JP7308431B2 - 足形状計測システム及び足形状計測方法 - Google Patents

Description

本発明は、足形状計測システム及び足形状計測方法に関し、詳しくは、既製靴を選択するための指標を算出することができる足形状計測システム及び足形状計測方法に関する。

足の三次元形状を計測して得られた３Ｄデータを利用して、足の三次元形状に適合する既製靴を選択する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３－１０８８３１号公報

図７は、足６の略図である。図８は、靴８の略図である。図７に示す足６の後部の最も突出している箇所６ａよりも上の踵上部７の形状と、図８に示す靴８の踵部９の形状とが上手く対応していると、靴８を履いて歩いたときに足６の踵上部７が靴８の踵部９に引っ掛かり、靴８が脱げない。足６の踵上部７の形状と靴８の踵部９の形状との対応が良くないと、歩いたときに足６の後部が浮き、靴８が脱げやすくなる。

足６の踵上部７の形状の違いに対応して靴８の踵部９の形状が異なる既製靴を製造すれば、足６の踵上部７の形状に適合する既製靴を選択することが可能になる。

しかしながら、既製靴のサイズについて、ＪＩＳ規格等に足長、足囲、足幅などが規定されているが、足６の後部形状に関しては規定されていない。そのため、足６の後部形状に適合する既製靴を選択するのが困難である。

本発明は、かかる実情に鑑み、足の後部形状に適合する既製靴の選択が容易になる足形状計測システム及び足形状計測方法を提供することである。

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形状計測システムを提供する。

足形状計測システムは、（ａ）足の三次元形状を表す３Ｄデータの入力を受け付ける入力受付部と、（ｂ）前記３Ｄデータに基づいて、前記足の特徴パラメータを算出する特徴パラメータ算出部と、を備える。前記特徴パラメータ算出部は、（ｉ）横方向から見た前記足の後部について、踵範囲内において最も突出している突出点とアキレス腱範囲内において最も後退している後退点との間の足長方向の距離を算出する距離算出部を含む。

上記構成によれば、距離算出部が算出する距離を、既製靴を選択するための指標として用いることができる。距離に応じて既製靴を取り揃えておくことにより、足の後部形状に適合する既製靴を選択することが容易になる。

好ましくは、前記特徴パラメータ算出部は、（ii）前記足の足長を算出する足長算出部と、（iii）前記足長に対する前記距離の比率である踵指数を算出する踵指数算出部と、をさらに含む。

この場合、踵指数算出部が算出する踵指数を、既製靴を選択するための指標として用いることができる。踵指数に応じて既製靴を取り揃えておくことにより、足の後部形状に適合する既製靴を選択することが容易になる。同じ踵指数であれば、足長が異なっても靴の踵部の形状が同じになるように既製靴を設計すると、既製靴の製造や選択が容易になる。

好ましくは、前記特徴パラメータ算出部は、（iv）前記踵指数が属する区分を判定する区分判定部を、さらに含む。

この場合、踵指数が属する区分を、既製靴を選択するための指標として用いることができる。踵指数が属する区分ごとに踵部の形状が異なる既製靴を取り揃えることにより、既製靴の製造や選択が容易になる。

好ましくは、前記距離算出部は、前記足長に基づいて、前記踵範囲と前記アキレス腱範囲とを算出し、算出した前記踵範囲内において最も突出している前記突出点と、算出した前記アキレス腱範囲内において最も後退している前記後退点との前記距離を算出する。

この場合、足長に応じて踵範囲やアキレス腱範囲が適切に設定されるようにすることができる。

足形状計測システムは、（ｃ）前記足の三次元形状を計測する計測ユニットと、（ｄ）前記計測ユニットが計測したデータに基づいて、前記足の三次元形状を表す前記３Ｄデータを生成する３Ｄデータ生成部と、をさらに備える。前記入力受付部は、前記３Ｄデータ生成部が生成した前記３Ｄデータの入力を受け付ける。

