JP2013543437A - 機械式ピペット - Google Patents

Abstract

機械式ピペットであって、ａ．液体をピペット計量する手動駆動型機械式ユニットと、ｂ．操作データおよび／または性能データを検出する少なくとも１つのセンサと、ｃ．操作ユニットと、ｄ．表示ユニットと、を備え、ｅ．装置モジュールが、上記ピペット計量する機械式ユニットと、上記センサと、上記操作ユニットとを含み、ｆ．前記装置モジュールから物理的に分離している表示モジュールが、完全に、または部分的に、上記表示ユニットを含み、ｇ．上記装置モジュールと上記表示モジュールとの間をワイヤレス通信する手段が設けられている、機械式ピペット。
【選択図】図４

Description

本発明は、機械式ピペットに関連する。

ピペットは、特に実験室において使用される液体を計量するための手持ち式、または固定式の計量装置である。「液体」は、単相の液体または液体混合物、または多相の液体混合物（例えば、エマルジョン）、または液体−固体混合物（例えば、懸濁液）、または液体−気体混合物（例えば、発泡体）であるサンプルの形態としての液体媒体を意味する。

変位ピペットが、ピペットチップを着脱自在に保持するシートを有する。空気変位ユニットは、ピペットに一体化されており、チャネルと連通することにより、シートの孔に接続されている。空気クッションが、この変位ユニットによって変位するので、空気クッションの変位方向に応じて、液体がピペットチップにある先端開口部に吸引され、またはそこから排出される。この変位ユニットは、通常、中に変位可能なプランジャを有するシリンダである。このプランジャは、駆動ユニットによって駆動する。この呼称「空気変位ピペット」は、液体と変位ユニットとの間にある空気クッションに基づく。

容積式ピペット（Positive displacement pipettes）は、シリンジのシリンダおよびその中で変位可能なシリンジのプランジャを有するシリンジとともに作用する。シリンジは、容積式ピペットに連結可能であり、あるいは容積式ピペットからそれぞれ解除可能である。シリンジのシリンダは、容積式ピペットに保持され、シリンジのプランジャは、駆動装置によって、変位可能なプランジャのシートに保持されている。駆動ユニットによって、シリンジのプランジャが前後に移動するので、液体が先端部の孔に吸引されるかまたはそれぞれそこから排出される。この呼称「動的変位ピペット」は、液体とシリンジのピストンとの間に空気クッションがなく、シリンジのピストンが液体を直接に変位させることに基づいている。

ディスペンサとして設計される場合、容積式ピペットは、先端部によって吸引される液体の全量のうち部分量を段階的に排出可能にする駆動ユニットを有する。

ピペットは、手動で駆動する機械式駆動ユニット、または電気機械的に駆動する駆動ユニット、あるいは電気機械的サポート（サーボ・ドライブ）を有する手動で駆動する機械式駆動ユニットについて知られている。さらに、固定および調整可能な容積を有するピペットが存在する。さらに、計量配分される部分量が調整可能なディスペンサが知られている。さらに、単一のピペットチップだけで使用するためのシングルチャンネルのピペットと、いくつかのピペットチップまたはシリンジで同時に使用するためのマルチチャネル・ピペットとがある。

ピペットチップまたはシリンジは、プラスチック製が好ましく、使用後に使い捨て商品として廃棄可能であり、あるいはそれぞれ新しいピペットチップまたはシリンジと交換可能である。ピペットチップまたはシリンジは、さまざまな容積範囲内で計量するために、さまざまな寸法で提供される。

ピペットは、液体の吸引および排出を制御し、ピペットからピペットチップまたはシリンジを解除することのできる操作要素を有する。ピペットはまた、ユーザ・パラメータ（計量容積、計量速度、液体の物質定数、較正データなど）、および／または操作モード（ピペット計量、計量分配、滴定、混合など）、および／またはサンプル処理のための操作手順（液体の吸引、混合、および排出）の手入力に使用可能な操作要素を有する。さらに、ピペットは表示ユニットを備える。この表示ユニットは、ピペットの操作データ（ユーザ・パラメータ、操作モード、操作手順、操作状態）を示す役割をする。

操作表示ユニットは、主にピペットの最上部に配置されている。ピペットのハウジングがそこで全体として広がり、これらの要素を収容する。ピペットは、略ロッド状のハウジングで知られており、このハウジングは、講演台のように曲げられているハウジング・ヘッドを頂部に有し、一方が突出していてもよい。電気スイッチまたはそれぞれのキー、および少なくとも１つの表示装置が、このハウジング・ヘッドに収容されている。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が、従来の表示装置である。この種のピペットは、欧州特許公開第ＥＰ １ ８２５ ９１５ Ａ２号、欧州特許公開第ＥＰ １ ８５９ ８６９Ａ１号および欧州特許公開第ＥＰ １ ８７８ ５００Ａ１ 号に記載されている。ピペットが複雑になるにつれて、より複雑な入力装置およびより大型の表示ユニットを備えた操作および表示ユニットが通常使用される。

欧州特許公開第ＥＰ １ ８２５ ９１５ Ａ２号 欧州特許公開第ＥＰ １ ８５９ ８６９ Ａ１号 欧州特許公開第ＥＰ １ ８７８ ５００ Ａ１号 ドイツ国特許公開第ＤＥ １９９ １１ ３９７ Ａ１号 欧州特許公開第ＥＰ ０ ９９９ ４３２ Ｂ１号 国際特許第ＷＯ ２００５／０５２７８１ Ａ２号 米国特許第ＵＳ ７ ６４０ ７８７ Ｂ２号 米国特許第ＵＳ ４ ８２１ ５８６号 国際特許第ＷＯ ８９／１０１９３号 ドイツ国特許公開第ＤＥ １９５ ０６ １２９ Ａ１号 国際公開特許第ＷＯ ２００８／１３１８７４ Ａ１号 国際公開特許第ＷＯ ９８／２５７ ３６ Ａ１号 ドイツ国特許公開第ＤＥ １９９ ２４ ０１７ Ａ号 米国特許公開第２００４／１５２４７９Ａ号 国際特許公開第ＷＯ ９５／３４９６０Ａ号

問題点は、ピペットが、中に含まれる操作表示ユニットによって、最上部で突出しており、重く、それにもかかわらずこれらが小型であるために、操作して読み取るのが困難なことである。これによって、ピペットが扱いにくくなり、誤用する潜在的リスクがある。さらに、実質的に一部のピペットのコストが、操作表示ユニットに起因する。一体化した操作表示ユニットに伴うルーチンおよびプログラムの作成など複雑な作業は、習得するのが困難である。ピペットがより小さな操作表示ユニットを備える場合、このことによって、さらに使いやすさが低減する。

ドイツ国特許公開第ＤＥ １９９ １１ ３９７ Ａ１号は、自律型ピペットを記載している。このピペットは、制御装置と、データを送信し、かつ／または装置を制御するための無線インターフェースを有する操作データを獲得するためのセンサ・ユニットとを備える。ピペットは、このインターフェースを使用して遠隔制御によって、制御するのがより簡単である。自律型ピペットは、遠隔制御せずに従来の方法で使用することが可能である。自律型ピペットは、こうするために、操作表示ユニットが必要である。

欧州特許公開第ＥＰ ０ ９９９ ４３２ Ｂ１号は、電子計量システムを記載している。このシステムでは、操作手順を行うルーチンが、データ処理システムによって、接触式または無線式のデータ・インターフェースを介して手動計量装置に入力されることができる。さらに、操作パラメータは、手動計量装置に入力することが可能であり、手動計量装置はデータ処理システムによって制御可能である。操作パラメータは、ユーザ・パラメータ（計量容積、計量速度など）、装置の種類に固有のパラメータ（プランジャの移動を測定するパラメータ、量を測定するパラメータ、操作状態の監視に関するパラメータなど）、または装置に固有のパラメータ（装置識別、貯蓄された１組のパラメータ用のＩＤコードなど）である。手動計量装置は、それ自体が操作表示ユニットを有する。

同様の計量システムが、国際特許第ＷＯ ２００５／０５２７８１ Ａ２号に記載されている。ピペットがまた、それ自体の操作表示ユニットを備えている。

米国特許第ＵＳ ７ ６４０ ７８７ Ｂ２号は、ピペット用の検査ユニットを記載している。ピペットは、ピペットのプランジャによって、変位する容積を測定する手段と、この測定値を所望の数値と比較する手段と、エラーを示す手段とを有する。エラーの参照は、ピペット上の液晶ディスプレイにより表示される。さらに、比較の結果は、記録用コンピュータに、インターフェースを介してワイヤレスで送信可能である。ピペットは、それ自体の操作ユニット、および放出される液体容積を示すそれ自体のメータを有する。

