TWI657761B - 足底量測裝置 - Google Patents

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Abstract

一種足底量測裝置，包含：一慢回彈記憶元件，以供放置一足部並留下一足底痕跡；一對準元件，連接該慢回彈記憶元件，以指示該足部之對準位置；及一刻度元件，連接該慢回彈記憶元件，以提供刻度標記。本發明能準確得知足長、足寬等，且能藉由其量測結果推知足型種類。

Description

足底量測裝置
本發明涉及量測之領域，更特定而言是一種可供量測足底之裝置。
人每天之行走或各種運動，長期讓足部承受相當的壓力，若無適當的鞋子、鞋墊分散減緩此壓力，常會導致人體不適，使人較易感到疲勞或疼痛，甚至引起足底病變，並可能進一步導致腿、下背等關節傷害。
惟不同的年齡族群、不同個體的身形，其足部之長、寬、足弓型態皆有所不同。而一般人並沒有足夠的專業知識，無法量測自己的足長、足寬，更不清楚自己足弓型態。從而，至多只能在商場中以試穿的方式挑選有限尺寸種類的鞋子、鞋墊，而無法獲得更精準的數據，以藉此找出最適合其足底之參數，甚至客製化製作最適合之鞋子、鞋墊。
基此，本發明提供一種足底量測裝置，可適用於量測足底之足長、足寬或足弓資訊，以改善上述問題。
在本發明之一觀點中，提出一種足底量測裝置，包含：一慢回彈記憶元件，以供放置一足部並留下一足底痕跡；一對準元件，連接該慢回彈記憶元件，以指示該足部之對準位置；及一刻度元件，連接該慢回彈記憶元件，以提供刻度標記。
在較佳實施例中，該足底量測裝置更包括一感測元件，設置於該慢回彈記憶元件上方，用以偵測該足底痕跡，以提供一足底量測資訊。
在較佳實施例中，其中該感測元件為光學感測器。
在較佳實施例中，其中該感測元件為距離感測器。
在較佳實施例中，其中該感測元件為溫度感測器。
在較佳實施例中，其中該足底量測資訊為足長資訊、足寬資訊、足弓資訊或其組合。
在較佳實施例中，該足底量測裝置更包含一處理器及一感壓單元，該處理器與該感壓單元(電性)連接，該感壓單元與該慢回彈記憶元件結合，且設置以當藉由該感壓單元得知該足部已經離開該慢回彈記憶元件時，則該處理器再令該感測元件偵測該足底痕跡。
在較佳實施例中，該足底量測裝置更包含一處理器、一感壓單元、一計時單元及一儲存單元，該感壓單元、該計時單元及該儲存單元與該處理器(電性)連接，該感壓單元與該慢回彈記憶元件結合，該儲存單元儲存一特定時間資訊，設置以當藉由該感壓單元得知該足部離開該慢回彈記憶元件，且該計時單元得知符合該特定時間時，則該處理器令該感測元件偵測該足底痕跡。
在較佳實施例中，該足底量測裝置更包含一感壓單元及傳輸單元，該感壓單元與該慢回彈記憶元件結合，且該感壓單元與該傳輸單元(電 性)連接，該傳輸單元有線或無線連接雲端計算，該感壓單元設置以當藉由該感壓單元得知該足部離開該慢回彈記憶元件時，則該雲端計算令該感測元件偵測該足底痕跡。
在較佳實施例中，更包含一殼體，包圍設置於該慢回彈記憶元件周圍，或者設置於該慢回彈記憶元件上或下。
1000‧‧‧足底量測裝置
1010‧‧‧慢回彈記憶元件
1020‧‧‧殼體
1030‧‧‧對準元件
1040‧‧‧刻度元件
1050‧‧‧感測元件
1110‧‧‧處理器
1112‧‧‧感壓單元
1114‧‧‧計時單元
1116‧‧‧計算單元
1118‧‧‧儲存單元
1120‧‧‧傳輸單元
1122‧‧‧顯示單元
2000‧‧‧足部
3000‧‧‧足底痕跡
3010‧‧‧第一深度足底痕跡
3020‧‧‧第二深度足底痕跡
3030‧‧‧第三深度足底痕跡
3040‧‧‧第四深度足底痕跡
3100‧‧‧扁平足足底痕跡
3200‧‧‧低足弓足底痕跡
3300‧‧‧中足弓足底痕跡
3400‧‧‧高足弓足底痕跡
4‧‧‧雲端計算
D1‧‧‧深度資訊
L0‧‧‧長度資訊
