JP2004219404A

JP2004219404A - 足型測定器

Info

Publication number: JP2004219404A
Application number: JP2003385232A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Matsunaga; 勝也松永; Kazunori Shidouji; 和則志堂寺; Taketo Hayami; 武人早見; Yuji Tsukamoto; 裕二塚本; Kazuo Hirakawa; 和生平川
Original assignee: Kyushu University NUC; Asahi Corp; Asahi Tsusho Co Ltd
Current assignee: Kyushu University NUC; Asahi Corp; Asahi Tsusho Co Ltd
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2023-11-14
Also published as: WO2004075677A1; JP3854599B2

Abstract

【課題】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向上することができるだけでなく、測定効率を向上して測定作業者及び被測定者の負担を軽減することができ、更には、装置構成を簡単として安価でコンパクトな足型測定器を提供する。
【解決手段】足置き透明板６に載置された足を、足置き透明板６の裏面側から撮像する撮像手段４を備え、撮像手段４の画像情報から足裏形状を計測する。足置き透明板の外周側端面から第１の光を導入すると共に、第１の光と異なる色の第２の光を足の外周側面に照射する光照射手段７を設ける。撮像手段４は、第１の光により照らされた足裏接地面部と、第２の光により照らされた足裏外周縁部とを同時に撮像する。
【選択図】図２

Description

本発明は、足裏各部の寸法や足裏形状を確認する際に足裏の測定を行う足型測定器に関する。

靴の選択にあたって靴のサイズを決定するとき、或いは医学体育学分野における健康状態や運動能力の分析等においては、足の各部の正確な寸法や足裏の形状を把握することが望まれている。従来より、足長、足幅、足囲の各寸法の測定は、スケール（定規）やメジャー（巻尺）を用いて手作業により行われているが、測定作業者の熟練を要するだけでなく、測定に時間がかかるために被測定者にとっても負担となっている。更に、熟練者であっても測定作業者の個人差によって測定結果にばらつきが生じる場合があり、手作業による測定ではその精度が不十分であった。また、スケール（定規）やメジャー（巻尺）による測定では足裏の輪郭形状や接地面部の形状、或いは足裏への体重のかかり具合等を正確に把握することが困難であった。

そこで、特許文献１に見られるように、足裏を撮像してその画像から足裏の形状や各部の寸法を測定する足型測定器が知られている。この足型測定器は、足を載せる透明板の裏側から足裏をデジタルカメラで撮影するとき、足の側面の最も外側に張り出す部分に水平ビーム光（レーザー光線）を照射することにより、足裏外周の輪郭の明確な画像を得られるようにしたものである。しかし、この足型測定器においては、画像から足裏外周の輪郭形状を把握することはできても、足裏の接地面部の形状を把握することができず、足裏形状を把握するには不十分となる不都合がある。

一方、特許文献２に見られるように、足を載せる透明板の側面から光を入射し、透明板内部を反射しながら進む光を足裏に反射させ、透明板の裏側から足裏を撮像するものが知られている。このものでは、透明板に接触している部分（足裏の接地面部）のみが撮像されるが、足裏全周の形状は不明瞭となる。

そこで、特許文献１の足型測定器における前記透明板に、その側面から光を入射させることで、足裏外周の輪郭形状と足裏の接地面部の形状とを同時に撮像することが考えられるが、これによっても単に足裏全体が一層明るく照明されるに過ぎず、足裏外周の輪郭形状と足裏の接地面部の形状との境界を明確に確認できないために、足裏の形状を正確に把握することが困難となる不都合がある。

また、特許文献１のように足裏を反射鏡に映して撮影する場合や足裏に対するデジタルカメラの撮影角度によっては画像に歪みが生じる場合があり、実際の足裏形状と画像から得られる足裏形状とが異なるために画像に基づく測定が不正確となる不都合がある。更に、この足型測定器では水平ビーム光を生成するためのレーザー光線発生装置等が必要となるので、高価で複雑な装置構成となる不都合がある。
特開２０００−２９６００５号公報実開平１−１７８００６号公報

