KR20220074775A

KR20220074775A - 근접 제어 장치 및 이를 구비한 가전기기

Info

Publication number: KR20220074775A
Application number: KR1020210165082A
Authority: KR
Inventors: 루카스 샤데; 마르틴 브라벡; 만프레디 지그노리노; 요제프 이를바허; 귄터 쥘케
Original assignee: 이엠젯-하나우어 게엠베하 운트 체오. 카게아아
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2021-11-26
Publication date: 2022-06-03
Also published as: KR102593522B1; US12104305B2; US20220170971A1; CN114563955A; DE102020131516A1

Abstract

가정용 세탁기(10) 또는 기타 가전기기를 위한 정전용량식 근접 제어 장치(28)가 제안된다. 일부 실시예에서, 근접 제어 장치는 공간적으로 서로 거리를 두고 세탁기의 도어(20) 상에 배열되는 2개의 평면 센서 전극들(34, 36)을 포함한다. 전자 조립체가 2개의 센서 전극들에 연결되며, 이 전자 조립체는 한 쌍의 센서 전극들 각각과 관련하여, 각각의 센서 전극과 관련된 정전용량 변화를 나타내는 전기 센서 신호를 생성하도록 구성된다. 2개의 센서 신호들의 상호 관계에 의해, 전자 조립체는 제어 장치의 근접 작동을 결정할 수 있다. 차폐 전극이 2개의 센서 전극들 사이의 공간 영역에 배열될 수 있다.

Description

근접 제어 장치 및 이를 구비한 가전기기{PROXIMITY CONTROL DEVICE AND DOMESTIC ELECTRICAL APPLIANCE EQUIPPED THEREWITH}

본 발명은 근접 제어 장치 및 이를 구비한 가전기기에 관한 것이다.

예를 들어 의류의 세탁 및/또는 건조를 위한 기계, 식기 세척기, 또는 식품의 가열 및/또는 조리를 위한 오븐 또는 쿠커(cooker)와 같은 가전기기는 수동으로 조작할 수 있는 제어 요소를 구비하고 있어 사용자가 해당 기기를 수동으로 제어할 수 있다. 이러한 제어 요소는 예를 들어 가전기기의 작동을 제어하기 위한 푸시 버튼 및 다이얼의 형태로 존재하지만, 또한 예를 들어 가전기기의 도어를 열기 위한 힌지 요소의 형태로도 존재한다.

정전용량형 근접 센서는 물체를 (오픈) 커패시터의 전기장으로 이동시키는 것에 의해 커패시터의 정전용량이 변경되는 원리에 의해 작동한다. 이러한 정전용량 변화는 전기 발진기 회로에 의해 감지할 수 있으며, 이 회로의 발진 주파수는 커패시터 정전용량에 따라 변한다. 발진 주파수를 평가하는 것에 의해, 근접 센서에 대한 물체의 접근을 감지할 수 있다. 근접 센서는 예를 들어 사용자의 접근하는 손 또는 손의 일부분을 감지하기 위한 근접 스위치로 사용될 수 있고, 이에 따라 가전기기의 제어 요소를 구현하는 한 가지 가능한 방법이다.

많은 가전기기는 기기 하우징을 구비하고 있고, 그 하우징 벽은 적어도 부분적으로 금속이고 이에 따라 전기 전도성이 있다. 정전용량식 근접 센서의 전기장 영역에 금속 벽이 있으면 센서의 장에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 하우징 벽의 진동으로 하우징 벽과 근접 센서의 활성 커패시터 전극 간의 상대적 거리가 변경될 수 있다. 이로 인해 근접 센서의 정전용량 변화가 초래될 수 있어, 근접 센서에 접근하는 물체가 없는 경우에도 물체가 접근하는 것으로 전자 계측 장치가 잘못 감지할 수 있게 된다.

