DE102005052903B4

DE102005052903B4 - Fußschalter für medizinische Behandlungs- oder Diagnostikeinrichtungen

Info

Publication number: DE102005052903B4
Application number: DE102005052903.8A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Lehmann
Original assignee: Sirona Dental Systems GmbH
Current assignee: Sirona Dental Systems GmbH
Priority date: 2005-11-03
Filing date: 2005-11-03
Publication date: 2014-08-07
Anticipated expiration: 2025-11-04
Also published as: DE102005052903A1; WO2007051628A1

Abstract

Fußschalter (1) für eine medizinische Behandlungs- oder Diagnostikeinrichtung der als Schuh (1) ausgebildet ist mit mehreren Schaltfunktionen mit mindestens einem als Abstellelement (1.1) ausgebildeten Sohlenteil (1.1) zum Aufstellen eines Fußes einer Bedienperson und mindestens einem als Halteteil (1.2) ausgebildeten Schuh-Oberteil (1.2) zum Halten des Fußes an dem Abstellelement (1.1), wobei mindestens ein als Kraftsensor ausgebildeter erster Sensor im Abstellelement vorgesehen ist, der mittels einer Gewichtsverlagerung des Fußes schaltbar ist und mindestens ein zweiter Sensor (2.1–3.5) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor (2.1–3.5) als Positions- und Bewegungssensor ausgebildet ist, wobei die Position und die Bewegung des Schuhs (1) im dreidimensionalen Raum relativ zu einer Aufstandsfläche und/oder einer außerhalb des Schuhs (1) befindlichen Auswerteeinheit (11) erfassbar ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf einen Fußschalter für medizinische Behandlungs- oder Diagnostikeinrichtungen mit mehreren Schaltfunktionen mit mindestens einem Abstellelement zum Aufstellen eines Fußes einer Bedienperson und mindestens einem Halteteil zum Halten des Fußes an dem Abstellelement, wobei mindestens ein als Kraftsensor ausgebildeter erster Sensor im Abstellelement vorgesehen ist, der mittels einer Gewichtsverlagerung des Fußes schaltbar ist.
Stand der Technik
Es ist bereits ein Fußschalter für eine zahnärztliche Behandlungseinrichtung bekannt, der ein Abstellelement mit einer Bedienplatte zum Aufstellen eines Schuhs einer Bedienperson aufweist, wobei ein Halteriemen zum Halten des Schuhs auf der Bedienplatte vorgesehen ist. Die Bedienplatte weist mehrere Kraftsensoren auf, die eine Änderung der Auflagekraft in Form einer Verlagerung des Schuhs detektieren. Mit dem Fußschalter lassen sich verschiedene Funktionen steuern, etwa von angetriebenen Instrumenten, des Behandlungsstuhls und einer Navigation in einer Software. Auf die DE 198 32 512 A1 und die DE 195 47 380 A1 wird verwiesen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fußschalter derart auszubilden und anzuordnen, dass eine einfache und bequeme Handhabung gewährleistet ist.
Darstellung der Erfindung
Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Hierdurch wird erreicht, dass die Bedienperson den zur Bedienung des Fußteils erforderlichen Fuß nicht mehr an einer gewissen Stelle im Bereich des dort vorgesehenen Fußschalters abstellen muss, sondern den Fußschalter entsprechend der Mobilität eines Schuhs frei bewegen kann und aufgrund der darin enthaltenen Sensorik vorbestimmte Bewegungsabläufe bzw. Belastungsabläufe die gewünschten Schaltsignale generieren. Dabei kann die gesamte Bewegungs-, Belastungs- und Beschleunigungsvielfalt des Bedienfußes bzw. Schuhs sowohl im zweidimensionalen Raum im Bereich des Bodens als auch im dreidimensionalen Raum oberhalb der Standfläche der Bedienperson ausgeschöpft werden.
Der vorliegende Fußschalter eignet sich für alle Geräte mit menügeführten Bedienoberflächen, etwa zahnärztliche Behandlungsplätze mit angetriebenen Instrumenten und verstellbaren Behandlungsstühlen, Intraoral-Messkameras, Röntgengeräte und ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Hände bereits für die Durchführung der Bearbeitungsschritte beansprucht sind.
