KR102338339B1

KR102338339B1 - 맞춤 인솔 제조 방법

Info

Publication number: KR102338339B1
Application number: KR1020210093896A
Authority: KR
Inventors: 최혁
Original assignee: 최혁
Priority date: 2021-07-19
Filing date: 2021-07-19
Publication date: 2021-12-10

Abstract

본 발명은 인솔 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카메라와 3D 스캐너를 통해 인솔의 제조가 사용자 개개인 별로 자동 공정을 통해 신속하고 간편하게 이루어지도록 한 맞춤 인솔 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 맞춤 인솔 제조 방법은 발바닥 원시 데이터 생성장치(100)를 이용하여 평면 원시영상과 원시입체영상을 포함하는 발바닥 원시영상을 생성하는 단계와, 상기 발바닥 원시영상에서 발바닥 원시 데이터 생성장치가 촬영한 평면 원시영상을 그레이스케일로 변환하고 가상 그리드(G)를 형성시켜 보정평면 원시영상을 생성시키고 상기 발바닥 원시 데이터 생성장치가 촬영한 원시입체영상을 상기 보정평면 원시영상에 매칭시켜 아치평면구간(S)을 산출한 후 상기 보정평면 원시영상에서는 각 가상 그리드별 실효픽셀값의 차이에 따라 발바닥 깊이 데이터를 생성하고 상기 아치평면구간에서는 각 가상 그리드별 높이값의 차이에 따라 발바닥 깊이 데이터를 생성하는 단계와, 다수의 코어심 삽입홀(211)이 형성된 코어심 지지대(210)와 각 가상 그리드(G)의 위치에 대응되도록 상기 코어심 삽입홀에 수직으로 승강가능하게 삽입된 다수의 코어심(220)과 하강한 코어심(220)의 위치를 고정시키는 코어심 고정판(230)을 구비한 코어(200)를 준비한 후 상기 코어심(220)들을 발바닥 깊이 데이터에 대응되게 독립적으로 하강시켜 코어를 제작하는 단계와, 상기 코어의 하부에 인솔재료(I)를 위치시킨 후 코어로 압착하여 상기 코어에 의하여 형성되는 굴곡을 따르는 인솔을 성형시키는 단계를 포함한다.

Description

맞춤 인솔 제조 방법{Method for constructing custom insoles}

본 발명은 인솔 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카메라와 3D 스캐너를 통해 인솔의 제조가 사용자 개개인 별로 자동 공정을 통해 신속하고 간편하게 이루어지도록 한 맞춤 인솔 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 발바닥은 개개인 마다 차이가 있을 뿐만 아니라, 각 개인의 양발에도 차이가 있기 때문에 발의 특성과 질환 및 신발의 기능에 맞는 인솔(insole)의 사용은 매우 중요하다.

그러나, 종래의 인솔은 개개인의 발의 특성에 따라 제조되지 아니하고 대부분의 사용자가 착용 가능하도록 범용적인 굴곡라인을 채택하여 제조되어 왔으며, 이러한 이유로 신발 착용시 여러 가지 불편이 뒤따랐다.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 최근에는 맞춤 인솔 제조 방법에 대한 여러 가지 연구가 진행되고 있으며, 이중 가장 대표적인 것이 형상을 기반으로 인솔을 제조하는 방식과 압력의 분산에 초점을 맞추어 인솔을 제조하는 방식이다.

형상을 기반으로 인솔을 제조하는 방식은 발 전체 혹은 발포 수지를 발로 눌러 캐비티를 형성하여 석고로 본을 떠서 인솔을 제작하거나 열가소성 수지를 이용하여 만든 기본형 인솔판을 사용자가 직접 발바닥으로 압착하여 굴곡을 형성시킨 뒤 경화시키는 방식이다.

그러나, 형상을 기반으로 인솔을 제조하는 방식은 발의 형상에 따라 석고형과 인솔을 제조할 수 있는 숙련된 기술자가 수일 내지 수주의 기간을 들여 수작업을 통해 제조하여야 하고, 고객은 형상을 얻어내기 위하여 많은 시간과 비용을 소비하여야 하며, 열가소성수지를 발바닥으로 압착할 때 발바닥의 아치같은 큰 굴곡은 보완하지만 발바닥에 추진력을 발생시키는 발가락의 갈매기형 공간의 처리 같은 세밀한 보완이나 운동 특성에 따른 기능성 인솔의 제작은 매우 어렵다는 문제가 있다.

