ES2885813T3 - Método de diseño y aparato para la fabricación de un artículo - Google Patents

Abstract

Un método para generar un mapa topográfico de una región de un cuerpo de un sujeto para la fabricación de un artículo de ajuste al cuerpo que se va a ajustar en la región del cuerpo, comprendiendo el método los siguientes pasos: empujar una sonda de contacto (40), que incorpora una primera parte de un sistema de detección de posición 3D, hacia la superficie exterior del cuerpo de manera que la sonda de contacto (40) toque la superficie exterior del cuerpo o esté separada de la superficie exterior del cuerpo solo por una capa de barrera que es aplanada contra la superficie exterior del cuerpo por la sonda (40); y desplazar la sonda de contacto (40) por la región (20) del cuerpo en la que se va a colocar el artículo de ajuste al cuerpo de manera que la sonda de contacto (40) se mueva en relación con la segunda parte del sistema de detección de posición 3D asociado con un accesorio de referencia fijo (30) para generar datos de posición 3D de la superficie de la región del cuerpo en la que se va a ajustar el artículo de ajuste al cuerpo y para generar un mapa topográfico de la región; en donde el método comprende además los pasos de: usar el accesorio de referencia (30) para ubicar una característica de referencia (13) en el cuerpo que está separada de la región (20) del cuerpo en la que se va a colocar el artículo de ajuste al cuerpo; y usar la sonda (40) para generar datos de posición 3D que se utilizan para determinar la posición 3D de la característica de referencia localizada (13) en el cuerpo tocando la sonda en una ubicación de referencia predeterminada en el accesorio de referencia (30) de posición relativa conocida a la característica de referencia ubicada en el cuerpo y capturando los datos de posición en 3D generados en dicho punto de referencia; y en donde el artículo de ajuste al cuerpo es un casco y la región del cuerpo es la cabeza del sujeto y en donde el accesorio de referencia (30) está configurado para estabilizar e inmovilizar la cabeza del sujeto y para localizar los ojos del sujeto, siendo la característica de referencia una cuenca de ojo (13) del sujeto.

Description

DESCRIPCIÓN

Método de diseño y aparato para la fabricación de un artículo

La presente divulgación hace referencia a un método y a un aparato para generar un mapa de una región de un cuerpo.

En particular, la presente divulgación se refiere a un método de, y a un aparato para, generar un mapa de una región de un cuerpo para la fabricación de un artículo de ajuste al cuerpo que se ajustará a la región del cuerpo.

En el estado del arte se conocen pantallas montadas en la cabeza y otras tecnologías montadas en el cuerpo. Por ejemplo, es común que los pilotos de aviones militares modernos estén equipados con pantallas montadas en el casco que los ayudan a llevar a cabo sus tareas operativas. Los dispositivos montados en la cabeza comprenden un elemento óptico, por ejemplo, un visor, y un medio para proyectar información adicional, en forma de gráficos y/o texto en el visor. Dicho aparato montado en la cabeza requiere un forro de ajuste personalizado que permite alinear de manera cómoda los ojos del usuario con la óptica durante el manejo. Esto es especialmente importante para maniobras que implican altas "cargas G" en un piloto, donde el casco podría desprenderse o moverse con respecto a la cabeza del piloto. Dicha desalineación podría alterar su uso de la pantalla montada en la cabeza, que debe estar alineada correctamente con el ojo del usuario para proporcionar una presentación precisa y significativa de la información, especialmente cuando la información que se está mostrando está destinada a superponerse en la línea de mira del usuario a través del visor para referenciar la vista que ve a través del visor.

El documento US2006101559A1 se refiere a un casco de ajuste personalizado y a un método para elaborar el mismo.

El documento US2004163228A1 se refiere a un método y a un aparato para fabricar un casco con pantalla óptica de ajuste personalizado.

El documento EP2395316A1 se refiere a un dispositivo de medición de coordenadas, a un método para operar el mismo y a un producto de programa de ordenador.

Es conocida la forma de medir la forma de la cabeza utilizando un método de escaneo láser sin contacto. Sin embargo, este método no compensa adecuadamente el estilo, el volumen y la rigidez del cabello. Una mala compensación de los efectos del cabello puede derivar en falta de comodidad, problemas de estabilidad y desalineación.

