JP3672767B2 - 電子レンジ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度検出構成を改良した電子レンジに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、電子レンジにおいては、食品の温度を赤外線センサにより検出し、この検出結果に応じてマイクロ波発生装置を制御することが行なわれている。この場合、赤外線センサを加熱室の上板部上方部に横方向に移動可能に設けると共に、この上板部にセンサ用孔部をその移動方向に沿って形成し、この赤外線センサを移動させつつ上記センサ用孔部を通して加熱室内の温度を比較的広範囲で検出するようにしている。しかし、このものでは、赤外線センサを専用に移動させる移動装置が必要で、設置スペースの広域化及び構成の複雑化を来し、全体構成の大形化や複雑化を招来する問題があった。
【０００３】
また、上記移動装置を不要にした別の構成として、複数の赤外線センサ素子を配列した温度検出装置を加熱室の上板部上方部に固定的に配設すると共に、この温度検出装置に対抗してセンサ用孔部を形成し、この温度検出装置により加熱室内を比較的広範囲で検出するものもある。しかし、このものでは赤外線センサ素子の個々の検出視野が余り重複しないように素子間隔をある程度離す必要があり、温度検出装置が比較的大きくて設置スペースの広域化を来し配置設計が面倒で、これまた、全体構成の大形化や複雑化を招来する問題があった。また、各赤外線センサ素子の方向性も精度が必要で測定ポイントの分布の偏りを招き、温度測定精度の低下ひいては制御信頼性の低下等を招くおそれもあった。さらには、前記センサ用孔部も大きく、マイクロ波の漏洩の問題もある。
【０００４】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度検出構造の小形化を図り得て配置スペースの縮小化および配置設計の容易化を図り得、温度測定精度の向上ひいては制御信頼性の向上を図り得る電子レンジを提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、食品が収容される加熱室と、
この加熱室に設けられ、前記食品が配置される回転体と、
この回転体を回転させる駆動手段と、
前記加熱室内にマイクロ波を供給して食品を加熱するマイクロ波発生装置と、
複数の赤外線センサ素子を前記回転体の径方向に検出視野を有するようにほぼ直線状に配列すると共にこの複数の赤外線センサ素子の入射部側に結像用レンズを設けてなる温度検出手段と、
前記回転体を回転駆動させ、所定回転角度位置ごとに前記温度検出手段の各赤外線センサ素子からの検出結果を測定し、各赤外線センサ素子の所定回転角度ごとの測定ポイントにおける温度測定結果に基づいて前記加熱室内の温度分布を検出する温度分布検出手段と、
この温度分布検出手段により得られた測定ポイントの温度測定結果が、回転体の回転方向において上昇して下降する特性もしくはその逆へ変化する特性を示した回数に基づいて食品の個数を検出し、且つ、当該個数を検出する所要期間において前記マイクロ波発生装置の駆動を停止する食品形態検出手段と、
この食品形態検出手段による検出結果に基づいて加熱制御を行なう制御手段と
を備えて構成される。
【０００６】
この請求項１の発明においては、温度検出手段を、複数の赤外線センサ素子を配列すると共にこの複数の赤外線センサ素子の入射部側に結像用レンズを設ける構成としたから、各赤外線センサ素子を相互に接近状態に配設しても広範囲の検出視野を確保でき、もって、温度検出手段の小形化を図り得て設置スペースの縮小化及び配置設計の向上を図り得、しかも、結像用レンズにより加熱室からの赤外線を各赤外線センサ素子に光学的に入射させるので、各赤外線センサ素子に高い指向精度を要さずに測定ポイントの赤外線を良好に導くことができて、各赤外線センサ素子を直接被測定ポイントに指向させる場合と違って、測定ポイントの分布の均一性を向上させることができて、温度測定精度の向上ひいては制御信頼性の向上を図ることができるようになる。
【０００７】
食品が回転体に配置されて加熱されると、食品の温度が回転体の温度に対して上昇してゆく。従って、食品存在部分と食品被存在部分とでは温度差が見られる。その温度差が示される特性が現出する回数を測定すれば、食品の個数を検出することができるものである（例えば１回の場合には食品１個）。
【０００８】
しかるに、請求項１の発明においては、食品形態検出手段が、温度分布検出手段により得られた測定ポイントの温度測定結果が回転体の回転方向において上昇して下降する特性もしくはその逆へ変化する特性を示した回数に基づいて食品の個数を検出するようになっているから、精度良く食品個数を検出できるものとなる。この場合、食品形態検出手段は、食品の個数を検出する所要期間においてマイクロ波発生装置の駆動を停止するようになっているから、上記所要期間において食品温度変化が少なくて、上記特性が正確に現れるようになり、食品個数の検出精度が向上する。
【０００９】
請求項２の発明は、食品が収容される加熱室と、
この加熱室に設けられ、前記食品が配置される回転体と、
この回転体を回転させる駆動手段と、
前記加熱室内にマイクロ波を供給して食品を加熱するマイクロ波発生装置と、
複数の赤外線センサ素子を前記回転体の径方向に検出視野を有するようにほぼ直線状に配列すると共にこの複数の赤外線センサ素子の入射部側に結像用レンズを設けてなる温度検出手段と、
前記回転体を回転駆動させ、所定回転角度位置ごとに前記温度検出手段の各赤外線センサ素子からの検出結果を測定し、各赤外線センサ素子の所定回転角度ごとの測定ポイントにおける温度測定結果に基づいて前記加熱室内の温度分布を検出する温度分布検出手段と、
この温度分布検出手段により得られた測定ポイントの温度測定結果が、回転体の回転方向において上昇して下降する特性もしくはその逆へ変化する特性を示した回数に基づいて食品の個数を検出する食品形態検出手段と、
この食品形態検出手段が食品の個数が複数であると検出したときに、それぞれの食品領域の最高温度の平均温度を算出し、その平均温度に応じて前記マイクロ波発生装置を制御する制御手段と
を備えて構成される。
【００１０】
この請求項２の発明においては、食品形態検出手段が、温度分布検出手段により得られた測定ポイントの温度測定結果が回転体の回転方向において上昇して下降する特性もしくはその逆へ変化する特性を示した回数に基づいて食品の個数を検出するようになっているから、精度良く食品個数を検出できるものとなる。
【００１１】
さらに、制御手段を、食品形態検出手段が食品の個数が複数であると検出したときに、それぞれの食品領域の最高温度の平均温度を算出し、その平均温度に応じてマイクロ波発生装置を制御するようにしたから、複数の食品を過不足なく加熱できるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の理解を助けるための参考例について図１ないし図１６を参照しながら説明する。まず、図１において、電子レンジの本体１は、外箱２の内部に箱体である内箱３を配設して構成されており、この内箱３の内部は加熱室４とされている。この加熱室４の底板部４ａ外面の中央下方部には、駆動手段たるモータ５が配設されており、これの回転軸６の上端部は、前記底板部４ａを貫通して加熱室４内に突出している。
【００１３】
この回転軸６には、金属製の回転体７が一体回転し得るように着脱可能に取付けられている。この回転体７には、これに直接的に、あるいは例えば耐熱ガラス製の回転皿８を介して食品を載せるようになっている。
【００１４】
さらに、加熱室４の底板部４ａには、図２にも示すように、例えば矩形状をなす励振口９が形成されている。また、外箱２と内箱３との間のうちの右側の空間部は機械室１ａとされており、この機械室１ａにはマイクロ波発生装置たるマグネトロン１０が配設されている。この場合、そのアンテナ１０ａが下向きとなる形態である。
【００１５】
さらにまた、加熱室４の底板部４ａには、導波管１１が取付けられており、これの一端側は前記マグネトロン１０のアンテナ１０ａを包囲する形態となっており、また他端側は前記励振口９に連通するように構成されている。
【００１６】
一方、前記モータ５の回転軸６部分には、図７にも示すように、位置検出手段たる位置検出装置１２が設けられている。この位置検出装置１２は、非回転部位であるモータフレーム５ａ上面に取付けられたホトインタラプタ１３と、前記回転軸６に円板１４を介して取着されてホトインタラプタ１３にて検出される被検体１５とから構成されている。この場合、ホトインタラプタ１３にて被検体１５が検出されたタイミングを、図２に示すように回転体７の特定位置Ｐｈが加熱室４の特定位置Ｐ４と合致するタイミングとしており、この位置を初期位置と称する。また、この場合上記モータ５は同期モータから構成され、一定速度で回転駆動される構成となっている。
