KR20130095744A - 제어 장치 및 제어 장치 작동 방법 - Google Patents

제어 장치 및 제어 장치 작동 방법 Download PDF

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루드비크 라쓰후버
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오란게덴탈 게엠베하 운트 코카게
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Abstract

본 발명에 의해 제어 장치(10)가 제공된다. 제어 장치(10)는 베이스 부재(12) 및 베이스 부재(12)에 의해 지지되는 작동 부재(14)를 포함한다. 작동 부재(14)는 제어 장치(10)에 의해 제공된 상이한 기능들을 작동하기 위해 베이스 부재(12)에 대하여 이동될 수 있다. 제어 장치(10)는 두 가지 모드, 즉 교정 모드와 제어 모드에서 작동하도록 구성된다. 교정 모드에서 제어 장치(10)는 제어 장치(10)의 상이한 기능들을 규정하도록 구성된다. 제어 모드에서 제어 장치(10)는 작동 부재(14)의 작동에 의해 교정 모드에서 규정된 기능들을 실행하도록 구성된다.

Description

제어 장치 및 제어 장치 작동 방법{CONTROL DEVICE AND METHOD OF OPERATING SUCH A CONTROL DEVICE}
본 발명은 제어 장치에 관한 것이며, 특히 의료 또는 치과 장비나 기기를 작동 및 제어하기 위한 푸트 제어 장치(foot control device)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 제어 장치를 작동하는 방법에 관한 것이다.
치과 또는 의료 전문가 및 의사는 푸트 제어 시스템에 의해 제어되는 많은 기기를 사용한다. 예를 들면, 수술 절단 기기, 내시경 도구, 세척 및 흡인 도구, 치과용 드릴 및 다른 핸드피스(handpiece), 초음파 치과 밀봉 장치, 치과용 예방 유닛들이 푸트 제어 시스템에 의해 작동될 수 있다. 일반적으로 푸트 제어 시스템은 의사가 쉽게 도달할 수 있게 바닥에 놓인 푸트 제어 장치 또는 푸트 스위치(foot switch)를 포함한다. 푸트 스위치는, 푸트 스위치와 통신하는 작동 베이스 유닛을 포함할 수 있는 치과/의료 장치를 작동시키기 위하여 사용된다. 일반적으로 푸트 스위치는 "고정 배선" 시스템에서 연결 케이블로 베이스 유닛과 연결된다. 대안으로, 일부 경우에 연결 케이블을 사용하지 않는 원격 "무선" 푸트 제어 시스템이 베이스 유닛을 작동시키기 위하여 사용될 수 있다. 가요성의 기기 케이블은 예를 들면 치과용 핸드피스와 같은 치과/의료 기기를 베이스 유닛에 연결한다. 치과 또는 의료 전문가는 자신의 발로 푸트 스위치를 누름으로써 베이스 유닛 및 베이스 유닛과 연결된 치과/의료 기기를 작동시킨다.
일부 종래의 푸트 스위치들은 다중-위치 스위치 또는 다중-작동 스위치로 지칭된다. 즉, 이 스위치는 스위치와 통신하는 기기의 하나 이상의 기능을 제어하거나 트리거(trigger) 할 수 있다. 오퍼레이터는 푸트 스위치의 페달을 특정한 위치로 누르고, 이러한 동작은 치료/의료 기기가 특별한 모드에서 작동하도록 한다. 특별한 작동 모드는 푸트 스위치 페달의 위치에 기초한다. 예를 들면, 2 위치 푸트 스위치를 사용하여 치과 의사는 환자의 치아를 세정하기 위하여 물이 핸드피스를 통해 유동하도록 페달을 제1 위치로 누를 수 있다. 그 다음에, 치아를 세정하기 위해 세정 스프레이가 핸드피스를 통해 유동하도록 푸트 스위치의 페달은 제2 위치로 눌려질 수 있다.
푸트 제어 시스템은 몇 가지 장점을 제공한다. 첫째, 푸트 스위치 장치는 사용하기 용이하며 효율적이다. 치과/의료 전문가 및 의사는 자신의 발로 푸트 스위치를 단순히 누름으로써 푸트 스위치와 통신하는 기기 및 선택적으로 베이스 유닛을 작동시킬 수 있다. 둘째, 푸트 스위치 장치를 사용하여 작업할 때 치과/의료 전문가의 손은 자유롭게 유지될 수 있다. 따라서, 의사는 환자를 치료하는 동안 다른 기기 및 부속 기기를 취급할 수 있다. 그러므로, 의사는 필요한 치과/의료 수술을 실행하는 데에 더욱 집중할 수 있다.
푸트 스위치 장치들은 다양한 구조를 가질 수 있다. 예를 들면 국제출원공보 WO 07/084605호는 치과 또는 의료 치료 기기를 작동시키기 위한 푸트 스위치 장치를 개시하고 있다. 푸트 스위치 장치는 베이스 플레이트, 베이스 플레이트에 부착된 중앙 하우징, 하우징에 장착된 이동가능한 상부 커버, 및 커버가 하우징에 대해 상하로 이동가능하도록 하면서 하우징에 커버를 유지하기 위해 상부 커버에 부착된 연결 칼라를 포함한다. 중앙 하우징은 기기에 제1 신호를 전송하기 위한 제1 전기 스위치와 기기에 제2 신호를 전송하기 위한 제2 전기 스위치를 수용한다. 오퍼레이터는 스위칭 기구를 작동시키고 치과 또는 의료 기기의 작동을 제어하기 위하여 자신의 발로 상부 커버를 누를 수 있다.
