DE102009058168A1 - Control device for contactless controlling of e.g. water temperature of shower device, has control unit coupled with sensor for receiving output signal from sensor and providing corresponding control signal to control parameter of device - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zur berührungslosen Steuerung mindestens eines Funktionsparameters einer Vorrichtung, insbesondere einer Duscheinrichtung oder einer Dunstabzugshaube, mit mindestens einem optischen Näherungssensor zur Erfassung einer Bewegung eines Körperteils oder eines Gegenstandes oder dergleichen in einem Detektionsbereich des optischen Näherungssensors.The present invention relates to a control device for the contactless control of at least one functional parameter of a device, in particular a shower device or an extractor hood, with at least one optical proximity sensor for detecting a movement of a body part or an object or the like in a detection range of the optical proximity sensor.
Steuereinrichtungen der oben genannten Art sind allgemein bekannt. Das Dokument
Diese Art der Steuerung bringt den Nachteil mit sich, dass ein Nutzer ungewollt in den Detektionsbereich des Sensors gelangen kann. Wenn der Nutzer beispielsweise nach einem Pflegeprodukt greift, welches innerhalb der Duscheinrichtung aufbewahrt wird, und sich dabei in den Detektionsbereich des optischen Näherungssensor hinein bewegt, kann dies zu einer ungewollten Änderung des entsprechenden Duschparameters wie beispielsweise zu einer Temperaturänderung führen.This type of control has the disadvantage that a user can unintentionally get into the detection range of the sensor. For example, when the user picks up a care product that is stored inside the shower device and moves into the detection area of the optical proximity sensor, this can lead to an unwanted change of the corresponding shower parameter, such as a temperature change.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuereinrichtung mit einem optischen Schalter bereitzustellen, die einen vereinfachten Aufbau aufweist und bei der die Gefahr einer Fehlbedienung durch den Nutzer verringert ist.It is therefore an object of the present invention to provide a control device with an optical switch, which has a simplified structure and in which the risk of incorrect operation by the user is reduced.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der optische Näherungssensor eine Bewegung in der Längserstreckung seines Detektionsbereiches in Betrag und Richtung bestimmt und ein zu Betrag und Richtung der Bewegung korrespondierendes Ausgangssignal erzeugt, und dass eine Steuereinheit mit dem optischen Näherungssensor gekoppelt ist, die das Ausgangssignal des optischen Näherungssensors empfängt und ihm ein entsprechendes Steuersignal zur Steuerung des Funktionsparameters an die zu steuernde Vorrichtung ausgibt.This object is achieved in that the optical proximity sensor determines a movement in the longitudinal extent of its detection range in magnitude and direction and generates an amount and direction of movement corresponding output signal, and that a control unit is coupled to the optical proximity sensor, which outputs the output signal optical proximity sensor receives and outputs a corresponding control signal for controlling the function parameter to the device to be controlled.
Mit anderen Worten erlaubt die erfindungsgemäße Steuereinrichtung sowohl eine Erhöhung als auch eine Verringerung mindestens eines Funktionsparameters mit nur einem optischen Schalter zu bewirken, da eine Bewegung eines Körperteils eines Nutzers in dem Detektionsbereich des optischen Näherungssensors in Betrag und Richtung durch den Näherungssensor bestimmt werden kann. Dadurch kann vorteilhafter Weise die Anzahl an Näherungssensoren innerhalb einer zu steuernden Vorrichtung gegenüber den Stand der Technik bekannten Steuereinrichtungen zumindest halbiert werden. Ferner führt die reine Anwesenheit eines Körperteils in dem Detektionsbereich des Sensors noch nicht zu einer Änderung eines der Funktionsparameter sondern erst eine aktive Bewegung durch den Nutzer, was die Gefahr einer Fehlbedienung erheblich verringert. Dabei sei angemerkt, dass unter dem Begriff Körperteil auch mit einem Körperteil verbundene Gegenstände sowie Gegenstände die der Nutzer mit einem Körperteil greift zu verstehen sind.In other words, the control device according to the invention allows an increase as well as a reduction of at least one functional parameter to be effected with only one optical switch, since a movement of a body part of a user in the detection range of the optical proximity sensor can be determined in magnitude and direction by the proximity sensor. As a result, the number of proximity sensors within a device to be controlled can advantageously be at least halved compared to control devices known from the prior art. Furthermore, the mere presence of a body part in the detection range of the sensor does not yet lead to a change in one of the functional parameters but only an active movement by the user, which considerably reduces the risk of incorrect operation. It should be noted that the term body part also means a body part connected objects and objects that the user engages with a body part to understand.
