JP2018519110A5

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Publication number: JP2018519110A5
Application number: JP2017568213A
Authority: JP
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2019-08-29
Anticipated expiration: 2036-06-30

Description

飲料の調製方法及び飲料を調製するための装置

本発明は、全般的に、飲料を調製するための方法に関するものであり、この方法は、棒を通じて飲料中に蒸気を注入することによって、カップ内の飲料を加熱するステップと、そのカップ内の飲料の温度を測定するステップとを含む。

そのような方法は、米国特許出願公開第２００３／０１３１７３５（Ａ１）号から既知である。この既知の方法は、概して管状の外側スリーブと、その外側スリーブ内部の内側コアとを含む、細長い泡立て棒を備えるシステムによって実行される。内側コアは、その泡立て棒の供給端部から、飲料中に蒸気を噴出するように構成された泡立て棒の排出端部へと、蒸気を通過させるように構成された、蒸気導管を画定している。内側コアは、飲料調製装置の蒸気供給部への泡立て棒の接続を容易にするように構成された、結合機構を更に含む。この結合機構は、ねじ山、クランプ、溝、迅速接続機構、あるいは、蒸気供給部と接続するように相補的に構成された他の好適な締結具を含み得るものであり、蒸気供給部からの泡立て棒の容易な分離及び再結合を可能にすることにより、保守管理及び洗浄を容易にすることができる。更には、外側スリーブは、取り外しが容易であることにより、洗浄及び修理を容易にすることができる。例えば、外側スリーブは、１つのフレーバーの飲料を調製した後に、容易に取り外すことができるため、その後に調製される飲料に望ましくないフレーバーが付与されるリスクが、最小限に抑えられる。更には、特定の機能に対応するように個別に構成された、いくつかの異なる外側スリーブを、泡立て棒に交換可能に結合することにより、その泡立て棒の有用性を多様化することができる。泡立て棒は、その泡立て棒の中心付近に位置決めされた、温度計測器を含み得る。この温度計測器は、泡立てられた飲料と接触することによって温度を測定するための、温度計、サーミスタ、又は熱電対とすることができる。測定された温度は、視覚的ディスプレイ及び／又は他の可視機構若しくは可聴機構を介して示すことができ、その飲料調製装置の動作を自動的に制御するために使用することができる。この既知のシステムは、泡立て棒を洗浄するために、その泡立て棒を取り外すことを可能にするものであるが、この泡立て棒の洗浄、特に温度計測器の洗浄を含めた、泡立て棒の分離及び再結合は、多くの時間を要するものである。特に、衛生的な観点から、泡立て棒は、その泡立て棒が使用されるたびに、分離、洗浄、及び再結合することが望ましく、このことにより、そのようなシステムの使用は、いささか非実用的なものとなり、その結果、そのシステムのユーザは、使用した後の泡立て棒の洗浄を控える頻度が多くなり、このことは、健康上のリスクを招く恐れがある。更には、汚染された泡立て棒はまた、その飲料調製装置の内部を汚染する恐れもあるが、この装置内部の汚染は、除去することが困難な場合がある。特に、温度計測器は、泡立てられた飲料と接触するため、汚染が生じやすく、徹底的な洗浄を必要とするものであるが、このことは、その温度計測器の泡立て棒内での位置の観点から、多大な労力を要するものである。

（発明の目的）
それゆえ、本発明の目的は、飲料を調製するための方法を提供することであり、この方法は、棒を通じて飲料中に蒸気を注入することによって、飲料を加熱するステップを含み、その飲料の温度を衛生的に測定することができるものである。更には、本発明の目的は、飲料の調製方法において、飲料の温度を測定する代替的方式を提供することである。

上記で特定された目的のうちの少なくとも１つを達成するために、本発明は、飲料の調製方法を提供し、この方法は、棒を通じて蒸気を注入することによって、カップ内の飲料を加熱するステップと、そのカップ内の飲料の温度を測定するステップとを含み、この飲料の温度を測定するステップは、加熱するステップの間に、飲料からの音響信号を継続的に記録するステップと、その記録された音響信号から、飲料の温度を導出するステップとを含む。飲料からの音響信号を記録して、その記録された音響信号から飲料の温度を導出することによって、飲料の温度が、非接触式に測定されることにより、この方法の衛生的性能を向上させることができる。本発明は更に、棒を通じて飲料中に蒸気を注入することによって飲料を加熱している間に、その飲料の温度が上昇するにつれて、その飲料から発生する音の周波数が、より低い周波数になるという洞察に基づくものである。理論によって束縛されるものではないが、本発明は、棒又はストローを介して飲料中に蒸気を注入している間に、その棒又はストローの出口で泡が生成され、それらの泡が主として、少量の空気を含む蒸気であるという洞察に基づくものである。それらの蒸気泡は、飲料と接触すると、蒸気が凝縮するため、崩壊するものと考えられる。この泡の崩壊により、その飲料から音が放出される結果となると共に、その崩壊速度により、音の周波数が決定される。泡の崩壊速度（単一の泡の体積変化）は、その泡の表面積、及び凝縮を推進する温度差によって決定されるものと考えられている。注入される蒸気が、常に同じ温度であると想定すると、その蒸気と加熱されている飲料との温度差は、飲料が温められるにつれて経時的に減少し、このことにより、泡の崩壊速度の低下、及び放出される音の周波数の変化が引き起こされる。蒸気の注入によって加熱された飲料から発生する音のプロファイルは、それゆえ、その飲料の温度の影響を受けるものであるため、その飲料の温度を測定するために使用することができる。

