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TWI714959B - 咖啡豆的焙度分佈量測裝置及方法 - Google Patents

咖啡豆的焙度分佈量測裝置及方法 Download PDF

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Publication number
TWI714959B
TWI714959B TW108103705A TW108103705A TWI714959B TW I714959 B TWI714959 B TW I714959B TW 108103705 A TW108103705 A TW 108103705A TW 108103705 A TW108103705 A TW 108103705A TW I714959 B TWI714959 B TW I714959B
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TW
Taiwan
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unit
roasting
light
micro
coffee beans
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Application number
TW108103705A
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TW202029886A (zh
Inventor
陳嘉忠
余孟芳
Original Assignee
豐億光電股份有限公司
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Publication date
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Priority to US16/383,154 priority patent/US10849352B2/en
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Abstract

本申請揭示一種咖啡豆的焙度分佈量測裝置，主要包括一殼體、一微處理單元、一影像擷取單元、一出光單元及一顯示單元。殼體具有相對的一第一端及一第二端，兩端間存在一容置空間，第二端供壟罩一群待量測的咖啡豆。微處理單元和影像擷取單元均設置於容置空間內，影像擷取單元與微處理單元電性連接。出光單元設置於容置空間內，具有至少一光投射器及一與光投射器電性連接的電路板，電路板與微處理單元電性連接，光投射器的光出射口朝向第二端。顯示單元設置於第一端且與微處理單元電性連接，用以顯示所量測得的一焙度分佈曲線。

Description

咖啡豆的焙度分佈量測裝置及方法
本發明是關於一種量測裝置，特別是關於一種咖啡豆的焙度分佈量測裝置及方法。
許多人有飲用咖啡的習慣，咖啡本身的風味與其烘焙程度的差異有關，為了能夠品嘗不同烘焙程度(簡稱焙度)的咖啡豆，必須能夠判別用來烹煮的咖啡豆的焙度程度的差異。因此，如何量測得咖啡豆的焙度是所屬技術領域的技術課題之一。
然而，目前已知用來量測咖啡豆的焙度的儀器或裝置只能量測得一群咖啡豆的單一焙度值，並無法量測得該群咖啡豆各顆彼此間的烘焙差異程度或者該群咖啡豆的焙度分佈。如此一來，僅僅憑藉所量測得的單一焙度值並不足以真正判別出該群咖啡豆的烘焙程度差異。此外，如何將烘焙差異程度呈現出來，讓判別者可以直觀地獲得所量測的資訊，也是所關注的問題。
有鑒於上述問題，本申請於一實施樣態中揭示一種咖啡豆的焙度量測裝置，可量測得待量測咖啡豆的焙度分佈，除了讓咖啡豆的焙度差異判定更為精準外，更能讓判別者直觀地獲得所量測的焙度分佈的資訊。
