WO2013026732A2 - Haushaltsgerät mit einer berührungssensitiven bedien- und anzeigeeinrichtung - Google Patents

Haushaltsgerät mit einer berührungssensitiven bedien- und anzeigeeinrichtung Download PDF

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WO2013026732A2
WO2013026732A2 PCT/EP2012/065817 EP2012065817W WO2013026732A2 WO 2013026732 A2 WO2013026732 A2 WO 2013026732A2 EP 2012065817 W EP2012065817 W EP 2012065817W WO 2013026732 A2 WO2013026732 A2 WO 2013026732A2
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WO
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sensor electrode
display unit
household appliance
operating
display device
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Martin Bischoff
Thomas Lubert
Gino WYBRANIETZ
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BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
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    • F24C7/082—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination
    • F24C7/086—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination touch control
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F34/00—Details of control systems for washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F34/28—Arrangements for program selection, e.g. control panels therefor; Arrangements for indicating program parameters, e.g. the selected program or its progress
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    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D06F34/32—Arrangements for program selection, e.g. control panels therefor; Arrangements for indicating program parameters, e.g. the selected program or its progress characterised by graphical features, e.g. touchscreens
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L15/00—Washing or rinsing machines for crockery or tableware
    • A47L15/42—Details
    • A47L15/4293—Arrangements for programme selection, e.g. control panels; Indication of the selected programme, programme progress or other parameters of the programme, e.g. by using display panels

Definitions

  • the invention relates to a household appliance having a touch-sensitive operating and display device which has a display unit (display) for displaying operating information and a translucent or transparent carrier part, on which a capacitive sensor electrode is arranged as part of a contact capacitor.
  • the capacitive sensor electrode is arranged in overlap with the display unit on the one hand and in overlap with a touch-sensitive actuating surface or contact surface of the control and display device on the other hand.
  • the sensor electrode may be formed of a transparent and electrically conductive material.
  • the interest is directed in particular to an LED display with an associated capacitive operating device.
  • lighting elements - LEDs - are used by means of which function symbols or display symbols can be backlit.
  • This operating and display device includes a control panel, which is a one-piece plastic injection-molded component, which is made of ABS plastic.
  • the control panel has a circular transillumination region, in which the material thickness of the diaphragm material is reduced compared to the standard material thickness in such a way that the transillumination region is translucent.
  • This transillumination area forms an optical display device - on the surface of the transillumination area display symbols or function symbols are attached, which can be illuminated by means of a luminous element - such as a light emitting diode.
  • the light-emitting element is mounted on a printed circuit board.
  • a sensor electrode is attached to a rear side of the control panel, which is part of a capacitive switch or component of a contact capacitor.
  • the sensor electrode is electrically connected via a coupling element or contact part to the printed circuit board and thus to an evaluation unit.
  • an operating and display device for a household appliance is known.
  • the display is covered by a control panel or control plate, which is provided with transparent, metallic surfaces. These metallic surfaces form with underlying surfaces a capacitive switching element, which causes the command control.
  • the display is equipped, for example, with light elements in LED or LCD technology.
  • Such layers are predominantly transparent to the visible light.
  • the ITO layers find their limits when applied to three-dimensional surfaces. For this they are only partially suitable.
  • the carrier part, on which the sensor electrodes are arranged has a convex-approximately convex or concave-surface, as may be the case with control panels of household appliances, the ITO layers can no longer be used satisfactorily.
  • raw materials are relatively expensive compared to other electrically conductive materials.
  • the ITO layers are not suitable for use in capacitive control and display devices of household appliances if the sensor electrode is to be applied to three-dimensional surfaces. In the prior art, the provision of a flexible in their shape control and display device is thus not possible.
  • the flexibility of the known control and display devices finds their Limits due to the materials used.
  • Another limitation on the shape of the touch-sensitive actuating surface is caused by the plurality of capacitive sensing electrodes used in the prior art. Namely, in the prior art, a plurality of such sensor electrodes are used, which are spaced from each other behind the actuating surface - between the display unit on the one hand and the actuating surface on the other hand - are arranged. The user can only touch the actuating surface in those areas which are in overlap with the sensor electrodes. This also restricts the flexibility of the operating and display device with regard to their design or shaping.
  • a household appliance comprises a touch-sensitive operating and display device which has a display unit (display) which is designed to display operating information.
  • the operating and display device also has a translucent or transparent carrier part, on which a capacitive, electrically conductive sensor electrode is arranged as part of a contact capacitor (the second capacitor plate is formed by the user's finger).
  • the sensor electrode is arranged in overlap with the display unit on the one hand and in overlap with a touch-sensitive actuating surface of the operating and display device on the other hand.
  • the sensor electrode between the display unit on the one hand and the touch-sensitive actuating surface on the other hand is arranged.
  • the actuating surface can be touched or tapped to operate the household appliance by the user.
  • the sensor electrode consists of a - at least for visible light - transparent and electrically conductive lacquer and / or adhesive is formed, wherein the paint and / or the adhesive nanotubes made of carbon, the so-called “carbon nanotubes” (CNT).
  • CNT carbon nanotubes
  • the effect of the invention is thus achieved by the use of a special material for the sensor electrode, through the use of a transparent and electrically conductive adhesive and / or paint. It has been found that such materials are much better suited for application to three-dimensional surfaces than, for example, the so-called ITO layers, which consist of indium tin oxide.
  • the household appliance according to the invention thus has the advantage that the at least one sensor electrode can also be attached to the carrier part without much effort if the same carrier part has three-dimensional - approximately curved - surfaces. While the layers formed from indium-tin oxide are only of limited suitability for application to such surfaces, transparent and conductive coatings and / or adhesives can also be applied to concave or convex surfaces without much effort.
  • the operating and display device of the household appliance according to the invention can thus be arbitrarily shaped or configured - it can have a wide variety of geometric shapes, without their functionality must be limited due to the material of the sensor electrode. Compared to raw materials, transparent and electrically conductive lacquers or adhesives containing CNT are also relatively inexpensive, so that overall costs can be saved.
  • a household appliance which comprises a touch-sensitive operating and display device having a display unit for displaying operating information and a transparent carrier part, on which a capacitive sensor electrode as part of a contact capacitor is arranged, which is arranged in overlap with the display unit on the one hand and in overlap with a touch-sensitive actuating surface of the control and display device on the other.
  • the sensor electrode is formed of a transparent and electrically conductive material.
  • the - in particular single - sensor electrode extends over an at least predominantly, in particular entire, extension region of the display unit.
  • the operating and display device comprises voltage generating means, which for applying an electrical voltage are formed on the sensor electrode.
  • the operating and display device also has tap means, which are designed to pick up respectively one electrical current at at least two tap locations of the sensor electrode.
  • An evaluation device determines, depending on the tapped currents, a point of contact at which an operator touches the actuating surface above the sensor electrode.
  • the household appliance according to the second aspect of the invention has the advantage that a flexible or diverse design of the operating and display device is made possible with regard to their shaping. Namely, this shape is not limited by a plurality of sensor electrodes each used in the prior art for setting a parameter of the household appliance.
  • the operating and display device of the household appliance according to the invention is not limited to individual, predefined contact surfaces or buttons.
  • the continuously running sensor electrode which extends over the at least predominant extent of the display unit, thus also allows a diverse design of the entire operating and display device. This also has the advantage that within an operating sequence - for example when setting parameters of an operating process of the household appliance - actuating surfaces of different sizes can be provided, which is particularly user-friendly.
  • the operating and display device can thus adapt to the respective given operating options or to the respectively available operating options.
  • the continuous design of the sensor electrode and the inventive possibility of detecting the actuating point also ensure that a control or operation of the household appliance by means of gestures or finger movements is made possible on the actuating surface.
  • a variety of different functions of the home appliance can be triggered in a user friendly manner.
  • a household appliance is understood to be a device which is used for household management.
  • the household appliance is thus a device which is designed for the treatment of household objects, such as laundry, crockery, food and the like. It may be a large household appliance, such as a washing machine, a tumble dryer, a dishwasher, a cooking appliance, an extractor hood, a refrigerator, a fridge-freezer or an air conditioner. But it can also be a small household appliance, such as a coffee machine or a food processor.
  • the sensor electrode is applied to the support member by, for example, a spray method or pad printing method or a screen printing method or a free-form surface geometry method or other suitable painting method.
  • the operating and display device has a plate-like, transparent and electrically non-conductive disc whose front side forms the touch-sensitive actuating surface, which can be touched or tapped by the user for operating the household appliance.
  • the disk thus constitutes a display window formed of a transparent material.
  • the disk can be inserted into a passage opening of a control panel of the household appliance; it can be welded into the control panel.
  • the disc is made of transparent plastic. Namely, such a material can Be formed a variety of ways, so that a three-dimensional configuration of the actuating surface is made possible.
  • the disc can also be formed from a - in particular colored - toned material.
  • a (color) tinted design of the disc is based on the finding that the transparent and electrically conductive paints and / or adhesives used do not necessarily have 100% transparency, but the transparency can be between 80% and 100%. If one would now use a completely translucent disc, the user would under certain circumstances also perceive the sensor electrode optically. In order to avoid this, the transparency of the pane can be adapted to the transparency of the conductive lacquers and / or adhesives.
  • the design of the disc of a color-toned material also ensures that an optionally attached to the back of this disc locking pressure on the operating side or on the side of the actuating surface is not visible.
  • the carrier part, on which the sensor electrode is arranged may be formed by the disk itself.
  • the sensor electrode may be arranged on a rear side of the pane opposite the front side.
  • the arrangement of the sensor electrode on the disc has the advantage that the use of a separate support member is unnecessary, and the disc quasi two different functions takes on, on the one hand the function of covering the control and display device and on the other hand, the function of supporting the sensor electrode. It can thus be saved components.
  • the disk may be disposed on the display unit in such a manner that the sensor electrode rests on the back side of the disk on the one hand and on a front side of the display unit facing the disk on the other hand.
  • the at least one sensor electrode bridges the distance between the display unit on the one hand and the disk on the other hand or fills this distance.
  • the carrier part is formed as a transparent and flexible film, so that the sensor electrode is attached to the film.
  • the film may be arranged on the display unit such that the film rests on the one hand on a rear side of the pane and on the other hand on the display unit.
  • the sensor electrode can be arranged here either on a rear side of the film facing the display unit or else on a front side of the film facing the window.
  • the film may be formed of plastic. It can be a single or multi-layered film. It can be glued to the pane or injected directly back using injection molding or injection molding processes (IML, IMD technology).
  • IML injection molding or injection molding processes
  • the printed, transparent film eliminates the direct printing of the disc. This embodiment also has the advantage that the disc itself does not have to be geometrically adapted due to a screen printing on the back. This allows an even more flexible shaping of the operating and display device.