【００１７】
さらに、図１において、機械室１ａの上部には、温度検出手段たる温度センサ１６が配設されており、この温度センサ１６は、加熱室４の側壁に形成された温度検出用の孔１７を通して、加熱室４内の食品の表面温度を検出するものである。上記孔１７は、内箱３の側壁に形成した凹部１７ａにおける上部に形成されたものであり、図３及び図４に示すように、スリット状をなし、その長手方向の長さは従来よりも短く設定されている。上記温度センサ１６は、図５及び図６に示すように、センサケース１６ａの内部に赤外線センサ素子１６１〜１６６を一列状に配設すると共に、これらの赤外線センサ素子１６１〜１６６の入射部側に結像用レンズ１９を設けて構成されている。この場合、赤外線センサ素子１６１〜１６６は、回転体７の径方向と沿うように配列されており、そのうち赤外線センサ素子１６１は回転体７あるいは回転皿８の中心部分を検出し、そして、赤外線センサ素子１６２、１６３、１６４、１６５、１６６の順に外周側を検出するようになっている。これ各赤外線センサ素子１６１〜１６６の回転皿８上の検出視野は、図９に符号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６で示すように、なっている。
【００１８】
制御回路１８はマイクロコンピュータを含んで構成されており、これは次のようにして温度分布を検出する。すなわち、制御回路１８は、タイマー機能を備えており、モータ５が定速回転で１回転に要する時間ｔｈをデータとして有している。制御回路１８は、回転体７を定速回転させて、ホトインタラプタ１３の検出信号入力（回転体７の回転角度位置は初期位置である）からの時間カウントに基づいて回転体７の「３６０°／１６」の回転角度位置（図１０の符号ａ〜ｐ参照）を検出する。上記各回転角度位置では、図１０の「１」〜「６」の測定ポイントがあり、もって、全体としては、６４個の測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）がある。この回転角度位置ａ〜ｐとなるごとに各赤外線センサ素子１６１〜１６６からのポイント温度Ｔ（ｉ，ｊ）（ｉ＝１〜６、ｊ＝ａ〜ｐ）を取り込む。この温度測定結果であるこのポイント温度Ｔ（ｉ，ｊ）は、制御回路１８により、温度分布として検出され且つ記憶されるようになっている。つまり、回転体７の１回転により６４個のポイント温度Ｔ（ｉ，ｊ）が取り込まれて温度分布が検出されるようになっている。
【００１９】
図３において、制御回路１８には、ホトインタラプタ１３、温度センサ１６及びキー入力部２０からの信号が入力されるようになっている。上記キー入力部２０は、調理終了温度設定手段としての調理終了温度設定キーやスタートキー、さらにリセットキー等のキーを含んで構成されている。上記制御回路１８は、食品の大きさ（面積）や個数を検出する食品形態検出手段として機能すると共に、マグネトロン１０、モータ５を制御したり設定温度の補正をしたりする制御手段としても機能する。
【００２０】
この食品形態検出手段及び制御手段としての機能について、図１１及び図１２のフローチャートを参照して述べる。回転体７に、回転皿８を介して食品を載せ、調理終了温度設定キーの操作により希望する調理終了温度Ｔｓが設定されてスタートキーが操作されると、図１１のフローチャートがスタートする。すなわち、制御回路１８は、まずステップＶ１に示すようにマグネトロン１０を駆動して加熱を開始すると共に、モータ５を通電駆動して回転体７を回転させる。
【００２１】
そして、ステップＶ２に移行して温度分布検出及び食品面積検出を行なう。このステップＶ２の詳細は図１２のサブルーチンとしてのフローチャートに示されている。このフローチャートにおいて、ステップＷ１では、温度分布検出を行なう。すなわち、回転体７を１回転させる中で各回転角度位置ａ〜ｐごとにおいて各赤外線センサ素子１６１〜１６６で検出するポイント温度Ｔ（ｉ，ｊ）を読み込む。この場合、図１３に回転角度位置ａにおける各赤外線センサ素子１６１〜１６６のポイント温度Ｔ（１，ａ）〜Ｔ（６，ａ）の温度変化を示している。この図１３は、例えば、図１４に示すように回転体７従って回転皿８の中心部に食品Ｆが配置されている場合のポイント温度Ｔ（１，ａ）〜Ｔ（６，ａ）の変化を示している。この図１３から判るように、食品Ｆが中心側の赤外線センサ素子１６１及び１６２の検出視野Ｓ１及びＳ２に存在するから、ポイント温度Ｔ（１，ａ）及びＴ（２，ａ）は他の部分（食品がない部分）よりも温度上昇度合いが大きい。
【００２２】
次のステップＷ２では、１回転分のポイント温度Ｔ（１，ａ）〜Ｔ（６，ｐ）つまり今回検出した温度分布の中から最高温度と最低温度とを検出してその差を算出する。この後ステップＷ３でこの温度差が１０℃よりも大きいか否かを判断する。この判断の趣旨は、この温度差が１０℃以上である場合には、食品が有ると判断できるという考え方によるものである。
【００２３】
そしてこの後、ステップＷ４では、食品有無判定用基準温度として、全部のポイント温度Ｔ（１，ａ）〜Ｔ（６，ｐ）の平均温度Ｔａｖを算出する。そして、各ポイント温度Ｔ（ｉ，ｊ）がこの平均温度Ｔａｖより大きいか否かを判断して大きいときには、ステップＷ６に移行して、その測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）を食品存在領域であると判断してその測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）を記憶すると共に食品有りを示すパラメーター「１」を記憶する。そして、ポイント温度Ｔ（ｉ，ｊ）が平均温度Ｔａｖ以下であるときには、ステップＷ７に移行して、その測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）を食品不在領域であると判断してその測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）を記憶すると共に食品無しを示すパラメーター「０」を記憶する。
【００２４】
この各ポイント温度Ｔ（ｉ，ｊ）全部について平均温度Ｔａｖとの比較が終了すれば（ステップＷ８にて判断）、ステップＷ９に移行して、食品存在領域の各測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）に面積指数Ｋ（ｉ）を乗じて合計し、食品の面積Ｓを検出する。この面積指数Ｋ（ｉ）の考え方は次にある。
【００２５】
すなわち、食品の面積は、一般的には、食品存在領域の各測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）の数に視野領域の面積を乗ずれば良い。ところが、図１０に示すように、回転中心側を検出する赤外線センサ素子１６１や１６２の測定ポイント測定ポイントＰ（１，ｊ）、Ｐ（２，ｊ）同志は回転変位距離が短いから、検出視野が重複するものであり、従って、［食品有り測定ポイントの数×検出視野領域の面積］が食品面積ではなく、実際の食品面積はこれより小さい。逆に、回転中心から遠くなる赤外線センサ素子１６５や１６６の方が、測定ポイント同志の回転変位距離が長くなるから検出視野の重複度が少なくなるものであり、従って、回転中心から遠い測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）ほど［食品有り測定ポイントの数×検出視野領域の面積］が実際の食品面積に近くなる。
【００２６】
これを考慮してこの参考例では、図１５に示すように、各測定ポイントＰ（１，ｊ）〜Ｐ（６，ｊ）について回転体７の中心から遠ざかるに従い大きくなる面積指数Ｋ（ｉ）を設定している。例えば、中心部分の測定ポイントＰ（１，ｊ）は面積係数が「１」で、外側の測定ポイントとなるにつれて、「３」、「５」、「７」、「９」となり、そして最外側の測定ポイントＰ（６，ｊ）では「１１」に設定されている。
【００２７】
このように、ステップＷ９では食品の面積Ｓが求められる。
次のステップＷ１０では、この面積Ｓに基づいて、食品の大きさを３段階にいずれかであると判定する。すなわち、図１６に示すように、上記面積Ｓが５０〜９０のとき食品の大きさは「小」、９１〜１４０のとき「中」、１４１〜２４０のとき「大」と判定する。なお、食品「小」はコップ等の縦長容器に入れられた食品等が含まれ、「中」には茶碗に入れられた食品等が含まれ、「大」には皿に盛られた食品等が含まれる。
【００２８】
