧妙地使用了该发现。更惊奇的是发现，弹性体状物即减振器可得到防止受到在此所使用的传感器(也称为受振动传感器)振动的破坏、提高耐久性的效果。

对于这些发现将做后述。当然，在球的一部分打到头部5的外壳101的情况下(极度打偏的情况下)，很遗憾无法准确检测。但是，即使这样，也不会完全损害本发明的主要的有效性。

本发明者们，首先用冲击锤进行试验，对类似品(使用高尔夫球的敲肩槌那样的类似品)也进行试验，最后，制作打击机械(打击机器人)进行了试验。据此，虽然是机械，但针对打击位置可确认达到1～2mm的反复性能。此外，粘贴市售的打击检测片检测变色位置，可以确认多次重复再现于同一位置。

此外，另一方面，虽说是通过机械制作的球，由于也有畸形的球，因此即使同一打击位置，也并不能说所有的都是向同一方向飞去。这是由于打击机器人设于网内实验室进行试验的缘故。当然，也进行了由包含原职业高尔夫球员的研究者进行的人为的现场试验。

第三要点如下。即，本发明提供一种打击位置检测高尔夫球杆，其特征在于，所述振动波的到达为检测说明书规定的“起始振动波”的到达时刻的运算处理部，且作为根据传感器对的时间微差计算实际的打击位置的运算功能具有带下述的第一次运算功能部和第二次运算功能部的微型计算机部。

(描述)第一运算功能部：

(1)设一个传感器对检测到的起始振动波的时间差为ΔT1，

(2)设另一传感器对检测到的起始振动波的时间差为ΔT2，

(3)设预先存储于计算机的值为a、b、a、d，

(4)设从一个传感器对至打击位置的检测到的距离之差为ΔL1，

(5)设从另一传感器对至打击位置的检测到的距离之差为ΔL2，

ΔL1＝a×ΔT1+b，ΔL2＝c×ΔT2+d

第二次运算功能部：

(6)对要求出面部上的打击位置的所有区域的各位置P，设预先求出的距一个传感器对的传感器的距离之差为ΔLp1，

(7)对要求出面部上的打击位置的所有区域的各位置P，设预先求出的距另一传感器对的传感器的距离之差为ΔLp2，

(8)运算功能部根据下述式的计算结果判断打击位置Ps。

Ps＝min{(ΔLp1-ΔL1)²+(ΔLp2-ΔL2)²}

其中，运算符min{}表示{}内的值成为最小的位置P。

关于本发明，使用打击机器人、市售的冲击锤及在头部安装有球的锤类似品敲击同一位置而进行验证，其结果，针对所有的实验上述的计算方法都良好，在大多的实验范围内在打到传感器外侧的情况下，很遗憾不能测定。除了这些例外，惊奇的是准确地检测到打击部位那样的结果。即，不能测定时是极端偏离打击位置的情况。

在此，按照上述式的计算，即命名为振源计算法(所谓振源是指球中心成为打击振动之源的点)的方法充分证明了准确的事实。其方法如上述的计算式所示的那样。由于将传感器部配置于最外周附近，因此，即使存在所述例外的测定不良，即可以说等于测定对象外的最外周部由于是远远偏离的部位，因此不损害本发明的有效性。

由于要承受这些负荷且必须在短时间内完成测定，因此检测部必须应对这两者。许多公开的传感器是否能够承受响应的速度、瞬间压力而进行工作完全不明的居多，在进行实施加以确认时，可以说是完全不清楚的发明之类。

在此，微型计算机的确定打击位置的运算处理按如下的方法进行。即，设一方的传感器对为W1、设另一方的传感器对为W2，针对要求出打击位置的面部上的所有区域预先计算出设定于面部的二维垂直坐标轴(设为X轴、Y轴)上的任意位置(Xp，Yp)的距W1的两个传感器的距离之差ΔLp1和距W2的两个传感器的距离之差ΔLp2，并存储于计算机的存储器。

对于球与面部接触时产生的振动波，在W1的两个传感器检测到的起始振动波的时间差为ΔT1、W2的两个传感器检测到的起始振动波的时间差为ΔT2时，通过下述的运算求出打击位置(Xg，Yg)。

ΔL1＝a×ΔT1+b......式(1)

ΔL2＝c×ΔT2+d......式(2)

(Xg，Yg)＝min{(ΔLp1-ΔL1)²+(ΔLp2-ΔL2)²}......式(3)

其中，在上式(1)及(2)中，a、b、c、d为由头部的材料、形状及传感器位置等决定的球杆固有的值(振动传播常数)。此外，在上式(3)中，ΔLp1和ΔLp2分别为预先计算求出且存储于计算机存储器内的任意位置(Xp，Yp)距W1的两个传感器的距离之差和距W2的两个传感器的距离之差。

所述运算符号min{式}表示括号内的式的值达到最小的坐标(Xp，Yp)，计算机对各点(Xp，Yp)计算括号{}内的值，将其值达到最小的点判断为打击位置(Xg，Yg)。

在所述的运算中，也可采用根据检测到的ΔL1和ΔL2及传感器的位置，以数学式方式求出二维的打击位置坐标的方法。该情况下，在数学式中可得到多个或者不定解。但是，如后述的那样，只要适当选择传感器在面部的配置位置，并将解的条件设定于二维的面部区域内，就可成为唯一的解。

但是，在数学式方法中，由于得到含有复杂函数的数学式的解(例如即使使用近似的式子)需要花费计算时间，因此不太实用。

本发明者们不是用微型计算机进行复杂的数学式运算，而是使用如下手法，即，利用微型计算机的重复计算用短时间求出最接近两组传感器对的距离之差ΔL1、ΔL2的条件(换言之，就是任意点(Xp，Yp))的与各传感器对的距离之差ΔLp1、ΔLp2与检测到的ΔL1、ΔL2的数学距离达到最小的坐标查找。

本发明的数学解法利用了“振动波到达时间差的概念”。只要包含这样的“到达时间差的概念”，则即使是其它的数学解法也包含于本发明的范围内。坐标系可以是直角坐标系，也可以是三角坐标系。

在本发明中，作为第四要点，提供一种定位精度高的打击位置检测高尔夫球杆，其特征在于，在将高尔夫球杆的面部的内部背面做成大致倒梯形的情况下，在面部的内部背面的倒梯形的四个顶点附近具有检测振动波的两组传感器对(四个传感器)。

即使传感器的数量为三个，也可实现本发明的打击位置检测。这样设为四个，是因为在三个传感器的情况下，会存在由于传感器的振动波到达时间差的检测误差对利用打击位置的位置检测运算结果产生比较大的误差的区域的缘故。当然，只要使用精度高的计算机花费时间进行计算，则即使是三个的情况，也可避免精度的恶化，但是不够实用。

