CN105813515A - 消耗品识别系统、消耗品集合和饮料分配器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于识别包含用于通过使用饮料分配器??制备饮料的食品物质的消耗品的放置和/或类型的消耗品识别系统。为了使能以简单、十分安全和容易实施的方式识别消耗品的放置和/或类型，该系统的实施例包括用于发射光（35）到消耗品（4a、40、50、60、70、80、90）的光源（31、301、311、321、331、341），用于感测从消耗品的反射元件（42、52、63、73、83、93）反射的光（36）以获得传感器信号的光传感器（32、302、312、322、332、342），其中传感器信号取决于所述反射元件的位置、取向、荧光、磷光和/或偏振特性，以及用于基于所述传感器信号识别消耗品的放置和/或类型的信号处理器（33）。

Description

消耗品识别系统、消耗品集合和饮料分配器

技术领域

本发明涉及一种用于识别消耗品的放置和/或类型的消耗品识别系统。本发明还涉及包括用于在饮??料分配器中使用以用于制备饮料的至少两个消耗品的消耗品集合，涉及用于制备饮料的一种饮料分配器，以及用于制备饮料的一种饮料制备系统。

背景技术

本发明涉及凭借通过在压力下的提取流体（如热水或冷水）的穿过以提取食品物质来制备饮料的器具（本文一般称为饮料分配器）的领域。食品物质（诸如咖啡或茶）被包含在被插入在这些器具中的消耗品中。饮料因此一般可能是咖啡、茶、汤、冷或热巧克力、牛奶或婴儿食品。这样的饮料制作设备是例如在WO2005/053485A1中公开。所述饮料制作设备包括用于包围含有将从中冲泡饮料的物质的一个或多个垫料的冲泡室（以下也称为“室”），用于供应水到所述冲泡室的装置，以及用于引导来自冲泡室的饮料的装置。

这些饮料的越来越多的种类和口味被引入，这创造了创新的新机遇。当饮料或原料的类型被识别时，器具可以针对提供到器具的消耗品，自动优化冲泡参数（包括时间、温度、压力、流量和杯容积中的一个或多个）。用于饮料制作的这样的系统例如在WO2013/046149A1中公开，该系统包括饮料分配器和将被插入饮料分配器的用于饮料的提取液体的穿过的粉饼。粉饼包括过滤体（也称为物质容纳体），其定义了容纳从中获得饮料的食品物质的空间。过滤体在外部具有凸缘。存在与过滤体相关联的识别元件，其可由饮料分配器的??识别设备识别和/或解析。

目前使用的消耗品（也叫单杯单位）基本上具有两种类型。消耗品的一种类型通常被称为“胶囊”并且是基本上具有容纳食品物质的刚性壁和具有两个基部的单元，提取水穿过两个基部通过。胶囊被放入由两个主体定义的腔内，被成形为容纳大部分胶囊的主体和紧密地密封该室的封闭主体。水被引入到室中，并且然后横穿胶囊。由于胶囊的刚性的形状，室的液压密封允许水基本上横穿胶囊而不使所提取的物质再循环通过室。

扁平形状的消耗品的第二种类型通常被称为“粉饼”（或“垫料”）并且包括由薄软材料制成的、被刺穿、成对以限定其中放置食品物质的腔的两个节段。该材料可以是例如具有过滤属性的纸或布或无纺织物。这两个节段通常是圆形的，并且沿它们的外边缘耦合，限定外环形凸缘。使用粉饼的机器具有被密封以限定其中放置粉饼的室的两个半壳。具体地，粉饼的环形凸缘被挤压，用于在室之外定义的在半壳的相对表面之间的密封。

对于大多数器具，冲泡参数是固定的，并且因此对于每个饮料都是相同的。其他器具可以具有手动设置，但这些必须由用户针对每个类型的饮料进行调整。当消耗品（特别是它的类型，即哪种类型的食品物质被保持在消耗品内，例如，其是否是咖啡、无咖啡因的咖啡、由研磨细度、烘烤、调配、风味等区分的咖啡）被器具自动地识别，可以自动调整设置。这增加了用户便利性。此外，针对每个消耗品类型正确地调整冲泡过程，以便产生最佳饮料。

EP1974638A1公开了用于通过使用以胶囊的形式的消耗品来制备饮料的饮料分配器。饮料分配器包括能够通过使用提供给胶囊的颜色编码来区分不同类型的胶囊的识别系统。根据WO2013/072297A1和WO2012/062842A1，在不同类型的胶囊处设置光学可读代码（特别是条形码）以区分它们。EP2409608A1中公开的设备测量在轴中滑动的杆的末端的位置来区分不同类型的胶囊。WO2005/044067A1公开了包括用于从容器读取信息的光学和/或磁阅读器的装置，其中所述信息对于裸眼是不可见的。