本発明による方法の一実施形態では、飲料からの音響信号を記録するステップは、音響データのブロックを順次ロードすることを含む。記録された音響信号から温度を導出するステップは、ロードされた各ブロックに対してフーリエ変換を実行することによって、ロードされた音響データの各ブロックを処理することにより、それらロードされた音響データのブロックのそれぞれに関する、指標値を提供することを含む場合が好ましく、この指標値は、飲料の温度と相関している。

本発明による方法の有利な実施形態では、記録された音響信号から温度を導出するステップは、指標ベクトルを導出することを含み、この指標ベクトルは、指標ベクトル値のリストを含み、その指標ベクトル値の数は、ロードされた音響データのブロックの数に等しく、特定の各指標ベクトル値は、対応のロードされた音響データのブロックの指標値と、直前にロードされた音響データのブロックに関して決定された指標ベクトル値との、合計によって決定される。本出願では、用語「ベクトル」又は「リスト」はまた、「列」、「行」、又は「アレイ」も包含することに留意されたい。

この低周波数スペクトルから導出される指標ベクトルは、その飲料の温度と強く相関することが好ましい。次いで、本発明による方法の一実施形態では、ロードされた各ブロックに対してフーリエ変換を実行した後に、この方法は、ロードされた各データブロック内の音響データの低周波数スペクトルの１５パーセンタイル、すなわち、それよりも下位に音響出力の１５％が含まれている周波数を決定するステップを含むことが好ましい。次いで、この低周波数スペクトルの１５パーセンタイルの移動平均を取ることによって、蒸気流の変動を平準化することができる。本発明による方法の一実施形態によれば、飲料の温度と強く相関する、低周波数スペクトルから導出される更なる指標ベクトル又は代替的指標ベクトルが得られ、この場合、ロードされた各ブロックに対してフーリエ変換を実行した後に、本方法は、所定の周波数帯域における音響信号出力を判定するステップを含む。好ましくは、この所定の周波数帯域は、０〜７５０Ｈｚの帯域である。次いで、この所定の周波数帯域における音響信号出力の移動平均を取ることによって、蒸気流の変動を平準化することができる。これらの２つの指標、すなわち、低周波数スペクトルの１５パーセンタイル、及び所定の周波数帯域における音響信号出力は、温度と音響信号入力との極めて優れた相関性を示す。

本発明による方法の更なる実施形態では、記録された音響信号から温度を導出するステップは、指標ベクトルにローパスフィルタを適用するステップを含む。蒸気の注入によって加熱された飲料から発生する音響信号プロファイルは、確率分布であるため、ローパスフィルタによるフィルタ処理により、記録された音響信号に信号ノイズが混入することを低減し、又は回避することもできる。

本発明による方法のまた更なる実施形態では、記録された音響信号から温度を導出するステップは、指標値の最後の指標ベクトル値を、閾値と比較するステップと、その最後の指標ベクトル値が閾値を超過する場合に、飲料の加熱を作動停止させるステップとを含む。この方式では、閾値を適切に選択することによって、飲料を決して過熱させることなく、平均温度を最高にすることができる。本発明による方法の一実施形態では、この閾値は、５５０Ｈｚの周波数パーセンタイル閾値であり、すなわち、音響信号出力の１５％が５５０Ｈｚ未満に含まれる場合である。本発明による方法の別の実施形態では、この閾値は、０〜７５０Ｈｚの周波数帯域出力閾値であり、すなわち、音響信号出力の２２％が、０〜７５０Ｈｚの周波数帯域内に含まれる場合である。

