能確定容器的飲料容積的飲料制備機(jī)器和相應(yīng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]1.本發(fā)明涉及一種能確定容器的飲料容積的飲料制備機(jī)器和相應(yīng)的飲料制備方法。具體地，該飲料制備機(jī)器和方法允許響應(yīng)于用戶針對(duì)具有不同形狀、容積和/或材料的容器選擇期望的充填體積、百分比或液位而允許精確的飲料體積被分配到容器中。
【背景技術(shù)】
[0002]2.從現(xiàn)有技術(shù)得知使用容納待提取或溶解的飲料配料的膠囊的飲料制備機(jī)器。其它飲料制備機(jī)器使用被儲(chǔ)存和自動(dòng)計(jì)量供給到機(jī)器中并且溶解在液體一一通常為水一一中的飲料配料。對(duì)于兩種類型的飲料制備機(jī)器，通常以多種不同方式來(lái)控制制得的飲料向諸如杯或玻璃杯的容器中的充填。
[0003]3.例如，容器的充填可由控制器基于多個(gè)預(yù)設(shè)的充填程序來(lái)控制。根據(jù)一個(gè)預(yù)設(shè)的充填程序，栗經(jīng)由繼電器被啟動(dòng)和停閉。一個(gè)缺點(diǎn)是，采用這種充填方式的飲料制備機(jī)器需要設(shè)置有一系列操作按鈕，其中每個(gè)按鈕涉及待輸送到容器中的不同飲料體積。
[0004]4.或者，可通過(guò)條碼識(shí)別來(lái)識(shí)別容器的充填，其中條碼通常設(shè)置在飲料配料包裝的包裝部上。當(dāng)飲料制備機(jī)器讀取條碼時(shí)，充填指示一一例如與配料類型、水體積或甚至加熱/冷卻溫度有關(guān)的信息一一傳輸?shù)斤嬃现苽錂C(jī)器。飲料制備機(jī)器然后基于所傳輸?shù)某涮钪噶罡鶕?jù)多個(gè)記錄的程序之一來(lái)操作栗。
[0005]5.一個(gè)缺點(diǎn)是，上述充填容器的方式無(wú)一允許用戶以簡(jiǎn)單方式且不論容器的類型如何都自由選擇期望的充填體積。
[0006]6.此外，可手動(dòng)地即經(jīng)由飲料制備機(jī)器的栗的手動(dòng)啟動(dòng)和停閉控制容器的充填。例如，可經(jīng)由按鈕、桿或某一其它類型的操作裝置來(lái)控制栗。一個(gè)缺點(diǎn)是，用戶在整個(gè)飲料制備過(guò)程中、特別是在充填飲料到容器中的過(guò)程中必須保持專心，以避免飲料的溢出。又一個(gè)缺點(diǎn)是，作為被分配的飲料的期望飲料體積的控制不是很精確。
[0007]7.此外，一個(gè)問(wèn)題是飲料制備機(jī)器的不同用戶的容器的材料、形狀和/或容積通常將不同。因而，需要一種飲料制備機(jī)器和相應(yīng)方法，其能以期望的飲料體積自動(dòng)充填任何類型的容器，即充填至諸如50%充滿或70%充滿等的期望充填水平。
[0008]8.US 4，458，735公開(kāi)了一種用于自動(dòng)控制諸如奶昔的飲料向由半透明紙或泡沫制成的容器中的輸送的裝置。容器定位在輻射源下方，輻射源將光線引導(dǎo)到容器的邊沿上。光線經(jīng)過(guò)容器，并被位于容器的相對(duì)側(cè)的輻射探測(cè)器探測(cè)到。將探測(cè)器所接收的信號(hào)與信號(hào)值水平進(jìn)行比較，并且當(dāng)衰減信號(hào)下降至信號(hào)值以下時(shí)，停止飲料的輸送。一個(gè)缺點(diǎn)是，由于探測(cè)入射信號(hào)然后進(jìn)行比較的方式，該裝置并未提供充分的探測(cè)精度，特別是對(duì)于咖啡容器而言。又一個(gè)缺點(diǎn)是，該裝置不適合供半透明容器使用。最后，另一個(gè)缺點(diǎn)是，該裝置不允許選擇不同充填體積，即容器的充填液位。
