JP6913069B2 - 豆焙煎用補助装置および豆焙煎装置 - Google Patents

豆焙煎用補助装置および豆焙煎装置 Download PDF

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Description

本発明は、豆焙煎装置および豆焙煎用補助装置に関する。さらに詳細には、本発明の豆焙煎装置および豆焙煎用補助装置は、焙煎レベルを正確に判断し、焙煎の質を維持することが可能である。
コーヒー豆の焙煎技術は、熟練するのに多くの操作経験を必要とする技術である。コーヒーの風味に対する別々の要求に従って、コーヒー豆を別々の段階に焙煎する必要がある。
現在、コーヒー豆の焙煎中にコーヒー豆の焙煎度を判断するための２つの主な技術的方法がある。第１の方法は、コーヒー豆の焙煎中にコーヒー豆の色を観察することによって焙煎度を判断するもので、第２の方法は、コーヒー豆の焙煎中に生じた音によって焙煎度を判断するものである。
特に、コーヒー豆の色に基づく焙煎度の判断は、器械（例えばコーヒー焙煎検査機のＡｇｔｒｏｎ）によって、またはコーヒー豆の色をコーヒー焙煎の色カード（例えばアメリカスペシャルティコーヒー協会（ＳＣＡＡ：Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｏｆｆｅｅ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ）が作成した焙煎色カード）と手作業で比較することによってコーヒー豆の焙煎度を特定する。
しかしながら、従来の器械は、他の色（例えば、焙煎の初期段階でコーヒー豆が出す緑色、黄色、茶色などの色）をそれ以上識別できない遠赤外線によってコーヒー豆の明るさ（例えばＡｇｔｒｏｎ数）を判断する。これは、豆の色をコーヒー焙煎の色カードと手作業で比較するために相応な経験を必要とする。また、比較について具体的に規格化された数値基準がないため、様々な人が判断する場合に比較の質は不安定になるおそれがある。
伝統的には、コーヒー豆の焙煎時に色を判断するのには２つの方法がある。第１の方法は、コーヒー豆を焙煎した後に器械によって、またはコーヒー豆を焙煎した後にコーヒー豆をコーヒー焙煎の色カードと手作業で比較し、その後、手作業で結果を紙に記録することによって、コーヒー豆の焙煎度を判断するものである。
しかしながら、この方法では、コーヒー豆が焙煎された後のコーヒー豆の焙煎度が得られるだけであり、焙煎中にコーヒー豆の現在の焙煎度を得ることは不可能である。この方法は、コーヒー豆の焙煎度が不十分または過剰であるとわかったとき、コーヒー豆を次回焙煎するときに調整することしかできず、コーヒー豆の焙煎度を制御することができない。
第２の方法は、焙煎プロセス中に豆を取り出す棒を用いて豆を取り出し、器械によって、またはコーヒー豆をコーヒー焙煎の色カードと手作業で比較することによって、コーヒー豆の焙煎度を判断するものである。手作業での比較は、コーヒー豆の焙煎度を判断するのにかかる時間が少ないが、手作業での比較は、人間の判断のみに頼っているため、不安定な質になるおそれがある。
器械による判断は、より正確な焙煎度を得られるが、この方法は、焙煎プロセス中に一定量のサンプルコーヒー豆を外部で判断することを必要とする。器械による判断は時間が多くかかるため、サンプルコーヒー豆の温度が低下する。その後、サンプルコーヒー豆を他のコーヒー豆と混合して焙煎し直すときに、全体の風味および質が温度差に影響される。
したがって、豆焙煎度を的確に判断して焙煎の質を維持するために、豆焙煎用補助機構を提供することが当技術分野で緊急に求められている。
本発明の目的は、豆焙煎デバイスのチャンバ内の場面を撮影し、画像を一連の焙煎履歴パターンと比較して、画像によって示された焙煎度を判断し、制御信号を生成し、様々な方法で焙煎器に現在のコーヒー豆の焙煎度を知らせることによって、豆焙煎用補助機構を提供することである。
このように、先行技術と比較すると、本発明の豆焙煎用補助機構は、人間の介入なしにコーヒー豆の焙煎度を正確に判断でき、人間による干渉要因の影響を低減して、焙煎プロセス中に焙煎器を補助して実時間のコーヒー豆の焙煎度を得ることが可能で、それによって焙煎器は、豆焙煎デバイスの傍らで長時間にわたって待機する必要なしに豆焙煎デバイスの焙煎情報を受信できる。また、本発明の豆焙煎用補助機構はさらに、焙煎器による焙煎度の設定に従って、焙煎、豆の取り出しなどの操作を実施する自動焙煎を達成することが可能である。
