DE2517008A1 - DEVICE FOR DYNAMIC VISIBILITY OF THE DISTRIBUTION OF THE IMPRESSIONS OF THE SOLE - Google Patents
DEVICE FOR DYNAMIC VISIBILITY OF THE DISTRIBUTION OF THE IMPRESSIONS OF THE SOLEInfo
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ANVARANVAR
(AGENCE NATIONALE DE VALORISATION DE LA RECHERCHE)(AGENCE NATIONALE DE VALORIZATION DE LA RECHERCHE)
Vorrichtung zur dynamischen Sichtbarmachung der Verteilung der Auflagedrucke der FußsohleDevice for dynamic visualization of the distribution of the contact pressure on the sole of the foot
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur dynamischen Sichtbarmachung der Verteilung der Auflagedrucke der Fußsohle mit einem piezooptischen Umformer, der aus Elementen zusammengesetzt ist, welche den abgestützten Druck in Lichtstärke umsetzen, sowie mit einer Einrichtung für eine sequentielle Analyse dieser Elemente für die Anzeige eines Isobarenbildes bzw. eines Linien gleichen Drucks zeigenden Diagramms.The invention relates to a device for dynamic visualization the distribution of the contact pressure of the sole of the foot with a piezo-optical transducer, which is composed of elements is, which convert the supported pressure into light intensity, as well as with a device for a sequential Analysis of these elements for the display of an isobar image or a diagram showing lines of equal pressure.
Die Vorrichtungen zum Untersuchen der Verteilung der Auflagekräfte des Fußes beim Laufen für die Analyse von Krankheiten der Bewegungsorgane und insbesondere der Füße sind in zwei Gruppen aufteilbar. Bei der einen Gruppe ist ein Fühler mit einer kleinen Anzahl von Umformern mit dem Fuß verbunden. Jeder der Umformer ist seinerseits wieder an einen getrennten Analyseweg angeschlossen. Die Person bzw. der Patient geht auf einem Band, welches entgegengesetzt zu der Bewegungsrichtung der Person läuft, so daß der Abstand der Person zumThe devices for examining the distribution of the bearing forces of the foot while running for the analysis of diseases of the musculoskeletal system and especially the feet are in two Divisible into groups. In one group, a sensor with a small number of transducers is connected to the foot. Each of the converters is in turn connected to a separate analysis path. The person or patient leaves on a tape, which runs opposite to the direction of movement of the person, so that the distance of the person to
Büro München: 8 München80 · Sleberbtr. 4 · Postfach 860720 · Kabel: Muebopat München · Telex 5-22050,5-22659 Telefon (089) 471079/293845Munich office: 8 München80 Sleberbtr. 4 P.O. Box 860720 Cable: Muebopat Munich Telex 5-22050,5-22659 Telephone (089) 471 079/29 3845
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Analysator im wesentlichen konstant bleibt. Dabei werden gleichzeitig die Signale in jedem der Analysewege aufgezeichnet. Bei der zweiten Gruppe stellt ein Fühler mit einer Vielzahl von Elementen die Fläche dar, auf v/elcher der Fuß beim Laufen zum Aufliegen kommt. Die Druckinformationen werden durch eine sequentielle Prüfung bzw. Abtastung der Fühlelemente gewonnen und so aufbereitet, daß sie eine verwendbare Form erhalten, beispielsweise eine Folge von Bildern von Isobaren oder Linien qleichen Drucks ergeben. Diese zweite Gruppe von Vorrichtungen gibt eine feinere Auflösung der Lageinformationen auf Kosten einer Vervielfachung der Fühlelemente, deren einzelne Positionen durch die Ordnung der Abtastfolge bekannt sind. Man hat Fühler hergestellt, die aus einem weichen Band bestehen, deren streuende Innenfläche eine matrizenförmige Anordnung von Pyramiden ist, die mit ihrer Spitze auf einer durchsichtigen Fläche ruhen. Der lokale Druck des Fußes auf die Oberseite des Bandes verursacht ein Flachdrücken bzw. Zusammendrücken der Pyramiden, deren Kontaktfläche mit dem Druck zunimmt. Wenn eine geeignete Beleuchtung vorhanden ist, bilden diese Kontaktflächen helle Bereiche auf einem dunkleren Grund. Man erhält so einen piezooptischen Umformer, der aus einer Matrix einheitlicher Elemente zusammengesetzt ist, bei welchen nacheinander die gestreute Lichtmenge analysiert werden kann. Die sequentielle Abtastung dieser Matrix erfordert eine genaue Koinzidenz des Rasters bzw. Einzelbildes der Abtastung und der Matrix, wodurch entweder eine Einstellung in der Richtung und Lage des Abtastrasters oder eine Korrelationsanalyse des Abtastsignals notwendig ist, um wieder sequentielle Informationen zu bilden, die dem Inhalt der Informationen der Matrix entsprechen. Die beiden Lösungen führen somit zu komplexen und kostspieligen Ausführungen.Analyzer remains essentially constant. Doing so simultaneously recorded the signals in each of the analysis routes. In the second group there is a sensor with a large number of elements represents the surface on which the foot comes to rest when running. The print information is through a sequential examination or scanning of the sensing elements obtained and processed so that they have a usable shape obtained, for example result in a sequence of images of isobars or lines of equal pressure. This second group of Devices gives a finer resolution of the position information at the expense of a multiplication of the sensing elements, whose individual positions are known through the order of the scanning sequence. Feelers have been made out of one soft band, the scattering inner surface of which is a matrix-shaped arrangement of pyramids, which with their Rest the tip on a transparent surface. The local pressure of the foot on the top of the ligament causes a Flattening or compressing the pyramids, the contact area of which increases with the pressure. When proper lighting is present, these contact areas form light areas on a darker background. You get one like that piezo-optical transducer, which is composed of a matrix of uniform elements, in which one after the other the scattered amount of light can be analyzed. The sequential scanning of this matrix requires an exact coincidence of the Raster or single image of the scan and the matrix, whereby either an adjustment in the direction and location of the Scanning raster or a correlation analysis of the scanning signal is necessary in order to form sequential information again, which correspond to the content of the information in the matrix. The two solutions thus lead to complex and costly ones Executions.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, die Probleme der räumlichen Koinzidenz der Elemente des piezooptischen Umformers und der sequentiellen Analyseinformationen zu vereinfachen.The object on which the invention is based is therefore to solve the problems of the spatial coincidence of the elements of the piezo-optical transducer and the sequential analysis information.