  • the tapping means can be designed such that in each case an electric current is tapped at four different tapping points of the sensor electrode. Then, the evaluation device, depending on the tapped currents determine the point of contact at which the operator touches the actuating surface. It proves to be particularly advantageous if the respective currents are tapped at all four corners of the rectangular sensor electrode. In this way, it is possible to determine the point of contact with particularly great accuracy. In fact, a total of two coordinates of the contact point can be determined from the currents tapped at four different tapping points, on the one hand in the longitudinal direction and on the other hand in the transverse direction of the actuating surface.
  • the determination of the point of contact is thus not limited to a single direction, so that a variety of possible functions of the household appliance can be triggered by touching the actuating surface.
  • the tapping points of the sensor electrode can each be electrically coupled to a capacitor, so that the respective electrical current is detected as a charge displacement on the capacitor caused by contact with the actuating surface.
  • the currents can be measured reliably and effectively; namely, the initially charged capacitors are in contact with the actuating surface at least partially discharged, so that electric current flows through the capacitors.
  • These electrical currents can be detected separately from each other and used to determine the point of contact.
  • the flow of current through the capacitors is based on the fact that when touching the actuating surface, a contact capacitor is formed which on the one hand has the sensor electrode and on the other hand the finger of the operator, which carries the electrical potential of the earth (ground). By this contact capacitor then also flows electric current, so that a charge shift takes place in the capacitors at the Abgriffsstellen the sensor electrode.
  • arbitrary methods can be used as detection method for detecting and evaluating the currents or changing the respective capacitances of the capacitors, namely in particular the following methods: charge transfer or successive approximation or sigma-delta or mutual capacitance measurement.
  • the evaluation device can determine the point of contact as a function of a ratio of the tapped currents. This is particularly easy to implement, so that the point of contact can be determined with little technical effort.
  • the voltage supply means are preferably designed for applying in each case an electrical voltage to at least two different locations of the sensor electrode. Preferably, in each case an electrical voltage is applied to four different locations of the sensor electrode. It proves to be particularly advantageous if in each case an electrical voltage is applied to all four corners of the rectangular sensor electrode. This embodiment also ensures that the contact point can be determined with great accuracy both in the longitudinal direction and in the transverse direction of the sensor electrode or two coordinates of the contact point can be calculated. By applying the electrical voltages at all four corners of the sensor electrode, the capacitors connected to the corners are charged, so that a charge displacement when touching the actuating surface is made possible.
  • the electrical voltages can be direct voltages or alternating voltages - such as square-wave voltages. If alternating voltages are applied to the sensor electrode, these alternating voltages can each have a different frequency.
  • the electrical voltages which are applied to at least two locations of the sensor electrode thus differ in their frequencies from each other. This makes it possible to determine the point of contact in a very specific manner:
  • the tapped currents can be filtered in this embodiment so that different signal components, each having different frequencies, are obtained and analyzed.
  • the amplitudes of these different signal components can then be put into proportion, and depending on this ratio, the point of contact can be determined. In this way, a particularly precise determination of the contact point is ensured.
  • the display unit can be any display, such as a TFT display or an LCD display.
  • the display unit is an LED display and has a light guide part or a light shaft, which is designed for guiding light, and at which at least one function symbol as operating information in overlap with the sensor electrode - behind the sensor electrode - is arranged.
  • the display unit can also have a lighting device-in particular with at least one light-emitting diode-which serves for backlighting or for optical highlighting of the function symbol when the operator touches the touch-sensitive actuating surface in an overlapping region with the function symbol.
  • the operating and display device thus represents a touch-sensitive LED display, in which a function of the household appliance selected by tapping the function character and the selection or tapping the function character is signaled by backlighting of this sign.
  • the operating of the operating and display device thus takes place by touching the actuating surface, in an overlapping region with the sensor electrode and the function symbol. There must be no mechanical movement of a control knob performed.
  • a thin foil with the at least one function symbol can be attached to the light guide part.
  • This can be a writing film or a light mask.
  • the at least one function character can thus be configured in various ways, regardless of the configuration of the light guide part. For different country variants or device variants thus only need to be used in each case different writing films, while the other components - in particular the light guide part itself - can be maintained.
  • a plurality of function signs in overlap with the common sensor electrode - namely behind the sensor electrode - may be arranged.
  • the same function symbol can be visually highlighted by means of the lighting device, namely in each case in relation to other function symbols.
  • This may, for example, be such that by touching the actuating surface in an overlapping region with one of the function symbols, a value of a parameter of the household appliance assigned to this function symbol is selected. In this way, a wide variety of values of the parameter can be selected or even a multiplicity of parameters of the household appliance can be set by means of the touch-sensitive actuating surface and by means of the common, single sensor electrode.
  • the sensor electrode may be associated with a plurality of separately illuminable function symbols, which are arranged on the light guide part in overlap with the common sensor electrode - namely behind the sensor electrode - and which each symbolize a value of the parameter of the household appliance.
  • the selection of a parameter value can thus be signaled in each case with a function symbol.
  • the selection of a parameter value is effected by tapping one of the function characters or the actuating surface in an overlap region with this function symbol. Which of the function signs was tapped is determined by means of the evaluation device on the basis of the tapped currents - as stated above. For this purpose, the point of contact is determined at which the operator touches the actuating surface.
  • the function symbols each symbolize a different value of a parameter of the household appliance.
  • a number or a number - such as temperature value or speed value - under a value of the parameter present terms or letter sequences are understood, namely, for example, different operating programs of the household appliance and / or various additional functions.
  • a parameter may, for example, also be an operating program of the household appliance - the parameter value here being understood to be the designation of the specific operating program.
  • an additional function of the household appliance can be set as a parameter, in a washing machine about "easy to iron" or "prewash".
  • the function characters may generally include word characters and / or numbers and / or icons, and / or combination symbols, such as word-image characters.
  • the operating and display device can be designed to set at least one of the following parameters of an operating process of the household appliance: It can be designed to set an operating temperature as a parameter.
  • the display unit can have a multiplicity of illuminable function symbols which each symbolize a selectable value of the operating temperature. This embodiment proves particularly in a household appliance for the care of laundry - such as a washing machine or a tumble dryer - or in a dishwasher or in a household appliance for food preparation - such as an oven and / or a hob - particularly advantageous.
  • the operator can tap the desired temperature value on the touch-sensitive actuating surface to set this temperature value.
  • the operating and display device for adjusting a movement speed of a component of the household appliance - such as a speed of a laundry drum - be formed.
  • the display unit may comprise a plurality of illuminable function symbols, each one selectable Symbolize the value of the movement speed. This embodiment is particularly useful in such home appliances that have a movable component, such as a laundry drum or the like.
  • the operating and display device can also be designed to define an operating program as a parameter.
  • the display unit may have a plurality of illuminable function symbols, each symbolizing a different operating program. This applies accordingly for additional functions of the household appliance.
  • each of the function characters can each identify a different additional function of the household appliance.
  • Figure 1 is a schematic representation of an operating and display device of a household appliance according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a schematic representation of an operating and display device of a household appliance according to a second embodiment of the invention.
  • Fig. 3 is a schematic schematic representation, based on which the manner of determining a point of contact is explained in more detail.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an operating and display device 1 of a household appliance not shown in the figures - namely in the embodiment a washing machine - shown.
  • the operating and display device 1 is a touch-sensitive LED display, which has a plurality of function symbols that can be backlit.
  • the operating and display device 1 includes the following components: a light guide part 2 with attached function symbol, as well as a disc. 3
  • the light guide part 2 is a light well, which is designed to conduct light.
  • a writing film 5 is arranged, which is for example a light mask.
  • the writing film 5 has a multiplicity of function characters, in the exemplary embodiment three columns of function characters, namely a first column of function characters 6, a second column of function characters 7, as well as a third column of function characters 8.
  • the first column of function symbols 6 symbolize each a different value for an operating temperature of the washing machine.
  • the function symbols 6 thus represent parameter values for the parameter "operating temperature.”
  • the second column of function symbols 7 each symbolize a different value for a rotational speed of the laundry drum for a spin operation of the washing machine
  • the function symbols 7 thus represent parameter values for the parameter "rotational speed”.
  • the third column of function character 8 includes a plurality of different designations for additional functions of the washing machine. These are: “Fast”, “Easy Iron”, “Water Plus”, “Rinse Plus”, “Intensive” and "Prewash".
  • the function symbols 6, 7, 8 can be individually backlit individually, namely by means of a lighting device (not shown).
  • This lighting device may include a plurality of light-emitting diodes, which are arranged on a rear side of the optical waveguide part 2, for example on a circuit board.
  • Each function character 6, 7, 8 can be assigned in each case a light-emitting diode.
  • the disc 3 is a transparent or translucent disc, which may be formed, for example, of transparent plastic. It can be colored toned.
  • the disc 3 is a plate-like, flat and inherently rigid element.
  • a front side 9 of the disc 3 simultaneously forms a touch-sensitive actuating surface 10, which can be touched by the user to select a parameter value. By touching the actuating surface 10, the user can the above Set the parameters of the washing machine or select the mentioned parameter values. This is done by simply tapping the function symbols 6, 7, 8.
  • the entire back 12 of the disc 3 covering, electrically conductive and transparent sensor electrode 13 is mounted as part of a contact capacitor.
  • the sensor electrode 13 thus extends over the entire surface of the rear side 12 and thus also over the entire extension region of the display unit 11.
  • the sensor electrode 13 is in the assembled state on the one hand on the back of the disc 3 and on the other hand on the front side 4 of the light guide part 2 on.
  • the sensor electrode 13 thus bridges the distance between the disc 3 on the one hand and the light guide part 2 on the other.
  • the sensor electrode 13 is thus arranged in overlap with the function symbols 6, 7, 8.
  • the sensor electrode 13 is above the function character 6, 7, 8, so that by touching the actuating surface 10 in an overlap region with one of the function characters 6, 7, 8 of this function character 6, 7, 8 assigned parameter value can be selected, which, for example is signaled by backlighting this selected function character 6, 7, 8.
  • an evaluation device not shown in Fig. 1 is provided.
  • a display area 15 with four seven-segment displays indicating a time period until completion of a washing process serve. By means of the display area 15 so the remaining time of the washing process is displayed.
  • the disc 3 made of transparent plastic is welded into a control panel of the washing machine.
  • the application of the sensor electrode 13 on the disc 3 finds its limits in the prior art, when the disc 3 and its rear side 12 is designed three-dimensionally or when the disc 3 is concave or convex.
  • a balance must be made between the flexibility and configuration of the operating and display device 1 on the one hand and the technical possibility of applying the sensor electrode 13 on the other.
