JP6650875B2 - 消耗品認識システム、消耗品のセット及び飲料ディスペンサ - Google Patents

Description

本発明は、飲料ディスペンサを用いた飲料の調製（preparation）のための食品材料を収容する消耗品の配置及び／又は種類を認識するための消耗品認識システムに関する。本発明はさらに、飲料の調製のための飲料ディスペンサでの使用のために少なくとも２つの消耗品を有する消耗品のセット、飲料を調製するための飲料ディスペンサ、及び飲料の調製のための飲料調製システムに関する。

本発明は、加圧下で、湯又は冷水のような、抽出流体の通過を通じた食品材料の抽出により飲料を調製する器具（appliance）（本明細書では飲料ディスペンサと概して称される）の分野に関する。コーヒー又は茶のような、食品材料は、これらの器具に挿入される消耗品の中に収容される。飲料は、例えば、一般的に、コーヒー、茶、スープ、ホットチョコレート若しくは冷たいチョコレート、ミルク又はベビーフードであってよい。このような飲料製造装置は、例えば、特許文献１に開示されている。当該飲料製造装置は、そこから飲料が抽出されることになる物質を含む１又は複数のパッドを囲むための抽出チャンバ（brewing chamber）（以後、「チャンバ」とも呼ばれる）、当該抽出チャンバに水を供給する手段、及び抽出チャンバから抽出された飲料を導く手段を有する。

これらの飲料のますます多くの種類及び風味が導入され、これは革新の新しい機会を作る。飲料又は成分の種類が認識されるとき、器具は、時間、温度、圧力、流量及び器具に提供される消耗品に対するカップ容積の１又は複数を含む抽出パラメータを自動的に最適化することができる。飲料を製造するこのようなシステムは、例えば、特許文献２に開示され、このシステムは、飲料ディスペンサ及び飲料の抽出液の通過のために飲料ディスペンサに挿入されることになるポッドを有する。ポッドは、飲料が得られる食品材料を含む空間を画定する濾過ボディ（材料収容ボディとも称される）を含む。濾過ボディは、外側にフランジを有する。飲料ディスペンサの認識装置により認識される及び／又は解釈されることが可能な、濾過ボディに関連付けられた認識要素がある。

現在使用されている消耗品（１回供給ユニットとも呼ばれる）は、基本的に２種類である。１つの種類の消耗品は、一般的に「カプセル」と呼ばれ、基本的に、食品材料を収容する硬質の壁を持つとともに抽出水が通過する２つのベース部を有するユニットである。カプセルは、２つのボディ、カプセルの大半を受けるように形成される１つ及びチャンバを密にシールする閉鎖ボディ、によって画定されるチャンバの中に置かれる。水が、チャンバの中に導入され、その後カプセルを通過する。カプセルの硬質の形状のおかげで、チャンバの水圧シールは、チャンバを通って抽出された材料を再循環することなしに水が基本的にカプセルを通過することを可能にする。

第２の種類の平らな形状の消耗品が、一般的に「ポッド」（又は「パッド」）と呼ばれ、食品材料が置かれる空洞を画定するために対にされた、孔を開けられる、薄い柔らかい材料で作られた２つのセクションからなる。材料は、例えば、紙、又は濾過特性を持つ布若しくは不織布であり得る。２つのセクションは、概して円形であり、それらの外側端部に沿って結合され、外側環状フランジを定める。ポッドを使用する機械は、ポッドが置かれるチャンバを画定するためにシールされる２つの半部シェルを有する。特に、ポッドの環状フランジは、チャンバの外側を定める、半部シェルの対向する表面の間で、シールするために、押しつぶされる。

たいていの器具に関して、抽出パラメータは固定され、したがって、各飲料に対して同じである。他の器具は、手動設定を有し得るが、これらは、飲料のそれぞれの種類に対してユーザによって調製されなければならない。消耗品（特に、その種類、すなわち、どの種類の食品材料が消耗品の中に保持されているか、例えば、それがコーヒー、カフェイン抜きのコーヒー、挽きの細かさ、ロースト、ブレンド、フレーバー等によって区別されるコーヒーのどれか）が器具によって自動的に認識されるとき、設定は自動的に調製されることができる。これは、ユーザの利便性を向上させる。さらに、抽出プロセスは、最適な飲料が作られるように、各消耗品の種類に対して正しく調製される。

特許文献３は、カプセルの形態で消耗品を用いる飲料の調製のための飲料ディスペンサを開示している。飲料ディスペンサは、カプセルに設けられた色コーディングを用いて異なる種類のカプセルを区別することができる認識システムを有する。特許文献４及び５によれば、光学読み取り可能コード、特にバーコードが、異なる種類のカプセルにそれらを区別するために設けられている。特許文献６に開示された装置は、異なるサイズのカプセルを区別するためにシャフトの中を摺動するロッドの端部の位置を測定する。特許文献７は、容器から離れて情報を読むための光学及び／又は磁気リーダを含む装置を開示し、当該情報は肉眼では見えない。

ＷＯ ２００５／０５３４８５ Ａ１ ＷＯ ２０１３／０４６１４９ Ａｌ ＥＰ １ ９７４ ６３８ Ａ１ ＷＯ ２０１３／０７２２９７Ａ１ ＷＯ ２０１２／０６２８４２Ａ１ ＥＰ ２ ４０９ ６０８ Ａ１ ＷＯ ２００５／０４４０６７ Ａ１

本発明の目的は、消耗品の配置及び／又は種類を単純で、確実且つ容易に実装可能な方法で認識するための消耗品認識システムを提供することである。本発明のさらなる目的は、飲料の調製のために飲料ディスペンサで使用するための少なくとも２つの消耗品を有する消耗品の対応するセット、飲料を調製するための対応する飲料ディスペンサ、及び飲料の調製のための対応する飲料調製システムを提供することである。

