KR101381137B1 - 족부 스캐너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 족부의 사이즈를 포함한 형상 정보를 2차원 또는 3차원으로 획득할 수 있는 스캐너와 관련된다. 본 발명은 실시예로, 스캔 대상인 족부가 오르는 배드와, 이송레일부가 설치되어 있는 본체, 상기 이송레일부에 의해 상기 본체의 전후 방향으로 슬라이딩 이동하는 대차부, 상기 본체를 기준으로 좌측 방향과 우측 방향으로 각자 전개 가능하게 상기 대차부에 연결되어 있고, 상기 배드에 오른 족부에 선 형상의 레이저빔을 조사하는 레이저조사유닛과, 상기 레이저빔이 조사된 족부의 표면 이미지를 취득하는 적어도 하나의 영상취득유닛을 포함하는 측정모듈들을 포함하는 족부 스캐너를 제시한다.

Description

족부 스캐너{Scanner for the foot}

본 발명은 족부의 사이즈를 포함한 형상 정보를 2차원 또는 3차원으로 획득할 수 있는 스캐너와 관련된다.

발 사이즈를 포함한 발의 형상은 사람마다 다른 것으로, 이는 입체적 정보를 취급하여야 하므로 정밀히 측정하는 것은 쉽지 아니하다. 발의 형상 정보는 신발이나 양발 제조 업계에서 제품을 생산하기 위한 기본적인 정보로 취급되며, 의학분야에는 보정구나 특수 용도 신발 제작 등에서 요구된다.

입체 형상을 획득하기 위한 신체 스캐너는 라인 레이저 등을 조사한 신체 표면에 대해 복수의 이미지를 취하고, 이들 이미지를 3차원 분석하여 신체의 굴곡에 대한 정보를 얻게 된다. 이러한 방법은 후술하는 특허문헌 등에서 널리 사용되고 있다.

종래의 기술은 필요한 이미지를 확보하기 위하여 족부 스캔장비에 발을 올린 상태에서 움직이지 않도록 하고, 이후 레이저조사기를 포함한 카메라를 이동시키면서 이미지들을 획득하는 방식이다.

이러한 방식은 스캔 장비를 크게 하는 원인으로 작용한다. 구체적으로 살펴보면, 현재 기술수준에서 이미지 확보용도로 사용되는 카메라가 발을 인식할 수 있는 최소거리는 대략 150mm 정도이다. 적어도 발의 안쪽 부분과 바깥쪽 부분을 포함하여 촬영해야 하므로 카메라나 레이저조사기는 서로 대향되게 한 쌍이 구비되어야 한다. 따라서 발의 내측과 외측을 측정하기 위한 스캔장치는, 카메라 등의 이동수단까지 포함하여 좌우 폭이 55cm 이상이 되어야 한다. 이러한 사이즈의 스캐너는 공간을 크게 차지하므로 설치 장소에 제약이 있다.

더하여 취득한 이미지를 처리하는 기술면에서 종래의 기술들은, 레이저선의 이동에 따라 취득한 이미지들을 연산 처리하여야 하므로 연산량이 상당하다. 따라서 한 명의 발 형태 측정에 소요되는 시간이 길어지는 단점과, 고성능 장비에 따른 비용 상승의 우려가 있다.

대한민국 등록실용신안 제20-0256688호 (2001.11.27) 대한민국 등록실용신안 제20-0290837호 (2002.09.17)

본 발명은 족부 스캐너의 사이즈를 작게 하여 공간활용도를 개선하고자 한다.

그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

위 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 실시예로, 스캔 대상인 족부가 오르는 배드와, 이송레일부가 설치되어 있는 본체, 상기 이송레일부에 의해 상기 본체의 전후 방향으로 슬라이딩 이동하는 대차부, 상기 본체를 기준으로 좌측 방향과 우측 방향으로 각자 전개 가능하게 상기 대차부에 연결되어 있고, 상기 배드에 오른 족부에 선 형상의 레이저빔을 조사하는 레이저조사유닛과, 상기 레이저빔이 조사된 족부의 표면 이미지를 취득하는 적어도 하나의 영상취득유닛을 포함하는 측정모듈들을 포함하는 족부 스캐너를 제시한다.

여기서, 상기 영상취득유닛은 상기 레이저빔이 조사하는 족부를 향하여 비스듬히 설치되는 반사부재와, 상기 반사부재에 인접하게 위치하며 상기 반사부재에 비친 이미지를 촬영하는 카메라를 포함할 수 있다.

나아가, 상기 측정모듈에서 상기 영상취득유닛은 상기 레이저조사유닛을 기준으로 전후에 하나 씩 설치되어 있고, 각 영상취득유닛에 구비되는 상기 반사부재와 상기 카메라는, 상기 레이저조사유닛을 기준으로 전후 방향에 따라 대칭 관계에 놓여 있을 수 있다.