发明内容

本发明的目的是提供用于以简单的、十分安全和容易实施的方式识别消耗品的放置和/或类型的消耗品识别系统。本发明的进一步的目的是提供包括用于在饮??料分配器中使用以用于制备饮料的至少两个消耗品的对应的消耗品集合，用于制备饮料的对应饮料分配器，以及用于制备饮料的对应饮料制备系统。

在本发明的第一方面，提出了一种消耗品识别系统，其包括：

-用于发射光到消耗品的光源，

-用于感测从消耗品的反射元件反射的光以获得传感器信号的光传感器，其中传感器信号取决于所述反射元件的位置、取向、荧光、磷光和/或偏振特性，以及

-用于基于所述传感器信号识别消耗品的放置和/或类型的信号处理器。

在本发明的第二方面，提出一种消耗品识别系统，其包括：

-用于发射光到消耗品以耦合到消耗品的光导内的光源，

-用于在一个或多个预定位置处感测光的光传感器，所述光由在一个或多个预定位置处的所述光导引导并且发射以获得传感器信号，其中传感器信号取决于所述光导的光发射的一个或多个位置和/或光传输特性，以及

-用于基于所述传感器信号识别消耗品的放置和/或类型的信号处理器。

在本发明的另外方面，提出一种消耗品集合，其尤其用于与根据第一方面的消耗品识别系统一起使用，其中所述集合的每个消耗品包括：

-限定容纳食品物质的空间的过滤体，从该食品物质获得饮料，以及

-用于以预定方式反射入射光的反射元件，其中所述方式取决于所述反射元件的位置、取向、荧光、磷光和/或偏振特性，其中针对所述消耗品集合中的每个类型的消耗品，所述反射元件具有不同的位置、取向、荧光、磷光和/或偏振特性。

在本发明的再另一方面，提出了一种消耗品集合，其尤其用于与根据第二方面的消耗品识别系统一起使用，其中所述集合的每个消耗品包括：

-限定容纳食品物质的空间的过滤体，从该食品物质获得饮料，以及

-用于引导由光源耦合入的光并且用于在一个或多个预定位置处发射被引导的光的光导，其中针对所述消耗品集合中的每个类型的消耗品，光导具有不同的光发射位置和/或不同光传输特性。

在本发明的又另外方面，提出一种饮料分配器，其包括：

-如本文所公开的用于识别消耗品的放置和/或类型的消耗品识别系统，

-用于容纳消耗品和用于提取液经由消耗品的穿过的室，

-用于提取液经由消耗品的穿过的液体处理单元，以及

-用于根据识别的消耗品的放置和/或类型来控制饮料分配器的??一个或多个参数的控制器。

在本发明的又另外方面，提出一种饮料制备系统，其包括：

-如本文所公开的饮料分配器，以及

-在本文所公开的消耗品集合中的含有食品物质的消耗品，通过利用提取液从该食品物质获得饮料，所述消耗品被布置在饮料分配器的??室中。

本发明的优选实施例在从属权利要求中限定。应当理解，该消耗品集合、饮料分配器和饮料制备系统具有与所要求保护的消耗品识别系统相似和/或相同的和如在从属权利要求中限定的优选实施例。

本发明基于该思想以基于光的反射，即基于消耗品（的一个或多个部分）对一个或多个施加的光学刺激的（多个）光学响应的检测，或基于通过消耗品的（多个）特定部分的光学传输属性的检测，来辨别/识别消耗品。可在一个或多个预定位置上设置的光源（例如LED或激光器）特征在于照射到例如被设置在确定的角的消耗品的特定反射部分（即反射元件）上的光（例如准直光束或全向光）具有特定的位置或已经定义了反射特性或通过具有预定的传输特性的特定元件（即，光导）传输。通过针对每个消耗品类型改变这些参数，传感器的信号，例如一特定的光强度读出可通过传感器（例如光电二极管或相机）产生，然后可将其链接到正确的饮料制备参数。

此外，有可能以相同的方式来检测是否消耗品已被插入到饮料分配器的室内。传感器信号的至少一个特性取决于反射元件的光反射特性或消耗品的光导的光传输特性，不同类型的消耗品通过其来辨别，并将允许通过评估所述至少一个特性来区分不同类型。传感器信号（例如，电流或电压信号）或从传感器信号得到电信号的所述特性可以是有可能作为频率的函数的传感器/电信号的幅度和/或相位。因此，在一实施例中，对传感器信号的在特定的（预定的）的频率下的幅度进行评估，以区分不同类型的消耗品。

在该上下文中，区分消耗品的类型并不仅仅意味着区分消耗品是胶囊还是垫料，但主要意味着区分容纳的食品物质的类型（例如，其是否是咖啡、无咖啡因的咖啡，通过研磨细度、烘烤、混合、风味区分的咖啡，等等）和/或物质的量。基于识别的类型，饮料分配器，可能与由用户选择的命令组合，设置正确的工艺参数，例如水的温度，待使用的水的量，水供应的压力和/或速度、输注时间等。例如，如果消耗品的类型被识别，则可能（优选）被制备的饮料的种类可显示在显示器上给用户以供用户选择。

