CA2269427A1 - Systeme de releve d'une forme tridimensionnelle, notamment d'une voute plantaire, et procede de realisation d'une chaussure ou d'une semelle orthopedique mettant en oeuvre le systeme - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système (7) de relevé d'une forme d'un objet tridimensionnel (2), notamment d'une voûte plantaire. Il comprend un dispositif palpeur (1) à aiguilles ( 3 ) . La voûte plantaire repose sur les extrémités supérieures (300) des aiguilles (3), de maniére à les repousser vers le bas. L'ensemble des extrémités inférieures (301) définit une surface (S A) répliquant la forme de voûte plantaire. On associe des ressorts tarés aux aiguilles (3) pour maîtriser leur enfoncement. Un dispositif (5) à capteur optique (50) génère un faisceau laser lamellaire (F l) balayant des extrémités inférieures (301). Deux caméras (52, 53) analysent la trace du faisceau (F l) et délivrent des signaux de sortie (V S) représentant les coordonnées des secondes extrémités (301) de tiges (3). L'ensemble est couplé à un calculateur à programme enregistré (8) et à un système d'exploitation des données acquises à commande numérique. Dans d'autres modes de réalisation, l'acquisition de forme est réalisée, soit par un procédé photographique mettant en oeuvre un appareil numérique, soit par un procédé télémétrique, optique ou magnétique.

Description

SYSTEME DE RELEVÉ D'UNE FORME TRIDIMENS10NNEl.LE, NQTAMMENT D'UNE VOUTE PLANTAIRE, ET PROCÉDÉ OE
RÉALISATION D'UNE CHAUSSURE OU D'UNE SEMELLE
ORTHOPÉDIQUE METTANT EN OEUVRE LE SYSTEME
L'invention concerne un systême de relevé d'une forme tridimensionnelle. Elle concerne plus particulièrement, bien que non exclusivement, un système de relevé de la forme d'une voûte plantaire. Uu tel systëme est utilisé) par exemple, pour la réalisation de chaussures sur mesure.
De façon plus particulière, elle a pour objet un procédé de réalisation de chaussures ou de semelles ortho-pédiques faisant application du système. pour fixer les idées, et sans que cela soit limitatif en quoi que de soit de la portée de 1~invention, on se placera dans ce qui suit dans ce cadre d'appli.cation préfëré.
Pour une application de ce type, il est nêcessa~.re de ronnaftre la forme de la voùte plantaire de l'un ou des deux pieds d'un usager ou patient, en vue de réaliser des chaussures orthopédiques adaptées, ou pour le n«ins d'accessoires pour de telles chaussures, telles des semelles) par exemple.
pe nombreux procédés ou dispositifs sont mis en oeuvre dans 1~art connu, que l'on peut diviser arbitrairement en deux grandes catégories.
Une première catégorie concerne des dispos~.tifs ou procédés que i'on peut qualifier de "analogiques". A titre d'exemple, on peut procéder par moulage de la forme du pied.
a5 L'usager pose son pied sur un bloc de matériau malléable, â
base de silicones par exemple. Du fait de la pression exercée) le bloc de matériau conserve l'empreinte du pied et peut servir de matrice pour la réalisation ultérieure d'une Chaussure ou d'une semelle orthopédique.

2 La prëcision obtenue par cette mêthode n~est pas très élevée. En outre, le passage de la matrice ainsi acquise au "produit fini", c'est-é-dire la chaussure ou la semelle n'est pas aisë, ni rapide. Le procédé nëeessite de nombreuses étapes manuelles.
En outre, il est généralement nécessaire d'obtenir, non pas une seule empreinte, mais plusieurs pour simulez au mieux divers états physiques . pied au repos (â plat), pied reposant sur 1a pointe et pied reposant sur le talon, par l0 exemple, ce qui rend plus complexe le processus.
La seconde catégorie concerne des dispositifs et procédés de type numérique.
On ~onnaft notamment de nombreux systèmes à capteur optique, notamment celui divulgué par le brevet français N° FR-B-2 685 764, au nom de la Demanderesse, intitu~.é
"Capteur optique compact et à haute résolution pour l'analyse de formes tridimensionnelles". Ce système permet l'acquisition de profils de pièces tridimensionnelles, è
surface gauche, et leur numérisation. Pour ce taire, le système comporte un capteur optique muni d'une source de rayonnement laser et une ou plusieurs caméras analysant la trace fozmëe par le faisceau laser sur l'objet à étudier.
Plus précisëment, le système engendre un "plan"
laser, C'est-è-dire un faisceau lamellaire sectoral de très faible épaisseur, mais dont la largeur lui permet de couvrir j tout ou partie de l'objet è analyser, avec les caméras précitées observant la trace du faisceau sous des incidences diffërentes. L'acquisition et la numérisation s~etfectuent par balayage de la surface de l'objet par le plan de lumière laser.
Dans le cas des applications visées par l'invention, un tel système è capteur optique n'est pas utilisable tel quel pour l' acquisition et la numëri.sation du profil de la vote d'un pied, essentiellement du fait que la surface dont

3 on doit relever le profil se trouve sous le pied et qu'elle est inaccessible dans la mesure oû l'on cherche à l'examiner quand le patient est en station debout ou en position de marche.
Ceci interdit de tirer plein profit des avantages que les capteurs optiques présentent par ailleurs, en peranettant notamment d'atteindre une grande résolution dans la définition du profil, tridimensionnel par une image de po~.nts dont les coordonnées sont connues par rapport à un référentiel (usuellement un plan horizontal) et d'assurer une acquisition rapide de grande précision ainsi que la numérisation de la forme acquise) ce qui permet une exploitation immédiate ou diffërée des mesures effectuées.
En ef xet) les données acquises peuvent être traitées pax un calculateur à programme enregistré, pour étxe délivrées à un dispositif les exploitant (machine outil à commande numérique par exemple), visualisëes sur un écran, et/ou stockées dans une mémoire de masse pour un usage ultérieur, in si tu ou â distance.
a0 L'invention se fixe donc pour but de pallier les défauts des dispositifs de f art connu et de répondre aux besoins, tout en conservant les avantages propres à un systéme à base d'un capteur optique, notamment celui d'opérer sans contact. Elle pexmet aussi de satisfaire â
d'autres exigences qui sont associées à un systême utilisé
pour les applications visées préférentiellement par l'invention (simplicité, manipulation facile, transport aisé
de l'appareil) et sans qu'il soit besoin de poser le pied sur une paroi transparente qui perturberait les mesures en introduisant des déviations du faisceau optique de détection.
Pour ce faire, le systéme de relevé de forane d'un objet tridimensionnel selon l'invention comprend un dispositif palpeur, ayant la forme d'un cadre ou d'une boïte, et muni d'une matrice d~aiguilles ëlastiquement r

4 rëtractables, sur le dessus desquelles repose la voûte plantaire. Du fait de la force verticale exercée (due au poids de l'usager), les aiguilles s'enfoncent, par translation sui elles-mémes de haut en bas. Les aiguilles sont associées à des moyens de rappel élastique, tels que des ressorts, de manière à maftrisex cet er~foucemerit.
L'ensemble des extrémités inférieures reproduit le profil exact de la voflte du pied ou de la partie de voûte reposant sur les aiguilles. De façon plus générale, si un objet tridimensionnel quelconque exerce une force de pression sur des premières extrémités des aiguilles, le prof il de la face d'appui est reproduit par l~ensemble des secondes extrémitës des aiguilles. On admet ici, bien que cela ne soit pas obligatoire, que toutes les aiguilles ont méme longueur.
Le système selon l'invention comprend enfin un dispositif d'acquisition de forme disposé sous le dispositif palpeur à aiguilles, de manière à acquérir un nuage de points représentatif du profil de la suxface fornnée par les extrëmités inférieures des aiguilles et à en assurer la numérisation.
Selon un premier mode de réalisation, le dispositif d'acquisition de foxme et de numérisation est constitué par un capteur optique mettant en oeuvre au moins une caméra opto-électronique et au moins une source laser. Le relevé
s'effectue par balayage de la surface enveloppe des extrémités inférieures des aiguilles à l'aide d'au moins un faisceau laser. Les signaux de sortie générés par le capteur optique, représentant des données de coordonnêes des peints du nuage, sont ensuite transmis à un organe de traitement de signal, après une numérisation préalable éventuelle. Les données acquises peuvent étre exploitées directement par tout dispositif approprié (machine-outil à commande numérique, etc.) et/ou stockées pour un usage ultérieur.

