CN107207153A - 饮料胶囊、饮料制备系统和识别饮料胶囊的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在冲泡机(20)中制备饮料的胶囊(10)，其中该胶囊具有填装有萃取物的且带有基本呈正方形的底部(12)的胶囊杯体(11)和封闭胶囊杯体(11)的胶囊盖(16)。所述胶囊的特征在于，在胶囊杯体(11)的底部(12)处具有至少一个光学可读的第一代码(50)，所述第一代码具有多个第一码元(52，53)的二维排列，该胶囊还在该胶囊杯体(11)的底部(12)处具有至少一个光学可读的第二代码(150)，所述第二代码具有多个第二码元(52′)的二维排列，所述第二码元关于所述第一代码(50)的中心点(55)在径向上位于所述第一代码(50)外。本发明还涉及具有胶囊(10)和所属的冲泡机(20)的系统以及识别这种胶囊(10)的方法。

Description

饮料胶囊、饮料制备系统和识别饮料胶囊的方法

技术领域

本发明涉及由装在胶囊内的饮品配料制备饮料的饮料胶囊。本发明尤其涉及包括代码的饮料胶囊，所述代码可以包含关于装在胶囊中的饮品配料或其它胶囊性能的信息并且可以被冲泡机解码。本发明还涉及由饮料胶囊和冲泡机组成的饮料制备系统和在冲泡机内识别饮料胶囊的方法。

确切地说，本发明涉及在冲泡机内制备饮料的胶囊，该胶囊包括填装有饮品配料的且具有基本呈正方形的底部的胶囊杯体和紧固到胶囊杯体的胶囊盖。在此，所述胶囊优选总体上呈正方体形，即，连接底部和盖的多个侧壁基本具有与所述底部和盖基本相同的正方形形状。但是，侧边长也可以或大或小，从而出现基本呈长方体形的胶囊。

这种类型的胶囊从EP2419352A1、WO2015/096989、WO2015/096990和WO2015/096991中已知，在此参见这些文献。

背景技术

用于制备尤其是热饮如咖啡、茶、巧克力饮品或奶饮品的饮料的单份胶囊越来越让人喜爱。这样的饮料胶囊通常装有萃取物例如像烘焙咖啡或研磨咖啡或茶叶或者一种或多种可溶性饮品配料例如像速溶咖啡、奶粉或可可粉。除了这些已知的配料外，在本发明范围内的术语“萃取物”还包括可被用来清洗冲泡机的清洗剂。

已经知道的是饮料胶囊带有代码，所述代码可由冲泡机读取并且例如包含关于胶囊类型、饮品配料或对有关胶囊而言最佳的冲泡参数的信息。例如尤其由EP2168073知道了以下胶囊，条形码被施加至胶囊的覆膜上，或者由WO2011/089048A1公开了以下胶囊，QR码也被印到其覆膜上。

将代码施加至覆膜或胶囊盖上确实相对简单。所述盖通常本来就被印刷且可不太多费事地设有代码。但读取盖上的代码是困难的，尤其在胶囊平放在冲泡机内的情况下，此时水大多通过胶囊底被导入，冲泡产物通过所述覆膜或盖流出并被送入杯中。因此，在冲泡室内设于胶囊盖侧的检测单元总是遇到由饮料残余物、飞溅物等造成的脏污。另外，人们一般想要保持从饮料流出胶囊至杯的路程尽量短，因此能够容纳检测单元是一项挑战。如EP2168073和WO2011/089048A1所述的解决方案因此并不适用于在所谓的卧式冲泡机中即水平安放取向的冲泡机中被冲泡的胶囊。

现有技术的其它缺点在于所用的代码本身。在条形码内可被编码的信息的量和类型受到极大限制。

虽然QR码和类似的已知二维码能够包含且编码很多信息，但当其应在冲泡机中被读取时因为其结构而只是有条件地适合用在饮料胶囊上。即，在冲泡机内读取设于胶囊上的代码时的常见问题是被饮料飞溅物、钙沉积物等类似物脏污，其不仅会出现在读取光学元件上，也会根据胶囊安放情况出现在胶囊本身上。

常用的光学二维码具有所有的所谓寻像图形，成功地找到它是为了能够读取代码而必然所需的。如果现在恰好在寻像图形区域内有局部脏污，则整个代码是不可读的。于是，这根据机器编程情况导致故障通报，其要求取出不可读的胶囊。如果该问题无法通过清洗读取光学元件或胶囊解决，则或许甚至须抛弃本身可食用的胶囊，这显然从顾客角度出发是不可接受的。另外，在已知的二维码情况下，在冲泡机内难以用合理的成本和空间支出实现对冲泡机内的照相机光学元件和检测单元的处理单元的计算能力的要求。

发明内容

因此，本发明的目的是提供前言所述类型的胶囊，其带有代码，所述代码可以存储足够量的信息并且能在冲泡机内被快速且成功率极高地读取。另外，本发明的目的是提供一种由这样的胶囊和冲泡机构成的系统以及一种识别这样的胶囊的方法，其克服了所述缺点。

该目的通过如权利要求书所限定的用于饮料制备的胶囊、由这样的胶囊制备饮料的系统以及在冲泡机内识别这样的胶囊的方法来实现。

根据本发明，在胶囊杯体底部上形成或在其上设有至少一个光学可读第一代码，其例如在可见区域和/或例如在红外区域或可能的紫外范围用相应辅助工具(具有在红外区域的传感器敏感度的照相机等)可视地直接识别。第一代码具有多个第一码元的二维排列。在胶囊杯体底部上还设有光学可读第二代码。第二代码也具有多个第二码元的二维排列。第二码元和进而第二代码关于第一代码的中心点最好在径向上位于第一代码外。第一代码优选位于胶囊杯体底部的中心。