この後、図１１のステップＶ３に移行して、判定された大きさが「大」、「中」、「小」のいずれであるかを判断し、「大」、「中」、「小」に応じて、使用者によって設定された調理終了温度Ｔｓを補正する（ステップＶ４〜ステップＶ６）。例えば食品の大きさが「大」であるときには、設定調理終了温度Ｔｓを低め（例えば２℃低め）に補正する。また、食品の大きさが「小」であるときには、設定調理終了温度Ｔｓを高め（例えば２℃高め）に補正する。なお、「中」の場合は補正しない。
【００２９】
この後、ステップＶ７に移行して温度分布を検出し、そしてステップＶ８では、検出された温度分布のうちの最高温度が、現時点で設定あるいは補正されている調理終了温度Ｔｓを超えたか否かを判断し、超えれば、ステップＶ９に移行して、マグネトロン１０の駆動を停止すると共に、モータ５の駆動を停止し、この加熱制御を終了する。
【００３０】
このような参考例においては、温度検出センサ１６を、複数の赤外線センサ素子１６１〜１６６を配列すると共にこの赤外線センサ素子１６１〜１６６の入射部側に結像用レンズ１９を設ける構成としたから、各赤外線センサ素子１６１〜１６６を相互に接近状態に配設しても広範囲の検出視野を確保でき、もって、温度検出センサ１６の小形化を図り得て設置スペースの縮小化及び配置設計の向上を図り得、しかも、結像用レンズ１９により加熱室４からの赤外線を各赤外線センサ素子１６１〜１６６に光学的に入射させるので、各赤外線センサ素子１６１〜１６６に高い指向精度を要さずに測定ポイントの赤外線を良好に導くことができて、各赤外線センサ素子を直接被測定ポイントに指向させる場合と違って、測定ポイントの分布の均一性を向上させることができて、温度測定精度の向上ひいては制御信頼性の向上を図ることができる。
【００３１】
また、この参考例によれば、回転体７を回転駆動させ、所定回転角度位置（３６０／１６［度］）ごとに温度センサ１６の各赤外線センサ素子１６１〜１６６からの検出結果を測定し、その複数の測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）におけるポイント温度Ｔ（ｉ，ｊ）に基づいて温度分布を検出するようにしたから、赤外線センサ素子１６１〜１６６の数が少なくても、加熱室４のほぼ全体の温度分布を、良好に検出できる。
【００３２】
さらに、この参考例によれば、各赤外線センサ素子１６１〜１６６の各測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）について回転体の中心から遠ざかるに従い大きくなる面積指数Ｋ（ｉ）を設定しており、各測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）におけるポイント温度Ｔ（ｉ，ｊ）を、食品有無判定用基準温度である平均温度Ｔａｖと比較することにより食品が存在する測定ポイントを検出し、その測定ポイントごとの面積指数Ｋ（ｉ）を合計することにより食品の面積を検出するようになっているから、食品の面積を精度良く検出できる。
さらにまた、この参考例によれば、回転体７の回転基準位置を検出する位置検出装置１２を設けたから、回転体７の回転角度位置検出が正確となると共に、いつも決まった角度位置から温度分布検出を開始することができ、正確な温度分布を検出できる。
【００３３】
ところで、温度センサ１６は加熱室４外部から孔１７を通して加熱室４内の温度を検出する構成であるが、この場合、この孔１７が大きいと、加熱室１４内部のマイクロ波が漏出するおそれがあるが、しかしこの参考例では、温度検出センサ１６が、結像用レンズ１９により加熱室４からの赤外線を各赤外線センサ素子１６１〜１６６に光学的に入射させるので、この孔１７はスリット状の小さな孔で良く、マイクロ波漏出を防止することができる。
【００３４】
図１７ないし図２０は本発明の第１の実施例を示しており、この実施例では、温度分布検出により得られたポイント温度Ｔ（ｉ，ｊ）が回転体７の回転方向において上昇して下降する特性を示した回数に基づいて食品の個数を検出するようになっているところに特徴がある。すなわち、図１７のフローチャートのステップＸ１では、マグネトロン１０を駆動して加熱を開始すると共に、モータ５を通電駆動して回転体７を回転させる。
そして、ステップＸ２に移行して温度分布検出及び食品個数検出を行なう。このステップＸ２の詳細は図１８のサブルーチンとしてのフローチャートに示されている。このフローチャートにおいて、ステップＹ１〜ステップＹ３は、前述のステップＷ１〜ステップＳＷ３と同じであり、つまり、食品の有無を判断している。
【００３５】
次のステップＹ４では、マグネトロン１０の駆動を停止すると共にモータ５の駆動を停止し、そして、ステップＹ５では、各回転角度位置ａ〜ｐにおける各赤外線センサ素子１６１〜１６５の検出温度の平均温度Ｔｎ（ｘ）を算出する。この場合ｘは上記回転角度位置ａ〜ｐに対応する変数１〜１６である。例えば、食品として、コップに収容された食品が、回転皿８の中心部に載せられている場合（例えば図１４参照）には、図１９に示すように、各回転角度位置ａ〜ｐの平均温度Ｔｎ（ｘ）は均一（温度差無し）となる。また、食品として、一つの回転皿８に複数（この場合３つ）の食品が載せられているような場合には、平均温度Ｔｎ（ｘ）はばらつく。
【００３６】
そしてステップＹ６ないしステップＹ１０では、回転角度位置がａ〜ｐへ変化してゆくうちに上記平均温度Ｔｎ（ｘ）が上昇して下降する特性を示した回数を検出している。すなわち、ステップＹ７において、各回転角度位置ａ〜ｐの前後の温度差を算出し、ステップＹ８においてはその温度差が２℃以上の温度幅で上昇して２℃以上の温度幅で下降したか否かを判断し、２℃以上上昇及び下降したことが判断されれば、ステップＹ９に移行して、個数のパラメーターＮをインクリメントする。これを１６回行なって（ステップＹ１０にて判断）、上記パラメーターＮにより食品個数を検出する。すなわち、パラメーターＮが「０」か「１」であるときには、食品個数を「１」として検出し、Ｎが「２」以上のときに食品個数が「Ｎ個」であると判定する。ここで、図１９の場合には個数「１」であり、図２０の場合には、ｘ＝３、９、１５（つまり回転角度位置ｃ、ｉ、ｏ）のところで２℃以上の上昇及び下降が示されているから、食品個数「３」として検出される。
【００３７】
そして、ステップＹ１２に移行して、マグネトロン１０及びモータ５を駆動する。
この後、図１７のステップＸ３に戻って、個数が複数であるか否かを判断し、複数である時には、ステップＸ４、ステップＸ５、ステップＸ６に移行する。このステップＸ４〜ステップＸ６の趣旨は、３つの食品領域の最高温度を検出し、これの平均温度を算出し、そして、この平均温度が設定された調理終了温度Ｔｓ以上となれば、ステップＸ７に移行してマグネトロン１０及びモータ５の駆動を停止し、この加熱制御を終了する。なお、この実施例では、回転体７の回転方向において上昇して下降する特性を検出するようにしたが、これはその逆へ変化する特性を検出するようにしても良い。
【００３８】
この第１の実施例によれば、各回転角度位置ａ〜ｐごとの各赤外線センサ素子１６１〜１６６の平均温度が回転体７の回転方向において上昇して下降する特性もしくはその逆へ変化する特性を示した回数Ｎに基づいて食品の個数を検出するようになっているから、精度良く食品個数を検出できる。
また、この実施例によれば、ステップＹ４、ステップＹ１２から判るように、食品の個数を検出する所要期間においてマグネトロン１０の駆動を停止するようにしたから、上記所要期間において食品温度変化が少なくて、上記特性が正確に現れるようになり、食品個数の検出精度が向上する。
【００３９】
さらにこの実施例によれば、食品の個数が複数であると検出したときに、それぞれの食品領域の最高温度の平均温度を算出し、設定調理終了温度Ｔｓがこの平均温度に達したときにマグネトロン１０を停止制御するようにしたから、複数の食品を過不足なく加熱できるようになる。
すなわち、食品の個数が複数である場合、一方の食品と他方の食品とでは、加熱度合いが異なることがある。この場合食品温度が高い方の温度が設定調理終了温度に達したときにマグネトロン１０の駆動を停止する制御を行なうと、他方の食品の加熱が不十分となってしまう。逆に、食品温度が低い他方の食品に基づいて加熱制御を行なうと、一方の食品が加熱し過ぎとなってしまうことがある。しかるにこの実施例では、そのようなことはない。
【００４０】
本発明は、上記各実施例に限定されず、次のように実施しても良い。
食品の面積が一定以上であると検出したときに、食品の平均温度を算出し、この平均温度に応じてマイクロ波発生装置を制御するようにしても良い。これの趣旨は次にある。すなわち、食品の大きさが大きい場合には、多数の食材が含まれていることがある（例えば比較的大きい食品としては市販の弁当などがある）。この場合、温度の高い部分に基づいて加熱制御を行なうと（例えばその温度が設定温度に達したときにマイクロ波発生装置の駆動を停止する制御を行なうと）、他の部分の加熱が不十分となってしまう。