한편, 상기 대차부에는 상기 배드에 오른 족부의 발바닥에 선 형상의 레이저를 조사하는 레이저조사유닛과, 상기 레이저빔이 조사된 발바닥의 표면 이미지를 취득하는 영상취득유닛이 구비될 수 있다.

또한 상기 대차부는 모터에 의하여 슬라이딩 이동하고, 상기 모터의 회전수에 의해 상기 대차부의 이동한 위치를 표시하는 이동위치 표시 모듈을 더 포함하되, 상기 이동위치 표시 모듈은, 상기 모터의 회전수에 해당하는 펄스를 출력하는 엔코더부와, 상기 엔코더부에 연결되고 상기 엔코더부에서 출력되는 펄스를 카운트하는 엔코더 펄스 카운터부와, 상기 카메라에 의해 촬영이 가능하도록 상기 반사부재에 결합되고 상기 엔코더 펄스 카운터부에 연결되며 상기 엔코더 펄스 카운터부에서 카운트 한 펄스의 갯수를 표시하는 카운트 표시부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 카운트 표시부는 나란하게 배치된 복수의 램프들로 이루어지고, 상기 램프들의 점멸에 의해 펄스의 갯수를 표시할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 카메라에서 얻어진 펄스의 갯수에 대한 이미지를 스캔부분 위치정보로 가공 처리하는 카운트 분석유닛과, 상기 카메라에서 얻어진 족부의 표면 이미지를 스캔부분 형상정보로 가공 처리하는 스캔영상 분석유닛과, 상기 카운트 분석유닛에서 산출된 스캔부분 위치정보와 상기 스캔영상 분석유닛에서 산출된 발의 스캔부분 형상정보를 전송받아, 발 전체 형상을 산출하는 취합유닛을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 좌우로 전개되는 측정모듈은 족부 스캐너를 작동하지 아니하는 경우 본체에 가깝게 이동되어 족부 스캐너가 차지하는 부피를 최소화하는 것이다. 사이즈가 줄어든 족부 스캐너는 차지하는 공간이 적어지므로, 족부 스캐너가 설치되는 상품 판매 매장이나 연구소 등의 공간 활용도를 개선한다.

나아가 반사부재를 구비하는 영상취득유닛은 카메라와 족부 사이의 거리를 더욱 줄일 수 있게 하는 것이다. 따라서 족부 스캐너의 작동을 위한 측정모듈의 전개 길이를 짧게 구성할 수 있게 하는 것이어서, 족부 스캐너의 소형화가 더욱 개량되는 장점이 있다. 대차부에 장착되는 반사부재는 레이저조사유닛을 뉘인 상태로 장착할 수 있게 하면서, 카메라와 배드 사이의 거리를 짧게 구성할 수 있게 하므로, 배드의 높이를 낮출 수 있게 하여 피측정자의 편의성을 증대시킨다.

또한 레이저조사유닛을 기준으로 전후에 대칭관계인 한 쌍의 영상취득유닛이 구비됨으로써 족부의 전후에 대한 이미지를 명확하게 획득할 수 있게 되어, 족부의 전후 길이 등 사이즈를 정확히 산출할 수 있으며, 정밀한 3차원 형상을 산출할 수 있게 된다.

또한 대차부가 모터에 의하여 슬라이딩 이동하고, 모터의 회전수에 의해 대차부의 이동한 위치를 표시하는 이동위치 표시 모듈을 더 포함함으로써, 대차부의 위치를 시각적으로 표시하고 모터의 회전수를 표시하는 카운트 표시부를 반사부재에 결합되도록 하여 카메라가 발의 스캔부분 형상정보와 함께 카운트 표시부에 표시된 영상정보를 획득할 수 있다.

여기서, 카운트 표시부가 나란하게 배치된 복수의 램프들로 이루어지면 램프들의 점멸에 의해 모터의 회전수를 2진수로 표시할 수 있고 2진수로 표시된 정보는 영상처리가 용이하다.

또한 제어부에서는 카운트 분석유닛에서 산출된 스캔부분 위치정보와 스캔영상 분석유닛에서 산출된 발의 스캔부분 형상정보를 전송받아, 취합유닛에서 발 전체 형상을 산출함으로써, 각 정보를 별도로 동기화시키지 않고도 발 전체 형상을 산출할 수 있다.