유럽특허공보 EP 1462906호는 특히 치과 기기를 위한 푸트 스위치 장치 또는 푸트 조절 장치를 개시하고 있다. 푸트 조절 장치는 푸트 조절 장치의 조절부가 반경 방향으로 회전 및/또는 변위될 수 있게 하는 베이스 부분뿐만 아니라 회전 및/또는 변위를 검출하기 위한 수단을 포함한다. 게다가, 푸트 조절 장치는 조절 장치의 순간 위치를 검출하기 위한 수단, 위치와 관련한 상대 이동을 검출하기 위한 수단, 위치 및/또는 이동을 결정하기 위한 검출가능한 참조 수단을 포함하며, 여기에서 위치 및/또는 이동을 결정하기 위한 검출가능한 참조 수단은 격자 구조 형태를 갖는 패턴, 다이어그램 또는 높이에 의해 형성된다. 게다가, 유럽특허공보 EP 1462906호는 치과 장비를 제어하는 방법을 개시하고 있는데, 여기에서 제어는 소정의 제로 지점에 대한 푸트 조절 장치의 순간 위치의 판독 또는 검출에 기초하여 실행된다. 하나 이상의 조절 링의 회전 및/또는 반경 방향의 변위에 의해서 제어가 이루어진다.
하나 이상의 작동 모드를 제공하는, 즉 푸트 스위치 장치와 통신하는 기기의 하나 이상의 기능을 작동시킬 수 있는 전술한 푸트 스위치 장치 및 다른 종래 기술의 푸트 스위치 장치들은 이하에 설명하는 단점을 가지고 있다. 종종, 서 있거나 의자에 앉아 있는 치과/의료 전문가나 의사는 예를 들면 검사하는 구역의 다른 부분을 보거나 환자의 다른 신체 부위를 검사하기 위하여 환자에 대해 자신의 위치를 바꾸어야 할 것이다. 이렇게 할 때 많은 경우에 치과/의료 전문가는 바닥의 소정 위치에 놓인 푸트 스위치에 대해 자신의 위치를 또한 바꾸어야 할 것이다. 푸트 스위치에 의해 제어되는 치과/의료 기기 또는 장비를 계속해서 작동시킬 수 있도록 하기 위하여, 치과/의료 전문가는 현재 자신의 위치에서 접근할 수 있도록 푸트 스위치의 위치를 조정해야 할 것이다. 종종, 바닥에서 푸트 스위치의 위치 조정은 치과/의료 전문가가 자신의 발을 사용하여 푸트 스위치 장치를 바닥을 따라 "드래깅(dragging)" 하는 것에 의해서 달성된다. 이렇게 할 때 치과/의료 전문가에 대한 푸트 스위치의 상대적인 각도 위치가 변하므로 많은 경우에 치과/의료 전문가는 푸트 스위치에 의해 제공되는 모든 기능에 접근할 수 있도록 푸트 스위치의 상대적인 각도 위치를 수동으로 조정해야 한다. 푸트 스위치의 상대적인 각도 위치를 조정하기 위하여, 매번 치과/의료 전문가가 푸트 스위치에 대해 자신의 위치를 바꾸는 것은 번거롭고 환자에 대한 치과/의료 전문가의 집중력은 분산된다.
본 발명의 목적은 개선된 제어 장치를 제공하는 것이며, 특히 전술한 단점이 없는 개선된 푸트 스위치 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 이러한 개선된 제어 장치의 작동 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 본 발명의 제1 양태에 따라 제어 장치와 통신하는 기기의 두 가지 이상의 기능을 작동시키기 위한 청구항 1에 따른 제어 장치에 의해 달성된다. 제어 장치는 적어도 두 가지 상이한 방식에서 작동하도록 구성된 작동 부재를 포함한다. 교정 모드에서 적어도 두 가지 기능의 개별적인 기능이 작동 부재를 작동시키는 적어도 두 가지 상이한 방식으로 부여될 수 있도록, 그리고 작동 모드에서 교정된 제어 부재의 작동 부재를 작동하는 것이 작동 부재를 작동시키는 적어도 두 가지 상이한 방식 중의 하나에서 작동 부재를 작동시키는 개별적인 방식에 부여된 기능을 작동시키거나 트리거 하도록, 제어 장치 자체는 교정 모드 및 작동 모드에서 작동하게 구성된다. 본질적으로, 교정 모드에서 제어 장치는 사용자에 대한 제어 장치의 상대적인 (각도) 위치를 결정한다.
바람직한 실시예에 따라, 교정 모드에서 작동 부재를 작동시키는 적어도 두 가지 상이한 방식에 적어도 두 가지 기능의 개별적인 기능을 부여하는 것은 작동되는 작동 부재에 의해서 실행된다. 대안으로, 작동 부재를 작동시키는 적어도 두 가지 상이한 방식에 적어도 두 가지 기능의 개별적인 기능을 부여하는 것은 제어 장치에 대해 사용자의 발을 위치 결정함으로써 실행된다.
바람직하게는, 제어 장치는 베이스 부재와 작동 부재 사이에 공동이 형성되도록 작동 부재를 유동적으로(floatingly) 지지하는 베이스 부재를 또한 포함한다. 바람직하게는, 복수의 작동 센서들이 공동 내에 배열되고 복수의 작동 센서들은 베이스 부재를 향하여 작동 부재의 이동을 야기하는 작동 부재의 작동을 검출하도록 구성된다. 바람직한 실시예에 따라, 작동 부재는 베이스 부재에 배치된 스프링 부재와 같은 적어도 하나의 지지 부재로 베이스 부재에 의해 유동적으로 지지된다. 유리하게, 베이스 부재는 실질적으로 평평한 원의 형상 및/또는 작동 부재는 실질적으로 거꾸로 뒤집힌 반경 방향으로 대칭인 플레이트의 형상이다.
제어 장치는 제어 장치와 통신하는 기기에 케이블 및/또는 무선으로 연결될 수 있다.
