УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА С РАСПОЗНАВАНИЕМ КАПСУЛЫ Российский патент 2025 года по МПК A47J31/36 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройствам для приготовления напитка, в которых применяют капсулы с ингредиентом приготавливаемого напитка. Изобретение 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 любое жидкое вещество, предназначенное для потребления человеком, такое как чай, кофе, горячий или холодный шоколад, молоко, суп, продукт детского питания и т.п. Подразумевается, что «капсула» включает любой 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 определенных устройствах для приготовления напитка применяют капсулы, в которых содержатся экстрагируемые или растворяемые ингредиенты и/или ингредиенты, которые хранятся и автоматически дозируются в устройстве или добавляются другим способом в момент приготовления напитка. Некоторые устройства для приготовления напитка оснащены средством наполнения, которое включает в себя насос для жидкости, как правило, воды, который перекачивает жидкость от источника воды, холодной или подогретой с помощью средства нагревания, 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 устройств, облегчающие вставку новой капсулы и извлечение использованной капсулы. Как правило, варочные устройства содержат две детали, выполненные с возможностью относительного перемещения из положения для вставки/извлечения капсулы в положение для варки ингредиента в капсуле.

Подвижную деталь варочного устройства 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. Внедрение таких приспособлений в устройства для приготовления напитков описано в WO 2009/074550, WO 2011/144719, EP2014195046, EP2014195048 и EP2014195067.

Подвижную часть варочного устройства можно приводить в движение двигателем. Например, такая система описана в EP 1 767 129. В этом случае пользователю не нужно прилагать каких-либо физических усилий для открытия или закрытия варочного устройства. Варочное устройство имеет канал для вставки капсулы, снабженный защитной дверцей, установленной в подвижную деталь варочного устройства посредством переключателя для обнаружения присутствия пальца в канале при закрытии (что нежелательно) и для предотвращения получения травм при зажатии. Альтернативные крышки для канала для 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 облегчения использования устройства можно автоматически идентифицировать капсулу, подаваемую в устройство, а затем автоматически обрабатывать и извлекать капсулу, как, например, описано в WO 2012/123440.

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

Раскрытие изобретения

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

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

Приготовление напитка, как правило, включает смешивание множества ингредиентов напитка, например воды и сухого молока, и/или настаивание или заваривание ингредиента напитка, например настаивание или заваривание 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 для приготовления и выдачи 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 содержимого капсулы с ингредиентом напитка для получения напитка. Блок имеет первую часть и вторую часть, которые выполнены с возможностью относительного перемещения между открытым положением для вставки и/или удаления капсулы и закрытым положением для фиксации и экстракции содержимого такой капсулы. В закрытом положении первая и вторая части, как правило, образуют экстракционную камеру.

Капсула может иметь 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 ароматизирующий ингредиент для приготовления чая, кофе, горячего шоколада, холодного шоколада, молока, супа или продукта 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 прямая полость, например цилиндрическая или трапециевидная полость. Такая полость может проходить вдоль оси, которая, по существу, коллинеарна 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 приспособлений для прокалывания капсулы.

Капсула может также включать в себя самовскрывающийся механизм. Самовскрывающиеся капсулы, например, описаны в CH 605293 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 2068684 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, содержащимся в такой капсуле.

Устройство включает в себя блок управления, предназначенный для управления блоком экстракции, чтобы экстрагировать такую капсулу. Блок управления может получать питание от сети электропитания, например, с помощью электрического шнура.

Устройство имеет выходной канал для выдачи напитка, образованного путем экстракции содержимого такой капсулы, в емкость пользователя, такую как чашка или кружка, расположенную в области для размещения емкости.

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, емкость пользователя может быть помещена на опору емкости для сбора напитка.

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

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

Область для размещения емкости 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 установлен на, или установлен в (или образован ими):

- головке устройства, которая находится в выдвинутом положении, в котором выходной канал расположен над областью для размещения емкости, и в сложенном положении, 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

- подвижного направителя для напитка, который имеет конфигурацию для выдачи напитка с возможностью выдачи напитка в область для размещения емкости, и конфигурацию для остановки потока напитка с возможностью предотвращения выдачи напитка в область для размещения емкости, например, за счет стекания остатков напитка из направителя через край направителя в емкость для отходов, такой как направитель для напитка, перемещаемый 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 обеспечено головкой устройства, описанной в WO 2017/037212 и в WO 2017/037215.

Примеры подходящих емкостей 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.

Направитель для текучей среды может быть полностью скрыт в основном корпусе и/или головке устройства.

Подробная информация о направителях 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, причем устройство для подачи имеет диспенсер капсул с положением высвобождения для высвобождения такой капсулы из устройства для подачи в направлении экстракционной камеры и положением 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 с возможностью поступательного движения, между положением, блокирующим перемещение к экстракционной камере, и положением, в котором становится возможным 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 положения высвобождения в положение удержания, чтобы предоставлять доступ к экстракционной камере 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 поступления в экстракционную камеру, такой как канал, связанный с устройством для обездвиживания капсулы, выполненным с возможностью обездвиживания такой капсулы между первой и второй частями в открытом положении перед их относительным перемещением в закрытое 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 с высвобождением такой капсулы из устройства для подачи, когда первая и вторая части находятся в открытом положении или перемещаются в открытое положение, для поступления такой капсулы в экстракционную камеру, когда первую и вторую части переводят обратно в закрытое положение.

Блок управления может управлять диспенсером капсул с возможностью удержания такой капсулы в устройстве для подачи и на расстоянии от экстракционной камеры, когда первая и вторая части находятся:

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

- в открытом положении и в следующий момент совершат относительное перемещение в закрытое положение, чтобы осталось недостаточно времени для помещения такой капсулы, если бы она была высвобождена из диспенсера, в экстракционную камеру до того, как первая и вторая части достигнут закрытого 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 положение удержания или удержания в нем, 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 таким образом, чтобы перемещать первую и вторую части с помощью исполнительного механизма: из закрытого положения в открытое положение и из открытого положения в закрытое положение по истечении заданного периода времени, например начиная с события запуска приготовления напитка, такого как, например, обнаружение капсулы, распознавание капсулы, активация пользователем пользовательского интерфейса устройства и т.п. или их комбинация, например заданного периода времени в диапазоне от 3 до 15 с, например от 5 до 12 с, например от 7 до 10 с.

