ES2877533T3

ES2877533T3 - Aparato de laboratorio con un dispositivo de control

Info

Publication number: ES2877533T3
Application number: ES13802346T
Authority: ES
Inventors: Jan-Gerd Frerichs; Andreas Thieme; Wolf Wente; Reza Hashemi; Sven Lüdicke; Martin Poggenclaas
Original assignee: Eppendorf SE
Current assignee: Eppendorf SE
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2021-11-17
Anticipated expiration: 2033-12-05
Also published as: US11061546B2; EP3907008A1; DE102012112312A1; EP2996810A1; WO2014090687A1; EP2996810B1; US20150324104A1

Abstract

Aparato de laboratorio con un dispositivo de control que comprende una unidad de visualización sensible al tacto (100), en donde la unidad de visualización (100) se configura para visualizar una pluralidad de elementos de control (111, 112, 113, 114, 115, 211, 212, 213, 311, 312, 314, 411, 412, 413, 511, 512, 513, 612) dentro de un panel de control (110), que asignan la pluralidad de elementos de control a diferentes funciones de control del aparato de laboratorio, en donde los elementos de control están incorporados para configurar los parámetros (121, 122, 123) de las funciones de control, caracterizado porque al menos dos de los elementos de control están asignados a la misma función de control y están incorporados de manera diferente para configurar el mismo parámetro de esta función de control, en donde en la unidad de visualización (100) se visualizan los al menos dos elementos de control (111; 112) en una disposición al menos parcialmente intercalada, en donde uno de los al menos dos elementos de control es un control de deslizamiento circular (112), y uno o más elementos de control (111) de los al menos dos elementos de control están ubicados en el interior del círculo del control de deslizamiento circular.

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato de laboratorio con un dispositivo de control

La invención se refiere a un aparato de laboratorio con un dispositivo de control de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. En particular, la invención se refiere a un aparato de laboratorio equipado con una unidad de visualización sensible al tacto, que se usa para activar y/o controlar las funciones de control del aparato de laboratorio.

Los aparatos de laboratorio suelen estar equipados con dispositivos de control y elementos de control formados por componentes individuales, como botones, teclas, potenciómetros o similares.

Los teclados de membrana también se usan con frecuencia para establecer parámetros, como, por ejemplo, temperatura, velocidad de rotación, etc. Los parámetros se refieren a diferentes funciones de control, que también dependen del tipo de aparato de laboratorio en cuestión. Ejemplos de aparatos de laboratorio típicos incluyen centrífugas, espectrómetros, mezcladores, agitadores, congeladores, termocicladores o incubadoras. El conjunto de parámetros en cada caso se visualiza con frecuencia junto con información adicional sobre el estado del aparato. La unidad de visualización usada puede ser, por ejemplo, una pantalla de matriz o el panel de visualización de una pantalla gráfica de caída; también se conocen aparatos de laboratorio que solo comprenden pantallas luminosas simples (por ejemplo, LED) en los elementos de control (por ejemplo, teclas retroiluminadas). Por tanto, los paneles de visualización conocidos se usan para la comunicación hombre-máquina y generalmente son suficientes para aparatos sencillos. El funcionamiento se realiza a través de elementos de control, como, por ejemplo, teclas, interruptores, potenciómetros y similares. Sin embargo, no existe una opción de control y visualización adecuada para un funcionamiento más eficiente o para visualizar contenidos complejos. Además, los aparatos más complejos requieren con frecuencia numerosas teclas (por ejemplo, para introducir información alfanumérica) o conceptos de control complicados con asignación de múltiples elementos de control.

Ya se conocen aparatos de laboratorio que están equipados con un dispositivo de control y tienen una unidad de visualización sensible al tacto en forma de una llamada pantalla táctil, en donde la unidad de visualización se configura para visualizar una pluralidad de elementos de control en forma de llamados botones programables o teclas programables. Los elementos de control están asignados a diferentes funciones de control del aparato de laboratorio, en donde los elementos de control están incorporados para establecer parámetros de las funciones de control como, por ejemplo, para establecer una velocidad de rotación para el accionamiento del motor eléctrico de una centrífuga

Las Interfaces Gráficas de Usuario para operar aparatos de laboratorio se conocen, por ejemplo, de LabVIEW ™. Durante el funcionamiento de los aparatos de laboratorio en condiciones de uso cotidianas, por regla general, no se usan pantallas táctiles capacitivas, ya que no se pueden operar de forma fiable con guantes, incluso guantes de laboratorio. En cambio, es más común usar pantallas táctiles resistivas que responden a la presión. Por lo tanto, su funcionamiento, en particular con el funcionamiento frecuente en la práctica diaria de laboratorio, es extremadamente laboriosa e incómoda y, por lo tanto, no ergonómica. El funcionamiento de las pantallas táctiles capacitivas puede, a su vez, ser problemático porque el personal que opera los aparatos de laboratorio con frecuencia tiene que establecer los parámetros con guantes de laboratorio húmedos. Incluso el primer contacto con las pantallas táctiles puede resultar en configuraciones incorrectas que luego deben corregirse rápidamente. Esto nuevamente complica y ralentiza la secuencia de los procesos de laboratorio.

Por tanto, el objeto de la invención es superar dichos inconvenientes. En particular, el objeto es proporcionar un aparato de laboratorio con un dispositivo de control que comprende una unidad de visualización sensible al tacto que es adecuada para un funcionamiento simplificado, intuitivo, fiable y ergonómico.