압력의 분산에 촛점을 맞추어 인솔을 제조하는 방식은 족압측정을 하여 몸무게가 집중되는 부분과 정도에 따라 인솔의 완충재를 선별 배치하여 압력의 분산을 시도하는 방식으로서, 개인의 발바닥 굴곡 특성을 충분히 보완하지 못해 활동시 신발 내부에서 발생되는 슬립현상이 발생되는 문제가 있다.

따라서, 고객은 불필요한 근육에 힘을 쓰게 되고 대부분의 경우 신발은 고려하지 않기 때문에 착용시 신발 내부의 부피감소로 발볼과 발등, 발가락의 압박이 심하여 지속적인 사용이 불가능한 경우가 많은 실정이다.

국내공개특허공보 제10-2017-0095540호

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 인솔을 맞춤 제조가 자동 공정을 통해 신속하고 간편하게 이루어지고, 신발과 발의 정밀한 정합이 이루어지도록 하며, 측정과 제조를 원격으로 분리하여 어디서나 자신에게 맞는 인솔을 간편하게 주문할 수 있어 누구나 쉽게 사용이 가능하도록 함으로써 개인의 건강과 활동의 가능 범위를 넓힐 수 있게 되는 맞춤 인솔 제조 방법을 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 맞춤 인솔 제조 방법은 발바닥 원시 데이터 생성장치를 이용하여 평면 원시영상과 원시입체영상을 포함하는 발바닥 원시영상을 생성하는 단계와, 상기 발바닥 원시영상에서 발바닥 원시 데이터 생성장치가 촬영한 평면 원시영상을 그레이스케일로 변환하고 가상 그리드를 형성시켜 보정평면 원시영상을 생성시키고, 상기 발바닥 원시 데이터 생성장치가 촬영한 원시입체영상을 상기 보정평면 원시영상에 매칭시켜 아치평면구간을 산출한 후, 상기 보정평면 원시영상에서는 각 가상 그리드별 실효픽셀값의 차이에 따라 발바닥 깊이 데이터를 생성하고, 상기 아치평면구간에서는 각 가상 그리드별 높이값의 차이에 따라 발바닥 깊이 데이터를 생성하는 단계와, 다수의 코어심 삽입홀이 형성된 코어심 지지대와 각 가상 그리드의 위치에 대응되도록 상기 코어심 삽입홀에 수직으로 승강가능하게 삽입된 다수의 코어심과 하강한 코어심의 위치를 고정시키는 코어심 고정판을 구비한 코어를 준비한 후 상기 코어심들을 발바닥 깊이 데이터에 대응되게 독립적으로 하강시켜 코어를 제작하는 단계와, 상기 코어의 하부에 인솔재료를 위치시킨 후 코어로 압착하여 상기 코어에 의하여 형성되는 굴곡을 따르는 인솔을 성형시키는 단계를 포함한다.

또한, 상기 발바닥 원시 데이터 생성장치는 투명발판과 조명을 구비한 발판 프레임과, 상기 발판 프레임의 둘레를 회전하면서 상기 투명발판 위에 올라선 사용자의 발바닥의 입체 원시영상을 촬영하는 3D 스캐너와, 상기 발판 프레임의 하부에 설치되어 상기 투명발판 위에 올라선 사용자의 발바닥의 평면 원시영상을 촬영하는 카메라를 구비할 수 있다.

아울러, 발바닥의 깊이 데이터의 생성하는 단계 이후에 상기 가상 그리드의 실효픽셀 밀도 분포를 정상값과 비교하여 사용자의 발바닥 유형을 판별하는 단계를 더 거치도록 할 수 있다.

이 경우, 사용자의 발바닥 유형을 판별하는 단계 이후에, 상기 깊이 데이터를 수정하여 인솔의 굴곡과 기울기를 변형시키는 단계를 거치도록 할 수도 있다.

한편, 상기 코어를 형성하는 단계에서, 상기 코어의 상부에는 스텝모터를 통해 승강하면서 각각의 코어심을 독립적으로 하강시키는 코어프레스가 설치되고, 상기 스텝모터는 상부에 설치된 이송장치를 통하여 수평이동되도록 구성될 수 있다.

