РАСПОЗНАВАНИЕ КАПСУЛ, СОДЕРЖАЩИХ ИНГРЕДИЕНТЫ НАПИТКА
IDENTIFICATION OF CAPSULES WITH DRINK INGREDIENTS

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к области приготовления жидкого продукта питания или напитка из ингредиентов, содержащихся в капсуле.
Уровень техники
В последнее время капсулы, содержащие ингредиенты напитков, находят все большее применение для приготовления различных типов напитков таких как, например, чай или кофе и других жидких продуктов питания. Эти капсулы разработаны для применения совместно с аппаратом, предназначенным для приготовления конкретного напитка, который снабжен приспособлениями для подачи жидкости внутрь капсулы для взаимодействия жидкости с ингредиентами, содержащимися в капсуле, в результате которого получается напиток или другой жидкий продукт питания.
Некоторые из известных аппаратов снабжены сложными системами управления, задающими все виды рабочих параметров для процесса приготовления напитка. Эти параметры могут включать (не ограничиваясь этим списком), например, температуру и количество жидкости, подаваемой внутрь капсулы, а также время продолжительности взаимодействия жидкости с ингредиентами, содержащимися в капсуле.
Также известно, что аппараты приготовления напитков снабжают пользовательским интерфейсом, позволяющим пользователю установить параметры в соответствии со своими предпочтениями. После ручной установки этих параметров аппарат приготовления напитков будет использовать заданный набор параметров для каждого последующего процесса приготовления напитка.
На текущем уровне техники встречаются капсулы с идентификационными элементами в форме нескольких механических контактов, которые выборочно распознаются распознающим приспособлением аппарата. Обычно контакты выполняют видимыми и выполненными в виде рельефа на поверхности капсулы, и их распознавание производится неподвижным распознающим приспособлением аппарата. Подобная система имеет ряд недостатков. Внешние механические контакты расположены снаружи и могут быть случайно, либо преднамеренно повреждены или изменены. Изменение контактов может вызвать серьезный сбой системы и/или привести к установке неправильных параметров для напитка.
Например, в документе ЕР 0638486 описывается картридж для приготовления напитка, содержащий множество зубьев, отлитых вдоль одной боковой грани картриджа. Между зубьями сформированы впадины. Зубья предназначены для обеспечения перемещения картриджа через аппарат приготовления напитков за счет зацепления с кулачком. На противоположной стороне грани картриджа выполнено множество штырьков таким образом, что когда упаковка подается внутрь аппарата за счет зацепления зубьев с кулачком, наличие или отсутствие выступающих штырьков определяется распознающим звеном, которое по этому признаку распознает различные типы картриджей. Распознающее звено приводит в действие выключатель, который передает информацию, относящуюся к наличию или отсутствию штырьков на упаковке управляющему механизму аппарата выдачи напитка. Расположение штырьков на картридже, таким образом, определяет тип картриджа для контроллера, который затем выбирает соответствующие условия приготовления напитка.
На текущем уровне техники встречаются капсулы, на внешней грани которых выполнен штрихкод, чтобы аппарат приготовления напитков мог считать информацию, представленную в штрихкоде и таким образом распознать связанную с ним капсулу. Использование штрихкода имеет несколько недостатков: во-первых, поскольку штрихкод должен быть различим на внешней грани капсулы, это автоматически отрицательно сказывается на эстетических свойствах внешнего вида капсулы. С другой стороны, всегда существует опасность того, что в среде, в которой протекает процесс приготовления напитка, будет нарушена различимость штрихкода, например, из-за скопления воды/пара на штрихкоде или на оптических элементах считывающего устройства.
Например, в документе US 2002/0048621 описывается кофейная упаковка с закодированными данными и устройство приготовления напитка, содержащее датчик, предназначенный для регистрации закодированных данных упаковки напитка, а также процессор, конфигурация которого позволяет интерпретировать закодированные данные и управлять приготовлением напитка в соответствии с закодированными данными. Закодированные данные могут представлять собой визуальный код, такой как, например, штрихкод, геометрическую фигуру, текстовую строку, глиф, цифровой водяной знак, засечки, углубления или отверстия.
В документе ЕР 1629752А2 раскрывается система приготовления напитков с памятью, в которой хранится информация о порядке картриджей напитков, выдаваемых аппаратом приготовления напитков.
Раскрытие изобретения
Целью настоящего изобретения является разработка недорогого и надежного решения для распознавания капсул, содержащих ингредиенты напитка.
