УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА С РАСПОЗНАВАНИЕМ КАПСУЛЫ Российский патент 2023 года по МПК A47J31/44 

Область техники, к которой относится изобретение

Область применения изобретения относится к устройствам для приготовления напитка, в которых применяются капсулы с ингредиентом приготавливаемого напитка. Область применения изобретения относится, в частности, к устройствам для приготовления напитка с использованием капсул, выполненным с возможностью автоматического распознавания типа капсулы, вставленной в устройство, например, для адаптации параметров приготовления напитка к распознанному типу капсулы.

В целях настоящего описания подразумевается, что термин «напиток» включает в себя любое жидкое вещество, предназначенное для потребления человеком, такое как чай, кофе, горячий или холодный шоколад, молоко, суп, детское питание и т.п. Подразумевается, что «капсула» содержит предварительно разделенный на порции ингредиент напитка, например вкусоароматический ингредиент, в упаковке из любого материала, в частности в воздухонепроницаемой упаковке, например из пластика или алюминия, в перерабатываемых и/или биоразлагаемых упаковках любой формы и структуры, включая содержащие ингредиент мягкие контейнеры или жесткие картриджи. Капсула может содержать некоторое количество ингредиента для приготовления одной порции напитка или множества порций напитка.

Уровень техники

В некоторых устройствах для приготовления напитков применяются капсулы, в которых содержатся ингредиенты, подлежащие экстракции или растворению, и/или ингредиенты, которые хранятся и автоматически дозируются в устройстве или добавляются другим способом в момент приготовления напитка. Некоторые устройства для приготовления напитков оснащены устройствами наполнения, которые включают насос для жидкости, как правило воды, который перекачивает жидкость от источника воды, холодной или подогретой с помощью нагревательных устройств, например термоблока или т.п.

В частности, в области приготовления кофе широко распространены устройства, в которых капсулу, содержащую ингредиенты напитка, вставляют в варочное устройство.

Разработаны конструкции варочных камер, облегчающие вставку новой капсулы и извлечение использованной капсулы. Как правило, варочные камеры содержат две детали, выполненные с возможностью относительного перемещения из положения для вставки/извлечения капсулы в положение для варки ингредиента в капсуле.

Подвижную деталь варочной камеры можно приводить в движение вручную, как описано в WO 2009/043630, WO 01/15581, WO 02/43541, WO 2010/015427, WO 2010/128109, WO 2011/144719 и WO 2012/032019. Различные конфигурации ручек описаны в EP 1867260, WO 2005/004683, WO 2007/135136, WO 2008/138710, WO 2009/074550, WO 2009/074553, WO 2009/074555, WO 2009/074557, WO 2009/074559, WO 2010/037806, WO 2011/042400, WO 2011/042401 и WO 2011/144720. Применение таких приспособлений в составе устройств для приготовления напитков описано в WO 2009/074550, WO 2011/144719, EP2014195046, EP2014195048 и EP2014195067.

Подвижную часть варочной камеры можно приводить в движение двигателем. Например, такая система описана в EP 1 767 129. В этом случае пользователю не нужно прилагать физических усилий для открытия или закрытия варочной камеры. Варочное устройство содержит канал для вставки капсулы, обеспеченный защитной дверцей, установленной в подвижную деталь варочного устройства посредством переключателя для обнаружения нежелательного присутствия пальца в канале при закрытии и для предотвращения получения травм вследствие зажатия. Альтернативные крышки для канала вставки капсулы описаны в WO 2012/093107 и WO 2013/127906. Различные системы с электроприводом описаны в WO 2012/025258, WO 2012/025259 и WO 2013/127476.

В данной области описаны различные системы для обеспечения взаимодействия пользователя с такими устройствами, для оснащения устройства рабочими инструкциями или получения от него ответной информации, которые, например, упоминаются в следующих источниках: AT 410 377, CH 682 798, DE 44 29 353, DE 202 00 419, DE 20 2006 019 039, DE 2007 008 590, EP 1 448 084, EP 1 676 509, EP 08155851.2, FR 2 624 844, GB 2 397 510, US 4,377,049, US 4,458,735, US 4,554,419, US 4,767,632, US 4,954,697, US 5,312,020, US 5,335,705, US 5,372,061, US 5,375,508, US 5,645,230, US 5,685,435, US 5,731,981, US 5,836,236, US 5,959,869, US 6,182,555, US 6,354,341, US 6,759,072, US 2007/0157820, WO 97/25634, WO 99/50172, WO 2004/030435, WO 2004/030438, WO 2006/063645, WO 2006/090183, WO 2007/003062, WO 2007/003990, WO 2008/104751, WO 2008/138710, WO 2008/138820, WO 2010/003932, WO 2011/144720 и WO 2012/032019.

Для повышения удобства использования устройства возможно автоматически осуществить идентификацию капсулы, подаваемой в устройство, и затем автоматически осуществить обработку и экстракцию капсулы, как, например, описано в WO 2012/123440.

В документе WO 2012/049426 A2 описана система, включающая устройство для приготовления напитка, соединенное через Интернет с удаленным сервером. Устройство регистрирует характеристики капсулы, подаваемой в устройство, например ее цвет, и отправляют их на удаленный сервер, который определяет тип капсулы.

По-прежнему существует потребность в усовершенствовании выдачи напитка устройствами, которые автоматически надежно идентифицируют капсулы.

В документе US 2012/123440 описан сканер штрихкода с датчиком цветного изображения, который может применять, например, сигналы цветного изображения RGB или YUV от датчика для декодирования штрихкода, в частности, для определения границ штрихкода на захваченном изображении.

Раскрытие изобретения

Изобретение относится к устройству для приготовления напитка. Устройство для приготовления напитка может быть предназначено для бытовой или промышленной эксплуатации.

Это устройство может быть предназначено для приготовления кофе, чая, шоколада, какао, молока, супа, детского питания и т.п.

Приготовление напитка обычно включает в себя смешивание множества ингредиентов напитка, например воды и сухого молока, и/или настаивание ингредиента напитка, например настаивание молотого кофе или чая, с использованием воды. Один или более таких ингредиентов могут поступать в виде сыпучего и/или агломерированного порошка и/или в жидком виде, в частности в виде концентрата. Для получения напитка такой ингредиент можно смешивать с жидкостью-носителем или жидкостью-разбавителем, например водой. Как правило, приготовление и выдача заданного количества напитка, соответствующего порции (например, одной порции), происходит по запросу пользователя. Объем такой порции может находиться в диапазоне от 25 до 200 мл и даже до 300 или 400 мл, например объем для наполнения чашки (в зависимости от типа напитка). Напитки, которые готовятся и выдаются, могут быть выбраны из ристретто, эспрессо, лунго, капучино, латте макиато, латте, американо, чая и т.п. В частности, кофемашина может быть выполнена с возможностью выдачи эспрессо, например, с регулируемым объемом порции от 20 до 60 мл, и/или с возможностью выдачи лунго, например, с объемом порции в диапазоне от 70 до 150 мл.

Устройство изобретения имеет блок для экстракции капсулы с ингредиентом напитка для приготовления напитка. Блок имеет первую часть и вторую часть, которые выполнены с возможностью относительного перемещения между удаленным положением для вставки и/или удаления капсулы и близким положением для фиксации и экстракции такой капсулы. В близком положении первая и вторая части, как правило, ограничивают экстракционную камеру.

Капсула может содержать корпус капсулы, например, по существу, прямой или конический корпус. Капсула может иметь круговой периферийный кольцевой фланец, например гибкий или жесткий фланец, проходящий от периферийной части, например края или поверхности, корпуса капсулы. Капсула может содержать вкусоароматический ингредиент для приготовления чая, кофе, горячего шоколада, холодного шоколада, молока, супа или детского питания.

По меньшей мере одна часть из первой и второй частей может ограничивать полость для приема ингредиента, например в капсуле, такую как коническая полость, например коническая или пирамидальная полость, или прямую полость, например цилиндрическую или трапециевидную полость. Такая полость может проходить вдоль оси, которая является, по существу, коллинеарной направлению относительного перемещения первой и второй частей. Впоследствии экстракционная камера ограничивается с одной стороны такой полостью.

Другая часть этих первой и второй частей может быть ограничена другой полостью или может включать в себя экстракционную пластину, такую как пластина, обеспеченная прокалывающими элементами для вскрытия проточной поверхности капсулы, или непроникающую пластину для взаимодействия с проточной поверхностью капсулы, которая предварительно вскрыта или которая является самовскрывающейся.

Примеры экстракционных камер описаны в WO 2008/037642 и WO 2013/026843.

По меньшей мере одна из этих частей может иметь приспособление для вскрытия капсулы, например одно или более устройств для прокалывания капсулы.

Капсула также может включать в себя самовскрывающийся механизм. Самовскрывающиеся капсулы, например, описаны в CH 605 293 и WO 03/059778.

В случае применения закрытых капсул первая и вторая части могут включать в себя приспособления для вскрытия капсулы, такие как лезвия и/или разрывающий инструмент, например пластину с разрывающим профилем, например известную среди устройств Nespresso™ или описанную в ЕР 0 512 470, ЕР 2 068 684 и WO 2014/076041, а также в источниках, процитированных в этих документах.

По меньшей мере одна из частей может иметь отверстие для притока жидкости, предназначенной для смешивания с ингредиентом, расположенным в такой капсуле.

Устройство включает в себя блок управления, предназначенный для управления блоком экстракции, чтобы осуществить экстракцию такой капсулы. Блок управления может запитываться от сети электропитания, например, с помощью электрического шнура.

Устройство имеет выходной канал для выдачи напитка, образованного путем экстракции такой капсулы, в приемный сосуд пользователя, такой как чашка или кружка, который расположен в области для размещения приемного сосуда.

Ароматизированный напиток может быть приготовлен путем циркуляции (с помощью устройства для перекачивания жидкости, например насоса) жидкости-носителя, например воды, в капсуле для ароматизации жидкости путем воздействия вкусоароматического ингредиента, содержащегося в капсуле, например, вдоль направления экстракции, которое может быть, по существу, параллельным направлению относительного перемещения первой и второй частей или продольному или центральному направлению экстракции.

Например, приемный сосуд пользователя может быть помещен на опору приемного сосуда для сбора напитка.

Опора приемного сосуда может быть образована внешней опорой для размещения, на которой располагается такое устройство.

Опора приемного сосуда может быть образована опорой, входящей в состав устройства, например, подвижной или съемной опорой устройства.

Область для размещения приемного сосуда может быть связана с опорой для емкости устройства, предназначенной для поддержания такой емкости пользователя под выходным каналом. Опора может быть: связана с лотком для сбора, например лотком для сбора, поддерживающим опору; и/или выполнена с возможностью перемещения по вертикали относительно корпуса под выходным каналом и/или на удалении под выходным каналом для обеспечения возможности размещения под выходным каналом емкости пользователя различной высоты. Примеры подходящих опор для емкостей описаны в EP 0 549 887, EP 1 440 639, EP 1 731 065, EP 1 867 260, US 5,161,455, US 5,353,692, WO 2009/074557, WO 2009/074559, WO 2009/135869, WO 2011/154492, WO 2012/007313, WO 2013/186339, WO 2016/096705, WO 2016/096706 и WO 2016/096707.

В вариантах осуществления выходной канал может быть прикреплен к, или образован с помощью, или установлен на, или установлен в:

- головке устройства, которая имеет выдвинутое положение, в котором выходной канал расположен над областью для размещения приемного сосуда, и сложенное положение, в котором выходной канал задвинут вовнутрь внешнего основного корпуса устройства, например, головке устройства, перемещаемой вовнутрь в основной корпус и наружу из него с помощью по меньшей мере одной из первой и второй частей или с помощью исполнительного механизма, управляемого блоком управления; и/или

- подвижной направляющей детали для напитка, которая имеет конфигурацию для выдачи напитка, чтобы выдавать напиток в область для размещения приемного сосуда, и конфигурацию для остановки потока напитка, чтобы предотвращать выдачу напитка в область для размещения приемного сосуда, например за счет стекания остатков напитка из направляющей детали через край направляющей детали в приемник отходов, такой как направляющая деталь для напитка, перемещаемая между конфигурацией для выдачи и конфигурацией для остановки с помощью по меньшей мере одной из первой и второй частей, или с помощью некоторой (или вышеуказанной) головки устройства, или с помощью исполнительного механизма, управляемого блоком управления.

