(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定面上に直立した被験者の左右の足底から受ける足底圧の圧力分布を計測する足底圧計測手段と、
前記被験者の左右の足の前後方向および内外方向の外形位置を検出することによって、左右の足の外形寸法を計測する足外形寸法計測手段とを備え、
左右の足のサイズと足底圧の圧力分布を同時に計測できるようにしたものであって、
前記足底圧計測手段により計測された左右の足底圧の圧力分布から、前記足外形寸法計測手段により左右の足の外形寸法を計測した際の各足の前後方向のいずれかの外形位置および内外方向のいずれかの外形位置を基準とした左右の足の重心位置を演算する重心位置演算手段と、
前記重心位置演算手段により演算された左右の足の重心位置と前記足外形寸法計測手段により計測された左右の足の外形寸法に基づいて、左右の足の重心バランスの偏りを判定する重心バランス判定手段と、
を備えた、足の診断装置。
【請求項２】
前記足外形寸法計測手段は、左右の足の画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された左右の足の画像から、左右の足の外形位置を検出して足長と足幅を演算する画像処理手段とを有する、請求項１に記載の足の診断装置。
【請求項３】
左足の重心バランスの偏りの判定結果と右足の重心バランスの偏りの判定結果の組み合わせに対して、骨盤の診断情報を記述した骨盤判定メッセージが登録された骨盤判定テーブルを有し、
前記重心バランス判定手段による左足の重心バランスの偏りの判定結果と右足の重心バランスの偏りの判定結果とから、前記骨盤判定テーブルを参照して、対応する骨盤判定メッセージを抽出して画面表示する骨盤判定手段を更に備えた、請求項１または請求項２に記載の足の診断装置。
【請求項４】
被験者の身体情報に基づいて被験者の３次元人体モデルを生成する人体モデル生成手段と、
前記人体モデル生成手段により生成された３次元人体モデルを、前記重心バランス判定手段により演算された左右の足の重心バランスの偏りに基づいて変形させて画面表示する姿勢シミュレーション表示手段とを更に備えた、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の足の診断装置。
【請求項５】
前記姿勢シミュレーション表示手段は、
前記足底圧計測手段により計測された左右の足底圧の圧力分布から左右の足の総荷重を求める総荷重演算手段と、
前記重心位置演算手段により演算された左右の足の重心位置と前記総荷重演算手段により求められた左右の足の総荷重に基づいて、被験者の全体重心位置と全体荷重を演算する全体重心演算手段と、
前記足外形寸法演算手段により検出された足の外形位置に基づいて、理想重心位置を演算する理想重心位置演算手段と、
前記全体重心演算手段により演算された全体重心位置および全体荷重と、前記理想重心演算手段により演算された理想重心位置とに基づいて、被験者の体に働くモーメントを演算するモーメント演算手段とを有し、
前記モーメント演算手段により演算されたモーメントに基づいて、前記３次元人体モデル生成手段により生成された被験者の３次元人体モデルを変形させて画面表示するようにした、請求項４に記載の足の診断装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の足の診断装置を用いた靴またはインソールのフィッティング・ナビゲーション・システムであって、
前記重心バランス判定手段により判定された左右の足の重心バランスの偏りに基づいて靴またはインソールを選定する選定手段を備えた、靴またはインソールのフィッティング・ナビゲーション・システム。
【請求項７】
前記足底圧計測手段により計測された左右のそれぞれの足底圧の圧力分布を複数の領域に分割し、前記分割された各領域における圧力段階値を演算し、前記演算された各領域の圧力段階値を、あらかじめ定めた圧力段階値の組み合わせ条件と比較して足に異常な症状があるか否かを判定する足の症状判定手段を更に備え、
前記選定手段は、前記重心バランス判定手段により判定された左右の足の重心バランスの偏りとともに、前記足の症状判定手段により判定された左右の足の症状に基づいて足をケアする靴またはインソールを選定する、請求項６に記載の靴またはインソールのフィッティング・ナビゲーション・システム。
【請求項８】
前記足の症状判定手段は、
前記足底圧計測手段により計測された足底圧の圧力分布に対して足指部分を除いた足底領域を複数の領域に分割し、前記分割された各領域における圧力段階値を演算する手段と、
前記演算された各領域の圧力段階値のうち前足部分の各領域の圧力段階値をあらかじめ定めた圧力段階値の組み合わせ条件と比較して外反母趾を含む前足部の問題の有無を判定する前足部の問題判定手段と、
前記演算された各領域の圧力段階値のうち中足部内側部分の各領域の圧力段階値をあらかじめ定めた圧力段階値の組み合わせ条件と比較して偏平足の有無を判定する偏平足判定手段と、
前記演算された各領域の圧力段階値のうち中足部全体の各領域の圧力段階値をあらかじめ定めた圧力段階値の組み合わせ条件と比較してハイアーチの有無を判定するハイアーチ判定手段とを有する、請求項７に記載の靴またはインソールのフィッティング・ナビゲーション・システム。
【請求項９】
前記選定手段は、足の症状判定手段により判定された足の異常な症状を改善する靴またはインソールに対して、重心バランス判定手段により判定された重心バランスの偏りを改善する靴またはインソールを組み合わせた靴またはインソールを選定するものであって、足の症状判定手段に基づく靴またはインソールの選定に対して重心バランス判定手段に基づく靴またはインソールの選定が矛盾する場合には、足の症状判定手段に基づく靴またはインソールの選定を優先させるようにした、請求項７または請求項８に記載の靴またはインソールのフィッティング・ナビゲーション・システム。
【請求項１０】
前記選定手段は、靴またはインソールに装着するパッドの配備方法を提示するものである、請求項６ないし請求項９のいずれかに記載の靴またはインソールのフィッティング・ナビゲーション・システム。
【請求項１１】
前記重心位置演算手段により演算された左右の足の重心位置の一定時間内の変動に基づいて重心動揺を演算する重心動揺演算手段を更に備え、前記選定手段により選定された靴またはインソールを被験者が装用した際の左右の足の重心動揺を計測し、前記選定された靴またはインソールの適合性を評価できるようにした、請求項６ないし請求項１０のいずれかに記載の靴またはインソールのフィッティング・ナビゲーション・システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、足の状態を診断する装置およびそれを用いて靴またはインソールのフィッティングをナビゲーションするシステムに関し、特に足の問題をケアする靴またはインソールのフィッティングを的確にナビゲーションすることができる足の診断装置およびそれを用いた靴またはインソールのフィッティング・ナビゲーション・システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人間は、関節や筋肉をたくみにコントロールしながら重心を移動させることで二足歩行を実現しているが、足の形状や歩行時の姿勢は各人各様であり、重心バランスに偏りがあるまま歩行したり、外反母趾、偏平足、ハイアーチなどの問題を抱えながら歩行するために、歩行時に転倒したり、足や下肢に過度の負担がかかって健康を害したりするなどの問題が生ずる場合も少なくない。
このため、従来より、足に問題を有する人は、足の問題をケアする靴やインソールを装用することで、これらの問題を改善することが行われてきた。
しかしながら、このような足の問題をケアする靴やインソールの選定には、足の状態や姿勢を的確に診断することのできるシューフィッターなどの専門家の診断を受ける必要があり、専門家のいないショップ等において足の問題をケアする適切な靴やインソールを選定することは困難であった。
このようなことから、専門家のいないショップ等においても、足の問題をケアする靴やインソールを的確に選定することができるフィッティング・ナビゲーション・システムの実現が期待されていた。
【０００３】
このような靴やインソールのフィッティングをナビゲーションする従来技術として、例えば、特許文献１では、足型測定器により足の傾角およびアーチの高さ率を計測し、足の傾角およびアーチ率と足型との関係を定義した表を用いて靴または靴のパーツを選択する技術が開示されている。
また、特許文献２では、足の３次元形状を計測し、計測された３次元形状から踵断面を含む前後方向の２次元断面を求め、２次元断面の中心線から傾角を求めて、足の内外への傾きを矯正する靴または靴用中敷を選択する技術が開示されている。
