DE9407068U1

DE9407068U1 - Control unit for a phoropter

Info

Publication number: DE9407068U1
Application number: DE9407068U
Authority: DE
Original assignee: Carl Zeiss Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1994-06-09
Anticipated expiration: 2004-04-29

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedieneinheit für einen Phoropter, bestehend aus mindestens zwei auf einer zentralen Drehachse angeordneten Drehknöpfen.The invention relates to a control unit for a phoropter, consisting of at least two rotary knobs arranged on a central axis of rotation.

Von handbedienbaren Phoroptern (z.B. American Optic, Prospekt-Nr. 032 04/73) ist es bekannt, mehrere Koaxialknöpfe zur Bedienung der erforderlichen Einstellvorgänge vorzusehen. Für die Einstellung der Dioptrienwerte sind aufeinander aufgesetzte Knöpfe mit mechanischer Rasterung für eine feinfühligere Verstellung und eine Verstellung um größere Beträge vorgesehen.It is known from manually operated phoropters (e.g. American Optic, brochure no. 032 04/73) that several coaxial buttons are provided for operating the necessary adjustment processes. For setting the diopter values, buttons placed on top of one another with mechanical ratchets are provided for more sensitive adjustment and adjustment by larger amounts.

Fernbedienbare Phoropter werden üblicherweise über eine Tastatur (Hoya Corp., Prospekt-Nr. M 900405) angesteuert. Dabei können die Dioptrienwerte für sphärische und zylindrische Gläser sowie Achsstellungen der zylindrischen Gläser mittels Tastendruck verändert werden.
Weiterhin sind Einknopfbedienungen bekannt (DE-GM 9012303), die eine magnetische Rasterung aufweisen und bei denen durch Drehbewegung und/oder Drücken verschiedene Funktionen ausgelöst werden. Die Bedienung hat ergonomische Nachteile. Die nur angedeuteteRemote-controlled phoropters are usually controlled via a keyboard (Hoya Corp., brochure no. M 900405). The diopter values for spherical and cylindrical lenses as well as the axis positions of the cylindrical lenses can be changed by pressing a button.
Furthermore, single-button controls are known (DE-GM 9012303), which have a magnetic grid and in which different functions are triggered by turning and/or pressing. The operation has ergonomic disadvantages. The only hinted

(magnetische) Rast könnte für den Anwender ungewohnt sein.(magnetic) locking may be unusual for the user.

Andere fernbedienbare Phoroptoren verwenden ein Tastenfeld mit mehreren nebeneinanderliegenden Knöpfen für verschiedene Einstellvorgänge (Topcon, Prospekt-Nr. 9212-20 CMITE). Das bringt erhöhten Platzbedarf und geringeren Bedienkomfort mit sich.Other remote-controlled phoroptors use a keypad with several buttons next to each other for different setting procedures (Topcon, brochure no. 9212-20 CMITE). This requires more space and is less convenient to use.

Es hat sich gezeigt, daß bei vielen Augenärzten und Optikern handbedienbare Phoroptoren noch weit verbreitet sind.It has been shown that hand-operated phoropters are still widely used by many ophthalmologists and opticians.

Durch die oben beschriebenen "Koaxialknöpfe" werden dabei über Getriebemittel die Phoropterscheiben mechanisch gedreht.The "coaxial knobs" described above rotate the phoropter discs mechanically via gears.

Die Erfindung geht nunmehr von der Aufgabe aus, unter weitestgehender Beibehaltung gewohnter und verbreiteter Bedientechniken dennoch in einem automatischen, d.h. fernbedienbaren Phoropter mit lediglich einer Bedieneinheit auszukommen.The invention is now based on the task of maintaining familiar and widespread operating techniques as far as possible while still managing to use only one operating unit in an automatic, i.e. remote-controlled phoropter.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The problem is solved by the features of the first claim. Preferred developments are described in the subclaims.

Durch die Erfindung ist es gelungen, die von handbedienbaren Phoroptoren bekannten Koaxialknöpfe für einen fernbedienbaren Phoropter einsetzbar zu gestalten. Dem Anwender wird somit der Umstieg auf eine neue Gerätetechnik vereinfacht, da er gewohnte Verstellbewegungen anwenden kann. Mittels Betätigung einer Taste kann die Funktion, auf die sich die Wirkung der Drehknöpfe bezieht, wahlweise eingestellt werden.The invention has made it possible to make the coaxial buttons known from hand-operated phoropters usable for a remote-controlled phoropter. This makes it easier for the user to switch to a new device technology, as they can use the adjustment movements they are used to. By pressing a button, the function to which the rotary buttons refer can be set as required.