Например, устройство оснащено головкой устройства, описанной в WO 2017/037212 и в WO 2017/037215.

Примеры подходящих приемников отходов для осуществления настоящего изобретения описаны в EP 1867260, WO 2009/074559, WO 2009/135869, WO 2010/128109, WO 2011/086087, WO 2011/086088, PCT/EP2017/050237 и WO 2017/037212.

Направляющая деталь для текучей среды может быть полностью скрыта в основном корпусе и/или головке устройства.

Подробная информация о направляющих деталях для текучей среды, подходящих или адаптируемых для осуществления настоящего изобретения, приведена в WO 2006/050769, WO 2012/072758, WO 2013/127907, WO 2016/083488 и WO 2017/037212.

Блок экстракции может включать в себя устройство для подачи капсулы, предназначенное для подачи капсулы в экстракционную камеру, при этом устройство для подачи имеет диспенсер капсул с конфигурацией высвобождения для высвобождения такой капсулы из устройства для подачи в направлении экстракционной камеры и конфигурацией удержания для удержания такой капсулы на расстоянии от экстракционной камеры.

Диспенсер капсул может быть сформирован механическим и/или магнитным затвором для капсулы, таким как держатель капсулы, например, который имеет форму, дополняющую по меньшей мере часть внешней формы такой капсулы или соответствующую ей.

Держатель капсулы может иметь затвор для капсулы, который выполнен с возможностью перемещения, например с возможностью поворота и/или поступательного движения, между положением, блокирующим перемещение к экстракционной камере, и положением, освобождающим перемещение к экстракционной камере.

Держатель капсулы может иметь исполнительный механизм для перевода из положения удержания в положение высвобождения и наоборот, такой как исполнительный механизм, управляемый блоком управления.

Непосредственно после высвобождения капсулы в направлении экстракции диспенсер капсул может быть переведен из конфигурации высвобождения в конфигурацию удержания, чтобы доступ к экстракционной камере обеспечивался только при необходимости высвобождения капсулы.

Подробная информация о подходящих диспенсерах капсул приведена в WO 2012/126971, WO 2014/056641, WO 2014/056642 и WO 2015/086371.

Устройство для подачи капсулы может включать в себя канал для направления такой капсулы к экстракционной камере в заданной ориентации капсулы для ее вхождения в экстракционную камеру, такой как канал, связанный с устройством для обездвиживания капсулы, предназначенным для обездвиживания такой капсулы между первой и второй частями в их удаленном положении перед относительным перемещением в их близкое положение.

Взаимодействие между первой и второй частями (и необязательно каналом для направления капсулы) и капсулой с ингредиентом может относиться к типу, описанному в WO 2005/004683, WO 2007/135135, WO 2007/135136, WO 2008/037642 и WO 2013/026856.

Блок управления может управлять диспенсером капсул, чтобы высвободить такую капсулу из устройства для подачи, когда первая и вторая части находятся в удаленном положении или перемещаются в удаленное положение, для вхождения такой капсулы в экстракционную камеру, когда первая и вторая части переводятся обратно в близкое положение.

Блок управления может управлять диспенсером капсул, чтобы удерживать такую капсулу в устройстве для подачи и на расстоянии от экстракционной камеры, когда первая и вторая части находятся:

- в близком положении или совершают относительное перемещение в это положение; или

- в удаленном положении и собираются совершить относительное перемещение в близкое положение, чтобы оставить недостаточно времени для помещения такой капсулы, если бы она была высвобождена из диспенсера, в экстракционную камеру до того, как первая и вторая части достигнут близкого положения.

Устройство для подачи капсулы может включать в себя датчик капсулы, соединенный с блоком управления, или быть связано с ним, причем блок управления выполнен с возможностью приведения диспенсера капсул в конфигурацию удержания или удержания в ней, когда датчик капсулы обнаруживает отсутствие такой капсулы на диспенсере капсул или в нем. Примеры датчиков капсул приведены, например, в WO 2012/123440, WO 2014/147128, WO 2015/173285, WO 2015/173289, WO 2015/173292, WO 2016/005352 и WO 2016/005417.

Блок управления может быть выполнен с возможностью управления исполнительным механизмом так, чтобы первая и вторая части перемещались посредством исполнительного механизма: из близкого положения в удаленное положение и из удаленного положения в близкое положение по истечении заданного периода времени, например, начиная с момента запуска приготовления напитка, такого как, например, обнаружение капсулы, распознавание капсулы, активация пользователем пользовательского интерфейса устройства и т.п. или их комбинация, например, заданный период времени в диапазоне от 3 до 15 с, а именно от 5 до 12 с, например, от 7 до 10 с.

Примеры таких частей, которые совершают относительное перемещение посредством исполнительного механизма (например, двигателя), описаны в EP 1767129, WO 2012/025258, WO 2012/025259, WO 2013/127476 и WO 2014/056641.

Например, первая часть и вторая часть выполнены с возможностью относительного перемещения, по существу, вдоль прямой оси с помощью исполнительного механизма из близкого в удаленное положение и/или наоборот.

Устройство может включать в себя устройство для подачи жидкости, предназначенное для подачи жидкости, например воды, в экстракционную камеру, при этом устройство для подачи жидкости соединено с блоком управления и управляется им для подачи такой жидкости в экстракционную камеру и прерывания такой подачи автоматически и/или вручную с помощью пользовательского интерфейса, соединенного с блоком управления, и/или при обнаружении удаления такого приемного сосуда приспособлением обнаружения. Например, устройство для подачи жидкости включает в себя одно или более из: источника указанной жидкости, такого как бак для жидкости или соединительное устройство для подвода жидкости, предназначенное для соединения с внешним источником жидкости; одной или более трубок для жидкости, предназначенных для направления такой жидкости в экстракционную камеру; устройства для перекачивания жидкости, такого как насос, например соленоидный насос (возвратно-поступательный поршневой насос), или перистальтический насос, или диафрагменный насос, для перекачивания такой жидкости в экстракционную камеру; и теплового кондиционера, например нагревателя и/или охладителя, такого как линейный тепловой кондиционер, например линейный поточный кондиционер, для теплового кондиционирования такой жидкости.

Примеры подходящих источников жидкости, например баков или соединительных устройств, описаны в WO 2016/005349, EP2015194020.2, PCT/EP2017/050237, а также в источниках, процитированных в этих документах.

Температурный кондиционер может представлять собой бойлер, или термоблок, или проточный нагреватель (ODH), например тип ODH, описанный в EP 1 253 844, EP 1 380 243 и EP 1 809 151.

Примеры насосов и их применения в устройствах для приготовления напитков описаны в WO 2009/150030, WO 2010/108700, WO 2011/107574 и WO 2013/098173.

Блок управления может быть выполнен с возможностью управления устройством для подачи жидкости, чтобы автоматически подавать жидкость в экстракционную камеру, когда:

- первая и вторая части достигли своего близкого положения, при этом капсула расположена в экстракционной камере после перемещения частей из удаленного в близкое положение, чтобы объединить указанную жидкость с ингредиентом, находящимся в капсуле, и образовать напиток для выдачи через выходной канал необязательно после обнаружения с помощью некоторого (или вышеуказанного) датчика капсулы подачи такой капсулы в блок; и/или

- первая и вторая части достигли своего близкого положения, но в экстракционной камере отсутствует какая-либо капсула, чтобы промыть или очистить по меньшей мере часть блока и необязательно выходной канал, причем устройство для подачи жидкости, например, выполнено с возможностью подачи жидкости с температурой для промывания или очистки, которая отличается от температуры такой жидкости для образования напитка, например путем заваривания.

В конкретном варианте осуществления также предусматривается выдача холодных или охлажденных напитков.

Блок управления может быть выполнен с возможностью управления устройством для подачи жидкости, чтобы автоматически не подавать жидкость в экстракционную камеру, когда первая и вторая части достигли своего близкого положения, но в экстракционной камере отсутствует какая-либо (например, обнаруженная или распознанная) капсула. Например, блок управления выполнен с возможностью управления устройством для подачи жидкости, чтобы подавать жидкость в экстракционную камеру после обнаружения соответствующего ручного пользовательского ввода на пользовательском интерфейсе, соединенном с блоком управления.

Блок управления может иметь программу управления завершением экстракции, которая запускается автоматически при прерывании подачи жидкости (например, при завершении предварительного заданного процесса экстракции или при обнаружении ошибки при его выполнении) для:

- немедленного относительного перемещения первой и второй частей в их удаленное положение, чтобы удалить любую капсулу из положения между первой и второй частями; или

- поддержания первой и второй частей в близком положении в течение заданного периода времени, например, в диапазоне от 1 до 5 с, а именно от 2 до 3 с, для возможности введения запроса вручную, например, посредством пользовательского интерфейса, соединенного с блоком управления, чтобы подать посредством устройства для подачи жидкости дополнительное количество жидкости в экстракционную камеру, а также, при отсутствии такого вводимого вручную запроса в течение заданного периода времени, для относительного перемещения первой и второй частей в их удаленное положение, чтобы удалить любую капсулу из положения между первой и второй частями, например, удалить такую капсулу в коллектор использованных капсул, образуемый некоторым (или вышеуказанным) приемником отходов.

Например, перед перемещением первой и второй частей в их близкое положение части могут оставаться в своем удаленном положении в течение заданного периода времени, а именно в течение периода времени в диапазоне от 1 до 6 с, например от 2 до 4 с, для возможности вставки новой капсулы между первой и второй частями перед их относительным перемещением в близкое положение с новой капсулой, расположенной в экстракционной камере, для экстракции новой капсулы.

Таким образом, пользователь может запросить выдачу двух (или более) порций напитков (например, двойное эспрессо) в одну и ту же емкость пользователя.

В соответствии с изобретением устройство включает в себя:

- блок экстракции для экстракции капсулы с ингредиентом напитка для образования напитка, причем, например, блок имеет первую часть и вторую часть, которые выполнены с возможностью относительного перемещения между удаленным положением для вставки и/или удаления капсулы и близким положением, таким как близкое положение, в котором первая и вторая части ограничивают экстракционную камеру, для фиксации и экстракции такой капсулы, при этом необязательно по меньшей мере одна из частей имеет приспособление для вскрытия капсулы, например одно или более устройств для прокалывания капсулы, и/или по меньшей мере одна из частей имеет отверстие для притока жидкости, предназначенной для смешивания с ингредиентом, находящимся в такой капсуле;

- блок управления для управления блоком экстракции, чтобы осуществить экстракцию такой капсулы, такой как блок управления, питаемый от сети электропитания, например, с помощью электрического шнура;

- выходной канал для выдачи напитка, образованного путем экстракции такой капсулы, в емкость пользователя, такую как чашка или кружка, расположенную в области для размещения приемного сосуда, например на опоре приемного сосуда, например внешней опоре для размещения, на которой расположено такое устройство, или опоре устройства, например подвижной или съемной опоре устройства, для сбора напитка,

- модуль распознавания цвета для распознавания цвета капсулы, вставленной в устройство, причем модуль распознавания цвета включает в себя датчик цвета для определения образца цвета по меньшей мере части поверхности такой капсулы;

причем модуль распознавания цвета выполнен с возможностью сравнения образца цвета с по меньшей мере одним эталоном цвета посредством:

- вычисления типового цветового вектора HSL образца цвета;

- вычисления величины цветового тона между компонентом цветового тона типового цветового вектора HSL и компонентом цветового тона эталонного цветового вектора HSL по меньшей мере одного эталона цвета,

- вычисления величины насыщенности между компонентом насыщенности типового цветового вектора HSL и компонентом насыщенности эталонного цветового вектора HSL;

- вычисления величины светлоты между компонентом светлоты типового цветового вектора HSL и компонентом светлоты эталонного цветового вектора HSL;

- вычисления количественного показателя HSL с помощью величины цветового тона, величины насыщенности и величины светлоты для определения соответствия между цветом образца и по меньшей мере одним эталоном цвета.

