JP2009045244A - 足計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】個人差や用途に応じて最適な形状のインソールの作製等が容易になる、足計測装置を提供する。
【解決手段】足計測装置１０は、（ａ）その上に被測定者の足裏が接する透明板２５を含み、少なくとも透明板２５に接する被測定者の足裏の三次元形状を計測する測定部２０と、（ｂ）透明板２５の上に被測定者が立ち被測定者の足裏が透明板２５に圧着した加圧状態において測定部２０により計測された足裏の三次元形状の加圧状態データと、透明板２５に被測定者の足裏が軽く接した無加圧状態において測定部２０により計測された足裏の三次元形状の無加圧状態データとを、対にして格納する記憶部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は足計測装置に関し、詳しくは、足裏の三次元計測が可能な足計測装置に関する。

従来、足の三次元形状の計測データを、足に合う靴の選択や、靴型の設計に利用することが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

また、採型スポンジを踏み込んで足の型を採り、型の三次元計測データを利用して、靴の中敷（インソール）を作製するための加工データを作成することが提案されている（例えば、特許文献３）。
特開２０００−９０２７２号公報 特開２００２−１７７０１５号公報 特開２００４−２７５６１１号公報

足裏に荷重がかかっている加圧状態と、足裏に荷重がかかっていない無加圧状態とでは、足の形状が異なる。例えば、足長は数ｍｍ程度変化する。また、足の変形しやすさ（例えば、アーチの柔軟性）は、個人差が大きい。そのため、採型スポンジを踏み込んで足裏に荷重がかかっている状態で計測した採型スポンジの足型の三次元計測データからは、個人差や用途に応じて最適な形状のインソールを作製することが難しい。

本発明は、かかる実情に鑑み、個人差や用途に応じて最適な形状のインソールの作製等が容易になる、足計測装置を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した足計測装置を提供する。

足計測装置は、（ａ）その上に被測定者の足裏が接する透明板を含み、少なくとも前記透明板に接する被測定者の足裏の三次元形状を計測する測定部と、（ｂ）前記透明板の上に被測定者が立ち被測定者の足裏が前記透明板に圧着した加圧状態において前記測定部により計測された前記足裏の三次元形状の加圧状態データと、前記透明板に当該被測定者の足裏が軽く接した無加圧状態において前記測定部により計測された前記足裏の三次元形状の無加圧状態データとを、対にして格納する記憶部とを備える。

上記構成において、透明板に接する被測定者の足裏の三次元形状は、透明板を介して計測される。

上記構成によれば、記憶部に対にして格納された加圧状態データと無加圧状態データから、足裏で体重を支持することにより、足の各部が自然状態（無加圧状態）からどのように変形するかを正しく分析することができる。この分析結果を利用することにより、例えば、足裏に接するインソールの表面形状を、個人差や用途に応じて最適化することが容易になる。

好ましくは、前記測定部の周囲に配置され、前記透明板に被測定者の足裏が軽く接した前記無加圧状態を保持する無加圧状態保持部をさらに備える。

この場合、被測定者は、無加圧状態保持部により、足裏が透明板に軽く接した無加圧状態を容易に保持することができ、計測中に足裏が動かないようにすることができるため、安定した計測が可能となる。

好ましくは、前記測定部は、前記透明板に接している被測定者の足について、足裏より上部の三次元形状も計測する。

この場合、足の指、甲及び踵などの三次元形状を計測したデータを利用して、最適な形状の靴を選択したり設計したりすることができる。また、選択あるいは設計した靴に応じて、最適な形状のインソールを製作することができる。

好ましくは、その上面に被測定者の足裏が接するときの圧力分布を測定する圧力分布測定部をさらに備える。

この場合、被測定者の足裏が接するときの圧力分布は、被測定者が立ち止まっている静的な状態で測定しても、歩いている動的な状態で測定してもよい。被測定者の足裏の圧力分布を考慮することにより、インソールの表面形状や硬さなどをより最適化することができる。あるいは、より正確に最適な形状の靴を選択したり設計したりすることができる。

