JP2016154073A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】非結晶化ガラス製トッププレートを備え、調理鍋の温度検出精度の高い誘導加熱調理器を提供する。【解決手段】非結晶化ガラス製トッププレートと加熱コイルの下に設けられ、調理容器の底から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段と、その出力から鍋温度を検出する鍋温度検出手段を備えた誘導加熱調理器であって、赤外線検出手段は、調理容器の底から放射される赤外線が入射され、赤外線量に比例する直流電圧を出力する第１の赤外線センサと、その出力を直流増幅する第１の直流増幅器と、調理容器の底から放射される赤外線を遮光することによって調理容器の底から放射される赤外線が入射されず、赤外線量に比例する直流電圧を出力する第２の赤外線センサと、その出力を反転直流増幅する第２の直流増幅器と、を備えており、第２の直流増幅器の出力を第１の直流増幅器のバイアス電圧として入力し、第１の直流増幅器の出力を赤外線検出手段の出力とする。【選択図】図７

Description

本発明は、鍋温度検出手段としてサーモパイルを備えた誘導加熱調理器に関する。

従来の誘導加熱調理器は、ラジエントヒータと誘導加熱コイル（以下「加熱コイル」と略称）の２種類の加熱源を用いてトッププレートに載置された調理容器を加熱するものがある。ラジエントヒータはトッププレート自体も高温に加熱するため、トッププレートには耐熱温度の高い結晶化ガラスが採用する必要があった。

誘導加熱調理器の鍋温度検出手段として、現在では応答速度が良好な点で加熱された鍋底から放射される赤外線をトッププレート越しに赤外線センサで観測し温度を検出するものが多く使われている。この赤外線センサとしてはフォトダイオードなどの量子型あるいはサーモパイルなどの熱型センサが良く使われる。この赤外線センサを加熱コイル中心空隙付近の下に配置して、鍋底から放射される赤外線をトッププレート越しに赤外線センサで検出し、その出力に応じて加熱コイルを駆動するインバータ回路出力を制御して調理温度を調整するものである。

しかし、調理温度（１００から２５０℃）でその放射赤外線エネルギーは少なく、さらに、結晶化ガラス製のトッププレートの光学特性から、トッププレートを透過する波長は１μｍから３μｍの幅２μｍ程度しかなく鍋の全放射赤外線エネルギーの１〜２％しかトッププレートを通過できない。このため、使用する赤外線センサの感度は体温計等に用いられるそれの１桁以上高い感度が求められる。またセンサ出力信号は直流電圧であるため、高い増幅率の直流増幅回路が必要となる。このため、これら赤外線センサは周囲温度の変動に対して非常に敏感であり、調理中の機体内温度変動でセンサ出力電圧が変動し、これが鍋温度検出精度に大きく影響する。

この課題を解決する手段として特許文献１から４に挙げるものがある。
特許文献１の技術は、検出対象からの赤外線入射に応じた信号を出力する第１の検出部（サーモパイル）と、周囲環境からの赤外線入射に応じた信号を出力する第２の検出部（サーモパイル）と、第１、第２検出部の出力信号の差分を出力する差動アンプで構成され、検出対象からの赤外線だけを精度よく検出する技術である。

特許文献２の技術は、赤外線が入射する入射窓を有する容器と、該容器内で前記入射窓と対向配置される第１の赤外線検出素子（熱型赤外線検出素子）と、第１の赤外線検出素子が実装される基板と、前記容器内に配置される第１の赤外線検出素子の検出出力を温度補償するための第２の赤外線検出素子（熱型赤外線検出素子）を備え、前記入射窓から入射する赤外線が前記基板により遮蔽される位置に第２の赤外線検出素子を配置して、周囲温度変化による検出精度の低下を抑制する技術である。

特許文献３の技術は、熱源の温度を非接触測定する赤外線温度センサであって、前記熱源から放射される赤外線の熱量を検知する赤外線検知用感熱素子と、外部環境からの熱量を検知する遮光された温度補償用感熱素子と、前記外部環境と前記赤外線センサとの間で熱の流出入が行われる熱流出入部位とを備え、前記熱流入部位から前記検知用素子と補償用素子への熱伝導が略均等になるよう構成し、正確な温度補償を可能にする技術である。

特許文献４の技術は、物体から輻射される赤外線のエネルギーを電気信号に変換して出力する赤外線センサであって、前記赤外線のエネルギーを前記電気信号に変換する第１の赤外線検出素子（フォトダイオード）からなる受光部と、前記受光部からの出力信号を補正するための第２の赤外線検出素子（フォトダイオード）からなる温度特性補償素子で構成される補正部とを有し、前記受光部と前記補正部とが同一の基板上に同一の材料で形成され且つ前記赤外線が同じように入射するように同一構造を有し、前記受光部の出力信号を増幅する演算増幅回路と、前記演算増幅回路の反転入力端子と出力端子の間に接続される抵抗素子と、基準電圧を発生する基準電圧発生回路を備え、前記受光部の一方の端子は前記演算増幅回路の非反転入力端子に接続され、前記温度特性補償素子の一方の端子は前記演算増幅回路の反転入力端子に接続され、前記受光部の他方の端子と前記温度特性補償素子の他方の端子は前記基準電圧発生回路に共通接続される赤外線センサで被対象物の温度を高精度に検出する技術である。

特開２００７−８５８４０号公報 特開平１１−１３２８５７号公報 特開２０１１−７５３６５号公報 ＷＯ２００７−１２５８７３号公報

特許文献１では、検出対象および周囲環境（周囲温度）からの赤外線が入射する第１の検出部出力と、周囲環境からの赤外線が入射する第２の検出部出力の差分を増幅することで周囲環境からの赤外線による出力変動を差動増幅器の高ＣＭＲＲ（Common-Mode Rejection Ratio、同相除去比）を利用してキャンセルすることで検出精度を向上させる。特許文献１では、第１の検出部に入射する周囲環境からの赤外線量と第２の検出部に入射する赤外線量が等しいと仮定している。また各素子の赤外線検出感度、温度特性が同一と仮定している。しかし、実際には周囲環境からの各検出部の赤外線量あるいは温度を等しくするのは難しい。また具体的な回路では、差動増幅器の前にバッファアンプが必要である。
これはサーモパイルの内部抵抗（およそ５０〜１５０ｋΩ）が大きく、この出力抵抗を回路的にさげ次の差動増幅器を正常動作させるために重要となる。更に赤外線センサは同一プロセスで作成してもその出力（感度）特性が３０％程度ばらつくことが知られている。このため二つの素子出力で差動増幅を実現するのは困難である。また、家電品のような大量生産製品の場合、差動増幅器の増幅率を微調整することでこのバラツキを抑える必要がある。周知のように差動増幅器は反転入力に接続される抵抗比および値と非反転入力に接続される抵抗比および値が同じでなければ高ＣＭＲＲを維持できない。このため赤外線センサの感度バラツキを抑えるための増幅率の微調整は、抵抗値を２箇所同時同値に調整し高ＣＭＲＲを維持する必要がある。これも困難なことである。以上特許文献１の構成では差動増幅器を実現するのが困難で、且つ回路コストがかかるという問題がある。

特許文献２では、同一容器内に第１の赤外線検出素子と前記出力を温度補償するための第２の赤外線検出素子に組み、各赤外線検出素子が同一温度環境におかれる配慮がなされている。また第１の赤外線検出素子には入射窓から赤外線が入射し、第１の赤外線検出素子の裏面に配置される第２の赤外線検出素子には赤外線が入射しない構造をとる。そして第１の赤外線検出素子（サーミスタ）および第２の赤外線検出素子（サーミスタ）を直列接続し、その接続点の出力信号を増幅することで温度補償を行っている。サーミスタの場合その抵抗値は周囲温度で決まり、同一構造の場合ほぼ同じ抵抗値となる。したがって、これを直列接続し、一定電圧を印加した場合、接続点の電圧は直列素子の抵抗比で決まるため周囲温度変化に対して変わらない。つまり温度補償がなされる。

しかし、特許文献２の構成では、入射窓からの赤外光が容器内で反射、迷光して第２の赤外線検出素子に入射する恐れがある。入射しないようにするには別の対策（例えば容器内に別遮光壁を作るなどの対策）を第２の赤外線検出素子に対して行う必要がある。また、素子を直列接続して簡単に温度補償が行えるのは、上記説明のように感温抵抗素子例えばサーミスタに限られる。また前述直列素子でウイーンブリッジを構成し、この出力を差動増幅し更に高精度に温度補償する例も開示されている。他の課題点は特許文献１と同様である。

特許文献３では、特許文献２と同様に、赤外線検知用感熱素子と遮光された温度補償用感熱素子とを同一容器内に、容器への熱流出入部位からの熱伝達が略均等になるように（例えば点対称の位置に）配置し、各素子と抵抗の接続点を差動増幅することで温度補償を行っている。特許文献３では、特許文献２と同様に、この増幅構成で補償できるのは素子が感温抵抗素子であることが必要となる。他の課題点は特許文献１と同様である。

特許文献４では、第１の赤外線検出素子（多段フォトダイオード）と第１と同一構造の第２の赤外線検出素子（多段フォトダイオード）からなる温度特性補償素子を直列接続し、この接続点以外の２端子を増幅回路（電流電圧変換増幅回路）の反転および非反転入力に接続し、接続点を基準電圧に接続することで温度補償するものである。この形の増幅回路はＰＮ接合の光電流を利用する量子型赤外線センサ例えばフォトダイオードで有効であり、温度変化によるＰＮ接合の順方向電圧変化を補償するものである。このため、特許文献４の構成では、この技術を熱型赤外線センサに応用することはできない。他の課題点は特許文献１と同様である。

また、従来の誘導加熱調理器では、結晶化ガラスをトッププレートに使用しているが、可視光領域の透過率が高く（透明度が高く）、かつ、安価な非結晶化ガラスをトッププレートに使用できれば、誘導加熱調理器としても、デザイン性をより高め、価格もより安価にできる。結晶化ガラスに比べて熱衝撃温度が低い非結晶化ガラスを誘導加熱調理器のトッププレートに採用するため、加熱源を誘導加熱コイルで構成することで解決する。

しかしながら、非結晶化ガラス製のトッププレートとして例えばホウケイ酸ガラスを使用した場合、赤外線を透過する光学特性の差異により、結晶化ガラスと比較して調理容器から生じた赤外線がトッププレートを透過する放射エネルギー量が低下することとなる。

赤外線センサは、調理容器からの赤外線放射エネルギーの他に、加熱コイルや加熱コイルを制御するインバータ基板などの排熱なども熱外乱となる赤外線放射エネルギーを受光している。トッププレートに非結晶化ガラスを採用すると、結晶化ガラスに比べて赤外線センサが受光する熱外乱の割合が増加することとなり、調理容器の温度を検出する測定精度が悪化するという課題がある。

上記特許文献１〜４は、定常時の温度環境変化、つまり変化した環境温度が長時間を経て一定になったとき、被検出体からの赤外線量が同じであれば、変化前の温度と変化後の温度が異なっても（環境温度の相違に対して）赤外線センサの出力が変化しないように温度補償するものである。環境温度が徐々に変化しているときの（過渡時の）温度補償については言及されていない。トッププレートを結晶化ガラスから非結晶化ガラスに変更すると、赤外線センサが受光する熱外乱の割合が増加するため、非結晶化ガラスのトッププレートでは、環境温度の過渡時の温度補償が、調理容器温度の検出精度の向上させる上で重要となる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、調理容器を上面に置くトッププレートと、該トッププレートの下に設けられ、前記調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、該加熱コイルの下に設けられ、前記調理容器の底から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力から鍋温度を検出する鍋温度検出手段と、を備えた誘導加熱調理器であって、前記赤外線検出手段は、前記調理容器の底から放射される赤外線が入射され、赤外線量に比例する直流電圧を出力する第１の赤外線センサと、 該第１の赤外線センサ出力を直流増幅する第１の直流増幅器と、前記調理容器の底から放射される赤外線を遮光することによって前記調理容器の底から放射される赤外線が入射されず、赤外線量に比例する直流電圧を出力する第２の赤外線センサと、前記第２の赤外線センサ出力を反転直流増幅する第２の直流増幅器と、を備えており、前記第２の直流増幅器の出力を前記第１の直流増幅器のバイアス電圧として入力し、前記第１の直流増幅器の出力を前記赤外線検出手段の出力とすることにより達成される。

本発明によれば、非結晶化ガラス製トッププレートを備えた誘導加熱調理器において、フォトダイオードなどの量子型あるいはサーモパイルなどの熱型センサのように入力赤外線量に比例する直流電圧を出力する赤外線検出手段と直流増幅手段で構成される鍋温度検出手段を持つ誘導加熱調理器において、調理中の筐体内部の温度変化（過渡的な温度変化）に対して赤外線検出手段の出力を安定化し、筐体内部に調理によって温度変化が生じても、調理鍋底の温度を正確に検出する誘導加熱調理器を提供することができる。そして加熱コイルへの高周波電力を制御することで安全かつ最適な調理を可能にする誘導加熱調理器を提供できる。

また、非結晶化ガラスは結晶化ガラスに比べて透明感があることから、トッププレートにホウケイ酸ガラスの非結晶化ガラスを用いることで、高級感のあるデザインを施すことができる。

