WO2022200080A1 - Verfahren zum betrieb eines tof-sensorelements, verwendung eines tof-sensorelements, sanitären einrichtung und computerprogramm - Google Patents

Verfahren zum betrieb eines tof-sensorelements, verwendung eines tof-sensorelements, sanitären einrichtung und computerprogramm Download PDF

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tof sensor
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tof
sanitary
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Krystian PRZIBYLLA
David Mainka
Heiko Schönbeck
Bastian Sobotta
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Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a ToF sensor element, use of a ToF sensor element, a sanitary facility and a computer program.
  • An electrically actuatable sanitary fitting with a presence sensor with a long reception range and another sensor with a short range is known, the presence sensor with a long range being designed to switch an electronic control unit from a sleep mode to a working mode when the presence of a user is detected . If this is the case, the short-range sensor can be operated via the control unit and, if necessary, switch the fitting.
  • ToF Time of Flight
  • the short-range sensor can be operated via a battery or an accumulator. In principle, this short-range sensor can also be integrated in the fitting. However, it is also possible for the short-range sensor to be located in the broader area of the sanitary facilities, not near the fitting but, for example, near a door or on the ceiling in the entrance area. In the event of a predetermined detection of the short-range sensor, it can switch the presence sensor from stand-by mode to operating mode. When no user is present, the presence sensor can remain in a stand-by mode and wait for a user to enter the broader area of the sanitary system. If this is the case, the user is first detected by the short-range sensor.
  • the presence sensor is then switched to the operating mode via a corresponding signal from the short-range sensor and can now detect whether the user also appears in the first room area. If this is the case again, the presence sensor can trigger a switching process with which the sanitary system is operated or at least released for operation, e.g. a flush or the water tap is switched on or released for operation so that the water starts to run or is now switched on can.
  • a switching process with which the sanitary system is operated or at least released for operation, e.g. a flush or the water tap is switched on or released for operation so that the water starts to run or is now switched on can.
  • ToF sensors for the battery application require too much energy to carry out continuous measurements.
  • a strategy is needed to reduce the energy demand.
  • a method for operating a ToF sensor element for recognizing a person in a usage area of a sanitary facility which comprises at least the following steps, contributes to this:
  • the method is used to identify a person in the usage area of the sanitary facility.
  • the sanitary facility can be, for example, a water fitting, e.g. B. in the manner of a faucet, a shower, a bathtub, etc.
  • the use area means in particular a (predetermined) surrounding area on or around the sanitary facility, when a person enters (z. B. a hand) the sa nitary Facility switched ready for use and / or (a water delivery) is activated.
  • the detection of entry of the person into this usage area is carried out automatically here with at least one ToF sensor element. It is possible for several ToF sensor elements (connected to one another as an array) to be provided. It is preferable for the detection of a person in the area of use of the sanitary facility to be provided precisely or only a single ToF sensor element.
  • the ToF sensor element enables non-contact detection of presence or measurement of distance to physical objects and people. They measure distance to a target by timing the circulation of photons as they travel from Sensor to the object or to the person and back.
  • the ToF sensor element can be constructed with vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSEL) and arrays with single-photon avalanche photodiodes (SPAD: single photon avalanche photodiode).
  • VCSEL vertical-cavity surface-emitting lasers
  • SPAD single-photon avalanche photodiode
  • the ToF sensor element can implement several, for example three, distance mode functions, for example a near, medium and short-range mode.
  • the ToF sensor element can, for example, report distance measurements with a resolution of 1 mm [millimeters] to a higher-level control unit via a digital l 2 C interface, which also serves as a control connection for the sensors.
  • the ToF sensor element is essentially one-dimensional.
  • a single ToF sensor element cannot detect the direction of a one-handed gesture; however, recognition of simple gestures is possible, e.g. B.
  • Single/double tap (hand moves down to touch the ToF sensor element) and/or single/double swipe (hand moves through the detection field of the ToF sensor element).
