JP5731315B2 - 加熱調理器 - Google Patents

Description

この発明は加熱調理器に関し、特に赤外線センサによって加熱室内の食品の温度を検出しながら調理を行なう加熱調理器に関する。

市販の加熱調理器の中には、赤外線センサによって加熱室内の食品の温度を検出する機能を有するものがある。具体的には、単眼のセンサを用いて食品の一定位置の温度を検出するもの、あるいは直線状の複数の赤外線センサをスイングさせることによって食品の温度分布を測定するものが知られている。

特開２００３−８３５４５号公報（特許文献１）は、赤外線アレイセンサを用いて食品の温度分布を検出する加熱調理器を開示する。この文献によれば、温度検出範囲を広げるために、赤外線アレイセンサは加熱室の天面略中央でなく、天面と側面とで形成されたコーナー近傍に配置される。

特開２００３−８３５４５号公報

赤外線アレイセンサを用いれば、従来の単眼もしくは直線状に並ぶ複眼の赤外線センサに比べて、食品の表面温度の分布を短時間で容易に検出できる。したがって、従来よりも高精度に食品の加熱を制御でき、使用者の利便性を高めることが期待されるが、現状では赤外線アレイセンサを用いた加熱調理器は商品化されておらず、具体的に赤外線アレイセンサの検出データをどのように用いて食品の加熱を制御するかは明らかでない。

したがって、この発明の目的は、赤外線アレイセンサを用いた温度検出によって、食品の加熱を従来よりも精度良く行なうことができる加熱調理器を提供することである。

この発明の一局面による加熱調理器は、加熱室と、高周波発生装置と、赤外線アレイセンサと、制御部とを備える。加熱室は、食品、または食品およびこの食品を入れる容器を含む被加熱物を収納するために設けられる。高周波発生装置は、被加熱物を加熱する高周波を発生する。赤外線アレイセンサは、行列状に配列された複数の赤外線センサ素子によって被加熱物を含む視野角内の複数箇所の温度を検出する。制御部は、高周波発生装置を制御することによって被加熱物の加熱を制御する。制御部には、赤外線アレイセンサから複数箇所の温度の検出結果が入力される。制御部は、被加熱物に対する最初の第１段階の加熱によって生じた複数箇所の温度変化に基づいて、複数箇所の温度のうちで食品の温度を表わしているものと容器の温度を表しているものとを判別する。制御部は、複数箇所の温度には食品の温度を表わしているものが含まれていると判定した場合には、食品の温度が食品の目標温度に到達するように被加熱物に対する次の第２段階の加熱を制御する。制御部は、複数箇所の温度には食品の温度を表わしているものが含まれていないと判定した場合には、複数箇所の温度から推定される容器の形状と、予め登録された複数の容器の形状とを比較することによって容器の種類を特定し、容器の種類ごとに予め定められた換算係数に基づいて食品の目標温度に対応する容器の目標温度を決定し、決定した容器の温度が容器の目標温度に到達するように被加熱物に対する次の第２段階の加熱を制御する。

好ましくは、制御部は、複数箇所の温度のうちで食品の温度を表わしていると判定したもののばらつきの程度を示す量が基準値以上になった場合には、被加熱物に対する第２段階の加熱を停止し、異常の発生を報知する。

好ましくは、制御部は、被加熱物に対する第１段階の加熱によって生じた複数箇所の温度変化に基づいて、さらに、食品が冷凍されているか否かを判定し、この判定結果に基づいて前記被加熱物に対する次の第２段階の加熱を制御する。

好ましくは、加熱調理器は、画像表示可能な表示部をさらに備える。制御部は、複数箇所の温度の分布状態を、表示部に画像表示する。

好ましい実施の一形態において、制御部は、複数箇所の温度の分布状態を、２次元または３次元の等高線図で表示部に表示する。

上記の実施の一形態において、好ましくは、制御部は、複数箇所の温度の分布範囲に応じて、隣接する等高線の温度差を異ならせる。

好ましい実施の他の形態において、表示部のうちで複数箇所の温度の分布状態が表示される領域は、行列状に並ぶ複数の部分領域に区分される。制御部は、部分領域ごとに温度に対応した色彩を表示することによって複数箇所の温度の分布状態を表示部に表示する。

