(57)【要約】【課題】足部が地上に踏んでいる時のインソールモデル又は足部の三次元データを取得するように、地上に踏んでいる足部の変形を同時に計算できるインソール金型及びそれを用いたインソールモデル取得方法を提供する。【解決手段】本発明のインソール金型は、ベースと、互いに平行にベース内に位置制限され、足部の踏みに用いられ且つ復元力を有する複数の伸縮ロッドと、ベース内に取り付けられ、それぞれ各伸縮ロッドを対応的に照射し、各伸縮ロッドを透過して光色を呈する複数の発光源と、ベースに対応して設置され、各伸縮ロッドの三次元データを分析するように各伸縮ロッドの光色を取り込む画像撮影装置と、伸縮ロッドの下方に置かれて成形に用いられるインソール素材と、を備える。伸縮ロッドの位置決めによってインソールモデルを取得する方法は、足部がインソール金型の伸縮ロッドを押圧し、再び伸縮ロッドの位置を固定して、インソールモデルを取得する。【選択図】図２
2019103876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
足部が踏むためのインソール金型であって、
ベースと、
互いに平行に前記ベース内に位置制限され、前記足部の踏みに用いられ且つ回復力を有する複数の伸縮ロッドと、
前記ベース内に取り付けられ、それぞれ各前記伸縮ロッドを対応的に照射し、各前記伸縮ロッドを透過して光色を呈する複数の発光源と、
前記ベースに対応して設置され、各前記伸縮ロッドの三次元データを分析するように各前記伸縮ロッドの前記光色を取り込む画像撮影装置と、
を備えるインソール金型。
【請求項２】
各前記伸縮ロッドは、前記伸縮ロッドの伸縮位置が異なる時に各前記発光源のそのうちの１つの発光部材に対向するための透明部を有し、各前記発光源は、波長が異なる複数の光色を有する複数の発光部材を含み、且つ各前記透明部に対向する請求項１に記載のインソール金型。
【請求項３】
各前記伸縮ロッドによって開閉を対応的に制御する複数のセンサーを更に備え、
各前記発光源は、波長が異なる複数の光色を有する複数の発光部材を含み、前記センサーに接続されて且つ各前記伸縮ロッドに対応して、各前記センサーによってそのうちの１つの前記光色の１つの前記発光部材を起動する請求項１に記載のインソール金型。
【請求項４】
使用者の足部がインソール金型の複数本の伸縮ロッドを押圧する押圧工程と、
前記伸縮ロッドの位置を固定する固定工程と、
型穴を取得する型穴取得工程と、
前記型穴を複製してインソールモデルを取得するインソールモデル取得工程と、
を含むインソール金型からインソールモデルを取得する方法。
【請求項５】
前記インソールモデルを使用して前記インソールモデルに合わせるインソールを製造する第１のインソール製造工程を更に含む請求項４に記載のインソール金型からインソールモデルを取得する方法。
【請求項６】
画像撮影装置を使用して前記伸縮ロッドの画像を取得する画像撮影工程と、
前記画像を演算して前記インソールモデルの三次元データを取得する演算処理工程と、
を更に含む請求項４に記載のインソール金型からインソールモデルを取得する方法。
【請求項７】
前記三次元データを使用してインソールを製造するインソール製造工程を更に含む請求項６に記載のインソール金型からインソールモデルを取得する方法。
【請求項８】
前記画像に含まれる前記光色を使用して前記足部圧力に対応するカラーマップを呈するカラーマップ取得工程を更に含む請求項６に記載のインソール金型からインソールモデルを取得する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輪郭測定に用いられる技術に関し、特に、インソール金型、インソール金型を利用して足底からインソール金型を取得する又はインソール金型を利用してインソールモデルの三次元データを取得する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最も理想的なインソールは、使用者の足部形状に応じて製造され、使用者の足部に完全に合わせることができる。早期のインソールモデルの製造には、石膏で足部を被覆して定型した後で、再び石膏を開いてからグラウチングしてインソールモデルに複製し、その後、インソールの製造者によりこのインソールモデルで完全に使用者の足部形状に適合するインソールを再製造することができる。したがって、従来の技術の製造が困難であり、コストが高いので、このようなインソールの価格が高くなっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、使用者の足部の測定に適用される電子デジタル足部モデルにおいて、複雑な装置に、変位を計算できる複数の柱体を備える。使用者の足部が柱体に踏むと、力受けした柱体が引っ込むことになる。操作者は全ての柱体の引っ込み距離を計算することによって、使用者の電子デジタル足部モデルを得ることができる。この電子デジタル足部モデルに応じてインソールのインソール金型を製造する。最後にインソール金型で複製して使用者の足部に完全に合わせるインソールモデルを取得し、再びインソールモデルで適切なインソールを製造する。
【０００４】