かかる不都合を解消して、本発明は、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向上することができるだけでなく、測定効率を向上して測定作業者及び被測定者の負担を軽減することができ、更には、装置構成を簡単として安価でコンパクトな足型測定器を提供することを目的とする。

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された足を該足置き透明板の裏面側から撮像する撮像手段を備え、該撮像手段により得られる画像情報から足裏形状を計測する足型測定器において、足置き透明板の外周側端面から第１の光を導入すると共に、該第１の光と異なる色の第２の光を足の外周側面に照射する光照射手段を設け、前記撮像手段は、前記第１の光により照らされた足裏接地面部と、前記第２の光により照らされた足裏外周縁部とを同時に撮像することを特徴とする。

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面部である。このとき、足置き透明板の外周側端面から第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に乱反射して足置き透明板の裏面側からは鮮明な足裏接地面部形状を得ることができる。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輪郭形状を得ることができる。そして、第１の光と第２の光とは異なる色の光であるので、足裏接地面部と足裏外周縁部との境界が明確となり、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向上することができる。

また本発明においては、外部の光を遮断した状態で前記足置き透明板及び該足置き透明板上の足を収容する足収容室を設け、前記足置き透明板上の足を介して該足置き透明板に対向する前記足収容室の天面を青色とし、前記光照射手段における前記第１の光を白色光とすると共に前記第２の光を赤色光とすることが好ましい。

足収容室を設けたことにより外部の光を遮断した状態で撮像することができるので、第１の光と第２の光とが外部の光に影響されることなく足裏接地面部と足裏外周縁部とを明確に色分けすることができる。ここで、足の肌の色は、皮下血色の影響によりもともと赤色成分を多く含んでいる。このため、足の外周側面に赤色光を当てることで確実に足裏外周縁部の輪郭を赤色とすることができる。これにより、足収容室の天面を青色とし第２の光を赤色光とすることにより、画像においては背景を青色として赤色に照明された足裏外周縁部の輪郭を明確とすることができる。しかも、第１の光を白色光とすることで、足裏接地面部の肌の色の成分を含ませて足裏接地面部を黄白色（明るい黄色）とすることができ、画像においては足裏接地面部を赤色に照明された足裏外周縁部に対して特に目立たせることができる。

このとき、前記光照射手段の一態様としては、単一の白色光源を有し、該光源の光を前記第１の光とすると共に、透過光を赤色とするフィルタを透過させた該光源の光を前記第２の光とすることが挙げられる。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、装置の構成を簡単とすることができる。

また、本発明において、前記足収容室は、前記足置き透明板の外側全周に起立する側壁と、該側壁の上端を覆うカバーとによって構成され、該カバーには、足収容室に足を出し入れする開閉自在の出し入れ口が設けられていることを特徴とする。

このとき、前記カバーは、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、他方の膜状部材に形成されて前記第１スリットに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への足の出し入れが容易且つ迅速に行える。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スリットと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に第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スリットの両端に生じた隙間が第１スリットの両側の膜状部材により覆われるので、足収容室内への外光漏れが確実に防止でき、外部の光に影響されることなく足裏の明確な画像を得ることができる。

また、本発明においては、前記足置き透明板上に載置された足の側面の最も外側に張り出す部分と略同じ高さに位置され、且つ、前記足置き透明板上の足の外側に互いに足裏形状を計測する際に基準となる同一の間隔寸法を存して配設されて、前記撮像手段により足裏と共に撮像される４つの計測基準マークを備え、撮像手段により撮像された４つの計測基準マークに基づいて画像を較正し、該較正画像を撮像手段の画像情報とする較正処理手段を備えることを特徴とする。