본 발명의 목적은 가전기기의 작동 환경에서 사용자의 근접 에어 제스처의 신뢰성 있는 검출 및 이에 따른 가전기기의 신뢰성 있는 제어를 가능하게 하는 근접 제어 장치를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 가전기기용 근접 제어 장치로, 공간적으로 서로 거리를 두고 배열되는 한 쌍의 평면 센서 전극들, 및 2개의 센서 전극들에 연결되는 전자 조립체를 포함하며, 전자 조립체가, 한 쌍의 센서 전극들 각각과 관련하여, 각각의 센서 전극과 관련된 정전용량 변화를 나타내는 전기 센서 신호를 생성하고 2개의 센서 신호들의 상호 관계에 의해 제어 장치의 근접 작동을 결정하도록 구성된 근접 제어 장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 한 쌍의 센서 전극들 각각이 판형 커패시터의 커패시터 전극을 형성한다. 2개의 센서 전극들 각각에 대해, 예를 들어 적당한 발진기 회로를 이용하여 전자 조립체에 의해 센서 신호가 생성되고, 이 센서 신호는 해당 판형 커패시터의 정전용량 변화를 나타낸다. 센서 신호는 예를 들어 아날로그 전류 또는 전압 신호일 수 있다. 대안적으로, 신호는 디지털 신호일 수 있으며, 디지털로 표현된 신호 값은 커패시터 정전용량 또는 그것으로부터 파생되는 파라미터(예컨대, 발진기 회로의 발진 주파수)를 나타낸다. 수 볼트, 예를 들어 대략 1.8V 내지 5V의 일정한 전위가 2개의 센서 전극들에 인가될 수 있고, 2개의 센서들 각각에 동일한 전위 또는 서로 다른 전위를 인가하는 것을 생각할 수 있다.

2개의 센서 전극들이 공간적으로 서로 떨어져 있지만, 그럼에도 불구하고, 적어도 일부 실시예에서, 이들은 수동 근접 제어 제스처가 적절하게 수행될 때(예컨대, 그러한 작동을 목적으로 사용자의 손가락 또는 손의 다른 부분이 적절한 방식으로 근접 제어 장치의 특정 제어 표면 가까이로 이동될 때) 2개의 센서 신호들이 제어 제스처가 반영되는 신호 곡선을 나타내도록 충분히 가깝게 배열된다. 따라서, 이 실시예에서, 근접 제어 제스처에 대한 정보는 2개의 센서 신호들에, 예를 들어 신호 크기 및/또는 시간 신호 곡선에 포함되어야 한다. 그러나 근접 제어 제스처에 대한 정보는 서로 다른 특성들, 즉 예를 들어 서로 다른 강도 및/또는 서로 다른 시간 패턴을 갖는 2개의 센서 신호들에 포함될 수 있다.

일부 예시적인 실시예에서, 센서 전극들 중 하나가 센서 전극들 중 다른 것보다 근접 제어 장치의 제어 표면에 공간적으로 더 가깝게 배열될 수 있다. 제어 표면에 대한 센서 전극들의 이러한 상대적인 배열에 의하면, 예를 들어 작동 제스처가 동일한 방향인 2개의 센서 신호들의 신호 변화들에 반영될 수 있지만, 하나의 센서 전극의 센서 신호의 신호 진폭은 다른 센서 전극의 센서 신호의 상응하는 진폭보다 상당히 더 크다. 반대로, 제어 표면에 더 가깝게 배열된 센서 전극은 동시에 센서 신호들에 대한 잠재적인 전기적 간섭 요인인 것으로 간주되는 가전기기의 금속 컴포넌트(예컨대, 금속 하우징 벽)로부터 다른 센서 전극보다 더 멀리 배열된다. 그 결과 금속 컴포넌트의 진동이 동일한 방향의 2개의 센서 신호들의 신호 변화들에 다시 반영되지만, 이러한 신호 변화들의 강도는 하나의 센서 전극의 센서 신호에서 다른 센서 전극의 센서 신호에서보다 훨씬 약하다.

보다 일반적인 관점에서, 근접 제어 장치는 특히 센서 전극들의 형태와 공간적 상호 위치에 의해 설계될 수 있고, 이에 따라 근접 제어 제스처 및 가까운 금속 컴포넌트의 진동 또한 각각의 경우에 센서 신호들에 상당히 다르게 영향을 미친다. 예를 들어, 센서 전극들 중 하나는 이를 테면 그것과 연관된 센서 신호가 사용자의 수동 제어 제스처에 비교적 더 강하게 반응하면 "손 전극"의 역할을 할 수 있고, 반면 센서 전극들 중 다른 것은 이를 테면 그것과 연관된 센서 신호가 가전기기로부터의 간섭에 비교적 더 강하게 반응하면 "가전기기 전극"의 역할을 할 수 있다.