本発明の第１の態様では、消耗品認識システムが提示され：
− 光を消耗品に放射する光源、
− センサ信号を得るために消耗品の反射要素から反射される光を検知する光センサであって、センサ信号は、前記反射要素の位置、向き、蛍光性、燐光性及び／又は偏光特性に応じる、光センサ、並びに
− 前記センサ信号に基づいて消耗品の配置及び／又は種類を認識する信号処理装置、を有する。

本発明の第２の態様では、消耗品のセットが提示され：
− 光を消耗品に消耗品のライトガイドの中に結合するように放射する光源、
− １又は複数の所定の位置で光を検知する光センサであって、前記光は、センサ信号を得るために１又は複数の所定の位置で前記ライトガイドを通って案内されるとともに前記ライトガイドによって放射され、センサ信号は、光放射の１又は複数の位置及び／又は前記ライトガイドの光透過特性（light transmission characteristic）に応じる、光センサ、並びに
− 前記センサ信号に基づいて消耗品の配置及び／又は種類を認識する信号処理装置、を有する。

本発明のさらなる態様では、特に、第１の態様による消耗品認識システムでの使用のための、消耗品のセットが提示され、前記セットのそれぞれの消耗品は：
− そこから飲料が得られる、食品材料を収容する空間を画定する濾過ボディ、
− 所定の方法で入射光を反射する反射要素、を有し、
方法は、前記反射要素の位置、向き、蛍光性、燐光性及び／又は偏光特性に応じ、前記反射要素は、消耗品のセットの消耗品のそれぞれの種類に対して、異なる位置、向き、蛍光性、燐光性及び／又は偏光特性を有する。

本発明のさらなる態様では、特に、第２の態様による消耗品認識システムでの使用のための、消耗品のセットが提示され、前記セットのそれぞれの消耗品は：
− そこから飲料が得られる、食品材料を収容する空間を画定する濾過ボディ、
− 光源によって中に結合される光をガイドするとともに、ガイドされた光を１又は複数の所定位置で放射するライトガイド、を有し、
ライトガイドは、消耗品のセットの消耗品のそれぞれの種類に対して、光放射の異なる位置及び／又は異なる光透過特性を有する。

本発明のさらなる態様では、飲料ディスペンサが提示され：
− 消耗品の配置及び／又は種類を認識するための本明細書に開示される消耗品認識システム、
− 消耗品を受けるための及び消耗品を通る抽出液の通過のためのチャンバ、
− 消耗品を通る抽出液の通過のための液体処理ユニット、及び
− 消耗品の認識された配置及び／又は種類にしたがって飲料ディスペンサの１又は複数のパラメータを制御するためのコントローラ、を有する。

本発明のさらなる態様では、飲料調製システムが提示され：
− 本明細書に開示される飲料ディスペンサ；及び
− 食品材料を収容する本明細書に開示される消耗品のセットの中の消耗品であって、この食品材料から飲料が抽出液の使用により得られ、前記消耗品は前記飲料ディスペンサのチャンバの中に配置される、消耗品、を有する。

本発明の好適な実施形態は、従属請求項の中で定められる。消耗品のセット、飲料ディスペンサ及び飲料調製システムは、請求項に記載された消耗品認識システム及び従属請求項に定められたものと同様並びに／又は同一の好適な実施形態を有することが理解されるべきである。

本発明は、光の反射に基づく、すなわち、１又は複数の与えられた光学刺激に対する消耗品の（１又は複数の部分の）光学反応の検出に基づく、又は消耗品の特定の部分（複数可）を通る光透過特性の検出に基づく、消耗品を識別／認識するアイディアに基づく。１又は複数の位置に設けられ得る光源（例えば、ＬＥＤ又はレーザ）は、例えば、定められた角度に設定されている、特定の位置を有する若しくは定められた反射特性を有する、又は所定の透過特性を有する特定の要素（例えば、ライトガイド）を通って伝達する、消耗品の特定の反射部分（すなわち、反射要素）を照らす光（例えば、コリメート光ビーム又は全方向光（omnidirectional light）を特徴とする。それぞれの消耗品の種類に対してこれらのパラメータを変えることによって、センサ信号、例えば、特定の光強度出力（light intensity readout）が、センサ（例えば、フォトダイオード又はカメラ）によって生成されることができ、これはその後、正しい飲料調製パラメータに関連付けられることができる。

さらに、消耗品が飲料ディスペンサのチャンバの中に挿入されているか否かを同じ方法で検出することもできる。センサ信号の少なくとも１つの特性は、これによって消耗品の異なる種類を区別しかつ前記少なくとも１つの特性を評価することによって異なる種類を区別することを可能にする、消耗品の反射要素の光反射特性又はライトガイドの光透過特性に依存する。センサ信号（例えば、電流若しくは電圧信号）の前記特性又はセンサ信号から得られる電気信号は、潜在的には周波数の関数としての、センサ／電気信号の振幅及び／又は位相であり得る。したがって、実施形態では、特定の（所定の）周波数におけるセンサ信号振幅が消耗品の異なる種類を区別するために評価される。