Zur Einsparung von Stromkosten kann es erstrebenswert sein, die Steuereinrichtung bei konstantem Betrieb der zu steuernden Vorrichtung in eine Art Standby-Modus zu versetzen und nur unmittelbar vor einer Betätigung vollständig zu aktivieren. Eine besonders einfache Möglichkeit der Aktivierung des Näherungssensors kann beispielsweise bereitgestellt werden, indem der Nutzer einen Körperteil in den Detektionsbereich des optischen Näherungssensors bewegt und für eine vorher festgelegte Zeitdauer darin beläßt.To save electricity costs, it may be desirable to put the control device in a kind of standby mode during constant operation of the device to be controlled and to activate it completely only immediately before actuation. A particularly simple possibility of activating the proximity sensor can be provided, for example, by the user moving a body part into the detection area of the optical proximity sensor and leaving it there for a predetermined period of time.
Dazu kann der Detektionsbereich des Näherungssensors so angeordnet sein, dass er von einer Hand und/oder einem Fuß des Nutzers leicht zu erreichen ist.For this purpose, the detection range of the proximity sensor can be arranged so that it can be easily reached by a hand and / or a foot of the user.
Um über den optischen Näherungssensor eine zuverlässige und einfache Autokorrelationsmessung durchführen zu können, kann es vorteilhaft sein, wenn der optische Näherungssensor als Messsignal kohärentes Licht, insbesondere mindestens einen Laserstrahl erzeugt.In order to be able to carry out a reliable and simple autocorrelation measurement via the optical proximity sensor, it may be advantageous if the optical proximity sensor generates coherent light, in particular at least one laser beam, as the measurement signal.
Wenn der optische Näherungssensor mehrere Laserstrahlen mit jeweils unterschiedlichen Wellenlängen im sichtbaren Bereich erzeugt, wobei jeder Laserstrahl jeweils mindestens einem Funktionsparameter der zu steuernden Vorrichtung zugeordnet ist, ist eine besonders kompakte Bauweise möglich.If the optical proximity sensor generates a plurality of laser beams each having different wavelengths in the visible range, each laser beam being associated with at least one functional parameter of the device to be controlled, a particularly compact design is possible.
Der Nutzer kann in diesem Fall zur Änderung mindestens eines Funktionsparameters der zu steuernden Vorrichtung einfach in den Detektionsbereich des optischen Näherungssensors hinein greifen und die Laserstrahlen, die dann auf seiner Handfläche sichtbar werden, durch die unterschiedliche Färbung voneinander unterscheiden und entsprechend den zugehörigen Funktionsparametern zuordnen.In this case, in order to change at least one functional parameter of the device to be controlled, the user can simply grasp into the detection range of the optical proximity sensor and the laser beams, which then become visible on the palm of his hand, through the different ones Distinguish color from each other and assign according to the associated function parameters.
