説明

足背高測定法及びその測定法を使用した足型測定器

【課題】足型測定器において、撮像手段により足の側方を撮影する場合、撮像手段と足の距離を正確に測定できないことから足背部の高さの正確な測定ができないという不都合を解決し、足背高の正確な測定を含む足型測定器を提供すること。
【解決手段】足型測定器の撮像手段で取得した足裏画像において、第2足指の先端と踵の最後端を結ぶ線上の各点と撮像手段の光学的中心との距離を測ることにより、撮像手段と足との間の距離を特定できる。撮像装置と種々の距離での既知高の物体の画素単位での測定値と物体の実寸法との関係から変換式を事前に求めておくことにより、足の側方画像から求めた画素単位での足背高を実寸法に変換することができる。この手法により、足背高の測定を含む足型測定器を提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、足型の測定を行う足型測定において、足背部の高さを測定する方法及び足背部の高さを測定できる足型測定器に関する。
【背景技術】
【0002】
靴製造あるいは靴選択を行う場合、靴使用者の足長値、足幅値、足囲値、及び足背値などが必要である。これらの測定を行う場合、従来は、参考文献1、参考文献2,参考文献3,参考文献4に見られるように、カメラまたはスキャナーにより取り込んだ足型画像の輪郭線を印刷し、定規を使い足型測定基準線を引き、それを基準に足長、足幅やその他の値を人手によって測定する方式が採用されていた。
【0003】
あるいは、文献5に見られるように、足型測定器のコンピュータの画面に表示された足底部輪郭パターンにおいて、コンピュータのマウスやその他のポインタ操作装置を使い、足型測定基準線(踵最後部から第2足指先端部を結ぶ線)を目視で描画し、それを基準に足長及び足幅、その他の値を測定していた。ただし、足背部の高さは測定できるようにはなっていなかった。
【0004】
文献1−文献3のように、レーザビーム走査により3次元形状を計測するレーザビーム走査式足型計測器があるが、走査終了までに時間を要し、体動の多い子供の計測は困難な場合があり、また、高価であるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2001−207
【特許文献2】特開2000−296005
【特許文献3】特開平11−1001623
【特許文献4】特開平8−166219
【特許文献5】特開2004−219404
【特許文献6】特願2007−335241
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
かかる不都合を解消して、本発明は、足背高の正確な測定が可能、かつ、短時間に測定でき、また、自動化率を高めて測定者の負担を軽減することができ、さらには、測定装置の構成を単純化し、安価で小型な足型測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
かかる目的を達成するために、本発明は、足置き透明板上に載置した足を足置き透明板の裏面側から撮像する手段、及び足の側面の像を足置き透明板の反対側にある撮像手段に導く反射鏡を設置することにより、足を裏側と側面から撮影する手段を備え、撮像手段により得られる画像情報から足裏形状及び足背高を測定することを目的とする。
【0008】
足を足置き透明板上に載置したとき、足裏の一部が足置き透明板に密着する。この密着部分が足裏接地部である。このとき、足置き透明板の外周端面から第1の光を導入することにより、足置き透明板の内部を進行する第1の光が足裏接地面部で屈折進行し、その光が接地部足裏で乱反射し、足置き透明板における足の裏面側からは足裏接地部分の鮮明な画像を得ることが出来る。一方、足の外周側面に第2の光を照射することにより、足置き透明板の裏面側からは鮮明な足裏外周縁部の画像を得ることが出来る。また、足置き透明板上に置いた鏡を通して足の側方画像を得ることができる。そして、第1の光と第2の光は異なる色の光であるので、足裏接地面と足裏外周縁部との境界が明瞭となり、撮像手段によって足裏の形状の明確な画像を得ることができて測定精度を高めることが出来る。また、足の側方画像からは足背部の高さの解析が可能な足の側面の画像を得ることが出来る。
