(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品の複数の部位の温度を赤外線検出手段を用いて非接触で検出し、食品の調理完了を判断して加熱を停止する機能を有する電子レンジにおいて、
マグネトロンに供給される入力電圧を検出するマグネトロン電圧検出手段を備え、
調理開始操作入力があったときにも、前記マグネトロンを駆動して食品の加熱を開始した後所定時間が経過したときにも、前記赤外線検出手段の検出する温度分布から食品の有無を認識できず、かつ前記マグネトロン電圧検出手段の検出する前記マグネトロンの入力電圧が所定値以下である場合に、加熱を中止することを特徴とする電子レンジ。
【請求項２】
請求項１に記載の電子レンジにおいて、当該電子レンジがターンテーブルを備え、前記赤外線検出手段は、複数の赤外線感知素子を１列に並べたラインセンサであり、前記ターンテーブルの回転と協働して前記食品の各部の温度を検出することを特徴とする電子レンジ。
【請求項３】
請求項１に記載の電子レンジにおいて、前記赤外線検出手段は、複数の赤外線感知素子を面状に配置したエリアセンサであることを特徴とする電子レンジ。
【請求項４】
請求項１に記載の電子レンジにおいて、前記赤外線検出手段は、スイープ機構を有する１個の赤外線感知素子であり、当該赤外線感知素子をスイープすることによって前記食品の各部の温度を検出することを特徴とする電子レンジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネトロンによる高周波加熱を行う電子レンジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にオーブンレンジも含め、マグネトロンによる高周波加熱機能を備えた電子レンジでは、キャビティ内に食品がないときにマグネトロンを駆動するとマグネトロンからキャビティ内に発振されたマイクロ波のほとんどが反射されてマグネトロンに戻って来るので、マグネトロンが異常に加熱される。
【０００３】
そこで従来の電子レンジでは、これを避けるために、ターンテーブルに重量センサを取付け、ターンテーブル上に食品が載置されているかどうかを判別し、食品の存在が判別されないときにはマグネトロンによる加熱ができないようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の食品有無の判別機能を備えた電子レンジでは、食品の重量を検出する重量センサが食品の重さだけでなく、食品を収容している容器の重さも区別せずに検出してしまうので、空容器だけがターンテーブル上に置かれた場合にも食品有りと判断してマグネトロンの加熱を開始してしまう問題点があった。
【０００５】
また重量センサはその容積が比較的に大きく、キャビティ容積を圧迫し、キャビティ有効容積／電子レンジの体積を示すオーブン容積率を大きくとれない問題点があった。
【０００６】
近年、加熱されている食品温度を検出するのに赤外線センサが採用されるようになっているが、この赤外線センサによりキャビティ内に食品が実際に存在しているかどうかまで判別するようにしたものは知られていない。
【０００７】
本発明はこのような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、食品温度を検出する赤外線検出手段を利用してキャビティ内に食品が実際におかれているかどうかを自動的に判別し、食品無しと判断した場合にはマグネトロンによる加熱を初期の段階で中止し、電力の無駄を防止し、空加熱による機器への悪影響も防止できる電子レンジを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、食品の複数の部位の温度を赤外線検出手段を用いて非接触で検出し、食品の調理完了を判断して加熱を停止する機能を有する電子レンジにおいて、マグネトロンに供給される入力電圧を検出するマグネトロン電圧検出手段を備え、調理開始操作入力があったときにも、前記マグネトロンを駆動して食品の加熱を開始した後所定時間が経過したときにも前記赤外線検出手段の検出する温度分布から食品の有無を認識できず、かつ前記マグネトロン電圧検出手段の検出する前記マグネトロンの入力電圧が所定値以下である場合に、加熱を中止するようにしたものである。
【００１０】
キャビティ内に置かれる食品については、それが室温程度の温度であり、しかも量が多い場合、加熱開始操作入力があった段階の温度検出では背景温度と食品温度との区別がつかず、食品無しと誤判断され、またマグネトロンによる加熱開始後所定時間が経過した段階でも、食品の温度上昇がほとんど検出されず、やはり食品無しと誤判断されることがあり得る。
【００１１】
一方、電子レンジでは、キャビティ内に食品が置かれている状態でマグネトロンを駆動した場合には、食品にマイクロ波が有効に吸収されるためにマグネトロンの入力電圧は上昇するが、キャビティ内に食品が置かれていない状態でマグネトロンを駆動した場合には入力電圧がそれほど上昇しない。
【００１２】
したがって、マグネトロンによる加熱を開始した後には、マグネトロンの入力電圧を所定電圧と比較することによって食品を有効に加熱しているか、空加熱している状態かを判断できる。
【００１３】