Por tanto, es muy deseable disponer de un medio para proporcionar un artículo de ajuste al cuerpo que sea menos sensible a los efectos del pelo del cuerpo y que dé como resultado un forro de casco de ajuste más preciso y cómodo.

Resumen

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método y un aparato según se establece en las reivindicaciones adjuntas. Las demás características de la invención pasarán a ser más evidentes tras la lectura de las reivindicaciones dependientes y de la descripción que se incluye a continuación.

En consecuencia, puede proporcionarse un método para generar un mapa topográfico de una región de un cuerpo de un sujeto para la fabricación de un artículo de ajuste al cuerpo que se va a ajustar a la región del cuerpo, comprendiendo el método los siguientes pasos:

empujar una sonda de contacto, que incorpora una primera parte de un sistema de detección de posición 3D, hacia la superficie exterior del cuerpo de manera que la sonda de contacto quede en contacto con la superficie exterior del cuerpo o esté separada de la superficie exterior del cuerpo solo por una capa de barrera que es aplanada contra la superficie exterior del cuerpo o es dividida por la sonda; y

desplazar la sonda de contacto por la región del cuerpo en la que se va a colocar el artículo de ajuste al cuerpo de manera que la sonda de contacto se mueva en relación con la segunda parte del sistema de detección de posición 3D asociado con un accesorio de referencia fijo para generar datos de posición 3D de la superficie de la región del cuerpo en la que se va a ajustar el artículo de ajuste al cuerpo y para generar un mapa topográfico de la región.

La capa de barrera puede comprender pelo y/o un material de ajuste de cierre flexible provisto sobre la parte superior de la región del cuerpo para presionar el pelo del cuerpo hacia el cuerpo.

El método puede comprender, además: seleccionar un subconjunto de datos de posición 3D para definir la topografía de una superficie de interfaz del artículo de ajuste al cuerpo.

El método comprende, además: usar la sonda para generar los datos de posición 3D que definen una posición de referencia en el cuerpo separada de la región del cuerpo donde se colocará el artículo de ajuste al cuerpo haciendo que la sonda toque una ubicación de referencia predeterminada.

El método comprende además los pasos de: localizar una característica de referencia del cuerpo con un accesorio de referencia mientras la sonda de contacto es empujada hacia la piel exterior del cuerpo y desplazada por la región del cuerpo en la que se va a colocar el artículo de ajuste al cuerpo; siendo la ubicación de referencia predeterminada la región del accesorio de referencia que entra en contacto con la característica de referencia del cuerpo.

El artículo de ajuste al cuerpo es un casco y la región de un cuerpo es una cabeza.

El accesorio de referencia puede ser un accesorio de referencia ocular configurado para estabilizar e inmovilizar la cabeza del sujeto.

La característica de referencia del cuerpo puede ser la cuenca de un ojo.

La ubicación de referencia predeterminada puede ser un medio de observación con el que el sujeto alinea su vista. Los datos de posición 3D pueden adquirirse de la sonda de contacto y pueden procesarse para definir la topografía de la región del cuerpo.

Puede proporcionarse también un método para fabricar un artículo de ajuste al cuerpo que se va a ajustar a una región de un cuerpo que comprende los pasos de: generar un mapa topográfico de una región del cuerpo; y formar una región de un artículo de ajuste al cuerpo en función de los datos de posición 3D generados, de manera que una región del artículo se adapte a la forma de la región del cuerpo en la que se va a colocar el artículo de ajuste al cuerpo.

Puede proporcionarse también un método de fabricación de un forro de ajuste personalizado para su uso en un casco en función del mapa topográfico generado por un método de la presente divulgación, estando configurado el forro para alinear la óptica que lleva el casco con la línea de visión de un usuario del casco.

Puede proporcionarse también un aparato para generar un mapa topográfico de la región de un cuerpo de un sujeto para su uso durante la fabricación de un artículo de ajuste al cuerpo que se va a ajustar a la región del cuerpo, que comprende:

una sonda de contacto;

un accesorio de referencia; y

un sistema de detección de posición 3D, que comprende una primera parte instalada dentro de la sonda de contacto y una segunda parte asociada con el accesorio de referencia,

en donde, cuando la sonda de contacto es empujada contra y desplazada por una superficie exterior de una región de un cuerpo, tocando la superficie exterior del cuerpo o separada del mismo por una capa de barrera que puede aplanarse contra la superficie externa del cuerpo o ser dividida por la sonda, la primera parte del sistema de detección de posición 3D se mueve en relación con la segunda parte del sistema de detección de posición 3D para general datos de posición 3D de la superficie exterior de la región del cuerpo por la que se desplaza la sonda, a partir de los cuales se puede generar el mapa topográfico y fabricar un artículo de ajuste al cuerpo que corresponda con el mismo.