  • Multiple ToF sensors can be coupled together to capture gestures and movements in multiple dimensions.
  • the at least one ToF sensor element is applied on or to the sanitary facility in such a way that its detection field roughly corresponds to the predetermined area of use or at least partially covers it.
  • ToF functions and/or components at least temporarily (e.g. for sleep mode).
  • - Disable sensor element it is possible to significantly reduce the energy requirement of the ToF sensor element over a longer period of time. It is thus possible, for example, to specify for the ToF sensor element that its detection field is narrowed selectively (temporarily or after a specified time elapses).
  • individual SPADs (sensors) in the array of the ToF sensor element can be switched off using commands.
  • the proximity sensor's SPAD array contains 256 photodiodes in a 16 x 16 array
  • any square or rectangular portion of the array can be activated by such commands.
  • the detection field of the ToF sensor element is reduced and thus the range of use covered by the ToF sensor element is narrowed.
  • the sensor(s) of the ToF sensor element is/are "selectively adjustable" in particular if these individual sensors are switched off/switched off/ can be switched on and/or whose operation is possible with different control signals or currents.
  • a ToF sensor element consists of a sensor network of many individual sensors (e.g. SPAD) and a (single) transmitter diode (e.g. VCSEL, IR or laser diode).
  • At least one function of the ToF sensor element is permanently deactivated when it is arranged on the sanitary facility. For example, it would be possible to permanently switch off unnecessary functions by means of commands via the control unit, taking into account the surrounding situation and/or the probable intensity of use when installing the ToF sensor element. This enables long-term, energy-saving operation of the ToF sensor element (in sleep and wake mode).
  • the "distance measurement” function which is deactivated in this way at least temporarily (in particular during sleep mode), is viewed as a savings potential. Consequently, it is not possible with this deactivated function to determine/calculate the distance to the ToF sensor element.
  • a further possibility of saving energy is that at least the number of activated sensors is or will be set differently.
  • the operation of the at least one transmitting diode is adjusted by means of current duration, current intensity and/or pulse pattern such that it can maintain its (reduced) functionality over a specified period of time with a lower energy requirement.
  • a current state of charge of a battery of the ToF sensor element can be taken into account. This applies in particular if the ToF sensor element is supplied with electrical energy exclusively via a battery. If the state of charge exceeds a first threshold value, at least one other function can be activated. If the state of charge falls below a second threshold value, at least one further function can be deactivated, it being possible for the second threshold value to deviate from the first threshold value.
  • a reduced range of functions of the ToF sensor element be provided in a sleep mode and a full range of functions of the ToF sensor element be provided in a wakeful mode.
  • a ToF sensor element with at least one selectively adjustable sensor for the energy-efficient detection of a person in a usage area of a sanitary facility.
  • a use is proposed that detects a person in a usage area of a sanitary facility exclusively with a single or multiple ToF sensor element(s).
  • a sanitary facility with a usage area wherein the usage area is monitored by at least one ToF sensor element with at least one sensor.
  • the sensor can be operated selectively by means of a control unit, the ToF sensor element being connected (exclusively) to (at least) one battery.
  • the sanitary facility can be set up in such a way that it carries out the method proposed here. It is possible for the method proposed here to be carried out with the sanitary facility disclosed here.
  • Another aspect relates to a computer program that includes instructions that cause the sanitary facility to perform the method steps specified here.
  • the explanations for the further aspects of the invention can be fully referred to.
  • ToF sensor element is particularly useful for detecting people in a washbasin, urinal or toilet. Because of the energy problem, solutions have been given that allow battery operation.
  • Fig. 1 a sanitary facility with a ToF sensor element
  • FIG. 1 shows a sanitary facility 3 with a single ToF sensor element 1.
  • the sanitary facility 3 is designed in the manner of a sanitary fitting which, for example, can discharge water into a washbasin positioned in front of it.
