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Anwendungsgebiet und Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bedienung eines Haushaltsgerätes, insbesondere eines Kochfeldes oder Backofens, sowie ein entsprechendes Haushaltsgerät.
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Bekannt ist die Steuerung von Haushaltsgeräten, insbesondere den vorgenannten, über mechanische Knöpfe oder Schalter. Ebenso ist beispielsweise aus der
EP 859467 A1 eine Bedienung über Berührungsschalter bekannt, bei der mechanisch betätigbare Bedienelemente entfallen.
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Des Weiteren ist es aus der
DE 10361341 B4 bekannt, selbst auf solche Berührungsschalter zu verzichten und eine Steuerung nur durch Gesten einer Bedienperson zu ermöglichen. So wird eine noch freiere und unter Umständen auch intuitivere Bedienung eines Haushaltsgeräts ermöglicht.
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Aufgabe und Lösung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zur Bedienung eines Haushaltsgeräts sowie ein entsprechendes Haushaltsgerät zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik ausgeräumt werden können und insbesondere eine neuartige Bedienung eines Haushaltsgeräts geschaffen werden kann, die auch vielseitiger und intuitiv verständlich sowie sicher ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein zur Durchführung dieses Verfahrens ausgebildetes Haushaltsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei werden manche der nachfolgend genannten Merkmale nur für das Verfahren oder nur für das Haushaltsgerät beschrieben. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für das Verfahren als auch für das Haushaltsgerät gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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Es ist vorgesehen, dass bei dem Verfahren mittels einer am Kopf einer Bedienperson getragenen Messeinrichtung Gehirnströme dieser Bedienperson an mindestens einem Punkt am Kopf gemessen werden. Es kann auch eine Messung an mehreren Punkten mit mehreren Sensoren vorgenommen werden, wobei vorteilhaft pro Punkt ein Sensor vorgesehen ist. Diese gemessenen Gehirnströme werden als Signale an eine Steuerung des Haushaltsgerätes übertragen. In der Steuerung werden verschiedene Muster von Gehirnströmen bzw. entsprechenden Signalen erkannt und ausgewertet bzw. bei einer Auswertung mit abgespeicherten Mustern verglichen. Dafür weist die Steuerung einen Speicher auf. Die abgespeicherten Muster wiederum sind definierten Bedienfunktionen oder auch Ablaufprogrammen für das Haushaltsgerät zugeordnet. Aus dem Vergleich der Messung mit den abgespeicherten Mustern erzeugt die Steuerung definierte Bedienfunktionen bzw. Ablaufprogramme für das Haushaltsgerät und kann vorteilhaft damit einen entsprechenden Betrieb des Haushaltsgeräts starten. Derartige Bedienfunktionen können ein Ein oder ein Aus des Haushaltsgeräts sein, eine Auswahl einer von mehreren Funktionseinheiten des Haushaltsgeräts sowie eine Veränderung des Betriebszustands einer dieser Funktionseinheiten. Dabei können an dem Haushaltsgerät noch weitere Bedieneinrichtungen wie Schalter odgl. vorgesehen sein, entweder als mechanische Schalter oder als vorgenannte Berührungsschalter. Diese können aber in der Anzahl sehr begrenzt sein und vor allem für Sicherheitsfunktionen wie Ein- und Ausschalten des Haushaltsgeräts vorgesehen sein.
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Somit ist mittels der Steuerung und der zugehörigen Messeinrichtung die Möglichkeit geschaffen, das Haushaltsgerät zumindest in einer Vielzahl von Bedienfunktionen nicht nur ohne externe Bedienelemente zu steuern, sondern sogar ohne notwendigen Einsatz der Hände für Gesten odgl. Eine Kombination mit einer durch Gesten gesteuerten Bedienung ist zwar möglich, aber eben nicht nötig.