为了装载于高尔夫球杆并用少的电力在实用的时间内高精度地检测打击位置，如所述那样，将四个传感器设置于大致倒梯形的高尔夫球杆面部(内部背面)的四个顶点附近，将位于对角的两个传感器作为对的两组设为传感器对进行位置检测，特别有效(例如，图1的104-106和105-107两对在面部的大致中央交叉)。

此外，作为第五要点提供一种定位精度高的可进行打击位置检测的高尔夫球杆，其特征在于，在所述发明中，在面部的内部背面的倒梯形四个顶点附近设置检测振动波的两组传感器对(四个传感器)，在这两组传感器对的配置部位，以使连接两组的各传感器的位置的两条直线在面部的中央部(球杆击球面的中心部分或者其附近)形成尽可能近于直角的角度并进行交叉的方式配置四个传感器。

这样，与所述同样，只要使用精度高的计算机并花费时间进行计算，则即使连接两个传感器对的两条直线形成小的角度，也可检测打击位置，但是，通过配置在位置的面部的中央部(球杆击球面的中心部分或者其附近)形成尽可能大的角度进行交叉的部位，使以同一计算机进行同一运算时的位置检测结果的精度相当好。

特别是高尔夫球的练习者通常要努力在面部的中央部附近进行打击，期望得知在比周边部更靠中央部附近更高的精度的打击位置。因此，进行这样的配置，对提高中央部的精度是特别有效的手段。

此外，作为第六要点，提供一种缺陷传感器修正式打击位置检测高尔夫球杆，其特征在于，在所述的发明中，在面部的内部背面的倒梯形的四个顶点附近设置检测振动波的两组传感器对(四个传感器)，具有检测该四个传感器中的一个工作不良的功能部，计算机具有自动通过剩余的三个传感器确定两组传感器对的运算部、和使用此的运算处理部。

在本发明中，通过设置四个捕捉振动波的传感器而提高了位置检测精度。此外，惊奇的是发现，在容忍多少有些精度恶化的基础上还要长期使用的情况下，即使四个传感器中的任一个发生破损的情况下，计算机自动识别破损的传感器，切换成利用剩余的三个传感器进行的位置检测运算，并利用这三个传感器进一步更长时期使用。

此外，作为第七要点，提供一种打击位置检测高尔夫球杆，其特征在于，在本发明中，在传感器和面部背面即内面之间隔着粘弹性体状物或者/和弹性体状物进行固定。在本发明中，也可以提供一种打击位置检测球杆的制造方法，其特征在于，将捕捉振动波的传感器按照在传感器和面部(内部背面)之间隔着弹性体状物(图3的117)进行固定。

传感器通常为了不降低其灵敏度或响应速度而采用尽可能直接反应波动的压力信号的结构。其结果，当用一般的传感器设置于高尔夫球杆的面部时，因极强的冲击而造成破损。与之相对，在面部(包含面部外壳周边)以外的部分隔着任意支承体固定传感器的方法，也会使结构变得复杂，此外，难以达到对支承体自身的冲击的强度保持。

在本发明中，为了承受强打击的冲击，隔着弹性体(图3的117)将传感器(图3的116)固定于面部(背部)(图3的118)。在此，应特别记述的是，一般认为，当存在减振器时，会因减振器而使传播时间变长，因该影响而不能或极难以检测面部的振动波到达时间。在此所谓的“减振器”为吸收振动的装置或者材料。

但是，本发明者们已确认，在使用静电电容式麦克风传感器或者使用对机械振动波或在空气中传播的振动波的响应特性保持与其大致同等的性能的可检测振动波的传感器的情况下，即使在传感器和面部之间***弹性体(减振器)，也能够准确地检测振动波到达时间。

此外，弹性体既可以预先构成于传感器自身，也可以直接用粘接剂将传感器和面部粘接固定，在使该粘接剂固化时具有弹性。所谓的弹性体状物在此是指接近弹性体的特性的所有材料的广义的意思，包含粘性材料(粘弹性体)或者与其接近的材料。

粘弹性体也可称为橡胶状物。在实施例中，例示了聚氨酯类、合成橡胶。弹性材料作为代表包括硫化天然橡胶或各种合成橡胶、聚氨酯等。总称为含有少量弹性要素的材料。

粘弹性为固体、流体的力学性质之一，是一种施加外力而发生的变形呈现与时间无关的弹性和作为受时间影响的粘性流动的重叠的现象，高分子物质等特别显著。此外，弹性体为在弹性限度内阐述变形时的物体的称呼，有时也指如橡胶、聚氨酯、合成橡胶那样的表现弹性的极限特别大的材料。

这样，使传感器的耐冲击力强化，同时，成为不产生误差的高精度的检测方式也是惊奇的发现。其效果如所述那样，从开发出“可实用”的打击位置检测高尔夫球杆这一观点来看，可以说达到了戏剧性的良好效果。

此外，作为第八要点提供一种打击位置检测高尔夫球杆，其特征在于，在本发明中，固定传感器的材料的内部为空洞的柱状物，且大致垂直于面部固定设置。在本发明中，也可以提供一种打击位置检测高尔夫球杆，其特征在于，在高尔夫球杆的面部背面将固定捕捉振动波的传感器的内部为空洞的柱状物与面部大致垂直地固定设置。

在本发明中，需要准确且可靠地将传感器固定于预先设定的位置。即，在传感器的固定位置(换言之，就是面部上的坐标)在由计算机进行运算的情况下当偏移成运算所使用的坐标值时，将在位置检测结果产生误差。因此，在制作球杆头的情况下，需要准确地固定于预先设定的位置。且必须以耐强冲击的方式进行牢固固定。

通常，在制作球杆头时，焊接固定构成头外形的多个金属板而制作头。在制作本发明的球杆头的情况下，曲于传感器或传感器电缆不耐热，因此，需要在球杆头的焊接作业之后固定传感器。该情况下，将焊接后的头外形的一部分做成开孔的结构，据此进行将传感器固定于面部背面的作业，而为了将传感器固定于准确的位置，需要制作机器人那样的机械或特殊的工具进行安装。

此外，由于传感器极不耐热，因此，在固定时使用粘接力强的粘接剂。这样的强粘接剂在目前从涂敷到完全固定需要至少数小时甚至一天。在长时间养生期间，需要做到使传感器位置不发生偏移。

本发明者们为解决该该问题而发现如下有效方法，即，在制作球杆头时，预先在想要固定传感器的位置焊接固定有固定用的内部为空洞的柱状物(图3的119)，对其和与传感器成为一体的弹性体状物进行粘接固定，提高了安装位置的精度(即，打击位置检测的精度)，且确保传感器的固定强度及满足制造的容易性。

