(57)【要約】【課題】従来の誘導加熱調理器に使用される赤外線受光手段には、調理容器からの輻射熱や、コイルやフェライトなどの周囲の発熱部品からの輻射熱，伝導熱を受け、赤外線センサが耐熱温度的に厳しくなるという課題があった。【解決手段】放射赤外線量を検出するサーモパイルと、サーモパイルの受光前面に配置されるトッププレートと同一光学特性の窓材と、サーモパイル出力から調理容器底面温度を検出する温度検出回路と、サーモパイル近傍に調理容器底面およびトッププレート下面に投光する赤外線発光手段と調理容器およびトッププレート下面からの反射光を受光する赤外線受光手段と、赤外線受光手段の出力より温度検出回路の出力を補正する温度補正手段とを備え、サーモパイルと、赤外線発光手段と、赤外線受光手段を同一プリント配線板に配置し、プリント配線板を樹脂ケース内に収納し、窓材にて封止することで、鍋の温度を正確に検知できる。【選択図】  図１３
2010244999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍋を載置するトッププレートと、
該トッププレートの下方に設けられ、内周側コイルと外周側コイルで構成される加熱コイルと、
該加熱コイルに高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、
前記内周側コイルと外周側コイルの間隙の下方に設けられた赤外線センサモジュールと、
該赤外線センサモジュールの出力に基づいて前記鍋の温度を算出する温度検出回路と、
前記赤外線センサモジュールの出力に基づいて前記鍋の放射率を算出する放射率算出回路と、
前記温度検出回路が算出した前記鍋の温度を前記放射率算出回路が算出した前記鍋の放射率を用いて補正し、補正した温度に応じて前記高周波電力供給回路を制御する制御回路と、を具備することを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
請求項１に記載の誘導加熱調理器において、
前記赤外線センサモジュールは、
前記鍋が放射する赤外線量に応じた信号を出力するサーモパイルと、該サーモパイルから出力される信号を増幅するアンプと、を一体にした熱型赤外線検出回路と、
前記鍋に向けて赤外線を照射する赤外線発光素子と、前記鍋で反射した赤外線を受光する赤外線受光素子と、を備えた反射率検出回路と、
を同一のプリント配線板上に隣接して配置したものであり、
前記温度検出回路は、前記熱型赤外線検出回路から出力に基づいて前記鍋の温度を算出し、
前記放射率算出回路は、前記反射率検出回路の出力に基づいて前記鍋の放射率を算出することを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項３】
請求項２に記載の誘導加熱調理器において、
前記赤外線センサモジュールは、
前記プリント配線板を囲むとともに、上方に開口部を有する樹脂ケースと、
前記トッププレートの赤外線透過特性と同等の赤外線透過特性の窓材と、
前記樹脂ケースの外殻を覆うアルミ製の防磁ケースと、
を備えており、
前記樹脂ケースの開口部は前記窓材によって封鎖されていることを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項４】
請求項１〜３何れか一項に記載の誘導加熱調理器において、
前記赤外線センサモジュールは、前記加熱コイルの中心から４５〜５５mmの位置に設けられていることを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項５】
調理容器を上面に置く結晶化ガラスからなるトッププレートと、
前記トッププレートの下に設けた加熱コイルと、
前記加熱コイルへ高周波供給電力を供給する高周波電力供給回路と、
前記調理容器底面からの放射赤外線量を検出するサーモパイルと、
前記サーモパイルの受光前面に配置される前記トッププレートと同一光学特性の窓材と、
前記サーモパイル出力から調理容器底面温度を検出する温度検出回路と、
