УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИБОР С ТАКИМ УСТРОЙСТВОМ Российский патент 2018 года по МПК A47J31/52 

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству управления для электрического прибора и к электрическому прибору с таким устройством управления.

Уровень техники

Устройство управления для кофе-машины в качестве электрического прибора известно, например, из патентного документа ЕР 2111779 А1, при этом устройство управления содержит индикаторную панель и сенсорные элементы управления.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание упомянутого устройства управления для электрического прибора, а также создание электрического прибора, которые обеспечивают устранение недостатков известных решений уровня техники и в которых обеспечивается простой и энергетически эффективный способ отображения информации для пользователя, предпочтительно с помощью подробных и цветных иконок, а также создание способа управления прибором.

Решение поставленной задачи достигается в устройстве управления, обладающем признаками по пункту 1, и в электрическом приборе, обладающем признаками по пункту 15 формулы изобретения. Имеющие преимущества и предпочтительные примеры осуществления изобретения являются предметом других пунктов формулы изобретения и будут подробно описаны далее. Некоторые технические особенности будут описаны только для устройства управления или только для электрического прибора. Однако независимо от этого они применимы как в устройстве управления, так и в электрическом приборе независимым образом. Формулировка пунктов формулы изобретения включена в описание посредством прямых ссылок.

Устройство управления содержит дисплей или, соответственно, дисплейную панель для пользователя, где может отображаться информация или иконки, так что пользователь может видеть или считывать их. Кроме того или альтернативно пользователь может управлять электрическим прибором с помощью элементов управления, имеющихся соответственно на дисплейной панели или на устройстве управления. Дисплейная панель содержит жидкокристаллический дисплей (в дальнейшем - ЖК-дисплей), покрывающий по существу всю площадь дисплейной панели, причем предпочтительно ЖК-дисплей занимает большую часть дисплейной панели. ЖК-дисплей содержит несколько отдельных активных зон, что означает, что они могут быть активизированы или выключены таким же образом, как обычный ЖК-дисплей. Предпочтительно эти зоны имеют простую базовую геометрическую форму, например, прямоугольную или квадратную. Эти отдельные активные зоны предпочтительно могут занимать большую часть площади ЖК-дисплея.

Согласно изобретению за ЖК-дисплеем расположен прозрачный плоский материал, предпочтительно в виде прозрачной пленки, имеющий несколько отдельных изображений, иконок или символов на одной из своих поверхностей. Этот прозрачный плоский материал является носителем изображений для дисплейной панели. Предпочтительно изображения, иконки или символы нанесены только на одну из его поверхностей, в частности, на верхнюю поверхность. За прозрачным носителем изображений расположено устройство подсветки для пропуска света или освещения через носитель изображений и через ЖК-дисплей. Предпочтительно это устройство подсветки является обычным устройством подсветки, которое может постоянно использоваться для ЖК-дисплеев, поскольку они не имеют собственного светового источника.

При этом обеспечивается возможность выполнения дисплейной панели и особенно ЖК-дисплея таким образом, что посредством активизации и выключения несколько активных зон ЖК-дисплея становятся либо прозрачными, либо черными и непрозрачными. В прозрачном состоянии имеющиеся на носителе изображений изображения, иконки или символы освещаются сзади устройством подсветки и становятся видимыми подсвеченным образом, что обеспечивает очень четкий, яркий и подробный вид. Предпочтительно отдельные активные зоны ЖК-дисплея соответствуют по размеру изображениям, иконкам или символам, например, таким образом, что каждое изображение, иконка или символ имеет собственную активную зону, так что они могут быть либо закрыты зоной, либо открыты.

Таким образом, изобретение обеспечивает создание устройства управления с дисплейной панелью, в которой могут использоваться очень подробные изображения, иконки или символы с высоким разрешением и даже в любом ярком цвете. Однако при этом нет необходимости в дорогостоящем и энергоемком активном дисплее, таком как дисплеи с активной матрицей или даже светодиодные дисплеи.

