專利名稱：控制設(shè)備、控制方法及包括該控制設(shè)備的眼科設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括用于控制控制對象的操縱桿(joystick)的控制設(shè)備、控制方法以及包括該控制設(shè)備的眼科設(shè)備，其中，該眼科設(shè)備以電動方式執(zhí)行作為控制對象的光學(xué)系統(tǒng)的垂直移動，以用于對被檢查的眼睛的成像和測量。
背景技術(shù)：
可以把包括操縱桿以控制光學(xué)系統(tǒng)的眼底照相機，作為利用操縱桿來控制控制對象的配置的例子。在諸如眼底照相機的傳統(tǒng)眼科設(shè)備中，操縱桿被用于該設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)和被檢查的眼睛之間的位置對準(zhǔn)。在這種設(shè)備中，將操縱桿傾斜以進(jìn)行前后移動和水平移 動，同時轉(zhuǎn)動操縱桿以進(jìn)行垂直移動。更具體來說，已知存在通過轉(zhuǎn)動結(jié)合皮帶、齒輪等的光學(xué)系統(tǒng)的垂直移動驅(qū)動機構(gòu)的給進(jìn)螺桿，來手動地垂直移動光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)備，以及以電動方式垂直移動光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)備。作為以電動方式垂直移動光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)備，已知存在對馬達(dá)進(jìn)行控制、使得光學(xué)系統(tǒng)以與操縱桿的轉(zhuǎn)動速度成比例的速度移動的設(shè)備(參見日本特開平5-317250號公報)。此外，已知存在如下設(shè)備，其中，對馬達(dá)進(jìn)行控制使得光學(xué)系統(tǒng)以關(guān)于操縱桿的轉(zhuǎn)動速度成非線性關(guān)系的速度移動，并且越快地轉(zhuǎn)動操縱桿時，光學(xué)系統(tǒng)能夠以更高的速度移動(參見日本特許3237907號公報)。然而，在日本特開平5-317250號公報和日本特許3237907號公報描述的各設(shè)備中，馬達(dá)的轉(zhuǎn)動速度有上限，因此當(dāng)操縱桿的轉(zhuǎn)動速度達(dá)到固定值或更大時，移動速度達(dá)到上限，即使操縱桿轉(zhuǎn)動得再快，移動速度也不會增加。因此，出現(xiàn)當(dāng)快速轉(zhuǎn)動操縱桿時移動量反倒下降的問題。有一種方法采用具有較高轉(zhuǎn)動速度上限的馬達(dá)，以控制該馬達(dá)跟蹤操縱桿的轉(zhuǎn)動速度，但是在此情況下，該高性能馬達(dá)通常尺寸很大并且昂貴。此外，需要高輸出電源以驅(qū)動該馬達(dá)，這導(dǎo)致設(shè)備變得昂貴并且尺寸很大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種設(shè)備，其包括操縱桿；檢測單元，用于反復(fù)檢測配備至所述操縱桿的轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動量；以及控制單元，用于根據(jù)所述檢測來輸出與所述轉(zhuǎn)動量相對應(yīng)的控制值，其中，當(dāng)出現(xiàn)了每單位時間所述控制值的減小量超過閾值的所述轉(zhuǎn)動量的減少時，所述控制單元將每單位時間所述控制值的減小量限制為避免超過所述閾值的值。此外，本發(fā)明涉及包括用于控制控制對象的操縱桿的設(shè)備的控制方法，該控制方法包括以下步驟反復(fù)檢測配備至所述操縱桿的轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動量；根據(jù)所述檢測來輸出與所述轉(zhuǎn)動量相對應(yīng)的控制值；確定是否出現(xiàn)了每單位時間所述控制值的減小量超過閾值的所述轉(zhuǎn)動量的減少；當(dāng)確定沒有出現(xiàn)所述轉(zhuǎn)動量的所述減少時，輸出使得要輸出的控制值的和成為與所檢測到的轉(zhuǎn)動量的和相對應(yīng)的第一值的控制值；以及當(dāng)確定出現(xiàn)了所述轉(zhuǎn)動量的所述減少時，將每單位時間所述控制值的減小量限制為避免超過所述閾值的值，以輸出使得所述控制值的和大于所述第一值的控制值。另外，本發(fā)明涉及一種眼科設(shè)備，該眼科設(shè)備包括檢測裝置，用于以預(yù)定的采樣間隔檢測配備至操縱桿的轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動速度和轉(zhuǎn)動方向；驅(qū)動裝置，用于以電動方式進(jìn)行用于被檢查的眼睛的成像、觀察和測量的光學(xué)系統(tǒng)的垂直移動；控制裝置，用于以分別與由所述檢測裝置在當(dāng)前采樣檢測到的所述轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動速度和轉(zhuǎn)動方向相對應(yīng)的速度和方向來控制所述驅(qū)動裝置；存儲裝置，用于存儲由所述檢測裝置檢測到的所述轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動速度和轉(zhuǎn)動方向；以及減法裝置，用于當(dāng)存儲在所述存儲裝置中的先前采樣的轉(zhuǎn)動方向和當(dāng)前采樣的轉(zhuǎn)動方向相同時，或者當(dāng)轉(zhuǎn)動速度為零時，計算通過從存儲在所述存儲裝置中的先前采樣的轉(zhuǎn)動速度減去預(yù)定值而獲得的轉(zhuǎn)動速度，其中所述控制裝置比較通過所述減法獲得的所述轉(zhuǎn)動速度與當(dāng)前采樣的轉(zhuǎn)動速度，并且將較高的速度設(shè)置為要被用于控制所述驅(qū)動裝置的當(dāng)前采樣的轉(zhuǎn)動速度。