DE10259009B3 - Control unit for an optical system - Google Patents
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Abstract
Bedieneinheit (2) für ein optisches System, insbesondere für Mikroskope, die mehrere dominante Bedienelemente (20, 21, 22) besitzt. Ein Trackball (20) ist für die Bewegung des xy-Tisches des optischen Systems verantwortlich. Ein dem Trackball (20) nachgeordneter erster Drehring (21) verändert bei Drehung die Fokuslage des Mikroskops (1) oder des optischen Systems. Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Drehring (21) konisch ausgebildet ist, und zwar derart, dass sich der Drehring (21) in Richtung auf den Trackball hin verjüngt. Der Trackball (20) signalisiert "Steuerung einer zweidimensionalen Bewegung".Operating unit (2) for an optical system, in particular for microscopes, which has several dominant operating elements (20, 21, 22). A trackball (20) is responsible for the movement of the xy table of the optical system. A first rotating ring (21) arranged after the trackball (20) changes the focus position of the microscope (1) or of the optical system when it rotates. It is particularly advantageous if the rotating ring (21) is conical in such a way that the rotating ring (21) tapers in the direction of the trackball. The trackball (20) signals "control of a two-dimensional movement".
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bedieneinheit für ein optisches System. Im besonderen betrifft die Erfindung eine Bedieneinheit für ein optisches System, wobei die Bedieneinheit ein Bodenteil aufweist, mit mehreren drehbaren Bedienelementen zum Steuern und Verändern von Einstellungen des optischen Systems versehen ist, und wobei eines der drehbaren Bedienelemente einen Trackball umfasst.The present invention relates to an operating unit for an optical system. In particular, the invention relates to a Control unit for an optical system, the control unit having a base part, with several rotating controls for controlling and changing Settings of the optical system is provided, and one the rotatable controls include a trackball.
Für die Steuerung von optischen Systemen, vorzugsweise in der Mikroskopie ist es sinnvoll neben den am Mikroskop vorgesehenen Steuer- und Einstellelementen ein separates Bedienelement, eine so genannte Bedieneinheit vorzusehen. Derartige Geräte finden Anwendung in Routinelabors (z.B. permanente Materialprüfung, viele hundert Proben pro Tag) und in Forschungslabors (z.B. Zellforschung in Biotechnologie-Labors, u.U. wird auch nur eine Probe über einen langen Zeitraum beobachtet wird).For the control of optical systems, preferably in microscopy it makes sense in addition to the control and provided on the microscope Setting elements a separate control element, a so-called Control unit to be provided. Such devices are used in routine laboratories (e.g. permanent material testing, many hundreds of samples per day) and in research laboratories (e.g. cell research in biotechnology laboratories, possibly will even be a sample over one long period is observed).
Das Nikon Eclipse E1000, das Olympus BX 61 und das Zeiss Axioskop 2FS verwenden Bedieneinheiten, die im Wesentlichen nur die am Mikroskop vorkommenden Bedienelemente auf die Fernbedienung übertragen. Der Benutzer erhält keine Auskunft über die Beziehung zwischen Bedienelement und Funktion. Fast durchwegs werden Drucktasten für die primären Bewegungen Tisch auf/ab (= Fokussieren) und Tisch vor/zurück sowie links/rechts verschieben verwendet, wo am Mikroskop traditionell Drehstellteile verwendet werden. Ferner existiert bei allen oben genannten Modellen keine optimale Handhabung, da aufgrund der geometrischen Verhältnisse der Fernbedienung diese eckig, kantig und zu voluminös ist: Hinzu kommt, dass nicht immer eine vollständig gleichberechtigte Eignung für Links- und Rechtshänder vorliegt.The Nikon Eclipse E1000, the Olympus BX 61 and the Zeiss Axioskop 2FS use control units that essentially only the controls found on the microscope transferred to the remote control. The user receives no information about the relationship between control and function. Almost consistently become push buttons for the primary Movements table up / down (= focus) and table forward / back as well left / right shift used where traditionally rotary actuators on the microscope be used. Furthermore, all models mentioned above exist not optimal handling because of the geometric conditions the remote control is angular, angular and too voluminous: added comes that not always a completely equal suitability for left and right-handed is present.