そこで請求項１の発明の電子レンジでは、調理開始操作入力があった段階でも、マグネトロンを駆動して食品の加熱を開始した後所定時間が経過した段階でも温度分布からは食品無しと判断されたときには、さらにマグネトロン電圧検出手段の検出するマグネトロンの入力電圧を所定値と比較し、マグネトロンの入力電圧が所定値以下である場合に最終的に食品無しと判断してマグネトロンの加熱を中止する。
【００１４】
これにより、キャビティ内に置かれた食品が室温程度の温度であり、しかも量が多く、加熱開始操作入力があった段階の温度検出では背景温度と食品温度との区別がつかずに食品無しと誤判断され、またマグネトロンによる加熱開始後も所定時間が経過する前の段階でも、食品の温度上昇がほとんど検出されないためにやはり食品無しと誤判断された場合でも、マグネトロンの入力電圧が所定値より高い場合には食品有りと正しく判断して加熱を継続することができ、反対に入力電圧が所定値以下の場合には最終的に食品無しと正確に判断してマグネトロンの加熱を中止し、空加熱を防止することができる。
【００２３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の電子レンジにおいて、当該電子レンジがターンテーブルを備え、前記赤外線検出手段に、複数の赤外線感知素子を１列に並べたラインセンサを用い、前記ターンテーブルの回転と協働して前記食品の各部の温度を検出するようにしたものである。
【００２４】
請求項２の発明の電子レンジでは、赤外線検出手段にラインセンサを用いたことにより、少ない素子数にしてキャビティ内各部の温度検出ができ、当該電子レンジのコストを低減化にすることができる。
【００２５】
請求項３の発明は、請求項１に記載の電子レンジにおいて、前記赤外線検出手段に、複数の赤外線感知素子を面状に配置したエリアセンサを用いたものである。
【００２６】
請求項３の発明の電子レンジでは、赤外線検出手段にエリアセンサを用いたことにより、キャビティ内各部の温度測定が高速で行える。
【００２７】
請求項４の発明は、請求項１に記載の電子レンジにおいて、前記赤外線検出手段に、スイープ機構を有する１個の赤外線感知素子を用い、当該赤外線感知素子をスイープすることによって前記食品の各部の温度を検出するようにしたものであり、素子数がさらに削減できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１〜図７に基づき、本発明の第１の実施の形態の電子レンジについて説明する。図１及び図２は電子レンジ（あるいはオーブンレンジ）１の機械的な構造を示している。２は食品を入れるキャビティ、３はキャビティ２の扉、４は調理方法、調理温度、調理時間等の設定操作を行うための操作パネルで、数字表示窓５と操作ボタン６を備えている。７は食品を乗せて回転するターンテーブルである。そして８は赤外線センサであり、キャビティ２内のターンテーブル７上に載置された食品９の温度を検出できる位置に設置されている。
【００２９】
図３及び図４に示すように赤外線センサ８は、それぞれ測定視野ｉ１〜ｉ８を持つリニアに並んだ８素子の温度感知素子を備えたラインセンサである。この赤外線センサ８には、例えばハイマン社のものを使用することができる。
【００３０】
そして図２及び図４に示すように、赤外線センサ８の８素子の測定視野ｉ１〜ｉ８は、ターンテーブル７のほぼ中心から外側に半径方向に形成され、最外位置の視野ｉ８はここではターンテーブル７の外側にもかかる設定にしてある。この赤外線センサ８の１回の温度測定ではターンテーブル７の１つの半径分の温度分布を得ることができるので、ターンテーブル７を回転させながら繰返し温度測定することにより、ターンテーブル７の１回転でターンテーブル７のほぼ全体の温度分布を得ることができる。そしてその温度分布には、ターンテーブル７だけの部分の温度（ここでは、「キャビティ温度」又は「背景温度」と称している。そして、通常、この温度は室温と等しいと見なすことができる）や食品９の各部分の温度が含まれていることになる。
【００３１】
第１の実施の形態の電子レンジ１は図５に示した回路構成であり、赤外線センサ８と、調理のための操作ボタン６と表示器５の設けられている操作パネル４と、高周波加熱のためのマグネトロン６１、オーブンとして高温加熱するためのヒータ６２、そしてこれらのマグネトロン６１、ヒータ６２の加熱制御を行うための制御回路３０から構成されている。この制御回路３０はメモリを有する１チップマイコンであるが、その演算制御機能を分けて説明すると、次の通りである。
【００３２】
制御回路３０におけるＡ／Ｄ変換器３１は赤外線センサ８の温度検出信号のＡ／Ｄ変換を行ってデジタル信号に変換して出力する。温度変換器３２はＡ／Ｄ変換器３１からの温度検出信号を温度値に変換して、赤外線センサ８の測定視野ｉ１〜ｉ８それぞれの検出温度を得、メモリ（図示せず）に保存する。
【００３３】
温度設定装置３３は、ユーザが操作パネル４により調理方法を選択したり、温度設定操作を行った場合にそれに応答して表示窓５に調理方法を表示し、あるいは設定温度を表示すると共に、その調理方法に応じてあらかじめ登録されている設定温度を読み出して出力する。設定温度記憶装置３４は、温度設定装置３３の出力する設定温度を記憶する。
【００３４】
比較器３５は温度変換器３２の出力するキャビティ２内の食品の温度を設定温度記憶装置３４に記憶されている設定温度と比較し、その差を求めて出力する。
【００３５】
