DE102020211132A1

DE102020211132A1 - Method for operating a microscopy system and microscopy system

Info

Publication number: DE102020211132A1
Application number: DE102020211132.4A
Authority: DE
Inventors: Christian Voigt; David Müller
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2020-09-03
Filing date: 2020-09-03
Publication date: 2021-09-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Mikroskopiesystems sowie ein Mikroskopiesystem umfassend ein Mikroskop (3) und ein Stativ zur Halterung des Mikroskops (3), welches mindestens zwei Gelenke (G1, G2, G3, G4, G5, G6) aufweist oder ausbildet, wobei das Mikroskop (3) an einem freien Ende des Stativs angeordnet ist, wobei das Stativ Einrichtungen zur Modulation einer Reibungskraft umfasst, wobei mindestens ein Sollwert oder eine Soll-Änderung für eine modulierbare Reibung des Mikroskopiesystems (1) bestimmt wird,dadurch gekennzeichnet, dassjedes Gelenk (G1, G2, G3, G4, G5, G6) des Stativs mindestens einer Gelenkgruppe von mindestens zwei Gelenkgruppen des Stativs zugeordnet sind, wobei sich verschiedene Gelenkgruppen des Stativs in mindestens einem Gelenk (G1, G2, G3, G4, G5, G6) unterscheiden und jeder Gelenkgruppe mindestens eine Einrichtung zur Modulation einer Reibungskraft zugeordnet ist, wobei für jede Gelenkgruppe in Abhängigkeit des Sollwerts oder der Soll-Änderung und eines gelenkgruppenspezifischen kinematischen Modells ein gelenkgruppenspezifisches Steuersignal zur Steuerung der mindestens einen gelenkgruppenspezifische Einrichtung zur Modulation einer Reibungskraft derart bestimmt wird, dass eine Abweichung zwischen dem mindestens einen Sollwert der modulierbaren Reibung und dem Ist-Wert reduziert oder die modulierbare Reibung entsprechend der Soll-Änderung verändert wird.The invention relates to a method for operating a microscope system and a microscope system comprising a microscope (3) and a stand for holding the microscope (3), which has or forms at least two joints (G1, G2, G3, G4, G5, G6), the microscope (3) being arranged at a free end of the stand, the stand comprising devices for modulating a frictional force, at least one setpoint or a setpoint change being determined for a modulatable friction of the microscopy system (1), characterized in that each Joint (G1, G2, G3, G4, G5, G6) of the stand are assigned to at least one joint group of at least two joint groups of the stand, with different joint groups of the stand in at least one joint (G1, G2, G3, G4, G5, G6 ) and each joint group is assigned at least one device for modulating a frictional force, with each joint group depending on the setpoint or the setpoint change A joint-group-specific control signal for controlling the at least one joint-group-specific device for modulating a frictional force is determined in such a way that a deviation between the at least one setpoint value of the modulatable friction and the actual value is reduced, or the modulatable friction is reduced according to the setpoint change is changed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Mikroskopiesystems sowie ein Mikroskopiesystem.The invention relates to a method for operating a microscopy system and a microscopy system.

Ein Mikroskopiesystem, insbesondere ein Operationsmikroskopiesystem, umfasst in der Regel ein Mikroskop sowie ein Stativ zur Halterung des Mikroskops, wobei das Mikroskop an dem Stativ angeordnet ist. Das Stativ ermöglicht eine, insbesondere aktorgestützte, Bewegung des Mikroskops im Raum, insbesondere mit mehreren, beispielsweise sechs oder mehr, Freiheitsgraden.A microscopy system, in particular a surgical microscope system, generally comprises a microscope and a stand for holding the microscope, the microscope being arranged on the stand. The stand enables movement of the microscope in space, in particular actuator-supported, in particular with several, for example six or more, degrees of freedom.

Betätigt ein Benutzer z.B. im Rahmen einer Umpositionierung des Mikroskops das Mikroskop oder das Mikroskopiesystem manuell, um dieses im Raum zu bewegen, so muss der Nutzer Reibungskräfte bzw. -momente überwinden. Diese Reibung entstehen insbesondere in Lagern, Getrieben und Antriebseinrichtungen des Mikroskopiesystems und erhöhen oft in unerwünschter Weise die zur Bewegung des Mikroskops aufzubringende Kraft bzw. das aufzubringend Moment. Auch kann Reibung, insbesondere in Form eines Stick-Slip-Effekts, zu unerwünschten Verhaltensweisen des Mikroskopiesystems, beispielsweise zu unerwünschten Schwingungen, insbesondere bei einer manuellen Umpositionierung führen.If, for example, a user operates the microscope or the microscope system manually in order to move the microscope in order to move it in space, the user has to overcome frictional forces or moments. This friction occurs in particular in bearings, gears and drive devices of the microscope system and often undesirably increases the force or torque to be applied to move the microscope. Friction, in particular in the form of a stick-slip effect, can also lead to undesirable behaviors of the microscopy system, for example undesired vibrations, in particular during manual repositioning.

Reibungskräfte können insbesondere aufgrund von Festkörperreibung entstehen, die in Haftreibung und Gleitreibung unterteilt werden kann. Reibungskräfte können aber auch aufgrund von viskoser Dämpfung entstehen, wobei sich diese in Abhängigkeit der Bewegungsgeschwindigkeit verändern. Selbstverständlich können Reibungskräfte aber auch durch weitere physikalische Effekte bedingt sein. Reibungskräfte wirken hierbei der Richtung der Bewegung entgegen. Für den Nutzer resultiert diese Reibung subjektiv in einen aufzubringenden Kraftaufwand, um das Stativ zu bewegen. Es kann in gewissen Anwendungsfällen wünschenswert sein, diese Kräfte des Nutzers zu reduzieren, da diese den Nutzer beanspruchen, um somit eine Gebrauchstauglichkeit des Mikroskopiesystems zu erhöhen. Insbesondere bei langen Nutzungsdauern des Operationsmikroskopiesystems kann dieser Kraftaufwand sonst zu einer Ermüdung des Nutzers führen. In anderen Anwendungsfällen kann es aber auch wünschenswert sein, diesen Kraftaufwand zu verändern, insbesondere um eine Betriebssicherheit zu erhöhen.Frictional forces can arise in particular due to solid body friction, which can be divided into static friction and sliding friction. However, frictional forces can also arise due to viscous damping, whereby these change depending on the speed of movement. Of course, frictional forces can also be caused by other physical effects. Frictional forces counteract the direction of movement. For the user, this friction results subjectively in a force that has to be applied to move the tripod. In certain application cases, it may be desirable to reduce these forces on the part of the user, since they put a strain on the user in order to increase the usability of the microscopy system. In particular, if the surgical microscopy system is used for a long time, this expenditure of force can otherwise lead to fatigue on the part of the user. In other applications, however, it can also be desirable to change this expenditure of force, in particular in order to increase operational reliability.

Es ist bekannt, die Reibung eines Systems durch konstruktive Maßnahmen zu reduzieren. Diese können jedoch zu einer reduzierten Leistungs- und Gebrauchsfähigkeit des Systems, zu einer geringeren Stabilität im Stillstand, zu erhöhten Herstellungskosten, zu Entsorgungsproblemen und/oder zu einem aufwändigeren Zertifizierungsprozess führen.It is known that structural measures can be used to reduce the friction of a system. However, these can lead to a reduced performance and usability of the system, to a lower stability during standstill, to increased production costs, to disposal problems and / or to a more complex certification process.

Bekannt ist die WO 2006/091494 A1 , die eine chirurgische Vorrichtung mit einer chirurgischen Einrichtung offenbart. Weiter offenbart die Druckschrift, dass eine haptische Einrichtung mit einer sogenannten Admittanz-Regelung oder Impedanz-Regelung betrieben werden kann, wobei die chirurgische Einrichtung an diesen haptischen Einrichtungen befestigt ist.It is known WO 2006/091494 A1 disclosing a surgical device having surgical equipment. The publication also discloses that a haptic device can be operated with what is known as an admittance control or impedance control, the surgical device being attached to these haptic devices.

Weiter bekannt ist die US 2017/080574 A1 . Diese offenbart eine robotische Armeinrichtung mit einer Mehrzahl von Gelenkeinheiten, wobei ein Verarbeitungsschaltkreis eine Viskosität zum Antreiben einer Gelenkeinheit erhöht, wenn sich ein Vergrößerungsfaktor eines von einer bildgebenden Einheit, die an der Armeinrichtung befestigt ist, abgebildeten Objekts erhöht.Also known is the US 2017/080574 A1 . This discloses a robotic arm device having a plurality of joint units, wherein a processing circuit increases a viscosity for driving a joint unit when a magnification factor of an object imaged by an imaging unit attached to the arm device increases.

Ebenfalls bekannt ist die US2013/04164 A1 , die eine Reibungskompensation der kompletten Reibkraft oder eines Teils der Reibkraft offenbart, wobei dies abhängig von einem Vorzeichen der Geschwindigkeit erfolgen kann.Also known is the US2013 / 04164 A1 , which discloses a friction compensation of the complete frictional force or a part of the frictional force, whereby this can be done depending on a sign of the speed.

Es stellt sich das technische Problem, ein Verfahren zum Betreiben eines Mikroskopiesystems sowie ein Mikroskopiesystem zu schaffen, welche eine zeitlich schnelle Einstellung einer modulierbaren Reibung im Mikroskopiesystem ermöglichen, wodurch sich eine Bedienfreundlichkeit und/oder eine Betriebssicherheit bei der Bedienung erhöht.The technical problem arises of creating a method for operating a microscopy system and a microscopy system which enable a modulatable friction to be set quickly in the microscopy system, thereby increasing user-friendliness and / or operational reliability during operation.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Unteransprüche.The solution to the technical problem results from the subjects with the features of the independent claims. Further advantageous refinements of the invention result from the objects with the features of the subclaims.

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Betreiben eines Mikroskopiesystems, insbesondere eines Operationsmikroskopiesystems. Das Mikroskopiesystem umfasst ein Mikroskop und ein Stativ zur Halterung des Mikroskops.A method for operating a microscopy system, in particular a surgical microscopy system, is proposed. The microscope system comprises a microscope and a stand for holding the microscope.

Im Sinne dieser Erfindung bezeichnet ein Mikroskop eine Einrichtung zur vergrößernden visuellen Darstellung eines Untersuchungsobjekts. Das Mikroskop kann ein klassisches Lichtmikroskop sein, welches ein vergrößertes Abbild durch Ausnutzung optischer Effekte erzeugt, insbesondere durch Mittel zur Strahlführung und/oder -formung und/oder - ablenkung, beispielsweise Linsen. Das Mikroskop kann aber auch ein Digitalmikroskop sein, wobei das von dem Mikroskop zu visualisierende Abbild mittels einer Bilderfassungseinrichtung erzeugt und auf einer entsprechenden Anzeigeeinrichtung, beispielsweise einem Display, zur Anzeige gebracht werden kann.In the context of this invention, a microscope denotes a device for the magnified visual representation of an examination object. The microscope can be a classic light microscope which generates an enlarged image by utilizing optical effects, in particular by means for beam guidance and / or beam shaping and / or deflection, for example lenses. The microscope can, however, also be a digital microscope, the image to be visualized by the microscope being generated by means of an image acquisition device and on a corresponding display device, for example a display, can be displayed.

Das Mikroskop kann insbesondere mindestens ein Okular umfassen. Das Okular bezeichnet einen Teil des Mikroskops, durch den oder in den ein Benutzer schaut, um das vom Mikroskop erzeugte Abbildung visuell zu erfassen. Weiter umfasst das Mikroskop mindestens ein Objektiv. Dieses Objektiv kann eine reelle optische Abbildung eines Untersuchungsobjektes erzeugen. Das Objektiv kann hierbei optische Elemente zur Strahlführung und/oder -formung und/oder -ablenkung umfassen.The microscope can in particular comprise at least one eyepiece. The eyepiece refers to a part of the microscope through which or into which a user looks in order to visually perceive the image produced by the microscope. The microscope further comprises at least one objective. This objective can generate a real optical image of an object to be examined. The objective here can comprise optical elements for guiding and / or shaping and / or deflecting the beam.

Weiter umfasst das Mikroskopiesystem ein Stativ zur Halterung des Mikroskops. Das Mikroskop, insbesondere der Mikroskopkörper, ist an dem Stativ angeordnet oder anordenbar, insbesondere befestigbar. Das Mikroskop ist an einem freien Ende des Stativs befestigt, insbesondere beweglich, z.B. schwenkbar. Das Stativ ist hierbei derart ausgebildet, dass es eine Bewegung des Mikroskops im (Arbeits-)Raum ermöglicht, insbesondere mit mindestens einem Freiheitsgrad, vorzugsweise mit sechs Freiheitsgraden. Es ist selbstverständlich auch möglich, dass das Stativ derart ausgebildet ist, dass es eine Bewegung des Mikroskops im Raum mit einer beschränkten Anzahl von Freiheitsgraden ermöglicht, insbesondere also mit weniger als sechs Freiheitsgraden.The microscopy system also includes a stand for holding the microscope. The microscope, in particular the microscope body, is arranged or can be arranged, in particular fastened, on the stand. The microscope is attached to a free end of the stand, in particular movable, e.g. pivotable. The stand is designed in such a way that it enables the microscope to move in the (work) space, in particular with at least one degree of freedom, preferably with six degrees of freedom. It is of course also possible for the stand to be designed in such a way that it enables the microscope to move in space with a limited number of degrees of freedom, in particular with fewer than six degrees of freedom.

Ein Freiheitsgrad kann hierbei ein Translations- oder ein Rotationsfreiheitsgrad sein. Insbesondere kann eine Bewegung mit drei voneinander verschiedenen Translationsfreiheitsgraden und drei voneinander verschiedenen Rotationsfreiheitsgraden durch das Stativ ermöglicht werden.A degree of freedom here can be a translational or a rotational degree of freedom. In particular, a movement with three mutually different degrees of translational freedom and three mutually different degrees of freedom of rotation can be made possible by the stand.

Das Stativ weist mindestens zwei Gelenke auf oder bildet diese aus. Ein Gelenk kann ein Drehgelenk oder ein Translationsgelenk sein und eine Bewegung um eine Drehachse des Gelenks bzw. entlang einer Translationsachse des Gelenks ermöglichen. Das Stativ kann auch derart ausgebildet sein, dass es eine Bewegung des Mikroskops um/entlang jedes der Gelenke ermöglicht, wobei jedes Gelenk z.B. eine Bewegung mit einem Rotations- oder Translationsfreiheitsgrad ermöglicht. Weiter kann das Stativ eine Basis aufweisen, wobei die Basis während eines Betriebs des Mikroskopiesystems bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch ortsfest angeordnet sein kann.The stand has or forms at least two joints. A joint can be a swivel joint or a translational joint and enable a movement about an axis of rotation of the joint or along a translational axis of the joint. The stand can also be designed in such a way that it enables a movement of the microscope around / along each of the joints, each joint, for example, allowing a movement with a degree of rotational or translational freedom. Furthermore, the stand can have a base, wherein the base can be arranged in a stationary manner during operation of the microscopy system when used as intended.

Die Freiheitsgrade können sich hierbei auf ein globales Referenzkoordinatensystem beziehen. Eine Vertikalachse (z-Achse) dieses globalen Referenzkoordinatensystems kann parallel zur Gravitationskraft und entgegengesetzt zu dieser orientiert sein. Ein Ursprung dieses globalen Referenzkoordinatensystems kann z.B. in einem Schnittpunkt einer Drehachse eines ersten Drehgelenks des Stativs mit einer Bodenfläche liegen, wobei die Basis des Stativs an/auf der Bodenfläche angeordnet ist.The degrees of freedom can relate to a global reference coordinate system. A vertical axis (z-axis) of this global reference coordinate system can be oriented parallel to the gravitational force and opposite to it. An origin of this global reference coordinate system can lie, for example, at an intersection of an axis of rotation of a first swivel joint of the stand with a floor surface, the base of the stand being arranged on / on the floor surface.

Eine Längsachse (x-Achse) des globalen Referenzkoordinatensystems und eine Querachse (y-Achse) des globalen Referenzkoordinatensystems können hierbei eine Ebene aufspannen, die senkrecht zur Vertikalachse orientiert ist. Diese Ebene kann z.B. parallel zu einer Bodenfläche sein, auf der das Mikroskopiesystem steht. Weiter können auch die Längs- und die Querachse orthogonal zueinander orientiert sein. Weiter ist es möglich, dass die Drehachse eines Drehgelenks, insbesondere eines ersten Drehgelenks in einer Abfolge von Gelenken des Stativs, parallel zur Vertikalachse orientiert ist.A longitudinal axis (x-axis) of the global reference coordinate system and a transverse axis (y-axis) of the global reference coordinate system can span a plane that is oriented perpendicular to the vertical axis. This plane can, for example, be parallel to a floor surface on which the microscopy system stands. Furthermore, the longitudinal and transverse axes can also be oriented orthogonally to one another. It is also possible that the axis of rotation of a swivel joint, in particular of a first swivel joint in a sequence of joints of the stand, is oriented parallel to the vertical axis.

Allerdings kann ein Referenzkoordinatensystem auch ein mikroskopfestes Koordinatensystem sein. In diesem Fall kann eine Vertikalachse (z-Achse) dieses Referenzkoordinatensystems parallel zur optischen Achse des Mikroskops und von dem Mikroskop weg orientiert sein. Eine Längsachse (x-Achse) und eine Querachse (y-Achse) dieses Koordinatensystems können hierbei eine Ebene aufspannen, die senkrecht zur Vertikalachse orientiert ist. Ein Ursprung dieses Referenzkoordinatensystems kann im Schnittpunkt der optischen Achse mit dem Objektiv oder in einem gewünschten Drehpunkt des Mikroskops liegen.However, a reference coordinate system can also be a microscope-based coordinate system. In this case, a vertical axis (z-axis) of this reference coordinate system can be oriented parallel to the optical axis of the microscope and away from the microscope. A longitudinal axis (x-axis) and a transverse axis (y-axis) of this coordinate system can span a plane that is oriented perpendicular to the vertical axis. An origin of this reference coordinate system can lie at the point of intersection of the optical axis with the objective or at a desired point of rotation of the microscope.

Weiter alternativ kann ein Referenzkoordinatensystem auch ein fokuspunktfestes Koordinatensystem sein. In diesem Fall kann eine Vertikalachse (z-Achse) dieses Referenzkoordinatensystems parallel zur optischen Achse des Mikroskops und von dem Mikroskop weg orientiert sein. Ein Ursprung dieses Referenzkoordinatensystems kann im Fokuspunkt liegen. Das Referenzkoordinatensystem kann insbesondere ein kartesisches, rechtshändiges Koordinatensystem sein.As a further alternative, a reference coordinate system can also be a coordinate system with a fixed focus point. In this case, a vertical axis (z-axis) of this reference coordinate system can be oriented parallel to the optical axis of the microscope and away from the microscope. An origin of this reference coordinate system can lie in the focal point. The reference coordinate system can in particular be a Cartesian, right-handed coordinate system.

Weiter alternativ kann das Referenzkoordinatensystem ein basisfestes Koordinatensystem oder ein bedienelementfestes Koordinatensystem sein. Ein Bedienelement kann eine Bedienung, insbesondere eine Betätigung zur Positionierung, des Mikroskopiesystems durch einen Nutzer ermöglichen. Ein Bedienelement kann beispielsweise ein Handgriff oder ein Mundschalter sein.Further alternatively, the reference coordinate system can be a base-fixed coordinate system or a control-element-fixed coordinate system. An operating element can enable operation, in particular operation for positioning, of the microscope system by a user. A control element can be, for example, a handle or a mouth switch.

Weiter umfasst das Stativ mindestens eine, vorzugsweise mehrere, Einrichtung(en) zur Modulation bzw. Veränderung einer Reibungskraft. Eine solche Einrichtung bezeichnet hierbei eine Einrichtung zur Veränderung, insbesondere zur Erzeugung, einer Reibungskraft oder einer reibkraftgleichen Kraft, wobei verschiedene Werte der Reibungskraft einstellbar sind, insbesondere Werte auf einem Intervall von null (einschließlich) bis zu einer maximalen Reibungskraft (einschließlich). Eine solche Einrichtung kann insbesondere eine Bremseinrichtung sein.The stand further comprises at least one, preferably several, device (s) for modulating or changing a frictional force. Such a device denotes a device for changing, in particular for generating, a frictional force or a force equal to frictional force, with different values of the frictional force being adjustable, in particular values in an interval from zero (inclusive) up to a maximum frictional force (including). Such a device can in particular be a braking device.

Die Bremseinrichtung kann zum Abbremsen und/oder zum Arretieren/Feststellen eines beweglichen Teils des Mikroskopiesystems dienen.The braking device can be used to brake and / or to lock / fix a movable part of the microscope system.

Eine solche Bremseinrichtung kann z.B. eine Friktionsbremse sein, deren Reibungskraft einstellbar ist, beispielsweise durch Verändern eines Anpressdrucks eines Andruckelements wie z.B. eines Bremsklotzes. Eine Friktionsbremse kann insbesondere als Klotzbremse, Backenbremse, Trommelbremse oder Scheibenbremse ausgebildet sein.Such a braking device can, for example, be a friction brake, the frictional force of which can be adjusted, for example by changing a contact pressure of a contact pressure element such as a brake pad. A friction brake can in particular be designed as a block brake, shoe brake, drum brake or disc brake.

Auch kann eine Bremseinrichtung eine elektrodynamische Bremse, beispielsweise eine Wirbelstrombremse, sein. Bei einer solchen kann durch Veränderung einer Richtung des Magnetfelds, durch Veränderung der Breite oder Höhe des Luftspalts, einer Fläche unter dem Erregerpol und/oder eine Stärke des Magnetfelds eine Reibungskraft verändert werden.A braking device can also be an electrodynamic brake, for example an eddy current brake. With such a friction force can be changed by changing a direction of the magnetic field, by changing the width or height of the air gap, an area under the exciter pole and / or a strength of the magnetic field.

Auch kann eine Bremseinrichtung eine hydraulische Dämpfungseinrichtung mit einstellbarer Viskosität sein. Diese kann z.B. ein magneto-/elektrorheologisches Fluid umfassen, dessen Viskosität und durch Verändern eines angelegten magnetischen oder elektrischen Felds verändert werden kann. Die Veränderung der Viskosität ermöglicht hierbei auch das Verändern der Reibungskraft.A braking device can also be a hydraulic damping device with adjustable viscosity. This can include, for example, a magneto / electrorheological fluid, the viscosity of which can be changed by changing an applied magnetic or electric field. The change in viscosity also enables the frictional force to be changed.

Auch kann eine Bremseinrichtung eine hydraulische Dämpfungseinrichtung mit einstellbarer Durchflussgeometrie sein. Bei einer solchen Ausführungsform kann das Verändern der Reibungskraft durch Verändern eines Strömungswiderstands eines Fluids oder eines durch ein Fluid bewegten Elements erfolgen. Hierbei umfasst der Begriff hydraulische Dämpfungseinrichtung auch den Ausführungsformen, in denen das verwendete Fluid gasförmig ist.A braking device can also be a hydraulic damping device with adjustable flow geometry. In such an embodiment, the frictional force can be changed by changing a flow resistance of a fluid or of an element moved by a fluid. The term hydraulic damping device also includes the embodiments in which the fluid used is gaseous.

Weiter kann das Stativ mindestens eine Antriebseinrichtung zur Bewegung des Mikroskops umfassen. Vorzugsweise kann das Stativ mehrere Antriebseinrichtungen umfassen. Eine Antriebseinrichtung bezeichnet hierbei eine Einrichtung zur Erzeugung einer Antriebskraft bzw. eines Antriebsmoments. Eine solche Antriebseinrichtung kann beispielsweise ein Servomotor sein. Selbstverständlich kann das Stativ auch Mittel zur Kraft-/ Momentenübertragung, z.B. Getriebeeinheiten, umfassen. Insbesondere ist es möglich, die mindestens eine Antriebseinrichtung derart anzusteuern, dass das Mikroskop eine gewünschte Bewegung und somit eine gewünschte Lageänderung im Raum ausführt oder eine gewünschte Lage im Raum einnimmt. Hierbei bezeichnet eine Lage eine Position und/oder eine Orientierung. Es ist hierbei möglich, dass eine Geschwindigkeit der Bewegung im Referenzkoordiantensystem und/oder in einem gelenkspezifischen Koordinatensystem auf eine vorbestimmte Maximalgeschwindigkeit beschränkt ist. Es ist weiter möglich, dass eine Größe des Arbeitsraums des Stativs beschränkt ist.The stand can furthermore comprise at least one drive device for moving the microscope. The stand can preferably comprise several drive devices. A drive device here refers to a device for generating a drive force or a drive torque. Such a drive device can be a servomotor, for example. Of course, the stand can also include means for power / torque transmission, e.g. gear units. In particular, it is possible to control the at least one drive device in such a way that the microscope executes a desired movement and thus a desired change in position in space or assumes a desired position in space. Here, a position denotes a position and / or an orientation. It is possible here for a speed of the movement in the reference coordinate system and / or in a joint-specific coordinate system to be limited to a predetermined maximum speed. It is also possible that a size of the working space of the stand is limited.

Ein Gelenk kann wenigstens zwei relativ zueinander bewegliche Teile verbinden. Die Antriebseinrichtung kann eine dem Gelenk zugeordnete Antriebseinrichtung sein. Die Antriebseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, wenigstens eines der zueinander beweglichen Teile des Gelenks anzutreiben bzw. die Relativlage der beiden relativ zueinander beweglichen Teile einzustellen.A joint can connect at least two parts that can move relative to one another. The drive device can be a drive device assigned to the joint. The drive device can be designed to drive at least one of the parts of the joint that are movable relative to one another or to adjust the relative position of the two parts that are movable relative to one another.

Beispielsweise kann die mindestens eine Antriebseinrichtung derart angesteuert werden, dass eine optische Achse des Objektivs eine gewünschte Orientierung einnimmt. Weiter kann die mindestens eine Antriebseinrichtung derart angesteuert werden, dass ein Referenzpunkt des Mikroskops, z.B. ein Fokuspunkt, an einer gewünschten Position im Raum positioniert wird.For example, the at least one drive device can be controlled in such a way that an optical axis of the objective adopts a desired orientation. Furthermore, the at least one drive device can be controlled in such a way that a reference point of the microscope, e.g. a focal point, is positioned at a desired position in space.

Eine Soll-Lage kann hierbei von einem Benutzer oder einem anderen übergeordneten System vorgegeben werden. Verfahren zur Steuerung der mindestens einen Antriebseinrichtung in Abhängigkeit einer Soll-Lage, einer Ist-Lage und der kinematischen Struktur des Stativs sind hierbei dem Fachmann bekannt. Der Benutzer kann hierbei eine Person bezeichnen, die das Mikroskop bedient, insbesondere die in/durch das Okular schaut, um ein Objekt vergrößert zu betrachten. Es ist möglich, dass das Mikroskop ein sogenanntes Operationsmikroskop ist. In diesem Fall kann der Benutzer insbesondere ein Chirurg sein. Weiter wird ein Sollwert oder eine Soll-Änderung einer modulierbaren Reibung des Mikroskopiesystems bestimmt. Diese Bestimmung kann insbesondere in Abhängigkeit einer Zustandsgröße des Mikroskopiesystems, insbesondere in Abhängigkeit von deren Betrag und/oder Richtung, erfolgen. Dies wird nachfolgend noch näher erläutert.A target position can be specified by a user or another higher-level system. Methods for controlling the at least one drive device as a function of a desired position, an actual position and the kinematic structure of the stand are known to those skilled in the art. The user can refer to a person who operates the microscope, in particular who looks into / through the eyepiece in order to view an object enlarged. It is possible that the microscope is a so-called surgical microscope. In this case, the user can in particular be a surgeon. Furthermore, a nominal value or a nominal change of a modulatable friction of the microscopy system is determined. This determination can take place in particular as a function of a state variable of the microscopy system, in particular as a function of its magnitude and / or direction. This is explained in more detail below.

Im Sinne dieser Erfindung bezeichnet der Begriff Reibung eine Kraft/ein Moment, welche(s) bei einer Bewegung auftritt und einen Teil der zur Bewegung des Stativs aufgebrachten Arbeit durch Dissipation umgewandelt wird, z.B. aber nicht zwingend ausschließlich in Reibungswärme. Die Höhe einer solchen Kraft/eines solchen Moments kann auch von einer Bewegungsgeschwindigkeit abhängig sein. Im Folgenden kann der Begriff „Kraft“ auch ein „Moment“ oder umgekehrt bezeichnen.In the context of this invention, the term friction refers to a force / moment that occurs during a movement and part of the work required to move the tripod is converted by dissipation, e.g. but not necessarily exclusively into frictional heat. The magnitude of such a force / such a moment can also depend on a movement speed. In the following, the term “force” can also denote a “moment” or vice versa.

Eine Zustandsgröße kann z.B. ein eingestellter Soll- oder Ist-Wert einer Bewegungseigenschaft, ein eingestellter Soll- oder Ist-Wert einer Optikgröße, eine Ist-Trägheit oder eine weitere Größe sein, die einen Soll- oder Ist-Betriebszustand des Mikroskopiesystems charakterisiert oder repräsentiert. Eine Optikgröße kann eine eingestellte Vergrößerung des Mikroskops, ein eingestellter Fokusabstand des Mikroskops oder eine weitere optische Größe sein.A state variable can be, for example, a set target or actual value of a movement property, a set target or actual value of an optics variable, an actual inertia or another variable that defines a target or actual operating state of the Microscopy system characterized or represented. An optics size can be a set magnification of the microscope, a set focus distance of the microscope or a further optical size.

Die modulierbare Reibung bezeichnet hierbei eine Reibungskraft, die der Nutzer zum Bewegen des Mikroskopiesystems gefühlt überwinden muss, wobei diese Reibung durch den Betrieb einer Antriebseinrichtung und/oder eine Einrichtung zur Erzeugung einer Reibungskraft einstellbar ist. Wie nachfolgend näher erläutert, kann die tatsächliche Reibung Teil der modulierbaren Reibung sein. Auch kann die modulierbare Reibung höher oder niedriger als die tatsächliche Reibung eingestellt werden. Eine modulierte Reibung korreliert also zu bzw. resultiert in eine(r) Kraft oder einem Teil einer Kraft, die der Nutzer aufbringen oder überwinden muss, um das Mikroskopiesystem in gewünschter Weise zu bewegen. Die modulierte Reibung ist hierbei entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung orientiert.The modulatable friction here denotes a frictional force which the user has to overcome in order to move the microscopy system, this friction being adjustable by operating a drive device and / or a device for generating a frictional force. As explained in more detail below, the actual friction can be part of the friction that can be modulated. The friction that can be modulated can also be set higher or lower than the actual friction. A modulated friction thus correlates to or results in a force or part of a force that the user has to apply or overcome in order to move the microscopy system in the desired manner. The modulated friction is oriented opposite to the direction of movement.

Die modulierbare Reibung bezieht sich hierbei vorzugsweise auf das vorhergehend erläuterte mikroskopfeste Koordinatensystem. Insbesondere bezeichnet die modulierbare Reibung eine Reibungskraft, die der Nutzer für eine translatorische Bewegung entlang der Achsen des mikroskopfesten Koordinatensystems gefühlt überwinden muss, als auch ein Reibungsmoment, die der Nutzer für eine rotatorische Bewegung um die Achsen des mikroskopfesten Koordinatensystems gefühlt überwinden muss. Allerdings ist es auch denkbar, dass sich die modulierbare Reibungskraft auf ein anderes Referenzkoordinatensystem bezieht.The friction that can be modulated here preferably relates to the microscope-fixed coordinate system explained above. In particular, the modulatable friction designates a frictional force which the user must perceive to overcome for a translational movement along the axes of the microscope-fixed coordinate system, as well as a friction torque which the user must perceptibly overcome for a rotary movement around the axes of the microscope-fixed coordinate system. However, it is also conceivable that the modulatable frictional force relates to a different reference coordinate system.

Wird eine Reibung durch den Betrieb der Einrichtung zur Veränderung der Reibungskraft verändert, so wird eine Reibung im Mikroskopiesystem simuliert, wobei die simulierte Reibung im Unterschied zur erläuterten tatsächlichen Reibungskraft nicht durch physikalische Ursachen bedingt ist. Je nach Anordnung der Einrichtung zur Veränderung der Reibungskraft in der kinematischen Struktur kann dann das durch diese Einrichtung zu erzeugende Moment/die zu erzeugende Kraft in Abhängigkeit eines inversen kinematischen Modells bestimmt werden.If a friction is changed by the operation of the device for changing the frictional force, a friction is simulated in the microscopy system, the simulated friction, in contrast to the explained actual frictional force, not being caused by physical causes. Depending on the arrangement of the device for changing the frictional force in the kinematic structure, the moment / force to be generated by this device can then be determined as a function of an inverse kinematic model.

