EP3755121B1 - Haushaltsgerät - Google Patents

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EP3755121B1
EP3755121B1 EP20175121.1A EP20175121A EP3755121B1 EP 3755121 B1 EP3755121 B1 EP 3755121B1 EP 20175121 A EP20175121 A EP 20175121A EP 3755121 B1 EP3755121 B1 EP 3755121B1
Authority
EP
European Patent Office
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shielding structure
objective
camera
domestic appliance
food
Prior art date
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Active
Application number
EP20175121.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3755121A1 (de
Inventor
André Kersting
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miele und Cie KG
Original Assignee
Miele und Cie KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miele und Cie KG filed Critical Miele und Cie KG
Publication of EP3755121A1 publication Critical patent/EP3755121A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3755121B1 publication Critical patent/EP3755121B1/de
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    • 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
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/76—Prevention of microwave leakage, e.g. door sealings
    • 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
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/6402—Aspects relating to the microwave cavity
    • 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
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/6447—Method of operation or details of the microwave heating apparatus related to the use of detectors or sensors

Definitions

  • the invention relates to a household appliance for treating food by means of electromagnetic radiation, having a food treatment room in which the food to be treated is to be positioned, a radiation generator which is set up to introduce electromagnetic radiation into the food treatment room, a shielding structure which has a recess and for this purpose is set up to limit the propagation of the electromagnetic radiation introduced into the food treatment room at least locally, and a camera which is arranged in the region of the recess of the shielding structure and is set up to generate recordings of the food treatment room.
  • Modern household appliances for treating food such as microwave ovens, ovens with microwave function or high-frequency cooking devices, are increasingly being equipped with a camera so that images, such as photos or videos, of a food in the food treatment room can be made available to a user while the food is being prepared.
  • the user can display the image material, for example via a mobile device, in order to monitor the handling of the food.
  • the treatment of food can relate to the heating or cooking of food, for example.
  • a camera can be aimed at the food treatment room of the household appliance, it is usually inserted into an opening protruding into the food treatment room. Corresponding openings are to be made as small as possible or equipped with a wave trap in order to avoid impermissible leakage radiation. Practice has shown that it is particularly effective to avoid leakage radiation via perforated metal plates or wire mesh, as is known from the viewing windows of appliance doors.
  • the arrangement of the camera behind a corresponding shielding structure results in a considerable impairment of the image quality, since the shielding structure severely restricts the recording area of the camera. From the pamphlet DE 10 2014 210 668 A1 For example, a household appliance is known in which the camera is arranged behind a shielding plate having a plurality of holes.
  • the object on which the invention is based is thus to provide a household appliance whose camera delivers meaningful high quality image recordings, the electrical and electronic components of the camera not being damaged by the electromagnetic radiation used to treat the food.
  • an image sensor of the camera of the household appliance according to the invention being arranged on the side of the shielding structure facing away from the food treatment room. Furthermore, at least one objective lens of the camera of the household appliance according to the invention is arranged on the side of the shielding structure facing the food treatment room or within the food treatment room.
  • the invention makes use of the knowledge that a camera has radiation-sensitive and radiation-insensitive components, so that not necessarily the entire camera, but only the radiation-sensitive components of the camera have to be protected from the electromagnetic radiation used to treat the food by a shielding structure.
  • the optical components for example one or more objective lenses of the camera, can be exposed to the electromagnetic radiation without a functional impairment of the camera being expected.
  • the image sensor on the other hand, is an extremely radiation-sensitive electronic component which is to be protected from the electromagnetic radiation by the shielding structure.
  • the beam bundle deflected by the at least one objective lens can reach the image sensor through the recess within the shielding structure, so that overall meaningful high-quality image recordings can be generated by the camera. Leakage radiation is effectively avoided due to the shielding structure.
  • the electromagnetic radiation that can be generated by the radiation generator can be in the high-frequency range or in the microwave range.
  • the electromagnetic waves generated have a frequency of about 2.455 gigahertz or about 915 Megahertz on.
  • the radiation generator of the household appliance can comprise a magnetron, by means of which microwaves can be generated.
  • the radiation generator can comprise one or more antennas by means of which electromagnetic waves in the high-frequency range can be generated.
  • the recess in the shielding structure is preferably a through hole.
  • the shielding structure can be designed, for example, as a perforated sheet metal or as a wire mesh. Perforated sheets and wire mesh have a low thermal conductivity, so that thermal decoupling is also implemented by the shielding structure.
  • the at least one objective lens and the image sensor are arranged in relation to the recess of the shielding structure in such a way that a beam deflected by the at least one objective lens passes the shielding structure through the recess before it strikes the image sensor. Because the cross section of the beam is considerably reduced by the at least one objective lens, the recess in the shielding structure can be made substantially smaller than the objective lens. The required size of the recess for generating meaningful and high quality image recordings is considerably reduced in this way.
  • the at least one objective lens is arranged in relation to the recess of the shielding structure such that the focal point of the at least one objective lens or the associated lens of the camera lies in the recess or in the vicinity of the recess.
  • the beam deflected by the at least one objective lens or the associated objective of the camera has a minimal cross section in the area of the focal length, so that the recess in the shielding structure can be made particularly small if the focal point of the at least one objective lens or the associated objective is in the recess or is in the vicinity of the recess.
  • the at least one objective lens is attached to a lens holder, the lens holder being fixed to the shielding structure.
  • the lens holder can be the lens housing, for example.
  • the lens holder can be made of plastic and / or metal, for example.
  • the at least one objective lens can be precisely positioned so that the camera generates, for example, image recordings of a central area of the food treatment room.
  • the Lens holder fixed rigidly and immovably to the shielding structure.
  • the lens holder can also be movably attached to the shielding structure.
  • the at least one objective lens is rigidly and immovably attached to the lens holder.
  • the at least one objective lens can also be movably fastened in the lens holder.
