Smart ventilation system

Abstract

A ventilation system for a cooking appliance includes a cooktop with at least one burner and a ventilation source including a suction fan disposed proximate the cooktop. At least one Time-of-Flight ( "ToF" ) system includes an illumination source configured to project a light onto the cooktop and an imager module that captures image data of the light signal reflected from the cooktop. A control system is configured to compute the image data of the light signal reflected from the cooktop to analyze a signal ratio from the reflected light captured by the imager module of the ToF system to determine a presence of at least one of smoke, steam, or a mixture of smoke and steam, and generate a signal to turn on the suction fan of the ventilation source in response to determining the presence of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam.

Description

SMART VENTILATION SYSTEM

[0001] FIELD OF THE DISCLOSURE

[0002] The present disclosure generally relates to a ventilation system for a cooking appliance that utilizes a Time-of-Flight ( “ToF” ) system to detect the presence and quantify an amount of steam or smoke.BACKGROUND

[0003] Cooking appliances, such as cooktops with one or more burners, often employ ventilation systems to route steam and smoke away from the cooking appliance. These ventilation systems can be at least partially located within the cooking appliance or within an overhead hood. Traditionally, a user must manually turn the ventilation system on during cooking activities, typically by user inputs such as knobs, buttons, toggles and the like. The manual nature of traditional ventilation systems can be problematic and inconvenient for a number of reasons. For example, the user may be absent when steam and smoke are generated while cooking, and the user may transfer germs to and from the user input. In addition, when the ventilation system is located in an overhead hood, oftentimes the user input is located at a significant height and directly over the burners.

[0004] Accordingly, the present disclosure relates to a ventilation system for a cooking appliance that utilizes a Time-of-Flight ( “ToF” ) system to detect the presence and quantify an amount of steam or smoke to automatically adjust a ventilation system.

[0005] SUMMARY OF THE DISCLOSURE

[0006] According to one aspect of the present disclosure, a ventilation system for a cooking appliance includes a cooktop with at least one burner and a ventilation source including a suction fan disposed proximate the cooktop. At least one Time-of-Flight ( “ToF” ) system includes an illumination source configured to project a light onto the cooktop and an imager module that captures image data of the light signal reflected from the cooktop. A control system is configured to compute the image data of the light signal reflected from the cooktop to analyze a signal ratio from the reflected light captured by the imager module of the ToF system to determine a presence of at least one of smoke, steam, or a  mixture of smoke and steam, and generate a signal to turn on the suction fan of the ventilation source in response to determining the presence of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam.

[0007] According to another aspect of the present disclosure, a ventilation system for a cooking appliance includes a cooktop with a plurality of burners, and a ventilation source including a suction fan disposed proximate the cooktop. At least one Time-of-Flight ( “ToF” ) system includes an illumination source configured to project a plurality of light spots onto different regions of the cooktop and an imager module that captures image data of a light signal from the plurality of light spots reflected from the cooktop. A control system is configured to compute the image data of the light signal reflected from the cooktop to analyze a signal ratio from the reflected light captured by the imager module of the ToF system from the different regions to determine an aggregated presence of at least one of smoke, steam, or a mixture of smoke and steam, and generate a signal to turn on the suction fan of the ventilation source in response to determining the aggregated presence of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam.

[0008] According to yet another aspect of the present disclosure, a ventilation system for a cooking appliance includes a cooktop with at least one burner, and an overhead ventilation hood including a suction fan disposed above the cooktop. At least one Time-of-Flight ( “ToF” ) matrix-type sensor includes an illumination source configured to project a light onto a matrix pattern on the cooktop and an imager module that captures image data of the matrix pattern reflected from the cooktop. A control system is configured to compute the image data of the matrix pattern reflected from the cooktop to analyze a signal ratio from the reflected light captured by the imager module of the ToF system to determine a presence of at least one of smoke, steam, or a mixture of smoke and steam, and generate a signal to turn on the suction fan of the ventilation source in response to determining the presence of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam.

[0009] These and other features, advantages, and objects of the present disclosure will be further understood and appreciated by those skilled in the art by reference to the following specification, claims, and appended drawings.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0010] In the drawings:

[0011] FIG. 1 is a front elevational view of a kitchen environment, according to an aspect of the present disclosure;

[0012] FIG. 2 is a front partially schematic view of a ventilation system, according to an aspect of the present disclosure;

[0013] FIG. 3 is a top schematic view of a light projected onto a cooktop in a matrix pattern, according to an aspect of the present disclosure;

[0014] FIG. 4 is a graphical representation of a signal ratio of light parameter reflected from a cooktop and captured by an imager module over a period of time, according to an aspect of the present disclosure;

[0015] FIG. 5 is a schematic view of a control system of an induction heating system, according to an aspect of the present disclosure;

[0016] FIG. 6 is a first method of operating a ventilation system, according to an aspect of the present disclosure; and

[0017] FIG. 7 is a second method of operating a ventilation system, according to an aspect of the present disclosure.

