DE102020105238A1

DE102020105238A1 - Tastatur für ein Endoskop und Endoskop mit Tastatur

Info

Publication number: DE102020105238A1
Application number: DE102020105238.3A
Authority: DE
Inventors: Pascal Heni; Daniel Ulmschneider; Markus Kupferschmid
Original assignee: Karl Storz Imaging Inc
Current assignee: Karl Storz Imaging Inc
Priority date: 2020-02-27
Filing date: 2020-02-27
Publication date: 2021-09-02
Anticipated expiration: 2040-02-28
Also published as: US20210271330A1; US11550402B2; US20230096366A1; DE102020105238B4; US11950761B2

Abstract

Tastatur (10) für ein Endoskop, die eine Logikschaltung (12) und eine Vielzahl von Tasten aufweist, die unter einer elastischen, wasserdichten Abdeckung (16) angeordnet sind, wobei jede Taste (14) einen Betätigungsabschnitt (18) aufweist, der über einem Träger (20) angeordnet ist, und einen Sensorabschnitt (22), der unterhalb des Trägers (20) angeordnet ist, wobei der Betätigungsabschnitt (18) einen Magneten (24) aufweist, der in einer hinterschnittenen Tasche (26) in der Abdeckung (16) gehalten wird, wobei der Magnet (24) über einer Schnappscheibe (28) gehalten wird und der Sensorabschnitt (22) einen Sensor aufweist, der ausgebildet ist, um eine Stärke eines Magnetfeldes des Magneten (24) an dem Sensor zu erkennen, wobei der Betätigungsabschnitt (18) ausgebildet ist, um, wenn die Taste (14) von einem Benutzer gedrückt wird, gegen die Schnappscheibe (28) zu drücken und die Schnappscheibe (28) von einem entspannten Zustand in einen gespannten Zustand zu verändern, und, wenn die Taste (14) von dem Benutzer losgelassen wird, sich von der Schnappscheibe (28) wegzubewegen, um der Schnappscheibe (28) zu ermöglichen, von dem gespannten Zustand zurück in den entspannten Zustand zurückzukehren, wobei die Logikschaltung (12) ausgebildet ist, um einen Wert der Stärke des Magnetfeldes von dem Sensor (30) zu erhalten, den Wert mit einem vorbestimmten Schwellenwert zu vergleichen, der zumindest annähernd der Stärke eines Magnetfeldes entspricht, wenn der Betätigungsabschnitt (18) die Schnappscheibe (28) verändert hat, und ein Signal auszugeben, das anzeigt, dass die Taste (14) gedrückt ist, wenn der Wert den Schwellenwert erreicht oder überschreitet.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Tastatur für ein Endoskop, die eine Logikschaltung und eine Vielzahl von Tasten aufweist, die unter einer elastischen wasserdichten Abdeckung angeordnet sind, und auf ein Endoskop mit einer solchen Tastatur.
Tastaturen im medizinischen Umfeld stehen vor einer Reihe von Herausforderungen, die herkömmliche Tastaturen nicht kennen, z. B. die Ermöglichung einer rigorosen Reinigung und die Vermeidung von Raum für die Ansiedlung von Verunreinigungen. Auch hat, insbesondere bei Endoskopen, das Drücken einer Taste auf der Tastatur nicht immer eine unmittelbar sichtbare Wirkung, so dass sichergestellt werden muss, dass bei Betätigung einer Taste aus Sicht des Benutzers das entsprechende Instrument entsprechend reagiert.
Es ist daher eine Aufgabe, eine verbesserte Tastatur zur Verfügung zu stellen, die für ein Endoskop in einer medizinischen Umgebung, insbesondere in einer sterilen Umgebung, verwendet werden kann und die eine hohe Zuverlässigkeit in ihrer Funktionalität und im Ansprechen auf die vom Benutzer ausgeübte Steuerung aufweist. Außerdem ist es erwünscht, dass die Herstellung der Tastatur weiterhin auf effektive Weise erfolgen kann. Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung eines entsprechenden Endoskops.
Gemäß einem Aspekt wird eine Tastatur für ein Endoskop bereitgestellt, die eine Logikschaltung und eine Vielzahl von Tasten aufweist, die unter einer elastischen, wasserdichten Abdeckung angeordnet sind, wobei jede Taste einen Betätigungsabschnitt aufweist, der über einem Träger angeordnet ist, und einen Sensorabschnitt, der unterhalb des Trägers angeordnet ist, wobei der Betätigungsabschnitt einen Magneten aufweist, der in einer hinterschnittenen Tasche in der Abdeckung gehalten wird, wobei der Magnet über einer Schnappscheibe gehalten wird und der Sensorabschnitt einen Sensor aufweist, der ausgebildet ist, um eine Stärke eines Magnetfeldes des Magneten an dem Sensor zu erkennen, wobei der Betätigungsabschnitt ausgebildet ist, um, wenn die Taste von einem Benutzer gedrückt wird, gegen die Schnappscheibe zu drücken und die Schnappscheibe von einem entspannten Zustand in einen gespannten Zustand zu verändern, und, wenn die Taste von dem Benutzer losgelassen wird, sich von der Schnappscheibe wegzubewegen, um der Schnappscheibe zu ermöglichen, von dem gespannten Zustand zurück in den entspannten Zustand zurückzukehren, wobei die Logikschaltung ausgebildet ist, um einen Wert der Stärke des Magnetfeldes von dem Sensor zu erhalten, den Wert mit einem vorbestimmten Schwellenwert zu vergleichen, der zumindest annähernd der Stärke eines Magnetfeldes entspricht, wenn der Betätigungsabschnitt die Schnappscheibe verändert hat, und ein Signal auszugeben, das anzeigt, dass die Taste gedrückt ist, wenn der Wert den Schwellenwert erreicht oder überschreitet.
