(57)【要約】  本開示の加熱調理器は、マイクロ波を発生するマイクロ波発生部と、被加熱物を収納するための加熱室と、加熱室の内部に設置された赤外線センサと、赤外線センサを走査する走査部と、赤外線センサの出力に基づいてマイクロ波発生部を制御する制御部と、を有する。そして、赤外線センサは、所定の距離を走査される毎に、温度分布を取得することで、複数の温度分布を取得する。更に、複数の温度分布を足し合わせることにより得られる温度分布に応じて、制御部はマイクロ波発生部を制御する。
2016170734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を発生するマイクロ波発生部と、
被加熱物を収納するための加熱室と、
前記加熱室の内部に設置された赤外線センサと、
前記赤外線センサを走査する走査部と、
前記赤外線センサの出力に基づいて前記マイクロ波発生部を制御する制御部と、
を備え、
前記赤外線センサは、所定の距離を走査される毎に、温度分布を取得することで、複数の温度分布を取得し、
前記複数の温度分布を足し合わせることにより得られる温度分布に応じて、前記制御部は前記マイクロ波発生部を制御する加熱調理器。
【請求項２】
前記赤外線センサは赤外線検出素子を有し
前記赤外線検出素子は、ａ×ｂ個の画素部から構成されるａ行ｂ列の２次元アレイ状である（ａおよびｂは、２以上の整数）、
請求項１に記載の加熱調理器。
【請求項３】
前記赤外線センサは、前記赤外線検出素子の短軸の方向とは異なる方向に走査される請求項２に記載の加熱調理器。
【請求項４】
前記赤外線検出素子は、第１の方向に延伸する第１の行に配置される複数の画素部と、前記第１の方向に延伸する第２の行に配置される複数の画素部とを有し、
前記第１の行に配置される複数の画素部の前記第１の方向における端部の位置と、前記第２の行に配置される複数の画素部の前記第１の方向における端部の位置とが、前記第１の方向において異なる請求項２に記載の加熱調理器。
【請求項５】
前記赤外線センサは、前記第１の方向と直交する第２の方向に走査される請求項４に記載の加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、被加熱物を加熱する加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、赤外線センサを用いた加熱調理器が用いられる。【０００３】
従来の加熱調理器は、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、を有する。食品、または、食品および容器を含む被加熱物は、加熱室に収納される。高周波発生装置は、被加熱物を加熱するための高周波を発生する。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（特許文献１）。【０００４】
別の従来の加熱調理器は、マイクロ波発生部と、インバータと、加熱室と、制御手段と、を有する。マイクロ波発生部はマイクロ波を発生させる。そして、インバータは、マイクロ波を発生させるために必要な電力をマイクロ波発生部に供給する。加熱室は、マイクロ波で加熱する負荷を収納する。制御手段は、インバータ８を制御してマイクロ波発生部の電力を可変する（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−３６６３５号公報
【特許文献２】特開２０１３−１２７３２７号公報
【発明の概要】
【０００６】
本開示の加熱調理器は、マイクロ波を発生するマイクロ波発生部と、被加熱物を収納するための加熱室と、加熱室の内部に設置された赤外線センサと、赤外線センサを走査する走査部と、赤外線センサの出力に基づいてマイクロ波発生部を制御する制御部と、を有する。そして、赤外線センサは、所定の距離を走査される毎に、温度分布を取得することで、複数の温度分布を取得する。更に、赤外線センサで取得した複数の温度分布を足し合わせることにより得られる温度分布に応じて、制御部はマイクロ波発生部を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の実施の形態１の加熱調理器を示す図
