DE102008047376A1

DE102008047376A1 - Feldgerät

Info

Publication number: DE102008047376A1
Application number: DE200810047376
Authority: DE
Inventors: Peter Seefeld; Reinhard Buchner
Original assignee: Endress and Hauser Wetzer GmbH and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser Wetzer GmbH and Co KG
Priority date: 2008-09-15
Filing date: 2008-09-15
Publication date: 2010-04-15

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Feldgerät (1) mit mindestens einem Gehäuse (2) mit mindestens einem Anzeigeelement zur Darstellung von Daten und mit mindestens einer Steuereinheit (5), welche ein Erscheingungsbild der dargestellten Daten steuert. Die Erfindung sieht vor, dass das Anzeigeelement mindestens ein Projektionsmodul (3) aufweist, dass das Projektionsmodul (3) die Daten auf eine Projektionsfläche (4), welche sich außerhalb des Gehäuses (2) befindet, projiziert, und dass die Steuereinheit (5) das Erscheinungsbild der dargestellten Daten in Abhängigkeit von der Projektionsfläche (4) und/oder in Abhängigkeit vom Abstand zwischen dem Feldgerät (1) und der Projektionsfläche (4) und/oder in Abhängigkeit von der Ausrichtung des Feldgeräts (1) relativ zur Projektionsfläche (4) einstellt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Feldgerät mit mindestens einem Gehäuse mit mindestens einem Anzeigeelement zur Darstellung von Daten und mit mindestens einer Steuereinheit, welche ein Erscheinungsbild der dargestellten Daten steuert. Bei den Daten handelt es sich beispielsweise um Messdaten bzw. Prozessgrößen der Prozess- und Automatisierungstechnik, welche sich auf entsprechende Prozesse oder Abläufe beziehen, z. B. Temperatur, Füllstand, Dichte, Durchfluss oder pH-Wert. Das Feldgerät ist beispielsweise ein Messgerät zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer der beispielsweise zuvor genannten Prozessgrößen. Das Feldgerät ist beispielsweise aber auch ein Datenschreiber bzw. -anzeigegerät. Insbesondere handelt es sich um ein Feldgerät der Prozess- und Automatisierungstechnik.
Im Stand der Technik sind Messgeräte und Anzeigevorrichtungen bekannt, die es am Messort erlauben, Daten zu visualisieren. Dabei ist es auch vorgesehen, dass das Erscheinungsbild veränderbar ist (z. B. DE 201 22 094 U1 ). Es wird auch beschrieben, dass ein Feldgerät eine Bilderfassungseinheit aufweist und optische Umgebungsdaten auswertet ( DE 10 2004 055 318 A1 ). Ein Problem der Darstellung von Daten besteht oft in der Lesbarkeit für den Betrachter. D. h. es ist manchmal nicht sichergestellt, ob die Information für den Betrachter wirklich optimal dargestellt wird.
Bekannte Anzeigeverfahren nutzen mechanische Zeigervorrichtungen, Plasmadisplays, LCD-, Dünnfilm- oder OLED-Displays, die transmissiv, reflexiv, emissiv oder transflexiv betrieben werden können. Derartige Anzeigevorrichtungen sind entweder Bestandteile von Feldgeräten und werden üblicherweise frontseitig angebracht oder werden als abgesetzte Displayeinrichtungen an Feldgeräte angeschlossen.
Darüber hinaus sind mittlerweile mobile intelligente „Hand-hold”-Computer mit Display-Einrichtungen bekannt. Weiterhin sind „Datenbrillen” und mobile aktive Flachdisplay-Geräte verbreitet, die über drahtlose Funknetze betrieben werden können.
Ein Nachteil von aktiven Display-Einheiten in fest installierten Feldgeräten besteht zumeist in der relativ begrenzten Anzeigegröße, die bereits auf mittlere Entfernungen nur schwer erkennbar wird, insbesondere falls gleichzeitig wichtige Statusmeldungen angezeigt werden sollen. Größere Displayeinheiten fallen dahingegen ungünstig mit erheblichem zusätzlichen Kosten- und Energiebedarf ins Gewicht und sind durch die üblichen Gehäuseabmessungen von Feldgeräten meistens auf deren Abmessungen begrenzt.