Ein Merkmal dieser Tastatur ist, dass die Schnappscheibe eine gute haptische Rückmeldung gibt, wenn der Benutzer eine Taste auf der Tastatur drückt. Außerdem kann durch das Erfassen des Magnetfeldes des Magneten der Betätigungsabschnitt vom Sensorabschnitt getrennt werden. Auch das Halten des Magneten in der Tasche, die als Hinterschneidung in der Abdeckung ausgebildet ist, erlaubt es, den Magneten ohne Klebstoffe zu halten, was den Herstellungsprozess vereinfacht.
Dadurch wird die Aufgabe vollständig gelöst.
In einer beispielhaften Ausgestaltung weist die Abdeckung Auflager auf, die auf dem Träger angeordnet sind, und die Tasche wird zwischen den Auflagern über der Schnappscheibe durch mindestens einen Ständer erhaben gehalten.
Diese Ausgestaltung ermöglicht eine gute Kontrolle über die Bewegung des Betätigungsabschnitts beim Drücken oder Loslassen einer Taste.
In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung weist der Betätigungsabschnitt einen Stößel auf, der ausgebildet ist, um auf die Schnappscheibe zu drücken.
Diese Ausgestaltung ermöglicht eine gute Definition des Kontakts des Betätigungsabschnitts mit der Schnappscheibe.
In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung weist der Stößel einen T-förmigen Querschnitt auf, wobei ein vertikaler Steg der T-Form zum punktuellen Aufdrücken auf die Schnappscheibe ausgebildet ist.
Durch diese Ausgestaltung wird ein definierter Berührungspunkt zwischen dem Betätigungsabschnitt und der Schnappscheibe erreicht.
In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung ist der Stößel unterhalb des Magneten angeordnet.
Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Positionierung des Stößels.
In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung weist der Magnet einen hohlen Schaft auf, in dem ein Abschnitt des Stößels angeordnet ist.
Diese Ausgestaltung ermöglicht eine gute haptische Rückmeldung von der Schnappscheibe über den Stößel zum Finger des Benutzers.
In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung wird der Stößel in der Tasche gehalten.
Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Fertigung, da der Stößel in der Tasche gehalten wird, ohne dass zusätzliche Mittel zur Fixierung des Stößels erforderlich sind.
In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung ist der Stößel ausgebildet, um zumindest im Wesentlichen auf die Mitte der Schnappscheibe zu drücken.
Diese Ausgestaltung ermöglicht ein definiertes Verändern der Schnappscheibe über den Betätigungsabschnitt.
In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung ist der Stößel mit einer der Schnappscheibe zugewandten Unterseite des Magneten verklebt.
Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Fertigung.
In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung ist die Abdeckung autoklavierbar.
Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Sterilisation der Tastatur.
In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung ist der Sensor ein Hall-Sensor
Diese Ausgestaltung ermöglicht eine zuverlässige Erkennung, dass sich der Betätigungsabschnitt in einer Position befindet, die einen Tastendruck anzeigt.
In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung ist der Träger ausgebildet, um den Betätigungsabschnitt vollständig vom Sensorabschnitt zu trennen.
Diese Ausgestaltung ermöglicht einen zuverlässigen Schutz des Sensorabschnitts, der in beispielhaften Ausführungsformen auch die Logikschaltung aufnimmt. In einigen beispielhaften Ausführungsformen ist kein Durchgang für eine elektrische Verbindung durch den Träger vorhanden.
In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung ist die Abdeckung aus einem einzigen Stück Silikon gefertigt.
Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Herstellung und eine leichte Reinigung der Abdeckung.
In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung ist die Schnappscheibe über eine Klebeschicht mit dem Träger verbunden.
Diese Ausgestaltung ermöglicht eine vereinfachte Herstellung und/oder eine vereinfachte Positionierung der Schnappscheiben.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Endoskop bereitgestellt, das eine Tastatur wie hierin beschrieben aufweist.
Es versteht sich, dass die oben und im Folgenden beschriebenen Merkmale nicht nur in den ausdrücklich genannten Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen und auch isoliert verwendet werden können, wobei der Umfang und der Gedanke der vorliegenden Erfindung gewahrt bleiben.
Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, die in:

