EP1858299B1 - Verwendung von linkshändigen Metamaterialien als Anzeige, insbesondere an einem Kochfeld, und Anzeige sowie Anzeigeverfahren - Google Patents

Verwendung von linkshändigen Metamaterialien als Anzeige, insbesondere an einem Kochfeld, und Anzeige sowie Anzeigeverfahren Download PDF

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EP1858299B1
EP1858299B1 EP07009565A EP07009565A EP1858299B1 EP 1858299 B1 EP1858299 B1 EP 1858299B1 EP 07009565 A EP07009565 A EP 07009565A EP 07009565 A EP07009565 A EP 07009565A EP 1858299 B1 EP1858299 B1 EP 1858299B1
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EP
European Patent Office
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metamaterials
indicator
display
use according
cover
Prior art date
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EP07009565A
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EP1858299A3 (de
EP1858299A2 (de
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Wolfgang Dr. Thimm
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EGO Elektro Geratebau GmbH
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EGO Elektro Geratebau GmbH
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    • 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
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12—Cooking devices
    • H05B6/1209—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them
    • H05B6/1218—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them with arrangements using lights for heating zone state indication
    • 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
    • F24C7/083—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination on tops, hot plates

Definitions

  • the invention relates to the use of left-handed metamaterials as a display, for example on an electrical appliance such as a hob or the like, and a corresponding display and a display method.
  • LEDs are arranged around an induction coil on a hob and are electrically supplied by coils in which a voltage is induced during operation of the induction coil.
  • an automatic operation indicator for the induction heating coil can be realized.
  • the invention has for its object to provide an aforementioned use, a display and a display method, which disadvantages of the prior art can be avoided and in particular a display can be realized using materials that have their optical properties under possibly targeted action change.
  • the left-handed metamaterials will be used as display or in display means. These are in particular a function or information display, for example an electrical appliance such as an electric cooking appliance, so about hobs or ovens.
  • the left-handed metamaterials are present in the form of a layer or at least one thin plate, which are arranged near or directly to a housing wall or cover of the display or the electrical device.
  • switchable induction means or so-called magnetizing means are arranged in the vicinity of these left-handed metamaterials. In particular, this is an induction coil, which can be switched on and off particularly easily.
  • metamaterials for example, copper and gold are each suitable with structures in the range of less than 10 .mu.m.
  • Ferroelectrics such as Ba x Sr 1-x TiO 3 can also be used. More about this can be found in the US 6963259 B2 or the CA 2430795 A1 , When choosing materials, however, it should be noted that there are no materials that have such self-heating due to magnetic induction that they or the metamaterials would be damaged or even destroyed. This applies, for example, to nickel.
  • Such metamaterials make it possible, when applying or changing a magnetic field in whose field of action they are to change the optical properties so that they change, for example, from the opaque state into a transparent state.
  • the metamaterial is influenced in such a way that its optical properties change.
  • This can either affect their transmission properties, ie their transmission.
  • it may relate to their reflection properties, ie reflection. It can also affect color properties.
  • this "optical switching" can thus be visible to an operator or made visible in order to realize the display function. This will be discussed in detail below. Likewise, it is also discussed how exactly this change of the magnetic field can be generated.
  • the metamaterials are arranged on the display so that they are directly visible.
  • the change of the optical properties or the changed visual appearance can be recognized directly.
  • One possibility here is an arrangement under a cover or panel, which is substantially transparent, so for example, consists of transparent glass or plastic.
  • the metamaterials are arranged on a cover, housing wall or panel. This one is independent of the optical properties of the cover itself, since the metamaterials or their change in the visual appearance are visible anyway. So it can also be used an opaque cover.
  • the metamaterials can be arranged in front of light sources or in front of a light display and cover them, for example.
  • the metamaterials are considered as a kind of aperture, which usually covers, for example, the bulbs or ensures that they are not visible.
  • the metamaterial becomes transparent and so becomes the light source visible, noticeable. In this way, a display function for an operator can be realized.
  • the metamaterials can be arranged behind light sources or a display. Then mainly reflective properties, which can be changed depending on a magnetic field, are used. It may be possible, for example, that a display for an operator is only then visible when the metamaterials or a layer consisting of them becomes reflective by applying a magnetic field.
  • the metamaterials in the manner of a layer or the like. be arranged under a substantially transparent cover. Although they are not necessarily visible, when they change their optical properties towards reflecting ambient light can reflect back through the cover so that it can be clearly perceived by an operator as an indicator.
  • the metamaterials can be designed in the form of symbols or labels that they should display as an indication.
  • induction means or magnetizing means can advantageously be used coils.
  • a particularly advantageous possibility is an induction coil under a cover. This is a very advantageous possibility, for example, as induction heating coil in an induction hob.
  • the metamaterials are then in the effective range of the induction heating coil when an object to be heated, in particular a cookware, is placed on the cover.
  • the metamaterials are particularly advantageously outside the induction heating coil such that they are expected to be outside the object to be heated, so that they are still visible. simultaneously However, they should not be too far away from the induction heating coil, so that the magnetic field to be reached is still strong enough for the desired effect or change in the optical properties.
