JP2021127166A - 飲料供給装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡易な構成及び容易な処理によって、カップの撮像画像をもとにしたカップ識別精度を安定して高めることができる飲料供給装置を提供すること。【解決手段】撮像部33の光学系の前端に設けられ、カップCの表面の撮像光及びカップCの周辺の間接光を入射させる開口が形成され、撮像部33側の表面が黒色系に撮像される遮光板34と、撮像部33が取得した判定用画像内の露光調整されたカップ画像をもとにカップCの色を判別してカップCに供給する飲料の種類を判定し、判定された飲料の種類の飲料供給制御を行う制御部40と、を備え、撮像部33は、撮像部33が撮像する全視野内の撮像画像のうち、開口に対応する開口枠内の画像及び開口の外側周縁領域の画像を含む調整窓枠内の調整用画像を取得し、調整用画像をもとに露光調整を行い、該露光調整を行った画像を判定用画像として制御部40に出力する。【選択図】図2

Description

本発明は、簡易な構成及び容易な処理によって、カップの撮像画像をもとにしたカップ識別精度を安定して高めることができる飲料供給装置に関する。
従来、例えばコンビニエンスストア等の店舗には、コーヒーマシン等の飲料供給装置が設置されている。飲料供給装置は、利用者により飲料が選択された場合に、例えばコーヒー豆挽き及びドリッピングの抽出処理等を行って飲料を生成し、飲料供給部に配置されたカップに対して、該飲料供給部を構成するノズルより飲料を吐出して供給するものである(例えば、特許文献1参照)。
特開2009−274767号公報
ところで、従来、飲料供給部の載置部に載置されたカップに飲料を供給する場合、載置部に載置されたカップの画像を撮像し、この撮像画像内のカップの色情報や輝度情報などをもとにカップ識別を自動で行い、カップ識別に対応した飲料をカップに供給するようにしていた。
しかし、カップが載置される飲料供給部は、時々刻々と変化する光強度の高い外乱光や照明光などの影響で、カップの撮像画像の色情報や輝度情報などが変化してしまい、カップ識別精度が低くなる場合があった。また、単一色の撮像画像は色情報や輝度情報などが変化してしまう課題もあった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成及び容易な処理によって、カップの撮像画像をもとにしたカップ識別精度を安定して高めることができる飲料供給装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、飲料供給部に配置されたカップに対して、飲料生成部で生成した飲料を供給する飲料供給装置であって、前記カップを含む画像を取得する撮像部と、前記撮像部の光学系の前端に設けられ、前記カップの表面の撮像光及び前記カップの周辺の間接光を入射させる開口が形成され、前記撮像部側の表面が黒色系に撮像される遮光板と、前記撮像部が取得した判定用画像内の露光調整されたカップ画像をもとに前記カップの色を判別して前記カップに供給する飲料の種類を判定し、判定された前記飲料の種類の飲料供給制御を行う制御部と、を備え、前記撮像部は、前記撮像部が撮像する全視野内の撮像画像のうち、前記開口に対応する開口枠内の画像及び前記開口の外側周縁領域の画像を含む調整窓枠内の調整用画像を取得し、前記調整用画像をもとに露光調整を行い、該露光調整を行った画像を前記判定用画像として前記制御部に出力する。
また、本発明は、飲料供給部に配置されたカップに対して、飲料生成部で生成した飲料を供給する飲料供給装置であって、前記カップを含む画像を取得する撮像部と、前記撮像部の光学系の前端に設けられ、前記カップの表面の撮像光及び前記カップの周辺の間接光を入射させる開口が形成され、前記撮像部側の表面が黒色系に撮像される遮光板と、前記撮像部が撮像する全視野内の撮像画像のうち、前記開口に対応する開口枠内の画像及び前記開口の外側周縁領域の画像を含む調整窓枠内の調整用画像をもとに露光調整を行い、該露光調整を行った画像を判定用画像として生成し、前記判定用画像内の露光調整されたカップ画像をもとに前記カップの色を判別して前記カップに供給する飲料の種類を判定し、判定された前記飲料の種類の飲料供給制御を行う制御部と、を備える。