Somit kann die modulierte Reibung von der tatsächlichen Reibung im System verschieden sein. Dies kann bedeuten, dass ein Nutzer beim Bewegen des Mikroskopiesystems andere Reibungskräfte wahrnimmt als die tatsächlich vorhandenen. Die von der Antriebseinrichtung erzeugbare Reibungskraft kann hierbei Eigenschaften einer trockenen Reibung aufweisen oder diese simulieren. Die von der Antriebseinrichtung erzeugbare Reibungskraft kann hierbei alternativ oder kumulativ Eigenschaften einer viskosen Reibung bzw. Dämpfung aufweisen oder diese simulieren.Thus the modulated friction can be different from the actual friction in the system. This can mean that a user perceives different frictional forces than those actually present when moving the microscope system. The frictional force that can be generated by the drive device can have properties of dry friction or simulate these. The frictional force that can be generated by the drive device can alternatively or cumulatively have properties of viscous friction or damping or simulate these.

Es ist zwar möglich, dass in diesem Fall die modulierbare Reibung auf den Wert der realen, also tatsächlichen, Reibung eingestellt wird. Allerdings kann die modulierbare Reibung auch auf davon verschiedene Werte eingestellt werden. Dies kann insbesondere erreicht werden, wenn die mindestens eine Einrichtung zur Veränderung der Reibungskraft derart betrieben wird, dass die vom Nutzer aufzubringende Kraft zur Bewegung des Mikroskopiesystems reduziert oder erhöht wird. Dies wird nachfolgend noch näher erläutert.It is possible that in this case the friction that can be modulated is set to the value of the real, i.e. actual, friction. However, the friction that can be modulated can also be set to different values. This can be achieved in particular if the at least one device for changing the frictional force is operated in such a way that the force to be applied by the user to move the microscope system is reduced or increased. This is explained in more detail below.

Wird die modulierte Reibung durch den Betrieb einer Einrichtung zur Veränderung einer Reibungskraft erzeugt, so kann eine tatsächlich vorhandene Reibungskraft verändert werden. In diesem Fall kann die modulierte Reibung der tatsächlichen Reibung im System entsprechen. Dies kann bedeuten, dass ein Nutzer beim Bewegen des Mikroskopiesystems Reibungskräfte wahrnimmt, die tatsächlich vorhanden sind.If the modulated friction is generated by the operation of a device for changing a frictional force, an actually existing frictional force can be changed. In this case, the modulated friction can correspond to the actual friction in the system. This can mean that a user perceives frictional forces when moving the microscopy system that are actually present.

Die modulierbare Reibung kann insbesondere ein Teil einer mechanischen Impedanz oder einer mechanischen Admittanz des Mikroskopiesystems sein, wobei die mechanische Admittanz das Verhältnis zwischen aufgebrachter Kraft und resultierender Geschwindigkeit und die mechanische Impedanz das Verhältnis zwischen einer eingestellten Geschwindigkeit und hieraus resultierenden Kraft beschreibt. Insbesondere beschreibt die mechanische Impedanz, dass eine Bewegung des Mikroskopiesystems in einer Kraft resultiert.The modulatable friction can in particular be part of a mechanical impedance or a mechanical admittance of the microscopy system, the mechanical admittance describing the relationship between the applied force and the resulting speed and the mechanical impedance describing the relationship between a set speed and the resulting force. In particular, the mechanical impedance describes that a movement of the microscopy system results in a force.

Eine Bewegungseigenschaft bezeichnet eine Eigenschaft oder Größe, die die Bewegung des Mikroskopiesystems, insbesondere des Mikroskops, beschreibt. Eine Bewegungseigenschaft kann insbesondere ein Ruck (eine Ableitung der Beschleunigung), eine Beschleunigung, eine Geschwindigkeit, ein Weg, eine Raumlage oder eine Bewegungsrichtung des Mikroskopiesystems, insbesondere eines beweglichen Teils des Mikroskopiesystems, bezeichnen. Eine Bewegungseigenschaft im Sinne dieser Erfindung kann auch eine Lage des Mikroskopiesystems sein oder eine Relativlage zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Teilen des Mikroskopiesystems. Weiter kann eine Bewegungseigenschaft auf eine Translationsbewegung oder eine Rotationsbewegung bezogen sein.A movement property denotes a property or variable that describes the movement of the microscope system, in particular the microscope. A movement property can in particular denote a jerk (a derivation of the acceleration), an acceleration, a speed, a path, a spatial position or a direction of movement of the microscope system, in particular of a movable part of the microscope system. A movement property within the meaning of this invention can also be a position of the microscopy system or a relative position between two parts of the microscopy system that are movable relative to one another. Furthermore, a movement property can be related to a translational movement or a rotational movement.

Weiter kann eine Bewegungseigenschaft repräsentieren, ob die Bewegung eine Translations- oder eine Rotationsbewegung ist. So ist es beispielsweise möglich, den Sollwert oder die Soll-Änderung derart zu wählen, dass die modulierbare Reibung nur für eine Translationsbewegung, nicht aber für eine Rotationsbewegung, oder umgekehrt eingestellt bzw. verändert wird. Auch ist es möglich, verschiedene Sollwerte oder Sollwert-Änderungen für Translationsbewegungen und Rotationsbewegungen zu bestimmen.Furthermore, a movement property can represent whether the movement is a translational or a rotational movement. For example, it is possible to select the desired value or the desired change in such a way that the modulatable friction is only set or changed for a translational movement, but not for a rotational movement, or vice versa. It is also possible to set different setpoints or setpoint changes for To determine translational movements and rotational movements.

Eine modulierbare Reibung, eine Zustandsgröße, insbesondere eine Bewegungseigenschaft, eine Kraft, ein Sollwert oder eine Solländerung können richtungsbezogene Größen sein, wobei eine richtungsbezogene Größe als ein Funktionswert einer von der Richtung abhängigen Funktion bestimmt werden kann. Diese richtungsbezogenen Größen sowie weitere richtungsbezogene Größen können hierbei auf ein Koordinatensystem bezogen werden, insbesondere auf das vorhergehend erläuterte mikroskopfeste Koordinatensystem oder ein davon verschiedenes Referenzkoord i natensystem.A modulatable friction, a state variable, in particular a movement property, a force, a target value or a target change can be direction-related variables, wherein a direction-related variable can be determined as a functional value of a function that is dependent on the direction. These direction-related variables and other direction-related variables can be related to a coordinate system, in particular to the previously explained microscope-fixed coordinate system or a different reference coordinate system.

Es ist möglich, dass eine Bewegungseigenschaft in Abhängigkeit von einer oder mehreren weiteren Bewegungseigenschaft(n) oder von deren zeitlichen Verlauf bestimmt werden, beispielsweise die Raumposition des Mikroskopiesystems oder eine Relativstellung von relativ zueinander bewegbaren Gelenken des Mikroskopiesystems oder eine Trajektorie des Mikroskopiesystems.It is possible that a movement property is determined as a function of one or more further movement property (s) or their temporal course, for example the spatial position of the microscopy system or a relative position of joints of the microscopy system that can be moved relative to one another or a trajectory of the microscopy system.

Alternativ oder kumulativ kann der Sollwert oder die Soll-Änderung der modulierbaren Reibung in Abhängigkeit von Nutzerinformationen bestimmt werden. Wie nachfolgend noch näher erläutert, kann eine Nutzerinformation insbesondere eine Nutzerinteraktionsmodalität, eine Nutzereigenschaft oder ein nutzerspezifischer Betriebsparametersatz sein.Alternatively or cumulatively, the target value or the target change in the modulatable friction can be determined as a function of user information. As explained in more detail below, user information can in particular be a user interaction modality, a user property or a user-specific operating parameter set.

Weiter alternativ oder kumulativ kann der Sollwert oder die Soll-Änderung in Abhängigkeit einer auf das Mikroskopiesystem wirkenden Kraft, insbesondere in Abhängigkeit von deren Betrag und/oder Richtung, bestimmt werden. Diese wirkende Kraft kann insbesondere die aus einer Zuladung des Mikroskopiesystems resultierende (Gewichts-) Kraft sein. Alternativ oder kumulativ kann die auf das Mikroskopiesystem wirkende Kraft eine vom Nutzer aufgewendete Kraft sein. So kann beispielsweise für hohe Kräfte eine hohe Soll-Änderung der modulierbaren Reibung als für im Vergleich geringere Kräfte bestimmt werden.Furthermore, alternatively or cumulatively, the desired value or the desired change can be determined as a function of a force acting on the microscopy system, in particular as a function of its magnitude and / or direction. This acting force can in particular be the (weight) force resulting from a load on the microscope system. Alternatively or cumulatively, the force acting on the microscopy system can be a force applied by the user. For example, a higher setpoint change in the modulatable friction can be determined for high forces than for forces that are comparatively lower.

Eine weitere Bewegungseigenschaft kann die Richtung der vorhergehend erläuterten Größen sein.Another movement property can be the direction of the variables explained above.

So ist es beispielsweise möglich, den Sollwert oder die Soll-Änderung derart zu wählen, dass die modulierbare Reibung für eine Bewegung in einer bestimmten Bewegungsrichtung, z.B. einer vom Nutzer gewünschte Richtung, verringert wird, insbesondere auf einen vorbestimmten Minimalwert. Weiter kann der Sollwert oder die Soll-Änderung derart gewählt werden, dass die Reibung für eine davon verschiedene Bewegungsrichtung erhöht wird. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine bequeme und intuitive Handhabung des Mikroskopiesystems ermöglicht.For example, it is possible to select the nominal value or the nominal change in such a way that the modulatable friction for a movement in a certain direction of movement, e.g. a direction desired by the user, is reduced, in particular to a predetermined minimum value. Furthermore, the desired value or the desired change can be selected in such a way that the friction is increased for a different direction of movement. This advantageously enables convenient and intuitive handling of the microscopy system.

Auch ist es möglich, den Sollwert oder die Soll-Änderung derart zu wählen, dass die modulierbare Reibung für eine Bewegung in die aktuelle Ist-Bewegungsrichtung verringert wird, insbesondere auf den vorbestimmten Minimalwert. Weiter kann der Sollwert oder die Soll-Änderung derart gewählt werden, dass die modulierbare Reibung für davon verschiedene Richtungen erhöht wird. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass eine weitere Bewegung in Ist-Bewegungsrichtung für den Nutzer vereinfacht wird, während Bewegungen in davon abweichende Richtungen erschwert werden können.It is also possible to select the desired value or the desired change in such a way that the modulatable friction for a movement in the current actual direction of movement is reduced, in particular to the predetermined minimum value. Furthermore, the nominal value or the nominal change can be selected in such a way that the friction that can be modulated is increased for directions different therefrom. This advantageously results in a further movement in the actual direction of movement being simplified for the user, while movements in directions deviating therefrom can be made more difficult.

Alternativ oder kumulativ kann der Sollwert oder die Soll-Änderung der modulierbaren Reibung in Abhängigkeit von einem aktuellen Anwendungsfall bestimmt werden. Ein aktueller Anwendungsfall kann beispielsweise eine Operationsphase sein. Eine Operationsphase kann einen präoperative Phase, eine intraoperative oder eine postoperative Phase sein. Beispielhaft und nicht abschließend kann eine Operationsphase eine Resektionsphase, eine Nähphase oder eine Clipping-Phase sein. Ein aktueller Anwendungsfall kann hierbei in Abhängigkeit mindestens einer Eingangsinformation bestimmt bzw. identifiziert werden, z.B. mittels eines dem Fachmann bekannten Verfahrens zur Plan- oder Mustererkennung, wobei beispielhafte Verfahren nachfolgend noch näher erläutert werden. Eine Eingangsinformation kann beispielsweise eine Zustandsgröße des Mikroskopiesystems, insbesondere des Mikroskops, sein. Auch kann eine Eingangsinformation durch einen Nutzer eingegeben werden, z.B. mittels einer entsprechenden Eingabeeinrichtung. So kann ein Nutzer beispielsweise einen aktuellen Anwendungsfall über eine entsprechende Eingabe auswählen. Wie nachfolgend noch näher erläutert, kann ein aktueller Anwendungsfall auch eine Bewegungsphase sein. So kann es beispielsweise wünschenswert sein, die Reibung in einer Bewegungsphase geringer als in einer Operationsphase einzustellen.Alternatively or cumulatively, the target value or the target change of the modulatable friction can be determined as a function of a current application. A current use case can be an operation phase, for example. A surgical phase can be a preoperative phase, an intraoperative or a postoperative phase. An operation phase can be a resection phase, a suturing phase or a clipping phase by way of example and not conclusively. A current application can be determined or identified as a function of at least one piece of input information, e.g. by means of a method for plan or pattern recognition known to a person skilled in the art, with exemplary methods being explained in more detail below. Input information can be, for example, a state variable of the microscopy system, in particular of the microscope. Input information can also be entered by a user, e.g. by means of a corresponding input device. For example, a user can select a current use case via a corresponding input. As explained in more detail below, a current application can also be a movement phase. For example, it may be desirable to set the friction in a movement phase to be lower than in an operation phase.

Eine der genannten Zustandsgrößen, eine der genannten Nutzerinformationen und/oder eine der genannten, auf das Mikroskopiesystem wirkende Kräfte und/oder ein identifizierter Anwendungsfall kann hierbei auch als Eingangsgröße eines Verfahrens zur Bestimmung der Soll-Änderung oder des Sollwerts bezeichnet werden. Der Sollwert oder die Soll-Änderung kann auch als Ausgangsgröße dieses Verfahrens bezeichnet werden.One of the named state variables, one of the named user information and / or one of the named forces acting on the microscopy system and / or an identified application can also be referred to as the input variable of a method for determining the nominal change or the nominal value. The target value or the target change can also be referred to as the output variable of this method.

Die Ausgangsgröße kann hierbei in Abhängigkeit genau einer Eingangsgröße oder einer Menge von mehreren Eingangsgrößen bestimmt werden.The output variable can be determined as a function of exactly one input variable or a set of several input variables.

Ein Zusammenhang zwischen der Ausgangsgröße und der mindestens einen Eingangsgröße kann ein funktionaler Zusammenhang sein. Weiter kann ein Zusammenhang in Form einer, insbesondere parametrisierbaren, Kennlinie gegeben sein. Auch kann es möglich sein, dass für verschiedene Eingangsgrößen oder Eingangsgrößenmengen jeweils spezifische Ausgangsgrößen bestimmt werden, wobei eine resultierende Ausgangsgröße dann in Abhängigkeit aller dieser spezifischen Ausgangsgrößen, beispielsweise durch Fusion, Superposition, Summenbildung, Produktbildung oder Mittelwertbildung, insbesondere arithmetischer oder geometrischer Mittelwertbildung, Produktbildung oder Mittelwertbildung, insbesondere arithmetischer oder geometrischer Mittelwertbildung, bestimmt wird. Hierbei können bei einer gewichteten Mittelwertbildung die zur Bestimmung verwendeten Gewichte abhängig von einem Betriebszustand des Mikroskopiesystems gewählt werden.A relationship between the output variable and the at least one input variable can be a functional relationship. Furthermore, there can be a relationship in the form of a characteristic curve, in particular one that can be parameterized. It may also be possible that specific output variables are determined for different input variables or input variable quantities, with a resulting output variable then depending on all of these specific output variables, for example through fusion, superposition, summation, product formation or averaging, in particular arithmetic or geometric averaging, product formation or Averaging, in particular arithmetic or geometric averaging, is determined. With a weighted mean value formation, the weights used for the determination can be selected as a function of an operating state of the microscopy system.

Auch kann ein Verfahren zur Bestimmung der Ausgangsgröße in Abhängigkeit von mindestens einer Eingangsgröße ein dem Fachmann bekanntes Fuzzy-Logik-Verfahren sein. Hierdurch kann insbesondere unscharfes Expertenwissen algorithmisch abgebildet werden.A method for determining the output variable as a function of at least one input variable can also be a fuzzy logic method known to a person skilled in the art. In this way, in particular fuzzy expert knowledge can be mapped algorithmically.

Auch kann ein solches Verfahren ein Verfahren zur Mustererkennung sein, beispielsweise ein Verfahren mit Nutzung von neuronalen Netzen, ein SVM (support vector machine)-basiertes Verfahren oder ein Verfahren mit Nutzung von Ensemblemethoden. Auch Verfahren mit Nutzung von Data Mining-Verfahren, insbesondere mit Nutzung von Datenstrom-Mining-Verfahren sind geeignet, um die Ausgangsgröße zu bestimmen, insbesondere zur Laufzeit.Such a method can also be a method for pattern recognition, for example a method using neural networks, an SVM (support vector machine) -based method, or a method using ensemble methods. Methods using data mining methods, in particular using data stream mining methods, are also suitable for determining the output variable, in particular at runtime.

Auch kann ein Verfahren zur Bestimmung der Ausgangsgröße ein Markov-Entscheidungsprozess-basiertes Verfahren sein. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass die menschlichen Entscheidungsprozesse mit guter Genauigkeit modelliert werden können. Auch verwendbar sind Verfahren des bestärkenden Lernens, durch die ein Modell für ein Markov-Entscheidungsprozess-basiertes Verfahren automatisch generiert werden können.A method for determining the output variable can also be a Markov decision process-based method. In this way, it can be achieved in an advantageous manner that the human decision-making processes can be modeled with good accuracy. Methods of reinforcement learning can also be used, by means of which a model for a Markov decision-making process-based method can be generated automatically.

Auch kann das System zur Bestimmung der Ausgangsgröße ein sogenanntes verhaltensbasiertes System sein. Ein solches System, insbesondere dessen Steuer- und Auswerteeinrichtung, kann ein vorbestimmtes Verhaltensrepertoire nutzen, welches genutzt wird, um zu bestimmen, welches Verhalten zu welchem Zeitpunkt eingestellt wird. Im vorliegenden Fall kann das Repertoire genutzt werden, um zu bestimmen, zu welchem Zeitpunkt welche Ausgangsgröße einzustellen ist. Dieses Repertoire kann dynamisch veränderbar, insbesondere erweiterbar sein, z.B. zur Laufzeit. Hierzu können dem Fachmann bekannte Lernverfahren angewendet werden. Insbesondere kann es möglich sein, dass in dem Lernverfahren vergangene Erfahrungen mit dem im vorbestimmen Repertoire festgelegten Verhalten kombiniert werden.The system for determining the output variable can also be a so-called behavior-based system. Such a system, in particular its control and evaluation device, can use a predetermined behavior repertoire which is used to determine which behavior is set at which point in time. In the present case, the repertoire can be used to determine which output variable is to be set at what point in time. This repertoire can be dynamically changed, in particular expanded, e.g. at runtime. For this purpose, learning methods known to the person skilled in the art can be used. In particular, it can be possible for past experiences to be combined with the behavior defined in the predetermined repertoire in the learning process.

Weiter kann das Verfahren zur Bestimmung der Ausgangsgröße ein selbstlernendes Verfahren sein. Somit kann das Mikroskopiesystem als selbstlernendes System ausgebildet sein. Der Lernvorgang kann hierbei vor einer Nutzung des Mikroskopiesystems, z.B. im Rahmen einer Kalibrierung im Labor, oder zur Laufzeit durchgeführt werden. Beispielsweise können evolutionäre Algorithmen oder die vorhergehend genannten Verfahren des bestärkenden Lernens im Rahmen von Optimierungsmethoden eingesetzt werden. Maße, insbesondere Kostenfunktionen, zur Optimierung können hierbei zeitabhängige Maße, trajektorienabhängige Maße oder Maße, die eine Bewegungsqualität beschreiben, sein. Beispielsweise kann ein solches Maß abhängig von der Anzahl von Überschwingungsvorgängen beim Anfahren einer Ziellage sein. Auch kann ein solches Maß direkt durch einen Nutzer eingegeben werden, wobei dies insbesondere für Mikroskopiesysteme sinnvoll ist, die während der Entwicklung und nicht im Betrieb optimiert wurden. Weiter kann ein solches Maß abhängig von einer Dauer der Betätigung einer Freigabeeinrichtung sein, wobei die Bewegung des Mikroskops bei Betätigung der Freigabeeinrichtung freigegeben ist. Hierbei kann z.B. angenommen werden, dass schnelle Positionswechsel weniger umständlich waren als langsame und daher besser parametriert in Abhängigkeit der Betriebszustände. Weiter können Ausgangssignale von mikroskopiesystemexternen oder -internen Sensoren genutzt werden, um die Bestimmung der Ausgangsgröße zu optimieren, beispielsweise Sensoren zur Erfassung von Kräften, die den Nutzer bei der Bedienung des Mikroskopiesystems aufbringt.Furthermore, the method for determining the output variable can be a self-learning method. The microscopy system can thus be designed as a self-learning system. The learning process can be carried out before the microscopy system is used, e.g. as part of a calibration in the laboratory, or during runtime. For example, evolutionary algorithms or the aforementioned methods of reinforcement learning can be used as part of optimization methods. Measures, in particular cost functions, for optimization can be time-dependent measures, trajectory-dependent measures or measures that describe a quality of movement. For example, such a measure can be dependent on the number of overshoots when approaching a target position. Such a dimension can also be entered directly by a user, this being particularly useful for microscopy systems that were optimized during development and not during operation. Furthermore, such a measure can be dependent on the duration of the actuation of a release device, the movement of the microscope being released when the release device is actuated. It can be assumed here, for example, that fast position changes were less cumbersome than slow ones and therefore better parameterized depending on the operating status. Furthermore, output signals from sensors external or internal to the microscope system can be used to optimize the determination of the output variable, for example sensors to record forces that the user applies when operating the microscope system.

Durch eine Soll-Änderung kann hierbei insbesondere festgelegt werden, ob die modulierbare Reibung erhöht oder verringert werden soll. Weiter kann durch die Soll-Änderung auch ein Betrag der Erhöhung oder Verringerung festgelegt werden. Dies ist jedoch nicht zwingend. So ist es beispielsweise möglich, dass durch die Soll-Änderung nur eine Erhöhung oder Verringerung, nicht aber ein Betrag dieser Soll-Änderung festgelegt wird.By means of a setpoint change, it can be determined in particular whether the modulatable friction is to be increased or decreased. Furthermore, an amount of the increase or decrease can also be determined by the setpoint change. However, this is not mandatory. It is thus possible, for example, that only an increase or decrease, but not an amount of this desired change, is determined by the desired change.

Weiter kann durch die Soll-Änderung eine Änderungsrate, also ein Betrag der Änderung pro vorbestimmten Zeitintervall, festgelegt werden. So ist es beispielsweise möglich, dass durch die Soll-Änderung eine Erhöhung oder Verringerung und eine Änderungsrate, nicht aber ein Betrag der Soll-Änderung festgelegt wird. Es ist weiter möglich, dass die Soll-Änderung, insbesondere der Betrag und/oder die Änderungsrate, und/oder der Sollwert derart festgelegt wird, dass die modulierbare Reibung eine viskoses Reibung oder eine trockene Reibung ist/simuliert. Insbesondere kann derart eine Reibung entsprechend einer vorbestimmten Reibkennlinie erzeugt werden. Eine solche Reibkennlinie kann eine Kennlinie sein, die eine viskose Reibung, eine trockene Reibung oder eine Mischform aus diesen beiden repräsentiert. Auch kann die Reibkennlinie mindestens einen nichtlinearen Abschnitt, z.B. in Form einer Totzone, umfassen.Furthermore, a change rate, that is to say an amount of the change per predetermined time interval, can be established through the setpoint change. It is thus possible, for example, for the target change to determine an increase or decrease and a rate of change, but not an amount of the target change. It is also possible that the target change, in particular the amount and / or the rate of change and / or the target value is set in such a way that the friction that can be modulated is / simulates a viscous friction or a dry friction. In particular, it is possible in this way to generate friction in accordance with a predetermined friction characteristic. Such a friction characteristic can be a characteristic which represents viscous friction, dry friction or a mixed form of these two. The friction characteristic can also include at least one non-linear section, for example in the form of a dead zone.

Insbesondere ist es auch möglich, dass durch die Festlegung des Sollwerts und/oder der Soll-Änderung ein Umschalten zwischen einer viskosen Reibung und einer trockenen Reibung erfolgt.In particular, it is also possible for a switchover between viscous friction and dry friction to take place by defining the setpoint value and / or the setpoint change.

Mit anderen Worten kann in Abhängigkeit von der mindestens einen Zustandsgröße, der Nutzerinformation, des aktuellen Anwendungsfalls und/oder der auf das Mikroskopiesystem wirkenden Kraft festgelegt werden, ob die modulierbare Reibung erhöht oder verringert wird. Weiter kann, jedoch nicht zwingend, die Änderungsrate festgelegt werden. Weiter kann, jedoch ebenfalls nicht zwingend, der Betrag der Änderung festgelegt werden.In other words, depending on the at least one state variable, the user information, the current application and / or the force acting on the microscopy system, it can be determined whether the modulatable friction is increased or decreased. The rate of change can also, but not necessarily, be determined. The amount of the change can also be specified, but also not mandatory.

Eine Eingangsgröße kann hierbei bestimmt werden. Im Sinne dieser Erfindung bezeichnet der Begriff „Bestimmen“ auch ein Erfassen. Beispielsweise kann die entsprechende Größe mittels mindestens einer entsprechenden Erfassungseinrichtung, z.B. einem Sensor, erfasst werden. Allerdings umfasst der Begriff „Bestimmen“ auch eine rechnerische Bestimmung einer Größe, beispielsweise durch eine modellbasierte Berechnung. Auch kann der Begriff „Bestimmen“ die Bestimmung über geeignete Verfahren, z.B. Schätz-, Identifikations- oder Prädiktionsverfahren bezeichnen. Ein solches Bestimmen kann auch in Abhängigkeit von mindestens einer erfassten Größe erfolgen.An input variable can be determined here. In the context of this invention, the term “determining” also denotes a detection. For example, the corresponding variable can be detected by means of at least one corresponding detection device, e.g. a sensor. However, the term “determining” also includes a computational determination of a variable, for example by means of a model-based calculation. The term "determining" can also refer to the determination using suitable methods, e.g. estimation, identification or prediction methods. Such a determination can also take place as a function of at least one recorded variable.

Erfindungsgemäß ist jedes Gelenk des Stativs mindestens einer Gelenkgruppe von mindestens zwei Gelenkgruppen des Stativs zugeordnet, wobei sich verschiedene Gelenkgruppen des Stativs in mindestens einem Gelenk unterscheiden. Mit anderen Worten umfasst jede Gelenkgruppe jeweils mindestens ein Gelenk, dass nicht Teil einer der verbleibenden Gelenkgruppen ist bzw. keiner der verbleibenden Gelenkgruppen zugeordnet ist. Es ist insbesondere möglich, dass zwei oder mehr als zwei, insbesondere alle, Gelenkgruppen jeweils nur Gelenke umfassen, die nicht Teil der verbleibenden Gelenkgruppen sind. Es ist aber auch möglich, dass ein Gelenk einer Gelenkgruppe auch mindestens einer weiteren Gelenkgruppe zugeordnet ist.According to the invention, each joint of the stand is assigned to at least one joint group of at least two joint groups of the stand, with different joint groups of the stand differing in at least one joint. In other words, each joint group comprises at least one joint that is not part of one of the remaining joint groups or is not assigned to any of the remaining joint groups. In particular, it is possible for two or more than two, in particular all, joint groups to each include only joints that are not part of the remaining joint groups. However, it is also possible that a joint of a joint group is also assigned to at least one further joint group.

Weiter ist jeder Gelenkgruppe mindestens eine Einrichtung zur Modulation einer Reibungskraft zugeordnet. Durch diese Einrichtung kann insbesondere die bei einer Bewegung um/entlang eine(r) Gelenkachse von mindestens einem Gelenk dieser Gelenkgruppe tatsächliche vorhandene oder gefühlte Reibung verändert werden.Furthermore, at least one device for modulating a frictional force is assigned to each joint group. By means of this device, in particular the friction that is actually present or felt during a movement around / along a joint axis of at least one joint of this joint group can be changed.

Weiter wird für jede Gelenkgruppe in Abhängigkeit des Sollwerts oder der Soll-Änderung und eines gelenkgruppenspezifischen kinematischen Modells ein gelenkgruppenspezifisches Steuersignal zur Steuerung der mindestens einen gelenkgruppenspezifische Einrichtung zur Modulation einer Reibungskraft derart bestimmt, dass eine Abweichung zwischen dem mindestens einen Sollwert der modulierbaren Reibung und dem Ist-Wert reduziert oder die modulierbare Reibung entsprechend der Soll-Änderung verändert wird.Furthermore, a joint group-specific control signal for controlling the at least one joint group-specific device for modulating a frictional force is determined for each joint group as a function of the target value or the target change and a joint group-specific kinematic model, such that a deviation between the at least one target value for the modulatable friction and the actual Value is reduced or the modulable friction is changed according to the change in the target value.

Das gelenkgruppenspezifische kinematische Modell bezeichnet ein Modell, welches einen Zusammenhang zwischen den Gelenkstellungen der Gelenke der entsprechenden Gelenkgruppe und einer Raumlage eines Endeffektors der entsprechenden Gelenkgruppe in einem gewünschten Koordinatensystem, beschreibt. Auch beschreibt das kinematische Modell einen Zusammenhang zwischen Kräften entlang von Achsen bzw. Momenten um Achsen eines gewünschten Koordinatensystems und den um/entlang von Gelenkachsen der Gelenkgruppe wirkenden Kräfte/Momente. Somit beschreibt das kinematische Modell auch den Zusammenhang zwischen Reibungskräften entlang von Achsen bzw. Momenten um Achsen eines gewünschten Koordinatensystems und den aus diesen Reibungskräften resultierenden Kräften, die um/entlang von Gelenkachsen der Gelenkgruppe wirken. Das kinematische Modell kann insbesondere in Form einer Transformationsmatrix gegeben sein. Diese Transformationsmatrix kann stellungsabhängig sein. Dies wiederum kann bedeuten, dass Parameter der Matrix stellungsabhängige Parameter sind. Das kinematische Modell kann vorbekannt sein.The joint group-specific kinematic model denotes a model which describes a relationship between the joint positions of the joints of the corresponding joint group and a spatial position of an end effector of the corresponding joint group in a desired coordinate system. The kinematic model also describes a relationship between forces along axes or moments about axes of a desired coordinate system and the forces / moments acting around / along joint axes of the joint group. The kinematic model thus also describes the relationship between frictional forces along axes or moments about axes of a desired coordinate system and the forces resulting from these frictional forces that act around / along joint axes of the joint group. The kinematic model can in particular be given in the form of a transformation matrix. This transformation matrix can be position-dependent. This in turn can mean that parameters of the matrix are position-dependent parameters. The kinematic model can be known in advance.

Beispielsweise, aber nicht zwingend, kann die kinematische Struktur des Mikroskopiesystems wie die in einem nachfolgend noch näher erläuterten Ausführungsbeispiel offenbarte kinematische Struktur ausgebildet sein.For example, but not necessarily, the kinematic structure of the microscopy system can be designed like the kinematic structure disclosed in an exemplary embodiment explained in more detail below.

Das erläuterte Steuersignal kann insbesondere durch Auswertung eines inversen kinematischen Modells bestimmt werden, deren Eingangsgröße der gewünschte Sollwert der modulierbaren Reibung oder die Soll-Änderung bzw. ein gelenkgruppenspezifischer Sollwert oder eine gelenkgruppenspezifische Soll-Änderung ist. Die Ausgangsgröße(n) der Auswertung ist/sind dann die an dem/den Gelenk(en) der Gelenkgruppe einzustellenden Reibungskräfte bzw. die Veränderung der eingestellten Reibungskräfte. Das Steuersignal für die gelenkgruppenspezifische Einrichtung zur Modulation einer Reibungskraft wird insbesondere derart bestimmt wird, dass es die Einstellung auf den gewünschten Sollwert oder die gewünschte Soll-Änderung bewirkt.The explained control signal can in particular be determined by evaluating an inverse kinematic model, the input variable of which is the desired setpoint value of the modulatable friction or the setpoint change or a joint group-specific setpoint value or a joint group-specific setpoint change. The output variable (s) of the evaluation is / are then the frictional forces to be set at the joint (s) of the joint group or the change in the set frictional forces. The control signal for the Joint group-specific device for modulating a frictional force is determined in particular in such a way that it effects the setting to the desired setpoint value or the desired setpoint change.

Hierbei können in Abhängigkeit des Sollwerts der modulierbaren Reibung oder der Soll-Änderung gelenkgruppenspezifische Sollwerte bestimmt werden. Wird z.B. der Sollwert oder die Soll-Änderung in einem mikroskopfesten Koordinatensystem bestimmt, so kann beispielsweise mithilfe des gelenkgruppenspezifischen kinematischen Modells eine Umrechung in einen Sollwert oder eine Soll-Änderung für die einzustellende(n) Reibung(en) bei der Bewegung entlang/um Achsen der gelenkgruppenspezifischen Gelenke erfolgen.Here, joint group-specific setpoint values can be determined as a function of the setpoint of the modulatable friction or the setpoint change. If, for example, the target value or the target change is determined in a microscope-fixed coordinate system, a conversion into a target value or a target change for the friction (s) to be set during movement along / around axes can be made using the joint group-specific kinematic model of the joint group-specific joints.

Die derartige Bestimmung von gelenkgruppenspezifischen Steuersignalen ermöglicht in vorteilhafter Weise die Verwendung von kinematischen Modellen, die im Vergleich zu einem kinematischen Modell, welches den Zusammenhang zwischen den Gelenkstellungen aller Gelenke des Stativs und einer Raumlage eines Endeffektors des Stativs in dem gewünschten Koordinatensystem beschreibt, weniger Parameter aufweisen und daher leichter und schneller auszuwerten sind, wodurch sich wiederum eine zeitlich schnellere Einstellung der modulierbaren Reibung ermöglicht.Such determination of joint group-specific control signals advantageously enables the use of kinematic models which have fewer parameters compared to a kinematic model which describes the relationship between the joint positions of all joints of the stand and a spatial position of an end effector of the stand in the desired coordinate system and are therefore easier and faster to evaluate, which in turn enables the modulatable friction to be set more quickly over time.

