[发明专利]脚底扫描系统、确定鞋垫的三维形状及生产鞋垫的方法

说明书

一种光学式脚底扫描设备，该光学式脚底扫描设备包括：a)在无负载状态下大致呈板形形状或楔形形状并由弹性材料制成的元件，该元件具有脚放置侧部且具有扫描器侧部，脚放置侧部在使用时面向要被扫描的人脚的脚底，其中，弹性材料是至少部分地透光的；b)光学扫描器，该光学扫描器布置在元件的扫描器侧部上，并且光学扫描器构造成在使用时发射出穿过元件而至少部分地到达元件的脚放置侧部上的电磁辐射，并且光学扫描器构造成在使用时记录数据，以及c)连接至光学扫描器并设置成根据由光学扫描器记录的数据来执行对脚底的三维形状的重构的评估单元。并且还提供一种具有该光学式脚底扫描设备的矫形鞋垫扫描系统、具有该光学式脚底扫描设备的鞋垫生产设备、用于确定鞋垫的三维形状的方法以及用于自动地生产鞋垫的方法。

技术领域

本发明涉及光学式脚底扫描设备和具有该光学式脚底扫描设备的鞋垫生产设备、用于确定鞋垫的三维形状的方法以及用于自动地生产鞋垫的方法。本发明尤其涉及包括光学式脚底扫描设备的矫形用脚底扫描系统。

背景技术

鞋垫用于多种用途，包括用于使诸如关节炎、坐骨神经痛、脚部过度劳损、骨盆受损或骨盆错位、或由于腿长差异而引起的脊柱侧弯之类的身体疾病减轻。此外，鞋垫也可以由无症状人士来使用以用于非矫形目的，比如提高穿鞋时的运动性能或舒适度。标准化的鞋垫和个性化的鞋垫，即已经适于脚的鞋垫是已知的。单独制造的鞋垫更适于减轻所述身体疾病，并且在被穿着时提供更高的舒适度。

已知用于使鞋垫适于患者的三种标准方法：石膏模型、泡沫压痕和扫描方法。常规地，鞋垫由患者脚的石膏印模制成。为此，将石膏条围绕脚进行缠绕以捕获脚的形状，然后使该石膏条干燥并变硬。模型硬化后，将该模型小心地从患者的脚移除并运送至矫形实验室，该实验室使用模型的底片来制作鞋垫。由于该方法的相对较大的复杂性，因此现今很少被使用。

替代性地，可以通过将脚按压到填充有脚印模泡沫的盒中来创建脚印模。脚印模泡沫在放置有脚的位置处被压缩或分解。可以对脚的三维泡沫印模进行填充或扫描。然而，使用该方法可能难以借助于用于测试目的的鞋垫来测试校正对脚的姿势的影响并且难以对校正后的脚的姿势进行成像。

在已知的扫描方法中，脚被放置在扫描设备的玻璃板上。脚底通过玻璃板进行扫描，类似于平板式扫描器。从根本上讲，脚试图与地面接触，并且在将脚放置在玻璃板上时，脚在不接触玻璃板的位置中下降。在脚与玻璃板接触的位置处，扫描设备对平展地压靠在玻璃板上的脚底进行扫描。由于这两者的影响，先前使用的扫描设备中的脚形状相对于自然的脚形状是扁平的。矫形技术人员手动地对所获得的数据进行建模，以模拟自然的脚形状。建模取决于矫形技术人员的经验，并且通常以对有关自然的脚形状的估计为基础，从而导致成像质量发生很大变化并因此导致鞋垫质量发生很大变化。同样，在使用扫描方法时难以对已校正的脚的姿势进行成像。

对于用于非矫形目的的鞋垫，增强的穿着舒适性和防止由于生理脚负载而导致的错位发展是必不可少的标准。任何非最佳的脚负载都会导致穿着舒适度下降。当脚在柔软的地面、比如在森林的土壤上行走时，脚以最佳状态负载。现有技术中已知的脚底扫描设备还不能在自然的最佳负载下制作脚底的印记。

因此，本发明的目的是提供一种脚底扫描设备，该脚底扫描设备允许在最佳负载下在校正和不校正脚的姿势的情况下容易地对脚底进行扫描和更精确地进行成像。

发明内容

根据本发明，该目的通过如下光学式脚底扫描设备来实现：该光学式脚底扫描设备包括：a)在无负载状态下大致呈板形形状或楔形形状的元件，该元件由弹性材料制成，该元件具有脚放置侧部并且具有扫描器侧部，脚放置侧部在使用时面向要被扫描的人脚的脚底，其中，弹性材料是至少部分地透光的；b)光学扫描器，该光学扫描器布置在元件的扫描器侧部上，并且该光学扫描器构造成在使用时发射出穿过所述元件而至少部分地到达元件的脚放置侧部上的电磁辐射，并且该光学扫描器构造成在使用时记录数据，以及c)评估单元，该评估单元连接至扫描器并被设置成根据扫描器记录的数据执行对脚底的三维形状的重构。