また、本発明は、上記の発明において、前記調整窓枠は、前記開口に直接光を撮像する可能性のある領域を除くように設定されるようにしてもよい。
また、本発明は、上記の発明において、前記間接光は、前記飲料供給部に配置され、前記カップの表面に光を投光する投光部からの光を含むようにしてもよい。
本発明によれば、簡易な構成及び容易な処理によって、カップの撮像画像をもとにしたカップ識別精度を安定して高めることができる。
図1は、本発明の実施の形態である飲料供給装置の外観構成を示す斜視図である。 図2は、図1に示した飲料供給装置の制御系の構成を模式的に示すブロック図である。 図3は、図1に示した飲料供給部の構成を示す正面図である。 図4は、図1に示した飲料供給部の構成を示す断面図である。 図5は、撮像画像と調整窓枠、開口枠、判定枠との位置関係を示す図である。 図6は、遮光板からの黒色系撮像光及び間接光の有無による露光調整後のカップの明度分布を示す明度ヒストグラムを示す図である。 図7は、間接光でなく直接光が入射した場合における露光調整後のカップの明度変化を示す明度ヒストグラムを示す図である。 図8は、制御部による飲料供給制御処理手順を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。
<全体構成>
図1は、本発明の実施の形態である飲料供給装置1の外観構成を示す斜視図である。また、図2は、飲料供給装置1の制御系の構成を模式的に示すブロック図である。また、図2は、図1に示した飲料供給部22の構成を示す正面図である。また、図4は、図1に示した飲料供給部22の構成を示す断面図である。
ここで例示する飲料供給装置1は、例えばコンビニエンスストア等の店舗に設置されるコーヒーマシンであり、例えばコーヒー豆挽き及びドリッピングの抽出処理を行って、容器である有底円筒状のカップCに、例えばカフェラテ等の乳飲料を含んだコーヒー飲料を供給するものである。
飲料供給装置1は、本体キャビネット10及び前面扉20を備えている。本体キャビネット10は、前面が開口した略直方状の形態を成すものである。この本体キャビネット10の内部には、飲料(例えばコーヒー)を生成する飲料生成部11が設けてある。
前面扉20は、本体キャビネット10の前面の開口を閉塞するのに十分な大きさを有する扉体である。この前面扉20は、本体キャビネット10の前方側の一側縁部において、上下方向に沿って延在する図示せぬ軸部の中心軸回りに揺動可能に設けてあり、本体キャビネット10の前面の開口を開閉することが可能である。
前面扉20は、前面が接客面を構成しており、表示部21、飲料供給部22及び開閉扉22aが設けてある。表示部21は、例えば液晶タッチパネルで構成されており、各種情報を表示するとともに、タッチ操作等の入力操作が可能な入力部21aを有している。
飲料供給部22は、表示部21の下方側に凹部を設けることにより構成してある。この飲料供給部22は、ノズル23、ステージ24、後壁25、及び、側壁26L,26Rを有している(図3,4参照)。ノズル23は、飲料生成部11で生成された飲料を下方に向けて吐出するものである。ステージ24は、ノズル23の下方域に設けてある。ステージ24は、カップCを載置させる載置部であり、円弧状のストッパ24aが設けてある。また、ステージ24には、ノズル23から吐出されてカップCに供給されなかった飲料を通過させる複数の通過孔24bが形成されており(図4参照)、その下方には飲料を貯留するためのトレイ(図示せず)が設けてある。
後壁25は、ステージ24の後面を覆うものである。側壁26L,26Rは、ステージ24の両側面を覆うものである。側壁26L,26Rは、後壁25の両側縁部から前方に向けて相互間隔が漸次増大するように設けられている。
