EP1517089B1 - Bedienvorrichtung und Bedienverfahren für ein elektrisches Haushaltsgerät - Google Patents

Bedienvorrichtung und Bedienverfahren für ein elektrisches Haushaltsgerät Download PDF

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EP1517089B1
EP1517089B1 EP04021648A EP04021648A EP1517089B1 EP 1517089 B1 EP1517089 B1 EP 1517089B1 EP 04021648 A EP04021648 A EP 04021648A EP 04021648 A EP04021648 A EP 04021648A EP 1517089 B1 EP1517089 B1 EP 1517089B1
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EP
European Patent Office
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operating
contact point
optical recording
movement
operating surface
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EP04021648A
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Martin Baier
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EGO Elektro Geratebau GmbH
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EGO Elektro Geratebau GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C7/082—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/746—Protection, e.g. overheat cutoff, hot plate indicator

Definitions

  • the invention relates to an operating device according to the preamble of claim 1 and an associated operating method for an electrical appliance or an electrical household appliance, in particular a cooking system.
  • a cooking system is here in particular a hob and / or an oven or a stove.
  • capacitive or optical control or switching elements are often used, which are preferably arranged under a control panel, such as a glass ceramic hob, with a control surface. These switching elements detect whether, for example, a finger is on a control surface or not. Sliding button or the like can be realized with this type of controls only when several of the controls are arranged one behind the other. This requires a considerable amount of space and high costs.
  • EP-A-446642 shows in general form a touch switch with reflex light barrier consisting of a light emitter and a light receiver. If a finger is above the light emitter so that light is reflected to the light receiver, a touch operation of the touch switch can be detected. The contact is essentially determined only punctiform or within a small area.
  • the object of the invention is to provide an operating device for an electrical appliance and an associated operating method, with which the disadvantages of the prior art can be avoided and in particular allows safe operation of a household electrical appliance and increases the ease of use.
  • the invention is based on the idea of arranging under the operating surface an optical recording device, for example a camera, as part of a motion sensor which detects at least one movement or contact point on the operating surface. It determines a position and / or a change in position of the movement or contact point on the operating surface. To activate an operating function, the position or the position change of the contact point is evaluated. So if a finger is on or on a specific point of the control panel is placed or moved, this is detected and linked to a specific operating function.
  • an optical recording device for example a camera
  • an operating element or a recording device can be realized, which can resolve the position and / or the position change of the operation, for example by a finger, in many stages, for example in 10 to 50 stages.
  • actuations or movements can be detected both in the x and in the y direction.
  • the optical recording device has a limited resolution, for example in rastered steps, as mentioned above. It can be a kind of line resolution camera.
  • the illumination enhances detection of motion or or touch on or on the control panel.
  • the lighting can be done in many ways.
  • control surface is designed as a row and / or as a multi-row field, in particular with several lines.
  • Each control surface can be provided with its own function, which can be made clear, for example, by printed symbols.
  • the optical recording device can scan the operating surface continuously or at fixed time intervals.
  • the sampling with temporal Distances has the advantage that the evaluation is easier because the amount of data is less.
  • the position and / or the change in position of the movement or of the contact point on the operating surface can be determined by an image comparison of images of the operating surface successively produced by the optical recording device.
  • the optical recording device for example, be designed as a camera, wherein the Camera can be advantageously realized by a CCD chip. It can have its sensitivity maximum in the infrared range and be operated therein.
  • a receiving device can be used, as it is otherwise used in so-called optical computer mice, advantageously with the least possible structural changes. This results in a very cost-effective arrangement.
  • control surface To detect the boundary of the control surface, it may be illuminated, for example in the IR range, advantageously also from above.
  • the cover of a contact point against the lighting can also be evaluated as an operator, which can increase the operator safety. This also applies to movements.
  • the operating method according to the invention for a cooking system determines after detection of a movement or contact point on a control panel a position and / or a movement of the point of contact with a camera. Subsequently, the position and / or the movement of the contact point is evaluated and activated depending on the evaluation result, an operating function.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an operating device.
  • an operating device 11 arranged on a hob 1 comprises an operating surface 2, a camera 3 as an optical receiving device and an evaluation unit 4.
  • a finger 13 is placed on the operating surface 2 at a specific location.
  • an optical lens 7 is arranged as an optical system. The lens 7 expands the field of view of the camera 3, as it were, so that the operating surface has as many individual surfaces as the camera does from the resolution, but these individual surfaces are larger. Such a lens 7 is easy to select for a person skilled in the art.
  • a lighting 8 is shown symbolically from below for the control surface 2. It can also be designed in many ways, advantageously in turn similar to what is known as optical computer mice. It can also be connected to the camera 3 or the controller 4, for example for controlling with regard to illumination intensity.
  • the illustrated control surface 2 is designed as a row with multiple points of contact, in the present case 10 points of contact. These are marked on the surface, as can be seen from the drawing.
  • the number of pixels of the line may be, for example, 10 or 32, 64 or 128 depending on the need and the desired resolution.
  • the control surface can be approx. 5x5cm 2 or also 6x1 cm 2 in size. It can also be provided as a field several lines.
  • the control surface 2 can be illuminated to detect its limits and also a touch by the optional illumination unit 15 shown at the top right. The lighting is from below.
  • the camera 3 with the line 5 shown symbolically at the top recognizes a point of contact on the operating surface 2, for example by the finger 13, which is moved toward the operating surface 2 from above or is placed on the contact point on the operating surface.
  • the camera 3 makes about 150 images per second, which are evaluated by the evaluation unit 4 in terms of changes, for example by a comparison of images taken in succession. It can also take much less pictures to reduce the processing cost, for example, 10 to 20 per second.
  • the recording frequency may also depend on whether a change in the condition occurs at all. Then it can change from relatively long distances to short distances.
  • the evaluation unit 4 determines the position and / or a change in position of the contact point.
  • a certain point of contact can be assigned a specific function, in particular a switching function. This may be, for example, an ON or OFF switching function. If there is a movement, it can be determined on the basis of the comparison of the images in which direction the object or the finger 13 has been moved and how fast. Depending on the evaluation result, the evaluation unit 4 activates an operating function assigned to the position and / or the position change.
  • the camera 3 is designed as a CCD camera, which may be embodied for example as a CCD chip with 17x17 lines. An enlargement or extension of the recording field of the camera 3 is possible through the lens 7 or other optical systems such as mirrors or the like.
  • a faulty or incorrectly recognized operating input can be signaled for example by flashing the control surface and / or a corresponding signal.
  • an exemplary operating device for a cooking system with a hob and a control surface under the control surface at least one control element with a touch detection function is arranged.
  • the at least one operating element is designed as a motion sensor with a camera which detects a movement or a contact point on the operating surface and determines a position and / or a change in position of the contact point on the operating surface.
  • An evaluation unit evaluates the position or the position change of the contact point in an operating method for activating an operating function.