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Durch den Vergleich der gemessenen Gehirnströme bzw. Muster von Gehirnströmen mit abgespeicherten Mustern ist eine definierte Bedienung des Haushaltsgeräts mit definierten Bedienfunktionen möglich. Dabei können vorteilhaft die abgespeicherten Muster von Gehirnströmen in einem Einlern-Verfahren allgemein oder individuell erzeugt und abgespeichert werden, alternativ sind sie schon herstellerseitig eingespeichert. Eine freie Erkennbarkeit der Gedanken bzw. des Willens einer Bedienperson ist zwar grundsätzlich im Rahmen der Erfindung möglich, von der Erkennung sowie der Bediensicherheit her aber sehr aufwendig. Eine Beschränkung auf bestimmte Muster von Gehirnströmen sowie dafür definierte Bedienfunktionen ermöglicht eine Festlegung dessen, was von der Messeinrichtung und der Steuerung zu erfassen ist. Dabei müssen die gemessenen Muster von Gehirnströmen nicht vollständig mit den abgespeicherten Mustern übereinstimmen. Es reicht eine hinreichend genaue Ähnlichkeit, beispielsweise 70% bis 90%, die insbesondere so ist, dass sich ein Muster von anderen Mustern auch hinreichend deutlich unterscheidet. Hierfür sind verschiedene Software-Bauteile verwendbar und notwendig, die der Fachmann jedoch allgemein kennt und bei Bedarf problemlos realisieren kann. Es kann auch eine sogenannte Fuzzy Logic verwendet werden.
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Allgemein kann bei den genannten Mustern von Gehirnströmen zwischen den Zuständen „Aufmerksamkeit“ einerseits und „Entspannung“ unterschieden werden, und zwar einmal als eher hoher Signalpegel und einmal eher als niedriger Signalpegel. Auch ein Blinzeln mit den Augen kann sehr gut über die Gehirnströme erfasst werden, so dass quasi über Augenblinzeln bzw. das damit zwingend und charakteristisch verbundene Muster an Gehirnströmen eine Bedienung möglich ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann eine Signalübertragung von der Messeinrichtung an das Haushaltsgerät bzw. dessen Steuerung drahtlos erfolgen. Besonders vorteilhaft erfolgt es per Funk, beispielsweise als sogenannte Bluetooth-Schnittstelle. Die damit verbundene geringe Reichweite stellt bei vielen Haushaltsgeräten kein Problem dar und kann gleichzeitig als Sicherheitsfunktion gegen Fehlbedienungen odgl. dienen.
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In nochmals weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Rückmeldung über eine nicht erkannte Bedienfunktion ausgegeben wird, wenn ein auffälliges Muster von Gehirnströmen erkannt wird, dieses Muster aber mit keinem abgespeicherten Muster überhaupt oder ausreichend gut übereinstimmt, so dass keines der abgespeicherten Muster als gewünscht angesehen werden kann. Dies entspricht somit einer Art Einrichtung zur Erkennung einer Fehlbedienung, so dass eine sehr wahrscheinlich vorliegende Fehlbedienung auch als solche erkannt wird und als Rückmeldung einer Bedienperson angezeigt wird. Eine solche Rückmeldung kann optisch und/oder vorteilhaft akustisch erfolgen, wie es an sich bekannt ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann in dem Fall, dass eine Bedienfunktion von der Steuerung als Reaktion auf ein erkanntes Muster von Gehirnströmen erzeugt worden ist, ebenfalls eine Rückmeldung an die Bedienperson gegeben werden. Auch hier ist wieder eine optische und/oder akustische Rückmeldung möglich. Im Vergleich zu dem vorbeschriebenen Fall wird nun also auch in dem Fall einer korrekten und insbesondere ausgeführten Bedienfunktion eine Rückmeldung an die Bedienperson ausgegeben.
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Bei der Erfindung ist es möglich, dass solche Bedienfunktionen des Haushaltsgeräts, die alternativ zueinander auswählbar sind und sich insbesondere gegenseitig ausschließen, nicht gleichzeitig, sondern hintereinander bzw. in konsekutiver Reihenfolge angeboten werden. So kann eine Bedienperson daraus auswählen. Dabei ist es vorteilhaft möglich, dass die alternativ auswählbaren Bedienfunktionen automatisch fortlaufend bzw. hintereinander oder aufeinander folgend angeboten werden für je eine bestimmte Zeitdauer, beispielsweise für 2 bis 5 oder sogar bis 10 Sekunden. Durch ein bestimmtes Muster von Gehirnströmen, welches natürlich wiederum abgespeichert ist, kann dann als eine Art Auswahl eine gerade angebotene Bedienfunktion ausgewählt werden, entsprechend zu einer Betätigung eine dafür vorgesehen Bedienelements. Diese Bedienfunktionen bzw. ihr Angebot können einer Bedienperson auch angezeigt werden, beispielsweise durch eine optische Anzeige oder eine akustische Meldung. Optische Anzeigen sind für diese Art von Informationsanzeigen zwar einerseits vorteilhafter als akustische, weil vielseitiger. Andererseits kann eine akustische Anzeige von einer Bedienperson lage- bzw. positionsunabhängig erfasst werden, was ja gerade für den hier im Mittelpunkt stehenden großen Freiheitsgrad einer Bedienung von Bedeutung ist.