しかるに、食品の平均温度を算出し、この平均温度に応じてマイクロ波発生装置を制御するようにすることにより、食品全体において加熱不足を防止できるようになる。
【００４１】
また、調理終了温度設定キーにより調理終了温度Ｔｓが設定されたときには、その設定された調理終了温度Ｔｓに応じて各赤外線センサごとに終了判定基準温度Ｔｓ′を設定し（本発明の第２の実施例として示す図２１参照）、赤外線センサ素子１６１〜１６６のいずれかが当該終了判定基準温度Ｔｓ′に達した時にマグネトロン１０の駆動を停止するようにしても良い。
【００４２】
これの趣旨は次にある。すなわち、使用者側で調理終了温度Ｔｓを設定し、食品の検出温度がその調理終了温度Ｔｓとなった時に加熱を停止するようにすれば、使用者の好みの温度で加熱調理できるようになる。ところが、各赤外線センサ素子１６１〜１６６は、検出対象までの距離が長いと実際の温度よりも低めに検出することがある。温度センサ１６が回転体７の斜め上方に存在する構成である場合、回転体７の中心近く部分を検出する赤外線センサ素子１６１は、他の赤外線センサ素子の場合よりも、その傾向が強い。つまり、設定された調理終了温度Ｔｓが６０℃としたとき、実際の食品温度が６０℃であっても赤外線センサ素子１６１の検出温度は５８℃であって加熱動作が停止されずに、この場合、検出温度が６０℃に達して加熱動作を停止したときには既に食品の温度は６０℃を超えてしまう。
【００４３】
しかるに上述した構成とすることにより、食品が加熱し過ぎを防止できるようになる。
さらに、本発明の第３の実施例として示す図２２のように、回転体７の中心部以外の部分Ｈで高温度Ｔｈが検出されたとき、回転体７が回転する中でのこの高温度部分Ｈの温度上昇度ΔＴを検出し、この高温度部分Ｈの温度Ｔｈと前記温度上昇度ΔＴとから、この高温度部分Ｈが、設定された調理終了温度Ｔｓに達するところの回転体７の回転角度位置を割出し、その回転角度位置でマグネトロン１０の駆動を停止制御するようにしても良い。上記温度上昇度ΔＴは、高温度部分Ｈが１回転する間の温度差から算出する。そして、今回の高温度部分Ｈの検出温度がＴｘであった場合、次の１回転終了後の該部分Ｈの温度Ｔｘ′は
Ｔｘ′＝Ｔｘ＋ΔＴ×ｔｈ
となる。このＴｘ′が調理終了温度Ｔｓを上回ることが判断される（図２３のタイミングｔ０）と、Ｔｘがその調理終了温度Ｔｓに達する時間ｔｐを
ｔｐ＝（Ｔｓ−Ｔｘ）／ΔＴ
にて算出する。しかして、上記タイミングｔ０から時間ｔｐ経過したところでマグネトロン１０の駆動を停止する。
【００４４】
このような制御の趣旨は次にある。すなわち、使用者側で調理終了温度Ｔｓを設定し、食品の検出温度がその調理終了温度Ｔｓとなった時に加熱を停止する場合、その食品のうち最も高い部分Ｈの温度Ｔｘがその調理終了温度Ｔｓとなったときに加熱を停止することが好ましい。ところがその高温度部分Ｈが回転体７の中心部以外の部分に存在すると、回転体７の１回転につき１度のタイミングでしか温度検出ができず、今回の検出タイミングでは調理終了温度Ｔｓ未満であったものが次の検出タイミングでは、既にその調理終了温度Ｔｓを超えてしまっていて加熱を停止しても加熱し過ぎとなってしまうことが考えられる。このような問題は、食品の周辺部に高温度部分が現れる場合や、コップなどの比較的小さな容器に入れられた食品が回転体の周辺部に配置された場合にも惹起する。
しかるにこの実施例においては、上述した制御により、高い温度部分Ｈについての温度検出タイミングが１回転につき１回しか得られないような状況にあっても食品が調理終了温度Ｔｓとなった時点で加熱を停止することができ、加熱し過ぎを確実に防止できる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は以上の説明から明らかなように、次の効果を得ることができる。
請求項１の発明によれば、温度検出手段を、複数の赤外線センサ素子を配列すると共にこの複数の赤外線センサ素子の入射部側に結像用レンズを設ける構成としたから、広範囲に温度検出を図りつつ温度検出手段の小形化を図り得て設置スペースの縮小化及び配置設計の向上を図り得、また、測定ポイントの分布の均一性を向上させることができて、温度測定精度の向上ひいては制御信頼性の向上を図ることができる。また、回転体を回転駆動させ、所定回転角度位置ごとに温度検出手段の各赤外線センサ素子からの検出結果を測定し、その複数の測定ポイントにおける温度測定結果に基づいて温度分布を検出するようにしたから、赤外線センサ素子の数が少なくても、加熱室のほぼ全体の温度分布を、良好に検出できる。さらに、温度分布検出手段により得られた測定ポイントの温度測定結果が回転体の回転方向において上昇して下降する特性もしくはその逆へ変化する特性を示した回数に基づいて食品の個数を検出するようにしたから、精度良く食品個数を検出できる。しかも、食品の個数を検出する所要期間においてマイクロ波発生装置の駆動を停止するようにしたから、上記所要期間において食品温度変化が少なくて、食品個数の検出精度が向上する。
【００４６】
請求項２の発明によれば、温度分布検出手段により得られた測定ポイントの温度測定結果が回転体の回転方向において上昇して下降する特性もしくはその逆へ変化する特性を示した回数に基づいて食品の個数を検出するようにしたから、精度良く食品個数を検出できる。しかも、食品形態検出手段が食品の個数が複数であると検出したときに、それぞれの食品領域の最高温度の平均温度を算出し、その平均温度に応じてマイクロ波発生装置を制御するようにしたから、複数の食品を過不足なく加熱できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の理解を助けるための参考例を示す電子レンジの縦断正面図
【図２】 電子レンジの横断平面図
【図３】 温度センサ及び孔部分の縦断正面図
【図４】 孔部分の下方からの斜視図
【図５】 温度センサの縦断側面図
【図６】 温度センサの正面図
【図７】 位置検出装置の斜視図
【図８】 電気系統を示す図
【図９】 各赤外線センサ素子の検出視野を示す図
【図１０】 測定ポイントを示す図
【図１１】 制御内容を示すフローチャート
【図１２】 図１１のステップＶ２の制御内容を示すフローチャート
【図１３】 回転角度位置ａにおける各赤外線センサ素子の温度変化を示す図
【図１４】 食品形状の一例を示すための図
【図１５】 面積指数を示す図
【図１６】 検出面積と食品の大きさの関係を示す図
【図１７】 本発明の第１の実施例を示す制御内容のフローチャート
【図１８】 図１７のステップＸ２の制御内容を示すフローチャート
【図１９】 ある食品配置状態での回転角度位置における平均温度の状況を示す図
【図２０】 別の食品配置状態での回転角度位置における平均温度の状況を示す図
【図２１】 本発明の第２の実施例を示し、設定調理終了温度と各赤外線センサ素子の終了判定基準温度との関係を示す図
【図２２】 本発明の第３の実施例を示し、高温度部分の位置状況を示す図
【図２３】 高温度部分の温度変化を示す図
【符号の説明】
３は内箱（箱体）、４は加熱室、５はモータ（駆動手段）、７は回転体、８は回転皿、１０はマグネトロン（マイクロ波発生装置）、１２は位置検出装置（位置検出手段）、１６は温度センサ（温度検出手段）、１７は孔、１８は制御回路（温度分布検出手段、食品形態検出手段、制御手段）、１９は結像用レンズを示す。
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度検出構成を改良した電子レンジに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、電子レンジにおいては、食品の温度を赤外線センサにより検出し、この検出結果に応じてマイクロ波発生装置を制御することが行なわれている。この場合、赤外線センサを加熱室の上板部上方部に横方向に移動可能に設けると共に、この上板部にセンサ用孔部をその移動方向に沿って形成し、この赤外線センサを移動させつつ上記センサ用孔部を通して加熱室内の温度を比較的広範囲で検出するようにしている。しかし、このものでは、赤外線センサを専用に移動させる移動装置が必要で、設置スペースの広域化及び構成の複雑化を来し、全体構成の大形化や複雑化を招来する問題があった。
【０００３】