应当注意的是，经由消耗品的反射元件和/或光导获得的信息也可能涉及未链接到饮料的制备的其它方面，如统计学。例如，该饮料分配??器可以记住使用的消耗品的不同类型的数量，或者对于管理机器维护来说可以是有用的其他数据，或基于实际消耗对新消耗品的定单等。

在根据第一方面的消耗品识别系统的实际实施例中，所述光传感器包括多个传感器元件，其中感测到来自反射元件的光的传感器元件的数量、位置和/或感测到的光强度取决于所述反射元件的位置、取向、荧光、磷光和/或偏振特性，其中基于感测到从反射元件反射的光的传感器元件的数量、位置和/或感测到的光强度来形成传感器信号。

在另一个实际的实施例中，所述光源和/或所述光传感器被布置在相对于消耗品的固定位置处并且所述光源被配置成将光束发射到消耗品的预定表面的预定点或区域上。例如，在将在其预定位置处的消耗品插入到饮料分配??器的??室中之后，执行识别过程。因此，预定的点或区域是预先已知和固定的。

在替代实施例中，所述光源和所述光传感器布置在相对于消耗品的可移动的位置处并且其中所述光源被配置成发射光束，优选在预定的方向，以使光束扫描该消耗品的预定表面的预定区域。例如，光源和光传感器可以被安装在饮料分配器的??盖子处，使得在盖子的关闭期间执行识别过程。

优选地，所述光传感器被配置为感测从所述反射元件反射的光的强度、颜色、入射方向和/或偏振。特定实施方式取决于相应的应用和期望的设计。

在根据第二方面的消耗品识别系统的实际实施例中，所述光传感器包括布置在不同的预定位置处的多个传感器元件，使得每一个传感器元件能够从不同的预定位置感测光，可以在该不同的预定位置处从所述光导发射光，其中感测到从光导发射的光的传感器元件的数量、位置和/或感测到的光强度取决于所述光导的光发射的一个或多个位置和/或光传输特性，其中基于感测到从所述光导发射的光的传感器元件的数量、位置和/或感测的光强度来形成传感器信号。光导可以例如是光纤，它可以容易地嵌入消耗品处或内并且在该实施例中具有用于区分不同类型的消耗品的不同位置的多个光离去。

在另一个实施例中，所述光源包括布置在不同的预定位置处的多个源元件，使得每个源元件能够在不同的预定位置将光耦合到所述光导内，其中基于感测的光的特性，特别是从光导发射的感测光的强度、颜色和/或偏振来形成传感器信号。再次，光导可以是光纤，它在该实施例中具有在不同的位置处的多个光输入，在该不同位置处，光可能由不同的光源根据预定的顺序被耦合入。

存在被适配为与对应的消耗品识别系统一起使用的消耗品的各种实施例。在一个实施例中，反射元件是过滤体的表面或表面的一部分，尤其是边缘、底表面、盖或侧壁或其部分，其具有相对于入射光的预定倾斜。

在另一个实施例中，反射元件包括过滤体的预定表面的一个或多??个预定反射点和/或反射区域。

反射元件可以包括影响荧光、磷光和/或偏振的材料。

附图说明

根据并参照下文描述的（多个）实施例，本发明的这些和其他方面将变得清楚并且得以阐明。在以下的附图中

图1示出了根据本发明的饮料分配器的??一实施例的不同视图，

图2示出根据本发明的消耗品识别系统和对应消耗品的两种一般布局的示意图，

图3示出了根据本发明的消耗品和对应消耗品识别系统的第一实施例的横截面视图和透视图，

图4示出根据本发明的消耗品和对应消耗品识别系统的第二实施例的横截面视图和透视图，

图5示出根据本发明的消耗品和对应消耗品识别系统的第三实施例的横截面视图和透视图，

图6示出了根据本发明的消耗品和对应消耗品识别系统的第四实施例的横截面视图和透视图，

图7示出了根据本发明的消耗品和对应消耗品识别系统的第五实施例的侧视图，

图8示出了根据本发明的消耗品和对应消耗品识别系统的第六实施例的顶视图，

图9示出了根据本发明的消耗品和对应消耗品识别系统的第七实施例的顶视图，以及

图10示出了根据本发明的消耗品和对应消耗品识别系统的第八实施例的顶视图。

具体实施方式

图1示出以咖啡制作设备的形式的饮料分配器25的一实施例的不同视图，其通常与消耗品4一起形成饮料制备系统。咖啡制作设备（即，饮料分配器25）包括根据本发明的（示意性地描绘的）消耗品识别系统30。咖啡制作设备使用软垫料为消耗品，但是应当注意的是，本发明既不限于垫料的使用也不限于咖啡制作设备。在其他实施例中，饮料分配器被配置成用于制作除了咖啡之外的其他饮料，例如茶，热或冷奶，汤，婴儿食品等。此外，粉饼或胶囊可以用作消耗品，并且消耗品通常含有用于通过使用饮料分配器??制备相应饮料的对应食品物质。