特别是采用内部设为空洞的柱状物，扩大确保了与传感器成一体的弹性体状物的粘接面，提高了固定强度，同时防止粘接剂的流出。

此外，作为第九要点，提供一种打击位置检测高尔夫球杆，其特征在于，在本发明中，此外还设有挥杆时的长杆的位置测量部或者角度测量部、或者长杆或头的速度测量部或者加速度测量部，具有信号处理部，该信号处理部在挥杆时的长杆的位置或者角度、或者长杆或头的速度或者加速度达到预先设定的值时，使计算出传感器对的振动波到达时间差的运算部实际启动。

该目的也可称为节电型、轻量化型。设置挥杆速度测量部或者加速度传感器测量部，而这种传感器已经出现于市场，因此，通过与本发明产品的对接而发挥大的效果。

通常，在测量开始时，需要启动计时器及用于设定电子电路的初始状态的开关，但是，也可以不要而做成无开关式。通过该附加而变得非常便利。且得到了节电效果。

关于该部分，只要可检测打击之前时刻，则传感器就可以任意选择。例如，也可以是安装于长杆的扭转传感器(变形传感器、因打击之前的加速而增大变形)或球杆头位置检测传感器(将接近地面时判断为打击之前)。

此外，作为第十要点，提供一种打击位置检测高尔夫球杆，其特征在于，在本发明中，还设有检测头速度的传感器部，设有显示根据打击位置和头速度通过计算求出的高尔夫球的飞行距离的显示部。

当以某一速度打击球时，其飞行距离因打击位置而变化，其位置和飞行距离的关系已经在许多文献中加以明确。但是，现有的打击位置检测的方法，检测精度差(而且，由于很重而易损坏，因此并没有实用)，即使假设显示飞行距离，实质上也是将飞行距离分为几个阶段，选择是否进入哪一范围。

根据本发明的检测方法，由于实际上遍及面部整体，按好的条件为2mm、即使差的条件也可以以5mm以下的精度进行位置检测，因此，可连续地且准确地检测并显示飞行距离。

当然，在本发明中，由于未检测打击时面部的开度及挥杆方向等，因此虽然不能显示甚至包含对这些飞行距离影响的飞行距离检测、显示，但是，在使用者打击按正确的面部开度、正确的挥杆方向的情况下，可以提供飞行距离这一信息，特别是在狭窄的高尔夫球练习场等球打到网上时或家庭的庭院等狭窄场所练习时，成为提高高尔夫球挥杆技术极为有效的信息。

此外，作为第十一要点，提供一种可进行打击位置检测的高尔夫球杆，其特征在于，在本发明中，在显示部针对高尔夫球杆的面部外形或者近似的面部图形，将打击球的中心部实际进行“·”的点显示，或者进行“+”型的加号显示、“X”型的X显示，或者使选自“○”、“●”、“◎”圆显示中的至少一种符号点亮而做成显示部。

此外，也可以是它们的组合。而且，发现极为重要的是，由于是靠近长杆的握把(图4的120)而不妨碍程度的小的显示部(图4的122)，因此，必须非常易于看清。

在本发明的以前的试验中，首先考虑到的是如下方法，即，为显示打击位置，而在另外制作的面部图形上设置纵、横的编号、记号符号，当特定打击位置时，用小的监测器显示该编号、记号符号时，将该符号与手中的带符号的面部图的符号相比较，得知打击位置。

该方法虽然存在必须进行一一对比的重大缺陷，但相反，由于监测器(LED、液晶、等离子体、有机显示器)可做得非常小型，因此，具有可以以廉价且不妨碍的方式进行制造的优点。

假如在面部在横向加上***数字1、2、3、4、5...编号，在纵向加上A、B、C、D、E记号，当屡次显示“1A”时，由于是前方向之上，因此，此人有击打“1A”的习惯。但是，必须另外拿着该表等，没有乐趣而不方便。

为显示打在何处，而显示面部的外形，将打在何处在监测器部进行面部外形显示是极为重要的。进行面部外形显示或者近似倒梯形进行显示时，非常易于判别。

此外，作为第十二要点，提供一种可检测打击位置的高尔夫球杆，其特征在于，在本主发明中，进而，在显示部采用打击位置实际上越接近面部的击球面中心部分或者飞行距离大的区域得分越高的方式，将该得分显示于显示部。

将打击位置或者打击位置与其它的头速度或面开度等的检测信息组合定义为某种计算式，在作为得分显示结果时，由于可将打击技术用“得分”这一形式进行简化，因此，对使用者把握现在的技术水平及经过一定的练习达到了何种程度的提高是有效的手段。

此外，作为第十三要点，是还包括可检测打击位置的高尔夫球杆，其特征在于，在本主发明中，还具备显示部，该显示部是在上述显示部中具有使显示、符号“闪烁”的功能。

在本发明的打击位置的显示中，还包括可检测打击位置的练习用高尔夫球杆，其特征在于，包括具有使显示、符号“闪烁”的功能的显示部。发现通过闪烁尽管小的显示部却变得格外易于看到。进而，当设为红色(彩色显示时)时，无论是闪烁、非闪烁，都能使判别性能几倍地增长(易于看到)。

此外，作为第十四要点，是还包括可检测打击位置的高尔夫球杆，其特征在于，在本主发明中，设有功能部，该功能部存储有多次打击的打击位置或者得分的任一方或者该两者，并且通过开关等的操作而显示存储的打击位置或得分。

在高尔夫球的练习等中，当然多次进行挥杆而尝试改良。本发明的特征在于立即可看到此时的挥杆结果，当有时想要再次看到此前的打击位置或第几次打击的打击位置或得分，以确认练习的成果如何。因此发现，设置存储打击位置或得分的功能部，存储几次的挥杆结果，通过某种操作再次显示的功能是有用的。

此外，作为第十五要点，是还包括可检测打击位置的高尔夫球杆，其特征在于，在本主发明中，还具有在挥杆时自动成为测定状态并切换显示画面的传感器部及显示部、和将消去的画像复原的重置按钮。

优选的是通过摆动球杆而使设置在球杆内的加速度传感器等检测摆动，并消去之前的显示画面而成为测定状态。由此，即使不必一一按压开关等，也可自动成为测定状态。但有时想看到之前的状态。但使用这种球杆进行试验时，才认识到有时会有不注意摆动的情况。此时，还包括如下装置，即，设置有开关和存储部，以使得只要按压重置按钮，就可使画面复原。

此外，在所述的公知例中，由于有加速度传感器或冲击传感器等词语，因此，有可能将本发明的主要部分误解为与这些传感器的使用方法相同，但应进行正确区别并附加记载。

此外，作为第十六要点，还包括带发电功能的打击位置检测高尔夫球杆，其特征在于，在本主发明中，还具有球杆的长杆或者头的至少一部分由发电材料覆盖的部分，且具有建立供给传感器或者传感器的电源、或者显示部的电源的连接的连接部。