  • the ToF sensor element 1 is arranged in such a way that it can monitor a predetermined area of use 2 of the sanitary facility 3 and in particular detects when a person (or an object) enters the area of use 3 .
  • the sanitary facility 3 with a ToF sensor element 1 (exclusively) with a battery 7 is operated.
  • the ToF sensor element 1 serves to illustrate a possible structure of a ToF sensor element 1, which is suitable for carrying out the method proposed here.
  • the ToF sensor element 1 has, for example, a housing with an interior that is partially delimited by a transparent pane 9 .
  • sensors 4, 5 eg SPAD
  • a (single) transmitter diode 12 eg VCSEL, IR or laser diode
  • the light emitted by the transmitting diode 12 can reflect on various boundary surfaces (eg the pane 9) and/or on the object 8 located in the detection area outside of the ToF sensor element 1.
  • the reflected beams can be detected with a number of sensors, with z . B.
  • first sensors 4 are arranged further away from the transmitting diode 12 than second sensors 5.
  • the number or position of the sensors 4, 5 used can be selected and/or the current duration, current intensity and/or possibly pulse pattern of the transmitting diode 12 can be adjusted .
  • individual functions F1, F2 or measurements

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines ToF-Sensorelements (1) zur Erkennung einer Person in einem Nutzungsbereich (2) einer sanitären Einrichtung (3), zumindest umfassend die folgenden Schritte:- Bereitstellen eines ToF-Sensorelements (1) mit mindestens einem Sensor (4, 5) und mindestens einer Sendediode (12), der mittels einer Kontrolleinheit (6) betreibbar ist, - Selektives Betreiben des mindestens einen Sensors (4, 5) oder der mindestens einen Sendediode (12), wobei nicht erforderliche Funktionen des ToF-Sensorelements (1) deaktiviert oder reduziert werden. Weiterhin wird eine Verwendung eines ToF-Sensorelements, eine sanitäre Einrichtung und ein Computerprogramm angegeben.

Description

Verfahren zum Betrieb eines ToF-Sensorelements, Verwendung eines ToF-Sensorele- ments, Sanitären Einrichtung und Computerprogramm
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines ToF-Sensorelements, eine Verwendung eines ToF-Sensorelements, eine Sanitären Einrichtung und ein Compu terprogramm.
Es ist eine elektrisch betätigbare Sanitärarmatur mit einem Anwesenheitssensor großer Empfangsreichweite und einem weiteren Sensor mit kurzer Reichweite bekannt, wobei der Anwesenheitssensor mit langer Reichweite dazu ausgebildet ist, eine elektronische Steuer einheit von einem Schlafmodus in einen Arbeitsmodus überzuführen, wenn die Anwesen heit eines Benutzers detektiert wird. Ist dies der Fall, kann der kurzreichweitige Sensor über die Steuereinheit betrieben werden und ggf. die Armatur schalten.
Gerade dann, wenn ein kurzreichweitiger Sensor, beispielsweise ein so genannterToF-Sen- sor (ToF = Time of Flight), etwa in einer Armatur verbaut wird, ist es oftmals gewünscht, dass dieser nicht mit dem Stromnetz verbunden, sondern durch eine Batterie oder einen Akkumulator betrieben wird. Da diese jedoch nur eine begrenzte Lebensdauer hat bzw. nach einiger Zeit wieder aufgeladen werden muss, ist es wünschenswert und vorteilhaft, den Stromverbrauch möglichst gering zu halten, damit nicht allzu häufig ein Austausch an der Armatur vorgenommen werden muss.