Предпочтительно активные зоны ЖК-дисплея расположены в определенной конфигурации. Конфигурация может представлять собой поле конфигурации с несколькими зонами конфигурации. Зоны конфигурации могут иметь любые произвольные размер или формы, определяющие активные зоны. Однако для более легкого разделения активных зон, а также изображений, иконок или символов на носителе изображений они могут иметь некий средний размер повторяющейся конфигурации. Некоторые из активных зон могут соответствовать одной такой зоне конфигурации. Другие активные зоны могут соответствовать размеру и форме нескольких таких зон конфигурации, например, от двух до пяти зон конфигурации.

Более предпочтительным образом ЖК-дисплей является обычным ЖК-дисплеем с разрешением, по меньшей мере, пятьдесят или сто пикселей по горизонтали и вертикали, - например, с разрешением 50X50 пикселей или выше, возможно даже с высоким или сверхвысоким разрешением по стандарту VGA или SVGA для мониторов. Это обеспечивает возможность опции для отображения другой информации или символов помимо изображений на плоском материале или пленке, например, указания мощности или времени для функционирования таймера. Это соответствует обычной функции ЖК-дисплея, тогда как функция по закрытию или открытию изображений на плоском материале или пленке является скорее функцией оптического затвора. Даже в том месте, где должны быть расположены упомянутые активные зоны, ЖК-дисплей имеет множество отдельных пикселей на одну такую активную зону. Однако они скомбинированы для функционирования в качестве одной зоны и активизируются или выключаются совместно. Использование стандартных ЖК-дисплеев обеспечивает более высокую экономическую эффективность, а их управление может осуществляться с помощью стандартных решений программного и технического обеспечения.

В следующем примере осуществления изобретения устройство подсветки обеспечивает равномерный и однородный эффект освещения на площади поверхности. Это соответствует обычным устройствам подсветки, известным специалисту в области подсвеченных устройств с ЖК-дисплеем. Однако, поскольку очевидно, что большая часть изображений, иконок и символов не будет отображаться одновременно или, соответственно, только меньшая часть дисплейной панели будет использоваться одновременно и будет для этого подсвечена сзади, устройство подсветки также может быть разделено на несколько полей, соответствующих активным зонам ЖК-дисплея, или, еще лучше, соответствующих каждому изображению, иконке или символу носителя изображений. При этом подсвечивается сзади только отображаемое изображение, иконка или символ, что дает экономию энергии. Тем не менее покрытие остальной части носителя изображений черным или непрозрачным ЖК-дисплеем дает преимущества, так как обычно такое устройство подсветки содержит на своей поверхности средства рассеивания света, что обеспечивает эффект равномерного распределения освещения и не допускает создания строго определенного светового поля.

В предпочтительном примере осуществления изобретения устройство подсветки снабжено светодиодными и рассеивающими свет средствами, расположенными над светодиодами. Предпочтительно может использоваться стандартное устройство подсветки для ЖК-дисплеев.

В принципе можно использовать в качестве ЖК-дисплея так называемый ЖК-дисплей позитивного изображения, то есть дисплей, прозрачный в неактивном состоянии не под напряжением возбуждения. При этом изображение, иконка или символ на носителе изображений при подсветке сзади видны пользователю. ЖК-дисплей активен только в активных зонах, подключенных к напряжению возбуждения, что означает, что активные зоны становятся черными, а изображения, иконки или символы под ними закрыты и не видны.

В предпочтительном примере осуществления изобретения ЖК-дисплей является ЖК-дисплеем негативного изображения, что означает, что его активные зоны или весь ЖК-дисплей являются черными и непрозрачными в неактивном состоянии без напряжения возбуждения. В результате в неактивном состоянии ЖК-дисплея носитель изображений закрыт и не виден, что очевидно весьма эффективно в энергетическом аспекте. Только когда какие-то активные зоны активизируются напряжением возбуждения, они становятся прозрачными, так что изображения, иконки или символы под ними становятся видными, что в значительной мере улучшается с помощью устройства подсветки. В результате энергия требуется только для того, чтобы сделать эти активные зоны прозрачными, что сделает видными находящиеся под ними изображения, иконки или символы. Кроме того, если устройство подсветки может активизироваться частично, например, в соответствии с упомянутой выше конфигурацией или изображениями, иконками или символами носителя изображений, совместно с активизацией активной зоны ЖК-дисплея может быть включена эта часть устройства подсветки. Это обеспечивает дополнительное снижение энергопотребления даже в состоянии отображения.

