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Verweis auf verwandte Anmeldungen
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der US-Anmeldung Nr. 14/558982, eingereicht am 3. Dezember 2014. Die Offenbarung der US-Anmeldung ist insgesamt durch Verweis aufgenommen.
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Gebiet
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Die Offenbarung betrifft ein Mikroskop mit mehreren koaxialen mechanischen Bedienelementen. Insbesondere betrifft die Offenbarung einen Mikroskopkopf mit einer Schwenkachse, die allgemein an einem Schwerpunkt des Kopfs mit mehreren koaxialen mechanischen Bedienelementen liegt, die koaxial mit der Schwenkachse sind.
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Hintergrund
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Dieser Abschnitt enthält Hintergrundinformationen im Zusammenhang mit der Offenbarung, die nicht unbedingt Stand der Technik sind.
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Bekanntlich haben Mikroskopköpfe mehrere Einstellmechanismen, z. B. Griffe, Knöpfe und Stützarmverbinder. Oft sind diese Einstellmechanismen an unterschiedlichen Stellen auf dem Mikroskopkopf verteilt. Ein Mikroskopbenutzer muss häufig das Gesichtsfeld des Mikroskops ändern, was wiederum erfordert, den Mikroskopkopf zu bewegen oder zu drehen. Oft will der Mikroskopbenutzer das Gesichtsfeld ändern, während er gleichzeitig weiter durch das Mikroskop beobachtet. Weiter durch das Mikroskop zu blicken, während das Mikroskop zu einem neuen Gesichtsfeld bewegt wird, erfordert vom Benutzer, die Lage der mehreren Einstellmechanismen genau zu kennen und diese Einstellungen ohne visuelles Feedback sowie so vorzunehmen, dass er keine zu starke Bewegung des Mikroskops verursacht, indem er nach dem richtigen Einstellmechanismus tastet.
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Zudem können unterschiedliche Einstellmechanismen gegeneinander arbeiten, wodurch sich das Mikroskop/der Mikroskopkopf ungewollt bewegt. Beispielsweise zeigt 1 einen bekannten Mikroskopkopf 10, der an einem Stützarm 12 an einem Schwenkverbinder 14 angebracht ist, der am linken oberen Abschnitt des Mikroskopkopfs 10 liegt. Zu beachten ist, dass im Gebrauch der Mikroskopkopf 10 ferner ein nicht gezeigtes Paar Okulare und eine nicht gezeigte Objektivlinse aufweisen kann. Griffe 16 sind am Mikroskopkopf 10 an einem Griffverbinder 18 angebracht, der zum rechten unteren Abschnitt des Mikroskopkopfs 10 liegt. Ein Benutzer, der versucht, durch Handhabung des Griffs 16 den Mikroskopkopf 10 um den Schwenkverbinder 14 zu drehen, bewirkt leicht eine unerwünschte Bewegung des Mikroskopkopfs in vertikaler Richtung gemäß einem Pfeil 20 und/oder in horizontaler Richtung gemäß einem Pfeil 22. Verursacht wird die ungewollte Bewegung hauptsächlich durch die beabstandeten Lagen der Verbinder 14 und 18, was unerwünschte Kraftmomente erzeugt, wenn ein Benutzer am Griff 16 schiebt oder zieht und dabei versucht nur das Mikroskop zu drehen. Da ferner der Schwenkverbinder 14 an einem Außenabschnitt des Mikroskopkopfs 10 entfernt vom Schwerpunkt des Mikroskopkopfs 10 liegt, kann die erforderliche Spannung zwischen dem Schwenkverbinder 14 und dem Stützarm 12 erheblich sein, um den Mikroskopkopf 10 zuverlässig und stabil in einer gewünschten Position zu halten.