Примеры таких частей, которые совершают относительное перемещение под действием 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 под действием исполнительного механизма из закрытого в открытое 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 с обеспечением 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 такой емкости приспособлением для 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 ODH, относящийся к типу, описанному 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 закрытого положения, при этом капсула расположена в экстракционной камере после перемещения частей из открытого в закрытое положение, чтобы объединить указанную жидкость с ингредиентом, содержащимся в капсуле, и получить 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 закрытого положения, но в экстракционной камере отсутствует капсула, чтобы промыть или очистить по меньшей мере часть блока и необязательно выходного канала, причем механизм для подачи жидкости, например, выполнен с возможностью подачи жидкости при температуре для промывания или очистки, которая отличается от температуры жидкости для получения напитка, например, путем заваривания.

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

Блок управления может быть выполнен с возможностью управления механизмом для подачи жидкости таким образом, чтобы жидкость не поступала автоматически в экстракционную камеру, когда первая и вторая части достигли закрытого положения, но в экстракционной камере отсутствует (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 заданного процесса экстракции или при обнаружении ошибки при его выполнении) для:

- немедленного относительного перемещения первой и второй частей в открытое положение, чтобы удалить капсулу, находящуюся в положении между первой и второй частями; или

- удержания первой и второй частей в закрытом положении в течение заданного периода времени, например в диапазоне от 1 до 5 с, например от 2 до 3 с, для обеспечения введения запроса вручную, например, посредством пользовательского интерфейса, соединенного с блоком управления, чтобы подать посредством механизма 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 открытое положение, чтобы удалить капсулу из положения между первой и второй частями, например удалить такую капсулу в коллектор использованных капсул, образуемый некоторой (или вышеуказанной) емкостью для отходов.

Например, перед перемещением первой и второй частей в закрытое положение части могут оставаться в закрытом 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 обеспечения вставки новой капсулы между первой и второй частями перед их относительным перемещением в закрытое положение, причем новая капсула расположена в экстракционной камере, для экстракции содержимого новой капсулы.

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

В соответствии с изобретением устройство содержит:

- блок экстракции для экстракции содержимого капсулы с ингредиентом напитка с получением напитка, причем, например, блок имеет первую часть и вторую часть, которые выполнены с возможностью относительного перемещения между открытым положением для вставки и/или удаления капсулы и закрытым положением, таким как закрытое положение, в котором первая и вторая части образуют экстракционную камеру, для фиксации и экстракции содержимого такой капсулы, причем необязательно по меньшей мере одна из указанных частей имеет приспособление для вскрытия капсулы, например одно или более приспособлений для прокалывания капсулы, и/или по меньшей мере одна из указанных частей имеет отверстие для поступления жидкости, смешиваемой с ингредиентом, содержащимся в такой капсуле;

- блок управления для управления блоком экстракции, чтобы экстрагировать содержимое капсулы, такой как блок управления, получающий питание от сети электропитания, например, посредством электрического шнура;

- выходной канал для выдачи напитка, полученного путем экстракции содержимого капсулы в емкость пользователя, такую как чашка или кружка, расположенную в области для размещения емкости, например на опоре емкости, например на внешней опоре для размещения, на которой расположено такое устройство, или опоре устройства, например подвижной или съемной опоре устройства, для сбора указанного напитка;

- модуль распознавания капсулы для распознавания типа капсулы, вставленной в указанное устройство, содержащий:

- источник света для освещения по меньшей мере части поверхности капсулы;

- оптический датчик для обнаружения оптического свойства по меньшей мере части поверхности капсулы;

причем модуль распознавания капсулы выполнен с возможностью:

- определения корректирующего значения оптического свойства путем обнаружения оптического свойства по меньшей мере части поверхности капсулы, когда источник света выключен;

- определения по меньшей мере одного выборочного значения оптического свойства путем обнаружения оптического свойства по меньшей мере части поверхности капсулы (3), когда источник света включен;

- вычисления скорректированного выборочного значения на основании корректирующего значения и по меньшей мере одного выборочного значения;

- определения типа капсулы путем сравнения скорректированного выборочного значения с по меньшей мере одним эталонным значением, причем по меньшей мере одно эталонное значение относится к типу капсулы.

Предпочтительно модуль распознавания капсулы выполнен с возможностью вычисления скорректированного выборочного значения путем вычитания корректирующего значения из по меньшей мере одного выборочного значения.

В вариантах осуществления модуль распознавания капсулы выполнен с возможностью последовательного определения более одного, например трех, выборочного значения для по меньшей мере части поверхности капсулы, когда включен источник света. Затем определенные таким образом выборочные значения, например, сравнивают друг с другом для обнаружения возможного изменения условий определения в ходе измерения выборочного значения, что может указывать на непрочность капсулы и/или быстро изменяющиеся условия окружающей среды, в частности условия внешнего освещения. Если изменение выборочных значений превышает заданное пороговое значение, выборочные значения, например, игнорируются, и процесс распознавания капсулы прерывается и, возможно, повторяется с начала. Если указанное изменение меньше заданного порогового значения или равно ему, одно из выборочных значений используют в качестве выборочного значения, полученного на стадии обнаружения, или выборочные значения усредняют, а среднее значение используют в качестве выборочного значения, полученного на стадии обнаружения. Затем скорректированное выборочное значение вычисляют, например, путем вычитания корректирующего значения из полученного выборочного значения.

Модуль распознавания капсулы предпочтительно выполнен с возможностью определения корректирующего значения на первой стадии и определения по меньшей мере одного выборочного значения на второй стадии, причем модуль распознавания капсулы дополнительно выполнен с возможностью:

- определения контрольного значения оптического свойства на стадии, следующей за второй стадией, путем обнаружения оптического свойства по меньшей мере части поверхности капсулы, когда источник света выключен;

- вычисления разности между контрольным значением и корректирующим значением;

- отбрасывания ранее определенного по меньшей мере одного выборочного значения, если разность равна предварительно заданному пороговому значению или превышает его, и повторного запуска процесса распознавания капсулы на первой стадии;

- передачи определенного типа капсулы в блок управления устройства, если разность ниже предварительно заданного порогового значения.

Обнаруженное оптическое свойство представляет собой, например, цвет капсулы, а значения представляют собой векторы, характеризующие такой цвет, например трехмерные цветовые векторы. Кроме того, модуль распознавания капсулы может быть выполнен с возможностью определения типа капсулы путем вычисления евклидова расстояния между скорректированным выборочным значением и по меньшей мере одним эталонным значением, причем по меньшей мере одно эталонное значение относится к типу капсулы.

Устройство предпочтительно имеет положение распознавания капсулы.

Кроме того, устройство может дополнительно содержать детектор капсулы для определения наличия капсулы, расположенной на устройстве для подачи капсулы устройства или приближающейся к нему, и запуска распознавания капсулы модулем распознавания капсулы.