В следующем примере осуществления изобретения носитель изображений может покрывать только часть ЖК-дисплея, которая может быть его большей частью, например, 69% или 80%. Остальная часть ЖК-дисплея снабжена обычными символами ЖК-дисплея, подсвечиваемыми устройством подсветки. Это дает возможность более гибкого отображения информации, которая не может обеспечиваться изображениями, иконками или символами фиксированным образом. Так например, различные уровни мощности или установка таймера могут удобно отображаться такими символами ЖК-дисплея, возможно в виде так называемых семисегментных индикаторов. Это может быть реализовано как при ЖК-дисплее позитивного изображения, так и при ЖК-дисплее негативного изображения, упоминавшихся выше.

В следующем примере осуществления изобретения емкостные сенсорные элементы в качестве элементов управления могут быть предусмотрены на дисплейной панели. В принципе это известно, например, из упомянутого выше патентного документа ЕР 2111779 А1. Такие емкостные сенсорные элементы предпочтительно изготовлены из прозрачного и электропроводного материала, например, из индиевого тиноксидного материала (ITO). Они могут быть нанесены печатью или укреплены на ЖК-дисплее. Это может быть сделано непосредственно на ЖК-дисплее, например, на его верхней стороне, или соответственно на его верхнем защитном стеклянном листе. Кроме того, может быть предусмотрена дополнительная защитная крышка поверх ЖК-дисплея, например, изготовленная из стекла или из оргстекла, причем крышка может быть частью электрического прибора. В этом случае емкостные сенсорные элементы для сенсорных включателей могут быть расположены также на нижней стороне такой защитной крышки. Они могут быть нанесены печатью непосредственно на нижнюю сторону или нанесены другим образом при использовании упомянутого электропроводного и прозрачного материала. Альтернативно емкостные сенсорные элементы могут быть расположены на пленочном или подобном носителе, который затем закрепляется на нижней стороне крышки или альтернативно на верхней стороне ЖК-дисплея, например, с помощью клея. Такой пленочный носитель предпочтительно может быть также снабжен контактными прокладками и контактными путями к сенсорным элементам, предпочтительно выполненными из того же материала, что обеспечивает возможность электрического подсоединения к системе управления, предпочтительно к системе устройства управления.

Емкостные сенсорные элементы или тактильные датчики могут иметь размеры одной из активных зон или изображений на плоском материале или пленке. Предпочтительно они предусмотрены в виде матрицы по существу одинаковыми по размерам и распределению. Это обеспечивает возможность иметь их повсюду по всему ЖК-дисплею и во многих возможных конфигурациях. Это также обеспечивает опцию применения обычных и часто используемых сенсорных включателей, что эффективно в отношении стоимости, а их управление может осуществляться с помощью стандартных решений программного и технического обеспечения.

Электрический прибор, в который может быть встроено такое устройство управления, в принципе может быть любым электрическим прибором. При этом устройство управления по изобретению предпочтительно расположено так же, как обычные устройства управления.

Предпочтительным образом электрический прибор относится к тому виду приборов, которые могут иметь дисплейную панель с несколькими различными опциями, пригодными для отображения изображений, иконок или символов. Предпочтительными примерами такого электрического прибора являются торговый автомат или кофе-машина, альтернативно это может быть прибор для приготовления пищи, такой как печь, пароварка или варочная поверхность, электрическая или газовая. Другими предпочтительными примерами являются стиральные машины, посудомоечные машины и холодильники.

Эти и другие особенности изобретения определяются не только пунктами формулы изобретения, но также описанием и чертежами, причем индивидуальные особенности в каждом случае могут быть реализованы в примере осуществления изобретения по отдельности или в комбинациях, а также в других областях и могут представлять обладающие преимуществами, сами по себе охраноспособные примеры осуществления, в пределах защиты настоящего изобретения. Подразделение заявки на отдельные разделы, а также их заголовки не ограничивают общей юридической силы сделанных в них утверждений.