[0018] The components in the figures are not necessarily to scale, emphasis instead being placed upon illustrating the principles described herein.DETAILED DESCRIPTION

[0019] The present illustrated embodiments reside primarily in a cooking appliance that utilizes a Time-of-Flight ( “ToF” ) system to detect the presence and quantify an amount of steam or smoke. Accordingly, the apparatus components and method steps have been represented, where appropriate, by conventional symbols in the drawings, showing only those specific details that are pertinent to understanding the embodiments of the present disclosure so as not to obscure the disclosure with details that will be readily apparent to those of ordinary skill in the art having the benefit of the description herein. Further, like numerals in the description and drawings represent like elements.

[0020] For purposes of description herein, the terms “upper, ” “lower, ” “right, ” “left, ” “rear, ” “front, ” “vertical, ” “horizontal, ” and derivatives thereof shall relate to the disclosure as oriented in FIG. 1. Unless stated otherwise, the term “front” shall refer to the surface of the element closer to an intended viewer, and the term “rear” shall refer to the surface  of the element further from the intended viewer. However, it is to be understood that the disclosure may assume various alternative orientations, except where expressly specified to the contrary. It is also to be understood that the specific devices and processes illustrated in the attached drawings, and described in the following specification are simply exemplary embodiments of the inventive concepts defined in the appended claims. Hence, specific dimensions and other physical characteristics relating to the embodiments disclosed herein are not to be considered as limiting, unless the claims expressly state otherwise.

[0021] The terms “including, ” “comprises, ” “comprising, ” or any other variation thereof, are intended to cover a non-exclusive inclusion, such that a process, method, article, or apparatus that comprises a list of elements does not include only those elements but may include other elements not expressly listed or inherent to such process, method, article, or apparatus. An element preceded by “comprises a ... ” does not, without more constraints, preclude the existence of additional identical elements in the process, method, article, or apparatus that comprises the element.

[0022] Referring to FIGS. 1-5, reference numeral 10 generally designates a ventilation system for a cooking appliance 12. The ventilation system 10 includes a cooktop 14 with at least one burner 16 (e.g., a plurality of burners) , and a ventilation source 18 including a suction fan 20 disposed proximate the cooktop 14. At least one Time-of-Flight ( “ToF” ) system 22 includes an illumination source 24 configured to project a light 26 onto the cooktop 14 and an imager module 28 that captures image data 30 of the light 26 reflected from the cooktop 14. A control system 100 (e.g., a processor 104) is configured to compute the image data 30 of the light 26 reflected from the cooktop 14 to analyze a signal ratio that may include determining a percentage of the reflected light 26 captured by the imager module 28 from the projected light 26 to determine a presence of at least one of smoke, steam, or a mixture of smoke and steam, and generate a signal to turn on the suction fan 20 of the ventilation source 18 in response to determining the presence of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam.

[0023] With continued reference to FIGS. 1-5, the ventilation system 10 may therefore utilize the signal ratio from the ToF system 22 to detect the presence of steam or smoke to automatically turn the ventilation source 18 from an off setting to an on setting. In some embodiments, the control system 100 (e.g., the processor 104) may be configured to  compare the signal ratio (e.g., percentage of the reflected light 26 captured by the imager module 28) to a predetermined threshold. In other words, in some embodiments, a detection of a nominal level of interference to the signal ratio may not automatically result in turning the ventilation source 18 to the on setting. In some embodiments, the control system 100 (e.g., the processor 104) may be further configured to quantify an amount of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam from the image data 30, and generate a signal to adjust the suction fan 20 proportional to the amount of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam. The quantity of the amount of smoke, steam, or a mixture of smoke and steam may be determined by a variety of methods that will be described in greater detail below.

[0024] With continued reference to FIGS. 1-5, the term “proportional” may be defined as increasing an amount of suction generated from the ventilation source 18 in response to greater quantities of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam. In some embodiments, the proportional adjustment may follow a linear increase dependent on the quantities of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam. In some embodiments, the ventilation source 18 includes specific speed settings and the proportional adjustment follows a stepped increase pattern dependent on the quantities of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam. More particularly, the suction fan 20 may include the off setting and the on setting. The on setting may include two or more non-zero vacuum settings, such as a low setting and a high setting. In operation, each setting may be associated with one of a plurality of distinct predetermined thresholds. In this manner, the control system 100 (e.g., the processor 104) may be configured to compare the signal ratio (e.g., percentage of the reflected light 26 captured by the imager module 28) to the plurality of distinct predetermined thresholds. The plurality of distinct predetermined thresholds may include a first predetermined threshold associated with changing the setting of the suction fan 20 from the off setting to on setting (e.g., the low setting) , and a second predetermined threshold associated with changing the setting of the suction fan 20 from the low setting to a high setting. Likewise, the ventilation system 10 may utilize the first predetermined threshold or employ a third predetermined threshold associated with turning the suction fan 20 from the on setting to the off setting. The first predetermined threshold may be lower (e.g., a greater percentage of the reflected light 26 captured by the imager module 28) than the  second predetermined threshold (e.g., a lower percentage of the reflected light 26 captured by the imager module 28) . When a third predetermined threshold is employed, the third predetermined threshold may be lower (e.g., a greater percentage of the reflected light 26 captured by the imager module 28) than the first predetermined threshold. In some embodiments, turning the suction fan 20 to the off setting based on either the first or third predetermined threshold may be time delayed to ensure that an acceptable level of the steam or smoke has been removed / filtered.