El objetivo se consigue con un aparato de laboratorio con las características de la reivindicación 1. Esta reivindicación sugiere un aparato de laboratorio con un dispositivo de control que comprende una unidad de visualización sensible al tacto, en donde la unidad de visualización está configurada para visualizar una pluralidad de elementos de control, que están asignados a diferentes funciones de control del aparato de laboratorio, en donde los elementos de control están incorporados para configurar los parámetros de las funciones de control. El aparato de laboratorio se caracteriza, en particular, por una unidad de visualización con la que al menos dos de los elementos de control están asignados a la misma función de control y están incorporados de manera diferente para configurar el mismo parámetro de esta función de control.

En consecuencia, al menos dos elementos de control diferentes están disponibles en la unidad de visualización para el funcionamiento de la misma función de control y para configurar el mismo parámetro (central) de manera que el operador en el laboratorio tenga al menos dos opciones de configuración alternativas para el mismo parámetro. Por tanto, el usuario siempre dispondrá de una pluralidad de formas para establecer un parámetro o para el funcionamiento del aparato, como, por ejemplo, establecer la velocidad de rotación de una centrífuga. Preferentemente, la unidad de visualización sensible al tacto está configurada como una pantalla multitáctil, que también es capaz de reconocer los movimientos de los dedos por parte del usuario, los llamados gestos, como comandos del operador. La invención se puede aplicar a cualquier tipo de unidad de visualización, incluidas las pantallas de un solo toque. La provisión de una pluralidad de elementos de control para la misma función de control dará al usuario la oportunidad de emitir el comando operativo deseado de forma rápida y fiable.

El dispositivo de control comprende preferentemente una carcasa dispuesta espacialmente separada del al menos un aparato de laboratorio. El dispositivo de control se puede conectar a una pluralidad de aparatos de laboratorio, tales como, por ejemplo, una pluralidad de mezcladores, centrifugadoras, biorreactores, etc., para poder controlarlo u operarlo de forma centralizada. La conexión o la conexión en red de los aparatos también se puede realizar de forma inalámbrica (por ejemplo, a través de una WLAN).

Se pueden derivar modalidades particularmente ventajosas de la invención a partir de las reivindicaciones subordinadas:

De acuerdo con estos, es ventajoso que los al menos dos elementos de control estén configurados para configurar el mismo parámetro para diferentes técnicas de operación, en particular para técnicas de operación con las que el operador del dispositivo de control ejecuta un movimiento de toques, deslizamiento o señalizador. Esto permite al usuario ejecutar siempre el comando operativo deseado de forma rápida y fiable. Por ejemplo, el operador puede usar un elemento de control para "tocar" si la entrada de comando mediante el uso de, por ejemplo, un "movimiento de deslizamiento" con un guante de laboratorio húmedo no tiene éxito.

En una modalidad ventajosa, los al menos dos elementos de control comprenden al menos dos de los siguientes elementos de control configurados de forma diferente: control de deslizamiento, control giratorio, tecla, balancín, interruptor y conmutador de pasos. Se ha descubierto que estos elementos de control configurados como controladores programables o botones programables son particularmente fáciles de usar.

Preferentemente, los al menos dos elementos de control están configurados de manera diferente para configurar uno de los siguientes parámetros: temperatura, velocidad, velocidad de rotación, aceleración, duración o ajuste de la válvula, etc. Por ejemplo, la temperatura se puede ingresar mediante un primer elemento de control en el formulario de un control de deslizamiento y alternativamente por un segundo elemento de control en forma de tecla, balancín o similar.

Preferentemente, los al menos dos elementos de control están asignados a una de las siguientes funciones de control: control de un motor eléctrico, control de un elemento de calentamiento y/o enfriamiento, control de un dispositivo de medición. En este contexto, es ventajoso para el aparato de laboratorio para ser realizada como una centrífuga, termociclador, espectrómetro, Shaker, congelador ULT, o incubadora de CO². Otros ejemplos mencionados son mezcladores y pequeños aparatos de laboratorio. La invención no se limita al funcionamiento de aparatos de laboratorio en el sentido más estricto, sino que generalmente es adecuada para su uso en todos los aparatos que tienen que funcionar en condiciones de laboratorio o de laboratorio, tales como, por ejemplo, biorreactores.

De acuerdo con la invención, la unidad de visualización está configurada de manera que la pluralidad de elementos de control se visualiza dentro de un panel de control en una disposición al menos parcialmente intercalada. En este caso, las diferentes opciones de configuración para el mismo parámetro (por ejemplo, la velocidad de rotación) se visualizan en una disposición compacta, lo que da como resultado una pantalla muy clara cuando se tiene que configurar una pluralidad de parámetros. Esto se debe a que esta modalidad permite visualizar en la pantalla una pluralidad de grupos de elementos de control, cada uno de los cuales se usa para establecer un parámetro específico.

El aparato de laboratorio se configura preferentemente de tal manera que la unidad de visualización visualiza una pluralidad de parámetros a configurar dentro de un panel de visualización, en donde el panel de visualización visualiza el parámetro que se está configurando actualmente como resaltado con relación a los otros parámetros. Como resultado, los parámetros a configurar o parámetros esenciales como, por ejemplo, temperatura, velocidad de rotación, duración, se visualizan en la pantalla para que el usuario pueda adquirir toda la información esencial de un vistazo, en donde el parámetro a configurar o que se configura actualmente se muestra resaltado. En este contexto, puede estar previsto adicionalmente que la unidad de visualización también visualice al menos uno de los elementos de control. Por lo tanto, es posible directamente junto a una visualización de parámetros, también visualizar elementos de control, como, por ejemplo, teclas más-menos para poder cambiar el parámetro directamente en la posición de la visualización de parámetros. Alternativa o adicionalmente a esto, se puede prever que el panel de control también visualice al menos uno de los parámetros, en particular el parámetro que se está configurando actualmente. En consecuencia, los parámetros y los elementos de control se pueden visualizar juntos uno al lado del otro en el panel de control. El panel de control y el panel de visualización se fusionan virtualmente entre sí.