また、特許文献３では、発色液と発色紙を用いて足底形を採取し、採取された足底形をイメージスキャナーでコンピュータに読み込み、あらかじめ足の情報とインソール情報とを関連づけたテーブルを用いてインソールを選定する技術が開示されている。
また、特許文献４では、足置透明板に載置された足を裏面側から撮像し、足置透明板の外周側端面から第１の光を導入し、足の外周側面に第１の光と異なる色の第２の光を照射することで、足底設置面形状と足底外周形状を同時に計測する技術が開示されている。
また、特許文献５では、足底圧の圧力分布を計測し、足底圧が平均的に分散する靴を導き出す技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１４１６５１号公報
【特許文献２】特開２００４−０００７８６号公報
【特許文献３】特開２００４−３０５３７４号公報
【特許文献４】特開２００４−２１９４０４号公報
【特許文献５】特開２００１−２７５７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２では、足の形状のみに基づいて靴やインソールを選定することになるが、足底にかかる荷重は上体の姿勢等によっても異なるため、足の問題を適正にケアする靴やインソールを的確に選定することができないという問題があった。
また、特許文献３では、足底形に基づいて靴やインソールを選定することになるが、足底形からは実際に足底にかかっている荷重を判断することはできず、足の問題を適正にケアする靴やインソールを選定することができないという問題があった。
また、特許文献４では、足底設置面形状と足底外周形状を同時に計測することができるが、この場合においても、実際に足底にかかっている荷重を判断することができず、足の問題を適正にケアする靴やインソールを選定することができないという問題があった。
【０００６】
一方、特許文献５では、足底圧の圧力分布を計測するので、足底にかかる荷重に基づいて靴やインソールを選定することが可能となるが、足底圧の計測においては、足の指部分や何らかの問題がある部分等において、荷重が計測されない欠損部分が生ずる場合がある。このような場合に、計測された足底圧の圧力分布から荷重中心を求めても、足底全体のなかでの重心の位置を正しく認識することができない。従って、足底圧の計測のみでは、重心バランスの偏りを正確に判定することができず、足の問題を適正にケアする靴やインソールを選定することが困難となるという問題があった。
【０００７】
本願発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、足底の重心バランスの偏りを常に精度よく検出できるようにし、足の問題をケアする靴やインソールを的確に選定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明にかかる足の診断装置は、測定面上に直立した被験者の左右の足底から受ける足底圧の圧力分布を計測する足底圧計測手段と、前記被験者の左右の足の前後方向および内外方向の外形位置を検出することによって、左右の足の外形寸法を計測する足外形寸法計測手段と、前記足底圧計測手段により計測された左右の足底圧の圧力分布から、前記足外形寸法計測手段により左右の足の外形寸法を計測した際の各足の前後方向のいずれかの外形位置および内外方向のいずれかの外形位置を基準とした左右の足の重心位置を演算する重心位置演算手段と、前記重心位置演算手段により演算された左右の足の重心位置と前記足外形寸法計測手段により計測された左右の足の外形寸法に基づいて、左右の足の重心バランスの偏りを判定する重心バランス判定手段とを備えたものである。
【０００９】
この発明によれば、足底圧計測手段により測定面に直立した被験者の左右の足底圧の圧力分布を計測するとともに、足外形寸法計測手段により左右の足の外形寸法を計測するので、被験者の左右の足のサイズと足底圧の圧力分布を同時に計測できる。
また、この発明によれば、重心位置演算手段は、足底圧計測手段により計測された左右の足の足底圧の圧力分布から、足外形寸法計測手段により検出された左右の足の外形位置を基準とする左右の足の重心位置を演算するので、足底圧計測手段により計測された足底圧の圧力分布において足底の一部に荷重が計測されない欠損部分がある場合においても、足底全体のなかでの重心位置を正しく認識することができる。そして、重心バランス判定手段は、演算された重心位置に対して、足外形寸法計測手段により計測された足の外形寸法に基づいて重心バランスの偏りを判定するので、重心バランスの偏りを常に精度よく判定することができる。
ここで、重心位置演算手段は、足底圧計測手段により計測された左右の足の足底圧の圧力分布から、足外形寸法計測手段により検出された左右の足の外形位置に基づいて、左右の足の足底部分の圧力分布を切り出し、切り出された左右の足の足底部分の圧力分布に基づいて左右の足の重心位置を演算するようにしてもよい。
尚、重心位置演算手段において、足底圧計測手段により計測された左右の足の足底圧の圧力分布の全体から左右の足の重心位置を演算し、重心バランス判定手段において、重心位置演算手段により演算された左右の足の重心位置と足外形寸法計測手段により検出された左右の足の外形位置に基づいて、左右の足の重心バランスの偏りを判定するようにしてもよく、実質的に本願発明と同じである。
また、「被験者の左右の足のサイズと足底圧の圧力分布を同時に計測できる」とは、同一の被験者に対する重心バランスの判定において、足底圧の計測と足外形寸法の計測の両方が行われれば足り、必ずしも足底圧の計測と足外形寸法の計測とが同一の時刻に行われることに限定されない。
【００１０】
前記足外形寸法計測手段は、左右の足の画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された左右の足の画像から、左右の足の外形位置を検出して足長と足幅を演算する画像処理手段とを有するものでもよい。
【００１１】
この発明によれば、撮像手段により足の画像を撮像し、画像処理手段により足の外形位置を検出して足長と足幅を演算するので、被験者は足底圧計測手段の測定面上に直立するだけで、足底圧の圧力分布と足のサイズを同時に計測することができる。
ここで、足底圧計測手段の測定面に、踵の位置を合わせる踵ストッパーを備え、左右の足に対して、前方上方より撮像した足の画像から、足の外形位置として足の最前位置と足の最内位置と足の最外位置を検出し、検出された足の最前位置と踵ストッパーの位置に基づいて足長を演算し、足の最内位置と足の最外位置に基づいて足幅を演算するようにしてもよい。
【００１２】
この発明にかかる足の診断装置は、左足の重心バランスの偏りの判定結果と右足の重心バランスの偏りの判定結果の組み合わせに対して骨盤の診断情報を記述した骨盤判定メッセージが登録された骨盤判定テーブルを有し、前記重心バランス判定手段による左足の重心バランスの偏りの判定結果と右足の重心バランスの偏りの判定結果とから、前記骨盤判定テーブルを参照して、対応する骨盤判定メッセージを抽出して画面表示する骨盤判定手段を更に備えたものでもよい。
【００１３】
この発明によれば、重心バランス判定手段による左右の足の重心バランスの偏りの判定結果を組み合わせることで、被験者の骨盤の状態を診断することができる。
この診断結果に基づいて、靴またはインソールの選定を修正することで、被験者の足の問題をより的確にケアする靴またはインソールを選定することができる。
また、この診断結果に基づいて、骨盤の問題を改善するためのドクターからのアドバイスを提示することで、被験者の足の問題をより適切にケアすることができる。
尚、後述の足の症状判定手段による判定結果も組み合わせて、被験者の骨盤の状態を診断するようにしてもよい。
【００１４】
この発明にかかる足の診断装置は、被験者の身体情報に基づいて被験者の３次元人体モデルを生成する人体モデル生成手段と、前記人体モデル生成手段により生成された３次元人体モデルを前記重心バランス判定手段により演算された左右の足の重心バランスの偏りに基づいて変形させて画面表示する姿勢シミュレーション表示手段とを更に備えたものでもよい。
【００１５】
この発明によれば、重心バランス判定手段による左右の足の重心バランスの偏りに基づいて変形させた被験者の３次元人体モデルが画面表示されるので、被験者は足の重心バランスの偏りが全身にどのような影響を与えているかを視覚的に認識することができる。
人体モデル生成手段は、標準的な３次元人体モデルに対して、被験者の身体情報（例えば、身長・体重・性別・年齢・胸囲・胴回り・腰周り等）に基づいて変形させることによって被験者の３次元人体モデルを生成してもよく、あらかじめ準備した複数の３次元人体モデルから被験者の身体情報に基づいて選択してもよい。
また、左右の足の重心バランスの偏りに基づく３次元人体モデルの変形は、例えば、判定された重心バランスの偏りに対して３次元人体モデルのどの部分をどのように変形させるかを定義した姿勢変形テーブルを参照することにより行うことができる。