サーモパイル近傍に前記調理容器底面およびトッププレート下面に投光する赤外線発光手段と前記調理容器およびトッププレート下面からの反射光を受光する赤外線受光手段と、前記赤外線受光手段の出力より前記温度検出回路の出力を補正する温度補正手段とを備え、前記サーモパイルと、前記赤外線発光手段と、前記赤外線受光手段を同一プリント配線板に配置し、前記プリント配線板を樹脂ケース内に収納し、前記窓材にて封止したことを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項６】
前記樹脂ケースと、前記窓材を、防磁ケースに収納したことを特徴とする請求項５に記載の誘導加熱調理器。
【請求項７】
前記防磁ケースは、窓材を介して導光するための開口部を有し、前記開口部以外の各面は、前記防磁ケースにて覆われていることを特徴とする請求項５または６に記載の誘導加熱調理器。
【請求項８】
前記防磁ケースの材質を非磁性材としたことを特徴とする請求項５〜７に記載の誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トッププレート上の鍋の温度を精度良く検出することができる誘導加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、誘導加熱調理器の鍋温度検出方法として、鍋を載置するトッププレート裏に接触させたサーミスタ等の感温素子で鍋底の温度を間接的に検出するものや、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ある（特許文献１）。
【０００３】
赤外線センサを用いた鍋温度検出方法では、鍋底の温度が同じでも、放射率が異なると赤外線センサが検出する温度が異なるという問題が生じるので、これを解決する技術として鍋底の放射率に基づいて赤外線センサが検出した温度を補正する技術も知られている（特許文献２）。また、赤外線センサを防磁ケース内に収納することで、赤外線センサに対する電磁気的なノイズ，外乱光，本体内部の温度の影響を低減する技術も知られている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６４８８３号公報
【特許文献２】特開平１１−２２５８８１号公報
【特許文献３】特開２００８−２２６５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１や特許文献２で使用される赤外線センサには、放射熱量を検出する熱型のサーモパイルや、量子型のフォトダイオードなどを用いている。これらの赤外線センサは、特許文献１や特許文献３で説明されるように、加熱コイルの中心や、加熱コイル内周に隣接する位置に配置される。
【０００６】
しかしながら、加熱コイルの中心や加熱コイル内周に隣接する位置における鍋底の温度は、鍋底の最高温度との温度差が大きいので、これらの位置で鍋底温度を検出し、検出した温度に基づいて火力を制御しても、鍋底の最高温度を適切に制御するのは困難であるという問題があった。
【０００７】
本発明の第一の課題は、鍋底の最高温度近傍の温度を検出することができる誘導加熱調理器を提供することである。
【０００８】
また、特許文献２は、反射検知回路に信号を出力する受光センサを、どこにどのように設置するかを述べておらず、この受光センサの出力に基づく反射率測定の精度劣化を低減することについては考慮されていなかった。例えば、この受光センサは、周囲の発熱部品からの輻射熱，伝導熱，電磁気的なノイズ，外乱光等の影響を受け、反射率測定の精度が劣化するという問題があった。
【０００９】
さらに、特許文献２において、発光手段，赤外線センサ，受光手段の三者は独立した構成であるため、赤外線センサが測定する鍋底位置での反射率を正確に求めるためには、発光手段，受光手段を、精度良く設置する必要があった。換言すると、発光手段，受光手段の設置位置が適切でなかった場合には、赤外線センサが測定する鍋底位置ではない位置の反射率が測定されることになり、この誤った反射率を用いて赤外線センサが測定した鍋底温度を補正した場合は、測定温度の適切な補正ができないという問題もあった。
