(57)【要約】【課題】加熱時に被調理物から蒸気が発生した状態においても、被調理物の温度を正確に検知可能な加熱調理器を提供する。【解決手段】食材を収納する加熱室２８と、食材を加熱する加熱手段としてのヒータ１２およびマグネトロン３３と、加熱手段によって加熱された食材から放射される赤外線に基づいて食材の温度を検知する温度センサと、を備える。温度センサは、赤外線を検出する赤外線検出視野内に蒸気の赤外線吸収波長帯２．５〜２．９μｍおよび５．０〜７．７μｍの少なくとも一部の帯域の赤外線を減衰させる赤外線減衰部として集光レンズを備える。【選択図】図２
2020133955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷を収納する加熱室と、
前記負荷を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段によって加熱された前記負荷から放射される赤外線に基づいて前記負荷の温度を検知する温度検知手段と、を備え、
前記温度検知手段は、前記赤外線を検出する赤外線検出視野内に蒸気の赤外線吸収波長帯の赤外線を減衰させる赤外線減衰部を備えることを特徴とする加熱調理器。
【請求項２】
請求項１に記載の加熱調理器において、
前記赤外線減衰部は、前記蒸気の赤外線吸収波長として２．５〜２．９μｍおよび５．０〜７．７μｍの少なくとも一部の帯域の赤外線を減衰させることを特徴とする加熱調理器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の加熱調理器において、
前記赤外線減衰部は、前記蒸気の赤外線吸収波長の赤外線を、シリコンよりも減衰させることを特徴とする加熱調理器。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の加熱調理器において、
前記温度検知手段は、前記赤外線を検出する感熱素子と、前記赤外線を前記感熱素子に集光させる集光レンズと、を備えた赤外線センサであり、
前記集光レンズは、前記赤外線減衰部の光学特性を有することを特徴とする加熱調理器。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の加熱調理器において、
前記赤外線減衰部は、ホウケイ酸ガラスによって構成されていることを特徴とする加熱調理器。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の加熱調理器において、
前記温度検知手段は、前記赤外線を検出する感熱素子および前記赤外線を前記感熱素子に集光させる集光レンズを備えたセンサ部と、前記加熱室の前記赤外線検出視野内に前記赤外線減衰部の光学特性を有する窓材と、を備えることを特徴とする加熱調理器。
【請求項７】
請求項６に記載の加熱調理器において、
前記窓材は、ホウケイ酸ガラスまたは結晶化ガラスによって構成されていることを特徴とする加熱調理器。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の加熱調理器において、
前記集光レンズと前記窓材との間には、当該窓材を冷却する冷却風路が形成されていることを特徴とする加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加熱調理器は、マイクロ波発生手段からのマイクロ波を調理室の内部に放射することで、調理室に入れられた被調理物（負荷）をレンジ加熱するものである。この種の加熱調理器は、調理室内の温度分布を検出する赤外線センサによる温度分布検出手段を備え、温度分布検出手段からの検出信号に基づいて被調理物の温度を算出し、レンジ加熱の出力を制御する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−８４４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された加熱調理器では、赤外線センサによって被調理物の表面温度を検出し、調理室内の雰囲気温度を測定する温度センサによって被調理物の温度変化を検出している。しかしながら、赤外線センサの温度検出範囲の上限は、被調理物から蒸気が発生するまでである。蒸気は、任意の波長域の赤外線を吸収する特性があるので、赤外線センサが測定する赤外線の波長域に、蒸気の赤外線吸収波長が含まれると、赤外線センサが被調理物を正しく検出できなくなる。このため、蒸気発生後は赤外線センサとは別に設けられた温度センサの測定温度を活用して被加熱物の温度を推測してレンジ加熱の出力を制御している。蒸気発生後は被調理物の表面温度を精度よく検出できないことから、食材の仕上がりが過加熱や加熱不足となる課題がある。
【０００５】