前記較正処理手段は４つの計測基準マークを基準として撮像手段により撮像された画像の歪みを修正する。即ち、４つの計測基準マークは同一の間隔寸法を存して配設されているので、画像に歪みが生じている場合には足裏と共に撮像された４つの計測基準マークの各間隔が同一とならない。そこで、較正処理手段は画像における４つの計測基準マークの各間隔が同一となるように画像を修正して較正画像を生成するので、この較正画像を足裏形状の測定に使用する画像情報とすることで、正確な足裏形状の測定を行うことができる。しかも、各計測基準マークは足置き透明板上に載置された足の側面の最も外側に張り出す部分と略同じ高さに位置されているため、足裏の輪郭を構成する足の側面の最も外側に張り出す部分と各計測基準マークとが、足置き透明板を透して共に同等に屈折して撮像される。これによって、前記較正処理手段は一層精度の高い較正画像を生成することができるので、より正確な足裏形状の測定を行うことができる。

また、本発明においては、前記撮像手段の画像情報から足裏形状を演算計測する計測処理手段を備え、該計測処理手段は、前記画像情報における足裏の爪先側最先端から踵側最後端にわたる直線を基準線として該基準線の長さから足長を求め、該基準線の長さに応じて予め定められた該基準線上の第１の所定位置から該基準線の一側方に延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共に、該基準線の長さに応じて予め定められた該基準線上の第２の所定位置から該基準線の他側方に延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２の交点を検出し、第１の交点と第２の交点との距離から足幅を求めることを特徴とする。

本発明は、前記計測処理手段によって撮像手段の画像情報から足長及び足幅を測定することが容易に行える。一般に、爪先側最先端から踵側最後端までの長さが足長である。また、脛側中足点（第一中足骨頭、即ち足の親指の付け根の骨の隆起のうち、最も内側に飛び出している点）から腓側中足点（第五中足骨頭、即ち足の小指の付け根の骨の隆起のうち、最も外側に飛び出している点）までの長さが足幅である。従って、足裏の爪先側最先端から踵側最後端にわたる直線（基準線）を引くことで前記計測処理手段により基準線の長さから足長を容易に測定することができる。

また、本発明者は、基準線からの垂線が脛側中足点を通るとき、基準線における垂線の位置が基準線の長さに対して略一定の割合を示す位置であり、基準線からの垂線が腓側中足点を通るとき、基準線における垂線の位置が基準線の長さに対して略一定の割合を示す位置であることを知見している。これに基づいて前記計測処理手段においては、基準線上の第１の所定位置から該基準線の一側方（例えば足の親指の付け根の骨の隆起側）に向かって垂線を延ばし、足裏画像の足裏外周縁部の輪郭と交わる第１の交点（例えば脛側中足点）を検出する。同じく、基準線上の第２の所定位置から該基準線の他側方（例えば足の小指の付け根の骨の隆起側）に向かって垂線を延ばし、足裏画像の足裏外周縁部の輪郭と交わる第２の交点（例えば腓側中足点）を検出する。こうして検出された第１の交点（例えば脛側中足点）と第２の交点（例えば腓側中足点）との距離から極めて容易に足幅を測定することができる。このように、本発明によれば、前記計測処理手段により人手を煩わせることなく迅速且つ容易に足長と足幅を測定することができる。

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は足収容室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はカバーの構成を示す説明図、図６は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７は較正画像の作成作業を示すフローチャート、図８は足裏の輪郭検出作業を示すフローチャート、図９は足裏接地面部の輪郭検出作業を示すフローチャート、図１０は足裏の画像を示す説明図、図１１はカバーの他の形態を示す説明図である。

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（以下パソコン３という）と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と、足置き透明板６とが設けられ、更に、足置き透明板６の周縁に沿って光照射手段７が、足置き透明板６の上部に４つの計測基準マーク８が設けられている。また、本体２の上部にはカバー９が設けられており、該カバー９には後述する足の出し入れ口１０が設けられている。

前記足置き透明板６は、高い強度を持つ強化透明ガラスにより両足が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の内部は外部の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。

前記反射鏡５は、足置き透明板６の下方に所定角度傾斜され、足置き透明板６に載置された足裏を、該足置き透明板６の裏面側から撮像手段４に向かって反射する。

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計測処理手段として採用した前記パソコン３に接続されている。なお、パソコン３には足裏の画像や足裏の測定結果を印刷するプリンタ１３が接続されている。

