TWI741304B - 足底形貌及壓力量測系統 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種足底形貌及壓力量測系統，其包含透明載件、光源、條紋形成單元、起偏鏡、取像裝置、檢偏鏡及處理器，透明載件供足底踩踏；光源發射光束，光束沿行進路徑投射於透明載件且沿反射路徑離開透明載件；條紋形成單元包含柵板可位移地設置在透明載件一側以選擇性位於光束行進路徑；起偏鏡可位移地設置於光束的行進路徑以選擇性供光束通過投射於透明載件；取像裝置位於光束反射路徑且用以取得影像；檢偏鏡可位移地設置於光束的反射路徑上以選擇性供光束通過後到達取像裝置；處理器連接取像裝置。藉此量測足底形貌及壓力。

Description

足底形貌及壓力量測系統

本發明是有關於一種足底量測系統，且尤其是有關一種用來量測足底形貌及壓力的量測系統。

近年來，針對足部形貌異常的治療通常都會先建議藉由支架或足墊等外部輔助器材來進行矯正，而如何取得正確的足底形貌則成為足模製作的關鍵，目前取得足底形貌的方式有手工取模、雷射掃描及攝像取模等等。

手工取模最常見的方式是先將鑄模夾板浸在水中，再將之包裹於足部上，但此時需讓整個足部保持自然狀態，直到石膏模型乾燥硬化後，才可將之卸除，此方式的缺點在於花費時間過久，且可能會因足部的移動而在取模時造成模型損壞。

雷射掃描精度可達0.5mm，每次石膏取模的花費為近百美元，雷射光學掃描每次花費為3.30至10.00美元，但雷射光學掃描儀訂價高達數萬美元，居高不下的儀器價格使雷射光學掃描儀無法大量商業化於醫學用途。

攝像取模精度略低於雷射掃描，但價格卻較為低廉，然而在量測時，沒有針對受測者的足部姿勢進行矯正，且是在無負重情況下進行掃描，因此量測過後的足底模型仍須進行修改。

足底形貌與壓力為產業欲快速精確量測之足底資訊，目前產業常見之足底形貌與應力量測是由兩獨立設備來完成；業界的足部形貌量測多以雷射掃描方法為主，量測速度較慢且設備昂貴；足底壓力量測則多以單點之壓力感測裝置為主，故難以進行足底全場量測。故目前足底形貌與壓力量測設備量測效率差且價格昂貴。

有鑑於此，如何有效發展出成本低廉及高精度之足底形貌與壓力量測系統，遂成相關業者努力的目標。

本發明提供一種足底形貌及壓力量測系統，透過條紋形成單元以使用陰影雲紋法量測足底形貌，且透過起偏鏡及檢偏鏡的設置，可更具有量測足底應力之功能。

依據本發明之一實施方式提供一種足底形貌及壓力量測系統，其用以量測一足底且包含一透明載件、一光源、一條紋形成單元、一起偏鏡、一取像裝置、一檢偏鏡及一處理器，透明載件供足底踩踏；光源朝透明載件發射一光束，光束沿一行進路徑投射於透明載件，且沿一反射路徑離開透明載件；條紋形成單元包含一柵板，柵板可位移地平行設置在透明載件的一側以選擇性位於光束的行進路徑上；起偏鏡可位移地 設置於光束的行進路徑上，以選擇性供光束通過而投射於透明載件；取像裝置位於光束的反射路徑上且用以取得至少一影像；檢偏鏡可位移地設置於光束的反射路徑上，以選擇性供光束通過後到達取像裝置；處理器訊號連接取像裝置，處理器用以分析影像以量測足底的形貌及壓力。

藉此，透過光源及柵板的設置，取像裝置可取得具有干涉條紋的影像而能進行陰影雲紋法的分析，再透過起偏鏡及檢偏鏡可位移的配置，更可具有量測足底對於透明載件施加應力之功能，而達到成本低及高精度量測結果的目的。