この場合、足の三次元形状を計測して足長、足囲等の代表的な指標を算出する足計測システムに、足の後部形状に関する指標を算出する機能を込むことができる。

また、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形状計測方法を提供する。

足形状計測方法は、足の形状特徴を取得するための計測方法であって、（ｉ）横方向から見た前記足の後部について、踵範囲内において最も突出している突出点を特定する突出点特定ステップと、（ii）前記横方向から見た前記足の後部について、アキレス腱範囲内において最も後退している後退点を特定する後退点特定ステップと、（iii）前記突出点と前記後退点との間の足長方向の距離を計測する距離計測ステップと、を含む。

上記方法によれば、距離計測ステップで計測した距離に応じて既製靴を取り揃えておくことにより、足の後部形状に適合する既製靴を選択することが容易になる。

好ましくは、足形状計測方法は、（iv）前記足の足長を算出する足長算出ステップと、（ｖ）前記足長に対する前記距離の比率である踵指数を算出する踵指数算出ステップと、をさらに含む。

この場合、踵指数が属する区分を、既製靴を選択するための指標として用いることができる。踵指数が属する区分ごとに踵部の形状が異なる既製靴を取り揃えることにより、既製靴の製造や選択が容易になる。

本発明によれば、足の後部形状に関する特徴パラメータを算出することができる。足の後部形状に関する特徴パラメータを指標として既製靴を取り揃えておくことにより、足の後部形状に適合する既製靴の選択が容易になる。

図１は足形状計測システムのブロック図である。（実施例１） 図２は特徴パラメータ算出部のブロック図である。（実施例１） 図３は足の略図である。（実施例１） 図４はプリンタから出力される画像である。（実施例１） 図５は足形状計測システムのブロック図である。（実施例２） 図６は画面表示の画像である。（実施例２） 図７は足の略図である。 図８は足の略図である。

以下、本発明の足形状計測システム及び足形状計測方法について、図面を参照しながら説明する。

＜実施例１＞ 実施例１の足形状計測システム１０について、図１～図４を参照しながら説明する。足形状計測システム１０は、足の形状特徴を取得するための計測方法である足形状計測方法を実行する。

図１は、足形状計測システム１０の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、足形状計測システム１０は、計測ユニット１２と、端末１６と、データ処理ユニット２０とを備える。計測ユニット１２と端末１６とは、直接又はインターネット等の通信網を介して、データ処理ユニット２０に接続されている。例えば、データ処理ユニット２０は、１台又は複数台のサーバを用いて構成される。端末１６は、スマートフォン、タブレット端末、パソコン等である。データ処理ユニット２０と端末１６とが、共通する１台のパソコンを用いて構成されてもよい。

計測ユニット１２は、足６の三次元形状を計測する。例えば、計測ユニット１２は、透明板１４の上に置かれた足６の形状を光切断法によって計測するように構成されている。計測ユニット１２で計測したデータ１３は、データ処理ユニット２０に送信される。

データ処理ユニット２０は、３Ｄデータ生成部２２と、入力受付部２２と、特徴パラメータ算出部２６と、通信部２８と、データ記憶部２１とを含む。

３Ｄデータ生成部２２は、計測ユニット１２からデータ処理ユニット２０に送信されたデータ１３に基づいて、足６の三次元形状を表す３Ｄデータ２３を生成する。

入力受付部２４は、３Ｄデータ生成部２２が生成した３Ｄデータ２３の入力を受け付け、入力を受け付けた３Ｄデータ２５を、特徴パラメータ算出部２６と通信部２８とに送出する。

特徴パラメータ算出部２６は、入力受付部２４から送出された３Ｄデータ２５に基づいて、足６の種々の特徴パラメータ２７を算出し、特徴パラメータを通信部２８に送出する。

通信部２８は、端末１６からデータ１７を受信し、端末１６にデータ２９を送信する。例えば、通信部２８は、端末１６での操作に応じて送信されるデータ１７に基づいて、入力受付部２４から送出された３Ｄデータ２５の三次元画像や特徴パラメータ算出部２６から送出された特徴パラメータ２７等を、端末１６の画面に表示したり端末１６に接続された不図示のプリンタに出力したりするためのデータ２９を生成し、生成したデータ２９を端末１６に送信する。