r Lorsque 1a force d'appui est rel5chée, les aiguilles reprennent leur position de repos, car elles sont repoussées par les ressorts tarés. Dans cette position dite de "repos"
(avant et aprês acquisition), l'ensemble des extrémités

5 inférieures des aiguilles forme une surface pouvant servir de réfërence pour un calibrage initial du dispositif â
capteur optique. ~n génëral, cette surface esl: plane, et elle se dispose horizontalement le plus souvent.
Selon un deuxième mode de xéalisati~a, an met en l0 oeuvre un dispositif d'imagerie. L'acquisition de forme est effectuée à l'aide d'un appareil photographique ou d'une caméra vidéo numérique. Les extrémités inférieures des aiguilles sont éclairées par une source de lumiëre.
L'amplitude de l'enfoncement peut être déterminé par le biais des variations de densité lumi~ieuse. Les signaux électroniques de sortie de l'appareil photographique ou de la caméra sont transmis à une carte d'acquisition numérique d'un micro-ordinateur ou d'un appareil similaire, et sont traités à l'aide d'un logiciel de traitement d'image.
Selon un troisiême mode de réalisation, on met en oeuvre un dispositif de tëlémétrie optigue ou magnétique, dispositif lui-même susceptible de plusieurs variantes. Le dispositif de télémétrie, qui peut être constitué à base d'un réseau de diodes laser sema-Conductrices, est plané
sous la matrice d'aiguilles. Le dispositif de télémétrie mesure la distance le séparant de chacune des extrémités infërieures des aiguilles, et donc peut détermines leurs enfoncements par rapport à un plan de ré~ërence.
Dans une variante préférée du systéme selon l'invention, le dispositif palpeur est équipé de moyens de rappel élastiques résistant à l'enfoncement des aiguilles) qui sont constituëes de maniêre à permettre un réglage de la force de rësistance exercée, afin de tenir compte notamment du poids et de la morphologie de l'usager. On peut notamment prévoir trois positions prédéfinies pour une plaque

6 permettant ainsi. de modifier le tarage de ressorts individuellement associés aux différentes aiguilles et comprimés entre cette plaque et une paroi fixe, Loutes deux traversées par les aiguilles.
L'invention sera mieux comprise et d'autres carac-tëxistiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui suit en référence aux figures annexées, parmi. lesquelles - les figures 1.A et 1B illustrent, en coupe et vue de c8té, un exemple de réalisation d'un dispositif palpeur à
aiguilles et ressorts tarés, constituant l'un des composants du systéme de relevé de la voüte d'un pied selon l'invention, au repas et en cours de mesures d'acquisition de forme) respectivement ;
- la ffigure 2 illustre ce même dispositif en vue de dessus ;
- la figure 3 illustre une variante du dispvsitiz palpeur des figures 1~r à 2 ;
- la figure 4 illustre un systéme Complet de relevé de a0 forme d'objet tridimensionnel) selon un premier mode de réalsiation) incluant un dispositiï à capteur optique ;
- la fige=e 5 illustre un exemple de réalisation pratique du systéme de la figure 4 ;
- les figures 6A é 68 illustrent un dispositif d'acquisition et de numérisation selon un mode de réalisation supplémentaire de l'invention;
- les figures 7A ~r 7H illustrent un dispositif d'acquisi.tion et de numérisation selon un autre mode de réalisation supplémentaire, décrit sous deux variantes.
On va maintenant décrire un exemple de réalisation d'un systéme d'acquisition et de numérisation de la surface de la voûte d'un pied selon l'invention, et tout d'abord un T
exemple de réalisation de l'un de ses composants essentiels, le dispositif palpeur 1 par référence aux figures lA â 2.
Le dispositif palpeur 1 est constitué d'une boîte à
aiguilles rétractables 1. La structure de la boîte à
aiguilles 1 comprend essentiellement des parois) que ~.'on appellera arbitrairement supérieure 10 et inEër~.eure 11, ou parois principales paralléles, maintenues à une distance constante l'une de l'autre par des parois latérales ou des entretoises 12. Les parois supérieure 10 et inférieure 11 sont percées d'or~.f~.ces, 23 et 14, respectivement, et sont avantageusement substantiellement planes. Ces orifices, 13 et 14) laissent le libre passage aux corps cylindriques 30 d'un jeu d'aiguillES ou tiges 3, de sorte que ces corps cylindriques 30 peuvent étre mimés d'un mouvement de translation suivant un axe Z orthogonal aux parois l0 et 11, a priori un axe vertical dans l'applicatïon préférée. Les extrémités supérieures 300 et inférieures 301 des corps cylindriques 30 dépassent des parois supérieure 10 et inférieure il, respectivement.
Les corps cyli.ndri.ques 30 sont munis de butées 31 proches de la paroi supérieure lo. Un jeu 4 de ressorts 40, disposés comprimés entre la paroi inférieure 10 et ces butées 31, repousse les aiguilles 3 vers le haut (dans l'exemple de 1a figure 1A). Les ressorts 40 sont coaxiaux a5 aux corps cylindriques 30. Dans un état que l'on appellera de "repos", illustré par la figure 1A, c'est-à-dire lorsque aucune force d'appui n'est exercée sur les extrëmités supérieures 300 des aiguilles 3, celles-ci sont en position que l'on appe7.lexa "haute''. L'ensemble des extrémités inférieures 301 de ces aiguilles 3 forme une surface substantiellement plane qui définit un plan de référence pR.
On peut d'ailleurs faixe en sorte que les butées 31 viennent en contact avec la face intérieure de la paroi supérieure 10, de manière à ce que les positions de repos des aiguilles soient bien définies. Si cette face présente une bonne planéité, l.e plan de référence PR est lui aussi défini avec une benne précision.
De façon préférentielle, comme illustré plus parti-culiërement par 1a figure z, montrant le dispositif s en we c!e dessus) les aiguilles 3 sont distribuées rcguliéxement aux intersections des Colonnes et des rangées d'une matrice rectangulaire) c'est-à-dire suivant deux axes orthogonaux X
et Y, eux-mêmes orthogonaux é l'axe z prëcité.
Loxsque l'usager (non représenté) pose son pied 2 sur les aiguilles 3, de façon plus précise sur leurs extré-mités supérieures 300, celles-ci, sous la pression exercée) s'enFOncent. Selon une caractéristique importante de l'invention, 1a translation des tiges sux elles-mêmes s'effectue à l'encontre des ressorts tarês 40: Ceux-ci, étant emprisonnês entxe la paroi inférieure ~.7. et les butées 31, sont plus ou moins comprimés, en fonction de l'ampli.tude des forces d'appui localement exercées sur telle ou telle aiguille 3. Le tarage peut étre obtenu, soit intzinséquement en ut~.lisant des ressorts d'une raideur prédéterminée, soit a0 en exerçant une précontrainte, les ressorts étant déjà
comprimês à l'état de repos (figure 1A) entre les butées 31 et la paroi infërieure il.
A titre d'exemple, aom~ne illustré par la figure 1B, le pied 2 étant supposé reposant à plat sur l'ensemble des aiguilles 3, le talon zl (partie gauche de la figuxe 1B) exerce une force de compression plus élevée que la peinte du pied 23 (partie droite). La partie centrale 22 dc la vo4te plantaire a0, en retrait vers le haut exerce une force de pression encore moins élevée. ~1 s'ensuit gue les extrëm~.tés inférieures 301 des aiguilles 3 dépassent plus ou moins de la paroi inférieure 11. L'ensemble de ces extrémités 301 d~aiguilles 3 définit, pax interpc~lat~ion, une surface SA qui reproduit le dessous du pied 2, c'est-à-dire le profil de la voflte plantaire a0 que l'on désire acquérir.