本発明による方法のまた更なる実施形態では、この方法は、最短加熱期間、好ましくは１７秒の期間を設定するステップと、好ましくは２４秒の、最長加熱期間を設定するステップとを含む。最短加熱時間を設定することによって、加熱サイクルの開始時の変動及び不規則ノイズによる、加熱不足を防止することができる。最長加熱時間を設定することによって、飲料が沸点まで加熱されることを防止するための、安全策が提供される。

本発明は更に、棒を通じて飲料中に蒸気を注入することによって飲料を調製するための装置に関し、この装置は、スチーマと、蒸気ノズルにスチーマを接続する蒸気導管と、蒸気ノズルが棒の蒸気入口と連通する、この装置内での動作位置に、棒を少なくとも保持するように配置構成されている、棒ホルダと、スチーマの動作を制御するために、スチーマに動作的に接続されているコントローラと、カップ内の飲料の温度を感知するための飲料温度センサとを含み、この温度センサは、測定された飲料の温度の指標となる信号をコントローラに供給するために、そのコントローラに動作的に接続されており、この飲料温度センサは、少なくとも１つのマイクロフォンを備え、コントローラには、本発明による方法を実行するためのコンピュータプログラムがロードされている。好ましくは、この少なくとも１つのマイクロフォンは、外部環境ノイズを低減するための、指向性マイクロフォンである。更には、この装置は、スチーマなどの、その装置の構成要素によって発生される音響ノイズを遮蔽するために、内部音響遮蔽体を備える場合が有利である。本発明の更なる特徴及び利点は、非限定的な実施例によって提示される以下の説明を読み、以下の添付図面を参照することによって、明らかとなるであろう。

本発明による、棒を通じて飲料中に蒸気を注入するためのスチーマを備える、飲料を調製するための装置の実施形態を、部分的に切り欠かれた正面図で概略的に示すものである。カップ支持部上にカップが配置された状態の、図１の実施形態の一部を、側面図で概略的に示すものである。飲料の調製方法のステップを概略的に示すものであり、この方法は、図１及び図２の装置を使用して、棒を通じて飲料中に蒸気を注入することによって、飲料を加熱するステップを含む。飲料の調製方法のステップを概略的に示すものであり、この方法は、図１及び図２の装置を使用して、棒を通じて飲料中に蒸気を注入することによって、飲料を加熱するステップを含む。飲料の調製方法のステップを概略的に示すものであり、この方法は、図１及び図２の装置を使用して、棒を通じて飲料中に蒸気を注入することによって、飲料を加熱するステップを含む。飲料の調製方法のステップを概略的に示すものであり、この方法は、図１及び図２の装置を使用して、棒を通じて飲料中に蒸気を注入することによって、飲料を加熱するステップを含む。飲料の調製方法のステップを概略的に示すものであり、この方法は、図１及び図２の装置を使用して、棒を通じて飲料中に蒸気を注入することによって、飲料を加熱するステップを含む。飲料の調製方法のステップを概略的に示すものであり、この方法は、図１及び図２の装置を使用して、棒を通じて飲料中に蒸気を注入することによって、飲料を加熱するステップを含む。飲料の調製方法のステップを概略的に示すものであり、この方法は、図１及び図２の装置を使用して、棒を通じて飲料中に蒸気を注入することによって、飲料を加熱するステップを含む。飲料の調製方法のステップを概略的に示すものであり、この方法は、図１及び図２の装置を使用して、棒を通じて飲料中に蒸気を注入することによって、飲料を加熱するステップを含む。飲料の調製方法のステップを概略的に示すものであり、この方法は、図１及び図２の装置を使用して、棒を通じて飲料中に蒸気を注入することによって、飲料を加熱するステップを含む。飲料の調製方法のステップを概略的に示すものであり、この方法は、図１及び図２の装置を使用して、棒を通じて飲料中に蒸気を注入することによって、飲料を加熱するステップを含む。飲料の調製方法のステップを概略的に示すものであり、この方法は、図１及び図２の装置を使用して、棒を通じて飲料中に蒸気を注入することによって、飲料を加熱するステップを含む。飲料の調製方法のステップを概略的に示すものであり、この方法は、図１及び図２の装置を使用して、棒を通じて飲料中に蒸気を注入することによって、飲料を加熱するステップを含む。本発明による方法の流れ図を概略的に示すものである。指標を表す音響サンプルスペクトルの一例を示すものである。周波数スペクトルの１５パーセンタイルの一例を示すものである。０〜７５０Ｈｚ帯域における出力の百分率の一例を示すものである。ローパスフィルタ処理を伴う指標ベクトルと伴わない指標ベクトルとの比較を示すものである。

図１では、飲料を調製するための装置２の一実施形態が、部分的に切り欠かれた正面図で示されている。図示の実施形態では、装置２は、装置２に結合されている泡立て棒３を通じて蒸気を注入することによって、飲料を加熱し、かつまた泡立てるように構成されている。

