KR20160137523A - 신체 특성을 측정하기 위한 시스템, 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20160137523A
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데이비드 울프슨
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채플글레이드 리미티드
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Abstract

본 발명은 신체의 특성들에 대한 3 차원 맵핑을 생성하기 위한 광학적 맵핑을 이용하는 시스템을 제공한다; 시스템은 미리 결정된 축을 따른 캡쳐 시트상의 적어도 하나의 등록 표시부의 움직임을 측정하는 것을 포함하고, 또한 신체 특징들의 표지자를 제공하도록 적어도 하나의 등록 표시부의 움직임 측정을 이용하는 수단을 포함한다. 본 발명은 신체 특성들을 측정하기 위한 장치 및 신체 특성들을 측정하기 위한 방법을 제공한다.

Description

신체 특성을 측정하기 위한 시스템, 장치 및 방법{A System, Apparatus And Method For Measuring Body Characteristics}
본 발명은 신체 특성들을 측정하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 시스템 및 방법은 특정한 사람의 신체 특성들에 따른 매트리스 선택과 특히 관련되며, 그러나 반드시 그러한 것은 아니다.
매트리스를 구입하거나 선택할 때, 구매자의 특정한 신체 특성에 적합한 매트리스의 선택과 관련하여 사용자를 안내하는 정보가 현재에는 거의 없다. 매트리스는 기본적인 품질로부터 고품질까지의 일반적인 범위로서 제시되며, 사용자의 특정한 체격을 고려하지 않고, 사용자의 신체적 특성들에 매트리스 특징을 맞추려는 시도도 없다. 이것은 예를 들어 신발을 선택하는 과정과 대비되는데, 신발을 선택할 때는 발 길이, 폭 및 원호의 높이를 포함하는 사용자의 신체적 특성이 고려되고 신발이 관련 변수에 따라서 분류되는 선택 과정이 포함된다.
최근의 연구(Bain 1997 Phd Thesis, Universty of Surrey)에 따르면 사용자의 체격과 최적의 매트리스 특징들 사이에는 특정의 관계가 존재한다. 예를 들어, (일반적으로 척추 고통을 방지하는데 바람직스러운 것으로 인식되는) 옆으로 누울 때 척추 정렬을 유지하도록 매트리스의 최적 굳기는 큰 전자(trochanter) 및 장골(ilium)과 같은 골격 돌출의 사지틀 평면(saggital plane)으로부터의 폭에 달려 있으며, 또한 사용자의 신체 중량 분포에 달려 있다. 매트리스는 이러한 골격 돌출이 매트리스로 정확한 거리만큼 변위될 수 있게 하여 곧은 척추를 보존하도록 정확한 양의 저항을 제공할 필요성이 있다. 필요한 저항의 양은 언급된 사용자 파라미터들에 달려 있다.
등으로 누워 있을 때, 허리 만곡, 흉부 만곡 및 경부 만곡을 포함하는 척추의 자연스런 만곡이 편안함을 위하여 유지되어야 한다는 점이 일반적으로 인식된다. 다시 한번, 이러한 만곡을 유지하려는 매트리스의 최적 특성은 개별 사용자의 형상에 달려 있다는 점이 알려졌다. 예를 들어, 꼭 맞는 (작은 반경의) 허리 만곡을 가진 사용자는 매트리스의 인접한 영역들 사이에 커다란 차별적인 눌림(yield)을 가진 매트리스를 필요로 한다. 이것은 매트리스의 굳기에 대해서뿐만 아니라, 지지부의 공간상의 해법(예를 들어 단위 제곱 미터당 스프링 또는 발포체 프로파일 밀도) 및, 패딩의 상부층의 인장 특성들에서도 관련성을 가진다. 전체적으로 부드럽지만, 스프링들의 매우 성긴 분포를 가지거나 또는 뻣뻣한 해먹(hammock)과 같은 덮개를 가진 매트리스는 꼭 맞게 강조된 허리 만곡을 수용할 수 없을 것이다.
본 발명은 매트리스 선택을 돕기 위한 목적으로 개별 사용자의 독특한 파라미터를 측정 및 분석하기 위한 저렴한 시스템 및 장치에 관한 것으로서, 설정 또는 작동에서 정밀도를 거의 필요로 하지 않는 것이다.
매트리스의 선택에 관한 정보로 이용될 수 있는, 개별 사용자에 관한 정보를 제공하려는 시도로서 일부 조치들이 이전에 취해졌다.
하나의 예는 압력 맵핑(pressure mapping)이다. 이러한 방법에서, 압력 센서들의 2 차원 어레이로 이루어진 압력 맵핑 장치는 사용자가 매트리스상에 누웠을 때 사용자의 피부상의 압력 분포의 2 차원 맵을 표시하도록 이용된다. 명목상으로는, 매트리스에서의 특정 파라미터들이 압력 분포를 최적화시키도록 변경될 수 있다. 이러한 방법은 여러 문제점을 가진다. 하나의 문제점은 좋은 자세를 유지하는 것과 관련하여, 어떤 것이 좋은 압력 분포 또는 나쁜 압력 분포인지 잘 이해되지 않는다는 것이다. 압력 맵에 대한 현재의 이해 및 해석은 주로 병원 환자들의 압력 궤양(pressure ulcer)의 문제에 초점을 맞추며, 따라서 불량한 피부 관류(skin perfusion)으로 이어질 수 있는 고압의 영역의 위치 찾기와 더 관련된다. 절정의 압력 값을 최소화시키도록 팽창 압력을 조절하기 위한 전략은 피부 건강을 유지하는데 효율적일 수 있지만, 좋은 수면 자세를 유지하기에는 관련이 없다.
더욱이, 압력 맵핑 기술은 비싸고, 많은 소매점에서는 가격이 매우 비쌀 수 있다. 타당한 결과를 얻기 위하여 맵핑 시스템을 유지하고, 캘리브레이션하고, 작동하려면 상당한 전문 과학 숙련 기술이 요구된다. 이러한 수준의 숙련 기술은 소매점에서는 얻을 수 있을 것 같지 않다.
보다 최근에는 (Bain, Hubbard, Woolfson 에 의하여) 신체의 기본적이고 단순화된 형상을 캡쳐하는 시스템이 개발되었다. 이러한 형상은 신체 형상을 매트리스 선호(mattress preference)에 관련시키는 경험적 데이터와 함께 이용될 수 있다. 이러한 시스템은 미국 특허 출원 US 2011/0009776 에 개시되어 있다.
그러나, 이러한 시스템은 특정의 제한을 나타낸다. 신체의 3 차원 형상은 캡쳐되지 않았다. 신체 유형에 대한 정보는 앞 모습과 측면 모습에서 2 차원의 실루엣으로 추론될 뿐이며, 따라서 광범위한 가정에 의존하게 되며, 신체 유형을 오직 넓게 카테고리로 나눌 수 있을 뿐이다.
더욱이, 비록 누워 있는 동안 캡쳐된 형상이 신체가 이미 왜곡된 채로 있는 이상적이지 않은 조건임이 널리 인정되었을지라도, 서 있는 위치에서의 신체 형상의 캡쳐는 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자들에 의하여 누워 있는 신체 형상을 나타내지 못하는 것으로 간주되었다.
본 명세서에서는 "사람" 및 "신체 특성"에 대한 언급이 인간 또는 동물 및 인간의 신체 또는 동물의 신체를 각각 의미하는 것으로 해석되어야 한다는 점이 이해되어야 한다. 따라서, 본 발명은 인간 및 동물의 잠자리 모두에 적용된다.