바람직한 실시예에 따라 작동 부재는, 작동 부재를 작동시키는 적어도 두 가지 상이한 방식이 작동면의 상이한 두 위치에서 작동 부재에 힘을 가하는 것을 포함하도록 형성된 작동면을 포함하거나 형성한다.
제어 장치는 교정 모드와 작동 모드에서 동시에 또는 교대로 작동하도록 구성될 수 있다.
바람직하게는, 제어 장치는 지지면에 대한 제어 장치의 이동을 검출하기 위한 수단을 또한 포함하고, 바람직하게는 바닥면과 구름 접촉하도록 형성된 볼 마우스를 포함한다.
바람직한 실시예에 따라 제어 장치는, 제어 장치가 교정 모드 또는 제어 모드에서 작동하는지를 사용자에게 시각적으로 보여 주기 위한 수단 및/또는 작동 부재에 부여된 상이한 기능들을 사용자에게 시각적으로 보여 주기 위한 수단을 또한 포함한다. 바람직하게는, 시각적인 표시 수단은 복수의 작동 센서들과 수(number) 및 위치에서 대응하는 복수의 LED를 포함한다.
본 발명의 제2 양태에 따라 제어 장치와 통신하는 기기의 적어도 두 가지 상이한 기능들을 제어하기 위해 제어 장치를 작동하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 작동 부재를 작동시키는 적어도 두 가지 상이한 방식에 적어도 두 가지 상이한 기능을 부여함으로써 교정 모드에서 제어 장치를 교정하는 단계; 및 작동 부재의 작동에 의해 교정 모드에서 규정된 적어도 두 가지 상이한 기능 중의 적어도 하나를 실행하도록 제어 모드에서 제어 장치와 통신하는 기기를 제어하는 단계를 포함한다. 바람직하게, 적어도 두 가지 상이한 기능은 작동 부재의 작동에 의해 작동 부재를 작동시키는 적어도 두 가지 상이한 방식에 부여된다.
본 발명의 다른 장점들과 특징들은 종속항들에 정의되어 있고/있거나 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면을 참조함으로써 분명해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 제어 장치의 바람직한 실시예를 단면으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A 선을 따라 본 발명에 따른 제어 장치의 바람직한 실시예를 도시한 단면도이다.
전체적으로 간략하게 전술한 상이한 양태의 본 발명을 상세하게 규정함으로써 이제 본 발명을 설명한다. 따라서 명시적으로 그렇지 않다고 기재하지 않는 한, 규정되는 각각의 양태의 발명은 다른 양태 또는 다른 양태들의 발명들과 결합될 수 있다. 특히, 바람직하거나 또는 유리한 것을 나타내는 특징은 바람직하거나 또는 유리한 것으로 나타낸 다른 특징 또는 특징들과 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예의 제어 장치(10)가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 특히, 의료 또는 치과 장비나 기기를 제어하기 위해 사용자의 발에 의해 작동되는 제어 장치(10)는 베이스 부재(12)와 작동 부재(14)를 포함한다. 도 1에 도시된 평면도로부터 알 수 있는 바와 같이, 바람직한 실시예에 따른 제어 장치(10)는 도 2에 도시된 중심 대칭축(S)에 대하여 반경 방향으로 대칭 형상인 실질적으로 원형이다. 베이스 부재(12)는 실질적으로 평평한 원의 형상이며 작동 부재(14)는 실질적으로 거꾸로 뒤집힌 플레이트의 형상이다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 작동 부재(14)의 상부면이 작동면(14a)을 형성한다. 선택적으로, 베이스 부재(12)의 하부면은 베이스 부재(12)를 유지하고 따라서 제어 장치(10)를 바닥의 제 위치에 유지하는 것을 용이하게 하기 위하여 미끄러지지 않는 고무 배면을 구비할 수 있다.
바람직하게는, 작동 부재(14)가 베이스 부재(12)에 의해 유동적으로 지지되도록 베이스 부재(12)와 작동 부재(14)는 4개의 지지 부재(16a - 16d), 예를 들면 스프링 부재들에 의해 연결된다. 이러한 유동적인 구조에서 예를 들면 사용자의 발로 작동 부재(14)의 작동면(14a)에 힘을 가함으로써 작동 부재(14)는 베이스 부재(12)를 향하여 눌려질 수 있다. 이러한 누름은 작동 부재(14)의 작동면(14a)에 사용자에 의해 가해진 힘의 정확한 위치에 따라 지지 부재(16a - 16d)의 일부 또는 전부를 변형시킬 것이다. 일단 힘이 더 이상 가해지지 않으면, 지지 부재(16a - 16d)들의 바이어스 스프링에 의해 발휘되는 복원력으로 인하여 작동 부재(14)는 기본 위치(default position)로 다시 이동할 것이다. 도 1에 도시된 평면도로부터 알 수 있는 바와 같이, 바람직한 실시예에서 4개의 지지 부재(16a - 16d)들은 제어 장치(10)의 중심 대칭축(S) 둘레에 대칭으로 배치된다. 그러나, 본 발명에 따라 지지 부재들의 다른 배열뿐만 아니라 4개보다 많거나 적은 수의 지지 부재들이 또한 사용될 수 있다는 것을 통상의 기술자는 이해할 것이다. 게다가, 통상의 기술자는 스프링 부재 이외의 다른 수단이 작동 부재(14)를 지지하는 지지 부재들로서 또한 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 베이스 부재(12)와 지지 부재(16a - 16d)들에 의해 작동 부재(14)를 유동적으로 지지하기 때문에, 베이스 부재(12)와 작동 부재(14) 사이에 공동이 형성된다. 작동 부재(14)의 작동을 감지하기 위해서, 즉 베이스 부재(12)를 향한 작동 부재(14)의 실제 이동을 감지하기 위해서 복수의 작동 센서(18a - 18h)들이 베이스 부재(12)와 작동 부재(14) 사이에 형성된 공동 내에 배열된다. 바람직하게는, 작동 센서(18a - 18h)들은 베이스 부재의 둘레 가장자리 부근의 베이스 부재(12)에 배치된다. 도 1에 도시된 평면도에서 알 수 있는 바와 같이, 바람직한 실시예에서 8개의 작동 센서(18a - 18h)들이 제어 장치(10)의 중심 대칭축(S) 둘레에 대칭으로 배치된다. 바람직하게, 각각의 작동 센서(18a - 18h)는 예를 들면 개별적인 스프링 부재에 의해 확장 위치로 바이어스되는 신축가능한 핀을 포함한다. 확장 위치에서, 바람직하게 각각의 작동 센서(18a - 18h)의 핀의 선단은 작동 부재(14)의 하부면과 밀착하거나 거의 맞닿는다. 예를 들면, 도 2에 도시된 실시예에서, 각각의 작동 센서(18a - 18h)의 핀의 선단은 작동 부재(14)의 하부면에 의해 형성되는 환형상 선반 또는 쇼울더 부분(14b)과 거의 맞닿는다. 게다가, 작동 부재(14)는 베이스 부재(12)와 작동 부재(14) 사이에 형성된 공동 내에 먼지나 오염물이 축적되는 것을 방지하기 위한 원주 방향의 환형상 스커트 부분(14c)을 포함한다.