有人将高尔夫球杆袋从田园俱乐部直接送往下一个田园俱乐部。为此，有许多人忘记电池。为避免此情况，不需要电池或者使电池长寿命化是极为重要的。最近，随着感光发电薄膜迅速的性能进步，在球杆长杆的表面卷绕或者粘贴太阳能电池(多数是薄膜)，可以不需要电池。由于高尔夫球是在明亮的场所进行，因此易于确保光源。

此外，作为第十七要点，还包括一种打击位置检测高尔夫球杆，其特征在于，在本主发明中，构成为只要接近另外设置的带接收天线的显示设备、或者手表式显示部，就从设于球杆的发送天线接收而进行工作的工作部、传达接收的信息的传达部、或者进行运算处理的接收部的组合。

有时要对某人的习惯、数据进行统计性加工或进行统计等解析。此时，需要将数据转移到其它装置、如广义的移动电话、移动计算机、手表式微型计算机。由于在球杆上存储大容量的数据而使重量增加而不是优选的，因此，优选的是将数据移动到附近的装置。可通过无线(RFID)将其移动。

在本发明中，当进入测定状态时，LED闪烁使人得知，在心理学意义上是重要的。也可以采用这样的结构。可以具有如下功能，即，当打击到良好的位置时，发出“好球”等的声音或者鸣奏音乐，当打得不好时，发出努力等声音或发言的功能。在出租廉价的本机械时，相反也可以在呼叫中***广告宣传。不论在这种设备的普及还是促销手法，可灵活运用。但是，如果重量很重，则有可能失去本来的目的。

在所述的第二要点中，包括一种打击位置检测高尔夫球杆的制造方法，其特征在于，根据各传感器对的时间微差计算实际的打击位置的带运算功能的微型计算机部具有执行如下运算处理的功能。

即，计算机在检测到进行了打击后，立即利用一方的传感器对W1的两个传感器检测起始振动波的到达时刻，通过运算求出该时刻的差ΔT1。同时，由另一方的传感器对W2的两个传感器检测起始振动波的到达时刻，通过运算求出该时刻的差ΔT2。使用预先存储于计算机的值a、b、c、d，通过下式将ΔT1和ΔT2转换为距离各自的传感器对的距离之差ΔL1、ΔL2。

ΔL1＝a×ΔT1+b    ΔL2＝c×ΔT2+d

进而，计算机针对想求出面部上的打击位置的所有区域的各位置，预先存储预先求出的针对两个传感器对的距传感器的距离差ΔLp1、ΔLp2，使用根据检测到的时间差信号通过计算求出的ΔL1和ΔL2、及存储的各位置的ΔLp1及ΔLp2，通过运算求出下式的值，

(ΔLp1-ΔL1)²+(ΔLp2-ΔL2)²

将根据该运算结果得到的值达到最小的位置判断为打击位置。

图1(及图2)表示本发明的面部及其背部的传感器的安装位置之例，103表示头的面部，104、105、106、107表示背部(内部)的传感器。此外，是表示与本发明的实施例对应的传感器在面部外周部的配置的图。

即，将传感器配置在难以直接受到打击的冲击的面部外周部附近且配置于倒梯形的面部的四个顶点附近。此外，在如下位置配置传感器，即，将104和106作为一对，将105和107作为另一对，使得连结两个传感器对的直线的交点在面部的中央部附近相交，且使该两条直线尽可能形成接近垂直的角度而相交。

图2是两个传感器对所捕捉到的具有时间差的电磁波形。是表示检测传感器的打击振动波的到达时间及传感器对的到达时间差的方法的图。110为首先接收到的传感器的起始振动波形，113为之后接收到的传感器的起始振动波形之一例，109和112是判断各传感器信号的起始振动波到达时刻的判断基准电压(阈值)。

即，表示如下情况，用预先设定的判断基准电压(阈值)对传感器对的接收信号波形进行比较，最初检测到与判断基准电压一致的时刻(图的t1和t2)，通过运算该时刻的微差t2-t1来检测到达时间差。

图3是表示传感器安装在面背面的安装状态之一例的图。即，传感器116不是直接固定于面部，而是隔着弹性体状物(在后述的实施例中为天然橡胶)117固定于面部。115为用于固定传感器和弹性体状物的壳体。

如果采用将传感器埋入橡胶那样的结构，则115的壳体就不是必须的。119为通过预先焊接或者粘接固定设置于面部背面的最佳传感器位置的圆筒状的柱状物，由此，可容易、准确且牢固地将传感器固定于面部。

图4是表示显示器和电池在长杆部的安装状态的示意图。即，电池124可内置于长杆120的内部(即使不使用特别形状的长杆)。该图表示可进行如下安装，通过将显示器122设于握把121的前端部，而不会对挥杆造成影响，无不适感，且容易看到画面。

图5是表示冲击锤的打击输出信号和麦克风传感器的接收起始波形的图。即，该图表示，利用冲击锤的打击输出信号127的上升开始时刻128和麦克风传感器的接收波形129的到达判断基准电压130判断打击产生的振动波的传播时间，可检测到达时间131。

图6是表示用冲击锤打击面部时的传感器的起始振动波到达时间和从打击点至传感器的距离实测值的图。

即，振动波在面部按大致一定的速度进行传播，其速度不依赖于传播的方向。其结果，可以看出振动波到达时间与自打击点至传感器的距离成比例。

图7是表示传感器对的起始波到达时间差和距打击位置的距离差的实测值的图。即，其表示，传感器对的起始波到达时间差和距打击位置的距离差存在比例关系，及其不依赖于打击的速度(强度)。

图8、图9、图10、图11、图12是表示对由本发明检测到的打击位置和根据粘贴于面部的感压片的打击痕迹测得的打击位置进行比较的图。即，该图表示，实际的打击位置和位置检测结果(图8的132和133、图9的134和135、图10的136和137、图11的138和139、图12的140和141)大致一致，用本发明的打击位置检测装置可实现大致5mm以下的误差范围这一极为准确的位置检测。

优选的是检测振动波的传感器采用由于振动波使接收部的振动片变动而使内部的静电电容发生变化的静电电容式传感器。但是，只要是能够捕捉振动波的瞬时波形的传感器，可以是任意传感器。例如，可使用将振动波产生的压力转换为电信号而检测瞬时波形的压电传感器、或通过光学装置检测瞬时振动而捕捉振动波的光学传感器等，都包含于本发明的范围。