Denkbar ist es grundsätzlich auch, dass der kurzreichweitige Sensor über eine Batterie oder einen Akkumulator betrieben wird. Dieser kurzreichweitige Sensor kann grundsätzlich auch in der Armatur integriert sein. Es ist aber auch möglich, dass der kurzreichweitige Sensor im weiter gefassten Bereich der sanitären Anlagen, nicht in der Nähe der Armatur, sondern bspw. in der Nähe einer Tür oder an der Decke im Eingangsbereich angeordnet ist. Bei einer vorbestimmten Detektion des kurzreichweitigen Sensors kann dieser den Anwe senheitssensor vom Stand-by-Modus in den Betriebsmodus schalten. Der Anwesenheits sensor kann also dann, wenn kein Benutzer zugegen ist, in einem Stand-by-Modus verhar ren und darauf warten, bis ein Benutzer in den weiter gefassten Bereich der sanitären An lage gelangt. Ist dies der Fall, wird der Benutzer zunächst vom kurzreichweitigen Sensor detektiert. Über ein entsprechendes Signal des kurzreichweitigen Sensors wird sodann der Anwesenheitssensor in den Betriebsmodus übergeführt und kann nun detektieren, ob der Benutzer ebenfalls im ersten Raumbereich erscheint. Ist dies wiederum der Fall, kann der Anwesenheitssensor einen Schaltvorgang auslösen, mit dem die sanitäre Anlage betrieben oder zumindest zum Betrieb freigegeben wird, bspw. eine Spülung oder der Wasserhahn angeschaltet oder zur Bedienung freigegeben wird, sodass das Wasser zu laufen beginnt oder nun eingeschaltet werden kann.
ToF-Sensoren benötigen für die Batterieanwendung jedoch zu viel Energie, um kontinuier lich Messungen durchzuführen. Somit wird eine Strategie benötigt, um den Energiebedarf zu reduzieren.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme wenigstens teilweise zu lösen. Insbesondere soll eine technisch einfachere Lösung angegeben werden, die energieeffizient und sicher eine Überwachung und/oder Bedienung einer sanitären Einrichtung ermöglicht.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren, einer Verwendung, einer sanitären Einrichtung und einem Computerprogramm gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Vor teilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die in den An sprüchen angeführten Merkmale sind in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können ggf. mit Merkmalen der Beschreibung weiter präzisiert werden. Die Beschreibung, insbesondere mit Bezug auf die Figuren, veranschaulicht die Erfindung und gibt weitere Ausführungsbeispiele an.
Hierzu trägt ein Verfahren zum Betrieb eines ToF-Sensorelements zur Erkennung einer Per son in einem Nutzungsbereich einer sanitären Einrichtung bei, das zumindest die folgen den Schritte umfasst:
- Bereitstellen eines ToF-Sensorelements mit mindestens einem Sensor und mindes tens einer Sendediode , der mittels einer Kontrolleinheit betreibbar ist,
- Selektives Betreiben des mindestens einen Sensors oder der mindestens einen Sen dediode, wobei nicht erforderliche Funktionen des ToF-Sensorelements deaktiviert oder reduziert werden.
Das Verfahren dient zur Erkennung einer Person im Nutzungsbereich der sanitären Einrich tung. Bei der sanitären Einrichtung kann es sich beispielsweise um eine Wasserarmatur handeln, z. B. nach Art eines Wasserhahns, einer Dusche, einer Badewanne, etc. Der Nut zungsbereich meint damit insbesondere einen (vorbestimmten) Umgebungsbereich an bzw. um die sanitäre Einrichtung, bei deren Eintritt einer Person (z. B. einer Hand) die sa nitäre Einrichtung einsatzbereit geschaltet und/oder (eine Wasserabgabe) aktiviert wird.
Das Erkennen eines Eintritts der Person in diesen Nutzungsbereich wird hier mit mindes tens einem ToF-Sensorelement automatisch ausgeführt. Es ist möglich, dass mehrere ToF- Sensorelemente (als Array miteinander verschaltet) vorgesehen sind. Bevorzugt ist, dass für die Erkennung einer Person im Nutzungsbereich der sanitären Einrichtung genau bzw. nur ein einzelnes ToF-Sensorelement bereitgestellt ist.