Вычисление количественного показателя HSL на основании величин цветового тона, насыщенности и светлоты между векторами HSL позволяет обеспечить надежное распознавание цвета даже в пределах цветов, которые могут быть близкими друг к другу. Эксперименты показали, что устройство согласно настоящему изобретению позволяет достичь надежного распознавания цвета в широком диапазоне цветов даже, иногда, в жестких условиях, таких как внутренняя часть устройства для приготовления напитка.

Модуль распознавания цвета устройства, например, выполнен с возможностью вычисления типового цветового вектора HSL по типовому цветовому вектору RGB образца цвета.

Модуль распознавания цвета, например, выполнен с возможностью вычисления количественного показателя HSL путем вычисления уровня темноты и уровня уменьшения насыщенности образца цвета и взвешивания величины цветового тона, величины насыщенности и величины светлоты с помощью соответствующих весовых коэффициентов HSL, определенных на основе уровня темноты и/или уровня уменьшения насыщенности, для сведения к минимуму влияния возможно ненадежно вычисленных величин на полученный количественный показатель HSL.

В вариантах осуществления модуль распознавания цвета выполнен с возможностью вычисления второго количественного показателя, указывающего величину между образцом цвета и по меньшей мере одним эталоном цвета. Второй количественный показатель применяют в качестве второй проверки в том случае, если вычисление количественного показателя HSL или количественных показателей HSL не позволяет распознавать цвет и, следовательно, определять тип отобранной капсулы с достаточной вероятностью.

Второй количественный показатель представляет собой, например, количественный показатель RGB, и модуль распознавания цвета, например, выполнен с возможностью вычисления количественного показателя RGB путем:

- вычисления цветового расстояния между типовым цветовым вектором RGB образца цвета и эталонным цветовым вектором RGB по меньшей мере одного эталона цвета,

- вычисления величины хроматичности между типовым хроматическим вектором образца цвета и эталонным хроматическим вектором по меньшей мере одного эталона цвета,

- вычисления количественного показателя с помощью цветового расстояния и величины хроматичности для определения соответствия между образцом цвета и по меньшей мере одним эталоном цвета.

Вычисление количественного показателя RGB, например, предполагает вычисление уровня яркости образца цвета и оценки цветового расстояния и величины хроматичности с помощью соответствующих коэффициентов баланса, определенных на основе уровня яркости.

Модуль распознавания цвета, например, выполнен с возможностью вычисления второго количественного показателя, если соответствие между образцом цвета и по меньшей мере одним эталоном цвета невозможно определить по количественному показателю HSL. Второй количественный показатель, например, вычисляют, если количественный показатель HSL для конкретного образца цвета ниже первого заданного порогового значения количественного показателя HSL.

В вариантах осуществления, если все количественные показатели HSL для конкретного образца цвета превышают второе заданное пороговое значение количественного показателя HSL, то отобранную капсулу, например, определяют как имеющую неизвестный тип. Затем вычисляют второй количественный показатель, например, только если один или более количественных показателей HSL находятся между первым пороговым значением количественного показателя HSL и вторым пороговым значением количественного показателя HSL, чтобы проверить, действительно ли образец цвета соответствует одному или более эталонам цвета, приводящим к таким же количественным показателям HSL. Предпочтительно вторые количественные показатели вычисляют только для подмножества эталонов цвета, которые приводят к получению таких количественных показателей HSL. Если один или более вторых количественных показателей, например, ниже заданного второго порогового значения количественного показателя, то считается, что отобранная капсула относится к типу, соответствующему, например, эталону цвета, который приводит к самому низкому второму количественному показателю.

Устройство для приготовления напитка предпочтительно содержит положение распознавания капсулы с удерживающими средствами для удержания капсулы перед модулем распознавания цвета так, чтобы обеспечить выборку цвета капсулы с помощью модуля распознавания цвета.

В вариантах осуществления модуль распознавания цвета выполнен с возможностью сравнения образца цвета с множеством эталонов цвета путем вычисления множества количественных показателей HSL для определения соответствия между указанным образцом цвета и каждым эталоном цвета указанного множества эталонов цвета.

Модуль распознавания цвета, например, выполнен с возможностью распознавания капсулы на основе эталона цвета, который наилучшим образом соответствует образцу цвета.

Модуль распознавания цвета, например, выполнен с возможностью определения соответствия между образцом цвета и эталоном цвета, если количественный показатель HSL ниже или равен пороговому значению, и для определения отсутствия соответствия между указанным образцом цвета и указанным эталоном цвета, если количественный показатель HSL превышает пороговое значение.

Устройство может дополнительно включать в себя детектор капсулы для определения наличия капсулы, размещенной на устройстве для подачи капсулы устройства или приближающейся к нему, и запуска распознавания цвета модулем распознавания цвета.

Устройство может дополнительно содержать детектор материала для определения материала капсулы, размещенной на устройстве для подачи капсулы устройства или приближающейся к нему.

Другой аспект настоящего изобретения относится к комбинации устройства по любому из предыдущих пунктов и капсулы, например такой капсулы, которая находится в экстракционной камере устройства, или такой капсулы, которая обрабатывается устройством для подачи капсулы устройства.

Другой аспект изобретения относится к способу приготовления и выдачи напитка из капсулы в устройстве, как определено выше, включающему: вставку капсулы в указанное устройство; определение цвета образца по меньшей мере части поверхности капсулы; сравнение цвета образца с по меньшей мере одним эталоном цвета посредством:

- вычисления типового цветового вектора HSL образца цвета;

- вычисления величины цветового тона между компонентом цветового тона типового цветового вектора HSL и компонентом цветового тона эталонного цветового вектора HSL по меньшей мере одного эталона цвета;

- вычисления величины насыщенности между компонентом насыщенности типового цветового вектора HSL и компонентом насыщенности эталонного цветового вектора HSL;

- вычисления величины светлоты между компонентом светлоты типового цветового вектора HSL и компонентом светлоты эталонного цветового вектора HSL;

- вычисления количественного показателя HSL с помощью величины цветового тона, величины насыщенности и величины светлоты для определения соответствия между цветом образца и по меньшей мере одним эталоном цвета,

распознавание типа капсулы на основе результата сравнения; относительное перемещение первой и второй частей в их удаленное положение; подачу капсулы в блок экстракции; относительное перемещение первой и второй частей в их близкое положение, чтобы расположить капсулу в экстракционной камере; экстракцию капсулы в экстракционной камере с применением параметров экстракции, определенных на основе распознаваемого типа капсулы, для приготовления напитка; и выдачу приготовленного напитка через выходной канал.

Еще один аспект изобретения относится к применению капсулы для: устройства, как определено выше; образования комбинации, как определено выше; или выполнения способа, как определено выше; причем тип капсулы определяется посредством:

- определения цвета образца по меньшей мере части поверхности капсулы,

- сравнение цвета образца с по меньшей мере одним эталоном цвета посредством:

○ вычисления типового цветового вектора HSL образца цвета,

○ вычисления величины цветового тона между компонентом цветового тона типового цветового вектора HSL и компонентом цветового тона эталонного цветового вектора HSL по меньшей мере одного эталона цвета,

○ вычисления величины насыщенности между компонентом насыщенности типового цветового вектора HSL и компонентом насыщенности эталонного цветового вектора HSL;

○ вычисления величины светлоты между компонентом светлоты типового цветового вектора HSL и компонентом светлоты эталонного цветового вектора HSL;

○ вычисления количественного показателя HSL с помощью величины цветового тона, величины насыщенности и величины светлоты для определения соответствия между цветом образца и по меньшей мере одним эталоном цвета;

экстракции капсулы в экстракционной камере для приготовления напитка с применением параметров экстракции, определенных на основе распознаваемого типа капсулы.

Краткое описание чертежей

Ниже приводится описание изобретения со ссылками на схематичные графические материалы, на которых:

- на фиг. 1 представлен вид в перспективе устройства в соответствии с изобретением;

- на фиг. 2 представлен вид в поперечном сечении устройства, показанного на фиг. 1, с капсулой, которая подлежит распознаванию и подаче в направлении экстракционной камеры устройства, и емкостью пользователя;

- на фиг. 3 показаны устройство и капсула, показанные на фиг. 2, с первой и второй частями, которые были переведены из своего относительно близкого положения в свое относительно удаленное положение;

- на фиг. 4 представлен вид в поперечном сечении устройства и капсулы, показанных на фиг. 3, при этом капсула высвобождена для перемещения в направлении экстракционной камеры; и

- на фиг. 5 показаны устройство и капсула, показанные на фиг. 4, при этом высвобожденная капсула обездвижена между первой и второй частями, находящимися в своем удаленном положении;

- на фиг. 6 показаны устройство и капсула, показанные на фиг. 5, при этом первая и вторые части совершили относительное перемещение в свое близкое положение для формирования экстракционной камеры, в которой размещается капсула, причем устройство для подачи жидкости подает жидкость в экстракционную камеру для смешивания с ароматизирующим ингредиентом в капсуле и ее выдачи в емкость пользователя через выходной канал;

- на фиг. 7 показаны устройство и капсула, показанные на фиг. 6, после экстракции капсулы и после относительного перемещения первой и второй частей в их удаленное положение, причем капсула выброшена в сборник отходов, а новая капсула не подается в направлении экстракционной камеры устройства;

- на фиг. 8 представлена вариация устройства и капсулы, показанных на фиг. 7, согласно которой новую капсулу подают в направлении экстракционной камеры устройства при выбросе экстрагированной капсулы;

- на фиг. 9 представлен вид в поперечном сечении модуля распознавания цвета в соответствии с настоящим изобретением;

- на фиг. 10 представлен вид в поперечном сечении модуля распознавания цвета, показанного на фиг. 9, и распознаваемой капсулы;

- на фиг. 11 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ распознавания цвета в соответствии с настоящим изобретением;

- на фиг. 12 представлена взаимосвязь между весовыми коэффициентами, применяемыми для вычисления количественного показателя HSL в соответствии с настоящим изобретением, в зависимости от значений компонентов насыщенности и светлоты для типового цветового вектора HSL;

- на фиг. 13 представлена взаимосвязь между весовым коэффициентом цветового тона, применяемым для вычисления количественного показателя HSL в соответствии с настоящим изобретением, в зависимости от значений компонентов насыщенности и светлоты для типового цветового вектора HSL;

- на фиг. 14 представлена блок-схема, иллюстрирующая альтернативный способ распознавания цвета в соответствии с настоящим изобретением.

Осуществление изобретения

На фиг. 1–8 изображен вариант осуществления устройства 1 для приготовления напитка в соответствии с изобретением, предназначенного для приготовления и выдачи напитка 2, такого как чай, кофе, горячий шоколад, холодный шоколад, молоко, суп или детское питание. Ингредиент может быть представлен в форме капсулы 3 с ингредиентом, например, типа, описанного выше в разделе «Область применения изобретения».

Последовательность, показанная на фиг. 1–8, иллюстрирует последовательность приготовления напитка в устройстве 1 от подачи капсулы 3 с ингредиентом до удаления капсулы 3 после приготовления напитка.