これに関連して、消耗品の種類を区別することは、消耗品がカプセル又はパッドであるかどうかを区別することだけを意味するのではなく、主に、含まれる食品材料（例えば、それがコーヒー、カフェイン抜きのコーヒー、挽きの細かさ、ロースト、ブレンド、フレーバー等によって区別されるコーヒーのどれか）及び／又は材料の量を区別することを意味する。認識された種類に基づいて、飲料ディスペンサは、場合によりユーザによって選択された命令と組み合わせて、例えば、水の温度、使用されることになる水の量、給水の圧力及び／又は速度、注入時間等のような、正しいプロセスパラメータを設定する。例えば、消耗品の種類が認識される場合、（好ましくは）調製され得る飲料の種類が、ユーザの選択のためにユーザにディスプレイ上で示され得る。

消耗品の反射要素及び／又はライトガイドにより得られた情報はまた、例えば、統計値のような、飲料の調製に関連付けられない、他の態様にも関係し得ることが留意されるべきである。例えば、飲料ディスペンサは、使用される消耗品の異なる種類の数、又は機械メンテナンスを管理するために有用であり得る他のデータ、又は実際の消費に基づく新しい消耗品の注文等を記憶し得る。

第１の態様による消耗品認識システムの実際的な実施形態では、前記光センサは、複数のセンサ要素を有し、センサ要素の数、位置、及び／又は、反射要素から反射される検知される光の強度は、前記反射要素の位置、向き、蛍光性、燐光性及び／又は偏光特性に応じ、センサ信号は、センサ要素の数、位置及び／又は検知される光の強度に基づいて形成され、この検知される光は、反射要素から反射される。

他の実際的な実施形態では、前記光源及び／又は前記光センサは、消耗品に対して固定された位置に配置され、前記光源は、光ビームを消耗品の所定の表面の所定のスポット又は領域に放射するように構成される。例えば、消耗品を飲料ディスペンサのチャンバの中のその所定の位置に挿入した後、認識プロセスが実行される。したがって、所定のスポット又は領域は、事前に知られており、固定されている。

代替実施形態では、前記光源及び前記光センサは、消耗品に対して移動可能な位置に配置され、前記光源は、光ビームが消耗品の所定の表面の所定の領域の上をスイープするように、光ビームを、好ましくは所定の方向に、放射するように構成される。例えば、光源及び光センサは、蓋の閉鎖の間に認識プロセスが実行されるように、飲料ディスペンサの蓋に取り付けられ得る。

好ましくは、前記光センサは、前記反射要素から反射された光の強度、色、入射の方向及び／又は偏光を検知するように構成される。具体的な実装は、それぞれの用途及び所望の設計に依存する。

第２の態様による消耗品認識システムの実際的な実施形態では、前記光センサは、各センサ要素が異なる所定の位置からの光を検知することができるように、異なる所定の位置に配置される複数のセンサ要素を有し、この異なる所定の位置において光は前記光源から放射されることができ、センサ要素の数、位置及び／又は、ライトガイドから放射される検知される光の強度は、前記ライトガイドの光放射の１又は複数の位置及び／又は光透過特性に応じ、前記センサ信号は、センサ要素の数、位置及び／又は検知される光の強度に基づいて形成され、この検知される光はライトガイドから放射される。

他の実施形態では、前記光源は、各源要素が、異なる所定の位置における光を前記ライトガイドの中に結合することができるように、異なる所定の位置に配置される複数の源要素を有し、センサ信号は、検知される光の特性、特に、ライトガイドから放射される検知される光の強度、色、及び／又は偏光、に基づいて形成される。この場合もやはり、ライトガイドは、この実施形態では、異なる位置に複数の光入力を有する光ファイバであることができ、この異なる位置で、光は、所定のシーケンスにしたがって、異なる光源によって結合され得る。

対応する消耗品認識システムとともに使用されるように適合される消耗品の様々な実施形態がある。１つの実施形態では、反射要素は、濾過ボディの表面又は表面の一部、特にリム、底面、カバー又は側壁若しくはその一部であり、入射光に対して所定の傾斜を有する。

他の実施形態では、反射要素は、濾過ボディの所定表面の１又は複数の所定の反射スポット及び／又は反射領域を有する。

反射要素は、蛍光性の、燐光性の及び／又は偏光に影響を及ぼす材料を含み得る。

本発明のこれらの及び他の態様は、以下に記載される実施形態から明らかになるとともに同実施形態を参照して説明されるであろう。
本発明による飲料ディスペンサの実施形態の異なる図を示す。 本発明による消耗品認識システム及び対応する消耗品の２つの一般的なレイアウトの概略図を示す。 本発明による消耗品及び対応する消耗品認識システム第１の実施形態の断面図及び斜視図を示す。 本発明による消耗品及び対応する消耗品認識システムの第２の実施形態の断面図及び斜視図を示す。 本発明による消耗品及び対応する消耗品認識システムの第３の実施形態の断面図及び斜視図を示す。 本発明による消耗品及び対応する消耗品認識システムの第４の実施形態の断面図及び斜視図を示す。 本発明による消耗品及び対応する消耗品認識システムの第５の実施形態の側面図を示す。 本発明による消耗品及び対応する消耗品認識システムの第６の実施形態の上面図を示す。 本発明による消耗品及び対応する消耗品認識システムの第７の実施形態の上面図を示す。 本発明による消耗品及び対応する消耗品認識システムの第８の実施形態の上面図を示す。