しかしながら、電子デジタル足部モデルに応じてインソール金型を製造する場合、特別且つ高価で複雑な機器及びソフトウェアを買わなければ、デジタル情報からインソール金型実物に製造できない。このため、インソールのコストは更に増加してしまう。また、インソールは生産工程及びコストが非常に高いだけでなく、カスタマイズして製造することができない。このため、現在の市場におけるインソール製品は、サイズによる分類又は医療の特別なニーズによる分類を主流としている。
【０００５】
なお、使用者の足部が地上に踏んでいる場合、足部形状は使用者の体重及び立姿の影響によって僅かな変形が発生することがある。電子デジタル足部モデルを用いて足部を測定する時に、この圧力変形を計算していないため、インソールが変形に合わせて適切に変化できず、逆にインソールの使用欠陥を引き起こす。
【０００６】
したがって、従来、市場でインソールを直接カスタマイズできる機器、即時に足形に適合するインソールを取得する方法がなく、それぞれの使用者に優れた足部データの計算及び応用を提供することが困難である。この問題は、カスタマイズ及び足形補正を求めるインソール分野において、現在でも依然として克服する必要がある技術となっている。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、足部が地上に踏んでいる時のインソールモデル又は足部の三次元データを取得するように、地上に踏んでいる足部の変形を同時に計算できるインソール金型を提供する。また、それを用いたインソールモデル取得方法を提供する。なお、インソール素材を入れることによって、熱成形させて直ちに足形に適合するインソールを取得することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のインソール金型は、ベースと、互いに平行にベース内に位置制限され、足部の踏みに用いられ且つ復元力を有する複数の伸縮ロッドと、ベース内に取り付けられ、それぞれ各伸縮ロッドを対応的に照射し、各伸縮ロッドを透過して光色を呈する複数の発光源と、ベースに対応して設置され、各伸縮ロッドの三次元データを分析するように各伸縮ロッドの光色を取り込む画像撮影装置と、を備える。
【０００９】
本発明の各伸縮ロッドは、伸縮ロッドの伸縮位置が異なる時に各発光源のそのうちの１つの発光部材に対向するための透明部を有してもよく、各発光源は、波長が異なる複数の光色を有する複数の発光部材を含み、且つ各透明部に対向する。
【００１０】
本発明のインソール金型は、各伸縮ロッドによって開閉を対応的に制御する複数のセンサーを備えてもよく、各発光源は、波長が異なる複数の光色を有する複数の発光部材を含み、センサーに接続されて且つ各伸縮ロッドに対応して、各センサーによってそのうちの１つの光色の１つの発光部材を起動する。伸縮ロッドが異なる力を受けて、異なる引っ込み距離を生じることによって、透明部を異なる光色の発光部材に対向させることができる。伸縮ロッドの光色変化を利用して、使用者は目視で伸縮ロッドのおおよその力受け値を知ることができる。
【００１１】
本発明のインソール金型からインソールモデルを取得する方法は、使用者の足部でインソール金型の複数本の伸縮ロッドを押圧する押圧工程と、全ての伸縮ロッドの位置を固定する固定工程と、型穴を取得する型穴取得工程と、型穴を複製してインソールモデルを取得するインソールモデル取得工程と、を含む。
【００１２】
本発明の取得方法において、インソール金型からインソールモデルを取得する方法は、インソールモデルを使用してインソールモデルに合わせるインソールを製造する第１のインソール製造工程を含んでもよい。
【００１３】
本発明の取得方法において、インソール金型からインソールモデルを取得する方法は、画像撮影装置を使用して伸縮ロッドの画像を取得する画像撮影工程と、画像を演算してインソールモデルの三次元データを取得する演算処理工程と、を含んでもよい。
【００１４】
本発明の取得方法において、インソール金型からインソールモデルを取得する方法は、該三次元データを使用してインソールを製造する第２のインソール製造工程を含んでもよい。
【００１５】
本発明の取得方法において、インソール金型からインソールモデルを取得する方法は、該画像に含まれるこれらの光色を使用して該足部圧力に対応するカラーマップを呈するカラーマップ取得工程を含んでもよい。
【００１６】
（発明の効果）
このような構成によって、各伸縮ロッドの復元力が人体の足部に適切な変形量を提供でき、且つ最終的にインソール金型が足部によって位置決めする複数本の伸縮ロッドに対応して型穴を有することになって、このインソール金型の型穴を直接に型反転することによってインソールモデルを取得することができ、且つこのインソールモデルが適切に地上に踏んでいる足部の変形形態に対応する。更に、インソール素材を入れることによって、熱成形させて直ちに足形に適合するインソールを取得することができる。強調すべきなのは、本発明のインソール金型は簡単で且つコストを効果的に低減させることができる。なお、本発明のインソール金型からインソールモデルを取得する方法は、足部が地上に踏んでいる時のインソールモデルを取得し、又は足部の三次元データを取得して電子インソールモデルを製造することもできるように、地上に踏んでいる足部の変形を同時に計算することができる。
