KR20140032028A - 족부 스캐너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 족부의 사이즈를 포함한 형상 정보를 2차원 또는 3차원으로 획득할 수 있는 스캐너와 관련된다. 본 발명은 실시예로, 케이스, 상기 케이스에 장착되며, 피측정자의 발이 오르는 투명한 발판, 상기 발판과 이격되어 있으며 일면이 상기 발판을 향하고 있는 측정배드, 상기 측정배드의 일면이 상기 발판을 향하는 상태를 유지시키면서, 상기 측정배드를 상기 발판의 하부와 양 측면으로 이동시키는 이동부, 상기 측정배드에 적어도 하나가 장착되는 것으로, 회전운동하며 선레이저빔을 발하는 레이저조사기와, 상기 선레이저빔에 조사된 발을 촬영하는 카메라를 포함하는 측정모듈 및 상기 이동부의 작동과 상기 측정모듈의 작동을 제어하고, 상기 측정모듈에서 얻어진 이미지를 가공처리하여 피측정자의 발 형상을 형성하는 제어부를 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.

나아가 정밀도를 향상시키기 위해서는 이미지별로 레이저선의 이동량에 대한 정확한 정보가 중요한데, 종래의 기술은 레이저선의 이동량, 즉 레이저조사기의 변위값을 측정하기 위하여 엔코더나 트리거와 같은 고가의 정밀장비를 요구하고 있다. 이로써 더욱 제조비용이 상승하는 문제가 있다.

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

본 발명은 족부 스캐너의 사이즈를 작게 하여 공간활용도를 개선하고자 하며, 이미지 처리의 부담을 크게 저감하여 저렴하고 간소한 전자장치에서도 신속하게 구동할 수 있게 하고자 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, 케이스, 상기 케이스에 장착되며, 피측정자의 발이 오르는 투명한 발판, 상기 발판과 이격되어 있으며 일면이 상기 발판을 향하고 있는 측정배드, 상기 측정배드의 일면이 상기 발판을 향하는 상태를 유지시키면서, 상기 측정배드를 상기 발판의 하부와 양 측면으로 이동시키는 이동부, 상기 측정배드에 적어도 하나가 장착되는 것으로, 회전운동하며 선레이저빔을 발하는 레이저조사기와, 상기 선레이저빔에 조사된 발을 촬영하는 카메라를 포함하는 측정모듈 및 상기 이동부의 작동과 상기 측정모듈의 작동을 제어하고, 상기 측정모듈에서 얻어진 이미지를 가공처리하여 피측정자의 발 형상을 형성하는 제어부를 포함하는 족부 스캐너를 제시한다.

여기서, 상기 이동부는, 상기 측정배드의 전단부와 후단부 각각에 고정되어 있으며, 서로 나란하게 상부로 연장되는 스윙암 및 상기 케이스의 내부에 설치되어 있고, 상기 스윙암과 상기 측정배드를 상기 발판을 중심으로 회전시키는 구동부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 케이스에는 피측정자의 발이 삽입되는 측정공간이 형성되어 있으며, 상기 발판은 상부로 개방된 상기 측정공간의 입구보다 낮은 높이에 설치될 수 있다.

여기서, 상기 측정모듈은 상기 측정배드의 길이 방향에 따라 복수 개가 이격되게 설치되어 있고, 각 상기 측정모듈은, 상기 측정모듈들의 이격 간격에 대응하는 구역에서 상기 선레이저빔의 조사와 촬영을 담당할 수 있다.

한편, 상기 제어부는 각 측정모듈마다 촬영 이미지를 분석하여 부분 형상을 산출하는 분석유닛을 개별적으로 구비하고 있으며, 각 상기 분석유닛에서 얻어진 상기 부분 형상을 취합하여 전체 형상을 산출하는 취합유닛을 구비할 수 있다.

한편, 상기 발판의 하부면은 평탄면이며, 양 측부면은 상기 하부면과 수직한 평탄면으로 형성되어 있고, 상기 하부면과 각 상기 측부면에는 일정한 돌출 길이로 상기 발판의 전후 길이를 따라 불투명의 기준바가 돌출되어 있어 상기 레이저조사기의 회전에 따라 조사된 면에서 선레이저빔의 단차가 형성될 수 있다.