尚、被験者の身体情報は、被験者に入力してもらってもよく、デジタルカメラで撮像した画像から特徴点を検出することによって自動計測するようにしてもよく、衣料分野等で用いられる自動採寸技術によって自動入力するようにしてもよい。
【００１６】
前記姿勢シミュレーション表示手段は、前記足底圧計測手段により計測された左右の足底圧の圧力分布から左右の足の総荷重を求める総荷重演算手段と、前記重心位置演算手段により演算された左右の足の重心位置と前記総荷重演算手段により求められた左右の足の総荷重に基づいて被験者の全体重心位置と全体荷重を演算する全体重心演算手段と、前記足外形寸法演算手段により検出された左右の足の外形位置に基づいて理想重心位置を演算する理想重心位置演算手段と、前記全体重心演算手段により演算された全体重心位置および全体荷重と、前記理想重心演算手段により演算された理想重心位置とに基づいて被験者の体に働くモーメントを演算するモーメント演算手段とを有し、前記モーメント演算手段により演算されたモーメントに基づいて前記３次元人体モデル生成手段により生成された被験者の３次元人体モデルを変形させて画面表示するようにしてもよい。
【００１７】
この発明によれば、左右の足の重心位置と左右の足の総荷重とから全体重心位置と全体荷重を演算し、足外形位置計測手段により検出された左右の足外形位置から理想重心位置を演算し、演算された全体重心位置および全体荷重と演算された理想重心に基づいて重心バランスの偏りによって被験者の身体に対して働くモーメントを演算し、演算されたモーメントに基づいて変形させた被験者の３次元人体モデルを画面表示するので、被験者は重心バランスの偏りによって生ずるモーメントが自分自身の身体にどのように作用しているかを視覚的に確認することができる。
演算されたモーメントに基づく３次元人体モデルの変形は、例えば、モーメント演算手段により演算されたモーメントに対して３次元人体モデルのどの部分をどのように変形させるかを定義した姿勢変形テーブルを参照することにより行うことができる。
【００１８】
この発明にかかる靴またはインソールのフィッティング・ナビゲーション・システムは、この発明にかかる足の診断装置を用いて靴またはインソールのフィッティングをナビゲーションするシステムであって、前記重心バランス判定手段により判定された左右の足の重心バランスの偏りに基づいて靴またはインソールを選定する選定手段を備えたものである。
【００１９】
この発明によれば、この発明にかかる足の診断装置の重心バランス判定手段により判定された左右の足の重心バランスの偏りに基づいて靴またはインソールを選定する選定手段を備えるので、重心バランスの偏りの問題をケアする靴またはインソールを的確に選定することができる。
【００２０】
この発明にかかる靴またはインソールのフィッティング・ナビゲーション・システムは、前記足底圧計測手段により計測された左右のそれぞれの足底圧の圧力分布を複数の領域に分割し、前記分割された各領域における圧力段階値を演算し、前記演算された各領域の圧力段階値を、あらかじめ定めた圧力段階値の組み合わせ条件と比較して足に異常な症状があるか否かを判定する足の症状判定手段を更に備え、前記選定手段は、前記重心バランス判定手段により判定された左右の足の重心バランスの偏りとともに、前記足の症状判定手段により判定された左右の足の症状に基づいて足をケアする靴またはインソールを選定するようにしてもよい。
【００２１】
この発明によれば、足の症状判定手段は、足底圧計測手段により計測された足底圧の圧力分布を複数の領域に分割し、各領域について演算された圧力段階値の組み合わせに基づいて足に異常な症状があるか否かを判定し、選定手段は、重心バランス判定手段により判定された重心バランスの偏りとともに足の症状判定手段により判定された足の症状に基づいて足の問題をケアする靴またはインソールを選定するようにしたので、足に異常な症状を有する被験者に対しても適切な靴やインソールを選定することができる。
【００２２】
前記足の症状判定手段は、前記足底圧計測手段により計測された足底圧の圧力分布に対して足指部分を除いた足底領域を複数の領域に分割し、前記分割された各領域における圧力段階値を演算する手段と、前記演算された各領域の圧力段階値のうち前足部分の各領域の圧力段階値をあらかじめ定めた圧力段階値の組み合わせ条件と比較して外反母趾を含む前足部の問題の有無を判定する前足部の問題判定手段と、前記演算された各領域の圧力段階値のうち中足部内側部分の各領域の圧力段階値をあらかじめ定めた圧力段階値の組み合わせ条件と比較して偏平足の有無を判定する偏平足判定手段と、前記演算された各領域の圧力段階値のうち中足部全体の各領域の圧力段階値をあらかじめ定めた圧力段階値の組み合わせ条件と比較してハイアーチの有無を判定するハイアーチ判定手段とを有するものでもよい。
【００２３】
この発明によれば、足底圧計測手段により計測された足底圧分布に対して足指部分を除く足底領域を複数の領域に分割し、各領域について求めた圧力段階値のうち、前足部分の各領域の圧力段階値の組み合わせに基づいて外反母趾を含む前足部の問題の有無を判定し、中足部内側部分の各領域の圧力段階値の組み合わせに基づいて偏平足の有無を判定し、中足部全体の各領域の圧力段階値の組み合わせに基づいてハイアーチの有無を判定するので、被験者の足に外反母趾を含む前足部の異常、偏平足およびハイアーチのいずれかの問題がある場合に、これらを適切にケアする靴またはインソールを選定できる。
【００２４】
前記選定手段は、足の症状判定手段により判定された足の症状を改善する靴またはインソールに対して、重心バランス判定手段により判定された重心バランスの偏りを改善する靴またはインソールを組み合わせた靴またはインソールを選定するものであって、足の症状判定手段に基づく靴またはインソールの選定に対して重心バランス判定手段に基づく靴またはインソールの選定が矛盾する場合には、足の症状判定手段に基づく靴またはインソールの選定を優先させるようにしてもよい。
【００２５】
この発明によれば、足の症状判定手段に基づく靴またはインソールの選定に対して重心バランス判定手段に基づく靴またはインソールの選定が矛盾する場合には、足の症状判定手段に基づく靴またはインソールの選定を優先させるので、足の異常な症状に対して無理な負担を与えない適切な靴またはインソールを被験者に推奨することができる。
【００２６】
前記選定手段は、靴またはインソールに装着するパッドの配備方法を提示するようにしてもよい。
【００２７】
この発明によれば、判定された足の重心バランスの偏りや判定された足の症状を改善するために推奨されるパッドの配備方法が提示されるので、足の問題を改善する靴またはインソールをオーダーメイドで提供することが可能となる。
【００２８】
前記重心位置演算手段により演算された左右の足の重心位置の一定時間内の変動に基づいて、左右の足の重心動揺を演算する重心動揺演算手段を更に備え、前記選定手段により選定された靴またはインソールを被験者が装用した際の左右の足の重心動揺を計測し、前記選定された靴またはインソールの適合性を評価できるようにしてもよい。
【００２９】
この発明によれば、足底圧計測手段により計測された左右の足底の圧力分布から左右の足の重心動揺を求めることができ、選定された靴またはインソールを被験者が装用した際の重心動揺を計測することで、選定された靴またはインソールの適合性を評価できる。これにより、足をケアする靴またはインソールをより的確に選定できる。
また、選定手段によって複数の候補となる靴またはインソールを選定し、選定された各靴または各インソールについて被験者が装用した際の重心動揺を計測することで、最適な靴またはインソールを決定させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００３０】
以上のように、本願発明によれば、足底の重心バランスの偏りを常に精度よく判定することができ、足の問題をケアする靴やインソールを的確に選定できるという効果がある。
尚、本願発明により選定される靴またはインソールには、足の問題をケアするために靴またはインソールに付随して使用される靴下やサポーター等のあらゆる種類のフットケアグッズ、レッグケアグッズ、レッグウェア等が含まれる。
【００３１】
本願発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本願発明の一実施形態にかかる靴またはインソールのフィッティング・ナビ    ゲーション・システムの外観構成図である。
【図２】本願発明の一実施形態にかかる靴またはインソールのフィッティング・ナビ    ゲーション・システムの使用状態を示す図である。
【図３】本願発明の一実施形態にかかる靴またはインソールのフィッティング・ナビゲ  ーション・システムのブロック構成図である。
【図４】本願発明の一実施形態にかかるインソール選定ナビゲーション処理の処理手順  を示すフロー図である。