2개의 센서 신호들을 공동으로 평가하는 것에 의해, 전자 조립체는 2개의 센서 전극들의 센서 신호들의 관찰된 특정 신호 곡선이 사용자의 적절한 제어 제스처(즉, 근접 작동)에 기인하는 것인지 아니면 단지 바람직하지 않지만 실제로는 피할 수 없는 간섭 영향의 결과인지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 그의 다리나 그의 팔로 가전기기를 부주의하게 치면 바람직하지 않은 진동이 발생할 수 있다. 이러한 우발적인 발생의 경우, 당연히도 제어 장치의 작동이 전자 조립체에 의해 결정되지 않아야 한다. 이는 전자 조립체가 2개의 센서 전극들의 센서 신호들을 함께 고려하는 것에 의해 제어 장치의 작동이 실제로 일어났다고 결정하는 경우에만 일어나야 한다. 2개의 센서 신호들의 상호 관계는 예를 들어 2개의 센서 신호들의 신호 크기들의 정성적인 및/또는 정량적인 비교를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 이에 더하여, 2개의 센서 신호들의 상호 관계는 센서 신호들의 시간 신호 패턴들의 분석을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계적 진동이 (특히 진동 주파수보다 작고 진동 주파수의 자연 제수가 아닌 샘플링 주파수를 이용한 커패시터 정전용량의 또는 그로부터 유동된 파라미터의 신호 샘플링의 경우에) 일련의 비교적 짧게 지속하는 신호 피크들로 이어지는 반면, 작동 목적으로 수행된 제어 제스처는 더 긴 시간 동안 지속하지만 연속적인 신호 증가, 즉 전체적으로 "보다 매끄러운" 신호 곡선으로 이어지는 것을 생각할 수 있다. 이러한 특징적인 신호 패턴들이 식별 가능하다면(즉, 정전용량 변화의 구체적인 원인의 특징), 신호 평가에서 당연히 고려될 수 있다.

2개의 센서 전극들을 전기적으로 서로 차폐하기 위해, 근접 제어 장치는 2개의 센서 전극들 사이의 공간 영역에 배열된, 특히 마찬가지로 평면 형태인 차폐 전극을 구비할 수 있다. 가전기기의 접지 전위 또는 적절한 기타 전위가 차폐 전극에는 인가될 수 있다.

본 발명은 또한 가전기기으로, 내부에 프로세스 챔버(예컨대, 세탁 챔버, 건조 챔버, 식기 세척 챔버, 조리 챔버)가 형성된 기기 본체, 프로세스 챔버에 대한 접근 개구를 폐쇄하기 위해 기기 본체에 대해 이동 가능하도록 배열된 도어, 위에서 설명한 유형의 근접 제어 장치 및 근접 제어 장치의 근접 작동의 결정에 따라 사전 결정된 반응을 일으키도록 구성된 전자 제어 유닛을 포함하는 가전기기를 제공한다. 가전기기는 예를 들어 세탁기, 회전식 건조기 또는 세탁-건조기이다. 세탁-건조기는 세탁기의 기능과 회전식 건조기의 기능을 결합한 기계로 이해해야 한다.

사전 결정된 반응은 적절한 수동 근접 제어 제스처를 통해 사용자에 의해 가정용 전기 기기에서 개시될 수 있고 특히 전기 제어 하에서 수행될 수 있는 임의의 작업일 수 있다. 일부 실시예에서, 사전 결정된 반응은 닫힌 도어의 자동 개방을 포함한다. 제어 장치의 전자 조립체에 의해 근접 작동이 감지되면, 제어 장치는 전자적으로 제어 가능한 도어 개방 메커니즘을 적절하게 제어함으로써, 예를 들어 가전기기의 기계식 도어 래치의 닫힘 유지력에 반하게 도어를 밀어 개방시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 사전 결정된 반응은 다른 기기 기능, 예를 들어 가전기기의 전원 켜기(switch on)("웨이크 업(waking up"), 또는 가전기기의 작동 프로그램의 수행을 시작하거나 혹은 정지시키는 것을 포함한다.

뿐만 아니라, 특히 근접 제어 장치가 가전기기의 도어를 여는 기능을 갖는 경우, 센서 전극들이 도어에 배열될 수 있다. 이와 관련하여, 센서 전극들은 도어의 원주 가장자리의 영역에 배열될 수 있으며, 도어의 원주 방향으로 가늘고 길도록 그리고 서로 중첩되도록 구성된다. 센서 전극들의 가늘고 긴 형태로 인해 사용자를 위한 비교적 큰 제어 패널이 제조되게 된다. 전방 투입식 세탁물 처리기기(즉, 기계의 전면에 배열되고 때로는 볼록 윈도우로 설계된 둥근 도어를 가짐)에서 센서 전극들은 도어 원주를 따라 아치형으로 만곡되는 방식으로 연장할 수 있다.