통상의 기술자가 이해할 수 있는 바와 같이, 작동 부재(14)의 작동면(14a)에 사용자가 가하는 힘에 의한 작동 부재(14)의 작동은, 작동 부재(14)의 하부면과 작동 센서들의 핀의 접촉 관계가 확장 위치로부터 수축 위치로 변위되기 때문에 작동 센서(18a - 18h)의 핀들의 적어도 하나, 또는 일부 또는 전부에 가해지는 힘의 정확한 위치에 따른 영향을 받을 것이다. 따라서, 이러한 이동은 작동 센서(18a - 18h)의 적어도 하나, 또는 일부 또는 전부에 의해 감지되거나 기록될 것이다. 작동 센서(18a - 18h)에 의해 제공되는 작동 신호들을 처리하고, 결과적으로 초래되는 제어 신호를 제어 장치(10)와 통신하는 기기에 전달하기 위해, 이 방식에서 작동 센서(18a - 18h)의 작동은 제어 장치(10)와 통신하는 기기 및/또는 제어 장치(10)의 내부 제어 유닛(도시 생략)에 전달될 수 있는 상응하는 작동 신호를 트리거 할 것이다.
통상의 기술자는 전술한 작동 센서(18a - 18h)들의 수, 구성 및 배열은 바람직한 실시예에 해당하는 것이며, 상이한 구성을 갖고 상이하게 배열된 상이한 수의 작동 센서들이 또한 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 본 발명에 따라 작동 부재의 작동이 작동 센서들에 의해 감지되는 상이한 자기장을 일으키며 상응하는 작동 신호를 트리거 하도록, 작동 센서들이 작동 부재 안에 또는 작동 부재 상에 배치된 자기 부재에 의해서 발생되는 자기장을 검출하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따라 제어 장치(10)는 두 가지 모드, 즉 한편으로는 교정 또는 게이지 모드와 다른 한편으로는 작동 또는 제어 모드로 작동하도록 구성된다. 본질적으로, 교정 또는 게이지 모드에서 제어 장치(10)는 사용자에 대한 상대적인 (각도) 위치를 결정하고 상응하게 스스로 교정하도록 구성된다. 통상의 기술자는 이하의 상세한 설명으로부터 이러한 두 가지 다른 작동 모드들이 제어 장치(10)에서 다수의 상이한 방식으로 실현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 본 발명의 실시예들에 따라 제어 장치(10)는 작동 부재(14)의 적절한 작동에 의해 교정 또는 게이지 모드로부터 작동 또는 제어 모드로 변경되도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 본 발명의 다른 실시예들에 따라 제어 장치(10)는 동시에 두 가지 모드에서 작동할 수 있는데, 여기에서 제어 장치(10)의 교정은 작동 부재(14)를 5초를 초과하여 누르는 것과 같은 것에 의해 작동 부재(14)를 작동시키는 제1 방식으로 달성되고, 제어 장치(10)의 작동은 작동 부재(14)를 5초 미만으로 누르는 것과 같은 것에 의해 작동 부재(14)를 작동시키는 상이한 제2 방식으로 달성된다. 이제 하나의 바람직한 실시예가 도 1 및 도 2를 참조하여 설명될 것이다.