【００１０】
本発明の第二の課題は、反射率測定の精度劣化を低減することで測定温度を適切に補正する誘導加熱調理器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は、鍋を載置するトッププレートと、該トッププレートの下方に設けられ、内周側コイルと外周側コイルで構成される加熱コイルと、該加熱コイルに高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、前記内周側コイルと外周側コイルの間隙の下方に設けられた赤外線センサモジュールと、該赤外線センサモジュールの出力に基づいて前記鍋の温度を算出する温度検出回路と、前記赤外線センサモジュールの出力に基づいて前記鍋の放射率を算出する放射率算出回路と、前記温度検出回路が算出した前記鍋の温度を前記放射率算出回路が算出した前記鍋の放射率を用いて補正し、補正した温度に応じて前記高周波電力供給回路を制御する制御回路と、を具備する誘導加熱調理器によって解決される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、鍋底の最高温度近傍の温度を検出することができ、反射率に基づく検出温度の補正も適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施例の誘導加熱調理器の外観斜視図。
【図２】一実施例の誘導加熱調理器の加熱コイル上面図。
【図３】一実施例の誘導加熱調理器の加熱コイル下面図。
【図４】一実施例の誘導加熱調理器の断面図。
【図５】一実施例の誘導加熱調理器の鍋加熱制御システムの機能ブロック図、および、赤外線検出モジュールの断面図。
【図６】従来の誘導加熱調理器の加熱コイル上面図。
【図７】従来の誘導加熱調理器の加熱コイルによる鍋加熱分布図。
【図８】一実施例の誘導加熱調理器のセンサ位置模式図。
【図９】一実施例の誘導加熱調理器のセンサ位置模式図。
【図１０】一実施例の誘導加熱調理器の加熱コイルによる鍋加熱分布図。
【図１１】フライパン持ち上げ時の鍋距離を示す図。
【図１２】一実施例のトッププレートの赤外線透過特性グラフ。
【図１３】一実施例の赤外線センサモジュール４０７の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は誘導加熱調理器の外観斜視図である。まず、図１において、１は誘導加熱調理器の本体である。２は耐熱性の高い結晶化ガラスよりなるトッププレートで、本体１の上面に水平に配置され、鉄等の磁性体又はアルミ等の非磁性体よりなる鍋５０１等の金属負荷を載置するものである。このトッププレート２は、４μｍ以下の波長の赤外線を透過し、それより長い波長の赤外線をカットする光学特性を有する。３ａ〜３ｃは本体１の上部に配置された３つの加熱部で、トッププレート２上に載置された鍋５０１を誘導加熱する加熱コイルを各々の下方に有するものである。３１ａ〜３１ｃは鍋底が放射した赤外線をトッププレート１０４の下方に透過する赤外線透過領域である。尚、ここでは加熱部を３つとしたが、加熱部は１つまたは２つであっても良い。４は吸気口で、本体１の後部において上方に向けて開口しており、本体１内部の制御部（図示せず）に冷却風を取り入れるものである。５は排気口で、本体１の後部において上方に向けて開口しており、本体１内部を冷却した排気を排出するものである。本実施例では、吸気口４を本体１後部の右側に、排気口５を左側に配置している。６は本体１の前面左部に設けられたグリル加熱部である。７ａ〜７ｃは本体１の上面側に設けられた操作部で、加熱部３ａ〜３ｃの加熱の設定，操作を行うものである。８ａ〜８ｃはトッププレート２の前面側上部に設けられ、出力制御基板（図示せず）と連動して加熱部３ａ〜３ｃの通電の状態を表示する表示部である。
【００１５】