Zur Änderung eines oder mehrerer Funktionsparameter kann der Nutzer dann seine Hand so in den Detektionsbereich des Näherungssensors hinein halten, dass der oder die den zu ändernden Funktionsparametern entsprechenden Laserstrahlen von seiner Hand in Richtung des Näherungssensors reflektiert werden. Detektiert der Näherungssensor den oder die Laserstrahlen, so werden auch nur die der reflektierten Wellenlängen zugeordneten Funktionsparameter entsprechend der Bewegung eines Körperteils beispielsweise der Hand Nutzers verändert.To change one or more functional parameters, the user can then hold his hand in the detection range of the proximity sensor such that the laser beam or beams corresponding to the functional parameters to be changed are reflected by his hand in the direction of the proximity sensor. If the proximity sensor detects the laser beam (s), then only the function parameters associated with the reflected wavelengths are changed in accordance with the movement of a body part, for example the hand of the user.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Detektionsbereich entlang seiner Erstreckung in mehrere Segmente unterteilt ist, wobei jedes Segment zur Steuerung jeweils eines Funktionsparameter der Vorrichtung dient. Die Zuordnung der Bewegung des Körperteils des Nutzers erfolgt hier in Abhängigkeit der reflektierten Laserstrahlung unter Berücksichtigung der Eintrittshöhe des die Laserstrahlung reflektierenden Körperteils. So wird es möglich, dass ein Nutzer im Falle der Steuerung einer Duschvorrichtung durch Anheben des Fußes in einem unteren Steuersegment beispielsweise eine Änderung der Wassermenge hervorrufen kann und in einem oberen Steuerungssegment durch Ausstrecken der Hand eine Änderung der Temperatur. Die Anzahl der Steuereinrichtung kann durch eine solche Segmentierung deutlich verringert werden, da mehrere Funktionsparameter durch nur einen optischen Näherungssensor angesteuert werden können.A further advantageous embodiment of the present invention provides that the detection area is subdivided along its extension into a plurality of segments, each segment serving to control a respective functional parameter of the device. The assignment of the movement of the body part of the user takes place here as a function of the reflected laser radiation, taking into account the entry height of the laser radiation reflecting body part. Thus, it becomes possible for a user to cause, for example, a change in the amount of water in the case of controlling a shower device by raising the foot in a lower control segment and a change in the temperature in an upper control segment by extending the hand. The number of the control device can be significantly reduced by such a segmentation, since several functional parameters can be controlled by only one optical proximity sensor.
Um ein Auffinden der Lage des Detektionsbereiches des optischen Näherungssensors für den Nutzer zu erleichtern, ist in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass der optische Näherungssensor einen Positionsindikator aufweist, der zumindest über den gesamten Detektionsbereich des optischen Näherungssensors einen sichtbaren Lichtstrahl erzeugt.In order to facilitate locating the position of the detection range of the optical proximity sensor for the user, it is provided in one exemplary embodiment of the present invention that the optical proximity sensor has a position indicator which generates a visible light beam at least over the entire detection range of the optical proximity sensor.
Eine besonders kompakte und feuchtigkeitsresistente Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ergibt sich, wenn der optische Näherungssensor und die Steuereinheit zusammen eine Baugruppe bilden und insbesondere in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.A particularly compact and moisture-resistant embodiment of the present invention results when the optical proximity sensor and the control unit together form an assembly and in particular are arranged in a common housing.