前記光照射手段７は、図２及び図３に示すように、足置き透明板６の側縁に対向するように配設された白色蛍光管１４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アクリル板１５とによって構成されている。赤色アクリル板１５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、白色蛍光管１４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１４の光Ｌ１（第１の光）が、足置き透明板６の上下面を反射しつつ進んで行く。そして、足置き透明板６上に接している足裏接地面部に光Ｌ１の一部が乱反射することで足置き透明板６の下面から放射され、足裏接地面部の形状が浮き上がる。一方、赤色アクリル板１５を透過した光Ｌ２（第２の光）は、足の側面に照射されて足裏接地面部以外の足裏（足裏外周縁部）に当る。足はもともと赤色成分を含んでいるので、足の側面に赤色の光Ｌ２（第２の光）が照射されることで、足裏外周縁部が確実に赤色とされる。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（明るい黄色）に照らされ、足裏接地面部の黄色と足裏外周縁部の赤色とで明確に色分けされて照明される。

前記カバー９は、図５（ａ）乃至図５（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、遮光性を有し且つ弾性を有して伸縮自在の材料により形成され、少なくとも下面（内側面）が青色とされている。

また、図５（ｂ）に示すように、上側の膜状部材９ａには、足の前後方向に交差する方向に延びる一対の第１スリット１０ａが形成されている。該第１スリット１０ａは足が貫通自在となる長さを有する切り込みとされている。図５（ｃ）に示すように、下側の膜状部材９ｂには、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５（ａ）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とが容易に開口する。また、足が足収容室１２内にあるときには（図２参照）、第１スリット１０ａと第２スリット１０ｂとは互いに交差する方向に復元弾性により閉じるので、第２スリット１０ｂの両端側に隙間が形成されても上側の膜状部材９ａにより覆われ、同じく第１スリット１０ａの両端側に隙間が形成されても下側の膜状部材９ｂにより閉じられて、外部の光が足収容室１２内へ漏れることが防止される。更に、足置き透明板６上に足を載せる際には第１スリット１０ａを目標にして出し入れ口１０に足を貫通させることができる。

前記計測基準マーク８は、緑色のＬＥＤ（発光ダイオード）であって、図３に示すように、足置き透明板６の四隅部に設けられている。各計測基準マーク８の互いに隣り合うもの同士の間隔寸法は全て等しく、本実施形態においては、夫々３００mmとされている。また、図２に示すように、各計測基準マーク８は、足置き透明板６に載置された足の側面の最も外側に張り出している部分と略同じ高さ寸法Ｈに（即ち、ＬＥＤの発光部が足置き透明板６からの距離Ｈを存して）設けられている。こうすることにより、後述するように、計測基準マーク８からの光は、足裏の領域を検出する際に照明される足裏の輪郭と同様に屈折して足置き透明板６を透過するので、屈折による撮像精度の低下を防止することができる。なお、本発明者は各種試験により、高さ寸法Ｈは５〜２０mmに設定されるのが好ましいことを知見している。そして、計測基準マーク８はその形状に限定はないが、半球型のＬＥＤを用いる場合、該半球面側である先端を下向きにし発光部を上側にして配置する。このとき、半球型のＬＥＤの半径が足の側面の最も外側に張り出している部分の高さ寸法と等しいものであれば、図２に示すように、ＬＥＤを足置き透明板６に置くだけで、高さ寸法Ｈを足の側面の最も外側に張り出している部分の高さに極めて容易に合わせることができる。

次に、以上の構成による本実施形態の足型測定器１の作動を説明する。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（デジタルカメラ）を作動させて、反射鏡５を介して前記計測基準マーク８を含む足裏を撮像する。撮像が完了すれば、被測定者は足を足収容室１２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ソコン３に取り込まれ、パソコン３によって較正処理及び計測処理等が行われる。撮像された画像には、背景が青色とされ、光照射手段７により色分けされた左右の足裏と４つの計測基準マーク８が写り込んでいる。