  • so-called ITO layers indium tin oxide
  • This material can not be applied to any surface, so that a new solution had to be found in order to apply the sensor electrode 13 on any desired shaped disks 3 can.
  • the sensor electrode 13 is formed of a transparent and electrically conductive lacquer and / or a transparent and conductive adhesive.
  • a transparent and electrically conductive lacquer and / or a transparent and conductive adhesive can be applied in a particularly simple manner to three-dimensional surfaces-such as curved or curved windows 3-without having to accept a restriction with regard to the shaping of the operating and display device 1.
  • the operating and display device 1 or the disc 3 can be arbitrarily shaped or configured;
  • an effective and reliable application of the sensor electrode 13 to the disc 3 is also possible.
  • the selected materials of the sensor electrodes include carbon nanotubes (CNTs), such materials being transparent and conductive depending on the distribution and / or crosslinking of the nanoscale particles in the material, thereby forming elongated carbon structures under nanotubes understood, the transverse to their longitudinal direction have a size in the range of a few nanometers, in particular 1 to 2 nm.
  • CNTs carbon nanotubes
  • the increase in flexibility of the design of the control and display device 1 is also achieved in that different than in State of the art - there are a plurality of smaller, juxtaposed sensor electrodes are used - a single, large sensor electrode 13 is used, which extends substantially over the entire surface of the display unit 1 1. Unlike in the prior art, with such a sensor electrode 13, the danger no longer exists that a short circuit between two adjacent sensor electrodes - such as due to a complicated shape of the disc 3 - arises. In the present case, the entire rear side 12 can simply be provided with an electrically conductive layer (sensor electrode 13) without the shape of the disk 3 being restricted due to a multiplicity of sensor electrodes.
  • FIG. 2 shows an operating and display device 1 'of a washing machine according to a second embodiment of the invention.
  • the operating and display device 1 ' essentially corresponds to the operating and display device 1 according to FIG. 1, so that only the differences between them are explained in more detail below:
  • the sensor electrode 13 ' is attached to a flexible film 16 made of plastic, which may be a single-layer or multi-layer film.
  • the film 16 is - as the disc 3 '- formed of a transparent material.
  • the sensor electrode 13 ' may, for example, extend over the entire surface of the film 16.
  • the sensor electrode 13 ' is preferably attached to a rear side of the film 16, which faces the light guide part 2'.
  • the sensor electrode 13 ' can be electrically coupled with said evaluation device without much effort.
  • the film 16 is on the one hand on the back 12 'of the disc 3' and on the other hand on the front side 4 'of the light guide part 2' on.
  • the disc 3 ' is thus free of electrically conductive elements.
  • the sensor electrode 13 ' is formed from an electrically conductive and transparent lacquer and / or adhesive, which preferably contain CNT.
  • the evaluation device can determine a contact point at which the operator touches the actuating surface 10, 10 'in order to select a parameter value from the mentioned parameter values.
  • a schematic diagram for explaining the determination of the contact point is shown in FIG. 3. Shown is the sensor electrode 13, 13 ', which has a certain ohmic resistance, as indicated by resistor symbols 17. If the actuating surface 10, 10 'touched by the operator, so a contact capacitor 18 is formed, which is formed on the one hand by the sensor electrode 13, 13' and on the other hand by a finger 19 of the operator.
  • the rectangular sensor electrode 13, 13 ' has four corners 20, 21, 22, 23. Each corner 20 to 23 is electrically coupled to an evaluation device 24, which is electrically connected to ground 25 (earth). The operator also carries the electrical potential of the earth.
  • the evaluation device also includes voltage generating means and tap means 26 which are designed to apply an electrical voltage to the sensor electrode 13, 13 'and to pick up electrical currents at the sensor electrode 13, 13'. Namely, at each corner 20 to 23, an electric voltage V is applied with respect to the ground 25, respectively. These electrical voltages may be equal voltages or voltages, each with a different amplitude. The voltages V may be DC voltages or AC voltages. Each corner 20 to 23 is also connected to a capacitor 27, 28, 29, 30, respectively. On the other hand, the capacitors 27 to 30 may be connected to the ground 25.
  • the evaluation device 24 thus detects the electrical currents at the corners 20 to 23 of the sensor electrode 13, 13 '. Depending on these currents - for example depending from a ratio of these currents - the evaluation device 24 can determine the point of contact.
  • the actuating surface 10, 10 ' is not touched, no electric current flows across the sensor electrode 13, 13', and the capacitors 27 to 30 are charged. If now the actuating surface 10, 10 'touched, the contact capacitor 18 is formed. Currents flow from the capacitors 27 to 30 to the contact capacitor 18 and then to the ground 25, namely via the finger 19. These currents or the charge transfer in the capacitors 27 to 30 are now detected by the evaluation device 24, for example according to US Pat called charge transfer technique.
  • the evaluation device 24 - for example, based on a table or a formula - determine the point of contact. This can be defined for example by two coordinates, in the longitudinal direction and in the transverse direction of the sensor electrode 13, 13 '.
  • alternating voltages are applied to the corners 20 to 23, then it can also be provided that these voltages each have a different frequency.
  • the detected currents then have different signal components, each with different frequencies. These currents can then be subjected to frequency filtering, so that the amplitude of each signal component or frequency component is determined.
  • the contact point can then be determined as a function of a ratio of the amplitudes of different frequency components.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät mit einer berührungssensitiven Bedien- und Anzeigeeinrichtung (1, 1'), welche eine Anzeigeeinheit (11, 11') zum Anzeigen von Bedieninformationen und ein transparentes Trägerteil (3, 16) aufweist, an welchem eine kapazitive Sensorelektrode (13, 13') als Teil eines Berührungskondensators (18) angeordnet ist, welche in Überlappung mit der Anzeigeeinheit (11, 11') und in Überlappung mit einer berührungssensitiven Betätigungsfläche (10, 10') der Bedien- und Anzeigeeinrichtung (1, 1') angeordnet ist, wobei die Sensorelektrode (13, 13') aus einem transparenten und elektrisch leitfähigen Lack und/oder Kleber, welcher Nanorohrchen aus Kohlenstoff beinhaltet, ausgebildet ist. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung erstreckt sich die Sensorelektrode (13, 13') über einen zumindest überwiegenden Erstreckungsbereich der Anzeigeeinheit (11, 11'), wobei die Bedien- und Anzeigeeinrichtung (1, 1') Spannungsbegrenzungsmittel zum Anlegen einer elektrischen Spannung (V) an der Sensorelektrode (13, 13'), Abgriffsmittel zum Abgreifen jeweils eines elektrischen Stroms an zumindest zwei Abgriffsstellen (20 bis 23) der Sensorelektrode (13, 13'), wie auch eine Auswerteeinrichtung (24) aufweist, welche in Abhängigkeit von den abgegriffenen Strömen eine Berührungsstelle bestimmt, an welcher eine Bedienperson die Betätigungsfläche (10, 10') berührt.

Description

Haushaltsgerät mit einer berührungssensitiven Bedien- und
Anzeigeeinrichtung
Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät mit einer berührungssensitiven Bedien- und Anzeigeeinrichtung, welche eine Anzeigeeinheit (Display) zum Anzeigen von Bedieninformationen sowie ein lichtdurchlässiges bzw. transparentes Trägerteil aufweist, an welchem eine kapazitive Sensorelektrode als Teil eines Berührungskondensators angeordnet ist. Die kapazitive Sensorelektrode ist in Überlappung mit der Anzeigeeinheit einerseits sowie in Überlappung mit einer berührungssensitiven Betätigungsfläche bzw. Berührungsfläche der Bedien- und Anzeigeeinrichtung andererseits angeordnet. Die Sensorelektrode kann aus einem transparenten und elektrisch leitfähigen Material ausgebildet sein. Vorliegend richtet sich das Interesse insbesondere auf ein LED-Display mit einer zugeordneten kapazitiven Bedieneinrichtung. Bei derartigen Displays werden Leuchtelemente - LEDs - eingesetzt, mittels welcher Funktionszeichen bzw. Anzeigesymbole hinterleuchtet werden können. Eine derartige Bedien- und Anzeigeeinrichtung ist beispielsweise aus dem Dokument DE 102 36 718 A1 bekannt. Diese Bedien- und Anzeigeeinrichtung beinhaltet eine Bedienblende, welche ein einstückiges Kunststoff-Spritzgussbauteil ist, das aus ABS-Kunststoff hergestellt ist. Die Bedienblende weist einen kreisförmigen Durchleuchtungsbereich auf, in welchem die Materialstärke des Blendenmaterials gegenüber der Norm-Materialstärke derart reduziert ist, dass der Durchleuchtungsbereich lichtdurchlässig ist. Dieser Durchleuchtungsbereich bildet eine optische Anzeigeeinrichtung - auf der Oberfläche des Durchleuchtungsbereichs sind Anzeigesymbole bzw. Funktionszeichen angebracht, die mittels eines Leuchtelements - etwa einer Leuchtdiode - beleuchtet werden können. Das Leuchtelement ist auf einer Leiterplatte angebracht. Des Weiteren ist an einer Rückseite der Bedienblende eine Sensorelektrode angebracht, welche Bestandteil eines kapazitiven Schalters bzw. Bestandteil eines Berührungskondensators ist. Die Sensorelektrode ist über ein Koppelelement bzw. Kontaktteil mit der Leiterplatte und somit mit einer Auswerteeinheit elektrisch verbunden. Aus der Druckschrift DE 28 24 973 A1 ist eine Bedien- und Anzeigeeinrichtung für ein Haushaltsgerät bekannt. Auf einer Leiterplatte, welche über ein Bandkabel mit den übrigen Steuerelementen des Haushaltsgeräts verbunden ist, ist ein zweizeiliges, mit Schriften und Symbolen versehenes Display aufgesetzt. Das Display ist durch eine Bedienplatte bzw. Steuerplatte abgedeckt, die mit transparenten, metallischen Flächen versehen ist. Diese metallischen Flächen bilden mit darunter liegenden Flächen ein kapazitives Schaltelement, das die Befehlsansteuerung bewirkt. Das Display ist beispielsweise mit Leuchtelementen in LED- oder LCD-Technik bestückt. Es ist also bereits Stand der Technik, transparente Sensorelektroden einzusetzen, die über einer Anzeigeeinheit (Display) bzw. in Überlappung mit der Anzeigeeinheit angeordnet sind, beispielsweise aus DE 103 26 684 A1 . Bei einer derartigen berührungssensitiven Bedien- und Anzeigeeinrichtung kann der Benutzer eine berührungssensitive Betätigungsfläche zum Bedienen des Haushaltsgeräts berühren, die ebenfalls in Überlappung mit den Sensorelektroden und der Anzeigeeinheit angeordnet ist. Die Sensorelektroden befinden sich also