【0009】
本足型測定器における測定手順を説明する。本発明における足型測定器においては、足画像の取得、及び足長、足幅などの測定は、参考文献5に基づいて行う。足型測定基準線の決定は参考文献6に基づいて行う。本足型測定器は前記の撮像手段の画像情報から足裏形状を演算測定する測定処理手段を備え、該測定処理手段は、前記の画像情報における足裏の第2足指爪先最先端から踵最後端にわたる直線を足型測定基準線として、該基準線の長さから足長を求める。ただし、他の足指の爪先先端からの垂線が踵最後端と第2足指の爪先先端との間に引いた足型計測基準線の延長上に下りる場合は、該垂線と該足型測定基準線の延長線上の交点位置と踵最後端との間の長さを足長とする。足型測定基準線の長さに応じて予め定められた足型測定基準線上の所定位置から該足型測定基準線の一側方に伸ばした垂線が足裏画像の足裏外周縁部の輪郭と交わる第1の交点を検出するとともに、該足型測定基準線の長さに応じて予め定められた該足型測定基準線上の第2の所定位置から該足型測定基準線の他側方に伸ばした垂線が足裏画像の足裏外周縁の輪郭と交わる第2の交点を検出し、第1の交点と第2の交点との間の長さから足幅を求めることができる。
【0010】
足背部の高さは、足置き透明板上の小型反射鏡と足置き透明板下の反射鏡を通して取得された足の側方画像から測定することができる。足背部の高さは次のような方法で測定する。足置き透明板上において、撮像手段の光学系の光学的中心から種々の距離に既知の高さの物体(以下、既知高物体と記す)を置き撮像し、撮像手段で得られた該既知高物体像について計測した足背高と、撮像手段の光学系の光学的中心と該既知高物体との距離と種々の既知の距離に載置された既知高物体の画像上の高さ情報との関係から実寸法への補正式を事前に解析しておく。なお、画像上での高さは、撮像手段の撮像素子のピクセル数を利用して求めることができる。該補正式を利用し、画像から求めた画像上の高さ情報を補正することにより、足背部の高さを測定する。足背部を含む足の側方画像から求めた足背部の高さを実寸法へ補正する場合、撮像手段と足の距離は、画像上で決定した足の像における足型測定基準線上の位置から求めることができることを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明により、正確な足背高測定機能をもつ足型測定器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の1実施形態の足型測定器の概略構成を示す説明図。
【図2】足型測定器本体の縦断面説明図。
【図3】足収容部の内部を示す説明的平面図。
【図4】要部の拡大説明図。
【図5】足の側方の撮像法の説明図。
【図6】(a)はカバーの構成を示す斜視図、(b)は一方の膜状部材の平面図、(c)は他方の膜状部材の平面図。
【図7】本実施形態の足型測定器による測定作業を示すフローチャート。
【図8】画素単位での足背部の高さの値を実寸法に補正する方法の説明図。
【図9】足背高の解析手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本実施形態の足型測定器の概略構成を示す説明図、図2は足型測定器本体の縦断面説明図、図3は足収容部の内部を示す説明的平面図、図4は要部の拡大説明図、図5は足の側方の画像の取得法を示す図、図6はカバーの構成を示す説明図、図7は本実施形態の足型測定器による測定のための処理手順を示すフローチャート、図8は足背高を測定するための処理法の説明図である。
【0014】
本発明を一実施形態を図を基に説明する。足型撮像手段としては、デジタルカメラによる方式、ラインセンサーによるスキャナー方式等が考案されている。ここでは、デジタルカメラによる実施例を示す。
【0015】
