(57)【要約】【課題】赤外線検出ユニットにおいて、組付け作業の簡素化、部品の集約化、小型化、赤外線による検出が正常に行える状態か否かの判定ができるようにする。【解決手段】開口部１ａに方向付けされる透光窓３０を有するハウジングＨ、ハウジングの内側に固定され開口部の塞がり状態及び透光窓の汚れ状態を判定するための判定用受光センサ８０、ハウジングの外側に固定され透光窓に向けて赤外線を放射する赤外光源１００、ハウジングの内側に固定され加熱源４から放射されて開口部１ａ及び透光窓３０を通過した赤外線ＩＲ３を判定用受光センサ８０に導くと共に赤外光源１００から放射されて透光窓３０を通過した赤外線ＩＲ４を判定用受光センサ８０に導く判定用光学要素９０を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の開口部に方向付けされる透光窓を有するハウジングと、
前記ハウジングの内側に固定され、前記開口部の塞がり状態及び前記透光窓の汚れ状態を判定するための判定用受光センサと、
前記ハウジングの外側に固定され、前記透光窓に向けて赤外線を放射する赤外光源と、
前記ハウジングの内側に固定され、加熱源から放射されて前記開口部及び前記透光窓を通過する赤外線を前記判定用受光センサに導くと共に、前記赤外光源から放射されて前記透光窓を通過する赤外線を前記判定用受光センサに導く判定用光学要素と、
を含む、赤外線検出ユニット。
【請求項２】
前記判定用光学要素は、前記加熱源から放射される赤外線を前記判定用受光センサに導く第１反射ミラーと、前記赤外光源から放射される赤外線を前記判定用受光センサに導く第２反射ミラーと、を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の赤外線検出ユニット。
【請求項３】
前記第１反射ミラー及び前記第２反射ミラーは、単一部材として一体的に形成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の赤外線検出ユニット。
【請求項４】
前記ハウジングの内側に固定され、前記加熱源により加熱される被加熱物の温度を測定するための測温用受光センサと、
前記ハウジングの内側に固定され、前記被加熱物から放射されて前記開口部及び前記透光窓を通過する赤外線を前記測温用受光センサに導く測温用光学要素と、をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の赤外線検出ユニット。
【請求項５】
前記判定用受光センサと前記判定用光学要素の間の光軸は、前記測温用受光センサと前記測温用光学要素の間の光軸に対して、捻じれた位置に配置されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の赤外線検出ユニット。
【請求項６】
前記ハウジングは、
前記測温用受光センサ及び前記測温用光学要素が配置される第１領域と前記判定用受光センサ及び前記判定用光学要素が配置される第２領域とを仕切る仕切り壁と、
前記加熱源から放射される赤外線及び前記赤外光源から放射される赤外線を前記第１領域から前記第２領域内の前記判定用光学要素に導くべく、前記仕切り壁に開けられた貫通孔と、を含む、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の赤外線検出ユニット。
【請求項７】
前記測温用受光センサは、前記被加熱物から放射される第１波長領域の赤外線を受光する第１受光素子と、前記被加熱物から放射される第２波長領域の赤外線を受光する第２受光素子と、を含む、
ことを特徴とする請求項４ないし６いずれか一つに記載の赤外線検出ユニット。
【請求項８】
前記測温用光学要素は、前記第１受光素子に対応する第１光学要素と、前記第２受光素子に対応する第２光学要素と、を含む、
ことを特徴とする請求項７に記載の赤外線検出ユニット。
【請求項９】
前記第１光学要素から前記第１受光素子に向かう赤外線と前記第２光学要素から前記第２受光素子に向かう赤外線との相互の干渉を防止するべく、前記ハウジングの内側に配置された遮光板をさらに含む、
ことを特徴とする請求項８に記載の赤外線検出ユニット。
【請求項１０】
前記ハウジングは、前記判定用受光センサ、前記判定用光学要素、前記測温用受光センサ、及び前記測温用光学要素を保持するハウジングボデーと、前記透光窓及び前記赤外光源を保持する第１ハウジングカバーと、を含む、
ことを特徴とする請求項４ないし９いずれか一つに記載の赤外線検出ユニット。
【請求項１１】
前記ハウジングボデーは、前記測温用受光センサ及び前記測温用光学要素が配置される第１領域と、前記判定用受光センサ及び前記判定用光学要素が配置される第２領域とを画定し、
前記第１ハウジングカバーは、前記第１領域を覆うように、前記ハウジングボデーに組み付けられる、
ことを特徴とする請求項１０に記載の赤外線検出ユニット。
【請求項１２】
前記ハウジングは、前記第２領域を覆うように、前記ハウジングボデーに組み付けられる第２ハウジングカバーを含む、
ことを特徴とする請求項１１に記載の赤外線検出ユニット。
【請求項１３】
前記判定用受光センサの出力信号に基づき前記開口部の塞がり状態及び前記透光窓の汚れ状態を判定する判定部をさらに含み、
前記判定部は、前記加熱源から放射される赤外線を受光した前記判定用受光センサの出力に基づいて、前記開口部の塞がり状態を判定する、