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Eine solche Anzeigeeinrichtung kann an dem Haushaltsgerät selbst vorgesehen sein, vorteilhaft an einer gut sichtbaren Stelle bei einer optischen Anzeige. Sie kann aber auch an anderer gut erkennbarer Stelle angebracht sein und dann signalübertragend mit dem Haushaltsgerät bzw. seiner Steuerung verbunden sein. Dies kann auch beispielsweise eine Verbindung sein. Bei einer akustischen Anzeigeeinrichtung als Lautsprecher ist dies weniger bedeutsam.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass durch ein bestimmtes Muster, das während einer bestimmten Zeitdauer bei der Bedienperson erkannt wird, von einer angebotenen Bedienfunktion zur nächsten angebotenen Bedienfunktion weitergegangen wird, also ohne Auswahl der zuerst angebotenen Bedienfunktion. Es wird also nicht, wie zuvor beschrieben, automatisch nach einer bestimmten Zeit die nächste Bedienfunktion angeboten, sondern die Bedienperson selbst muss dies bestimmen. Ansonsten kann ohne Weitergehen zur nächsten Bedienfunktion vorteilhaft die angebotene als ausgewählt gelten.
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In nochmals weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass dann beispielsweise durch zwei bestimmte Muster von Gehirnströmen, welche in vorteilhafter einfacher Ausgestaltung gleich oder ähnlich sein können, die während einer bestimmten Zeitdauer bei der Bedienperson erkannt werden, eine gerade angebotene Bedienfunktion ausgewählt wird. Ähnlich wie bei einer Computerbedienung mit Maus als Bedieneinrichtung kann neben der Auswahl quasi durch eine Art Doppelklick ein gerade ausgewählter Menüpunkt bzw. eine Bedienfunktion tatsächlich bestätigt bzw. gestartet werden. Hier sind auch zur Erhöhung der Vielfalt sowie Bediensicherheit höhere Zahlen von zu erkennenden Mustern möglich. Alternativ können es komplexere Muster sein.
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Die Messeinrichtung kann zwar, wie eingangs genannt, mehrere Sensoren aufweisen für eine Messung an mehreren Punkten am Kopf der Bedienperson zur Erfassung von Gehirnströmen. Vorteilhaft weist die Messeinrichtung aber nur einen einzigen Sensor auf, der am Kopf der Bedienperson anliegt, vorteilhaft an der Stirn, und der ausreichend gut die Gehirnströme erkennen kann. Dies erhöht den Tragekomfort. Vorteilhaft ist ein Sensor als sogenannter trockener Sensor ausgebildet, so dass kein den Tragekomfort beeinträchtigendes Elektrodengel odgl. benötigt wird.
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In nochmals weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Messeinrichtung vorteilhaft bügelartig ausgebildet und kann so eine Art Halteklammer bilden, wie dies ansonsten von Kopfhörern oder Headsets bekannt ist. An einem abstehenden Haltearm kann dann der Sensor angeordnet sein zur federnden Anlage am Kopf bzw. der Stirn der Bedienperson.
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Derartige Messeinrichtungen, wie sie für die Erfindung verwendet werden können, sind auch bekannt als „MindWave Headset" des Unternehmens Neurosky Inc., USA.
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Diese und weitere Merkmale 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 Unterkombinationen 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. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt dar gestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 Eine schematische Ansicht eines Kochfeldes als Haushaltsgerät mit einer von einer Bedienperson am Kopf getragenen Messeinrichtung,
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2 eine grundsätzliche Darstellung eines durch Gehirnströme der Bedienperson gemessenen Signals,
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3 in Erweiterung der Darstellung aus 2 eine Signalfolge, wobei das dritte und vierte Signal einem in einer Steuerung des Kochfeldes abgespeicherten Muster entsprechen und
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4 ein möglicher Ablaufplan einer Programmierung mit mehreren Bedienfunktionen.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist als beispielhaftes Haushaltsgerät ein Kochfeld 11 dargestellt mit vier Kochstellen 1 bis 4. Das Kochfeld 11 weist eine Steuerung 13 samt Speicher 14 auf. Des Weiteren weist es eine Funkeinheit 16, eine Anzeige 17 und einen Hauptschalter 18 auf. Die Steuerung 13 ist auch noch mit einem Lautsprecher 19 verbunden. Die Anzeige 17 kann grundsätzlich so ausgebildet sein, wie es von Kochfeldern bekannt ist, also vorteilhaft als Leuchtanzeige. Insbesondere kann sie ein Vollgraphik-fähiges Display aufweisen zur Darstellung beliebiger und auch komplexer Inhalte. Die Funkeinheit 16 kann als übliche Funkeinheit ausgebildet sein, vorteilhaft nach dem Bluetooth-Standard.
