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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Bedienelement für ein elektronisches
Gerät nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige
Bedienelemente mit einem berührungsempfindlichen
Sensor sind auch als „Touch-Screen-Regler" bekannt und stehen
insbesondere im Gegensatz zu mechanisch betätigten Dreh- oder Schiebereglern.
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Ein
Bedienelement der eingangs genannten Art ist zum Beispiel in der
EP-A-1 273 851 beschrieben und schematisch in der beiliegenden 4 veranschaulicht. Dieses
Bedienelement 10, das zum Beispiel in einem Bedienfeld 26 eines
Kochfeldes oder dergleichen eingebaut sein kann, weist einen Stellstreifen 28 und
einen Anzeigestreifen 30 auf. Der Stellstreifen 28 besteht
insbesondere aus einer Abdeckung, unter welcher ein berührungsempfindlicher Sensor
vorgesehen ist, während
der Anzeigestreifen 30 aus einem unter der Abdeckung vorgesehenen Leuchtstreifen
aufgebaut ist.
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Die
Einstellung eines analogen Stellwerts erfolgt durch Berühren des
Stellstreifens 28 durch den Benutzer mit dem Finger 24.
Da im Gegensatz zu mechanischen Reglern die genaue Stellposition
vom Benutzer nicht erfühlt
werden kann, erfolgt eine unmittelbare Rückmeldung der Stellposition
durch Aufleuchten des Leuchtbalkens des Anzeige streifens 30,
um dem Benutzer das Eingeben des Stellwerts zu ermöglichen.
Fährt der
Benutzer mit dem Finger 24 auf dem Stellstreifen 28 hin
und her, so folgt auch der Leuchtbalken des Anzeigestreifens dieser
Bewegung. Je nach Größe des Stellstreifens 28 kann
dieses Bedienelement 10 sehr empfindlich sein, sodass eine
Eingabe des gewünschten
Stellwerts durch den Benutzer trotz des Anzeigestreifens 30 sehr
schwierig ist.
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Ein
weiteres Bedienelement der eingangs genannten Art ist in dem deutschen
Gebrauchsmuster
DE
295 19 714 U1 offenbart. Während bei dem oben beschriebenen
Bedienelement die Position für eine
steuerungswirksame Berührung
mit dem Finger durch eine graphische Kennzeichnung des Stellstreifens
markiert ist, weist das aus der
DE 295 19 714 U1 bekannte Bedienelement an
der Position des Stellstreifens eine dickenreduzierte Einformung
in der Abdeckplatte auf, welche von dem Benutzer einfach ertastet
werden kann.
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Ausgehend
von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung
die Aufgabe zugrunde, ein Bedienelement mit einem berührungsempfindlichen
Sensor derart zu verbessern, dass die Eingabe eines Stellwerts durch
den Benutzer einfacher und genauer durchgeführt werden kann, und dies bevorzugt
ohne zusätzliche
Anzeigefelder, wie sie beispielsweise in der oben genannten EP-A-1
273 851 gezeigt sind.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Bedienelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte
Aus- bzw. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Bedienelements sind in den
Unteransprüchen
angegeben.
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Das
Bedienelement für
ein elektronisches Gerät
ist mit einem berührungsempfindlichen
Sensor zum Eingeben eines Stellwerts in eine Steuerung des elektronischen
Geräts
ausgestattet, wobei der berührungsempfindliche
Sensor einen Sender und wenigstens zwei Empfänger oder einen Empfänger und
wenigstens zwei Sender aufweist, mit denen wenigstens zwei Empfangswerte
erfasst werden können, wobei
der eingegebene Stellwert aus der Beziehung der wenigstens zwei
erfassten Empfangswerte bestimmbar ist.
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Ein
Bedienelement mit diesem Aufbau ermöglicht eine feinfühlige, schnelle
und genaue Eingabe von Stellwerten durch einen Benutzer und kann ggf.
ohne zusätzliche
Hilfsanzeigeelemente betätigt werden,
ist aber dennoch einfach und aus einer geringen Anzahl von Bauteilen
aufgebaut.
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In
einer bevorzugten Ausbildungsform der Erfindung ist der Stellwert
aus einer Änderung
eines Verhältnisses
der wenigstens zwei erfassten Empfangswerte bestimmbar. In diesem
Fall dient die Anfangsposition des Fingers des Benutzers gleichzeitig als
Referenzposition, die bei jeder Betätigung des Bedienelements neu
festgelegt wird. Vorteilhaft ist hierbei, dass der Benutzer den
Finger nicht exakt an einer zuvor definierten Position aufsetzen
muss, um eine gewünschte
Eingabe vorzunehmen, was insbesondere bei sehr kurzen Bedienelementen
von Vorteil ist.