그 외 본 발명의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 발명을 실시하는 과정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 족부 스캐너의 개략적인 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 일부분의 내부를 나타낸 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 실시예의 사용상태를 나타낸 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 실시예의 주요부를 나타낸 사시도.
도 5는 도 1에 도시된 실시예의 주요부에 대한 내부 구조를 보여주는 평면도.
도 6은 도 1에 도시된 실시예의 내부 구조를 보여주는 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 족부 스캐너의 제어수단과 이동위치 표시 모듈을 나타낸 블록도.
도 8은 도 7의 카운트 표시부의 일예를 나타낸 사시도.
도 9는 도 8의 카운트 표시부를 촬영한 평면도.
도 10은 도 7의 스캔영상 분석유닛을 나타낸 블록도.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 족부 스캐너의 구성, 기능 및 작용을 설명한다. 단, 동일하거나 유사한 구성요소에 대한 도면 부호를 통일하여 사용하기로 한다.

첨부된 도면은 본 발명의 적용된 실시예를 나타낸 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 통하여 제한 해석해서는 아니된다. 이 기술분야에 속하는 전문가의 견지에서 도면에 도시된 일부 또는 전부가 발명의 실시를 위하여 필연적으로 요구되는 형상, 모양, 순서가 아니라고 해석될 수 있다면, 이는 청구범위에 기재된 발명을 한정하지 아니한다.

도 1 내지 도 3에는 본 발명의 실시예에 따른 족부 스캐너의 개략적인 외형이 도시되어 있다.

본 발명의 실시예에 따른 족부 스캐너(100)는 외형을 이루는 본체(1)와, 본체(1)의 내부에 설치되는 대차부(31), 본체(1)의 좌측과 우측에 각기 돌출되게 설치되어 있는 측정모듈(4)을 포함한다.

본체(1)는 금속 또는 강성이 우수한 합성수지 재질로 이루어진다. 본체(1)는 스캔 대상인 족부가 오르는 배드(111)가 구비된 배드부분(11)과, 조작패널이나 디스플레이창(121)이 구비되는 서포트부분(12)으로 구분된다.

배드부분(11)에는 유리나 아크릴 수지와 같이 투명 또는 반투명한 재질로 이루어진 배드(111)가 상면을 형성하고 있다. 이 배드(111) 위에 측정하고자 하는 대상, 즉 사람의 발이 오른다. 배드부분(11)의 좌측과 우측에는 본체의 전후 방향에 따라 긴 슬릿홈(112)이 형성되어 있다. 배드부분(11)의 좌측과 우측 각각에 구비된 측정모듈(4)은 슬릿홈(112)을 따라 전후 방향으로 이동 가능한 것이다.

배드부분(11)의 내부에는 측정모듈(4)을 전후방향으로 이송시키는 장비가 구비된다. 더하여, 배드부분(11)의 내부에는 투명한 배드(111)의 하부에 구비되며, 발바닥을 스캔할 수 있는 또 다른 측정모듈이 더 구비될 수 있다. 이러한 측정모듈들에 대해서는 추후 자세히 설명하기로 한다.

서포트부분(12)에는 전원공급수단, 제어수단, 조작수단 등이 구비된다.

전원공급수단은 외부의 전원을 적절히 변환시키는 장치가 구비된다. 이와 달리 전원공급수단은 배터리를 구비하여, 본체 외부로 연장되는 전기선 없이 족부 스캐너가 작동할 수 있도록 구성할 수 있다. 이와 같이, 배터리를 이용하는 경우에 장소적 제한이 없어 족부 스캐너를 임의의 위치에 설치할 수 있는 장점이 있다.

제어수단은 측정모듈에 구비되는 레이저나 카메라 등의 장비의 작동과, 카메라 등에서 얻어진 정보를 분석하여 족부의 형상에 대한 3차원 이미지 생성, 족부의 다양한 사이즈의 연산 등을 수행한다.

레이저와 카메라를 이용하여 얻어진 다수의 촬영 이미지를 가공하여 3차원 영상을 획득하거나 사이즈를 연산하는 알고리즘은 이미 공개된 바와 동일하거나 유사하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

조작수단은 디스플레이창(121)과 복수의 조작버튼 등으로 이루어진다. 사용자는 조작수단을 통하여 제어수단에 작동명령이나 여러 선택사항을 입력하고, 이를 확인할 수 있게 된다.

도 2와 도 3에서 본체의 좌측과 우측에 각기 구비된 제어모듈의 내부가 나타나도록, 측정모듈을 감싸는 케이스를 반투명하게 도시하였다.

측정모듈(4)은 레이저조사유닛(42)과 영상취득유닛(43)을 포함한다. 레이저조사유닛(42)은 배드(111)에 오른 족부에 선 형상의 레이저빔을 조사한다. 조사된 레이저빔은 족부의 측면 굴곡에 따라 상하 방향으로 굴곡된 선을 형성한다.

영상취득유닛(43)은 레이저빔이 조사된 발의 측면 굴곡을 촬영하는 것이다.