Leica vertreibt bereits eine Bedieneinheit für Mikroskope (siehe z.B. Leica DM RXA2 und DM RA2). Diese kann mit einer mit der Handkante auf der Tischfläche aufgestützten Handhaltung bei der Bedienung der Primärstellteile für die x-, y- und z-Achse, sowie die Möglichkeit der Simultanbedienung der drei Achsen genutzt werden. Hier wird das konventionelle Bedienmuster für einen Tischantrieb genutzt. Dazu werden die beiden Drehstellteile für die Verstellung der xy-Tisches koaxial übereinander angeordnet. Des weiteren besitzt die Bedieneinheit eine kompakte Bauform und kann weitgehend gleichwertig von Links- und Rechtshändern bedient werden. Dennoch besitzt diese bewährte Bedieneinheit einige Nachteile. So besteht die Gefahr ungewollter Bedienung des Tischs (x-/y-Achse) bei Bedienung des Fokusrades und die uneindeutige Zuordnung der Tischachsen zu den Bedienelementen. Außerdem besteht keine Zuordnung zwischen dem Drehsinn der Bedienelemente und dem Verschieben des Bildausschnitts bzw. des xy-Tisches. Speziell im Fall der Fokusbewegung kann das bei Verwendung hoher Vergrößerungen zu Kollisionen zwischen Objektiv und Probe führen.Leica already sells an operating unit for microscopes (see e.g. Leica DM RXA2 and DM RA2). This can be done with a the edge of the hand on the table surface propped Hand position when operating the primary control parts for the x, y- and z-axis, as well as the possibility the simultaneous operation of the three axes can be used. Here will the conventional operating pattern used for a table drive. To are the two rotary actuators for the adjustment of the xy tables coaxially one above the other arranged. Furthermore, the control unit has a compact Design and can be operated almost equally by left and right-handers become. Nevertheless, this proven control unit has some disadvantages. There is a risk of unintentional operation of the table (x- / y-axis) when operating the focus wheel and the ambiguous assignment of the Table axes to the controls. There is also no assignment between the direction of rotation of the controls and moving the Image section or the xy table. Especially in the case of focus movement This can lead to collisions between high magnifications Guide lens and sample.
Die deutsche Offenlegungsschrift
Die deutsche Offenlegungsschrift
Die Japanische Patentanmeldung mit der Publikationsnummer 2000162507 A erwähnt lediglich, dass dem Mikroskop eine Eingabeeinheit zugeordnet ist, die Eingabeschalter umfasst. Es ist nichts über Drehelemente und deren Anordnung erwähnt.The Japanese patent application with the publication number 2000162507 A only mentions that the microscope an input unit is assigned which comprises input switches. It is nothing about Rotating elements and their arrangement mentioned.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bedieneinheit zu schaffen, die die Probleme des Standes der Technik löst. Im besonderen ist es Aufgabe der Erfindung eine Bedieneinheit zu schaffen, die eine volle Eignung für Links- und Rechtshänder besitzt und eine optimale Handhabung für jede Bedienperson ermöglicht.The invention is therefore the object based on creating an operating unit that addresses the problems of the stand the technology solves. In particular, it is an object of the invention to provide an operating unit which is a full suitability for Left and right handed possesses and enables optimal handling for every operator.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Bedieneinheit gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.The object is achieved with an operating unit solved, comprising the features of claim 1.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass ein klarer Zusammenhang zwischen den Bedienelementen der Bedieneinheit und den durch deren Bedienung resultierenden Funktionen am optischen System erkennbar ist. Hinzu kommt, dass zwischen dem Dreh- und Bewegungssinn des Bedienelements und der ausgelösten Werteveränderung am Mikroskop oder optischen System ein eindeutiger Zusammenhang vorliegt, was Fehlbedienungen vermeidet und Schäden an der Probe und am optischen System verhindert. So sind z.B. die Kollisionen beim Fokussieren durch Bedienung in die falsche Richtung ausgeschlossen.The invention has the advantage that a clear relationship between the control elements of the control unit and the optical functions resulting from their operation System is recognizable. Added to that is that between the sense of rotation and movement of the control element and the triggered change in value a clear connection on the microscope or optical system is present, which avoids incorrect operation and damage to the sample and the optical System prevented. For example, the collisions when focusing excluded by operating in the wrong direction.
Außerdem stellt sie ein komplett neues Bedienkonzept mit partiellem Aufgreifen von bekannten Bedienmustern dar, was die Eingewöhnung erleichtert.It also provides a complete new operating concept with partial adoption of known operating patterns represents what getting used to facilitated.
Ferner: Zusammengesetzte Bedienschritte sind nicht zwangsläufig notwendig, aber möglich und häufig in der Praxis von Vorteil. Insbesondere ist eine freie Bewegung des Tisches bei gleichzeitigem Fokussieren problemlos möglich und kann gerade im Routineeinsatz Zeit sparen.Furthermore: Compound operating steps are not necessarily necessary, but possible and often advantageous in practice. In particular, free movement of the table with simultaneous focusing is easily possible and can save time, especially in routine use.