  • metamaterials are their increased temperature resistance compared to LED displays. Thus, they may be arranged closer to a heater, such as a radiant heater in a hob.
  • the metamaterials are arranged in an annular manner around the induction heating coil or along an annular contour.
  • they have a small distance from the induction heating coil. This small distance should not exceed a few centimeters, so that, as previously described, the magnetic field is still strong enough. You can form a substantially closed ring. It is advantageously possible here, in particular when used in an induction hob, when the metamaterials are applied as a ring-like layer on top or on the underside of the hob surface. So they are clearly visible according to the above-described embodiments.
  • induction means or magnetizing means fixedly provided on the display provision can be made for example when applying a magnetic operating element, in particular according to the DE 296 05 163 U1 , which generates the magnetic field for altering the metamaterials. If such an operating element attached to a designated position for subsequent operation of the electrical appliance so that its operational readiness can be displayed, for example, by changing display due to the changing optical properties of the metamaterials.
  • FIG. 1 an induction hob 11 is shown. It has according to a conventional induction hob on a cooktop plate 13, below which an induction heating coil 15 is arranged. Their size defines a hob 16, on which a cookware 17 is placed as a saucepan. In this case, the diameter of induction heating coil 15, Hotplate 16 and cookware 17 approximately match, or should agree for the best possible heating of the cookware 17 and its contents.
  • a display 18a or 18b according to the invention is provided. Although these are shown together, only one is available in practice.
  • the display 18a includes a layer 19 of left-handed metamaterial as previously described. This lower layer 19 is disposed on the underside of the cooking field plate 13, slightly outside or adjacent to the surface corresponding to the extent of the induction heating coil 15 and the hotplate 16, respectively. Although it may continue to extend to the center of the induction heating coil 15 back. But then she is like out Fig. 1 can be seen, with attached cookware 17, ie when operating the induction hob 11, covered by the cookware 17 and no longer visible, so would bring little benefit.
  • the display 18b accordingly has an upper layer 20, which also consists of left-handed metamaterial or has this. Also, it is, as shown, usefully arranged outside the hob 16 or adjacent to this. In addition to the aforementioned reasons plays here also a role that depending on the mechanical resistance of the layer, the cookware 17 is then placed less frequently on the layer 20 and thus could neither damage nor scratch or remove it.
  • FIG Fig. 1 shown greatly exaggerated thick. This is certainly not necessary in practice, layer thicknesses of 1 mm and less are considered sufficient. This applies in particular to the upper layer 20, since an increasing thickness would be disturbing here.
  • the shape or configuration of the layers 19 and 20 is the Fig. 2 to 4 explained in more detail below.
  • the layers of the left-handed metamaterials thus also the layers 19 and 20, can be formed in any desired form, that is to say both as simple surfaces and as symbols, characters or the like.
  • Fig. 1 Although not the exact course of the magnetic field during operation of the induction heating coil 15 is shown. With attached cookware 17, that is, when the induction heating coil 15 is actually in operation for a long time, most of the magnetic field is concentrated in the bottom of the cookware. Nevertheless, even at the edge, that is to say where the layers 19 and 20 are arranged, a sufficiently strong magnetic field or stray field is produced in order to bring about the aforementioned change in the optical properties of the left-handed metamaterials.
  • Fig. 2 is another induction hob 111 shown in a modified form.
  • a cookware 117 is placed on a hotplate 116.
  • two displays 118a and 118b are shown, similar to FIG Fig. 1 , However, here are further arranged below each other display means.
  • Under the lower layer 119 a seven-segment display 123 of the known type is arranged.
  • Under the upper right layer 120 a simple light source 122 is arranged, for example a single LED, a glow lamp or the like.
  • an induction hob 211 which is in principle the same as the display 218, has a lower layer 219 with the left-handed metamaterial. It is tilted so that it is illuminated by a light source 222 arranged to the left, which is shielded at the top by the shield 224 and thus is not visible in the active state, and the beam path the light rays are deflected upward through the hob plate 213.
  • the function of the indicators 18 in the versions of Fig. 1 to 3 is the following. at Fig. 1
  • the optical behavior of the layers 19 and 20 changes. If they were transparent or transparent, for example, without a magnetic field, they can now be seen as opaque or as a layer or as a symbol. While this is self-evident in the upper layer 20, since it is in the direct field of view, for the detection of a lower layer 19, ie below the hob plate, a substantially transparent cooktop plate is necessary. This can, in particular in an induction hob, consist of hard glass and has the necessary physical properties. Thus, the change in state of the layer 19 can be recognized by the cooktop plate 13 and be understood as a display function.
  • the layers 119 and 120 illuminate illuminated displays. So while in Fig. 1 To illustrate the operation of the induction heating coil, the layers have changed their optical properties from transparent to intransparent, this is done in Fig. 2 the other way around.
  • the otherwise non-transparent layers 119 and 120 become transparent or translucent when the induction heating coil 115 is operated with the magnetic field generated.
