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EP2120711A1 - Verfahren und anordnung zur dreidimensionalen erfassung der raumform eines fusses - Google Patents

Verfahren und anordnung zur dreidimensionalen erfassung der raumform eines fusses

Info

Publication number
EP2120711A1
EP2120711A1 EP07856919A EP07856919A EP2120711A1 EP 2120711 A1 EP2120711 A1 EP 2120711A1 EP 07856919 A EP07856919 A EP 07856919A EP 07856919 A EP07856919 A EP 07856919A EP 2120711 A1 EP2120711 A1 EP 2120711A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
foot
desired position
feet
shoe
support
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07856919A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dirk Rutschmann
Christian Lott
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
corpuse AG
Original Assignee
corpuse AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by corpuse AG filed Critical corpuse AG
Publication of EP2120711A1 publication Critical patent/EP2120711A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Measuring devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
    • A61B5/1074—Foot measuring devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A43—FOOTWEAR
    • A43D—MACHINES, TOOLS, EQUIPMENT OR METHODS FOR MANUFACTURING OR REPAIRING FOOTWEAR
    • A43D1/00—Foot or last measuring devices; Measuring devices for shoe parts
    • A43D1/02—Foot-measuring devices
    • A43D1/025—Foot-measuring devices comprising optical means, e.g. mirrors, photo-electric cells, for measuring or inspecting feet

Definitions

  • the invention relates to a method for three-dimensional digitized detection of the spatial form of at least one foot or both feet of a person for a selection or individual production of footwear.
  • the invention further relates to an arrangement with which a foot or both feet of a person is brought into a desired position in which the spatial shape of the foot / feet is then predominantly digitized without contact.
  • the detection of the spatial form i.
  • the 3-dimensional coordinates of the surface of feet for selecting suitable products or for dimensionally accurate production of these products, for obtaining anatomically and medically interesting data and similar applications today is preferably done with optical 3D scanners based on laser triangulation, the projection of structured light or close-range photogrammetry work.
  • a particularly cost-effective arrangement of such a scanner is the so-called "lightbeam® 3D scanner” from corpus.e AG, Stuttgart (www.corpus-e.com), in which the foot to be digitized is provided with a specially marked elastic, tight-fitting
  • the photogrammetric registration ie the assignment of corresponding marks from the individual images, takes place on the basis of the specific coding of these marks as well as a likewise photogrammetrically marked base plate on which the customer to be digitized stands upright
  • This method is described in a number of granted patents and patent applications, for example in the basic patent EP 0 760 622: Method and arrangement for the three-dimensional digitized detection of the spatial form of bodies or body parts (Inventor: Robert Massen).
  • an only slightly controlled actual state of the foot shape is measured: the customer stands upright on an i. AIIg. flat bottom plate (for example a glass plate in laser triangulation scanners, which also digitize the sole of the foot or a photogrammetrically marked surface in the lightbeam® scanner).
  • an i. AIIg. flat bottom plate for example a glass plate in laser triangulation scanners, which also digitize the sole of the foot or a photogrammetrically marked surface in the lightbeam® scanner.
  • the digitized foot assumes a spatial form which differs considerably from the later foot shape inside a well-fitting shoe: the sole of the foot is pressed more or less flat, depending on the body balance posture, the circumference measurements and the length measurements are distinctly different from those of a foot in walking motion.
  • this target position can be defined not only by a certain geometrical spatial position, for example, by a certain angle between the sole of the foot and toe plateau, but also by the achievement of certain physical characteristics such as a specific pressure distribution of sole pressure from heel to ball.
  • Footwear is also an adjunct to correcting non-foot-related conditions such as pelvic obliquity, it is very important to derive this shoe from a foot model which is in the correct
  • Correction position is digitized.
  • the 3D model of the foot created by 3D digitization provides much more precise data than is needed to select a best-fit shoe from an existing collection or to produce an individual custom shoe the 3D model of a foot, for example, a lady's foot, which stands up flat and deformed accordingly different, is possible. Since also derived usual length and circumference measurements can change by up to several shoe sizes due to the foot deformation associated with the changed spatial position, it is immediately clear that digitizing a foot in such an optimal spatial position leads to much better matching shoes.
  • Foot scanners according to the prior art happens.