L1‧‧‧最大數值之長度資訊
W0‧‧‧足底表面之寬度資訊
W1‧‧‧最大數值之足寬資訊
圖1 為本發明實施例中，足底量測裝置1000之一示意圖。
圖2A及2B 分別為本發明實施例中，足底量測裝置1000之另一態樣示意圖及其立體示意圖。
圖3A至C 為本發明實施例中，利用足底量測裝置1000量測足長之示意圖。
圖4A至C 為本發明實施例中，利用足底量測裝置1000量測足寬之示意圖。
圖5A 為本發明實施例中，利用足底量測裝置1000量測不同深度之示意圖。
圖5B 為本發明實施例中，利用足底量測裝置1000量測足弓之示意圖。
圖6 為本發明實施例中，足底量測裝置1000之又一態樣的方塊圖。
圖7 為本發明實施例中，足底量測裝置1000之再一態樣的方塊圖。
本發明之實施方式，請參酌下述例示之實施範例及附隨圖式以獲得詳細說明，更加理解本發明之特徵及功效。惟須注意，於本領域通常知 識者可理解之範圍，為清楚說明及容易理解之故，未必將所有元件及步驟細節具體繪示及說明，以免贅述及混淆。
如圖1所示，為本發明實施例中，足底量測裝置1000之一示意圖。足底量測裝置1000，包含：一慢回彈記憶元件1010，以供放置一足部並留下一足底痕跡3000；一對準元件1030，連接該慢回彈記憶元件1010，以指示該足部之對準位置；一刻度元件1040，連接該慢回彈記憶元件1010，以提供刻度標記；及一感測元件1050，設置於該慢回彈記憶元件1010上方，用以偵測該足底痕跡，以提供一足底量測資訊。
其中，慢回彈記憶元件1010，可利用具有壓縮性且不會立刻回彈、回復之材料加以實施，以達記憶足底痕跡3000之效果，且可回彈後重複使用。在較佳實施例中，可利用慢回彈記憶泡棉加以實施，但不限於此，亦可利用其他具有慢回彈記憶性質之材料，譬如乳膠、矽膠、透明袋裝之有色黏稠液體、高分子材料或其他材料。在一些實施例中，慢回彈記憶元件1010可設置為如圖1之左右對稱兩處，以供左右腳同時放置。但不限於此，亦可僅設一處，供左腳或右腳單腳量測，又或者供雙腳同時量測。根據本發明之精神可加以變化。進一步而言，慢回彈記憶元件1010可供放置一足部2000之整體足底並留下該整體足底的足底痕跡3000。
其中，對準元件1030可為如圖1所示之弧型機構，連接於慢回彈記憶元件1010，用以指示如圖3的被量測者之足部2000之對準位置，譬如以圖2B突起之立體弧型結構或殼體1020凹入之弧形機構做為止擋，以供被量測者之足跟靠齊對準放置。選擇性地，對準元件1030可設置於一殼體1020，再連接於慢回彈記憶元件1010。其中連接可包含直接連接，或經由他元件 而間接連接。對準元件1030可為殼體1020之一部分，且為一凹槽，且殼體1020可包圍設置於慢回彈記憶元件1010周圍或設置於慢回彈記憶元件1010上或下。惟殼體1020僅為選擇性而非必要，可考量收納性或可攜帶性而不設置殼體1020，且對準元件1030亦可直接連接或印刷於慢回彈記憶元件1010。此外，對準元件1030不限於弧型，可為其他形狀，例如方形、梯形、L形等。
其中，刻度元件1040連接該慢回彈記憶元件1010，以提供刻度標記。在不同實施例中，刻度元件1040可以設置於圖1中縱向，以提供縱向方向刻度標記；亦可設置於圖1中橫向，以提供橫向方向刻度標記；亦可設置斜角或弧狀刻度，或不規則形狀刻度，以利觀察足長、足寬或以上之組合。刻度元件1040之數量可對應於慢回彈記憶元件1010之數量而設置，且一個慢回彈記憶元件1010可對應多個刻度元件1040。此外，刻度元件1040可設置於殼體1020，再連接於慢回彈記憶元件1010，詳細而言，殼體1020可包圍設置於慢回彈記憶元件1010周圍，或設置於慢回彈記憶元件1010上或下，且露出慢回彈記憶元件1010放置該足部的部分於大氣中；刻度元件1040亦可直接連接或印刷於慢回彈記憶元件1010。