本実施形態の足型測定器1は、図1に示すように、本体2とパーソナルコンピュータ3によって構成されている。本体2の内部には、図2に示すように、撮像手段4(デジタルカメラ)と反射鏡5、足置き透明板6,足の側方画像撮影用の反射鏡7が設けられ、更に、足置き透明板の周縁に沿って光照射手段8とが設けられている。また、本体2の上部にはカバー9が設けられ、カバーには足の出し入れ口10が設けられている。
【0016】
図2に示す前記の足置き透明板6は、高い強度を持つ透明強化ガラスにより、両足が載置可能かつ足の側面像を反射する反射鏡5を載置可能な広さを有する矩形状に形成されており、本体2の周壁内部に設けられた支持部11により略水平に支持されている。本体2の内部は光が遮断された状態とされており、本体2の内部の足置き透明板6の上方空間は足を収容する足収容室12とされている。
【0017】
前記の反射鏡5は、足置き透明板6の下方に所定の角度に傾斜され、足置き透明板6上に載置された足裏を該足置き透明板6の裏面側からの撮像手段4に向かって反射する。足置き透明板6上に載置されている反射鏡7は所定の角度に傾斜され、足置き透明板6上に載置した足の側方を足置き透明板6下の反射鏡5を介して撮像手段4に向かって反射する。
【0018】
撮像手段4は、図1に示すように、本発明の較正処理手段及び測定処理手段として採用した前記のパーソナルコンピュータ3に接続されている。なお、パーソナルコンピュータ3には足裏の画像や測定結果を印刷するプリンター13が接続されている。
【0019】
前記の光照射手段8は、図2及び図3に示すように、足置き透明板6の側縁に設置された白色蛍光灯8と足置き透明板6の側縁に沿った上面に立設された光透過性の赤色プラスティック板14とによって構成されている。赤色プラスティック板14は透過光を赤色とするフィルタとして採用するものである。図4に示すように、光源となる白色蛍光管8を点灯させると、足置き透明板6の外周側端面から足置き透明板6の内部に入射された白色蛍光管8の光L1(第1の光)が、足置き透明板6の上下面で反射しつつ進んで行く。そして、足置き透明板6上に載置している足の足裏接地面部では光反射の臨界角が変化し、光L1の一部はガラス板外に出て行き足の接地部分を照射するので、足裏接地面部の照度が高くなり、他との分離が容易となる。一方、赤色プラスティック板15を透過した光L2(第2の光)は足の側面を照射する。足はもともと血液の色である赤色成分を含んでいるが、足の側面に赤色の光L2を照射することで、足の外周縁部を確実に赤色にできる。このとき、足裏接地面部は光L1(第1の光)が白色であることによって、肌の色の影響を受けて、黄白色(明るい黄緑色)の画像として撮像され、足裏接地面部画像と足の外周縁部画像とを明瞭に分離できる。
【0020】
前記のカバーは、図6(a)、図6(b)及び図6(c)に示すように、互いに重合された一対の膜状部材9a、9bによって構成されている。膜状部材9a、9bは、遮光性、且つ弾性を有する伸縮自在の部材により形成され、下面は青色とされている。
【0021】
また、図6に示すように、上側の膜状部材9aには、足の前後方向と交差する方向の一対のスリット10aが形成されている。該第1スリット10aは足が貫通自在できる長さを有する切り込みとされている。下側の膜状部材9bには、図6(c)に示すように、足の前後方向に沿って延びる一対の第2スリット10bが形成されている。該第2スリット10bは、図6(c)に示すように、両膜状部材9a、9bが互いに重合したときに第1スリット10aに交差する位置に設けられており、足が貫通自在となる長さを有する切り込みとされている。即ち、第1スリット10aと第2スリット10bとによって足の出し入れ口10が構成されており、足の出し入れ時には第1スリット10aと第2スリット10bが容易に開口する。
【0022】
前記の光照射手段の一様態としては、単一の白色光を有し、該光源の光を前記の第1の光(L1)とすると共に、透過光を赤色光とするフィルタを透過させた該光源の光を前記の第2の光(L2)とすることがあり得る。これにより、光源を単一として2色の光を生成することができ、装置の構成を簡単化できる。
【0023】