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Ein Kopf 20 einer Bedienperson ist dargestellt, welche darauf eine Messeinrichtung 22 trägt. Die Messeinrichtung 22 weist einen den Kopf übergreifenden Tragebügel 23 auf, vorteilhaft in etwa von Ohr zu Ohr. Von dem Tragebügel 23 ragt an der Seite ein Haltearm 24 nach vorne und trägt einen Sensor 25, der elastisch gegen die Stirn der Bedienperson anliegt, vorteilhaft über dem linken Auge. Des Weiteren weist die Messeinrichtung 22 einen Masseclip 27 auf, der an dem linken Ohr angebracht ist, sowie eine Funkeinheit 28 zur drahtlosen Signalübertragung zusammen mit der Funkeinheit 16 des Kochfeldes 11. In der Funkeinheit 28 kann auch noch eine Signalverarbeitung enthalten sein. Diese bereitet die von dem Sensor 25 gegen die Masse am Masseclip 27 gemessenen Gehirnströme schon teilweise auf, so dass sie zum Einen einfacher und zum Anderen sicherer bzw. weniger störanfällig per Funk an die Steuerung 13 übertragen werden können zum anschließenden Vergleich mit im Speicher 14 der Steuerung 13 abgespeicherten Mustern.
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In 2 ist sehr schematisch und prinzipiell ein Verlauf eines Signals S über der Zeit t dargestellt. Das Signal S beginnt relativ niedrig, steigt dann für eine bestimmte Zeit lang an, nämlich die Signaldauer Ts, um dann wieder abzufallen. Dabei wird zweimal ein sogenannter Signalschwellwert Ssw passiert. Die absolute Höhe des Signals bzw. der Unterschied zwischen dem hohen Wert und dem niedrigen Wert für das Signal S spielt nur eine untergeordnete Rolle. Bedeutsam ist eben, dass die Signalschwelle Ssw im sogenannten nicht erregten oder Ruhezustand als niedriges Signal deutlich unterschritten ist. Im erregten Zustand bzw. Aktivzustand wird die Signalschwelle Ssw deutlich überschritten. Derartige Signale können auch eine andere Form haben als die hier angenäherte Rechteckform, wobei üblicherweise Anstieg und Abfall der Signale recht steil ist bzw. der Wechsel zwischen den beiden Signalzuständen relativ rasch erfolgt.
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In 3 sind mehrere Signale dargestellt als eine Art Signalfolge, und zwar wiederum mit der Signalschwelle Ssw. Das dritte und das vierte Signal werden dabei innerhalb einer Zeitdauer T erzeugt, welche eine in dem Speicher 14 der Steuerung 13 abgespeicherten Muster von zwei solcher Signale innerhalb der Zeitdauer T entspricht. Somit kann dies als eine Art Bedienung gewertet werden und entspricht in etwa einem Betätigen eines Bedienelements. Die anderen Signale liegen jeweils zu weit auseinander für die Zeitdauer T.
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Das in 3 dargestellte Muster von zwei Signalen innerhalb einer Zeitdauer T ist nur ein sehr einfaches Beispiel. Es können auch noch andere und vor allem komplexere Muster erzeugt bzw. verwendet werden. Im Wesentlichen bestehen diese Muster aus einem Überschreiten und Unterschreiten der Signalschwelle Ssw, variieren kann hier die zeitliche Dauer des oberen Signalpegels und des unteren Signalpegels sowie die Wiederholrate bzw. der zeitliche Abstand einzelner solcher Signale. Obwohl sich dadurch ganz offensichtlich eine Vielzahl von möglichen Signalmustern ergibt, ist es als vorteilhaft anzusehen, möglichst einfache Signalmuster zu erzeugen bzw. zu verwenden, unter Umständen sogar nur ein einziges Muster, beispielsweise das in 3 ganz rechts dargestellte, das nur aus zwei Signalen besteht.