본 발명의 목적은 신체 특성을 측정하기 위한 시스템, 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 신체의 특성들의 3 차원 맵핑을 생성하기 위한 최적 맵핑을 이용하는 시스템을 제공하며; 상기 시스템은 미리 결정된 축을 따른 신체상의 적어도 하나의 지점의 움직임을 측정하는 수단 및, 신체의 특성들에 대한 표지자를 제공하도록 적어도 하나의 지점의 움직임에 대한 측정을 이용하는 수단을 포함한다.
바람직스럽게는, 상기 시스템은 신체가 유연성 표면상에 배치되어 있을 때 유연성 표면의 움직임의 정도를 캡쳐하도록 구성된 유연성 표면을 가진 장치를 포함한다.
이상적으로는, 시스템은 상기 신체가 상기 유연성 표면상에 배치될 때 유연성 표면의 움직임의 정도를 측정하도록 구성된 유연성 표면을 가진 장치 및, 중력에 의해 가해지는 압력보다 낮은 유효 압력이 신체상에 가해지도록 하는 수단을 포함한다.
이러한 시스템이 바람직스럽게는 지지 수단 및 유연성 표면을 포함하고, 유연성 표면 및 지지 수단은 유연성 표면상에 배치되거나 유연성 표면에 대하여 배치된 신체와의 사이의 인터페이스가 모델링될 수 있도록 함께 협동한다.
지지 수단은 선택적으로 지지 프레임, 스프링들과 같은 지지 편향 수단; 또는 플랫폼, 바람직스럽게는 경직 플랫폼을 포함할 수 있다.
시스템은 매트리스 선택에 대한 권유를 제공하기 위하여, 3 차원 형상 및/또는 압력 분포 정보를 현존의 데이터와 조합하는 수단을 포함할 수 있어서, 이들 파라미터들이 매트리스 선호와 관련된다.
다른 양상에서, 본 발명은 특히 매트리스 선택과 관련된 신체 특성들을 측정하기 위한 장치를 제공하며, 상기 장치는 동체와 지지 표면 사이의 인터페이스가 모델링될 수 있도록 구성된 캡쳐 시트를 구비하며, 바람직스럽게는 신체와 지지 표면 사이에 압력이 감소된채로 모델링된다. 장치는 매트리스 선택에 대한 권유를 제공하기 위하여, 3 차원 형상 및/또는 압력 분포 정보를 현존의 데이터와 조합하는 수단을 포함할 수 있어서, 이들 파라미터들이 매트리스 선호와 관련된다.
유리하게는, 이러한 실시예에서, 인터페이스는 경사진 플랫폼상에 누워 있는 동안의 대상물의 형상을 측정하는 것에 의해 특징이 이루어진다.
편리하게는, 대상물과 인터페이스 사이의 인터페이스 압력 분포를 측정함으로써 인터페이스의 특징이 이루어진다; 바람직스럽게는, 시트 재료가 대상물의 형상 위에 걸쳐지게 함으로써 인터페이스 압력 분포의 측정이 달성되며, 이러한 재료의 형상이 기록된다.
바람직스럽게는, 재료 형상의 기록이 시트 재료상에 투사되거나 또는 표시된 등록 지점들을 경사지게 사진 촬영함으로써 수행된다.
대안으로서, 재료의 형상의 기록은 시트상에 투사되거나 또는 표시된 등록 지점을 스테레오스코프 방식으로 사진 촬영함으로써 수행된다.
바람직스럽게는, 등록 지점들이 하나의 각도로부터 투사되고, 다른 각도로부터 사진 촬영됨으로써, 3 차원 위치 정보를 산출한다.
가장 바람직스럽게는, 시트상의 등록 지점들은 플랫폼 평면에 대략 직각으로 움직여서, 오직 하나의 카메라를 이용하여 3 차원 형상의 개산(approximation)을 허용한다.
다른 양상에서, 본 발명은 신체의 특성들에 대한 3 차원 맵핑(mapping)을 생성하도록 광학적 맵핑을 이용하는 방법을 제공한다. 따라서, 본 발명은 매트리스 선택을 위한 권유를 제공하기 위하여, 3 차원 형상 및/또는 압력 분포 정보를 현존의 데이터와 조합하는 단계를 포함하여 이러한 파라미터들을 매트리스 선호와 관련시키는 방법을 제공한다.
매트리스의 기계적인 특성을 판단하기 위한 기술들이 존재하며, 기계적인 특성은 만입부의 경도, 세부 형상에 대한 적합화 성능 및 편향에 대한 점성 복원의 속도를 포함한다. 다양하고 상이한 신체 유형을 가진 사람들은 개별적으로 관련된 상이한 특성을 가진 매트리스에서 가장 잘 지지된다는 점이 이전의 연구에서 밝혀졌다. 예를 들어, 예리한 골격 돌출부를 가진 매우 가벼운 사람은 매우 부드러운 표면을 필요로 할 것이며, 따라서 골격 형상이 힘을 받지 않으면서 수용되어 압력을 큰 면적에 분포시킨다. 그러나, 크고 무거운 사람은 그러한 매트리스를 통해 바로 잠기게 되어 아래에 있는 딱딱한 표면상에 놓이게 된다. 다른 예로서, 느리게 움직이는 점성 유형의 발포체를 포함하는 매트리스에 있는 무거운 사람은 누워있는 여러 순간에 걸쳐 형성된 "파인곳(dent)"에 걸리는 경향이 있어서, 차후의 돌아 눕기 또는 위치 재선정이 어려워진다. 가볍고 보다 활동적인 사람은 이러한 문제를 격지 않지만, 점성 형태의 향상된 적합 특성의 장점을 향유한다. 어깨 폭, 골반 폭, 사과형 또는 배 형태의 비만, 허리 부분, 흉부 및 경부의 자연적인 척추 만곡과 같은 신체적인 특성들 모두는 선호되는 매트리스 유형에 대한 관련성을 가지며, 이것은 개별 소비자 선호에 의해 경험적으로 확인되었으며 개별 소비자 형상에 관련된다.
본 발명의 시스템, 장치 및 방법은 여기에 설명된 실시예들중 어느 것에서도 작동되며, 누워 있는 위치에서의 직접적인 캡쳐(capture)를 목적으로 수평의 단단한 플랫폼과 연결된 캡쳐 시트이거나, 또는 수직의 단단한 플랫폼으로부터이거나, 또는 서 있는 위치에서의 직접적인 캡쳐이거나 또는 그 사이의 모든 지점들에서이거나 또는 '감소된 유효 중력'의 누워 있는 위치의 변화하는 정도들에 대해서 작동된다.
대안의 실시예에서, 본 발명의 시스템, 장치 및 방법의 기능이 감소된 버전(version)이 제공되는데, 이것은 부양되는 직물 대신에 압력 맵핑 어레이(pressure mapping array)를 이용한다. 압력 맵핑은 센서 맵(sensor map)의 형태 또는 다른 형태로 표면상에, 표면내에 또는 표면 아래에 분포된 센서들 또는 트랜스듀서들의 시스템 사용에 의하여 신체와 지지 표면 사이의 인터페이스 압력 측정을 포함한다. 감소된 기능의 실시예는 캡쳐 시트, 카메라 및 3D 이미지 데이터를 제공하는 성능 없이도 그 자체로서 향상되거나 또는 "보다 정확한" 압력 맵핑 데이터를 제공하는데, 왜냐하면 신체가 완전한 중력하에서 지지 표면과 인터페이스될 때 야기되는 신체 형상의 왜국이 회피될 것이기 때문이다.