설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 근접 제어 장치는 특히 간섭 영향의 관점에서 정전용량식 센서의 정전용량에 악영항을 미칠 수 있는, 제어 장치의 설치 위치에 공간적으로 근접한 금속 재료를 가전기기가 갖는 곳에 설치하기가 적합하다. 이에 따라, 일부 실시예에서는 센서 전극들이 기기 본체가 금속 하우징 벽을 구비하는 기기의 측면에 배열된다.

이에 의해 센서 전극들은 도어가 닫힐 때 센서 전극들 중 하나가 센서 전극들 중 다른 것보다 금속 하우징 벽에 더 가깝게 배열되는 위치에서 도어에 배열될 수 있다. 금속 하우징 벽에 대한 센서 전극들의 상대적인 배열에 의해, 금속 하우징 벽이 2개의 센서 전극들의 센서 신호들에 대해 서로 다른 세기의 간섭 영향을 미칠 수 있다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더 설명한다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 전방 투입식(front loader type) 가정용 세탁기를 개략적으로 도시한다.
도 2는 도 1의 세탁기의 도어가 부분적으로 개방된 상태를 확대하여 도시하는 상세도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 세탁기에 구비된 예시적인 실시예에 따른 근접 제어 장치의 전기 회로도이다.

먼저 도 1을 참조한다. 도면에서 매우 개략적인 형태로 도시되고 일반적으로 10으로 표시된 세탁기는 세탁기 본체(기기 본체)(12)를 구비하고, 기기 본체 내에는 세탁될 세탁물을 수용하기 위한, 도 1에서는 더 상세하게 도시되지 않은, 세탁 챔버가 형성되어 있다. 세탁 챔버는 본체(12)의 눈으로 볼 수 있는 외부 표면을 형성하는 본체 하우징(14)의 내부에 수용되는 용액 용기(liquor container)에 회전 가능하게 수용되는 세탁 드럼에 그 자체로 공지된 방식으로 형성될 수 있다. 세탁기 본체(12)의 전방 벽(16)에는 세탁 챔버에 대한 접근 개구(18)가 형성된다. 전형적으로 볼록 도어(bull's-eye door)의 형태로 된 도어(20)는 수직 선회 축선을 중심으로 선회 가능하도록 세탁기 본체(12)에 장착되고 접근 개구(18)가 폐쇄되게 한다. 접근 개구(18)는 도 1에서 파선으로만 표시되어 있는데, 이는 닫힌 것으로 도시된 도어(20)에 의해 가려져 있기 때문이다. 도 1에서 더 상세하게 도시되어 있지 않지만, 비드형 도어 씰이 접근 개구(18) 둘레의 전방 벽(16)에 부착되고 이 씰은 도(20)가 닫힐 때 압축됨으로써 도어(20)가 닫힐 때 물이 새지 않도록 세탁 챔버를 외부로부터 밀폐시키는 것이 도 1에 도시된 유형의 세탁기에서는 통상적이다.

접근 개구(18)가 폐쇄되는 닫힌 위치에 도어가 있고 나서 도어(20)를 닫힌 상태로 유지하기 위하여, 세탁기(10)는 도어 래치(22)를 구비한다. 도어 래치(22)는 풀-래치(pull-latch) 형이고, 예를 들어 사용자는 닫힌 도어를 당기는 것만으로 간단하게 도어(20)를 열 수 있다. 일부 실시예에서, 사용자는 도어 래치(22)의 닫힘 유지력을 극복할 정도로 충분히 큰 힘으로 도어를 당겨야 한다. 도어 래치(22)의 닫힘 유지력은 예를 들어, 도어(20)를 닫을 때 이완되고 도어 래치(22)를 개방시키기 위해서는 다시 (증가된) 장력을 받아야 하는 적어도 하나의 폐쇄 스프링(상세히 도시되지 않음)에 근거하고 있다. 도어(20)를 닫을 때 폐쇄 스프링이 이완되는 것은 닫힌 도어(20)를 당기는 효과를 나타내고, 그 결과 도어(20)는 앞에서 언급한 도어 씰의 저항에 대응하여 세탁기 본체(12)에 대해 보다 단단히 당겨진다. 이러한 풀-래치를 푸시-풀 래치(push-pull latch)라고도 한다.

