Die Erfindung betrifft die Bedienung eines Geräts durch einen Benutzer. Insbesondere betrifft die Erfindung die interaktive Bedienung eines Hausgeräts.

Ein Hausgerät, beispielsweise ein Herd, eine Waschmaschine oder ein Geschirrspüler, umfasst eine Bedienvorrichtung, die üblicherweise eine optische Ausgabeeinrichtung und eine manuelle Eingabeeinrichtung umfasst. Für einen bestimmten Gerätezustand kann die Ausgabeeinrichtung auch weggelassen werden. Beispielsweise kann ein Geschirrspü ler eine Statusanzeige auf einen Fußboden projizieren. Die Eingabeeinrichtung ist manu ell zu betätigen und kann beispielsweise einen Taster, einen Schalter oder eine Sensor fläche umfassen.

EP 2 599 424 B1 schlägt vor, einen Geschirrspüler mittels einer Folge von Klopfzeichen an der Tür des Gerätes zu steuern.

Bekannte Bedienvorrichtungen sind in ihrer Funktionsweise limitiert und erfordern übli cherweise eine manuelle Betätigung. Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Angabe einer verbesserten Technik zur Bedienung eines Hausge räts. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen An sprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine Bedienvorrichtung für ein Hausge rät einen ersten und einen zweiten Körperschallsensor und eine Verarbeitungseinrichtung. Die Körperschallsensoren sind dazu eingerichtet, beabstandet voneinander an der Ober fläche eines vorbestimmten Körpers angebracht zu werden. Die Verarbeitungseinrichtung ist dazu eingerichtet, auf der Basis von Sensorwerten der Körperschallsensoren einen Ort an der Oberfläche des Körpers zu bestimmen, an dem ein Impuls in den Körper eingelei tet wurde; zu bestimmen, dass der Ort in einem vorbestimmten Abschnitt der Oberfläche liegt; und eine Funktion des Hausgeräts zu bestimmen, die dem Abschnitt zugeordnet ist.

Durch die Verwendung von zwei voneinander beabstandeten Körperschallsensoren kann der Ort, an dem der Impuls in den Körper eingeleitet wurde, genauer bestimmt werden. Insbesondere kann der Ort verbessert einem von möglicherweise mehreren vorbestimm ten Abschnitten zugeordnet werden. Eine Bedienung des Hausgeräts kann dadurch diffe- renzierter erfolgen. Der Impuls kann insbesondere durch einen Benutzer des Hausgeräts erzeugt werden, beispielsweise mit einem Finger, einem Knöchel oder einem Fuß.

Die Bestimmung des Orts kann auf einen Bereich beschränkt sein, der zwischen den Kör perschallsensoren liegt. Hier kann ein zeitlicher Unterschied, mit dem Körperschall an den verschiedenen Sensoren eintrifft, eindeutig einem Ort auf einer Verbindung zwischen den Körperschallsensoren zugeordnet werden. Der Bereich kann beispielsweise durch Be grenzungen oder eine Struktur des Körpers eingegrenzt sein. Der Bereich kann auch bei spielsweise mittels eines vibrationsdämmenden Materials begrenzt sein. Sollen Impulse an mehr als einem Abschnitt voneinander unterschieden werden können, so können die Abschnitte in ähnlicher Weise voneinander abgegrenzt sein.

In einer ersten Variante ist der Körper vom Hausgerät umfasst. Der Körper kann bei spielsweise ein Gehäuse, eine Abdeckung, eine Tür oder eine Blende des Hausgeräts umfassen. Das Hausgerät kann insbesondere ein Küchengerät umfassen. Beispielsweise kann das Hausgerät eine Waschmaschine, eine Spülmaschine, einen Herd, eine Dunst abzugshaube oder auch ein Kleingerät wie beispielsweise einen Wasserkocher oder ei nen Toaster umfassen.