' 9 On doit remarquer que, au moins à l'instant initial 0~3 le pied 2 est posé sur le dispositif 1, taus les ressorts 40 opposant une xësistance identique à la force d'appui, la reproduction précitée est fidèle) cax le profil de la surface d'appui (extrémités supérieures 300 des aiguilles 3) est déterminé par ie profil de la voûte plantaire 20 et non l'inverse, comme ce serait le cas si le profil de la surface d'appui était préétabli. Les dispo-sitions spécifiques â l'invention permettent donc d'obvier aux inconvénients présentés par les systèmes â capteuzs optiques de l'art connu et précédemment signalës.
Pour que l'acquisition de forme s'effectue avec une bonne précision, il est nécessaire que le nomb~ce d'aiguilles 3 soit suffisant. En outre, un nombre insuffisant d'aiguilles fausserait la mesure pour une autre raison . la matiëre vivante du pied ~tant malléable, l'enfoncement superficiel des différentes aiguilles 3 serait diffërent d'un endroit â l'autre de la voûte plantaire 20, selon la pression locale exercée. Ge facteur d'erreur est minimisé lorsque la densitë d'aiguilles 3 augmente. Enfin, il ast clair que le processus d'acquisition de forme ne doit pas causer des désagréments à l'usager) voire des douleurs, ce qui pourrait ëtre le cas si 1e nombre d'aiguilles 3 était insuffisant.
Pour que le dispositif 1 convienne à différents usagexs, il est en outre souhaitable que le réglage de la force de répulsion des ressorts ~0, c'est-à-dire leur taxage, soit adapté au poids et â la morphologie de l'usager. Pour ae faire, deux méthodes principales peuvent ~Cre utilisées.
Selon une première méthode, on ut~.lise une gamme de dispositifs interchangeables. A titre d'exemple pratique) on peut concevoir trois modèles distincts de dispositifs distincts : un premier modèle étant destiné à des adultes, un second à des enfants ou des adolescents, et un trüisième à des enfants en bas âge, voire à des bébés. Les dimensions du dispositif 1, le nombre des aiguilles 3 et) surtout) le tarage individuel des ressorts ~0 varient d'un modèle à
l'autre.
S Selon une seconde méthode) on utilise un modéle de boîte à aiguilles unique quels que soient l'âge et le poids du patient. Dans ce cas, ü est utile de puuvü~.x conserver une bonne amplitude de déplacement des tiges) ce pour quoi on prëvoit de régler la force de rappel élastique des 10 ressorts, c'est-à-dire le tarage des xessorts. On peut, par exemple) agir sur leur prëcontrainte. Celle~ci peut étre ajustée en rapprochant ou en éloignant les parois supërieure 10 et inférieure 12 l'une de l'autre, à l'aide d'un système à vis réglable, remplaçant en tout ou partie les parois latérales 12. Les ressorts restent disposés entre les butées 31 et la paroi. inférieure il. De la sorte, on modifie simultanément le tarage pour toutes les tiges.
On peut aussi, et de maniCre préférentielle, équiper le boîtier 1 d'une plaque intermédiaire montée coulissante sur les parois latëXales 12 ou sur des tirants équivalents pour dê~inir le plan d'appui des butées 31. I1 suffit alors de régler la position de cette plaque en hauteur pour obtenir le tarage dêsiré. Le cas échéant) on peut prévoir des tarages prédéterm~.nér correspondant par exemple â un adulte relativement lourd, à un adulte de faible poids ou un adolescent, à un enfant. On peut imposer â la plaque de réglage la position de trois niveaux ainsi désirés, au moyen par exemple d'un systéme de came à commande manuelle agissant simultanément aux quatre angles de la boite.
On va maintenant décrire, par rëférence â la figure 3, une variante de rëalisation du dispositif â
aiguilles, référencé 7.'. Les éléments identiques aux figures .prëcëdentes portent les mêmes références et ne seront re-décrits qu'en tant que de besai.n.

Selon cette variante de réalisation, la paroi supérieure, réfërencée 10' ( n' est plus r~.gide mais réalisée en matériau â propriétés élastigues ou pour le moins réver-siblemerit déformable sous l'effet d'une force de pression.
Cette paroi 10' est pleine, c'est-~-dire non munie d'orif ires comme précédemment. Les aiguilles, ici référencées 3' ont subi également des modifications . la butée, réfërencée 31', fait également office d'extrëmité
supérieure du corps cylindrique 30' et est en appui sur la face inférieure de la paroi 10'. par contre, 7.es aiguilles 3' sont enfilées, comme précédenunent) dans les orifices 14 de la paroi inférieure 11, cette dern~.êre faisant office de pl.ac~ue de guidage les maintenant verticales. De même, subsistent les parois latérales s2, sur les extrémités supérieures desquelles est xixée la paroi déformable 10'.
Lorsque l'usager pose un pied 2 sur la paroi 10', celle-Ci s'enfonce et, par appui sur les butées 31' elle entrafne les corps cylindriques 30' des aiguilleb 3'. Les ressorts associés â ces aiguilles 3' exerce une force de résistance qui tend à s'opposer à l'enfoncement de la paroi ' 10' et au mouvement de translation des a~.guilles 3' vers le bas. Comme précédemment également, les ressoxts 40 sont tarés. pe ce fait, la paroi 10' épouse le pxofil de la voGte a5 plantaire 20 du pied et l'ensemble des extrëmités inférieures 301 des aiguilles j' définissent une surface gauche SA reproduisant, sous le dispositif l', le profil précité.
L'acquisition de ce profil s'effectue par la mesure des déplacements des extrémités 301 des aiguilles 3' par rapport â un plan de référence pR (position de repos lorsque le pied 2 n'est pas posé sur la paroi 10'). La position initiale de la paroi 10', ou position de repos, est représentée eur la figure 3 en traits pointillés. Cette position est également reprise par la paroi 10' lorsque la pression est rel~chée (retrait du pied 2), d'une part sous ' ~z l'effet des ressorts 40, d'autre part, si la parai 10' est en matériau élastique, du fait de ces propriétés élastiques intrinsèques.
Bien entendu, les butées 31' pourraient aussi être ëloignées de la tête supérieure des tiges et reposer sur une plaque intermédiaire de réglage du tarage comme ci-dessus.
Dans les deux variantes de réalisation, les dispo-sitif s) 1 ou l', "déportent" le profil de la voûte 20 dans un lieu de l'espace (surface SA) oû il devient plus accessible et peut âtre acquis et numêrisë de façon aisëe.
Autrement dit, la surface définie par les extrémités inférieures des tiges constitue une réplique du profil imposé à leurs extrémitës supérieures. xl est important de noter toutefois que la reproduction du profil à l'identique suppose que toutes les tiges ont la même lr~t~gueur, mais que ceci. n'est pas obligatoire, car 1e profil peut également être calculé à partir du déplacement en translation des différentes tiges par rapport à un profil de référence qui n'est pas nëcessairement plan.
Conformément à l'invention, le dispositif palpeur tel que décrit est particuliërement adapté pour âtre associé
à une détection de la position. des tiges (extrém~.tés in~ërieures) s'effectuant par des moyens optiques qui observent leurs Faces terminales) ce qui serait impossible en opérant sur 7.eurs extrémités supérieures.
Dans un premier mode de réalisation qui va maintenant être décrit, on met en oeuvre un dispositif â
capteurs optiques. Il doit être noté que) grâce aux dispositions adoptées dans le cadre de l'invention, l'acquisition de forme peut s'effectuer directement, C'est-à-dire sans que le rayonnement laser doive traverser une paroi transparente intermédiaire, formant support de l'objet dont le prof il est à acquêrir, en l' occurrence du prof il de la voûte d'un pied dans l'application préférée.