Wie bereits oben erwähnt, ist eines der Einsatzgebiete der erfindungsgemäßen Steuerungseinrichtung zur berührungslosen Steuerung mindestens eines Funktionsparameters in einer Duscheinrichtung zu sehen. Die zu steuernde Vorrichtung kann in diesem Falle beispielsweise ein elektrisch verstellbares Ventil an einer Wasserzuleitung zu einem in der Duscheinrichtung angeordneten Duschkopfes sein oder aber auch ein elektrischer Dimmer zur Regelung der Beleuchtungsintensität und -Farbe innerhalb der Duscheinrichtung. Die zu variierenden Funktionsparameter können hier vorzugsweise mindestens einen Duschparameter, insbesondere Wassertemperatur und/oder Wasserdruck und/oder einen Umgebungsparameter, insbesondere eine Änderung der Lautstärke innerhalb der Duscheinrichtung und/oder eine Änderung der Beleuchtungsfarbe umfassen.As already mentioned above, one of the fields of application of the control device according to the invention for non-contact control of at least one functional parameter in a shower device can be seen. In this case, the device to be controlled can be, for example, an electrically adjustable valve on a water supply line to a shower head arranged in the shower device or also an electric dimmer for regulating the illumination intensity and color within the shower device. The function parameters to be varied here may preferably comprise at least one shower parameter, in particular water temperature and / or water pressure and / or an environmental parameter, in particular a change in the volume within the shower device and / or a change in the illumination color.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht dabei vor, dass eine Bewegung eines Körperteils des Nutzers einer Höhendifferenz zwischen dem Körperteil des Nutzers und optischem Näherungssensor innerhalb der Duscheinrichtung entspricht, wobei die Steuereinheit eine Detektion einer Verringerung der Höhendifferenz einer Erhöhung der Wassertemperatur und/oder des Wasserdrucks und/oder der Lautstärke und/oder der Änderung der Beleuchtungsfarbe innerhalb der Duscheinrichtung zuordnet und die Detektion einer Vergrößerung der Höhendifferenz einer Erniedrigung der Wassertemperatur und/oder des Wasserdruck und/oder der Lautstärke und/oder der Änderung der Beleuchtungsfarbe innerhalb der Duscheinrichtung.An advantageous embodiment of the invention provides that a movement of a body part of the user corresponds to a height difference between the body part of the user and optical proximity sensor within the shower device, wherein the control unit detects a reduction in the height difference of an increase in water temperature and / or water pressure and or the volume and / or the change of the illumination color within the shower device and the detection of an increase in the height difference of a decrease in the water temperature and / or the water pressure and / or the volume and / or the change of the illumination color within the shower device.
Eine alternative Anwendung einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung stellt beispielsweise der Einsatz der Steuereinrichtung in einer Dunstabzugshaube beispielsweise zur Steuerung der Saugleistung dar.An alternative application of a control device according to the invention is, for example, the use of the control device in an extractor hood, for example for controlling the suction power.
Dabei kann die Steuereinheit bei einer detektierten Abnahme der Höhendifferenz zwischen optischem Näherungssensor und einem Körperteil des Nutzers ein Steuersignal erzeugen, welches zu einer Vergrößerung einer Saugleistung der Dunstabzugshaube führt und bei einer detektierten Zunahme der Höhendifferenz zu einer Abnahme der Saugleistung der Dunstabzugshaube.In this case, the control unit can generate a control signal at a detected decrease in the height difference between the optical proximity sensor and a body part of the user, which leads to an increase in a suction power of the hood and at a detected increase in the height difference to a decrease in the suction power of the hood.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur berührungslosen Steuerung mindestens eines Funktionsparameters einer Vorrichtung, mit mindestens einer Steuereinrichtung, welche mindestens einen optischen Näherungssensor zur Erfassung einer Bewegung eines Körperteils, eines Gegenstandes oder dergleichen in einem Detektionsbereich des optischen Näherungssensors in Betrag und Richtung aufweist, umfasst die Verfahrensschritte, dass
- – mindestens ein kohärenter Lichtstrahl durch den optischen Näherungssensor erzeugt wird;
- – ein von einem sich relativ zu dem optischen Näherungssensor bewegenden Körperteil reflektierter kohärenter Lichtstrahl vom optischen Näherungssensor detektiert wird;
- – ein Ausgangssignals unter Ansprechen auf das reflektierte kohärente Licht vom optischen Näherungssensor erzeugt wird;
- – das Ausgangssignal an eine Steuereinheit weitergeleitet wird;
- – die Bewegung des Körperteils in Betrag und Richtung mittels der Steuereinheit anhand des Ausgangssignals bestimmt wird; und
- – die Steuereinheit ein zu dem Ausgangssignal korrespondierendes Steuersignal an die zu steuernde Vorrichtung, insbesondere die Duscheinrichtung oder die Dunstabzugshaube, zur Änderung mindestens eines Funktionsparameters ausgibt.
