JP6123010B1 - 木型設計用データ取得装置 - Google Patents

Abstract

【課題】履物を履いたような状態で測定し、履物を履いたような状態で湾曲した足の裏の３次元形状を正確に測定できる木型設計用データ取得装置を提供する。【解決手段】足Ｆ，Ｆ’を載置する載置部２と、載置部２の周囲に配置された撮影手段３と、を備えた木型設計用データ取得装置であって、載置部２に、足Ｆまたは足Ｆ’のかかとを載置するかかと置き１２を備え、測定の間に足を動かさず、しかもパンプス等のかかとのある履物を履いたような状態で湾曲した足の裏のデータを正確に測定できる。【選択図】図１

Description

本発明は、靴の木型を作成するために足の形状を測定する、木型設計用データ取得装置に関する。

この種の木型設計用データ取得装置として、例えば特許文献１に開示される装置が知られている。この装置では、２台の光学カメラで撮像し、光切断法等の光学技術と３次元グラフィック等のソフトウェア技術を融合した３次元形状測定装置を用いたデジタイザーにデータを取り込み、ＮＴＳＣビデオ信号として制御ボードを経由してＩ／Ｆビデオボードに入力され、位相計算処理部、ノイズ補正処理部で処理されて３次元データが出力されている。しかしながら、２台の光学カメラで撮影された画像と３次元計測結果を用いて足の輪郭線を抽出し、その結果に基づいて足の各部を推定しなくてはならない、という問題があった。

そこで特許文献２では、測定する足を載置する透明板と、足の甲側上部にスリット光を照射するスリット光投光装置と、該投光装置と離れて足の甲側上部に配置されたカメラと、該カメラで撮像された画像のうち、スリット光の反射のみを認識するように撮像され、また画像処理された画像により、板から足の甲のスリット光が当たる点までの最少の高さを計算する画像処理装置と、透明板の下に設置し手又は足の全体の２次元画像を撮像するカメラを備えた足の立体計測装置が開示されている。この足の立体計測装置は、カメラにより撮像された２次元画像データとカメラ及び画像処理装置により得られた立体形状データが整合性を持って組み合わされるように修正する演算装置と、該演算装置によって得られたデータを記憶する媒体とを備えており、足の甲側からの画像認識に加えて足の裏側からも画像認識することにより、足の３次元画像を形成するために足の裏側の特徴を決定条件として利用できる。

特開２００３−０８５４１６号公報 特開２００４−００３０８６号公報

しかし、こうした木型設計用データ取得装置では、平坦な測定台に足を載せるため、足の形状がいわゆる「べた足」の状態になってしまっていた。特にユーザの履物がパンプス等のかかとのある履物の場合、べた足の状態のデータから履物を履いた状態のデータを作ることは、足の構造上、正確に行うことが困難であり、べた足の測定データではユーザの足にフィットする快適な履物を作製するためのデータを取得することが困難だった。

さらに、かかとを浮かせて履物を履いたような状態で測定したとしても、測定の間、足を動かさないで測定し続けることは困難であり、特に履物を履いたような状態で湾曲した足の裏のデータを正確に取得することが困難だった。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、履物を履いたような状態で測定し、履物を履いたような状態で湾曲した足の裏の３次元形状を正確に測定できる木型設計用データ取得装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の木型設計用データ取得装置は、平板状の本体の上面に、足を載置する載置部と、前記載置部の周囲に配置され足の全周を撮影する第１の撮影部とを備え、前記本体に、足の甲付近を撮影する第２の撮影部と、足のくるぶし付近を撮影する第３の撮影部とを配設し、前記載置部に、かかとを載置するかかと置きを備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の木型設計用データ取得装置は、載置部の周囲を照らす全体用照明を備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載の木型設計用データ取得装置は、足裏を照らす足裏用照明を備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項４に記載の木型設計用データ取得装置は、本実施形態のかかと置きが載置部に着脱自在に取り付けられ、かかと置きの高さを変更可能に構成することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、測定の間に足を動かさず、しかもパンプス等のかかとのある履物を履いたような状態で湾曲した足の裏のデータを正確に測定できる。

