Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung einer Körperkontur
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mindestens bereichsweisen Erfassung einer Außenkontur eines Körpers, bei dem ein den Körper mindestens bereichsweise umschließendes Konturelement entsprechend einer Außenkontur des Körpers geformt wird.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur mindestens bereichsweisen Erfassung einer Außenkontur eines Körpers, die mindestens ein formbares Konturelement aufweist.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen werden beispielsweise verwendet, um die Kontur von menschlichen Körpern zu erfassen. Es sind aber auch vielfältige Anwendungen zur Erfas-
sung der Körperkonturen von anderen Lebewesen oder von Gegenständen bekannt .
In der DE-OS 25 06 295 wird beispielsweise zur Konturerfassung eines menschlichen Armes die Verwendung einer Modellierfolie beschrieben. Die Folie wird auf einen Teil des abzuformenden Armabschnittes aufgelegt und nach einer entsprechenden Verfestigung abgenommen. Hierdurch ist die Oberflächenkontur des Armes dauerhaft erfaßt. Es handelt sich somit um ein Abformungsprinzip ähnlich einem Gipsabdruck, nur in diesem Fall unter Verwendung einer Folie bzw. von Kunststoff .
In der EP-PS 0 128 146 wird eine Meßeinrichtung beschrieben, _ bei der ein vorderes und ein hinteres Anlageelement durch Meßbänder miteinander verbunden sind. Eine Dehnung der Meßbänder wird elektrisch unter Verwendung von Dehnungsmeßstreifen erfaßt. Eine derartige Vorrichtung ist relativ teuer in der Herstellung und eine mehrfache Verwendung durch unterschiedliche Personen ist entweder unter hygienischen Gesichtspunkten bedenklich oder erfordert einen hohen Desinfektionsaufwand.
In der DE-OS 199 56 574 wird eine Konturerfassung unter Verwendung eines optischen Scanners beschrieben. Es handelt sich hier um eine technisch sehr aufwendige Einrichtung, die an vorgewählten Plätzen installiert wird. Bei Vermessungen des menschlichen Körpers muß die jeweilige Person sich zu dieser Meßeinrichtung hinbegeben, eine dezentrale Verwendung, beispielsweise in der Wohnung der zu vermessenden Person, ist hingegen mit vertretbarem Aufwand nicht realisierbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß eine dezentrale Anwendung in einfacher Weise und mit geringen Kosten ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gestaltung des Konturelementes im entsprechend der Außenkontur des Körpers geformten Zustand durch Veränderung mindestens einer Materialeigenschaft des Konturelementes gespeichert wird und daß nach einer elastischen Trennung des Konturelementes vom Körper eine erneute Handhabung des Konturelementes derart durchgeführt wird, daß die Gestaltung des Konturelementes im durch den Körper geformten Zustand durch Auswertung der veränderten Materialeigenschaft erfaßt wird.
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß eine Verwendung durch ungeübte Personen möglich ist und daß ein geringer Herstellungspreis unterstützt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Konturelement mindestens eine einen Formungszustand speichernde Materialeigenschaft aufweist, daß das Konturelement mindestens nach der Abspeicherung des Formungszustandes elastische Materialeigenschaften aufweist und daß der abgespeicherte Formungszustand meßtechnisch erfaßbar ist.
Durch die Veränderung mindestens einer Materialeigenschaft des Konturelementes im durch die Außenkontur des Körpers geformten Zustand ist es möglich, nach einer entsprechenden Fixierung dieser Materialeigenschaft das Konturelement wieder vom Körper zu trennen und während des Trennvorganges
sowohl eine stärkere elastische Verformung zuzulassen als auch nach einer Trennung des Konturelementes vom Körper eine Rückkehr des Kontürelementes in den unverformten Grundzustand zu tolerieren.