한편, 상기 발판에 장착되어 있으며, 상기 발판의 하부 위치, 상기 발판의 좌측 위치 및 우측 위치 중 어느 한 위치로 이동된 상기 카메라에 의해 촬영되는 마커부를 포함할 수 있다.

나아가, 상기 제어부는 상기 측정배드가 상기 발판 하부, 일측 및 타측에 머물도록 상기 이동부를 제어하며, 상기 측정배드의 위치 이동에 따라 상기 측정모듈에서 상기 발판에 올려진 피측정자의 발에 대한 하부 형상, 일측 형상 및 타측 형상을 취득하도록 상기 측정모듈을 제어하고, 상기 하부 형상, 일측 형상 및 타측 형상으로부터 상기 발에 대한 3차원 형상을 산출할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 이동부에 의해 측정모듈이 장착된 측정배드가 피측정자의 발의 하부와 양 측면으로 이동한 후 스캔하여, 종래의 기술에 비하여 장치의 사이즈를 소형화할 수 있다.

복수의 측정모듈을 설치하고, 각 측정모듈은 발의 일부분에 대한 이미지를 취득하도록 구성함으로써 장치의 소형화가 가능하다.

피측정자의 발이 측정공간의 내부에 위치한 상태에서 측정할 수 있으므로, 레이저조사기에서 방출한 선레이저빔이 외부 물건에 조사되지 않게 된다. 그에 따라 취득한 이미지에 포함되는 노이즈를 저감할 수 있다.

종래의 기술은 측정된 이미지를 처리하기 위한 고성능 연산장치가 필요하였다. 그에 따라 고성능 연산장치를 설치하기 위한 별도의 공간을 요구하였으며, 가격이 상승하였으나, 본 발명은 낮은 처리 성능을 가지는 분석유닛들을 측정모듈 별로 배당하여 처리 속도를 향상시키면서도 제작 비용을 낮출 수 있게 한다.

기준바는 영상 처리 과정 중에서 레이저빔의 조사각도를 쉽게 알 수 있게 하므로, 레이저조사기의 회전각을 얻기 위해 요구되는 값비싼 회전 센서를 생략할 수 있게 한다. 따라서 제조비용을 더욱 낮출 수 있는 장점이 있다.

마커부는 발의 하부와 양 측부에서 측정된 형상 정보를 취합할 때에 기준점을 제시하므로, 종래의 기술에서 부분 형상들을 대조하여 유사점에 기인한 매칭 방법에 비하여, 처리 속도가 빠르며 최종 영상의 품질이 향상되는 효과가 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 주요부를 분리한 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 실시예에 채용된 이동부의 사용 상태를 나타낸 도면.
도 4는 도 1에 도시된 실시예에 채용된 측정모듈을 분리하여 나타낸 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 측정모듈의 사용 상태를 나타낸 사시도.
도 6은 도 1에 도시된 실시예의 사용 상태를 나타낸 도면들로, (a), (b) 및 (c)의 순서로 레이저조사기의 회전을 나타낸 측면도들.
도 7은 도 1에 도시된 실시예에 채용된 발판과 측정모듈의 관계를 나타낸 것으로, (a)는 발판의 사용 상태를 나타낸 사시도이고, (b)와 (c)는 카메라에 의해 촬영된 이미지를 개략적으로 나타낸 도면들.
도 8은 도 1에 도시된 실시예에 채용된 제어부의 주요 구성을 나타낸 블록도.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 족부 스캐너의 구성, 기능 및 작용을 설명한다.

또한 이하의 설명이나 도면에서 '제1', '제2' 등의 용어는 기술적 의미가 동일성 범위에 있는 구성요소를 편의상 구별하기 위하여 사용된다. 즉, 어떠한 하나의 구성은 임의적으로 '제1구성' 또는 '제2구성'으로 명명될 수 있다.

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 1과 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 족부 스캐너와 관련된 도면들이다.

본 발명의 실시예에 따른 족부 스캐너(10)는 케이스(1), 발판(2), 측정배드(4), 이동부(5), 측정모듈(6) 및 제어부를 포함한다.

제시하는 족부 스캐너는 대략 상자의 외형의 케이스(1)를 구비한다. 도면에서 케이스(1)의 중앙에는 상부로 개구된 공간이 형성되어 있다. 이 공간은 측정하고자 하는 피대상물이 올려지는 부분으로, 이하에서는 측정공간(11)이라고 명명한다.