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

Другой аспект изобретения относится к комбинации такого устройства и капсулы, например такой капсулы, которая находится в экстракционной камере устройства, или такой капсулы, которую обрабатывает устройство для подачи капсулы устройства.

Еще один аспект изобретения относится к способу приготовления и выдачи напитка из капсулы в таком устройстве, причем способ включает:

- вставку капсулы в устройство;

- определение корректирующего значения оптического свойства по меньшей мере части поверхности капсулы путем обнаружения оптического свойства с помощью оптического датчика, когда источник света выключен;

- определение по меньшей мере одного выборочного значения оптического свойства путем обнаружения оптического свойства по меньшей мере части поверхности капсулы, когда источник включен;

- вычисление скорректированного выборочного значения на основании корректирующего значения и по меньшей мере одного выборочного значения;

- определение типа капсулы путем сравнения скорректированного выборочного значения с по меньшей мере одним эталонным значением, причем по меньшей мере одно эталонное значение относится к типу капсулы.

Скорректированное выборочное значение можно вычислять путем вычитания корректирующего значения из по меньшей мере одного выборочного значения.

Стадия определения по меньшей мере одного выборочного значения предпочтительно включает последовательное определение трех выборочных значений для по меньшей мере части поверхности капсулы, когда источник света включен, и вычисление скорректированного выборочного значения путем вычисления среднего значения из трех выборочных значений и вычитания корректирующего значения из среднего значения.

В предпочтительных вариантах осуществления стадию определения корректирующего значения выполняют на первой стадии, а стадию определения по меньшей мере одного выборочного значения выполняют на второй стадии, причем способ дополнительно включает:

- определение контрольного значения оптического свойства на стадии, следующей за второй стадией, путем обнаружения оптического свойства по меньшей мере части поверхности капсулы, когда источник света выключен;

- вычисление разности между указанным контрольным значением и корректирующим значением;

- отбрасывание ранее определенного по меньшей мере одного выборочного значения, если указанная разность равна предварительно заданному пороговому значению или превышает его, и повторный запуск процесса распознавания капсулы на первой стадии;

- передачу определенного типа капсулы в блок управления, если разность ниже предварительно заданного порогового значения.

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 распознаваемой и подаваемой капсулой в направлении экстракционной камеры устройства и емкостью пользователя;

на фиг. 3 показано устройство и капсула по фиг. 2, причем первая и вторая части переведены из закрытого положения в закрытое 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 показано устройство и капсула по фиг. 4, причем высвобожденная капсула обездвижена между первой и второй частями, находящимися в закрытом положении;

на фиг. 6 показано устройство и капсула по фиг. 5, причем первая и вторые части перемещаются относительно друг друга в закрытое положение с образованием экстракционной камеры, в которой размещается капсула, при этом механизм для подачи жидкости подает жидкость в экстракционную камеру для ее смешивания со вкусоароматическим ингредиентом в капсуле и выдачи в емкость пользователя через выходной канал;

на фиг. 7 показано устройство и капсула по фиг. 6 после экстракции содержимого капсулы и после перемещения первой и второй частей относительно друг друга в закрытое положение, причем капсула извлечена в сборник отходов, и при этом новая капсула не подается по направлению к экстракционной камере устройства;

на фиг. 8 представлена вариация устройства и капсулы по фиг. 7, согласно которой новая капсула подается в направлении экстракционной камеры устройства при выбросе капсулы с экстрагированным содержимым;

на фиг. 9 представлен вид в поперечном сечении модуля распознавания капсулы согласно варианту осуществления изобретения и распознаваемой капсулы;

на фиг. 10 представлен вид в поперечном сечении модуля распознавания капсулы по фиг. 9;

на фиг. 11 представлена блок-схема, иллюстрирующая процесс калибровки модуля распознавания капсулы согласно изобретению.

Осуществление изобретения

На фиг. 1-8 изображен пример осуществления устройства 1 для приготовления напитка согласно изобретению, предназначенного для приготовления и выдачи напитка 2, такого как чай, кофе, горячий шоколад, холодный шоколад, молоко, суп или продукт детского питания. Ингредиент может быть представлен в форме капсулы 3 с ингредиентом, например, вида, описанного выше в разделе «Область техники, к которой относится изобретение».

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 содержимого капсулы 3 с ингредиентом напитка с получением напитка 2. Блок 10 экстракции, например, имеет первую часть 11 и вторую часть 12, которые выполнены с возможностью относительного перемещения между открытым положением для вставки и/или удаления капсулы 3 и закрытым положением, таким как закрытое положение, в котором первая и вторая части 11, 12 образуют экстракционную камеру 100, для фиксации и экстракции содержимого такой капсулы 3. Например, по меньшей мере одна из частей 11, 12 имеет приспособление для вскрытия капсулы, например одно или более приспособлений для прокалывания капсулы, и/или по меньшей мере одна из указанных частей 11, 12 имеет отверстие для поступления жидкости, смешиваемой 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 экстрагировать содержимое капсулы 3. Блок 40 управления может получать питание от сети электропитания, например, посредством электрического шнура 45, или от источника постоянного тока, например одной или более батарей, такой как автомобильная батарея, или переносная батарея, или батарея устройства.

Устройство 1 имеет выходной канал 20 для выдачи напитка 2, полученного путем экстракции содержимого такой капсулы 3, в емкость 4 пользователя, такую как чашка или кружка, расположенную в области для размещения емкости, чтобы собрать напиток 2. Такая область для размещения емкости может находиться на опоре 5, 6 емкости, например на внешней опоре 5 для размещения, на которой расположено такое устройство 1, или на опоре 6 устройства, например на 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 головке 21 устройства, или образован ею, или установлен на ней, или установлен в ней. Головка 21 устройства, например, имеет выдвинутое положение, в котором выходной канал 20 расположен над областью размещения емкости, и сложенное положение, в котором выходной канал 20 втянут вовнутрь внешнего основного корпуса 14 устройства 1. Головку 21 устройства можно перемещать вовнутрь в корпус 14 и наружу из него 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 подвижному направителю 22 (или установлен на нем, или установлен в нем, или образован с помощью него) для напитка, который имеет конфигурацию для выдачи напитка, изображенную, например, на фиг. 6, чтобы выдавать напиток 2 в область для размещения емкости, и конфигурацию для остановки потока напитка, показанную, например, на фиг. 2, чтобы предотвращать выдачу напитка в область для размещения емкости, например, за счет стекания остатков напитка из направителя 22 через край 23 направителя в емкость 60 для отходов. Направитель 22 выполнен с возможностью перемещения между положением выдачи и положением 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 относительно друг друга между закрытым и закрытым положениями. Исполнительный механизм 13 соединен с блоком 40 управления и управляется им с обеспечением перемещения первой и второй частей 11, 12 относительно друг друга.