대안의 실시예에서, 시스템은 신체 윤곽 또는 척추 만곡 둘레의 3D 정보를 제공하지 않는다. 그러나, 이것은 베이스상의 압력 분포의 맵을 제공할 것이며, 이는 압력 맵핑 어래이 위의 얇고 표준화된 셀 형태 발포체 매트리스와 맞춰질 수 있다. 따라서, 본 발명의 이러한 대안의 기능 감소된 압력 맵핑 실시예가, 단단한 플랫폼(1)에 연결된 캡쳐 시트(3)를 이용하는 본 발명의 시스템, 장치 및 방법의 제 1 실시예(즉, 유연성 캡쳐 시트 및 지지 수단을 가진 "부양 직물" 실시예)로써 가능한 모든 자세 정보를 제공하지 않지만, 기능이 적은, 압력 맵핑 실시예는 매트리스 권유를 위한 타당한 기초를 제공할 수 있는 정보의 수집을 가능하게 한다.
다른 대안의 실시예는 상이한 투시법으로부터 생물학적 측정 데이터를 캡쳐하기 위하여 지지 수단을 가진 압력 시트/3D 이미지 방법과 압력 맵핑 양쪽 모두를 가지고 가능한 시스템 및 장치를 포함한다.
다른 대안의 실시예에서, 시스템은 유연성 시트/캡쳐 시트와 베이스 플랫폼 사이의 공기 챔버의 팽창 특성들을 조절하기 위한 수단을 포함하여, 캡쳐 시트와 베이스 플랫폼 사이의 공기 챔버의 팽창 특성들이 조절될 수 있으며, 예를 들어 자세에 대한 효과를 실시간으로 검사하면서 팽창 압력을 조절함으로써 그렇게 될 수 있다. 예를 들어, 지지부의 팽창 압력(따라서 굳기(firmness))이 조절되면서, 허리, 흉부 및 경부 만곡의 3D 표시가 연속적으로 모니터될 수 있다. 이것은 개인에 대한 매트리스의 이상적인 굳기 특성(firmness property)에 대한 처방을 가능하게 한다. 이것은 적절한 보정 인자를 가지고 경사지거나 수평인 시스템으로써 수행될 수 있다.
본 발명의 시스템, 장치 및 방법의 다른 특징들은 첨부된 청구 범위에 기재되어 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이며, 도면에는 본 발명의 시스템 및 장치의 일 실시예가 하나의 예로서 도시되어 있다.
도 1 은 장치의 일 실시예에 대한 사시도로서, 장치의 지지 플랫폼에 대하여 기대 있는 사람의 윤곽을 도시하며, 이러한 실시예에서 플랫폼은 수평면에 대한 각도에서 상방향으로 연장된다.
도 2a 는 도 1 에 도시된 장치의 측면도이며, 플랫폼상의 직물이 사람의 윤곽에 대하여 강제되기 전에, 플랫폼에 대하여 사람이 기댄 상태이다.
도 2b 는 도 2a 에 도시된 장치의 배면도이다.
도 3a 는 도 2a 에 도시된 장치의 측면도이며, 플랫폼상의 직물이 사람의 윤곽에 대하여 강제된 이후에 플랫폼에 대하여 사람이 기댄 상태이다.
도 3b 는 도 3a 에 도시된 장치의 배면도이다.
도 4 는 본 발명의 장치를 통하여 위로부터 도시된 단면도이다; 도 4 는 프레임 둘레부를 포함하는 단단한 베이스/플랫폼을 도시하며, 프레임 둘레부는 플랫폼의 상부에 놓인, 유연성 캡쳐 시트의 가장자리를 잡고 있다.
도 5 는 수직 방향으로 도시된, 캡쳐 시트의 측면도이다; 점선은 신체(B)의 적용 이전의 시트의 변형되지 않은 토폴로지(topology)를 도시한다. 이러한 경우에, 신체(B)는 단일의 타원형 볼로 표시되며, 시트로 가압된다. 점선(L1)은 신체(B)의 적용 이전에 유연성 시트의 위치를 도시하고, 라인(L2)은 신체(B)의 적용 이후에 유연성 시트의 위치를 도시한다; 점선(B1)은 캡쳐 시트와 접촉하기 전의 신체의 위치를 도시하고, 점선(B2)은 캡쳐 시트와 접촉된 이후에 신체(B)의 위치를 도시한다.
도 6 은 도 5 에 도시된 조립체에서 카메라로부터의 시야를 도시한다.
도 7 은 z 축에서의 등록 표시부의 변위를 도시한다. 이것은 등록 표시부가 d 의 거리에 의한 수직 움직임으로서 카메라에 보인다.
도 8 은 도 7 에 도시된 조립체에서 카메라로부터의 시야를 도시한다. 거리(d)의 움직임은 도 8 에서 카메라의 시야로 도시된다.
도 9 는 단단한 플랫폼 베이스상에 놓인 신체의 개략적인 모습을 도시한다.
도 10 은 도 9 에 도시된 것과 같은 개략적 신체를 도시하며, 이번에는 수평으로부터의 각도(B)로 경사진 단단한 보드상에 지지된 것을 나타낸다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 장치의 일 실시예는 전체적으로 참조 번호 100 으로 표시되어 있다. 장치(100)는 캡쳐 시트(capture sheet, 3) 및 캡쳐 시트 지지 수단을 포함하고, 상기 캡쳐 시트 지지 수단은 본 실시예에서 예를 들어 강화 유리(toughened glass)의 투명 플랫폼(1)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 플랫폼(1)은 수직 평면으로부터 각도를 두어 경사진 베이스(2)에 의해 지지된다. 이러한 각도는 사람이 플랫폼에 대하여 경사지도록 선택된다. 따라서, 수직 평면에 대한 플랫폼의 각도는 예를 들어 15 도 이지만, 유사한 효과를 제공하도록 더 작거나 클 수 있다. 그러나, 수평으로부터 수직에 이르는 플랫폼의 그 어떤 경사 각도 및 그 사이의 모든 지점들이 본 발명의 시스템, 장치 및 방법이 효과적으로 작동될 수 있게 한다는 점이 이해되어야 한다. 투명 플랫폼(1)의 저부 가장자리에는 플랫폼(1)에 대하여 직각으로 베이스(2)가 제공된다.
따라서, 고객이 베이스상에 서서 투명 플랫폼(1)에 대하여 기대고 있을 때, 그의 발은 자연스런 위치에 있고, 플랫폼(1)과 수평 평면 사이의 각도의 코사인에 따라서, 신체(B)와 캡쳐 시트(2) 사이에 가해지는 힘은 만약 고객이 수평 플랫폼상에 누워 있었다면 가해졌을 힘에 비하여 실질적으로 감소된다.
유연성 직물(3)의 형태일 수 있는 캡쳐 시트(3)는 유리의 상부 표면에 걸쳐진다. 캡쳐 시트(3)는 걸쳐질 수 있는 직물로부터 선택되며 예를 들어 스트레치 라이크라 직물(stretch Lycra fabric)이다. 캡쳐 시트(3)에는 투명 플랫폼(1)을 향하는 직물(3)의 측면상에 인쇄 패턴(예를 들어, 수평 라인(30)의 패턴)의 형태로 등록 표시부(registration mark)가 표시된다. 캡쳐 시트(3)는 (이러한 특정 실시예에 도시된) 수평 라인(30), 격자 또는 다른 규칙적인 패턴과 같은 인쇄 패턴(30)을 가진다. 대안으로서, 격자 또는 수평 라인 또는 다른 패턴 또는 랜드마크들이 레이저, 프로젝터 또는 다른 수단을 이용하여 캡쳐 시트(3)의 후방으로 투사될 수 있다.
캡쳐 시트(3)의 다른 측면(즉, 시스템 및 방법이 사용중일 때 신체(B)가 접촉하게 되는 캡쳐 시트(3)의 측면)은 청결성 및 내구성을 돕는 코팅 또는 다른 처리로 처리될 수 있다.