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Diese Aufgabe wird nun erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung zum dynamischen Sichtbarmachen der Verteilung der Auflagedrucke der Fußsohle mit einem piezooptischen Umwandler, der aus Elementen zusammengesetzt ist, welche den abgestützten Druck in Leuchtstärke umsetzen, und mit einer Einrichtung für eine sequentielle Analyse der Elemente für eine Anzeige in Form eines Isobarendiagrammes dadurch gelöst, daß der Umformer eine ebene Platte ist, die ein Netz von parallelen Leuchtstreifen bzw. -rinnen bildet, wobei die Breite dieser Streifen in jedem Punkt eine direkte Funktion des Normaldrucks auf die Platte an dieser Stelle ist, und daß ein Analysator mit einer Abtastung für die Zeilen und das Einzelbild bzw. die Bildfrequenz bzw. den Raster vorgesehen ist, wobei die Zeilenabtastung orthogonal zu den Streifen ist.According to the invention, this object is now achieved with a device for dynamic visualization of the distribution of the contact pressure on the sole of the foot with a piezo-optical transducer, the is composed of elements that convert the supported pressure into luminosity, and with a device for a sequential analysis of the elements for a display in the form of an isobar diagram solved in that the Transducer is a flat plate that forms a network of parallel light strips or grooves, the width of which Stripes at any point is a direct function of the normal pressure on the plate at that point, and that an analyzer is provided with a scan for the lines and the individual image or the image frequency or the raster, wherein the line scan is orthogonal to the strips.
Auf diese Weise wird die Matrix der Elemente für die lokale Druckinformation von dem Schnittpunkt des Netzes der Streifen des Umformers und des Zeilennetzes der Abtastung des Analysators gebildet. So ist die Folge der von dem Analysator gewonnenen Informationen direkt und ohne Einstellung bzw. Steuerung die von der Matrix kommende Informationssequenz.In this way the matrix of elements for the local printing information is obtained from the intersection of the network of strips of the converter and the line network of the scanning of the analyzer. So the consequence is that of the analyzer obtained information directly and without setting or control the information sequence coming from the matrix.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Umformer eine durchsichtige Platte mit parallelen Flächen, die durch die Kante unter einem Einfallswinkel beleuchtet werden, der der Totalreflexion an diesen Flächen entspricht. Der Umformer hat weiterhin ein elastisches Band mit einer Licht streuenden Fläche bzw. einer Diffusionsfläche für das Licht und wird von einem Netz bzw. Raster von scharfkantigen V-förmigen Flachenvorsprüngen bzw. vorstehenden Flächenwinkeln gebildet, wobei das Band längs der scharfen Kanten auf der Platte liegt. An den Kontaktstellen der Diffusionsfläche des Bandes und der transparenten Platte wird das durch die Totalreflexion in der Platte gefangene Licht gestreut, so daß die Kontaktstellen durch die Platte stark leuchten . Das Zusammendrücken der Kanten derIn a preferred embodiment of the invention, the converter has a transparent plate with parallel surfaces, which are illuminated by the edge at an angle of incidence which corresponds to the total reflection on these surfaces. The converter also has an elastic band with a light-scattering surface or a diffusion surface for the Light and is from a network or grid of sharp-edged V-shaped surface projections or protruding surface angles formed with the tape lying along the sharp edges on the plate. At the contact points of the diffusion surface of the tape and the transparent plate, the light trapped by total internal reflection in the plate is scattered so that the contact points are through the plate shine strongly. Squeezing the edges of the
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Flächenwinkel bzw. VorSprünge unter dem Auflagedruck führt zu einem lokalen Verbreitern der Streifen des von den Kanten gebildeten Netzes bzw. Rasters.Surface angles or projections under the contact pressure leads to a local widening of the strips of the network or grid formed by the edges.
