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WO2020200913A1 - Haushaltsgerät und verfahren zum bestimmen von konturinformation von gut - Google Patents

Haushaltsgerät und verfahren zum bestimmen von konturinformation von gut Download PDF

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WO2020200913A1
WO2020200913A1 PCT/EP2020/058153 EP2020058153W WO2020200913A1 WO 2020200913 A1 WO2020200913 A1 WO 2020200913A1 EP 2020058153 W EP2020058153 W EP 2020058153W WO 2020200913 A1 WO2020200913 A1 WO 2020200913A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pattern
light
household appliance
lamp
treatment room
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2020/058153
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian Matzinger
Kerstin RIGORTH
Sebastian Sterz
Max STIEF
Matthias Vogt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Hausgeraete GmbH
Priority to CN202080026168.3A priority Critical patent/CN113614452B/zh
Priority to US17/432,121 priority patent/US12366363B2/en
Priority to EP20714978.2A priority patent/EP3948090B1/de
Publication of WO2020200913A1 publication Critical patent/WO2020200913A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C7/082—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination
    • F24C7/085—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination on baking ovens
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/008—Illumination for oven cavities
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/6447—Method of operation or details of the microwave heating apparatus related to the use of detectors or sensors

Definitions

  • the invention relates to a household appliance, comprising a treatment room for handling goods, at least one sample lamp which is set up to irradiate at least one light pattern into the treatment room, and at least one image sensor directed into the treatment room for receiving the at least one reflected from the treatment room Light pattern.
  • the invention also relates to a method for determining contour information of goods located in a treatment room of a domestic appliance. The invention is particularly advantageously applicable to a determination of contour information of food in an oven.
  • WO 2015185608 A1 discloses a cooking appliance which has a cooking chamber with a loading opening that can be closed by means of a door, a light pattern projector fixedly arranged in relation to the cooking chamber for generating a light pattern, a camera for taking pictures from an area that can be irradiated by the light pattern and one with the Camera-coupled evaluation device for determining a three-dimensional shape of an object that is located in the area that can be irradiated by the light pattern by means of a light pattern evaluation, the light pattern projector being arranged to project a light pattern into the cooking chamber, the camera fixed in relation to the cooking chamber is arranged, the camera is arranged to take pictures from an area of the cooking chamber that can be irradiated by the light pattern, even when the cooking chamber is closed, and the evaluation device is used to repeatedly calculate the three-dimensional shape of the at least one object that is located in the area indicated by the L. ichtmuster irradiated area of the cooking chamber is located, is set up during operation of the cooking
  • US 2018187899 A1 discloses an oven with a heated cooking space for cooking a food, comprising a three-dimensional scanning system which is configured to acquire information about the volume and / or the shape of a food which is located in the heated cavity.
  • EP 2 149 755 A1 discloses an oven for baking food products. To improve automated heating processes, the oven includes a camera and a distance sensor that are used together to enable a determination of relevant product features that are used in automated heating processes.
  • WO 2013098004 A1 discloses an oven with a housing, a cooking space in which a cooking process is carried out, and an optical detection device which is located in the cooking space and provides for the detection of data relating to a target object such as the food or a food carrier, and one Transmitter that sends light waves to the target object, a receiver that detects the light waves reflected by the target object and has a housing that is located on the top of the cooking chamber and in which the transmitter and receiver are mounted side by side, facing the cooking chamber.
  • DE 10 2016 107 617 A1 discloses a method for operating a cooking device and a cooking device with a heatable cooking space for preparing food.
  • the heating of the cooking space is set by a control device.
  • the control device takes into account a parameter characteristic of the food to be cooked.
  • the food to be cooked is recorded with a camera device.
  • the food to be cooked is illuminated by means of a lighting device to create a shadow.
  • the shadow cast by the food to be cooked is recorded by the camera device.
  • the parameters characteristic of the food to be cooked are determined by an evaluation device.
  • US 2008049210 A1 discloses a distance measuring sensor in which, in one embodiment, a light-emitting element that projects light onto a distance measuring object arranged on a reference surface and a light receiving element that receives reflected light that is reflected by the distance measuring object is present, wherein the light emitting element and the light receiving element are each individually sealed with resin by a translucent resin sealing portion. Further, the outer periphery of the translucent resin sealing portion is covered by an opaque resin sealing portion, and the opaque resin sealing portion is provided with a light emitting portion slit that restricts the luminous flux of the light projected onto the distance measuring object, and a light receiving part. Has section that restricts the luminous flux of the reflected light that is reflected from the distance measurement object.
  • a household appliance having a treatment room for treating goods, at least one sample lamp which is set up to irradiate at least one light pattern into the treatment room, and at least one image sensor directed into the treatment room for recording the at least one light pattern reflected from the treatment room , wherein the sample lamp is rotatable by means of a Mo sector and the household appliance is set up to determine at least one contour information of goods irradiated by the light pattern from at least two reflected light patterns belonging to different angles of rotation of the at least one sample lamp.
  • This household appliance has the advantage that the contour information (e.g. height information, surface shape, etc.) can be determined particularly reliably without moving, in particular without rotating, the item as such.
  • this method is structurally simple and can be implemented in a compact manner.
  • the household appliance is in particular an electrically operated household appliance, in particular special in the sense of "white goods", for example a kitchen appliance.
  • the household appliance can be a cooking appliance such as an oven, a microwave appliance, a steam treatment appliance or any combination thereof, for example an oven with a microwave function, a micro-wave oven, etc.
  • the item can then be food to be cooked, for example a dish, food, etc., and the treatment room can then also be referred to as a cooking compartment. Treating the food (“cooking”) can involve heating, moistening with hot steam, etc. grasp.
  • the household appliance can also be a refrigeration device such as a refrigerator, a laundry treatment device such as a washing machine, a tumble dryer or a combination thereof.
  • a pattern luminaire is understood to mean, in particular, a lighting device with at least one light source that is set up to emit a light pattern.
  • a light pattern is understood to mean, in particular, a light distribution that is not uniform over the area with regard to its brightness, such as a line pattern, a grid pattern, a triangular pattern, etc.
  • the emitted light pattern can also only comprise one, in particular straight, line.
  • the at least one light source is not limited in its type and can e.g. at least one semiconductor light source such as at least one LED and / or at least one laser, in particular a laser diode.
  • the pattern lamp can generate the entire light pattern at the same time, e.g. by means of beam shaping of the emitted light bundle by means of at least one optical element, for example one or more lenses, reflectors, and / or appropriately shaped masks, diaphragms, etc. It is therefore an embodiment that the pattern lamp has at least one light source for generating a light bundle and has at least one optical element connected optically downstream of the light source for generating the light pattern from the light beam emitted by the light source.
  • the pattern lamp can alternatively generate the light pattern by scanning a light beam, in particular a laser light beam, e.g. according to the so-called flying spot method.
  • a pattern luminaire can be arranged to generate different shapes or types of light patterns at different times, e.g. a straight line, a grid, etc.
  • a light pattern irradiated into the treatment room is projected or imaged on a corresponding projection surface (eg including walls or accessories of the cooking chamber, food to be cooked, etc.).
  • the shape of this projection corresponds to how Generally known, a geometric adaptation of the shape of the incident light pattern to the shape of the projection surface.
  • the shape of the projection surface can be deduced from the shape of the projection pattern.
  • the light or light pattern (i.e. the projection pattern) reflected in the treatment room or on the projection surface is recorded image by means of the at least one image sensor.
  • the at least one image sensor is used to record an image of the treatment room which shows or includes the projection pattern.
  • the image sensor can e.g. be a CCD sensor, digital camera, etc.
  • the sample lamp is selectively rotatable by means of the motor and can take at least two different angles of rotation.
  • the angle of rotation that can be taken up by the sample lamp can be changed in steps by activating the motor (e.g. using a stepper motor) or steplessly or practically steplessly.
  • the sample lamp is rotatable in such a way that the light patterns emitted at a different angle of rotation of the sample lamp (e.g. measured in an image plane directly behind the sample lamp) can be converted into one another by a rotation or rotational transformation.
  • the light patterns emitted at a different angle of rotation can be converted into one another by a rotary transformation about the axis of rotation of the pattern lamp, in particular without further translation, namely by rotation by the difference between the two different angles of rotation.
  • the at least one piece of contour information can be derived.
  • the household appliance is set up to generate the same light pattern (e.g. a straight line) and to beam the pattern light into the treatment room at different angles of rotation.
  • At least one sample lamp is arranged in the area of a ceiling of the treatment room, since in this way a particularly large surface of goods can advantageously be irradiated with a light pattern.
  • An arrangement in the area of a center of the ceiling is particularly advantageous.
  • at least one image sensor is also arranged in the area of a ceiling of the treatment room, in particular in the area of a corner of the ceiling. This has the advantage that the projection pattern can also be mapped or detected with particularly good resolution on lateral surface areas of goods.
  • the household appliance for determining the contour information can be implemented in such a way that the household appliance has a corresponding data processing or evaluation device which e.g. can be integrated into a control device of the household appliance.
  • the household appliance for determining the contour information can have a communication device for communication with an external data processing device that can be coupled via a data network, e.g. with a network server or a so-called cloud computer.
  • the sequence of the data processing steps required to determine the contour can be divided as desired between the household appliance and the external data processing device and thus e.g. can also be carried out at least essentially outside of the household appliance.
  • At least one sample lamp is a circumferentially rotatable sample lamp, that is, can be rotated through 360 ° about its axis of rotation. This has the advantage that light patterns with a particularly high angle variation can be radiated into the treatment room, which in turn can increase the reliability of the contour information.
  • At least one sample luminaire has a restricted range of rotation (i.e. with less than 360 °), e.g. from [0 °; 180 °], [0 °; 90 °] etc. In this way, a rotary mechanism can, if necessary, be configured particularly easily.
  • the at least one pattern lamp is exactly one pattern lamp. This advantageously enables a particularly inexpensive and compact arrangement.
  • the household appliance is set up to produce a sample lamp from an overlay of at least two different angles of rotation. related reflected light patterns to determine the at least one contour information of the item.
  • the overlay is in particular a pictorial overlay: the reflected light patterns or projection patterns from two images recorded at different angles of rotation can be overlaid and then evaluated, or they can be evaluated separately and then linked, etc.
  • the at least one sample lamp has at least two rotatable, spaced-apart sample lamps.
  • they can have different spatial orientations or radiation directions. This achieves the advantage that the material can be irradiated with the light pattern from different spatial angles or from several sides, which enables the contour information of the material to be recorded over a particularly large area.
  • shadow areas of a sample luminaire can also be illuminated by another sample luminaire.
  • the reflected light patterns or the projection patterns belonging to two different angles of rotation typically have (i.e. if the angle of rotation does not correspond to an angle of symmetry of the incident light pattern) at least one point of intersection or crossing point.
  • the at least one image sensor has at least two image sensors that are spaced apart and directed into the treatment room at different solid angles. This results in the advantage that light reflected on the item can be recorded or detected particularly completely or over a large area.
  • an image sensor is assigned to each sample luminaire, an image area of an image sensor completely or partially encompassing a projection area of the sample luminaire.