根據(jù)本發(fā)明，以預(yù)定間隔檢測所述操縱桿的轉(zhuǎn)動部分的轉(zhuǎn)動速度，并且在當(dāng)前轉(zhuǎn)動速度低于先前轉(zhuǎn)動速度時，比較從先前轉(zhuǎn)動速度減去所述預(yù)定值獲得的速度與當(dāng)前轉(zhuǎn)動速度。然后，將較高的速度設(shè)置為當(dāng)前轉(zhuǎn)動速度，并且以對應(yīng)于該當(dāng)前轉(zhuǎn)動速度的速度移動頭部。這種配置能夠解決傳統(tǒng)情況中的如下固有問題，即當(dāng)轉(zhuǎn)動速度高時，盡管操縱桿的轉(zhuǎn)動部分的轉(zhuǎn)動量相同，但是頭部的移動量反而減少。因此，能夠改善可操作性。此外，即使在使用便宜的小尺寸馬達(dá)和低輸出電源的情況下，也能夠控制馬達(dá)以跟蹤操縱桿的轉(zhuǎn)動量，從而能夠提供便宜的小尺寸設(shè)備。 本發(fā)明的進(jìn)一步特征將從以下參考附圖對示例性實施例的描述中變得明顯。


圖I是操縱桿的配置圖。圖2是頭部的垂直移動機構(gòu)的配置圖。圖3是電構(gòu)件的框圖。圖4是示出馬達(dá)的電壓和頭移動速度之間的關(guān)系的曲線圖。圖5是示出旋轉(zhuǎn)編碼器的計數(shù)值和馬達(dá)的電壓之間、以及該旋轉(zhuǎn)編碼器的計數(shù)值和頭移動速度之間的關(guān)系的曲線圖。圖6包括圖6A和圖6B,不出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的流程圖。圖7是傳統(tǒng)操縱桿的轉(zhuǎn)動和頭部移動速度之間的關(guān)系的示圖。圖8是根據(jù)第一實施例的操縱桿的轉(zhuǎn)動和頭部的移動速度之間的關(guān)系的示圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的操縱桿的轉(zhuǎn)動和頭部的移動速度之間的關(guān)系的示圖。
具體實施例方式(第一實施例)基于圖I至圖6中所示的示例性實施例詳細(xì)描述本發(fā)明。圖I是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的操縱桿的示意性配置圖。球部I具有固定其上的軸2。軸2具有固定其上的操縱桿的框架3。板4固定到框架3，并且旋轉(zhuǎn)編碼器5和支撐柱9固定到板4。操縱桿的上蓋11具有固定其上的開關(guān)12，開關(guān)12用于啟動成像、測量等。上蓋11通過板10的媒介作用固定到支撐柱9。轉(zhuǎn)動部件8安裝在框架3和上蓋11之間，可以自由轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動部件8具有形成在內(nèi)部的齒輪7。當(dāng)轉(zhuǎn)動部件8轉(zhuǎn)動時，齒輪7和固定到旋轉(zhuǎn)編碼器5的軸的齒輪6聯(lián)合轉(zhuǎn)動，并且作為結(jié)果，旋轉(zhuǎn)編碼器5的軸轉(zhuǎn)動，從而檢測轉(zhuǎn)動部件8的轉(zhuǎn)動量。球I容納在固定到平臺框架16的球罩14中，并且當(dāng)操縱桿傾斜時，球I在底座13上滾動，因此平臺部分可精細(xì)地水平移動。在粗移動的情況下，當(dāng)對操縱桿施加固定的力或者比該固定的力更大的力時，球1和底座13開始滑動，并且因此平臺部分可顯著地水平移動。銷15用作整個操縱桿的轉(zhuǎn)動的擋塊，并且插入在提供給球1的狹縫中。從開關(guān)12和旋轉(zhuǎn)編碼器5延伸的電線穿過支撐柱9和軸2，并且進(jìn)一步穿過球1中的孔，從而連接到電氣設(shè)備部分(未示出)。圖2是頭部的垂直移動機構(gòu)的示意性配置圖。支撐柱17固定到平臺框架16，并且軸承18插入并固定在支撐柱17內(nèi)部。垂直移動軸19插入在軸承18內(nèi)部，并且可垂直移動。頭部22固定到垂直移動軸19的上部。用于對被檢查的眼睛執(zhí)行成像、觀察和測量的各種光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)置在頭部22中作為眼科設(shè)備，但是沒有示出其細(xì)節(jié)，因為與本發(fā)明沒有直接相關(guān)性。被刻有內(nèi)螺紋的螺母20固定到垂直移動軸19的下部。給進(jìn)螺桿23耦合到螺母20的內(nèi)側(cè)，并且齒輪24固定到給進(jìn)螺桿23的下部。固定到平臺框架16的馬達(dá)26是DC馬達(dá)，并且小齒輪27固定到其轉(zhuǎn)動軸。當(dāng)馬達(dá)26轉(zhuǎn)動時，該轉(zhuǎn)動通過與小齒輪27耦合的減速齒輪25傳送到齒輪24。當(dāng)齒輪24轉(zhuǎn)動時，給進(jìn)螺桿23轉(zhuǎn)動，并且耦合到給進(jìn)螺桿23的螺母20和垂直移動軸19相應(yīng)地移動。因此，頭部22可垂直移動。固定到支撐柱17的軸21用于防止頭部22轉(zhuǎn)動，并且穿過頭部22。圖3是電構(gòu)件的框圖。旋轉(zhuǎn)編碼器5是通用的兩相編碼器，并且將與轉(zhuǎn)動量成比例的A相和B相的脈沖信號發(fā)送到上/下計數(shù)器28。上/下計數(shù)器28能夠基于A相和B相的脈沖信號的邊緣數(shù)目和相位而在正方向或負(fù)方向上計數(shù)。