本発明は、前記した従来の課題を解決するものであり、加熱時に被調理物から蒸気が発生した状態においても、被調理物の温度を正確に検知可能な加熱調理器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、負荷を収納する加熱室と、前記負荷を加熱する加熱手段と、前記加熱手段によって加熱された前記負荷から放射される赤外線に基づいて前記負荷の温度を検知する温度検知手段と、を備え、前記温度検知手段は、前記赤外線を検出する赤外線検出視野内に蒸気の赤外線吸収波長帯の赤外線を減衰させる赤外線減衰部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、加熱時に被調理物から蒸気が発生した状態においても、被調理物の温度を正確に検知可能な加熱調理器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の加熱調理器を前面側から見た斜視図である。
【図２】本実施形態の加熱調理器の外枠と後板を外した図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本実施形態の加熱調理器のドアを開け、内部状態を示す斜視図である。
【図４】本実施形態の加熱調理器の機械室の状態を示す底面図である。
【図５】基準点位置を示す赤外線センサの拡大図である。
【図６】終点位置を示す赤外線センサの拡大図である。
【図７】観測窓を閉めた状態を示す赤外線センサの拡大図である。
【図８】第１実施形態の赤外線センサを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】赤外線センサの動作を説明する断面図である。
【図１０】第１実施形態に示す集光レンズの光学特性図である。
【図１１】蒸気の光学特性図である。
【図１２】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図である。
【図１３】比較例としての赤外線センサにおいて蒸気の有無での食材の加熱により放射される赤外線の入射エネルギーと食材温度との関係を示すグラフである。
【図１４】第１実施形態の赤外線センサにおいて蒸気の有無での食材の加熱により放射される赤外線の入射エネルギーと食材温度との関係を示すグラフである。
【図１５】第２実施形態の赤外線センサを備えた集光レンズの拡大断面図である。
【図１６】第２実施形態に示す蒸気遮蔽膜の光学特性図である。
【図１７】第２実施形態の赤外線センサにおいて蒸気の有無での食材の加熱により放射される赤外線の入射エネルギーと食材温度との関係を示すグラフである。
【図１８】第３実施形態の赤外線センサを拡大した側面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態（本実施形態）について説明する。ただし、本実施形態は、以下の内容に何ら制限されず、本発明の要旨を損なわない範囲内で任意に変更して実施可能である。また、以下では、図１に示す方向を基準として説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態の加熱調理器を前面側から見た斜視図である。加熱調理器１００は、例えば、加熱室２８（図２参照）の中に負荷としての被加熱物（食材、被調理物）６０ｃ（図２参照）を収納し、マイクロ波やヒータの熱、過熱蒸気を使用して被加熱物６０ｃを加熱調理するものである。
図１に示すように、加熱調理器１００は、ドア２および操作パネル４が設けられた本体１を備える。本体１は、上面と左右側面を覆う外枠７と、後面を覆う後板１０とを有する。
【００１１】
ドア２は、加熱室２８（図２参照）の内部に被加熱物６０ｃ（図２参照）を出し入れするために開閉するものである。加熱調理器１００は、ドア２を閉めることで加熱室２８を密閉状態にし、被加熱物６０ｃを加熱するときに使用するマイクロ波の漏洩を防止し、ヒータの熱や過熱蒸気を封じ込め、効率良く加熱することを可能とする。
【００１２】
また、ドア２は、該ドア２の開閉を容易にする取っ手９を備える。また、ドア２には、ガラス窓３が取り付けられている。ガラス窓３は、調理中の被加熱物６０ｃの状態を外部から確認できるようになっている。また、ガラス窓３は、ヒータなどの発熱による高温に耐えるガラスを使用している。
【００１３】
操作パネル４は、ドア２の前面下部に設けられ、入力手段７１を備えている。この入力手段７１は、マイクロ波加熱やヒータ加熱などの加熱手段で加熱する時間などを入力するための操作部６と、操作部６から入力された内容や調理の進行状態を表示する表示部５とで構成されている。
【００１４】
後板１０の上部には、外部排気ダクト１８が設けられている。この外部排気ダクト１８が取り付けられている本体１の内側には、被加熱物６０ｃから排出した蒸気や本体１の内部の部品を冷却した後の冷却風（廃熱）を排出する排気孔３６（図３参照）が設けられている。また、外部排気ダクト１８には、排気を本体１の上部方向で且つ前面側に向けた外部排気口８が設けられている。
【００１５】
図２は、本実施形態の加熱調理器の外枠と後板を外した図１のＡ−Ａ断面図である。
図２に示すように、加熱調理器１００の加熱室２８は、底壁２８ａ、奥壁２８ｂ、上壁２８ｃ、側壁２８ｆ（左側のみ図示）およびドア２の内壁２ａによって囲まれることで四角箱状（直方体状）に構成されている。
【００１６】
加熱室２８の底壁２８ａには、ガラスもしくはセラミック製のテーブルプレート２４が設けられている。テーブルプレート２４上には、食品が載置されている。食品は、食材などの被加熱物６０ｃと、被加熱物６０ｃを入れた容器６０である。
【００１７】
加熱調理器１００は、加熱室２８の底壁２８ａと本体１の底板２１との間の空間部に機械室２０が設けられている。この機械室２０には、食品（被加熱物６０ｃ）を加熱するための高周波を発生させるマグネトロン３３（加熱手段）が設けられている。このマグネトロン３３には、導波管４７が接続されている。また、加熱室２８の上壁２８ｃの裏側には、食品をグリル加熱やオーブン加熱する際に使用されるヒータ１２（加熱手段）が設けられている。
【００１８】
また、機械室２０には、後述する各種部品を冷却するファン装置１５が設けられている。このファン装置１５は、底板２１に取り付けたファン部１５ａとケーシング１５ｂとによって構成されている。
【００１９】
また、加熱室２８の底壁２８ａは、略中央部が凹状に窪んで形成され、その中に回転アンテナ２６が設置されている。マグネトロン３３から放射されるマイクロ波エネルギーは、導波管４７、回転アンテナ２６の出力軸４６ａが貫通する開孔部４７ａを通して回転アンテナ２６の下面側に流入し、該回転アンテナ２６によって拡散されて加熱室２８内に放射される。回転アンテナ２６の出力軸４６ａは、回転アンテナ駆動手段４６に連結されている。
【００２０】
奥壁２８ｂの裏側には、加熱室２８内に加熱された空気を送り込む熱風ユニット１１が設けられている。この熱風ユニット１１は、モータ１３、ヒータ１４、ヒータ１４を収容する熱風ケース１１ａ、ファン３２によって構成されている。また、奥壁２８ｂには、ファン３２と対向する位置に吸気孔３１が形成されている。また、奥壁２８ｂには、吸気孔３１の周囲に、ヒータ１４によって加熱された熱風を加熱室２８内に吹き出す吹出孔３０が形成されている。
【００２１】
図３は、本実施形態の加熱調理器のドアを開け、内部状態を示す斜視図である。なお、図３では、加熱室２８の底壁２８ａおよびテーブルプレート２４を一部切り欠いた状態を示している。
図３に示すように、加熱室２８の底壁２８ａには、複数の重量検出手段が設けられている。この重量検出手段は、前側左右に右側重量センサ２５ａおよび左側重量センサ２５ｂ、後側中央に奥側重量センサ２５ｃ（図２参照）、前側中央に前側重量センサ２５ｄ（図２参照）が配置されることによって構成されている。これら重量センサ２５ａ〜２５ｄの上にテーブルプレート２４が載置されている。
【００２２】
テーブルプレート２４は、食品を載置するためのもので、ヒータ加熱とマイクロ波加熱の両方に使用できるように耐熱性を有し、かつ、マイクロ波の透過性がよく、衛生面でも良好な磁器などの材料で成形されている。
【００２３】
また、テーブルプレート２４は、ヒータ１２によるグリル加熱手段を使用して加熱する際、食品を適宜ヒータ１２に近づけるために、加熱室２８の左右の加熱室２８の側壁２８ｆに設けた上下多段（図では３段）の棚２７に載せて使用される。
【００２４】
また、加熱室２８の上壁２８ｃの奥側には、赤外線ユニット５０が設けられている。この赤外線ユニット５０は、加熱室２８の底壁２８ａにおける全域の温度を検出し、食材の温度を検出する。
【００２５】
図４は、本実施形態の加熱調理器の機械室の状態を示す底面図である。
図４に示すように、機械室２０には、左右方向の中央部に、インバータ基板２２を収納したケース２３０ａが設けられている。このケース２３０ａは、冷却ダクト１６と連通している。この冷却ダクト１６は、奥壁２８ｂと後板１０（図３参照）との間を、鉛直方向上方に延びて形成されている。
【００２６】
また、機械室２０には、インバータ基板２２の右側に制御基板２３が配置されている。この制御基板２３は、該制御基板２３の側面を覆うケース２３ａを備えている。ケース２３ａには、奥側重量センサ２５ｃ（図２参照）へ冷却風３９ｇを導く分岐路２３ｂが形成されている。
【００２７】
ファン装置１５は、制御基板２３の側方かつケース２３０ａの前方に配置されている。ファン装置１５によって発生する冷却風は、機械室２０内の自己発熱するマグネトロン３３（図２参照）やインバータ基板２２、重量検出手段（重量センサ２５ａ〜２５ｄ）などを冷却する。また、ファン装置１５は、複数の流路１５Ｐ，１５Ｑ，１５Ｒを備える。流路１５Ｐは、左側重量センサ２５ｂに向けて冷却風３９ａが流れるとともに、マグネトロン３３に向けて冷却風３９ｂが流れる。流路１５Ｑは、右側重量センサ２５ａ（図３参照）に向けて冷却風３９ｅが流れるとともに、制御基板２３に向けて冷却風３９ｆが流れる。流路１５Ｒは、回転アンテナ駆動手段４６に冷却風３９ｃが流れるとともに、インバータ基板２２に向けて冷却風３９ｄが流れる。
【００２８】
そして、加熱室２８の外側と外枠７（図１参照）との間および熱風ケース１１ａ（図２参照）と後板１０との間を冷却風が流れ、外枠７と後板１０を冷却しながら排気孔３６（図３参照）を通り、外部排気ダクト１８の外部排気口８から排出される。
【００２９】
冷却ダクト１６は、略筒状に形成され、熱風ケース１１ａと後板１０との間に位置している。また、冷却ダクト１６の上端開口部は、赤外線ケース４８に接続されている。また、冷却ダクト１６は、下端開口部がファン装置１５に繋がるケース２３０ａの送風連絡口１５ｒに接続されている。また、ファン装置１５からの冷却風の一部を冷却ダクト１６内に取り入れるようにしている。
【００３０】
図５は、基準点位置を示す赤外線センサの拡大図である。図６は、終点位置を示す赤外線センサの拡大図である。図７は、観測窓を閉めた状態を示す赤外線センサの拡大図である。
図５ないし図７に示すように、赤外線ユニット５０は、モータ５１と、赤外線センサ５２と、筒状のユニットケース５４と、シャッタ５５と、を備えて構成されている。また、赤外線ユニット５０は、赤外線ケース４８によって覆われている。
【００３１】
一方、加熱室２８の上壁２８ｃの奥側には、加熱室２８の内方向に突出した円弧状の観測部４４が設けられている。この観測部４４には、観測窓４４ａが貫通して形成され、赤外線センサ５２の検出する視野範囲を開口している。また、観測部４４には、マイクロ波加熱時に観測窓４４ａからのマイクロ波漏洩を防止するために、観測窓４４ａの周囲外側には立上壁（バーリング）４４ｂを２ｍｍ程度設けている。
【００３２】
モータ５１は、回転軸５１ａを有し、ユニットケース５４を回転（駆動）させることで、ユニットケース５４に収めた赤外線センサ５２を一緒に回転させる。また、赤外線センサ５２が搭載された基板５３を回転させて、赤外線センサ５２の集光レンズ５２ａの向きを加熱室２８の底壁２８ａの奥側（加熱室２８の奥壁２８ｂ側）から加熱室２８の開口部２８ｄ（図９参照）の高さ方向に下方から３０％程度までの範囲を回転移動して温度を検出できるようにしている。また、モータ５１は、ステッピングモータを使用し、制御基板２３（図４参照）に設けられた制御手段の制御によって回転軸５１ａを正転、逆転、また回転角度を好みの角度に動作可能となっている。
【００３３】
ユニットケース５４は、最大径部に基板５３が配置され、赤外線センサ５２の集光レンズ５２ａを臨ませる窓部５４ａが形成されている。また、ユニットケース５４は、材料としてカーボンを含んで構成され、ユニットケース５４の特性を導電性としている。これにより、外来ノイズがユニットケース５４内に侵入するのを防止している。
【００３４】
また、ユニットケース５４の周囲には、円弧状に形成された風路５５ｃが設けられている。また、風路５５ｃを構成するケースには、開口５５ａ，５５ｂが形成されている。開口５５ａは、赤外線センサ５２の近傍に位置している。
【００３５】
シャッタ５５は、金属板から成るものである。また、シャッタ５５は、赤外線センサ５２を使用しないときに後述する観測窓４４ａを閉じるものである。
【００３６】
風路５５ｃを構成するケースには、位置決め凸部５６が形成されている。この位置決め凸部５６は、赤外線センサ５２の検知点を基準位置（図９の検知点ａ）に示すように制御手段がモータ５１の回転を制御したとき、赤外線センサ５２の検知点の基準位置を補正するためのものである。そのためシャッタ５５によって観測窓４４ａを閉じたときに、位置決め凸部５６が赤外線ケース４８に設けられたストッパ（図示無し）に当接させた状態で回転軸５１ａをスリップさせる。それにより、制御手段の制御する基準位置と赤外線センサ５２の検知する基準位置となる検知点ａ（図９参照）の位置を補正することができる。
【００３７】
図８は、第１実施形態の赤外線センサを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図である。
図８（ａ）および（ｂ）に示すように、赤外線センサ５２は、赤外線検出素子５２ｂ（例えばサーモパイル）を複数個設けたものである。ここでは、回転軸５１ａ（図５参照）に垂直方向において一列に８素子整列した赤外線センサを使用している。
【００３８】