Beispielsweise ist es möglich, das Konturelement im Bereich einer Wohnung eines Benutzers zu verwenden und anschließend eine Auswertung zentral im Bereich einer Erfassungsstelle durchzuführen. Insbesondere ist an eine Verwendung im Zusammenhang mit einem Versand von Bekleidung gedacht, da hier ein erhebliches Problem darin besteht, daß die versendeten Kleidungsstücke nicht passen. Durch die Konturelemente kann jeder Kunde dem Versender exakte Daten zu seiner Körperkontur zu Verfügung stellen, so daß diese Daten mit den Herstellungsdaten der jeweiligen Kleidungsstücke abgeglichen werden können. Hierdurch können insbesondere auch unterschiedliche Zuschnitte unterschiedlicher Hersteller bei gleichen Größenangaben berücksichtigt werden.
Eine Erfassung der veränderten Materialeigenschaft kann beispielsweise derart erfolgen, daß im Bereich der zentralen Erfassungsstelle erneut eine elastische Verformung des Konturelementes durchgeführt wird, bis durch die abgespeicherte Materialeigenschaft signalisiert wird, daß nunmehr wieder eine elastische Verformung entsprechend dem Körperverlauf bei der Durchführung des ursprünglichen Meßvorganges vorliegt. Die hierdurch reproduzierte elastische Verformung des Konturelementes kann dann durch beliebige Meßverfahren, beispielsweise optisch oder mechanisch, erfaßt werden.
Eine einfache Handhabung kann dadurch unterstützt werden, daß ein folienartiges Konturelement verformt wird.
Eine. Kombination unterschiedlicher Materialeigenschaften wird dadurch erleichtert, daß die Materialeigenschaften in einer Speicherschicht eines mindestens zweilagigen Konturelementes abgespeichert werden.
Eine Abspeicherung des Verformungszustandes durch Lichteinwirkung wird dadurch unterstützt, daß die Materialeigenschaften des Konturelementes optisch verändert werden.
Eine Abspeicherung der Konturinformationen beispielweise durch Einwirkung von warmer Luft oder warmem Wasser wird dadurch unterstützt, daß die Materialeigenschaften des Konturelementes thermisch verändert werden.
Eine Speichervariante besteht darin, daß zur Abspeicherung der Meßinformationen eine Farbveränderung des Konturelementes durchgeführt wird.
Ebenfalls ist daran gedacht, daß die Materialeigenschaften des Konturelementes durch Lufteinwirkung verändert werden.
Eine weitere Realisierungsvariante ist darin zu sehen, daß die Materialeigenschaften des Konturelementes durch Druckeinwirkung verändert werden.
Eine lang anhaltende Verwendungsfähigkeit des Konturelementes wird dadurch unterstützt, daß das Konturelement in einem Grundzustand durch eine Folienabdeckung gegenüber von die Materialeigenschaften verändernden Parametern geschützt wird.
Eine umfassende Konturerfassung in einem Arbeitsgang wird dadurch ermöglicht, daß das Konturelement zur Umschließung mindestens einer wesentlichen Ausdehnung des Körpers ausgebildet ist.
Zur Erleichterung eines Anlegen des Konturelementes wird vorgeschlagen, daß das Konturelement zur Umschließung eines Segmentes des Körpers ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren Handhabungsvariante ist auch daran gedacht, daß das Konturelement mindestens bereichsweise auf den Körper aufziehbar ist.
Eine für einen Verwender bequeme Anwendung wird dadurch unterstützt, daß das Konturelement einen öffnungsfähigen Verschluß aufweist.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 Einen Querschnitt durch ein mehrlagiges Konturelement, das von einem Körper elastisch verformt ist,
Fig. 2 das Konturelement gemäß Fig. 1 bei einer erneuten Verformung zur meßtechnischen Erfassung eines ursprünglichen Verformungszustandes,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Fertigungsvorganges für die Herstellung eines mehrschichtigen Konturelementes und
Fig. 4 eine schematische Darstellung der wesentlichen Verfahrensschritte bei der Durchführung der Konturerfassung sowie der anschließenden meßtechnischen Auswertung.