依據前述之足底形貌及壓力量測系統，可更包含一反射鏡位於光束的反射路徑上，反射鏡用以改變反射路徑的方向。或條紋形成單元可更包含一夾具及一馬達，夾具夾持柵板，馬達帶動夾具沿垂直或平行透明載件的一厚度方向位移以改變柵板位置，其中柵板位於四位置，且影像的數目為四，四影像分別為柵板位於四位置時由取像裝置逐一拍攝。或馬達可為步進馬達結構。或透明載件可包含一玻璃基板及一光彈貼片，玻璃基板具有一上表面及一下表面，上表面供足底踩踏，光彈貼片貼覆於玻璃基板的下表面。此外，透明載件可包含一透明基板，其為具有光彈性質之材料製成。

依據本發明之另一實施方式提供一種足底形貌及壓力量測系統，包含一透明載件、二光源、一條紋形成單元、一起偏鏡、一檢偏鏡、二取像裝置及一處理器，二光源分別朝透明載件發射一光束，條紋形成單元包含一柵板平行設置在透明載件的一側，起偏鏡設置在透明載件的相同側，檢偏鏡設置 在透明載件的相同側，取像裝置設置在透明載件的相同側，處理器訊號連接二取像裝置；其中，其中一光束投射於柵板及透明載件後反射到達其中一取像裝置以供前述其中一取像裝置拍攝一影像，另一光束經過起偏鏡且未經過柵板而投射透明載件，且另一光束受透明載件反射後經過檢偏鏡到達另一取像裝置以供前述另一取像裝置拍攝另一影像。

依據前述之足底形貌及壓力量測系統，其中條紋形成單元可更包含一夾具及一馬達，夾具夾持柵板，馬達帶動夾具沿垂直透明載件的一厚度方向位移以改變柵板位置，其中柵板位移至相異位置時前述其中一取像裝置再次取像。或透明載件可包含一玻璃基板及一光彈貼片，玻璃基板具有一上表面及一下表面，上表面供足底踩踏，光彈貼片貼覆於玻璃基板的下表面。此外，透明載件可包含一透明基板，其為具有光彈性質之材料製成。

依據本發明之又一實施方式提供一種足底形貌及壓力量測系統，包含一透明載件、一光源、一分光鏡、一條紋形成單元、一起偏鏡、一檢偏鏡、二取像裝置及一處理器，光源朝透明載件發射一光束，分光鏡設置在透明載件的一側，條紋形成單元包含一柵板平行設置在透明載件的相同側，起偏鏡設置在透明載件的相同側，檢偏鏡設置在透明載件的相同側，取像裝置設置在透明載件的相同側，處理器訊號連接二取像裝置；其中，光束經過分光鏡投射於柵板及透明載件後反射到達 其中一取像裝置以供前述其中一取像裝置拍攝一影像，且光束經過分光鏡後經過起偏鏡且未經過柵板而投射透明載件，並受透明載件反射後經過檢偏鏡到達另一取像裝置以供前述另一取像裝置拍攝另一影像。

依據前述之足底形貌及壓力量測系統，其中，透明載件可包含一透明基板，其為具有光彈性質之材料製成。

依據本發明之再一實施方式提供一種足底形貌及壓力量測系統，其包含一透明載件、一光源、一條紋形成單元、一起偏鏡、一取像裝置、一檢偏鏡及一處理器。光源朝透明載件發射一光束，光束沿一行進路徑投射於透明載件，且沿一反射路徑離開透明載件，條紋形成單元包含一投影機設置在透明載件的一側，投影機投射一條紋投影圖於透明載件，起偏鏡設置於光束的行進路徑上，取像裝置位於光束的反射路徑上且用以取得至少一影像，檢偏鏡設置於光束的反射路徑上，以供光束通過後到達取像裝置，處理器訊號連接取像裝置。

依據前述之足底形貌及壓力量測系統，其中光源投射的光束可呈藍色，投影機投射的條紋投影圖可呈紅色。處理器將影像進行藍光濾波以得到一光彈影像，及處理器將影像進行紅光濾波以得到一條紋影像。或者前述之足底形貌及壓力量測系統更可包含一第一四分之一波片及一第二四分之一波片，第一四分之一波片設置於光源與透明載件之間，第二四分之一波片設置於檢偏鏡與透明載件之間。或者，投影機可依序 投射出四條紋投影圖，各條紋投影圖中包含複數條紋間隔排列，且任一條紋投影圖中的各條紋的位置，與另一條紋投影圖中的各條紋的位置不同。此外，透明載件可包含一透明基板，其為具有光彈性質之材料製成。