측정공간(11)은 상부로 개방되어 있어, 바닥에 놓인 족부 스캐너에 지면에 서 있거나 앉아 있는 피측정자가 발을 쉽게 넣을 수 있다. 도면을 기준으로 측정공간(11)의 정면과 후면이 개방되어 있는데, 이 측정공간의 전,후면은 별도의 막이판(도시 생략)에 의해 가려질 수 있다.

발판(2)은 피측정자의 발이 오르는 판 형상의 부재이다. 피측정자의 발바닥을 촬영하기 위하여 발판(2)은 투명한 재질로 이루어진다. 발판은 투명한 유리이건 투명한 아크릴이다.

발판(2)은 대략 육면체로, 발이 오르는 상부면과 하부면 및 양 측부면은, 후술하는 기준바(21)를 제외하고는, 평탄한 면을 형성하고 있다.

발판(2) 하부면의 일측 그리고 각 측부면에는, 발판(2)에 오르는 발의 앞뒤 방향으로, 기준바(21)가 형성되어 있다. 기준바(21)는 각 평탄면에서 일정한 돌출 길이로 돌출되도록, 동일한 사각 단면적을 가지는 막대 형상이다. 이 기준바(21)는 불투명한 재질로 형성되어 있다.

나아가, 투명한 발판(2)의 내부에는 발판(2)의 하부 위치, 좌측 위치 및 우측 위치 중 어느 한 위치로 이동된 카메라에 의해 촬영되는 마커부(22)가 포함된다.

마커부(22)는 불투명한 특정 색상을 가지며, 발판의 내부에 매립된 구슬일 수 있다. 이 구슬의 색상은 붉은 색일 수 있다.

마커부(22)는, 발판(2)에 오른 발을 하부에서 관찰할 때에, 발바닥과 마커부가 겹쳐 관찰하지 않는 위치에 놓인다. 일례로 마커부(22)는 발판(2)의 선단부보다 먼 위치, 즉 발판(2)의 끝단부에 치우쳐지게 위치한다.

마커부(22)는 발판(2)의 하부에서 관찰 가능하면서도, 발판(2)의 좌측과 우측에서도 관찰 가능하다. 각 위치에서 마커부(22)를 확실히 관찰할 수 있도록, 기준바(21)는 마커부(22)를 가리지 아니하는 위치에 설치된다. 즉, 마커부(22)가 발판의 단면 중심에 설치된다면, 도 7과 같이, 측부면의 기준바(21)는 중앙보다 다소 아래로 쳐지게 형성된다. 따라서 측부에서 바라보았을 때에, 기준바(21)에 의해 가리지 않고 마커부가 관찰될 수 있다. 이와 같이, 하부면에서도 마커부를 가리지 않도록 하부면의 기준바는 어느 일측으로 치우쳐지게 배치된다.

발판(2)은 측정공간(11)의 내부로 일정 깊이 삽입된 위치에 고정된다. 발판(2)을 측정공간(11)의 내부에 고정하기 위하여, 발판(2)의 전후 끝단부 각각에는 고정브래킷(23)이 연결된다. 고정브래킷(23)의 상단부(231)는 케이스(1)에 형성된 단턱(12)에 고정되며, 상단부(231)에서 하부로 연장된 하부연장부(232)의 끝단에 발판(2)의 끝단부가 결합된다.

하부연장부(232)는 측정공간(11)을 형성하는 내벽면과는 이격된다. 케이스(1)의 내벽면과 이격된 공간에는 후술하는 이동부가 위치하게 된다.

고정브래킷(23)에 의해 매달린 형태로 발판(2)이 측정공간(11)의 내부에 위치 고정된다. 이로써 발판(2)은 상부로 개방된 측정공간(11)의 입구보다 낮은 높이에 설치된다.

측정배드(4)와 이동부(5)는, 측정모듈(6)을 이동시키기 위한 부재들이다.

측정배드(4)는 발판(2)과 이격되어 있으며, 일면이 발판(2)을 향하고 있는 판재이다. 이 측정배드(4)에는 후술하는 측정모듈이 설치된다.

한편, 이동부(5)는 측정배드(4)의 일면이 발판(2)을 향하는 상태를 유지시면서, 측정배드(4)를 발판(2)의 하부와 양 측면으로 이동시키는 구성이다.