  • the lens holder is designed as a plastic injection-molded part, the shielding structure preferably being connected to the lens holder by overmolding.
  • the shielding structure By encapsulating the shielding structure with plastic, a particularly robust and long-lasting connection is implemented, which can be produced comparatively inexpensively.
  • the shielding structure can also be glued between two parts.
  • the first part of the lens holder can be screwed or glued onto the circuit board.
  • an adhesive bead that connects the shielding structure and the lens can also be used to focus the optics. Due to the gluing, tolerance compensation can take place in all six axes.
  • an objective unit comprising the lens holder and the at least one objective lens is inserted non-destructively detachable into an objective receiving opening of the shielding structure.
  • the shielding structure is preferably formed in several parts, with part of the shielding structure being arranged in the objective unit.
  • the objective unit preferably comprises a diaphragm which forms part of the shielding structure and thus reduces the size of the radiation-permeable area within the objective receiving opening.
  • the diaphragm, the lens holder and / or the lens housing of the lens unit are preferably made of metal.
  • an objective unit comprising the lens holder and the at least one objective lens can be inserted into the recess of the shielding structure in a non-destructive manner, repair and / or maintenance measures on the camera are considerably simplified.
  • the camera can be dismantled, at least partially, in a non-destructive manner.
  • a household appliance according to the invention is advantageous in which an objective unit comprising the lens holder and the at least one objective lens is screwed and / or clamped into the objective receiving opening of the shielding structure.
  • the fact that the lens unit can be screwed in and / or clamped in makes assembly of the camera considerably easier. Temporary removal or replacement of the In this case, the lens unit can be implemented with only little effort. It can make sense to glue the optics in addition or as an alternative. This prevents the focus from being adjusted and ensures that the focus remains the same over the service life.
  • a household appliance according to the invention is also advantageous in which the at least one objective lens and / or the lens holder are part of an objective unit of the camera, the objective unit being arranged on the side of the shielding structure facing the food treatment room or within the food treatment room.
  • the household appliance according to the invention is also advantageously developed in that a disk transparent to light waves and / or the electromagnetic waves generated by the radiation generator is arranged between the at least one objective lens and the food treatment room.
  • the pane is preferably a transparent pane, in particular a glass pane.
  • the pane can, for example, be a real glass pane or a Plexiglass pane.
  • the transparent pane acts as a temperature barrier, so that the elements arranged behind the pane when viewed from the food treatment room experience only a slight heat input even during food preparation. This considerably reduces the risk of the camera having a functional impairment due to the effects of heat.
  • the at least one objective lens or its lens holder is protected from mechanical stress by the transparent pane. In particular, during cleaning work within the food treatment room of the household appliance, the risk of damage to the camera is thus considerably reduced.
  • the household appliance according to the invention is designed as a microwave oven.
  • the household appliance according to the invention can also be designed as an oven with a microwave function.
  • the household appliance according to the invention can also be designed as a steam cooker with a microwave function.
  • the household appliance according to the invention is designed as a high-frequency cooking appliance, the electromagnetic radiation of which is suitable for heating food. Exemplary frequencies here are the ISM bands in the range of 915 MHz or 2.45 GHz, but other frequencies or frequency ranges are also possible.
  • the inventive idea of integrating a shielding structure in a camera can also be implemented in other household appliances in which radiation generators are used.
  • laundry dryers should be mentioned at this point, in which laundry drying is implemented via electromagnetic radiation.
  • a camera could be used to monitor the laundry to be dried, an image sensor of the camera being arranged on the side of a shielding structure facing away from the drying room and at least one objective lens of the camera being arranged on the side of a shielding structure facing the drying room or within the drying room.
  • the Fig. 1 shows a household appliance 10 designed as a high-frequency cooking appliance for treating food S by means of electromagnetic radiation.
  • the household appliance 10 has a radiation generator which generates electromagnetic radiation in the range of approximately 915 megahertz and emits it in the direction of a food treatment room 20 of the household appliance 10.
  • Corresponding household appliances 10 are also referred to as dialogue cookers.
  • the household appliance 10 also has operating elements 12 by means of which a user of the household appliance 10 can control the operation of the household appliance 10.
  • the operating elements 12 comprise a touchscreen, via which additional information can also be made available to the user optically.
  • the food treatment room 20 is accessible via a loading opening of the household appliance 10, the loading opening being closed by a pivotable appliance door 14.
  • the appliance door 14 has a front pane 16 through which the food S positioned in the food treatment room 20 can be seen from the outside.
  • the household appliance 10 also has a camera 18, by means of which recordings of the food treatment room 20 or of the food S positioned in the food treatment room 20 can be generated.
  • the camera 18 is connected to a communication module 22 via which the recordings generated by the camera 18 can be sent wirelessly to a mobile terminal device 100.
  • the sending of the recordings from the household appliance 10 to the mobile terminal 100 can take place, for example, directly, for example using Bluetooth technology, or via the Internet and / or a remotely located server, the server being operated, for example, by the manufacturer of the household appliance 10 .
  • the camera 18 of the household appliance 10 can, for example, according to the method shown in FIG Fig. 2 be formed embodiment shown.
  • the Fig. 2 shows that a shielding structure 28 is positioned in the region of the camera 18, which has a recess 30 and which is set up to at least locally limit the propagation of the electromagnetic radiation introduced into the food treatment room 20.
  • the camera 18 comprises an image sensor 26 which is fastened on a circuit board 24.
  • the image sensor 26 is arranged on the side of the shielding structure 28 facing away from the food treatment room 20.
  • the image sensor 26 is therefore not exposed to the electromagnetic radiation generated by the radiation generator. Damage to the image sensor 26 by the electromagnetic radiation from the radiation generator is thus effectively avoided.
  • the camera 18 furthermore has an objective unit 36, the objective unit 36 comprising three objective lenses 32a-32c arranged in a row, which are fastened within a lens holder 34.