Vorzugsweise ist die Platte horizontal angeordnet. Der Analysator v/eist eine Fernsehkamera und einen Spiegel auf, der für die seitliche Betrachtung des Netzes bzw. Rasters geneigt ist. Die Fernsehkamera bildet den Analysator für die Zeilen- und Einzelbildabtastung. Die seitliche Betrachtung durch den geneigten Spiegel ermöglicht eine Verringerung des vertikalen Raumbedarfs der Vorrichtung.The plate is preferably arranged horizontally. The analyzer has a television camera and a mirror, which is inclined for the side view of the network or grid. The television camera forms the analyzer for the line and frame scanning. The side view through the inclined mirror enables a reduction the vertical space requirement of the device.
Der Fernsehkamera nachgeschaltet hat der Analysator vorzugsweise eine chronometrische bzw. Zeitschaltung für die Abgabe einer zeitlichen Folge von Anzahlen von Zeitmeßimpulsen ansprechend auf eine zeitliche Folge von Impulsen mit variabler Dauer, die von der Kamera kommen, einen Digital-Analog-Wandler, der ansprechend auf die Folge der Anzahl eine Spannung abgibt, die nacheinander jeder dieser Anzahlen proportional ist, eine Kodierschaltung, die eine Folge von Spannungsstufen abgibt, welche den vorher festgelegten diskreten Pegeln der proportionalen Spannung entsprechen, und einen an sich bekannten Fernsehempfänger für die Darstellung einer Vielzahl von Isobarendiagrammen, von denen jedes einen der Raster oder einer ganzen Zahl der Raster bzw. Bildwechsel (trames) entspricht.Downstream of the television camera, the analyzer preferably has a chronometric or timing circuit for the Delivering a time series of numbers of timing pulses in response to a time series of pulses of variable duration that come from the camera, a digital-to-analog converter that is responsive to the sequence of the Number outputs a voltage that is proportional to each of these numbers in succession, a coding circuit that a Emits a sequence of voltage levels which correspond to the previously determined discrete levels of the proportional voltage, and a television receiver known per se for displaying a large number of isobaric diagrams, each of which corresponds to one of the grids or an integer number of grids or image changes (trames).
Die Kameraabtastung des Streifennetzes des Umformers läßt auf dem Video-Signal Rechtecksimpulse mit einer Breite entstehen, die eine Funktion des Drucks in der abgetasteten Zone sind, wobei die Impulse als zeitliche Folge auf den Zeilensignalen angeordnet sind. Die Zeitschaltung gibt gleichmäßig beabstandete Zeitimpulse bzw. Zeitmeßimpulse während eines jeden Impulses mit variabler Dauer, wobei die Zahl der während eines Impulses mitThe camera scanning of the strip network of the converter leaves square-wave pulses with a Latitudes that are a function of the pressure in the scanned zone, the pulses being temporal Sequence are arranged on the line signals. The time switch emits evenly spaced time pulses or Timing pulses during each pulse of variable duration, the number of times during a pulse with
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variabler Dauer abgegebenen Zeitmeßimpulse repräsentativ für die Breite dieses Impulses und somit für den Druck in der entsprechenden abgetasteten Zone ist. Der Digital-Analog-Wandler formt die Folge der repräsentativen Zahlen in eine Signalspannung mit einem Wert um, der den Druck in der im gleichen Augenblick abgetasteten Zone darstellt. Die Kodier- bzw. Klassierschaltung gibt Abstufungen der Spannung mit einem diskreten Pegel, welche den festgestellten Drucken entsprechen, wobei die Niveauübergänge der Überschreitung einer Isobaren durch die Abtastung entsprechen. Die Darstellung einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Isobarendiagrammen auf dem Fernsehempfänger, wobei jedes Diagramm einem der Raster oder einer ganzen Zahl von Rastern bzw. Bildwechseln entspricht, zeigt die zeitliche Folge der Verteilung der Auflagedrucke während des Laufens.timing pulses emitted of variable duration are representative for the width of this pulse and thus for the pressure in the corresponding scanned zone. The digital-to-analog converter converts the sequence of representative numbers into a signal voltage with a value that represents the pressure in represents the zone scanned at the same moment. The coding or classification circuit gives gradations of the voltage with a discrete level corresponding to the detected pressures, the level transitions of the exceedance correspond to an isobar through the scan. The display of a large number of consecutive isobar diagrams on the television receiver, with each diagram being one of the grids or an integer number of grids or grids. Corresponds to a change of image, shows the chronological sequence of the distribution of the edition prints during the run.
Vorteilhafterweise hat der Abtastanalysator zwischen der Kamera und der Zeitschaltung eine an sich bekannte Trennschaltung mit einem ersten Ausgang für dem Fernsehempfänger zugeführte Synchronisationssignale und einen zweiten Bildsignalausgang, der mit der Zeitmeßschaltung verbunden ist. Auf diese Weise wird die Anzeige auf dem Fernsehempfänger auf den Untersuchungsabtaster der Kamera abgestimmt bzw. damit synchronisiert, während das der chronometrischen Schaltung zugeführte Signal von den Synchronisationssignalen befreit wird, welche die Funktion der Zeitschaltung bzw. Zeitmeßschaltung stören würden.Advantageously, the sampling analyzer has between the The camera and the timing circuit have a known isolating circuit with a first output for the television receiver supplied synchronization signals and a second image signal output which is connected to the timing circuit is. In this way the display on the television receiver coordinated with or synchronized with the examination scanner of the camera, while that of the chronometric The signal supplied to the circuit is freed from the synchronization signals, which are the function of the timing circuit or timing circuit would interfere.
