JPH039735B2

JPH039735B2 -

Info

Publication number: JPH039735B2
Application number: JP61055657A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kato; Shuji Oonaka; Mitsutaka Kawada; Yojiro Kusaka
Original assignee: Small Business Corp
Current assignee: Small Business Corp
Priority date: 1986-03-12
Filing date: 1986-03-12
Publication date: 1991-02-12
Also published as: JPS62231623A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、体形自動測定装置に係り、とくに人
間の体形を総合的に測定する場合に好適な体形自
動測定装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、人間の体形（又は体型、体格）を定
量的に知る手法としては、身体の特定部位の測定
がある。この測定においては、身長計、体重計及
びその他の計測器具（メジヤー、マルテン計測器
等）が一般に多く用いられ、これによつて、まず
おおよその体形を定めるほか、必要に応じて作業
員によるメジヤーを用いた部分的測定が行われる
のが一般的である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の測定手法では、体形全体
を総合的に判断したい場合、例えば身長、胸囲、
体重等10数種に及ぶ身体の所定部位の計測データ
を各別に取得する必要がある。このため、その測
定操作及びデータの加工に多大な時間と労力がか
かるという不都合があつた。また、測定者の目視
による測定誤差及び測定者が異なることによるば
らつき等が存在し、とくに多人数の測定に際して
は測定の信頼性に欠けるという事態をしばしば生
じていた。更に、従来の測定手段の多くは、被測
定者に測定器等を直接接触させて行うものである
ため、時として被測定者に不快感を与えるという
不都合があつた。

また、高精度測定用としてレーザスポツト光を
用いたものも各方面で開発が進められている。し
かいながら、広角度に広がつた被照射面のスポツ
ト光の移動を捕捉するにはCCDカメラの一次元
の長さを長くしなければならず、これがため
CCDカメラが大形化するとともに装置全体が大
形化し、設備投資が大きくなる等の不都合が生じ
ていた。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来手法の有する状況に鑑
み、非接触で身体全体の体形データを短時間の内
に高精度に採取するとともに、その体形データを
容易に処理・加工して表示することのできる小形
化が可能な体形自動測定装置を提供することを、
その目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、被測定者から一定距離を隔てて当該
被測定者の周囲に等間隔に配設され且つ被測定者
の身体表面までの距離を検出しこれに対応した体
形情報を出力する少なくとも６個の体形検出機構
を有している。各体形検出機構は、所定の制御信
号に基づいて各体形検出機構を一定方向に移動せ
しめ、これによつて被測定者に対する体形の検出
走査を行わせる駆動機構に連結されている。各体
形検出機構は、送り込まれる体形情報を処理して
体形データを形成しこれを記憶するデータ処理・
記憶部に連結されている。データ処理・記憶部
は、データ処理・記憶部から必要に応じて前述し
た体形データを読み出しこれを演算処理して表示
する演算・表示部に連結されている。

そして、体形検出機構が、被測定者に対して所
定のスポツト光を出力する光源と、この光源から
出力されるスポツト光を被測定者に向けて水平走
査せしめる第１の回転ミラーと、被測定者上に照
射されるスポツト光を捕捉する第２の回転ミラー
と、この第２の回転ミラーで捕捉されたスポツト
光を電気信号に変換するCCD固定カメラと、第
１及び第２の各回転ミラーを同一方向に向けて一
体的に連結し支持するミラー支軸と、このミラー
支軸に装備され当該ミラー支軸の回転角情報を出
力するロータリーエンコーダとを備えている、と
いう構成を採用している。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第６図
に基づいて説明する。

第１図に示した実施例は、被測定者２の体形に
関する情報を三次元的に検出するための体形検出
部４と、この体形検出部４からの体形情報を適宜
処理し体形データとして記憶するデータ処理・記
憶部６と、このデータ処理・記憶部６から必要に
応じて体形データを読み出して演算し表示するた
めの演算・表示部８と、体形検出部４及びデータ
処理・記憶部６の駆動を各々制御する駆動制御部
１０とを備えている。

体形検出部４には、後述するように、所定位置
から被測定者２の身体表面までの距離を水平方向
の所定範囲にわたつて検出し、これに対応した信
号を出力する６台の体形検出機構１２，…，１２
が設けられている。各体形検出機構１２の内、そ
の３台づつが１組とされ、それらが後述する駆動
機構１４，１４によつて垂直方向に駆動され得る
構成に成つている。