在本發(fā)明中，上/下計數(shù)器28當(dāng)操縱桿的轉(zhuǎn)動部件8順時針轉(zhuǎn)動時，在正方向上計數(shù)，當(dāng)轉(zhuǎn)動部件8在逆時針方向上轉(zhuǎn)動時,在負(fù)方向上計數(shù)。因此,操縱桿的轉(zhuǎn)動部件8的轉(zhuǎn)動量和轉(zhuǎn)動方向是可檢測的。CPU 29每預(yù)定周期(例如，每20毫秒)讀取一次由上/下計數(shù)器28計數(shù)的值，將該值存儲在內(nèi)部存儲器中，并向上/下計數(shù)器28發(fā)送清零信號以使該計數(shù)器清零。由旋轉(zhuǎn)編碼器5、上/下計數(shù)器28和CPU 29示例的構(gòu)件起到檢測裝置的作用，用于以預(yù)定的周期，即以預(yù)定的采樣間隔，來檢測轉(zhuǎn)動部件8的轉(zhuǎn)動速度和轉(zhuǎn)動方向。此外，還可以將那些構(gòu)件定義為用于重復(fù)檢測提供給操縱桿的轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動量的檢測單元。在此情況下，優(yōu)選地，可以根據(jù)需要來設(shè)置各種重復(fù)模式。用于驅(qū)動馬達(dá)26的馬達(dá)驅(qū)動器30基于從CPU 29的端口發(fā)送來的轉(zhuǎn)動方向信號和開/關(guān)信號控制馬達(dá)的正向/反向轉(zhuǎn)動和開/關(guān)。當(dāng)開/關(guān)信號被設(shè)定為高電平時，向馬達(dá)26供電，而當(dāng)開/關(guān)信號被設(shè)定為低電平時，停止向馬達(dá)26供電。當(dāng)轉(zhuǎn)動方向信號被設(shè)定為高電平時，馬達(dá)26進(jìn)行正向轉(zhuǎn)動，而當(dāng)轉(zhuǎn)動方向信號被設(shè)定為低電平時，該馬達(dá)進(jìn)行反向轉(zhuǎn)動。這樣，可以認(rèn)為CPU 29構(gòu)成控制單元，用于向馬達(dá)驅(qū)動器30輸出與檢測到的轉(zhuǎn)動量或者與檢測到的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度相對應(yīng)的控制值。此外，通過對馬達(dá)驅(qū)動器30的開/關(guān)信號供應(yīng)PWM信號來改變馬達(dá)26的轉(zhuǎn)動速度。例如，當(dāng)馬達(dá)的驅(qū)動電壓是12V時，施加到馬達(dá)的有效電壓基本上是由12X(占空比(duty cycle))表達(dá)的電壓(V)。該占空比由(開周期)/ ((開周期)+ (關(guān)周期))來表達(dá)，并且當(dāng)開周期等于關(guān)周期時，施加到馬達(dá)的行效電壓是6V。在如下面的實施例中描述的改變施加到馬達(dá)26的電壓的情況下，這種改變被看作是PWM控制下有效電壓的改變。圖4是示出根據(jù)本實施例的馬達(dá)的施加電壓和頭部22的移動速度之間的關(guān)系的曲線圖。由于驅(qū)動系統(tǒng)的摩擦力等的影響，當(dāng)施加固定值或者大于該固定值的電壓時，馬達(dá)26開始轉(zhuǎn)動并且之后馬達(dá)26以與施加的電壓基本成比例的轉(zhuǎn)動速度轉(zhuǎn)動，從而移動頭部22。在本實施例中，轉(zhuǎn)動開始電壓是5V，并且在最大施加電壓12V時頭部22的移動速度是14毫米/秒，但是不用說，這些數(shù)字隨使用的馬達(dá)、頭部的重量等而變化，并且因此在不同的設(shè)備中是不同的。
圖5是示出每個采樣周期旋轉(zhuǎn)編碼器5的計數(shù)值和頭部22的移動速度之間、以及旋轉(zhuǎn)編碼器5的計數(shù)值和馬達(dá)26的施加電壓之間的對應(yīng)關(guān)系的曲線圖。實線表示頭部的移動速度，黑點表示馬達(dá)26的施加電壓。每單位時間旋轉(zhuǎn)編碼器5的計數(shù)值與轉(zhuǎn)動部件8的轉(zhuǎn)動速度成比例，因此施加電壓被控制為使得計數(shù)值與頭部22的移動速度具行比例關(guān)系。例如，基于圖4的關(guān)系對馬達(dá)26施加7. 5V的電壓，使得當(dāng)計數(shù)值是5時，頭部22的移動速度是5毫米/秒。當(dāng)計數(shù)值是14時，馬達(dá)26的施加電壓達(dá)到12V，這是馬達(dá)26的上限電壓，并且此時頭部的移動速度是14毫米/秒。當(dāng)計數(shù)值是15或者更大時，對馬達(dá)26施加12V的上限電壓。當(dāng)計數(shù)值是15或者更大時，頭部的移動速度不能由馬達(dá)26來增大了，因此該計數(shù)值對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的上限轉(zhuǎn)動速度。如上所述，用作上述光學(xué)系統(tǒng)的頭部22由用作驅(qū)動裝置的馬達(dá)26垂直驅(qū)動。此夕卜，CPU 29起到控制裝置的作用，用于通過馬達(dá)26來控制頭部22的移動速度，并且使用從操縱桿的轉(zhuǎn)動部件8獲得的轉(zhuǎn)動速度和轉(zhuǎn)動方向的信息作為用于控制馬達(dá)26的命令信號。注意，本實施例例舉了馬達(dá)26作為用于以電動方式驅(qū)動目標(biāo)對象的驅(qū)動裝置，但是本發(fā)明的驅(qū)動裝置不局限于該馬達(dá)，只要該驅(qū)動裝置被配置成以電動方式操作并且控制操作置即可。參考圖6A和圖6B的流程圖，描述根據(jù)具有上述配置的眼科設(shè)備中的操縱桿的轉(zhuǎn)動部件8的轉(zhuǎn)動，來控制頭部22的移動的方法。首先，在步驟SI，確定是否經(jīng)過了預(yù)定的采樣周期或間隔。在經(jīng)過了預(yù)定的采樣周期之后，該處理前進(jìn)到步驟S2。