前述の目的を達成するため、本発明は、記憶装置、撮像デバイス、およびプロセッサを備えている豆焙煎用補助装置を開示する。記憶装置は、一連の焙煎履歴パターンを記憶するように構成され、撮像デバイスは、豆焙煎デバイスのチャンバ内の場面を撮影して画像を生成するように構成される。プロセッサは、記憶装置および撮像デバイスに電気接続され、撮像デバイスから画像を受信するように構成され、かつ、色空間の複数の色属性に基づいて画像を一連の焙煎履歴パターンと比較して、画像によって示された焙煎度を判断して制御信号を生成するように構成される。
前述の目的を達成するため、本発明は、チャンバ、記憶装置、撮像デバイス、およびプロセッサを備えている豆焙煎装置を開示する。記憶装置は、一連の焙煎履歴パターンを記憶するように構成され、撮像デバイスは、チャンバ内の場面を撮影して画像を生成するように構成される。プロセッサは、記憶装置および撮像デバイスに電気接続され、撮像デバイスから画像を受信するように構成され、かつ、色空間の複数の色属性に基づいて画像を一連の焙煎履歴パターンと比較して、画像によって示された焙煎度を判断して制御信号を生成するように構成される。
詳細な技術および本発明に対して実施した好適な実施形態は、特許請求した本発明の特徴を確実に理解できるように、当業者に対して添付の図面と併せて以下に説明されている。
本発明による豆焙煎用補助装置１の概略図である。 本発明の撮像装置によって取得された画像１０３の概略図である。 本発明の一連の焙煎履歴パターンの番号Ｃ１〜Ｃ７の概略図である。 本発明の一連の焙煎履歴パターンの番号Ｃ８〜Ｃ１６の概略図である。 本発明の豆焙煎装置３の概略図である。 本発明の実時間の焙煎グラフ４０１および焙煎履歴グラフ４０３の概略図である。
以下の説明文では、本発明を本発明の実施形態に関して説明する。しかしながら、これらの実施形態は、本発明をこれらの実施形態に記載されている何らかの環境、適用例または特定の実施に限定するように意図しているのではない。したがって、これらの実施形態の記載は、本発明の範囲を限定するのではなく、説明を目的としているだけである。以下の実施形態および添付の図面では、本発明に無関係の要素は描写から省略されていることを理解すべきである。
図１は、本発明の第１の実施形態による豆焙煎用補助装置１の概略図を示している。豆焙煎用補助装置１は、記憶装置１１、撮像デバイス１３、およびプロセッサ１５を備えている。プロセッサ１５は、記憶装置１１および撮像デバイス１３に電気接続されている。記憶装置１１は、フラッシュメモリ、ハードディスクまたは同じ機能を有する任意の記憶媒体であってよい。撮像デバイス１３は、撮像機能を有する任意のデバイスであってよい。豆焙煎用補助装置１は、豆焙煎デバイスに隣接して配置されて（例えば豆焙煎デバイスのチャンバの片側または上もしくは下に配置されて）焙煎プロセス中にチャンバ内の画像（図２Ａに示したように、焙煎プロセス中のコーヒー豆の場面）を撮影する。
この実施形態では、記憶装置１１は、一連の焙煎履歴パターンを記憶する。例えば、図２Ｂおよび図２Ｃに示したように、一連の焙煎履歴パターンは、複数の焙煎履歴パターンを含み、各々の焙煎履歴パターンは、焙煎度および色空間の複数の色属性に該当している。図２Ｂおよび図２Ｃに示したように、１６通りの焙煎履歴パターンは、番号Ｃ１〜Ｃ１６、異なる焙煎段階、およびＲＧＢ（Ｒｅｄ：赤、Ｇｒｅｅｎ：緑、Ｂｌｕｅ：青）色空間内の複数の色属性に順に該当している。
番号Ｃ１およびＣ２の焙煎履歴パターンを例として挙げると、番号Ｃ１の焙煎履歴パターンに該当する焙煎度は、ＲＧＢ色属性がＰ１（例えば：（１５０、８０、６０））である緑色のコーヒー（Ｇｒｅｅｎ Ｃｏｆｆｅｅ）段階にあり、番号Ｃ２の焙煎履歴パターンに該当する焙煎度は、ＲＧＢ色属性がＰ２（例えば：（１４５、７０、５５））である薄くなり始める（Ｂｅｇｉｎｓ ｔｏ Ｐａｌｅ）段階にある。同じように、番号Ｃ３〜Ｃ１６の焙煎履歴パターンに該当する焙煎度はそれぞれ、初期黄色（Ｅａｒｌｙ Ｙｅｌｌｏｗ）段階、黄褐色（Ｙｅｌｌｏｗ−Ｔａｎ）段階、薄茶色（Ｌｉｇｈｔ Ｂｒｏｗｎ）段階、茶色（Ｂｒｏｗｎ）段階、第１の亀裂開始（１ｓｔ Ｃｒａｃｋ Ｓｔａｒｔｓ）段階、第１の亀裂終了（１ｓｔ Ｃｒａｃｋ Ｄｏｎｅ ｓｔａｇｅ）段階、シティーロースト（Ｃｉｔｙ Ｒｏａｓｔ）段階、シティープラス（Ｃｉｔｙ＋）段階、フルシティー（Ｆｕｌｌ Ｃｉｔｙ）段階、フルシティーかつ第２の亀裂（Ｆｕｌｌ Ｃｉｔｙ ａｎｄ ２ｎｄ Ｃｒａｃｋ）段階、ウィーン−ライトフレンチ（Ｖｉｅｎｎａ−Ｌｉｇｈｔ Ｆｒｅｎｃｈ）段階、フルフレンチ（Ｆｕｌｌ Ｆｒｅｎｃｈ）段階、炭色無味（Ｃｈａｒｃｏａｌ，ｄｅａｄ）段階ならびに発火リスク（Ｆｉｒｅ Ｒｉｓｋ）段階にあり、これらの段階はそれぞれＰ３〜Ｐ１６というＲＧＢ色属性を有する。