上記各構成の足計測装置は、インソールの製造に用いることができる。

すなわち、インソールは、上記各構成の足計測装置の前記記憶部に対にして格納された前記加圧状態データと前記無加圧状態データとに基づいて作成された加工用データを用いて、その形状が加工される。

さらに、本発明は、インソールの製造方法を提供する。

インソールの製造方法は、（１）透明板の上に被測定者が立ち被測定者の足裏が前記透明板に圧着した加圧状態と、前記透明板に当該被測定者の足裏が軽く接した無加圧状態とにおいて、前記足裏の三次元形状を計測する、第１のステップと、（２）計測された前記加圧状態と前記無加圧状態とにおける前記足裏の三次元形状のデータに基づいて、インソールの形状を加工するための加工用データを作成する、第２のステップとを備える。

本発明によれば、無加圧状態と加圧状態の両方について足の三次元形状を計測することにより、個人差や用途に応じて、最適な形状のインソールを作製したり、最適な靴を選択したり設計したりすることが容易になる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図９を参照しながら説明する。

＜実施例１＞ 実施例１の足計測装置１０について、図１〜図６、図７ａ及び図７ｂを参照しながら説明する。

図１の斜視図に示すように、足計測装置１０は、床１２の上に、ベース１４と、測定部２０と、椅子１８とが配置されている。

ベース１４には、柱１６が立設されており、この柱１６に、制御装置３０と、入力装置３２と、表示装置３４とが固定されている。

制御装置３０は、ＣＰＵやメモリ等を含み、足計測装置１０全体の動作を制御する。入力装置３２は、被測定者のデータや計測開始指示等を入力するためのタッチパネルやキーボード等である。表示装置３４は、足計測装置１０の使用方法や操作手順などを表示する液晶やプラズマのディスプレイ装置等である。

測定部２０は、本体２２と、本体２２に隣接して配置された踏み板２４とを備える。本体２２は、踏み板２４よりも高くなっており、上部に開口部２３が設けられ、開口部２３から内部に足を入れることができるようになっている。本体２２の内部には、踏み板２４と同じ高さの位置に透明板２５が設けられ、透明板２５の上に置かれた被測定者の足の三次元形状を、透明板２５に接している足裏を含め、計測できるようになっている。

椅子１８には被測定者が座り、片足を本体２２の開口部２３から内部に入れ、透明板２５の上に足裏が軽く接触した状態を保持することができるようになっている。

図示を省略していているが、椅子１８が上下に移動する機構を設けると、透明板２５の上に足裏が軽く接触した状態の保持がより容易になるように、椅子８の高さを調節することができる。椅子１８を固定し、測定部２０が上下に移動する構成としてもよい。

また、椅子１８に座ったまま、本体２２内に左右の足を交互に入れることができるように、椅子１８が左右に平行移動する機構を設けてもよい。椅子１８を固定し、測定部２０が左右に移動する構成としてもよい。

図２は、足計測装置１０のブロック図である。制御装置３０の内部の制御部３０ａに、測定部２０、入力装置３２、表示装置３４が接続されている。制御部３０ａは、ＣＰＵを含むコンピュータ本体である。制御装置３０の内部には、メモリやハードディスクドライブにより構成された記憶部３０ｂと、スピーカーやプリンタ等の出力部３０ｃと、外部と通信するための通信インターフェース部３０ｄとが設けられ、これらは制御部３０ａに接続されている。

次に、足計測装置１０の使用例について説明する。

まず、被測定者は、表示装置３４に表示された指示に従って、入力装置３２から必要な個人情報を入力する。例えば、住所、氏名、年齢、性別を入力する。

次いで、表示装置３４の表示あるいは出力部３０ｃからの音声の指示に従って、測定部２０の上に両足で立つ。すなわち、一方の足は、測定部２０の踏み板２４の上に立ち、他方の足は測定部２０の本体２２の開口部２３から内部に入れて透明板２５の上に立つ。そして、入力装置３２から計測開始指示を入力する。例えば、計測開始ボタンを押す。この計測開始指示により、測定部２０は、本体２２内に入れられた加圧状態の他方の足について、足裏を含め、三次元計測を行い、計測データは記憶部３０ｂに格納される。