  • several image sensors can be assigned to a sample luminaire, the image areas of which encompass the projection area of the sample luminaire in whole or in part from different solid angles.
  • at least one image sensor is assigned several sample lights, that is to say that its image area completely or partially includes the projection areas of several sample lights.
  • the at least one sample lamp has at least two rotatable sample lamps whose simultaneously irradiated light patterns overlap in the treatment room with at least one set of angular positions of the sample lamps, that is to say form at least one intersection point with one another.
  • the multiple rotatable sample lights have a different speed of rotation and / or opposite direction of rotation of their light pattern or the reflected light pattern generated thereby in the treatment room.
  • a particularly diverse development over time or sequence of intersection points can be provided, which in turn can increase reliability in the determination of the contour information.
  • the light pattern or patterns are individual lines. This he facilitates an evaluation for determining the contour information. If there is only one light pattern source, it then always emits a straight line into the treatment room, but at different angles of rotation. If there are several light pattern sources, they each shine a straight line into the treatment room.
  • the at least one sample lamp has a beam-shaping optic, in particular a lens, and is rotatable about an optical axis of the optic.
  • a beam-shaping optic in particular a lens
  • the at least one light source rotates, which allows a particularly compact structure and supports the design of the sample light as a module.
  • the at least one light source is arranged in a stationary manner and therefore does not rotate with it. This enables a simple arrangement of even more complex light sources and a structurally particularly simple design of the rotatable components.
  • the light from a stationary light source can be radiated directly onto the beam-shaping optics, indirectly radiated onto the beam-shaping optics via deflecting optics and / or radiated onto the beam-shaping optics via at least one light guide.
  • the household appliance has at least one rotatable microwave antenna and at least one pattern lamp is arranged on the microwave antenna.
  • the antenna motor can be used in two ways, namely to rotate the sample lamp and to rotate the antenna during microwave operation.
  • the axis of rotation of the microwave antenna then corresponds to the axis of rotation of the sample lamp.
  • the microwave antenna can be used simultaneously for irradiating microwaves and a light pattern. However, these two functions can also be used individually.
  • the sample lamp or at least one of its components can be attached to the microwave antenna or at least partially integrated into the microwave antenna.
  • the microwave antenna has a hollow shaft rotatable about its longitudinal axis for feeding microwaves into the treatment room, in which at least one optical element of the pattern lamp is housed, in particular at least one optical element for shaping the light pattern.
  • the at least one light source can also be arranged on or in the shaft and thus also rotatable.
  • the at least one light source is arranged outside of the shaft, in particular stationary or not rotating with a motor. This has the advantage that the arrangement, shape and / or size of the light source (s) can be selected practically as desired.
  • the at least one light source can also be shielded particularly simply and effectively against the influence of microwave radiation.
  • the light beam generated by the at least one light source can e.g. be radiated into the shaft at an open end facing away from the treatment room, possibly via a deflecting optics and / or a light guide.
  • At least one antenna wing or antenna blade can be arranged on the microwave antenna or on the shaft, which antenna blade is provided to influence, in particular to even out, a distribution of the microwave radiation in the treatment room.
  • the microwave antenna can be connected to a microwave generator such as a magnetron or a semiconductor-based microwave generator, specifically directly or via a microwave guide. ok
  • the shaft is at least partially separated from the treatment space by a cover that has an opening and is permeable to microwaves.
  • a cover that has an opening and is permeable to microwaves.
  • the cover separates in particular the treatment room from a e.g. Space formed by a recess in a wall (e.g. ceiling) of the treatment room ("dome").
  • the cover can e.g. an electrically non-conductive plate e.g. be made of ceramic.
  • the shaft can be guided through the opening or close flush with it, whereby the cover advantageously does not reliably impair a beam field of the sample lamp.
  • the shaft has a first, electrically conductive longitudinal section and a second, electrically non-conductive longitudinal section, the electrically conductive longitudinal section being located behind the cover (and thus in particular within the dome) and the electrically non-conductive longitudinal section being through the opening is led.
  • the second longitudinal section can also be electrically conductive. It can then consist of the same material as the first longitudinal section, or a different material.
  • At least one optical element in particular all optical elements, is accommodated in the electrically non-conductive longitudinal section. This has the advantage that the at least one optical element is practically not influenced by microwaves, and vice versa. An assembly of the microwave antenna is also facilitated in this way.
  • the at least one piece of contour information is a height or height information item of the item, a surface shape of the item, a position of the item in the cooking space, in particular in a specific insertion level, a surface dimension of the good, a volume of the good, and / or a mass of the good.
  • the mass can be determined, for example, from the volume and type of good. The mass can provide an important parameter for achieving a desired cooking result, especially for automatic cooking programs or defrosting functions.
  • the object is also achieved by determining contour information of goods located in a treatment room of a household appliance, in which case
  • Step (b) Step (a) is repeated again with at least one light pattern rotated in relation to it,
  • At least one contour information of the item is determined from the distortion of the superimposed reflected light pattern - in particular in comparison to at least one light pattern reflected from an unloaded treatment room, in particular superimposed light pattern.
  • the method can be designed analogously to the household appliance, and vice versa, and has the same advantages.
  • One embodiment is that the method is carried out several times in the course of a treatment process (e.g. a cooking process), which has the advantage that a development or change in the contour or shape over time can be determined.
  • a treatment process e.g. a cooking process
  • a treatment progress e.g. cooking progress
  • the treatment process can be adjusted accordingly. For example, the rise of pasta can be monitored during a cooking process.
  • the present invention can also cover the case that a general lamp, which is not or not only set up to generate a light pattern, but additionally or instead of a lamp for general lighting of the cooking space and / or for non-rotating irradiation from Light information has, on a - is arranged microwave antenna - rotatable or non-rotatable.
  • This lamp can radiate light into the cooking chamber, in particular through a waveguide of the microwave guide and / or microwave antenna.
  • FIG. 1 shows, as a sectional illustration in side view, a sketch of a microwave cooking appliance with exactly one sample lamp and one image sensor;
  • FIG. 2 shows a line-shaped light pattern projected by means of a sample lamp at two different angles of rotation from the perspective of the sample lamp;
  • FIG. 3 shows the projected line-shaped light pattern from FIG. 2 from the perspective of a
  • FIG. 4 shows, in a plan view analogous to FIG. 2, line-shaped light patterns projected by means of two sample lights at two different angles of rotation from the perspective of the sample lights in an unloaded treatment room;
  • FIG. 5 shows, as a sectional illustration in side view, a sketch of a variant of the
  • FIG. 6 shows, as a sectional illustration in side view, a sketch of a further variant of the microwave cooking device from FIG. 1 with a sample light integrated in a microwave antenna according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 7 shows, as a sectional illustration in side view, a sketch of yet another variant of the microwave cooking appliance from FIG. 1 with a sample lamp integrated into a microwave antenna according to a third exemplary embodiment
  • FIG. 8 shows, as a sectional illustration in side view, a sketch of another variant of the microwave cooking device from FIG. 1 with a sample lamp integrated into a microwave antenna according to a fourth exemplary embodiment
  • FIG. 9 shows, as a sectional illustration in side view, a sketch of yet another variant of the microwave cooking device from FIG. 1 with a sample lamp integrated into a microwave antenna according to a fifth exemplary embodiment
  • 1 shows, as a sectional illustration in side view, a sketch of a microwave cooking appliance 1, for example a pure microwave appliance, a microwave oven or an oven with a microwave function.
  • the cooking appliance 1 has a ver closable by means of a door 2 cooking chamber 3, in which the food G can be treated, in particular heated.
  • the cooking appliance 1 or its operation can be controlled by means of a control device 4, for example to carry out cooking programs and other operational sequences.
  • the cooking appliance 1 has a pattern light 6 which is arranged at least approximately in the middle in a ceiling 5 of the cooking space 3 and has at least one light source in the form of a laser 7 and a beam-shaping optic 8 connected downstream of the laser 7.
  • the beam-shaping optics 8 the light bundle emitted by the laser 7 is shaped into a light pattern L that here, for example, assumes the shape of a straight line in the beam path behind the optics 8.
  • the sample lamp 6 can be rotated by means of a motor 9 controllable by the control device 4, as indicated by the curved arrow.
  • the pattern lamp 6 By rotating the pattern lamp 6, the light pattern L is rotated accordingly.
  • the sample lamp 6 can be specifically set to at least two angles of rotation or angles of rotation associated with different rotary positions. In a further development, the sample lamp 6 can be at least in an angular range [0 °; 180 °], e.g. continuously or in specified steps or angular distances such as 1 °, 5 °, 10 °, etc.
  • An image sensor in the form of a camera 10, in particular a color camera, is arranged in the area of a corner of the cooking chamber 3 on the ceiling side.
  • a dashed line indicated field of view S of the camera 10 includes typical spatial areas of food G and the projection surfaces of the irradiated light pattern L.
  • the camera 10 is set up to record the light pattern or projection pattern reflected from the cooking chamber 3.
  • the images recorded by the camera 10 can be evaluated by means of the control device 4 in order to obtain or determine contour information associated with the item G to be cooked.
  • the images can be stored in an external data processing facility such as a cloud computer or the like. (not shown), whereby the external data ten processing device with the cooking device 3 via a communication device 16 of the cooking device 3, such as a WLAN module, a Bluetooth module, an Ethernet module or the like, can be brought into communication.
  • a communication device 16 of the cooking device 3 such as a WLAN module, a Bluetooth module, an Ethernet module or the like.
  • FIG. 2 shows a plan view from the point of view of the sample lamp 6, an image-shaped superimposition of two linear light patterns Li (Di) and L2 (D2) projected into the cooking space 3 by means of the sample lamp 6 at different angles of rotation Di and D2.
  • the light patterns L1 and L2 are both straight, but angularly offset by an angular difference D2-D1. This results in a point of intersection or intersection So at a known point in the superimposed image (namely at the location of the axis of rotation of the sample lamp 6).
  • the position of the light patterns L1 and L2 is independent of whether the food G is in the cooking space 3 or Not.
  • intersection or intersection point So is understood to mean the position of the point without food G in the cooking space 3 and can then also be referred to as “zero point”.
  • the height position of the zero point can be determined as a function of the insertion level of the food G to be cooked.
  • FIG. 3 shows the projected line-shaped light pattern L1 or L2 from FIG. 2 from the point of view of the camera 10. Since the camera 10 has a viewing angle into the cooking chamber 3 that deviates from the axis of rotation of the sample lamp 6, at least the angle of view of the food G are projected adorned light pattern L1 or L2 is distorted or changed due to the shape of the food G to be cooked.
  • the intersection point S G shifts in the superimposed camera image depending on the height of the product G to be cooked.
  • the height of the food G at the extension of the axis of rotation ie, the intersection of the axis of rotation with the food G
  • the Pattern light 6 can be determined as contour information.
  • intersection points of any number of angularly offset line patterns can be used to determine the height of the food G to be cooked.
  • By evaluating light patterns L of a sufficiently large number of different angles of rotation it is possible, for example, to determine the area of edges of the food G that are shaded or interrupted. Projection areas without food, however, show no displacement of the line patterns in relation to their zero position.
