DE102008047422A1

DE102008047422A1 - Feldgerät

Info

Publication number: DE102008047422A1
Application number: DE200810047422
Authority: DE
Inventors: Peter Seefeld; Reinhard Buchner
Original assignee: Endress and Hauser Wetzer GmbH and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser Wetzer GmbH and Co KG
Priority date: 2008-09-15
Filing date: 2008-09-15
Publication date: 2010-04-15

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Feldgerät (1) mit mindestens einem Gehäuse (2) und mit mindestens einem Anzeigeelement zur Darstellung von Daten. Die Erfindung sieht vor, dass das Anzeigeelement mindestens ein Projektionsmodul (3) und eine Projektionsfläche (4) aufweist, dass das Projektionsmodul (3) innerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist, dass das Projektionsmodul (3) und die Projektionsfläche (4) derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass das Projektionsmodul (3) die Daten auf die Projektionsfläche (4) projiziert und dass die Projektionsfläche (4) und das Gehäuse (2) derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass die Projektionsfläche (4) und die auf die Projektionsfläche (4) projizierten Daten außerhalb des Gehäuses (2) sichtbar sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Feldgerät mit mindestens einem Gehäuse und mit mindestens einem Anzeigeelement zur Darstellung von Daten. Bei den Daten handelt es sich beispielsweise um Messdaten bzw. Prozessgrößen der Prozess- und Automatisierungstechnik, welche sich auf entsprechende Prozesse oder Abläufe beziehen, z. B. Temperatur, Füllstand, Dichte, Durchfluss oder pH-Wert. Das Feldgerät ist beispielsweise ein Messgerät zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer der beispielsweise zuvor genannten Prozessgrößen. Das Feldgerät ist beispielsweise aber auch ein Datenschreiber bzw. -anzeigegerät. Insbesondere handelt es sich um ein Feldgerät der Prozess- und Automatisierungstechnik.
Im Stand der Technik sind Messgeräte und Anzeigevorrichtungen bekannt, die es am Messort erlauben, Daten zu visualisieren. Dabei ist es auch vorgesehen, dass das Erscheinungsbild veränderbar ist (z. B. DE 201 22 094 U1 ). Es wird auch beschrieben, dass ein Feldgerät eine Bilderfassungseinheit aufweist und optische Umgebungsdaten auswertet ( DE 10 2004 055 318 A1 ). Ein Problem der Darstellung von Daten besteht oft in der Lesbarkeit für den Betrachter. D. h. es ist manchmal nicht sichergestellt, ob die Information für den Betrachter wirklich optimal dargestellt wird. Weiterhin ist es im Stand der Technik bekannt, für die Darstellung von Daten Plasmadisplays, LCD-, Dünnfilm- oder OLED-Displays zu verwenden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine weitere Alternative zur Darstellung von Daten in einem Feldgerät vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Anzeigelement mindestens ein Projektionsmodul und eine Projektionsfläche aufweist, dass das Projektionsmodul innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, dass das Projektionsmodul und die Projektionsfläche derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass das Projektionsmodul die Daten auf die Projektionsfläche projiziert, und dass die Projektionsfläche und das Gehäuse derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass die Projektionsfläche und die auf die Projektionsfläche projizierten Daten außerhalb des Gehäuses sichtbar sind. In der Erfindung werden somit anstelle von bekannten Plasmadisplays, LCD-, Dünnfilm- oder OLED-Displays in Feldgeräten Projektionsmodule eingesetzt, die Darstellungen der Daten auf transparente Gehäuseflächen von innen abbilden. Die Projektionsfläche, auf welcher die Daten abgebildet werden, ist dabei insbesondere innerhalb des Gehäuses des Feldgerätes angeordnet oder zumindest ein Bestandteil der Wand des Gehäuses. Ein solches Projektionsmodul verfügt beispielsweise über RGB-Chips, welche unterschiedliche Farben verwenden.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Projektionsfläche transparent und streuend ausgestaltet ist. Sie erlaubt somit, dass die Daten auf sie von innen projiziert werden und dass die Darstellung der Daten auf der der Projektion gegenüberliegenden Seite sichtbar ist.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass in einer Wand des Gehäuses mindestens ein Fenstersegment vorgesehen ist, in welchem die Projektionsfläche angeordnet ist und/oder durch welches die Projektionsfläche außerhalb des Gehäuses sichtbar ist.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Fenstersegment im Wesentlichen eine Seitenfläche des Gehäuses umfasst.