100‧‧‧足底形貌及壓力量測系統

100a‧‧‧足底形貌及壓力量測系統

100b‧‧‧足底形貌及壓力量測系統

200、210a、220a、200b‧‧‧光源

300、300a、300b‧‧‧起偏鏡

400‧‧‧反射鏡

410b‧‧‧第一四分之一波片

420b‧‧‧第二四分之一波片

500、500a、500b‧‧‧檢偏鏡

600、600a、600b‧‧‧透明載件

610、610a‧‧‧玻璃基板

620、620a‧‧‧光彈貼片

700、700a‧‧‧條紋形成單元

700b‧‧‧條紋形成單元

710、710a‧‧‧柵板

720、720a‧‧‧夾具

730、730a‧‧‧馬達

740b‧‧‧投影機

800、810a、820a‧‧‧取像裝置

800b‧‧‧取像裝置

900、900a、900b‧‧‧處理器

F1、F2‧‧‧足底

L1、L2‧‧‧光束

P1‧‧‧條紋

第1圖繪示依照本發明一實施方式之一種足底形貌及壓力量測系統用以量測一足底的一架構示意圖；第2A圖繪示第1圖之足底形貌及壓力量測系統於量測足底時取得的一影像；第2B圖繪示第2A圖之影像經濾波處理後的結果；第3A圖繪示第1圖之足底形貌及壓力量測系統於量測足底時取得之一分析結果；第3B圖繪示第3A圖相位展開結果；第4A圖繪示第3B圖之相位展開結果利用程式重建之足底等高圖；第4B圖繪示第3B圖之相位展開結果利用程式重建之足底3D形貌；第5圖繪示依照本發明另一實施方式之一種足底形貌及壓力量測系統用以量測二足底的一架構示意圖；第6圖繪示依照本發明又一實施方式之一種足底形貌及壓力量測系統用以量測一足底的一架構示意圖；第7圖繪示第6圖之足底形貌及壓力量測系統之投影機投射 之條紋投影圖；第8A圖繪示第6圖之足底形貌及壓力量測系統於量測足底時取得的一影像；第8B圖繪示第8A圖之影像進行紅光濾波得到之一條紋影像；第8C圖繪示第8A圖之影像進行藍光濾波得到之一光彈影像；第8D圖繪示第8B圖之條紋影像經分析後之足底形貌；以及第8E圖繪示第8C圖之光彈影像經分析後之應力結果。

以下將參照圖式說明本發明之實施例。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，閱讀者應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示；並且重複之元件將可能使用相同的編號或類似的編號表示。

此外，本文中當某一元件(或機構或模組等)「連接」、「設置」或「耦合」於另一元件，可指所述元件是直接連接、直接設置或直接耦合於另一元件，亦可指某一元件是間接連接、間接設置或間接耦合於另一元件，意即，有其他元件介於所述元件及另一元件之間。而當有明示某一元件是「直接連接」、「直接設置」或「直接耦合」於另一元件 時，才表示沒有其他元件介於所述元件及另一元件之間。而第一、第二、第三等用語只是用來描述不同元件或成分，而對元件/成分本身並無限制，因此，第一元件/成分亦可改稱為第二元件/成分。且本文中之元件/成分/機構/模組之組合非此領域中之一般周知、常規或習知之組合，不能以元件/成分/機構/模組本身是否為習知，來判定其組合關係是否容易被技術領域中之通常知識者輕易完成。

請參閱第1圖，其中第1圖繪示依照本發明一實施方式之一種足底形貌及壓力量測系統100用以量測一足底F1的一架構示意圖。足底形貌及壓力量測系統100用以量測一足底F1且包含一透明載件600、一條紋形成單元700、一光源200、一起偏鏡300、一取像裝置800、一檢偏鏡500及一處理器900。