在此，第一和第二代码代表不同的代码级。施加在胶囊底部上的代码尤其被设计为两级或更多级的形式，在这里，第一代码限定第一代码级或第一代码级别，而第二代码限定第二代码级或第二代码级别。

一般而言，二维第一代码的中心点与胶囊杯体底部的中心点重合。第一代码一般具有正方形或长方形的轮廓，其侧边平行于胶囊杯体底部的侧边延伸。但作为替代例也可以想到第一代码相对于胶囊杯体底部几何形状的旋转的安放取向。因为第二代码位于第一代码之外，故仅通过代码位置就已可以将其区分开。第一和第二代码还可以在空间上相互分开。可以想到的是在第一和第二代码之间在胶囊杯体底部上延伸一个无代码区域。因为第二码元或由此构成的第二代码在径向上位于第一代码外或者说在径向上位于所有的第一码元外，故第一和第二代码距第一代码中心点或者说胶囊杯体中心点的距离是不同的。

尤其规定胶囊杯体能以其底部按照总共四个不同的安放取向或定向布置在冲泡机内。胶囊的不同安放取向通过胶囊关于延伸经过底部的中心轴线的转动而出现，该中心轴线一般垂直于底部平面且也垂直于胶囊盖平面延伸。

将代码施加在胶囊底部上而不是在盖或像所引用的现有技术所描述那样在覆膜上具有各种不同优点。因此，胶囊盖可用于装饰性印刷、可让使用者读取的信息等等，并且所述盖的设计未受到附加代码的不利影响。但是，作为胶囊盖印刷的补充或替代，也不排除胶囊杯体底部除了代码外还包含其它的可视识别元素例如装饰性元素、标记或呈适当形式的其它可读信息。尤其是，代码也可以被整合到例如装饰性元素中。

另外，因为代码施加至底部，故检测单元可以在卧式冲泡机中在冲泡室前面，即安装在冲泡室的上游，在这里所面临的被饮料飞溅物等弄脏的危险不大，并且安装空间不太紧迫。

为了光学读取或视觉识别胶囊杯体底部上的代码，在冲泡机方面设有具有照相机的检测单元。当胶囊在冲泡机内处于读取位置时，照相机系统的光轴有利地与第一代码的中心点重合。通过这种方式，第一代码在检测单元所拍摄的图像的图形中心成像。于是，第二代码在径向上位于图形中心外，大致在所拍摄的代码图像的边缘区内。

有利地，检测单元且尤其是其照相机及其图像记录传感器被设计成特别廉价并因此具有降低的性能。就此可以想到的是，径向靠外的第二代码以比径向靠内的第一代码更低的图像质量被记录或者说可被读取或检测。也可以通过径向相互间隔地定位所述第一和第二码元或由其构成的第一和第二代码而将不同的代码信息存在胶囊杯体底部之内或之处。尤其是，第二代码能以可选代码形式构成，其只能由一定的冲泡机来识别和处理。

根据另一个实施方式，第二代码在周向上完全包围第一代码。第二代码或者说其码元例如可以呈环状环绕第一代码的外边沿延伸。此时还可以想到的是，第一代码和第二代码总体上具有正方形或长方形的结构或外形。第一代码此时可以完全位于第二代码内。但此时规定第一和第二代码的或者说第一和第二码元的无重叠排列。第一代码位于一个连续的面内。第二代码可以位于一个在第一代码外延伸的连续不间断的面内。

第一代码被第二代码完全包围对于代码在冲泡机内的总共四个可能安放取向来说是有利的。但是，如果无论出于什么理由不应使检测单元的光轴完全与第一代码的中心点重合，则在代码的四个不同的可能安放取向的每个安放取向的情况下在检测单元上出现近似相同的或相似的成像。

还可以想到，第一代码的几何中心点与第二代码的几何中心点重合。另外，所述代码的中心点也可以与胶囊杯体底部的几何中心点重合，或者说基本重叠。

根据另一个实施方式，第一码元和第二码元是基本相同的。这些代码可以单独通过其例如关于第一代码中心点的位置或关于相对于底部边缘的相对定位来区分。

采用相同的第一和第二码元对于代码施加以及对于设置在检测单元之后的图像分析器都是有利的。为了识别和读取代码，图像分析器只需识别并认定表征第一和第二码元的唯一图案。在硬件技术和软件技术方面，这允许采用成本很低廉的、稳定的且耐用的硬件部件。用于第一和第二代码的唯一码元的识别和利用还对于可靠、快速且无误地用软件识别码元是有利的。

第一和第二代码的空间分开布置允许选择性读取第一和第二代码。在径向上向外渐变的不同代码的空间分开布置还可以被用于各种不同的冲泡机。根据冲泡机的不同设计，可以采用或忽略第二代码。关于胶囊及其萃取物的可选附加信息例如可以通过第二代码只让某些类型冲泡机或某种配置版本的冲泡机获得。这可能促成这种机器的最终用户的购买动机。

相比之下，对于特别廉价的冲泡机，只读取第一代码可能就够了。就此而言，这样的机器也可以配设有相应简版的检测单元和图形识别器，其仅视觉识别或解码位于胶囊杯体底部的中央区内的第一代码。

根据另一个实施方式，第一代码和第二代码中的至少一个分别具有多个基本相同的且基本相同地安放取向的码元。第一代码尤其可以由多个基本相同的且基本相同地安放取向的码元组成。同样的情况可想到用于第二代码。第二代码也可以就本身来看由多个基本相同的且基本相同地安放取向的第二码元组成。