  • the objective lenses 32a-32c of the camera 18 are arranged on the side of the shielding structure 28 facing the food treatment room 20. Since the action of the objective lenses 32a-32c of the camera 18 does not impair the function of the camera 18, these can be different than the image sensor 18, are exposed to the electromagnetic radiation generated by the radiation generator.
  • the objective lenses 32a-32c and the image sensor 26 are arranged in relation to the recess 30 of the shielding structure 28 such that a beam deflected by the objective lenses 32a-32c passes the shielding structure 28 through the recess 30 before it strikes the image sensor 26.
  • the objective lenses 32a-32c reduce the cross-sectional area of the beam in the direction of the shielding structure 28.
  • the recess 30 can thus be made comparatively small, which effectively limits the propagation of the electromagnetic radiation introduced into the food treatment room 20.
  • the lens holder 34 is fixed to the shield structure 28.
  • the shielding structure 28 can be, for example, a perforated sheet metal or a wire mesh.
  • the Fig. 3 7 shows an alternative embodiment of a camera 18.
  • the image sensor 26 of the camera 18 is arranged on the side of a shielding structure 28 facing away from the food treatment room 20.
  • the objective lenses 32a-32c of the camera 18 are arranged on the side of the shielding structure 28 facing the food treatment room 20.
  • the objective lenses 32a-32c are arranged in relation to the recess 30 of the shielding structure 28 such that the focal point of the lens of the camera 18 comprising the objective lenses 32a-32c lies in the recess 30 or in the vicinity of the recess 30.
  • the cross section of the beam deflected by the objective lenses 32a-32c is minimal, so that a corresponding spacing between the objective and the shielding structure 28 allows a further reduction in the size of the recess 30 in the shielding structure 28.
  • the shielding effect of the shielding structure 28 is thus increased again, so that the probability of leaking leakage radiation is further reduced.
  • the lens holder 34 is again fixed on the shielding structure 28.
  • the lens holder 34 is designed as a plastic injection-molded part, the shielding structure 28 being connected to the lens holder 34 by overmolding. This results in a robust and long-lasting connection between the lens holder 34 and the shielding structure 28.
  • the Fig. 4 shows that the objective lenses 32a-32c are arranged in an interspace 38, the interspace 38 being separated from the food treatment room 20 by a disk 40.
  • the disk 40 is designed as a transparent glass disk and thus for light waves and the electromagnetic waves generated by the radiation generator permeable. Due to the transparency of the pane 40, the food treatment room 20 can be recorded by the camera 18.
  • the pane 40 also acts as a temperature barrier, so that the heat input into the camera 18 is reduced.
  • the pane 40 protects the lens holder 34 and the objective lenses 32a-32c inserted into the lens holder 34 from mechanical stress, since the camera 18 is prevented from coming into contact with objects within the food treatment room 20.
  • the shielding structure 28a, 28b is formed in several parts, in the present case in two parts.
  • a first part 28a of the shielding structure is arranged inside the objective unit 36.
  • a second part 28b of the shielding structure is arranged outside the objective unit 36.
  • Both parts 28a, 28b of the shielding structure serve to locally limit the propagation of the electromagnetic radiation introduced into the food treatment room 20.
  • the part 28a of the shielding structure is arranged within the lens holder 34, the objective lenses 32a, 32b of the camera 18 being arranged on the side of the part 28a of the shielding structure facing the food treatment room 20.
  • the objective lens 32c of the camera 18 is arranged on the side of the part 28a of the shielding structure facing away from the food treatment room 20.
  • the objective lens 32c is also protected from electromagnetic radiation.
  • the lens unit 36 is screwed into a lens receiving opening 42 of the part 28b of the shielding structure.
  • the objective unit 36 is thus inserted into the objective receiving opening 42 of the part 28b of the shielding structure in a non-destructive detachable manner.
  • another optical sensor for example a thermopile array for measuring the temperature distribution
  • another optical sensor can also be arranged in such a way that the recess is close to the focal point of the sensor.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät zum Behandeln von Speisen mittels elektromagnetischer Strahlung, mit einem Speisenbehandlungsraum, in welchem zu behandelnde Speisen zu positionieren sind, einem Strahlungserzeuger, welcher dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung in den Speisenbehandlungsraum einzuleiten, einer Abschirmstruktur, welche eine Ausnehmung aufweist und dazu eingerichtet ist, die Ausbreitung der in den Speisenbehandlungsraum eingeleiteten elektromagnetischen Strahlung zumindest lokal zu begrenzen, und einer Kamera, welche im Bereich der Ausnehmung der Abschirmstruktur angeordnet und dazu eingerichtet ist, Aufnahmen von dem Speisenbehandlungsraum zu erzeugen.
  • Moderne Haushaltsgeräte zum Behandeln von Speisen, wie beispielsweise Mikrowellenherde, Backöfen mit Mikrowellenfunktion oder Hochfrequenzgargeräte, werden vermehrt mit einer Kamera ausgestattet, sodass einem Benutzer Bildmaterial, beispielsweise Fotos oder Videos, einer in dem Speisenbehandlungsraum befindlichen Speise während der Speisenzubereitung zur Verfügung gestellt werden kann. Der Benutzer kann sich das Bildmaterial beispielsweise über ein mobiles Endgerät anzeigen lassen, um die Speisenbehandlung zu überwachen. Das Behandeln von Speisen kann beispielsweise das Erwärmen oder Garen von Speisen betreffen.
  • Bei Geräten, welche Speisen mit elektromagnetischer Strahlung behandeln, ist eine das Gerät verlassende Leckstrahlung zu vermeiden. Durch eine entsprechende Leckstrahlung können umliegende technische Geräte gestört werden. Ferner kann entsprechende Strahlung gesundheitsschädlich für die sich in der Umgebung befindlichen Personen sein.