Gemäß der Ausfuhrungsform in Fig. 1 ist ein Konturelement
(1) von einem Körper (2) elastisch verformt. Das Konturelement (1) liegt dabei auf einer Außenkontur (3) des Körpers
(2) auf. Bei der dargestellten Ausfuhrungsform ist das Konturelement (1) dreischichtig ausgebildet. Auf einer Grundschicht (4) ist eine Speicherschicht (5) angeordnet, die von einer Abdeckschicht (6) bedeckt ist. In einem Ausgangszustand des Konturelementes (1) ist es ebenfalls möglich, oberhalb der Abdeckschicht (6) eine weitere Schutzschicht (7) anzuordnen, um ungewollte Beeinflussungen der Speicherschicht (5) zu verhindern. Bei einer derartigen Ausführungsform wird die Schutzschicht (7) vom Konturelement (1) abgezogen, nachdem dieses sich an die Außenkontur (3) des Körpers (2) angeschmiegt hat.
Im Bereich der Speicherschicht (5) ist mindestens ein Material angeordnet, das bei einer gezielten Beeinflussung mindestens eine seiner Materialeigenschaften verändert . Das Material kann beispielsweise lichtempfindlich oder thermisch beeinflußbar sein, ebenfalls ist daran gedacht, bei einer von der Speicherschicht (5) trennbaren Abdeckschicht
(6) eine Luftempfindlichkeit vorzusehen. Ebenfalls sind Beeinflussungen durch Feuchtigkeitsaufnahme, Trocknung, Druck oder andere physikalische Parameter denkbar.
Eine Anlage des Konturelementes (1) an die Außenkontur (3) des Körpers (2) kann beispielsweise durch elastische Verformung von schlauchartigen Konturelementen (1) oder Segmenten des Konturelementes (1) erfolgen, ebenfalls ist es möglich, eine Anlage am Körper (2) unter Verwendung von Reißverschlüssen, Klettverschlüssen oder anderen lösbaren Verbindungen durchzuführen. Die konkrete konstruktive Realisierung erfolgt hier in Abhängigkeit von einer Größe des Konturelementes (1) , von der Art und der Geometrie des zu erfassenden Körpers (2) sowie in Abhängigkeit von den sonstigen Anwendungsanforderungen.
Grundsätzlich kann ein Verfahrensablauf derart erfolgen, daß in einem ersten Schritt das Konturelement (1) durch die Außenkontur (3) des Körpers (2) verformt wird und daß in diesem Verformungszustand die Speicherschicht (5) durch Einwirkung eines externen Parameters, beispielsweise eines physikalischen oder eines chemischen Parameters, derart verändert wird, daß eine Speicherinformation im Hinblick auf den aktuellen Verformungszustand vorliegt, die sich auch bei einer anschließenden weiteren Verformung oder einer Rückformung nicht verändert. Dies ermöglicht es, nach einer Trennung des Konturelementes (1) vom Körper (2) im Bereich einer Erfassungsstelle eine erneute Verformung des Konturelementes (1) derart durchzuführen, daß der ursprüngliche Verformungszustand erfaßt wird. Eine andere Variante besteht darin, die veränderten Materialeigenschaften der Speicherschicht (5) ohne erneute elastische Verformung des Konturelementes (1) meßtechnisch zu erfassen und aus diesen
Informationen rechnerisch den abgespeicherten Verformungszustand zu ermitteln.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der im Bereich einer Erfassungsstelle eine erneute Verformung des Konturelementes (1) so lange erfolgt, bis die Speicherschicht (5) eine Übereinstimmung mit der ursprünglichen Verformung bei der Anlage am Körper (2) gemäß Fig. 1 detektiert. Die erneute Verformung gemäß Fig. 2 kann beispielsweise mechanisch über einen dargestellten Verformungskörper (8) erfolgen, es sind aber auch hydraulische oder pneumatische Verformungen denkbar. Generell kann ein Verformungskörper (8) aus einer Vielzahl von einzelnen Körpersegmenten ausgebildet sein, die unabhängig voneinander, beispielsweise durch pneumatische oder hydraulische Ansteuerung, solange verformt werden, bis durch die Information in der Speicherschicht (5) eine Gestaltungsübereinstimmung mit der Außenkontur (3) des Körpers (2) signalisiert wird.