図２は加熱部３ａの下方にある加熱コイル２００近傍の上面図である。加熱コイル２００は、同心円状の間隙Ｇを挟んで同一平面上に設けられた内周側加熱コイル２０１と外周側加熱コイル２０２で構成されており、同方向の電流が両コイルに流れるように、内周側加熱コイル２０１の外端と外周側加熱コイル２０２の内端が電気的に接続されている。本実施例において、内周側加熱コイル２０１はコイル中心からの距離約３０〜４５mmに設けられているものとし、外周側加熱コイル２０２はコイル中心からの距離約５５〜９０mmに設けられているものとする。また、２０３は加熱コイル２００を保持するコイルベース、２０４はコイル中心からの距離４５〜５５mmに設けられた赤外線センサモジュールの検出エリアで、鍋底から放射される赤外線を、後述する赤外線センサモジュール４０７に導くエリアである。なお、本実施例では赤外線センサモジュールの検出エリア２０４の大きさを直径約１０mmとする。２０５〜２０８はトッププレート１０４の下面の温度を測定するサーミスタ（接触式温度センサ）である。
【００１６】
図３はコイルベース２０３の下面図である。図３において、３０１〜３１２は放射状に設けられたフェライトコアで、内周側加熱コイル２０１および外周側加熱コイル２０２で生じた磁界をトッププレート２上の鍋に効率的に入力するためのものである。なお、フェライトコア３０１と３０２の間のピッチは、赤外線センサモジュールの検出エリア２０４を設けるため、他のフェライトコアのピッチより大きくしてある。
【００１７】
図４は図１のＡ−Ａ′面の本体断面図である。図４において、４０１は冷却ファン、４０２は冷却ファン４０１を駆動するモーター、４０３〜４０５は加熱コイル２００に高周波電力を供給する高周波電力供給回路、４０６は冷却ファン４０１により吸引される冷却風の流れを表す矢印、４０７は赤外線センサモジュールである。コイルベース２０３はバネ（図示せず）によりトッププレート２の下面に密着されている。
【００１８】
図５は、鍋加熱制御システムを示す機能ブロック図である。図５において、５０１は被加熱物である鍋、５０２は赤外線センサモジュール４０７とサーミスタ２０５〜２０８の出力に基づいて鍋５０１の温度を算出する温度検出回路、２６は赤外線センサモジュール４０７の出力に基づいて鍋５０１の放射率を算出する放射率算出回路、５０３は温度検出回路５０２が算出した温度を放射率算出回路２６の出力に基づいて補正し、補正した温度に応じて高周波電力供給回路４０５を制御し加熱コイル２００に供給する電力を制御する制御回路である。また、５０８は、鍋５０１が放射する赤外線を下方の赤外線センサモジュール４０７に導くとともに、加熱コイル２００から放射される赤外線が赤外線センサモジュール４０７に入射されるのを防ぐ導波管である。
【００１９】
次に、本実施例の動作を説明する。ユーザーがトッププレート２上に鍋５０１を置き、操作部７ａを操作して加熱を開始すると、制御回路５０３が高周波電力供給回路４０５を制御して加熱コイル２００に所定の電力を供給する。加熱コイル２００に高周波電流が供給されると、加熱コイル２００から誘導磁界が発せられ、トッププレート上の鍋に渦電流が発生し誘導加熱される。この誘導加熱によって鍋の温度が上昇し、鍋内の調理物が調理される。
【００２０】
一般に物体は、その温度に応じて自ら赤外線を放射する。この赤外線の強さは、物体の温度が上昇すればそれに伴って増大する。そのため、赤外線センサモジュールを用いて鍋が放射する赤外線量を測定すれば、鍋の温度を瞬時に計測できる。
【００２１】