米国特許第ＵＳ ４ ８２１ ５８６号は、ピペット・システムを記載している。このシステムでは、ピペットがプログラムされた制御ユニットにより制御され、１組から選択された計量機能を実行する。計量機能は、例えば、個々の液体容積をピペット計量することと、吸引された液体容積のうちいくらかの容積を部分的に計量配分することと、希釈および滴定とであってもよい。制御ユニットはまた、計量配分機能のための新規なプログラムを書き込み保存できる。制御ユニットは、ピペット用の制御部を含み、可撓性ケーブルを介して、ピペットのモータ、スイッチおよびランプに接続されている。

国際特許第ＷＯ ８９／１０１９３号は、ピペット計量装置を記載されており、このピペット計量装置は、プランジャポンプを有する固定式ユニットと、プランジャポンプを駆動するステッピングモータと、ステッピングモータを制御するマイクロプロセッサとを含む。電線を介してマイクロプロセッサに接続されている登録ボックスによって、データおよびプログラムがマイクロプロセッサに登録可能である。登録ボックスは、制御命令を要求し、応答を再現し、かつ装置の状態を示す表示部を含む。ピペット・ハンドルが、電子操作要素を有し、吸引機能、放出機能、および混合機能を含むさまざまな機能を起動させる。電子操作要素は、第２の電線によって、マイクロプロセッサに接続されており、ピペット・ハンドルは、空圧ホースによって、プランジャポンプに接続されている。ピペットチップは、ピペット・ハンドルの連結装置に連結可能である。したがって、プランジャポンプおよびマイクロプロセッサを有する固定式ユニット、登録ボックスおよびハンドルは、互いに分離しており、可撓性のリード線によって、互いに接続されている装置要素である。

ドイツ国特許公開第ＤＥ １９５ ０６ １２９ Ａ１号は、そのハンド部にブラッシング時の正確な圧力を測定するセンサを有する歯ブラシを記載している。測定された圧力値は、ハンド部の送信機および送信アンテナによって、受信アンテナを備えた外部表示ユニットに出力される。これは、ブラッシングが十分な圧力で行われているかどうかを示すものである。さらに、ブラッシング時間は、異なる歯の領域に対して検出可能であり、その時間の信号を送ることが可能である。

国際公開特許第ＷＯ ２００８／１３１８７４ Ａ１号は、送信機と受信機との間の無線一方向のデータ転送方法を記載している。ここでは、送信機は、経時的に複数の転送チャネルにわたって数回転送されるデータ・レコードを転送し、受信機は、１つの転送チャネルのみでデータ・レコードを受信する。使用される転送チャネルの数は、送信機がデータ・レコードを転送する反復数よりも少なく、転送チャネルの順序がその範囲内に規定されている転送チャネルの順序が使用される。さらに、この特許は、上述の手順を実行する送信機と、歯ブラシおよび個別の補助装置からなるシステムとを有する歯ブラシを記載している。ここでは、送信機が歯ブラシにあり、受信機が補助装置にある。補助装置は、送信されたデータを表示する表示ユニットを備える。例えば、ユーザがブラッシング中に歯にブラシ取付け装置を押圧する歯ブラシでの圧力、および／またはブラッシング時間、および／またはハンドルに含まれる電気歯ブラシに電力を供給するための蓄電池の電荷が測定される。

国際公開特許第ＷＯ ９８／２５７ ３６ Ａ１号は、電気シェービング・システムを記載している。この電気シェービング・システムは、電気かみそりと、特定のデータを表示する表示ユニットを備えた遠隔制御部とを有する。表示ユニットは、かみそりに関するステータス・メッセージを表示し、ユーザにジェービング中にフィードバックを提供する。遠隔制御部は、かみそりのシェービング・パラメータを設定するボタン、キー、またはスライダ制御部を備えていてもよい。周囲条件に対するセンサが、遠隔制御部に含まれていてもよく、電気かみそりに快適なシェービングに関連する情報を供給する。遠隔制御部とかみそりとの間のデータ交換は、無線であってもよく、双方向が可能である。

このような背景に対して、本発明の目的は、改良され、かつ／または拡張された機能および処理を有する機械式ピペットを提供することである。

この目的は、請求項１の特徴を有する機械式ピペットによって達成される。機械式ピペットの有利な実施形態は、従属請求項に示されている。

本発明による機械式ピペットは、
ａ．液体をピペット計量する手動駆動型機械装置と、
ｂ．操作データおよび／または性能データを検出するための少なくとも１つのセンサと、
ｃ．操作ユニットと、
ｄ．表示ユニットと、を備え、
ｅ．装置モジュールが、上記ピペット計量機械ユニットと、上記センサと、上記操作ユニットとを含み、
ｆ．上記装置モジュールから物理的に分離している表示モジュールが、完全に、または部分的に、上記表示ユニットを含み、
ｇ．上記装置モジュールと上記表示モジュールとの間をワイヤレス通信する手段が設けられている。

従来、手動駆動型機械ピペットの一部分が、１つの物理ユニットに結合されている。操作および／または表示ユニットとは、ピペット計量する機械式ユニットを備えた共通のハウジングに収容されている。本発明のピペットは、物理的に分離した部分、すなわち装置モジュールと、装置モジュールと物理的に分離した操作モジュールとに分割される。装置モジュールは、ピペット計量機械ユニットと、センサと、操作ユニットとを含む。ピペット計量ユニットは、変位ユニットと、それに機械的に連結されている駆動ユニットと、駆動ユニットに連結されており、ユーザの筋力によって駆動ユニットを駆動する操作要素とを備える。ピペットは、親指で作動させるための従来のプッシュボタンまたはキーを有するのが好ましい。表示モジュールが、完全に、または部分的に、操作および／または表示ユニットを含む。さらに、本発明のピペットは、装置モジュールと表示モジュールとの間のワイヤレス通信用手段を有する。これらは、装置モジュールと表示モジュールとの間でデータを送信するように設計されている。装置モジュールと表示モジュールとは、表示に必要なデータ転送を行うために、ワイヤレス通信手段を介して一方向に通信する。ユーザは、表示された情報を考慮しながら機械ピペットを使用する。操作および／または表示ユニットから装置モジュールへの通信は、ユーザによってもたらされる。装置モジュールが必要とするのは、センサ用の小型の電源装置と、検出信号を変換する手段と、装置モジュールに属するワイヤレス通信手段のみである。電池または蓄電池またはコンデンサは、電源ユニットとして十分である。

装置モジュールは、表示ユニットを有していなくてもよく、あるいは従来の実験装置と比べて、表示ユニットが減少していてもよい。特に、表示ユニットがなく、あるいは上記のユニットの一部分のみしかないように、装置モジュールを設計することができる。表示ユニットは、装置モジュールから物理的に分離している表示モジュールに、完全に、または部分的に搬送される。表示モジュールは、従来の実験装置の表示機能すべてを提供することができる。装置モジュールの表示機能のみが低減する場合、表示モジュールなしで、実験装置の基本機能を実行するために必要な操作データを表示することは不可能である。操作および／または表示モジュールのない装置モジュールは、好ましくは、プリセットされた操作状態を実行することが可能であるが、表示ユニットの助けを借りて新規な操作状態を設定することは不可能である。操作ユニットを作動させることによって、生成データが、装置モジュールと表示モジュールとの間でリアルタイムに送信可能である。

本発明によると、装置モジュールから表示ユニットを完全に、または部分的に除去し、かつ個別の表示モジュールにそれを配置することによって、ピペットの処理が改良される。装置モジュールは、従来の機械ピペットよりもスペースをとらずより軽く設計可能である。表示モジュールは、従来のピペットよりもより操作しやすい表示ユニットを有することが可能である。特に、表示ユニットは、従来のピペットよりも良好なサイズおよび／または解像度のスクリーンを有すること可能である。適したサイズの表示ユニットでは、従来のピペットよりも、情報がより改良されより広範囲に表示される。これは、特に、空間がないために別の方法で表示されることができないピペットからのデータに関連している。表示モジュールでは、装置モジュールの操作データ（操作パラメータ、モード、操作手順、操作状態など）および／またはパラメータ・データ（測定結果、計量の量、歩留り）が出力可能である。表示モジュールは、装置モジュールから分離して配置可能であり、ピペットを操作しやすくし、かつ／または、表示された情報を見やすくする。したがって、表示モジュールは、装置モジュールと連通して、情報の表示に必要なデータの交換を行う。

本発明の１つの変形例によると、全表示ユニットが、表示モジュールに配置されている。別の変形例によると、表示ユニットが、主に表示モジュールに配置されている。したがって、より大型またはより高解像度の表示ユニットが表示モジュールに配置され、かつ、より小型の表示ユニットが装置モジュールに配置されている。特に、装置モジュールは、単に、基本機能（処理を起動させて単一の物品を排出するなど）のための少数の操作要素、および／または一部のデータ用の補助ディスプレイだけを備えていてもよい。また、表示モジュールは、表示されるデータすべてのための表示ユニットを備えていてもよい。装置モジュールが単一または少数の操作要素のみを備えている場合に、装置モジュールの操作はより容易となる。