세탁기(10)는 닫힌 도어(20)를 자동으로 밀어서 여는 기능을 제공하는 전기 제어식 도어 오프너(24)를 더 포함한다. 도어 오프너(24)와 도어 래치(22)는 기계적으로 독립적인 기능 유닛들로 분리될 수 있거나, 구조 유닛으로 결합될 수 있다. 여기서 자동이란 사용자 자신이 자신의 손으로 도어(20)를 잡아당기거나 밀지 않아도 된다는 것을 의미한다. 도어 오프너(24)의 활성화는 프로그램의 제어 하에 일어날 수 있는데, 여기서 고려하는 예시적인 실시예에서는, 도어(20) 위에 제어 패널(25)(도 2 참조)이 추가로 배열되고, 이 제어 패널은 사용자가 그의 희망에 따라 도어(20)를 열도록 도어 오프너(24)를 활성화시킬 수 있게 하는 근접 제어 장치의 일부이다.

도 1에서, 도어 래치(22)와 도어 오프너(24)는 서로 인접하게 도시되어 있으며, 도어(20)가 세탁기 본체(12)에 장착되게 하는 선회 힌지(상세히 도시되지 않음)가 위치되는 힌지점에 대해 실질적으로 반경 방향으로 반대 위치에 배열된다. 도어 래치(22)와 도어 오프너(24)의 이러한 배열 형태은 물론 순전히 예시적인 것이며 이에 제한되지 않는다. 도어 오프너(24)에 대한 대안적인 위치의 예는 도 1의 24'에 파선으로 도시되어 있고, 이 위치에서 도어 오프너는 도어 래치(22)에 대해 대략 원주의 1/4에 해당하는 각도 오프셋으로 배열된다.

도어 오프너(24)는 세탁기(10)의, 26으로 표시된 제어 유닛에 의해 전기적으로 제어된다. 예를 들어, 세탁기(10)의 작동 사이클 종료 시에, 습기 또는 뜨거운 증기가 세탁 챔버로부터 빠져 나가서 세탁 챔버 내의 세탁물이 퀴퀴해지지 않도록, 프로그램의 제어 하에서, 도어 오프너(24)를 제어하여 도어(20)를 열 수 있다. 도어(20)가 열리면, 도어 오프너(24)는 도어(20)를 닫힌 상태로 유지하려고 하는 도어 래치(22)의 소정의 유지력(닫힘 유지력)을 극복해야 한다. 도어 오프너(24)는 사용자가 그의 손으로 제어 패널(25)을 터치하거나 혹은 정전용량형 근접 제어 장치(28)(도 3)가 근접 제어 장치(28)의 근접 작동을 감지하도록 그의 손을 제어 패널(25)에 충분히 가깝게 이동시키는 것에 의해 추가로 활성화될 수 있다. 근접 제어 장치(28)의 전기적 구성을 아래에서 상세하게 설명한다. 그렇지만, 먼저 도 2를 설명한다.

도 2에 따르면, 도어(20)는 볼록형 윈도우(30)를 갖는 볼록형 도어의 형태로 되어 있다. 볼록형 윈도우(30)는 통상적으로는 플라스틱 재료로 만들어지는 환형 윈도우 프레임(32)으로 둘러싸여 있고, 그 위에 제어 패널(25)이 배열된다. 제어 패널(25)은 윈도우 프레임(32)에 설정되는 별도의 센서 모듈에 의해 형성될 수 있는데, 대안적으로 제어 패널(25)이 사용자를 위해 시각적으로 강조되는 윈도우 프레임의 영역일 뿐이라고 생각할 수 있다. 제어 패널(25)의 일차적인 기능은 센서에 의해 제어 제스처를 검출하는 역할을 하는 영역으로 사용자가 해석하는 시각적으로 인식 가능한 범위가 정해진 영역을 획정하는 것이다. 제어 패널(25)의 영역에서, 2개의 센서 전극들(34, 36)(파선으로 표시됨)의 배열은 윈도우 프레임(32)에 가려진 방식으로 수용되고, 이 센서 전극들은 도시된 예에서 스트립형의 가늘고 긴 형태이다. 센서 전극들(34, 36)은, 예를 들어, 윈도우 프레임(32)으로 설정되는 공통 캐리어 컴포넌트(도시되지 않음) 상에 서로 거리를 두고 장착될 수 있다. 따라서 캐리어 컴포넌트와 2개의 센서 전극들(34, 36)(및 선택적인 추가 차폐 전극)을 포함하는 센서 모듈은 사전 제작되어 사전 제작형 모듈로 가전기기, 여기서는 세탁기(10)에 장착될 수 있다. 캐리어 컴포넌트는, 예를 들어, 도어(20)의 원주 프로파일을 따라 아치형으로 만곡된 프로파일 로드에 의해 형성될 수 있다. 대안적으로 인쇄회로기판이 캐리어 컴포넌트의 역할을 할 수 있는데, 인쇄회로기판 위에 형성된 도전성 트랙 면들이 센서 전극들(34, 36)을 형성할 수 있다.