Блок 40 управления соединен с устройством ввода для запуска блока 10 экстракции и/или управления им. Согласно изобретению устройство ввода содержит, например, пользовательский интерфейс 41 и модуль 8 распознавания капсулы для распознавания типа капсулы 3, готовой к вставке в блок 10 экстракции. Устройство ввода необязательно дополнительно содержит датчик капсулы для обнаружения наличия капсулы 3, расположенной в блоке 10 экстракции и/или приближающейся к нему, например для обнаружения наличия капсулы 3, расположенной в положении распознавания капсулы и/или приближающейся к нему.

Блок 10 экстракции может включать в себя устройство 15 для подачи капсулы, выполненное с возможностью подачи капсулы 3 в экстракционную камеру 100. Устройство 15 для подачи капсулы может иметь диспенсер 151 капсул с положением высвобождения для высвобождения капсулы 3 из устройства 15 для подачи капсулы в направлении экстракционной камеры 100 и положением 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, причем он предпочтительно связан с устройством для обездвиживания капсулы, выполненным с возможностью обездвиживания капсулы 3 между первой и второй частями 11, 12 в закрытом положении (фиг. 5) перед перемещением первой и второй частей 11, 12 относительно друг друга в закрытое положение (фиг. 6).

Блок 40 управления может управлять диспенсером 151 капсул с возможностью высвобождения капсулы 3 из устройства 15 для подачи, когда первая и вторая части 11, 12 находятся в открытом положении (фиг. 4) или когда они перемещаются по направлению к открытому положению, для вхождения капсулы 3 в экстракционную камеру 100 при возврате первой и второй части 11, 12 в закрытое положение (фиг. 6).

Блок 40 управления может управлять диспенсером 151 капсул для удержания капсулы 3 в устройстве 15 для подачи и на расстоянии от экстракционной камеры 100, когда первая и вторая части 11, 12 находятся: в закрытом положении или перемещаются в него (фиг. 2); или в открытом положении и в следующий момент совершат перемещение в закрытое положение, чтобы осталось 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 закрытого положения.

Устройство 15 для подачи капсулы может необязательно включать в себя (или быть связано с ним) датчик капсулы, соединенный с блоком 40 управления, который, например, выполнен с возможностью приведения диспенсера 151 капсул в положение удержания или сохранения в ней, когда датчик капсулы обнаруживает отсутствие капсулы 3 на диспенсере 151 капсул или в нем (фиг. 7).

Блок 40 управления может быть выполнен с возможностью управления исполнительным механизмом 13 таким образом, чтобы первая и вторая части 11, 12 перемещались с помощью исполнительного механизма 13 из открытого положения в закрытое 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 открытого положения или их комбинация (фиг. 2–6). Например, заданный период времени находится в диапазоне от 3 до 15 с, например от 5 до 12 с, например от 7 до 10 с.

Блок 10 экстракции может включать в себя механизм 50, 51, 52, 53, 54 для подачи жидкости, выполненный с возможностью подачи жидкости, например воды, в экстракционную камеру 100 (фиг. 2). Механизм 50, 51, 52, 53, 54 для подачи жидкости может быть соединен с блоком 40 управления и может управляться им 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, механизм 50, 51, 52, 53, 54 для подачи жидкости включает в себя одно или более из: источника жидкости 50, такого как бак для жидкости или соединитель для жидкости для соединения с внешним источником жидкости; одной или более трубок 51, 52 для жидкости, выполненных с возможностью 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 механизмом 50, 51, 52, 53, 54 для подачи жидкости для автоматической подачи жидкости в экстракционную камеру 100, когда первая и вторая части 11, 12 достигают закрытого положения, причем капсула 3 размещена в экстракционной камере 100 при перемещении первой и второй частей 11, 12 из открытого в закрытое положение, чтобы объединить жидкость с ингредиентом, содержащимся в капсуле 3, и получить напиток 2, выдаваемый через выходной канал 20. См. фиг. 6.

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

В конкретных вариантах осуществления также предусмотрена выдача холодных или охлажденных напитков.

Блок 40 управления может быть выполнен с возможностью управления механизмом 50, 51, 52, 53, 54 для подачи жидкости, чтобы не подавать автоматически жидкость в экстракционную камеру 100, когда первая и вторая части 11, 12 достигли закрытого положения, но в экстракционной камере 100 отсутствует капсула. Например, блок 40 управления выполнен с возможностью управления механизмом 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.

Согласно изобретению устройство 1 включает в себя модуль 8 распознавания капсулы, соединенный с блоком 40 управления и выполненный с возможностью распознавания типа капсулы 3, подаваемой или готовой к подаче в экстракционную камеру 100, предпочтительно капсулы 3, расположенной в определенном положении распознавания капсулы. Согласно изобретению модуль 8 распознавания капсулы распознает тип капсулы 3 путем распознавания по меньшей мере одного оптического свойства по меньшей мере части поверхности капсулы 3, например цвета, яркости или любого другого оптического свойства.

Блок 40 управления предпочтительно выполнен с возможностью управления механизмом 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 регулируемыми параметрами подаваемой жидкости, выбранными из температуры жидкости, расхода, давления и объема, который (-ые) является (-ются) постоянным (-ыми) или переменным (-ыми) во время экстракции содержимого распознаваемой капсулы 3. Например, тип может быть выбран из множества типов капсул, выполненных содержимым с возможностью экстракции в экстракционной камере 100, причем каждый из этих типов связан с по меньшей мере одним оптическим свойством, хранимым на внутреннем или внешнем средстве хранения данных, соединенном или выполненном с возможностью соединения с блоком 40 управления.

Модуль 8 распознавания капсулы, например, расположен вблизи устройства 15 для подачи капсулы, и в частности вблизи, вокруг диспенсера 151 капсул и/или в нем самом. Положение распознавания капсулы, например, определено в устройстве 15 для подачи капсулы, например на диспенсере 151 капсул.

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

- немедленного перемещения первой и второй частей 11, 12 относительно друг друга в закрытое положение, чтобы удалить капсулу 3 из положения между первой и второй частями 11, 12; или

- поддержания первой и второй частей 11, 12 в закрытом положении в течение заданного периода времени, например в диапазоне от 1 до 5 с, таком как диапазон от 2 до 3 с, для обеспечения введения запроса вручную, например, посредством пользовательского интерфейса 41, соединенного с блоком 40 управления, для подачи дополнительного количества жидкости в экстракционную камеру 100 посредством механизма 50, 51, 52, 53, 54 для подачи жидкости, а также, при отсутствии такого вводимого вручную запроса в течение указанного заданного периода времени, чтобы перемещать первую и вторую части 11, 12 относительно друг друга в открытое положение, чтобы удалить капсулу 3 из положения между первой и второй частями 11, 12, например удалить такую капсулу 3 в коллектор 60 использованных капсул, образованный некоторой (или вышеуказанной) емкостью 60 для отходов.