一実施形態によると、装置モジュールは、機能的に必要な実験装置の操作および／または表示ユニットの一部分を有し、機能的に必要な実験装置の操作および／または表示ユニットの他の部分は、操作および／または表示モジュールに配置されている。さらなる実施形態によると、機能的に必要な操作および／または表示ユニットの一部分は、操作および／または表示モジュールと同様に装置モジュールに配置されるので、機能的に必要な操作および／または表示ユニットの一部分が両方のモジュールに配置される。例えば、計量体積が変更可能な機械ピペットの機能的に必要な操作および／または表示ユニットのみが、プッシュボタン、計量体積の調節要素（たとえばダイヤルまたはノブ）、および設定された計量体積の体積表示部である。上述の操作および／または表示ユニットに加えて、計量体積が変更可能でピペットチップのエジェクタを有する機械式ピペットは、ピペットチップを排出するためのエジェクタ用のエジェクタ・ボタンを有する。装置モジュールは、好ましくは計量ノブと、調節要素と、エジェクタがある場合にはエジェクタ・ボタンとを有し、表示モジュールは表示ユニットを有する。計量体積が変更可能でピペットチップのエジェクタを有する電子ピペットの機能的に必要な操作および／または表示ユニットは、計量ステップを起動させる計量ノブと、計量体積を調節する調節要素と、設定された計量体積を示す表示ユニットと、エジェクタ用のエジェクタ・ボタンとからなる。例えば、装置モジュールは、計量ノブおよびエジェクタ・ノブを有し、操作および表示モジュールは、調節要素および表示ユニットを有する。さらなる実施形態では、装置モジュールが、計量ノブおよびエジェクタ・ノブを有し、操作および表示ユニットが、調節要素および表示ユニットと、付加的に計量ノブおよび／またはエジェクタ・ノブとを有する。

一実施形態によると、実験装置は、ワークフローを開始、制御、および終了する操作ユニットと、少なくとも１つの表示ユニットとを有する。さらに、操作および／または表示ユニットのうちの少なくともいくつかが、装置モジュールに配置され、かつ、操作および／または表示ユニットのうちの少なくともいくつかが、操作および／または表示モジュールに配置されている。これにより、装置モジュールに備えられる操作および／または表示ユニットが減少する。一実施形態によると、操作および／または表示モジュールが、他の操作および／または表示ユニット加えて、装置モジュールにもある付加的な操作および／または表示ユニットを有する。これによって、任意選択的に、操作および／または表示モジュールまたは装置モジュールで行われる一定の操作が可能となり、あるいは、ユーザが操作および／または表示モジュールまたは装置モジュールからディスプレイを読むことが可能となる。別の実施形態によると、実験装置は、ワークフローを調整し、かつ／またはプログラムする操作ユニットを有する。これらの操作ユニットは、ワークフローを開始、制御および終了するための操作ユニットに対応する装置モジュールおよび操作および／または表示モジュールに割り当てられる。一実施形態によると、装置モジュールが、ワークフローを開始および／または制御および／または終了するための操作ユニットのみを有し、操作および／または表示モジュールが他の操作ユニットを有する。別の実施形態によると、表示ユニットが、操作および／または表示モジュールに排他的に配置されている。

表示ユニットは、保管が可能である。というのは、同じ種類の複数の装置モジュールおよび／または異なる装置モジュールのために使用することができるように設計可能であるからである。これによって、複数の同等であるかそれぞれ異なる装置モジュールを単一の表示モジュールで処理することが可能となる。さらに、製造者は、より経済的な生産が可能な１つの特定の表示モジュールを備えたより多数のユニットを実現する。表示ユニットは、特に、実験装置からの操作データおよび／または性能データを表示することができる。複数の装置モジュールは、同じ表示モジュールで、経時的に操作可能である。しかし、同じ表示モジュールを使用して、複数の装置モジュールを同時に操作することもまた可能である。この目的のために、ワイヤレス通信用の手段が複数のチャンネルを備え、チャンネルが各装置モジュールに割り当てられている。単一のチャンネルを介した通信もまた可能であり、装置モジュールは、例えば装置固有のデータパケットによって指定可能である。さらに、１つの装置モジュールが、複数の表示モジュールとともに作動して、例えばいくつかの位置から装置モジュールを操作し、かつ／またはいくつかの位置で装置モジュールの作動に関する情報を表示することができる。

「ピペット」は、手動駆動型の機械式駆動ユニットを備えた本明細書の序文に記載されているピペットとして、特に理解されるであろう。

一実施形態によると、装置モジュールが、ピペット計量装置から操作データを検出する電子制御装置を含む。制御ユニットは、例えば、装置モジュールからの操作データを検出する少なくとも１つのセンサと、センサの信号をワイヤレス通信に適した信号に変換する電子回路とを備えることができる。

一実施形態によると、センサは、設定され、かつ／または実際に計量された計量体積を検出するセンサである。このセンサは、例えば、計量体積用のノブの回転位置を検出するセンサであり、あるいは、変位ユニットの変位器のストロークを制限する停止部の位置を検出するセンサであり、あるいは、変位ユニットの変位器（例えば、シリンダのプランジャ）の手動制御するストロークのそれぞれの位置または到達した端位置を検出するセンサである。変位センサは、このために使用可能である。表示ユニットが実際に計量された計量体積を表示する場合、表示ユニットは、現在得ている計量体積および／または端位置に達した時に示される計量体積を表示することができる。

一実施形態によると、このセンサは、計量ステップを計数するステップ・カウンタ、ピペットチップの装着力を測定する力センサ、ピペットチップの底部へのセットダウンを検出するセットダウンまたは接触センサ、加速度センサ、装置モジュールの使用を検出する近接センサである。

別の実施形態によると、センサは、装置モジュール内で一体化されるＲＦＩＤチップのデータを検出するセンサである。

別の実施形態によると、ＮＦＣ（近距離場通信）転送規格に従って、装置モジュールと操作および／または表示モジュールとの間でデータが交換される。ＮＦＣは、その起源が無線周波数認証（ＲＦＩＤ）までさかのぼる。しかし、読取り装置が識別および追跡するために電波を受動電子タグに送信できるのみのＲＦＩＤ技術と異なり、ＮＦＣは、装置モジュールと１つの操作および／または表示モジュールおよび／または複数のモジュールとの間で能動通信を可能にする。装置のＮＦＣタグは、読取り専用または書き換え可能である。装置モジュールと１つまたは複数の操作および／または表示モジュールとの間には、２つの形態のＮＦＣ通信がある。すなわち、受動通信形態は、それにより起動装置がキャリヤフィールドを供給し、ターゲット装置が既存の磁場を変調することによって、反応する。この形態では、ターゲット装置は、起動部が設けられたた電磁場からその操作電力を引き出してもよく、したがって、ターゲット装置をトランスポンダとすることができる。能動通信形態では、起動部およびターゲット装置は、交互にこれら自体の磁場を発生させることによって通信する。装置がデータを求めて待機している間、装置はその無線周波数電磁場を停止させる。このモードでは、両方の装置が、典型的に電源装置を有する。ＮＦＣは、通信相手（装置モジュールと１つまたは複数の操作および／または表示モジュール）の認証にとりわけ有用であり、承認された装置だけが互いに通信する、すなわちデータを共有するセキュリティが増大する。

上述のタイプの複数の同等または異なるセンサが、１つの装置モジュールに一緒に収容可能である。

別の実施形態によると、表示モジュールは、複数の装置モジュールのうちの１つの装置モジュールと通信する場合にそれぞれの装置モジュールを認識し、表示ユニットで装置固有のユーザインターフェースを自動的に設定するように設計されている。この目的のため、ワイヤレス通信手段は、異なるチャネルの異なる装置モジュールからのデータ、あるいはそれぞれ装置固有のＩＤを有する異なる装置モジュールからのデータを送信することができる。代替として、装置固有のユーザインターフェースが、表示モジュールによって与えられるリストを使用して、かつ／または装置番号および／または装置名を登録することによって設定されることができるように、表示モジュールを設計することができる。

１つ以上の装置モジュールを備えた表示モジュールが数名のユーザによって使用される場合、個人化機能は表示モジュールで統合可能である。したがって、一実施形態によると、認証の証明が登録されると１つ以上の固有の装置モジュールのみを使用することができるように、表示モジュールを設計する。これにより、例えば、特定の目的のために意図された装置モジュールが逸脱した用途によって汚染することが防がれる。一実施形態によると、パスワードを登録すること、および／または指紋をスキャンすること、および／または網膜のスキャン、および／またはＲＦＩＤ認識文字発生装置、および／またはＮＦＣの転送プロトコルを介したデータ交換、または他の適した方法によって認証が証明されるように、表示モジュールを設計する。一実施形態によると、認証の証明を登録すると、ある測定結果、および他のデータを作成し、表示し、または処理することのみが可能となるように、表示モジュールを設計する。