一實施例中，所揭示的咖啡豆的焙度分佈量測裝置，具有一殼體、一微處理單元、一影像擷取單元、一記憶單元、一出光單元及一顯示單元。殼體具有彼此相對的一第一端及一第二端，第一端及第二端之間存在一容置空間，第二端具有一開口，開口供量測裝置進行量測時壟罩一群待量測的咖啡豆。微處理單元和影像擷取單元均設置於容置空間內且彼此電性連接。微處理單元具有彼此電性連接的一像素光度解析單元和一焙度轉換單元。記憶單元設置於容置空間內且與微處理單元和影像擷取單元電性連接。出光單元設置於容置空間內且具有至少一光投射器及一與光投射器電性連接的電路板，電路板與微處理單元電性連接，光投射器的光出射口朝向第二端。顯示單元具有一螢幕，設置於第一端且與微處理單元電性連接。其中，微處理單元傳送一第一指示信號至出光單元時，光投射器的出射光投向待量測的咖啡豆；微處理單元傳送一第二指示信號至影像擷取單元時，待量測的咖啡豆的一受光表面的影像被影像擷取單元擷取，且受光表面的影像的所有像素的光訊號值被儲存於記憶單元內；微處理單元傳送一第三指示信號至記憶單元時，像素光度解析單元將被儲存於記憶單元內的受光表面的影像的各個像素的光訊號值轉換成電訊號值，且焙度轉換單元對轉換後的對應於受光表面的影像的各個像素的光訊號值的電訊號值施以一運算處理後轉換為焙度值；且微處理單元傳送一第四指示信號至顯示單元時，顯示單元將經運算處理後轉換的對應於受光表面的影像的各個像素的光訊號值的焙度值以該群待量測的咖啡豆的一焙度分佈曲線顯示於螢幕上。
一實施例中，所揭示的咖啡豆的焙度分佈量測裝置量測得的焙度分佈曲線是二維的曲線，其於一個軸向的單位為焙度值，且於另一個軸向的單位為對應於各個焙度值的咖啡豆的數量比例。
一實施例中，所揭示的咖啡豆的焙度分佈量測裝置量測得的焙度分佈曲線是三維的曲線，呈現咖啡豆的對應於各個像素所在位置的焙度值。
一實施例中，所揭示的咖啡豆的焙度分佈量測裝置的顯示單元更顯示了咖啡豆的焙度值的一標準差或一變異係數。
一實施例中，所揭示的咖啡豆的焙度分佈量測裝置更具有一設置於殼體上且與微處理單元電性連接的量測啟動按鈕，當量測啟動按鈕被壓下時，微處理單元才傳送第一指示信號、第二指示信號、第三指示信號和第四指示信號其中之一。
一實施例中，所揭示的咖啡豆的焙度分佈量測裝置更具有一設置於容置空間內且與微處理器電性連接的電力供應單元，用以提供微處理單元工作時所需電力。
本申請於另一實施樣態中揭示一種根據所揭示的咖啡豆的焙度分佈量測裝置進行的咖啡豆的焙度分佈量測方法，一實施例中，所揭示的方法具有下列步驟：光投射器的出射光投向一群待量測咖啡豆；影像擷取單元擷取該群咖啡豆的一受光表面的影像且記憶單元儲存該影像的所有像素的光訊號值；微處理單元之像素光度解析單元將該受光表面的該影像的各個像素的光訊號值轉換成電訊號值，微處理單元之焙度轉換單元對轉換後的對應於該受光表面的該影像的各個像素的光訊號值的電訊號值施以運算處理後轉換為焙度值； 及顯示單元將經該運算處理後轉換的對應於該受光表面的該影像的各個像素的光訊號值的該焙度值以該群待量測的咖啡豆的焙度分佈曲線顯示於螢幕上。
綜上所述，依據本申請所提出得咖啡豆得焙度分佈量測裝置及方法，不僅能夠量測得一群咖啡豆或咖啡粉的單一焙度值，更能量測得一群咖啡豆各顆咖啡豆彼此間或一堆咖啡粉各咖啡微粒彼此間的烘焙差異程度或者焙度分佈，進一步地，還可以就所量測得的咖啡豆或咖啡粉的焙度值的離散度或標準差或變異係數來得知烘焙的均勻度，而能更精確的知道烘焙程度的差異程度。
為讓本申請所提發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖作詳細說明如下。
1:咖啡豆的焙度分佈量測裝置
11:殼體
111:第一端
112:第二端
1121:開口
113:容置空間
12:微處理單元
121:像素光度解析單元
122:焙度轉換單元
13:影像擷取單元
14:記憶單元
15:出光單元
151:光投射器
1511:光出射口
152:電路板
16:顯示單元
161:螢幕
17:電力供應單元
18:量測啟動按鈕
19:電源開關
2:一群待量測的咖啡豆
100:光訊號值
101~104:步驟
200:電訊號值
300:焙度值
501:二維的焙度分佈曲線
502:三維的焙度分佈曲線
901:第一指示信號
902:第二指示信號
903:第三指示信號
904:第四指示信號