作为将第一和/或第二代码设计成具有相同的、相同取向的码元的实施方式的替代，也可以想到通过使码元特性系统性地或非系统性地相互不同而使代码内的所述码元并非是相同的。只需要它们能作为码元被识别，例如做法是它们具有至少某一种规定的性能(最小面积、基本形状和安放取向等)。另外可能需要第一代码的码元和第二代码的码元关于至少一种特性是系统性相互不同的，例如像如下所述的那样通过安放取向，但也可通过基本形状(L形对C形或圆形等等)、用色等。

第一和第二码元可以是基本相同的，因而同一图形识别软件或图像分析软件可以被用于第一和第二代码的视觉识别。

但根据另一个实施方式，可想到第一码元相比于第二码元具有不同的安放取向。在此尤其规定，全部第一码元基本相同地构成且具有基本相同的安放取向。第二码元也有利地基本相同构成，也具有基本相同的安放取向。但是，全部第一码元的安放取向可以不同于第二码元的安放取向。通过这种方式，第一和第二码元可以单独通过其安放取向被相互区分开。第一和第二代码可以通过这种方式直接在胶囊杯体底部的拍摄图像中被识别和单独分析。

根据一个改进方案还可以想到，第一代码和第二代码包含不同的第一和第二代码信息。尤其是想到第一代码包含关于冲泡过程的信息。例如第一代码包含冲泡程序编号以及胶囊或其所含萃取物的明确标记。还可以想到，第一代码也直接包含与冲泡过程相关的信息比如不同的冲泡参数例如像水量、水温、水压、冲泡时间或预注入时间。第二代码可以包含关于胶囊或萃取物的其它附加信息。第二代码例如包含这样的信息，例如最短保质期、生产地点或制造地点以及批号。

由于第二代码在径向上位于第一代码外并具有连续的代码面，故第二代码具有比第一代码更大的外周长。第二代码的按照规定的读取和识别可能要求冲泡机或其检测单元配备有较大的图形传感器。根据冲泡机的配置，该机器或检测单元例如可以只被设计用于读取第一代码并只可选地也被用于读取第二代码。

根据另一个实施方式，第一和第二代码中的至少一个具有长方形或正方形的外轮廓。尤其可以想到，这两个代码即第一和第二代码各自具有正方形的外轮廓或长方形的外轮廓。

此外可以想到第一和第二代码中的至少一个代码的外边缘基本平行于胶囊杯体底部的外边缘延伸。此外可以想到第一或第二码元的直线部段平行于所述代码的外边缘或平行于所述胶囊杯体底部的外边缘延伸。这有助于在检测单元的像素平面上很明确地成像所述码元。

根据另一个实施方式，可以想到第一和第二代码中的至少一个代码的码元包含以下信息，从所述信息可以明确推导出在底部平面中的一个代码或两个代码的多个可能安放取向中的一个安放取向。所述码元本身一般具有二维形态和这样的几何形状，其允许确定在该底部平面内的码元的安放取向或定向。单独码元的安放取向此时与各自由码元构成的代码的安放取向相关联。因为每个码元优选具有关于代码安放取向的规定的安放取向，故可以基于任一码元的安放取向的确定来可靠明确地确定所述代码的多个可能安放取向中的一个安放取向。关于代码定向的信息尤其可以被包含在每个码元中，使得至少代码取向可以与代码的实际读取和解码无关地被顺利识别。

已知类型的胶囊可以因为其对称性和其正方形横截面以四种不同定位被投入或置入冲泡机中。就是说，对于胶囊、因而也对于存在于胶囊底部上的代码有四个各自转动90°的安放取向。由于单个码元载有关于代码安放取向的信息，故已可以通过发现并识别任意一个单独码元来明确确定代码的多个可能安放取向中的一个。因此，代码的安放取向可以结合所有被确定的码元的安放取向通过多数决定来可靠地确定。如果以这样的方式选择码元排列，即它们位于形成代码基础的假想栅格结构中，则可通过任意选择码元来重构栅格参数。针对二维码使用所谓的寻像图形因此不仅是多余的，而且也可以有利地避免由变脏的寻像图形引起的上述缺点。

因为码元通过其形状、其在该平面内的安放取向和其在该平面内的表面分布提供编码信息，故可以完全放弃采用寻像图形。代码的尤其就局部脏污而言的稳定性可以就此得到改善。

对所述码元尤其适用的是，它们并不具有或限定出旋转对称的几何形状结构，而是相反限定出或具有明确的各自假想的指针结构，指针结构至少对于在冲泡机内的多个可能的代码安放取向即对于在底部平面内的各不同安放取向来说是明确无疑的。

这里可想到，由于代码安放取向与其单个码元安放取向相关联，代码安放取向的信息和代码的解码和读出所需的信息可以与代码的解码无关联并独立于此来确定。这可以有利地影响对光学检测单元和后置的图像分析器的尽量低的且廉价的技术要求的实现。

可以基于至少一个码元及其在底部平面内的安放取向或者说其在检测单元图像平面内的安放取向来确定代码相对于冲泡机检测单元的多个可能安放取向中的一个安放取向。因此，代码安放取向的确定与多个码元的彼此相对布置无关。

尤其是，在底部平面内的代码的安放取向被包含在每个码元中，使得关于胶囊相对于冲泡机检测单元的定向和安放取向的信息被冗余地包含在该代码中。这也适用于代码所依据的格栅参数。它们也在整个面的范围内被冗余地编码。

根据另一实施方式，第一和第二代码中的至少一个代码的码元具有以预定角度紧邻的至少两个直线部段。所述码元的直线部段可以非常简单精确地在检测单元中被检测。检测单元尤其具有二维有序排列的光学传感器或光敏传感器，其一般被称为探测器像素。

