JP3312007B2

JP3312007B2 - 足形状画像分析用データ入力装置

Info

Publication number: JP3312007B2
Application number: JP10501299A
Authority: JP
Inventors: 弘之大村; 龍登藤江
Original assignee: 株式会社三城
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2002-08-05
Anticipated expiration: 2019-04-13
Also published as: JP2000296005A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、履き物の選択なら
びに顧客への適正な履き物を提案、アドバイスを行うこ
とを目的とした、コンピュータ足形状画像分析用データ
の入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】靴を選ぶとき、足と靴の相性に関して知
識のない人が多い。店側も、顧客に適正な靴をアドバイ
スできる店員を置いていないところが多いのが現状であ
る。したがってこれまで、一般顧客は、足のサイズと好
みの形や色といった外見的なデザインのみを基準にして
靴を購入していた。ところが、最近の研究では足と靴と
の相性が悪い場合には、靴ずれや外反母趾等の足への害
が指摘され、靴選びの重要性が叫ばれるようになってき
ている。

【０００３】アドバイザを置いている店でも、基本的に
は物差しで足長を測り、アドバイザの経験と勘によって
履き物を客に提供している。しかし現実には、靴のよう
な履き物をアドバイスできる専門家を育てることは難し
いことや、また一般小売店のようなところでアドバイザ
を置くことは経済的に採算が取れないなどの問題点を抱
えている。

【０００４】そこで最近は、足を機械的に測定する装置
が開発されている。たとえば、図１は感圧紙を使用した
足型測定法（フットプリンタによる測定法）である。感
圧紙2に足1を載せることによって、足底の形が感圧紙に
写る。この足型から足底の長さが測定しやすくなると同
時に、足圧が感圧紙の濃度に表れるために、その人個人
の歩き方の特性も判断できる。これによって、サイズだ
けでなく、歩き方の特性に合わせた履き物がアドバイス
できるようになっている。ただしこの場合にも、アドバ
イザの経験と知識が必要となる。

【０００５】足底を自動的に測定する他の方法として
は、図２に示すような足型測定器がある。家庭用体重計
のような形状をした足型測定器3の上に両足101を乗せる
と、操作ボタン一つで自動的に両足の足長、足幅、足囲
が計測される。またこの測定器3にモニターを接続する
ことにより、モニターに足裏の形状や足圧や重心のかか
り具合が観察できるようになっている。

【０００６】上記の装置はコンピュータと接続すれば、
画像解析入力装置として利用できる。この考え方をより
いっそう進めたシステムとして、「足及び履き物の画像
化、カタログ化、重量化するシステム」（特開平5-5063
69）がある。このシステムは、客の足を電子的に測定す
る足測定手段より読み取った足データを、コンピュータ
システムに入力し、ディスプレイに足形の３次元映像を
表示するとともに、あらかじめ登録されている顧客デー
タと履き物カタログから、履き物を自動選択するもので
ある。足サイズ（足長、足幅、足囲など）は、足測定手
段より読み取ったデータから、ブランコックの測定シス
テムやＴＷＡＣ測定システムを利用して求めている。

【０００７】前記システムの足測定装置の実施例には、
図３に示すような光電足スキャナが示されている。光電
足スキャナ4は、固定トラック401、固定トラック401に
沿ってスキャン処理中に動く光スキャンヘッド402、足
を乗せる参照面403、コンピュータとのデータをやり取
りするための制御部404、およびコンピュータとを接続
する信号ケーブル405から成っている。スキャナ4から読
み取られたデータは、信号ケーブル405を通してコンピ
ュータに送信される。コンピュータはこのデータをもと
に、踵の高さ、足の長さ、足の幅、土踏まずライン、足
曲率などを計算する。以上の計算によって、足低部の立
体的（３次元的）構造をディスプレイに表示することが
できる。この装置では客の足は固定されていないため
に、スキャンするときに画像がぶれる恐れがある。これ
を防ぐため、スキャナ4の光スキャンヘッド402は高速で
走査する。