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Description

    Anwendungsgebiet une Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein zugehöriges Bedienverfahren für ein Elektrogerät oder ein elektrisches Haushaltsgerät, insbesondere ein Kochsystem. Ein Kochsystem ist hier insbesondere ein Kochfeld und/oder ein Backofen bzw. ein Herd.
  • Zur Bedienung von beispielsweise Kochsystemen werden häufig kapazitive oder optische Bedien- oder Schaltelemente eingesetzt, die vorzugsweise unter einem Bedienfeld, beispielsweise einem Glaskeramikkochfeld, mit einer Bedienfläche angeordnet sind. Diese Schaltelemente erkennen, ob sich beispielsweise ein Finger auf einer Bedienfläche befindet oder nicht. Schiebetaster odgl. können mit dieser Art Bedienelemente nur realisiert werden, wenn mehrere der Bedienelemente hintereinander angeordnet werden. Dies bedingt einen erheblichen Platzbedarf und hohe Kosten.
  • Die EP-A-446642 zeigt in allgemeiner Form einen Berührungsschalter mit Reflex-Lichtschranke bestehend aus einem Lichtsender und einem Lichtempfänger. Befindet sich ein Finger so über dem Lichtsender, dass Licht an den Lichtempfänger reflektiert wird, kann eine Berührung bzw. Bedienung des Berührungsschalters ermittelt werden. Dabei wird die Berührung im Wesentlichen nur punktförmig bzw. innerhalb einer kleinen Fläche ermittelt.
    • Aufgabe und Lösung
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bedienvorrichtung für ein Elektrogerät und ein zugehöriges Bedienverfahren zu schaffen, mit der die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können und insbesondere eine sichere Bedienung eines Haushaltselektrogeräts ermöglicht und den Bedienkomfort erhöht.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Bedienvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Bedienverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben und werden im folgenden näher beschrieben. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
  • Die Erfindung beruht auf der Idee, unter der Bedienfläche eine optische Aufnahmeeinrichtung, beispielsweise eine Kamera, als Teil eines Bewegungssensors anzuordnen, die mindestens eine Bewegung oder Berührungsstelle auf der Bedienfläche erkennt. Sie bestimmt eine Position und/oder eine Positionsänderung der Bewegung oder Berührungsstelle auf der Bedienfläche. Zur Aktivierung einer Bedienfunktion wird die Position oder die Positionsänderung der Berührungsstelle ausgewertet. Wenn also ein Finger an oder auf eine bestimmte Stelle des Bedienfeldes gelegt oder verschoben wird, so wird dies erkannt und mit einer bestimmten Bedienfunktion verknüpft.
  • Durch die Verwendung einer Kamera kann ein Bedienelement bzw. eine Aufnahmeeinrichtung verwirklicht werden, die die Position und/oder die Positionsänderung der Bedienung, beispielsweise durch einen Finger, in viele Stufen auflösen können, beispielsweise in 10 bis 50 Stufen. Dadurch lassen sich Betätigungen oder Bewegungen sowohl in x- als auch in y-Richtung feststellen. Es reicht, wenn die optische Aufnahmeeinrichtung eine begrenzte Auflösung aufweist, beispielsweise in gerasterten Stufen, wie zuvor genannt. Es kann eine Art Kamera mit Zeilenauflösung sein.
  • Wenn die Bedienfläche von unten beleuchtet ist, ist durch die Beleuchtung die Erkennung Bewegung oder der oder Berührungsstelle an oder auf der Bedienfläche verbessert. Die Beleuchtung kann auf vielfältige Weise erfolgen.