さらに、組織化機能は、実験装置に一体化されてもよい。一実施形態によると、表示モジュールは、一体化した予約機能で設計されており、これに従って、ピペットが一定のユーザに対してある期間制限される。指定された識別によって、装置は、具体的に、身元を確認し得る人および／または予約されたグループの人、その人用にピペットが正確に指定された期間予約される。別の実施形態によると、ピペットが自由に使用できるかどうか、使用が完了しているかどうか、または状態が進行中のアプリケーションによって到達しているかどうかに関する情報を出力するように、操表示モジュールを設計する。

一実施形態によると、表示モジュールが、スイッチおよび／またはキー、および／またはキーボード、および／またはマイクロホン、および／またはスクリーン（ディスプレイ）、および／または接触画面（タッチスクリーン）、および／またはラウドスピーカ、および／または音響信号発生器を有する。表示モジュールは、キーボードを使用して特に簡単に操作可能である。マイクロホンは、音声入力によって操作可能である。英数字に加えて、スクリーンを使用して画像または記号を表示することが可能である。スクリーンは、特にＬＣＤ、ＬＥＤ、ＴＦＴ、またはＣＲＴであってもよい。ラウドスピーカおよび／または音響信号発生器によって、音響情報（音声出力および／または信号音など）を発することもまた可能である。ノイズ、音、または他の周波数のアコースティック・エミッションを使用して、操作者を案内することが可能である。

表示ユニットは、それに応じて設計された電子制御部を備えていてもよい。電子制御部は、装置モジュールを特定し、かつ／またはユーザインターフェースを選択し、かつ／または個人化機能および／または組織化機能を用いて解釈し、かつ／または情報を出力する。

別の実施形態によると、装置モジュールは手持ち式であってもよく（すなわち、ユーザによって使用される時に手で保持可能である）、かつ／または、表示モジュールはポータブルである（すなわち、ユーザによって持ち運び可能であり、ユーザが選択する設定部位に配置可能である）。本発明の利点は、特に手持ちが可能な装置モジュールによって明らかである。従来の機械ピペットと比較すると、形状がコンパクトであり、重量が低減され良好に重量分布しているために、扱いがより容易である。ポータブル式表示モジュールはユーザによって配置可能であるので、ピペットを使用するときにこのモジュールは使用に最適な範囲にあり、ユーザの視野に最適に配置される。手持ち式表示モジュールは、使用中ユーザによって支持可能である。

表示モジュールは、特に、本発明による実験装置用に作られた装置であってもよい。一実施形態によると、表示モジュールは、モバイル電話または携帯情報端末、および／またはモバイル電話およびパーソナル携帯情報端末の組合せ（スマートフォン）である。上述の種類の新しく開発され、あるいは商業的に入手可能な製品を使用することができる。特に、ＩＯＳオペレーティング・システム（アップル社）、またはアンドロイド（Ｇｏｏｇｌｅ株式会社）、または他の製造者のオペレーティング・システムを有するスマートフォンを使用することができる。特に、アップル社によるｉＰｈｏｎｅが使用可能であり、開発されるスペシャルプログラム（アプリ）を備えることが可能である。

実験装置のユーザの必要性に応じて、いわゆるタブレット・コンピュータ、たとえばＩＰａｄ（アップル社）、Ｐｌａｙｂｏｏｋ（ＲＩＭリサーチ・イン・モーション）、またはサムスン社のＧａｌａｘｙＴａｂもまた、使用可能であり、必要なアプリを含んでいる。

スクリーンは、約１５０ｐｐｉで少なくとも約４８０×３２０画素、好ましくは少なくとも９６０×６４０画素の高解像度を有するのが好ましい。スクリーンの最小対角線は、好ましくは３．５インチ、すなわ８．８９ｃｍである。スクリーンは、白黒および／またはカラーで表示するのに使用可能である。

ボタン、矢印、および他のキーが、ＰＤＡ、スマートフォンなどのキーボードに類似した操作要素として使用されてもよい。あるいは、スクリーンは、ｉＰｈｏｎｅに類似したタッチスクリーンであってもよく、例えばアップル社開発キットの規格によるシミュレートされたキーボードを有していてもよい。これはまた、疎油性の耐指紋性コーティングがなされたマルチ・タッチのディスプレイおよびスクリーンを含む。代替として、他の感圧式またはそれぞれ接触感知式の登録装置が、操作要素として使用可能であり、テキストを認識する必要な手段を含む。音声入力もまた、代替案であってもよい。感圧式または接触感知式の入力媒体の場合、ジェスチャ・パッドの機能が、アップル社規格に従って、かつ／またはそれを超えて実装可能である。

別の実施形態によると、表示モジュールが、作業領域の前に配置可能な正面ディスプレイ（「ヘッドアップ・ディスプレイ」−ＨＤ）、および／または透明ディスプレイ・スクリーンを備える。これらの実施形態によって、情報をユーザの視野内に最適に配置できる。別の実施形態によると、これらは、キーおよび／またはキーパッド、および／または他の操作要素を備える。

一実施形態によると、ピペットは、装置モジュールおよび表示モジュールから物理的に分離された電子データ処理システムを備え、表示モジュールと電子データ処理システムとの間を無線または有線で通信する手段を備える。電子データ処理システムは、例えば、コンピュータおよび／またはネットワーク、および／またはサーバを含む。データ処理システムによって、１つ以上のピペットから得られるデータが、評価および／またはさらに処理され、かつ／または圧縮され、かつ／または保管されることができる。データを分析かつ／またはさらに処理することができ、かつ／または圧縮することができ、かつ／または保存することができ、かつ／または、装置モジュールおよび／または表示モジュールを、特に利用者本位の方法で電子データ処理システムによって中央にアップデートすることができる。

別の実施形態によると、ワイヤレス通信手段は、電波によって、かつ／または光学的に、かつ／または誘導的に、かつ／または容量的に通信する。この通信は、現在および将来の技術およびプロトコルすべて含んでいてもよい。キーボードまたはマウス、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）、ＷＣＵＳＢ（無線認定ＵＳＢ）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、および４ＧなどのＲＦプロトコルが、特に適している。この典型的な形式は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ２．１＋ＥＤＲ、ＵＭＴＳ／ＨＳＤＰＡ／ＨＳＵＰＡ／ＧＳＭ（登録商標）／ＥＤＧＥ、またはＷｉ−ｆｉ ８０２．１１ｂ／ｇ／ｎである。光の転送として、特に赤外線通信協会（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）（ＩｒＤＡ）赤外放射による転送が可能である。

データの転送は、国際特許公開第ＷＯ ２００８／１３１８７４ Ａ１号、ドイツ国特許公開第ＤＥ １９５ ０６ １２９ Ａ１号、ドイツ国特許公開第ＤＥ １９９ ２４ ０１７ Ａ号、米国特許公開第２００４／１５２４７９Ａ号、および国際特許公開第ＷＯ ９５／３４９６０Ａ号に記載されている。そこに記載されている技術は、本発明のコンテキスト内で使用されることができる。上述の文書の関連する記載は、参考文献によって、本出願に含まれている。

一実施形態によると、表示モジュールが、装置モジュールに着脱自在に連結可能である。ピペットは、表示モジュールが装置モジュールから分離しているときに使用可能である。さらに、モジュールは、従来のピペットのように接続されている状態で使用可能である。これらは、接続されている状態で、手持ち式および／または固定式のピペットを形成することができる。

別の実施形態によると、ピペットは、装置モジュールおよび／または表示モジュールの電気エネルギ保管ユニットを充電する充電器を有する。電気エネルギ保管ユニットは、好ましくは蓄電池、または、それぞれリチウムイオン電池などの電池である。別の実施形態によると、充電器は、装置モジュールおよび／または表示モジュールに電気接点を介して接続可能である。別の実施形態によると、装置モジュールは、表示モジュールの電気エネルギ保管ユニットを充電する充電器を有する。これによって、装置モジュールの充電器を使用して、表示モジュールの電気エネルギ保管ユニットを充電することができる。代替の実施形態によると、表示モジュールは、装置モジュールの電気エネルギ保管ユニットを充電する充電器を有する。これにより、装置モジュールの電気エネルギ保管ユニットが、表示モジュールの助けを借りて充電することができる。表示モジュールは、充電器を備えているのが好ましい。というのは、表示モジュールは多くの場合、扱い易くする必要はなく、使用中はたびたび固定されてもよいからである。