Die Erfindung weist weiterhin Vorteile bezüglich des Platzbedarfs und der Herstellungskosten auf.The invention also has advantages in terms of space requirements and manufacturing costs.

In der folgenden Beschreibung der Erfindung werden weitere Vorteile und Wirkungen der Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele und der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert.In the following description of the invention, further advantages and effects of the invention are explained in more detail using the exemplary embodiments and the attached schematic drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1a: Eine Hinteransicht der Bedieneinheit mit den RastscheibenFig. 1a: A rear view of the control unit with the locking discs

Fig. 1b: Einen Schnitt entlang Linie A-AFig. 1b: A section along line A-A

Fig. 1c: Die Seitenansicht der federnden Elemente 12, 13Fig. 1c: The side view of the spring elements 12, 13

Fig. 2a: Einen Schnitt durch eine weitere vorteilhafte BedieneinheitFig. 2a: A section through another advantageous control unit

Fig. 2b: Eine Unteransicht mit einer RastscheibeFig. 2b: A bottom view with a locking disc

Fig. 2c: Eine Seitenansicht eines Teiles von Fig. 2b.Fig. 2c: A side view of a part of Fig. 2b.

Eine erste technische Lösung (Fig. 1 a, b, c) beinhaltet die Übertragung der Drehung der koaxial angeordneten Knöpfe über entsprechende Getriebestufen auf industriell verfügbare Inkrementalgeber. Diese Geber erzeugen Signale, welche Schwellwertverstärkern und im Anschluß Vor- und Rückwärtsbinärzählem zugeführt werden. Durch einen nachgeschalteten Mikrocontroller werden die Impulszahl und die Drehrichtung decodiert. Nach einer definierten Anzahl von Impulsen wird ein ASCII-Code an einen Steuerrechner abgesetzt, welcher die Zuordnung zum jeweils eingestellten Modus (Sphäre, Zylinder, Achse, Addition, Prisma, Akkommodationsbreite) realisiert.A first technical solution (Fig. 1 a, b, c) involves the transmission of the rotation of the coaxially arranged buttons via corresponding gear stages to industrially available incremental encoders. These encoders generate signals which are fed to threshold amplifiers and then to up and down binary counters. The number of pulses and the direction of rotation are decoded by a downstream microcontroller. After a defined number of pulses, an ASCII code is sent to a control computer, which realizes the assignment to the respective set mode (sphere, cylinder, axis, addition, prism, accommodation width).

Die Drehung eines ersten Knopfes (1) wird über ein erstes Zahnrad (2) auf ein erstes Rastrad (3) übertragen. Auf der Achse des Rastrades (3) sind ein erster Inkrementalgeber (4) und eine erste Rastscheibe (5) befestigt. Die Drehung des zweiten Knopfes (6) wird über ein zweites Zahnrad (7) auf das Rastrad (8) übertragen. Auf der Achse des zweiten Rastrades (8) sind ein zweiter Inkrementalgeber (9) und eine zweite Rastscheibe (10) befestigt. Die Rasträder 3; 8 sind Zahnräder, die über eine Welle die Drehbewegung auf die Rastscheiben 5; 10 übertragen.The rotation of a first button (1) is transmitted to a first ratchet wheel (3) via a first gear (2). A first incremental encoder (4) and a first ratchet disk (5) are attached to the axis of the ratchet wheel (3). The rotation of the second button (6) is transmitted to the ratchet wheel (8) via a second gear (7). A second incremental encoder (9) and a second ratchet disk (10) are attached to the axis of the second ratchet wheel (8). The ratchet wheels 3; 8 are gears that transmit the rotary motion to the ratchet disks 5; 10 via a shaft.

Die mechanische Rast wird realisiert, indem in jede der beiden Rastscheiben (5; 10) je eine Rastkugel (11) durch je eine Rastfeder (12; 13) gedrückt wird. Die Rastfedern 1 (12) und 2 (13) sind am Gehäuse (14) befestigt.The mechanical locking is achieved by pressing a locking ball (11) into each of the two locking disks (5; 10) by means of a locking spring (12; 13). The locking springs 1 (12) and 2 (13) are attached to the housing (14).