在一些實施例中，刻度元件1040可利用昇華轉印技術，或稱熱轉印技術，直接印製於慢回彈記憶元件1010上，又或可利用網版印刷、水轉印、冷轉印等技術印製於慢回彈記憶元件1010上。在另一些實施例中，選擇性地，刻度元件1040亦可實施為格狀標示，顯示於慢回彈記憶元件1010上。特定而言，刻度元件1040係至少涵蓋留下該整體足底的足底痕跡之慢回彈記憶元件1010的區域之格狀標示。在不同實施例中，刻度元件1040可提供文字、數字、符號、圖案、其他或以上之組合之 刻度標記，以利辨識。且刻度標記可為不同顏色，亦或有不同塗料，藉以提供色差、螢光、磷光或其他額外資訊，以強化辨識效果。
如圖3A至C所示，為本發明實施例中，利用足底量測裝置1000量測足長之示意圖。如圖3A所示，當被量測者之足部2000接觸於足底量測裝置1000上時(為清楚說明之目的，圖中僅繪示慢回彈記憶元件1010，省略其他元件)，在足部2000僅接觸而未真正踩壓下去時，可看到此時長度資訊L0並非足部2000之足長最大數值。在足部2000真正踩壓下去時，可看到此時長度資訊L1可涵蓋足趾及足跟的邊緣部分，而為足部2000之足長最大數值。如圖3C所示，當足部2000離開慢回彈記憶元件1010時，藉由慢回彈記憶元件1010上各位置上之深度資訊D1，可觀察到凹陷處即足底痕跡3000之分布。藉由凹陷處的兩端點間距離，可得出長度資訊L1。本發明之優點之一，即藉由慢回彈記憶元件1010可凹陷之性質，可以量測到涵蓋足趾及足跟的邊緣的長度資訊L1。若是利用剛性不可凹陷之材料，則結果將類似圖3A般，從足部2000與材料之接觸點僅可獲得長度資訊L0，其並非足長最大數值，而非足部實際長度。
如圖4A至C所示，為本發明實施例中，利用足底量測裝置1000量測足寬之示意圖。在圖4A中，其係足底初碰觸慢回彈記憶元件1010之情況，其與先前技術之剛性表面的足底量測裝置相同，僅能量測足底表面之寬度資訊W0。藉由慢回彈記憶元件1010可凹陷之性質，於腳掌踩踏後，可量測到含蓋腳前掌(ball of foot)邊緣之最大數值之足寬資訊W1。其餘比照上述，不再贅述。
如圖5A所示，為本發明實施例中，利用足底量測裝置1000量測不同深度之示意圖。如圖5A所示，因足底並非平面，踩壓後所呈現的足底痕跡3000可包含不同之深度(例如，深度資訊D1)，以足掌為例且以厚的慢回彈記憶元件1010為例，譬如第一深度足底痕跡3010、第二深度足底痕跡3020、第三深度足底痕跡3030、第四深度足底痕跡3040等。一般而言，以最外圈之足底痕跡3010計算可包含最大數值之長度資訊L1及最大數值之足寬資訊W1，因可涵蓋足部2000的邊緣位置，即實際腳掌邊緣之位置。其中，因踩壓的深淺差異，足底痕跡3000中之足掌及足趾可能是連續或不連續，則應可理解，獲取長度資訊L1時，應涵蓋足趾及足跟之兩最外緣，以獲得其間距離。
如圖5B所示，為本發明實施例中，利用足底量測裝置1000量測足弓之示意圖。其中，不同足型的被量測者產生之足底痕跡3000，可能為扁平足底痕跡3100，低足弓足底痕跡3200、中足弓(或稱正常足)足底痕跡3300，或高足弓足底痕跡3400。上述四大類也可以簡化足弓型態為三大類，只取扁平足或低足弓其中任一項。故藉由本發明實施例之足底量測裝置1000，能獲得不同足底痕跡3000，從而推知被量測者之足弓資訊。
如圖6所示，為本發明實施例中，足底量測裝置1000之另一示意圖。在此實施例中，足底量測裝置1000可包含：一處理器1110；一感壓單元1112，可連接該處理器1110且與慢回彈記憶元件1010結合；一計時單元1114，可連接該處理器1110；前述感測元件1050亦可連接該處理器；一計算單元1116，可連接該處理器1110；一儲存單元1118，可連接該處理器1110； 一傳輸單元1120，可連接該處理器1110；一顯示單元1122，可連接該處理器，特定而言，該連接可為電性或光學連接。
