DE10361341A1

DE10361341A1 - Vorrichtung zur Bedienung eines Kochfeldes

Info

Publication number: DE10361341A1
Application number: DE2003161341
Authority: DE
Inventors: Lutz Dr. Ose; Thomas Bayer
Original assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Current assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2023-12-19
Also published as: DE10361341B4

Abstract

Eine Heizeinrichtung kann berührungsfrei mittels einer Hand (44) eines Bedieners bedient werden. Rückmeldung zu der Bedienung erhält der Bediener mittels einer Anzeige (26). Auf diese Art und Weise ist eine sehr bequeme Bedienung der Heizeinrichtung möglich, wobei der Bediener sich nicht zwingend in unmittelbarer Nähe zur Heizeinrichtung aufhalten muss.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bedienung einer Heizeinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Zur Bedienung von Heizeinrichtungen mit wenigstens einer Kochstelle sind verschiedene Bedienvorrichtungen üblich. Am verbreitetesten sind Drehregler, mit deren Hilfe einzelne, daran angeschlossene Kochstellen an- und ausgeschaltet werden können sowie bezüglich ihrer Leistungsabgabe geregelt werden können. Andere Bedienvorrichtungen weisen sensitive Felder auf, die im Kochfeld integriert sind, und erfordern somit kein separates Bedienungspaneel. Diese gängigen Bedienvorrichtungen sind insbesondere dann als nachteilig anzusehen, wenn ein Kochfeld über eine Vielzahl von Kochstellen verfügt, die je nach Topfgröße zu Kochzonen zusammengeschaltet werden. Bei solchen Kochfeldern wäre beispielsweise eine Vielzahl von Drehreglern vonnöten. Darüber hinaus wäre die Verwendung einer solchen Bedienvorrichtung hochgradig unkomfortabel und nicht intuitiv.

Aufgabe und Lösung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Vorrichtung zur Bedienung einer Heizeinrichtung zu schaffen, mit der die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können und die insbesondere bei Kochfeldern, die über eine Vielzahl von Kochstellen verfügen, welche in Abhängigkeit der Topfgrößen zu Kochzonen zusammengeschaltet werden, eine angenehme und intuitive Bedienung erlaubt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Bedienung einer Heizeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben und werden im folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung zur Bedienung einer Heizeinrichtung Mittel auf, die die Position und/oder die Stellung einer Hand oder eines Fingers eines Bedieners im freien Raum berührungsfrei erfassen, wobei eine Anzeige die Position und/oder Stellung der Hand oder des Fingers relativ zu der Kochstelle anzeigt und wobei die Mittel in Abhängigkeit von so erfassten Daten Funktionen der Heizeinrichtung steuern.

Die Positionsermittlung registriert vorzugsweise alle drei Raumkoordinaten der Hand. Bezüglich der Ermittlung der Hand oder Fingerstellung kann es je nach konkretem Anwendungsfall sinnvoll sein, die Stellung von einzelnen oder allen Fingern der Hand zu registrieren. Weitere ermittelte Daten können z.B. die Ausrichtung bzw. die Drehstellung der Hand im Raum umfassen. Die Erfassung erfolgt solcherart; dass der Bediener keinen Berührungskontakt zu fest installierten Teilen der Heizeinrichtung haben muss. Die zu ermittelnden Daten werden berührungs frei erkannt, beispielsweise über eine oder mehrere Videokameras oder über Sender mit eigener Sensorik, die mit Hand oder Fingern verbunden sind. Die Anzeige, die Position und/oder Stellung der Hand oder des Fingers relativ zu einer Kochstelle anzeigt, kann sowohl optischer als auch akustischer Natur sein. Zweckmäßig ist insbesondere die Verwendung eines Bildschirms, vorzugsweise eines Flachbildschirms. Über diesen Bildschirm ist es dem Bediener möglich, gezielt Parameter der Heizeinrichtung auszuwählen und diese zu manipulieren. Darüber hinaus sind aber auch andere Anzeigemöglichkeiten denkbar, wie beispielsweise Projektionen auf das Kochfeld oder andere Flächen oder eine Anzeige in Form akustischer Signale. Ebenso ist eine Darstellung auf einer Art Brille möglich.