在步驟S2，CPU 29讀取上/下計數(shù)器28的計數(shù)值,并將該計數(shù)值存儲在內(nèi)部存儲器中作為當(dāng)前計數(shù)值count_now。注意，該內(nèi)部存儲器對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的存儲裝置。當(dāng)操縱桿的轉(zhuǎn)動部件8順時針轉(zhuǎn)動時，CPU 29讀取正值；當(dāng)轉(zhuǎn)動部件8逆時針轉(zhuǎn)動時，CPU 29讀取負(fù)值；當(dāng)轉(zhuǎn)動部件8停止時，CPU29讀取O值。因為檢測到每單位時間轉(zhuǎn)動部件8的轉(zhuǎn)動量，所以該計數(shù)值對應(yīng)于轉(zhuǎn)動部件8的轉(zhuǎn)動速度。在步驟S3，使上/下計數(shù)器28清零。在步驟S4，當(dāng)存儲在CPU 29的存儲裝置中的先前計數(shù)值count_pre大于O時,該處理前進(jìn)到步驟S6,而當(dāng)先前計數(shù)值count_pre等于或小于O時,該處理前進(jìn)到步驟S5。在步驟S5,當(dāng)先前計數(shù)值count_pre小于O時,該處理前進(jìn)到步驟S10,而當(dāng)先前計數(shù)值count_pre是O時,該處理前進(jìn)到步驟S14。在步驟S4和步驟S5，確定正向轉(zhuǎn)動、反向轉(zhuǎn)動和停止中的哪一個對應(yīng)于從先前的采樣到當(dāng)前的采樣的周期中操縱桿的轉(zhuǎn)動狀態(tài)。在此，先前的采樣和當(dāng)前的采樣可以按照在它們之間設(shè)定的特定時間間隔進(jìn)行，并且因此在本發(fā)明中，優(yōu)選地，定義第一定時和第二定時分別作為先前采樣的定時和當(dāng)前采樣的定時。在步驟S6,在當(dāng)前計數(shù)值count_now等于或大于O時，該處理前進(jìn)到步驟S7,而在其它情況下，該處理前進(jìn)到步驟S14。在步驟S7,從先前計數(shù)值count_pre減去預(yù)定值，并且在步驟S8,將相減之后的先前計數(shù)值count_pre與當(dāng)前計數(shù)值count_now相比較。當(dāng)先前計數(shù)值count_pre較大時,該處理前進(jìn)到步驟S9,而在其它情況下,該處理前進(jìn)到步驟S14。注意，該減法操作或者隨后執(zhí)行的減法由根據(jù)本發(fā)明的定義為減法裝置的CPU 29的構(gòu)件執(zhí)行。此外，上述操作被看作是進(jìn)行如下確定，即是否出現(xiàn)了由CPU 29獲得的每單位時間控制值的減小量超過閾值的轉(zhuǎn)動量的減少。在此情況下，認(rèn)為CPU 29還用作用于進(jìn)行上述確定操作的確定單元。在步驟S10,在當(dāng)前計數(shù)值count_now等于或小于O時,該處理前進(jìn)到步驟Sll,而在其它情況下，該處理前進(jìn)到步驟SM。在步驟Sll,將預(yù)定值與先前計數(shù)值count_pre相力口，并且在步驟S12,將相加之后的先前計數(shù)值count_pre與當(dāng)前計數(shù)值cou nt_now相比較。當(dāng)先前計數(shù)值count_pre較小時,該處理前進(jìn)到步驟S13,而在其它情況下,該處理前進(jìn)到步驟S14。在步驟S9和步驟S13,將先前計數(shù)值count_pre用作當(dāng)前計數(shù)值“計數(shù)”,而在步驟S14,將當(dāng)前計數(shù)值count_now用作當(dāng)前計數(shù)值“計數(shù)”。在步驟S6至步驟S14,當(dāng)先前采樣的轉(zhuǎn)動部件8的轉(zhuǎn)動方向和當(dāng)前采樣的轉(zhuǎn)動部件8的轉(zhuǎn)動方向相同時，或者當(dāng)轉(zhuǎn)動部件8停止時，比較從先前計數(shù)值的絕對值減去預(yù)定值獲得的值與當(dāng)前計數(shù)值的絕對值，并且將較大的值設(shè)置為用于驅(qū)動當(dāng)前馬達(dá)26的計數(shù)值“計數(shù)”。在步驟S15，當(dāng)計數(shù)值“計數(shù)”是O時，該處理前進(jìn)到步驟S16，在步驟S16，CPU 29向馬達(dá)驅(qū)動器30發(fā)送關(guān)信號以停止馬達(dá)26。在其它情況下，該處理前進(jìn)到步驟S17，在步驟S17，確定計數(shù)值“計數(shù)”的符號。當(dāng)計數(shù)值“計數(shù)”為正的時，該處理前進(jìn)到步驟S18，而當(dāng)計數(shù)值“計數(shù)”為負(fù)的時，該處理前進(jìn)到步驟S20。具體來說，當(dāng)確定未出現(xiàn)轉(zhuǎn)動量的減少時，CPU 29將要輸出的控制值的和設(shè)置為對應(yīng)于檢測到的轉(zhuǎn)動量的和的第一值。另一方面，當(dāng)確定出現(xiàn)了轉(zhuǎn)動量的減少時，CPU 29將每單位時間控制值的減小量限制為避免超過所述閾值的值，以向馬達(dá)驅(qū)動器30輸出被設(shè)置為使得控制值的和變成大于第一值的控制值。在本實施例中，馬達(dá)26的施加電壓和頭部22的移動速度具有圖4的關(guān)系，并且計數(shù)值和施加電壓具有圖5的關(guān)系。計數(shù)值與轉(zhuǎn)動部件8的轉(zhuǎn)動速度成比例，并且因此馬達(dá)26的施加電壓由計數(shù)X0. 5+5(V)來表達(dá)。例如，當(dāng)計數(shù)值“計數(shù)”是I時，施加電壓是5. 5V，而當(dāng)計數(shù)值“計數(shù)”是14時，施加電壓是12V。