圖1是本發明一實施例的咖啡豆的焙度分佈量測裝置的立體透視示意圖。
圖2是圖1的咖啡豆的焙度分佈量測裝置的系統架構示意圖。
圖3A是圖1的咖啡豆的焙度分佈量測裝置的功能方塊圖。
圖3B是圖3A的咖啡豆的焙度分佈量測裝置的微處理單元的功能方塊圖。
圖4是本發明一實施例的咖啡豆的焙度分佈量測方法的流程圖。
圖5是依本發明一實施例的咖啡豆的焙度分佈量測裝置所量測得的二維的焙度分佈曲線的示意圖。
圖6是依本發明另一實施例的咖啡豆的焙度分佈量測裝置所量測得的三維的焙度分佈曲線的示意圖。
圖1是本發明一實施例的咖啡豆的焙度分佈量測裝置的立體透視示意圖。圖2是圖1的咖啡豆的焙度分佈量測裝置的系統架構示意圖。請參照圖1及圖2，一實施例中，咖啡豆的焙度分佈量測裝置1具有一殼體11、一微處理單元12、一影像擷取單元13、一記憶單元14、一出光單元15及一顯示單元16。殼體11具有一第一端111及一第二端112，第一端111及第二端112相對，第一端111及第二端112之間存在一容置空間113。第一端111可以是封閉端，亦即不具有對外的開口。第二端112具有一對外的開口1121，供咖啡豆的焙度分佈量測裝置1進行量測時可以壟罩一群待量測的咖啡豆2。微處理單元12、影像擷取單元13及記憶單元14均設置於容置空間113內，且影像擷取單元13和微處理單元12彼此間電性連接、記憶單元14分別和微處理單元12及影像擷取單元13電性連接。出光單元15設置於容置空間113內，具有一個或一個以上的光投射器151及一電路板152，電路板152與光投射器151電性連接，電路板152亦與微處理單元12電性連接。各個光投射器151具有一可發出特定波長的光源例如是LED光源，且具有朝向第二端112的光出射口1511。如圖1所示，一實施例中，至少有四個光投射器151圍繞著影像擷取單元13的周邊設置。顯示單元16具有一螢幕161，顯示單元16設置於第一端111的一表面上且與微處理單元12電性連接。如圖1所示，一實施例中，咖啡豆的焙度分佈量測裝置1還具有一設置於容置空間113內的電力供應單元17，其與微處理單元12、影像擷取單元13、出光單元15及顯示單元16之間均構成電性連接，用以提供微處理單元12、影像擷取單元13、出光單元15及顯示單元16工作時所需電力。電力供應單元17可以提供直流或交流電力，於提供直流電力的場合可以是電池組。
圖3A是圖1的咖啡豆的焙度分佈量測裝置的功能方塊圖。圖3B是圖3A的咖啡豆的焙度分佈量測裝置的微處理單元的功能方塊圖。如圖3A所示，微處理單元12分別和影像擷取單元13、記憶單元14、出光單元15及顯示單元16之間進行指示信號傳遞，由微處理單元12分別或共同指示影像擷取單元13、記憶單元14、出光單元15及顯示單元16進行相應的工作。一實施例中，當微處理單元12傳送一第一指示信號901至出光單元15時，光投射器151射出光至一群已置放於第二端112附近的待量測的咖啡豆2。當微處理單元12傳送一第二指示信號902至影像擷取單元13時，待量測的咖啡豆2的一受光表面的影像被影像擷取單元13擷取，且受光表面的影像的所有像素的光訊號值100例如是光強度值分別被儲存於記憶單元14內。當微處理單元12傳送一第三指示信號903至記憶單元14時，儲存於記憶單元14內的受光表面的影像的各個像素的光訊號值100分別被微處理單元12轉換為焙度值300後儲存於記憶單元14內。當微處理單元12傳送一第四指示信號904至顯示單元16時，顯示單元16將儲存於記憶單元14內的各個像素的焙度值300以一焙度分佈曲線顯示於螢幕161上。
請同時參照圖1及圖3A，一實施例中，咖啡豆的焙度分佈量測裝置1還具有一量測啟動按鈕18，設置於殼體11上且與微處理單元12電性連接，當使用者壓下量測啟動按鈕18時，微處理單元12才分別或同時傳送第一指示信號901、第二指示信號902、第三指示信號903及/或第四指示信號904。一實施例中，咖啡豆的焙度分佈量測裝置1還具有一設置於殼體11上的電源開關19，電源開關19與微處理單元12電性連接，只有在電源開關19被切換到開啟的位置時，咖啡豆的焙度分佈量測裝置1的電力供應單元17與微處理單元12、影像擷取單元13、出光單元15及顯示單元16之間的電性連接才被導通。