また、赤外線センサ５２は、多数の熱電対を直列接続した赤外線検出素子５２ｂ（図８（ｂ）参照）を備える。赤外線検出素子５２ｂは、ニッケルめっき鋼板などの金属キャン５２ｃと金属ステム５２ｄからなる金属ケース５２ｅに内蔵されている。金属ステム５２ｄには、筒状の金属キャン５２ｃが窒素などの不活性ガス中で被せられて溶着されている。
【００３９】
金属キャン５２ｃの上面には、開口部５２ｆが形成されている。この開口部５２ｆには集光レンズ５２ａが装着されている。集光レンズ５２ａは、例えばホウケイ酸ガラスである。また、集光レンズ５２ａは、赤外線検出視野内、換言すると、赤外線検出素子５２ｂに赤外線が届くまでの間（経路上）に設けられている。
【００４０】
次に、食品の温度を検出する動作について図９を参照して説明する。図９は、赤外線センサの動作を説明する断面図である。
図９に示すように、被加熱物（牛乳）６０ｃの入っている上方が開口した容器６０の例として、コップを加熱室２８の底壁２８ａに設けられたテーブルプレート２４に載置して加熱を開始した場合について説明する。この場合、マグネトロン３３が安定発振する1〜２秒間はシャッタ５５によって観測窓４４ａを閉じて（図７参照）、マグネトロン３３の発振開始時の不安定発振によるノイズが赤外線センサ５２に入り込むのを防止する。
【００４１】
マグネトロン３３の発振が安定した後、制御手段は、モータ５１（図５参照）を制御して、回転軸５１ａ（図５参照）が基準位置（検知点ａ）となるように回転制御する。回転軸５１ａが基準位置へと回転することでユニットケース５４も回転し、赤外線センサ５２の集光レンズ５２ａの向きも基準位置の検知点ａを検知できる位置に回転する。
【００４２】
そして、ユニットケース５４が回転することで、被加熱物６０ｃの温度の検出は基準位置（検知点ａ）からテーブルプレート２４の検知点ｂ、検知点ｃへと進む。さらにユニットケース５４が回転すると、容器６０の外側の温度を高さ方向に検知し、検知点ｄから検知点ｅの温度を検知する。検知点が容器６０の開口部の頂点に達した後は、被加熱物６０ｃの表面の温度を検知点ｆで検知する。その後は、容器６０の内側の温度を検知点ｇで検知し、次にテーブルプレート２４の温度を検知点ｈで検知し、終点のドア２の温度を検知点ｋで検知する。このように、各検知点ａ〜ｋにおいて、表面温度が検知される。
【００４３】
なお、検知点ａ〜検知点ｋの温度検知範囲における温度検知は、ユニットケース５４を回転する往復時の両方で行ってもよい。または、一度終点まで温度検知を行った後、再度基準位置に戻ってから再び検知点ａ〜検知点ｋと順次行ってもよい。また、温度の検知点の数は適宜変更することができ、前記した検知点ａ〜検知点ｋは、一例であって本実施形態に限定されるものではない。
【００４４】
また、温度の検知点ｋの終点がドア２の温度を検知する位置まで設定しているのは、被加熱物６０ｃを入れた容器６０が加熱室２８の手前側に載置された場合でも、容器６０の上部開口部から被加熱物６０ｃの表面温度を検知できる位置まで拡大しているためである。
【００４５】
図１０は、第１実施形態に示す集光レンズの光学特性図である。なお、図１０では、本実施形態のホウケイ酸ガラスを一点鎖線で示す。また、結晶化ガラスを実線で示し、シリコンを破線で示す。
図１０に示すように、ホウケイ酸ガラスは、０．３〜２．５μｍの波長の光を８０％以上透過し、約３．３μｍの波長の光を最大５０％程度透過する。また、ホウケイ酸ガラスは、３．５μｍよりも長い波長、および、０．２μｍよりも短い波長の光をほとんど透過しない（カットする）。また、ホウケイ酸ガラスは、２．５〜２．９μｍの波長の光を８０％から１０％の範囲で減衰する。
【００４６】
従来の赤外線センサに装着されていた集光レンズは、シリコンレンズ（シリコン）である。そのシリコンの光学特性は、図１０において破線で示すように、１〜２５μｍの長波長側の光を５０％程度透過する。また、０．８μｍ以下および２５μｍ以上の光はほとんど透過しない。
【００４７】
ところで、加熱調理器１００の入力手段７１（図１参照）から入力された内容に従って食材を加熱調理すると、飲み物や、水分を含む食材などの場合、食材から蒸気（水蒸気）が発生する。図１１は、蒸気の光学特性図を示している。
図１１に示すように、蒸気は、ある特定の波長の赤外線を吸収する特性がある。その蒸気の赤外線吸収波長は、２．５〜２．９μｍ（２．５μｍ以上２．９μｍ以下）、および、５．０〜７．７μｍ（５．０μｍ以上７．７μｍ以下）である。蒸気は、このような波長帯を除き赤外線を透過する特性を有する。
【００４８】
このように前記したホウケイ酸ガラスは、５．０〜７．７μｍの帯域全体の赤外線をシリコンガラスよりも減衰させるものであり（ホウケイ酸ガラス：透過率０％、シリコンガラス：透過率約５０％）、２．５〜２．９μｍの一部帯域の赤外線をシリコンガラスよりも減衰させるものである（ホウケイ酸ガラス：透過率約１０％、シリコンガラス：透過率約５０％）。