Die Ermittlung von Position und/oder Stellung des Fingers bzw. der Hand muss nicht in einem festen Bezugssystem erfolgen. Vorzugsweise sollte das Bezugssystem von dem Bediener frei änderbar sein, so dass dieser nicht die immer gleiche Position gegenüber der Heizeinrichtung einnehmen muss, um diese zu bedienen. Stattdessen kann er sich zweckmäßigerweise in der Umgebung des Kochfeldes frei bewegen und von überall die Funktionen steuern. Zu diesem Zweck kann er, beispielsweise durch eine bestimmte Handbewegung, das Bezugssystem neu setzen und die Funktionen ausgehend von diesem neu gesetzten Bezugssystem steuern. Die Funktionen, die über eine erfindungsgemäße Bedienvorrichtung zu nutzen sind, umfassen alle Funktionen die im Zusammenhang mit Heizeinrichtungen üblicherweise zur Verfügung stehen. Dazu gehört insbesondere die Steuerung einzelner Kochstellen, das Konfigurieren zeitgesteuerter Programme und die Bedienung von Backofen und Mikrowelle.

In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Mittel zur Erkennung der Position und/oder Stellung der Hand einen Sender auf, der vom Bediener an der Hand oder dem Handgelenk getragen wird, sowie einen ent sprechenden Empfänger. Bei dem Sender handelt es sich vorzugsweise um einen Funk- oder Infrarot-Sender.

Die Positionsermittlung kann dabei beispielsweise über eine Laufzeitmessung erfolgen. Zu diesem Zweck wird vom Sender ein Signal ausgesendet, welches von mehreren an verschiedenen Punkten positionierten Empfängern empfangen wird. Durch eine Ermittlung des Laufzeitunterschiedes zu den verschiedenen Empfängern kann auf die Distanz zum Sender geschlossen werden. Bezüglich der Stellung der Hand oder des Fingers kann zum einen auf eine entsprechende Methode zurückgegriffen werden, bei der an der Hand oder dem Finger mehrere Sender angebracht sind, so dass aus den Unterschieden in der Position der verschiedenen Sender auf die Stellung der Hand geschlossen werden kann. Alternativ ist es auch möglich, mit entsprechender Sensorik die Stellung der Hand oder der Finger direkt an der Hand zu ermitteln, und die ermittelten Daten per Sender an den Empfänger zu schicken. Als vorteilhaftester Weg bei der Übertragung wird die Funktechnologie angesehen, da sie auch dann funktioniert, wenn zwischen Sender und Empfänger kein freies Blickfeld ist.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Sender derart ausgebildet, dass er seine Sendeenergie aus einem elektromagnetischen Strahlungsfeld bezieht. Ein solches Strahlungsfeld könnte z.B. über der Kochstelle oder vor der Kochstelle aufgebaut werden, so dass in diesem Bereich eine Bedienung möglich ist, ohne dass der Sender über eine eigene Energieversorgung verfügt. Dies ist erstens deshalb vorteilhaft, da somit die Notwendigkeit entfällt, beim Sender Batterien auszutauschen oder ihn bei Nichtgebrauch mit einer Ladestation für Akkumulatoren zu verbinden. Darüber hinaus ist es auch aufgrund der Masse einer Energieversorgung wünschenswert, den Sender nicht mit Batterien oder Akkumulatoren ausstatten zu müssen.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Sender mit einem Ring, einem Armband oder einem Handschuh verbunden, vorzugsweise darin integriert. Diese Möglichkeiten stellen zweckmäßige Wege dar, den Sender unterzubringen. Der Bediener der Heizeinrichtung ist durch derartige Vorrichtungen in der Benutzung seiner Hand bzw. seiner Finger kaum eingeschränkt. Darüber hinaus ist das Anlegen, beispielsweise eines Armbandes oder eines Handschuhs, schnell und bequem möglich. Der Handschuh erlaubt darüber hinaus auch das Unterbringen einer Sensorik, die die Stellung der Finger des Bedieners analysieren kann. So ist es möglich, dass der Sender nicht nur ein Signal aussendet, mit dessen Hilfe die Position der Hand ermittelt werden kann, sondern dass er mit diesem Signal gleichzeitig die Stellung der Hand oder einzelner Finger überträgt. Bei der Verwendung eines Rings oder eines Armbands kann es zweckmäßig sein, diese als schmuckähnliche Accessoire auszuführen, so dass es für den Bediener nicht vonnöten ist, diese abzulegen, selbst wenn keine Bedienung der Heizeinrichtung erfolgen soll.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Handschuh als Kochhandschuh mit wärmeisolierenden Eigenschaften ausgebildet. Ein so gestalteter Handschuh übernimmt mehrere Funktionen. Zur üblichen Funktion eines Kochhandschuhs, den Träger vor Verbrennungen an der Hand zu schützen, kommen die Funktionen, die Stellung der Hand zu erkennen und/oder als Sender zu fungieren, hinzu.

