包括图像采集装置的用于制作饮料的设备

技术领域

本发明涉及饮料制造设备的领域。特别地，本发明涉及一种用于使用容纳食物物质的胶囊来制作饮料的设备，该设备包括用于从要使用的胶囊的一部分采集至少一个图像的图像采集装置。

背景技术

目前存在能够制作饮料的若干已知设备，其通常包括具有集成的泡制室的泡制单元，在使用中，容纳食物物质的胶囊可以插入到该泡制室中。

泡制单元又包括第一部分和第二部分，第一部分和第二部分至少相对于彼此在原始位置和泡制位置之间可移动，在原始位置中，两个部分彼此间隔开并且泡制室打开以允许胶囊放置在泡制室中，在泡制位置中，两个部分彼此联接并且关闭泡制室。还存在饮料制作装置，用于使水（特别是加压热水）循环通过容纳在封闭的泡制室中的胶囊，从而使得饮料被制作，并且用于将饮料分配到设备外。

能够检测供给到设备中的胶囊类型的设备在本领域中是已知的。该设备采用最适合于胶囊类型的泡制和分配参数（例如供给胶囊的水的温度和压力）。

目前用于该目的一种特定技术涉及通过图像采集装置对胶囊的光学识别，该图像采集装置定位在泡制室的上游或泡制室本身中。图像采集装置能够读取存在于胶囊上的条形码或QR码或另一可辨识码。

然而，该技术的当前已知的实施例具有若干缺点。

特别地，图像采集装置定位在设备的其中可能存在来自泡制室和/或来自用于用过的胶囊的收集抽屉的水蒸汽或潮湿空气的部分中。当与冷表面接触时，气相的水可在表面本身上引起水冷凝和起雾。特别地，这发生在由透明材料制成的观察窗上，该观察窗将图像采集装置的光学传感器与待识别的胶囊所经过的区域分开。室温越低，这种缺点越大。

图像采集装置的观察窗上的水冷凝和起雾会妨碍或甚至阻止装置的操作，并且会引起更小或更大严重性的读取错误。

因此，必须抵消可能干扰图像采集装置的正确操作的水冷凝或起雾的形成。

在一些已知的解决方案中，存在风扇以在观察窗上产生强制气流（例如，参见欧洲专利申请No.EP3175745A1），或者观察窗以使用者可容易地接近和清洁的方式定位。然而，已知的解决方案并不完全令人满意和有效，并且带来技术复杂性或需要使用者的手动干预。

发明内容

在这种情况下，形成本发明的基础的技术目的是制造一种用于制作饮料的设备，该设备使得能够克服或至少减少上述缺点，或者提供当前已知解决方案的替代解决方案。

上述技术目的和目标基本上通过根据权利要求1所述的用于制作饮料的设备来实现，本发明的特定实施例在对应的从属权利要求中限定。

根据本发明的一个方面，用于制作饮料的装置包括加热元件，该加热元件被施加到图像采集装置的观察窗或者被结合到观察窗本身中。加热元件是电阻型加热器，并且可连接到电源，因此它在设备的使用期间加热观察窗。

这对于直接且有效地加热观察窗以便防止或至少减少在其上形成水冷凝是有用的。实际上，由加热元件产生的热量通过传导被传递到观察窗，观察窗因此被加热。

在一个实施例中，加热元件包括电导体，该电导体形成加热电阻器并且定位在观察窗的外围区域处，因此电导体不在光学传感器与图像捕获区之间的光路上。这对于防止图像采集装置的操作受到影响是有用的。特别地，电导体基本上形成围绕观察窗的中心区域的环。

在一个实施例中，加热元件包括薄片和形成加热电阻器的电导体。电导体施加到薄片或结合到薄片中，薄片又施加到观察窗或结合到观察窗中。因此，加热元件是细长的、非笨重的物品，其在制造图像采集装置期间可以容易地处理并与其他部件组装，此外，不占用设备中的大量空间。薄片例如由透明材料制成。