開閉扉22aは、例えば透明な樹脂等の透光性材料により構成されるものであり、飲料供給部22の入口27を覆うのに十分な大きさを有している。開閉扉22aは、左側端部が前面扉20に軸支されており、前後方向に沿って揺動可能なものである。つまり、開閉扉22aは、飲料供給部22に近接離反する態様で前後方向に沿って揺動可能であり、飲料供給部22に近接する態様で後方に揺動する場合に飲料供給部22の入口27を閉成させることが可能であり、飲料供給部22から離隔する態様で前方に揺動する場合に入口27を開成させることが可能である。
図2に示すように、飲料供給装置1は、カップ検出部31、投光部32、撮像部33、遮光板34、扉開閉検知部35、扉開閉ロック機構36及び制御部40を備える。
カップ検出部31は、例えば光センサ等により構成されるもので、飲料供給部22におけるカップCの配置の有無、すなわちステージ24にカップCが載置されたか否かを検出するものである。カップ検出部31は、カップCの有無の検出結果を制御部40に与える。
投光部32は、図3及び図4に示すように、飲料供給部22における左方の側壁26L及び右方の側壁26Rに設けてある。投光部32は、例えばLEDであり、ステージ24に載置されたカップCの表面に対して光照射を行う。投光部32は、カップCの上部周面に対して斜め上方から光を照射することができるように、それぞれ側壁26L,26Rの上方部に設けてある。
撮像部33は、飲料供給部22における左方の側壁26Lの下部に設けられ、カップCを含む画像を取得する。撮像部33の光学系の前端には遮光板34が設けられる。遮光板34には、開口34aが形成され、遮光板34の撮像部33側の表面は、明度あるいは輝度が低い黒色系が配色されている。なお、遮光板34の撮像部33側の表面は、明度あるいは輝度が低い黒色系として撮像されればよく、遮光板34の撮像部33側の表面が影になって黒色系に撮像されるならば、表面の配色は黒色系でなくてもよい。
図5に示すように、撮像部33は、全撮像範囲の画像Dを取得するが、開口34aに対応する開口枠W1内の画像領域以外は、遮光板34の表面が撮像される。したがって、開口枠W1以外の領域では、明度が低い黒色系の画像となる。開口34aは、図3及び図4に示すように、カップCの下部のカップ撮像光LC及び間接光LAのみを撮像する撮像範囲E1の画角となるように配置され、大きさが設定されている。したがって、開口枠W1内には、カップCの画像DC及び間接光LAの画像DAのみが撮像される。開口枠W1外からは明度が低い黒色系撮像光LBが入射する。画像DAは、間接光LAの画像であるため、太陽光などの明度(色温度)が高い外来光や照度の高い照明光など(以下、「直接光」という)に比べて明度が低い画像となる。
撮像部33の撮像制御部33aは、開口枠W1内の画像(画像DC,DA)及び開口枠W1の外側周縁領域の画像(画像DB)を含む調整窓枠W2内の調整用画像を取得し、調整用画像をもとに露光調整を行い、該露光調整を行った画像を判定用画像として制御部40に出力する。すなわち、撮像制御部33aは、露光調整機能(AEC機能)を有する。調整窓枠W2は、AFC機能の参照枠に相当する。なお、判定用画像は、露光調整された調整窓枠W2内の画像であってもよいし、露光調整されたカップCの画像内の判定枠W3内の画像であってもよいし、露光調整された全撮像範囲の画像Dであってもよい。
なお、撮像部33によって撮像される調整窓枠W2内の画像の最小明度(輝度)は、画像DBの画素値であり、最大明度(輝度)は、画像DAの画素値であり、画像DBと画像DAの画素値は、同程度の数となっている。
扉開閉検知部35は、飲料供給部22の入口27の近傍に設けてあり、例えば光センサ等で構成してある。この扉開閉検知部35は、開閉扉22aによる入口27の開閉を検知するものであり、より詳細には、入口27が閉成、すなわち開閉扉22aが閉となるか否かを検知するものである。扉開閉検知部35は、開閉扉22aが閉となるか否かの検知結果を制御部40に与える。