Das Projektionsmodul ist so im Innern des Feldgerätes positioniert, dass beispielsweise auf der Rückseite der Frontfläche oder einer Seitenfläche des Gehäuses des Feldgerätes eine transmittierende Abbildung erzielt wird. Dazu werden beispielsweise Fenstersegmente oder das gesamte Front- bzw. ein Seitenteil beispielsweise aus geeigneten durchscheinenden und streuenden Materialien gefertigt. Für eine optimale Projektionsanzeige eignen sich beispielsweise hoch transparente, optisch vergütete Folien- oder glasartige Materialien. Diese transmittieren im sichtbaren Spektralbereich auf der dem Projektionsmodul zugewandten Seite die Projektionsstrahlung bei minimierten Streu- und Reflexionsverlusten. Auf der dem Betrachter zugewandten Seite wirken diffus reflektierende Partikel als Streukörper, die beispielsweise Durchmesser im unteren Mikrometerbereich (Mie-Streuung) aufweisen und einen höheren Brechungsindex als der Folien- oder Glaswerkstoff der Projektionsfläche besitzen. Aufgeraute Oberflächen auf der dem Betrachter zugewandten Seite mit Rauhigkeiten im Mikrometer-Bereich führen zu ähnliche Effekten. Die im Projektionsstrahlengang seitenverkehrte Darstellung, die auf der Betrachterseite als korrekte alphanumerische, grafische oder andere Detailanzeigen erscheint, wird über ein oder mehrere im Innern des Feldgerätes platzierte Projektionsmodule erzeugt, die beispielsweise auf die entsprechend gestalteten inneren Seitenflächen des Feldgerätes ausgerichtet sind. Die Seitenflächen müssen insbesondere derartig ausgestaltet sein, dass ein Betrachten der projizierten Daten von außen möglich ist.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass mindestens eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche das Erscheinungsbild der Daten auf dem Anzeigeelement steuert, dass mindestens ein Abstandssensor vorgesehen ist, welcher den Abstand zwischen dem Feldgerät und mindestens einem Objekt und/oder die Ausrichtung des Objekts relativ zum Feldgerät bestimmt und/oder überwacht, und dass die Steuereinheit in Abhängigkeit vom Abstand und/oder der Ausrichtung das Erscheinungsbild der Daten auf dem Anzeigeelement steuert. Einige Ausgestaltungen einer solchen Steuereinheit, auch in Verbindung mit der veränderlichen Darstellung von Daten sind offenbart in der Offenlegungsschrift DE 10 2006 048 143 A1 .