体形検出部４は、構造的には、第２図に示す如
く、その全体外周が略六角柱且つカプセル状に形
成された筐体１５に装着されている。筐体１５の
内側には、被測定者２が立姿勢で入ることができ
る空間が形成されている。ここで、符号１５Ａ
は、被測定者２が出入りするための開閉ドアを示
す。

筐体１５の内壁側には、第２図ないし第３図に
示す如く、平面「く」の字状の検出ユニツト１
６，１６が対称な位置に配設され垂直方向に可動
可能になつている。具体的には、筐体１５の内壁
側に、その上下に渡つてタイミングベルト１８が
張設されるとともに、案内柱２０が立設されてい
る。タイミングベルト１８はプーリ２２を介して
モータ２４の動力を受ける構成となつている。モ
ータ２２は駆動制御部１０によつて適宜制御され
る。

このため、各検出ユニツト１６は、案内柱２０
に案内されるとともに、タイミングベルト１８に
よつて所定高さづつ断続的に上下動されるように
なつている。ここで、タイミングベルト１８、プ
ーリ２２、モータ２４によつて駆動機構１４の要
部が構成されている。

各検出ユニツト１６には、前述のように、３台
づつの体形検出機構１２，…，１２が各々装備さ
れている。各体形検出機構１２は、具体的には、
光ビームを被測定者２に照射する投光手段として
のレーザ（ここでは、He−Neレーザ）２６と、
被測定者２の身体表面（以下、単に「ターゲツト
面」という）のレーザ光点を受光する受光手段と
しての一次元CCDイメージセンサカメラ（以下、
単に「CCDカメラ」という）２８とを装備して
いる。また、各体形検出機構１２には、水平方向
の走査を行うための水平走査部２９が装備されて
いる。水平走査部２９は、第４図に示すように、
レーザ２６からの光ビームの経路を変更し集光す
るための光学係（プリズム等）３０と、光ビーム
をターゲツト面の水平方向の所定範囲に渡つて走
査するための第１の回転ミラー３２Ａと、この回
転ミラー３２Ａに連動しターゲツト面のレーザ光
点を受光・反射してCCDカメラ２８に受光信号
を送る第２の回転ミラー３２Ｂとを装備するとと
もに、第１、第２の回転ミラー３２Ａ，３２Ｂを
同時に回転せしめ所定の角度信号を出力するロー
タリーエンコーダ３４を装備している。符号３２
Ｃはミラー支軸を示す。更に、各体形検出機構１
２はコントロール部３６を備えている。コントロ
ール部３６は、データ処理・記憶部６からの所定
の指令信号に基づいて体形検出機構１２の全体動
作を制御するとともに、受光信号にかかる所定の
電気信号をデータ処理・記憶部６へ送る機能を有
している。

各体形検出機構１２の投光手段及び受光手段に
かかる投受光点を平面的に見ると、第３図に示す
ように成つている。つまり、投光点は六角形の筐
体１５の角部に等間隔に配設され（受光点も同
様）、各々が中心部に向かつて投光されるように
なつている。しかも、各々の投受光ビームは、前
述の水平走査部２９によつて水平方向に所定範囲
（矢印Ｂ参照）で走査され、最大測定範囲（半径
Ｒの円部）Ａに対してその1/6の円弧部分をカバ
ーする。これによつて、全体としては最大測定範
囲Ａの外周全部がカバーされるようになつてい
る。本実施例では、半径Ｒは350〔mm〕に設定され
ている。

ここで、体形検出機構１２にかかる距離検出、
即ち体形の測定原理について説明する。

まず、ターゲツト面までの距離測定の場合を、
第５図１，２に基づいて説明する。

原理的には、第５図１に示すように、レーザ２
６から出力されたレーザ光はターゲツト面の１点
P₁点に照射され、この点P₁のレーザ光点がCCD
カメラ２８によつて受光される。この場合、レー
ザ光軸とCCDカメラ２８との距離Ｗを固定して、
レーザ光点をＯ点又はP₂点に移動すると、CCD
カメラ２８の受光結像点は第５図２のように変化
する。

これを詳述すると、まず、Ｏ点に対するCCD
カメラ２８の受光結像点をレンズの中心軸点とな
るように設定し、その場合のCCDイメージセン
サ上の絵素をA₀とする。そして、ターゲツト面
を移動して受光点をP₁，P₂に移動すると、CCD
イメージセンサ上の受光位置が変化し、このとき
の結像位置絵素は各々A₁，A₂となる。つまり、
レーザ２６の投光点からＯ点までの距離L₀を既
知の値とし、ターゲツト面の位置変化に対する
CCDイメージセンサの絵素変化の割合を予め適
宜設定しておくことにより、結像点の絵素A₀に
対する絵素変化量から距離（即ち、この場合、距
離OP₁＝L₀−L₁）を知ることができる。