도시된 예에서, 센서 전극들(34, 36)은 도어(20)의 원주 방향으로 연장하며, 원주 길이는 예를 들어, 적어도 5cm 또는 적어도 10cm 또는 적어도 15cm 또는 적어도 20cm이다. 대안적으로, 센서 전극들이 (도어(20)의 중간점을 기준으로) 반경 방향으로 연장하도록 센서 전극들(34, 36)을 구성하고 도어(20)에 설치하는 것을 고려할 수 있다.

센서 전극들(34, 36) 간의 거리는 예를 들어 수 밀리미터 또는 수 센티미터이다. 센서 전극들(34, 36)은 예를 들어 금속 호일 조각 또는 충분히 전도성인 금속 재료(예컨대, 알루미늄 또는 은)의 금속 조각으로 형성되고, 대안적으로 인쇄회로기판의 전도성 트랙에 의해 형성될 수 있다. 2개의 센서 전극들(34, 36)은 예를 들어 판형 전극의 형태일 수 있거나 혹은 그 단면이 예를 들어 L-형 또는 C-형으로 프로파일링된 전극의 형태일 수 있다.

센서 전극들(34, 36)은 중첩되게 도어(20)에 설치될 수 있다. 이는 도어(20)가 닫히면, 2개의 센서 전극들(34, 36)이 세탁기(10)의 전방 벽(16) 앞에 서 있는 사용자의 관점에서 서로 앞뒤로 배열되도록, 즉 하나는 앞에 있고 다른 하나는 뒤에 있도록 중첩되는 것을 의미한다. 이러한 사용자의 관점에서, 센서 전극들(34, 36) 중 하나(도 2에 도시된 예에서 센서 전극(34))는 전방 전극이고, 센서 전극들(34, 36) 중 다른 것(도 2에 도시된 예에서 센서 전극(36))은 후방 전극이다. 따라서 전면 센서 전극(34)이 가상의 사용자에게 더 가깝고, 결과적으로 도어(20)가 닫히면 세탁기 기계 본체(12)의 전방 벽(16)으로부터 후면 센서 전극(36)보다 약간 더 먼 거리에 있다. 전방 벽(16)이 적어도 대부분은 금속 재료로 구성되는 점을 고려하면, 후방 센서 전극(36)에 의해 생성되는 전기장에 대한 전방 벽(16)의 (간섭) 영향이 전면 센서 전극(34)에 의해 생성되는 전기장에 대한 전방 벽(16)의 영향보다 크다. 예를 들어 사용자가 전방 벽(16)을 그의 무릎으로 치면 전방 벽(16)에 발생할 수 있는 진동은, 전방 센서 전극(34)에 의해 형성되는 (오픈) 커패시터에서 후방 센서 전극(36)에 의해 형성되는 (오픈) 커패시터에서보다 더 적은 정전용량 변화를 초래할 수 있다.

그러나 센서 전극들(34, 36)의 상호 중첩은 필수적인 것은 아니다. 예를 들어, 도어(20)가 닫힐 때 특정 축선을 중심으로 흔들릴 수 있다고 예상될 것이 틀림없는 경우, 센서 전극들(34, 36)은 예를 들어 해당 축선의 양쪽에 예를 들어 거울 대칭으로 배열될 수 있다. 그러면 도어(20)의 흔들리는 움직임이 서로에 대한 위상 오프셋을 갖는 2개의 센서 전극들(34, 36)의 센서 신호들에 반영될 것이다. 한편, 근접 제어 제스처는 2개의 센서 전극들(34, 36)의 센서 신호들에 상당히 다른 영향을 미칠 것이다. 이러한 방식으로, 2개의 센서 전극들(34, 36)의 센서 신호들을 함께 고려하는 것에 의해, 제어 장치(28)의 근접 작동이 예를 들어 도어(20)의 의도하지 않거나 혹은 바람직하지 않은 흔들림과 구별될 수 있다.