データ記憶部２１は、３Ｄデータ生成部２２が生成した３Ｄデータ２３や、特徴パラメータ算出部２６が算出した特徴パラメータ２７等を、必要に応じて適宜、記憶する。

図２は、特徴パラメータ算出部２６のブロック図である。図２に示すように、特徴パラメータ算出部２６は、足長を算出する足長算出部２６ａと、足囲を算出する足囲算出部２６ｂと、足幅を算出する足幅算出部等２６ｃと、踵幅を算出する踵幅算出部２６ｄに加え、足６の後部形状に関する特徴パラメータを算出する距離算出部３０、踵指数算出部３２、及び区分判定部３４を含む。なお、特徴パラメータ算出部２６から、踵指数算出部３２及び／又は区分判定部３４が省略されてもよい。

足６の後部形状に関する特徴パラメータについて、図３を参照しながら説明する。図３（ａ）は、平面４に足裏６ｃが接している足６を横方向（足６の左右方向）から見た略図である。図３（ｂ）は、平面４の上方から足６を見た略図である。

図３に示すように、足６の第２指先端６ａを通る足の中心線６ｘの方向を第１の方向１（前後方向１）と定義し、足６の踵後端から最も長い足指（例えば６ｂ）までの第１の方向１の距離を足長Ｌ１と定義する。平面４と平行、かつ、第１の方向１と交差（典型的には直交）する方向を第２の方向２（左右方向２）と定義し、平面４に交差（典型的には直交）する方向を第３の方向３（高さ方向３）と定義する。

なお、第１の方向１と足長Ｌ１は、上記と異なる定義でも構わない。例えば、左右の足が互いに接するように並んでいるときの左右の足の間の境界線の方向を第１の方向１と定義し、この第１の方向１の左右の足それぞれの最大長さを足長Ｌ１と定義しても構わない。

足長算出部２６ａ（図２参照）は、足形状計測方法のステップ、すなわち、足６の足長Ｌ１を算出する足長算出ステップを、実行する。

図３（ａ）に示すように、第２の方向２から足６の後部を見たときに、踵範囲Ｈ１内において最も突出している点を突出点Ｐ１と定義し、アキレス腱範囲Ｈ２内において最も後退している点を後退点Ｐ２と定義し、突出点Ｐ１と後退点Ｐ２との間の足長方向（第１の方向１）の距離をＬ２と定義する。なお、踵範囲Ｈ１の上限とアキレス腱範囲Ｈ２の下限とが一致しても構わないし、踵範囲Ｈ１とアキレス腱範囲Ｈ２とが互いに重複しても構わない。

足長Ｌ１に対する距離Ｌ２の比率（％）を、踵指数と定義する。踵指数をＨとすると、
Ｈ＝（Ｌ２／Ｌ１）×１００ （式１）
である。

距離算出部３０は、入力受付部２４が入力を受け付けた３Ｄデータ２５に基づいて、横方向（第２の方向２）から見た足６の後部について、突出点Ｐ１と後退点Ｐ２との距離Ｌ２を算出する。例えば、距離算出部３０は、平面４と平行な足６の断面について、第３の方向３（高さ方向３）に断面位置を変えながら、順次、各断面における足６の輪郭線の後端（第１の方向１の足指とは反対側の端）の第１の方向１の座標値を算出する。各断面における後端の第１の方向１の座標値について、踵範囲Ｈ１内において最も後側（足指とは反対側）の座標値と、アキレス腱範囲Ｈ２内において最も前側（足指側）の座標値とを抽出し、抽出した座標値の差の絶対値を、距離Ｌ２として算出する。

距離算出部３０は、足形状計測方法のステップ、すなわち、（ｉ）横方向（第２の方向２）から見た足６の後部について、踵範囲Ｈ１内において最も突出している突出点Ｐ１を特定する突出点特定ステップと、（ii）横方向から見た足６の後部について、アキレス腱範囲Ｈ２内において最も後退している後退点Ｐ２を特定する後退点特定ステップと、（iii）突出点Ｐ１と後退点Ｐ２との間の足長方向（第１の方向１）の距離Ｌ２を計測する距離計測ステップと、を実行する。