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

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

- помещение емкости 4 в область для размещения емкости;

- помещение капсулы 3 на устройство 15 для подачи капсулы;

- распознавание типа капсулы 3 модулем 8 распознавания капсулы;

- относительное перемещение первой и второй частей 11, 12 в закрытое положение в автоматическом, полуавтоматическом или ручном режиме;

- подача капсулы 3 в блок 10 экстракции;

- относительное перемещение первой и второй частей 11, 12 в закрытое положение для размещения капсулы 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.

Согласно изобретению модуль 8 распознавания выполнен с возможностью определения типа капсулы 3, вставленной в устройство 1 или помещенной на него, предпочтительно в положении распознавания капсулы, например на устройстве 15 для подачи капсулы, путем распознавания по меньшей мере одного оптического свойства по меньшей мере части поверхности капсулы 3.

Устройство 1, как правило, обеспечивает экстракцию содержимого капсул различных типов для приготовления различных напитков и/или различных типов напитков. Различные типы капсул, выполненных с возможностью экстракции содержимого 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. В альтернативном варианте осуществления или в комбинации с ним различные типы капсул, выполненные с возможностью экстракции содержимого в устройстве 1, соответствуют ингредиентам для приготовления различных напитков, таких как, например, кофе, молоко, суп, детская молочная смесь, чай, холодные напитки и т.п.

Каждый тип капсулы предпочтительно связан с по меньшей мере одним конкретным оптическим свойством, например эталонным цветом, эталонной яркостью или другим эталонным оптическим свойством по меньшей мере части поверхности капсулы 3, что, например, позволяет пользователю визуально различать капсулы различных типов. Данные, представляющие такие эталонные оптические свойства, например эталонные цветовые векторы и/или значения яркости, предпочтительно хранятся во внутреннем или внешнем средстве хранения данных, соединенном или выполненном с возможностью соединения с блоком 40 управления и/или модулем 8 распознавания капсулы.

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

Устройство 1 может также 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 капсулы содержит источник 82 света, например белый светодиод или любой другой подходящий источник света, предпочтительно с известным и определенным спектром, и оптический датчик 81, например камеру, датчик цвета, фотодатчик или какой-либо другой оптический датчик, подходящий для регистрации измеряемого оптического свойства. Модуль 8 распознавания капсулы предпочтительно дополнительно содержит контроллер 83, например, но не исключительно, специализированную микросхему (ASIC) или программируемый микроконтроллер, для управления источником 82 света и оптическим датчиком 81, например для включения и выключения источника 82 света и/или для приема и обработки сигналов от оптического датчика 81. Источник 82 света, оптический датчик 81 и контроллер 83 предпочтительно прикреплены, например припаяны, к электронной плате 80, как правило, печатной плате, с которой на них известным способом подается требуемое питание и на которой обеспечены соединения для передачи данных и/или внутрисхемные соединения. Контроллер 83 предпочтительно соединен с блоком 40 управления устройства 1 и управляется им.

В вариантах осуществления модуль 8 распознавания капсулы, например, содержит световод 89 для направления света, излучаемого источником 82 света по направлению к положению распознавания капсулы, или по меньшей мере его часть, и для ограничения потока света, принимаемого оптическим датчиком 81, предпочтительно света, отраженного объектом, расположенным в положении распознавания капсулы, чтобы максимально предотвратить попадание паразитного света, например внешнего света. Световод 89, например, выполнен в форме крышки, связанной с электронной платой 80, например прикрепленной к ней, и по меньшей мере частично покрывающей источник 82 света и/или оптический датчик 81. Крышка содержит, например, отверстия или другие направляющие средства для направления света к положению распознавания капсулы и от него. В показанном примере в крышке над каждым из оптического датчика 81 и источника 82 света образованы полости, открытые с верхней стороны. Внутренние стенки указанных полостей предпочтительно имеют форму, позволяющую избежать отражений внутри полостей, которые могут привести к неправильному освещению объекта, размещенного в положении распознавания капсулы, и/или к ошибочному обнаружению света, отраженного указанным объектом.

Устройство 1 необязательно содержит 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 капсулы, предпочтительно прикрепленном, например припаянном, к электронной плате 80. Однако в рамках изобретения возможны и другие варианты расположения детектора капсулы. Детектор 84 капсулы может относиться к какому-либо подходящему типу, такому как детектор наличия и/или перемещения, например инфракрасный (ИК) детектор, индуктивный и/или резистивный детектор, механический переключающий элемент и т.д. Детектором 84 капсулы управляют, например, с помощью контроллера 83 модуля 8 распознавания капсулы или непосредственно управляют с помощью блока управления устройства. Детектор 84 капсулы, например, обнаруживает наличие капсулы, расположенной в положении распознавания капсулы или приближающейся к нему.

В вариантах осуществления устройство 1 дополнительно содержит 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 капсулы в качестве дополнительного критерия определения типа капсулы, размещенной на устройстве для подачи капсулы или приближающейся к нему. Детектор материала может представлять собой дополнительный детектор, применяемый в дополнение к необязательному детектору 84 капсулы. В альтернативном варианте осуществления один детектор, например индуктивный, емкостный или резистивный детектор, можно применять в качестве детектора капсулы и детектора материала.

На фиг. 10 показана капсула 3, размещенная в положении распознавания капсулы в устройстве 15 для подачи капсулы устройства, перед ее введением в экстракционную камеру устройства. Модуль 8 распознавания капсулы предпочтительно связан с устройством 15 для подачи капсулы или является его частью. Модуль 8 распознавания капсулы прикреплен, например, к держателю 151 капсулы и расположен таким образом, что свет, излучаемый источником 82 света, направляется к поверхности капсулы 3, размещенной в положении распознавания капсулы в устройстве 15 для подачи капсулы, и таким образом, что по меньшей мере часть света от источника 82 света, которая отражается поверхностью капсулы 3, направляется к оптическому датчику 81.

В показанном примере модуль 8 распознавания капсулы прикреплен под поверхностью для приема капсулы держателя 151 капсулы. В предпочтительно светонепроницаемом материале держателя 151 капсулы образовано окошко, которое объединено с отверстиями в световоде 89 модуля 8 распознавания капсулы для обеспечения попадания света, излучаемого источником 82 света, на по меньшей мере часть поверхности капсулы 3, размещенной в положении распознавания капсулы на держателе 151 капсулы, и для обеспечения приема света, отраженного указанной поверхностью, оптическим датчиком 81.