圖3B是圖3A的咖啡豆的焙度分佈量測裝置的微處理單元的功能方塊圖。如圖3B所示，一實施例中，咖啡豆的焙度分佈量測裝置1的微處理單元12具有一像素光度解析單元121及一焙度轉換單元122。像素光度解析單元121和焙度轉換單元122彼此間電性連接。像素光度解析單元121用以將儲存於記憶單元14內的受光表面的影像的各個像素的光訊號值100轉換成例如是電壓或電流值的電訊號值200，可以是透過一個將光訊號轉換成電訊號的轉換器來實現。焙度轉換單元122用以將經轉換的電訊號值200施以一運算處理後轉換成焙度值300，例如是透過一演算法來實現。
圖4是本發明一實施例的咖啡豆的焙度分佈量測方法的流程圖。如圖4所示，一實施例中，依據圖1所示的咖啡豆的焙度分佈量測裝置進行的咖啡豆的焙度分佈量測方法具有下列步驟。
步驟101：投射光至一群待量測的咖啡豆。例如利用圖1所示的光投射器151將光投射至一群待量測咖啡豆2，光投射器151可以具有LED光源。
步驟102：擷取該群待量測的咖啡豆的一表面的影像且儲存該表面的影像的所有像素的光訊號值。例如利用圖1所示的影像擷取單元13對該群待量測咖啡豆2攝取其表面的影像，且分別將該表面的影像的所有像素的光訊號值儲存於如圖1所示的一記體單元14中。
步驟103：將儲存的該群待量測咖啡豆的表面的影像的所有像素的光訊號值轉換為焙度值。例如先利用如圖3B所示的微處理單元12的像素光度解析單元121將光訊號值100轉換成電訊號值200，再利用如圖3B所示的微處理 單元12的焙度轉換單元122將經轉換的電訊號值200施以一運算處理後轉換成焙度值300。
步驟104：將所有像素的焙度值以一焙度分佈曲線顯示於一螢幕上。例如是利用如圖1所示的微處理單元12及顯示單元16，由微處理單元12指示顯示單元16，於顯示單元16的螢幕161上顯示所有像素的焙度值的一焙度分佈曲線。
圖5是依本發明一實施例的咖啡豆的焙度分佈量測裝置所量測得的二維的焙度分佈曲線。如圖5所示，一實施例中，所量測得的咖啡豆的二維的焙度分佈曲線501於一個軸向例如是橫軸的單位為焙度值，而於另一個軸向例如是縱軸的單位為對應於各個焙度值的咖啡豆的數量或佔所有咖啡豆的數量比例。按國際常規，焙度值的範圍可以為5至100。從此二維的焙度分佈曲線，可得知所量測的一群咖啡豆的焙度差異，進而得知烘焙程度的淺深分別。
圖6是依本發明另一實施例的咖啡豆的焙度分佈量測裝置所量測得的三維的焙度分佈曲線。如圖6所示，另一實施例中，所量測得的咖啡豆的三維的焙度分佈曲線502的X方向座標軸為咖啡豆的水平方向座標軸，Y方向座標軸為咖啡豆的垂直方向座標軸，Z方向座標軸為對應於各個位置的咖啡豆的焙度值。換言之，焙度分佈曲線502呈現咖啡豆的對應於各個像素所在位置的焙度值。從此分佈曲線，可得知所量測的一群以上的咖啡豆於不同置放位置上的焙度差異，進而可以進一步判別各群咖啡豆的烘焙程度的差異。例如，將兩群咖啡豆分別置於不同位置上，由不同位置所量測得的烘焙差異可以比較出哪一群的咖啡豆的烘焙程度較深或較淺。
綜上所述，依據本申請所提出得咖啡豆得焙度分佈量測裝置及方法，不僅能夠量測得一群咖啡豆或咖啡粉的單一焙度值，更能量測得一群咖啡豆各顆咖啡豆彼此間或一堆咖啡粉各咖啡微粒彼此間的烘焙差異程度或者焙度分佈，進一步地，還可以就所量測得的咖啡豆或咖啡粉的焙度值相比於一基準焙度值為高或為低的數量或者所有咖啡豆或咖啡粉的焙度值的離散程度來得知所量測的咖啡豆群或咖啡粉群的烘焙的均勻度，並讓顯示單元16將烘焙的均勻度顯示在螢幕161上，而能讓使用者更直觀且精確的知道烘焙程度的深淺分別。例如，可以藉由量得一群咖啡豆的焙度值的標準差(standard deviation)或變異係數(coefficient of variation)而得知該群咖啡豆的烘焙深淺程度，並利用顯示單元16將焙度值的標準差或變異係數顯示於螢幕161上。
本申請所提發明的各種實施例揭露如上，然其並非用以限定本申請所提發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本申請所提發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本申請所提發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