Vorzugsweise hat die Zeitmeßschaltung einen Generator für Zeitmeßimpulse mit einer festgelegten Wiederholungsfrequenz. Dieser Generator wird ausgelöst bzw. betätigt durch die Vorderflanke der Impulse mit variabler Dauer und durch die Hinterflanke dieser Impulse gestoppt. Die Zeitmeßschaltung hat weiterhin einen binären Zähler mit vier Ziffern bzw. Stellen zum Zählen der Zeitmeßimpulse und einen SpeicherPreferably, the timing circuit has a generator for timing pulses with a fixed repetition frequency. This generator is triggered or activated by the leading edge of the pulses with variable duration and by the The trailing edge of these pulses stopped. The timing circuit also has a binary counter with four digits or Places for counting the timing pulses and a memory
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zum Speichern der von dem Binärzähler ansprechend auf die Hinterflanke abgegebenen Zahl. Der Binärzähler wird ansprechend auf die Speicherung dieser Zahl auf null rückgesetzt. Die Ankunft eines Impulses mit variabler Dauer setzt so den Generator für die Zeitmeßimpulse in Gang, wobei der Binärzähler die aufeinanderfolgenden Zeitmeßimpulse bis zum Ende des Impulses mit variabler Dauer in Form einer binären Zahl, zwischen null und fünfzehn zählt. Diese Zahl wird am Ende des Impulses mit variabler Dauer in den Speicher eingegeben. Auf die ,Speicherung folgt die Rücksetzung des Zählers auf null, so daß er für den folgenden Impuls mit variabler Dauer zur Verfügung steht.for storing the number output by the binary counter in response to the trailing edge. The binary counter is reset to zero in response to this number being stored. The arrival of a pulse with variable Duration thus starts the generator for the timing pulses, with the binary counter counting the successive ones Timing pulses to the end of the pulse with variable duration in the form of a binary number, between zero and fifteen counts. This number is entered in the memory at the end of the pulse with variable duration. On the , Storage follows the resetting of the counter to zero so that it can be used for the following pulse of variable duration is available.
Vorteilhafterweise ist der Digital-Analog-Wandler ein binärer Umformer mit vier Eingängen, von denen jeder eine Wertung entsprechend der geometrischen Reihe mit 2 vornimmt. Diese Maßnahme paßt sich direkt an die parallele Darstellung der binären Zahl im Speicher an.The digital-to-analog converter is advantageously a binary converter with four inputs, each of which has one Scoring according to the geometric series with 2. This measure adapts directly to the parallel representation the binary number in memory.
Vorteilhafterweise hat die Kodierschaltung vier an sich bekannten Ansprechschwellen, wobei jede Schwelle vorher auf einen vorher festgelegten Wert der proportionalen Spannung entsprechend einem gewählten Druck einreguliert ist. Auf diese Weise werden die Isobarendarstellungen bzw. -diagramme oder -bilder mit vier leicht unterscheidbaren Grauniveaus dargestellt, die jeweils einer Abstufung entsprechen und geeignet für die Isobaren gewählt sind.The coding circuit advantageously has four response thresholds known per se, each threshold beforehand adjusted to a predetermined value of the proportional voltage corresponding to a selected pressure is. In this way, the isobar diagrams or images will be four easily distinguishable Gray levels are shown, each corresponding to a gradation and selected to be suitable for the isobars.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung hat der Fernsehempfänger Schaltungen für eine horizontale und vertikale Abtastung, welche so ausgelegt sind, daß sie den gewöhnlichen Abtastsignalen mit in einem in festgelegtem Verhältnis reduzierter Amplitude Stufen- bzw. Treppensignale überlagern, wobei die Dauer des horizontalen Teils des Stufensignals ein mehrfaches Ganzes der Dauer des Rasters bzw.In an advantageous embodiment of the invention has the television receiver circuits for horizontal and vertical scanning, which are designed so that they ordinary scanning signals with in a fixed ratio Reduced amplitude step or staircase signals superimpose, the duration of the horizontal part of the step signal a multiple whole of the duration of the grid or
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des Einzelbildes und die Dauer des vertikalen Teils des Stufensignals ein mehrfaches Ganzes der Dauer des horizontalen Teils des Signals beträgt. Die üblichen Abtastungen mit verringerter Amplitude geben .ein Bild, welches während eines horizontalen Signalteils ebenfalls reduziert ist, wobei das während des darauffolgenden Schrittes beschriebene Bild horizontal derart verschoben wird, daß in einer horizontalen Linie eine Anzahl von aufeinanderfolgenden verschiedenen Bildern erscheint, die gleich der Zahl der horizontalen Teile des Stufensianals innerhalb der Dauer eines vertikalen Teils des Stufensignals ist, V7obei die Zahl der Schritte dieses vertikalen Stufenteils eine Zeilenzahl der aufeinanderfolgenden Bilder definiert.of the frame and the duration of the vertical part of the step signal are a multiple of the duration of the horizontal Part of the signal is. The usual scans with reduced amplitude give .an image which during of a horizontal signal part is also reduced, and that during the following Step described image is shifted horizontally so that in a horizontal line a number of successive different images appearing equal to the number of horizontal parts of the staircase is within the duration of a vertical part of the step signal, where V7is the number of steps of this vertical In part, a number of lines in the successive images is defined.