Abgesetzte Displayeinrichtungen mit beispielsweise größeren Displayflächen hingegen beanspruchen einen erheblichen Raumbedarf, der üblicherweise bei Mehrfachinstallationen von Feldgeräten nicht zur Verfügung steht. Darüber hinaus bieten die in der Prozesstechnik vorhandenen Anlagen-Installationen kaum zusätzlichen Raum für Display-Einrichtungen wie beispielsweise großflächige Plasmadisplays oder LCD-Monitore.
Mobile Display-Einheiten, die drahtlos mit Feldgeräten kommunizieren, bieten einen vordergründig eleganten Ausweg an. Nachteile bestehen einerseits im erheblichen Energiebedarf, der mit Akkumulatoren nur stundenweise gedeckt werden kann, und andererseits im Erfordernis, ein drahtloses Kommunikationsnetz zu unterhalten.
Insbesondere in plötzlich auftretenden Grenzbetriebs- oder Alarm-Situationen kann überdies nicht davon ausgegangen werden, dass jedes autorisierte Mitglied des Betriebspersonals ein funktionsfähiges mobiles Displaygerät zur Hand hat und augenblicklich über einen sofortigen Funknetzzugang mit sofortiger Parameteranzeige des Alarm gebenden Transmitters verfügt. Darüber hinaus können besondere Störfallsituationen zum Ausfall von Funknetzen führen. Dieser Umstand führt derzeit dazu, dass beispielsweise trotz relativ hoher Installationsbasis von Feldgeräten mit Feldbuskommunikation auf eine Vor-Ort-Anzeige der Feldgeräte in kritischen Applikationsfällen durchweg nicht verzichtet wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Alternative zur Darstellung von Daten in einem Feldgerät vorzuschlagen, welche die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Anzeigelement mindestens ein Projektionsmodul aufweist, dass das Projektionsmodul die Daten auf mindestens eine Projektionsfläche, welche sich außerhalb des Gehäuses befindet, projiziert, und dass die Steuereinheit das Erscheinungsbild der dargestellten Daten in Abhängigkeit von der Projektionsfläche und/oder in Abhängigkeit vom Abstand zwischen dem Feldgerät und der Projektionsfläche und/oder in Abhängigkeit von der Ausrichtung des Feldgeräts relativ zur Projektionsfläche einstellt. In der Erfindung wird somit anstelle von bekannten Plasmadisplays, LCD-, Dünnfilm- oder OLED-Displays mindestens ein Projektionsmodul eingesetzt, welches Darstellungen der Daten auf mindestens eine Fläche außerhalb des Gehäuses abbildet. Somit ist auch der große Vorteil einer flexiblen und auch von weitem zu erkennenden Displayanzeige gegeben. Das Projektionsmodul ist beispielsweise eine Anordnung von RGB-Chips. Insbesondere erlaubt das Projektionsmodul z. B. in Auflicht- oder -Durchlicht-Projektion eine Anzeige der Daten außerhalb des Feldgerätes beispielsweise auf Wandflächen, auf benachbarten Gehäuseteilen, auf einem Blatt Papier in der Hand eines Bedieners, oder auf einer offenen Handfläche selbst. Je nach Art der Projektionsfläche wird dabei in einer Ausgestaltung von der Steuereinheit das Erscheinungsbild der Daten angepasst. Das Projektionsmodul besteht in einer Ausgestaltung aus einem flachen Array oder mehreren Arrays, die den gesamten für den Bediener zugänglichen Raumwinkelbereich abdecken. Die Steuereinheit ist dabei dafür zuständig, die Darstellung der Daten und somit deren Erscheinungsbild z. B. auf die Art und Beschaffenheit der Projektionsfläche und/oder auf den Abstand zwischen Projektionsfläche und Feldgerät und/oder auf die Ausrichtung der Projektionsfläche relativ zum Feldgerät bzw. zu einem Projektionsmodul abzustimmen. Einige Ausgestaltungen einer solchen Steuereinheit, auch in Verbindung mit der veränderlichen Darstellung von Daten sind offenbart in der Offenlegungsschrift DE 10 2006 048 143 A1 .