また、請求項１の発明によれば、複数のカメラを使用して一度に全ての計測データを取得することで足の動きによる測定誤差を防ぐことができる。

請求項２の発明によれば、足に偏りなく光を照射することができ、光の明暗による測定誤差を防ぐことができる。

請求項３の発明によれば、足裏に光を照射することができ、足の裏のデータをさらに正確に測定することができる。

請求項４の発明によれば、ヒール部の異なる様々な履物に対して、当該履物を履いたような状態で湾曲した足の裏のデータを容易に測定することが可能になる。

本発明の木型設計用データ取得装置の外観斜視図である。 同上、載置部の斜視図である。 同上、第２の撮影部付近の斜視図である。 同上、第３の撮影部付近の斜視図である。 同上、木型設計用データ取得装置の構成を示すブロック図である。 同上、コントロール用組み込みＰＣの表示部についての説明図である。 同上、３次元データの生成方法を示す説明図である。 同上、図７において、２枚の画像を撮影したカメラ位置の特定を示す説明図である。

以下、本発明における好ましい木型設計用データ取得装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。なお、これらの全図面にわたり、共通する部分には共通する符号を付すものとする。

図１は、本発明の木型設計用データ取得装置の一実施形態を示している。先ず図１に基づいて、木型設計用データ取得装置の全体構成を説明すると、１は木型設計用データ取得装置の本体であり、この本体１は、足Ｆを載せる載置部２と、載置部２に載せた足Ｆを撮影する撮影手段３と、載置部２の周囲に設置される全体用照明４と、音声指示用スピーカー５，５と、コントロール用組み込みＰＣ６と、電源７とを備えている。

図２は、図１に示す載置部２の斜視図を示している。載置部２は足裏用照明台１１と、かかと置き１２から構成される。足裏用照明台１１は光源１３を有する照明台本体１４を備え、載置部２に載せた足Ｆの足裏に光を照射すると共に、床面部８より高い位置に足Ｆを持っていき、見上げるような角度で撮影手段３の第１の撮影部３２が足Ｆを撮影できるようにしている。光源１３は、ＬＥＤ等の照明台本体１４の長手方向に沿って配置された線状のものであるが、これに限定されるものではない。またここでは図示しないが、光源１３が点灯していることを確認するための照明台点灯確認センサ２１が、足裏用照明台１１に取り付けられている。

照明台本体１４は、足裏の面積より大きく、楕円又は長方形に形成された板部材からなる。また、照明台本体１４は、乳半色のアクリル板等の透光性を有する導光部材からなる。そして、照明台本体１４の一方をつま先が載置されるつま先対応部１５とし、照明台本体の他方をかかとが載置されるかかと対応部１６とし、つま先対応部１５とかかと対応部１６の中間部分を土踏まず対応部１７とする。

照明台本体１４において、つま先対応部１５及び土踏まず対応部１７には、それぞれ照明台本体１４の上面を布等の被覆部材によって被覆された第１の表皮部１８及び第２の表皮部１９を備えている。第１の表皮部１８は、第２の表皮部１９より厚く形成されている。かかと置き１２は、かかと対応部１６の中央に着脱自在に取り付けられるように構成される。かかと置き１２以外のかかと対応部１６は、光源１３からの光を透過する透光部２０となっている。そして、第１の表皮部１８は透光性がほとんど無く、第２の表皮部１９は透光部２０より透光性を抑えた構成となっている。

かかと置き１２は、載置部２に足Ｆを載せた時に靴を履いている状態を再現するために、足裏用照明台１１に着脱自在に取り付けられるもので、円柱体の側面１２ａを布等の被覆部材１２ｂによって被覆されたものである。尚、かかと置き１２は、照明台本体１４の上面から上方に突出した形状で、載置されたかかとが照明台本体１４の上面より離間されるものであれば、円柱体に限定されるものではなく、楕円柱体、角柱体、円錐体、角錐体、半球、円錐台、角錐台、その他の立体形状等や、これらの立体形状の組み合わせとしてもよいものとする。また、作成する靴のヒール部（踵部）に合わせた高さのかかと置き１２がかかと対応部１６に取り付けられて使用される。尚、かかと置き１２自体の高さを変更できるように構成してもよい。このように構成することで、ヒール部の異なる様々な履物に対して、当該履物を履いたような状態で湾曲した足の裏のデータを容易に測定することが可能になる。また、第１の表皮部１８、第２の表皮部１９及びかかと置き１２における被覆部材１２ｂは、若干の透光性を有していても、反射を抑えた材質となっている。