Umfasst das Stativ z.B. 6 Gelenke und sind 3 dieser Gelenke einer ersten Gelenkgruppe und die 3 verbleibenden Gelenke einer weiteren Gelenkgruppe zugeordnet, so können die gelenkgruppenspezifischen kinematischen Modelle z.B. in Form einer 6x3-Matrix gegeben sein während ein kinematisches Modell für das gesamte Stativ in Form einer 6x6-Matrix gegeben ist.If the tripod comprises, for example, 6 joints and 3 of these joints are assigned to a first joint group and the 3 remaining joints are assigned to a further joint group, the joint group-specific kinematic models can be given in the form of a 6x3 matrix, for example, while a kinematic model for the entire stand is in the form of a 6x6 matrix is given.

Das erläuterte Steuersignal kann insbesondere eine Soll-Kraft, die von einer Einrichtung zur Modulation erzeugt werden soll, oder eine Soll-Änderung dieser Kraft repräsentieren.The explained control signal can in particular represent a setpoint force that is to be generated by a device for modulation, or a setpoint change in this force.

Weiter können die gelenkgruppenspezifischen Einrichtungen zur Modulation der Reibung entsprechend des Steuersignals gesteuert werden, insbesondere also derart dass eine Abweichung zwischen dem Sollwert und einem Ist-Wert der modulierbaren Reibung reduziert wird.Furthermore, the joint group-specific devices for modulating the friction can be controlled in accordance with the control signal, in particular in such a way that a deviation between the setpoint value and an actual value of the modulatable friction is reduced.

Hierzu kann der Ist-Wert der modulierbaren Reibung bestimmt werden, was nachfolgend noch näher erläutert wird.For this purpose, the actual value of the modulable friction can be determined, which will be explained in more detail below.

Alternativ können die gelenkgruppenspezifischen Einrichtungen zur Modulation der Reibung derart gesteuert werden, dass die modulierbare Reibung entsprechend der Soll-Änderung verändert wird.Alternatively, the joint group-specific devices for modulating the friction can be controlled in such a way that the friction that can be modulated is changed in accordance with the setpoint change.

Mit anderen Worten kann die modulierbare Reibung auf einen gewünschten Sollwert eingestellt werden oder in gewünschter Weise verändert werden. Durch dieses Einstellen kann die modulierbare Reibung des Mikroskopiesystems verändert werden, insbesondere von einem Ausgangswert (Ist-Wert der modulierbaren Reibung) auf den Sollwert. Im Sinne dieser Erfindung kann also eine Veränderung der modulierbaren Reibung durch das Bestimmen des Sollwerts oder der Soll-Änderung und die entsprechende Steuerung der mindestens einen Antriebseinrichtung erfolgen. Somit bildet also die Antriebseinrichtung eine Einrichtung zur Modulation einer Reibungskraft oder zumindest einen Teil davon.In other words, the friction that can be modulated can be set to a desired target value or changed in the desired manner. With this setting, the modulable friction of the microscopy system can be changed, in particular from an initial value (actual value of the modulatable friction) to the desired value. In the context of this invention, a change in the modulable friction can therefore take place by determining the setpoint value or the setpoint change and the corresponding control of the at least one drive device. The drive device thus forms a device for modulating a frictional force or at least a part thereof.

Die Bestimmung des Sollwerts kann hierbei während des Betriebs des Mikroskopiesystems, insbesondere während einer vom Nutzer durchgeführten Bewegung des Mikroskopiesystems, erfolgen. Es ist z.B. möglich, dass der Sollwert dynamisch bzw. kontinuierlich bestimmt bzw. angepasst wird. Dementsprechend kann auch die Änderung der modulierbaren Reibung während des Betriebs des Mikroskopiesystems, insbesondere während der vom Nutzer durchgeführten Bewegung, erfolgen. Insbesondere kann diese Veränderung zu Beginn der Bewegung erfolgen.The setpoint can be determined during operation of the microscopy system, in particular during a movement of the microscopy system carried out by the user. For example, it is possible for the setpoint to be determined or adapted dynamically or continuously. Correspondingly, the modulatable friction can also be changed during operation of the microscopy system, in particular during the movement carried out by the user. In particular, this change can take place at the beginning of the movement.

Es ist möglich, dass ein Mikroskopiesystem mindestens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung umfasst, wobei mittels der Steuer- und Auswerteeinrichtung der Sollwert oder die Soll-Änderung bestimmbar ist. Weiter kann mittels der Steuer- und Auswerteeinrichtung auch der Ist-Wert der modulierbaren Reibung bestimmbar sein. Weiter können mittels der Steuer- und Auswerteeinrichtung die Einrichtungen zur Modulation gesteuert werden.It is possible for a microscopy system to include at least one control and evaluation device, the setpoint value or the setpoint change being able to be determined by means of the control and evaluation device. Furthermore, the actual value of the modulable friction can also be determined by means of the control and evaluation device. Furthermore, the devices for modulation can be controlled by means of the control and evaluation device.

Weiter können mittels der Steuer- und Auswerteeinrichtung auch die gelenkgruppenspezifischen Steuersignale bestimmt werden. Es ist jedoch möglich, dass das Mikroskopiesystem mehrere Steuer- und Auswerteeinrichtungen umfasst, insbesondere eine (gelenkgruppenspezifische) Steuer- und Auswerteeinrichtung pro Gelenkgruppe. Dann können die gelenkgruppenspezifischen Steuersignale jeweils von verschiedenen Steuer- und Auswerteeinrichtungen bestimmt werden. Diese können dann auch die gelenkgruppenspezifische(n) Einrichtung(en) zur Modulation steuern. In einem solchen Fall ist es möglich, dass jede Steuer- und Auswerteeinrichtung den Sollwert oder die Soll-Änderung bestimmt. Allerdings ist es auch möglich, dass diese Bestimmung durch genau eine der Steuer- und Auswerteeinrichtung durchgeführt wird und die entsprechende Information dann an die weiteren Steuer- und Auswerteeinrichtungen übertragen wird.Furthermore, the control signals specific to the joint group can also be determined by means of the control and evaluation device. However, it is possible that the microscopy system comprises several control and evaluation devices, in particular one (joint group-specific) control and evaluation device per joint group. Then the joint group-specific control signals can each be determined by different control and evaluation devices. These can then also control the joint group-specific device (s) for modulation. In such a case it is possible for each control and evaluation device to determine the setpoint or the setpoint change. However, it is also possible that this determination is carried out by precisely one of the control and evaluation devices and the corresponding information is then transmitted to the further control and evaluation devices.

Eine Steuer- und Auswerteeinrichtung kann hierbei als Recheneinrichtung ausgebildet sein oder mindestens eine Recheneinrichtung umfassen. Eine solche Recheneinrichtung kann insbesondere als Mikrocontroller oder als integrierte Schaltung, beispielsweise als FPGA, ausgebildet sein.A control and evaluation device can be designed as a computing device or comprise at least one computing device. Such a computing device can in particular be designed as a microcontroller or as an integrated circuit, for example as an FPGA.

Es ist z.B. möglich, dass der Sollwert der modulierbaren Reibung auf einen vorbestimmten Minimalwert gesetzt wird. Der vorbestimmte Minimalwert kann hierbei Null oder ein Wert nahe Null sein. Dies bedeutet, dass der Nutzer beim Bewegen des Mikroskopiesystems nur eine möglichst geringe Kraft zur Überwindung der Reibung aufbringen muss. In diesem Fall kann z.B. die mindestens eine Einrichtung zur Modulation die zur Überwindung der Reibung notwendigen Kräfte erzeugen, sodass der Nutzer möglichst keine zur Überwindung der Reibung erforderlichen Kräfte beim Bedienen wahrnimmt. Dies kann auch als Reibungskompensation bezeichnet werden. Mit anderen Worten werden die Einrichtungen zur Modulation derart angesteuert, dass sie (zusätzlich) zur Erzeugung der Kräfte zur Überwindung von Trägheit und/oder Kräften zur Kompensation von statischen Gewichtskräften auch Kräfte zur Kompensation der Reibung erzeugt werden. Soll die Reibung beispielsweise vollständig oder teilweise kompensiert werden, so erzeugen die Einrichtungen zur Modulation in diesem Fall eine Kraft, die den Nutzer beim gewünschten Bewegen des Mikroskopiesystems unterstützt.For example, it is possible for the setpoint value for the modulatable friction to be set to a predetermined minimum value. The predetermined minimum value can be zero or a value close to zero. This means that when moving the microscope system, the user only needs to apply as little force as possible to overcome the friction. In this case, for example, the at least one device for modulation can generate the forces necessary to overcome the friction, so that the user does not perceive any forces necessary to overcome the friction when operating. This can also be referred to as friction compensation. In other words, the devices for modulation are controlled in such a way that they (in addition) to generate the forces to overcome inertia and / or forces to compensate for static weight forces also generate forces to compensate for friction. If the friction is to be completely or partially compensated for, for example, the devices for modulation in this case generate a force which supports the user in the desired movement of the microscope system.

Allerdings ist diese Reibungskompensation nur ein mögliches Anwendungsszenario. In weiteren Anwendungsszenarien kann insbesondere eine nicht vollständige Kompensation der Reibung wünschenswert sein, z.B. eine gezielte Verringerung. Alternativ kann aber auch eine gezielte Erhöhung der Reibung gewünscht sein.However, this friction compensation is only one possible application scenario. In other application scenarios, in particular, incomplete compensation of the friction may be desirable, e.g. a targeted reduction. Alternatively, however, a targeted increase in friction can also be desired.

Es ist z.B. möglich, dass durch den Sollwerts der modulierbaren Reibung eine Soll-Reibungskraft vorgegeben wird, die der Nutzer zum Bewegen des Mikroskopiesystems aufbringen soll, insbesondere zum Bewegen in eine gewünschte Richtung.It is, for example, possible that the nominal value of the modulable friction is used to specify a nominal frictional force that the user should apply to move the microscope system, in particular to move it in a desired direction.

Dann können die Einrichtungen zur Modulation derart gesteuert werden, dass eine Abweichung zwischen dieser Soll-Reibungskraft und einer Ist-Reibungskraft bei der Nutzerbetätigung reduziert wird, wobei die Ist-Reibungskraft die Kraft bezeichnet, die ein Nutzer aktuell aufwendet, um die Reibung beim Bewegen des Mikroskopiesystems zu überwinden. Insbesondere kann die Soll-Reibungskraft für die Bewegung aus allen Raumlagen des Mikroskops im Arbeitsraum heraus gleich eingestellt werden, wobei zu beachten ist, dass eine nicht modulierte Ist-Reibungskraft für die Bewegung aus allen Raumlagen des Mikroskops für verschiedene Raumlagen variiert.The devices for modulation can then be controlled in such a way that a deviation between this target frictional force and an actual frictional force during user operation is reduced, the actual frictional force denoting the force that a user currently expends to reduce the friction when moving the Microscopy system to overcome. In particular, the target frictional force for the movement from all spatial positions of the microscope in the working space can be set to be the same, whereby it should be noted that a non-modulated actual friction force for the movement from all spatial positions of the microscope varies for different spatial positions.

Hierdurch ergibt sich eine einheitliche gefühlte Reibungskraft im gesamten Arbeitsraum. Je nach Raumlage des Mikroskops und Anordnung der Einrichtung zur Veränderung der Reibkraft in der kinematischen Struktur kann dies die Bereitstellung verschiedener Kräfte durch diese Einrichtung in verschiedenen Raumlagen erfordern. Die Raumlage des Mikroskops kann hierbei im vorhergehend erläuterten globalen Referenzkoordinatensystem gegeben sein.This results in a uniform perceived frictional force in the entire work area. Depending on the spatial position of the microscope and the arrangement of the device for changing the frictional force in the kinematic structure, this may require the provision of different forces by this device in different spatial positions. The spatial position of the microscope can be given in the previously explained global reference coordinate system.

Es ist z.B. vorstellbar, dass die Ist-Reibungskraft in Abhängigkeit eines Ist-Werts der modulierbaren Reibung bestimmt wird, wobei diese Ist-Reibungskraft eine Kraft bezeichnet, die der Nutzer im Ist-Zustand zum Überwinden der Reibungskräfte aufbringen muss. Der Ist-Wert der modulierbaren Reibung (und somit auch die Ist-Reibungskraft) kann hierbei modellbasiert bestimmt werden. Das Modell kann insbesondere einen Zusammenhang zwischen der Reibung, insbesondere auch richtungsspezifischer Reibung, und einer Lage und/oder Bewegungsrichtung des Mikroskopiesystems repräsentieren. Auch kann das Modell einen Zusammenhang zwischen der Reibung, der Lage und der Bewegungsrichtung repräsentieren. Das Modell kann hierbei vorbestimmt sein. Insbesondere kann das Modell durch geeignete Verfahren zur Systemidentifikation oder durch bekannte Kalibrierverfahren oder durch Simulation, beispielsweise auf Grundlage von CAD-Daten des Mikroskopiesystems, bestimmt werden.For example, it is conceivable that the actual frictional force is determined as a function of an actual value of the modulatable friction, this actual frictional force denoting a force that the user has to apply in the actual state to overcome the frictional forces. The actual value of the friction that can be modulated (and thus also the actual frictional force) can be determined on the basis of a model. The model can in particular represent a relationship between the friction, in particular also direction-specific friction, and a position and / or direction of movement of the microscope system. The model can also represent a relationship between the friction, the position and the direction of movement. The model can be predetermined here. In particular, the model can be determined by suitable methods for system identification or by known calibration methods or by simulation, for example on the basis of CAD data of the microscopy system.

Selbstverständlich kann die Ist-Reibungskraft jedoch auch auf andere Weise bestimmt werden, z.B. in Abhängigkeit einer Ist-Bewegungseigenschaft, insbesondere sensorgestützt. Z.B. kann das Modell durch eine Reibkennlinie gegeben sein, wobei über diese ein Zusammenhang zwischen einer Zustandsgröße, insbesondere einer Bewegungseigenschaft, und der erzeugten Reibungskraft gegeben ist. Die Zustandsgröße kann hierbei erfasst werden, insbesondere sensorgestützt.Of course, the actual frictional force can also be determined in other ways, e.g. as a function of an actual movement property, in particular with the aid of sensors. For example, the model can be given by a friction characteristic, which provides a relationship between a state variable, in particular a movement property, and the frictional force generated. The state variable can be recorded here, in particular with the aid of sensors.

Durch die Einstellung der modulierbaren Reibung auf einen gewünschten Sollwert oder durch die Einstellung einer gewünschten Veränderung ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass die Gebrauchstauglichkeit beim Bewegen bzw. Beschleunigen des Mikroskopiesystems erhöht wird, da die Reduktion oder Änderung in bestimmten Anwendungsfällen einen Kraftaufwand des Nutzers zum Bewegen des Mikroskopiesystems reduzieren kann oder den Nutzer bei der Ausführung einer gewünschten Bewegung/einer gewünschten Aufgabe unterstützen kann.By setting the modulatable friction to a desired target value or by setting a desired change, it is advantageous that the usability is increased when moving or accelerating the microscopy system, since the reduction or change in certain applications requires the user to exert force to move of the microscopy system or can support the user in performing a desired movement / task.

Insbesondere ermöglicht die erläuterte Unterstützung einen effizienteren Gebrauch des Mikroskopiesystems, da auch eine zeitlich schnellere und/oder ein weniger Antriebsenergie benötigende Bewegung des Mikroskopiesystems zu einer Zielposition ermöglicht wird. Auch erhöht sich die subjektiv empfundene Gebrauchstauglichkeit beim Bedienen des Mikroskopiesystems.In particular, the explained support enables more efficient use of the microscopy system, since a movement of the microscopy system to a target position that is faster in time and / or requires less drive energy is made possible. The subjectively perceived usability when operating the microscope system also increases.

Auch ist es möglich, in weiteren Anwendungsfällen eine unerwünschte Bewegung durch das Verändern oder Einstellen der modulierbaren Reibung zu verhindern oder zu erschweren. Somit kann in vorteilhafter Weise auch eine Betriebssicherheit beim Bedienen des Mikroskopiesystems erhöht werden.It is also possible, in further applications, to prevent or make more difficult an undesired movement by changing or adjusting the friction that can be modulated. In this way, operational reliability when operating the microscope system can also be increased in an advantageous manner.

Weiter wird in vorteilhafter Weise ermöglicht, dass die modulierbare Reibung während der Bewegung des Mikroskopiesystems durch den Benutzer verändert wird. So ist es z.B. vorstellbar, in Abhängigkeit mindestens einer Zustandsgröße, in Abhängigkeit einer Nutzerinformation und/oder in Abhängigkeit einer auf das Mikroskopiesystem wirkenden Kraft einen aktuellen Anwendungsfall, z.B. ein Bedienszenario, eine Operationsphase oder eine Bewegungsphase des Mikroskopiesystems, zu bestimmen, wobei dann der Sollwert oder die Soll-Änderung in Abhängigkeit des Anwendungsfalls eingestellt wird.Furthermore, it is advantageously made possible that the friction that can be modulated is changed by the user during the movement of the microscope system. For example, it is conceivable to determine a current application, e.g. an operating scenario, an operation phase or a movement phase of the microscopy system, as a function of at least one state variable, as a function of user information and / or as a function of a force acting on the microscopy system, with the setpoint then or the target change is set depending on the application.

Im Gegensatz zu der eingangs erläuterten Impedanz-Regelung und Admittanz-Regelung muss der Sollwert oder die Soll-Änderung der modulierbaren Reibung jedoch nicht vorbestimmt sein, sondern ergibt sich insbesondere in Abhängigkeit von einer Zustandsgröße, Nutzerinformationen und/oder einer auf das Mikroskopiesystem wirkenden Kraft und/oder eines aktuellen Anwendungsfalls, insbesondere zur Laufzeit.In contrast to the impedance control and admittance control explained at the beginning, the setpoint or the setpoint change of the modulatable friction does not have to be predetermined, but rather results in particular as a function of a state variable, user information and / or a force acting on the microscopy system / or a current use case, especially at runtime.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Gelenke einer ersten Gelenkgruppe die Gelenke des Stativs, die eine Veränderung der Position des Mikroskops ermöglichen, wobei die Gelenke einer weiteren Gelenkgruppe die Gelenke des Stativs sind, die eine Veränderung der Orientierung des Mikroskops ermöglichen.In a preferred embodiment, the joints of a first joint group are the joints of the stand, which allow the position of the microscope to be changed, the joints of a further joint group being the joints of the stand, which allow the orientation of the microscope to be changed.

Mit anderen Worten können die Gelenke derart den Gelenkgruppen zugeordnet sein, dass eine Bewegung um die/entlang den Achsen der Gelenke der ersten Gelenkgruppe zu einer Translationsbewegung des Mikroskops und eine Bewegung um die/entlang den Achsen der Gelenke der weiteren Gelenkgruppe zu einer Rotationsbewegung des Mikroskops führt. Es ist möglich, dass die Gelenke derart den Gelenkgruppen zugeordnet sein, dass eine Bewegung um die/entlang den Achsen der Gelenke der ersten Gelenkgruppe zu einer Translationsbewegung, nicht aber zu einer Rotationsbewegung, des Mikroskops und eine Bewegung um die/entlang den Achsen der Gelenke der weiteren Gelenkgruppe zu einer Rotationsbewegung, nicht aber zu einer Translationsbewegung, des Mikroskops führt. Führt die Bewegung sowohl zu einer Rotations- als auch zu einer Translationsbewegung, so kann ein solches Gelenk beiden Gelenkgruppen zugeordnet sein. Alternativ kann ein solches Gelenk noch einer weiteren Gelenkgruppe zugeordnet sein.In other words, the joints can be assigned to the joint groups in such a way that a movement around / along the axes of the joints of the first joint group results in a translational movement of the microscope and a movement around / along the axes of the joints of the further joint group results in a rotational movement of the microscope leads. It is possible for the joints to be assigned to the joint groups in such a way that a movement about / along the axes of the joints of the first joint group leads to a translational movement, but not to a rotational movement, of the microscope and a movement about / along the axes of the joints of the other joint group leads to a rotational movement, but not to a translational movement, of the microscope. If the movement leads to both a rotational and a translational movement, such a joint can be assigned to both joint groups. Alternatively, such a joint can be assigned to a further joint group.

Hierbei kann eine kinematische Struktur des Stativs derart ausgebildet sein, dass eine Bewegung um die/entlang den Achsen der Gelenke einer ersten Gelenkgruppe zu einer Translationsbewegung und nicht zu einer Rotationsbewegung des Mikroskops und eine Bewegung um die/entlang den Achsen der Gelenke der weiteren Gelenkgruppe zu einer Rotationsbewegung und nicht zu einer Translationsbewegung des Mikroskops führt. Es ist jedoch auch möglich, dass die kinematische Struktur derart ausgebildet ist, dass eine Bewegung um die/entlang den Achsen der Gelenke einer der Gelenkgruppe sowohl zu einer Translationsbewegung als auch zu einer Rotationsbewegung des Mikroskops, eine Bewegung um die/entlang den Achsen der Gelenke einer weiteren Gelenkgruppe zu einer Rotationsbewegung, nicht aber zu einer Translationsbewegung, und eine Bewegung um die/entlang den Achsen der Gelenke noch einer weiteren Gelenkgruppe zu einer Translationsbewegung, nicht aber zu einer Rotationsbewegung, des Mikroskops führt. Mit anderen Worten können die Bewegungsfreiheitsgrade der Bewegung des Mikroskops, die durch die Bewegung um die/entlang der Achsen von Gelenken verschiedener Gelenkgruppen bewirkt wird, für diese verschiedenen Gruppen voneinander verschieden sein.Here, a kinematic structure of the stand can be designed such that a movement around / along the axes of the joints of a first joint group leads to a translational movement and not to a rotational movement of the microscope and a movement around / along the axes of the joints of the further joint group a rotational movement and not a translational movement of the microscope. However, it is also possible that the kinematic structure is designed in such a way that a movement about / along the axes of the joints of one of the joint groups leads to both a translational movement and a rotational movement of the microscope, a movement about / along the axes of the joints another group of joints leads to a rotational movement, but not to a translational movement, and a movement around / along the axes of the joints of yet another joint group to a translational movement, but not to a rotational movement, of the microscope. In other words, the degrees of freedom of movement of the movement of the microscope, which is brought about by the movement around / along the axes of joints of different joint groups, can be different from one another for these different groups.

Diese Bewegungen können sich insbesondere auf ein mikroskopfestes Koordinatensystem in dessen Raumlage vor der Ausführung der entsprechenden Bewegung und/oder auf ein Referenzkoordinatensystem, insbesondere ein globales Referenzkoordinatensystem, beziehen.These movements can in particular relate to a microscope-fixed coordinate system in its spatial position before the execution of the corresponding movement and / or to a reference coordinate system, in particular a global reference coordinate system.

Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise die weitere Reduktion von Parametern der verwendeten kinematischen Modelle. Umfasst das Stativ z.B. 6 Gelenke und sind 3 dieser Gelenke der ersten Gelenkgruppe und die 3 verbleibenden Gelenke der weiteren Gelenkgruppe zugeordnet, so können die gelenkgruppenspezifischen kinematischen Modelle z.B. in Form einer 3x3-Matrix gegeben sein, da durch diese Gelenkgruppen jeweils nur Veränderungen in 3 Translationsfreiheitsgraden bzw. in 3 Rotationsfreiheitsgraden möglich sind. Durch diese weitere Reduktion ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfachere und schnellere Bestimmung von Steuersignalen und somit ein in dieser Hinsicht verbesserter Betrieb des Mikroskopiesystems.This advantageously enables the further reduction of parameters of the kinematic models used. If the stand comprises, for example, 6 joints and 3 of these joints are assigned to the first joint group and the 3 remaining joints are assigned to the other joint group, the joint group-specific kinematic models can be given, for example, in the form of a 3x3 matrix, since these joint groups only change in 3 degrees of translational freedom or are possible in 3 degrees of freedom of rotation. This further reduction advantageously results in a simpler and faster determination of control signals and thus an improved operation of the microscopy system in this respect.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Stativ mindestens eine Antriebseinrichtung zur Bewegung des Mikroskops, wobei mindestens eine Einrichtung zur Modulation der Reibungskraft durch die mindestens eine Antriebseinrichtung gebildet wird. Insbesondere kann das Stativ mindestens eine Antriebseinrichtung pro Gelenkgruppe umfassen.In a further embodiment, the stand comprises at least one drive device for moving the microscope, at least one device for modulating the frictional force being formed by the at least one drive device. In particular, the stand can comprise at least one drive device per joint group.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Sollwert oder die Soll-Änderung in Abhängigkeit der Beschleunigung des Mikroskopiesystems bestimmt. Im Sinne dieser Erfindung bezeichnet Beschleunigen sowohl ein Beschleunigen zum Erreichen höherer Geschwindigkeiten als auch ein Beschleunigen zum Erreichen niedrigerer Geschwindigkeiten (Abbremsen). Auch kann eine positive Beschleunigung eine Beschleunigung bezeichnen, die zumindest anteilig in Richtung einer Ist-Geschwindigkeit der Bewegung des Mikroskopiesystems orientiert ist. Hierbei kann ein solcher Anteil insbesondere größer als 50 % sein. Entsprechend kann eine negative Beschleunigung eine Beschleunigung bezeichnen, die zumindest anteilig entgegen der Richtung einer Ist-Geschwindigkeit der Bewegung des Mikroskopiesystems orientiert ist. Hierbei kann ein solcher Anteil insbesondere größer als 50 % sein. Die Beschleunigung kann hierbei von einer durch die Gravitationskraft bewirkten Beschleunigung verschieden sein.In a preferred embodiment, the nominal value or the nominal change is determined as a function of the acceleration of the microscopy system. In the context of this invention, acceleration denotes both acceleration to achieve higher speeds and acceleration to reach lower speeds (braking). A positive acceleration can also denote an acceleration which is at least partially oriented in the direction of an actual speed of the movement of the microscope system. Such a proportion can in particular be greater than 50%. Correspondingly, a negative acceleration can denote an acceleration which is at least partially oriented counter to the direction of an actual speed of the movement of the microscope system. Such a proportion can in particular be greater than 50%. The acceleration can be different from an acceleration caused by the force of gravity.

Wie vorhergehend erläutert, kann die Beschleunigung erfasst oder bestimmt werden. Insbesondere kann die Beschleunigung in Abhängigkeit einer Beschleunigung oder einer Änderung der Geschwindigkeit einer Abtriebswelle der vorhergehend erläuterten mindestens einen Antriebseinrichtung bestimmt werden. Weiter kann in Abhängigkeit der Beschleunigung eine Bewegungsphase des Mikroskopiesystems bestimmt werden. Dies wird nachfolgend noch näher erläutert.As explained above, the acceleration can be detected or determined. In particular, the acceleration can be determined as a function of an acceleration or a change in the speed of an output shaft of the at least one drive device explained above. Furthermore, a movement phase of the microscopy system can be determined as a function of the acceleration. This is explained in more detail below.

So ist es z.B. möglich, dass bei einer positiven Beschleunigung oder einer positiven Beschleunigung, deren Betrag größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, der Sollwert der modulierbaren Reibung reduziert wird und/oder dass bei einer negativen Beschleunigung oder einer negativen Beschleunigung, deren Betrag größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, der Sollwert der modulierbaren Reibung erhöht wird, insbesondere in einer vorbestimmten Art und Weise, insbesondere um einen vorbestimmten Betrag und/oder mit einer vorbestimmten Änderungsrate oder um einen Betrag und/oder mit einer Änderungsrate, die abhängig von der Beschleunigung und/oder mindestens einer weiteren der vorhergehend genannten Eingangsgrößen ist.For example, it is possible that with a positive acceleration or a positive acceleration, the amount of which is greater than a predetermined threshold value, the setpoint value of the modulatable friction is reduced and / or that with a negative acceleration or a negative acceleration, the amount is greater than a is a predetermined threshold value, the setpoint value of the modulatable friction is increased, in particular in a predetermined manner, in particular by a predetermined amount and / or with a predetermined rate of change or by an amount and / or with a rate of change that depends on the acceleration and / or or at least one of the other input variables mentioned above.

Hierdurch können in vorteilhafter Weise vom Nutzer aufzubringende Kräfte für eine positive Beschleunigung als auch für eine negative Beschleunigung reduziert werden, wodurch sich auch eine Bedienfreundlichkeit des Mikroskopiesystems erhöht.In this way, forces to be applied by the user for both positive acceleration and negative acceleration can advantageously be reduced, which also increases the ease of use of the microscope system.

Alternativ oder kumulativ ist es möglich, dass bei einer positiven Beschleunigung, deren Betrag größer als ein vorbestimmter maximal zulässiger Schwellwert ist, der Sollwert der modulierbaren Reibung erhöht wird. Hierdurch können in vorteilhafter Weise Bewegungen durch zu hohe Beschleunigungen abgebremst werden. Insbesondere kann erreicht werden, dass eine zu hohe Beschleunigung nur für kurze Zeit überschritten wird, wodurch eine Betriebssicherheit des Mikroskopiesystems erhöht wird.Alternatively or cumulatively, it is possible for the setpoint value of the modulatable friction to be increased in the case of a positive acceleration, the amount of which is greater than a predetermined maximum permissible threshold value. In this way, movements can be braked in an advantageous manner by accelerations that are too high. In particular, it can be achieved that an excessively high acceleration is only exceeded for a short time, which increases the operational reliability of the microscopy system.

Weiter kann der Sollwert oder die Soll-Änderung zusätzlich in Abhängigkeit der Bewegungsgeschwindigkeit des Mikroskopiesystems bestimmt werden. So kann die modulierbare Reibung z.B. reduziert werden, falls die Beschleunigung positiv oder positiv und höher als ein vorbestimmter Schwellwert ist und eine Geschwindigkeit des Mikroskopiesystems Null oder kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert ist, wobei in diesem Fall eine Phase positiver Beschleunigung identifiziert werden kann. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise ein schnelles und einfaches Beschleunigen des Mikroskopiesystems durch den Nutzer ermöglicht werden, wobei insbesondere ein Kraftaufwand für dieses Beschleunigen reduziert wird. Es ist weiter vorstellbar, dass in einem solchen Fall die modulierbare Reibung nicht reduziert oder sogar erhöht wird, wenn eine Geschwindigkeit des Mikroskopiesystems größer als der/ein vorbestimmter Schwellwert oder gleich diesem Schwellwert ist. Hierdurch wird ein weiteres Beschleunigen bei hohen Geschwindigkeiten erschwert.Furthermore, the target value or the target change can also be determined as a function of the speed of movement of the microscope system. For example, the modulatable friction can be reduced if the acceleration is positive or positive and higher than a predetermined threshold value and a speed of the microscope system is zero or less than a predetermined threshold value, in which case a phase of positive acceleration can be identified. In this way, the user can advantageously accelerate the microscope system quickly and easily, with the expenditure of force for this acceleration being reduced in particular. It is further conceivable that in such a case the friction that can be modulated is not reduced or even increased if a speed of the microscopy system is greater than the / a predetermined threshold value or equal to this threshold value. This makes further acceleration at high speeds more difficult.

Weiter kann die modulierbare Reibung z.B. erhöht werden, falls die Beschleunigung negativ oder negativ und kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert ist und eine Geschwindigkeit des Mikroskopiesystems von Null verschieden oder größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist. Insbesondere kann in diesem Fall eine Bremsphase, also eine Phase negativer Beschleunigung, identifiziert werden, wobei in Abhängigkeit der Bremsphase die modulierbare Reibung erhöht wird. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise ein schnelles und einfaches Abbremsen des Mikroskopiesystems durch den Nutzer ermöglicht werden, wobei insbesondere ein Kraftaufwand für dieses Abbremsen reduziert wird.Furthermore, the modulatable friction can be increased, for example, if the acceleration is negative or negative and less than a predetermined threshold value and a speed of the microscope system is different from zero or greater than a predetermined threshold value. In particular, a braking phase, that is to say a phase of negative acceleration, can be identified in this case, the modulatable friction being increased as a function of the braking phase. In this way, quick and easy braking of the microscopy system by the user can be made possible in an advantageous manner, with the expenditure of force for this braking in particular being reduced.

Auch kann die modulierbare Reibung z.B. reduziert werden, wenn die Beschleunigung Null oder kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert und die Bewegungsgeschwindigkeit größer als Null oder größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist. In diesem Fall kann eine Phase kontinuierlicher Bewegung identifiziert und die Bedienung durch den Nutzer durch die Reduktion unterstützt werden.The friction that can be modulated can also be reduced, for example, if the acceleration is zero or less than a predetermined threshold value and the movement speed is greater than zero or greater than a predetermined threshold value. In this case, a phase of continuous movement can be identified and operation by the user can be supported by the reduction.