別の実施形態によると、装置モジュールおよび表示モジュールは、互いに接続可能であり、装置モジュールと表示モジュールとの間を通信し、かつ／または電荷を転送するための接触子を有する。

一実施形態によると、装置モジュールのセンサおよび／またはワイヤレス通信用の手段がカプセルに入れられているので、装置モジュール全体を加圧滅菌できる。したがって、電源ユニットは、必要に応じて装置モジュールから除去される。別の実施形態によると、電源ユニット、および可能であればワイヤレス通信用の手段、および可能であればセンサが、電子回路モジュールに収容される。このモジュールは、装置モジュールに着脱自在に接続されており、加圧滅菌器で処理するために装置モジュールから切り離すことができる。電子回路モジュールは、例えば装置モジュールにスナップ嵌めされるか、クリップ留めされてもよい。したがって、電子回路モジュールおよび／または装置モジュールは、スナップ嵌めまたはクリップ留めする手段を備えている。

一実施形態によると、装置モジュールは、最大３つの操作要素を有する。一実施形態によると、装置モジュールは、計量手順を開始する操作要素と、可能であれば計量手順を制御する操作要素と、可能であれば計量手順を終了する操作要素とを有する。別の実施形態によると、装置モジュールは、装置モジュールからピペットチップまたはシリンジを排出する別の操作要素を有する。別の実施形態によると、装置モジュールは、計量される計量体積を設定する別の操作要素を有する。

一実施形態によると、装置モジュールは、操作要素として、変位ユニットの変位器を移動させるプッシュボタンを有する。この実施形態では、装置モジュールは、変位ストローク後に変位器および押しボタンをホームポジションに戻すばねを有するのが好ましい。ここでは、変位器が吸引ストロークを実行する。プッシュボタンは、機械的駆動装置を手動で操作する駆動要素である。ピペットチップまたはシリンジを解除するために、一実施形態による別の操作要素がある。この操作要素はエジェクタに連結されている。エジェクタは、他の操作要素が作動すると、そのシートからピペットチップまたはシリンジを切り離す。一実施形態によると、プッシュボタンは、エジェクタに連結されており、ピペットチップまたはシリンジを解除する役割をする。それによって、プッシュボタンは、計量分配ストロークを越えて作動するので、ピペットチップまたはシリンジを装置モジュールにあるシートから切り離すために、プッシュボタンに連結されているエジェクタがピペットチップまたはシリンジに作用する。別の実施形態によると、装置モジュールは、計量体積を設定するノブまたはダイヤルを有する。ノブまたはそれぞれのダイヤルは、装置モジュールの計量体積を設定するユニットに連結されている。このユニットは、たとえば、変位ユニットの変位器のストロークを制限する調整可能な偏向部を有する。装置モジュールは、単一の操作要素で処理する。

ピペットの別の実施形態によると、ピペットの装置モジュールには、表示ユニットがない。

好ましい実施形態によると、装置モジュールは、長いハンドル本体を有する。ピペットの別の実施形態によると、装置モジュールは、上部に幅広のヘッドなしで設計されている。別の実施形態によると、ハンドル本体がロッド状である。したがって、ハンドル本体はロッド形状および略ロッド形状を有する。

別の実施形態によると、表示モジュールは、ピペット・ホルダ上に配置されている。別の実施形態によると、ピペット・ホルダは、ピペットの装置モジュールの電気エネルギ保管ユニットを充電する充電器を有する。

ピペットの別の実施形態によると、装置モジュールは、エジェクタ用の手動駆動式機械駆動ユニットを有する。

一実施形態によると、少なくとも１つの操作および／または表示ユニットが、特定の空間範囲内で装置モジュールと通信するように設計されている。これを達成するために、ワイヤレス通信用手段が、例えば、固有のおよび／または設定可能な範囲とユニットとを有する。このユニットは、例えば受信した電波信号の強度に基づいて、装置モジュールが操作および／または表示モジュール周辺の所定の範囲内に配置されるかどうかを測定することができる。ワイヤレス通信用の手段の指定範囲は、好ましくは５ｍであり、特に好ましくは２ｍ、最も好ましくは１ｍである。

別の実施形態によると、特定の空間範囲は、最大距離によって、すなわち建物の１つの部屋または部屋の一部分、あるいは、複数の部屋により制限される。特定の空間範囲が建物の１つ以上の部屋または部屋の一部分に制限される場合、特定の空間範囲内に配置されている装置モジュールに識別がアーカイブされる。この識別は、操作および／または表示モジュールによって、装置モジュール内でアーカイブされてもよく、あるいは、装置モジュールの操作ユニットによって、そこに保存されてもよい。この識別は、建物の配置に指定される識別を実行したユニットを使用して、中心位置からラジオでアーカイブされてもよい。それぞれの装置モジュールの指定された識別は、装置モジュールの位置を測定する。位置データは、それぞれの実験装置に登録されて中心のユニットに送信されることができるか、あるいは中心のユニットに直接に登録されることができる。位置および識別は、ワイヤレスで、好ましくは電波で、送信されることができる。

操作および／または表示ユニットは、装置モジュールのＩＤを測定し、指定の空間範囲内にある装置モジュールを表示する。ユーザは、操作および／または表示モジュールが装置モジュールを表示する指定の空間範囲を選択する。操作および／または表示モジュールの助けを借りて、１つ以上の装置モジュールは、特定の空間範囲から操作および／またを、監視できる。したがって、装置モジュールは、操作および／または表示モジュールを使用して、いくつかの指定の空間範囲から操作および／または監視されることができる。一実施形態によると、操作および／または表示モジュールは、複数の装置モジュールのデータを同時に表示し、入力ユニットによって複数の装置モジュールを同時に操作および／または監視できるようになる。

さらに、本発明は、請求項１から２２による複数の装置モジュール、および請求項１から２２のいずれか一項による少なくとも１つの操作および／または表示モジュール、あるいは、請求項１から２２のいずれか１項による少なくとも１つの装置モジュール、および請求項１から２２のいずれか１項による複数の装置モジュールを有するピペット・システムを備える。

最後に、本発明は、請求項２５による手動駆動型機械ピペットを操作する方法を含む。方法の有利な実施形態は、従属請求項において、示されている。

本発明を、添付されている例示的な実施形態の図面を参照しつつさらに説明する。

従来のピペットの極めて概略的なブロック図である。 図２ａおよび２ｂは、極めて概略的なブロック図における本発明によるピペットの変形例である。 図３ａから３ｃは、ブロック図における本発明によるピペットの変形例である。 図４ａは、本発明のピペットの概略斜視図であり、図４ｂは利用可能なモジュールを有する正面図である。 図５ａは、本発明のピペットの装置モジュールの正面図であり、図５ｂは側面図であり、図５ｃはピペットチップを備えた背面図である。 図６から図６ｅは、透明の表示ユニットの変形例の正面図である。 自動実験システムに一体化されている透明の表示ユニットの側面からある角度で見た斜視図である。 透明の表示ユニットの別の変形例の側面図である。 図９ａから９ｅは、透明の表示ユニットのさらなる変形例の正面図である。

図１によると、従来のピペット１．１が、液体をピペット計量するユニット２と、操作および／または表示ユニット３とを有する。操作および表示ユニット３は、操作ユニット４および表示ユニット５を含む。液体をピペット計量するユニット２と操作および／または表示ユニット３とは、共通のハウジング６．１内で物理的に結合されている。

図２ａによる本発明によるピペット１．２では、ピペット計量ユニット２および操作ユニット４は、簡潔なハウジング６．２を有する装置モジュール７の一部分である。表示ユニット５は、表示モジュール８のハウジング６．３に収容されており、このモジュール８は物理的に装置モジュール７から完全に分離している。

さらに、装置モジュール７と表示モジュール８とは、ワイヤレス通信手段９を有する。ワイヤレス通信手段９は、装置モジュール７のワイヤレス通信用インターフェース１０と、表示モジュール８のワイヤレス通信用インターフェース１１とを含む。

ピペットは単一方向のワイヤレス通信手段９を有する。これは、装置モジュール７で検出された操作データを、装置モジュール７から表示モジュール８に送信する。

図２ｂのピペット１．３は、図２ａの変形例と、表示ユニット５の一部のみが表示モジュール８に移動される点において異なる。それに応じて、装置モジュール７は、表示ユニット５および表示ユニット５の一部分を有する。それぞれが極めて容易に同一とみなし得る画像を提供する必要のある表示要素を移動することが可能である一方で、基本機能用の表示要素は装置モジュール７で利用可能である。