측정모듈(4)이 슬릿홈(112)을 따라 전방으로 이동함에 따라, 레이저빔은 족부의 전방부터 후방으로 이동되고, 영상취득유닛(43)은 일정 거리마다 족부의 이미지를 취득한다. 이후 제어수단은 취득한 이미지들에서 조사된 레이저빔을 추출하고, 이들을 바탕으로 족부의 3차원 형상이나 사이즈 등을 연산한다.

본 발명의 특징 중 하나는 족부 스캐너의 사이즈를 작게 하기 위하여 좌측과 우측의 측정모듈(4)이 본체(1)에서 좌우 방향으로 슬라이딩 이동하여 전개될 수 있도록 구성한 점이다. 이러한 측정모듈(4)의 전개는 도 2와 도 3을 대비하면 쉽게 알 수 있다.

영상취득유닛(43)에 의한 족부의 이미지 촬영은 카메라(431)로 이루어지는데, 적정한 이미지를 취득하기 위해서는 촬영대상이 되는 족부와 카메라가 일정 거리 이상 떨어질 필요가 있다. 족부와 카메라가 지나치게 가까운 경우에는 초점을 맞추기 어려워지거나 굴곡이 심하게 되어 캘리브레이션이 어려워지고 정밀도가 크게 낮아지는 등의 문제점이 있게 된다.

종래의 기술에서는 카메라로부터 스캔 대상인 족부까지의 길이를 고려하여 본체를 크게 제작하여 왔는데, 그에 따라 스캔 장비가 거대할 수밖에 없었다. 본 발명에서는 측정모듈(4)이 스캔 작동을 수행하지 아니하는 경우에는 본체에 가깝게 슬라이딩 이동하여, 보관 시의 족부 스캐너(100) 사이즈를 최소화하고, 스캔 시에는 측정모듈(4)이 좌우로 전개되어 필요한 카메라(431)와 족부까지의 거리를 확보할 수 있게 구성하였다. 이로써 족부 스캐너의 보관시에 차지하는 면적을 최소화하여 공간활용도가 개선되는 장점이 있다.

도 4에는 측정모듈(4)의 전개에 관련된 본체(1)의 내부 구조가 도시되어 있다. 도 4에서 서포트부분, 배드 및 측정모듈의 케이스 등은 생략하였다.

배드부분(11)의 내부에는 이송레일부(2)가 설치되어 있다.

이송레일부(2)는 배드부분(11)의 내부에 본체의 전후 방향으로 구비되는 적어도 하나의 레일(21), 레일(21)과 평행하게 장착되는 이송스크류(22), 이송스크류(22)를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 구동부(23)를 포함한다.

구동부(23)는 회전력을 제공하는 모터(231)와, 모터의 출력축에 연결되며 모터의 회전력을 이송스크류(22)에 전달하는 감속기(232)를 포함한다. 이 모터는 전술한 제어수단에 의해 작동이 제어된다.

한편, 이송레일부(2)의 회전 방향에 따라 본체(1)의 전후 방향으로 슬라이딩 이동하는 대차부(31)가 구비된다. 대차부(31)는 레일(21)에 의해 이동 방향이 구속되며, 이송스크류(22)의 회전 방향에 따라 본체의 전방으로 직선 이동하거나, 본체의 후방으로 직선 이동하게 된다.

도시된 실시예에서 대차부(31)와 이송레일부(2)는 직선 운동을 가져오는 슬라이더와 LM 가이드와 같은 공지된 직선 운동 기구로 대치될 수 있다.

측정모듈(4)은 본체(1)의 좌우 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 대차부(31)에 연결되어 있다.

측정모듈(4)의 좌우 방향 슬라이딩 이동은 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 도시된 바에 따르면, 대차부(31)의 측면에는 슬릿홈을 향하여 개방되는 슬라이딩 홈(31)을 형성하고, 측정모듈(4)에는 이 슬라이딩 홈(31)에 삽입 깊이를 조절 가능하게 결합되는 브래킷(41)이 구비된다. 브래킷(41)이 슬라이딩 홈(31)에 삽입되는 깊이에 따라 측정모듈(4)과 본체(배드부분)과의 거리가 달라진다.

더하여, 슬라이딩 홈(31)의 내측과 브래킷(41)의 각 끝단부에는 자석을 설치할 수 있다. 브래킷(41)이 슬라이딩 홈(31)의 내부로 완전히 삽입되었을 때에 양 자석이 서로 들러붙음에 따라, 브래킷(41)이 슬라이딩 홈(31)에서 임의로 인출되는 것을 방지할 수 있다.

이러한 수동식 전개 구성 외에도, 도시하지 아니하였으나, 좌측의 측정모듈과 우측의 측정모듈에서 각기 연장되는 브래킷에 래크를 형성하고, 대차부에는 양 래크에 맞물리는 피니언을 설치하여, 전기모터에 의한 피니어의 회전 방향에 따라 양 측정모듈이 서로 가까워지거나 멀어지도록 구성할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 특징 중 하나로, 좌우 측정모듈에서 전개 길이를 더욱 짧게 하기 위하여 본 발명의 실시예에서 반사부재(432)를 사용한다.