캡쳐 시트(3)가 형성되는 재료는 재료의 특성이 "부양 직물(floatation fabric)로서 기능할 수 있도록 선택된다. 이러한 용어는, 마치 신체(B)가 부유했던 것처럼, 즉, 압력 분포의 투시로부터 이상적인 조건으로 지지되었던 것처럼, 캡쳐 시트(3)가 신체(B)의 형상을 묘사할 수 있음을 의미한다.
캡쳐 시트의 바람직한 특성들은 인공물(artefact)을 야기하지 않으면서 용이하게 날려지도록 가볍고 신체의 형상에 대하여 잘 걸쳐지는 것이다. 인공물은 캡쳐 시트(3)의 무게로부터 야기될 수 있어서 캡쳐 시트(3)가 늘어지게 하거나; 또는 캡쳐 시트(3)가 신체에 걸쳐지게 하는데 필요한 과도한 공기 압력 또는 공기 흐름으로부터 야기될 수 있어서 부드러운 신체 조직의 변형을 일으킨다.
이상적으로는, 비록 필수적인 것은 아닐지라도, 캡쳐 시트(3)가 바람직스럽게는 모든 방향으로 신장될 수 있는 재료로 형성된다. 바람직스럽게는, 캡쳐 시트(3)가 상대적으로 얇은 신장 가능 직물(stretchable fabric)로 형성된다. 또한 바람직스럽게는, 코팅 없는 재료로 제작된 유연성 시트보다 공기에 덜 투과성일 수 있는 코팅을 캡쳐 시트가 가짐으로써, 캡쳐 시트(3)의 후방면상에 (수평 라인 패턴(30)들과 같은) 적절한 등록 표시부의 인쇄를 용이하게 할 뿐만 아니라, 신체(B)에 반하여/신체(B)상으로 캡쳐 시트(3)가 날리는 것을 보장하는 프로세스를 용이하게 한다.
캡쳐 시트(3)는 클램프와 같은 고정 수단에 의하여 유리상에 유지될 수 있다. 고정 수단은 프레임 둘레부(frame surround,11)의 형태일 수 있으며, 이것은 투명 플랫폼(1)에 대하여 캡쳐 시트(3)의 가장자리를 클램프하는 기능을 한다. 대안으로서, 고정 수단은 캡쳐 시트(3)를 투명 플랫폼(1)에 고정시키기 위한 그 어떤 다른 적절한 고정 수단을 포함할 수 있다.
인간의 몸과 같은 신체(B)에 대하여 캡쳐 시트(3)를 강제하는 수단이 제공되는데, 예를 들어, 선전용 팽창체, 팽창 성곽(bouncy castle) 또는 캠핑 매트리스를 팽창시키는데 이용되는 유형의 송풍기와 같은, 고유동 송풍기(high flow blower, 미도시)가 직물을 날리는데 이용되어 직물을 사람의 등에 대하여 강제하고 사람의 전체 키를 따라서 연장되게 하여, 측정되는 대상물에 걸쳐서 걸쳐지게 한다.
공기 압력 센서(미도시)도 공기 압력을 측정하도록 포함될 수 있다.
플랫폼의 적어도 하나의 후방 코너상에 위치된 것은 적어도 하나의 카메라(4)로서, 이것은 캡쳐 시트(3)의 후방상에 인쇄된 등록 표시부를 캡쳐(capture)하도록 구성된다; 보다 상세하게는, 적어도 하나의 카메라(4)는 캡쳐 시트(3)와 접촉하게 되는 신체(B)에 의해 야기되는 등록 표시부들의 패턴 왜곡을 촬상하도록 구성된다.
처음에, 도 2b 에 도시된 바와 같이, 캡쳐 시트(3)의 흐트러지지 않은 패턴을 육안으로 볼 수 있으며 카메라(4)에 의해 검출된다.
송풍기가 활성화되고 시트와 단단한 플랫폼 사이 공간으로 공기를 공급하도록 작동하면, 직물의 후방이 가압되고, 플랫폼(1)에 대하여 기대고 있는 사람의 등에 대하여 강제되며; 주문 제작된 매트리스의 구입을 희망하는 고객인 사람과 같은 신체(B)의 등을 따라서 그에 대하여 캡쳐 시트(3)가 걸쳐지게 되며, 상기 주문 제작 매트리스는 도 3 에 도시된 바와 같이 사람의 신체 요건과 맞도록 세세하게 제작될 것이다.
캡쳐 시트(3)는 신체(B)에 걸쳐지므로, 등록 표시 패턴(30)에서의 교란은 신체 형상을 3 차원(3D)으로 한정한다. 이러한 교란은 2 개의 카메라를 이용하여 스테레오스코프(stereoscope) 방식으로 가시화될 수 있거나 또는, 보다 단순하게 단일 카메라로써 약간의 정확성 손실을 가지고 추론될 수 있으며, 이것은 단순 피타고리안 삼각 측량(Pythagorean triangulation)을 이용하고, 각각의 지점이 원래 위치로부터 거의 직교하는 방향으로 움직인다고 가정하여, 오리지널 평면상으로부터 격자상의 기준 지점들의 움직임을 관찰한다. 이것은 카메라(4)에 의해 기록되며, 이미지 프로세싱 알고리듬에 의해 정량화(quantification)되어, 특히 신체(B)의 후방과 같은 신체의 3 차원 형상으로 근사치를 전달한다.
신체 형태학과 매트리스 특성들 사이의 공지된 관계는 십여년의 연구로 확립되었다 (Bain 외; 본 명세서 후반의 참조란에 참조 문헌이 포함되어 있다).
본 발명의 장치 및 시스템에 의해 제공되는, "작은 중력"에서, 즉, 10 내지 15 도의 경사 위치에서 신체 형태를 측정하는 것은 실제의 기댄 위치의 캡쳐(capture)를 가능하게 하지만, 완전한 중력하에서 겪게될 압력에 의해 왜곡되지 않는 척추의 만곡 및 부드러운 조직의 토폴로지(topology)를 가지고 가능하게 한다. 본 발명의 장치, 시스템 및 방법은 "작은 중력"에서 실제 기댄 위치를 캡쳐하며, 이것은 다시 매트리스에 의해서 가능한 한 최적의 기댄 형상이 보존될 수 있게 하여, 신체가 수평 위치에 누워 있을 때 개인 신체의 특정 요건들에 맞게 매트리스가 제조될 것이다.
이제 첨부된 도면의 도 4 를 참조하여, 본 발명의 장치 및 시스템의 조립체가 더 설명될 것이다. (여기에서 "베이스 플랫폼" 또는 "플랫폼"으로 혼용되어 지칭되는) 베이스로서 기능하는 단단한 플랫폼(1)은 프레임 둘레부(11)를 포함하며, 이것은 캡쳐 시트(3)를 플랫폼(1)에 연결하는 클램프로서 기능하며, 단단한 베이스 플랫폼(1)의 상부에 놓인, 캡쳐 시트(3)의 가장자리를 잡는다.
도 4 에 도시된 바와 같이 공기 유입 파이프(14)가 제공된 플랫폼(1)의 격벽 포트(bulkhead port, 12)는 캡쳐 시트(3)와 단단한 베이스 플랫폼(1) 사이에 공기가 어떻게 전달될 수 있는지에 대한 하나의 예로서, 공기는 격벽 포트(12)를 통해 송풍됨으로써 신체(B)의 둘레에 포착 시트를 걸쳐지게 하며, 그에 의하여 유연하고 얇은 포착 시트(3)는 신체(B)를 향하여 그리고 신체 둘레로 강제된다. 적절한 펌프 또는 송풍기(미도시)는 그 어느 곳에라도 위치될 수 있으며, 일 실시예에서 장치 및 시스템으로부터 멀리 있는 곳을 포함하며, 송풍기로부터의 공기는 직접적으로 또는 배관(14)을 통하여 격벽 포트(12)로 전달될 수 있다.