最大施加電壓是12V，因此當(dāng)計數(shù)值“計數(shù)”是14或者更大時，施加12V的電壓。在步驟S18和步驟S20，PWM的占空比被設(shè)置為使得馬達(dá)26的有效施加電壓為上述電壓。CPU 29向馬達(dá)驅(qū)動器30發(fā)送符合該占空比的開/關(guān)信號，并且在步驟S19和步驟S21，CPU 29分別向馬達(dá)驅(qū)動器30發(fā)送表示正向轉(zhuǎn)動和反向轉(zhuǎn)動的信號。參考圖7的曲線圖，描述當(dāng)簡單地以與轉(zhuǎn)動部件8的轉(zhuǎn)動速度成比例的速度驅(qū)動頭部22時出現(xiàn)的問題。黑點表示根據(jù)各采樣的轉(zhuǎn)動部分的速度獲得的旋轉(zhuǎn)編碼器的計數(shù)器值的圖，實線表示頭部22的移動速度。該計數(shù)值和移動速度具有比例關(guān)系。曲線圖的左側(cè)表示轉(zhuǎn)動部件8經(jīng)歷最大計數(shù)值為最大移動速度的轉(zhuǎn)動操作的情況，該曲線圖的右側(cè)表示與左側(cè)的轉(zhuǎn)動操作相比較，該速度被加倍并且轉(zhuǎn)動量相同的情況。換句話說，該曲線圖的右側(cè)對應(yīng)于以等于或高于上限轉(zhuǎn)動速度的轉(zhuǎn)動速度操作轉(zhuǎn)動部件8的情況。在該曲線圖的左側(cè)的情況下，頭部22能夠以與計數(shù)值成比例的速度移動，而該曲線圖的右側(cè)的頭部22的移動速度由于馬達(dá)26的施加電壓的上限而在最大移動速度時達(dá)到最高峰，該最大移動速度在期望頭部22以虛線表示的速度移動的范圍內(nèi)?？v軸代表速度，橫軸代表時間，其表示實線部分的面積對應(yīng)于移動距離。如該曲線圖的右側(cè)所表示的，當(dāng)操縱桿的轉(zhuǎn)動部分越快地轉(zhuǎn)動時，移動距離反而減小。參考圖8的曲線圖，描述在轉(zhuǎn)動部件8經(jīng)歷了與圖7相同的轉(zhuǎn)動操作的情況下進(jìn)行的本實施例的操作。黑點表示根據(jù)在各采樣中轉(zhuǎn)動部分的速度獲得的旋轉(zhuǎn)編碼器5的計數(shù)器值，白圈表示在從先前采樣的計數(shù)值減去預(yù)定值(本實施例中為2)獲得的值大于當(dāng)前 采樣的計數(shù)值的情況下計算出的計數(shù)值。當(dāng)白圈存在時，頭部以與白圈成比例的速度移動。結(jié)果，與圖7的情況不同，如同在該曲線圖的左側(cè)的情況下一樣，隨著操縱桿的轉(zhuǎn)動部件8更快地轉(zhuǎn)動，表示移動距離的實線部分的面積變大。換句話說，當(dāng)操縱桿越快轉(zhuǎn)動時，即使同樣的轉(zhuǎn)動量，頭部22也可以更顯著地移動。此外，在精細(xì)調(diào)節(jié)的情況下，例如，在計數(shù)值是I或2的情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)動停止時，馬達(dá)立即停止，因此頭部22不會過度移動。在操縱桿的轉(zhuǎn)動反向的情況下，對馬達(dá)26施加的電壓為使得能夠?qū)崿F(xiàn)符合當(dāng)前計數(shù)值的速度和方向，而不是符合先前計數(shù)值，從而沒有響應(yīng)問題。如上所述，當(dāng)操縱桿的轉(zhuǎn)動部件8越快地轉(zhuǎn)動以顯著地移動頭部22時，頭部22的移動量越大，從而改善了粗移動的情況下的操作性。在為了精細(xì)移動而緩慢轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動部件8的情況下，頭部22以與轉(zhuǎn)動速度基本成比例的速度移動，并且即使當(dāng)反向轉(zhuǎn)動時，也立即進(jìn)行使轉(zhuǎn)動反向的操作。因此，精細(xì)移動的操作性電沒有問題。具體來說，對于旋轉(zhuǎn)編碼器5和上/下計數(shù)器28相繼檢測到的轉(zhuǎn)動部件8的轉(zhuǎn)動速度，當(dāng)相繼檢測到的轉(zhuǎn)動速度減小并且轉(zhuǎn)動速度的減小量大于預(yù)定的閾值時(在極端情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)動停止時)，代替與檢測值相對應(yīng)的控制值，將控制值限制為使得即使存在減小，該值也不超過該閾值。如果操縱桿的轉(zhuǎn)動部件8的轉(zhuǎn)動速度極高，并且即使轉(zhuǎn)動部分停止時馬達(dá)26仍然移動，則操作員可能感到不方便。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)動部件8的停止?fàn)顟B(tài)持續(xù)與預(yù)定次數(shù)的采樣相對應(yīng)的時間段或者更長的時間段，并且該事實被檢測裝置檢測到時，可以將先前計數(shù)值count_pre設(shè)置為O以停止馬達(dá)26。此外,在本實施例中，將從先前計數(shù)值count_pre減去預(yù)定值(固定值)獲得的值與當(dāng)前計數(shù)值count_noW相比較，但是可選地，如在使用與先前計數(shù)值成比例的值代替所述固定值進(jìn)行減法的情況下，可以根據(jù)在采樣時檢測到的轉(zhuǎn)動速度改變所述預(yù)定值。(第二實施例)本實施例的配置與第一實施例的相同，但是在操縱桿的轉(zhuǎn)動部件8以高速度轉(zhuǎn)動的情況下，馬達(dá)26的控制方法不同于第一實施例的控制方法。類似于第一實施例的圖6A和圖6B，描述解決當(dāng)簡單地以與轉(zhuǎn)動部件8的轉(zhuǎn)動速度成比例的速度驅(qū)動頭部22時出現(xiàn)的問題的方法。