扉開閉ロック機構36は、飲料供給部22の入口27の近傍に設けてある。この扉開閉ロック機構36は、入口27を閉成する開閉扉22aが閉となる状態を保持させて該開閉扉22aが前方に向けて揺動することを規制するロック状態と、該開閉扉22aが前方に向けて揺動することを許容する解除状態との間で択一的に切替可能なものである。扉開閉ロック機構36の切り替えは、制御部40からの指令に応じて行われる。
制御部40は、飲料生成部11、表示部21、カップ検出部31、投光部32、撮像部33、扉開閉検知部35、扉開閉ロック機構36を接続し、記憶部41に記憶されたプログラムやデータにしたがって、これら各部の動作を統括的に制御するものである。
制御部40は、装置全体を制御する制御部であり、判定部40aを有する。判定部40aは、撮像部33から送られた判定用画像の判定枠W3内の画像をもとに、単一色のカップCの色判定を行う。さらに、判定部40aは、判定されたカップCの色をもとにカップCに供給する飲料種類を判定する。制御部40は、判定された飲料種類の飲料供給制御を行う。
なお、撮像部33がCCDイメージセンサ等のみであって露光調整機能をもたない場合、撮像制御部33aが行う露光調整機能を、制御部40内、例えば判定部40a内に持たせるようにしてもよい。この場合、判定部40aは、撮像部33が取得した撮像画像(画像D)内の調整用画像をもとに画像処理によって露光調整の補正を施した判定用画像を生成する。なお、撮像部33は、調整用画像のみを制御部40に出力してもよい。
また、開口枠W1内には、カップCの画像DC及び間接光LAの画像DAのみが撮像されるものであったが、開口枠W1内に直接光あるいは直接光に近い明度あるいは輝度が高い光が入射する可能性のある領域がある場合、調整窓枠W2は、この直接光が入射する可能性がある領域を除外して設定すればよい。この領域の除外は、開口枠W1内の一部を除外した調整窓枠W2としてもよいし、調整窓枠W2と開口枠W1とが一部重複しない領域をもたせるように矩形の調整窓枠W2の枠辺をずらすようにしてもよい。これにより、開口枠W1内に直接光が入射する可能性がある領域があっても、この領域を調整窓枠W2によって除外して適正な露光調整を行うことができる。
<色判定の具体例>
図6は、遮光板34からの黒色系撮像光LB及び間接光LAの有無による露光調整後のカップCの明度分布を示す明度ヒストグラムを示す図である。なお、横軸は、HSV色空間の明度Vの値(V数値)を示し、縦軸は画素数の百分率を示している。なお、露光調整は、一般的なAEC機能を使用した場合、カップの色は単一色となる。
図6(a)は、間接光LA及び黒色系撮像光LBが共に存在する場合であり、露光調整は、間接光LAと黒色系撮像光LBとの間で露光調整される。この露光調整の結果、カップCのカップ撮像光LCの色のV数値は、判定領域EJ内に含まれ、正常な色判定を行うことができる。なお、間接光LAの画素数と黒色系撮像光LBの画素数とは、カップ撮像光LCの画素数に比して小さく、ほぼ同程度の画素数としている。
図6(b)は、黒色系撮像光LBがなく、間接光LAのみがある場合であり、露光調整は、間接光LAとカップ撮像光LCとの間で露光調整される。この露光調整の結果、カップCのカップ撮像光LCの色のV数値は、判定領域EJから、明度が低いV数値にシフトしてしまい、正常な色判定を行うことができない。例えば、カップCの色が茶色であった場合、濃い茶色に変わってしまう。
図6(c)は、黒色系撮像光LBがあり、間接光LAがない場合であり、露光調整は、黒色系撮像光LBとカップ撮像光LCとの間で露光調整される。この露光調整の結果、カップCのカップ撮像光LCの色のV数値は、判定領域EJから、明度が高いV数値にシフトしてしまい、正常な色判定を行うことができない。例えば、カップCの色が茶色であった場合、薄い茶色に変わってしまう。