咖啡制作设备包括静止部分1和铰接部分2。静止部分1包括冲泡室19的下壁8、9和铰接部分2包括冲泡室19的上壁3。静止部分1还包括水容器和用于加热水（或者更一般地，提取液）并且泵送预定量的加热的水到冲泡室19的装置，该设备的该部分仅示意性地示出为用于提取液的经由垫料4的穿过的液体处理单元20。

图1A是咖啡制作设备的最上部分的正视图，其示出设备的静止部分1和铰接部分（或盖子）2。盖子2被表示处于打开位置，即，其中冲泡室19是可访问的（例如用于更换垫料4）的位置。冲泡室的上壁3在这种情况下处于基本竖直的位置。

图1B和1C是具有被示为分别处于打开位置（图1B）和闭合位置??（图1C）的盖子2的横截面视图。盖子2绕轴5铰接，以便它可以做出旋转运动。冲泡室的上壁3设置有在其中心部分的球形突起6，即在壁3中的圆顶。柔性密封环7被绕上壁3附着到铰接盖子2。

形成冲泡室的下壁的第一可移除部分由金属部分8构成，金属部分8具有拥有中心流出开口10的塑料元件9附着到它。在其上侧，塑料元件9设有许多突起以支撑垫料4并且创建用于在突起之间传导冲泡饮料的空间。第一可移除部分8、9被设??计为包含一个垫料4。它可以由被设计成包含两个垫料4的不同的可移除部分替换，在这种情况下，它包围更多的空间。

第一可移除部分8、9设置有把手11，以便于其从该设备的静止部分1的移除。第一可移除部分8、9可被移除以进行更换或清洗。在所述第一可移除部分8、9下面，有第二可移除部分12，包围饮料收集室13并设置有延伸到设备的静止部分1外部的饮料流出管14。在收集室13中收集的冲泡的饮料通过流出管14离开该设备，并且可以被捕获在杯子或类似物中。

当盖子2关闭时，密封环7抵靠上壁3以及第一可移除部分8、9的所述部分8，使得冲泡室19是封闭的，除了用于供给加热水到冲泡室的在上壁3中的孔15（或喷嘴）并且除了流出开口10之外。泡制室19可包围如图1C示出的垫料4。加热的水通过在上壁3中的孔15被供给并穿过垫料4以提取咖啡。冲泡的咖啡通过流出开口10离开冲泡室。然后冲泡的咖啡将被收集在饮料收集室13中，并随后通过流出管14离开设备。

如图1C所示，盖子2由铰接闩锁16保持闭合，铰接闩锁16啮合设备的静止部分1的向下延伸的边缘17。闩锁16可仅由于该盖子2在向下方向上移动而被释放。冲泡室的上壁3由此向下部8、9移动，从而使圆顶6被压入垫料4。这个运动挤压垫料4，从而多余的残余液体将离开垫料4并且将通过流出开口10离开冲泡室。

消耗品识别系统30允许以简单的、十分安全和容易实施的方式识别消耗品的布置和/或类型。一旦消耗品（垫料）的类型4被识别，饮料分配器25的一个或多个参数由控制器21根据消耗品的识别的类型控制。例如，仅给出简单的例子，如果识别到消耗品包含细磨咖啡（其优选用于制作浓咖啡），液体被以与消耗品包含常规研磨咖啡（作为优选用于制作咖啡）的情况相比较高的压力压迫通过垫料。可以通常被控制的参数可以是水的温度、将使用的水的量，水供应的压力和/或速度、输注时间、流量和杯容量等中的一个或多个。消耗品识别系统进一步适合于识别消耗品到冲泡室中的放置，也就是说，可以识别消耗品已被插入与否，基于该信息，分配过程可以自动地启动（如果消耗品已被插入）或可以发出指示需要插入消耗品的信号。

使用消耗品识别系统及基于所识别的消耗品的类型控制饮料分配器的一个或多个参数的总体思路也可在使用例如胶囊作为消耗品的其他类型的饮料分配器中使用??。这样的饮料分配器被广泛地了解和使用。这样的饮料分配器的??例子例如在WO2012/123440A1中描述，其还包括用于检测涉及胶囊的插入和/或胶囊的存在的事件以及胶囊的类型以便使饮料的制备自动化的感测布置。

因此，即使在下面解释的消耗品和消耗品识别系统的各种实施例涉及特定类型的消耗品以及因此??特定类型的饮料分配器，相应实施例一般应当不被理解为仅局限于该类型的消耗品和/或该类型的饮料分配器??。