踵範囲Ｈ１とアキレス腱範囲Ｈ２は、予め定めた固定範囲でもよいし、足長算出部２６ａが算出する足長Ｌ１に基づいて個別に定めてもよい。例えば、足長算出部２６ａが算出した足長Ｌ１に所定の係数を乗算して踵範囲Ｈ１とアキレス腱範囲Ｈ２、すなわち、断面高さ（第３の方向３の座標値）の範囲を決めてもよい。

アキレス腱範囲Ｈ２は、突出点Ｐ１の高さに所定範囲の係数を乗算して定めてもよいし、突出点Ｐ１の高さに所定範囲の寸法を加算して定めてもよい。

また、アキレス腱範囲Ｈ２は、その上限値と下限値とが同じでもよい。例えば、アキレス腱範囲Ｈ２の高さが、突出点Ｐ１の高さに一定係数を乗算した一つの高さであってもよいし、突出点Ｐ１の高さに一定寸法を加算した一つ高さであってもよい。

踵指数算出部３２は、足長算出部２６ａが算出した足長Ｌ１と、距離算出部３０が算出した距離Ｌ２とから、足長Ｌ１に対する距離Ｌ２の比率を示す踵指数Ｈを、（式１）を用いて算出する。

踵指数算出部３２は、足形状計測方法のステップ、すなわち、足長Ｌ１に対する距離Ｌ２の比率である踵指数Ｈを算出する踵指数算出ステップを、実行する。

区分判定部３４は、踵指数算出部３２が算出した踵指数Ｈが属する区分を判定し、区分に対応する区分データを算出する。例えば、踵指数Ｈが３％未満のとき、区分がＡであると判定する。踵指数Ｈが３％以上かつ５％未満のとき、区分がＢであると判定する。踵指数Ｈが５％以上のときは、区分がＣであると判定する。

距離、踵指数、踵指数が属する区分のうち少なくとも１つが、足長等とともに、端末１６の画面に表示されたり、計測ユニット１２に隣接して配置され計測方法等を表示する表示装置（図示せず）の画面に表示されたり、計測ユニット１２に隣接して配置されたプリンタ（図示せず）や端末１６に接続されたプリンタ（図示せず）から出力されたりする。

なお、特徴パラメータ算出部２６が、足６の突出点Ｐ１の高さ（第３の方向３の座標値）を算出する突出点高さ算出部３６を含んでもよいし、含まなくてもよい。

次に、足形状計測システム１０で実行されるデータ処理の概要について説明する。

計測ユニット１２で計測されたデータ１３は、データ処理ユニット２０に送信される。データ処理ユニット２０において、３Ｄデータ生成部２２が、計測ユニット１２からのデータ１３に基づいて３Ｄデータ２３を生成し、入力受付部２４が、生成された３Ｄデータ２３の入力を受け付ける。入力受付部２４が入力を受け付けた３Ｄデータ２５は、特徴パラメータ算出部２６と通信部２８とに送出される。特徴パラメータ算出部２６は、入力受付部２４が入力を受け付けた３Ｄデータ２５に基づいて、足長Ｌ１、距離Ｌ２、踵指数Ｈ等を算出し、踵指数Ｈが属する区分を判定し、踵指数が属する区分に割り当てられる区分データを算出する。特徴パラメータ算出部２６が算出したこれらの特徴パラメータ２７は、通信部２８に送出される。通信部２８は、特徴パラメータ２７を適宜形式で表示したり印刷したりするためのデータ２９を、端末１６等に送信する。

図４は、通信部２８から送信されたデータ２９に基づいて不図示のプリンタから出力される画像の一例である。図４に示すように、左右の足それぞれの足長の下に、踵指数と、踵指数が属する区分とが印刷される。