, 13 Le profil de la surface SA est acquis par un dispositif â capteur optique disposé sous le dispositif palpeur ê aiguilles 1. tl doit ëtre bien entendu que la surface SA est bornée. Comme le montre plus particulièrement la figure 2, elle est dëlimitêe dans la pratique par les dimensions de la vo3te 20 du pied 2, c'est-~-dire la zone d'appui sur les extrémités 300 des aiguilles 3 : aire hachurée en pointillës. ~n dehors de cette aire d'appui) ~.es aiguilles 3, et plus précisément leurs extrémités supérieures 300, ne sont pas sollicitëes. Sous le dispositif palpeur 1, on retrouve cette caractéristique . une zone centrale délimitant l'aire de surface SA (courbe gauche en trois dimensions) et une zone përiphéxique plane confondue avec 7.e plan de référence PR, représentant l'état de repos.
La figure 4 illustre un exemple de réalisation du système complet 7, conforme au premier mode de rëalisation, incorporant un dispositif ë capteur optique.
Dans un but de simplification) on n'a représenté que les éléments essentiels â la bonne comprëhension de l'invention. On s'est placé dans le cas de la variante des figues 1A à Z, sans que cela soit limitatif de la portée de l'invention. Les éléments communs aux figures précédentes portent les mémes références et ne seront redëcrits qu'en tant que de besoin.
Z5 Le système 7 comprend un dispositif palpeur 1 à
aiguilles 3 et un dispositif â capteur optique 5, le tout étant supporté par un boftier unique ou bâti 6 (en traits pointillés sur la figure 4).
Le dispositif 5 est susceptible de plusieurs variantes de réalisation. La figure 4 illustre une première variante de réalisation pour laquelle le dispositif 5 comprend un capteur optique 50 se déplaçant linéairement parallèlement à l'un des axes horizontaux de la matrice d'aiguilles 3 du dispositif de palpation 1, avantageusement suivant l'axe X qui est supposé paralléle à la plus grande langueur du boftier ou du cadxe emprisonnant les aiguilles 3.
Pour ce faire, on prévoit un moteur d'entraînement 55, solidaire du bâti 6, et un feu de poulies et/ou d'engrenages classiques (non reprësenté). zl peut s'agir, par exemple, d'une vis sans tin entra~née en rotation par le moteur 55 et entrainant) â son toux, le capteur 50 dans un mouvement de translation parallélement à
l'axe X. On peut encore) puisqu'il s'agit de mesures discrètes, comme il le sera montré ci-aprés, utiliser un moteur 55 du type pas-à-pas . Le capteur 50 est disposé sur un ëquipage mobile et guidé, dans son mQUVement de translation suivant l'axe X, par des rails 54, disposêes de part et d'autre de ce capteur, parallèlement à cet axe X et solidaire du bàti 6. De façon duale, dans une vaxiante non repx-ësentëe, le capteur 50 pourrait étxe muni d'un moteur couplé à une crëmaillére au une vis sans fin, par exemple, solidaire des rails de guidage 54 ou du béti 6. On peut également mettre en oeuvre des transducteurs classiques (non représentés) permettant de connaftre, à tout instant) la position exacte du moteur 55 le long de l'axe X, associés éventuellement à des détecteurs, de fin de course.
Le capteur 50 peut être semblable, voire identique, au capteur décrit dans le brevet français FR-B-2 S85 764 précité, auquel on se reportera avec profit pour une description plus détaillée. Le capteur 50 comprend essen-tiellement une source laser 51 générant un faisceau lamellaire F1. La source 51 est avantageusement const~.tuêe d'une diode Raser semi-conductrice. Le capteur 50 est muni d'au moins une caméra et prëférentiellement de deux caméxas, 52 et 53, comsme illustré par la figure 4, disposêes de part et d'autre de la source laser 51, suivant l'axe de déplacement du capteur 50) c'est-à-dire suivant l'axe X
(dans l'exemple décrit).

' 15 Le faisoeau lamellaire F1 est dirigé vers les extrëmitës inférieures 301 des aiguilles 3. be façon préférentielle) il frappe le plan de référence PR sous une inc~.dence normale. ne façon avantageuse, la distance séparant le capteur 50 du plan de référence pR et l'angle au sommet du faisceau F1 sont. choisis de telle sorte que, quelle que soit l'enfoncement des aiguilles 3 (position extréme possible des extrémités 301 des aiguilles 3), le faisceau incident, qui se traduit par un trait de lumière étroit, couvre toute la largeur de la paroi inférieure 11 (suivant l'axe Y, dans l'exemple décrit). Mais bien entendu, en variante on peut aussi prévoir un balayage en deux directions.
Les caméras 52 et 53 sont inclinées par rapport à
l'axe Z, orthogonal au plan PR, de maniére â analyser la trace du faisceau lamellaire FZ sur les extrémités 301 des i aiguilles 3, suivant des angles différents. Ces caméras délivrent des signaux électriques de sortie VS qui sont transmis â un ensemble de traitement de signaux B. Ce dernier peut être situé dans le boîtier 7 ou, comme suggéré
sur la figure 4, é l'extérieur de celui-Ci. Dans ce dernier Cas, il peut s'agir avantageusement d'un calculateur numérique ~ programme enregistré classique, par exemple un mi.cro--ordinateur 8 connecté à un organe de visualisation 9, ' par exemple un écran cathodique ou un écran à cristaux liquides ou à plasma. Si les caméras 52 et 53 sont du type analogigue, les signaux VS doivent tout d'abord étre convertis en signaux numériques. Pour ce faixe, il est fait usage d'un convertisseur analogique~numérique classique (non représenté) disposé à l'intérieur du chàssis 6 ou d'une carte spécialisée d'acquisition de signaux analogiques située â l'intérieur de l'ensemble de traitement de signaux 8. Il existe également des caméras qui délivrent directement des signaux numériques représentatifs de l'i.magc captée. Dans ce cas, 7.es signaux sont transmis à une carte disposée dans l'ensemble 8 et munie d'un port d'acquisition w ' 16 de signaux numérigues. Le boftier ~ peut comprendre également des circuits de prétraitement 56 convertissant les signaux de sortie VS en des signaux conformes à un protocole normalisë, avant de les transmettre sous cette forme à
lfensemble de traitement de signaux, par exemple à un port série "RS 232" standard.
L'acquisitipn du profil de la volte 20 d'un pied 2, via le profil de la surface SA qui en est l'image, s'effectue classiquement par tranches successives gue l'on appellera Si, i étant un indice arbitraire variant. par exemple entre 1 et une valeur maximale imax ~ Dans le cadre de l'invention) chaque tranche Si représente préféren-tiellement une colonne (suivant l'axe Y) de la matrice rectangulaire d'extrémitës 301 d'aiguilles 3. Plus préci-sément, dans l'exemple décrit, une tranche Si représente la position de toutes les extrémités 301 des aiguilles 3 d'une colonne d'indice i de la matrice par rapport au plan de référence pR, c'est-à-dire l'amplitude de l'enfoncement des aiguilles 3 correspondantes.
Si N et M sont les nombres respectifs d'aiguilles 3 par colonne (suivant l'axe 7~ et par ligne (suivant l'axe X
ou axe de déplacement du capteur 50), le nombre de points acquis par tranche Si est, au maximum N, et le nombre de tranches maximum est égal à i~ = M. Dans la généralité des a5 cas, le nombre de tranches utiles est inférieur : il dépend de la langueur Lg du pied 2, Lg ëtanL entendu comme la longueur maximale de la voûte 20 en contact avec les extrémités supérieures 300 des aiguilles 3, compte tenu du pas pg entre Ces extrémités (voir figure 2) suivant cette direction, puisqu'il s'agit d'une mesure discréte. De mêrte, le nombre de points utiles, pour une tranche donnée Si, dépend de la largeur de la voûte 20. Le nombre de points utiles maximum est déterminê par la largeur maximale La (voir figure 2) de la voûte plantaire 20 en contact avec les extrémités supêrieures 300 des aiguilles 3, compte tenu du pas pa entre ces extrémités (voir gigure 2) suivant cette direction.
On va maintenant dëcrire de façon plus détaillée le processus d'acquisition du profil de la voûte plantaire 20, ou plus généralement d'un objet tridimensionnel exerçant une force d'appui sur les extrémités supérieures 300 des aiguilles 3.
Le processus comprend une phase préliminaire de cal~.brage. Elle est effectuée dans des conditions i.riitiales 1ü dites de "repos", c~est-à-dire sans qu'aucune contrainte soit exercée sur les extrêmités supérieures 300 des aiguilles 3. La surface P~, dite de référence, définie par les extrémités inférieures 301 des aiguilles 3, est balayée en son entier . acquisition de 1K tranches Si de N points chacune) i variant de 1 â imaX. Pour ce faire) le capteur 50 est entrainé le long de 1~axe x de façon à illuminer, tranche par tranche Si, toute la surface de référence PR.
vans une variante, le capteur devant, a priori, effectuer un aller et retour pour revenir à la position de départ, on peut effectuer une double acquisition et calculer une moyenne des deux séries de mesure.
Aux imprécisions près, la surface de référence est sensiblement représentée par un plan P~, que l~on appellera de référence, mais la condition de planéité n'est pas nécessaire) car la phase ultérieure d'acquisition du profil cherché comprend une étape de comparaison avec les coordonnées des points de ré~érenee acquises. La surface de référence PR définit en effet un nuage de points de coordonnëes de référence.
Cette phase préliminaire de calibrage peut ëtre effectuée une fois pour toutes, s~i.l est possible d'admettre que le systéme présente une stabilité dans 1e temps suffisante, ë des périodes de temps déterminées ou avant chaque acquisition. Dans une variante préférée de l'invention, le dispositif palpeur 1 est amovible et inter-changeable, de manière à pouvoir utiliser le même dispositif à capteur optique 5, quel que soit l'usager (par exemple adulte, enfant ou bébé). Dans ce cas, i.l est au moins nécessaire d'effectuer une phase de calibrage après chaque remplacement, zl en est de mëme quand on conserve le même dispositif palpeur en réglant plutôt le tarage des ressorts.
Les donnëes reprësentant les coordonnées de référence sont traduites par l'ensemble de traitement de signaux en mots binaires, stockés dans unE mémoire vive do~W
il est muni ou dans une mémoire de masse (disque dur, eLc.) pour un usage ultérieur, c'est-à-dire pour la phase d'acqui-sition proprement dite d'un profil.
Cette phase comprend les ëtapes suivantes .
a/ pose du pied 2 sur les extrémitës supérieures 300 des aiguilles 3, dans une posture donnée (à plat, sur le talon, ete.), c'est-à-dire en appui total vu partiel ;
b/ balayage de la surface formée par les extrémités infërieures 301 des aiguilles 3 par le faisceau lamellaire Fl, le balayage étant obtenu par un mouvement de translation du capteur 50 le long de l'axe x (éventuel~.ement une acquisition double : aller et retour) ; w c/ acquisition de M tranches Si de N points chacune et génération de signaux de sortie vs issus d'une conversion opto-électronique réalisée par les caméras 52 et 53) de manière à relever les coordonnées des points acquis dans un espace de mesure donné ;
d/ et transformation des données acquises et numérisées dans un rëférentiel absolu par comparaison avec les données de coordonnées de référence apparte~iant ~ l'espace de mesure, c'est-~-dire les coordonnées des extrémités infërieures 301 lorsqu' elles sent dans 7.e plan de référence P~, de maniére à relever le profil de la voQte plantaire 20.