ガラス厚４ｍｍのトッププレートに鋼球約５００ｇを落球させた試験を行った結果、結晶化ガラスは高さ約５０ｃｍからの落球で割れ、ホウケイ酸ガラスの場合は高さ約１３０ｃｍからの落球で割れを生じた。ホウケイ酸ガラスは、結晶化ガラスに外郭強度が高いことから、例えばトッププレートのガラス厚４ｍｍから３ｍｍなどの変更が可能となり、トッププレートの薄型が図れる。

トッププレートが薄くなるとガラスを透過する赤外線の透過率が増加することとなり、調理鍋からの赤外線エネルギーが鍋温度検出装置に入射する量が増加し、鍋温度の検出精度の向上効果が得られる。また、トッププレートの薄型化により、誘導加熱調理器の軽量化が図れ、輸送や流通の工程において省エネルギーとなり輸送費などのコスト低減効果が得られる。

実施例１の誘導加熱調理器の構成を示す斜視図。 実施例１の誘導加熱調理器の構成を示す断面図。 実施例１の右側加熱コイル周辺の詳細を示す断面図。 実施例１の左側加熱コイル周辺の詳細を示す断面図。 実施例１の加熱コイルおよび鍋温度検出装置の配置を示す平面図。 実施例１の加熱コイルの裏面を示す平面図。 実施例１の鍋温度検出装置の平面および断面図。 実施例１の反射型フォトインタラプタを示す図。 実施例１の鍋放射赤外線検出用サーモパイル２５の詳細を示す平面および断面図。 実施例１の温度変化補償用サーモパイル２６の詳細を示す平面および断面図。 実施例１の誘導加熱調理器の制御ブロック図。 従来の赤外線検出回路の詳細を示す図。 従来の赤外線検出回路出力の温度特性を示す図。 従来の赤外線検出回路出力の電源投入および周囲温度変化時の出力変動を示す実験例。 実施例１の赤外線検出回路の詳細を示す図。 実施例１の赤外線検出回路動作を示す模式図。 実施例１の赤外線検出回路出力の電源投入および周囲温度変化時の出力変動を示す実験例。 実施例１の反射率検出回路の詳細を示す図。 プランクの分布則による分光放射エネルギーを示す図。 トッププレートなどガラスの光学特性を示す図。 サーモパイルへの入射エネルギーの比較を示す図。 実施例１の各部温度とサーモパイル２５への入射赤外線エネルギーの関係を示す図。 実施例１の黒体（鍋底）温度と赤外線検出回路出力の関係を示す図。 実施例１のトッププレート温度と赤外線検出回路出力の関係を示す図。 実施例１の反射率検出回路の反射電圧と反射率の関係を示す図。 実施例１の各種鍋の鍋底温度と鍋温度検出回路出力の関係を示す図。 実施例１の各種鍋放射率と反射率の関係を示す図。 実施例１の誘導加熱調理のフローチャート。 実施例１の反射率検出のフローチャート。 実施例１の鍋温度検出のフローチャート。 実施例２の鍋温度検出装置の平面および断面図。 実施例３の赤外線検出回路の詳細。 実施例３の鍋温度検出装置の平面および断面図。 実施例３の鍋温度検出装置の平面および断面図 実施例３の鍋温度検出装置の平面および断面図。

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１は実施例１の誘導加熱調理器の本体１の斜視図であり、図２は図１中に一点鎖線ＡＡ′で示される部分に調理鍋７を載せたときの概略縦断面図である。以下では、誘導加熱が可能な鍋置き場所が左右２口、ラジエントヒータやハロゲンヒータ等のヒーター（加熱源）の放射熱で加熱可能な鍋置き場所が１口、魚焼きグリルがある誘導加熱調理器を例に挙げ説明を行うが、本発明の適用対象はこれに限らない。特にトッププレートを非結晶化ガラスのホウケイ酸ガラスとする場合は、誘導加熱が可能な鍋置き場所を３口設けた誘導加熱調理器であることが望ましい。これは、ラジエントヒータに比べ、誘導加熱による調理鍋７の加熱時の方がトッププレート２の最高温度を５００℃以下と低くするためである。これに限らない。特にトッププレートを非結晶化ガラスのホウケイ酸ガラスとする場合は、誘導加熱が可能な鍋置き場所を３口設けた誘導加熱調理器であることが望ましい。これは、ラジエントヒータに比べ、誘導加熱による調理鍋７の加熱時の方がトッププレート２の最高温度を５００℃以下と低くするためである。なお、調理鍋７は、誘導加熱に適した磁性体の鉄鍋であっても良いし、非磁性体のアルミ鍋、銅鍋であっても良い。図１および図２に示すように、本体１の上面には、トッププレート２が装着されている。

トッププレート２は、少なくとも耐熱温度が３百数十度の耐熱塗料を用いて文字や略全面の塗装を裏面に施し、表面には鍋の滑り止めとなる印刷を施した非結晶化ガラスを基材とする耐熱ガラスである。本実施例で説明する非結晶化ガラスとは、石英ガラス、高ケイ酸ガラスとホウケイ酸ガラスが含まれ、特に本実施例では、ケイ素が略８０％、ホウ酸が１０〜１５％程度含まれ、熱衝撃温度３００℃以上かつ５００℃以下のホウケイ酸ガラスをいう。

また、トッププレート２の手前には、各口およびグリルの加熱開始あるいは加熱コースを指示するスイッチ、各口の加熱状態（温度等）を表示する表示器が配置される操作表示部３が装着されている。以下の符号で最終文字がＲ、Ｌはそれぞれ右側、左側の加熱口下の構造部品を示し、この文字が無いものは右、左共通の構造部品を示す。

トッププレート２の上面には、その下に配置される加熱コイル８あるいはラジエントヒータの最外半径におよそ一致する半径の円４が加熱可能な鍋置き場所を示すために印刷されている。また、トッププレート２は普通可視光に対して透明であるため、上面にはフリットガラスに耐熱塗料を混入した耐熱耐久性の衣装印刷、下面には耐熱面塗装を施し、機器内部が見えないようにしてある。誘導加熱が可能な鍋置き場所２口の円４の中央から約５０mmずれた位置に後述する鍋温度検出のために印刷、塗装を行っていない赤外線透過窓５が設けられている。この赤外線透過窓５は赤外光を透過させるためであり、この部分だけ赤外光に対しては透明な可視光カット部材（耐熱フィルムまたはガラス）を下面に装着しても良い。トッププレート２の上面の各口（円４）に、調理鍋７を置き加熱調理を行う。

図２に示すように、加熱コイル８にインバータ回路９（高周波電流供給手段）からの高周波電流を供給すると、外周側の第１のコイル８ａと内周側の第２のコイル８ｂに分割された加熱コイル８が高周波磁界１０（図中破線で示す）を発生し、この高周波磁界が調理鍋７と鎖交して、渦電流を発生し、そのジュール熱により調理鍋７自身が誘導加熱され発熱する。従って、調理鍋７内の調理物は、調理鍋７自身の発熱によって加熱調理される。このとき、調理鍋７の下にあるトッププレート２も、発熱した調理鍋７からの伝熱あるいは放射熱により高温になる。

トッププレート右側の右加熱コイル８Ｒの下にはインバータ回路９が配置され、左側、左加熱コイル８Ｌ下にはグリル庫６が配置される。このグリル庫６内には管ヒータ６ａ、６ｂが上下に配置され、魚等の焼き物が可能な構造である。

図３に右側加熱コイル８Ｒ周辺の断面を詳しく示す。図３に示すようにトッププレート２下面には第１のコイル８ａと第２のコイル８ｂの間にコイル間隙８ｃを備えて分割された加熱コイル８が耐熱プラスチックで構成されるコイルベース１０内に同心円状（渦巻き状）に巻かれて配置される。加熱コイル８の下側にはコイルベース部材内部にコ字状のフェライト１１が凸部を上にして放射状に配置されている。このフェライト１１は加熱コイル８が発生する磁束をトッププレート２上の調理容器である調理鍋７に効率良く導くために配置される。また、磁束がコイルベース１０下部に漏洩するのを防止する。フェライト１１は透磁率が高く磁束はほとんどフェライト１１内を通過するからである。

コイルベース１０の下には加熱コイル８を冷却するためのコイル冷却風路１５が設置される。コイル冷却風路１５は二つに分けられ、一つは第１のコイル８ａの内周側に接続され、第２のコイル８ｂおよび第１のコイル８ａ上面を冷却するコイル上面冷却風路１５ａ、他の一つは第１のコイル８ａの下面を冷却するコイル下面冷却風路１５ｂである。コイルベース１０の中心部分下に位置するコイル冷却風路１５ａの上面には円形上のコイル上面冷却風送出孔１５ｃが開口している。

コイルベース１０の中心部は円筒状の内空洞１４ａになっており、第１のコイル８ａの内周側にはフェライト１１を内蔵する放射上梁に繋がる円筒状の外空洞壁１４ｂになっている。この外空洞壁１４ｂの下部に、コイル冷却風路１５ａのコイル上面冷却風送出孔１５ｃが接続される。コイル上面冷却風送出孔１５ｃの周囲にはグラスウール等のシール材１６が設けられ先の外空洞壁１４ｂに接続されている。

右側加熱コイル８Ｒへの冷却風路１５の下にはインバータ回路９等の回路基板を内蔵する回路冷却風路１７ａ、１７ｂが２段重ねて設けられ、夫々には左右の加熱コイル８Ｌ、８Ｒのインバータ回路等が内蔵されている。これらの冷却風路は本体１に固定される。

コイルベース１０はコイル下面冷却風路１５ｂまたは回路冷却風路１７ａに固定される３個のコイルベース受け１２からバネ１３で押され、トッププレート２の下面に押し付けられる。

コイル冷却風送出孔１５ｃ下のコイル上面冷却風路１５ａ中には鍋温度検出装置１８が配置される。鍋温度検出装置１８は誘導加熱された調理鍋６の底面温度をトッププレート２の赤外線透過窓５を透過する赤外線から検出する。

加熱調理中にはコイル上面冷却風路１５ａ、コイル下面冷却風路１５ｂ、回路冷却風路１７ａ、１７ｂには本体１に内蔵されるファン（図示せず）から外気が導入される。しかし、インバータ回路パワー素子の発熱、フェライトの発熱、加熱コイル自身の発熱によりこの冷却風が暖められるため鍋温度検出装置１８の周囲温度は時間とともに上昇する。調理が終了すると周囲温度は時間とともに下降する。コイル上面冷却風路１５ａ内を流れる冷却風は鍋温度検出装置１８を冷却しながらコイル上面冷却風送出孔１５ｃから円筒状の外空洞壁１４ｂ内のコイル間隙７ｃおよび内空洞１４ａを上昇し、コイル間隙８ｃおよび内空洞１４ａ上部から、トッププレート２に遮られトッププレート２と加熱コイル８の間をコイル径方向外側に流れ、加熱コイル８の上面およびトッププレート２下面を冷却する。コイル下面冷却風路１５ｂのコイル８ａの下面にあたる部分には小さな孔が複数開けられ、コイル下面冷却風路１５ｂ内を流れる冷却風は、ここからコイル８ａ下面に向かって噴流してこれを冷却する。

図４に左側加熱コイル８Ｌ周辺の断面を詳しく示す。加熱コイル、コイルベース、冷却風路、コイルベース支持構造は図３と同一である。グリル庫６内部には上管ヒータ６ａ、下管ヒータ６ｂが配置され、この間に網板６ｃが固定され、ここに調理物（魚等）を置き焼き物調理を行う。グリル庫６内で焼き物調理を行うと、グリル６の上面、加熱コイル８Ｌのコイル上面冷却風路１５ａ下面は高温状態となる。この温度は鍋温度検出装置１８Ｌの下面を加熱するようになる。

図５にトッププレート２を除いた図３の上面図の詳細を示す。加熱コイル８、コイルベース１０、コイル冷却風路１５ａの詳細構成図である。加熱コイル８および内空洞１４ａと鍋温度検出装置１８の水平面での位置関係を示す。

加熱コイル８は、テフロン（登録商標）等で絶縁被膜されるリッツ線で同心円状に同一方向に巻回され、外周側の第１のコイル８ａと内周側の第２のコイル８ｂに分割される。その間隙８ｃは幅およそ１５mmの同心帯状をなし、第１のコイル８ａの巻き終わりは間隙８ｃを架橋し第２のコイル８ｂの巻き始めとなり、第１のコイル８ａと架橋線８ｄと第２のコイル８ｂで加熱コイル８を構成する。コイルベース１０には第１のコイル８ａの内周側に円筒状の外空洞壁１４ｂが設けられ、その内側がコイル間隙部８ｃとなっている。また、第２のコイル８ｂの内周側に内空洞１４ａが設けられる。さらに、コイル間隙部８ｃの一部、放射状に配置される二つのフェライト１１間に楕円筒状のセンサ視野筒１９（コイル径方向での短径約１２mm、コイル円周方向での長径２５mm）が設けられ、このセンサ視野筒１９の下に鍋温度検出装置１８が設置される。

実施例の同心円状に巻かれた加熱コイル８では巻き幅中央近傍の誘導磁界が一番強く、鍋を誘導加熱した場合この巻き幅中央部分の温度が一番高くなる。加熱コイル８を二つに分割したのは、分割隙間の下に鍋温度検出装置１８を設け、この高温部分の鍋温度を検出するためである。

