DE102014007172A1

DE102014007172A1 - Vorrichtung zur Bedienung eines elektronischen Geräts

Info

Publication number: DE102014007172A1
Application number: DE102014007172.3A
Authority: DE
Inventors: Andreas Maigler
Original assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG
Current assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG
Priority date: 2014-05-15
Filing date: 2014-05-15
Publication date: 2015-11-19
Also published as: WO2015172877A1

Abstract

Eine Bedienvorrichtung für ein elektronisches Gerät, insbesondere ein elektronisches Haushaltsgerät, weist eine Gestenerfassungseinrichtung zum berührungsfreien Erfassen von Positionen und/oder Bewegungen eines Objekts (24) in einem Erfassungsraum (22), eine Steuereinrichtung (30) zum Ansteuern des Geräts (13, 14) oder einer Komponente des Geräts in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter, welcher der durch die Gestenerfassungseinrichtung erfassten Position oder Bewegung des Objekts entspricht, und eine Beleuchtungseinrichtung (26) zum optischen Kennzeichnen des Erfassungsraums (22) mit sichtbarem Licht auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bedienung eines elektronischen Geräts, insbesondere eines elektronischen Haushaltsgeräts, sowie ein elektronisches Haushaltsgerät mit einer solchen Bedienvorrichtung.
Im Stand der Technik sind verschiedene Arten von Bedienvorrichtungen für elektronische (Haushalts-)Geräte bekannt. Neben den herkömmlichen Bedienvorrichtungen mit Schaltern, Tasten, Drehknebeln und dergleichen mechanischen Bedienelementen sind seit einigen Jahren auch so genannte Touch Controls mit berührungs- oder annäherungsempfindlichen Bedienelementen bekannt. In diesen Fällen ist für jeden einstellbaren Parameter des Geräts oder einer Gerätekomponente (z. B. Ein/Aus, Heizleistung, Kochzeit, Schleuderdrehzahl, etc.) zum Beispiel ein eigenes mechanisches bzw. berührungs- oder annäherungsempfindliches Bedienelement, welches von einem Benutzer betätigt werden kann, oder eine Kombination aus einem Bedienelement zur Funktionsauswahl und einem Bedienelement zur jeweiligen Parametereingabe der ausgewählten Funktion, vorgesehen.
Darüber hinaus sind auch (Haushalts-)Geräte mit einer Gestensteuerung bekannt, bei denen der Benutzer das Gerät durch Ausführen von Gesten im freien Raum (im Allgemeinen zumindest in der Nähe des zu steuernden Geräts) bedienen kann. Für eine solche Gestensteuerung können zum Beispiel Bildverarbeitungssysteme mit einer oder mehreren Kameras eingesetzt werden. Die EP 1 352 301 B1 offenbart ein Verfahren zum Steuern von Geräten, bei welchem ein Bedienelement holografisch in den Aktionsbereich eines Bedieners projiziert wird und eine Bewegung des Bedieners in Richtung des virtuellen Bedienelements mittels einer 3D-Kamera erfasst wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Bedienvorrichtung für ein elektronisches Gerät zu schaffen, welche den Bedienungskomfort für den Bediener erhöht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Bedienung eines elektronischen Geräts mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bedienung eines elektronischen Geräts, insbesondere eines elektronischen Haushaltsgeräts, weist auf: eine Gestenerfassungseinrichtung zum berührungsfreien Erfassen von Positionen und/oder Bewegungen eines Objekts in einem Erfassungsraum; eine Steuereinrichtung zum Ansteuern des Geräts oder einer Komponente des Geräts in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter, welcher der durch die Gestenerfassungseinrichtung erfassten Position oder Bewegung des Objekts entspricht; und eine Beleuchtungseinrichtung zum optischen Kennzeichnen des Erfassungsraums mit sichtbarem Licht.
Durch die optische Kennzeichnung des Erfassungsraums mit sichtbarem Licht kann der Bediener den Erfassungsraum einfach und eindeutig erkennen. Hierdurch können unwirksame und deshalb unnötige Gesten durch den Bediener außerhalb des durch die Gestenerfassungseinrichtung überwachten Erfassungsraums vermieden werden. Andererseits kann der Bediener den zur Verfügung stehenden Erfassungsraum ganz ausnutzen und ggf. größere und damit eindeutigere Gesten ausführen. Insgesamt kann auf diese Weise der Bedienungskomfort für den Bediener erhöht werden.