Incluso si los términos "panel de control" y "panel de visualización" se refieren inicialmente a áreas de visualización, que se usan para el funcionamiento del aparato, es decir, elementos de control, o para visualizar elementos de visualización, en particular parámetros e información, las áreas respectivas en cada caso, también puede tener elementos de la otra área. No es necesario mantener una separación estricta entre un panel de control y un panel de visualización. Puede haber una fusión parcial o incluso completa para que los elementos de control y los elementos de visualización estén dispuestos uno al lado del otro en la misma área de visualización.

En lo que respecta a la visualización de parámetros, una opción adicional para la visualización cuando no se realiza ningún ajuste de un parámetro, es decir, el aparato de laboratorio ejecuta un programa o un programa se ejecuta allí, es para el parámetro que representa el parámetro esencial para que el aparato de laboratorio siempre se muestre resaltado. Esto podría, por ejemplo, preestablecerse en una configuración básica del aparato. Por ejemplo, se visualiza la velocidad de rotación de una centrífuga o la temperatura de un congelador. Esto podría definirse en la configuración básica del aparato o en la configuración de fábrica o también podría ser especificado individualmente por el usuario.

También es ventajoso que la unidad de visualización visualice los elementos de control en una disposición que depende del parámetro que se ajusta actualmente. Aquí es particularmente ventajoso que se establezca una relación gráfica/metafórica con el parámetro físico y/o que la pantalla se vincule a un elemento de control conocido de la historia (por ejemplo, "termómetro de fiebre" y control giratorio para configurar la temperatura). Esto adapta la visualización de los elementos de control para el parámetro respectivo de una manera óptima. Por ejemplo, la visualización de los elementos de control para el ajuste de la temperatura incluye un control de deslizamiento a lo largo de una escala de temperatura y un balancín u opcionalmente una entrada de tecla numérica, mientras que la visualización de los elementos de control para el ajuste de la velocidad de rotación incluye un control giratorio y un interruptor escalonado que permite cambiar la velocidad de rotación en, por ejemplo, pasos de 1, 10, 100 y 1000. También es posible, por ejemplo, que el número de elementos de control dependa del parámetro a configurar en cada caso.

Puede ser ventajoso para la unidad de visualización cambiar la posición de uno o más de los elementos de control en el panel de visualización en dependencia del valor del parámetro que se establece actualmente. Si el parámetro cambia significativamente, esto puede indicarse en que el parámetro se visualiza en una posición particularmente expuesta en la pantalla.

La invención y las ventajas resultantes de la misma se describirán ahora en detalle con referencia a las modalidades ilustrativas, en donde se hace referencia a los dibujos adjuntos que muestran las siguientes representaciones esquemáticas:

La Figura 1a muestra como una primera modalidad ilustrativa un aparato de laboratorio realizado como una centrífuga que comprende un dispositivo de control con una unidad de visualización de acuerdo con la invención; La Figura 1b muestra un panel de control de la unidad de visualización en la Figura 1a que comprende una pluralidad de elementos de control en detalle;

La Figura 1c muestra un panel de visualización de la unidad de visualización en la Figura 1a que visualiza una pluralidad de parámetros en detalle;

La Figura 2a-e ilustra la manipulación de los diferentes elementos de control en la Figura 1b para establecer un parámetro de velocidad de rotación;

La Fig. 3 muestra como una segunda modalidad ilustrativa una unidad de visualización que comprende una pluralidad de elementos de control para establecer un parámetro de temperatura y una visualización del valor del parámetro;

La Figura 4a muestra como una tercera modalidad ilustrativa y, en comparación con la Figura 3, otra unidad de visualización que comprende una disposición alternativa de una pluralidad de elementos de control para establecer un parámetro de temperatura y una visualización del valor del parámetro;

La Figura 4b es una vista esquemática de los elementos de control de la unidad de visualización mostrada en la Figura 4a;

La Figura 5a-e ilustra la manipulación de los diferentes elementos de control en la Figura 4b para establecer el parámetro de temperatura;

La Figura 6 muestra como una cuarta modalidad ilustrativa una unidad de visualización que comprende una pluralidad de elementos de control para establecer un parámetro de velocidad de rotación y una visualización del valor del parámetro;

La Figura 7 muestra como una quinta modalidad ilustrativa una unidad de visualización que comprende una pluralidad de elementos de control para establecer un parámetro de radio y una visualización del valor del parámetro;

La Figura 8 ilustra un ajuste para el cambio de parámetros controlado por tiempo en forma de pendientes o rampas;

La Figura 9a-b muestran variantes de una modalidad ilustrativa adicional relacionada con un termociclador de PCR; y

La Figura 10a-c ilustran el ajuste de una forma de curva de temperatura en un termociclador de PCR de este tipo.