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Auch wenn der Schwenkverbinder 14 und der Griffverbinder 18 koaxial waren und am Schwerpunkt des Mikroskopkopfs 10 lägen, bewirkt die Handhabung des nicht koaxialen, sich radial erstreckenden Spanneinstellungsknopfs 24 des Griffs sowie von Einstelltasten 26 leicht eine unerwünschte Bewegung des Mikroskopkopfs durch Verdrehkräfte, die beim Betätigen des Knopfs 24 und der Tasten 26 durch den Benutzer erzeugt werden. Zusätzlich erfordern die Einstelltasten 26, dass sich ein Benutzer die Layout-Konfiguration und die Funktion(en) jeder Taste an jeder Position einprägt, wenn der Benutzer die Tasten 26 betätigen muss, ohne seinen Blick vom Gesichtsfeld des Mikroskops abzuwenden. Zudem verteuern die Tasten 26 das Mikroskop erheblich wegen der erforderlichen elektrischen Stromversorgung, Leitungsverbindungen, Software und Steuerschaltungen im Vergleich zu einem Mikroskop mit ausschließlich mechanischen Einstellmechanismen. Bekannt ist auch, einen Einstellmechanismus vorzusehen, z. B. einen Scharfstellknopf 28, der koaxial mit dem Griffverbinder 18 ist. Ist der koaxiale Scharfstellknopf 28 vorgesehen und ist der Schwenkverbinder 14 koaxial mit dem Griffverbinder 18, so wurde im Stand der Technik ein Schwenkspannknopf vorgesehen, der vom Griffverbinder 18 radial vorsteht. Dieser Schwenkverlängerungsknopf ähnelt dem Knopf 24, ist zusätzlich zu ihm vorhanden und sorgt für die notwendige Spannung, um den Mikroskopkopf 10 in einer gewünschten Position zu halten.
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Somit besteht Bedarf an einem wirtschaftlichen, zuverlässigen Mikroskop/Mikroskopkopf, das (der) Einstellmechanismen für einen Benutzer vorsieht, die leicht zu handhaben und aufzufinden sind, ohne den Blick vom Gesichtsfeld des Mikroskops abzuwenden und ohne übermäßige ungewollte Bewegung des Mikroskopkopfs zu verursachen.
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Zeichnungen
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Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung ausgewählter Ausführungsformen und nicht aller möglichen Realisierungen und sollen nicht den Schutzumfang der Offenbarung einschränken. Es zeigen:
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1 ein abgewandeltes Blockdiagramm eines bekannten Mikroskops, das an einem Stützarm angebaut ist;
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2 eine Teilperspektive eines beispielhaften Mikroskopkopfs mit mehreren koaxialen mechanischen Bedienelementen und mit angebrachter Hardware;
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3 eine Teilschnittansicht von 2; und
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4 eine explodierte Teilansicht von 2.
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In den mehreren Ansichten der Zeichnungen bezeichnen entsprechende Bezugszahlen durchweg entsprechende Teile.
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Nähere Beschreibung
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Nachstehend werden beispielhafte Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
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Das Beispiel von 2 zeigt einen Mikroskopkopf 100, der ein Gehäuse 102 mit einer Schwenkachse 104 hat, die allgemein an einem Schwerpunkt des Gehäuses 102 liegt. Der Ausdruck „allgemein an einem Schwerpunkt” bezeichnet allgemein eine Mitte oder Achse, um die eine Masse eines Objekts oder einer Baugruppe ausbalanciert ist. Für das Gehäuse 102 ist der Schwerpunkt eine Stelle auf halbem Weg zwischen der Ober- und Unterseite des Gehäuses 102 und auf halbem Weg zwischen einer Vorder- und Rückseite des Gehäuses 102 für ein symmetrisches Gehäuse 102. Indem die Schwenkachse 104 allgemein koaxial mit dem Schwerpunkt des Gehäuses 102 platziert ist, kann die Spannung zwischen dem Mikroskopkopf 100 und einem Stützarm zum Halten des Mikroskopkopfs 100 in einer gewünschten Position minimiert sein, vergleicht man es mit einem Mikroskopkopf, der eine vom Schwerpunkt des Gehäuses 102 entfernt liegende Schwenkachse hat. Ist die Gewichtsverteilung des Gehäuses über seinen Formfaktor ungleichmäßig, verschiebt sich der Schwerpunkt zwangsläufig weg von der zuvor beschriebenen Mittellage, und die Schwenkachse 104 bewegt sich ebenfalls, um mit dem Schwerpunkt zusammenzufallen.
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Mindestens ein Griff 106 kann mit dem Gehäuse 102 koaxial mit der Schwenkachse 104 verbunden sein. Der Griff oder die Griffe 106 können jeder geeignete Griff sein, der zum Manipulieren des Mikroskopkopfs 100 in eine gewünschte Position geeignet ist. Der Griff 106 kann einen Abschnitt aufweisen, der sich von der Schwenkachse 104 weg nicht koaxial erstreckt, oder der Griff 106 kann ein koaxiales Griffteil (nicht gezeigt) sein. Ferner kann der Griff 106 um die Schwenkachse 104 in einer festen Position angebracht sein, oder es kann eine Struktur vorhanden sein, durch die der Griff 106 in mehrere Positionen um die Schwenkachse 104 bewegt werden kann.