【図２】本開示の実施の形態１の加熱調理器の走査部を示す図
【図３】本開示の実施の形態１の加熱調理器の赤外線センサの走査を示す図
【図４Ａ】本開示の実施の形態１の赤外線センサで取得する温度分布から生成される画像を示す図
【図４Ｂ】本開示の実施の形態１の赤外線センサで取得する複数の温度分布から生成される画像を示す図
【図５】本開示の実施の形態２の走査部を示す図
【図６】本開示の実施の形態３の走査部を示す図
【図７】本開示の実施の形態３の走査部で走査される画素部を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本開示の実施の形態の説明に先立ち、特許文献１および特許文献２に記載されている従来の加熱調理器の問題点について説明する。
【０００９】
特許文献１および特許文献２に示す加熱調理器は、被加熱物の大きさが小さい場合、被加熱物の温度を正確に測定することができない。また、被加熱物の一部の温度が局所的に高くなっている場合、正確に温度を測定することができない。
【００１０】
本開示の加熱調理器は、被加熱物が小さい場合や、被加熱物の一部の温度が局所的に高くなっていても精度良く被加熱物の温度を測定することができる。
【００１１】
次に、実施の形態に係る加熱調理器について図面を用いて説明をする。なお、各図面において、同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。また、各実施の形態における各構成要素は矛盾のない範囲で任意に組み合わせても良い。更に、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本開示の実施の形態としてもよい。以下で説明する実施の形態に対して本開示の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本開示に含まれる。
【００１２】
（実施の形態１）
以下に、実施の形態１の加熱調理器１について、図面を用いながら説明する。
【００１３】
図１は実施の形態１の加熱調理器１を示し、図２は走査部６を示す。
【００１４】
実施の形態１の加熱調理器１は、マイクロ波発生部２と、加熱室４と、赤外線センサ５と、走査部６と、制御部７と、インバータ８と、を有する。マイクロ波発生部２は、マイクロ波を発生させる。加熱室４は、マイクロ波発生部２と、食品や布等の被加熱物３と、を収納する。赤外線センサ５は、加熱室４の内壁に設置されている。走査部６とは、赤外線センサ５を走査する。制御部７は、マイクロ波発生部２を制御する。インバータ８は、マイクロ波発生部２に電力を供給する。
【００１５】
マイクロ波発生部２は、インバータ８から電力を供給される。マイクロ波発生部２は、２４５０ＭＨｚのマイクロ波を発生している。なお、マイクロ波発生部２で発生するマイクロ波の波長は、２４５０ＭＨｚに限られず、他の波長でも良い。
【００１６】
マイクロ波はアンテナ（図示せず）を介して加熱室４内に導入される。加熱室４内に設けられている回転台（図示せず）によって被加熱物３を回転させて被加熱物３が均等に加熱される。以上のように本実施の形態は構成されている。なお、この構成に限らず、回転台を設けずにアンテナを回転させても良い。
【００１７】
加熱室４は、加熱損失を低減するためにアルミ等の金属で構成されている。加熱室４の内壁には赤外線センサ５が設置されており、加熱室４内の被加熱物３の温度を検出している。
【００１８】
制御部７は、マイクロ波発生部２、インバータ８、赤外線センサ５に接続されている。加熱調理器１を操作する人を『使用者』として、以下、説明する。使用者の操作に従って、インバータ８は動作する。そして、インバータ８はマイクロ波発生部２に電力を供給し、マイクロ波発生部２はマイクロ波を発生する。被加熱物３が均等に加熱されるように、赤外線センサ５の出力に基づいて、制御部７はマイクロ波発生部２を制御する。加熱調理器１に使用者が入力したように被加熱物３を加熱できるように、加熱調理器１は制御される。
【００１９】