El accesorio de referencia está dispuesto para estabilizar e inmovilizar la región de un cuerpo mientras la sonda de contacto es desplazada por la región del cuerpo en la que se va a colocar el artículo de ajuste al cuerpo.

Por lo tanto, se proporciona un sistema de contacto para medir una parte del cuerpo para permitir la fabricación de un forro de ajuste personalizado que se ajusta dentro de un casco estándar y, por lo tanto, alinea el sistema óptico que lleva el casco con los ojos del usuario. El uso de un método de contacto para medir la forma de la cabeza del usuario se configura para que sea insensible a los efectos del estilo, el volumen y la rigidez del pelo.

Breve descripción de los dibujos

A continuación, se describirán ejemplos de la presente divulgación haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 muestra una vista lateral de una cabeza de un usuario con una vista en sección transversal de un casco;

La figura 2 muestra una vista en perspectiva de un accesorio de acuerdo con la presente invención con la cabeza de un sujeto en posición;

La figura 3 muestra una sonda de acuerdo con la presente invención;

La figura 4 muestra una vista en sección transversal del accesorio mostrado en la figura 2;

La figura 5 muestra una vista similar a la de la figura 4, con un gorro de acuerdo con la presente invención ajustado a la cabeza del sujeto; y

La figura 6 muestra una representación en 2D de los datos topográficos 3D que representan el cuero cabelludo del sujeto adquirida usando el método y el equipo de acuerdo con la presente invención.

Descripción detallada

La presente divulgación se refiere a un método para generar un mapa topográfico de una región de un cuerpo para la fabricación de un artículo de ajuste al cuerpo que se va a ajustar a la región del cuerpo, incluyendo un método de recopilación de datos personales requeridos para generar el mapa topográfico. La presente divulgación también se refiere a un método de diseño de un artículo de ajuste a una parte del cuerpo que se va a ajustar a una región del cuerpo. En los ejemplos no excluyentes descritos, la parte del cuerpo es una cabeza humana y el artículo de ajuste a una parte del cuerpo es un casco. El método y el aparato descritos en el presente documento proporcionan un medio para medir la forma tridimensional de una cabeza para permitir la definición de un forro personalizado para ajustar un casco de manera cómoda y precisa sobre la cabeza del usuario.

La figura 1 muestra una vista lateral de la cabeza de un sujeto humano 10, que comprende pelo 11, piel 12, ojos 13 con una vista en sección transversal de un casco 14 montado en la cabeza 10. El casco 14 está equipado con un visor 15 que, como parte de su estructura, está provisto de una pantalla óptica 16 que se combina con la vista del sujeto a través del visor 15, por ejemplo, mediante proyección sobre una superficie del visor 15, para que el sujeto pueda visualizar. Ejemplos del visor 15 y de la pantalla óptica 16 y de cómo se combinan ambos elementos son bien conocidos en el estado del arte, por lo que no se describirán en detalle en la presente divulgación. Sin embargo, el visor 15 es una parte integral del casco 14 y el visor 15 debe estar ubicado correctamente con respecto a los ojos del sujeto 13, de manera que el sujeto pueda ver a través del visor 15 para visualizar su entorno y también obtener la información de la pantalla 16 alineada correctamente con la visión del mundo real de su entorno a través del visor 15. Es decir, los ojos del usuario y la "pupila de salida" activa de la pantalla óptica deben estar alineados.

De acuerdo con el método y el aparato de la presente divulgación, se proporciona un forro 18 en el casco 14 que se adapta a la forma de la cabeza del usuario 10 sobre una región 20 de la cabeza del usuario 10 que permitirá ubicar correctamente el casco 14 sobre la cabeza del usuario 10. Espaciada entre el forro 18 y la cabeza del usuario hay una capa de "confort" 19 que acomoda inconsistencias menores existentes entre la forma del forro 18 y de la cabeza del sujeto, y puede comprender una espuma flexible o gel. La región 20, no mostrada, puede abarcar solo una parte de la superficie interior del casco 14. Con tal forro 18, el casco 14 estará inclinado para ubicarse en una posición sobre la cabeza del sujeto 10, y una vez colocado en su lugar, será desinclinado para moverse de posición con respecto a la cabeza 10.