Ces étapes peuvent ltre complétées par une étape d'interpolation et de lissage des coordonnées des points ainsi acquis, de manière à obtenir un profil à variation contznue.
Comme précédemment, les coordonnées acquises se traduisent par des mots binaizes qui peuvent être stockés, notamment si les signaux acquis ne sont pas utilisés immëdiatement mais destinés â un usage différé.
En réalité, comme il a été indiqué, seule l'acqui-sition de f aire correspondant à la surface SA est utile.
Pour éliminer les mesures parasites dues â des imprécisions, géométriques ou autres, il suffit de retenir un seuil au-dessous duquel les mesures de coordonnées sont écartées.
vans la pratique, les compazai.sons de 1 ~ étape d/ consistent à calculer, pour une aiguille 3 donnée, l'amplitude de l'enfoncement de celle-ci par rapport à sa position de repos (position de son extrémité 301 sur la surface de référence PR). Si cette amplitude est infézieure au seuil précité, celle-ci est ~.gnoxée, ce qui évite notamment la prise en Compte de points en dehors de f aire SA, c~est-à-dire en définitive en dehors de la voûte 20. Cette valeur de seuil peut être prédéterminée ou calculée â partir d'imperfections constatées et mesurées pendant la phase de i ca3.xbrage. A titre d~exemple, le seuil pourrait être !
déterminé en calculant la valeur d'erreur maximale qui permettrait d'assimiler la surface de référence PR à un plan. La précision de mesure obtenue lors de l~acqui.sition est au p7.us égale â la valeur du seuil ainsi adoptée ou calculëe.
Les acquisitions du profil de la voûte 20 pour d~autres postures du méme pied 2 (sur les talons, sur la pointe de pieds, etc.) ou de l~autre pied de l~usager s'effectue aisément en répétant les étapes d'acquisition précédentes. Il n'est généralement pas nécessaire d'effectuer une phase de calibrage entre chaque série d'acquisition.
En sus du stockage possible des données acquises, celles-ci peuvent êtxe affichées sur l~organe de visua-5 ~.xsation 9, en temps quasi-réel, aprës la fin de l'étape b/
de balayage. Cet affichage peut s'effectuer, de façon connue per se, de toute manière convenable . affichage dit "filaire" par exemple ou, si l'étape d'interpolation et de lissage est réalisée, sous la forme d'une surface tridimen-10 sionnelle à variation continue) que l'on peut faite tourner dans l'espace, ê l'aide de programmes d'a~~ichage appropriés, disponibles dans le commerce.
Enfin, dans l'application préférée de l~invention, lois d'une phase finale, les données d'acquisition, 15 disponibles sous forme numérique, peuvent ëtre utilisée directement ou en différé, pour la commande d'une machine outil. ~ commande numérique pour la fabrication de composants de chaussures orthopédiques, notamment de la semelle intégrèe â ces chaussures) ou d'une semelle orthopédique è
20 placer dans une Chaussure conventionnelle. Cette phase peut être effectuée in situ ou, au contraire dans un lieu distant. Dans Ce dernier cas, les données peuvent être transmises par voie téJ.ëmatique (réseau local) Intexnet, etc.) ou être enregistrée sur un médium intermédiaire (disquette, bande magnétique, etc.).
La figure 5 illustre un exemple de réalisation pratique du système de relevé de la figure 4.
Le système d'acquisition 7 comprend le dispositif 5 capteur optique (figure 4 . 50) et le dispositif palpeur 1 è aiguilles 3 dans une même enceinte 6. De façon préfé-rentielle, le dispositif palpeur 1 est amovible, comme il a ëtë indiqué. De façon préférentielle également, l'ali-mentation en énergie électrique nécessaire aux caméras et â
la source la$er ainsi qu'à un éventuel circuit de pré-traitement ( figure 4 : 56 ) est autono~c~e et amenêe par ut1 càble secteur 58. 4n prévoit aussi les différentes sources de tensions électriques nécessaires au bon fonctionnement de ces organes.
Dans l'exemple illustré sur la figure 5) le système de relevé proprement dit ~ est indépendant de l~ensemble de traitement de signaux, constitué par un micro-ordinateur 8, ee qui permet de le transporter aisément. La liaison avec: le micro-ordinateur 8 est effectué par un simple câble Ca, par exemple une liaison de transmission bidirectionnelle de données séries, relié en une premiCre extrémité à un connecteur 57 du boitier 6, et en une seconde extrémité sur un connecteur 80 du micro-ordinateur 8. Le micro-ordinateur 8 est couplë à un organe de visualisation 9 et à un clavier d'entrée de données et/ou d'instructions 82. I1 est muni des circuits classiques à ee type d'appareil . mémoire vive, unité centrale, mémoire de masse (disque dur), lecteur de cédérom, etc., non visibles sur la figure. Il comprend éga~.ement un lecteur/enregistreur 81 de disquettes DK, sur lesquelles il est possible d'enregistrer tout ou partie des données acquises et numérisées. Les programmes, spécifiques ou non, nécessaires au ban fonctionnement du micro-ordinateur 8 sont chargés par l'intermédiaire de disquettes, d'un cédérom ou directement par télédéchargement à partir d'un réseau local ou externe (Internat, intranet, etc.). La numérisation peut s'effectuer, soit directement par des circuits présents dans le bàti 7 (figure 4 . 56), soit par une carte spécialisée du micro-ordinateur s, recevant les données sous forme analogique par le càble Ca.
Le micro-ordinateur 8 effectue toutes les opérations de traitement de signaux nécessaïre à 1~acquisition de formes, mais aussi transmet des signaux de commande au capteur 50 (figure 4) et à ses circuits de motorisation, notamment pour effectuer les différents balayages nécessaires aux phases de calibrage et d~acquisition de coordonnées : déplacements aller et retour du capteur xx (figure 4 . 50) le long de 1~axe X, entre une posztion de xepos, ou initiale, et une position de fin de course. Les signaux de commande peuvent également transiter par le câble Ca) par exemple sous forme de signaux binaires séries.
Dans ce cas il est nécessaire que le bâti 6 comprennent des cirCUits (figure 4 : 56) aptes à reconnaître les signaux transmis par le micro-ordinateur 8 et les convertir en signaux de commande utilisables par les différents composants du capteur . signaux numériques eL/ou analogiques. Le micro-ordinateur 8 reçoit également, via le câble Ca, des données sur la position du Capteur le long de l'axe) et plus généralement sur l~état de fonctionnement des différents organes actifs présents dans le bâti 6.
Enfin, le micro-ordinateur e peut commander, par un dispositif d'interface spécialisé ou standard) une machine â
commande numérigue MCw ou une machine similaire pour la réalisation de chaussures ou de semelles orthopédiques, ou de façon plus générale pour reproduire l'objet tridimensionnel dont le pro:~il d'au moins une partie de surface a ëté acquis. Le micro-ordinateur 8 peut être relié
â cette machine rlGlv par un simple câble au via un réseau de transmission.
zl doit étre clair que les données représentant les coordonnées acquises peuvent étre modifiées par un prograrnne spécifique ou manuellement par un opérateur (â l'aide du clavier SZ par exemple), avant transmission vu enregis-trement sur une disquette DK. En d~autres termes, 1~objet n'est pas obligatoirement une reproduction du profil relevé
mais dérivé de ee profil. I1 peut, en effet, étre souhaitable d'introduire des corrections, évolutives dans le temps, notamment pour des semelles orthopédiques, poux obtenir un redressement des malformations constatées. Dans ce dernier cas, l'h~.storique des correct~.ons apportées et dcs résultats obtenus sur un patient présentant des malfor-mations peut étre conservé en mémoire.