赤外線センサ５は、感温部が埋設されている熱型赤外線検出部を有する。感温部には熱電変換部が用いられている。この熱電変換部は、被加熱物３から放射される赤外線による熱エネルギーを電気エネルギーに変換するサーモパイルにより構成されている。また、赤外線センサ５は、赤外線検出素子１００（非接触赤外線検出素子）を有する。赤外線検出素子１００は、ａ×ｂ個の画素部９が半導体基板の表面にａ行ｂ列の２次元アレイ状に配置されて形成されている２次元アレイ状である。なお、ａおよびｂは、２以上の整数である。
【００２０】
また、画素部９は、感温部および感温部の出力電圧を取り出すためのＭＯＳ（Metal-Oxide Semiconductor）トランジスタを有する。実施の形態１における画素部９は８×８画素部に構成されている。
【００２１】
なお、画素部９の短軸の方向に画素部９が並んでおり、以降では、画素部９が並んでいる方向を行方向または列方向と表す。そして、画素部９の行方向をＸ軸方向（第１の方向）、列方向をＹ軸方向（第２の方向）として説明する。
【００２２】
走査部６は、モータ等によって構成されており、回転軸１０周りに赤外線センサを回転させ、加熱室４の天井１１と底面１２を結ぶ方向に赤外線センサ５を走査している。
【００２３】
次に、走査部６による赤外線センサ５の走査と、温度分布の取得の仕方について説明する。図３は走査前後の赤外線センサ５（図1に示す）の検出領域１３を示す。図４Ａは温度分布を基に生成された生成画像を示す。図４Ｂは赤外線センサを走査して取得された複数の温度分布を基に生成された生成画像を示す。図３には、走査前の検出領域１３を実線で示し、走査後の検出領域１４を点線で示している。図４Ａおよび図４Ｂにおいて、色の濃い部分は、測定が完了した測定画像１５を示しており、白い部分は、測定が未完了の未測定画像１６を示している。ここでは、画素部９の一辺の長さをｃとして説明する。
【００２４】
まず、赤外線センサ５の検出領域１３の温度分布が取得される。次に、走査部６によって、赤外線センサ５がＸ軸方向に長さｃ／２だけ走査され、走査後の検出領域１４の温度分布が取得される。次に、最初に取得された温度分布の画素間の情報を走査後の検出領域１４の温度分布を取得する。赤外線センサ５を長さｃ／２だけ走査して温度分布を取得する工程を繰り返し行い、赤外線センサ５は、所定の距離だけ走査される毎に温度分布が取得され、複数の温度分布を取得する。このようにして取得される複数の温度分布の画素間の情報を補完するように各温度分布を足し合わせて補完後の温度分布が取得される。
【００２５】
図４Ａおよび図４Ｂに示しているように、温度分布を補完せず、走査して取得される温度分布だけを使用する従来の方法で温度分布を取得した場合に比べて、実施の形態１の方法で取得した温度分布は測定画像が２倍になっている。温度分布を補完する前に比べ、測定が完了した画素が２倍となっているため、解像度が２倍になっている。この様に、赤外線センサ５を走査し、補完後温度分布を取得することで、より詳細な温度分布を取得することができる。
【００２６】
ここで、被加熱物３が１つの画素部９で検出できる領域よりも小さい場合の問題点について説明する。
【００２７】
１つの画素部９で得られる温度データは、被加熱物３の温度と背景等の被加熱物３以外の温度とが平均化された温度データになるため、被加熱物３の温度を正確に検出することができない。
【００２８】
しかしながら、加熱調理器１では、高解像度の温度分布に応じて制御部７がマイクロ波発生部２を制御する。被加熱物３が小さい場合でも被加熱物３の温度が被加熱物３以外の背景の温度によって平均化されることはない。よって、加熱調理器１は、精度良く被加熱物３の温度を検出することができる。加熱調理器１における加熱制御の精度を向上させることができる。
【００２９】
また、被加熱物３が十分大きい場合でも、被加熱物３の一部分の温度が他の部分の温度と異なる場合がある。しかしながら、加熱調理器１では、高解像度の温度分布に応じてマイクロ波発生部２を制御していることにより、精度良く加熱制御を行うことができている。
【００３０】
なお、本実施の形態では、赤外線センサ５を長さｃ／２だけ走査しているが、赤外線センサ５を走査する距離はこの限りではない。例えば、赤外線センサ５を走査する距離をｃ／４など他の距離を設定しても良い。赤外線センサ５を走査する距離をｃ／４とした場合、温度分布を補完しない場合に比べて補完後温度分布の解像度は４倍になる。よって、より正確に被加熱物３の温度を検出することができる。