In dieser Ausgestaltung ist somit eine veränderliche Darstellung der Daten in Abhängigkeit von der Position des Bedieners vorgesehen, wobei sich dies auf Abstand und/oder Ausrichtung bzw. Orientierung jeweils relativ zum Feldgerät und/oder zum Anzeigeelement und/oder zur Projektionsfläche. In Abhängigkeit vom ermittelten Abstand bzw. der Ausrichtung wird die Messwertanzeige bzw. eine Störfallanzeige oder eine Grenzwertüberschreitung mit unterschiedlichen Merkmalsausprägungen dargestellt. Auf diese Weise werden dem Anwender angepasste Prozess-Darstellungen bzw. optimierte visuelle Signalgebungen dargeboten, die ggf. auch an der Größe der zur Verfügung stehenden Anzeigefläche orientiert sind. Das Erscheinungsbild der Daten wird somit in Abhängigkeit vom Abstand und in Abhängigkeit von der relativen Orientierung zwischen dem Betrachter als Objekt und dem Anzeigeelement eingestellt.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Abstandssensor derartig ausgestaltet ist, dass der Abstandssensor über einen Einlernvorgang die zu überwachenden Raumwinkel erlernt, wobei die zu überwachenden Raumwinkel die Raumwinkel in der Umgebung des Feldgerätes sind, in welchen das Objekt positionierbar ist. Je nach Ausgestaltung und Anbringung des Feldgerätes kann ein zu erkennenden Objekt bzw. kann als Beispiel eine Bedienperson nur gewisse Positionen relativ zum Feldgerät einnehmen, so dass insbesondere diese Raumwinkel durch den Abstandssensor überwacht werden. Die Positionserkennung des Anwenders bzw. Beobachters erfolgt somit im gesamten Raumwinkelbereich, in dem sich ein Bediener aufhalten kann. Hierfür ist der Abstandssensor beispielsweise oberhalb des Gehäuses des Feldgerätes angeordnet.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass mindestens zwei Projektionsflächen vorgesehen sind, und dass die Steuereinheit ausgehend von der Ausrichtung und/oder dem Abstand des Objekts die Projektionsfläche auswählt, welche der Orientierung und/oder dem Abstand zugeordnet ist. Zusätzlich zu einer beispielsweise optimierten Schriftgrößen–Darstellung oder Detailanzeige wird eine Richtungsortung vorgenommen und in der Steuereinheit so bewertet, dass für die Projektion jeweils die dem Bediener am besten zugewandte Projektionsfläche verwendet wird. Die Zuordnung zwischen Ausrichtung bzw. Abstand und passender Projektionsfläche kann dabei auch über einen Einlernvorgang stattfinden.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Abstandssensor mindestens eine Wärme- und/oder eine NIR- und/oder IR-Detektionseinrichtung aufweist. Solche Detektoren sind beispielsweise vorteilhaft, wenn es sich bei dem Objekt um einen menschlichen Betrachter handelt.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass mindestens ein Fremdlicht-Fotodetektor vorgesehen ist. Hiermit wird also zusätzlich die vorhandene Helligkeit gemessen. Die Lichtstärke und der damit verbundene Leistungsbedarf des Projektionsmoduls kann entsprechend der Außenlichtstärke bezüglich einer minimalen Leistungsaufnahme optimiert werden. Dafür stehen zur Feinregelung bekannte Tages- oder Fremdlicht-Fotodetektoren zur Verfügung.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Steuereinheit die Darstellung der Daten entsprechend dem Messwert des Fremdlicht-Fotodetektors steuert. Die Steuerung kann dabei für optimale Darstellung sorgen oder es kann auch ein Optimum aus der optimalen Darstellung und einer Minimierung der Leistungsaufnahme für die Darstellung ermittelt und passend für die Darstellung verwendet werden.
In einer Ausgestaltung werden mit entsprechend getakteten Projektionsmodulen, die in kürzeren Anschaltzyklen betrieben werden, Energieeinsparungen erzielt.