図３および図４は、図１に示す撮影手段３の配置を示している。撮影手段３は、複数のカメラ３１，３１・・・を載置部２の全周に配置し、且つ、載置部２を全方向から撮影可能に配置した第１の撮影部３２と、図３に示すように複数のカメラ３１，３１・・・を第１の撮影部３２より上方に配置し、且つ、つま先対応部１５側から載置部２を撮影可能に配置した第２の撮影部３３と、図４に示すように複数のカメラ３１，３１・・・を第１の撮影部３２より上方に配置し、且つ、かかと対応部１６側から載置部２を撮影可能に配置した第３の撮影部３４とを備えている。第１の撮影部３２、第２の撮影部３３及び第３の撮影部３４の各カメラ３１は、図示しないＵＳＢハブ等の連結機器を介してコントロール用組み込みＰＣ６に接続されており、同期操作可能に備えられている。また、第１の撮影部３２、第２の撮影部３３及び第３の撮影部３４では、上下左右で隣接するカメラ３１同士で撮影された画像が、所定の割合でオーバーラップする（重なり合う）ように各カメラ３１が配置されている。そして上述したように、第１の撮影部３２はローアングルで足Ｆを見上げるような角度で足Ｆを撮影するように構成され、第２の撮影部３３は主に足Ｆの甲側を撮影するように構成され、第３の撮影部３４は主に足Ｆのくるぶし、かかと側を撮影するように構成される。

全体用照明４は、載置部２の全周を囲むように環状に連続して構成されたＬＥＤ等の照明機器である。全体用照明４は第１の撮影部３２の上方に配置されており、また全体用照明４の上方に第２の撮影部３３及び第３の撮影部３４は配置されている。そして、ここでは図示しないが、全体用照明４が点灯していることを確認するための全体用照明点灯確認センサ２２が、本体１に取り付けられている。

尚、載置部２、撮影手段３及び全体用照明４が配置された床面部８は、全体用照明４からの光を反射するレフ板と同様の効果を有する材質、例えば白色の平滑面を備えたものであることが好ましい。

音声指示用スピーカー５は、電源投入時や撮影時に音で操作者（ユーザ）に内容を伝達するものである。

コントロール用組み込みＰＣ６はタッチスクリーン４１を備えており、無線ＬＡＮや有線ＬＡＮ、携帯電話用のデータ回線などの、有線または無線回線網である通信手段を通じてインターネットに接続される。タッチスクリーン４１は、いわば入力端末の入力部として、コントロール用組み込みＰＣ６の表示部４２と操作部４３とを兼用するもので、表示部４２の表面に配設された透明シート状の操作部４３にユーザの指が触れてタッチ操作されると、その触れた位置に対応した操作信号が、タッチスクリーン４１から出力される。そして、このタッチスクリーン４１からの操作信号を受けて、当該タッチスクリーン４１に所望の表示を行なわせる後述する表示制御手段６１が、コントロール用組み込みＰＣ６の制御部４４に組み込まれる。

電源７は、本体１の各部に直流電力を供給するものであり、電源本体５１とプラグ付き電源コード５２とから構成される。電源本体５１には、全体用照明４と、音声指示用スピーカー５と、コントロール用組み込みＰＣ６と、光源１３と、カメラ３１とがそれぞれ接続される。

図５は、本体１の構成を示すブロック図である。コントロール用組み込みＰＣ６は、例えばマイクロコンピュータのＣＰＵにより構成される制御部４４を備え、この制御部４４に、全体用照明４と、音声報知手段５と、光源１３と、照明台点灯確認センサ２１と、全体用照明点灯確認センサ２２と、カメラ３１と、操作部４３と、表示部４４と、記憶装置４５と、電源本体５１とがそれぞれ接続される。なお、ここで本体１がデータ送受信部４６を備え、制御部４４にデータ送受信部４６を接続してもよい。

記憶装置４５は、全てのカメラ３１からの撮影データを記憶するものである。また、コンピュータによる制御部４４を、表示制御手段６１、音声制御手段６２、撮影制御手段６３の各手段として機能させるためのプログラムが記憶保持される。

表示制御手段６１は、表示部４２の表示動作を制御するものであり、電源投入後の画面や操作部４３へのキータッチによる操作信号に応じた画面を表示部４２に表示させる。

音声制御手段６２は、音声指示用スピーカー５の報知動作を制御するものである。また、撮影開始時の音声による説明やカウントダウン、撮影中に音楽を音声指示用スピーカー５より流すように制御される。

撮影制御手段６３は、カメラ３１の撮影動作を制御するものであり、カメラ３１で撮影した撮影データを記憶装置４５に記憶保存させるように制御される。また、全体用照明４や光源１３のＯＮ／ＯＦＦを制御するように構成してもよい。

データ無線送受信部４６は、インターネットを介して上述の通信手段で３次元データ生成手段６４と双方向の有線または無線通信を可能にするものであり、３次元データ生成手段６４にカメラ３１からの撮影データを送付するように構成される。