걸쳐짐(draping)을 돕기 위하여 캡쳐 시트는 탄성 재료로 형성될 수 있고, 캡쳐 시트는 부풀음을 돕도록 폴리우레탄과 같은 실링 재료로 코팅될 수 있다. 시트를 부풀리게 하는 송풍기가 시트를 통한 누설 또는 침투(seepage)를 극복하도록 시트와 단단한 베이스 플랫폼 사이의 공간으로 공기 공급을 제공하도록 충분한 용량을 가진다면 공기 누설은 문제가 되지 않으므로, 코팅이 필수적인 것은 아니다.
신체를 통한 단면은 도 4 에 도시되어 있으며, 부풀린 시트에 적용되어, 시트의 변형을 일으킨다. 그러한 방식으로, 시트의 형상은 신체의 3 차원 형태를 채용한다.
신체는 부풀림 이전에 시트상으로 동등하게 잘 적용될 수 있으며, 그러한 경우에 신체의 형상은 시트의 부풀림을 저해할 것이지만, 그럼에도 불구하고 동일한 궁극의 형상이 시트에서 달성될 것이며, 시트는 다시 한번 신체의 형상을 채용할 것이다. 도 5 및 도 6 에 도시되어 있을지라도, 공기 압력이 신체를 베이스 플랫폼으로부터 들어올릴 정도로 클 필요는 없다.
3D 형상을 캡쳐하는 광학적 방법에 대한 설명
특히 도 5 및 도 6 을 참조하면, 도 5 는 측부로부터 바라본 수직 방향에서의 캡쳐 시트(3)를 도시한다. 도 6 은 이 경우에 볼(ball)인 신체(B)가 캡쳐 시트(3)와 접촉될 때, 캡쳐되는 카메라(4)로부터의 상을 도시한다. 볼이 캡쳐 시트(3)와의 접촉 지점에서 점유하는 신체의 제 1 위치(B1)로부터 볼이 움직인다. 점선(L1)은 캡쳐 시트(3)의 초기 위치를 나타내며, 즉, 신체(볼)(B)를 적용하기 전에, 캡쳐 시트(3)의 변형되지 않은 토폴로지를 나타낸다. 이러한 경우에, 생명이 있는 (사람 또는 동물의) 신체이거나 또는 생명 없는 물체이든 신체는 단일의 타원형 볼로 표시되어, 시트로 눌려진다. 라인(L2)은 신체(볼)가 캡쳐 시트에 적용된 이후의 캡쳐 시트(3)의 최종 위치를 나타내고 신체의 대응 위치는 위치(B2)에서의 볼에 의해 도시된다.
초기의 등록 표시부는 이러한 경우에 등록 지점(P)으로서 시트상에 마킹(marking)되어 있으며, 이러한 예에서 등록 표시부는 시트상의 단일 지점에서 십자로서 도시된다. 볼의 적용 이전에, 시트의 표면상의 이러한 지점은 위치(P1)에 있다 ("이전 등록 지점"). 볼(B)의 적용 이후에, 등록 지점(P)은 위치(P2)로 움직인다 ("이후 등록 지점").
카메라는 지점(P)의 움직임 방향으로부터 오프셋되게 위치되는데, 이것은 Z 축으로서 지칭되며, 이것은 시트의 안착 평면에 대하여 직각일 것이다. 이러한 실시예에서, 도 5 에 도시된 바와 같이, 카메라는 바닥 레벨에서 Z 축 아래에 오프셋되게 위치되어, 위를 바라본다.
도 6 은 카메라로부터의 시야(view)를 도시한다. 초기에, 카메라는 지점(P1)에서 등록 지점을 본다. 이러한 시야에서 x 값은 지점(P)의 기지(旣知)의 수평 위치이고 이러한 시야에서 y 값은 지점(P)의 기지(旣知)의 수직 위치를 나타내는, 카테시안 형태(Cartesian form, x, y, z)로 표시된 바로서 지점의 3D 위치를 고려하면, Z 는 3 차원인 Z 축에서의 지점(P)의 편향을 나타낸다. P 는 주로 z 방향으로 움직일 것이고, x 방향 또는 y 방향으로는 매우 적은 움직임이 있을 것이라는 합리적인 정확성의 한계내에서 가정될 수 있다.
볼이 캡쳐 시트에 적용될 때, 캡쳐 시트는 라인(L2)에 의해 도시된 새로운 형상을 취하며, 등록 지점은 위치(P2)로 움직인다. 이것은 위치(P1)로부터 위치(P2)로의 등록 지점의 상방향 움직임으로서 도 6 에서 카메라에 의해 관찰된다.
도 7 을 참조하면, z 축에서의 등록 표시부의 변위는 z 로서 도시되어 있다. 이것은 거리(d)에 의한 등록 표시부의 수직 움직임으로서 카메라에게 명백하다. 이러한 움직임 거리(d)는 도 8 에 도시된 바와 같이 카메라의 시야에 도시되어 있다.
지점(P)의 위치를 알고, 카메라의 방위를 알면, 카메라의 입사 각도(α)가 알려진다. 간단한 삼각법은 다음 형태의 d 에 기초하여 z 의 계산을 허용한다.
Z= d/sin(a)
이러한 수단에 의하여, 이미 알려진 x 및 y 뿐만 아니라, 지점(P)에 대한 카테시안 좌표의 z 값을 알게 된다.
알려진 위치들에서 다수의 인식 가능한 등록 지점(registration point)을 가짐으로써, 편향된 시트의 표면에 대한 3 차원 맵(map)을 만들 수 있다. 따라서, 시트가 신체의 형상에 대하여 걸쳐지면, 신체 형상은 3 차원으로 재구성될 수 있다.
시트상의 등록 지점들은 예를 들어 격자와 같은, 알려진 기하 형상에서의 표시부들의 어레이(array)의 형태를 취할 수 있다.
각각의 지점에 대하여, 기지(旣知)의 y 값(시트사의 수직 위치)이 알려져서, 카메라 시야에 대하여 적절한 시야 각도(viewing angle, a)가 계산될 수 있게 하며, 따라서 적절한 1/sin (a)가 스케일링 인자(sacling factor)가 계산될 수 있어서 z 를 도출한다.
일 실시예에서, 캡쳐 시트는 수평의 라인(30)들로 표시될 수 있다. 이러한 방법의 실시예에서, 프레임에 의해 포착되어 있는 수평 라인들의 극단(extremities)은 편향되지 않고 유지되는 것으로 가정될 수 있다. 따라서, 라인상의 임의 지점의 d 값은 극단들 사이에서 직선으로부터의 편향에 의해 판단될 수 있다.
대안으로서, 다른 실시예에서, 수직 라인 또는 격자 패턴이 등록 표시부로서 이용될 수 있다.
대안으로서, 시트상에 직접적으로 격자 또는 라인들을 표시하는 대신에, 레이저, 슬라이드 프로젝터(slid projector) 또는 다른 수단으로 투사될 수 있다. 프로젝터의 위치가 알려진다면, 표면상의 임의 지점에서의 카테시안 좌표들의 z 값이 단순 삼각법(simple trigonometry)에 의해 다시 한번 산출될 것이다.
다양한 소프트웨어 기술이 기준 지점을 자동적으로 식별하고 그들의 위치를 계산하기 위하여 존재한다. 통상적으로, 이들은 스트라이프(stripe), 스퀘어(square) 또는 다른 적절한 기하 형상(geometry)의 에지(edge)에서 밝기(brightness)의 변이를 인식하는 형태를 취할 것이다.