zwischen der Betätigungsfläche einerseits und der Anzeigeeinheit andererseits, wobei die Anzeigeeinheit aufgrund der Transparenz der Sensorelektroden vom Benutzer wahrgenommen werden kann und durch die Sensorelektroden optisch nicht verdeckt wird. Im Stand der Technik werden dabei so genannte ITO-Schichten (Indium-Zinnoxid) eingesetzt, durch welche die Sensorelektroden gebildet werden. Solche Schichten sind für das sichtbare Licht überwiegend transparent. Die ITO-Schichten finden jedoch dann ihre Grenzen, wenn sie auf dreidimensionale Oberflächen aufgebracht werden. Hierfür sind sie nur eingeschränkt geeignet. Insbesondere dann, wenn das Trägerteil, an welchem die Sensorelektroden angeordnet sind, eine gewölbte - etwa konvexe oder konkave - Oberfläche aufweist, wie dies bei Bedienblenden von Haushaltsgeräten der Fall sein kann, können die ITO-Schichten nicht mehr zufrieden stellend eingesetzt werden. Außerdem sind Rohstoffe im Vergleich zu anderen, elektrisch leitfähigen Materialien relativ teuer. Die ITO-Schichten sind zum Einsatz bei kapazitiven Bedien- und Anzeigeeinrichtungen von Haushaltsgeräten dann nicht geeignet, wenn die Sensorelektrode auf dreidimensionale Flächen aufgebracht werden soll. Im Stand der Technik ist somit die Bereitstellung einer in ihrer Formgebung flexiblen Bedien- und Anzeigeeinrichtung nicht möglich. Die Flexibilität der bekannten Bedien- und Anzeigeeinrichtungen findet ihre Grenzen aufgrund der verwendeten Materialien. Eine weitere Beschränkung der Formgebung der berührungssensitiven Betätigungsfläche verursachen die Vielzahl von kapazitiven Sensorelektroden, die im Stand der Technik eingesetzt werden. Im Stand der Technik werden nämlich eine Mehrzahl von solchen Sensorelektroden eingesetzt, die beabstandet zueinander hinter der Betätigungsfläche - zwischen der Anzeigeeinheit einerseits und der Betätigungsfläche andererseits - angeordnet sind. Der Benutzer kann die Betätigungsfläche nur in denjenigen Bereichen berühren, die in Überlappung mit den Sensorelektroden liegen. Auch dies schränkt die Flexibilität der Bedien- und Anzeigeeinrichtung im Hinblick auf ihre Ausgestaltung bzw. Formgebung ein.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Haushaltsgerät mit einer Bedien- und Anzeigeeinrichtung zu schaffen, bei welcher eine Flexibilität im Hinblick auf die Ausführung bzw. Formgebung der Betätigungsfläche ermöglicht wird und zugleich kostengünstig bereitgestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Haushaltsgerät mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 einerseits sowie durch ein Haushaltsgerät mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 3 andererseits gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
Ein Haushaltsgerät gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine berührungssensitive Bedien- und Anzeigeeinrichtung, welche eine Anzeigeeinheit (Display) aufweist, die zum Anzeigen von Bedieninformationen ausgebildet ist. Die Bedien- und Anzeigeeinrichtung weist auch ein lichtdurchlässiges bzw. transparentes Trägerteil auf, an welchem eine kapazitive, elektrisch leitfähige Sensorelektrode als Teil eines Berührungskondensators (die zweite Kondensatorplatte wird durch den Finger des Benutzers gebildet) angeordnet ist. Die Sensorelektrode ist in Überlappung mit der Anzeigeeinheit einerseits und in Überlappung mit einer berührungssensitiven Betätigungsfläche der Bedien- und Anzeigeeinrichtung andererseits angeordnet. Also ist die Sensorelektrode zwischen der Anzeigeeinheit einerseits und der berührungssensitiven Betätigungsfläche andererseits angeordnet. Die Betätigungsfläche kann zum Bedienen des Haushaltsgeräts durch den Benutzer berührt bzw. angetippt werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Sensorelektrode aus einem - zumindest für sichtbares Licht - transparenten und elektrisch leitfähigen Lack und/oder Kleber ausgebildet ist, wobei der Lack und/oder der Kleber Nanorohrchen aus Kohlenstoff beinhalten, die so genannten„carbon nano tubes" (CNT).
Der erfindungsgemäße Effekt wird somit durch die Verwendung eines speziellen Materials für die Sensorelektrode erzielt, und zwar durch die Verwendung eines lichtdurchlässigen und elektrisch leitfähigen Klebstoffs und/oder Lacks. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass solche Materialien deutlich besser zum Aufbringen auf dreidimensionale Oberflächen geeignet sind als beispielsweise die so genannten ITO-Schichten, welche aus Indium-Zinnoxid bestehen. Das erfindungsgemäße Haushaltsgerät hat somit den Vorteil, dass die zumindest eine Sensorelektrode auch dann an dem Trägerteil ohne viel Aufwand angebracht werden kann, wenn selbiges Trägerteil dreidimensionale - etwa gewölbte - Oberflächen aufweist. Während die aus Indium-Zinnoxid ausgebildeten Schichten zum Aufbringen auf derartige Oberflächen nur eingeschränkt geeignet sind, können transparente und leitfähige Lacke und/oder Kleber ohne viel Aufwand auch auf konkave bzw. konvexe Oberflächen aufgebracht werden. Die Bedien- und Anzeigeeinrichtung des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts kann somit beliebig geformt bzw. ausgestaltet werden - sie kann unterschiedlichste geometrische Formen aufweisen, ohne dass ihre Funktionalität aufgrund des Materials der Sensorelektrode eingeschränkt werden muss. Im Vergleich zu Rohstoffen sind transparente und elektrisch leitfähige Lacke bzw. Kleber, welche CNT beinhalten, auch relativ kostengünstig, sodass insgesamt Kosten gespart werden können.
Die obige Aufgabe wird außerdem durch ein Haushaltsgerät gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung gelöst, welches eine berührungssensitive Bedien- und Anzeigeeinrichtung aufweist, welche eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen von Bedieninformationen und ein lichtdurchlässiges bzw. transparentes Trägerteil aufweist, an welchem eine kapazitive Sensorelektrode als Teil eines Berührungskondensators angeordnet ist, welche in Überlappung mit der Anzeigeeinheit einerseits und in Überlappung mit einer berührungssensitiven Betätigungsfläche der Bedien- und Anzeigeeinrichtung andererseits angeordnet ist. Die Sensorelektrode ist aus einem transparenten und elektrisch leitfähigen Material ausgebildet. Die - insbesondere einzige - Sensorelektrode erstreckt sich über einen zumindest überwiegenden, insbesondere gesamten, Erstreckungsbereich der Anzeigeeinheit. Die Bedien- und Anzeigeeinrichtung umfasst Spannungserzeugungsmittel, welche zum Anlegen einer elektrischen Spannung an der Sensorelektrode ausgebildet sind. Die Bedien- und Anzeigeeinrichtung weist auch Abgriffsmittel auf, die zum Abgreifen jeweils eines elektrischen Stroms an zumindest zwei Abgriffstellen der Sensorelektrode ausgebildet sind. Eine Auswerteeinrichtung bestimmt in Abhängigkeit von den abgegriffenen Strömen eine Berührungsstelle, an welcher eine Bedienperson die Betätigungsfläche über der Sensorelektrode berührt.
Auch das Haushaltsgerät gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung hat den Vorteil, dass eine flexible bzw. vielfältige Ausführung der Bedien- und Anzeigeeinrichtung im Hinblick auf ihre Formgebung ermöglicht wird. Diese Formgebung wird nämlich nicht durch eine Vielzahl von Sensorelektroden eingeschränkt, die im Stand der Technik jeweils zum Einstellen eines Parameters des Haushaltsgeräts eingesetzt werden. Die Bedien- und Anzeigeeinrichtung des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts ist nicht auf einzelne, vordefinierte Berührungsflächen bzw. Schaltflächen beschränkt. Die durchgehend ausgeführte Sensorelektrode, die sich über den zumindest überwiegenden Erstreckungsbereich der Anzeigeeinheit erstreckt, ermöglicht somit ebenfalls eine vielfältige Ausführung der gesamten Bedien- und Anzeigeeinrichtung. Dies hat außerdem den Vorteil, dass innerhalb eines Bedienablaufs - beispielsweise beim Festlegen von Parametern eines Betriebsprozesses des Haushaltsgeräts - Betätigungsflächen unterschiedlicher Größen bereitgestellt werden können, was besonders benutzerfreundlich wirkt. Die Bedien- und Anzeigeeinrichtung kann sich somit an die jeweils gegebenen Bedienmöglichkeiten bzw. an die jeweils zur Verfügung stehenden Bedienoptionen anpassen. Die durchgehende Ausführung der Sensorelektrode und die erfindungsgemäße Möglichkeit der Erkennung der Betätigungsstelle sorgen auch dafür, dass eine Steuerung bzw. Bedienung des Haushaltsgeräts mithilfe von Gesten bzw. Fingerbewegungen an der Betätigungsfläche ermöglicht wird. Somit können eine Vielzahl von unterschiedlichen Funktionen des Haushaltsgeräts auf eine für den Benutzer freundliche Art und Weise ausgelöst werden.
Das Haushaltsgerät gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sowie das Haushaltsgerät gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung können auch miteinander kombiniert werden. Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen sind sowohl für das Haushaltsgerät gemäß dem ersten Aspekt als auch für das Haushaltsgerät gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung anwendbar. Unter einem Haushaltsgerät wird vorliegend ein Gerät verstanden, welches zur Haushaltsführung eingesetzt wird. Das Haushaltsgerät ist also ein Gerät, welches zur Behandlung von Haushaltsgegenständen ausgebildet ist, etwa von Wäschestücken, Geschirr, Lebensmitteln und dergleichen. Es kann ein Haushaltsgroßgerät sein, wie beispielsweise eine Waschmaschine, ein Wäschetrockner, eine Geschirrspülmaschine, ein Gargerät, eine Dunstabzugshaube, ein Kältegerät, eine Kühl-Gefrier-Kombination oder ein Klimagerät. Es kann aber auch ein Haushaltskleingerät sein, wie beispielsweise ein Kaffee-Vollautomat oder eine Küchenmaschine. Die Sensorelektrode wird auf das Trägerteil beispielsweise in einem Sprühverfahren oder Tampondruck-Verfahren oder einem Siebdruck-Verfahren oder einem Freiformflächengeometrie-Verfahren oder in einem anderen geeigneten Lackierungsverfahren aufgebracht. Bevorzugt weist die Bedien- und Anzeigeeinrichtung eine plattenartige, transparente und elektrisch nicht leitfähige Scheibe auf, deren Frontseite die berührungssensitive Betätigungsfläche bildet, welche durch den Benutzer zum Bedienen des Haushaltsgeräts berührt bzw. angetippt werden kann. Die Scheibe stellt somit ein aus einem lichtdurchlässigen Material ausgebildetes Anzeigefenster dar. Die Scheibe kann dabei in eine Durchgangsöffnung einer Bedienblende des Haushaltsgeräts eingesetzt werden; sie kann in die Bedienblende geschweißt werden. Der Einsatz einer solchen Scheibe, welche in Überlappung mit der Sensorelektrode und in Überlappung mit der Anzeigeeinheit angeordnet ist und deren Frontseite die berührungssensitive Betätigungsfläche bildet, hat den Vorteil, dass zum einen die Anzeigeeinheit vor äußeren Einflüssen geschützt werden kann und zum anderen auch die äußere Oberfläche der Bedien- und Anzeigeeinrichtung optisch ansprechend auf unterschiedlichste Art und Weise gestaltet werden kann, und zwar unabhängig von der Anzeigeeinheit. So können beispielsweise unterschiedliche Gerätevarianten mit jeweils unterschiedlichen Scheiben - etwa mit unterschiedlichen Farbgebungen - bereitgestellt werden, ohne dass die Anzeigeeinheit umgestaltet werden muss.