[0025] With reference now to FIG. 1, components of the ventilation system 10 may be configured to mount above a cooking appliance such as the cooking appliance 12 depicted in a kitchen environment 32. More particularly, ventilation source 18 and suction fan 20 may be located in or otherwise fluidically connected to an overhead ventilation hood 33 that routes the steam or smoke upwardly from the cooking appliance 12 and out of proximity to the cooktop 14. In some embodiments, the at least one ToF system 22 (e.g., the illumination source 24 and the imager module 28) may be coupled to the overhead ventilation hood 33. For example, the at least one ToF system 22 may be located on a bottom surface of the overhead ventilation hood 33 and directed towards the cooktop 14. In some embodiments, the overhead ventilation hood 33 is configured as a combined ventilation hood and microwave oven system to provide both a microwave cooking function and a ventilation function. In the kitchen environment 32, the cooking appliance 12 may be positioned in a cut-out or opening 34 provided in a countertop 36 and between adjacent lower cabinetry 38. The countertop 36 extends to a rear upstanding wall 40 that extends from the countertop 36 to an upper cabinetry 42, which may be positioned and mounted on either side of a central cabinet 44 arranged directly above cooking appliance 12. However, it should be appreciated that the ventilation source 18 may be mounted in other areas, such integrated with the cooktop 14, other areas of cooking appliance, below the central cabinet 44 and above cooking appliance 12, around the countertop, and / or the like. It should also be appreciated that, in some embodiments, the at least one ToF system 22 could be mounted to regions other than the overhead ventilation hood 33. For example, in some embodiments, the overhead ventilation hood 33 may not be present and the at least one ToF system 22 may be located below the central cabinet 44 and above cooking appliance 12, the rear upstanding wall 40, or other regions around (e.g., above) the cooktop 14.

[0026] With continued reference to FIG. 1, the cooking appliance 12 is depicted as a gas fuel type range having multiple burners 16 for cooking as well as an oven cavity 46 for baking. However, it should be appreciated that the cooking appliance 12 may employ a variety of heating technologies, such as induction heating, electric heating, heating that employs all fuel types as well as built-in cooktops 14 without the oven cavity 46. During operation, burners 16 and oven cavity 46 may produce smoke, steam, or other airborne byproducts. To counter the potential detrimental effects of this cooking exhaust air, the ventilation system 10 draws in the cooking exhaust air away from the cooktop 14 to either filter and recirculate the exhaust air, or redirect the associated byproducts to an outside area through an outside vent. While a particular kitchen environment has been described, it should be appreciated that the kitchen environment 32 and cooking appliance 12 is only exemplary and may include more or fewer cabinetry elements, or other kitchen elements, and still fall within the scope of the present disclosure.

[0027] With reference now to FIG. 2, the ventilation system 10 is isolated from the kitchen environment 32 and schematically illustrated. As depicted, the ToF system 22 may include a plurality (e.g., two, three, four, or more) ToF systems 22 or components of the at least one ToF system 22. More particularly, the at least one ToF system 22 may include a single imager module 28 and a plurality of illumination sources 24, a single illumination source 24 and a plurality of imager modules 28, or a plurality of both illumination sources 24 and imager modules 28. In operation, the light 26 projected by the illumination source 24 (e.g., a plurality of illumination sources 24) has a coverage area associated with a region proximate (e.g., above) the cooking appliance 12 that is being monitored. For example, the cooktop 14 includes an outer perimeter 48 and the coverage area of the at least one ToF system 22 may be over substantially the entire outer perimeter 48 (e.g., greater than or about equal to the entire outer perimeter 48) . When more than one illumination source 24 is employed, the light 26 from each illumination source 24 may be projected onto different regions of the cooktop 14. Likewise, when more than one imager module 28 is employed, the image data 30 from each imager module 28 may be from different regions of the cooktop 14. In some embodiments, the control system 100 (e.g., the processor 104) may be configured to compute the image data 30 of the light 26 reflected from the cooktop 14 to analyze a signal ratio that may include determining a percentage of the reflected light 26 captured  by the imager module 28 (e.g., or pair of imager modules 28) from the different regions to determine an aggregated presence of at least one of smoke, steam, or a mixture of smoke and steam. Based on the aggregated presence, the control system 100 (e.g., the processor 104) may generate a signal to turn on the suction fan 20 of the ventilation source 18 in response to determining the aggregated presence of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam. For example, the aggregated amount of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam may be compared to predetermined thresholds as previously described, such that a signal to adjust the suction fan 20 is proportional to the aggregate amount of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam.