  • the foot or feet are successively brought into different desired positions and determines the three-dimensional spatial form in each of these positions.
  • deformations of the foot can be considered, for example, while walking.
  • the supports that bring the foot in the desired position adjusted by motor.
  • the arrangement with which the foot is brought into the desired position, pressure sensors and the desired position is determined at least by a predetermined pressure distribution.
  • desired target positions are evaluated by the customer and the customer is advised accordingly.
  • the concept of the invention is illustrated by way of example but not limited to the digitization of a female foot, using a two-part motorized device for raising the arch of the foot and the heel, and the contact pressure at the three locations: forefoot, arch and heel via pressure sensors incorporated in the device is determined. Please refer to the following pictures:
  • Figure 1 shows an inventive arrangement in the digitization of a first foot
  • Figure 2 shows the erfihdungshiele arrangement of Figure 1 in the digitization of a second foot.
  • the inventive arrangement in Figure 1 comprises a bottom plate 10, a first support 12 and a second support 14.
  • the supports and the bottom plate are preferably made of transparent material, so that they have the least possible interference in the optical detection of the spatial form and the digitizer not or only slightly restrict.
  • the bottom plate has photogrammetric marks.
  • the idea of the invention is independent of the predominantly non-contact optical digitizing method used, whether on the basis of laser triangulation, pattern projection, photogrammetry, silhouette detection or other methods known to those skilled in the art of 3D digitization.
  • the foot 16 to be digitized rests with the forefoot on a bearing surface 17, with the arch of the foot 20 on the first support 12 and with the heel 22 on the second support 14.
  • the supports are preferably to be changed pneumatically or hydraulically or by motor control.
  • the supports 12 and 14 are marked (not shown) so that they can be identified by the digitizing system. This can be done for example by an optical coding with a barcode, with an RFID chip or a similar marking method, but also by a shape recognition of the digitized supports themselves.
  • a pressure sensor 24 is provided in the support surface 16
  • a pressure sensor 26 is provided in the first support 12
  • a pressure sensor 28 is provided in the second support 14.
  • the supports 12 and 14 are vertically movable. They are set in Figure 1 so that the lady's foot is brought into a soli position, which corresponds both to the desired fashionable shoe style corresponding foot position, as well as anatomically desired pressure conditions between the contact pressure of the forefoot 18 (for example, at the location of the bale), the arch of the foot 20 and the heel 22 are present.
  • the supports 12 and 14 are moved vertically by motor but also a mechanical adjustment is conceivable to come to the desired position.
  • each of the struts 12 and 14 comprises two adjacent, separately movable devices whereby tilting of the foot about its longitudinal axis is achieved by different heights of the left and right devices.
  • Such foot positions are for example in the Production of orthopedic footwear desired, which should correct a pelvic tilt.
  • FIG. 1 likewise shows schematically an evaluation unit 30, wherein the evaluation unit contains a database in which nominal ranges for the measured values of the pressure sensors are stored as a function of different SoII positions.
  • the evaluation unit may be, for example, a computer.
  • the arrangement further comprises a graphical output device, preferably coupled to the evaluation unit, on which proposals for a best-matching depending on the measurements of the sensors, the data of the spatial shape of the foot / feet and anatomical and / or medical data of the customer
  • the sensor measured values can either be transmitted to the evaluation unit directly via a connection or entered by the user via a human / machine interface.
  • a desired position is initially determined with the customer, which is predetermined by the footwear to be selected or produced.
  • the customer is presented with a series of suggestions based on a first database which contains information about the shoe shapes that can be supplied or produced and the pressure distributions which are desirable depending on the individual anatomy of the customer.
  • the access via this database takes place via all or a selection of the following criteria:
  • anatomical measurements such as total body weight, general foot geometry,
  • the foot of the customer is then placed in the determined from the database matching (s) position (s) and required for the selection of a best-fit shoe or the manufacture of an individual shoe digitization of the foot in This digitized from the shoe style and anatomy optimal position.
  • the desired position can be predetermined by geometric specifications or by sensor measured values. Preferably, both specifications are observed. As a rule, it will often not be possible to achieve anatomically desired pressure ratios for all possible fashionable shoe styles. Therefore, if the given sensor readings are not achieved at a certain geometric position, the customer is offered another footwear which is better adapted to the individual anatomical conditions.