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In
einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
der Stellwert aus einem Verhältnis
der wenigstens zwei erfassten Empfangswerte bestimmbar. Bei dieser
Ausführungsform
können
die Sender und/oder Empfänger
des berührungsempfindlichen
Sensors zum Beispiel entlang ihrer Ausdehnung eine definierte Dämpfung aufweisen.
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Das
Bedienelement der Erfindung kann einen berührungsempfindlichen Sensor
aufweisen, der optisch, kapazitiv, induktiv, thermisch, piezoelektrisch oder
dergleichen arbeitet.
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Ferner
ist das erfindungsgemäße Bedienelement
vielfältig
einsetzbar. So kann der einzugebende Stellwert zum Beispiel eine
Leistung, eine Temperatur, eine Zeitdauer, eine Uhrzeit, eine Lautstärke, ein Zählerwert
oder dergleichen sein und das elektronische Gerät kann zum Beispiel ein Haushaltsgerät wie beispielsweise
ein Kochfeld, ein Gargerät,
ein Mikrowellengerät
oder dergleichen sein.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele
eines erfindungsgemäßen Bedienelements.
Es zeigen:
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1A und 1B eine
schematische Darstellung des Aufbaus und der Funktionsweise eines Bedienelements
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung in Seitenschnittdarstellung;
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2 eine
schematische Darstellung des Aufbaus eines Bedienelements gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung in Draufsicht;
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3 eine
schematische Darstellung des Aufbaus eines Bedienelements gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung in Draufsicht; und
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4 eine
schematische Darstellung des Aufbaus eines herkömmlichen Bedienelements in Draufsicht.
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Anhand
von 1A und 1B werden
zunächst
der Aufbau und die Funktionsweise eines ersten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Bedienelements
beschrieben.
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Das
erfindungsgemäße Bedienelement 10 ist
zum Beispiel unter einer Abdeckung 22 in einem Bedienfeld
eines elektronischen Geräts
wie beispielsweise eines Haushaltsgeräts, d.h. zum Beispiel unter
einer Ceranglasplatte eines Kochfeldes angeordnet. Das Bedienfeld
kann zum Beispiel graphisch gekennzeichnet sein. Das in 1A dargestellte
Bedienelement 10 weist einen berührungsempfindlichen Sensor 12 auf,
der wiederum aus einem Sender 14 und zwei Empfängern 16,
die auf abgewandten Seiten des Senders 14 vorgesehen sind,
aufgebaut ist. Das Bedienelement 10 ist hierbei auf keine
spezielle Art eines berührungsempfindlichen
Sensors 12 eingeschränkt;
so kann der berührungsempfindliche Sensor 12 mit
seinen entsprechenden Sendern 14 und Empfängern 16 zum
Beispiel optisch, kapazitiv, induktiv, thermisch oder piezoelektrisch
arbeiten.
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Der
Sender 14 und die Empfänger 16 des berührungsempfindlichen
Sensors 12 sind mit einer Steuerung 20 verbunden,
welche den Sender 14 ansteuert, von den beiden Empfängern 16 Empfangswerte 18a bzw. 18b empfängt, aus
diesen beiden Empfangswerten 18a, 18b den vom
Benutzer eingegebenen Stellwert bestimmt und das jeweilige elektronische
Gerät entsprechend
dem bestimmten Stellwert steuert (Pfeil 21). In dem Ausführungsbeispiel von 1A wird
dabei der Stellwert aus einer Änderung
des Verhältnisses
der beiden Empfangswerte 18a, 18b bei einer Fingerbewegung
des Benutzers bestimmt.
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Es
wird nun die Funktionsweise des in 1A dargestellten
Bedienelements 10 näher
erläutert.
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Zum
Eingeben eines Stellwerts setzt ein Benutzer einen Finger 24 in
dem Bedienfeld auf die Abdeckung 22 über dem berührungsempfindlichen Sensor 12.
Diese Position des Fingers 24 wird nun als Referenzposition
benutzt, wobei die Berührung
des Bedienfeldes mit dem Finger 24 an sich zum Beispiel durch
Ermitteln, ob ein Summenwert der beiden erfassten Empfangswerte 18a, 18b einen
vorgegebenen Grenzwert überschreitet,
bestimmt werden kann. Nach dieser „Eichung" des berührungsempfindlichen Sensors 12 verschiebt
der Benutzer seinen Finger zum Erhöhen oder Erniedrigen eines
gewünschten Stellwerts
nach rechts bzw. links, wie durch einen Doppelpfeil in 1A angedeutet.
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Durch
diese Bewegung des Fingers 24 ändern sich nicht nur die von
den beiden Empfängern 16 erfassten
Empfangswerte 18a, 18b, sondern noch deutlicher
ein Verhältnis
(Quotient oder auch Differenz) der beiden Empfangswerte 18a, 18b zueinander.