이동부(5)는 측정배드(4)의 전단부와 후단부 각각에 고정되어 있으며, 서로 나란하게 상부로 연장되는 한 쌍의 스윙암(51) 그리고 케이스의 내부에 설치되어 있고, 스윙암과 측정배드를 발판을 중심으로 회전시키는 구동부(도시 생략)를 포함한다.

스윙암(51)의 일단은 측정배드(4)의 끝단부에 결합되며, 타단은 측정공간(11)의 내측면에 힌지 연결된다. 측정배드(4)는 양단부가 스윙암(51)에 결합됨으로써, 스윙암(51)의 끝단을 회전 축으로 하여, 그네와 같이 회전할 수 있게 된다(도 3 참고).

도시를 생략한 구동부는 케이스의 내부에 장착되는 것으로, 이동부를 회전시키기 위한 구성을 갖는다. 구동부는 회전 제어가 가능한 전기모터, 이 전기모터의 회전축에 연결되는 감속기 등을 포함한다.

전기모터와 감속기 외에도, 이동부와 측정배드를 회전시키는 구동부의 구성은 다양할 수 있으며, 일반적인 기계 제작 분야에서 널리 사용되는 수준이므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

스윙암(51)의 타단은 측정공간(11)의 내부에 머무는 발판(2)과 동일한 높이 또는 이보다 다소 높은 위치에서 측정공간(11)의 내벽면에 연결되므로, 스윙암(51)에 연결되어 회전되는 측정배드(4)는, 그 일면이 항시 발판(2)을 향하게 된다.

측정모듈(6)은 측정배드(4)의 일면에 장착된다. 측정모듈(6)은 적어도 하나가 장착되는 것으로, 도시된 실시예에서는 3개의 측정모듈(6)이 발판(2)에 오르는 발의 전후 방향에 따라 배치되어 있다.

도 4 내지 도 5를 참고하면, 각 측정모듈(6)은 레이저조사기(61)와 카메라(62)를 포함한다. 레이저조사기(61)와 카메라(62)는 지그(63)에 연결되어 있으며, 지그(63)는 측정배드에 연결된다. 만일, 측정배드에 후술하는 힌지편과 레크기어가 형성된다면 지그는 생략될 수 있다.

레이저조사기(61)는 평면에 조사하였을 때에 직선을 이루는 선레이저빔을 방출하는 것으로, 발판(2)에 오른 발의 좌우 방향과 평행한 축을 회전축으로 하여 회전 가능하다. 레이저조사기(61)에서 방출한 선레이저빔은 발 피부에 조사되어, 발의 좌우 방향으로 가로지는 선을 형성한다. 레이저조사기(61)의 회전에 의해 이 선은 발의 전후로 이동하게 된다.

레이저조사기(61)의 회전을 위하여, 지그(63)에 힌지편(631)과 굴곡진 레크기어(632)를 형성하고, 이 힌지편(631)에 회전 가능하게 설치되는 레이저조사기(61)의 하단부에 레크기어(632)에 맞물리는 기어(611)와 기어를 회전시키는 모터(도시 생략)를 장착할 수 있다.

레이저조사기(61)를 지그(63)에 결합하면, 기어(611)는 레크기어(632)에 맞물리고, 모터의 회전에 의해 레이저조사기(61)는 지그(63)에 대하여 회전하게 된다.

이때, 모터의 회전수를 측정하여 지그에 대한 레이저조사기의 회전각도를 산출할 수 있다. 이와 달리, 레이저조사기(61)를 회전시키는 다양한 구성이 적용될 수 있다. 또한 레이저조사기의 회전 각도를 측정하는 센서가 장착될 수 있다.

한편, 카메라(62)는 지그(63)에 위치 고정되어, 설치 각도에 한정되어 이미지를 촬영하게 된다. 레이저조사기(61)가 회전함에 따라 선레이저빔이 이동하는데, 고정된 카메라(62)는 대상물에 조사된 선레이저빔을 촬영하게 된다.

측정배드(4)에 복수의 측정모듈(6)이 이격되게 설치됨에 따라 각 측정모듈(6)은 이격 간격에 대응하는 구역에서 선레이저빔의 조사와 대상물에 조사된 선레이저빔의 촬영을 담당하도록 제어된다. 즉, 3개의 측정배드(4)는 3등분한 발판(2)의 일부분씩 선레이저빔 조사와 촬영을 담당한다.