В частности, одной из целей настоящего изобретения является снижение опасности неправильного использования или возникновения повреждений распознающей системы. Другой целью является разработка решения, которое хорошо работает в условиях повышенной влажности и температуры. Другой целью изобретения является разработка решения, которое может быть реализовано для капсулы путем простых производственных операций.
Другой целью изобретения является разработка более компактного решения, позволяющего осуществлять операции распознавания в среде ограниченного объема аппарата.
Аспектом настоящего изобретения является замена визуального распознавания текущего уровня техники "скрытым" или менее открытым распознаванием.
Также аспектом настоящего изобретения является замена сложного распознавания текущего уровня техники компактной системой распознавания, как в части капсулы, так и в части аппарата.
В соответствии с аспектом изобретения идентификационный элемент капсулы покрыт деформируемой съемной и/или прокалываемой защитной оболочкой, что снижает опасность неправильного применения или повреждения системы распознавания.
С учетом этого в соответствии с настоящим изобретением разработана капсула, которая содержит ингредиенты напитка. Капсула снабжена идентификационным элементом, конструкция которого позволяет осуществлять с ним физический контакт снаружи.
Конструкция идентификационного элемента позволяет представлять информацию при механическом контакте с ним снаружи.
Таким образом, идентификационные элементы кодируют информацию при помощи самой конструкции (в отличие от представления информации при помощи визуального штрихкода на текущем уровне техники). Более конкретно, идентификационный элемент может содержать множество размещенных в заданных местах контактной поверхности приемных элементов, каждый из которых задает один из двух различных уровней поверхности, соответствующий бинарному состоянию кода (0 или 1) при установлении или не установлении контакта с внешним распознающим элементом.
Уровень поверхности может соответствовать, например, разным глубинам или высотам множества локальных углублений/отверстий или выступающих элементов.
В варианте осуществления изобретения имеются первые и вторые контактные приемные элементы. Первые приемные элементы могут представлять собой отверстия или углубления одинаковой глубины, в то время как вторые приемные элементы являются отверстиями или углублениями меньшей глубины или, в альтернативном варианте, являются заполненными или выполнены в слегка выступающих участках. В возможном варианте первые контактные приемные элементы являются выступающими элементами одинаковой высоты, а вторые контактные приемные элементы являются выступающими элементами большей высоты.
Предпочтительно идентификационный элемент является невидимым снаружи и не выступает наружу до момента физического контакта с соответствующим распознающим приспособлением аппарата приготовления напитков.
Для этой цели идентификационный элемент может быть закрыт снаружи защитным приспособлением, в котором защитное приспособление и/или идентификационный элемент выполнены с возможностью перехода из защитного состояния в состояние считывания идентификационной информации, например, за счет прорезывания, деформации, смещения и т.д. распознающим приспособлением соответствующего аппарата приготовления напитков.
Предпочтительно идентификационный элемент кодируется путем модуляции структуры поверхности грани капсулы, например, посредством выполнения отверстий или углублений на идентификационной грани капсулы.
Идентификационная грань капсулы может быть закрыта мембраной, выполненной с возможностью смещения, деформации или прорезывания, в виде, например, пластмассового слоя, алюминиевого слоя или нескольких слоев пластмассы и алюминия. Покрытие, таким образом, выполнено с возможностью выборочного перфорирования снаружи или деформирования на участках, расположенных над углублениями или отверстиями. С другой стороны, покрытие может оказывать сопротивление, по меньшей мере, некоторому внедрению или деформированию за счет того, что оно имеет опору на участках вне углублений или отверстий.
В альтернативном варианте защитный элемент может оставаться без изменений, а манипуляции с целью перевода капсулы из состояния защиты идентификационных элементов в состояние считывания идентификационной информации могут осуществляться над идентификационным элементом (например, может проводиться его перемещение).
В предпочтительном варианте осуществления изобретения идентификационный элемент может быть выполнен в передней части крышки капсулы, которая связана с чашеобразным звеном капсулы, определяющим границы полости, содержащей ингредиенты приготовления напитка.
Идентификационный элемент может быть выполнен как составная часть крышки.
Например, крышку могут изготавливать из пластмассы путем прессования, при котором на ней формируются идентификационные приспособления.
Для ограничения пространства, необходимого для распознающей системы, множество размещенных в заданных местах контактных приемных элементов в передней части крышки имеет нелинейную конфигурацию. Например, приемные группы элементов могут образовывать по существу многоугольную, звездообразную или криволинейную конфигурацию или нерегулярную по существу замкнутую конфигурацию, покрывающую поверхность крышки.