Diese Änderung
des Verhältnisses
der beiden Empfangswerte 18a, 18b setzt die Steuerung 20 in eine
entsprechende Änderung
eines Stellwerts um, der zur Steuerung des elektronischen Geräts benötigt wird.
Da die Änderung
des Verhältnisses
der beiden Empfangswerte 18a, 18b zueinander signifikanter
ist als die einzelnen Änderungen
der beiden Empfangswerte 18a, 18b, wird die Einstellung
des Stellwerts durch den Benutzer wesentlich genauer.
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Da
der Benutzer außerdem
nicht eine exakte Position auf dem Bedienfeld treffen muss, um einen gewünschten
Stellwert einzugeben, weil der Anfangsberührungspunkt jedes Mal neu als
Referenzwert definiert wird, kann die Eingabe des Stellwerts durch
den Benutzer wesentlich einfacher und schneller erfolgen und es
kann sogar auf eine zusätzliche Hilfsanzeige
verzichtet werden. Dieser Vorteil kommt insbesondere bei sehr kleinen
Bedienfeldern mit kurzen Sensoren 12 zu tragen.
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Während die
Anzahl von zwei Empfängern 16 für die Funktionalität des erfindungsgemäßen Bedienelements 10 grundsätzlich ausreichend
ist, kann der berührungsempfindliche
Sensor 12 aber auch mehr als zwei Empfänger 16 aufweisen,
um die Genauigkeit der Eingabe des Stellwerts weiter zu erhöhen. Ferner
ist das Bedienelement 10 der Erfindung nicht auf die in 1A dargestellte
Ausführung
mit einem Sender 14 und zwei Empfängern 16 beschränkt. Vielmehr
kann der berührungsempfindliche Sensor 12 auch
nur einen Empfänger 16,
aber dafür wenigstens
zwei Sender 14 aufweisen, sodass der eine Empfänger 16 dann
ebenfalls wenigstens zwei unterschiedliche Empfangswerte 18a, 18b an
die Steuerung 20 zuführt,
die entsprechend ausgewertet werden können.
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Das
Bedienelement der Erfindung ist vielfältig einsetzbar. So kann der
einzugebende Stellwert zum Beispiel eine Leistung, eine Temperatur,
eine Zeitdauer, eine Uhrzeit, eine Lautstärke, ein Zählerwert oder dergleichen sein.
Ferner kann das elektronische Gerät, welches von der Steuerung 20 gesteuert
wird, beispielsweise ein Haushaltsgerät wie ein Kochfeld, ein Gargerät, ein Mikrowellengerät oder dergleichen
oder auch ein Hifi-Gerät
oder dergleichen sein.
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Eine
Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels
von 1A ist in 1B veranschaulicht. Das
Bedienelement 10 von 1B unterscheidet sich
von dem obigen Bedienelement 10 nur dadurch, dass in diesem
Fall der berührungsempfindliche
Sensor 12 aus einem Empfänger 16 mit zwei Sendern 14 aufgebaut
ist.
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Wie
in 1B abgedeutet, kann der Stellwert vom Benutzer
nicht nur durch Verschieben der Position seines Fingers 24 verändert werden,
sondern auch durch Neigen des Fingers 24. Bei einer starken
Neigung des Fingers 24 kann zum Beispiel ein schnelles
Erhöhen
oder Erniedrigen des Stellwerts erreicht werden, während bei
einer geringen Neigung des Fingers 24 nur eine langsame
Erhöhung oder
Erniedrigung des Stellwerts erzielt wird. Wird der Finger vom Bedienfeld
entfernt, bleibt der Stellwert auf dem zuletzt eingegebenen Wert.
Während diese
Funktionalität
bisher nur mit einer großen
Anzahl von Sensoren möglich
war, ermöglicht
das oben beschriebene Bedienelement 10 der Erfindung diese Funktionalität auf einfache
Weise mit nur einem berührungsempfindlichen
Sensor 12 und somit mit einer sehr geringen Anzahl von
Bauteilen.
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Unter
Bezugnahme auf 2 und 3 werden
nun zwei weitere Ausführungsbeispiele
eines erfindungsgemäßen Bedienelements 10 beschrieben.
Im Gegensatz zu den beiden oben beschriebenen Ausführungsformen
ist dieses Bedienelement 10 insbesondere für größere Bedienfelder
mit längeren Sensoranordnung
geeignet.