  • the illuminants 122 or the seven-segment display 123 arranged underneath are visible to an operator as an indication.
  • the layer 120 it can be provided that either the formation of the layer 120 or another masking not only represents a light spot produced by the luminous means 122, but also a specific symbol.
  • the layer 219 is not reflective. If it is influenced by the magnetic field of the induction heating coil 215 during its operation, it changes its optical properties and becomes reflective. As a result, the light of the luminous means 222 is reflected upward in accordance with the illustrated beam path and can be recognized by an operator as an operating indicator of the cooking position 216.
  • Fig. 4 is in plan view of the induction hob 11 according to Fig. 1 illustrated how the upper layer 20 is formed so to speak as a closed ring around the hob 16 and a provided cookware 17 around.
  • the layer 20 changes its optical properties, becomes, for example, opaque or changes in color or reflectivity. This is, in particular because the layer 20 is applied to the top of the hob plate 13, visible to an operator as a display 18.
  • the left lower layer 19 may also be used as shown in FIG Fig. 1 be formed in such a ring-like shape as a display.
  • FIG. 5 Another embodiment is in Fig. 5 shown as an operating device 310.
  • This operating device is based on the principle of the aforementioned DE 296 05 163 U1 built up.
  • a cover or housing wall 313 On a cover or housing wall 313, either lower layers 319 or upper layers 320 are provided with said left-handed metamaterials, again in any shape or planar configuration.
  • a lower magnet 326 Below the cover 313 is a lower magnet 326 together with lower magnetic star 327th
  • the stationary magnet 326 Opposite the stationary magnet 326 is defined a location on which a detachable rotary knob 329 can be placed to operate or input commands.
  • This rotary knob 329 includes a central magnet 330 together with the associated upper magnetic star 331. Will be in accordance with the above DE 296 05 163 U1 the rotary knob 329 positioned above the lower magnet 326 for a subsequent rotary operation, the magnetic field generated by it triggers said changes in the layers 319 or 320.
  • their optical properties in the context of all the aforementioned possibilities thus also form a display 318a and 318b.

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Description

    Anwendungsgebiet und Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft die Verwendung von linkshändigen Metamaterialien als Anzeige, beispielsweise an einem Elektrogerät wie einem Kochfeld odgl., und eine entsprechende Anzeige sowie ein Anzeigeverfahren.
  • Aus der EP 1 317 164 A1 ist eine Vorrichtung zur Markierung einer Induktionsspule bekannt. Dabei sind LED um eine Induktionsspule an einem Kochfeld herum angeordnet und werden durch Spulen elektrisch versorgt, in denen bei Betrieb der Induktionsspule eine Spannung induziert wird. So kann beispielsweise eine automatische Betriebsanzeige für die Induktionsheizspule realisiert werden.
  • Aus der DE 10 2005 025 896 A1 ist es bekannt, an einer Kochfeldplatte eines Kochfeldes Bereiche oder Materialien vorzusehen, die unterschiedliche optische Transmissions-Eigenschaften aufweisen. Dadurch kann sowohl eine Betriebs- bzw. Heißanzeige als auch eventuell eine Temperaturerfassung realisiert werden. Des weiteren ist es daraus auch bekannt, thermochromes Material an einem Kochfeld zu verwenden. Dieses ändert seine Farbe in Abhängigkeit von seiner Temperatur und eignet sich somit ebenfalls sehr gut für eine Heißanzeige an einem Kochfeld. Unter anderem ist hier auch beschrieben, dass photonische Kristalle in der Kochfeldplatte bzw. einer Beschichtung einer Kochfeldplatte vorgesehen sein können. Diese haben auch für eine TemperaturAuswertung mit IR-Strahlung Vorteile.
    • Aufgabe und Lösung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Verwendung, eine Anzeige sowie ein Anzeigeverfahren zu schaffen, mit denen Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können und insbesondere eine Anzeige unter Verwendung von Materialien realisiert werden kann, die ihre optischen Eigenschaften unter möglicherweise gezielter Einwirkung verändern.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Anzeige gemäß Anspruch 12 oder ein Anzeigeverfahren gemäß Anspruch 14. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben und werden im folgenden näher erläutert. Dabei werden manche der nachfolgenden Merkmale nur einmal aufgeführt. Sie sollen jedoch unabhängig davon für sämtliche Ausführungen gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
  • Es ist vorgesehen, dass die linkshändigen Metamaterialien als Anzeige bzw. in Anzeigemitteln verwendet bzw. eingesetzt sind. Dies sind insbesondere eine Funktions- oder Informationsanzeige, beispielsweise an einem Elektrogerät wie einem Elektrokochgerät, also etwa Kochfeldern oder Backöfen. Die linkshändigen Metamaterialien liegen dabei in Form einer Schicht oder mindestens einer dünnen Platte vor, die nahe oder unmittelbar an eine Gehäusewand oder Abdeckung der Anzeige bzw. des Elektrogeräts angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in der Nähe dieser linkshändigen Metamaterialien schaltbare Induktionsmittel bzw. sogenannte Magnetisiermittel angeordnet sind. Insbesondere ist dies eine Induktionsspule, die besonders leicht an- und abgeschaltet werden kann. Die genaue Ausbildung derartiger Metamaterialien kann dem Artikel "Nonlinear properties of left-handed metamaterials", Physical Review Letters, volume 91, number 3, 037401-1 bis 037401-4 oder dem Artikel "Magnetic metamaterials at Telecommunication and visible Frequencies", Physical Review Letters, PRL 95, 203901-1 bis 203901-4 entnommen werden.