Hinsichtlich der Materialauswahl erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Scheibe aus transparentem Kunststoff ausgebildet ist. Ein derartiges Material kann nämlich auf unterschiedlichste Art und Weise geformt werden, sodass auch eine dreidimensionale Ausgestaltung der Betätigungsfläche ermöglicht wird.
Die Scheibe kann auch aus einem - insbesondere farblich - getönten Material ausgebildet sein. Eine (farblich) getönte Ausgestaltung der Scheibe beruht auf der Erkenntnis, dass die eingesetzten transparenten und elektrisch leitfähigen Lacke und/oder Klebstoffe nicht unbedingt eine 100%ige Transparenz aufweisen, sondern die Transparenz zwischen 80% und 100% liegen kann. Würde man nun eine vollständig lichtdurchlässige Scheibe einsetzen, so würde der Benutzer unter Umständen auch die Sensorelektrode optisch wahrnehmen. Um dies zu vermeiden, kann die Transparenz der Scheibe an die Transparenz der leitfähigen Lacke und/oder Klebstoffe angepasst werden. Die Ausgestaltung der Scheibe aus einem farblich getönten Material sorgt außerdem dafür, dass ein gegebenenfalls an der Rückseite dieser Scheibe angebrachter Sperrdruck auf der Bedienseite bzw. auf der Seite der Betätigungsfläche nicht erkennbar ist.
Das Trägerteil, an welchem die Sensorelektrode angeordnet ist, kann durch die Scheibe selbst gebildet sein. Bei dieser Ausführungsform kann die Sensorelektrode an einer - der Frontseite gegenüberliegenden - Rückseite der Scheibe angeordnet sein. Die Anordnung der Sensorelektrode an der Scheibe hat den Vorteil, dass sich der Einsatz eines separaten Trägerteils erübrigt, und die Scheibe quasi zwei unterschiedliche Funktionen übernimmt, nämlich einerseits die Funktion der Abdeckung der Bedien- und Anzeigeeinrichtung und andererseits auch die Funktion des Tragens der Sensorelektrode. Es können somit Bauteile gespart werden. Die Scheibe kann an der Anzeigeeinheit derart anliegend angeordnet sein, dass die Sensorelektrode an der Rückseite der Scheibe einerseits und an einer der Scheibe zugewandten Frontseite der Anzeigeeinheit andererseits anliegt. Somit überbrückt die zumindest eine Sensorelektrode den Abstand zwischen der Anzeigeeinheit einerseits und der Scheibe andererseits bzw. füllt diesen Abstand aus. Dies hat den Vorteil, dass keine Luftspalte zwischen der Betätigungsfläche einerseits und der Sensorelektrode andererseits ausgebildet sind, was die Empfindlichkeit der kapazitiven Bedien- und Anzeigeeinrichtung grundsätzlich verschlechtern könnte. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Trägerteil als eine transparente und flexible Folie ausgebildet ist, sodass die Sensorelektrode an der Folie angebracht ist. Die Folie kann an der Anzeigeeinheit derart angeordnet sein, dass die Folie einerseits an einer Rückseite der Scheibe und andererseits an der Anzeigeeinheit anliegt. Die Sensorelektrode kann hier entweder an einer der Anzeigeeinheit zugewandten Rückseite der Folie oder aber an einer der Scheibe zugewandten Frontseite der Folie angeordnet sein. Die Folie kann aus Kunststoff ausgebildet sein. Sie kann eine ein- oder mehrlagige Folie sein. Sie kann auf die Scheibe geklebt oder direkt mittels Spritzgieß- oder Spritzprägeprozessen (IML, IMD-Technologie) hinterspritzt werden. Mit der bedruckten, transparenten Folie entfällt die direkte Bedruckung der Scheibe. Diese Ausführungsform hat auch den Vorteil, dass die Scheibe selbst nicht aufgrund eines Siebdrucks auf der Rückseite geometrisch angepasst werden muss. Dies ermöglicht eine noch flexiblere Formgebung der Bedien- und Anzeigeeinrichtung.
Die Abgriffsmittel können derart ausgebildet sein, dass jeweils ein elektrischer Strom an vier unterschiedlichen Abgriffsstellen der Sensorelektrode abgegriffen wird. Dann kann die Auswerteeinrichtung in Abhängigkeit von den abgegriffenen Strömen die Berührungsstelle bestimmen, an welcher die Bedienperson die Betätigungsfläche berührt. Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn die jeweiligen Ströme an allen vier Ecken der rechteckförmigen Sensorelektrode abgegriffen werden. Auf diesem Wege gelingt es, die Berührungsstelle mit besonders großer Genauigkeit zu bestimmen. Aus den an vier unterschiedlichen Abgriffsstellen abgegriffenen Strömen können nämlich insgesamt zwei Koordinaten der Berührungsstelle ermittelt werden, und zwar einerseits in Längsrichtung und andererseits in Querrichtung der Betätigungsfläche. Die Bestimmung der Berührungsstelle ist somit nicht auf eine einzige Richtung beschränkt, sodass auch eine Vielzahl von möglichen Funktionen des Haushaltsgeräts durch Berühren der Betätigungsfläche ausgelöst werden können. Die Abgriffsstellen der Sensorelektrode können jeweils mit einem Kondensator elektrisch gekoppelt sein, sodass der jeweilige elektrische Strom als eine durch das Berühren der Betätigungsfläche bewirkte Ladungsverschiebung an dem Kondensator erfasst wird. Somit können die Ströme zuverlässig und wirkungsvoll gemessen werden; die zunächst aufgeladenen Kondensatoren werden nämlich beim Berühren der Betätigungsfläche zumindest teilweise entladen, sodass elektrischer Strom durch die Kondensatoren fließt. Diese elektrischen Ströme können separat voneinander erfasst und zur Bestimmung der Berührungsstelle verwendet werden. Der Stromfluss durch die Kondensatoren beruht darauf, dass beim Berühren der Betätigungsfläche ein Berührungskondensator gebildet wird, welcher einerseits die Sensorelektrode und andererseits den Finger der Bedienperson aufweist, welche das elektrische Potential der Erde (Masse) führt. Durch diesen Berührungskondensator fließt dann ebenfalls elektrischer Strom, sodass eine Ladungsverschiebung in den Kondensatoren an den Abgriffsstellen der Sensorelektrode stattfindet.
Als Erfassungsverfahren zum Erfassen und Auswerten der Ströme bzw. der Veränderung der jeweiligen Kapazitäten der Kondensatoren können im Prinzip beliebige Verfahren angewendet werden, nämlich insbesondere folgende Verfahren: Ladungstransfer oder sukzessive Approximation oder Sigma-Delta oder wechselseitige Kapazitätsmessung.
Die Auswerteeinrichtung kann die Berührungsstelle in Abhängigkeit von einem Verhältnis der abgegriffenen Ströme bestimmen. Dies ist besonders einfach zu implementieren, sodass die Berührungsstelle mit geringem technischen Aufwand ermittelt werden kann. Die Spannungsversorgungsmittel sind bevorzugt zum Anlegen jeweils einer elektrischen Spannung an zumindest zwei unterschiedlichen Stellen der Sensorelektrode ausgebildet. Vorzugsweise wird dabei jeweils eine elektrische Spannung an vier unterschiedlichen Stellen der Sensorelektrode angelegt. Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn jeweils eine elektrische Spannung an allen vier Ecken der rechteckförmigen Sensorelektrode angelegt wird. Auch diese Ausführungsform sorgt dafür, dass die Berührungsstelle mit großer Genauigkeit sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung der Sensorelektrode ermittelt werden kann bzw. zwei Koordinaten der Berührungsstelle berechnet werden können. Durch Anlegen der elektrischen Spannungen an allen vier Ecken der Sensorelektrode werden die mit den Ecken verbundenen Kondensatoren aufgeladen, sodass eine Ladungsverschiebung beim Berühren der Betätigungsfläche ermöglicht wird.
Die elektrischen Spannungen können Gleichspannungen oder aber Wechselspannungen - etwa Rechteckspannungen - sein. Werden an die Sensorelektrode Wechselspannungen angelegt, so können diese Wechselspannungen jeweils eine unterschiedliche Frequenz aufweisen. Die elektrischen Spannungen, die an zumindest zwei Stellen der Sensorelektrode angelegt werden, unterscheiden sich somit in ihren Frequenzen untereinander. Dies ermöglicht die Bestimmung der Berührungsstelle auf eine ganz spezielle Art und Weise: Die abgegriffenen Ströme können bei dieser Ausführungsform gefiltert werden, sodass unterschiedliche Signalanteile mit jeweils unterschiedlichen Frequenzen gewonnen und analysiert werden. Die Amplituden dieser unterschiedlichen Signalanteile können dann ins Verhältnis gesetzt werden, und in Abhängigkeit von diesem Verhältnis kann die Berührungsstelle ermittelt werden. Auf diese Art und Weise wird eine besonders präzise Bestimmung der Berührungsstelle gewährleistet.