- - At least a coherent light beam is generated by the optical proximity sensor;
- A coherent light beam reflected by a body part moving relative to the optical proximity sensor is detected by the optical proximity sensor;
- An output signal is generated in response to the reflected coherent light from the optical proximity sensor;
- - The output signal is forwarded to a control unit;
- - The movement of the body part in magnitude and direction is determined by means of the control unit based on the output signal; and
- - The control unit outputs a control signal corresponding to the output signal to the device to be controlled, in particular the shower device or the extractor hood, for changing at least one function parameter.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden durch die Unteransprüche bzw. die nachfolgende Beschreibung der beigefügten Zeichnungen verdeutlicht. Es zeigen:Further advantageous embodiments of the present invention are illustrated by the dependent claims and the following description of the accompanying drawings. Show it:
Die
Die Steuereinrichtung
Der optische Näherungssensor
Der Detektionsbereich D des optischen Näherungssensors
Um einen möglichst ungestörten Betrieb der Steuereinrichtung
Dem oberen Segment T1 ist in diesem Ausführungsbeispiel der Funktionsparameter der Temperaturänderungen zugeordnet und dem unteren Segment T2 der Funktionsparameter der Steuerung der Wassermenge.The upper segment T1 is assigned in this embodiment, the function parameter of the temperature changes and the lower segment T2 of the function parameters of the control of the amount of water.
Zur Aktivierung des optischen Näherungssensors
Zur Änderung eines der Duschparameter hält der Nutzer der Duscheinrichtung
Die Bedienung des optischen Näherungssensors wird nunmehr anhand des Beispiels der Veränderung der Beleuchtungsintensität der Duscheinrichtung
Zur Erhöhung der Beleuchtungsintensität und damit Helligkeit in der Duscheinrichtung
Durch Anheben des Fußes wird schon während der Bewegung des Fußes innerhalb des Segmentes T2 eine entsprechende Höhendifferenz gemessen und ein Ausgangssignal entsprechend der Höhendifferenz erzeugt und an die Steuereinheit
Zur Verringerung der Leuchtstärke bringt der Nutzer seinen Fuß wieder oberhalb der unteren Reaktionsgrenze TU in das untere Segment T2 des Detektionsbereiches D. Nach einer einstellbaren Verzögerungszeit wird von dem Näherungssensor
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Näherungssensor
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erzeugt der optische Näherungssensor
Die Erzeugung mehrerer Laserstrahlen L1, L2, L3 in einem optischen Näherungssensor
Im Bereich der Seitenwände sind an der Decke der Duscheinrichtung
Im hinteren Bereich der Duscheinrichtung sind zur Steuerung des Raumlichts weitere optische Näherungssensoren zur berührungslosen Steuerung der Beleuchtungsintensität vorgesehen.In the rear region of the shower device, further optical proximity sensors for the contactless control of the illumination intensity are provided for controlling the room light.
Die vorangegangene Beschreibung bezieht sich zwar im Wesentlichen auf den Anwendungsbereich der Steuereinrichtung in Duscheinrichtungen. Natürlich ist die Steuereinrichtung mit mindestens einem optischen Näherungssensor auch in anderen Anlagen eingesetzt werden, die mit verstellbaren Funktionsparametern betrieben werden können.Although the foregoing description relates essentially to the scope of the control device in shower facilities. Of course, the control device with at least one optical proximity sensor can also be used in other systems that can be operated with adjustable functional parameters.
Als weiteres Beispiel sei hier eine Dunstabzugshaube genannt, deren Beleuchtung und/oder Saugleistung beispielhaft mittels einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung einstellbar ist.As a further example, an extractor hood may be mentioned, the lighting and / or suction power of which can be set by way of example by means of a control device according to the invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20120530 |