도 4와 도 5에는 반사부재(432)를 구비한 영상취득유닛(43)이 도시되어 있다.

레이저조사유닛(42)과 영상취득유닛(43)은 측정모듈(4)의 케이스 바닥에 나란하게 설치되어 있다. 레이저조사유닛(42)과 영상취득유닛(43)은 본체(1)의 전후 방향에 따라 배치되어 있어 측정모듈(4)의 좌우 폭을 최소로 하고 있다.

반사부재(432)는 레이저빔이 조사하는 족부를 향하여 비스듬하게 설치되어 있다. 또한 반사부재(432)에 인접하게 위치하는 카메라(431)는 반사부재(432)를 향하고 있어 반사부재(432)에 비친 족부의 이미지를 촬영하게 된다.

반사부재(432)의 표면은 레이저조사유닛(42)에서 조사된 레이저빔에 대하여 대략 10° 내지 20°로 비스듬하게 설치된다. 반사부재(432)와 레이저조사유닛(42)의 사이에 설치되는 카메라(431)는 반사부재(432)의 비스듬한 경사에 따라 본체(1)의 전후 방향에 대하여 경사지게 설치된다.

반사부재(432)가 더 설치됨에 따라 카메라(431)의 촬영 거리는 반사부재가 없는 경우에 비하여 더 길게 확보된다. 즉, 촬영 거리는 족부의 표면에서 반사부재까지의 경사진 길이와 반사부재(432)로부터 카메라(431)까지의 길이를 더한 길이가 되므로, 카메라의 렌즈가 직접 족부를 향하는 경우보다 촬영 거리가 늘어난다. 그에 따라, 측정모듈(4)이 본체부터 전개되어야 하는 이동 길이를 줄일 수 있어, 족부 스캐너(100)의 전개된 사이즈를 작게 할 수 있게 된다.

나아가, 영상취득유닛(43)은 레이저조사유닛(42)을 기준으로 전후에 하나씩 설치된다.

측정 대상인 족부는 발가락 부분과 발꿈치 부분에서 곡선으로 수렴되는 형상적 특징이 있다. 반사부재(432)가 구비된 영상취득유닛(43)이 레이저조사유닛(42)의 전후 방향을 따라 나란히 배치되어 있기 때문에, 족부의 양 끝단부 중 어느 한쪽에서 올바른 이미지 획득이 어려운 음영구간이 발생할 가능성이 있다.

도 6과 같이 발가락들이 서포트부분(12)을 향하도록 배드(111)에 올려놓은 경우에, 레이저조사유닛(42)보다 본체(1)의 전방에 설치되는 영상취득유닛(43)은 족부의 측면과 뒤꿈치에 대한 이미지들을 매우 정확히 촬영할 수 있다. 그러나 이 영상취득유닛(43)은 반사부재(432)의 각도로 인하여 발가락부분을 제대로 촬영하기가 어렵다.

따라서 레이저조사유닛(42)의 전방측에 설치되는 영상취득유닛(43)과 대칭되는 구조를 가지는 또 다른 영상취득유닛(43)을 레이저조사유닛(42)의 후방에 설치하여 족부의 발가락 부분에 대한 정확한 영상을 취득한다.

이때, 각 영상취득유닛(43)에 구비되는 반사부재(432)와 카메라(431)는, 레이저조사유닛(42)을 기준으로 전후 방향에 따라 대칭 관계이다.

각 영상취득유닛(43)은 측정모듈(4)의 케이스에 일체로 고정되어 있으므로, 어느 한 위치에서 각 영상취득유닛(43)이 촬영한 이미지에서 추출한 레이저빔 이미지들 중 하나를 간단한 위치 보정만으로 선택적으로 사용할 수 있다.

이로써 곡면을 형성하는 족부의 양 끝단부에서 레이저빔이 조사된 이미지를 선명하게 취득할 수 있으므로 3차원 족부 이미지를 형성하고 정확한 사이즈를 측정할 수 있게 된다.

나아가 족부의 발바닥을 스캔하기 위하여 대차부(31)에는 전술한 측정모듈과 유사한 구조의 레이저조사유닛(42)과 영상취득유닛(43)이 구비된다.

도 6에는 대차부(31)에 설치되는 레이저조사유닛(42)과 영상취득유닛(43)이 도시되어 있다. 도 6에서 서포트부분의 케이스와 측정모듈 등을 일부분의 도시는 생략하였다.