아울러, 상기 코어를 형성시키는 단계는 코어의 하부에 코어와 동일한 캐비티를 위치시킨 다음 코어의 코어심들이 발바닥 깊이 데이터에 대응되게 독립적으로 하강할 때 캐비티의 코어심들도 함께 하강시켜 캐비티를 형성시키는 단계를 포함하고, 인솔을 성형시키는 단계는 상기 코어의 하부에 캐비티를 위치시킨 후 상기 코어와 캐비티 사이에 인솔재료를 넣고 압착시켜 상기 코어와 캐비티에 의하여 형성되는 굴곡을 따르는 인솔을 성형시킬 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 맞춤 인솔 제조 방법은 개개인의 발바닥 형상에 맞는 형태를 가진 인솔을 자동화하여 제작함으로써 신발과 발 사이의 정합도가 크게 향상되는 것은 물론 인솔제작 시간과 비용이 크게 절감되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 발바닥의 측정과 인솔의 성형을 서로 다른 공간에서 원격으로 수행할 수 있게 되므로 언제 어디서나 자신에게 맞는 인솔을 쉽고 간편하게 주문할 수 있어 개인의 건강과 활동의 가능 범위를 획기적으로 넓힐 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 맞춤 인솔 제조 방법을 순서대로 나타내는 블럭도.
도 2는 본 발명에 따른 맞춤 인솔 제조 방법에 이용되는 발바닥 원시 데이터 생성장치의 사시도.
도 3은 도 2의 발바닥 원시 데이터 생성장치의 분해도.
도 4는 도 2의 발바닥 원시 데이터 생성장치에 의해 생성된 평면 원시영상.
도 5는 도 2의 발바닥 원시 데이터 생성장치에 의해 생성된 입체 원시영상.
도 6은 본 발명에 따른 맞춤 인솔 제조 방법에 따라 생성된 평면 보정영상.
도 7은 도 6의 평면 보정영상에 가상 그리드가 설정된 상태를 촬영한 사진.
도 8은 본 발명에 따른 맞춤 인솔 제조 방법에 따라 입체 원시영상을 이용하여 아치구간값을 산출하는 방법을 나타내기 위한 개념도.
도 9는 본 발명에 따른 맞춤 인솔 제조 방법에 따라 아치평면구간을 산출하는 방법을 나타내기 위한 개념도.
도 10은 본 발명에 따른 맞춤 인솔 제조 방법에 따라 산출된 아치구간값들을 스플라인보간법을 이용하여 변형시키는 과정을 나타내는 개념도.
도 11은 본 발명에 따른 맞춤 인솔 제조 방법에 따라 연질의 인솔재료를 이용하는 경우에 코어가 제조되는 상태를 나타내는 도면.
도 12는 도 11의 코어의 내부구조를 나타내는 요부단면도.
도 13은 본 발명에 따른 맞춤 인솔 제조 방법에 따라 경질의 인솔재료를 이용하는 경우에 인솔이 성형되는 상태를 나타내는 코어의 단면도.
도 14는 본 발명에 따른 맞춤 인솔 제조 방법에 따라 경질의 인솔재료를 이용하는 경우에 코어가 제조되는 상태를 나타내는 코어의 단면도.
도 15는 본 발명에 따른 맞춤 인솔 제조 방법에 따라 경질의 인솔재료를 이용하는 경우에 인솔이 성형되는 상태를 나타내는 코어 및 캐비티의 단면도.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

아울러, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

예컨대, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 아울러, "포함한다" 또는 "구비한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

아울러, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명함에 있어, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 명료성을 위하여 가능한 중복되지 않게 상이한 부분만을 주로 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 맞춤 인솔 제조 방법은 발바닥 원시영상을 생성하는 단계(S1)와, 발바닥 깊이 데이터를 생성하는 단계(S2)와, 코어를 형성하는 단계(S3)와, 인솔을 성형하는 단계(S4)로 구성된다.

<발바닥 원시영상 생성 단계>

발바닥 원시영상을 생성하기 위해서는 발바닥 원시 데이터를 생성 장치를 이용한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발바닥 원시 데이터 생성 장치(100)는 투명발판(110)과, 조명(121)을 구비한 발판 프레임(120)과, 상기 발판 프레임(120)의 둘레를 회전하는 3D 스캐너(130)와, 발바닥을 촬영하는 카메라(140)로 구성될 수 있다.