  • the foot is brought into different spatial positions during the digitization and in each case a section of the spatial form is determined for the respective foot position.
  • the foot can be detected in a left and right side view in different spatial position and thus, for example, the change in the foot length are determined as a function of spatial position from a single digitizing process, which means a gain of time.
  • FIG. 2 shows the arrangement according to FIG
  • Digitization is brought into a desired spatial position, which results from the desired geometric position and / or physical measurements, in particular pressure values.
  • a further idea of the invention is, in particular for the individual production or best-fit selection of orthopedic footwear, to select from a series of spatial positions determined in different desired positions that represents an optimal compromise between anatomically / therapeutically desirable form, availability and production costs.

Landscapes

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Abstract

Optische Erfassung der Raumform von räumlich positionierten Füßen Verfahren zur dreidimensionalen digitalisierten Erfassung der Raumform wenigstens eines Fußes oder beider Füße einer Person für eine Auswahl oder individuelle Herstellung von Fußbekleidung. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Festlegen einer Soll-Position für den Fuß/die Füße, die durch die auszuwählende oder herzustellende Fußbekleidung vorgegeben ist; Bringen des Fußes/der Füße mit Hilfe einer vorzugsweise motorisch verstellbaren Vorrichtung in die Soll-Position; optische Erfassung und Digitalisierung der dreidimensionale Raumform des Fußes/der Füße in der Soll-Position. Ferner eine Anordnung, mit der ein Fuß oder beide Füße einer Person in eine Soll-Position gebracht wird, in der die Raumform des Fußes/der Füße vorwiegend berührungslos digitalisiert wird, wobei die Anordnung eine Bodenplatte, eine erste Stütze und eine zweite Stütze umfasst. Die erste und die zweite Stütze sind parallel und senkrecht zur Bodenplatte vorzugsweise motorisch bewegbar, um den Fuß/die Füße in die Soll-Position zu bringen.

Description

Verfahren und Anordnung zur dreidimensionalen Erfassung der Raumform eines
Fußes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur dreidimensionalen digitalisierten Erfassung der Raumform wenigstens eines Fußes oder beider Füße einer Person für eine Auswahl oder individuelle Herstellung von Fußbekleidung. Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung, mit der ein Fuß oder beide Füße einer Person in eine Soll-Position gebracht wird, in der die Raumform des Fußes/der Füße dann vorwiegend berührungslos digitalisiert wird.
Die Erfassung der Raumform, d.h. der 3-dimensionalen Koordinaten der Oberfläche von Füßen zur Auswahl passender Produkte oder zur maßgenauen Herstellung dieser Produkte, zur Gewinnung anatomisch und medizinisch interessierender Daten und ähnlichen Anwendungen geschieht heute vorzugsweise mit optischen 3D-Scannem, welche auf der Grundlage der Lasertriangulation, der Projektion strukturierten Lichtes oder der Nahbereichs- Photogrammetrie arbeiten. Eine besonders kostengünstige Anordnung eines solchen Scanners ist der sog. „lightbeam® 3D Scanner" der Fa. corpus.e AG, Stuttgart (www.corpus-e.com). Hierbei wird der zu digitalisierende Fuß mit einem speziell markierten elastischen, eng anliegenden Überzug bekleidet und mit einer Digitalkamera aus mehreren sich überlappenden Ansichten photographiert. Die photogrammetrische Registrierung, d.h. die Zuordnung korrespondierender Marken aus den einzelnen Bilder erfolgt anhand der speziellen Codierung dieser Marken sowie einer ebenfalls photogrammetrisch markierten Bodenplatte, auf welcher der zu digitalisierende Kunde aufrecht steht. Dieses Verfahren ist in einer Reihe von erteilten Patenten und Patentanmeldung beschrieben, so z.B. in dem grundlegenden Patent EP 0 760 622: Verfahren und Anordnung zur dreidimensionalen digitalisierten Erfassung der Raumform von Körpern oder Körperteilen (Erfinder: Robert Massen).