본체(1)의 전후 방향으로 슬라이딩 이동하는 대차부(31)에 레이저조사유닛(42)과 카메라(431)가 설치되는데, 상하 높이를 최소화하기 위하여, 레이저조사유닛(42)의 전방부에는 반사경이 구비되고, 카메라(431)의 전방부에는 반사부재(432)가 구비된다. 여기서 반사경(422)은 반사부재(432)와 동일하게 거울일 수 있다.

레이저조사기(421)는 뉘인 상태로 설치되고, 조사된 레이저빔은 레이저조사기 전단의 반사경(422)에 반사되어 족부의 발바닥에 조사된다.

카메라(431)의 전단에 설치된 반사부재(432)는 발바닥을 반사하고, 카메라(431)는 이를 촬영한다.

전술한 바와 같이, 카메라(431)의 전단에 설치된 반사부재(432)와 레이저조사기의 전단부에 설치된 반사경(422)에 의해 카메라(431)와 배드(111) 사이의 높이를 작게 할 수 있게 된다. 따라서 배드를 높게 설치할 필요가 없으므로, 배드에 발을 올려야 하는 피측정자의 편의성이 증대된다.

대차부(31)의 이동에 따라 좌측과 우측의 측정모듈들과, 대차부에 설치된 레이저조사유닛(42) 및 카메라(431)가 일체로 본체의 전후 방향으로 슬라이딩 이동하게 된다. 대차부의 이동 거리에 대한 정보를 취득함으로써 3개의 카메라의 위치 정보를 쉽게 알 수 있게 된다.

더하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 각 레이저조사유닛(42)에서 조사된 레이저빔이 하나의 평면 상에서 만나도록 구성할 수 있다. 즉, 좌측의 측정모듈(4)과 우측의 측정모듈(4)을 좌우 대칭되게 설치하고, 대차부(31)의 레이저조사유닛(42)의 전단부에 설치되는 반사부재(432)의 위치나 각도를 조절하여, 각 레이저조사유닛(42)에서 조사된 레이저빔이 하나의 평면을 형성하도록 구성하는 것이다.

이로써 족부에 조사된 레이저빔은 하나의 선을 이루게 된다. 그에 따라 발바닥과 발측면의 경계부분에서 레이저빔이 엇갈리게 겹치지 아니하게 되어 정확한 3차원 이미지 산출이나 사이즈 측정이 가능해진다.

본 발명의 또 다른 특징 중 하나로, 구동부의 이동위치 정보를 얻기 위하여 본 발명의 실시예에서 이동위치 표시 모듈(6)을 사용한다.

도 7을 참조하면 이동위치 표시모듈은, 엔코더부(61), 엔코더 펄스 카운터부(62), 카운트 표시부(63)를 포함한다.

엔코더부(61)는 구동부의 모터에 연결되어 모터의 회전각 위치를 측정할 수 있고 모터의 회전수에 해당하는 펄스를 출력한다. 엔코더부(61)는 일반적으로 사용하는 엔코더를 구비하는 것이다.

엔코더 펄스 카운터부(62)는 엔코더부(61)에 연결되어 엔코더부(61)에서 출력되는 펄스를 카운트한다. 또한 카운트 표시부(63)에서는 이를 표시한다.

엔코더 펄스 카운터부(62)는 전용 중앙처리장치와 기타 필요한 전산모듈을 구비하는 것으로서 인쇄회로기판으로 이루어질 수 있다. 또한 제어수단(5)과 별도로 구성된다.

엔코더 펄스 카운터부(62)는 제어수단과 별도로 구성되므로 서포트부분(12) 내부에 배치하지 않고 서포트부분(12) 외부의 유휴공간에 배치할 수도 있다. 이에 따라 전체 장치의 크기를 작게 할 수 있다.

카운트 표시부(63)는 엔코더부(61)에서 출력되는 펄스를 숫자로 나타낸다. 이는 반사부재(432) 옆에 설치하는 것이 바람직하다(도 8 참고). 이에 따라 영상취득유닛에서는 스캔부분 위치정보와 이에 대응하는 스캔부분 형상정보를 동시에 취득하는 것이 가능하다.

도 9에는 이러한 방법으로 취득된 스캔부분 위치정보(PI)와 스캔부분 형상정보(GI)가 도시되어 있다. 따라서 간단한 방법으로 스캔부분 위치정보와 스캔부분 형상정보의 동기화가 가능하다. 카운트 표시부는 하나의 반사부재(432) 옆에 설치하는 것으로 족하다.

카운트 표시부(63)는 LED 램프(433)와 같은 소형 램프로 구성되는 것이 바람직하다. 소형 램프를 이용하면 숫자를 2진수로 표현하는 것이 가능하다. 2진수로 표현된 숫자의 영상정보는 10진수 또는 16진수 등의 다른 표기에 비해 판독이 매우 용이하다.

