DE102019109138A1

DE102019109138A1 - Gargerät und Verfahren

Info

Publication number: DE102019109138A1
Application number: DE102019109138.1A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Sillmen; Winfried Luthe
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2019-04-08
Filing date: 2019-04-08
Publication date: 2020-10-08
Also published as: EP3722673A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gargerät (1) mit einem Garraum (11) und mit einer Behandlungseinrichtung (2) zur Zubereitung von Gargut im Garraum (11) und mit einem Messsystem (3) zur Bestimmung einer Garguteigenschaft des Garguts im Garraum (11). Dabei ist das Messsystem (3) dazu geeignet und ausgebildet ist, mittels einer Lichtquelle (4) eine Mehrzahl unterschiedlicher Lichtspektren zu erzeugen und zu dem Gargut zu senden und mittels einer Sensoreinrichtung (5) die durch das Gargut reflektierten Lichtspektren einzeln zu erfassen und die erfassten Lichtspektren mittels einer Auswerteeinheit (13) auszuwerten, um die Garguteigenschaft zu bestimmen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gargerät sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Gargerätes mit wenigstens einem Garraum und mit wenigstens einer Behandlungseinrichtung zur Zubereitung von Gargut im Garraum. Das Gargerät umfasst wenigstens ein Messsystem zur Bestimmung wenigstens einer Garguteigenschaft des Garguts im Garraum.
Für ein optimales Garergebnis ist es in der Regel entscheidend, bestimmte Eigenschaften des Garguts zu berücksichtigen. Solche Informationen über das Gargut sind besonders wichtig für einen zuverlässigen Ablauf von Automatikprogrammen. Beispielsweise sollte für die Zubereitung unter Verwendung einer Automatikfunktion berücksichtigt werden, ob es sich um Teigwaren oder um einen Braten handelt.
Besonders komfortabel ist es, wenn bestimmte Eigenschaften des Garguts selbstständig vom Gargerät erfasst und berücksichtigt werden können. Im Stand der Technik sind daher Gargeräte bekannt geworden, welche das Gargut fotografieren und die Fotos auswerten. Daraus lassen sich aber besonders entscheidende Parameter oft nur unzuverlässig ermitteln. Beispielsweise kann meist nur unzureichend ermittelt werden, welche Art von Gargut vorliegt. In der Regel kann auch keine verlässliche Aussage darüber getroffen werden, wie weit das Lebensmittel bereits gegart ist. Das sind jedoch besonders entscheidende Merkmale des Garguts, welche die Zubereitungsparameter innerhalb eines Automatikprogrammes entscheidend beeinflussen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Charakterisierung eines Garguts in einem Garraum zu ermöglichen. Insbesondere soll die Charakterisierung auch während eines Garvorgangs möglich sein.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Gargerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 20. Bevorzugte Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung der Erfindung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
Das erfindungsgemäße Gargerät umfasst wenigstens einen Garraum und wenigstens eine Behandlungseinrichtung zur Zubereitung von Gargut im Garraum. Das Gargerät umfasst wenigstens ein Messsystem zur Bestimmung wenigstens einer Garguteigenschaft des Garguts im Garraum. Dabei ist das Messsystem dazu geeignet und ausgebildet, mittels wenigstens einer Lichtquelle wenigstens zwei und vorzugsweise eine Mehrzahl unterschiedlicher Lichtspektren zu erzeugen und zu dem Gargut zu senden. Das Messsystem ist dazu geeignet und ausgebildet, mittels wenigstens einer Sensoreinrichtung die durch das Gargut reflektierten Lichtspektren wenigstens teilweise einzeln zu erfassen und die erfassten Lichtspektren mittels wenigstens einer Auswerteeinheit auszuwerten, um die Garguteigenschaft zu bestimmen bzw. abzuleiten.
Das erfindungsgemäße Gargerät bietet viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass mit dem Messsystem Lichtspektren erzeugt, ausgesendet und ausgewertet werden können. Dadurch ist eine besonders zuverlässige und reproduzierbare Bestimmung der Garguteigenschaft möglich. Zudem lassen sich mit einem solchen Messsystem besonders aussagekräftige und zur Verwendung bei Automatikfunktionen besonders hilfreiche Garguteigenschaft bestimmen. Ein weiterer Vorteil ist, dass ein solches Messsystem konstruktiv unaufwendig und wirtschaftlich umgesetzt werden kann.
Vorzugsweise wird die Sensoreinrichtung durch wenigstens eine Kameraeinrichtung bereitgestellt oder umfasst wenigstens eine solche. Vorzugsweise ist das Messsystem dazu geeignet und ausgebildet, mittels der Kameraeinrichtung für jeweils wenigstens ein vom Gargut reflektiertes Lichtspektrum jeweils wenigstens ein Bild insbesondere mit wenigstens zwei räumlichen Dimensionen des Garguts zu erfassen. Das bietet eine besonders unaufwendige und zuverlässige Erfassung der Lichtspektren. Durch die Bilder ist zudem eine besonders vorteilhafte Auswertung zur Bestimmung der Garguteigenschaft möglich. Die Kameraeinrichtung bietet eine kostenoptimierte technische Umsetzung der spektroskopischen Messung möglich. Dazu ist der Bildsensor beispielsweise der einer üblichen 2D-Farbdigitalkamera. Insbesondere umfasst die Kameraeinrichtung wenigstens einen Bildsensor. Insbesondere ist die Kameraeinrichtung als eine zweidimensionale Digitalkamera und vorzugsweise als eine 2D-Farbdigitalkamera ausgebildet.
Die Bilder umfassen insbesondere eine ortsaufgelöste Darstellung der Intensitätsinformationen und/oder Farbinformationen und/oder anderer Bildinformationen. Insbesondere stellen die Bilder Intensitätsinformationen und/oder Farbinformationen jeweils eines vom Gargut reflektierten Lichtspektrums bereit. Insbesondere stellen die Bilder Intensitätsinformationen und/oder Farbinformationen des Garguts bei der Beleuchtung mit dem jeweiligen Lichtspektrum bereit. Insbesondere werden mittels der Kameraeinrichtung RGB-Farbinformationen und/oder Lab-Farbinformationen erfasst. Insbesondere werden RGB-Farbinformationen und/oder Lab-Farbinformationen zur Bestimmung der Gargutkenngröße ausgewertet. Es können auch andere Bildinformationen erfasst und ausgewertet werden. Vorzugsweise sind Farbbilder vorgesehen. Möglich sind auch Schwarz-Weiß-Bilder und/oder Graustufenbilder.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Kameraeinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, Bilder mit wenigstens drei räumlichen Dimensionen des Garguts zu erfassen. Dabei ist die dritte Dimension insbesondere ein Abstand des erfassten Objekts bzw. des Garguts zur Kameraeinrichtung. Beispielsweise ist die Kameraeinrichtung dazu als eine Stereokamera ausgebildet. Dazu können zwei übliche 2D-Farbdigitalkameras in geeigneter Weise gekoppelt werden. Möglich ist auch, dass die Kameraeinrichtung als eine Abstandskamera beispielsweise nach dem Time-Of-Flight-Prinzip ausgebildet ist. Möglich sind auch andere Arten von Kameraeinrichtungen zur Erfassung von dreidimensionalen Bildinformationen. Durch solche Ausgestaltungen können besonders aussagekräftige Informationen über das Gargut gewonnen werden.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit dazu geeignet und ausgebildet, die Bilder zu wenigstens einem Hyperspektraldatensatz bzw. zu einem Hyperspektralbild zu verrechnen. Der Hyperspektraldatensatz umfasst vorzugsweise die wenigstens zwei räumlichen Dimensionen und wenigstens eine spektrale Dimension. Möglich ist auch, dass der Hyperspektraldatensatz drei räumliche Dimensionen und wenigstens eine spektrale Dimension umfasst. Beispielsweise ist ein Hyperspektralbildwürfel oder Hyperspektralbildquader vorgesehen.
Vorzugsweise ist die Kameraeinrichtung als eine Hyperspektralkamera ausgebildet oder umfasst wenigstens eine solche. Insbesondere ist das Messsystem dazu geeignet und ausgebildet, einen Hyperspektraldatensatz bzw. ein Hyperspektralbild zu erfassen und zur Bestimmung der Garguteigenschaft auszuwerten. Insbesondere wird die Garguteigenschaft in Abhängigkeit des Hyperspektraldatensatzes bestimmt. Hyperspektraldatensätze liefern besonders aussagekräftige Informationen über die Eigenschaften von Lebensmitteln. Daher ist eine solche Ausgestaltung besonders vorteilhaft zur Ansteuerung bzw. Regelung von Automatikfunktionen und Garprogrammen.