  • Damit eine Kamera auf den Speisenbehandlungsraum des Haushaltsgeräts ausgerichtet werden kann, wird diese üblicherweise in eine in den Speisenbehandlungsraum hineinragende Öffnung eingesetzt. Entsprechende Öffnungen sind möglichst klein auszuführen oder mit einer Wellenfalle auszustatten, um eine unzulässige Leckstrahlung zu vermeiden. Die Praxis hat gezeigt, dass eine besonders effektive Vermeidung von Leckstrahlung über gelochte Metallplatten oder Drahtgewebe, wie sie aus Sichtfenstern von Gerätetüren bekannt sind, möglich ist. Durch die Anordnung der Kamera hinter einer entsprechenden Abschirmstruktur kommt es jedoch zu einer erheblichen Beeinträchtigung der Bildqualität, da die Abschirmstruktur den Aufnahmebereich der Kamera stark einschränkt. Aus der Druckschrift DE 10 2014 210 668 A1 ist beispielsweise ein Haushaltsgerät bekannt, bei welchem die Kamera hinter einem mehrere Löcher aufweisenden Abschirmblech angeordnet ist.
  • Da durch die zur Speisenbehandlung verwendete elektromagnetische Strahlung die elektrischen und elektronischen Bestandteile der Kamera beschädigt werden können, stellt auch die Anordnung der Kamera innerhalb des Strahlenbereichs des Haushaltsgeräts keine praxistaugliche Alternative dar.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, ein Haushaltsgerät bereitzustellen, dessen Kamera aussagekräftige Bildaufnahmen hoher Qualität liefert, wobei die elektrischen und elektronischen Komponenten der Kamera nicht durch die zum Behandeln der Speisen verwendeten elektromagnetischen Strahlung beschädigt werden.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Haushaltsgerät der eingangs genannten Art, wobei ein Bildsensor der Kamera des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts auf der dem Speisenbehandlungsraum abgewandten Seite der Abschirmstruktur angeordnet ist. Ferner ist zumindest eine Objektivlinse der Kamera des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts auf der dem Speisenbehandlungsraum zugewandten Seite der Abschirmstruktur oder innerhalb des Speisenbehandlungsraums angeordnet.
  • Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass eine Kamera strahlungsempfindliche und strahlungsunempfindliche Bestandteile aufweist, sodass nicht zwangsläufig die gesamte Kamera, sondern lediglich die strahlungsempfindlichen Bestandteile der Kamera durch eine Abschirmstruktur vor der zum Behandeln der Speisen verwendeten elektromagnetischen Strahlung zu schützen sind. Die optischen Bestandteile, beispielsweise eine oder mehrere Objektivlinsen der Kamera können der elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt werden, ohne dass eine Funktionsbeeinträchtigung der Kamera zu erwarten ist. Der Bildsensor hingegen ist eine äußerst strahlungsempfindliche elektronische Komponente, welche durch die Abschirmstruktur vor der elektromagnetischen Strahlung zu schützen ist. Durch die Ausnehmung innerhalb der Abschirmstruktur kann das von der zumindest einen Objektivlinse abgelenkte Strahlenbündel zum Bildsensor gelangen, sodass insgesamt aussagekräftige Bildaufnahmen hoher Qualität durch die Kamera erzeugt werden können. Eine Leckstrahlung wird aufgrund der Abschirmstruktur effektiv vermieden.
  • Die vom Strahlungserzeuger erzeugbare elektromagnetische Strahlung kann im Hochfrequenzbereich oder im Mikrowellenbereich liegen. Beispielsweise weisen die erzeugten elektromagnetischen Wellen eine Frequenz von etwa 2,455 Gigahertz oder von etwa 915 Megahertz auf. Beispielsweise kann der Strahlungserzeuger des Haushaltsgeräts ein Magnetron umfassen, mittels welchem Mikrowellen erzeugbar sind. Alternativ kann der Strahlungserzeuger eine oder mehrere Antennen umfassen, über welche elektromagnetische Wellen im Hochfrequenzbereich erzeugbar sind. Die Ausnehmung in der Abschirmstruktur ist vorzugsweise ein Durchgangsloch. Die Abschirmstruktur kann beispielsweise als gelochtes Blech oder als Drahtgewebe ausgebildet sein. Gelochte Bleche und Drahtgewebe weisen eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf, sodass auch eine thermische Entkopplung durch die Abschirmstruktur umgesetzt wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts sind die zumindest eine Objektivlinse und der Bildsensor derart in Bezug auf die Ausnehmung der Abschirmstruktur angeordnet, dass ein von der zumindest einen Objektivlinse abgelenktes Strahlenbündel vor Auftreffen auf den Bildsensor die Abschirmstruktur durch die Ausnehmung passiert. Dadurch, dass durch die zumindest eine Objektivlinse der Querschnitt des Strahlenbündels erheblich verkleinert wird, kann die Ausnehmung in der Abschirmstruktur wesentlich kleiner als die Objektivlinse ausgebildet sein. Die erforderliche Größe der Ausnehmung zur Erzeugung aussagekräftiger und qualitativ hochwertiger Bildaufnahmen wird auf diese Weise erheblich reduziert.