Auch ist es vorstellbar, die modulierbare Reibung zu erhöhen, falls die Beschleunigung größer als ein maximal zulässiger Schwellwert ist und die Bewegungsgeschwindigkeit größer als Null oder größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine erhöhte Betriebssicherheit, da durch den damit verbundenen erhöhten Kraftaufwand eine weiterer Beschleunigung und somit eine potentiell unerwünscht hohe Geschwindigkeit erschwert wird.It is also conceivable to increase the friction that can be modulated if the acceleration is greater than a maximum permissible threshold value and the speed of movement is greater than zero or greater than a predetermined threshold value. This advantageously results in increased operational reliability, since the increased expenditure of force associated therewith results in further acceleration and thus a potentially undesirably high speed is made more difficult.

Auch kann die modulierbare Reibung erhöht werden, wenn innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer die Anzahl der Änderungen einer Richtung der Beschleunigung um mehr als ein vorbestimmtes Maß höher als eine vorbestimmte Schwellenanzahl ist.The friction that can be modulated can also be increased if, within a predetermined period of time, the number of changes in a direction of acceleration is greater than a predetermined threshold number by more than a predetermined amount.

Alternativ oder kumulativ kann die modulierbare Reibung erhöht werden, wenn innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer die Anzahl einer Änderung einer Richtung der auf das Mikroskopiesystem wirkenden Kraft um mehr als ein vorbestimmtes Maß höher als eine vorbestimmte Schwellenanzahl ist. Beides ermöglicht in vorteilhafter Weise eine tremorabhängige Bestimmung der Soll-Änderung oder des Sollwerts der modulierbaren Reibung, insbesondere die Reduktion von Auswirkungen eines Tremors des Nutzers bei der Bedienung des Mikroskopiesystems. So kann beispielsweise ein Tremor detektiert werden, wenn sich die erläuterte Anzahl höher als die genannte Schwellenanzahl ist. Alternatively or cumulatively, the modulable friction can be increased if, within a predetermined period of time, the number of changes in a direction of the force acting on the microscopy system is more than a predetermined amount higher than a predetermined threshold number. Both advantageously enable a tremor-dependent determination of the desired change or the desired value of the modulatable friction, in particular the reduction of the effects of a tremor on the user when operating the microscope system. For example, a tremor can be detected if the number explained is higher than the number of thresholds mentioned.

Weiter alternativ oder kumulativ kann die modulierbare Reibung erhöht werden, wenn ein Tremor frequenzbasiert detektiert wird. Hierbei kann z.B. ein Frequenzinhalt einer Richtungsänderung, einer Kraftänderung, eine Beschleunigungsänderung, einer Geschwindigkeitsänderung oder eine Positionsänderung bestimmt werden, wobei ein Tremor detektiert wird, falls ein frequenzbasiertes Kriterium erfüllt ist, beispielsweise falls eine Höhe des Spektrums bei vorbestimmen Frequenzen größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist.Furthermore, alternatively or cumulatively, the modulatable friction can be increased if a tremor is detected on the basis of frequency. For example, a frequency content of a change in direction, a change in force, a change in acceleration, a change in speed or a change in position can be determined, with a tremor being detected if a frequency-based criterion is met, for example if the height of the spectrum at predetermined frequencies is greater than a predetermined threshold value .

Es ist weiter vorstellbar, dass in einem solchen Fall die modulierbare Reibung nur erhöht wird, wenn zusätzlich eine Geschwindigkeit des Mikroskopiesystems Null oder kleiner als ein vorbestimmter (geringer) Schwellwert ist. Selbstverständlich ist es auch vorstellbar, einen Tremor eines Nutzers auf eine andere Art und Weise zu detektieren.It is further conceivable that in such a case the friction that can be modulated is only increased if, in addition, a speed of the microscopy system is zero or less than a predetermined (low) threshold value. Of course, it is also conceivable to detect a tremor of a user in a different way.

Hierdurch kann verhindert werden, dass durch den Tremor des Anwenders eine unerwünschte Lageänderung des Mikroskops erfolgt, die auch zu einer unerwünschten Veränderung des durch das Mikroskop dargestellten Bildausschnitts führen kann. Dies ist insbesondere bei hohen Arbeitsabständen und Vergrößerungen leicht möglich, da dann kleine Positionsänderungen zur vergleichsweise großen Veränderungen des Bildausschnitts führen können.This can prevent the tremor of the user from causing an undesirable change in the position of the microscope, which can also lead to an undesirable change in the image section displayed by the microscope. This is easily possible, especially with long working distances and magnifications, since small changes in position can then lead to comparatively large changes in the image section.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Sollwert oder die Soll-Änderung in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Mikroskopiesystems bestimmt, insbesondere jedoch unabhängig von der Beschleunigung. So ist es beispielsweise möglich, dass die modulierbare Reibung erhöht wird, falls die Geschwindigkeit des Mikroskopiesystems größer als ein vorbestimmter Geschwindigkeits-Schwellwert ist, insbesondere unabhängig von der Beschleunigung, weiter insbesondere in einer vorbestimmten Art und Weise, insbesondere um einen vorbestimmten Betrag und/oder mit einer vorbestimmten Änderungsrate oder um einen Betrag und/oder mit einer Änderungsrate, die abhängig von mindestens einer weiteren der vorhergehend genannten Eingangsgrößen ist. Weiter ist es möglich, dass die Änderung der modulierbaren Reibung in diesem Fall monoton steigend zur Abweichung der Geschwindigkeit von dem erläuterten vorbestimmten Schwellwert ist. Mit anderen Worten kann die modulierbare Reibung mit steigender Geschwindigkeit immer mehr erhöht werden. So ist es beispielsweise vorstellbar, dass die modulierbare Reibung steil ansteigt, beispielsweise in einem exponentiellen Verhältnis oder linearen Verhältnis mit großer Steigung relativ zur Geschwindigkeit, wenn diese größer als der erläuterte Schwellwert ist.In a preferred embodiment, the nominal value or the nominal change is determined as a function of the speed of the microscopy system, but in particular independently of the acceleration. For example, it is possible for the modulatable friction to be increased if the speed of the microscopy system is greater than a predetermined speed threshold value, in particular independently of the acceleration, further in particular in a predetermined manner, in particular by a predetermined amount and / or with a predetermined rate of change or by an amount and / or with a rate of change that is dependent on at least one further of the aforementioned input variables. It is also possible that the change in the modulable friction in this case increases monotonically to the deviation of the speed from the explained predetermined threshold value. In other words, the friction that can be modulated can be increased more and more with increasing speed. For example, it is conceivable that the friction that can be modulated increases steeply, for example in an exponential ratio or a linear ratio with a large gradient relative to the speed, if this is greater than the threshold value explained.

Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass einer Vergrößerung der Geschwindigkeit durch die immer größer werdende Reibung und die damit verbundene Kraft zur Beschleunigung erschwert wird, wodurch sich die Betriebssicherheit des Mikroskopiesystems erhöht.This advantageously results in an increase in speed being made more difficult by the ever increasing friction and the associated acceleration force, which increases the operational reliability of the microscopy system.

Auch ist es vorstellbar, die modulierbare Reibung gemäß einem vorbestimmten Zusammenhang zwischen Reibung und Geschwindigkeit einzustellen. Der vorbestimmte Zusammenhang kann insbesondere in Form einer Kennlinie gegeben sein. Mit anderen Worten kann eine künstliche Reibkennlinie, die unabhängig von der realen Reibkennlinie ist, zum Betrieb des Mikroskopiesystems entworfen und genutzt werden, wobei sich die reale Reibkennlinie durch die Ausbildung des Mikroskopiesystems ergibt. So kann beispielsweise ein reales viskoses Reibungsverhalten in ein coulombsches Reibungsverhalten geändert werden. Hierdurch können z.B. Nutzerpräferenzen realisiert werden. Auch ist es vorstellbar, die modulierbare Reibung zu verringern, falls die Geschwindigkeit kleiner als ein weiterer (unterer) Schwellwert ist.It is also conceivable to adjust the modulatable friction in accordance with a predetermined relationship between friction and speed. The predetermined relationship can in particular be given in the form of a characteristic curve. In other words, an artificial friction characteristic, which is independent of the real friction characteristic, can be designed and used for operating the microscopy system, the real friction characteristic resulting from the design of the microscopy system. For example, a real viscous friction behavior can be changed into a Coulomb friction behavior. In this way, e.g. user preferences can be implemented. It is also conceivable to reduce the friction that can be modulated if the speed is less than a further (lower) threshold value.

In bestimmten Anwendungsfällen kann es wünschenswert sein, die modulierbare Reibung nicht zu hoch einzustellen, insbesondere um die erforderlichen Kräfte für eine Bewegung nicht zu stark werden zu lassen. Dies kann bedeuten, dass die modulierbare Reibung nicht auf einen Wert eingestellt, der größer als ein vorbestimmter Maximalwert ist. Insgesamt ist es wünschenswert, einen Ausgleich (Trade-off) zwischen einer hohen modulierbaren Reibung zur Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit und einer zu groß gewählten modulierbaren Reibung zu finden. Dieser Ausgleich kann empirisch ermittelt werden.In certain applications it may be desirable not to set the modulable friction too high, in particular in order not to let the forces required for a movement become too strong. This can mean that the friction that can be modulated is not set to a value which is greater than a predetermined maximum value. Overall, it is desirable to find a balance (trade-off) between a high degree of friction that can be modulated to improve user-friendliness and an excessively high degree of friction that can be modulated. This compensation can be determined empirically.

Weiter ist es möglich, die modulierbare Reibung zu erhöhen, wenn ein Jerk oder ein Betrag des Jerk größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass eine unerwünscht große Positionsänderung bei Auftreten eines solchen Jerks verhindert wird.It is also possible to increase the friction that can be modulated if a jerk or an amount of the jerk is greater than a predetermined threshold value. In this way, it can be achieved in an advantageous manner that an undesirably large change in position is prevented when such a jerk occurs.

Weiter kann der Sollwert oder die Soll-Änderung in Abhängigkeit einer aktuellen Raumlage, also lagespezifisch, bestimmt werden. Entspricht die aktuelle Raumlage beispielsweise einer vorbestimmten Ziellage oder liegt die aktuelle Raumlage in einer vorbestimmten Zielregion, so kann die modulierbare Reibung erhöht werden. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass ein Herausbewegen aus der Ziellage erschwert wird, wodurch es für einen Nutzer vereinfacht wird, eine Ziellage einzustellen und/oder diese beizubehalten.Furthermore, the target value or the target change can be determined as a function of a current spatial position, that is to say in a position-specific manner. If the current spatial position corresponds, for example, to a predetermined target position or if the current spatial position is in a predetermined target region, then the friction that can be modulated can be increased. In this way, it can be achieved in an advantageous manner that moving out of the target position is made more difficult, which makes it easier for a user to set a target position and / or to maintain it.

Die Ziellage oder -region kann vorbestimmt sein, beispielsweise durch eine Nutzereingabe, beispielsweise durch eine akustische Nutzereingabe, beispielsweise durch einen Sprachbefehl, oder durch eine haptische Nutzereingabe, beispielsweise durch Betätigung einer entsprechenden Bedienschnittstelle. Auch kann die Zielregion während der Laufzeit bestimmt werden, beispielsweise in Abhängigkeit von den Zustandsgrößen, insbesondere Bewegungseigenschaften, und/oder ein übergeordnetes Navigationssystem. Wird beispielsweise detektiert, dass sich das Mikroskopiesystem, insbesondere zeitlich nach einer Lageänderung um mehr als ein vorbestimmtes Maß, länger als eine vorbestimmte Zeitdauer in einer Lage befindet oder sich eine Lage des Mikroskopiesystems nicht mehr als ein vorbestimmtes Maß ändert, so kann die Lage als Ziellage und/oder eine Region mit vorbestimmter Größe um die Lage herum als Zielregion bestimmt werden.The target location or region can be predetermined, for example by a user input, for example by an acoustic user input, for example by a voice command, or by a haptic user input, for example by actuating a corresponding operator interface. The target region can also be determined during the runtime, for example as a function of the state variables, in particular movement properties, and / or a higher-level navigation system. If, for example, it is detected that the microscopy system is in a position for longer than a predetermined period of time, in particular after a change in position by more than a predetermined amount, or that a position of the microscopy system does not change more than a predetermined amount, then the position can be used as the target position and / or a region with a predetermined size around the location can be determined as the target region.

Es ist jedoch auch möglich, dass die modulierbare Reibung derart verändert wird, dass die gefühlte Reibung, die sich aufgrund der eingestellten modulierten Reibung ergibt, lageunabhängig ist. Die Lage kann insbesondere eine Lage im vorhergehend erläuterten Referenzkoordinatensystem sein.However, it is also possible for the friction that can be modulated to be changed in such a way that the friction that is felt, which results from the set, modulated friction, is position-independent. The position can in particular be a position in the reference coordinate system explained above.

So können, je nach kinematischer Struktur des Mikroskopiesystems bzw. des Stativs und/oder der Ausbildung der Komponenten wie Antriebseinrichtungen und/oder Lagereinrichtungen in den verschiedenen Gelenken, in verschiedenen Positionen des Mikroskopiesystems verschiedene Reibungskräfte erzeugt werden, wenn das Mikroskop in aus dieser Lage in eine vorbestimmte Richtung, insbesondere in Bezug auf das erläuterte Referenzkoordinatensystem, bewegt wird. Somit können also lagespezifische Reibungskräfte auftreten. Durch das Einstellen der modulierten Reibung in Abhängigkeit der lageabhängigen Reibkräfte kann erreicht werden, dass bei einer Bewegung die die vorbestimmte Raumrichtung aus verschiedenen Lagen heraus jeweils die gleichen resultierenden Reibungskräfte am Mikroskop wahrgenommen werden, mit anderen Worten also eine lageunabhängige Reibung. Somit kann also die gefühlte Reibung im Arbeitsraum des Mikroskopiesystems vereinheitlicht werden.Thus, depending on the kinematic structure of the microscopy system or the stand and / or the design of the components such as drive devices and / or bearing devices in the various joints, different frictional forces can be generated in different positions of the microscope system when the microscope in a predetermined direction, in particular with respect to the explained reference coordinate system, is moved. Thus, location-specific frictional forces can occur. By setting the modulated friction as a function of the position-dependent frictional forces, the same resulting frictional forces are perceived on the microscope during a movement in the predetermined spatial direction from different positions, in other words a position-independent friction. In this way, the friction felt in the working area of the microscopy system can be standardized.

Weiter alternativ oder kumulativ kann der Sollwert oder die Soll-Änderung derart bestimmt werden, dass die modulierbare Reibung richtungsunabhängig ist. So kann die tatsächliche Reibung ebenfalls richtungsabhängig sein, also bei der Bewegung des Mikroskops in verschiedene Richtungen verschiedene Werte aufweisen. Dies kann insbesondere durch die kinematischen Struktur und/oder die Ausbildung der Komponenten wie Antriebseinrichtungen, Lagereinrichtung des Stativs bedingt sein. Diese richtungsabhängige Reibung kann durch das vorgeschlagene Verfahren kompensiert werden, insbesondere derart, dass die gefühlte Reibung, die sich aufgrund der eingestellten modulierten Reibung ergibt, richtungsunabhängig ist.Furthermore, alternatively or cumulatively, the target value or the target change can be determined in such a way that the friction that can be modulated is direction-independent. The actual friction can also be direction-dependent, i.e. it can have different values when the microscope is moved in different directions. This can be due in particular to the kinematic structure and / or the design of the components such as drive devices, bearing devices of the stand. This direction-dependent friction can be compensated for by the proposed method, in particular in such a way that the perceived friction, which results from the set modulated friction, is direction-independent.

Diese Richtungsabhängigkeit der Reibung kann wiederum abhängig von der Position des Mikroskopiesystems sein.This directional dependence of the friction can in turn be dependent on the position of the microscope system.

Durch das Einstellen einer lage- und/oder richtungsunabhängigen modulierbaren Reibung können in vorteilhafter Weise die Auswirkungen von den erläuterten lage- und/oder richtungsabhängigen realen Reibungskräften auf die Bedienung durch den Nutzer reduziert oder eliminiert werden. Auch hierdurch ergibt sich eine verbesserte Gebrauchstaug lichkeit.By setting a position- and / or direction-independent, modulatable friction, the effects of the explained position- and / or direction-dependent real friction forces on the operation by the user can advantageously be reduced or eliminated. This also results in improved usability.

Weiter ist es möglich, die modulierbare Reibung durch die lage- und/oder richtungsabhängige Einstellung an Nutzerfähigkeiten anzupassen. Beispielsweise kann es möglich sein, dass ein Nutzer in verschiedenen Lagen und/oder für verschiedene Bewegungsrichtungen unterschiedlich hohe Kräfte zur Bewegung des Mikroskops aufbringen kann. So kann z.B. eine modulierbare Reibung für eine Bewegung aus einer ersten vorbestimmten Lage heraus und/oder in eine erste vorbestimmte Richtung höher eingestellt werden als für eine Bewegung aus einer weiteren vorbestimmten Lage heraus und/oder in eine weitere vorbestimmte Richtung, wenn der Nutzer in der ersten Lage und/oder für die erste Richtung höhere Kräfte aufbringen kann. Hierbei kann, z.B. durch eine Kalibrierung, festgelegt sein, in welchen Lagen und/oder für welche Richtungen ein Nutzer welche Kräfte aufbringen kann, insbesondere in Form von Relativverhältnissen. Auch hierdurch ergibt sich eine verbesserte Bedienfreundlichkeit, da die Bedienung an die Fähigkeiten eines Nutzers angepasst werden kann.It is also possible to adapt the friction that can be modulated to user capabilities by means of the position-dependent and / or direction-dependent setting. For example, it may be possible for a user to be able to apply different forces to move the microscope in different positions and / or for different directions of movement. For example, a modulatable friction for a movement out of a first predetermined position and / or in a first predetermined direction can be set higher than for a movement out of a further predetermined position and / or in a further predetermined direction when the user is in the first position and / or can apply higher forces for the first direction. Here, e.g. by means of a calibration, it can be established in which positions and / or for which directions a user can apply which forces, in particular in the form of relative relationships. This also results in improved user-friendliness, since the operation can be adapted to the capabilities of a user.

Weiter ist es möglich, den Sollwert oder die Soll-Änderung der modulierbaren Reibung in Abhängigkeit einer Trägheit einzustellen. Kräfte, die vom Nutzer zur Bewegung des Mikroskops aufgebracht werden müssen, können verschiedene Ursachen haben. So können neben den bereits erläuterten Reibungskräften auch trägheitsbedingte Anteile der aufzubringenden Kraft vorhanden sein, insbesondere um das Mikroskop in einem gewünschten Maße zu beschleunigen oder abzubremsen. Diese von den Reibungskräften verschiedenen Kräfte können hierbei wiederum lage- und/oder richtungsspezifisch sein.It is also possible to set the desired value or the desired change in the modulatable friction as a function of an inertia. Forces that have to be applied by the user to move the microscope can have various causes. In addition to the friction forces already explained, inertia-related components of the force to be applied can also be present, in particular in order to accelerate or decelerate the microscope to a desired extent. These forces, which differ from the frictional forces, can in turn be position-specific and / or direction-specific.

Beispielsweise kann also die modulierbare Reibungskraft derart eingestellt werden, dass im Falle einer negativen Beschleunigung und einer Trägheit, die größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, die Reibungskraft erhöht oder auf einen ersten Wert eingestellt wird und/oder im Falle einer positiven Beschleunigung und einer Trägheit, die größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, die Reibungskraft verringert oder auf einen weiteren Wert eingestellt wird, der kleiner als der erste Wert ist. Hierdurch kann insbesondere bei hohen Trägheiten der Kraftaufwand zum Bremsen und zum Beschleunigen verringert werden, wodurch der Anteil der lage- und/oder richtungsabhängigen Trägheit zumindest teilweise kompensiert werden kann.For example, the modulatable frictional force can be set in such a way that in the case of a negative acceleration and an inertia that is greater than a predetermined threshold value, the frictional force is increased or set to a first value and / or in the case of a positive acceleration and an inertia, which is greater than a predetermined threshold value, the frictional force is reduced or set to a further value which is smaller than the first value. In this way, the effort required to brake and accelerate can be reduced, particularly in the case of high inertia, as a result of which the portion of the position-dependent and / or direction-dependent inertia can be at least partially compensated for.

Weiter ist es möglich, die modulierbare Reibungskraft proportional zur Trägheit einzustellen. Beispielsweise kann bei mit steigender Trägheit auch die modulierbare Reibung erhöht werden.It is also possible to set the modulatable frictional force proportional to the inertia. For example, as the inertia increases, the friction that can be modulated can also be increased.

Hierdurch kann in vorteilhafter Weise ebenfalls die Benutzerfreundlichkeit verbessert werden, da die vom Nutzer aufzubringenden Kräfte für eine Bewegung verringert werden können.As a result, the user-friendliness can also be improved in an advantageous manner, since the forces to be applied by the user for a movement can be reduced.

Auch ist es möglich, die modulierbare Reibung für Bewegungsrichtungen, die hin zur vorhergehend erläuterten Ziellage gerichtet sind, niedriger einzustellen als bei Bewegungsrichtungen, die weg von der Ziellage gerichtet sind. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise ebenfalls die Benutzerfreundlichkeit verbessert werden, da der Nutzer durch die Veränderung der modulierbaren Reibung zur Ziellage hingeführt werden kann bzw. ein Verlassen der Ziellage erschwert wird.It is also possible to set the modulatable friction for directions of movement which are directed towards the target position explained above to be lower than for directions of movement which are directed away from the target position. In this way, the user-friendliness can also be improved in an advantageous manner, since the user can be guided to the target position by changing the modulatable friction or leaving the target position is made more difficult.

Weiter ist es vorstellbar, den Sollwert oder die Soll-Änderung in Abhängigkeit des Bewegungsfreiheitsgrads im Referenzkoordinatensystem oder eines gelenkspezifischen Freiheitsgrads, also bewegungsfreiheitsgradspezifisch, zu bestimmen. Somit können modulierbare Reibungen für Bewegungen um/oder entlang verschiedener Bewegungsfreiheitsgrade unabhängig, insbesondere verschieden, voneinander eingestellt werden. Hierdurch wird es z.B. ermöglicht, für eine Rotations-/Translationsbewegung um/entlang eine(r) erste(n) Achse eine modulierbare Reibung derart einzustellen, dass sie von der modulierbaren Reibung für eine Bewegung um/entlang eine(r) von der ersten Achse verschiedenen Achse verschieden ist oder dass diese modulierbaren Reibungen gleich sind. Die Achse kann hierbei eine Achse des Referenzkoordinatensystems oder eine Gelenkachse sein.It is also conceivable to determine the setpoint value or the setpoint change as a function of the degree of freedom of movement in the reference coordinate system or a joint-specific degree of freedom, that is to say specific to the degree of freedom of movement. Thus, modulable frictions for movements around / or along different degrees of freedom of movement can be set independently, in particular differently, from one another. This makes it possible, for example, to set a modulatable friction for a rotational / translational movement around / along a first axis in such a way that it is different from the modulatable friction for a movement around / along one of the first axis different axis or that these modulable frictions are the same. The axis can be an axis of the reference coordinate system or a joint axis.

So ist es möglich, dass eine modulierbare Reibung für eine Bewegung mit einem oder mehreren (aber nicht allen) Freiheitsgraden die modulierbare Reibung um ein vorbestimmtes Maß geringer als die modulierbare Reibung bei einer Bewegung mit den verbleibenden Freiheitsgraden einzustellen. Hierdurch können insbesondere Bewegungen mit diesen Freiheitsgraden begünstigt werden, während das System bei einer Bewegung mit den verbleibenden Freiheitsgraden für den Nutzer im Vergleich schwerer zu bewegen ist. Somit kann die Beweglichkeit des Mikroskops in gewünschten Freiheitsgraden reduziert werden, ohne eine Bewegung in diesen Freiheitsgraden zu verhindern. Insbesondere kann eine modulierbare Reibung für eine Bewegung entlang oder parallel zu einer optischen Achse des Mikroskops geringer als die modulierbare Reibung bei einer Bewegung entlang davon verschiedener Raumrichtungen eingestellt werden.It is thus possible for a modulatable friction for a movement with one or more (but not all) degrees of freedom to set the modulatable friction to a predetermined amount less than the modulatable friction for a movement with the remaining degrees of freedom. In this way, movements with these degrees of freedom can be promoted in particular, while the system is more difficult to move for the user in comparison with a movement with the remaining degrees of freedom. The mobility of the microscope can thus be reduced in the desired degrees of freedom without preventing movement in these degrees of freedom. In particular, a modulable friction for a movement along or parallel to an optical axis of the microscope can be set to be less than the modulatable friction for a movement along different spatial directions therefrom.

Auch kann der Sollwert oder die Soll-Änderung derart bestimmt werden, dass die modulierbare Reibung erhöht wird, wenn die Lage, insbesondere die Position, des Mikroskopiesystems nicht mehr als ein vorbestimmtes Maß von einem Rand eines Arbeitsraums abweicht. Der Arbeitsraum kann ein vorbestimmter, insbesondere durch den Nutzer vorbestimmter, Arbeitsraum sein und z.B. einem Teilbereich des maximal verfügbaren Arbeitsraums des Mikroskopiesystems entsprechen. Allerdings kann der Arbeitsraum auch dem maximal verfügbaren Arbeitsraum des Mikroskopiesystems entsprechen. Alternativ oder kumulativ kann die modulierbare Reibung für Bewegungen erhöht werden, die den Abstand zum Rand des Arbeitsraums weiter verringern, z.B. falls das Mikroskopiesystem in Richtung Rand des Arbeitsraums beschleunigt wird. Weiter alternativ oder kumulativ kann die modulierbare Reibung für Bewegungen verringert werden, die den Abstand zum Rand des Arbeitsraums weiter vergrößern, z.B. falls das Mikroskopiesystem weg vom Rand des Arbeitsraums beschleunigt wird.The nominal value or the nominal change can also be determined in such a way that the modulatable friction is increased if the location, in particular the position, of the microscopy system does not deviate by more than a predetermined amount from an edge of a work space. The workspace can be a predetermined workspace, in particular a workspace predetermined by the user, and, for example, correspond to a sub-area of the maximum available workspace of the microscopy system. However, the working space can also correspond to the maximum available working space of the microscopy system. Alternatively or cumulatively, the modulable friction can be increased for movements that further reduce the distance to the edge of the workspace, e.g. if the microscopy system is accelerated towards the edge of the workspace. Further alternatively or cumulatively, the modulable friction can be reduced for movements that further increase the distance to the edge of the work space, e.g. if the microscopy system is accelerated away from the edge of the work space.

Hierdurch kann einem Benutzer signalisiert werden, dass sich das Mikroskop den Grenzen des Arbeitsraums nähert, wodurch die Nutzbarkeit des Mikroskopiesystems erhöht wird. Weiter ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass die Häufigkeit eines mechanischen Kontakts mit Anschlagselementen reduziert bzw. ein solcher Kontakt vermieden werden kann, wodurch die Betriebssicherheit des Mikroskopiesystems und die Lebensdauer erhöht werden kann.In this way, it can be signaled to a user that the microscope is approaching the limits of the working space, which increases the usability of the microscopy system. Furthermore, it results in an advantageous manner that the frequency of mechanical contact with stop elements can be reduced or such contact can be avoided, whereby the operational reliability of the microscopy system and the service life can be increased.

Ein Rand des Arbeitsraums kann auch durch Lagen des Mikroskopiesystems, insbesondere der beweglichen Teile, festgelegt sein, in denen eine Selbstkollision auftritt bzw. das Mikroskopiesystem nicht mehr als ein vorbestimmtes Maß von einer solchen Selbstkollision entfernt ist. Eine Selbstkollision kann hierbei einen Zustand bezeichnen, in dem ein (unerwünschter) mechanischer Kontakt zwischen zwei Teilen oder Abschnitten des Mikroskopiesystems vorhanden ist. Somit ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass die Häufigkeit einer solchen Selbstkollision reduziert bzw. die Selbstkollision vermieden werden kann, wodurch die Betriebssicherheit des Mikroskopiesystems und die Lebensdauer erhöht werden kann.An edge of the work space can also be defined by positions of the microscopy system, in particular the moving parts, in which a self-collision occurs or the microscopy system is no more than a predetermined amount away from such a self-collision. A self-collision can denote a state in which there is (undesired) mechanical contact between two parts or sections of the microscopy system. This results in an advantageous manner that the frequency of such a self-collision can be reduced or the self-collision can be avoided, whereby the operational reliability of the microscopy system and the service life can be increased.

Existieren redundante Möglichkeiten, um eine Bewegung durchzuführen, beispielsweise redundante Bewegungsprofile um/entlang die/der Achsen des Mikroskopiesystems, so kann die modulierbare Reibung auf verschiedene Werte für verschiedene dieser Bewegungsprofile eingestellt werden. Hierdurch kann gezielt eine Bewegung entsprechend eines der Bewegungsprofile im Vergleich zu den anderen Bewegungsprofilen für den Nutzer erschwert oder vereinfacht werden. Dies wiederum ermöglicht, dass Bewegungen, die durch oder in die Nähe von Singularitäten, führen und/oder Bewegungen, die durch oder in die Nähe eines Zustands der Selbstkollision führen, erschwert und somit vermieden werden können.If there are redundant possibilities for performing a movement, for example redundant movement profiles around / along the axis (s) of the microscopy system, the modulable friction can be set to different values for different of these movement profiles. As a result, a movement corresponding to one of the movement profiles can be made more difficult or simplified for the user in comparison to the other movement profiles. This in turn enables movements that lead through or in the vicinity of singularities and / or movements that lead through or in the vicinity of a state of self-collision to be made more difficult and thus avoided.

Auch ist es möglich, eine Position einer Abtriebswelle einer Antriebseinrichtung zu bestimmen, wobei der Sollwert oder die Solländerung derart bestimmt werden, dass die modulierbare Reibung erhöht wird, wenn die Position nicht mehr als ein vorbestimmtes Maß von der Position eines Endanschlags der Antriebseinrichtung oder der durch einen Endanschlag des von der Antriebseinrichtung angetriebenen Gelenks des Stativs festgelegten Position abweicht. Alternativ oder kumulativ ist es in diesem Fall auch möglich, die modulierbare Reibung nur für Bewegungen der Antriebseinrichtung, insbesondere der Abtriebswelle, zu erhöhen, die diesen Abstand weiter verringern.It is also possible to determine a position of an output shaft of a drive device, the nominal value or the nominal change being determined in such a way that the modulatable friction is increased if the position is no more than a predetermined amount from the position of an end stop of the drive device or the an end stop of the joint of the tripod driven by the drive device deviates from the fixed position. Alternatively or cumulatively, it is also possible in this case to increase the modulatable friction only for movements of the drive device, in particular of the output shaft, which further reduce this distance.

Hierdurch wird in vorteilhafter Weise ein Verschleiß des Mikroskopiesystems durch mechanische Kontaktierung der Endanschläge reduziert.This advantageously reduces wear on the microscopy system due to mechanical contact with the end stops.

Zusammenfassend ist es also möglich, einen Anwendungsfall in Abhängigkeit von einer oder von mehreren Zustandsgrößen, insbesondere Bewegungseigenschaften zu identifizieren, wobei dann der Sollwert oder die Soll-Änderung anwendungsfallspezifisch bestimmt wird.In summary, it is therefore possible to identify an application as a function of one or more state variables, in particular movement properties, the setpoint value or the setpoint change then being determined for a specific application.

Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine erhöhte Benutzerfreundlichkeit, da für die verschiedenen Anforderungen der verschiedenen Anwendungsfälle verschiedene modulierbare Reibungen einstellbar sind und den Nutzer somit bei der Bedienung des Mikroskopiesystems immer optimal unterstützen. Ebenfalls kann sich, wie vorhergehend erläutert, eine Verbesserung der Betriebssicherheit bzw. Ausfallsicherheit ergeben.This advantageously results in increased user-friendliness, since different modulable frictions can be set for the different requirements of the different applications and thus always optimally support the user in operating the microscope system. As explained above, there can also be an improvement in operational reliability or failure safety.

In einer weiteren Ausführungsform wird eine Manipulierbarkeit oder eine Veränderung der Manipulierbarkeit bestimmt. Die Manipulierbarkeit bezeichnet hierbei ein Maß für die Fähigkeit des Mikroskopiesystems, in einer Lage auf eine Kraft zu reagieren. Die Manipulierbarkeit kann richtungsabhängig, also abhängig von der Richtung dieser Kraft, sein. Somit ist die Manipulierbarkeit lage- und richtungsabhängig. Es existieren verschiedene Metriken zur Beschreibung der Manipulierbarkeit, die dem Fachmann bekannt sind.In a further embodiment, a manipulability or a change in the manipulability is determined. Manipulability is a measure of the microscopy system's ability to react to a force in a particular situation. The manipulability can be direction-dependent, i.e. dependent on the direction of this force. Thus the manipulability is position and direction dependent. There are various metrics for describing the manipulability that are known to the person skilled in the art.

Die modulierbare Reibung kann bei geringen Manipulierbarkeiten höher, als bei im Vergleich größeren Manipulierbarkeiten eingestellt werden. Eine sogenannte Singularität liegt vor, wenn die Manipulierbarkeit in einer Lage für eine oder mehrere Kraftrichtung(en) Null ist. In diesem Fall kann das Mikroskopiesystem keine Reaktion auf eine solche Kraft ausführen. In der Regel sind solche Singularitäten, aber auch Lagen mit geringen Manipulierbarkeiten unerwünscht.The modulable friction can be set higher with low manipulability than with comparatively greater manipulability. A so-called singularity exists when the manipulability in a position for one or more force directions is zero. In this case, the microscopy system cannot respond to such a force. As a rule, such singularities, but also positions with little manipulability, are undesirable.