[0028] With continued reference to FIG. 2, the ToF system 22 in conjunction with the control system 100 (e.g., the processor 104) operates under the principles of Time-of-Flight technology. In operation, the light 26 is projected from the illumination source 24 onto a surface, such as the cooktop 14 (or another line of sight above the cooktop 14, such as the rear upstanding wall 40) . The light 26 is attenuated by the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam as it travels towards the surface and reflects off the surface where it is further attenuated as is passes back towards the imager module 28 and captured as image data 30. The level or attenuation or the percentage of the reflected light 26 captured by the imager module 28 is the signal ratio. The control system 100 (e.g., the processor 104) can review the signal ratio in the image data 30 for performing the operations and functions as described herein.

[0029] With reference now to FIGS. 2 and 3, in some embodiments, the illumination source 24 may be configured to project a structured light pattern. In some embodiments, the illumination source 24 includes one or more laser diodes that project the light 26 into the structured light pattern. In some embodiments, the illumination source 24 includes one or more optical elements, such as a diffracting and / or a collimating lens. The structured light pattern may be a light spot array pattern, an array of other optical shapes, other optical patterns, and / or the like. The term “spot” as used herein may refer to any shape, such as circular, square, and / or the like that may be projected singularly or in a pattern (e.g., a matrix pattern) . In the depicted embodiment, the ToF system 22 is a matrix-type sensor 22 and light 26 is projected in a matrix pattern 50. More particularly, the light 26 may be projected onto the surface in the matrix pattern 50 in a few different ways. For example, the light 26 itself may be projected in the matrix pattern 50 optically or the light  26 may be projected as a flood-type or structured light-type illumination that is segmented (e.g., digitally) into the matrix pattern 50 by the imager module 28 or the image data 30 via the control system 100. In this manner, the matrix pattern 50 includes a plurality of cells 52 covering different regions of the cooktop 14. Similar to embodiments with multiple illumination sources 24 and / or imager modules 28, the control system 100 (e.g., the processor 104) may be configured to compute the image data 30 of the light 26 reflected from the cooktop 14 to analyze a signal ratio that may include a percentage of the reflected light 26 captured by the imager module 28 from the different regions (e.g., cells 52) to determine an aggregated presence of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam. Based on the aggregated presence, the control system 100 (e.g., the processor 104) may generate a signal to turn on the suction fan 20 of the ventilation source 18 in response to determining the aggregated presence of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam. For example, the aggregated amount of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam may be compared to predetermined thresholds as previously described, such that a signal to adjust the suction fan 20 is proportional to the aggregate amount of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam.

[0030] With reference now to FIGS. 2-4, by quantifying the amount of the steam or smoke and / or changes in the amount and / or aggregate amount of the steam or smoke from the signal ratio, the ventilation system 10 can perform additional functionalities. For example, when the amount and / or aggregate amount of the steam or smoke is particularly high (e.g., via comparison to a predetermined threshold or a predictive model) , the control system 100 (e.g., the processor 104) may determine that a cooking vessel 54 (FIG. 2) is located on the cooktop 14 and includes contents that are boiling (e.g., steam) or overheating (e.g., smoke) . More particularly, the control system 100 (e.g., the processor 104) may be configured to quantify the amount and / or the aggregate amount of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam from the image data 30, and compare the amount of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam with the predetermined threshold or predictive model. If the amount of smoke, steam, or a mixture of smoke and steam is above the predetermined threshold or corresponds to the predictive model, the control system 100 (e.g., the processor 104) may then determine a boiling or overheating status on the cooktop 14. Upon determining the boiling or  overheating status, the control system 100 (e.g., the processor 104) may then generate a signal to notify a user of the status for assisted cooking functionality.

[0031] With reference now to FIGS. 3 and 4, associating the regions of the cooktop 14 with the signal ratio that is local to one of the regions (e.g., cells 52, coverage areas of illumination sources 26, and / or boundaries identified in image data 30) , the ventilation system 10 can perform further functionalities. More particularly, the control system 100 (e.g., the processor 104) may detect low signal ratios in particular regions surrounded by regions with a higher signal ratio. These regions with low signal ratios may then be associated with one of the burners 16 or the cooking vessel 54. Based on this association, the control system 100 (e.g., the processor 104) may identify the burner 16 or the cooking vessel 54 that is boiling or overheating and generate a signal to the user with information related to the source of the steam or smoke and the status (e.g., boiling or overheating) . In some embodiments, the ventilation system 10 may include a maximum predetermined threshold of the amount or aggregate amount of the steam or smoke. The maximum predetermined threshold may be associated with potential fire conditions. In such embodiments, the control system 100 (e.g., the processor 104) may be configured to generate a warning to a user. In some embodiments, the control system 100 may be in operable connection to the burners 16 and a heating element associated with the cavity 46 and automatically turn the burners 16 or heating element off when the maximum predetermined threshold is reached.