La figura 2 muestra un accesorio de referencia de ojo 30. El accesorio de referencia de ojo 30 proporciona características de estabilización 32 para inmovilizar la cabeza 10 y características de alineación de ojo 34. Las características de alineación de ojo 34 pueden comprender tubos visores 36, cuyos ejes están previstos para la línea de mira y la alineación vertical y transversal de los ojos con bloques visores laterales para las posiciones delantera y/o trasera. El accesorio de referencia de ojo 30 puede estar montado en cualquier estructura adecuada (por ejemplo, una mesa o trípode) que permita que el accesorio de referencia 30 esté ubicado de forma cómoda con respecto a la cabeza del usuario 10, de manera que sea posible que la cabeza 10 se mantenga estática durante la duración de un período requerido para poner en funcionamiento el método de la presente divulgación.

Los tubos visores 36 instalados en el accesorio de referencia 30 se ajustan para adaptarse a la distancia interpupilar (IPD) del sujeto antes de la alineación. Los tubos visores 36 se configuran de manera que la cabeza de un sujeto 10 puede estar posicionada para que el sujeto pueda mirar a través de los tubos visores 36 y las superficies de las córneas del sujeto estén ubicadas en la separación correcta hacia adelante y/o hacia atrás de la superficie del extremo del sujeto de los tubos 36. Además, la Línea de mira (LOS) de los tubos visores puede ajustarse para adaptarse al plano de Frankfurt, de barbilla a frente o usando cualquier otra referencia anatómica.

Para evitar dudas, y como es bien sabido, el plano de Frankfurt (también llamado plano aurículo-orbitario) define la dirección "cómoda" normal a la que, en circunstancias normales, mira o hace frente.

También se pueden proporcionar características estabilizadoras adicionales como parte del accesorio 30 para el posicionamiento y el soporte de las áreas de la frente, la barbilla y las mejillas para la estabilización de la cabeza del sujeto.

El aparato de la presente divulgación también comprende una sonda 40 para recopilar datos sobre la forma de la cabeza del sujeto 10, tal y como se muestra en las figuras 2, 4 y 5 y en mayor detalle en la figura 3. La sonda 40 es una sonda de contacto que está configurada para generar datos de posición 3D que definen una superficie por la que se desplaza. La sonda 40 puede sostenerse de forma manual y tiene incrustado un elemento 54 de un sistema de detección de posición magnético convencional que coopera con una unidad 52 ubicada en un punto de referencia fijo dispuesto para recibir señales transmitidas por el elemento 54 desde las que puede determinarse una posición y/u orientación para la sonda 40. La salida del receptor se convierte en un flujo de datos de 6 Grados de libertad (DOF) que proporciona 3 traducciones y 3 términos angulares.

En el ejemplo mostrado, la sonda 40 tiene un extremo de medición esférico 56, provisto como una esfera truncada, y una porción de agarre 58 que es sostenida por el operador. El transmisor de señales de posición 54 está colocado en el centro esférico del extremo 56. En el ejemplo mostrado, se proporcionan tornillos prisioneros 57 para sujetar el transmisor de señales 54 en su lugar durante el montaje. De manera alternativa, o adicional, el transmisor 54 puede ser sujeto en su lugar mediante un adhesivo o cemento. El transmisor 54 está posicionado en el centro geométrico del extremo esférico 56, de manera que, durante el uso, los términos angulares que definen la orientación de la esfera 56, y por tanto del transmisor 54, pueden ignorarse o utilizarse para correcciones de segundo orden durante el procesamiento de datos, según sea necesario.

El extremo 56 de la sonda está conformado para minimizar los errores de contacto con la capa exterior subyacente de la parte del cuerpo que se está sondeando, por ejemplo, piel 12, pelo 11, y localmente para comprimir y separar el pelo 11 del sujeto, cuando esté presente.

El aparato y el método de la presente divulgación pueden comprender adicionalmente un gorro 60, según se muestra en la figura 5, para evaluar la contribución del pelo 11 para un sujeto particular. El gorro 60 está configurado para ajustarse sobre el pelo del sujeto 11. El gorro 60 está configurado para tensarse de acuerdo con la masa soportada por el casco 14 y la reacción de cualquier sistema de ajuste, como las correas del casco. El gorro 60 está configurado además de tal manera que sondear la superficie exterior del gorro 60 proporcionará, en combinación con los resultados de un ejercicio de sondeo sin el gorro 60 en su lugar, una evaluación de las compensaciones necesarias para compensar el volumen, la rigidez y el estilo del pelo del usuario. El uso del gorro 60 es opcional.