本発明は、一連の焙煎履歴パターンにある焙煎履歴パターンの数、焙煎履歴パターンの提示方法、焙煎度の評価規準、および色属性の色空間を限定するものではないことに注意すべきである。換言すれば、他の実施形態では、焙煎履歴パターンの数は１６より多くても少なくてもよく、焙煎度は絶対値で表現されることも可能であり、色空間はＨＳＶ（Ｈｕｅ：色相、Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ：彩度、Ｖａｌｕｅ：明度）色空間として選択されることも可能である。当業者は、本発明の一連の焙煎履歴パターンの様々な表現およびその内容を理解しているため、ここではこの点についてこれ以上説明しない。
この実施形態では、撮像デバイス１３は、定期的に焙煎プロセス中にチャンバの画像を撮影して画像１０３を生成する。プロセッサ１５は、撮像デバイス１３から画像１０３を受信する。次に、画像１０３の色空間の複数の色属性に基づいて、プロセッサ１５は、画像１０３を一連の焙煎履歴パターンと比較して、画像１０３の焙煎度によって示された焙煎度を判断する。続いてプロセッサ１５は、画像１０３で示された焙煎度従って制御信号を生成し、画像１０３に該当する焙煎度を示す。画像１０３および一連の焙煎履歴パターンは、様々な従来の画像マッチングアルゴリズムによって（例えば画像１０３の色属性の平均値を比較することによって）比較されてよいことに注意すべきである。つまり、画像の色属性を比較するどのような方法も本発明に適用され得る。
前述の例に引き続いて図２Ｂおよび図２Ｃを参照する。プロセッサ１５は、画像１０３のＲＧＢ色空間の色属性を、一連の焙煎履歴パターンにあるＣ１〜Ｃ１６の番号を付したそれぞれの焙煎履歴パターンに該当している色属性Ｐ１〜Ｐ１６と比較して、現在の画像１０３によって示された焙煎度を判断する。例えば、プロセッサ１５は、画像１０３の色属性が番号Ｃ６の焙煎履歴パターンの色属性Ｐ６に最も近いと判断し、プロセッサ１５は、現在の焙煎度が茶色段階にあると判断する可能性がある。次に、プロセッサ１５は、コーヒー豆の現在の焙煎度（すなわち茶色段階）に従って制御信号を生成する。
画像１０３は、任意の色空間（例えばＨＳＶ色空間、ＲＧＢ色空間など）で表現されてもよいことに注意すべきである。画像の表現は、１つの色空間から別の色空間に自由に変換されてよい。例えば、画像１０３がＨＳＶ色空間で表現されていれば、プロセッサ１５は、ＨＳＶ色空間で表現された画像１０３をＲＧＢ色空間に変換して、一連の焙煎履歴パターンで使用されたＲＧＢ色属性に合わせることが可能である。色空間を変換する方法は当業者に公知のため、ここではこの点についてこれ以上説明しない。
いくつかの実施形態では、プロセッサ１５は、各々の焙煎履歴パターンに該当している複数のヒストグラムを記録するデータベースを記憶してよい。各々のヒストグラムは、該当する焙煎履歴パターン内の各画素の色相値および彩度値を用いて描かれる。撮像デバイス１３から画像１０３を受信した後、プロセッサ１５は、画像１０３をＲＧＢ色空間での表現からＨＳＶ色空間での表現に変換し、さらに、画像１０３内の各画素の色相値および彩度値を計算し、それらをヒストグラムとして描く。その後、プロセッサ１５は、画像１０３を表現しているヒストグラムおよびデータベースに記憶されているヒストグラムを用いて相関分析を実施する。
画像１０３とデータベースに記憶された画像との相関関係、および画像１０３の後に連続するＮ個の画像とデータベースに記憶された画像との相関関係が設定閾値を超えた場合、画像１０３の該当焙煎度が判断されてよく、この場合の数字「Ｎ」は正の実数であり、数字「Ｎ」の値設定は、異なる精度に対する必要性によって決定される。
いくつかの実施形態では、図２Ａに示したように、プロセッサ１５が、画像１０３上の関心領域ＲＩを決定し、画像１０３の関心領域ＲＩ内の画素のみを一連の焙煎履歴パターンと比較する。換言すれば、関心領域を決定することによって、プロセッサ１５は、画像１０３の関心領域ＲＩ内の画素のみを抽出して比較範囲を縮小し、プロセッサ１５による画像比較の精度および効率を上げることが可能である。
プロセッサ１５は、関心領域（例えば撮像デバイス１３によって撮影された画像の位置に応じて決定するか、あるいは画像の前の比較の位置によって決定する）を事前設定してよいことに注意すべきである。関心領域を決定する方法は、当業者に理解可能であり、よってここではこの点についてこれ以上説明しない。いくつかの実施形態では、撮像デバイス１３は、関心領域ＲＩから直接画像１０３を撮影する。つまり、プロセッサ１５は、撮影するための撮像デバイス１３に対して必要な撮影範囲を直接設定する。
以下の説明は、豆焙煎用補助装置１が制御信号を生成した後に、様々な適用例に対して制御信号をどのように使用するかを説明している。一実施形態では、豆焙煎用補助装置１は、プロセッサ１５に電気接続されたスピーカー（図示せず）をさらに備えていてよい。この場合、プロセッサ１５は、生成された制御信号をスピーカーに伝送して、スピーカーがリマインダー信号を送信するようにできる。このように、豆焙煎用補助装置１が様々な焙煎度（すなわち、第１の亀裂開始段階、第１の亀裂終了段階、フルシティーかつ第２の亀裂段階など）を判断するため、使用者は、リマインダー信号に従って豆を取り出す時間を決めることが可能である。
また、一実施形態では、豆焙煎用補助装置１は、プロセッサ１５に電気接続された表示パネル（図示せず）をさらに備えている。この場合、プロセッサ１５は、生成された制御信号を表示パネルに伝送して、表示パネルがリマインダー画面を表示するようにできる。このように、豆焙煎用補助装置１が焙煎度を判断するため、使用者は、リマインダー画面に従って豆を取り出す時間を決めることが可能である。
また、一実施形態では、豆焙煎用補助装置１は、プロセッサ１５に電気接続されたトランシーバ（図示せず）をさらに備えていてよい。この場合、プロセッサ１５は、生成された制御信号をトランシーバに伝送して、受信した制御信号に従ってトランシーバがリマインダーメッセージをユーザ機器に伝送するようにできる。例えば、ユーザ機器はスマートフォンであってよく、豆焙煎用補助装置１の製造者は、スマートフォンにインストールできるアプリケーションを設計してよい。したがって、使用者のスマートフォンにそのアプリケーションがインストールされている場合、スマートフォンは、豆焙煎用補助装置１に直接（無線技術を介して直接）または間接的に（地域ネットワーク、インターネットなどを介して）接続されて豆焙煎用補助装置１からリマインダーメッセージを受信できる。このように、豆焙煎用補助装置１が焙煎度を判断するため、使用者は、その焙煎度を直ちに通知され、豆を取り出す時間を決定することが可能である。
また、一実施形態では、豆焙煎用補助装置１は、プロセッサ１５に電気接続されたトランシーバ（図示せず）をさらに備えていてよい。この場合、プロセッサ１５は、生成された制御信号をトランシーバに伝送でき、それによってトランシーバは別の制御信号を豆焙煎デバイスに伝送して、豆焙煎デバイスが自動で操作（例えば焙煎操作、豆を取り出す操作）を実施するようにする。
例えば、ユーザ機器は、焙煎度が第１の亀裂開始段階にあるときに制御信号を生成するように豆焙煎用補助装置１を設定でき、それによって豆焙煎用補助装置１は、自動的に別の制御信号を生成して豆焙煎デバイスに伝送し、豆焙煎デバイスが別の制御信号に応答して豆を取り出す操作を自動的に実施するようにする。
さらに、使用者は、ユーザ機器を通してアプリケーションを操作することによってコーヒー豆の焙煎状態を遠隔で監視でき、かつ、ユーザ機器が遠隔制御信号を生成するようにしてその遠隔制御信号を豆焙煎用補助装置１に伝送し、豆焙煎用補助装置１を介して豆を取り出してコーヒー豆を冷ますという後続のプロセスを遠隔で制御できる。
また、コーヒー豆は各段階でそれ固有の焙煎操作方式を有するため、豆焙煎用補助装置１は、現在のコーヒー豆の焙煎度に従って該当する焙煎操作を実施するよう豆焙煎デバイスに命令することも可能である。例えば、一般的なコーヒー豆の焙煎プロセスでは、コーヒー豆の焙煎度が初期黄色段階にあるとき、コーヒー豆の体積が膨張し始める。したがって、豆焙煎用補助装置１が、現在のコーヒー豆の焙煎度が初期黄色段階にあると判断したとき、豆焙煎用補助装置１は、加熱力を上げてコーヒー豆の乾燥を促進し、コーヒー豆の体積をさらに膨張させるよう豆焙煎デバイスに自動で命令できる。
別の例では、一般的なコーヒー豆の焙煎プロセスでは、コーヒー豆の焙煎度が第１の亀裂開始段階にあるとき、コーヒー豆は、メイラード（Ｍａｉｌｌａｒｄ）反応およびカラメル化（Ｃａｒａｍｅｌｉｚａｔｉｏｎ）反応を強力かつ高速で受け始める。したがって、豆焙煎用補助装置１が、現在のコーヒー豆の焙煎度が第１の亀裂開始段階にあると判断したとき、豆焙煎用補助装置１は、コーヒー豆が焙煎されすぎるのを回避するために加熱力を下げ、メイラード反応の反応時間およびカラメル化の反応時間を引き延ばしてコーヒー豆のよりよい風味を得るよう豆焙煎デバイスに自動で命令できる。また、コーヒー豆はこの段階で大量の湿気を放出するため、豆焙煎用補助装置１は、ダンパを拡大してチャンバから湿気を放出するよう豆焙煎デバイスに自動で命令し、コーヒー豆が湿気のこもった風味を生み出すのを防止できる。
別の例では、一般的なコーヒー豆の焙煎プロセスでは、コーヒー豆の焙煎度が第１の亀裂終了段階にあるとき、この段階でコーヒー豆の水分含有量が減少するため、コーヒー豆の温度が急速かつ容易に上昇することがある。したがって、豆焙煎用補助装置１が、現在のコーヒー豆の焙煎度が第１の亀裂終了段階にあると判断したとき、豆焙煎用補助装置１は、コーヒー豆が次の焙煎度に移るのが早くなりすぎるのを防止するために加熱力を下げるよう豆焙煎デバイスに自動で命令できる。