Hierzu ist es vorteilhaft, dass der Sensor derart ausgebildet ist, dass die Position und/oder die Bewegung des Schuhs im zwei- und/oder dreidimensionalen Raum relativ zu einer Aufstandsfläche und/oder einer außerhalb des Schuhs befindlichen Auswerteeinheit erfassbar ist. Die soweit feststehende, eventuell der Diagnoseeinrichtung zugeordnete Auswerteeinheit erfasst die aufgrund der Bewegungen bzw. der verschiedenen Belastungen des Schuhs generierten Schaltsignale bzw. Sensorsignale und gibt diese entsprechend an die Diagnoseeinrichtung bzw. Behandlungseinrichtung weiter.
Dabei ist es auch vorteilhaft, dass der zweite Sensor die Position des Schuhs relativ zu der Aufstands- oder Bodenfläche des Schuhs mechanisch und/oder optisch erfasst. Die zweidimensionale Navigation kann durch Sensoren im Bereich des Sohlenteils gewährleistet werden. Für die zweidimensionale Navigation können auch Kreiselvektoren verwendet werden, die darüber hinaus eine dreidimensionale Bewegung erfassen.
Dabei ist es von Vorteil, dass der Kraftsensor als Schalter oder als piezoelektrisches Element ausgebildet ist. Durch den Einsatz von Kraftsensoren kann zum einen die Bewegung des Fußes innerhalb des Schuhs oder auch die Gewichtsverlagerung des Schuhs auf der Bodenfläche erfasst werden. Einfache Druckschalter bzw. Piezoschalter stellen dabei eine günstige Sensorvariante dar.
Dabei ist es von Vorteil, dass der Fuß der Bedienperson durch das Schuh-Oberteil zumindest im Bereich des Fußspanns gekapselt und/oder eingeschlossen ist. Der Fußschalter bzw. Schuh kann somit ohne weiteres bewegt, angehoben und in die verschiedensten Richtungen beschleunigt werden und gewährleistet dennoch einen ausreichend guten Sitz am Fuß der Bedienperson.
In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, dass mindestens ein Sensor auf einer Oberfläche des Schuhs angeordnet ist und/oder in das Sohlenteil und/oder in das Schuh-Oberteil integriert ist. Insbesondere Kreiselsensoren, die eine Bewegung bzw. Beschleunigung des Fußes erfassen, können dabei an den verschiedensten Stellen des Schuhs angeordnet sein. Kraftsensoren, die eine Verlagerung des Schuhs bzw. eine Verlagerung der Aufstellkraft des Schuhs erfassen, sind vorzugsweise im Sohlenteil angeordnet.
Vorteilhaft ist es auch, dass mehrere Sensoren der gleichen und/oder verschiedener Art vorgesehen sind, die über einen gemeinsamen Datenbus des Schuhs verbunden sind. Durch den Einsatz verschiedener Sensoren können jegliche Bewegungsformen des Schuhs und dessen Lage im Raum separat erfasst, ausgewertet und als Schaltsignal verwendet werden.
Ferner ist es vorteilhaft, dass mindestens eine Sender- und Empfängereinheit vorgesehen ist, die als Schnittstelle zur Auswerteeinheit ausgebildet ist. Somit ist die Datenübertragung zwischen Schuh und Auswerteinheit, ggf. auch in kodierter Form, zwecks Ausschluss einer Störfunktion gewährleistet.
Vorteilhaft ist es auch, dass zumindest eine Stromversorgung für mindestens einen Sensor und/oder für die Sender- und Empfängereinheit vorgesehen ist. Insbesondere bei kabellosen Systemen ist je nach Art des Sensors eine eigene Stromversorgung notwendig, die durch vorgenannte implementierte Stromversorgung gewährleistet wird. Es ist auch der Einsatz von Induktivsensoren vorgesehen, die insoweit keine eigene Stromversorgung brauchen, sondern über die Auswerteeinheit angeregt und ausgewertet werden.
Dabei ist es von Vorteil, dass ein Display vorgesehen ist, über des die Schaltfunktionen des Schuhs und der Sensoren für die Bedienperson optisch und/oder akustisch erkennbar sind. Das Display ist vorzugsweise im Sichtbereich der Bedienperson angeordnet, so dass diese während der Behandlung die verschiedenen über den Schuh generierten Schaltsignale optisch bzw. akustisch erkennen und falls erforderlich zwecks Auslösung desselben auch quittieren kann.