Vorzugsweise bestehen die Bilder jeweils aus einer Vielzahl von Bildelementen. Insbesondere sind in den Bildelementen jeweils Intensitätsinformationen und/oder Farbinformationen und/oder andere Bildinformationen desjenigen Teils des Garguts abgebildet, dessen Licht in wenigstens einem dem Bildelement zugeordneten Sensorsegment der Kameraeinrichtung erfasst ist. Dabei sind in dem Hyperspektraldatensatz vorzugsweise diejenigen Bildelemente in der spektralen Dimension übereinander und/oder entlang einer gemeinsamen Achse angeordnet, welche den gleichen Teil des Garguts abbilden. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht eine ortsaufgelöste Darstellung der Bildinformationen und auch eine besonders vorteilhafte Erstellung des Hyperspektraldatensatzes. Dabei kann unter dem Anordnen der Bildelemente im Hyperspektraldatensatz ein Verrechnen der Bilder verstanden werden.
Es ist möglich, dass in den Bildelementen jeweils auch der Abstand des zugehörigen Teils des Garguts bzw. des Objektpunktes aus dem Garraum zu dem entsprechenden Sensorsegment der Kameraeinrichtung erfasst wird. Dadurch stellen die Bildelemente dreidimensionale ortsaufgelöste Bildinformationen zur Verfügung.
Die Kameraeinrichtung umfasst insbesondere eine Vielzahl von Sensorsegmenten. Insbesondere sind die Sensorsegmente wenigstens einem Bildsensor zugeordnet. Dabei ist vorzugsweise mit jeweils wenigstens einem Sensorsegment jeweils wenigstens ein Teil des Garguts bzw. ein Objektpunkt aus dem Garraum ortsaufgelöst erfassbar. Die Bildelemente stellen insbesondere ortsaufgelöste Bildinformationen aus dem Garbereich bzw. vom Gargut zur Verfügung. Die Sensorsegmente entsprechen insbesondere den Pixeln der Kamera. Die Bildelemente entsprechen insbesondere den Pixeln der Bilder. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können Bildelement und Pixel auch synonym verwendet werden. Ein Bildelement ist insbesondere jeweils wenigstens einem Sensorsegment der Kameraeinrichtung zugeordnet.
Insbesondere gibt das spektrale Verhalten der Objektreflexion in einem Bildelement das Reflexionsverhalten des zugehörigen Teils des Garguts bzw. des erfassten Objektpunktes als Funktion der Wellenlänge wieder. Dabei hängen Reflexion und Absorption in der Regel eng zusammen, sodass mit einer Objektreflexion auch die Objektabsorption bestimmbar ist. Die Transmission ist bei makroskopischen Objekten wie Lebensmitteln in der Regel nahe null und ist daher insbesondere vernachlässigbar.
Das Messsystem ist insbesondere dazu geeignet und ausgebildet, die einzelnen Lichtspektren der Mehrzahl unterschiedlicher Lichtspektren mittels der Lichtquelle zeitversetzt zu erzeugen. Das bietet eine besonders vorteilhafte Erfassung und Auswertung der einzelnen Lichtspektren. Dann erfolgt insbesondere auch eine zeitversetzte Erfassung der Lichtspektren.
Das Messsystem kann dazu geeignet und ausgebildet sein, die Mehrzahl unterschiedlicher Lichtspektren mittels der Lichtquelle in wenigstens einem Mehrfachspektrum gemeinsam und insbesondere zeitgleich zu erzeugen. Das Messsystem ist insbesondere dazu geeignet und ausgebildet, das Mehrfachspektrum mittels wenigstens einer Selektionseinrichtung vor der Erfassung durch die Sensoreinrichtung wieder in eine Mehrzahl unterschiedlicher Lichtspektren zu zerlegen, sodass ein einzelnes, vom Gargut reflektiertes Lichtspektrum erfassbar ist. Insbesondere ist ein separates Erfassen von zwei oder mehr gleichzeitig ausgesendeten bzw. reflektierten Lichtspektren vorgesehen. Dazu kann der Sensoreinrichtung und z. B. einem Bildsensor wenigstens ein Filter und/oder Monochromator und/oder Splitter und/oder Spiegel oder dergleichen zugeordnet sein.
Beispielsweise umfasst die Selektionseinrichtung wenigstens ein optisches Filterrad und/oder wenigstens ein bewegliches optisches Gitter vorgesehen. Insbesondere ist die Selektionseinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, sukzessiv verschiedene Farbausschnitte aus dem Beleuchtungsspektrum zu der Sensoreinrichtung durchzulassen. Möglich ist auch, dass die Sensoreinrichtung und insbesondere der Bildsensor nur zeilenweise mit dem vom Gargut reflektierten Licht beaufschlagt werden, insbesondere durch ein optisches Gitter. Zur Erfassung des ganzen Bildes wird dann vorzugsweise der Bildsensor und/oder die Selektionseinrichtung zeilenweise durchfahren. Insbesondere wird für jede durch gelassene Farbe bzw. für jedes durchgelassene Lichtspektrum wenigstens ein Bild erfasst. Das hat den Vorteil, dass in Summe im Wesentlichen die gleiche Information erhalten wird, als wenn die Lichtspektren durch die Lichtquelle einzeln durchstimmt werden. Das Mehrfachspektrum ist beispielsweise weißes Licht. Das Mehrfachspektrum wird beispielsweise durch eine Lichtquelle mit breitem Emissionsspektrum erzeugt. Möglich ist auch, dass die Selektionseinrichtung dem Bildsensor der Kameraeinrichtung nachgeschaltet ist und dass das erfasste Licht hinter jedem Sensorsegment einem spektral selektiven Element zugeführt wird, beispielsweise einem Spektrometer.
Es ist möglich, dass das Messsystem dazu geeignet und ausgebildet ist, in Abhängigkeit der erfassten und ausgewerteten Lichtspektren das Gargut von seiner Umgebung zu unterscheiden. Beispielsweise können der Garraum und dessen Bauteile sowie Gargutträger durch deren charakteristische spektralen Eigenschaften identifiziert werden. Insbesondere werden die Bildelemente identifiziert, welche zum Gargut gehören. Vorzugsweise werden zur Bestimmung der Garguteigenschaft die Bildinformationen nur aus den Bildelementen ausgewertet, welche dem Gargut zugeordnet sind. Dadurch ist eine besonders gezielte Beobachtung des Garguts während des Garvorgangs möglich.
Die erfassten Lichtspektren werden vorzugsweise jeweils durch Licht unterschiedlicher Farbe bzw. Bandbereiche bereitgestellt. Das ermöglicht eine unaufwendige Erfassung bzw. Auswertung besonders aussagekräftiger Lichtspektren. Es ist bevorzugt, dass die erfassten Lichtspektren wenigstens teilweise im sichtbaren Bereich des Lichts und/oder wenigstens teilweise im UV- und/oder im NIR- und/oder im IR- und/oder im FIR-Bereich liegen. Möglich sind auch andere Bandbereiche bzw. Farben. Insbesondere ist das Messsystem dazu geeignet und ausgebildet, mittels der Lichtquelle Licht unterschiedlicher Farbe zu erzeugen. Insbesondere erfasst die Sensoreinrichtung die Intensitäten der von dem Gargut reflektierten Lichtspektren jeweils einer Farbe. Dieser Ausgestaltungen sind auch für die erzeugten bzw. ausgesendeten und/oder reflektierten Lichtspektren bevorzugt.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung liegen die erfassten Lichtspektren in einem Bandbereich bzw. Farbbereich mit einer Breite von wenigstens 100 nm und insbesondere von wenigstens 200 nm und vorzugsweise von wenigstens 250 nm. Die erfassten Lichtspektren können auch in einem Bereich mit einer Breite von wenigstens 500 nm oder wenigstens 1000 nm oder mehr liegen. Vorzugsweise liegen die erfassten Lichtspektren innerhalb einer Bandbreite bzw. Farbbreite von 430 nm bis 680 nm. Insbesondere liegen die erfassten Lichtspektren innerhalb einer Bandbreite von blauem Licht bis zu rotem Licht. Die erfassten Lichtspektren können innerhalb einer Bandbreite von 380 nm bis 780 nm liegen. Möglich ist auch eine breitere oder schmalere Bandbreite.
Es ist bevorzugt, dass die erfassten Lichtspektren jeweils eine spektrale Breite von +/- 30 nm bis +/- 70 nm aufweisen. Insbesondere ist eine solche spektrale Breite für jeweils eine Aufnahme eines Bildes vorgesehen. Es kann auch eine spektrale Breite von +/- 10 nm bis +/-100 nm vorgesehen sein. Insbesondere weisen die erfassten Bilder jeweils eine solche spektrale Breite auf. Möglich sind auch geringere oder größere spektrale Breiten.
Es ist möglich, dass wenigstens 10 und vorzugsweise wenigstens 100 und besonders bevorzugt wenigstens 250 Lichtspektren einzeln erfasst werden. Es können auch wenigstens 500 oder wenigstens 1000 oder wenigstens 2500 Lichtspektren oder mehr erfasst werden. Vorzugsweise wird dabei für jedes Lichtspektrum wenigstens ein Bild aufgenommen und zur Berechnung des Hyperspektraldatensatzes bereitgestellt.