만일 단일의 측정모듈이 장착되어 있다면, 하나의 레이저조사기가 발의 전단부터 후단까지 선레이저빔을 조사해야하며, 카메라는 발 전체를 촬영할 수 있어야 한다. 카메라에 발 전체를 담기 위해서는 카메라와 발과의 거리를 충분히 확보해야 하므로 스캐너의 장치가 커져야 한다. 또한 레이저조사기가 발 전체에 선레이저빔을 조사해야하므로 조사 구간이 넓어짐에 따라, 촬영에 소요되는 시간이 증가된다.

그러나 본 발명에서는 복수의 카메라를 설치하고, 각 카메라는 해당 구역만 촬영하도록 함으로써 카메라의 최소 촬영 거리만큼의 공간만을 요구하게 된다. 또한 각 레이저조사기가 해당 구역만 선레이저빔을 조사하면 되므로 레이저조사기가 담당하는 구간도 좁아져, 촬영에 소요되는 시간이 짧아지게 된다.

도 8을 참고하면, 제어부는 이동부의 작동과 측정모듈의 작동을 제어하는 것이다. 또한, 제어부는 측정모듈에서 얻어진 이미지를 가공처리하여 피측정자의 발 형상을 생성한다. 제어부는 중앙처리장치(71)와, 이동부 제어유닛(72), 사용자의 조작명령을 입력받기 위한 조작패널(72), 처리된 형상 정보를 표출시키는 표출부(74) 등을 포함한다.

더하여, 복수의 측정모듈(751,752,753)이 구비된 경우, 측정모듈(6)마다 촬영된 이미지들을 분석하여 발의 부분 형상을 산출하는 분석유닛(761,762,763)을 개별적으로 구비한다. 또한, 제어부는 각 분석유닛(761,762,763)에서 산출된 부분 형상을 취합하여 발의 전체 형상을 산출하는 취합유닛(77)을 구비한다.

측정모듈(6)마다 배당되는 분석유닛(761,762,763)에서, 카메라에서 얻어진 이미지를 가공 처리한다. 이들 분석유닛(761,762,763)은 전용 중앙처리장치와 기타 필요한 전산모듈을 구비하는 것이다. 이들 분석유닛(761,762,763)의 산출물은 해당 측정모듈이 촬영을 담당한 구역에서의 발 형상이다.

취합유닛(77)은 각 분석유닛에서 산출된 발 부분 형상을 전송받아, 발 전체 형상을 산출하는 것이다. 취합유닛(77)의 구성은 분석유닛과 유사한 것이고, 부분 형상에서 중복된 부분을 제외한 후 부분 형상을 이어서 전체 형상을 만들어 낸다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 족부 스캐너의 작동을 설명한다.

발판(2)에 피측정자의 발이 오른 후, 사용자의 조작에 의해 스캔 작업이 개시된다. 먼저 발바닥의 형상 취득은, 도 1에 도시된 바와 같이, 측정배드(4)가 발판(2)의 아래에 위치한 상태에서 이루어진다.

측정배드(4)가 발판(2)의 하부에 위치한 상태에서, 제어부는 각 측정모듈의 레이저조사기(61)를 제어하여 선레이저빔을 작동시킨다. 레이저조사기(61)는, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 발바닥 전단부를 향하여 선레이저빔을 조사하기 시작한다.

제어부는, 도 6의 (b)와 (c)에 순차적으로 도시한 바와 같이, 레이저조사기(61)를 회전시켜, 선레이저빔이 발바닥을 앞에서 뒤로 조사하도록 한다.

또한, 각 선레이저빔이 이동하는 과정 중에 카메라(62)를 통해 해당 구역에서의 이미지를 촬영한다.

이 과정 중에 레이저조사기(61)의 회전 각도는 별도로 측정하거나, 기준바를 이용하여 산출한다.

도 7에는, 기준바(21)를 이용하여 레이저조사기 회전 각도를 산출하는 방법에 관련된 도면이 도시되어 있다.