  • Als Ausgangsmaterialien für Metamaterialien sind beispielsweise Kupfer und Gold jeweils mit Strukturen im Bereich kleiner als 10µm geeignet. Auch Ferroelektrika wie BaxSr1-xTiO3 können verwendet werden. Weiteres hierzu findet sich in der US 6963259 B2 oder der CA 2430795 A1 . Bei der Auswahl der Materialien sollte allerdings beachtet werden, dass keine Materialien enthalten sind, die durch die magnetische Induktion eine solche Eigenerwärmung haben, dass sie sich bzw. die Metamaterialien beschädigen oder gar zerstören würden. Dies gilt beispielsweise für Nickel.
  • Derartige Metamaterialien ermöglichen es, bei Anlegen oder Ändern eines Magnetfeldes, in dessen Wirkungsbereich sie sind, die optischen Eigenschaften so zu ändern, dass sie beispielsweise vom undurchsichtigen Zustand in einen durchsichtigen Zustand überwechseln.
  • Durch das sich ändernde Magnetfeld der Magnetisiermittel bzw. Induktionsmittel wird also das Metamaterial beeinflusst und zwar so, dass sich seine optischen Eigenschaften ändern. Dies kann entweder ihre Durchlasseigenschaften betreffen, also ihre Transmission. Alternativ kann es ihre Reflektionseigenschaften betreffen, also Reflexion. Es kann auch Farbeigenschaften betreffen. In Zusammenwirken mit einem jeweiligen Aufbau der Anzeige kann so dieses "optische Umschalten" für eine Bedienperson sichtbar sein oder sichtbar gemacht werden, um eben die Anzeigefunktion zu realisieren. Darauf wird nachfolgend noch im einzelnen eingegangen. Ebenso wird auch noch darauf eingegangen, wie genau diese Änderung des Magnetfeldes erzeugt werden kann.
  • Bei einer Ausführung der Erfindung sind die Metamaterialien so an der Anzeige angeordnet, dass sie direkt sichtbar sind. So ist für eine Bedienperson der Wechsel der optischen Eigenschaften bzw. das veränderte optische Aussehen direkt zu erkennen. Eine Möglichkeit ist hier eine Anordnung unter einer Abdeckung oder Blende, die im wesentlichen durchsichtig ist, also beispielsweise aus durchsichtigem Glas oder Kunststoff besteht. Bei einer anderen Möglichkeit sind die Metamaterialien jedoch auf einer Abdeckung, Gehäusewand oder Blende angeordnet. Damit ist man unabhängig von den optischen Eigenschaften der Abdeckung selber, da die Metamaterialien bzw. ihr Wechsel in der optischen Erscheinung sowieso sichtbar sind. Es kann also auch eine undurchsichtige Abdeckung verwendet werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Metamaterialien vor Leuchtmitteln bzw. vor einer Leuchtanzeige angeordnet sein und diese beispielsweise bedecken. In diesem Fall werden die Metamaterialien als eine Art Blende angesehen, die zum Beispiel üblicherweise die Leuchtmittel abdeckt bzw. dafür sorgt, dass sie nicht sichtbar sind. Bei Anlegen des Magnetfeldes bzw. Ändern ihrer optischen Eigenschaften dagegen wird das Metamaterial durchsichtig und so wird dann das Leuchtmittel sichtbar. Auf diese Art und Weise kann eine Anzeigefunktion für eine Bedienperson realisiert werden.
  • Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung können die Metamaterialien hinter Leuchtmitteln oder einer Anzeige angeordnet sein. Dann werden vor allem reflektierenden Eigenschaften, die in Abhängigkeit von einem Magnetfeld verändert werden können, genutzt. Dabei kann es beispielsweise möglich sein, dass eine Anzeige für eine Bedienperson eben erst dann sichtbar ist, wenn die Metamaterialien bzw. eine aus ihnen bestehende Schicht reflektierend wird durch Anlegen eines Magnetfeldes.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Metamaterialien nach Art einer Schicht odgl. unter einer im wesentlichen durchsichtigen Abdeckung angeordnet sein. Hierbei sind sie zwar nicht unbedingt sichtbar, können jedoch bei Ändern ihrer optischen Eigenschaften hin zu reflektierend Umgebungslicht so durch die Abdeckung zurückreflektieren, dass dies von einer Bedienperson deutlich als Anzeige wahrgenommen werden kann. Dabei können, wie auch in den anderen Fällen, die Metamaterialien in Form von Symbolen oder Beschriftungen ausgebildet sein, die sie als Anzeige darstellen sollen.