检测的振动波，将传感器固定于面部而捕捉机械性传播的振动的方法为检测精度高且制造容易的最佳手段。也可以是捕捉声音传播的起始波的方法或者利用机械传播和声音传播双方而进行检测的方法等，都包含于本发明的范围。

优选检测振动的传感器的数量为四个。由于用三个也可构成两组传感器对，因此利用本发明的方法可进行位置检测，且包含于本发明的范围，但是与四个传感器的情况相比较存在检测精度差的区域。

设置检测振动的传感器的位置为面部背面的外周部附近，优选是倒梯形上的四个顶点附近。虽然也依赖于面部的形状，但优选的是在四个顶点附近且使面对的对角附近的传感器彼此成对，使连接成对的传感器的直线在面部中央(换言之，就是球杆击球面的中心部分)附近以尽可能垂直的方式，确定传感器位置。

即使不是倒梯形上的四个顶点附近，此外，不一定使连接成对的传感器的直线在面部中央附近垂直相交，且不是在使连接成对的传感器的直线交叉的位置设有传感器(或者传感器对)，也可检测打击位置，都包含于本发明的范围。

优选的是传感器隔着弹性体状物固定于面部。由于弹性体状物传播振动波且需要针对冲击保护传感器，因此优选的是用天然橡胶或者与此接近性能的材料制作。此外，可在弹性体上开孔，从面部至传感器的极短的距离进行声波传播来检测振动波，这也包含于本发明的范围。此外，将弹性体作为在固形时具有弹性特性的粘接剂，可一并实现传感器的固定和将弹性体夹在之间，这也包含于本发明的范围。

根据检测到的时间差通过运算求出距离差，且根据两组传感器对的距离差检测打击位置的运算方法，优选的是预先求出面部上的例如网格状的各坐标点的距离差并将其存储于计算机的存储器，搜索使其与检测到的距离差最近似的坐标点(换言之，就是两者的差异最小的坐标点)的方法。虽然预先存储距离差的坐标点的数量，限定于使用的存储器的大小，但只要使存储器变大，就可提高相应的精度。

此外，在要减小存储器的情况下，例如可求出存储的距离差和检测到的距离差的最小点和其附近的点的近似程度，根据该程度将最小的点和其附近点的中间判断为打击位置的方法等，这也包含于本发明的范围。其它可通过数学式运算求出的方法，也包含于本发明的范围。

<实施例>

通过以下的实施例来更详细地说明本发明。但是，本发明的有效性不能解释为受本实施例的限定。

实施例1

本发明者们利用安装于高尔夫球杆的传感器，专注于面部的打击位置检测时，最初考虑到声波的传播。最初，考虑到根据超声波的反射检测打击时球的位置这一方法，但是，通过使声波传播到形状为球形且高速地撞击面部的球而难以捕捉其反射。

其次，考虑到不是声波的反射，而是应用探测打击时产生的声音的声源的方法。但是，根据声源探测的专家解释，由于即使在像钛那样坚硬的板的某部位产生声音，也立即像平面扬声器那样成为整体扩散的平面波，因此，从(不是面的垂直方向)面的横方向捕捉其传播是不可能的。

虽然曾一度放弃，但是为了慎重起见而在使用麦克风传感器进行试验时，确实用声音的大小(振幅)判断声音的到达的方法无法捕捉，而惊奇的是，当从瞬时波形观察时，发现打击位置和至传感器的距离与振动波的起始波的到达时间有相关关系。

于是，本发明者们开始正式进行实验。将传感器安装于面部的特定位置，调查打击位置和振动起始波的到达时间的关系。传感器使用静电电容式麦克风传感器，在打击时，使用了(日本)小野测量设备公司制造的冲击锤GK-3100。该冲击锤内置有检测瞬时打击强度的传感器，将该信号上升开始的瞬间设为打击时刻(图5的128)。

麦克风传感器的接收信号的起始波动成为图5的129那样，通过一定的基准电压(阈值)(图5的130)判断该起始波的急剧下降，并将其设为到达时刻(图5的131)。其结果，确认从冲击锤至麦克风传感器的距离和从冲击锤信号上升开始时刻到麦克风传感器的到达时刻大致存在比例关系。此外，同时，该关系不论将从传感器看到的打击点采用面部上的水平方向、垂直方向、斜方向中的任一方向，都可确认完全相同(图6)。

此外，即使传感器离开面部，在作为声波进行捕捉的情况下也同样确认可得到比例关系。此外，发现在主要捕捉在面部传播的机械振动波的情况和离开面部作为声波进行捕捉的情况的不同是，在输入传感器的大小和至接收的时间上存在不同。

通过至今为止的实验，考虑到只要根据从打击的瞬间至配置的传感器的响应的延迟，检测打击位置和至传感器的距离，可通过使用多个传感器进行打击位置的特定。但是，从图6可以看出，振动波的传播每1m约为2μ秒，为了以1mm左右的精度检测面部的高度为80mm左右的距离的传播时间，最迟也需要以1μ秒以下左右的高速对打击的瞬间进行检测。

为实现此目标，需要例如在球内设置高速响应的传感器并通过某种手段在打击的瞬间高速产生信号，或者在高尔夫球杆的外部设置光传感器等高速传感器捕捉其瞬间并发送信号。在球内设置传感器的方法需要制作特殊的球，存在不能使用一般的球的缺点。在高尔夫球杆外部设置高速传感器捕捉其瞬间的方法，需要那样的设备，此外，还存在为捕捉打击的瞬间而必须进行适当的配置这一不便。

本发明者们考虑到，即使不是这样检测打击的瞬间，只要利用各传感器接收的时间差，则就可进行位置的检测。于是，将两个传感器配置于面部的适当位置，对两个传感器对的振动波接收信号进行了比较。

接收信号的大小在各传感器间没有大的差异，在按某一定的电压电平对各传感器的振动波到达时刻进行比较时得知，靠近打击点P的一方的传感器A最先接收振动波(图2的t1)，与从该接收时刻至另一个传感器B接收时刻(图2的t2)的时间差Δt＝t2-t1，从打击点P至A的距离和从P至B的距离之差存在大致比例的关系(图7)。

由此得到新发现，只要构成两组传感器对，适当设定各传感器位置，就可根据该两组传感器对的振动波到达时间差算出打击位置的距离差，可以特定满足两个距离差条件的二维平面状的打击位置。

该实验结果的一例示于图7。从图7可以看出，传感器对的起始振动波到达时间差Δt和传感器对距打击点的距离差ΔL基本存在比例关系，通过下述式将会明确具有的关系。

ΔL＝Δt×k+q

其中，k为与振动波的传播速度相当的系数，q为因面部结构及传感器结构等而产生的常数。

在此，为特定满足检测到的两个距离之差的二维平面上的位置，通常可考虑下述的方法，按数学方法根据打击位置P的坐标和传感器的坐标求出表示距离之差的数学式，将实际检测到的距离差代入该数学式，根据得到的两个方程式计算出打击位置。