바람직하게는, 작동 또는 제어 모드에서 제어 장치(10)가 다기능 스위치로서 작동, 즉 하나의 스위치가 제어 장치(10)와 통신하는 기기의 복수의 기능들을 제어 또는 트리거 할 수 있는데, 여기에서 소정의 작동 센서(18a - 18h)의 위치에서 또는 그 위치에 가까운 작동면(14a)을 통한 작동 부재(14)의 작동이 이 작동 센서 또는 이 작동 센서가 속하는 작동 센서들의 그룹에 부여된 기능을 트리거 하도록, 제어 장치(10)와 통신하는 기기의 상이한 기능들은 개별적인 작동 센서(18a - 18h) 또는 인접한 작동 센서(18a - 18h)들의 그룹에 부여된다. 예를 들면, 도 1 및 도 2에 도시된 바람직한 실시예에서 8개의 작동 센서(18a - 18h)들 중의 4개의 작동 센서(11a - 11d)들은 제1 기능이 부여되는 반면에, 8개의 작동 센서(18a - 18h)들 중의 다른 4개의 작동 센서(11e - 11h)들은 제어 장치(10)와 통신하고 제어 장치에 의해 기기의 제2 기능이 부여될 수 있다. 환언하면, 작동 센서(11a - 11d)에 의해 규정되는 반원 구역에서 작동 부재(14)의 작동면(14a)에 사용자가 가하는 힘에 의한 작동 센서(11a - 11d)의 핀들 중의 적어도 하나, 또는 일부 또는 전부의 작동은 이들 작동 센서(11a - 11d)에 부여된 제1 기능을 트리거 할 것이다. 마찬가지로, 작동 센서(11e - 11h)에 의해 규정되는 반원 구역에서 작동 부재(14)의 작동면(14a)에 사용자가 가하는 힘에 의한 작동 센서(11e - 11h)의 핀들 중의 적어도 하나, 또는 일부 또는 전부의 작동은 이들 작동 센서(11e - 11h)에 부여된 제2 기능을 트리거 할 것이다. 전술한 바와 같이, 제1 기능과 제2 기능은 제어 장치(10)에 의해 제어되는 하나의 기기의 두 가지 다른 기능과 관련될 수 있다. 대안적으로, 제1 기능과 제2 기능은 제어 장치(10)와 통신하고 제어 장치에 의해 제어되는 제1 장치와 제2 장치의 작동과 관련될 수 있다.
교정 또는 게이지 모드에서 제어 장치(10)는 사용자에 대한 상대적인 (각도) 위치를 결정하고 작동 센서(18a - 18h)들의 개별적인 센서에 특별한 제어 기능을 부여하도록 구성된다. 이와 같이 제어 장치(10)에 의해 제어되는 특별한 기능을 작동 센서(18a - 18h)들에 부여하는 것은 사용자와 상호 작용을 필요로 한다. 바람직하게는, 제어 장치(10)의 교정 또는 게이지 모드에서 작동 부재의 원주 방향의 가장자리 부근에서 작동 부재(14)의 작동면(14a)에 사용자의 발이 가하는 힘에 의해 베이스 부재(12)를 향하여 작동 부재(14)를 누르는 것은 이하에 설명되는 바람직한 교정 메커니즘에 따라 작동 센서(18a - 18h)들에 특별한 기능, 즉 제어 장치(10)의 교정을 부여하게 된다. 대안적으로, 사용자의 발의 위치, 즉 작동 부재(14)의 작동면(14a) 위의 사용자 발의 위치에 의해서만 제어 장치(10)가 교정될 수 있도록 제어 장치(10)는 사용자의 위치(및/또는 동작)을 검출하기 위한 부가적인 센서들을 포함할 수 있다(즉, 사용자의 발에 대한 상대 위치가 결정되고 특별한 제어 기능들이 상응하게 작동 센서(18a - 18h)에 부여될 수 있다).
바람직한 실시예에 따라 도 1 및 도 2에 도시된 제어 장치(10)는 이중 기능 스위치로서 작동한다. 즉, 스위치가 제어 장치(10)와 통신하는 기기의 적어도 두 가지 상이한 기능들을 제어할 수 있다. 작동 센서(18a)와 작동 센서(18b) 사이에 놓여 있는 도 1에 십자 표시로 나타낸 예시적인 위치 L1과 같이 도 1의 평면도에서 두 개의 작동 센서 사이에 놓인 위치에서, 작동 부재의 원주 방향의 가장자리 부근의 작동 부재(14)의 작동면(14a)에 사용자가 힘을 가하는 경우에, 작동 센서(18a - 18h)들은 이하에 설명하는 바와 같이 상이한 기기 기능들이 부여되거나 교정될 것이다. 지점 L1으로부터 제어 장치(10)의 중심을 지나는 도 1의 평면도에 도시된 가상선 L의 한쪽에 놓인 작동 센서들은 제어 장치(10)와 통신하는 기기의 제1 기능이 부여되는 반면에, 이 가상선 L의 다른 한쪽에 놓인 작동 센서들은 기기의 제2 기능이 부여될 것이다. 예를 들면, 도 1에 도시된 실시예에서, 작동 센서(18a) 및 작동 센서(18f- 18h)들에는 제어 장치(10)와 통신하는 기기의 제1 기능이 부여되는 반면에, 작동 센서(18b - 18e)들은 기기의 제2 기능이 부여될 것이다. 도 1의 예시적인 실시예에서 가상선 L이 두 개의 작동 센서를 통해서 지나가도록 사용자가 작동 센서 위에 직접 힘을 가하는 다른 경우에, 이 작동 센서들 중의 하나는 제어 장치(10)와 통신하는 기기의 제1 기능이 부여될 수 있고, 다른 하나는 기기의 제2 기능이 부여될 수 있다.
8개의 작동 센서(18a - 18h)들의 방사상의 대칭 배열이 바람직한 예시적인 실시예에 해당한다는 것을 통상의 기술자는 이해할 것이다. 또한 본 발명은 작동 센서들의 수가 더 많거나 적게 실시될 수 있을 뿐만 아니라 다른 배열로 실시될 수도 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 실시에서의 경우처럼 본 발명에 따라 평면도에서 임의의 가상선이 하나의 작동 센서를 통하여 지나가고 제어 장치의 중심이 다른 작동 센서를 통하여 지나가지 않게 작동 장치들을 배열하는 것을 생각할 수 있다. 게다가, 본 발명에 따라 전술한 것과 유사한 교정 메커니즘이 제어 장치(10)와 통신하는 기기의 3 가지 이상의 기능들을 작동 센서(18a - 18h)에 부여하도록 사용될 수 있다는 것을 통상의 기술자는 이해할 것이다. 예를 들면, 제어 장치에 의해 제어될 기기의 4 가지 상이한 기능들에 상응하는 제어 장치(10)의 네 개의 4 분할 구역들을 규정하기 위하여, 힘이 가해지는 지점과 제어 장치(10)의 중심을 통하여 지나가는 제1 가상선 뿐만 아니라 제어 장치와 수직이며 제어 장치의 중심을 통하여 지나가는 제2 가상선을 사용할 수 있다.