透明載件600供足底F1踩踏；條紋形成單元700包含一柵板710可位移地平行設置在透明載件600的一側；光源200朝透明載件600發射一光束L1，光束L1沿一行進路徑(未標示)投射於透明載件600，且沿一反射路徑(未標示)離開透明載件600；條紋形成單元700包含一柵板710，柵板710可位移地平行設置在透明載件600的一側以選擇性位於光束L1的行進路徑上；起偏鏡300可位移地設置於光束L1的行進路徑上，以選擇性供光束L1通過而投射於透明載件600；取像裝置800位於光束L1的反射路徑上且用以取得至少一影像；檢偏鏡500可位移地設置於光束L1的反射路徑上，以選擇性供光束L1通 過後到達取像裝置800，處理器900訊號連接取像裝置800，處理器900用以分析影像以量測足底F1的形貌及壓力。

藉此，透過光源200及條紋形成單元700的設置，取像裝置800可取得具有干涉條紋的影像而能進行陰影雲紋法的分析，以量測足底F1之形貌，再透過起偏鏡300及檢偏鏡500的配置，足底形貌及壓力量測系統100更可具有量測足底F1對於透明載件600之施加應力之功能，而達到低成本及高精度量測結果的目的，後面將更詳細的描述足底形貌及壓力量測系統100的細節。另外，在此要特別說明的是，本文中的足底壓力是指足底對於透明載件之施加應力，而為了文字簡潔可能會以足底壓力稱之。

透明載件600包含一玻璃基板610及一光彈貼片620，玻璃基板610具有一上表面(未標示)及一下表面(未標示)，上表面供足底F1踩踏，光彈貼片620貼覆於玻璃基板610的下表面。較佳的，透明載件600可以設置於一架體(未繪示)，架體具有容置空間供條紋形成單元700、光源200、起偏鏡300、取像裝置800、檢偏鏡500及處理器900設置。

由於取像裝置800要位於光束L1的反射路徑上，因此足底形貌及壓力量測系統100可更包含一反射鏡400位於光束L1的反射路徑上，反射鏡400用以改變反射路徑的方向，而能使取像裝置800的位置設置更佳靈活。

條紋形成單元700可更包含一夾具720及一馬達730，夾具720夾持柵板710，馬達730帶動夾具720沿垂直或平行透明載件600的一厚度方向(未標示)位移以改變柵板 710位置，其中柵板710位於四位置，且影像的數目為四，四影像分別為柵板710位於四位置時由取像裝置800逐一拍攝。在其他的實施例中，可依據所使用之相位移法的不同，拍攝不同數量之影像，例如五步相位移即需要五張影像，而多張影像好處在於可以計算出更準確之相位和形貌，因此拍攝之影像的數量可依實際需求調整，不以上述揭露為限。

更詳細的說，柵板710為玻璃線性光柵結構，而在本實施例中，柵板710中柵條間距寬度為1000μm，但在其他未繪示的實施例中則不限於此間距寬度。夾具720架設於馬達730，馬達730的轉動可帶動夾具720位移，其中馬達730可為步進馬達結構，而能精準的控制柵板710的移動距離而進行相位控制，但馬達730亦可以是伺服馬達結構。

在量測足底F1的形貌時，可先移開起偏鏡300及檢偏鏡500，也就是說，起偏鏡300及檢偏鏡500不位於光束L1的行進路徑及反射路徑上，而讓光束L1直接投射於柵板710及透明載件600，並由反射鏡400反射後讓取像裝置800拍攝取像，而可拍得具有複數干涉條紋的影像。此外，馬達730受控制可帶動柵板710移動，每移動π/2相位由取像裝置800截取一個影像，共截取四個影像，再由處理器900透過四步相位移法進行解析，其中四步相位移法如式(1)-式(4)所示。

I₁(x,y)=I ₀(x,y)+A(x,y)cos(φ(x,y)) (1)。

I₂(x,y)=I ₀(x,y)+A(x,y)cos(φ(x,y)-π/2) (2)。

I₃(x,y)=I ₀(x,y)+A(x,y)cos(φ(x,y)-π) (3)。

I₄(x,y)=I ₀(x,y)+A(x,y)cos(φ(x,y)-3π/2) (4)。

其中I₁(x,y)、I₂(x,y)、I₃(x,y)和I₄(x,y)表示各干涉條紋影像於各像素的光強，I₀(x,y)表示背影光強，A(x,y)表示餘弦振幅，φ(x,y)表示各像素的相位值。