'유효 중력 감소(effective gravity reduction)'에 대한 설명
도 9 는 신체(B)의 개략적인 표시를 나타내며, 신체는 머리(H), 토르소(T) 및 다리(L)를 가지는 명목상의 신체를 포함하며, 이것은 수평의 단단한 베이스 플랫폼(1)에 놓여 있는 것으로 표시된다. 도 9 에 있어서, 유연한 조인트들에 의해 연결된 머리, 토르소 및 다리 섹션으로서 단순하게 표시되어 있다. 각각의 신체 세그먼트는 도 9 에 표시된 바와 같이 중력에 기인한 개별적인 중량을 가지며 이것은 다음의 신체 세그먼트 중량으로 표시된다: 다리의 중량(W1), 토르소의 중량(Wt), 머리의 중량(Wh).
수평의 플랫폼(1)상에서, 상이한 신체 부분들과 관련된 반력(reaction force)들은 동등하고 개별 중량들에 대하여 반대인 정적 평형(static equilibrium)이 지배한다. 따라서, 개별의 신체 세그먼트 중량들을 지지하는 반력은 다리의 반작용(RL=WI); 토르소의 반작용 (Rt=Wt); 및, 머리의 반작용 (Rh=Wh)이다. 인터페이스의 압력 맵은 각각의 신체 세그먼트와 관련된 이들 비율로 중량을 드러낼 것이다.
도 10 은 도 9 에 도시된 바와 동일한 개략적인 신체를 도시하며, 이번에는 수평으로부터 각도(B)로 경사진 단단한 플랫폼(1)에 지지된 것을 도시한다.
각각의 신체 세그먼트인 머리, 토르소 및 다리는 중력에 기인한 동일한 중량을 가지며 W1, Wt 및 Wh 를 각각 가진다. 그러나 이러한 실시예에서, 만약 보드(board)와 신체 사이에 무마찰 접촉을 가정한다면, 보드로부터의 반작용은 보드에 직각으로만 발생될 수 있다. 따라서, 각각의 신체 세그먼트에 대하여, 중량은 보드에 대하여 직각인 직각 성분 W(P) 및, 보드에 접선인 접선 성분 W(T)으로 이루어진 것으로 간주할 수 있다. 단단한 플랫폼에 의해 제공되는 반력은 직각 성분을 다루는 반면에, 접선 성분은 보드의 하단부에 있는 발판(footplate)에 의해 완전히 제공된다.
예를 들어, 토르소 섹션을 고려하면: 중량(Wt)은 보드에 각각 직각 및 접선인 성분(Wt(P) 및 Wt(T)의 합이다.
따라서, 보드와 토르소 사이의 인터페이스에 있는 힘 센서(force sensor)는 Rt 를 Wt(P)와 동등한 것으로 기록하는 반면에, Wt(T) 는 발판으로 전달된다. Rt 의 새로운 값은 WI x cos(B)로서 계산되는데, 여기에서 B 는 수평으로부터의 보드의 경사이다.
중요하게는, 모든 신체 부분들이 동일한 각도로 경사진 동일하고 단단한 플랫폼상에 있기 때문에, 인자 cos(B)의 곱으로 이루어진, 직각 반력에서의 동일한 감소를 모두 겪게 된다. 따라서, 비록 반력이 감소될지라도, 이들은 여전히 원래의 수평 보드상에서와 같은 비율로 있을 것이다.
유효하게는, "감소된 유효 중력' 조건들하에서의 압력 분포가 본 발명의 시스템, 장치 및 방법을 이용하여 관찰 및 측정될 수 있다.
각도(B)를 알게 됨으로써, 경사진 단단한 플랫폼상의 힘 또는 압력의 분포를 측정할 수 있고, 따라서 신체의 압력 분포를 그것이 수평 표면상에 있는 것처럼 계산할 수 있다.
캡쳐 시트(3)가 경사져 있는 단단한 플랫폼(1)에 대하여 놓여 있는 이러한 실시예는 다음과 같은 이유로 유리하다.
1. 누군가에게 수평 보드에 누워달라고 부탁하는 것이 어떤 상황에서(예를 들어, 상점에서) 불편하거나 또는 불쾌할 수 있다. 평탄한 보드는 넓은 바닥 공간을 차지하고, 고객들도 눕는 것을 때때로 싫어한다. 경사진 플랫폼은 바닥 공간을 덜 차지하지만 동일한 정보를 제공할 수 있다.
2. 완전한 중력 조건하에서 평탄하게 눕는 것은 골격 자세를 왜곡시키고 연 조직(soft tissue)을 변형시킨다. 그러한 방식으로 고객으로부터 정보(형상, 또는 압력 분포)를 도출하는 것은 이상적이지 않은 환경하에서 정보를 기록하는 것이다. 경사진 평면은 절충을 허용함으로써, 실제의 누워 있는 위치가 채용되지만, 완전한 중력의 왜곡 효과를 겪지 않게 된다.
본 발명의 광학적 캡쳐 시스템, 장치 및 방법은 여기에 설명된 그 어떤 실시예들에서도 작동되며, 누워 있는 위치에서의 직접 촬상 목적으로 수평의 단단한 플랫폼과 연결된 캡쳐 시트(3)이거나, 또는 수직의 단단한 플랫폼으로부터이거나, 또는 서 있는 위치의 직접적인 캡쳐이거나 또는 그 사이의 모든 지점들에서이거나 또는 '감소된 유효 중력'의 누워 있는 위치의 변화하는 정도들에 대하여 작동된다.
대안의 실시예에서, 본 발명의 시스템, 장치 및 방법의 기능이 감소된 버전(version)이 제공되는데, 이것은 부양되는 직물 대신에, 압력 맵핑 어레이(pressure mapping array)를 이용한다. 압력 맵핑은 센서 맵(sensor map)의 형태로 또는 다른 형태로 표면상에, 표면내에 또는 표면 아래에 분포된 센서들 또는 트랜스듀서들의 시스템 사용에 의하여 신체와 지지 표면 사이의 인터페이스 압력 측정을 포함한다. 통상적인 압력 맵핑 시스템은 Xsensor(TM) 또는 Tekscan(TM)이다. 이것은 부양 직물, 카메라 및 3D 이미지 데이터를 제공하는 성능이 없이도, 감소된 성능의 실시예가 그 자체로서 향상되거나 또는 "더욱 정확한" 압력 맵핑 데이터를 제공할 것이며, 왜냐하면 완전한 중력에서 신체가 지지 표면과 인터페이스될 때 야기되는 신체 형상의 왜곡이 회피되기 때문이다.
이러한 대안의 실시예의 시스템은 신체 윤곽 또는 척추 만곡에 대한 3D 정보를 제공하지 않을 것이다. 그러나, 이것은 베이스상의 압력 분포의 맵을 제공할 것이며, 이는 압력 맵핑 어레이 위의 표준화된 셀 발포체 매트리스(cellular foam mattress)와 맞춰질 수 있다. 조사에 따르면 다음의 2 가지 중요한 점이 밝혀졌다.
1) 얇은 매트리스 아래의 압력 맵핑은 비록 매트리스 상부의 압력 맵핑과 동일하지 않을지라도, 직접적으로 관련된다. 고객과 매트리스 사이의 인터페이스 압력 분포 패턴은 매트리스와 베이스 사이의 압력 패턴으로부터 직접적으로 그리고 정확하게 추론될 수 있다. 유리하게는, 압력 맵핑 어래이(pressure mapping array)가 단단한 베이스상에서 평탄하게 유지되어, 압력 센서들을 보존할 뿐만 아니라, 측정치들이 가공물(artefact)에 대하여 훨씬 덜 영향을 받을 수 있게 하고, 보다 재생 가능하게 하고, 보다 정확하게 한다.
2) 10 도 또는 15 도의 경사 방법을 이용하는 "유효하고 낮은 중력"에서 측정된 압력 분포 패턴은 완전한 중력에서 측정된 압력 분포 패턴들에 직접적으로 대응하며, 오직 타당한 스케일링(scaling) 및 해석 알고리듬을 필요로 한다.
