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Die
Neuerung betrifft eine Mikroskop-Steuereinheit mit manuell betätigbaren
walzenförmigen
Bedienelementen zur x/y-Verstellung eines Kreuztisches und wahlweise
der z-Verstellung der Fokuseinstellung eines Mikroskops.
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Es
ist bekannt, an der Unterseite von Kreuztischen manuell betätigbare
Bedienelemente anzubringen, die die Drehung an zylinderförmigen Walzen z.
B. über
Seilzüge
oder Zahnräder
getrennt auf die zu verschiebenden Tischflächen übertragen. Die dabei zu überwindenden
Reibungskräfte
geben der Bedienperson ein Gefühl
für die
Tischbewegung. Die Bedienelemente werden üblicherweise von mindestens
einer der bewegten Tischflächen
mitgenommen. Die Hand der Bedienperson muss dabei auf der Arbeitsfläche nachgeführt werden.
Für Links-
oder Rechtshänder
müssen
die Bedienelemente an unterschiedlichen Seiten des Mikroskop-Tisches
angebracht werden. Die Möglichkeit
der Umrüstung
ist mit einem erhöhten
Konstruktionsaufwand verbunden. Für die Bedienperson muss im
Bereich der Mikroskop-Tischfläche
ein ausreichender Freiraum zur Positionierung der Hand- und Armauflage
freigehalten werden.
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Bei
motorisch angetriebenen Tischverstellungen kann die Drehung der
am Kreuztisch angebrachten Bedienelemente in elektrische Zähl- und Steuerimpulse
umgesetzt werden. Die Bedienelemente können mit einstellbaren Reibmomenten
versehen werden, um für
die Bedienperson eine gefühlte mechanische
Kopplung zwischen Bedienelement und Tischbewegung zu simulieren.
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Bei
motorisch angetriebenen Tischverstellungen ist es auch bekannt,
die manuell betätigbaren Bedienelemente
in separaten Gehäusen
unterzubringen und die Steuersignale zur Tischverstellung über elektrische
Leitungen und am Kreuztisch angebrachte Steckverbindungen zu übertragen.
Bekannt sind dazu insbesondere sog. Trackball- und Joystick-Steuereinheiten.
Wegen ihrer freien Positionierbarkeit auf dem Arbeitstisch sind
diese Steuereinheiten sowohl für
Rechtshänder
als auch für
Linkshänder
bedienbar. Nachteilig ist, dass eine genaue Positionierung des Kreuztisches
wegen der Leichtgängigkeit
der Bedienelemente nur unsicher einzustellen ist. Bei der Joystick-Steuerung
springt der Bedienhebel nach Loslassen bei einer erreichten Einstellung automatisch
in die Nullstellung zurück.
Die Bedienperson muß zur
Korrektur oder Wahl einer neuen Einstellung mit dem Finger die Nullstellung
neu ertasten. Durch unbeabsichtigtes Anstoßen am Bedienhebel kann eine
nicht gewollte Tischverstellung ausgelöst werden.
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Eine
schnelle Tischverstellung über
große Verstellwege
und eine genaue Positionierung in einem kleinen Beobachtungsbereich
wird üblicherweise
bei manuell mechanisch angetriebenen Tischverstellungen über miteinander
gekoppelte Grob- und Feintriebe der Bedieneinheiten durch unterschiedliche
Getriebeübersetzungen
erreicht. Die jeweiligen Bedienelemente sind üblicherweise koaxial miteinander
fluchtend mit unterschiedlichen Walzendurchmessern angeordnet, so
dass die Bedienperson bequem vom Grob- zum Feintrieb oder umgekehrt
umgreifen kann.
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Bei
elektronischer Übertragung
der Bewegung der Bedienelemente auf Stellmotoren können über elektrische
Schalter und Softwareprogrammierung unterschiedliche Übersetzungen
der Zähl- und Steuerimpulse
zu den Motordrehzahlen eingestellt werden.