【０００８】履き物のなかでも、靴のように足全体を包
むような履き物では、足底部だけの長さでは、正しい履
き物の選択は行えない。なぜなら、足の甲の高さは人に
よって異なるためである。したがって、正確な足の形状
を再現するためには、足全体の立体画像を正確に入手す
る必要がある。このような正確な足の形状を読み取る方
法として、レーザー光スキャナを用い、スキャナからの
光を足に当ててその反射光を読み取り、足の形状を正確
な３次元画像化する方法もある。たとえば図４のよう
に、階段状にレーザー光5を照射し、その反射光を読み
取り装置（たとえばデジタルカメラ等の装置）で読み取
る。この場合、等間隔のスリット状のレーザー光を複数
用いれば、高速で足形を読み取ることも可能である。

【０００９】足の測定を自動化し、さらに客の好み等を
加味してコンピュータで客に合った履き物を選択する方
法を、「足及び履き物の画像化、カタログ化、重量化す
るシステム」（特開平5-506369）は提唱している。ここ
で実施例として挙げられてる光電足スキャナは、足の底
部（裏）のみをスキャンしている。この底部を画像とし
て取り込むことによって、足のサイズと形状をコンピュ
ータで割り出している。しかし、この装置では足の甲の
高さというものが考慮されていない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】履き物、とりわけ靴を
選ぶ場合、私たちは通常、足のサイズだけで選んでい
る。もちろん、そこには色やスタイルなどの好みも選択
肢に含まれる。しかし、足の形状に適したサイズの靴を
選択しているかとなると、はなはだ疑問が多い。最近で
は、外反母趾などの直接的な足への影響や、腰痛、肩こ
りなどの間接的な影響といった、靴と健康の関わりが指
摘されている。したがって、正しい履き物の選び方は、
単なるファッションだけでなく、健康上においても重要
となる。

【００１１】足に合った靴を選ぶ基本は、足のサイズを
知ることである。しかし、これまでの多くの自動足測定
方式では足の底部のみが対象であり、足の甲の高さは考
慮されていない。ところが、靴の場合には同じ足のサイ
ズだけでなく、足の甲の高さも選択の重要な要素になっ
ている。したがって本来、靴を選ぶ場合には、足全体の
測定が必要となる。たとえば従来例で見たように、レー
ザー光を等間隔に照射し、その反射光を読み取って画像
化すれば、足全体の形状がつかめる。ただし、このと
き、スポット光を使用する場合には、光源を足の周囲を
回転させながら足に照射していかなければならないか
ら、足のぶれを防ぐためには、高速回転が必要となる。
またスリット状の光源を使う場合には、足の画像がぶれ
ないようにするために、高速でスリット状光源を移動さ
せるか、複数の光源を同時照射する必要がある。いずれ
にしろ、全体の足測定および画像を読み取るには、高価
で大規模な装置になる。

【００１２】本発明が解決しようとする課題は、コンピ
ュータ用に入力する足データを測定する、安価でなおか
つコンパクトな構造の足形状測定装置を提唱することで
ある。また本発明の課題では、足底だけの測定でなく、
足の甲などの立体的面の測定値が求められるような足形
状測定装置を提唱することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、デジタルカメラの画像を解析して足形状を
計測するコンピュータシステムにおいて、足置き透明板
上に載置された足の上下前後左右の各方向から見た像を
単一のデジタルカメラの撮影画面に写し込むように配置
された複数の反射鏡を備えた足形状画像分析用データ入
力装置とする。

【００１４】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している高さに、水平のビーム光を
複数の方向から足に照射する水平ビーム照射装置、およ
び前記足置き透明板上に載置された足の甲の部分に対し
て、足の前後方向に直角な鉛直面に、複数の鉛直ビーム
光を照射する鉛直ビーム照射装置を備えることで、正確
な足形を計測することができる。

【００１５】ビーム光が当たらない部分の計測について
も、背景色を特定色、たとえば青色に選択することで、
背景と踵部の画像が識別しやすくなり、輪郭を抽出分析
することにより、近似適合するラスト（足形の模型）を
探して、靴の選択要素とする。

【００１６】本発明の入力装置が用いられるシステム
は、デジタルカメラにより撮影された画像のデータをコ
ンピュータに転送し、コンピュータでデータ解析を行っ
て靴の選択を行うシステムである。足測定アルゴリズ
ム、靴選択アルゴリズムあるいは顧客情報データベー
ス、靴カタログデータベースなどを含むコンピュータシ
ステムである。