1 eine erste Ausführungsform einer Tastatur in einer Querschnittsansicht;
2 eine zweite Ausführungsform einer Tastatur in einer Querschnittsansicht;
3 eine dritte Ausführungsform einer Tastatur in einer Querschnittsansicht; und
4 eine vierte Ausführungsform einer Tastatur in einer Querschnittsansicht.

1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Tastatur 10 für ein Endoskop in einer Querschnittsansicht. Die Tastatur 10 weist eine Logikschaltung 12 und eine Vielzahl von Tasten 14 auf, die unter einer elastischen, wasserdichten Abdeckung 16 angeordnet sind.
Jede Taste 14 weist einen Betätigungsabschnitt 18 auf, der über einem Träger 20 angeordnet ist, und einen Sensorabschnitt 22, der unterhalb des Trägers 20 angeordnet ist. Der Betätigungsabschnitt 18 weist einen Magneten 24 auf, der in einer hinterschnittenen Tasche 26 in der Abdeckung 16 gehalten wird. Der Magnet 24 wird über einer Schnappscheibe 28 gehalten.
Der Sensorabschnitt 22 weist einen Sensor 30 auf, der ausgebildet ist, eine Stärke eines Magnetfeldes des Magneten 24 an dem Sensor 30 zu erkennen. Der Betätigungsabschnitt 18 ist ausgebildet, um bei einer Betätigung der Taste 14 durch einen Benutzer, hier in einer Abwärtsrichtung, gegen die Schnappscheibe 28 zu drücken und die Schnappscheibe 28 von einem entspannten Zustand in einen gespannten Zustand zu verändern. Ferner ist der Betätigungsabschnitt 18 ausgebildet, um sich beim Loslassen der Taste 14 durch den Benutzer, hier in einer Aufwärtsrichtung, von der Schnappscheibe 28 wegzubewegen, damit die Schnappscheibe 28 aus dem entspannten Zustand wieder in den entspannten Zustand zurückkehren kann.
Die Logikschaltung 12 ist ausgebildet, einen Wert der Stärke des Magnetfeldes vom Sensor 30 zu erhalten, um diesen Wert mit einem vorbestimmten Schwellenwert zu vergleichen. Dieser vorbestimmte Schwellenwert entspricht zumindest näherungsweise der Stärke eines Magnetfeldes, wenn der Betätigungsabschnitt 18 die Schnappscheibe 28 verändert hat. Die Logikschaltung 12 ist ferner ausgebildet, ein Signal auszugeben, das anzeigt, dass die Taste 14 gedrückt ist, wenn der Wert den Schwellenwert erreicht oder überschreitet.
Die Abdeckung 16 weist Auflager 32 auf, die auf dem Träger 20 angeordnet sind, und die Tasche 26 wird zwischen den Auflagern 32 über der Schnappscheibe 28 durch mindestens einen Ständer 34 hochgehalten. In einigen Ausführungsformen hat der mindestens eine Ständer 34 die Form eines Kegelstumpfes.
2 zeigt eine erste Ausführungsform einer Tastatur 10 für ein Endoskop in einer Querschnittsansicht. Alle zuvor eingeführten Bezugsziffern werden beibehalten. Die zuvor gegebenen Erläuterungen zum Aufbau der Tastatur 10 gelten auch für diese Ausführungsform. Die Logikschaltung 12 ist ebenfalls vorhanden, hier aber nicht dargestellt.
Anders als bei der ersten Ausführungsform weist der Betätigungsabschnitt 18 einen Stößel 36 auf, der ausgebildet ist, um auf die Schnappscheibe 28 zu drücken. Der Stößel 36 kann mit einer Unterseite des Magneten 24 verklebt sein. Der Stößel 36 erzielt einen wohldefinierten Kontakt mit der Schnappscheibe 28, wodurch ein wohldefiniertes Klicken erreicht wird, wenn die Schnappscheibe 28 vom entspannten Zustand in den gebogenen Zustand verändert wird und auch wenn sie in den entspannten Zustand zurückverändert wird.