따라서, 본 발명의 이러한 대안의 기능 감소된 압력 맵핑 실시예가, 단단한 플랫폼(1)에 연결된 캡쳐 시트(3)를 이용하는 본 발명의 시스템, 장치 및 방법의 제 1 실시예(즉, "부양 직물(floating fabric)" 접근 방식)로써 가능한 모든 자세 정보를 제공하지 않지만, 본 발명의 기능이 적은, 압력 맵핑 실시예는 매트리스 권유를 위한 타당한 기초를 제공할 수 있는 정보의 수집을 가능하게 한다.
다른 대안의 실시예는 상이한 투시법으로부터 생물학적 측정 데이터를 캡쳐하기 위하여, 압력 맵핑 및 부양 직물/3D 이미지 방법들 양쪽 모두를 가지고 가능한 시스템 및 장치에 대한 것이다.
다른 대안의 실시예에서, 시스템은 유연성 시트/캡쳐 시트와 베이스 플랫폼 사이의 공기 챔버의 팽창 특성들을 조절하기 위한 수단을 포함하여, 캡쳐 시트와 베이스 플랫폼 사이의 공기 챔버의 팽창 특성들이 조절될 수 있으며, 예를 들어 자세에 대한 효과를 실시간으로 검사하면서 팽창 압력을 조절함으로써 그렇게 될 수 있다. 예를 들어, 지지부의 팽창 압력(따라서 굳기(firmness))이 조절되면서, 허리, 흉부 및 경부 만곡의 3D 표시가 연속적으로 모니터될 수 있다. 이것은 개인에 대한 매트리스의 이상적인 굳기 특성(firmness property)에 대한 처방을 가능하게 한다. 이것은 적절한 보정 인자를 가지고 경사지거나 수평인 시스템으로써 수행될 수 있다.
본 발명의 시스템, 장치 및 방법의 추가적인 적용예 / 사용예
본 발명의 시스템, 장치 및 방법은 최적의 매트리스 선택을 위하여 신체를 카테고리 분류하도록 신체의 형상을 캡쳐하는 상기 방법을 이용할 뿐만 아니라, 다른 적용예를 위하여 이용될 수 있다는 점이 이해될 것이다.
예를 들어, 본 발명의 시스템, 장치 및 방법에 따라서 캡쳐된 신체 형상 정보는 의류의 가장 적절한 크기 및 맞춤을 제안하도록 의류 상점에서 이용될 수 있다. 다른 예로서, 데이터는 개인을 위한 작업 장소, 부엌 또는 워크스테이션을 주문할 때 인간 공학적 목적으로 이용될 수 있다. 전자적으로 이용될 수 있는, 시스템으로부터 발생된 데이터는 의류 또는 가구를 온라인으로 주문할 때 '신체 서명(body signature)'으로서 이용될 수 있다.
의학적 적용예는 사지(limb)의 3 차원 체적을 모니터함으로써 부종(oedema)과 같은 상태 진전을 추적하는 것을 포함할 수 있다. 대안으로서, 3 차원의 '수술전 및 수술후" 사진들에 대하여 재건 수술 또는 미용 수술(예를 들어, 가슴 축소)과 관련된다.
스포츠 적용예는 사용자가 체격을 단련시키는데 있어 진전되는 상황을 모니터 할 수 있도록 체육관에서의 시스템의 사용을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 시스템의 단순화된 버전(version)은 예를 들어 빌딩에서 사용된 스커팅(skirting), 구석(coving) 및 다른 세목의 프로파일을 측정할 수 있어서, 재구성(reconstruction), 식별(identification) 또는 맞춤(matching)을 보조한다. 명백히, 이러한 적용예에서는 명세서의 "신체"라는 용어가 무생물 대상을 지칭하는 것으로 해석되어야 한다.
물론 본 발명이 여기에 설명된 세부 사항에만 제한되지 않으며 첨부된 청구 범위에 의해 정해진다는 점이 이해될 것이다.
참고 문헌:
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1. 플랫폼 3. 캡쳐 시트
2. 베이스 30. 인쇄 패턴

Claims (33)

  1. 신체 특성들의 3 차원 맵핑(mapping)을 생성하기 위하여 광학적 맵핑(optical mapping)을 이용하는 시스템으로서, 상기 시스템은 미리 결정된 축을 따라서 신체상의 적어도 하나의 지점의 움직임을 측정하는 수단 및, 신체의 특성들의 표시자(indicator)를 제공하도록 적어도 하나의 지점의 움직임에 대한 상기 측정을 이용하는 수단을 포함하는, 광학적 맴핑의 이용 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스템은 신체가 유연성 표면상에 배치되어 있을 때 유연성 표면의 움직임 정도를 캡쳐(capture)하도록 구성된 유연성 표면을 가진 장치를 포함하는, 광학적 맵핑의 이용 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 신체가 상기 유연성 표면상에 배치되어 있을 때 유연성 표면의 움직임 정도를 측정하도록 구성된 유연성 표면을 가진 장치를 포함하는, 광학적 맵핑 이용 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 신체가 상기 유연성 표면상에 배치되어 있을 때 유연성 표면의 움직임 정도를 측정하도록 구성된 유연성 표면을 가진 장치 및, 중력에 의해 가해지는 압력보다 작은 유효 압력이 신체상에 가해지도록 제공하는 수단을 포함하는, 광학적 맵핑 이용 시스템.
  5. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    장치는 지지 수단 및 유연성 표면을 포함하고, 유연성 표면 및 지지 수단은 유연성 표면에 대하여 배치되거나 또는 유연성 표면상에 배치된 신체와의 인터페이스가 모델링(modelling)될 수 있도록 함께 작용하고, 선택적으로는 지지 수단이 지지 프레임 또는 플랫폼을 포함하고, 바람직스럽게는 경직 플랫폼(rigid platform)을 포함하는, 광학적 맵핑 이용 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    인터페이스는 신체와 유연성 표면 사이의 인터페이스 압력 분포를 측정함으로써 특징이 이루어지는, 광학적 맵핑 이용 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    인터페이스는 유연성 표면상에 누워 있는 동안 신체의 형상을 측정함으로써 특징이 이루어지는, 광학적 맵핑 이용 시스템.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,
    유연성 표면 및 플랫폼은, 유연성 표면상에 배치된 신체와의 사이의 인터페이스가 모델링될 수 있도록, 함께 작용할 수 있는 구성으로 함께 연결되는 , 광학적 맵핑 이용 시스템.
  9. 제 2 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,
    유연성 표면은, 신체가 캡쳐 시트(capture sheet)와 접촉하지 않는 제 1 위치(P1)와 신체가 캡쳐 시트와 접촉하는 제 2 위치(P2) 사이에서 움직일 수 있는 캡쳐 시트를 포함하고, 캡쳐 시트에 대한 신체의 작용은 캡쳐 시트상의 적어도 하나의 등록 표시부(registration mark)가 미리 결정된 축을 따른 거리로 이동하게 하고, 유연성 표면은 상기 미리 결정된 축을 따른 상기 거리를 측정하기 위한 수단을 포함하는, 광학적 맵핑 이용 시스템.
  10. 제 2 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서,
    장치는 신체의 적어도 일부의 형상 위에 걸쳐지도록 구성된 유연성 재료의 시트를 포함하는, 광학적 맵핑 이용 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    시스템은 캡쳐 시트상에 제공된 적어도 하나의 등록 표시부를 경사지게 사진 촬영함으로써 상기 거리를 측정하는 수단을 포함하는, 광학적 맵핑 이용 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 거리의 측정은 캡쳐 시트상에 제공된 적어도 하나의 등록 표시부를 스테레오스코프(stereoscope) 방식으로 사진 촬영함으로써 이루어지는, 광학적 맵핑 이용 시스템.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    적어도 하나의 등록 표시부는 제 1 각도로부터 투사되고, 제 2 각도로부터 사진 촬영됨으로써, 3 차원 위치 정보를 제공하는, 광학적 맵핑 이용 시스템.