즉 2진수로 표현된 숫자의 영상정보는 0과 1만을 판독하면 되기 때문에 이를 판독하는 과정에서 오류의 발생률이 현저히 낮아진다.

영상취득유닛(43)에서 취득한 동기화된 스캔부분 위치정보(PI)와 스캔부분 형상정보(GI)는 제어수단(5)에서 족부의 3차원 영상을 생성하기 위한 정보로 활용된다.

도 7을 참고하면, 제어수단(5)은 중앙처리장치(51)와, 구동부 제어유닛(52), 측정모듈 제어유닛(53) 등을 포함한다. 더하여, 카운트 분석유닛(54), 스캔영상 분석유닛(55) 및 취합유닛(56)을 구비한다.

제어수단(5)은 구동부 제어유닛에 의하여 구동부에 구비되는 모터의 작동을 수행하고, 측정모듈 제어유닛에 의하여 측정모듈에 구비되는 레이저나 카메라 등의 장비의 작동을 수행한다.

또한 카운트 분석유닛(54), 스캔영상 분석유닛(55) 및 취합유닛(56)에 의하여 카메라 등에서 얻어진 정보를 분석하여 족부의 형상에 대한 3차원 이미지 생성, 족부의 다양한 사이즈의 연산 등을 수행한다.

카운트 분석유닛(54)에서, 카메라(431)에서 얻어진 스캔부분 위치정보를 가공 처리한다. 이들 카운트 분석유닛(54)은 전용 중앙처리장치와 기타 필요한 전산모듈을 구비하는 것이다. 이들 카운트 분석유닛(54)의 산출물은 스캔영상 분석유닛(55)의 영상에 대응하는 위치정보이다.

스캔영상 분석유닛(55)에서, 카메라(431)에서 얻어진 발의 스캔부분 형상정보를 가공 처리한다. 스캔영상 분석유닛(55)은 전용 중앙처리장치와 기타 필요한 전산모듈을 구비하는 것이다. 스캔영상 분석유닛(55)의 산출물은 측정모듈(4)이 촬영을 담당한 하나의 평면상의 발 형상(동일한 위치에서 족부의 좌측면, 우측면 및 밑면의 라인 형상)이다.

측정모듈(4)에서 얻어지는 영상은 카메라의 위치 또는 카메라 렌즈가 가지는 곡률에 의하여 변형이 될 수 있으므로 실제 영상과는 다른 영상이다.

이를 보정하기 위하여 스캔영상 분석유닛(55)에서, 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

전체 픽셀의 영상정보에 대하여 캘리브레이션 행렬 등을 이용하여 영상처리 및 위치 보정을 실시간으로 하는 경우 부하가 많고 시간이 오래 걸린다.

실시예에서는 캘리브레이션 테이블을 이용한 캘리브레이션을 수행한다. 또한 이를 위하여 스캔영상 분석유닛(55)은 캘리브레이션 테이블(551)과 데이터 매핑부(552) 및 데이터 합성부(553)를 포함한다.

캘리브레이션 테이블(551)은 일종의 데이터 베이스로서, 각 픽셀과 각 픽셀에 입력되는 영상정보에 대응하고 이미 캘리브레이션이 수행된 영상정보가 저장된다. 캘리브레이션 테이블(551)에 저장되는 데이터는 반복된 실험에 의해 취득한다.

데이터 매핑부(552)는 각 픽셀의 입력되는 영상정보에 대하여 출력되는 영상정보를 매핑하여 출력한다. 즉 픽셀과 그 픽셀의 영상정보가 입력되면 캘리브레이션 테이블(551)에서 이에 대응하는 영상정보를 매핑하여 출력한다. 데이터 매핑부(552)에서 출력되는 영상정보는 각 픽셀에 대하여 캘리브레이션 된 영상정보이다.

데이터 합성부(553)는 데이터 매핑부(552)에서 매핑한 영상정보를 합성하여 출력되도록 한다. 즉 각 픽셀에 대하여 매핑된 영상정보를 합성하여 모든 픽셀에 대하여 캘리브레이션이 수행된 스캔 라인을 출력한다.

이에 따라 스캔 도중에 연산을 하지 않고도 캘리브레이션 테이블(551)을 참조하여 캘리브레이션이 수행된 스캔 라인을 얻을 수 있다.

취합유닛(56)은 카운트 분석유닛(54)에서 산출된 위치정보와 스캔영상 분석유닛(55)에서 산출된 발의 스캔부분 형상정보를 전송받아, 발 전체 형상을 산출하는 것이다. 취합유닛의 구성은 분석유닛과 유사한 것이고, 스캔 라인 형상을 이어서 전체 형상을 만들어 낸다.

당업자라면, 본 발명이 해당하는 영상 처리 분야에 종사하는 자에게 알려진 수학적 지식과 공지된 알고리즘을 본 발명에 적용하여, 전술한 범위 내에서 본 발명을 자명하게 이해할 수 있다.