本发明者们也研究了本方法，但是得知，运算式复杂，通过搭载于高尔夫球杆的微型计算机进行计算而耗费相当的时间，而且运算引起的误差也增大。于是，考虑到如下方法，预先求出面部各点距两组传感器对的距离差ΔL1、ΔL2，将其存储于微型计算机的存储器，将由根据实际的打击检测到的时间差求出的距离差ΔLp1及ΔLp2和存储的距离差最近似的点判断为打击位置。

“距离差最近似的点”的检测通过重复运算求出下式的值，通过搜索其结果达到最小的坐标P可简单地进行检测。

(ΔL1-ΔLp1)²+(ΔL2-ΔLp2)²

实际用于实验的高尔夫球杆面部约有50mm×80mm。在该面上纵向和横向分别按每2mm网格状取1000个点，将各点距传感器的距离差ΔL1、ΔL2存储于微型计算机的存储器。

对传感器的配置部位也进行了许多的实验性检验和研究。通过实验得知，打击位置极为靠近传感器的情况与离开传感器位置的情况相比较，检测到的距离差的误差对打击位置的判断有很大的影响。通常，打击位置集中于中央部，使用者特别有在中央部精度良好地掌握打击位置的期求。

由此可知，传感器设于面部的周边部附近整体上特别是在中央部附近能够精度良好地进行检测。进而还发现，通过配置在周边部特别是配置于面部的倒梯形的四个顶点附近，可提高打击位置的精度，且可避免打击时的强的冲击而降低破损的概率。

此外，使连接两组传感器对的直线的交叉角度在面部的中央附近以接近90度进行交叉的方式进行配置，也可以发现中央部的精度高。以该方式配置四个传感器。在配置时，为承受极强的冲击且准确地固定于预先设定的位置，预先在规定的位置焊接直径为10mm长度为2mm的圆筒状的金属件，并在其上安装粘接到橡胶上的传感器。

由设于信号处理部的电子电路部进行传感器信号的放大和预先设定的到达时刻判断电压电平(阈值)的比较，此外，通过另外设置的定时器部存储到达时刻的定时值，并求出成对的传感器间的时间差。

预先通过实验求出时间差Δt和距离ΔL的关系。图7为该例，而该情况下，利用如下变换式

ΔL＝0.46Δt+6.1

根据时间差运算距离差。

求出时间差，并根据该结果运算处理打击位置的微型计算机，使用ルネサステクノロジ一社製的16位单板微型计算机H8/3694。电源为电池驱动，微型计算机的电源电压通过升压电路设为3.6V。微型计算机的工作发送频率为10MHz。在制作的检测装置中，从检测到打击时刻至判断打击位置的处理时间约为80毫秒。

利用制作的高尔夫球杆进行了实际试打。图8、图9、图10、图11、图12为该实验结果之一例。

各图的坐标用如下直角坐标系表示，即，设面部的中央(球杆击球面的中心部分)为原点、设水平方向(按挥杆姿态使球杆贴于底面时的面部上的水平面方向)为X轴、设垂直方向(与地面成直角的方向)为Y轴。如图所示，确认遍及面部整体可按大致5mm以下的精度检测打击位置。

试打进行了利用锤进行的试验、利用机器人进行的挥杆、由职业高尔夫球员实践性的挥杆的各试验。为得到打击点而在面部粘贴感压片，将感压片上显示的球的打击痕迹的图像的中央作为打击位置。头速度在20m/s～50m/s的范围进行试验。其结果，确认利用本发明的打击位置检测方法，能够在整个面部在大致5mm以下的误差范围内特定打击位置。

实施例2

此外，观测实际的高尔夫球练习者的结果表明，练习者不是简单地挥杆进行打击，而是存在最初进行空抡(没有打到球，而是简单地挥杆行为)的情况、用球杆弹球等进行击球以外的各种动作。于是，考虑到只有在正式挥杆的情况下才需要检测打击时刻。

本发明者们安装三轴加速度传感器，利用加速度传感器检测头速度，同时做成将头速度超过10m/s时判断为正式的打击挥杆的计算机程序，由此，自动将振动波到达检测电路及微型计算机设定为打击位置检测模式，以只显示其后的打击产生的打击位置检测结果的方式制作成程序。

此外，打击位置的显示如下表现，在反射式点阵LCD显示器上显示面部的图像，进而，在判断为打击位置的位置显示涂敷圆“●”。显示器的外形尺寸为纵46mm、横22mm，其固定于长杆的握把之下(握把的球杆侧)。在其附近的握把的直径为约20mm，大小大致与长杆相同。其结果，显示部即使做成形状，也无不适感，此外，还成为即使放进高尔夫球杆袋也不必担心破损的形状。

此外，得分显示如下设置，检测到的打击位置在飞行距离大的球杆击球面中心部分附近的情况下得分高，而越靠近面部周边部得分越低。得分根据位置设为0分～100分的范围。这样，练习者可以将准确地在面部的中央部进行打击练习时自己的技术提高程度以“得分”这种容易识别的方式来把握。

此外，通过有意识地进行得分的变化，使用者得到可启发进取心的评价。此外，与由加速度传感器检测到的头速度的显示一起进行根据打击位置和头速度推定的球的飞行距离的显示。该打击位置、头速度及飞行距离的关系实际上是利用本发明可准确地检测打击位置而首先发挥其价值的。

虽然基于“要是可掌握打击位置...”这一假定，即使提出飞行距离的显示在产业上有效这一主张，也曾经只不过是无意义的愿望，但是，根据本发明，能够准确地检测打击位置，通过基于此的飞行距离显示，在最初可将飞行距离作为有益于使用者的信息提供方面取得了成功。

实施例3

在实施例1中，本发明者们使用了将电容器麦克风这一静电电容式传感器作为适合本目的的特性。这虽然可准确地检测起始振动波，但只要是具有相同性能的传感器，就可使用其它的传感器。作为优选的例子使用了麦克风，而作为其它的传感器，只要是成对的传感器灵敏度高且可检测时间差，就可使用。作为传感器虽然不是所有，但只要是本领域技术人员，就可适当选择灵敏度高的传感器。例如也可使用响应速度快的压电传感器等，也包含于本发明的范围。此外，虽然在检测振动波的传感器和面部之间设有以天然橡胶为主成分的弹性体，当只要传感器自身是耐冲击的结构，即使不一定另外设置弹性体也可得到同样的结果，这也包含于本发明的范围。