Fig. 3 veranschaulicht einen typischen Herstellungsprozeß für ein mehrlagiges Konturelement (1) . Im Bereich einer Bearbeitungsstation (9) wird gegebenenfalls ein Verschluß am Konturelement (1) angebracht, im Bereich einer Bearbeitungsstation (10) wird die Speicherschicht (5) aufgetragen und im Bereich einer Bearbeitungsstation (11) erfolgt das f Auftragen der Abdeckschicht (6) . Bei Ausfuhrungsformen mit einer zusätzlichen Schutzschicht (7) wird eine zusätzliche
Bearbeitungsstation eingesetzt werden.
Fig. 4 veranschaulicht nochmals die wesentlichen Verfahrensschritte bei der Erfassung der Außenmaße des Körpers (2) . Im Verfahrensschritt I erfolgt das Auflegen des Konturelementes (1) auf den Körper (2) , gegebenenfalls ein Schließen eines vorhandenen Verschlusses sowie die durch
die Außenkontur (3) des Körpers (2) verursachte elastische Verformung des Konturelementes (1) und die Abspeicherung der Konturinformationen im Bereich der Speicherschicht (5) . Beim Prozeßschritt II erfolgt die Rückformung des Konturelementes (1) unter Verwendung des Verformungskörpers (8) sowie eine Auswertung der Informationen im Bereich der Speicherschicht (5) unter Verwendung beispielsweise von pneumatischen oder optischen Systemen. Während des Prozeßschrittes III werden vom verformten Konturelement (1) über geeignete Meßeinrichtungen die Maße abgenommen.
Alternativ oder ergänzend zu einer Abspeicherung eines Verformungszustandes ist es auch möglich, im Bereich der Speicherschicht (5) Informationen zu einem aktuellen Spannungs- zustand des Materials anzuordnen und hierdurch eine Spannungsfixierung zu erhalten. Unabhängig von der Konkretisierung der abgespeicherten Daten ist die Abspeicherung sowohl über physikalische Parameter als auch über chemische Parameter der Speicherschicht (5) möglich.
Bei einer Anwendung der Konturelemente (1) im Zusammenhang mit einer Abwicklung von Versandgeschäften wird das Konturelement (1) zunächst an den Endkunden übermittelt und dieser kann das Konturelement (1) überziehen und seine Körpergestalt durch die vorgesehene Veränderung der Speicherschicht (5) dokumentieren. Anschließend erfolgt eine Rücksendung an geeignete Erfassungseinrichtungen zur Auswertung der Informationen in der Speicherschicht (5) . Unter Verwendung der hierdurch gewonnenen Körperdaten des Kunden können anschließend gezielt passende Kleidungsstücke an den Kunden versendet werden, eine Zuordnung einer optimalen Konfektion erfolgen oder eine Anfertigung von Maßbekleidung unterstützt werden. Rückläufe aufgrund von nicht passenden Kleidungsstücken können hierdurch vermieden werden. Eine Zuord-
nung der individuellen Kundendaten zu den individuellen Herstellerinformationen kann unter Verwendung einer Datenbank durchgeführt werden.
Gemäß einer weiteren 'Ausführungsform ist es denkbar, in einem Musterbekleidungsstück, beispielsweise eine Socke, verschiedenfarbig markierte Meßbänder derart anzuordnen, daß diese die für eine Erfassung einer jeweiligen Körperkontur maßgeblichen Meßpositionen einnehmen. Nach einer Aktivierung der Meßbänder, beispielsweise thermisch unter Verwendung eines Haartrockners, erfolgt eine Schrumpfung entsprechend einem vorliegenden Konturverlaufs des jeweiligen Körpers (2) . Nach einer erfolgten Schrumpfung werden die Meßbänder vom Musterbekleidungsstück getrennt und nur diese Meßbänder werden an die zugeordnete Erfassungsstelle übermittelt. Das Musterbekleidungsstück verbleibt hingegen bei der benutzenden Person und kann dieser beispielsweise als Anerkennung für die durchgeführten Tätigkeiten geschenkt werden. Bei einer Erfassung einer Fußkontur ist insbesondere auch daran gedacht, beide Füße meßtechnisch zu erfassen. Hierdurch ist es möglich, einen Maßvergleich durchzuführen. Die Länge der geschrumpften Meßbänder wird im Bereich der Erfassungsstelle mit einer herkömmlichen Längenmeßtechnik ausgewertet .
Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform ist es denkbar, ein Aufsprühen einer geeigneten Substanz durchzuführen. Darüber hinaus ist auch daran gedacht, Schrumpffolien zu verwenden, die beispielsweise bei einer thermischen Beaufschlagung einen SchrumpfVorgang durchführen.
Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform ist daran gedacht, die Konturerfassung unter Verwendung eines flächigen Materials durchzuführen, das mit speziellen Raffelementen versehen
ist. Bei einem Zug an diesen Raffelementen, die beispielsweise faserartig ausgeführt sein können, erfolgt ein Raffen des flächigen Materials mit einer Anlage an der Kontur des zu erfassenden Körpers.
Ebenfalls ist daran gedacht, ein flächiges Material zu verwenden, das durch ein Kräuseln eine Konturanpassung an die Kontur des zu erfassenden Körpers (2) durchführt. Sowohl bei einem Raffen als auch bei einem Kräuseln ist daran gedacht, eine Fixierung nach einer Einnahme des an die Kontur angepaßten Zustandes durchzuführen und anschließend einen Meßvorgang sowie die zugehörige Datenerfassung durchzuführen. Die Konturerfassung kann beispielsweise durch eine Erfassung der nach dem Raffen oder Kräuseln vorliegenden Zugspannungen erfolgen.
Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform erfolgt eine Erfassung der jeweiligen Konturdaten am Ort der Anwendung und die Daten werden auf einem geeigneten Datenträger abgespeichert . Nur dieser Datenträger wird dann an die zentrale Erfassungsstelle zurückgesandt. Hierdurch kann der Transportaufwand vermindert werden. Gedacht ist beispielsweise an eine elektrische Erfassung der jeweiligen Konturdaten und eine Abspeicherung beispielsweise auf einer speziellen Chipkarte.
Eine zusätzliche Ausfuhrungsform besteht darin, daß zwei relativ zueinander unterschiedliche Stoffe übereinander gelegt werden, von denen mindestens einer mit einer reaktiven Substanz versehen ist. Eine Aktivierung der reaktiven Substanz kann durch den Kontakt der Stoffe miteinander oder durch einen externen Einwirkungsparameter erfolgen.
Eine weitere Variante besteht darin, daß das Konturelement (1) mit einem sogenannten Formgedächtnis versehen ist. Ein entsprechendes Speicherverfahren kann dabei durch Umwandlungsschritte von elastisch zu nicht elastisch und dann wieder zu elastisch oder von nicht elastisch zu elastisch und dann wieder zu nicht elastisch erfolgen.
Weiterhin ist auch daran gedacht, mikroverkapselte oder na- noverkapselte Klebstoffe im Bereich des Konturelementes (1) anzuordnen, die beispielsweise in einem Zweikammersystem aufbewart werden und bei denen durch Druck oder Wärmebeaufschlagung ein Kontakt der Klebstoffkomponenten miteinander erfolgt. Durch eine Klebstoffverfestigung kann dann die Konturabspeicherung erfolgen.
Ebenfalls ist an eine Ausführungsvariante gedacht, bei der bei einer Verwendung des Konturelementes (1) durch den Benutzer von einem Gel eine Chemikalie gesteuert zugeführt wird, deren Zuführung eine Veränderung des pH-Wertes zur Folge hat und die hierdurch eine erste Formänderung auslöst. Diese erste Formänderung führt zu einer Speicherung der Körpermaße des Benutzers. Über eine erneute Änderung des pH-Wertes in eine entgegengesetzte Richtung wird das Konturelement (1) wieder auf die ursprünglichen Maße zurückgeführt und in dieser Form versandt . Durch eine wiederholte Auslösung der ersten Änderung des pH-Wertes kann das Konturelement (1) wieder in die Form gebracht werden, in der die Körpermaße gespeichert wurden. Unter Nutzung dieser Abläufe ist ein späteres Erfassen der Körpermaße am Vermessungsort problemlos möglich.