TWM501834U - 一種足部感測系統 - Google Patents
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Description
本創作係一種足部感測系統，特別係關於一種可感測足壓分佈以及拍攝足形的足部感測系統。
習知的足形檢測需要利用油墨轉印，受測者在腳掌上塗佈油墨，再將足印轉印至紙上，以判斷受測者的足形是屬於外八或內八、是否為拇指外翻、並計算足弓指數(Arch index)以判斷受測者是否為高弓足或扁平足等問題，但是油墨轉印有著容易弄髒受測者與使用者的問題存在。
因應上述問題，本創作提供一種足部感測系統，可直接擷取受測者的足形影像以及足壓分佈，以供一使用者跟據受測者的足形影像以辨別受測者的腳是屬於外八或內八、是否為拇指外翻、是否為後足跟部外旋或內旋、以及計算足弓指數(Arch index)以判斷受測者是否為高弓足或扁平足等問題，並根據受測者的足壓分佈進行分析，以提供受測者選購或量身訂做適合的鞋墊之指南。
足部感測系統包含一壓力感測裝置以及一第一影像擷取裝置，壓力感測裝置具有一壓力感測區域；第一影像擷取裝置具有一影像擷取區域，壓力感測裝置以可轉動的方式樞接於第一影像擷取裝置，而壓力
感測區域覆蓋於影像擷取區域之上。
一受測者踩踏壓力感測區域時，第一影像擷取裝置擷取受測者的足壓分佈影像以為一第一影像並輸出一第一影像資料；當壓力感測裝置被轉動而遠離影像擷取區域上方時，受測者可以踩踏影像擷取區域，並藉由第一影像擷取裝置擷取受測者的足形影像以為一第二影像，並輸出一第二影像資料。使用者於後續根據第一影像擷取裝置輸出的第一影像資料與第二影像資料，來分析受測者的足壓分佈與足形。
相較於習知技術，本創作所提供之足部感測系統避免了習知技術利用油墨轉印所造成的髒污，藉由直接擷取受測者足形與足壓分佈之影像並進行分析，得以縮短檢測時間，並能提供受測者選擇適合受測者使用之鞋墊之指南，而每一受測者的足形或是足壓影像資料皆會提供給受測者保存，或是上傳至資料庫或雲端空間供受測者隨時查閱，亦或是提供學術單位使用。
1‧‧‧足部感測系統
10‧‧‧壓力感測裝置
101‧‧‧壓力感測區域
12‧‧‧第一影像擷取裝置
121‧‧‧影像擷取區域
14‧‧‧運算裝置
16‧‧‧樞接部
18‧‧‧第二影像擷取裝置
A‧‧‧足掌部
A'‧‧‧足掌部面積
B‧‧‧足弓部
B'‧‧‧足弓部面積
C‧‧‧足跟部
C'‧‧‧足跟部面積
F1‧‧‧足形輪廓
F2‧‧‧後足跟部輪廓
L‧‧‧足長
T‧‧‧角度
S1~S13‧‧‧參考線
W‧‧‧足寬
圖一繪製了根據本創作之一具體實施例之立體示意圖。
圖二繪製了根據本創作之一具體實施例之側視圖。
圖三繪製了根據本創作之一具體實施例之壓力感測裝置被掀起之側視圖。
圖四繪製了根據本創作之一具體實施例之功能方塊圖。
圖五繪製了根據本創作之一具體實施例所擷取一受測者之足形影像的足形輪廓，以定義足長、足寬、以及足部各區域面積。
圖六繪製了根據圖五之足形輪廓以辨別拇指外翻角度之示
意圖。
圖七繪製了根據圖五之足形輪廓以辨別足形外八或內八角度之示意圖。
圖八繪製了根據本創作之另一具體實施例之功能方塊圖。
圖九繪製了根據本創作之另一具體實施例之側視圖。
圖十繪製了根據本創作之另一具體實施例所擷取一受測者之後足跟部影像之後足跟部輪廓，以辨別後足跟部外旋或內旋之示意圖。
為讓本創作之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：首先，請參閱圖一，圖一繪製了根據本創作之一具體實施例之立體示意圖。本創作之足部感測系統1包含：一壓力感測裝置10、以及一第一影像擷取裝置12。
壓力感測裝置10具有一壓力感測區域101，設置於壓力感測裝置10之中央，於本實施例中，壓力感測區域101包含一張雙面霧面的矽膠薄膜；第一影像擷取裝置12具有一影像擷取區域121，設置於第一影像擷取裝置12之中央，於圖一中被壓力感測裝置10所覆蓋，故無法視之。於本實施例中，第一影像擷取裝置12得為一掃描器，而影像擷取區域121則為掃描器上的掃描玻璃部分。但本創作並不以此為限，第一影像擷取裝置12亦得為照相機或攝影機等足以進行影像擷取的裝置或設備取代之。