同样，在采用以固定传感器的粘接剂发挥弹性体效果之类的材料的情况下，也可得到相同效果，这也包含于本发明的范围内。此外，也可以在面部表面涂敷某种表面处理材料，以缓和打击的冲击的方式进行处理，这也包含于本发明的范围。

此外，在实施例中，用预先设定的电压(阈值)对起始振动波的波形进行比较，并使用了将超过该值的时刻作为到达时间检测的方法，但是，也可以变更为将振动波的波形最初急剧变化的时刻作为到达时间进行检测。例如，也可以对传感器信号进行微分处理并将其输出最先变大的(换言之，就是达到一定值以上)的时刻作为起始振动波到达时刻，这也包含于本发明的范围。

在实施例1中，根据两组传感器对的到达时间差求出了二维的坐标位置，但是还可以构成三组传感器对，根据它们的到达时间差求出三维的坐标位置。这也与本发明的概念同一，也包含于本发明的范围。

此外，在实施例中，采用了针对各点预先存储距两组传感器对的距离差，搜索检测结果与其近似的点的手段，但是，当然也可以使用通过数学式计算出解而得到打击位置的手段，此外，也有将该数学式以简单的数学式进行近似的手段，这也包含于本发明的范围。

此外，在与检测结果近似的点的查找中，也可以采用通过计算求出检测到的距离差最近似的点和其附近点的近似程度，根据近似程度将最近似的点和其附近点之间确定为打击位置的手段，这也包含于本发明的范围。

或者，也可以进行如下变更，即，不是存储距离差，而是预先存储测定各点的时间差的结果(或者根据距离差转换运算为时间差的结果)，查找检测到的时间差和存储的时间差一致的点，这也包含于本发明的范围。

此外，在实施例中，将预先存储有距两组传感器对的距离差的点，针对面部的水平方向及垂直方向分别选定为间隔2mm的网格状的点，将各点的时间差存储于微型计算机而检测坐标位置。只要增大存储容量，则当然就可存储比2mm小的间隔的网格点，间隔越小查找精度(检测精度)越高。

此外，不一定需要在整个面部选择以均匀的密度存储的点，也可以以下述方式进行变更，即，例如在中央附近更多地选择存储的点，以提高中央部的精度。此外，也可以不是将存储的坐标点作为水平方向及垂直方向的直角坐标系的点，而是将其作为用以面部的中心为原点的极坐标系表示的同心圆状的点。这些预先存储的点的选定方法也包含于本发明的范围。

实施例4

图14表示本发明的另一实施例。本实施例中的打击位置检测装置50与所述的打击位置检测装置1的不同之处在于，还具备：发送部51，其对麦克风传感器104、105、106、107输出的电信号进行无线发送；接收部52，其与高尔夫球杆2独立设置且接收所述电信号。接收部52通过天线53接收由发送部51发送的信号。该情况下，显示打击位置的显示部54与接收部52形成一体。此外，接收部52具有重置按钮18。运算部9可以设于接收部52，也可以设于发送部51。在图14中，还表示了头部模拟图像60、和重叠显示于其上的打击位置显示标记61(在图示例中为“+”)。

实施例5

图15是表示进一步将所述接收部52做成手表式接收部52A的实施例。该情况下，显示部54A虽然稍微变小，但是由于在手边，因此可视性优良。手表式接收部52A也具有重置按钮18。在图15中，还表示出头部模拟图像60、和重叠显示于其上的打击位置显示标记61(在图示例中为“+”)。

此外，在所述实施例中，采用在面部在梯形的四个顶点附近设有麦克风传感器(振动波传感器)的结构，但是，也可以采用如下结构，即，设有四个传感器，所述四个传感器是将以面部中央为原点的水平方向为X轴、以垂直方向为Y轴情况下的(-A，0)(+A，0)位置的两个传感器作为一对，将(0，+B)(0，-B)位置的两个传感器作为一对，且用前者的一对独立检测水平方向位置，用后者的一对独立检测垂直方向位置。

此外，在所述实施例中，使用如下方法，即，对根据振动波传感器信号求出的距离差ΔL的值和已知的ΔL进行比较并将最接近的点作为打击位置输出，但是，还可以不使用已知的ΔL，而通过数学式运算直接推定打击位置。

产业上的可利用性

本发明尤其可用于高尔夫球杆制造业、运动器具制造业。还可以作为用具的检定设备使用。

Claims (17)

1.一种打击位置检测装置，其特征在于，包括：

高尔夫球杆，其具备：具有握把部的长杆、包括具有打击面和背面的面部且安装于所述长杆前端的头部；

多个振动波传感器，其配置于所述面部的所述背面侧且固定于所述头部，输出与因对所述面部打击而产生的振动波相对应的电信号；

运算部，其基于所述电信号检测出因球的打击而在所述面部产生的振动波到达所述多个振动波传感器的各到达时刻，并基于所述多个到达时刻之差计算出所述面部的球的打击位置并作为打击位置信号输出；

显示部，其基于所述运算部输出的所述打击位置信号来显示所述面部的打击位置；以及

电源，其向所述多个振动波传感器、所述运算部及所述显示部进行供电，

所述多个振动波传感器为至少三个，所述运算部将所述多个振动波传感器中的两个振动波传感器视为一对来检测所述到达时刻之差，并基于利用至少两对所述振动波传感器得到的所述到达时刻之差计算出所述打击位置，

所述运算部，

(1)设所述多个振动波传感器中的第一对所检测到的所述振动波的到达的时刻之差为ΔT1，

(2)设所述多个振动波传感器中的第二对所检测到的所述振动波的到达的时刻之差为ΔT2，

(3)设预先存储于所述运算部的振动传播常数为a、b、c、d，

(4)作为从所述第一对各振动波传感器至假想打击位置的距离之差ΔL1，计算出ΔL1＝a×ΔT1+b，

(5)作为从所述第二对各振动波传感器至所述假想打击位置的距离之差ΔL2，计算出ΔL2＝c×ΔT2+d，

(6)针对想要求出所述面部上的打击位置的所有区域的各位置P，设预先求出的距所述第一对各振动波传感器的距离之差为ΔLp1，

(7)针对想要求出所述面部上的打击位置的所有区域的各位置P，设预先求出的距所述第二对各振动波传感器的距离之差为ΔLp2，

(8)利用下式求出位置Ps，

Ps＝min{(ΔLp1-ΔL1)²+(ΔLp2-ΔL2)²}

其中，运算符min{}表示{}内的值为最小的位置P，

将位置Ps作为所述打击位置。

2.如权利要求1所述的打击位置检测装置，其特征在于，

所述面部的所述打击面为梯形，四个所述振动波传感器配置于所述梯形的四个顶点。

3.如权利要求2所述的打击位置检测装置，其特征在于，

所述梯形的对角线在所述面部的中央部正交。

4.如权利要求2所述的打击位置检测装置，其特征在于，

具备工作不良检测部，所述工作不良检测部检测所述四个振动波传感器中的一个振动波传感器发生工作不良，所述运算部，在由所述工作不良检测部检测到所述振动波传感器中的一个振动波传感器发生工作不良的情况下，将剩余三个所述振动波传感器视为两对振动波传感器并计算出所述打击位置。