上記の実施の他の形態において、好ましくは、制御部は、複数箇所の温度の分布範囲に応じて、同一の色彩で表示する温度範囲を異ならせる。

好ましくは、表示部はタッチパネルである。制御部は、タッチパネルのタッチ入力された位置に対応している温度をタッチパネル上に数値で表示する。

好ましくは、表示部はタッチパネルである。加熱調理器は、高周波発生装置から導かれた高周波を加熱室内に拡散させる回転アンテナと、制御部の指令に従って、回転アンテナを駆動するモータとをさらに備える。制御部は、第２段階の加熱の終了後に、タッチパネルのタッチ入力された位置に対応した被加熱物の特定箇所をさらに加熱する指示を受けた場合には、特定箇所の位置に応じた回転角で回転アンテナを停止させた状態で、高周波を被加熱物に放射する。

好ましくは、加熱調理器は、赤外線アレイセンサに近接した位置に設けられ、被加熱物から放射された可視光を検出するイメージセンサをさらに備える。制御部は、イメージセンサによって検出された被加熱物の画像に、複数箇所の温度の分布状態を表わす画像を重ねて表示部に表示する。

この発明によれば、被加熱物に対する最初の第１段階の加熱によって生じた複数箇所の温度変化に基づいて、複数箇所の温度のうちで食品の温度が判別される。したがって、この判別結果に基づけば、食品の加熱を従来よりも精度良く行なうことができる。

この発明の実施の形態１に従う加熱調理器１の正面図である。 加熱調理器１の内部構造を模式的に示す正面断面図である。 加熱調理器１の構成を示すブロック図である。 回転アンテナ４１の形状を示す平面図である。 赤外線アレイセンサ２１によって検出された被測定物の温度データの一例を示す図である。 タッチパネル２２に表示された温度分布画像の一例を示す図である。 タッチパネル２２に表示された温度分布画像の他の例を示す図である。 タッチパネル２２に表示された温度分布画像のさらに他の例を示す図である。 加熱調理の手順を示すフローチャートである。 加熱調理が終了した食品のうちで加熱が不足している部分をさらに加熱するための手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３による加熱調理器１Ａの構成を示すブロック図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。

＜実施の形態１＞
［加熱調理器の構成］
図１は、この発明の実施の形態１に従う加熱調理器１の正面図である。

図２は、加熱調理器１の内部構造を模式的に示す正面断面図である。
図３は、加熱調理器１の構成を示すブロック図である。以下、加熱調理器１の構成について説明する。

（加熱室）
図１、図２を参照して、加熱調理器１のキャビネット２内部には、前面が開口した加熱室３が設けられる。加熱室３の前面開口には扉１６が回動可能に取り付けられる。扉１６には、加熱室３の内部を目視可能なように窓ガラス１５が取り付けられる。窓ガラス１５には高周波の漏洩を防止する対策が施される。なお、図２では、加熱対象である食品１１がお皿（容器）１０の上に置かれて加熱室３に収納された状態が示されている。

（表示部・入力部）
扉１６において、窓ガラス１５の右側にはタッチパネル２２とコントロールパネル２３とが設けられる。タッチパネル２２は、調理方法を選択するためのメニューを表示する表示部として用いられるとともに、メニューを選択する際の入力部として用いられる。タッチパネル２２は、加熱時間や加熱中の食品の温度などの情報を表示するための表示部としても用いられる。コントロールパネル２３には、加熱調理をスタートさせるためのスタートスイッチ２３Ａや、メニュー選択時に使用する補助スイッチ２３Ｂが設けられる。

（加熱機構）
実施の形態１の加熱調理器１の場合、加熱室３に収納された食品１１の加熱方法には、高周波加熱、オーブン加熱（熱風加熱）、および水蒸気加熱がある。以下、各加熱方法について順番に説明する。

（１．高周波加熱）
高周波加熱を行なうために、キャビネット２内の裏面側（図２では図示せず）にマグネトロン（高周波発生装置）３１が設けられる。マグネトロン３１を駆動するための高周波駆動電源は、電装部品収容室４６内に設けられた制御基板に実装される。高周波発振の際に、高周波駆動電源およびマグネトロン３１はかなりの発熱を伴うので、これらの部品を冷却するために冷却ファン３８が設けられている。

マグネトロン３１によって生成されたマイクロ波は、導波管４０を介して回転アンテナ４１が収納される空間に導かれる。回転アンテナ４１は、マイクロ波を拡散して食品に照射するためのものである。この回転アンテナ４１が設けられた空間は、加熱室３と仕切板４５によって仕切られている。仕切板４５は、高周波を透過させるために、ガラスやセラミックなどの誘電体によって形成される。