出力設定装置３６は、ユーザが操作パネル４に対して調理方法を選択する操作を行ったときに、また出力レベルを選択する操作を行ったときに、それに見合う出力を設定する。タイマ装置３７は、ユーザが操作パネル４の操作ボタン６により時間設定したとき、あるいは調理方法を選択したときに、それに応じた時間設定を行い、調理スタートからの時間経過をカウントする。
【００３６】
出力制御回路３８はタイマ装置３７が出力オフ指令を与えるまで、出力設定装置３６からの出力設定に対してそれに見合う出力をマグネトロン６１が出力し、あるいはヒータ６２が出力するように出力制御する。
【００３７】
４０は本実施の形態の特徴をなす食品有無判断装置であり、操作パネル４から加熱スタートボタン入力があったとき、また出力制御回路３８とタイマ装置３７の出力によりマグネトロン６１の加熱制御が開始された後所定時間（ここでは、ターンテーブル７の２回転分の時間に相当する１２秒に設定されている）が経過したときに、それぞれ温度変換器３２の温度出力に基づいて食品有無の判断を行い、加熱スタート入力があったときにも、マグネトロン６１を駆動して加熱を開始した後で所定時間経過したときにも食品の有無を認識できない場合、出力制御回路３８にマグネトロン６１の加熱制御を中止させる。
【００３８】
次に、上記構成の第１の実施の形態の電子レンジの動作を、図６のフローチャートを用いて説明する。ユーザが操作パネル４に対して何らかの操作をし、スタートボタンを押すことにより本処理が開始し、制御回路３０は操作パネル４の操作ボタンの状態を読み込む。一般ユーザによる操作であれば、ごはん、牛乳、お酒等の調理対象物を指定して温めボタンを押したり、解凍対象物を指定して解凍ボタンを押したり、さらにオーブン使用の場合には温度設定ボタンを押したり、調理方法の指定ボタンを押し、最後にスタートボタンを押す。
【００３９】
このスタートボタンが押されると、図６の処理を開始し、赤外線センサ８は温度分布を測定する（ステップＳ００）。そして、食品有無判断装置４０は赤外線センサ８の測定した温度分布に基づき、食品９がターンテーブル７上に載せられているかどうか判断する（ステップＳ０５）。
【００４０】
この最初の食品有無判断では、解凍目的で冷凍食品がターンテーブル７上に載せられている場合には確実に食品有りを判断することができる。通常、背景温度であるターンテーブル７の温度は室温程度であるが、冷凍食品であれば０℃以下であり、温度差が大きい。したがって、赤外線センサ８の測定した温度分布の中に他の部分と大きく異なって低い温度を示す領域があれば、食品有りと判断することができる。そして、食品有りと判断すれば、出力制御回路３８に加熱開始指令を出力し、出力制御回路３８はマグネトロン６１に対して、指定された調理方法に対応した加熱制御を開始することになる（ステップＳ１０，Ｓ３５）。
【００４１】
一方、ご飯やおかず類の温め調理が目的で電子レンジ１が使用される場合、ターンテーブル７上に載れられる食品９はほぼ室温であり、キャビティ内温度、またターンテーブル７自体の温度とほぼ等しい。このため、最初に測定された温度分布からは食品部分とターンテーブル部分との温度差がほとんどなく、食品有無判断装置４０は食品無しと誤判断してしまう可能性が高い。そしてこの場合には、出力制御回路３８には加熱スタート指令を渡し、初期加熱を開始させる（ステップＳ０５，Ｓ１５）。
【００４２】
食品有無判断装置４０は、初期加熱の開始の後、所定時間（ここでは、１２秒間）加熱を継続させたのち、赤外線センサ８の測定する温度分布から再度、食品有無を判断する（ステップＳ２０，Ｓ２５）。
【００４３】
図７に示したように、室温Ｔ０程度の温度状態の食品であれば、あまりに大量ではない限り、加熱によって曲線Ａに示すような温度上昇を示す。一方、キャビティ２内のターンテーブル７部分の温度上昇は曲線Ｂに示すように上昇が鈍いものである。したがってターンテーブル７が２，３回回転するのに必要な時間長さｔ１だけ加熱した段階でも、食品９は温度Ｔ１まで大きく上昇し、ターンテーブル７部分の温度との温度差は大きくなる。このため、加熱開始後、所定時間経過した時点での温度分布に基づく食品有無の判断により、背景温度よりも高い温度値を示す領域が見られれば食品有りと判断することができ、これにより、指定された調理方法に対応した加熱を継続することになる（ステップＳ２５，Ｓ３５）。そして、ステップＳ２５における２回目の判断でも、温度上昇を示している部分がない場合には、食品無しと判断して出力制御回路３８に加熱中止指令を渡し、出力制御回路３８によるマグネトロン６１の加熱制御を停止させる（ステップＳ２５，Ｓ３０）。
【００４４】
これにより、第１の実施の形態では、食品温度を検出する赤外線センサ８を利用してキャビティ２内に食品９が実際に置かれているかどうかを自動的に判別し、食品無しと判断した場合にはマグネトロン６１による加熱を初期の段階で中止し、電力の無駄を防止し、空加熱による機器への悪影響も防止することができる。
【００４５】