ここでは、Ｏ点は被測定者２の中心点であり、
距離OP₂は半径Ｒ（第３図参照）に等しく設定さ
れている。

次に、ターゲツト面の水平方向の走査にかかる
測定の場合を、第６図に基づいて説明する。

この場合、レーザ光とCCDカメラ２８の光軸
は回転ミラー３２Ａ，３２Ｂにより同時に水平方
向に矢印Ｂの範囲で走査される。そして、前述の
第５図の手法を用いて所定タイミングで１点づつ
距離測定が行われる。この距離測定値をＬとする
と、ターゲツト面の計測ポイントＰの位置座標デ
ータ（Ｘ、Ｙ）は、Ｘ＝L₀−Lcos α、Ｙ＝Lsin α ……(1) により計算される。この計算処理は、本実施例で
は、データ処理・記憶部６により行われる。

ここで、αは回転ミラー走査中心軸からの走査
角度であり、これに対応する角度信号がロータリ
ーエンコーダ３４から得られる。また、L₀はＯ
点から投光点までの距離である。ところで、前述
の(1)式にかかる計算処理は、各コントロール部３
６にて行わせる構成をも取り得る。

データ処理・記憶部６は、入力した体形情報を
処理するデータ処理手段４０と、その出力側に装
備されたデータ記憶手段４２とを備えている。デ
ータ処理手段４０は、各体形検出機構１２から出
力される体形情報としての距離データから前述し
た(1)式に基づいて体形寸法を算出するとともに、
被測定者２を水平方向に輪切りにした場合にかか
る二次元データ（断面外周寸法）を形成しこれを
データ記憶手段４２に出力する。データ記憶手段
４２は、入力した二次元データを所定アドレス位
置に順番に記憶する。これらの動作は、駆動制御
部１０からの制御信号に基づいて所定タイミング
で行われるように成つている。

演算・表示部８は、オペレータが指示を与える
ための入力手段４４と、この入力手段４４からの
指令に従つてデータ記憶手段４２から体形データ
を読み込み必要な演算を行う演算手段４６と、こ
の演算手段４６からの出力データを表示する体形
表示手段４８とを備えている。

ここで、データ処理・記憶部６及び演算・表示
部８は、各々、コンピユータによつて構成され、
上述の機能を有している。

次に、本実施例の全体的な動作について説明す
る。

まず、被測定者２は、筐体１５の中に入り、中
央の所定位置に立つたまま一定時間（例えば、数
分間）静止の姿勢をとる。オペレータは、被測定
者２の体形又は測定したい部位に合わせて各体形
検出機構１２の高さを初期設定する。そして、オ
ペレータからの走査開始指令に基づいて駆動制御
部１０は所定間隔の駆動信号を各駆動機構１４に
出力する。これによつて、各体形検出機構１２が
相互に同期して断続的に降下（又は上昇）・移動
する。

各体形検出機構１２は、所定高さにおいて静止
している間に、ターゲツト面までの距離測定を前
述した如く行う（第５，６図参照）。つまり、各
体形検出機構１２は、各々が受け持つている水平
方向の所定範囲（第３，６図参照）でレーザ光を
走査する。そして、所定のサンプリング間隔で距
離（例えば第６図に示す距離Ｌ）と走査角度αに
係る電気信号を体形情報としてデータ処理手段４
０に各々出力する。

データ処理手段４０は、入力した電気信号に基
づいて前述した(1)式から被測定者２の体形寸法を
算出するとともに、適宜なデータ処理によつて被
測定者２に対する特定の高さにおける輪切り状の
二次元データを合成し、データ記憶手段４２に出
力する。データ記憶手段４２では、高さ位置をア
ドレスとして二次元データが順次記憶される。か
かる動作は所定高さ毎に行われ、データ記憶手段
４２には被測定者２の体形を立体表示可能なデー
タが蓄積される。

一方、オペレータは、演算・表示部８の入力手
段４４から所定の処理指令を行うことによつて、
体形表示手段４８から被測定者２の体形画像及び
データを極く短時間の内に容易に得ることができ
る。この場合、演算手段４６のプログラム構成に
よつて、体形データを適宜加工し、例えば所望の
三次元の画像又は全体或いは局部の詳細画像を表
すことができる。また、予め被測定者２の基本体
形データを登録しておくことにより、測定時にお
ける体形とその基本体形とを画面上で容易に比較
判断できる。更に、体形表示手段４８としてプロ
ツターを使用することにより、画面上で任意の画
像位置を指示し、局部の詳細画像及びデータを得
ることもできる。