計測が終了すると、表示装置３４の表示あるいは出力部３０ｃからの音声の指示に従って、被測定者は前後逆向きになり、左右の足を入れ替え、入力装置３２から計測開始指示を入力する。これにより、測定部２０は、本体２２内に入れられた加圧状態の足の三次元計測を行い、計測データは記憶部３０ｂに格納される。

次いで、表示装置３４の表示あるいは出力部３０ｃからの音声の指示に従って、被測定者は椅子１８に座り、一方の足を測定部２０の本体２２の開口部２３から内部に入れ、本体２２内の透明板２５に足裏が軽く接触した無加圧状態を保ちながら、入力装置３２から計測開始指示を入力する。計測開始指示により、測定部２０は、本体２２内の足について、足裏を含め、三次元計測を行い、計測データは記憶部３０ｂに格納される。

計測が終了すると、表示装置３４の表示あるいは出力部３０ｃからの音声の指示に従って、被測定者は他方の足を測定部２０の本体２２の開口部２３から内部に入れ、同様に、本体２２内の透明板２５に足裏が軽く接触した無加圧状態で、入力装置３２から計測開始指示を入力する。計測開始指示により、計測開始指示により、測定部２０は、本体２２内の足について、足裏を含め、三次元計測を行い、計測データは記憶部３０ｂに格納される。

図３は、足計測装置１０を用いて計測した加圧状態の足裏の三次元形状の計測データである。図４は、同じ被測定者の無加圧状態の足裏の三次元形状の計測データである。等高線は１ｍｍ間隔である。図中の●印は、後述する特徴パラメータの抽出に用いられる。

足計測装置１０は、足裏の三次元形状の計測データから、図５に示すように、足長、足囲などの特徴パラメータを抽出する。図５から、無加圧状態と加圧状態とでは、足の形状が変わることが分かる。例えば、足長や踵幅は数ｍｍ程度変化することが分かる。

以上のようにして計測された加圧状態での両足の三次元形状の計測データ（加圧状態データ）と、無加圧状態の両足の三次元形状の計測データ（無加圧状態データ）とは、記憶部３０ｂに対にして格納される。すなわち、被測定者ごとに、加圧状態データと無加圧状態データの両方が、記憶部３０ｂに格納される。記憶部３０ｂに格納される加圧状態データと無加圧状態データのいずれか一方又は両方は、例えば、朝夕、スポーツの前後など、複数あってもよい。

記憶部３０ｂに格納された三次元形状データ（無加圧状態データと加圧状態データ）は、インソールの製作や靴の選択や設計に利用される。

例えばインソールの製作に利用する場合には、図６（ａ）に示す無加圧状態の三次元形状５０についての無加圧状態データと、図６（ｂ）に示す加圧状態の三次元形状５２についての加圧状態データとの差分を演算する。符号５１，５３は土踏まずである。

次いで、図６（ｃ）に示すように、差分に所定の係数を乗じた補正成分を、無加圧状態の三次元形状５０についての無加圧状態データに加えて補正後三次元形状５４の補正後三次元形状データを算出し、補正後三次元形状５４の足裏部分５５のデータに基づいて、インソール加工用データを作成する。例えば、インソール用ブロック材５６からインソールの原型を削り出す場合には、上面や外形をＮＣ加工機（例えば、エンドミル）で切削するための加工用データを作成する。光造形でインソールの原型を作製する場合には、光照射を制御するための加工用データを作成する。

補正後三次元形状５４は、係数の大小に応じて、無加圧状態側又は加圧状態側の形状に近くなる程度が変わる。係数は、スポーツ用、歩行用などの用途、フィット感の好み等に応じて選択する。係数は、足の部位（例えば、つま先側、中央部分、踵側）によって異なる値を選択するようにしてもよい。