Ein weiterer kommerziell von der Firma Shoemaster unter dem Namen
„INFOOT®" angebotener Fußscanner (siehe www.shoemaster.co.uk) benutzt das Laserlichtschnitt-Verfahren, wobei jeweils nur ein Fuß, welcher auf einer Glasplatte steht, mittels einer Anordnung aus drei beweglichen Kamera/Laserlinienprojektor-Anordnungen abgetastet wird.
Nach dem Stand der Technik wird bei der dreidimensionalen Digitalisierung von den prinzipiell in erheblichem Maße form-instabilen Füßen ein nur wenig kontrollierter Ist-Zustand der Fußform vermessen: der Kunde steht aufrecht auf einer i. AIIg. flachen Bodenplatte (z.B. einer Glasplatte bei Lasertriangulations- Scannern, welche auch die Fußsohle mit digitalisieren oder einer photogrammetrisch markierten Fläche beim lightbeam® Scanner).
Der digitalisierte Fuß nimmt dabei unter dem Einfluss des Körpergewichtes und der Körperhaltung eine Raumform an, welche sich erheblich von der späteren Fußform im Inneren eines gut passenden Schuhs unterscheidet: die Fußsohle wird, je nach Körpergleichgewichtshaltung mehr oder weniger flach gedrückt, die Umfangsmaße und die Längenmaße sind deutlich verschieden von denjenigen eines Fußes in Gehbewegung.
Insbesondere bei Damenschuhen mit hohem Absatz ist die Fußform im normalen Gebrauch durch die steile Raumlage deutlich unterschiedlich von der Fußform, welche bei einem optischen Scanner nach dem beschriebenen Stand der Technik in flacher Grundstellung ermittelt wird. Die aus einem in dieser Position digitalisierten 3D Modelj eines Fußes extrahierten Daten sind daher u, U. wenig geeignet, um ein passendes Modell auszuwählen bzw. einen individuellen Schuh herzustellen. Diese Schwierigkeiten haben u. a. dazu geführt, dass bis dato im sog. mass-customization Geschäft praktisch keine mit Hilfe von 3D-Scan- Daten ausgesuchten oder individuell gefertigten Damenschuhe angeboten werden.
Es besteht jedoch für die verschiedenen Anwendungen der Fußdigitalisierung sowohl im Bereich der prothetischen Versorgung, im Bereich des sog. mass- customization sowie bei speziellen Schuhen wie Sportschuhen, Schutzschuhen, usw. ein hohes Interesse, den zu digitalisierenden Fuß vor der Vermessung in eine anatomisch gewünschte Position zu bringen, um dann den so fixierten Fuß in einem definierten Soll-Zustand zu digitalisieren. Dabei kann diese Soll-Position nicht nur durch eine bestimmte geometrische Raumlage definiert sein, beispielsweise durch einen bestimmten Winkel zwischen Fußsohle und Vorderzehen-Plateau, sondern auch durch das Erreichen bestimmter physikalischer Merkmale wie z.B. einer bestimmten Druckverteilung des Fußsohlendrucks von Ferse zu Ballen.
Insbesondere bei prothetischen Schuhen, welche neben der eigentlichen
Fußbekleidung auch ein Hilfsmittel zur Korrektur nicht Fuß bezogener Krankheitsbilder wie z.B. einer Becken-Schiefstellung darstellen, ist es sehr wichtig, diesen Schuh aus einem Fußmodell abzuleiten, welches in der richtigen
Korrekturposition digitalisiert wird.
Es besteht daher ein erhebliches wirtschaftliches und technisches Interesse an einem Verfahren zur Gewinnung der Raumform von Füßen mit berührungslos arbeitenden 3D Scannern, bei welchem das entstehende Fußmodell an die auszuwählende oder herzustellende Fußbekleidung angepasst ist.
Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Schritten des Anspruchs 1 erreicht. Es wird ferner durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 erreicht, mit der der zu digitalisierende Fuß in eine an die Fußbekleidung angepasste Soll-Position gebracht wird.