Das ToF-Sensorelement ermöglicht das berührungslose Erfassen der Präsenz bzw. das Mes sen der Entfernung zu physischen Objekten und Personen. Sie messen die Entfernung zu einem Zielobjekt durch zeitliche Erfassung des Umlaufs von Photonen auf ihrem Weg vom Sensor zum Objekt bzw. zur Person und zurück. Das ToF-Sensorelement kann mit oberflä chenemittierenden Lasern mit vertikaler Kavität (VCSEL: Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser) und Arrays mit Einzelphotonen-Avalanche-Fotodioden (SPAD: Single Photon Avalan- che Photodiode) ausgeführt sein. Das ToF-Sensorelement kann mehrere, beispielsweise drei, Abstandsmodus-Funktionen realisieren, zum Beispiel einen Nah-, Mittel- und Kurzbe reichsmodus. Das ToF-Sensorelement kann beispielsweise Entfernungsmessungen mit ei ner Auflösung von 1 mm [Millimeter] über eine digitale l2C-Schnittstelle, die auch als Steu eranschluss der Sensoren dient, an eine übergeordnete Kontrolleinheit melden.
Das ToF-Sensorelement ist im Wesentlichen eindimensional. Ein einzelnes ToF-Sensorele- ment kann die Richtung einer Einhand-Geste nicht erkennen; die Erkennung von einfachen Gesten ist jedoch möglich, wie z. B. einfaches/doppeltes Tippen (Hand bewegt sich nach unten, um das ToF-Sensorelement zu berühren) und/oder einfaches/doppeltes Wischen (Hand bewegt sich durch das Erfassungsfeld des ToF-Sensorelements). Um Gesten und Be wegungen in mehreren Dimensionen zu erfassen, können mehrere ToF-Sensoren miteinan der gekoppelt werden.
Das mindestens eine ToF-Sensorelement ist so an bzw. zu der sanitären Einrichtung appli ziert, dass dessen Erfassungsfeld in etwa mit dem vorbestimmten Nutzungsbereich über einstimmt bzw. dieses zumindest teilweise überdeckt.
Da eine sanitäre Einrichtung oft nur gelegentlich oder sporadisch genutzt wird und eine vollständige Überwachung mit einem solchen ToF-Sensorelement einen ggf. unerwünscht hohen Energieverbrauch zur Folge hat, wird hier vorgeschlagen, zumindest zeitweise (wie beispielsweise für einen Schlafbetrieb) Funktionen und/oder Bauteilkomponenten desToF- Sensorelements zu deaktivieren. Derart ist möglich, den Energiebedarf des ToF-Sensorele- ments über längere Zeit deutlich zu reduzieren. So ist es beispielsweise möglich, dem ToF-Sensorelement vorzugeben, dass sein Erfas sungsfeld (zeitweise, bzw. nach einem vergebenen Zeitablauf) selektiv verengt wird. Hier für können beispielsweise mithilfe von Befehlen einzelne SPADs (Sensoren) im Array des ToF-Sensorelements abgeschaltet werden. Umfasst der SPAD-Array des Näherungssensors beispielsweise 256 Fotodioden in einem 16-x-16-Array, so kann jeder quadratische oder rechteckige Teil des Arrays (ggf. jedoch mindestens 4-x-4-Array) durch derartige Befehle aktiviert werden. Durch die Reduzierung der Anzahl aktiver Sensoren wird das Erfassungs feld des ToF-Sensorelements reduziert und damit der vom ToF-Sensorelement erfasste Nutzungsbereich verengt.
„Selektiv einstellbar" ist der bzw. sind die Sensoren des ToF-Sensorelements insbesondere, wenn diese mittels Befehle über die Kontrolleinheit (ggf. über eine entsprechend vorinstal lierte Software, z.B. mit einer externen Datenabfrage und/oder einem externen Schalter) einzelne Sensoren abgeschaltet/angeschaltet werden können und/oder deren Betrieb mit unterschiedlichen Ansteuerungssignalen bzw. - strömen ermöglicht ist.