Eine zweite Lösung (Fig. 2 a, b, c) verzichtet auf die aufwendigeren Getriebestufen. Die Drehbewegung der Knöpfe (15; 19) wird jeweils unmittelbar auf die. Rastscheiben (21,18) übertragen. An der Peripherie dieser Scheiben sind jeweils zwei zueinander versetzte Impulsgeber (23, 24; 25, 26) justierbar angeordnet, die jeweils zwei um 90° zueinander phasenversetzte Signale erzeugen. Damit wird neben dem absoluten Verstellbetrag auch die Drehrichtung detektiert. Die von diesen Impulsgebern erzeugten Signale werden analog zur ersten Variante rechnergestützt ausgewertet. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß die Rastscheibe gleichzeitig zum Gewinnen der elektrischen Signale verwendet wird.A second solution (Fig. 2 a, b, c) dispenses with the more complex gear stages. The rotary movement of the buttons (15; 19) is transmitted directly to the locking disks (21, 18). On the periphery of these disks, two pulse generators (23, 24; 25, 26) are arranged in an adjustable manner, offset from one another, each of which generates two signals that are 90° out of phase with one another. This detects not only the absolute adjustment amount but also the direction of rotation. The signals generated by these pulse generators are evaluated using a computer, similar to the first variant. The advantage of this solution is that the locking disk is used at the same time to obtain the electrical signals.

Bei den Impulsgebern kann es sich auch um absolute Winkelcodierer, elektromagnetische Impulsgeber oder Winkelsensoren handeln.The pulse generators can also be absolute angle encoders, electromagnetic pulse generators or angle sensors.

Der erste Knopf (15) wird über eine Schlitzhülse (16) an der Achse (17) befestigt, welche die erste Rastscheibe (18) trägt. Die Drehung des zweiten Knopfes (19) wird über die Hülse (20) auf die zweite Rastscheibe (21) übertragen. Die Rastkugeln (22), welche wieder mittels Federn an die Rastscheiben gedrückt werden, realisieren die mechanische Rasterung.The first button (15) is attached to the axle (17) via a slotted sleeve (16), which carries the first locking disc (18). The rotation of the second button (19) is transmitted to the second locking disc (21) via the sleeve (20). The locking balls (22), which are again pressed onto the locking discs by means of springs, implement the mechanical locking.

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An jeder Rastscheibe sind je zwei justierbare Gabelkoppler angeordnet, an der ersten Rastscheibe (18) die Koppler (23) und (24) und an der Rastscheibe (21) die Koppler (25) und (26). Die Koppler werden über die Winkelelemente (27) und die Winkelelemente (28) am Gehäuse (29) befestigt.Two adjustable fork couplers are arranged on each locking disc, the couplers (23) and (24) on the first locking disc (18) and the couplers (25) and (26) on the locking disc (21). The couplers are attached to the housing (29) via the angle elements (27) and the angle elements (28).

Wie in Fig. 2b dargestellt, sind die Ausnehmungen der Rastscheiben (18,21) abwechselnd unterschiedlich tief ausgebildet. Vorteilhaft ist es nun,neben einer mechanischen Rast, die durch Einrasten in die tiefen Ausnehmungen erzeugt wird, eine zusätzlich "optische" Rast bei Durchgang der weniger tiefen vorzusehen, d.h. zwei optischen Durchgängen entspricht eine mechanische Rast.As shown in Fig. 2b, the recesses of the locking disks (18, 21) are alternately designed with different depths. In addition to a mechanical locking mechanism, which is created by locking into the deep recesses, it is advantageous to provide an additional "optical" locking mechanism when passing through the less deep recesses, i.e. one mechanical locking mechanism corresponds to two optical passages.