【図５】本願発明の一実施形態にかかるインソール選定ナビゲーション処理における重  心バランス判定処理の処理手順を示すフロー図である。
【図６】本願発明の一実施形態にかかるインソール選定ナビゲーション処理における    足の症状判定処理の処理手順を示すフロー図である。
【図７】本願発明の一実施形態にかかるインソール選定ナビゲーション処理における    重心バランス判定処理の判定区分を示す図である。
【図８】本願発明の一実施形態にかかるインソール選定ナビゲーション処理における足  の症状判定処理の判定区分（右足の場合）を示す図である。
【図９】本願発明の一実施形態にかかるインソール選定ナビゲーション処理により選    定されるインソールの例を示す図である。
【図１０】本願発明の一実施形態にかかるインソール選定ナビゲーション処理において  インソールを選定するためのインソール選定テーブルの例を示す図（その１）である。
【図１１】本願発明の一実施形態にかかるインソール選定ナビゲーション処理におい    てインソールを選定するためのインソール選定テーブルの例を示す図（その２）であ    る。
【図１２】本願発明の一実施形態にかかるインソール選定ナビゲーション処理におい    て足の診断メッセージを表示するためのメッセージテーブルの例を示す図である。
【図１３】本願発明の一実施形態にかかるインソール選定ナビゲーション処理におい    てインソール選定メッセージを表示するためのメッセージテーブルの例を示す図であ    る。
【図１４】本願発明の一実施形態にかかるインソール選定ナビゲーション処理におい    てモニタ画面に表示される画像の例を示す図である。
【図１５】本願発明の他の実施形態にかかる靴またはインソールのフィッティング・    ナビゲーション・システムの測定器部の外観図である。
【図１６】本願発明の一実施形態にかかる骨盤判定処理の説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１に、本願発明の一実施形態にかかる靴またはインソールのフィッティング・ナビゲーション・システム１０の外観構成図を示す。
このシステムは、測定面上に直立した被験者の足底から受ける足底圧の圧力分布を計測する足底圧計測センサ（右足計測用２０ａ、左足計測用２０ｂ）と、被験者の足の画像を撮像する足撮像用テレビカメラ（右足撮像用３０ａ、左足撮像用３０ｂ）と、足底圧計測センサからの圧力データと足撮像用テレビカメラからの画像データを取得して被験者の足をケアする靴またはインソールを選定する処理を実行する処理装置４０と、処理装置４０により選定された靴またはインソールの選定結果や被験者に対するガイダンスを表示するモニタ画面５０を備える。
【００３４】
足底圧計測センサ２０ａ、２０ｂは、本実施形態では、導電性ゴムを用いた感圧センサを使用し、それぞれの足について、５ｍｍピッチで６４×３２個の感圧センサを敷設して、足底圧の２次元分布を計測できるようにした。
足底圧計測センサ２０ａ、２０ｂの最後端には、踵の位置を基準位置に合わせるための踵ストッパー（右足用２２ａ、左足用２２ｂ）を備える。この踵ストッパー２２ａ、２２ｂの踵が当る表面部分は、例えば、シリコン材のような足の踵の皮下組織と同等の硬度を有する部材によって形成し、センサの基準位置を踵ストッパーの表面から所定量だけ後に設定することが好ましい。これにより、後述する足撮像用カメラにより撮像された画像から、被験者が踵ストッパーに踵を押し当てた状態での足の先端位置を特定して足のサイズ（足長）を計測する際に、踵が変形することによって生ずる足長の計測誤差を最小限に抑えることができる。
また、足底圧計測センサ２０ａ、２０ｂの表面には、被験者の足の向きを合わせるための中心線表示（右足用２４ａ、左足用２４ｂ）が表示されている。
本実施形態では、被験者が自然な姿勢で足底圧を計測できるように、左右の足底圧計測センサ２０ａ、２０ｂには、１０°の開き角を設け、靴歩行の際の重心バランスを考慮して後方を高くする傾斜角を設け、左右の足底圧計測センサ間には１５ｃｍの空間を設けている。
被験者は、足底圧計測センサ２０ａ、２０ｂの上に、それぞれ右足と左足を乗せて立ち、それぞれの足の踵の中心を踵ストッパー２２ａ、２２ｂの中心に当て、中心線表示２４ａ、２４ｂが人差指と中指の間に入るようにして直立し、足底圧分布の計測を行う。
なお、この両足の開き角や傾斜角は、被験者の足の状態や使用する靴に合わせて調節できる調節要素を設けるようにしてもよい。
【００３５】
足撮像用テレビカメラ３０ａ、３０ｂは、本実施形態ではＣＣＤカメラを用い、足底圧計測センサ２０ａ、２０ｂ上に直立する被験者の左右の足を前方上方より撮像する。
足撮像用テレビカメラで撮像された足の画像は、後述のように画像処理により画像内の足の先端位置と画像内の足の最大幅の画素数が特定され、特定された画像内の足の先端位置と踵ストッパーとの距離から足長が求められ、特定された画像内の足の最大幅の画素数から足幅が求められる。
画像内の足の先端位置から足長を求め、画像内の足の最大幅の画素数から足幅を求めるには、足撮像用テレビカメラ３０ａ，３０ｂにより撮像された画像の縦横の単位画素あたりの長さと、踵ストッパー２２ａ、２２ｂと画像との相対位置情報が必要となる。これらの情報は、足撮像用テレビカメラ３０ａ，３０ｂの光学系の設定から物理的に決定することも可能であるが、本実施形態では、一定間隔の格子模様が描かれたキャリブレーションシートを足底圧計測センサ２０ａ、２０ｂの上に設置し、これを足撮像用テレビカメラ３０ａ、３０ｂで撮像することで、縦横の画素あたりの長さと、踵ストッパーとの相対位置のキャリブレーションを行えるようにしている。
【００３６】
尚、被験者は、さまざまな色の靴下を履いている可能性があり、足撮像用テレビカメラ３０ａ、３０ｂで撮像された画像から必要十分なコントラストで足部分を特定する画像処理を行うことが困難な場合も想定されるので、本実施形態では、足底圧計測センサ２０ａ、２０ｂの表面に装着される白系統色の色を有する樹脂シートと黒系統色の色を有する樹脂シートとを備え、被験者の靴下の色に応じて交換できるようにしている。これにより、足の画像から足の外形位置を検出する画像処理が容易となり、より確実に足の外形寸法を計測することができる。
【００３７】
処理装置４０は、本実施形態ではパーソナルコンピュータを用いているが、足底圧計測センサから足底圧データを取得し、足撮像用テレビカメラから足画像を取得し、所定の演算処理を行って、靴またはインソールの選定結果をモニタ画面に表示できるものであれば、どのようなものでもよい。
【００３８】
モニタ画面５０は、本実施形態ではカラー液晶表示画面を使用し、足底圧計測センサにより計測された足底圧分布を、圧力値に対応した疑似カラー表示を行えるようにしている。
また、モニタ画面５０は、タッチスクリーンを装備し、被験者が画面をタッチすることで、処理を開始させたり、被験者に関する情報を入力したりできるようにしている。
【００３９】
図２に、本願発明の一実施形態にかかる靴またはインソールのフィッティング・ナビゲーション・システム１０の使用状態を示す。
このシステムでは、被験者が、モニタ画面５０に表示されるガイダンスに従って足底圧計測センサ２０ａ、２０ｂの上に足を乗せて直立することで、足底圧計測センサによる足底圧の計測と、足撮像用テレビカメラによる足外形寸法の計測とが一度に行われ、モニタ画面５０に靴またはインソールの選定結果が表示される。
【００４０】
図３に、本願発明の一実施形態にかかる靴またはインソールのフィッティング・ナビゲーション・システム１０の処理装置４０のブロック構成を示す。
図のように、処理装置４０は、足底圧計測センサ２０ａ、２０ｂから左右の足の足底圧データを取得する足底圧データ取得部４１と、足撮像用テレビカメラ３０ａ、３０ｂから左右の足の足画像を取得する足画像取得部４２と、足底圧データ取得部４１により取得された左右の足の足底圧データから左右の足の足底の重心位置を演算する足底重心位置演算部４３と、足画像取得部４２により取得された左右の足画像より左右の足の外形寸法を演算する足外形寸法演算部４４と、足底重心位置演算部４３により演算された左右の足底の重心位置と、足外形寸法演算部４４で演算された左右の足の外形寸法とに基づき、左右の足の重心バランスの偏りを演算する重心バランス判定部４５と、足底圧データ取得部４１により取得された左右の足の足底圧データに基づいて左右の足の症状を判定する足の症状判定部４６と、重心バランス判定部４５により判定された左右の足の重心バランスの偏りと、足の症状判定部４６により判定された左右の足の症状とに基づき、左右の足をケアする靴またはインソールを選定する靴・インソール選定部４７とを備える。
靴・インソール選定部４７により選定された靴またはインソールの選定結果や足の診断結果は、モニタ画面５０に表示され、被験者に提示される。
また、本システムでは、被験者のカルテを生成する機能も備え、靴またはインソールの選定結果や足の診断結果は被験者のカルテに記録され、必要に応じてプリンタ６０により印刷することができる。