In einer zweiten Variante ist der Körper nicht vom Hausgerät umfasst. Dabei ist bevorzugt, dass das Hausgerät dazu eingerichtet ist, an dem Körper anzuliegen. So können die Kör perschallsensoren verbessert am Hausgerät angebracht sein und trotzdem einen guten Kontakt zu dem Körper aufweisen. Insbesondere kann der Körper eine Wand aufweisen, wobei das Hausgerät an der Wand befestigt ist, oder einen Boden, wobei das Hausgerät auf dem Boden steht.

In einer dritten Variante kann das Hausgerät auch getrennt von der Oberfläche angeord net sein. In diesem Fall sind die Körperschallsensoren und optional auch die Verarbei tungseinrichtung an dem Körper angebracht und es kann eine Steuerverbindung zum Hausgerät vorgesehen sein. Die Steuerverbindung kann drahtgebunden oder drahtlos ausgebildet sein.

Es ist weiter bevorzugt, dass die Bedienvorrichtung eine Anzeigevorrichtung zur Bereit stellung eines optischen Hinweises auf der Oberfläche umfasst. Die Anzeigevorrichtung ist bevorzugt dazu eingerichtet, den Hinweis dynamisch und insbesondere in Abhängig- keit eines Betriebszustands des Hausgeräts oder der Verarbeitungseinrichtung darzustel len. So kann verbessert eine Benutzerführung für die Bedienung des Hausgeräts realisiert sein. Die Anzeigevorrichtung kann vektoriell arbeiten und beispielsweise einen ablenkba ren Laser umfassen, oder eine Projektionseinrichtung, die beispielsweise eine Matrix aus steuerbaren Lichtpunkten auf der Oberfläche darstellen kann. Der optische Hinweis kann auf einen oder mehrere vorbestimmte Abschnitte hinweisen und optional zusätzlich eine Information über eine dem Abschnitt zugeordnete Funktion des Hausgeräts umfassen. Die Information kann beispielsweise einen Text oder ein Piktogramm umfassen. Der opti sche Hinweis oder ein Teil davon kann auch animiert werden, indem in rascher Folge Ein zelbilder ausgegeben werden, die vom menschlichen Auge als sich bewegendes Bild wahrgenommen werden können.

Es ist bevorzugt, dass die Anzeigevorrichtung einen Projektor umfasst, der auf die Ober fläche gerichtet ist. Der Hinweis wird dabei von der Seite auf die Oberfläche projiziert, von der aus auch der Impuls eingebracht werden kann. Dadurch ist es nicht erforderlich, einen transparenten Körper zu verwenden. Insbesondere eine unabhängig vom Hausgerät be stehende Wand oder ein Boden können dadurch verbessert für die Bedienung genutzt werden.

Der Ort kann bezüglich einer bekannten Ausbreitungsgeschwindigkeit von Körperschall in dem Körper bestimmt werden. Die Bestimmung des Orts kann mehrdeutig bezüglich einer Verbindungsgerade der beiden Körperschallsensoren sein. Kommt einer der Orte nicht in Frage, beispielsweise weil sich in diesem Bereich des Körpers das Hausgerät oder ein anderes Objekt befindet, so können zwei Körperschallsensoren für die Bestimmung des Orts ausreichen. Andernfalls kann ein dritter Körperschallsensor vorgesehen sein, wobei die Körperschallsensoren dazu eingerichtet sind, paarweise voneinander beabstandet an der Oberfläche des Körpers angebracht zu werden. Dabei sollte eine Konstellation ver mieden werden, bei der die drei Körperschallsensoren auf einer gemeinsamen Verbin dungslinie liegen. Generell können beliebig viele Körperschallsensoren eingesetzt wer den, um eine Ortsauflösung zu verbessern.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Hausgeräts Schritte des Erfassens von Körperschall an voneinander beabstandeten Or ten an einer Oberfläche eines vorbestimmten Körpers; des Bestimmens eines Orts an der Oberfläche des Körpers, an dem ein Impuls auf die Oberfläche einwirkt, der den erfassten Körperschall hervorruft; des Bestimmens, dass der Ort in einem vorbestimmten Abschnitt der Oberfläche liegt; und des Bestimmens einer dem Abschnitt zugeordneten Funktion des Hausgeräts.