ことを特徴とする請求項１ないし１３いずれか一つに記載の赤外線検出ユニット。
【請求項１４】
前記判定部は、前記赤外光源のオン／オフにより前記判定用受光センサが出力する出力信号の差に基づいて、前記透光窓の汚れ状態を判定する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の赤外線検出ユニット。
【請求項１５】
所定の開口部を有する天板と、
前記天板の上方に載置された被加熱物を加熱する加熱源と、
前記天板の下方に配置され、前記被加熱物から放射されて前記開口部を通過する赤外線又は前記加熱源から放射されて前記開口部を通過する赤外線を検出する赤外線検出ユニットと、を備えた加熱調理装置であって、
前記赤外線検出ユニットは、請求項１ないし１４いずれか一つに記載の赤外線検出ユニットである、
ことを特徴とする加熱調理装置。
【請求項１６】
前記赤外線検出ユニットの透光窓は、前記開口部の鉛直下方領域から外れた領域において、前記透光窓の中央を通る法線が前記開口部に向かうように傾斜した状態で配置される、
ことを特徴とする請求項１５に記載の加熱調理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線を利用して被加熱物の温度を測定する際に適用される赤外線検出ユニットに関し、特に、ガスコンロ等の加熱調理装置において、鍋、フライパン等の被加熱物の温度を測定すると共に、温度測定用の赤外線を遮る汚れ等の状態を検出し得る赤外線検出ユニット及びそれを備えた加熱調理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の加熱調理装置として、天板上の五徳に載置された容器を加熱するバーナ、天板の開口部を塞ぐように固着された透光窓、筐体内において透光窓の直下に配置され透光窓を通して容器から放射される赤外線強度を検出する赤外線強度検出部、筐体内において透光窓の斜め下方に配置されバーナの火炎から放射される赤外線強度を検出する汚れ判定用受光手段等を備えたガスコンロが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このガスコンロにおいては、天板の開口部が透光窓により閉塞されているため、吹き零れた煮汁や固形物が筐体内に入り込むのを防止できるものの、透光窓が火炎に近いため、透光窓やその固着剤等の耐熱性及び耐久性等の点で改善の余地がある。
一方、透光窓を廃止して、天板の開口部を開放した状態にすると、吹き零れた煮汁や固形物が筐体内に入り込んで、赤外線強度検出部の表面が汚れる虞がある。この場合、赤外線強度検出部の表面の汚れ状態を検出することが必要になる。
また、開口部が固形物等により塞がれて、赤外線の光路が遮断される虞がある。この場合、開口部の塞がり状態を検出することが必要になる。
さらに、上記ガスコンロにおいては、汚れ判定用受光手段が、赤外線強度検出部とは別個に設けられているため、それぞれの配置スペースが必要になり、組付け作業の複雑化、作業工数の増加、筐体の大型化等を招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２０４９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、従来の問題点を解消して、組付け作業の簡素化、部品の集約化、小型化等を図り、赤外線による検出が正常に行える状態か否かを判定できる赤外線検出ユニット及び加熱調理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の赤外線検出ユニットは、所定の開口部に方向付けされる透光窓を有するハウジングと、ハウジングの内側に固定され開口部の塞がり状態及び透光窓の汚れ状態を判定するための判定用受光センサと、ハウジングの外側に固定され透光窓に向けて赤外線を放射する赤外光源と、ハウジングの内側に固定され加熱源から放射されて開口部及び透光窓を通過する赤外線を判定用受光センサに導くと共に赤外光源から放射されて透光窓を通過する赤外線を判定用受光センサに導く判定用光学要素と、を含む。
【０００７】
上記赤外線検出ユニットにおいて、判定用光学要素は、加熱源から放射される赤外線を判定用受光センサに導く第１反射ミラーと、赤外光源から放射される赤外線を判定用受光センサに導く第２反射ミラーを含む、構成を採用してもよい。
【０００８】
上記赤外線検出ユニットにおいて、第１反射ミラー及び第２反射ミラーは、単一部材として一体的に形成されている、構成を採用してもよい。
【０００９】
上記赤外線検出ユニットにおいて、ハウジングの内側に固定され加熱源により加熱される被加熱物の温度を測定するための測温用受光センサと、ハウジングの内側に固定され被加熱物から放射されて開口部及び透光窓を通過する赤外線を測温用受光センサに導く測温用光学要素をさらに含む、構成を採用してもよい。
【００１０】
上記赤外線検出ユニットにおいて、判定用受光センサと判定用光学要素の間の光軸は、測温用受光センサと測温用光学要素の間の光軸に対して、捻じれた位置に配置されている、構成を採用してもよい。
【００１１】
上記赤外線検出ユニットにおいて、ハウジングは、測温用受光センサ及び測温用光学要素が配置される第１領域と判定用受光センサ及び判定用光学要素が配置される第２領域とを仕切る仕切り壁と、加熱源から放射される赤外線及び赤外光源から放射される赤外線を第１領域から第２領域内の判定用光学要素に導くべく仕切り壁に開けられた貫通孔を含む、構成を採用してもよい。