  • An outline of the item to be cooked G can therefore be determined, for example, using geometric algorithms and converted into an area from which a surface area of the item to be cooked G is calculated as a function of the determined height.
  • the height dependency of the surface results from the surface distortion in the camera image.
  • the volume of the product G can be determined at least approximately from the area measure. For even more precise calculation of the volume, the line distortion at the location of the item G to be cooked can also be taken into account.
  • FIG. 4 shows, analogous to FIG. 2, linear light patterns Li (6-1) and L2 (6-1) or Li (6th) projected by means of two spaced-apart ceiling-side pattern lights 6-1 and 6-2 (not shown) -2) and L2 (6-2) (shown solid or dashed) at two different angles of rotation from the perspective of the sample lights 6-1 and 6-2 or in plan view.
  • At least two height positions of the item to be cooked G can now advantageously be determined independently of one another.
  • contour information for each of the pattern lights 6-1 and 6-2 can be e.g. be determined analogously to the procedure described in Fig.2 and Fig.3.
  • larger surface areas of the item to be cooked G can often be evaluated than with just one sample lamp 6, especially if the item to be cooked G has a complex shape.
  • the sample lights 6-1 and 6-2 are in particular controllable independently of one another. The more independent sample lights 6-1 and 6-2 are used, the more seamlessly the cooking space 3 or the food G in it can be scanned.
  • the determination of contour information of food G from the light patterns Li, L2 can be carried out several times in the course of a cooking process, e.g. to monitor cooking progress.
  • FIG. 5 shows a detail as a sectional illustration in side view of a sketch of a variant of the microwave cooking device 1 with a sample light 6 integrated into a microwave antenna 11.
  • an electrically conductive microwave antenna has been coupled to a microwave generator (not shown) and serves to couple the microwave radiation generated by the microwave generator into the cooking space 3.
  • a microwave antenna e.g. Microwave heating radiation (currently typically with a power of up to 1 kW) or lower measurement radiation (typically a few mW) can be brought into the cooking space 3.
  • the microwave antenna In order to prevent a particularly long-lasting uneven distribution of microwaves in the cooking space 3, it is known to design the microwave antenna to be rotatable and to equip it with at least one leaf or wing 12. By setting an angle of rotation of the microwave antenna, a specific - not necessarily known - microwave distribution can be set. In particular, it is known to change the microwave distribution in the cooking space 3 by changing the angle of rotation so that there is an improved microwave distribution for cooking the food to be cooked 3. For this purpose, the microwave antenna can often be rotated 360 °, if necessary step by step or practically steplessly.
  • microwave antenna at least in sections in a recess or dome 13 of a wall (not restrictive here: the ceiling 5) of the cooking space 3.
  • the microwave antenna with its cooking compartment side can be facing end portion be guided through the wall 5, for example to be coupled with a microwave guide (o. Fig.).
  • the cover A can e.g. be a ceramic plate or other cover made of micro wave-permeable material.
  • the microwave antenna 11 has a hollow, in particular tubular, shaft 14 that is especially open on both sides and rotatable about its longitudinal axis D by motor.
  • the at least one blade 12 is arranged laterally on the shaft 14 and rotates with the shaft 14.
  • the sample lamp 6 or the combined microwave antenna / sample lamp (also referred to as “combination antenna" 6, 11) has a laser 7 or another light source (e.g. at least one LED) at the end of the shaft 14 facing away from the cooking space.
  • a laser 7 or another light source e.g. at least one LED
  • the light bundle emitted by the laser 7 is radiated directly or indirectly (ie, via a deflecting optics or light guide) into the shaft 14, which can then (but does not have to) serve as a light guide and strikes the beam-shaping optics 8.
  • the optics 8 can a falling light beam, for example into a light pattern like a straight line and can be used for e.g. be designed as a grid, mask and / or lens.
  • the optics 8 are arranged in particular on an end section of the shaft 14 on the cooking space side. At least the optic 8 is firmly connected to the shaft 14 and therefore rotates with the shaft 14.
  • the laser 7 can also be fixedly attached to or in the shaft with this and then also rotate with it. Alternatively, the laser 7 is arranged in a stationary manner. In both cases, the longitudinal axis of the shaft 14 corresponds to the axis of rotation D of the sample lamp.
  • FIG. 6 shows a detail as a sectional illustration in a side view of a sketch of a white direct variant of the microwave cooking device 1 with a sample light 6 integrated into a microwave antenna 15.
  • the microwave antenna 15 is constructed similarly to the microwave antenna 11, but the hollow shaft 17 now has a (rear) longitudinal section 18 made of electrically conductive material such as metal and facing the cooking chamber 3 (front) protruding through the dome 13 and facing away from the cooking chamber 3.
  • Longitudinal section 19 made here of an example of electrically insulating material such as ceramic or plastic.
  • the electrically conductive sheet 12 is attached to the rear portion 18.
  • the rear longitudinal section 18 with the sheet 12 is microwave-guiding or microwave-influencing, while the front longitudinal section 19 does not have a microwave-influencing effect, or does not have a noticeable effect.
  • the front longitudinal section 19 protrudes rotatably through an opening or opening 20 in an electrically insulating cover 21 covering the dome 13.
  • the optics 8 are accommodated in the front section 19.
  • the front longitudinal section 19 can, as ge shows, protrude through the opening 20 or be flush with it.
  • This exemplary embodiment gives the advantage that light patterns L can be irradiated into the cooking space 3 without hindrance and the combination antenna 6, 15 is nevertheless particularly effectively protected against soiling from the cooking space 3.
  • the front longitudinal section 19 can be firmly connected to the rear longitudinal section 18 and thus rotate with the rear longitudinal section 18. Due to the connection between the rear longitudinal section 18 and the front longitudinal section 19, the light path is particularly stable with respect to thermal deformations.
  • the front longitudinal section 19 is firmly connected to that of the cover 21 and that an air gap or another sliding surface is present between the front longitudinal section 19 and the rear longitudinal section 18.
  • the optics 8 can then be present, for example, in the rear longitudinal section 18 and / or the line pattern L, at least in its basic shape, can already be obtained from a co-rotating laser 7 or the like. be generated.
  • 7 shows a sectional side view of a sketch of another variant of the microwave cooking device 1 with a pattern lamp 6 integrated into a microwave antenna 22.
  • the microwave antenna 22 is designed similarly to the microwave antenna 15, but the front longitudinal section 23 is now shaped in this way is that it completely covers the opening 20. As a result, the dome 13 is separated more effectively from the cooking space 3.
  • an air gap can remain between the two parts 20, 23.
  • FIG. 8 shows a sectional side view of a sketch of another variant of the microwave cooking device 1 with a pattern lamp 6 integrated into a microwave antenna 24.
  • the microwave antenna 24 is the same as the microwave antenna 22, but now the opening 20 is on the Cooking chamber 3 is closed or covered by a cover seal 25 facing away from the side.
  • the cover seal 25 can be a disk that rests on the cover 21, or a molded part that encloses the front longitudinal section 23 additional Lich. The larger the sealing surface, i.e. the contact surface between the cover 21 and the front longitudinal section 23 and the cover seal 25, the better the antenna dome 13 is sealed.
  • the bilateral termination of the through opening 20 of the cover 21 offers the advantage that the gap between the front longitudinal section 23 and the cover 21 can be measured generously and the dome 13 is nevertheless closed, in particular airtight. This makes it easier to manufacture the components, since no precise dimensional tolerance has to be required (e.g. eccentric running / oscillation of the axis of rotation D is permitted). Even in the case of manufacturing-related deviations in the geometry, it can be ensured that no contamination from the cooking chamber 3 into the dome 13 and further e.g. in a waveguide of a microwave guide and / or in a switch room Vordrin conditions.
  • the cover seal 25 can additionally be pressed onto the cover 21 by a holding device such as a spring 26 in order to hold it in position. This ensures that the cover seal 25 always lies flat on the cover 21.
  • FIG. 9 shows, as a sectional illustration in a side view, a sketch of another variant of the microwave cooking device 1 with a pattern integrated into a microwave antenna 27. lamp 6.
  • the cover 28 is now not firmly connected to the ceiling 5, but rather is movably attached to it by means of fastening straps 29, 30. Due to the lateral distance between the cover 28 and the ceiling 5, the cover 28 can follow its movement when the combination antenna 6, 27 runs eccentrically. This also leads to easier manufacturability.
  • the various exemplary embodiments enable the microwave power and the light beam to be introduced undisturbed while at the same time protecting against contamination.
  • the optics 8 can be protected from contamination by food to be cooked, e.g. from splashes of fat. This can be achieved, for example, by providing a shutter or closure which can be controlled in such a way that the optics 8 are only open when light is radiated into the cooking chamber 3. Another possibility is to have the optics 8 peek out of the shaft 14, 17 for light irradiation and to pull it back into the shaft 14, 17 after the light has been irradiated.
  • a number can also include exactly the specified number as well as a customary tolerance range, as long as this is not explicitly excluded.

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Abstract

Ein Haushaltsgerät (1) weist einen Behandlungsraum (3) zum Behandeln von Gut (G), insbesondere Gargut, mindestens eine Musterleuchte (6; 6-1, 6-2), die zur Einstrahlung mindestens eines Lichtmusters (L) in den Behandlungsraum (3) eingerichtet ist, und mindestens einen in den Behandlungsraum (3) gerichteten Bildsensor (10; 10-1, 10-2) zur Aufnahme des mindestens einen aus dem Behandlungsraum (3) reflektierten Lichtmusters (L1, L2), auf wobei die Musterleuchte (6; 6-1, 6-2) mittels eines Motors (9) drehbar ist und das Haushaltsgerät (1) dazu eingerichtet ist, aus mindestens zwei zu unterschiedlichen Drehwinkeln (D1, D2) der mindestens einen Musterleuchte (6; 6-1, 6-2) gehörigen reflektierten Lichtmustern mindestens eine Konturinformation von durch das Lichtmuster (L1, L2) bestrahltem Gut (G) zu bestimmen. Ein Verfahren dient zum Bestimmen von Konturinformation von in einem Behandlungsraum (3) eines Haushaltsgeräts (1) befindlichem Gut (G). Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf ein Bestimmen von Konturinformation von Gargut in eine Backofen.

Description

Haushaltsgerät und Verfahren zum Bestimmen von Konturinformation von Gut
Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät, aufweisend einen Behandlungsraum zum Be handeln von Gut, mindestens eine Musterleuchte, die zur Einstrahlung mindestens eines Lichtmusters in den Behandlungsraum eingerichtet ist, und mindestens einen in den Be handlungsraum gerichteten Bildsensor zur Aufnahme des mindestens einen aus dem Be handlungsraum reflektierten Lichtmusters. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Bestimmen von Konturinformation von in einem Behandlungsraum eines Haushaltsgeräts befindlichem Gut. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf ein Bestim men von Konturinformation von Gargut in einem Backofen.