  • Zur Erkennung von beliebigen Bewegungen wie Drehbewegungen und/oder Linearbewegungen können entsprechende optische Systeme wie Linsen und/oder Spiegel vorhanden sein. Dadurch kann auch eine größere Fläche abgedeckt werden als eigentlich von der Aufnahmeinrichtung her möglich.
  • Bei der Erfindung ist die Bedienfläche als Zeile und/oder als mehrzeiliges Feld ausgeführt, insbesondere mit mehreren Zeilen. Jede Bedienfläche kann mit einer eigenen Funktion versehen sein, welche beispielsweise auch durch aufgedruckte Symbole deutlich gemacht sein kann.
  • Die optische Aufnahmeeinrichtung kann die Bedienfläche kontinuierlich oder mit festen zeitlichen Abständen abtasten. Die Abtastung mit zeitlichen Abständen hat den Vorteil, dass die Auswertung einfacher ist, da die Datenmenge geringer ist.
  • Die Position und/oder die Positionsänderung der Bewegung oder der Berührungsstelle auf der Bedienfläche kann durch einen Bildvergleich von nacheinander von der optischen Aufnahmeeinrichtung angefertigten Bildern der Bedienfläche ermittelt werden. Dabei kann die optische Aufnahmeeinrichtung beispielsweise als Kamera ausgeführt sein, wobei die Kamera vorteilhaft durch einen CCD-Chip realisiert sein kann. Sie kann im Infrarot-Bereich ihr Empfindlichkeitsmaximum aufweisen und darin betrieben werden. Als eine besonders einfache Ausgestaltung der Erfindung kann eine Aufnahmeeinrichtung verwendet werden, wie sie ansonsten in sogenannten optischen Computermäusen eingesetzt wird, vorteilhaft mit möglichst geringen baulichen Änderungen. Dies ergibt eine sehr kostengünstige Anordnung.
  • Zur Erkennung der Begrenzung der Bedienfläche kann sie beleuchtet sein, beispielsweise im IR-Bereich, vorteilhaft auch von oben. Die Abdeckung einer Berührungsstelle gegen die Beleuchtung kann zusätzlich als Bedienung ausgewertet werden, wodurch sich die Bediensicherheit erhöhen lässt. Dies gilt auch für Bewegungen.
  • Das erfindungsgemäße Bedienverfahren für ein Kochsystem ermittelt nach einer Erkennung einer Bewegung oder Berührungsstelle auf einem Bedienfeld eine Position und/oder eine Bewegung der Berührungsstelle mit einer Kamera. Anschließend wird die Position und/oder die Bewegung der Berührungsstelle ausgewertet und in Abhängigkeit vom Auswerteergebnis eine Bedienfunktion aktiviert.
  • Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung 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 Zwischenüberschriften beschränkt die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • Eine vorteilhafte, nachfolgend beschriebene Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Die einzige Fig. 1 zeigt eine Blockdarstellung einer Bedienvorrichtung.
    • Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfasst eine an einem Kochfeld 1 angeordnete Bedienvorrichtung 11 eine Bedienfläche 2, eine Kamera 3 als optische Aufnahmeeinrichtung und eine Auswerteeinheit 4. Ein Finger 13 ist auf die Bedienfläche 2 an einer bestimmten Stelle gelegt. Zwischen Kamera 3 und Bedienfläche 2 ist eine optische Linse 7 als optisches System angeordnet. Die Linse 7 weitet das Sichtfeld der Kamera 3 sozusagen auf, so dass die Bedienfläche zwar genauso viele einzelne Flächen aufweist wie die Kamera von der Auflösung her, diese einzelnen Flächen allerdings größer sind. Eine solche Linse 7 ist für den Fachmann einfach auszuwählen.
  • Des weiteren ist eine Beleuchtung 8 von unten für die Bedienfläche 2 symbolisch dargestellt. Sie kann auch auf vielfältige Weise ausgeführt sein, vorteilhaft wiederum ähnlich wie bei sogenannten optischen Computermäusen. Sie kann auch mit der Kamera 3 oder der Steuerung 4 verbunden sein, beispielsweise zur Ansteuerung hinsichtlich Beleuchtungsintensität.