Anhand der beiliegenden Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.The invention is explained in more detail, for example, with the aid of the accompanying drawing.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer Vorrichtung der Erfindung.Fig. 1 shows schematically an embodiment of an apparatus of the invention.
Fig. 2 zeigt die bei einem Umformer der Vorrichtung vorhandenen Streifen.Fig. 2 shows the strips present in a converter of the device.
Fig. 3 zeigt in einem Diagramm Signale an verschiedenen Stellen des Analysators.3 shows signals at various points on the analyzer in a diagram.
Fig. 4 zeigt in einem Diagramm Abtastsignale des Fernsehempfängers .4 shows, in a diagram, scanning signals of the television receiver .
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform hat der insgesamt mit 1 bezeichnete piezooptische Umformer eine horizontale transparente Platte 12, die durch einen Rand in Richtung der Pfeile 15 derart beleuchtet wird, daß das Licht durch Totalreflexion an den parallelen Flächen 12a und 12b eingefangen wird. Auf der Platte 12 liegt einIn the embodiment shown in Fig. 1, the total with 1 designated piezo-optical transducer a horizontal transparent plate 12, which by an edge in Direction of arrows 15 is illuminated so that the Light is captured by total internal reflection on the parallel surfaces 12a and 12b. On the plate 12 is a
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— ο —- ο -
weiches Band 13, dessen streuende Innenfläche 13a von einem Netz von scharfkantigen parallelen Flächenwinkeln 14 gebildet wird. Der Fuß 11 einer Person ruht während des Gehens auf der horizontalen Fläche.soft tape 13, the scattering inner surface 13a of a Network of sharp-edged parallel surface angles 14 is formed. A person's foot 11 rests while walking the horizontal area.
Unter dem Umformer 1 wirft ein geneigter Spiegel 16 das von dem Umformer 1 auf der Fläche 12a gegebene Bild auf die seitlich angeordnete Fernsehkamera. Diese Kamera 2 ist eine Fernsehkamera herkömmlicher Bauweise, wie sie in Fernsehsystemen mit einem geschlossenen Kreis in Normausführung mit 625 Zeilen und einem 5o Hz-Bildwechsel verwendet wird. Die aus der Kamera 2 kommenden Signale werden zu einer Trennschaltung 31 geführt, welche auf ihren Ausgang 31a das von den Synchronisationssignalen befreite Video-Signal und auf ihren Ausgang 31b diese Synchronisationssignale gibt.Under the converter 1, an inclined mirror 16 throws the from the transducer 1 on the surface 12a given image on the television camera arranged at the side. This camera 2 is one Television camera of conventional design, as used in standard closed-circuit television systems 625 lines and a 50 Hz picture change is used. The signals coming from the camera 2 become an isolating circuit 31 out, which on its output 31a the video signal freed from the synchronization signals and on their Output 31b gives these synchronization signals.
Die bei 31a abgegebenen Video-Signale gelangen zu der Zeitmeßschaltung 32, der ein Generator für Zeitmeßimpulse 33 zugeordnet ist. .Die Zeitmeßschaltung 32 hat eine Differenzierschaltung, welche einen Steuerimpuls mit einem Vorzeichen ansprechend auf einen positiven Übergang des Video-Signals und einen Impuls mit entgegengesetztem Vorzeichen ansprechend auf einen negativen Übergang des Video-Signals abgibt, ein Tor, welches den Generator 33 für die Zeitmeßimpulse steuert und das ansprechend auf einen Steuerimpuls mit dem ersten Vorzeichen offen und ansprechend auf einen Steuerimpuls mit dem zweiten Vorzeichen geschlossen ist, einen binären Zähler mit vier Stellen, der die von dem Generator 33 erhaltenen Zeitmeßimpulse zählt, und einen Speicher, der die von dem Binärzähler gezählt Anzahl ansprechend auf einen Steuerimpuls mit dem zweiten Vorzeichen speichert und bei der Umkehr einen Impuls für das Rücksetzen des Zählers auf null abgibt.The video signals output at 31a reach the timing circuit 32, to which a generator for timing pulses 33 is assigned. The timing circuit 32 has a differentiating circuit, which is a control pulse with a sign in response to a positive transition of the video signal and outputs a pulse of the opposite sign in response to a negative transition of the video signal Gate, which controls the generator 33 for the timing pulses and in response to a control pulse with the first Sign open and closed in response to a control pulse with the second sign, a binary counter with four digits, which counts the timing pulses received from the generator 33, and a memory which receives those from the Binary counter counted number in response to a control pulse with the second sign and stores on reversal emits a pulse for resetting the counter to zero.