また、上記移動装置を不要にした別の構成として、複数の赤外線センサ素子を配列した温度検出装置を加熱室の上板部上方部に固定的に配設すると共に、この温度検出装置に対抗してセンサ用孔部を形成し、この温度検出装置により加熱室内を比較的広範囲で検出するものもある。しかし、このものでは赤外線センサ素子の個々の検出視野が余り重複しないように素子間隔をある程度離す必要があり、温度検出装置が比較的大きくて設置スペースの広域化を来し配置設計が面倒で、これまた、全体構成の大形化や複雑化を招来する問題があった。また、各赤外線センサ素子の方向性も精度が必要で測定ポイントの分布の偏りを招き、温度測定精度の低下ひいては制御信頼性の低下等を招くおそれもあった。さらには、前記センサ用孔部も大きく、マイクロ波の漏洩の問題もある。
【０００４】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度検出構造の小形化を図り得て配置スペースの縮小化および配置設計の容易化を図り得、温度測定精度の向上ひいては制御信頼性の向上を図り得る電子レンジを提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、食品が収容される加熱室と、
この加熱室に設けられ、前記食品が配置される回転体と、
この回転体を回転させる駆動手段と、
前記加熱室内にマイクロ波を供給して食品を加熱するマイクロ波発生装置と、
複数の赤外線センサ素子を前記回転体の径方向に検出視野を有するようにほぼ直線状に配列すると共にこの複数の赤外線センサ素子の入射部側に結像用レンズを設けてなる温度検出手段と、
前記回転体を回転駆動させ、所定回転角度位置ごとに前記温度検出手段の各赤外線センサ素子からの検出結果を測定し、各赤外線センサ素子の所定回転角度ごとの測定ポイントにおける温度測定結果に基づいて前記加熱室内の温度分布を検出する温度分布検出手段と、
この温度分布検出手段により得られた測定ポイントの温度測定結果が、回転体の回転方向において上昇して下降する特性もしくはその逆へ変化する特性を示した回数に基づいて食品の個数を検出し、且つ、当該個数を検出する所要期間において前記マイクロ波発生装置の駆動を停止する食品形態検出手段と、
この食品形態検出手段による検出結果に基づいて加熱制御を行なう制御手段と
を備えて構成される。
【０００６】
この請求項１の発明においては、温度検出手段を、複数の赤外線センサ素子を配列すると共にこの複数の赤外線センサ素子の入射部側に結像用レンズを設ける構成としたから、各赤外線センサ素子を相互に接近状態に配設しても広範囲の検出視野を確保でき、もって、温度検出手段の小形化を図り得て設置スペースの縮小化及び配置設計の向上を図り得、しかも、結像用レンズにより加熱室からの赤外線を各赤外線センサ素子に光学的に入射させるので、各赤外線センサ素子に高い指向精度を要さずに測定ポイントの赤外線を良好に導くことができて、各赤外線センサ素子を直接被測定ポイントに指向させる場合と違って、測定ポイントの分布の均一性を向上させることができて、温度測定精度の向上ひいては制御信頼性の向上を図ることができるようになる。
【０００７】
食品が回転体に配置されて加熱されると、食品の温度が回転体の温度に対して上昇してゆく。従って、食品存在部分と食品被存在部分とでは温度差が見られる。その温度差が示される特性が現出する回数を測定すれば、食品の個数を検出することができるものである（例えば１回の場合には食品１個）。
【０００８】
しかるに、請求項１の発明においては、食品形態検出手段が、温度分布検出手段により得られた測定ポイントの温度測定結果が回転体の回転方向において上昇して下降する特性もしくはその逆へ変化する特性を示した回数に基づいて食品の個数を検出するようになっているから、精度良く食品個数を検出できるものとなる。この場合、食品形態検出手段は、食品の個数を検出する所要期間においてマイクロ波発生装置の駆動を停止するようになっているから、上記所要期間において食品温度変化が少なくて、上記特性が正確に現れるようになり、食品個数の検出精度が向上する。
【０００９】
請求項２の発明は、食品が収容される加熱室と、
この加熱室に設けられ、前記食品が配置される回転体と、
この回転体を回転させる駆動手段と、
前記加熱室内にマイクロ波を供給して食品を加熱するマイクロ波発生装置と、
複数の赤外線センサ素子を前記回転体の径方向に検出視野を有するようにほぼ直線状に配列すると共にこの複数の赤外線センサ素子の入射部側に結像用レンズを設けてなる温度検出手段と、
前記回転体を回転駆動させ、所定回転角度位置ごとに前記温度検出手段の各赤外線センサ素子からの検出結果を測定し、各赤外線センサ素子の所定回転角度ごとの測定ポイントにおける温度測定結果に基づいて前記加熱室内の温度分布を検出する温度分布検出手段と、
この温度分布検出手段により得られた測定ポイントの温度測定結果が、回転体の回転方向において上昇して下降する特性もしくはその逆へ変化する特性を示した回数に基づいて食品の個数を検出する食品形態検出手段と、
この食品形態検出手段が食品の個数が複数であると検出したときに、それぞれの食品領域の最高温度の平均温度を算出し、その平均温度に応じて前記マイクロ波発生装置を制御する制御手段と
を備えて構成される。
【００１０】
この請求項２の発明においては、食品形態検出手段が、温度分布検出手段により得られた測定ポイントの温度測定結果が回転体の回転方向において上昇して下降する特性もしくはその逆へ変化する特性を示した回数に基づいて食品の個数を検出するようになっているから、精度良く食品個数を検出できるものとなる。
【００１１】
さらに、制御手段を、食品形態検出手段が食品の個数が複数であると検出したときに、それぞれの食品領域の最高温度の平均温度を算出し、その平均温度に応じてマイクロ波発生装置を制御するようにしたから、複数の食品を過不足なく加熱できるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の理解を助けるための参考例について図１ないし図１６を参照しながら説明する。まず、図１において、電子レンジの本体１は、外箱２の内部に箱体である内箱３を配設して構成されており、この内箱３の内部は加熱室４とされている。この加熱室４の底板部４ａ外面の中央下方部には、駆動手段たるモータ５が配設されており、これの回転軸６の上端部は、前記底板部４ａを貫通して加熱室４内に突出している。
【００１３】
この回転軸６には、金属製の回転体７が一体回転し得るように着脱可能に取付けられている。この回転体７には、これに直接的に、あるいは例えば耐熱ガラス製の回転皿８を介して食品を載せるようになっている。
【００１４】
さらに、加熱室４の底板部４ａには、図２にも示すように、例えば矩形状をなす励振口９が形成されている。また、外箱２と内箱３との間のうちの右側の空間部は機械室１ａとされており、この機械室１ａにはマイクロ波発生装置たるマグネトロン１０が配設されている。この場合、そのアンテナ１０ａが下向きとなる形態である。
【００１５】
さらにまた、加熱室４の底板部４ａには、導波管１１が取付けられており、これの一端側は前記マグネトロン１０のアンテナ１０ａを包囲する形態となっており、また他端側は前記励振口９に連通するように構成されている。
【００１６】
一方、前記モータ５の回転軸６部分には、図７にも示すように、位置検出手段たる位置検出装置１２が設けられている。この位置検出装置１２は、非回転部位であるモータフレーム５ａ上面に取付けられたホトインタラプタ１３と、前記回転軸６に円板１４を介して取着されてホトインタラプタ１３にて検出される被検体１５とから構成されている。この場合、ホトインタラプタ１３にて被検体１５が検出されたタイミングを、図２に示すように回転体７の特定位置Ｐｈが加熱室４の特定位置Ｐ４と合致するタイミングとしており、この位置を初期位置と称する。また、この場合上記モータ５は同期モータから構成され、一定速度で回転駆動される構成となっている。
【００１７】
さらに、図１において、機械室１ａの上部には、温度検出手段たる温度センサ１６が配設されており、この温度センサ１６は、加熱室４の側壁に形成された温度検出用の孔１７を通して、加熱室４内の食品の表面温度を検出するものである。上記孔１７は、内箱３の側壁に形成した凹部１７ａにおける上部に形成されたものであり、図３及び図４に示すように、スリット状をなし、その長手方向の長さは従来よりも短く設定されている。上記温度センサ１６は、図５及び図６に示すように、センサケース１６ａの内部に赤外線センサ素子１６１〜１６６を一列状に配設すると共に、これらの赤外線センサ素子１６１〜１６６の入射部側に結像用レンズ１９を設けて構成されている。この場合、赤外線センサ素子１６１〜１６６は、回転体７の径方向と沿うように配列されており、そのうち赤外線センサ素子１６１は回転体７あるいは回転皿８の中心部分を検出し、そして、赤外線センサ素子１６２、１６３、１６４、１６５、１６６の順に外周側を検出するようになっている。これ各赤外線センサ素子１６１〜１６６の回転皿８上の検出視野は、図９に符号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６で示すように、なっている。