なお、上記の実施の形態においても、赤外線センサ８の１つの視野、ここでは視野ｉ８についてはターンテーブル７の外側の温度を測定する設定にすれば、広い面積の食品（例えば、冷凍ピザパイ）をターンテーブル７上に載せて加熱する場合でも、その視野ｉ８に対する測定温度から背景温度又はキャビティ温度を決定することができ、他の視野ｉ１〜ｉ７が低い温度を示し、この視野ｉ８だけがそれよりも高い温度を示していれば、食品有りと判断することができるようになり、加熱開始スタート操作入力時の食品有無判断がより正確にできる。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施の形態の電子レンジについて、図８〜図１０に基づいて説明する。第２の実施の形態は、調理スタート操作入力があった段階でも、マグネトロンを駆動して食品の加熱を開始した後、所定時間経過した段階でも、赤外線センサの測定したキャビティ内の温度分布からは食品無しと判断されたときには、さらにマグネトロンの入力電圧を所定値と比較し、マグネトロンの入力電圧が所定値以下である場合に、最終的に食品無しと判断してマグネトロンの加熱を中止することを特徴とする。なお、電子レンジ１の構造、また用いる赤外線センサ８は図１〜図４に示した第１の実施の形態と同様である。
【００４７】
一般に、キャビティ１内に置かれる食品９については、それが室温程度の温度であり、かつ短時間の高周波加熱では温度上昇をほとんど示さないほどに大量である場合、加熱スタート入力があった段階の温度検出では背景温度と食品温度との区別がつかず、食品無しと誤判断され、またマグネトロン６１による加熱開始後、所定時間が経過した段階でも、食品９の部分に温度上昇がほとんど検出されず、やはり食品無しと誤判断されることがあり得る。また、冷凍食品であってもターンテーブル７の全体を覆うほどに面積が広く、一方、赤外線センサ８はターンテーブル７の外側の温度測定を行う測定視野が設定されていない場合にも同様である。
【００４８】
一方、図１０に示すように、電子レンジ１では、キャビティ２内に食品９が置かれている状態でマグネトロン６１を駆動した場合には、その食品９の量に応じてマグネトロン６１の入力電圧は上昇する特性を示す。そこで、マグネトロン６１の入力電圧にスレシュホールド電圧Ｖthを設定し（これは、電子レンジ１の仕様によって異なり、実験的に決定される）、マグネトロン６１の入力電圧とこの所定電圧Ｖthとを比較すれば、大量の食品を加熱しているかどうか判断することができる。
【００４９】
第２の実施の形態では、この原理に基づき、マグネトロン６１により加熱開始した後、所定時間が経過したときに測定した温度分布からは食品無しと判断された場合でも、さらにマグネトロン６１の入力電圧を所定電圧Ｖthと比較することによって大量の食品を加熱しているのではないかどうかを判断し、大量の食品を加熱しているのではないと判断した時に食品無しであると最終判断してマグネトロンによる加熱制御を中止し、そうでなければ加熱を継続する。
【００５０】
第２の実施の形態の電子レンジ１の制御回路３０−１は、図８に示す構成である。この制御回路３０−１における特徴は、マグネトロン６１に対してその入力電圧を検出する端子電圧検出器６３を設置し、かつ、食品有無判断装置４０−１がこの端子電圧検出器６３の電圧検出信号を上述した所定電圧Ｖthと比較し、最終的な食品無しの判断を行うようにした点である。その他の構成要素は、図５に示した第１の実施の形態のものと共通である。
【００５１】
次に、第２の実施の形態の電子レンジ１の動作を、図９のフローチャートを用いて説明する。第１の実施の形態と同様にスタートボタンが押されると図９の処理を開始し、赤外線センサ８は温度分布を測定する（ステップＳ００）。そして、食品有無判断装置４０−１は赤外線センサ８の測定した温度分布に基づき、最初の食品有無判断を行う（ステップＳ０５）。
【００５２】
最初の食品有無判断で食品有りと判断すれば、出力制御回路３８に加熱開始指令を出力し、出力制御回路３８はマグネトロン６１に対して、指定された調理方法に対応した加熱制御を開始する（ステップＳ１０，Ｓ３５）。一方、大量のご飯やおかず類の温め調理が目的で電子レンジ１が使用される場合、食品有無判断装置４０−１は食品無しと誤判断してしまう可能性が高い。その場合には、出力制御回路３８に加熱スタート指令を渡し、初期加熱を開始させる（ステップＳ０５，Ｓ１５）。
【００５３】
食品有無判断装置４０−１は、初期加熱の開始の後、所定時間（ここでも、第１の実施の形態と同様に１２秒間）加熱を継続させた後、赤外線センサ８の測定する温度分布から再度、食品有無を判断する（ステップＳ２０，Ｓ２５）。この２回目の食品有無判断で、背景温度よりも高い温度値を示す領域が見られれば食品有りと判断し、指定された調理方法に対応した加熱を継続する（ステップＳ２５，Ｓ３５）。
【００５４】
しかしながら、大量の食品９を加熱しているような場合、上述したように温度分布からは食品無しと誤判断してしまうが、食品有無判断装置４０−１は、２回目の食品無し判断をした場合には、さらにマグネトロン端子電圧検出器６３からマグネトロン６１の入力電圧検出信号を受け取って、所定電圧Ｖthと比較する（ステップＳ２５，Ｓ２６）。
【００５５】
そして、マグネトロン６１の入力電圧が所定電圧Ｖthよりも低ければ最終的に食品無しと判断して出力制御回路３８に加熱制御停止指令を渡し、マグネトロン６１の加熱を停止させる（ステップＳ２６，Ｓ３０）。一方、マグネトロン６１の入力電圧が所定電圧Ｖth以上であれば、この場合には大量の食品を加熱しているものと見なして食品有りと判断し、マグネトロン６１による加熱調理を継続させる（ステップＳ２６，Ｓ３５）。
【００５６】