Окошко, образованное в предпочтительно светонепроницаемом материале держателя 151 капсулы, предпочтительно покрыто полупрозрачным материалом для защиты элементов модуля 8 распознавания капсулы, в частности оптического датчика 81, источника 82 света и необязательного детектора 84 капсулы, от внешнего механического агрессивного воздействия, такого как, но не исключительно, попадание грязи, посторонних предметов в окошко держателя 151 капсулы и т.д. В вариантах осуществления поверхность для приема капсулы держателя 151 капсулы покрыта полупрозрачной обшивкой 153, изготовленной, например, из жесткого полупрозрачного пластикового материала и сформованной, например отлитой в форме, таким образом, чтобы обеспечить совпадение с формой поверхности капсулы 3 для обеспечения устойчивого положения капсулы 3 при правильном ее размещении в положении распознавания капсулы на держателе 151 капсулы. В вариантах осуществления крышка 153 дополнительно окрашена тонким слоем, чтобы по меньшей мере частично скрыть модуль 8 распознавания капсулы и его элементы от взгляда пользователя устройства и в то же время существенно не препятствовать оптическому обнаружению капсулы 3 модулем 8 распознавания капсулы.

В вариантах осуществления при приближении капсулы 3 к положению распознавания капсулы в устройстве 15 для подачи капсулы и/или ее размещении в этом положении необязательный детектор 84 капсулы обнаруживает наличие капсулы 3 и отправляет соответствующий сигнал на контроллер 83 и/или в блок управления устройства, который активирует модуль 8 распознавания капсулы для запуска процесса распознавания капсулы.

Процесс распознавания капсулы включает в себя активацию источника света 82 для подсветки по меньшей мере части поверхности капсулы 3, расположенной в положении распознавания капсулы, и активацию оптического датчика 81 для обнаружения по меньшей мере одного оптического свойства, например цвета, яркости или другого оптического свойства капсулы 3, для света, отраженного указанной поверхностью и принятого оптическим датчиком 81, и определения выборочного значения, характеризующего такое оптическое свойство капсулы 3, или поверхности капсулы 3, для которой проводится обнаружение. Выборочное значение представляет собой, например, числовое значение, характеризующее оптическое свойство, такое как яркость, отражающая способность в заданном диапазоне частот и т.д., или вектор числовых значений, например трехмерный вектор, характеризующий цвет, как описано, например, в опубликованной заявке PCT WO 2018/229102 A1. Затем по меньшей мере одно выборочное значение для капсулы 3 или среднее значение из нескольких выборочных значений сравнивают с одним или более известными эталонными значениями оптического свойства, причем каждое эталонное значение, как правило, относится к другому типу капсулы. Предпочтительно, чтобы тип капсулы 3 был распознан как тип, репрезентативное эталонное значение которого ближе всего к выборочному значению или среднему выборочному значению, определенному для капсулы 3.

В альтернативном варианте осуществления, в частности, если устройство не содержит какого-либо детектора капсулы, пользователь активирует модуль 8 распознавания капсулы, например, с помощью пользовательского интерфейса устройства, например, путем активации команды на приготовление напитка.

В вариантах осуществления модуль 8 распознавания капсулы представляет собой модуль распознавания цвета, а распознавание капсулы выполняют, например, как описано в заявке PCT WO 2018/229102 A1, которая включена в настоящий документ путем ссылки. В альтернативном варианте осуществления или в комбинации с ним модуль распознавания капсулы может определять общую отражающую способность поверхности капсулы 3, степени отражения в одном или более спектрах частот, яркости или какого-либо другого подходящего оптического свойства.

Для краткости термин «значение», используемый в настоящей заявке, может обозначать одно числовое значение, такое как, например, значение яркости или общий уровень отражающей способности, предпочтительно в пределах ограниченного диапазона частот; или вектор числовых значений, например цветовой вектор RGB или цветовой вектор, описанный в WO 2018/229102 A1.

Чтобы устранить или по меньшей мере уменьшить влияние окружающего света на определение выборочного значения, относящегося к обнаруженному оптическому свойству капсулы, расположенной в положении распознавания капсулы, и тем самым уменьшить вероятность возникновения ошибок в процессе распознавания капсулы, модуль 8 распознавания капсулы согласно изобретению выполнен с возможностью осуществления стадии коррекции.

Согласно изобретению стадия коррекции включает в себя обнаружение оптического свойства капсулы 3, расположенной в положении распознавания капсулы, когда источник света 82 модуля 8 распознавания капсулы выключен, т.е. когда поверхность капсулы 3 в положении распознавания капсулы освещается только внешним светом. Условия при определении корректирующего значения, за исключением освещения, предпочтительно совпадают с условиями при определении по меньшей мере одного выборочного значения. В частности, корректирующее значение и по меньшей мере одно выборочное значение выбирают, когда капсула находится в одном и том же положении относительно оптического датчика 81, предпочтительно в положении распознавания капсулы.

Указанное корректирующее значение используют для коррекции по меньшей мере одного выборочного значения в по меньшей мере одном скорректированном выборочном значении, которое относится к оптическому свойству выбранной капсулы 3 при воздействии света, излучаемого только источником 82 света, т.е. без влияния внешнего света.

Скорректированное выборочное значение, например, вычисляют путем вычитания корректирующего значения из выборочного значения или из среднего значения из выборочных значений, относящихся к одной и той же капсуле 3. Однако в рамках изобретения могут быть применены и другие способы вычисления скорректированного выборочного значения в зависимости, например, от характера оптического свойства, единицы или значения, характеризующих оптическое свойство и т.д.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления процесса распознавания капсулы согласно изобретению, схематически проиллюстрированным на схеме на фиг. 11, корректирующее значение определяют на первой стадии 71. Соответственно, когда капсула расположена в положении распознавания капсулы, а процесс распознавания капсулы запущен автоматически посредством сигнала от датчика обнаружения или вручную путем активации пользователем пользовательского интерфейса устройства, оптический датчик модуля распознавания капсулы обнаруживает соответствующее оптическое свойство капсулы, когда источник света выключен, тем самым определяя корректирующее значение. На второй стадии 72 источник света включается и оптический датчик обнаруживает то же оптическое свойство капсулы, тем самым определяя по меньшей мере одно выборочное значение оптического свойства капсулы. На второй стадии 72 оптический датчик предпочтительно последовательно обнаруживает оптическое свойство капсулы по меньшей мере дважды, например трижды, например, в рамках пакета определения. Таким образом, по меньшей мере два, например три, выборочных значения предпочтительно сравнивают друг с другом для обнаружения возможного изменения условий определения во время выполнения пакета измерения выборочного значения, которое может указывать на непрочную капсулу и/или быстро изменяющиеся условия окружающей среды, в частности условия внешнего освещения, что может привести к получению неверного результата процесса распознавания капсулы. Если изменение выборочных значений превышает заданное пороговое значение, выборочные значения, например, игнорируются, и процесс распознавания капсулы прерывается и, возможно, повторяется с начала. Если указанное изменение меньше заданного порогового значения или равно ему, одно из выборочных значений используют в качестве выборочного значения, полученного на стадии обнаружения, или выборочные значения усредняют, а среднее значение используют в качестве выборочного значения, полученного на стадии обнаружения. Затем скорректированное выборочное значение вычисляют, например, путем вычитания корректирующего значения из полученного выборочного значения. В альтернативном варианте осуществления каждое выборочное значение для одной и той же капсулы корректируют с помощью корректирующего значения, а затем усредняют с помощью других скорректированных выборочных значений для той же капсулы.