なお、本実施形態では、本体１は３次元データ生成手段を備えていないが、本体１に３次元データ生成手段を備えて構成してもよい。

次に、上記木型設計用データ取得装置の構成について、図６を参照しつつ、その作用を詳しく説明する。

先ず電源投入時の動作手順から説明すると、電源７のプラグ付き電源コード５２を商用電源のＡＣコンセントに接続すると、電源本体５１より全体用照明４、音声指示用スピーカー５、コントロール用組み込みＰＣ６、光源１３、第１から第３の撮影部３２〜３４のカメラ３１，３１・・・に直流電力が供給される。その後、カメラ３１，３１・・・の電源がＯＮになり、全体用照明４および光源１３が点灯し、コントロール用組み込みＰＣ６が起動する。そして、制御部４４がカメラ３１，３１・・・を全て認識し、全体用照明４および光源１３が点灯していることを照明台点灯確認センサ２１および全体用照明点灯確認センサ２２で確認すると、撮影準備が完了し、表示制御手段６１が表示部４２に図６（ａ）のような画面を表示させる。この時、併せて音声制御手段６２が音声指示用スピーカー５，５より音を鳴らせ、撮影準備が完了したことを報知するように構成してもよい。

この時、カメラ３１，３１・・・の一部または全部を制御部４４が認識していない場合や、全体用照明４および光源１３が点灯していることを制御部４４が照明台点灯確認センサ２１および全体用照明点灯確認センサ２２で確認できない場合は、制御部４４がコントロール用組み込みＰＣ６を自動的に再起動する構成としてもよい。また、コントロール用組み込みＰＣ６を所定回数再起動しても認識できない、または確認できない場合は、表示制御手段６１が表示部４２に、エラーとしてカメラが認識できない旨または照明の点灯が確認できない旨を表示するように構成してもよい。

次に撮影時の動作手順を説明すると、撮影準備完了後に被写体としての一方の足Ｆを載置部２に載せ、表示部４２に表示された「撮影」ボタンをタッチ操作すると、表示制御手段６１は表示部４２に図６（ｂ）のような画面を表示させる。この時、音声制御手段６２は、音声指示用スピーカー５，５より撮影に関する説明を流し、その後カウントダウンが始まり、カウント終了後に撮影が開始されるように構成してもよい。

撮影が開始されると、撮影制御手段６３は、第１から第３の撮影部３２〜３４のカメラ３１，３１・・・を使用して一度に全ての撮影データを取得して記憶装置４５に記憶保存させる。この時、表示部４２に図６（ｃ）のような画面を表示させ、本体１が撮影中であることを操作者および被撮影者に知らせる。この時、操作者および被撮影者に撮影の時間が掛かっていないように感じさせるため、音声制御手段６２は、音声指示用スピーカー５，５より音楽を流すように構成してもよい。

足Ｆの撮影終了後、コントロール用組み込みＰＣ６にデータ送受信部４６が設けられている場合は、制御部４４はデータ送受信部４６を上述の通信手段でインターネット接続し、記憶装置４５より足Ｆの撮影データをアップロードして、３次元データ生成手段にデータを送付する。その後、上述した撮影準備完了の状態になる。

続いて、他方の足Ｆ’も同様に撮影を行ない、足Ｆ’の撮影データを３次元データ生成手段にデータを送付する。

尚、コントロール用組み込みＰＣ６にデータ送受信部４６が設けられていない場合は、記憶装置４５に撮影データが保存されるため、被撮影者の足ＦおよびＦ’の撮影終了後に本体１を回収し、コントロール用組み込みＰＣ６に着脱自在な外付けの記憶装置を用いて、コントロール用組み込みＰＣ６の記憶装置４５から撮影データを取り出して、３次元データ生成手段にデータを保存する。

また、電源切断時の動作手順を説明すると、足Ｆおよび足Ｆ’の撮影終了後、本体１の撮影準備完了の状態になるので、図６（ａ）の「ｓｈｕｔ ｄｏｗｎ」ボタンをタッチ操作すると、制御部４４は電源本体５１に全体用照明４、音声指示用スピーカー５、コントロール用組み込みＰＣ６、光源１３、第１から第３の撮影部３２〜３４のカメラ３１，３１・・・への電力供給を停止するように制御する。この時、コントロール用組み込みＰＣ６以外への電力供給は速やかに停止させ、コントロール用組み込みＰＣ６はそれ自体の立ち下げが終了してから電力供給を停止させるように制御してもよい。