Bei dem Objekt, dessen Position und/oder Bewegung durch die Gestenerfassungseinrichtung erfasst werden können handelt es sich vorzugsweise um die Hand eines Bedieners oder einen vom Bediener in der Hand gehaltenen Gegenstand.
Die Gestenerfassungseinrichtung ist in diesem Zusammenhang auf keine spezielle Methode der berührungsfreien Erfassung von Positionen und/oder Bewegungen von Objekten im freien Raum beschränkt. Vorzugsweise enthält die Gestenerfassungseinrichtung eine oder mehrere Kameras (z. B. CCD, CMOS), eine Time-of-Flight-Kamera (TOF), eine Sender/Empfänger-Anordnung für elektromagnetische Wellen oder dergleichen.
Der Erfassungsraum ist ein vorbestimmter Bereich im freien Raum, in dem die Gestenerfassungseinrichtung Positionen und/oder Bewegungen eines Objekts erfassen kann. Der Erfassungsraum befindet sich vorzugsweise in unmittelbarer Nähe des zu bedienenden Geräts. Form und Größe des Erfassungsraums sind durch die Konstruktion und die Anordnung der jeweiligen Gestenerfassungseinrichtung vorgegeben. Vorzugsweise ist der Erfassungsraum ausgehend von der Gestenerfassungseinrichtung und der Beleuchtungseinrichtung im Wesentlichen konisch erweiternd ausgestaltet, bevorzugt im Wesentlichen kegelförmig.
Die Beleuchtungseinrichtung weist wenigstens eine Lichtquelle zum Aussenden von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich auf. Die Beleuchtungseinrichtung weist bevorzugt zudem wenigstens eine optische Vorrichtung zum Beeinflussen der Lichtabstrahlung auf, um den Erfassungsraum in der gewünschten Weise zu kennzeichnen. Bei dieser optischen Vorrichtung handelt es sich vorzugsweise um Linsen, Blenden, Prismen, Filter und dergleichen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Beleuchtungseinrichtung wenigstens eine Lichtquelle zum Aussenden von gerichtetem Licht auf. Bei der Lichtquelle handelt es sich vorzugsweise um eine Laserdiode.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Beleuchtungseinrichtung ausgestaltet, um den Erfassungsraum auszuleuchten. Die Beleuchtungseinrichtung ist vorzugsweise in der Art eines Strahlers ausgebildet, der eine den Erfassungsraum ausfüllende Beleuchtung bewirkt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Beleuchtungseinrichtung ausgestaltet, um Grenzen des Erfassungsraums zumindest teilweise zu beleuchten. Die Beleuchtungseinrichtung sendet vorzugsweise Lichtstrahlen entlang der Begrenzungslinien des Erfassungsraums oder zumindest entlang eines Teils der Begrenzungslinien des Erfassungsraums aus.
Die beiden vorgenannten Ausgestaltungen können vorzugsweise auch miteinander kombiniert werden. Die Beleuchtungseinrichtung ist in diesem Fall ausgestaltet, um sowohl den Erfassungsraum auszuleuchten als auch seine Grenzen zu beleuchten.
In einer noch weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Bedienvorrichtung ferner eine Projektionseinrichtung zum Projizieren einer Darstellung einer aktuellen Einstellung des Betriebsparameters auf das Objekt in dem Erfassungsraum auf. Durch die Projektion einer Darstellung einer aktuellen Einstellung des Betriebsparameters auf das in dem Erfassungsraum befindliche Objekt wird dem Bediener eine unmittelbare Rückmeldung über seinen Bedienvorgang gegeben. Diese Rückmeldung liegt zwangsläufig im Blickfeld des Bedieners und ist deshalb einfach und direkt wahrnehmbar. Außerdem erhält der Bediener auch auf diese Weise eine Information darüber, ob sich das Objekt in dem durch die Gestenerfassungseinrichtung überwachten Erfassungsraum befindet oder nicht. Durch diese Rückmeldungen kann die Bedienung des elektronischen Geräts für den Bediener einfach und intuitiv erfolgen, sodass der Bedienungskomfort erhöht werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein elektronisches Haushaltsgerät mit wenigstens einer oben beschriebenen Bedienvorrichtung der Erfindung.