図6(d)は、黒色系撮像光LB及び間接光LAがともに存在する場合であって、間接光LAの明度が低い場合であり、図6(a)と同様に、間接光LAと黒色系撮像光LBとの間で露光調整される。この露光調整の結果、カップCのカップ撮像光LCの色のV数値は、判定領域EJ内に含まれ、正常な色判定を行うことができる。これにより、間接光LAが暗い場合であっても、正常な色判定を行うことができる。
図7は、間接光LAでなく直接光LXが入射した場合における露光調整後のカップCの明度変化を示す明度ヒストグラムを示す図である。図7に示すように、黒色系撮像光LBがあり、間接光LAに変わって明度が極端に高い外来光などの直接光LXが入射された場合であり、露光調整は、黒色系撮像光LBと直接光LXとの間で露光調整される。この露光調整を行っても、直接光LXの明度が非常に高いため、カップCのカップ撮像光LCの色のV数値は、低いままであり、判定領域EJにシフトせず、正常な色判定を行うことができない。例えば、カップCの色が茶色であった場合、薄い茶色のままとなってしまう。
本実施の形態では、黒色系撮像光LB及び間接光LAを用いて露光調整を行っているので、カップ撮像光LCの色判定を精度高く、かつ、安定して行うことができる。
<飲料供給制御処理>
次に、図8に示したフローチャートを参照して制御部40による飲料供給制御処理手順について説明する。
図8に示すように、制御部40は、まず、カップ検出部31によりカップCが飲料供給部22に有ると検出されたか否かを判断する(ステップS101)。すなわち、カップ検出部31は、カップCがステージ24に載置されたか否かを検出する。
カップCが有ると検出された場合(ステップS101:Yes)、制御部40は、扉開閉検知部35の検知結果をもとに、開閉扉22aが閉であるか否かを判断する(ステップS102)。開閉扉22aが閉でない場合(ステップS102:No)には、ステップS102の判断処理を繰り返す。
一方、制御部40は、開閉扉22aが閉である場合(ステップS102:Yes)には、撮像部33に判定用画像の取得を指示して、判定用画像を取得する(ステップS103)。この判定用画像は、上記のように、調整窓枠W2内の画像によって露光調整された全撮像領域の画像D、開口枠W1内の画像、あるいは判定枠W3内の画像である。
その後、制御部40は、判定枠W3内の画像をもとにカップCの色判定を行い、判定された色をもとに、カップCの種類を判定する(ステップS104)。例えば、カップCの色が茶色である場合、カフェラテであると判定し、カップCの色が白色である場合、ブレンドコーヒーであると判定し、カップCの色が紺色である場合、プレミアムコーヒーであると判定する。
その後、制御部40は、表示部21に対して、判定したカップCに供給する飲料の表示と、確認の文言が表示された入力部21aのタッチを案内する案内表示を行う(ステップS105)。
その後、制御部40は、入力部21aがタッチされたか否かを判断する(ステップS106)。入力部21aがタッチされない場合(ステップS106:No)、制御部40は、ステップS106の判断処理を繰り返す。一方、入力部21aがタッチされた場合(ステップS106:Yes)、制御部40は、扉開閉ロック機構36を用いて開閉扉22aを閉状態にロックし(ステップS107)、飲料生成部11に対して、供給する飲料の生成及び供給の処理を行わせる(ステップS108)。
その後、制御部40は、飲料生成部11による飲料供給が終了したか否かを判断する(ステップS109)。飲料供給が終了していない場合(ステップS109:No)には、制御部40は、ステップS108に戻って飲料の生成及び供給の処理を続行する。
一方、飲料供給が終了した場合(ステップS109:Yes)には、制御部40は、扉開閉ロック機構36による開閉扉22aの閉状態のロックを解除し(ステップS100)、本処理を終了する。なお、上記の処理は所定期間ごとに繰り返し行う。
なお、上記の実施の形態では、撮像部33による判定用画像の取得の際、投光部32によるカップCの表面への投光を行うようにしてもよい。これにより、さらに安定した間接光を得ることができる。例えば、遊技場やダンスクラブなどのように照明がない、あるいは照明が暗い場所であっても、適度な明度を有する間接光を得ることができる。