當(dāng)頭部的垂直移動速度達(dá)到上限速度時獲得的計數(shù)值被表示為“max”(對應(yīng)于上面描述的上限轉(zhuǎn)動速度；在本實施例中為14)。圖9是本實施例的控制示圖。黑點表示實際計數(shù)值，白圈表示計算出的計數(shù)值。該曲線圖的左側(cè)表示計數(shù)值未超過值max的情況。當(dāng)如該曲線圖的右側(cè)的情況，檢測到超過值max的計數(shù)值時，通過CPU 29的減法裝置計算該計數(shù)值和值max之間的差，并且將該差存儲在CPU 29的存儲裝置中。在CPU 29內(nèi)將采樣期間多次獲得的差相加，并且計算為相加速度，將該相加速度存儲在存儲裝置中。將當(dāng)前計數(shù)值設(shè)置為值max。因此，假定在當(dāng)前采樣獲得的轉(zhuǎn)動速度為上限轉(zhuǎn)動速度時執(zhí)行驅(qū)動裝置的控制。此外，在由圖9的曲線圖的右側(cè)表示的情況中，超過值max的計數(shù)值被輸入三次，并且計算出作為相加速度的相加值作為由dl+d2+d3表達(dá)的值，并且將其存儲在存儲裝置中。當(dāng)計數(shù)值低于值max時將值max和當(dāng)前計數(shù)值之間的差與所存儲的相加值相比較，并且將較小的值與當(dāng)前計數(shù)值相加。將由此獲得的值設(shè)置為通過當(dāng)前采樣獲得的轉(zhuǎn)動速度，以執(zhí)行對驅(qū)動裝置的控制。此外，通過減法裝置從所存儲的相加值減去通過先前的比較獲得的較小值。重復(fù)同樣的處理，直到相加值為O。通過該處理，作為用于確定馬達(dá)26的 施加電壓的圖9的計數(shù)值，在存在白圈的情況下使用由白圈表示的計數(shù)值，在其它情況下使用由黑點表示的計數(shù)值。結(jié)果，由實線表示與計數(shù)值成比例的頭部22的移動速度。該曲線圖的左側(cè)的實線部分的面積等于右側(cè)的實線部分的面積，并且因此頭部22的移動速度對應(yīng)于與轉(zhuǎn)動量成比例的移動速度，而與操縱桿的轉(zhuǎn)動部件8的轉(zhuǎn)動速度無關(guān)。因此，能夠改善操作性。注意，與第一實施例類似，當(dāng)檢測裝置檢測到轉(zhuǎn)動部件停止的次數(shù)與預(yù)定的采樣次數(shù)相同或者更大時，可以將在先前采樣使用的相加速度，即在先前采樣前存儲的相加速度，設(shè)置為0，并且可以執(zhí)行上述處理。此外，當(dāng)基于該相加速度確定的轉(zhuǎn)動方向不同于在當(dāng)前采樣獲得的轉(zhuǎn)動方向時，可以將該相加速度設(shè)置為O以改善操作性。根據(jù)上述實施例，對于由旋轉(zhuǎn)編碼器5和上/下計數(shù)器28相繼檢測到的轉(zhuǎn)動部件8的轉(zhuǎn)動速度，當(dāng)轉(zhuǎn)動速度的減小量大于預(yù)定的閾值時，CPU29控制馬達(dá)驅(qū)動器30，使得對應(yīng)于轉(zhuǎn)動速度的減小的馬達(dá)26的轉(zhuǎn)動速度的減小量，小于已經(jīng)檢測到的轉(zhuǎn)動速度的減小量。利用這種配置，即使當(dāng)轉(zhuǎn)動速度顯著增大并且隨后不保持該轉(zhuǎn)動時，馬達(dá)26的轉(zhuǎn)動的減少量也被抑制。因此，能夠根據(jù)轉(zhuǎn)動速度的增大而增大頭部22的調(diào)節(jié)量。此外，當(dāng)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動部件8使得轉(zhuǎn)動速度的減小量變得充分小時，能夠根據(jù)轉(zhuǎn)動部件8的轉(zhuǎn)動速度轉(zhuǎn)動馬達(dá)26，從而可以精細(xì)調(diào)節(jié)頭部22。在上述實施例中，將本發(fā)明應(yīng)用于對操縱桿的轉(zhuǎn)盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動的控制，但是本發(fā)明不周限于此。本發(fā)明還可應(yīng)用于以電動方式驅(qū)動的操縱桿，其中操縱桿本身被轉(zhuǎn)動。注意，上述實施例描述了本發(fā)明應(yīng)用于用于控制眼科設(shè)備的操縱桿的例子，但是控制對象不局限于眼科設(shè)備。例如，控制對象可以是包括任意驅(qū)動部分、或者用于在顯示部分上顯示特定圖像目標(biāo)的顯示控制部分的設(shè)備。在這些情況下，根據(jù)從操縱桿的控制部分輸出的控制值來驅(qū)動驅(qū)動部分，或者改變顯示形式，如被顯示的圖像目標(biāo)的位置和尺寸。因此，在上述實施例中描述的轉(zhuǎn)動量被處理為驅(qū)動量。在此，操縱桿的控制部分由用于接收旋轉(zhuǎn)編碼器和上/下計數(shù)器檢測到的轉(zhuǎn)動速度(每單位時間的轉(zhuǎn)動量)和轉(zhuǎn)動方向的信息、并輸出控制值的CPU構(gòu)成。本發(fā)明的處理可以通過以下方式現(xiàn)實CPU將用于進(jìn)行與上述實施例的控制相同的控制的程序,按順序加載到ROM上并執(zhí)行由此加載的程序。