On va maintenant décrire deux modes de réalisation supplémentaires du dispositif d~acquisition de forme et de numérisation coopérant avec la boite à aiguilles 1. Celle-ci reste inchangée et on peut mettre en oeuvre indifférenanent l'une ou l'autre des variantes décxites en regard des figures lA à 3.
Selon un premier mode de rëalisation supplémentaire, décrit par référence aux figures 6A à 6C, on met en oeuvre un dispositif d'imagerie réalisé à base d'un appareil .0 photographique numérique ou d'une caméra vidéo numérique.
Cet appareil est réfërencé CN sur J.a figure 6A.
Pour fixer les idées, on Considère que le dispositif palpeur 1 est confvxme â la première variante, c'est-à-dire celle décrite en regard des figures 7.A à 2, sans que cela 15 soit limitatif. I1 est donc inutile de le redécrire. On a également supposé que les aiguilles ou tiges 3 étaient à
l~état de repos. t.eurs extrémités inférieures 301 définissent une surface de référence comme précédemment, avantageusement un plan de référence PR.
20 Ces extrémités 301 d'aiguilles 3 sont éclairées par au moins une source de lumière blanche, avantageusement par deux sources symétriques L1 et L2, sous incidence oblique.
Quand elles sont éclairées, les faces terminales des aiguilles 3 apparaissent brillantes. Elles sont 25 rêflêchiesantes â Cet effet. Dans leur position au repos, l'appareil photographique CN observe donc une plura7.ité de peints brillants de même intensité réguliérement répartis Gv~e les aiguilles, et la densité lumineuse est sensiblement homogêne sur toute la surface de rëférence PR
30 si cette surface de référence est un plan. L'angle d~incidence moyen des rayons lumineux émis par les sources de lumière) L1 et L2, par rapport au plan de référence PR, est typiquement compris dans 1a gamme 30 à 60 degrés.

L'appareil CN convertit la brillance de chaque point en une série de signaux électriques de sortie de type numérigue. Ces signaux sont txansmis pax une liaison 830 à
une carte d'acquisition numérique 83, disposêe à l'intérieur d'un appaxeil de traitement de signal à programme enregistré, avantageusement un micro-ordinateur simi7.aire au micro-oxdi.riateur 8 de la figure 5. La liaison 830 peut être par exemple du type série.
L'image photographiée par l'appareil Crr peut étre

7.0 affichée sur l'écran 9 du micro-ordinateur 8) par exemp~.e sous une forme "brute" comme le suggëre la figure L'image 90a reproduite sur l'écran 9 se compose alors d'un ensemble de points affichés de méme intensité lumineuse, symbolisés par des cercles blancs, sur la figure 68. Cette image 9oa représente la surface rectangulaire du plan de référence PR. Chaque point affiché sur l'écran représente une des extrémités 307. des aiguilles 3.
Lorsqu'un pied est posé sur les extrémités supérieures 300 des aiguilles 3, comme illustré par la a0 figure 1B, les aiguilles 3 s'enfoncent plus ou moins selon leur position dans la matrice. La densité lumineuse de 1a surface définie par les extrëmités infërieures 301 des aiguilles 3 n'est plus homogéne, et notamment la surface SA
délimitant la zone d'appui du pied 2. La densité varie de a5 façon avrré7.ative avec l'amplitude de l'enfoncement des aiguilles 3. En effet, l'angle d'incidence de la lumiére émise par les sources, ~.1 et r.2, sur les surfaces des extrëmitës des aiguilles va varier en fonction de 7.' amplitude de J.' enfoncement, ce qui va modifier la 30 réflexion de la lumière sur ces surfaces.
Les points composant l'image affichée 90b sur l'écran 9 ont désormais des intensités lumineuses variables, comme montré par la figure 6C. Pour illustrer le procédé de l'inventivrr, on n'a représenté que deux valeurs d'intensité
35 lumineuse, illustrées respectivement par des cercles blancs 900b et noirs 901b. Dans la réalité, on obtient une gradation beaucoup plus fine de valeurs d'intensité
lumineuse, comprises entre une borne maximale (représentant par exemple l'état de repos . figure 1A) et une borne 5 min~.male (représentant un enfoncement maximum d'aiguille 3 .
figure 1B).
Par un logiciel. classique de traitement d'image du conunerce, on peut déterminer en outre le contour de la surface SA caractéristique de la surface d' appui du pied 2 .
10 Différentes méthodes sont connues. On peut pour ce faire calculer les gradients d'intensité lumineuse d'un point à un autre, et à partir de ces calculs déterminer le contour précité. En effet, en dehors de la surface SA, les fluctuations d'intensité lumineuse sont nulles, ou pour le 15 moins inférieures à un seuil déterminé. L'amplitude de l'intensité lumineuse est dérivée directement des signaux numériques en sortie de l'appareil CN.
De mëme, à l'intérieur de ce contour SA, le logiciel précité peut déternniner l'état d'enfoncement en effectuant 20 une corrélation entre l'intensité lumineuse acquise poux une aiguille donnée 3 et l'amplitude de son enfoncement. Le coefficient de corrélation peut ëtxe déterminé par un calibrage initial. vne premiére référence est obtenue au repos (plan de référence PR éclairé?. Une au plusieurs 25 autres références peu(ven)t étre obtenues) en enfonçant de façon connue et homogène l'ensemble des aiguilles 3, par exemple ~ l'aide d'un objet plan.
A partir de ces différentes déterminations, i7. esL
simple de construire un modèle en trois dimensions de la surface 5,~, de l'isoler des autres points acquis (none en dehors de la surface SA) et d'afficher ce modèle sous forme "filairen ou "lissée") comme précédemment. Ces opérations peuvent ëtre réalisée sous la conduite du logiciel.