なお、冷凍食品を解凍する場合、その面積がターンテーブル７を完全に覆うほどに広く、一方、赤外線センサ８はターンテーブル７の外側の温度測定を行う測定視野が設定されていない場合、加熱スタート直後にも、また加熱開始後の所定時間が経過した時点でも、赤外線センサ８による温度分布データからは温度差が出ないために食品無しと誤判断することがあり得るが、この場合にも初期加熱の後のマグネトロンの入力電圧の高低により食品有無を正確に判断できることになる。
【００５７】
これにより、第２の実施の形態では、食品温度を検出する赤外線センサ８を利用してキャビティ２内に食品９が実際に置かれているかどうかを自動的に判別し、食品無しと判断した場合にはマグネトロン６１による加熱を初期の段階で中止し、電力の無駄を防止し、空加熱による機器への悪影響も防止することができる。
【００５８】
しかも、キャビティ２内に置かれた食品９が室温程度の温度であり、しかも量が多く、加熱開始操作入力があった段階の温度検出では背景温度と食品温度との区別がつかずに食品無しと誤判断され、またマグネトロン６１による加熱開始後、所定時間が経過した段階でも食品の温度上昇がほとんど検出されないためにやはり食品無しと誤判断された場合でも、マグネトロン６１の入力電圧が所定値Ｖth以上であるときには食品有りと正しく判断して加熱を継続することができ、反対に入力電圧が所定値Ｖthよりも低いときには最終的に食品無しと正確に判断してマグネトロンの加熱を中止し、空加熱を防止することができる。
【００５９】
次に、本発明の第３の実施の形態の電子レンジについて、図１１及び図１２に基づいて説明する。第３の実施の形態は、調理スタート入力があった段階でも、またマグネトロンを駆動して食品の加熱を開始した後所定時間が経過した段階でも食品の有無を認識できない場合には、さらにマグネトロンの温度が所定値以上であるときに限って加熱を中止することを特徴とする。なお、電子レンジ１の構造、赤外線センサ８の構成は図１〜図４に示した第１の実施の形態と同様である。
【００６０】
第２の実施の形態でも説明したように、キャビティ１内に置かれる食品９が大量である場合、加熱スタート入力があった段階の温度検出では背景温度と食品温度との区別がつかずに食品無しと誤判断され、またマグネトロン６１による加熱を開始した後所定時間が経過した段階でも、食品９の部分に温度上昇がほとんど検出されずにやはり食品無しと誤判断されることがあり得る。また、冷凍食品であってもターンテーブル７の全体を覆うほどに面積が広く、一方、赤外線センサ８はターンテーブル７の外側の温度測定を行う測定視野が設定されていない場合にも同様である。
【００６１】
一方、マグネトロン６１は、マイクロ波を吸収する食品９が存在しない状態で加熱を開始すると、キャビティ２内で反射して戻ってくるマイクロ波によって自身を加熱してしまう。そこで、赤外線センサ８によって測定した温度分布に基づく判断では食品無しとされた場合でも、さらに初期加熱の後のマグネトロン６１自身の温度上昇の有無を見れば、食品９がキャビティ２内に存在しているかどうかを最終的に判断することができる。
【００６２】
第３の実施の形態の電子レンジでは、この原理に基づき、調理スタート操作入力があった段階でも、マグネトロン６１を駆動して食品の加熱を開始した後所定時間が経過した段階でも食品無しと判断した場合には、さらにマグネトロンの温度が所定値以上であるときに限って加熱を中止するようにしているのである。
【００６３】
第３の実施の形態の電子レンジ１の制御回路３０−２は、図１１に示す構成である。この制御回路３０−２における特徴は、マグネトロン６１に対してその温度を検出するマグネトロン温度検出用サーミスタ６４を設け、かつ、食品有無判断装置４０−２がこのサーミスタ６４の温度検出信号を上述した所定温度と比較し、最終的な食品無しの判断を行うようにした点である。その他の構成要素は、図５に示した第１の実施の形態のものと共通である。
【００６４】
次に、第３の実施の形態の電子レンジ１の動作を、図１２のフローチャートを用いて説明する。第１の実施の形態と同様にスタートボタンが押されると、図１２の処理を開始し、赤外線センサ８は温度分布を測定する（ステップＳ００）。そして、食品有無判断装置４０−２は赤外線センサ８の測定した温度分布に基づき、最初の食品有無判断を行う（ステップＳ０５）。
【００６５】
最初の食品有無判断で、食品有りと判断すれば、出力制御回路３８に加熱開始指令を出力し、出力制御回路３８はマグネトロン６１に対して、指定された調理方法に対応した加熱制御を開始する（ステップＳ１０，Ｓ３５）。一方、大量のご飯やおかず類の温め調理が目的で電子レンジ１が使用される場合、食品有無判断装置４０−２は食品無しと誤判断してしまう可能性が高い。その場合にも、出力制御回路３８には加熱スタート指令を渡し、初期加熱を開始させる（ステップＳ０５，Ｓ１５）。
【００６６】
食品有無判断装置４０−２は、初期加熱の開始の後、所定時間（ここでは、マグネトロン６１の温度上昇が期待できる時間を見越し、第１の実施の形態よりも長い３６秒間に設定している。ただし、この所定時間は実験的に決定する）の間、赤外線センサ８の温度分布データからキャビティ２内のいずれかの部分に温度上昇が見られないどうか繰返し確かめながら、継続して加熱する（ステップＳ２０−１，Ｓ２０−２）。
【００６７】
この初期加熱期間の間に、キャビティ２内のいずれかの部分に温度上昇が認められた場合、食品有りとみなせるので食品有無判断は終了し、本来の加熱調理に移行する（ステップＳ２０−２，Ｓ３５）。