如上所述，通過上述控制，即使不用高性能馬達(dá)，也能夠根據(jù)轉(zhuǎn)動速度增大調(diào)節(jié)量，并且也能夠進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)。特別地，在眼科設(shè)備中，包括操縱桿和轉(zhuǎn)動部件的操作系統(tǒng)傳統(tǒng)上被廣泛使用。通過將本發(fā)明應(yīng)用到該轉(zhuǎn)動部件，在不改變傳統(tǒng)設(shè)備和操作性的情況下，能夠減少需要大調(diào)節(jié)量的調(diào)節(jié)中所涉及的操作工作，并且還能夠進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)。因此，用戶能夠容易地調(diào)節(jié)眼科設(shè)備，從而進(jìn)行有效的眼部診斷。(其他實施例)此外，還可以通過執(zhí)行以下處理來實現(xiàn)本發(fā)明。具體來說，在該處理中，通過網(wǎng)絡(luò)或各種存儲介質(zhì)將用于實現(xiàn)上述實施例的功能的軟件(程序)提供給系統(tǒng)或設(shè)備，并且該系統(tǒng)或設(shè)備的計算機(或者CPU、MPU等)讀取并執(zhí)行該程序。 盡管已經(jīng)參考示例性實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于所公開的示例性實施例。所附權(quán)利要求的范圍符合最寬的解釋，以包含所有變型、等同結(jié)構(gòu)及功倉泛。
權(quán)利要求
1.一種用于控制控制對象的控制設(shè)備，該控制設(shè)備包括 操縱桿； 檢測單元，用于反復(fù)檢測配備至所述操縱桿的轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動量；以及 控制單元，用于根據(jù)所述檢測來輸出與所述轉(zhuǎn)動量相對應(yīng)的控制值， 其中，當(dāng)出現(xiàn)了每單位時間所述控制值的減小量超過閾值的所述轉(zhuǎn)動量的減少時，所述控制單元將每單位時間所述控制值的減小量限制為避免超過所述閾值的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制設(shè)備，所述控制設(shè)備還包括確定單元，所述確定單元用于確定是否出現(xiàn)了每單位時間所述控制值的減小量超過所述閾值的所述轉(zhuǎn)動量的減少， 其中，當(dāng)確定沒有出現(xiàn)所述轉(zhuǎn)動量的所述減少時，所述控制單元將要輸出的控制值的和設(shè)置為與所檢測到的轉(zhuǎn)動量的和相對應(yīng)的第一值，并且 其中，當(dāng)確定出現(xiàn)了所述轉(zhuǎn)動量的所述減少時，所述控制單元將每單位時間控制值的減小量限制為避免超過所述閾值的值，以輸出使得控制值的和變得大于所述第一值的控制值。
3.一種用于控制控制對象的操縱桿設(shè)備，該操縱桿設(shè)備包括 操作桿；檢測單元，用于反復(fù)檢測配備至所述操作桿的轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度；以及控制單元，用于輸出與反復(fù)檢測到的所述轉(zhuǎn)動方向和所述轉(zhuǎn)動速度相對應(yīng)的控制值，其中，當(dāng)在所述第一定時檢測到的轉(zhuǎn)動速度的、相對于在先于第一定時的第二定時檢測到的轉(zhuǎn)動速度的減小量大于閾值時，所述控制單元根據(jù)在所述第一定時檢測到的所述轉(zhuǎn)動速度的減小來限制每單位時間所述控制值的減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的操縱桿設(shè)備，其中，與轉(zhuǎn)動速度的減小量小于所述閾值的情況相比，在所述轉(zhuǎn)動速度的減小量大于所述閾值的情況下，從與在所述第二定時檢測到的轉(zhuǎn)動速度相對應(yīng)的控制值開始到所述控制值達(dá)到與在所述第一定時檢測到的轉(zhuǎn)動速度相對應(yīng)的控制值為止所需要的時間段更長。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的操縱桿設(shè)備，其中所述控制值包括用于驅(qū)動所述控制對象的驅(qū)動部分的驅(qū)動量。
6.一種眼科設(shè)備，該眼科設(shè)備包括 根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制設(shè)備；以及 作為所述控制對象的光學(xué)單元。
7.一種包括用于控制控制對象的操縱桿的設(shè)備的控制方法，該控制方法包括以下步驟 反復(fù)檢測配備至所述操縱桿的轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動量； 根據(jù)所述檢測來輸出與所述轉(zhuǎn)動量相對應(yīng)的控制值； 確定是否出現(xiàn)了每單位時間所述控制值的減小量超過閾值的所述轉(zhuǎn)動量的減少；當(dāng)確定沒行出現(xiàn)所述轉(zhuǎn)動量的所述減少時，輸出使得要輸出的控制值的和成為與所檢測到的轉(zhuǎn)動量的和相對應(yīng)的第一值的控制值；以及 當(dāng)確定出現(xiàn)了所述轉(zhuǎn)動量的所述減少時，將每單位時間所述控制值的減小量限制為避免超過所述閾值的值，以輸出使得控制值的和大于所述第一值的控制值。
8.一種眼科設(shè)備，該眼科設(shè)備包括檢測裝置，用于以預(yù)定的采樣間隔檢測配備至操縱桿的轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動速度和轉(zhuǎn)動方向； 驅(qū)動裝置，用于以電動方式進(jìn)行用于被檢查的眼睛的成像、觀察和測量的光學(xué)系統(tǒng)的垂直移動； 控制裝置，用于以分別與由所述檢測裝置在當(dāng)前采樣檢測到的所述轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動速度和轉(zhuǎn)動方向相對應(yīng)的速度和方向來控制所述驅(qū)動裝置； 存儲裝置，用于存儲由所述檢測裝置檢測到的所述轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動速度和轉(zhuǎn)動方向；以及 