  • Die dargestellte Bedienfläche 2 ist als Zeile mit mehreren Berührungsstellen ausgeführt, im vorliegenden Fall 10 Berührungsstellen. Diese sind auf der Oberfläche markiert, wie aus der Zeichnung zu erkennen ist. Die Pixelanzahl der Zeile kann je nach Bedarf und gewünschter Auflösung beispielsweise 10 oder 32, 64 oder 128 betragen. Bei einer Ausführung als mehrzeiliges Feld kann die Bedienfläche ca. 5x5cm2 oder auch 6x1 cm2 groß sein. Es können auch mehrere Zeilen als Feld vorgesehen sein. Bei der dargestellten Ausführungsform kann die Bedienfläche 2 zur Erkennung ihrer Grenzen und auch einer Berührung durch die optionale und oben rechts dargestellte Beleuchtungseinheit 15 beleuchtet werden. Die Beleuchtung erfolgt von unten.
  • Die Kamera 3 mit der an der Oberseite symbolisch dargestellten Zeile 5 erkennt eine Berührungsstelle auf der Bedienfläche 2, beispielsweise durch den Finger 13, der von oben auf die Bedienfläche 2 zu bewegt wird bzw. auf die Berührungsstelle auf der Bedienfläche gelegt wird. Die Kamera 3 macht ungefähr 150 Bilder pro Sekunde, die von der Auswerteeinheit 4 im Hinblick auf Veränderungen ausgewertet werden, beispielsweise durch einen Vergleich von hintereinander aufgenommen Bildern. Sie kann zur Senkung des Bearbeitungsaufwands vorteilhaft auch wesentlich weniger Bilder aufnehmen, beispielsweise 10 bis 20 pro Sekunde. Die Aufnahmefrequenz kann auch davon abhängen, ob überhaupt eine Änderung des Zustands auftritt. Dann kann sie von relativ langen Abständen zu kurzen Abständen wechseln.
  • Wird eine Veränderung als Berührungsvorgang und somit als Betätigung erkannt, dann bestimmt die Auswerteeinheit 4 die Position und/oder eine Positionsänderung der Berührungsstelle. Einer bestimmten Berührungsstelle kann eine bestimmte Funktion, insbesondere eine Schaltfunktion, zugeordnet werden. Dies kann beispielsweise eine EIN- oder AUS-Schaltfunktion sein. Liegt eine Bewegung vor, so kann anhand des Vergleichs der Bilder festgestellt werden, in welcher Richtung das Objekt bzw. der Finger 13 bewegt wurde und wie schnell. In Abhängigkeit vom Auswerteergebnis aktiviert die Auswerteeinheit 4 eine der Position und/oder der Positionsänderung zugeordnete Bedienfunktion.
  • Die Kamera 3 ist als CCD-Kamera ausgeführt, die beispielsweise als CCD-Chip mit 17x17 Zeilen ausgeführt sein kann. Eine Vergrößerung oder Erweiterung des Aufnahmefelds der Kamera 3 ist durch die Linse 7 oder weitere optische Systeme wie Spiegel oder dergleichen möglich.
  • Eine fehlerhafte bzw. nicht richtig erkannte Bedienungseingabe kann beispielsweise durch Blinken der Bedienfläche und/oder ein entsprechendes Signal signalisiert werden.
  • Somit ist bei einer beispielhaften Bedienvorrichtung für ein Kochsystem mit einem Kochfeld und einer Bedienfläche unter der Bedienfläche mindestens ein Bedienelement mit einer Berührungserkennungsfunktion angeordnet. Das mindestens eine Bedienelement ist als Bewegungssensor mit einer Kamera ausgeführt, die eine Bewegung oder eine Berührungsstelle auf der Bedienfläche erkennt und eine Position und/oder eine Positionsänderung der Berührungsstelle auf der Bedienfläche bestimmt. Eine Auswerteeinheit wertet bei einem Bedienverfahren zur Aktivierung einer Bedienfunktion die Position oder die Positionsänderung der Berührungsstelle aus.