Möglich und bevorzugt ist auch, dass die Erfassung der Lichtspektren in Schritten von +/- 1 nm Bandbreite oder weniger erfolgt. Die Erfassung der Lichtspektren kann auch in Schritten von +/-0,1 nm Bandbreite oder weniger erfolgen. Möglich sind auch größere oder kleinere Schritte. Vorzugsweise wird bei jedem der Schritte wenigstens ein Bild aufgenommen und zur Berechnung des Hyperspektraldatensatzes bereitgestellt. Solche Ausgestaltungen bieten eine besonders vorteilhafte Bestimmung der Garguteigenschaft.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist die Lichtquelle für jedes Lichtspektrum wenigstens ein Leuchtmittel auf. Möglich und bevorzugt ist auch, dass die Lichtquelle zur Erzeugung der Lichtspektren durchstimmbar ist. Dabei kann je nach Ansteuerung der Lichtquelle zwischen den Lichtspektren gewechselt werden. Solche Ausgestaltungen bieten eine wirtschaftliche und konstruktiv unaufwendige Erzeugung der Lichtspektren. Insbesondere ist das Leuchtmittel als eine Leuchtdiode ausgebildet oder umfasst wenigstens eine solche. Das Leuchtmittel kann auch als eine Leuchtdiodeneinheit mit zwei oder drei oder mehr Leuchtdioden ausgebildet sein. Insbesondere sind die Leuchtdioden separat ansteuerbar. Eine durchstimmbare Lichtquelle ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass die Mittenfrequenz veränderlich ist und eine Intensitätsverteilung um die Mittenfrequenz möglichst schmal ist und eine Bandbreite der Durchstimmung möglichst groß ist.
Insbesondere umfasst die Lichtquelle dazu wenigstens eine Leuchtdiode und/oder wenigstens eine Laserdiode. Möglich ist auch eine durchstimmbare Leuchtdiode und/oder Laserdiode. Vorzugsweise weist die Laserdiode eine spektrale Breite zwischen 0,1 nm und 1 nm oder mehr oder weniger auf. Die spektrale Breite der Leuchtdiode beträgt vorzugsweise +/-35 nm oder mehr oder weniger.
Das Leuchtmittel kann wenigstens eine Laserdiode und/oder Leuchtdiode für den sichtbaren Bereich des Lichts und/oder für den UV- und/oder NIR- und/oder IR- und/oder FIR-Bereich umfassen. Möglich ist auch eine Kombination solcher Dioden. Dabei können die Dioden einzeln ansteuerbar sein. Das Leuchtmittel kann wenigstens einen Leuchtstoff umfassen. Es ist möglich, dass für jedes Lichtspektrum Leuchtmittel mit jeweils wenigstens einem unterschiedlichen Leuchtstoff vorgesehen ist.
Vorzugsweise umfasst die Lichtquelle wenigstens zwei Leuchtdioden. Dabei sind die Lichtspektren vorzugsweise mit jeweils wenigstens einer Leuchtdiode erzeugbar. Möglich und bevorzugt ist auch, dass die Lichtspektren mit jeweils einer Kombination aus wenigstens zwei überlagerten Leuchtdioden erzeugbar sind. Die Kombination umfasst insbesondere eine gezielte Überlagerung der einzelnen Leuchtdioden. Leuchtdioden bieten eine unaufwendige und kostengünstige Möglichkeit zur Erzeugung von geeigneten Lichtspektren.
Insbesondere sind die Leuchtdioden mit jeweils einer definierten Intensität betreibbar. Insbesondere sind die Lichtspektren mit wenigstens zwei Leuchtdioden mit jeweils einer unterschiedlichen definierten Intensität erzeugbar. Insbesondere unterscheiden sich die Kombinationen für die verschiedenen Lichtspektren in der Intensität der eingesetzten Leuchtdioden. Möglich ist auch, dass sich die Kombinationen für die verschiedenen Lichtspektren in der Anzahl der eingesetzten Leuchtdioden unterscheiden. Beispielsweise kann für das eine Lichtspektrum eine einzelne Leuchtdiode und für das andere Lichtspektrum eine Kombination aus zwei oder mehr Leuchtdioden eingesetzt werden. Es kann auch die gleiche Anzahl Leuchtdioden eingesetzt werden.
Besonders bevorzugt umfasst die Lichtquelle wenigstens drei Leuchtdioden. Insbesondere sind die Lichtspektren mit jeweils einer Kombination aus wenigstens drei Leuchtdioden erzeugbar. Es ist möglich und bevorzugt, dass die Lichtquelle wenigstens eine RGB-Leuchtdiodeneinheit mit wenigstens einer roten und wenigstens einer grünen und wenigstens einer blauen Leuchtdiode umfasst. Die rote Leuchtdiode liegt beispielsweise im Wellenlängenbereich zwischen 630 nm und 650 nm. Die arüne Leuchtdiode lieat beisoielsweise im Wellenlängenbereich zwischen 520 nm und 530 nm. Die blaue Leuchtdiode liegt beispielsweise im Wellenlängenbereich zwischen 460 nm und 470 nm. Die Leuchtdioden weisen dabei insbesondere eine Halbwertsbreite von +/- 35 nm auf. Eine solche Leuchtdiodeneinheit ist besonders kostengünstig und zugleich gut durchstimmbar. Die Lichtspektren können mit jeweils einer Kombination aus der roten und/oder grünen und/oder blauen Leuchtdiode erzeugbar sein. Je nach Lichtspektrum sind insbesondere unterschiedliche Intensitäten für die rote und/oder grüne und/oder blauen Leuchtdiode vorgesehen. Die Lichtspektren können auch mit jeweils wenigstens einer der Leuchtdioden der RGB-Leuchtdiodeneinheit erzeugbar sein. Möglich ist auch der Einsatz einer anderen geeigneten Leuchtdiodeneinheit und/oder eine Kombination anderer geeigneter Leuchtdioden. Es kann auch ein Leuchtmittel mit wenigstens einer Full-Color-LED vorgesehen sein.
Besonders bevorzugt wird die Lichtquelle durch wenigstens eine Garraumbeleuchtung zur Sichtkontrolle des Garguts zur Verfügung gestellt. Das bietet eine besonders Bauraum sparende und kostengünstige Umsetzung des Messsystems. Die Lichtquelle kann wenigstens teilweise innerhalb des Garraums angeordnet sein. Die Lichtquelle kann wenigstens teilweise außerhalb des Garraums angeordnet sein. Dabei kann das Licht über wenigstens einen Lichtleiter und/oder wenigstens einen Spiegel in den Garraum eingebracht werden.
Insbesondere ist das Messsystem dazu geeignet und ausgebildet, die Garraumbeleuchtung zur Sichtkontrolle des Garguts mit einer anderen Intensität als zur Bestimmung der Garguteigenschaft zu betreiben. Das ermöglicht eine angenehme Sichtkontrolle und zugleich eine zuverlässige Bestimmung der Garguteigenschaft. Beispielsweise ist das Messsystem dazu geeignet und ausgebildet, die Garraumbeleuchtung zur Sichtkontrolle des Garguts mit einer höheren Intensität als zur Bestimmung der Garguteigenschaft zu betreiben. Möglich ist auch, dass die Garraumbeleuchtung zur Sichtkontrolle des Garguts mit einer geringeren Intensität als zur Bestimmung der Garguteigenschaft und/oder mit der gleichen Intensität betreibbar ist. Insbesondere ist die Garraumbeleuchtung zur Sichtkontrolle des Garguts in einem anderen Wellenlängenbereich als zur Bestimmung der Garguteigenschaft betreibbar. Beispielsweise erfolgt die Bestimmung der Garguteigenschaft außerhalb des VIS-Bereichs.
Die RGB-Leuchtdiodeneinheit wird als Garraumbeleuchtung beispielsweise auf weißes Licht eingestellt. Wenn die RGB-Leuchtdiodeneinheit zur Erzeugung eines Hyperspektralbildes verwendet wird, wird sie vorzugsweise schrittweise über den Farbbereich durchgestimmt, während die Kameraeinrichtung bei jeder Beleuchtungsfarbe jeweils wenigstens ein Farbbild aufnimmt.
Es ist möglich, dass das Messsystem dazu geeignet und ausgebildet ist, für die Auswertung der erfassten Lichtspektren und/oder zur Bestimmung der Garguteigenschaft mittels der Auswerteeinheit wenigstens eine Mustererkennung durchzuführen. Insbesondere sind Methoden zur Modellierung und Erkennung der Korrelation zwischen dem Inhalt eines Hyperspektralbildes und den gesuchten chemischen Eigenschaften der Objekte vorgesehen. Insbesondere umfasst die Mustererkennung wenigstens ein Verfahren des Maschinellen Lernens und/oder ein Verfahren mit einem neuronalen Netz und/oder ein Verfahren der multivariaten Datenanalyse (PCA Principal Component Analysis, Hauptkomponentenanalyse) und/oder wenigstens ein anderes Verfahren der künstlichen Intelligenz. Insbesondere werden zur Auswertung der Hyperspektralbilder auch Methoden des Deep Learnings und z. B. Representation Learning, Transfer Learning und Autoencoder und/oder der Anomaliedetektion angewendet.