【００１２】
上記赤外線検出ユニットにおいて、測温用受光センサは、被加熱物から放射される第１波長領域の赤外線を受光する第１受光素子と、被加熱物から放射される第２波長領域の赤外線を受光する第２受光素子を含む、構成を採用してもよい。
【００１３】
上記赤外線検出ユニットにおいて、測温用光学要素は、第１受光素子に対応する第１光学要素と、第２受光素子に対応する第２光学要素を含む、構成を採用してもよい。
【００１４】
上記赤外線検出ユニットにおいて、第１光学要素から第１受光素子に向かう赤外線と第２光学要素から第２受光素子に向かう赤外線との相互の干渉を防止するべく、ハウジングの内側に配置された遮光板をさらに含む、構成を採用してもよい。
【００１５】
上記赤外線検出ユニットにおいて、ハウジングは、判定用受光センサ、判定用光学要素、測温用受光センサ、及び測温用光学要素を保持するハウジングボデーと、透光窓及び赤外光源を保持する第１ハウジングカバーを含む、構成を採用してもよい。
【００１６】
上記赤外線検出ユニットにおいて、ハウジングボデーは、測温用受光センサ及び測温用光学要素が配置される第１領域と、判定用受光センサ及び判定用光学要素が配置される第２領域とを画定し、第１ハウジングカバーは、第１領域を覆うようにハウジングボデーに組み付けられる、構成を採用してもよい。
【００１７】
上記赤外線検出ユニットにおいて、ハウジングは、第２領域を覆うようにハウジングボデーに組み付けられる第２ハウジングカバーを含む、構成を採用してもよい。
【００１８】
上記赤外線検出ユニットにおいて、判定用受光センサの出力信号に基づき開口部の塞がり状態及び透光窓の汚れ状態を判定する判定部をさらに含み、判定部は、加熱源から放射される赤外線を受光した判定用受光センサの出力に基づいて、開口部の塞がり状態を判定する、構成を採用してもよい。
【００１９】
上記赤外線検出ユニットにおいて、判定部は、赤外光源のオン／オフにより判定用受光センサが出力する出力信号の差に基づいて、透光窓の汚れ状態を判定する、構成を採用してもよい。
【００２０】
本発明の加熱調理装置は、所定の開口部を有する天板と、天板の上方に載置された被加熱物を加熱する加熱源と、天板の下方に配置され、被加熱物から放射されて開口部を通過する赤外線又は加熱源から放射されて開口部を通過する赤外線を検出する赤外線検出ユニットと、を備えた加熱調理装置であって、上記赤外線検出ユニットとして、上記構成のいずれかをなす赤外線検出ユニットを採用するものである。
【００２１】
上記加熱調理装置において、赤外線検出ユニットの透光窓は、開口部の鉛直下方領域から外れた領域において、透光窓の中央を通る法線が開口部に向かうように傾斜した状態で配置される、構成を採用してもよい。
【発明の効果】
【００２２】
上記構成をなす赤外線検出ユニット及び加熱調理装置によれば、組付け作業の簡素化、部品の集約化、小型化等を達成でき、赤外線による検出が正常に行える状態か否かを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る赤外線検出ユニットを適用した加熱調理装置の一実施形態を示す外観斜視図である。
【図２】本発明に係る赤外線検出ユニットの一実施形態を示すものであり、図１に示す加熱調理装置の天板の開口部に対する配置関係を示す外観斜視図である。
【図３】図１に示す加熱調理装置において、天板上の被加熱物から放射される赤外線が開口部を通して赤外線検出ユニットに導かれる状態を示す部分側面図である。
【図４】図１に示す加熱調理装置において、天板上の被加熱物から放射される赤外線が開口部を通して赤外線検出ユニットに導かれる状態を示す部分平面図である。
【図５】図１に示す加熱調理装置において、天板上の加熱源から放射される赤外線が開口部を通して赤外線検出ユニットに導かれる状態を示す部分側面図である。
【図６】図１に示す加熱調理装置において、天板上の加熱源から放射される赤外線が開口部を通して赤外線検出ユニットに導かれる状態を示す部分平面図である。
【図７】図２に示す赤外線検出ユニットを分解して上方斜めから視た分解斜視図である。
【図８】図２に示す赤外線検出ユニットを分解して下方斜めから視た分解斜視図である。
【図９】図２に示す赤外線検出ユニットのハウジングを測温用受光センサを通る横面で切断して部分的に示した斜視断面図である。
【図１０】図２に示す赤外線検出ユニットのハウジングを判定用受光センサを通る縦面で切断して部分的に示した斜視断面図である。
【図１１】図２に示す赤外線検出ユニットのハウジングボデーを分解して下方斜めから視た分解斜視図である。
【図１２】図２に示す赤外線検出ユニットにおいて、被加熱物から放射される赤外線が、開口部、透光窓、測温用光学要素（第１光学要素、第２光学要素）を経て、測温用受光センサ（第１受光素子、第２受光素子）に導かれる状態を示す斜視図である。
【図１３】図２に示す赤外線検出ユニットにおいて、加熱源から放射される赤外線が、開口部、透光窓、判定用光学要素（第１反射ミラー）を経て、判定用受光センサに導かれる状態を示す斜視図である。
【図１４】図２に示す赤外線検出ユニットにおいて、赤外光源から照射される赤外線が、透光窓、判定用光学要素（第２反射ミラー）を経て、判定用受光センサに導かれる状態を示す斜視図である。
【図１５】図１２に示す赤外線、図１３に示す赤外線、図１４に示す赤外線を一緒に表示した状態を示す斜視図である。