請參閱圖二，；圖二繪製了根據本創作之一具體實施例之側視圖。壓力感測裝置10設置於影像擷取區域121上方，並以可轉動的方式與
第一影像擷取裝置12樞接於一樞接部16，壓力感測裝置10覆蓋在第一影像擷取裝置12時，壓力感測區域101覆蓋於影像擷取區域121上方。
當一受測者踩踏壓力感測區域101之一外表面時，壓力感測區域101受到踩踏壓力變化產生形變而凹陷，並在壓力感測區域101相對於影像擷取區域121之一內表面因應壓力由大至小，而生成顏色由深至淺不一的足壓分佈灰階影像，並由第一影像擷取裝置12擷取前述足壓分佈灰階影像作為一第一影像，並輸出一第一影像資料，其中第一影像資料係為數位化之第一影像圖片資料。於其他實施例中，壓力感測裝置10得以進一步包含一具有黏性且可重覆黏貼的黑色膠膜，設置於壓力感測區域101之內表面與影像擷取區域121之間，並與前述的矽膠薄膜相隔一間隙。當壓力感測區域101受壓而產生形變時，壓力感測區域101之內表面與黑色膠膜黏貼，使受測者的足壓分佈灰階影像得以暫時被保存，再由第一影像擷取裝置12擷取前述足壓分佈灰階影像作為第一影像並輸出第一影像資料，以供後續分析。
接著，請參閱圖三，圖三繪製了根據本創作之一具體實施例之壓力感測裝置被掀起之側視圖。當壓力感測裝置10被轉動而遠離影像擷取區域121上方時，受測者可以踩踏影像擷取區域121，並藉由第一影像擷取裝置12擷取受測者的足型影像以作為一第二影像並輸出一第二影像資料，其中第二影像資料係為數位化之第二影像圖片資料。
請參閱圖四，圖四繪製了根據本創作之一具體實施例之功能方塊圖。如圖四所示，本創作之足部感測系統1進一步包含一運算裝置14，運算裝置14連接第一影像擷取裝置12，用以接收第一影像資料與第二影像
資料，並對第一影像資料進行影像處理以產生一第三影像資料，以供一使用者操作本創作之足部感測系統1，根據第二影像資料與第三影像資料以分別進行受測者的足形與足壓分析。其中足形分析包含：取得受測者的足長與足寬等資料、辨別受測者是否為拇指外翻患者、定義足弓部面積並計算足弓指數(Arch index)，以辨別受測者是否高弓足或扁平足患者等。其中前述對第一影像資料進行影像處理以產生一第三影像資料係指，將前述的灰階影像依照灰階色彩的由深至淺分別分配一對應的顏色所形成之彩色影像圖片資料。並根據第三影像資料進行受測者的足壓分析，並根據足壓分析結果提供受測者選購或量身訂作合適鞋墊的指南，或是將足壓分析結果與一腳底穴道圖進行比對，以提供受測者選擇或量身訂作合適之具有穴道刺激鞋墊的指南，除了足壓與足形分析之外，本創作之足部感測系統1得為進一步提供受測者足部保健相關的衛生教育知識。
以下將進行根據本創作之一實施例如何取得受測者的足長與足寬等資料，並辨別受測者之足形係為外八或內八、是否有拇指外翻的問題、並根據足形影像資料進一步定義足弓部面積，並計算足弓指數(Arch index)以辨別受測者是否高弓足或扁平足患者等功能之說明。
請參閱圖五，圖五繪製了根據本創作之一具體實施例所擷取一受測者之足形影像的足形輪廓，以定義足長、足寬、以及足部各區域面積。使用者操作本創作之足部感測系統1取得受測者的足形影像後，並輸入至運算裝置14以取得足長L、足寬W的資料，並由使用者自行定義或是由運算裝置14自動定義足掌部A、足弓部B以及足跟部C各部份。為了圖式說明方便，在圖五中繪製了根據受測者之足形影像所勾勒的一足形輪廓F1，以
有利本說明書圖式之揭露。
如圖五所示，使用者藉由操作該足部感測系統以分析該第二影像資料，由使用者自行定義或是由運算裝置14自動定義測量足長L與足寬W的參考線S1~S7，以取得該受測者之足形之足寬W(S1與S2之間)與足長L(S3與S4之間)資料，以及定義足掌部A(S5與S6之間)與足掌部面積A'、足弓部B(S6與S7之間)與足弓部面積B'、以及足跟部C(S7與S4之間)與足跟部面積C'。並藉由足弓指數(Arch index)計算公式：
以計算受測者的足弓指數(Arch index)以辨別受測者之足形是否為高弓足或扁平足。其中足弓指數(Arch index)為足弓部面積B'除以足總面積(A'+B'+C')，一般來說，足弓指數(Arch index)小於0.21(21%)為高弓足，足弓指數(Arch index)小於0.26(26%)為扁平足，正常足形的足弓指數(Arch index)係介於0.21至0.26之間。