図４は、回転アンテナ４１の形状を示す平面図である。図４に示すように回転アンテナ４１は、複数の開口４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄを有する円板状の金属である。円板の中心に回転軸４３が取り付けられる。

再び図２を参照して、回転軸４３は、アンテナモータ４２によって回転駆動される。回転軸４３の近傍には、回転軸４３に設けられた突起部の位置を検出する回転角検出器２４が設けられる。回転角検出器２４によって回転アンテナ４１の回転角度の原点を決めることができる。この原点を基準にしてアンテナモータ４２を制御することによって、回転アンテナ４１を所望の回転角で停止できる。

加熱室３の右側壁の外側に設けられた給気ファン３９は、高周波加熱時に用いられ、給気口１４を介して加熱室３内に新鮮な空気を供給する。給気ファン３９は、食材から発生する水蒸気を含んだ空気を加熱室３外に押し出すために設けられている。なお、排気口（図２では図示せず）に湿度センサを設けて水蒸気量を検知することで、食品の加熱状態を検知することができる。

（２．オーブン加熱）
オーブン加熱を行なうために、加熱室３の奥側壁の外側にはヒータ３５および循環ファン３６（いずれも図２には図示せず）が設けられる。ヒータ３５は、循環ファン３６の周囲に設けられる。

循環ファン３６は遠心ファンであって、加熱室３の奥側壁の中央に形成された吸気口１２から加熱室３の内部の空気を吸い込み、それを外周方向に吐出し、吸気口１２を囲む形で加熱室３の奥の壁の計６箇所に形成された噴気口１３Ａ〜１３Ｆから再び加熱室３に噴出させる。ヒータ３５に通電しておけば、循環ファン３６から吐出される空気が加熱され、噴気口１３Ａ〜１３Ｆから熱風が噴き出すことになる。なお、吸気口１２および噴気口１３Ａ〜１３Ｆは、複数の小孔の集合体である。

（３．水蒸気加熱）
水蒸気加熱を行なうために、加熱室３の右側壁の外側に蒸気発生装置３２が設置される。蒸気発生装置３２の内部には蒸気発生ヒータ３２Ａが設けられる。蒸気発生ヒータ３２Ａは、ポンプ３４によって水タンク３３から供給された水を加熱することによって水蒸気を発生させる。発生した水蒸気は、蒸気噴出口３２Ｂから加熱室３内に噴出される。

上記の各方法による加熱時に加熱室３から排出された排気ガスは、図示を省略した排気希釈装置によって希釈された後、図１の排気口１７から排気される。

（温度センサ）
加熱室３の天井部にはサーミスタからなる温度センサ２５が設けられる。さらに、加熱室３の天井と右側壁との交差線に設けられた開口１８の外側には、赤外線アレイセンサ２１が設けられる。

赤外線アレイセンサ２１は、半導体基板上に行列状に配列された複数の赤外線センサ素子と、赤外線センサ素子上に赤外線を集光するためのフレネルレンズとを含む。赤外線アレイセンサ２１は、視野角α内の被測定物（食品１１および容器１０から構成される被加熱物を含む）から放射された赤外線を検出することによって、被測定物表面の複数箇所の温度を測定して温度分布の画像を得ることができる。各赤外線センサ素子として、たとえばサーモパイルや焦電センサが用いられる。サーモパイルは、熱電対を直列に数十対接続して構成されたものであり、たとえば、−２０℃程度から１００℃程度までの温度を測定可能である。周囲温度の変化に起因したノイズを減らすために、赤外線アレイセンサ２１を冷却するためのセンサ冷却ファン３７が設けられている。

なお、蒸気加熱の場合には、発生した水蒸気によって遮られるために、赤外線アレイセンサ２１によって、食品１１から放射された赤外線を検出することはできない。オーブン加熱の場合には、熱風によって赤外線アレイセンサ２１の温度が上昇するために温度検出が困難である。このため、赤外線アレイセンサ２１は、主として高周波加熱時に用いられる。