Aquí, un aparato de laboratorio configurado como una centrífuga se describe como una primera modalidad ilustrativa de la invención con referencia a las Figuras 1a-c. La centrífuga 100 mostrada esquemáticamente en la Figura 1 comprende un dispositivo de control con una unidad de visualización de acuerdo con la invención 100, que se configura como una pantalla multitáctil y es capaz de reconocer las entradas del usuario incluso en forma de gestos. En la Figura 1a, la unidad de visualización 100 se ilustra a modo de ejemplo para numerosas configuraciones posibles, de manera que comprende un panel de control 110 y un panel de visualización 120. También es posible visualizar una pluralidad de paneles de control y/o visualización o intercalarlos al menos parcialmente entre sí, como se describirá más adelante. Las Figuras 1b y 1c muestran cada una un ejemplo en detalle para ilustrar la estructura básica y las funciones básicas de los campos de control y los campos de visualización. Como se puede ver allí, no es necesario mantener una separación estricta entre el panel de control y el panel de visualización. Es posible que se fusionen parcial o incluso completamente, de manera que los elementos de control y los elementos de visualización estén dispuestos directamente uno al lado del otro en la misma zona de la pantalla.

La Figura 1b muestra un panel de control 110, que se usa para controlar las funciones del motor centrífugo, en particular para establecer la velocidad de rotación y, a manera de ejemplo, cuatro elementos de control 111-114 configurados de manera diferente. Las teclas programables en forma de teclas más menos, con las que la velocidad de rotación actual se puede aumentar o reducir en pasos, se proporcionan como un primer elemento de control. En consecuencia, estas teclas programables también tienen la función de un interruptor basculante, que puede, por ejemplo, aumentar o reducir la velocidad de rotación en 1 revolución por minuto. El tamaño del paso no tiene que ser de 1 revolución por minuto, pero puede, en dependencia de la aplicación, también estar preestablecido y, por ejemplo, ser igual a 100 revoluciones por minuto. También es concebible que el tamaño del paso se cambie dinámicamente y se haga dependiente del período de tiempo (duración) durante el cual se presiona el elemento de control. El segundo elemento de control 112 se muestra como un control giratorio o un control de deslizamiento circular, que se establece mediante un movimiento de deslizamiento a lo largo del círculo y el cambio resultante a la posición del deslizador 112. También es posible para valores numéricos o valores simbólicos como "I", "II" y "III", que representan cada uno un paso de velocidad de rotación específico, como, por ejemplo, I = 1000, II = 1500 y III = 2000 revoluciones por minuto, que se visualizarán en el círculo. El parámetro de velocidad de rotación se ajusta al valor correspondiente al tocar directamente el valor simbólico deseado. Por tanto, este es otro elemento de control 113 que tiene la función de un interruptor de paso. La sectorización en una pluralidad de áreas I, II, III, etc. no siempre es ventajosa. En muchas aplicaciones, es más ventajoso que sea posible tocar en cualquier parte del círculo del control de deslizamiento (control de deslizamiento radial) para realizar un preajuste. La disposición espacial y la orientación de los elementos de control y el número de los mismos es variable y no tiene que corresponder necesariamente con la disposición mostrada aquí. Por ejemplo, los elementos de control 111 también podrían disponerse girados 90 °.

Otro elemento de control 114 puede asumir la función de un botón de favorito, con el que el parámetro puede establecerse en un valor de favorito. El valor favorito se puede configurar, por ejemplo, al presionar en el lugar deseado (valor del parámetro deseado) durante un tiempo prolongado. También es concebible que al presionar el botón de favoritos se visualice una lista con los últimos n ajustes (por ejemplo, n = 5) para su selección. La manipulación de los diferentes elementos de control 111-114 se describirá con más profundidad y en detalle con referencia a las Figuras 2a-e.

La Figura 1c muestra inicialmente una modalidad adicional para un panel de visualización de acuerdo con la invención 120, en el que se visualiza una pluralidad de parámetros a configurar 121-123 y que también comprende elementos de control 115 con cada uno de los cuales se puede configurar o cambiar uno de los parámetros. Como primer parámetro 121, la velocidad de rotación de la centrífuga configurada actualmente se visualiza, por ejemplo, en un primer panel. Junto al panel, hay elementos de control 115 en forma de, por ejemplo, teclas más-menos o símbolos gráficos (flechas arriba/abajo, etc.), mediante los cuales se puede cambiar directamente el parámetro. El usuario no tiene que cambiar necesariamente al panel de control 110 (ver Figura 1a y 1b) y tiene el parámetro 121 establecido y las teclas 115 de ajuste directamente a la vista. La temperatura 122 y el tiempo 123 también se muestran aquí como parámetros adicionales. Aquí, la pluralidad de parámetros se representa en paneles dispuestos uno al lado del otro, pero también son posibles otras formas de presentación.

Como se ilustra en la Figura 1c, al menos uno de los parámetros se puede resaltar ópticamente en la pantalla, tal como, por ejemplo, al visualizar el parámetro en un panel ampliado. Preferentemente, los parámetros resaltados son los que se cambian actualmente o los que se cambiaron más recientemente. También es ventajoso destacar los "parámetros esenciales" del aparato, que opcionalmente pueden ser definidos por el usuario. En este caso de una centrífuga, esta puede ser, por ejemplo, la velocidad de rotación.