請參閱圖六，圖六繪製了根據圖五之足形輪廓以辨別拇指外翻角度之示意圖。辨別的方法為：由使用者自行定義或是由運算裝置14自動定義測量拇指外翻角度的參考線S8、S9，並測量S8與S9之間所夾之一角度T的數值，一般來說，若角度T的數值大於15度，則一般認為是拇指外翻。
請參閱圖七，圖七繪製了根據圖五之足形輪廓以辨別足形外八或內八角度之示意圖。辨別的方法為：由使用者自行定義或是由運算裝置14自動定義測量拇指外翻角度的參考線S10、S11，並測量參考線S10與S11之間所夾之一角度T的數值，以辨別受測者的足形係為外八或內八。其中參
考線S10係以第二影像(亦即足形影像)的影像邊界作為參考線，參考線S11係為受測者足形的假想中心線，並以左手定則定義角度T的正負值。若參考線S10往參考線S11係為往使用者的右手方向轉(亦即左手拇指指向使用者方向)時，定義為正；反之，若參考線S10往參考線S11係為往使用者的左手方向轉(亦即左手拇指指離使用者方向)時，定義為負。若角度T為正值，則判斷受測者的足形係為外八；反之，若角度T為負值，則判斷受測者的足形係為內八。
接著同時請參閱圖八與圖九，圖八繪製了根據本創作之另一具體實施例之功能方塊圖；圖九繪製了根據本創作之另一具體實施例之側視圖。本創作之足形感測系統1之另一實施例進一步包含一第二影像擷取裝置18，第二影像擷取裝置18連接運算裝置14，用以擷取受測者之一後足跟部影像以為一第四影像，並輸出一第四影像資料以供運算裝置14進行分析。於本實施例中，第二影像擷取裝置18係相對於樞接部16所設置，但本創作並不以此為限，第二影像擷取裝置18得設置於任何可擷取受測者之後足跟部影像之位置。
請同時參閱圖十，圖十繪製了根據本創作之另一具體實施例所擷取一受測者之後足跟部影像之後足跟部輪廓，以辨別後足跟部外旋或內旋之示意圖。
使用者操作本創作之足部感測系統1取得受測者的後足跟部影像後，輸入至運算裝置14，並由使用者自行定義或是由運算裝置14自動定義參考線S12、S13，以辨別受測者之後足跟部是否外旋或內旋。為了圖式說明方便，在圖十中繪製了根據受測者之後足跟部影像所勾勒之一後足
跟部輪廓F2，以有利本說明書圖式之揭露。
後足跟部是否外旋或內旋之辨別方法為：由使用者自行定義或是由運算裝置14自動定義測量拇指外翻角度的參考線S12、S13，並檢視參考線S12與S13之間位置關係，以辨別受測者的後足跟部係為外旋或內旋。其中參考線S12係以第四影像(亦即後足跟部影像)中阿基里斯腱之走向作為參考線，參考線S13係為受測者後足跟部的假想中心線，當參考線S13位於參考線S12的右側(亦即使用者的左側)，則受測者之後足跟部係為外旋，如圖十B的左圖所示；反之當參考線S13位於參考線S12的左側(亦即使用者的右側)，則受測者之後足跟部係為內旋，如圖十B的右圖所示。
綜上所述，本創作提供了一種足部感測系統，包含一壓力感測裝置、一第一影像擷取裝置以及一運算裝置，壓力感測裝置設置於第一影像擷取裝置之上，運算裝置連接第一影像連接裝置。一受測者踩踏壓力感測裝置，並由第一影像擷取裝置擷取受測者的足壓分佈影像並輸出至運算裝置；受測者直接踩踏第一影像擷取裝置以擷取受測者之足形影像並輸出至運算裝置，一使用者藉由操作運算裝置並根據受測者的足壓分佈影像以提供受測者選購或量身訂做鞋墊或是具有穴道刺激功能的鞋墊的指南；根據受測者的足形分析影像以辨別受測者之足形係為外八或內八、是否為拇指外翻、並根據足形影像資料進一步定義足弓部面積，並計算足弓指數(Arch index)以辨別受測者是否高弓足或扁平足患者。
相較於習知技術，本創作所提供之足部感測系統避免了習知技術利用油墨轉印所造成的髒污，藉由直接擷取受測者足形與足壓分佈之影像並進行分析，得以縮短檢測時間，並能提供受測者選購或量身訂作適