ここで、パソコン３による処理を説明すれば、図６に示すように、先ず、撮像手段２からの画像を読み込み（ＳＴＥＰ１）、読み込んだ画像を４つの計測基準マーク７に基づいて較正する（ＳＴＥＰ２）。これにより、画像の歪みが修正された較正画像が得られる。

ＳＴＥＰ２における較正画像の形成について更に詳しく説明すれば、図７に示すように、先ず、読み込んだカラー画像（以下元画像という）をＳＴＥＰ２−１でピクセル毎にＲＧＢ値（赤、緑、青）をＨＳＢ値（色相、彩度、明度）に変換する。次いで、計測基準マーク７が緑色であることにより、ＳＴＥＰ２−２でピクセルのＨＳＢ値に基づいて緑色か否かを判断し、ピクセルが緑色であればＳＴＥＰ２−３で該ピクセルを白に変換し、ピクセルが緑色以外の色であればＳＴＥＰ２−４で該ピクセルを黒に変換する。ＳＴＥＰ２−２における緑色の検出条件は計測基準マーク８の色に応じて定められ、本実施形態においてはＨＳＢ値がＢ≧６０、Ｓ≧７０、１２０°≧Ｈ≧９０°であるものを緑色（計測基準マーク８の色）とした。そして、ＳＴＥＰ２−５により画像を構成する全てのピクセルについて白黒変換が行われ、ＳＴＥＰ２−６で各計測基準マーク８による２値画像が形成される。次いで、ＳＴＥＰ２−７で２値画像から４つの計測基準マーク８の位置を検出し、ＳＴＥＰ２−８で４つの計測基準マーク８の夫々の重心点を検出する。続いて、ＳＴＥＰ２−９で４つの計測基準マーク８の重心点を四隅として、元画像のトリミングを行う。更に、ＳＴＥＰ２−１０でトリミング後の元画像の各重心点の間隔を均一に修正する。これにより、撮影時の画像の歪みが修正された較正画像（背景が青色とされ光照射手段７により色分けされた左右の足裏が写り込んでいるカラー画像）を形成することができる（図１０参照）。

次いで測定作業者は、図６に示すように、画面に表示された左右の足裏の画像の夫々に基準線１６を入力する（ＳＴＥＰ３）。図１０に示すように、該基準線１６は、足裏の第２指爪先を通って踵側最後端に至る直線である。

続いて、図６に示すように、ＳＴＥＰ２により形成された較正画像に基づいて足裏の輪郭を検出する（ＳＴＥＰ４）。即ち、ＳＴＥＰ４においては、図８に示すように、較正画像をＳＴＥＰ４−１でピクセル毎にＲＧＢ値をＨＳＢ値に変換する。次いで、ＳＴＥＰ４−２でピクセルのＨＳＢ値に基づいて足裏の領域か否かを判断し、ピクセルが足裏の領域を示す（黄色成分〜赤色成分を含む）ＨＳＢ値であればＳＴＥＰ４−３で該ピクセルを白に変換し、ピクセルが足裏の領域を示すＨＳＢ値以外の色（背景色）であればＳＴＥＰ４−４で該ピクセルを黒に変換する。なお、ＳＴＥＰ４−２における足裏の領域の検出条件は、ＨＳＢ値が０≦Ｂ≦１００、且つ１５≦Ｓ≦１００、且つＨ≦９０°又はＨ≧３１４°である場合、１５≦Ｂ≦５５、且つ２１≦Ｓ≦９８、且つＨ＜２００°又はＨ≧３１２°である場合、５５≦Ｂ≦１００、且つ０≦Ｓ≦９４、且つ０≦Ｈ≦１１０°である場合の何れかであるときに足裏の領域とする。次いで、ＳＴＥＰ４−５により画像を構成する全てのピクセルについて前記条件による白黒変換が行われる。そして、ＳＴＥＰ４−６で左右夫々の足裏の領域の輪郭を抽出し、ＳＴＥＰ４−７で較正画像の左右夫々の足裏の輪郭に沿って輪郭線１７（図１０参照）を重ねる。ここで、足裏の領域の検出条件は、黄色成分〜赤色成分を含むものを選択するが、足はもともと赤色成分を含んでいることに加えて足の側面に赤色の光Ｌ２が照射されているので、足裏外周縁部の輪郭が確実に赤色とされ、輪郭線１７（図１０参照）が容易に抽出される。