Mit anderen Worten bedeutet das ggf., dass nur noch dann eine (vollumfängliche) ToF- Messung durchgeführt wird, wenn sich ein Objekt bzw. eine Person im Erfassungsbereich befindet. Die (erste bzw. initiale) Erkennung, ob sich etwas im Erfassungsbereich befindet, erfolgt mit einem Verfahren, das sehr wenig Energie benötigt. Dies kann durch das selbe ToF-Sensorelement erfolgen, welches schließlich auch für die (vollumfängliche) ToF-Mes- sung verwendet wird. In der Regel besteht ein ToF-Sensorelement aus einem Sensorver bund vieler Einzelsensoren (z.B. SPAD) und einer (einzelnen) Sendediode (z.B. VCSEL, IR- oder Laserdiode). Dadurch, dass man z.B. die Menge der genutzten Einzelsensoren wählen kann und/oder die Stromdauer, Stromstärke und/oder ggf. Pulsmuster der Sendediode (von extern) einstellen kann, können nur einzelne Funktionen (Messungen) ausgeführt werden, was jedoch einen energieärmeren Betrieb ermöglicht. Folglich kann mit wenig Energie zunächst erkannt werden, ob sich etwas im Erfassungsbereich befindet (z. B. wäh rend des Schlafbetriebs), die Bewegung selbst kann dann nach Aktivierung weiterer Bau teilkomponenten und/oder Messverfahren (Funktionen) durchgeführt werden (im Wach betrieb).
Es ist möglich, dass mindestens eine Funktion des ToF-Sensorelements bei der Anordnung an der sanitären Einrichtung dauerhaft deaktiviert wird. So wäre es beispielsweise möglich, unter Berücksichtigung der Umgebungssituation und/oder der voraussichtlichen Nutzungs intensität bei der Installation des ToF-Sensorelement mittels Befehle über die Kontrollein- heit dauerhaft nicht erforderliche Funktionen abzuschalten. Damit ist ein dauerhaft ener giesparsamer Betrieb des ToF-Sensorelements (im Schlaf- und Wachbetrieb) ermöglicht.
Als ein Einsparpotential wird die Funktion „Entfernungsmessung" angesehen, die derart zumindest zeitweise (insbesondere während des Schlafbetriebs) deaktiviert ist. Folglich ist es mit dieser deaktivierten Funktion nicht möglich, die Entfernung hin zum ToF-Sensorele- ment zu ermitteln/berechnen.
Eine weitere Möglichkeit der Energieeinsparung wird darin gesehen, dass zumindest die Anzahl der aktivierten Sensoren unterschiedlich eingestellt ist bzw. eingestellt wird.
Noch eine weitere Möglichkeit ergibt sich, wenn der Betrieb der mindestens einen Sende diode mittels Stromdauer, Stromstärke und/oder Pulsmuster so eingestellt wird, dass diese mit einem geringeren Energiebedarf ihre (reduzierte) Funktionalität über einen vorgegebe nen Zeitraum aufrechterhalten kann. Hinsichtlich des Umfangs der selektiv aktivierten bzw. deaktivierten Funktionen (und/oder Sensoren) des ToF-Sensorelements kann ein aktueller Ladezustand einer Batterie des ToF- Sensorelements berücksichtigt werden. Dies gilt insbesondere, wenn das ToF-Sensorele- ment ausschließlich über eine Batterie mit elektrischer Energie versorgt wird. Überschrei tet der Ladezustand einen ersten Schwellwert, kann mindestens eine weitere Funktion ak tiviert werden. Unterschreitet der Ladezustand einen zweiten Schwellwert, kann mindes tens eine weitere Funktion deaktiviert werden, wobei der zweite Schwellwert von dem ers ten Schwellwert abweichen kann.