Durch die Digitalisierung des Fußes in einer Soll-Raumposition wird erreicht, dass das durch die 3D Digitalisierung erzeugte 3D Modell des Fußes die zur Auswahl eines best-fit Schuhs aus einer vorhandenen Kollektion oder zur Herstellung eines individuellen Maßschuhes benötigten Daten viel präziser liefert als dies aus dem 3D Modell eines Fußes, beispielsweise eines Damenfußes, welcher flach aufsteht und sich entsprechend unterschiedlich verformt, möglich ist. Da sich auch abgeleitete übliche Längen- und Umfangsmaße durch die mit der veränderten Raumposition einhergehenden Fußverformung sich um bis zu mehreren Schuhgrößen ändern können, ist es unmittelbar einsichtlich, dass eine Digitalisierung eines Fußes in einer solchen optimalen Raumposition zu wesentlich besser passenden Schuhen führt.
Diese Argumentation ist bei der Digitalisierung zum Zwecke der Herstellung von orthopädischen Schuhen ebenfalls entscheidend, so dass das erfindungsgemäße Verfahren auch hier wesentlich besser passende 3D Modelle sowie daraus abgeleitete Längen- und Umfangsmaße liefert, als dies bei
Fußscannern nach dem Stand der Technik geschieht. Vorteilhafter Weise wird der Fuß bzw. werden die Füße nacheinander in verschiedene Soll-Positionen gebracht und die dreidimensionale Raumform in jeder dieser Positionen bestimmt. Damit können Verformungen des Fußes beispielsweise während des Gehens berücksichtigt werden. Vorzugsweise werden die Stützen, die den Fuß in die Soll-Position bringen, motorisch verstellt.
In der bevorzugten Ausführungsform umfasst die Anordnung, mit der der Fuß in die Soll-Position gebracht wird, Drucksensoren und die Soll-Position wird zumindest auch durch eine vorgegebene Druckverteilung bestimmt. Damit können z.B. vom Kunden gewünschte Soll-Positionen aus anatomischer Sicht bewertet und der Kunde entsprechend beraten werden.
Der Erfindungsgedanke sei beispielhaft aber nicht einschränkend anhand der Digitalisierung eines weiblichen Fußes dargestellt, wobei eine zweiteilige motorisch verstellbare Vorrichtung zur Anhebung des Fußgewölbes sowie der Fußferse eingesetzt wird, und der Auflagedruck an den drei Stellen: Vorderfuß, Fußgewölbe und Fußferse über in der Vorrichtung eingebaute Drucksensoren ermittelt wird. Hierbei wird auf folgende Abbildungen verwiesen:
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung bei der Digitalisierung eines ersten Fußes; und
Figur 2 zeigt die erfihdungsgemäße Anordnung aus Figur 1 bei der Digitalisierung eines zweiten Fußes.
Die erfindungsgemäße Anordnung in Figur 1 umfasst eine Bodenplatte 10, eine erste Stütze 12 und eine zweite Stütze 14. Die Stützen und die Bodenplatte sind vorzugsweise aus transparentem Material gefertigt, so dass sie bei der optischen Erfassung der Raumform einen möglichst geringen Störeinfluss haben und den Digitalisierbereich nicht oder nur wenig einschränken. Je nach verwendetem Digitalisierungsverfahren weist die Bodenplatte photogrammetrische Marken auf. Der Erfindungsgedanke ist unabhängig von dem eingesetzten, vorwiegend berührungslosen optischen Digitalisierverfahren, sei es auf der Grundlage der Lasertriangulation, der Musterprojektion, der Photogrammetrie, der Silhouettenerfassung oder sonstiger, dem Fachmann der 3D Digitalisierung bekannten Verfahren. Der zu digitalisierende Fuß 16 ruht mit dem Vorderfuß auf einer Auflagefläche 17, mit dem Fußgewölbe 20 auf der ersten Stütze 12 und mit der Ferse 22 auf der zweiten Stütze 14. Die Stützen sind vorzugsweise pneumatisch oder hydraulisch, bzw. motorgesteuert zu verändern. Im Ausführungsbeispiel sind die Stützen 12 und 14 so markiert (nicht dargestellt), dass sie vom Digitalisierungssystem identifiziert werden können. Dies kann beispielsweise durch eine optische Codierung mit einem barcode, mit einem RFID chip oder einem ähnlichen Markierverfahren, aber auch durch eine Formerkennung der mitdigitalisierten Stützen selbst geschehen.