【００１７】本発明は、足のサイズおよび形状を測定し
易くするために、水平ビーム光と鉛直ビーム光を照射し
ている。水平ビーム光を照射する高さは、足の側底部
（足底よりわずか上の側面部で、最も外側に張り出して
いる部分）である。ビーム光の当たった部分の画像を解
析することで、足の上下方向からの形状がつかめるとと
もに、足長、足幅、足囲などの足裏情報とが求められ
る。鉛直ビーム光は足の甲部に鉛直に照射され、光の当
たった部分の画像を解析することで靴選択に必要な足の
甲の形状が求まる。

【００１８】本発明では、単一のデジタルカメラを用い
て、鏡を複数組み合わせることによって、足の後部、前
部（甲部を含む部分）、底部、側部を同時に撮影できる
ような組み合わせにする。すなわち、デジタルカメラが
撮影する画像は、直接光による実像と、何度か複数の鏡
に反射させ、カメラの１画面と入るように作られた虚像
である。このような鏡の組み合わせ方法はいろいろ考え
られるが、もっとも好ましい鏡の組み合わせは、前記４
つの部分を１画面に無駄なく配置できるようにすること
である。具体的な配置の例は実施例で説明する。

【００１９】鏡の配置の仕方で、デジタルカメラで撮影
される画面上での足の倍率や画像の傾斜角度は方向によ
り異なることもあるが、コンピュータ上で補正するので
問題はない。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を用いて
説明する。図５は、本発明の足形状画像分析用データ入
力装置6（以下、単に“足形状入力装置”と記述）の概
念図である。足1を透明な板603に乗せると、透明板603
を通した足底部が鏡605で反射され、その像をデジタル
カメラ601で捉える。信号ケーブル604を通して画像イメ
ージがコンピュータ701（ここではパソコンとする）に
送られ、足の形状が解析される。

【００２１】レーザー光線発生器602は、レーザー光線
によって足の形状を明確に浮き上がらされるためのもの
である。この例では、スリット状照射口6021からスリッ
ト状のレーザー光線が照射され、足底の輪郭がこの光線
によって浮き上がらせる。図５の例では、正確な足底の
輪郭を浮き上がらせることができない。そこで、スリッ
ト状の光線照射口をしたレーザー光線発生器602を四つ
用い、図６のような四方に配置にすれば、足底の輪郭を
万遍なく映し出すことができる。この場合、スリット状
照射口6021と足を乗せる透明板603との距離ｄ（隙間
ｄ）は、５ミリメートル程度が好ましい。この隙間ｄ
は、土踏まずの輪郭も含めて足底部の輪郭を浮き立たせ
ることができる距離である。

【００２２】撮影された各方向からの足画像は、背景と
の色の違いから輪郭線を抽出する。これにより、各方向
から見た足の輪郭、具体的には踵形状や足長などの各デ
ータが得られる。これらのデータの他にレーザー光線の
光跡から、さらに重要なデータが得られる。

【００２３】足の甲の高さおよび形状も靴選びにおいて
重要である。そこで甲の高さ及び形状を測るためのレー
ザー光を、足の甲部にも当てる。その方法の一例とし
て、図７に示すように足の真上からレーザー光線を当て
るやり方を示す。この例ではレーザー光線6022を２本使
用している。これは、２本の光線で足の甲の傾斜を計算
し、甲のもっとも高い部分を算出するためである。もち
ろん、レーザー光線をもっと多くすれば、正確な甲の形
状と高さを復元できるが、この例では２本の光線で計算
によってもっとも高い部分を算出する方法により、レー
ザー光線発生器602の数を減らすことができ、安価で単
純な構造の足形状測定器とすることができる。

【００２４】また、甲部の側方向の湾曲については、足
の正面からの画像に写っているレーザーの光跡から計測
できる。以上の情報を総合して正しい足の甲の形状デー
タを得ることができる。

【００２５】複数の方向からの足画像をコンピュータシ
ステムに取り入れる場合、それぞれの画像が時間的にズ
レがあることは好ましくない。足を完全に固定している
場合ならともかく、測定中に足は動くことがあるので、
複数の方向からの画像を順次撮影してデータを読みとっ
ていたのでは、画像にズレが生じて正しい足測定が行え
ない。