【００６８】
一方、初期加熱の期間中にキャビティ２内のいずれの場所にも温度上昇が見られない場合、この期間終了後に、赤外線センサ８の測定した温度分布データから食品有無を判断する（ステップＳ２０−１，Ｓ２５）。
【００６９】
この２回目の食品有無判断で、背景温度よりも高い温度値を示す部分が見られれば食品有りと判断し、指定された調理方法に対応した加熱を継続する（ステップＳ２５，Ｓ３５）。
【００７０】
しかしながら、大量の食品９を加熱しているような場合、上述したように温度分布からは食品無しと誤判断してしまうが、食品有無判断装置４０−２は、２回目の食品無し判断をした場合には、さらにマグネトロン温度検出用サーミスタ６４からマグネトロン６１の温度信号を受け取って、所定温度Ｔthと比較する（ステップＳ２５，Ｓ２７）。
【００７１】
そして、マグネトロン６１の温度が所定温度Ｔth以上になっていれば最終的に食品無しと判断し、出力制御回路３８に加熱制御停止指令を渡し、マグネトロン６１の加熱を停止させる（ステップＳ２７，Ｓ３０）。一方、マグネトロン６１の温度が所定値Ｔthになっていなければ、この場合には大量の食品を加熱しているものと見なして食品有りと判断し、マグネトロン６１による加熱調理を継続させるのである（ステップＳ２７，Ｓ３５）。
【００７２】
なお、冷凍食品を解凍する場合、その面積がターンテーブル７を完全に覆うほどに広く、一方、赤外線センサ８はターンテーブル７の外側の温度測定を行う測定視野が設定されていない場合、加熱スタート直後にも、また加熱開始後の所定時間が経過した時点でも、赤外線センサ８による温度分布データからは温度差が出ないために食品無しと誤判断することがあり得るが、この場合にも初期加熱の後のマグネトロンの温度上昇の高低により食品有無を正確に判断できることになる。
【００７３】
これにより、第３の実施の形態では、食品温度を検出する赤外線センサ８を利用してキャビティ２内に食品９が実際に置かれているかどうかを自動的に判別し、食品無しと判断した場合にはマグネトロン６１による加熱を初期の段階で中止し、電力の無駄を防止し、空加熱による機器への悪影響も防止することができる。
【００７４】
しかも、キャビティ２内に置かれた食品９が室温程度の温度であり、しかも量が多く、加熱開始操作入力があった段階の温度検出では背景温度と食品温度との区別がつかずに食品無しと誤判断され、またマグネトロン６１による加熱を開始した後所定時間が経過した段階でも食品の温度上昇がほとんど検出されないためにやはり食品無しと誤判断された場合でも、マグネトロン６１自身の温度が所定値Ｔthになっていないときには食品有りと正しく判断して加熱を継続することができ、反対にマグネトロン温度が所定値Ｔth以上であるときには最終的に食品無しと正確に判断してマグネトロンの加熱を中止し、空加熱を防止することができる。
【００７５】
次に、本発明の第４の実施の形態の電子レンジ１について、図１３及び図１４に基づいて説明する。第４の実施の形態は、赤外線センサ８とは別に、キャビティ２内の温度を検出するオーブンサーミスタ６５を備え、調理スタート操作入力があった時にも、またマグネトロン６１を駆動して加熱を開始した後所定時間が経過した時にも食品有りを認識できず、しかもオーブンサーミスタ６５の検出するキャビティ２内の温度が所定値以上であるときに限って食品無しと最終的に判断して加熱を中止することを特徴とする。なお、電子レンジ１の構造、赤外線センサ８の構成は図１〜図４に示した第１の実施の形態と同様である。
【００７６】
第２、第３の実施の形態で説明したように、キャビティ１内に置かれる食品９が大量である場合、加熱スタート入力があった段階の温度検出では背景温度と食品温度との区別がつかずに食品無しと誤判断され、またマグネトロン６１による加熱を開始した後所定時間が経過した段階でも、食品９の部分に温度上昇がほとんど検出されずにやはり食品無しと誤判断されることがあり得る。また、冷凍食品であってもターンテーブル７の全体を覆うほどに面積が広く、一方、赤外線センサ８はターンテーブル７の外側の温度測定を行う測定視野が設定されていない場合も同様である。
【００７７】
一方、マグネトロン６１がマイクロ波を吸収する食品が存在しない状態で加熱を開始すると、キャビティ２の内壁にマイクロ波が吸収されてキャビティ２内の温度、つまり背景温度が徐々に上昇する。そこで、キャビティ２内の温度上昇を見れば、食品がキャビティ内に存在しているかどうかを判断することができる。
【００７８】
第４の実施の形態の電子レンジでは、このような原理に基づき、調理スタート操作入力があった段階でも、またマグネトロン６１を駆動して加熱を開始した後所定時間が経過した段階でも食品無しと判断された場合、さらにオーブンサーミスタ６５の検出するキャビティ２内の温度が所定値以上であるときに限って食品無しと最終的に判断して加熱を中止するようにしているのである。
【００７９】
第４の実施の形態の電子レンジ１の制御回路３０−３は、図１３に示す構成である。この制御回路３０−３において特徴は、キャビティ２内にキャビティ温度検出用のオーブンサーミスタ６５を設け（なお、電子レンジ１がオーブンレンジである場合に通常、オーブンサーミスタは初めから設置されているので、それを流用することができる）、かつ、食品有無判断装置４０−３がこのサーミスタ６５の温度検出信号を所定温度と比較し、最終的な食品無しの判断を行うようにした点である。その他の構成要素は、図５に示した第１の実施の形態のものと共通である。