WO 2015185608 A1 offenbart ein Gargerät, das einen Garraum mit einer mittels einer Tür verschließbaren Beschickungsöffnung, einen in Bezug auf den Garraum fest angeordne ten Lichtmusterprojektor zum Erzeugen eines Lichtmusters, eine Kamera zum Aufnehmen von Bildern aus einem durch das Lichtmuster bestrahlbaren Bereich und eine mit der Ka mera gekoppelte Auswerteeinrichtung zur Ermittlung einer dreidimensionalen Form eines Objekts, das sich in dem durch das Lichtmuster bestrahlbaren Bereich befindet, mittels einer Lichtmusterauswertung, aufweist, wobei der Lichtmusterprojektor zum Einstrahlen eines Lichtmusters in den Garraum angeordnet ist, die Kamera in Bezug auf den Garraum fest angeordnet ist, die Kamera zum Aufnehmen von Bildern aus einem durch das Licht muster bestrahlbaren Bereich des Garraums auch bei verschlossenem Garraum ange ordnet ist und die Auswerteeinrichtung zur wiederholten Berechnung der dreidimensiona len Form des mindestens einen Objekts, das sich in dem durch das Lichtmuster bestrahl baren Bereich des Garraums befindet, während eines Betriebs des Gargeräts eingerichtet ist.
US 2018187899 A1 offenbart einen Ofen mit einem beheizten Garraum zum Garen eines Lebensmittels, der ein dreidimensionales Abtastsystem umfasst, das zum Erfassen von Informationen über das Volumen und / oder die Form eines Lebensmittels konfiguriert ist, das sich in dem erwärmten Hohlraum befindet. EP 2 149 755 A1 offenbart einen Ofen zum Backen von Lebensmittelprodukten. Um au tomatisierte Heizvorgänge zu verbessern, umfasst der Ofen eine Kamera und einen Ab standssensor, die zusammen verwendet werden, um eine Bestimmung von relevanten Produktmerkmalen zu ermöglichen, die bei automatischen Heizvorgängen verwendet werden.
WO 2013098004 A1 offenbart einen Ofen mit einem Gehäuse, einem Garraum, in dem ein Garvorgang durchgeführt wird, und einer optischen Erfassungseinrichtung, die sich in dem Garraum befindet und die Erfassung von Daten betreffend ein Zielobjekt wie das Gargut oder einen Gargutträger vorsieht, und die einen Sender, der Lichtwellen auf das Zielobjekt sendet, einen Empfänger, der die vom Zielobjekt reflektierten Lichtwellen detek- tiert und ein Gehäuse, das sich an einer Oberseite des Garraums befindet und in dem der Sender und der Empfänger nebeneinander zum Garraum zeigend montiert sind, aufweist.
DE 10 2016 107 617 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Gargerätes sowie ein Gargerät mit einem beheizbaren Garraum zur Zubereitung von Gargut. Die Beheizung des Garraums wird durch eine Steuereinrichtung eingestellt. Die Steuereinrichtung be rücksichtigt dabei einen für das Gargut charakteristischen Parameter. Zur Ermittlung des Parameters wird das Gargut mit einer Kameraeinrichtung erfasst. Dabei wird das Gargut zur Erzeugung eines Schattens mittels einer Beleuchtungseinrichtung beleuchtet. Der von dem Gargut geworfene Schatten wird durch die Kameraeinrichtung erfasst. Anhand des erfassten Schattens wird durch eine Auswerteeinrichtung der für das Gargut charakteristi sche Parameter ermittelt.
US 2008049210 A1 offenbart einen Entfernungsmesssensor, bei dem in einer Ausfüh rungsform ein Licht emittierendes Element, das Licht auf ein auf einer Bezugsfläche an geordnetes Entfernungsmessobjekt projiziert, und ein Lichtempfangselement, das reflek tiertes Licht empfängt, das von dem Entfernungsmessobjekt reflektiert wird, vorhanden ist, wobei das Licht emittierende Element und das Lichtempfangselement jeweils einzeln mit Harz durch einen durchscheinenden Harzdichtungsabschnitt versiegelt sind. Ferner ist der Außenumfang des durchscheinenden Harzdichtungsabschnitts durch einen lichtundurch lässigen Harzdichtungsabschnitt bedeckt, und der lichtundurchlässige Harzdichtungsab schnitt ist mit einem Lichtemissionsabschnittsschlitz versehen, der den Lichtstrom des auf das Entfernungsmessobjekt projizierten Lichtes einschränkt, und einen Lichtempfangsab- schnitt aufweist, der den Lichtstrom des reflektierten Lichts einschränkt, das von dem Ent fernungsmessobjekt reflektiert wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine konstruktiv besonders einfach und kompakt umsetzbare Möglichkeit bereitzustellen, Konturinformation von in einem Haushaltsgerät befindlichem Gut zuverlässig zu bestimmen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteil hafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Haushaltsgerät, aufweisend einen Behandlungsraum zum Behandeln von Gut, mindestens eine Musterleuchte, die zur Einstrahlung mindestens eines Lichtmusters in den Behandlungsraum eingerichtet ist, und mindestens einen in den Behandlungsraum gerichteten Bildsensor zur Aufnahme des mindestens einen aus dem Behandlungsraum reflektierten Lichtmusters, wobei die Musterleuchte mittels eines Mo tors drehbar ist und das Haushaltsgerät dazu eingerichtet ist, aus mindestens zwei zu unterschiedlichen Drehwinkeln der mindestens einen Musterleuchte gehörigen reflektier ten Lichtmustern mindestens eine Konturinformation von durch das Lichtmuster bestrahl tem Gut zu bestimmen.
Dieses Haushaltsgerät ergibt den Vorteil, dass die Konturinformation (z.B. eine Höhenin formation, Oberflächenform usw.) besonders zuverlässig ohne Bewegung, insbesondere ohne Drehung des Guts als solchem ermittelt werden kann. Zudem ist diese Methode konstruktiv einfach und kompakt umsetzbar.
Das Haushaltsgerät ist insbesondere ein elektrisch betriebenes Haushaltsgerät, insbe sondere im Sinne "weißer Ware", z.B. ein Küchengerät. Das Haushaltsgerät kann ein Gargerät wie ein Backofen, ein Mikrowellengerät, ein Dampfbehandlungsgerät oder eine beliebige Kombination davon sein, z.B. ein Backofen mit Mikrowellenfunktion, ein Mikro wellenofen usw. Das Gut kann dann Gargut sein, z.B. eine Speise, Lebensmittel usw., und der Behandlungsraum kann dann auch als Garraum bezeichnet werden. Das Behan deln des Garguts ("Garen") kann ein Erwärmen, Befeuchten mit heißem Dampf usw. um- fassen. Das Haushaltsgerät kann aber auch ein Kältegerät wie ein Kühlschrank, ein Wä schebehandlungsgerät wie eine Waschmaschine, ein Wäschetrockner oder eine Kombi nation davon sein.
Unter einer Musterleuchte wird insbesondere eine Beleuchtungsvorrichtung mit mindes tens einer Lichtquelle verstanden, die dazu eingerichtet ist, ein Lichtmuster abzustrahlen. Unter einem Lichtmuster wird insbesondere eine in Bezug auf ihre Helligkeit flächig un einheitliche Lichtverteilung wie ein Linienmuster, ein Gittermuster, ein dreieckförmiges Muster usw. verstanden. Insbesondere kann das abgestrahlte Lichtmuster auch nur eine, insbesondere gerade Linie umfassen.
Die mindestens eine Lichtquelle ist in ihrer Art nicht beschränkt und kann z.B. mindestens eine Halbleiterlichtquelle wie mindestens eine LED und/oder mindestens einen Laser, insbesondere Laserdiode umfassen. Die Musterleuchte kann das gesamte Lichtmuster gleichzeitig erzeugen, z.B. mittels Strahlformung des emittierten Lichtbündels mittels min destens eines optischen Elements, beispielsweise einer oder mehrerer Linsen, Reflek toren, und/oder entsprechend geformter Masken, Blenden usw. Es ist also eine Ausge staltung, dass die Musterleuchte mindestens eine Lichtquelle zur Erzeugung eines Licht bündels und mindestens ein der Lichtquelle optisch nachgeschaltetes optisches Element zur Erzeugung des Lichtmusters aus dem von der Lichtquelle emittierten Lichtbündel auf weist. Die Musterleuchte kann das Lichtmuster alternativ durch Scannen eines Licht strahls, insbesondere Laserlichtstrahls, erzeugen, z.B. gemäß dem sog. Flying-Spot- Verfahren.
Dass eine Musterleuchte zur Einstrahlung mindestens eines Lichtmusters in den Behand lungsraum eingerichtet ist, umfasst insbesondere, dass mittels einer Musterleuchte Licht muster genau einer Form erzeugt wird und in den Behandlungsraum eingestrahlt wird, z.B. immer eine gerade Linie. Alternativ kann eine Musterleuchte dazu eingerichtet sein, zu unterschiedlichen Zeitpunkten unterschiedliche Formen oder Arten von Lichtmustern zu erzeugen, z.B. eine gerade Linie, ein Gitter usw.
Ein in den Behandlungsraum eingestrahltes Lichtmuster wird auf eine entsprechende Pro jektionsfläche (z.B. umfassend Wände oder Zubehör des Garraums, Gargut usw.) proji ziert oder abgebildet. Die Form dieser Projektion ("Projektionsmuster") entspricht, wie allgemein bekannt, einer geometrischen Anpassung der Form des eingestrahlten Licht musters an die Form der Projektionsfläche. Aus der Form des Projektionsmusters kann auf die Form der Projektionsfläche zurückgeschlossen werden.
Dazu wird das in dem Behandlungsraum bzw. an der Projektionsfläche reflektierte Licht bzw. Lichtmuster (d.h., das Projektionsmuster) mittels des mindestens einen Bildsensors bildlich aufgenommen. In anderen Worten wird mittels des mindestens einen Bildsensors ein Bild des Behandlungsraums aufgenommen, welches das Projektionsmuster zeigt oder umfasst. Der Bildsensor kann z.B. ein CCD-Sensor, eine Digitalkamera usw. sein.
Die Musterleuchte ist mittels des Motors gezielt drehbar und kann mindestens zwei unter schiedliche Drehwinkel einnehmen. Die durch die Musterleuchte einnehmbaren Drehwin kel können durch Aktivieren des Motors in Stufen änderbar (z.B. durch einen Schrittmotor) oder stufenlos oder praktisch stufenlos änderbar sein.
Dass die Musterleuchte drehbar ist, umfasst insbesondere, dass sie so drehbar ist, dass sich die unter einem unterschiedlichen Drehwinkel der Musterleuchte abgestrahlte Licht muster (z.B. gemessen in einer Bildebene unmittelbar hinter der Musterleuchte) durch eine Drehung bzw. rotatorische Transformation ineinander überführen lassen. In noch anderen Worten lassen sich die unter einem unterschiedlichen Drehwinkel abgestrahlten Lichtmuster durch eine rotatorische Transformation um die Drehachse der Musterleuchte ineinander überführen, insbesondere ohne weitere Translation, und zwar durch Rotation um den Unterschied der beiden unterschiedlichen Drehwinkel.