该码元的沿直线延伸的直线部段可以通过这种方式与检测单元的相邻探测器像素的几何形状布置相对应地成像。通过这种方式，只用较少的探测器像素且因而借助只有较低分辨率的检测单元来至少精确获知码元直线部段的安放取向以便确定其安放取向，但或者也可精确获知在二维码内的单个码元的位置。

根据其一个改进方案而还可想到，第一码元的至少一个直线部段基本平行于基本呈长方形或正方形的代码的外边沿延伸。代码的外边沿可以但非必须是可光学发现或可视识别地在胶囊杯体底部构成。还可以想到的是，单独的靠外的码元只通过其边缘位置近乎准确地虚拟标记长方形或正方形的代码的外边沿。至少一个直线部段相对于代码外边沿的平行安放取向导致可明确识别的代码结构。尤其是可以通过视觉可识别或光学可识别的外边沿来识别可能的且在一定容差范围内的、由冲泡机规定的代码或胶囊的多个可能安放取向的略微偏差并且将其用于计算机的误差补偿或图像分析。

为了识别代码结构，不一定需要这些直线部段或码元相对于代码边沿的平行的安放取向。因此，代码结构也可以只被包含在码元位置中。可以采用可任意定向的码元，它们的形状和尺寸也可以是不同的。

根据另一个实施方式，第一或第二码元的至少一个直线部段基本平行于正方形底部的外边沿延伸。此时尤其可想到，代码外边沿也平行于正方形底部的外边沿延伸。还可以想到，在底部平面内的可能的代码安放取向和/或在冲泡机内的胶囊的一般四个可想到的安放取向与正方形底部的竖向延伸的或水平延伸的外边沿或者说长方形或正方形的代码的水平延伸的或竖向延伸的外边沿重合。该检测单元和集成至其中的或随后连接至其的图像分析器就此可以配设有一个或两个优选方向(x,y)，它们平行于正方形底部的外边沿或平行于设于底部上的长方形或正方形的代码的外边沿延伸。

还可以想到至少第一码元只由多个直线部段组成，这些直线部段全都平行于代码外边沿延伸。

根据另一个实施方式，该码元且一般是第一和第二代码的所有码元被激光刻写到胶囊杯体底部上或激光刻写入该底部。将码元和进而整个代码施加至底部外表面或底部材料中借助激光射线进行。此时尤其可以想到，该底部的材料在承受在某个规定波长范围内的激光射线时经历颜色变化或纹理变化，使得由此形成的码元可以对比十分鲜明地视觉显示。此时它不一定必须是可让人眼看到的颜色改变。也可以想到，通过激光来获得针对红外线或紫外线的反射性能和/或吸收性能的改变，从而得到一个代码，该代码肉眼不可见，但可由采用红外光或紫外光的检测单元发现。还可以想到的是，所述码元以激光雕刻形式在胶囊杯体底部之上或之中实现。因此，为了将所述码元和代码安置在胶囊杯体底部上，印刷方法或就此而生的颜料化合物不是必要的。将码元激光刻写在或激光刻写入胶囊杯体底部造成胶囊杯体和进而整个胶囊具有尤其耐用的稳定的编码。

根据另一个实施方式而规定，第一和第二代码中的至少一个包含50至400个单独码元，优选是70至100个单独码元，其以二维形式空间分散布置在胶囊杯体底部上。单独码元尤其未相互重叠布置。它们就此相互间隔地设置在胶囊杯体底部上。借助所述数量的码元，可将共100至800位信息整合到胶囊杯体底部中。此时尤其可想到，一个码元在每种情况下包含二比特信息内容。尤其是每个码元的信息内容被包含在底部平面内的码元空间位置中。

根据另一个实施方式可想到，第一和第二代码中的至少一个代码被分为多个代码区的有序假想排列，代码区至少成对地被归入代码组。由此，在一个代码组内仅单个代码区配设有一个码元，而一个代码组的其余代码区没有码元。如果例如一个代码组由四个彼此相邻的代码区构成，则对所述码元提供四个可能的占位点。这样的码元因此可代表1至4的数字，因而是二比特的信息内容。代码组尤其可包括彼此相邻的多个代码区的二维排列。例如可以想到一个代码组由按象限设置的四个代码区组成。但也可以想到其它二维形态例如像长方形代码组，其例如由各自有三个代码区的两个水平列组成。

根据其另一个实施方式，该代码组内的码元的自身位置包含信息。代码组的总信息内容与属于该代码组的码元的数量直接相关。如果代码组例如具有四个单独代码区，则每个代码区可根据定义代表唯一的信息例如数字“0、1、2、3...”。通过在代码组的单个代码区内的码元的定位，选择该代码区及分配给它的值。

将代码有序细分为代码区和由在每种情况下仅包含单个码元的代码区形成代码组导致了各代码与细分的代码组具有在代码面范围内均匀的码元密度。存在均匀信息密度就此代表已可以在代码图像级别上实行可信性准则或检验准则，借此发现例如由脏污造成的读取错误，这种脏污被检测单元和/或后设的控制装置错误地解读为码元。按照相同的方式，单独的或多个码元的相对位置也可以相同方式表示检验准则或可信性准则。

根据另一个实施方式，多个代码组和/或代码区组合成码字。码字中的代码组和代码区的数量可以任意选择。一般来说，每个码字具有相同数量的码元或相同数量的代码组。对于划分为码字，可以想到每个码字由整数数量的代码组组成。还可以想到的是，码字例如包括一个或多个代码组以及若干代码区。码字尤其也可以具有奇数倍的代码区。

尤其是，可以在不同的代码级别上执行多次可信性检查和/或质量检查。可以想到的是进行关于若干码元的规定几何形状的初次检查。如果例如读取了具有并非是规定的例如L形形状的几何形状结构的码元，则这已经可能导致代码的拒绝或正确识别。