在图2中描绘根据本发明的消耗品识别系统和对应消耗品的两个实施例的一般布局。消耗品识别系统30的两个实施例包括光源31、光传感器32和用于基于由光传感器32获得的传感器信号来识别消耗品的放置和/或类型的信号处理器33。

在图2A中示意性示出的消耗品识别系统30a的第一一般实施例中，光源31被配置为发射光35，优选在预定的方向（但是一般也可以使用全向光发射）到消耗品4a并且光传感器32被配置成感测从消耗品4a的反射元件42反射的光36以获得传感器信号，其中该传感器信号取决于所述反射元件42的位置、取向、荧光、磷光和/或偏振特性。根据该实施例的消耗性4a通常包括限定容纳从中获得饮料的食品物质的空间的过滤体41，和用于以预定的方式反射入射光的反射元件42，其中所述方法取决于所述反射元件42的位置、取向、荧光、磷光和/或偏振特性。针对消耗品集合的每个类型的消耗品，所述反射元件42具有不同的位置、取向、荧光、磷光和/或偏振特性。

在图2B中示意性示出的消耗品识别系统30b的第二一般实施例中，光源31被配置为发射光35，优选在预定的方向，到消耗品以耦合到消耗品4b的光导43内，并且光传感器32被配置成在一个或多个预定位置感测光36，所述光被在一个或多个预定位置上的所述光导43引导通过并被发射以获得传感器信号，其中该传感器信号取决于所述光导的光发射的一个或多个位置和/或光传输特性。根据该实施例的消耗品4b通常包括限定容纳从中获得饮料的食品物质的空间的过滤体41，以及引导由光源耦合入的光并且用于在一个或多个预定位置处发射引导光的光导43。针对消耗品集合的每个类型的消耗品，所述光导43具有不同的光发射位置和/或不同的光传输特性。

接着，将解释根据本发明的消耗品的几个详细实施例和消耗品识别系统的对应详细实施例。对于消耗品，将解释如何区分包含那些不同类型的消耗品集合中的不同类型的消耗品及如何相应地构建消耗品识别系统。用于相应消耗品识别系统，信号处理器通常未明确示出。

图3示出根据本发明的消耗品50以及对应消耗品识别系统300的第一实施例的横截面图（图3A）和透视图（图3B）。该消耗品50包括具有拥有特定角度α的斜边缘52的过滤体51。由光源301（例如LED）发射的光35（例如，准直的）照射到消耗品50的边缘52上。该光由于倾斜角α被反射在特定方向上，并且反射光36由包括多个传感器元件303（例如若干光电二极管）的传感器阵列302捕获。由反射光触发的传感器元件303被用来将反射光36的方向转换为放置的消耗品50的类型。通过改变边缘52的反射属性，反射光36的强度也可以改变。这可以产生用于消耗品50的类型的识别的额外变量。由于角度α对于每种类型的消耗品是不同的，不同类型的消耗品可被区分。

图4示出根据本发明的消耗品60以及对应消耗品识别系统310的第二实施例的横截面图（图4A）和透视图（图4B）。消耗品60的过滤体61的顶部62在特定的角度β倾斜，并且可以任选地特征在于额外的反射表面63。由光源311（例如LED）发射的光35（例如，准直光）照射到消耗品60的顶部62上。该光由于消耗品60的倾斜顶部62被反射在特定方向上，并且反射光36由包括多个传感器元件313（例如若干光电二极管）的传感器阵列312捕获。已触发的传感器元件313被用来将反射光36的方向转换为被放置的消耗品的类型。通过改变表面63的反射属性，反射光36的强度也可以改变。这可以产生用于消耗品60的类型的识别的额外变量。该消耗品60可以由布置在盖子的内侧上的销或其他元件（未示出）保持在原位。由于角β对于每种类型的消耗品是不同的，不同类型的消耗品可被区分。

应当指出的是，在图3和4中所示的实施例的另一变型中，没有（或不仅）某个表面（即，边缘52或顶部62）以一定角度倾斜，而是如果过滤体在类型之间不同地倾斜，则也可以实现这样的效果。例如，过滤体的底部表面可以在某个角度倾斜，使该消耗品被布置在基本上导致相同的效果的室中的某个角度位置下。

图5示出根据本发明的消耗品70以及对应消耗品识别系统320的第三实施例的横截面图（图5A）和透视图（图5B）。消耗品70的过滤体71的顶表面72包括在特定位置上的几个反射点73。由光源321发射的光35照射到消耗品70的顶表面72上。此光由于在消耗品上的反射点73被反射在几个方向上，并且反射光36由包括多个传感器元件323（例如若干光电二极管）的传感器阵列322捕获。被触发的传感器元件323被用来将反射光36的方向转换为放置的消耗品的类型。通过改变点73的反射属性，反射光36的强度也可以改变。这可以产生用于消耗品70的类型的识别的额外变量。由于反射点73的位置和/或数量针对每种类型的消耗品是不同的，不同类型的消耗品可被区分。