Insbesondere wird vorgeschlagen, dass in einem Schlafbetrieb des ToF-Sensorelements ein reduzierter Funktionsumfang und in einem Wachbetrieb ein vollständiger Funktionsum fang des ToF-Sensorelements bereitgestellt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Verwendung eines ToF-Sensorelements mit min destens einem, selektiv einstellbaren Sensor zur energieeffizienten Erkennung einer Person in einem Nutzungsbereich einer sanitären Einrichtung vorgeschlagen. Insbesondere wird eine Verwendung vorgeschlagen, die eine Erkennung einer Person in einem Nutzungsbe reich einer sanitären Einrichtung ausschließlich mit einem einzelnen oder mehreren ToF- Sensorelement(en) ausführt. Zur weiteren Charakterisierung der Verwendung kann voll umfänglich auf die Erläuterungen zu den weiteren Aspekten der Erfindung zurückgegriffen werden.
Noch einem weiteren Aspekt der Erfindung folgend wird eine sanitäre Einrichtung mit ei nem Nutzungsbereich vorgeschlagen, wobei der Nutzungsbereich von mindestens einem ToF-Sensorelement mit mindestens einem Sensor überwacht wird. Dabei ist der Sensor mittels einer Kontrolleinheit selektiv betreibbar, wobei das ToF-Sensorelement (aus schließlich) mit (mindestens) einer Batterie verbunden ist. Zur weiteren Charakterisierung der sanitären Einrichtung kann vollumfänglich auf die Erläuterungen zu den weiteren As pekten der Erfindung zurückgegriffen werden. Die sanitäre Einrichtung kann so eingerich tet sein, dass diese das hier vorgeschlagene Verfahren ausführt. Es ist möglich, dass das hier vorgeschlagene Verfahren mit der hier offenbarten sanitären Einrichtung ausgeführt wird.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Computerprogramm, das Befehle umfasst, die bewirken, dass die sanitäre Einrichtung die hier angegebenen Verfahrensschritte ausführt. Zur weite ren Charakterisierung des Computerprogramms kann vollumfänglich auf die Erläuterungen zu den weiteren Aspekten der Erfindung zurückgegriffen werden.
Die Verwendung eines ToF-Sensorelements bietet sich insbesondere zur Personendetek tion bei einem Waschtisch, einem Urinal odereinem WC an. Aufgrund des Energieproblems wurden Lösungen angegeben, die einen Batteriebetrieb ermöglichen.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführ ten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sach verhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorlie genden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figu ren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zei gen:
Fig. 1: eine sanitäre Einrichtung mit einem ToF-Sensorelement, und
Fig.2 eine Illustration zu einem ToF-Sensorelement. Fig. 1 zeigt eine sanitäre Einrichtung 3 mit einem einzelnen ToF-Sensorelement 1. Hierbei ist die sanitäre Einrichtung 3 nach Art einer Sanitärarmatur ausgeführt, die beispielsweise Wasser in ein davor positioniertes Waschbecken abgeben kann. Das ToF-Sensorelement 1 ist so angeordnet, dass dieses einen vorgegebenen Nutzungsbereich 2 der sanitären Ein richtung 3 überwachen kann und insbesondere erkennt, wenn eine Person (bzw. ein Ob jekt) in den Nutzungsbereich 3 eindringt. Im dargestellten Beispiel der Fig. 1 wird die sani täre Einrichtung 3 mit einem ToF-Sensorelement 1 (ausschließlich) mit einer Batterie 7 be trieben.