La manipulación u operación de los diferentes elementos de control se describirá ahora con más detalle con referencia a las Figuras 2a-e:

Las Figuras 2a y 2b se refieren al funcionamiento del control giratorio 112, en donde en la Figura 2a el regulador simplemente se desliza de modo que la velocidad de rotación se pueda regular continuamente hacia arriba o hacia abajo. La Figura 2b muestra que también es posible saltar inmediatamente a un nuevo punto de ajuste al tocar directamente un punto en la trayectoria circular (al tocar en la trayectoria de deslizamiento del regulador). El valor del punto de ajuste seleccionado en cada caso se muestra en la pantalla para que el usuario pueda verificar con precisión el valor objetivo que debe alcanzar la regulación. El elemento de control 112 en forma de control giratorio circular ocupa relativamente poco espacio en la unidad de visualización, pero es capaz de implementar al menos las dos funciones de control mencionadas "deslizamiento" y "toques". El tamaño del paso también se puede establecer o cambiar dinámicamente en dependencia de la velocidad del movimiento del dedo (gesto).

Las Figuras 2c y 2d se refieren al funcionamiento de otro elemento de control 111 o un grupo de elementos de control que consta de una tecla más y una tecla menos, que se encuentran en el interior del control circular 112 giratorio. En lugar de los símbolos /-, también es posible visualizar otros símbolos adecuados (por ejemplo, flechas arriba/abajo). Estas teclas se usan para incrementar o disminuir el parámetro, aquí la velocidad de rotación. Para ello, el usuario presiona la tecla más (Figura 2c) o la tecla menos (Figura 2d). En este caso, el tamaño del paso puede cambiar dinámicamente y, para ser precisos, en dependencia del tiempo durante el cual se presione la tecla. Cuanto más tiempo presione la tecla el usuario, mayor será el tamaño del paso.

Como se muestra en las Figuras 2a-c y la Figura 1b, es posible intercalar una pluralidad de elementos de control 111-114, por ejemplo en un anillo, para obtener una visualización muy compacta de los diferentes elementos de control. La disposición de los elementos de control ahorra espacio pero, sin embargo, está muy claramente diseñada. Los elementos de control individuales están dispuestos de manera que se puedan distinguir claramente. Por lo tanto, el usuario puede alcanzar específicamente el elemento de control deseado y operarlo de manera confiable.

La Figura 2e muestra otro elemento de control 114 que realiza la función de un botón favorito o una tecla de reinicio. Cuando el usuario presiona esta tecla 114, el parámetro salta a un valor predeterminado, por ejemplo a un valor de velocidad de rotación estándar. El valor puede, por ejemplo, depender del aparato y/o ser especificado por el usuario. También es posible configurar varios valores favoritos. El(los) valor(es) favorito(s) real(es) se puede configurar, por ejemplo, al presionar la posición (valor de parámetro deseado) durante un tiempo prolongado.

Como se muestra en las Figuras 2a-e ilustran, los mismos parámetros, aquí la velocidad de rotación de una centrífuga, se pueden configurar y cambiar a través de diferentes elementos de control. En dependencia de la situación, el usuario puede accionar el elemento de control más adecuado en cada caso. Si, en una situación, un elemento de control solo puede operarse con dificultad, porque, por ejemplo, el usuario lleva guantes de laboratorio, el usuario también puede seleccionar y accionar uno de los elementos de control alternativos ofrecidos inmediatamente. La probabilidad de funcionamiento defectuoso y/o retraso temporal durante el funcionamiento del aparato de laboratorio se reduce significativamente.

La visualización de los elementos de control se implementa preferentemente por medio de una pantalla multitáctil y se puede adaptar a la situación actual, es decir, por ejemplo, a la secuencia del proceso, al usuario respectivo, al parámetro respectivo a configurar y mucho más. Por ejemplo, la pantalla se adapta a si el usuario es diestro o zurdo. La unidad de visualización es preferentemente una pantalla sensible al tacto con la que el panel de visualización y el panel de control se pueden configurar de forma flexible para tener en cuenta una variedad extremadamente amplia de requisitos cotidianos que se encuentran en los laboratorios. Aquí, no se requiere necesariamente una separación del panel de visualización 120 y el panel de control 110 (véase la Figura la); también es posible intercalar o fusionar para lograr un solo campo de visualización y control (véanse en particular las Figuras 6 y 7).

La configuración de la interfaz hombre-máquina sugerida aquí también se puede realizar de acuerdo con los deseos del fabricante del aparato de laboratorio, de modo que los usuarios del laboratorio reconozcan una estructura básica durante el funcionamiento de los aparatos de laboratorio de este fabricante y, por lo tanto, puedan operar los aparatos de laboratorio fácilmente y usarlos de forma fiable incluso para diferentes procesos de laboratorio. Una estructura clara y reconocible hace que la práctica diaria del laboratorio sea más sencilla y rápida.

Los elementos de control también permiten el control de aparatos de laboratorio mediante gestos. El control se realiza con referencia a patrones de interacción detectables por medio de la unidad de visualización táctil, que está incorporada, por ejemplo, como una pantalla multitáctil (pantalla táctil de gráficos completos con reconocimiento de gestos).

Ejemplos de parámetros podrían ser: temperatura; velocidad, por ejemplo en el caso de centrifugadoras, la velocidad de rotación/aceleración centrífuga; la duración, por ejemplo la duración de la centrifugación; radio del rotor en el caso de centrifugadoras. También es posible configurar pendientes y rampas, por ejemplo, la rampa de arranque y frenado en el caso de centrífugas.

Ahora sigue, con referencia a la Figura 3-5, una descripción de modalidades ilustrativas adicionales con las que se puede ajustar la temperatura de un aparato de laboratorio.