상기 카메라(140)는 발판 프레임(120)의 하부에 설치되어 상부의 투명발판(110)을 촬영하도록 구성된다.

이 경우, 상기 발판 프레임(120)의 하부에는 발판 프레임(120)을 지지하는 베이스 프레임(150)이 설치되고, 상기 카메라(140)는 베이스 프레임(150)의 내측에 안전하게 설치되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 투명발판(110)의 상부에는 고분자 시트(160)가 놓여진다.

상기 3D 스캐너(130)는 발판 프레임(120)을 중심으로 360˚ 회전하면서 고분자 시트(160)에 맨발로 올라선 사용자의 발을 스캐닝하도록 구성된다.

이 경우, 상기 3D 스캐너(130)는 발판 프레임(120)을 중심으로 하는 트랙(131)을 따라 회전하도록 설치되는 바, 상기 트랙(131)은 바닥에 설치될 수도 있고, 베이스 프레임(150) 또는 발판 프레임(120)의 외측에 고정을 통해 설치될 수도 있다. 본 실시예에서는 상기 트랙(131)이 바닥에 설치된 것을 예를 들어 도시하였다.

상기와 같이 구성된 발바닥 원시 데이터 생성 장치(100)는 고분자 시트(160) 위에 사용자가 맨발로 올라선 후 조명(121)에 전원을 인가하면 상기 투명발판(110)과 고분자 시트(160)가 발바닥의 압력으로 인해 밀착되고, 상기 밀착된 부분에만 광원이 반사되면서 반사된 광원만 카메라(140)에 의해 촬영이 이루어진다.

이때, 상기 고분자 시트(160)는 반사되는 광원의 미세한 차이를 극대화시켜 정밀한 촬영이 이루어지도록 돕는다.

상기 카메라(140)가 촬영한 이미지는 서버로 송출되며, 상기 서버는 상기 이미지를 기반으로 발바닥의 평면 원시영상을 생성하게 된다.

이 경우, 상기 카메라(140)는 광각카메라가 바람직하다. 왜냐하면 광각카메라의 특성상 초점거리가 일반 카메라에 비하여 짧아서 사용자가 올라서는 바닥과 고분자 시트(160) 사이의 높이를 최소화시킬 수 있기 때문이다. 광각카메라가 아닌 일반 카메라를 적용할 경우에는 반사경을 추가로 설치하여 광각카메라와 같은 효과를 얻을 수 있다.

한편, 카메라(140)가 발바닥을 촬영하는 동안 상기 3D 스캐너(130)는 발판 프레임(120)을 중심으로 회전하면서 발판 프레임(120)과 발을 포함하는 형상을 3D 스캐닝한다.

상기 3D 스캐너(130)가 스캐닝한 데이터는 서버로 송출되며, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 서버는 3D 스캐너(130)로부터 전송되는 스캐닝 데이터를 통해 발바닥의 입체 원시영상을 생성하게 된다.

<발바닥 깊이 데이터 산출 단계>

맞춤 인솔을 제작하기 위해서는 개인별로 다른 발바닥의 깊이를 정밀하게 산출해야 한다.

이를 위하여, 상기 서버는 카메라(140)로부터 생성한 평면 원시영상을 역광각 처리하여 왜곡보정을 한 다음 명암을 바꾸고 그레이스케일 이미지(Grayscale Image)로 변환한다.

그 결과, 무게가 많이 실린 부분은 상대적으로 검정색 이미지로 변환되고 무게가 많이 실리지 않을 수록 상대적으로 흰색 이미지로 변환된다.

이때, 상기 고분자 시트(160)에 의하여 정밀하게 촬영이 이루어졌기 때문에 검정색 이미지와 흰색 이미지 사이의 음영 변화는 매우 정밀하고 미세하게 이루어진다.

그리고, 상기 서버는 실제 투명발판(110)의 크기와 일치하도록 평면 원시영상의 크기를 보정하여 도 5에 도시된 바와 같이, 평면 보정영상을 생성한 다음, 도 6에 도시된 바와 같이, 생성한 평면 보정영상에 투명발판(110)의 크기와 일치하는 일정한 크기의 가상 그리드(G)를 설정한다.