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Neben
den Bedienelementen zur x/y-Kreuztisch-Verstellung sind bei Mikroskopen
auch Bedienelemente zur z-Verstellung des Kreuztisches oder der
Objektivtuben zur Fokuseinstellung der Objektive vorhanden. Diese
sind üblicherweise
am Mikroskopstativ angebracht und erfordern daher ein umständliches
Umgreifen vom Mikroskoptisch zum Mikroskopstativ.
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An
den Gehäusen
der bereits beschriebenen Trackball- und Joystick-Steuerungen sind
daher auch zusätzliche
Steuerräder
für den
z-Antrieb in griffgünstiger
Nähe zu
den x/y-Bedienelementen vorhanden. Dabei muss sich die Bedienperson
wegen der unterschiedlichen Bewegungen für das Verstellen eines Steuerhebels
oder das Rollen einer Kugel und das Drehen eines Rades jeweils auf
unterschiedliche Reaktionen einstellen. Von der Bedienperson wird
daher beim Umgreifen von einem Bedienelement zum anderen eine zusätzliche
Konzentration gefordert.
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Der
Neuerung lag die Aufgabe zugrunde, eine Mikroskop-Steuereinheit
zu schaffen, die die einheitliche Anordnung walzenförmiger Bedienelemente
für die
x/y-Verstellung und auch für
die z-Verstellung erlaubt und bei der alle Bedienelemente in ergonomisch
griffgünstiger
Lage zueinander angeordnet und/oder einstellbar sind. Die Anordnung
der Bedienelemente sollte gleichermaßen für Links- und Rechtshänder geeignet
und beliebig zum Mikroskopstativ auf dem Arbeitstisch positionierbar
sein.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Steuereinheit der eingangs genannten Art
neuerungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Steuereinheit aus einem bügelförmigen Tragrahmen besteht,
der eine Standfläche,
eine auf der Standfläche
senkrecht stehende Säule
und einen vom oberen Ende der Säule
ausgehenden, parallel zur Standfläche ausgerichteten Tragarm
enthält.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Merkmalen der
Unteransprüche.
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Die
Ausgestaltung der Steuereinheit als bügelförmiger Tragrahmen gleicht der
Form einfacher Mikroskope und fügt
sich daher auch optisch in die weitere Geräteumgebung ein. Die Steuereinheit
kann durch Umgreifen des Tragrahmens im Übergangsbereich der Säule zum
Tragarm sicher auf dem Arbeitsplatz versetzt werden.
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Die
Anordnung der x/y-Bedienelemente an der Unterseite des Tragarms überträgt die der
Bedienperson vertraute Anordnung am Kreuztisch auf eine frei positionierbare
Steuereinheit. Ebenso gleicht die Anordnung eines Bedienelementes
für die z-Verstellung
an der Säule
des Tragrahmens der üblichen
Anordnung an einem Mikroskopstativ. Durch die Anordnung des z-Bedienelementes
im Innenraum des Tragrahmens ergibt sich eine unmittelbare räumliche
Nähe zu
den Bedienelementen für
die x/y-Verstellung, so dass alle Bedienelemente ohne Handverschiebung
in Fingerreichweite liegen. Auch die auf der Oberseite der Standfläche angeordneten Funktionsschalter
liegen dabei in Fingerreichweite.
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Bei
Anordnung der x/y-Bedienelemente auf einem Schlitten, der längsverschieblich
an der Unterseite des Tragarmes befestigt ist, kann die Nähe dieser
Bedienelemente zu einem z-Bedienelement an der Säule in Abhängigkeit von der Handgröße und Fingerlänge der
Bedienperson eingestellt werden.
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Die
Ausgestaltung der x/y-Bedienelemente als senkrecht zum Tragarm angeordnete,
koaxial miteinander fluchtende und um ihre Längsachse drehbare Zylinder
mit unterschiedlichem Durchmesser vermittelt der Bedienperson die
vertraute Bedienfunktion des Antriebs am Mikroskoptisch. Die am Tragarm
hängende
Funktionseinheit gleicht konstruktiv der bekannten Funktionseinheit,
so dass auch eine wirtschaftliche Umrüstung mit vorhandenen Funktionseinheiten
gewährleistet
ist.