  • Als Induktionsmittel bzw. Magnetisiermittel können vorteilhaft Spulen verwendet werden. Eine besonders vorteilhafte Möglichkeit ist eine Induktionsspule unter einer Abdeckung. Dies ist beispielsweise als Induktionsheizspule bei einem Induktionskochfeld eine sehr vorteilhafte Möglichkeit. Die Metamaterialien befinden sich dann in dem Wirkungsbereich der Induktionsheizspule, wenn ein zu erhitzender Gegenstand, insbesondere ein Kochgeschirr, auf die Abdeckung aufgesetzt ist. Besonders vorteilhaft befinden sich die Metamaterialien dabei außerhalb der Induktionsheizspule derart, dass sie erwartungsgemäß außerhalb des zu erhitzenden Gegenstandes sind, so dass sie noch sichtbar sind. Gleichzeitig sollten sie jedoch nicht zu weit entfernt von der Induktionsheizspule angeordnet sein, damit das zu erreichende Magnetfeld noch ausreichend stark ist für die gewünschte Wirkung bzw. Änderung der optischen Eigenschaften.
  • Ein Vorteil dieser Metamaterialien liegt auch in ihrer gegenüber Anzeigen mit LED erhöhten Temperaturbeständigkeit. Somit können sie näher an einer Heizeinrichtung angeordnet sein, beispielsweise einer Strahlungsheizung bei einem Kochfeld.
  • Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung nach zuvor genannter Art sind die Metamaterialien ringartig um die Induktionsheizspule angeordnet bzw. entlang einer ringartigen Kontur. Vorteilhaft haben sie einen geringen Abstand zu der Induktionsheizspule. Dieser geringe Abstand sollte wenige Zentimeter nicht überschreiten, damit, wie zuvor geschildert, das Magnetfeld noch ausreichend stark ist. Sie können dabei einen im wesentlichen geschlossenen Ring bilden. Es ist hier vorteilhaft möglich, insbesondere bei Anwendung in einem Induktionskochfeld, wenn die Metamaterialien als ringartige Schicht auf die Oberseite oder auf die Unterseite der Kochfeldfläche aufgebracht werden. So sind sie gemäß vorbeschriebener Ausführungsbeispiele deutlich sichtbar.
  • Alternativ zu fest an der Anzeige vorgesehenen Induktionsmitteln bzw. Magnetisiermitteln kann vorgesehen sein, dass beispielsweise bei Ansetzen eines magnetischen Bedienelementes, insbesondere entsprechend der DE 296 05 163 U1 , dieses das Magnetfeld zur Veränderung der Metamaterialien erzeugt. Wird ein solches Bedienelement an einer dafür vorgesehenen Position angebracht zur nachfolgenden Bedienung des Elektrogerätes damit, so kann dessen Betriebsbereitschaft beispielsweise durch sich ändernde Anzeige infolge der sich ändernden optischen Eigenschaften der Metamaterialien angezeigt werden.
  • 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.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
    • Fig. 1 bis 3
    alternative Ausbildungen eines Induktionskochfeldes mit Induktionsheizspule und einer Anzeige mit Metamaterialien;
    Fig. 4
    eine Draufsicht auf das Induktionskochfeld gemäß Fig. 1 und
    Fig. 5
    eine Bedienvorrichtung mit einem abnehmbaren magnetischen Drehknebel und einer Anzeige ähnlich Fig. 1.
    Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In Fig. 1 ist ein Induktionskochfeld 11 dargestellt. Es weist entsprechend einem üblichen Induktionskochfeld eine Kochfeldplatte 13 auf, unterhalb derer eine Induktionsheizspule 15 angeordnet ist. Deren Größe definiert eine Kochstelle 16, auf welche ein Kochgeschirr 17 als Kochtopf aufgesetzt ist. Dabei stimmen Durchmesser von Induktionsheizspule 15, Kochstelle 16 und Kochgeschirr 17 in etwa überein, bzw. sollten für eine möglichst optimale Erwärmung des Kochgeschirrs 17 bzw. seines Inhaltes übereinstimmen.
  • Des weiteren ist eine erfindungsgemäße Anzeige 18a bzw. 18b vorgesehen. Diese sind zwar gemeinsam dargestellt, in der Praxis ist jedoch jeweils nur eine vorhanden. Die Anzeige 18a weist eine Schicht 19 mit linkshändigem Metamaterial auf, wie es zuvor beschrieben worden ist. Diese untere Schicht 19 ist an der Unterseite der Kochfeldplatte 13 angeordnet, und zwar etwas außerhalb oder angrenzend an die Fläche, die der Ausdehnung der Induktionsheizspule 15 bzw. der Kochstelle 16 entspricht. Sie kann sich zwar auch weiter zum Zentrum der Induktionsheizspule 15 hin erstrecken. Dann jedoch ist sie, wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, bei aufgesetztem Kochgeschirr 17, also bei Betrieb des Induktionskochfeldes 11, von dem Kochgeschirr 17 überdeckt und nicht mehr sichtbar, würde also kaum Nutzen bringen.