（制御回路）
電装部品収容室４６内に設けられた制御基板には、全体の制御を司る制御回路５が設けられる。

図３に示すように、制御回路５は、マイクロコンピュータをベースに構成され、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６、メモリ７、およびタイマ８などを含む。制御回路５は、これまで説明した各構成要素と接続される。これらの構成要素に対する制御は、制御回路５のＣＰＵ６がメモリ７から読み出されたプログラムを実行することによって実現される。以下、制御回路５による具体的な制御動作について、図５〜図９を参照して説明する。

［温度分布の表示］
以下では、まず、食品１１および容器１０の表面温度をタッチパネル２２に表示する手順について説明する。

図５は、赤外線アレイセンサ２１によって検出された被測定物の温度データの一例を示す図である。温度の単位は℃で示される。

図５に示した例の場合、赤外線アレイセンサ２１は、８行８列の６４個のセンサ素子によって構成される。したがって、食品１１および容器１０を含む被測定物の表面上の６４箇所における温度データが検出されることになる。検出された温度データは、制御回路５内のメモリ７に記憶される。ＣＰＵ６は、メモリ７に記憶された温度データを読み出して、その分布状態を表示部としてのタッチパネル２２に２次元画像として表示する。

図６は、タッチパネル２２に表示された温度分布画像の一例を示す図である。
図６の例の場合には、タッチパネル２２上で温度分布データを表示する領域が、赤外線センサ素子の配列に対応して８行８列の６４個の部分領域に区分される。部分領域ごとに温度に対応した色彩を表示することによって、被測定物の表面温度の分布が表わされる。たとえば、図６の場合には、８０℃以上が赤色（参照符号６１）、６０〜７０℃が肌色（参照符号６３）、４０〜５０℃が山吹色（参照符号６５）、３０〜４０℃が黄色（参照符号６６）、２０〜３０℃が白色（参照符号６７）、２０℃未満が水色（参照符号６８）で示される。暖色系で高温を表示し、寒色系で低温を表示したほうが直感的に理解しやすい。検出された６４個の温度データの分布範囲（たとえば、最大値と最小値との差）が小さいほど、同一の色彩で表示される温度範囲を小さくするのが望ましい。

図７は、タッチパネル２２に表示された温度分布画像の他の例を示す図である。
図７の例の場合には、赤外線アレイセンサ２１によって検出された被測定物の温度データが２次元の等高線図によって表示される。図６の場合と同様に、８０℃以上が赤色（参照符号６１）、７０〜８０℃がピンク色（参照符号６２）、６０〜７０℃が肌色（参照符号６３）、５０〜６０℃が橙色（参照符号６４）、４０〜５０℃が山吹色（参照符号６５）、３０〜４０℃が黄色（参照符号６６）、２０〜３０℃が白色（参照符号６７）、２０℃未満が水色（参照符号６８）で表示される。検出された６４個の温度データの分布範囲（たとえば、最大値と最小値との差）が小さいほど、隣接する等高線の温度差を小さくするのが望ましい。

図６、図７において、加熱調理器１の使用者がタッチパネルにタッチしたとき、タッチ入力された位置に対応している被測定物の検出温度をタッチパネル上に数値で表示するようにしてもよい。

図８は、タッチパネル２２に表示された温度分布画像のさらに他の例を示す図である。
図８の例の場合には、赤外線アレイセンサ２１によって検出された被測定物の温度データが３次元の等高線図によって表示される。隣接する等高線間の着色は、図７の場合と同様である。３次元図の視点は、加熱調理器１の使用者の入力に応じて変更可能である。検出された６４個の温度データの分布範囲（たとえば、最大値と最小値と差）が小さいほど、隣接する等高線の温度差を小さくするのが望ましい。

［赤外線アレイセンサ２１による検出温度に基づく加熱の制御］
次に、実施の形態１の加熱調理器１による加熱調理の手順について具体的に説明する。加熱調理器１では、赤外線アレイセンサによる検出温度に基づいて以下の２点について判別が行なわれる。

第１に、赤外線アレイセンサによって視野角内の複数箇所で検出された温度が、それぞれ食品の温度を表わしているのか、容器の温度を表わしているか、それ以外の加熱室内の温度を表わしているのかという判別が行なわれる。たとえば、食品の温度が所定の温度に達したら加熱を終了するという制御を行なう場合には、赤外線アレイセンサの検出データのうちで食品以外の容器など温度を表わしているものを除外し、食品の温度を表わしているデータのみを用いて加熱制御を行なう必要があるからである。