Der Generator 33 hat eine monostabile Schaltung und eine Verzögerungsstrecke. Der Generator wird in den aktiven Zustand durch das öffnen des Tores der Zeitmeßschaltung 32 versetzt. Die monostabile Schaltung liefert einen kurzenThe generator 33 has a monostable circuit and a Delay line. The generator is switched to the active state by opening the gate of the timer circuit 32 offset. The monostable circuit provides a short one
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Impuls ansprechend entweder auf das öffnen des Tores oder auf einen Impuls, der von der monostabilen Schaltung erzeugt worden ist und die Verzögerungsstrecke durchlaufen hat. Diese Verzögerungsstrecke kann eine geeignete Länge der koaxialen Linie sein. Der Generator liefert somit einen Zug von in regelmäßigem Abstand befindlichen Zeitmeßimpulsen der Übergangszeit in der Verzögerungsstrecke.Impulse responsive either to the opening of the gate or to a pulse that has been generated by the monostable circuit and has passed through the delay line. This delay line can be a suitable length of the coaxial line. The generator thus delivers one Train of regularly spaced timing pulses of the transition time in the delay line.
Jede der in dem Speicher der Zeitmeßschaltung 32 gespeicherten folgenden Zahlen wird über vier Kanäle - einer pro Binärziffer - zu dem Digital-Analog-Wandler 34 übertragen. Dieser herkömmlich gebaute Wandler gibt ansprechend auf die Anwesenheit eines Zustandes 1 in der Wertstelle einer jeden Ziffer der Binärzahl an einen Analogaddierer eine Spannung entsprechend der Potenz 2 dieser Stelle ab. Arn Ausgang des Addierers befindet sich eine Filterkapazität zum Absorbieren der Umv/andlungsübergänge.Each of the following numbers stored in the memory of the timing circuit 32 is transmitted through four channels - one for each binary digit - transmitted to the digital-to-analog converter 34. This conventionally built transducers are responsive to the presence of a state 1 in the value place of each Digit of the binary number to an analog adder a voltage corresponding to the power of 2 at this point. Arn exit The adder has a filter capacitance to absorb the conversion transitions.
Die analoge·Spannung des von dem Wandler 34 abgegebenen Signals wird der Kodier- bzw. Klassierschaltung 35 zugeführt. Diese Schaltung hat vier parallele Ansprechschwellen, die so abgestuft sind, daß sie vier Spannungsniveaus definieren, die vier abgestuften gewählten Druckwerten entsprechen. Die Ströme aus diesen vier Schwellen addieren sich im aktiven Zustand und bilden ein Video-Signal, welches dem Fernsehempfänger 4 zugeführt wird. Die Überführungsschaltung dieses Video-Signals ist für hohe Frequenzen überkompensiert, so daß jeder Niveauübergang von einem Überschreitungspunkt begleitet ist.The analog voltage of the output from the converter 34 Signal is fed to the coding or classifying circuit 35. This circuit has four parallel thresholds that are like this are graded to define four voltage levels corresponding to four graded selected pressure values. the Currents from these four thresholds add up in the active state and form a video signal that is sent to the television receiver 4 is fed. The transfer circuit of this video signal is overcompensated for high frequencies, see above that every level transition is accompanied by a crossing point.
Die aus der Trennschaltung 31 über 31b abgegebenen Synchronisationssignale werden einerseits dem Fernsehempfänger 4 und andererseits einem Treppenspannungsgenerator 36 zugeführt. Dieser Treppenspannungsgenerator 36 hat eine Trenneinrichtung für Rastersignale bzw. Bildwechselsignale, einen erstenThe synchronization signals output from the separation circuit 31 via 31b are fed on the one hand to the television receiver 4 and on the other hand to a staircase voltage generator 36. This staircase voltage generator 36 has a separating device for raster signals or image change signals, a first one
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Frequenzteiler, der so einstellbar ist, daß er einen Horizontalschrittimpuls alle eins, zwei, vier oder acht Rastersynchronisationsimpulse bzw. Bildwechselsynchronisationsimpulse abgibt, einen zweiten Teiler, der einen vertikalschrittimpuls alle fünf Horizontalschrittimpulse abgibt, und einen dritten Teiler, der einen Vertikalrückkehrimpuls alle zwei Vertikalschrittimpulse abgibt. Ein erster Horizontaltreppen-Spannungsgenerator spricht auf Horizontalschrittimpulse über eine Treppenstufe und auf Vertikalschrittimpulse über eine Rückkehr zum Ausgang an, während ein zweiter Vertikaltreppen-Spannungsgenerator auf Vertikalschrittimpulse über eine Stufe und auf Vertikalrückkehrimpulse über eine Rückkehr zum Ursprung anspricht.Frequency divider that can be set to produce a horizontal step pulse every one, two, four or eight raster synchronization pulses or frame change synchronization pulses emits a second divider that emits a vertical step pulse every five horizontal step pulses, and a third divider which outputs a vertical return pulse every two vertical step pulses. A first voltage generator for horizontal stairs speaks to horizontal step impulses over a step and to vertical step impulses via a return to the output, while a second vertical staircase voltage generator responds to vertical step pulses via a step and responsive to vertical return pulses via a return to origin.