【００３１】
この様に、赤外線センサ５を走査する距離を短くすれば短くするだけ補完後温度分布の解像度を向上させることができる。赤外線センサ５を走査する距離をｃ／ｎとした場合には、補完していない温度分布に比べてｎ倍の解像度の補完後温度分布を取得することができる。赤外線センサ５を走査する距離は、加熱調理器１の使用条件に応じて適宜設定することができる。
【００３２】
（実施の形態２）
実施の形態２の加熱調理器について、図面を用いながら説明する。図５に本開示の実施の形態２の走査部６を示す。
【００３３】
実施の形態２の加熱調理器は、実施の形態１と同様に、マイクロ波発生部２と、加熱室４と、赤外線センサ５と、走査部６と、制御部７と、インバータ８と、を有する。なお、実施の形態１と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３４】
図５に示すように、実施の形態２の加熱調理器は、画素部２２の長軸２３（画素部２２の最も長い部分）方向に赤外線センサ５（図１に示す）を走査している。長軸２３の方向に赤外線センサ５を走査することにより、例えば、画素部２２の長軸２３の長さｄの１／２の長さであるｄ／２だけ赤外線センサ５を走査し、得られた温度分布を足し合わせて温度分布を取得した場合、温度分布を補完する前に比べ、４倍の解像度の温度分布を取得することができる。この様に、画素部２２の長軸２３方向に走査することにより、より高解像度の温度分布を取得することができるため、加熱調理器１の加熱制御の精度を向上させることができる。なお、赤外線センサ５を走査する方向が画素部２２の長軸２３方向でなくても、赤外線センサ５のＸ軸方向とＹ軸方向以外の方向に走査すれば、解像度を向上させる効果を得ることができる。
【００３５】
つまり、赤外線センサ５は、赤外線検出素子１００の短軸の方向とは異なる方向に走査されると、より解像度を向上させることができる。
【００３６】
（実施の形態３）
実施の形態３の加熱調理器について、図面を用いながら説明する。図６に本開示の実施の形態３の走査部６を示し、図７に走査部６で走査される画素部３２を示す。
【００３７】
実施の形態３の加熱調理器は、実施の形態１と同様に、マイクロ波発生部２と、加熱室４と、赤外線センサ５と、走査部６と、制御部７と、インバータ８と、を有する。なお、実施の形態１と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３８】
実施の形態３の加熱調理器は、画素部３２が複数配置された第１の行である行３３と第２の行である行３４を有する。行３３の一方側の端の画素３５と、行３４の一方側の端の画素３６のＸ軸方向の位置が異なる。
【００３９】
つまり、赤外線検出素子１００が階段状になるように、画素部３２は配置されている。なお、以降の説明では、画素３５と画素３６がｃ／４だけずれて配置されているものとして説明する。なお、画素３５と画素３６のずれ方は、加熱調理器の使用条件に応じて適宜変更しても良い。
【００４０】
実施の形態３の加熱調理器では、階段状に配置された画素部３２のＹ軸方向に赤外線センサ５を走査している。図７に示すように、画素３５と第２の画素３６がＸ軸方向にずれるように配置されている。画素３５と画素３６がずれている分、複数の温度分布を足し合わせて高解像度の温度分布を取得したときに、実施の形態１に比べてＸ軸方向の解像度を向上させることができる。実施の形態３では、画素３５と画素３６がＸ軸方向にｃ／４だけずれるように赤外線検出素子１００が配置されているため、Ｘ軸方向の解像度を４倍にすることができる。これによって、加熱調理器の加熱制御の精度を向上させることができる。
【００４１】
また、高解像度の温度分布を取得したときに、温度分布を足し合わせていない部分では解像度が低くなるため、被加熱物３が温度分布を足し合わせた領域に納まるように赤外線センサ５を走査する必要がある。ここで、実施の形態３の画素部３２の配置の仕方では、実施の形態２に比べて、解像度が低い領域が狭いため、赤外線センサ５を走査する距離が短くなる。このため、短時間で高解像度の温度分布を取得することができ、被加熱物３の温度変化に対する追従性が向上する。