  • In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts ist die zumindest eine Objektivlinse derart in Bezug auf die Ausnehmung der Abschirmstruktur angeordnet, dass der Brennpunkt der zumindest einen Objektivlinse oder des zugehörigen Objektivs der Kamera in der Ausnehmung oder im Nahbereich der Ausnehmung liegt. Das durch die zumindest eine Objektivlinse oder das zugehörige Objektiv der Kamera abgelenkte Strahlenbündel weist im Bereich der Brennweite einen minimalen Querschnitt auf, sodass die Ausnehmung in der Abschirmstruktur besonders klein ausgeführt werden kann, wenn der Brennpunkt der zumindest einen Objektivlinse oder des zugehörigen Objektivs in der Ausnehmung oder im Nahbereich der Ausnehmung liegt. Trotz einer vergleichsweise kleinen Ausnehmung erfolgt in diesem Fall keine negative Beeinflussung des Strahlengangs bei gleichzeitig hoher Strahlendichtigkeit.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts ist die zumindest eine Objektivlinse an einem Linsenhalter befestigt, wobei der Linsenhalter an der Abschirmstruktur fixiert ist. Der Linsenhalter kann beispielsweise das Objektivgehäuse sein. Der Linsenhalter kann beispielsweise aus Kunststoff und/oder aus Metall ausgebildet sein. Über die Fixierung des Linsenhalters an der Abschirmstruktur kann eine exakte Positionierung der zumindest einen Objektivlinse erfolgen, sodass die Kamera beispielsweise Bildaufnahmen von einem Zentralbereich des Speisenbehandlungsraums erzeugt. Vorzugsweise ist der Linsenhalter starr und unbeweglich an der Abschirmstruktur fixiert. In einer alternativen Ausführungsform kann der Linsenhalter auch bewegbar an der Abschirmstruktur befestigt sein. Vorzugsweise ist die zumindest eine Objektivlinse starr und unbeweglich an dem Linsenhalter befestigt. Alternativ kann die zumindest eine Objektivlinse auch bewegbar in dem Linsenhalter befestigt sein.
  • In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts ist der Linsenhalter als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet, wobei die Abschirmstruktur vorzugsweise durch Umspritzen mit dem Linsenhalter verbunden ist. Durch die Kunststoffumspritzung der Abschirmstruktur wird eine besonders robuste und langlebige Verbindung umgesetzt, welche vergleichsweise kostengünstig herstellbar ist.
  • Alternativ kann die Abschirmstruktur auch zwischen zwei Teile geklebt werden. In diesem Fall kann der erste Teil des Objektiv-Halters auf die Leiterkarte geschraubt oder geklebt werden. Eine Kleberaupe, welche die Abschirmstruktur und das Objektiv verbindet, kann in diesem Falle auch zur Fokussierung der Optik verwendet werden. Durch die Klebung kann ein Toleranzausgleich in alle sechs Achsen erfolgen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts ist eine den Linsenhalter und die zumindest eine Objektivlinse umfassende Objektiveinheit zerstörungsfrei lösbar in eine Objektivaufnahmeöffnung der Abschirmstruktur eingesetzt. In diesem Fall ist die Abschirmstruktur vorzugsweise mehrteilig ausgebildet, wobei ein Teil der Abschirmstruktur in der Objektiveinheit angeordnet ist. Die Objektiveinheit umfasst vorzugsweise eine Blende, welche einen Teil der Abschirmstruktur ausbildet und somit die strahlungsdurchlässige Fläche innerhalb der Objektivaufnahmeöffnung verkleinert. Die Blende, der Linsenhalter und/oder das Objektivgehäuse der Objektiveinheit sind vorzugsweise aus Metall ausgebildet. Dadurch, dass eine den Linsenhalter und die zumindest eine Objektivlinse umfassende Objektiveinheit zerstörungsfrei lösbar in die Ausnehmung der Abschirmstruktur einsetzbar ist, werden Reparatur- und/oder Wartungsmaßnahmen an der Kamera erheblich vereinfacht. Die Demontage der Kamera ist in diesem Fall zumindest teilweise zerstörungsfrei möglich.
  • Ferner ist ein erfindungsgemäßes Haushaltsgerät vorteilhaft, bei welchem eine den Linsenhalter und die zumindest eine Objektivlinse umfassende Objektiveinheit in die Objektivaufnahmeöffnung der Abschirmstruktur eingeschraubt und/oder eingeklemmt ist. Durch die Einschraubbarkeit und/oder Einklemmbarkeit der Objektiveinheit wird die Montage der Kamera erheblich vereinfacht. Auch ein temporäres Entnehmen oder Auswechseln der Objektiveinheit kann in diesem Fall mit lediglich geringem Aufwand erfolgen. Es kann sinnvoll sein, die Optik zusätzlich oder alternativ einzukleben. Damit wird ein Verstellen der Fokussierung verhindert und somit eine über die Lebensdauer gleichbleibende Fokussierung sichergestellt.
  • Es ist außerdem ein erfindungsgemäßes Haushaltsgerät vorteilhaft, bei welchem die zumindest eine Objektivlinse und/oder der Linsenhalter Bestandteil einer Objektiveinheit der Kamera sind, wobei die Objektiveinheit auf der dem Speisenbehandlungsraum zugewandten Seite der Abschirmstruktur oder innerhalb des Speisenbehandlungsraums angeordnet ist. Durch das Anordnen der gesamten Objektiveinheit der Kamera auf der dem Speisenbehandlungsraum zugewandten Seite der Abschirmstruktur bzw. innerhalb des Speisenbehandlungsraums, wird die Endmontage weiter vereinfacht, da die Objektiveinheit als vormontiertes Modul positioniert und fixiert werden kann.