[0032] With reference now to FIG. 4, a graphical representation of different signal ratio profiles are plotted over time. As will be appreciated, various segments (e.g., time intervals) of the signal ratio profile are marked with detected amounts and / or aggregate amounts of the steam or smoke. Generally speaking, the segment marked no steam / smoke period will result in the suction fan 20 being on the off setting, the segment marked little steam / smoke period will result in the suction fan 20 being on the low setting, the segment marked steam / smoke increase will result in the suction fan 20 being on the high setting, and the segment marked decrease steam / smoke period may result in the suction fan 20 being returned to the low setting.

[0033] With reference now to FIG. 5, the control system 100 is schematically illustrated. The control system 100 may include an electronic control unit (ECU) 102. The ECU 102 may include the processor 104 and a memory 106. The processor 104 may include any  suitable processor 104. Additionally, or alternatively, the ECU 102 may include any suitable number of processors, in addition to or other than the processor 104. The memory 106 may comprise a single disk or a plurality of disks (e.g., hard drives) and includes a storage management module that manages one or more partitions within the memory 106. In some embodiments, memory 106 may include flash memory, semiconductor (solid-state) memory, or the like. The memory 106 may include Random Access Memory (RAM) , a Read-Only Memory (ROM) , Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM) , or a combination thereof. The memory 106 may include instructions that, when executed by the processor 104, cause the processor 104 to, at least, perform the functions associated with the components of the control system 100. The burners 16, the heating element associated with the cavity 46, the ventilation source 18 (e.g., the suction fan 20) , and the at least one ToF system 22 may therefore be controlled and / or receive instructions from the ECU 102. The memory 106 may therefore include the image data 30, a signal ratio dictionary 108, an interpretation module 110, and an alert module 112.

[0034] With continued reference to FIG. 5, the signal ratio dictionary 108 may include the various predetermined thresholds and predictive models as previously described. The interpretation module 110 may include instructions related to aggregating the amount of the steam or smoke and identifying regions with increased amounts. The alert module 112 may include instructions related to situations that necessitate notifying or otherwise warning a user and ceasing operation of the burners 16 and / or the heating element associated with the cavity 46. It should be appreciated that, in addition to automatic control of the ventilation, the ventilation system 10 may further include at least one user interface for manually setting the suction fan 20 for situations where ventilation is needed without the presence of the steam or smoke, or for overriding the automatic control.

[0035] With reference now to FIG. 6, a first method 200 of operating the ventilation system 10 is provided in a logic flow chart. The first method 200 may be carried out by the control system 100. The method 200 includes, at step 202, determining if the ventilation source 18 is on the high setting and if it should be (e.g., based on the predetermined thresholds or predictive models) be turned to the low setting or off setting. If the ventilation source 18 is not on the high setting, the method 200 includes determining if the ventilation  source 18 should be on the low setting, at step 204, or is in the low setting, at step 206. If the ventilation source 18 is on the low setting, the method 200 proceeds by determining if the ventilation source 18 should be on the off setting, at step 208, or the high setting, at step 210 (e.g., based on the predetermined thresholds or predictive models) .

[0036] With reference now to FIG. 7, a second method 300 of operating the ventilation system 10 is provided in a logic flow chart. The second method 300 may be carried out by the control system 100. At step 302, sensor data (e.g., image data 30) is collected from a plurality of ToF systems 22. The method 300 includes, at step 304, calculating the average and standard deviation of each ToF system 22 within a predefined time window. At step 305, the method 300 includes detecting if there is any noise (e.g., attenuation) of the signal ratio. At step 306, if no noise is detected, the method 300 includes determining if the ventilation source is in the on setting. If not, the method 300 proceeds to step 308 where the total noise (e.g., signal ratio) is deaccumulated and reviewed to confirm that the total noise is zero and / or below the first or third predetermined threshold. If the total noise is zero and the ventilation source 18 is in the off setting, the method 300 is repeated (e.g., periodically or continually) at step 310. If the total noise is above the first predetermined threshold, at step 312, then the ventilation source 18 is turned to the low setting.

[0037] With continued reference to FIG. 7, referring back to the step 304, the method 300 includes, if noise is detected, at step 314, counting the total number of ToF systems 22 (e.g., or components thereof) that have noise. At step 315, the method 300 includes determining if the noise is above or equal to the first predetermined threshold. If the noise is over the first predetermined threshold, the ventilation source 18 is turned to the low setting. If the noise is not over the first predetermined threshold or if the ventilation source 18 is turned on the low setting, the method 300 continues to step 316 wherein the total noise is accumulated (e.g., aggregated) and compared to the second predetermined threshold. If the accumulated noise is over (or equal to) the second predetermined threshold, the ventilation source 18 is turned to the high setting at step 318. If the noise is not over or equal to the second predetermined threshold, the method 300 includes, at step 320, determining if the accumulated noise is above or equal to a first aggregate predetermined threshold. If the accumulated noise is above or equal to the first aggregate predetermined threshold, the ventilation source 18 is turned to the  low setting. If the accumulated noise is below the first aggregate predetermined threshold, the ventilation source 18 remains in or is turned to the off setting.