在另一个例如第二代码级别上，可以想到实行另一个检验准则或质量准则。例如在这里，在图像级别上可以直接检查设定数量的码元是否位于平面的预定义表面段内。因此，例如可以在每个或若干代码组或代码区的平面上进行完整性检查。例如可以检查在各种情况下各代码组是否分别只有一个码元。如果每个代码组有多于一个的或少于一个的码元，则未满足检查准则。这于是可同样用于正确地或待修正地识别所述代码。

最后还可以想到对单个或多个码字的级别进行可信性检查。因此，尤其可以选择性读取码字所包含的若干校验位并进行分析以进行可信性控制。对于所有的前述可信性检查或质量检查，不需要代码的完整解码。

为了解码，原则上只需能读取一部分的代码区、代码组或码字。然后可利用码元、代码区、代码组和码字的可信性检查和质量评估以做出良好选择，并且在解码时，可供使用的信息的可靠性可被一并纳入解码过程中。尤其是，所有在规定情况下存在的解码可能性可被相互比较。通过当前所确定的解码可能性的质量评估，于是能以一定概率或可信度做出解码内容判断。

另外，由于可以在码元级别上、在代码区或代码组的级别上和/或在码字级别上进行代码检查或质量确定，故可以多次且因而相当可靠地确定代码质量即其可识别性。尤其可以评估在每个所述级别上的代码识别质量。

与此无关地一般可以想到，评估包括在栅格计算以及形成代码基础的一个或多个栅格计算中的图像级别所记录的代码的质量。

因此，为了代码识别而尤其可想到，代码的格栅或格栅常数通过逼近法且尤其通过所谓的“拟合”来确定以便就此执行所拍摄的代码的缩放。在图像级别上确定的代码的质量也可以用于该缩放，而且还可以用于栅格的定位。代码解码本身也可借助质量识别进行或简化。因为该代码是冗余的且多次的，例如被包含在每个码字中，故可基于所有码字的质量确定来选择在所有码字情况下具有最高质量或最好评价的字用于代码解码。解码错误可通过这种方式被大幅度减至最低程度。

如果基于具有最高质量评估的字的解码是无法做到的或者提供了不真实的结果，则规定改变所述格栅常数和/或格栅位置并且重新执行评估和解码。

根据另一方面，本发明还涉及一种由前述胶囊制备饮料的系统。该系统包括用于制备冲泡饮料的冲泡机，其具有容纳前述类型的带有基本呈正方形的底部的胶囊的冲泡室和用于在胶囊位于冲泡室上方的读取位置时从胶囊杯体底部读取代码的光学检测单元。在此，检测单元如此构成，它与第二代码的第二码元无关地识别第一代码的第一码元并且相互无关地解码或分析第一码元，其中第二码元关于第一代码的中心点在径向上位于第一代码外。具有正方形的载码底部的相应的胶囊也属于该系统，其中所述代码具有由检测单元识别的第一和第二码元。

根据另一方面，本发明还涉及一种在用于饮料制备的冲泡机中识别胶囊的方法，该胶囊包括具有基本呈正方形的底部的胶囊杯体以及具有在底部上带有多个码元的二维排列的代码。该方法在此具有以下步骤：

-将由使用者置入冲泡机中的胶囊转移入读取位置；

-识别第一代码的第一码元和识别第二代码的第二码元，其中第二码元关于第一代码的中心点在径向上位于第一代码外；

-基于包含在第一和第二代码中的至少一个代码中的信息，分别解码第一和第二代码以识别胶囊类型。

通过这种方式，借助于不同的代码可直接在图像级别识别不同的信息，并且根据需要以单独的方式读出和解码不同的信息。胶囊的这种分级编码是适合的，并且特别适用于不同类型的冲泡机。

总体适当的是，所有与胶囊相关所描述的特征和优点也同样适用于所述系统和在此所述的方法，反之亦然。

本发明实施方式所要求的术语“基本相同的码元”或“基本相同安放取向的码元”要表现的是，码元在检测单元和后置的图像分析器的分辨精度范围内是相同地或者说相同安放取向地设置在胶囊底部上。所述检测单元和后置的图像分析器可以提供一定的误差容差，从而仍然能可靠获知即使轻微的或较大的、与码元的规定的几何形状、位置和/或规定安放取向的偏差。

码元的就其长度延伸尺寸或横向延伸尺寸而言的、达到10％或达到20％、因此达到30％或甚至达到40％的几何形状偏差在此情况下应还在该检测单元的容差范围内，因而还可以视为基本相同。而线宽度和线粗细可以相比于规定大小相差达到200％。就取向而言，5°的、直至达到20°、30°或甚至35°的偏差都是可容忍的，或者说可由该检测单元和后置的图像分析器补偿。

附图说明

以下结合附图来描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记表示相同的或相似的部件，其中：

图1是用于饮料制备的胶囊的立体图，

图2是根据图1的胶囊的侧视图，

图3是设计用于容放胶囊的冲泡机的示意图，

图4是设于机器内的用于视觉检测在胶囊杯体底部上的代码的检测单元的简化示意图，

图5是设于胶囊杯体底部上的第一代码的示意图，

图6是第一代码有序划分为若干代码区、代码组和码字的简化示意图，

图7示出在一个代码组的不同代码区内的码元的不同位置，

图8是具有第一代码和第二代码的胶囊杯体底部的简化示意图，

图9是两种不同码元的示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示的胶囊10具有带有正方形胶囊底部12的罐形胶囊杯体11。胶囊杯体11远离底部12地由在胶囊杯体11的整个横截面范围延伸的胶囊盖16所封闭。胶囊盖16和胶囊杯体11的侧壁14形成朝外凸出的凸缘部18。环绕的凸缘部18除了封闭功能外还用于对胶囊机械编码。设置在冲泡机20上的一般呈投料道或容纳道形式的容槽21可以具有对应于图2的侧视图所示的胶囊10的外轮廓的几何形状，迫使胶囊按照一定的方位取向或安放取向被送入冲泡机20的容槽21中，在冲泡机中该胶囊杯体的底部12朝向检测单元24。

