NL1020394C2

NL1020394C2 - Inrichting voor het digitaliseren van gekromde en platte vlakken.

Info

Publication number: NL1020394C2
Application number: NL1020394A
Authority: NL
Inventors: Thomas Gerardus Maria Jacobs; Theodorus Maas
Original assignee: Care 4 Feet Internat B V
Priority date: 2002-04-15
Filing date: 2002-04-15
Publication date: 2003-10-17
Also published as: AU2003225413A1; WO2003087717A1; EP1506368A1

Description

-1-

Inrichting voor het digitaliseren van gekromde en platte vlakken.

De uitvinding betreft een inrichting voor het digitaliseren van gekromde of platte vlakken. De inrichting is bij voorkeur gebaseerd op een flatbed scanner waarbij voorzieningen getroffen zijn 05 om bijvoorbeeld de vorm van een voetzool te digitaliseren.

Een inrichting van dit type is bekend uit de publicatie US 6,205,230. Bij deze applicatie wordt gebruik gemaakt van de kleurschifting van een prisma. Een probleem van deze toepassing is dat de kleurschifting door het prisma geen scherpe grenzen vertoont.

De uitvinding maakt gebruik van de mogelijkheid het object te scannen in een vlak loodrecht op io het vlak van de baan van de opnamekop en te scannen onder een kleine hoek ten opzichte van de eerste scan in de bewegingsrichting van de opnamekop. Tussen de twee beelden ontstaat een verschuiving in de bewegingsrichting van de opnamekop welke proportioneel is met de afstand tussen opnamekop en het te scannen object. Dit geldt voor het geval dat de opnamerichting niet verandert tijdens de scan. Met een transformatieprogramma kan de digitale 15 informatie van de beide scans omgezet worden tot een driedimensionale afbeelding van het object.

De uitvinding maakt gebruik van een eenvoudig prisma waardoor een driehoeksmeting ontstaat waarvan de nauwkeurigheid bepaald wordt door de fijnheid van de scan. De aanpassingen aan de te gebruiken scanner zijn minimaal waardoor gebruik gemaakt kan worden van in de handel 20 verkrijgbare scanners.

Een uitvoering van de uitvinding voorziet de scanner van een opzetstuk dat voorzien is van een elastisch vlies met een lijnenpatroon waarbij het vlies tegen het te digitaliseren object gedrukt wordt met bijvoorbeeld gasdruk. Het oppervlak van het vlies wordt gescand waarbij met een aantal prisma’s welke op de opnamekop geplaatst zijn de scan in stroken wordt verdeeld. De 25 prisma's veroorzaken een verschuiving van het beeld waardoor de afstand tussen opnamekop en object te berekenen zijn.

Wanneer de lijnen op het elastische vlies verdikt uitgevoerd worden in elastisch materiaal dan zal het beeld van de lijn vervormen wanneer het vlies met enige druk op de glasplaat van de scanner gedrukt wordt. De lijn kan bijvoorbeeld een driehoekige doorsnede verkrijgen. Hiermee 30 kan de plaatselijke druk waarmee een voet op een vlak oppervlak drukt gemeten worden. De contactbreedte wordt groter naarmate de druk toeneemt.

De uitvinding zal aan de hand van de tekening verklaard worden.

Fig. 1 toont een doorsnede over een deel van de scanner en opzetstuk.

35 Fig. 2 toont een uitvoering van het prisma.

Fig. 3 toont een doorsnede over het prisma.

Fig. 4 toont het meetprincipe.

Fig. 5 toont een dwarsdoorsnede over het vlies.

Fig. 6 toont het scanresultaat voor berekening.

1020394 -2-

Fig. 7 toont de doorsnede van een verdikte lijn

In Fig. 1 is met (1) het opzetstuk aangegeven. Op het vlies (2) is een lijnenpatroon (3) aangebracht dat bestaat uit lijnen welke loodrecht staan op de scanrichting. In sommige gevallen 05 kan het nuttig zijn een ruitpatroon aan te brengen. Tussen glasplaat (4) en vlies (2) kan lucht gepompt worden teneinde het vlies dicht tegen het te scannen object te drukken. Op opnamekop (5) zijn een aantal smalle prisma’s (6) geplaatst. De prisma’s (6) veroorzaken een afbuiging van het licht in de richting (13) waarin de opnamekop (5) beweegt. De prisma's kunnen tot een element verenigd worden door het prisma (6) uit te voeren als een wig met inkepingen (7).