图6示出根据本发明的消耗品80以及对应消耗品识别系统330的第四实施例的横截面图（图6A）和透视图（图6B）。光源331（例如LED，）以及光传感器322（例如传感器元件333（例如光电二极管）的阵列）被布置在饮料分配器25的关闭机构2（例如盖子）的内侧，例如在对应凹槽26、27中。消耗品80的过滤体81的顶表面82包括在特定位置上的一个反射点83。由光源331发射的光35（例如准直光）在盖2的关闭期间在设定角度下照射到消耗品80的顶部82上。光35仅当其在关闭期间撞击反射点83时由消耗品80反射。这产生用于反射光36的定义路径，反射光36因而仅由传感器阵列332的特定传感器元件333捕获（或导致在传感器阵列332处的特定反射图案）。被触发的传感器元件333然后可以与放置的消耗品的类型相匹配。由于反射点83的位置对于每种类型的消耗品是不同的，不同类型的消耗品可被区分。

在第四实施例的变型中，角度检测器334（或倾斜检测器）如图6A所示被设置，用于当在传感器元件333处接收到反射信号时的时刻感测盖子2的关闭角度。该信息然后将与信息关于哪个传感器元件333感测到反射的信息一起使用来识别特定类型的消耗品。

在另一个实施例中，将在关闭盖的动作期间“看到”光的光检测器的数目取决于反射元件在消耗品上的布置。这提供了不利用角信息的类型识别（即，其取决于光是否被检测到，而不是何时检测到光）。

应当指出的是，在图5和6中示出的实施例中，反射元件73、83不需要被配置为点，但也可以被不同地配置为例如带、环或环段。环例如具有以下优点，它使能在室内的消耗品的旋转性不变的定位。

再另外，在另外的变型中，在上文解释的实施例中的反射元件可以被配置为使得反射提供了一定的反射图形，例如散斑图案，其在类型之间是不同的，可以由光传感器感测到并且然后可以被用来区分不同类型的消耗品。

图7示出根据本发明的消耗品90和对应消耗品识别系统340的第五实施例的侧视图。在该实施例中，消耗品识别是利用从在该实施例中设置在过滤体91的顶部92上的反射元件93反射的光的颜色检测来完成的，该反射元件93包括（多个）荧光和/或磷光材料。照明通常利用来自光源341（例如蓝色LED或UV或蓝色激光器）的蓝/紫色或紫外光35来完成。利用一个或多个光电二极管或相机342检测来自反射元件93的反射光36。消耗品的不同类型的编码是通过改变材料的量（其影响反射光36的强度）、材料的类型（其影响反射光36的颜色）和/或反射元件93的位置（其影响空间信息）来建立。

在第五实施例的变型中，影响偏振的材料，即影响入射光的偏振使得反射（或传输）光具有不同偏振的材料，被用于反射元件93（或该入射光35被传输所通过的传输元件）。当检测来自这样的元件或通过这样的元件反射的光36时，光36的偏振检测，该信息可用于消耗品的类型的识别，因为每一种类型设置有具有对偏振的不同影响的元件。

此外，反射元件可以具有依赖于光的偏振的反射系数。在该情况下，检测/识别依赖于传感器的信号强度。在该情况下，光源发射具有一定的偏振的光和/或光传感器具有偏振相关的灵敏度。

例如，当具有拥有硬质材料边沿或边缘的消耗品时，该边沿或边缘可以由塑料制成。在制造中，该塑料边缘影响偏振的程度可以容易地通过施加到塑料的拉伸量来设定。而且，反射元件93（或传输元件）可被配置为这样的塑料。在更先进的实施例中，这样的方法也可被用来创建唯一的标识符用于每个单独的粉饼，因为它可以创建难以再现光偏振图案，即物理上不可克隆的特征。这可以被用来验证所使用的消耗品品牌的真实性。

图8示出根据本发明的消耗品100以及对应消耗品识别系统350的第六实施例的顶视图。测量通过被放置在消耗品100的过滤体101的表面（此处顶部102）上的光导103（例如光纤）的光传输。在预定位置，例如光导103的端面104处，由光源351（例如LED）发射的光35被耦合到光导103内。在一个或多个其他位置105（例如，在沿着光导105的侧面）处，使用传感器阵列352的传感器元件353检测发射到光导105外的光36。

在测量位置105处的光36到光导103外的泄漏/耦合可以通过修改光导103，例如通过光纤的包层的去除来操纵，这提供消耗品的类型的编码的可能性。在典型的实施方式中，将采用二进制编码：在测量位置105处，光被或不被耦合出光导103外。由此编码的可能性的数目是2^Ns，而Ns是测量位置的数目。