また、システムの設計によつては、被測定者２
の体形に対する定量的解析、総合的類別判断等の
データ処理（例えば、被測定者の一生の体形変
化、集団の年代別、職業別体型分類）がより容易
なものとなる。

なお、上記実施例において、体形検出部４には
６台の体形検出機構１２を用いたが、この数は、
身体外周までの距離測定を的確に行い得る程度で
あればよく、必ずしも６台に限定されない。ま
た、とくに体重データが必要な場合においては、
体重計を体形検出部４に追加装備し、体重にかか
る信号をもデータ処理手段４０に出力し、これを
体形判断の大切な一要素として取り扱うという構
成もとり得る。また、データ記憶手段４２として
は、メイン記憶媒体のほかにフロツピーデイスク
等を併設し、これによつて体形データを他の場所
に保管可能な構成としてもよい。また、投光手段
としては必ずしもレーザに限定されなく、受光手
段としても他の素子を用いてもよい。また、筐体
１５の内部には、被測定者２自身が自分の立つ位
置及び姿勢を確認できるモニター装置や照明装置
を設けてもよい。更に、検出ユニツト１６は筐体
１５の外壁側を上下動するという構成にしてもよ
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、非接触で被測定
者の身体全体の体形データを短時間の内に採取
し、その体形データを適宜処理した後に記憶し表
示可能になつている。このため、従来から使用さ
れている測定手法に比べて以下に述べる顕著な効
果がある。

被測定者に対する測定器の直接的な接触を排
除したことから、測定時の不快感を著しく軽減せ
しめる。測定者の目視等に起因する測定値のば
らつきを減らし、安定且つ信頼性の向上した体形
測定を行うことができる。体形データの採取及
びその加工処理時間が大幅に短縮される。被測
定者に照射されるスポツト光を、第１の回転ミラ
ーと同期回転しながら捕捉する第２の回転ミラー
を設けたので、この第２の回転ミラーにCCD固
定センサを近接装備することが可能となり、これ
がため、CCD固定センサの一次元の長さを小さ
くすることができ、、従つて装置全体を小形化し
設備投資を少なくすることができる。これによつ
て測定者の負担を軽減するとともに多数の被測定
者に対する体形測定を迅速且つ高精度に行うこと
ができる。

従つて、本発明によれば、健康管理、医療、衣
服設計等に伴う産業分野において高精度で比較的
小形化され全自動化された従来にない優れた体形
自動測定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す機能ブロツク
図、第２図は体形検出部を装備した筐体を示す一
部切除した斜視図、第３図は検出ユニツトの位置
及び光ビームの走査分担域を説明するための説明
図、第４図は第２図の体形検出機構の光ビームの
経路を説明するための説明図、第５図１，２は
各々距離測定の原理を示す説明図、第６図は水平
方向の走査に伴う体形寸法算出の原理を示す説明
図である。２……被測定者、６……データ処理・記憶部、
８……演算・表示部、１２，…，１２……体形検
出機構、１４，１４……駆動機構。

Claims

【特許請求の範囲】１被測定者から一定距離を隔てて当該被測定者
の周囲に等間隔に配設され且つ被測定者の身体表
面までの距離を検出しこれに対応した体形情報を
出力する少なくとも６個の体形検出機構と、この
各体形検出機構を所定の制御信号に基づいて一定
方向に移動せしめこれによつて被測定者に対する
体形の検出走査を行わせる駆動機構とを備え、前記各体形検出機構から出力される体形情報を
処理して体形データを形成し記憶するデータ処
理・記憶部と、このデータ処理・記憶部から必要
に応じて前記体形データを読み出しこれを演算処
理して表示する演算・表示部とを具備し、前記体形検出機構が、被測定者に対して所定の
スポツト光を出力する光源と、この光源から出力
されるスポツト光を前記被測定者に向けて水平走
査せしめる第１の回転ミラーと、前記被測定者上
に照射されるスポツト光を捕捉する第２の回転ミ
ラーと、この第２のミラーで捕捉されたスポツト
光を電気信号に変換するCCD固定カメラと、前
記第１及び第２の各回転ミラーを同一方向に向け
て一体的に連結し支持するミラー支軸と、このミ
ラー支軸に装備され当該ミラー軸の回転角情報を
出力するロータリーエンコーダとを備えているこ
とを特徴とした体形自動測定装置。