Dies ist sinnvoll, da die mechanisch rastenden Elemente eine gewisse Toleranz aufweisen, die nicht zur Verfälschung des abgegebenen elektrischen Signals führen darf (durch leichte Verschiebung der HeII-Dunkel-Grenze der Rastscheibe, die in den Koppler eintaucht).
Für jeden Knopf wird eine separate mechanische Rasterung verwendet. Der im Durchmesser kleinere Knopf bewirkt Änderungen um 0,25 dpt (bzw. 1° bei Achse); der größere Knopf bewirkt Änderungen um 1,0 dpt (bzw. 5°).
Die mechanische Rast wurde soweit optimiert, daß bekannte Probleme wie Schwergängigkeit und Abrieb der beweglichen Teile beseitigt sind. Als vorteilhaft hat sich der Einsatz von Plastmaterialien erwiesen, die üblicherweise für die Herstellung von Zahnrädern verwendet werden. Die Verzahnung am Drehteil bewirkt definierte Winkelstellungen der Drehknöpfe von beispielsweise 10°.This is useful because the mechanically locking elements have a certain tolerance that must not lead to a distortion of the emitted electrical signal (by slightly shifting the HeII-dark boundary of the locking disk, which is immersed in the coupler).
A separate mechanical detent is used for each button. The smaller diameter button produces changes of 0.25 dpt (or 1° on axis); the larger button produces changes of 1.0 dpt (or 5°).
The mechanical locking mechanism has been optimized to such an extent that known problems such as stiffness and abrasion of the moving parts have been eliminated. The use of plastic materials that are usually used to make gears has proven to be advantageous. The teeth on the rotating part result in defined angular positions of the rotary knobs, for example 10°.

Claims

• &diams;•&diams;

AnsprücheExpectations

Control unit for a phoropter,

consisting of at least two rotary knobs arranged on a central rotary axis for controlling the adjustment processes, in particular the adjustment of the dioptre values for spherical and cylindrical lenses and the axial position of cylindrical lenses, with at least one rotary knob being provided with a

connected rotatable locking disk is assigned, into which a spring element engages in a locking manner and at least for one rotary knob means are provided for generating at least one electrical signal proportional to the change in position of the rotary knob, which serves to control the setting processes.

Control unit according to claim 1, characterized in that both rotary knobs are each assigned at least one locking disk and the means for generating at least one electrical signal.

Control unit according to claim 1 or 2, characterized in that two rotary knobs arranged one above the other are provided, the diameter of the upper rotary knob being smaller than that of the lower rotary knob

Control unit according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the same position change of the individual rotary knobs is assigned to different setting changes on the phoropter.

Control unit according to claim 4, characterized in that when adjusting the diopter values, the upper button produces a change of 0.25 dpt per notch change and the lower button produces a change of 1.0 dpt per notch change.

Control unit according to claim 4 or 5, characterized in that when adjusting the axis values, the upper button produces a change of one degree per notch change and the lower button produces a change of five degrees per notch position.

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Control unit according to one of claims 1-6, characterized in that the generation of the signals proportional to the change in position takes place via incremental encoders connected to the rotary knob.

Control unit according to one of claims 1-6, characterized in that the rotary knob is connected to the locking disk via gear means.

Control unit according to claim 8, characterized in that the incremental encoders are connected to the locking disk.

Operating unit according to one of claims 1-9, characterized in that pulse generators are provided on the circumference of the locking disk, with stationary pulse generators being provided for detecting a change in position of the locking disk.

Control unit according to one of claims 1-10, characterized in that the signal proportional to the change in position is generated by means of optoelectronic couplers arranged on the circumference of the locking disk.

Operating unit according to one of claims 1-11, characterized in that the locking disc has recesses along its circumference.

Operating unit according to one of claims 1-12, characterized in that at least one fork coupler is provided, into which the locking disc engages and which detects the passage of the disc recesses.

Operating unit according to one of claims 1-13, characterized in that for detecting the direction of the position change of the rotary knob, several fork couplers are provided per locking disk, which are arranged one after the other along the disk circumference.

Control unit according to claim 14, characterized in that the phase position of the coupler signals for detecting the direction of rotation are offset from one another.

Control unit according to claim 15, characterized in that in the case of two fork couplers the phase position is offset by 90 degrees.

Operating unit according to one of claims 1-16, characterized in that a locking ball is provided which is pressed resiliently against the locking disc and engages in recesses on the circumference of the locking disc.

Operating unit according to one of claims 1-17, characterized in that two rotary knobs arranged one above the other are provided, to which locking disks arranged one above the other are assigned, wherein fork couplers engaging in the disk are provided in each case, offset from one another along the circumference

Operating unit according to one of claims 1-18, characterized in that the radial extent of the recesses for the locking ball on the circumference of the locking disk is larger than the recesses provided for the fork couplers, so that more locking points are covered by the fork couplers than are covered by the locking ball