100 : 족부 스캐너
1 : 본체
11 : 배드부분 111 : 배드 112 : 슬릿홈
12 : 서포트부분 121 : 디스플레이창
2 : 이송레일부
21 : 레일 22 : 이송스크류
23 : 구동부 231 : 모터 232 : 감속기
3 : 대차부
31 : 슬라이딩 홈
4 : 측정모듈
41 : 브래킷
42 : 레이저조사유닛 421 : 레이저조사기 422 : 반사경
43 : 영상취득유닛 431 : 카메라 432 : 반사부재 433 : 램프
5 : 제어수단
51 : 중앙처리장치 52 : 구동부 제어유닛
53 : 측정모듈 제어유닛 54 : 카운트 분석유닛
55 : 스캔영상 분석유닛
551 : 캘리브레이션 테이블 552 : 데이터 매핑부 553 : 데이터 합성부
56 : 취합유닛
6 : 이동위치 표시모듈
61 : 엔코더부 61 : 엔코더 펄스 카운터부 63 : 카운트 표시부

Claims (7)

1. 스캔 대상인 족부가 오르는 배드와, 이송레일부가 설치되어 있는 본체;
   상기 이송레일부에 의해 상기 본체의 전후 방향으로 슬라이딩 이동하는 대차부;
   상기 본체를 기준으로 좌측 방향과 우측 방향으로 각자 전개 가능하게 상기 대차부에 연결되어 있고,
   상기 배드에 오른 족부에 선 형상의 레이저빔을 조사하는 레이저조사유닛과, 상기 레이저빔이 조사된 족부의 표면 이미지를 취득하는 적어도 하나의 영상취득유닛을 포함하는 측정모듈들 및
   상기 대차부의 작동과 상기 측정모듈들의 작동을 제어하고, 상기 측정모듈들에서 얻어진 이미지를 가공처리하여 피측정자의 발 형상을 형성하는 제어수단을 포함하고,
   상기 영상취득유닛은
   상기 레이저빔이 조사하는 족부를 향하여 비스듬히 설치되는 반사부재와,
   상기 반사부재에 인접하게 위치하며 상기 반사부재에 비친 이미지를 촬영하는 카메라를 포함하는 족부 스캐너.
2. 삭제
3. 제1항에서,
   상기 측정모듈에서
   상기 영상취득유닛은 상기 레이저조사유닛을 기준으로 전후에 하나 씩 설치되어 있고,
   각 영상취득유닛에 구비되는 상기 반사부재와 상기 카메라는, 상기 레이저조사유닛을 기준으로 전후 방향에 따라 대칭 관계에 놓여 있는 족부 스캐너.
4. 제1항에서,
   상기 대차부에는
   상기 배드에 오른 족부의 발바닥에 선 형상의 레이저를 조사하는 레이저조사유닛과,
   상기 레이저빔이 조사된 발바닥의 표면 이미지를 취득하는 영상취득유닛이 구비되어 있는 족부 스캐너.
5. 제1항에서,
   상기 대차부는 모터에 의하여 슬라이딩 이동하고, 상기 모터의 회전수에 의해 상기 대차부의 이동한 위치를 표시하는 이동위치 표시 모듈을 더 포함하되,
   상기 이동위치 표시 모듈은,
   상기 모터의 회전수에 해당하는 펄스를 출력하는 엔코더부와,
   상기 엔코더부에 연결되고 상기 엔코더부에서 출력되는 펄스를 카운트하는 엔코더 펄스 카운터부와,
   상기 카메라에 의해 촬영이 가능하도록 상기 반사부재에 결합되고 상기 엔코더 펄스 카운터부에 연결되며 상기 엔코더 펄스 카운터부에서 카운트 한 펄스의 갯수를 표시하는 카운트 표시부
   를 포함하는 족부 스캐너.
6. 제5항에서,
   상기 카운트 표시부는 나란하게 배치된 복수의 램프들로 이루어지고, 상기 램프들의 점멸에 의해 펄스의 갯수를 표시하는 족부 스캐너.
7. 제6항에서,
   상기 제어수단은,
   상기 카메라에서 얻어진 펄스의 갯수에 대한 이미지를 스캔부분 위치정보로 가공 처리하는 카운트 분석유닛과,
   상기 카메라에서 얻어진 족부의 표면 이미지를 스캔부분 형상정보로 가공 처리하는 스캔영상 분석유닛과,
   상기 카운트 분석유닛에서 산출된 스캔부분 위치정보와 상기 스캔영상 분석유닛에서 산출된 족부의 스캔부분 형상정보를 전송받아, 족부의 전체 형상을 산출하는 취합유닛
   을 포함하는 족부 스캐너.

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