Краткий перечень чертежей

Примеры осуществления изобретения схематично показаны на чертежах и будут подробно пояснены в последующем описании. На чертежах:

фиг. 1 изображает в разобранном виде компоненты устройства управления с ЖК-дисплеем, носителем изображения и устройством тыловой подсветки,

фиг. 2 изображает устройство по фиг. 2 в более компактном виде,

фиг. 3 изображает в разрезе устройство управления по фиг. 2 под крышкой электрического прибора, и

фиг. 4 изображает кофе-машину в качестве электрического прибора по изобретению с панелью дисплея и устройством управления по изобретению.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 показано в разобранном виде устройство 11 управления, образующее панель 12 дисплея в соответствии с фиг. 3. ЖК-дисплей 13, в данном случае так называемый дисплей с негативным изображением, имеет плоскую прямоугольную форму. ЖК-дисплей может быть выполнен также криволинейным или в виде части сферы. Кроме того, ЖК-дисплей 13 содержит несколько распределенных активных зон 14а-14е. Активные зоны 14а и 14b слева выполнены по существу квадратными и одинаковы по размеру. Средняя активная зона 14с имеет большие размеры, а справа расположены две прямоугольные активные зона 14d и 14е разных размеров. Поскольку ЖК-дисплей 13 является негативным дисплеем, он остается черным в неактивизированном состоянии или когда к нему не подается напряжение возбуждения. При подаче напряжения возбуждения активные зона 14а-14е могут становиться прозрачными, что делает ЖК-дисплей 13 прозрачным в этих зонах.

На верхней стороне ЖК-дисплея 13 предусмотрены емкостные сенсорные элементы 16а-16е, показанные штриховыми линиями. Емкостные сенсорные элементы 16а-16е в основном соответствуют активным зонам 14а-14е по своей форме и расположению. Они образуют сенсорные включатели в качестве управляющих элементов в устройстве 11 управления или в электрическом приборе, оснащенном устройством 11 управления, как это известно, например, из решения уровня техники по патентному документу ЕР 2111779 А1.

Под ЖК-дисплеем 13 предусмотрен носитель 18 изображений. Носитель 18 изображений изготовлен по существу из тонкого прозрачного материала, предпочтительно в виде пленки, причем материал имеет небольшую толщину и обладает некоторой гибкостью. На по существу прозрачном носителе 18 изображений выполнены несколько изображений 20а-20е, которые, например, нанесены печатью известным способом. Расположение каждого изображения соответствует положению одной из активных зон 14а-14е, а его размер несколько меньше. Это обеспечивает хорошее перекрытие изображений 20а-20е активными зонами 14а-14е в качестве непрозрачных покрытий в их неактивизированном состоянии.

Под носителем 18 изображений предусмотрено устройство 23 подсветки. Предпочтительно это обычное устройство подсветки с рассеивающим свет материалом 24 на его верхней стороне или образующим его верхнюю сторону. Свет 25, излучаемый от уса 23 подсветки, в основном равномерно распределен и обеспечивает однородное свечение. Этот свет 25 также обеспечивает характерную и легко различимую подсветку изображений 20а-20е, когда соответствующая активная зона 14а-14е активизирована и становится прозрачной. Свет 25 может быть обычным белым светом или альтернативно цветным светом.

Из фиг. 2 можно понять, что устройство 11 управления имеет по существу размер обычного устройства управления с подсвечиваемым ЖК-дисплеем. В показанном на фиг. 2 состоянии видно центральное изображение 20с, подсвеченное сзади. Это означает, что соответствующая активная зона 14с была активизирована и стала прозрачной. Другие активные зоне еще не активизированы и остаются черными, закрывая и затеняя другие изображения.

На фиг. 3 показано устройство 11 управления 11, установленное снизу под крышкой 29 или за ней с образованием дисплейной панели 12. Крышка 29 также прозрачна и может быть стеклянной или из подходящего полимера. На виде сбоку видно, что устройство 23 подсветки снабжено несколькими светодиодами 26, расположенными под ним и помещенными на печатной плате 27. В другом примере выполнения устройства 23 подсветки световые источники или светодиоды 26 могут быть встроены в устройство 23 подсветки.

На фиг. 4 показана кофе-машина 30 в качестве электрического прибора по изобретению. Кофе-машина 30 обычным образом имеет корпус 31. На верхней части передней стороны установлено устройство 11 управления в виде дисплейной панели 12 за прозрачной крышкой 29, встроенной в корпус 31 или образующей ее часть.

Благодаря наличию емкостных сенсорных элементов, встроенных в качестве сенсорных включателей, можно управлять кофе-машиной 30 путем касания пальцем одного из освещенных изображений или символов устройства 11 управления, - например, путем касания изображения 20с и тем самым активизации соответствующей функции управления.