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Eine allgemein bei 108 gezeigte Anbaustruktur dient zum drehbaren Anbauen eines Stützarms 110 koaxial mit der Schwenkachse 104. Nachstehend wird eine beispielhafte Anbaustruktur 108 näher beschrieben.
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Ein Spannbedienungsring 112 ist koaxial mit der Schwenkachse 104 zum Variieren einer Drehkraft angebracht, die zum Drehen des Gehäuses 102 mit mindestens einem Griff 106 um die Schwenkachse 104 erforderlich ist. Die Anbaustruktur 108 und der Spannbedienungsring 112 wirken gemäß der nachstehenden Darstellung zusammen. Indem ein Benutzer den Spannring 112 koaxial mit der Schwenkachse 104 handhabt, wird die Tendenz minimiert, dass ein Benutzer das Gehäuse 102 in einer unerwünschten Richtung schiebt oder zieht, vergleicht man dies mit bekannten Mechanismen zum Spannen eines Mikroskopkopfs um eine Schwenkachse. Da der Spannring 112 koaxial mit der Schwenkachse und dem Gehäuseschwerpunkt ist, kann der Benutzer den Spannring 112 handhaben, ohne das Gehäuse 102 aus der festgelegten Lage des Gehäuses 102 weg zu ziehen oder zu schieben. Dagegen sehen bekannte Spannmechanismen Knöpfe vor, die sich von der Schwenkachse radial weg erstrecken und erfordern, dass ein Benutzer seine Hand über eine Entfernung weg von der Schwenkachse und im Wesentlichen senkrecht zu ihr bewegt. Oft führte diese bekannte Handbewegung des Benutzers dazu, dass der Benutzer den Mikroskopkopf aus der gewünschten, festgelegten Schwenkachsenposition ungewollt weg schiebt oder zieht.
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Ein Vergrößerungswahlmechanismus 114 ist mit dem Gehäuse 102 koaxial mit der Schwenkachse 104 verbunden. Der Vergrößerungswahlmechanismus wird später näher beschrieben und kann jeder akzeptable Mechanismus sein, durch den mehrere vergrößerungsstufen von einem Benutzer ausgewählt werden können, der den gezeigten Knopf 116 handhabt. Da wiederum der Knopf 116 und die erforderliche Bewegung zur Benutzerhandhabung koaxial mit der Schwenkachse sind, ist jede unerwünschte Bewegung des Mikroskopkopfs 100 infolge der Änderung von Vergrößerungsstufen durch einen Benutzer minimiert oder ausgeschlossen.
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Das Gehäuse 102 kann ferner eine Objektivlinse 118 und eine neigbare Binokulareinheit 120 aufweisen, die am Gehäuse 102 darstellungsgemäß angebracht sind. Ferner kann der Mikroskopkopf 100 einen zweiten Griff 106 aufweisen, der entgegengesetzt zum anderen Griff 106 positioniert und mit dem Gehäuse 102 koaxial mit der Schwenkachse 104 wie dargestellt verbunden ist.
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Die in 3 näher gezeigte Anbaustruktur 108 dient zum drehbaren Anbauen des Stützarms 110 am Mikroskopkopf 100. Die Anbaustruktur 108 verfügt über eine Mikroskophalterung 122 zum Halten jeweils einer Bremsscheibe 124 (am besten in 4 gezeigt) und einer Tellerbremsscheibe 126, die auf Gegenseiten des Stützarms 110 positioniert sind. Die Bremsscheibe 124 ist zwischen dem Stützarm 110 und dem Gehäuse 102 als Auflagefläche zur Drehung des Gehäuses 102 relativ zum Stützarm 110 positioniert.