Wie dargestellt, hat der Stößel 36 einen T-förmigen Querschnitt, wobei ein vertikaler Steg 38 der T-Form ausgebildet ist, um punktuell auf die Schnappscheibe zu drücken. Insbesondere ist der Stößel 36 ausgebildet, um zumindest im Wesentlichen auf eine Mitte der Schnappscheibe 28 zu drücken. Der Stößel 36 kann symmetrisch um den vertikalen Steg 38 angeordnet sein, insbesondere wie eine Reißzwecke.
3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Tastatur 10 für ein Endoskop in einer Querschnittsansicht. Alle zuvor eingeführten Bezugsziffern werden beibehalten. Die zuvor gegebenen Erläuterungen zum Aufbau der Tastatur 10 gelten auch für diese Ausführungsform. Die Logikschaltung 12 ist ebenfalls vorhanden, hier aber nicht dargestellt.
Anders als bei der zweiten Ausführungsform weist der Magnet 24 einen mit der gestrichelten Linie angedeuteten hohlen Schaft 40 auf, in dem ein Abschnitt des Stößels 36 angeordnet ist. Auf dem Magneten 24 liegt ein horizontaler Steg 42 in T-Form auf. Dadurch ergibt sich ein guter Kontakt zwischen dem Finger des Benutzers und dem Stößel 36, so dass insbesondere beim Verändern der Schnappscheibe 28, d.h. beim Klicken der Schnappscheibe 28, eine gute haptische Rückmeldung an den Benutzer gegeben wird.
4 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Tastatur 10 für ein Endoskop in einer Querschnittsansicht. Alle zuvor eingeführten Bezugsziffern werden beibehalten. Die zuvor gegebenen Erläuterungen zum Aufbau der Tastatur 10 gelten auch für diese Ausführungsform. Die Logikschaltung 12 ist ebenfalls vorhanden, hier aber nicht dargestellt.
Anders als bei der zweiten Ausführungsform ist der Stößel 36 unterhalb des Magneten 24 angeordnet und in der Tasche 26 gehalten. Es besteht keine Notwendigkeit, den Stößel 36 am Magneten 24 zu befestigen, da der Stößel 36 mit dem Magneten 24 in der Tasche 26 gehalten wird. Auch kann im Vergleich zur dritten Ausführungsform der Aufbau des Magneten 24 einfacher gehalten werden, da kein hohler Schaft 40 erforderlich ist.
Auch die vierte Ausführungsform zeigt eine Klebeschicht 44, die die Schnappscheibe 28 mit dem Träger 20 verbindet. Vorzugsweise wird eine durchgehende Klebeschicht 44 verwendet, um eine Vielzahl der Schnappscheiben 28 oder alle Schnappscheiben 28 an dem Träger 20 zu befestigen.
Die Schnappscheiben 28 können auf der Klebeschicht 44, die in dieser Ausführungsform eine einseitige Klebeschicht 44 ist, entsprechend der Tastenanordnung vorplatziert werden. Dann kann die Klebeschicht 44 mit den Schnappscheiben 28 auf den Träger 20 aufgelegt werden. Die Abdeckung 16 wird dann auf die Klebeschicht 44 aufgesetzt, so dass die Auflagen 32 ebenfalls oben liegen. Optional können die Auflagen 32 mit weiterem Klebstoff fixiert werden oder nicht. In einigen Ausführungsformen kann der Außenumfang der Abdeckung 16 abgedichtet werden, z. B. mit einer O-Ring-ähnlichen Dichtung oder einem anderen Dichtungsmechanismus, um zu verhindern, dass Flüssigkeiten zwischen die Abdeckung 16 und die Klebeschicht 44 gelangen.
Es ist zu beachten, dass die Klebeschicht 44 auch in jeder der ersten bis dritten Ausführungsformen verwendet werden kann.