Besonders bevorzugt ist die Auswerteeinheit dazu geeignet und ausgebildet, die erfassten Intensitäten der Lichtspektren mit hinterlegten Intensitäten jeweils vergleichbarer Lichtspektren abzugleichen. Das kann einen Vergleich der Bilder bzw. des Hyperspektraldatensatzes mit hinterlegten Bildern bzw. Hyperspektraldatensätzen umfassen. Die vergleichbaren Lichtspektren wurden dabei bei einem Gargut mit bekannten Garguteigenschaften ermittelt, sodass anhand des Vergleichs mit dem Gargut eine Garguteigenschaft zugeordnet werden kann. Das ermöglicht eine besonders unaufwendige und zugleich sehr gut reproduzierbare Bestimmung der Garguteigenschaft.
Insbesondere ist die Auswerteeinheit dazu geeignet und ausgebildet, die erfassten Intensitäten der Lichtspektren mit hinterlegten Intensitäten des jeweils gleichen Lichtspektrums abzugleichen. Die Intensitäten können in wenigstens einer Datenbank wenigstens eines Netzwerkes und beispielsweise einer Cloud hinterlegt sein. Insbesondere umfasst das Gargerät dazu wenigstens eine Netzwerkschnittstelle zur drahtlosen und/oder drahtgebundenen Verbindung mit dem Netzwerk. Beispielsweise ist das Gargerät dazu geeignet und ausgebildet, sich dazu mit wenigstens einem Internet-Server zu verbinden. Möglich und bevorzugt ist auch, dass die hinterlegten Intensitäten in einer Speichereinrichtung der Auswerteeinrichtung abgelegt sind.
Vorzugsweise erstellt die Auswerteeinheit anhand der erfassten Intensitäten ein Reflexionsspektrum des Garguts. Anschließend wird das Reflexionsspektrum mit hinterlegten Reflexionsspektren abgeglichen. Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit dazu geeignet und ausgebildet, die erfassten Intensitäten als Funktion der Frequenz mit hinterlegten Intensitäten als Funktion der Frequenz zu vergleichen.
Die Zuordnung erfolgt beispielsweise anhand eines Maßes für die Ähnlichkeit der zu vergleichenden Lichtspektren und vorzugsweise anhand charakteristischer Funktionsmerkmale der zu vergleichenden Lichtspektren. Beispielsweise werden insbesondere Maxima und/oder Minima und/oder Steigungen oder andere für einen Funktionsverlauf charakteristische Bereiche der Spektren miteinander verglichen. Beispielsweise werden für einen solchen Vergleich die frequenzabhängige Lage und/oder die Anzahl und/oder die Größe von Intensitätsmaxima und/oder Intensitätsminima in den zu vergleichenden Lichtspektren herangezogen.
In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass das Messsystem dazu geeignet und ausgebildet ist, die Garguteigenschaft wenigstens einmal während eines Garvorgangs und vorzugsweise wiederholt während eines Garvorgangs zu bestimmen. Dabei erfolgt während des Garvorgangs vorzugsweise wiederholt ein Aussenden und Erfassen und Auswerten der Lichtspektren. Das hat den Vorteil, dass Veränderungen der Garguteigenschaft während der Zubereitung festgestellt werden können. Insbesondere ist das Messsystem dazu geeignet und ausgebildet, die Garguteigenschaft mit zeitlichen Abständen wiederholt zu bestimmen. Insbesondere ist das Messsystem dazu geeignet und ausgebildet, die Garguteigenschaft vor und/oder zu Beginn und/oder nach einem Garvorgang zu bestimmen. Die Wiederholung der Messvorgänge erfolgt beispielsweise einmal pro Minute oder häufiger oder seltener.
In allen Ausgestaltungen ist es ebenfalls bevorzugt, dass das Messsystem dazu geeignet und ausgebildet ist, die Behandlungseinrichtung in Abhängigkeit der ermittelten Garguteigenschaft anzusteuern. Insbesondere ist das Messsystem dazu geeignet und ausgebildet, die Behandlungseinrichtung in Abhängigkeit der erfassten und ausgewerteten Lichtspektren anzusteuern. Vorzugsweise das Messsystem dazu geeignet und ausgebildet, die Behandlungseinrichtung in Abhängigkeit der ermittelten Garguteigenschaft abzuschalten, wenn die Garguteigenschaft einen Fertiggarpunkt anzeigt. Es ist möglich, dass sich an das Abschalten der Behandlungseinrichtung ein Schnellabkühlen und/oder Warmhalten anschließt. Das ermöglicht die Erzielung optimaler Garergebnisse und verhindert zuverlässig ein unerwünschtes Durchgaren oder ein Übergaren des Lebensmittels. Insbesondere wird eine zeitliche Entwicklung der spektralen Information und insbesondere des Hyperspektraldatensatzes ausgewertet und für die Ansteuerung herangezogen.
Insbesondere ist das Messsystem dazu geeignet und ausgebildet, mittels der Auswerteeinheit einen Fertigpunkt des Garguts zu bestimmen. Die Behandlungseinrichtung umfasst insbesondere wenigstens eine Heizeinrichtung und/oder wenigstens eine Hochfrequenzeinrichtung mit wenigstens einem Hochfrequenzerzeuger zur dielektrischen Erwärmung des Garguts im Garraum. Möglich ist auch, dass die ermittelte Garguteigenschaft ausgegeben bzw. angezeigt wird, beispielsweise über ein Display oder dergleichen.
Vorzugsweise beschreibt die Garguteigenschaft eine Gargutart und/oder einen Garzustand des Garguts. Eine solche Garguteigenschaft bietet eine besonders nützliche Aussage zur Erzielung optimaler Garergebnisse. Die Gargutart kann beispielsweise Fleisch, Fisch, Obst, Gemüse, Teigware und/oder dergleichen sein. Der Garzustand kann beispielsweise wenigstens ein Maß für die Bräunung und/oder Durchgarung und/oder den Feuchtegehalt sein. Der Garzustand kann auch definieren, ob das Gargut gefroren oder auf Raumtemperatur ist. Der Garzustand kann auch ein Maß dafür sein, wie nah sich das Gargut an einem gewünschten Fertigpunkt befindet. Es kann auch eine andere Garguteigenschaft wenigstens näherungsweise bestimmbar sein. Beispielsweise kann die Garguteigenschaft eine Zusammensetzung und/oder wenigstens einen Inhaltsstoff beschreiben. Die Garguteigenschaft kann auch einen Anteil des Inhaltsstoffes charakterisieren.
Die Auswerteeinheit ist vorzugsweise dazu geeignet und ausgebildet, die erfassten Intensitäten auf die Intensitäten der Lichtquelle in den jeweiligen Lichtspektren zu normieren. Dadurch kann die Reproduzierbarkeit der Messung erheblich verbessert werden. Die Intensität der Lichtquelle ist insbesondere in der Auswerteeinheit hinterlegt. Die Intensität der Lichtquelle kann in wenigstens eine Messgang bzw. Kalibrierverfahren durch das Messsystem ermittelbar sein. Zur Normierung können auch weitere Charakteristika der Lichtquelle bzw. des jeweiligen Lichtspektrums in der Auswerteeinheit hinterlegt sein. Beispielsweise können eine spektrale Kennlinie und/oder einer Halbwertsbreite als Funktion der Frequenz hinterlegt sein.
Die Sensoreinrichtung umfasst vorzugsweise wenigstens einen Bildsensor. Das ermöglicht eine unaufwendige und zuverlässige Erfassung der Lichtspektren. Insbesondere ist ein halbleiterbasierter Bildsensor und beispielsweise ein CCD-Sensor vorgesehen. Die Sensoreinrichtung kann wenigstens einen Halbleiterdetektor umfassen. Möglich sind auch andere Arten von Bildsensoren. Der Bildsensor kann Teil wenigstens einer Digitalkamera sein. Die Sensoreinrichtung kann wenigstens ein Objektiv umfassen.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben eines Gargeräts mit wenigstens einem Garraum und wenigstens einer Behandlungseinrichtung zur Zubereitung von Gargut im Garraum. Das Gargerät umfasst wenigstens ein Messsystem. Mit dem Messsystem wird wenigstens eine Garguteigenschaft des Garguts im Garraum bestimmt. Dabei werden mittels wenigstens einer Lichtquelle eine Mehrzahl unterschiedlicher Lichtspektren erzeugt und zu dem Gargut gesendet. Mittels wenigstens einer Sensoreinrichtung werden die durch das Gargut reflektierten Lichtspektren wenigstens teilweise einzeln erfasst und mittels wenigstens einer Auswerteeinheit ausgewertet, um die Garguteigenschaft zu bestimmen.