【００８０】
次に、第４の実施の形態の電子レンジ１の動作を、図１４のフローチャートを用いて説明する。第１の実施の形態と同様にスタートボタンが押されると、図１４の処理を開始し、赤外線センサ８は温度分布を測定する（ステップＳ００）。そして、食品有無判断装置４０−３は赤外線センサ８の測定した温度分布に基づき、最初の食品有無判断を行う（ステップＳ０５）。
【００８１】
最初の食品有無判断で食品有りと判断すれば、出力制御回路３８に加熱開始指令を出力し、出力制御回路３８はマグネトロン６１に対して、指定された調理方法に対応した加熱制御を開始する（ステップＳ１０，Ｓ３５）。一方、大量のご飯やおかず類の温め調理が目的で電子レンジ１が使用される場合、食品有無判断装置４０−３は食品無しと誤判断してしまう可能性が高い。その場合には、出力制御回路３８には加熱スタート指令を渡し、初期加熱を開始させる（ステップＳ０５，Ｓ１５）。
【００８２】
食品有無判断装置４０−３は初期加熱の開始の後、所定時間（ここでは、マグネトロン６１によりキャビティ２内の温度上昇が期待できる時間を見越し、第１の実施の形態よりも長い７２秒間に設定している。ただし、この所定時間は実験的に決定する）の間、赤外線センサ８の温度分布データからキャビティ２内のいずれかの部分に他の部分と比べて大きく温度上昇する部分が見られないどうか繰返し確かめながら、継続して加熱する（ステップＳ２１−１，Ｓ２１−２）。
【００８３】
この初期加熱期間の間に、キャビティ２内のいずれかの部分に大きな温度上昇が認められた場合、食品有りとみなせるので食品有無判断は終了し、本来の加熱調理に移行する（ステップＳ２１−２，Ｓ３５）。
【００８４】
一方、初期加熱の期間中にキャビティ２内のいずれの場所にも他の部分と比べて大きく温度上昇する部分が見られない場合、この期間終了後に、赤外線センサ８の測定した温度分布データから食品有無を判断する（ステップＳ２１−１，Ｓ２５）。
【００８５】
この２回目の食品有無判断で、背景温度よりも高い温度値を示す部分が見られれば食品有りと判断し、指定された調理方法に対応した加熱を継続する（ステップＳ２５，Ｓ３５）。
【００８６】
しかしながら、大量の食品９を加熱しているような場合、上述したように温度分布からは食品無しと誤判断してしまうが、食品有無判断装置４０−３は、２回目の食品無し判断をした場合には、さらにオーブンサーミスタ６５からキャビティ２内の温度信号を受け取って、所定温度Ｔcrと比較する（ステップＳ２５，Ｓ２８）。
【００８７】
そして、キャビティ２の温度が所定温度Ｔcr以上になっていれば最終的に食品無しと判断し、出力制御回路３８に加熱制御停止指令を渡し、マグネトロン６１の加熱を停止させる（ステップＳ２８，Ｓ３０）。一方、キャビティ２の温度が所定値Ｔcrになっていなければ、この場合には大量の食品を加熱しているものと見なして食品有りと判断し、マグネトロン６１による加熱調理を継続させるのである（ステップＳ２８，Ｓ３５）。
【００８８】
なお、冷凍食品を解凍する場合、その面積がターンテーブル７を完全に覆うほどに広いものであれば、加熱スタート直後にも、また加熱開始後の所定時間が経過した時点でも、赤外線センサ８による温度分布データからは温度差が出ないために食品無しと誤判断することがあり得るが、この場合にも初期加熱の後のキャビティ２の温度上昇の高低により食品有無を正確に判断できることになる。
【００８９】
これにより、第４の実施の形態では、食品温度を検出する赤外線センサ８を利用してキャビティ２内に食品９が実際に置かれているかどうかを自動的に判別し、食品無しと判断した場合にはマグネトロン６１による加熱を初期の段階で中止し、電力の無駄を防止し、空加熱による機器への悪影響も防止することができる。
【００９０】
しかも、キャビティ２内に置かれた食品９が室温程度の温度であり、しかも量が多く、加熱開始操作入力があった段階の温度検出では背景温度と食品温度との区別がつかずに食品無しと誤判断され、またマグネトロン６１による加熱を開始した後所定時間が経過した段階でも食品の温度上昇がほとんど検出されないためにやはり食品無しと誤判断された場合でも、キャビティ２内の温度が所定値Ｔcrになっていないときには食品有りと正しく判断して加熱を継続することができ、反対にキャビティ温度が所定値Ｔcr以上であるときには最終的に食品無しと正確に判断してマグネトロンの加熱を中止し、空加熱を防止することができる。
【００９１】
なお、上記の各実施の形態では、赤外線センサ８として、赤外線ラインセンサを使用し、ターンテーブル２の回転と協働させることによってターンテーブル２の全体の温度分布を測定するようにしたが、赤外線センサの種類はこれに限定されるものではない。例えば、図１５及び図１６に示したように、赤外線センサ８０として、ターンテーブル２のほぼ全体をカバーできる視野、あるいはキャビティ２の底面のほぼ全体をカバーできる視野１０を有する赤外線エリアセンサを採用することができる。このような赤外線センサ８０を採用することにより、ラインセンサの場合のようにターンテーブルの回転を待たずに、１度の測定で必要なエリア全体の温度分布が測定でき、温度測定に必要な時間が短縮できる利点がある。加えて、ターンテーブル７を備えていない電子レンジに対しても、上記の第１〜第４の実施の形態を適用することができる。