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Wie
in 2 in Draufsicht stark vereinfacht dargestellt,
weist der berührungsempfindliche
Sensor 12 des Bedienelements 10, der unter einer
geeigneten Abdeckung 22 angeordnet ist, einen Sendestreifen 14 und
einen Empfangsstreifen 16 auf. Entweder der Sendestreifen
enthält
einen Sender und der Empfangsstreifen 16 enthält wenigstens zwei
Empfänger,
oder der Sendestreifen 12 enthält zwei oder mehr Sender und
der Empfangsstreifen 16 enthält nur einen Empfänger. In
jedem Fall werden von dem/den Empfänger(n) in dem Empfangsstreifen 16 wenigstens
zwei Empfangswerte 18a, 18b erfasst, wenn Sender
und Empfänger
des Sensors 12 über
den Kopplungsbereich 15 dazwischen durch den Finger 24 eines
Benutzers miteinander gekoppelt werden.
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Vorzugsweise
weist der Sendestreifen 14 und/oder der Empfangsstreifen 16 über seine
Länge eine
definierte Dämpfung
auf, sodass sich in Abhängigkeit
von der Position des Fingers 24 auf dem Bedienfeld verschiedene
Empfangswerte 18a, 18b ergeben. Wenn für das Bedienfeld
mehr Platz zur Verfügung
steht, kann die Position des Fingers 24 im Gegensatz zu
den obigen Ausführungsbeispielen
von 1A und 1B direkt
als Eingabe des Stellwerts verwendet werden. Auch bei dieser Ausführungsform wird
aber das Verhältnis
der beiden erfassten Empfangswerte 18a, 18b ausgewertet,
um die Auflösung bzw.
Genauigkeit der Stellwerteingabe zu erhöhen.
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In 3 ist
ein drittes Ausführungsbeispiel der
Erfindung in Draufsicht dargestellt, bei welchem drei Empfänger 16 mit
einem Sender 14 in einer Bedienfläche gekoppelt sind. Durch die
Auswertung von drei (oder mehr) Empfangswerten kann die Position des
Fingers 24 in dieser Bedienfläche bestimmt werden. Die Funktionsweise
ist im übrigen
die gleiche wie in dem Ausführungsbeispiel
von 2.
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Sämtliche
oben beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten elektronischen
Bedienelemente 10 der vorliegenden Erfindung kombinieren die
Vorteile eines analogen mechanischen Schiebereglers mit denen eines
elektronischen Schiebereglers. Die Eingabe eines Stellwerts ist
für den Benutzer
einfacher, schneller und genauer durchzuführen, und dies bei einem einfachen
Aufbau des Bedienelements mit wenigen Bauteilen.
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Die
Erfindung ist aber nicht allein auf die oben beschriebenen und in
den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt; vielmehr sind
für den
Fachmann verschiedene Änderungen und
Modifikationen offensichtlich, die innerhalb des durch die anhängenden
Ansprüche
definierten Schutzumfangs der Erfindung liegen.
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In
den obigen Ausführungsbeispielen
ist der berührungsempfindliche
Sensor jeweils geradlinig angeordnet bzw. ausgebildet. Die Sender
und Empfänger
des berührungsempfindlichen
Sensors können
aber auch auf einer bogenförmigen
oder gekrümmten
Bahn verlaufen bzw. angeordnet sein.
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Ferner
bildet der berührungsempfindliche Sensor
in den Ausführungsbeispielen
der 1A und 1B ein
streifenförmiges
Bedienfeld. Insbesondere bei der Verwendung von mehr als zwei Empfängern oder
mehr als zwei Sendern kann das Bedienfeld aber auch ähnlich der
Ausführungsform
von 3 für
Stellbewegungen in zwei Richtungen der Ebene des Bedienfeldes ausgelegt
sein.
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Die
Bedienelemente der obigen Ausführungsbeispiele
sind jeweils ohne zusätzliche
Anzeigeelemente für
die Stellwertposition ausgebildet, da der Benutzer bei den erfindungsgemäßen Bedienelementen
im Gegensatz zu herkömmlichen
Systemen auf eine solche Eingabehilfe nicht angewiesen ist. Nichtsdestotrotz
kann aber auch der berührungsempfindliche
Sensor des erfindungsgemäßen Bedienelements
mit einer derartigen bekannten Anzeigevorrichtung versehen sein.
Darüber
hinaus weist das elektronische Gerät, in dem das Bedienelement
der Erfindung eingebaut ist, selbstverständlich auch eine Anzeigeeinheit
auf, in der je nach Art des Geräts
und des einzugebenden Stellwerts dem Benutzer der aktuelle Stellwert
und/oder weitere Informationen angezeigt werden.
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- 10
- Bedienelement
- 12
- berührungsempfindlicher
Sensor
- 14
- Sender
- 15
- Kopplungsbereich
- 16
- Empfänger
- 18a,
b
- Empfangswerte
- 20
- Steuerung
- 21
- Steuersignal
- 22
- Abdeckung
- 24
- Finger
- 26
- Bedienfeld
- 28
- Stellstreifen
- 30
- Anzeigestreifen