Auch das erfindungsgemäße Verfahren bietet viele Vorteile und ermöglicht die Bestimmung aussagekräftiger Eigenschaften des Garguts. Das können in einem Automatikbetrieb optimale Garergebnisse erzielt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst ein Lichtspektrum insbesondere eine Mehrzahl von Frequenzen und vorzugsweise wenigstens einen Frequenzbereich. Das Lichtspektrum stellt insbesondere eine für die Lichtquelle charakteristische Intensitätsverteilung über die Frequenz und insbesondere innerhalb eines Frequenzbereichs dar. Die Lichtspektren unterscheiden sich insbesondere in ihrer Intensität als Funktion der Frequenz. Dabei ist jedes Lichtspektrum insbesondere durch wenigstens ein Intensitätsmaximum bei einer bestimmten Frequenz und/oder in einem bestimmten Frequenzbereich charakterisiert. Möglich ist auch eine teilweise Erfassung wenigstens eines Lichtspektrums. Beispielsweise kann nur ein bestimmtes Frequenzspektrum des Lichtspektrums erfassbar sein.
Das Messsystem ist insbesondere dazu geeignet und ausgebildet, mittels der Sensoreinrichtung die Intensität als Funktion der Frequenz zu erfassen. Vorzugsweise ist das Messsystem dazu geeignet und ausgebildet, mittels der Auswerteeinheit anhand der erfassten Intensitäten wenigstens ein Reflexionsspektrum des Garguts zu erstellen. Unter dem Begriff Intensitäten wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere ein Intensitätsverlauf über die Wellenlänge oder die Frequenz verstanden.
Als Gargut wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere jede Art von Behandlungsgut bzw. Lebensmittel verstanden, z. B. auch Lebensmittel, die nur aufgetaut werden sollen.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, welche im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
Es zeigt:

1 eine rein schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gargerätes in einer Vorderansicht.

Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Gargerät 1, welches hier als ein Backofen 100 ausgeführt ist. Das Gargerät 1 wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben. Das Gargerät 1 hat einen beheizbaren Garraum 11, welcher durch eine Garraumtür 21 verschließbar ist. Das Gargerät 1 ist hier als ein Einbaugerät vorgesehen. Es kann auch als ein Standgerät ausgebildet sein.
Zur Zubereitung von Garguts ist eine Behandlungseinrichtung 2 vorgesehen, die in der hier dargestellten Ansicht nicht sichtbar im Garraum 11 bzw. Geräteinneren angeordnet ist. Die Behandlungseinrichtung 2 umfasst hier eine Heizeinrichtung 12 mit mehreren Heizquellen für die Beheizung des Garraums 11. Als Heizquelle können beispielsweise eine Oberhitze und/oder eine Unterhitze, eine Heißluftheizquelle und/oder eine Grillheizquelle vorgesehen sein. Es kann auch ein Dampferzeuger als Heizquelle vorgesehen sein. Zudem kann die Behandlungseinrichtung 2 zum Erhitzen bzw. Garen mit Hochfrequenzstrahlung ausgebildet sein und dazu wenigstens einen Hochfrequenzerzeuger 22 umfassen.
Das Gargerät 1 umfasst hier eine Steuereinrichtung 32 zur Steuerung bzw. Regelung von Gerätefunktionen und Betriebszuständen. Über die Steuereinrichtung 3 sind vorwählbare Betriebsmodi und vorzugsweise auch verschiedene Automatikprogramme bzw. Programmbetriebsarten und andere Automatikfunktionen ausführbar. Die Steuereinrichtung 32 steuert dazu z. B. die Behandlungseinrichtung 2 in Abhängigkeit eines vorgewählten Betriebsmodus bzw. Automatikprogramms entsprechend an.
Zur Bedienung des Gargerätes 1 ist eine Bedieneinrichtung 101 vorgesehen. Beispielsweise können darüber der Betriebsmodus, die Garraumtemperatur und/oder ein Automatikprogramm bzw. eine Programmbetriebsart oder andere Automatikfunktion ausgewählt und eingestellt werden. Über die Bedieneinrichtung 101 können auch weitere Benutzereingaben vorgenommen werden und zum Beispiel eine Menüsteuerung vorgenommen werden. Die Bedieneinrichtung 101 umfasst auch eine Anzeigeeinrichtung 102, über die Benutzerhinweise und z. B. Eingabeaufforderungen angezeigt werden können. Die Bedieneinrichtung 101 kann Bedienelemente und/oder eine berührungsempfindliche Anzeigeeinrichtung 102 bzw. einen Touchscreen umfassen.
Das Gargerät 1 ist hier mit einem Messsystem 3 ausgestattet, welches in der hier dargestellten Ansicht teilweise nicht sichtbar im Geräteinneren bzw. im Garraum 11 angeordnet ist. Das Messsystem 3 umfasst eine Lichtquelle 4 und eine Sensoreinrichtung 5 sowie eine Auswerteeinheit 13. Das Messsystem 3 dient zur Bestimmung einer oder mehrerer Garguteigenschaften, welche von der Steuereinrichtung 32 im Betrieb der Behandlungseinrichtung 2 entsprechend berücksichtigt werden können. Die ermittelte Garguteigenschaft kann auch über die Anzeigeeinrichtung 102 angezeigt werden. Die Garguteigenschaft kann auch über die Bedieneinrichtung 101 bestätigt oder verändert bzw. korrigiert werden.
Die Lichtquelle 4 dient zur Erzeugung von zwei oder mehr unterschiedlichen Lichtspektren. Die Lichtspektren werden zum Gargut gesendet und von diesem wenigstens teilweise reflektiert.
Die Sensoreinrichtung 5 erfasst die Intensitäten der von dem Gargut reflektierten Lichtspektren. Die erfassten Lichtspektren werden dann von der Auswerteeinheit 13 ausgewertet, um die Garguteigenschaft zu bestimmen.
Die Sensoreinrichtung 5 umfasst hier eine Kameraeinrichtung 15, welche hier nicht sichtbar an einer Oberseite des Garraums 11 angeordnet ist. Die Kameraeinrichtung 15 ist beispielsweise als eine digitale Kameraeinrichtung ausgebildet. Beispielsweise umfasst die Kameraeinrichtung 15 eine Optik und zum Beispiel ein Objektiv, um wenigstens einen Teil und vorzugsweise das gesamte Gargut im Garraum 11 zu erfassen. Die Kameraeinrichtung 15 kann sich auch an einer anderen Position befinden.
Die Lichtquelle 4 umfasst in der hier gezeigten Ausgestaltung ein Leuchtmittel 6, mit dem die unterschiedlichen Lichtspektren erzeugt werden. Dazu ist das Leuchtmittel 6 als eine RGB-Leuchtdiodeneinheit 46 ausgebildet. Die Leuchtdiodeneinheit 46 umfasst hier drei Leuchtdioden 16, 26, 36. Die einzelnen Leuchtdioden 16, 26, 36 sind hier einzeln ansteuerbar.
Beispielsweise sind eine rote und eine grüne und eine blaue Leuchtdiode 16, 26, 36 vorgesehen. Dabei werden die unterschiedlichen Lichtspektren dadurch erzeugt, dass die Leuchtdioden 16, 26, 36 auf jeweils eine bestimmte Intensität eingestellt werden. Dabei können alle drei Leuchtdioden 16, 26, 36 oder auch nur zwei oder nur eine Leuchtdiode 16, 26, 36 aktiv sein.
In einer alternativen Ausgestaltung kann die Lichtquelle 4 auch ein anderes Leuchtmittel 6 zur Erzeugung der Lichtspektren aufweisen. Beispielsweise kann für jedes Lichtspektrum ein eigenes Leuchtmittel 6 oder eine Kombination aus zwei oder mehr Leuchtmitteln 6 vorgesehen sein.
Die Leuchtdiodeneinheit 46 befindet sich hier außerhalb des Garraums 11. Zum Einbringen des Lichts in den Garraum 11 ist hier ein Lichtleiter 56 und beispielsweise ein Glasstab vorgesehen. Ein solcher Lichtleiter ermöglicht eine besonders weitgehende Ausleuchtung des Garraums 11bzw. des Garguts mit den erforderlichen Lichtspektren. In einer Ausgestaltung kann das Leuchtmittel 6 aber auch direkt im Garraum 11 angeordnet sein.
Die Lichtquelle 4 dient hier auch als eine Garraumbeleuchtung 14, um während eines Garbetriebs den Garraum 11 auszuleuchten. So kann der Benutzer den Garvorgang durch das in die Tür 21 integrierte Sichtfenster gut beobachten. Es kann zur Beleuchtung des Garraums 11 aber auch eine separate oder eine zusätzliche Garraumbeleuchtung 14 vorgesehen sein.
Um eine besonders weitgehende Ausleuchtung des Garguts mit den jeweiligen Lichtspektren zu ermöglichen, können in einer Ausgestaltung auch weitere Leuchtmittel 6 im Garraum 11 angeordnet sein. Als Beispiel sind hier zwei weitere Leuchtmittel 6 grob gestrichelt eingezeichnet. Dabei befindet sich ein Leuchtmittel im Deckenbereich des Garraums 11 und eines an einer Garraumseite. Zusätzlich können auch noch weitere Leuchtmittel 6 im Garraum 11 vorgesehen sein. Die weiteren Leuchtmittel 6 sind beispielsweise auch als eine Leuchtdiodeneinheit 46 oder dergleichen ausgebildet.