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In 4 ist ein möglicher Ablauf von Bedienfunktionen zur Bedienung des Kochfelds 11 bzw. zum Einschalten einer bestimmten Kochstelle mit einer bestimmten Leistung dargestellt, was einem sogenannten Ablaufprogramm entspricht. Als Sicherheitsfunktion wird zuerst an dem konventionellen Hauptschalter 18 das Kochfeld 11 eingeschaltet, verdeutlicht durch EIN.
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Als nächster Schritt muss eine der vier Kochstellen 1 bis 4 ausgewählt werden, wobei dies so erfolgt, dass die Kochstellen der Reihe nach für eine bestimmte Zeitdauer, beispielsweise bis 5 Sekunden, angeboten werden. Dieses Angebot kann vorteilhaft an der Anzeige 17 optisch angezeigt werden und besonders vorteilhaft auch über den Lautsprecher 19 sozusagen angesagt werden, beispielsweise in der Art von „Kochstelle 1...Kochstelle 2...Kochstelle 3...Kochstelle 4...Kochstelle 1“ etc. Die Kochstellen werden also in einer wiederkehrenden Schleife angeboten. Während der Dauer des Angebots einer Kochstelle kann eine Bedienperson durch Erzeugen entsprechender Signale von Gehirnströmen diese angebotene Kochstelle auswählen, beispielsweise durch das Signalmuster gemäß 3.
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Alternativ dazu kann der Kochstellen-Auswahlmodus am Kochfeld 11 angezeigt werden und durch die Erzeugung eines Signalmusters mit beispielsweise zwei hohen Signalen die Kochstelle 2 ausgewählt werden und mit einem Signalmuster mit vier hohen Signalen die Kochstelle 4. Die vorbeschriebene erste Methode wird jedoch als sicherer gegenüber Fehlbedienung angesehen.
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Nachdem im vorliegenden Beispiel während des Angebots der Kochstelle 2 diese durch ein entsprechendes Signalmuster von der Bedienperson ausgewählt worden ist, gilt sie als aktiviert bzw. ausgewählt, ähnlich wie sonst durch Betätigen eines Bedienelements. Als nächstes ist für diese Kochstelle 2 die Stufe der gewünschten Leistung einzustellen. Hierfür kann zuerst wieder für eine Dauer von einigen Sekunden ein Erhöhen der Leistung angeboten und angezeigt sowie akustisch ausgegeben werden. Falls dies nicht gewünscht ist, wird nach einigen Sekunden ein Verringern der Leistung angeboten. Falls die zu Beginn vorgewählte Stufe 4 gewünscht ist, kann nach Verstreichen auch des Angebots zum Verringern der Leistung diese Stufe 4 als ausgewählt angesehen werden, und dann der Betrieb der Kochstelle 2 mit der Stufe 4 für die Leistung automatisch beginnen. Auch dieser Beginn des Betriebs kann optisch und/oder akustisch angezeigt werden. Dabei kann allgemein die gewählte Leistungsstufe optisch und/oder akustisch angezeigt werden.
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Im vorliegenden Fall war die Stufe 4 noch nicht gewünscht und während des Angebots zur Möglichkeit der Erhöhung der Leistung hat die Bedienperson durch ein entsprechendes Signalmuster die Leistung um 1 auf die Stufe 5 erhöht. Dann beginnt wieder der Auswahlmodus wie zuvor beschrieben, und die Bedienperson hat die Leistung wiederum um 1 erhöht auf die Stufe 6. Dann wird zwar erneut die Auswahl einer anderen Leistungsstufe angeboten. Nachdem die Stufe 6 aber gewünscht ist und die Leistung nicht verändert wird durch Erzeugung bestimmter Signalmuster bzw. dieser auslösender Gehirnströme, wird der Betrieb der Kochstelle 2 mit der Stufe 6 aktiviert.
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So ist es mit der Erfindung also leicht möglich, durch grundsätzliche Messung von Gehirnströmen, die durch die Bedienperson zumindest teilweise willentlich beeinflussbar sind, vor allem was eine resultierende Signalstärke und Signaldauer betrifft, in einem speziell dafür abgestimmten Bedienverfahren mit definierten Bedienfunktionen eine Bedienung des Kochfeldes 11 als Haushaltsgerät zu erreichen. Selbstverständlich sind auch andere Auswahlmöglichkeiten denkbar und im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 859467 A1 [0002]
- DE 10361341 B4 [0003]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- „MindWave Headset“ des Unternehmens Neurosky Inc., USA [0019]