図３ａのピペット１．４は、装置モジュール７、表示モジュール８、およびコンピュータ１２を含む。表示モジュール８は、好ましくはポータブルである。それは、例えばＰＤＡである。タッチスクリーンが、表示ユニット５として使用されるのが好ましい。操作および／または表示モジュール間の通信は、ワイヤレス（例えば無線通信による）である。特に、示された技術（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）， ＷＣ ＵＳＢ， Ｗ−Ｌａｎ， ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）， ＩｒＤＡ または４Ｇ）のうちの１つ以上を通信用に使用可能である。ルータもまた、ＷＬＡＮの使用に利用可能である。ＷＬＡＮによって、長距離を繋ぐことができる。さらに、モデム１３を介して通信を行ってもよい。

モジュール７、８間の有線通信もまた可能となるように、ピペット１．４を設計できる。このため、装置モジュール７と表示モジュール８とは、それぞれ電気接触子を有し、この電気接触子は互いに接続可能である。これを実行するために、クリップ留めされるか、あるいは磁気的に装着されるか懸垂されることによって、モジュール７、８はたとえば互いに機械的に接続可能である。モジュール７、８は、ケーブルによって、互いに電気的に接続可能であってもよい。モジュール７、８間が電気接触すると、ピペット１．４は、固定式または手持ち式のピペットとして、従来の方法で使用可能である。

引用した技術のうちの１つによって、ワイヤによって、または接触子によって、表示モジュール８とコンピュータ１２との間のワイヤレス通信を発生させることができる。

コンピュータ１２は、別の方法で実行される必要のあるタスクを、表示モジュール８を使用して特に容易に行うようになる。この例は、（特に測定結果における）装置モジュール７の操作データの評価、および（特に測定結果における）操作データの構造的な保管である。

図３ｂによるピペット１．５は、操作データを検出する少なくとも１つのセンサ１４を有する装置モジュール７を備える。装置モジュール７は、操作要素１５を有する。

スクリーン１６の形態の表示ユニット５のみを備え、操作ユニットを備えないように設計可能な表示モジュール８もまた、存在する。

操作データは、上述の技術の１つを使用したワイヤレス通信手段９によって、ワイヤレスで、かつ可能であればワイヤまたは接触子によって、装置モジュール７から表示モジュール８まで送信される。

センサ１４は、例えば、設定され、かつ／または実際に計量された計量体積を検出するセンサ、計量ステップを計数するためのステップ・カウンタ、ピペットチップの装着力を測定する力センサ、ピペットチップの底部へのセットダウンを検出するセットダウンまたは接触センサ、加速度センサ、装置モジュール７の使用を検出する近接センサ、または、装置モジュール７の位置合わせを検出する傾斜センサである。傾斜センサは、装置モジュールの傾斜を検出することによって、装置モジュールの精度を向上させる役割を果たす。

さらに、装置モジュール内で一体化されるＲＦＩＤチップからのデータを検出するセンサであるセンサ１４を使用してもよい。操作および／または表示モジュール８の適した読取り装置によって、ＲＦＩＤチップからのデータを、装置モジュール７から読み出すことも可能である。

装置モジュール７から表示モジュール８への一方向の通信は、ワイヤレス通信手段９により行われる。この方法は、経済的で、高速で、かつ単純である。センサ１４により検出された操作データは、リアルタイムで送信され、表示モジュール８に表示され、おそらく恒久的に保存される。ユーザは実験装置１．５を使用する場合に案内されることができる。ここでは、さらなる音響信号が表示モジュール８によって、送られてもよい。

データ選択により、以下の付加的使用が可能となる：

設定された体積およびその変化が表示されると、体積の相互設定が可能となる。ユーザは、そのユーザの作業に有用な位置で、設定された体積を認識できる。

表示モジュール８は、較正機能を備えていてもよい。これによって、計量される液体の物質定数（例えば粘度）またはそれぞれの位置の地理的高さを入力することができ、所望の計量体積に対する較正された計量体積を表示する。ついで、ユーザは、おそらく相互にこれらを設定できる。

さらに、表示モジュール８は、点検間隔を測定し表示できる。実験装置は、例えばユーザにより起動可能な電子メールまたはＳＭＳによって、サービスを要求して呼び出すことができる。ピペットは、原則として点検を自動的に要求することもできる。

さらに、表示モジュール８は、ピペットチップの完全なシートを表示し、かつ／または、ピペットチップが必要な装着力により装着されず、かつ／または、ピペットチップが底部に装着されている場合、かつ／または装置モジュール７が不適切に位置合わせされている場合に、警告および／またはエラーメッセージを送るように、設計できる。

検出された操作データは、表示モジュール８によって、下流側のアプリケーションに送信可能である。コンピュータ１２、ネットワーク、サーバなどに送信可能である。上述の技術のうちの１つに従って、送信は無線または有線であってもよい。

装置モジュール７は、センサ１４を操作する電源装置１７と、センサ１４の信号を変換するユニット（Ａ／Ｄ変換器など）と、表示モジュール８とワイヤレス通信するインターフェースとを必要とする。これは、蓄電池（リチウムイオン電池など）によって、実行可能である。蓄電池は、充電器１８を使用して電気接触子によって、充電可能である。これにより、表示モジュール８用の電源装置１９を充電することもできる。

装置モジュール７の転送プロトコルによって、表示モジュール８が装置モジュール７を識別できる。したがって、複数の装置モジュール７が、表示モジュール８と協働可能であり、複数の装置モジュール７からの操作データをこれらに指定できる。したがって、複数の装置モジュール７の操作データは、明確に指定可能な方法で互いに表示可能である。

一実施形態によると、操作および／または表示モジュール８は、ＳＩＭカード（加入者識別モジュール）を備えた携帯電話を含み、携帯電話ネットワークを介してデータが送信可能である。それに応じて、装置モジュール７は、携帯電話およびＳＩＭカードを備えていてもよい。

ピペットを設計するときに、複数の装置モジュール７が、複数のピペット用のピペット・ホルダに使用可能な状態で保たれることができる。ピペット・ホルダは、例えば、円形コンベアとして設計可能であり、スタンドの頂端部にピペット用のホルダを備えた回転可能な保持具を有する。ピペット・ホルダは、表示モジュール８と結合可能である。例えば、６つの装置モジュール７が、１つのピペット・ホルダで１つの表示モジュール８と結合可能である。

図３ｃによると、実験装置１．６が、液体処理ユニットを制御する制御ユニット２０を有する装置モジュール７を備える。さらに、実験装置１．６は、スクリーン１６とキー２１を備えた基本のキーボードとを含む表示モジュール８を有する。ワイヤレス通信手段９は、一方向の通信を可能にする。上述のワイヤレス通信の技術が使用可能である。特に、ＷＬＡＮによってルータまたはモデム１３を介してワイヤレス通信を発生させることができる。

任意選択的に、実験装置は、表示モジュール８に無線または有線で接続可能なコンピュータ１２を備える。

表示モジュール８は、例えば、スマートフォン２２によって、実現可能である。適したプログラムを開発することができ、たとえばインターネット上で利用可能にすることができる。操作および／または表示モジュール８と装置モジュール７とは、一方向のワイヤレス通信手段９により接続されている。操作データは、一方向のワイヤレス通信手段９を介して、装置モジュール７からスマートフォン２２に送信されることができ、それによって、図３ｂの例示的な実施形態に対応して表示される。

一実施形態によると、さまざまな装置モジュール７、および／または表示モジュール８の電源用充電器１８が結合して、電気接触子を介してモジュール７、８に接続可能な単一の電源装置になってもよい。

図４ａによると、ピペット１．７が、変位ユニットおよび駆動ユニットを有する装置モジュール７を備える。さらに、ピペットは、キー２１の形態の操作ユニット４と、スクリーン１６の形態の表示ユニット５とを有する、表示モジュール８を備える。装置モジュール７と表示モジュール８とは、ワイヤレス通信用インターフェース１０、１１を有する。

表示ユニット５は、表示モジュール８から分離可能である。表示モジュール８を分離した後、表示ユニット５は、時計、衣服または他の対象物にモバイル式クリップとしてユーザの視界内で装着可能である。

図４ａは、手持ち式ピペットとして使用されている装置モジュール７を示す。

さらに、ピペットの装置モジュール７は、図４ｂで示すように、表示モジュール８を備えたスタンド２３を介して固定式ピペットに接続可能である。

図５ａから図５ｃは、本発明によるピペットの手持ち式装置モジュール７の例示的な実施形態を示す。装置モジュール７は、細長い、本質的にロッド状のハンドル本体２４を有する。

このハンドル本体２４は、前部把持面２５を有する。把持面２５は、ハンドル本体２４を通る図５ｂの紙面の縦断面では、ハンドル本体の底部で略直線であり、手の面と接触するようになる領域よりも上にあるハンドル本体２４の頂部で、親指支え部２５．１に向かってハンドル本体にわたり連続的に湾曲する。前部把持面２５は、一方向にのみ凸状である。ハンドル本体２４の底部にある前部把持面２５は、ほぼ平坦で狭く、手の面と接触する領域よりも上にあるハンドル本体２４の頂部で徐々に広がる。前部把持面２５は、ハンドル本体２４の最上部のアールによって、囲まれる親指支え部２５．１に向かって、ハンドル本体にわたり湾曲する。