また、本発明において、前記の足収容室12は、前記の足置き透明板6の外側外周に起立する外壁2と、該外壁の上端を覆うカバー9とによって構成され、該カバー9には、足収容室に足を出し入れする開閉自在の出し入れ口10が設けられている。
【0024】
このとき、前記のカバーは、互いに重合された一対の伸縮自在の膜状部材で構成され、前記の出し入れ口は、一方の膜状部材に形成された第1スリットと、他方の膜状部材で形成されて前記の第1スリットと交差する方向に延びる第2スリットとを備えることが好ましい。カバーを伸縮自在の膜状部材により形成することにより、出し入れ口から足収容室12への足の出し入れが容易かつ迅速に行いうる。しかも、カバーを一対の膜状部材により構成し、第1スリットと第2スリットが互いに交差して出し入れ口を形成しているので、足を貫通させたとき第1スリットの両端に生じた隙間が第2スリットの両側の膜状部材により覆われ、且つ、第2スリットの両端の隙間は第1スリットの両側の膜状部材により覆われるので、足収容室への外光の侵入を防止でき、外部の光に影響されることなく明瞭な足画像を得ることができる。
【0025】
以上の構成による本構成形態の足型測定器の動作を説明する。まず、既知の物体像から撮像手段の光学系の歪みを修正する。その修正方法は、次の通りである。間隔が一定の白点を黒色の板に印刷した較正板を足置き透明板上に置き、その画像を撮像手段4で撮像し、パーソナルコンピュータ3に取り込む。パーソナルコンピュータ3に取り込んだ較正板画像の各白色点間の距離が一定となるように、画像信号における白点信号間の距離を補正する。補正を行ったこのときの補正数値は、足型測定のための足画像の光学歪みを補正するために使用される。また、較正板画像の光学歪みを補正した画像における白点間の距離を画素を単位として求める。この白点間の画素単位距離と較正板画像の白点間の距離の実寸法との関係に基づき、足長や足幅など足の大きさを測定する。
【0026】
次に、足の各部のサイズの測定法について説明する。図2に示すように、足置き透明板6に足Fを載せ、撮像手段4を作動させて、反射鏡5を介して足裏部からの足、及び、反射鏡5と反射鏡7を介して足の側面を撮像する。撮像が完了すれば、被測定者は足を足収容室から出してよい。撮像手段4によって撮像された画像はパーソナルコンピュータ3によって取り込まれ、パーソナルコンピュータ3によって、計測処理が行われる。撮像手段4によって撮像された画像はパーソナルコンピュータ3に取り込まれ、パーソナルコンピュータ3によって測定処理を行う。撮像された画像には背景が青色とされ、光照射手段8によって照明された足裏と足の側面が写り込んでいる。
【0027】
ここで、足部の長さ(以下、足長と記す)や足の幅(足幅)など測定に関わるパーソナルコンピュータ3による処理を説明する。図7に示すように、まず、撮像手段4からの画像を取り込み(STEP1-1)、取り込んだ画像について、較正板に基づいて決定した値により、画像の画像歪みの補正を行う(STEP1-2)、次に、足裏画像を抽出し(STEP1-3)、さらに、足型測定基準線を決定する(STEP1-4)。足型測定基準線に基づき、足長寸法(STEP1-5)と足幅寸法を決定(STEP1-6)、また、足側方画像を抽出(STEP1-7)、足背部高寸法を決定し(STEP1-8)、測定結果を出力する(STEP1-9)。
【0028】
足背高の測定は次のように行う。図8において、15は足裏画像の輪郭線、16は足型測定基準線、17は足の側方画像の輪郭線、18は足裏画像における第2足指先端と足の側方画像における第2足指先端とを結び延長した線、19は足裏画像における踵最後部と足の側方画像における踵最後部を結び延長した線を示す。これら、2つの延長線の交点を撮像手段の光学装置の光学的中心20とする。
【0029】
足の側方画像から足背部の高さを画素を単位として計測する。一方、本足型測定装置において、撮像手段4の光学装置の光学的中心20から種々の距離の足置き透明板上に既知の高さの物体を置き、その高さに関し、撮像手段の画素を単位として高さを求めておく。このときの撮像手段の光学装置の光学的中心20から既知物体までの距離と既知物体の高さの実寸法と画像における画素数を単位として、画素数単位の足背部高を実寸法の足背部高に変換する変換式を求めておく。この変換式に基づき、実寸法での足背部高を求める。前述の足背高に関する測定値は、足長、足幅などと共に靴作りに利用される。