반대로, 전방 센서 전극(34)은 사용자가 닫힌 도어(20)를 열고자 하는 의도로 그의 손을 제어 패널(25)을 향해 움직일 때 발생하는 정전용량 변화에 후방 센서 전극(36)보다 더 많이 노출된다. 센서 전극들(34, 36)을 적절하게 치수 설정하고 구성하는 것에 의해, 센서 전극들(34, 36) 중 하나의 정전용량 변화를 각각 나타내는 2개의 센서 신호들을 함께 고려하는 것에 의해 정전용량 변화들이 전방 벽(16)의 진동에 의해 초래되거나 혹은 사용자의 손이 제어 패널(25) 가까이로 이동하는 것에 의해 초래되는 2가지 경우들을 신뢰성 있게 구별하는 것이 가능하다.

도 2에 도시된 예에서, 2개의 센서 전극들(34, 36)을 구비하는 제어 패널(25)은 도어(20)의 대략 3시 위치에 배열된다. 제어 패널(25)이 도어의 원주를 따르는 다른 위치들, 예를 들어 6시 위치에 선택적으로 배열될 수 있음을 이해할 것이다.

도어 래치(22)의 일부이고 삽입 개구(40)를 구비하는 래치 조립체(38)를 도 2에서 추가로 볼 수 있는데, 도어(20)가 닫힐 때 도어(20)에 배열된 폐쇄 스터럽(42)이 삽입 개구에 삽입된다. 폐쇄 스터럽(42)은 도어(20)가 닫힐 때 조립체(38)에 포함된 도면에는 도시되지 않는 그리퍼에 의해 파지되는 전방 스트럽 웹(44)을 구비한다. 예를 들어, 래치 조립체(38)에 의해 형성된 도어 래치(22) 및 스터럽(42)은 DE 198 37 248 A1에 도시되고 설명된 바와 같은 구성을 가질 수 있다. 이 DE 명세서의 내용 전체를 참조에 의해 본 명세서에 포함시킨다.

도시된 예에서, 도어 오프너(24)는 세탁기 본체(12)에 배열된 푸시 버튼(45)을 포함하고, 이 푸시 버튼은 후퇴 위치와 전진 위치(도 2) 사이에서 조정 가능하며 도어(20)가 닫혀 있을 때 전진 위치까지 앞으로 이동하는 것에 의해 도어(20)를 밀 수 있다.

이제 도 3을 추가로 참조한다. 도 3에 도시된 회로도에 따르면, DC 양전위 +U1 또는 +U2가 센서 전극들(34, 36)에 인가된다. DC 양전위 대신, DC 음전위가 센서 전극들(34, 36)에 인가될 수 있음을 알 것이다. 2개의 센서 전극들(34, 36)에 인가된 전위는 동일한 부호 또는 상이한 부호를 가질 수 있고 크기도 동일하거나 혹은 상이할 수 있다. 2개의 센서 전극들(34, 36)은 전자 조립체(48)에 연결되는데, 이 전자 조립체는 센서 전극들(34, 36) 각각과 관련하여 해당 센서 전극(34, 36)에 의해 형성된 오픈 판형 커패시터의 정전용량 변화를 나타내는 전기 센서 신호를 생성한다. 이를 위해, 전자 조립체(48)는, 그 자체로 공지된 방식으로, 예를 들어 센서 전극들(34, 36) 각각과 관련된 RC 발진기 회로를 포함할 수 있고, 해당 센서 전극(34 또는 36)은 발진기 회로 커패시터의 일부이다. 전자 조립체(48)는 세탁기 본체(12) 위에 배열될 수 있고 도어(20)의 선회 힌지를 통해 안내되는 전선들(상세하게 도시하지는 않음)을 통해 센서 전극들(34, 36)에 연결될 수 있다.

손가락 또는 손의 다른 부분이 (도 3의 외쪽으로부터) 근접 제어 장치(28)를 향해 움직이는 결과, 센서 전극들(34, 36)에 의해 형성되는 각각의 커패시터의 정전용량이 변하고, 도시된 근접 제어 장치(28)의 구성 형태에서 정전용량 변화는 양 커패시터들에서 동일한 방향(예컨대, 손가락이 점점 가까워질수록 더 커짐)이며 상응하게 동일한 방향인 2개의 발진기 회로들의 발진 주파수 변화에 반영된다. 그러나 센서 전극들(34, 36)이 접근하는 손가락으로부터 서로 다른 거리에 있기 때문에 2개의 센서 전극들(34, 36)에서의 정전용량 변화의 정도는 서로 다르다.