装置２は、スチーマ４、例えばサーモブロックと、このスチーマ４を蒸気ノズル６に接続する、蒸気導管５とを含む。冷水８用のリザーバ７が、装置２内に設けられており、この冷水リザーバ７は、スチーマ４に冷水を供給するために、冷水導管９及び冷水ポンプ１０を介して、スチーマ４に接続されている。

図１に示される実施形態では、装置２は、コーヒー液を注出するための、コーヒー液注出機１１を更に備える。図示の実施形態では、コーヒー液注出機１１は、濃縮コーヒー液のパッケージ１３を受け入れるための、チャンバ１２を備える。コーヒー液注出機１１は、一定量の濃縮コーヒー液を、混合チャンバ１５内に投入するための、コーヒー投入装置１４を更に備える。温熱水が、温水器１６から導水管１７を介して、混合チャンバ１５に供給されることにより、濃縮コーヒー液は、より摂取可能な濃度を有するコーヒー液へと希釈される。このコーヒー液は、コーヒー液出口１８から、カップ（図１には示さず）内に注出することができる。図示の実施形態では、温水器１６には、冷水導管９及びその延長部９’によって、冷水リザーバ７から冷水が供給される。他の実施形態では、温水器１６には、冷水リザーバ７とは別個の給水源から、水を供給することができる。

装置２は、泡立て棒３を取り外し可能に保持するための、泡立て棒ホルダ１９を更に備える。泡立て棒ホルダ１９は、蒸気ノズル６が使い捨て泡立て棒３の蒸気入口２０と連通する、装置２内での（図２に示されるような）動作位置に、泡立て棒３を少なくとも保持するように配置構成されている。泡立て棒ホルダ１９は、泡立て棒３を保持するための、水平座部２９を備える。このために、水平座部２９は、泡立て棒３の一部を受け入れるための、泡立て棒開口部３０を有する。泡立て棒ホルダ１９は、水平座部２９に対して変位可能に取り付けられている、蓋部３１を更に備える。図示の実施形態では、蓋部３１は、泡立て棒３を、泡立て棒開口部３０内に配置することができるように、若しくは泡立て棒開口部３０から取り出すことができるように、座部２９から離れる方向に回転させること（いわゆる、泡立て棒ホルダ１９の泡立て棒挿入位置）、又は、泡立て棒ホルダ１９内に位置決めされており、次いで動作位置に配置される、泡立て棒３を包囲するべく、座部２９に向けて回転させることができるように、回転シャフト３２上に取り付けられている。

泡立て棒３は、０．４〜０．６ｍｍの厚さ、好ましくは０．５ｍｍの壁厚を有する環状壁部２１を備える、使い捨て泡立て棒であり、蒸気入口２０を備える蒸気入口端部２２と、蒸気入口２０とは別個の少なくとも１つの蒸気出口２４を備える蒸気出口端部２３と、蒸気入口２０と蒸気出口２４との間に延びる、４ｍｍ〜１０ｍｍの直径を有する蒸気チャネル２５とを有する。図２に示される実施形態では、蒸気出口２４は、環状壁部２１を貫通して半径方向に延びている。更には、泡立て棒３の環状壁部２１は、その壁部を貫通して延びる、空気開口部３６を備える。図示の実施形態では、この空気開口部はスロット形状であり、そのスロットは、環状壁部２１の長手方向軸に平行に延びている。他の実施形態では、この空気開口部は、１つ以上の丸い穴によって形成することができる。

使い捨て泡立て棒３は、生分解性材料で作製されている。

図２では、装置２が、カップ２７用の支持部２６を備えることと、泡立て棒ホルダ１９内に保持されている泡立て棒３が、その泡立て棒ホルダの動作位置で、支持部２６上に位置決めされているカップ２７内に延びるように、それら泡立て棒ホルダ１９及び支持部２６が相互に配置構成されていることとが、更に示されている。図２では、第１の飲料としての一定量のミルク２８（一方で、本説明では、コーヒー液もまた、第２の飲料と呼ばれる）と、使い捨て泡立て棒３が、そのミルクのメニスカスよりも下方に蒸気出口２４が位置決めされるように、１００〜１２０ｍｍ、好ましくは１１０ｍｍの長さを有することとが、更に示されている。

図３Ａ〜図３Ｌを参照すると、図１及び図２の装置２を使用して、棒を通じて飲料中に蒸気を注入することによって飲料を加熱するステップを含む、飲料の調製方法が、以下で更に説明される。