Denkbar ist auch, den Fuß durch mechanische Positionierungsvorrichtungen in Soll-Position zu bringen, welche nicht aus diskreten Vertikalachsen wie in Figur 1 dargestellt bestehen, sondern flächig die Fußsohle im Raum positionieren. Solche Positionierungsvorrichtungen können beispielhaft aus aufblasbaren flexiblen Hohlkörpern bestehen. Auch vereinfachte Ausführungen der Vorrichtungen, z.B. in Gestalt einer Sammlung von unterschiedlichen Fußstützen, welche den unterschiedlichen Raumpositionen entsprechen, sind denkbar.
Im Ausführungsbeispiel ist in der Auflagefläche 16 ein Drucksensor 24, in der ersten Stütze 12 ein Drucksensor 26 und in der zweiten Stütze 14 ein Drucksensor 28 vorgesehen. Die Stützen 12 und 14 sind vertikal bewegbar. Sie sind in Figur 1 so eingestellt, dass der Damenfuß in eine Soli-Position gebracht ist, die sowohl einer dem gewünschten modischen Schuhstil entsprechenden Fußhaltung entspricht, als auch anatomisch gewünschte Druckverhältnisse zwischen dem Auflagedruck des Vorderfußes 18 (beispielhaft an der Stelle des Ballens), dem Fußgewölbe 20 und der Ferse 22 vorliegen. Es können vorteilhafter Weise auch Sensoren für statische und/oder dynamische Druckwerte und/oder Temperaturwerte und/oder elektrodynamische Werte an unterschiedlichen Stellen der Fußsohle vorgesehen werden. Die Stützen 12 und 14 werden motorisch vertikal bewegt aber auch eine mechanische Verstellung ist denkbar, um in die Soll-Position zu kommen.
Vorzugsweise umfasst jede der Stützen 12 und 14 zwei nebeneinander liegende getrennt bewegbare Vorrichtungen, wodurch durch unterschiedliche Höhen der linken und der rechten Vorrichtung eine Kippung des Fußes um seine Längsachse erreicht wird. Solche Fußpositionen sind beispielsweise bei der Herstellung von orthopädischem Schuhwerk erwünscht, welches eine Beckenschräglage korrigieren soll.
Figur 1 zeigt ebenfalls schematisch eine Auswerteeinheit 30, wobei die Auswerteeinheit eine Datenbank enthält, in der abhängig von verschiedenen SoII- Positionen Sollbereiche für die Messwerte der Drucksensoren gespeichert sind. Bei der Auswerteeinheit kann es sich beispielsweise um einen Rechner handeln.
Die Anordnung umfasst ferner ein vorzugsweise mit der Auswerteeinheit gekoppeltes graphisches Ausgabegerät, auf dem abhängig von den Messwerten der Sensoren, der Daten der Raumform des Fußes/der Füße und anatomischen und/oder medizinischen Daten des Kunden Vorschläge für einen best-passenden
Schuh und/oder für einen individuell hergestellten Schuh gemacht werden.
Die Sensormesswerte können der Auswerteeinheit entweder direkt über eine Verbindung übermittelt werden oder vom Nutzer über eine Mensch/Maschine- Schnittstelle eingegeben werden.
Erfindungsgemäß wird zunächst mit dem Kunden eine Soll-Position festgelegt, die durch die auszuwählende oder herzustellende Fußbekleidung vorgegeben ist. Im Ausführungsbeispiel werden daher der Kundin eine Reihe von Vorschlägen anhand einer ersten Datenbank unterbreitet, welche Informationen über die lieferbaren oder herstellbaren Schuhformen und die abhängig von der individuellen Anatomie des Kunden wünschenswerte Druckverteilungen enthalten. Der Zugriff über diese Datenbank erfolgt erfindungsgemäß über alle oder eine Auswahl der folgenden Kriterien:
das Geschlecht des Kunden
eine Vorselektion der gewünschten Schuhformen durch den Kunden
mögliche vom Kunden benannte Gebrauchseinschränkungen wie
Laufschuh, Tanzschuh, Straßenschuh, Sportschuh usw
anatomische Messwerte wie Gesamt-Körpergewicht, generelle Fußgeometrie,
wobei letztere über ein Eingabemedium wie Tastatur oder Tastfeld eingegeben oder aus einer 3D Digitalisierung des Fußes selbst in einer Grundposition automatisch ermittelt werden. Nachdem so die Soll-Position oder die Soll-Positionen bestimmt ist/sind, wird der Fuß des Kunden sodann in die aus der Datenbank ermittelten passende(n) Position(en) gebracht und die zur Selektion eines best-fit Schuhes bzw. der Herstellungen eines Individualschuh erforderliche Digitalisierung des Fußes in dieser vom Schuhstil und der Anatomie her optimalen Position digitalisiert.