[0009]9.WO 97/25634公開(kāi)了一種用于利用輻射能的三角測(cè)量概念來(lái)探測(cè)諸如容器的物體在目標(biāo)窗口中的位置的方法和裝置。該裝置采用第一對(duì)和第二對(duì)發(fā)射器和接收器，并利用三角測(cè)量計(jì)算來(lái)探測(cè)容器的有無(wú)。
[0010]10.WO 99/50172公開(kāi)了一種用于利用分別由杯和杯內(nèi)液體反射的光線的多個(gè)光發(fā)送器和接收器來(lái)檢測(cè)和控制使用分配裝置充填杯的方法。
[0011]11.PCT/EP08/054858公開(kāi)了一種具有觸摸屏的飲料制備裝置，所述觸摸屏顯示杯的虛擬表示，用戶在飲料分配過(guò)程開(kāi)始之前可在觸摸屏上上下移動(dòng)期望的充填液位以將杯充填至期望的充填液位。
[0012]12.WO 2006/063645公開(kāi)了一種具有用于選擇待充填的杯的充填液位的界面的飲料制備機(jī)器。在一個(gè)實(shí)施例中，用于在杯的一側(cè)指示期望的充填液位的標(biāo)記裝置以在杯的內(nèi)側(cè)形成可移位的可見(jiàn)光斑的用戶可操作的光束發(fā)射器的形式設(shè)置。用戶可操作的發(fā)射器在飲料達(dá)到期望的充填液位時(shí)與用于檢測(cè)供給到杯的飲料的有無(wú)的接收器配合以中斷飲料供給。
[0013]13.WO 2009/135821公開(kāi)了一種具有允許用戶選擇杯的期望充填液位的用戶界面的飲料制備裝置。該界面包括用于檢測(cè)人手指和/或鄰近并指向杯一側(cè)的手持的可自由移動(dòng)的指點(diǎn)器具的位置的裝置。充填裝置設(shè)置成由檢測(cè)出的手指和/或指點(diǎn)器具的位置推導(dǎo)用戶選擇的充填液位并將杯充填至該液位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]14.本發(fā)明的一個(gè)目的是具體而言鑒于上述缺點(diǎn)改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)。本發(fā)明的一個(gè)具體目的是提供一種飲料制備機(jī)器(和相應(yīng)的飲料制備方法)，其可識(shí)別不同形狀、容積、尺寸和/或材料的容器，并且允許用戶不論所使用的容器如何都以容易和方便的方式自由選擇期望的充填液位或百分比。本發(fā)明的又一個(gè)具體目的是實(shí)現(xiàn)以期望的充填液位或百分比更精確地將飲料充填到容器中。
[0015]15.上述目的通過(guò)本發(fā)明的獨(dú)立權(quán)利要求來(lái)解決。從屬權(quán)利要求開(kāi)發(fā)了本發(fā)明的更多優(yōu)點(diǎn)。
[0016]16.具體地，本發(fā)明涉及一種飲料制備機(jī)器，該飲料制備機(jī)器包括用于將飲料分配到容器中的飲料出口、用于捕獲容器的第一圖像的第一照相機(jī)、用于捕獲容器的第二圖像的第二照相機(jī)、用于選擇容器的充填液位或百分比的用戶界面、和控制單元，該控制單元配置成基于第一圖像和第二圖像來(lái)確定容器容積，并基于容器容積和所選擇的充填液位或百分比來(lái)確定待分配的飲料體積。