【００１７】
なお、本発明は、実のインソールモデルを製造するための型穴又は仮想のインソールモデルの三次元データを迅速に取得することができる。且つ実のインソールモデル又は仮想のインソールモデルの三次元データは、地上に踏んでいる人体の足部の変形量に合致し、更に受圧足部に適合するインソールを製造することができる。また、本発明の各実施形態は、表示装置によって即時に表示でき、人体足部の足底圧力データを画像に含まれた複数の光色によってカラーマップ（colormap）を組み合わせることができる。このカラーマップを採用して視覚的に表示装置に表示し、これによって使用者により直観的な圧力フィードバック効果を与えることができる。更に、各実施形態によれば、インソールモデルを使用してインソールモデルに合わせるインソールを製造することができ、インソールが三次元データによって製造されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の構造態様一実施形態のインソール金型を示す斜視図である。
【図２】図１のインソール金型を示す分解斜視図である。
【図３】図１の切断線３−３に沿う断面図である。
【図４】図３の切断線４−４に沿う断面図である。
【図５】図２のスライドレールと位置決め部材を示す分解斜視図である。
【図６】図３のインソール金型の操作状態を示す断面図である。
【図７】本発明の構造態様の他の実施形態のインソール金型を示す部分拡大断面図である。
【図８】本発明の構造態様の更に１つの実施形態のインソール金型を示す部分拡大断面図である。
【図９】本発明の三次元データを取り込む方法を示す操作模式図である。
【図１０Ａ】本発明の画像座標の平面関係を示す模式図である。
【図１０Ｂ】本発明の直接的線形変換（Direct Linear Transformation；ＤＬＴ）の画像座標と伸縮ロッド頂点座標との変換関係を示す模式図である。
【図１１Ａ】本発明のインソール金型の伸縮ロッドの頂点の受圧変形量を示す模式図である。
【図１１Ｂ】本発明のインソール金型の伸縮ロッドの頂点の受圧変形量と画像における変化を示す模式図である。
【図１２】本発明の足底の三次元曲面を示す模式図である。
【図１３Ａ】本発明の方法の一実施例を示すフローチャートである。
【図１３Ｂ】本発明の引き出しからインソールを取り出す模式図である。
【図１４】本発明の方法の他の実施例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態のインソール金型を示す斜視図である。図２は、図１のインソール金型を示す分解斜視図である。図３は、図１の線３−３に沿う断面図である。図４は、図３の切断線４−４に沿う断面図である。図５は、図２のスライドレール６００と位置決め部材７００を示す分解斜視図である。
図に示すように、インソール金型は、ベース１００、複数のガイドウェイ２００、複数の位置決め溝３００、複数の伸縮ロッド４００、複数の弾性部材５００、スライドレール６００及び位置決め部材７００を備える。
【００２０】
ベース１００は、ベース部１１０、ガイド部１２０及び外部枠１３０から組み合わせてなり、ベース１００の内部に人体足部に対応する収納空間を有する。ベース部１１０は、１つの貫通孔１１２、６つの凹部１１４及びベース部１１０の内部空間の４つの角にそれぞれ設けられる４つの位置制限部材１１６を備える。また複数の円孔形のガイドウェイ２００は、ベース１００内部に設置され、ほとんど板形ガイド部１２０に集中的に開口される。複数の円孔形位置決め溝３００は、ベース１００の底部に設置され、各ガイドウェイ２００にそれぞれ同軸に対向する。
【００２１】
各伸縮ロッド４００の中央に製造される当接部４１０は、八角形柱状体であり、それぞれ周辺の他の伸縮ロッド４００に対向する当接部４１０に面当接される。
各伸縮ロッド４００は、各ガイドウェイ２００の穴に挿入され、且つ一端が各ガイドウェイ２００の表面を通り抜けてそこから突き出て足部の踏みに用いられ、他端が伸縮変位可能に各位置決め溝３００に挿入される。当接部４１０を使用して各ガイドウェイ２００及び各位置決め溝３００の間に位置制限させることによって、各伸縮ロッド４００が伸縮可能に変位するとともにベース１００内に保持される。
【００２２】
複数の弾性部材５００は、各伸縮ロッド４００の他端がそれぞれ弾性部材５００の穴に挿入され、且つ当接部４１０と位置決め溝３００との間に当接されるようにベース１００内に設置される。これによって、各伸縮ロッド４００に外へ伸びる復元力を作用する。複数の弾性部材５００による復元力を利用して、地面が人体（使用者）足部に対する逆方向押圧を模倣することができる。
【００２３】
スライドレール６００は、４つのレール６０２、スライダー６０４、第１の接続部材６２０、第２の接続部材６３０、第１の押し合い部材６６０、第２の押し合い部材６７０及び第３の押し合い部材６８０を備える。
また、スライドレール６００は、ベース１００に設置され、ロック可能に伸縮ロッド４００を位置決めする。