Устройство 1 включает в себя блок 10 экстракции для экстракции капсулы 3 с ингредиентом напитка для образования напитка 2. Блок экстракции 10, например, имеет первую часть 11 и вторую часть 12, которые выполнены с возможностью относительного перемещения между удаленным положением для вставки и/или удаления капсулы 3 и близким положением, таким как близкое положение, в котором первая и вторая части 11, 12 ограничивают экстракционную камеру 100, для фиксации и экстракции такой капсулы 3. Например, по меньшей мере одна из частей 11, 12 имеет приспособление для вскрытия капсулы, например, одно или более устройств для прокалывания капсулы, и/или по меньшей мере одна из указанных частей 11, 12 имеет отверстие для притока жидкости, предназначенной для смешивания с ингредиентом, содержащимся в такой капсуле 3.

Устройство 1 включает в себя блок 40 управления, схематично изображенный на фиг. 2–8, для управления блоком 10 экстракции, чтобы осуществить экстракцию капсулы 3. Блок 40 управления может запитываться от сети электропитания, например, с помощью электрического шнура 45, или от источника постоянного тока, например аккумулятора, такого как автомобильный аккумулятор, или переносной аккумулятор, или аккумулятор устройства.

Устройство 1 имеет выходной канал 20 для выдачи напитка 2, образованного путем экстракции такой капсулы 3, в емкость 4 пользователя, такую как чашка или кружка, расположенную в области для размещения приемного сосуда, чтобы осуществить сбор напитка 2. Такая область может быть на опоре 5, 6 приемного сосуда, например внешней опоре 5 для размещения, на которой расположено такое устройство 1, или опоре 6 устройства, например, подвижной или съемной опоре 6 устройства, например, опоре 6 устройства, которая расположена на внешней опоре 5 для размещения или поверх ее.

В вариантах осуществления выходной канал 20, например, прикреплен к, или образован с помощью, или установлен на, или установлен в головке 21 устройства, которая имеет выдвинутое положение, в котором выходной канал 20 расположен над областью для размещения приемного сосуда, и сложенное положение, в котором выходной канал 20 задвинут вовнутрь внешнего основного корпуса 14 устройства. Головка 21 устройства может перемещаться вовнутрь в корпус 14 и наружу с помощью по меньшей мере одной из первой и второй частей 11, 12 или с помощью исполнительного механизма, управляемого блоком управления.

Выходной канал 20 может быть прикреплен к, или образован с помощью, или установлен на, или установлен в подвижной направляющей детали 22 для напитка, которая имеет конфигурацию для выдачи напитка, изображенную, например, на фиг. 6, чтобы выдавать напиток 2 в область для размещения приемного сосуда, и конфигурацию для остановки потока напитка, показанную, например, на фиг. 2, чтобы предотвращать выдачу напитка в область для размещения приемного сосуда, например, за счет стекания остатков напитка из направляющей детали 22 через край 23 направляющей детали в приемник 60 отходов. Направляющая деталь 22 может перемещаться между конфигурацией для выдачи и конфигурацией для остановки с помощью по меньшей мере одной из первой и второй частей 11, 12, или с помощью некоторой (или вышеуказанной) головки 21 устройства, или с помощью исполнительного механизма, управляемого блоком управления.

Блок 10 экстракции включает в себя исполнительный механизм 13, выполненный с возможностью относительного перемещения первой и второй частей 11, 12 между их относительно удаленным и близким положениями. Исполнительный механизм 13 соединен с блоком 40 управления и управляется им для относительного перемещения первой и второй частей 11, 12.

Блок 40 управления соединен с устройством ввода для запуска и/или управления блоком 10 экстракции. В соответствии с настоящим изобретением устройство ввода включает в себя, например, пользовательский интерфейс 41 и модуль 8 распознавания цвета для распознавания типа капсулы 3, готовой к вставке в блок 10 экстракции. Устройство ввода необязательно дополнительно включает в себя датчик капсулы для определения наличия капсулы 3, размещенной в блоке 10 экстракции и/или приближающейся к нему.

Блок 10 экстракции может включать в себя устройство 15 для подачи капсулы, предназначенное для подачи капсулы 3 в экстракционную камеру 100. Устройство 15 для подачи капсулы может иметь диспенсер 151 капсул с конфигурацией высвобождения для высвобождения капсулы 3 из устройства 15 для подачи капсулы в направлении экстракционной камеры 100 и конфигурацией удержания для удержания капсулы 3 на расстоянии от экстракционной камеры 100. Устройство 15 для подачи капсулы может включать в себя механический и/или магнитный затвор для капсулы, такой как держатель 151 капсулы, например, соответствующий по меньшей мере части внешней формы капсулы 3.

Устройство 15 для подачи капсулы может иметь канал 152 (фиг. 4) для направления капсулы 3 к экстракционной камере 100 в заданной ориентации капсулы для ее вхождения в экстракционную камеру 100, такой как канал 152, связанный с устройством для обездвиживания капсулы, предназначенным для обездвиживания капсулы 3 между первой и второй частями 11, 12 в их удаленном положении (фиг. 5) перед перемещением относительно друг друга в их близкое положение (фиг. 6).

Блок 40 управления может управлять диспенсером 151 капсул, чтобы высвободить такую капсулу 3 из устройства 15 для подачи, когда первая и вторая части 11, 12 находятся в удаленном положении (фиг. 4) или когда они перемещаются в удаленное положение, для вхождения капсулы 3 в экстракционную камеру 100, когда первая и вторая части 11, 12 переводятся обратно в их близкое положение (фиг. 6).

Блок 40 управления может управлять диспенсером 151 капсул, чтобы удерживать капсулу 3 в устройстве 15 для подачи и на расстоянии от экстракционной камеры 100, когда первая и вторая части 11, 12 находятся: в близком положении или перемещаются к нему (фиг. 2); или в удаленном положении и собираются совершить перемещение в близкое положение, чтобы оставить недостаточно времени для помещения капсулы 3, если бы она была высвобождена из диспенсера 151, в экстракционную камеру 100 до того, как первая и вторая части 11, 12 достигнут близкого положения.

Необязательно устройство 15 для подачи капсулы может включать в себя или быть связано с датчиком капсулы, соединенным с блоком 40 управления, который, например, выполнен с возможностью приведения диспенсера 151 капсул в его конфигурацию удержания или поддержания в ней, когда датчик капсулы обнаруживает отсутствие такой капсулы 3 на диспенсере 151 капсул или в нем (фиг. 7).

Блок 40 управления может быть выполнен с возможностью управления исполнительным механизмом 13 так, чтобы первая и вторая части 11, 12 перемещались с помощью исполнительного механизма 13 из удаленного положения в близкое положение по истечении заданного периода времени, начиная с события запуска приготовления напитка, такого как, например, обнаружение капсулы, распознавание капсулы, активация пользователем пользовательского интерфейса устройства или достижение удаленного положения или их комбинация (фиг. 2–6); Например, заданный период времени находится в диапазоне от 3 до 15 с, а именно от 5 до 12 с, например от 7 до 10 с.

Блок 10 экстракции может включать в себя устройство 50, 51, 52, 53, 54 для подачи жидкости, предназначенное для подачи жидкости, например воды, в экстракционную камеру 100 (фиг. 2). Устройство 50, 51, 52, 53, 54 для подачи жидкости может быть соединено с и управляться блоком 40 управления для подачи жидкости в экстракционную камеру 100 и прерывания такой подачи, например, автоматически и/или вручную посредством пользовательского интерфейса 41, соединенного с блоком 40 управления.

Например, устройство 50, 51, 52, 53, 54 для подачи жидкости включает в себя одно или более из: источника жидкости 50, такого как бак для жидкости или соединительное устройство для подвода жидкости, предназначенное для соединения с внешним источником жидкости; одной или более трубок 51, 52 для жидкости, предназначенных для направления жидкости в экстракционную камеру 100; устройства 53 для перекачивания жидкости, такого как насос, предназначенного для перекачивания жидкости в экстракционную камеру 100; и теплового кондиционера 54, например, нагревателя и/или охладителя, такого как линейный тепловой кондиционер, например линейный поточный кондиционер, для теплового кондиционирования жидкости.

Блок 40 управления может быть выполнен с возможностью управления устройством 50, 51, 52, 53, 54 для подачи жидкости для автоматической подачи жидкости в экстракционную камеру 100, когда первая и вторая части 11, 12 достигают своего близкого положения, где капсула 3 размещается в экстракционной камере 100 при перемещении первой и второй частей 11, 12 из удаленного в близкое положение, чтобы соединить жидкость с ингредиентом, содержащимся в капсуле 3, и сформировать напиток 2 для выдачи через выходной канал 20. См. фиг. 6.

Блок 40 управления может быть выполнен с возможностью управления устройством 50, 51, 52, 53, 54 для подачи жидкости, чтобы автоматически подавать жидкость в экстракционную камеру 100, когда первая и вторая части 11, 12 достигли своего близкого положения, но в экстракционной камере 100 отсутствует какая-либо капсула, чтобы промыть или очистить по меньшей мере часть блока 10 экстракции и необязательно выходной канал 20. Например, устройство 50, 51, 52, 53, 54 для подачи жидкости выполнено с возможностью подачи жидкости с температурой для промывания или очистки, которая отличается от температуры такой жидкости для образования напитка, например путем заваривания.

В конкретном варианте осуществления также предусматривается выдача холодных или охлажденных напитков.

Блок 40 управления может быть выполнен с возможностью управления устройством 50, 51, 52, 53, 54 для подачи жидкости, чтобы автоматически не подавать жидкость в экстракционную камеру 100, когда первая и вторая части 11, 12 достигли своего близкого положения, но в экстракционной камере 100 отсутствует какая-либо капсула. Например, блок 40 управления выполнен с возможностью управления устройством 50, 51, 52, 53, 54 для подачи жидкости, чтобы подавать жидкость в экстракционную камеру 100 после обнаружения соответствующего ручного пользовательского ввода на пользовательском интерфейсе 41, соединенном с блоком 40 управления.

В соответствии с настоящим изобретением устройство 1 включает в себя модуль 8 распознавания цвета, соединенный с блоком 40 управления и выполненный с возможностью распознавания типа капсулы 3, подаваемой или готовой к подаче в экстракционную камеру 100. Как более подробно описано ниже, модуль 8 распознавания цвета распознает тип капсулы 3 путем распознавания цвета по меньшей мере части поверхности капсулы 3. Блок 40 управления предпочтительно выполнен с возможностью управления устройством 50, 51, 52, 53, 54 для подачи жидкости в соответствии с программой подачи жидкости, связанной с типом, такой как программа подачи жидкости с одним или более регулируемым параметрами подаваемой жидкости, выбранными из температуры жидкости, скорости потока, давления и объема, который (-ые) является (-ются) постоянным (-ыми) или переменным (-ыми) во время экстракции распознаваемой капсулы 3. Например, тип может быть выбран из множества типов капсул, выполненных с возможностью экстракции в экстракционной камере 100 и связанных с эталоном цвета, сохраненным во внутреннем или внешнем средстве хранения данных, соединенном или выполненном с возможностью соединения с блоком 40 управления.

Модуль 8 распознавания цвета предпочтительно расположен вблизи устройства 15 для подачи капсулы и, более конкретно, вблизи, вокруг и/или в диспенсере 151 капсул.

Блок 40 управления может иметь программу управления завершением экстракции, которая запускается автоматически при прерывании подачи жидкости (например, при завершении предварительного заданного процесса экстракции или при обнаружении ошибки при его выполнении) для:

- немедленного относительного перемещения первой и второй частей 11, 12 в их удаленное положение, чтобы удалить любую капсулу 3 из положения между первой и второй частями 11, 12; или

- поддержания первой и второй частей 11, 12 в близком положении в течение заданного периода времени, например в диапазоне от 1 до 5 с, таком как от 2 до 3 с, для возможности введения вручную запроса, например посредством пользовательского интерфейса 41, соединенного с блоком 40 управления, чтобы подать посредством устройства 50, 51, 52, 53, 54 для подачи жидкости дополнительное количество жидкости в экстракционную камеру 100, а также, при отсутствии такого вводимого вручную запроса в течение указанного заданного периода времени, для относительного перемещения первой и второй частей 11, 12 в их удаленное положение, чтобы удалить любую капсулу 3 из положения между первой и второй частями 11, 12, например, удалить такую капсулу 3 в коллектор 60 использованных капсул, образуемый некоторым (или вышеуказанным) приемником 60 отходов.

Перед тем как осуществить перемещение первой и второй частей 11, 12 в их близкое положение, первая и вторая части 11, 12 необязательно могут оставаться в своем удаленном положении в течение заданного периода времени, такого как период времени в диапазоне от 1 до 6 с, например от 2 до 4 с, для возможности вставки новой капсулы 3 между первой и второй частями 11, 12 перед их относительным перемещением в близкое положение с новой капсулой 3, расположенной в экстракционной камере 100, для экстракции новой капсулы 3.

Во время применения могут быть осуществлены следующие стадии (фиг. 1–6):

- помещение приемного сосуда 4 в область для размещения приемного сосуда;

- помещение капсулы 3 на устройство 15 для подачи капсулы;

- распознавание типа капсулы 3 модулем 8 распознавания цвета;

- относительное перемещение первой и второй частей 11, 12 в их удаленное положение автоматически, полуавтоматически или вручную;

- подача капсулы 3 в блок 10 экстракции;

- относительное перемещение первой и второй частей 11, 12 в их близкое положение, чтобы расположить капсулу 3 в экстракционной камере 100;

- экстракция капсулы 3 в экстракционной камере 100 с применением параметров экстракции, определенных на основе распознаваемого типа капсулы 3, для приготовления напитка 2; и

- выдача приготовленного напитка 2 через выходной канал 20 в емкость 4.

В соответствии с изобретением модуль 8 распознавания выполнен с возможностью определения типа капсулы 3, вставленной в или помещенной на устройство 1, например, капсулы 3, помещенной пользователем на устройство 15 для подачи капсулы, путем распознавания цвета по меньшей мере части капсулы 3.

Устройство 1, как правило, обеспечивает экстракцию капсул различных типов для приготовления различных напитков и/или различных типов напитков. Различные типы капсул, выполненных с возможностью экстракции в экстракционной камере 100, например, соответствуют различным содержащимся в них ингредиентам и/или различным кондиционирующим условиям для ингредиентов. В вариантах осуществления каждый тип капсулы соответствует конкретному типу кофе, который отличается от кофе, содержащегося в капсулах других типов, например, но не исключительно, одним или более из происхождения, степени обжарки, степени помола, количества, содержащегося в капсуле, и/или содержания кофеина. Альтернативно или в сочетании с этим различные типы капсул, выполненные с возможностью экстракции в устройстве 1, соответствуют ингредиентам для приготовления различных напитков, таких как, например, кофе, молоко, суп, детская молочная смесь, чай, холодные напитки и т.п.

Предпочтительно каждый тип капсулы связан с конкретным эталоном цвета по меньшей мере части капсулы 3, что позволяет, например, пользователю визуально отличать капсулы различных типов. Данные, представляющие такие эталоны цвета, например эталонные цветовые векторы, как правило, по меньшей мере один эталонный вектор на эталон цвета, предпочтительно хранятся во внутреннем или внешнем устройстве хранения данных, соединенном или выполненном с возможностью соединения с блоком 40 управления и/или модулем 8 распознавания.

Устройство 1 может быть выполнено с возможностью экстракции каждой капсулы 3 с применением параметров приготовления, специфичных для конкретного типа капсулы 3. Например, параметры приготовления включают в себя одно или более из температуры жидкости-носителя, объема жидкости-носителя, времени экстракции, давления жидкости-носителя, типа жидкости-носителя, ряда последовательных стадий приготовления и т.п. Параметры приготовления, применяемые для каждого типа капсул, выполненных с возможностью экстракции в устройстве 1, предпочтительно хранят во внутреннем или внешнем устройстве хранения данных, соединенном или выполненном с возможностью соединения с блоком 40 управления и/или с модулем 8 распознавания цвета. Соответствующие параметры приготовления выбраны на основе типа капсулы 3, определенного модулем 8 распознавания цвета и используемого блоком 40 управления для управления экстракцией распознанной капсулы 3.

Устройство 1 также может быть выполнено с возможностью хранения и/или передачи на внешний сервер информации о типе каждой капсулы, экстрагированной в устройстве, чтобы, например, контролировать расход капсул на устройстве 1.

Как показано на фиг. 9, модуль 8 распознавания цвета включает в себя источник 82 света, например белый светодиод или любой другой подходящий источник света, предпочтительно с известным и определенным спектром, и датчик 81 цвета, например датчик RGB. Модуль 8 распознавания цвета предпочтительно дополнительно включает в себя контроллер 83, например, но не исключительно, специализированную интегральную схему или программируемый микроконтроллер, для управления источником 82 света и датчиком 81 цвета, например, для включения и выключения источника 82 света и/или для приема и обработки сигналов от датчика 81 цвета. Источник 82 света, датчик 81 цвета и контроллер 83 предпочтительно прикреплены, например, припаяны, к электронной плате 80, как правило печатной плате, обеспечивающей их известным способом необходимыми питанием и соединением для передачи данных, и/или разводкой. Контроллер 83 предпочтительно соединен с блоком 40 управления устройства 1 и управляется им.

Предпочтительно модуль 8 распознавания цвета содержит направитель 89 света для направления света, излучаемого источником 82 света, в целевое местоположение и для ограничения света, принимаемого датчиком 81 цвета, предпочтительно до света, отраженного предметом, расположенным в целевом местоположении, чтобы избежать обнаружения паразитного света, например света окружающей среды. Направитель 89 света, например, выполнен в форме крышки, связанной, например, прикрепленной, к электронной плате 80 и по меньшей мере частично покрывающей источник 82 света и/или датчик 81 цвета. Крышка включает в себя, например, отверстия или другие направляющие средства для направления света к целевому местоположению и от него. В показанном примере в крышке над каждым из датчика 81 цвета и источника 82 света образованы полости, открытые с верхней стороны. Внутренние стенки полостей предпочтительно имеют форму, позволяющую избежать отражения внутри полостей, что может привести к ошибочному освещению объекта, размещенного в целевом местоположении, и/или к ошибочному определению цвета света, отраженного указанным объектом.

В вариантах осуществления модуль 8 распознавания цвета дополнительно содержит датчик температуры, не представленный на фигурах, для измерения температуры источника 82 света и/или температуры окружающей среды в непосредственной близости от него. Датчик температуры предпочтительно непосредственно или опосредованно прикреплен к электронной плате 80. Затем измеренная температура может использоваться, например, контроллером 83 или непосредственно датчиком 81 цвета, для коррекции характеристик определенного цвета с учетом возможных изменений характеристик света, излучаемого источником 82 света, из-за температуры источника 82 света. Источник 82 света представляет собой, например, светодиод, излучающий белый свет, характеристики которого, например, его интенсивность и/или спектр, зависят предпочтительно известным способом от температуры источника. Таким образом, измеренная температура источника 81 света и/или вокруг него позволяет корректировать влияние этих изменений на характеристики определенного цвета.

Необязательно устройство 1 включает в себя детектор 84 капсулы для обнаружения капсулы, размещенной на устройстве для подачи капсулы или приближающейся к нему. Детектор 84 капсулы, например, содержится в модуле 8 распознавания цвета, прикрепленном, предпочтительно припаянном, к электронной плате 80. Однако в рамках настоящего изобретения возможны и другие варианты расположения детектора капсулы. Детектор 84 капсулы может быть любого подходящего типа, такого как детектор наличия и/или движения, например, инфракрасный (ИК) детектор, индуктивный и/или резистивный детектор, механический переключающий элемент и т.п. Детектор 84 капсулы управляется, например, контроллером 83 модуля 8 распознавания цвета или управляется непосредственно блоком управления устройства.

В вариантах осуществления устройство 1 дополнительно включает в себя детектор материала, который не представлен на фигурах, для обнаружения материала капсулы, размещенной на устройстве для подачи капсулы или приближающейся к нему. Детектор материала представляет собой, например, индуктор или резистивный элемент, который распознает металлический корпус капсулы. Выходной сигнал детектора материала, например, передается на контроллер 83 и применяется в сочетании с выходным сигналом модуля 8 распознавания цвета в качестве дополнительного критерия для определения типа капсулы, размещенной на устройстве для подачи капсулы или приближающейся к нему. Детектор материала может представлять собой дополнительный детектор в дополнение к необязательному детектору 84 капсулы или отдельный детектор, например индуктивный, емкостный или резистивный детектор, его можно использовать в качестве детектора капсулы и детектора материала.

На фиг. 10 показана капсула 3, размещенная в устройстве 15 для подачи капсулы устройства перед ее введением в экстракционную камеру устройства. Модуль 8 распознавания цвета предпочтительно связан с устройством 15 для подачи капсулы или является его частью. Модуль 8 распознавания цвета прикреплен, например, к держателю 151 капсулы и расположен так, что свет, излучаемый источником света, направляется к поверхности капсулы 3, размещенной в устройстве 15 для подачи капсулы, и так, что по меньшей мере часть света источника света отражается поверхностью капсулы 3 и направляется к датчику цвета.

В показанном примере модуль 8 распознавания цвета прикреплен под поверхностью для приема капсулы держателя 151 капсулы. В предпочтительно светонепроницаемом материале держателя 151 капсулы образовано окошко, которое объединяется с отверстиями в направителе света модуля 8 распознавания цвета для обеспечения попадания света, излучаемого источником света, по меньшей мере на часть поверхности капсулы 3, размещенной на держателе 151 капсулы, и для обеспечения приема света, отраженного указанной поверхностью, датчиком цвета.

Окошко, образованное в предпочтительно светонепроницаемом материале держателя 151 капсулы, предпочтительно покрыто светопроницаемым материалом для защиты элементов модуля 8 распознавания цвета, в частности, датчика цвета, источника света и необязательного детектора капсулы, от внешнего механического агрессивного воздействия, такого как, но не исключительно, попадание грязи, посторонних предметов в окошко держателя 151 капсулы и т.п. В вариантах осуществления поверхность для приема капсулы держателя 151 капсулы покрыта полупрозрачной обшивкой 153, выполненной, например, из жесткого полупрозрачного пластикового материала и сформированной, например, отлитой в форме, так, чтобы совпадать с формой поверхности капсулы 3 для обеспечения стабильного положения капсулы 3 при правильном ее размещении на держателе 151 капсулы. В вариантах осуществления крышка 153 дополнительно слегка тонирована, чтобы по меньшей мере частично скрыть модуль 8 распознавания цвета и его элементы от взгляда пользователя устройства и в то же время существенно не препятствовать определению цвета капсулы 3 модулем 8 распознавания цвета.

В вариантах осуществления при приближении и/или размещении капсулы 3 в устройстве 15 для подачи капсулы необязательный детектор капсулы обнаруживает наличие капсулы 3 и посылает соответствующий сигнал на контроллер и/или на блок управления устройства, который активирует источник света для освещения по меньшей мере части поверхности капсулы 3, размещенной на держателе 151 капсулы. Датчик цвета, в свою очередь, активируют для определения образца цвета капсулы 3 на основе света, отраженного указанной поверхностью и принятого датчиком цвета. Затем образец цвета сравнивают с одним или более известными эталонами цвета, например, с помощью контроллера модуля 8 распознавания цвета и/или блока управления устройства для определения соответствия между указанным образцом цвета и по меньшей мере одним эталоном цвета. В альтернативном варианте осуществления, в частности, если устройство не включает в себя детектора капсулы, модуль 8 распознавания, в частности, источник света и датчик цвета, активируют посредством активации пользователем, например, пользовательского интерфейса устройства, например, путем активации команды приготовления напитка.

Предпочтительно датчик 81 цвета представляет собой датчик RGB (красный-зеленый-синий), который обеспечивает три исходных значения Rr, Gr, Br, отражающих распределение основных цветов во входящем свете, принимаемом фотодиодами датчика. Эти три исходных значения, как правило, являются результатом интеграции принятого света в соответствующие частотные диапазоны в течение установленного периода времени. Время интеграции устанавливают, например, на уровне 200 мс. Выходные значения Rr, Gr, Br представлены, например, на 19 битах и могут принимать значение от 0 до 524287.

На блок-схеме, показанной на фиг. 11, схематично показан вариант осуществления способа распознавания цвета изобретения.

На стадии 71 выборки датчик 81 цвета определяет, например, как описано выше, образец цвета по меньшей мере части поверхности капсулы, размещенной в устройстве для подачи капсулы устройства, и генерирует исходный типовой цветовой вектор. Исходный типовой цветовой вектор представляет собой, например, исходный типовой цветовой вектор RGB, компоненты которого представляют собой три исходных значения Rr, Gr, Br, характеризующих определенный образец цвета.

На стадии 72 калибровки исходный типовой цветовой вектор (Rr,Gr,Br) корректируют с помощью одного или более векторов калибровки, предпочтительно специфичных для отдельного устройства, например специфичных для фактических характеристик его модуля распознавания цвета. Векторы калибровки предпочтительно хранятся в запоминающем устройстве модуля распознавания цвета или доступны для него, например, в запоминающем устройстве 84 контроллера 83 или доступном для него.

Векторы калибровки, например, включают в себя вектор калибровки баланса черного и вектор калибровки баланса белого, которые генерируют для каждого устройства предпочтительно в конце линии по производству устройств, как только устройство или по меньшей мере устройство для подачи капсулы с модулем распознавания цвета становится полностью работоспособным. Для генерирования векторов калибровки на устройство для подачи капсулы помещают образец цвета для калибровки, например черную капсулу для калибровки, и его цвет определяют с помощью датчика 81 цвета, который генерирует вектор калибровки, например, вектор калибровки баланса черного Bcal с соответствующими тремя исходными значениями компонентов, сгенерированными датчиком в результате определения образца цвета для калибровки, например, Bcal_red, Bcal_green and Bcal_blue. Затем такую же процедуру предпочтительно повторяют с применением другого образца цвета для калибровки, например, с образцом белого для калибровки, для генерирования второго вектора калибровки, например, вектора калибровки баланса белого Wcal (Wcal_red,Wcal_green,Wcal_blue). Затем векторы калибровки сохраняют в запоминающем устройстве 84.

Коррекция исходного типового цветового вектора с помощью специфичных для устройства векторов калибровки, в частности, с помощью вектора калибровки баланса черного и вектора калибровки баланса белого, сгенерированных, как описано выше, позволяет компенсировать потенциально большие вариации при определении цветов отдельными устройствами, например, вследствие вариаций в характеристиках источника света каждого устройства, датчика цвета, прозрачности обшивки, эффективности направителя света и т.п. Коррекция исходного типового цветового вектора на основе таких специфичных для устройства вариаций позволяет добиться надежного и стабильного распознавания цвета капсулы на всех устройствах.

В вариантах осуществления расчет коррекции представляет собой расчет для каждого исходного значения основного цвета исходного типового цветового вектора нормализованного расстояния относительно соответствующих калибровочных значений двух векторов калибровки с выходным диапазоном, например, от 0,0 до 1,0. Таким образом, скорректированный типовой цветовой вектор R, G, B вычисляют, например, в соответствии со следующей формулой:

Однако в рамках настоящего изобретения возможны другие алгоритмы и/или формулы калибровки для коррекции захваченного исходного образца с учетом специфичных для конкретного устройства вариаций и/или вариаций, обусловленных условиями окружающей среды, такими как, например, паразитный свет, температура и т. д. Однако предпочтительно алгоритм калибровки выбирают так, чтобы получить скорректированный типовой цветовой вектор RGB, содержащий значения нормализованного компонента в диапазоне от 0,0 до 1,0.

На стадии 73 преобразования HSL ранее откалиброванный типовой цветовой вектор RGB (R, G, B) преобразуют в типовой цветовой вектор (H, S, L) цветового тона, цветового вектора, насыщенности и светлоты (HSL). Цветовое представление HSL представляет собой альтернативное цветовое представление, направленное на более точное совмещение с тем, как зрение человека воспринимает атрибуты, составляющие цвет.

В соответствии с настоящим изобретением преобразование RGB в HSL выполняют, например, в том смысле, что компоненты вектора HSL H (цветовой тон), L (светлота) и S (насыщенность) рассчитывают по компонентам R (красный), G (зеленый) и B (синий) откалиброванного типового цветового вектора RGB в соответствии со следующими формулами:

где , и C представляет собой компонент цветности, рассчитанный как .

Приведенные выше формулы откалиброваны таким образом, чтобы получить значения цветового тона 0-360° и значения насыщенности и светлоты 0-100%.

На стадии 74 сравнения HSL типовой цветовой вектор (H, S, L) HSL сравнивают, например, с помощью контроллера 83, с по меньшей мере одним эталонным цветовым вектором HSL, представляющим известный тип капсулы. Эталонный цветовой вектор HSL, например, хранится в справочной таблице 85 контроллера 83 или доступен для него, или рассчитывается, например, контроллером 83 по эталонному цветовому вектору RGB, хранящемуся в справочной таблице 85. В предпочтительных вариантах осуществления в результате сравнения вычисляют количественный показатель HSL, представляющий величину разности между типовым цветовым вектором HSL и по меньшей мере одним эталонным цветовым вектором HSL.

Справочная таблица 85, как правило, включает в себя множество эталонных цветовых векторов, обычно по меньшей мере один эталонный цветовой вектор RGB и/или один эталонный цветовой вектор HSL на известный тип капсулы. Предпочтительно справочная таблица включает в себя один эталонный цветовой вектор RGB и один соответствующий эталонный цветовой вектор HSL на известный тип капсулы. В альтернативном варианте осуществления справочная таблица включает в себя один эталонный цветовой вектор RGB на известный тип капсулы, а контроллер 83 и/или другое вычислительное средство выполнены с возможностью вычисления по запросу эталонного цветового вектора HSL по сохраненному эталонному цветовому вектору RGB с применением формул, описанных выше в отношении стадии 73 преобразования HSL.

Типовой цветовой вектор HSL, например, сравнивают по отдельности с каждым эталонным цветовым вектором HSL каждого известного типа капсулы, и в результате каждого сравнения вычисляют количественный показатель HSL. Предпочтительно количественный показатель HSL вычисляют так, что эталонный цветовой вектор HSL, сравнение которого с типовым цветовым вектором HSL приводит к самому низкому количественному показателю HSL, представляет тип капсулы, ближайший к типу отобранной капсулы. В альтернативном варианте осуществления количественный показатель HSL вычисляют так, что эталонный цветовой вектор HSL, который дает наивысший количественный показатель HSL, представляет наиболее подходящий тип капсулы.

Количественный показатель HSL, например, представляет расстояние между типовым цветовым вектором HSL (H, S, L) и эталонным цветовым вектором HSL (H_ref, S_ref, L_ref). Это расстояние, например, представлено величиной цветового тона DistHue, величиной насыщенности DistSat и величиной светлоты DistLight для компонентов H, S и L вектора HSL соответственно. Количественный показатель HSL рассчитывают, например, как сбалансированную или взвешенную сумму отдельных величин DistHue, DistSat и DistLight.

Величины цветового тона, насыщенности и светлоты рассчитывают, например, в соответствии со следующими формулами:

т. е. величина цветового тона не может превышать 180°.

Предпочтительно, чтобы после этого вычисляли количественный показатель HSL следующим образом:

Значения весовых коэффициентов HSL, т. е. весового коэффициента цветового тона WeightHue, весового коэффициента насыщенности WeightSat и/или весового коэффициента светлоты WeightLight, предпочтительно зависят от значений компонентов насыщенности S и/или светлоты L типового цветового вектора HSL (H, S, L).

Например, в случае низкого значения светлоты расчет насыщенности становится очень неточным, поскольку светлота представлена в знаменателе. В случае низкого значения насыщенности S и низкого значения светлоты L расчет цветового тона становится очень неточным. Таким образом, весовые коэффициенты HSL предпочтительно выбирают так, чтобы они варьировались в зависимости от этих значений, чтобы свести к минимуму важность возможных неточных значений в количественном показателе HSL.

Весовые коэффициенты HSL вычисляют, например, как описано ниже.

Во-первых, по типовому цветовому вектору HSL (H, S, L) вычисляют факторы, указывающие степень темноты и отсутствие цвета в образце цвета, уровень темноты darkLevel и уровень уменьшения насыщенности desatLevel соответственно, в соответствии со следующими формулами:

Соответственно, значения фактора уровня темноты darkLevel и фактора уровня уменьшения насыщенности desatLevel предпочтительно нормализуются таким образом, чтобы они находились в пределах диапазона от 0,0 до 1,0. Порог темноты darkThreshold и порог уменьшения насыщенности desatThreshold являются значениями L и S соответственно, ниже которых начинает увеличиваться соответствующий уровень, в то время как степень темноты darkPower и степень уменьшения насыщенности desatPower являются соответствующими величинами, с которыми линейно возрастает уровень.

Затем весовые коэффициенты HSL вычисляют следующим образом:

В таблице на фиг. 12 проиллюстрирована взаимосвязь между весовыми коэффициентами HSL и значениями насыщенности и/или светлоты в соответствии с приведенными выше формулами. Весовой коэффициент цветового тона hueWeight представлен в таблице на фиг. 12 для конкретного случая, где . В таблице на фиг. 13 показан весовой коэффициент цветового тона hueWeight как функция насыщенности S и светлоты L во всех соответствующих диапазонах этих компонентов типового цветового вектора HSL в соответствии с приведенными выше формулами.

В вариантах осуществления типовой цветовой вектор HSL сравнивают с эталонным цветовым вектором HSL каждого известного типа капсулы, и в результате каждого сравнения вычисляют количественный показатель HSL. Эталонный цветовой вектор HSL, приводящий, например, к наименьшему количественному показателю по сравнению с типовым цветовым вектором HSL, затем рассматривают как представляющий отобранный цвет и используют на стадии 75 принятия решения для определения типа отобранной капсулы. Необязательно, если нет количественного показателя ниже заданного максимального значения MAX_HSL_SCORE количественного показателя HSL, то на стадии 75 принятия решения считают, что отобранная капсула имеет неизвестный тип.

Для уменьшения количества вычислений на стадии 74 сравнения HSL по меньшей мере некоторые из эталонных цветовых векторов HSL можно исключить из сравнения перед вычислением соответствующего количественного показателя. Таким образом, для конкретного типового цветового вектора HSL количественный показатель HSL можно вычислить только с помощью подмножества эталонных векторов HSL. Исключение, например, выполняется на основании абсолютной разницы между по меньшей мере некоторыми из компонентов вектора, которая является слишком большой для обеспечения соответствия.

Например, для отобранных капсул светлого цвета отклонение по меньшей мере некоторых эталонных цветовых векторов HSL может осуществляться по абсолютной разнице в цветовом тоне и/или насыщенности, например, в соответствии со следующими критериями:

т.е. если отобранная капсула представляет собой капсулу светлого цвета, а величина цветового тона DistHue с конкретным эталонным цветовым вектором HSL превышает заданный порог, например 6%, то соответствующий эталонный цветовой вектор HSL исключается;

т.е. если отобранная капсула представляет собой капсулу светлого цвета, а величина насыщенности DistSat с конкретным эталонным цветом HSL превышает заданный порог, например 6%, то соответствующий эталонный цветовой вектор HSL исключается.

Аналогичным образом, в случае черных капсул и/или черных эталонов цвета отклонение по меньшей мере некоторых эталонных цветовых векторов HSL может осуществляться по абсолютной разнице в светлоте:

т.е. нечерную капсулу не сравнивают с черным эталоном цвета,

т.е. черную капсулу не сравнивают с нечерным эталоном цвета.

На стадии 75 принятия решения принимают решение о типе отобранной капсулы на основе результатов стадии 74 сравнения HSL. Тип отобранной капсулы определяется как тип, соответствующий типовому цветовому вектору HSL, который приводил, например, к самому низкому количественному показателю HSL. Необязательно, если нет количественного показателя HSL, например, ниже максимального порогового значения MAX_HSL_SCORE количественного показателя HSL, то считают, что отобранная капсула имеет неизвестный тип.

Затем результат, полученный на стадии 75 принятия решения, т. е. определенный тип капсулы, предпочтительно передается в блок управления устройства для приготовления напитка или продукта питания, который открывает канал 152 для обеспечения возможности вставки капсулы 3 в экстракционную камеру 100 и управления различными элементами устройства 1, в частности, тепловым кондиционером 54 и устройством 53 для перекачивания жидкости, для приготовления напитка 2 или продукта питания из содержимого капсулы с использованием параметров, специально адаптированных к распознанному типу капсулы.

Стадии 72–75 вычисления и принятия решения описаны в тексте описания как выполняемые контроллером 83 модуля распознавания цвета. Однако в объем настоящего изобретения входит выполнение по меньшей мере некоторых из этих стадий блоком 40 управления устройства 8 или другим вычислительным устройством устройства для приготовления напитка. Контроллер 83 модуля 8 распознавания цвета может быть, например, частью блока 40 управления устройства для приготовления напитка.

Блок-схема на фиг. 14 схематично иллюстрирует другие варианты осуществления способа распознавания цвета в соответствии с настоящим изобретением, в которых дополнительную стадию 76 управления выполняют после стадии 74 сравнения HSL и перед стадией 75 принятия решения. Если на стадии 76 управления определяют, что стадия 74 сравнения HSL не дает какого-либо удовлетворительного результата, т. е. что решение о типе отобранной капсулы не может быть принято с достаточной достоверностью на основе результата стадии 74 сравнения HSL, то выполняют вторую стадию 77 сравнения с использованием другого алгоритма для подтверждения или признания недействительности результата стадии 74 сравнения HSL. Затем результат на второй стадии 77 сравнения и, возможно, результат на стадии 74 сравнения HSL используют на стадии 75 принятия решения для определения типа отобранной капсулы.

Если на стадии 74 сравнения HSL получен четкий результат, и на этом основании может быть принято решение о типе отобранной капсулы, то на стадии 76 управления принимают решение перейти непосредственно к стадии 75 принятия решения без выполнения второй стадии 77 сравнения.

Критерии для определения того, должна ли выполняться вторая стадия 77 сравнения или нет, например, связаны с минимальным количественным показателем HSL, полученным на стадии 74 сравнения HSL. Например, если минимальный количественный показатель HSL превышает заданное максимальное пороговое значение MAX_HSL_SCORE количественного показателя HSL, но ниже заданного порогового значения OUT_HSL_SCORE четкого несоответствия, выше которого вероятность того, что отобранный цвет соответствует эталону цвета, близка к нулю, то на второй стадии 77 сравнения выполняют вторую проверку. Однако в рамках настоящего изобретения возможны и другие критерии, отдельно или в комбинации. Например, вторая стадия 77 сравнения может быть выполнена, если более одного количественного показателя, полученного на стадии 74 сравнения HSL, ниже заданного максимального порогового значения MAX_HSL_SCORE количественного показателя HSL, или если несколько количественных показателей находятся в пределах заданного диапазона, что может быть, например, признаком стадии 71 выборки с отклонениями.

Вторая стадия 77 сравнения может быть ограничена сравнением между образцом цвета и одним или более эталонами цвета, соответствующими одному или более количественным показателям HSL, которые привели к решению выполнения второго сравнения, или сравнением образца цвета с заданным подмножеством эталонов цвета, или она может подразумевать сравнение образца цвета со всеми эталонами цвета, известными устройству. Определение эталонов цвета, с которыми должен сравниваться образец цвета на второй стадии 77 сравнения, например, зависит от критериев, которые привели к выполнению второй стадии 77 сравнения.

На второй стадии 77 сравнения предпочтительно откалиброванный типовой цветовой вектор сравнивают, например, с помощью контроллера 83, по меньшей мере с одним эталонным цветовым вектором, хранящимся в справочной таблице 85, доступной для контроллера 83 или встроенной в него, и предпочтительно рассчитывают второй количественный показатель, представляющий величину разности между типовым цветовым вектором и по меньшей мере одним эталонным цветовым вектором. Низкий второй количественный показатель, например, указывает на близкое соответствие между типовым цветовым вектором и эталоном цвета. В альтернативном варианте осуществления близкое соответствие указывается высоким вторым количественным показателем.

В вариантах осуществления процесс распознавания второго цвета на второй стадии 77 сравнения выполняют с использованием алгоритма распознавания цвета RGB.

Алгоритм распознавания цвета RGB, например, подразумевает вычисление количественного показателя RGB путем: вычисления цветового расстояния между типовым цветовым вектором RGB (R, G, B),откалиброванным на стадии 72 калибровки,и эталонным цветовым вектором RGB; вычисления величины хроматичности между типовым хроматическим вектором образца цвета и эталонным хроматическим вектором эталона цвета; сложения цветового расстояния и величины хроматичности, причем каждое расстояние необязательно взвешивают по соответствующему коэффициенту в зависимости от яркости цвета образца, как будет более подробно описано ниже.

В альтернативном варианте осуществления количественный показатель RGB вычисляют, например, путем вычитания рассчитанного цветового расстояния и рассчитанной величины хроматичности, каждое из которых может быть взвешено по соответствующему коэффициенту, из максимального значения количественного показателя RGB.

Однако в рамках настоящего изобретения возможны и другие формулы и/или алгоритмы, в сочетании с или в качестве альтернативы указанному выше, для вычисления второго количественного показателя, например количественного показателя RGB, представляющего разность между образцом цвета и эталоном цвета. Количественный показатель RGB можно вычислить, например, путем умножения и/или деления вычисленного цветового расстояния и величины хроматичности друг на друга, возможно, с взвешиванием каждого из них по специфичным коэффициентам.

Цветовое расстояние DistColour, например, вычисляют как евклидово расстояние между типовым цветовым вектором RGB и эталонным цветовым вектором RGB. Таким образом, цветовое расстояние вычисляют, например, в соответствии со следующей формулой:

,

где (R, G, B) является типовым цветовым вектором RGB, а (R_ref, G_ref, B_ref) является эталонным цветовым вектором RGB.

Величину хроматичности DistChroma вычисляют предпочтительно как евклидово расстояние между типовым хроматическим вектором образца цвета и эталонным хроматическим вектором эталона цвета.

Хроматические векторы вычисляют в соответствии со следующими формулами:

для типового хроматического вектора, в соответствии со следующими формулами:

для эталонного хроматического вектора.

Один хроматический вектор каждого известного эталона цвета, например, хранится в справочной таблице 85. Альтернативно или в комбинации эталонные хроматические векторы вычисляют по запросу контроллером 83 модуля распознавания цвета из соответствующего эталонного цветового вектора RGB.

Величину хроматичности вычисляют, например, в соответствии со следующей формулой:

,

где (ChrR, ChrG, ChrB) является типовым хроматическим вектором, а (ChrR_ref, ChrG_ref, ChrB_ref) является эталонным хроматическим вектором.

Однако в рамках настоящего изобретения можно использовать и другие формулы для вычисления цветового расстояния и величины хроматичности в зависимости, например, но не обязательно, от количества измерений цветовых векторов. Например, можно вычислять манхэттенское расстояние или любые другие подходящие векторные расстояния.

Хроматические векторы не чувствительны к колебаниям яркости одного и того же цвета, что часто наблюдается при нормальном применении модуля распознавания цвета изобретения по назначению, например, вследствие вариаций естественного освещения вокруг устройства для приготовления напитка, вариаций интенсивности излучения источника света и т.п. Таким образом, применение хроматических векторов для сравнения цветов, по существу, более надежно, чем применение цветовых векторов RGB.

Вместе с тем существует проблема с капсулами темных цветов, где хроматичность в большой степени варьируется от одного измерения к другому из-за, по существу, небольших значений числителей и знаменателей дробей в приведенных выше формулах. Таким образом, цветовое расстояние DistColour, по существу, позволяет получать более надежные результаты при сравнении образцов темных цветов.

Таким образом, в вариантах осуществления цветовое расстояние DistColour и величина хроматичности DistChroma учитываются по-разному при расчете количественного показателя RGB в зависимости от яркости образца цвета. Например, для темных цветов значение цветового расстояния DistColour в рассчитанном количественном показателе важнее, чем значение величины хроматичности DistChroma, в то время как для ярких цветов значение величины хроматичности DistChroma является более важным, чем цветовое расстояние DistColour.

В вариантах осуществления в результате второй стадии 77 сравнения количественный показатель RGB, например, на основе цветового расстояния DistColour и величины хроматичности DistChroma, а также взвешенную сумму указанного расстояния и величины вычисляют в соответствии с формулой:

где весовые коэффициенты BalanceColour и BalanceChroma выбраны в зависимости от яркости образца цвета RGB, рассчитанной следующим образом:

что является значением, представляющим яркость или темноту образца цвета.

Например, для специфичных диапазонов яркости могут быть определены специфичные весовые коэффициенты:

если 0 < Lum < Th₁, то BalanceColour = Lc, а BalanceChroma = Lch;

если Th₁ < Lum < Th₂, то BalanceColour = Mc, а BalanceChroma = Mch;

если Lum > Th₂, то BalanceColour = Hc, а BalanceChroma = Hch;

где Th₁ и Th₂ представляют собой первое и второе пороговые значения яркости соответственно; а Lc, Lch, Mc, Mch, Hc, Hch представляют собой заданные значения весовых коэффициентов для низкой, средней и высокой яркости образца цвета соответственно.

Однако в рамках настоящего изобретения возможны и другие диапазоны яркости с соответствующими заданными коэффициентами для каждого диапазона, и/или весовые коэффициенты могут быть рассчитаны для каждой стадии сравнения как функция от значения яркости образца цвета. Функция может быть, например, линейной, экспоненциальной, логарифмической или любого другого типа.

Предпочтительно по причинам, описанным выше, весовой коэффициент цвета BalanceColour для образцов цветов с низкой яркостью выше, чем для образцов цветов с высокой яркостью, в то время как весовой коэффициент хроматичности BalanceChroma для образцов с низкой яркостью ниже, чем для образцов с высокой яркостью.

Эксперименты показали, например, хорошие результаты со значениями Th₁ = 70, Th₂ = 450, Lc = 3, Lch = 0,25, Mc = 0,25, Mch = 2,5, Hc = 0,25 и Hch = 5.

Если типовой цветовой вектор RGB сравнивают с множеством эталонных цветовых векторов RGB на второй стадии 77 сравнения, то образец цвета, например, считается эталоном цвета, для которого второе сравнение приводит к самому низкому количественному показателю RGB. Необязательно, если же самый низкий количественный показатель RGB превышает заданное пороговое значение максимального количественного показателя RGB MAX_RGB_SCORE, то сравнение не выполняют; считается, что капсула имеет неизвестный тип. В альтернативном варианте осуществления на второй стадии 77 сравнения образец цвета сравнивают по очереди то с одним эталоном цвета, то с другим до тех пор, пока полученный количественный показатель RGB не будет ниже заданного порогового значения или выше порогового значения в вариантах осуществления, в которых высокий количественный показатель указывает на совпадение. Если нет количественного показателя RGB ниже заданного максимального порогового значения MAX_RGB_SCORE количественного показателя RGB, например, считается, что капсула имеет неизвестный тип.

На стадии 75 принятия решения решение о типе отобранной капсулы принимают на основе результата второй стадии 77 сравнения и/или стадии 74 сравнения HSL.

Если после стадии 76 управления не была инициирована вторая стадия 77 сравнения, решение принимают на основе только результата стадии 74 сравнения HSL, как дополнительно описано выше.

