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ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
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Die Erfindung betrifft eine Bedieneinrichtung für ein Haushaltsgerät sowie ein Haushaltsgerät mit einer Bedieneinrichtung und Verfahren zum Bedienen eines Haushaltsgeräts.
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Aus dem Stand der Technik sind allgemein Bedieneinrichtungen für Haushaltsgeräte mit Drehgriffen, auch als Knebel bezeichnet, und/oder Tasten bekannt, wobei ein Benutzer des Haushaltsgeräts durch Verdrehen des Drehgriffs oder Drücken der Taste einen gewünschten Befehl für das Haushaltsgerät vorgibt. Weiter sind sogenannte Touch-Control-Einrichtungen bekannt, d.h. Einrichtungen mit einer berührungssensitiven Oberfläche, welche eine Bedienung durch Berührung mit dem Finger ermöglichen.
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Aus
JP 2012-190573 A ist eine Bedieneinrichtung für ein Induktionskochfeld bekannt, mit einer als Bedienfeld gestalteten Eingabeeinrichtung umfassend eine Taste oder dergleichen, und mit einer Anzeigeeinrichtung umfassend eine optische Bilderzeugungseinrichtung in Form einer Platte, auf welcher Flammen darstellende Transmissionshologramme aufgenommen werden, und eine in Blickrichtung hinter der Bilderzeugungseinrichtung angeordnete lichtemittierende Diode (LED), mittels welcher die optische Bilderzeugungseinrichtung für eine Wiedergabe durchleuchtet werden kann.
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Weiter ist aus
EP1352301A1 ein Verfahren zum Steuern von Geräten, Maschinen und/oder Fahrzeugen bekannt, mit den Schritten Projizieren eines einer bestimmten Funktion zugeordneten virtuellen Bedienungselementes in den Aktionsbereich einer Bedienungsperson; berührungsloses Erfassen einer Bewegung der Bedienungsperson in Richtung des virtuellen Bedienungselementes; und Schalten der dem virtuellen Bedienungselement zugeordneten Funktion, nachdem die Bewegung der Bedienperson als Schaltabsicht erkannt ist.
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EP 3 034 948 B1 beschreibt eine Ofentür umfassend ein Türglas und einen Türgriff, wobei der Türgriff eine Projektionseinheit umfasst, die dazu angepasst ist, Licht auf eine Projektionsfläche des Türglases zu projizieren, um eine grafische Darstellung auf dem Türglas bereitzustellen, und wobei das Türglas dazu angepasst ist, Licht in Richtung auf den Raum vor der Ofentür zu emittieren oder zu reflektieren, basierend auf dem von der Projektionseinheit bereitgestellten Licht, um einem Benutzer vor der Ofentür Informationen bereitzustellen. Dabei kann an der Ofentür weiter eine optische Sensoreinrichtung oder eine Gestenerfassung vorgesehen sein.
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Aus
DE 10 2017 209 123 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Haushaltsgeräts bekannt, bei welchem mit einem Bildprojektor des Haushaltsgeräts Lichtstrahlen derart ausgesendet werden, dass eine erkennbare, virtuelle dreidimensionale Information in der Umgebung des Haushaltsgeräts erzeugt wird, mit welcher eine Betriebszustandsinformation des Haushaltsgeräts oder ein Bedienelement dargestellt wird, wobei in Verbindung mit einer Gestensteuerung dieses projizierte Bedienelement durch eine entsprechende Geste auch betätigt werden kann.
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AUFGABE UND LÖSUNG
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Bedieneinrichtung für ein Haushaltsgerät zu schaffen, bei welcher die Notwendigkeit, Flächen oder Eingabeelemente zu berühren, entfällt. Es sind weitere Aufgaben der Erfindung, ein Haushaltsgerät mit einer entsprechenden Bedieneinrichtung sowie ein Verfahren zum Bedienen eines Haushaltsgeräts zu schaffen.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Bedieneinrichtung für ein Haushaltsgerät umfassend eine Anzeigeeinrichtung zur Erzeugung eines virtuellen Bilds in einem Anzeigebereich im Raum und eine Eingabeeinrichtung geschaffen, wobei die Eingabeeinrichtung eine Sensoreinrichtung umfasst, mittels welcher Bedienbefehle, welche von einem Bediener mit einer Hand und/oder einem Eingabe-Hilfsmittel an dem virtuellen Bild in dem Anzeigebereich erzeugt werden, erfassbar sind, wobei eine Rückmeldeeinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher ein haptisch und/oder akustisch wahrnehmbares Signal in Erwiderung auf einen erfassten Bedienbefehl ausgebbar ist.