【図１６】図１５に示す状態を他の角度から視た斜視図である。
【図１７】本発明に係る赤外線検出ユニットに含まれる回路基板のシステムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
一実施形態に係る加熱調理装置は、図１に示すように、開口部１ａを画定する天板１、天板１により塞がれた筐体２、天板１の上面に配置され鍋等の被測定物Ｗを載置できる五徳３、ガスを燃焼させる加熱源としてのガスバーナ４、天板１の下方において筐体２内に配置される赤外線検出ユニットＵを備えている。
さらに、加熱調理装置は、ガスバーナ４に燃料ガスと空気を混合して供給する供給管、供給管の上流側に設けられたガスノズル、ガスノズルに供給される燃料ガスの流量を調整する調整弁、調整弁を制御してガスバーナ４の燃焼量を調整する燃焼制御回路、種々の情報を表示及び報知する表示報知回路を備えている。
【００２５】
天板１は、ステンレス等の金属材料により形成され、開口部１ａは、天板１を円形状に打ち抜いて貫通させることにより形成されている。
ガスバーナ４は、ブンゼン燃焼式の外炎バーナであり、環状外向きに配列された複数の炎口から火炎４ａ（図５を参照）を噴出するようになっている。
【００２６】
赤外線検出ユニットＵは、図２、図７、図８に示すように、ハウジングＨとしてのハウジングボデー１０及びハウジングカバー２０、透光窓３０、第１受光系４０及び第２受光系５０を含む測温用受光センサＬＳ、第１光学要素６０及び第２光学要素７０を含む測温用光学要素ＬＥ、判定用受光センサ８０、判定用光学要素９０、赤外光源１００、遮光板１１０、回路基板１２０を備えている。
そして、赤外線検出ユニットＵは、図３、図４、図１２に示すように、被加熱物Ｗから放射される赤外線強度に基づいて被加熱物Ｗの温度を測定し、図５、図６、図１３に示すように、ガスバーナ４の火炎４ａから放射される赤外線強度に基づいて開口部１ａの塞がり状態を判定し、図１４に示すように、赤外光源１００から放射される赤外線強度に基づいて透光窓３０の汚れ状態を判定するように機能する。
【００２７】
ここで、赤外線検出ユニットＵは、加熱調理装置の筐体２内に固定された状態で、図２に示すように、透過窓３０が開口部１ａの鉛直下方領域から外れた領域に配置され、透過窓３０の中央を通る法線Ｎが開口部１ａに向かうように、透光窓３０が開口部１ａに方向付けされて傾斜した状態で配置される。
このように、透光窓３０が配置されることにより、吹き零れた煮汁や固形物等の異物が開口部１ａから筐体２内に入り込んだとしても、異物が透光窓３０上に直接落下するのを防止でき、仮に煮汁等が跳ねて透光窓３０に付着してもその傾斜した表面に沿って自然に垂れ落ち、透光窓３０の表面に固まって留まるのを抑制できる。
【００２８】
ハウジングボデー１０は、アルミニウム材料等により形成され、図７ないし図１１に示すように、第１ハウジングボデー１１、第２ハウジングボデー１２により構成されている。
第１ハウジングボデー１１は、内壁が黒色塗装され、第１受光系４０を固定する多段状の嵌合孔１１ａ、第２受光系５０を固定する多段状の嵌合孔１１ｂ、第１光学要素６０を固定する嵌合孔１１ｃ、第２光学要素７０を固定する嵌合孔１１ｄ、回路基板１２０を固定するボス部１１ｅ、遮光板１１０を取り付ける凹部１１ｆ、接合面１１ｇ、カバー接合部１１ｈ，１１ｉ，１１ｊ、筐体２の脚部２ａに固定される固定部１１ｋを備えている。
第２ハウジングボデー１２は、内壁が黒色塗装され、判定用受光センサ８０を固定する多段状の嵌合孔１２ａ、判定用光学要素９０を固定するボス部１２ｂ、接合面１２ｃ、仕切り壁１２ｄ、仕切り壁１２ｄに開けられた貫通孔１２ｅ、遮光板１１０を取り付ける凹部１２ｆ、カバー接合部１２ｇを備えている。
【００２９】
ここで、第２ハウジングボデー１２が、接合面１２ｃを接合面１１ｇに接合させて、第１ハウジングボデー１１にネジ等により組み付けられることにより、ハウジングボデー１０が形成される。
そして、ハウジングボデー１０は、仕切り壁１２ｄを境として、測温用受光センサＬＳ及び測温用光学要素ＬＥが配置される第１領域Ａ１と、判定用受光センサ８０及び判定用光学要素９０が配置される第２領域Ａ２とを画定している。
また、貫通孔１２ｅは、加熱源としてのガスバーナ４の火炎４ａから放射される赤外線ＩＲ３及び赤外光源１００から放射される赤外線ＩＲ４を第１領域Ａ１から第２領Ａ２域内の判定用光学要素９０に導くように形成されている。
【００３０】
このように、ハウジングボデー１０が、第１ハウジングボデー１１と第２ハウジングボデー１２の二分割構造をなすため、機械加工が容易であり、又、種々の部品の組付けも容易に行うことができる。
また、仕切り壁１２ｄを設けて、測温用受光センサＬＳ及び測温用光学要素ＬＥが配置される第１領域Ａ１と判定用受光センサ８０及び判定用光学要素９０が配置される第２領域Ａ２とを区分けしたことにより、第１受光素子４１及び第２受光素子５１に入射する赤外線ＩＲ１，ＩＲ２と受光素子８１に入射する赤外線ＩＲ３，ＩＲ４との相互の干渉を確実に防止することができる。
【００３１】
ハウジングカバー２０は、図７及び図８に示すように、第１ハウジングカバー２１、第２ハウジングカバー２２、第３ハウジングカバー２３、第４ハウジングカバー２４により構成されている。
【００３２】