Durch Auswertung von mindestens zwei zu unterschiedlichen Drehwinkeln der mindes tens einen Musterleuchte gehörigen reflektierten Lichtmustern lässt sich die mindestens eine Konturinformation ableiten. Dabei ist in einer Weiterbildung das Haushaltsgerät dazu eingerichtet , das gleiche Lichtmuster (z.B. eine gerade Linie) zu erzeugen und unter ver schiedenen Drehwinkeln der Musterleuchte in den Behandlungsraum einzustrahlen.
Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens eine Musterleuchte im Bereich einer Decke des Behandlungsraums angeordnet ist, da so vorteilhafterweise eine besonders große Oberfläche von Gut mit einem Lichtmuster bestrahlbar ist. Dabei ist eine Anordnung im Bereich einer Mitte der Decke besonders vorteilhaft. Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens ein Bildsensor ebenfalls im Bereich einer De cke des Behandlungsraums angeordnet ist, insbesondere im Bereich einer Ecke der De cke. So wird der Vorteil erreicht, dass das Projektionsmuster auch an seitlichen Oberflä chenbereichen von Gut besonders gut aufgelöst abbildbar oder detektierbar ist.
Dass das Haushaltsgerät dazu eingerichtet ist, Konturinformation zu bestimmen, kann so umgesetzt sein, dass das Haushaltsgerät eine entsprechende Datenverarbeitungs- oder Auswerteeinrichtung aufweist, die z.B. in eine Steuereinrichtung des Haushaltsgeräts in tegriert sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann das Haushaltsgerät zur Bestimmung der Konturinformation eine Kommunikationsvorrichtung zur Kommunikation mit einer über ein Datennetzwerk koppelbaren externen Datenverarbeitungsvorrichtung aufweisen, z.B. mit einem Netzwerkserver oder einem sog. Cloudrechner. Grundsätzlich kann der Ablauf der zur Konturbestimmung benötigten Datenverarbeitungsschritte beliebig zwischen dem Haushaltsgerät und der externen Datenverarbeitungsvorrichtung aufgeteilt werden und damit z.B. auch zumindest im Wesentlichen außerhalb des Haushaltsgeräts ausgeführt werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens eine Musterleuchte eine umlaufend drehbare Musterleuchte ist, sich also um 360° um ihre Drehachse drehen lässt. Dies ergibt den Vorteil, dass sich Lichtmuster mit besonders hoher Winkelvariation in den Behandlungs raum einstrahlen lassen, was wiederum die Zuverlässigkeit der Konturinformation steigern kann.
Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens eine Musterleuchte einen eingeschränkten Drehbereich (d.h., mit weniger als 360°) aufweist, z.B. von [0°; 180°], [0°; 90°] usw. So lässt sich ggf. eine Drehmechanik besonders einfach ausgestalten.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Musterleuchte genau eine Muster leuchte ist. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine besonders preiswerte und kompakte Anordnung.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Haushaltsgerät dazu eingerichtet ist, aus einer Über lagerung von mindestens zwei zu unterschiedlichen Drehwinkeln einer Musterleuchte ge- hörigen reflektierten Lichtmustern die mindestens eine Konturinformation des Guts zu bestimmen. Die Überlagerung ist insbesondere eine bildliche Überlagerung: so können die reflektierten Lichtmuster bzw. Projektionsmuster aus zwei unter unterschiedlichen Drehwinkeln aufgenommenen Bildern überlagert und dann ausgewertet werden, oder sie können separat ausgewertet und dann verknüpft werden usw.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Musterleuchte mindestens zwei drehbare, voneinander beabstandete Musterleuchten aufweist. Sie können insbesondere unterschiedliche Raumausrichtungen oder Einstrahlrichtungen aufweisen. So wird der Vorteil erreicht, dass Gut aus unterschiedlichen Raumwinkeln oder von mehreren Seiten mit dem Lichtmuster bestrahlbar ist, was eine besonders großflächige Erfassung von Kon turinformation des Guts ermöglicht. Speziell können so auch Schattenbereiche einer Mus terleuchte durch eine andere Musterleuchte beleuchtet werden. Die zu zwei unterschiedli chen Drehwinkeln gehörigen reflektierten Lichtmuster bzw. die Projektionsmuster weisen typischerweise (d.h., wenn der Drehwinkel nicht einem Symmetriewinkel des eingestrahl ten Lichtmusters entspricht) mindestens einen Schnittpunkt oder Kreuzungspunkt auf.
Dies erleichtert eine Auswertung und Bestimmung der Konturinformation, da aus der Lage von Kreuzungspunkten Konturinformation besonders einfach und zuverlässig bestimmbar ist.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Bildsensor mindestens zwei vonei nander beabstandete, unter unterschiedlichen Raumwinkeln in den Behandlungsraum gerichtete Bildsensoren aufweist. Dies ergibt den Vorteil, dass an dem Gut reflektiertes Licht besonders vollständig oder großflächig aufgenommen oder detektiert werden kann.
Es ist eine Weiterbildung, dass jeder Musterleuchte ein Bildsensor zugeordnet ist, wobei ein Bildbereich eines Bildsensors einen Projektionsbereich der Musterleuchte ganz oder teilweise umfasst. Alternativ können einer Musterleuchte mehrere Bildsensoren zugeord net sein, deren Bildbereiche den Projektionsbereich der Musterleuchte ganz oder teilwei se aus unterschiedlichen Raumwinkeln umfassen. Auch ist es möglich, dass mindestens einem Bildsensor mehrere Musterleuchten zugeordnet sind, also sein Bildbereich die Pro jektionsbereiche mehrerer Musterleuchten ganz oder teilweise umfasst. Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Musterleuchte mindestens zwei drehbare Musterleuchten aufweist, deren gleichzeitig eingestrahlte Lichtmuster sich in dem Behandlungsraum bei mindestens einem Satz von Winkelstellungen der Muster leuchten überschneiden, also mindestens einen Kreuzungspunkt miteinander bilden.
Es ist eine Weiterbildung, dass die mehreren drehbaren Musterleuchten eine unterschied liche Drehgeschwindigkeit und/oder entgegengesetzte Drehrichtung ihres Lichtmusters bzw. des dadurch erzeugten reflektierten Lichtmusters im Behandlungsraum aufweisen. Dadurch kann eine besonders vielfältige zeitliche Entwicklung oder Abfolge von Kreu zungspunkten bereitgestellt werden, was wiederum eine Zuverlässigkeit bei der Bestim mung der Konturinformation erhöhen kann.
Es ist eine Weiterbildung, dass das bzw. die Lichtmuster einzelne Linien sind. Dies er leichtert eine Auswertung zur Bestimmung der Konturinformation. Ist nur eine Lichtmus terquelle vorhanden, so strahlt sie dann insbesondere immer eine gerade Linie in den Behandlungsraum, jedoch unter unterschiedlichen Drehwinkeln. Sind mehrere Lichtmus terquellen vorhanden, strahlen sie jeweils eine gerade Linie in den Behandlungsraum ein.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Musterleuchte eine strahlformende Optik, insbesondere Linse, aufweist und um eine optische Achse der Optik drehbar ist. So wird ein besonders einfacher Aufbau erreicht.
Es ist eine Weiterbildung, dass sich die mindestens eine Lichtquelle mitdreht, was einen besonders kompakten Aufbau erlaubt und eine Ausgestaltung der Musterleuchte als Mo dul unterstützt.
Es ist eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Lichtquelle stationär angeordnet ist und sich also nicht mitdreht. Dies ermöglicht eine einfache Anordnung auch komplexerer Lichtquellen und eine konstruktiv besonders einfache Ausgestaltung der drehbaren Kom ponenten. Beispielsweise kann das Licht von einer stationären Lichtquelle direkt auf die strahlformende Optik eingestrahlt werden, indirekt über eine Umlenkoptik auf die strahl formende Optik eingestrahlt werden und/oder über mindestens einen Lichtleiter auf die strahlformende Optik eingestrahlt werden. Es ist eine Ausgestaltung, dass das Haushaltsgerät mindestens eine drehbare Mikrowel lenantenne aufweist und mindestens eine Musterleuchte an der Mikrowellenantenne an geordnet ist. Durch die Kombination von Mikrowellenantenne und Musterleuchte bzw. Lichteinkopplung kann der Antennenmotor in zweifacher Funktion genutzt werden, näm lich zur Drehung der Musterleuchte und zur Drehung der Antenne während eines Mikro wellenbetriebs. Die Drehachse der Mikrowellenantenne entspricht dann der Drehachse der Musterleuchte. Es ist eine Weiterbildung, dass die Mikrowellenantenne gleichzeitig zur Einstrahlung von Mikrowellen und eines Lichtmusters nutzbar ist. Jedoch können diese beiden Funktionen auch einzeln nutzbar sein. Die Musterleuchte oder zumindest eine ihrer Komponenten kann an der Mikrowellenantenne befestigt oder zumindest teilweise in die Mikrowellenantenne integriert sein.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Mikrowellenantenne einen hohlen, um seine Längs achse drehbaren Schaft zur Zuführung von Mikrowellen in den Behandlungsraum auf weist, in dem zumindest ein optisches Element der Musterleuchte untergebracht ist, ins besondere zumindest ein optisches Element zur Formung des Lichtmusters. So lässt sich vorteilhafterweise eine besonders kompakte und robuste Musterleuchte bereitstellen. Die mindestens eine Lichtquelle kann ebenfalls an oder in dem Schaft angeordnet sein und somit ebenfalls drehbar. Alternativ ist die mindestens eine Lichtquelle außerhalb des Schafts angeordnet, insbesondere stationär bzw. nicht motorisch mitdrehend. So wird der Vorteil erreicht, dass Anordnung, Form und/oder Größe der Lichtquelle(n) praktisch belie big wählbar ist. Auch lässt sich die mindestens eine Lichtquelle so besonders einfach und effektiv gegenüber einem Einfluss von Mikrowellenstrahlung abschirmen. Das von der mindestens einen Lichtquelle erzeugte Lichtbündel kann z.B. an einer dem Behandlungs raum abgewandten offenen Ende in den Schaft eingestrahlt werden, ggf. über eine Um lenkoptik und/oder einen Lichtleiter.
An der Mikrowellenantenne bzw. an dem Schaft kann mindestens ein Antennenflügel oder Antennenblatt angeordnet sein, der dazu vorgesehen ist, eine Verteilung der Mikrowellen strahlung in dem Behandlungsraum zu beeinflussen, insbesondere zu vergleichmäßigen. Die Mikrowellenantenne kann an einen Mikrowellengenerator wie ein Magnetron oder einen halbleiterbasierten Mikrowellengenerator angeschlossen sein, und zwar direkt oder über eine Mikrowellenführung. io
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Schaft zumindest abschnittsweise gegenüber dem Behandlungsraum durch eine einen Durchbruch aufweisende, für Mikrowellen durchlässi ge Abdeckung abgetrennt ist. So wird der Vorteil erreicht, dass die Mikrowellenantenne vor Verschmutzung z.B. durch Wrasen oder Spritzer geschützt und dennoch eine Ein strahlung des Lichtmusters in den Behandlungsraum nicht beeinträchtigt wird. Die Abde ckung trennt insbesondere den Behandlungsraum von einem z.B. durch einen Rück sprung in einer Wandung (z.B. Decke) des Behandlungsraums gebildeten Raum ("Dom"). Die Abdeckung kann z.B. eine elektrisch nicht leitfähige Platte z.B. aus Keramik sein. Ins besondere kann der Schaft durch den Durchbruch geführt sein oder bündig mit ihm ab schließen, wodurch die Abdeckung vorteilhafterweise ein Strahlfeld der Musterleuchte zuverlässig nicht beeinträchtigt.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Schaft einen ersten, elektrisch leitenden Längsab schnitt und einen zweiten, elektrisch nichtleitenden Längsabschnitt aufweist, wobei der elektrisch leitende Längsabschnitt sich hinter der Abdeckung (und damit insbesondere innerhalb des Doms) befindet und der elektrisch nichtleitende Längsabschnitt durch den Durchbruch geführt ist. So wird der Vorteil erreicht, dass die Mikrowellenverteilung der Mikrowellenantenne nicht oder nicht merklich durch die Lichtmusterfunktion beeinträchtigt wird, da nur der elektrisch leitfähige Abschnitt die Leitung und/oder Verteilung der Mikro wellen beeinflusst.