スライダー６０４は、第１のスライドロッド６４０と第２のスライドロッド６５０を含む。４つのレール６０２のうち２つが第１のスライドロッド６４０に設置され、レール６０２の他の２つが第２のスライドロッド６５０に設置される。レール６０２の延びている方向は、ガイドウェイ２００の延びている方向と交差している。スライダー６０４は、各伸縮ロッド４００の当接部４１０に垂直に対向する。スライダー６０４が使用者の操作に用いられ、ベース部１１０の４つの位置制限部材１１６は、それぞれ第１のスライドロッド６４０におけるレール６０２の２つと第２のスライドロッド６５０におけるレール６０２の２つを対応的に通り抜け、スライダー６０４は位置制限部材１１６に変位する。更に、第１の接続部材６２０の両端は、それぞれ第１のスライドロッド６４０の一端と第２のスライドロッド６５０の一端に固設され、第２の接続部材６３０の両端は、それぞれ第１のスライドロッド６４０の他端と第２のスライドロッド６５０の他端に固設される。上記の固設方式によって、第１の接続部材６２０、第２の接続部材６３０、第１のスライドロッド６４０及び第２のスライドロッド６５０は、矩形のフレームを形成することができる。そして、位置決め部材７００の変位によってこのフレームを横方向に変位させるように連結して連動することができる。更に、第１の接続部材６２０、第２の接続部材６３０、第１のスライドロッド６４０及び第２のスライドロッド６５０の変位方向はいずれも同じである。なお、第３の押し合い部材６８０は、各伸縮ロッド４００を押し付けることに用いられる。第１のスライドロッド６４０は、第３の押し合い部材６８０に繋がって、両者の中間に押し合いバネ体６８１が挟まれる。この押し合いバネ体６８１は、第３の押し合い部材６８０に押し付けられて、第３の押し合い部材６８０を横方向に伸縮ロッド４００を締め付けて位置決めする。更に、スライダー６０４の第２のスライドロッド６５０は、複数の当接部４１０の外側に押し付けられ、且つ複数の当接部４１０を互いに当接して押し出すように位置決めさせ、全ての伸縮ロッド４００の安定した位置決めを達成する。
【００２４】
双方向に伸縮ロッド４００を締め付けて位置決めするために、第１の接続部材６２０の第１の斜辺部６２１は、第１の押し合い部材６６０に対応した第２の斜辺部６６１に嵌め合って押し付けられる。斜辺部の双方向コンポーネントの特性を有することによって、第１の接続部材６２０を横方向に変位させ、第１の押し合い部材６６０を縦方向に変位させるように伸縮ロッド４００を締め付けて位置決めする。同様に、第２の接続部材６３０の第３の斜辺部６３１は、第２の押し合い部材６７０に対応した第４の斜辺部６７１に嵌め合って押し付けられる。斜辺部が双方向コンポーネントの特性を有することによって、第２の接続部材６３０を横方向に変位させ、第２の押し合い部材６７０を縦方向に変位させるように伸縮ロッド４００を締め付け位置決めする。また、第１の斜辺部６２１と第２の斜辺部６６１とはそれぞれ第３の斜辺部６３１と第４の斜辺部６７１に対して対称である。且つ、第１の押し合い部材６６０の変位方向は、第２の押し合い部材６７０の変位方向に反対する。第２のスライドロッド６５０の変位方向は、第３の押し合い部材６８０の変位方向に反対する。図５から分かるように、第１の接続部材６２０、第１の押し合い部材６６０、第２の接続部材６３０及び第２の押し合い部材６７０は、いずれも３つの斜辺部を有する。斜辺部の数及び斜辺部同士の間隔は、製造者によって決められ、且つ斜辺部の数が少なくとも１つである。
【００２５】
スライドレール６００は、複数の斜辺部が互いに嵌め合う方式によって、且つ位置決め部材７００の単一方向の変位を組み合わせて、双方向の締め付け機構を形成することができる。この双方向締め付け機構は、横方向締め付けと縦方向締め付けに分けられる。
横方向締め付けは、第１の押し合い部材６６０と第２の押し合い部材６７０とが縦方向に且つ互いに向かって変位することによって引き起こされる。
縦方向締め付けは、第２のスライドロッド６５０と第３の押し合い部材６８０とが横方向に且つ互いに向かって変位することによって引き起こされる。この双方向締め付けの条件で、伸縮ロッド４００は、完全に足形に適合するインソールモデルを維持して取得することができる。このインソールモデルを保存でき、使用者にとって、将来再び使用する必要があると、足形を改めて測定する必要がなくてこのインソールモデルを再使用することができ、測定の時間を節約することができる。
【００２６】
スライダー６０４の操作には、位置決め部材７００を採用してもよい。位置決め部材７００は、ノブ７１１及びバネ７１２を含む。位置決め部材７００をベース部１１０の外側に設置するために、ベース部１１０の外側に１つの貫通孔１１２及び６つの凹部１１４が設置されて、位置決め部材７００が貫通孔１１２を通り抜けて第１のスライドロッド６４０に嵌め合われる。更に、位置決め部材７００が螺合締付け可能に第１のスライドロッド６４０を変位させるために、バネ７１２を利用して凹部１１４を合わせてロックする。各バネ７１２は、バネ体７１３及び円弧ヘッド７１４を有し、１つの凹部１１４に１つの円弧ヘッド７１４が嵌め合われる。ノブ７１１を回転する時に、位置決め部材７００が変位して、更に横方向に第３の押し合い部材６８０を引いて押す。バネ７１２の円弧ヘッド７１４がベース部１１０の凹部１１４に嵌め込まれる時に、バネ７１２が固定され、これによって位置決めノブ７１１を制限して、ノブ７１１を回転できないようにし、更にロックの効果を達成する。ノブ７１１の形状は、扁円形であり、指による回転に寄与する。