由式(1)至式(4)可解出干涉條紋級次N(x,y)，如式(5)及式(6)所示。

經過相位移原理所得的相位是以反正切函數所表示，因此求得的相位會在-π/2~π/2之間，而利用表1可將其轉換為0~2π，由反正切函數的分子與分母正負來決定各像素點所的真實相位。

將相位恢復為0~2π之後，像素點會反覆呈現0~2π的包裹相位(Wrapped Phase)，為非連續的相位分布，因 此必須利用相位展開(Phase Unwrapping)使其重建為連續的相位分布。本實施例中採用路徑相依相位展開法，其是以相鄰兩像素點的相位必為連續，且展開前後相位值必差2π的整數倍，並以二維方向做x方向及y方向的展開，如式(7)及式(8)所示。

φ'(x _i ,y)=φ(x _i ,y)+2n _i π (7)。

φ"(x,y _j )-φ'(x,y _j )+2n_j π (8)。

其中n_i、n_j表示整數，φ(x_i,y)表示展開前之相位值，φ'(x_i,y)表示對x方向展開後之相位值，φ'(x,y_j)表示y方向展開前之相位值，φ"(x,y_j)表示二維方向展開後之相位值。經由相鄰像素點之相位連續且展開前後相差2π，可將全場的相位展開，獲得完整的二維連續相位圖。

請參閱第2A圖、第2B圖、第3A圖、第3B圖、第4A圖及第4B圖，第2A圖繪示第1圖之足底形貌及壓力量測系統100於量測足底F1時取得的一影像，第2B圖繪示第2A圖之影像經濾波處理後的結果，第3A圖繪示第1圖之足底形貌及壓力量測系統100於量測足底F1時取得之一分析結果，第3B圖繪示第3A圖相位展開結果，第4A圖繪示第3B圖之相位展開結果利用程式重建之足底F1的等高圖，第4B圖繪示第3B圖之相位展開結果利用程式重建之足底F1的3D形貌。

如第2A圖所示，由於取像裝置800將光學影像轉換為電子訊號，因此會在傳輸過程中受到內部電子元件之熱雜訊與自身電子訊號干擾，產生高頻雜訊，故取像裝置800拍攝到之未經處理的影像會如第2A圖所示，可將影像經由傅立葉 轉換得到圖形的頻率響應圖，並使用遮罩將頻率域中的高頻雜訊歸零，讓低頻通過，再將頻率域中的影像轉換至原本影像，藉此過濾高頻雜訊，而可得到如第2B圖所示之濾波後影像。

將四個影像處理後再經由相位計算疊合後可獲得如第3A圖所示之包裹相位圖，相位並不連續，之後可再使用相位展開技術進一步取得如第3B圖所示之全場相位相連續分佈的相位展開圖，再透過程式重建出如第4A圖所示之足底F1的等高線圖及如第4B圖所示之足底F1的3D表面形貌圖。

另外，足底形貌及壓力量測系統100除了量測足底形貌外，亦可量測足底壓力。足底形貌及壓力量測系統100是利用反射式光彈法來量測足底F1對於透明載件600施加的應力，因此讓起偏鏡300及檢偏鏡500分別可移動地設置於光束L1的行進路徑及反射路徑上，而能選擇是以陰影雲紋法量測足底形貌或是用反射式光彈法來量測足底壓力。

在本實施例中，可再設置位移機構來移動起偏鏡300及檢偏鏡500，位移機構可透過另一馬達及另一夾具來達到，且柵板710亦除沿透明載件600的厚度方向移動外，更可以沿透明載件600的一寬度方向或長度方向移動以離開光束L1的行進路徑及反射路徑。