Alternativ kann der zweite Längsabschnitt auch elektrisch leitend sein. Er kann dann aus dem gleichen Material bestehen wie der erste Längsabschnitt, oder auch einem unter schiedlichen Material.
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens ein optisches Element, insbesondere alle optischen Elemente, in dem elektrisch nichtleitenden Längsabschnitt untergebracht ist. So wird der Vorteil erreicht, dass das mindestens eine optische Element durch Mikrowellen praktisch nicht beeinflusst wird, und umgekehrt. Auch wird so ein Zusammenbau der Mik rowellenantenne erleichtert.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Konturinformation eine Höhe bzw. eine Höheninformation des Guts, eine Oberflächenform des Guts, eine Position des Guts in dem Garraum, insbesondere in einer bestimmten Einschubebene, ein Oberflächenmaß des Guts, ein Volumen des Guts, und/oder eine Masse des Guts umfasst. Die Masse lässt sich beispielsweise aus dem Volumen und der Art des Guts bestimmen. Die Masse kann insbesondere für Automatikgarprogramme oder Auftaufunktionen einen wichtigen Parameter zum Erreichen eines gewünschten Garergebnisses liefern.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Bestimmen von Konturinformation von in einem Behandlungsraum eines Haushaltsgeräts befindlichem Gut, bei dem
(a) mindestens ein Lichtmuster in den Behandlungsraum eingestrahlt wird und das dort reflektierte Lichtmuster bildlich detektiert wird,
(b) Schritt (a) erneut mit mindestens einem demgegenüber gedrehten Lichtmuster wie derholt wird,
(c) die in den Schritten (a) und (b) detektierten reflektierten Lichtmuster überlagert wer den und
(d) aus der Verzerrung der überlagerten reflektierten Lichtmuster - insbesondere im Vergleich zu mindestens einem aus einem unbeschickten Behandlungsraum reflek tierten Lichtmuster, insbesondere überlagerten Lichtmuster - mindestens eine Kon turinformation des Guts bestimmt wird.
Das Verfahren kann analog zu dem Haushaltsgerät ausgebildet werden, und umgekehrt, und weist die gleichen Vorteile auf.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Verfahren im Verlauf eines Behandlungsvorgangs (z.B. eines Garvorgangs) mehrfach durchgeführt wird, was den Vorteil ergibt, dass eine zeitliche Entwicklung oder Veränderung der Kontur oder Form bestimmbar ist. Dadurch wiederum kann z.B. auf einen Behandlungsfortschritt (z.B. einen Garfortschritt) geschlos sen werden und der Behandlungsvorgang entsprechend angepasst werden. Beispielswei se kann während eines Garvorgangs ein Aufgehen von Teigwaren überwacht werden.
Ganz allgemein kann die vorliegende Erfindung auch den Fall umfassen, dass eine all gemeine Leuchte, die also nicht oder nicht nur zur Erzeugung eines Lichtmusters einge richtet ist, sondern zusätzlich oder anstelle dessen eine Leuchte zur Allgemeinbeleuch tung des Garraums und/oder zur nichtdrehenden Einstrahlung von Lichtinformation auf weist, an einer - drehbaren oder nicht drehbaren - Mikrowellenantenne angeordnet ist. Diese Leuchte kann Licht insbesondere durch einen Hohlleiter der Mikrowellenführung und/oder Mikrowellenantenne in den Garraum einstrahlen.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbei spiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.
Fig.1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze eines Mikrowellen- Gargeräts mit genau einer Musterleuchte und einem Bildsensor;
Fig.2 zeigt ein mittels einer Musterleuchte projiziertes linienförmiges Lichtmuster unter zwei verschiedenen Drehwinkeln aus Sicht der Musterleuchte;
Fig.3 zeigt das projizierte linienförmiges Lichtmuster aus Fig.2 aus Sicht eines
Bildsensors;
Fig.4 zeigt in Draufsicht analog zu Fig.2 mittels zweier Musterleuchten projizierte linienförmige Lichtmuster unter zwei jeweils verschiedenen Drehwinkeln aus Sicht der Musterleuchten in einem unbeschickten Behandlungsraum;
Fig.5 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze einer Variante des
Mikrowellen-Gargeräts aus Fig.1 mit einer in eine Mikrowellenantenne inte grierten Musterleuchte gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig.6 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze einer weiteren Varian te des Mikrowellen-Gargeräts aus Fig.1 mit einer in eine Mikrowellenantenne integrierten Musterleuchte gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig.7 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze noch einer Variante des Mikrowellen-Gargeräts aus Fig.1 mit einer in eine Mikrowellenantenne in tegrierten Musterleuchte gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
Fig.8 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze noch einer Variante des Mikrowellen-Gargeräts aus Fig.1 mit einer in eine Mikrowellenantenne in tegrierten Musterleuchte gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel; und Fig.9 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze noch einer Variante des Mikrowellen-Gargeräts aus Fig.1 mit einer in eine Mikrowellenantenne in tegrierten Musterleuchte gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Fig.1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze eines Mikrowellen- Gargeräts 1 , z.B. eines reinen Mikrowellengeräts, eines Mikrowellenofens oder eines Backofens mit Mikrowellenfunktion. Das Gargerät 1 weist einen mittels einer Tür 2 ver schließbaren Garraum 3 auf, in dem Gargut G behandelbar ist, insbesondere erhitzbar ist. Das Gargerät 1 bzw. dessen Betrieb ist mittels einer Steuereinrichtung 4 steuerbar, z.B. zur Durchführung von Garprogrammen und anderen Betriebsabläufen.
Das Gargerät 1 weist eine zumindest ungefähr mittig in einer Decke 5 des Garraums 3 angeordnete Musterleuchte 6 auf, die mindestens eine Lichtquelle in Form eines Lasers 7 und eine dem Laser 7 nachgeschaltete strahlformende Optik 8 aufweist. Mittels der strahl formenden Optik 8 wird das von dem Laser 7 emittierte Lichtbündel zu einem Lichtmuster L geformt, dass hier beispielhaft im Strahlengang hinter der Optik 8 die Form einer gera den Linie annimmt.
Die Musterleuchte 6 ist mittels eines durch die Steuereinrichtung 4 ansteuerbaren Motors 9 drehbar, wie durch den gebogenen Pfeil angedeutet. Dies bedeutet, auch allgemein, dass zumindest die strahlformende Optik 8 drehbar ist, während der Laser 7 ebenfalls drehbar oder alternativ stationär angeordnet sein kann. Durch die Drehung der Muster leuchte 6 wird das Lichtmuster L entsprechend gedreht. Die Musterleuchte 6 kann gezielt auf mindestens zwei Drehwinkel bzw. zu unterschiedlichen Drehstellungen zugehörige Drehwinkel eingestellt werden. In einer Weiterbildung kann die Musterleuchte 6 mindes tens in einem Winkelbereich [0°; 180°] gedreht werden, z.B. stufenlos oder in vorgegebe nen Stufen oder Winkelabständen wie 1 °, 5°, 10°, usw.
Im Bereich einer deckenseitigen Ecke des Garraums 3 ist ein Bildsensor in Form einer Kamera 10, insbesondere Farbkamera, angeordnet. Ein gestrichelt angedeutetes Sicht feld S der Kamera 10 umfasst typische Raumbereiche von Gargut G sowie die Projekti onsflächen des eingestrahlten Lichtmusters L. Dadurch ist die Kamera 10 zur Aufnahme des aus dem Garraum 3 reflektierten Lichtmusters oder Projektionsmusters eingerichtet.
Die von der Kamera 10 aufgenommenen Bilder können mittels der Steuereinrichtung 4 ausgewertet werden, um zu dem Gargut G gehörige Konturinformation zu erlangen oder zu bestimmen. Alternativ können die Bilder in einer externen Datenverarbeitungseinrich tung wie einem Cloudrechner o.ä. (o. Abb.) ausgewertet werden, wobei die externe Da- tenverarbeitungseinrichtung mit dem Gargerät 3 über eine Kommunikationseinrichtung 16 des Gargeräts 3, wie z.B. ein WLAN-Modul, ein Bluetooth-Modul, ein Ethernet-Modul o.ä., kommunikativ in Verbindung bringbar ist. Zum Bestimmen der Konturinformation werden mindestens zwei bei unter unterschiedlichen Drehwinkeln der Musterleuchte 6 einge strahlten Lichtmustern L aufgenommene Bilder verknüpft ausgewertet, z.B. überlagert, wie im Folgenden genauer beschrieben wird.
Fig.2 zeigt in Draufsicht aus Sicht der Musterleuchte 6 eine bildförmige Überlagerung von zwei mittels der Musterleuchte 6 unter verschiedenen Drehwinkeln Di und D2 in den Gar raum 3 projizierten linienförmigen Lichtmustern Li(Di) und L2(D2). Aus dieser Sicht sind die Lichtmuster L1 und L2 beide geradlinig, aber um eine Winkeldifferenz D2-D1 winkel versetzt. Dadurch ergibt sich an bekannter Stelle im überlagerten Bild (nämlich am Ort der Drehachse der Musterleuchte 6) ein Schnitt- oder Kreuzungspunkt So. Die Lage der Lichtmuster L1 und L2 ist aus dieser Sicht unabhängig davon, ob sich Gargut G in dem Garraum 3 befindet oder nicht. Im Folgenden sei angenommen, dass unter dem Schnitt oder Kreuzungspunkt So die Position des Punkts ohne Gargut G im Garraum 3 verstan den wird und dann auch als "Nullstelle" bezeichnet werden kann. Die Höhenposition der Nullstelle kann in einer Variante in Abhängigkeit von der Einschubebene des Garguts G festgelegt werden.
Fig.3 zeigt das projizierte linienförmige Lichtmuster L1 bzw. L2 aus Fig.2 aus Sicht der Kamera 10. Da die Kamera 10 einen von der Drehachse der Musterleuchte 6 abweichen den Blickwinkel in den Garraum 3 aufweist, werden zumindest die auf das Gargut G proji zierten Lichtmuster L1 bzw. L2 aufgrund der Form des Garguts G verzerrt oder verändert.