Под изображением 20с предусмотрен индикатор 33 времени для функции таймера, с обозначением «01:30». Хотя этот индикатор 33 показан в виде простого дисплея из семи цифр, он может отображаться с более высоким разрешением ЖК-дисплея 13 и в более подробном или в другом виде.

Устройство управления для электрического прибора содержит дисплейную панель для пользователя для считывания информации и/или для управления электрическим прибором с помощью элементов управления, причем дисплейная панель содержит ЖК-дисплей, по существу занимающий площадь дисплейной панели. ЖК-дисплей содержит несколько отдельных активных зон, при этом за ЖК-дисплеем расположен плоский прозрачный материал или пленка в качестве носителя изображений, имеющего несколько отдельных изображений на одной из своих поверхностей. За прозрачным носителем изображений расположено устройство подсветки для освещения через носитель изображений и ЖК-дисплей. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство (11) управления для электрического прибора (30), содержащее дисплейную панель (12) для пользователя для считывания информации, причем дисплейная панель (12) содержит ЖК-дисплей (13), по существу занимающий площадь дисплейной панели и содержащий несколько отдельных активных зон (14а-е), при этом за ЖК-дисплеем (13) расположен прозрачный плоский материал или пленка в качестве носителя (18) изображений, имеющего несколько отдельных изображений (20а-е), иконок или символов на одной из его поверхностей, при этом за прозрачным носителем (18) изображений расположено устройство (23) подсветки для пропуска света через носитель (18) изображений и ЖК-дисплей (13), отличающееся тем, что дисплейная панель (12) содержит элементы (16а-е) управления для пользователя для управления электрическим прибором (30) с помощью элементов (16а-е) управления, причем ЖК-дисплей (13) является ЖК-дисплеем негативного изображения, а активные зоны (14а-е) в нерабочем состоянии без напряжения возбуждения являются черными, а в состоянии отображения - прозрачными при подаче к ним напряжения возбуждения.

2. Устройство (11) управления по п. 1, отличающееся тем, что активные зоны (14а-е) ЖК-дисплея (13) расположены в определенной конфигурации, причем указанная определенная конфигурация выполнена в виде поля конфигурации с несколькими зонами конфигурации, причем указанные зоны конфигурации имеют средний размер повторяющейся конфигурации.

3. Устройство (11) управления по п. 2, отличающееся тем, что некоторые активные зоны (14а-е) занимают от двух до пяти зон конфигурации.

4. Устройство (11) управления по п. 1, отличающееся тем, что устройство (23) подсветки обеспечивает равномерный и однородный эффект освещения на площади поверхности.

5. Устройство (11) управления по п. 4, отличающееся тем, что устройство подсветки снабжено светодиодными (26) и рассеивающими свет (24) средствами, расположенными над светодиодами.

6. Устройство (11) управления по п. 1, отличающееся тем, что носитель (18) изображений покрывает только часть ЖК-дисплея (13), при этом остальная часть ЖК-дисплея снабжена символами ЖК-дисплея указанного ЖК-дисплея, подсвечиваемыми устройством (23) подсветки.

7. Устройство (11) управления по п. 6, отличающееся тем, что носитель (18) изображений покрывает большую часть ЖК-дисплея (13).

8. Устройство (11) управления по п. 1, отличающееся тем, что на дисплейной панели (12) предусмотрены прозрачные емкостные сенсорные элементы (16а-е) в качестве элементов управления.

9. Устройство (11) управления по п. 8, отличающееся тем, что прозрачные емкостные сенсорные элементы (16а-е) изготовлены из индиевого тиноксидного материала (ITO).

10. Устройство (11) управления по п. 8, отличающееся тем, что прозрачные емкостные сенсорные элементы (16а-е) расположены на ЖК-дисплее (13).

11. Устройство (11) управления по п. 8, отличающееся тем, что прозрачные емкостные сенсорные элементы (16а-е) предусмотрены на верхней стороне ЖК-дисплея (13).

12. Электрический прибор (30), оснащенный устройством (11) управления по п. 1.

13. Электрический прибор (30) по п. 12, отличающийся тем, что является торговым автоматом или кофе-машиной (30).