図３Ａでは、蓋部３１が閉鎖されている、装置２の開始位置又は休止位置が示される。飲料を調製することが可能な期間を短縮するために、スチーマ又はサーモブロック４は、蒸気を形成するために使用される水が、約９０℃の待機温度に保たれるように、稼働状態に保たれている。図３Ｂに示される第１のステップでは、蓋部３１が、回転シャフト３２の周りの回転によって開放されることにより、泡立て棒ホルダ１９が、いわゆる泡立て棒挿入位置に配置され、カップ２７が、支持部２６上に配置される。この装置は、この泡立て棒挿入位置では、蒸気の供給機能が停止されるように構成されている。カップ２７を配置するべき場所についての情報を、ユーザに提供するために、支持部は、例えば、カップの中心位置又は中心外位置を示す視覚的マーキングなどの、位置インジケータ３３を備える。中心位置とは、泡立て棒ホルダ１９内に泡立て棒が保持される場合に、その泡立て棒が、カップ内の実質的に中心に延びることを意味するものであり、中心外位置では、泡立て棒は、中心から外れてカップ内に延びることになる。図３Ｃに示される第２のステップでは、泡立て棒３は、泡立て棒３が、実質的に垂直な位置で泡立て棒ホルダ１９内に保持されるように、装置２の泡立て棒ホルダ１９の泡立て棒開口部３０内に配置される。更には、このいわゆる動作位置では、蒸気ノズル６は、泡立て棒３の蒸気入口２０と連通している。図３Ｄに示される第３のステップでは、蓋部３１が閉鎖される。蓋部３１は、泡立て棒３の上縁部を封止し、更には泡立て棒３をクランプ固定する、封止手段３４を備える。この装置は、泡立て棒ホルダ１９内に泡立て棒３が位置決めされた後にのみ、より好ましくは、蓋部３１が閉鎖されている場合にのみ、蒸気を供給することが可能となるように構成されることに留意されたい。図３Ｅに示される第４のステップでは、カップ２７は、ミルク２８などの第１の飲料で、泡立て棒３上に設けられた充填指示マーク３５まで充填されることにより、泡立て棒３の蒸気出口２４は、ミルク２８内に延びている。

図３Ｆに示されるような第５のステップでは、スチーマ４が作動され、水を更に温めることにより、蒸気が生成され、次いで、この蒸気が泡立て棒３に供給され、泡立て棒３を通り、蒸気出口２４を介してミルク２８内に供給される。蒸気が供給されている間、冷水リザーバ７（図１）からスチーマ４に、冷水が給送される。泡立て棒３への、及び泡立て棒３を通る、この蒸気の供給の間に、空気スロット３６を介して、その蒸気内に空気が吸い込まれる。蒸気の供給は、ミルク２８の加熱及び泡立ちを実現するものであり、この実施形態では、ミルク２８を十分に加熱及び泡立てるための所定の期間の間、実施される。その期間が経過した後、図３Ｇに示されるような第６のステップで、スチーマ４が作動停止される。次いで、第７のステップ（図３Ｈ）で、コーヒー液注出機１１が作動され、第１の飲料とは異なる第２の飲料としてのコーヒーが、そのコーヒーの投入量が達成されるまで（図３Ｉ）、カップ２７内に添加される。ユーザが所望する場合には、スチーマ４を再び作動させて、このコーヒー／ミルク混合物を、加熱及び泡立てることができる。他の実施形態では、ミルクをカップ２７内に注ぎ込み、加熱及び泡立てる前に、コーヒーをカップ内に注出して、任意選択的に加熱及び泡立てることができる点に留意されたい。また、他の実施形態では、空気スロット３６の代替として、又はそれに加えて、蒸気の流れの中に空気を導入するための、装置２内に存在する空気ポンプによって、蒸気中に空気を導入することができる点にも留意されたい。

次のステップでは、蓋部３１が開放され（図３Ｊの矢印によって示される）、最終的に泡立て棒挿入位置に達することにより、泡立て棒ホルダ１９から、泡立て棒３が解除される。図示の実施形態では、この泡立て棒３は、手作業により、図３Ｋに示されるように泡立て棒ホルダ１９から取り外すことができる。所望される場合には、泡立て棒３が解除された後、その泡立て棒３を撹拌棒として使用することができ（図３Ｌ）、ユーザは、調製された飲料を摂取して、その後に泡立て棒３を廃棄処分することができる。

図３に示される実施形態では、泡立て棒３は、１回のみ使用された場合に廃棄処分される。特に、飲料の加熱及び泡立てのために装置が使用される頻度に応じて、泡立て棒３は、２回以上使用することもできるが、衛生的な観点から、泡立て棒を使用する回数は、好ましくは、５回未満とするべきである。