归因于胶囊杯体11的底部12的正方形形状和环绕的凸缘部基本呈正方形的形状，即使胶囊10被正确定位在冲泡机20内的读取位置L中，胶囊10和设于底部12上的光学可读代码或可视觉检测代码50仍有四种不同的安放取向。代码50的不同的多个可能安放取向归因于胶囊的关于其假想转动轴线15的转动，该转动轴线基本垂直于底部12且垂直于胶囊盖16延伸并且尤其可以与底部12和胶囊盖16的几何形状中心点重合。

如图3所示的冲泡机20设置用于容纳至少一个胶囊10，该胶囊通过送入容槽21可被首先保持在读取位置L上。在这个读取位置L，可以借助检测单元24来视觉检测设于胶囊杯体11的底部12的外侧面上的代码50并将其提供给图像分析器，可借助于图像分析器来解码编码信息。在读取位置L之后设有冲泡室26，在冲泡室内，填装有萃取物的胶囊10被至少部分穿孔，且萃取物可被施以设置用于萃取过程的液体且尤其是热水。通过这种方式制备的提取物质或者说是饮料可以随后通过出口29被集中在未明确示出的饮用器皿中。用过的胶囊10可以在冲泡过程之后被供给收集容器28，该收集容器不时需要被排空。

另外，冲泡机20配设有控制装置30，该控制装置一方面与检测单元24相连，另一方面与冲泡室26相连。图像分析器可以被包含在检测单元24内，或是被包含在控制装置30内。读取胶囊10的代码信息，可以控制或至少影响该冲泡过程。代码50例如可以包含关于预设冲泡程序的信息，该预设冲泡程序通过代码50的单纯视觉识别可由控制装置30自动选择。冲泡机20的操作舒适性可以通过这种方式被提高和改善。

另外，通过在胶囊上设置代码，可以做到只有由冲泡机20的生产商规定的原始胶囊接受冲泡过程。假冒产品以及并非针对冲泡机设定的、虽然具有与如图1和图2所示的胶囊10相同的外形但不具有代码50或具有错误的代码50的胶囊可以被检测单元24或控制装置30发现，从而可以防止冲泡过程的启动。

在根据图4的示意图中，检测单元24被简化示出。检测单元24尤其具有照相机25，一旦胶囊10处于冲泡机20内的读取位置L，则照相机一般且有利地以其光轴与如图5和图6所示的第一代码50的中心点55基本重合。在胶囊杯体11的底部12上的第一代码50在图5中被示意性示出。第一代码50具有至少假想的中心点55，该中心点居中或在中心地位于第一代码50的外边沿54内。

另外，第一代码50具有多个第一码元52的二维排列。每个第一码元52包含信息，从所述信息能毫无疑义地推导出在底部12平面内的代码50的多个可能安放取向中的一个。代码50总计可以按照四个不同的安放取向布置在图5和图6所示的X-Y平面中，该平面例如代表检测单元24的图像平面或与之重合。这些取向例如可以通过使胶囊10关于其转动轴线15分别转动90°被占据。胶囊杯体11的转动轴线15在此可以与第一代码50的假想的中心点55重合。

可以看到第一代码50的所有第一码元52是相同地或基本相同地构成的。它们具有L形轮廓，其包括在图5和图9中水平延伸的第一直线部段52a和基本竖向取向的第二直线部段52b。按照如图5和图9所示的代码50及其单独码元52的安放取向，直线部段52a、52b的交点在左下方。短分支或第一直线部段52a从交点起水平向右延伸，而长的即第二直线部段52b从直线部段52a、52b的交点起竖向向上延伸。

单独的直线部段52a、52b的这种排列和安放取向使得毫无疑义地确定对应码元52和由其构成的代码50的安放取向变为可能。尤其是码元52可以明确配属有一个指针结构56。在这里，在图9中例如示出在第二直线部段52b的延长线上的指针结构56，在这里，指针结构56指向远离两个直线部段52a、52b的交点。当例如使代码50及其码元52顺时针转动90°时，使得直线部段52a、52b以及对应的指针结构56相应转动。它们于是将水平指向右。因为所有码元52基本彼此相同地安放定向且码元52的定向与代码50的定向固定关联，故可以通过确定任一单独码元52的安放取向而比较简单地且以低的软件和硬件技术成本地在多个可能安放取向中确定在底部12平面内的代码50的安放取向或定向。

在此，如果第一码元52的至少一个直线部段52a、52b基本平行于正方形底部12的外边沿13和/或基本平行于基本呈长方形或正方形的代码50的外边沿54延伸，这是尤其有利的。另外，已经发现：长短不同的直线部段52a、52b的直角布置对于稳定且精确地识别码元52的位置是有利的。检测单元24尤其可以具有多个探测器像素的有序二维排列，它们可以按照X-Y平面在水平方向上并列布置且在竖向上重叠设置。由于第一码元52的直线部段52a、52b分别相对于X轴或Y轴或是竖向地或是水平地对准，即使具有低分辨率的检测单元或甚至具有成像误差，仍然可以提供足以确定代码50安放取向的图像识别。

只举例描述了L形码元52的使用，但不一定要如此做。基本上，原则上也可以想到采用其它的如图9所示的码元53，其具有例如C形基本形状和弧形部段53a。同样也可以想到U形的、V形的或T形的码元。