Claims

Tastatur (10) für ein Endoskop, die eine Logikschaltung (12) und eine Vielzahl von Tasten aufweist, die unter einer elastischen, wasserdichten Abdeckung (16) angeordnet sind, wobei jede Taste (14) einen Betätigungsabschnitt (18) aufweist, der über einem Träger (20) angeordnet ist, und einen Sensorabschnitt (22), der unterhalb des Trägers (20) angeordnet ist, wobei der Betätigungsabschnitt (18) einen Magneten (24) aufweist, der in einer hinterschnittenen Tasche (26) in der Abdeckung (16) gehalten wird, wobei der Magnet (24) über einer Schnappscheibe (28) gehalten wird und der Sensorabschnitt (22) einen Sensor aufweist, der ausgebildet ist, um eine Stärke eines Magnetfeldes des Magneten (24) an dem Sensor zu erkennen, wobei der Betätigungsabschnitt (18) ausgebildet ist, um, wenn die Taste (14) von einem Benutzer gedrückt wird, gegen die Schnappscheibe (28) zu drücken und die Schnappscheibe (28) von einem entspannten Zustand in einen gespannten Zustand zu verändern, und, wenn die Taste (14) von dem Benutzer losgelassen wird, sich von der Schnappscheibe (28) wegzubewegen, um der Schnappscheibe (28) zu ermöglichen, von dem gespannten Zustand zurück in den entspannten Zustand zurückzukehren, wobei die Logikschaltung (12) ausgebildet ist, um einen Wert der Stärke des Magnetfeldes von dem Sensor (30) zu erhalten, den Wert mit einem vorbestimmten Schwellenwert zu vergleichen, der zumindest annähernd der Stärke eines Magnetfeldes entspricht, wenn der Betätigungsabschnitt (18) die Schnappscheibe (28) verändert hat, und ein Signal auszugeben, das anzeigt, dass die Taste (14) gedrückt ist, wenn der Wert den Schwellenwert erreicht oder überschreitet.
Tastatur (10) nach Anspruch 1, wobei die Abdeckung (16) Auflager (32) aufweist, die auf dem Träger (20) angeordnet sind, und die Tasche (26) zwischen den Auflagern über der Schnappscheibe (28) durch mindestens einen Ständer (34) erhöht gehalten wird.
Tastatur (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Betätigungsabschnitt (18) einen Stößel (36) aufweist, der ausgebildet ist, um auf die Schnappscheibe (28) zu drücken.
Tastatur (10) nach Anspruch 3, wobei der Stößel (36) einen T-förmigen Querschnitt aufweist, und wobei ein vertikaler Steg (38) der T-Form ausgebildet ist, um punktuell auf die Schnappscheibe (28) zu drücken.
Tastatur (10) nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Stößel (36) unterhalb des Magneten (24) angeordnet ist.
Tastatur (10) nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Magnet (24) einen hohlen Schaft (40) aufweist, in dem ein Abschnitt des Stößels (36) angeordnet ist.
Tastatur (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der Stößel (36) in der Tasche (26) gehalten ist.
Tastatur (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei der Stößel (36) ausgebildet ist, um zumindest im Wesentlichen auf ein Zentrum der Schnappscheibe (28) zu drücken.
Tastatur (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei der Stößel (36) mit einer der Schnappscheibe (28) zugewandten Unterseite des Magneten (24) verklebt ist.
Tastatur (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abdeckung (16) autoklavierbar ist.
Tastatur (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (30) ein Hall-Sensor ist.
Tastatur (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger (20) ausgebildet ist, um den Betätigungsabschnitt (18) vollständig von dem Sensorabschnitt (22) zu trennen.
Tastatur (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Abdeckung (16) aus einem einzigen Stück Silikon hergestellt ist.
Tastatur (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schnappscheibe (28) über eine Klebeschicht (44) an dem Träger (20) befestigt ist.
Endoskop, das eine Tastatur (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweist.