基於超聲波的觸摸感測裝置以及包括該裝置的烹飪設備和家用電器的製作方法

2023-12-05 05:21:31

相關申請的交叉引用

本申請要求於2016年4月5日在韓國知識產權局提交的申請號為10-2016-0041761的韓國專利申請的優先權，該申請所公開的內容通過引用的方式併入本文。

本發明涉及基於超聲波的觸摸感測裝置以及包括該觸摸感測裝置的烹飪設備和家用電器，具體地，涉及能夠提高用戶便利性的基於超聲波的觸摸感測裝置以及包括該觸摸感測裝置的烹飪設備和家用電器。

背景技術：

例如使用微波的微波爐、使用加熱器的烤箱以及爐灶之類的各種產品被作為烹飪設備廣泛使用。

微波爐輻射由所包含的烹飪室中的磁控管產生的微波並且使放入烹飪室中的食物的水分子振動來加熱食物。烤箱使用加熱器加熱所包含的烹飪室來加熱放入烹飪室中的食物。

爐灶加熱放置在其上的容器來加熱容器中所容納的食物，它的典型示例包括使用煤氣作為加熱源的煤氣爐灶。在煤氣爐灶中，由於由火焰所引起的熱損失高，所以熱效率降低。因此，近年來使用電的爐灶引起了人們的注意。

技術實現要素：

因此，鑑於上述問題而作出本發明，並且本發明的目的是提供一種可以改善用戶便利性的基於超聲波的觸摸感測裝置，以及包括該觸摸感測裝置的烹飪設備和家用電器。

根據本發明的一方面，通過提供一種基於超聲波的觸摸感測裝置可以實現上述及其他目的，該觸摸感測裝置包括：第一板；第二板，與所述第一板間隔開；壓電元件，布置在所述第一和第二板之間，用於輸出與所述第一板上的觸摸輸入對應的電信號；超聲波輸出單元，用於基於來自所述壓電元件的所述電信號輸出超聲波；多個麥克風，用於接收超聲波；以及處理器，用於基於由所述多個麥克風收集的聲音信號來計算所述第一板上的觸摸輸入的位置。

根據本發明的另一方面，提供一種基於超聲波的觸摸感測裝置，該觸摸感測裝置包括：第一板；第二板，與所述第一板間隔開；壓電元件，布置在所述第一和第二板之間，用於輸出與所述第一板上的觸摸輸入對應的電信號；超聲波輸出單元，用於向所述第一板輸出超聲波；多個麥克風；以及處理器，用於基於與所述第一板上的觸摸輸入對應的變化的各聲音信號來計算所述第一板上的觸摸輸入的位置。

根據本發明的另一方面，提供一種烹飪設備，包括：第一板；第二板，與所述第一板間隔開；壓電元件，布置在所述第一和第二板之間，用於輸出與所述第一板上的第一壓力輸入對應的電信號；多個線圈，布置在所述第二板下方；超聲波輸出單元，用於基於來自所述壓電元件的所述電信號輸出超聲波；多個麥克風，用於接收超聲波；以及控制器，用於基於由所述多個麥克風收集的各聲音信號來計算所述第一板上的第一壓力輸入的位置，並且用於執行控制，以便當所述第一壓力輸入的所述位置是與所述多個線圈中的第一線圈對應的位置時使電流流入所述第一線圈中。

根據本發明的另一方面，提供一種家用電器，包括：第一板；第二板，與所述第一板間隔開；壓電元件，布置在所述第一和第二板之間，用於輸出與所述第一板上的觸摸輸入對應的電信號；超聲波輸出單元，用於基於來自所述壓電元件的所述電信號輸出超聲波；多個麥克風，用於接收超聲波；以及處理器，用於基於由所述多個麥克風收集的各聲音信號來計算所述第一板上的觸摸輸入的位置。

根據本發明的另一方面，提供一種家用電器，包括：第一板；第二板，與所述第一板間隔開；壓電元件，布置在所述第一和第二板之間，用於輸出與所述第一板上的觸摸輸入對應的電信號；超聲波輸出單元，用於向所述第一板輸出超聲波；多個麥克風；以及處理器，用於基於與所述第一板上的觸摸輸入對應的變化的各聲音信號來計算所述第一板上的觸摸輸入的位置。

在本申請中，提供了一種基於超聲波的觸摸感測裝置以及包括該觸摸感測裝置的烹飪設備和家用電器，可以改善用戶便利性。

附圖說明

基於結合附圖進行的下列詳細描述，本發明的上述及其他目的、特徵和其他優點將更加容易理解，其中：

圖1是示出了根據本發明實施例的基於超聲波的觸摸感測裝置的圖；

圖2是示出了圖1的基於超聲波的觸摸感測裝置的側視圖；

圖3a至圖3d是涉及用於描述圖1的基於超聲波的觸摸感測裝置的操作的圖；

圖4是示出了根據本發明另一個實施例的基於超聲波的觸摸感測裝置的圖；

圖5a至圖5b是示出了圖4的基於超聲波的觸摸感測裝置的側視圖；

圖6是示出了圖1或圖4的基於超聲波的觸摸感測裝置的內部配置的框圖；

圖7a至圖7b是涉及用於描述圖6的處理器的操作的圖；

圖8是示出了根據本發明實施例的烹飪設備的透視圖；

圖9是示出了圖8的烹飪設備的內部配置的示例的框圖；

圖10是示出了向圖8的烹飪設備供電的示例的圖；

圖11是示出了圖10的烹飪設備的示例的電路圖；

圖12a至圖12d是涉及用於描述圖8的烹飪設備的各種操作的圖；以及

圖13a至圖14c是示出了包括圖1或圖4的基於超聲波的觸摸感測裝置的各種家用電器的圖。

具體實施方式

以下將參考附圖詳細地描述本發明的示例性實施例。

本文所使用的被附加至組件名稱的詞語「模塊」和「單元」用於輔助理解組件，因而不應當被認為具有特定含義或作用。因此，詞語「模塊」和「單元」可以互換地使用。

圖1是示出了根據本發明實施例的基於超聲波的觸摸感測裝置的示圖，圖2是示出了圖1的基於超聲波的觸摸感測裝置的側視圖。

參照附圖，圖1和圖2中的基於超聲波的觸摸感測裝置可以包括：第一板110；第二板120，與第一板110間隔開；壓電元件130，布置在第一和第二板120之間，用於輸出與第一板110上的觸摸輸入對應的電信號；超聲波輸出單元uso，用於基於來自壓電元件130的電信號輸出超聲波；多個麥克風mica至micd，用於接收超聲波；以及處理器，用於基於由多個麥克風mica至micd收集的聲音信號來計算第一板110上的觸摸輸入的位置。

具體地，參照圖1，基於超聲波的觸摸感測裝置100中的多個麥克風mica至micd可以彼此間隔開。

例如，如圖所示，在觸摸感測裝置的角落附近設置四個麥克風mica至micd，以彼此間隔開。

圖2是示出沿著圖1的i-i』線的基於超聲波的觸摸感測裝置100的側視圖。參照圖2，多個麥克風mica至micd位於第一板110中。

第一板110是基於超聲波的觸摸感測裝置100的外殼，並且可以由諸如陶瓷、鋼化玻璃等的各種材料製成。

第二板120可以與第一板110間隔開，並且可以由諸如陶瓷、鋼化玻璃等的各種材料製成。

壓電元件130可以布置在第一和第二板110和120之間，並且使用壓電效應輸出與壓力對應的電信號。

壓電元件130可以通過所施加的力生成電壓。可以根據所施加的力的強度來改變電壓的水平。

例如，壓電元件130可以包括鐵電材料，例如鋯鈦酸鉛[pb(ti,zr)o3](pzt)、鈦酸鋇(batio3)等。

超聲波輸出單元uso可以附接到壓電元件130並且基於來自壓電元件130的電信號輸出超聲波。

例如，超聲波輸出單元uso可以輸出超聲波，該超聲波的頻率比20至20000hz的可聽頻率高几十khz至幾mhz。

超聲波輸出單元uso可以輸出具有與由壓電元件130生成的電信號(例如，電壓水平)成比例的增強的聲級、聲音強度或的頻率。

在本發明中，隨著第一板110上的觸摸輸入的強度增加，從壓電元件130輸出的電信號的水平(例如，電壓的水平)增加，並且超聲波輸出單元uso可以輸出具有增強的聲級、聲音強度或頻率的超聲波。

處理器170可以基於由多個麥克風mica至micd收集的聲音信號來計算第一板110上的觸摸輸入的位置。

具體地，處理器170可以基於由多個麥克風mica至micd收集的聲音信號之間的相位差來計算第一板110上的觸摸輸入的位置。

可代替地，處理器170可以基於由多個麥克風mica至micd收集的各聲音信號之間的水平和相位差異來計算第一板110上的觸摸輸入的位置。

因此，可以方便地通過基於超聲波的觸摸感測裝置100來感測觸摸輸入。

具體地，不同於電容觸摸感測法，使用超聲波可以在手溼的情況下方便且準確地感測由手作出的觸摸輸入。因此，可以增強用戶便利性。

除了手指作出的觸摸輸入，基於超聲波的觸摸感測裝置100可以感測當特定對象放置在其上時所產生的壓力以及壓力產生位置。

具體地，如果基於超聲波的觸摸感測裝置100用於烹飪設備，那麼它可以感測烹飪容器所產生的壓力和壓力產生位置，並且可以感測烹飪容器的位置。

同時，處理器170可以執行控制，以顯示與計算出的觸摸輸入的位置對應的位置處的顯示的部分。因此，用戶可以直觀地確認觸摸輸入。

同時，處理器170可以執行控制以通過通信單元135向外部裝置傳送計算出的觸摸輸入的位置信息。具體地，通過藉助無線通信向外部裝置傳送感測到的觸摸輸入的位置信息或觸摸輸入的模式信息，可以遠程控制外部裝置。因此，可以增強用戶便利性。

圖3a至圖3d是涉及用於描述圖1的基於超聲波的觸摸感測裝置的操作的圖。

首先，圖3a示出了基於超聲波的觸摸感測裝置100的第一板110上由用戶手指50a作出的位於第一位置po1處的觸摸輸入。

如上所述，壓電元件130輸出與第一板110上的第一位置po1對應的位置處的電信號。

超聲波輸出單元uso基於來自壓電元件130的與第一位置po1對應的位置處的電信號輸出超聲波。

圖3b示出了基於超聲波的觸摸感測裝置100上(更具體地，在第一板110上)的作為源的第一位置po1處輸出的超聲波uso1。

多個麥克風mica至micd可以收集這樣的超聲波。

處理器170可以基於由多個麥克風mica至micd收集的聲音信號(即，超聲波信號)之間的相位差來計算第一板110上的觸摸輸入的位置。

例如，如附圖所示，當在第一位置po1處(該位置是第一麥克風mica和第三麥克風micc之間的中點)產生觸摸輸入時，由第一麥克風mica和第三麥克風micc收集的聲音信號的相位可以是相同的，由第二麥克風micb和第四麥克風micd收集的聲音信號的相位可以是相同的並且相對於由第一麥克風mica和第三麥克風micc收集的聲音信號的相位延遲。

處理器170可以考慮這樣的相位差來計算觸摸輸入的位置。

由於觸摸輸入的位置是基於超聲波形計算的，所以即便是當手指是溼的或者有水滴滴落時也可以準確且方便地計算觸摸輸入。因此，可以增強用戶便利性。

接下來，圖3c示出了基於超聲波的觸摸感測裝置100上的第一位置po1和第二位置po2處由用戶手指50a作出的觸摸輸入。

如上所述，壓電元件130輸出與第一板110上的第一位置po1和第二位置po2對應的位置處的電信號。

超聲波輸出單元uso基於來自壓電元件130的與第一位置po1和第二位置po2對應的位置處的電信號輸出超聲波。

圖3d示出了基於超聲波的觸摸感測裝置100中(更具體地，在第一板110上)的作為源的位置po1處輸出的超聲波usoaa和作為源的第二位置po2處輸出的超聲波usoab。

所述多個麥克風mica至micd可以收集這樣的超聲波usoaa和usoab。

處理器170可以基於由多個麥克風mica至micd收集的聲音信號(例如，超聲波信號)之間的相位差來計算第一板110上的觸摸輸入的位置。

例如，如附圖所示，如果在第一位置po1處(該位置是第一麥克風mica與第三麥克風micc之間的中點)產生觸摸輸入，則由第一麥克風mica與第三麥克風micc收集的聲音信號的相位可以是相同的，由第二麥克風micb與第四麥克風micd收集的聲音信號的相位可以是相同的，並且相對於由第一麥克風mica與第三麥克風micc收集的聲音信號的相位存在延遲。

例如，如圖所示，如果在第二位置po2處(該位置是第二麥克風micb與第四麥克風micd之間的中點)產生觸摸輸入，那麼由第二麥克風micb和第四麥克風micd收集的聲音信號的相位可以是相同的，由第一麥克風mica和第三麥克風micc收集的聲音信號的相位可以是相同的，並且相對於由第二麥克風micb和第四麥克風micd收集的聲音信號的相位存在延遲。

處理器170可以考慮這樣的相位差來計算觸摸輸入的位置。

根據圖3c和圖3d，處理器170可以計算多觸摸輸入。

圖4是示出了根據本發明另一個實施例的基於超聲波的觸摸感測裝置的圖，以及圖5a至圖5b是示出了圖4的基於超聲波的觸摸感測裝置的側視圖。

參照附圖，圖4至圖5b的基於超聲波的觸摸感測裝置100b可以包括：第一板110；第二板120，與第一板110間隔開；壓電元件130，布置在第一和第二板110和120之間，用於輸出與第一板110上的觸摸輸入對應的電信號；超聲波輸出單元uso，用於向第一板110輸出超聲波；多個麥克風mica至micd；以及處理器170，用於基於與第一板110上的觸摸輸入對應的變化的聲音信號來計算第一板110上的觸摸輸入的位置。

具體地，參照圖4，基於超聲波的觸摸感測裝置100b中的多個麥克風mica至micb可以設置為在第一板110的下端處彼此間隔開，並且多個超聲波輸出單元usoa和usob可以設置為在第一板110的上端處彼此間隔開。

例如，如附圖所示，兩個麥克風mica至micb可以靠近下方的角設置以彼此間隔開，兩個超聲波輸出單元usoa和usob可以靠近上方的角設置以彼此間隔開。

圖5a是示出了沿著圖4的i-i』線的基於超聲波的觸摸感測裝置100b的側視圖。參照圖5，多個麥克風mica至micb位於第一板110中。

第一板110是基於超聲波的觸摸感測裝置100b的外殼，並可以由例如陶瓷、鋼化玻璃等的各種材料製成。

第二板120可以與第一板110間隔開，並且可以由諸如陶瓷、鋼化玻璃等的各種材料製成。

壓電元件130可以布置在第一和第二板110和120之間，並且使用壓電效應輸出與壓力對應的電信號。

壓電元件130可以通過所施加的力生成電壓。可以根據所施加的力的強度來改變電壓的水平。

例如，壓電元件130可以包括鐵電材料，例如鋯鈦酸鉛[pb(ti,zr)o3](pzt)、鈦酸鋇(batio3)等。

圖5b是示出了沿著圖4的ii-ii』線的基於超聲波的觸摸感測裝置100b的側視圖。參照圖5b，多個超聲波輸出單元usoa和usob可以位於第一板110中。

多個超聲波輸出單元usoa和usob可以輸出不同的超聲波，例如，具有不同頻率或不同相位的超聲波。

例如，多個超聲波輸出單元usoa和usob可以輸出超聲波，該超聲波的頻率比20至20000hz的可聽頻率高几十khz至幾mhz。

同時，可以通過從壓電元件130輸出的電信號來改變從超聲波輸出單元uso輸出的超聲波，並且多個麥克風mica至micb可以收集變化的超聲波。

同時，在本發明中，隨著第一板110上觸摸輸入的強度增加，從壓電元件130輸出的電信號的水平(例如，電壓的水平)增加，從而超聲波的變化也增大。

處理器170可以基於由多個麥克風mica至micb收集的變化的各聲音信號(例如，超聲波信號)來計算第一板110上的觸摸輸入的位置。

同時，處理器170可以基於由多個麥克風mica至micb收集的變化的聲音信號來計算第一板110上的觸摸輸入的位置。

具體地，處理器170可以基於由多個麥克風mica至micb收集的變化的聲音信號之間的相位差來計算第一板110上觸摸輸入的位置。

可代替地，處理器170可以基於由多個麥克風mica至micb收集的變化的聲音信號之間的等級和相位差異來計算第一板110上觸摸輸入的位置。

因此，可以方便地通過基於超聲波的觸摸感測裝置100b計算觸摸輸入。

具體地，不同於電容觸摸感測法，使用超聲波可以在手溼的情況下方便且準確地計算由手作出的觸摸輸入。因此，可以增強用戶便利性。

除了手指作出的觸摸輸入，基於超聲波的觸摸感測裝置100b可以計算當特定對象放置在其上時所產生的壓力以及壓力產生位置。

具體地，如果基於超聲波的觸摸感測裝置100b用於烹飪設備，那麼可以計算烹飪容器所產生的壓力和壓力產生位置，並且可以計算烹飪容器的位置。

同時，處理器170可以執行控制，以顯示與計算出的觸摸輸入的位置對應的位置處的顯示部分。因此，用戶可以直觀地確認觸摸輸入。

同時，處理器170可以執行控制，以通過通信單元135向外部裝置傳送計算出的觸摸輸入的位置信息。具體地，通過藉助無線通信向外部裝置傳送感測到的觸摸輸入的位置信息或觸摸輸入的模式信息，可以遠程控制外部裝置。因此，可以增強用戶便利性。

同時，同圖3a至圖3d相似，圖4的基於超聲波的觸摸感測裝置100b可以計算觸摸輸入。具體地，可以計算多觸摸輸入。

圖6是示出了圖1或圖4的基於超聲波的觸摸感測裝置的內部配置的框圖。

參照附圖，圖6中的基於超聲波的觸摸感測裝置100或100b可以包括麥克風mic、超聲波輸出單元uso、通信單元135、存儲器140、處理器170、顯示器180和電源190。

麥克風mic可以包括多個麥克風並可以收集聲音信號，更具體地，可以收集超聲波信號。

超聲波輸出單元uso可以輸出超聲波。

超聲波輸出單元uso可以基於從壓電元件130輸出的電信號輸出超聲波，如圖1至圖3d所示。

可代替地，超聲波輸出單元uso可以分別地從壓電元件130輸出超聲波，如圖4至圖5b所示。

通信單元135可以與外部裝置執行數據交換。

例如，通信單元135可以向外部裝置傳送由處理器170計算的計算出的觸摸輸入的位置信息。

為此，通信單元135可以通過zigbee、wifi、藍牙等執行通信。

具體地，可以通過低功率ble通信向外部裝置(例如，烹飪設備、電視、移動終端等)傳送計算出的觸摸輸入的位置信息。

存儲器140可以存儲觸摸輸入模式(touchinputpattern)、壓力模式等。具體地，可以通過觸摸輸入模式、壓力模式等來儲存由麥克風mic收集的超聲波信號模式。

顯示器180可以顯示有關基於超聲波的觸摸感測裝置100的操作的信息。

例如，顯示器180可以執行控制，使得顯示器180的一部分被打開並顯示在與由處理器170計算出的觸摸輸入的位置對應的位置處。

處理器170可以基於由圖1至圖3d的多個麥克風mica至micd收集的聲音信號來計算第一板110上的觸摸輸入的位置。

具體地，處理器170可以基於由多個麥克風mica至micd收集的聲音信號之間的相位差來計算第一板110上的觸摸輸入的位置。

可代替地，處理器170可以基於由多個麥克風mica至micd收集的聲音信號之間的水平和相位差異來計算第一板110上的觸摸輸入的位置。

同時，處理器170可以執行控制以顯示與計算出的觸摸輸入的位置對應的位置處的顯示部分。

同時，處理器170可以執行控制，以便通過通信單元135向外部設備傳送計算出的觸摸輸入的位置信息。

同時，處理器170可以基於與第一板110上由圖4至圖5b的多個麥克風mica至micb收集的觸摸輸入對應的變化的聲音信號來計算第一板110上觸摸輸入的位置。

同時，處理器170可以基於與多種超聲波對應的變化的各聲音信號來計算第一板110上的觸摸輸入的位置。

同時，處理器170可以基於由多個麥克風mica至micd收集的變化的聲音信號之間的相位差來計算第一板110上觸摸輸入的位置。

同時，處理器170可以包括用於對由多個麥克風mica至micd收集的聲音信號執行減噪信號處理的預處理器173，和用於基於來自預處理器173的信號計算聲源位置的聲源定位單元174。

處理器170還可以包括用於執行相對於聲源位置的校準的校準單元176和用於優化校準後的聲源位置的優化器177。

這將參照圖7a至圖7b進行描述。

圖7a至圖7b是涉及用於描述圖6的處理器的操作的示圖。

首先，圖7a示出了在時間tor時在第一位置pot處產生觸摸輸入的情況。

在第一位置pot處產生超聲波，並且超聲波smica和smicb由第一麥克風mica和第二麥克風micb來收集。

具體地，超聲波smica在時間to1處由第一麥克風mica收集，超聲波smicb在比時間to1晚τ的時間to2處由第二麥克風micb收集。

超聲波smica和smicb被傳送至處理器170。

處理器170中的數據輸入單元171可以接收與超聲波smica和smicb對應的採樣數據信號。

數據輸入單元171接收通過對聲音信號進行採樣而獲得的數據信號，具體地，是對超聲波信號進行採樣，並且數據輸入單元171可以執行濾波等。

然後，預處理器173從數據輸入單元171接收該信號，並執行減噪處理。具體地，可以執行減噪處理等，以最小化由外圍噪聲所引起的故障。

接下來，聲源定位單元174計算聲音的聲源位置。具體地，在本發明中，使用到達時差(toda)法來計算聲源位置。

更具體地，聲源定位單元174基於由多個麥克風收集的聲音信號之間的相位差或所收集的各聲音信號之間的電平和相位差異來計算聲源位置。此時，可以使用儲存在存儲器140中的模式數據。

圖7b是示出了計算聲源位置的方法(具體地，是基於位置pot計算角度)的示圖。

處理器可以使用下列公式1來計算聲源位置的角度信息。

【公式1】

其中，θ表示聲源位置的角度，τ表示聲音信號之間的相位或時間差異，fs表示採樣頻率，c表示超聲波的速度，以及d表示第一麥克風mica和第二麥克風micb之間的距離。

同時，處理器170可以考慮所收集的超聲波信號的水平來計算聲源位置信息的距離信息。

例如，隨著離聲源位置的距離減小，聲音信號的水平可以增加，隨著離聲源位置的距離增大，聲音信號的水平可以減小。

接下來，校準單元176可以考慮第一板110的介質的性質來對計算出的聲源位置執行校準。

接下來，優化器177可以優化聲源位置。例如，可以執行模式識別算法。

接下來，最終位置計算器179最後基於優化器所處理的數據來計算並輸出觸摸輸入位置(角度和距離信息)。

同時，參照圖1至圖7b描述的基於超聲波的觸摸感測裝置100或100b可適用於各種裝置。

例如，基於超聲波的觸摸感測裝置100或100b可應用於諸如烹飪設備、冰箱、洗衣機、空調、空氣淨化器和清潔器的家用電器。

如另一示例，基於超聲波的觸摸感測裝置100或100b可應用於筆記本電腦、移動終端、平板電腦等。

此外，基於超聲波的觸摸感測裝置100或100b可以安裝在門、桌子、水槽或浴缸上。

在下文中，將會描述包括基於超聲波的觸摸感測裝置100或100b的各種裝置。

圖8是示出了根據本發明實施例的烹飪設備的透視圖。

參照圖8，根據本發明實施例的冷卻裝置200包括參照圖1至圖7b所描述的基於超聲波的觸摸感測裝置100或100b，並且可以是感應加熱(ih)烹飪設備。

也就是說，圖8的ih烹飪設備200可以包括加熱板210、第一加熱器230、第二加熱器232、第三加熱器234、輸入單元225和顯示器280。

加熱板210是ih烹飪設備200的外殼，並且被設置在加熱器上。加熱板110可以由諸如陶瓷、或鋼化玻璃的各種材料製成。

烹飪容器放置在加熱板210上，並且烹飪容器295被放置在加熱器330、332和334中的至少一個加熱器上，並按照感應加熱的原理來加熱。

第一加熱器230包括多個感應加熱線圈和諧振電容器(未示出)。

在附圖中，第一加熱器230包括第一線圈lr1和第二線圈lr2。

第一線圈lr1可以是用於檢測烹飪容器的溫度的感應加熱線圈，第二感應加熱線圈lr2可以用於加熱烹飪容器。

在附圖中，第二感應加熱線圈lr2被設置在第一感應加熱線圈lr1的外圓周處。

當在烹飪容器295被放置在第一加熱器230上(更具體地，第二感應加熱線圈lr2)的狀態下ac電流(更具體地，是高頻ac電流)流入第二感應加熱線圈lr2中時，通過諧振電容(未示出)和第二感應加熱線圈lr2的諧振在第二感應加熱線圈lr2中產生磁場，並且由於磁場的電磁感應效應，在烹飪容器95中感應出渦電流。由於渦電流，在烹飪容器的電阻器件中產生焦耳熱，從而加熱烹飪容器。

第二加熱器232包括第三感應加熱線圈lr3和諧振電容器(未示出)。當在烹調容器295放置在第二加熱器232上(更具體地，第三感應加熱線圈lr3)的狀態下高頻ac電流流入時，如上所述，通過渦電流加熱烹飪容器295。

第三加熱器234包括第四感應加熱線圈lr4和諧振電容器(未示出)。當在烹調容器295放置在第三加熱器234(更具體地，是第四感應加熱線圈lr4)上的狀態下高頻ac電流流入時，如上所述，通過渦電流加熱烹飪容器295。

輸入單元225接收用戶輸入以操作ih烹飪設備200。例如，通過用戶輸入來選擇是否加熱第一加熱器230、第二加熱器232和第三加熱器234中的至少一個加熱器，或者確定將電流供給第一加熱器230的第一感應加熱線圈lr1和第二感應加熱線圈lr2中的哪一個、或者每個加熱器的操作時間或溫度。

如圖所示，輸入單元225設置在每個加熱器230、232和234中。

顯示器280顯示ih烹飪設備200的操作狀態。加熱器230、232和234中的每一個加熱器是否運行或者正被加熱的烹調容器295的溫度都可以顯示。

除了根據本發明實施例的ih加熱烹飪設備200之外，由於輻射熱烹飪設備類似於ih烹飪設備200使用加熱板210下方的加熱器，所以不產生火焰，因此穩定性高。然而，由於受到輻射熱而增加加熱器的溫度，因此需要開/關控制來保護加熱器。

然而，由於根據本發明實施例的ih烹飪設備200使用了高頻感應加熱的原理，所以不直接加熱加熱器，更具體地，不直接加熱感應加熱線圈。由於可以連續地提供高頻電流，所以可以獲得高的能量效率並且可以減少加熱時間。

鑑於ih烹飪裝置200在由包含了金屬成分的磁性材料製成的烹飪容器中有效地執行感應加熱，所以可以進一步包括電熱加熱器(未示出)，以加熱由非磁性材料製成的烹飪容器。電熱加熱器(未示出)可以設置在加熱器230、232和234中的至少一個加熱器中。hi烹飪設備200還可以包括用於檢測烹飪容器類型的負載檢測器(未示出)。

圖9是示出了圖8的烹飪設備的示例的框圖。

參照附圖，ih烹飪設備200可以包括第一電源310、第二電源320、輸入單元225、顯示器280和溫度檢測器400。

輸入單元225可以包括參照圖1至圖7b描述的基於超聲波的觸摸感測裝置100或100b。

第一電源310和第二電源320可以向烹飪設備200的多個感應加熱線圈供電。

在圖10中，第一電源310向第二感應加熱線圈lr2、第三感應加熱線圈lr3和第四感應加熱線圈lr4供電，第二電源320向第一感應加熱線圈lr1供電。

輸入單元225可以包括與烹飪設備200的操作相關的按鈕和觸控螢幕，並且通過輸入單元225輸入的信號可以被發送到控制器270。

顯示器280可以顯示與烹飪設備200的操作狀態相關的信息。例如，可以顯示與烹飪有關的烹飪時間、剩餘時間、烹飪類型信息以及烹飪容器的溫度。

溫度檢測器400可以檢測烹飪容器295的溫度。為了進行溫度檢測，通常使用ir傳感器。然而，本發明不限於此，也可以使用利用具有根據溫度而變化的電阻值的電阻器的方法。

控制器170控制烹飪設備200的整體操作。

例如，控制器270可以控制第一電源310、第二電源320、輸入單元225、顯示器280和溫度檢測器400的操作。

更具體地，控制器可以控制第一電源310或第二電源320，以根據通過輸入單元225輸入的溫度信號來烹飪食物。

控制器270可以接收由溫度檢測器400檢測到的溫度信息，並執行控制以在顯示器280上顯示溫度信息。

控制器270執行控制以向第一線圈lr1施加脈衝信號，並且基於與脈衝信號對應的在電阻器中流動的電流來檢測烹飪容器295的溫度。

控制器270執行控制以持續操作第二線圈lr2，並且在加熱烹飪容器295時將脈衝信號重複地施加到第一線圈lr1。

控制器270可以根據第二線圈lr2的操作時間或烹調容器295的溫度來執行控制，以便改變第一線圈lr1的脈衝信號的寬度或施加脈衝信號的時間。

多個線圈lr1至lr4可以放置在第二板120的下方。

控制器270可以基於由多個麥克風mica至micd收集的聲音信號來感測第一板110上的第一壓力輸入的位置，並且執行控制，使得當第一壓力輸入的位置對應於多個線圈中的第一線圈時使電流流入第一線圈。

當第一壓力輸入的位置對應於多個線圈中的第一線圈時，控制器270可執行控制以開啟位於第一線圈附近的顯示器280。

當烹飪材料從放置在與第一線圈對應的位置處的烹飪容器中落到第一板110上時，控制器270可以計算由烹飪材料產生的第二壓力輸入並基於計算出的第二壓力輸入執行控制以減小施加到第一線圈的電流的強度。

當接收到第一板110上的觸摸輸入時，控制器270可以計算觸摸輸入，並且基於觸摸輸入設置向第一線圈施加電流的周期與電流強度中的至少一個。

圖10是示出了向圖8的ih烹飪設備供電的示例的圖。

參照圖10，ih烹飪設備200還可以包括第一電源310和第二電源320。

第一電源310可以向第一加熱器230的第二感應加熱線圈lr2、第二加熱器232的第三感應加熱線圈lr3和第三加熱器234的第四感應加熱線圈lr4供電。這裡，電力可以是高頻ac電力。

第二電源320可以向第一加熱器230的第一感應加熱線圈lr1供電。

電力從不同的電源供給到設置有多個感應加熱線圈的第一加熱器230的感應加熱線圈，使得使用高頻ac電流的ih烹飪設備能夠有效且穩定地驅動而不會出現功率下降。

圖11是示出了圖10的ih烹飪設備的示例的電路圖。

參照附圖，根據本發明實施例的第一電源310可以包括第一轉換器410、第二轉換器412、第一電抗器l1、第二電抗器l2、第一平滑電容器c1、第二平滑電容器c2、第一逆變器420、第二逆變器422、電力選擇器430和第二至第四開關元件s2至s4。

第二電源320可以包括第三轉換器414、第三電抗器l3、第三平滑電容器c3、第三逆變器424和第一開關元件s1。

第一轉換器410和第二轉換器412分別從商用ac電源405接收電壓並將其轉換成dc電壓。例如，第一轉換器410和第二轉換器412可以分別包括二極體，用於輸出由二極體整流的dc電壓。

第一轉換器410和第二轉換器412可以分別包括二極體和開關元件，並根據二極體的整流特性和開關元件的開關操作來輸出轉換後的dc電源。

下文將集中介紹分別包括了二極體但沒有開關元件的第一轉換器410和第二轉換器412。

商用ac電源405可以是單相ac電源或三相ac電源。在單相ac電源的情況下，第一轉換器410和第二轉換器412可以包括電橋形式的四個二極體。在三相ac電源的情況下，第一轉換器410和第二轉換器412可以包括六個二極體。

第三轉換器414如第一轉換器410和第二轉換器412那樣接收商用ac電壓並將其轉換成dc電壓。為了防止功率降低，第三轉換器414可以從單獨的商用ac電源407接收電壓。

第一電抗器l1和第二電抗器l2分別連接到第一轉換器410和第二轉換器412的一端以用於累積ac分量的能量，從而消除諧波電流分量或噪聲分量。

第三電抗器l3連接到第三轉換器414的一端以用於積聚ac分量的能量，從而消除諧波電流分量或噪聲分量。

第一平滑電容器c1和第二平滑電容器c2分別連接到第一轉換器410和第二轉換器412的輸出端。在附圖中，電抗器l1和l2設置在電容器和轉換器410與415之間。

第一平滑電容器c1和第二平滑電容器c2使從第一轉換器410和第二轉換器412輸出的整流電壓平滑成dc電壓。在下文中，第一轉換器410和第二轉換器412的輸出端分別被稱為第一和第二dc端。第一和第二dc端的平滑後的dc電壓分別被施加到第一轉換器410和第二轉換器412。

第三電容器c3連接到第三轉換器414的輸出端，並使從第三轉換器412輸出的整流電壓平滑成dc電壓。第三轉換器的輸出端被稱為第三dc端。

第一逆變器420、第二逆變器422和第三逆變器424中每一個逆變器包括多個開關元件，並且通過開關元件的開/關操作將平滑後的dc電壓轉換成具有預定頻率的ac電壓。

第一逆變器420包括串聯連接的上臂開關元件sa和下臂開關元件s'a。二極體與每個開關元件sa或s'a反並聯連接。此外，緩衝電容器(snubbercapacitor)並聯連接到每個開關元件sa或s'a。

第一逆變器420的開關元件sa和s'a基於來自控制器(未示出)的第一開關控制信號執行開/關操作。此時，開關元件sa和s'a可以互補地操作。

與第一逆變器420類似，第二逆變器422包括串聯連接的上臂開關元件sb和下臂開關元件s'b。二極體與每個開關元件sb或s'b反並聯連接。此外，緩衝電容器並聯連接到每個開關元件sb或s'b。

第一逆變器420的開關元件sb和s'b基於來自控制器(未示出)的第二開關控制信號執行開/關操作。

第一逆變器420和第二逆變器422可以分別執行操作。也就是說，第一和第二逆變器可以分別產生並輸出第一和第二高頻ac電壓。

與第一逆變器420類似，第三逆變器424包括串聯連接的上臂開關元件sc和下臂開關元件s'c。此外，還連接有二極體和緩衝電容器。

第四諧振電容器cr4可以連接到第二感應加熱線圈lr2，以進行諧振。可以將高頻ac電壓提供給第二感應加熱線圈lr2，以根據感應加熱的原理感應加熱。此時，用於確定第二感應加熱線圈lr2的操作的開關元件s4可以連接到第二感應加熱線圈lr2。