ただし、徳利に入った酒や電子レンジ用の蒸し器などのように、赤外線センサから食品を見通せないために食品の温度を直接検出できない場合には、容器の温度に基づいて加熱制御を行なうことになる。

第２に、食品が冷凍食品か否かの判別が行なわれる。食品が冷凍されている場合と、冷凍されていない場合とでは、マイクロ波による加熱効率が大きく異なるからである。

上記の判別（食品と容器の判別、冷凍食品か否かの判別）を行なうために、実施の形態１による加熱調理器１では、最初に第１段階の予備的な加熱が行なわれ、次に第２段階の主加熱が行なわれる。第１段階の加熱では、所定時間もしくは所定温度となるまで被加熱物（食品および容器）が加熱され、このときの温度変化が赤外線アレイセンサによって検出される。第１段階の加熱による温度変化に基づいて上記の判別が行なわれ、その判別結果に基づいて第２段階の加熱が実行される。

一般に、マイクロ波を被加熱物に照射した場合、被加熱物は誘導損失によって発熱するので、損失係数の大きいものほど発熱量が大きくなる。損失係数の大きい物質の１つが水であるので、含水量が多い食品ほど加熱されやすい傾向にある。被加熱物が食品と容器とから構成されている場合には、容器よりも先に食品が加熱され、容器は主に食品からの熱伝導によって温められる。このため、通常、食品の温度に比べて容器の温度の方が低くなる。

一方、氷の損失係数は水に比べて遥かに小さいので、マイクロ波加熱時の冷凍食品の温度上昇は極めて小さい。冷凍食品の一部分が先に溶けて水になると、マイクロ波はこの水の部分に集中的に吸収されてしまうので、その部分だけが高温になり加熱むらが生じてしまうという問題もある。

加熱調理器１では、このようなマイクロ波加熱の性質に基づいて、上記の判別が行なわれる。以下、図３、図９を参照して、具体的な判別手順を含めて実施の形態１の加熱調理器１による加熱調理の手順について説明する。

図９は、実施の形態１の加熱調理器１による加熱調理の手順を示すフローチャートである。図９の各ステップは、図３のＣＰＵ６がメモリ７から読み出されたプログラムに従って動作することによって実行される。

まず、ステップＳ１で、ＣＰＵ６は、ユーザによるタッチパネル２２を用いた加熱モードの入力を受付ける。たとえば、高周波加熱の場合には、加熱モードとして温めモード（目標温度４０〜１００℃）と解凍モード（目標温度０〜１０℃）とがあるとする。以下では、目標温度Ｔａ［℃］の温めモードを選択する入力があったとする。入力された加熱モードは、ＣＰＵ６によってメモリ７に記憶される。

次のステップＳ２で、ＣＰＵ６は、センサ冷却ファン３７、マグネトロン冷却ファン３８、および給気ファン３９をオン状態にする。

次のステップＳ３で、ＣＰＵ６は、赤外線アレイセンサ２１を動作させることによって、被加熱物（食品１１、容器１０）を含むセンサの視野角内の複数箇所での温度の検出を開始する。このとき検出した温度は、加熱前の初期温度としてメモリ７に記憶される。

次のステップＳ４で、ユーザによってコントロールパネル２３のスタートスイッチ２３Ａが押圧されると、ＣＰＵ６は、マグネトロン３１をオンすることによって高周波加熱（第１段階の加熱）を開始する。加熱と同時または加熱開始前に、回転アンテナ４１のアンテナモータ４２が駆動される。

第１段階の加熱は、所定の初期加熱時間が経過する（ステップＳ５でＹＥＳ）まで継続される。ＣＰＵ６は、所定の初期加熱時間が経過するとマグネトロン３１をオフすることによって高周波加熱を一時的に停止する（ステップＳ６）。

次のステップＳ７で、ＣＰＵ６は、第１段階の加熱後に赤外線アレイセンサ２１によって複数箇所で検出された温度と、加熱前の初期温度との変化量を算出する。そして、ＣＰＵ６は、各箇所での検出温度の変化量に基づいて、各箇所の検出温度のうちで食品の温度を表わしているものを判別する。

具体的に、ＣＰＵ６は、赤外線アレイセンサ２１によって温度が検出される複数の箇所を、検出温度の変化が閾値を超えている第１グループと、検出温度の変化が閾値以下の第２グループと、検出温度の変化がほとんどない第３グループとに分類する。そして、ＣＰＵ６は、第１グループに分類された箇所では食品の温度が検出され、第２グループに分類された箇所では容器の温度が検出されていると判定する。