10 Het effect van prisma (6) is dat het betreffende deel van de lijn (3) op het vlies bij een andere positie van de opnamekop wordt geregistreerd dan de delen van de lijn (3) die direct door de opnamekop (5) worden geregistreerd. In Fig. 4 is met (8) de positie van de opnamekop (5) aangegeven waarbij de lijn (3) via het prisma geregistreerd wordt. Bij positie (9) van de opnamekop (5) wordt lijn (3) direct geregistreerd. Het beeld dat ontstaat ter plaatse van een 15 indrukking zoals in Fig. 5 is dat een lijn (3) afgebeeld wordt als twee onderbroken lijnen (10, 11) zoals in Fig. 6. De onderlinge afstand van de twee onderbroken lijnen (10, 11) is een maat voor de afstand tussen opnamekop (5) en het te meten object. Hierbij is de onderbroken lijn (10) de door het prisma geregistreerde lijn.

In figuur 1 is een praktijkgeval aangegeven waarbij het elastische vlies (2) 41 millimeter 20 verwijderd is van de opnamekop (5) Het oppervlak van glasplaat (4) is 11 millimeter boven de opnamekop (5). De afbuiging (12) op het niveau van het elastische vlies (2) is hier 3 millimeter. Dat betekent dat op een afstand van 11 millimeter de onderlinge afstand tussen de onderbroken lijnen (10) en (11) 0,8 millimeter is. In dit geval is de mogelijke variatie van de onderlinge afstand van de onderbroken lijnen (10,11) van 0,8 tot 3 millimeter.

25 Door middel van berekeningen kan met behulp van een computer het driedimensionale beeld gegenereerd worden.

Een variant op de uitvinding is het gebruiken van een prisma zonder inkepingen waarbij eerst gescand wordt met prisma en daarna nogmaals zonder prisma. Hierbij ontstaan paren lijnen 30 waarbij de onderlinge afstand een maat voor de afstand tot de opnamekop (5) is.

Een tweede variant maakt gebruik van scanners welke een dubbele opnamekop hebben waarbij de tweede kop voorzien wordt van een doorlopend prisma ofwel dat de opnamekop onder een hoek van 2 tot 15 graden in de richting van de scanrichting versteld wordt.

35

Een derde variatie voorziet in een verstelbare optiek waarbij een tweede scan onder een kleine hoek gemaakt wordt.

In een aantal gevallen is het elastische vlies niet nodig wanneer het object voldoende oppervlakte kenmerken heeft waarop gescand kan worden.

'1 O’ ’ a‘ -3-

De inrichting is bijzonder geschikt voor het digitaliseren van bijvoorbeeld een voetzool om steunzolen te fabriceren. Hierbij kan het van voordeel zijn het elastische vlies van verdikte lijnen (3) zoals aangegeven in Fig. 7, te voorzien waarmee bij een voet welke belast wordt en op de os plaat (4) gedrukt de plaatselijke druk afgeleid kan worden van de breedte van de lijn (3).

Ook kunnen andere lichaamsdelen gedigitaliseerd worden om steunelementen te vervaardigen.

De uitvinding is niet beperkt tot het digitaliseren van lichaamsdelen maar kan ook met voordeel worden toegepast voor het digitaliseren van andere voorwerpen en voor het digitaliseren van 10 oppervlakte eigenschappen zoals vorm en vervormbaarheid.

De uitvinding is een voordelige, compacte en efficiënte inrichting voor het ter plaatse scannen in winkels van voetzolen voor het fabriceren van steunzolen.

1020394

Claims

1. Inrichting voor het digitaliseren van gekromde en platte vlakken met behulp van één beeldsensor met één of meerdere rijen fotogevoelige sensoren met het kenmerk dat meerdere os optische subsystemen de fotogevoelige sensoren verdelen in ten minste twee groepen die de oppervlakte kenmerken van het te digitaliseren vlak in onderling verschillende richtingen waarnemen.