한편, 그레이스케일로 변환된 평면 보정영상에서 한개의 픽셀은 발바닥의 압력에 따라 0~225 사이의 고유한 값을 가지게 된다.

즉, 발바닥이 존재하지 않는 흰색의 가상그리드(G)는 255의 픽셀값을 갖게 되고, 발바닥이 존재하는 가상그리드(G)는 압력차이에 따라 0~254까지의 다양한 실효픽셀값을 갖게 되는 것이다.

상기 서버는 평면 보정영상을 구성하는 가상 그리드(G)들 중에서 실효픽셀값을 갖는 최외곽 좌표를 설정한 다음, 가상 그리드(G)의 실효픽셀값 중에서 가장 큰 값을 maxP로 지정함과 아울러 가장 작은값을 minP 로 지정한 후에 상기 maxP와 minP의 사이를 일정한 임의의 정수로 나누어서 가상 그리드(G)별로 후술할 코어심(220)이 이동할 단위 실제 이동거리를 설정한다.

즉, 각각의 가상 그리드(G)의 실효픽셀값에 따라 대응되는 코어심(220)의 실제 이동 거리가 상기 임의의 정수 만큼의 단계로 차등있게 정해지는 것이다.

한편 발바닥에 형성된 아치구간은 인솔에 있어서 볼록하게 굴곡을 형성시켜야 한다. 그러나, 상기 아치구간은 카메라(140)가 촬영할 수 없는 구간이기 때문에 상기 평면 보정영상으로부터 위치정보를 추출해 낼 수 없다.

따라서, 상기 서버는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 3D 스캐너(130)로부터 생성된 입체 원시영상을 이용하여 아치구간값(L1)을 산출해 낸 다음 이를 평면 보정영상의 가상 그리드(G)에 매칭시키는 방법으로 아치구간의 위치정보를 생성한다.

여기서 아치구간값(L1)이란 평면 보정영상을 기준으로 발의 최외곽을 이루는 안쪽라인 중, 아치구간의 시작점(P1)과 끝점(P2)을 연결하는 xyz좌표값들을 의미하며, 이러한 아치구간값(L1)은 라인 형태로 이미지화 할 수 있다.(도 9 참조)

도 8에 도시된 바와 같이, 이러한 아치구간값(L1)은 다음과 같은 방법으로 산출한다.

먼저, 상기 서버는 입체 원시영상에서 발등과 발목을 연결하는 라인중에서 변곡점(A)을 추출한 다음, 상기 변곡점(A)으로부터 아래로 가상의 수직선을 연장시켜 바닥면에서의 y좌표를 추출한다.

그리고, 상기 y좌표로부터 평면 보정영상을 기준으로 발의 최외곽을 이루는 안쪽라인까지 수평선을 연장시켜 바닥면에서의 x좌표를 추출한다.

그리고, 상기 x좌표에서 위로 가상의 수직선을 연장시키고, 상기 수직선과 교차하는 특정 입체라인을 아치곡선라인으로 설정한 다음, 상기 아치곡선라인을 구성하는 모든 z좌표를 추출하면, 도 9에 도시된 바와 같이, 바닥면과의 높이값을 포함하는 아치구간값(L1)을 산출해 낼 수 있게 된다.

그리고, 상기 서버는 라인형태로 이루어진 아치구간값(L1)과 평면 보정영상에서 실효필셀값을 갖는 가상 그리드(G)들로 이루어지는 아치경계라인(L2)에 의해 형성되는 영역을 아치평면구간(S)으로 설정한다.

그리고, 도 10에 도시된 바와 같이, 아치평면구간(S)내에서 아치구간값(L1)과 아치경계라인(L2)을 연결하여 경사진 직선 형태를 가진 높이값(Z0~Z6)을 산출한 후, 스플라인보간법을 이용하여 상기 높이값(Z0~Z6)들이 볼록하게 라운드진 형태를 이루도록 변형을 실시한다.

본 실시예에서는 상기 높이값(Z0~Z6)을 6단계로 산출한 것을 예를 들어 설명하나 상기 높이값은 선형적인 값으로서 이에 국한될 필요없이 다양한 단계로 산출이 가능하며, 스플라인보간법 이외의 다양한 보간법을 이용할 수 있음은 물론이다.