Vorteilhaft ist es ferner, dass der Informationsaustausch zwischen der Auswerteeinheit und dem Sensor und/oder dem Display kabellos erfolgt. Der kabellose Einsatz lässt eine optimale Bequemlichkeit bei der Benutzung des Schuhs zu, da dieser ganz unabhängig bewegt werden kann.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass mindestens ein Sensor als Lagesensor ausgebildet ist, über den mindestens ein Neigungswinkel des Schuhs im Raum ermittelbar ist. Der Lagesensor ist dabei als so genannter Kreiselsensor ausgebildet, der insbesondere die relative Lage zur Horizontalen bzw. eine Lageänderung des Schuhs erkennt.
Ferner ist es vorteilhaft, dass mindestens ein Sensor als Erkennungssensor zur Erkennung der Bedienperson ausgebildet ist. Der jeweiligen Bedienperson können verschiedene Voreinstellungen bezüglich des vorgenannten Displays zugeordnet sein, die für die Benutzung bereitgestellt werden können. Daneben kann auf die verschiedenen Funktionseigenschaften der Sensoren und Steuerbefehle abhängig von der Bedienperson abgestellt werden.
Schließlich ist es von Vorteil, dass der Schuh als Überschuh ausgebildet ist. Somit ist die Bedienbarkeit auch mit normalem Schuhwerk gegeben, mit dem in den Überschuh geschlüpft werden kann.
Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass der Schuh als Schnürschuh, Slipper oder als Pantoffel ausgebildet ist. Somit ist ein ausreichender Halt des Schuhs am Fuß der Bedienperson einerseits sowie eine bequeme Handhabung andererseits gewährleistet.
Letztlich ist es von Vorteil, dass ein zweiter Schuh vorgesehen ist, der einen Teil der Schaltfunktionen aufweist oder weitere Schaltfunktionen bereitstellt. Je nach Umfang der gewünschten Schaltfunktionen dient ein zweiter Schuh, der eine entsprechende Sensorik aufweist, zur Gewährleistung der vorgenannten Vielfalt von Schaltfunktionen.
Neben der Bewegung des Schuhs zwecks Erreichung verschiedener Schaltpositionen kann der zweite Schuh insbesondere zur Quittierung derselben eingesetzt werden. Daneben ist eine Aufteilung verschiedener Funktionen in rechte und linke Teile möglich, die entsprechend auf die Sensorik des rechten und des linken Schuhs übertragen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung der Sensorpositionen an einem Schuh;
2a eine Prinzipdarstellung der Sensorpositionen an der Schuhsohle;
2b eine Prinzipdarstellung der Sensorpositionen an der Schuhsohle
3 eine Prinzipdarstellung des Fußschalters an einem Behandlungsplatz.
Ausführungsbeispiel
Ein in 1 dargestellter, als Schuh ausgebildeter Fußschalter 1 weist ein als Sohle ausgebildetes Abstellelement 1.1 sowie ein als Schuh-Oberteil ausgebildetes Halteteil 1.2 auf. Das Schuh-Oberteil 1.2 weist dabei zwei Sensorzonen bzw. zwei Sensoren 2.1, 2.2 auf. Die Sensorzone 2.1 ist dabei im Bereich oberhalb der Zehen vorgesehen, wohingegen die Sensorzone 2.2 an der Schuhspitze angeordnet ist.
Die in den beiden Zonen 2.1, 2.2 vorgesehenen Sensoren erfüllen dabei eine Anlasser- bzw. Aktivierungsfunktion und werden mit der Fußspitze durch Auf- und Abbewegen bzw. Vor- und Zurückbewegen derselben bedient. Der Sensor 2.1, 2.2 ist dabei als Kreisel- und/oder als Drucksensor ausgebildet.
Die Visualisierung der Intensität der Ansteuerung sowie individuelle handhabbare Voreinstellungen sind ebenfalls vorgesehen, etwa mittels einer Anzeige 7.