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Als Eingabe mit einer Hand wird im Zusammenhang jede mit einer Hand oder einem Finger von einem Bediener durchgeführte Gestik bezeichnet. Die Bedieneinrichtung erlaubt eine Eingabe von Bedienbefehlen an einem virtuellen Anzeigebereich, ohne Berührung einer realen Oberfläche. Dadurch ist die Eingabe von Bedienbefehlen möglich, ohne die Notwendigkeit für den Bediener seine Hand im Vorfeld der Eingabe zu reinigen, um ein Verschmutzen der Oberfläche zu vermeiden.
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Der Anzeigebereich ist ein bei einer Entwicklung und/oder einer Montage der Bedieneinrichtung durch den Fachmann unter Berücksichtigung verschiedener Randbedingungen geeignet festlegbarer Bereich im Raum, in welchen das virtuelle Bild eines Bedienelements projiziert wird.
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Durch Erfassung der Bedienbefehle, welche von einem Bediener an dem virtuellen Bild in dem Anzeigebereich erzeugt werden, dient der Anzeigebereich auch als Eingabebereich für die Eingabe der Bedienbefehle. Im Unterschied zu bekannten Bedieneinrichtungen mit einer Gestikerfassung, bei welchen Bewegungen ohne Berührung des Bildschirms und somit beabstandet zu einem Anzeigebereich erfasst wird, fallen somit Anzeigebereich und Eingabebereich nicht auseinander. Dadurch entsteht für den Bediener trotz einer berührungslosen Interaktion der Eindruck, dass er ein Bedienelement berührt.
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Das virtuelle Bild zeigt in Ausgestaltungen der Erfindung ein Eingabeelement, wie eine Taste, einen Schieber, einen Drehgriff oder dergleichen. Die Wahl des dargestellten Eingabeelements ist durch den Fachmann in Abhängigkeit eines einzugebenden Bedienbefehls sowie in Abhängigkeit des Haushaltsgeräts geeignet wählbar.
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Die von der Sensoreinrichtung erfassten Bedienbefehle werden in einer Ausgestaltung an eine zentrale Steuereinheit übertragen, wobei mittels der Steuereinheit die Bedienbefehle auswertbar und das Haushaltsgerät entsprechend ansteuerbar ist. Die Übertragung der Daten ist dabei je nach Ausgestaltung mittels Kabel oder kabellos möglich. Mittels der Steuereinrichtung ist in einer Ausgestaltung auch eine Sicherheitsprüfung durchführbar, wobei sicherheitskritische Bedienbefehle nicht durchgeführt werden.
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Das Haushaltsgerät kann ein beliebiges Gerät sein, insbesondere ist es ausgewählt aus der Gruppe Kochfeld, Backofen, Abzugshaube, Waschmaschine, Spülmaschine oder Kühlschrank.
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Die Eingabe der Bedienbefehle an dem Anzeigebereich im Raum kann durch den Bediener unmittelbar mittels seiner Hand oder einzelner Finger erfolgen. Alternativ kann der Bediener jedoch auch ein Hilfsmittel, wie eines Stabs oder dergleichen, einsetzen.
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Im Zusammenhang wird der Anmeldung werden die Wörter „ein“, „eine“, „eines“, etc. lediglich als unbestimmte Artikel verwendet und sollen nicht als Zahlwort interpretiert werden. Insbesondere kann die Bedieneinrichtung in einer Ausgestaltung mehrere Sensoreinrichtungen umfassen, welche die Eingabe von Bedienbefehlen mittels unterschiedlicher technischer Verfahren und/oder in unterschiedlichen Regionen des Anzeigebereichs erfassen.
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In einer Ausgestaltung umfasst die Anzeigeeinrichtung eine Lichtquelle und eine optische Bilderzeugungseinrichtung, auf welcher ein statisches Transmissionshologramm aufgenommen ist. Das Bild zeigt beispielsweise eine Starttaste oder einen Schieberegler für eine Eingabe.