Beispielsweise wird mit dem Messsystem 3 vor bzw. zu Beginn des Garvorgangs und anschließend wiederholt während des Garvorgangs die Garguteigenschaft bestimmt. Dazu werden zum Beispiel zeitversetzt mehrere unterschiedliche Lichtspektren erzeugt und das Gargut damit beleuchtet. Je nach Gargut werden dann bestimmte Wellenlängenbereiche der Lichtspektren stärker oder schwächer reflektiert. Somit ergibt sich für ein bestimmtes Gargut eine charakteristische Intensitätsverteilung über die Frequenz.
Die Kameraeinrichtung 15 erfasst die reflektierten Lichtspektren. Es ergibt sich anhand der erfassten Intensitäten ein charakteristisches Reflexionsspektrum des Garguts. Die Auswerteeinheit 13 bestimmt dann anhand des Reflexionsspektrums die wenigstens eine Garguteigenschaft.
Beispielsweise vergleicht die Auswerteeinheit 13 das erfasste Reflexionsspektrum mit zuvor ermittelten und in der Auswerteeinheit 13 hinterlegten Lichtspektren von bekannten bzw. idealisierten Gargütern. Dazu ist in der Auswerteeinheit 13 insbesondere ein Algorithmus für den Abgleich hinterlegt. Zudem umfasst die Auswerteeinheit 13 eine Datenbank von Reflexionsspektren bekannter Gargüter.
Anhand des Vergleichs wird dann ein wenigstens näherungsweise ähnliches Reflexionsspektrum ausgewählt. Die diesem Reflexionsspektrum zugrunde liegende Garguteigenschaft wird dann als die Garguteigenschaft des untersuchten Garguts angenommen.
So kann anhand des erfassten Reflexionsspektrums eine Aussage darüber getroffen werden, ob es sich um Fleisch, Fisch, Obst oder Gemüse oder auch um Teigwaren oder dergleichen handelt. Ebenso kann eine Aussage darüber getroffen werden, wie weit das Gargut gebräunt ist oder ob es durchgegart oder eben noch nicht ausreichend gegart ist. Es kann auch eine Aussage über bestimmte Inhaltsstoffe des Lebensmittels getroffen werden.
Je nach Garguteigenschaft wird dann beispielsweise ein Automatikprogramm vorgeschlagen oder automatisch eingestellt. Das Automatikprogramm steuert eine Zubereitung, welche eine optimale Zubereitung für ein Gargut mit den zuvor ermittelten Garguteigenschaften bietet. Dazu wird die Behandlungseinrichtung 2 während des Garvorgangs dann entsprechend angesteuert. Zudem kann anhand der fortlaufenden Bestimmung der Garguteigenschaft der Fertiggarpunkt erkannt werden, zu dem dann die Behandlungseinrichtung 2 abgeschaltet bzw. der Garvorgang beendet wird. So können die gewonnenen Erkenntnisse über das Gargut für die Parametrisierung eines nachfolgenden Eingabevorgangs und/oder Garvorgangs verwendet werden.
Für eine möglichst genaue Interpretation der gemessenen Spektren ist es bevorzugt, dass die Charakteristik der Lichtquelle 4 im Rahmen einer Nominierung berücksichtigt wird. Beispielsweise wird dazu eine Kennlinie und/oder eine Halbwertsbreite als Funktion der Frequenz oder dergleichen der Lichtquelle 4 herangezogen.
Zur Bereitstellung der Lichtspektren kann mit der Lichtquelle 4 und beispielsweise mit der Leuchtdiodeneinheit 46 Licht von unterschiedlicher Farbe erzeugt werden. Die Intensität, mit der jede Farbe erzeugt werden kann, ist vorzugsweise in dem Messsystem 3 hinterlegt. Die Information stammt beispielsweise vom Auslieferungszustand des Gargeräts 1 oder ergibt sich als fortlaufendes Update aus einem Kalibrierzyklus für die Lichtquelle 4.
Die Sensoreinrichtung 5, beispielsweise mit einer Kameraeinrichtung 15, erfasst dann das von dem Gargut bei der jeweiligen Farbe der Lichtquelle 4 reflektierte Licht. Die erfasste Intensität des reflektierten Lichts wird beispielsweise auf die Intensität normiert, mit der die Lichtquelle 4 das Licht der jeweiligen Farbe erzeugen kann. Die von der Sensoreinrichtung 5 erfassten Daten bzw. Messwerte werden an die Auswerteeinheit 13 weitergegeben. So ergibt sich ein aussagekräftiges Reflexionsspektrum des Garguts.
Die hier gezeigte Lichtquelle 4 kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich des Spektrums aussenden. Die Lichtquelle 4 kann aber auch alternativ oder zusätzlich Licht im NIR-, IR-, FIR- und/oder UV-Bereich aussenden. Entsprechend ist die Sensoreinrichtung 5 so ausgebildet, dass diese das Licht in den entsprechenden Wellenlängenbereichen erfassen kann. Ein Vorteil bei Messungen außerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereichs ist, dass der Messvorgang bzw. das Messlicht nicht sichtbar sind.
Wird im sichtbaren Bereich des Spektrums gemessen, so erfolgt die Messung vorzugsweise so schnell, dass der Messprozess bzw. der Farbscan vom Auge nicht wahrgenommen werden kann. Möglich ist auch, dass die Intensität der Lichtquelle 4 während der Messung reduziert wird. Das ist besonders bei Messungen bevorzugt, welche während des Garvorgangs wiederholt erfolgen.
Wiederholte Messungen sind besonders vorteilhaft, wenn Veränderungen der Inhaltsstoffe im Lebensmittel beobachtet werden sollen und wenn bei bestimmten Veränderungen im Lebensmittel ein Einfluss auf den Garprozess genommen werden soll. Zum Beispiel sind wiederholte und zeitnahe Messungen von Vorteil, wenn das Garzeitende erkannt werden soll, um ein automatisches Abschalten zu ermöglichen.
Steht eine Bestimmung der Garguteigenschaft und z. B. von Art und Inhaltsstoffen zu Beginn des Garvorgangs im Vordergrund, ist beispielsweise nur eine Messung mit Farbveränderung der Lichtquelle 4 bzw. der Garraumbeleuchtung 14 erforderlich. Dann kann das Farbspektrum normal durchgefahren werden. Für den Benutzer ergibt sich beispielsweise der Eindruck, den er auch von einem Scanner oder Fotokopierer kennt. Das Lebensmittel wird sozusagen mit dem Farbscan erkannt.
Zur Erzeugung von Zwischenfarben werden die drei Leuchtdioden 16, 26, 36 der Leuchtdiodeneinheit 46 unterschiedlich stark gedimmt. Die Leuchtdioden 16, 26, 36 bleiben dabei im Wesentlichen in ihrem Farbbereich. Durch die Überlagerung der drei Spektren mit unterschiedlichen Intensitäten lassen sich nahezu alle Farben erzeugen.
Die vorliegende Erfindung bietet die Möglichkeit, die Art des Lebensmittels sensorisch zu bestimmen. So braucht der Benutzer das Lebensmittel nicht durch Auswahl eines optimalen Programms aus Tabellen mit mehreren Eingabe-Ebenen anzuwählen. Das für das jeweilige Lebensmittel optimale Programm kann dem Benutzer bei automatischer Erkennung der Garguteigenschaften direkt angeboten werden. Er braucht dann nur noch die gewünschten Parameter wie z. B. Bräunung und Kernzustand anzuwählen. Die Inhaltsstoffe des Lebensmittels ändern sich während des Garens. Wenn diese ebenfalls als Garguteigenschaft beobachtet werden, ergeben sie eine Information über den Gargrad. Die Information kann z. B. zum Abschalten besonders gut genutzt werden.
Gargutangepasste Garprozesse lassen sich mit der Erfindung besonders einfach starten und überwachen bzw. zur rechten Zeit automatisch beenden. Bei Geräten, die eine LED-Garraumbeleuchtung 14 und eine Kamera zur Beobachtung des Garraums 11 haben, ist fast keine zusätzliche Hardware erforderlich. Die LED muss z. B. nur farblich durchstimmbar sein und kann z. B. eine RGB-LED 46 umfassen. Das Messsystem 3 bzw. Spektrometer besteht dann aus einer durchstimmbaren Garraumbeleuchtung 14 plus Bildsensor bzw. Kamera 15 plus Auswerteeinrichtung 13 mit Software.
Das zuvor beschriebene Messsystem 3 kann zur Erfassung von Hyperspektraldatensätzen bzw. Hyperspektralbilder eingesetzt werden. Die Kameraeinrichtung 15 erfasst dabei für jeweils wenigstens ein vom Gargut reflektiertes Lichtspektrum jeweils wenigstens ein Bild mit wenigstens zwei räumlichen Dimensionen des Garguts. Die Bilder enthalten z. B. Informationen über die Intensität des reflektierten Spektrums. In jedem (räumlichen) Bildelement bzw. Pixel des Bildes liegt dabei ein komplettes Reflexionsspektrum des zugehörigen Objektpunktes. Indem die Szene schrittweise nacheinander mit Licht unterschiedlicher Farbe (unterschiedlicher Wellenlänge bzw. Frequenz) beleuchtet wird, wird die Reflexion am zum Pixel gehörigen Objektpunkt von der Kameraeinrichtung 15 erfasst. Ein solches Bild wird Hyperspektralbild genannt.