上記の判定では、赤外線アレイセンサ２１の出力を２次元画像で表示したときの、２次元画像上での各グループの位置関係も判定に利用するのが望ましい。たとえば、上部が開放した容器に食品が入れられているような典型的な場合には、２次元画像上で、第１グループが画像の中央に位置し、第２グループが第１グループの周囲に位置し、第３グループが第２グループの周囲に位置することになる。したがって、第１〜第３グループがこのような位置関係にあることを利用すれば、検出された温度が食品の温度を表わしているのか否かをより正確に判定することができる。

次のステップＳ８で、ＣＰＵ６は、赤外線アレイセンサ２１によって検出された複数の箇所での温度の変化量に基づいて、食品が冷凍されているか否かを判定する。具体的に、ＣＰＵ６は、加熱前の初期温度が比較的低温であり、加熱前後の温度変化が極めて小さい場合には、被加熱物は冷凍食品であると推定する。

上記ステップＳ７で、赤外線アレイセンサ２１で検出される複数箇所の温度には食品の温度が含まれていると判定された場合には（ステップＳ９でＹＥＳ）、ステップＳ１０に処理が進み、食品の温度が含まれていないと判定された場合には（ステップＳ９でＮＯ）、ステップＳ１４に処理が進む。

まず、赤外線アレイセンサ２１で検出される複数箇所の温度には食品の温度が含まれていると判定された場合（ステップＳ９でＹＥＳ）について説明する。この場合、ステップＳ１０で、ＣＰＵ６は、マグネトロン３１をオンすることによって高周波加熱（第２段階の加熱）を開始する。マグネトロン３１から出力するマイクロ波のパワーは、ステップＳ７，Ｓ８の判別結果に応じて調整される。たとえば、ＣＰＵ６は、ステップＳ８で冷凍食品と判定した場合には、解凍が完了するまでの間、被加熱物に供給するマイクロ波の強度を通常よりも低くしたり、間欠的にマイクロ波を放射したりする。

次のステップＳ１１で、ＣＰＵ６は、赤外線アレイセンサ２１によって検出された食品の温度（食品の温度を表わしていると判定した複数箇所の温度の平均値）が、目標温度Ｔａ以上であるか否かを判定する。食品の温度が目標温度Ｔａ以上となっている場合には（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ＣＰＵ６は、マグネトロン３１をオフすることによって高周波加熱（第２段階の加熱）を終了する（ステップＳ１７）。

食品の温度が目標温度Ｔａ未満となっている場合には（ステップＳ１１でＮＯ）、次のステップＳ１２で、ＣＰＵ６は、食品の温度を表わしていると判定した複数箇所での検出温度のばらつきの程度を示す量（たとえば、最大温度と最小温度との差、またはデータの分散値など）が所定の基準値以上となっているか否かを判定する。ばらつきの程度を示す量が基準値以上となっている場合には（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ＣＰＵ３は、タッチパネル２２で異常を報知する（ステップＳ１３）などして、高周波加熱（第２段階の加熱）を終了する（ステップＳ１７）。この場合、加熱調理器１の使用者は、加熱室３内の食品の配置を変えてから、再び加熱を開始させることにより加熱むらを抑制することができる。

ばらつきの程度を示す量が所定の基準値を超えていない場合には（ステップＳ１２でＮＯ）、処理はステップＳ１１に戻る。以下、上記のステップＳ１１またはＳ１２の判定条件が成立するまで加熱が続けられる。

次に、赤外線アレイセンサ２１で検出される複数箇所の温度には食品の温度が含まれていないと判定された場合（ステップＳ９でＮＯ）について説明する。この場合、前述のステップＳ７で、赤外線アレイセンサ２１によって温度が検出される複数箇所を第１〜第３のグループに分類したとき、第１グループに分類される箇所はない。

検出温度に食品の温度が含まれていない場合（ステップＳ９でＮＯ）には、ＣＰＵ６は、食品の目標温度Ｔａに基づいて容器の目標温度Ｔｂを決定する（ステップＳ１４）。このときの目標温度の換算係数は容器ごとに異なるので、予めよく使われる容器の画像を登録しておき、登録画像と２次元画像から推定される容器の形状とを比較することによって使用されている容器を特定するのが望ましい。たとえば、徳利の場合には、被加熱物の形状が縦に細長い形状として認識されるので、他の容器とは容易に区別できる。画像比較に際しては、画像から特徴量を抽出し、抽出した特徴量を比較するという公知の画像処理の手法を用いることができる。