Claims (8)

  1. Bedienvorrichtung (11) für ein elektrisches Gerät, insbesondere ein Haushaltsgerät in Form eines Kochsystems, mit einer Bedienfläche (2), unter der mindestens ein Bedienelement in Form eines Bewegungssensors angeordnet ist, wobei der mindestens eine Bewegungssensor eine optische Aufnahmeeinrichtung (3) aufweist, die eine Bewegung oder eine Berührungsstelle an oder auf der Bedienfläche (2) erkennt und eine Position und/oder eine Positionsänderung der Bewegung oder der Berührungsstelle an oder auf der Bedienfläche (2) bestimmt, wobei eine Auswerteeinheit zur Aktivierung einer Bedienfunktion die Position oder die Positionsänderung der Berührungsstelle auswertet bei Legen oder Verschieben eines Fingers an oder auf eine bestimmte Stelle des Bedienfeldes mit Erkennung davon und Verknüpfung mit einer bestimmten Bedienfunktion, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienfläche (2) als Zeile und/oder als mehrzeilige Fläche mit einzelnen Teilflächen oder Feldern ausgeführt ist.
  2. Bedienvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienfläche (2) von unten beleuchtet ist, wobei insbesondere durch die Beleuchtung (8) die Erkennung der Bewegung oder der Berührungsstelle an oder auf der Bedienfläche (2) verbessert ist.
  3. Bedienvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erkennung von Bewegungen oder einer Berührungsstelle optische Systeme in Form von Linsen (7) und/oder Spiegel vorhanden sind, die mit der optischen Aufnahmeeinrichtung (3) kombiniert sind.
  4. Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Aufnahmeeinrichtung (3) eine flächenmäßige Auflösung in gerasterten Stufen aufweist, vorzugsweise in mindestens einer Zeile mit mehreren Feldern, wobei insbesondere die gestufte Rasterung der optischen Aufnahmeeinrichtung (3) der Aufteilung der Bedienfläche (2) entspricht.
  5. Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Aufnahmeeinrichtung (3) die Bedienfläche (2) mit von der Bewegung abhängigen zeitlichen Abständen abtastet.
  6. Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position und/oder die Positionsänderung der Berührungsstelle auf der Bedienfläche (2) durch einen Bildvergleich von nacheinander von der optischen Aufnahmeeinrichtung (3) angefertigten Bildern der Bedienfläche (2) ermittelbar ist.
  7. Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Aufnahmeeinrichtung als Kamera (3) ausgeführt ist, insbesondere als CCD-Chip ausgeführt ist.
  8. Bedienverfahren für eine Bedienvorrichtung (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt:
    - Erkennung einer Bewegung oder einer Berührungsstelle auf einer Bedienfläche (2), gekennzeichnet durch die Schritte:
    - Ermittlung einer Position und/oder einer Positionsänderung der Bewegung oder Berührungsstelle mit einer optischen Aufnahmeeinrichtung (3),
    - Auswertung der Position und/oder der Positionsänderung,
    - Aktivierung einer Bedienfunktion in Abhängigkeit vom Auswerteergebnis.
EP04021648A 2003-09-18 2004-09-11 Bedienvorrichtung und Bedienverfahren für ein elektrisches Haushaltsgerät Expired - Lifetime EP1517089B1 (de)

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