도 7의 (a)에서 카메라(62)의 위치는 고정되어 있다. 레이저조사기(61)가 회전하면, 발판(2)에 조사되는 선레이저빔은 1 위치에서 2 위치로 이동된다. 기준바(21)는 발판(2)에서 측정모듈(6)을 향하여 돌출되어 있으므로, 발판에 조사된 선레이저빔은 레이저조사기(61)의 회전 각도에 따라 단차를 형성하게 된다.

도 7의 (b)는 1 위치를 조사할 때에 촬영된 이미지이고, 도 7의 (c)는 2 위치를 조사할 때에 촬영된 이미지이다. 기준바(21)의 돌출 길이는 알고 있으며, 측정모듈(6)과 발판(2)과의 거리 등도 알고 있는 정보이기 때문에, 발판(2)의 표면에 조사된 선레이저빔과 기준바(21)의 표면에 조사된 선레이저빔의 단차(D)를 통하여 레이저조사기(61)의 각도를 산출할 수 있다.

다시 도 6을 참고하면, 선레이저빔의 직선은 발바닥을 가로지르면서 굴곡진 선을 남기고, 이를 카메라(62)가 촬영한다. 레이저조사기(61)의 회전에 의해, 발바닥을 조사하는 선레이저빔은 발의 길이 방향으로 이동하게 되고, 이러한 선레이저빔의 촬영 영상을 취합하여 굴곡진 발바닥 평면에 대한 이미지를 얻게 된다.

각 분석유닛은 해당 측정모듈(6)에서 촬영된 이미지들을 모아 취합하여, 발바닥의 부분 형상을 산출한다. 여기서 부분 형상 중 일부분은, 이웃하는 측정모듈에서 산출한 부분 형상과 중복된다.

취합유닛은 각 분석유닛에서 얻어진 부분 형상 중 중복된 부분을 삭제하고, 부분 형상들을 연결하여 발바닥의 전체 형상을 얻는다.

여기까지 수행하면, 발바닥 전체, 즉 발의 하부 형상에 대한 3차원 형상 정보를 얻을 수 있다.

만일, 발바닥 전체에 대한 3차원 형상을 산출하지 아니하고, 단순히 이미지를 취합한 경우 발바닥의 2차원 형상 정보를 취득할 수 있다.

나아가 발 등을 포함한 족부 전체의 3차원 형상 정보를 얻기 위하여, 제어부는 이동부(5)를 작동하여, 측정배드(4)가 발판의 일측으로 이동하도록 한다.

측정배드(4)는 시소 운동을 하므로, 회전된 측정배드(4)에 장착된 측정모듈(6)은 여전히 발을 향하게 된다.

이후, 제어부는 측정배드(4)를 고정시킨 상태에서, 측정모듈(6)을 작동하여 발판에 오른 발의 일측을 측정하게 된다. 또한, 분석유닛과 취합유닛을 통하여, 발을 일측에서 바라보는 전체 형상, 즉 발의 일측 형상을 산출할 수 있게 된다.

그 다음, 제어부는 다시 이동부(5)를 작동하여 측정배드(4)를 발의 타측으로 이동시키고, 전술한 바와 같이, 발을 타측에서 바라본 전체 형상, 즉 발의 타측 형상을 산출한다.

이와 같이 이동부를 작동하여, 발의 하부 형상, 일측 형상 및 타측 형상을 산출한 후에, 이들을 조합하여 발에 대한 3차원 형상을 산출한다.

이때, 카메라(62)에 촬영된 마커부(22)의 위치를, 하부 형상, 일측 형상 및 타측 형상을 조합하는 기준점으로 활용한다. 즉, 하부 형상, 일측 형상 및 타측 형상에 존재하는 마커부를 일치하도록 각 형상을 배치하면, 중복된 부분과 어긋나는 부분을 쉽게 알 수 있으며, 해당 부분에 대한 삭제처리 또는 보완처리를 행하여 족부의 3면을 합친 전체 형상을 얻을 수 있다.

이상에서 발명을 설명함에 있어, 카메라로 취득한 영상을 처리하는 알고리즘, 즉 레이저빔의 피부 표면 발산에 의한 왜곡 보정, 렌즈의 외곡 보정, 레이저조사기와 카메라 간의 위치 캘리브레이션, 레이저 빔 회전에 대한 위치 캘리브레이션, 부분적으로 겹치는 영상의 트림과 연결 등의 공지된 알고리즘에 대한 설명은 생략하였다.

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.