次のステップＳ１５で、ＣＰＵ６は、マグネトロン３１をオンすることによって高周波加熱（第２段階の加熱）を開始する。

次のステップＳ１６で、ＣＰＵ６は、赤外線アレイセンサ２１によって検出された容器の温度（容器の温度を表わしていると判定した複数箇所の温度の平均値）が、目標温度Ｔｂ以上であるか否かを判定する。容器の温度が目標温度Ｔｂ以上となっている場合には（ステップＳ１６でＹＥＳ）、ＣＰＵ６は、マグネトロン３１をオフすることによって高周波加熱（第２段階の加熱）を終了する（ステップＳ１７）。容器の温度が目標温度Ｔｂに満たない場合（ステップＳ１６でＮＯ）には、目標温度Ｔｂ以上となるまで加熱が続けられる。

以上のとおり、実施の形態１による加熱調理器１によれば、赤外線アレイセンサ２１を用いた複数箇所の温度検出によって、食品の加熱を従来よりも精度良く行なえる。

＜実施の形態２＞
加熱調理器１の使用者が、赤外線アレイセンサ２１の検出結果に基づいて、加熱が不足している部分を局所的にさらに加熱することができれば便利である。実施の形態２の加熱調理器では、実施の形態１の加熱調理器１に、この局所的な加熱のための制御が追加される。加熱調理器の装置構成自体は図１〜図４で示したものと同じである。

図１０は、加熱調理が終了した食品のうちで加熱が不足している部分をさらに加熱するための手順を示すフローチャートである。図９で説明した加熱調理の手順は既に終了している。

図３、図１０を参照して、ステップＳ２１で、ＣＰＵ６は、赤外線アレイセンサ２１による温度検出データの分布状態をタッチパネル２２に２次元画像として表示する。具体的な表示の方法は、図６、図７で説明したものと同じである。

次のステップＳ２２で、加熱調理器の使用者は、タッチパネル２２に表示された画像を見て、温度が低く加熱が不足している部分を選択してタッチ入力する。ＣＰＵ６は、タッチパネル２２上でタッチ入力された位置を検出し、このタッチ入力された位置に対応した被加熱物の箇所を特定する。

次のステップＳ２３で、ＣＰＵ６は、ステップＳ２２で特定した箇所が、図４に示した回転アンテナ４１の開口４１Ａの真下に来るように回転アンテナ４１の角度を調整し、その位置でアンテナモータ４２を停止させる。

次のステップＳ２４で、ＣＰＵ６は、ステップＳ２２で特定した箇所における検出温度が目標温度以上となっているか否かを判定する。検出温度が目標温度に満たない場合は（ステップＳ２５でＮＯ）、加熱が続けられる。

検出温度が目標温度以上になると（ステップＳ２５でＹＥＳ）、ＣＰＵ６は、マグネトロン３１をオフすることによって高周波加熱（追加的な局所加熱）を終了させる（ステップＳ２６）。

＜実施の形態３＞
図１１は、この発明の実施の形態３による加熱調理器１Ａの構成を示すブロック図である。図１１の加熱調理器１Ａは、可視光イメージセンサ２６をさらに含む点で図３の加熱調理器１と異なる。図１１のその他の点は図３と同じであるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。

可視光イメージセンサ２６は、赤外線アレイセンサ２１に近接した位置に設けられ、被加熱物から放射された可視光を検出する。ＣＰＵ６は、イメージセンサ２６によって検出された被加熱物の画像に、赤外線アレイセンサ２１によって検出された複数箇所の温度の分布状態を表わす画像を重ねてタッチパネル２２に表示する。これによって、加熱調理器１Ａの使用者は、食品の温度分布の状態をより具体的に認識することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ 加熱調理器、３ 加熱室、５ 制御回路、６ ＣＰＵ、７ メモリ、８ タイマ、１０ 容器、１１ 食品、２１ 赤外線アレイセンサ、２２ タッチパネル、２３ コントロールパネル、２６ 可視光イメージセンサ、３７ センサ冷却ファン、４１ 回転アンテナ、４２ アンテナモータ。

Claims (11)