【００４９】
ここで、図１２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図（黒体の分光放射発散度）を示す。この分光放射エネルギーを全波長域において積分することで、全放射エネルギーを求めることができ、これは温度（絶対温度）の４乗に比例する。これがステファン・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−２０〜１００℃において７．８μｍ〜１１．５μｍである（図１２参照）。マイクロ波加熱やグリル加熱された食材は、食材温度Ｔ、食材の赤外線放射率εとすると、食材の赤外線放射エネルギーＥ（Ｅ＝εσＴ４）を温度に応じて放出する。赤外線センサ５２は、食材から放射される赤外線放射エネルギーＥの検出値を基に食材温度を換算して求めている。
【００５０】
次に、赤外線センサ５２に入射する食材加熱により放射される赤外線の入射エネルギーと食材温度の関係を図１３と図１４に示す。図１３は、比較例としての従来の赤外線センサにおいて蒸気の有無での食材の加熱により放射される赤外線の入射エネルギーと食材温度との関係を示すグラフである。図１４は、第１実施形態の赤外線センサにおいて蒸気の有無での食材の加熱により放射される赤外線の入射エネルギーと食材温度との関係を示すグラフである。図１３と図１４は、条件として、食材加熱中に蒸気が発生する場合と、蒸気が発生しない場合の２パターンとし、図中、蒸気有を破線で示し、蒸気無を実線で示している。
【００５１】
図１３は、集光レンズ５２ａを従来の加熱調理器で採用されているシリコンレンズとした結果である。図１４は、集光レンズ５２ａを第１実施形態のホウケイ酸ガラスとした結果である。赤外線の入射エネルギーは、図１２において示した分光放射エネルギーに、図１０において示した光学特性（透過率）と、蒸気有りの場合の図１１に示した蒸気の光学特性と、を掛け合わせた光学特性において全波長域を積分したものである。
【００５２】
図１３に示すように、集光レンズがシリコンレンズ製の結果は、赤外線の入射エネルギーを基準に食材温度を規定すると、蒸気の有無での温度誤差は食材温度１００℃で誤差３０℃、食材温度２００℃で誤差５０℃である。このように、集光レンズをシリコンレンズとした従来の赤外線センサでは、食材から蒸気が発生した場合、食材温度の検出誤差が約３０℃と実温度との乖離が大きくなる。つまり、温度検出を例えば５〜８μｍの範囲で設定した場合、水蒸気が発生したときに、これまで５０％程度のエネルギーが入射されていたものがゼロになり、実温度との乖離が大きくなる。その結果、食材の過加熱や加熱不足といった加熱性能の低下を招く課題が生じていた。
【００５３】
図１４に示すように、集光レンズ５２ａを第１実施形態のホウケイ酸ガラス製にした結果は、赤外線の入射エネルギーを基準に食材温度を規定すると、蒸気の有無での温度誤差は食材１００℃で誤差５℃、食材２００℃で誤差１０℃である。このようにホウケイ酸ガラス製の集光レンズ５２ａを使用して、蒸気の赤外線吸収波長帯（２．５〜２．９μｍおよび５．０〜７．７μｍ）からずらした波長域において調理物の温度を測定することで、蒸気の影響を小さくできる。
【００５４】
このように、第１実施形態の赤外線センサ５２を適用することで、マイクロ波加熱やグリル加熱などの加熱手段で温められる食材温度Ｔの範囲は、−２０℃〜１００℃であることから、食材から発生する蒸気の有無に拘わらず食材温度を精度よく検出できる。すなわち、加熱室２８に蒸気が発生している環境下でも、食材温度を精度よく検出できることから、加熱手段による食材の過加熱や加熱不足を抑制できる。その結果、設定温度で食材を仕上げることができ、信頼性の高い加熱調理器１００を提供できる。
【００５５】
以上説明したように、第１実施形態の加熱調理器１００は、食材（負荷）を収納する加熱室２８と、食材を加熱する加熱手段（マグネトロン３３、ヒータ１２）と、加熱手段によって加熱された食材から放射される赤外線に基づいて食材の温度を検知する赤外線センサ５２（温度検知手段）と、を備える。この赤外線センサ５２は、赤外線を検出する赤外線検出視野内に蒸気の赤外線吸収波長帯の赤外線を減衰させる集光レンズ５２ａ（赤外線減衰部）を備える。このように、蒸気の赤外線吸収波長帯からずらした波長帯において食材（調理物）の温度を測定することで、蒸気の影響を小さくできる。
【００５６】