Prinzipiell kann die Anzeigeeinheit ein beliebiges Display sein, etwa ein TFT-Display oder ein LCD-Display. In einer Ausführungsform ist jedoch vorgesehen, dass die Anzeigeeinheit ein LED-Display ist und ein Lichtleiterteil bzw. einen Lichtschacht aufweist, welches bzw. welcher zum Leiten von Licht ausgebildet ist, und an welchem zumindest ein Funktionszeichen als Bedieninformation in Überlappung mit der Sensorelektrode - hinter der Sensorelektrode - angeordnet ist. Die Anzeigeeinheit kann auch eine Leuchteinrichtung - insbesondere mit zumindest einer Leuchtdiode - aufweisen, welche zum Hinterleuchten bzw. zum optischen Hervorheben des Funktionszeichens dient, wenn die Bedienperson die berührungssensitive Betätigungsfläche in einem Überlappungsbereich mit dem Funktionszeichen berührt. Bei dieser Ausführungsform stellt die Bedien- und Anzeigeeinrichtung somit ein berührungsempfindliches LED-Display dar, bei welchem eine Funktion des Haushaltsgeräts durch Antippen des Funktionszeichens ausgewählt und die Auswahl bzw. das Antippen des Funktionszeichens durch Hinterleuchten dieses Zeichens signalisiert wird. Das Bedienen der Bedien- und Anzeigeeinrichtung erfolgt somit durch Berühren der Betätigungsfläche, und zwar in einem Überlappungsbereich mit der Sensorelektrode und dem Funktionszeichen. Es muss dabei keine mechanische Bewegung eines Bedienknopfs durchgeführt werden. Dies bedeute insbesondere, dass Bedienblenden, bei denen solche Bedieneinrichtungen eingesetzt werden, ohne Durchbruch mit einer geschlossenen Oberfläche ausgebildet sein können, was bei Haushaltsgeräten den besonderen Vorteil hat, dass keine Verunreinigungen in das Geräteinnere eintreten können und außerdem die geschlossene Oberfläche besonders leicht gereinigt werden kann.
An dem Lichtleiterteil kann eine dünne Folie mit dem zumindest einen Funktionszeichen angebracht sein. Dies kann eine Schriftfolie bzw. eine Lichtmaske sein. Das zumindest eine Funktionszeichen kann somit auf verschiedenste Art und Weise ausgestaltet werden, und zwar unabhängig von der Ausgestaltung des Lichtleiterteils. Für unterschiedliche Ländervarianten bzw. Gerätevarianten brauchen somit lediglich jeweils unterschiedliche Schriftfolien eingesetzt zu werden, während die anderen Komponenten - insbesondere das Lichtleiterteil selbst - beibehalten werden können.
An dem Lichtleiterteil können auch eine Vielzahl von Funktionszeichen in Überlappung mit der gemeinsamen Sensorelektrode - nämlich hinter der Sensorelektrode - angeordnet sein. Durch Berühren der Betätigungsfläche in einem Überlappungsbereich mit einem der Funktionszeichen kann selbiges Funktionszeichen mittels der Leuchteinrichtung optisch hervorgehoben werden, nämlich jeweils gegenüber anderen Funktionszeichen. Dies kann beispielsweise so aussehen, dass durch Berühren der Betätigungsfläche in einem Überlappungsbereich mit einem der Funktionszeichen ein diesem Funktionszeichen zugeordneter Wert eines Parameters des Haushaltsgeräts ausgewählt wird. Hierdurch können unterschiedlichste Werte des Parameters ausgewählt bzw. auch eine Vielzahl von Parametern des Haushaltgeräts mithilfe der berührungsempfindlichen Betätigungsfläche und mittels der gemeinsamen, einzigen Sensorelektrode eingestellt werden.
Also können der Sensorelektrode eine Vielzahl von separat voneinander beleuchtbaren Funktionszeichen zugeordnet sein, welche an dem Lichtleiterteil in Überlappung mit der gemeinsamen Sensorelektrode - nämlich hinter der Sensorelektrode - angeordnet sind und welche jeweils einen Wert des Parameters des Haushaltsgeräts symbolisieren. Die Auswahl eines Parameterwertes kann somit jeweils mit einem Funktionszeichen signalisiert werden. Die Auswahl eines Parameterwerts erfolgt durch Antippen eines der Funktionszeichen bzw. der Betätigungsfläche in einem Überlappungsbereich mit diesem Funktionszeichen. Welches der Funktionszeichen angetippt wurde, wird mittels der Auswerteeinrichtung anhand der abgegriffenen Ströme - wie oben ausgeführt - ermittelt. Dazu wird die Berührungsstelle bestimmt, an welcher die Bedienperson die Betätigungsfläche berührt. Demnach können an dem Lichtleiterteil unterschiedlichste Funktionszeichen angebracht sein, welche mittels der Leuchteinrichtung hinterleuchtet werden können, nämlich durch das Lichtleiterteil hindurch. Die Funktionszeichen symbolisieren jeweils einen anderen Wert eines Parameters des Haushaltsgeräts. Neben einer Zahl bzw. einer Ziffer - etwa Temperaturwert oder Drehzahlwert - können unter einem Wert des Parameters vorliegend auch Bezeichnungen bzw. Buchstabenfolgen verstanden werden, nämlich beispielsweise verschiedene Betriebsprogramme des Haushaltsgeräts und/oder verschiedene Zusatzfunktionen. Ein Parameter kann beispielsweise auch ein Betriebsprogramm des Haushaltsgeräts sein - als Parameterwert wird hier die Bezeichnung des konkreten Betriebsprogramms verstanden. Gleichfalls kann als Parameter auch eine Zusatzfunktion des Haushaltgeräts eingestellt werden, bei einer Waschmaschine etwa„bügelleicht" oder„Vorwäsche". Die Funktionszeichen können im Allgemeinen Wortzeichen und/oder Zahlen und/oder Bildzeichen bzw. Bildsymbole und/oder Kombinationszeichen umfassen, wie beispielsweise Wort-Bild-Zeichen.
Die Bedien- und Anzeigeeinrichtung kann zum Einstellen zumindest eines der folgenden Parameter eines Betriebsprozesses des Haushaltgeräts ausgebildet sein: Sie kann zum Einstellen einer Betriebstemperatur als Parameter ausgebildet sein. Die Anzeigeeinheit kann dabei eine Vielzahl von beleuchtbaren Funktionszeichen aufweisen, die jeweils einen auswählbaren Wert der Betriebstemperatur symbolisieren. Diese Ausführungsform erweist sich insbesondere bei einem Haushaltsgerät zur Pflege von Wäschestücken - etwa einer Waschmaschine oder einem Wäschetrockner - oder aber bei einer Geschirrspülmaschine oder bei einem Haushaltsgerät zur Zubereitung von Lebensmitteln - etwa einem Backofen und/oder einem Kochfeld - als besonders vorteilhaft. Die Bedienperson kann den gewünschten Temperaturwert an der berührungssensitiven Betätigungsfläche antippen, um diesen Temperaturwert einzustellen.
Ergänzend oder alternativ kann die Bedien- und Anzeigeeinrichtung zum Einstellen einer Bewegungsgeschwindigkeit einer Komponente des Haushaltsgeräts - etwa einer Drehzahl einer Wäschetrommel - ausgebildet sein. Hier kann die Anzeigeeinheit eine Vielzahl von beleuchtbaren Funktionszeichen aufweisen, die jeweils einen auswählbaren Wert der Bewegungsgeschwindigkeit symbolisieren. Diese Ausführungsform ist besonders sinnvoll bei solchen Haushaltsgeräten, welche über eine bewegliche Komponente verfügen, wie etwa eine Wäschetrommel oder dergleichen.
Ergänzend oder alternativ kann die Bedien- und Anzeigeeinrichtung auch zum Festlegen eines Betriebsprogramms als Parameter ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform kann die Anzeigeeinheit eine Vielzahl von beleuchtbaren Funktionszeichen aufweisen, die jeweils ein verschiedenes Betriebsprogramm symbolisieren. Dies gilt entsprechend für Zusatzfunktionen des Haushaltsgeräts. So kann jedes der Funktionszeichen jeweils eine andere Zusatzfunktion des Haushaltsgeräts kennzeichnen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand einzelner bevorzugter Ausführungsbeispiele, wie auch unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Bedien- und Anzeigeeinrichtung eines Haushaltsgeräts gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 in schematischer Darstellung eine Bedien- und Anzeigeeinrichtung eines Haushaltsgeräts gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 3 eine schematische Prinzipdarstellung, anhand welcher die Art und Weise der Bestimmung einer Berührungsstelle näher erläutert wird.
In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung eine Bedien- und Anzeigeeinrichtung 1 eines in den Figuren nicht näher dargestellten Haushaltsgeräts - nämlich im Ausführungsbeispiel einer Waschmaschine - dargestellt. Die Bedien- und Anzeigeeinrichtung 1 stellt ein berührungsempfindliches LED-Display dar, welches eine Vielzahl von Funktionszeichen aufweist, die hinterleuchtet werden können. Die Bedien- und Anzeigeeinrichtung 1 beinhaltet folgende Komponenten: ein Lichtleiterteil 2 mit daran angebrachten Funktionszeichen, wie auch eine Scheibe 3.
Das Lichtleiterteil 2 stellt einen Lichtschacht dar, welcher zum Leiten von Licht ausgebildet ist. An einer Frontseite 4 des Lichtleiterteils 2, welche der Scheibe 3 zugewandt ist, ist eine Schriftfolie 5 angeordnet, welche beispielsweise eine Lichtmaske ist. Die Schriftfolie 5 weist eine Vielzahl von Funktionszeichen auf, und zwar im Ausführungsbeispiel drei Spalten von Funktionszeichen, nämlich eine erste Spalte von Funktionszeichen 6, eine zweite Spalte von Funktionszeichen 7, wie auch eine dritte Spalte von Funktionszeichen 8. Die erste Spalte von Funktionszeichen 6 symbolisieren jeweils einen anderen Wert für eine Betriebstemperatur der Waschmaschine. Die Funktionszeichen 6 stellen also Parameterwerte für den Parameter „Betriebstemperatur" dar. Die zweite Spalte von Funktionszeichen 7 symbolisieren jeweils einen anderen Wert für eine Drehzahl der Wäschetrommel für einen Schleuderbetrieb der Waschmaschine. Die Funktionszeichen 7 stellen also Parameterwerte für den Parameter „Drehzahl" dar. Die dritte Spalte von Funktionszeichen 8 beinhaltet eine Vielzahl von unterschiedlichen Bezeichnungen für Zusatzfunktionen der Waschmaschine. Dies sind:„Schnell",„Bügelleicht",„Wasser plus", „Spülen plus",„Intensiv" und„Vorwäsche".
Die Funktionszeichen 6, 7, 8 können unabhängig voneinander einzeln hinterleuchtet werden, nämlich mithilfe einer Leuchteinrichtung (nicht dargestellt). Diese Leuchteinrichtung kann eine Mehrzahl von Leuchtdioden beinhalten, die auf einer Rückseite des Lichtleiterteils 2 angeordnet sind, etwa auf einer Platine. Jedem Funktionszeichen 6, 7, 8 kann dabei jeweils eine Leuchtdiode zugeordnet sein.