図１は、概して、消耗品４とともに、飲料調製システムを形成するコーヒー製造装置の形態の飲料ディスペンサ２５の実施形態の異なる図を示す。コーヒー製造装置（すなわち、飲料ディスペンサ２５）は、本発明による（概略的に描かれた）消耗品認識システム３０を含む。コーヒー製造装置は、消耗品としてソフトパッドを使用するが、本明細書では、本発明はパッドの使用及びコーヒー製造装置のどちらにも限定されないことが留意されるべきである。他の実施形態では、飲料ディスペンサは、コーヒー以外の他の飲料、例えば、茶、ホットミルク若しくは冷たいミルク、スープ、ベビーフード等を作るために使用されるように構成される。さらに、ポッド又はカプセルが、消耗品として使用されることができ、消耗品は概して、飲料ディスペンサの使用によるそれぞれの飲料の調製のための対応する食品材料を含む。

コーヒー製造装置は、静止部分１及びヒンジ部分２を有する。静止部分１は、抽出チャンバ１９の下部壁８、９を有し、ヒンジ部分２は、抽出チャンバ１９の上部壁３を含む。静止部分１はさらに、水コンテナ並びに水（又は、より一般的には、抽出液）を加熱するための及び加熱された水の所定量を抽出チャンバ１９にポンプで注入するための手段を有し、装置のこれらの部分は、パッド４を通る抽出液の通過のための液体処理ユニット２０として単に概略的に示されている。

図１Ａは、コーヒー製造装置の静止部分１及びヒンジ部分（又は蓋）２を示すコーヒー製造装置の最上部の正面図である。蓋２は、開位置、すなわち、抽出チャンバ１９が、例えば、パッド４を交換するために、アクセス可能である位置で示されている。抽出チャンバの上部壁３は、この場合、実質的に垂直位置にある。

図１Ｂ及び１Ｃは、蓋２が開位置（図１Ｂ）及び閉位置（図１Ｃ）でそれぞれ示されている状態の断面図である。蓋２は、回転運動をすることができるように、軸５周りにヒンジ動作する（hinge）。抽出チャンバの上部壁３は、その中心部分に球状突出部６を、すなわち、壁３の中のドームを備える。可撓性シールリング７が、上部壁３の周りでヒンジ動作する蓋２に取り付けられる。

抽出チャンバの下部壁を形成する、第１の取り外し可能部分が、それに中心流出開口１０を有するプラスチック要素９が取り付けられた金属部分８を有する。その上部側において、プラスチック要素９は、パッド４を支持するとともに突出部の間に抽出される飲料を導くために空間を作るための幾つかの突出部を備える。第１の取り外し可能部分８、９は、１つのパッド４を収容するように設計される。それは、２つのパッド４を収容するように設計されている異なる取り外し可能部分によって交換されることができ、この場合、それはより多くの空間を囲む。

第１の取り外し可能部分８、９は、装置の静止部分１からのその取り外しを容易にするためのハンドル１１を備える。第１の取り外し可能部分８、９は、交換又は清掃のために取り外されることができる。当該第１の取り外し可能部分８、９の下には、第２の取り外し可能部分１２があり、飲料収集チャンバ１３を囲むとともに装置の静止部分１の外に延びる飲料流出チューブ１４を備える。収集チャンバ１３に収集される、抽出された飲料は、流出チューブ１４を通って装置を離れ、カップ等に受け止められることができる。

蓋２が閉じられるとき、シールリング７は上部壁３並びに第１の取り外し可能部分８、９の前記部分８に当接するので、抽出チャンバ１９は、加熱された水を抽出チャンバに供給するための上部壁３の孔１５（又はノズル）を除いて、及び流出開口１０を除いて、閉鎖される。抽出チャンバ１９は、図１Ｃに示されるようにパッド４を囲み得る。加熱された水は、上部壁３の孔１５を通って供給され、コーヒーを抽出するためにパッド４を通過する。抽出されたコーヒーは、流出開口１０を通って抽出チャンバを離れる。その後、抽出されたコーヒーは、飲料収集チャンバ１３に集められ、その後、流出チューブ１４を通って装置を離れる。

図１Ｃに示されるように、蓋２は、装置の静止部分１の下方に延びる端部１７に係合するヒンジラッチ１６によって閉じたままにされる。ラッチ１６は、蓋２が下向き方向に動かされることでのみ解放されることができる。抽出チャンバの上部壁３は、それによって、ドーム６がパッド４に押し付けられるように、下方部分８、９に向かって動かされる。この運動は、過剰な残留液体がパッド４を離れるとともに流出開口１０を通って抽出チャンバを離れるように、パッド４を搾る。

消耗品認識システム３０は、消耗品の配置及び／又は種類を単純で、確実且つ容易に実装可能な方法で認識することを可能にする。いったん消耗品（ポッド）４の種類が認識されると、飲料ディスペンサ２５の１又は複数のパラメータが、消耗品の認識された種類にしたがって、コントローラ２１により制御される。例えば、ただ単純な例を挙げると、消耗品が（好ましくはエスプレッソを作るために使用される）細かく挽かれたコーヒーを含むことが認識される場合、液体は、（好ましくはコーヒーを作るために使用されるような）普通に挽かれたコーヒーを含む消耗品の場合より、ポッドを通るより高い圧力で押し込まれる。一般的に制御されることができるパラメータは、水の温度、使用されることになる水の量、給水の圧力及び／又は速度、注入時間、流量並びにカップ容積等の１又は複数であり得る。消耗品認識システムはさらに、消耗品の抽出チャンバへの配置を認識するのに適している、すなわち、消耗品が挿入されているか否かを認識することができ、この情報に基づいて、供給（dispensing）プロセスが（消耗品が挿入されている場合に）自動的に開始され得る又は消耗品が挿入される必要があることを示す信号が発せられ得る。