Die Soll-Position kann dabei durch geometrische Vorgaben oder durch Sensor-Messwerte vorgegeben sein. Bevorzugterweise werden beide Vorgaben beachtet. Es wird in der Regel häufig nicht möglich sein, anatomisch gewünschte Druckverhältnisse für alle möglichen modischen Schuhstile zu erreichen. Daher wird der Kundin bei Nicht-Erreichen der vorgegebenen Sensor-Messwerte bei einer bestimmten geometrischen Position eine andere, den individuellen anatomischen Gegebenheiten besser angepasste Fußbekleidung vorgeschlagen.
In einer Ausführungsform wird der Fuß während der Digitalisierung in unterschiedliche Raumpositionen gebracht und jeweils ein Ausschnitt der Raumform für die jeweilige Fußposition bestimmt. Hierdurch kann z.B. der Fuß in einer linken und einer rechten Seitenaufnahme in unterschiedlicher Raumposition erfasst werden und dadurch beispielsweise die Veränderung der Fußlänge als Funktion der Raumposition aus einem einzigen Digitalisierungsvorgang ermittelt werden, welches einen Zeitgewinn bedeutet.
Figur 2 zeigt die Anordnung gemäß Figur 1 , wenn sie an einen kleineren
Damenfuß 16' angepasst ist. Hierfür wurden die Stützen 12 und 14 wie durch Pfeile 32 und 34 angedeutet parallel zur Bodenplatte 10 verschoben. Vorzugsweise erfolgt dieses Verschieben motorisch.
Die Beschreibung der Erfindung erfolgte anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels. Diese Anwendung der Digitalisierung eines Damenfußes ist lediglich beispielhaft zu verstehen und stellt keine Einschränkung des
Erfindungsgedanken ein. Ein Einsatz von mehr als zwei vertikalen Stützen, eine unterschiedliche mechanische Auslegung der Vorrichtung zum Ändern der
Fußposition, Anwendungen in den Bereichen der orthopädischen Schuhe und Stiefel, der sportlichen Fußbekleidung sowie der medizinischen Diagnose und
Forschung auf dem Gebiet der Fußmedizin sind vom Erfindungsgedanken umfasst. Wesentlich für den Erfindungsgedanken gegenüber dem Stand der Technik der optischen 3D Digitalisierung von Füßen ist, dass der Fuß vor der
Digitalisierung in eine gewünschte Raumposition gebracht wird, welche sich aus der gewünschten geometrischen Stellung und/oder physikalischen Messwerten, insbesondere Druckwerten, ergibt.