ここで問題になるのは、加熱コイルを用いて誘導加熱を行うと、鍋底の温度が均一とならないため、赤外線センサモジュールを用いても鍋底の最高温度を正確に計測することができない場合がある。図６，図７を用いて、従来の誘導加熱調理器における赤外線センサによる温度計測を説明する。図６は従来の加熱コイル近傍の上面図であり、６０１はコイル中心から約３６mm〜約８８mmの距離で形成された一体化構成の加熱コイル、６０２はコイル中心から約１５mmの位置に設けられた赤外線センサモジュールの検出エリアである。図７は、加熱コイル６０１を用いて、底の厚みが比較的薄いステンレス製鍋を高火力で加熱し、鍋底表面温度の最高点が約３６０℃（てんぷら油の発火温度）に達した時点での温度分布を、コイル中心からの距離１０mmピッチで測定したものである。図７から分かるように、鍋底の最低温度は中心付近の約３０℃であり、鍋底の最高温度はコイル中心からの距離５０〜７０mm付近の約３５０〜３６０℃である。つまり、最低温度と最高温度の温度差は約３３０度である。これは、一体化コイル６０１がドーナッツ形状をしており、誘導加熱の原理上、加熱コイル上の鍋の部分が最も渦電流が大きく、温度上昇が大きいが、加熱コイルがない中心部では、渦電流が小さいため、温度上昇が小さいためである。そして、コイル中心から約１５mmの位置に設けられた従来の赤外線センサモジュールの検出エリア６０２では、約６０℃という鍋底温度しか観測することができなかった。すなわち、最高温度と観測温度の温度差は約２７０℃にも達していた。
【００２２】
本実施例の誘導加熱調理器では、鍋底温度が最高になるコイル中心からの距離５０〜７０mm位置での鍋底温度を測定するため、図２に示すように、加熱コイルを内周側加熱コイル２０１と外周側加熱コイル２０２に分割し、コイル中心から５０mmの距離に赤外線センサモジュールの検出エリア２０４を設けた。検出エリア２０４をコイル中心から５０mmの距離に設けたのは、鍋底温度が最高になるコイル中心からの距離５０〜７０mm位置に含まれる位置であると同時に、図８に示すように、使用頻度の高い鍋のうち最も直径の小さい直径１２０mmの小径鍋を加熱するときであっても、鍋底が完全に赤外線センサモジュールの検出エリア２０４の上を覆うことができ、鍋底の温度を測定できる位置だからである。
【００２３】
図１０は、加熱コイル２００を用いて、底の厚みが比較的薄いステンレス製鍋を高火力で加熱し、鍋底表面温度の最高点が約３６０℃（てんぷら油の発火温度）に達した時点での温度分布を、コイル中心からの距離１０mmピッチで測定したものである。図１０から分かるように、鍋底の最低温度は中心付近の約５０℃であり、鍋底の最高温度はコイル中心からの距離７０mm付近の約３６０℃である。検出エリア２０４が設けられた、コイル中心から約５０mmの位置で観測される鍋底温度は約３２０℃である。すなわち、本実施例の構成を用いれば、最高温度と観測温度の温度差をわずか約４０℃にでき、観測温度に基づく火力制御も好適に行うことができる。
【００２４】
なお、図２に示す内周側加熱コイル２０と外周側加熱コイル２０２の間隔Ｇが広いと、検出エリア２０４上の鍋底温度が低下するため、間隔Ｇは狭いほどよいが、間隔Ｇを狭くしすぎると検出エリアも狭くなり、鍋底から放射される赤外線を十分補足することができない。従って、間隔Ｇをある程度大きく１０〜２０mm程度に設定するのが望ましく、本実施例では間隔Ｇを１５mmと定めた。
【００２５】
また、図３に示すように、検出エリア２０４の隣のフェライトコア３０１の隣にサーミスタ２０５を設置し、サーミスタ２０５〜２０７で略正三角形を形成するようにサーミスタ２０６，２０７を配置し、この略正三角形の中心にサーミスタ２０８を配置した。これにより、図９に示すように、直径１２０mmの鍋底がコイル加熱範囲である直径２００mmの円の範囲で移動しても、必ず鍋底の下に複数のサーミスタがあるので、鍋底の温度検知は可能となる。なお、鍋底の下に赤外線センサモジュールの検出エリア２０４上が無い場合は、高火力入力は行わず、比較的ゆっくりした加熱制御を行う。
【００２６】
また、図１１に示すように、ユーザーがフライパン等を使って調理する場合、フライパン１１１を傾ける場合があるが、この場合、フライパン１１１の手前側（操作部側）を持ち上げる動作がほとんどである。本実施例では、赤外線センサモジュールの検出エリア２０４がコイル中心より操作部側の反対側にあるため、トッププレートとフライパン１１１の距離Ｈが短くなるので、多少の持ち上げ時でも正確に鍋底温度を測定できる。
【００２７】