消耗品認識システムを使用すること及び消耗品の認識された種類に基づく飲料ディスペンサの１又は複数のパラメータの制御の一般概念はまた、例えば、消耗品としてカプセルを、使用する飲料ディスペンサの他のタイプに使用されることもできる。このような飲料ディスペンサは、広く知られ且つ使用されている。このような飲料ディスペンサの例は、例えば、ＷＯ ２０１２／１２３４４０ Ａ１に記載され、これもまた、飲料を自動的に調製するために、カプセルの挿入及び／又はカプセルの存在並びにカプセルの種類に関連する事象を検出するための検知装置を含む。

したがって、以下に説明される消耗品及び消耗品認識システムの様々な実施形態が、特定の種類の消耗品及び、したがって、特定の種類の飲料ディスペンサに言及しているとしても、それぞれの実施形態は、一般に、この種類の消耗品及び／又はこの種類の飲料ディスペンサのみに限定されるように理解されないものとする。

本発明による消耗品認識システム及び対応する消耗品の２つの実施形態の一般配置図が図２に描かれている。消耗品認識システム３０の両実施形態は、光源３１、光センサ３２及び光センサ３２によって得られたセンサ信号に基づいて消耗品の配置及び／又は種類を認識するための信号処理装置３３を有する。

図２Ａに概略的に示される消耗品認識システム３０ａの第１の一般的な実施形態では、光源３１は、消耗品４ａへ、好ましくは所定の方向に（しかし、一般的には、全方向性光放射も使用され得る）、光３５を放射するように構成され、光センサ３２は、センサ信号を得るために消耗品４ａの反射要素４２から反射される光３６を検知するように構成され、センサ信号は、前記反射要素４２の位置、向き、蛍光性、燐光性及び／又は偏光特性に応じる。この実施形態による消耗品４ａは、概して、そこから飲料が得られる、食品材料を収容する空間を画定する濾過ボディ４１及び入射光を所定の方法で反射するための反射要素４２を有し、方法は、前記反射要素の位置、向き、蛍光性、燐光性及び／又は偏光特性に応じる。前記反射要素４２は、消耗品のセットの消耗品のそれぞれの種類に対して、異なる位置、向き、蛍光性、燐光性及び／又は偏光特性を有する。

図２Ｂに概略的に示される消耗品認識システム３０ｂの第２の一般的な実施形態では、光源３１は、消耗品４ｂのライトガイド４３に結合されるように消耗品へ、好ましくは所定の方向に、光３５を放射するように構成され、光センサ３２は、１又は複数の位置で光３６を検知するように構成され、前記光は、センサ信号を得るために１又は複数の所定の位置で前記ライトガイド４３を通って案内されるとともに前記ライトガイド４３によって放射され、センサ信号は、前記ライトガイドの光放射の１又は複数の所定の位置並びに／又は光透過特性に応じる。この実施形態による消耗品４ｂは、概して、そこから飲料が得られる、食品材料を収容する空間を画定する濾過ボディ４１及び光源によって結合される光を案内するための及び１又は複数の所定の位置で案内される光を放射するためのライトガイド４３を有する。前記ライトガイド４３は、消耗品のセットの消耗品のそれぞれの種類に対して、光放射の異なる位置及び／又は異なる光透過特性を有する。

次に、本発明による消耗品の詳細な実施形態及び対応する消耗品認識システムの詳細な実施形態が説明される。消耗品に関して、これらの異なる種類を含む消耗品のセットの消耗品の異なる種類がどのように区別されることができるか及び消耗品認識システムがそれに応じてどのように構成されるかが説明される。それぞれの消耗品認識システムに関して、信号処理装置は概して明示的に示されていない。

図３は、本発明による消耗品５０及び対応する消耗品認識システム３００の第１の実施形態の断面図（図３Ａ）及び斜視図（図３Ｂ）を示す。消耗品５０は、特定の角度αを持つ傾斜リム５２を有する濾過ボディ５１を有する。光源３０１、例えばＬＥＤ、によって放射される（例えば、コリメートされた）光３５は、消耗品５０のリム５２の上を照らす。この光は、傾斜角αにより特定の方向に反射され、反射光３６は、幾つかのセンサ要素３０３、例えば幾つかのフォトダイオード、を有するセンサアレイ３０２によって捕えられる。反射光によってトリガされるセンサ要素３０３は、反射光３６の方向を配置された消耗品５０の種類に変換するために使用される。リム５２の反射特性を変えることによって、反射光３６の強度も変えられることができる。これは、消耗品５０の種類の識別のための追加の変数を作ることができる。角度αは消耗品のそれぞれの種類に対して異なるので、異なる種類の消耗品が区別されることができる。

図４は、本発明による消耗品６０及び対応する消耗品認識システム３１０の第２の実施形態の断面図（図４Ａ）及び斜視図（図４Ｂ）を示す。消耗品６０の濾過ボディ６１の上部６２は、特定の角度βで傾けられ、オプションで追加の反射表面６３を特徴とすることができる。光源３１１、例えばＬＥＤ、によって放射される光３５（例えば、コリメート光）は、消耗品６０の上部６２の上を照らす。この光は、消耗品６０の傾斜上部６２により特定の方向に反射され、反射光３６は、幾つかのセンサ要素３１３、例えば幾つかのフォトダイオード、を有するセンサアレイ３１２によって捕えられる。トリガされるセンサ要素３１３は、反射光３６の方向を配置された消耗品の種類に変換するために使用される。表面６３の反射特性を変えることによって、反射光３６の強度も変えられることができる。これは、消耗品６０の種類の識別のための追加の変数を作ることができる。消耗品６０は、蓋の内側に配置されたピン又は他の要素（図示せず）によって所定位置に保持され得る。角度βは消耗品のそれぞれの種類に対して異なるので、異なる種類の消耗品が区別されることができる。