附图说明

从下面对包括图像采集装置的用于制作饮料的设备的优选的、非限制性实施例的详细描述中，本发明的进一步的特征和优点将变得更加明显。应当参考附图，在附图中：

-图1是根据本发明的用于制作饮料的设备的透视图；

-图2是图1中所示设备的透视纵向截面图；

-图3是图1中所示设备的内部单元的透视图，其中该内部单元单独示出并从设备中移除；

-图4是图3中所示的内部单元的纵向截面图；

-图5是包括图像采集装置的组件的透视正视图，其中该组件形成图3中所示的内部单元的一部分，并且被单独示出并从设备中移除；

-图6是图5中所示组件的后透视图；

-图7是图5中所示组件的正视图；

-图8是图5中所示组件的沿图7中所示的线VIII-VIII截取的截面图；

-图9是图5中所示组件的后视图；

-图10是图5中所示组件的纵向截面侧视图；

-图11是图5中所示组件的分解第一视图；

-图12是图5中所示组件的分解第二视图；

-图13是形成图5中所示组件的一部分的加热元件的正视图，该加热元件被示出为沿着一个平面展开；

-图14是图13中所示加热元件沿一个平面展开的侧视图；

-图15是图13中所示加热元件的一部分的截面图。

具体实施方式

参考附图，根据本发明的用于制作饮料的设备已经整体上用附图标记1标记。为了制作饮料，设备1使用容纳诸如咖啡粉的食物物质的胶囊（未示出），特别是一次性胶囊。

示意性地示出了设备1，并且特别地，已从附图中省略了与本身已知的对于理解本发明不重要的方面相关的一些细节。

设备1具有壳体10或外壳，其封闭并保护设备1自身的内部部件。以下描述内部部件。

首先，设备1包括泡制单元2，在该泡制单元中形成适于接收容纳食物物质的胶囊的泡制室21。

泡制室21与饮料制作装置相关联，该饮料制作装置在附图中没有详细示出，因为它们可以根据已知方法来制作，并且不直接与本发明的创新方面相关联。在使用中，饮料制作装置能够使水（特别是热水）循环通过容纳在封闭的泡制室21中的胶囊，从而使得饮料被制作，并且能够将制作的饮料分配到设备1之外。

饮料制作装置包括用于加热水的加热器22、用于将水（其被加压或未被加压）供给到泡制室21的供给回路、以及用于向外分配所制作的饮料的分配管道。加热器22包括例如电阻器，其通过焦耳效应，即通过电阻加热来加热水。

待加热的水取自水箱13，并且水供给回路包括泵。

饮料制作装置可包括在胶囊中制作第一孔的第一刺穿装置23和制作第二孔的第二刺穿装置24，水通过该第一孔被供给到胶囊本身中，允许饮料通过该第二孔流出胶囊。

由于饮料制作装置的细节不是本发明的创新方面的一部分，并且其本身可以类似于已知的那些，所以这里仅简要地描述这些细节。

泡制单元2包括第一部分25和第二部分26，它们至少相对于彼此在原始位置和泡制位置之间可移动，在原始位置处，泡制室21打开，在泡制位置处，泡制室21关闭。当处于原始位置时，泡制单元2的第一部分25和第二部分26彼此充分间隔开，以允许将胶囊插入泡制室21中，而当处于泡制位置（图2和图4中所示）时，第一部分25和第二部分26彼此联接，以将胶囊夹持在泡制室21中。第一部分25和第二部分26在原始位置和泡制位置之间的运动并且反之亦然由使用者通过枢转到设备1的框架的杆14手动驱动。这些方面本身是已知的，并且将不进一步描述。

在附图中所示的实施例中，泡制单元2在类型上是水平的：第一部分25和第二部分26可根据平行于由泡制室21限定的中心轴线的水平移动线相对于彼此移动。此外，泡制室21有利地基本上完全仅在第一部分25或第二部分26中的一个中（具体地，在第二部分26中）制成，而另一个部分用作夹持泡制室21的元件。

具体地，放置在泡制室21中的胶囊的中心轴线基本上是水平的，并且与泡制室21的中心轴线重合。

为了放置胶囊，设备1包括插入开口31和将插入开口31连接到泡制室21的传送通道32。在通过插入开口31被插入设备1中之后，胶囊沿着传送通道32行进，直到其到达在原始位置中的泡制单元2的第一部分25和第二部分26之间的接收座。

特别地，插入开口31是在传送通道32的顶部处的口部并且面朝上。如附图中所示，插入开口31位于壳体10的顶部区域中。

传送通道32基本上向下延伸（竖直地或可选地倾斜地），并且当胶囊向下落下时，胶囊通过重力在其中移动。传送通道32可以可选地配备有两个引导槽（未示出），这两个引导槽位于传送通道32本身的相对侧上并且平行于传送通道32的行进延伸。接收从胶囊的顶部突出的环形凸缘的相对部分的引导槽用于在胶囊沿着传送通道32下落时引导胶囊，并且防止胶囊在其下落时在其自身上旋转。