続いて、図６に示すように、較正画像から足裏接地面部の輪郭を検出する（ＳＴＥＰ５）。ＳＴＥＰ５においては、図９に示すように、先ず、較正画像をＳＴＥＰ５−１でピクセル毎にＲＧＢ値をＨＳＢ値に変換する。次いで、ＳＴＥＰ５−２でピクセルのＨＳＢ値に基づいて足裏接地面部の領域か否かを判断し、ピクセルが足裏接地面部の領域を示す（黄色成分を含む）ＨＳＢ値であればＳＴＥＰ５−３で該ピクセルを白に変換し、ピクセルが足裏接地面部の領域を示すＨＳＢ値以外の色であればＳＴＥＰ５−４で該ピクセルを黒に変換する。なお、ＳＴＥＰ５−２における足裏接地面部の領域の検出条件は、足裏接地面部が光Ｌ１（第１の光）によって黄白色とされていることにより、ＨＳＢ値が４７≦Ｂ≦１００、且つ０≦Ｓ≦１００、且つ５３≦Ｈ≦１１４°である場合に足裏接地面部の領域とする。次いで、ＳＴＥＰ５−５により画像を構成する全てのピクセルについて前記条件による白黒変換が行われる。そして、ＳＴＥＰ５−６で左右夫々の足裏接地面部の領域の輪郭を抽出し、ＳＴＥＰ５−７で較正画像の左右夫々の足裏の輪郭に沿って輪郭線１８（図１０参照）を重ねる。

これによって、図６に示すＳＴＥＰ２により形成された較正画像には、ＳＴＥＰ３において入力された基準線１６に加えて、ＳＴＥＰ４において生成された足裏の輪郭線１７及びＳＴＥＰ５において生成された足裏接地面部の輪郭線１８が描き込まれ、図１０に示すように、測定用足裏画像１９がパソコン３の画面に表示される。

なお、前記基準線１６は、図１０に示すように、測定用足裏画像１９において足裏の第２指爪先を通って踵側最後端に至る直線であることは既に述べたが、足裏の第２指爪先側の基準線１６の一端は、例えば、第２指が最先端であるときには、第２指爪先の輪郭線１７との交点２０の位置にあり、第１指が最先端であるときには、第２指爪先の輪郭線１７の外方に延びて第１指の最先端に対応する位置となる。

そして、パソコン３においては、図６に示すように、先ず、各基準線１６の長さから左右の足長の寸法が測定される（ＳＴＥＰ６）。このときの足長の寸法は、４つの計測基準マーク８の間隔寸法を基準として測定される。

次いで、基準線１６に基づいて足幅寸法が測定され（ＳＴＥＰ７）、足幅に基づいて足囲寸法が測定される（ＳＴＥＰ８）。ＳＴＥＰ７においては、図１０に示すように、基準線１６上の第１の所定位置（踵側最後端から基準線１６の長さの７２．４％の位置）から足の親指の付け根の骨の隆起側に向かって垂線２１を延ばし、足裏画像１９の足裏の輪郭線１７と交わる点を脛側中足点２２とする。同時に、基準線１６上の第２の所定位置（踵側最後端から基準線１６の長さの６３．２％の位置）から足の小指の付け根の骨の隆起側に向かって垂線２３を延ばし、足裏画像の足裏の輪郭線１７と交わる点を腓側中足点２４とする。そして、脛側中足点２２と腓側中足点２４とを結んだ直線２５の長さから足幅寸法が測定される。足幅寸法が測定されたことにより、図６に示すＳＴＥＰ８においては、足幅寸法／０．４１３から足囲寸法を算出する。