Bei dem elektronischen Haushaltsgerät handelt es sich vorzugsweise um ein Kochfeld, einen Backofen, einen Mikrowellenofen, eine Dunstabzugshaube, eine Geschirrspülmaschine, eine Waschmaschine, einen Wäschetrockner, einen Kühlschrank, einen Gefrierschrank, einen Kaffeeautomaten oder dergleichen. Die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung ist zudem grundsätzlich zur Bedienung aller Arten von elektronischen Geräten geeignet und kann so vorzugsweise auch für Werkzeugmaschinen, Unterhaltungselektronik (TV-Geräte, Hi-Fi-Geräte, etc.), Kraftfahrzeuge, etc. eingesetzt werden. Bei der anzusteuernden Komponente des Geräts handelt es sich um eine elektronische Komponente, ein elektronisches Aggregat oder dergleichen, welches – je nach Gerät – vorzugsweise eine Heizung, ein Timer, ein Gebläse, eine Beleuchtung, ein Elektromotor, eine (Wasser-)Pumpe, eine Tür, ein Lautsprecher oder dergleichen ist.
Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, nicht-einschränkender Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnung besser verständlich. Darin zeigen, größtenteils schematisch:
1 eine Perspektivansicht einer Dunstabzugshaube mit einer Bedienvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
2 eine Perspektivansicht einer Waschmaschine mit einer Bedienvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bezug nehmend auf die Figuren werden nun Aufbau und Funktionsweise einer Bedienvorrichtung gemäß der Erfindung anhand von zwei speziellen Anwendungsbeispielen näher erläutert.
1 zeigt beispielhaft einen Backofen 10, ein Kochfeld 12 und eine Dunstabzugshaube 13 als elektronische Haushaltsgeräte, die in üblicher Weise relativ zueinander angeordnet sind. Die Dunstabzugshaube 13 weist eine Steuereinrichtung 30 zum Ansteuern des Lüftermotors und der Kochfeldbeleuchtung auf. Da der Backofen 10 und das Kochfeld 12 in dem hier gezeigten Beispiel nicht mit einer erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung mit Gestensteuerung ausgestattet sind, sind in der Zeichnung die Steuereinrichtungen dieser Geräte 10, 12 weggelassen.
Die Steuereinrichtung 30 der Dunstabzugshaube 13 mit einer Sensorik 20 verbunden (leitungsgebunden oder drahtlos), die ausgestaltet und angeordnet ist, um eine Position und/oder eine Bewegung eines Objekts 24 in einem Raum 22 (Erfassungsraum der Erfindung) zwischen dem Kochfeld 12 und der Dunstabzugshaube 13 berührungslos erfassen zu können. Gemeinsam mit einer Steuer- und Auswerteelektronik, welche beispielsweise in die Steuereinrichtung 30 integriert sein kann, bildet diese Sensorik 20 eine Gestenerfassungseinrichtung. Die Sensorik 20 enthält zum Beispiel ein Kamerasystem oder eine Sender/Empfänger-Anordnung, die so an der Dunstabzugshaube 13 positioniert sind, dass sie einen vorgegebenen Erfassungsraum 22 unterhalb der Dunstabzugshaube 13 überwachen können.
Die Gestenerfassungseinrichtung der Dunstabzugshaube 13 ist so ausgestaltet und angeordnet, dass sie eine Position und/oder eine Bewegung eines Objekts 24 wie beispielsweise einer Hand eines Bedieners in dem vorgegebenen Erfassungsraum 22 im freien Raum zwischen dem Kochfeld 12 und der Dunstabzugshaube 13 erfassen können. Die Steuereinrichtung 30 steuert dann die Komponenten (Lüftermotor, Beleuchtung, etc.) der Dunstabzugshaube 13 in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter, dessen Wert oder Wertänderung der durch die Gestenerfassungseinrichtungen erfassten Position bzw. Bewegung des Objekts 24 entspricht.