2. Inrichting voor het digitaliseren van gekromde en platte vlakken volgens conclusie 1 waarbij 10 door middel van een verstelinrichting dezelfde groep sensoren de oppervlakte kenmerken van het te digitaliseren vlak achtereenvolgend in onderling verschillende richtingen kunnen waarnemen.

3. Inrichting voor het digitaliseren van gekromde en platte vlakken volgens conclusie 2, waarbij 15 de beeldsensor verstelbaar is.

4. Inrichting voor het digitaliseren van gekromde en platte vlakken volgens conclusie 2, waarbij de optiek verstelbaar is.

5. Inrichting voor het digitaliseren van gekromde en platte vlakken volgens conclusie 4, waarbij de optiek ten minste één verstelbare lens bevat.

6. Inrichting voor het digitaliseren van gekromde en platte vlakken volgens conclusie 4, waarbij de optiek ten minste één verstelbare spiegel bevat. 25

7. Inrichting voor het digitaliseren van gekromde en platte vlakken volgens conclusie 4, waarbij de optiek ten minste één verstelbaar prisma bevat.

8. Inrichting voor het digitaliseren van gekromde en platte vlakken volgens één van de 30 voorgaande conclusies, waarbij de oppervlakte kenmerken worden gescand met behulp van een ten opzichte van het te digitaliseren vlak bewegende beeldsensor.

9. Inrichting voor het digitaliseren van gekromde en platte vlakken volgens conclusie 8, waarbij de oppervlakte kenmerken worden gescand met behulp van een flatbedscanner. 35

10. Inrichting voor het digitaliseren van gekromde en platte vlakken volgens conclusie 8 of 9, waarbij de opnamekop is voorzien van één of meerdere reeksen lensen waardoor ten minste twee beelden ontstaan die onderling verschoven zijn in de richting van de beweging van de opnamekop. 1 0 20 3 9 4 -5-

11. Inrichting voor het digitaliseren van gekromde en platte vlakken volgens één van de voorgaande conclusies waarbij gebruik wordt gemaakt van een flatbed scanner met ten minste twee beeldsensoren die de oppervlakte kenmerken van het te digitaliseren oppervlak in os onderling verschillende richtingen waarnemen en de beelden die ontstaan via de verschillende beeldsensoren ten opzichte van elkaar verschoven zijn in de richting van de beweging van de opnamekop.

12. Inrichting voor het digitaliseren van gekromde en platte vlakken volgens één van de 10 voorgaande conclusies, waarbij de inrichting is voorzien van een elastisch vlies met merktekens.

13. Inrichting voor het digitaliseren van gekromde en platte vlakken volgens conclusie 12, waarbij het elastische vlies is gemonteerd boven een transparante ondergrond en het vlies met een drukmedium tegen het te meten oppervlak kan worden gedrukt. 15

14. Inrichting voor het digitaliseren van gekromde en platte vlakken volgens conclusie 13, waarbij het drukmedium bestaat uit een gas.

15. Inrichting voor het digitaliseren van gekromde en platte vlakken volgens conclusie 13, 20 waarbij het drukmedium bestaat uit een vloeistof.

16. Inrichting voor het digitaliseren van gekromde en platte vlakken volgens conclusie 12, 13, 14 of 15, waarbij het elastische vlies is voorzien van verdikkingen van elastisch materiaal.

17. Inrichting voor het digitaliseren van gekromde en platte vlakken volgens conclusie 16, waarbij de verdikkingen tegen een transparante ondergrond kunnen worden gedrukt.

18. Inrichting voor het digitaliseren van gekromde en platte vlakken volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de inrichting gebruikt wordt voor het digitaliseren van de vorm 30 van een lichaamsdeel.

19. Inrichting voor het digitaliseren van gekromde en platte vlakken volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de inrichting gebruikt wordt voor het digitaliseren van de vorm van een voetzool. 35

20. Methode voor het digitaliseren van een oppervlak met behulp van een inrichting volgens één van de voorgaande conclusies. 1020394 !