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Der Spannbedienungsring 112 ist an der Mikroskophalterung 122 so schraubbar angebracht, dass eine Reibkraft jeweils zwischen der Bremsscheibe 124, der Tellerbremsscheibe 126 und dem Stützarm 110 nach Bedarf eingestellt werden kann. Da der Spannbedienungsring 112 und die entsprechende Handhabungsbewegung eines Benutzers koaxial mit der Schwenkachse 104 sind, ist jede unerwünschte Bewegung des Mikroskopkopfs 100 aus seiner festgelegten Position minimiert oder ausgeschlossen, vergleicht man dies mit dem Stand der Technik, in dem sich radial erstreckende Knöpfe vorgesehen sind. Da ferner die Mikroskophalterung 122 die Schwenkachse 104 festlegt und koaxial mit dem Schwerpunkt des Gehäuses 102 ist, ist das notwendige Spannen zum Festlegen einer gewünschten Position des Mikroskops 100 viel geringer im Vergleich zu bekannten Beispielen mit einer Schwenkachse, die in einer Entfernung von einem Schwerpunkt weg liegt. Dieses geringere Spannen ermöglicht auch leichteres und schnelleres Drehen des Mikroskopkopfs 100 um die Schwenkachse 104, da beim Drehen des Mikroskopkopfs 100 keine so große Spannung zu überwinden ist.
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Der Knopf 116 kann mit zusätzlichen Teilen des Vergrößerungswahlmechanismus 114 so zusammenwirken, dass sich durch Drehung des Knopfs 116 eine Welle 128 dreht, um die Vergrößerungsstufe zu ändern. Der Griff 106 kann nach innen (zum Gehäuse 102) entlang der Schwenkachse 104 geschoben werden, wodurch ein Griffeinsatz 138 gelöst wird und der Griff 106 neu positioniert werden kann. Sobald ein Benutzer den Griff 106 loslässt, bewirkt eine Druckfeder 136, dass der Griffeinsatz 138 wieder eingreift und den Griff 106 in seiner neuen Position verriegelt. Ferner wirkt der Griffeinsatz 138 als Drehauflagefläche zwischen der Mikroskophalterung 122 und dem Griff 106.
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In 4 ist der Mikroskopkopf 100 in explodierter Ansicht dargestellt. Das Gehäuse 102 weist eine Halterung 122 auf, die sich vom Gehäuse 102 allgemein an einem Schwerpunkt des Gehäuses 102 erstreckt. Die Halterung 122 definiert eine Schwenkachse 104. Mindestens ein Griff 106 ist an der Halterung 122 koaxial mit der Schwenkachse 104 angebracht, und mindestens ein Abschnitt des mindestens einen Griffs erstreckt sich darstellungsgemäß nicht koaxial von der Schwenkachse 104.
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Eine Anbaustruktur 108 dient zum drehbaren Anbringen eines Stützarms 110 an der Halterung 122 zum Drehen des Gehäuses 102 um die Schwenkachse 104. Darstellungsgemäß kann die Anbaustruktur 108 eine Bremsscheibe 124 und eine Tellerbremsscheibe 126 aufweisen.
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Ein Spannbedienungsring 112 ist an der Halterung 122 koaxial mit der Schwenkachse 104 zum Variieren einer Drehkraft angebracht, die erforderlich ist, um das Gehäuse 102 mit dem mindestens einen Griff 106 um die Schwenkachse 104 zu drehen, wenn das Gehäuse 102 am Stützarm 110 angebracht ist.
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Ein Vergrößerungswahlmechanismus 114 ist in der Halterung 122 koaxial mit der Schwenkachse 104 ausgebildet. Im dargestellten Beispiel kann der Vergrößerungswahlmechanismus 114 einen Knopf 116 aufweisen, der an einer Welle 128 angebracht ist. Durch Drehung des Knopfs 116 dreht sich die Welle 128 und ändert die ausgewählte Vergrößerungsstufe.
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Ferner zeigt 4 ein Beispiel mit einem zweiten Griff 106, der entgegengesetzt zum anderen Griff 106 positioniert und mit dem Gehäuse 102 koaxial mit der Schwenkachse 104 verbunden ist, sowie einen zweiten Vergrößerungswahlmechanismus 114 mit ähnlichen zugeordneten Teilen wie die zuvor beschriebenen, was durch Gebrauch der gleichen Bezugszahlen dargestellt ist.
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Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen dient zur Veranschaulichung und Beschreibung. Sie soll weder erschöpfend sein noch die Offenbarung einschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer speziellen Ausführungsform sind allgemein nicht auf diese spezielle Ausführungsform beschränkt, sondern sind gegebenenfalls gegeneinander austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform verwendet werden, auch wenn dies nicht spezifisch dargestellt oder beschrieben ist. Sie können auch auf vielfältige Weise variiert sein. Solche Variationen sind nicht als Abweichung von der Offenbarung zu betrachten, und alle derartigen Abwandlungen sollen zum Schutzumfang der Offenbarung gehören.