【００４１】
次に、処理装置４０において行われる具体的な情報処理を、足をケアするインソールを選定する場合を例にとって詳細に説明する。
図４に、本願発明の一実施形態にかかるインソール選定ナビゲーション処理の処理手順を示す。
待機中は、「画面に触れると、インソール選定ナビゲーションが始まります」とのメッセージを記載したオープニング画面をモニタ画面５０に表示する（Ｓ１００）。
モニタ画面５０において画面のタッチが検知されたら（Ｓ１０２）、このシステムの使用方法を説明する使用方法説明画面をモニタ画面５０に表示する（Ｓ１０４）。
そして、基本情報取得画面を表示し、モニタ画面のタッチ位置に基づき、基本情報を取得する（Ｓ１０６）。本実施形態では、基本情報として、診断結果を表示する際に靴の推奨品を提示するために、被験者の性別を取得するようにしている。そのほか、年齢・身長・希望する靴の種別などの情報を取得するようにしてもよい。
【００４２】
次に、計測に際してどのようにセンサに乗るかについての説明や、計測中の注意事項等を進行状況に合わせて説明する計測説明画面をモニタ画面５０に表示する（Ｓ１０８）。
そして、モニタ画面に表示された計測説明画面に従って被験者に足底圧計測センサに乗ってもらい、「測定」ボタンが押されてから一定時間後、または所定時間経過後に、テレビカメラ３０ａ、３０ｂから左右の足画像を取得し（Ｓ１１０）、取得された左右の足画像について画像処理を行い、左右の足の外形寸法（足長Ｆｌ、足幅Ｆｗ）を求める（Ｓ１１２）。
足外形寸法計測中は、図１４（１）のような画面が表示される。
【００４３】
画像処理は、例えば、取得された左右の足画像に対して、平滑化処理によりノイズ成分を除去した後、適当な閾値により２値化処理をおこない、得られた２値画像に基づいて、足の最前部Ｙ座標Ｙｆと、最前部からＹ軸方向の一定範囲内の足の最内部Ｘ座標Ｘｉと、最前部からＹ軸方向の一定範囲内の足の最外部Ｘ座標Ｘｏとを検出し、キャリブレーションデータに基づいて、足の最前部Ｙ座標Ｙｆと踵ストッパーの位置に対応する足の最後部Ｙ座標Ｙｒの差分から足長Ｆｌを求め、足の最内部Ｘ座標Ｘｉと足の最外部Ｘ座標Ｘｏの差分から足幅Ｆｗを求める。
尚、画像処理は、上記方法に限定されるものではなく、例えば、平滑化処理を行った画像について、Ｙ方向の微分オペレータを用いて足の最前部Ｙ座標Ｙｆを求め、Ｘ方向の微分オペレータを用いて足の最内部Ｘ座標Ｘｉと足の最外部Ｘ座標Ｘｏを求める方法や、エッジ追跡オペレータを用いて、足画像のエッジを所定範囲で追跡させ、足の最前部Ｙ座標Ｙｆ、足の最内部Ｘ座標Ｘｉ、足の最外部Ｘ座標Ｘｏを求める方法などを用いることもでき、足画像から足の外形寸法を演算するものであればどのような方法を用いてもよい。
【００４４】
足外形寸法（Ｆｌ，Ｆｗ）が正常に計測されたら（Ｓ１１４）、足底圧計測センサ２０ａ、２０ｂから左右の足の足底圧の２次元分布データを取得する（Ｓ１１６）。
足底圧データの計測中は、図１４（２）のような画面が表示される。
測定は、１０秒間にわたって行い、その間の異常な圧力値を除く足底圧データの平均値を求める。
【００４５】
次に、取得された左右の足の足底圧分布データについて、上記画像処理により検出された左右の足の外形位置（この実施形態では、足の最後部Ｙ座標Ｙｒと足の最内部Ｘ座標Ｘｉ）を基準位置とするモーメント演算を行って左右の足底重心位置（長さ方向重心位置Ｇｌ，幅方向重心位置Ｇｗ）を演算する（Ｓ１１８）。
足の最後部Ｙ座標Ｙｒと足の最内部Ｘ座標Ｘｉを基準とした左右の足の足底圧データをＰ（ｉ，ｊ）（ｉはＹ軸座標、ｊはＸ軸座標）とすると、足底重心位置（Ｇｌ，Ｇｗ）は次式により求められる。
Ｇｌ＝ΣiΣjＰ（ｉ，ｊ）＊ｉ／Σi,jＰ（ｉ，ｊ）
Ｇｗ＝ΣjΣiＰ（ｉ，ｊ）＊ｊ／Σi,jＰ（ｉ，ｊ）
【００４６】
足底重心位置（Ｇｌ，Ｇｗ）が正常に計測されたら（Ｓ１２０）、左右の足について重心バランス判定処理を行う（Ｓ１２２）。重心バランス判定処理の詳細については後述する。
【００４７】
また、取得された左右の足の足底圧分布データについて、足の症状判定処理を行う（Ｓ１２４）。ここでは、被験者の足に、外反母趾を含む前足部の問題、偏平足、ハイアーチがないかについて判定する。足の症状判定処理の詳細についても後述する。
【００４８】
そして、重心バランス判定処理による判定結果と足の症状判定処理による判定結果とに基づき、後述するインソール選定テーブルを参照して、当該被験者の足の問題をケアするインソールを選定するインソール選定処理を行う（Ｓ１２６）。インソール選定処理の詳細についても後述する。
【００４９】
最後に、インソール選定処理によって選定されたおすすめインソールを表示するとともに、靴の推奨品を紹介する判定結果画面をモニタ画面５０に表示する（Ｓ１２８）。判定結果は、図１４（３）のように表示される。
また、被験者が希望すれば判定結果をカルテに残すことができ、「カルテ」ボタンが押されるとカルテを表示し、「保存」ボタンが押されると判定結果をカルテに記録し、「印刷」ボタンが押されるとカルテをプリンタ６０に印刷する（Ｓ１３０）。
一連の処理を終了すると、ナビゲーション終了画面が表示され（Ｓ１３２）、「終了」ボタンが押されると、最初に戻ってオープニング画面を表示する。
【００５０】
Ｓ１１４において左右の足の外形寸法が正しく計測されない場合や、Ｓ１２０において左右の足の重心位置が正しく計測されない場合には、計測不良メッセージをモニタ画面に表示し（Ｓ１４０）、「戻る」ボタンが押されたらＳ１０８に戻って再計測を行い、「終了」ボタンが押されたらＳ１３２に進んでナビゲーションを終了する。
【００５１】
図５に、重心バランス判定処理の処理手順を示す。
重心バランス判定処理（Ｓ２００）は、最初に重心バランスの偏りを示すフラグ（前フラグＦ、後フラグＲ、外フラグＯ、内フラグＩ）をすべてリセットする（Ｓ２０２）。
ここで、Ｇｌ／Ｆｌが０．６を超える場合、すなわち長さ方向重心位置Ｇｌが足長Ｆｌの６０％を超えている場合は（Ｓ２０４）、重心が前側に偏っていると判断し、前フラグＦに１をセットする（Ｓ２０６）。
また、Ｇｌ／Ｆｌが０．４未満の場合、すなわち長さ方向重心位置Ｇｌが足長Ｆｌの４０％未満の場合は（Ｓ２０８）は、重心が後側に偏っていると判断し、後フラグＲに１をセットする（Ｓ２１０）。
また、Ｇｗ／Ｆｗが０．６を超える場合、すなわち幅方向重心位置Ｇｗが足幅Ｆｗの６０％を超えている場合は（Ｓ２１２）、重心が外側に偏っていると判断し、外フラグＯに１をセットする（Ｓ２１４）。
また、Ｇｗ／Ｆｗが０．４未満の場合、すなわち幅方向重心位置Ｇｗが足幅Ｆｗの４０％未満の場合は（Ｓ２１６）、重心が内側に偏っていると判断し、内フラグＩに１をセットする（Ｓ２１８）。
【００５２】
上記重心バランス判定処理（Ｓ２００）により、重心バランスの偏りが図７のように判断される。
すなわち、足底の重心位置が、足の外形寸法に対して、ＭＭの範囲にあれば「問題が発見されなかった」と判断され、「重心がＦＭの範囲にあれば「重心が前に偏っている」と判断され、ＲＭの範囲にあれば「重心が後に偏っている」と判断され、ＭＯの範囲にあれば「重心が外に偏っている」と判断され、ＭＩの範囲にあれば「重心が内に偏っている」と判断され、ＦＯの範囲にあれば「重心が前外に偏っている」と判断され、ＦＩの範囲にあれば「重心が前内に偏っている」と判断され、ＲＯの範囲にあれば「重心が後外に偏っている」と判断され、ＲＩの範囲にあれば「重心が後内に偏っている」と判断される。
【００５３】
図６に、足の症状判定処理の処理手順を示す。
足の症状判定処理（Ｓ３００）は、最初に足の症状を示すフラグ（前足部問題フラグＦＰ、偏平足フラグＦＦ、ハイアーチフラグＨＡ）をすべてリセットする（Ｓ３０２）。
次に、取得された足底圧データについて、足指部分を取り除いた足底領域を９×５のエリアに分割し、全エリアの圧力範囲に基づいて各エリアの圧力を５段階表示した圧力段階値Ｐａ（ｉ，ｊ）と、前足側３列の圧力範囲に基づいて各エリアの圧力を５段階表示した圧力段階値Ｐｓ（ｉ，ｊ）を求める（Ｓ３０３）。
【００５４】
足の症状判定処理は、上記足底の圧力段階値Ｐａ（ｉ，ｊ）、Ｐｓ（ｉ，ｊ）に基づいて、外反母趾等の前足部の問題の判定、偏平足の判定、ハイアーチの判定を行う。
図８に、各判定を行う際に圧力段階値を参照するエリア（右足の場合）を示す。
ここで、ｉ＝９，８は確実に前足部に該当する部分であり、ｉ＝７は前足部と中足部のグレーゾーンに該当する部分であり、ｉ＝６，５は確実に中足部に該当する部分であり、ｉ＝４は中足部と後足部のグレーゾーンに該当する部分であり、ｉ＝３，２，１は確実に後足部に該当する部分である。
【００５５】
前足部の問題は、次の３つのステップに分けて判断される。
まず、ｉ＝７〜９、ｊ＝１，５の圧力段階値Ｐａ（ｉ，ｊ）のいずれかが、圧力段階５（最高圧力）であることが検出されたら（Ｓ３０４）、前足部に問題があると判断し、前足部フラグＦＰを１にセットする（Ｓ３１０）。