Ein weiterer Erfindungsgedanke ist es, insbesondere für die individuelle Fertigung oder best-fit Selektion von orthopädischem Schuhwerk, aus einer Serie von in unterschiedlichen Soll-Positionen ermittelten Raumformen diejenige auszuwählen, welche einen optimalen Kompromiss zwischen anatomisch/therapeutisch wünschenswerter Form, Verfügbarkeit und Herstellungskosten darstellt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur dreidimensionalen digitalisierten Erfassung der Raumform wenigstens eines Fußes (16, 16') oder beider Füße einer Person für eine Auswahl oder individuelle Herstellung von Fußbekleidung, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
- Festlegen einer Soll-Position für den Fuß/die Füße (16, 16'), die durch die auszuwählende oder herzustellende Fußbekleidung vorgegeben ist;
- Bringen des Fußes/der Füße mit Hilfe einer vorzugsweise motorisch verstellbaren Vorrichtung in die Soll-Position;
- optische Erfassung und Digitalisierung der dreidimensionale Raumform des Fußes/der Füße in der Soll-Position.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Fuß/die Füße (16, 16') nacheinander in verschiedene Soll-Positionen gebracht wird und die dreidimensionale Raumform in jeder dieser Positionen bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Soll-Position durch geometrische Vorgaben vorgegeben ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in der Vorrichtung wenigstens ein physikalischer Sensor (24, 26, 28) eingebaut ist und für die SoII- Position ein Sensor-Messwert vorgegeben ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei mehrere Sensoren (24, 26, 28) vorgesehen sind und die Sensoren statische und/oder dynamische Druckwerte und/oder Temperaturwerte und/oder elektrodynamische Werte an unterschiedlichen Stellen der Fußsohle liefern.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Sensoren (24, 26, 28) Messwerte über die Körperhaltung der Person liefern.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Fuß/die Füße in eine Soll-Position gebracht wird, in der die Ferse (22) höher als das Vorderzehen-Plateau (18) liegt.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Fuß (16, 16') zum Erreichen einer Soll-Position entlang seiner Längsachse gekippt wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Soll-Position / die Soll-Positionen einer ersten Datenbank in Abhängigkeit wenigstens einer der folgenden Angaben entnommen werden:
- Geschlecht der Person
- Vorselektion der gewünschten Schuhform
- mögliche Gebrauchseinschränkungen wie Laufschuh, Tanzschuh, Straßenschuh, Sportschuh usw. - anatomische Messwerte wie Gesamt-Körpergewicht, generelle
Fußgeometrie.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Auswahl der Schuhbekleidung mit Hilfe einer zweiten Datenbank geschieht, in welcher Regeln für die Auswahl oder Herstellung eines bestpassenden Schuhs in Abhängigkeit von der ermittelten Raumform und/oder hieraus abgeleiteten Daten, der Kundenwünsche, der Kundenanatomie, medizinischer Regeln sowie schuhproduktionstechnischen Gegebenheiten abgelegt sind.
11. Anordnung, mit der ein Fuß (16, 16') oder beide Füße einer Person in eine Soll-Position gebracht wird, in der die Raumform des Fußes/der Füße vorwiegend berührungslos digitalisiert wird, wobei die Anordnung folgendes umfasst:
- eine Bodenplatte (10), die eine Auflagefläche aufweist, auf der der Vorderfuß (18) ruht;
- eine erste Stütze (12), auf der das Fußgewölbe (20) ruht; - eine zweite Stütze (14), auf der die Ferse (22) ruht; wobei die erste und die zweite Stütze (12, 14) parallel und senkrecht zur Bodenplatte (10) vorzugsweise motorisch bewegbar sind, um den Fuß/die Füße (16, 16') in die Soll-Position zu bringen.
12. Anordnung gemäß Anspruch 11 , wobei beide Stützen (12, 14) je zwei getrennt bewegbare Teile umfassen, die so zueinander angeordnet sind, dass der Fuß (16, 16') bei unterschiedlicher Höhe der je zwei Teile um seine Längsachse gekippt ist.
13. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei die erste und zweite Stütze (12, 14) durch pneumatisch und/oder hydraulisch verformbare Hohlkörper realisiert sind.
14. Anordnung gemäß Anspruch 11 bis 13, wobei in der Auflagefläche (17) der Bodenplatte (10) ein erster Drucksensor (24), in der ersten Stütze (12) wenigstens ein zweiter Drucksensor (26) und in der zweiten Stütze (14) wenigstens ein dritter Drucksensor (28) vorgesehen sind, wobei die Drucksensoren geeignet sind, den Auflagedruck des Vorderfußes, des Fußgewölbes bzw. der Ferse zu messen.
15. Anordnung gemäß Anspruch 14, ferner umfassend eine Auswerteeinheit (30), wobei die Auswerteeinheit eine Datenbank enthält, in der abhängig von der Soll-Position Sollbereiche für die Messwerte der Drucksensoren (24, 26, 28) gespeichert sind.
16. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, ferner umfassend ein graphisches Ausgabegerät, auf dem abhängig von den Messwerten der Sensoren, der Daten der Raumform des Fußes/der Füße und anatomischen und/oder medizinischen Daten des Kunden Vorschläge für einen best-passenden Schuh und/oder für einen individuell hergestellten Schuh gemacht werden.
17. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei die Bodenplatte (10), die erste Stütze (12) und die zweite Stütze (14) zumindest weitgehend aus transparentem Material gefertigt sind.
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