图6示意性示出了如何将第一代码50分为多个代码区61、62、63、64的有序假想排列，代码区至少成对地被归入代码组60。由此，在一个代码组60内仅单个代码区61、62、63、64配设有码元52，而该代码组60的其余的代码区61、62、63、64没有码元52。在图7中示出了在共由四个代码区61、62、63、64所构成的代码组60内的码元52的可想到的不同位置。如图7所示的四个代码组60分别代表四个不同状态。就此而言，共由四个代码区构成的代码组60代表共二比特的信息(2²＝4)。

每个代码组60据此仅配设有单个码元52的准则造成按照代码组60的表面积尺寸被归一化的第一码元52的表面积密度在第一代码50的整个表面范围内是恒定的。另外，第一代码50的每个任意具有整数数量的代码组的表面部段具有相同的信息密度。最后，在该代码组内的码元的自身位置是相关信息的载体。由于代码信息被包含在单独码元52相对于代码组60的或相对于代码50的外壁54的位置中，故代码信息可以通过单个类型的相同码元52被存在代码中。

此外可想到，代码组60具有至少四个代码区61、62、63、64且与此相关地具有带有二比特长度的最小信息。另外，多个代码组60和/或多个代码区61、62、63、64可以组合成码字70。在如图6所示的实施方式中，设置在代码50的左上象限内的代码组60组合成码字70，该码字具有共十六个代码区61、62、63、64。

根据一个代码组60只应包含或具有单个码元52的要求，可以与代码50解码无关地且因此直接基于已拍摄的代码50图像进行代码50的初次完整性检查。若检测单元24例如发现在多个代码区60中包含了多于一个的码元52，则这可以直接将其评价为代码50有误或代码50脏污或是假冒胶囊的标志。按照相同的方式，也可以检查在码字70内的码元52数量。

此外可想到，代码50的代码信息被冗余包含在多个码字70中。通过这种方式可以保证在代码50或检测单元24局部脏污的情况下所述代码50及其所含的代码信息可被可靠读取。因而尤其可以想到，例如通过将若干码元52配属于若干单独的码字70以及识别所述码元来确定若干码字70的成像质量或读取质量。如果例如对于一个码字70所需数量的码元未被包含在拍摄图像中，则它标志着相关的码字70遇到脏污或成像错误。在多个码字70中，一般只选择具有预定数量的码元52的那些码字用于解码。

如果没有足够完整的码字70用于解码，则可以在相关位置上作出许多要考虑的估计或假定。于是，在随后由各自假定得到的代码信息和/或单独的信息比特的完整性检查过程中，在解码之后可以判断该假定条件正确与否。与此相应，也可以基于完整性检查作出不同假定。该过程可以一直重复进行，直到源自相关假定条件的代码信息满足完整性检查的准则。

码字70原则上可以除了如图6所示的单独的代码组60的分组外例如也由一个或多个代码组和附加地由一个或多个代码区组成，使得码字70的代码区61、62、63、64的总数是每个代码组60的代码区61、62、63、64数量的奇数倍。此时可想到的是单独的代码区61、62、63、64包含一种校验位或校验码，而这些码字70是实际的信息载体。

如图8所示，在根据本发明的胶囊10中，在胶囊杯体11的底部12上并非仅设有第一代码50，而是除第一代码50外还设有第二代码150。第一代码50以其第一码元52大致居中设置在底部12上或设于底部12的中心区内，而第二代码150及其第二码元52'相对于第一代码50的几何形状中心点在径向上位于第一代码50外。在根据图8的实施方式中，第二代码150在周向上完全包围第一代码50。第一和第二代码50、150在此分别具有长方形的或正方形的外轮廓。换言之，第一代码50位于第二代码150内。

但代码50、150并未以覆盖方式构成。在靠内的第一代码50的区域内只有属于第一代码的第一码元52。第二码元52'可以设计为与第一码元52'相同。但此时规定，第一和第二码元52、52'不同取向以便更好地明确区分第一和第二代码50、150。所有第一码元52此时基本相同地取向，而所有第二码元52'基本相同地取向。在图8所示的实施例中，第二码元52'的取向相比于第一码元52的取向逆时针转动了90°。

但与此不同地可以想到，例如第二码元52'可具有不同于L形轮廓的几何形状例如C形轮廓或U形轮廓，其以这种形式能与第一码元52的轮廓和形状视觉区分开。为了确定第一和第二代码50、150的安放取向，基本上仅第一和第二码元52、52'中的一个码元含有信息就够了，从所述信息能明确推导出在底部12的平面内的代码50、150的多个可能安放取向中的一个。代替扭转的L形第二码元52'，原则上也可以采用点状的或旋转对称的码元。

第一和第二代码50、150一般包含不同的代码信息。第一代码50一般包含针对冲泡过程所规定的信息，例如关于冲泡程序、水量、冲泡温度、冲泡压力、冲泡时间或预注入时间，而靠外的且可能只可选地用于某些冲泡机20的代码150还具有关于萃取物的其它附加信息例如像最短保质期、制造地点、产地或批号。

不同的或取向不同的码元52、52'允许视觉区分第一和第二代码50、150，使得它们能被单独且彼此无关地检测、读取和解码。第二码元52'相对于第一代码50或第二代码150的外边沿54的安放取向以及多个第二码元52'彼此间的相互排列且尤其是其按照至少假想或虚拟划分为多个代码区61、62、63、64、代码组60和码字70的排列可以基本与第一码元52相同地构成。通过这种方式，第一代码50和第二代码150都可以利用同一图像分析器来识别、读取和解码。