図３及び４に示された実施形態の他の変形では、特定の表面（ずなわち、リム５２又は上部６２）が特定の角度に傾けられるのではなく（又は同傾けられるだけでなく）、この効果が、濾過ボディが種類ごとに異なって傾けられる場合にも達成され得ることに留意されたい。例えば、消耗品がチャンバ内の特定の角度位置に配置されるように濾過ボディの底面が特定の角度に傾けられることができ、これは実質的に同じ効果につながる。

図５は、本発明による消耗品７０及び対応する消耗品認識システム３２０の第３の実施形態の断面図（図５Ａ）及び斜視図（図５Ｂ）を示す。消耗品７０の濾過ボディ７１の上面７２は、特定の場所に幾つかの反射スポット７３を有する。光源３２１によって放射される光３５は、消耗品７０の上面７２の上を照らす。この光は、消耗品６０上の反射スポット７３により幾つかの方向に反射され、反射光３６は、幾つかのセンサ要素３２３、例えば幾つかのフォトダイオード、を有するセンサアレイ３２２によって捕えられる。トリガされるセンサ要素３２３は、反射光３６の方向を配置された消耗品の種類に変換するために使用される。スポット７３の反射特性を変えることによって、反射光３６の強度も変えられることができる。これは、消耗品７０の種類の識別のための追加の変数を作ることができる。反射スポット７３の位置及び／又は数は消耗品のそれぞれの種類に対して異なるので、異なる種類の消耗品が区別されることができる。

図６は、本発明による消耗品８０及び対応する消耗品認識システム３３０の第４の実施形態の断面図（図６Ａ）及び斜視図（図６Ｂ）を示す。光源３３１、例えばＬＥＤ、及び光センサ３３２、例えば、センサ要素３０３（例えばフォトダイオード）のアレイが、飲料ディスペンサ２５の、閉鎖機構２、例えば蓋、の内側に、例えば、対応する凹部２６、２７の中に配置される。消耗品８０の濾過ボディ８１の上面８２は、特定の場所に１つの反射スポット８３を有する。光源３３１によって放射される光３５（例えば、コリメート光）は、蓋２の閉鎖の間に設定された角度の下で消耗品８０の上部８２を照らす。光は、閉鎖運動中にそれが反射スポット８３に当たるときにのみ消耗品８０によって反射される。これは、反射光３６の定められた経路を作り、したがって、この反射光は、センサアレイ３３２の特定のセンサ要素３３３によってのみ捕えられる（又は、センサアレイ３３２において特定の反射パターンを引き起こす）。トリガされるセンサ要素３３３は、次に、配置された消耗品の種類とマッチさせられることができる。反射スポット８３の位置は消耗品のそれぞれの種類に対して異なるので、異なる種類の消耗品が区別されることができる。

第４の実施形態の変形では、角度検出器３３４（又は傾斜検出器）が、反射信号がセンサ要素３３３で受信されるときの蓋２の閉鎖角度を検知するために、図６Ａに示されるように、設けられる。この情報は、次に、センサ要素３３３が反射を検知しているという情報と併せて、特定の種類の消耗品を識別するために使用される。

他の実施形態では、蓋を閉鎖する動作の間に光を「見る」光検出器の数は、消耗品上の反射要素の配置に依存する。これは、角度情報なしの種類認識を提供する（すなわち、それは、いつ光が検出されるかの代わりに光が検出されるかどうかに依存する）。

図５及び６に示された実施形態では、反射要素７３、８３は、スポットとして構成される必要は無く、例えば、ストライプ、リング又はリングセクションとして、異なって構成されてもよいことが留意されるべきである。リングは、例えば、チャンバ内の消耗品の回転不変の位置決めを可能にするという利点を有する。

またさらに、さらなる変形では、上で説明された実施形態の反射要素は、反射が、種類ごとに異なり、光センサによって検知されることができ、異なる種類の消耗品を区別するために使用されることができる、特定の反射パターン、例えば、スペックルパターンを提供するように、構成され得る。

図７は、本発明による消耗品９０及び対応する消耗品認識システム３４０の第５の実施形態の側面図を示す。この実施形態では、消耗品認識が、この実施形態では濾過ボディ９１の上部９２に設けられた反射要素９３からの反射光の色検出を使用して行われ、この反射要素９３は、蛍光性及び／又は燐光性材料を含む。照明は、典型的には、光源３４１（例えば、青色ＬＥＤ又はＵＶ若しくは青色レーザ）からの青色／紫色又は紫外光３５で行われる。反射要素９３からの反射光３６は、１又は複数のフォトダイオード若しくはカメラ３４２で検出される。異なる種類の消耗品の符号化（coding）は、材料の量（反射光３６の強度に影響を及ぼす）、材料の種類（反射光３６の色に影響を及ぼす）及び／又は反射要素９３の位置（空間情報に影響を及ぼす）を変えることによって確立される。