第１ハウジングカバー２１は、アルミニウム材料等により形成されて内壁が赤外線吸収加工され、例えば黒色塗装され、透光窓３０を固定する矩形の縁部２１ａ、赤外光線１００を固定する固定部２１ｂ、第１ハウジングボデー１１のカバー接合部１１ｈに接合される接合面２１ｃを備えている。
そして、第１ハウジングカバー２１は、透光窓３０が接着剤等により縁部２１ａに固着され、赤外光源１００が固定部２１ｂに固定された状態で、接合面２１ｃがカバー接合部１１ｈに接合され、第１領域Ａ１を覆うように第１ハウジングボデー１１にネジ等により組み付けられ、透光窓３０の領域を除いて外部から第１領域Ａ１内へ光が入り込むのを防止する。
【００３３】
第２ハウジングカバー２２は、ポリアセタール等の樹脂材料により形成されて内壁が赤外線吸収加工され、例えば黒色塗装され、接合面２２ａを備えている。
そして、第２ハウジングカバー２２は、判定用受光センサ８０及び判定用光学要素９０が組み付けられた状態で、接合面２２ａがカバー接合部１２ｇに接合され、第２領域Ａ２を覆うように第２ハウジングボデー１２にネジ等により組み付けられ、外部から第２領域Ａ２内へ光が入り込むのを防止する。
【００３４】
第３ハウジングカバー２３は、アルミニウム材料等により形成されて内壁が赤外線吸収加工され、例えば黒色塗装され、接合面２３ａを備えている。
そして、第３ハウジングカバー２３は、第１光学要素６０及び第２光学要素７０が組み付けられた状態で、接合面２３ａがカバー接合部１１ｉに接合されて第１ハウジングボデー１１にネジ等により組み付けられ、外部からハウジングＨ内へ光が入り込むのを防止する。
【００３５】
第４ハウジングカバー２４は、ポリアセタール等の樹脂材料により形成され、接合面２４ａを備えている。
そして、第４ハウジングカバー２４は、第１受光系４０及び第２受光系５０並びに回路基板１２０が組み付けられた状態で、接合面２４ａがカバー接合部１１ｊに接合されて第１ハウジングボデー１１にネジ等により組み付けられ、内部の部品を覆って保護する。
【００３６】
透光窓３０は、赤外光を透過させるシリコン等の赤外線透過材料を用いて、図２及び図７に示すように、略矩形の平板状に形成されている。
ここで、赤外線透過材料としては、被加熱物Ｗから放射される第１波長領域λ１及び第２波長領域λ２の赤外線、ガスバーナ４の火炎４ａ及び赤外光源１００から放射される第３波長領域λ３の赤外線を少なくとも透過させる材料が適宜選択される。
そして、透過窓３０は、外縁領域が縁部２１ａに嵌め込まれて、接着剤等により、第１ハウジングカバー２１に固定されている。
【００３７】
第１受光系４０は、測温用受光センサＬＳの一部を構成するものであり、図９に示すように、第１受光素子４１、第１フィルタ４２、第１絞り部材４３、第１口径部材４４を備えている。
第１受光素子４１は、例えばフォトダイオードやサーモパイル等であり、受光する赤外線の強度に応じた電気信号（電圧）を出力する。
第１フィルタ４２は、第１受光素子４１の上流側に配置され、被加熱物Ｗから放射される赤外線のうち第１波長領域λ１の赤外線を通すバンドパスフィルタである。
第１絞り部材４３は、第１フィルタ４２の上流側に配置され、赤外線を通すピンホールを備えている。
第１口径部材４４は、第１絞り部材４３の上流側に配置され、第１光学要素６０により反射された赤外線のうち光軸Ｌ１２に近い領域の赤外線を通すべく所定径の円形孔を備えている。
【００３８】
第２受光系５０は、測温用受光センサＬＳの一部を構成するものであり、図９に示すように、第２受光素子５１、第２フィルタ５２、第２絞り部材５３、第２口径部材５４を備えている。
第２受光素子５１は、例えばフォトダイオードやサーモパイル等であり、受光する赤外線の強度に応じた電気信号（電圧）を出力する。
第２フィルタ５２は、第２受光素子５１の上流側に配置され、被加熱物Ｗから放射される赤外線のうち第１波長領域λ１とは異なる第２波長領域λ２の赤外線を通すバンドパスフィルタである。
第２絞り部材５３は、第２フィルタ５２の上流側に配置され、赤外線を通すピンホールを備えている。
第２口径部材５４は、第２絞り部材５３の上流側に配置され、第２光学要素７０により反射された赤外線のうち光軸Ｌ２２に近い領域の赤外線を通すべく所定径の円形孔を備えている。
【００３９】
第１光学要素６０は、測温用光学要素ＬＥの一部を構成する反射ミラーであり、ポリカーボネート等の樹脂材料を用いて、図９及び図１０に示すように、一端側が塞がれた筒状に形成され、一端側の表面においてアルミ蒸着された反射面６１を備えている。
反射面６１は、図９及び図１２に示すように、開口部１ａの近傍に第１焦点ｆ１１及び第１フィルタ４２の近傍に第２焦点ｆ１２を有する楕円を第１焦点ｆ１１及び第２焦点ｆ１２を通る軸線Ｓ１回りに回転させて画定される回転楕円面の一部をなす。
【００４０】
そして、第１光学要素６０は、図１２に示すように、被加熱物Ｗの底領域Ｗ１から放射されて開口部１ａ及び透光窓３０を通過する赤外線ＩＲ１を光軸Ｌ１１，Ｌ１２を中心軸として、第１受光系４０に導くように機能する。
このように、反射面６１が回転楕円面の一部として形成されているため、赤外線ＩＲ１を効果的に集光させて第１受光系４０に導くことができる。
【００４１】
第２光学要素７０は、測温用光学要素ＬＥの一部を構成する反射ミラーであり、ポリカーボネート等の樹脂材料を用いて、図９及び図１０に示すように、一端側が塞がれた筒状に形成され、一端側の表面においてアルミ蒸着された反射面７１を備えている。