예를 들면 전술한 바람직한 교정 메커니즘에 의해, 바람직한 실시예들에 따라 제어 장치(10)가 일단 교정되면, 제어 장치(10)는 더 이상 교정 또는 게이지 모드에서 작동하지 않게 되고 제어 또는 작동 모드에서 작동할 것이다. 예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 즉 위치 L1에서 작동 부재(14)의 작동면(14a)에 힘을 가함으로써 제어 장치(10)와 통신하는 기기의 제1 기능을 작동 센서(18a)와 작동 센서(18f - 18h)들에 부여하고 기기의 제2 기능을 작동 센서(18b - 18e)들에 부여하여 교정된 제어 장치(10)에서, 사용자가 바라보는 관점에서 도 1의 평면도에서 가상선 L의 "좌측"인 작동 부재(14)의 작동면(14a)에 힘을 가하면 제어 장치(10)와 통신하는 기기의 제1 기능을 트리거 하게 되고, 반면에 도 1의 평면도에서 가상선 L의 "우측"인 작동 부재(14)의 작동면(14a)에 힘을 가하면 제어 장치(10)와 통신하는 기기의 제2 기능을 트리거 하게 될 것이다.
이미 전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 변경 실시예들에 따라 제어 장치(10)는 두 가지 모드에서 동시에 즉, 한편으로는 교정 또는 게이지 모드와 다른 한편으로는 제어 또는 작동 모드에서 작동될 수 있고, 여기에서 제어 장치(10)의 교정은 작동면(14a)의 임의의 위치에서 작동 부재(14)를 5초를 초과하여 누르는 것과 같이 작동 부재(14)를 작동시키는 제1 방식에 의해서 달성되고, 제어 장치(10)의 작동은 작동 부재(14)를 5초 미만으로 누르는 것과 같이 작동 부재(14)의 작동면(14a)을 작동시키는 상이한 제2 방식에 의해서 달성된다. 변경 실시예들에서 전술한 바와 같은 교정 및 작동 메커니즘이 제어 장치(10)에서 실현될 수 있다는 것을 통상의 기술자는 이해할 것이다. 예를 들면, 도 1에 L1으로 표시된 작동 부재(14)의 작동면(14a)의 위치에서 5초를 초과하여 힘을 가하는 것은 L1 지점으로부터 도 1의 평면도에서 제어 장치(10)의 중심을 통하여 지나는 가상선 L의 "좌측"에 놓인 작동 센서들, 즉 작동 센서(18a)와 작동 센서(18f - 18h)에 제어 장치(10)와 통신하는 기기의 제1 기능을 부여하고, 가상선 L의 "우측"에 놓인 작동 센서들, 즉 작동 센서(18b - 18e)들에 기기의 제2 기능을 부여하게 된다. 이러한 방식으로 제어 장치(10)를 교정하였다면, 도 1의 평면도에서 가상선 L의 "좌측"인 작동 부재(14)의 작동면(14a)에 5초 미만 동안 힘을 가하는 것은 제어 장치(10)와 통신하는 기기의 제1 기능을 트리거 하는 반면에, 도 1의 평면도에서 가상선 L의 "우측"인 작동 부재(14)의 작동면(14a)에 5초 미만 동안 힘을 가하는 것은 제어 장치(10)와 통신하는 기기의 제2 기능을 트리거 하게 될 것이다. 작동 부재(14)의 작동면(14a)에 5초를 초과하여 힘을 가하는 것은, 예를 들면 전술한 바람직한 교정 메커니즘에 따라 제어 장치의 다른 교정을 야기할 것이다.
제어 장치(10)가 한편으로는 교정 또는 게이지 모드에서 다른 한편으로는 제어 또는 작동 모드에서 교대로 작동하는 바람직한 실시예에서, 제어 장치(10)가 제어 장치의 위치를 변경하지 않고 따라서 사용자에 대한 제어 장치의 각도 위치를 변경하지 않는 한, 바람직하게는 제어 장치(10)가 제어 또는 작동 모드를 유지하도록 구성된다. 이를 위해, 바람직한 실시예에서 더 바람직하게는 제어 장치(10)가 제어 장치(10)의 위치의 변화를 검출하기 위한 수단들을 포함한다. 이러한 수단들에 의해 검출된 제어 장치(10)의 위치의 실질적인 변화는 교정 또는 게이지 모드로 이행을 야기할 것이다. 제어 장치(10)의 위치의 변화를 검출하기 위한 바람직한 수단들은 실질적으로 컴퓨터 마우스 볼과 같은 기능을 하는 베이스 부재(12) 내에 지지된 회전가능한 적어도 하나의 볼을 포함한다. 그러나, 광학 컴퓨터 마우스 또는 임의의 다른 동작 센서에 사용되는 것과 같은 적외선 레이저 다이오드처럼, 다양한 다른 수단들이 제어 장치(10)의 위치의 변화를 검출하기 위해 사용될 수 있다는 것을 통상의 기술자는 이해할 수 있을 것이다.