Der Fernsehempfänger 4 hat eine herkömmliche Steuerverstärkung für Licht. Die Abtastschaltungen sind andererseits folgendermaßen modifiziert: Die Ablenkung ist um 9o so gedreht, daß die Zeilenabtastung vertikal und die Einzelbildabtastung (balayage trame) horizontal ist. Die Amplituden der an die Ablenkung angelegten Sägezahnströme sind im Verhältnis 1/5 reduziert. Diesen Sägezahnströmen sind Umrahmungsströme bzw. Bildeinstellungsströme zugegeben, die von den vorgenannten Treppenspannungen abgeleitet sind.The television receiver 4 has a conventional control gain for light. The sampling circuits are on the other hand modified as follows: The deflection is rotated 9o so that the line scan is vertical and the frame scan (balayage trame) is horizontal. The amplitudes of the sawtooth currents applied to the deflection are in proportion 1/5 reduced. These sawtooth streams are framing streams or image setting streams added by the the aforementioned staircase voltages are derived.
Wenn, wie in Fig. 1 gezeigt ist, ein Fuß 11 auf dem Umformer 1 -steht, werden die Kanten der Flächenwinkel .bzw. Vorsprünge unter der Wirkung der Normaldrucke bzw. senkrechten Drucke auf die Ebene des Umformers 1 flachgedrückt. Der innige Kontakt der Kanten 14 der Diffusionsfläche 13a auf der Fläche 12a der transparenten Platte 12 hebt lokal die Totalreflexion des unter dem Einfallswinkel 15 eintretenden Lichtes auf. Dies führt dazu, daß die Kontaktzonen des Bandes 13 und der Platte 12 hell erscheinen, so daß ein Parallelnetz von Leuchtstreifen gebildet wird, wie dies schematisch in Fig. 2 gezeigt ist. Dort, wo das Band keinem äußeren Druck ausgesetztWhen, as shown in Fig. 1, a foot 11 on the converter 1 - stands, the edges of the dihedral angles .bzw. Ledges flattened on the plane of the converter 1 under the effect of normal pressures or vertical pressures. The intimate contact of the edges 14 of the diffusion surface 13a on the surface 12a of the transparent plate 12 locally lifts the total reflection of the light entering at the angle of incidence 15. This leads to the fact that the contact zones of the belt 13 and Plate 12 appear bright, so that a parallel network of light strips is formed as shown schematically in FIG. Where the tape is not exposed to any external pressure
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ist, sind die Streifen 14a des Netzes fein bzw. schmal. Dort, wo der äußere Druck herrscht, sind die Streifen verbreitert» wie dies bei 14b gezeigt ist.is, the strips 14a of the mesh are fine or narrow. Where the external pressure prevails, the strips are widened "as shown at 14b.
In Fig. 3 sind die Signale dargestellt, die an den verschiedenen Stellen des Analysators 3 auftreten. Am Ausgang 31a haben die Signale die Form der Kurve 31o mit einem Impuls 311 verringerter Breite, der dem Aufliegen des Eandes unter seinem Eigengewicht entspricht, einen Impuls mittlerer Breite, der einem auf das Band wirkenden Zwischen^ druck entspricht, und einen breiten Impuls 313, der dem maximal von dem Umformer meßbaren Druck entspricht.In FIG. 3, the signals which occur at the various points in the analyzer 3 are shown. At output 31a the signals have the shape of curve 31o with a pulse 311 of reduced width, which corresponds to the resting of the edge under its own weight, a pulse of medium width, which corresponds to an intermediate pressure acting on the tape, and a broad pulse 313, which corresponds to the maximum pressure that can be measured by the transducer.
Die Kurve 33o stellt die Zeitmeßimpulse entsprechend den Impulsen 31o mit variabler Dauer dar. Dem Impuls 311 entspricht ein einziger Impuls 331, dem Impuls 312 ein Zug von' acht Impulsen 332, dem Impuls 313 ein Zug von fünfzehn Impulsen 333.The curve 33o represents the timing pulses corresponding to the pulses 31o with variable duration. The pulse 311 corresponds to a single pulse 331, the pulse 312 a train of eight pulses 332, the pulse 313 a train of fifteen pulses 333.
Die Darstellung 32o zeigt schematisch den Zustand des Speichers der Zeitmeßschaltung 32 mit den Zahlen in den übereinanderliegenden Linien, wobei weiß den Zustand eins und die Schraffierungen den Zuständen null entsprechen. Nach dem Impuls 331 erscheint im Speicher eine Eins, die binär mit vier Ziffern 0001 geschrieben wird. Nach dem Impulszug erscheint die Acht, geschrieben 0100, nach dem Zug 333 erscheint die Schreibung 1111. The representation 32o shows schematically the state of the memory of the time measuring circuit 32 with the numbers in the superimposed lines, where white corresponds to the state one and the hatching corresponds to the states zero. After the pulse 331, a one appears in the memory, which is written in binary form with four digits 0001. After the pulse train, the eight appears, written 0100, after the train 333, the writing 1111 appears.