其中感壓單元1112用以偵測足部2000踩壓及離開慢回彈記憶元件1010，舉例而言，可為各種壓力感測器、壓力開關等壓力感測器，但不限於此。其中儲存單元1118儲存一特定時間資訊，譬如一秒鐘，設置以當藉由感壓單元1112得知足部2000離開慢回彈記憶元件1010時，且該計時單元1114得知符合該特定時間時，則處理器1110令感測元件1050偵測足底痕跡3000，以避免拍到離開慢回彈記憶元件1010的腳。惟亦可不實施計時單元1114，而於偵測足部2000已經離開時再令偵測足底痕跡3000。
其中處理器1110可為各式處理器，例如可利用微處理器、嵌入式處理器等。儲存單元1118可載有作業系統、應用程式等，亦可為嵌入式系統。足底量測裝置1000亦可利用傳輸單元1120，而經由有線或無線網路與個人電腦、筆記型電腦、伺服器、工作站、智慧型手機、雲端計算等相連接。舉例而言，利用智慧型手機下載應用程式，可充作感測元件1050，利用智慧型手機之攝像鏡頭拍照，擷取影像後，分析影像而偵測足底痕跡3000，以提供一足底量測資訊。或者，可利用雲端計算至少執行以上處理器1110及/或計算單元1116的功能。
詳細而言，如圖7所示，感測元件1050、感壓單元1112及顯示單元1122可連接傳輸單元1120，而傳輸單元1120可連接雲端計算4，以使雲端計算4執行儲存單元1118、計時單元1114、處理器1110及/或計算單元1116之功能。又或者，儲存單元1118、計時單元1114、處理器1110及計算單元1116 之至少其中之一之功能可由雲端計算4執行，其餘則可內建於足底量測裝置1000。
其中感測元件1050可包含光學感測器、距離感測器、溫度感測器，或以上之組合。此中所稱感測器，為對應技術性質而可能包含發射器及接收器。舉例而言，光學感測器可包含感光耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)感測器、互補性氧化金屬半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)感測器或其他感測器等。距離感測器可包含超音波感測器、雷射感測器或其他感測器，例如使用動態感測裝置Kinect的深度感測功能。溫度感測器可包含紅外線感測器或其他感測器等，例如，黑體輻射感測器、紅外線熱影像儀，例如：FLIR、SEED等熱影像儀。在一些實施例中，可選擇性地，感測元件1050可利用可旋轉支架與殼體1020相連接。且可設置為藉由處理器1110自動控制支架之運動。
藉此，感測元件1050可偵測足底痕跡3000，且設定為偵測最外緣之長度資訊L1及最大數值之足寬資訊W1等，即被量測者足部2000之足長資訊及足寬資訊。其中若足趾及足掌有不連續之情形，則設定為以縱向方向最遠兩端點為計算基礎。在不同實施例中，若利用影像差異來判斷，則可利用處理器1110來識別刻度標記。若利用深度資訊D1，則可判斷具有深度之三維立體資訊，以獲得更豐富足底痕跡3000相關資訊。在另些實施例中，利用足部2000踩壓後剛離開慢回彈記憶元件1010時，可暫時保留踩壓時因記憶泡棉壓縮而傳導入泡棉內的體溫熱能於其中，而足部2000離開後則使傳導入泡棉內的體溫熱能暫留於慢回彈記憶泡棉略為蓬鬆之泡棉內部空隙中。藉此，例如：以FLIR、SEED等熱影像感測儀等之感測元件1050可感測 暫留於慢回彈記憶泡棉之體溫熱能的紅外線影像訊號，從而更精確判斷足底痕跡。
進一步言，在判斷足弓資訊時，可僅擷取足掌部分之面積，即不含足趾部分之面積，並以擷取圖像之足弓面積與擷取圖像之整體面積計算比率數值。應可理解，於高足弓足底痕跡3400之情形，此比率數值將會小於低足弓足底痕跡3200之情形，經由訓練可獲得此比率數值之大小，在訓練出比率數值範圍後，即可依比率數值區分高、中、低足弓(或扁平足)，於使用時即可依此判斷足型種類。惟並不限於此，亦可利用足底痕跡3000之輪廓加以判斷，或可利用其他基準判斷之。