当泡制单元2的第一部分25和第二部分26处于原始位置时，传送通道32的底部通向接收座，该接收座由介于第一部分25和第二部分26之间的空间形成。当泡制单元2的第一部分25和第二部分26处于泡制位置时，传送通道32的底部被与第二部分26一起移动的可移动壁27封闭。

设备1还可以包括胶囊保持装置（其本身可以以已知的方式制成），用于在第一部分25和第二部分26处于原始位置时并且在它们朝向泡制位置的运动的至少一部分期间将胶囊保持在备用位置，以及胶囊排出装置（其本身也可以以已知的方式制成），所述胶囊排出装置在分配结束时随着第一部分25和第二部分26返回到原始位置而引起胶囊从泡制室21排出。

设备1还包括用于使用过的胶囊的收集室15：在使用后从泡制室21排出之后，胶囊落入收集室15中。收集室15位于泡制室21下方，基本上在设备1的底部上，并且通过下落通道16连接到泡制室21。收集室15通过泡制室21与传送通道32连通。

收集室15是例如抽屉的一部分，该抽屉可从设备1的主体移除，允许定期移除和处置用过的胶囊。特别地，可移除的抽屉还包括用于杯子的支撑件17，该杯子旨在接收由设备1分配的饮料。

设备1包括图像采集装置4，其旨在采集胶囊的一部分的至少一个图像。具体地，图像采集装置4用于采集胶囊的至少一个识别部分的一个或多个图像，所述识别部分即以条形码或本身可见且可识别的其他图形元素为特征的部分。例如，该图形元素由优选地被注册的单词或图形标记形成，从而允许消费者知晓关于所讨论的胶囊与设备1兼容并且由设备1本身的制造商批准的信息。

在所示的实施例中，图像采集装置4与传送通道32相关联，并且当使用时，在胶囊到达泡制室21之前采集胶囊的一部分的至少一个图像。实际上，图像采集装置4沿着胶囊供给路径定位在泡制室21的外部。因此，图像采集装置4被配置为当胶囊处于图像捕获区40时采集胶囊的一个或多个图像，在使用中，胶囊位于图像捕获区40中或经过图像捕获区40。具体地，图像捕获区40是传送通道32的一部分。

在替代实施例中，图像采集装置4和图像捕获区40可以处于另一位置中，例如图像采集装置4可以被定位成当胶囊位于泡制室21中时采集胶囊的一个或多个图像。

图像采集装置4首先包括面向图像捕获区40的至少一个光学传感器42。光学传感器42例如是具有CMOS技术的传感器，并且特别地，至少在可见光谱中操作。图像采集装置4还包括至少一个发光元件49，用于在使用中照亮图像捕获区40和其中的胶囊。至少一个发光元件49例如由产生白光的一个或多个LED形成。

设备1包括由透明材料（例如聚甲基丙烯酸甲酯）制成的观察窗45，其插置在光学传感器42和图像捕获区40之间。观察窗45具有面向光学传感器42的第一面451和面向图像捕获区40的第二面452。在使用期间，光学传感器42通过观察窗45观察图像捕获区40中的胶囊。例如，观察窗45是将光学传感器42与传送通道32中的图像捕获区40分开的壁，以保护光学传感器42免受来自传送通道32本身的污垢或蒸汽的影响。

观察窗45具有中心区域455和外围区域456，中心区域455位于光学传感器42和图像捕获区40之间的光路上，外围区域456位于中心区域455周围。在使用期间，光学传感器42通过中心区域455观察图像捕获区40中的胶囊，而外围区域456基本上位于光学传感器42的视场外部，或者在任何情况下，与正确采集胶囊的图像无关。

例如，中心区域455具有圆盘形状，而外围区域456围绕中心区域455并且具有基本上环形或冠状形状。具体地，中心区域455是圆形的并且具有大约20mm的直径。

在所示的实施例中，图像采集装置4包括盒形壳体5，其包围其中容纳光学传感器42的内室50。观察窗45是盒形壳体5的一部分，是其前壁。盒形壳体5、观察窗45和图像采集装置4是图5至图12中所示的组件的一部分。

盒形壳体5还包括侧壁，所述侧壁连接到前壁并且侧向地界定内室50。可选地，所述前壁和所述侧壁制成一体。盒形壳体5还可以包括后壁58，后壁58在与前壁相对的一侧上并且因此更远离图像捕获区40。该后壁58是单独的部件，例如是固定到侧壁的面板，其将内室50封闭到后部。图像采集装置4的光学传感器42、发光元件49和任何其他电子部件可以由后壁58支撑或安装在后壁58上。