ハンドル本体２４は、最上部の下に凹部２６．１を備えた後部把持面２６を有する。図５ｂの紙面である前部把持面２５を通る縦断面では、後部把持面２６は底部でほぼ直線であり、人さし指用のシート領域で最初は内方に湾曲し、さらに上部で反対方向に外方に湾曲する。それより上で、後部把持面２６は、親指支え領域２５．１の最上部に達する。後部把持面２６は、縦断面の両側で側方把持面２７．１、２７．２に向かって湾曲する。側方把持面２７．１、２７．２は、前部把持面２４に向かって２つの両側面上で徐々に湾曲しなくなり終端し、側方把持面２７．１、２７．２は、斜面２７．３、２７．４において、前部把持面と両側で接触する。代替として、後部把持面２６と側方把持面２７．１、２７．２との間に、好ましくはそれぞれの場合にアールを伴う幅広の斜面が存在するように、側方把持面２７．１、２７．２は略平坦に設計可能である。

人さし指用のシート領域より下に下降しながらハンドル本体２４は狭くなり、体積が良好に減少して狭くなる。前部把持面２５を分割する縦断面では、ハンドル本体２４は、それに直交する縦断面よりも激しく狭くなり、これらの縦断面間で狭くなる度合いが徐々に減少する。

ハンドル本体２４の高さは、１００〜１８０ｍｍであり、かつ／または、周縁部は８０〜１３０ｍｍである。示された範囲内の寸法を有するハンドル本体２４は、さまざまな手のサイズを有するユーザによって、快適だと判断される。ハンドル本体２４の高さは、好ましくは１２０〜１４０ｍｍであり、かつ／または、周縁部は、好ましくは９０〜１２０ｍｍである。好ましい高さは１３３ｍｍであり、かつ／または、好ましい周縁部は１０５ｍｍである。周縁部は、ハンドル本体２４のうち最も厚い点で測定される。

凹部２６．１の深さおよび高さは、図５ｂの紙面に対して垂直に位置合わせされた平均的な人さし指がそこに挿入され、移動して他の操作要素３０．２を作動させることができるように、寸法が決められる。深さは、優先的には５〜２０ｍｍ、好ましくは１０〜１５ｍｍであり、たとえば約１２．７５ｍｍである。高さは、優先的には２０〜６０ｍｍ、好ましくは３５〜５０ｍｍ、たとえば約４０ｍｍである。

ピペットチップ２８．２のシート２８．１が、管状の保持具２８に配置されている。保持具２８は、ハンドル本体２４の底端部から下方へ突出している。

管状の保持具２８は円錘形であり、下方に徐々にかつ／または段階的に狭くなる。底端部で、管状の保持具２８の円錘形または円筒状の端部が、ピペットチップ２８．２を装着するシート２８．１を形成する。ピペットチップ用のシート２８．１を有する管状の保持具２８とハンドル本体２４との間に、ハンドル本体２４に関してシート２８．１を旋回させる接合部（図示せず）がある。接合部によって、ハンドル本体２４に関するシート２８．１の位置合わせが、それぞれの作業位置おけるユーザの位置に適応可能である。さらに、接合部は手の位置を作業サイクル間で変化させることができ、それによって、シート２８．１がハンドル本体２４に関して固定して配置されている場合、ユーザに作用している集中するピペットの負荷を低減する。

接合部を特定の位置に固定する固定装置が、シート２８．１とハンドル本体２４との間にある。固定装置は、ハンドル本体の底端部で接合部をきつく締着するねじ付きリング２９を有する。固定装置によって、シート２８．１の位置合わせは、意図せず移動しないように、ハンドル本体２４に関して固定可能である。

ハンドル本体２４は、変位器を有する変位ユニット（図示せず）と、それに連結される駆動ユニットとを備える。変位ユニットは、好ましくは、変位器としてその中で変位可能なプランジャを有するシリンダである。駆動ユニットは、手動駆動式機械駆動ユニットである。

親指により起動可能な操作要素３０．１は、親指支え部２５．１に配置されている。操作要素３０．１は、ノブ状のボタンである。縦断面図では、ボタンはレンズ状であり、前部把持面２５を越えてわずかに上方へ突出している。

操作要素３０．１は、プッシュボタンであり、このボタンで、操作手順または操作手順の一部分が制御可能である。

別の操作要素３０．２が、後部把持面２６の凹部２６．１に配置されている。この別の操作要素３０．２は、チップエジェクタ３０．３の操作要素、すなわち、ピペットからピペットチップまたはシリンジを排出するかまたはそれぞれ解除する装置である。

この別の操作要素３０．２は、トグル・スイッチである。これは鞍形であるので、凹部２６．１の後部把持面２６と側方面２７．１、２７．２への移行部との形状と一致する。このさらなる操作要素３０．２は、後部把持面２６を越えて僅かに突出している。

このさらなる操作要素３０．２は、機械的駆動ユニット（図示せず）に連結されている。このユニットは、さらなる操作要素が起動するとそこに配置されているピペットチップをシートから解除するために、ピペットチップまたはシリンジ用のシート２８．１に指定されるチップエジェクタ３０．３に連結さていれる。

チップエジェクタ３０．３は、管状の保持具２８に配置されるスリーブであり、管状の保持具２８およびスリーブは、機械的駆動ユニットによって、互いに対して変位可能である。ピペットチップ２８．２を管状の保持具２８の底端部でシート２８．１から排出するために、スリーブ３０．３が管状の保持具２８の底端部に向かってさらに移動し、そこに配置されているピペットチップ２８．３を押し出す。逆に、管状の保持具２８をより深くスリーブ３０．３内に引っ込めることができる。

液晶ディスプレイなどの表示ユニット（図示せず）が、前部把持面２５に任意選択的に配置されている。表示ユニットの形状は、好ましくは細長く、前部把持面２５の長手方向に延びている。表示ユニットは、ハンドルの底部に配置されるのが好ましい。これは、操作モード、または計量体積、および／または電池またはアキュムレータの電荷、および／またはエラーメッセージまたは警告などの操作データを表示する役割を果たす。

装置モジュール７は、コンパクトであり、良好な重量部分で軽く設計されている。操作要素３０．１、３０．２は、人間工学的に配置されている。

以下は、表示モジュール８の例示的な実施形態である。操作および／または表示モジュール８は、ユーザが作業場で表示ユニット５を通して見ることができるように透明である。この利点は、ユーザが作業場ならびに表示ユニットにより出力されるディスプレイを絶えず見ることができる点である。表示ユニット５は、以下のように設計可能である：
ａ）表示面を有する表示枠は、必要に応じて作業場の前で折り曲げることができる。表示枠は、可搬式であり、好ましくは映り込みのないよう設計される。
ｂ）ユーザの視野に部分的にのみ達する小型で透明の表示ユニットである。
ｃ）対応するデータが出力される眼鏡、特に安全眼鏡である。
ｄ）ユーザの目の前に直接配置される単眼で透明のディスプレイである。
ｅ）顕微鏡視野である。
ｆ）スクリーン（例えばＬＣＤまたはＴＦＴ）である。
ｇ）装置モジュール用の固定および／または可変の位置を含む完全な作業場である。

データは、例えば以下によって、１つ以上の色の表示ユニットにリアルタイムで出力されることができる：
ａ）対応する偏向部を有するコリメータ。
ｂ）表示ユニット、好ましくはヘッドアップ・ディスプレイの固定位置に目に見えないように埋め込まれている、ＬＣＤ素子またはＬＥＤ素子である。これらは、好ましくはユーザの可視面に焦点を合わせる。
ｃ）ＬＥＤまたはＬＣＤ表示ユニット（例えば有機ＬＥＤ）として表示ユニット全体を使用する。
ｄ）ＨＤディスプレイを接触感知式の表面要素と結合させ、同時にそれをタッチスクリーンとして使用する。実行中の装置モジュールにワイヤレス接続して、開始コマンドおよび停止コマンドと同様に構成を送信できる。
ｅ）透明の表示ユニットは、同時に、ワイヤレスで接続される装置が操作されるのを制御する中央処理装置であってもよい。

図６ａによると、表示ユニット５の表示枠３１．１は、架台状の保持具３２．１に移動可能に取付けられている。

図６ｂによると、小型の表示枠３１．２は、側方に延びて作業視野に入るように、Ｌ字状の保持具３２．２によって、一方が保持されている。このような配置では、ディスプレイは、高さが調整可能な状態で取付けることもできる。このような配置は、すでに固定設置されてもよく、あるいはユーザの用途に適切な方法でユーザにより設置されてもよい。