Полученное скорректированное выборочное значение затем используют на стадии 73 для определения типа обнаруживаемой капсулы на основании эталонных значений, как описано выше.

Оптическое свойство капсулы необязательно снова обнаруживают, когда источник света выключен, на стадии 74 процесса распознавания капсулы. Таким образом, определенное контрольное значение сравнивают с корректирующим значением, полученным на первой стадии 71, чтобы определить, оставались ли условия внешнего освещения стабильными во время процесса распознавания капсулы.

Если внешний свет в значительной степени изменился между началом и завершением процесса распознавания, т.е. если разность между корректирующим значением и контрольным значением превышает предварительно заданное пороговое значение, процесс распознавания капсулы предпочтительно повторяют с первой стадии 71 для предотвращения ошибок, которые могут быть вызваны изменением условий освещения.

Если между началом и завершением процесса распознавания капсулы не произошло значительных изменений внешнего света, т.е. если разность между корректирующим значением и контрольным значением ниже предварительно заданного порогового значения, тип капсулы, определенный во время процесса распознавания капсулы, будет с высокой вероятностью считаться правильным и, следовательно, использоваться контроллером устройства для управления процессом приготовления напитка с использованием распознанной капсулы.

В альтернативном варианте осуществления стадию 73 определения типа капсулы выполняют после стадии 75 определения, произошло ли значительное изменение внешнего света во время процесса распознавания капсулы. Таким образом, если ответ является положительным, т.е. если внешний свет значительно изменился и процесс распознавания капсулы должен быть перезапущен для той же капсулы, это позволяет избежать выполнения ненужных операций сравнения вероятно нерелевантного скорректированного выборочного значения с эталонными значениями. Аналогичным образом коррекция по меньшей мере одного выборочного значения с использованием корректирующего значения может быть выполнена после стадии 75 определения по тем же причинам.

Устройство (1) для приготовления и выдачи напитка (2), такого как чай, кофе, горячий шоколад, холодный шоколад, молоко, суп или продукт детского питания, содержащее модуль (8) распознавания капсулы для распознавания типа капсулы (3), вставленной в устройство (1), причем модуль (8) распознавания капсулы содержит источник (82) света для освещения по меньшей мере части поверхности капсулы (3) и оптический датчик (81) для обнаружения оптического свойства по меньшей мере части поверхности капсулы (3); и при этом модуль (8) распознавания капсулы выполнен с возможностью: определения корректирующего значения оптического свойства путем обнаружения оптического свойства по меньшей мере части поверхности капсулы (3), когда указанный источник (82) света выключен; определения по меньшей мере одного выборочного значения оптического свойства путем обнаружения оптического свойства по меньшей мере части поверхности капсулы (3), когда источник света (82) включен; вычисления скорректированного выборочного значения с помощью корректирующего значения и по меньшей мере одного выборочного значения; определения типа капсулы путем сравнения скорректированного выборочного значения с по меньшей мере одним эталонным значением, причем по меньшей мере одно эталонное значение относится к типу капсулы. Устройство для приготовления и выдачи напитка позволяет автоматически правильно идентифицировать капсулы. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Устройство (1) для приготовления и выдачи напитка (2), такого как чай, кофе, горячий шоколад, холодный шоколад, молоко, суп или продукт детского питания, содержащее:

- блок (10) экстракции для экстракции содержимого капсулы (3) с ингредиентом напитка с получением указанного напитка (2);

- блок (40) управления для управления блоком (10) экстракции, чтобы экстрагировать содержимое такой капсулы (3), такой как блок управления, получающий питание от сети электропитания;

- выходной канал (20) для выдачи указанного напитка (2), полученного путем экстракции содержимого такой капсулы (3), в емкость (4) пользователя, такую как чашка или кружка, расположенную в области для размещения емкости, на такой как опора (5, 6) емкости, для сбора указанного напитка (2); и

- модуль (8) распознавания капсулы для распознавания типа указанной капсулы (3), вставленной в указанное устройство (1), содержащий:

- источник (82) света для освещения по меньшей мере части поверхности такой капсулы (3); и

- оптический датчик (81) для обнаружения оптического свойства указанной по меньшей мере части поверхности такой капсулы (3),

причем модуль (8) распознавания капсулы выполнен с возможностью:

- определения корректирующего значения указанного оптического свойства путем обнаружения указанного оптического свойства указанной по меньшей мере части поверхности такой капсулы (3), когда указанный источник (82) света выключен;

- определения по меньшей мере одного выборочного значения указанного оптического свойства путем обнаружения указанного оптического свойства указанной по меньшей мере части поверхности такой капсулы (3), когда указанный источник (82) света включен;

- вычисления скорректированного выборочного значения с помощью указанного корректирующего значения и указанного по меньшей мере одного выборочного значения; и

- определения указанного типа указанной капсулы путем сравнения указанного скорректированного выборочного значения с по меньшей мере одним эталонным значением, причем указанное по меньшей мере одно эталонное значение относится к типу капсулы.

2. Устройство по п. 1, в котором блок (10) имеет первую часть (11) и вторую часть (12), которые выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга между открытым положением для вставки и/или удаления капсулы (3) и закрытым положением, таким как закрытое положение, в котором первая и вторая части (11, 12) образуют экстракционную камеру (100) для фиксации и экстракции содержимого такой капсулы (3)

3. Устройство по п. 2, в котором по меньшей мере одна из указанных частей (11, 12) имеет по меньшей мере одно приспособление для вскрытия капсулы и/или по меньшей мере одна из указанных частей (11, 12) имеет отверстие для поступления жидкости для смешивания с ингредиентом, содержащимся в такой капсуле (3).