그리고, 상기 서버는 인솔에서 가장 높은 위치를 이루는 높이값(Z0)을 기본 깊이값 maxP로 지정하고 가장 낮은 위치를 이루게 되는 아치경계라인(L2)의 높이값(Z6)을 가장 작은 깊이값 minP 로 지정한 후에, 상기 maxP와 minP의 차이값을 일정한 임의의 정수로 나누어서 각 가상 그리드(G) 별로 후술할 코어심(220)이 이동할 단위 실제 이동거리를 설정한다.

그리고, 상기 아치평면구간(S)을 이루는 가상 그리드(G)별 높이값(Z0~Z6)에 상기 단위 실제 이동거리를 대입하여 상기 아치평면구간(S)을 이루는 각각 가상 그리드(G)별로 코어심(220)의 실제 이동거리를 환산한다.

이와 같은 과정을 거치게 되면 모든 가상 그리드(G)에 대하여 코어심(220)이 이동할 깊이 데이터가 산출된다.

한편, 상기와 같은 과정을 통해 발바닥의 깊이 데이터 산출이 완료되면, 상기 가상 그리드(G)의 실효픽셀 밀도 분포를 정상값과 비교하여 개인별 발바닥 유형을 판단하는 과정을 더 거치도록 할 수도 있다.

이 경우, 상기 서버는 실효픽셀값을 가지는 가상 그리드(G) 구역에 내접하는 가상의 사각 영역을 설정한 후, 상기 사각영역을 가로와 세로로 일정 등분하고 이중, 각각의 등분된 영역의 실효픽셀값을 전체 실효픽셀값으로 나누어 가상 그리드(G)의 실효픽셀 밀도 분포를 산출한다.

그리고, 이렇게 산출된 가상 그리드(G)의 실효픽셀 밀도 분포를 건강한 정상인의 실효픽셀 밀도 분포와 비교하여 사용자의 발바닥 유형을 판별한다.

상기와 같은 과정을 통해 예컨대 사용자가 평발인지 요족인지를 판별해 낼 수 있으며, 판별 결과에 따라 상기 아치구간값(L1)의 깊이 데이터를 수정하고 이를 모든 가상 그리드(G)에 반영하여 인솔자체의 굴곡과 기울기를 적절하게 변형시킨다.

이와 같이 깊이 데이터를 수정하는 이유는 의학적인 교정 혹은 특정한 스포츠 경기의 기능 향상을 위하여 전문가가 내리는 처방을 인솔에 반영시켜 주기 위함이다.

예컨대, 정형외과에서는 평발인 경우 아치구간이 무너져서 무릎이 O(오)다리 처럼 진행되는 경우가 많기 때문에 신발과 깔창의 내굽을 올려서 처방하고, 스포츠 경기에서 좌우로 급정지가 많은 경기의 경우 필요한 부위에 한하여 인솔의 내측 경사를 인위적으로 올려서 처방해 준다.

이와 같이, 전문가의 처방에 따라 발바닥의 깊이 데이터를 변형시켜 주면, 인솔의 좌우 기울기와 아치구간의 높이 및 발가락의 갈매기형 공간의 형태를 사용자의 발에 맞게 조절할 수 있게 된다.

<코어 형성 단계>

도 11에 도시된 바와 같이, 발바닥의 깊이 데이터의 산출 및 수정이 모두 완료되면, 이를 기반으로 하여 코어(200)를 제작한다.

상기 코어(200)는 인솔의 상부금형으로서, 다수의 코어심 삽입홀(211)이 형성된 코어심 지지대(210)와, 각 가상 그리드(G)의 위치에 대응되도록 상기 코어심 삽입홀(211)에 수직으로 승강가능하게 삽입된 다수의 코어심(220)과, 하강한 코어심(220)의 위치를 고정시키는 코어심 고정판(230)으로 구성될 수 있다.

상기 코어심 고정판(230)은 코어심 지지대(210)에 슬라이딩 결합되어 코어심 삽입홀(211)에 삽입된 코어심(220)이 상하로 유동되지 않도록 고정시킨다.

이 경우, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 코어심(220)의 외주면에는 상하방향으로 일정간격으로 두고 환형의 홈(221)이 형성되며, 상기 코어심 고정판(230)에는 상기 홈(221)을 통해 코어심(220)의 양측을 지지하는 슬릿홈(231)이 형성될 수 있다.