飲料を調製するための装置２は、特にスチーマの動作を制御するために、スチーマ４に動作的に接続されている、コントローラ７３を備える。更には、コントローラ７３は、冷水ポンプの動作を制御するために、冷水ポンプ１０に動作的に接続されている。装置２は、上面に泡２８Ａが形成されている飲料２８の温度を感知するための、飲料温度センサ８７Ａ〜８７Ｃ（図２）を更に含む。温度センサ８７Ａ〜８７Ｃは、測定された飲料の温度の指標となる信号を、コントローラ７３に供給するために、コントローラ７３に動作的に接続されている。これらの飲料温度センサは、少なくとも１つのマイクロフォン（８７Ａ〜８７Ｃ）を備え、それらは、カップ２７の上方に（８７Ａ）、カップ２７の上縁部２７Ａの上方のカップ２７の側方に（８７Ｂ）、又はカップ２７の上縁部２７Ａの下方のカップの側方に（８７Ｃ）、位置決めすることができる。飲料２８の温度を測定することは、この場合、飲料２８からの音響信号（音）を記録することと、コントローラ７３に記憶されている好適なコンピュータアルゴリズムによって、その記録された音響信号から温度を導出するステップとを含む。測定された温度に応じて、次いで、コントローラ７３は、具体的には特定の閾値を使用して、スチーマ４を作動停止させるべきか否かを判定することができる。それゆえ、コントローラ７３は、対応のマイクロフォン（１つ以上）８７によって収集された情報に基づいて、飲料の加熱及び泡立て及び調製方法を制御する。

このアルゴリズムを、図４を参照して説明するものとする。ブロックＡでは、初期化が実施される。このアルゴリズムの初期化は、パラメータを設定することと、装置の状態を初期化することとを伴う。主要なパラメータは、Ｐ（すなわち、１５）で示されるＦＦＴ分布に関する、ロードされた各データブロック内の音響データの低周波数スペクトルの１５パーセンタイル値、すなわち、それよりも下位に音響出力の１５％が含まれている周波数、及び、５５０Ｈｚの周波数パーセンタイル閾値であり、すなわち、音響信号出力の１５％が５５０Ｈｚ未満に含まれる場合の、周波数閾値Ｔである。初期化される装置（コントローラ７３）の状態は、時間設定を０に設定することと、待ちフラグを真に設定することと、データベクトル及び周波数パーセンタイルベクトルを空に設定することとを含む。

記録している間に、音又は音響データブロック（audiodata block；ＡＤＢ）が、順次追加されることにより、ブロックＢで示されるように、データリスト又はデータベクトルが取り込まれる。各音響データブロックは、例えば、所定の秒数（例えば、０．２秒）の記録音を表し、４０９６個のサンプルを含む。新たなデータブロックは、既に存在するデータリスト又はデータベクトルの最後に追加される。組み合わされたデータベクトルが、過度に長い場合には、そのデータベクトルの先頭から、対応量が削除される。組み合わされたデータベクトルが、過度に短い場合には、次の音響ブロックが待機される（Ｂ１）。

データリスト又はデータベクトルが取り込まれると、ブロックＣに示されるように、そのデータベクトルのＦＦＴが計算される。そのＦＦＴ全体に関する絶対値の合計が計算され、値Ｍによって示される。このＦＦＴは、（アルゴリズムパラメータによって決定されるような）その関連サブセットに換算され、この値は、合計がゼロになるように正規化される。この値は、ＦＦＴｖｅｃで示される。

その後、ブロックＤに示されるように、データリスト又はデータベクトル内の各データブロックに関するＦＦＴパーセンタイルが、それらロードされた音響データのブロックのそれぞれに関する指標値を提供するために算出される。この指標値は、飲料の温度と相関することに留意されたい。この計算では、周波数値Ｆが、この値を下回る信号の合計がＰ／１００となるように算出される。（これは、Ｆが、ＦＦＴｖｅｃのＰパーセンタイルであることを意味するものであり、この実施形態では、Ｐは１５である）。これにより、加熱の間の周波数シフトの主要動向が強調され、周辺ノイズの強調が抑えられる。

この時点で、待ちフラグが真に設定されている場合には、開始基準が検証される（ブロックＤ１）。この開始基準は、以下の通りである：Ｍが、最小音量閾値を上回り（このことにより、装置がオンであることが保証される）、Ｆ＞Ｔ＋Ｃである（式中、Ｃは「余裕分」である）。この開始基準が満たされている場合には、待ちフラグが偽に設定される（すなわち、この基準を再度検証する必要はない）。この基準が満たされていない場合には、次の音響データブロックが待機される。