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Längsverschiebbar
auf die Zylinder aufgeschobene Walzen mit unterschiedlichem Durchmesser
erleichtern der Bedienperson beim Greifen die Unterscheidung zwischen
der x- und der y-Verstellung. Durch die Verschiebung der Walzen
entlang ihrer Drehachse kann die Höhe der Walzen gegenüber dem
Arbeitstisch eingestellt und damit ihre Lage an die Größe der Hand
der Bedienperson angepasst werden.
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Zur
Erzeugung einer veränderbaren
Friktionskraft können
die Zylinder gegenüber
ihrer im Tragarm gelagerten Drehachse verdrehbar sein.
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Das
Bedienelement zur z-Verstellung wird zweckmäßigerweise als Scheibe mit
zur Säule
senkrecht stehender Achse ausgebildet. Die Dicke der Scheibe soll
einen bequemen Kontakt mit einer Fingerkuppe der Bedienperson erlauben.
Der Durchmesser der Scheibe kann an den Verstellbereich der Walzen
für die
x/y-Verstellung angepasst werden, so dass die Scheibe auch bei unterschiedlichen
Handgrößen der
Bedienpersonen im Griffbereich der Finger liegt.
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Die
Standfläche
des Tragrahmens wird mit Vorteil mit zwei von der Säule ausgehenden,
sich öffnenden
Schenkeln ausgestattet. Die Handfläche der Bedienperson kann dann
zwischen den Schenkeln auf dem Arbeitstisch ruhen, so dass der Tragrahmen von
der Handauflage entkoppelt ist.
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Auf
der Oberseite der Schenkel können
spiegelsymmetrisch zueinander gleiche Funktionsschalter angeordnet
werden, so dass diese gleichermaßen von Links- und Rechtshändern bedient
werden können.
Die Funktionsschalter können
in an sich bekannter Weise eine elektronische Übersetzungsveränderung
für einen
Grob- oder Feintrieb der Bedienelemente auslösen. Es kann aber auch ein
frei programmierbarer Schalter vorgesehen sein, mit dem z. B. die
Speicherung der Koordinaten einer eingestellten Beobachtungsstellung
ausgelöst
werden kann.
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In
die Säule
des Tragrahmens kann mit Vorteil auch eine elektronische Steuereinheit
zur Ansteuerung von mit den Bedienelementen gekoppelten Motoren
zur x/y/z-Verstellung integriert sein, die eine üblicherweise separate Motorsteuereinheit
ersetzt. Die Anschlußstecker
für Signalleitungen
zur Übertragung
der Steuersignale von der Mikroskop-Steuereinheit zum Kreuztisch
oder zum Stativ eines Mikroskops werden zweckmäßigerweise an der Rückseite der
Säule des
Tragrahmens angebracht.
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In
der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
neuen Mikroskop-Steuereinheit
schematisch dargestellt und werden nachfolgend anhand der Figuren weiter
beschrieben. Dabei zeigen
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1a,
b zwei Ansichten einer Steuereinheit für x/y-Verstellungen und
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2a,
b zwei Ansichten einer Steuereinheit mit zusätzlicher z-Verstellung.
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1a zeigt
eine perspektivische Ansicht auf einen bügelförmigen Tragrahmen 1.
Die Standfläche 2 weist
zwei sich öffnende
Schenkel 3, 4 auf. Auf der Oberseite der Schenkel 3, 4 sind
spiegelsymmetrisch zueinander zwei Funktionsschalter 5, 6 angeordnet.
Der Funktionsschalter 5 dient z. B. der Umstellung der
Stellgeschwindigkeit. Der Funktionsschalter 6 dient z.
B. der Auslösung
einer Speicherfunktion.