La Figura 3 muestra una unidad de visualización 200 que comprende una pluralidad de elementos de control 211 213 para establecer un parámetro 221 de temperatura y una visualización del valor del parámetro. La unidad de visualización 200 muestra de manera integrada los elementos de un panel de visualización y de un panel de control. La visualización de la temperatura se muestra como un valor numérico, en el que es posible cambiar entre Celsius y Fahrenheit. Los elementos de control provistos son teclas 211 arriba-abajo, un control de deslizamiento 212 y una escala seleccionable 213. Si ahora se cambia el valor de temperatura mediante los elementos de control, esto aparece inmediatamente en la pantalla de temperatura.

La activación de un elemento de control también influye opcionalmente en la representación de otro elemento de control. Si, por ejemplo, la temperatura en la escala 213 se cambia al tocar el valor de la escala 25 °C, la posición del control de deslizamiento 212 también cambia precisamente a este valor.

Las Figuras 4a y 4b muestran, como una tercera modalidad ilustrativa, una unidad de visualización 300 que comprende una disposición alternativa de una pluralidad de elementos de control para establecer un parámetro de temperatura 321 y una visualización del valor del parámetro. La Figura 4b muestra en una vista esquemática simplificada la disposición de un control de deslizamiento 312 que comprende teclas 311 más-menos y una tecla 314 de reinicio o favorita.

La manipulación de estos diferentes elementos de control, que se usan todos para establecer el mismo parámetro de temperatura 321, se ilustra en las Figuras 5a-e:

Las Figuras 5a y 5b se refieren al funcionamiento del control de deslizamiento 312, en donde en la Figura 5a hay un simple deslizamiento del regulador de manera que la temperatura se puede regular continuamente hacia arriba o hacia abajo. La Figura 5b muestra que también es posible saltar inmediatamente a un nuevo punto de ajuste al tocar directamente un punto en la trayectoria de deslizamiento lineal del regulador. En consecuencia, el elemento de control 112 puede implementar al menos las dos funciones de control mencionadas "deslizamiento" y "toques". Las Figuras 5c y 5d se refieren a la operación de las teclas 311 más-menos, que están ubicadas junto al control de deslizamiento 312. Las teclas 311 se pueden usar para incrementar y disminuir la temperatura en que el usuario presiona la tecla más (Figura 5c) o la tecla menos (Figura 5d). Entre estas dos teclas 311, hay un elemento de control adicional en forma de una tecla de reinicio o una tecla favorita 314 con la que se puede ajustar la temperatura a un valor preestablecido, como, por ejemplo, la temperatura ambiente de 20 °C. También es posible ofrecer una pluralidad de valores favoritos. O el restablecimiento es siempre al valor establecido más recientemente. Son concebibles numerosas variantes adicionales.

La Figura 6 muestra como una cuarta modalidad ilustrativa una unidad de visualización 400 que comprende una pantalla integrada y un panel de control. Este ejemplo también muestra una pluralidad de elementos de control para establecer un parámetro de velocidad de rotación 412 y una visualización del valor del parámetro. Los elementos de control que se ofrecen al usuario para su selección son un control giratorio 412, teclas 411 de subida y bajada y una escala seleccionable 413. La disposición de los elementos de control, por así decirlo, abarca la visualización de parámetros y, por lo tanto, da como resultado una visualización muy compacta y fácil de usar. El usuario ve todos los elementos de control y la visualización de parámetros de un vistazo.

La Figura 7 muestra como una quinta modalidad ilustrativa una unidad de visualización 500 con una pluralidad de elementos de control para establecer un parámetro de radio 521 en el caso de una centrífuga. Los elementos de control ofrecidos son un control de deslizamiento 513, teclas arriba-abajo 511 y un área circular 413 que se puede tocar. La superficie inclinable muestra una pluralidad de anillos concéntricos, cada uno de los cuales representa un valor de radio específico. Esto muestra al usuario muy claramente las opciones de configuración para el parámetro "radio". Si el usuario toca un anillo exterior, se establece un radio mayor que cuando el usuario toca un radio pequeño.

La Figura 8 muestra una unidad de visualización 600 para el control del proceso con la que el parámetro 621 "velocidad de rotación" se establece o cambia de acuerdo con una forma de curva preestablecida. La forma de la curva comprende segmentos constantes y rampas ascendentes o descendentes. El elemento de control que se visualiza es un deslizador 612, con el que se pueden definir el inicio, el final y la subida de la rampa. Otros interruptores permiten que el cambio a la rampa o desde la rampa se realice de forma más o menos suave. Esto permite un ajuste de pendientes y rampas muy fácil de usar, por ejemplo, la rampa de arranque y frenado en el caso de centrifugadoras y la curva de temperatura en el caso de aparatos de PCR.

Con referencia a las Figuras 9 y 10, que se refieren a un termociclador de PCR, a continuación se describen variantes adicionales de la interfaz hombre-máquina de acuerdo con la invención. El termociclador de PCR, también llamado ciclador de PCR para abreviar, es un aparato de laboratorio que controla la llamada reacción en cadena de la polimerasa. El ciclador de PCR calienta y enfría los recipientes de reacción contenidos en el mismo hasta exactamente la temperatura requerida para el paso en cuestión. Con este fin, en particular, se establece la duración (ver Figura 9a) y la temperatura (ver Figura 9b). El proceso tiene lugar de acuerdo con una curva de temperatura preestablecida cuyos parámetros (temperatura, tiempo) se establecen de acuerdo con el curso deseado del proceso (ver Figura 10a-c).