Durch den Leistungsbedarf handelt es sich vorzugsweise um 4-Leiter-Feldgeräte, welche eine getrennte Gerätestromversorgung neben den Signalstromausgängen aufweisen.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Steuereinheit das Erscheinungsbild des Anzeigeelements derartig steuert, dass das Erscheinungsbild mit zunehmendem Abstand einen zunehmenden Abstraktionsgrad aufweist. Wird also beispielsweise bei einem geringen Abstand viel Information detailliert dargestellt, z. B. Messwerte mit Angabe der Dezimalzahlen oder der Messgenauigkeit, so wird bei einem sehr großen Abstand nur noch dargestellt, ob beispielsweise ein einstellbarer Grenzwert erreicht wurde oder nicht.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Steuereinheit das Anzeigeelement in dem Fall ausschaltet, dass der Abstand einen Maximalabstand übersteigt, und dass die Steuereinheit das Anzeigeelement in dem Fall einschaltet, dass der Abstand den Maximalabstand unterschreitet. Erkennt somit die Steuereinheit, dass der Beobachter außerhalb des Sichtbereichs ist, so wird das Anzeigelement ausgeschaltet bzw. beim Näherkommen wieder eingeschaltet. Es wird also ausgehend vom Abstand des Betrachters ein Stand-by-Zustand erzeugt bzw. aus diesem wird das Anzeigelement aufgeweckt. Alternativ wird von der Steuereinheit nur ein Umschalten, d. h. entweder Ein- oder Ausschalten vorgenommen.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Steuereinheit nur in dem Fall, dass ein Identifizierungselement mit dem Objekt verbunden ist, das Erscheinungsbild des Anzeigeelements in Abhängigkeit vom Abstand steuert. In dieser Ausgestaltung wird sichergestellt, dass die Steuereinheit die Anzeige nur für einen bestimmten Kreis an Betrachtern ändert, so dass also beispielsweise auch aus einer größeren Gruppe an möglichen Objekten genau der Betrachter erkannt werden kann, für welchen die Datenanzeige wesentlich ist. Bei dem Identifizierungselement kann es sich dabei beispielsweise auch um einen RFID-Tag handeln.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
1: eine schematische Darstellung der Anwendung eines erfindungsgemäßen Feldgerätes.
Das Feldgerät 1 der 1 ist als Beispiel an einem Mast 11 befestigt. Bei dem Feldgerät 1 handelt es sich hier um ein reines Datenanzeigegerät. In weiteren Ausgestaltungen verfügt das Feldgerät auch über eine Sensoreinheit, welche dem Bestimmung bzw. Überwachen mindestens einer Prozessgröße dient.
In der Wand des Gehäuses 2 des Feldgerätes 1 befinden sich hier zwei Fenstersegmente, in denen jeweils die Projektionsflächen 4 angebracht sind. Die Projektionsflächen 4 sind dabei ggf. durch Glas- oder Plastikscheiben geschützt. Auf diesen Projektionsflächen 4 werden die darzustellenden Daten beispielsweise mit alphanumerischen Zeichen oder als Graphik (wie hier auf der rechten Projektionsfläche durch den Kurvenverlauf angedeutet) dargestellt. Das Anzeigelement verfügt dabei neben den beiden Projektionsflächen über ein Projektionsmodul 3, welches hier so ausgestaltet ist, dass es die Daten auf beide Projektionsflächen 4 projizieren kann. In einer anderen Ausgestaltung ist diese Aufgabe auf mehrere Module 3 verteilt.
Das Feldgerät 1 verfügt über zumindest zwei Abstandssensoren 6, welche beispielsweise Wärmesensoren und optische Sensoren aufweisen und welche Objekte 10 in der Nähe des Feldgerätes 1 erkennen. Bei dem Objekt 10 handelt es sich hier beispielsweise um einen Bediener, dessen Abstand und dessen relative Orientierung zum Feldgerät 1 durch die Sensoren 6 ermittelt werden. In Abhängigkeit von diesen beiden Werten wird zum einen die Projektionsfläche 4 ausgewählt, auf welche für den Benutzer die Daten am Besten zu betrachten sind. Dafür sind beispielsweise im Feldgerät 1 entsprechende Zuordnungen zwischen den Abstands-/Orientierungsdaten und den Projektionsflächen hinterlegt. Zum anderen lässt sich auch das Erscheindungsbild der Daten einstellen. Beispielsweise wird der Abstraktionsgrad mit wachsendem Abstand erhöht oder die Schriftgrößen werden auch angepasst. Hierfür ist die Steuereinheit 5 vorgesehen, welche passend mit dem Projektionsmodul 3 und den Abstandssensoren 6 verbunden ist. Weiterhin ist noch ein Fremdlicht-Fotodetektor 7 vorgesehen, welcher die gegebene Helligkeit in der Umgebung des Feldgerätes 1 misst. Ausgehend von dieser Messung steuert dann die Steuereinheit 5 die Helligkeit bzw. den Kontrast der Darstellung der Daten. Die gestrichelten Linien sollen den Projektionspfad bzw. den Weg der für die Abstandserkennung verwendeten Signale andeuten.