Изобретение также относится к системе приготовления напитков, содержащей аппарат приготовления напитков, предназначенный для приготовления напитка из ингредиентов, содержащихся в капсуле, а также капсулу, соответствующую вышеприведенному описанию.
Еще один аспект настоящего изобретения относится к аппарату приготовления напитков, предназначенному для применения совместно с капсулой, содержащей ингредиенты напитка. Аппарат приготовления напитка оборудован приспособлениями для осуществления физического контакта с капсулой с целью считывания с нее информации. Кроме того, аппарат приготовления напитков снабжен управляющими приспособлениями, которые функционально соединены с данными приспособлениями и предназначены для регулировки рабочих параметров аппарата приготовления напитков в соответствии со считанной информацией. Контактные приспособления предпочтительно содержат, по меньшей мере, один выполненный с возможностью перемещения щуп, который осуществляет механический контакта с капсулой, при этом управляющие приспособления изначально установлены таким образом, что, по меньшей мере, один щуп распознает идентификационную информацию в зависимости от степени перемещения щупа, вызванного его контактом с капсулой.
Более конкретно, по меньшей мере, один выполненный с возможностью перемещения щуп упруго установлен на некотором расстоянии от платы управляющих приспособлений и выборочно вводится в контакт с указанной платой в зависимости от своего взаимодействия с капсулой, при этом наличие контакта щупа с платой задает одно заданное бинарное кодированное состояние (0 или 1), а отсутствие контакта щупа с платой задает другое бинарное кодированное состояние.
С целью существенного снижения размера распознающей системы, идентификационный элемент может быть связан с печатной платой. Печатная плата может иметь толщину всего несколько миллиметров и помещаться в небольшом пространстве аппарата, примыкающем к корпусу капсулы. Например, толщина печатной платы может составлять 0.5-3 мм.
Печатная плата содержит, например, множество печатных схем, которые выборочно замыкаются или размыкаются множеством щупов для обеспечения закодированного состояния.
По меньшей мере, один щуп предпочтительно связан или, по меньшей мере, является частью упругого опорного элемента и связан с платой, как для обеспечения упругости щупа, что позволяет ему возвращаться в положение отсутствия контакта, так и для изоляции платы от влажности, проникающей из капсулы.
Упругий опорный элемент может, например, представлять собой элемент, выполненный из эластомера, предпочтительно силикона.
Щупы могут также быть образованы штырьками, основание которых встроено или вставлено в посадочное отверстие опорного элемента.
Управляющие приспособления могут быть предназначены для регулирования в соответствии со считанной информацией температуры приготовления напитка, например температуры жидкости, подаваемой внутрь капсулы.
Аппарат приготовления напитка может быть предназначен для приготовления чая, кофе и/или других напитков.
Контактные приспособления могут содержать множество подвижных штырьков, образующих заданную конфигурацию, которые механически выборочно контактируют с приемными элементами, расположенными в заданных местах поверхности капсулы.
Управляющие приспособления могут быть предназначены для распознавания идентификационной информации по степени перемещения штырька относительно капсулы.
Перемещение штырька может осуществляться таким образом, что он выборочно размыкает связанный контакт платы управляющего приспособления.
По меньшей мере, один штырек предпочтительно электрически изолирован от платы управляющего приспособления.
Еще один аспект настоящего изобретения относится к способу управления работой аппарата приготовления напитков, предназначенного для приготовления напитка из капсулы, содержащей ингредиенты напитка.
Способ содержит этап физического взаимодействия с капсулой при помощи распознающего приспособления аппарата приготовления напитков с целью считывания идентификационной информации со специального идентификационного элемента капсулы. На следующем этапе в соответствии со считанной идентификационной информацией устанавливаются рабочие параметры аппарата приготовления напитков.
Прочие преимущества, характерные особенности и цели настоящего изобретения будут разъяснены со ссылками на фигуры прилагаемого чертежа.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - общая схема системы в соответствии с настоящим изобретением, предназначенной для считывания идентификационной информации с капсулы, содержащей ингредиенты напитка.
Фиг.2 - вид спереди капсулы в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.3 - местный вид участка взаимодействия между распознающими приспособлениями аппарата приготовления напитка и идентификационным элементом капсулы.
Фиг.4 - элементы взаимодействия между распознающими приспособлениями и капсулой, т.е. вид фигуры 3.
Фиг.5 - печатная плата, которая может взаимодействовать с распознающими приспособлениями.