  • Das erfindungsgemäße Haushaltsgerät wird außerdem dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass zwischen der zumindest einen Objektivlinse und dem Speisenbehandlungsraum eine für Lichtwellen und/oder die von dem Strahlungserzeuger erzeugten elektromagnetischen Wellen transparente Scheibe angeordnet ist. Die Scheibe ist vorzugsweise eine durchsichtige Scheibe, insbesondere eine Glasscheibe. Die Scheibe kann beispielsweise eine Echtglasscheibe oder eine Plexiglasscheibe sein. Die transparente Scheibe wirkt als Temperaturbarriere, sodass die vom Speisenbehandlungsraum gesehen hinter der Scheibe angeordneten Elemente auch während der Speisenzubereitung lediglich einen geringfügigen Wärmeeintrag erfahren. Somit wird das Risiko einer Funktionsbeeinträchtigung der Kamera aufgrund von Hitzeeinwirkung erheblich verringert. Ferner wird die zumindest eine Objektivlinse oder dessen Linsenhalter durch die transparente Scheibe vor mechanischer Beanspruchung geschützt. Insbesondere bei Reinigungsarbeiten innerhalb des Speisenbehandlungsraums des Haushaltsgeräts wird somit das Risiko einer Beschädigung der Kamera erheblich verringert.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Haushaltsgerät als Mikrowellenherd ausgebildet. Alternativ kann das erfindungsgemäße Haushaltsgerät auch als Backofen mit Mikrowellenfunktion ausgebildet sein. Außerdem kann das erfindungsgemäße Haushaltsgerät auch als Dampfgarer mit Mikrowellenfunktion ausgebildet sein. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Haushaltsgerät als Hochfrequenzgargerät ausgebildet, dessen elektromagnetische Strahlung zum Erwärmen von Speisen geeignet ist. Beispielhafte Frequenzen sind hier die ISM Bänder im Bereich von 915 MHz oder 2,45 GHz, andere Frequenzen oder Frequenzbereiche sind aber ebenso möglich. Die Erfindungsidee eine Abschirmstruktur in eine Kamera zu integrieren, lässt sich ferner auch bei anderen Haushaltsgeräten umsetzen, bei welchen Strahlungserzeuger zum Einsatz kommen. Beispielhaft seien an diese Stelle Wäschetrockner erwähnt, bei welchen die Wäschetrocknung über elektromagnetische Strahlung umgesetzt wird. In diesem Fall könnte eine Kamera zur Überwachung der zu trocknenden Wäsche eingesetzt werden, wobei ein Bildsensor der Kamera auf der dem Trocknungsraum abgewandten Seite einer Abschirmstruktur und zumindest eine Objektivlinse der Kamera auf der dem Trocknungsraum zugewandten Seite einer Abschirmstruktur oder innerhalb des Trocknungsraums angeordnet ist.
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts in einer Frontansicht;
    Fig. 2
    eine Kamera eines erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts in einer schematischen Darstellung;
    Fig. 3
    eine Kamera eines erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts in einer schematischen Darstellung;
    Fig. 4
    ein erfindungsgemäßes Haushaltsgerät mit der in der Fig. 3 dargestellten Kamera; und
    Fig. 5
    ein erfindungsgemäßes Haushaltsgerät mit einer anderen Kamera in einer schematischen Darstellung.
  • Die Fig. 1 zeigt ein als Hochfrequenzgargerät ausgebildetes Haushaltsgerät 10 zum Behandeln von Speisen S mittels elektromagnetischer Strahlung. Das Haushaltsgerät 10 weist einen Strahlungserzeuger auf, welcher elektromagnetische Strahlung im Bereich von etwa 915 Megahertz erzeugt und in Richtung eines Speisenbehandlungsraums 20 des Haushaltsgeräts 10 abstrahlt. Entsprechende Haushaltsgeräte 10 werden auch als Dialoggarer bezeichnet.
  • Das Haushaltsgerät 10 weist ferner Bedienelemente 12 auf, über welche ein Benutzer des Haushaltsgeräts 10 den Betrieb des Haushaltsgeräts 10 steuern kann. Beispielsweise umfassen die Bedienelemente 12 einen Touchscreen, über welchen dem Benutzer auch ergänzende Informationen optisch zur Verfügung gestellt werden können.
  • Der Speisenbehandlungsraum 20 ist über eine Beschickungsöffnung des Haushaltsgeräts 10 zugänglich, wobei die Beschickungsöffnung über eine schwenkbare Gerätetür 14 verschlossen ist. Die Gerätetür 14 weist eine Frontscheibe 16 auf, über welche die in dem Speisenbehandlungsraum 20 positionierte Speise S von außen einsehbar ist.
  • Ferner weist das Haushaltsgerät 10 eine Kamera 18 auf, mittels welcher Aufnahmen von dem Speisenbehandlungsraum 20 bzw. der in dem Speisenbehandlungsraum 20 positionierten Speise S erzeugbar sind. Die Kamera 18 ist mit einem Kommunikationsmodul 22 verbunden, über welches die von der Kamera 18 erzeugten Aufnahmen drahtlos an ein mobiles Endgerät 100 versendet werden können. Die Versendung der Aufnahmen von dem Haushaltsgerät 10 an das mobile Endgerät 100 kann beispielsweise direkt, etwa unter Ausnutzung der Bluetooth-Technologie, oder über das Internet und/oder einen entfernt positionierten Server erfolgen, wobei der Server beispielsweise vom Hersteller des Haushaltsgeräts 10 betrieben werden kann.
  • Die Kamera 18 des Haushaltsgeräts 10 kann beispielsweise gemäß der in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ausgebildet sein.
  • Die Fig. 2 zeigt, dass im Bereich der Kamera 18 eine Abschirmstruktur 28 positioniert ist, welche eine Ausnehmung 30 aufweist und welche dazu eingerichtet ist, die Ausbreitung der in den Speisenbehandlungsraum 20 eingeleiteten elektromagnetischen Strahlung zumindest lokal zu begrenzen.
  • Die Kamera 18 umfasst einen Bildsensor 26, welcher auf einer Leiterplatte 24 befestigt ist. Der Bildsensor 26 ist auf der dem Speisenbehandlungsraum 20 abgewandten Seite der Abschirmstruktur 28 angeordnet. Somit wird der Bildsensor 26 nicht mit der von dem Strahlungserzeuger erzeugten elektromagnetischen Strahlung beaufschlagt. Eine Beschädigung des Bildsensors 26 durch die elektromagnetische Strahlung des Strahlungserzeugers wird somit effektiv vermieden. Die Kamera 18 weist ferner eine Objektiveinheit 36 auf, wobei die Objektiveinheit 36 drei in Reihe angeordnete Objektivlinsen 32a-32c umfasst, welche innerhalb eines Linsenhalters 34 befestigt sind. Die Objektivlinsen 32a-32c der Kamera 18 sind auf der dem Speisenbehandlungsraum 20 zugewandten Seite der Abschirmstruktur 28 angeordnet. Da die Beaufschlagung der Objektivlinsen 32a-32c der Kamera 18 nicht zu einer Funktionsbeeinträchtigung der Kamera 18 führt, können diese, anders als der Bildsensor 18, der von dem Strahlungserzeuger erzeugten elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt werden.