その後、ブロックＥに示されるように、周波数パーセンタイルベクトル又はリストが取り込まれる。値Ｆが、周波数パーセンタイルベクトルの最後に追加され、換言すれば、この周波数パーセンタイルベクトルは、指標ベクトル値のリストを含む、指標ベクトルであり、その指標ベクトル値の数は、ロードされた音響データのブロックの数に等しい。特定の各指標ベクトル値は、対応のロードされた音響データのブロックの指標値と、直前にロードされた音響データのブロックに関して決定された指標ベクトル値との、合計によって決定される。

ブロックＦに示されるように、周波数パーセンタイルベクトル全体が、ローパスフィルタ処理される。このプロセスは、それらのデータの短い時間尺度での特徴（一般にノイズ関連のもの）を除去し、図６で示される、加熱の間の全般的な周波数の動向を強調するものであり、このことは、ローパスフィルタ処理を伴う指標値が点線によって示され、ローパスフィルタ処理を伴わない指標値が実線によって示されている、図８で明確に視認可能である。更には、ローパスフィルタ処理を適用することにより、一過性のノイズによって指標閾値がトリガされることが防止される。

周波数パーセンタイルベクトルの最後の要素が、ブロックＧでの比較ステップによって判定される際に、Ｔ（すなわち、設定温度に対応する、５５０Ｈｚの周波数パーセンタイル閾値）よりも低い場合には、停止基準が満たされ、コントローラ７３からスチーマ４に適切な信号を送信することによって、加熱が停止される（ブロックＨ）。この閾値と交差しない場合（ブロックＧ１）には、次の音響データブロックＡＤＢが待機される。

それゆえ、このアルゴリズム構造は、一般に、以下のステップを含む。
ステップ１．音響データのブロックを順次ロードして、フーリエ変換を実行する。
ステップ２．低周波数成分の指標と、全ての指標値を含む増大する指標リスト又は指標ベクトルとを導出する。
ステップ３．指標ベクトルに対して変換を実行する。
ステップ４．指標と、「十分に低い」周波数スペクトルに関する閾値とを比較する。

本発明の別の実施形態によれば、アルゴリズムの初期化は、完全な音響信号に関する出力の百分率が判定されることになる、所定の周波数帯域、具体的には、ＦＦＴ分布に関して０〜７５０Ｈｚの帯域を設定することと、２２％の周波数帯域出力閾値、すなわち、音響信号出力の２２％が、０〜７５０Ｈｚの周波数帯域内に含まれる場合を設定することとを伴う。この方法の他のステップは、図４で説明されたものと類似しており、０〜７５０Ｈｚの周波数帯域における出力百分率の結果のグラフが、図７に示されている。

図５では、これらの指標を表す音響サンプルスペクトルの一例が示されている。

双方の場合で、蒸気流の変動を平準化するために、追加ステップとして、その指標の移動平均を取ることができる点に留意されたい。また更なる実施形態では、初期化の間に、又は恒久的設定として、最短加熱期間、好ましくは１７秒の期間と、好ましくは２４秒の、最長加熱期間とを設定することができる。

飲料の温度を測定することに加えて、記録された音響信号は、異なる目的のために、特に使用の安全性に関する目的のために、使用することができる。例えば、記録された音響信号を使用して、カップが存在しているか否かを判定することが可能であるが、これは、カップが存在している場合の状況に関する、蒸気の注入の間の音響信号の周波数スペクトルが、カップが存在していない状況とは異なるためである。記録された音響信号はまた、そのカップの極めて低い充填レベルを検出するために使用することもできるが、これは、通常の充填レベルが使用されている場合に発生する音響信号とは異なる音響信号を、極めて低い充填レベルが発生するためであり、これは、充填レベルが極めて低い場合、出口オリフィスが、飲料の表面よりも上方に存在するためである。極めて低い充填レベルが検出される場合には、このことをユーザに示すことができ、そのユーザは、例えば飲料を更に追加することができる。その一方で、記録された音響信号を使用して、極めて高い充填レベルを検出することもできるが、これは、極めて高い充填レベルにより、極めて緩徐な加熱がもたらされる結果となるためであり、このことは、温度が変化している速度を監視することによって、検出することができる。極めて高い充填レベルが検出される場合には、このことをユーザに示すことができ、そのユーザは、例えば、カップから一部の飲料を取り除くことができる。更には、記録された音は、飲料の高い（５５℃を超える）開始温度を検出するために使用することができ、それゆえ、その飲料又はシステムをユーザが二重加熱することを防止するために、使用することができる。更には、記録された音響信号を使用して、その装置の損耗を検出することができ、又は、何らかの欠陥、例えば蒸気が生成されていないことを、検出することができる。