La Figura 9a muestra la unidad de visualización 700 de un ciclador de PCR con el que la duración se establece por medio de un panel de control 110 configurado, que se describió anteriormente en profundidad con referencia a las Figuras 1b y 2a-e. El panel de control 110 comprende, entre otras cosas, un elemento de control configurado como control giratorio con el que se puede ajustar la duración deseada de forma rápida y sencilla. Se pueden usar teclas programables individuales para determinar si se configura la hora, el minuto (minuto) o el segundo. Alternativamente al control giratorio, también está disponible un balancín con teclas arriba-abajo o teclas más-menos. Una franja de visualización inferior contiene paneles que muestran los parámetros que se configuran o visualizan, como aquí, por ejemplo, la hora. Para aumentar aún más la facilidad de uso, también es posible proporcionar texto de ayuda y/o gráficos en forma de ventanas emergentes cuando el usuario toca un punto o panel específico de la pantalla táctil, en particular durante un período más prolongado (por ejemplo, más de 2 segundos). Por ejemplo, cuando el usuario toca el panel "tiempo", se visualiza una ventana emergente que explica la configuración de la duración.

La Figura 9b muestra la unidad de visualización 700* cambiada, que se usa para establecer la temperatura por medio de otro panel de control 310, que se describió anteriormente en profundidad con referencia a las Figuras 4b y 5a-e. Este panel de control 310 comprende, entre otras cosas, un elemento de control configurado como control de deslizamiento, con el que la temperatura deseada se puede ajustar de forma rápida y cómoda mediante el desplazamiento lineal del regulador o al tocar la trayectoria del regulador. Alternativamente al control de deslizamiento, también está disponible un balancín con teclas más-menos. Se indica en la franja inferior de la pantalla que resalta la "temperatura" del panel que el valor de temperatura se establece o visualiza. Una comparación con la Figura 9a muestra que en cada caso se visualiza en la unidad de visualización un panel de control (aquí 110 o 310) adecuado para el ajuste de parámetros. En consecuencia, el panel de control puede cambiar de acuerdo con los parámetros respectivos que se van a configurar. Con este fin, el usuario puede establecer valores predeterminados que se almacenan en los ajustes del aparato para el aparato de laboratorio, en particular en el perfil de usuario. Si, por ejemplo, el usuario desea configurar el tiempo a través del control giratorio pero la temperatura a través del control de deslizamiento, lo especifica en la configuración del aparato. Esto hace que la pantalla cambie al accionar la tecla de función respectiva "temperatura" o "tiempo" de acuerdo con los valores predeterminados del usuario. Los valores predeterminados también se pueden definir en fábrica.

Las Figuras 10a-c también se refieren al ciclador de PCR e ilustran cómo se puede realizar el ajuste de una forma de curva de temperatura con la ayuda del dispositivo de control de acuerdo con la invención:

En la Figura 10a, la forma de la curva configurada actualmente se visualiza en la unidad de visualización 800. El parámetro 822 "temperatura" cambia a lo largo de la curva de tiempo, que se divide en segmentos o pasos individuales, que se pueden pasar en varios ciclos. Un ciclo también puede incluir una pluralidad de pasos. El número de ciclos se ajusta mediante el parámetro 823 y, por lo tanto, también se determina la duración total de los pasos en cuestión, aquí, por ejemplo, los pasos "Paso 3" y "Paso 4".

Con referencia a las Figuras 10a y 10b, ahora se explicará cómo se puede cambiar la forma de la curva por medio de la interfaz hombre-máquina de acuerdo con la invención:

La Figura 10b muestra a modo de ejemplo un caso en el que el usuario desea cambiar los ajustes para el paso del proceso "Paso 3". Para ello, toca el área correspondiente en la pantalla táctil y luego se visualiza un panel de control con uno o más elementos de control. Aquí, por ejemplo, se visualiza el elemento de control 111 "balancín" descrito anteriormente (ver Figura 1b), que tiene teclas más-menos. El usuario ahora puede aumentar o disminuir el valor de temperatura simplemente al tocar las teclas basculantes. El usuario también puede aumentar o disminuir el valor de temperatura al mover todo el panel de control hacia arriba o hacia abajo.

La Figura 10c muestra un elemento de control alternativo 122 y, a diferencia de la Figura 10b, muestra una opción para configurar la hora: el usuario ahora puede, por ejemplo, configurar los minutos simplemente al presionar el botón y al arrastrar/mover en la trayectoria circular exterior. Al presionar el botón y arrastrar/mover en la trayectoria circular interior se usa para configurar los segundos. Generalmente no se requieren horas para el ciclador. Sin embargo, en general, siempre hay dos opciones de configuración disponibles: configurar la temperatura mediante un movimiento ARRIBA/ABAJO del botón 110 de acuerdo con la Figura 10b y la activación de más/menos para un ajuste fino, en donde un cambio al lado del deslizador de acuerdo con la Figura 9b es posible al tocar la pantalla de temperatura. El tiempo, a su vez, se establece mediante el funcionamiento de acuerdo con la Figura 10c. O el ajuste de la hora se cambia de acuerdo con la Figura 9a al tocar la visualización de la hora.

Ambas Figuras 10b y 10c muestran que el usuario siempre tiene al menos dos opciones de configuración alternativas. Por tanto, al usuario siempre se le ofrece una pluralidad de formas para establecer un parámetro o para el funcionamiento del aparato. Preferentemente, la unidad de visualización sensible al tacto está configurada como una pantalla multitáctil, que también es capaz de reconocer los movimientos de los dedos por parte del usuario, los llamados gestos, como comandos del operador. La invención no se limita al funcionamiento de aparatos de laboratorio en el sentido más estricto, sino que generalmente es adecuada para su uso en todos los aparatos que tienen que funcionar en condiciones similares a las de un laboratorio o de tipo laboratorio.