  • Die Anzeige 18b weist entsprechend eine obere Schicht 20 auf, die auch aus linkshändigem Metamaterial besteht bzw. dieses aufweist. Auch sie ist, wie dargestellt, sinnvollerweise außerhalb der Kochstelle 16 angeordnet bzw. grenzt an diese an. Neben den vorgenannten Gründen spielt hier auch eine Rolle, dass je nach mechanischer Beständigkeit der Schicht das Kochgeschirr 17 dann seltener auf die Schicht 20 aufgesetzt wird und diese somit weder beschädigen noch zerkratzen oder entfernen könnte.
  • Die Schichten 19 und 20 sind in der Darstellung von Fig. 1 stark übertrieben dick dargestellt. Dies ist in der Praxis sicherlich nicht notwendig, Schichtdicken von 1 mm und weniger werden als ausreichend angesehen. Dies gilt insbesondere für die obere Schicht 20, da sich hier eine zunehmende Dicke störend bemerkbar machen würde.
  • Zur Form oder Ausgestaltung der Schichten 19 und 20 wird zu den Fig. 2 bis 4 nachfolgend noch näheres erläutert. Grundsätzlich ist aber zu bemerken, wie zuvor schon ausgeführt, dass die Schichten der linkshändigen Metamaterialien, somit auch die Schichten 19 und 20, in beliebiger Form ausgebildet sein können, also sowohl als einfache Flächen als auch als Symbole, Schriftzeichen odgl..
  • In Fig. 1 ist zwar nicht der genaue Verlauf des Magnetfeldes bei Betrieb der Induktionsheizspule 15 dargestellt. Bei aufgesetztem Kochgeschirr 17, also dann, wenn die Induktionsheizspule 15 tatsächlich für längere Zeit in Betrieb ist, wird der größte Teil des Magnetfeldes im Boden des Kochgeschirrs gebündelt. Dennoch entsteht auch am Rand, also dort wo die Schichten 19 und 20 angeordnet sind, ein ausreichend starkes Magnetfeld oder Streufeld, um die vorgenannte Änderung der optischen Eigenschaften der linkshändigen Metamaterialien zu bewirken.
  • In Fig. 2 ist ein weiteres Induktionskochfeld 111 dargestellt in abgewandelter Form. An der Kochfeldplatte 113 mit der Induktionsheizspule 115 darunter ist wiederum auf einer Kochstelle 116 ein Kochgeschirr 117 aufgesetzt. Es sind wiederum zwei Anzeigen 118a und 118b dargestellt, ähnlich wie in Fig. 1. Allerdings sind hier jeweils darunter noch weitere Anzeigemittel angeordnet. Unter der unteren Schicht 119 ist eine Sieben-Segment-Anzeige 123 der bekannten Art angeordnet. Unter der rechten oberen Schicht 120 ist ein einfaches Leuchtmittel 122 angeordnet, beispielsweise eine einzelne LED, Glimmlampe odgl..
  • In der weiteren Abwandlung gemäß Fig. 3 weist ein wiederum prinzipiell gleiches Induktionskochfeld 211 als Anzeige 218 eine untere Schicht 219 mit dem linkshändigen Metamaterial auf. Sie ist schräg gestellt, so dass sie von einem links davon angeordneten Leuchtmittel 222, das nach oben hin durch die Abschirmung 224 abgeschirmt ist und somit im aktiven Zustand nicht sichtbar ist, angeleuchtet wird und der Strahlenweg der Lichtstrahlen nach oben durch die Kochfeldplatte 213 umgelenkt wird.
    • Funktion der beschriebenen Ausführungsbeispiele
  • Die Funktion der Anzeigen 18 bei den Ausführungen der Fig. 1 bis 3 ist folgende. Bei Fig. 1 ändert sich bei Einschalten der Induktionsheizspule 15 das optische Verhalten der Schichten 19 und 20. Waren sie beispielsweise ohne Magnetfeld durchsichtig bzw. transparent, sind sie nun intransparent bzw. als Schicht oder eben als Symbol zu erkennen. Während dies bei der oberen Schicht 20 selbstverständlich ist, da sie im direkten Blickfeld liegt, ist für das Erkennen einer unteren Schicht 19, also unterhalb der Kochfeldplatte, eine im wesentlichen durchsichtige Kochfeldplatte notwendig. Diese kann, insbesondere bei einem Induktionskochfeld, aus Hartglas bestehen und weist die notwendigen physikalischen Eigenschaften auf. So kann durch die Kochfeldplatte 13 hindurch die Zustandsveränderung der Schicht 19 erkannt werden und als Anzeigefunktion begriffen werden.