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens zwei Projektionsmodule vorgesehen sind. Insbesondere sind in Abhängigkeit von der Projektionsfähigkeit der Projektionsmodule so viele Projektionsmodule vorgesehen, dass um das Feldgerät herum im Wesentlichen in allen Winkelbereichen die Daten projizierbar sind.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass das Projektionsmodul oberhalb des Gehäuses angeordnet ist. Insbesondere ist das Projektionsmodul derartig ausgestaltet und mit dem Gehäuse verbunden, dass der Strahlengang des Projektionsmoduls im Wesentlichen frei von einer Störung durch das Gehäuse ist. In einer weiteren Ausgestaltung ist das Projektionsmodul innerhalb des Gehäuses angeordnet und Projektionsmodul und Gehäuse sind derartig ausgestaltet, dass das Projektionsmodul aus dem Gehäuse hinaus projiziert.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Projektionsfläche im Wesentlichen eine transparente und reflektierende Folie ist. Eine solche Folie kann beispielsweise in der Hand einer Bedienperson gehalten werden. Für eine optimale Projektionsanzeige besteht die Projektionsfläche insbesondere aus hoch transparenten und optisch vergüteten Folien- oder glasartigen Materialien. Solche transmittieren im sichtbaren Spektralbereich auf der dem Projektionsmodul zugewandten Seite die Projektionsstrahlung bei minimierten Streu- und Reflexionsverlusten. Auf der dem Betrachter zugewandten Seite wirken diffus reflektierende Partikel als Streukörper, die beispielsweise Durchmesser im unteren Mikrometerbereich (Mie-Streuung) besitzen und einen höheren Brechungsindex als der Folien- oder Glaswerkstoff aufweisen. Aufgeraute Oberflächen auf der dem Betrachter zugewandten Seite mit Rauhigkeiten im Mikrometer-Bereich führen zu ähnliche Effekten. Die Projektionsfläche erlaubt somit, dass die Daten auf sie von innen projiziert werden und dass die Darstellung der Daten auf der der Projektion gegenüberliegenden Seite sichtbar ist.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, die Steuereinheit ausgehend von einem der Projektionsfläche zugeordneten Identifizierungselement und anhand hinterlegter Daten das Erscheinungsbild der Daten einstellt. Hierfür ist ggf. eine passende Sensoreinheit vorgesehen, welche das Identifizierungselement erkennt. Bei dem Identifizierungselement handelt es sich beispielsweise um einen RFID-Tag. Über das Identifizierungselement kann somit von der Steuereinheit erkannt werden, um was für eine Art von Projektionsfläche es sich handelt, so dass z. B. mit passend hinterlegten Daten die für die Projektionsfläche geeignete Darstellung der Daten verwendet wird. Über das Identifizierungselement wird in einer Ausgestaltung auch die Größe der Projektionsfläche übermittelt, so dass die Darstellungsgröße bzw. das Maß der Abstraktion der Darstellung der Daten angepasst wird.
In einer Ausgestaltung trägt auch die Steuereinheit dafür Sorge, dass die Daten für einen Betrachter auf der Projektionsfläche gut lesbar sind. Dies beispielsweise dahingehend, ob die Daten auf die Projektionsfläche oder durch diese hindurch betrachtet werden. Insbesondere wird somit für eine korrekte alphanumerische, grafische oder andere Detailanzeige eine seitenverkehrte Darstellung vermieden.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens ein Abstandssensor vorgesehen ist, welcher den Abstand zwischen dem Feldgerät und der Projektionsfläche und/oder die Ausrichtung der Projektionsfläche relativ zum Feldgerät bestimmt und/oder überwacht.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass der Abstandssensor mindestens eine Wärme- und/oder eine NIR- und/oder IR-Detektionseinrichtung aufweist. In dieser Ausgestaltung kann der Abstandssensor somit beispielsweise auch der Bestimmung des Abstands bzw. der Orientierung eines Betrachters relativ zur Projektionsfläche dienen. Mit diesen Daten kann dann in einer Ausgestaltung die Steuereinheit auch das Erscheinungsbild der Daten anpassen.