5.如权利要求1所述的打击位置检测装置，其特征在于，

所述振动波传感器隔着弹性体状物被固定于所述面部的背面。

6.如权利要求1所述的打击位置检测装置，其特征在于，

所述振动波传感器利用垂直固定于所述面部且内部为空洞的柱状物进行固定。

7.如权利要求1所述的打击位置检测装置，其特征在于，

具备测量部，所述测量部对从包括所述长杆的位置、角度、速度、加速度及所述头部的速度、加速度的群中选择的至少一个物理量进行测量，

所述运算部在所述测量部测量到的至少一个所述物理量达到预先设定的规定值的情况下起动。

8.如权利要求1所述的打击位置检测装置，其特征在于，

具备头速度测定部，其检测所述头部的速度，

所述运算部，根据所述打击位置和所述头速度计算出被打击的高尔夫球的飞行距离，所述显示部显示所述飞行距离。

9.如权利要求1所述的打击位置检测装置，其特征在于，

所述显示部在所述头部的模式图上使用规定的标记来显示打击位置。

10.如权利要求1所述的打击位置检测装置，其特征在于，

所述运算部计算出得分，所述得分是所述打击位置越接近所述面部的球杆击球面的中心部分或者飞行距离大的区域得分越高，所述显示部显示所述得分。

11.如权利要求10所述的打击位置检测装置，其特征在于，

所述显示部具有使所述标记闪烁的功能。

12.如权利要求1所述的打击位置检测装置，其特征在于，

所述运算部具有将所述打击位置信号存储的存储器功能，根据要求使之前的打击位置显示于所述显示部。

13.如权利要求1所述的打击位置检测装置，其特征在于，

所述多个振动波传感器在挥杆时自动成为测定状态，所述显示部具有重置按钮，所述重置按钮在挥杆时自动切换显示画面且将消除的画像恢复原状。

14.如权利要求1所述的打击位置检测装置，其特征在于，

所述长杆及所述头部的至少一部分被发电元件覆盖，所述发电元件与所述多个振动波传感器及所述显示部电连接，以供给所需电力的至少一部分。

15.如权利要求1所述的打击位置检测装置，其特征在于，还包括：

发送部，其将所述多个振动波传感器所输出的所述电信号进行无线发送；以及

接收部，其与所述高尔夫球杆独立设置且接收所述电信号；

所述运算部及所述显示部与所述高尔夫球杆独立配置且与所述接收部连接。

16.一种打击位置检测方法，其特征在于，包括如下工序：

使用高尔夫球杆对球进行打击，所述高尔夫球杆包括：具有握把部的长杆、具备具有打击面和背面的面部且安装于所述长杆前端的头部；

检测因所述球的打击而产生于所述面部的振动波到达多个振动波传感器的各时刻，所述多个振动波传感器配置于所述面部的所述背面侧且固定于所述头部；

基于所述振动波的各到达时刻之差计算出所述面部的所述球的打击位置并作为打击位置信号输出；以及

基于所述打击位置信号显示所述面部的打击位置，

多个所述振动波传感器至少设置三个，所述到达时刻之差的检测是将所述振动波传感器中的两个振动波传感器视为一对并对至少两对所述振动波传感器进行检测，所述打击位置的计算按如下步骤进行，

(1)设所述振动波传感器的第一对所检测到的所述振动波的到达的时刻之差为ΔT1，

(2)设所述振动波传感器的第二对所检测到的所述振动波的到达的时刻之差为ΔT2，

(3)设预先存储于所述运算部的振动传播常数为a、b、c、d，

(4)作为从所述第一对各振动波传感器至假想打击位置的距离之差ΔL1，计算出ΔL1＝a×ΔT1+b，

(5)作为从所述第二对各振动波传感器至所述假想打击位置的距离之差ΔL2，计算出ΔL2＝c×ΔT2+d，

(6)针对想要求出所述面部上的打击位置的所有区域的各位置P，设预先求出的距所述第一对各振动波传感器的距离之差为ΔLp1，

(7)针对想要求出所述面部上的打击位置的所有区域的各位置P，设预先求出的距所述第二对各振动波传感器的距离之差为ΔLp2，

(8)利用下式求出位置Ps，

Ps＝min{(ΔLp1-ΔL1)²+(ΔLp2-ΔL2)²}

其中，运算符min{}表示{}内的值为最小的位置P。

17.一种打击位置检测装置的制造方法，其特征在于，

在称为高尔夫球杆的面部的打击面的实际的最外周或者轮廓部的附近的背部即面部背侧设置三个以上捕捉打击高尔夫球时产生的振动波的振动波传感器；

设置运算处理部，将所述这些传感器的任意两个传感器作为一个传感器对，进一步将所述两个传感器中的任一个传感器与其它的一个传感器的组合或者所述两个传感器以外的两个传感器的组合作成另一传感器对，针对所述两组传感器对，所述运算处理部计算出因打击球而产生的振动波到达各自成对的传感器的时间微差；

设置带有运算功能的微型计算机，所述微型计算机根据各自的传感器对的时间微差计算出实际的打击位置；

在所述高尔夫球杆的长杆上设置同时显示所述面部的近似外形和打击位置的显示部；以及

设置用于所述微型计算机的电源部，

所述运算部，

(1)设所述振动波传感器的第一对所检测到的所述振动波的到达的时刻之差为ΔT1，

(2)设所述振动波传感器的第二对所检测到的所述振动波的到达的时刻之差为ΔT2，

(3)设预先存储于所述运算部的振动传播常数为a、b、c、d，

(4)作为从所述第一对各振动波传感器至假想打击位置的距离之差ΔL1，计算出ΔL1＝a×ΔT1+b，

(5)作为从所述第二对各振动波传感器至所述假想打击位置的距离之差ΔL2，计算出ΔL2＝c×ΔT2+d，

(6)针对想要求出所述面部上的打击位置的所有区域的各位置P，设预先求出的距所述第一对各振动波传感器的距离之差为ΔLp1，

(7)针对想要求出所述面部上的打击位置的所有区域的各位置P，设预先求出的距所述第二对各振动波传感器的距离之差为ΔLp2，

(8)利用下式求出位置Ps，

Ps＝min{(ΔLp1-ΔL1)²+(ΔLp2-ΔL2)²}

其中，运算符min{}表示{}内的值为最小的位置P，

将位置Ps作为所述打击位置。

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