  • Bei den Anzeigen 118 gemäß Fig. 2 schirmen die Schichten 119 und 120 Leuchtanzeigen ab. Während also in Fig. 1 zur Darstellung des Betriebes der Induktionsheizspule die Schichten ihre optischen Eigenschaften von transparent zu intransparent geändert haben, verläuft dies in Fig. 2 genau anders herum. Die ansonsten nicht transparenten Schichten 119 und 120 werden bei Betrieb der Induktionsheizspule 115 mit entstehendem Magnetfeld transparent bzw. lichtdurchlässig. Dadurch werden die darunter angeordneten Leuchtmittel 122 bzw. die Sieben-Segment-Anzeige 123 für eine Bedienperson sichtbar als Anzeige. Bei der Schicht 120 kann vorgesehen sein, dass entweder die Ausbildung der Schicht 120 oder eine sonstige Maskierung nicht nur einen Lichtfleck darstellt, erzeugt durch das Leuchtmittel 122, sondern ein bestimmtes Symbol.
  • Bei der Funktionsweise der Anzeige 218 gemäß Fig. 3 wiederum ist im deaktivierten Zustand der Induktionsheizspule 215 die Schicht 219 nicht reflektierend. Wird sie durch das Magnetfeld der Induktionsheizspule 215 bei deren Betrieb beeinflusst, so ändert sie ihre optischen Eigenschaften und wird reflektierend. Dadurch wird das Licht des Leuchtmittels 222 gemäß dem dargestellten Strahlenweg nach oben reflektiert und ist für eine Bedienperson als Betriebsanzeige der Kochstelle 216 erkennbar.
  • Weitere Ausbildungen von Anzeigen mit Schichten aus linkshändigen Metamaterialien sind für den Fachmann aufgrund der vorgenannten Informationen leicht zu realisieren. Ebenso können außer den drei dargestellten Arten weitere Zustandsänderungen der Metamaterialien unter Einwirkung eines Magnetfeldes für Anzeigezwecke genutzt werden.
  • In Fig. 4 ist in Draufsicht auf das Induktionskochfeld 11 gemäß Fig. 1 dargestellt, wie die obere Schicht 20 sozusagen als geschlossener Ring um die Kochstelle 16 bzw. ein vorgesehenes Kochgeschirr 17 herum ausgebildet ist. Wird die Induktionsheizspule 15 betrieben, wie zuvor beschrieben, ändert die Schicht 20 ihre optischen Eigenschaften, wird beispielsweise intransparent oder ändert ihre Farbe oder ihr Reflexionsvermögen. Dies ist, insbesondere weil die Schicht 20 auf der Oberseite der Kochfeldplatte 13 aufgebracht ist, für eine Bedienperson als Anzeige 18 erkennbar. Ebenso kann, wie zuvor ausgeführt worden ist, auch die linke untere Schicht 19 gemäß Fig. 1 in einer solchen ringartigen Form ausgebildet sein als Anzeige.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 5 dargestellt als Bedieneinrichtung 310. Diese Bedieneinrichtung ist nach dem Prinzip der vorgenannten DE 296 05 163 U1 aufgebaut.
  • An einer Abdeckung oder Gehäusewand 313 sind entweder untere Schichten 319 oder obere Schichten 320 mit den genannten linkshändigen Metamaterialien vorgesehen, wiederum in beliebiger Form oder flächiger Ausgestaltung. Unterhalb der Abdeckung 313 befindet sich ein unterer Magnet 326 samt unterem Magnetstern 327.
  • Dem feststehenden Magneten 326 gegenüber wird eine Stelle definiert, auf die ein abnehmbarer Drehknebel 329 zur Bedienung bzw. Eingabe von Befehlen aufgesetzt werden kann. Dieser Drehknebel 329 enthält einen zentralen Magneten 330 samt zugehörigem oberen Magnetstern 331. Wird gemäß der vorbeschriebenen DE 296 05 163 U1 der Drehknebel 329 oberhalb des unteren Magneten 326 positioniert für eine anschließende Drehbetätigung, so löst das von ihm erzeugte Magnetfeld die genannten Veränderungen in den Schichten 319 oder 320 aus. Damit ändern diese, ähnlich wie bei Inbetriebnahme der Induktionsheizspule der vorherigen Ausführungsbeispiele, ihre optischen Eigenschaften im Rahmen sämtlicher zuvor genannter Möglichkeiten und bilden so ebenfalls eine Anzeige 318a bzw. 318b.
  • Bei dieser Ausführung ist allerdings darauf zu achten, dass nicht bereits das Magnetfeld des unteren Magneten 326 samt unterem Magnetstern 327 die Änderung der optischen Eigenschaften in den Schichten 319 und 320 bewirkt, sondern erst das Aufsetzen des Drehknebels 329. Dies ist jedoch für den Fachmann problemlos zu realisieren, beispielsweise durch zusätzliche Abschirmungen rund um den unteren Magneten 326 bzw. Magnetstern 327. Zusätzlich könnten im Außenbereich des Drehknebels 329 weitere Magneten angeordnet sein, beispielsweise um eine bestimmte Drehstellung ähnlich einer sonstigen optischen Markierung an einer bestimmten Stelle des Drehknebels anzuzeigen. An einem ähnlich Fig. 4 rund um den Drehknebel 329 verlaufenden Ring kann dann durch Drehung des Drehknebels sowie durch den an der Außenseite daran befestigten Magneten ein mitwandernder Bereich veränderter optischer Eigenschaften in der Schicht 319 oder 320 erzeugt werden. Dieser zeigt einer Bedienperson eben die Drehbewegung wie dies üblicherweise eine abstehende Pfeilspitze odgl. machen würde.