Weiter wird der Sollwert oder die Soll-Änderung in Abhängigkeit der Manipulierbarkeit oder ihrer Veränderung bestimmt. Beispielsweise kann der Sollwert oder die Soll-Änderung derart bestimmt werden, dass bei einer Bewegung in Richtung einer Lage mit einer Manipulierbarkeit, die kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert ist, die modulierbare Reibung erhöht wird. Alternativ oder kumulativ kann der Sollwert oder die Soll-Änderung derart bestimmt werden, dass bei einer Bewegung weg von einer Lage mit einer Manipulierbarkeit, die geringer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, die modulierbare Reibung verringert wird.Furthermore, the target value or the target change is determined as a function of the manipulability or its change. For example, the nominal value or the nominal change can be determined in such a way that the modulatable friction is increased in the event of a movement in the direction of a position with a manipulability that is less than a predetermined threshold value. Alternatively or cumulatively, the target value or the target change can be determined in such a way that the modulable friction is reduced when a movement away from a position with a manipulability that is less than a predetermined threshold value.

Es ist weiter vorstellbar, dass in einem solchen Fall die modulierbare Reibung nur dann wie erläutert verändert wird, wenn sich das Mikroskopiesystem zusätzlich in einer Lage mit einer Manipulierbarkeit befindet, die kleiner als der vorbestimmte Schwellwert ist. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass Bewegungen in Singularitäten oder Lagen mit geringer Manipulierbarkeit hinein nur dann erschwert wird, wenn sich das System bereits nahe an der Singularität befindet. Weiter kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass Bewegungen weg oder aus singulären Lagen heraus oder aus Lagen mit geringer Manipulierbarkeit erleichtert werden.It is also conceivable that in such a case the modulable friction is only changed, as explained, if the microscopy system is additionally in a position with a manipulability which is smaller than the predetermined threshold value. In this way, it can be achieved in an advantageous manner that movements in singularities or positions with little manipulability are only made more difficult when the system is already close to the singularity. Furthermore, it can be achieved in an advantageous manner that movements away from or out of singular positions or out of positions with little manipulability are facilitated.

Insbesondere kann die modulierbare Reibung durch den Sollwert oder die Soll-Änderung derart angepasst werden, dass ein Nutzer nicht durch das Auftreten von Singularitäten oder Lagen mit geringer Manipulierbarkeit überrascht wird.In particular, the friction that can be modulated by the setpoint value or the setpoint change can be adapted in such a way that a user is not surprised by the occurrence of singularities or positions with little manipulability.

Insgesamt ergibt sich hierdurch in vorteilhafter Weise eine erhöhte Benutzerfreundlichkeit, da die Bewegung des Mikroskopiesystems in ungünstige Lagen erschwert wird.Overall, this advantageously results in increased user friendliness, since it is more difficult to move the microscope system into unfavorable positions.

In einer weiteren Ausführungsform werden eine Soll-Bewegungsrichtung und eine Ist-Bewegungsrichtung bestimmt. Die Ist-Bewegungsrichtung kann hierbei in Abhängigkeit einer oder mehrerer der erläuterten Eingangsgrößen, insbesondere Bewegungseigenschaften, bestimmt werden. Z.B. ist es möglich, die Ist-Bewegungsrichtung modellbasiert zu bestimmen. Beispielsweise kann eine vom Nutzer auf das Mikroskopiesystem aufgebrachte Kraft bestimmt werden, wobei dann modellbasiert eine Ist-Bewegungsrichtung bestimmt wird. Selbstverständlich kann die Bewegungsrichtung auch in anderer Art und Weise bestimmt werden, z.B. durch ein externes Lageerfassungssystem.In a further embodiment, a desired direction of movement and an actual direction of movement are determined. The actual direction of movement can be determined as a function of one or more of the explained input variables, in particular movement properties. For example, it is possible to determine the actual direction of movement based on a model. For example, a force applied by the user to the microscopy system can be determined, an actual direction of movement then being determined based on the model. Of course, the direction of movement can also be determined in another way, e.g. by an external position detection system.

Eine Soll-Bewegungsrichtung kann vorbestimmt sein oder zu Laufzeit bestimmt werden, insbesondere in Abhängigkeit von mindestens einer Eingangsgröße, z.B. eine vom Nutzer aufgebrachten Kraft bzw. deren Richtung. Beispielsweise kann die Soll-Bewegungsrichtung dieser Kraftrichtung entsprechen.A target direction of movement can be predetermined or determined at runtime, in particular as a function of at least one input variable, e.g. a force applied by the user or its direction. For example, the desired direction of movement can correspond to this direction of force.

Die Soll-Bewegungsrichtung kann z.B. auch durch geeignete Verfahren zur Schätzung/Prädiktion der Bewegungsrichtung bestimmt werden, beispielsweise ebenfalls in Abhängigkeit eines zeitlichen Verlaufs von Bewegungseigenschaften. Auch können Soll-Bewegungsrichtungen durch eine Nutzereingabe vorgegeben sein.The target direction of movement can, for example, also be determined by suitable methods for estimating / predicting the direction of movement, for example also as a function of a temporal course of movement properties. Target directions of movement can also be specified by a user input.

Weiter wird der Sollwert oder die Soll-Änderung in Abhängigkeit der Abweichung zwischen Soll- und Ist-Bewegungsrichtung bestimmt. Beispielsweise kann der Sollwert oder die Soll-Änderung derart bestimmt werden, dass die modulierbare Reibung, insbesondere bezogen auf die Ist-Bewegungsrichtung, moduliert wird, wenn die Ist-Bewegungsrichtung um mehr als ein vorbestimmtes Maß von der Soll-Bewegungsrichtung abweicht und zwar so, dass die Modulation der Abweichung entgegen wirkt. Auch kann/können der/die Sollwert(e) oder die Soll-Änderung(en) derart bestimmt werden, dass die modulierbare Reibung für einen Bewegungsanteil der Ist-Bewegungsrichtung, dessen Richtung von der Soll-Bewegungsrichtung verschieden, z.B. senkrecht dazu orientiert ist, erhöht wird.Furthermore, the setpoint or the setpoint change is determined as a function of the deviation between the setpoint and actual direction of movement. For example, the target value or the target change can be determined in such a way that the modulatable friction, in particular with reference to the actual direction of movement, is modulated if the actual direction of movement deviates from the target direction of movement by more than a predetermined amount, namely as follows: that the modulation counteracts the deviation. The setpoint (s) or the setpoint change (s) can also be determined in such a way that the modulatable friction for a movement component of the actual direction of movement, the direction of which is different from the setpoint direction of movement, e.g. is oriented perpendicular to it, is increased.

Hierbei kann die Erhöhung der modulierbaren Reibung z.B. proportional zur Abweichung sein. Auch ist es möglich, den Sollwert oder die Soll-Änderung derart zu bestimmen, dass die modulierbare Reibung, insbesondere bezogen auf die Ist-Bewegungsrichtung, verringert wird, wenn die Ist-Bewegungsrichtung weniger als das vorbestimmte Maß oder um das vorbestimmte Maß von der Soll-Bewegungsrichtung abweicht.The increase in the friction that can be modulated can, for example, be proportional to the deviation. It is also possible to determine the target value or the target change in such a way that the modulatable friction, in particular with respect to the actual direction of movement, is reduced if the actual direction of movement is less than the predetermined amount or by the predetermined amount from the target -Direction of movement deviates.

Auch ist es möglich, den Sollwert oder die Soll-Änderung bewegungsrichtungsspezifisch derart einzustellen, dass die modulierbare Reibung für Bewegungsrichtungen, die mehr als ein vorbestimmtes Maß von der Soll-Bewegungsrichtung abweichen, höher ist als für Bewegungsrichtungen, die weniger als das vorbestimmte Maß oder um das vorbestimmte Maß von der Soll-Bewegungsrichtung abweichen.It is also possible to set the target value or the target change specifically for the direction of movement in such a way that the modulatable friction for directions of movement that deviate from the target direction of movement by more than a predetermined amount is higher than for directions of movement that are less than the predetermined amount or by the predetermined amount deviate from the target direction of movement.

Hierdurch kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass vom Nutzer unerwünschte Bewegungsanteile bei einer Betätigung reduziert oder vollständig eliminiert werden. Dies erhöht wiederum in vorteilhafter Weise die Benutzerfreundlichkeit.In this way, it can be achieved in an advantageous manner that movement components undesired by the user are reduced or completely eliminated during an actuation. This in turn increases the user friendliness in an advantageous manner.

In einer weiteren Ausführungsform wird eine Bewegungsphase einer Bewegung des Mikroskopiesystems bestimmt. Die Bewegung kann insbesondere einer Positionierung des Mikroskopiesystems, insbesondere des Mikroskops dienen. Weiter wird der Sollwert oder die Soll-Änderung in Abhängigkeit der Bewegungsphase bestimmt.In a further embodiment, a movement phase of a movement of the microscopy system is determined. The movement can in particular serve to position the microscope system, in particular the microscope. The setpoint or the setpoint change is also determined as a function of the movement phase.

Eine Bewegungsphase kann hierbei einen Anwendungsfall bezeichnen. Verschiedene Bewegungsphasen, also beispielsweise eine Phase positiver Beschleunigung, eine Phase kontinuierlicher Bewegung oder eine Abbremsphase wurden vorhergehend erläutert. Eine Sequenz dieser Phasen kann eine Grobpositionierungsphase sein, die ebenfalls eine Bewegungsphase bildet. Eine weitere Bewegungsphase kann eine Feinpositionierungsphase sein.A movement phase can denote an application. Different phases of movement, for example a phase of positive acceleration, a phase of continuous movement or a deceleration phase have been explained above. A sequence of these phases can be a coarse positioning phase, which also forms a movement phase. A further movement phase can be a fine positioning phase.

Eine Grobpositionierung bezeichnet hierbei eine i.d.R. schnelle Bewegung in eine Zielregion mit geringen Genauigkeitsanforderung der Positionierung, wobei im Vergleich zur Feinpositionierung größere Distanzen zurückgelegt werden und eine Ziel unbekannt ist. Eine Feinpositionierung bezeichnet hierbei eine Bewegung mit hoher Präzision, geringerer Geschwindigkeit, erfolgt i.d.R. über im Vergleich zur Grobpositionierung geringe Distanzen, wobei häufig ein Abgleich zwischen Zielerreichung und aktueller Position erfolgt.Coarse positioning refers to a generally fast movement into a target region with low positioning accuracy requirements, whereby greater distances are covered compared to fine positioning and a target is unknown. A fine positioning describes a movement with high precision, lower speed, usually takes place over small distances compared to coarse positioning, whereby a comparison is often made between the achievement of the target and the current position.

Eine Grobpositionierungs- sowie eine Feinpositionierungsphase kann beispielsweise in Abhängigkeit eines zeitlichen Verlaufs von mindestens einer Zustandsgröße identifiziert werden. Eine Feinpositionierungsphase kann beispielsweise identifiziert werden, wenn eine Geschwindigkeit geringer als ein vorbestimmter Schwellwert ist und gleichzeitig ein Abweichung zwischen verschiedenen Lagen des Systems, die dieses in einem vorbestimmten Zeitintervall einnimmt, kleiner als ein vorbestimmtes Maß ist, mit anderen Worten also keine großen Positionsänderungen erfolgen. In den verschiedenen Bewegungsphasen können voneinander verschiedene modulierbare Reibungen eingestellt werden. Wird beispielsweise eine Feinpositionierungsphase identifiziert, so kann die modulierbare Reibung erhöht werden.A coarse positioning and a fine positioning phase can be identified, for example, as a function of a time profile of at least one state variable. A fine positioning phase can be identified, for example if a speed is less than a predetermined threshold value and at the same time a deviation between different positions of the system, which it assumes in a predetermined time interval, is less than a predetermined amount, in other words no large changes in position take place. Frictions that can be modulated different from one another can be set in the various phases of movement. If, for example, a fine positioning phase is identified, the friction that can be modulated can be increased.

Ebenfalls wurde erläutert, dass die Bewegungsphase in Abhängigkeit von mindestens einer oder mehreren Eingangsgröße, insbesondere einer Bewegungseigenschaft oder eine auf das Mikroskopiesystem wirkenden Kraft und insbesondere in Abhängigkeit von deren zeitlichen Verlauf, bestimmt werden kann. Selbstverständlich sind aber auch andere Arten der Bestimmung der Bewegungsphase möglich. Eine Bewegungsphase kann hierbei z.B. durch Verfahren zur Planerkennung, ein Fuzzy-System-basiertes Verfahren oder eines der vorhergehend erläuterten Verfahren zur Mustererkennung identifiziert werden. Hierdurch ergibt sich, wie ebenfalls vorhergehend erläutert, in vorteilhafter Weise die Erhöhung der Benutzerfreundlichkeit.It was also explained that the movement phase can be determined as a function of at least one or more input variables, in particular a movement property or a force acting on the microscopy system and, in particular, as a function of its course over time. Of course, other types of determination of the movement phase are also possible. A movement phase can be identified, for example, by a method for plan recognition, a fuzzy system-based method or one of the previously explained methods for pattern recognition. As also explained above, this advantageously results in an increase in user-friendliness.

In einer weiteren Ausführungsform wird der Sollwert oder die Soll-Änderung in Abhängigkeit von mindestens einer Nutzereigenschaft bestimmt.In a further embodiment, the target value or the target change is determined as a function of at least one user property.

Beispielsweise kann eine Nutzereigenschaft eine Nutzerlage sein, insbesondere relativ zum Mikroskopiesystem. Es ist bekannt, dass ein Nutzer in verschiedenen Nutzerlagen verschieden gut Kräfte auf das Mikroskopiesystem ausüben kann, z.B. verschieden hohe Maximalkräfte in bestimmte Richtungen. Somit kann der Sollwert oder die Soll-Änderung derart bestimmt werden, dass die modulierbare Reibung der Kraftausübungsmöglichkeiten angepasst ist. Beispielsweise kann in Abhängigkeit der Nutzerlage ein Maximalkraft oder ein richtungsbezogene Maximalkraft bestimmt werden, die der Nutzer auf das Mikroskopiesystem ausüben kann, wobei die modulierbare Reibung dann derart geändert wird, dass durch diese Maximalkraft eine vorbestimmte maximale Beschleunigung des Mikroskopiesystems ermöglicht wird. Dies wurde vorhergehend bereits erläutert.For example, a user property can be a user position, in particular relative to the microscopy system. It is known that a user can exert different forces on the microscopy system in different user positions, e.g. different maximum forces in certain directions. Thus, the target value or the target change can be determined in such a way that the modulatable friction is adapted to the possibilities for exerting force. For example, depending on the user position, a maximum force or a direction-related maximum force can be determined that the user can exert on the microscopy system, the modulatable friction then being changed in such a way that this maximum force enables a predetermined maximum acceleration of the microscopy system. This has already been explained above.

Auch ist es möglich, als Nutzereigenschaft eine anatomische oder physiologische Eigenschaft, z.B. eine Größe, des Nutzers zu bestimmen und den Sollwert oder die Soll-Änderung in Abhängigkeit der anatomischen oder physiologischen Größe zu bestimmen. Auch ist es möglich, ein Geschlecht des Nutzers zu bestimmen, insbesondere in Abhängigkeit von anatomischen oder physiologischen Eigenschaften, und den Sollwert oder die Soll-Änderung in Abhängigkeit des Geschlechts zu bestimmen. So können z.B. für weibliche Nutzer ein anderes Verhalten des Systems als für männliche Nutzer eingestellt werden. Die Nutzereigenschaft kann z.B. sensorgestützt erfasst oder aber in Abhängigkeit einer Nutzereingabe ermittelt werden. Auch kann eine Nutzereigenschaft vorbekannt sein, z.B. durch eine Eingabe der Nutzereigenschaft, beispielsweise in Form eines Nutzerprofils.It is also possible to determine an anatomical or physiological property, e.g. a size, of the user as a user property and to determine the target value or the target change as a function of the anatomical or physiological parameter. It is also possible to determine a gender of the user, in particular as a function of anatomical or physiological properties, and to determine the desired value or the desired change as a function of the gender. For example, a different behavior of the system can be set for female users than for male users. The user property can e.g. be recorded with the help of sensors or determined as a function of a user input. A user property can also be known in advance, e.g. by entering the user property, for example in the form of a user profile.

Weiter kann als Nutzereigenschaft ein Nutzerzustand bestimmt werden, beispielsweise ein Grad der Ermüdung, ein Grad der Konzentrationsfähigkeit, ein Erschöpfungsgrads oder ein weiterer Nutzerzustand. Der Nutzerzustand kann sensorgestützt, z.B. kamerabasiert, erfasst werden, wobei gegebenenfalls ein geeignetes Verfahren zur Mustererkennung wie z.B. ein Fuzzy-System-basiertes Verfahren verwendet werden können. Dann kann der Sollwert oder die Soll-Änderung in Abhängigkeit des Nutzerzustands bestimmt werden. Beispielsweise kann bei einem Grad der Ermüdung, der höher als ein vorbestimmter Schwellwert ist, der Sollwert oder die Soll-Änderung derart bestimmt werden, dass die modulierbare Reibung erhöht wird. Entsprechendes kann bei einem sinkenden Grad der Konzentrationsfähigkeit erfolgen. Hierdurch kann eine Betriebssicherheit des Mikroskopiesystems verbessert werden, da z.B. bei geringer Konzentrationsfähigkeit und/oder einem hohen Grad der Ermüdung die Beweglichkeit des Systems erschwert wird. Auch kann eine Pulsrate eines Nutzers bestimmt werden, z.B. durch geeignete Sensoren, und der Sollwert oder die Soll-Änderung in Abhängigkeit der Pulsrate eingestellt werden. So kann z.B. die modulierbare Reibung erhöht werden, wenn die Pulsrate höher als ein vorbestimmter Schwellwert ist oder wenn sich die Pulsrate mehr als ein vorbestimmtes Maß erhöht. Da hohe oder steigende Pulsraten als Indikator für ein unerwünscht hohes Stresslevel des Nutzers dienen können, kann auch hierdurch die Betriebssicherheit des Mikroskopiesystems erhöht werden, da bei einem solchen Stresslevel die Beweglichkeit des Systems erhöht wird.Furthermore, a user status can be determined as a user property, for example a degree of fatigue, a degree of concentration, a degree of exhaustion or a further user status. The user status can be recorded with the help of sensors, e.g. camera-based, whereby a suitable method for pattern recognition, such as a fuzzy system-based method, can be used if necessary. The target value or the target change can then be determined as a function of the user status. For example, given a degree of fatigue that is higher than a predetermined threshold value, the setpoint value or the setpoint change can be determined in such a way that the modulatable friction is increased. The same can happen with a decreasing level of concentration. This can improve the operational safety of the microscopy system, since, for example, if the ability to concentrate is poor and / or the degree of fatigue is high, the mobility of the system is made more difficult. A user's pulse rate can also be determined, e.g. using suitable sensors, and the target value or the target change can be set as a function of the pulse rate. For example, the friction that can be modulated can be increased if the pulse rate is higher than a predetermined threshold value or if the pulse rate increases by more than a predetermined amount. Since high or rising pulse rates can serve as an indicator of an undesirably high level of stress on the part of the user, the operational reliability of the microscopy system can also be increased as a result, since the mobility of the system is increased at such a stress level.

Weiter kann der Sollwert oder die Soll-Änderung in Abhängigkeit eines eingestellten Betriebsparametersatzes bestimmt werden. Der Betriebsparametersatz kann ein nutzerspezifischer Betriebsparametersatz sein. Dieser kann automatisch oder durch Nutzereingabe bereitgestellt/festgelegt werden. Auch kann der Betriebsparametersatz in einem Kalibiervorgang festgelegt werden. In diesem kann beispielsweise eine, insbesondere nutzerspezifische, maximale Bewegungsgeschwindigkeit und maximale Beschleunigung ermittelt werden, z.B. indem der Nutzer zu einer entsprechenden Betätigung des Mikroskopiesystems aufgefordert wird.Furthermore, the setpoint or the setpoint change can be determined as a function of a set operating parameter set. The operating parameter set can be a user-specific operating parameter set. This can be provided / specified automatically or by user input. The operating parameter set can also be determined in a calibration process. In this, for example, a, in particular, user-specific, maximum movement speed and maximum acceleration can be determined, e.g. by prompting the user to actuate the microscopy system accordingly.

Auch kann der Parametersatz in Abhängigkeit von Nutzereigenschaften, beispielsweise in Abhängigkeit einer Größe des Nutzers oder einer maximal ausübbaren Kraft des Nutzers, bestimmt werden. Der Betriebsparametersatz kann hierbei mindestens einen, vorzugsweise jedoch mehrere, Parameter umfassen, die die modulierbare Reibung repräsentieren. Weiter kann der Betriebsparametersatz auch weitere Parameter zum Betreiben des Mikroskopiesystems, beispielsweise eine Standardvergrößerung, eine Standardbeleuchtungsintensität oder weitere Betriebsparameter umfassen. Ein Betriebsparameter kann hierbei eine Zustandsgröße sein.The parameter set can also be determined as a function of user properties, for example as a function of a size of the user or a maximum exertable force of the user. The operating parameter set can include at least one, but preferably several, parameters that represent the friction that can be modulated. Furthermore, the operating parameter set can also include further parameters for operating the microscopy system, for example a standard magnification, a standard illumination intensity or further operating parameters. An operating parameter here can be a state variable.

Weiter kann der Sollwert oder die Soll-Änderung in Abhängigkeit eines eingestellten Fokuswerts und/oder Zoom-Werts bestimmt werden. Beispielsweise können voneinander verschiedene Sollwerte oder Soll-Änderungen für voneinander verschiedene Fokuswerte und/oder Zoom-Werte bestimmt werden.Furthermore, the target value or the target change can be determined as a function of a set focus value and / or zoom value. For example, different setpoint values or setpoint changes can be determined for different focus values and / or zoom values.

Für voneinander verschiedene Fokusebenen oder Zoom-Werte ergeben sich unterschiedliche Empfindlichkeiten der Abbildung durch das Mikroskop gegenüber Bewegungen. So beeinflussen Veränderungen der Fokusebene und/oder Veränderungen von Zoom-Werten die Empfindlichkeit gegenüber Rotationsbewegungen, wobei nur Veränderungen von Zoom-Werten die Empfindlichkeit gegenüber Translationsbewegungen beeinflussen, nicht aber die Veränderung der Fokusebene. Somit kann der Sollwert oder die Soll-Änderung abhängig von der Veränderung der Fokusebene und/oder der Veränderung des Zoomwerts für Translationsbewegungen auf als ein höherer oder niedrigerer Wert als der Sollwert oder die Soll-Änderung für Rotationsbewegungen bestimmt werden.For focal planes or zoom values that are different from one another, different sensitivities of the imaging by the microscope to movements result. Thus, changes in the focal plane and / or changes in zoom values influence the sensitivity to rotational movements, with only changes in zoom values influencing the sensitivity to translational movements, but not the change in the focal plane. The desired value or the desired change can thus be determined as a higher or lower value than the desired value or the desired change for rotary movements as a function of the change in the focal plane and / or the change in the zoom value for translational movements.

Durch die Einstellung des Sollwerts oder der Soll-Änderung kann dann die modulierbare Reibung für hohe Empfindlichkeiten höher als bei im Vergleich niedrigeren Empfindlichkeiten eingestellt werden. Beispielsweise kann die modulierbare Reibung umso höher eingestellt werden, je größer der Fokuswert, also der Fokuspunktabstand, und/oder je größer der Zoom-Werte ist. Bevorzugt wird hierbei die modulierbare Reibung nur für Rotationsbewegungen in Abhängigkeit des Fokuswerts und/oder des Zoom-Werts wie beschrieben eingestellt. Die modulierbare Reibung für Translationsbewegungen kann hierbei nicht in Abhängigkeit des Fokuswerts verändert werden, also für verschiedene Werte oder alle Werte gleich sein. Durch die somit erhöhte modulierbare Reibung ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass das Mikroskopiesystem und somit die auch die Abbildung unempfindlicher gegenüber unerwünschten Bewegungen wird.By setting the target value or the target change, the modulatable friction can then be set higher for high sensitivities than for comparatively lower sensitivities. For example, the friction that can be modulated can be set higher the larger the focus value, that is to say the focal point distance, and / or the larger the zoom values. In this case, the friction that can be modulated is preferably set only for rotational movements as a function of the focus value and / or the zoom value, as described. The friction that can be modulated for translational movements cannot be changed as a function of the focus value, that is, it can be the same for different values or all values. As a result of the increased friction that can be modulated in this way, it is advantageous that the microscopy system, and thus also the image, becomes less sensitive to undesired movements.

Weiter kann der Sollwert oder die Soll-Änderung in Abhängigkeit eines Nutzerinteraktionsmodus bestimmt werden. Ein Nutzerinteraktionsmodus kann beispielsweise ein haptischer Interaktionsmodus sein. Ein haptischer Interaktionsmodus kann insbesondere ein beidhändiger Interaktionsmodus oder ein einhändiger Interaktionsmodus sein. Ein weiterer Interaktionsmodus kann ein mundbedienter Interaktionsmodus sein. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass die modulierbare Reibung an die in den verschiedenen Interaktionsmodi verschiedenen Möglichkeiten zur Aufbringung und Wahrnehmung von Kräften zur Bedienung des Mikroskopiesystems anzupassen. Beispielsweise kann ein Nutzer bei der Bedienung mit beiden Händen andere Kräfte zur Bedienung ausüben und wahrnehmen als bei einer Bedienung mittels einer Mundsteuerung. Somit kann also bei der Mundsteuerung eine kleinere modulierbare Reibung als bei einem haptischen Interaktionsmodus eingestellt werden.Furthermore, the target value or the target change can be determined as a function of a user interaction mode. A user interaction mode can be, for example, a haptic interaction mode. A haptic interaction mode can in particular be a two-handed interaction mode or a one-handed interaction mode. Another interaction mode can be a mouth-operated interaction mode. In this way, it can be achieved in an advantageous manner that the friction that can be modulated is adapted to the different possibilities in the various interaction modes for applying and perceiving forces for operating the microscopy system. For example, when operating with both hands, a user can exert and perceive different operating forces than when operating using a mouth control. In this way, a smaller, modulable friction can be set with the mouth control than with a haptic interaction mode.

Ebenfalls können verschiedenen Nutzerinteraktionsmodi verschiedene Bewegungsräume und -muster zugeordnet sein. Somit kann ein Bewegungsraum oder -muster in Abhängigkeit von einem Nutzerinteraktionsmodus bestimmt werden, wobei der Sollwert oder die Soll-Änderung angepasst an diese, also in Abhängigkeit von diesen, Bewegungsräumen und -muster bestimmt werden können. Beispielsweise kann bestimmt werden, dass bei einer Mundsteuerung geringe Bewegungen und bei einer haptischen Interaktion im Vergleich größere Bewegungen durchgeführt werden können, wobei die modulierbare Reibung im ersten Fall geringer, als im letzteren Fall eingestellt werden kann.Different movement spaces and patterns can also be assigned to different user interaction modes. Thus, a movement space or pattern can be determined as a function of a user interaction mode, with the setpoint or the setpoint change being able to be determined in a manner adapted to this, that is to say as a function of these, movement spaces and patterns. For example, it can be determined that small movements can be carried out in the case of a mouth control and relatively larger movements in the case of a haptic interaction, wherein the modulatable friction can be set to be lower in the first case than in the latter case.

Alternativ oder kumulativ kann ein Bewegungsmuster detektiert und die modulierbare Reibung bewegungsmusterspezifisch eingestellt werden. Wird z.B. ein Überschwingen bei der Bewegung des Mikroskopiesystems detektiert, so kann der Sollwert oder die Solländerung der modulierbaren Reibung derart bestimmt werden, dass die modulierbare Reibung in einer Bewegungsphase negativer Beschleunigung weiter erhöht wird. Ein Überschwingen kann beispielsweise detektiert werden, wenn sich das Mikroskopiesystem in eine Lage oder eine Region, insbesondere eine Ziellage oder eine Zielregion, bewegt, sich dann aus der Lage oder der Region herausbewegt und sich dann wieder in die Lage oder die Region hineinbewegt, insbesondere in einer Zeitdauer, die kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert ist. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass einem Nutzer das Abbremsen erleichtert wird, da das detektierte Überschwingen ein Anzeichen bildet, dass es dem Nutzer misslingt, das Mikroskopiesystem abzubremsen wie gewünscht.Alternatively or cumulatively, a movement pattern can be detected and the friction that can be modulated can be set specifically for the movement pattern. If, for example, an overshoot is detected during the movement of the microscope system, the nominal value or the nominal change of the modulable friction can be determined in such a way that the modulatable friction is further increased in a movement phase of negative acceleration. An overshoot can be detected, for example, when the microscopy system moves into a position or a region, in particular a target position or a target region, then moves out of the position or region and then moves back into the position or region, in particular into a period of time which is less than a predetermined threshold value. In this way, it can be achieved in an advantageous manner that braking is made easier for a user, since the detected overshoot is an indication that the user has failed to brake the microscope system as desired.

Weiter kann der Sollwert oder die Soll-Änderung auch in Abhängigkeit einer Abweichung von einer Soll-Trajektorie des Mikroskopiesystems von einer Ist-Trajektorie des Mikroskopiesystems bestimmt werden.Furthermore, the target value or the target change can also be a function of a deviation from a target trajectory of the microscopy system from an actual trajectory of the microscopy system can be determined.

Die Ist-Trajektorie kann entsprechend den vorhergehenden Ausführungen zur Ist-Bewegungsrichtung in Abhängigkeit einer oder mehrerer der erläuterten Eingangsgrößen, insbesondere Bewegungseigenschaften, bestimmt werden, insbesondere modellbasiert. Selbstverständlich kann die Ist-Trajektorie auch in anderer Art und Weise bestimmt werden, z.B. durch ein externes Lageerfassungssystem.The actual trajectory can be determined in accordance with the preceding statements on the actual direction of movement as a function of one or more of the explained input variables, in particular movement properties, in particular based on a model. Of course, the actual trajectory can also be determined in a different way, e.g. by an external position detection system.

Eine Soll-Bewegungsrichtung kann vorbestimmt sein oder zu Laufzeit bestimmt werden, insbesondere in Abhängigkeit von mindestens einer Eingangsgröße, z.B. eine vom Nutzer aufgebrachten Kraft bzw. deren Richtung.A target direction of movement can be predetermined or determined at runtime, in particular as a function of at least one input variable, e.g. a force applied by the user or its direction.

Die Soll-Trajektorie kann auch durch geeignete Verfahren zur Schätzung/Prädiktion der Bewegungsrichtung bestimmt werden, beispielsweise ebenfalls in Abhängigkeit eines zeitlichen Verlaufs von Bewegungseigenschaften. Auch können Soll-Bewegungsrichtungen durch eine Nutzereingabe vorgegeben sein. Auch kann die Soll-Trajektorie in Abhängigkeit einer gespeicherten Ziellage des Systems bestimmt werden, wobei durch den Nutzer eingestellt wird, dass diese Ziellage vom Mikroskopiesystem angefahren werden soll.The desired trajectory can also be determined by suitable methods for estimating / predicting the direction of movement, for example also as a function of a time profile of movement properties. Target directions of movement can also be specified by a user input. The target trajectory can also be determined as a function of a stored target position of the system, with the user setting that this target position is to be approached by the microscopy system.

Weiter wird der Sollwert oder die Soll-Änderung in Abhängigkeit der Abweichung zwischen Soll- und Ist-Trajektorie bestimmt. Beispielsweise kann der Sollwert oder die Soll-Änderung derart bestimmt werden, dass die modulierbare Reibung erhöht wird, wenn die Ist-Trajektorie um mehr als ein vorbestimmtes Maß von der Soll-Trajektorie abweicht. Hierbei kann die Erhöhung der modulierbaren Reibung z.B. proportional zur Abweichung sein. Auch ist es möglich, den Sollwert oder die Soll-Änderung derart zu bestimmen, dass die modulierbare Reibung verringert wird, wenn die Ist-Trajektorie weniger als das vorbestimmte Maß oder um das vorbestimmte Maß von der Soll-Trajektorie abweicht.Furthermore, the setpoint or the setpoint change is determined as a function of the deviation between the setpoint and the actual trajectory. For example, the target value or the target change can be determined in such a way that the modulatable friction is increased if the actual trajectory deviates from the target trajectory by more than a predetermined amount. The increase in the friction that can be modulated can, for example, be proportional to the deviation. It is also possible to determine the target value or the target change in such a way that the modulatable friction is reduced if the actual trajectory deviates from the target trajectory by less than the predetermined amount or by the predetermined amount.

Hierbei wird davon ausgegangen, dass die Trajektorieninformationen keine Zeitvorgaben umfassen, sodass bei einer entsprechend der Zeitvorgaben zu langsamen Bewegung entlang der Soll-Trajektorie die modulierbare Reibung nicht erhöht wird. Umfassen die Trajektorieninformationen auch Zeitvorgaben, z.B. Zeitpunkte zur Erreichung einer bestimmten Position entlang der Trajektorie, so sind diese vorzugsweise bei der Bestimmung der Abweichung nicht zu berücksichtigen.It is assumed here that the trajectory information does not include any time specifications, so that if the movement along the target trajectory is too slow in accordance with the time specifications, the modulatable friction is not increased. If the trajectory information also includes time specifications, e.g. times to reach a certain position along the trajectory, then these should preferably not be taken into account when determining the deviation.