Der Abstandssensor dient somit zur Ortung der Projektionsfläche und vermittelt insbesondere auch der Steuereinheit die erforderlichen Messdaten für die optimierte Darstellung der darzustellenden Daten.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens ein Fremdlicht-Fotodetektor vorgesehen ist. Hiermit wird also zusätzlich die vorhandene Helligkeit gemessen. Die Lichtstärke und der damit verbundene Leistungsbedarf des Projektionsmoduls kann entsprechend der Außenlichtstärke bezüglich einer minimalen Leistungsaufnahme optimiert werden. Dafür stehen zur Feinregelung bekannte Tages- oder Fremdlicht-Fotodetektoren zur Verfügung.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Steuereinheit die Darstellung der Daten entsprechend dem Messwert des Fremdlicht-Fotodetektors steuert. Die Steuerung kann dabei für optimale Darstellung sorgen oder es kann auch ein Optimum aus der optimalen Darstellung und einer Minimierung der Leistungsaufnahme für die Darstellung ermittelt und passend für die Darstellung verwendet werden.
In einer Ausgestaltung werden mit entsprechend getakteten Projektionsmodulen, die in kürzeren Anschaltzyklen betrieben werden, Energieeinsparungen erzielt.
Durch den Leistungsbedarf handelt es sich vorzugsweise um 4-Leiter-Feldgeräte, welche eine getrennte Gerätestromversorgung neben den Signalstromausgängen aufweisen.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Steuereinheit in Verbindung mit dem Abstandssensor Gesten einer Bedienperson erkennt und entsprechend eine Projektionsfläche auswählt und/oder das Erscheinungsbild der Daten steuert. Der Sensor dient somit zur Eingabe von Steuerungssignalen, über welche die Darstellung der Daten angepasst wird. So wird beispielsweise bestimmt, auf welcher Projektionsfläche die Darstellung erfolgen soll, wenn mehrere Flächen zur Verfügung stehen oder es wird beispielsweise auch ein Maß für die Abstraktion der Darstellung der Daten ausgewählt.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1: eine schematische Darstellung einer ersten Anwendung einer erfindungsgemäßen Feldgerätes,
2: eine Darstellung einer Anwendung mit einer weiteren Variante der Projektionsfläche,
3: eine Darstellung einer Anwendung mit einer weiteren Variante der Projektionsfläche, und
4: eine Darstellung einer weiteren Ausgestaltung des Feldgerätes.
In der 1 ist das erfindungsgemäße Feldgerät 1 schematisch dargestellt. Bei dem Feldgerät 1 handelt es sich beispielsweise um ein Messgerät, welches eine entsprechende Sensoreinheit aufweist, oder um einen sog. Datenschreiber oder um ein Anzeigegerät für Daten.
Das Feldgerät 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in welchem hier die Steuereinheit 5 für die Steuerung des Anzeigeelements angeordnet ist. Das Anzeigelement für die Darstellung der Daten weist hier mehrere Projektionsmodule auf, welche gemeinsam mit mehreren Abstandssensoren 6 zusammen oberhalb des Gehäuses 2 des Feldgerätes 1 angeordnet sind. Die Abstandssensoren 6 erlauben dabei eine Rundumerkennung um das Feldgerät 1 herum und auch die Projektionsmodule 3 erlauben im Wesentlichen eine 360°-Darstellung. Die Projektionsfläche wird hier von einer Bedienperson 10 in den Händen gehalten. Die gestrichelten bzw. durchgezogenen Linien verdeutlichen die Detektionsstrahlen zum Erkennen der Projektionsfläche 4 bzw. der Bedienperson 10 und der Strahlführung für die Darstellung der darzustellenden Daten. Bei einer Vielzahl von Projektionsmodulen 3 wird ggf. auch eine holographische Darstellung von Daten vorgenommen.