故在量測足底壓力時，光束L1先經過起偏鏡300投射於光彈貼片620，再反射經過檢偏鏡500至取像裝置800，再取像分析得到足底壓力。

請參閱第5圖，其中第5圖繪示依照本發明另一實施方式之一種足底形貌及壓力量測系統100a用以量測二足底 F1、F2的一架構示意圖。足底形貌及壓力量測系統100a包含一透明載件600a、二光源210a、220a、一條紋形成單元700a、一起偏鏡300a、二取像裝置810a、820a、一檢偏鏡500a及一處理器900a，二光源210a、220a分別朝透明載件600a發射光束L1、L2，條紋形成單元700a包含一柵板710a平行設置在透明載件600a的一側，起偏鏡300a設置在透明載件600a的相同側，檢偏鏡500a設置在透明載件600a的相同側，取像裝置810a、820a設置在透明載件600a的相同側，處理器900a訊號連接二取像裝置810a、820a；其中一光束L2投射於柵板710a及透明載件600a後反射到達取像裝置820a以供取像裝置820a拍攝一影像，另一光束L1經過起偏鏡300a且未經過柵板710a而投射透明載件600a，且光束L1受透明載件600a反射後經過檢偏鏡500a到達取像裝置810a以供取像裝置810a拍攝另一影像。

本實施例中，透明載件600a亦包含一玻璃基板610a及光彈貼片620a，而與第1圖之透明載件600a不同之處在於，光彈貼片620a僅貼於玻璃基板610a下表面的一部分，且與柵板710a的位置錯開。而條紋形成單元700a的結構與第1圖之條紋形成單元700相同，包含夾具720a及馬達730a而可帶動柵板710a位移。或於其他未繪示的實施例中，透明載件可包含一透明基板，其為具有光彈性質之材料製成，在此情況下，可不需設置光彈貼片。

由於本實施例之足底形貌及壓力量測系統100a包含二光源210a、220a及二取像裝置810a、820a，故在元件 設置上是讓起偏鏡300a及檢偏鏡500a的位置分別固定於光束L1的行進路徑及反射路徑上，因此，在進行量測，可以先量測足底F1的壓力及足底F2的形貌，再使足底F1及足底F2交換位置而分別量測足底F2的壓力及足底F1的形貌。而在其他未繪示的實施例中，亦可以只包含一取像裝置，而透過反射鏡的配置讓二光束到達取像裝置，或可只包含一光源，而透過分光鏡讓光源投射出的光束分成二光束，不以上述揭露為限。

請參閱第6圖及第7圖，其中第6圖繪示依照本發明又一實施方式之一種足底形貌及壓力量測系統100b用以量測一足底F1的一架構示意圖，第7圖繪示第6圖之足底形貌及壓力量測系統100b之投影機740b投射之條紋投影圖。足底形貌及壓力量測系統100b包含一透明載件600b、一光源200b、一條紋形成單元700b、一起偏鏡300b、一取像裝置800b、一檢偏鏡500b及一處理器900b。光源200b朝透明載件600b發射一光束L1，光束L1沿一行進路徑投射於透明載件600b，且沿一反射路徑離開透明載件600b，條紋形成單元700b包含一投影機740b設置在透明載件600b的一側，投影機740b投射一條紋投影圖於透明載件600b，起偏鏡300b設置於光束L1的行進路徑上，取像裝置800b位於光束L1的反射路徑上且用以取得至少一影像，檢偏鏡500b設置於光束L1的反射路徑上，以供光束L1通過後到達取像裝置800b，處理器900b訊號連接取像裝置800b。

在第6圖的實施例中，透明載件600b是一透明基板，且由具有光彈性質之材料製成。較佳地，在量測時，另取一遮光黑布包圍足部的周圍，以提高量測的精準度。

投影機740b可依序投射出四條紋投影圖，各條紋投影圖中包含複數條紋P1間隔排列，且任一條紋投影圖中的各條紋P1的位置，與另一條紋投影圖中的各條紋P1的位置不同。更仔細地說，如第7圖所示，條紋P1由左上方繪示的位置換到左下方繪示的位置，其相差π/2相位，接者再以每π/2相位的方式位移，並由左下方繪示的位置依序換至右下方繪示的位置及右上方繪示的位置。當投影機740b依序投射出四條紋投影圖時，取像裝置800b依序擷取四個影像，再由處理器900b透過上述之四步相位移法進行解析，而能獲得足底F1的形貌。