Insbesondere verschiebt sich aus Sicht der Kamera 10 je nach Höhe des eingebrachten Garguts G der Schnittpunkt SG im überlagerten Kamerabild. Durch Vergleich der Position des Schnittpunkts SG mit der Position des Schnittpunkts So ohne Gargut G bzw. der Grö ße der sich ergebenden Verschiebung kann die Höhe des Garguts G an der Verlängerung der Drehachse (d.h., des Schnittpunkts der Drehachse mit dem Gargut G) der Muster leuchte 6 als eine Konturinformation bestimmt werden.
Des Weiteren kann mit Hilfe des Verlaufs der Lichtmuster Li, L2 weitere Konturinformati- on(en) des Garguts G bestimmt werden. So ist je nach Oberflächenform des Garguts G der Linienverlauf im Kamerabild gebeugt, gestreckt oder unterbrochen, wodurch z.B. auf ein kugelförmiges, hohles oder unregelmäßiges Gargut geschlossen werden kann.
Grundsätzlich können die Schnittpunkte beliebig vieler winkelversetzt eingestrahlter Li nienmuster zur Höhenbestimmung des Garguts G verwendet werden. Durch Auswertung von Lichtmustern L einer ausreichend großen Zahl verschiedener Drehwinkel wird es bei spielsweise ermöglicht, Bereich von Kanten des Garguts G, die abgeschattet bzw. unter brochen sind, festzustellen. Projektionsbereiche ohne Gargut zeigen hingegen keine Ver schiebung der Linienmuster in Bezug auf deren Nullposition. Es kann also ein Umriss des Garguts G beispielsweise über geometrische Algorithmen bestimmt und in eine Fläche umgewandelt werden, aus der abhängig von der ermittelten Höhe ein Flächenmaß für die Oberfläche des Garguts G berechnet wird. Die Höhenabhängigkeit der Fläche resultiert aus der Flächenverzerrung im Kamerabild. Aus dem Flächenmaß wiederum lässt sich das Volumen des Gargut G zumindest annähernd bestimmen. Zur noch genaueren Berech nung des Volumens kann auch die Linienverzerrung am Ort des Garguts G berücksichtigt werden.
Fig.4 zeigt analog zu Fig.2 mittels zweier zueinander beabstandeter deckenseitiger Mus terleuchten 6-1 und 6-2 (o. Abb.) projizierte linienförmige Lichtmuster Li (6-1) und L2 (6-1) bzw. Li (6-2) und L2 (6-2) (durchgezogen bzw. gestrichelt dargestellt) unter zwei jeweils verschiedenen Drehwinkeln aus Sicht der Musterleuchten 6-1 und 6-2 bzw. in Draufsicht.
Nun können vorteilhafterweise mindestens zwei Höhenpositionen des Garguts G unab hängig voneinander bestimmt werden. Allgemein können Konturinformationen für jede der Musterleuchten 6-1 und 6-2 z.B. analog zu der in Fig.2 und Fig.3 beschrieben Vorge hensweise bestimmt werden. Es ergibt sich der zusätzliche Vorteil, dass häufig größere Oberflächenbereiche des Garguts G auswertbar sind als mit nur einer Musterleuchte 6, speziell falls das Gargut G komplex geformt ist. Die Musterleuchten 6-1 und 6-2 sind ins besondere unabhängig voneinander steuerbar. Je mehr unabhängige Musterleuchten 6-1 und 6-2 verwendet werden, desto lückenloser kann der Garraum 3 bzw. das darin vor handene Gargut G abgetastet werden.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn mehrere Kameras 10-1 und 10-2 vorhanden sind, die unter unterschiedlichen Raumwinkeln in den Garraum 3 gerichtet sind, da so„tote Winkel“, in welchem das Lichtmuster L bzw. Li, L2 im Kamerabild vom Gargut G verdeckt wird, weitgehend vermieden werden können.
Auch ist es nun möglich, Kreuzungspunkte von zu unterschiedlichen Musterleuchten 6-1 und 6-2 gehörigen Lichtmustern Li, L2 auszuwerten.
Die Bestimmung von Konturinformation von Gargut G aus den Lichtmustern Li, L2 kann im Laufe eines Garvorgangs mehrfach durchgeführt werden, z.B. um einen Garfortschritt zu überwachen.
Fig.5 zeigt ausschnittsweise als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze einer Va riante des Mikrowellen-Gargeräts 1 mit einer in eine Mikrowellenantenne 11 integrierten Musterleuchte 6.
Bisher ist eine elektrisch leitfähige Mikrowellenantenne mikrowellentechnisch an einen Mikrowellengenerator (o. Abb.) gekoppelt und dient dazu, von dem Mikrowellengenerator erzeugte Mikrowellenstrahlung in den Garraum 3 einzukoppeln. Über die Mikrowellenan tenne kann z.B. Mikrowellen-Heizstrahlung (derzeit typischerweise mit einer Leistung von bis zu 1 kW) oder geringere Messstrahlung (typischerweise von wenigen mW) in den Gar raum 3 gebracht werden.
Um eine insbesondere auch langanhaltend ungleichmäßige Verteilung von Mikrowellen in dem Garraum 3 zu verhindern, ist es bekannt, die Mikrowellenantenne drehbar auszuge stalten und mit mindestens einem Blatt oder Flügel 12 auszustatten. Durch Einstellen ei nes Drehwinkels der Mikrowellenantenne kann eine bestimmte - nicht unbedingt bekann te - Mikrowellenverteilung eingestellt werden. Insbesondere ist es bekannt, durch Ände rung des Drehwinkels die Mikrowellenverteilung in dem Garraum 3 so zu ändern, dass eine zum Garen des Garguts 3 verbesserte Mikrowellenverteilung vorliegt. Dazu kann die Mikrowellenantenne häufig um 360° gedreht werden, ggf. schrittweise oder praktisch stu fenlos.
Auch ist es bekannt, die Mikrowellenantenne zumindest abschnittsweise in einem Rück sprung oder Dom 13 einer Wandung (hier nicht beschränkend: der Decke 5) des Gar raums 3 unterzubringen. Die Mikrowellenantenne kann dabei mit ihrem garraumseitig ab- gewandten Endabschnitt durch die Wandung 5 geführt sein, z.B. um mit einer Mikrowel lenführung (o. Abb.) gekoppelt zu werden.
Ferner ist es bekannt, den Dom 13 garraumseitig zum Schutz von Wrasen, Spritzern oder anderen Verschmutzungen oder Beanspruchungen wie Wasserdampf, Wärmestrahlung usw. mittels einer Abdeckung A abzudecken, insbesondere dicht gegen den Garraum 3. Die Abdeckung A kann z.B. eine Keramikplatte oder eine andere Abdeckung aus mikro wellendurchlässigem Material sein.
Zur Integration der Musterleuchte 6 in eine Mikrowellenantenne 11 gemäß der vorliegen den Erfindung weist die Mikrowellenantenne 1 1 einen hohlen, insbesondere rohrförmigen, speziell beidseitig offenen Schaft 14 auf, der motorisch um seine Längsachse D drehbar ist. Das mindestens eine Blatt 12 ist seitlich an dem Schaft 14 angeordnet und dreht sich mit dem Schaft 14 mit.
Die Musterleuchte 6 bzw. die kombinierte Mikrowellenantenne/Musterleuchte (auch als "Kombiantenne" 6, 1 1 bezeichenbar) weist eine an dem garraumabgewandten Ende des Schafts 14 den Laser 7 oder eine andere Lichtquelle (z.B. mindestens einen LED) auf.
Das von dem Laser 7 emittierte Lichtbündel wird direkt oder indirekt (d.h., über eine Um lenkoptik oder Lichtleiter) in den Schaft 14 eingestrahlt, der dann als Lichtführung dienen kann (aber nicht muss) und trifft auf die strahlformende Optik 8. Die Optik 8 kann das ein fallende Lichtbündel z.B. in ein Lichtmuster wie eine gerade Linie aufweiten und kann da zu z.B. als Gitter, Maske und/oder Linse ausgebildet sein.
Die Optik 8 ist insbesondere an einem garraumseitigen Endabschnitt des Schafts 14 an geordnet. Zumindest die Optik 8 ist fest mit dem Schaft 14 verbunden und dreht sich da her mit dem Schaft 14 mit. Der Laser 7 kann in einer Weiterbildung ebenfalls an oder in dem Schaft mit diesem fest verbunden angebracht sein und sich dann ebenfalls mitdre hen. Alternativ ist der Laser 7 stationär angeordnet. In beiden Fällen entspricht die Längs achse des Schafts 14 der Drehachse D der Musterleuchte.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dann auf die Abdeckung A verzichtet, um die Einstrahlung des Lichtmusters L in den Garraum 3 zu ermöglichen. Alternativ kann eine insbesondere dünne transparente Abdeckung A verwendet werden. Fig.6 zeigt ausschnittsweise als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze einer wei teren Variante des Mikrowellen-Gargeräts 1 mit einer in eine Mikrowellenantenne 15 inte grierten Musterleuchte 6.
Die Mikrowellenantenne 15 ist ähnlich zu der Mikrowellenantenne 11 aufgebaut, jedoch weist der hohle Schaft 17 nun einen durch den Dom 13 ragenden, dem Garraum 3 abge wandten (hinteren) Längsabschnitt 18 aus elektrisch leitfähigem Material wie Metall sowie einen dem Garraum 3 zugewandten (vorderen) Längsabschnitt 19 aus hier beispielhaft elektrisch isolierendem Material wie Keramik oder Kunststoff auf. Das elektrisch leitfähige Blatt 12 ist an dem hinteren Abschnitt 18 angebracht. Der hintere Längsabschnitt 18 mit dem Blatt 12 ist mikrowellenleitend bzw. mikrowellenbeeinflussend, während der vordere Längsabschnitt 19 nicht oder nicht merklich mikrowellenbeeinflussend wirkt.
Der vordere Längsabschnitt 19 ragt drehbar durch eine Öffnung oder Durchbruch 20 in einer den Dom 13 abdeckenden elektrisch isolierenden Abdeckung 21. Die Optik 8 ist in dem vorderen Abschnitt 19 untergebracht. Der vordere Längsabschnitt 19 kann, wie ge zeigt, durch den Durchbruch 20 hindurchragen oder mit ihm flächenbündig abschließen.
Dieses Ausführungsbeispiel gibt den Vorteil, dass eine Einstrahlung von Lichtmustern L in den Garraum 3 ungehindert möglich ist und die Kombiantenne 6, 15 dennoch besonders effektiv gegen Verschmutzungen aus den Garraum 3 geschützt ist.
Der vordere Längsabschnitt 19 kann mit dem hinteren Längsabschnitt 18 fest verbunden sein und sich somit mit dem hinteren Längsabschnitt 18 mitdrehen. Durch die Verbindung zwischen hinterem Längsabschnitt 18 und vorderem Längsabschnitt 19 ist der Lichtweg gegenüber thermischen Verformungen besonders stabil.