減法裝置，用于當(dāng)存儲在所述存儲裝置中的先前采樣的轉(zhuǎn)動方向和當(dāng)前采樣的轉(zhuǎn)動方向相同時，或者當(dāng)轉(zhuǎn)動速度為零時，計算通過從存儲在所述存儲裝置中的先前采樣的轉(zhuǎn)動速度減去預(yù)定值而獲得的轉(zhuǎn)動速度， 其中所述控制裝置比較通過所述減法獲得的所述轉(zhuǎn)動速度與當(dāng)前采樣的轉(zhuǎn)動速度，并且將較高的速度設(shè)置為要被用于控制所述驅(qū)動裝置的當(dāng)前采樣的轉(zhuǎn)動速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的眼科設(shè)備，其中，當(dāng)所述檢測裝置檢測到配備至所述操縱桿的所述轉(zhuǎn)動部件停止的次數(shù)與預(yù)定的采樣數(shù)目相同或者更多時，所述控制裝置將先前采樣的所述轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動速度設(shè)置為零。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的眼科設(shè)備，其中，所述控制裝置根據(jù)先前采樣的所述轉(zhuǎn)動速度來改變從先前采樣的所述轉(zhuǎn)動速度減去的所述預(yù)定值。
11.一種眼科設(shè)備，該眼科設(shè)備包括 檢測裝置，用于以預(yù)定的采樣間隔檢測配備至操縱桿的轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動速度和轉(zhuǎn)動方向； 驅(qū)動裝置，用于以電動方式進(jìn)行用于被檢查的眼睛的成像、觀察和測量的光學(xué)系統(tǒng)的垂直移動； 控制裝置，用于以分別與由所述檢測裝置在當(dāng)前采樣檢測到的所述轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動速度和轉(zhuǎn)動方向相對應(yīng)的速度和方向來控制所述驅(qū)動裝置； 存儲裝置，用于存儲由所述檢測裝置檢測到的所述轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動速度和轉(zhuǎn)動方向，并且還存儲與所述驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)動速度的上限相對應(yīng)的上限轉(zhuǎn)動速度、以及所述上限轉(zhuǎn)動速度與在檢測到的所述轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動速度超過所述上限轉(zhuǎn)動速度的情況下的所述轉(zhuǎn)動速度之間的差；以及 減法裝置，用于從所述轉(zhuǎn)動速度減去所述上限轉(zhuǎn)動速度，以計算所述差， 其中當(dāng)所述轉(zhuǎn)動部件的當(dāng)前轉(zhuǎn)動速度超過所述上限轉(zhuǎn)動速度時，所述控制裝置將存儲在所述存儲裝置中的所述差相加，以計算相加速度，將該相加速度存儲在所述存儲裝置中，并且將所述上限轉(zhuǎn)動速度設(shè)置為要用于控制所述驅(qū)動裝置的當(dāng)前轉(zhuǎn)動速度，并且 其中當(dāng)所述轉(zhuǎn)動速度低于所述上限轉(zhuǎn)動速度時，所述控制裝置比較所述相加速度與通過從存儲在所述存儲裝置中的所述上限轉(zhuǎn)動速度減去當(dāng)前轉(zhuǎn)動速度而獲得的當(dāng)前差，從所述相加速度中減去較低的轉(zhuǎn)動速度以獲得新相加速度，將該新相加速度存儲在所述存儲裝置中，并且將通過所述較低的轉(zhuǎn)動速度與所述當(dāng)前轉(zhuǎn)動速度相加獲得的速度設(shè)置為要用于控制所述驅(qū)動裝置的當(dāng)前轉(zhuǎn)動速度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的眼科設(shè)備，其中，當(dāng)所述檢測裝置檢測到配備至所述操縱桿的所述轉(zhuǎn)動部件停止的次數(shù)與預(yù)定的采樣數(shù)目相同或者更多時，所述控制裝置將在先前采樣使用的所述相加速度設(shè)置為零。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的眼科設(shè)備，其中當(dāng)基于所述相加速度確定的轉(zhuǎn)動方向不同于當(dāng)前采樣的轉(zhuǎn)動方向時，所述控制裝置將所述相加速度設(shè)置為零。
全文摘要
本發(fā)明提供控制設(shè)備、控制方法及包括該控制設(shè)備的眼科設(shè)備。在頭部以根據(jù)操縱桿的轉(zhuǎn)動部分的轉(zhuǎn)動速度的速度移動的眼科設(shè)備中，為了即使當(dāng)轉(zhuǎn)動速度變得較高時也能夠使頭部的移動量對應(yīng)于轉(zhuǎn)動量，以預(yù)定的間隔檢測操縱桿的轉(zhuǎn)動速度，并且在當(dāng)前轉(zhuǎn)動速度(在預(yù)定時間段期間編碼器的計數(shù))低于先前轉(zhuǎn)動速度時，比較從先前轉(zhuǎn)動速度減去預(yù)定值獲得的速度與當(dāng)前轉(zhuǎn)動速度。然后，將較高的速度設(shè)置為當(dāng)前轉(zhuǎn)動速度，并且以與當(dāng)前轉(zhuǎn)動速度相對應(yīng)的速度移動頭部。
文檔編號A61B3/14GK102885611SQ20111025251
公開日2013年1月23日 申請日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者正木俊文 申請人:佳能株式會社