1: Feldgerät
2: Gehäuse
3: Projektionsmodul
4: Projektionsfläche
5: Steuereinheit
6: Abstandssensor
7: Fremdlicht-Fotodetektor
10: Objekt
11: Befestigungsmast

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 20122094 U1 [0002]
- DE 102004055318 A1 [0002]
- DE 102006048143 A1 [0009]

Claims

Feldgerät (1) mit mindestens einem Gehäuse (2) und mit mindestens einem Anzeigeelement zur Darstellung von Daten, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigelement mindestens ein Projektionsmodul (3) und eine Projektionsfläche (4) aufweist, dass das Projektionsmodul (3) innerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist, dass das Projektionsmodul (3) und die Projektionsfläche (4) derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass das Projektionsmodul (3) die Daten auf die Projektionsfläche (4) projiziert, und dass die Projektionsfläche (4) und das Gehäuse (2) derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass die Projektionsfläche (4) und die auf die Projektionsfläche (4) projizierten Daten außerhalb des Gehäuses (2) sichtbar sind.
Feldgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsfläche (4) transparent und streuend ausgestaltet ist.
Feldgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Wand des Gehäuses (2) mindestens ein Fenstersegment vorgesehen ist, in welchem die Projektionsfläche (4) angeordnet ist und/oder durch welches die Projektionsfläche (4) außerhalb des Gehäuses (2) sichtbar ist.
Feldgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fenstersegment im Wesentlichen eine Seitenfläche des Gehäuses (2) umfasst.
Feldgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Steuereinheit (5) vorgesehen ist, welche das Erscheinungsbild der Daten auf dem Anzeigeelement steuert, dass mindestens ein Abstandssensor (6) vorgesehen ist, welcher den Abstand zwischen dem Feldgerät (1) und mindestens einem Objekt (10) und/oder die Ausrichtung des Objekts (10) relativ zum Feldgerät (1) bestimmt und/oder überwacht, und dass die Steuereinheit (5) in Abhängigkeit vom Abstand und/oder der Ausrichtung das Erscheinungsbild der Daten auf dem Anzeigeelement steuert.
Feldgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandssensor (6) derartig ausgestaltet ist, dass der Abstandssensor (6) über einen Einlernvorgang die zu überwachenden Raumwinkel erlernt, wobei die zu überwachenden Raumwinkel die Raumwinkel in der Umgebung des Feldgerätes (1) sind, in welchen das Objekt (10) positionierbar ist.
Feldgerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Projektionsflächen (4) vorgesehen sind, und dass die Steuereinheit (5) ausgehend von der Ausrichtung und/oder dem Abstand des Objekts (10) die Projektionsfläche (4) auswählt, welche der Orientierung und/oder dem Abstand zugeordnet ist.
Feldgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandssensor (6) mindestens eine Wärme- und/oder eine NIR- und/oder IR-Detektionseinrichtung aufweist.
Feldgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fremdlicht-Fotodetektor (7) vorgesehen ist.
Feldgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) die Darstellung der Daten entsprechend dem Messwert des Fremdlicht-Fotodetektors (7) steuert.
Feldgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) das Erscheinungsbild des Anzeigeelements derartig steuert, dass das Erscheinungsbild mit zunehmendem Abstand einen zunehmenden Abstraktionsgrad aufweist.
Feldgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) das Anzeigeelement in dem Fall ausschaltet, dass der Abstand einen Maximalabstand übersteigt, und dass die Steuereinheit (5) das Anzeigeelement in dem Fall einschaltet, dass der Abstand den Maximalabstand unterschreitet.
Feldgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) nur in dem Fall, dass ein Identifizierungselement mit dem Objekt (10) verbunden ist, das Erscheinungsbild des Anzeigeelements in Abhängigkeit vom Abstand steuert.