전방 벽(16)이 진동하기 시작하면, 이 또한 동일한 방향으로 강도가 서로 다른 2개의 커패시터들의 정전용량 변화를 초래할 수 있다. 2개의 발진기 회로들의 발진 거동을 평가하는 것에 의해, 전자 조립체(48)는 관찰된 발진기 주파수 변화들이 사용자의 수동 제어 제스처에 의한 것인지 아니면 전방 벽(16)의 진동에 의한 것인지 결정할 수 있다. 상응하게, 전자 조립체(48)는 근접 제어 장치(28)의 적절한 (즉, 수동) 근접 작동이 발생했는지 또는 발진기 회로들의 관찰된 발진기 주파수 변화들의 강도 및/또는 시간 곡선 및/또는 기타 특성들이 근접 제어 장치(28)의 의도적인 조작이 존재하지 않는다는 결론으로 이어지는 지를 검출할 수 있다.

평가 결과는 전자 조립체(48)에 의해 제어 유닛(26)으로 전송될 수 있고, 제어 유닛은 (근접 동작이 전달되는 경우) 전달된 평가 결과에 따라 정의된 방식으로 응답할 수 있다. 예를 들어, 제어 유닛(26)은, 설명한 바와 같이, 근접 제어 장치(28)의 근접 동작이 전달되면 도어(20)의 자동 개방을 수행할 수 있다.

근접 제어 장치(28)는 2개의 센서 전극들(34, 36) 사이에 배열되는 차폐 전극(50)을 추가로 구비할 수 있고, 이 차폐 전극은 도시된 예에서 접지 전위에 있다. 물론 차폐 전극(50)에 대해 접지 전위 이외의 전위도 선택될 수 있다. 차폐 전극(50)은 센서 전극들(34, 36)과 함께 도어(20)의 윈도우 프레임(32)에 끼워지며, 앞서 언급한 센서 모듈의 일부일 수 있다.

Claims

가전기기용 근접 제어 장치로,
공간적으로 서로 거리를 두고 배열되는 한 쌍의 평면 센서 전극들, 및 2개의 센서 전극들에 연결되는 전자 조립체를 포함하며,
전자 조립체가, 한 쌍의 센서 전극들 각각과 관련하여, 각각의 센서 전극과 관련된 정전용량 변화를 나타내는 전기 센서 신호를 생성하고 2개의 센서 신호들의 상호 관계에 의해 제어 장치의 근접 작동을 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 근접 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
한 쌍의 센서 전극들 사이의 공간 영역에 차폐 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 근접 제어 장치.
가전기기으로,
내부에 프로세스 챔버가 형성된 기기 본체;
프로세스 챔버에 대한 접근 개구를 폐쇄하기 위해, 기기 본체에 대해 이동 가능하도록 배열된 도어;
근접 제어 장치; 및
전자 제어 유닛을 포함하고,
근접 제어 장치가,
공간적으로 서로 거리를 두고 배열되는 한 쌍의 평면 센서 전극들, 및
2개의 센서 전극들에 연결되는 전자 조립체를 포함하며,
전자 조립체가, 한 쌍의 센서 전극들 각각과 관련하여, 각각의 센서 전극과 관련된 정전용량 변화를 나타내는 전기 센서 신호를 생성하고 2개의 센서 신호들의 상호 관계에 의해 제어 장치의 근접 작동을 결정하도록 구성되고,
전자 제어 유닛은 근접 제어 장치의 근접 작동의 결정에 따라 사전 결정된 반응을 일으키도록 구성된 것을 특징으로 하는 가전기기.
청구항 3에 있어서,
사전 결정된 반응이 닫힌 도어의 자동 개방을 포함하는 것을 특징으로 하는 가전기기.
청구항 3에 있어서,
센서 전극들이 도어 위에 장착되고, 스트립형의 가늘고 긴 형태이고, 센서 전극들은 도어의 원주 가장자리의 영역에 배열되며 도어의 원주 방향으로 또는 반경 방향으로 연장하는 것을 특징으로 하는 가전기기.
청구항 3에 있어서,
센서 전극들은 기기 본체가 금속 하우징 벽을 구비하는 가전기기의 일측에 배열되는 것을 특징으로 하는 가전기기.
청구항 6에 있어서,
센서 전극들은 도어가 닫힐 때, 센서 전극들 중 하나가 센서 전극들 중 다른 것보다 금속 하우징 벽에 더 가깝게 배열되는 위치에서 도어에 배열되는 것을 특징으로 하는 가전기기.
청구항 7에 있어서,
센서 전극들이 도어에 서로 중첩되게 장착되는 것을 특징으로 하는 가전기기.
청구항 3에 있어서,
가전기기가 세탁기, 회전식 건조기 및 세탁-건조기 중 하나인 것을 특징으로 하는 가전기기.