在較佳實施例中，感測元件1050可設置於慢回彈記憶元件1010之正上方，但亦可設置於側上方，並利用圖像校正演算法，將側上方獲取較為偏斜之數據校正為如同正向取得。且感測元件1050可不限於一個，可利用多個組合使用，設置於不同高度、角度、水平位置等。
藉此，在本發明之實施例中，可利用高解析度之感測元件1050，以獲得高解析度之足底量測資訊。利用慢回彈記憶元件1010可幾乎不受溫度變化影響。量測程序簡便，被量測者之足部無須做特殊處裡，穿不穿襪均可以，僅踩壓後離開即可留下足底痕跡3000。且利用慢回彈記憶元件1010可凹陷之性質，可量測到足部2000足底最外緣之資訊，且可為三維立體資訊。另外，慢回彈記憶元件1010可簡易重複利用。
本發明之較佳實施例說明如上。惟並非所有元件或步驟階為必要技術特徵，且未必闡述所有細節性技術特徵。所述之各元件及步驟僅為例 示而非列舉，於通常知識者可理解之範圍內當可酌為增減變化。本發明之權利應由申請專利範圍界定。

Claims (11)

  1. 一種足底量測裝置，包含：一慢回彈記憶元件，供放置一足部之整體足底並留下該整體足底的足底痕跡；一對準元件，連接該慢回彈記憶元件，以指示該足部之對準位置；及一刻度元件，接觸連接該慢回彈記憶元件，以提供刻度標記，且該刻度元件係至少涵蓋留下該整體足底的足底痕跡之慢回彈記憶元件的區域之格狀標示。
  2. 如請求項1所述之足底量測裝置，更包括一感測元件，設置於該慢回彈記憶元件上方，用以偵測該足底痕跡，以提供一足底量測資訊。
  3. 如請求項2所述之足底量測裝置，其中該感測元件為光學感測器。
  4. 如請求項2所述之足底量測裝置，其中該感測元件為距離感測器。
  5. 如請求項2所述之足底量測裝置，其中該感測元件為溫度感測器。
  6. 如請求項2所述之足底量測裝置，其中該足底量測資訊為足長資訊、足寬資訊、足弓資訊或其組合。
  7. 如請求項2所述之足底量測裝置，更包含一處理器及一感壓單元，該處理器與該感壓單元連接，該感壓單元與該慢回彈記憶元件結合，且設置以當藉由該感壓單元得知該足部已經離開該慢回彈記憶元件時，則該處理器再令該感測元件偵測該足底痕跡。
  8. 如請求項2所述之足底量測裝置，更包含一處理器、一感壓單元、一計時單元及一儲存單元，該感壓單元、該計時單元及該儲存單元與該處理器連接，該感壓單元與該慢回彈記憶元件結合，該儲存單元儲存一特定時間資訊，設置以當藉由該感壓單元得知該足部離開該慢回彈記憶元件，且該計時單元得知符合該特定時間時，則該處理器令該感測元件偵測該足底痕跡。
  9. 如請求項2所述之足底量測裝置，更包含一感壓單元及傳輸單元，該感壓單元與該慢回彈記憶元件結合，且該感壓單元與該傳輸單元連接，該傳輸單元可有線或無線連接雲端計算，該感壓單元設置以當藉由該感壓單元得知該足部離開該慢回彈記憶元件時，則該雲端計算令該感測元件偵測該足底痕跡。
  10. 如請求項1所述之足底量測裝置，更包含一殼體，包圍設置於該慢回彈記憶元件周圍，或設置於該慢回彈記憶元件上或下。
  11. 一種足底量測裝置，包含：一慢回彈記憶元件，供放置一足部之整體足底並留下該整體足底的足底痕跡；一對準元件，連接該慢回彈記憶元件，以指示該足部之對準位置；殼體，包圍設置於該慢回彈記憶元件周圍，或設置於該慢回彈記憶元件上或下，且露出該慢回彈記憶元件放置該足部之整體足底的部分於大氣中；及一刻度元件，連接該慢回彈記憶元件，以提供刻度標記，且該刻度元件係至少涵蓋留下該整體足底的足底痕跡之慢回彈記憶元件的區域之格狀標示。
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