1:咖啡豆的焙度分佈量測裝置
11:殼體
111:第一端
112:第二端
1121:開口
113:容置空間
12:微處理單元
13:影像擷取單元
14:記憶單元
15:出光單元
151:光投射器
1511:光出射口
152:電路板
16:顯示單元
161:螢幕
17:電力供應單元
18:量測啟動按鈕
19:電源開關
2:一群待量測的咖啡豆

Claims (7)

  1. 一種咖啡豆的焙度分佈量測裝置，包含：一殼體，具有彼此相對的一第一端及一第二端，該第一端及該第二端之間存在一容置空間，該第二端具有一開口，該開口供該量測裝置進行量測時壟罩一群待量測的咖啡豆；一微處理單元，具有彼此電性連接的一像素光度解析單元和一焙度轉換單元，設置於該容置空間內，且位於該殼體內；一影像擷取單元，設置於該容置空間內，與該微處理單元電性連接，且位於該殼體內；一記憶單元，設置於該容置空間內，與該微處理單元和該影像擷取單元電性連接，且位於該殼體內；一出光單元，設置於該容置空間內，且位於該殼體內，具有至少一光投射器及一與該光投射器電性連接的電路板，該電路板與該微處理單元電性連接，該光投射器的光出射口朝向該第二端；及一顯示單元，具有一螢幕，設置於該第一端，且與該微處理單元電性連接；其中，該微處理單元傳送一第一指示信號至該出光單元時，該光投射器的出射光投向該群待量測的咖啡豆；該微處理單元傳送一第二指示信號至該影像擷取單元時，該群待量測的咖啡豆的一受光表面的影像被該影像擷取單元擷取，且該受光表面的該影像的所有像素的光訊號值被儲存於該記憶單元內；該微處理單元傳送一第三指示信號至該記憶單元時，該像素光度解析單元將被儲存於該記憶單元內的該受光表面的該影像的各個該些像素的該光訊號值轉換成電訊號值，且該焙度轉換單元對轉換後的對應於 該受光表面的該影像的各個該些像素的該光訊號值的該電訊號值施以一運算處理後轉換為焙度值；且該微處理單元傳送一第四指示信號至該顯示單元時，該顯示單元將經該運算處理後轉換的對應於該受光表面的該影像的各個該些像素的該光訊號值的該焙度值以該群待量測的咖啡豆的一焙度分佈曲線顯示於該螢幕上。
  2. 根據申請專利範圍第1項的咖啡豆的焙度分佈量測裝置，其中該焙度分佈曲線於一個軸向的單位為焙度值，該焙度分佈曲線於另一個軸向的單位為對應於各個該些焙度值的該群咖啡豆的數量比例。
  3. 根據申請專利範圍第1項的咖啡豆的焙度分佈量測裝置，其中該焙度分佈曲線呈現該群咖啡豆的對應於各個該些像素所在位置的焙度值。
  4. 根據申請專利範圍第1項的咖啡豆的焙度分佈量測裝置，其中該顯示單元更顯示該群咖啡豆的焙度值的一標準差及一變異係數其中之一。
  5. 根據申請專利範圍第1項的咖啡豆的焙度分佈量測裝置，更包含一量測啟動按鈕，設置於該殼體上且與該微處理單元電性連接，該量測啟動按鈕被壓下時，該微處理單元才傳送該第一指示信號、該第二指示信號、該第三指示信號和該第四指示信號其中之一。
  6. 根據申請專利範圍第1項的咖啡豆的焙度分佈量測裝置，更包含一電力供應單元，設置於該容置空間內，其與該微處理器電性連接，用以提供該微處理單元工作時所需電力。
  7. 一種利用根據申請專利範圍第1項的咖啡豆的焙度分佈量測裝置進行的咖啡豆的焙度分佈量測方法，包含下列步驟：該光投射器的該出射光投向該群待量測的咖啡豆； 該影像擷取單元擷取該群待量測的咖啡豆的該受光表面的該影像且該記憶單元儲存該受光表面的該影像的所有像素的該光訊號值；該微處理單元之該像素光度解析單元將該受光表面的該影像的各個該些像素的該光訊號值轉換成該電訊號值，該微處理單元之該焙度轉換單元對轉換後的對應於該受光表面的該影像的各個該些像素的該光訊號值的該電訊號值施以該運算處理後轉換為該焙度值；及該顯示單元將經該運算處理後轉換的對應於該受光表面的該影像的各個該些像素的該光訊號值的該焙度值以該群待量測的咖啡豆的該焙度分佈曲線顯示於該螢幕上。
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