【００２６】従来技術で説明した「足及び履き物の画像
化、カタログ化、重量化するシステム」（特開平5-5063
69）では、光電足スキャナのスキャナを高速で動かして
足底の画像を入力していた。この場合には足底だけであ
るから、１カットのみの足画像入力ですんでいるが、本
発明のように複数の角度からの足画像を取り入れる場合
には、スキャナを使用するにも、デジタルカメラを使用
するにしても、同時に複数のカットを入力するには、複
数の入力機器が必要となる。たとえば、足底方向と足甲
方向の２方向にカメラを備えて置いて、同時にシャッタ
ーを切れば、時間的にズレのない足画像が撮れることに
なる。しかし、カメラを複数台用意することは、同時シ
ャッター合わせなどの機構的な問題が生じる。

【００２７】本発明では、デジタルカメラ１台と複数の
鏡の組み合わせによって、同時に複数の足のカット画像
を撮ることにする。たとえば図８に示すように、透明板
603の下に45度の角度に傾斜した鏡を付け加えれば、足
の側面と足底の両面が同時に見える。この鏡の組み合わ
せによって、足の前後上部なども同時にカメラに収めら
れるようにできる。

【００２８】

【実施例】足形状画像分析用データ入力装置（足形状入
力装置）の一例を挙げる。図９は、本発明の足形状入力
装置6の外観図である。右足を測定するときは挿入穴606
1に、左足を測定するときは挿入穴6062に、それぞれの
足を挿入する。レーザー光線発生器602は、足の甲部の
高さを測定するための甲部照射用である（図７参照）。
本実施例では、足の側部、足の底部（裏）、足の前部
（指方向）、足の後部（踵方向）を同時に１画面内に撮
影できるようにする。そのために、足形状入力装置6内
部の鏡の配置は、図１０のようにする。足の側面は直接
光としてデジタルカメラ601に届く。足底部は鏡60501で
１度反射してデジタルカメラ601に光が届く。足の前部
（甲部）は鏡60511、60512、60513の順に反射し、足の
後部（踵部）は鏡60521、60522、60523の順に反射し、
最終的に鏡60513の虚像と60523の虚像をデジタルカメラ
601で撮すことになる。

【００２９】図１１は、図１０の鏡の配置によってデジ
タルカメラ601が撮影する画像を示している。図１１
中、太線部分はレーザー光線によって映し出される足の
輪郭を示している。この場合、照射口がスリット状のレ
ーザー光線発生器602の配置は図６と図７を想定してい
る。このレーザー光線によって足底の輪郭が明確に浮き
出、足のサイズを求めるときに利用できる。また甲の部
分のレーザー光線は足の甲の高さおよび形状を計算する
ときに使用する。図１１のカメラ撮影面60101は、１シ
ョットでもっとも効率的に足画像が取り入れられる構成
となっている。

【００３０】

【発明の効果】履き物が健康に影響を与えることは、い
まや常識化している。履き物、とりわけ靴の場合、足に
フィットしていないものを選ぶと、外反母趾などの障害
や、悪姿勢・肩こり・腰痛等の原因になる。しかし現実
的には、正確な足のサイズや形状を判断して、適切な履
き物を選ぶことがなされていない。このような適正な選
択がなされていない理由として、アドバイザが少ないこ
とや、アドバイザを置くほどの経済的な余裕がないこと
などが挙げられる。

【００３１】そこで最近は、機械化による靴の選び方が
進められている。ところが、多くの足形状解析機器のデ
ータ入力は足底部分が中心であり、足全体の形状を見る
ものが少ない。またそのようなことができる装置は研究
用であり、複雑で大がかりなものが多く、店頭に置ける
ような装置ではない。このため、店頭では正確な足の形
状に合った靴の選択ができない。本発明では、足の各方
向からの画像に合わせて、ビーム光の光跡によって足底
の形状と甲の部分を浮き立たせることによって、足裏の
サイズと足の甲の高さを計算し、このサイズに合致する
ラスト（足形の模型）を選び、さらに客の嗜好等を登録
したデータベースとを突き合わせて、客の靴を提供する
システムが可能となっている。

【００３２】本発明の特徴は、鏡を使用することによっ
て足の底だけでなく、側面、前面（指先方向）、後面
（踵方法）のカット画面を短時間に入力することができ
るので、足を長時間静止させておくための機構を必要と
しない。