In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Mittel eine Videokamera zur Ermittlung der Position und/oder der Stellung der Hand des Bedieners auf. Die Videokamera kann zu diesem Zweck beispielsweise hinter dem Kochfeld angeordnet sein. Das aufgenommene Bild wird dann über eine Mustererkennung analysiert, so dass die Position der Hand des Bedieners ermittelt werden kann. Darüber hinaus kann auch die Stellung der Hand des Bedieners ermittelt werden. Sinnvoll kann auch die Verwendung von mehr als einer Videokamera mit verschiedenen Perspektiven auf die Kochfläche sein, so dass mehr Daten zur Verfügung stehen, um Position und Stellung der Hand des Bedieners zu ermitteln. Vorteilhaft an einer solchen Vorrichtung ist, dass der Bediener keine zusätzlichen Vorrichtungsbestandteile an seiner Hand tragen muss, und somit das Erfordernis entfällt, sich auf die Bedienung der Heizeinrichtung mittels Anlegen eines solchen Vorrichtungsteils vorzubereiten. Stattdessen kann der Bediener direkt und ohne Vorbereitung die Bedienung der Heizeinrichtung vornehmen. Darüber hinaus ermöglicht eine solche Vorrichtung auch das gemeinsame Bedienen einer Kochfläche durch mehrere Benutzer, ohne dass mehrere Sender erforderlich sind.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Anzeige eine flächige visuelle Anzeige, vorzugsweise ein Bildschirm. Eine solche Anzeige ermöglicht eine besonders einfache und schnelle Erfassung des Bedienungsvorganges durch den Bediener. Die Anzeige kann beispielsweise hinter der Kochfläche oder auch in die Kochfläche integriert angeordnet sein.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Darstellung des Kochfeldes auf der flächigen visuellen Anzeige vorgesehen, wobei mittels der ermittelten Daten über die Position und/oder die Stellung der Hand ein zu manipulierender Parameter in der Darstellung des Kochfeldes anwählbar und manipulierbar ist. Die Darstellung des Kochfeldes kann dabei als schematische Ansicht oder auch wirklichkeitsgetreu oder -nah erfolgen. Über eine Veränderung der Position und/oder der Stellung der Hand ist es möglich, den zu verändernden Parameter, beispielsweise die Kochstelle und die Leistungsabgabe, auszuwählen und mittels einer weiteren Positions- oder Stellungsänderung der Hand zu manipulieren. Vorzugsweise geschieht dies dadurch, dass ein Zeiger, ähnlich einem Mauszeiger, durch die Veränderung der Position der Hand auf der Anzeigefläche bewegt wird. Mit diesem Zeiger kann dann eine der dargestellten Kochstellen des Kochfeldes angesteuert werden, und anschließend durch eine Stellungsänderung der Hand, gegebenenfalls verbunden mit einer Positionsänderung der Hand, ein Parameter der Kochstelle verändert werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Anzeige so ausgebildet, dass Inhalte der Anzeige in Form einer Projektion in ein Blickfeld des Bedieners darstellbar sind. Dies kann sowohl als Projektion auf einer fest installierten Darstellungsfläche erfolgen als auch direkt im Blickfeld des Bedieners realisiert werden. Zu diesem Zweck kann eine Technologie, wie beispielsweise die der Head-up-Displays angewendet werden. Vorteil einer solchen Realisierung ist es, dass der Bediener sich nicht in unmittelbarer Nähe der Heizeinrichtung befinden muss, um die Anzeigefläche ablesen zu können. Stattdessen kann er sich von dieser entfernen und behält dennoch die Funktionen der Heizeinrichtung im Blickpunkt.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildung der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombination bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer Heizeinrichtung mit erfindungsgemäßer Vorrichtung zur Bedienung und
2 bis 7 die Bedienung der Heizeinrichtung beispielhaft anhand der Erhöhung der Leistung einer Kochstelle, wobei die Figuren jeweils die Anzeige auf einem Flachbildschirm und die zugrundeliegende Handbewegung eines Bedieners zeigen.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In 1 ist eine Heizeinrichtung mit erfindungsgemäßer Vorrichtung zur Bedienung perspektivisch dargestellt. Die Heizeinrichtung weist eine Kochfläche 10 auf, auf der insgesamt vier Kochstellen 12, 14, 16, 18 angeordnet sind. Auf den Kochstellen 12, 14, 16 steht jeweils ein Kochgefäß 20, 22, 24. Darüber hinaus weist die Heizeinrichtung einen Bildschirm 26 als Anzeige auf. Auf der Darstellungsfläche 28 des Bildschirms 26 ist eine Darstellung 10' der Kochfläche 10 zu erkennen. Drüber hinaus werden Darstellungen 12', 14', 16', 18' der Kochstellen 12, 14, 16, 18 angezeigt. Die Töpfe 20, 22, 24 werden auf der Anzeigefläche als Darstellungen 20', 22', 24' angezeigt. Rechts neben der Darstellung 20' des Kochgefäßes 20 ist auf der Anzeigefläche 28 ein Leistungsregler 30 dargestellt. Als letztes Element enthält die Anzeigefläche 28 einen Zeiger 32. An der Seite der Kochfläche 10 sind vier Funkempfänger 34, 35, 36, 37 angeordnet, von denen in 1 nur drei zu sehen sind. Der dazugehörige Sender ist zusammen mit einer Sensorik in einem Ring 40 angeordnet, welchen ein Bediener am Zeigefinger 42 seiner rechten Hand 44 trägt.