【0030】
本実施形態では、両足計測方式を示したが、片足のみの計測装置とすることもできる。また、足の側方画像の取得は、足置き透明板の下方に設置した撮像手段からも行いうるが、足置き透明板上に設置して、足裏撮像手段以外の撮像手段により取得した画像によっても行いうる。また、足の側方画像撮影用の反射鏡7を足置き透明版上の両足の間に設置することもできる。
【産業上の利用可能性】
【0031】
本発明は、靴産業界が望んでいるものであり、デジタルカメラ撮像手段による足型計測において、足長、足幅の測定に加え、足背部の高さも測定可能とするものである。本発明は、デジタルカメラ方式であるので、瞬時に測定用の画像を取得でき、体動の多い幼児や児童、高齢者などの足型も測定できる。足型計測基準線は自動的に決定されるので、使用が簡単であり、訓練なしに使用できるので、多くの店頭に設置され、多人数の測定データを得ることができる。店頭に設置することにより、多人数の測定結果を短時間に多く得ることができ、本データベースを基にして、多くの人に履きやすい靴を開発できるものと考えられる。
【符号の説明】
【0032】
1:足型測定器の構成、2:足型測定器本体、3:パーソナルコンピュータ、4:撮像手段、5:足裏反射鏡、6:足置き透明板、7:足の側方反射鏡、8:光照射手段、9:足収容室カバー、9a、9b:膜状部材、10:足出し入れ口、10a:第1スリット、10b:第2スリット、12:足収容室、13:プリンター、14:赤色プラスティック板、15:足裏周縁輪郭線、16:足型測定基準線、17:足側方画像の輪郭線、18:足裏周縁輪郭線での第2足指先端と足側方画像の輪郭線における第2足指先端とを結ぶ線の延長線、19:足裏周縁輪郭線での踵最後端と足側方画像の輪郭線における踵最後端とを結ぶ線の延長線、20:画像取得手段の光学系の光学的中心。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
足置き透明板上に載置された足の裏側と足の側方を撮像する撮像手段を備え、撮像手段により得られる足裏画像から足の大きさ及び足の側方画像から足背高を測定する足型測定器において、撮像手段で撮影された足の側方画像における画素を単位として計測された足背高を、足裏画像における踵最後端と第2足指先端を結ぶ足型計測基準線上の各点と撮像手段の光学系の光学的中心との間の距離から、既知の高さの物体の実測値に基づき補正することにより実寸法を解析することを特徴とする足型測定器。
【請求項2】
足置き透明板上に載置された足の裏側と足の側方を該足置き透明板の裏面側から1台の撮像手段で撮像した足裏画像と足の側方画像において、足裏画像における踵最後端と第2足指先端とを結ぶ足型計測基準線上の各点と撮像手段光学系の光学的中心との間の距離により、事前に求めておいた既知の高さの物体の画素値と光学中心と既知高物体との距離との関係から得た補正式により、足の側方画像における画素を単位とする足背高を補正することにより足背高の実寸法を解析する方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2013−64657(P2013−64657A)
【公開日】平成25年4月11日(2013.4.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−203902(P2011−203902)
【出願日】平成23年9月19日(2011.9.19)
【新規性喪失の例外の表示】特許法第30条第1項適用申請有り 発行者 日本靴医学会 刊行物名 靴の医学 巻数 25巻 号数 1号 発行年月日平成23年8月発行
【出願人】(000004433)株式会社アサヒコーポレーション (15)
【出願人】(503361813)学校法人 中村産業学園 (26)
【Fターム(参考)】