図６ｃによると、表示枠３１．３は、作業面よりも上に配置され、たとえば、門形の保持具３２．３により保持される。

図６ｄでは、表示枠３１．４が、保持具３２．４によって、作業視野の底部領域に保持されている。この設計では、表示枠３１．４は、主に、時々見るだけでよい表示要素としての役割を果たす。

図６ｅは、大きな表示枠３１．５を示す。この表示枠３１．５は、例えば、実験装置の透明材料から一枚のなるカバーであってもよい。それは、例えば、安全装置の作業台、計量ステーション、ワークステーション、またはガラス製またはプラスチック製の放射線防護スクリーンのカバーであってもよい。

図７は、計量ステーション３３における図６ｅによる表示枠３１．５を示す。表示枠３１．５もまた、キー２１を有する操作ユニット４を含む。

図８は、表示枠３１．６を示す。表示枠３１．６は、作業面３５の前で実験台３４に埋め込まれており、折り曲げられてユーザの視野に入ることができる。

図９から９ｅは、ユーザの作業場および視野３６におけるさまざまな設計および位置にある表示枠３１．７〜３１．１１を示す。

ユーザが表示枠の両側、上または下で腕を延ばすことができ、ユーザのツールを用いて表示ユニットの後ろで作業できるように、表示枠３１．１〜３１．４および３１．６〜３１．１１が設計されている。

表示枠３１．１〜３１．１１は、ガラスまたはプラスチックから作られてもよく、情報は、突起ユニットによって、表示枠に投影可能である。それに応じて、表示ユニット５がヘッドアップディスプレイ（ＨＤ）として設計されてもよい。

さらに、表示枠３１は、ＬＣＤスクリーンとして設計されてもよい。ＬＣＤスクリーンは、原則として、完全に透明である。分極は、液晶を備えた場所でのみ意図的に変化するので、この場所は黒く、あるいはそれぞれ色付きで現れる。表示枠は、全体として、多層能動ＬＣＤスクリーンとして使用可能であり、あるいは、予め印刷された記号が英数字の次に表示可能な特定の位置でのみ使用可能である。さらに、任意のタイプのセンサ技術を用いた、それに応じて大きな圧力場を有する感圧性フィルムを、最上部のＬＣＤ層にわたり配置可能である。これによって、図７に示すように操作ユニット４を備えたユーザインターフェースを作成できる。

Claims (27)

1. 機械式ピペットであって、
   ａ．液体をピペット計量する手動駆動型の機械式ユニット（２）と、
   ｂ．操作データおよび／または性能データを検出する少なくとも１つのセンサと、
   ｃ．操作ユニットと、
   ｄ．表示ユニット（３）と、を備え、
   ｅ．装置モジュール（７）が、ピペット計量する前記機械式ユニットと、前記センサと、前記操作ユニットとを含み、
   ｆ．前記装置モジュール（７）から物理的に分離している表示モジュール（８）が、完全に、または部分的に、前記表示ユニット（３）を含み、
   ｇ．前記装置モジュール（７）と前記表示モジュール（８）との間をワイヤレスで通信するワイヤレス通信手段（９）が設けられている、機械式ピペット。
2. 前記装置モジュール（７）が、操作データおよび／または性能データを検出する電子制御装置を備える、請求項１に記載のピペット。
3. 前記表示モジュール（８）が、複数の装置モジュール（７）のうちの１つと通信する場合に、それぞれの前記装置モジュール（７）を認識し、装置固有のユーザインターフェースを前記表示ユニット（８）上に自動的に設定するように設計されている、請求項１または２に記載のピペット。
4. 前記表示モジュール（８）が、認証の証明が登録されるときのみ使用可能となるように設計されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のピペット。
5. 認証の証明が登録されると、ある測定結果、および他のデータのみが処理可能となるように前記表示モジュール（８）が設計されている、請求項１から６のいずれか一項に記載のピペット。
6. 前記表示モジュール（８）が、予約機能を有するように設計されており、前記予約機能によって前記ピペットが一定のユーザに対してある期間制限される、請求項１から５のいずれか一項に記載のピペット。
7. 前記表示モジュール（８）が、スイッチおよび／またはキー、および／またはキーボード、および／またはマイクロホン、および／またはスクリーン、および／または接触感知式スクリーン、および／またはラウドスピーカ、および／または音響信号発生器を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載のピペット。
8. 前記装置モジュール（７）が手持ち式であり、かつ／または、前記操作表示モジュール（８）が１人の人によって携帯可能であり、かつ／または手持ち式である、請求項１から７のいずれか一項に記載のピペット。
9. 前記表示モジュール（８）が、携帯電話または携帯情報端末、および／またはスマートフォン（２２）である、請求項１から８のいずれか一項に記載のピペット。
10. 前記表示モジュール（８）が、作業領域の前に配置可能なヘッドアップ・ディスプレイおよび／または透明スクリーン（３１）を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載のピペット。
11. 前記装置モジュールおよび前記表示モジュール（８）から物理的に分離された電子データ処理システム（１２）と、前記表示モジュールと前記電子データ処理システムとの間を無線または有線で通信する手段とを備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載のピペット。
12. 前記ワイヤレス通信手段（９）が、電波によって、かつ／または光学的に、かつ／または誘導的に、かつ／または容量的に通信する、請求項１から１１のいずれか一項に記載のピペット。
13. 前記表示モジュール（８）が、前記装置モジュール（７）と着脱自在に接続可能である、請求項１から１４のうちのいずれか一項に記載のピペット。
14. 前記装置モジュール（７）が、前記表示モジュール（８）の電気エネルギ保管ユニット（１７、１９）を充電するか、またはその逆の充電器（１８）を有し、電気接触子が、前記装置モジュール（７）から前記表示モジュール（８）に、またはその逆に電荷を転送するのに利用可能である、請求項１から１５のいずれか一項に記載のピペット。
15. 前記装置モジュール（７）および前記表示モジュール（８）が、互いに接続可能であり、前記装置モジュール（７）と前記表示モジュール（８）との間を通信し、かつ／または電荷を転送するための接触子を有する、請求項１から１４のいずれか一項に記載のピペット。
16. 前記装置モジュール（７）が、計量手順を制御し、かつ／または前記装置モジュール（７）からピペットチップ（２６）またはシリンジを分離する少なくとも１つの操作要素（１５）を有する、請求項１から１５のいずれか一項に記載のピペット。
17. 前記装置モジュール（７）が、エジェクタ用の手動駆動型の機械式駆動ユニットを有する、請求項１８または１９に記載のピペット。
18. 前記装置モジュール（７）が、前記変位ユニットおよび／または前記エジェクタの変位器に機械的に連結されている少なくとも１つの駆動ユニットと、ユーザの筋力によって前記変位ユニットを駆動する前記機械式駆動ユニットに連結されている操作要素とを有する、請求項１から１７のいずれか一項に記載のピペット。
19. 前記装置モジュール（７）には表示ユニットがない、請求項１から１８のいずれか一項に記載のピペット。
20. 前記装置モジュール（７）が、全体的に、または頂端部がロッド状である、請求項１から１９のいずれか一項に記載のピペット。
21. 前記表示モジュールが、ピペット・ホルダ上に配置されている、請求項１から２０のいずれか一項に記載のピペット。
22. 請求項１から２１のいずれか一項に記載の複数の装置モジュールと、請求項１から２１のいずれか一項に記載の少なくとも１つの表示モジュール、または請求項１から２１のいずれか一項に記載の少なくとも１つの装置モジュールと、請求項１から２１のいずれか一項に記載の複数の表示モジュールとを有する、ピペット・システム。
23. 前記少なくとも１つの操作および／または表示ユニットが、特定の空間範囲内で装置モジュールとのみ通信するように設計されている、請求項２２に記載の実験装置システム。
24. 前記特定の空間範囲が、最大距離によって、すなわち建物の１つの部屋または１つの部屋の一部分、あるいはいくつかの部屋によって制限される、請求項２３に記載の実験装置システム。
25. 液体をピペット計量する手動駆動型の機械式ユニットと、操作および／または性能データを検出する少なくとも１つのセンサと、操作ユニットと、表示ユニットとを含む手動駆動型の機械式ピペットを操作する方法であって、
    ａ．ピペット計量する前記機械式ユニットと、前記センサと、前記操作ユニットとを含む装置モジュールが、前記表示ユニットを含む表示モジュールから物理的に分離して操作され、
    ｂ．表示されるデータが、前記装置モジュールから前記表示モジュールにワイヤレスで送信される、方法。
26. 前記制御データおよび／または前記表示されるデータが、一方向に送信される、請求項２８に記載の方法。
27. 前記データが、複数の装置モジュールから少なくとも１つの表示モジュールに送信され、あるいは、前記データが少なくとも１つの装置モジュールから複数の表示モジュールに送信される、請求項２５または２６に記載の方法。

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