Es ist jedoch auch möglich, dass der vordere Längsabschnitt 19 fest mit der der Abde ckung 21 verbunden ist und einen Luftspalt oder eine andere Gleitfläche zwischen dem vorderen Längsabschnitt 19 und dem hinteren Längsabschnitt 18 vorhanden ist. Die Optik 8 kann dann z.B. in dem hinteren Längsabschnitt 18 vorhanden sein und/oder das Li nienmuster L zumindest seiner Grundform nach bereits von einem mitdrehenden Laser 7 o.ä. erzeugt werden. Fig.7 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze noch einer Variante des Mikrowellen-Gargeräts 1 mit einer in eine Mikrowellenantenne 22 integrierten Muster leuchte 6. Die Mikrowellenantenne 22 ist ähnlich zu der Mikrowellenantenne 15 ausgebil det, wobei der vordere Längsabschnitt 23 jedoch nun so geformt ist, dass er den Durch bruch 20 vollständig überdeckt. Dadurch wird der Dom 13 effektiver von dem Garraum 3 abgetrennt. Um Reibung zwischen dem vordere Längsabschnitt 23 und der Abdeckung 20 zu verhindern, kann ein Luftspalt zwischen den beiden Teilen 20, 23 bestehen bleiben.
Fig.8 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze noch einer Variante des Mikrowellen-Gargeräts 1 mit einer in eine Mikrowellenantenne 24 integrierten Muster leuchte 6. Die Mikrowellenantenne 24 ist gleich zu der Mikrowellenantenne 22 ausgebil det, wobei jedoch nun der Durchbruch 20 auf der dem Garraum 3 abgewandten Seite durch eine Abdeckdichtung 25 verschlossen oder abdeckt ist. Die Abdeckdichtung 25 kann eine Scheibe sein, die auf der Abdeckung 21 aufliegt, oder ein Formteil, das zusätz lich den vorderen Längsabschnitt 23 umschließt. Je größer die Dichtfläche, also die Kon taktfläche zwischen der Abdeckung 21 sowie dem vorderen Längsabschnitt 23 und der Abdeckdichtung 25, ist, desto besser wird der Antennendom 13 abgedichtet. Der beidsei tige Abschluss der Durchgangsöffnung 20 der Abdeckung 21 bietet den Vorteil, dass der Spalt zwischen dem vorderen Längsabschnitt 23 und der Abdeckung 21 großzügig be messen werden kann und der Dom 13 trotzdem abgeschlossen wird, insbesondere luft dicht. Dies führt zu einer erleichterten Fertigbarkeit der Bauteile, da keine genaue Maßto leranz gefordert werden muss (z.B. ein exzentrischer Lauf/Pendeln der Drehachse D er laubt ist). Es kann auch bei fertigungsbedingten Abweichungen der Geometrie gewähr leistet werden, dass keine Verschmutzung aus dem Garraum 3 in den Dom 13 und weiter z.B. in einen Hohlleiter einer Mikrowellenführung und/oder in einen Schalterraum Vordrin gen kann.
Die Abdeckdichtung 25 kann zusätzlich durch eine Haltevorrichtung wie eine Feder 26 auf die Abdeckung 21 gedrückt werden, um sie in der Position zu halten. Damit wird erreicht, dass Abdeckdichtung 25 immer flächig auf der Abdeckung 21 aufliegt.
Fig.9 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze noch einer Variante des Mikrowellen-Gargeräts 1 mit einer in eine Mikrowellenantenne 27 integrierten Muster- leuchte 6. Im Gegensatz zu Fig.6 ist die Abdeckung 28 nun nicht fest mit der Decke 5 verbunden, sondern mittels Befestigungslaschen 29, 30 beweglich daran befestigt. Durch den lateralen Abstand zwischen der Abdeckung 28 und der Decke 5 kann die Abdeckung 28 bei einem exzentrischen Lauf der Kombiantenne 6, 27 ihrer Bewegung folgen. Dies führt ebenfalls zu einer leichteren Fertigbarkeit.
Die verschiedenen Ausführungsbeispiele ermöglichen eine ungestörte Einbringung der Mikrowellenleistung und des Lichtstrahls bei gleichzeitigem Schutz vor Verschmutzung.
Allgemein, und auch in den Ausführungsbeispielen umsetzbar, kann die Optik 8 vor Ver schmutzung durch Gargut, z.B. durch Fettspritzer, geschützt werden. Dies kann bei spielsweise durch Vorsehen eines Shutters bzw. Verschlusses erreicht werden, der so ansteuerbar ist, dass die Optik 8 nur während einer Lichteinstrahlung in den Garraum 3 offenliegt. Eine weitere Möglichkeit ist es, die Optik 8 zur Lichteinstrahlung aus dem Schaft 14, 17 herausschauen zu lassen und nach der Lichteinstrahlung in den Schaft 14, 17 zurückzuziehen.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbei spiel beschränkt.
Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden wer den, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Tole ranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist. Bezugszeichenliste
1 Mikrowellen-Gargerät
2 Tür
3 Garraum
4 Steuereinrichtung
5 Decke
6 Musterleuchte
6-1 Musterleuchte
6-2 Musterleuchte
7 Laser
8 Optik
9 Motor
10 Kamera
10-1 Kamera
10-2 Kamera
11 Mikrowellenantenne
12 Blatt
13 Dom
14 Schaft
15 Mikrowellenantenne
16 Kommunikationseinrichtung
17 Schaft
18 Hinterer Längsabschnitt
19 Vorderer Längsabschnitt
20 Durchbruch
21 Abdeckung
22 Mikrowellenantenne
23 Vorderer Längsabschnitt
24 Mikrowellenantenne
25 Abdeckdichtung
26 Feder
27 Mikrowellenantenne 28 Abdeckung
29 Befestigungslasche
30 Befestigungslasche
A Abdeckung
D Drehachse
Di Drehwinkel
D2 Drehwinkel
G Gargut
L Lichtmuster Li Lichtmuster
L2 Lichtmuster
S Sichtfeld der Kamera
So Schnittpunkt
SG Schnittpunkt

Claims

Patentansprüche
1. Haushaltsgerät (1), aufweisend
einen Behandlungsraum (3) zum Behandeln von Gut (G),
mindestens eine Musterleuchte (6; 6-1 , 6-2), die zur Einstrahlung mindestens eines Lichtmusters (L) in den Behandlungsraum (3) eingerichtet ist, und mindestens einen in den Behandlungsraum (3) gerichteten Bildsensor (10; 10- 1 , 10-2) zur Aufnahme des mindestens einen aus dem Behandlungsraum (3) reflektierten Lichtmusters (Li, L2),
wobei
die Musterleuchte (6; 6-1 , 6-2) mittels eines Motors (9) drehbar ist und das Haushaltsgerät (1) dazu eingerichtet ist, aus mindestens zwei zu unter schiedlichen Drehwinkeln (Di, D2) der mindestens einen Musterleuchte (6; 6-1 , 6-2) gehörigen reflektierten Lichtmustern mindestens eine Konturinformation von durch das Lichtmuster (Li, L2) bestrahltem Gut (G) zu bestimmen.
2. Haushaltsgerät (1) nach Anspruch 1 , wobei mindestens eine Musterleuchte (6; 6- 1 , 6-2) eine umlaufend drehbare Musterleuchte (6; 6-1 , 6-2) ist.
3. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche wobei das Haus haltsgerät (1) dazu eingerichtet ist, aus einer Überlagerung von zu mindestens zwei zu unterschiedlichen Drehwinkeln (Di, D2) einer Musterleuchte (6) gehörigen reflektierten Lichtmustern (Li, L2) die mindestens eine Konturinformation des Guts zu bestimmen.
4. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindes tens eine Musterleuchte (6; 6-1 , 6-2) mindestens zwei drehbare, voneinander be- abstandete Musterleuchten aufweist.
5. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindes tens eine Musterleuchte (6; 6-1 , 6-2) mindestens zwei drehbare Musterleuchten (6- 1 , 6-2) aufweist, deren Lichtmuster (Li, L2) sich in dem Behandlungsraum (3) bei mindestens einem Satz von Winkelstellungen der Musterleuchten (6-1 , 6-2) über schneiden.
6. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Licht muster einzelne Linien sind.
7. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindes tens eine Musterleuchte (6; 6-1 , 6-2) eine strahlformende Optik aufweist und um eine optische Achse der Optik drehbar ist.
8. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der min destens eine Bildsensor (10; 10-1 , 10-2) mindestens zwei voneinander beabstan- dete, unter unterschiedlichen Raumwinkeln in den Behandlungsraum (3) gerichtete Bildsensoren aufweist.
9. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Haus haltsgerät (1) mindestens eine drehbare Mikrowellenantenne (11 ; 15; 22; 24; 27) aufweist und mindestens eine Musterleuchte (6) an der Mikrowellenantenne (11 ;
15; 22; 24; 27) angeordnet ist.
10. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Muster leuchte (6; 6-1 , 6-2) mindestens eine Lichtquelle (7) zur Erzeugung eines Licht bündels und mindestens ein der Lichtquelle (7) optisch nachgeschaltetes opti sches Element (8) zur Erzeugung des Lichtmusters (L) aus dem von der Lichtquel le (7) emittierten Lichtbündel aufweist.
11. Haushaltsgerät (1) nach den Ansprüchen 9 und 10, wobei die Mikrowellenantenne (11 ; 15; 22; 24; 27) einen hohlen, um seine Längsachse drehbaren Schaft (14; 17) zur Einspeisung von Mikrowellen in den Behandlungsraum (3) aufweist, in wel chem Schaft (14; 17) zumindest das mindestens eine optische Element (8) der Musterleuchte (6) untergebracht ist.
12. Haushaltsgerät (1) nach Anspruch 11 , wobei der Schaft (17) gegenüber dem Behandlungsraum (3) durch eine einen Durchbruch (20) aufweisende Abdeckung (21 ; 28) abgetrennt ist, der Schaft (17) einen ersten, elektrisch leitenden Längsabschnitt (18) und ei nen zweiten, insbesondere elektrisch nichtleitenden Längsabschnitt (19; 23) aufweist,
der zweite Längsabschnitt (19; 23) durch den Durchbruch (21) geführt ist und mindestens ein optisches Element (8) in dem zweiten Längsabschnitt (19; 23) untergebracht ist.
13. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindes tens eine Konturinformation eine Höhe, eine Oberflächenform, ein Oberflächen maß, ein Volumen und/oder eine Masse des Guts (G) zu bestimmen.
14. Verfahren zum Bestimmen von Konturinformation von in einem Behandlungsraum (3) eines Haushaltsgeräts (1) befindlichem Gut (G), bei dem
a) mindestens ein Lichtmuster (L) in den Behandlungsraum (3) eingestrahlt wird und das dort reflektierte Lichtmuster (Li, L2) bildlich detektiert wird, b) Schritt a) erneut mit mindestens einem demgegenüber gedreht eingestrahl ten Lichtmuster (L) wiederholt wird,
c) die in den Schritten a) und b) detektierten reflektierten Lichtmuster (Li, L2) überlagert werden und
d) aus der Verzerrung der überlagerten reflektierten Lichtmuster(Li, L2) im Ver gleich zu mindestens einem aus einem unbeschickten Behandlungsraum (3) überlagerten reflektierten Lichtmuster mindestens eine Konturinformation des Guts (G) bestimmt wird.
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