無加圧状態と加圧状態の両方のデータを組み合わせることにより、足の柔軟性等の個人差や用途に応じて、インソールの形状（特に足裏が接する部分の上面の形状）を最適化できる。例えば、ゴルフシューズ用にスライスしにくいインソールを作製したり、スキーシューズ用にターンしやすいインソールを作製したりすることができる。あるいは、土踏まずの部分を少し高めに形成してマッサージ効果を持たせたり、重心が前に来るようにしたり、内側への体重のかかりをよくしたりするなどの機能を付加することができる。

インソール用ブロック材５６は、用途に応じて硬度を選択したり、部分的に硬度が異なるようにしたりしてもよい。インソール用ブロック材５６は、例えば、発泡樹脂を用いる。

図６（ｄ）に示すように、インソールの原型６０に、足裏が接する上面６２や外形が形成された後、必要に応じて、形状を整え（例えば、踵側の側面を斜めに削り）、上面６２に布や合成皮革等の仕上げ材を貼り付け、下面６４に補強用樹脂シートを貼り付ける。例えば図７ａの写真に示すように、つま先側が薄く、踵側が厚いインソール用ブロック材を切削した後、形状を整え、仕上げ材と補強用樹脂シートを貼り付けると、図７ｂの写真に示すようにインソールが完成する。

インソールは、インソールを用いる靴の形状データが分かっていれば、靴に応じて最適な形状に作製することができる。そのため、足の三次元形状データからインソールを製作する際に、既成靴の形状を考慮してインソールを製作すれば、既成靴とインソールを組み合わせることで、注文靴と同様のフィット感等を得ることが可能となる。

足計測装置１０による足の三次元計測データを靴の選択にも利用するようにすれば、靴とその靴に合わせた形状のインソールとを提供することができる。

従来は、同一デザインの靴でも、足の個人差に対応してサイズが異なる多種類を在庫として用意する必要があったが、足の個人差をインソールの形状によってある程度補正することにより、在庫として用意するサイズが異なる種類を減らすことが可能になる。

＜実施例２＞ 実施例２の足計測装置１０ａについて、図８を参照しながら説明する。

図８の斜視図に示すように、実施例２の足計測装置１０ａは、実施例１の足計測装置１０に、足圧分布測定装置２６が追加されている。足圧分布測定装置２６は、制御装置３０の制御部３０ａに接続されている。

足圧分布測定装置２６は、その上面２８に被測定者の足裏が接するときの圧力分布を測定することができる。圧力分布の測定は、被測定者が立ち止まっている静的な状態で測定しても、歩いている動的な状態で測定してもよい。圧力分布の測定データは、記憶部３０ｂに格納される。

被測定者の足裏の圧力分布を考慮することにより、インソールの表面形状や硬さなどをより最適化することができる。あるいは、より正確に最適な形状の靴を選択したり設計したりすることができる。

例えば、歩行時の足裏圧力分布から重心位置の移動を分析し、最適化したインソールを作製することができる。

＜実施例３＞ 実施例３の足計測システム８０について、図９を参照しながら説明する。図９は、実施例３の足計測システム８０を模式的に示す全体構成図である。

図９に示すように、足計測システム８０は、インターネット等の通信網７２を介して、実施例１又は実施例２の足計測装置１０，１０ａ（いずれか一方のみ、あるいは両方）と端末装置７４とが、サーバー４０に接続されている。足計測装置１０，１０ａで計測され、記憶部３０ｂに格納された足の三次元形状データ（無加圧状態データと加圧状態データ）や被測定者の個人情報等が、サーバー４０に送信される。サーバー４０は、受信した足の三次元形状データ等をデータベース４２に蓄積する。

端末装置７４は、サーバー４０にアクセスし、データベース４２に蓄積された足の三次元形状データ等を読み込み、インソールの加工用データを作成したり、靴の選択を行ったりする。サーバー４０側でインソールの加工用データや靴の選択を行い、その結果のデータのみを、サーバー４０から端末装置７４に送信するようにしてもよい。