続いて、基準線１６に基づいて踵幅寸法が測定される（ＳＴＥＰ９）。ＳＴＥＰ９においては、図１０に示すように、基準線１６上の第３の所定位置（踵側最後端から基準線１６の長さの１６％の位置）に直交する直線２６を延ばし、足裏画像の足裏の輪郭線１７と交わる２点２７，２８の間隔から踵幅寸法が測定される。

更に、図６に示すように、基準線１６に基づいて不踏部寸法の測定（ＳＴＥＰ１０）、第１址側角度及び第５址側角度の測定（ＳＴＥＰ１１）、足裏全体に対する接地面積率の測定（ＳＴＥＰ１２）が可能である。ＳＴＥＰ１０における不踏部寸法の測定は、図１０に示すように、基準線１６上の第４の所定位置（踵側最後端から基準線１６の長さの５５％の位置）に直交する直線２９を延ばし、基準線１６から足裏接地面部の輪郭線１８の交点３０までの距離から測定される。このとき、交点３０が足の外側（足の小指側の方向）にあるときにはプラスの値とし、交点３０が足の内側（足の親指側の方向）にあるときにはマイナスの値として土踏まずの状態を確認することができる。ＳＴＥＰ１１における第１址側角度の測定は、図１０に示すように、先ず、図６示のＳＴＥＰ９において検出された交点２７と、図６示のＳＴＥＰ７において検出された脛側中足点２２とを通る直線３１を描き、次いで、基準線１６上の第５の所定位置（踵側最後端から基準線１６の長さの９０％の位置）から足の親指に向かって垂線３２を延ばし、足裏画像の足裏の輪郭線１７と交わる点３３と、図６示のＳＴＥＰ７において検出された脛側中足点２２とを通る直線３４を描く。このときの直線３１と直線３４との角度θ１を測定して第１址側角度とする。同様にして描かれた直線３５と直線３６との角度θ２を測定することで第５址側角度を確認することができる。ＳＴＥＰ１２における足裏全体に対する接地面積率の測定は、ＳＴＥＰ４において検出された足裏の領域と、ＳＴＥＰ５において検出された足裏接地面部の領域とから算出される。

そして、前述した各測定結果をプリンタ１３から出力する。こうすることにより、足長寸法、足幅寸法（足囲寸法）、及び踵幅寸法等から、足型に合致したサイズや形状の靴を選択することができる。また、第１址側角度及び第５址側角度からは外反拇址等の傾向を確認することができ、不踏部寸法からは偏平足等の傾向を確認することができるので、足に傷害を持つ人に対してより詳細なアドバイスが可能となる。更に、接地面積率からは足への体重のかかり具合や左右のバランスを確認することが可能となる。このように、本実施形態の足型測定器１によれば、簡単な構成で足裏の形状を精度良く測定することができるので、靴の選択や、医学的・体育学的なにおける健康状態や運動能力の分析を極めて容易に行うことができる。

なお、本実施形態においては、更に、採取した測定結果を蓄積することにより、統計的に処理して靴の製造へのフイードバック、或いは、顧客管理等に活用することができる。

また、本実施形態においては、足の側面を赤色（色相角度０度）、計測基準マーク８を緑色（色相角度１２０度）、カバー９（背景）を青色（色相角度２１０度）に色分けした。こうすることで、前記画像の各部分の色は互いの色相角度差が９０〜１２０度となって、最も良好な識別が可能となるが、各部分を異なる色として明確な色分けが可能であれば、他の色を採用しても良い。

また、前記撮像手段４は、本実施形態においてはデジタルカメラを採用しているが、デジタルカメラ以外に、ＣＣＤ型カメラやＭＯＳ型カメラ等のビデオカメラ、或いは、光走査型センサー等を採用してもよい。

また、足の側面を照射する光源は、蛍光管１４の代わりに白熱光源、放熱型光源、発光ダイオード等を採用してもよい。また、足の側面に照射する赤色の光は、赤色アクリル板１５の代わりに赤色発光ダイオードを採用してもよい。