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Im
Bereich der zusammenlaufenden Schenkel 3, 4 ist
auf die Standfläche 2 eine
senkrecht stehende Säule 7 aufgesetzt.
Vom oberen Ende der Säule 7 geht
ein parallel zur Standfläche 2 ausgerichteter
und diese übergreifender
Tragarm 8 aus.
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An
der Unterseite des Tragarmes 8 hängen mit ihren Drehachsen senkrecht
zum Tragarm 8 zwei Bedienelemente für die x/y-Verstellung. Die
Bedienelemente sind als zylindrische Walzen 9, 10 mit
einer griffsicheren Riffelung ausgebildet. Die beiden Walzen 9, 10 haben
einen unterschiedlichen Durchmesser für eine fühlbare Unterscheidbarkeit.
Die Hand einer Bedienperson wird zwischen den Schenkeln 3, 4 unterhalb
der Walzen 9, 10 auf einen Arbeitstisch aufgelegt.
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Die
Walzen 9, 10 sind jeweils auf ihnen zugeordneten
Achsenzylindern längsverschiebbar
gelagert, die die Drehachsen für
die Walzen 9, 10 bilden. In der Figur angedeutet
ist ein Achsenzylinder 11 für die Walze 9. Die
Höhe der
Walzen 9, 10 relativ zur Standfläche 2 kann
durch die Längsverschiebung verändert. Die
Walzen 9, 10 werden zur Längsverschiebung in nicht dargestellten
Längsnuten
in den Achsenzylindern geführt,
wobei in jeder Höhenstellung
eine Drehkopplung der Walzen 9, 10 zu ihren Achsenzylindern
besteht.
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Auf
den Achsenzylinder 11 kann ein weiterer Drehzylinder 12 aufgesetzt
sein, mit dem die Friktionskraft des Achsenzylinders 11 gegenüber einer
Lagerung im Tragarm 8 verändert werden kann. Ein gleicher
Drehzylinder kann auch dem Achsenzylinder für die Walze 10 zugeordnet
werden. Die Walzen 9, 10 haben im oberen, zum
Tragarm 8 weisenden Bereich einen erweiterten Innendurchmesser,
der ein Überschieben
des jeweiligen Drehzylinders erlaubt.
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Die
koaxial miteinander fluchtenden Bedienelemente 9, 10 sind
auf einem nicht dargestellten Schlitten angeordnet, der an der Unterseite
des Tragarmes 8 im Abstand zur Säule 7 verschiebbar
befestigt ist.
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1b zeigt
den Tragrahmen 1 in einer perspektivischen Ansicht auf
die Rückseite.
An der Rückseite
der Säule 7 sind
Anschlußstecker 13 für die Anbringung
von Signalleitungen vorgesehen.
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Die 2a,
b zeigen denselben Tragrahmen 1 wie in den 1a,
b, jedoch mit einem weiteren Bedienelement im Innenraum des bügelförmigen Tragrahmens 1.
An der Säule 7 ist
hier ein Scheibenrad 14 zur z-Verstellung angebracht. Das
Scheibenrad 14 ist um eine senkrecht zur Säule 7 stehende
Achse drehbar. Die Dicke des Scheibenrades 14 erlaubt eine
sichere Auflage einer Fingerkuppe der Bedienperson. Der Durchmesser
des Scheibenrades 14 ist so gewählt, dass bei unterschiedlichen
Höhenlagen der
Walzen 9, 10 ein sicheres Umgreifen auf die Bedienelemente
ohne Handverlagerung sichergestellt ist.
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Auf
der Oberseite der Schenkel 3, 4 ist ein zusätzlicher
Funktionsschalter 15 zur Umstellung der Stellgeschwindigkeit
in z-Richtung angeordnet.
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Der
Innenraum der Säule 7 bietet
Raum zur Integration einer zusätzlichen
Steuereinheit für
den Antrieb der Stellmotoren zur Ausführung der über die Bedienelemente ausgelösten Stellwege
und Stellgeschwindigkeiten.