In dieser Ausgestaltung verwendet die Steuereinheit 5 ein Wissen über die Art der Projektionsfläche 4, über den Abstand zwischen Projektionsfläche 4 und Feldgerät 1 und der Orientierung zwischen Projektionsfläche 4 und Feldgerät 1 bzw. Projektionsmodul 3, um die Projizierung der Daten passend zu steuern. Hierfür wird beispielsweise ein passendes Modul 3 oder eine passende Kombination von Modulen ausgewählt oder es wird auch ein adäquater Abstraktionsgrad für die Darstellung der Daten gewählt. Auch werden die Daten ggf. seitenverkehrt projiziert, so dass die bei der transmissiven Darstellung für die Bedienperson richtig zu erkennen sind. Dies ist in der 2 angedeutet.
Die Steuereinheit 5 greift ggf. weiterhin auf die Messdaten eines Fremdlicht-Fotodetektors 7 zu, über welchen die herrschende Helligkeit erkannt und die Darstellung der Daten passend gesteuert wird. Dies ggf. im Rahmen einer Optimierung aus Qualität der Darstellung und dem Einsparen von Energie.
In der 3 dient eine Hand als Projektionsfläche 4.
In der 4 ist die Projektionsfläche 4 in einem Träger 11 eingebracht. Wie angedeutet, deutet die Bedienperson 10 in Richtung der Projektionsfläche 4 und veranlasst dadurch die Steuereinheit 5 über eine entsprechende Gestenerkennung, die Daten dorthin zu projizieren.

1: Feldgerät
2: Gehäuse
3: Projektionsmodul
4: Projektionsfläche
5: Steuereinheit
6: Abstandssensor
7: Fremdlicht-Fotodetektor
10: Bedienperson
11: Haltung für Projektionsfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 20122094 U1 [0002]
- DE 102004055318 A1 [0002]
- DE 102006048143 A1 [0010]

Claims

Feldgerät (1) mit mindestens einem Gehäuse (2) mit mindestens einem Anzeigeelement zur Darstellung von Daten und mit mindestens einer Steuereinheit (5), welche ein Erscheinungsbild der dargestellten Daten steuert, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigelement mindestens ein Projektionsmodul (3) aufweist, dass das Projektionsmodul (3) die Daten auf mindestens eine Projektionsfläche (4), welche sich außerhalb des Gehäuses (2) befindet, projiziert, und dass die Steuereinheit (5) das Erscheinungsbild der dargestellten Daten in Abhängigkeit von der Projektionsfläche (4) und/oder in Abhängigkeit vom Abstand zwischen dem Feldgerät (1) und der Projektionsfläche (4) und/oder in Abhängigkeit von der Ausrichtung des Feldgeräts (1) relativ zur Projektionsfläche (4) einstellt.
Feldgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Projektionsmodule (3) vorgesehen sind.
Feldgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Projektionsmodul (3) oberhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist.
Feldgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsfläche (4) im Wesentlichen eine transparente und reflektierende Folie ist.
Feldgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, die Steuereinheit (5) ausgehend von einem der Projektionsfläche (4) zugeordneten Identifizierungselement und anhand hinterlegter Daten das Erscheinungsbild der Daten einstellt.
Feldgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Abstandssensor (6) vorgesehen ist, welcher den Abstand zwischen dem Feldgerät (1) und der Projektionsfläche (4) und/oder die Ausrichtung der Projektionsfläche (4) relativ zum Feldgerät (1) bestimmt und/oder überwacht.
Feldgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandssensor (6) mindestens eine Wärme- und/oder eine NIR- und/oder IR-Detektionseinrichtung aufweist.
Feldgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fremdlicht-Fotodetektor (7) vorgesehen ist.
Feldgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) die Darstellung der Daten entsprechend dem Messwert des Fremdlicht-Fotodetektors (7) steuert.
Feldgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) in Verbindung mit dem Abstandssensor (6) Gesten einer Bedienperson erkennt und entsprechend eine Projektionsfläche (4) auswählt und/oder das Erscheinungsbild der Daten steuert.