  • Die Objektivlinsen 32a-32c und der Bildsensor 26 sind derart in Bezug auf die Ausnehmung 30 der Abschirmstruktur 28 angeordnet, dass ein von den Objektivlinsen 32a-32c abgelenktes Strahlenbündel vor Auftreffen auf den Bildsensor 26 die Abschirmstruktur 28 durch die Ausnehmung 30 passiert. Durch die Objektivlinsen 32a-32c erfolgt eine Reduzierung der Querschnittsfläche des Strahlenbündels in Richtung der Abschirmstruktur 28. Die Ausnehmung 30 kann somit vergleichsweise klein ausgeführt werden, wodurch die Ausbreitung der in den Speisenbehandlungsraum 20 eingeleiteten elektromagnetischen Strahlung effektiv begrenzt wird.
  • Der Linsenhalter 34 ist an der Abschirmstruktur 28 fixiert. Die Abschirmstruktur 28 kann beispielsweise ein gelochtes Blech oder ein Drahtgewebe sein.
  • Die Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Kamera 18. Erneut ist der Bildsensor 26 der Kamera 18 auf der dem Speisenbehandlungsraum 20 abgewandten Seite einer Abschirmstruktur 28 angeordnet. Die Objektivlinsen 32a-32c der Kamera 18 sind auf der dem Speisenbehandlungsraum 20 zugewandten Seite der Abschirmstruktur 28 angeordnet. Die Objektivlinsen 32a-32c sind dabei derart in Bezug auf die Ausnehmung 30 der Abschirmstruktur 28 angeordnet, dass der Brennpunkt des die Objektivlinsen 32a-32c umfassenden Objektivs der Kamera 18 in der Ausnehmung 30 oder im Nahbereich der Ausnehmung 30 liegt. Am Brennpunkt des Objektivs ist der Querschnitt des durch die Objektivlinsen 32a-32c abgelenkten Strahlenbündels minimal, sodass eine entsprechende Beabstandung von Objektiv und Abschirmstruktur 28 eine weitere Reduzierung der Größe der Ausnehmung 30 in der Abschirmstruktur 28 erlaubt. Die Abschirmwirkung der Abschirmstruktur 28 wird somit nochmals gesteigert, sodass die Wahrscheinlichkeit austretender Leckstrahlung weiter reduziert wird.
  • Erneut ist der Linsenhalter 34 an der Abschirmstruktur 28 fixiert. Vorliegend ist der Linsenhalter 34 als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet, wobei die Abschirmstruktur 28 durch Umspritzung mit dem Linsenhalter 34 verbunden ist. Somit ergibt sich eine robuste und langlebige Verbindung zwischen dem Linsenhalter 34 und der Abschirmstruktur 28.
  • Die Fig. 4 zeigt, dass die Objektivlinsen 32a-32c in einem Zwischenraum 38 angeordnet sind, wobei der Zwischenraum 38 durch eine Scheibe 40 von dem Speisenbehandlungsraum 20 getrennt wird. Die Scheibe 40 ist als durchsichtige Glasscheibe ausgebildet und somit für Lichtwellen und die von dem Strahlungserzeuger erzeugten elektromagnetischen Wellen durchlässig. Aufgrund der Durchsichtigkeit der Scheibe 40 kann eine Aufnahme des Speisenbehandlungsraums 20 durch die Kamera 18 erfolgen. Die Scheibe 40 wirkt ferner als Temperaturbarriere, sodass der Wärmeeintrag in die Kamera 18 verringert wird. Außerdem schützt die Scheibe 40 den Linsenhalter 34 und die in den Linsenhalter 34 eingesetzten Objektivlinsen 32a-32c vor mechanischer Beanspruchung, da ein In-Kontakt-Kommen der Kamera 18 mit Objekten innerhalb des Speisenbehandlungsraums 20 verhindert wird.
  • Bei der in der Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist die Abschirmstruktur 28a, 28b mehrteilig, vorliegend zweiteilig, ausgebildet. Ein erster Teil 28a der Abschirmstruktur ist innerhalb der Objektiveinheit 36 angeordnet. Ein zweiter Teil 28b der Abschirmstruktur ist außerhalb der Objektiveinheit 36 angeordnet. Beide Teile 28a, 28b der Abschirmstruktur dienen zur lokalen Begrenzung der Ausbreitung der in den Speisenbehandlungsraum 20 eingeleiteten elektromagnetischen Strahlung. Der Teil 28a der Abschirmstruktur ist in dieser Ausführungsform innerhalb des Linsenhalters 34 angeordnet, wobei die Objektivlinsen 32a, 32b der Kamera 18 auf der dem Speisenbehandlungsraum 20 zugewandten Seite des Teils 28a der Abschirmstruktur angeordnet sind. Die Objektivlinse 32c der Kamera 18 ist auf der dem Speisenbehandlungsraum 20 abgewandten Seite des Teils 28a der Abschirmstruktur angeordnet. Somit wird neben dem Bildsensor 26 auch die Objektivlinse 32c vor elektromagnetischer Strahlung geschützt.
  • Die Objektiveinheit 36 ist in eine Objektivaufnahmeöffnung 42 des Teils 28b der Abschirmstruktur eingeschraubt. Somit ist die Objektiveinheit 36 zerstörungsfrei lösbar in die Objektivaufnahmeöffnung 42 des Teils 28b der Abschirmstruktur eingesetzt.