第５の実施形態の変形では、偏光に影響を及ぼす材料が、すなわち、反射（又は透過）光が異なる偏光を有するように入射光の偏光に影響を及ぼす材料が、反射要素９３（又はそこを通って入射光３５が透過される透過要素）に使用される。このような要素から反射される又はこのような要素を通って透過される光３６を検出するとき、光３６の偏光が検出され、この情報は、全ての種類が、偏光への異なる影響を有する要素を備えるので、消耗品の種類の識別に使用されることができる。

さらに、反射要素は、光の偏光に依存する反射計数を有することができる。この場合、検出／識別は、センサの信号強度に依拠する。この場合、光源は、特定の偏光を持つ光を放射する及び／又は光センサは、偏光依存感度（polarization dependent sensitivity）を有する。

例えば、消耗品が硬質材料エッジ又はリムを有するとき、このエッジ又はリムはプラスチックで作られることができる。製造において、プラスチックリムが偏光に影響を及ぼす程度は、プラスチックに加えられる伸びの量によって容易に設定されることができる。さらに、反射要素９３（又は透過要素）が、このようなプラスチックとして構成され得る。さらに進んだ実施形態では、このような方法はまた、それが複製することが難しい光学偏光パターン、すなわち物理的にコピー可能でない特徴、を作ることができるので、それぞれの個々のポッドに対する固有の識別子を作るためにも使用され得る。これは、使用される消耗品ブランドの真正性を確かめるために使用されることができる。

図８は、本発明による消耗品１００及び対応する消耗品認識システム３５０の第６の実施形態の上面図を示す。消耗品１００の濾過ボディ１０１の表面（ここでは上部１０２）の上に置かれた、ライトガイド１０３、例えば、光ファイバを通る光透過が測定される。所定の場所、例えば、ライトガイド１０３の端面１０４において、光源３５１（例えば、ＬＥＤ）によって放射される光３５が、ライトガイド１０３に結合される。１又は複数の他の場所１０５において（例えば、ライトガイド１０５に沿った側面において）、ライトガイド１０５の外に放射される光３６が、センサアレイ３５２のセンサ要素３５３を使用して検出される。

測定場所１０５におけるライトガイド１０３の外への光３６の漏れ／結合は、例えば、光ファイバのクラッディングの除去によって、ライトガイド１０３を変更することによって操作されることができ、これは、消耗品の種類の符号化の可能性を提供する。典型的な実装では、二値符号化（binary coding）が用いられる：光が、測定場所１０５においてライトガイド１０３の外に結合されているか否か。符号化の可能性の数はしたがって２^Ｎｓであり、Ｎｓは、測定場所の数である。

図９は、本発明による消耗品１１０及び対応する消耗品認識システム３６０の第７の実施形態の上面図を示す。この実施形態は、実質的に、図８に示された第６の実施形態の逆のバージョンを示す。再び、ライトガイド１１３、例えば、光ファイバが、消耗品１１０の濾過ボディ１１１の表面（ここでは上部１１２）の上に置かれている。この実施形態では、光源要素３６３が、ライトガイド１１３に沿った場所１１５に配置される。場所１１５においてライトガイド１１３が変更される（例えば、クラッディングが除去される）場合、光３５は、それぞれの光源要素３６３からライトガイド１１３に結合される。ライトガイド１１３を通って透過される光は、その後、出口に、例えば、ライトガイド１１３の端面１１４に、配置された光センサ３６２（例えば、フォトダイオード）によって測定されることができる。

（二値）符号化を可能にするために、光源要素３６３は典型的には、時間内に順次駆動される及び／又は異なる光（例えば、異なる色の光又はその他の方法で符号化された光）を順次若しくは同時に伝送する。

他の実装では、ライトガイドの長さが符号化を提供する。光は、ライトガイドの一方の端部で、例えば、図８にしめされるように端面１０４で、中に結合され、光は、ライトガイドの他方の端部、例えば、反対側の端面でのみ外に結合され、時間、位相及び／又は光の強度が測定されるとともにライトガイドの中への光の放射と比較される。（できるだけ長い）ライトガイドの長さに沿って幾つかの光検知要素が配置され、これは、ライトガイドがそれらの場所で終端している場合に光を検知する、すなわち、異なる長さのライトガイドが、消耗品の種類を区別するために使用される。これは、Ｎｓ＋１の符号か脳可能性を可能にする。

他の実施形態では、１又は複数の源から１又は複数の測定スポットに光を案内することができる多数のライトガイド（例えば、ファイバ）が使用され得る。また、一般的に、ライトガイドを通る光の透過の量が、より多くの符号化の可能性を提供するために変えられ得る。これは、例えばファイバ厚さを、変えることによって行われることができる。さらに、（単一の）カメラが、ライトセンサとして多数のフォトダイオードの代わりに使用され得る。消耗品及び消耗品認識システムの特定の設計に応じて、飲料ディスペンサの中の消耗品の正しいアライメント（alignment）が必要とされてもよく、これは、例えば、飲料ディスペンサの中の消耗品の一義的な配置をサポートするリップ又は任意の他の機械的要素によって容易にされることができる。

図８及び９に示された実施形態のライトガイドの設計及び配置は異なって作られてもよいことが留意されるべきである。例えば、ライトガイドは、濾過ボディの底壁又は側壁のような、消耗品の異なる表面にも配置されてもよい。ライトガイドは、ライトガイドが大部分は見えず、光入射及び出射場所のみが見えるように濾過ボディの壁の中にさえ配置されてもよい。図８及び９に示された実施形態はまた、液体汚染並びに光源及び光センサに対するライトガイドの位置決めにおける僅かな変動に対して十分ロバストであるように示されている。