別の例では、一般的なコーヒー豆の焙煎プロセスでは、コーヒー豆の焙煎度がフルシティーかつ第２の亀裂段階にあるとき、この焙煎度で生成された蒸気は、大幅に増加することがある。したがって、豆焙煎用補助装置１が、現在のコーヒー豆の焙煎度がフルシティーかつ第２の亀裂段階にあると判断したとき、豆焙煎用補助装置１は、蒸気を放出するためにダンパを拡大するよう豆焙煎デバイスに自動で命令できる。
前述した自動の焙煎操作は、豆焙煎用補助装置１の開発者によって作成された構成ファイルを以て完了することがある点に注意すべきである。構成ファイルは、ネットワークのダウンロード、自動更新または他の使用者の自己調整の方法によって生成されてよく、構成ファイルは、関連する構成および操作を実施するために豆焙煎用補助装置１によって読み取られる。
さらに、豆焙煎用補助装置１が様々な自動焙煎プロセスを実施できるように様々な種類のコーヒー豆に対して様々な構成ファイルが記憶されてよい。当業者は、前述した自動焙煎操作を構成ファイルを用いてどのように達成するかを理解できるため、ここではこれ以上の説明はしない。
また、一実施形態では、豆焙煎用補助装置１は、プロセッサ１５に電気接続されたトランシーバ（図示せず）をさらに備えていてよい。この場合、プロセッサ１５は、トランシーバを介してユーザ機器から帰還信号を受信でき、帰還信号に従って一連の焙煎履歴パターンを更新する。例えば、使用者が、選択した焙煎履歴パターンが現在のコーヒー豆の焙煎度を正確に示していない可能性があると考え、一連の焙煎履歴パターンに新たな焙煎履歴パターンを追加したいと思う場合、帰還信号は、一連の焙煎履歴パターンを更新するために、新たな焙煎履歴パターンおよび焙煎度ならびに新たな焙煎履歴パターンに該当する複数の色属性を含んでいてよい。また、使用者は、撮像デバイス１３で撮影した画像１０３を用いて新たな焙煎履歴パターンおよび該当する焙煎度を作り出すことも可能である。
本発明の第２の実施形態は、図３に示したような豆焙煎装置３である。この実施形態と第１の実施形態との相違は、第１の実施形態の豆焙煎用補助装置１が豆焙煎装置３に組み込まれている点である。具体的には、豆焙煎装置３は、記憶装置３１、撮像デバイス３３、プロセッサ３５、およびチャンバ３７を備えている。プロセッサ３５は、記憶装置３１および撮像デバイス３３に電気接続されている。撮像デバイス３３は、チャンバ３７に隣接して配置され、かつチャンバの場面を撮影するための透明の材料を介してチャンバ３７から隔離されていてよい。
同じように、記憶装置３１は、前述した焙煎履歴パターンを含む一連の焙煎履歴パターンを記憶している。撮像デバイス３３は、焙煎プロセス中にチャンバの画像を定期的に撮影して画像１０３を生成する。次に、プロセッサ３５は、撮像デバイス３３から画像１０３を受信し、色空間の画像１０３の色属性に基づいて画像１０３を一連の焙煎履歴パターンと比較して、画像１０３によって示された焙煎度を判断する。続いてプロセッサ３５は、画像１０３の焙煎度に基づいて制御信号を生成して、第１の実施形態で記載した同様の適用例を実施する。
同じように、いくつかの実施形態では、図２Ａに示したように、プロセッサ３５は、画像１０３上の関心領域ＲＩを決定してその関心領域ＲＩ従って該当する操作または設定を実施して、比較範囲を縮小し、プロセッサ３５による画像比較の精度および効率を向上させる。操作および設定は第１の実施形態のものと同じであるため、ここでは説明しない。
以下の説明は、豆焙煎装置３が制御信号を生成した後に、様々な適用例に対して制御信号をどのように使用するかを記載している。一実施形態では、豆焙煎装置３は、プロセッサ３５に電気接続されたスピーカー（図示せず）をさらに備えていてよい。この場合、プロセッサ３５は、生成された制御信号をスピーカーに伝送してスピーカーがリマインダー信号を送信するようにできる。このように、豆焙煎装置３が様々な焙煎度（すなわち、第１の亀裂開始段階、第１の亀裂終了段階、フルシティーかつ第２の亀裂段階など）を判断するため、使用者は、リマインダー信号に従って豆を取り出す時間を決めることが可能である。
さらに、一実施形態では、豆焙煎装置３は、プロセッサ３５に電気接続された表示パネル（図示せず）をさらに備えている。この場合、プロセッサ３５は、生成された制御信号を表示パネルに伝送して、表示パネルがリマインダー画面を表示するようにしてよい。このように、豆焙煎装置３が焙煎度を判断するため、使用者は、リマインダー画面に従って豆を取り出す時間を決めることが可能である。