1. 食品、または食品およびこの食品を入れる容器を含む被加熱物を収納するための加熱室と、
   前記被加熱物を加熱する高周波を発生する高周波発生装置と、
   行列状に配列された複数の赤外線センサ素子によって前記被加熱物を含む視野角内の複数箇所の温度を検出する赤外線アレイセンサと、
   前記高周波発生装置を制御することによって前記被加熱物の加熱を制御する制御部とを備え、
   前記制御部には、前記赤外線アレイセンサから前記複数箇所の温度の検出結果が入力され、
   前記制御部は、前記被加熱物に対する最初の第１段階の加熱によって生じた前記複数箇所の温度変化に基づいて、前記複数箇所の温度のうちで食品の温度を表わしているものと容器の温度を表しているものとを判別し、
   前記制御部は、前記複数箇所の温度には食品の温度を表わしているものが含まれていると判定した場合には、前記食品の温度が食品の目標温度に到達するように前記被加熱物に対する次の第２段階の加熱を制御し、
   前記制御部は、前記複数箇所の温度には食品の温度を表わしているものが含まれていないと判定した場合には、前記複数箇所の温度から推定される容器の形状と、予め登録された複数の容器の形状とを比較することによって容器の種類を特定し、容器の種類ごとに予め定められた換算係数に基づいて前記食品の目標温度に対応する容器の目標温度を決定し、前記容器の温度が前記容器の目標温度に到達するように前記被加熱物に対する前記第２段階の加熱を制御する、加熱調理器。
2. 前記制御部は、前記複数箇所の温度のうちで食品の温度を表わしていると判定したもののばらつきの程度を示す量が基準値以上になった場合には、前記被加熱物に対する前記第２段階の加熱を停止し、異常の発生を報知する、請求項１に記載の加熱調理器。
3. 前記制御部は、前記被加熱物に対する前記第１段階の加熱によって生じた前記複数箇所の温度変化に基づいて、さらに、食品が冷凍されているか否かを判定し、この判定結果に基づいて前記被加熱物に対する前記第２段階の加熱を制御する、請求項１に記載の加熱調理器。
4. 前記加熱調理器は、画像表示可能な表示部をさらに備え、
   前記制御部は、前記複数箇所の温度の分布状態を、前記表示部に画像表示する、請求項１に記載の加熱調理器。
5. 前記制御部は、前記複数箇所の温度の分布状態を、２次元または３次元の等高線図で前記表示部に表示する、請求項４に記載の加熱調理器。
6. 前記制御部は、前記複数箇所の温度の分布範囲に応じて、隣接する等高線の温度差を異ならせる、請求項５に記載の加熱調理器。
7. 前記表示部のうちで前記複数箇所の温度の分布状態が表示される領域は、行列状に並ぶ複数の部分領域に区分され、
   前記制御部は、部分領域ごとに温度に対応した色彩を表示することによって前記複数箇所の温度の分布状態を前記表示部に表示する、請求項４に記載の加熱調理器。
8. 前記制御部は、前記複数箇所の温度の分布範囲に応じて、同一の色彩で表示する温度範囲を異ならせる、請求項７に記載の加熱調理器。
9. 前記表示部はタッチパネルであり、
   前記制御部は、前記タッチパネルのタッチ入力された位置に対応している温度を前記タッチパネル上に数値で表示する、請求項４に記載の加熱調理器。
10. 前記表示部はタッチパネルであり、
    前記加熱調理器は、
    前記高周波発生装置から導かれた高周波を前記加熱室内に拡散させる回転アンテナと、
    前記制御部の指令に従って、前記回転アンテナを駆動するモータとをさらに備え、
    前記制御部は、前記第２段階の加熱の終了後に、前記タッチパネルのタッチ入力された位置に対応した前記被加熱物の特定箇所をさらに加熱する指示を受けた場合には、前記特定箇所の位置に応じた回転角で前記回転アンテナを停止させた状態で、前記高周波を前記被加熱物に放射する、請求項４に記載の加熱調理器。
11. 前記加熱調理器は、前記赤外線アレイセンサに近接した位置に設けられ、前記被加熱物から放射された可視光を検出するイメージセンサをさらに備え、
    前記制御部は、前記イメージセンサによって検出された前記被加熱物の画像に、前記複数箇所の温度の分布状態を表わす画像を重ねて前記表示部に表示する、請求項４に記載の加熱調理器。

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