センサ視野筒１９の上部横にはトッププレート２の赤外線透過窓５の横下面に接触するようにサーミスタ２０が設置される。

誘導加熱された鍋底面からの赤外線はトッププレート２の赤外線透過窓５を透過し、センサ視野筒１９から後で詳細に説明する鍋温度検出装置１８に内蔵されるサーモパイル（熱電対）２５に入射する。

図６は図５（先の加熱コイル８）を裏から見た図を示す。コイルベース１０には２個のコイル端子２１ａ、２１ｂが設けられ、低電圧端子２１ａには第１のコイル８ａの巻き始めが接続され、高電圧端子２１ｂには第２のコイルの巻き終わりが接続される。この端子にはインバータ回路９の出力線２２ａ、２２ｂがねじで固定される。銅やアルミニウム等の非磁性体の鍋では４〜５ｋＶの高電圧が出力される高電圧出力線２２ｂは高電圧端子２１ｂに接続される。

図５、図６で説明したように鍋温度検出装置１８は、架橋線８ｄの近傍をさけ、かつ高電圧出力線２２ｂが接続される高電圧端子２１ｂから離れた位置にあるコイル間隙部８ｃに設けられたセンサ視野筒１９の下にそのケース窓３０が位置するように設置される。架橋線８ｄの近傍設置を避けるのは、ここでの磁界が乱れ磁界が更に下部に漏えいし、後述するセンサケースの電磁シールドのための金属ケース３２が加熱されるのを防止するためである。

図５、図６で説明した構造は左右加熱コイルで同じである。左右を区別するため符号最終文字をＲ、Ｌで示す。例えば８Ｒは右側加熱コイル、８Ｌは左側加熱コイルを示す。左側の冷却風路には右側冷却風の一部を流す構造になっている。但し左側に独立の吸気ファンを設け左右の冷却風路に流れる空気を分離しても良いのは明らかである。

図７に鍋温度検出装置１８の詳細を示す。

図７（ａ）は、鍋温度検出装置１８の平面図を示す。鍋温度検出装置１８は、調理容器の底から放射される赤外線が入射される鍋放射赤外線検出用赤外線センサ（サーモパイル２５）と、遮光されているため調理容器の底から放射される赤外線が入射されない温度変化補償用赤外線センサ（サーモパイル２６）と、反射型フォトインタラプタ２７を中心に構成される。サーモパイル２５、２６と反射型フォトインタラプタ２７はサーモパイルの出力信号を増幅する赤外線検出回路７２と反射率検出回路７３が実装される電子回路基板２８に配置され、この鍋放射赤外線検出用サーモパイル２５、温度変化補償用サーモパイル２６と反射型フォトインタラプタ２７および電子回路基板２８は、全体をプラスチック部材の赤外線センサケース２９（一点鎖線で示す）内に密封される。この赤外線センサケース２９には赤外線を透過させるためにケース窓３０が開けられ、このケース窓３０にはトッププレート２を構成する非結晶化ガラスとほぼ同じ光学特性を持つ非結晶化ガラスを薄く切り出したものを光学フィルタ３１として嵌め込んである。なお、本実施例の光学フィルタ３１は非結晶化ガラスで説明するが、赤外線を透過する材質であればこれに限らず、例えば結晶化ガラスを使用しても良い。また、光学フィルタ３１は、トッププレート２より１μｍ以下の波長において可視光線の透過率が低い光学特性であればなお良く、光学フィルタ３１により、サーモパイル２５に入射する可視光線を遮光することで、鍋温度の検出誤差を低減できることになる。

そして、光学フィルタ３１の下にサーモパイル２５、２６と反射型フォトインタラプタ２７が電子回路基板２８上に実装されている。この赤外線センサケース２９は、周りをアルミニウム等の透磁率がほぼ１の金属ケース３２（２点鎖線で示す）で覆っている。当然、先のケース窓３０の所は開口されている。そして、更にアルミニウム金属ケース３２は、周りをプラスチック部材の外側赤外線センサケース３３で覆っている。当然先のケース窓３０の所は開口されている。つまり、サーモパイル２５、２６は３重のケースで覆われた形になっている。

サーモパイル２５とサーモパイル２６を同一ケース内に内蔵するのは、これら２つの素子の周囲温度条件をなるべく一致させるためである。そして、サーモパイル２５と反射型フォトインタラプタ２７はセンサ視野筒１９内を望むように基板２８に設置される。

このように構成された鍋温度検出装置１８はそのケース窓３０がコイルベース１０のセンサ視野筒１９内を望むようにコイル上面冷却風路１５ａ内に設置される。

図７（ａ）中のＡ−Ａ′線に沿った断面図を図７（ｂ）に示す。これは、赤外線センサケース２９内に設置される電子回路基板２８に装着されるサーモパイル２５、２６および反射型フォトインタラプタ２７と赤外線センサケース２９のケース窓３０、光学フィルタ３１との位置関係を示す断面図である。

図８に反射型フォトインタラプタ２７の詳細を示す。反射型フォトインタラプタ２７は赤外線発光素子としての赤外線ＬＥＤ５０と赤外線受光素子としての赤外線フォトトランジスタ５１を同一プラスチック部材に並べてモールドしたものである。赤外線ＬＥＤの発光面上にはプラスチックでレンズが構成され細いビームで９３０nm付近の赤外光を上方に照射する。赤外線フォトトランジスタ５１の受光面上には可視光阻止のプラスチックでレンズが構成され、先の照射赤外光の物体（鍋底面）での反射赤外光を狭い視野角で受光し、その受光量に比例した電流を出力する。この反射型フォトインタラプタ２７は赤外線発光素子と受光素子の対で構成されるものでトッププレート２上に置かれた調理鍋７底面の反射率を計測するものである。

反射フォトインタラプタ２７前面の発光、受光部を光学フィルタ３１の下面直下に配置している。これは赤外線発光が直上の光学フィルタ３１で反射され、受光されるのを防止するためである。

図９に鍋放射赤外線検出用サーモパイル２５の詳細を示す。
図９（ａ）はサーモパイル２５の斜視図を示す。図９（ｂ）は図９（ａ）中Ｂ−Ｂ′で示す線でのサーモパイル２５の断面図であり、図９（ｃ）は図９（ｂ）中Ｃ−Ｃ′で示す線での断面の平面図である。なお、熱電対が見えるように、赤外線吸収膜を省略して示してある。

サーモパイル２５は熱電対（サーモカップル）を多数縦列接続した（パイリング）したもので、ニッケルめっき鋼板等の金属キャン３５と金属ステム３６からなる金属ケース３７内にこれが内蔵されている。およそ３００μｍ厚のシリコン基材３８表面に電気的および熱的に絶縁するためシリコン酸化膜３９を形成し、この上にポリシリコン、アルミを順次パターン蒸着しポリシリコン蒸着膜４０、アルミ蒸着膜４１で熱電対を多数作成し、これを縦列接続する。ポリシリコン、アルミ接合点（測温接点）のあるシリコン基材３８中央部には、黒体に近い酸化ルビジウム膜あるいはポリイミド膜等の赤外線吸収膜４３を保護皮膜として形成する。ポリシリコンおよびアルミ蒸着膜の一端は冷接点部４４であり、これはシリコン基材３８の周囲に配置する。シリコン基材３８の裏面を、周囲（冷接点部）を残して２９０μｍまでエッチングし、測温接点部分のあるシリコン基材の厚みを１０μｍに形成する。これは熱電導の良好なシリコンを薄くすることで、測温接点部４２と冷接点部４４の熱伝導を少なくし測温接点部と冷接点部を熱的に絶縁するためである。

このシリコン基材３８を金属ケース３７の金属ステム３６にボンド等で固定する。同時に金属ステム３６にはセラミック上に膜形成したＮＴＣサーミスタ４５を同様に配置する。これは金属ケース３７内にある熱電対の雰囲気温度を検出し、熱電対の熱起電力を補正するためである。詳細は後述する。金属ステム３６には絶縁シールされた４本の金属ピン４６が貫通配置されており、この金属ピンに先の熱電対の出力とＮＴＣサーミスタ４５がワイヤ接続される。ステム３６には、筒状の金属キャン３５が窒素などの不活性ガス中で被せられ溶着される。この金属キャン３５の上面には***の窓４７が開けられ、ここに内側からガラス製のレンズ４８が装着されている。レンズ４８の光学特性（図２０の実線）は、トッププレート２の非結晶化ガラスに比べ、１μｍ以下の透過率が低くいことから、可視光線を遮光する。この***の垂直下に先の測温接点部４２（赤外線吸収膜４３の下にある）が位置するようにシリコン基材３８が固定される。このレンズ４８は赤外線透過窓５の視野範囲が赤外線吸収膜４３に結像するように設計される。これはサーモパイル２５の視野特性を狭め、集光効率を高めるためである。

サーモパイル２５内の熱電対測温接点部４２（赤外線吸収膜４３の下にある）にはこの***の窓４６を通過しレンズ４８で集光された赤外線で加熱され、この加熱温度上昇は通過した赤外線エネルギーに比例し、熱電対の冷接点部４４と測温接点部４２の温度差に比例した電圧が熱電対出力の金属ピン４６に出力される。

前述したようにサーモパイル２５は金属ケース３７が熱的には熱電対の冷接点と同じであり、この温度変動がそのままサーモパイル２５の出力変動となってしまう。

図１０に、温度補償素子として用いる温度変化補償用サーモパイル２６の詳細を示す。図で図９と同一符号は同一物を示す。

温度補償素子のサーモパイル２６は、金属ケース３７上面の窓４６、レンズ４
８およびＮＴＣサーミスタ４５はないが、他はサーモパイル２５と同一構造である。赤外線吸収膜４３の上面は金属ケース３７で遮光され、赤外線が赤外線吸収膜４３に入射しない様に金属キャン３５と金属ステム３６からなる金属ケース３７内に内蔵されている。前述の同一構造とは熱電対（対数、パターンを含む）、シリコン基材３８、シリコン酸化膜３９、金属ケース３７、金属ステム３６の組成、形状、寸法および封入不活性ガスが同一であることを言う。つまり、周囲温度の冷接点部４４、測温接点部４２への伝熱特性と、冷接点部４４から測温接点部４２への伝熱特性が同一となるように構成されている。

図１１に本実施例の誘導加熱調理器の制御ブロック図を示す。マイクロコンピュータ６０が誘導加熱調理器の動作を制御する。以下記号Ｒは図１の手前右にあるに誘導加熱口に関するブロックを表し、記号Ｌは図１の手前左にある誘導加熱口に関するブロックを表す。２つのインバータ回路９Ｒおよび９Ｌは加熱コイル８Ｒ及び８Ｌに高周波電流を供給する。このインバータ回路９Ｒ、９Ｌの動作周波数及びコイルへの供給電力を調整するのが周波数制御回路６１Ｒ、６１Ｌ及び電力制御回路６２Ｒ、６２Ｌである。動作周波数を変化させるのは、鍋の金属種類によって高周波電流の周波数で誘導加熱効率が変化するためである。一般に鉄では２０kHz、これより抵抗率の低い銅、アルミでは７０kHz以上の周波数が用いられる。この周波数切り替えは図示しない鍋種類判別手段の判断に基づいてマイクロコンピュータ６０が周波数制御回路を制御して行う。

各インバータ回路９Ｒ、９Ｌには整流回路６３から直流電圧が供給される。この整流回路６３には電源スイッチ６４を介して３端子２００Ｖの商用電源６５が接続されている。

商用電源の接地端子は本体１の金属部に接地線で接続される。ラジエントヒータ６６にはラジエントヒータ回路６７を介して商用電源６５が接続され、ラジエントヒータ回路６７がラジエントヒータ６６に供給する電力を制御する。また上下グリルヒータ６ａ、６ｂにはグリルヒータ回路６８を介して３端子２００Ｖの商用電源６５が接続される。グリルヒータ回路６８がグリルヒータ６ａ、６ｂに供給する電力を制御する。

マイクロコンピュータ６０には、表示操作部の操作スイッチ６９、表示回路７０が接続され使用者の操作指示を受け付け、機器の動作状態表示を行う。また、ブザー７１が接続され使用者の操作ボタン押しあるいはエラー等の警告などを報知する。マイクロコンピュータ６０は使用者の指示に従い、周波数制御回路６１Ｒ、６１Ｌと電力制御回路６２Ｒ、６２Ｌ及びラジエントヒータ回路６７、グリルヒータ回路６８を制御して、トッププレート２上の調理鍋７あるいはグリル庫６内を加熱する。

サーモパイル２５、２６は赤外線検出回路７２に接続されサーモパイル２５の出力が増幅され、マイクロコンピュータ６０のＡＤ端子に入力される。フォトインタラプタ２７は反射率検出回路７３に接続され、マイクロコンピュータ６０のポート出力で発光素子の発光を制御され、調理鍋７で反射された赤外光は受光素子で受光され、その出力信号は増幅されマイクロコンピュータ６０のＡＤ端子に入力される。赤外線検出回路７２および反射率検出回路７３の動作の詳細は後述する。更にサーミスタ２０Ｒはサーミスタ温度検出回路７４Ｒに接続され、その出力はマイクロコンピュータ６０のＡＤ端子に入力される。同様にサーミスタ２０Ｌもサーミスタ温度検出回路７４Ｌに接続され、その出力もマイクロコンピュータ６０のＡＤ端子に入力される。これらはトッププレート２の温度を検出する。

またマイクロコンピュータ６０は反射率検出回路７３の出力から調理鍋の赤外線反射率を知り、反射率で補正して調理鍋の温度を検出する。この処理もマイクロコンピュータ６０のソフトウエアで行われる。（反射率補正手段の動作）そして、予め作成してある温度変換テーブル（赤外線検出回路７２の出力電圧と鍋温度の関係）で鍋温度に変換する。

そして、マイクロコンピュータ６０はこの鍋温度をもとに、電力制御回路６２を介して、調理鍋７の加熱を制御する。この処理法の詳細は後述する。

図１２に従来の赤外線検出回路７２の詳細を示す。サーモパイル２５の熱電対出力（熱起電力）（図中（＋）、（−）記号間の電圧）はオペレーショナルアンプ（以下ＯＰアンプと略称する）７２−１で約３０００倍に増幅され、出力端子７２−２から出力され、マイクロコンピュータ６０のＡＤ端子に入力される。ＯＰアンプ７２−１の増幅率Ｇは抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２で決まる（増幅率Ｇ＝（Ｒ２／Ｒ１＋１））。

サーモパイル２５内のＮＴＣサーミスタ４５は、回路電源電圧Ｖｃｃ（＝５Ｖ）を抵抗Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７で分圧された電圧源（抵抗Ｒ６の両端）に抵抗Ｒ８と直列接続された状態で接続される。この抵抗Ｒ８との接続点（図中ａで示す）はＯＰアンプ７２−３で構成されるバッファアンプ（電圧フォロアー）の入力に接続され、接続点ａの電圧はそのままＯＰアンプ７２−３の出力に現れる。この図中ｂで示す点の電圧（ＯＰアンプ７２−３の出力）は、ＯＰアンプ７２−１のバイアス電圧Ｖｂｉａｓとして抵抗Ｒ１と熱電対出力端子（−）の接続点に印加される。ＯＰアンプ７２−３で構成されるバッファアンプの出力インピーダンスはほぼゼロであり理想的な電圧源としてＯＰアンプ７２−３の出力であるバイアス電圧Ｖｂｉａｓ（接続点ａの電圧と同じ）をＯＰアンプ７２−１に与える。ＯＰアンプ７２−１はこのＶｂｉａｓ値を動作基準電圧（サーモパイル２５の出力電圧がゼロのときの値）として、サーモパイル２５の熱電対出力（図中（＋）、（−）記号間の直流電圧）をＧ＝（Ｒ２／Ｒ１＋１）倍した値をＶｂａｉｓ値に加算して出力する。このＶｂｉａｓ値はＮＴＣサーミスタ４５の温度２５℃での抵抗値で０.５Ｖに設計され、このゼロ電圧から０.５Ｖオフセットしたバイアス電圧Ｖｂａｉｓ値は赤外線検出回路７２の故障検出に利用する。ＯＰアンプ７２−１の故障あるいは、出力端子７２−２の開放、あるいは出力端子７２−２が電源ＶＣＣあるいは回路グランドと短絡されていればマイクロコンピュータ６０の読み込む電圧は０.５Ｖと異なることになる。

図１２に示す回路図においてＲ６両端を短絡してＮＴＣサーミスタ４５の温度抵抗値変化がＶｂｉａｓ値に影響しないようにし、ＯＰアンプ７２−１の増幅率Ｇを２７００に設定した電子回路基板を用い、図８の鍋温度検出装置１８に図１２に示す従来の赤外線検出回路７２を搭載して恒温槽で槽内温度を可変しながらＯＰアンプ７２−１の出力を測定した。図１３に槽内温度２５℃から６０℃での結果の一例を示す。これはサーモパイル２５の熱電対出力（図中（＋）、（−）記号間の電圧）を２７００倍して測定したことになる。ここでサーモパイル２５には恒温槽上壁面からの放射赤外線が入射されるが恒温槽壁面はステンレス製（放射率０.３以下）かつ低温（６０℃以下）であり、後述のように（図２１、図２６参照、）その放射赤外線エネルギーは鍋底（１００℃）からのそれの１０％
以下で無視できる。また、各温度点での観測は十分時間経過後に行っているため、測温接点４２（赤外線エネルギーで加熱される点）と冷接点４４の温度差はなく、熱電対の起電力ゼロの状態である。つまり、この測定は赤外線入射がない状態でのサーモパイル２５の温度特性を測定したものである。なおＯＰアンプ７２−１自身の入力オフセット電圧は０.１μＶであり、この温度係数は０.０５ｎＶ／℃で上記観測ではＯＰアンプ自身の入力オフセット電圧は一定で無視できるものである。

図１３から赤外線入射のないサーモパイル２５の出力は負の温度特性を持つ。温度係数は５つのサーモパイルについてほぼ同一で入力換算値（図の値を１／２７００した値）で０.２２μＶ／℃である。この温度係数のため鍋の温度（放射するエネルギー）が一定でも、サーモパイル２５の周囲温度が上昇するとサーモパイル２５の出力が減少することになり鍋温度の正確な検出ができない。

この負の温度特性はサーモパイルを構成するアルミーポリシリコン熱電対のポリシリコン線抵抗値の温度特性による。周知のように金属線は正の抵抗温度特性を持つ。温度が上がると抵抗値が上昇し、ＯＰアンプの入力電流（ｐＡ）で電圧降下がおきる。この電圧降下の変動分が上記出力の負の温度特性となる。

ＮＴＣサーミスタ４５は負の温度特性を持った抵抗素子であり温度上昇で抵抗値が低下する。このため、サーモパイル２５内の温度が上昇すると先の接続点ａ（サーミスタ４５と抵抗Ｒ８の接続点）の電圧は上昇する。この上昇係数を前述０.２２μＶ／℃に設計すれば、サーモパイル出力減少をキャンセルできる。つまり、サーモパイル２５出力の減少を接続点ａの電圧すなわちＯＰアンプ７２−１のバイアス電圧Ｖｂｉａｓ値の上昇で補償する。すなわち、ＮＴＣサーミスタ４５はサーモパイル２５の出力すなわち測定対象の放射赤外線エネルギーによる出力が周囲温度で変化するのを防ぐために使用される。つまり、サーモパイル２５の周囲温度が変化しても、定常状態（周囲温度が一定で冷接点と測温接点の温度が同一となっている状態）では測定対象の温度すなわち入射する赤外線エネルギーが変化しなければ出力変化を起こさないという温度補償を行っている。図１３中に破線でサーモパイルＥ−１の温度補償後の出力を示す。周囲（サーモパイル）温度が変化しても定常状態では出力が一定になっていることがわかる。

このサーミスタ４５での定常状態（周囲温度が一定となり、測温度接点と冷接点が同一温度となっている状態）での温度補償を行った図１２の従来回路で、サーモパイル２５に赤外線が入射しない状態で、電源投入後、時間とともに周囲温度を２５℃から４０℃まで徐々に増加した場合のセンサ出力変動を図１４に示す。徐々に周囲温度が上昇するのは、誘導加熱調理器では鍋の加熱とともにインバータ回路パワー素子の発熱、フェライトの発熱、加熱コイル自身の発熱により赤外線検出回路７２が内蔵される鍋温度検出装置１８への冷却風が暖められるためである。またグリル庫６で加熱している状態では前述に加え、大きく鍋温度検出装置１８の底面が温められる。この徐々に暖められるのを恒温槽で模擬した結果である。

図１４から、電源投入直後、センサ出力はオーバーシュートし設計のバイアス電圧（Ｖｂｉａｓ電圧値）０.５Ｖに安定するまでにおよそ２分かかっていることがわかる。図１２の回路ではこのような時定数を持たせてはいない。また、周囲温度が変化しているときに、センサ出力が大きくディップ（約５０mV出力が減少）し、４０℃に到達して十分時間が経ってから設計のバイアス電圧Ｖｂｉａｓ＝０.５Ｖになる。つまり周囲温度が２５℃と４０℃では同じ出力電圧であり、前述したサーミスタ４５での定常状態での温度補償がなされていることがわかる。しかし、電源投入直後および温度が変化している過渡的な状態でセンサ出力が大きく変化していることがわかる。誘導加熱調理器で調理する場合は、前述説明したように時々刻々と鍋温度検出装置１８の周囲温度が変化している。この状態で鍋温度を検出する場合、前述した赤外線センサの出力電圧から鍋温度に換算する過程でこの変動分が鍋温度検出誤差となる。詳細は後述する。

上記出力変動の原因はセンサ素子の構造（図９参照）に起因する。まず電源投入時の変動原因を説明する。サーモパイル２５の熱電対は１０μｍ厚さのシリコン酸化膜上にパターン形成されている。このパターンに電圧が印加されると。パターン間にあるシリコン酸化膜のコンデンサを充電することになる。例えば、シリコン酸化膜の厚さ１０μｍ、抵抗率、誘電率からこのコンデンサ容量と並列抵抗値を算出すると１０ｐＦと１０００ＭΩ程度になり、この時定数は約２分となり実験結果の電源投入から、定常値０.５Ｖに到達する時間とほぼ一致する。

温度変化時での出力変動は冷接点部４４から測温接点部４２までの熱伝達遅れで説明される。冷接点部４４はバルクシリコン上にあり、測温接点部４２は１０μｍのシリコン膜、１０μｍ酸化シリコン膜の上にある。このため冷接点部４４は金属ステム３６ひいては金属キャン３５周囲温度と比較的短時間で同じになるが、測温接点部４２は熱伝達遅れのため、長時間遅れて金属キャン３５周囲温度になる。今、赤外線入射がなく、冷接点部４４の温度をＴ１、測温接点部４２の温度をＴ２とすれば、Ｔ２は温度差（Ｔ１−Ｔ２）に比例する熱伝達係数でＴ１に遅れて温度上昇し、長時間たてば同一温度Ｔ１＝Ｔ２となる。実験に使用したサーモパイルでは図１４に示すように数十分遅れて同一温度になっている。このように周囲温度が変化している過渡的な状態では、冷接点部４４と測温接点部４２の温度が異なり、熱電対の両端すなわちサーモパイル２５端子に電圧が生じる。これが増幅回路で増幅され、赤外線検出回路７２の出力端子７２−２に出力される。周囲温度上昇中、Ｔ１は比較的早く周囲温度となるが、Ｔ２は前述のように遅れて周囲温度となるため、上昇途中ではＴ１＞Ｔ２となり負の電圧を出力する。逆に周囲温度が下降中であればＴ２の温度下降が遅れ、Ｔ２＞Ｔ１となり正の電圧が生じる（サーモパイル２５は（−）端子に対し（＋）端子に（Ｔ２−Ｔ１）に比例する電圧を出力する。）。

このような状態で、トッププレート２上の鍋温度を検出する場合には、上記の電圧変動が鍋からの放射赤外線検出の誤差となり、鍋温度検出精度を悪化させることになる。

図１５に本実施例の赤外線検出回路を示す。図１１と同一符号は同一物を示す。ＯＰアンプ７２−４をＲ９、Ｒ１０で増幅率Ｇ＝（Ｒ１０／Ｒ９＋１）の正転増幅回路とし、この入力に遮光されたサーモパイル２６の熱電対出力（図中（＋）、（−）で示す）を接続している。サーモパイルの負出力（（−）で示す）をＯＰアンプ７２−４の正転入力に、正出力（（＋）で示す）をＲ１０に接続する。この結果、サーモパイル２５とは逆位相の熱電対出力を増幅率Ｇ＝（Ｒ１０／Ｒ９＋１）のＯＰアンプ７２−４で増幅することとなり、この出力電圧がバイアス電圧ＶｂｉａｓとしてＯＰアンプ７２−１の図中ｂで示すバイアス点に印加される。

サーモパイル２５、２６が同一構造であれば赤外線入力あるいは周囲温度あるいは温度変化に対して同一位相、同一出力となる。サーモパイル２５の出力は増幅率Ｇ＝（Ｒ２／Ｒ１＋１）のＯＰアンプ７２−１で正相増幅され、サーモパイル２６の出力はサーモパイル２５とは逆位相で増幅率Ｇ＝（Ｒ１０／Ｒ９＋１）のＯＰアンプ７２−４で増幅されＯＰアンプ７２−１の（図中ｂで示す）バイアス点電圧を変動させる。この変動はそのまま、ＯＰアンプ７２−１の出力変動となる。今、サーモパイル２５に赤外線入射がなく、各ＯＰアンプの増幅率Ｇが同じであれば（Ｒ２／Ｒ１＋１＝Ｒ１０／Ｒ９＋１）、出力端子７２−２の温度変化による変動出力は、増幅信号が同一且つ逆位相のＯＰアンプ７２−４出力であるバイアス電圧Ｖｂｉａｓの変動出力で打ち消されることになる。この様子を図１６に模式的に示す。