Enfin les données acquises peuvent être utilisées en temps réel et/ou enregistrées pour un usage ultérieur, ou encore être transmises â distance. Ces étapes du procëdë ne différent en rien de celles décrites en regard de la figure 5.
Selon un deuxiéme mode de réalisation supplémentaire, décrit par référence aux figures ~A et 7s, on met en oeuvre un dispositif de télémétrie. Ce mode de réalisation est lui-même susceptible de plusieurs variantes.
ZO Dans la pxemiére variante de ce deuxième mode supplëmentaire de réalisation, illustrée par la figure le télémètre Tlm comprend une matrice d~éléments optoëlectroniques comprenant des diodes lasers semi~
conductrices, chacune étant associée à un élément photoconducteur. Les paires d~éléments opto-électroniques sont référencées n~,Z à nxy.
Comme précédemment, on a considéré que le dispositif palpeur 1 était du type représenté sur les figures XA â 2, sans que cela soit limitatif. En outre) on a représenté ce dispositif 1 à 1~état de repos, les extrémités inférieures 301 des aiguilles 3 déf~.nisssnt dans Cet état un plan de référence PR.
Le dispositif télémêtre est disposé sous la botte à
aiguilles 1. Les diodes lasers des paires Dll à ~y de la matrice sont en nombre égal au nombre d~aiguilles 3, x et y étant égaux au nombre de rangées et de colonnes de la matrice d'aiguilles 3. Les diodes lasers des paires D1~, â vxy sont arrangées spatialement de la même manière que les aiguilles 3. Le nombre total. de diodes est donc $gal au produit xy. Une diode laser particuliére, par exemple la diode de la paire Dmo (m et n étant des indices arbitraires, inférieurs ou égaux à x et y) respectivement), émet un faisceau collimaté suivant 1~axe z, dirigé vers 1~extrémité
intérieure 302 de l'aiguille 3 placée en vis-à-vis) faisceau qui se réfléchit sur la face terminale de l'aiguille 3. t,a position des d~.odes lasers des paires D11 â Dry étant fixe dans l'espace; il est aisé de déterminer la distance séparant l'extrémitê 301 d'une aiguille particuliére 3 de la diode laser de la paire D~ qui ltéclaire. L'élément photoconducteur associé â chaque diode laser de la paire D~
convertit la lumiére réfléchie en signal électrique transmis par un faisceau de câbles fca à des circuits électronigues ete, représentés schématiquement sous la forme d'un boftier. Ces circuits électroniques ete commandent un balayage électronique des d~.fférentes diodes lasers des paires Dlx à Due) par exemple un balayage du type tëlëvision. Les signaux de sortie délivrés par la matrice sont convertis en signaux numériques par ces mémes circuits Ste et transmis, par une liaison de sortie 830, â
une carte d'acquisition numérique 83, simzlaixe é la carte de méme réfërence de la figure 6A. Cette carte est disposée (dans l'exemple décrit) dans un micro-ordinateur 8, muni notamment d'un écran 9.
Lorsque le pied 2 est posé sur les extrémités supérieures 300 des aiguilles 3 (voir figure 18), les aiguilles 3 s'enfoncent plus ou moins selon le processus déjà décrit. Le télémétre T1m mesure directement les mouvements d'aiguilles 3, c~est-à-dire les variations de distance entre les extrémités infërieures 301 des a~.gu~.ll.es 3 et les diodes lasers correspondantes des paires i~. Les signaux de sortie et ceux transmis sur la liaison 830 sont directement représentatifs des amplitudes d'enfoncement. La gestion du balayage peut étre commandëe par le micro-ordinateur 8.
Aprés un calibrage initial, on peut donc afficher sur l'écran 9, comme précédemment, la surface SA en trois dimensions. Cet affichage s'effectue à l'aide d~un logiciel classique de txa~.tement d'image. Comme précëdemment, les signaux de mesure acquis peuvent être utilisés i~édiatement et/ou étre enregistrés, ou encore étre transmis à distance.

i Selon une deuxième variante de ce mode supplémentaire de réalisation, illustrée par la figure 7B, le télémètre, référencé T~m', comprend une simple barrette de paires de diodes lasers et d'élements photo-conducteurs, D11 à nly, disposée paxallëlement à l'un des axes de la matrice d'aiguilles 3, par exemple l'axe Y. Le nombre de diodes lasers y est égal au nombre de rangées de la matrice d'aiguilles 3. Cette barrette de diodes lasers et d'ëlêments photo-conducteurs) D11 à Dly, est entraînée par des moyens de motorisation (non représentés) semblables à ceux de la f figure 4, sui.vaz~t l' axe X. Le mouvement de translation est guidé par un ou plusieurs rails R, de manière à ce que la barrette reste parallèle à l'axe Y. Les moyens de motorisation peuvent comprendre avantageusement un moteur Z5 pas à pas. A chaque "pas° du mouvement de translation, on acquière une colonne de points, c'est-à-dire les distances séparant les diodes des extrémités inférieures 301 de la colonne d'aiguilles 3 en vis-à-vis.
Lorsque toutes les colonnes de la matr~.ce d~aiguilies 3 ont été balayées, le processus d'acquisition est terminé. Le balayage mécanique suivant l'axe x peut étre effectué dans n'importe quel sens. Les signaux de sortie du télémètre TLm') à chaque pas d'acquisition) c'est-à-dire pour toutes les aiguilles d'une rangée, sont transmis par un 35 faisceau de câble fco' à un bo3tier électronique (non représenté), comme précédemment. Les processus de numérisation et d'uti~lzsation des signaux de mesure acquis sont tout à fait similaires à ce qui a Lté prëcëdemment décrit. La gestion des balayages électronique et mécanique peut ètre réalisée sous la conduite du micro-ordinateur 8.
Dans une autre variante encore, non représentée, la barrette de d~.vdes et d'éléments photo-conducteurs, Ihl â Dly, est fixe. On effectue une déflexion des faisceaux lasers de manière à obtenir un balayage des extrémités inférieuxee 301 des aiguilles 3.

Plusieurs méthodes de télémétrie classiques peuvent étre utilisées. Selon l'invention) et dans les trois variantes de réalisation qua. viennent d'étre décrites, ~.a télémétrie est avantageusement basée sur l'émission d'un train d'impulsions lumineuses et des mesures de temps aller et retour) ce qui permet de déterminer des distances connaissant la vitesse de propagation de la lumière.
Enfin le télémétre optique peut être remplacé par un télémètre magnétique. zl est alors nécessaire que les aiguilles 3 soient en un matériau à propriêté magnétique (acier par exemple).
A la lecture de ce qui précède, on constate aisément que l~invention atteint bien les buts qu'elle s'est fixés.
il doit être clair cependant que l'invention n~est pas limitée aux seuls exemples de réalisation explicitement décrits, notamment en relation avec les figures 1 à 7.
En particulier, en lieu et place des ressorts hélicoidaux 40, il est possible d'utiliser des organes similaires de rappel 7 propriété élastique exer~ant â
a0 7.'encontre de l'enfoncement des aiguilles une force de résistance qui est réglable, ce qui apporte un moyen de tarage variable en fonction du poids du patient.
Bien que des tiges de section circulaire soient particulièrement adaptées pour la réalisation de la botte è
aiguilles, car dans ce cas les orifices de passage è travers les plaques fermant la botte) sont simples à réaliser, il n'en reste pas moins vrai que d'autres formes sont tout â
fait concevables. On peut notamment prévoir des tiges de section carrée, rectangulaire ou hexagonale.
Les matériaux utilisables sont essentiellement liés à l'application spécifique envisagée et participent d'un simple choix technologique à la portée de l'Homme du Métier.

be méme les exemples numériques n'ont été précisés que pour mieux illustrer l'invention.
I1 doit âtre clair aussi que, bien que parti-culièrement adaptée à la réalisatian de chaussures ou de 5 semelles orthopëdiques, on ne sauxait cantonner l'invention à ce seul type d'applications. Elle s'applique au relevë
d~au mains une portion de surface de tout objet txidimen-sionnel, pour peu qu'il pu~.sse ëtre appuyé, du fait de son propre poids ou par des moyens extérieurs ) sur la face que 10 l'on a appelée supérieure du dispositif palpeur, et que la portion de surface précitée ne dépasse pas les dimensians du cadre délimitant la matrice d'aiguilles. On a vu également que le dispositif palpeur pouvait être adaptê ~ diffërents poids d'objets (ou de force d'appui) en modifiant le tarage 15 des ressorts ou des organes qui en tiennent 7.ieu. Ainsi, le systême selon l'invention peut âtre utilisé dans toute technique demandant de réaliser le mule d'une piëce.