Claims (15)

  1. Verwendung von linkshändigen Metamaterialien als Anzeige (18, 118, 218, 318) bzw. in Anzeigemitteln, insbesondere als Funktions- oder Informations-Anzeige an einem Elektrogerät oder Kochfeld (11, 111, 211), dadurch gekennzeichnet, dass die Metamaterialien in Form einer Schicht oder mindestens einer dünnen Platte nahe oder unmittelbar an einer Gehäusewand oder Abdeckung der Anzeige (18, 118, 218, 318) angeordnet sind, wobei in der Nähe der Metamaterialien schaltbare Induktionsmittel bzw. Magnetisiermittel angeordnet sind, insbesondere eine Induktionsspule.
  2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metamaterialien an der Anzeige (18, 118, 318) direkt sichtbar angeordnet sind, insbesondere unter einer im wesentlichen durchsichtigen Abdeckung (13, 113, 313).
  3. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metamaterialien an der Anzeige (18, 118, 318) direkt sichtbar angeordnet sind, insbesondere auf einer Abdeckung (13, 113, 313).
  4. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metamaterialien vor Leuchtmitteln (122, 222) bzw. einer Leuchtanzeige (123) angeordnet sind und diese insbesondere bedecken.
  5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metamaterialen hinter Leuchtmitteln bzw. einer Leuchtanzeige angeordnet sind, insbesondere als Reflektionsmittel.
  6. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metamaterialien (19) unter einer im wesentlichen durchsichtigen Abdeckung (13) angeordnet sind als Reflektionsmittel für Umgebungslicht zurück durch die Abdeckung.
  7. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsmittel eine Induktionsheizspule (15, 115, 215) unter einer Abdeckung sind (13, 113, 213), deren Wirkbereich mit auf die Abdeckung aufgesetztem zu erhitzendem Gegenstand (17, 117, 217) die Metamaterialien (19, 20, 119, 120, 219, 220) umfasst.
  8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Metamaterialen ringartig um die Induktionsheizspule (15, 115, 215, 315) angeordnet sind, vorzugsweise mit Abstand von maximal wenigen cm und insbesondere einen im wesentlichen geschlossenen Ring bilden.
  9. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch zusätzliche Induktionsmittel (330, 331) die ausschließlich zur Beeinflussung der Metamaterialien vorgesehen sind.
  10. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der linkshändigen Metamaterialien nur Materialien mit einer Temperaturbeständigkeit größer als 200°C verwendet werden, vorzugsweise größer als 300°C, insbesondere Metalle und/oder ggf. leitfähige dotierte Keramiken.
  11. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Eigenschaften der linkshändigen Metamaterialien im sichtbaren Bereich ändern bzw. das Magnetfeld der Magnetisiermittel entsprechend gewählt wird.
  12. Anzeige, insbesondere als Funktions- oder Informations-Anzeige (18, 118, 218, 318) an einem Elektrogerät oder Kochfeld (11, 111, 211), dadurch gekennzeichnet, dass sie linkshändige Metamaterialien aufweist, die in Form einer Schicht (19, 20, 119, 120, 219, 220, 319, 320) oder mindestens einer dünnen Platte nahe oder unmittelbar an einer Gehäusewand oder Abdeckung (13, 113, 213, 313) der Anzeige angeordnet sind, wobei in der Nähe der Metamaterialien (19, 20, 119, 120, 219, 220, 319, 320) schaltbare Induktionsmittel bzw. veränderbare Magnetisiermittel (330, 331) angeordnet sind, insbesondere eine Induktionsspule (15, 115, 215).
  13. Anzeige nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie eines der kennzeichnenden Merkmale eines der Ansprüche 2 bis 11 aufweist.
  14. Anzeigeverfahren für ein Elektrogerät (11, 111, 211), dadurch gekennzeichnet, dass linkshändige Metamaterialien (19, 20, 119, 120, 219, 220, 319, 320) durch Einschalten oder Ausschalten bzw. Verändern eines Magnetfeldes (15, 115, 215, 330, 331) als Beeinflussung hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften verändert werden zur Erfassung der veränderten optischen Eigenschaften durch eine Bedienperson als Anzeige (18, 118, 218, 318).
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussung das Annähern eines Magneten (330, 331) durch eine Bedienperson ist an die Metamaterialien (319, 320), insbesondere beim Positionieren eines mit dem Magneten versehenen Gegenstandes, vorzugsweise eines bewegbaren Bedienelementes (329), an eine dafür vorgesehene Position an dem Elektrogerät.
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