Если после стадии 76 управления была инициирована вторая стадия 77 сравнения, решение принимают на основе только результата второй стадии 77 сравнения или на основании результата второй стадии 77 сравнения вместе с результатом стадии 74 сравнения HSL для определения типа отобранной капсулы. Результат второй стадии 77 сравнения, например, используют для подтверждения или отмены результата стадии 74 сравнения HSL в том, что соответствие или близкое соответствие между образцом цвета и конкретным эталоном цвета подтверждается или отменяется по значению полученного в результате количественного показателя RGB.

Результатом стадии 75 принятия решения является то, что тип отобранной капсулы определяют как один из известных типов капсул или, необязательно, неизвестный тип, как описано выше.

Затем результат, полученный на стадии 75 принятия решения, т.е. определенный тип капсулы, предпочтительно передается в блок управления устройства для приготовления напитка или продукта питания, который открывает канал 152 для обеспечения возможности вставки капсулы 3 в экстракционную камеру 100 и управления различными элементами устройства 1, в частности, тепловым кондиционером 54 и устройством 53 для перекачивания жидкости, для приготовления напитка 2 или продукта питания из содержимого капсулы с использованием параметров, специально адаптированных к распознанному типу капсулы.

В вариантах осуществления результат способа распознавания цвета дополнительно объединяют с выходными данными необязательного детектора материала в качестве дополнительного критерия для идентификации типа капсулы, чтобы, например, проводить различия между капсулами, имеющими одинаковые или очень похожие цвета, но изготовленными из разных материалов, например, алюминия и пластика или бумаги, и, возможно, содержащими различные ингредиенты, требующие различной обработки устройством.

Устройство (1) для приготовления и выдачи напитка (2) имеет: блок (10) экстракции капсулы, имеющий первую часть (11) и вторую часть (12), которые выполнены с возможностью относительного перемещения между удаленным положением для вставки капсулы (3) и близким положением для экстракции такой капсулы (3); блок (40) управления, предназначенный для управления блоком (10) экстракции, чтобы осуществить экстракцию такой капсулы (3); выходной канал (20) для выдачи указанного напитка (2), образованного путем экстракции такой капсулы (3), в емкость (4) пользователя, расположенную в области для размещения приемного сосуда; и механизм (30) распознавания капсулы, соединенный с блоком (40) управления, для распознавания цвета по меньшей мере части капсулы, вставленной в устройство (1). 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Устройство (1) для приготовления и выдачи напитка (2), содержащее:

- блок (10) экстракции для экстракции капсулы (3) с ингредиентом напитка для образования указанного напитка (2), причем блок (10) имеет первую часть (11) и вторую часть (12), которые выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга между удаленным положением для вставки и/или удаления капсулы (3) и близким положением, таким как близкое положение, в котором первая и вторая части (11, 12) ограничивают экстракционную камеру (100), для фиксации и экстракции такой капсулы (3), при этом необязательно по меньшей мере одна из указанных частей (11, 12) имеет приспособление для вскрытия капсулы, такое как одно или более устройств для прокалывания капсулы, и/или по меньшей мере одна из указанных частей (11, 12) имеет отверстие для притока жидкости, предназначенной для смешивания с ингредиентом, находящимся в такой капсуле (3);

- блок (40) управления для управления блоком (10) экстракции, чтобы осуществить экстракцию такой капсулы (3), такой как блок управления, питаемый от сети электропитания с помощью электрического шнура (45);

- выходной канал (20) для выдачи указанного напитка (2), образованного путем экстракции такой капсулы (3), в емкость (4) пользователя, такую как чашка или кружка, расположенную в области для размещения приемного сосуда, на опоре (5, 6) приемного сосуда, такой как внешняя опора (5) для размещения, на которой расположено такое устройство (1), или такой как опора (6) устройства, такая как подвижная или съемная опора (6) устройства, для сбора указанного напитка (2);

- модуль распознавания цвета для распознавания цвета капсулы (3), вставленной в указанное устройство (1), причем модуль распознавания цвета включает в себя датчик цвета для определения образца цвета по меньшей мере части поверхности такой капсулы (3);

отличающееся тем, что модуль распознавания цвета выполнен с возможностью сравнения указанного образца цвета с по меньшей мере одним эталоном цвета посредством:

- вычисления типового цветового вектора HSL указанного образца цвета;

- вычисления величины цветового тона между компонентом цветового тона типового цветового вектора HSL и компонентом цветового тона эталонного цветового вектора HSL указанного по меньшей мере одного эталона цвета;

- вычисления величины насыщенности между компонентом насыщенности типового цветового вектора HSL и компонентом насыщенности эталонного цветового вектора HSL;

- вычисления величины светлоты между компонентом светлоты типового цветового вектора HSL и компонентом светлоты эталонного цветового вектора HSL;

- вычисления количественного показателя HSL с помощью величины цветового тона, величины насыщенности и величины светлоты для определения соответствия между указанным цветом образца и указанным по меньшей мере одним эталоном цвета.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанный модуль распознавания цвета выполнен с возможностью вычисления указанного типового цветового вектора HSL по типовому цветовому вектору RGB указанного образца цвета.

3. Устройство по любому предшествующему пункту, отличающееся тем, что указанный модуль распознавания цвета выполнен с возможностью вычисления указанного количественного показателя HSL путем вычисления уровня темноты и уровня уменьшения насыщенности указанного образца цвета и взвешивания указанной величины цветового тона, величины насыщенности и величины светлоты с помощью соответствующих весовых коэффициентов HSL, определенных на основе указанного уровня темноты и/или указанного уровня уменьшения насыщенности.

4. Устройство по любому предшествующему пункту, отличающееся тем, что указанный модуль распознавания цвета выполнен с возможностью вычисления второго количественного показателя, указывающего величину между указанным образцом цвета и по меньшей мере одним эталоном цвета.

5. Устройство по предшествующему пункту, отличающееся тем, что указанный второй количественный показатель представляет собой количественный показатель RGB, и причем указанный модуль распознавания цвета выполнен с возможностью вычисления указанного количественного показателя RGB путем:

- вычисления цветового расстояния между типовым цветовым вектором RGB указанного образца цвета и эталонным цветовым вектором RGB указанного по меньшей мере одного эталона цвета,

- вычисления величины хроматичности между типовым хроматическим вектором указанного образца цвета и эталонным хроматическим вектором указанного по меньшей мере одного эталона цвета,

- вычисления количественного показателя с помощью указанного цветового расстояния и указанной величины хроматичности для определения соответствия между указанным образцом цвета и указанным по меньшей мере одним эталоном цвета.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что указанный модуль распознавания цвета выполнен с возможностью вычисления указанного количественного показателя RGB путем вычисления уровня яркости указанного образца цвета и взвешивания указанного цветового расстояния и указанной величины хроматичности с помощью соответствующих коэффициентов баланса, определенных на основе указанного уровня яркости.

7. Устройство по одному из пп. 4-6, отличающееся тем, что указанный модуль распознавания цвета выполнен с возможностью вычисления указанного второго количественного показателя, если соответствие между образцом цвета и по меньшей мере одним эталоном цвета невозможно определить по указанному количественному показателю HSL.

8. Устройство по любому предшествующему пункту, дополнительно включающее в себя положение распознавания капсулы с удерживающими средствами для удержания капсулы перед модулем распознавания цвета так, чтобы обеспечить выборку цвета капсулы с помощью модуля распознавания цвета.

9. Устройство по любому предшествующему пункту, отличающееся тем, что указанный модуль распознавания цвета выполнен с возможностью сравнения указанного образца цвета с множеством эталонов цвета путем вычисления множества количественных показателей HSL для определения соответствия между указанным образцом цвета и каждым эталоном цвета указанного множества эталонов цвета.

10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что указанный модуль распознавания цвета выполнен с возможностью распознавания указанной капсулы (3) на основе эталона цвета указанного множества эталонов цвета, который наилучшим образом соответствует образцу цвета.

11. Устройство по любому предшествующему пункту, отличающееся тем, что указанный модуль распознавания цвета выполнен с возможностью определения соответствия между указанным образцом цвета и указанным эталоном цвета, если указанный количественный показатель HSL ниже или равен пороговому значению, и определения отсутствия соответствия между указанным образцом цвета и указанным эталоном цвета, если указанный количественный показатель превышает указанное пороговое значение.

12. Устройство по любому предшествующему пункту, дополнительно включающее в себя детектор (84) капсулы для определения наличия капсулы (3), размещенной на устройстве (15) для подачи капсулы указанного устройства (1) или приближающейся к нему, и запуска распознавания цвета модулем распознавания цвета.

13. Устройство по любому предшествующему пункту, дополнительно включающее в себя детектор материала для определения материала капсулы (3), размещенной на устройстве (15) для подачи капсулы указанного устройства (1) или приближающейся к нему.

14. Комбинация устройства (1) по любому предшествующему пункту и капсулы (3), такой как капсула (3), которая находится в экстракционной камере (100) устройства, или такой как капсула (3), которая обрабатывается устройством (15) для подачи капсулы указанного устройства (1), для приготовления и выдачи напитка (2).

15. Способ приготовления и выдачи напитка (2) из капсулы (3) в устройстве по любому из пп. 1-13, включающий: вставку капсулы (3) в указанное устройство (1); определение образца цвета по меньшей мере части поверхности указанной капсулы (3); сравнение указанного образца цвета с по меньшей мере одним эталоном цвета посредством:

- вычисления типового цветового вектора HSL указанного образца цвета;

- вычисления величины цветового тона между компонентом цветового тона типового цветового вектора HSL и компонентом цветового тона эталонного цветового вектора HSL указанного по меньшей мере одного эталона цвета,

- вычисления величины насыщенности между компонентом насыщенности типового цветового вектора HSL и компонентом насыщенности эталонного цветового вектора HSL,

- вычисления величины светлоты между компонентом светлоты типового цветового вектора HSL и компонентом светлоты эталонного цветового вектора HSL,

- вычисления количественного показателя HSL с помощью величины цветового тона, величины насыщенности и величины светлоты для определения соответствия между указанным цветом образца и указанным по меньшей мере одним эталоном цвета;

распознавание типа указанной капсулы (3) на основе результата указанного сравнения; перемещение первой и второй частей (11, 12) относительно друг друга в их удаленное положение; подачу капсулы (3) в блок (10) экстракции; перемещение первой и второй частей (11, 12) относительно друг друга в их близкое положение, чтобы расположить капсулу (3) в экстракционной камере (100); экстракцию капсулы (3) в экстракционной камере (100) с применением параметров экстракции, определенных на основе распознаваемого типа капсулы (3), для приготовления напитка (2); и выдачу приготовленного напитка (2) через выходной канал (20).

16. Применение капсулы (3) для: устройства по любому из пп. 1-13; образования комбинации по п. 14; или выполнения способа по п. 15, в котором тип указанной капсулы (3) распознают посредством:

- определения образца цвета по меньшей мере части поверхности указанной капсулы (3);

- сравнения указанного образца цвета с по меньшей мере одним эталоном цвета посредством:

вычисления типового цветового вектора HSL указанного образца цвета, о вычисления величины цветового тона между компонентом цветового тона типового цветового вектора HSL и компонентом цветового тона эталонного цветового вектора HSL указанного по меньшей мере одного эталона цвета,

вычисления величины насыщенности между компонентом насыщенности типового цветового вектора HSL и компонентом насыщенности эталонного цветового вектора HSL,

вычисления величины светлоты между компонентом светлоты типового цветового вектора HSL и компонентом светлоты эталонного цветового вектора HSL,

вычисления количественного показателя HSL с помощью величины цветового тона, величины насыщенности и величины светлоты для определения соответствия между указанным цветом образца и указанным по меньшей мере одним эталоном цвета;

экстракции указанной капсулы (3) в экстракционной камере (100) для приготовления напитка (2) с применением параметров экстракции, определенных на основе распознаваемого типа капсулы (3).