次に図７および図８を参照して、３次元データ生成手段を備えている場合の３次元データの生成方法を説明する。

（１）コントロール用組み込みＰＣ６からの画像データを保存後、図７（ａ）や図７（ｂ）に示すように、撮影を行った全画像について特徴点を計算する。特徴点は、画像中のすべての領域を走査することによって、ある任意の点およびその周囲の点の色調の変化の割合の変化を基に抽出されるもので、図７（ａ）や図７（ｂ）では点で示されている。なお特徴点については、特開２００１−１５５１５１号公報などに開示されているのでここでは詳述しない。

（２）図７（ｃ）に示すように、１つの画像を取り出し、他の画像内の特徴点と同一であろう点同士を線で結んで、総当たりで確認していく。こうして、特徴点同士の相対的な位置の一致率が最も高い組み合わせの画像を特定する。

（３）画像の特定後、図８に示すように、これら２枚の画像内の特徴点の画素の位置を基にして、これら２枚の画像を撮影したカメラ３１Ａ，３１Ｂの位置を計算する。

（４）（２）および（３）を（１）の全画像に対して行ない、全てのカメラ３１，３１・・・の位置を確定する。

（５）（４）で確定したカメラの位置を基にして特徴点を３次元空間にプロットしていき、その後、特徴点間の空間を埋めるために補間の計算を行ない、空間を埋めてから面を作成して、測定対象である足ＦおよびＦ’の３次元データを生成する。

以上のように、本実施形態の木型設計用データ取得装置は、足Ｆ，Ｆ’を載置する載置部２と、載置部２の周囲に配置された撮影手段３と、を備えた木型設計用データ取得装置であって、載置部２に、足Ｆまたは足Ｆ’のかかとを載置するかかと置き１２を備えて構成される。

このような構成により、測定の間に足を動かさず、しかもパンプス等のかかとのある履物を履いたような状態で湾曲した足の裏のデータを正確に測定できる。

また、本実施形態の撮影手段３として、足Ｆ，Ｆ’の全周を撮影する第１の撮影部３２と、足の甲付近を撮影する第２の撮影部３３と、足のくるぶし付近を撮影する第３の撮影部３４と、を備えて構成される。

このような構成により、複数のカメラ３１を使用して一度に全ての計測データを取得することで足ＦまたはＦ’の動きによる測定誤差を防ぐことができる。

また、本実施形態の木型設計用データ取得装置は、載置部２の周囲を照らす全体用照明４を備えて構成される。

このような構成により、足ＦまたはＦ’に偏りなく光を照射することができ、光の明暗による測定誤差を防ぐことができる。

また、本実施形態の木型設計用データ取得装置は、足裏を照らす足裏用照明としての光源１３を備えて構成される。

このような構成により、足ＦまたはＦ’の足裏に光を照射することができ、足の裏のデータをさらに正確に測定することができる。

また、本実施形態のかかと置き１２は載置部２に着脱自在に取り付けられ、かかと置き１２の高さを変更可能に構成している。

このような構成により、ヒール部の異なる様々な履物に対して、当該履物を履いたような状態で湾曲した足ＦまたはＦ’の足の裏のデータを容易に測定することが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、本実施形態ではプラグ付き電源コード５２を商用電源のＡＣコンセントに接続すると本体１の各部に電力が供給されるように構成されているが、電源７に電源ボタンを取り付け、電源７をＯＮ／ＯＦＦすることにより電力の供給を制御するように構成してもかまわない。また、かかと置き１２にかかとが載置されたことを検知するセンサを備え、このセンサにより、かかとが載置されたことを検知すると全体用照明４、コントロール用組み込みＰＣ６、光源１３及びカメラ３１等が起動するものとしてもかまわない。さらに、各部の構成などは、本実施形態のものに限定されず、適宜変更が可能である。

２ 載置部
３ 撮影手段
４ 全体用照明
１２ かかと置き
１３ 光源（足裏用照明）
３２ 第１の撮影部
３３ 第２の撮影部
３４ 第３の撮影部

Claims (4)

1. 平板状の本体の上面に、足を載置する載置部と、前記載置部の周囲に配置され足の全周を撮影する第１の撮影部とを備え、
   前記本体に、足の甲付近を撮影する第２の撮影部と、足のくるぶし付近を撮影する第３の撮影部とを配設し、
   前記載置部に、かかとを載置するかかと置きを備えたことを特徴とする木型設計用データ取得装置。
2. 前記載置部の周囲を照らす全体用照明を備えたことを特徴とする請求項１に記載の木型設計用データ取得装置。
3. 足裏を照らす足裏用照明を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の木型設計用データ取得装置。
4. 前記かかと置きは前記載置部に着脱自在に取り付けられ、前記かかと置きの高さを変更可能に構成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の木型設計用データ取得装置。