Das Verfahren kann insbesondere mittels einer hierin beschriebenen Bedienvorrichtung, insbesondere deren Verarbeitungseinrichtung, ausgeführt werden. Dazu kann die Verar beitungseinrichtung einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfas sen und das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programm codemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Bedienvorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.

Das Verfahren kann dazu beitragen, eine erleichterte Bedienung des Hausgeräts zu er möglichen. Die vorgeschlagene unkonventionelle Bedienweise kann beispielsweise von einer Person mit körperlichen Einschränkungen oder einer älteren Person leichter genutzt werden. Das Verfahren kann ein Auslösen oder Steuern der bestimmten Funktion umfas sen.

Es ist weiter bevorzugt, dass ein vorbestimmter Impuls auf der Basis eines Musters eines oder beider Sensorsignale erkannt wird. Das Muster kann insbesondere eine Amplitude umfassen. Ein Sensorsignal kann erst ausgewertet werden, wenn seine Amplitude einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Eine Fehlerkennung, beispielsweise durch ein leises Geräusch oder einen weit von den Körperschallsensoren in den Körper eingeleite ter Impuls können so verbessert nicht zur Steuerung des Hausgeräts verwendet werden. Eine Fehlbedienung kann somit verbessert ausgeschlossen sein.

Das Muster kann einen zeitlichen Verlauf des Signals eines der Sensoren betreffen. So kann berücksichtigt werden, wie lange ein auszuwertender Impuls dauern soll oder wie beispielsweise die zeitliche Entwicklung seiner Amplitude sein soll. Ein Geräusch, das zeitlich signifikant länger oder kürzer als das Muster ist, kann so verbessert unterdrückt werden.

Das Muster kann ein Frequenzspektrum des Signals betreffen. Wird der Impuls beispiels weise durch einen Fuß eines Benutzers in einen Boden eingebracht, so kann das dabei entstehende Geräusch an der Oberfläche des Körpers vermehrt hohe Frequenzen umfas- sen, wenn der Benutzer einen Schuh trug, und vermehrt niedrige Frequenzen, falls er barfuß war. So können verbessert nur solche Impulse verarbeitet werden, die einem Be nutzer oder vorbestimmten Benutzungsumständen zuzurechnen sind.

Das Muster kann fest vorbestimmt sein oder ein Benutzer kann das Muster beeinflussen. In einer Ausführungsform kann der Benutzer die Bedienvorrichtung einlernen, indem er einen Impuls in einem vorbestimmten Abschnitt erzeugt, sodass dabei entstehende Sig nale der Körperschallsensoren dem Abschnitt zugeordnet werden können.

In einer weiteren Ausführungsform kann das Muster auch automatisch erlernt werden. Beispielsweise kann ein selbst adaptierendes Filter, ein Beobachter oder ein Kalman- Filter verwendet werden. In einer weiteren Ausführungsform kann ein Lernvorgang auch beispielsweise mittels eines neuronalen Netzwerks nachgebildet werden.

Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die beiliegenden Figuren genauer beschrieben, in denen:

Figur 1 eine Bedienvorrichtung für ein Hausgerät;

Figur 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens;

Figur 3 eine weitere Ausführungsform einer Bedienvorrichtung für ein Hausgerät; und Figur 4 noch eine weitere Ausführungsform einer Bedienvorrichtung für ein Hausgerät darstellt.