次に、図１３を用いて、赤外線センサモジュール４０７の詳細を説明する。図１３（ａ）は、赤外線センサモジュール４０７近傍の断面図であり、図１３（ｂ）は、赤外線センサモジュール４０７を上方から見た平面図である。
【００２８】
図１３（ａ）に示すように、赤外線センサモジュール４０７は、樹脂ケース１６と、樹脂ケース１６の上方に設けられた開口部１４と、樹脂ケース１６の外殻を開口部１４を除いて覆う防磁ケース１３と、開口部１４に設けられた窓材１５と、樹脂ケース１６の内部に設けられた熱型赤外線検出回路１３１，反射率検出回路１３２，プリント配線板２７を備えている。
【００２９】
樹脂ケース１６の開口部１４は窓材１５によって封鎖されているので、赤外線センサモジュール４０７内部の熱型赤外線検出回路１３１，反射率検出回路１３２には冷却風が直接当たることはない。すなわち、この構成により、冷却風が熱型赤外線検出回路１３１，反射率検出回路１３２に与える影響を低減している。
【００３０】
また、樹脂ケース１６を熱伝導率の低い樹脂で構成することによって、赤外線センサモジュール４０７内部の温度が急激に変化するのを防止している。すなわち、この構成により、熱型赤外線検出回路１３１，反射率検出回路１３２の温度が伝熱によって急変化するのを防止している。
【００３１】
さらに、高温となったトッププレート２，加熱コイル２００などから発せられる昇温効果の高い波長の赤外線（４μｍ以上）をカットする光学特性を窓材１５に持たせることによって、昇温効果の高い波長の赤外線が赤外線センサモジュール４０７内部に進入するのを防止している。すなわち、この構成により、熱型赤外線検出回路１３１，反射率検出回路１３２の温度が昇温効果の高い波長の赤外線によって急変化するのを防止している。なお、本実施例では、トッププレート２の赤外線透過特性と窓材１５の赤外線透過特性を同一とした。
【００３２】
さらに、防磁ケース１３を非磁性体のアルミ製にすることによって、赤外線センサモジュール４０７内部に侵入する電磁気的ノイズを低減し、防磁ケース１３が受ける輻射熱を放熱しやすい構成とした。
【００３３】
このような構成を採ることにより、赤外線検出回路１３１，反射率検出回路１３２は、冷却風，周辺温度の急激な変化，昇温効果の高い波長の赤外線の影響，電気的なノイズの悪影響を小さくすることができ、調理温度１５０から３００℃の広い温度範囲において、精度の高い信号を出力することができ、鍋５０１の温度を正確に測定することができる。
【００３４】
次に、赤外線センサモジュール４０７における信号検出を説明する。鍋５０１の底面から放射される赤外線は、放射赤外線視野範囲である経路３０（トッププレート２，導波管５０８，窓材１５）を介して、熱型赤外線検出回路１３１に届く。また、反射率検出回路１３２が発光する赤外線は、経路２９の往路（窓材１５，導波管５０８，トッププレート２）を介して鍋５０１に届き、鍋５０１で反射した赤外線は、経路２９の復路（トッププレート２，導波管５０８，窓材１５）を介して反射率検出回路１３２に戻る。つまり、熱型赤外線検出回路１３１にも、反射率検出回路１３２にも、トッププレート２，窓材１５の両方を経由した赤外線が届くことが分かる。
【００３５】
窓材１５，赤外線透過部材５０７の赤外線透過特性は、トッププレート２と同一なので、鍋５０１が放射した赤外線のうち、トッププレート２を透過した短い波長の赤外線は、窓材１５，赤外線透過部材５０７も透過する。一方、トッププレート２でカットされた長い波長の赤外線は、窓材１５，赤外線透過部材５０７でもカットされる。窓材１５には、鍋５０１からの伝熱で高温になったトッププレート２の下面から放射された赤外線も届くが、この赤外線の大部分は窓材１５でカットされる長い波長の赤外線であるので、トッププレート２が放射する赤外線の大部分は窓材１５でカットされる。すなわち、熱型赤外線検出回路１３１，反射率検出回路１３２に届く赤外線にはトッププレート２が放射する赤外線の大部分が届かないので、トッププレート２が放射する赤外線に起因する、熱型赤外線検出回路１３１，反射率検出回路１３２が出力信号の劣化を防止できる。
【００３６】