次に、ｉ＝７〜９、ｊ＝１〜５の圧力段階値Ｐａ（ｉ，ｊ）のすべてが、圧力段階３以下であることが検出されたら（Ｓ３０６）、前足部に問題があると判断し、前足部フラグＦＰを１にセットする（Ｓ３１０）。
最後に、ｉ＝７〜９、ｊ＝１，５の圧力段階値Ｐｓ（ｉ，ｊ）のいずれかが、圧力段階５であり、かつ、ｉ＝７〜９、ｊ＝２〜４の圧力段階値Ｐｓ（ｉ，ｊ）のすべてが圧力段階５未満であることが検出されたら（Ｓ３０８）、前足部に問題があると判断し、前足部フラグＦＰを１にセットする（Ｓ３１０）。
このように、前足部の問題は、前足部の圧力の段階に応じて、判定条件を変えることで、前足部の問題をより精度よく判定できるという特有の効果を有する。
【００５６】
偏平足は、ｉ＝５，６、ｊ＝１，２の圧力段階値Ｐａ（ｉ，ｊ）のなかに圧力が０でない部分が検出されたら（Ｓ３１２）、偏平足であると判断し、偏平足フラグＦＦを１にセットする（Ｓ３１４）。
【００５７】
ハイアーチは、ｉ＝５，６、ｊ＝１〜５のすべての圧力が０であることが検出されたら（Ｓ３１６）、ハイアーチであると判断し、ハイアーチフラグＨＡを１にセットする（Ｓ３１８）。
【００５８】
インソール選定処理は、重心バランス判定処理によって設定された各フラグ（前フラグＦ、後フラグＲ、内フラグＩ、外フラグＯ）と、足の症状判定処理によって設定された各フラグ（前足部フラグＦＰ、偏平足フラグＦＦ、ハイアーチフラグＨＡ）の設定状況に基づいて、インソール選定テーブルを参照して、足の診断メッセージと、インソール選定メッセージと、推奨されるインソール種別とを取り出すことにより行われる。
【００５９】
図９に、本インソール選定処理により選定されるインソールの種別を示す。
インソール１は、前足部にパッドを設けたもので、主として重心バランスが前側に偏っている場合や前足部に問題がある場合の足のケアに使用される。
インソール２は、後足部にパッドを設けたもので、主として重心バランスが後側に偏っている場合の足のケアに使用される。
インソール３は、後足から内側に向かってパッドを設けたもので、主として重心バランスが内側に偏っている場合の足のケアに使用される。
インソール４は、後足から外側に向かってパッドを設けたもので、主として重心バランスが外側に偏っている場合の足のケアに使用される。
インソール５は、中足部内側にパッドを設けたもので、主として軽い偏平足の場合の足のケアに使用される。
インソール６は、中足部内側のパッドを強化したもので、主として強い偏平足の場合の足のケアに使用される。
インソール７は、インソール１とインソール５を組み合わせたもので、主として偏平足またはハイアーチであって、前足部に問題があるかまたは重心バランスが前側に偏っている場合の足のケアに使用される。
インソール８は、インソール１とインソール３を組み合わせたもので、主として重心バランスが前内側に偏っている場合や、前足部に問題があって重心バランスが内側に偏っている場合の足のケアに使用される。
インソール９は、インソール１とインソール４を組み合わせたもので、主として重心バランスが前外側に偏っている場合や、前足部に問題があって重心バランスが外側に偏っている場合の足のケアに使用される。
インソール１０は、インソール１とインソール２を組み合わせたもので、主として前足に問題があって重心バランスが後側に偏っている場合の足のケアに使用される。
インソール１１は、インソール１とインソール３とインソール５を組み合わせたもので、主として偏平足またはハイアーチであって、重心バランスが前内側に偏っている場合や、前足部に問題があって重心バランスが内側に偏っている場合の足のケアに使用される。
インソール１２は、インソール１とインソール４とインソール５を組み合わせたもので、主として偏平足またはハイアーチであって、重心バランスが前外側に偏っている場合や、前足部に問題があって重心バランスが外側に偏っている場合の足のケアに使用される。
インソール１３は、インソール１とインソール２とインソール５を組み合わせたもので、主として偏平足またはハイアーチであって、前足部に問題があって重心バランスが後側に偏っている場合の足のケアに使用される。
インソール１４は、インソール３とインソール５を組み合わせたもので、主として偏平足であって重心バランスが内側に偏っている場合の足のケアに使用される。
インソール１５は、インソール４とインソール５を組み合わせたもので、主として偏平足であって重心バランスが外側に偏っている場合の足のケアに使用される。
インソール１６は、インソール２とインソール５を組み合わせたもので、主として偏平足であって重心バランスが後側に偏っている場合の足のケアに使用される。
【００６０】
図１０、１１に、重心バランス判定処理の判定結果と足の症状判定処理による判定結果に基づいて足をケアするインソールを選定するためのインソール選定テーブルの一例を示す。
重心バランス判定処理では、前述のように縦３通り×横３通りの計９通りの組み合わせがある。また、足の症状判定処理では、３つの症状の組み合わせとしては、組み合わせ上は８通りあるが、実際には偏平足とハイアーチの組み合わせは両立しないと考えられるので、６通りの組み合わせとなる。従って、全体として９×６＝５４通りの判定の組み合わせが生ずる。
この５４通りの判定の組み合わせについて、この実施形態のインソール選定テーブルでは、足の症状判定結果に対しては通常の専門家が行う足をケアする方法の考え方に基づいてインソールを選定し、重心バランス判定結果に対しては重心バランスをより安定化させる方向に作用するインソールを選定するようにした。
なお、足の症状判定処理の判定結果と、重心バランス判定処理の判定結果が矛盾する場合は、足の症状の改善を優先させてインソールを選定させ、矛盾がない場合には、足の症状改善に対して重心バランスの改善を組み合わせてインソールを選定させる。すなわち、足の症状判定に対するインソールが重心バランス判定に対するインソールを兼ねている場合、および、重心バランス判定に対するインソールが足の症状判定に対するインソールの効果を妨げる可能性がある場合には、重心バランス判定に対するインソールは選定されない。
【００６１】
図１０、１１に示すインソール選定テーブルにより、重心バランス判定処理による各判定フラグ（Ｆ，Ｒ，Ｉ，Ｏ）と足の症状判定処理による各判定フラグ（ＦＰ，ＦＦ，ＨＡ）の設定状況に対応して、推奨されるインソールの番号とともに、足の診断メッセージ番号と、インソール選定メッセージ番号とが選択される。
これにより、図１２の足の診断メッセージテーブルを参照して足の診断メッセージが選択され、図１３のインソール選定メッセージテーブルを参照してインソール選定メッセージが選択され、推奨されるインソールがこれらのメッセージとともにモニタ画面５０に表示される。
尚、組み合わせ番号１２，１７，１８，３０，３５，３６，４８，５３，５４においては、２種類のインソールが選定されているが、これらは前足部に問題があって重心が後よりになっているものであって、上述の足の症状判定と重心バランス判定とが矛盾する場合に相当するものである。
図１３のインソール選定メッセージでは、簡単のため前足部に問題がある場合とない場合の両方の推奨インソールをまとめて表示するメッセージとしているが、実際には、被験者に対して実際に前足部に問題があるか否かについての入力を求め、その結果に基づいて好ましいインソールを表示する。
【００６２】
以上のようなインソール選定ナビゲーション処理により選定されたインソールによる足の問題の改善効果を検証するため、重心バランスに偏りを有する被験者３８名（男性２０名、女性１８名）について、選択されたインソールを装着しない場合と装着した場合の重心動揺の変化を測定した。その結果、特に閉眼時の左足について重心動揺が大きく改善されることが確認された。
また、上記被験者のうち３３名（男性１８名、女性１５名）について、選択されたインソールを実際に装着して歩行した際の歩行改善について官能評価アンケートを実施した結果、「フィット感」「安定感」「立ったときの感じ」などの静的状態の改善について高い評価が得られた外、「歩きやすさ」「歩行中の蹴りだし」などの動的状態についても改善があったとの評価が得られている。
このように、上記インソール選定ナビゲーション処理によって、足に問題を有する被験者に対して足をケアするインソールを選定できることが確認され、本システムの有効性が明らかとなった。
【００６３】
尚、上記実施形態におけるインソール選定テーブルやこれにより選定されるインソールの種別、足の症状の判定方法等は一例を示したものであり、本願発明はこれに限定されるものではない。
【００６４】