足形状計測システム１０によって得られる距離Ｌ２、踵指数Ｈ、踵指数Ｈが属する区分は、既製靴を選択するための指標として用いることができる。

同じ踵指数Ｈであれば、足長Ｌ１が異なっても靴の踵部の形状が同じになるように既製靴を設計すると、既製靴の製造や選択が容易になる。

踵指数Ｈが属する区分ごとに踵部の形状が異なる既製靴を製造することにより、既製靴の製造や選択が容易になる。

足形状計測システム１０は、足の三次元形状を計測して足長等の代表的な指標を算出する足計測システムに、足の後部形状に関する指標を算出する機能を込むことができる。

足形状計測システム１０が実行する足形状計測方法は、（ｉ）横方向から見た前記足の後部について、踵範囲内において最も突出している突出点を特定する突出点特定ステップと、（ii）前記横方向から見た前記足の後部について、アキレス腱範囲内において最も後退している後退点を特定する後退点特定ステップと、（iii）前記突出点と前記後退点との間の足長方向の距離を計測する距離計測ステップと、を含み、さらに、（iv）前記足の足長を算出する足長算出ステップと、（ｖ）前記足長に対する前記距離の比率である踵指数を算出する踵指数算出ステップと、を含む。

＜実施例２＞ 実施例２の足形状計測システム１１について、図５及び図６を参照しながら説明する。実施例２の足形状計測システム１１は、実施例１の足形状計測システム１０の一部と同じ構成を備え、既に計測され生成された足の３Ｄデータを用いて特徴パラメータを算出する。足形状計測システム１１は、実施例１の足形状計測システム１０と同様に足形状計測方法を実行する。以下では、実施例１との相違点を中心に説明する。

図５は、実施例２の足計測システム１１のブロック図である。図５に示すように、足計測システム１１は、液晶パネル等に画像を表示する表示装置４０と、タッチパッドやマウス等の操作装置４２と、情報処理装置４４とを備える。足計測システム１１は、サーバやパソコン等を用いて構成される。表示装置４０と操作装置４２と情報処理装置４４とは、ノートパソコンを用いて一体に構成することも可能である。

情報処理装置４４は、入力受付部４６と、特徴パラメータ算出部４８と、出力部５０とを含む。情報処理装置４４は、複数のサーバ等に分散して構成されてもよい。

入力受付部４６は、足の三次元形状を表す３Ｄデータの入力を受け付ける。例えば、足の三次元形状を計測して生成され不図示のデータベースやＵＳＢメモリ等に記憶されている３Ｄデータが、入力受付部４６に入力される。

特徴パラメータ算出部４８は、実施例１と同様に、入力受付部４６が入力を受け付けた３Ｄデータ４７に基づいて、足の特徴パラメータを算出する。特徴パラメータ算出部４８は、実施例１（図２参照）と同様に構成され、足長算出部等とともに、距離算出部と、踵指数算出部と、区分判定部とを含み、足長、距離、踵指数や、踵指数が属する区分に割り当てられる区分データ等の特徴パラメータ４９を算出する。

出力部５０は、操作装置４２の操作に応じて、特徴パラメータ算出部４８が算出した種々の特徴パラメータ４９に基づいて、表示装置４０の画面に表示するためのデータや、不図示のプリンタに印刷するためのデータを生成し、生成したデータを表示装置４０等に出力する。

図６は、表示装置４０の画面に表示される画像の一例である。図６に示すように、表示装置４０の画面には、３Ｄデータ（例えば、ＳＴＬデータ）の入力を受け付ける入力受付部６０と、踵範囲とアキレス腱範囲の上限値及び下限値を設定するための範囲設定部６２と、踵範囲とアキレス腱範囲の上限値及び下限値を規定値に設定するための規定値設定ボタン６４と、ファイル名が表示されるデータ出力部６６と、出力ボタン６８とが表示される。

表示装置４０の画面を見ながら操作装置４２を操作することにより、足計測システム１１がデータ処理を実行する。例えば、範囲設定部６２に表示される踵範囲とアキレス腱範囲の上限値及び下限値を所望の値に設定し、入力受付部６２に３Ｄデータをドロップ又はペーストすると、足計測システム１１は、足長等の代表的な指標とともに足の後部形状に関する特徴パラメータ（距離、踵指数、踵が属する区分）を自動的に算出し、算出したデータをＣＳＶ形式で含む出力データのファイル名を、データ出力部６６に表示する。出力ボタン６８をクリックすると、足計測システム１１は、出力データを所定のファイルや記憶媒体等にダウンロードする。