反射面７１は、図９及び図１２に示すように、開口部１ａの近傍に第１焦点ｆ２１及び第２フィルタ５２の近傍に第２焦点ｆ２２を有する楕円を第１焦点ｆ２１及び第２焦点ｆ２２を通る軸線Ｓ２回りに回転させて画定される回転楕円面の一部をなす。
【００４２】
そして、第２光学要素７０は、図１２に示すように、被加熱物Ｗの底領域Ｗ２から放射されて開口部１ａ及び透光窓３０を通過する赤外線ＩＲ２を光軸Ｌ２１，Ｌ２２を中心軸として、第２受光系５０に導くように機能する。
このように、反射面７１が回転楕円面の一部として形成されているため、赤外線ＩＲ２を効果的に集光させて第２受光系５０に導くことができる。
【００４３】
判定用受光センサ８０は、図１０に示すように、受光素子８１、フィルタ８２、絞り部材８３、口径部材８４を備えている。
受光素子８１は、例えばフォトダイオードやサーモパイル等であり、受光する赤外線の強度に応じた電気信号（電圧）を出力する。
フィルタ８２は、受光素子８１の上流側に配置され、加熱源としてのガスバーナ４の火炎４ａから放射される赤外線のうち第３波長領域λ３の赤外線及び赤外光源１００から放射される赤外線を通すバンドパスフィルタである。
絞り部材８３は、フィルタ８２の上流側に配置され、赤外線を通すピンホールを備えている。
口径部材８４は、絞り部材８３の上流側に配置され、判定用光学要素９０により反射された赤外線のうち光軸Ｌ３２及び光軸Ｌ４２に近い領域の赤外線を通すべく所定径の円形孔を備えている。
【００４４】
判定用光学要素９０は、ポリカーボネート等の樹脂材料を用いて、図１０及び図１３に示すように、一端側が塞がれた筒状に形成され、一端側の表面においてアルミ蒸着された第１反射面ミラー９１及び第２反射ミラー９２を備えている。
第１反射ミラー９１は、図１０及び図１３に示すように、火炎４ａの近傍に第１焦点ｆ３１及びフィルタ８２の近傍に第２焦点ｆ３２を有する楕円を第１焦点ｆ３１及び第２焦点ｆ３２を通る軸線Ｓ３回りに回転させて画定される回転楕円面の一部をなす反射面として形成されている。
第２反射ミラー９２は、図１０及び図１４に示すように、赤外光源１００の近傍に第１焦点ｆ４１及びフィルタ８２の近傍に焦点ｆ４２（＝ｆ３２）を有する楕円を第１焦点ｆ４１及び第２焦点ｆ４２を通る軸線Ｓ４回りに回転させて画定される回転楕円面の一部をなす反射面として形成されている。
【００４５】
そして、判定用光学要素９０は、図１３に示すように、火炎４ａから放射されて開口部１ａ及び透光窓３０を通過する赤外線ＩＲ３を光軸Ｌ３１，Ｌ３２を中心軸として、判定用受光センサ８０に導くと共に、図１４に示すように、赤外光源１００から放射されて透光窓３０を通過する赤外線ＩＲ４を光軸Ｌ４１，Ｌ４２を中心軸として、判定用受光センサ８０に導くように機能する。
このように、第１反射ミラー９１及び第２反射ミラー９２が、それぞれ回転楕円面の一部として形成されているため、赤外線ＩＲ３，ＩＲ４を効果的に集光させて判定用受光センサ８０に導くことができる。
また、第１反射ミラー９１及び第２反射ミラー９２は、単一部材として一体的に形成されているため、別々に形成される場合に比べて、部品点数を削減でき、組付け時の光軸合わせ等の調整作業、組付け作業等を簡略化できる。
【００４６】
赤外光源１００は、火炎４ａと同様の第３波長領域λ３の赤外線を放射するフィラメント電球であり、第１ハウジングカバー２１の外側の固定部２１ｂに固定されている。
すなわち、赤外光源１００は、ハウジングＨの外側に固定され、透光窓３０を通して、ハウジングＨ内に赤外線ＩＲ４を放射するようになっている。
そして、駆動（オン）により、赤外光源１００は透光窓３０に向けて赤外線ＩＲ４を放射し、非駆動（オフ）により、赤外光源１００は赤外線ＩＲ４の放射を停止する。
尚、上記の種々の波長領域の赤外線において、第１波長領域λ１としては、例えば３．５μｍ〜４．２μｍ、第２波長領域λ２としては、例えば８．０μｍ〜１２．０μｍ、第３波長領域λ３としては、例えば４．０μｍ〜５．０μｍが採用される。
【００４７】
遮光板１１０は、アルミニウム材料等を用いて略矩形状の平板に形成されて壁面が赤外線吸収加工され、例えば黒色塗装され、図７及び図８に示すように、凹部１１ｆに嵌め込まれる凸部１１１、凹部１２ｆに嵌め込まれる凸部１１２、切欠き部１１３を備えている。
そして、遮光板１１０は、ハウジングボデー１０の第１領域Ａ１に配置されて、図１２に示すように、第１光学要素６０から第１受光系４０に向かう赤外線ＩＲ１と第２光学要素７０から第２受光系５０に向かう赤外線ＩＲ２との相互の干渉を防止するように機能する。
また、遮光板１１０は、図１０及び図１４に示すように、切欠き部１１３を通して、赤外光源１００から放射された赤外線ＩＲ４が第１領域Ａ１から貫通孔１２ｅを経て第２領域Ａ２内の判定用光学要素９０（第２反射ミラー９２）に導かれるように機能する。
これにより、第１受光素子４１と第２受光素子５１が、それぞれ赤外光線ＩＲ１，ＩＲ２の強度を高精度に検出することができ、又、受光素子８１が赤外線ＩＲ３，ＩＲ４の強度を高精度に検出することができる。
【００４８】
上記構成において、図１０、図１２ないし図１４に示すように、判定用受光センサ８０と判定用光学要素９０の間の光軸Ｌ３２，Ｌ４２は、測温用受光センサＬＳ（第１受光系４０，第２受光系５０）と測温用光学要素ＬＥ（第１光学要素６０，第２光学要素７０）の間の光軸Ｌ１２，Ｌ２２に対して、伸長方向が略９０度だけ捻じれた位置に配置されている。