また、一実施形態では、豆焙煎装置３は、プロセッサ３５に電気接続されたトランシーバ（図示せず）をさらに備えていてよい。この場合、プロセッサ３５は、生成された制御信号をトランシーバに伝送して、受信した制御信号に従ってトランシーバがリマインダーメッセージをユーザ機器に伝送するようにできる。例えば、ユーザ機器はスマートフォンであってよく、豆焙煎装置３の製造者は、スマートフォンにインストールできるアプリケーションを設計してよい。したがって、使用者のスマートフォンにそのアプリケーションがインストールされている場合、スマートフォンは、豆焙煎装置３に直接（無線技術を介して直接）または間接的に（地域ネットワーク、インターネットなどを介して）接続されて豆焙煎装置３からリマインダーメッセージを受信できる。このように、豆焙煎装置３が焙煎度を判断するため、使用者は、その焙煎度を直ちに通知され、豆を取り出す時間を決定することが可能である。
また、一実施形態では、豆焙煎装置３は、プロセッサ３５に電気接続されたトランシーバ（図示せず）をさらに備えていてよい。この場合、プロセッサ３５は、トランシーバを介してユーザ機器から帰還信号を受信でき、帰還信号に従って一連の焙煎履歴パターンを更新する。例えば、使用者が、選択した焙煎履歴パターンが現在のコーヒー豆の焙煎度を正確に示していない可能性があると考え、一連の焙煎履歴パターンに新たな焙煎履歴パターンを追加したいと思う場合、帰還信号は、一連の焙煎履歴パターンを更新するために、新たな焙煎履歴パターンおよび焙煎度ならびに新たな焙煎履歴パターンに該当する複数の色属性を含んでいてよい。また、使用者は、撮像デバイス３３で撮影した画像１０３を用いて新たな焙煎履歴パターンおよび該当する焙煎度を作り出すことも可能である。
また、一実施形態では、豆焙煎装置３は、温度感知デバイス（図示せず）およびタイマー（図示せず）をさらに備えている。温度感知デバイスは、チャンバ３７内の実時間の温度を感知するためにプロセッサ３５に電気接続され、タイマーは、実時間の焙煎経過時間を提供するためにプロセッサ３５に電気接続されている。
プロセッサ３５はさらに、タイマーによって提供された実時間の焙煎時間および温度感知デバイスによって提供された実時間の温度に従って、実時間の焙煎グラフ（図４に示した実時間の焙煎グラフ４０１など）を生成して、コーヒー豆を焙煎する温度と時間の座標にグラフを記録し、実時間の焙煎グラフ４０１を記憶装置３１に記憶し、今後の焙煎プロセスの調整のためにそれを基準として使用者に提供する。
また、一実施形態では、豆焙煎装置３は、加熱制御要素（図示せず）および空気流制御要素（図示せず）をさらに備えている。この場合、記憶装置３１は、複数の座標点を含む焙煎履歴グラフをさらに記憶している。複数の座標点と複数の焙煎履歴パターンとの間には１対１の関係があり、したがってプロセッサ３５はさらに、画像１０３、焙煎履歴グラフ、および実時間の焙煎グラフに該当する複数の座標点のうちの１つに従って加熱制御要素および空気流制御要素を制御して、チャンバ３７内の実時間の温度を変更する。
例えば、異なる種類のコーヒー豆の焙煎履歴パターンは、それに適切な焙煎方法を有するため（例えば異なる温度および時間の制御が必要とされる）、使用者は、特定種類のコーヒー豆と一致する焙煎履歴グラフを焙煎の標準基準状態として事前に記憶できる。
図４に示したように、記憶装置３１はさらに、温度と時間の座標上にグラフを記録する焙煎履歴グラフ４０３を記憶して、コーヒー豆に対する各々の時間間隔で適切な温度を示す。第１の実施形態に引き続き、焙煎履歴グラフ４０１は、番号Ｃ１〜Ｃ７の焙煎履歴パターンに該当する複数の座標点をさらに含む。スペースに限りがあるため、図４には番号Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ９、Ｃ１１、およびＣ１３の焙煎履歴パターンのみが示され、この番号は、順に以下の焙煎度を表している。緑色のコーヒー段階、初期黄色段階、薄茶色段階、第１の亀裂開始段階、シティーロースト段階、フルシティー段階、およびウィーン−ライトフレンチ段階。
水分含有量などの要因は豆のまとまりごとに異なるため、焙煎プロセス中のコーヒー豆の実際の温度は異なることがある。豆焙煎装置３は、座標点、実時間の焙煎グラフ４０１、および焙煎履歴グラフ４０３に従って加熱制御要素および空気流制御要素を制御して、チャンバ３７の温度を調整できる。例えば、プロセッサ３５は、受信した画像に従って、実時間の焙煎グラフ４０１が番号Ｃ２の薄くなり始める段階で焙煎度に達したことを判断し、焙煎履歴グラフ４０３に従って、番号Ｃ２の段階での焙煎度でコーヒー豆の適切な温度が摂氏約１６２．５度であると判断し、加熱制御要素および空気流制御要素を制御してチャンバ３７の温度を該当温度に調整する。