Figur 1 zeigt ein Hausgerät 100 mit einer Bedienvorrichtung 105. Das Hausgerät 100 ist exemplarisch als Herd dargestellt; in anderen Ausführungsformen kann auch ein beliebi ges anderes Hausgerät, insbesondere ein Küchengerät, verwendet werden. Das Hausge rät 100 ist bevorzugt dazu eingerichtet, in einem Haushalt, insbesondere einem Privat haushalt, eingesetzt zu werden. Die Bedienvorrichtung 105 umfasst eine Verarbeitungs einrichtung 110, einen ersten Körperschallsensor 115 und einen zweiten Körper schallsensor 120. Weitere Körperschallsensoren können bei Bedarf hinzugefügt werden. Die Körperschallsensoren 115, 120 sind dazu eingerichtet, an der Oberfläche eines Kör pers 125 angebracht zu werden. Es ist allgemein bevorzugt, dass der Körper in einem Bereich, der den vorbestimmten Abschnitt und gegebenenfalls die beiden Körper schallsensoren umfasst, im Wesentlichen eben ist.

In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Körper 125 beispielhaft einen Fußbo den, auf dem ein Benutzer stehen kann und gegenüber dem das Hausgerät 100 abge stützt sein kann, beispielsweise mittels eines Unterbaus. Die Körperschallsensoren 115, 120 sind bevorzugt derart am Hausgerät 100 angebracht, dass sie an dem Körper 125 anliegen. Die Körperschallsensoren 115, 120 können gegenüber Vibrationen, die vom Hausgerät 100 ausgehen, isoliert sein, beispielsweise mittels elastischer Elemente und/oder Dämpfern. Im dargestellten Fall können die Körperschallsensoren 115, 120 bei spielsweise an oder in einem Gerätefuß des Hausgeräts 100 oder in oder an dem Unter bau angebracht sein. In einer Ausführungsform, bei der der Körper 125 vom Hausgerät 100 umfasst ist, können die Körperschallsensoren 115, 120 unmittelbar am Körper 125 angebracht sein. Dabei ist eine Anbringung an der dem Benutzer zugewandten Oberflä che oder einer anderen Oberfläche, insbesondere einer entgegengesetzten, dem Benut zer abgewandten Oberfläche, möglich. Umfasst der Körper 125 beispielsweise ein Blech, so können die Körperschallsensoren 115, 120 wahlweise an einer inneren oder einer äu ßeren Seite des Blechs angebracht sein.

Die Körperschallsensoren 115, 120 sind dazu eingerichtet, Oberflächenwellen am Körper 125 zu erfassen, die durch einen Impuls an dessen Oberfläche ausgelöst werden. Die Oberflächenwellen können in einem vorbestimmten Frequenzspektrum liegen. In einer Ausführungsform werden nur Oberflächenwellen ausgewertet, deren Frequenz in einem für einen Menschen hörbaren Bereich liegen. In diesem Fall wird kann auch von akusti schen Oberflächenwellen oder Körperschall gesprochen werden. Wird ein Impuls an ei nem Ort 130 in den Körper 125 eingebracht, beispielsweise durch einen Benutzer 135, so breiten sich die Wellen an der Oberfläche des Körpers 125 in Richtung der Körper schallsensoren 115, 120 aus. Beispielsweise mittels Triangulation kann der Ort 130 zu mindest näherungsweise auf der Basis von Zeitpunkten bestimmt werden, zu denen zuei nander korrespondierende Oberflächenwellen an den Körperschallsensoren 115, 120 empfangen wurden. Dazu kann insbesondere ein Laufzeitunterschied bestimmt werden, also eine Zeitdifferenz zwischen dem Eintreffen von Körperschall an dem ersten Körper schallsensor 115 und dem Eintreffen am zweiten Körperschallsensor 120. Für eine Bestimmung des Orts 130 entlang einer Richtung, die durch eine Gerade durch die Körperschallsensoren 115, 120 gegeben ist, reichen zwei Körperschallsensoren 115, 120 bereits aus. Soll auch bestimmt werden, in welchem Abstand der Ort 130 von der Geraden liegt, so kann ein dritter Körperschallsensor vorgesehen werden, der nicht auf der Geraden liegt. Weitere Körperschallsensoren an der Oberfläche des Körpers 125 können zur Verbesserung der Genauigkeit des bestimmten Orts 130 eingesetzt werden.