En funcionamiento, un sujeto coloca la cabeza 10 en el accesorio de referencia 30 tal y como se muestra en las figuras 2, 4, 5. Los tubos visores 36 instalados en el accesorio de referencia 30 se ajustan para adaptarse a la distancia interpupilar (IPD) del sujeto antes de la alineación. La cabeza del sujeto 10 se posiciona para mirar a través de los tubos visores y la superficie de las córneas se coloca a la separación hacia delante o hacia atrás correcta con respecto a la superficie del extremo del sujeto de los tubos 36. Además, la Línea de mira (LOS) de los tubos visores 34 puede ajustarse para adaptarse al plano de Frankfurt, de barbilla a frente o usando cualquier otra referencia anatómica. Entonces, se pueden colocar características estabilizadoras en las áreas de la frente, la barbilla y las mejillas para estabilizar e inmovilizar la cabeza del sujeto en el accesorio de referencia 30.

Las características de referencia del cuerpo (en este ejemplo, la cuenca del ojo 13) se localizan con el accesorio de referencia 30 a través de los tubos visores 34, mientras que la sonda de contacto 40 es empujada hacia (es decir, se coloca en contacto con) la superficie exterior del cuerpo 10 y desplazada por la región 20 del cuerpo 10 donde, durante el uso, se va a colocar el casco 14. La frase "superficie exterior de un cuerpo" pretende referirse a la piel exterior, al pelo, etc. del cuerpo que se está mapeando, sea cual sea la capa de la superficie exterior. En los ejemplos en los que se sondea una parte del cuerpo que no es la cabeza para el diseño, la fabricación y el ajuste de un artículo de ajuste al cuerpo, la "superficie exterior del cuerpo" puede referirse a las uñas o a otras características del cuerpo o artículos llevados en el cuerpo.

La sonda 40 es empujada hacia la piel exterior 12 de la cabeza (es decir, la parte del cuerpo) 10 de manera que la sonda de contacto queda en contacto con la piel exterior 12 o separada de la piel exterior 12 solo por una capa de barrera que es aplanada contra la piel exterior 12 por la sonda 40. La capa de barrera puede comprender pelo 11 y/o un material de ajuste de cierre flexible (por ejemplo, el gorro 60) provisto sobre la parte superior de la región del cuerpo para presionar el pelo del cuerpo hacia el cuerpo. Con el sujeto adecuadamente inmovilizado y alineado, la sonda de contacto 40 es desplazada por la región del cuerpo 10 en la que se va a colocar el artículo de ajuste al cuerpo, de manera que la sonda de contacto 40 genera datos de posición 3D de la superficie de la superficie exterior de la piel 12 en la región 20 del cuerpo 10 en la que se va a colocar el artículo de ajuste al cuerpo 12. La sonda 40 debe permanecer en contacto con el sujeto y es empujada hacia la capa externa del sujeto (por ejemplo, la piel 12) durante todo el proceso, garantizando que se recopilen datos suficientes para definir una superficie completa. Es decir, la sonda 40 se pasa por la cabeza del sujeto 10 asegurándose de que la superficie esférica 56 esté en contacto constante en todo momento. La presión aplicada a la interfaz de la sonda 40 a la cabeza 10 durante el proceso de medición de la cabeza es controlada por la destreza del operador o por una celda de carga en el agarre 58 de la sonda 40 que permite proporcionar retroalimentación al operador. Una combinación de forma esférica y de regulación de la presión proporciona el mapa tridimensional preciso requerido del cuero cabelludo del usuario sin excesivos errores de forma causados por la presencia de cabello 11, mientras que no se descuida la contribución de la presencia de pelo 11 a la determinación de la superficie exterior del cuerpo donde el cabello no se puede apartar fácilmente y es necesario tener en cuenta una capa de pelo de un grosor determinado a la hora de ajustar el casco 14 al sujeto.