このように、光軸Ｌ３２，Ｌ４２が捻じれた位置に配置されることで、図１５及び図１６に示すように、光軸Ｌ１１，Ｌ１２、光軸Ｌ２１，Ｌ２２、光軸Ｌ３１，Ｌ３２、光軸Ｌ４１，Ｌ４２の各々の光軸が重ならないように配置して赤外線ＩＲ１，ＩＲ２，ＩＲ３，ＩＲ４の相互の干渉を防止しつつ、部品を集約して配置でき、ハウジングＨの小型化、赤外線検出ユニットＵ全体の小型化を達成することができる。
尚、捻じれの角度は、９０度に限るものではなく、その他の角度でもよい。
【００４９】
回路基板１２０は、第１受光素子４１、第２受光素子５１、受光素子８１、赤外光源１００の駆動制御、検出信号の処理、演算処理、判定処理等を行う種々の電子部品及び回路が実装されたものであり、第１ハウジングボデー１１のボス部１１ｅにネジ等により固定された状態で、第４ハウジングカバー２４により覆われて保護されるようになっている。
【００５０】
ここで、回路基板１２０には、図１７に示すように、種々の演算、駆動制御、判定等の処理を司るＣＰＵ１２１、第１受光素子４１の駆動回路１２２及び信号検出回路１２３、第２受光素子５１の駆動回路１２４及び信号検出回路１２５、受光素子８１の駆動回路１２６及び信号検出回路１２７、赤外光源１００のオン／オフを制御する駆動回路１２８、種々の情報を記憶する記憶部１２９、加熱調理装置の燃焼制御回路等との間で種々の信号の入力及び出力を行うインターフェース回路１３０を備えている。
【００５１】
ＣＰＵ１２１は、判定用受光センサ８０の出力信号に基づいて、開口部１ａの塞がり状態及び透光窓３０の汚れ状態を判定する判定部としても機能する。
すなわち、判定部は、加熱源としてのガスバーナ４の火炎４ａから放射される赤外線ＩＲ３を受光した判定用受光センサ８０の出力に基づいて開口部１ａの塞がり状態を判定し、又、赤外光源１００のオン／オフ（赤外線ＩＲ４の受光の有無）の各状態において判定用受光センサ８０が出力する出力信号の差に基づいて透光窓３０の汚れ状態を判定する。
【００５２】
記憶部１２９には、予め実験等により求められた種々の情報が記憶されている。
例えば、測温用受光センサＬＳ（第１受光素子４１、第２受光素子５１）の出力信号に基づいて被加熱物Ｗの温度を算出するために、被加熱物Ｗからの赤外線の放射を受けて測温用受光センサＬＳにより出力される第１波長領域λ１に対応する出力値及び第２波長領域λ２に対応する出力値の比と被加熱物Ｗの温度との関係を示すデータが記憶されている。
また、判定用受光センサ８０の出力信号に基づいて開口部１ａの塞がり状態を判定するために、開口部１ａの塞がり状態の程度に応じてガスバーナ４の火炎４ａからの赤外線の放射を受けて判定用受光センサ８０により出力される出力値及び出力値に基づいて正常か否か、すなわち、測温を正常に行えるか否かを判定する閾値に関するデータが記憶されている。
さらに、判定用受光センサ８０の出力信号に基づいて透光窓３０の汚れ状態を判定するために、透光窓３０の汚れ状態の程度に応じて赤外光源１００からの赤外線の放射を受けて判定用受光センサ８０により出力される出力値及び出力値に基づいて正常か否か、すなわち、測温を正常に行えるか否かを判定する閾値に関するデータが記憶されている。
【００５３】
次に、上記加熱調理装置における赤外線検出ユニットＵの検出動作及び判定動作について説明する。
加熱調理装置において、点火操作が行われると、その動作に連動して又はその後適時に、第１受光素子４１、第２受光素子５１、及び受光素子８１が駆動される。
そして、第１受光素子４１及び第２受光素子５１は、被加熱物から放射される赤外線ＩＲ１，ＩＲ２の強度に応じて信号を出力する。
そして、第１受光素子４１及び第２受光素子５１の出力信号に基づいて、被加熱物Ｗの温度が算出される。この測温処理は加熱調理装置の稼働中において持続され、被加熱物Ｗの加熱状態が監視される。
【００５４】
また、受光素子８１は、ガスバーナ４の火炎４ａから放射される赤外線ＩＲ３の強度に応じて信号Ｖを出力する。
そして、出力信号Ｖの値が所定の閾値Ｖｔｈと比較され、出力信号Ｖの値が閾値Ｖｔｈ以上であれば、開口部１ａは塞がっておらず正常であると判定され、一方、出力信号Ｖの値が閾値Ｖｔｈよりも小さいと、開口部１ａが塞がった状態にあり異常であると判定される。
この判定処理は、加熱調理装置の稼働中において持続され、開口部１ａの塞がり状態が監視される。
【００５５】
そして、赤外線検出ユニットＵで得られた測温結果や判定結果は、インターフェース回路１３０から加熱調理装置の燃焼制御回路や表示報知回路等に出力される。
ここで、測温結果に異常が生じた場合又は開口部１ａの塞がり状態の判定結果に異常が生じた場合は、燃料ガスの供給を遮断して燃焼を停止させる制御動作、又は、表示報知回路により適宜異常を知らせる報知動作が行われる。
【００５６】
一方、加熱調理装置の停止動作が行われると、受光素子８１は、赤外光源１００が非駆動（オフ）の状態において、加熱調理装置が置かれた雰囲気の自然界から開口部１ａを通して放射される赤外線の強度に応じて信号Ｖ１を出力する。
続いて、赤外光源１００が駆動（オン）され、赤外光源１００から透光窓３０に向けて赤外線ＩＲ４が放射される。
そして、受光素子８１は、自然界からの赤外線及び赤外光源１００からの赤外線強度に応じて信号Ｖ２を出力する。
その後、赤外光源１００が非駆動とされる。
【００５７】
そして、出力信号の差Ｖ２−Ｖ１の値が所定の閾値Ｖｔｈと比較され、出力信号の差Ｖ２−Ｖ１の値が閾値Ｖｔｈ以上であれば、透光窓３０は汚れておらず正常であると判定され、一方、出力信号の差Ｖ２−Ｖ１の値が閾値Ｖｔｈよりも小さいと、透光窓３０は汚れた状態にあり異常であると判定される。