図１６は電源投入後、周囲温度を２５℃から４０℃に変化させた場合の赤外線検出回路７２各部の電圧を示す。なお、サーモパイル２５への赤外線入射は無い状態である。図中（ａ）２点鎖線で示すように、サーミスタ４５での定常時の温度補償がない場合、ＯＰアンプ７２−１出力は、２５℃に比べ４０℃で下がる。これを防止するため、図１１ａ点の電圧（バイアス電圧Ｖｂａｉｓ）をサーミスタ４５の負の抵抗温度特性を用いて（ｂ）１点鎖線のように温度上昇とともに持ち上げる。この結果、（ｃ）実線のように、図１１の従来の赤外線検出回路では定常時の温度補償（２５℃の出力と４０℃の出力が同じ）がなされるが、温度が変化している時は、前述したようにディップが生じる。本願図１５のｂ点で示すバイアス電圧（Ｖｂａｉｓ）は（ｄ）破線で示すように（ｂ）で示す電圧に（ｃ）で示す電圧の反転された（逆位相）電圧が加算された電圧となり、このバイアス電圧Ｖｂａｉｓで（ａ）で示す２点鎖線（定常時および過渡時の温度変化補償がない）電圧が打ち消され、結果（ｅ）太実線で示すように、定常時でも温度の変化する過渡時でも一定の電圧になる。つまり、赤外線検出回路７２の端子７２−２出力は定常及び過渡的な温度変動に対して補償されたものとなる。

このように従来回路で出力された図１４に示す温度変化時のディップは、同一でかつ逆位相信号のバイアス電圧Ｖｂｉａｓで打ち消されることとなり、出力端子７２−２ではディップおよび定常時での不一致がなくなる。

なお上記説明のように、従来回路（図１２）で行ったサーミスタ４５による定常時の温度補償を本願図１５では、ａ点で示す電圧を温度補償用サーモパイル２６の増幅器であるＯＰアンプ７２−４のバイアス電圧としてサーモパイル２６の（−）端子と抵抗Ｒ９の接続点に印加している。こうすることで定常時の温度補償も可能にしている。なお特許文献では定常時と過渡時の温度補償を同時に行うのは困難で言及されていない。

電源投入時も前述説明と同様で、投入時の出力変動は逆位相かつ同一出力変動をｂで示すバイアス電圧（Ｖｂｉａｓ）に与えることで打ち消し、出力端子７２−２に変動が出力されない。ここでサーモパイル２６は遮光されているため、赤外線受光による出力はないが、電源投入あるいは過渡的な温度変動による出力変動はサーモパイル２５と同じである。一方サーモパイル２５は入射赤外線に比例する電圧も出力する。結果赤外線検出回路７２は、電源投入あるいは過渡的な温度変動による出力変動はなくなり、サーモパイル２５の受光赤外線量にのみに比例する出力信号を端子７２−２から出力する。

図１７に、図１５の本実施例の回路の出力を、図１２の従来回路の出力と比較して示す。電源投入時の変動は、１／４に低減し、温度変化時のディップはほぼなくすことができる。多少の変動が残るのはサーモパイル２５、２６の感度および熱伝達特性のバラツキ、各素子での温度環境変化のズレに起因するものである。熱伝達特性のズレは、熱電対上がレンズであるサーモパイル２５と遮光金属キャンであるサーモパイル２６との相違、あるいは各素子の配置位置関係例えば基板２８からの高さ、相互の距離で生じる。このズレによる多少の変動はＯＰアンプ７２−４の増幅率Ｇを微調整することで訂正できる。もちろん赤外線検出感度のバラツキはＯＰアンプ７２−１の増幅率を調整する。本願では赤外線検出感度のバラツキと熱伝達特性のバラツキ、各素子での温度環境変化のズレを独立に調整できる。前記特許文献１の従来技術では赤外線検出用サーモパイル２５と温度補償用サーモパイル２６のバラツキ訂正を独立に行うのは困難である。

図１８に反射率検出回路７３の詳細を示す。フォトインタラプタ２７の発光素子である赤外線ＬＥＤ５０はトランジスタ７３−１で駆動される。この駆動はマイクロコンピュータ６０の出力ポートから駆動信号端子７３−２に入力される信号で制御される。デューティ５０％の矩形波信号を駆動信号端子７３−２に入力すると、赤外線ＬＥＤ５０は信号が５Ｖのとき発光し、０Ｖのときは消灯する。この発光強度は赤外線ＬＥＤ５０に流す電流に比例し、この電流は抵抗Ｒ１１の値で決められる。本実施例では抵抗値を固定して発光強度は一定である。この赤外発光がトッププレート２及び調理鍋７の底面で反射され、受光素子であるフォトトランジスタ５１で受光されると光電流により抵抗Ｒ１２に電圧が発生する。反射が大きく（受光量が多く）なれば電圧は比例して大きくなる。この信号電圧はコンデンサＣ１で直流分がカットされ、交流信号としてＯＰアンプ７３−３で構成される正転直流増幅器に入力される。ここで交流信号のプラス側成分のみが増幅される。この増幅されたデューティ５０％の信号は充放電回路（Ｒ１３とＣ２で構成される）７３−４で直流の平均値電圧に変換され、出力端子７３−８から出力される。この出力はマイクロコンピュータ６０のＡＤ端子に入力される。

このように反射率検出回路７３は発光強度が一定のキャリア変調された赤外光を鍋底面に放射し、鍋で反射される赤外光を受光してその平均値電圧を反射電圧として得ることで反射率に相当する値を検出する。調理鍋７が置かれていない場合にはトッププレート２のみでの反射でありこれは一定の値を示す。これからの増加分が鍋からの反射分であり、この量が鍋の反射率に相当するものである。

赤外発光をキャリア変調し、受光経路で直流成分をカットしているのは、自然光あるいは白熱電灯、蛍光灯などの照明機器に含まれる一定の赤外光が鍋の反射率検出に影響するのを防止するためである。（可視光は受光素子の光学フィルタでカットされる。）また、フォトトランジスタ５１の暗電流の影響も防止している。

以下本実施例１の鍋温度検出動作を説明する。
トッププレート２上に置かれた調理鍋７は誘導加熱により発熱する。この加熱により調理鍋７底面からは赤外線が放射される。この全放射エネルギーＥは鍋温度Ｔの４乗に比例したものである。（Ｅ＝σＴ⁴；ステファン・ボルツマンの法則）図１９にプランクの分布則から算出される黒体温度の分光放射エネルギーを示す。この分光放射エネルギーを全波長域で積分すれば、全放射エネルギーＥが求まり、これは温度（絶対温度）の４乗に比例する。これが前述のステファン・ボルツマンの法則であり、この係数σがステファン・ボルツマン係数である。分光放射エネルギーのピーク波長はウィーンの変移則から、調理温度１００〜３００℃で５μｍ〜８μｍである。

誘導加熱された鍋底は、黒体温度の全放射エネルギーＥに鍋底の放射率εを乗じた全放射エネルギーを温度に応じて放出する。すなわち黒体温度の全放射エネルギーＥと鍋底温度のそれ（Ｅ′＝εσＴ⁴）との比が放射率εである。

一方、非磁性体である非結晶化ガラス（トッププレート２）の光学特性を図２０に実線（細線）で示す。図２０中実線（細線）で示すように、非結晶化ガラスとして用いるホウケイ酸ガラスは、０.４μｍ〜２.５μｍの波長の光を８０％以上透過し、３〜４μｍの波長の光を２５％程度透過し、４μｍよりも長い波長、及び、０.４μｍよりも短い波長の光をほとんど透過しない。この光学特性のため鍋から放射される赤外線放射エネルギー（図１９参照）の大部分（波長４μｍ以上の大部分）はトッププレート２を通過できない。通過できるのは鍋から放射される全赤外線放射エネルギーの約１％程度である。また、従来の誘導加熱調理器のトッププレートで採用さている結晶化ガラスの光学特性を図２０に破線で示す。結晶化ガラスは、０.５μｍ〜２.５μｍの波長の光を８０％以上透過し、３〜４.５μｍの波長の光を５０％程度透過し、４.５μｍよりも長い波長、及び、０.５μｍよりも短い波長の光をほとんど透過しない。

図２１に黒体とサーモパイルの間が空気のみの場合と図３に示すように黒体とサーモパイルの間に非結晶化ガラスのホウケイ酸ガラス製のトッププレート２および光学フィルタ３１が挿入される場合のサーモパイルに入射する入射エネルギーと赤外線を放射する黒体温度の関係を比較して示す。また、従来の誘導加熱調理器との比較として結晶化ガラス製のトッププレートと光学フィルタを組合せた場合のサーモパイルに入射する入射エネルギーを示す。これは図１９の分光放射エネルギーに図２０の光学特性（透過率）を掛け合わせ、全波長域で積分したものである。空気のみの場合は全波長域で透過率＝１として算出している。図から本実施例（誘導加熱調理器）の非結晶化ガラスのトッププレート２、光学フィルタ３１が介在するため、介在しない場合（空気のみ）に比較して１００℃付近で約２桁以上、３００℃でも約１桁もサーモパイルに入射するエネルギーは減少している。これは、従来の結晶化ガラスのトッププレートと光学フィルタの組合せの入射エネルギーと比較して、１００℃付近で約１０％、３００℃付近で約３５％に入射エネルギーの割合が低下している。

低温側で入射エネルギー減少が大きいのは低温放射分光エネルギーのより多くがトッププレートで除去（フィルタリング）されるためである。このため赤外線センサには高い感度が必要とされ、センサ出力を高い増幅率Ｇで増幅しなければならない。

赤外線センサとしては周知のように、赤外線フォトダイオード、赤外線フォトトランジスタのような量子型とサーモパイル、焦電素子のような熱型とがある。量子型センサは量子効果で赤外線を検出するため狭い波長帯域で高い感度を持ち、熱型は広い波長帯域で低い感度を持つのが特徴である。量子型は半導体の種類で感度波長が決められ、シリコンのように安価に購入できるものは実用感度波長が可視光外（０.８μｍ）から１μｍ以下のため、検出温度の範囲が３００℃以上となる。更に低温側に検出感度（波長２μｍ）を持たせた赤外線フォトトランジスタは化合物半導体（たとえばＩｎＧａＡｓ等）となるためシリコンに比べ１〜２桁ほど高価になる。一方熱型は量子型に比べ、可視光から２０μｍ以下の広い波長帯域で均一の低い感度を持つ（原理的には波長依存性を持たない）。このため、センサへの赤外線受光面の前に光学フィルタを設け、検出温度範囲波長を狭めて外乱を防ぐ。

本実施例では、検出温度範囲が１００付近から３８０℃であるため、赤外線センサとして熱型であるサーモパイルを用いている。同じ熱型の焦電素子は微分型のセンサであるため、赤外線入射を断続する必要があり、普通機械的なチョッパ機構が使われる。このため、信頼性の点で誘導加熱調理器のような家電品に用いるのは不向きである。同じ熱型のサーミスタ素子では、入射赤外線エネルギーと出力（抵抗値）の間に非線形性があり、これを補正する必要がある。また感度を上げるためには細線化し折り返し長線としなければならず、素子の抵抗値が大きくなる。一方サーモパイルはこのような機構、補正を必要とせず、また、近年ＭＥＭＳ等の技術により半導体プロセスを用い構成する熱電対を微小化し多数堆積（パイリング）して感度を向上させたものが安価に供給されている。

従来の体温計や電子レンジに用いるサーモパイルへの入射エネルギーは多く、サーモパイル自身の感度はあまり問題とならず、サーモパイル出力を増幅する増幅回路の増幅率Ｇも１００倍以下で良い。しかし誘導加熱調理器ある本実施例の鍋温度検出装置１８では、サーモカップル（熱電対）を半導体プロセスで比較的容易に作成できるポリシリコン・アルミニウム金属対とし、これを５０ほど堆積したサーモパイル２５を用い、更にレンズでの集光で一般的なものに比べ感度を１０倍程度高めている。またその出力を増幅回路で３０００倍に増幅し前述した微小な入射赤外線エネルギーを検出できるようにしている。

サーモカップルで物体の温度を計測する場合には、冷接点を氷点（０℃）に固定して測温接点を物体に接触させて計測する。サーモパイルは図９で説明したように、サーモカップルが多数堆積されたものであり、入射赤外線で加熱される多数の測温接点とシリコン基材３８上にある多数の冷接点で構成される。そして、冷接点は金属ケース３７の金属ステム３６にボンドで固定されるため、熱的にはサーモパイルの金属ケース３７（金属キャン３６と金属ステム３７）が冷接点となっている。そして、この金属ケース３７は通常のサーモカップルのように氷点に固定することができない。

仮に、一つのサーモカップルの熱起電力が５μＶ／℃、パイル数５０、直流増幅器の増幅度を２０００とすると、金属ケース３７の温度が１℃変化すると、直流増幅器の出力では５００mVの電圧変動になる。つまり、サーモパイル２５周囲の温度変動を押さえることが必要になる。

本実施例の鍋温度検出装置１８は、加熱調理中の鍋底高温部を検出可能にするために、分割された加熱コイル８が発生する高周波磁界の磁束密度が最も強いコイル間隙７ｃ直下に配置される。この位置は、加熱コイル８の下に放射状に配置される棒状フェライト１１の間であり、磁束はほとんどフェライト中を通過するため漏れ磁束の少ない場所ではある。しかし、加熱コイル８下面からの距離は２０mm程度であるため漏れ磁束は大きく、ここに位置する金属を誘導加熱しその温度を上昇させる。例えば３ｋＷの高周波電力を加熱コイルに入力してトッププレート２上に載置される調理容器である鍋を誘導加熱する場合には、この場所にある磁性体の鋼板では約３０℃も温度上昇する。非磁性体のアルミニウムでも約５℃も温度上昇する。