Und die Bedieneinheit bietet optimale Handhabung sowohl für Nutzer mit kleinen Händen, als auch für solche mit großen.And the control unit offers optimal Handling both for Users with small hands, for as well those with large ones.
Die Bedieneinheit hat den entscheidenden Vorteil, dass alle drehbaren Bedienelemente der Bedieneinheit koaxial um eine Achse angeordnet sind. Hinzu kommt, dass die Bedieneinheit symmetrisch bezüglich einer Längsachse aufgebaut ist und somit gleichermaßen von einem Rechts- oder einem Linkshänder bedienbar ist. Die Bedieneinheit besitzt ein Bodenteil auf dem die Achse senkrecht steht, um die die drehbaren Bedienelemente der Bedieneinheit angeordnet sind, Die mehreren drehbaren Bedienelemente sind ein Trackball, ein erster Drehring und ein zweiter Drehring.The control unit has the decisive advantage that all rotatable controls of the control unit are coaxial an axis are arranged. In addition, the control unit symmetrical with respect a longitudinal axis is built up and thus equally from a legal or a left-hander is operable. The control unit has a bottom part on which the Axis is vertical, around which the rotating controls of the control unit are arranged, The multiple rotatable controls are one Trackball, a first rotating ring and a second rotating ring.
Es ist besonders vorteilhaft, dass eine intuitive Bedienung, verbunden mit einer leichten Identifizierung der Bedienelemente und deren Funktion, die Eingewöhnungszeit verkürzt und die Bedienung sicher macht. Das spielt vor allem in Forschungslabors eine Rolle, wo sich viele Nutzer die Mikroskope oder mikroskopischen Systeme teilen und nur bedingt Zeit für die Einweisung am Gerät zur Verfügung steht. Die Einweisungszeit wird generell kürzer. Die Kompatibilität der Tischverstellung in x- und y-Richtung durch den Trackball beschleunigt die korrekte Einstellung des gewünschten Bildausschnitts, weil nicht erst ausprobiert werden muss, welche Drehbewegung welche Bildverschiebung auslöst. Es liegt somit ein Zeitgewinn vor und ein positives Bedienerlebnis für den Benutzer, weil ihm frustrierende und wiederholte Fehleinstellungen erspart bleiben. Hinzu kommt die Kompatibilität der Tischverstellung in z-Richtung durch die haptische Erläuterung, welche Drehrichtung den Tisch auf- und welche ihn abwärts bewegt. Dies verhindert Fehleinstellungen und bewirkt damit eine Kollisionsvermeidung, was den Verlust der Probe (evtl. unwiederbringlich), und eine Beschädigung des Objektivs (teuer) vermeidet. Ebenso positiv ist die Kompatibilität des schmalen Drehrings für den Objektivrevolver und stellt auf Anhieb die richtige Drehrichtung bei der Betätigung sicher. Da sich die Ausrichtung von Drehring und Objektivrevolversockel entsprechen. Auch in diesem Fall wird die korrekte Einstellung beschleunigt und auf Anhieb richtig gemacht. Sämtliche Primärfunktionen (x, y, z, Objektivrevolver) sind durch die eindeutige Haptik und die intuitive Bedienung voll blindbedienbar. Es müssen keine Beschriftungen abgelesen werden, um die Funktion richtig auszulösen. Die handgerechte Form erlaubt langes Arbeiten ohne Ermüdung, da keine statische Haltearbeit aufgebracht werden muss. Zugleich ist die Unterstützung der Handfläche so gestaltet, dass der Nutzer viel Bewegungsfreiheit hat. Dies wird vor allem durch die starken seitlichen Taillierungen bzw. Griffmulden erreicht. Außerdem erlaubt es die Form, viele Handhaltungen zu realisieren. Unterstützt wird dies durch die Funktion „Einstellung der Koordinaten des Trackballs", die es sogar erlaubt, den Bediensatelliten in einer 180° gedrehten Haltung zu verwenden. All diese Freiheiten sorgen für abwechslungsreiche Handhaltungen und beugen damit Ermüdungserscheinungen wie RSI-Syndromen, Sehnenscheidenentzündungen etc. vor. Die Form der Bedieneinheit weist keine Ecken und Kanten auf, vermeidet damit Verletzungen und erleichtert die Reinigung. Speziell dieser Hygieneaspekt ist in Biologielabors von Bedeutung.It is particularly advantageous that intuitive operation combined with easy identification the controls and their function, the settling-in period shortened and makes operation safe. This plays a role especially in research laboratories Role where many users look at the microscopes or microscopic Sharing systems and only limited time for instruction on the device. The instruction time is generally shorter. The compatibility