また、本発明においては、図５（ａ）に示すカバー９に代えて、図１１に示すように、一枚の膜状部材３６によって構成されたカバー３７を設けてもよい。該カバー３７には足の出し入れ可能な長さのスリット３８を設け、更に、該スリット３８にスライドファスナー３９等を設けて開閉自在とすることができる。これによって、スリット３８を貫通させる足の大きさが異なっても、足との隙間をスライドファスナー３９により容易に閉じることができ、外部の光の足収容室１２内への漏れを防止することができる。

また、本実施形態においては、両足を同時に撮像するものを挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、他の実施例としては、図示しないが足置き透明板を片足だけを載置する広さにすることもでき、装置自体の小型化することができる。

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。足型測定器本体の縦断面説明図。足収容室の内部を示す説明的平面図。要部の拡大説明図。（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。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。較正画像の作成作業を示すフローチャート。足裏の輪郭検出作業を示すフローチャート。足裏接地面部の輪郭検出作業を示すフローチャート。足裏の画像を示す説明図。カバーの他の形態を示す説明図。

符号の説明

１…足型測定器、３…パーソナルコンピュータ（較正処理手段、計測処理手段）、４…撮像手段、６…足置き透明板、７…光照射手段、８…計測基準マーク、９，３７…カバー、９ａ，９ｂ…膜状部材、１０…出し入れ口、１０ａ…第１スリット、１０ｂ…第２スリット、１２…足収容室、１４…白色蛍光管（白色光源）、１５…赤色アクリル板（フィルタ）、１６…基準線、２２…脛側中足点（第１の交点）、２４…腓側中足点（第２の交点）。

Claims

足置き透明板上に載置された足を該足置き透明板の裏面側から撮像する撮像手段を備え、該撮像手段により得られる画像情報から足裏形状を計測する足型測定器において、
足置き透明板の外周側端面から第１の光を導入すると共に、該第１の光と異なる色の第２の光を足の外周側面に照射する光照射手段を設け、
前記撮像手段は、前記第１の光により照らされた足裏接地面部と、前記第２の光により照らされた足裏外周縁部とを同時に撮像することを特徴とする足型測定器。
外部の光を遮断した状態で前記足置き透明板及び該足置き透明板上の足を収容する足収容室を設け、
前記足置き透明板上の足を介して該足置き透明板に対向する前記足収容室の天面を青色とし、前記光照射手段における前記第１の光を白色光とすると共に前記第２の光を赤色光とすることを特徴とする請求項１記載の足型測定器。
前記光照射手段は、単一の白色光源を有し、該光源の光を前記第１の光とすると共に、透過光を赤色とするフィルタを透過させた該光源の光を前記第２の光とすることを特徴とする請求項２記載の足型測定器。
前記足収容室は、前記足置き透明板の外側全周に起立する側壁と、該側壁の上端を覆うカバーとによって構成され、該カバーには、足収容室に足を出し入れする開閉自在の出し入れ口が設けられていることを特徴とする請求項２又は３項記載の足型測定器。
前記カバーは、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、他方の膜状部材に形成されて前記第１スリットに交差する方向に延びる第２スリットとを備えることを特徴とする請求項４記載の足型測定器。
前記足置き透明板上に載置された足の側面の最も外側に張り出す部分と略同じ高さに位置され、且つ、前記足置き透明板上の足の外側に互いに足裏形状を計測する際に基準となる同一の間隔寸法を存して配設されて、前記撮像手段により足裏と共に撮像される４つの計測基準マークを備え、
撮像手段により撮像された４つの計測基準マークに基づいて画像を較正し、該較正画像を撮像手段の画像情報とする較正処理手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の足型測定器。
前記撮像手段の画像情報から足裏形状を演算計測する計測処理手段を備え、
該計測処理手段は、前記画像情報における足裏の爪先側最先端から踵側最後端にわたる直線を基準線として該基準線の長さから足長を求め、該基準線の長さに応じて予め定められた該基準線上の第１の所定位置から該基準線の一側方に延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共に、該基準線の長さに応じて予め定められた該基準線上の第２の所定位置から該基準線の他側方に延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２の交点を検出し、第１の交点と第２の交点との距離から足幅を求めることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の足型測定器。