請參閱第8A圖、第8B圖、第8C圖、第8D圖及第8E圖，其中第8A圖繪示第6圖之足底形貌及壓力量測系統100b於量測足底F1時取得的一影像，第8B圖繪示第8A圖之影像進行紅光濾波得到之一條紋影像，第8C圖繪示第8A圖之影像進行藍光濾波得到之一光彈影像，第8D圖繪示第8B圖之條紋影像經分析後之足底形貌，第8E圖繪示第8C圖之光彈影像經分析後之應力結果。光源200b投射的光束L1可呈藍色，投影機740b投射條紋投影圖可呈紅色，進一步地，由處理器900b將影像進行藍光濾波以得到一光彈影像，及由處理器900b將影像進行紅光濾波以得到一條紋影像，而可以達到同時量測應力及形貌的效果。

仔細而言，透過讓光源200b投射呈藍色的光束L1，並讓投影機740b投射呈紅色的條紋投影圖，可以讓影像中的藍色部分是來自光彈性質之材料影響後的成像，紅色部分是條紋投影圖所導致之干涉條紋成像，因此影像經藍光濾波即得到光彈影像，用以分析應力；影像經紅光濾波即可得到條紋影像，用以分析形貌。此外，取像裝置800b可內建之RGB濾波片，而可同時擷取出紅光、綠光與藍光波段之光強的成像。

換句話說，足底形貌及壓力量測系統100b是讓一藍光穿過起偏鏡300b後投射於透明載件600b上，並讓條紋形成單元700b分別依序投射四條紋投影圖於透明載件600b上，同時由取像裝置800b依序取得四影像後，每個影像再經過藍光濾波得到光彈影像，及由紅光濾波得到條紋影像。藉此可同時分析足底形貌與應力。

在本實施例中，足底形貌及壓力量測系統100b更可包含一第一四分之一波片410b及一第二四分之一波片420b，第一四分之一波片410b設置於光源200b與透明載件600b之間，第二四分之一波片420b設置於檢偏鏡500b與透明載件600b之間，藉此可以即時量測足底F1的形貌及壓力，但不以此為限。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧足底形貌及壓力量測系統

200‧‧‧光源

300‧‧‧起偏鏡

400‧‧‧反射鏡

500‧‧‧檢偏鏡

700‧‧‧條紋形成單元

710‧‧‧柵板

720‧‧‧夾具

730‧‧‧馬達

800‧‧‧取像裝置

600‧‧‧透明載件

610‧‧‧玻璃基板

620‧‧‧光彈貼片

900‧‧‧處理器

F1‧‧‧足底

L1‧‧‧光束

Claims (17)