So kann der Bediener zum Beispiel die Dunstabzugshaube 13 bzw. deren Steuereinrichtung 30 aktivieren, indem der Bediener seine/ihre Hand 24 in einem Abstand unter die Sensorik 20 hält. Die Dunstabzugshaube 13 wird dabei vorzugsweise erst aktiviert, wenn die Sensorik 20 ein entsprechendes Signal für eine vorbestimmte Zeitdauer erfasst. Der Bediener kann dann beispielsweise durch eine Bewegung seiner/ihrer Hand 24 einen Betriebsparameter zum Steuern der Dunstabzugshaube 13 einstellen. Hierzu bewegt er/sie die Hand 24 beispielsweise von der Sensorik 20 weg und verändert den Abstand zur Sensorik 20. Durch ein längeres Verweilen der Hand 24 in einer Abstandsposition wird der entsprechende Wert für den Betriebsparameter von der Steuereinrichtung 30 übernommen. Mit einer erneuten Annäherung der Hand 24 auf den ersten Abstand kann die Dunstabzugshaube 13 wieder in den Stand-by-Zustand versetzt werden. Neben der hier beschriebenen senkrechten bzw. vertikalen Bewegung einer Hand 24 als Geste des Bedieners können durch die Sensorik 20 vorzugsweise auch waagerechte bzw. horizontale Bewegungen (z. B. Wischbewegungen) erkannt werden.
Die Einstellung bzw. Veränderung eines Wertes für einen Betriebsparameter mittels Gesten kann wahlweise absolut (z. B. durch Erfassen eines Abstandes der Hand zur Sensorik) oder relativ (z. B. durch Erfassen einer Abstandsänderung der Hand zur Sensorik) geschehen.
Um die Bedienung der Bedienvorrichtung für den Bediener zu vereinfachen, sind verschiedene Maßnahmen zur Verbesserung des Bedienungskomforts vorgesehen.
So ist die Steuereinrichtung 30 der Dunstabzugshaube 13 leitungsgebunden oder drahtlos mit einer Beleuchtungseinrichtung 26 verbunden. Diese Beleuchtungseinrichtung 26 ist so an der Dunstabzugshaube 13 angeordnet, dass sie den Erfassungsraum 22 der Sensorik 20 der Gestenerfassungseinrichtung optisch kennzeichnen kann.
Zu diesem Zweck weist die Beleuchtungseinrichtung 26 wenigstens eine Lichtquelle, bevorzugt in Form einer Laserdiode, zum Aussenden von gerichtetem Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich auf. In einer Ausführungsvariante sind mehrere Laserdioden so positioniert und ausgerichtet, dass sie die Grenzen 28 des Erfassungsraums 22 beleuchten, wahlweise umlaufen oder nur rechts und links oder dergleichen. Alternativ oder zusätzlich ist im Strahlengang der wenigstens einen Laserdiode eine Optik vorgesehen, sodass der gesamte Erfassungsraum 22 in der Art eines Strahlers ausgeleuchtet werden kann.
Durch diese optische(n) Kennzeichnung(en) des Erfassungsraums 22 erhält der Bediener einen eindeutigen und einfach erkennbaren Hinweis auf den Bereich des freien Raums, der von der Sensorik 20 der Gestenerfassungseinrichtung überwacht wird. Hierdurch erhält der Bediener einen eindeutigen Hinweis, in welchem Raumbereich die Gestenerfassung der Bedienvorrichtung aktiv ist. Der Bediener kann dann seine/ihre Gesten bewusst innerhalb des Erfassungsraums 22 ausführen (sodass seine/ihre Gesten erfasst werden können) und auf den Erfassungsraum begrenzen (sodass unnötig ausschweifende Gesten vermieden werden können).
Wie in 1 angedeutet, erweitert sich der Erfassungsraum 22 ausgehend von der Sensorik 20 bzw. der Beleuchtungseinrichtung 26 im Wesentlichen konisch. D. h. die Auflösung des Bedienbereichs wird mit zunehmendem Abstand von der Sensorik 20 größer, sodass der Bediener seine/ihre Gesten in einem größeren Abstand von der Sensorik 20 großzügiger ausführen kann und muss, um die gleiche Wertänderung eines Betriebsparameters wie durch eine kleinere Geste in einem kleineren Abstand zur Sensorik 20 zu erreichen.
Optional kann die Steuereinrichtung 30 der Dunstabzugshaube 13 zudem (leitungsgebunden oder drahtlos) mit einer Projektionseinrichtung 32 verbunden sein. Die Projektionseinrichtung 32 ist an der Dunstabzugshaube 13 so angeordnet, dass sie eine Darstellung 34 einer aktuellen Einstellung des Betriebsparameters in den Erfassungsraum 22 zwischen Dunstabzugshaube 13 und Kochfeld 12 projizieren kann. Genauer erfolgt die Projektion der Darstellung 34 auf die Hand 24 des Bedieners, deren Position der Steuereinrichtung 30 durch die Sensorik 20 bekannt ist. Durch diese Projektion erhält der Bediener ein direktes Feedback über die durch ihn/sie per Gesten vorgenommenen Einstellungen der Dunstabzugshaube 13 unmittelbar in seinem/ihrem Blickfeld.