Antes, o después, de sondear la piel exterior 12 de la cabeza 10, se sondean partes del accesorio de referencia 30 para proporcional tres puntos de referencia ortogonales con respecto a los ojos del sujeto. Es decir, la sonda 40 se usa para generar datos de posición 3D que definen una posición de referencia en la parte del cuerpo 10, en donde la posición de referencia está separada de la región del cuerpo 10 donde el artículo de ajuste al cuerpo (casco 14) será colocado cuando el sujeto lo lleve puesto. Esto se logra haciendo que la sonda 40 entre en contacto con una ubicación de referencia predeterminada. La ubicación de referencia predeterminada es la región del accesorio de referencia que entra en contacto con la(s) característica(s) de referencia del cuerpo y que, por ejemplo, podría ser cualquiera de los extremos de los tubos visores 36.

En otro ejemplo no reivindicado, el receptor 52 puede estar provisto en una posición fija (o "conocida") con respecto a la sonda 40 y, por lo tanto, actúa como una posición de referencia para permitir la determinación de la posición del ojo del sujeto con respecto a la región sondeada del cuerpo, obviando de esta forma la necesidad de sondear el accesorio de referencia 30 tal y como se ha definido anteriormente. Sin embargo, el accesorio de referencia 30 puede ser sondeado aun así para proporcionar una confirmación en un método que emplea el receptor 52 como punto de referencia.

En un ejemplo alternativo no reivindicado, un receptor puede estar ubicado en el centro del extremo 56 de la sonda 40, con un transmisor provisto como una unidad separada de la sonda 40, por ejemplo, en una posición fija (y opcionalmente "conocida") con respecto a la sonda 40.

El sondeo por contacto de la piel exterior 12 de la cabeza 10, tal y como se ha descrito anteriormente, puede devolver información sobre la forma del cuerpo que está en parte contaminada por la presencia de pelo 11. En el caso de que fuera necesario, el método también puede incluir el paso de evaluar la contribución de pelo para un sujeto en particular colocando el gorro 60 sobre el pelo 11 y tensionando el gorro 60 de acuerdo con la masa soportada por el casco y la reacción de cualquier sistema de ajuste, como la nuca. Sondear la superficie exterior de la gorra 60 de la forma que se ha descrito previamente proporciona una evaluación de las compensaciones necesarias para compensar el volumen, la rigidez y el estilo del pelo de los sujetos.

Durante el ciclo de sondeo, los datos de 6-DOF (grados de libertad) relativos a la ubicación del centro esférico de la sonda se registran y almacenan de manera continua para su posterior procesamiento. Una vez finalizado el proceso de sondeo de la cabeza y del accesorio de referencia, el conjunto de datos de posición adquiridos contiene una nube de puntos de datos que definen la posición relativa de la región escaneada de la cabeza con respecto a la posición del ojo del sujeto y/o del accesorio de referencia.

Los datos de movimiento de la sonda, registrados de manera continua durante el ciclo de sondeo, y la información de referencia se transfieren a la unidad receptora 52 y, luego, son comunicados desde la unidad receptora 52 a un medio para procesar los datos en un mapa de superficie, por ejemplo, un ordenador. Pueden transferirse a una herramienta de diseño asistido por computadora (CAD) 62 para su procesamiento en un mapa de superficie de la cabeza 10 con respecto a los puntos de referencia del ojo, según sea apropiado.

De manera alternativa, los datos transferidos a la unidad receptora 52 podrían ser transferidos directamente a una herramienta de fabricación para la producción del aparato de ajuste al cuerpo.

En la construcción de un mapa de superficie, los datos de posición deben compensarse con el radio de la sonda esférica 40 para determinar la topografía real de la superficie de la cabeza. También deben tenerse en cuenta las características del artículo de ajuste al cuerpo. En el ejemplo de un casco, el grosor de la capa de confort 19, el material del forro y el grosor del cabello deben estar previstos en la compensación para producir un casco que se ajuste correctamente. La compensación aparece indicada en la figura 6, donde la rejilla exterior 70 indica los datos de coordenadas recogidos por la sonda y la superficie inferior/sólida 72 indica la superficie 20 de la cabeza 10. Se puede usar un subconjunto de los datos de posición 3D obtenidos para definir la topografía de la superficie de interfaz 20 del artículo de ajuste al cuerpo 14. Los elementos 74, 76 en la figura 6 representan la ubicación de referencia predeterminada que, por ejemplo, es el extremo de los tubos visores 36 distal a los ojos 13 del sujeto.