Die Verarbeitungseinrichtung 110 ist bevorzugt dazu eingerichtet, zu bestimmen, ob der bestimmte Ort 130 in einem vorbestimmten Abschnitt 140 der Oberfläche des Körpers 125 liegt. Dem Abschnitt 140 kann eine Funktion des Hausgeräts 100 zugeordnet sein, die durch die Verarbeitungseinrichtung 110 bestimmt werden kann. Die Funktion kann dann ausgewählt, angesteuert oder durchgeführt werden.

In einer weiteren Ausführungsform kann auf entsprechende Weise beispielsweise ein nu merischer Wert durch Erzeugen eines Impulses am Körper 125 ausgedrückt werden. Den Orten, an denen die Körperschallsensoren 115, 120 angebracht sind, können Bereichs grenzen eines vorbestimmten numerischen Bereichs zugeordnet sein. Dadurch kann eine Skala definiert sein, und der Ort 130 kann auf die Skala abgebildet werden. In der darge stellten Ausführungsform kann dem ersten Körperschallsensor 115 beispielsweise der Wert 0, und dem zweiten Körperschallsensor 120 der Wert 10 zugeordnet sein. Dem dar gestellten Ort 130 kann dementsprechend ungefähr der Wert 6 zugeordnet sein. Andere Bereichsgrenzen sind ebenfalls möglich, und die Skala kann außer linear auch beispiels weise logarithmisch unterteilt sein.

Der Benutzer 135 kann darüber orientiert werden, wo er einen Impuls in den Körper 125 einleiten muss, um eine vorbestimmte Steuerung des Hausgeräts 100 zu bewirken. Dazu kann eine Anzeigevorrichtung 145 vorgesehen sein, die einen optischen Hinweis auf die Oberfläche des Körpers 125 werfen kann. Die Anzeigevorrichtung 145 kann beispielswei se einen LCD- oder DLP-Projektor umfassen. Alternativ kann auch eine vektorielle Aus gabe mittels eines ablenkbaren Lasers vorgesehen sein.

Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200, das zur Steuerung eines Hausge räts 100 verwendet werden kann. Das Verfahren 200 kann insbesondere in Verbindung mit einer hierin beschriebenen Bedienvorrichtung 105 durchgeführt werden. In einem ersten Schritt 205 können ein Abschnitt 140 und/oder eine Funktion des Hausge räts 100 bestimmt werden. Die Funktion ist bevorzugt dem Abschnitt 140 zugeordnet und kann dynamisch in Abhängigkeit eines Betriebszustands des Hausgeräts 100 bestimmt werden. In einem Schritt 210 kann ein Hinweis auf die bestimmte Funktion und/oder den bestimmten Abschnitt 140 mittels der Anzeigevorrichtung 145 auf der Oberfläche des Körpers 125 angezeigt werden. Der Hinweis kann beispielsweise eine Begrenzung des Abschnitts 140 umfassen; ein Symbol oder ein Text zur Charakterisierung der Funktion kann vom Hinweis umfasst sein.

In einem Schritt 215 kann Körperschall am ersten Körperschallsensor 115 erfasst werden. Gleichzeitig, kurz davor oder kurz danach kann in einem Schritt 220 Körperschall am zweiten Körperschallsensor 120 erfasst werden. In weiteren, nebenläufigen Schritten kann von einem oder mehreren weiteren Körperschallsensoren jeweils Körperschall er fasst werden.

In einem Schritt 225 kann ein Signal jedes der Körperschallsensoren 115, 120 mit einem vorbestimmten Muster verglichen werden. Das Muster kann so bestimmt sein, dass ein Impuls, der sich von einem vorbestimmten, durch einen Benutzer 135 in den Körper 125 eingebrachten Impuls unterscheidet, nicht weiter ausgewertet wird. Außerdem können die unterschiedlichen Sensorsignale miteinander verglichen werden, um sicherzustellen, dass sie einander in vorbestimmter Weise ähneln.