次に、熱型赤外線検出回路１３１を詳細に説明する。熱型赤外線検出回路１３１は、トッププレート２と同一の素材をレンズ形状に加工した赤外線透過部材５０７と、鍋５０１の底面から放射される赤外線を検知するサーモパイル１２と、サーモパイル１２の出力を増幅するアンプ２１で構成されている。サーモパイル１２に届く赤外線エネルギは微弱であるが、サーモパイル１２とアンプ２１を一体化することで、サーモパイル１２，アンプ２１間での電磁気的ノイズ混入を低減できる。そして、ノイズの混入の少ない信号をアンプ２１で５０００〜１００００倍に増幅した後に出力することで、Ｓ／Ｎ比の良い信号を熱型赤外線検出回路１３１から出力している。
【００３７】
ここで、サーモパイル１２の原理について説明する。サーモパイル１２は受光した赤外線のエネルギに比例した電圧を出力するもので、熱電対を一箇所に集めたものである。このため、鍋の温度が上昇すると鍋底からの赤外線放射強度も強くなり、サーモパイル１２が受光する赤外線エネルギ量が増え、サーモパイル１２の出力信号電圧が高くなる。一般に、物体の放射する赤外線エネルギはその物体の絶対温度の４乗に比例するというステファン・ボルツマンの法則（式１）があり、温度が高くなればなるほど加速度的に大きな赤外線エネルギを放射する。すなわち、サーモパイル１２を用いて単位面積当たりの放射量Ｗを知ることができれば、式１に基づいて放射物体の絶対温度を算出できる。
【００３８】
Ｗ＝（２π5κ4／１５ｃ2ｈ3）×Ｔ4＝σＴ4          （式１）
Ｗ：単位面積当たりの放射量（Ｗ／cm2・μｍ）
κ：ボルツマン定数＝１.３８０７×１０-23（Ｗ・ｓ／Ｋ）
ｃ：光速度＝２.９９７９×１０10（cm／ｓ）
ｈ：プランク定数＝６.６２６１×１０-34（Ｗ・ｓ2）
σ：ステファン・ボルツマン定数＝５.６７０６×１０-12（Ｗ／cm2・Ｋ4）
Ｔ：放射物体の絶対温度（Ｋ）
【００３９】
次に、図１２を用いて、諸材料の透過率と波長の関係、および、黒体温度の放射エネルギと波長の関係を示す。図１２の上グラフに示すように、石英，サファイア，シリコンは、所定の波長帯域で透過率が高いのに対し、本実施例でトッププレート２に用いる結晶化ガラスは、波長が約０.５〜２.６μｍの帯域で透過率が約８０％を超えるとともに、波長が約０.４２〜２.７μｍ及び約３.２〜４μｍで透過率が約３０％以上であり、波長が約０.４２μｍ以下、約２.７〜３.２μｍ及び約４μｍ以上では透過率が約３０％に満たない。また、図１２の下グラフに示すように、１００℃の黒体の熱放射エネルギは、約２μｍで最大値、約７μｍで最小値をとり、２００℃の黒体の熱放射エネルギは、約１.５μｍで最大値、約６μｍで最小値をとる。１００〜２００℃の黒体が放射する赤外線のピーク波長約１.５〜２μｍは、結晶化ガラスの透過率が約８０％を超える帯域に収まるので、１００〜２００℃の鍋５０１が放射するピーク波長の赤外線の大部分は結晶化ガラス製のトッププレート２及び窓材１５を透過し、赤外線センサモジュール４０７内のサーモパイル１２へ向かうことができる。一方で、鍋５０１が放射する赤外線のうち昇温効果の高い４μｍ以上の波長の大部分はトッププレート２でカットされるので、本体１内部が昇温効果の高い赤外線により温められるのを防止することができる。
【００４０】
次に、反射率検出回路１３２を詳細に説明する。反射率検出回路１３２は、赤外線発光素子１９と赤外線受光素子２０で構成されている。赤外線発光素子１９は、例えば、発光波長９３０ｎｍの赤外線ＬＥＤである。赤外線受光素子２０は、例えば、ピーク感度波長が８００ｎｍであって、波長９３０ｎｍにおける感度がピーク感度の８０％のフォトトランジスタである。赤外線発光素子１９が発光した赤外線は、経路２９を通り、鍋５０１で反射し、赤外線受光素子２０に戻る。赤外線受光素子２０では、受光した赤外線量に比例した電圧が発生し、電圧値から受光した赤外線量を知ることができる。つまり、反射率検出回路１３２は、赤外線発光量と赤外線受光量の比から鍋５０１の反射率ρを検出することができる。なお、赤外線発光素子１９の発光波長として９３０ｎｍを採用したのは、トッププレート２，窓材１５，赤外線透過部材５０７を透過する波長の赤外線であるとともに、鍋５０１が放射する赤外線にほとんど含まれない波長の赤外線だからである。従って、赤外線受光素子２０が受ける９３０ｎｍの赤外線は鍋５０１で反射した赤外線であると判断でき、この赤外線に基づいて鍋５０１の反射率を正確に検出することができる。