【００１８】
制御回路１８はマイクロコンピュータを含んで構成されており、これは次のようにして温度分布を検出する。すなわち、制御回路１８は、タイマー機能を備えており、モータ５が定速回転で１回転に要する時間ｔｈをデータとして有している。制御回路１８は、回転体７を定速回転させて、ホトインタラプタ１３の検出信号入力（回転体７の回転角度位置は初期位置である）からの時間カウントに基づいて回転体７の「３６０°／１６」の回転角度位置（図１０の符号ａ〜ｐ参照）を検出する。上記各回転角度位置では、図１０の「１」〜「６」の測定ポイントがあり、もって、全体としては、６４個の測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）がある。この回転角度位置ａ〜ｐとなるごとに各赤外線センサ素子１６１〜１６６からのポイント温度Ｔ（ｉ，ｊ）（ｉ＝１〜６、ｊ＝ａ〜ｐ）を取り込む。この温度測定結果であるこのポイント温度Ｔ（ｉ，ｊ）は、制御回路１８により、温度分布として検出され且つ記憶されるようになっている。つまり、回転体７の１回転により６４個のポイント温度Ｔ（ｉ，ｊ）が取り込まれて温度分布が検出されるようになっている。
【００１９】
図３において、制御回路１８には、ホトインタラプタ１３、温度センサ１６及びキー入力部２０からの信号が入力されるようになっている。上記キー入力部２０は、調理終了温度設定手段としての調理終了温度設定キーやスタートキー、さらにリセットキー等のキーを含んで構成されている。上記制御回路１８は、食品の大きさ（面積）や個数を検出する食品形態検出手段として機能すると共に、マグネトロン１０、モータ５を制御したり設定温度の補正をしたりする制御手段としても機能する。
【００２０】
この食品形態検出手段及び制御手段としての機能について、図１１及び図１２のフローチャートを参照して述べる。回転体７に、回転皿８を介して食品を載せ、調理終了温度設定キーの操作により希望する調理終了温度Ｔｓが設定されてスタートキーが操作されると、図１１のフローチャートがスタートする。すなわち、制御回路１８は、まずステップＶ１に示すようにマグネトロン１０を駆動して加熱を開始すると共に、モータ５を通電駆動して回転体７を回転させる。
【００２１】
そして、ステップＶ２に移行して温度分布検出及び食品面積検出を行なう。このステップＶ２の詳細は図１２のサブルーチンとしてのフローチャートに示されている。このフローチャートにおいて、ステップＷ１では、温度分布検出を行なう。すなわち、回転体７を１回転させる中で各回転角度位置ａ〜ｐごとにおいて各赤外線センサ素子１６１〜１６６で検出するポイント温度Ｔ（ｉ，ｊ）を読み込む。この場合、図１３に回転角度位置ａにおける各赤外線センサ素子１６１〜１６６のポイント温度Ｔ（１，ａ）〜Ｔ（６，ａ）の温度変化を示している。この図１３は、例えば、図１４に示すように回転体７従って回転皿８の中心部に食品Ｆが配置されている場合のポイント温度Ｔ（１，ａ）〜Ｔ（６，ａ）の変化を示している。この図１３から判るように、食品Ｆが中心側の赤外線センサ素子１６１及び１６２の検出視野Ｓ１及びＳ２に存在するから、ポイント温度Ｔ（１，ａ）及びＴ（２，ａ）は他の部分（食品がない部分）よりも温度上昇度合いが大きい。
【００２２】
次のステップＷ２では、１回転分のポイント温度Ｔ（１，ａ）〜Ｔ（６，ｐ）つまり今回検出した温度分布の中から最高温度と最低温度とを検出してその差を算出する。この後ステップＷ３でこの温度差が１０℃よりも大きいか否かを判断する。この判断の趣旨は、この温度差が１０℃以上である場合には、食品が有ると判断できるという考え方によるものである。
【００２３】
そしてこの後、ステップＷ４では、食品有無判定用基準温度として、全部のポイント温度Ｔ（１，ａ）〜Ｔ（６，ｐ）の平均温度Ｔａｖを算出する。そして、各ポイント温度Ｔ（ｉ，ｊ）がこの平均温度Ｔａｖより大きいか否かを判断して大きいときには、ステップＷ６に移行して、その測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）を食品存在領域であると判断してその測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）を記憶すると共に食品有りを示すパラメーター「１」を記憶する。そして、ポイント温度Ｔ（ｉ，ｊ）が平均温度Ｔａｖ以下であるときには、ステップＷ７に移行して、その測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）を食品不在領域であると判断してその測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）を記憶すると共に食品無しを示すパラメーター「０」を記憶する。
【００２４】
この各ポイント温度Ｔ（ｉ，ｊ）全部について平均温度Ｔａｖとの比較が終了すれば（ステップＷ８にて判断）、ステップＷ９に移行して、食品存在領域の各測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）に面積指数Ｋ（ｉ）を乗じて合計し、食品の面積Ｓを検出する。この面積指数Ｋ（ｉ）の考え方は次にある。
【００２５】
すなわち、食品の面積は、一般的には、食品存在領域の各測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）の数に視野領域の面積を乗ずれば良い。ところが、図１０に示すように、回転中心側を検出する赤外線センサ素子１６１や１６２の測定ポイント測定ポイントＰ（１，ｊ）、Ｐ（２，ｊ）同志は回転変位距離が短いから、検出視野が重複するものであり、従って、［食品有り測定ポイントの数×検出視野領域の面積］が食品面積ではなく、実際の食品面積はこれより小さい。逆に、回転中心から遠くなる赤外線センサ素子１６５や１６６の方が、測定ポイント同志の回転変位距離が長くなるから検出視野の重複度が少なくなるものであり、従って、回転中心から遠い測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）ほど［食品有り測定ポイントの数×検出視野領域の面積］が実際の食品面積に近くなる。
【００２６】
これを考慮してこの参考例では、図１５に示すように、各測定ポイントＰ（１，ｊ）〜Ｐ（６，ｊ）について回転体７の中心から遠ざかるに従い大きくなる面積指数Ｋ（ｉ）を設定している。例えば、中心部分の測定ポイントＰ（１，ｊ）は面積係数が「１」で、外側の測定ポイントとなるにつれて、「３」、「５」、「７」、「９」となり、そして最外側の測定ポイントＰ（６，ｊ）では「１１」に設定されている。
【００２７】
このように、ステップＷ９では食品の面積Ｓが求められる。
次のステップＷ１０では、この面積Ｓに基づいて、食品の大きさを３段階にいずれかであると判定する。すなわち、図１６に示すように、上記面積Ｓが５０〜９０のとき食品の大きさは「小」、９１〜１４０のとき「中」、１４１〜２４０のとき「大」と判定する。なお、食品「小」はコップ等の縦長容器に入れられた食品等が含まれ、「中」には茶碗に入れられた食品等が含まれ、「大」には皿に盛られた食品等が含まれる。
【００２８】
この後、図１１のステップＶ３に移行して、判定された大きさが「大」、「中」、「小」のいずれであるかを判断し、「大」、「中」、「小」に応じて、使用者によって設定された調理終了温度Ｔｓを補正する（ステップＶ４〜ステップＶ６）。例えば食品の大きさが「大」であるときには、設定調理終了温度Ｔｓを低め（例えば２℃低め）に補正する。また、食品の大きさが「小」であるときには、設定調理終了温度Ｔｓを高め（例えば２℃高め）に補正する。なお、「中」の場合は補正しない。
【００２９】
この後、ステップＶ７に移行して温度分布を検出し、そしてステップＶ８では、検出された温度分布のうちの最高温度が、現時点で設定あるいは補正されている調理終了温度Ｔｓを超えたか否かを判断し、超えれば、ステップＶ９に移行して、マグネトロン１０の駆動を停止すると共に、モータ５の駆動を停止し、この加熱制御を終了する。
【００３０】