4. Устройство по п. 3, в котором по меньшей мере одно приспособление для вскрытия капсулы представляет собой одно или более приспособлений для прокалывания капсулы.

5. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором указанный блок управления является получающим питание от сети электропитания с помощью электрического шнура (45).

6. Устройство по любому из пп. 1-5, в котором указанная опора (5, 6) емкости представляет собой внешнюю опору (5) для размещения, на которой расположено такое устройство (1), или опору (6) устройства.

7. Устройство по п. 6, в котором опора (6) устройства представляет собой подвижную или съемную опору (6) устройства.

8. Устройство по любому из пп. 1-7, в котором указанный модуль (8) распознавания капсулы выполнен с возможностью вычисления указанного скорректированного выборочного значения путем вычитания указанного корректирующего значения из указанного по меньшей мере одного выборочного значения.

9. Устройство по любому из пп. 1-8, в котором указанный модуль (8) распознавания капсулы выполнен с возможностью последовательного определения трех выборочных значений указанной по меньшей мере части поверхности такой капсулы (3), когда указанный источник (82) света включен, и вычисления указанного скорректированного выборочного значения путем вычисления среднего значения из указанных трех выборочных значений и вычитания указанного корректирующего значения из указанного среднего значения.

10. Устройство по любому предшествующему пункту, в котором модуль (8) распознавания капсулы выполнен с возможностью определения указанного корректирующего значения на первой стадии (71) и определения указанного по меньшей мере одного выборочного значения на второй стадии (72), причем указанный модуль (8) распознавания капсулы дополнительно выполнен с возможностью:

определения контрольного значения указанного оптического свойства путем обнаружения указанного оптического свойства указанной по меньшей мере части поверхности такой капсулы (3) на стадии (74), следующей за указанной второй стадией (72), когда указанный источник (82) света выключен;

вычисления разности между указанным контрольным значением и указанным корректирующим значением;

отбрасывания ранее определенного по меньшей мере одного выборочного значения, если указанная разность равна предварительно заданному пороговому значению или превышает его, и повторного запуска указанного процесса распознавания капсулы на указанной первой стадии (71);

передачи указанного определенного типа такой капсулы (3) в указанный блок управления, если указанная разность ниже указанного предварительно заданного порогового значения.

11. Устройство по любому предшествующему пункту, в котором указанное оптическое свойство представляет собой цвет указанной капсулы (3), и причем указанные значения представляют собой векторы, характеризующие указанный цвет.

12. Устройство по п. 11, в котором указанные векторы являются трехмерными цветовыми векторами.

13. Устройство по п. 11 или 12, в котором указанный модуль (8) распознавания капсулы выполнен с возможностью определения типа указанной капсулы путем вычисления евклидова расстояния между указанным скорректированным выборочным значением и по меньшей мере одним эталонным значением, причем указанное по меньшей мере одно эталонное значение относится к типу капсулы.

14. Устройство по любому предшествующему пункту, дополнительно имеющее положение распознавания капсулы.

15. Устройство по любому предшествующему пункту, дополнительно включающее в себя детектор (84) капсулы для определения наличия указанной капсулы (3), расположенной на устройстве (15) для подачи капсулы указанного устройства (1) или приближающейся к нему, и запуска распознавания капсулы модулем (8) распознавания капсулы.

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

17. Система для приготовления напитка (2), содержащая устройство (1) по любому из предшествующих пунктов и указанную капсулу (3).

18. Система по п. 17, в которой указанная капсула (3) является капсулой (3), которая находится в экстракционной камере (100) устройства.

19. Система по п. 17, в которой указанная капсула (3) является капсулой (3), которую обрабатывает устройство (15) для подачи капсулы устройства (1).

20. Способ приготовления и выдачи напитка (2) из капсулы (3) в устройстве по любому из пп. 1-16, включающий:

- вставку капсулы (3) в указанное устройство (1);

- определение корректирующего значения оптического свойства по меньшей мере части поверхности такой капсулы (3) путем обнаружения указанного оптического свойства с помощью указанного оптического датчика (81), когда указанный источник света (82) выключен;

- определение по меньшей мере одного выборочного значения указанного оптического свойства путем обнаружения указанного оптического свойства указанной по меньшей мере части поверхности такой капсулы (3), когда указанный источник (82) света включен;

- вычисление скорректированного выборочного значения с помощью указанного корректирующего значения и указанного по меньшей мере одного выборочного значения; и

- определение типа указанной капсулы путем сравнения указанного скорректированного выборочного значения с по меньшей мере одним эталонным значением, причем указанное по меньшей мере одно эталонное значение относится к типу капсулы.

21. Способ по п. 20, в котором указанное скорректированное выборочное значение вычисляют путем вычитания указанного корректирующего значения из указанного по меньшей мере одного выборочного значения.

22. Способ по п. 20 или 21, в котором указанная стадия определения по меньшей мере одного выборочного значения включает в себя последовательное определение трех выборочных значений для указанной по меньшей мере части поверхности указанной капсулы (3), когда указанный источник (82) света включен, и вычисление указанного скорректированного выборочного значения путем вычисления среднего значения из указанных трех выборочных значений и вычитания указанного корректирующего значения из указанного среднего значения.

23. Способ по любому из пп. 20-22, в котором указанную стадию определения указанного корректирующего значения выполняют на первой стадии (71), а указанную стадию определения, указанного по меньшей мере одного выборочного значения, выполняют на второй стадии (72), причем указанный способ дополнительно включает:

определение контрольного значения указанного оптического свойства путем обнаружения указанного оптического свойства указанной по меньшей мере части поверхности такой капсулы (3) на стадии (74), следующей за указанной второй стадией (72), когда указанный источник (82) света выключен; и

вычисление разности между указанным контрольным значением и указанным корректирующим значением; и

отбрасывание ранее определенного по меньшей мере одного выборочного значения, если указанная разность равна предварительно заданному пороговому значению или превышает его, и повторный запуск указанного процесса распознавания капсулы на указанной первой стадии (71); и

передачу указанного определенного типа такой капсулы (3) в указанный блок управления, если указанная разность ниже указанного предварительно заданного порогового значения.

24. Применение капсулы (3) для приготовления и выдачи напитка (2):

- с помощью устройства (1) по любому из пп. 1-16;

- при реализации системы по любому из пп. 17-19, содержащей указанную капсулу (3) и указанное устройство (1); или

- при выполнения способа по любому из пп. 20-23 для приготовления и выдачи напитка из указанной капсулы (3) в указанном устройстве (1),

причем указанная капсула (3) относится к типу, определяемому указанным модулем (8) распознавания капсулы.