Осуществление изобретения
В общем случае аспектом настоящего изобретения является то, что аппарат 11 приготовления напитков предназначен для приготовления напитка из капсулы 1, расположенной в месте приготовления заданного напитка машины 11 приготовления напитков. Как показано на фигуре 1, капсула имеет специальное отделение для содержания ингредиентов 5 напитка.
Жидкость 3 под управлением блока 10 управления аппарата 11 приготовления напитков подается в капсулу 1 для взаимодействия с содержащимися в ней ингредиентами 5. После этого результат взаимодействия, т.е. приготовленный напиток или жидкий продукт питания, может быть получен (см. поз.4) из аппарата 11 приготовления напитков.
Типичными примерами природы взаимодействия между жидкостью 3 и ингредиентами 5 является варка, перемешивание, извлечение экстракта, растворение и т.д. В отделении для напитка могут присутствовать различные типы ингредиентов, и в капсуле могут происходить различные типы взаимодействий.
Система, показанная на фигуре 1 снабжена приспособлениями для получения ("считывания") идентификационных данных с капсулы 1 с целью передачи считанных идентификационных данных блоку 10 управления, чтобы блок 10 управления мог управлять протеканием последующего цикла приготовления в аппарате 11 приготовления напитков в зависимости от содержания считанных идентификационных данных.
Идентификационные данные могут относиться к параметрам капсулы и/или ингредиентов.
В соответствии с одним аспектом изобретения идентификационная информация может считываться с капсулы 1 отличным от оптического способом, поскольку оптическое считывание, например, с применением штрихкода обладает недостатками, заключающимися в негативном влиянии на эстетическое впечатление от внешнего вида капсулы и в склонности к сбоям из-за неразборчивости штрихкода в среде процесса приготовления напитка.
Капсула 1 в соответствии с настоящим изобретением снабжена идентификационным элементом 6, который содержит в закодированном виде идентификационную информацию. Предпочтительно информация закодирована цифровым способом.
Предпочтительно информация закодирована путем модуляции структуры поверхности грани капсулы 1. Например, отверстие или углубление представляет одно логическое состояние (например, "0"), а другое состояние поверхности ("отсутствие углубления или отверстия") представляет друге логическое состояние (например, "1").
Замена штрихкода поверхностной модуляцией, которая может быть распознана отличным от оптического способом (или даже оптическим способом) повышает надежность считывания информации с капсулы.
Предпочтительно идентификационный элемент 6 расположен на капсуле 1 таким образом, что он не выступает и обычно не виден снаружи. С этой целью идентификационный элемент 6 может быть снабжен покрытием 7. Покрытие 7 выполняет эстетическую и/или защитную функцию для идентификационного элемента 6.
(В качестве отступления можно отметить, что подобное покрытие 7 также полезно в сочетании со штрихкодом и при визуальном считывании информации.)
Покрытие 7 и идентификационный элемент 6 являются частью капсулы и расположены таким образом, что в начальный момент идентификационный элемент находится в защищенном состоянии. Затем распознающие приспособления аппарата приготовления напитков могут производить манипуляции с системой защитное приспособление/идентификационный элемент таким образом, что система защитное приспособление/идентификационный элемент переводится из состояния защиты в состояние считывания идентификационной информации, в котором распознающее приспособление может визуально или путем механического контакта осуществить считывание информации, закодированной в идентификационном элементе. Манипуляция может производиться над идентификационным элементом и/или защитным приспособлением.
Предпочтительно покрытие 7 только выполняет полностью защитную функцию, до проведения процесса распознавания. В процессе распознавания, как это будет объяснено ниже, покрытие 7 может быть, например, по меньшей мере, частично удалено, смещено, деформировано или перфорировано.
В альтернативном варианте покрытие 7 в процессе считывания информации деформируется, повторяя контуры поверхности идентификационного элемента, расположенного под покрытием. Для этого может быть предусмотрено гибкое покрытие 7, которое может деформироваться снаружи для обеспечения считывания структуры поверхности идентификационного элемента 6, расположенного под покрытием 7.
Аппарат 11 приготовления напитков снабжен распознающими приспособлениями 8, которые предназначены для считывания информации, закодированной модуляцией структуры поверхности идентификационного элемента 6.
Предпочтительно это распознавание осуществляется посредством физического механического контакта или электрического контакта, хотя модуляция поверхности также может осуществляться оптически.
Для этого распознающие приспособления 8 могут предпочтительно представлять собой множество подвижных штырьков 17, которые в процессе считывания информации смещаются идентификационным элементом 6 капсулы 1.