[0038] The disclosure herein is further summarized in the following paragraphs and is further characterized by combinations of any and all of the various aspects described therein.

[0039] According to one aspect of the present disclosure, a ventilation system for a cooking appliance includes a cooktop with at least one burner and a ventilation source including a suction fan disposed proximate the cooktop. At least one Time-of-Flight ( “ToF” ) system includes an illumination source configured to project a light onto the cooktop and an imager module that captures image data of the light signal reflected from the cooktop. A control system is configured to compute the image data of the light signal reflected from the cooktop to analyze a signal ratio from the reflected light captured by the imager module of the ToF system to determine a presence of at least one of smoke, steam, or a mixture of smoke and steam, and generate a signal to turn on the suction fan of the ventilation source in response to determining the presence of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam.

[0040] According to another aspect, a control system is configured to quantify an amount of a smoke, steam, or a mixture of smoke and steam from an image data, and generate a signal to adjust a suction fan proportional to the amount of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam.

[0041] According to yet another aspect, a suction fan is adjustable between an off setting, a low setting, and a high setting.

[0042] According to still yet another aspect, a control system is configured to determine an absence of a steam or smoke from an image data, and generate a signal to turn off a suction fan of a ventilation source.

[0043] According to another aspect, at least one ToF system includes a plurality of ToF systems.

[0044] According to still another aspect, at least one ToF system includes a single ToF system.

[0045] According to yet another aspect, a ventilation source is at least partially located in a ventilation hood disposed over a cooktop.

[0046] According to still yet another aspect, at least one ToF system is coupled to a ventilation hood.

[0047] According to another aspect, a cooktop includes an outer perimeter and at least one ToF system is configured to project a light over substantially the entire outer perimeter.

[0048] According to yet another aspect, at least one burner includes a plurality of burners.

[0049] According to still yet another aspect, a control system is configured to quantify an amount of a smoke, steam, or a mixture of smoke and steam from an image data, and compare the amount of a smoke, steam, or a mixture of smoke and steam with a predetermined threshold. If the amount of smoke, steam, or a mixture of smoke and steam is above a predetermined threshold, the control system is configured to determine a boiling status of a cooking vessel on at least one of the burners, and generate a signal to notify a user of a boiling status.

[0050] According to another aspect of the present disclosure, a ventilation system for a cooking appliance includes a cooktop with a plurality of burners, and a ventilation source including a suction fan disposed proximate the cooktop. At least one Time-of-Flight ( “ToF” ) system includes an illumination source configured to project a plurality of light spots onto different regions of the cooktop and an imager module that captures image data of a light signal from the plurality of light spots reflected from the cooktop. A control system is configured to compute the image data of the light signal reflected from the cooktop to analyze a signal ratio from the reflected light captured by the imager module of the ToF system from the different regions to determine an aggregated presence of at least one of smoke, steam, or a mixture of smoke and steam, and generate a signal to turn on the suction fan of the ventilation source in response to determining the aggregated presence of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam.

[0051] According to another aspect, a control system is configured to quantify an amount of an aggregated presence of a smoke, steam, or a mixture of smoke and steam from an image data, and generate a signal to adjust a suction fan proportional to the aggregate amount of a smoke, steam, or a mixture of smoke and steam.

[0052] According to yet another aspect, a suction fan is adjustable between an off setting, a low setting, and a high setting.

[0053] According to still yet another aspect, a control system is configured to determine an absence of an aggregated presence of a steam or smoke from an image data, and generate a signal to turn off a suction fan of a ventilation source.

[0054] According to another aspect, a control system is configured to quantify an amount of an aggregated presence of a smoke, steam, or a mixture of smoke and steam from an image  data, and compare the amount of a smoke, steam, or a mixture of smoke and steam with a predetermined threshold. If the amount of smoke, steam, or a mixture of smoke and steam is above a predetermined threshold, the control system is configured to determine a boiling status of a cooking vessel on at least one of the burners, identify which of a different regions contains a cooking vessel, and generate a signal to notify a user of a boiling status.

[0055] According to yet another aspect of the present disclosure, a ventilation system for a cooking appliance includes a cooktop with at least one burner, and an overhead ventilation hood including a suction fan disposed above the cooktop. At least one Time-of-Flight ( “ToF” ) matrix-type sensor includes an illumination source configured to project a light onto a matrix pattern on the cooktop and an imager module that captures image data of the matrix pattern reflected from the cooktop. A control system is configured to compute the image data of the matrix pattern reflected from the cooktop to analyze a signal ratio from the reflected light captured by the imager module of the ToF system to determine a presence of at least one of smoke, steam, or a mixture of smoke and steam, and generate a signal to turn on the suction fan of the ventilation source in response to determining the presence of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam.