別の例では、豆焙煎装置３は、焙煎グラフの勾配によって調整の振幅を決定できる。ある時間間隔内の実時間の焙煎グラフ４０１の勾配がその時間間隔内の焙煎履歴グラフ４０３の勾配よりも大きいとき、豆焙煎装置３は、焙煎度の上昇が早すぎると判断し、プロセッサ３５は、加熱制御要素および空気流制御要素を制御して、加熱力を下げるかダンパを拡大することでチャンバ３７の温度を調整する。このように、豆焙煎装置３は、自動で最適な調整を行い、コーヒー豆の焙煎風味が使用者の要望を満たすようにできる。
また、使用者の設定（例えばコーヒー豆の焙煎度の選択）に基づいて、豆焙煎装置３は、焙煎履歴グラフ４０３によって提供された情報に基づいて加熱制御要素および空気流制御要素を自動で制御して、完全に自動の焙煎操作になるように、チャンバ３７の温度を適切な実時間の温度に調整できる。
他の実施形態では、豆焙煎装置３は、放出口（図示せず）および放出口制御要素（図示せず）をさらに備えている。放出口制御要素は、プロセッサ３５に電気接続されている。この場合、プロセッサ３５はさらに、制御信号を放出口制御要素に伝送して、放出口制御要素が放出口を開放して複数のコーヒー豆をチャンバ３７に放出するようにする。さらに、使用者は、ユーザ機器を介してアプリケーションを操作することによってコーヒー豆の焙煎状態を遠隔で監視でき、かつユーザ機器が遠隔制御信号を生成して遠隔制御信号を豆焙煎装置３に伝送し、コーヒー豆を取り出して冷ます後続のプロセスを遠隔で制御するようにできる。
また、一実施形態では、豆焙煎装置３は、複数の異なるデータに従ってビッグデータ分析を実施でき、分析結果を自動焙煎用の基準データとして使用できる。例えば、豆焙煎装置３は、焙煎グラフ、温度変化、焙煎時間、コーヒー豆の種類、カップ計量結果、使用者の帰還信号などの様々な情報を組み合わすことが可能であり、かつ機械学習、深層学習、人工知能などの様々な手段を通して分析して、分析結果に基づいて自動焙煎プロセス中にフロー／パラメータを調整できる。
前述の操作に加えて、この実施形態のプロセッサ３５は、前述の実施形態で説明したプロセッサ１５の操作すべても実行でき、かつその該当機能もすべて有することができる。この実施形態がこれらの操作をどのように実行してこれらの機能を有するのかは、前述の実施形態の説明に基づいて当業者には容易に理解できるため、ここではこれ以上説明しない。
要約すると、本発明は、豆焙煎プロセス中にチャンバ内の場面を撮影して実時間の画像を生成し、実時間の画像を一連の焙煎履歴パターンと比較して実時間の画像によって示された焙煎度（すなわち現在のコーヒー豆の焙煎度）を判断して制御信号を生成することによって豆焙煎用補助機構を提供するものである。制御信号の様々な適用例を通して、本発明は、様々なリマインダーを用いてコーヒー豆の焙煎度を豆焙煎器に通知できる。
本発明の豆焙煎用補助機構は、このように、先行技術と比較すると、人間の介入なしにコーヒー豆の焙煎度を正確に判断し、人間の干渉要因の影響を減らして焙煎プロセスで焙煎器を補助し、実時間のコーヒー豆の焙煎度を得ることが可能であり、豆焙煎デバイスの傍らで長時間にわたって待機する必要なしに豆焙煎デバイスの焙煎情報を受信できる。また、本発明の豆焙煎用補助装置はさらに、焙煎器による焙煎度の設定に従って、焙煎、豆を取り出すなどの操作を実施する自動焙煎を達成することが可能である。
上記の発明は、詳細な技術内容およびその発明性のある特徴に関するものである。当業者は、記載した本発明および本発明の提案に基づいて、本発明の特徴から逸脱することなく多様な修正および入れ替えを取り入れることが可能である。そのような修正および入れ替えは上記の説明では完全に開示されていないが、それらは以下の請求項に実質的に含まれている。

Claims (15)

  1. 一連の焙煎履歴パターンを記憶するように構成されている記憶装置、
    豆焙煎デバイスのチャンバ内の場面を撮影して画像を生成するように構成されている、撮像デバイス、および、
    前記記憶装置および前記撮像デバイスに電気接続され、前記撮像デバイスから前記画像を受信するように構成され、かつ、色空間の複数の色属性に基づいて前記画像を前記一連の焙煎履歴パターンと比較して、前記画像によって示された焙煎度を判断して制御信号を生成するように構成されている、プロセッサ、を備えている、
    豆焙煎用補助装置。
  2. 前記プロセッサに電気接続された表示パネル、スピーカーおよびトランシーバをさらに備え、前記プロセッサはさらに、前記表示パネル、前記スピーカーまたは前記トランシーバに前記制御信号を伝送して、前記表示パネルがプロンプトイメージを表示するようにするか、前記スピーカーがプロンプト信号を生成するようにするか、あるいは前記トランシーバがユーザ機器にプロンプトメッセージを伝送するようにすることを特徴とする、請求項１に記載の補助装置。