따라서 상기 코어심 고정판(230)을 코어심 지지대(210)에 수평방향으로 슬라이딩 결합시키면 코어심 고정판(230)의 슬릿홈(231)과 동일높이에 위치하는 코어심(220)의 홈(221)의 양측으로 끼워지면서 코어심(220)의 위치가 고정된다.

그리고, 상기 코어(200)의 상부에는 각각의 코어심(220)을 하강시키는 코어프레스(300)가 설치된다. 상기 코어프레스(300)는 코어(200)의 상부에 설치된 스텝모터(310)를 통해 승강력을 부여받게 된다. 상기 스텝모터(310)는 상부에 설치된 이송장치(도시 안됨)를 통해 수평방향으로 이동 가능하게 설치된다.

본 실시예에서는 상기 코어프레스(300)가 x,z방향으로 이동하고 코어(200)가 y방향으로 이동하도록 구성하였으나, 이에 국한되지 않고 예컨대, 코어프레스(300)가 yz방향으로 이동하고 코어(200)가 x방향으로 이송하거나 코어프레스(300)가 단독으로 xyz방향으로 이동하거나 코어(200)가 단독으로 xy방향으로 이동하도록 구성될 수도 있다.

이와 같은 코어(200)가 준비되면, 상기 스텝모터(310)와 이송장치가 서버로부터 전달받은 발바닥 깊이 데이터에 따라 코어프레스(300)를 이동시켜 가면서 상기 코어심(220)들을 상기 발바닥 깊이 데이터에 대응되게 독립적으로 하강시켜 코어(200)의 제작을 완료한다.

<인솔 성형 단계>

제작이 완료된 코어(200)는 발바닥 깊이 데이터에 따라 특정 형상을 갖게 되며, 인솔재료(I)를 상기 코어(200)의 하부에 위치시킨 후 압착시킨다.

도 13에 도시된 바와 같이, 코어(200)의 압착이 완료되면, 상기 코어(200)의 형상에 따라 인솔재료(I)에 굴곡이 형성되고 일정시간 동안 경화시킨 후 경화된 인솔형태에 맞추어 인솔재료(I)를 재단하면 인솔 성형이 완료된다.

한편, 실리콘 소재 등 겔 등 연질의 인솔재료(I)를 이용하여 인솔을 성형할 때에는 바닥에 연질의 인솔재료(I)를 올려 놓을 수 있는 소재 트레이(400)가 설치되는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 소재 트레이(400)의 상부에 연질의 인솔재료(I)를 올려 놓고 성형을 진행하면 된다.

도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예로서, 코르크 분말과 고분자 비드를 중합체와 혼합한 경질의 인솔재료(I)로 인솔을 성형할 때에는 코어(200) 이외에 별도의 캐비티(500)를 준비한다.

상기 캐비티(500)는 인솔의 하부금형으로서, 상술한 코어(200)와 그 구성이 동일 내지 유사하다.

이 경우, 바닥에 캐비티(500)를 설치하고 상기 캐비티(500)의 상부에 코어(200)를 적층시킨다.

이 상태에서 상술한 것과 동일한 방법으로 코어프레스(300)를 이용하여 코어(200)의 코어심(220)을 하강시키면, 캐비티(500)의 코어심(520)이 코어(200)의 코어심(220)과 동반 하강하면서 코어(200)와 동일한 형태의 캐비티(500)가 형성된다.

도 15에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 방법으로 캐비티(500)가 형성되면, 코어(200)와 캐비티(500) 사이에 경질의 인솔재료(I)를 위치시킨 후 압착시킨다.

이렇게 하면 상기 코어(200)와 캐비티(500)의 형상에 따라 인솔재료(I)에 굴곡이 형성되고 일정시간 동안 경화시킨 후 경화된 인솔 형태에 맞추어 인솔재료(I)를 재단하면 인솔 성형이 완료된다.

이와 같이, 본 발명은 개개인의 발바닥 형상에 맞는 형태를 가진 인솔을 자동화하여 제작함으로써 신발과 발 사이의 정합도가 크게 향상되는 것은 물론 인솔제작 시간과 비용이 크게 절감된다.

따라서, 발바닥의 측정과 인솔의 성형을 서로 다른 공간에서 원격으로 수행할 수 있게 되므로 언제 어디서나 자신에게 맞는 인솔을 쉽고 간편하게 주문할 수 있어 개인의 건강과 활동의 가능 범위를 획기적으로 넓힐 수 있게 된다.