調理中、誘導加熱される鍋底は１００〜３００℃の高温になる。そして、トッププレート２および下面の加熱コイル８も鍋底からの熱伝導、熱輻射で高温となる。

さらに、加熱コイル８には十数アンペアの高周波電流を流すためコイル自身もジュール発熱する。これらトッププレート、加熱コイルを冷却するため、コイル冷却風路１５ａ、１５ｂには外気が導入され、前述のように加熱コイル８に風を当てて冷却する。

また、鍋温度検出装置１８の配置される下には加熱コイルに高周波電力を供給するインバータ回路９が冷却風路１７ａ、１７ｂ中に配置される。このインバータ回路は２０〜９０kHz、十数アンペアの電流をスイッチングする回路から構成される。このため、大きな電磁波を輻射することになる。

このように、鍋温度検出装置１８、特に内蔵されるサーモパイル２５、２６は、（１）加熱コイル８からの漏れ磁束、（２）コイル冷却のための冷却風による温度変化、（３）インバータ回路から輻射される電磁波ノイズ、に晒されることになる。これら外乱に対応して、鍋温度検出装置１８は加熱調理中の鍋底温度を検出しなければならない。

サーモパイル２５、２６が内蔵される鍋温度検出装置１８はなるべく一定温度雰囲気におくのが望ましい。このため、本実施例では、外気が導入されるコイル冷却風路１５ａ内に鍋温度検出装置１８を設置し調理中には外気でサーモパイル２５、２６と赤外線検出回路７２を冷却しこれらの温度上昇を防止している。また、コイル冷却風路１５ａ内の気流がサーモパイル２５、２６の金属ケース３７および赤外線検出回路７２の半導体、抵抗等に直接当たり熱ゆらぎを起こすのを防ぐため、防風ケースである赤外線センサケース２９でこれを覆っている。また、サーモパイル２５、２６と赤外線検出回路７２は赤外線ケース２９内の空気で空気断熱されることにもなる。温度変化に対して安定にサーモパイル２５の出力を直流増幅した後低い出力インピーダンスの信号電圧として、後述するマイクロコンピュータ６０のＡＤ端子に出力している。

さらに、この赤外線センサケース２９をアルミニウム等の透磁率がほぼ１である金属ケース３２で覆い、加熱コイルが発生する交流磁場を遮蔽することでサーモパイル２５の金属ケース３７が加熱コイル７の発生する高周波交流磁界で誘導加熱され温度上昇しないようにしている。また、この金属ケース３２は、鍋温度検出装置１８の下部に配置されるインバータ回路からのパルス雑音（放射電磁波）に対しての電磁シールドにもなっている。

この金属ケース３２は、加熱調理中には周囲雰囲気温度および加熱コイル７からの漏れ磁束で誘導加熱され、アルミニウムの場合５〜１０℃温度上昇する。この温度上昇がおさまる前に続けて調理を行う場合、外気を急速に導入して金属ケース３２に当てると金属ケース３２が急速に冷え、結果赤外線センサケース２９内のサーモパイル２５の周囲温度が急に低下することになる。この逆の場合、例えば冬朝一番に調理を行う場合、機体内の金属ケース３２は夜十分に冷却され５℃程度にあり、使用者が２０℃に暖房された調理室で調理を開始した場合には、この暖気が冷却風路１５ａに導入され、２０℃の暖気が５℃の金属ケース３１に当てられることになる。本実施例では、このような外気による金属ケース３２の急激な温度変化を防止するために、この金属ケース３２を更にプラスチックの外側赤外線センサケース３３で覆っている。これで金属ケース３２に直接冷却風をあてずに風による温度急変を防止している。

このような環境温度変動に対する対応をとっても、前述図１４に示したように、電源投入時、環境温度変化時にはセンサ出力が変動する。これを図１５に示す新たな温度補償を行うことにより前述図１７に示すように大幅にセンサ出力変動を低減できる。

さて、トッププレート２は誘導加熱された調理鍋７から赤外線放射を吸収することおよび接触熱伝導とで加熱される。図２０実線（細線）に示すように、トッププレート２は０.４μｍ〜２.５μｍの波長の光を８０％以上透過し、３μｍ〜４μｍの波長の光を２５％程度透過し、４μｍよりも長い波長、及び、０.４μｍよりも短い波長の光をほとんど透過しない。

放射エネルギーが物質表面に入射すると、その一部ρは反射され、一部αは吸収され、残りτは透過する。これらの量の間には、エネルギー保存則からρ＋α＋τ＝１が成立する。トッププレート２上に調理鍋７が置かれた状態では、調理鍋７の赤外線放射エネルギーのトッププレート２での反射はほとんどゼロとみなせるため、トッププレート２では吸収率α＋透過率τ＝１が成立していると見てよい。キルヒホフの法則より吸収率α＝放射率εであるため、トッププレート２は調理鍋７からの赤外線放射エネルギーのうち、０.４μｍ〜２.５μｍの波長では８０％以上透過し、残り２０％を吸収しこれを放射する。また、３μｍ〜４μｍの波長では２５％程度透過し、残り７５％を吸収しこれを放射する。４μｍよりも長い波長、及び、０.４μｍよりも短い波長ではほとんど透過せず、すべてを吸収してこれを放射する。熱伝導で加熱された分も同様である。波長４μｍ以上では熱伝導加温の赤外線エネルギーはほとんどトッププレート２表面から放射される。

このため、サーモパイル２５を使用して、トッププレート２上の調理鍋７の温度を検出する場合にはトッププレート２自身の加熱が放射する赤外線が問題となる。例えばサーモパイル２５に付属するレンズ４８の透過波長が１〜１５μｍであれば、トッププレート２が放射する４μｍよりも長い波長の赤外線によってサーモパイル２５の出力が大きく影響を受け、トッププレート２上の調理鍋底の温度を正確に検出できないことになる。トッププレート２を透過する鍋の放射赤外線エネルギーは１μｍ〜２.５μｍの約２μｍの帯域、これに対しトッププレート２自身が放射する赤外線エネルギーは４μｍ〜１５μｍの約１０μｍの帯域であり、同じ温度であればサーモパイル出力のうち、調理鍋７の温度による分の５倍がトッププレート２の温度によることになる。

本実施例では、上記を防止するためサーモパイル２５で構成される鍋温度検出装置１８の赤外線センサケース２９に、赤外線を透過させるためのケース窓３０を開け、このケース窓３０にトッププレート２を構成する非結晶化ガラスを薄く切り出したものを光学フィルタ３１として嵌め込んである。そして、サーモパイル２５に入射する赤外線の内トッププレート２が放射する分を除去する。トッププレートが放射する波長４μｍ以上の部分はトッププレート２と同じ透過特性を持つ光学フィルタ３１の光学特性によってサーモパイル２５への入射が阻止される。

光学フィルタ３１をトッププレート以外の材料で作成しても良いが、図１９で実線に示すような急峻で特殊な特性を示す光学フィルタを作成するのは非常に困難で高価なものになる。

また、光学フィルタに結晶化ガラスを用いた場合、結晶化ガラスではトッププレートが放射する波長４〜５μｍ分の赤外線が赤外線センサに熱外乱として入射することになり、鍋温度の検出誤差要因となることから、光学フィルタとトッププレートは同じ材質で構成することが望ましい。

サーモパイル２５のレンズ４８として波長１μｍ以下の透過率がトッププレートより低い光学特性のガラス（図２０に実線（太線）破線で示す）を用いている。可視光線は０.３８〜０.８μmの波長特性を有することから、レンズの光学特性により照明や太陽などの可視光線の遮光効果を得られる。サーモパイルに可視光線が入射した場合、調理鍋７の温度上昇に係わらずサーモパイル出力は増加してしまうため、鍋温度を正しく検出できない。誘導加熱調理器での鍋温度検出において、可視光線の遮光効果を付与する鍋温度の検出手段は必要となる。

調理中にサーモパイル２５の検出する赤外線エネルギーは、検出対象である（１）調理鍋からの赤外線エネルギーの他に、（２）トッププレート２からの赤外線エネルギー、（３）センサ視野筒１９内壁からの赤外線エネルギー、（４）光学フィルタ３１からの赤外線エネルギー、（５）その他部材からの赤外線エネルギーが重畳されたものであり、サーモパイル２５はこれらの赤外線エネルギーに比例した電圧を生じる。そして、正確に鍋温度を検出するためには特に（２）トッププレートからの赤外線エネルギーによる電圧を減算する必要がある。

（３）項はサーモパイル２５の視野特性を半値角１０度に狭め、内壁の温度は冷却風で動作中６０℃以下に保たち、（４）項は鍋温度検出装置１８を冷却風路内に配置しているため、その温度は４０℃以下に抑えられサーモパイルに入射する熱外乱となる赤外線エネルギーを低減している。（５）項も（４）項同様である。

しかし、図２１で示したように、従来の結晶化ガラス製のトッププレートと光学フィルタの組合せに対して、本実施例の非結晶化ガラス製のトッププレート２と光学フィルタ３１の組合せではサーモパイルに入射する調理鍋７からの赤外線エネルギーが１０〜３５％程度に低下することから、（３）〜（５）による熱外乱となる赤外線エネルギーの割合が大きくなる。

これに関しては、サーモパイル２６をサーモパイル２５と同様な受光構造を持たせることで、（３）〜（５）の温度変化により鍋温度検出装置１８の周囲温度が変化する熱外乱によるサーモパイル出力の変動を防止することができる。

図２２に本実施例における、各部の温度と各部が放射しサーモパイル２５の赤外線吸収膜４３に入射する赤外線エネルギー（計算結果）の関係をまとめて示す。これは図１９の分光放射エネルギーと各部材の透過特性（図２０に示す）を用いて計算したものである。各部の温度は調理中に到達する温度範囲のみ図示している。

調理中の各部材の代表的温度、例えば３００℃の鍋（黒体）からの入射エネルギーを１とすると、２００℃（３００℃長時間加熱中でもトッププレート２（ガラス）の熱伝達率が低く２００℃程度までしか上がらない。短時間では更に低い温度である。）のトッププレートからのそれは１／６、８０℃のセンサ視野筒からのそれは１／１２０、４０℃の光学フィルタ３１からのそれは１／６０となる。鍋の放射率が例えば０.２５となれば、前述鍋からの入射エネルギー１は１／４となり、他の部材特にトッププレート２からの入射エネルギーとあまりかわらなくなる。つまり、低温での鍋温度検出に対する外乱として無視できなくなることがわかる。

図２３に部屋が常温２５℃の状態で鍋底として黒体を図３の実施例の赤外線透過窓５に置いた場合の、黒体温度Ｔと赤外線検出回路７２出力端子７２−２の出力電圧Ｖの関係を示す。黒体はトッププレートが加熱されない程度の短時間戴置した場合であり、センサ視野筒１９、光学フィルタ３１の温度上昇もない。つまり、これは前述（１）項の調理鍋からの入射赤外線エネルギーのみをサーモパイル２５で電圧に変換し赤外線検出回路７２で増幅出力したものである。

出力電圧Ｖは常温から１００℃まではほぼ０.５Ｖであり、１００℃を越えると温度（絶対温度）のべき乗に比例した電圧が出力される。

０.５Ｖは赤外線検出回路７２の電源電圧（５Ｖ）を抵抗Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７で分圧した電圧（図１１／図１５中のａ／ｂ点で示す）０.５Ｖがオペアンプ７２−１のバイアス電圧Ｖｂｉａｓとして与えてあるためである。出力端子７２−２の出力電圧値からこの０.５Ｖを引いた値（０.５Ｖからの電圧上昇値）が鍋底面温度に比例したものである。マイクロコンピュータ６０は赤外線検出回路７２の出力端子７２−２の出力電圧ＶをＡＤ変換して読み込むが、この電圧から０.５Ｖを引いた値である鍋温度検出電圧Ｖｔ（＝Ｖ−０.５）をもとに後述処理し鍋温度を得る。図２３の関係は予めマイクロコンピュータ６０のＲＯＭにテーブルデータＴＢＬｎとして記憶しておく。これがサーモパイル２５出力すなわち鍋温度検出回路７２出力電圧からから鍋温度を求めるデータテーブルである。

図２４にトッププレート２のみを加熱したときのトッププレート温度Ｔｔと赤外線検出回路７２出力端子７２−２の出力電圧Ｖの関係を示す。但し前述の０.５Ｖを引いた値で示してある。鍋が置かれていないトッププレート２のセンサ窓５近傍を熱風で加熱した時のトッププレート温度Ｔｔと赤外線検出回路７２出力端子７２−２の出力電圧Ｖの関係を示す。このとき、センサ視野筒１９、光学フィルタ３１が加熱されないようにする。つまり、これはトッププレート２からの放射赤外線エネルギーを電圧に変換したものである。図２４の関係は予めマイクロコンピュータ６０のＲＯＭにテーブルデータＴＢＬｔとして記憶しておく。