[0017]17.基于第一圖像和第二圖像，控制單元能精確地計(jì)算任何適合于提供飲料(例如咖啡、茶和類似物)的任何容器一一包括具有不同尺寸和/或形狀的容器一一的容積。因此，不論所使用的容器的類型如何，都能執(zhí)行以所選擇的充填液位或百分比精確地向容器中充填飲料。該飲料制備機(jī)器還可配備有三個(gè)或甚至更多個(gè)照相機(jī)，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步更高的容器容積計(jì)算精度。此外，用戶在選擇充填液位或百分比時(shí)不必考慮或擔(dān)憂所使用的容器的特定形狀、尺寸(例如，厚度)、容積或構(gòu)成材料。此外，該機(jī)器不需要不同按鈕，用戶也不必針對(duì)不同容器對(duì)機(jī)器的用戶界面執(zhí)行不同操作。因此，能以簡(jiǎn)單和更方便的方式選擇期望的充填液位或百分比。
[0018]18.優(yōu)選地，第一照相機(jī)定位成用于捕獲容器的俯視圖像作為第一圖像，而第二照相機(jī)定位成用于捕獲容器的側(cè)視圖像作為第二圖像。各照相機(jī)定位成在容器被正常置于飲料出口下方的支承件上、即置于飲料分配位置時(shí)捕獲這些圖像。
[0019]19.執(zhí)行容器容積的計(jì)算所需的參數(shù)全都可從該俯視圖像和側(cè)視圖像導(dǎo)出。由此，容器的形狀、尺寸、容積、材料和/或壁厚變得不相關(guān)。
[0020]20.優(yōu)選地，第一照相機(jī)定位成靠近飲料出口，而第二照相機(jī)定位在飲料出口與用于接納容器的支承件之間。
[0021]21.第一照相機(jī)優(yōu)選地在容器被置于支承件上的飲料分配位置時(shí)定位成與容器的中心軸線對(duì)齊，即容器的正上方。第二照相機(jī)優(yōu)選地定位成鄰近容器，即偏離容器的中心軸線。照相機(jī)均可設(shè)置有廣角鏡頭，以確保處于寬尺寸范圍內(nèi)的容器的完整圖像的捕獲。
[0022]22.優(yōu)選地，第一照相機(jī)設(shè)置有防凝結(jié)裝置。第二照相機(jī)也可設(shè)置有防凝結(jié)裝置。
[0023]23.由于第一照相機(jī)優(yōu)選地定位在飲料制備機(jī)器的飲料出口附近，所以存在熱蒸汽在照相機(jī)鏡頭上凝結(jié)的危險(xiǎn)，所述凝結(jié)會(huì)妨礙精確的容器容積計(jì)算。因此，防凝結(jié)裝置有助于提高容器容積和的計(jì)算精度，并進(jìn)而提高飲料向容器中充填的精度。防凝結(jié)裝置可作為一個(gè)或多個(gè)防凝結(jié)層設(shè)置在第一照相機(jī)的鏡頭上。該裝置例如可被設(shè)置為由防止水凝結(jié)在鏡頭表面上的化學(xué)物質(zhì)組成的一層。第二照相機(jī)也可設(shè)置有這樣的防凝結(jié)裝置。此外，照相機(jī)鏡頭優(yōu)選地均設(shè)置有除污和/或除油層，或設(shè)置有自清潔層。
[0024]24.根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，控制單元配置成:
[0025]25.-由第一圖像計(jì)算:容器的邊沿的面積，邊沿的內(nèi)徑、外徑，內(nèi)底的面積，容器底部的內(nèi)徑，以及容器的壁厚和容器的內(nèi)高；
[0026]26.-由第二圖像計(jì)算:容器的外高，容器外底的寬度，可選地容器的外形，容器從容器頂部至底部的距離上的最大寬度和寬度增量(如果有的話)。
[0027]27.此外，為了獲得容器的精確內(nèi)高值，通過(guò)圖像形成原理進(jìn)行的可行計(jì)算包括確定照相機(jī)離容器內(nèi)底的距離和照相機(jī)離邊沿的距離。在另一原理中，內(nèi)高被簡(jiǎn)單地確定為外高的預(yù)定變化。該預(yù)定變化可從數(shù)