また、第１実施形態では、集光レンズ５２ａ（赤外線減衰部）が、蒸気の赤外線吸収波長帯として、２．５〜２．９μｍおよび５．０〜７．７μｍの少なくとも一部の帯域の赤外線を減衰させるものである。なお、赤外線減衰部は、必ずしも、蒸気の赤外線吸収波長帯の全体とずれている必要はなく、一部が蒸気の赤外線吸収波長と重なっていてもよい。また、赤外線減衰部は、蒸気の赤外線吸収波長を完全にカットするものであってもよく、ゼロ近くまで落とすもの（弱めるもの）であってもよい。これによれば、食材（調理物）の温度を精度よく測定することができる。
【００５７】
また、第１実施形態では、集光レンズ５２ａが蒸気の赤外線吸収波長の赤外線を、シリコン（シリコンレンズ）よりも減衰させるものである。これによれば、蒸気の赤外線吸収波長をシリコンよりも大きく減衰させることで、蒸気の有無による温度差を縮めることができる。
【００５８】
また、第１実施形態は、赤外線センサ５２は、赤外線を検出する赤外線検出素子５２ｂと、赤外線を赤外線検出素子５２ｂに集光させる集光レンズ５２ａと、を備え、集光レンズ５２ａが赤外線減衰部の光学特性を有する。これによれば、既存の赤外線センサとの置き換えが容易になる。
【００５９】
また、第１実施形態は、赤外線減衰部がホウケイ酸ガラスによって構成されている。これによれば、熱衝撃に強く、加熱調理器１００に好適である。
【００６０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について図１５から図１７を用いて説明する。図１５は、第２実施形態の赤外線センサを備えた集光レンズの拡大断面図である。図１６は、第２実施形態に示す蒸気遮蔽膜の光学特性図である。図１７は、第２実施形態の赤外線センサにおいて蒸気の有無での食材の加熱により放射される赤外線の入射エネルギーと食材温度との関係を示すグラフである。なお、第２実施形態の全体構成は、第１実施形態と同じであるので、説明を省略する。
【００６１】
図１５に示すように、第２実施形態の加熱調理器に適用される赤外線センサは、集光レンズ１５０に、蒸気の赤外線吸収波長域の赤外線を遮蔽する赤外線遮蔽膜５２ａ１をコーティング処理したものである。赤外線遮蔽膜５２ａ１は、集光レンズ１５０の検出面側（食材と対向する側、加熱室２８に面する側）に形成されている。なお、集光レンズ１５０は、例えば、従来と同様なシリコン製のレンズ、または石英レンズである。このように、第２実施形態の温度検知手段は、赤外線検出素子５２ｂ（図８（ｂ）参照）と、赤外線遮蔽膜５２ａ１がコーティングされた集光レンズ１５０と、を備えた赤外線センサである。また、赤外線遮蔽膜５２ａ１は、赤外線を検出する赤外線検出視野内（赤外線検出素子５２ｂに赤外線が届くまでの間（経路上））に設けられている。
【００６２】
図１６に示すように、赤外線遮蔽膜５２ａ１は、８〜１４μｍ（８μｍ以上１４μｍ未満）の波長域で赤外線を約８０％透過し、８μｍ未満および１４μｍ以上の赤外線をほとんど透過しない光学特性を有する。
【００６３】
図１７に示すように、赤外線の入射エネルギーは、図１２に示す分光放射エネルギーに、図１６に示す赤外線遮蔽膜５２ａ１の光学特性と、蒸気有りの場合の図１１に示した蒸気の光学特性と、を掛け合わせた光学特性において全波長域を積分したものである。
【００６４】
赤外線の入射エネルギーを基準に食材温度を規定すると、蒸気の有無での温度誤差は食材１００℃で誤差ほぼ０℃、食材２００℃で誤差５℃である。マイクロ波加熱やグリル加熱などの加熱手段で温められる食材温度Ｔの範囲は−２０℃〜１００℃であることから、第２実施形態では、食材から発生する蒸気の有無に係らず食材温度を第１実施形態に対してより高精度に検出できる。
【００６５】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態の構造について図１８を用いて説明する。図１８は、第３実施形態の赤外線センサを拡大した側面模式図である。なお、第３実施形態の全体構成は、第１実施形態と同じなので説明を省略する。第３実施形態は、赤外線センサ５２の被加熱物の検出視野に、蒸気の赤外線吸収波長帯の赤外線の透過を抑止する光学フィルタ８１を配置したものである。
【００６６】
図１８に示すように、加熱調理器は、温度検出手段として、センサ部５７と、赤外線減衰部としての光学フィルタ８１と、を備えて構成されている。なお、図１８では、説明の便宜上、簡略化して図示している。
【００６７】
センサ部５７は、赤外線を検出する赤外線検出素子（感熱素子）５２ｂと、赤外線を赤外線検出素子５２ｂに集光させる集光レンズ１５０と、を備えている。赤外線検出素子５２ｂは、第１実施形態と同様なものである。集光レンズ１５０は、例えば、従来と同様なシリコン製のレンズ、または石英レンズである。
【００６８】
また、センサ部５７は、基板５３に実装されている。基板５３に実装されたセンサ部５７は、筒状のユニットケース５４に収納されている。ユニットケース５４には、センサ部５７の集光レンズを臨ませる窓部５４ａが開口して形成されている。これにより、加熱室２８の上壁２８ｃには、開口が形成された観測部４４が設けられている。