Claims

飲料の調製方法であって、棒を通じて前記飲料中に蒸気を注入することによってカップ内の前記飲料を加熱するステップと、前記カップ内の前記飲料の温度を測定するステップとを含み、前記飲料の前記温度を測定する前記ステップが、前記加熱するステップの間に、前記飲料からの音響信号を継続的に記録するステップと、前記記録された音響信号から前記飲料の前記温度を導出するステップとを含む、方法。
前記飲料からの前記音響信号を記録する前記ステップが、音響データのブロックを順次ロードすることを含む、請求項１に記載の方法。
前記記録された音響信号から前記温度を導出する前記ステップが、ロードされた各ブロックに対してフーリエ変換を実行することによって、ロードされた音響データの各ブロックを処理することを含み、それにより、前記ロードされた音響データのブロックのそれぞれに関する指標値を提供し、前記指標値が、飲料の温度と相関している、請求項２に記載の方法。
前記記録された音響信号から前記温度を導出する前記ステップが、指標ベクトルを導出することを含み、前記指標ベクトルが、指標ベクトル値のリストを含み、指標ベクトル値の数が、ロードされた音響データのブロックの数に等しく、特定の各指標ベクトル値が、対応のロードされた音響データのブロックの指標値と、直前にロードされた音響データのブロックに関して決定された指標ベクトル値との、合計によって決定される、請求項３に記載の方法。
ロードされた各ブロックに対してフーリエ変換を実行した後に、前記方法が、ロードされた各データブロック内の前記音響データの低周波数スペクトルの１５パーセンタイル、すなわち、それよりも下位に音響出力の１５％が含まれている周波数を決定するステップを含む、請求項３又は４に記載の方法。
前記方法が、前記低周波数スペクトルの前記１５パーセンタイルの移動平均を取るステップを含む、請求項５に記載の方法。
ロードされた各ブロックに対してフーリエ変換を実行した後に、前記方法が、所定の周波数帯域における音響信号出力を判定するステップを含む、請求項３、４、５、又は６のいずれか一項に記載の方法。
前記所定の周波数帯域が、０〜７５０Ｈｚの帯域である、請求項７に記載の方法。
前記方法が、前記所定の周波数帯域における前記音響信号出力の移動平均を取るステップを含む、請求項７又は８に記載の方法。
前記記録された音響信号から前記温度を導出する前記ステップが、前記指標ベクトルにローパスフィルタを適用するステップを含む、請求項４又は請求項４に従属する場合の請求項５〜９のいずれか一項に記載の方法。
前記記録された音響信号から前記温度を導出するステップが、前記指標ベクトルの最後の指標ベクトル値を閾値と比較するステップと、前記最後の指標ベクトル値が前記閾値を超過する場合に、前記飲料の加熱を作動停止させるステップとを含む、請求項１０に記載の方法。
前記閾値が、５５０Ｈｚの周波数パーセンタイル閾値であり、すなわち、前記音響信号出力の１５％が５５０Ｈｚ未満に含まれる場合である、請求項５及び１１あるいは請求項６及び１１に記載の方法。
前記閾値が、０〜７５０Ｈｚの周波数帯域出力閾値であり、すなわち、前記音響信号出力の２２％が、０〜７５０Ｈｚの周波数帯域内に含まれる場合である、請求項７及び１１あるいは請求項８及び１１あるいは請求項９及び１１に記載の方法。
前記方法が、最短加熱期間、好ましくは１７秒の期間を設定するステップと、好ましくは２４秒の、最長加熱期間を設定するステップとを含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
飲料を調製するための装置であって、スチーマと、蒸気ノズルに前記スチーマを接続する蒸気導管と、前記蒸気ノズルが棒の蒸気入口と連通するような前記装置内での動作位置に前記棒を少なくとも保持するように配置構成されている棒ホルダと、前記スチーマの動作を制御するために前記スチーマに動作的に接続されているコントローラと、カップ内の前記飲料の温度を感知するための飲料温度センサとを含み、前記飲料温度センサが、前記測定された飲料の温度の指標となる信号を前記コントローラに供給するために前記コントローラに動作的に接続されており、前記飲料温度センサが、少なくとも１つのマイクロフォンを備え、前記コントローラには、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法を実行するためのコンピュータプログラムがロードされている、装置。
前記少なくとも１つのマイクロフォンが、指向性マイクロフォンである、請求項１５に記載の装置。
前記装置が、前記スチーマなどの、前記装置の構成要素によって発生される音響ノイズを遮蔽するために、内部音響遮蔽体を備える、請求項１５又は１６に記載の装置。