合受測者使用之鞋墊之指南，而每一受測者的足形或是足壓影像資料皆會提供給受測者保存，或是上傳至資料庫或雲端空間供受測者隨時查閱，亦或是提供學術單位使用。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本創作之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本創作之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本創作所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本創作所申請之專利範圍的範疇應根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。
1‧‧‧足部感測系統
10‧‧‧壓力感測裝置
101‧‧‧壓力感測區域
12‧‧‧第一影像擷取裝置
Claims (13)
- 一種足部感測系統，用以感測一受測者之足形與足壓，包含：一第一影像擷取裝置，具有一影像擷取區域；以及一壓力感測裝置，具有一壓力感測區域，該壓力感測裝置設置於該影像擷取區域上方，並以可轉動的方式樞接於該第一影像擷取裝置；其中，當該受測者踩踏該壓力感測區域時，該第一影像擷取裝置擷取一第一影像並輸出一第一影像資料；當該壓力感測裝置被轉動而遠離該影像擷取區域上方時，該受測者可以踩踏該影像擷取區域，並藉由該第一影像擷取裝置擷取一第二影像並輸出一第二影像資料。
- 如申請專利範圍第1項所述之足部感測系統，進一步包含一運算裝置，該運算裝置連接該第一影像擷取裝置，該運算裝置用以接收該第一影像資料與該第二影像資料，並對該第一影像資料進行影像處理以產生一第三影像資料。
- 如申請專利範圍第2項所述之足部感測系統，其中該第一影像係為該受測者之足壓分佈灰階影像，該第二影像係為該受測者之足形影像，該第一影像資料係為數位化之第一影像圖片資料，該第二影像資料係為數位化之第二影像圖片資料，該第三影像資料係為形成該受測者之足壓分佈彩色影像圖片資料，而該第三影像資料係由該運算裝置根據該第一影像之灰階由深至淺分別分配一對應的顏色所形成。
- 如申請專利範圍第2項所述之足部感測系統，進一步包含一第二影像擷取裝置，該第二影像擷取裝置連接該運算裝置，用以擷取一第四影像，並輸出一第四影像資料以供該運算裝置分析。
- 如申請專利範圍第4項所述之足部感測系統，其中該第四影像係為該受測者之後足跟部影像，該第四影像資料係為數位化之第四影像圖片資 料。
- 如申請專利範圍第5項所述之足部感測系統，其中一使用者可以藉由操作該足部感測系統以分析該第四影像資料，藉以辨別該受測者之後足跟部是否外旋或內旋。
- 如申請專利範圍第3項所述之足部感測系統，其中一使用者可以藉由操作該足部感測系統以分析該第二影像資料，藉以取得該受測者之足形外八角度。
- 如申請專利範圍第3項所述之足部感測系統，其中一使用者可以藉由操作該足部感測系統以分析該第二影像資料，藉以取得該受測者之足形內八角度。
- 如申請專利範圍第3項所述之足部感測系統，其中一使用者可以藉由操作該足部感測系統以分析該第二影像資料，藉以辨別該受測者之足形是否為拇指外翻。
- 如申請專利範圍第3項所述之足部感測系統，其中一使用者可以藉由操作該足部感測系統以分析該第二影像資料，藉以取得該受測者之足形之足長與足寬。
- 如申請專利範圍第3項所述之足部感測系統，其中一使用者可以藉由操作該足部感測系統以分析該第二影像資料，藉以計算該受測者之足弓指數(Arch index)，並辨別該受測者之足形是否為高弓足或扁平足。
- 如申請專利範圍第3項所述之足部感測系統，其中一使用者可以藉由操作該足部感測系統以分析該第三影像資料，藉以提供該受測者選擇合適之鞋墊的指南。
- 如申請專利範圍第3項所述之足部感測系統，其中一使用者可以藉由操作該足部感測系統以分析該第三影像資料，藉以提供該受測者選擇合適 之具有穴道刺激鞋墊的指南。
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| TWM501834U true TWM501834U (zh) | 2015-06-01 |
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| TW (1) | TWM501834U (zh) |
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