在此，如此选择冗余检查，已经在代码面的10％至15％的可读性情况下能解码代码信息。代码组60和码字70在代码50面上的均匀分布造成代码信息近似同样分布在代码50面上。这使得代码50在局部脏污或图像瑕疵的情况下尤其稳定。

因为由码区61、62、63、64构成的一个代码组60只具有一个码元52的预定限制条件，故可以获得直接在位级别和图像级别上的码字70的完整性检查和可信性检查。另外，可以通过该代码组内的码元的均匀分布获得针对在胶囊杯体11的底部12上的代码50的恒定写入时间。在比如借助激光来刻写底部12时，在单位时间内总是写上相同数量的码元52。

甚至可以想到只在图像级别上执行代码50或代码50所含的码字70或代码组60是否完整的检查。在图像级别上的完整性检查进行得越好，添加至码字70的校验位越少。甚至可以想到的是，完全在图像级别上执行代码50是否完整的检查，从而可基本放弃在代码50内的校验位。

附图标记列表

10 胶囊

11 胶囊杯体

12 底部

13 外壁

14 侧壁

15 转动轴线

16 胶囊盖

18 凸缘部

20 冲泡机

21 容槽

22 冲泡单元

24 检测单元

25 照相机

26 冲泡室

28 收集容器

29 出口

30 控制装置

50 代码

52 码元

52' 码元

52a 直线部段

52b 直线部段

53 码元

53a 弧形部段

54 外壁

55 中心点

56 指针结构

60 代码组

61 代码区

62 代码区

63 代码区

64 代码区

70 码字

150 代码

Claims (15)

1.一种用于在冲泡机中制备饮料的胶囊，其中该胶囊包括填装有萃取物的且带有基本呈正方形的底部(12)的胶囊杯体(11)和封闭该胶囊杯体(11)的胶囊盖(16)，其特征是，在该胶囊杯体(11)的底部(12)上具有至少一个光学可读的第一代码(50)，所述第一代码具有多个第一码元(52，53)的二维排列，并且在该胶囊杯体(11)的底部(12)上还具有至少一个光学可读的第二代码(150)，所述第二代码具有多个第二码元(52′)的二维排列，所述第二码元关于所述第一代码(50)的中心点(55)在径向上位于所述第一代码(50)外。

2.根据权利要求1所述的胶囊，其中，所述第二代码(150)在周向上完全包围所述第一代码(50)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊，其中，所述第一码元(52)和第二码元(52′)是基本相同的。

4.根据权利要求1所述的胶囊，其中，所述第一代码和第二代码(50，150)中的至少一个均具有基本相同的且基本相同安放取向的多个码元(52，53，52′)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊，其中，所述第一码元(52)相比于所述第二码元(52′)被不同地安放取向。

6.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊，其中，所述第一代码(50)和第二代码(150)包含不同的第一和第二代码信息。

7.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊，其中，所述第一代码和第二代码(50，150)中的至少一个具有长方形的或正方形的外轮廓。

8.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊，其中，所述第一代码和第二代码(50，150)中的至少一个代码的码元(52，53，52′)均包含信息，从所述信息能明确推导出在该底部(12)的平面内的相应代码(50，150)的多个可能安放取向中的一个。

9.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊，其中，所述第一代码和第二代码(50，150)中的至少一个代码的码元(52，53，52′)具有至少两个以预定角度彼此相邻的直线部段(52a，52b)。

10.根据权利要求9所述的胶囊，其中，所述码元(52，52′)的至少一个直线部段(52a，52b)基本平行于所述第一代码或第二代码(50，150)的外边沿(54)和/或平行于正方形的底部(12)的外边沿(13)延伸。

11.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊，其中，所述码元(52，53，52′)被激光刻写到该胶囊杯体(11)的底部(12)上或被激光刻写入该底部(12)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊，其中，所述第一代码和第二代码(50，150)中的至少一个代码被分为多个代码区(61，62，63，64)的有序假想排列，代码区至少成对地被归入代码组(60)，其中，一个代码组(60)内仅单个代码区(61，62，63，64)配设有码元(52，53，52′)。

13.根据权利要求12所述的胶囊，其中，该代码组(60)内的码元(52，53)的自身位置包含信息。

14.一种由根据前述权利要求中任一项所述的胶囊(10)制备饮料的系统，包括：

-冲泡机(20)，该冲泡机具有：

ο用于容纳胶囊的冲泡室(26)，该胶囊具有带有基本呈正方形的底部(12)的胶囊杯体(11)，和

ο用于在该胶囊(10)在冲泡室(26)上方位于读取位置(L)时读取该底部(12)上的代码(50，150)的光学检测单元(24)，

其中在该读取位置(L)上的胶囊(10)能有四个不同的安放取向，且该检测单元(24)被构造成它与所述第二代码(150)的第二码元(52′)无关地识别所述第一代码(50)的第一码元(52)并且彼此无关地解码或分析第一码元，其中所述第二码元关于第一代码的中心点在径向上位于第一代码外，

-所述系统还包括胶囊，该胶囊具有正方形的载有代码的底部，其中该代码具有由该检测单元识别的第一码元和第二码元。

15.一种在用于制备饮料的冲泡机(20)中识别胶囊(10)的方法，该胶囊具有带有基本呈正方形的底部的胶囊杯体和在该底部上的带有多个码元的二维排列的代码，所述方法包括以下步骤：

-将由使用者加入该冲泡机(20)的胶囊(10)转移入读取位置(L)；

-识别第一代码(50)的第一码元(52)并识别第二代码(150)的第二码元(52′)，其中所述第二码元(52)关于第一代码的中心点在径向上位于第一代码之外，

-单独解码所述第一代码和第二代码(50，150)以便结合所述第一代码和第二代码(50，150)中的至少一个代码所包含的信息识别胶囊类型。