图9示出根据本发明的消耗品110以及对应消耗品识别系统360的第七实施例的顶视图。这个实施例基本上代表图8中所示的第六实施例的彼此相反版本。同样，光导113（例如光纤）被放置在消耗品110的过滤体111的表面（在这里顶部112）上。在此实施例中，光源元件363被定位在沿着光导113的位置115处。如果在位置115处，光导113被修改（例如，包层被去除），光35会被从各个光源元件363耦合到光导113内。然后可以通过布置在出口，例如在光导113的端面114处的光传感器362（例如光电二极管）来测量通过光导113透射的光。

为了使能（二进制）编码，光源元件363典型地在时间上被顺序致动和/或（顺序或同时）传输不同的光（例如不同颜色的光或以其他方式编码的光）。

在另一实施方式中，光导的长度提供编码。光在光导的一端，例如如图8所示的端面104处被耦合入，并且光只在光导的另一端（例如相对端面）处耦合出，在那里光的时间、相位和/或强度被测量并与光到光导内的发射相比。沿（最长的可能）光导的长度，布置若干光感测元件，如果在光导在它们的位置终止的话，则它们感测到光，即光导的不同长度被用来区分消耗品的类型。这使能Ns+1个编码可能性。

在另一个实施例中，多个光导（例如纤维）可以被使用，其可以从一个或多个源向一个或多个测量点引导光。另外，一般，通过光导的光传输的量可以变化，以提供更多的编码可能性。这可以通过改变例如纤维厚度来完成。此外，（单个）相机可以用来代替多个光电二极管作为光传感器。根据该消耗品和消耗品识别系统的特定设计，在饮料分配器中的消耗品的正确对准可能是需要的，这可以例如通过具有支持消耗品在饮料分配器中的明确放置的唇或任何其他机械元件来促进。

还应当指出，在图8和9中示出的实施例中的光导的设计和布置也可不同地做出。例如，光导也可布置在消耗品的不同的表面处，如在过滤体的底壁或侧壁处。光导甚至可以放置在过滤体的壁内，使得所述光导是在很大程度上不可见的，并且只有光输入和离开位置是可见的。在图8和9中所示的实施例也被示为对于??液体污染和光导相对于（多个）光源和（多个）光传感器的定位的稍微变化是足够鲁棒的。

图10示出根据本发明的消耗品120以及对应消耗品识别系统370的第八实施例的顶视图。在该实施例中，光导本身的属性作为标识符。同样，光导123（例如光纤）被放置在消耗品120的过滤体121的表面（在这里顶部122）上。来自光源371的光35在一端124处被耦合到光导121内，并且在另一端125从光导出来的光36由光传感器372检测。替代地，可以测量在光导123中反射的和从与光被耦合入所在的端相同的端124出来的光。

通过上面解释消耗品识别系统和对应的消耗品的实施例和另外变型，使能识别消耗品的放置和/或类型的简单的、十分安全和容易实施的方式。

光导123的属性，如光路长度、衰减、或其对偏振的影响可以被（间接）测量，并作为标识符用于消耗品的类型的识别。任选地，也检测这样的属性对光的波长的依赖性。在该情况下，多个或多色LED和光电二极管可以用于光发射和光感测。作为在该上下文中的具体示例，可以采用光纤布拉格光栅。

虽然在附图和前面的描述中已经图示并详细描述本发明，但是这样的图示和描述将被认为是说明性的或示范性的而非限制性的；本发明不局限于所公开的实施例。公开的实施例的其他变型，可以由本领域的技术人员在实践所要求保护的发明时，根据对附图、公开内容和所附权利要求的研究来理解和实现。

在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一种”并不排除多个。单个元件或其他单元可以实现权利要求中记载的若干项的功能。某些措施被记载在相互不同的从属权利要求中这一起码事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。

权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制范围。

Claims (15)

1.一种用于识别包含用于通过使用饮料分配器??制备饮料的食品物质的消耗品的放置和/或类型的消耗品识别系统，所述系统包括：

-用于发射光（35）到所述消耗品（4a、40、50、60、70、80、90）的光源（31、301、311、321、331、341），

-用于感测从所述消耗品的反射元件（42、52、63、73、83、93）反射的光（36）以获得传感器信号的光传感器（32、302、312、322、332、342），其中所述传感器信号取决于所述反射元件的位置、取向、荧光、磷光和/或偏振特性，以及

-用于基于所述传感器信号识别消耗品的放置和/或类型的信号处理器（33）。

2.如权利要求1所述的系统，

其中所述光传感器（302、312、322、332）包括多个传感器元件（303、313、323、333），其中感测到来自反射元件（42、52、63、73、83、93）的光（36）的传感器元件的数量、位置和/或感测到的光强度取决于所述反射元件的位置、取向、荧光、磷光和/或偏振特性，其中基于感测到从反射元件反射的光的传感器元件的数量、位置和/或感测到的光强度来形成传感器信号。