Am Ausgang des Digital-Analog-Wandlers würde die sich ergebende proportionale Spannung dem Lauf der Kurve 34o folgen. Am Ausgang der Kodier- bzw. Klassierschaltung 35 würden die Stufen der Spannung den Verlauf der Kurve 35o mit den Durchgangsspitzen 351 an den Niveauübergängen haben, wobei die Durchgangsspitzen sich auf die angezeigten Bilder als ein heller Ring bei den positiven übergängen und als ein Schatten an den negativen übergängen übersetzen, so daß die Linie der Isobaren hervorgehoben wird.At the output of the digital-to-analog converter, the resulting proportional voltage would follow the course of curve 34o. At the output of the coding or classifying circuit 35, the steps of the voltage would have the course of the curve 35o with the passage peaks 351 at the level transitions, the passage peaks affecting the displayed images as a light ring at the positive transitions and as a shadow at the Translate negative transitions so that the line of isobars is highlighted.
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In Fig. 4 sind die Signale am Fernsehempfänger schematisch gezeigt. Bei 354 sind sowohl die Video-Signale über der Ursprungslinie als auch die Synchronisationssignale gezeigt, wobei die Bildwechsel- bzw. Rastersychronisationssignale hervorgehoben sind. Bei 4oo sind die Komponenten der horizontalen Abtastung (Bildwechsel bzw. Einzelbild bzw. Raster, trame) dargestellt. Die horizontalen Treppenströme sind bei 4o1 mit einer Laufdauer gleich einem Bildwechsel gezeigt. Die Überlagerung der Sägezahnraster der Horizontalabtastung gibt den Verlauf von 4o2. Bei 41ο ist die Gestalt der Ströme der vertikalen Abtastung (Zeile) analog zu 4oo mit dem Unterschied, daß der Sägezahnaufbau bei hohen Frequenzen nicht erkennbar ist.In Fig. 4, the signals at the television receiver are shown schematically. At 354, both the video signals are above the Line of origin as well as the synchronization signals are shown, whereby the image change or raster synchronization signals are highlighted. At 4oo the components are the horizontal Scanning (image change or single image or grid, trame) is shown. The horizontal streams of stairs are at 4o1 is shown with a duration equal to a picture change. The superposition of the sawtooth grid of the horizontal scanning gives the course of 4o2. At 41ο is the shape of the streams the vertical scanning (line) analogous to 4oo with the difference that the sawtooth structure is not at high frequencies is recognizable.
Wenn die Abtastströme den bei 4oo und 41o gezeigten Verlauf haben, hat die Darstellung der aufeinanderfolgenden Bilder den in Fig. 1 gezeigten Verlauf auf dem Fernsehempfänger 4 mit einer ersten Bildzeile 41 bis 45 und einer zweiten Zeile 46 bis 5o.If the sampling currents have the course shown at 4oo and 41o, the representation of the successive images has the course shown in Fig. 1 on the television receiver 4 with a first image line 41 to 45 and a second Row 46 to 5o.
Vorteilhafterweise kann die gezeigte Zahl der Bildwechsel bzw. Einzelbilder durch jedes der aufeinanderfolgenden Bilder eingestellt werden, damit die Gesamtdauer der angezeigten Folge von Bildern die vollständige Dauer der Auflagebewegungen des Fußes während eines Schrittes überdeckt. Man erhält so eine parallele Darstellung der Aufeinanderfolge der Auflagezustände des Fußes. Diese Darstellungsform wird vorteilhafterweise photographiert. Die erhaltenen Unterlagen werden analysiert und gegebenenfalls mit einem vorher gemachten Photo verglichen, beispielsweise um den Erfolg eines Eingriffs oder einer orthopädischen Behandlung zu beurteilen. Advantageously, the number of image changes or individual images shown can result from each of the successive Images are set so that the total duration of the displayed sequence of images is the full duration of the support movements of the foot covered during a step. A parallel representation of the sequence is thus obtained the support conditions of the foot. This form of representation is advantageously photographed. The documents received are analyzed and, if necessary, compared with a previously taken photo, for example to determine the success an intervention or orthopedic treatment.
Der Umformer kann die Form eines langgestreckten Weges bzw. einer langgestreckten Bahn haben, auf welcher sich die Person bewegt, wobei der Spiegel und die Kamera die Person auf ihrem Gang begleiten.The transducer can be in the form of an elongated path or path on which the person is moves, with the mirror and camera accompanying the person on their walk.
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Der Fernsehempfänger kann durch eine Vorrichtung zum Registrieren aufeinanderfolgender Bilder ersetzt werden, beispielsv/eise durch ein Magnetoskop. Außerdem kann der Aufbau der Schaltungen entsprechend modifiziert werden, insbesondere hinsichtlich der Transformierung und der Impulsbreite der Proportionalspannung oder für die Treppenumrahmung.The television receiver can be registered by a device successive images are replaced, for example by a magnetoscope. In addition, the structure the circuits are modified accordingly, in particular with regard to the transformation and the pulse width the proportional voltage or for the stair framing.
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