为了防止湿气或污垢进入内室50，盒形壳体5基本上是气密的。

在所示的实施例中，图像采集装置4的盒形壳体5包括两个侧壁47、48，所述两个侧壁47、48是布置在观察窗45的侧面上并且朝向图像捕获区40延伸的光导。光导侧壁47、48联接到由后壁58支撑的发光元件49（特别是LED）。如所提及的，侧壁47、48是光导，其被配置成在内部将由发光元件49发射的光传输到相应的照明表面区域471、481。因此，在使用中，图像捕获区40被从光导侧壁47、48的照明表面区域471、481投射的光照明。

具体地，光导侧壁47、48和包括观察窗45的前壁被制成一体。所述侧壁是实心的，即，制成所述侧壁的材料占据其整个厚度。使用的材料是例如聚甲基丙烯酸甲酯。对于关于光导侧壁和照明系统的进一步细节，以及对于任何可能的替代实施例，应当参考以该同一申请人的名义的意大利专利申请No.102017000060684中所包含的描述，所述专利申请的内容通过引用并入本文。

设备1包括能够操作图像采集装置4并处理由光学传感器42获得的图像的电子处理单元。

在所示的实施例中，图像采集装置4相对于传送通道32位于侧座33中。如图4中所示，观察窗45与传送通道32间隔开并且位于侧座33中的后部位置。由于这种布置，观察窗45不被在传送通道32中从泡制室21和/或从用于使用过的胶囊的收集室15上升的潮湿空气或水蒸汽直接刷洗。

然而，这种布置本身可能不足以防止在观察窗45上形成水冷凝和起雾。为了防止或至少减少该缺点，根据本发明的设备1还包括施加到观察窗45或结合在观察窗45中的加热元件6。即，加热元件6可以安装在观察窗45的一个面上，或者可以在观察窗45的内部，例如如果观察窗45由一些材料层形成。

加热元件6是电阻器型加热器并且可电连接到电源（例如，其连接到也为设备1的水加热器22和其它电气部件供电的电源）。由于由加热元件6本身的电阻器中的焦耳效应产生的加热，加热元件6旨在用于在设备1的使用期间加热观察窗45。

例如，加热元件6与观察窗45的一个面接触，因此由加热元件6产生的热量通过热传导有效地传递到观察窗45。

特别地，加热元件6被施加到观察窗45的第一面451，即面向光学传感器42并且与第二面452相对的面，其具有在其上形成水冷凝和起雾的更大风险。换句话说，加热元件6位于图像采集装置4的盒形壳体5的内室50的侧面上。

加热元件6包括电导体61，电导体61形成加热电阻器并且定位在观察窗45的外围区域456处。因此，不透明的该电导体61在光学传感器42的视场之外，或者在任何情况下，不负面地干扰图像捕获区40中的胶囊的图像的采集；即，电导体61不阻止观察要被采集的图像的相关部分。这使得能够在不损害或干扰图像采集装置4的操作的情况下避免观察窗45的起雾。

特别地，电导体61基本上形成围绕观察窗45的中心区域455的环。这对于使观察窗45的中心区域455自由和有效地加热中心区域455都是有用的，因为热量从中心区域455的基本上整个外围朝向其中心传播。

电导体61例如是导线或金属带，或者由根据合适的图案分布在支撑层上的导电墨制成。

加热元件6可以以不同的方式和结构制成。在本发明的一个具体实施例中，加热元件6包括薄片60和形成加热电阻器的电导体61。电导体61施加到薄片60或结合到薄片60中。基本上，薄片60用作电导体61的支撑件。

为了不干扰图像采集，薄片60由透明材料制成或具有对应于观察窗45的中心区域455的开口62。该开口62具有例如与中心区域455相同的尺寸（或更大的尺寸），并且因此作为无材料孔，其使光学传感器42的视场完全自由。例如，电导体61围绕开口62定位。

特别地，薄片60包括由塑料材料制成的第一层601和由塑料材料制成的第二层602。电导体61被封闭在第一层601和第二层602之间，因此被结合到薄片60中，薄片60使电导体电绝缘并且保护电导体免受损坏。塑性材料例如是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。例如，第一层601具有190μm的厚度，并且第二层602具有75μm的厚度。层601、602例如是塑料材料片（特别是透明塑料材料片）的部分。

在替代实施例中，电导体61可以施加在薄片60的一个面上，而不是结合在薄片60的内部。

例如，电导体61由导电墨、特别是具有银颗粒的墨制成。在制造期间，根据电导体61的期望路径将导电墨分配到两个层601、602中的第一层上；随后，将两个层601、602中的第二层叠加在第一层上并固定以将导电墨封闭在两个层之间。