また、上記実施形態では、モニタ画面５０には、ガイダンスや判定結果が画像により表示されるものとして説明したが、必要に応じて音声によるメッセージやＢＧＭなどを同時に出力させるようにしてもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、足撮像用テレビカメラにより足の外形寸法の計測を行った後に足底圧計測センサにより足底圧の圧力分布の計測を行うものとして説明したが、足底圧の圧力分布の計測を先に行うようにしてもよく、足外形寸法の計測と足底圧の圧力分布の計測を同時に行うようにしてもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、インソールの選定を例にとって述べたが、本願発明はこれに限定されるものではなく、上記インソール選定テーブルに代えて、重心バランス判定結果や足の症状判定結果に基づいて足の問題をケアする靴を選定する靴選定テーブルを導入することで靴の選定にも適用できる。また、靴やインソールに付随して使用されるフットケアグッズ、レッグケアグッズ、レッグウェア等の選定も同様にして行うことができる。
【００６７】
また、上記実施形態では、足の問題別にあらかじめ対応するインソールの種別を定め、重心バランス判定結果や足の症状判定結果に基づいていずれかのインソールを選定するようにしたが、インソール選定テーブルにおいて、重心バランス判定結果や足の症状判定結果に対応して、問題を改善するパッドの装着位置を提示するようにしてもよい。これにより、被験者に対してオーダーメイドの靴やインソールを提供することが可能となる。
更には、インソール選定テーブルにおいて、重心バランス判定処理により判定された重心バランスの偏りの度合いや、足の症状判定処理により判定された足の問題となる部分の圧力値等に対応して、パッドの厚さや形状を提示するようにしてもよい。これにより、被験者に対して問題の程度に応じたオーダーメイドの靴またはインソールを提供することが可能となる。
【００６８】
上記実施形態における足の症状判定処理は、外反母趾を含む前足部の問題を発見する方法、偏平足を判定する方法、ハイアーチを判定する方法として単体で使用しても有用な判定方法であり、足の症状を的確に判定できるという特有の効果を奏する。
【００６９】
上記実施形態では、足の症状判定処理において、足底圧計測センサから取得された足底圧の圧力分布に対して足指を除く足底領域を複数の領域に分割し、各領域の圧力段階値を求めて足の問題となる症状を判定するものとして説明したが、足底圧の圧力分布に対して足指部分を含む足底領域を複数の領域に分割し、各領域の圧力段階値に基づいて足の問題となる症状を判定するようにしてもよい。
【００７０】
上記実施形態では、重心バランスの判定と足の症状の判定とを組み合わせて足の問題をケアする靴またはインソールを選定するものとして説明したが、重心バランスの判定のみを行って足をケアする靴またはインソールを選定するようにしてもよい。
【００７１】
上記実施形態では、足外形寸法計測手段として、足撮像用テレビカメラにより、被験者が踵ストッパーに踵を押し当てた状態の足を前方上方より撮像し、左右の足の最前位置と最内位置と最外位置を検出することによって足の外形寸法を計測するものとして説明したが、足底圧計測センサとして透明材料を用いた感圧センサを使用し、足底圧計測センサの裏面からテレビカメラで足画像を撮像し、左右の足の前後内外の外形位置を検出することによって足の外形寸法を計測するようにしてもよい。
【００７２】
上記実施形態では、足外形寸法計測手段として、２つの足撮像用テレビカメラにより、左右の足の足画像を別々に撮像するものとして説明したが、単一の高解像テレビカメラを用い、両足の足画像を同時に撮像するようにしてもよいことはいうまでもない。
【００７３】
上記実施形態では、足外形寸法計測手段として、足撮像用テレビカメラにより取得された画像を画像処理することにより足の外形寸法を計測するようにしたが、本願発明はこれに限定されるものではなく、例えば、足の長さ方向と幅方向のそれぞれについて線光源とラインセンサを対向して設け、ラインセンサの信号から足の外形位置を検出して足長と足幅を計測するようにしてもよく、機械的手段により足の外形位置を検出して足長と足幅を計測するようにしてもよい。
【００７４】
上記実施形態では、足をケアする靴またはインソールを選定する機能について説明したが、足外形寸法計測手段により計測された足の外形寸法に基づいて推奨する靴のサイズを提示する機能を設け、靴の選定と足をケアするインソールの選定を同時に行うようにしてもよい。
【００７５】
上記実施形態では、測定面に左右の足の足底圧を個別に計測する足底圧計測センサを設けるとしたが、測定面に一体形成された足底圧計測センサを設け、取得された圧力分布から、左右の足の踵ストッパーの位置と基準線の方向に基づいてそれぞれの足底圧の圧力分布を切り出すようにしてもよい。
【００７６】
上記実施形態では、被験者が踵の位置を踵ストッパーに合わせ、足の向きを基準線に合わせて直立した状態で足底圧の圧力分布を計測することにより、重心バランスの偏りを精度よく判定できるようにしたが、踵ストッパーや基準線を設けず、被験者が足底圧計測センサの測定面上に自由に直立できるようにすることも可能である。
例えば、足外形寸法計測手段は、足底圧計測センサにより足底圧を計測した際の左右の足の前後内外の外形位置を検出できるようにし、足底圧計測手段により計測された圧力分布から、足外形寸法計測手段により検出された左右の足の前後内外の外形位置に基づいて左右の足底部分の圧力分布を切り出し、切り出された左右の足底部分の圧力分布から左右の足の重心位置を演算し、演算された左右の足の重心位置と足外形寸法計測手段により計測された左右の足の外形寸法に基づいて左右の足の重心バランスの偏りを判定するようにしてもよい。
これにより、足底圧の計測は測定面上に自由に直立した状態で行うことができるので、より制約のない状態で重心バランスの偏りを判定することができる。
【００７７】
また、例えば、足外形寸法計測手段は、足底圧の計測とは独立して左右の足の外形寸法を計測するものとし、足底圧計測手段により計測された足底圧の圧力分布から、左右の足の前後内外の外形位置を推定し、推定された左右の足の前後内外の外形位置に基づいて左右の足底部分の圧力分布を切り出し、切り出された左右の足底部分の圧力分布から左右の足の重心位置を演算し、演算された左右の足の重心位置と足外形寸法計測手段により計測された左右の足の外形寸法に基づいて重心バランスの偏りを判定するようにしてもよい。
足の外形位置を推定するには、例えば、足底圧計測手段により計測された足底圧の圧力分布から、左右の足底圧の圧力が検出されている領域を抽出し、抽出された領域の前後の圧力を比較して高い方の最外位置を前後方向の基準位置として決定し、内外の圧力を比較して高い方の最外位置を内外方向の基準位置として決定し、決定された基準位置に対して、足外形寸法計測手段により計測された左右の足の外形寸法に対応する足外形枠を設定することによって、左右の足の前後内外の外形位置を推定する。
前後の圧力の比較や内外の圧力の比較は、双方の最外部分の圧力を比較するようにしてもよく、中心から両側の圧力の平均値等を比較するようにしてもよい。また、左右の足の重心位置が前後方向および内外方向のいずれに偏っているかによって前後方向および内外方向の基準位置を決定するようにしてもよい。
決定された前後方向の基準位置および内外方向の基準位置に対して設定する足外形枠は、圧力が検出されない部分を考慮して所定のオフセットを与える。このオフセットは、被験者の年齢、性別、足のサイズ等に応じて変更するようにしてもよい。
尚、被験者の足の状態によっては、足外形位置推定手段によって足の外形位置を正しく推定できないことも考えられるので、足底圧の圧力分布に対して設定された足外形枠を画面表示し、足外形枠の設定を画面上で修正できるようにしてもよい。
これにより、足底圧の計測は、足の外形寸法の計測とは独立して、測定面上に自由に直立した状態で足底圧を計測できるので、上記実施形態のように、足外形寸法の計測において踵ストッパーを設けて足の画像から足のサイズを計測する場合でも、被験者は、足底圧の計測において自由に足を踏み変えることができ、より制約のない状態で重心バランスの偏りを判定することができる。
【００７８】
上記実施形態では、足の症状判定処理に対しても、足底圧計測センサにより計測された足底圧の圧力分布に対して、足外形寸法計測部で検出された左右の足の外形位置に基づいて足底領域を設定しているので、足底圧計測手段により計測された足底圧の圧力分布において足底の一部に荷重が計測されない欠損部分がある場合においても、前足部分の各領域の圧力段階値や中足部内側部分の各領域の圧力段階値や中足部全体の各領域の圧力段階値が正しく抽出され、外反母趾を含む前足部の問題や偏平足やハイアーチを精度よく判定することができる。
この場合においても、前述のように、踵ストッパーや基準線を用いず、足外形寸法計測手段において検出された左右の足の前後内外の外形位置に基づいて足底領域を設定するようにしてもよく、足外形位置推定手段により推定された左右の足の前後内外の外形位置に基づいて足底領域を設定するようにしてもよい。
【００７９】