將第一ac電壓從第一逆變器420提供到第二感應加熱線圈lr2。

第三感應加熱線圈lr3和第四感應加熱線圈lr4並聯連接以形成對。第二諧振電容器cr2和第三諧振電容器cr3可以連接到第三感應加熱線圈lr3和第四感應加熱線圈lr4，以進行諧振。可以向感應加熱線圈lr2和lr3提供高頻ac電壓，以根據感應加熱的原理感應加熱。此時，用於確定感應加熱線圈lr2和lr3的操作的開關元件s2和s3可以分別連接到第三感應加熱線圈lr3和第四感應加熱線圈lr4。

來自第一逆變器420的第一ac電壓或來自第二逆變器422的第二ac電壓被提供至第三感應加熱線圈lr3和第四感應加熱線圈lr4。為此，電力選擇器430執行切換操作。

當第三感應加熱線圈lr3和第二感應加熱線圈lr2均運行時，電壓選擇器430從來自第一逆變器420的第一ac電壓和來自第二逆變器422的第二ac電壓中選擇任意一個ac電壓並將其提供到第三感應加熱線圈lr3，並且將另一個ac電壓提供至第四感應加熱線圈lr4。

例如，可以將第二ac電壓提供至第三感應加熱線圈lr3，將第一ac電壓提供至第四感應加熱線圈lr4。

當並聯連接到同一逆變器的多個感應加熱線圈中的十個或更多感應加熱線圈開啟時，施加到感應加熱線圈的ac電壓可以被分開。也就是說，可以從不同的逆變器來提供ac電壓。因此，由於相同的逆變器不提供相同的ac電壓，所以不會發生功率降低，並且可以穩定地提供ac電壓。

為此，電力選擇器430可以包括繼電器元件。在附圖中，包括繼電器元件r。

繼電器元件r布置在逆變器420和422與第四感應加熱線圈lr4之間，以執行繼電操作，使得第四感應加熱線圈lr4連接到第一逆變器420和第二逆變器422中的任何一個逆變器。

繼電器元件r的繼電操作可以由控制器(未示出)的控制信號來控制。

第一諧振電容器cr1可以連接到第一感應加熱線圈lr1，以進行諧振。可以向第一感應加熱線圈lr1提供高頻ac電壓，以根據感應加熱的原理感應加熱。此時，用於確定第一感應加熱線圈lr1的操作的開關元件s1可以連接到第一感應加熱線圈lr1。

來自第三逆變器424的第三ac電壓被提供至第一感應加熱線圈lr1。

控制器(未示出)可以控制第一逆變器420的開關元件sa和s'a、第二逆變器422的開關元件sb和s'b、第三逆變器424的開關元件sc和s'c、電力選擇器430的繼電器元件r以及第一至第四開關元件s1至s4，以操作感應加熱線圈。

具體地，為了控制第一逆變器420、第二逆變器422和第三逆變器424，可以輸出脈寬調製(pwm)切換控制信號。當第一逆變器420、第二逆變器422和第三逆變器424的開關元件是絕緣柵雙極電晶體(igbt)時，可以輸出pwm柵極驅動控制信號。

控制器(未示出)可以從用於感測每個感應加熱線圈附近溫度的溫度傳感器(未示出)接收相應的值，以及從用於檢測商用ac電源輸入電流的輸入電流檢測器(未示出)接收相應的值，並且在出現異常操作時停止ih烹飪設備200的整體操作。

圖12a至圖12d是涉及用於描述圖8的烹飪設備的操作的圖。

首先，圖12a示出了烹飪設備200的上板110的觸摸敏感區域1200a。

也就是說，在圖1至圖7b的基於超聲波的觸摸感測裝置100或100b中，觸摸不僅可以在顯示器280的區域和輸入單元225的區域中計算，也可以在設置了感應加熱線圈的區域中計算。

因此，可以進行各種用戶觸摸輸入，從而改善用戶便利性。

接下來，圖12b示出了放置在多個線圈lr1至lr4中的第一線圈lr1上的烹飪容器295。

通過圖1至圖7b的基於超聲波的觸摸感測裝置100或100b，控制器270可以計算第一板110上的第一壓力輸入的位置，並且當第一壓力輸入的位置是與多個線圈lr1至lr4中的第一線圈lr1對應的位置pox時，執行控制以便使電流流入第一線圈lr1。

將烹飪容器295放置在與第一線圈lr1對應的位置而無需進行輸入操作，就可以自動烹飪食物。因此，可以增加用戶便利性。

與附圖不同，當第一壓力輸入的位置是與多個線圈lr1至lr4中的第一線圈lr1對應的位置pox時，控制器270可以執行控制以開啟第一線圈lr1附近的顯示器280。因此，用戶可以直觀地看到第一線圈lr1正在運行。

可代替地，當第一壓力輸入的位置是與多個線圈lr1至lr4中的第一線圈lr1對應的位置pox時，控制器270可執行控制以開啟與輸入單元225的第一線圈lr1對應的區域。因此，可以提示用戶操作與輸入單元225的區域對應的按鈕。

接下來，圖12c示出了烹飪容器295中的烹飪材料正在沸騰的狀態。

當第一壓力輸入的位置是與多個線圈lr1至lr4中的第一線圈lr1對應的位置pox並且輸出超聲波的波形脈動時，控制器270可以識別出烹飪容器295中的烹飪材料煮沸了。

然後，控制器270可以自動執行控制以降低在第一線圈lr1中流動的電流的強度或者不讓電流第一線圈lr1中流動。因此，可以穩定地烹調食物。

可代替地，控制器270可以執行控制以通過聲學輸出模塊輸出指示烹飪材料正在沸騰的聲音。

接下來，圖12d示出烹飪材料從烹飪容器295流到板110上的狀態。

當烹飪材料從放置在與第一線圈lr1對應的位置pox處的烹飪容器295中落到第一板110上時，控制器270可以計算由烹飪材料產生的第二壓力輸入，並基於計算出的第二壓力輸入執行控制以降低施加到的第一線圈lr1的電流的強度。