【００６９】
加熱室２８の上壁２８ｃに形成された観測部４４には、石英以外のガラスの光学フィルタ８１が設けられている。この光学フィルタ８１（窓材）は、上壁２８ｃに設けられた支持部７０によって保持されている。このように、窓材としての光学フィルタ８１は、赤外線を検出する赤外線検出視野内、換言すると、赤外線検出素子（感熱素子）５２ｂに赤外線が届くまでの間（経路上）に設けられている。
【００７０】
また、光学フィルタ８１は、蒸気の赤外線吸収波長域２．５〜２．９μｍおよび５．０〜７．７μｍにおいて透過率が低い光学特性の材料であり、例えばホウケイ酸ガラスによって構成されている。
【００７１】
また、センサ部５７と光学フィルタ８１との間には、冷却風３９が流れる冷却風路Ｐが形成されている。この冷却風路Ｐは、冷却ダクト１６（図２参照）からユニットケース５４に吹き付けた冷却風３９の一部が導入される。
【００７２】
ところで、光学フィルタ８１を介してセンサ部５７において、被加熱物（食材、負荷）の温度を検出する構成では、光学フィルタ８１の温度変化による赤外線を測定することになる。被加熱物の加熱手段によって加熱室２８の室内温度が上昇して光学フィルタ８１が高温となると、光学フィルタ８１から放射される赤外線が熱外乱となりセンサ部５７に入射してしまい被加熱物の温度検出誤差要因となる。そこで、第３実施形態では、光学フィルタ８１に冷却風３９を供給して冷却することで、光学フィルタ８１の熱外乱を抑制し、蒸気が発生した加熱室２８の被加熱物の温度を正しく検出することができる。
【００７３】
このように、光学フィルタ８１を介して被加熱物の温度を検出するセンサ部５７に入射する食材の加熱により放射される赤外線の入射エネルギーと食材温度の関係は、第１実施形態で説明した図１４に類似する特性となる。加熱調理器の加熱手段（ヒータ１２、マグネトロン３３）によって加熱された被加熱物（食材）からは蒸気が発生するが、蒸気発生後も被加熱物の温度を正しく検出できる。
【００７４】
このように、第３実施形態の加熱調理器に搭載される温度検出手段は、赤外線を検出する赤外線検出素子５２ｂおよび赤外線を赤外線検出素子５２ｂに集光させる集光レンズ１５０を備えたセンサ部５７と、加熱室２８の赤外線検出視野内に赤外線減衰部の光学特性を有する光学フィルタ８１と、を備える。これによれば、既存のセンサ部５７（赤外線センサ）を利用できるので、コスト的に有利である。
【００７５】
また、第３実施形態では、光学フィルタ８１がホウケイ酸ガラスによって構成されている。これによれば、赤外線減衰部を安価に構成できる。
【００７６】
また、光学フィルタ８１は、ホウケイ酸ガラスに替えて結晶化ガラスによって構成されていてもよい。結晶化ガラスの光学特性は、図１０において実線で示すように、０．９〜２．８μｍの光および３．６μｍの光を６０％程度透過し、０．４μｍ以下および５．０μｍ以上の光はほとんど透過しない。これによれば、熱衝撃に優れ、加熱室２８に好適に配置できる。
【００７７】
また、第３実施形態では、集光レンズ１５０と光学フィルタ８１との間には、当該光学フィルタ８１を冷却する冷却風路Ｐが形成されている。これによれば、光学フィルタ８１から放射される赤外線の熱外乱によって被加熱物の温度に誤差が生じるのを抑制でき、被加熱物の温度を正しく検出できる。
【００７８】
以上、本実施形態について図面を参照しながら説明したが、本実施形態は前記の内容に何ら限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、加熱手段としては、ヒータ１２とマグネトロン３３を備えた加熱調理器１００を例に挙げたが、マグネトロン３３のみを備えた加熱調理器（いわゆる、電子レンジ機能のみのもの）などに適用してもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１      本体
１２    ヒータ（加熱手段）
２８    加熱室
３３    マグネトロン（加熱手段）
５０    赤外線ユニット
５２    赤外線センサ（温度検知手段）
５２ａ  集光レンズ（赤外線減衰部）
５２ｂ  赤外線検出素子（感熱素子）
５２ｃ  金属キャン
５２ｄ  金属ステム
５２ｅ  金属ケース
５２ｆ  開口部
５２ａ１  赤外線遮蔽膜（赤外線減衰部）
５７    センサ部（温度検知手段）
６０ｃ  被加熱物（負荷）
８１    光学フィルタ（温度検知手段、赤外線減衰部）
１００  加熱調理器
Ｐ      冷却風路
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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