3.如权利要求1所述的系统，

其中所述光源（301、311、321、341）和/或所述光传感器（302、312、322、342）被布置在相对于消耗品的固定位置处并且所述光源被配置成将光束（35）发射到消耗品的预定表面（72、82、92）的预定点（73、83、93）或区域（73、83、93）上。

4.如权利要求1所述的系统，

其中所述光源（331）和所述光传感器（332）布置在相对于消耗品的可移动的位置处并且其中所述光源（331）被配置成发射光束（35），以使光束（35）扫描消耗品的预定表面（82）的预定区域。

5.如权利要求1所述的系统，

其中所述光传感器（32）被配置为感测从所述反射元件（42、52、63、73、83、93）反射的光的强度、颜色、入射方向和/或偏振。

6.一种用于识别消耗品的放置和/或类型的消耗品识别系统，所述消耗品包含用于通过使用饮料分配器来制备饮料的食品物质，所述系统包括：

-用于发射光（35）到消耗品（4b、100、110、120）以耦合到消耗品的光导（103、113、123）内的光源（31、351、361、371），

-用于在一个或多个预定位置（105、114、125）处感测光（36）的光传感器（32、352、362、372），所述光由所述光导在一个或多个预定位置处引导并且发射以获得传感器信号，其中所述传感器信号取决于所述光导的光发射的一个或多个位置和/或光发射特性，以及

-用于基于所述传感器信号识别消耗品的放置和/或类型的信号处理器（33）。

7.如权利要求6所述的系统，

其中所述光传感器包括布置在不同的预定位置（105）处的多个传感器元件（353），使得每一个传感器元件能够从不同的预定位置感测光，可以在该不同的预定位置处从所述光导（103）发射光，其中感测到从光导（103）发射的光（36）的传感器元件的数量、位置和/或感测到的光强度取决于所述光导（103）的光发射的一个或多个位置和/或光传输特性，其中基于感测到从所述光导（103）发射的光（36）的传感器元件的数量、位置和/或感测的光强度来形成传感器信号。

8.如权利要求6所述的系统，

其中所述光源包括布置在不同的预定位置（115）处的多个源元件（363），使得每个源元件能够在不同的预定位置将光耦合到所述光导（113）内，

其中基于感测的光（36）的特性，特别是从光导（113）发射的感测光的强度、颜色和/或偏振来形成传感器信号。

9.一种消耗品集合，包括用于在饮料分配器中使用以制备饮料的至少两个消耗品，其中所述集合的每个消耗品包括：

-限定容纳食品物质的空间的过滤体（41、51、61、71、81、91），从该食品物质获得饮料，以及

-用于以预定方式反射入射光的反射元件（42、52、63、73、83、93），其中所述方式取决于所述反射元件的位置、取向、荧光、磷光和/或偏振特性，其中针对所述消耗品集合中的每个类型的消耗品，所述反射元件具有不同的位置、取向、荧光、磷光和/或偏振特性。

10.如权利要求9所述的消耗品集合，

其中反射元件是具有相对于入射光的预定倾斜的过滤体（51、61）的表面（52、62）或表面的一部分，尤其是边缘（52）、底表面、盖或侧壁或其部分。

11.如权利要求9所述的消耗品集合，

其中反射元件包括过滤体（71、81、91）的预定表面（72、82、92）的一个或多??个预定反射点（73、83、93）和/或反射区域（73、83、93）。

12.如权利要求9所述的消耗品集合，

其中反射元件（93）包括影响荧光、磷光和/或偏振的材料。

13.一种消耗品集合，包括用于在饮料分配器中使用以制备饮料的至少两个消耗品，其中所述集合的每个消耗品包括：

-限定容纳食品物质的空间的过滤体（41、101、111、121），从该食品物质获得饮料，

-用于引导由光源耦合入的光并且用于在一个或多个预定位置处发射被引导的光的光导（43、103、113、123），其中针对所述消耗品集合中的每个类型的消耗品，所述光导具有光发射的不同位置和/或不同光传输特性。

14.一种用于通过使用包含食品物质的消耗品来制备饮料的饮料分配器（25），通过使用提取液体从所述食品物质获得饮料，所述饮料分配器包括：

-如权利要求1或6所述的用于识别消耗品（4）的放置和/或类型的消耗品识别系统（30），

-用于容纳消耗品和用于提取液经由消耗品的穿过的室（19），

-用于提取液经由消耗品的穿过的液体处理单元（20），以及

-用于根据识别的消耗品的放置和/或类型来控制饮料分配器的??一个或多个参数的控制器（21）。

15.一种用于制备饮料的饮料制备系统，所述系统包括：

-如权利要求14所述的饮料分配器（25），以及

-在权利要求9或13所述的消耗品集合中的含有食品物质的消耗品（4），通过利用提取液从该食品物质获得饮料，所述消耗品被布置在饮料分配器的??室（19）中。