Die Scheibe 3 ist eine transparente bzw. lichtdurchlässige Scheibe, welche beispielsweise aus transparentem Kunststoff ausgebildet sein kann. Sie kann farblich getönt ausgebildet sein. Die Scheibe 3 ist ein plattenartiges, flaches und eigensteifes Element. Eine Frontseite 9 der Scheibe 3 bildet gleichzeitig eine berührungssensitive Betätigungsfläche 10, welche durch den Benutzer zur Auswahl eines Parameterwertes berührt werden kann. Durch Berühren der Betätigungsfläche 10 kann der Benutzer die oben genannten Parameter der Waschmaschine einstellen bzw. die genannten Parameterwerte auswählen. Dies erfolgt durch einfaches Antippen der Funktionszeichen 6, 7, 8.
Das Lichtleiterteil 2 mit den daran angebrachten Funktionszeichen 6, 7, 8 und gegebenenfalls mit anderen Komponenten, wie etwa der genannten Leuchteinrichtung, bilden insgesamt eine Anzeigeeinheit 1 1 , welche zum Anzeigen von Bedieninformationen dient, nämlich zum Anzeigen der jeweils ausgewählten Parameterwerte.
An einer der Frontseite 9 der Scheibe 3 gegenüberliegenden Rückseite 12 ist eine einzige, die gesamte Rückseite 12 der Scheibe 3 abdeckende, elektrisch leitfähige und transparente Sensorelektrode 13 als Teil eines Berührungskondensators angebracht. Im Ausführungsbeispiel erstreckt sich somit die Sensorelektrode 13 über die gesamte Oberfläche der Rückseite 12 und somit auch über den gesamten Erstreckungsbereich der Anzeigeeinheit 1 1 . Die Sensorelektrode 13 liegt im montierten Zustand einerseits an der Rückseite der Scheibe 3 und andererseits an der Frontseite 4 des Lichtleiterteils 2 an. Die Sensorelektrode 13 überbrückt somit den Abstand zwischen der Scheibe 3 einerseits und dem Lichtleiterteil 2 andererseits.
Die Sensorelektrode 13 ist somit in Überlappung mit den Funktionszeichen 6, 7, 8 angeordnet. Mit anderen Worten liegt die Sensorelektrode 13 über den Funktionszeichen 6, 7, 8, sodass durch Berühren der Betätigungsfläche 10 in einem Überlappungsbereich mit einem der Funktionszeichen 6, 7, 8 der diesem Funktionszeichen 6, 7, 8 zugeordnete Parameterwert ausgewählt werden kann, was beispielsweise durch Hinterleuchten dieses ausgewählten Funktionszeichens 6, 7, 8 signalisiert wird. Zur Erkennung der Berührungsstelle, an welcher die Bedienperson die Betätigungsfläche 10 berührt, ist eine in Fig. 1 nicht dargestellte Auswerteeinrichtung bereitgestellt.
Auf der rechten Seite des Lichtleiterteils 2 sind auch weitere Symbole 14 vorhanden, welche unterschiedliche Phasen eines Waschprozesses symbolisieren. Diese Symbole 14 können mittels einzelner LEDs hinterleuchtet werden.
Unterhalb der Symbole 14 befindet sich ein Anzeigebereich 15 mit vier Sieben-Segment- Anzeigen, welche zur Anzeige einer Zeitdauer bis zum Abschluss eines Waschprozesses dienen. Mittels des Anzeigebereichs 15 wird also die verbleibende Restzeit des Wasch prozesses angezeigt.
Die Scheibe 3 aus transparentem Kunststoff wird in eine Bedienblende der Waschmaschine geschweißt. Die Aufbringung der Sensorelektrode 13 auf die Scheibe 3 findet im Stand der Technik ihre Grenzen, wenn die Scheibe 3 bzw. ihre Rückseite 12 dreidimensional ausgestaltet ist bzw. wenn die Scheibe 3 konkav oder konvex ausgebildet ist. Im Stand der Technik muss hier eine Abwägung zwischen der Flexibilität und Ausgestaltung der Bedien- und Anzeigeeinrichtung 1 einerseits und der technischen Möglichkeit der Aufbringung der Sensorelektrode 13 andererseits erfolgen. Im Stand der Technik werden nämlich so genannte ITO-Schichten (Indium-Zinnoxid) verwendet. Dieses Material kann nicht auf beliebige Oberflächen aufgebracht werden, sodass eine neue Lösung gefunden werden musste, um die Sensorelektrode 13 auch auf beliebig gestaltete Scheiben 3 aufbringen zu können.
Im Ausführungsbeispiel ist die Sensorelektrode 13 aus einem transparenten und elektrisch leitfähigen Lack und/oder einem transparenten und leitfähigen Klebstoff ausgebildet. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass solche Materialien besonders einfach auf dreidimensionale Oberflächen - etwa auf gekrümmte bzw. gewölbte Scheiben 3 - aufgebracht werden können, ohne dass eine Einschränkung im Hinblick auf die Formgebung der Bedien- und Anzeigeeinrichtung 1 in Kauf genommen werden muss. Einerseits kann somit die Bedien- und Anzeigeeinrichtung 1 bzw. die Scheibe 3 beliebig geformt bzw. ausgestaltet werden; andererseits ist auch ein wirkungsvolles und zuverlässiges Aufbringen der Sensorelektrode 13 auf die Scheibe 3 ermöglicht.
Ferner beinhalten die gewählten Materialien der Sensorelektroden Nanoröhrchen aus Kohlenstoff, die so genannten „carbon nano tubes" (CNT). Solche Materialien sind abhängig von der Verteilung und/oder der Vernetzung der nanoskaligen Partikel im Material transparent und leitfähig. Unter Nanoröhrchen werden hierbei langgestreckte Kohlenstoffstrukturen verstanden, die quer zur ihrer Längsrichtung eine Größe im Bereich von wenigen Nanometern, insbesondere 1 bis 2 nm, aufweisen. Gegenüber den Rohstoffen, welche relativ teuer sind, stellen leitfähige und transparente Lacke sowie Klebstoffe, welche mit CNT, eine deutlich bessere und günstige Alternative dar. Die Erhöhung der Flexibilität der Ausgestaltung der Bedien- und Anzeigeeinrichtung 1 wird auch dadurch erreicht, dass anders als im Stand der Technik - dort werden eine Vielzahl von kleineren, nebeneinander angeordneten Sensorelektroden eingesetzt - eine einzige, große Sensorelektrode 13 eingesetzt wird, die sich im Wesentlichen über die gesamte Fläche der Anzeigeeinheit 1 1 erstreckt. Anders als im Stand der Technik ist mit einer derartigen Sensorelektrode 13 die Gefahr nicht mehr gegeben, dass ein Kurzschluss zwischen zwei benachbarten Sensorelektroden - etwa aufgrund einer komplizierten Formgebung der Scheibe 3 - entsteht. Vorliegend kann einfach die gesamte Rückseite 12 mit einer elektrisch leitenden Schicht (Sensorelektrode 13) versehen werden, ohne dass die Formgebung der Scheibe 3 aufgrund einer Vielzahl von Sensorelektroden eingeschränkt wird.
In Fig. 2 ist eine Bedien- und Anzeigeeinrichtung 1 ' einer Waschmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Bedien- und Anzeigeeinrichtung 1 ' entspricht im Wesentlichen der Bedien- und Anzeigeeinrichtung 1 gemäß Fig. 1 , sodass nachfolgend lediglich die Unterschiede dazwischen näher erläutert werden:
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist die Sensorelektrode 13' an einer flexiblen und aus Kunststoff ausgebildeten Folie 16 angebracht, welche eine ein- oder mehrlagige Folie sein kann. Die Folie 16 ist - wie die Scheibe 3' - aus einem transparenten Material ausgebildet. Die Sensorelektrode 13' kann sich beispielsweise über die gesamte Oberfläche der Folie 16 erstrecken. Die Sensorelektrode 13' ist vorzugsweise an einer Rückseite der Folie 16 angebracht, welche dem Lichtleiterteil 2' zugewandt ist. Somit kann die Sensorelektrode 13' ohne viel Aufwand mit der genannten Auswerteeinrichtung elektrisch gekoppelt werden.
Im montierten Zustand liegt die Folie 16 einerseits an der Rückseite 12' der Scheibe 3' und andererseits an der Frontseite 4' des Lichtleiterteils 2' an.
Die Scheibe 3' ist also frei von elektrisch leitfähigen Elementen. Wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist auch im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 die Sensorelektrode 13' aus einem elektrisch leitfähigen und transparenten Lack und/oder Kleber, solche welche bevorzugt CNT beinhalten, ausgebildet.
Wie bereits ausgeführt, kann die Auswerteeinrichtung eine Berührungsstelle ermitteln, an welcher die Bedienperson die Betätigungsfläche 10, 10' berührt, um einen Parameterwert aus den genannten Parameterwerten auszuwählen. Eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung der Bestimmung der Berührungsstelle ist in Fig. 3 dargestellt. Gezeigt ist die Sensorelektrode 13, 13', welche einen gewissen Ohmschen Widerstand aufweist, wie dies anhand von Widerstandssymbolen 17 angedeutet ist. Wird die Betätigungsfläche 10, 10' durch die Bedienperson berührt, so wird ein Berührungskondensator 18 gebildet, welcher einerseits durch die Sensorelektrode 13, 13' und andererseits durch einen Finger 19 der Bedienperson gebildet ist. Die rechteckige Sensorelektrode 13, 13' weist vier Ecken 20, 21 , 22, 23 auf. Jede Ecke 20 bis 23 ist mit einer Auswerteeinrichtung 24 elektrisch gekoppelt, welche mit Masse 25 (Erde) elektrisch verbunden ist. Auch die Bedienperson führt das elektrische Potential der Erde.
Die Auswerteeinrichtung beinhaltet auch Spannungserzeugungsmittel sowie Abgriffsmittel 26, welche zum Anlegen einer elektrischen Spannung an der Sensorelektrode 13, 13' sowie zum Abgreifen von elektrischen Strömen an der Sensorelektrode 13, 13' ausgebildet sind. Und zwar wird an jeder Ecke 20 bis 23 jeweils eine elektrische Spannung V bezüglich der Masse 25 angelegt. Diese elektrischen Spannungen können gleiche Spannungen oder aber Spannungen mit jeweils einer anderen Amplitude sein. Die Spannungen V können Gleichspannungen oder aber Wechselspannungen sein. Jede Ecke 20 bis 23 ist außerdem jeweils mit einem Kondensator 27, 28, 29, 30 verbunden. Andererseits können die Kondensatoren 27 bis 30 mit der Masse 25 verbunden sein.