10 : 스캐너
1 : 케이스 11 : 측정공간 12 : 단턱
2 : 발판 21 : 기준바 22 : 마커부
23 : 고정브래킷 231 : 상단부 232 : 하부연장부
4 : 측정배드
5 : 이동부 51 : 스윙암
6 : 측정모듈 61 : 레이저조사기 62 : 기어 62 : 카메라
63 : 지그 631 : 힌지편 632 : 레크기어
71 : 중앙처리장치 72 : 이동부 제어유닛 73 : 조작패널
74 : 표출부 751, 752, 753 : 제1 내지 제3측정모듈
761,762,763 : 분석유닛 77 : 취합유닛
D : 단차

Claims (8)

1. 케이스,
   상기 케이스에 장착되며, 피측정자의 발이 오르는 투명한 발판,
   상기 발판과 이격되어 있으며 일면이 상기 발판을 향하고 있는 측정배드,
   상기 측정배드의 일면이 상기 발판을 향하는 상태를 유지시키면서, 상기 측정배드를 상기 발판의 하부와 양 측면으로 이동시키는 이동부,
   상기 측정배드에 적어도 하나가 장착되는 것으로, 회전운동하며 선레이저빔을 발하는 레이저조사기와, 상기 선레이저빔에 조사된 발을 촬영하는 카메라를 포함하는 측정모듈 및
   상기 이동부의 작동과 상기 측정모듈의 작동을 제어하고, 상기 측정모듈에서 얻어진 이미지를 가공처리하여 피측정자의 발 형상을 형성하는 제어부를 포함하는 족부 스캐너.
2. 제1항에서,
   상기 이동부는,
   상기 측정배드의 전단부와 후단부 각각에 고정되어 있으며, 서로 나란하게 상부로 연장되는 스윙암과,
   상기 케이스의 내부에 설치되어 있고, 상기 스윙암과 상기 측정배드를 상기 발판을 중심으로 회전시키는 구동부를 포함하는 족부 스캐너.
3. 제1항에서,
   상기 케이스에는 피측정자의 발이 삽입되는 측정공간이 형성되어 있으며,
   상기 발판은 상부로 개방된 상기 측정공간의 입구보다 낮은 높이에 설치되어 있는 족부 스캐너.
4. 제1항에서,
   상기 측정모듈은 상기 측정배드의 길이 방향에 따라 복수 개가 이격되게 설치되어 있고,
   각 상기 측정모듈은,
   상기 측정모듈들의 이격 간격에 대응하는 구역에서 상기 선레이저빔의 조사와 촬영을 담당하는 것을 특징으로 하는 족부 스캐너.
5. 제4항에서,
   상기 제어부는
   각 측정모듈마다 촬영 이미지를 분석하여 부분 형상을 산출하는 분석유닛을 개별적으로 구비하고 있으며,
   각 상기 분석유닛에서 얻어진 상기 부분 형상을 취합하여 전체 형상을 산출하는 취합유닛을 구비하는 족부 스캐너.
6. 제1항에서,
   상기 발판의 하부면은 평탄면이며, 양 측부면은 상기 하부면과 수직한 평탄면으로 형성되어 있고,
   상기 하부면과 각 상기 측부면에는 일정한 돌출 길이로 상기 발판의 전후 길이를 따라 불투명의 기준바가 돌출되어 있어,
   상기 레이저조사기의 회전에 따라 조사된 면에서 선레이저빔의 단차가 형성되는 것을 특징으로 하는 족부 스캐너.
7. 제1항에서,
   상기 발판에 장착되어 있으며,
   상기 발판의 하부 위치, 상기 발판의 좌측 위치 및 우측 위치 중 어느 한 위치로 이동된 상기 카메라에 의해 촬영되는 마커부를 포함하는 족부 스캐너.
8. 제1항에서,
   상기 제어부는,
   상기 측정배드가 상기 발판 하부, 일측 및 타측에 머물도록 상기 이동부를 제어하며,
   상기 측정배드의 위치 이동에 따라 상기 측정모듈에서 상기 발판에 올려진 피측정자의 발에 대한 하부 형상, 일측 형상 및 타측 형상을 취득하도록 상기 측정모듈을 제어하고,
   상기 하부 형상, 일측 형상 및 타측 형상으로부터 상기 발에 대한 3차원 형상을 산출하는 족부 스캐너.

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