【００９２】
なおまた、赤外線ラインセンサ８に代えて、図１７に示す構成のスイープ機構を備えたスポットセンサ仕様の赤外線センサ８１を採用することもできる。そして赤外線センサ８１の駆動機構は、赤外線センサ８を繰返しスイープ動作させるためのセンサ駆動装置７１、ターンテーブル７の回転位置を検出するターンテーブル位置検出装置７２、そしてターンテーブル７が所定角度だけ回転する度にセンサ駆動装置７１に対してスイープ動作指令を与えるターンテーブル同期回路７３によって構成される。
【００９３】
これにより、赤外線センサ８１が１度に測定できる視野はｓ１，ｓ２，…のうちの１つだけであるが、この赤外線センサ８１をＤ方向にスイープさせ、１つのスイープラインＥ上の視野ｓ１〜ｓ８について順次測定し、続いて、ターンテーブル２が所定角度だけ回転したときに、同様に赤外線センサ８１をスイープさせる動作を繰返す制御を行うことにより、ラインセンサ仕様の赤外線センサ８と同様に、ターンテーブル７の１回転のうちにほぼ全体の温度分布が測定できる。
【００９４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、キャビティ内に置かれた食品が室温程度の温度であり、しかも量が多く、加熱開始操作入力があった段階の温度検出では背景温度と食品温度との区別がつかずに食品無しと誤判断され、またマグネトロンによる加熱を開始した後所定時間が経過した段階でも、食品の温度上昇がほとんど検出されないためにやはり食品無しと誤判断された場合でも、マグネトロンの入力電圧が所定値より高いときには食品有りと正しく判断して加熱を継続することができ、反対に入力電圧が所定値以下のときには最終的に食品無しと正確に判断してマグネトロンの加熱を中止し、空加熱を防止することができる。
【００９７】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、電子レンジがターンテーブルを備え、赤外線検出手段に複数の赤外線感知素子を１列に並べたラインセンサを用い、ターンテーブルの回転と協働して食品の各部の温度を検出するようにしたので、少ない素子数にしてキャビティ内の温度検出ができ、当該電子レンジのコストを低減化することができる。
【００９８】
請求項３の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、赤外線検出手段に複数の赤外線感知素子を面状に配置したエリアセンサを用いたので、キャビティ内の温度測定が高速で行え、またターンテーブルのない電子レンジに対してキャビティ内の食品有無を正確に判断できる。
【００９９】
請求項４の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、赤外線検出手段にスイープ機構を有する１個の赤外線感知素子を用い、当該赤外線感知素子をスイープすることによって食品の各部の温度を検出するようにしたので、赤外線感知素子数が少ない赤外線検出手段を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の電子レンジの構造を示す斜視図。
【図２】上記の第１の実施の形態の電子レンジのキャビティと赤外線センサの関係を示す説明図。
【図３】上記の第１の実施の形態で使用する赤外線センサを示す平面図及び正面図。
【図４】上記の第１の実施の形態における赤外線センサの視野とターンテーブルとの関係を示す平面図。
【図５】上記の第１の実施の形態の電子レンジの回路構成を示すブロック図。
【図６】上記の第１の実施の形態の電子レンジの加熱制御のフローチャート。
【図７】マグネトロンの加熱による食品の温度上昇特性を示すグラフ。
【図８】本発明の第２の実施の形態の電子レンジの回路構成を示すブロック図。
【図９】上記の第２の実施の形態の電子レンジの加熱制御のフローチャート。
【図１０】マグネトロンの入力電圧と食品量との関係を示すグラフ。
【図１１】本発明の第３の実施の形態の電子レンジの回路構成を示すブロック図。
【図１２】上記の第３の実施の形態の電子レンジの加熱制御のフローチャート。
【図１３】本発明の第４の実施の形態の電子レンジの回路構成を示すブロック図。
【図１４】上記の第４の実施の形態の電子レンジの加熱制御のフローチャート。
【図１５】エリアセンサ仕様の赤外線センサを採用した電子レンジの内部構造を示す斜視図。
【図１６】上記のエリアセンサ仕様の赤外線センサの視野とターンテーブルとの関係を示す平面図。
【図１７】スイープ機構を備えた赤外線センサを採用した電子レンジの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１ 電子レンジ、２ キャビティ、３ 扉、４ 操作パネル、７ ターンテーブル、８ 赤外線センサ、９ 食品、３０，３０−１，３０−２，３０−３ 制御回路、３８ 出力制御回路、４０，４０−１，４０−２，４０−３ 食品有無判断装置、６１ マグネトロン、６２ ヒータ、６３ 端子電圧検出器、６４ マグネトロン温度検出用サーミスタ、６５ オーブンサーミスタ。
【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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