このような参考例においては、温度検出センサ１６を、複数の赤外線センサ素子１６１〜１６６を配列すると共にこの赤外線センサ素子１６１〜１６６の入射部側に結像用レンズ１９を設ける構成としたから、各赤外線センサ素子１６１〜１６６を相互に接近状態に配設しても広範囲の検出視野を確保でき、もって、温度検出センサ１６の小形化を図り得て設置スペースの縮小化及び配置設計の向上を図り得、しかも、結像用レンズ１９により加熱室４からの赤外線を各赤外線センサ素子１６１〜１６６に光学的に入射させるので、各赤外線センサ素子１６１〜１６６に高い指向精度を要さずに測定ポイントの赤外線を良好に導くことができて、各赤外線センサ素子を直接被測定ポイントに指向させる場合と違って、測定ポイントの分布の均一性を向上させることができて、温度測定精度の向上ひいては制御信頼性の向上を図ることができる。
【００３１】
また、この参考例によれば、回転体７を回転駆動させ、所定回転角度位置（３６０／１６［度］）ごとに温度センサ１６の各赤外線センサ素子１６１〜１６６からの検出結果を測定し、その複数の測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）におけるポイント温度Ｔ（ｉ，ｊ）に基づいて温度分布を検出するようにしたから、赤外線センサ素子１６１〜１６６の数が少なくても、加熱室４のほぼ全体の温度分布を、良好に検出できる。
【００３２】
さらに、この参考例によれば、各赤外線センサ素子１６１〜１６６の各測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）について回転体の中心から遠ざかるに従い大きくなる面積指数Ｋ（ｉ）を設定しており、各測定ポイントＰ（ｉ，ｊ）におけるポイント温度Ｔ（ｉ，ｊ）を、食品有無判定用基準温度である平均温度Ｔａｖと比較することにより食品が存在する測定ポイントを検出し、その測定ポイントごとの面積指数Ｋ（ｉ）を合計することにより食品の面積を検出するようになっているから、食品の面積を精度良く検出できる。
さらにまた、この参考例によれば、回転体７の回転基準位置を検出する位置検出装置１２を設けたから、回転体７の回転角度位置検出が正確となると共に、いつも決まった角度位置から温度分布検出を開始することができ、正確な温度分布を検出できる。
【００３３】
ところで、温度センサ１６は加熱室４外部から孔１７を通して加熱室４内の温度を検出する構成であるが、この場合、この孔１７が大きいと、加熱室１４内部のマイクロ波が漏出するおそれがあるが、しかしこの参考例では、温度検出センサ１６が、結像用レンズ１９により加熱室４からの赤外線を各赤外線センサ素子１６１〜１６６に光学的に入射させるので、この孔１７はスリット状の小さな孔で良く、マイクロ波漏出を防止することができる。
【００３４】
図１７ないし図２０は本発明の第１の実施例を示しており、この実施例では、温度分布検出により得られたポイント温度Ｔ（ｉ，ｊ）が回転体７の回転方向において上昇して下降する特性を示した回数に基づいて食品の個数を検出するようになっているところに特徴がある。すなわち、図１７のフローチャートのステップＸ１では、マグネトロン１０を駆動して加熱を開始すると共に、モータ５を通電駆動して回転体７を回転させる。
そして、ステップＸ２に移行して温度分布検出及び食品個数検出を行なう。このステップＸ２の詳細は図１８のサブルーチンとしてのフローチャートに示されている。このフローチャートにおいて、ステップＹ１〜ステップＹ３は、前述のステップＷ１〜ステップＳＷ３と同じであり、つまり、食品の有無を判断している。
【００３５】
次のステップＹ４では、マグネトロン１０の駆動を停止すると共にモータ５の駆動を停止し、そして、ステップＹ５では、各回転角度位置ａ〜ｐにおける各赤外線センサ素子１６１〜１６５の検出温度の平均温度Ｔｎ（ｘ）を算出する。この場合ｘは上記回転角度位置ａ〜ｐに対応する変数１〜１６である。例えば、食品として、コップに収容された食品が、回転皿８の中心部に載せられている場合（例えば図１４参照）には、図１９に示すように、各回転角度位置ａ〜ｐの平均温度Ｔｎ（ｘ）は均一（温度差無し）となる。また、食品として、一つの回転皿８に複数（この場合３つ）の食品が載せられているような場合には、平均温度Ｔｎ（ｘ）はばらつく。
【００３６】
そしてステップＹ６ないしステップＹ１０では、回転角度位置がａ〜ｐへ変化してゆくうちに上記平均温度Ｔｎ（ｘ）が上昇して下降する特性を示した回数を検出している。すなわち、ステップＹ７において、各回転角度位置ａ〜ｐの前後の温度差を算出し、ステップＹ８においてはその温度差が２℃以上の温度幅で上昇して２℃以上の温度幅で下降したか否かを判断し、２℃以上上昇及び下降したことが判断されれば、ステップＹ９に移行して、個数のパラメーターＮをインクリメントする。これを１６回行なって（ステップＹ１０にて判断）、上記パラメーターＮにより食品個数を検出する。すなわち、パラメーターＮが「０」か「１」であるときには、食品個数を「１」として検出し、Ｎが「２」以上のときに食品個数が「Ｎ個」であると判定する。ここで、図１９の場合には個数「１」であり、図２０の場合には、ｘ＝３、９、１５（つまり回転角度位置ｃ、ｉ、ｏ）のところで２℃以上の上昇及び下降が示されているから、食品個数「３」として検出される。
【００３７】
そして、ステップＹ１２に移行して、マグネトロン１０及びモータ５を駆動する。
この後、図１７のステップＸ３に戻って、個数が複数であるか否かを判断し、複数である時には、ステップＸ４、ステップＸ５、ステップＸ６に移行する。このステップＸ４〜ステップＸ６の趣旨は、３つの食品領域の最高温度を検出し、これの平均温度を算出し、そして、この平均温度が設定された調理終了温度Ｔｓ以上となれば、ステップＸ７に移行してマグネトロン１０及びモータ５の駆動を停止し、この加熱制御を終了する。なお、この実施例では、回転体７の回転方向において上昇して下降する特性を検出するようにしたが、これはその逆へ変化する特性を検出するようにしても良い。
【００３８】
この第１の実施例によれば、各回転角度位置ａ〜ｐごとの各赤外線センサ素子１６１〜１６６の平均温度が回転体７の回転方向において上昇して下降する特性もしくはその逆へ変化する特性を示した回数Ｎに基づいて食品の個数を検出するようになっているから、精度良く食品個数を検出できる。
また、この実施例によれば、ステップＹ４、ステップＹ１２から判るように、食品の個数を検出する所要期間においてマグネトロン１０の駆動を停止するようにしたから、上記所要期間において食品温度変化が少なくて、上記特性が正確に現れるようになり、食品個数の検出精度が向上する。
【００３９】
さらにこの実施例によれば、食品の個数が複数であると検出したときに、それぞれの食品領域の最高温度の平均温度を算出し、設定調理終了温度Ｔｓがこの平均温度に達したときにマグネトロン１０を停止制御するようにしたから、複数の食品を過不足なく加熱できるようになる。
すなわち、食品の個数が複数である場合、一方の食品と他方の食品とでは、加熱度合いが異なることがある。この場合食品温度が高い方の温度が設定調理終了温度に達したときにマグネトロン１０の駆動を停止する制御を行なうと、他方の食品の加熱が不十分となってしまう。逆に、食品温度が低い他方の食品に基づいて加熱制御を行なうと、一方の食品が加熱し過ぎとなってしまうことがある。しかるにこの実施例では、そのようなことはない。
【００４０】
本発明は、上記各実施例に限定されず、次のように実施しても良い。
食品の面積が一定以上であると検出したときに、食品の平均温度を算出し、この平均温度に応じてマイクロ波発生装置を制御するようにしても良い。これの趣旨は次にある。すなわち、食品の大きさが大きい場合には、多数の食材が含まれていることがある（例えば比較的大きい食品としては市販の弁当などがある）。この場合、温度の高い部分に基づいて加熱制御を行なうと（例えばその温度が設定温度に達したときにマイクロ波発生装置の駆動を停止する制御を行なうと）、他の部分の加熱が不十分となってしまう。
しかるに、食品の平均温度を算出し、この平均温度に応じてマイクロ波発生装置を制御するようにすることにより、食品全体において加熱不足を防止できるようになる。
【００４１】
また、調理終了温度設定キーにより調理終了温度Ｔｓが設定されたときには、その設定された調理終了温度Ｔｓに応じて各赤外線センサごとに終了判定基準温度Ｔｓ′を設定し（本発明の第２の実施例として示す図２１参照）、赤外線センサ素子１６１〜１６６のいずれかが当該終了判定基準温度Ｔｓ′に達した時にマグネトロン１０の駆動を停止するようにしても良い。
【００４２】
これの趣旨は次にある。すなわち、使用者側で調理終了温度Ｔｓを設定し、食品の検出温度がその調理終了温度Ｔｓとなった時に加熱を停止するようにすれば、使用者の好みの温度で加熱調理できるようになる。ところが、各赤外線センサ素子１６１〜１６６は、検出対象までの距離が長いと実際の温度よりも低めに検出することがある。温度センサ１６が回転体７の斜め上方に存在する構成である場合、回転体７の中心近く部分を検出する赤外線センサ素子１６１は、他の赤外線センサ素子の場合よりも、その傾向が強い。つまり、設定された調理終了温度Ｔｓが６０℃としたとき、実際の食品温度が６０℃であっても赤外線センサ素子１６１の検出温度は５８℃であって加熱動作が停止されずに、この場合、検出温度が６０℃に達して加熱動作を停止したときには既に食品の温度は６０℃を超えてしまう。