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In vorteilhaften Ausgestaltungen umfasst die Anzeigeeinrichtung eine optische Bilderzeugungseinrichtung und einen, in Blickrichtung hinter der optischen Bilderzeugungseinrichtung angeordneten, Bildschirm zur Wiedergabe statischer oder bewegter Bilder, wobei mittels der optischen Bilderzeugungseinrichtung ein virtuelles Bild eines an dem Bildschirm angezeigten Bilds in dem Anzeigebereich erzeugbar ist. Der Bildschirm ist mittels einer Steuereinheit in einer Ausgestaltung geeignet ansteuerbar, um eine Interaktion des Bedieners mit der Eingabeeinrichtung optisch abzubilden. Eine Ansteuerung erfolgt dabei in einer Ausgestaltung mittels der zentralen Steuereinheit des Haushaltsgeräts. Bei dem Bildschirm handelt es sich in einer Ausgestaltung um einen Flüssigkristallbildschirm (englisch liquid crystal display, kurz: LCD). Bei der optischen Bilderzeugungseinrichtung handelt es sich in einer Ausgestaltung um ein sogenannten holografischen Bildschirm oder holografisches Display, d. h. eine Scheibe, die mittels des physikalischen Prinzips der optischen Beugung ein virtuelles Bild zu einer Anzeige auf einem Bildschirm erzeugt. Die Scheibe kann sowohl aus Glas als auch aus Kunststoff gefertigt sein. Das virtuelle Bild entspricht vorzugsweise dem Original auf dem Bildschirm ohne Verzerrung oder dergleichen. Eine für den Anwendungszweck geeignete optische Bilderzeugungseinrichtung ist beispielsweise in
EP 3 260 956 A1 beschrieben, auf deren Inhalt hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird. Die Bilderzeugungseinrichtung ist in einer Ausgestaltung in einem Winkel von 45° zu dem Bildschirm angeordnet, wobei der Anzeigebereich an einer gegenüberliegenden Seite der Bilderzeugungseinrichtung erzeugt wird. Die Bilderzeugungseinrichtung ist dabei in einer Ausgestaltung parallel zu einer horizontalen Arbeitsfläche angeordnet, sodass ein Anzeigebereich im Winkel von ca. 45°, insbesondere im Winkel von ca. 40° bis ca. 50° zu der Arbeitsfläche erscheint. Ein derartig angeordneter Arbeitsbereich hat sich als ergonomisch vorteilhaft herausgestellt.
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An dem Bildschirm ist in einer Ausgestaltung eine Polarisationsfolie vorgesehen, mittels welcher Spiegelungen und/oder Reflexionen auf dem Bildschirm unterdrückt werden. Alternativ oder zusätzlich ist in einer Ausgestaltung eine Linse vorgesehen, mittels welcher Sehfehler eines Bedieners korrigierbar sind. Ein an dem Bildschirm angezeigtes und auf den Anzeigebereich projiziertes Bild ist in einer Ausgestaltung einem Arbeitsplatz, beispielsweise einer Kochzone eines Kochfelds zugeordnet. In einer anderen Ausgestaltung ist ein angezeigtes und projiziertes Bild einem Arbeitsgerät zugeordnet, beispielsweise einem Kochtopf, wobei das Bild an dem virtuellen Anzeigebereich unabhängig von einer tatsächlichen Position des Kochtopfs in einem definierten Bereich anzeigbar ist.
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Die Sensoreinrichtung der Eingabeeinrichtung umfasst in Ausgestaltungen der Bedieneinrichtung einen Infrarotsensor, eine Kamera und/oder einen Radarsensor, mittels welchem oder welchen Gesten eines Bedieners erfassbar sind. In einer Ausgestaltung werden für die Sensoreinrichtung am Markt erhältliche Systeme, beispielsweise Systeme der Neonode Inc. oder Leap Motion Inc., eingesetzt.
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Die die Rückmeldeeinrichtung weist in einer Ausgestaltung einen Ultraschallwandler, insbesondere eine Anordnung umfassend mehrere Ultraschallwandler, zur Erzeugung eines Ultraschallimpulses in dem Anzeigebereich auf. Dadurch ist es möglich, dem Bediener eine Rückmeldung darüber zu geben, dass seine Aktion von der Bedieneinrichtung erkannt wurde und das Haushaltsgerät entsprechend angesteuert wird.