Bei der Entnahme des jeweiligen zu steuernden Instruments erfolgt eine Justierung des dem Sensor 2.1, 2.2 zuordneten Mauszeigers. Der Start des dem Sensor 2.1, 2.2 zugeordneten Instruments erfolgt dabei durch eine der vorgenannten Bewegungen oder durch eine Rechts-/Linksbewegung.
In 2a ist ein Schuh mit Sensorzonen 3.1–3.5 im Bereich des Sohlenteils 1.1 dargestellt. Der Sensor 3.1 weist dabei die zuvor beschriebene Anlasserfunktion auf.
Für die Sensoren 3.2, die durch Kippen bzw. Verlagern des Fußes nach links betätigt werden, ist die Funktion „Spray ein/aus” vorgesehen. Die Sensoren 3.2, 3.3 sind als Drucksensoren ausgebildet. Die gegenüberliegend angeordneten Sensoren 3.3 werden ebenfalls durch Kippen nach rechts/links bedient und erfüllen die Funktion „Spray ein/aus”.
Die Sensoren 3.4, 3.4' sind als Drucksensoren und/oder Kreiselsensoren ausgebildet und dienen der Navigation.
Ein Drucksensor wird durch eine Gewichtsverlagerung des Fußes bedient, wohingegen ein Kreiselsensor durch seitliche bzw. Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen des Schuhs 1 bedient wird.
Zwecks Navigation sind in einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel Gyro-Sensoren vorgesehen, welche die Position und/oder die Bewegung des Schuhs 1 im zwei- und/oder dreidimensionalen Raum relativ zu einer Aufstandsfläche und/oder einer außerhalb des Schuhs 1 befindlichen Auswerteeinheit 11 (3) erkennen und somit eine entsprechende Steuerung verschiedenster Instrumente gewährleisten.
Der Sensor 3.5 ist als Kreiselsensor ausgebildet und dient der Quittierung verschiedener Befehle. Er wird durch die Bewegung in Z-Richtung, also nach oben bzw. unten bedient.
Mehrere Sensoren 2.1–3.5 der gleichen und/oder verschiedener Art sind über einen gemeinsamen Datenbus 4 des Schuhs 1 verbunden. Als Schnittstelle zur Auswerteeinheit 17 (3) ist eine Sender- und Empfängereinheit 6 vorgesehen. Weiterhin ist zumindest eine Stromversorgung 5 für mindestens einen Sensor 2.1–3.5 und/oder für die Sender- und Empfängereinheit 6 vorgesehen.
Das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten wird durch eine Steuereinheit 7 im Fußschalter 1 bewerkstelligt.
Gemäß 2b befindet sich ein entsprechender Quittierungssensor 3.5 in einem zweiten Schuh mit einem Sohlenteil 1.1', wobei der Quittierungssensor 3.5 im Vorderbereich des Sohlenteils 1.1' angeordnet ist, wohingegen in diesem Schuh kein Anlasser- bzw. Aktivierungssensor angeordnet ist.
Am Arbeitsplatz 10 können gemäß dem Ausführungsbeispiel in 3 weiterhin Mittel vorgesehen sein, die die Funktionalität des Schuhs 1 erst nach einem Anmeldevorgang an der Auswerteeinheit 11 bereitstellen. Dies kann beispielsweise die Freigabe einer Funkverbindung 12 über eine Tastatur 13 sein, die an der Auswerteeinheit 11 angeschlossen ist. Auf einer Anzeige 14 lässt sich der Betriebszustand anzeigen.
Der Fußschalter wirkt mit dem Arbeitsplatz 10 (3) zusammen, indem über eine Schnittstelle die vom Fußschalter bereitgestellten Befehle an die Auswerteeinheit 11 übertragen werden.
Eine Ein-/Ausschaltfunktion des Fußschalters 1 kann etwa durch einen zusätzlichen Schalter 15 an der Auswerteeinheit 11, der aber auch an der Kopfstütze einer Behandlungseinrichtung angeordnet sein kann, gewährleistet werden, wobei der Schalter ein entsprechendes Signal an den Fußschalter 1 übermittelt, etwa als Funksignal 12. Dazu kann im Halteteil 1.2 eine Antenne vorgesehen sein.