Zur Erfassung der Hyperspektralbilder nimmt die digitale Farbkamera 15 Farbbilder des Garrauminhalts auf. Dabei hängt die Farbe der Bilder von der Farbe der Beleuchtung der Szene ab. Die Kamera 15 nimmt in kurzer Zeit eine Vielzahl von Bildern (der gleichen Szene) mit einem möglichst schmalbandigen Ausschnitt aus dem Farbspektrum (Beleuchtungsspektrum) auf, das schrittweise über das gesamte Farbspektrum von Rot bis Blau (oder erweitert von IR bis UV) durchgefahren wird. Insbesondere wird auch der Bereich der Nahinfrarotspektroskopie zur Lebensmittelanalyse verwendet.
Dazu wird hier die Garraumbeleuchtung 14 wie zuvor beschrieben als Lichtquelle 4 verwendet. Z. B. wird eine RGB-LED verwendet, die im Moment der Aufnahme eines Hyperspektralbildes kurzzeitig farblich schrittweise durch das ihr mögliche Farbspektrum (Wellenlängen- oder Frequenzspektrum) gestimmt wird.
Ist das Spektrum einer RGB-LED als Lichtquelle 4 (mit den 3 Sub-LEDs rot, grün, blau), die als Garraumbeleuchtung 14 verwendet wird, für das gewünschte Hyperspektralbild nicht schmalbandig genug oder können nicht ausreichend viele voneinander unabhängige verschiedenfarbige Beleuchtungssituationen geschaffen werden, kann im Garraum 11 eine spezielle Beleuchtung aus mehr als drei verschiedenfarbigen LEDs oder schmalbandigen Laserdioden (Spektrenbreite typisch <= 1/10 der LED Spektren) oder anderen Lichtquellen 4 installiert werden. Beispielsweise kann eine Weißlichtquelle mit Farbfilterrad vorgesehen sein.
In jedem Pixel der 2D-Kamera, d. h. an jedem Ort der Szene, wird so für jede Beleuchtungsfarbe der Szene das von den dort befindlichen Objekten reflektierte Licht bestimmt. Es gibt für jede Beleuchtungsfarbe ein Bild.
In Summe ergibt sich das Hyperspektralbild zum Beispiel als Würfel. Zwei seiner Dimensionen enthalten die „gewohnte“ räumliche Struktur der Szene als 2D-Farbbild. Die Farben ergeben sich aus der Beleuchtungsfarbe und dem Reflexionsvermögen der Objekte im Bild bei dieser Beleuchtungsfarbe. Im Prinzip liegen dabei viele Bilder übereinander. Jedes Bild wurde bei einer Beleuchtungsfarbe aufgenommen. Die Information in einem räumlichen Pixel entlang der Achse der spektralen Information enthält das Reflexionsspektrum dieses räumlichen Objektpunktes. Um besonders genaue und kontrastreiche Informationen zu erhalten, können z. B. mehr schmalbandige Spektren über das gesamte Farbspektrum aneinandergereiht werden.
Werden beispielsweise drei Spektren, z. B. die zu den Frequenzmitten der Sub-LEDs R, G und B gehörigen Spektren, verwendet, stehen drei spektrale Messwerte über das gesamte messbare Spektrum bereit. Es können auch bis zu 260 oder mehr Beleuchtungsszenarien mit Bandbreiten von etwa +/- 1 nm über eine spektrale Breite von beispielsweise 260 nm realisiert werden. Mit drei Sub-LEDs R, G und B ist es zum Beispiel möglich, die Intensitäten der Sub-LEDs so zu variieren, dass das ganze Farbspektrum (bis auf eine Schwäche im Gelbbereich) durchgestimmt werden kann.
Die rote Leuchtdiode liegt beispielsweise im Wellenlängenbereich zwischen 630 nm und 650 nm, die grüne Leuchtdiode im Wellenlängenbereich zwischen 520 nm und 530 nm und die blaue Leuchtdiode im Wellenlängenbereich zwischen 460 nm und 470 nm. Die Leuchtdioden weisen typischerweise eine Halbwertsbreite von +/- 35 nm auf. Der mit einer RGB-LED abgedeckte Bereich reicht zum Beispiel etwa von 425 (blau) bis 685 nm (rot) und beträgt in Summe 260 nm. Werden zwei Sub-LEDs der RGB-LED gleichzeitig betrieben, kann hier das Summenspektrum bis +/- 70 nm breit sein. Das ist etwa schon die Hälfte des durchstimmbaren Spektrums, also sehr breit.
In der Regel ist es so, das beleuchtungsfarbenabhängige Unterschiede im Hyperspektralbild aufgrund der Chemie der Objektoberflächen umso kontrastreicher zu erkennen sind, je schmaler die Beleuchtungsfarbspektren sind. Sonst werden die farbspezifischen Effekte durch Mittelung über viele Wellenlängen ungünstig beeinträchtigt. Die Methode funktioniert aber auch mit breitbandigen Beleuchtungsspektren. Die Gestaltung der Spektrenbreiten ergibt sich insbesondere aus Aufwand und Nutzen.
Soll z. B. ein frischer Apfel von einem gealterten Apfel unterschieden werden, können die jeweiligen zu einer Beleuchtungsfarbe gehörenden Bilder des frischen und alten Apfels betrachtet werden. Bei manchen Beleuchtungsfarben ergeben sich große Unterschiede im Bild, bei anderen nur sehr geringe. Es werden nur die Beleuchtungsverhältnisse herangezogen, bei denen das Bild mit großen Unterschieden auf das Merkmal Frische reagiert (= Selektion durch PCA bzw. Hauptachsenanalyse). Zur Analyse der Hyperspektralbilder kommen auch Verfahren der Mustererkennung, der Bild- und Informationsverarbeitung sowie des Maschinellen Lernens zur Anwendung.
Zur Erzeugung der hyperspektralen Bilder wird hier eine Kombination von Spektroskopie (farbveränderbare Beleuchtung der Objekte vor der Reflexion am Objekt oder Farbselektion aus breitbandigem Beleuchtungsspektrum nach Reflexion am Objekt) und digitaler Bildverarbeitung (2D-Digitalfarbkamera zur Messung des vom Objekt reflektierten Lichtes) bereitgestellt. Diese Bildgebungstechnologie ermöglicht es, die chemischen Eigenschaften von Objekten im Bildausschnitt ortsaufgelöst zu messen und bildhaft darzustellen.
So kann z. B. auf den Bildern, die einen Blick in den Garraum 11 zeigen, aufgrund der bekannten spektralen Garraumeigenschaften das Gargut vom Garraum 11 mit seinem Zubehör unterschieden werden. Zur Modellierung und Erkennung der Korrelation zwischen dem Inhalt eines Hyperspektralbildes und den chemischen Eigenschaften der Objekte werden vorzugsweise Verfahren des Maschinellen Lernens (d. h. neuronale Netze) und der multivariaten Datenanalyse (PCA = Principal Component Analysis, Hauptkomponentenanalyse) eingesetzt. Insbesondere werden zur Auswertung der Hyperspektralbilder auch Methoden des Deep Learnings (z. B. Representation Learning, Transfer Learning und Autoencoder) und der Anomaliedetektion angewendet. Konzepte für die Verarbeitungskette bei der Auswertung hyperspektraler Bilder und spektraler Messungen werden insbesondere angewendet.
Der hochdimensionale Datensatz ergibt sich für die Ermittlung von Garguteigenschaften insbesondere durch die jeweiligen Bilder des Garraums mit veränderter Beleuchtungsfarbe. Die Anzahl der Beleuchtungsfarben entspricht der Anzahl der Dimensionen. Mit der PCA wird herausgefunden, welche Beleuchtungsfarben die relevanten Informationen im Kamerabild zum Vorschein bringen. So kann die hohe Dimensionalität der Aufgabe erheblich reduziert werden.
Die hier vorgestellte Erfindung bietet ein bildgebendes System bzw. eine Hyperspektralkamera 15. Für jeden Ortspunkt (Pixel) der 2D-Digitalfarbkamera 15 wird zusätzlich eine spektrale Information in Form eines Reflexionsspektrums für den zugehörigen Objektpunkt bestimmt. Das erfolgt z. B. durch Durchstimmen der Beleuchtungsfarbe (LED-Garraumbeleuchtung) für die zu beobachtende Szene im Garraum 11 schrittweise über das gesamte zu beobachtende Spektrum.
Das kann alternativ z. B. so gemacht werden, das weißes Licht mit einem breiten Spektrum am Objekt reflektiert wird. Bevor es auf den Bildsensor bzw. Sensorchip der Kamera 15 trifft, wird es sukzessive spektral selektiert und nur farbweise nacheinander für verschiedene Aufnahmen der gleichen Szene auf den Kamerachip gelassen. Eine solche Selektionseinrichtung kann z. B. mit einem vorgeschalteten Farbfilterrad oder einem schwenkbaren Gitter oder auch anders erfolgen.