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Beispielhafte Ausführungsformen sind vorgestellt, damit diese Offenbarung gründlich ist und dem Fachmann den Schutzumfang vollständig vermittelt. Zahlreiche spezifische Einzelheiten sind dargelegt, z. B. Beispiele für spezifische Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um für ein gründliches Verständnis von Ausführungsformen der Offenbarung zu sorgen. Dem Fachmann wird klar sein, dass spezifische Einzelheiten nicht zum Einsatz kommen müssen, dass beispielhafte Ausführungsformen in vielen unterschiedlichen Formen ausgeführt sein können und dass nichts davon als Einschränkung des Schutzumfangs der Offenbarung auszulegen ist. In einigen beispielhaften Ausführungsformen sind bekannte Verfahrensabläufe, bekannte Vorrichtungsstrukturen und bekannte Technologien nicht näher beschrieben.
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Die hier verwendete Terminologie dient nur zur Beschreibung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und soll nicht einschränkend sein. Im Gebrauch hierin sollen zu den Singularformen „ein” und „der” sowie deren Genera auch die Pluralformen gehören, sofern der Zusammenhang dies nicht klar ausschließt. Die Begriffe „aufweisen”, „verfügen über” und „haben” sowie ihre flektierten Formen sind einschließend und geben daher das Vorhandensein angegebener Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Komponenten an, schließen aber nicht das Vorhandensein oder Zufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon aus. Die hier beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Vorgänge sind nicht so auszulegen, dass die beschriebene oder dargestellte Reihenfolge ihrer Durchführung unbedingt erforderlich ist, sofern dies nicht als Reihenfolge der Ausführung spezifisch angegeben ist. Zudem sei darauf verwiesen, dass zusätzliche oder alternative Schritte zum Einsatz kommen können.
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Ist ein Element oder eine Schicht als „an/auf”, „im Eingriff mit”, „verbunden mit” oder „gekoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben, kann es/sie sich entweder direkt an/auf dem anderen Element oder der anderen Schicht befinden, damit in Eingriff stehen, verbunden oder gekoppelt sein, oder es können dazwischen liegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Ist dagegen ein Element als „direkt an/auf”, „direkt im Eingriff mit”, „direkt verbunden mit” oder „direkt gekoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben, können keine dazwischen liegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Andere Wörter, die zur Beschreibung der Beziehung zwischen Elementen verwendet werden, sind auf gleiche Weise zu verstehen (z. B. „zwischen” und „direkt zwischen”, „angrenzend” und „direkt angrenzend” usw.). Im Gebrauch hierin gehören zum Begriff „und/oder” alle Kombinationen aus einem oder mehreren der zugehörigen aufgeführten Elemente.
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Obwohl die Begriffe erste, zweite, dritte usw. sowie ihre flektierten Formen hier verwendet werden können, um verschiedene Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, sollen diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe eingeschränkt sein. Diese Begriffe können nur dazu dienen, ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Solche Begriffe wie „erste”, „zweite” und andere Zahlwörter implizieren im Gebrauch hierin keine Ab- oder Reihenfolge, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig anderes verlangt. Somit könnte ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt in der nachstehenden Diskussion als zweites Element, zweite Komponente, zweiter Bereich, zweite Schicht oder zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der beispielhaften Ausführungsformen abzuweichen.
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Räumliche Beziehungen beschreibende Begriffe, z. B. „innen”, „außen”, „unterhalb”, „unter”, „tiefer”, „oberhalb”, „über” u. ä., können hier zur einfachen Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Merkmalen gemäß der zeichnerischen Darstellung zu beschreiben. Räumliche Relativbegriffe können dazu bestimmt sein, unterschiedliche Orientierungen der Vorrichtung im Gebrauch oder Betrieb zusätzlich zu den in den Zeichnungen dargestellten Orientierungen zu erfassen. Wird beispielsweise die Vorrichtung in den Zeichnungen umgedreht, so lägen Elemente, die als „unter” oder „unterhalb” von anderen Elementen oder Merkmalen beschrieben sind, dann „über” den anderen Elementen oder Merkmalen. Somit kann der beispielhafte Begriff „unter” eine Orientierung sowohl darüber als auch darunter umfassen. Die Vorrichtung kann anderweitig orientiert sein (90 Grad gedreht oder in anderen Orientierungen), und die hier verwendeten, räumliche Beziehungen beschreibenden Begriffe können entsprechend ausgelegt werden.