Auch kann die modulierbare Reibung für eine Bewegung weg von der Soll-Trajektorie erhöht werden, insbesondere auf einen vorbestimmten Schwellwert. Auch kann die modulierbare Reibung für Bewegung hin zu oder entlang der Soll-Trajektorie verringert werden, insbesondere auf einen vorbestimmten Schwellwert. Somit ist auch möglich, dass der Sollwert oder die Soll-Änderung derart bestimmt wird, dass die modulierbare Reibung nur für solche Bewegungsanteile erhöht wird, die zu einer Abweichung und/oder zu einer sich vergrößernden Abweichung zwischen der Soll-Trajektorie und der Ist-Trajektorie führen. Somit muss nicht zwingend für alle Bewegungsanteile, z.B. für alle Richtungen, die modulierbare Reibung erhöht werden.The modulatable friction for a movement away from the target trajectory can also be increased, in particular to a predetermined threshold value. The friction that can be modulated for movement towards or along the target trajectory can also be reduced, in particular to a predetermined threshold value. It is thus also possible that the target value or the target change is determined in such a way that the modulatable friction is only increased for those movement components that lead to a deviation and / or an increasing deviation between the target trajectory and the actual trajectory to lead. This means that the modulatable friction does not necessarily have to be increased for all parts of the movement, e.g. for all directions.

Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine verbesserte Benutzerfreundlichkeit, da die modulierbare Reibung derart angepasst werden kann, dass eine gewünschte Bewegung unterstützt wird.This advantageously results in improved user friendliness, since the friction that can be modulated can be adapted in such a way that a desired movement is supported.

In einer weiteren Ausführungsform wird eine Zuladung des Mikroskopiesystems bestimmt. Die Zuladung kann hierbei einem Gewicht entsprechen. Die Zuladung kann beispielsweise ein Gewicht des an dem Stativ angeordneten Mikroskops sein oder umfassen. Alternativ oder kumulativ kann die Zuladung auch das Gewicht von einer an dem Stativ angeordneten weiteren Einrichtungen, beispielsweise einer Beleuchtungseinrichtung, einer Bilderfassungseinrichtung, z.B. zur optischen Lageerfassung, eines Objektivs oder einer Einrichtung zur Mitbeobachtung durch einen weiteren Nutzer, bestimmt werden. Weiter wird der Sollwert oder die Soll-Änderung in Abhängigkeit der Zuladung bestimmt.In a further embodiment, a payload of the microscopy system is determined. The payload can correspond to a weight. The load can be or comprise, for example, a weight of the microscope arranged on the stand. Alternatively or cumulatively, the payload can also be determined by the weight of a further device arranged on the stand, for example a lighting device, an image acquisition device, e.g. for optical position acquisition, an objective or a device for simultaneous observation by a further user. The target value or the target change is also determined as a function of the payload.

Die Zuladung kann insbesondere durch dem Fachmann bekannte Verfahren (Kalibrierverfahren) bestimmt werden. Ein Kalibrierverfahren kann beispielsweise eine sogenannte Balancierfahrt sein.The payload can in particular be determined by methods known to the person skilled in the art (calibration method). A calibration process can be a so-called balancing run, for example.

Es ist z.B. möglich, den Sollwert oder die Soll-Änderung derart zuladungsspezifisch einzustellen, dass die modulierbare Reibung zuladungsspezifisch ist, insbesondere für verschiedene Zuladungen verschieden ist.For example, it is possible to set the target value or the target change specifically for the load in such a way that the friction that can be modulated is load-specific, in particular different for different loads.

Insbesondere kann der Sollwert oder die Soll-Änderung mit steigender Zuladung erhöht werden, wodurch sich in vorteilhafter Weise eine gute Abstimmung und Positionierbarkeit ergibt. Allerdings kann der Sollwert oder die Soll-Änderung auch derart abhängig von der Zuladung eingestellt werden, dass eines Zuladungsänderung nicht oder nur in einem sehr geringen Maß wahrnehmbar ist. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise die gleiche Gebrauchstauglichkeit für unterschiedliche Zuladungen.In particular, the target value or the target change can be increased with increasing payload, which advantageously results in good coordination and positioning. However, the target value or the target change can also be set as a function of the payload in such a way that a change in the payload is not perceptible or only to a very small extent. This advantageously results in the same usability for different payloads.

Auch ist es möglich, den Sollwert oder die Soll-Änderung in Abhängigkeit von einem Verhältnis aus Massenträgheit zu Rotationsträgheit des Mikroskopiesystems einzustellen, insbesondere derart, dass eine Änderung des Verhältnis sich nicht oder nur in einem sehr geringen Maß auf die Beweglichkeit des Mikroskopiesystems, insbesondere um und/oder entlang ausgewählter Koordinatensystem- oder Gelenkachsen, auswirkt.It is also possible to set the target value or the target change as a function of a ratio of inertia to rotational inertia of the microscopy system, in particular in such a way that a change in the ratio does not affect the Mobility of the microscopy system, in particular around and / or along selected coordinate system or joint axes, affects.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Mikroskopiesystem um und/oder entlang eine(r) erste(n) Achse und/oder mindestens eine(r) weitere(n) Achse bewegbar, wobei der Sollwert oder die Soll-Änderung achsspezifisch eingestellt wird. Die Achsen können Achsen eines Koordinatensystems sein. Weiter können Achsen auch Gelenkachsen von relativ zueinander bewegbaren Teilen des Mikroskopiesystems sein.In a further embodiment, the microscopy system can be moved around and / or along a first axis and / or at least one further axis, the target value or the target change being set in an axis-specific manner. The axes can be axes of a coordinate system. Furthermore, axes can also be articulated axes of parts of the microscopy system that can be moved relative to one another.

Insbesondere ist es möglich, den Sollwert oder die Soll-Änderung derart einzustellen, dass die modulierbare Reibung bei einer Beschleunigung um/oder entlang voneinander verschiedenen Achsen voneinander verschieden ist, wobei die Achsen des Referenzkoordinatensystem oder Gelenkachsen sein können. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass unerwünschte Bewegungen des Mikroskopiesystems, insbesondere des Stativs, die aufgrund der kinematischen Struktur des Stativs, insbesondere der Verkettung der einzelnen Bewegungsachsen, auftreten können, erschwert oder ganz verhindert werden. Beispielsweise kann die Bewegung um einzelne Achsen für den Nutzer gezielt erschwert oder erleichtert werden. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise das Übertragungsverhalten der kinematischen Struktur angepasst werden. So kann beispielsweise bei einem redundanten Stativ, bei dem die gleiche gewünschte Bewegung durch die Bewegung verschiedener beweglicher Teile erreicht werden kann, gezielt die Beweglichkeit eines beweglichen Teils erleichtert und die Beweglichkeit der verbleibenden beweglichen Teile erschwert werden. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass z.B. die Beweglichkeit eines Teils, welches im Vergleich einen kürzeren Weg zur Erreichung eines Ziels zurücklegen muss, erleichtert wird.In particular, it is possible to set the desired value or the desired change in such a way that the modulatable friction is different from one another during acceleration around / or along axes that differ from one another, wherein the axes of the reference coordinate system can be or articulated axes. In this way, it can be achieved in an advantageous manner that undesired movements of the microscopy system, in particular of the stand, which can occur due to the kinematic structure of the stand, in particular the linking of the individual movement axes, are made more difficult or completely prevented. For example, movement around individual axes can be made more difficult or easier for the user in a targeted manner. In this way, the transmission behavior of the kinematic structure can be adapted in an advantageous manner. For example, in the case of a redundant stand, in which the same desired movement can be achieved by moving different moving parts, the mobility of a moving part can be specifically facilitated and the mobility of the remaining moving parts made more difficult. In this way, it can be achieved in an advantageous manner that, for example, the mobility of a part, which in comparison has to cover a shorter distance to reach a destination, is facilitated.

In einer weiteren Ausführungsform kodiert eine Veränderung der modulierbaren Reibung eine Information für den Nutzer. Eine Veränderung kann beispielsweise eine periodische, weiter beispielsweise harmonische, Veränderung der modulierbaren Reibung sein. Eine andere Form der Änderung kann eine sprungartige oder rampenartige Erhöhung oder Verringerung der modulierbaren Reibung sein. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass einem Nutzer haptisch Informationen ausgegeben werden können, z.B. eine Fehlermeldung.In a further embodiment, a change in the friction that can be modulated encodes information for the user. A change can be, for example, a periodic, further for example harmonic, change in the friction that can be modulated. Another form of change can be a step-like or ramp-like increase or decrease in the friction that can be modulated. This advantageously means that information can be displayed haptically to a user, e.g. an error message.

In einer weiteren Ausführungsform sind einstellbare Werte der modulierbaren Reibung und/oder eine Veränderung, insbesondere eine Änderungsrate, der modulierbaren Reibung begrenzt bzw. begrenzen diese Werte die modulierbare Reibung und/oder deren Veränderung. Insbesondere kann ein maximal einstellbarer Wert und/oder eine maximale Änderungsrate begrenzt sein, insbesondere auf einen vorbestimmten Schwellwert.In a further embodiment, adjustable values of the modulable friction and / or a change, in particular a rate of change, of the modulatable friction are limited or these values limit the modulatable friction and / or the change thereof. In particular, a maximum adjustable value and / or a maximum rate of change can be limited, in particular to a predetermined threshold value.

Hierdurch kann in vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass sich die wahrgenommene Reibungskraft des Mikroskopiesystems für den Nutzer nicht in überraschender Weise verändert, da dies sonst zu Irritationen des Nutzers führen kann. Die einstellbaren Werte oder die maximal zulässige Veränderung können hierbei vorab, beispielsweise in Form von geeigneten Verfahren zur empirischen Bestimmung bestimmt werden.This advantageously ensures that the perceived frictional force of the microscopy system does not change in a surprising manner for the user, since this can otherwise lead to irritation for the user. The adjustable values or the maximum permissible change can be determined in advance, for example in the form of suitable methods for empirical determination.

In einer weiteren Ausführungsform wird der Sollwert oder die Soll-Änderung in Abhängigkeit eines Bewegungsfreiheitsgrades und/oder in Abhängigkeit einer Bewegungsrichtung bestimmt. Diese bewegungsfreiheitsgradspezifische und/oder bewegungsrichtungsspezifische Bestimmung wurde vorhergehend bereits mit entsprechenden Vorteilen erläutert.In a further embodiment, the desired value or the desired change is determined as a function of a degree of freedom of movement and / or as a function of a direction of movement. This degree of freedom of movement-specific and / or direction-of-movement-specific determination has already been explained above with corresponding advantages.

In einer weiteren Ausführungsform wird der Sollwert oder die Soll-Änderung derart bestimmt wird, dass ein Driften des Mikroskops reduziert oder verhindert wird. Ein Driften bezeichnet hierbei eine Bewegung des Mikroskops aus einer Raumlage heraus, in der ohne Nutzerbetätigung und ohne Einwirkung weiterer äußerer Kräfte bis auf die wirkende Gewichtskraft idealerweise keine Bewegung um/entlang eines oder mehrerer Bewegungsfreiheitsgrad(e) des Mikroskops erfolgen sollte, wenn die Bewegung um/entlang dieses/dieser Freiheitsgrads/e freigegeben ist, z.B. falls entsprechende Bremseinrichtungen geöffnet sind. Eine solche Raumlage kann insbesondere eine so genannte ausbalancierte Raumlage sein.In a further embodiment, the nominal value or the nominal change is determined in such a way that drifting of the microscope is reduced or prevented. Drifting refers to a movement of the microscope out of a spatial position in which, without user action and without the action of other external forces apart from the acting weight, ideally there should be no movement around / along one or more degrees of freedom of movement of the microscope if the movement is around / is released along this / these degree of freedom, e.g. if the corresponding braking devices are open. Such a spatial position can in particular be a so-called balanced spatial position.

In einer solchen Raumlage kann z.B. aufgrund von Fertigungstoleranzen der Elemente des Mikroskopiesystems und/oder unerwünschter Verbiegungen und/oder aufgrund einer schiefen Aufstellung des Stativs, selbst bei idealer Relativanordnung der Achsen, die Gewichtskraft eine Bewegung des Mikroskops bewirken.In such a spatial position, for example, due to manufacturing tolerances of the elements of the microscope system and / or undesired bending and / or due to an inclined position of the stand, even with an ideal relative arrangement of the axes, the weight force can cause a movement of the microscope.

Wird eine Driftursache detektiert, so kann die modulierbare Reibung erhöht werden. Die Driftursache, z.B. eine schief orientierte Achse, kann insbesondere sensorgestützt detektiert werden. Eine schief orientierte Achse kann z.B. eine Achse sein, deren Soll-Orientierung parallel zur Vertikalrichtung des erläuterten globalen Referenzkoordinatensystems ist, deren Ist-Orientierung jedoch davon abweicht. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass die Bedienbarkeit des Mikroskopiesystems erhöht wird.If a cause of drift is detected, the friction that can be modulated can be increased. The cause of the drift, e.g. an incorrectly oriented axis, can in particular be detected with the help of sensors. An axis with an oblique orientation can, for example, be an axis whose nominal orientation is parallel to the vertical direction of the global reference coordinate system explained, but whose actual orientation deviates from it. This advantageously results in the operability of the microscopy system being increased.

In einer weiteren Ausführungsform wird eine Soll-Bremskraft bestimmt, wobei der Sollwert oder die Soll-Änderung derart bestimmt wird, dass eine Bewegung mit der Soll-Bremskraft gebremst wird. Die Bestimmung einer Soll-Bremskraft kann einer Identifizierung eines Anwendungsfalls entsprechen. Beispielsweise kann eine Soll-Bremskraft in Abhängigkeit einer Betätigung einer Eingabeeinrichtung zur Vorgabe einer Bremskraft bestimmt werden. Eine solche Eingabeeinrichtung kann beispielsweise ein Bremsknopf, ein Bremshebel, ein Bremspedal, ein Freigabetaster oder eine andere geeignete Eingabeeinrichtung sein.In a further embodiment, a target braking force is determined, the target value or the target change is determined in such a way that a movement is braked with the target braking force. The determination of a target braking force can correspond to an identification of an application. For example, a target braking force can be determined as a function of an actuation of an input device for specifying a braking force. Such an input device can be, for example, a brake button, a brake lever, a brake pedal, a release button or another suitable input device.

Über die Eingabeeinrichtung kann z.B. vorgegeben werden, ob eine Bewegung gebremst werden soll oder nicht. Weiter kann vorgegeben werden, wie stark gebremst werden soll.The input device can be used, for example, to specify whether a movement should be braked or not. You can also specify how hard you want to brake.

Kann vorgegeben werden, wie stark gebremst werden soll, so können mehrere Werte, insbesondere mehr als zwei Werte, der Soll-Bremskraft vorgeben werden. Dies kann auch als diskretisierte oder quasi-analoge Vorgabe der Bremskraft bezeichnet werden. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, ein gewünschtes Bremsverhalten des Mikroskopiesystems in einfacher Weise einzustellen.If it is possible to specify how hard the brakes should be applied, several values, in particular more than two values, can be specified for the target braking force. This can also be referred to as a discretized or quasi-analog specification of the braking force. This advantageously makes it possible to set a desired braking behavior of the microscope system in a simple manner.

Weiter ist es vorstellbar, die modulierbare Reibung produktspezifisch einzustellen, z.B. um verschiedene dynamische Verhaltensweisen für Produkte einer Produktpalette bereitzustellen.It is also conceivable to set the friction that can be modulated on a product-specific basis, e.g. to provide different dynamic behaviors for products in a product range.

Weiter vorgeschlagen wird ein Mikroskopiesystem. Das Mikroskopiesystem ist hierbei derart ausgebildet und/oder konfiguriert, dass ein Verfahren zum Betreiben eines Mikroskopiesystems entsprechend einer der in dieser Offenbarung erläuterten Ausführungsformen mit dem Mikroskopiesystem ausführbar ist. Somit dient das Mikroskopiesystem zur Ausführung eines solchen Verfahrens.A microscopy system is also proposed. The microscopy system is designed and / or configured in such a way that a method for operating a microscopy system in accordance with one of the embodiments explained in this disclosure can be carried out with the microscopy system. The microscopy system is thus used to carry out such a method.

Das Mikroskopiesystem umfasst ein Mikroskop sowie ein Stativ zur Halterung des Mikroskops. Das Stativ kann mindestens eine Antriebseinrichtung zur Bewegung des Mikroskops umfassen. Weiter umfasst das Mikroskopiesystem mindestens eine Einrichtung zur Modulation einer Reibungskraft im Mikroskopiesystem, insbesondere im Stativ. Weiter umfasst das Mikroskopiesystem mindestens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung zur Steuerung des Betriebs des Mikroskopiesystems.The microscopy system comprises a microscope and a stand for holding the microscope. The stand can comprise at least one drive device for moving the microscope. The microscopy system further comprises at least one device for modulating a frictional force in the microscopy system, in particular in the stand. The microscopy system further comprises at least one control and evaluation device for controlling the operation of the microscopy system.

Weiter umfasst das Mikroskopiesystem, insbesondere das Stativ, Einrichtungen zur Modulation einer Reibungskraft, z.B. Bremseinrichtungen oder Antriebseinrichtungen. Solche wurden vorhergehend bereits erläutert.The microscopy system, in particular the stand, also includes devices for modulating a frictional force, e.g. braking devices or drive devices. Such have already been explained above.

Weiter ist mittels der mindestens einen Steuer- und Auswerteeinrichtung ein Sollwert oder eine Soll-Änderung einer modulierbaren Reibung des Mikroskopiesystems bestimmbar, insbesondere in Abhängigkeit einer Zustandsgröße und/oder in Abhängigkeit von Nutzerinformationen und/oder in Abhängigkeit einer auf das Mikroskopiesystem wirkenden Kraft und/oder in Abhängigkeit eines aktuellen Anwendungsfalls.Furthermore, by means of the at least one control and evaluation device, a target value or a target change of a modulatable friction of the microscopy system can be determined, in particular as a function of a state variable and / or as a function of user information and / or as a function of a force acting on the microscopy system and / or depending on a current application.

Erfindungsgemäß ist jedes Gelenk des Stativs mindestens einer Gelenkgruppe von mindestens zwei Gelenkgruppen des Stativs zugeordnet, wobei sich verschiedene Gelenkgruppen des Stativs in mindestens einem Gelenk unterscheiden und jeder Gelenkgruppe mindestens eine Einrichtung zur Modulation einer Reibungskraft zugeordnet ist, wobei für jede Gelenkgruppe in Abhängigkeit des Sollwerts oder der Soll-Änderung und eines gelenkgruppenspezifischen kinematischen Modells mittels der mindestens einen Steuereinrichtung ein gelenkgruppenspezifischen Steuersignal zur Steuerung der mindestens einen gelenkgruppenspezifische Einrichtung zur Modulation einer Reibungskraft derart bestimmbar ist, dass eine Abweichung zwischen dem mindestens einen Sollwert der modulierbaren Reibung und dem Ist-Wert reduziert oder die modulierbare Reibung entsprechend der Soll-Änderung verändert wird.According to the invention, each joint of the stand is assigned to at least one joint group of at least two joint groups of the stand, with different joint groups of the stand differing in at least one joint and each joint group is assigned at least one device for modulating a frictional force, with each joint group depending on the setpoint or the target change and a joint group-specific kinematic model using the at least one control device, a joint group-specific control signal for controlling the at least one joint group-specific device for modulating a frictional force can be determined in such a way that a deviation between the at least one target value of the modulatable friction and the actual value is reduced or the modulable friction is changed according to the target change.

Weiter können die Einrichtungen zur Modulation einer Reibungskraft derart steuerbar sein, dass eine Abweichung zwischen dem Sollwert und einem Ist-Wert der modulierbaren Reibung reduziert oder die modulierbare Reibung entsprechend der Soll-Änderung verändert wird.Furthermore, the devices for modulating a frictional force can be controllable in such a way that a deviation between the desired value and an actual value of the modulatable friction is reduced or the modulatable friction is changed in accordance with the desired change.

Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass ein Verfahren gemäß einer der vorhergehend erläuterten vorteilhaften Ausführungsformen mit dem Mikroskopiesystem durchführbar ist.This results in an advantageous manner that a method according to one of the previously explained advantageous embodiments can be carried out with the microscopy system.

Zusätzlich kann das Mikroskopiesystem mindestens eine Erfassungseinrichtung, insbesondere einen Sensor, zur Erfassung einer Eingangsgröße oder einer zur Bestimmung der Eingangsgröße notwendigen Größe umfassen, z.B. eine Erfassungseinrichtung, beispielsweise einen Sensor, zur Erfassung einer Zustandsgröße, einer Nutzerinformation, einer Kraft oder einer Größe, die zur Bestimmung einer gewünschten Größe notwendig ist.In addition, the microscopy system can include at least one detection device, in particular a sensor, for detecting an input variable or a variable necessary for determining the input variable, for example a detection device, for example a sensor, for detecting a state variable, user information, a force or a variable that is used for Determining a desired size is necessary.

Weiter kann das Mikroskopiesystem insbesondere derart ausgestaltet sein, dass die Gestaltung Erfordernisse für eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) erfüllt. Diese Erfordernisse können sich beispielsweise aus einer Aufgabenangemessenheit, einer Selbsterklärungsfähigkeit, einer Steuerbarkeit, einer Erwartungskonformität, einer Fehlerrobustheit, einer Anpassbarkeit/Lernbarkeit des Systems ergeben. Eine Aufgabenangemessenheit wird insbesondere sichergestellt, indem die vorhergehend erläuterte Bestimmung des Sollwerts oder der Solländerung an einen Nutzungskontext, insbesondere die vorhergehend erläuterten Anwendungsfälle, angepasst wird. Fehlerrobustheit kann insbesondere bedeuten, dass das System auch mit der vorgeschlagenen Bestimmung des Sollwerts oder der Soll-Änderung stabil und/oder angepasst an ein Nutzerempfinden betrieben werden kann. Lernbarkeit und Selbsterklärungsfähigkeit des Systems sind insbesondere dann gegeben, wenn das Mikroskopiesystem sich für den Nutzer vorhersagbar verhält.Furthermore, the microscopy system can in particular be designed in such a way that the design meets requirements for a human-machine interface (HMI). These requirements can result, for example, from suitability for the task, self-explanatory ability, controllability, conformity with expectations, robustness against errors, adaptability / learnability of the system. Task appropriateness is ensured in particular by applying the previously explained determination of the setpoint or the setpoint change to a context of use, in particular the previously explained use cases. Resilience to errors can in particular mean that the system can also be operated in a stable manner and / or adapted to a user experience with the proposed determination of the target value or the target change. The system can learn and explain itself in particular when the microscopy system behaves in a predictable manner for the user.

Es ist weiter möglich, dass die Einrichtungen zur Modulation derart gesteuert werden, dass eine gewünschte Bremskraft für mindestens einen beweglichen Teil des Mikroskopiesystems eingestellt wird. Hierbei kann die Bremskraft gleich der Reibungskraft sein oder durch sich aus dieser ergeben. In diesem Fall kann also der Sollwert der modulierbaren Reibung oder eine Soll-Änderung der modulierbaren Reibung in Abhängigkeit einer Soll-Bremskraft oder einer Soll-Änderung der Bremskraft bestimmt werden.It is also possible for the devices for modulation to be controlled in such a way that a desired braking force is set for at least one movable part of the microscope system. In this case, the braking force can be equal to the frictional force or result from it. In this case, the desired value of the modulable friction or a desired change in the modulatable friction can be determined as a function of a desired braking force or a desired change in the braking force.

Somit wird ein Verfahren zum Betreiben eines vorhergehend beschriebenen Mikroskopiesystems beschrieben, wobei ein Sollwert oder eine Soll-Änderung einer modulierbaren Reibung des Mikroskopiesystems in Abhängigkeit einer Soll-Bremskraft für mindestens einen beweglichen Teil des Mikroskopiesystems bestimmt wird, wobei die Einrichtungen zur Modulation einer Reibungskraft derart gesteuert werden, dass eine Abweichung zwischen dem Sollwert und einem Ist-Wert der modulierbaren Reibung reduziert oder die modulierbare Reibung entsprechend der Soll-Änderung verändert wird.Thus, a method for operating a previously described microscopy system is described, wherein a setpoint or a setpoint change in a modulatable friction of the microscopy system is determined as a function of a setpoint braking force for at least one movable part of the microscopy system, the devices for modulating a frictional force being controlled in this way be that a deviation between the target value and an actual value of the modulatable friction is reduced or the modulatable friction is changed in accordance with the change in the target value.

Die Soll-Bremskraft kann hierbei durch ein übergeordnetes System und/oder einen Nutzer vorgegeben sein. Beispielsweise kann ein Nutzer eine Soll-Bremskraft durch Bedienung einer entsprechenden Eingabeeinrichtung vorgeben. Die Eingabeeinrichtung kann hierbei im oder am Mikroskopiesystem, insbesondere im oder am Mikroskop, z.B. in oder an einem Handgriff des Mikroskops, angeordnet sein. In diesem Fall kann die Soll-Bremskraft oder ein die Soll-Bremskraft repräsentierendes Signal insbesondere drahtgebunden an eine Auswerteeinrichtung zur Bestimmung des Sollwerts oder der Soll-Änderung der modulierbaren Reibung des Mikroskopiesystems übertragen werden.The target braking force can be specified by a higher-level system and / or a user. For example, a user can specify a target braking force by operating a corresponding input device. The input device can be arranged in or on the microscope system, in particular in or on the microscope, e.g. in or on a handle of the microscope. In this case, the setpoint braking force or a signal representing the setpoint braking force can be transmitted, in particular in a wired manner, to an evaluation device for determining the setpoint value or the setpoint change in the modulatable friction of the microscopy system.

Die Eingabeeinrichtung kann aber auch in/oder an einer Fernsteuereinrichtung angeordnet sein. In diesem Fall kann die Soll-Bremskraft oder ein die Soll-Bremskraft repräsentierendes Signal insbesondere drahtlos an die erläuterte Auswerteeinrichtung übertragen werden.The input device can, however, also be arranged in / or on a remote control device. In this case, the target braking force or a signal representing the target braking force can be transmitted in particular wirelessly to the evaluation device explained.

Die Eingabeeinrichtung kann insbesondere als Taster ausgebildet sein.The input device can in particular be designed as a button.

Es ist möglich, dass eine entsprechende Auswerteeinrichtung und/oder eine entsprechende Einrichtung zur Erzeugung einer Reibungskraft in einem existierenden Mikroskopiesystem nachgerüstet wird. Auch kann eine Funkkommunikationsschnittstelle zum Empfang eines drahtlos übertragenen Signals, welches die Soll-Bremskraft repräsentiert, nachgerüstet werden. In diesem Fall kann also das entsprechend ausgebildete Mikroskopiesystem eine entsprechende Einrichtung und/oder Schnittstelle umfassen.It is possible to retrofit a corresponding evaluation device and / or a corresponding device for generating a frictional force in an existing microscopy system. A radio communication interface can also be retrofitted to receive a wirelessly transmitted signal which represents the target braking force. In this case, the correspondingly designed microscopy system can therefore include a corresponding device and / or interface.

Weiter kann das Mikroskopiesystem eine Energieversorgungseinrichtung für den Betrieb der Einrichtungen zur Modulation einer Reibungskraft umfassen. Diese kann als Energiespeichereinrichtung ausgebildet sein. Weiter kann diese auch mindestens ein Solarmodul umfassen.The microscopy system can furthermore comprise an energy supply device for operating the devices for modulating a frictional force. This can be designed as an energy storage device. This can also include at least one solar module.

Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass eine Bremskraft in kontinuierlicher Weise eingestellt werden kann, insbesondere auf eine Vielzahl von verschiedenen Werten, weiter insbesondere auf mehr als zwei Werte. Dies kann auch als analoges Bremsen bezeichnet werden. Bekannte digital schaltende Bremseinrichtungen für Mikroskopiesysteme ermöglichen im Gegensatz hierzu nur die Einstellung eines vollständig gebremsten Zustands, in dem eine maximale Bremskraft erzeugt wird und die Einstellung eines vollständig gelösten Zustands, in dem eine minimale Bremskraft, insbesondere keine Bremskraft, erzeugt wird.This results in an advantageous manner that a braking force can be set in a continuous manner, in particular to a large number of different values, further in particular to more than two values. This can also be referred to as analog braking. In contrast, known digitally switching braking devices for microscopy systems only allow the setting of a completely braked state in which a maximum braking force is generated and the setting of a completely released state in which a minimum braking force, in particular no braking force, is generated.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren zeigen:

1 ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Ausführungsform,
2 ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform,
3 ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform,
4 ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform,
5 ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform,
6 ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform,
7 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Mikroskopiesystems,
8 ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
9 ein schematisches Blockschaltbild zur Visualisierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform,
10 eine beispielshafte Reibkennlinie,
11 eine weitere beispielhafte Reibkennlinie und
12 eine weitere beispielhafte Reibkennlinie.

The invention is explained in more detail using exemplary embodiments. The figures show:

1 a schematic flow diagram of a method according to the invention in a first embodiment,
2 a schematic flow diagram of a method according to the invention according to a further embodiment,
3 a schematic flow diagram of a method according to the invention according to a further embodiment,
4th a schematic flow diagram of a method according to the invention according to a further embodiment,
5 a schematic flow diagram of a method according to the invention according to a further embodiment,
6th a schematic flow diagram of a method according to the invention according to a further embodiment,
7th a schematic representation of a microscopy system according to the invention,
8th a schematic block diagram of a method according to the invention,
9 a schematic block diagram for visualizing a method according to the invention according to a further embodiment,
10 an exemplary friction characteristic,
11 another exemplary friction characteristic and
12th another exemplary friction characteristic.

Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Merkmalen.In the following, the same reference symbols designate elements with the same or similar technical features.

In 1 ist ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Mikroskopiesystems 1 (siehe 7) dargestellt. In einer Sequenz aus einem ersten Schritt S1 und einem zweiten Schritt S2 wird mindestens ein Sollwert oder eine Soll-Änderung für eine modulierbare Reibung des Mikroskopiesystems 1 bestimmt.In 1 FIG. 3 is a schematic flow diagram of a method according to the invention for operating a microscopy system 1 (please refer 7th ) shown. In a sequence of a first step S1 and a second step S2 becomes at least one target value or a target change for a modulatable friction of the microscopy system 1 certainly.

Hierbei wird in dem ersten Schritt S1 mindestens eine Eingangsgröße E bestimmt. Es ist möglich, dass genau eine Eingangsgröße E bestimmt wird oder dass mehrere der nachfolgend noch näher erläuterten Eingangsgrößen E im ersten Schritt S1 bestimmt werden. Eine Eingangsgröße E kann insbesondere eine Bewegungseigenschaft des Mikroskopiesystems 1 sein. Eine Bewegungseigenschaft kann hierbei ein Jerk, eine Beschleunigung, eine Geschwindigkeit v (siehe 10) oder eine Raumlage, also eine Raumposition und/oder Raumorientierung, sein. Eine weitere Bewegungseigenschaft kann mindestens eine Relativstellung von zwei um oder entlang eines Gelenks G1, G2, G3, G4, G5, G6 relativ zueinander beweglichen Teilen T1, T2, T3, T4, T5, T6 (siehe 7) des Mikroskopiesystems 1, insbesondere eines Stativs des Mikroskopiesystems 1, sein..This is the first step S1 at least one input variable E is determined. It is possible that exactly one input variable E is determined or that several of the input variables E explained in more detail below are determined in the first step S1 to be determined. An input variable E can in particular be a movement property of the microscopy system 1 be. A movement property can be a jerk, an acceleration, a speed v (see 10 ) or a spatial position, i.e. a spatial position and / or spatial orientation. Another movement property can be at least a relative position of two around or along a joint G1 , G2 , G3 , G4 , G5 , G6 parts moving relative to one another T1 , T2 , T3 , T4 , T5 , T6 (please refer 7th ) of the microscopy system 1 , in particular a stand of the microscopy system 1 , be..

Diese Bewegungseigenschaften können eine Richtung und eine Amplitude aufweisen. Die Eingangsgrößen können hierbei auf eines der vorhergehend erläuterten Koordinatensysteme, insbesondere jedoch auf das mikroskopfeste Koordinatensystem, bezogen sein. Weiter können diese Eingangsgrößen auch auf einen Referenzpunkt und/oder eine Referenzachse des Mikroskopiesystems 1 bezogen sein, beispielsweise einen Interaktionspunkt, einen Fokuspunkt, einen Schwerpunkt oder einen anderen Referenzpunkt und/oder eine Gelenkachse des Mikroskopiesystems 1, eine optische Achse oder eine andere Achse. Ein Interaktionspunkt kann einen durch einen Nutzer vorgegebenen bzw. eingestellten Punkt bezeichnen. Zum Beispiel kann ein Interaktionspunkt ein gewünschter Drehpunkt für Drehbewegungen des Mikroskops 3 sein.These motion properties can have a direction and an amplitude. The input variables can be related to one of the coordinate systems explained above, but in particular to the microscope-fixed coordinate system. Furthermore, these input variables can also be applied to a reference point and / or a reference axis of the microscopy system 1 be related, for example an interaction point, a focal point, a center of gravity or another reference point and / or a joint axis of the microscopy system 1 , an optical axis, or another axis. An interaction point can designate a point specified or set by a user. For example, an interaction point can be a desired pivot point for rotational movements of the microscope 3 be.

Eine weitere Eingangsgröße E kann eine auf das Mikroskopiesystem wirkende Kraft (siehe 7) sein. Auch eine solche Eingangsgröße E kann eine Amplitude und eine Richtung aufweisen. Weiter kann die Eingangsgröße E ebenfalls auf einen der vorhergehend erläuterten Referenzpunkte sowie eines der vorhergehend erläuterten Koordinatensysteme bezogen sein. Eine auf das Mikroskopiesystem 1 wirkende Kraft kann hierbei beispielsweise eine von einem Nutzer 6 (siehe 8) aufgebrachte Kraft sein, insbesondere eine Kraft zur Bewegung oder Positionierung des Mikroskopiesystems 1. Auch kann eine auf das Mikroskopiesystem wirkende Kraft eine aus einer Zuladung resultierende Kraft sein. Ist das Mikroskopiesystem 1 ein ausbalanciertes Mikroskopiesystem 1, so ist die aus einer Zuladung resultierende Kraft durch die Ausbalancierung kompensiert.Another input variable E can be a force acting on the microscopy system (see 7th ) be. Such an input variable E can also have an amplitude and a direction. Furthermore, the input variable E can also be related to one of the reference points explained above and one of the coordinate systems explained above. One on the microscope system 1 The force acting here can, for example, be one from a user 6th (please refer 8th ) be applied force, in particular a force for moving or positioning the microscopy system 1 . A force acting on the microscopy system can also be a force resulting from a load. Is the microscopy system 1 a balanced microscopy system 1 , the force resulting from a payload is compensated by the balancing.

Auch kann eine Eingangsgröße E eine Nutzerinformation sein. Eine Nutzerinformation kann insbesondere eine Nutzereigenschaft oder ein Nutzeraktionsmodus sein. Weiter kann eine Eingangsgröße E ein für den Betrieb eingestellter Betriebsparametersatz sein, der insbesondere ein nutzerspezifischer Parametersatz sein kann.An input variable E can also be user information. User information can in particular be a user property or a user action mode. Furthermore, an input variable E can be an operating parameter set set for operation, which can in particular be a user-specific parameter set.

Auch kann eine Eingangsgröße eine Information über einen aktuellen Anwendungsfall, z.B. eine Information über eine Operations- oder Bewegungsphase, sein, in dem das Mikroskopiesystem 1 sich gerade befindet.An input variable can also be information about a current application, for example information about an operation or movement phase, in which the microscopy system 1 is currently located.

Die genau eine oder die mehreren Eingangsgrößen E werden in einem zweiten Schritt S2 genutzt, um mindestens eine Ausgangsgröße A in Abhängigkeit der mindestens einen Eingangsgröße E zu bestimmen. Die mindestens eine Ausgangsgröße A kann hierbei der Sollwert und/oder die Soll-Änderung der modulierbaren Reibung des Mikroskopiesystems 1 sein. Die modulierbare Reibung wurde hierbei vorhergehend erläutert.Exactly one or more input variables E are set in a second step S2 used to determine at least one output variable A as a function of the at least one input variable E. The at least one output variable A can be the desired value and / or the desired change in the modulatable friction of the microscopy system 1 be. The friction that can be modulated has been explained above.

Ist die Ausgangsgröße A ein Sollwert, so kann im zweiten Schritt S2 eine Amplitude oder ein Betrag des Sollwerts bestimmt werden. Ist die Ausgangsgröße A eine Soll-Änderung, so kann im zweiten Schritt S2 ein Vorzeichen der Soll-Änderung bestimmt werden, wobei z.B. bei einem positiven Vorzeichen die modulierbare Reibung erhöht und bei einem negativen Vorzeichen die modulierbare Reibung verringert wird. Auch kann ersatzweise oder zusätzlich die Änderungsrate der Soll-Änderung bestimmt werden. Es ist möglich, aber nicht zwingend, dass ersatzweise oder zusätzlich auch ein Betrag der Soll-Änderung bestimmt wird.If the output variable A is a nominal value, then in the second step S2 an amplitude or an amount of the nominal value can be determined. If the output variable A is a target change, then in the second step S2 a sign of the setpoint change can be determined, with, for example, a positive sign increasing the friction that can be modulated and reducing the friction that can be modulated with a negative sign. Alternatively or additionally, the rate of change of the setpoint change can also be determined. It is possible, but not mandatory, that an amount of the target change is also determined as an alternative or in addition.

Es ist weiter möglich, dass ein Sollwert in Abhängigkeit einer Soll-Änderung bestimmt wird, insbesondere wenn ein Vorzeichen der Änderung und ein Betrag der Soll-Änderung bestimmt werden. Auch kann eine Soll-Änderung in Abhängigkeit eines Sollwerts bestimmt werden.It is also possible for a target value to be determined as a function of a target change, in particular if a sign of the change and an amount of the target change are determined. Even a target change can be determined as a function of a target value.

Es ist weiter möglich, dass auch eine Richtung der Ausgangsgröße bestimmt wird. So kann auch die Ausgangsgröße A auf einen der vorhergehend erläuterten Referenzpunkte sowie eines der vorhergehend erläuterten Koordinatensysteme bezogen sein. Allerdings ist es auch möglich, die Ausgangsgröße richtungsunabhängig zu bestimmen, insbesondere also auch ohne Richtungsinformation. Auch ist es möglich, mehrere Ausgangsgrößen zu bestimmen, insbesondere eine Ausgangsgröße für jeden Bewegungsfreiheitsgrad des Mikroskopiesystems 1 bzw. für jede mögliche Bewegung um oder entlang von Raumachsen des Referenzkoordinatensystems oder um Gelenkachsen getrennt zu bestimmen.It is also possible for a direction of the output variable to be determined. Thus, the output variable A can also be related to one of the reference points explained above and one of the coordinate systems explained above. However, it is also possible to determine the output variable in a direction-independent manner, in particular also without direction information. It is also possible to determine several output variables, in particular one output variable for each degree of freedom of movement of the microscopy system 1 or for each possible movement around or along spatial axes of the reference coordinate system or around joint axes separately.

Selbstverständlich ist es auch möglich, den Sollwert und/oder die Soll-Änderung in anderer Art und Weise, also ohne Ausführung der Sequenz aus dem ersten Schritt S1 und dem zweiten Schritt S2, zu bestimmen.Of course, it is also possible to change the target value and / or the target value in a different manner, that is to say without executing the sequence from the first step S1 and the second step S2 to determine.

In einem dritten Schritt S3 wird dann für jede Gelenkgruppe in Abhängigkeit des Sollwerts oder der Soll-Änderung und eines gelenkgruppenspezifischen kinematischen Modells ein gelenkgruppenspezifisches Steuersignal zur Steuerung der gelenkgruppenspezifischen Antriebseinrichtungen M1,..., M6 derart bestimmt, dass eine Abweichung zwischen dem mindestens einen Sollwert der modulierbaren Reibung und dem Ist-Wert reduziert oder die modulierbare Reibung entsprechend der Soll-Änderung verändert wird.In a third step S3 a joint group-specific control signal for controlling the joint group-specific drive devices is then for each joint group as a function of the target value or the target change and a joint group-specific kinematic model M1 , ..., M6 determined in such a way that a deviation between the at least one setpoint value of the modulatable friction and the actual value is reduced or the modulatable friction is changed in accordance with the setpoint change.

Insbesondere werden also für die gelenkgruppenspezifischen Antriebseinrichtungen M1, M2, M3 der ersten Gelenkgruppe Steuersignale in Abhängigkeit des (gelenkgruppenspezifischen) Sollwerts oder der Soll-Änderung und unter Nutzung eines kinematischen Modells der ersten Gelenkgruppe bestimmt. Weiter werden für die gelenkgruppenspezifischen Antriebseinrichtungen M4, M5, M6 der weiteren Gelenkgruppe Steuersignale in Abhängigkeit des (gelenkgruppenspezifischen) Sollwerts oder der Soll-Änderung und unter Nutzung eines kinematischen Modells der weiteren Gelenkgruppe bestimmt.In particular, for the joint group-specific drive devices M1 , M2 , M3 the first joint group control signals are determined as a function of the (joint group-specific) setpoint or the desired change and using a kinematic model of the first joint group. Next are for the joint group-specific drive devices M4 , M5 , M6 the further joint group determines control signals as a function of the (joint group-specific) setpoint value or the desired change and using a kinematic model of the further joint group.

Weiter ist es möglich, dass die Antriebseinrichtungen M1, ..., M6 des Stativs dann mit diesen Steuersignalen gesteuert werden. Somit wird eine Abweichung zwischen dem Sollwert und einem Ist-Wert der modulierbaren Reibung reduziert, vorzugsweise auf einen vorbestimmten Minimalwert, der kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert ist.It is also possible that the drive devices M1 , ..., M6 of the tripod can then be controlled with these control signals. A deviation between the setpoint value and an actual value of the modulatable friction is thus reduced, preferably to a predetermined minimum value which is smaller than a predetermined threshold value.

Im dritten Schritt S3 können dem Fachmann bekannte Verfahren zur Steuerung oder Regelung angewendet werden.In the third step S3 methods known to those skilled in the art for control or regulation can be used.

2 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform. 2 shows a schematic flow diagram of a method according to the invention in accordance with a further embodiment.

Ein erster Schritt entspricht hierbei dem ersten Schritt der in 1 dargestellten Ausführungsform. In einem ersten Teilschritt S2a eines zweiten Schritts S2 wird dann in Abhängigkeit von genau einer der vorhergehend erläuterten Eingangsgrößen E oder in Abhängigkeit einer Menge mehrerer der vorhergehend erläuterten Eingangsgrößen E ein Anwendungsfall AF klassifiziert. Ein solcher Anwendungsfall AF kann z.B. eine Bewegungsphase der Bewegung des Mikroskopiesystems 1 durch ein Nutzer 6 (siehe 8) sein. Eine solche Bewegungsphase kann insbesondere eine Phase positiver Beschleunigung, eine Phase einer kontinuierlichen Bewegung, die auch als Phase gleichförmiger Bewegung bezeichnet werden kann, oder eine Phase negativer Beschleunigung sein. Auch kann eine Bewegungsphase eine Grobpositionierungsphase oder eine Feinpositionierungsphase sein.A first step corresponds to the first step in in 1 illustrated embodiment. In a first step S2a a second step S2 an application AF is then classified as a function of precisely one of the input variables E explained above or as a function of a set of several of the input variables E explained above. Such an application AF can, for example, be a movement phase of the movement of the microscope system 1 by a user 6th (please refer 8th ) be. Such a movement phase can in particular be a phase of positive acceleration, a phase of a continuous movement, which can also be referred to as a phase of uniform movement, or a phase of negative acceleration. A movement phase can also be a coarse positioning phase or a fine positioning phase.

Es ist möglich, dass in dem ersten Teilschritt S2a des zweiten Schritts S2 der Anwendungsfall zusätzlich in Abhängigkeit von mindestens einer weiteren Größe bestimmt wird, wobei die weitere Größe keiner der erläuterten Zustandsgrößen entspricht und unabhängig von Informationen NI über einen Nutzer, unabhängig von einer auf das Mikroskopiesystem 1 wirkenden Kraft und unabhängig vom aktuellen Anwendungsfall AF ist.It is possible that in the first substep S2a of the second step S2 the application is additionally determined as a function of at least one further variable, the further variable not corresponding to any of the state variables explained and independent of information NI about a user, independent of any information on the microscopy system 1 acting force and is independent of the current application AF.

Z.B. kann eine weitere Größe eine Information über eine Eingabeeinrichtung eingegebene Nutzereingabe sein, beispielsweise eine haptische oder akustische Nutzereingabe. Auch kann eine weitere Größe eine Größe sein, die Betriebsmuster, beispielsweise Bewegungsmuster, beschreibt. Das Muster kann hierbei ein nutzerspezifisches Muster sein.For example, another variable can be information about a user input entered via an input device, for example a haptic or acoustic user input. Another variable can also be a variable that describes operating patterns, for example movement patterns. The pattern can be a user-specific pattern.

Die Klassifikation eines Anwendungsfalls, insbesondere einer Bewegungsphase, kann hierbei mit dem Fachmann bekannten Klassifikationsverfahren erfolgen. Bekannte Klassifikationsverfahren umfassen beispielsweise die Auswertung von vorbestimmten Zusammenhängen, beispielsweise in Form von Look-Up-Tabellen, die Auswertung vorbekannter funktionaler Zusammenhänge, z.B. von Kennlinien, die Klassifikation mittels neuronaler Netze oder Verfahren der künstlichen Intelligenz, die Klassifikation mittels Markov-Prozesse, aber auch weitere bekannte Klassifikationsverfahren.The classification of an application, in particular a movement phase, can be carried out using classification methods known to the person skilled in the art. Known classification methods include, for example, the evaluation of predetermined relationships, for example in the form of look-up tables, the evaluation of previously known functional relationships, e.g. characteristic curves, classification using neural networks or artificial intelligence methods, classification using Markov processes, but also further known classification methods.

Dann kann in einem zweiten Teilschritt S2b des zweiten Schritts S2 in Abhängigkeit des Anwendungsfalls AF die vorhergehend erläuterte Ausgangsgröße A bestimmt werden. Ein dritter Schritt S3 entspricht hierbei dem dritten Schritt S3 der in 1 dargestellten Ausführungsform.Then in a second sub-step S2b of the second step S2 the previously explained output variable A can be determined as a function of the application AF. A third step S3 corresponds to the third step S3 the in 1 illustrated embodiment.

3 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren Ausführungsform. Hierbei entsprechen ein erster und ein dritter Schritt S1, S3 des in 3 dargestellten Verfahrens dem ersten bzw. dritten Schritt S1, S3 des in 1 dargestellten Verfahrens. In einem ersten Teilschritt S2a eines zweiten Schritts S2 des Verfahrens wird in Abhängigkeit genau einer Eingangsgröße E oder in Abhängigkeit einer Menge mehrerer Eingangsgrößen E eine Nutzerinformation NI bestimmt. Die Nutzerinformation NI kann insbesondere eine Nutzerinteraktionsmodalität, eine Nutzereigenschaft oder ein nutzerspezifischer Betriebsparametersatz sein. Es ist möglich, dass in Abhängigkeit der Nutzerinformation NI ein Anwendungsfall AF (siehe 2) bestimmt wird. 3 shows a schematic flow diagram of a method according to the invention in a further embodiment. A first and a third step correspond here S1 , S3 of the in 3 the procedure shown in the first and third step S1 , S3 of the in 1 presented procedure. In a first step S2a a second step S2 of the method, user information NI is determined as a function of precisely one input variable E or as a function of a set of several input variables E. The user information NI can in particular be a user interaction modality, a user property or a user-specific operating parameter set. It is possible that, depending on the user information NI, an application AF (see 2 ) is determined.

Wie vorhergehend bereits erläutert ist es alternativ zu der in 3 dargestellten Ausführungsform jedoch auch möglich, dass die Nutzerinformation NI eine Eingangsgröße E darstellt und somit nicht in Abhängigkeit einer Eingangsgröße E bestimmt wird.As previously explained, it is an alternative to the one in 3 However, it is also possible that the user information NI represents an input variable E and is therefore not determined as a function of an input variable E.

Es ist möglich, dass in dem ersten Teilschritt S2a des zweiten Schritts S2 - wie auch zur der in 2 dargestellten Ausführungsform ausgeführt - die Nutzerinformation NI zusätzlich in Abhängigkeit von mindestens einer weiteren Größe bestimmt wird.It is possible that in the first substep S2a of the second step S2 - as well as the in 2 Executed embodiment shown - the user information NI is also determined as a function of at least one other variable.

Somit ist es möglich, eine Nutzerinformation ebenfalls über eines oder mehrere der vorhergehend erläuterten Klassifikationsverfahren zu bestimmen. Selbstverständlich ist es möglich, dass hierfür Daten zur Durchführung des Klassifikationsverfahrens ausgewertet werden, die beispielsweise während eines vorangegangenen Betriebs bestimmt wurden. Diese Daten können beispielsweise abgespeichert sein.It is thus possible to also determine user information using one or more of the classification methods explained above. Of course, it is possible that for this purpose data for carrying out the classification method are evaluated which were determined, for example, during a previous operation. These data can be stored, for example.

Weiter kann in einem zweiten Teilschritt S2b des zweiten Schritts S2 in Abhängigkeit der Nutzerinformation NI die vorhergehend erläuterte Ausgangsgröße A bestimmt werden.You can continue in a second sub-step S2b of the second step S2 the previously explained output variable A can be determined as a function of the user information NI.

4 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform. Hierbei entspricht ein erster Schritt S1 und ein dritter Schritt S3 des in 4 dargestellten Verfahrens dem in 1 dargestellten ersten bzw. dritten Schritt S1, S3. 4th shows a schematic flow diagram of a method according to the invention in accordance with a further embodiment. This corresponds to a first step S1 and a third step S3 of the in 4th procedure shown in 1 illustrated first and third step S1 , S3 .

In einem ersten Teilschritt S2a eines zweiten Schritts S2 wird in Abhängigkeit der mindestens einen Eingangsgröße E eine Manipulierbarkeit M des Mikroskopiesystems 1 (siehe 7) bestimmt. Dann wird in einem zweiten Teilschritt S2b in Abhängigkeit der Manipulierbarkeit M eine Ausgangsgröße A bestimmt. Dies wurde im allgemeinen Beschreibungsteil bereits näher erläutert.In a first step S2a a second step S2 a manipulability M of the microscopy system becomes as a function of the at least one input variable E 1 (please refer 7th ) certainly. Then in a second sub-step S2b an output variable A is determined as a function of the manipulability M. This has already been explained in more detail in the general part of the description.

5 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren Ausführungsform. In einem ersten Teilschritt S1a eines ersten Schritts S1 wird eine erste Eingangsgröße E1 oder eine erste Menge mehrerer Eingangsgrößen E1 bestimmt. In einem ersten Teilschritt S2a eines zweiten Schritts S2 wird in Abhängigkeit dieser ersten Eingangsgröße E1 oder Menge von Eingangsgrößen E1 eine erste Ausgangsgröße A1, die eine Teilgröße einer resultierenden Ausgangsgröße A sein kann, bestimmt. Der erste Teilschritt S2a kann hierbei dem in 1, 2 oder 3 dargestellten zweiten Schritt S2 entsprechen. 5 shows a schematic flow diagram of a method according to the invention in a further embodiment. In a first step S1a a first step S1 becomes a first input variable E1 or a first set of several input variables E1 certainly. In a first step S2a a second step S2 is dependent on this first input variable E1 or set of input variables E1 a first output A1 , which can be a partial variable of a resulting output variable A, is determined. The first sub-step S2a can be compared to the in 1 , 2 or 3 illustrated second step S2 correspond.

In einem weiteren Teilschritt S1b des ersten Schritts S1 des in 5 dargestellten Verfahrens wird eine weitere Eingangsgröße E2 oder eine Menge von mehreren weiteren Eingangsgrößen E2 bestimmt. Hierbei kann mindestens eine der im zweiten Teilschritt S1b bestimmten Eingangsgrößen E2 von der mindestens einen im ersten Teilschritt S1a bestimmten Eingangsgrößen E1 verschieden sein. In einem zweiten Teilschritt S2b des zweiten Schritts S1 wird in Abhängigkeit der weiteren Eingangsgröße(n) E2 eine zweite Ausgangsgröße A2 bestimmt, die eine weitere Teilgröße einer resultierenden Ausgangsgröße A sein kann. Auch dieser zweite Teilschritt S2b kann dem in 1, 2 oder 3 dargestellten zweiten Schritt S2 entsprechen. In einem dritten Teilschritt S2c des zweiten Schritts S2 des in 5 dargestellten Verfahrens wird dann in Abhängigkeit der Ausgangsgrößen A1, A2 eine resultierende Ausgangsgröße A bestimmt. Es ist selbstverständlich möglich, dass mehr als zwei Ausgangsgrößen und die resultierende Ausgangsgröße dann in Abhängigkeit dieser mehreren Ausgangsgrößen bestimmt wird. Hierzu können dem Fachmann bekannte Verfahren zur Bestimmung einer resultierenden Größe aus mehreren Teilgrößen genutzt werden, beispielsweise Verfahren zur Fusion. Ein solches Verfahren kann beispielsweise eine einfache Mittelwertbildung umfassen. Der dritte Schritt S3 des in 4 dargestellten Verfahrens kann dem dritten Schritt des in 1 dargestellten Verfahrens entsprechen.In a further step S1b the first step S1 of the in 5 The method shown becomes a further input variable E2 or a set of several other input variables E2 certainly. At least one of the steps in the second sub-step S1b certain input variables E2 of the at least one in the first substep S1a certain input variables E1 to be different. In a second step S2b of the second step S1 becomes a second output variable depending on the further input variable (s) E2 A2 determined, which can be a further partial variable of a resulting output variable A. This second sub-step too S2b can the in 1 , 2 or 3 illustrated second step S2 correspond. In a third step S2c of the second step S2 of the in 5 The method shown is then dependent on the output variables A1 , A2 a resulting output variable A is determined. It is of course possible for more than two output variables and the resulting output variable to be determined as a function of these several output variables. For this purpose, methods known to the person skilled in the art for determining a resulting variable from several partial variables can be used, for example methods for fusion. Such a method can include, for example, a simple averaging. The third step S3 of the in 4th The method shown can be added to the third step of the in 1 correspond to the procedure shown.

6 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform. Hierbei können ein erster und ein dritter Schritt S1, S3 des in 6 dargestellten Verfahrens einem ersten und dritten Schritt S1, S3 des in 1 dargestellten Verfahrens entsprechen. In einem zweiten Schritt S2 wird eine Ausgangsgröße A in Abhängigkeit der mindestens einen Eingangsgröße E sowie einer weiteren Größe W bestimmt, wobei die weitere Größe W keiner der vorhergehend erläuterten Eingangsgrößen E entspricht. So ist es beispielsweise möglich, dass die Eingangsgröße E eine Ist-Bewegungsrichtung des Mikroskopiesystems repräsentiert. In Abhängigkeit der weiteren Größe W kann eine Soll-Bewegungsrichtung bestimmt werden. Auch kann die weitere Größe W diese Soll-Bewegungsrichtung repräsentieren. Allerdings ist es auch möglich, dass die Soll-Bewegungsrichtung in Abhängigkeit der mindestens einen Eingangsgröße E bestimmt wird. 6th shows a schematic flow diagram of a method according to the invention in accordance with a further embodiment. Here you can take a first and a third step S1 , S3 of the in 6th a first and a third step S1 , S3 of the in 1 presented procedure correspond. In a second step S2 an output variable A is determined as a function of the at least one input variable E and a further variable W, the further variable W not corresponding to any of the input variables E explained above. For example, it is possible for the input variable E to represent an actual direction of movement of the microscopy system. A desired direction of movement can be determined as a function of the further variable W. The further variable W can also represent this desired direction of movement. However, it is also possible for the setpoint direction of movement to be determined as a function of the at least one input variable E.

Insgesamt ist möglich, dass ein Ist-Wert der modulierbaren Reibung in Abhängigkeit der mindestens einen Eingangsgröße E bestimmt wird, insbesondere modellbasiert. Dies wird nachfolgend noch näher erläutert.Overall, it is possible for an actual value of the modulable friction to be determined as a function of the at least one input variable E, in particular based on a model. This is explained in more detail below.

Es ist auch möglich, dass die Ausgangsgröße A eine auf das mikroskopfeste Koordinatensystem bezogene Größe ist, die dann in eine oder mehrere achsspezifische Ausgangsgröße(n) umgerechnet wird, insbesondere wenn das Mikroskopiesystem 1 (siehe 7) mehrere Achsen DA1,..., DA6 aufweist, um die oder entlang derer relativ zueinander bewegliche Teile T1, T2, T3, T4, T5, T6 des Mikroskopiesystems 1 bewegt werden können. Diese Umrechnung kann durch Nutzung eines inversen kinematischen Modells des Mikroskopiesystems 1 erfolgen, insbesondere unter Nutzung der gelenkgruppenspezifischen kinematischen Modelle.It is also possible for the output variable A to be a variable related to the microscope-fixed coordinate system, which is then converted into one or more axis-specific output variables, in particular if the microscopy system 1 (please refer 7th ) multiple axes DA1 , ..., DA6 has around or along which parts movable relative to one another T1 , T2 , T3 , T4 , T5 , T6 of the microscopy system 1 can be moved. This conversion can be done by using an inverse kinematic model of the microscopy system 1 take place, in particular using the joint group-specific kinematic models.

Es ist auch möglich, dass die Ausgangsgröße A eine Information für den Nutzer codiert.It is also possible for the output variable A to encode information for the user.

Selbstverständlich ist es auch vorstellbar, dass die Ausgangsgröße A beschränkt ist, beispielsweise auf einen maximal zulässigen Wert und/oder auf einen minimal zulässigen Wert.Of course, it is also conceivable that the output variable A is restricted, for example to a maximum permissible value and / or to a minimum permissible value.

Auch ist es möglich, dass die Ausgangsgröße A bewegungsfreiheitsgradspezifisch oder bewegungsrichtungsspezifisch oder lagespezifisch bestimmt wird.It is also possible that the output variable A is determined specific to the degree of freedom of movement or specific to the direction of movement or specific to the position.

7 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Mikroskopiesystems 1 mit einem Mikroskop 3 und einem Stativ, welches mehrere relativ zueinander bewegliche Teile T1, T2, T3, T4, T5, T6 umfasst, wobei die relativ zueinander beweglichen Teile T1, T2, T3, T4, T5, T6 über Gelenke G1, G2, G3, G4, G5, G6 miteinander bzw. mit einem Basisabschnitt BA verbunden sind. Das Mikroskopiesystem 1 kann hierbei den Basisabschnitt BA umfassen. Es ist dargestellt, dass der Basisabschnitt BA über Rollen beweglich auf einer Bodenfläche BO gelagert ist. Die Rollen sind hierbei feststellbar, sodass auch eine ortsfeste Anordnung des Basisabschnitts BA möglich ist. 7th shows a schematic view of a microscopy system according to the invention 1 with a microscope 3 and a tripod, which has several parts that can move relative to one another T1 , T2 , T3 , T4 , T5 , T6 comprises, wherein the relatively movable parts T1 , T2 , T3 , T4 , T5 , T6 about joints G1 , G2 , G3 , G4 , G5 , G6 are connected to one another or to a base section BA. The microscopy system 1 can include the base section BA. It is shown that the base section BA is movably supported on a floor surface BO via rollers. The rollers can be locked here, so that a fixed arrangement of the base section BA is also possible.

Weiter dargestellt ist exemplarisch ein globales Referenzkoordinatensystem mit einer Vertikalachse z und einer Längsachse x. Die Vertikalachse z ist hierbei parallel zu einer Gravitationskraft und entgegengesetzt zu dieser orientiert. Die Längsachse x ist hierbei senkrecht zur Vertikalachse und senkrecht zu einer nicht dargestellten Querachse y orientiert, die senkrecht zur Zeichenebene von 7 und vom Betrachter weg orientiert ist.A global reference coordinate system with a vertical axis z and a longitudinal axis x is also shown as an example. The vertical axis z is oriented parallel to and opposite to a gravitational force. The longitudinal axis x is oriented perpendicular to the vertical axis and perpendicular to a transverse axis y, not shown, which is perpendicular to the plane of the drawing 7th and is oriented away from the viewer.

Ein erstes bewegliches Teil T1 ist über ein erstes Gelenk G1 mit dem Basisabschnitt BA verbunden. Das erste Gelenk G1 ermöglicht eine Rotation des ersten beweglichen Teils um eine erste Drehachse DA1, die parallel zur Vertikalachse z orientiert ist.A first moving part T1 is about a first joint G1 connected to the base section BA. The first joint G1 enables the first movable part to rotate about a first axis of rotation DA1 , which is oriented parallel to the vertical axis z.

Ein zweites bewegliches Teil T2 ist an einem ersten Ende über ein zweites Gelenk G2 mit dem ersten beweglichen Teil T1 verbunden. Das zweite Gelenk G2 ermöglicht eine Rotation des zweiten beweglichen Teils T2 um eine zweite Drehachse DA2, die senkrecht zur ersten Drehachse DA1 orientiert ist.A second moving part T2 is at a first end via a second hinge G2 with the first moving part T1 tied together. The second joint G2 enables rotation of the second movable part T2 around a second axis of rotation DA2 that is perpendicular to the first axis of rotation DA1 is oriented.

Ein drittes bewegliches Teil T3 ist an einem ersten Ende über ein drittes Gelenk G3 mit einem weiteren Ende des zweiten beweglichen Teils T2 verbunden. Das dritte Gelenk G3 ermöglicht eine Rotation des dritten beweglichen Teils T3 um eine dritte Drehachse DA3, die senkrecht zur ersten Drehachse DA1 und parallel zur zweiten Drehachse DA2 orientiert ist.A third moving part T3 is at a first end via a third hinge G3 with another end of the second movable part T2 tied together. The third joint G3 enables rotation of the third movable part T3 around a third axis of rotation DA3 that is perpendicular to the first axis of rotation DA1 and parallel to the second axis of rotation DA2 is oriented.

Ein viertes bewegliches Teil T4 ist über ein viertes Gelenk G4 mit einem weiteren Ende des dritten beweglichen Teils T3 verbunden. Das vierte Gelenk G3 ermöglicht eine Rotation des vierten beweglichen Teils T4 um eine vierte Drehachse DA4, die parallel zur ersten Drehachse DA1 und somit auch parallel zur Vertikalachse z orientiert ist.A fourth moving part T4 is about a fourth joint G4 with another end of the third movable part T3 tied together. The fourth joint G3 allows the fourth movable part to rotate T4 around a fourth axis of rotation DA4 that are parallel to the first axis of rotation DA1 and is thus also oriented parallel to the vertical axis z.

Ein fünftes bewegliches Teil T5 ist über ein fünftes Gelenk G5 mit dem vierten beweglichen Teil T4 verbunden. Das fünfte Gelenk G5 ermöglicht eine Rotation des fünften beweglichen Teils T5 um eine fünfte Drehachse DA5, die senkrecht zur vierten Drehachse DA4 orientiert ist.A fifth moving part T5 is about a fifth joint G5 with the fourth movable part T4 tied together. The fifth joint G5 enables rotation of the fifth movable part T5 around a fifth axis of rotation DA5 that is perpendicular to the fourth axis of rotation DA4 is oriented.

Ein sechstes bewegliches Teil T6 ist über ein sechstes Gelenk G6 mit dem fünften beweglichen Teil T5 verbunden. Das sechste Gelenk G5 ermöglicht eine Rotation des sechsten beweglichen Teils T6 um eine sechste Drehachse DA6, die senkrecht zur fünften Drehachse DA5 und senkrecht zur vierten Drehachse DA4 orientiert ist.A sixth moving part T6 is about a sixth joint G6 with the fifth movable part T5 tied together. The sixth joint G5 enables rotation of the sixth movable part T6 around a sixth axis of rotation DA6 that is perpendicular to the fifth axis of rotation DA5 and perpendicular to the fourth axis of rotation DA4 is oriented.

Das Mikroskop 3 ist an dem sechsten beweglichen Teil T6 befestigt.The microscope 3 is on the sixth movable part T6 attached.

Dargestellt sind weitere bewegliche Teile TP und Gelenke GP, wobei das zweite bewegliche Teil T2 und ein Teil der weiteren beweglichen Teile TP und Gelenke GP eine erste parallelogrammkinematische Struktur und das dritte bewegliche Teil T3 und ein weiterer Teil der weiteren beweglichen Teile TP und Gelenke GP eine weitere parallelogrammkinematische Struktur ausbilden. Somit umfasst das Stativ parallelogrammkinematische Strukturen. Diese stellen sicher, dass die vierte Drehachse DA4 in jeder Drehstellung des ersten, des zweiten und des dritten beweglichen Teils T1, T2, T3 um die entsprechenden Drehachsen DA1, DA2, DA3 parallel zur ersten Drehachse DA1 orientiert ist.Other moving parts are shown TP and joints GP , the second movable part T2 and part of the other moving parts TP and joints GP a first parallelogram kinematic structure and the third movable part T3 and another part of the other moving parts TP and joints GP form another parallelogram kinematic structure. The stand thus comprises structures with parallelogram kinematics. These ensure that the fourth axis of rotation DA4 in each rotational position of the first, the second and the third movable part T1 , T2 , T3 around the corresponding axes of rotation DA1 , DA2 , DA3 parallel to the first axis of rotation DA1 is oriented.

Weiter dargestellt ist ein mikroskopfestes Koordinatensystem mit einer Längsachse xm und einer Vertikalachse zm. Nicht dargestellt ist eine Querachse dieses mikroskopfesten Koordinatensystems, welche in der in 7 dargestellten Stativstellung senkrecht zur Zeichenebene und zum Betrachter hin orientiert ist. Diese Achsen bilden ein kartesisches Koordinatensystem.Also shown is a microscope-fixed coordinate system with a longitudinal axis xm and a vertical axis zm. A transverse axis of this microscope-fixed coordinate system is not shown, which is in the in 7th tripod position shown is oriented perpendicular to the plane of the drawing and to the viewer. These axes form a Cartesian coordinate system.

Ein Ursprung dieses mikroskopfesten Koordinatensystems kann in einem Schnittpunkt der fünften und der sechsten Drehachse DA5, DA6 liegen. Hierbei schneidet auch die vierte Drehachse DA4 diesen Schnittpunkt. Es ist allerdings nicht zwingend, dass der Ursprung des mikroskopfesten Koordinatensystems in diesem Schnittpunkt liegt. Auch kann der Ursprung beispielsweise in einem Fokuspunkt liegen.An origin of this microscope-fixed coordinate system can be at an intersection of the fifth and sixth axes of rotation DA5 , DA6 lie. The fourth axis of rotation also intersects here DA4 this intersection. However, it is not essential that the origin of the microscope-fixed coordinate system lies at this point of intersection. The origin can also lie, for example, in a focal point.

Weiter dargestellt sind Antriebseinrichtungen M1, M2, M3, M4, M5, M6, wobei über eine erste Antriebseinrichtung M1 eine Relativbewegung zwischen dem Basisabschnitt BA und dem ersten beweglichen Teil T1 um die erste Drehachse DA1, über eine zweite Antriebseinrichtung M2 eine Relativbewegung zwischen dem ersten beweglichen Teil T1 und dem zweiten beweglichen Teil T2 um die Drehachse DA2 des zweiten Gelenks G2, über eine dritte Antriebseinrichtung M3 eine Relativbewegung zwischen dem zweiten beweglichen Teil T2 und dem dritten beweglichen Teil T3 um die Drehachse DA3 des dritten Gelenks G3, über eine vierte Antriebseinrichtung M4 eine Relativbewegung zwischen dem dritten beweglichen Teil T3 und dem vierten beweglichen Teil T4 um die Drehachse DA4 des vierten Gelenks G4, über eine fünfte Antriebseinrichtung M5 eine Relativbewegung zwischen dem vierten beweglichen Teil T4 und dem fünften beweglichen Teil T5 um die Drehachse DA5 des fünften Gelenks G5 und über eine sechste Antriebseinrichtung M6 eine Relativbewegung zwischen dem fünften beweglichen Teil T5 und dem sechsten beweglichen Teil T6 um die Drehachse DA6 des sechsten Gelenks G6 bewirkt werden kann. Insbesondere können diese Antriebseinrichtungen Drehmomente erzeugen und auf die entsprechenden beweglichen Teile T1,..., T6 übertragen, um z.B. die Relativbewegung zu erzeugen.Drive devices are also shown M1 , M2 , M3 , M4 , M5 , M6 , with a first drive device M1 a relative movement between the base section BA and the first movable part T1 around the first axis of rotation DA1 , via a second drive device M2 a relative movement between the first movable part T1 and the second movable part T2 around the axis of rotation DA2 of the second joint G2 , via a third drive device M3 a relative movement between the second movable part T2 and the third movable part T3 around the axis of rotation DA3 of the third joint G3 , via a fourth drive device M4 a relative movement between the third movable part T3 and the fourth movable part T4 around the axis of rotation DA4 of the fourth joint G4 , via a fifth drive device M5 a relative movement between the fourth movable part T4 and the fifth movable part T5 around the axis of rotation DA5 of the fifth joint G5 and a sixth drive device M6 a relative movement between the fifth movable part T5 and the sixth movable part T6 around the axis of rotation DA6 of the sixth joint G6 can be effected. In particular, these drive devices can generate torques and act on the corresponding moving parts T1 , ..., T6 transferred, for example to generate the relative movement.

Bei einer Drehung um die zweite und/oder die dritte Drehachse DA2, DA3 erfolgt eine Veränderung der Position, nicht aber der Orientierung, des Mikroskops 3 und somit auch eine Veränderung der Position des Ursprungs, nicht aber der Orientierung, des mikroskopfesten Koordinatensystems bezogen auf das globale Referenzkoordinatensystem und/oder bezogen auf das mikroskopfeste Koordinatensystem in dessen Raumlage vor der Drehung.When rotating around the second and / or the third axis of rotation DA2 , DA3 there is a change in the position of the microscope, but not in its orientation 3 and thus also a change in the position of the origin, but not the orientation, of the microscope-fixed coordinate system in relation to the global reference coordinate system and / or in relation to the microscope-fixed coordinate system in its spatial position before the rotation.

Bei einer Drehung um die vierte, die fünfte und die sechste Drehachse DA4, DA5, DA6 erfolgt eine Veränderung der Orientierung des Mikroskops 3 und somit auch eine Veränderung der Orientierung der Achsen xm, zm des mikroskopfesten Koordinatensystems bezogen auf das globale Referenzkoordinatensystem und/oder bezogen auf das mikroskopfeste Koordinatensystem in dessen Raumlage vor der Drehung. Bei der in 7 dargestellten Ausführungsform erfolgt bei einer solchen Drehung um die vierte, die fünfte und die sechste Drehachse DA4, DA5, DA6 keine Veränderung der Position des Mikroskops 3 und somit auch des Ursprungs des mikroskopfesten Koordinatensystems bezogen auf das globale Referenzkoordinatensystem und/oder bezogen auf dessen Raumlage vor der Drehung.When rotating around the fourth, fifth and sixth axis of rotation DA4 , DA5 , DA6 there is a change in the orientation of the microscope 3 and thus also a change in the orientation of the axes xm, zm of the microscope-fixed coordinate system in relation to the global reference coordinate system and / or in relation to the microscope-fixed coordinate system in its spatial position before the rotation. At the in 7th The illustrated embodiment takes place with such a rotation about the fourth, fifth and sixth axis of rotation DA4 , DA5 , DA6 no change in the position of the microscope 3 and thus also the origin of the microscope-fixed coordinate system based on the global reference coordinate system and / or based on its spatial position before the rotation.

Für eine nicht dargestellte Ausführungsform ist es jedoch auch vorstellbar, dass Mikroskopiesystem derart auszubilden, dass bei einer Drehung um die vierte, die fünfte und die sechste Drehachse DA4, DA5, DA6 auch eine Position des Ursprungs des mikroskopfesten Koordinatensystems bezogen auf das globale Referenzkoordinatensystem und/oder bezogen auf das mikroskopfeste Koordinatensystem in dessen Raumlage vor der Drehung verändert wird. Dies kann z.B. der Fall sein, wenn sich die vierte Drehachse DA4, die fünfte Drehachse DA5 und die sechste Drehachse DA6 nicht in dem Ursprung des mikroskopfesten Koordinatensystems schneiden.For an embodiment not shown, however, it is also conceivable to design the microscopy system in such a way that upon rotation about the fourth, fifth and sixth axis of rotation DA4 , DA5 , DA6 a position of the origin of the microscope-fixed coordinate system based on the global reference coordinate system and / or based on the microscope-fixed coordinate system is changed in its spatial position before the rotation. This can be the case, for example, when the fourth axis of rotation DA4 , the fifth axis of rotation DA5 and the sixth axis of rotation DA6 do not cut in the origin of the microscope-fixed coordinate system.

Es ist weiter möglich, dass bei einer Drehung um die erste Drehachse DA1 die Orientierung des Mikroskops 3 und somit auch des mikroskopfesten Koordinatensystems bezogen auf das globale Referenzkoordinatensystem und/oder bezogen auf dessen Raumlage vor der Drehung verändert wird. Um diese Veränderung zu kompensieren, kann es erforderlich sein, dass zusätzlich eine Drehung um die vierte Drehachse DA4 durchzuführen ist, wobei ein Betrag des Drehwinkels dieser Drehung gleich dem Betrag des Drehwinkels der Drehung um die erste Drehachse D1 ist und die Drehrichtung der Drehung um die vierte Drehachse DA4 der Drehrichtung der Drehung um die erste Drehachse DA1 entgegengesetzt ist.It is also possible that with a rotation about the first axis of rotation DA1 the orientation of the microscope 3 and thus also the coordinate system fixed to the microscope is changed in relation to the global reference coordinate system and / or in relation to its spatial position before the rotation. To compensate for this change, it may also be necessary to rotate around the fourth axis of rotation DA4 is to be carried out, wherein an amount of the angle of rotation of this rotation is equal to the amount of the angle of rotation of the rotation about the first axis of rotation D1 and the direction of rotation of the rotation about the fourth axis of rotation DA4 the direction of rotation of the rotation about the first axis of rotation DA1 is opposite.

Die Gelenke G1, ..., G6 des Stativs sind verschiedenen Gelenkgruppen zugeordnet. So sind das erste Gelenk G1, das zweite Gelenk G2 und das dritte Gelenk G3 einer ersten Gelenkgruppe zugeordnet. Diese Gelenke G1, G2, G3 der ersten Gelenkgruppe bilden Gelenke des Stativs, die - wie vorhergehend erläutert - eine Veränderung der Position des Mikroskops 3 bezogen auf das globale Referenzkoordinatensystem und/oder bezogen auf das mikroskopfeste Koordinatensystem in dessen Raumlage vor der Positionsveränderung ermöglichen. Dies bedeutet, dass die Rotationsbewegungen um die Rotationsachsen dieser Gelenke G1, G2, G3 der ersten Gelenkgruppe zu einer Veränderung der Position des Mikroskops 3 im mikroskopfesten Koordinatensystem führt.The joints G1 , ..., G6 of the tripod are assigned to different joint groups. So are the first joint G1 , the second joint G2 and the third joint G3 assigned to a first joint group. These joints G1 , G2 , G3 the first group of joints form joints of the stand, which - as explained above - a change in the position of the microscope 3 in relation to the global reference coordinate system and / or in relation to the microscope-fixed coordinate system in its spatial position before the change in position. This means that the rotational movements around the axes of rotation of these joints G1 , G2 , G3 the first group of joints to a change in the position of the microscope 3 leads in the microscope-fixed coordinate system.

Weiter sind das erste Gelenk G1, das vierte Gelenk G4, das fünfte Gelenk G5 und das sechste Gelenk G6 einer weiteren Gelenkgruppe des Stativs zugeordnet. Diese Gelenke G1, G4, G5, G6 bilden Gelenke des Stativs, die - wie ebenfalls vorhergehend erläutert - eine Veränderung der Orientierung des Mikroskops 3 bezogen auf das globale Referenzkoordinatensystem und/oder bezogen auf das mikroskopfeste Koordinatensystem in dessen Raumlage vor der Orientierungsveränderung ermöglichen. Dies bedeutet, dass die Rotationsbewegungen um die Rotationsachsen dieser Gelenke G1, G4, G5, G6 der ersten Gelenkgruppe zu einer Veränderung der Orientierung des Mikroskops 3 in dem/den genannten Koordinatensystem(en) führen. Somit ist also das erste Gelenk G1 sowohl der ersten als auch der weiteren Gelenkgruppe G2 zugeordnet.Next are the first joint G1 , the fourth joint G4 , the fifth joint G5 and the sixth joint G6 assigned to another joint group of the stand. These joints G1 , G4 , G5 , G6 form joints of the stand, which - as also explained above - change the orientation of the microscope 3 in relation to the global reference coordinate system and / or in relation to the microscope-fixed coordinate system in its spatial position before the change in orientation. This means that the rotational movements around the axes of rotation of these joints G1 , G4 , G5 , G6 the first group of joints to a change in the orientation of the microscope 3 in the named coordinate system (s). So so is the first joint G1 both the first and the other joint group G2 assigned.

Es ist auch vorstellbar, dass der ersten Gelenkgruppe die Gelenke G2, G3 zugeordnet sind, die eine Veränderung der Position, nicht aber der Orientierung, des Mikroskops 3 in dem/den genannten Koordinatensystem(en) ermöglichen. Weiter können einer zweiten Gelenkgruppe die Gelenke G4, G5, G6 zugeordnet sein, die eine Veränderung der Orientierung, nicht aber der Position, des Mikroskops 3 in dem/den genannten Koordinatensystem(en) ermöglichen. Einer dritten Gelenkgruppe kann dann das erste Gelenk G1 zugeordnet sein, welches eine Veränderung sowohl der Orientierung als auch der Position des Mikroskops 3 in dem/den genannten Koordinatensystem(en) ermöglicht.It is also conceivable that the first group of joints is the joints G2 , G3 are associated with a change in the position, but not the orientation, of the microscope 3 in the said coordinate system (s). A second group of joints can also be the joints G4 , G5 , G6 associated with a change in the orientation, but not the position, of the microscope 3 in the said coordinate system (s). A third joint group can then be the first joint G1 be assigned, which changes both the orientation and the position of the microscope 3 in the said coordinate system (s).

Wird, z.B. durch eine entsprechende Regelung des Betriebs des Mikroskopiesystems 1, jedoch die Orientierungsänderung aufgrund der Drehung um die erste Drehachse DA1 durch eine Drehung um die vierte Drehachse DA4, insbesondere immer, kompensiert, so können der ersten Gelenkgruppe die Gelenke G1, G2, G3 zugeordnet sein, da diese dann eine Veränderung der Position, nicht aber der Orientierung, des Mikroskops 3 in dem/den genannten Koordinatensystem(en) ermöglichen. Weiter können einer zweiten Gelenkgruppe die Gelenke G4, G5, G6 zugeordnet sein, die eine Veränderung der Orientierung, nicht aber der Position, des Mikroskops 3 in dem/den genannten Koordinatensystem(en) ermöglichen.Is, for example, by regulating the operation of the microscopy system accordingly 1 , but the change in orientation due to the rotation around the first axis of rotation DA1 by rotating around the fourth axis of rotation DA4 , especially always, compensated, so the joints of the first group of joints can G1 , G2 , G3 be assigned, since this then changes the position, but not the orientation, of the microscope 3 in the said coordinate system (s). A second group of joints can also be the joints G4 , G5 , G6 associated with a change in the orientation, but not the position, of the microscope 3 in the said coordinate system (s).

Die Antriebseinrichtungen M1,..., M6 bilden hierbei Einrichtungen zur Modulation einer Reibungskraft, wobei diese jedoch auch zur Erzeugung des Antriebsmoments für die erläuterten Relativbewegungen dienen. Hierbei bilden die erste, die zweite und die dritte Antriebseinrichtung M1, M2, M3 gelenkgruppenspezifische Einrichtungen zur Modulation einer Reibungskraft der ersten Gelenkgruppe und die vierte, die fünfte und die sechste Antriebseinrichtung M4, M5, M6 gelenkgruppenspezifische Einrichtungen zur Modulation einer Reibungskraft der weiteren Gelenkgruppe. Es ist auch vorstellbar, dass die in 7 dargestellten Antriebseinrichtungen M1, ... , M6 alternativ als Bremseinrichtungen zur Erzeugung eines Bremsmoments für die Relativbewegung zwischen den entsprechenden beweglichen Teilen T1,..., T6 ausgebildet sind.The drive devices M1 , ..., M6 form devices for modulating a frictional force, but these also serve to generate the drive torque for the explained relative movements. Here, the first, the second and the third drive device M1 , M2 , M3 Joint group-specific devices for modulating a frictional force of the first joint group and the fourth, fifth and sixth drive devices M4 , M5 , M6 Joint group-specific devices for modulating a frictional force of the further joint group. It is also conceivable that the in 7th illustrated drive devices M1 , ..., M6 alternatively as braking devices for generating a braking torque for the relative movement between the corresponding moving parts T1 , ..., T6 are trained.

Mittels des vorgeschlagenen Verfahrens ist es auch möglich, den Sollwert oder die Soll-Änderung der modulierbaren Reibung bewegungsrichtungsspezifisch oder bewegungsfreiheitsgradspezifisch zu bestimmen, beispielsweise für eine (Translations-)Bewegung entlang der Achsen xm, zm und/oder für eine (Rotations-)Bewegung um die Achsen xm, zm des mikroskopfesten Koordinatensystems. So kann beispielsweise ein erster Sollwert der modulierbaren Reibung für eine Translationsbewegung entlang mindestens einer Achse xm, zm und ein davon verschiedener Sollwert der modulierbaren Reibung für eine Rotationsbewegung um mindestens eine Achse xm, zm bestimmt und dann die modulierbare Reibung entsprechend eingestellt werden. Hierbei kann der erste Sollwert größer oder kleiner als der weitere Sollwert sein. Auch kann einer der beiden Sollwerte Null sein. Hierdurch können z.B. Translationsbewegungen oder Rotationsbewegungen im Vergleich zu den jeweils verbleibenden Bewegungen vereinfacht oder erschwert werden.Using the proposed method, it is also possible to determine the target value or the target change of the modulatable friction specific to the direction of movement or degree of freedom of movement, for example for a (translational) movement along the axes xm, zm and / or for a (rotational) movement around the axes xm, zm of the microscope-fixed coordinate system. For example, a first setpoint of the modulable friction for a translational movement along at least one axis xm, zm and a different setpoint of the modulatable friction for a rotational movement about at least one axis xm, zm can be determined and then the modulatable friction can be adjusted accordingly. Here, the first setpoint value can be greater or smaller than the further setpoint value. One of the two setpoint values can also be zero. In this way, for example, translational movements or rotational movements can be simplified or made more difficult compared to the remaining movements.

8 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Dargestellt sind Eingangsgrößen E wie z.B. eine Lage, eine Geschwindigkeit (siehe 10), eine Beschleunigung und eine Bewegungsrichtung des Mikroskops 3 (siehe z.B. 7), die z.B. gemessen werden können. Auch können diese Eingangsgrößen E eine Trägheit des Mikroskopiesystems 2 und/oder eine Drift umfassen. 8th shows a schematic block diagram of a method according to the invention. Input variables E such as a position, a speed (see 10 ), an acceleration and a direction of movement of the microscope 3 (see e.g. 7th ) that can be measured, for example. These input variables E can also result in an inertia of the microscopy system 2 and / or include a drift.

Durch eine Soll-Reibungsbestimmung 4 wird in Abhängigkeit einer Reibkennlinie eine Soll-Reibungskraft SRK bestimmt. Diese Kennlinie kann z.B. einen Zusammenhang zwischen den Eingangsgrößen E und einer Reibungskraft repräsentieren. Dargestellt ist weiter, dass Parameter der Reibkennlinie durch eine Parameterbestimmung 5 bestimmt werden. Die Parameterbestimmung 5 erfolgt in Abhängigkeit der Eingangsgrößen E, nicht gemessener weiterer Eingangsgrößen W wie z.B. einer Soll-Lage oder einer Ist-Bewegungsrichtung oder einer Arbeitsrauminformation sowie in Abhängigkeit einer Nutzereingabe NE.By determining the target friction 4th a target friction force SRK is determined as a function of a friction characteristic. This characteristic curve can, for example, represent a relationship between the input variables E and a frictional force. It is also shown that the parameters of the friction characteristic by determining the parameters 5 to be determined. The parameter determination 5 takes place as a function of the input variables E, non-measured further input variables W such as a desired position or an actual direction of movement or work space information and as a function of a user input NE.

Die derart bestimmte Soll-Reibungskraft SRK wird dann zur Steuerung von Antriebseinrichtungen M des Stativs des Mikroskopiesystems 1 und/oder zur Steuerung von Einrichtungen zur Modulation einer Reibungskraft genutzt, insbesondere indem, wie vorhergehend erläutert, (ein) Steuersignal(e) für gelenkgruppenspezifische Einrichtungen zur Modulation der Reibungskraft bestimmt und zur Steuerung verwendet werden, wodurch die vom Nutzer 6 wahrgenommene Reibungskraft WRK auf die Soll-Reibungskraft SRK entspricht.The setpoint frictional force SRK determined in this way is then used to control drive devices M of the stand of the microscope system 1 and / or used to control devices for modulating a frictional force, in particular in that, as explained above, (a) control signal (s) for joint group-specific devices for modulating the frictional force are determined and used for control, whereby the user 6th perceived frictional force WRK corresponds to the setpoint frictional force SRK.

9 zeigt ein schematisches Blockschaltbild zur Visualisierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren Ausführungsform. Hierbei erfolgt- wie vorhergehend bereits erläutert - ein Bestimmen B_SRK einer Ausgangsgröße A in Abhängigkeit mindestens einer Eingangsgröße E, die einen Sollwert oder eine Soll-Änderung der modulierbaren Reibung in einem mikroskopiefesten Koordinatensystem repräsentiert. Insbesondere kann in Abhängigkeit der Ausgangsgröße A eine Soll-Reibungskraft SRK bestimmt werden, die der Nutzer 6 beim Betätigen, insbesondere Bewegen, des Mikroskopiesystems 1 entlang von bzw. um Achsen des mikroskopfesten Koordinatensystems überwinden soll. 9 shows a schematic block diagram for visualizing a method according to the invention in a further embodiment. As already explained above, an output variable A is determined B_SRK as a function of at least one input variable E, which represents a desired value or a desired change in the modulable friction in a microscopic coordinate system. In particular, as a function of the output variable A, a target frictional force SRK can be determined that the user 6th when operating, in particular moving, the microscope system 1 should overcome along or around axes of the microscope-fixed coordinate system.

Weiter erfolgt das Bestimmen B_IRK einer Ist-Reibungskraft IRK. Dies kann modellbasiert erfolgen, wobei das Modell die reale Reibung des Mikroskopiesystems 1 (siehe 7) beschreibt und somit die Bestimmung eines Ist-Werts einer Reibungskraft ermöglicht, die der Nutzer 6 für eine gewünschte Bewegung des Mikroskopiesystems 1 aufwenden muss. Hierbei ist es möglich, dass die reale Reibung des Mikroskopiesystems 1 in Abhängigkeit einer Lage des Mikroskopiesystems 1 im Raum bestimmt wird. Die Lage kann insbesondere in Abhängigkeit von Bewegungseigenschaften, insbesondere einer Relativstellung von relativ zueinander beweglichen Teilen T1, T2, T3, T4, T5, T6 (siehe 7), bestimmt werden.An actual frictional force IRK is also determined B_IRK. This can be done on a model basis, the model being the real friction of the microscopy system 1 (please refer 7th ) and thus enables the determination of an actual value of a frictional force, which the user 6th for a desired movement of the microscopy system 1 must spend. Here it is possible that the real friction of the microscopy system 1 depending on a position of the microscopy system 1 is determined in space. The position can, in particular, be a function of movement properties, in particular a relative position of parts that are movable relative to one another T1 , T2 , T3 , T4 , T5 , T6 (please refer 7th ), can be determined.

Alternativ oder kumulativ kann die reale Reibung in Abhängigkeit der Bewegungsrichtung und/oder einer auf das Mikroskopiesystem wirkenden Kraft bestimmt werden, insbesondere der aus einer Zuladung resultierenden Kraft. Diese kann beispielsweise mittels eines Kraftsensors bestimmt werden, wie vorhergehend erläutert.Alternatively or cumulatively, the real friction can be determined as a function of the direction of movement and / or a force acting on the microscopy system, in particular the force resulting from a payload. This can be determined, for example, by means of a force sensor, as explained above.

In Abhängigkeit dieser aufzuwendenden Kraft kann dann, insbesondere nach entsprechender Koordinatentransformation, ein Bestimmen B_KM eines Modifikationsmoments KM derart erfolgen, dass diese Ist-Reibungskraft IRK auf die Soll-Reibungskraft SRK verändert wird.Depending on this force to be used, a determination B_KM of a modification torque KM can then take place, in particular after a corresponding coordinate transformation, in such a way that this actual frictional force IRK is changed to the setpoint frictional force SRK.

Insbesondere kann ein unmodifiziertes Sollmoment USM für die Antriebseinrichtung M in Abhängigkeit des Modifikationsmoments KM verändert werden, um ein modifiziertes Sollmoment KSM zu bilden.In particular, an unmodified setpoint torque USM for the drive device M can be changed as a function of the modification torque KM in order to form a modified setpoint torque KSM.

Dieses derart veränderte bzw. modifizierte Sollmoment KSM bildet dann eine Eingangsgröße für eine Regeleinrichtung 2 zum Betreiben der Antriebseinrichtung M. Es ist möglich, dass das unmodifizierte Sollmoment USM derart verändert wird, dass die von einem Nutzer 6 (siehe 8) gefühlt zu überwindende Reibungskraft der Soll-Reibungskraft SRK entspricht.This setpoint torque KSM changed or modified in this way then forms an input variable for a control device 2 for operating the drive device M. It is possible that the unmodified setpoint torque USM is changed in such a way that the user 6th (please refer 8th ) felt the frictional force to be overcome corresponds to the target frictional force SRK.

Hierzu wird das unmodifizierte Sollmoment USM für eine Antriebseinrichtung M des Mikroskopiesystems 1 verändert, um ein modifiziertes Sollmoment KSM zu bilden. Dieses derart veränderte bzw. modifizierte Sollmoment KSM bildet dann eine Eingangsgröße für eine Regeleinrichtung 2 zum Betreiben der Antriebseinrichtung M.For this purpose, the unmodified setpoint torque USM is used for a drive device M of the microscope system 1 changed to form a modified setpoint torque KSM. This setpoint torque KSM changed or modified in this way then forms an input variable for a control device 2 to operate the drive unit M.

Ist die Antriebseinrichtung M eine gelenkgruppenspezifische Antriebseinrichtung bzw. Einrichtung zur Modulation der Reibungskraft, so kann das Modifikationsmoment KM in Abhängigkeit des Sollwerts oder der Soll-Änderung der modulierbaren Reibung und des gelenkgruppenspezifischen kinematischen Modells und somit das modifizierte Sollmoment KSM als gelenkgruppenspezifisches Steuersignal bestimmt werden.If the drive device M is a joint-group-specific drive device or device for modulating the frictional force, the modification torque KM can be determined as a function of the setpoint or the setpoint change in the modulatable friction and the joint-group-specific kinematic model and thus the modified setpoint torque KSM as a joint-group-specific control signal.

Die 10 bis 12 zeigen exemplarische Reibkennlinien, wobei in den 10 und 11 jeweils einen Zusammenhang zwischen einer Bewegungsgeschwindigkeit v und einer Reibungskraft FR dargestellt ist. In 10 sind hierbei Reibkennlinien für verschiedene Parameter p dargestellt, wobei der Parameter p beispielsweise von einem Nutzer 6 (siehe 8) eingestellt werden kann. In 11 ist durch eine durchgezogenen Linie die Reibungskraft FR und durch eine Strichpunktlinie ebenfalls eine Normalkraft FN dargestellt. Es ist dargestellt, dass sich durch eine Veränderung der Normalkraft FN, die z.B. durch ein Verändern einer Andruckkraft einer Friktionsbremse erfolgt, verschiedene Zusammenhänge zwischen einer Reibungskraft FR und der Geschwindigkeit v ergeben. Für verschiedene Normalkräfte können sich somit verschiedene Werte der Reibungskraft FR bei der gleichen Geschwindigkeit v ergeben. Durch die Modulation der Reibung ist es möglich, eine Reibung gemäß einer solchen vorbestimmten, gewünschten Kennlinie zu erzeugen, die sich von der tatsächlichen Reibkennlinie des Mikroskopiesystems 1 unterscheidet. So ist es beispielsweise möglich, dass vom Nutzer einer Reibung gemäß einer Reibkennlinie einer viskosen Reibung wahrgenommen wird, obwohl die tatsächlich vorhandene Reibung gemäß einer coulombsche Reibkennlinie erzeugt wird.the 10 until 12th show exemplary friction characteristics, with 10 and 11 each shows a relationship between a speed of movement v and a frictional force FR. In 10 friction characteristics are shown here for various parameters p, the parameter p, for example, from a user 6th (please refer 8th ) can be set. In 11 the frictional force FR is shown by a solid line and a normal force FN is also shown by a dash-dot line. It is shown that a change in the normal force FN, which occurs, for example, by changing a pressure force of a friction brake, results in different relationships between a frictional force FR and the speed v. For different normal forces, different values of the frictional force FR can thus result at the same speed v. By modulating the friction, it is possible to generate friction in accordance with such a predetermined, desired characteristic curve, which differs from the actual friction characteristic curve of the microscope system 1 differs. For example, it is possible that the User of a friction is perceived according to a friction characteristic of a viscous friction, although the actually existing friction is generated according to a Coulomb friction characteristic.

In 12 ist ein Zusammenhang zwischen einer Reibungskraft FR und einer Lage des Mikroskops 3 im Arbeitsraum WS dargestellt. Weiter dargestellt sind Grenzen GR1, GR2 im Arbeitsraum AR, wobei die Reibungskraft FR für Raumlagen in einem Bereich innerhalb der Grenzen GR1, GR2 auf Null reduziert ist (und somit die Ist-Reibungskraft IRK kompensiert wird) und außerhalb der Grenzen GR1, GR2 ansteigt, insbesondere proportional zu einer Entfernung von diesen Grenzen GR1, GR2.In 12th is a relationship between a frictional force FR and a position of the microscope 3 shown in the workspace WS. Boundaries GR1, GR2 in the working area AR are also shown, with the frictional force FR for spatial positions in an area within the limits GR1, GR2 being reduced to zero (and thus the actual frictional force IRK being compensated) and increasing outside the limits GR1, GR2, in particular proportional to a distance from these limits GR1, GR2.

Die in den 10 bis 12 dargestellten Reibungskräfte FR können hierbei Soll-Reibungskräfte SRK für den Betrieb des Mikroskopiesystems 1 sein.The ones in the 10 until 12th The frictional forces FR shown here can be setpoint frictional forces SRK for the operation of the microscope system 1 be.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 2006/091494 A1 [0006]
US 2017080574 A1 [0007]
US 2013/04164 A1 [0008]

Claims

A method for operating a microscope system (1) comprising a microscope (3) and a stand for holding the microscope (3), which has or forms at least two joints (G1, G2, G3, G4, G5, G6), the microscope ( 3) is arranged at a free end of the stand, the stand comprising devices for modulating a frictional force, at least one target value or a target change being determined for a modulatable friction of the microscopy system (1), characterized in that each joint (G1 , G2, G3, G4, G5, G6) of the stand is assigned to at least one joint group of at least two joint groups of the stand, with different joint groups of the stand differing in at least one joint (G1, G2, G3, G4, G5, G6) and each joint group is assigned at least one device for modulating a frictional force, with each joint group depending on the setpoint value or the setpoint change and a joint group-specific kinematics A joint group-specific control signal for controlling the at least one joint group-specific device for modulating a frictional force is determined in a model such that a deviation between the at least one setpoint value of the modulatable friction and the actual value is reduced or the modulatable friction is changed according to the setpoint change.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that joints (G1, G2, G3) of a first group of joints are the joints (G1, G2, G3) of the stand, which allow the position of the microscope (3) to be changed, joints (G4, G5, G6) Another group of joints are the joints (G4, G5, G6) of the stand, which enable the orientation of the microscope (3) to be changed.

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the stand comprises at least one drive device (M, M1, M2, M3) for moving the microscope (3), at least one device for modulating the frictional force by the at least one drive device (M, M1, M2, M3) is formed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the setpoint or the setpoint change as a function of the acceleration (B) and / or as a function of the speed and / or as a function of the jerk and / or as a function of a current spatial position and / or is determined as a function of a current relative position of parts (T1, T2, T3, T4, T5, T6) of the microscopy system (1) that are movable relative to one another.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a manipulability or a change in the manipulability (M) is determined, the desired value or the desired change being determined as a function of the manipulability (M) or its change.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a desired direction of movement and an actual direction of movement are determined, the desired value or the desired change being determined as a function of the deviation between the desired and actual direction of movement.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a movement phase of a movement of the microscopy system (1) is determined, the nominal value or the nominal change being additionally determined as a function of the movement phase.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the setpoint or the setpoint change is additionally determined as a function of at least one user property and / or as a function of a set operating parameter set and / or as a function of a user interaction mode and / or as a function of a detected movement pattern .

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a payload of the microscopy system (1) is determined, the setpoint value or the setpoint change being additionally determined as a function of the payload.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the microscopy system (1) can be moved around and / or along a first axis and around and / or along at least one further axis, wherein the setpoint or the setpoint change is set axis-specifically.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a change in the modulatable friction encodes information for the user.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that adjustable values limit the friction that can be modulated and / or a change in the friction that can be modulated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the desired value or the desired change is determined as a function of a degree of freedom of movement and / or as a function of a direction of movement.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the nominal value or the nominal change is determined in such a way that drifting of the microscope (3) is reduced or prevented.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a braking request from a user is determined, the setpoint value or the setpoint change being determined in such a way that a movement is braked in accordance with the braking request.

Microscopy system comprising: - a microscope (3), - a stand for holding the microscope (2), which has or forms at least two joints (G1, G2, G3, G4, G5, G6), the microscope (3) on a free end of the stand, wherein the stand comprises at least one device for modulating a frictional force in the microscopy system (1), Setpoint or a setpoint change of a modulatable friction of the microscopy system (1) can be determined, characterized in that each joint (G1, G2, G3, G4, G5, G6) of the stand is assigned to at least one joint group of at least two joint groups of the stand, whereby different joint groups of the stand differ in at least one joint (G1, G2, G3, G4, G5, G6) and each joint group is assigned at least one device for modulating a frictional force, wherein for each joint group, depending on the setpoint or the setpoint change and a joint-group-specific kinematic model, a joint-group-specific control signal for controlling the at least one joint-group-specific device for modulating a frictional force can be determined in such a way that a deviation between the at least a target value of the modulable friction and the actual value is reduced or the modulatable friction is changed according to the target change.