【００４３】
しかるに上述した構成とすることにより、食品が加熱し過ぎを防止できるようになる。
さらに、本発明の第３の実施例として示す図２２のように、回転体７の中心部以外の部分Ｈで高温度Ｔｈが検出されたとき、回転体７が回転する中でのこの高温度部分Ｈの温度上昇度ΔＴを検出し、この高温度部分Ｈの温度Ｔｈと前記温度上昇度ΔＴとから、この高温度部分Ｈが、設定された調理終了温度Ｔｓに達するところの回転体７の回転角度位置を割出し、その回転角度位置でマグネトロン１０の駆動を停止制御するようにしても良い。上記温度上昇度ΔＴは、高温度部分Ｈが１回転する間の温度差から算出する。そして、今回の高温度部分Ｈの検出温度がＴｘであった場合、次の１回転終了後の該部分Ｈの温度Ｔｘ′は
Ｔｘ′＝Ｔｘ＋ΔＴ×ｔｈ
となる。このＴｘ′が調理終了温度Ｔｓを上回ることが判断される（図２３のタイミングｔ０）と、Ｔｘがその調理終了温度Ｔｓに達する時間ｔｐを
ｔｐ＝（Ｔｓ−Ｔｘ）／ΔＴ
にて算出する。しかして、上記タイミングｔ０から時間ｔｐ経過したところでマグネトロン１０の駆動を停止する。
【００４４】
このような制御の趣旨は次にある。すなわち、使用者側で調理終了温度Ｔｓを設定し、食品の検出温度がその調理終了温度Ｔｓとなった時に加熱を停止する場合、その食品のうち最も高い部分Ｈの温度Ｔｘがその調理終了温度Ｔｓとなったときに加熱を停止することが好ましい。ところがその高温度部分Ｈが回転体７の中心部以外の部分に存在すると、回転体７の１回転につき１度のタイミングでしか温度検出ができず、今回の検出タイミングでは調理終了温度Ｔｓ未満であったものが次の検出タイミングでは、既にその調理終了温度Ｔｓを超えてしまっていて加熱を停止しても加熱し過ぎとなってしまうことが考えられる。このような問題は、食品の周辺部に高温度部分が現れる場合や、コップなどの比較的小さな容器に入れられた食品が回転体の周辺部に配置された場合にも惹起する。
しかるにこの実施例においては、上述した制御により、高い温度部分Ｈについての温度検出タイミングが１回転につき１回しか得られないような状況にあっても食品が調理終了温度Ｔｓとなった時点で加熱を停止することができ、加熱し過ぎを確実に防止できる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は以上の説明から明らかなように、次の効果を得ることができる。
請求項１の発明によれば、温度検出手段を、複数の赤外線センサ素子を配列すると共にこの複数の赤外線センサ素子の入射部側に結像用レンズを設ける構成としたから、広範囲に温度検出を図りつつ温度検出手段の小形化を図り得て設置スペースの縮小化及び配置設計の向上を図り得、また、測定ポイントの分布の均一性を向上させることができて、温度測定精度の向上ひいては制御信頼性の向上を図ることができる。また、回転体を回転駆動させ、所定回転角度位置ごとに温度検出手段の各赤外線センサ素子からの検出結果を測定し、その複数の測定ポイントにおける温度測定結果に基づいて温度分布を検出するようにしたから、赤外線センサ素子の数が少なくても、加熱室のほぼ全体の温度分布を、良好に検出できる。さらに、温度分布検出手段により得られた測定ポイントの温度測定結果が回転体の回転方向において上昇して下降する特性もしくはその逆へ変化する特性を示した回数に基づいて食品の個数を検出するようにしたから、精度良く食品個数を検出できる。しかも、食品の個数を検出する所要期間においてマイクロ波発生装置の駆動を停止するようにしたから、上記所要期間において食品温度変化が少なくて、食品個数の検出精度が向上する。
【００４６】
請求項２の発明によれば、温度分布検出手段により得られた測定ポイントの温度測定結果が回転体の回転方向において上昇して下降する特性もしくはその逆へ変化する特性を示した回数に基づいて食品の個数を検出するようにしたから、精度良く食品個数を検出できる。しかも、食品形態検出手段が食品の個数が複数であると検出したときに、それぞれの食品領域の最高温度の平均温度を算出し、その平均温度に応じてマイクロ波発生装置を制御するようにしたから、複数の食品を過不足なく加熱できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の理解を助けるための参考例を示す電子レンジの縦断正面図
【図２】 電子レンジの横断平面図
【図３】 温度センサ及び孔部分の縦断正面図
【図４】 孔部分の下方からの斜視図
【図５】 温度センサの縦断側面図
【図６】 温度センサの正面図
【図７】 位置検出装置の斜視図
【図８】 電気系統を示す図
【図９】 各赤外線センサ素子の検出視野を示す図
【図１０】 測定ポイントを示す図
【図１１】 制御内容を示すフローチャート
【図１２】 図１１のステップＶ２の制御内容を示すフローチャート
【図１３】 回転角度位置ａにおける各赤外線センサ素子の温度変化を示す図
【図１４】 食品形状の一例を示すための図
【図１５】 面積指数を示す図
【図１６】 検出面積と食品の大きさの関係を示す図
【図１７】 本発明の第１の実施例を示す制御内容のフローチャート
【図１８】 図１７のステップＸ２の制御内容を示すフローチャート
【図１９】 ある食品配置状態での回転角度位置における平均温度の状況を示す図
【図２０】 別の食品配置状態での回転角度位置における平均温度の状況を示す図
【図２１】 本発明の第２の実施例を示し、設定調理終了温度と各赤外線センサ素子の終了判定基準温度との関係を示す図
【図２２】 本発明の第３の実施例を示し、高温度部分の位置状況を示す図
【図２３】 高温度部分の温度変化を示す図
【符号の説明】
３は内箱（箱体）、４は加熱室、５はモータ（駆動手段）、７は回転体、８は回転皿、１０はマグネトロン（マイクロ波発生装置）、１２は位置検出装置（位置検出手段）、１６は温度センサ（温度検出手段）、１７は孔、１８は制御回路（温度分布検出手段、食品形態検出手段、制御手段）、１９は結像用レンズを示す。
Claims (2)
- 食品が収容される加熱室と、
この加熱室に設けられ、前記食品が配置される回転体と、
この回転体を回転させる駆動手段と、
前記加熱室内にマイクロ波を供給して食品を加熱するマイクロ波発生装置と、
複数の赤外線センサ素子を前記回転体の径方向に検出視野を有するようにほぼ直線状に配列すると共にこの複数の赤外線センサ素子の入射部側に結像用レンズを設けてなる温度検出手段と、
前記回転体を回転駆動させ、所定回転角度位置ごとに前記温度検出手段の各赤外線センサ素子からの検出結果を測定し、各赤外線センサ素子の所定回転角度ごとの測定ポイントにおける温度測定結果に基づいて前記加熱室内の温度分布を検出する温度分布検出手段と、
この温度分布検出手段により得られた測定ポイントの温度測定結果が、回転体の回転方向において上昇して下降する特性もしくはその逆へ変化する特性を示した回数に基づいて食品の個数を検出し、且つ、当該個数を検出する所要期間において前記マイクロ波発生装置の駆動を停止する食品形態検出手段と、
この食品形態検出手段による検出結果に基づいて加熱制御を行なう制御手段と
を備えてなる電子レンジ。 - 食品が収容される加熱室と、
この加熱室に設けられ、前記食品が配置される回転体と、
この回転体を回転させる駆動手段と、
前記加熱室内にマイクロ波を供給して食品を加熱するマイクロ波発生装置と、
複数の赤外線センサ素子を前記回転体の径方向に検出視野を有するようにほぼ直線状に配列すると共にこの複数の赤外線センサ素子の入射部側に結像用レンズを設けてなる温度検出手段と、
前記回転体を回転駆動させ、所定回転角度位置ごとに前記温度検出手段の各赤外線センサ素子からの検出結果を測定し、各赤外線センサ素子の所定回転角度ごとの測定ポイントにおける温度測定結果に基づいて前記加熱室内の温度分布を検出する温度分布検出手段と、
この温度分布検出手段により得られた測定ポイントの温度測定結果が、回転体の回転方向において上昇して下降する特性もしくはその逆へ変化する特性を示した回数に基づいて食品の個数を検出する食品形態検出手段と、
この食品形態検出手段が食品の個数が複数であると検出したときに、それぞれの食品領域の最高温度の平均温度を算出し、その平均温度に応じて前記マイクロ波発生装置を制御する制御手段と
を備えてなる電子レンジ。
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