제어 장치(10)가 한편으로는 교정 또는 게이지 모드에서 다른 한편으로는 제어 또는 작동 모드에서 교대로 작동하는 바람직한 실시예에서, 제어 장치(10)가 교정 또는 게이지 모드, 혹은 제어 또는 작동 모드에서 현재 작동하는지를 사용자에게 시각적으로 표시하기 위한 수단들을 또한 포함할 수 있다. 바람직하게는, 각각의 LED가 작동 센서와 대응하도록 베이스 부재(12)의 작동 센서(18a - 18h)들과 대응하며 작동 센서들의 위치와 정렬된 위치에서 작동 부재(14)의 작동면(14a)에 복수의 LED들이 제공된다. LED들은 사용자가 베이스 부재(12)와 작동 부재(14) 사이에 형성된 공동 내에 배치된 센서(18a - 18h)들의 위치를 결정할 수 있도록 해줄 뿐만 아니라 제어 장치(10)가 교정 또는 게이지 모드, 혹은 제어 또는 작동 모드에서 현재 작동하는지를 알려준다. 예를 들면, 교정 또는 게이지 모드에서 제어 장치(10)는 모든 LED들이 소정 시간 간격으로 동시에 점멸하여 사용자에게 제어 장치(10)가 아직 교정되지 않았으며 교정 준비 상태에 있다는 것을 알려주도록 구성될 수 있다. 도 1에 L1로 표시된 작동 부재(14)의 작동면(14a)의 예시적인 위치에 힘을 가함으로써 도 1의 평면도에서 지점 L1으로부터 제어 장치(10)의 중심을 통하여 지나는 가상선 L의 "좌측"에 놓인 작동 센서들, 즉 작동 센서(18a)와 작동 센서(18f - 18h)들은 제어 장치(10)와 통신하는 기기의 제1 기능이 부여되었고 가상선 L의 "우측"에 놓인 작동 센서들, 즉 작동 센서(18b - 18e)들은 기기의 제2 기능이 부여되었던 전술한 바람직한 교정 메커니즘에 따른 제어 장치(10)의 교정 후에, 제어 장치(10)는 가상선 L의 "좌측"에 놓인 작동 센서들, 즉 작동 센서(18a)와 작동 센서(18f - 18h)들에 상응하는 LED들이 가상선 L의 "우측"에 놓인 작동 센서들, 즉 작동 센서(18b - 18e)들에 상응하는 LED들과 다른 일시적인 패턴에 따른 빛을 방출하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 작동 센서(18a)와 작동 센서(18f - 18h)들에 상응하는 LED들과 작동 센서(18b - 18e)들에 상응하는 LED들이 교대로 광 펄스를 방출하거나 LED 그룹 중의 하나의 그룹은 빛을 계속해서 방출하는 반면에 다른 LED 그룹은 어떠한 빛도 방출하지 않을 수 있다. 제어 장치(10)의 이러한 구성은 제어 또는 작동 모드에서 제어 장치(10)와 통신하고 제어 장치에 의해 제어되는 기기의 다양한 기능들을 트리거 하기 위하여, 사용자가 작동시켜야 하는 작동 부재(14)의 작동면(14a)의 부분을 인식하는 것을 도와준다.
본 발명의 제어 장치(10)는 심전도 장치, 엑스레이 장치, 수술 절단 기기, 내시경 및 복강경 도구, 혈액 분석기, 진단 도구, 치과용 의자, 치과용 세척기, 치과용 공기 연마 및 예방 시스템, 치과용 드릴, 내시경 및 복강경 핸드피스, 다른 치과용 장비와 같은 다양한 기기 및 장치의 작동을 제어하기 위하여 사용될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 제어 장치(10)는 푸트 제어 장치로서 구성된다.
바람직하게는, 제어 장치(10)는 무선 원격 제어 시스템에서 치과/의료 기기를 작동하기 위하여 사용된다. 이러한 시스템에서, 제어 장치(10)는 신호를 수신하는 치과/의료 기기의 선택적인 베이스 유닛의 무선 주파수 수신기에 무선 주파수 신호를 전송하는 전송기 또는 송수신기를 포함할 수 있다. 예를 들면, 식별 코드, 장비 상태, 경고 메세지 및 이와 유사한 것을 포함하는 무선 정보가 무선 송수신기를 사용하여 제어 장치(10)와 치과/의료 기기 간에 보내질 수 있다. 무선 시스템 이외의 무선 통신 시스템이 사용될 수 있다. 예를 들면, 적외선 또는 초음파 통신 시스템이 사용될 수 있다.
대안으로, 본 발명에 따른 제어 장치(10)는 고정 배선 시스템에서 치과/의료 기기를 작동하도록 사용될 수 있다. 이러한 시스템에서, 제어 장치(10)는 제어 장치(10)로부터 연장된 연결 케이블에 의해 치과/의료 기기의 선택적인 베이스 유닛에 연결된다. 제어 신호들은 제어 장치(10) 또는 제어 장치의 선택적인 제어 유닛으로부터 연결 케이블을 경유하여 치과/의료 기기 또는 선택적인 베이스 유닛에 보내진다.
앞에서 상세하게 설명된 바와 같이 본 발명은 특정 장치들에 국한되지 않으며, 설명한 용도 및 방법은 변경될 수 있다. 예를 들면, 비록 본 발명은 푸트 스위치의 바람직한 실시예의 내용으로 설명되었지만, 사용자의 손과 같은 다른 수단에 의해 작동되는 스위치에도 유리하게 적용될 수 있다. 명세서에 사용된 용어는 특정한 실시예를 설명하기 위한 것이며, 청구 범위에 의해 한정되는 본 발명의 범위를 제한하도록 의도한 것이 아니다. 달리 정의하지 않는다면, 명세서에 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 통상의 기술자에 의해 보편적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는 것이다.
명세서의 내용에 별도로 정의하지 않는다면, 명세서 및 청구범위에서 "포함"이라는 표현 및 이와 유사한 "포함하고" 및 "포함하는"의 표현은 기재된 정수 또는 단계, 또는 정수들이나 단계들의 그룹을 포함하는 것을 의미하는 것이지만 다른 정수 또는 단계, 또는 정수나 단계의 그룹을 배제하는 것이 아니라는 것이 이해될 것이다.