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Wie oben beschrieben, ist in Ausgestaltungen der Bedieneinrichtung ein ansteuerbarer Bildschirm vorgesehen, dessen Anzeige in den Anzeigenbereich projiziert wird. Dabei ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass der Bildschirm angesteuert wird, um eine Interaktion durch den Bediener zu visualisieren, d.h. dem Bediener eine optische Rückmeldung über erfolgte Bedienbefehle zu geben, beispielsweise durch Farbwechsel und/oder eine Bewegung grafisch dargestellter Bedienelemente.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Haushaltsgerät mit einer erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung geschaffen, insbesondere ein Haushaltsgerät ausgewählt aus der Gruppe umfassend ein Kochfeld, einen Backofen, eine Abzugshaube, eine Waschmaschine, eine Spülmaschine oder einen Kühlschrank.
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In einer Ausgestaltung umfasst das Haushaltsgerät mehrere Bedieneinrichtungen. Beispielsweise handelt es sich bei dem Haushaltsgerät in einer Ausgestaltung um ein Flächenkochsystem, welches zwei Bedieneinrichtungen aufweist, wobei eine erste Bedieneinrichtung der Steuerung des Kochfelds dient und eine zweie Bedieneinrichtung einen Zugriff auf eine Datenbank und/oder das Internet z.B. für Rezept-Recherche und/oder eine Bedienerführung ermöglicht. Alternativ ist eine Bedieneinrichtung vorgesehen, wobei ein Betriebsmodus der Bedieneinrichtung wechselbar ist, sodass diese wahlweise der Steuerung des Kochfelds oder einer Durchführung von Zusatzfunktionen dient.
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Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Verfahren zum Bedienen eines Haushaltsgerät geschaffen, wobei ein virtuelles Bild eines Bedienelements in einem Anzeigebereich im Raum erzeugt wird, und Bedienbefehle, welche von einem Bediener mit einer Hand und/oder einem Eingabe-Hilfsmittel an dem virtuellen Bild des Bedienelements in dem Anzeigebereich erzeugt werden, mittels einer Sensoreinrichtung erfasst werden.
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Für eine Rückmeldung an den Bediener wird dabei ein haptisch und/oder akustisch wahrnehmbares Signal in Erwiderung auf einen in dem Anzeigebereich erfassten Bedienbefehl ausgegeben.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind. Dabei zeigen:
- 1 in einer schematischen Darstellung ein Kochfeld mit einer Bedieneinrichtung;
- 2 in einer schematischen Seitenansicht eine Bedieneinrichtung;
- 3 in einer schematischen Frontansicht die Bedieneinrichtung gemäß 2;
- 4 in einer schematischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung;
- 5 in einer schematischen Frontansicht die Bedieneinrichtung gemäß 4;
- 6 in einer schematischen Seitenansicht ein drittes Ausführungsbeispiel einer Bedieneinrichtung;
- 7 in einer schematischen Frontansicht die Bedieneinrichtung gemäß 6.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein als Kochfeld gestaltetes Haushaltsgerät 1 mit einer erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung 2. 2 und 3 zeigen die Bedieneinrichtung 2 in einer Seitenansicht und einer Frontansicht. Die Bedieneinrichtung 2 erlaubt eine berührungslose Bedienung des Haushaltsgeräts 1 durch einen schematisch dargestellten Bediener 5, beispielsweise ein Ein- und Ausschalten einer einem Topf 6 zugeordneten Kochzone oder eine Temperaturregelung dieser Kochzone. Bei dem Kochfeld handelt es sich beispielsweise um ein Induktionskochfeld oder um ein Glaskeramikkochfeld.
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Die Bedieneinrichtung 2 umfasst eine Anzeigeeinrichtung 3 zur Erzeugung eines virtuellen Bilds in einem Anzeigebereich 30 im Raum.
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Bei der in den 1 bis 3 dargestellte Anzeigeeinrichtung 3 umfasst eine optische Bilderzeugungseinrichtung 31 und einen Bildschirm 32, beispielsweise einen LCD Bildschirm, zur Wiedergabe statischer oder bewegter Bilder. Der Bildschirm 32 ist in der schematisch in 2 durch einen Pfeil dargestellten Blickrichtung 50 hinter der optischen Bilderzeugungseinrichtung 31 angeordnet.