本実施の形態では、開口34aが形成された遮光板34を設置し、開口34a内に間接光LA及びカップ撮像光LCのみを入射させ、調整窓枠W2内の黒色系撮像光LB及び間接光LAを用いてカップCの画像DCの露光調整を行っているので、簡易な構成で、複雑な画像処理を施さずとも、安定して、カップCの単一色を迅速かつ精度良く判定することができる。
また、本実施の形態では、撮像部33側でカップCの露光調整を行う場合、制御部40側にかかる負荷を軽減し、迅速にカップ識別を行うことができる。
なお、上記の実施の形態で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置及び構成要素の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
1 飲料供給装置
10 本体キャビネット
11 飲料生成部
20 前面扉
21 表示部
21a 入力部
22 飲料供給部
22a 開閉扉
23 ノズル
24 ステージ
24a ストッパ
24b 通過孔
25 後壁
26L,26R 側壁
27 入口
31 カップ検出部
32 投光部
33 撮像部
33a 撮像制御部
34 遮光板
34a 開口
35 扉開閉検知部
36 扉開閉ロック機構
40 制御部
40a 判定部
41 記憶部
C カップ
D,DA,DB,DC 画像
E1 撮像範囲
EJ 判定領域
LA 間接光
LB 黒色系撮像光
LC カップ撮像光
LX 直接光
W1 開口枠
W2 調整窓枠
W3 判定枠

Claims (4)

  1. 飲料供給部に配置されたカップに対して、飲料生成部で生成した飲料を供給する飲料供給装置であって、
    前記カップを含む画像を取得する撮像部と、
    前記撮像部の光学系の前端に設けられ、前記カップの表面の撮像光及び前記カップの周辺の間接光を入射させる開口が形成され、前記撮像部側の表面が黒色系に撮像される遮光板と、
    前記撮像部が取得した判定用画像内の露光調整されたカップ画像をもとに前記カップの色を判別して前記カップに供給する飲料の種類を判定し、判定された前記飲料の種類の飲料供給制御を行う制御部と、
    を備え、
    前記撮像部は、前記撮像部が撮像する全視野内の撮像画像のうち、前記開口に対応する開口枠内の画像及び前記開口の外側周縁領域の画像を含む調整窓枠内の調整用画像を取得し、前記調整用画像をもとに露光調整を行い、該露光調整を行った画像を前記判定用画像として前記制御部に出力する飲料供給装置。
  2. 飲料供給部に配置されたカップに対して、飲料生成部で生成した飲料を供給する飲料供給装置であって、
    前記カップを含む画像を取得する撮像部と、
    前記撮像部の光学系の前端に設けられ、前記カップの表面の撮像光及び前記カップの周辺の間接光を入射させる開口が形成され、前記撮像部側の表面が黒色系に撮像される遮光板と、
    前記撮像部が撮像する全視野内の撮像画像のうち、前記開口に対応する開口枠内の画像及び前記開口の外側周縁領域の画像を含む調整窓枠内の調整用画像をもとに露光調整を行い、該露光調整を行った画像を判定用画像として生成し、前記判定用画像内の露光調整されたカップ画像をもとに前記カップの色を判別して前記カップに供給する飲料の種類を判定し、判定された前記飲料の種類の飲料供給制御を行う制御部と、
    を備える飲料供給装置。
  3. 前記調整窓枠は、前記開口に直接光を撮像する可能性のある領域を除くように設定される請求項1又は2に記載の飲料供給装置。
  4. 前記間接光は、前記飲料供給部に配置され、前記カップの表面に光を投光する投光部からの光を含む請求項1〜3のいずれか一つに記載の飲料供給装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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