実施例２の足形状計測システム１１は、既に計測され生成された足の３Ｄデータから、足の後部形状に適合する既製靴を選択するための指標として利用できる特徴パラメータを算出する。

＜まとめ＞ 以上に説明したように、足形状計測システムは、既製靴を選択するための指標として利用できる特徴パラメータを算出する。指標に応じて既製靴を取り揃えておくことにより、足の後部形状に適合する既製靴を選択することが容易になる。

なお、本発明は、上記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、足形状計測システムが算出した足の後部形状に関する特徴パラメータは、オーダーシューズの設計等に利用してもよい。また、上記実施例では計測ユニット１２により三次元形状を計測したが、計測ユニット１２で計測したデータ１３に代えて、画像撮影を行い画像解析により得られたデータより３Dデータを生成してもよい。更に、足形状計測方法においては、足の三次元形状を計測して生成される３Ｄデータを用いず、計測器具を用いて、足長Ｌ１、突出点Ｐ１と後退点Ｐ２との距離Ｌ２を同時もしくは個別に計測し、踵指数を算出し、踵指数が属する区分を対照表により判定してもよい。

６ 足
１０，１１ 足形状計測システム
１２ 計測ユニット
１３ 計測したデータ
２２ ３Ｄデータ生成部
２３ ３Ｄデータ
２４ 入力受付部
２５ ３Ｄデータ
２６ 特徴パラメータ算出部
２６ａ 足長算出部
２７ 特徴パラメータ
３０ 距離算出部
３２ 踵指数算出部
３４ 区分判定部
４６ 入力受付部
４７ ３Ｄデータ
４８ 特徴パラメータ算出部
４９ 特徴パラメータ
Ｈ 踵指数
Ｈ１ 踵範囲
Ｈ２ アキレス腱範囲
Ｌ１ 足長
Ｌ２ 距離
Ｐ１ 突出点
Ｐ２ 後退点

Claims (7)

1. 足の三次元形状を表す３Ｄデータの入力を受け付ける入力受付部と、
   前記３Ｄデータに基づいて、前記足の特徴パラメータを算出する特徴パラメータ算出部と、
   を備える足形状計測システムであって、
   前記特徴パラメータ算出部は、
   横方向から見た前記足の後部について、踵範囲内において最も突出している突出点とアキレス腱範囲内において最も後退している後退点との間の足長方向の距離を算出する距離算出部を含む、足形状計測システム。
2. 前記特徴パラメータ算出部は、
   前記足の足長を算出する足長算出部と、
   前記足長に対する前記距離の比率である踵指数を算出する踵指数算出部と、
   をさらに含む、請求項１に記載の足形状計測システム。
3. 前記特徴パラメータ算出部は、前記踵指数が属する区分を判定する区分判定部をさらに含む、請求項２に記載の足形状計測システム。
4. 前記距離算出部は、前記足長に基づいて、前記踵範囲と前記アキレス腱範囲とを算出し、算出した前記踵範囲内において最も突出している前記突出点と、算出した前記アキレス腱範囲内において最も後退している前記後退点との前記距離を算出する、請求項２又は３に記載の足形状計測システム。
5. 前記足の三次元形状を計測する計測ユニットと、
   前記計測ユニットが計測したデータに基づいて、前記足の三次元形状を表す前記３Ｄデータを生成する３Ｄデータ生成部と、
   をさらに備え、
   前記入力受付部は、前記３Ｄデータ生成部が生成した前記３Ｄデータの入力を受け付ける、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の足形状計測システム。
6. 足の形状特徴を取得するための計測方法であって、
   横方向から見た前記足の後部について、踵範囲内において最も突出している突出点を特定する突出点特定ステップと、
   前記横方向から見た前記足の後部について、アキレス腱範囲内において最も後退している後退点を特定する後退点特定ステップと、
   前記突出点と前記後退点との間の足長方向の距離を計測する距離計測ステップと、
   を含む、足形状計測方法。
7. 前記足の足長を算出する足長算出ステップと、
   前記足長に対する前記距離の比率である踵指数を算出する踵指数算出ステップと、
   をさらに含む、請求項６に記載の足形状計測方法。

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