本発明による消耗品１２０及び対応する消耗品認識システム３７０の第８の実施形態の上面図を示す。この実施形態では、ライトガイドそれ自体の特性が、識別子である。この場合もやはり、ライトガイド１２３、例えば光ファイバが、消耗品１２０の濾過ボディ１２１の表面（ここでは上部１２２）の上に配置される。光源３７１からの光３５は、一方の端部１２４でライトガイド１２１の中に結合され、他方の端部１２５でライトガイドの外へ出る光３６が光センサ３７２によって検出される。代替的には、ライトガイド１２３の中で反射され且つ光が中に結合されるところの同じ端部１２４から外に出る光が、測定され得る。

消耗品認識システム及び対応する消耗品の上で説明された実施形態及び更なる変形によって、消耗品の配置及び／又は種類の認識の、単純で、確実且つ容易に実装可能な方法が使用可能である。

光学経路長、減衰又は偏光に対するその効果のような、ライトガイドの特性が、（間接的に）測定され且つ消耗品の種類の認識のための識別子として役立つ。オプションで、光の波長に対するこのような特性の依存性も検出される。その場合、多数の又は多色ＬＥＤ及びフォトダイオードが、光放射及び光検知のために使用され得る。これに関連する特定の例として、ファイバブラッググレーティングが用いられ得る。

本発明が図面及び前述の説明において詳細に例示され説明されているが、このような例示及び説明は説明又は例示とみなされるべきであり、限定的ではない；本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。開示された実施形態に対する他の変形形態は、当業者によって、図面、明細書、及び添付の請求項の検討から、理解されるとともに、請求項に記載された発明を実施する際に実施されるであろう。

請求項において、用語“有する”は他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞“ａ”又は“ａｎ”は複数を除外しない。単一の要素又は他のユニットは、請求項に記載の複数の項目の機能を実行し得る。特定の手段が相互に異なる従属項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。

請求項の如何なる参照符号もその範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (4)

1. 食品材料を収容する消耗品の使用による飲料の調製のための飲料ディスペンサであって、前記食品材料から前記飲料が抽出液の使用により得られ、前記飲料ディスペンサは：
   − 前記消耗品の配置及び／又は種類を認識するための消耗品認識システムであって：
   − そこから飲料が得られる前記食品材料を収容する空間を画定する濾過ボディを有する前記飲料の調製のために前記飲料ディスペンサで使用するための消耗品であって、前記消耗品はさらに、入射光を所定の方法で反射する反射要素を有し、前記方法は、前記反射要素の位置、向き、蛍光性、燐光性及び／又は偏光特性に応じる、消耗品、
   − 光を前記消耗品に放射する光源、
   − センサ信号を得るために前記消耗品の前記反射要素で反射される前記光源からの光を検知する複数のセンサ要素を有する光センサであって、前記センサ信号は、前記反射要素の位置、向き、蛍光性、燐光性及び／又は偏光特性に応じる、光センサ、並びに
   − 前記センサ信号に基づいて前記消耗品の配置及び／又は種類を認識する信号処理装置であって、前記センサ要素の数、位置、及び／又は、前記反射要素から反射される検知される光の強度は、前記反射要素の前記位置、前記向き、前記蛍光性、前記燐光性及び／又は前記偏光特性に応じ、前記センサ信号は、前記センサ要素の前記数、前記位置及び／又は前記検知される光の強度に基づいて形成され、前記検知される光は、前記反射要素から反射される、信号処理装置、を有する、
   消耗品システムと、
   − 前記消耗品を受けるための及び前記消耗品を通る前記抽出液の通過のためのチャンバと、
   − 前記消耗品を通る前記抽出液の通過のための液体処理ユニットと、
   − 前記消耗品の認識された配置及び／又は種類にしたがって前記飲料ディスペンサの１又は複数のパラメータを制御するためのコントローラと、を有し、
   前記光源及び前記光センサは、前記飲料ディスペンサの前記チャンバを有する静止部分に対して回転可能に接続されて前記チャンバを閉鎖する蓋に取り付けられ、前記光源は、前記蓋が閉じられる間に光ビームが前記消耗品の所定の表面の所定の領域の上をスイープするよう、前記光ビームを放射するように構成される、
   飲料ディスペンサ。
2. 前記光センサは、前記反射要素から反射された光の強度、色、入射の方向及び／又は偏光を検知するように構成される、
   請求項１に記載の飲料ディスペンサ。
3. 飲料の調製のために飲料ディスペンサで使用するための少なくとも２つの消耗品を有する消耗品のセットであって、前記セットのそれぞれの前記消耗品は：
   − そこから前記飲料が得られる、食品材料を収容する空間を画定する濾過ボディと、
   − 所定の方法で入射光を反射する反射要素であって、前記反射要素は、前記入射光に対して所定の角度の傾斜を有する、前記濾過ボディの表面又は表面の一部である、反射要素を有し、
   前記所定の方法は、前記反射要素の傾斜に応じ、前記反射要素は、前記消耗品の前記セットの前記消耗品のそれぞれの種類に対して、異なる角度の傾斜を有する、
   消耗品のセット。
4. 飲料を調製するための飲料調製システムであって：
   − 請求項１又は２に記載の飲料ディスペンサ、及び
   − 食品材料を収容する消耗品のセットの中の消耗品であって、前記食品材料から前記飲料が抽出液の使用により得られ、前記消耗品は前記飲料ディスペンサの前記チャンバの中に配置される、消耗品、を有する、
   飲料調製システム。

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