Bei einer Bedienung der Dunstabzugshaube 13 kann der Bediener nach einer Aktivierung der Bedienvorrichtung zum Beispiel zum Beispiel eine Leistungsstufe des Lüftermotors einstellen, indem er/sie die Hand 24 in waagerechter Richtung innerhalb des Erfassungsraums 22 bewegt. Zur Vereinfachung der Bedienung projiziert die Projektionseinrichtung 32 dabei eine Darstellung 34 der Leistungsstufe, die der aktuellen Position der Hand 24 unter der Sensorik 20 entspricht, auf die Hand 24 des Bedieners. Dies geschieht zum Beispiel in Form von Zahlen, durch Verändern der Lichtintensität und/der Verändern der Lichtfarbe der Darstellung 34. Durch diese Projektion der Darstellung 34 der aktuellen Parametereinstellung auf die Hand 24 des Bedieners erhält der Bediener ein unmittelbares Feedback zu den vorgenommenen Einstellungen, sodass der Bedienungskomfort verbessert ist.
In einer Variante des ersten Ausführungsbeispiels können die Sensorik 20, die Beleuchtungseinrichtung 26 und die Projektionseinrichtung 32 an der Dunstabzugshaube 13 auch mit der (nicht dargestellten) Steuereinrichtung des Kochfeldes 12 verbunden sein. Der Bediener kann dann durch entsprechende Gesten zum Beispiel die Kochstufen der beispielsweise vier Kochstellen des Kochfeldes 12 einstellen.
2 zeigt als zweites Ausführungsbeispiel eine Waschmaschine 14 als ein elektronisches Haushaltsgerät mit einer erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung.
Im Bereich der Bedienblende der Waschmaschine sind die Sensorik 20 der Gestenerfassungseinrichtung und die Beleuchtungseinrichtung 26 zum optischen Kennzeichnen des Erfassungsraums 22 der Sensorik 20 angeordnet. Der Erfassungsraum 22 erweitert sich auch hier ausgehend von der Sensorik 20 bzw. der Beleuchtungseinrichtung 26 nach schräg oben in Richtung zum Bediener der Waschmaschine 14. In 2 sind nur verschiedene Ebenen des weiter werdenden Erfassungsraums 22 angedeutet.
Durch zum Beispiel Wischbewegungen mit der Hand 24 kann der Bediener verschiedene Betriebsparameter der Waschmaschine 14 (z. B. Waschtemperatur, Schleuderdrehzahl, etc.) anwählen und deren Parameterwerte einstellen bzw. verändern. Der Bediener kann die erforderlichen Gesten einfach innerhalb des für ihn eindeutig gekennzeichneten Erfassungsraums 22 ausführen.
Im Übrigen entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel von 1.
Die Bedienvorrichtung der Erfindung ist in analoger Weise auch bei anderen elektronischen Haushaltsgeräten und auch bei anderen elektronischen Geräten in vorteilhafter Weise einsetzbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1352301 B1 [0003]

Claims

Vorrichtung zur Bedienung eines elektronischen Geräts, insbesondere eines elektronischen Haushaltsgeräts, aufweisend: eine Gestenerfassungseinrichtung zum berührungsfreien Erfassen von Positionen und/oder Bewegungen eines Objekts (24) in einem Erfassungsraum (22), und eine Steuereinrichtung (30) zum Ansteuern des Geräts (13, 14) oder einer Komponente des Geräts in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter, welcher der durch die Gestenerfassungseinrichtung erfassten Position oder Bewegung des Objekts entspricht, gekennzeichnet durch eine Beleuchtungseinrichtung (26) zum optischen Kennzeichnen des Erfassungsraums (22) mit sichtbarem Licht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (26) wenigstens eine Lichtquelle zum Aussenden von gerichtetem Licht aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (26) ausgestaltet ist, um den Erfassungsraum (22) auszuleuchten.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (26) ausgestaltet ist, um Grenzen (28) des Erfassungsraums (22) zumindest teilweise zu beleuchten.
Elektronisches Haushaltsgerät (13, 14) mit wenigstens einer Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.