【００４１】
ここで、反射率検出回路１３２が求めた反射率に基づいて放射率算出回路２６が放射率を算出する方法を説明する。温度Ｔの金属物質の表面から放射される赤外線エネルギ（Ｅ＝εσＴ4）の放射率εと表面の反射率ρの間にはキルヒホフの法則により式２が成立する（但し、透過率α＝０とする）。すなわち、鍋５０１の反射率ρを知ることができれば、式２を変形した式３に基づいて、鍋５０１の放射率εを算出できることが分かる。
【００４２】
ε＋ρ＝１          （式２）
ε＝１−ρ          （式３）
【００４３】
放射率εが異なる場合、同じ温度であっても、放射する赤外線エネルギが異なるので、熱型赤外線検出回路１３１内のサーモパイル１２が検出した赤外線エネルギからは鍋５０１の温度を一義的に求めることができないという問題がある。この問題を解消するため、制御回路２３は、温度検出手段１３１が算出した鍋底の温度を、放射率算出回路２６が算出した放射率εを用いて補正することで、反射率ρが異なる鍋５０１を用いたときであっても、適切に鍋底温度を検出する。従って、制御回路２３は、放射率εを用いて補正した鍋底温度に基づいて加熱コイル２００に供給する電力を好適に制御することができる。
【００４４】
また、図１３（ｂ）に示すように、熱型赤外線検出回路１３１に含まれるサーモパイル１２と反射率検出回路１３２に含まれる赤外線発光素子１９，赤外線受光素子２０を同一のプリント配線板２７上に隣接させて配置した。鍋底が汚れている場合は、同じ鍋であっても場所によって赤外線の反射率，放射率が大きく異なる。本実施例では同一のプリント配線板２７条に熱型赤外線検出回路１３１，反射率検出回路１３２を設けたので、サーモパイル１２が温度を観測した鍋底近傍の反射率と放射率を求めることができ、制御回路２３はこの放射率を用いた適切な温度補正を行うことができる。また、プリント配線板２７上の素子を位置調整する必要がないので、誘導加熱調理器の組立効率を高めることもできる。
【００４５】
以上で説明した、本実施例の誘導加熱調理器によれば、鍋底の最高温度近傍の温度を検出することができ、反射率に基づく検出温度の補正も適切に行うことができる。さらに、赤外線センサへの温度変化を低減できるとともに、電磁気的なノイズも低減し、正確に鍋温度を検出すること、すなわち正確に検出した温度を用いて加熱の制御を行うことができるので、上手に調理をすることが可能となる。
【符号の説明】
【００４６】
１  本体
２  トッププレート
３ａ〜３ｃ  加熱部
４  吸気口
５  排気口
６  グリル加熱部
７  操作部
８  表示部
１１  風路
１２  サーモパイル
１３  防磁ケース
１４  開口部
１５  窓材
１６  樹脂ケース
１７  サーミスタ
１８  冷却風
１９  赤外線発光素子
２０  赤外線受光素子
２１  アンプ
２３  制御回路
２６  放射率算出回路
２７  プリント配線板
３１ａ〜３１ｃ  赤外線透過領域
１３１  熱型赤外線検出回路
１３２  反射率検出回路
２００  加熱コイル
２０１  内周側加熱コイル
２０２  外周側加熱コイル
２０３  コイルベース
２０５〜２０８  サーミスタ
３０１〜３１２  フェライトコア
４０３〜４０５  高周波電力供給回路
４０７  赤外線センサモジュール
５０１  鍋
５０２  温度検出回路
５０８  導波管
【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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