【００２７】
更に、伸縮ロッド４００の当接部４１０の断面形状は、八角形、六角形又は円形である。本実施形態は、当接部４１０が八角形である設計を採用して、各当接部４１０が周辺の各当接部４１０と面当接を呈することができて、当接部４１０の安定性が向上し、伸縮ロッド４００の連動をより安定的にする。更に、当接部４１０は、八角形である場合、平面を利用して互いに当接できて、これによって、伸縮ロッド４００が回転できなく、連動がより確実である。
【００２８】
また、ベース１００は、ベース部１１０とガイド部１２０を備える。ベース部１１０の外縁は、板形ガイド部１２０の安定した接続に用いられる。各ガイドウェイ２００は、ガイド部１２０の表面に貫通するように開口され、各位置決め溝３００、弾性部材５００及びスライドレール６００もいずれもベース部１１０に設置される。本実施形態は、ベース１００におけるベース部１１０及びガイド部１２０を個別に設計して、製造及び組立の難易度が大幅に低下する。
【００２９】
このインソール金型は、インソール素材８３０を定型することに用いられるため、インソール素材８３０を入れるための引き出し座８００が設けられ、この引き出し座８００がベース１００の底側に接続される。更に、インソール素材８３０の入れ又は取り出しの利便性を増加させるために、引き出し座８００内に留め具８０１と引き出し８０２が設けられる。留め具８０１は、引き出し座８００とベース１００とを互いに係合又は分離させることができる。引き出し８０２は、取っ手８０４を含み、使用者が引き出し８０２を容易に引き押すことに寄与する。そして、引き出し８０２の内部にインソール素材８３０の位置決めに供する収納空間８０６が設けられる。これから分かるように、引き出し８０２は、インソール素材８３０を入れ又は取り出すためのものである。また、引き出し８０２は、頂面８１１と底面８１２を含むシリコーンフィルム８１０を包含してもよい。
シリコーンフィルム８１０は、引き出し８０２内に設けられ、且つインソール素材８３０と伸縮ロッド４００との間に置かれる。
伸縮ロッド４００は、シリコーンフィルム８１０の頂面８１１に押し付けられる場合、シリコーンフィルム８１０にロッドヘッド状凹溝を形成して、その底面８１２がインソール素材８３０に緊密に貼り合せる。したがって、シリコーンフィルム８１０は、伸縮ロッド４００とインソール素材８３０との直接押圧を防止して、インソール素材８３０に平坦でないロッドヘッド状凹溝を形成することを避けることができる。更に、シリコーンフィルム８１０とインソール素材８３０との接合面に足底形状に適合する滑らかな曲線を呈することができる。なお、引き出し８０２は、インソール素材８３０の下方に設けられるフォーム８２０を更に含んでもよい。フォーム８２０は、緩衝材料であるため、インソール素材８３０の押し空間を吸収して解放することに用いられることができる。
【００３０】
図１３Ａは、本発明の方法態様の一実施形態を示すフローチャートである。
図１３Ｂは、本発明の引き出し８０２からインソールを取り出す模式図である。
図１３Ａに示すように、工程Ｓ１１は、使用者がこのインソール金型を利用して足底からインソールモデルを取得する。使用者の足部は、インソール金型の複数本の伸縮ロッド４００に対して押圧して、複数本の伸縮ロッド４００が足部形状及び圧力にしたがって凹んでいる。次に、工程Ｓ１２は、スライダー６０４と位置決め部材７００を利用して全ての伸縮ロッド４００の位置を固定する。全ての伸縮ロッド４００の位置が固定される。工程Ｓ１３は、凹んだ複数本の伸縮ロッド４００の上方に型穴を形成する。最後の工程Ｓ１４は、型穴を複製してインソールモデルを取得する。
図１３Ｂに示すように、インソール素材８３０は、伸縮ロッド４００の下方に置くことができ成形に用いられる。このインソール素材８３０を置いた位置は、使用者の足底で伸縮ロッド４００を押圧する位置に対応するだけでなく、インソール素材８３０の形状・サイズが使用者の足底の形状・サイズと同じである。インソール成形後、使用者は、取っ手８０４によって引き出し８０２を引き出して、次に、成形したインソールを引き出し８０２から取り出して、足底の形状・サイズに適合するインソールを取得することができる。
図６は、図３の金型が一操作態様にある断面図である。弾性部材５００は、伸縮ロッド４００に回復力を提供するため、使用者の足部で伸縮ロッド４００を押圧して、伸縮ロッド４００を引っ込ませると同時に、弾性部材５００を圧縮して力を蓄える。
弾性部材５００は、復元力を利用して伸縮ロッド４００を使用者の足部に突き当たるように進めることができ、伸縮ロッド４００を随時に足部に貼り合せて逆方向に押圧して、地上に踏んでいる足部の実変形量に合致する。これにより使用者の足部が地上に踏んでいる時の型穴を正確に測定することができる。使用者が伸縮ロッド４００に押圧される力を調整したとしても、ほとんどの伸縮ロッド４００は、復元力によって足部との貼り合いを保持することもできる。
【００３１】