Fig. 2 dient der Veranschaulichung eines möglichen Aufbaus eines ToF-Sensorelements 1, welches geeignet ist zur Durchführung des hier vorgeschlagenen Verfahrens. Das ToF-Sen- sorelement 1 weist beispielsweise ein Gehäuse mit einem Innenraum auf, der teilweise von einer transparenten Scheibe 9 begrenzt ist. Im Innenraum sind mehrere Sensoren 4, 5 (z.B. SPAD) und eine (einzelnen) Sendediode 12 (z.B. VCSEL, IR- oder Laserdiode) untergebracht. Das von der Sendediode 12 ausgesendete Licht kann an diversen Grenzflächen (z.B. der Scheibe 9) reflektieren und/oder an dem im Erfassungsbereich außerhalb des ToF-Senso- relements 1 befindlichem Objekt 8. Die reflektierten Strahlen können mit mehreren Senso ren erfasst werden, wobei z. B. erste Sensoren 4 weiter von der Sendediode 12 entfernt angeordnet sind als zweite Sensoren 5. Die Anzahl bzw. Lage der genutzten Sensoren 4, 5 ist wählbar und/oder die Stromdauer, Stromstärke und/oder ggf. Pulsmuster der Sendedi ode 12 ist einstellbar. Derart können über die ggf. auch nur mittels einer Batterie 7 mit Energie versorgte Kontrolleinheit 6 einzelne Funktionen (Fl, F2 bzw. Messungen) bedarfs gerecht ausgeführt oder deaktiviert werden, was einen energieärmeren Betrieb ermög licht. Folglich wurde hier eine Lösung angegeben, die mit Bezug auf den Stand der Technik ge schilderten Probleme wenigstens teilweise löst. Insbesondere wurde eine technisch einfa chere Lösung angegeben, die energieeffizient und sicher eine Überwachung und/oder Be dienung einer sanitären Einrichtung ermöglicht.
Bezugszeichenliste
1 ToF-Sensorelement
2 Nutzungsbereich 3 sanitäre Einrichtung
4 erster Sensor
5 zweiter Sensor
6 Kontrolleinheit
7 Batterie 8 Objekt
9 Scheibe
10 Sender
11 Ansteuerleitung
12 Sendediode

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betrieb eines ToF-Sensorelements (1) zur Erkennung einer Person in einem Nutzungsbereich (2) einer sanitären Einrichtung (3), zumindest umfassend die folgenden Schritte:
- Bereitstellen eines ToF-Sensorelements (1) mit mindestens einem Sensor (4, 5) und mindestens einer Sendediode (12), der mittels einer Kontrolleinheit (6) betreibbar ist,
- Selektives Betreiben des mindestens einen Sensors (4, 5) oder der mindestens einen Sendediode (12), wobei nicht erforderliche Funktionen des ToF-Sensorelements (1) deaktiviert oder reduziert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mindestens eine Funktion des ToF-Sensorele- ments (1) bei der Anordnung an der sanitären Einrichtung (3) dauerhaft deaktiviert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Entfernungsmessung deaktiviert wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest die Anzahl der aktivierten Sensoren (4, 5) eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Betrieb der Sen dediode (12) mittels Stromdauer, Stromstärke oder Pulsmuster eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein aktueller Ladezu stand einer Batterie (7) des ToF-Sensorelements (1) berücksichtigt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in einem Schlafbetrieb ein reduzierter Funktionsumfang und in einem Wachbetrieb ein vollständiger Funkti onsumfang des ToF-Sensorelements (1) bereitgestellt wird.
8. Verwendung eines ToF-Sensorelements (1) mit mindestens einem, selektiv einstellba ren Sensor (4, 5) zur energieeffizienten Erkennung einer Person in einem Nutzungsbe reich (2) einer sanitären Einrichtung (3).
9. Sanitäre Einrichtung (3) mit einem Nutzungsbereich (2), der von mindestens einem ToF-Sensorelement (1) mit mindestens einem Sensor (4, 5), der mittels einer Kontrol- leinheit (6) selektiv betreibbar sind, überwachbar ist, wobei das ToF-Sensorelement (1) mit einer Batterie (7) verbunden ist.
10. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass die Sanitäre Einrich tung (3) des Anspruchs 9 die Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aus führt.
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