В зависимости от конкретной формы поверхностной структуры идентификационного элемента 6 в районе контакта со штырьком 17 в идентификационном элементе 6 осуществляется большее или меньшее выдвижение штырька 17 в сторону капсулы 1.
Если информация закодирована цифровым способом в структуре поверхности идентификационного элемента 6, то будет производиться соответственное цифровое кодирование положений перемещения штырьков 17, т.е. будет иметь место только положение большего выдвижения и положение меньшего выдвижения штырьков 17.
Это относительное перемещение штырьков 17 преобразуется распознающим блоком 9 в электрические сигналы. Сформированные таким образом электрические сигналы затем могут быть обработаны блоком 10 управления.
Распознающий бок 9, таким образом, предназначен для преобразования механически считанной информации в электрические сигналы.
Блок 10 управления после этого установит в зависимости от считанных с капсулы данных параметры процесса приготовления напитка, такие как, например, (этот список не является полным) расход и температура подаваемой жидкости 3, а также время взаимодействия и т.д.
На фигуре 2 показан вид сверху на капсулу 1. В соответствии с вариантом осуществления изобретения, показанном на фигуре 2, структура поверхности идентификационного элемента модулируется за счет выборочного выполнения множества отверстий 12. Наличие отверстия 12 в заданном месте представляет одно логическое состояние, а отсутствие отверстия в том же месте соответственно означает другое закодированное цифровым способом состояние.
На фигуре 3 показано преобразование механически считанной закодированной цифровым способом информации идентификационного элемента капсулы 1 в электрические сигналы.
Как показано на фигуре 3, штырек 17 изолирован от электронной платы 15 посредством слоя 14 упругого и электрически изолирующего материала, такого как, например, силикон. Слой 14 таким образом обеспечивает необходимое смещающее усилие для легкого прижатия штырька 17 к капсуле, приводящего к перфорированию или деформации любого защитного покрытия, выполненного над идентификационным элементом капсулы.
Задний торец каждого штырька 17 имеет увеличенное сечение 21, которое встраивается в выступающий участок 22 слоя 14. Каждый штырек 17 может быть снабжен фланцем 23, который располагается заподлицо с верхней поверхностью 24 выступающего участка 21 слоя 14.
В состоянии, показанном на фигуре 3, два изображенных штырька 17 соответственно заходят в отверстия 12 идентификационного элемента и осуществляют перфорирование покрытия 17. Таким образом, данные два штырька 17 не выталкиваются обратно и, следовательно, не активизируют электрические микропереключатели 25, предназначенные для выборочного электрического замыкания накоротко заданных участков печатной платы 15. Остальные детали печатной платы 15 будут разъяснены ниже со ссылками на фигуру 5.
Каждый штырек 17 может вставляться в углубление упругого слоя 14 либо при помощи прессовой посадки, либо путем напрессовывания. Штырьки предпочтительно являются более жесткими, чем опорный слой 14. Штырьки могут быть выполнены из металла или твердой пластмассы. Штырьки и слой 14 могут также выполняться совместным прессованием каучуковых упругих материалов различной твердости.
В случае, когда из-за структуры поверхности идентификационного элемента дальнейшее проникновение штырька 17 внутрь структуры поверхности идентификационного элемента 3 невозможно, он в результате будет слегка отжиматься назад (влево на фигуре 3), таким образом, будет воздействовать на силиконовый материал и активизировать (т.е. переведет в проводящее состояние) электропроводящий микропереключатель 25 на печатной плате 15. Для этого грань силиконового материала, расположенная напротив печатной платы 15, может быть покрыта электропроводящим слоем, который может выборочно осуществлять заданное замыкание накоротко печатной платы 15, при этом заданное короткое замыкание соответствует замыканию переключателя.
На фигуре 5 более подробно показана печатная плата 15. Цифрой 20 обозначены области, которые могут выборочно замыкаться накоротко.
Таким образом, перемещение штырька 17 может выборочно активизировать (замыкать или размыкать) переключатель электронной платы 15.
На фигуре 4 дополнительно показан изоляционный смещающий элемент 14, предпочтительно выполненный из упругого материала, такого как, например, силикон.
Таким образом, изобретение позволяет индивидуально задавать рабочие параметры для каждого цикла приготовления напитка на основании считывания информации с капсулы, из которой готовится напиток или жидкий пищевой продукт.
В системе приготовления напитка настоящего изобретения, в частности, выполненного с возможностью перемещения щупа, могут также применяться капсулы с видимым идентификационным элементом (т.е. без защитной мембраны).