Aufgrund des Ohmschen Widerstands der Sensorelektrode 13, 13' erübrigt sich gegebenenfalls der Einsatz von zusätzlichen Widerständen in Reihe zu den Kondensatoren 27 bis 30.
Die Auswerteeinrichtung 24 erfasst also die elektrischen Ströme an den Ecken 20 bis 23 der Sensorelektrode 13, 13'. In Abhängigkeit von diesen Strömen - etwa in Abhängigkeit von einem Verhältnis dieser Ströme - kann die Auswerteeinrichtung 24 die Berührungsstelle bestimmen. Wenn die Betätigungsfläche 10, 10' nicht berührt wird, fließt über die Sensorelektrode 13, 13' kein elektrischer Strom, und die Kondensatoren 27 bis 30 sind aufgeladen. Wird nun die Betätigungsfläche 10, 10' berührt, so wird der Berührungskondensator 18 gebildet. Es fließen Ströme von den Kondensatoren 27 bis 30 hin zum Berührungskondensator 18 und dann weiter zur Masse 25, nämlich über den Finger 19. Diese Ströme bzw. die Ladungsverschiebung in den Kondensatoren 27 bis 30 werden nun von der Auswerteeinrichtung 24 erfasst, etwa nach der so genannten Ladungstransfer-Technik. Wenn diese Ströme erfasst sind, kann die Auswerteeinrichtung 24 - etwa anhand einer Tabelle oder aber einer Formel - die Berührungsstelle ermitteln. Diese kann beispielsweise durch zwei Koordinaten definiert werden, und zwar in Längsrichtung sowie in Querrichtung der Sensorelektrode 13, 13'.
Werden an die Ecken 20 bis 23 Wechselspannungen angelegt, so kann auch vorgesehen sein, dass diese Spannungen jeweils eine andere Frequenz aufweisen. Die erfassten Ströme weisen dann unterschiedliche Signalanteile mit jeweils unterschiedlichen Frequenzen auf. Diese Ströme können dann einer Frequenzfilterung unterzogen werden, so dass die Amplitude eines jeden Signalanteils bzw. Frequenzanteils ermittelt wird. Die Berührungsstelle kann dann in Abhängigkeit von einem Verhältnis der Amplituden unterschiedlicher Frequenzanteile bestimmt werden.
Bezugszeichenliste
1 , r Bedien- und Anzeigeeinrichtung
2, 2' Lichtleiterteil
3, 3' Scheibe
4, 4' Frontseite
5, 5' Schriftfolie
6, 7, 8, 6', 7', 8' Funktionszeichen
9, 9' Frontseite
10, 10' Betätigungsfläche
1 1 , i r Anzeigeeinheit
12, 12' Rückseite
13, 13' Sensorelektrode
14, 14' Symbole
15, 15' Anzeigebereich
16 Folie
17 Widerstandssymbole
18 Berührungskondensator
19 Finger
20 bis 23 Ecken
24 Auswerteeinrichtung
25 Masse
26 Spannungserzeugungsmittel, Abgriffsmittel
27 bis 30 Kondensatoren
V Spannungen

Claims

Patentansprüche
Haushaltsgerät mit einer berührungssensitiven Bedien- und Anzeigeeinrichtung (1 , 1 '), welche eine Anzeigeeinheit (1 1 , 1 1 ') zum Anzeigen von Bedieninformationen und ein transparentes Trägerteil (3, 16) aufweist, an welchem eine kapazitive Sensorelektrode (13, 13') als Teil eines Berührungskondensators (18) angeordnet ist, welche in Überlappung mit der Anzeigeeinheit (1 1 , 1 1 ') und in Überlappung mit einer berührungssensitiven Betätigungsfläche (10, 10') der Bedien- und
Anzeigeeinrichtung (1 , 1 ') angeordnet ist, wobei die Sensorelektrode (13, 13') aus einem transparenten und elektrisch leitfähigen Lack und/oder Kleber ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lack und/oder der Kleber Nanoröhrchen aus Kohlenstoff beinhaltet.
Haushaltsgerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die
Sensorelektrode (13, 13') über einen zumindest überwiegenden, insbesondere gesamten, Erstreckungsbereich der Anzeigeeinheit (1 1 , 1 1 ') erstreckt und die Bedien- und Anzeigeeinrichtung (1 , 1 ') umfasst:
Spannungserzeugungsmittel (26) zum Anlegen einer elektrischen Spannung an der Sensorelektrode (13, 13'),
Abgriffsmittel (26) zum Abgreifen jeweils eines elektrischen Stroms an zumindest zwei Abgriffsstellen (20 bis 23) der Sensorelektrode (13, 13') und eine Auswerteeinrichtung (24), welche dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von den abgegriffenen Strömen eine Berührungsstelle zu bestimmen, an welcher eine Bedienperson die Betätigungsfläche (10, 10') über der Sensorelektrode (13, 13') berührt.
Haushaltsgerät mit einer berührungssensitiven Bedien- und Anzeigeeinrichtung (1 , 1 '), welche eine Anzeigeeinheit (1 1 , 1 1 ') zum Anzeigen von Bedieninformationen und ein transparentes Trägerteil (3, 16) aufweist, an welchem eine kapazitive Sensorelektrode (13, 13') als Teil eines Berührungskondensators (18) angeordnet ist, welche in Überlappung mit der Anzeigeeinheit (1 1 , 1 1 ') und in Überlappung mit einer berührungssensitiven Betätigungsfläche (10, 10') der Bedien- und
Anzeigeeinrichtung (1 , 1 ') angeordnet ist, wobei die Sensorelektrode (13, 13') aus einem transparenten und elektrisch leitfähigen Material ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Sensorelektrode (13, 13') über einen zumindest überwiegenden, insbesondere gesamten, Erstreckungsbereich der Anzeigeeinheit (1 1 , 1 1 ') erstreckt und die Bedien- und Anzeigeeinrichtung (1 , 1 ') umfasst:
Spannungserzeugungsmittel (26) zum Anlegen einer elektrischen Spannung an der Sensorelektrode (13, 13'),
Abgriffsmittel (26) zum Abgreifen jeweils eines elektrischen Stroms an zumindest zwei Abgriffsstellen (20 bis 23) der Sensorelektrode (13, 13') und eine Auswerteeinrichtung (24), welche dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von den abgegriffenen Strömen eine Berührungsstelle zu bestimmen, an welcher eine Bedienperson die Betätigungsfläche (10, 10') über der Sensorelektrode (13, 13') berührt.
4. Haushaltsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Sensorelektrode (13, 13') aus einem transparenten und elektrisch leitfähigen Lack und/oder Kleber ausgebildet ist, welcher Nanoröhrchen aus Kohlenstoff beinhaltet.
5. Haushaltsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Bedien- und Anzeigeeinrichtung (1 , 1 ') eine
plattenartige, transparente und elektrisch nicht leitfähige Scheibe (3, 3') umfasst, deren Frontseite (9, 9') die berührungssensitive Betätigungsfläche (10, 10') bildet.
6. Haushaltsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (3, 16) die Scheibe (3) ist, und die Sensorelektrode (13, 13') an einer Rückseite (12, 12') der Scheibe (3, 3') angeordnet ist, wobei die Scheibe (3, 3') derart bezüglich der Anzeigeeinheit (1 1 , 1 1 ') angeordnet ist, dass die Sensorelektrode (13, 13') an der Rückseite (12, 12') der Scheibe (3, 3') einerseits und an einer Frontseite (4, 4') der Anzeigeeinheit (1 1 , 1 1 ') andererseits anliegt.
7. Haushaltsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (3, 16) als eine transparente und flexible Folie (16) ausgebildet ist und die
Sensorelektrode (13, 13') an der Folie (16) angebracht ist, wobei die Folie (16) an der Anzeigeeinheit (1 1 , 1 1 ') derart angeordnet ist, dass die Folie (16) an einer Rückseite (12, 12') der Scheibe (3, 3') einerseits und an der Anzeigeeinheit (1 1 , 1 1 ') andererseits anliegt.
8. Haushaltsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgriffsmittel (26) zum Abgreifen jeweils eines elektrischen Stroms an vier unterschiedlichen Abgriffsstellen (20 bis 23) der Sensorelektrode (13, 13'), insbesondere an allen Ecken (20 bis 23) der rechteckförmigen Sensorelektrode (13, 13'), ausgebildet sind und die Auswerteeinrichtung (24) dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von den abgegriffenen Strömen die Berührungsstelle zu bestimmen.
9. Haushaltsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgriffsstellen (20 bis 23) der Sensorelektrode (13, 13') jeweils mit einem Kondensator (27 bis 30) elektrisch gekoppelt sind und der jeweilige elektrische Strom als Ladungsverschiebung an dem Kondensator (27 bis 30) aufgrund des Berührens der Betätigungsfläche (10, 10') erfassbar ist.
10. Haushaltsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (24) dazu ausgelegt ist, die Berührungsstelle in
Abhängigkeit von einem Verhältnis der abgegriffenen Ströme zu bestimmen.
1 1. Haushaltsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungserzeugungsmittel (26) zum Anlegen jeweils einer elektrischen Spannung (V) an zumindest zwei, insbesondere an vier, unterschiedlichen Stellen der Sensorelektrode (13, 13') ausgebildet sind.
12. Haushaltsgerät nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Spannungen (V) Gleichspannungen sind.
13. Haushaltsgerät nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Spannungen Wechselspannungen (V), insbesondere mit jeweils einer
unterschiedlichen Frequenz, sind.
14. Haushaltsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (1 1 , 1 1 ') umfasst: ein Lichtleiterteil (2, 2') zum Leiten von Licht, an welchem zumindest ein Funktionszeichen (6, 7, 8, 6', 7', 8') als Bedieninformation in Überlappung mit der Sensorelektrode (13, 13') angeordnet ist, und
eine Leuchteinrichtung zum Hinterleuchten des Funktionszeichens (6, 7, 8, 6', 7', 8'), wenn eine Bedienperson die berührungssensitive Betätigungsfläche (10, 10') in einem Überlappungsbereich mit dem Funktionszeichen (6, 7, 8, 6', 7', 8') berührt.
15. Haushaltsgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass an dem
Lichtleiterteil (2, 2') eine Vielzahl von Funktionszeichen (6, 7, 8, 6', 7', 8') in Überlappung mit der gemeinsamen Sensorelektrode (13, 13') angeordnet sind und durch Berühren der Betätigungsfläche (10, 10') in einem Überlappungsbereich mit einem der Funktionszeichen (6, 7, 8, 6', 7', 8') selbiges Funktionszeichen (6, 7, 8, 6', 7', 8') mittels der Leuchteinrichtung optisch hervorhebbar ist.
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