of the table adjustment in the x and y direction through the trackball accelerates the correct one Setting the desired one Image section, because it doesn't have to be tried which one Rotation movement which triggers image shift. So there is a time saving before and a positive user experience for the user because he is frustrating and repeated incorrect settings are spared. Added to this is the compatibility of the table adjustment in the z direction by the haptic explanation of which direction of rotation up the table and which moves it down. This prevents Incorrect settings and thus prevents collisions, what the loss of the sample (possibly irretrievable) and damage to the Lens (expensive) avoids. The compatibility of the narrow is just as positive Rotating ring for the nosepiece and immediately sets the correct direction of rotation when actuating for sure. Because the alignment of the rotating ring and the nosepiece base correspond. In this case too, the correct setting is accelerated and up Done right the first time. All primary functions (x, y, z, nosepiece) are due to the unique feel and the intuitive operation can be operated completely blind. It doesn't have to Labels can be read to properly trigger the function. The hand-friendly shape allows long work without fatigue, because no static holding work has to be applied. At the same time support the palm of your hand designed so that the user has a lot of freedom of movement. this will especially due to the strong side waists and recessed grips reached. Moreover the shape allows many hand positions to be realized. Is supported this through the function "Setting the coordinates of the trackball " which even allows the operating satellite to be rotated through 180 ° Posture to use. All of these freedoms make for varied Hand postures and thus prevent symptoms of fatigue such as RSI syndromes, tendonitis etc. before. The shape of the control unit has no corners and edges prevents injuries and makes cleaning easier. This aspect of hygiene is particularly important in biology laboratories.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.Another advantageous embodiment of the invention the subclaims be removed.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Beispiele verdeutlicht. Dabei zeigen:The invention is illustrated below the examples schematically illustrated in the figures. Show:
Der Stativfußabschnitt
Als externes Bedienelement ist dem
Mikroskop
- 11
- Mikroskopmicroscope
- 22
- Bedieneinheitoperating unit
- 33
- Basisteilbase
- 3a3a
- QuerhauptabschnittCrosshead section
- 3b3b
- StativsäulenabschnittStand column section
- 3c3c
- Stativfußabschnittstand foot
- 44
- MikroskoptischhalteelementMicroscope stage holding element
- 55
- Lichtquellelight source
- 66
- Stützelementsupport element
- 77
- konvex gekrümmter Bereichconvex curved Area
- 88th
- Displaydisplay
- 99
- Triebknopfdrive knob
- 9a9a
- erstes Drehelementfirst rotating member
- 9b9b
- zweites Drehelementsecond rotating member
- 1010
- Betätigungselementactuator
- 1111
- Stirnteilfront part
- 1212
- OkularflanschOkularflansch
- 1313
- Revolverrevolver
- 1414
- Netzschalterpower switch
- 1515
- Anschlusselementconnecting element
- 1717
- elektrische Leitungelectrical management
- 2020
- Trackballtrackball
- 2121
- erster Drehringfirst rotating ring
- 2222
- zweiter Drehringsecond rotating ring
- 2424
- Handauflagepalmrest
- 2525
- kreisförmige Aussparungcircular recess
- 2626
- Tischoberflächetable surface
- 2828
- Längsachselongitudinal axis
- 2929
- Achseaxis
- 3030
- Bodenteilthe bottom part
- 3232
- erstes Kreissegmentfirst circular segment
- 3434
- zweites Kreissegmentsecond circular segment
- 3636
- gerader Abschnittstraight section
- 3838
- Auflagenpads
- 4040
- Griffmuldenhandholds
- 4242
- paralleler Abschnittparallel section
- 4444
- konkaver Abschnittconcave section
- 4646
- Drucktastepushbutton
- 5050
- linke Tasteleft button
- 5151
- zentrale Tastecentral button
- 5252
- rechte Tasteright button
- 5555
- Lagercamp
- 5757
- Markierungmark
- 5858
- Markierung auf Handauflagemark on palm rest
- 5959
- erste Reihe von Anzeigeelementenfirst Set of display elements
- 6060
- zweite Reihe von Anzeigeelementensecond Set of display elements
- 6262
- Manschettecuff
- 6464
- Nasenose
- 6666
- Indikatorindicator
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