So können Spektren verschiedener Objektpunkte miteinander verglichen werden. Lebensmittel im Garraum können dadurch vom Garraumzubehör unterschieden werden. Die Reflexionseigenschaften eines zu garenden Lebensmittels können z. B. über das gesamte Farb-, NIR-, UV-Spektrum als Funktion der Garzeit ausgewertet und verglichen werden. Die Korrelationen von Frischezustand und Qualität, Art des Lebensmittels und anderen Eigenschaften mit bestimmten Eigenschaften der Hyperspektralbilder lassen sich mit den oben erwähnten Auswertemethoden wie Maschinellem Lernen und multivariater Analyse extrahieren. Bestimmte Eigenschaften der Lebensmittel lassen sich nur bei der Reflexion bestimmter Beleuchtungsfarben erkennen oder als Differenz von Bildern, die bei verschiedenen Beleuchtungsfarben aufgenommen wurden.
Bezugszeichenliste

1: Gargerät
2: Behandlungseinrichtung
3: Messsystem
4: Lichtquelle
5: Sensoreinrichtung
6: Leuchtmittel
11: Garraum
12: Heizeinrichtung
13: Auswerteeinheit
14: Garraumbeleuchtung
15: Kameraeinrichtung
16: Leuchtdiode
21: Garraumtür
22: Hochfrequenzerzeuger
26: Leuchtdiode
32: Steuereinrichtung
36: Leuchtdiode
46: Leuchtdiodeneinheit
56: Lichtleiter
100: Backofen
101: Bedieneinrichtung
102: Anzeigeeinrichtung

Claims

Gargerät (1) mit wenigstens einem Garraum (11) und mit wenigstens einer Behandlungseinrichtung (2) zur Zubereitung von Gargut im Garraum (11) und mit wenigstens einem Messsystem (3) zur Bestimmung wenigstens einer Garguteigenschaft des Garguts im Garraum (11), dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem (3) dazu geeignet und ausgebildet ist, mittels wenigstens einer Lichtquelle (4) eine Mehrzahl unterschiedlicher Lichtspektren zu erzeugen und zu dem Gargut zu senden und mittels wenigstens einer Sensoreinrichtung (5) die durch das Gargut reflektierten Lichtspektren wenigstens teilweise einzeln zu erfassen und die erfassten Lichtspektren mittels wenigstens einer Auswerteeinheit (13) auszuwerten, um die Garguteigenschaft wenigstens bestimmen.
Gargerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (5) durch wenigstens eine Kameraeinrichtung (15) bereitgestellt wird und dass das Messsystem (3) dazu geeignet und ausgebildet ist, mittels der Kameraeinrichtung (15) für jeweils wenigstens ein vom Gargut reflektiertes Lichtspektrum jeweils wenigstens ein Bild mit wenigstens zwei räumlichen Dimensionen des Garguts zu erfassen.
Gargerät (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraeinrichtung (15) dazu geeignet und ausgebildet ist, Bilder mit wenigstens drei räumlichen Dimensionen des Garguts zu erfassen und dass die dritte Dimension insbesondere ein Abstand des erfassten Objekts zur Kameraeinrichtung (15) ist.
Gargerät (1) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (13) dazu geeignet und ausgebildet ist, die Bilder zu wenigstens einem Hyperspektraldatensatz bzw. Hyperspektralbild zu verrechnen und dass der Hyperspektraldatensatz wenigstens die wenigstens zwei räumlichen Dimensionen und wenigstens eine spektrale Dimension umfasst.
Gargerät (1) nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilder jeweils aus einer Vielzahl von Bildelementen bestehen und dass in den Bildelementen jeweils Intensitätsinformationen und/oder Farbinformationen desjenigen Teils des Garguts abgebildet sind, dessen Licht in wenigstens einem dem Bildelement zugeordneten Sensorsegment der Kameraeinrichtung (15) erfasst ist und dass in dem Hyperspektraldatensatz diejenigen Bildelemente in der spektralen Dimension übereinander bzw. entlang einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, welche den gleichen Teil des Garguts abbilden.
Gargerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem (3) dazu geeignet und ausgebildet ist, die einzelnen Lichtspektren der Mehrzahl unterschiedlicher Lichtspektren mittels der Lichtquelle (4) zeitversetzt zu erzeugen und/oder dass das Messsystem (3) dazu geeignet und ausgebildet ist, die Mehrzahl unterschiedlicher Lichtspektren mittels der Lichtquelle (4) in wenigstens einem Mehrfachspektrum gemeinsam zu erzeugen und das Mehrfachspektrum mittels wenigstens einer Selektionseinrichtung vor der Erfassung durch die Sensoreinrichtung (5) wieder in eine Mehrzahl unterschiedlicher Lichtspektren zu zerlegen, sodass ein einzelnes vom Gargut reflektiertes Lichtspektrum erfassbar ist.
Gargerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem (3) dazu geeignet und ausgebildet ist, in Abhängigkeit der erfassten und ausgewerteten Lichtspektren das Gargut von seiner Umgebung zu unterscheiden.
Gargerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Lichtspektren jeweils durch Licht unterschiedlicher Farbe bereitgestellt werden und dass die erfassten Lichtspektren vorzugsweise wenigstens teilweise im sichtbaren Bereich des Lichts und/oder wenigstens teilweise im UV- und/oder im NIR- und/oder im IR- und/oder im FIR- Bereich liegen.
Gargerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Lichtspektren in einem Bandbereich mit einer Breite von wenigstens 250 nm liegen und/oder innerhalb einer Bandbreite von 430 nm bis 680 nm liegen.
Gargerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Lichtspektren jeweils eine spektrale Breite von +/- 30 nm bis +/- 70 nm aufweisen.
Gargerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens 100 und vorzugsweise wenigstens 250 Lichtspektren erfasst werden und/oder dass die Erfassung der Lichtspektren in Schritten von +/- 1 nm Bandbreite oder weniger erfolgt.
Gargerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (4) für jedes Lichtspektrum wenigstens ein Leuchtmittel (6) und insbesondere wenigstens eine Leuchtdiode und/oder Laserdiode aufweist und/oder dass die Lichtquelle (4) zur Erzeugung der Lichtspektren durchstimmbar ist.
Gargerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (4) wenigstens zwei Leuchtdioden (16, 26) umfasst und dass die Lichtspektren mit jeweils wenigstens einer Leuchtdiode (16, 26) erzeugbar sind und/oder dass die Lichtspektren mit jeweils einer Kombination aus wenigstens zwei überlagerten Leuchtdioden (16, 26) erzeugbar sind.
Gargerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (4) wenigstens eine RGB-Leuchtdiodeneinheit (46) mit wenigstens einer roten und wenigstens einer grünen und wenigstens einer blauen Leuchtdiode (16, 26, 36) umfasst und dass die RGB-Leuchtdiodeneinheit (46) farblich durchstimmbar ist.
Gargerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle(4) durch wenigstens eine Garraumbeleuchtung (14) zur Sichtkontrolle des Garguts zur Verfügung gestellt wird.
Gargerät (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem (3) dazu geeignet und ausgebildet ist, die Garraumbeleuchtung (14) zur Sichtkontrolle des Garguts mit einer anderen Intensität als zur Bestimmung der Garguteigenschaft zu betreiben.
Gargerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem (3) dazu geeignet und ausgebildet ist, für die Auswertung der erfassten Lichtspektren und/oder zur Bestimmung der Garguteigenschaft mittels der Auswerteeinheit (13) wenigstens eine Musterkennung durchzuführen.
Gargerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (13) dazu geeignet und ausgebildet ist, die erfassten Intensitäten der Lichtspektren mit hinterlegten Intensitäten jeweils vergleichbarer Lichtspektren abzugleichen, welche bei einem Gargut mit bekannten Garguteigenschaften ermittelt wurden, sodass anhand des Abgleichs dem Gargut eine Garguteigenschaft zugeordnet werden kann.
Gargerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem (3) dazu geeignet und ausgebildet ist, die Behandlungseinrichtung (2) in Abhängigkeit der ermittelten Garguteigenschaft anzusteuern und vorzugsweise abzuschalten, wenn die Garguteigenschaft einen Fertiggarpunkt anzeigt.
Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts (1) mit wenigstens einem Garraum (11) und mit wenigstens einer Behandlungseinrichtung (2) zur Zubereitung von Gargut im Garraum (11) und mit wenigstens einem Messsystem (3), mit welchem wenigstens eine Garguteigenschaft des Garguts im Garraum (11) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens einer Lichtquelle (4) eine Mehrzahl unterschiedlicher Lichtspektren erzeugt und zu dem Gargut gesendet werden und dass mittels wenigstens einer Sensoreinrichtung (5) die durch das Gargut reflektierten Lichtspektren wenigstens teilweise einzeln erfasst und mittels wenigstens einer Auswerteeinheit (13) ausgewertet werden, um die Garguteigenschaft zu bestimmen.