이와 같이, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상술하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 변형 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 권리범위에 속할 것이다.

100...발바닥 원시 데이터 생성장치
110...투명발판 120...발판 프레임
121...조명 130...3D 스캐너
140...카메라 200...코어
210...코어심 지지대 211...코어심 삽입홀
220,520...코어심 230...코어심 고정판
300...코어프레스 310...스텝모터
500...캐비티 G...가상 그리드
I...인솔재료 S...아치평면구간

Claims

발바닥 원시 데이터 생성장치를 이용하여 평면 원시영상과 원시입체영상을 포함하는 발바닥 원시영상을 생성하는 단계;
상기 발바닥 원시영상에서 발바닥 원시 데이터 생성장치가 촬영한 평면 원시영상을 그레이스케일로 변환하고 가상 그리드를 형성시켜 보정평면 원시영상을 생성시키고, 상기 발바닥 원시 데이터 생성장치가 촬영한 원시입체영상을 상기 보정평면 원시영상에 매칭시켜 아치평면구간을 산출한 후, 상기 보정평면 원시영상에서는 각 가상 그리드별 실효픽셀값의 차이에 따라 발바닥 깊이 데이터를 생성하고, 상기 아치평면구간에서는 각 가상 그리드별 높이값의 차이에 따라 발바닥 깊이 데이터를 생성하는 단계;
다수의 코어심 삽입홀이 형성된 코어심 지지대와, 각 가상 그리드의 위치에 대응되도록 상기 코어심 삽입홀에 수직으로 승강가능하게 삽입된 다수의 코어심과, 하강한 코어심의 위치를 고정시키는 코어심 고정판을 구비한 코어를 준비한 후, 상기 코어심들을 발바닥 깊이 데이터에 대응되게 독립적으로 하강시켜 코어를 제작하는 단계; 및
상기 코어의 하부에 인솔재료를 위치시킨 후 코어로 압착하여 상기 코어에 의하여 형성되는 굴곡을 따르는 인솔을 성형시키는 단계를 포함하는 맞춤 인솔 제조 방법.
제 1항에 있어서,
상기 발바닥 원시 데이터 생성장치는
투명발판과 조명을 구비한 발판 프레임;
상기 발판 프레임의 둘레를 회전하면서 상기 투명발판 위에 올라선 사용자의 발바닥의 입체 원시영상을 촬영하는 3D 스캐너; 및
상기 발판 프레임의 하부에 설치되어 상기 투명발판 위에 올라선 사용자의 발바닥의 평면 원시영상을 촬영하는 카메라를 구비한 맞춤 인솔 제조 방법.
제 1항에 있어서,
발바닥의 깊이 데이터의 생성하는 단계 이후에,
상기 가상 그리드의 실효픽셀 밀도 분포를 정상값과 비교하여 사용자의 발바닥 유형을 판별하는 단계를 더 거치도록 한 맞춤 인솔 제조 방법.
제 3항에 있어서,
사용자의 발바닥 유형을 판별하는 단계 이후에,
상기 깊이 데이터를 수정하여 인솔의 굴곡과 기울기를 변형시키는 단계를 거치도록 한 맞춤 인솔 제조 방법.
제 1항에 있어서,
상기 코어를 형성하는 단계에서,
상기 코어의 상부에는 스텝모터를 통해 승강하면서 각각의 코어심을 독립적으로 하강시키는 코어프레스가 설치되고,
상기 스텝모터는 상부에 설치된 이송장치를 통하여 수평방향으로 이동되는 맞춤 인솔 제조 방법.
제 1항에 있어서,
상기 코어를 형성시키는 단계는 코어의 하부에 코어와 동일한 캐비티를 위치시킨 다음 코어의 코어심들이 발바닥 깊이 데이터에 대응되게 독립적으로 하강할 때 캐비티의 코어심들도 함께 하강시켜 캐비티를 형성시키는 단계를 포함하고;
인솔을 성형시키는 단계는 상기 코어의 하부에 캐비티를 위치시킨 후 상기 코어와 캐비티 사이에 인솔재료를 넣고 압착시켜 상기 코어와 캐비티에 의하여 형성되는 굴곡을 따르는 인솔을 성형시키도록 한 맞춤 인솔 제조 방법.