スライダー６０４は、レール６０２によって位置制限部材１１６に変位され、変位方向がガイドウェイ２００の延びている方向と異なる。このため、スライダー６０４の第２のスライドロッド６５０と第３の押し合い部材６８０とが互いに向かって伸縮ロッド４００の当接部４１０を押し当てる時に、当接部４１０の間の当接によって、全ての伸縮ロッド４００が連動する。更に伸縮ロッド４００に対して側向力を発生して位置が決まり、凹んだ型穴を取得する。本発明は、型穴を得た後で、変形可能な材料を使用してインソールモデルに押し付け、インソールモデルを取得する。更にこのインソールモデルを利用して、インソールモデルに合わせるインソールを製造することができる。したがって使用者のインソールモデルを取得した後で、直接に使用者のために専門的に設計して且つ足部の実変形量に合致するインソールを製造することができる。
【００３２】
また、インソールモデルが使用者の立姿の不良を示す場合、専門家の協力で使用者の立姿を補助的に調整することができ、更に伸縮ロッド４００の伸縮距離を調整し、インソール金型の型穴を正確で適切な立姿の型穴に調整する。使用者がこのインソール金型に応じて製造されたインソールを着用する時に、インソールにより立姿を逆補正して調整することができる。
【００３３】
図２を参照して説明する。弾性部材５００が伸縮ロッド４００に復元力を作用する技術について、本実施形態において、弾性部材５００が伸縮ロッド４００の下端に設置し且つ位置決め溝３００内に設けられる。弾性部材５００が伸縮ロッド４００に押し付けられ、伸縮ロッド４００に復元力が作用する。また、弾性部材５００を伸縮ロッド４００の上端に設置してもよく、弾性部材５００の両端をそれぞれベース１００のガイド部１２０及び伸縮ロッド４００に押し付けて、この方式も同様な効果を達成することができる。これは、当業者にとって、出願する時の知識に基づき完成できるものであるため、ここで説明しない。
【００３４】
本発明の構造態様の他の実施形態を図７に示す。
図７は、本発明の他の実施形態のインソール金型を示す部分拡大断面図である。図７のインソール金型は、図１の金型と同じであり、図７のインソール金型が複数の発光源９００を更に備えることに異なる。
各発光源９００は、ベース１００に設置され、且つ複数の異なる光色の発光部材９１０を含む。各発光源９００の発光部材９１０は、各伸縮ロッド４００の伸縮方向にしたがい配列する。各伸縮ロッド４００は、透明部４２０（一般的に頂端に伸びる）を有し、且つ各発光源９００が各透明部４２０に対向する。各透明部４２０は、伸縮ロッド４００が異なる深さにある時に各発光源９００の対応的な発光部材９１０に対向することに用いられる。異なる光色の発光部材９１０は、伸縮ロッド４００の伸縮方向にしたがい配列し、伸縮ロッド４００が使用者からの付勢で引っ込まれると、透明部４２０をそのうちの１つの発光部材９１０に対向させることができる。したがって、伸縮ロッド４００は、異なる力を受けて、異なる引っ込み距離を生じて、透明部４２０を異なる光色の発光部材９１０に対向させることができる。伸縮ロッド４００の光色変化を利用して、使用者は、目視で伸縮ロッド４００のおおよその力受け値を知ることができる。
【００３５】
例えば、透明部４２０の下方の１センチメートルの位置に、赤色の発光部材９１０を設置し、下方の２センチメートルの位置に、黄色い発光部材９１０を設置する。したがって、伸縮ロッド４００が１センチメートル引っ込まれると、透明部４２０は赤色の発光部材９１０に対向し、伸縮ロッド４００が２センチメートル引っ込まれると、透明部４２０は黄色い発光部材９１０に対向する。このように伸縮ロッド４００の光色を利用して、伸縮ロッド４００のおおよその伸縮距離を知って、且つ弾性部材５００の力受け値を知ることができる。
【００３６】
且つ各伸縮ロッド４００の光色に基づきおおよその力受け値を知る技術において、伸縮ロッド４００を透明な材料で製造することができる。発光部材９１０の透明部４２０に入射した光が伸縮ロッド４００を透過して外へ射出することができる。外部から伸縮ロッド４００の光色を観察する時に、より容易に観察することができる。
【００３７】
図８は、本発明の更に１つの実施形態のインソール金型を示す部分拡大断面図である。
図８に示すように、金型は、図１のインソール金型と同じであり、複数のセンサー９２０を更に備えることが異なる。
各センサー９２０は、各弾性部材５００に接続され、各弾性部材５００の力受けを表示することに用いられる。従来の公知のセンサー９２０は、機械式とデジタル式があるが、両者の実質的区別がない。且つ本発明は、センサー９２０の使用は、弾性部材５００が受けられた力を取得することを重点として、機械式又はデジタル式の使用に区別がない。センサー９２０から弾性部材５００の力受けを取得した後で、弾性部材５００の力受けによって使用者の立姿を了解して、且つ適切に修正することができる。例えば、センサー９２０から踵に対応する弾性部材５００の力受けが大きいことを知ると、重心をつま先へ移動するように使用者にアドバイスする。或いは、伸縮ロッド４００を改正して、使用者のインソールモデルを修正し、インソールモデルに応じて製造されたインソールによって使用者の立姿の問題を改正する。
【００３８】