  • Gemäß der Erfindung kann auch ein anderer optischer Sensor (z.B. ein Thermopile-Array zur Messung der Temperaturverteilung) so angeordnet werden, dass die Ausnehmung nahe dem Brennpunkt des Sensors liegt.
    • Bezugszeichen
    • 10
    Haushaltsgerät
    12
    Bedienelemente
    14
    Gerätetür
    16
    Frontscheibe
    18
    Kamera
    20
    Speisenbehandlungsraum
    22
    Kommunikationsmodul
    24
    Leiterplatte
    26
    Bildsensor
    28, 28a, 28b
    Abschirmstruktur
    30
    Ausnehmung
    32a-32c
    Objektivlinsen
    34
    Linsenhalter
    36
    Objektiveinheit
    38
    Zwischenraum
    40
    Scheibe
    42
    Objektivaufnahmeöffnung
    100
    mobiles Endgerät
    S
    Speise

Claims (10)

  1. Haushaltsgerät (10) zum Behandeln von Speisen (S) mittels elektromagnetischer Strahlung, mit
    - einem Speisenbehandlungsraum (20), in welchem zu behandelnde Speisen (S) zu positionieren sind;
    - einem Strahlungserzeuger, welcher dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung in den Speisenbehandlungsraum (20) einzuleiten; und
    - einer Abschirmstruktur (28, 28a, 28b), welche eine Ausnehmung (30) aufweist und dazu eingerichtet ist, die Ausbreitung der in den Speisenbehandlungsraum (20) eingeleiteten elektromagnetischen Strahlung zumindest lokal zu begrenzen gekennzeichnet durch
    - eine Kamera (18), welche im Bereich der Ausnehmung (30) der Abschirmstruktur (28, 28a, 28b) angeordnet und dazu eingerichtet ist,
    Aufnahmen von dem Speisenbehandlungsraum (20) zu erzeugen;
    wobei ein Bildsensor (26) der Kamera (18) auf der dem Speisenbehandlungsraum (20) abgewandten Seite der Abschirmstruktur (28, 28a, 28b) und zumindest eine Objektivlinse (32a-32c) der Kamera (18) auf der dem Speisenbehandlungsraum (20) zugewandten Seite der Abschirmstruktur (28, 28a, 28b) oder innerhalb des Speisenbehandlungsraums (20) angeordnet ist.
  2. Haushaltsgerät (10) nach Anspruch 1,
    wobei die zumindest eine Objektivlinse (32a-32c) und der Bildsensor (26) derart in Bezug auf die Ausnehmung (30) der Abschirmstruktur (28, 28a, 28b) angeordnet sind, dass ein von der zumindest einen Objektivlinse (32a-32c) abgelenktes Strahlenbündel vor Auftreffen auf den Bildsensor (26) die Abschirmstruktur (28, 28a, 28b) durch die Ausnehmung (30) passiert.
  3. Haushaltsgerät (10) nach Anspruch 1 oder 2,
    wobei die zumindest eine Objektivlinse (32a-32c) derart in Bezug auf die Ausnehmung (30) der Abschirmstruktur (28, 28a, 28b) angeordnet ist, dass der Brennpunkt der zumindest einen Objektivlinse (32a-32c) oder des zugehörigen Objektivs der Kamera (18) in der Ausnehmung (30) oder im Nahbereich der Ausnehmung (30) liegt.
  4. Haushaltsgerät (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    wobei die zumindest eine Objektivlinse (32a-32c) an einem Linsenhalter (34) befestigt ist, wobei der Linsenhalter (34) an der Abschirmstruktur (28, 28a, 28b) fixiert ist.
  5. Haushaltsgerät (10) nach Anspruch 4,
    wobei der Linsenhalter (34) als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist, wobei die Abschirmstruktur (28, 28a, 28b) vorzugsweise durch Umspritzung mit dem Linsenhalter (34) verbunden ist.
  6. Haushaltsgerät (10) nach Anspruch 4,
    wobei eine den Linsenhalter (34) und die zumindest eine Objektivlinse (32a-32c) umfassende Objektiveinheit (36) zerstörungsfrei lösbar in eine Objektivaufnahmeöffnung (42) der Abschirmstruktur (28, 28a, 28b) eingesetzt ist.
  7. Haushaltsgerät (10) nach Anspruch 6,
    wobei eine den Linsenhalter (34) und die zumindest eine Objektivlinse (32a-32c) umfassende Objektiveinheit (36) in die Objektivaufnahmeöffnung (42) der Abschirmstruktur (28, 28a, 28b) eingeschraubt und/oder eingeklemmt ist.
  8. Haushaltsgerät (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    wobei die zumindest eine Objektivlinse (32a-32c) und/oder der Linsenhalter (34) Bestandteil einer Objektiveinheit (36) der Kamera (18) sind, wobei die Objektiveinheit (36) auf der dem Speisenbehandlungsraum (20) zugewandten Seite der Abschirmstruktur (28, 28a, 28b) oder innerhalb des Speisenbehandlungsraums (20) angeordnet ist.
  9. Haushaltsgerät (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    wobei zwischen der zumindest einen Objektivlinse (32a-32c) und dem Speisenbehandlungsraum (20) eine für Lichtwellen und/oder die von dem Strahlungserzeuger erzeugten elektromagnetischen Wellen transparente Scheibe (40) angeordnet ist.
  10. Haushaltsgerät (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    wobei das Haushaltsgerät (10) als Mikrowellenherd, als Backofen mit Mikrowellenfunktion, als Dampfgarer mit Mikrowellenfunktion oder als Hochfrequenzgargerät, dessen elektromagnetische Strahlung im Frequenzbereich zwischen 900 MHz und 1 GHz, oder zwischen 2,4 und 2,5 GHz liegt, ausgebildet ist.
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