在附圖中，烹飪材料落在與第一線圈lr1對應的位置pox附近的位置poy1和poy2處。

因此，在位置poy1和poy2處產生超聲波，並且控制器270可以基於通過麥克風計算出的聲音來計算位置poy1和poy2處的烹飪材料。

控制器270可以自動執行控制，以便基於計算出的烹飪材料來降低在第一線圈lr1中流動的電流的強度，或者不使電流在第一線圈lr1中流動。因此，可以穩定地烹調食物。

可代替地，控制器270可執行控制以通過聲學輸出模塊輸出表示烹飪材料溢出的聲音。

圖1和圖7b的基於超聲波的觸摸感測裝置100或100b可以連接到特定裝置或者從特定裝置卸下。

圖13a至圖14c是示出了包括圖1或圖4的基於超聲波的觸摸感測裝置的各種家用電器的示圖。

圖13a示出了基於超聲波的觸摸感測裝置100，它被附接到烹飪臺1310。可以由溼手進行觸摸輸入。

圖13b示出了基於超聲波的觸摸感測裝置100，它被附接到浴缸1320，可以由溼手進行觸摸輸入。

圖13c示出了基於超聲波的觸摸感測裝置100，它被附接到客廳的桌子1330，可以進行觸摸輸入。特別地，計算出的觸摸輸入可以通過無線通信發送到電視，從而使用基於超聲波的觸摸感測裝置100來遠程地控制電視。

圖14a示出了基於超聲波的觸摸感測裝置100，它被附接到冰箱200b的門。可以計算觸摸輸入。門可以根據特定的模式輸入或觸摸輸入而自動打開。此外，可以控制冰箱200b的操作。

圖14b示出了基於超聲波的觸摸感測裝置100，它被附接到洗衣機200c的前框架。可以計算觸摸輸入。門可以根據特定的模式輸入或觸摸輸入而自動打開。此外，可以控制洗衣機200c的操作。

基於超聲波的觸摸感測裝置100可以被附接到洗衣機200c的門。

接下來，圖14c示出了基於超聲波的觸摸感測裝置100，它被附接到空調200d的前框架。可以計算觸摸輸入。空調可以根據特定的模式輸入或觸摸輸入自動運行。

基於超聲波的觸摸感測裝置以及包括該觸摸感測裝置的烹飪設備和家用電器中的每一個均包括：第一板；第二板，與第一板間隔開；壓電元件，布置在第一板和第二板之間，用於輸出與第一板上的觸摸輸入對應的電信號；超聲波輸出單元，用於基於來自壓電元件的電信號輸出超聲波；多個麥克風，用於接收超聲波；以及處理器，用於基於由多個麥克風收集的聲音信號來計算第一板上的觸摸輸入的位置。因此，可以方便地計算觸摸輸入。

特別地，與電容式觸摸感測方法不同，可以在手溼的情況下方便並準確地計算由手作出的觸摸輸入。因此，可以增強用戶便利性。

顯示器的一部分顯示在與觸摸輸入對應的位置處，從而直觀地識別觸摸輸入。

如果烹飪設備是包括感應線圈的感應加熱型設備，則計算第一板上的第一壓力輸入的位置，並且當第一壓力輸入的位置是與多個線圈中的第一線圈相對應的位置時，使電流流入第一線圈中，從而方便地開始烹飪。

特別地，如果將烹飪容器放置在與第一線圈相對應的位置，則計算第一壓力輸入的位置，以使電流能夠在第一線圈中流動，從而方便地開始烹飪。

開啟位於第一線圈附近的顯示器，從而在感應加熱方法中直觀地查看第一線圈的操作。

如果烹飪材料從烹飪容器流到第一板上，則計算由烹飪材料產生的第二壓力輸入，並且基於計算出的第二壓力輸入來控制施加到第一線圈的電流強度減小，從而穩定地烹飪食物。

基於超聲波的觸摸感測裝置以及包括該觸摸感測裝置的烹飪設備和家用電器中的每一個均包括：第一板；第二板，與第一板間隔開；壓電元件，布置在第一板和第二板之間，用於輸出與第一板上的觸摸輸入對應的電信號；超聲波輸出單元，用於向第一板輸出超聲波；多個麥克風；以及處理器，用於基於與第一板上的觸摸輸入對應的變化的聲音信號來計算第一板上的觸摸輸入的位置。

特別地，與電容式觸摸感測方法不同，它可以在手溼的情況下方便且準確地計算由手作出的觸摸輸入。因此，可以增強用戶便利性。

根據本發明的基於超聲波的觸摸感測裝置以及包括該觸摸感測裝置的烹飪設備和家用電器不應限於上述實施例的配置和方法，並且全部或部分實施例可以選擇性地彼此組合，以便實現各種替代方案。

根據本發明的終端或家用電器的操作方法可以被實現為可以寫入處理器可讀記錄介質並且可以由處理器讀取的代碼。處理器可讀記錄介質可以是任意類型的記錄裝置，在所述記錄裝置中，可以以處理器可讀的方式來存儲數據。處理器可讀記錄介質的示例包括rom、ram、cd-rom、磁帶、軟盤、光數據存儲器和載波(例如，通過網際網路的數據傳輸)。計算機可讀記錄介質可以分布在連接到網絡的多個計算機系統上，使得處理器可讀代碼被寫入其中並以分散的方式從其中執行。本領域普通技術人員可以理解用於實現本文實施例的功能程序、代碼和代碼段。

儘管已經以說明性的目的公開了本發明的優選實施例，但是對於本領域技術人員來說，應當理解的是，在不脫離如所附權利要求公開的本發明的範圍和精神的情況下，可以進行多種改型、添加和替換。不應該脫離本發明的技術精神或前景來獨立地理解這些改型。