  14. 제 9 항에 있어서,
    복수개의 등록 표시부들이 유연성 시트상에 제공되고, 신체가 상기 유연성 시트를 변형시킬 때 상기 복수개의 등록 표시부들의 움직임 범위에 의하여 적어도 하나의 카메라를 이용하여 신체의 3 차원 형상에 대한 개산(槪算)이 가능하게 되는, 광학적 맵핑 이용 시스템.
  15. 제 7 항 내지 제 14 항중 어느 한 항에 있어서,
    유연성 시트와 플랫폼 사이에 형성된 챔버를 포함하고, 상기 챔버는 팽창 가능한, 광학적 맵핑 이용 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    시스템은 유연성 시트와 베이스 플랫폼 사이의 공기 챔버의 팽창 특성들을 조절하는 수단을 포함하고, 이것은 예를 들어 신체상의 효과를 검사하면서 실시간으로 팽창 압력을 조절함으로써 유연성 시트와 플랫폼 사이의 공기 챔버의 팽창 특성들을 조절하는 수단을 포함하는, 광학적 맵핑 이용 시스템.
  17. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    복수개의 등록 지점들이 유연성 시트상에 제공되는, 광학적 맵핑 이용 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    유연성 시트에는, 복수개의 등록 지점들이 기지(旣知)의 기하 형상을 가진 표시부들의 어레이(array) 형태를 취할 수 있는, 미리 결정된 패턴이 표시되고, 상기 기지의 기하 형상은 예를 들어 수평 라인들, 격자 패턴, 수직 라인들의 그룹중 하나 이상으로부터 선택되는, 광학적 맵핑 이용 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    복수개의 등록 지점들은 유연성 시트상에 등록 지점들의 패턴을 제공하는데 유효한 레이저, 슬라이드 프로젝터(slide projector) 또는 다른 투사 수단을 이용하여 지점들을 투사함으로써 유연성 시트상에 제공되는, 광학적 맵핑 이용 시스템.
  20. 제 2 항 내지 제 19 항중 어느 한 항에 있어서,
    플랫폼은 수직 평면에 대한 각도로 경사지는, 광학적 맵핑 이용 시스템.
  21. 특히 매트리스 선택을 위한 신체 특성 측정 장치로서, 상기 장치는 신체와 캡쳐 시트 사이의 인터페이스가 모델링될 수 있도록 구성된 캡쳐 시트를 포함하는, 신체 특성 측정 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 신체 특성 측정 장치는 신체와 캡쳐 시트 사이의 압력이 감소되면서 신체와 캡쳐 시트 사이의 인터페이스가 모델링될 수 있도록 구성된 캡쳐 시트를 포함하는, 신체 특성 측정 장치.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    상기 신체 특성 장치는 캡쳐 시트를 지지 수단에 고정시키는 수단을 포함하는, 신체 특성 측정 장치.
  24. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    지지 수단은 지지 프레임 또는 플랫폼을 포함하고, 바람직스럽게는 경직 플랫폼(rigid platform)을 포함하는, 신체 특성 측정 장치.
  25. 제 21 항 내지 제 24 항중 어느 한 항에 있어서,
    캡쳐 시트에는 캡쳐 시트의 일 측면상에 적어도 하나의 등록 표시부가 제공되는, 신체 특성 측정 장치.
  26. 제 21 항 내지 제 25 항중 어느 한 항에 있어서,
    캡쳐 시트에는 복수개의 등록 표시부들을 포함하는 패턴이 제공되고, 상기 신체 특성 측정 장치는 신체가 캡쳐 시트와 접촉하고 있을 때 결과되는 패턴의 변형을 검출하는 수단을 포함하는, 신체 특성 측정 장치.
  27. 제 21 항 내지 제 26 항중 어느 한 항에 있어서,
    신체가 캡쳐 시트와 접촉하고 있을 때 결과되는 패턴의 변형을 검출하는 수단은 패턴에서의 변화를 검출하도록 구성된 카메라를 포함하는, 신체 특성 측정 장치.
  28. 신체의 카테고리(category)를 나누도록 신체 형상을 캡쳐하는 방법으로서,
    (a) 신체 특성들의 3 차원 맵핑(mapping)을 생성하는 단계;
    (b) 미리 결정된 축을 따라서 신체상의 적어도 하나의 지점의 움직임을 측정하고 신체 특성들의 표시자(indicator)를 제공하도록 적어도 하나의 지점에 대한 움직임의 측정치를 이용하는 단계; 및,
    (c) 매트리스 선택을 위한 권유(recommendation)를 제공하기 위하여, 상기 단계(b)로부터 얻어진 3 차원 형상 및/또는 압력 분포 정보를 현존의 데이터와 조합시킴으로써 이들 파라미터를 매트리스 선호와 관련시키는, 신체 형상의 캡쳐 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    신체가 뉘여질 수 있는 유연성 캡쳐 시트를 제공하는 단계;
    유연성 캡쳐 시트와 함께 작용하는 지지 수단을 제공하는 단계;
    적어도 하나의 등록 표시부를 제 1 위치(P1)에서 관찰하도록 구성된 카메라를 제공하는 단계;
    신체가 유연성 캡쳐 시트상에 뉘여지도록 적용함으로써, 캡쳐 시트가 새로운 형상을 취하게 하고 등록 표시부가 제 2 위치(P2)로 움직이게 하는 단계;
    제 1 위치(P1)로부터 제 2 위치(P2)로의 움직임을 기록하는 단계;
    축(y)을 따르는 거리(d)의 움직임으로서 제 1 위치로부터 제 2 위치로의 움직임을 등록하는 단계;
    지점(P)에 대한 카테시안 좌표(Cartesian coordinate)의 z 값을 계산하는 단계; 및,
    기지(旣知)의 위치들에서 다수의 등록 표시부(P)들에 대한 상기 단계들을 수행함으로써, 편향된 시트의 표면의 3 차원 맵(map)을 형성하여, 캡쳐 시트가 신체의 형상에 걸쳐졌을 때, 신체 형상이 3 차원으로 재구성될 수 있는 단계;를 포함하는, 신체 형상의 캡쳐 방법.
  30. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서,
    상기 방법은 인간을 위한 최적 유형의 매트리스를 평가 및 판단하도록 이용되는, 신체 형상의 캡쳐 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 방법은 매트리스 선택을 위한 권유(recommendation)를 제공하기 위하여, 상기 방법 단계들에 의해 제공된 3 차원 형상 및/또는 압력 분포 정보를 현존의 데이터와 조합시킴으로써 이들 파라미터를 매트리스 선호와 관련시키는, 신체 형상의 캡쳐 방법.
  32. 제 28 항 내지 제 31 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 사지(四肢)의 3 차원 체적을 모니터함으로써, 부종(oedema)과 같은 상태 진전의 추적을 포함하는 의료용 적용예들중 임의의 하나 이상을 위하여 이용되는, 신체 형상의 캡쳐 방법.
  33. 제 28 항 내지 32 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 의류의 최적 크기 및 맞춤을 제안하도록 의류 상점에서 이용되거나 또는 개인을 위한 작업 공간, 부엌 또는 작업 스테이션을 주문할 때 인간 공학적 목적을 위하여 이용되거나, 또는 온라인으로 의류 또는 가구를 주문할 때 '신체 서명(body signature)'을 발생시키도록 이용되는, 신체 형상의 캡쳐 방법.

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