Daneben kann diese Funktion auch mittels eines markierten Bodenbereichs 16 erfolgen, der z. B. durch einen optischen Sensor 17 am Schuh 1, vorzugsweise im Sohlenteil 1.1, erfasst wird.
Da die Auswerteeinheit 11 feststeht, ist die Erkennung der relativen Position zwischen der Auswerteeinheit und des Schuhs ahne weiteres möglich. Danbeben kann ein Abstand D zwischen Auswerteeinheit 11 und Schuh 1 notwendig sein, so dass nur Bedienpersonen bzw. Fußschalter im unmittelbaren und soweit ausreichenden Umfeld der Auswerteeinheit 11 Schaltsignale generieren.
Mit dem Fußschalter lässt sich somit auch ein Mauszeiger auf der Anzeige 14 bewegen und eine Menüauswahl in einer Anwendungssoftware kann bestätigt werden.

Claims

Fußschalter (1) für eine medizinische Behandlungs- oder Diagnostikeinrichtung der als Schuh (1) ausgebildet ist mit mehreren Schaltfunktionen mit mindestens einem als Abstellelement (1.1) ausgebildeten Sohlenteil (1.1) zum Aufstellen eines Fußes einer Bedienperson und mindestens einem als Halteteil (1.2) ausgebildeten Schuh-Oberteil (1.2) zum Halten des Fußes an dem Abstellelement (1.1), wobei mindestens ein als Kraftsensor ausgebildeter erster Sensor im Abstellelement vorgesehen ist, der mittels einer Gewichtsverlagerung des Fußes schaltbar ist und mindestens ein zweiter Sensor (2.1–3.5) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor (2.1–3.5) als Positions- und Bewegungssensor ausgebildet ist, wobei die Position und die Bewegung des Schuhs (1) im dreidimensionalen Raum relativ zu einer Aufstandsfläche und/oder einer außerhalb des Schuhs (1) befindlichen Auswerteeinheit (11) erfassbar ist.
Fußschalter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor (2.1–3.5) die Position des Schuhs (1) relativ zu der Aufstands- oder Bodenfläche des Schuhs (1) mechanisch und/oder optisch erfasst.
Fußschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftsensor (2.1–3.5) als Schalter oder als piezoelektrisches Element ausgebildet ist.
Fußschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fuß der Bedienperson durch das Schuh-Oberteil (1.2) zumindest im Bereich des Fußspanns gekapselt und/oder eingeschlossen ist.
Fußschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor (2.1–3.5) auf der Oberfläche des Schuhs (1) angeordnet ist und/oder in das Sohlenteil (1.1) und/oder in das Schuh-Oberteil (1.2) integriert ist.
Fußschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sensoren (2.1–3.5) der gleichen und/oder verschiedener Art vorgesehen sind, die über einen gemeinsamen Datenbus (4) des Schuhs (1) verbunden sind.
Fußschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Sender- und Empfängereinheit (6) vorgesehen ist, die als Schnittstelle zu einer Auswerteeinheit (11) ausgebildet ist.
Fußschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Stromversorgung (5) für mindestens einen Sensor (2.1–3.5) und/oder für eine Sender- und Empfängereinheit (6) vorgesehen ist.
Fußschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeige (7) vorgesehen ist, über das die Schaltfunktionen des Schuhs (1) und der Sensoren (2.1–3.5) für die Bedienperson optisch und/oder akustisch erkennbar sind.
Fußschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsaustausch zwischen der Auswerteeinheit (11) und dem Sensor (2.1–3.5) und/oder der Anzeige (14) kabellos erfolgt.
Fußschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor (2.1–3.5) als Lagesensor ausgebildet ist, über den mindestens ein Neigungswinkel des Schuhs (1) im Raum ermittelbar ist.
Fußschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor (2.1–3.5) als Erkennungssensor zur Erkennung der Bedienperson ausgebildet ist.
Fußschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh (1) als Überschuh ausgebildet ist.
Fußschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh (1) als Schnürschuh, Slipper oder als Pantoffel ausgebildet ist.
Fußschalter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Schuh vorgesehen ist, der einen Teil der Schaltfunktionen aufweist oder weitere Schaltfunktionen bereitstellt.