Como muestran las modalidades ilustrativas descritas, la invención consigue una implementación metafórica particularmente fácil de usar de los elementos de control necesarios para el funcionamiento de los aparatos de laboratorio al tener en cuenta los requisitos para el funcionamiento de los aparatos en las condiciones de la práctica diaria de laboratorio.

Por ejemplo, con respecto a las metáforas operativas mediante el reconocimiento de gestos, se hace referencia al "botón giratorio" cuyo uso ha sido probado en la práctica cotidiana de laboratorio para el ajuste de temperatura o tiempo. Además, siempre se proporcionarán una pluralidad de formas para establecer parámetros o para el funcionamiento de aparatos en general. Por ejemplo, una pluralidad de opciones operativas tales como "deslizar", "señalar" o "tocar" estarán disponibles simultáneamente para el usuario. Esto le da al usuario la oportunidad de emitir el comando deseado con éxito, incluso si, por ejemplo, un "gesto de deslizar" no tuviera éxito con un guante de laboratorio húmedo.

Las interfaces hombre-máquina descritas aquí se pueden usar para cualquier tipo de aparato de laboratorio. Debido a la estructura básica uniforme, la simplificación de los principios operativos se puede transferir de un tipo de aparato a otro. El usuario reconocerá la estructura típica del fabricante y, por tanto, aprenderá mucho más rápidamente a comprender y operar el aparato.

El ajuste de los parámetros se puede realizar de forma mucho más rápida y precisa mediante multitáctil que con piezas de control convencionales, como botones y reguladores.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Aparato de laboratorio con un dispositivo de control que comprende una unidad de visualización sensible al tacto (100), en donde la unidad de visualización (100) se configura para visualizar una pluralidad de elementos de control (111, 112, 113, 114, 115, 211, 212, 213, 311, 312, 314, 411, 412, 413, 511, 512, 513, 612) dentro de un panel de control (110), que asignan la pluralidad de elementos de control a diferentes funciones de control del aparato de laboratorio, en donde los elementos de control están incorporados para configurar los parámetros (121, 122, 123) de las funciones de control,

caracterizado porque

al menos dos de los elementos de control están asignados a la misma función de control y están incorporados de manera diferente para configurar el mismo parámetro de esta función de control, en donde en la unidad de visualización (100) se visualizan los al menos dos elementos de control (111; 112) en una disposición al menos parcialmente intercalada,

en donde uno de los al menos dos elementos de control es un control de deslizamiento circular (112), y uno o más elementos de control (111) de los al menos dos elementos de control están ubicados en el interior del círculo del control de deslizamiento circular.

2. El aparato de laboratorio de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los al menos dos elementos de control (111, 112, 113, 114) están configurados para configurar el mismo parámetro (121) para diferentes técnicas operativas, en particular para técnicas operativas con las que el operador del dispositivo de control ejecuta un gesto de tocar, deslizar o señalar.

3. El aparato de laboratorio de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque los al menos dos elementos de control (111, 112, 113, 114) comprenden al menos dos de los siguientes elementos de control configurados de manera diferente: control de deslizamiento, control giratorio (112), tecla (111), balancín, conmutador y conmutador paso a paso (113).

4. El aparato de laboratorio de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los al menos dos elementos de control se configuran de forma diferente para el ajuste de uno de los siguientes parámetros: temperatura (122), velocidad, velocidad de rotación (121), aceleración, duración (123) o radio.

5. El aparato de laboratorio de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los al menos dos elementos de control están asignados a una de las siguientes funciones de control: control de un motor eléctrico, control de un elemento de calentamiento y/o enfriamiento, control de un dispositivo de medición, control de válvulas, control de tiempo.

6. El aparato de laboratorio de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el aparato de laboratorio se implementa como centrífuga, termociclador, espectrómetro, agitador, ultracongelador, incubadora de CO2, mezclador o biorreactor o fermentador y/o como máquina automática de laboratorio.

7. El aparato de laboratorio de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la unidad de visualización (100) se visualizan una pluralidad de los parámetros a configurar (121, 122, 123) dentro de un panel de visualización (120), en donde en el panel de visualización se visualiza el parámetro (122) que se configura actualmente como resaltado en relación con los otros parámetros (121, 123).

8. El aparato de laboratorio de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque en la unidad de visualización (100) también se visualiza al menos uno de los elementos de control (115).

9. El aparato de laboratorio de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8, caracterizado porque en el panel de control (210) también se visualiza al menos uno de los parámetros, en particular el parámetro (221) que se configura actualmente.

10. El aparato de laboratorio de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la unidad de visualización (400) se visualizan los elementos de control (411, 412, 413) en una disposición, que depende del parámetro que se ajusta actualmente (421).

11. El aparato de laboratorio de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad de visualización (500) cambia la posición de uno o más de los elementos de control (513) en el panel de visualización en función del valor del parámetro actualmente ajustado (521).

12. El aparato de laboratorio de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de control comprende una carcasa dispuesta espacialmente separada del al menos un aparato de laboratorio.

13. El aparato de laboratorio de acuerdo con la reivindicación 1 o 12, caracterizado porque el dispositivo de control está conectado a una pluralidad de aparatos de laboratorio, en particular a una pluralidad de mezcladores, centrifugadoras o termocicladores, y está configurado para el funcionamiento centralizado de una pluralidad de aparatos de laboratorio.