更に、図８の金型は、それぞれ異なる光色の発光部材９１０を含む複数の発光源９００を更に備える。各発光源９００は、センサー９２０に接続されて各伸縮ロッド４００に対向し、弾性部材５００の力受けに応じて対応的な光色の発光部材９１０を起動することに用いられる。例えば、センサー９２０は、１ニュートンの力を受けると、赤色の発光部材９１０を起動し、２ニュートンの力を受けると、黄色い発光部材９１０を起動する。発光源９００における起動した発光部材９１０の光色によって、伸縮ロッド４００のおおよその力受け値を知ることが分かる。
【００３９】
本発明の他の重要な方法は、図９と図１４に示すようなインソール金型を使用して足底インソールモデルから三次元データを取得する方法である。インソール素材８３０を伸縮ロッド４００の下方に置いて成形に用いられ、且つ引き出し８０２を利用して成形したインソールを取り出す以外、本発明において外部枠１３０に画像撮影装置１０００が取り付けられる。この画像撮影装置１０００の画像撮影領域に各伸縮ロッド４００の端部が含まれる。
【００４０】
本発明の該方法の実施形態の一実施工程を以下のように説明する。
まず、工程Ｓ２１において、使用者の足部で金型の伸縮ロッド４００を押圧する。押圧した後で、更に工程Ｓ２２において、複数本の伸縮ロッド４００の位置を固定する。次に、工程Ｓ２３において、画像撮影装置１０００を使用して複数本の伸縮ロッド４００端部位置の画像を取得する。最終的に、工程Ｓ２４において、複数本の伸縮ロッド４００の画像を演算して使用者の足部の三次元データを合成することができる。本発明の各弾性部材５００の力受けデータを取り込んだ後、足部三次元データと完全な使用者足部形状に作用する力のデータベースとを合成することができて、後続のモニター（図示せず）への表示又はその他の応用に用いられる。
【００４１】
の画像を演算してインソールモデルの三次元データを取得する技術の実施例について図１０Ａ〜図１２を参照して説明する。
図１０Ａは、本発明の画像座標の平面Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の関係を示す模式図である。
図１０Ｂは、本発明の直接的線形変換の画像座標と伸縮ロッド４００の頂点座標との変換関係を示す模式図である。
図１１Ａは、伸縮ロッド４００の頂点受圧変形量を示す模式図である。
図１１Ｂは、伸縮ロッド４００の頂点受圧変形量と画像における変化を示す模式図である。
図１２は、本発明の足底三次元曲面Ａを示す模式図である。本実施例は、伸縮ロッド４００間の幾何構造などの相対関係が既知であり、発光源９００の異なる光色発光部材９１０によって同一の行（列）の伸縮ロッド４００に同様な光色を付与し、隣接する行（列）の伸縮ロッド４００が他の光色を呈する。これにより、測定システムの空間分解能が向上する。計算パラメータについて、同一の光色が同一の平面Ｉ１にあり、同一の平面Ｉ１に複数の頂点が同一直線上にある伸縮ロッド４００があるようにすると、インソール金型は、製造の途中で伸縮ロッド４００の平面と平面、点と点の幾何関係を知ることができる。勿論、計算パラメータについて、同一の光色が他の平面Ｉ２又は平面Ｉ３にあるようにすると、同様に、互いの幾何関係を知ることもできる。
【００４２】
まず、画像撮影装置１０００と伸縮ロッド４００の間の相対関係補正を行う。全ての伸縮ロッド４００を基準位置に解放した後、伸縮ロッド４００頂点の幾何関係（伸縮ロッド４００の頂点座標値、同一の光色の伸縮ロッド４００の平面方程式）、即ち座標系に対する座標点位置Ｐが既知である。画像撮影装置１０００を介して全ての伸縮ロッド４００を撮影した画像を取り込み、次に画像に対して適当な画像処理を行って２値化した後で、各本の伸縮ロッド４００の頂点の画像座標系での座標点位置Ｉを取得することができる。再び既知の重量Ｗの補正板を伸縮ロッド４００に置き、弾性部材５００の弾性率が既知である前提で、伸縮ロッド４００の変形量が既知のベクトルΔｄであり、上記のフローを繰り返して、Ｐ’とＩ’の座標点位置を取得することができる。Ｐ、Ｐ’が装置に対する座標系及びＩ、Ｉ’が画像平面座標系に対する座標値を求めた後で、直接的線形変換（Direct Linear Transformation；ＤＬＴ）を利用する。画像撮影装置１０００と伸縮ロッド４００頂点との関係、並びに精確な画像撮影装置１０００の焦点Ｏ、座標系及び画像平面などの空間パラメータ（例えば、焦点距離ｆ、画像平面中点Ｃ、係数Ｓなど）を変換するための相対変換行列Ｔを求める。相対変換行列Ｔを用いて、本インソール金型の仮想点投影環境パラメータを構築することができる。
【００４３】
関連パラメータの計算は、下記の式の通りであり、
【数１】
2019103876.tif 000003
ベクトルＢは、画像座標系の画像撮影装置１０００の焦点と画像伸縮ロッド４００の頂点に対するベクトルであり、ベクトルＡは、インソール金型座標系の画像撮影装置１０００の焦点と伸縮ロッド４００の頂点に対するベクトルである。
ベクトルＢとベクトルＡとは、線形関係であるため、係数Ｓで２つのベクトルの関係を説明することができる。また全ての伸縮ロッド４００の幾何関係（伸縮ロッド４００頂点平面方程式、伸縮ロッド４００頂点座標値）が既知である。このため、最小二乗法を利用して、回転行列Ｒと位置ベクトルＶを含み、画像撮影装置１０００の点投影系が装置に対する関係を説明するための相対変換行列Ｔを求めることができる。