データベース４２には、加圧状態の足の三次元形状データ（加圧状態データ）と、無加圧状態の足の三次元形状データ（無加圧状態データ）とが、対にして格納される。すなわち、被測定者ごとに、加圧状態データと無加圧状態データの両方が、格納される。データベース４２に格納される加圧状態データと無加圧状態データのいずれか一方又は両方は、例えば、朝夕、スポーツの前後など、複数あってもよい。

データベース４２には、インソールの加工履歴や靴の選択・設計等の履歴を蓄積し、次回のインソールの加工や靴の選択・設計等に利用するようにしてもよい。

＜まとめ＞ 以上に説明したように、無加圧状態と加圧状態の両方について足の三次元形状を計測することにより、個人差や用途に応じて、最適な形状のインソールを作製したり、最適な靴を選択したり設計したりすることが容易になる。

なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。

例えば、椅子の代わり手すりを設け、被測定者が手すりを支えにしながら、片足の足裏が透明板に軽く接した無加圧状態を保持するようにしてもよい。

また、片足ずつ計測する代わりに、両足を同時に計測するように、足計測装置を構成してもよい。

足計測装置の斜視図である。（実施例１） 足計測装置のブロック図である。（実施例１） 無加圧状態の足の三次元形状の計測データである。（実施例１） 加圧状態の足の三次元形状の計測データである。（実施例１） 無加圧状態と加圧状態の足の特徴パラメータである。（実施例１） インソール作製方法の説明図である。（実施例１） インソール用ブロック材の切削前後の写真である。（実施例１） 作製したインソールの写真である。（実施例１） 足計測装置の斜視図である。（実施例２） 足計測システムの全体構成図である。（実施例３）

符号の説明

１０，１０ａ 足計測装置
１８ 椅子（無加圧状態保持部）
２０ 測定部
２５ 透明板
２６ 足圧分布測定装置（足圧分布測定部）
３０ｂ 記憶部

Claims (6)

1. その上に被測定者の足裏が接する透明板を含み、少なくとも前記透明板に接する被測定者の足裏の三次元形状を計測する測定部と、
   前記透明板の上に被測定者が立ち被測定者の足裏が前記透明板に圧着した加圧状態において前記測定部により計測された前記足裏の三次元形状の加圧状態データと、前記透明板に当該被測定者の足裏が軽く接した無加圧状態において前記測定部により計測された前記足裏の三次元形状の無加圧状態データとを、対にして格納する記憶部と、
   を備えたことを特徴とする足計測装置。
2. 前記測定部の周囲に配置され、前記透明板に被測定者の足裏が軽く接した前記無加圧状態を保持する無加圧状態保持部をさらに備えたことを特徴とする、請求項１に記載の足計測装置。
3. 前記測定部は、前記透明板に接している被測定者の足について、足裏より上部の三次元形状も計測することを特徴とする、請求項１又は２に記載の足計測装置。
4. その上面に被測定者の足裏が接するときの圧力分布を測定する圧力分布測定部をさらに備えたことを特徴とする、請求項１、２又は３に記載の足計測装置。
5. 請求項１ないし４に記載の足計測装置の前記記憶部に対にして格納された前記加圧状態データと前記無加圧状態データとに基づいて作成された加工用データを用いて、その形状が加工されたことを特徴とする、インソール。
6. 透明板の上に被測定者が立ち被測定者の足裏が前記透明板に圧着した加圧状態と、前記透明板に当該被測定者の足裏が軽く接した無加圧状態とにおいて、前記足裏の三次元形状を計測する、第１のステップと、
   計測された前記加圧状態と前記無加圧状態とにおける前記足裏の三次元形状のデータに基づいて、インソールの形状を加工するための加工用データを作成する、第２のステップと、
   を備えたことを特徴とする、インソールの製造方法。

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