In einem Schritt 230 kann der Ort 130 auf der Basis von Zeitunterschieden bestimmt wer den, zu denen jeweils ein Körperschallsignal an den unterschiedlichen Körperschallsenso ren 115, 120 bestimmt wurde. Relative Abstände zwischen den Körperschallsensoren 115, 120 sind dazu vorteilhafterweise bekannt.

In einem Schritt 235 kann ein Abschnitt 140 bestimmt werden, der dem Ort 130 zugeord net ist. Der Abschnitt 140 kann insbesondere dem im Schritt 210 dargestellten Abschnitt 140 entsprechen. Liegt der Ort 130 außerhalb des Abschnitts 140, so kann keine weitere Verarbeitung stattfinden. In einem Schritt 240 kann eine dem Abschnitt 140 zugeordnete Funktion des Hausgeräts 100 bestimmt werden. Diese Funktion kann im Schritt 205 fest gelegt worden sein. Ein Hinweis auf die bestimmte Funktion kann ausgegeben werden, beispielsweise an den Benutzer 135 oder an eine weitere Steuervorrichtung zur Steue- rung des Hausgeräts 100. Alternativ kann die Funktion in einem Schritt 245 auch gestar tet, gesteuert oder durchgeführt werden.

In einem optionalen Schritt 250 kann das im Schritt 225 verwendete Muster auf der Basis der erfassten Sensorsignale verbessert werden. Dazu kann eine Bewertung des Benut zers 135 eingeholt werden, ob er mit einer der durchgeführten Bestimmungen einverstan den ist oder nicht.

Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Bedienvorrichtung 105 für ein Hausgerät 100. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Hausgerät 100 beispielhaft eine Dunstabzugshaube oder ein anderes Gerät, das in einigem Abstand von dem Körper 125, der hier als Herd oder Arbeitsfläche ausgebildet ist, angebracht ist. In diesem Fall kann die Projektion durch die Anzeigevorrichtung 145 von dem Hausgerät 100 aus erfolgen. Die Körperschallsensoren 115, 120 können getrennt vom Hausgerät 100 an der Oberflä che des Körpers 125 angebracht sein.

Figur 4 zeigt noch eine weitere Ausführungsform einer Bedienvorrichtung 105 für ein Hausgerät 100. Das Hausgerät 100 ist an einer Wand angebracht, die als Körper 125 dienen kann. Rein beispielhaft ist das Hausgerät 100 als Waage dargestellt, wobei die Waagschale nicht eingezeichnet ist. Die Körperschallsensoren 115, 120 können an der Wand 125 anliegen; dabei können sie innerhalb eines Gehäuses des Hausgeräts 100 oder außerhalb angebracht sein. An der Wand 125 können einer oder mehrere Abschnitte 140 vorgesehen sein, die in der vorliegenden Ausführungsform exemplarisch nicht durch eine Anzeigevorrichtung 145 umrissen sind, sondern durch fest an der Wand 125 ange brachte Markierungen. Formen und Größen der Abschnitte 140 können wie dargestellt gleichförmig sein oder voneinander abweichen. Auch Abstände zwischen den Abschnitten 140 können regelmäßig oder unregelmäßig sein. Bezugszeichen

100 Hausgerät

105 Bedienvorrichtung

110 Verarbeitungseinrichtung

115 erster Körperschallsensor

120 zweiter Körperschallsensor

125 Körper (Wand, Fußboden)

130 Ort

135 Benutzer

140 Abschnitt

145 Anzeigevorrichtung

200 Verfahren

205 Bestimmen Funktion und/oder Abschnitt

210 Anzeigen Hinweis auf Funktion und/oder Abschnitt

215 Erfassen Körperschall erster Sensor

220 Erfassen Körperschall zweiter Sensor

225 Mustervergleich

230 Bestimmen Ort

235 Bestimmen zugeordneter Abschnitt

240 Bestimmen zugeordnete Funktion

245 Steuern Funktion

250 Lernen Muster