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Bei der dargestellten optischen Bilderzeugungseinrichtung 31 handelt es sich um einen sogenannten holgrafischen Bildschirm, mittels welchem ein virtuelles Bild eines an dem Bildschirm 32 angezeigten Bilds in dem Anzeigebereich 30 erzeugbar ist.
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Die Bedieneinrichtung 2 weist weiter eine Eingabeeinrichtung 4 mit einer Sensoreinrichtung 40 (vgl. 2) auf, wobei mittels der Sensoreinrichtung 40 Bedienbefehle, welche von dem Bediener 5 mit einer Hand in einem Aktionsbereich 42 erzeugt werden, erfassbar sind. Der Aktionsbereich 42 ist dabei derart gewählt, dass dieser mit dem Anzeigebereich 30 zusammenfällt oder in Blickrichtung 50 dem Anzeigenbereich 30 unmittelbar vorgelagert ist. Mittels der Sensoreinrichtung 40 können daher Bedienbefehle, welche von dem Bediener an dem virtuellen Bild in dem Anzeigebereich 30 erzeugt werden, erfasst werden.
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Bei der dargestellten Sensoreinrichtung 40 handelt es sich beispielsweise um eine optische Sensoreinrichtung umfassend einen einzelnen oder mehrere Infrarotsensoren und/oder eine Kamera.
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Die Sensoreinrichtung 40 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Steuereinrichtung 7 zur Übertragung von Signalen verbunden. Bei der dargestellten Bedieneinrichtung 2 ist der Bildschirm 32 mittels der Steuereinrichtung ansteuerbar, sodass eine Ansteuerung des Bildschirms 32 entsprechend eines erfassten Bedienbefehls möglich ist.
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4 und 5 zeigen in einer schematischen Seitenansicht bzw. in einer schematischen Frontansicht ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Bedieneinrichtung 2 ähnlich der Bedieneinrichtung 2 gemäß den 1 bis 3. Für gleiche oder ähnliche Bauteile werden dabei einheitliche Bezugszeichen verwendet und für eine detaillierte Beschreibung wird auf oben verwiesen.
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Im Unterschied zu der Bedieneinrichtung gemäß 1 bis 3 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 und 5 eine Rückmeldeeinrichtung 8 vorgesehen, mittels welcher ein haptisch wahrnehmbares Signal in Erwiderung auf einen erfassten Bedienbefehl in einem mit dem Anzeigebereich überlappenden Rückmeldebereich 80 ausgebbar ist. Die dargestellte Rückmeldeeinrichtung 8 umfasst zu diesem Zweck einen Ultraschallwandler, mittels welchem durch einen Bediener wahrnehmbare Ultraschallsignale ausgebbar sind.
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6 und 7 zeigen schematisch eine Bedieneinrichtung 2 in einer Seitenansicht bzw. einer Frontansicht. Die Bedieneinrichtung 2 gemäß den 6 und 7 ist ähnlich der Bedieneinrichtung 2 gemäß den 2 und 3 und für gleiche oder ähnliche Bauteile werden übereinstimmende Bezugszeichen verwendet. Für eine Beschreibung wird auf oben verwiesen. Bei der in 6 und 7 dargestellten Bedieneinrichtung 2 umfasst die Sensoreinrichtung 40 einen Radarsensor, vorzugsweise eine Anordnung mit mehreren Radarsensoren, mittels welchen Bedienbefehle, welche von einem in 6 und 7 nicht dargestelltem Bediener mit einer Hand oder einem Finger in einem Aktionsbereich 42 erzeugt werden, erfassbar sind.
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Die Sensoreinrichtung 40 ist in einer Ausgestaltung ebenfalls mit einer in den 6 und 7 nicht dargestellten Steuereinrichtung verbunden.
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Die dargestellten Ausführungsbeispiele sind lediglich beispielhaft und zahlreiche Abwandlungen sind denkbar. Insbesondere ist es denkbar, durch Kombinationen der Bauteile eines Ausführungsbeispiels mit Bauteilen eines anderen Ausführungsbeispiels weitere Ausführungsformen zu erhalten.