【００４４】
次に、使用者がインソール金型に立てる伸縮ロッド４００の実際の移動量の計算は、以下の通りである。使用者が立てる時に足部がインソール金型の伸縮ロッド４００を押圧し、安定した後でこれらの伸縮ロッド４００の位置を固定する。再び、画像撮影装置１０００によりこれらの伸縮ロッド頂点（Ｐ’i,j）の画像における座標位置（Ｉ’i,j）を取得し、画像処理をするように順次に異なる光色の伸縮ロッド４００頂点を認識する。画像撮影装置１０００の座標系で、補正プログラムで得られた変換関係と環境パラメータから、空間における線形方程式（Ｌ’i,j）が焦点Ｏと画像平面を通した頂点座標位置（Ｉ’i,j）を求める。対応的な伸縮ロッド（Ｐ’i,j）の平面方程式Ｅｉが分かるため、直線が平面に交わることによって唯一な解（Ｐ’i,j）の座標位置を求める、即ち伸縮ロッド４００の圧縮量Δｄi,j＝Ｐ’i,j−Ｐi,jを取得する。各本の伸縮ロッド４００の圧縮量を計算して取得した後で、更に使用者が立てる時の足底三次元曲面Ａ（例えば、図１２に示す足底三次元曲面Ａ）を生成する。足底三次元曲面Ａと足底圧力データとを、表示装置によって即時に表示できる。また、足底圧力データがカラーマップ（colormap）によって視覚的に呈されることができ、使用者により直観的なフィードバックを与える。
【００４５】
伸縮ロッド４００の力受け値の計算は、以下の通りであり、各本の伸縮ロッド４００にいずれも弾性部材５００が接続され、その中の弾性部材５００の変形係数ｋが既知であるため、上記の計算工程で得られた変位量（Δｄi,j）によって、フックの法則Ｆi,j＝ｋΔｄi,jを利用して、各本の伸縮ロッド４００が受けられた力（Ｆi,j）を取得でき、使用者が立てる時の足底圧力データを取得することができる。
【００４６】
本発明の設計によって、金型を利用して容易に実の変形足部形態に適合するインソールをカスタマイズするだけでなく、且つ使用者の足部の種々のデータをいずれも取り込んで応用することができる。なお、インソール素材を入れることによって、熱成形させて且つ即時に足形に適合するインソールを取得することができる。したがって、本発明は、確実に特許性がある新規な発明である。
【符号の説明】
【００４７】
１００  ・・・ベース、
１１０  ・・・ベース部、
１１２  ・・・貫通孔、
１１４  ・・・凹部、
１１６  ・・・位置制限部材、
１２０  ・・・ガイド部、
１３０  ・・・外部枠、
２００  ・・・ガイドウェイ、
３００  ・・・位置決め溝、
４００  ・・・伸縮ロッド、
４１０  ・・・当接部、
４２０  ・・・透明部、
５００  ・・・弾性部材、
６００  ・・・スライドレール、
６０２  ・・・レール、
６０４  ・・・スライダー、
６２０  ・・・第１の接続部材、
６２１  ・・・第１の斜辺部、
６３０  ・・・第２の接続部材、
６３１  ・・・第３の斜辺部、
６４０  ・・・第１のスライドロッド、
６５０  ・・・第２のスライドロッド、
６６０  ・・・第１の押し合い部材、
６６１  ・・・第２の斜辺部、
６７０  ・・・第２の押し合い部材、
６７１  ・・・第４の斜辺部、
６８０  ・・・第３の押し合い部材、
６８１  ・・・押し合いバネ体、
７００  ・・・位置決め部材、
７１１  ・・・ノブ、
７１２  ・・・バネ、
７１３  ・・・バネ体、
７１４  ・・・円弧ヘッド、
８００  ・・・引き出し座、
８０１  ・・・留め具、
８０２  ・・・引き出し、
８０４  ・・・取っ手、
８０６  ・・・収納空間、
８１０  ・・・シリコーンフィルム、
８１１  ・・・頂面、
８１２  ・・・底面、
８２０  ・・・フォーム、
８３０  ・・・インソール素材、
９００  ・・・発光源、
９１０  ・・・発光部材、
９２０  ・・・センサー、
１０００  ・・・画像撮影装置、
Ａ              ・・・足底三次元曲面、
Ｓ１１〜Ｓ１４  ・・・工程、
Ｓ２１〜Ｓ２４  ・・・工程、
Ｉ１〜Ｉ３      ・・・平面。
【図１】
2019103876.tif 000004
【図２】
2019103876.tif 000005
【図３】
2019103876.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
2019103876.tif 000009
【図７】
2019103876.tif 000010
【図８】
2019103876.tif 000011
【図９】
2019103876.tif 000012
【図１０Ａ】
2019103876.tif 000013
【図１０Ｂ】
2019103876.tif 000014
【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
2019103876.tif 000016
【図１２】
2019103876.tif 000017
【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
2019103876.tif 000019
【図１４】
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