その後、異常と判定された場合は、その情報がインターフェース回路１３０から加熱調理装置の表示報知回路等に出力され、表示報知回路により異常を知らせる報知動作が行われる。
尚、上記検出動作及び判定動作のシーケンスは、一例であって、これに限られるものではない。
【００５８】
以上述べたように、上記構成をなす赤外線検出ユニットＵによれば、一つの判定用受光センサ８０により、加熱源（ガスバーナ４）から放射される赤外線ＩＲ３と、赤外光源１００から放射される赤外線ＩＲ４を検出するため、二つの受光センサを設ける場合に比べて、部品点数の削減、低コスト化、組付け時の光軸合わせ作業の簡素化等を達成できる。
また、一つのハウジングＨに対して、測温用受光センサＬＳ及び測温用光学要素ＬＥと、判定用受光センサ８０及び判定用光学要素９０とが組み込まれているため、別々にユニット化される場合に比べて、筐体２内における配置スペースを狭くでき、加熱調理装置を小型化できる。
さらに、一つの赤外線検出ユニットＵを筐体２内に取り付けるだけで、フェールセーフのための測温機能と判定機能を得ることができるため、取付け作業及び取付け時の光軸合わせ作業等も簡素化できる。
【００５９】
上記実施形態においては、ハウジングＨがハウジングボデー１０及びハウジングカバー２０により構成される場合を示したが、これに限定されるものではなく、機械加工性及び組付け性を確保できる限りにおいて、一箇所だけカバーを設けたようなハウジングを採用してもよい。
上記実施形態においては、ハウジングボデーとして、第１ハウジングボデー１１及び第２ハウジングボデー１２の二分割構造をなすハウジングボデー１０を示したが、これに限定されるものではなく、機械加工性及び組付け性を確保できる限りにおいて、一体型のハウジングボデーを採用してもよい。
【００６０】
上記実施形態においては、判定用光学要素として、第１反射ミラー９１及び第２反射ミラー９２が一体的に形成された判定用光学要素９０を示したが、これに限定されるものではなく、別々に形成された二つの反射ミラーからなる判定用光学要素を採用してもよい。
上記実施形態においては、第１反射ミラー９１、第２反射ミラー９２として、回転楕円面の一部をなす反射面を有するもの示したが、これに限定されるものではなく、加熱源から放射される赤外線及び赤外光源から放射される赤外線を判定用受光センサ８０に導くものであれば、その他の形態をなす光学要素を採用してもよい。
【００６１】
上記実施形態においては、測温用光学要素ＬＥとして、第１光学要素６０及び第２光学要素７０を採用したが、これに限定されるものではなく、第１受光系４０及び第２受光系５０に赤外線を導く一つの光学要素を採用してもよい。
上記実施形態においては、測温用受光センサＬＳとして、第１受光系４０及び第２受光系５０を採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、一つの受光素子を採用し、二つのバンドバスフィルタがレボルバー機構の如く選択的に入れ替えて配置されるようにした構成を採用してもよい。
上記実施形態においては、加熱源として、ガスバーナ４を示したが、これに限定されるものではなく、電気加熱式のヒータ等を採用してもよい。
【００６２】
以上述べたように、本発明の赤外線検出ユニット及び加熱調理装置によれば、組付け作業の簡素化、部品の集約化、小型化等を達成しつつ、赤外線による検出が正常に行える状態か否かを判定することができるため、ガスコンロ、電気コンロ等の加熱調理装置に利用できるのは勿論のこと、その他の分野においても有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１  天板
１ａ  開口部
４  ガスバーナ（加熱源）
Ｗ  被加熱物
Ｈ  ハウジング
１０  ハウジングボデー（ハウジング）
２０  ハウジングカバー（ハウジング）
Ａ１  第１領域
Ａ２  第２領域
３０  透光窓
Ｎ  法線
ＬＳ  測温用受光センサ
４１  第１受光素子
５１  第２受光素子
ＬＥ  測温用光学要素
６０  第１光学要素
７０  第２光学要素
８０  判定用受光センサ
９０  判定用光学要素
９１  第１反射ミラー
９２  第２反射ミラー
Ｌ３２，Ｌ４２  光軸
Ｌ１２，Ｌ２２  光軸
１００  赤外光源
１１０  遮光板
１２０  回路基板
１２１  ＣＰＵ（判定部）
【図１】
2020176766.tif 000003
【図２】
2020176766.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020176766.tif 000009
【図８】
2020176766.tif 000010
【図９】
2020176766.tif 000011
【図１０】
2020176766.tif 000012
【図１１】
2020176766.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2020176766.tif 000015
【図１４】
2020176766.tif 000016
【図１５】
2020176766.tif 000017
【図１６】
2020176766.tif 000018
【図１７】
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