Claims (13)

1. Système (7) de relevé d'une forme d'un objet tridimensionnel (2), notamment du profil d'une volte plantaire (20), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif palpeur (1) comportant des tiges montées mobiles (3) dans un support (10, 11), sur une première extrémité (300) desquelles ledit objet (2) est susceptible d'être appliqué avec une force d'appui déterminée, de manière à déplacer lesdites tiges (3) en translation de sorte que l'ensemble des secondes extrémités (301) de ces tiges (3) définissent une surface (S A) répliquant ladite forme à relever (20), des moyens élastiques (4) associés auxdites tiges mobiles (3) pour opposer une force de rappel s'opposant à ladite force d'appui, et un dispositif optique d'acquisition sans contact (5) de ladite surface (S A), ledit dispositif (5) délivrant des signaux électriques de sortie (V S) corrélés aux coordonnées dans l'espace des secondes extrémités (301) des tiges (3), par rapport à des coordonnées de référence (P R) définies par la position prise par les tiges dans un état dit de repos.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support du dispositif palpeur (1) est constitué d'une boîte à aiguilles (3) comportant des première (10) et seconde (11) parois principales planes, parallèles entre elles et munies d'orifices (13, 14) dans lesquels coulissent les corps (30) desdites aiguilles (3), de manière à ce qu'elles y soient guidées et qu'elles en dépassent de part et d'autre de ladite boîte, et des parois latérales ou entretoises (12) maintenant fixes lesdites première (10) et seconde (11) parois principales.

3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support du dispositif palpeur (1) est constitué d'une boite à aiguilles (3) comportant des première (10') et seconde (11) parois principales, en ce que la première paroi principale (10') est pleine et en matériau déformable sous l'effet d'une force de pression, cette première paroi étant en contact avec lesdites premières extrémités (300) desdites tiges (3), et en ce que la seconde paroi (11) est munie d'orifices de guidage (14) dans lesquels coulissent les corps (30) desdites aiguilles (3), de manière à ce qu'elles dépassent de ladite boîte du côté de cette seconde paroi (11) par leurs secondes extrémités (301), et des parois latérales ou entretoises (12) maintenant lesdites première (10) et seconde (11) parois principales.

4. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite force de rappel exercée par lesdits moyens élastiques est réglable, notamment entre des valeurs prédéterminées dépendant du poids de l'utilisateur.

5. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques (4) sont constitués par des ressorts tarés (40), réalisés sous la forme de ressorts hélicoidaux disposés coaxialement aux tiges (3) et comprimés entre une plaque fixe (11) de guidage desdites tiges et des butées (31) prévues sur chacun des corps (30) desdites tiges (3).

6. Systéme selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est prévu une gamme de dispositifs palpeurs distincts (1), se différenciant les uns des autres par la valeur de tarage des moyens élastiques (4), qui sont interchangeables pour un même dispositif d'acquisition en fonction notamment du poids des personnes dont il s'agit de relever le profil de voûte plantaire.

7. Systéme selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit dispositif palpeur (1) comporte une plaque d'appui desdites butées (31) pour modifier simultanément le tarage de l'ensemble des ressorts (40).

8. Systéme selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif d'acquisition sans contact (5) comprend un capteur optique (50) comportant au moins une source laser (51) générant un faisceau lamellaire (F1) formant un plan laser de mesure dirigé vers lesdites extrémités inférieures (301) des tiges (3), des moyens de commande (55) du balayage dudit faisceau lamellaire (F1) sur ces extrémités inférieures (301), et au moins une caméra optoélectronique (52, 53) analysant la trace de ce faisceau (F1) sur les extrémités inférieures balayées (301) et délivrant des signaux de sortie (V S) représentant les coordonnées des secondes extrémités (301) de tiges (3) par rapport auxdites coordonnées de référence (P R).

9. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif d'acquisition comprend au moins une source de lumiére (L1, L2) éclairant lesdites extrémités inférieures (301) des tiges (3) et un appareil photographique (CN) au une caméra délivrant des signaux de sortie numériques représentant les variations d'intensité
de la lumiére réfléchie par les faces terminales inférieures des tiges (3), ainsi que des circuits électroniques (8, 83) déterminant le profil à relever à
partir desdites variations d'intensité lumineuse par rapport à l'intensité lumineuse au repos.

10. Systéme selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif d'acquisition comprend des moyens optiques de télémétrie (Tlm) disposés en regard desdites extrémités inférieures (301) des tiges (3), mesurant la distance les séparant des extrémités inférieures (301) des tiges (3) et délivrant des signaux électriques de sortie représentant ces distances.

11. Système selon la revendication 8 ou 9, caractérisé
en ce que lesdites tiges (3) sont arrangées selon les lignes et les colonnes d'une matrice à maille rectangulaire.

12. Système selon la revendication 10, caractérisé
en ce que, lesdites tiges (3) étant arrangées selon les lignes et les colonnes d'une matrice rectangulaire, lesdits moyens de télémétrie (Tlm, Tlm') comprennent des éléments aptoélectroniques à diodes lasers semi-conductrices (D11-D xy), groupés sur une barrette entraînée dans un mouvement de balayage par rapport aux extrémités inférieures de tiges ou répartis suivant la même matrice que lesdites tiges, ainsi que des organes photoconducteurs respectivement associés auxdites diodes pour délivrer des signaux de sortie représentatifs des distances détectées par lesdites diodes lasers (D11-D xy) au moyen d'un faisceau émis en direction d'une extrémité inférieure (301) de tige (3) correspondante.

13. Procédé de réalisation d'une chaussure au d'une semelle orthopédique pour un pied déterminé, le procédé
mettant en oeuvre le système de relevé d'une forme d'un objet tridimensionnel (2) suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, lesdites tiges (3) étant arrangées selon une matrice rectangulaire de M lignes et N colonnes, il comprend au moins les étapes suivantes :
a/ pose dudit pied (2) sur ledit dispositif palpeur (1), la voûte plantaire (20) en appui total ou partiel, sur les premières extrémités des tiges (3), dites supérieures (300), dans une posture déterminée, de manière à exercer ladite force d'appui ;
b/ acquisition d'un nuage de points correspondant à M
tranches de N points chacune, numérisation et génération desdits signaux de sortie (VS) pour ces points acquis par conversion opto-électronique, de manière à relever les coordonnées desdits points acquis dans un espace de mesure déterminé ;
c/ et transformation desdites données acquises et numérisées dans un référentiel absolu par comparaison avec des données de coordonnées de référence appartenant audit espace de mesure, de manière à en déduire le profil de ladite voûte plantaire (20) ;
en ce qu'il comprend en outre une étape préliminaire de calibrage dudit dispositif d'acquisition (5, Tlm, Tlm') consistant à relever les coordonnées desdites extrémités inférieures (301) des tiges (3) lorsqu'elles sont dans ledit état de repos pour lequel lesdites extrémités supérieures (300) ne sent pas soumises à ladite force d'appui, l'ensemble des extrémités inférieures (301) définissant une surface de référence (P R) dans ledit espace de mesure ;
et en ce que, par action préalable sur le tarage de l'ensemble de ressorts (40) associés aux différentes tiges pour constituer lesdits moyens élastiques (4), on règle la force de rappel s'exerçant à l'encontre du déplacement desdites tiges sous l' effet de ladite force d'appui, en fonction du poids du patient.