【００４２】
つまり、本開示の加熱調理器は、マイクロ波を発生するマイクロ波発生部２と、被加熱物３を収納するための加熱室４と、加熱室４の内部に設置された赤外線センサ５と、赤外線センサ５を走査する走査部６と、赤外線センサ５の出力に基づいてマイクロ波発生部２を制御する制御部７と、を有する。そして、赤外線センサ５は、所定の距離を走査される毎に、温度分布を取得することで、複数の温度分布を取得する。更に、複数の温度分布を足し合わせることにより得られる温度分布に応じて、制御部７はマイクロ波発生部２を制御する。
【００４３】
本開示の加熱調理器は、加熱むらを減らし、被加熱物をより均等に加熱することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本開示の加熱調理器は、温度センサ被加熱物の大きさに関わらず、より均等になるように被加熱物を加熱することができる。よって、一般家庭用、及び、業務用の電子レンジ等の加熱調理器に有用である。
【符号の説明】
【００４５】
１  加熱調理器
２  マイクロ波発生部
３  被加熱物
４  加熱室
５  赤外線センサ
６  走査部
７  制御部
８  インバータ
９，２２，３２  画素部
１０  回転軸
１１  天井
１２  底面
１３  検出領域
１４  検出領域
１５  測定画像
１６  未測定画像
２３  長軸
３３，３４  行
３５，３６  画素
１００  赤外線検出素子
【図１】
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【図２】
2016170734.tif 000004
【図３】
2016170734.tif 000005
【図４Ａ】
2016170734.tif 000006
【図４Ｂ】
2016170734.tif 000007
【図５】
2016170734.tif 000008
【図６】
2016170734.tif 000009
【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年8月24日(2016.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を発生するマイクロ波発生部と、
被加熱物を収納するための加熱室と、
前記加熱室の内部に設置されａ×ｂ個の画素部から構成されるａ行ｂ列の２次元アレイ状の赤外線検出素子を有した赤外線センサと（ａおよびｂは、２以上の整数）、
前記赤外線センサを走査する走査部と、
前記赤外線センサの出力に基づいて前記マイクロ波発生部を制御する制御部と、
を備え、
前記赤外線検出素子は、前記赤外線センサの走査方向と異なる第１の方向に延伸する第１の行に配置される複数の画素部と、前記第１の方向に延伸する第２の行に配置される複数の画素部とを有し、
前記第１の行に配置される複数の画素部の前記赤外線センサの走査方向における端部の位置と、前記第２の行に配置される複数の画素部の前記赤外線センサの走査方向における端部の位置とが、前記赤外線センサが走査される方向において異なり、
前記赤外線センサは、所定の距離を走査される毎に、温度分布を取得することで、複数の温度分布を取得し、
前記複数の温度分布を足し合わせることにより得られる温度分布に応じて、前記制御部は前記マイクロ波発生部を制御する加熱調理器。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記赤外線センサは、前記赤外線検出素子の短軸の方向とは異なる方向に走査される請求項１に記載の加熱調理器。
【請求項４】
前記第１の行に配置される複数の画素部の前記第１の方向における端部の位置と、前記第２の行に配置される複数の画素部の前記第１の方向における端部の位置とが、前記第１の方向において異なる請求項１に記載の加熱調理器。
【請求項５】
前記赤外線センサは、前記第１の方向と直交する第２の方向に走査される請求項４に記載の加熱調理器。
【国際調査報告】
2016170734.tif 000011
2016170734.tif 000012
2016170734.tif 000013
2016170734.tif 000014