1. 一種足底形貌及壓力量測系統，用以量測一足底，該足底形貌及壓力量測系統包含：一透明載件，供該足底踩踏；一光源，朝該透明載件發射一光束，該光束沿一行進路徑投射於該透明載件，且沿一反射路徑離開該透明載件；一條紋形成單元，包含一柵板可位移地平行設置在該透明載件的一側以選擇性位於該光束的該行進路徑上；一起偏鏡，可位移地設置於該光束的該行進路徑上，以選擇性供該光束通過而投射於該透明載件；一取像裝置，位於該光束的該反射路徑上且用以取得至少一影像；一檢偏鏡，可位移地設置於該光束的該反射路徑上，以選擇性供該光束通過後到達該取像裝置；以及一處理器，訊號連接該取像裝置，該處理器用以分析該影像以量測該足底的形貌及壓力。
2. 如申請專利範圍第1項所述之足底形貌及壓力量測系統，更包含：一反射鏡，位於該光束的該反射路徑上，該反射鏡用以改變該反射路徑的方向。
3. 如申請專利範圍第1項所述之足底形貌及壓力量測系統，其中該條紋形成單元更包含：一夾具，夾持該柵板；以及一馬達，帶動該夾具沿垂直或平行該透明載件的一厚度方向位移以改變該柵板位置；其中該柵板位於四位置，且該影像的數目為四，四該影像分別為該柵板位於四該位置時由該取像裝置逐一拍攝。
4. 如申請專利範圍第3項所述之足底形貌及壓力量測系統，其中該馬達為步進馬達結構。
5. 如申請專利範圍第1項所述之足底形貌及壓力量測系統，其中該透明載件包含：一玻璃基板，具有一上表面及一下表面，該上表面供該足底踩踏；以及一光彈貼片，貼覆於該玻璃基板的該下表面。
6. 如申請專利範圍第1項所述之足底形貌及壓力量測系統，其中該透明載件包含：一透明基板，為具有光彈性質之材料製成。
7. 一種足底形貌及壓力量測系統，包含：一透明載件；二光源，分別朝該透明載件發射一光束；一條紋形成單元，包含一柵板平行設置在該透明載件的一側；一起偏鏡，設置在該透明載件的該側；一檢偏鏡，設置在該透明載件的該側；二取像裝置，設置在該透明載件的該側；以及一處理器，訊號連接二該取像裝置；其中，其中一該光束投射於該柵板及該透明載件後反射到達其中一該取像裝置以供該其中一取像裝置拍攝一影像，另一該光束經過該起偏鏡且未經過該柵板而投射透明載件，且該另一光束受該透明載件後反射到達另一該取像裝置以供該另一取像裝置拍攝另一影像。
8. 如申請專利範圍第7項所述之足底形貌及壓力量測系統，其中該透明載件包含：一玻璃基板，具有一上表面及一下表面，該上表面供至少一足底踩踏；以及一光彈貼片，貼覆於該玻璃基板的該下表面。
9. 如申請專利範圍第7項所述之足底形貌及壓力量測系統，其中該透明載件包含：一透明基板，為具有光彈性質之材料製成。
10. 一種足底形貌及壓力量測系統，包含：一透明載件；一光源，朝該透明載件發射一光束；一分光鏡，設置在該透明載件的一側；一條紋形成單元，包含一柵板平行設置在該透明載件的該側；一起偏鏡，設置在該透明載件的該側；一檢偏鏡，設置在該透明載件的該側；二取像裝置，設置在該透明載件的該側；以及一處理器，訊號連接二該取像裝置；其中，該光束經過該分光鏡投射於該柵板及該透明載件後反射到達其中一該取像裝置以供該其中一取像裝置拍攝一影像，且該光束經過該分光鏡後經過該起偏鏡且未經過該柵板而投射透明載件，並受該透明載件反射後經過該檢偏鏡到達另一該取像裝置以供該另一取像裝置拍攝另一影像。
11. 如申請專利範圍第10項所述之足底形貌及壓力量測系統，其中該透明載件包含： 一透明基板，為具有光彈性質之材料製成。
12. 一種足底形貌及壓力量測系統，包含：一透明載件；一光源，朝該透明載件發射一光束，該光束沿一行進路徑投射於該透明載件，且沿一反射路徑離開該透明載件；一條紋形成單元，包含一投影機設置在該透明載件的一側，該投影機投射一條紋投影圖於該透明載件；一起偏鏡，設置於該光束的該行進路徑上；一取像裝置，位於該光束的該反射路徑上且用以取得至少一影像；一檢偏鏡，設置於該光束的該反射路徑上，以供該光束通過後到達該取像裝置；以及一處理器，訊號連接該取像裝置。
13. 如申請專利範圍第12項所述之足底形貌及壓力量測系統，其中該光源投射的該光束呈藍色，該投影機投射的該條紋投影圖呈紅色。
14. 如申請專利範圍第13項所述之足底形貌及壓力量測系統，其中該處理器將該影像進行藍光濾波以得到一 光彈影像，及該處理器將該影像進行紅光濾波以得到一條紋影像。
15. 如申請專利範圍第12項所述之足底形貌及壓力量測系統，更包含：一第一四分之一波片，設置於該光源與該透明載件之間；及一第二四分之一波片，設置於該檢偏鏡與該透明載件之間。
16. 如申請專利範圍第12項所述之足底形貌及壓力量測系統，其中該投影機依序投射出四條紋投影圖，各該條紋投影圖中包含複數條紋間隔排列，且任一該條紋投影圖中的各該條紋的位置，與另一該條紋投影圖中的各該條紋的位置不同。
17. 如申請專利範圍第12項所述之足底形貌及壓力量測系統，其中該透明載件包含：一透明基板，為具有光彈性質之材料製成。

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