鍋温度検出装置１８に内蔵されるフォトインタラプタ２７を図８に示すように配置するとトッププレート２上に調理鍋がない場合、赤外線ＬＥＤ５０の放射した赤外光（波長９３０nm）は大部分が光学フィルタ３１およびトッププレート２を透過し赤外線フォトトランジスタ５１には戻ってこない。しかし、一部は光学フィルタ３１およびトッププレート２で反射される。これは光学フィルタ３１およびトッププレート２の透過率が波長９３０nmで８５％および９０％であり、残り１５％および１０％の赤外光は反射されるためである。特に光学フィルタ３１で反射される分はすぐ横にある赤外線フォトトランジスタ５１に直接戻るため、本実施例では図８に示すように、フォトインタラプタ２６前面を光学フィルタ３１下面に接するように配置してこの反射光が赤外線フォトトランジスタ５１に入射するのを防止している。また、赤外線ＬＥＤの放射角度のため、トッププレート下面に到達せず経路途中にある物体（センサ視野筒１９内面）で反射される赤外光もある。

このため、反射率検出回路７３の出力は、トッププレート上に鍋がある場合（ａ）Ｖｒ１となり、鍋がない場合（ｂ）Ｖｒ２となる。正味の鍋での反射電圧ＶｒはＶｒ＝Ｖｒ１−Ｖｒ２となる。

トッププレート上に反射率が既知の金属板を配置したときの反射率検出回路７３の出力から得られる先の反射電圧Ｖｒと反射率の関係を図２５に示す。図中に近似線も示す。この関係を用いれば、反射率検出回路７３の出力電圧から反射率が得られる。そして、この関係をテーブルデータにあるいは近似式の係数値をあらかじめマイクロコンピュータ６０のＲＯＭに記憶しておく。

調理鍋のような金属物質ではキルヒホフの法則により温度Ｔの物質表面から放射される赤外線エネルギー（Ｅ＝εσＴ⁴）の放射率εと表面の反射率ρの間にはε＋ρ＝１の関係が成立する。（透過率α＝０とする）調理鍋では放射率の違いにより同じ鍋底温度でありながら、放射される赤外線エネルギーが異なる。このため、サーモパイル出力すなわち鍋温度検出装置１８の出力が異なるという問題が生じる。そこで調理鍋底の反射率を検出して放射率を求め鍋温度検出装置１８の出力を補正してから温度に換算する必要がある。これを行うために先に説明した反射率に相当する量である反射電圧Ｖｒを求め、これから反射率を得るのが反射率検出回路７３である。この反射率を１から引いて放射率を得る。

図２６にトッププレート２に置かれた放射率の異なる数種の鍋について、鍋温度検出装置１８の出力（赤外線検出回路７２の出力Ｖ）から前述した０.５Ｖのバイアス電圧Ｖｂｉａｓを引いた値Ｖｔ（鍋温度検出電圧）と鍋底面温度Ｔとの関係の一例を示す。図中に各鍋底面の放射率も示す。放射率によって鍋温度検出装置１８の出力と鍋底温度の関係が異なることがわかる。図２６の（ａ）で示す鍋は放射率が０.９と黒体に近い。（ｂ）は放射率が０.５７、（ｃ）は０.４３、（ｄ）は０.２４である。（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の電圧値を放射率で除算すると、図中に破線でしめすものとなり、ほぼ１本の曲線に集約することができることが分かる。各出力Ｖｔ１は各鍋の全放射エネルギー（Ｅ′＝εσＴ⁴）に比例し、これを放射率で除算するのは、前述したように黒体の全放射エネルギー（Ｅ＝σＴ⁴）に換算することを意味する。そして、各鍋の放射率が分かれば、各鍋の鍋温度を黒体の放射温度に還元できることを意味している。

図２７に、各鍋において放射温度計を用いて計測した放射率と図３で反射率検出回路７３を用いて得た反射率の関係を示す。鍋によってキルヒホフの法則からはずれるものもあるが、放射率と反射率の間には強い相関がある。キルヒホフの法則から外れるのは反射率の検出において、鍋表面での散乱による反射赤外線の全てを受光していないためである。

反射率を求める際には、赤外線ＬＥＤ５０の放射光がトッププレート２になるべく垂直に入射させ、鍋での反射光をなるべく垂直にフォトトランジスタ５１に導くのが望ましい。本実施例では鍋温度検出装置１８内のサーモパイル２５のトッププレート２上位置での視野面とこの反射率検出発光のトッププレート２上での反射面は同一面である。このため、図７に示すように鍋温度検出装置１８内にサーモパイル２５と反射型フォトインタラプタ２６を並べて配置している。

以下では、本実施例の動作について、手前右側の円表示４に調理鍋７を置き、所定温度で所定時間調理鍋を加熱して調理を行う場合として説明する。図２８にこの動作のフローチャートを示す。図示していない電源を投入し、調理鍋７を置いた誘導加熱口の操作スイッチで所定の温度および調理時間を設定し（ステップＳ１）調理開始を指示すると（ステップＳ２）、マイクロコンピュータ６０はまず反射率検出回路７３を制御して載置された鍋の反射データ（反射率に相当）を取り込み、反射率（放射率）を検出する（ステップＳ３）。同時に加熱コイル７およびインバータ回路８等を冷却するため、図示しないファンを駆動して冷却風路１５ａ、１５ｂおよび１６ａ、１６ｂに外気を導入する。

ここで反射率を検出するステップＳ３を図２９に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。マイクロコンピュータ６０は反射率検出回路７３の端子７３−２にポートから赤外線ＬＥＤ駆動信号を出力する（ステップＳ３−１）。所定時間例えば２００ms出力した後（ステップＳ３−２）、端子７３−８に出力される電圧Ｖｒ２をＡＤ端子より読み込む（ステップＳ３−３）。そして、赤外線ＬＥＤ駆動信号を停止する（ステップＳ３−４）。次に予め記憶されている鍋が置かれていない時の電圧Ｖｒ１を先に読み込んだ電圧Ｖｒ２から引き反射電圧Ｖｒを算出する（ステップＳ３−５）。そして、予め記憶されている反射電圧と反射率の関係（図２５に示す）から反射率ρから放射率ε（＝１−反射率）を得る（ステップＳ３−６）。

反射率検出ステップＳ３に続いて、電力制御回路６２、周波数制御回路６１、インバータ回路９を制御して加熱コイル８に電力を供給し誘導加熱を開始する（ステップＳ４）。加熱コイル８に電力が供給されると、加熱コイル８から誘導磁界が発せられ、トッププレート２上の調理鍋７が誘導加熱される。この誘導加熱によって調理鍋７の温度が上昇し、調理鍋７内の被加熱物の調理が開始される。マイクロコンピュータ６０は誘導加熱を開始すると、一定時毎に鍋温度検出装置１８の出力を読み込み、鍋温度を検出する（ステップＳ５）。

ここで、鍋温度検出動作（ステップＳ５）を詳細に説明する。図３０に鍋温度検出のフローチャートを示す。マイクロコンピュータ６０は鍋温度検出装置１８（赤外線検出回路７２）の出力端子７２−２の出力電圧Ｖを読み込み（ステップＳ５−１）、この値から設計Ｖｂｉａｓ＝０.５Ｖ（定常室温２５℃で設計した値）を引きこれを鍋温度検出電圧Ｖｔとする（ステップＳ５−２）。

同時にサーミスタ２０とサーミスタ温度算出回路７３からトッププレート２の温度Ｔａを読み込む（ステップＳ５−３）。そして、前述した予めテーブルＴＢＬｔとして記憶してあるトッププレート温度Ｔｔとサーモパイル温度検出回路７２の出力Ｖ（端子７２−２）の関係から温度Ｔａでの出力電圧Ｖａを得る（ステップＳ５−４、トッププレート温度補償電圧取得の動作）。

続いて先の鍋温度検出電圧Ｖｔから前記Ｖａを減算する（ステップＳ５−５）。この処理により外乱としてのトッププレート２からの赤外線量を除去する。この減算後の電圧をＶｔとする（減算によるトッププレート温度補償の動作）。

そして、誘導加熱直前に得ておいた放射率ε（＝１−反射率）で、この減算後の鍋温度検出電圧Ｖｔを除算する（ステップＳ５−６）（反射率補正の動作）。除算後のＶｔに前述Ｖｂｉａｓ＝０.５Ｖを加算し（ステップＳ５−７）、予め温度変換テーブルＴＢＬｎとして記憶してあるＶｔと鍋温度Ｔの関係であるデータテーブルを引いて（ステップＳ５−８）、鍋温度に変換し鍋温度Ｔを得る。

ここで、オーブン庫６で調理中であり、鍋温度検出装置１８Ｌの周囲温度が上昇中であると仮定する。この時、図１４に示したように従来の赤外線検出回路（図１１）では、出力値が減少している（温度変化で減少して低くなっているバイアス電圧に入射した赤外線に比例した電圧が加算されるため）上述のＶｔ（＝読み込んだ出力値−設計の定常２５℃でのバイアス電圧０.５Ｖ）値は通常より低くなる。この結果、検出鍋温度は常温時よりその分低く検出されることになる。周囲温度が下降中では、この逆に検出鍋温度は常温時よりその分高く検出されることになる。図１５に示す本実施例の回路では周囲温度の変化中でも赤外線検出出力は変動しないため上述鍋温度誤差は生じない。

鍋温度検出動作（ステップＳ５）で検出した鍋温度Ｔが所定温度に達していなかったら、更に鍋温度検出動作（ステップＳ５）を行いながら誘導加熱を続ける（ステップＳ６）。続いて鍋温度Ｔが所定温度に達したら、異常加熱のチェックを行う（ステップＳ７）。これは空焚き等で鍋温度が急上昇し、油の発火温度に達したら危険であるので鍋温度が３３０℃を超えた場合は誘導加熱を停止する（ステップＳ１２）。

鍋温度Ｔが所定温度に達したら、誘導加熱の電流を低減し（ステップＳ８）、調理時間タイマーをセット（ステップ９）する。

続いて一定時毎の鍋温度検出（ステップＳ５）を行い、鍋温度をチェックしながら（ステップＳ６）、異常加熱のチェック（ステップＳ７）も行い、加熱コイル７に供給する電流を所定量減増減させて（ステップＳ８、Ｓ１０）、鍋温度を一定（Ｔｃ）に保つ。そして、所定の調理時間が経過したら（ステップＳ１１）、調理終了をブザーで使用者に報知して、加熱コイル８への電力投入を停止する（ステップＳ１２）。こうして、調理鍋７の被調理物は設定された温度および時間で調理される。ここでも、調理中に空焚き（水分がなくなり）となり、鍋温度が急上昇し、油の発火温度に達したら危険であるので異常加熱チェック（ステップＳ７）を行い、熱鍋温度が３３０℃を超えた場合は誘導加熱を停止する（ステップＳ１２）。

なお、放射率を算出する過程（ステップＳ５−６）と鍋温度検出電圧Ｖｔを放射率で除算する過程（ステップＳ５−７）の代わりに、予め倍率ａ＝１／放射率（ａ＝１／ε）の値（１以上の値になる）と反射率（あるいは反射電圧Ｖｒ）の関係をテーブルとして記憶し、反射率（あるいは反射電圧Ｖｒ）から前記テーブルで倍率ａを得て、Ｖｔに倍率を乗算したのち、データテーブルＴＢＬｎを引いて鍋温度を出力してもよい。こうすれば、マイクロコンピュータの処理時間を要する除算を使用しなくてすみ処理の高速化が図れる。

以上の説明では反射率検出を誘導加熱直前に１度だけ行う例を示したがこれに限ることはない。通常の鍋では誘導加熱中（温度が高温になっても）反射率は変化しない。また、赤外線発光ＬＥＤでは長時間連続発光において寿命の問題がある。本説明ではこれらの点を考慮して１調理につき誘導加熱直前の１回の反射率検出に限定した。当然、発光電流を低減して調理中に一定周期例えば２秒毎に反射率検出を行っても良い。温度検出は直前の反射率（放射率）を用いて補正処理（ステップＳ５−５）を行う。特に薄手の鍋では高温による鍋底変形で反射率が変化することもある。さらに、色塗装を底面に施した鍋では、高温で塗装が変性し反射率が変化することもある。この場合には加熱中でも定期的に反射率検出を行うのが望ましい。この場合当然磁場の影響を避けるために、実施例のように非磁性金属体で反射型フォトインタラプタ２６および反射率検出回路７３を囲うのが望ましい。

また、調理中に鍋を別の鍋に交換する場合もある。この時反射率は当然変化する。この場合には今ある鍋を退かした時点で鍋温度検出装置１８の検出する電圧が急激に低下する。そして、別温度の鍋を置いた時点で鍋温度検出装置１８の検出する電圧はこの鍋底面温度に対応する値に復帰する。この変化を捉え再度反射率の検出するのが望ましい。

なお、定常時での温度検出素子として、サーモパイル２５に内蔵されるＮＴＣサーミスタ４５を用いたがこれに限ることはない。基板上に設けたＮＴＣサーミスタであっても良いのは明らかである。またＮＴＣサーミスタに限らず、半導体素子例えばダイオードの順方向電圧の変化を用いる温度検出素子でも良い。

上記より、トッププレート２に非結晶化ガラスを用いても、鍋温度検出装置１８の周囲温度が急変する過渡時の温度変動を生じる条件においも、鍋放射赤外線検出用赤外線センサ（サーモパイル２５）と温度変化補償用赤外線センサ（サーモパイル２６）を組合せた構成の鍋温度検出装置１８により、調理鍋７の温度を精度良く検出することがでる。