在图15的截面图中，薄片60的加热区域中的电导体61又由两个层制成，这两个层是导电墨的第一层603和电连接到第一层603的加热墨的第二层604。

薄片60被施加到观察窗45或被结合在观察窗45中。

特别地，薄片60的一个面具有粘合剂层605，薄片60通过粘合剂层605固定到观察窗45。粘合剂层605也可以是透明的。

根据所示的实施例，加热元件6包括第一部分71和第二部分72，第一部分71包括薄片60并且平行于观察窗45，第二部分72形成第一部分71的延伸部并且远离观察窗45延伸。

具体地，第一部分71和第二部分72是单个塑料材料主体的部分，优选地由上述层601、602制成。加热元件6是柔性的，并且可以沿着第一部分71和第二部分72之间的铰接线折叠，而不损坏电导体61。

电导体61在第一部分71和第二部分72中延伸，在第一部分71中，电导体61形成加热电阻器，在第二部分72中，电导体61形成用于连接到电源的电触头75。电触头75是暴露的，即，它们不被塑料材料覆盖，以允许容易地形成电连接，并且此外，它们位于比第二部分72更厚且更刚性的部分76中。该更厚部分76例如由聚碳酸酯制成，并且用于促进将电触头75插入到对应的插座（未示出）中并将其保持在插座本身中。

电导体61具有通道截面，该通道截面在第一部分71中小于电导体61在第二部分72中的通道截面。图13示出了第一部分71中的电导体61的宽度小于第二部分72中的电导体61的宽度。例如，电导体61的宽度在第一部分71中为1.5mm，在第二部分72中为5mm。

由于不同的通道截面，电导体61的电阻在第一部分71中较大并且在第二部分72中较小。因此，在使用中，焦耳效应的加热主要发生在其中需要加热观察窗45的第一部分71中，并且在仅构成能量损失的第二部分72中是可忽略的。

在所示的实施例中，图像采集装置4包括：盒形壳体5的前部51，前部51又包括观察窗45和光导侧壁47、48；用于光学传感器42的前盖53，前盖53容纳在前部51的内座内；加热元件6，其第一部分71布置在观察窗45和前盖53之间的内座中；在加热元件6的第一部分71与前盖53之间的第一垫圈52；第二垫圈54；光阑（diaphragm）55；透镜56；印刷电路板57，其上安装有光学传感器42和发光元件49；后壁58，其封闭盒形壳体5并支撑印刷电路板57。第二垫圈54、光阑55和透镜56被封闭在前盖53和印刷电路板57之间。后壁58固定到盒形壳体5的前部51。

加热元件6的一个示例具有以下尺寸。加热元件6的第一部分71具有近似正方形的形状，具有30mm的边，并且电导体61位于具有22mm的直径的圆形中心区域周围，在圆形中心区域中，存在是圆形的且具有20.5mm的直径的开口62。加热元件6的第二部分72具有16mm的宽度和42mm的长度。加热元件6具有大约0.4mm的厚度；电触头75所在的区域具有14.5mm的长度和大于加热元件6的其余部分的厚度，例如1.5mm的厚度。

加热元件6以230V的电压操作并且具有1.07W的功率。其最大操作温度为90℃。功率密度为0.85 W/cm

加热元件6的第一部分71通过粘合剂层605固定到观察窗45的第一面451。第二部分72相对于第一部分71以约90°的角度弯曲，并且相对于后壁58向后突出，使得电触头75可容易地连接到电源。应当注意的是，第二部分72在图5至图8中未示出，但是图6示出了开口581，第二部分72通过该开口581从后壁58突出并伸出。

如所提及的，加热元件6连接到电源。在设备1的使用期间，通过电导体61的电流通过焦耳效应产生加热，加热通过热传导传递到观察窗45。因此，观察窗被加热到比传送通道32中的空气露点温度更高的温度，并且防止在其上形成水冷凝。

关于设备1的已知方面的进一步细节，应参考例如以该同一申请人的名义的专利申请WO 2015/019248 A1，WO 2015/019249 A1和WO 2017/134544 A1中所包含的描述，这些专利申请的内容通过引用并入本文。

在不脱离所附权利要求的情况下，可以对本文设计的本发明进行许多修改和变化。

所有细节可以由其他技术上等同的细节代替，并且可以根据需要使用各种部件的任何材料、形状和尺寸。