上記実施形態では、靴・インソール選定部において足をケアする靴またはインソールを最終的に選定するものとして説明したが、被験者に靴・インソール選定部で選定された靴またはインソールを実際に装用して足底圧計測センサ上で直立してもらい、上記足底重心位置演算部において演算される重心の一定時間内の変動に基づいて重心動揺パラメータを演算することで、選定された靴またはインソールを装用したときの重心動揺が一定範囲内にあることを確認したり、あらかじめ通常の靴またはインソールを装用して重心動揺を計測しておき、これに対して選定された靴またはインソールを装用した場合の重心動揺の改善度を確認したりする機能を設けるようにしてもよい。
本願発明では、足底圧計測センサから足底圧の圧力分布をリアルタイムに取得することができ、上記足底重心位置演算部において重心位置の変動をリアルタイムに演算することができるので、これに基づいて重心が移動した領域の外周面積、矩形面積、実行値面積、総軌跡長、単位軌跡長、単位面積軌跡などの重心動揺パラメータを演算することで、左右の足の重心動揺を評価することができる。
また、靴・インソール選定部において、足をケアする候補となる複数の靴またはインソールを提示し、提示された靴またはインソールについて、被験者に実際に装用してもらって重心動揺を計測し、これに基づいて最も良好な靴またはインソールを選定するようにしてもよい。
【００８０】
上記実施形態では、足底圧を計測する足底圧計測センサと、足外形寸法を計測するための足撮像用テレビカメラと、重心バランスの判定処理や足の症状判定処理や靴またはインソールの選定処理を実行する処理装置と、判定結果を表示するモニタ画面を、一つの筐体内に備えたフィッティング・ナビゲーション・システムについて説明したが、図１５に示すように、装置本体内には足底圧計測センサと足撮像用テレビカメラとを備え、これを汎用のパーソナルコンピュータに接続し、汎用パーソナルコンピュータにおいて、重心バランスの判定処理や足の症状判定処理や足をケアする靴またはインソールの選定処理を実行させ、判定結果を表示させるようにしてもよい。これにより、装置本体が小型化され、小規模なショップや一般家庭等においても、重心バランスの判定や足の症状の判定や靴またはインソールの選定を簡便に行うことができる。
【００８１】
上記実施形態では、左右の足のそれぞれについて、個別に、重心バランスの偏りの判定と足の問題となる症状の判定を行って足の問題をケアする靴またはインソールを選定したが、左足ついての判定結果と右足についての判定結果とを組み合わせて、被験者の骨盤の状態を診断する骨盤判定機能を設けてもよい。
例えば、左右の足の重心バランスの偏りの判定結果の組み合わせに対して骨盤の診断情報を記述した骨盤判定メッセージが登録された骨盤判定テーブルを設け、上記重心バランス判定部において求められた左足の重心バランスの偏りを示すフラグと右足の重心バランスの偏りを示すフラグから、骨盤判定テーブルを参照して骨盤判定メッセージを抽出し、モニタ画面に表示する。
画面表示する骨盤判定メッセージとしては、例えば「前に傾き気味です」、「Ｏ脚になっています」、「Ｘ脚になっています」などの骨盤の状態に対する診断メッセージの他、判定された骨盤状態に対して、それを改善するためのドクターからのアドバイス情報として、例えば「骨盤が前に傾いていく可能性があります。姿勢を支える筋肉を鍛えるため、ピラティス等の運動をお勧めします。」、「膝に負担がかかりやすくなっているので注意しましょう」などのメッセージを含めるようにしてもよい。
また、骨盤判定テーブルにおいて左右の足の重心バランスの偏りの判定結果の組み合わせに対して、靴またはインソールの選定を修正する情報を登録しておき、それに基づいて最終的に選定する靴またはインソールを決定するようにしてもよい。
【００８２】
また、左右の足の重心バランスの偏りの判定結果に基づいて、被験者の姿勢をシミュレートして画面表示する姿勢シミュレーション表示機能を設けてもよい。
例えば、被験者から身体情報を取得し、取得された身体情報に基づいて標準的な３次元人体モデルを変形させ、被験者の３次元人体モデルを生成する。
次に、重心バランス判定手段により判定された左右の足の重心バランスの偏りに基づき、左右の足の重心バランスの偏りに対して３次元人体モデルのどの部分をどのように変形させるかを定義した姿勢変形テーブルを参照して、被験者の３次元人体モデルを変形させて画面表示する。
被験者からの身体情報の取得は、例えば、デジタルカメラで被験者を撮像し、撮像された画像から画像処理によって被験者の肩・胴・腰・手先・足先等の特徴点を抽出し、肩幅・胴幅・腰幅・手の長さ・脚の長さ等を演算する。画像処理が容易となるように、特徴点にＬＥＤを装着して計測するようにしてもよい。
【００８３】
上記姿勢シミュレーション表示機能において、被験者の左右の足の重心バランスの偏りに基づいて被験者の身体に働くモーメントを演算するモーメント演算機能を設け、これに基づいて被験者の姿勢をシミュレートして画面表示するようにしてもよい。
モーメント演算機能は、図１６に示すように、足底圧計測センサにより計測された左右の足の足底圧の圧力分布から、足底重心位置演算部において求められた左右の足の重心位置Ｇｌ，Ｇｒにかかる総荷重Ｗｌ，Ｗｒを演算する総荷重演算機能と、左右の足の重心位置Ｇｌ，Ｇｒと左右の足の総荷重Ｗｌ，Ｗｒから両足による全体の重心位置Ｇｔと全体の荷重Ｗｔを演算する全体重心演算機能と、左右の足の外形位置に基づいて両足による理想重心位置Ｃｗを演算する理想重心演算機能とを備えることで、全体重心位置Ｇｔと全体荷重Ｗｔと理想重心位置Ｃｗとから被験者の身体にかかるモーメントＭ（ベクトル）を演算することができる。
そして、モーメント演算機能により演算されたモーメントＭ（ベクトル）に基づいて被験者の３次元モデルを変形させて画面表示する。
これにより、被験者は、足の重心バランスの偏りよって身体に働くモーメントが全体の姿勢にどのような影響を与えているかを具体的に認識することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上述べたように、本願発明によれば、足底の重心バランスの偏りを常に精度よく判定することができ、足の問題をケアする靴やインソールを的確に選定できるフィッティング・ナビゲーション・システムが提供される。
従って、本願発明のシステムをシューズショップ等に設置することで、靴の購入者が自ら自分の足にフィットする靴やインソールを選定することができる。また、この発明により、靴やインソールの選定が定量化されるので、シューズショップの販売員の補佐用としても活用できる。
【００８５】
本願発明は、選定手段を備えることで被験者の足の問題をケアする靴またはインソールを選定するフィッティング・ナビゲーション・システムを提供するが、選定手段を除く本願発明の他の手段は、被験者の足の状態を診断する診断装置としても活用することができる。
すなわち、本願発明の足底圧計測手段、足外形寸法計測手段、重心位置演算手段および重心バランス判定手段を備えることで、足底の重心バランスの偏りを常に精度よく判定することができる足の診断装置を提供することができる。
また、本願発明の判定機能によって発見された足の問題に対して、ストレッチ体操やリハビリ運動を提案したり、食生活の改善を指導したり、サプリメントの服用を提案したり、衣服の提案をしたりする機能を備えることで、生活改善サポートシステムとして活用することができる。
更には、個々人のライフスタイルを管理するライフスタイルデータベースを備え、フットケア用品・スポーツ用品・エステ機器・食料品・衣料品・医薬品・サプリメント等の商品や、医療・教育・スポーツ・美容・旅行等のサービスを提供する各種システムと連携を図ることで、フットケアサポートから始まり、衣食住のすべてをサポートし、個々人に最適な生活スタイルレシピを提案する総合サポートシステムとして展開することができる。
【００８６】
本願発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本願発明の効果を奏する限り、各実施形態で述べた構成要素を適宜入れ替えたり、新たな構成要素を追加したり、一部の構成要素を削除したりしてもよいことはいうまでもない。
【符号の説明】
【００８７】
１０  靴またはインソールのフィッティング・ナビゲーション・システム
２０ａ、２０ｂ  足底圧計測センサ
２２ａ、２２ｂ  踵ストッパー
２４ａ、２４ｂ  足を置く際の中心線表示
３０ａ、３０ｂ  足撮像用テレビカメラ
４０  処理装置
４１  足底圧データ取得部
４２  足画像取得部
４３  足底重心位置演算部
４４  足外形寸法演算部
４５  重心バランス判定部
４６  足の症状判定部
４７  靴・インソール選定部
５０  モニタ画面
６０  プリンタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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