図３１にサーモパイル２５、２６を同一赤外線センサケース２９内に設置し、更にプラスチック部材７５で構成される熱的結合手段で熱的結合した鍋温度検出装置１８を示す。実施例１（図７）ではサーモパイル２５、２６は基板２８上に並べて配置しており、間は熱伝達の低い空気層である。本実施例では、サーモパイル２５、２６の金属キャン３５同士を空気層より熱伝達の良いプラスチック部材７５で連結し、金属キャン３５同士しいてはサーモパイル２５、２６の温度（環境）がより同一となるようにしている。この結果、より温度変化補償精度を上げている。部材７５は熱伝達の良好な金属でもよいのは明らかである。

図３２に温度変化補償用サーモパイルとして、赤外線検出用サーモパイル２５と同様の入射赤外線を集光するレンズ４８、これを取り付ける窓４７を持つ構造のサーモパイル７６を使用した赤外線検出回路７２を示す。図１５と同一符号は同一物を示す。温度変化補償用としてＯＰアンプ７２−４にはサーモパイル７６の出力である熱電対出力（図中（＋）、（−）で示す）を接続している。サーモパイル７６の負出力（（−）で示す）をＯＰアンプ７２−４の正転入力に、正出力（（＋）で示す）をＲ１０に接続する。この結果、サーモパイル２５とは逆位相の熱電対出力を増幅率Ｇ＝（Ｒ１０／Ｒ９＋１）のＯＰアンプ７２−４で増幅することとなり、この出力電圧がバイアス電圧ＶｂｉａｓとしてＯＰアンプ７２−１の図中ｂで示すバイアス点に印加される。図１５と同様に但しこのサーモパイル７６には鍋底からの赤外線が入射しないように内蔵する赤外線センサケース２９構造の変更が必要となる。

図３３にこの鍋温度検出装置１８の平面および断面図を示す。図７と同一符号は同一物を示す。鍋からの赤外線がサーモパイル７６に入射しないように、赤外線センサケース２９の上面をサーモパイル７６の前面視野をさえぎるように伸ばし、サーモパイル２５とサーモパイル７６の間にサーモパイル２５に入射する赤外線が迷光してサーモパイル７６に入射しないように遮光隔壁７７を設けている。こうすることで、サーモパイル６は鍋７からの赤外線は受光しないが、赤外線センサケース２９の内壁からの赤外線を受光することになる。サーモパイル２５は鍋からの赤外線と赤外線センサケース内壁からの赤外線を受光しているので、この鍋温度検出装置１８では、赤外線センサケース内壁からの赤外線すなわち赤外線センサケース内壁の温度による外乱（センサ出力変動）を防止することができる。図７での説明同様に、ＯＰアンプ７２−１、７２−４の増幅率が概同じであれば、内壁の温度によるＯＰアンプ７２−１の出力は同じＯＰアンプ７２−４出力であるバイアス電圧で打ち消される。結果より安定した鍋温度の検出が可能となる。その他の動作は実施例１と同様なため説明を省略する。

図３４に、図３３に示した鍋温度検出装置１８から、遮光隔壁７７を除去した構成の鍋温度検出装置１８の断面図を示す。サーモパイル７６の前面視野は赤外線ケース２９の上面で遮るように伸ばし、調理鍋７からの赤外線がサーモパイル７６に入射しないようにしている。本構成においても、図３３と同様の鍋温度検出が可能となる。

図３５に、図３２の赤外線検出回路を備える鍋温度検出装置１８の平面および断面図を示す。図３３と同一符号は同一物を示す。本鍋温度検出装置１８ではサーモパイル７６が光学フィルタ３１のみを前面視野にいれるよう、サーモパイル７６に前面が光学フィルタ３１の下面に届く遮光筒７８を被せている。またセンサ視野筒１９と鍋温度検出装置１８の配置位置を図に示すように、サーモパイル７６に鍋７からの赤外線が入射しないよう配置している。サーモパイル７６の視野角が狭小であれば遮光筒７８が無くとも、サーモパイル７６が光学フィルタ３１のみを前面視野にいれることも可能であるのは明らかである。

結果、図３３での説明同様に、光学フィルタ３１からの赤外線すなわち光学フィルタの温度による出力変動は、ＯＰアンプ７２−１と７２−４の増幅率が概同じであれば、サーモパイル２５とサーモパイル７６で同じで逆位相のため打ち消され、鍋温度検出装置１８の出力（端子７２−２）に現れない。つまり光学フィルタ３１の熱外乱を防止することができる。

なお、以上説明は赤外線検出素子としてサーモパイルに限定したが、これに限ることはない。サーミスタあるいは量子型の赤外線検出素子であっても良い。同一構造の赤外線検出素子出力を逆位相で増幅し、これを赤外線の入射する赤外線検出の増幅回路のバイアス電圧とする本発明はサーモパイルに限らず、サーミスタあるいはフォトダイオードに対しても適用できるのはあきらかである。

また、サーミスタのように温度検出遅れがないため空焚き等の急激な鍋底最高温度上昇にも追随でき、これを検出して油発火等の恐れがあるときには誘導加熱を即停止することも可能になる。トッププレートの非結晶化ガラスであるホウケイ酸ガラスの熱衝撃温度は約３５０℃（結晶化ガラスの熱衝撃温度は約８００℃）であり、結晶化ガラスに比べて低い値となるが、本発明の鍋温度検出手段により鍋底最高温度上昇を３００℃付近で抑えることができるため、ホウケイ酸ガラスの損傷を防止できることとなり、安全な誘導加熱調理器を提供できる。

また、非結晶化ガラスは結晶化ガラスに比べて透明感があることから、トッププレートにホウケイ酸ガラスの非結晶化ガラスを用いることで、高級感のあるデザインを施すことができる。

誘導加熱調理器の外郭となるトッププレートの強度は、電気用品安全法（電安法と呼称）の別表第八１（２）ケに記載されているように、質量２５０ｇで、ロックウェル硬度Ｒ１００の硬さに表面をポリアミド加工した半径１０ｍｍの球面を有するおもり（鋼球）を２０ｃｍの高さから落球させて、割れやひびの無いことを確認する必要がある。

ホウケイ酸ガラスの非結晶化ガラスは上記の電安法の外郭強度の基準を満たす。さらに、ガラス厚４ｍｍのトッププレートに鋼球約５００ｇを落球させた試験を行った結果、結晶化ガラスは高さ約５０ｃｍからの落球で割れ、ホウケイ酸ガラスの場合は高さ約１３０ｃｍからの落球で割れを生じた。ホウケイ酸ガラスは、結晶化ガラスに外郭強度が高いことから、例えばトッププレートのガラス厚４ｍｍから３ｍｍなどの変更が可能となり、トッププレートの薄型が図れる。

トッププレートが薄くなるとガラスを透過する赤外線の透過率が増加することとなり、調理鍋からの赤外線エネルギーが鍋温度検出装置に入射する量が増加し、鍋温度の検出精度の向上効果が得られる。

また、トッププレートの薄型化により、誘導加熱調理器の軽量化が図れ、輸送や流通の工程において省エネルギーとなり輸送費などのコスト低減効果が得られる。

１ 誘導加熱調理器の本体
２ トッププレート
３ 操作部
４ 調理鍋を置く位置を示す円表示
５ 赤外線透過窓
６ グリル庫
６ａ 上グリルヒータ
６ｂ 下グリルヒータ
６ｃ 網棚
７ 調理鍋
８ 加熱コイル
８ａ 第１のコイル
８ｂ 第２のコイル
８ｃ コイル間隙
８ｄ 架橋線
９ インバータ回路
１０ コイルベース
１１ フェライト
１４ａ 内空洞
１４ｂ 外空洞壁
１５ コイル冷却風路
１５ａ コイル上面冷却風路
１５ｂ コイル下面冷却風送出孔
１５ｃ コイル上面冷却風送出孔
１６ シール材
１８ 鍋温度検出装置
１９ センサ視野筒
２０ サーミスタ
２１ａ 低電圧端子
２１ｂ 高電圧端子
２５ 鍋温度検出用サーモパイル
２６ 温度変化補償用遮光サーモパイル
２７ 反射型フォトインタラプタ
２８ 電子回路基板
２９ 赤外線センサケース
３０ ケース窓
３１ 光学フィルタ
３２ 金属ケース
３３ 外側赤外線センサケース
３５ 金属キャン
３６ 金属ステム
３８ シリコン基材
３９ シリコン酸化膜
４０ ポリシリコン蒸着膜
４１ アルミ蒸着膜
４２ 測温接点部
４３ 赤外線吸収膜
４４ 冷接点部
４５ ＮＴＣサーミスタ
４６ 金属ピン
４７ 窓
４８ ガラス凸レンズ
５０ 赤外線ＬＥＤ
５１ 赤外線フォトトランジスタ
６０ マイクロコンピュータ
６１ 周波数制御回路
６２ 電力制御回路
６３ 整流回路
６４ 電源スイッチ
６８ グリルヒータ制御回路
６９ 操作スイッチ
７０ 表示回路
７１ ブザー
７２ 赤外線検出回路
７２−１、７２−３、７２−４、７３−３ オペアンプ
７３ 反射率検出回路
７３−１ トランジスタ
７３−４ 充放電回路
７５ プラスチック部材
７６ 鍋温度検出用サーモパイル
７７ 遮光隔壁
７８ 遮光筒

Claims (13)

1. 調理容器を上面に置くトッププレートと、
   該トッププレートの下に設けられ、前記調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させ
   る加熱コイルと、該加熱コイルの下に設けられ、前記調理容器の底から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力から鍋温度を検出する鍋温度検出手段と、
   を備えた誘導加熱調理器であって、前記赤外線検出手段は、前記調理容器の底から放射される赤外線が入射され、赤外線量に比例する直流電圧を出力する第１の赤外線センサと、
   該第１の赤外線センサ出力を直流増幅する第１の直流増幅器と、
   前記調理容器の底から放射される赤外線を遮光することによって前記調理容器の底から放射される赤外線が入射されず、赤外線量に比例する直流電圧を出力する第２の赤外線センサと、
   前記第２の赤外線センサ出力を反転直流増幅する第２の直流増幅器と、を備えており、
   前記第２の直流増幅器の出力を前記第１の直流増幅器のバイアス電圧として入力し、前
   記第１の直流増幅器の出力を前記赤外線検出手段の出力とすることを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 請求項１に記載の誘導加熱調理器において、
   前記第１の赤外線センサは、前記調理容器の底が放射する赤外線を透過するレンズを備えた金属キャンで覆われており、
   前記第２の赤外線センサは、前記調理容器の底が放射する赤外線を遮蔽する金属キャンで覆われていることを特徴とする誘導加熱調理器。
3. 請求項１に記載の誘導加熱調理器において、
   前記第１の赤外線センサは、前記調理容器の底が放射する赤外線を透過するレンズを備
   えた金属キャンで覆われており、
   前記第２の赤外線センサは、前記調理容器の底が放射する赤外線を遮蔽する赤外線を透過するレンズを備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。
4. 請求項１乃至３に記載の誘導加熱調理器において、
   前記第１および第２の赤外線センサを熱的結合手段で相互に結合したことを特徴とする誘導加熱調理器。
5. 請求項１乃至４に記載の誘導加熱調理器において、
   前記第１の直流増幅器の増幅率と前記第２の直流増幅器の増幅率が概等しいことを特徴とする誘導加熱調理器。
6. 請求項１乃至５に記載の誘導加熱調理器において、
   前記第１の赤外線センサおよび前記第２の赤外線センサがサーモパイルであることを特徴とする誘導加熱調理器。
7. 請求項１乃至６に記載の誘導加熱調理器において、
   前記第１の赤外線センサの内部あるいは近傍に温度検出素子を配置し、
   前記第２の直流増幅器が出力するバイアス電圧を前記温度検出素子の検出温度で制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
8. 請求項１乃至７に記載の誘導加熱調理器において、
   さらに、前記加熱コイルから放射される赤外線を遮断し、前記調理容器の底から放射される赤外線を前記赤外線検出手段に導く導光筒と、該導光筒の下に配置され赤外線を透過する窓材を前記第１の赤外線センサ前面に持つ防風ケースを設け、前記第１の赤外線センサおよび第２の赤外線センサを前記防風ケース内に内蔵したことを特徴とする誘導加熱調理器。
9. 請求項１乃至７に記載の誘導加熱調理器において、
   さらに、前記加熱コイルから放射される赤外線を遮断し、前記調理容器の底から放射される赤外線を前記赤外線検出手段に導く導光筒と、該導光筒の下に配置され赤外線を透過する窓材を前記第１の赤外線センサと前記第２の赤外線センサの前面に持つ防風ケースを設け、前記第１の赤外線センサおよび第２の赤外線センサを前記防風ケース内に内蔵したことを特徴とする誘導加熱調理器。
10. 請求項１乃至９に記載の誘導加熱調理器において、
    前記トッププレートが非結晶化ガラスであることを特徴とする誘導加熱調理器。
11. 請求項１乃至１０に記載の誘導加熱調理器において、
    前記窓材が非結晶化ガラスであることを特徴とする誘導加熱調理器。
12. 請求項１乃至１１に記載の誘導加熱調理器において、前記トッププレートは、ホウ酸が１０〜１５％含まれているホウケイ酸ガラスであることを特徴とする誘導加熱調理器。
13. 請求項１乃至１２に記載の誘導加熱調理器において、前記赤外線センサに備えられた赤外線を透過する前記レンズは、前記トッププレートより可視光線の透過率が低い光学特性としたことを特徴とする誘導加熱調理器。