[0056] According to another aspect, a matrix pattern includes a plurality of cells covering different regions of a cooktop.

[0057] According to yet another aspect, a control system is configured to review an image data of a light signal reflected from a cooktop to analyze a signal ratio from a reflected light captured by an imager module from different regions to determine an aggregated presence of at least one of smoke, steam, or a mixture of smoke and steam, and generate a signal to turn on a suction fan of a ventilation source in response to determining the aggregated presence of a smoke, steam, or a mixture of smoke and steam.

[0058] According to still yet another aspect, a control system is configured to quantify an amount of an aggregated presence of a smoke, steam, or a mixture of smoke and steam from an image data, and compare the amount of a smoke, steam, or a mixture of smoke and steam with a predetermined threshold. If the amount of smoke, steam, or a mixture of smoke and steam is above a predetermined threshold, the control is configured to determine a boiling status of a cooking vessel on at least one of the burners, identify  which of different regions contains the cooking vessel, and generate a signal to notify a user of a boiling status.

[0059] It will be understood by one having ordinary skill in the art that construction of the described disclosure and other components is not limited to any specific material. Other exemplary embodiments of the disclosure disclosed herein may be formed from a wide variety of materials, unless described otherwise herein.

[0060] For purposes of this disclosure, the term “coupled” (in all of its forms, couple, coupling, coupled, etc. ) generally means the joining of two components (electrical or mechanical) directly or indirectly to one another. Such joining may be stationary in nature or movable in nature. Such joining may be achieved with the two components (electrical or mechanical) and any additional intermediate members being integrally formed as a single unitary body with one another or with the two components. Such joining may be permanent in nature or may be removable or releasable in nature unless otherwise stated.

[0061] As used herein, the term “about” means that amounts, sizes, formulations, parameters, and other quantities and characteristics are not and need not be exact, but may be approximate and / or larger or smaller, as desired, reflecting tolerances, conversion factors, rounding off, measurement error and the like, and other factors known to those of skill in the art. When the term “about” is used in describing a value or an end-point of a range, the disclosure should be understood to include the specific value or end-point referred to. Whether or not a numerical value or end-point of a range in the specification recites “about, ” the numerical value or end-point of a range is intended to include two embodiments: one modified by “about, ” and one not modified by “about. ” It will be further understood that the end-points of each of the ranges are significant both in relation to the other end-point, and independently of the other end-point.

[0062] The terms “substantial, ” “substantially, ” and variations thereof as used herein are intended to note that a described feature is equal or approximately equal to a value or description. For example, a “substantially planar” surface is intended to denote a surface that is planar or approximately planar. Moreover, “substantially” is intended to denote that two values are equal or approximately equal. In some embodiments, “substantially” may denote values within about 10%of each other, such as within about 5%of each other, or within about 2%of each other.

[0063] It is also important to note that the construction and arrangement of the elements of the disclosure as shown in the exemplary embodiments is illustrative only. Although only a few embodiments of the present innovations have been described in detail in this disclosure, those skilled in the art who review this disclosure will readily appreciate that many modifications are possible (e.g., variations in sizes, dimensions, structures, shapes and proportions of the various elements, values of parameters, mounting arrangements, use of materials, colors, orientations, etc. ) without materially departing from the novel teachings and advantages of the subject matter recited. For example, elements shown as integrally formed may be constructed of multiple parts or elements shown as multiple parts may be integrally formed, the operation of the interfaces may be reversed or otherwise varied, the length or width of the structures and / or members or connectors or other elements of the system may be varied, and the nature or number of adjustment positions provided between the elements may be varied. It should be noted that the elements and / or assemblies of the system may be constructed from any of a wide variety of materials that provide sufficient strength or durability, in any of a wide variety of colors, textures, and combinations. Accordingly, all such modifications are intended to be included within the scope of the present innovations. Other substitutions, modifications, changes, and omissions may be made in the design, operating conditions, and arrangement of the desired and other exemplary embodiments without departing from the spirit of the present innovations.

[0064] It will be understood that any described processes or steps within described processes may be combined with other disclosed processes or steps to form structures within the scope of the present disclosure. The exemplary structures and processes disclosed herein are for illustrative purposes and are not to be construed as limiting.