Los datos se usan entonces para formar una región de un artículo de ajuste al cuerpo (por ejemplo, el forro 18 de un casco 14) en función de los datos de posición 3D generados, de manera que la región 20 del artículo (casco) 14 se adapta a la forma de la región 20 del cuerpo (cabeza 10) donde se ubicará el artículo de ajuste al cuerpo 14.

Por tanto, la invención utiliza un accesorio 30 para localizar características del sujeto (por ejemplo, los ojos del sujeto) y una sonda de contacto itinerante para medir la forma de la cabeza. La sonda 40 está vinculada a una metrología tridimensional que registra su movimiento en relación con el accesorio de localización del ojo. La sonda separa y comprime localmente el aire para minimizar errores de contacto con la piel subyacente. La sonda también puede usarse para medir la superficie de un gorro colocado sobre el cabello.

El aparato antes descrito puede emplearse según se describe de acuerdo con la presente divulgación para medir la forma tridimensional de una cabeza 10 (es decir, una representación de la cabeza calva de un sujeto) para permitir la definición de un forro personalizado 18 para ajustar un casco 14 de manera cómoda y precisa sobre la cabeza del sujeto 10. Es decir, el método y el aparato de la presente divulgación forman parte de un método de diseño y fabricación de un casco a medida adaptado a las necesidades de un usuario individual.

El método y el aparato han sido desarrollados específicamente para su uso con cascos que contienen ópticas (por ejemplo, un casco con un sistema de pantalla óptica que requiere alineación con los ojos del sujeto 13). Sin embargo, el sistema (es decir, método y aparato) podría adaptarse para alinearse con cualquier otra característica anatómica, incluidas las características de la cabeza del sujeto y otras partes del cuerpo.

El método y el aparato pueden emplearse en la fabricación de pantallas montadas en la cabeza y otra tecnología montada en el cuerpo.

Todas las características descritas en esta especificación (incluidas las reivindicaciones adjuntas, el resumen y los dibujos) y/o todos los pasos de cualquier método o proceso divulgado pueden combinarse de cualquier manera, excepto formando combinaciones en la que al menos algunos de los mencionados pasos y/o características sean mutuamente excluyentes.

Cada característica descrita en esta especificación (incluidas las reivindicaciones adjuntas, el resumen y los dibujos) puede ser sustituida por características alternativas que tengan el mismo propósito o uno equivalente o similar, a menos que se indique expresamente lo contrario. Por tanto, a menos que se indique expresamente lo contrario, cada característica es solo un ejemplo de una serie genérica de características equivalentes o similares.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Un método para generar un mapa topográfico de una región de un cuerpo de un sujeto para la fabricación de un artículo de ajuste al cuerpo que se va a ajustar en la región del cuerpo, comprendiendo el método los siguientes pasos:

empujar una sonda de contacto (40), que incorpora una primera parte de un sistema de detección de posición 3D, hacia la superficie exterior del cuerpo de manera que la sonda de contacto (40) toque la superficie exterior del cuerpo o esté separada de la superficie exterior del cuerpo solo por una capa de barrera que es aplanada contra la superficie exterior del cuerpo por la sonda (40); y

desplazar la sonda de contacto (40) por la región (20) del cuerpo en la que se va a colocar el artículo de ajuste al cuerpo de manera que la sonda de contacto (40) se mueva en relación con la segunda parte del sistema de detección de posición 3D asociado con un accesorio de referencia fijo (30) para generar datos de posición 3D de la superficie de la región del cuerpo en la que se va a ajustar el artículo de ajuste al cuerpo y para generar un mapa topográfico de la región;

en donde el método comprende además los pasos de:

usar el accesorio de referencia (30) para ubicar una característica de referencia (13) en el cuerpo que está separada de la región (20) del cuerpo en la que se va a colocar el artículo de ajuste al cuerpo; y

usar la sonda (40) para generar datos de posición 3D que se utilizan para determinar la posición 3D de la característica de referencia localizada (13) en el cuerpo tocando la sonda en una ubicación de referencia predeterminada en el accesorio de referencia (30) de posición relativa conocida a la característica de referencia ubicada en el cuerpo y capturando los datos de posición en 3D generados en dicho punto de referencia;