Die Darstellung 10' der Kochfläche 10 auf der Anzeigefläche 28 verändert sich in Abhängigkeit der durch Topfsensoren erkannten Kochgefäße auf der Kochfläche 10. Dadurch entspricht die Darstellung auf der Anzeigefläche 28 stets weitgehend der Realität auf der Kochfläche 10. Der Bediener kann Parameter bezüglich der Kochstellen 12, 14, 16, 18, wie beispielsweise die Leistungsabgabe, steuern, indem er seine Hand 44 bewegt und/oder seinen Zeigefinger 42 krümmt. Der Sensor im Ring 40 kann das Krümmen des Zeigefingers 42 erkennen. Der ebenfalls im Ring 40 angeordnete Sender sendet in Abhängigkeit davon, ob der Zeigefinger 42 gekrümmt ist oder nicht, verschiedene Signale. Die Signale werden von den vier Empfängern 34, 35, 36, 37 empfangen und zu einem nicht dargestellten Steuergerät übertragen. Anhand der Laufzeitunterschiede des Signals vom Sender im Ring 40 zu den verschiedenen Empfängern 34, 35, 36, 37 kann das Steuergerät die genaue Position des Rings 40 im Raum ermitteln. Die so ermittelte Position wird zusammen mit der Information, ob der Zeigefinger 42 des Bedieners gekrümmt ist, dafür genutzt, um den Zeiger 32 auf der Anzeigefläche 28 zu steuern. Mit dem Zeiger 32 ist es dann möglich, einzelne Kochstellen 12, 14, 16, 18 auszuwählen, und Parameter bezüglich dieser Kochstellen 12, 14, 16, 18 zu verändern. So erlaubt das Verschieben des Leistungsniveaus beim Leistungsregler 30, dass die Leistungsabgabe der Kochstelle 12 erhöht oder verringert wird. Die so vom Bediener eingestellten Parameter werden vom Steuergerät für die Ansteuerung der verschiedenen Kochstellen 12, 14, 16, 18 verwendet.
Die 2 bis 7 zeigen beispielhaft, wie die Bedienung mittels einer erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung für Heizeinrichtungen möglich ist. Für die Funktion „Leistungsabgabe einer Kochstelle ändern" sind beispielsweise folgende Bewegungen der Hand notwendig. In den 2 bis 7 ist im oberen Teil jeweils die Anzeigefläche 28 des Bildschirms 26 dargestellt und im unteren Teil die Bewegung bzw. die Stellung der Hand 44.
2 zeigt die Ausgangsposition. Der Zeiger 32 auf der Anzeigefläche 28 ist in der Mitte angeordnet. Die Hand des Bedieners ist in einer entspannten Grundstellung 50 mit ausgestrecktem Zeigefinger 42.
3 zeigt die Bewegung der Hand aus ihrer Grundstellung 50 in eine höhere Stellung 52. Diese Positionsänderung führt definitionsgemäß dazu, dass der Zeiger 32 auf der Anzeigefläche 28 nach oben bewegt wird, so dass er sich über der Darstellung 22' des Kochgefäßes 22 befindet.
4 zeigt, dass der Bediener den Zeigefinger 42 krümmt, so dass die Handstellung 52 in eine geänderte Handstellung 54 überführt wird. Dies bewirkt auf der Anzeigefläche 28, dass die Darstellung 22' des Kochgefäßes 22 angewählt wird, wobei dieses durch eine farbliche Veränderung der Darstellung 22' sowie durch eine Einblendung des Leistungsreglers 30 dargestellt wird.
5 zeigt, wie der Benutzer, nachdem sein Zeigefinger 42 wieder gerade ausgerichtet ist, seine Hand aus einer Stellung 56 nach rechts in eine Stellung 58 bewegt. Dadurch wird der Zeiger 32 auf der Anzeigefläche 28 auf dem Leistungsregler 30 bewegt. Die Darstellung 22' des Kochgefäßes 22 bleibt dabei angewählt.
6 zeigt, dass der Benutzer die Stellung 58 seiner Hand in die Stellung 60 verändert, indem er seinen Zeigefinger 42 wiederum krümmt. Eine unmittelbare Wirkung auf der Anzeigefläche wird dadurch nicht erzielt. Allerdings wird durch die Krümmung und deren Beibehaltung ein Verschieben des Leistungsreglers ermöglicht.
7 zeigt, wie der Benutzer unter Beibehaltung der Krümmung des Zeigefingers 42 seine Hand aus der Stellung 60 in die Stellung 62 bewegt, indem er sie anhebt. Die Wirkung auf der Anzeigefläche 28 ist, dass der Zeiger 32 nach oben bewegt wird, und dabei das Leistungsniveau für die Kochstelle 12, auf der das Kochgefäß 22 steht, anhebt. Das Leistungsniveau, das auf dem Leistungsregler 30 dargestellt wird, folgt dem Zeiger 32 so lange, bis der Zeigefinger 42 des Benutzers wieder im ausgestreckten Zustand ist.