Claims

1.A ventilation system for a cooking appliance, comprising:a cooktop with at least one burner;a ventilation source including a suction fan disposed proximate the cooktop;at least one Time-of-Flight ( “ToF” ) system including an illumination source configured to project a light onto the cooktop and an imager module that captures image data of the light signal reflected from the cooktop; anda control system configured to:compute the image data of the light signal reflected from the cooktop to analyze a signal ratio from the reflected light captured by the imager module of the ToF system to determine a presence of at least one of smoke, steam, or a mixture of smoke and steam; andgenerate a signal to turn on the suction fan of the ventilation source in response to determining the presence of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam.2.The ventilation system of claim 1, wherein the control system is further configured to:quantify an amount of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam from the image data; andgenerate a signal to adjust the suction fan proportional to the amount of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam.3.The ventilation system of claim 2, wherein the suction fan is adjustable between an off setting, a low setting, and a high setting.4.The ventilation system of claim 2, wherein the control system is further configured to:determine an absence of the steam or smoke from the image data; andgenerate a signal to turn off the suction fan of the ventilation source.5.The ventilation system as in one of claims 1-4, wherein the at least one ToF system includes a plurality of ToF systems.6.The ventilation system as in one of claims 1-4, wherein the at least one ToF system includes a single ToF system.7.The ventilation system as in one of claims 1-4, wherein the ventilation source is at least partially located in a ventilation hood disposed over the cooktop.8.The ventilation system of claim 7, wherein the at least one ToF system is coupled to the ventilation hood.9.The ventilation system as in one of claims 1-4, wherein the cooktop includes an outer perimeter and the at least one ToF system is configured to project the light over substantially the entire outer perimeter.10.The ventilation system of claim 9, wherein the at least one burner includes a plurality of burners.11.The ventilation system of claim 10, wherein the control system is further configured to:quantify an amount of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam from the image data;compare the amount of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam with a predetermined threshold;if the amount of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam is above the predetermined threshold, determine a boiling status of a cooking vessel on at least one of the burners; andgenerate a signal to notify a user of the boiling status.12.A ventilation system for a cooking appliance, comprising:a cooktop with a plurality of burners;a ventilation source including a suction fan disposed above the cooktop;at least one Time-of-Flight ( “ToF” ) system including an illumination source configured to project a plurality of light spots onto different regions of the cooktop and an imager module that captures image data of a light signal from the plurality of light spots reflected from the cooktop; anda control system configured to:compute the image data of the light signal reflected from the cooktop to analyze a signal ratio from the reflected light captured by the imager module of the ToF system from the different regions to determine an aggregated presence of at least one of smoke, steam, or a mixture of smoke and steam; andgenerate a signal to turn on the suction fan of the ventilation source in response to determining the aggregated presence of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam.13.The ventilation system of claim 12, wherein the control system is further configured to:quantify an amount of the aggregated presence of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam from the image data; andgenerate a signal to adjust the suction fan proportional to the aggregate amount of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam.14.The ventilation system of claim 13, wherein the suction fan is adjustable between an off setting, a low setting, and a high setting.15.The ventilation system as in one of claims 12-14, wherein the control system is further configured to:determine an absence of the aggregated presence of the steam or smoke from the image data; andgenerate a signal to turn off the suction fan of the ventilation source.16.The ventilation system as in one of claims 12-14, wherein the control system is further configured to:quantify an amount of the aggregated presence of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam from the image data;compare the amount of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam with a predetermined threshold;if the amount of smoke, steam, or a mixture of smoke and steam is above the predetermined threshold, determine a boiling status of a cooking vessel on at least one of the burners;identify which of the different regions contains the cooking vessel; andgenerate a signal to notify a user of the boiling status.17.A ventilation system for a cooking appliance, comprising:a cooktop with at least one burner;an overhead ventilation hood including a suction fan disposed proximate the cooktop;at least one Time-of-Flight ( “ToF” ) matrix-type sensor including an illumination source configured to project a light onto a matrix pattern on the cooktop and an imager module that captures image data of the matrix pattern reflected from the cooktop; anda control system configured to:compute the image data of the matrix pattern reflected from the cooktop to analyze a signal ratio from the reflected light captured by the imager module of the ToF system to determine a presence of at least one of smoke, steam, or a mixture of smoke and steam; andgenerate a signal to turn on the suction fan of the ventilation source in response to determining the presence of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam.18.The ventilation system of claim 17, wherein the matrix pattern includes a plurality of cells covering different regions of the cooktop.19.The ventilation system of claim 18, wherein the control system is further configured to:compute the image data of the light signal reflected from the cooktop to analyze a signal ratio from the reflected light captured by the imager module of the ToF system from the different regions to determine an aggregated presence of at least one of smoke, steam, or a mixture of smoke and steam; andgenerate a signal to turn on the suction fan of the ventilation source in response to determining the aggregated presence of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam.20.The ventilation system of claim 19, wherein the control system is further configured to:quantify an amount of the aggregated presence of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam from the image data;compare the amount of the smoke, steam, or a mixture of smoke and steam with a predetermined threshold;if the amount of smoke, steam, or a mixture of smoke and steam is above the predetermined threshold, determine a boiling status of a cooking vessel on the at least one burner;identify which of the different regions contains the cooking vessel; andgenerate a signal to notify a user of the boiling status.

Images