  3. 前記プロセッサに電気接続されたトランシーバをさらに備え、前記プロセッサはさらに、前記トランシーバを介してユーザ機器から帰還信号を受信し、前記帰還信号に従って前記一連の焙煎履歴パターンを更新することを特徴とする、請求項１に記載の補助装置。
  4. 前記プロセッサはさらに、前記画像上の関心領域を決定し、前記プロセッサはさらに、前記画像の前記関心領域を前記色空間の前記複数の色属性に基づいて前記一連の焙煎履歴パターンと比較して、前記画像によって示された前記焙煎度を判断することを特徴とする、請求項１に記載の補助装置。
  5. 前記プロセッサに電気接続されたトランシーバをさらに備え、前記プロセッサはさらに、前記トランシーバに前記制御信号を伝送して、前記トランシーバが前記豆焙煎装置に別の制御信号を伝送して前記豆焙煎装置が操作を実施できるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の補助装置。
  6. チャンバ、
    一連の焙煎履歴パターンを記憶するように構成されている、記憶装置、
    前記チャンバ内の場面を撮影して画像を生成するように構成されている、撮像デバイス、および、
    前記記憶装置および前記撮像デバイスに電気接続され、前記撮像デバイスから前記画像を受信するように構成され、かつ、色空間の複数の色属性に基づいて前記画像を前記一連の焙煎履歴パターンと比較して、前記画像によって示された焙煎度を判断して制御信号を生成するように構成されている、プロセッサ、を備えている、
    豆焙煎装置。
  7. 前記プロセッサに電気接続されたスピーカーをさらに備え、前記プロセッサはさらに、前記制御信号を前記スピーカーに伝送して、前記スピーカーがプロンプト信号を生成するようにすることを特徴とする、請求項６に記載の豆焙煎装置。
  8. 前記プロセッサに電気接続された表示パネルをさらに備え、前記プロセッサはさらに、前記制御信号を前記表示パネルに伝送して、前記表示パネルがプロンプトイメージを表示するようにすることを特徴とする、請求項６に記載の豆焙煎装置。
  9. 前記プロセッサに電気接続されたトランシーバをさらに備え、前記プロセッサはさらに、前記制御信号を前記トランシーバに伝送して、前記トランシーバがユーザ機器にプロンプトメッセージを伝送するようにすることを特徴とする、請求項６に記載の豆焙煎装置。
  10. 前記プロセッサに電気接続されたトランシーバをさらに備え、前記プロセッサはさらに、前記トランシーバを介してユーザ機器から帰還信号を受信し、前記帰還信号に従って前記一連の焙煎履歴パターンを更新することを特徴とする、請求項６に記載の豆焙煎装置。
  11. 前記プロセッサに電気接続され、前記チャンバ内の実時間の温度を感知するように構成されている、温度感知デバイス、および、前記プロセッサに電気接続され、実時間の焙煎経過時間を提供するように構成されている、タイマー、をさらに備えていることを特徴とする、請求項６に記載の豆焙煎装置。
  12. 前記プロセッサはさらに、前記実時間の温度および前記実時間の焙煎経過時間に従って実時間の焙煎グラフを生成し、前記記憶装置に前記実時間の焙煎グラフを記憶することを特徴とする、請求項１１に記載の豆焙煎装置。
  13. 加熱制御要素および空気流制御要素をさらに備え、前記記憶装置はさらに、複数の座標点を含む焙煎履歴グラフを記憶し、前記一連の焙煎履歴パターンは、複数の焙煎履歴パターンを含み、前記複数の座標点と前記複数の焙煎履歴パターンとの間には１対１の関係があり、前記プロセッサはさらに、前記画像、前記焙煎履歴グラフ、および前記実時間の焙煎グラフに該当する前記複数の座標点のうちの１つに従って前記チャンバ内の前記実時間の温度を変更するように前記加熱制御要素および前記空気流制御要素を制御することを特徴とする、請求項１２に記載の豆焙煎装置。
  14. 前記プロセッサはさらに、前記画像上の関心領域を決定し、前記プロセッサはさらに、前記画像の前記関心領域を前記色空間の前記複数の色属性に基づいて前記一連の焙煎履歴パターンと比較して、前記画像によって示された前記焙煎度を判断することを特徴とする、請求項６に記載の豆焙煎装置。
  15. 放出口および放出口制御要素をさらに備え、前記放出口制御要素は、前記プロセッサに電気接続され、前記プロセッサはさらに、前記放出口制御要素に前記制御信号を伝送して、前記放出口制御要素が前記放出口を開放して前記チャンバ内に複数のコーヒー豆を放出するようにすることを特徴とする、請求項６に記載の豆焙煎装置。
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