본 명세서의 내용에 문헌들이 인용되고 있다. 명세서에서 인용된 각각의 문헌(특허, 특허 출원, 과학 출판물, 제조자의 사양서, 지시서 등을 모두 포함)들은 그 내용이 참고로 통합되어 있다. 명세서에는 본 발명이 종래 기술에 의해서 알려진 것보다 앞선 것이 아니라고 인정하는 것으로 해석될 것이 없다.

Claims (15)

  1. 제어 장치와 통신하는 기기의 두 가지 이상의 상이한 기능들을 제어하기 위한 제어 장치(10)로서, 제어 장치(10)는 두 가지 이상의 상이한 방식으로 작동하도록 구성된 작동 부재(14)를 포함하며, 교정 모드에서 상기 두 가지 이상의 기능들의 개별적인 기능이 작동 부재(14)를 작동시키는 두 가지 이상의 상이한 방식에 부여될 수 있도록, 그리고 작동 모드에서 작동 부재(14)를 작동시키는 두 가지 이상의 상이한 방식 중의 어느 하나로 교정된 제어 부재(10)의 작동 부재(14)를 작동하는 것이 작동 부재(14)를 작동시키는 개별적인 방식에 부여된 기능을 작동시키도록, 제어 장치(10)가 교정 모드 및 작동 모드에서 작동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 제어 장치(10).
  2. 제1항에 있어서,
    교정 모드에서 작동 부재(14)를 작동시키는 두 가지 이상의 상이한 방식에 두 가지 이상의 기능들의 개별적인 기능을 부여하는 것은 작동 부재(14)의 작동에 의해서 실행되는 것을 특징으로 하는 제어 장치(10).
  3. 제1항에 있어서,
    교정 모드에서 작동 부재(14)를 작동시키는 두 가지 이상의 상이한 방식에 두 가지 이상의 기능들의 개별적인 기능을 부여하는 것은 제어 장치(10)에 대해 사용자의 발을 위치 결정하는 것에 의해서 실행되는 것을 특징으로 하는 제어 장치(10).
  4. 제1항에 있어서,
    제어 장치는 작동 부재(14)를 유동적으로 지지하는 베이스 부재(12)를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치(10).
  5. 제4항에 있어서,
    공동(cavity)이 베이스 부재(12)와 작동 부재(14) 사이에 형성되고, 복수의 작동 센서(18a - 18h)들이 상기 공동 내에 배열되고, 상기 복수의 작동 센서(18a - 18h)들이 베이스 부재(12)를 향하여 작동 부재(14)의 이동을 야기하는 작동 부재(14)의 작동을 검출하도록 형성된 것을 특징으로 하는 제어 장치(10).
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    작동 부재(14)는 스프링 부재와 같은 적어도 하나의 지지 부재(16a -16d)에 의해서 유동적으로 지지되는 것을 특징으로 하는 제어 장치(10).
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    베이스 부재(12)가 실질적으로 평평한 원의 형상이며/이거나 작동 부재(14)가 실질적으로 거꾸로 뒤집힌 반경 방향으로 대칭인 플레이트의 형상인 것을 특징으로 하는 제어 장치(10).
  8. 제1항에 있어서,
    제어 장치(10)는 제어 장치(10)와 통신하는 기기에 케이블 및/또는 무선으로 연결된 것을 특징으로 하는 제어 장치(10).
  9. 제1항에 있어서,
    작동 부재(14)는, 작동 부재(14)를 작동시키는 두 가지 이상의 상이한 방식이 작동면(14a)의 상이한 두 곳에서 작동 부재(14)에 힘을 가하는 것을 포함하도록 구성된 작동면(14a)을 형성하는 것을 특징으로 하는 제어 장치(10).
  10. 제1항에 있어서,
    제어 장치(10)는 교정 모드 및 제어 모드에서 동시에 또는 교대로 작동하도록 형성된 것을 특징으로 하는 제어 장치(10).
  11. 제1항에 있어서,
    지지면에 대한 제어 장치(10)의 이동을 검출하기 위한 수단을 또한 포함하며, 바람직하게는 마우스 볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치(10).
  12. 제1항에 있어서,
    제어 장치(10)는 제어 장치가 교정 모드 또는 제어 모드에서 작동하는지를 사용자에게 시각적으로 보여 주기 위한 수단 및/또는 작동 부재(14)에 부여된 상이한 기능들을 사용자에게 시각적으로 보여 주기 위한 수단을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치(10).
  13. 제12항에 있어서,
    시각적인 표시 수단은 복수의 작동 센서(18a - 18h)들에 대한 수 및 위치에 상응하는 복수의 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치(10).
  14. 제어 장치(10)와 통신하는 기기의 두 가지 이상의 상이한 기능들을 제어하기 위해 제어 장치(10)를 작동하는 방법에 있어서,
    작동 부재(14)를 작동시키는 두 가지 이상의 상이한 방식에 두 가지 이상의 상이한 기능들을 부여함으로써 교정 모드에서 제어 장치(10)를 교정하는 단계; 및
    작동 부재(14)의 작동에 의해 교정 모드에서 규정된 적어도 두 가지 이상의 상이한 기능들 중의 적어도 하나를 실행하도록 제어 모드에서 제어 장치(10)와 통신하는 기기를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치 작동 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    두 가지 이상의 상이한 기능들이 작동 부재(14)의 작동에 의해, 작동 부재(14)를 작동시키는 두 가지 이상의 상이한 방식에 부여되는 것을 특징으로 하는 제어 장치 작동 방법.
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