Claims

Vorrichtung zur Bedienung einer Heizeinrichtung mit wenigstens einer Kochstelle (12, 14, 16, 18), die Mittel (40, 34, 35, 36, 37) aufweist, die die Position und/oder die Stellung einer Hand (44) oder eines Fingers (42) eines Bedieners im freien Raum berührungsfrei erfassen, wobei eine Anzeige (28) die Position oder Stellung der Hand (44) oder des Fingers (42) relativ zu der Kochstelle (10) anzeigt, und die Mittel in Abhängigkeit von so erfassten Daten Funktionen der Heizeinrichtung steuern.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein räumliches Bezugssystem zur Bedienung der Vorrichtung neu bestimmbar ist, insbesondere durch eine Handbewegung oder Fingerbewegung des Bedieners.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erkennung der Position und/oder Stellung der Hand einen Sender, der vom Bediener an der Hand (44) oder dem Handgelenk getragen wird, sowie einen entsprechenden Empfänger (34, 35, 36, 37) aufweisen, wobei es sich bei dem Sender vorzugsweise um einen Funk- oder Infrarotsender handelt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender derart ausgebildet ist, dass er seine Sendeenergie aus einem elektromagnetischen Strahlungsfeld bezieht.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender mit einem Ring (40), einem Armband oder einem Handschuh verbunden ist, vorzugsweise darin integriert ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Handschuh als Kochhandschuh mit wärmeisolierenden Eigenschaften ausgebildet ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine Videokamera aufweisen zur Ermittlung der Position und/oder der Stellung der Hand (44) des Bedieners.
Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige (26) eine flächige visuelle Anzeige ist, vorzugsweise ein Bildschirm.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Darstellung (10') des Kochfeldes (10) auf der flächigen visuellen Anzeige (26), wobei mittels der ermittelten Daten über die Position und/oder die Stellung der Hand (44) ein zu manipulierender Parameter in der Darstellung (10') des Kochfeldes (10) auswählbar und manipulierbar ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige so ausgebildet ist, dass Inhalte der Anzeige in Form einer Projektion in einem Blickfeld des Bedieners darstellbar sind, vorzugsweise durch ein Head-up-Display.