y en donde el artículo de ajuste al cuerpo es un casco y la región del cuerpo es la cabeza del sujeto y en donde el accesorio de referencia (30) está configurado para estabilizar e inmovilizar la cabeza del sujeto y para localizar los ojos del sujeto, siendo la característica de referencia una cuenca de ojo (13) del sujeto.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la capa de barrera comprende pelo y/o un material de ajuste de cierre flexible provisto sobre la parte superior de la región del cuerpo para presionar el pelo hacia el cuerpo.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo además el paso de seleccionar un subconjunto de datos de posición 3D para definir la topografía de una superficie de interfaz del artículo de ajuste al cuerpo.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la sonda (40) está dispuesta para tocar la ubicación de referencia predeterminada antes o después de los pasos de empujar la sonda hacia la superficie exterior del cuerpo y desplazar la sonda (40) por la región del cuerpo en la que se va a colocar el artículo de ajuste al cuerpo.

5. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el accesorio de referencia incluye medios de visor a través de los cuales el sujeto puede alinear su vista.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la ubicación de referencia predeterminada está asociada con los medios de visor de manera que la posición 3D del ojo del sujeto pueda determinarse mediante el contacto de la sonda de contacto (40) y la ubicación de referencia predeterminada.

7. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los datos de posición 3D son obtenidos a partir del sistema de detección de posición 3D y procesados para definir la topografía de la región del cuerpo.

8. Un método para fabricar un artículo de ajuste al cuerpo que se va a ajustar a una región de un cuerpo que comprende los pasos de: poner en práctica el método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7; y formar una región de un artículo de ajuste al cuerpo en función de los datos de posición 3D generados, de manera que una región del artículo se ajuste a la forma de la región del cuerpo en la que se va a colocar el artículo de ajuste al cuerpo.

9. Un método para fabricar un forro de ajuste personalizado para su uso en un casco en función del mapa topográfico generado por el método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, estando configurado el forro para alinear las ópticas que lleva el casco con la línea de visión del sujeto.

10. Un aparato para generar un mapa topográfico de una región de un cuerpo de un sujeto para su uso en la fabricación de un artículo de ajuste al cuerpo que se va a ajustar en la región del cuerpo, que comprende:

una sonda de contacto (40) que tiene una superficie de contacto provista como esfera o esfera truncada; un elemento transmisor de datos de posición (54) provisto en el centro geométrico de la esfera; un accesorio de referencia (30);

un sistema de detección de posición 3D, que comprende una primera parte instalada dentro de la sonda de contacto (40) y una segunda parte asociada con el accesorio de referencia (30),

comprendiendo el sistema de detección de posición 3D además una unidad receptora (52) para recibir datos de posición del elemento transmisor,

medios para procesar los datos en un mapa de superficie,

estando configurado el aparato para llevar a cabo los siguientes pasos: cuando la sonda de contacto (40) es empujada contra y desplazada por una superficie exterior de una región de un cuerpo, tocando la superficie exterior del cuerpo o separada de esta por una capa de barrera que puede ser aplanada contra la superficie exterior del cuerpo por la sonda (40), la primera parte (40) del sistema de detección de posición 3D se mueve con respecto a la segunda parte (30) del sistema de detección de posición 3D para generar datos de posición 3D de la superficie exterior de la región del cuerpo por el que es desplazada la sonda, de cuyos datos se genera el mapa topográfico y se fabrica un artículo de ajuste al cuerpo correspondiente a este; y en donde el accesorio de referencia está dispuesto para estabilizar e inmovilizar la región de un cuerpo mientras la sonda de contacto (40) es desplazada por la superficie exterior de la región del cuerpo en el que se va a colocar el artículo de ajuste al cuerpo y el artículo de ajuste al cuerpo es un casco, la región del cuerpo es la cabeza del sujeto y el accesorio de referencia está configurado para estabilizar e inmovilizar la cabeza del sujeto y para localizar los ojos del sujeto, siendo la característica de referencia una cuenca de ojo del sujeto.

11. El aparato de acuerdo con la reivindicación 10, en donde la sonda de contacto (40) tiene una superficie de contacto para entrar en contacto con la superficie exterior del cuerpo, teniendo la superficie de contacto la forma de una esfera o una esfera truncada y en donde la primera parte del sistema de detección de posición 3D está instalada en el centro geométrico de la esfera.

12. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, en donde la capa de barrera puede comprender pelo y/o un material de ajuste de cierre flexible provisto sobre la parte superior de la región del cuerpo para presionar el pelo del cuerpo hacia el cuerpo.