【００３３】また、足画像の各方向からの輪郭情報では
不足するデータを、レーザー光線のようなビーム光を照
射することにより、画像情報から得ることができる。ま
た通常の足画像もそのまま取り入れることができるか
ら、足底、指先の形状、甲の形状と高さ、踵の状態等
が、１ショットでコンピュータ画像として取り入れられ
る。これによって、ユーザーまたはアドバイザはコンピ
ュータと会話をしながら履き物を選択することができ
る。すなわち本発明を用いることによって、コンピュー
タ画像を見ながら履き物の選択が有効に行うための元デ
ータすなわち足形状画像用データを、効率的にコンピュ
ータシステムに入力することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例における感圧紙（フットプリンタ）を用
いて足底（足裏）の形状を取る場合の例を示す図であ
る。

【図２】従来例における足形測定器を説明するための図
である。

【図３】従来技術における光電足スキャナの構造を示す
図である。

【図４】従来技術によるレーザー光線を用いて足の形状
を読み取る原理を説明するための図である。

【図５】発明の実施の態における、足形状画像分析用デ
ータ入力装置の全体構造を説明するための図である。

【図６】発明の実施の形態における、足底部分の輪郭を
浮き彫りにするためのレーザー光線発生器とレーザー光
線の当たり方を説明するための図である。

【図７】発明の実施の形態における、足の甲の形状と高
さを浮き彫りにするためのレーザー光線発生装置とレー
ザー光の当たり方を示す図である。

【図８】発明の実施の形態における、鏡を使用して足底
部と足側部を同時にカメラで捉える方法を説明するため
の図である。

【図９】実施例における、足形状画像分析用データ入力
装置の外観を示す図である。

【図１０】実施例における、足形状画像分析用データ入
力装置の鏡の配置を示す図である。

【図１１】実施例における、足形状画像分析用データ入
力装置で捉えたデジタルカメラフィルム面上の像を示す
図である。

【符号の説明】

１足１０１足底（足裏）２感圧紙（フットプリンタ）３足測定装置４光電足スキャナ４０１固定トラック４０２光スキャンヘッド４０３参照面４０４制御部４０５信号ケーブル５レーザー光線６足形状画像分析用データ入力装置（足形状デ
ータ入力装置）６０１デジタルカメラ６０１０１フィルム面（感光面）６０２レーザー光線発生器６０２１レーザー光線照射口６０２２レーザー光線６０３透明板６０４信号ケーブル６０５鏡６０５０１鏡６０５１１鏡６０５１２鏡６０５１３鏡６０５２１鏡６０５２２鏡６０５３３鏡６０６足挿入口（穴）６０６１右足挿入口（穴）６０６２左足挿入口（穴）７０１コンピュータ本体（パソコン）７０２ディスプレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−280955（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−179613（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−172903（ＪＰ，Ａ) 実開平５−3911（ＪＰ，Ｕ) 特表平５−506369（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A43D 1/02 A61B 5/00 - 5/22 G01B 11/00 - 11/30

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】デジタルカメラの画像を解析して足形状を
計測するコンピュータシステムにおいて、足置き透明板
上に載置された足の上下前後左右の各方向から見た像を
単一のデジタルカメラの撮影画面に写し込むように配置
された複数の反射鏡を備えた足形状画像分析用データ入
力装置において、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
張り出している高さに、水平のビーム光を複数の方向か
ら足に照射する水平ビーム照射装置を備えたことを特徴
とする足形状画像分析用データ入力装置。
【請求項２】前記足置き透明板上に載置された足の甲の
部分に対して、足の前後方向に直角な鉛直面に、複数の
鉛直ビーム光を照射する鉛直ビーム照射装置を備えたこ
とを特徴とする請求項１記載の足形状画像分析用データ
入力装置。
【請求項３】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している高さに、水平のビーム光を
複数の方向から足に照射する水平ビーム照射装置、およ
び前記足置き透明板上に載置された足の甲の部分に対し
て、足の前後方向に直角な鉛直面に、複数の鉛直ビーム
光を照射する鉛直ビーム照射装置を備えたことを特徴と
する請求項１記載の足形状画像分析用データ入力装置。