(57)【要約】  加熱調理器は、加熱部と加熱室と撮像部と照明部と画像処理部と照明制御部とを備える。加熱室は、被加熱物を収容する。撮像部は、加熱室の内部の画像を撮影する。照明部は、加熱室の内部を照明する。画像処理部は、画像を解析して画像における被加熱物の明るさを検出する。照明制御部と、画像における被加熱物の明るさに応じて、照明部を制御する。本態様によれば、撮影された加熱室内の画像に基づいて被加熱物の調理状態を正しく判断し、被加熱物の調理状態に応じて加熱部を制御することができる。
2018173987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部と、
被加熱物を収容するように構成された加熱室と、
前記加熱室の内部の画像を撮影するように構成された撮像部と、
前記加熱室の内部を照明するように構成された照明部と、
前記画像を解析して前記画像における前記被加熱物の明るさを検出するように構成された画像処理部と、
前記画像における前記被加熱物の前記明るさに応じて、前記照明部を制御するように構成された照明制御部と、
を備えた、加熱調理器。
【請求項２】
前記照明部が複数の照明を有し、
前記照明制御部が、前記複数の照明の各々を点灯または消灯させるように構成された、請求項１に記載の加熱調理器。
【請求項３】
前記照明制御部が、前記照明部を制御して、中間調の輝度を調整するように構成された、請求項１に記載の加熱調理器。
【請求項４】
前記照明制御部が、前記照明部を制御して、前記撮像部からの距離が大きくなるほど照度を増加させるように構成された、請求項１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、食品などを調理するための加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加熱室を有する加熱調理器において、被加熱物である食品の状態を判断するために、加熱室内を撮影する撮像部を設けるという技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の調理器では、撮像部により撮影された画像に対して画像処理が行われ、食品の状態が判断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２７２０４５号公報
【発明の概要】
【０００４】
上記従来の加熱調理器では、照明が強過ぎると、食品が実際より白く写ったり、食品の背後に濃い影が現れたりする現象が生じることがある。
【０００５】
加熱室を有する加熱調理器は、通常、食器またはクッキングシート（parchment paper）などに載置された食品を調理する。特許文献１に記載の加熱調理器では、撮影された画像における食品の領域とそれ以外（食器など）の領域とを分離するために、エッジ追跡が行われる。
【０００６】
しかしながら、照明の影響により上記現象が発生すると、正しくエッジ追跡するのは困難である。食品がその背景と近似色を有する場合、特に、食品とその背景とがともに白っぽい色である場合、正しくエッジ追跡するのがさらに困難となる。
【０００７】
本開示は、上記従来の問題を解決するもので、撮像部と照明部とを備え、食品の状態を判断するために食品の領域を正確に検出することができる加熱調理器を提供することを目的とする。
【０００８】
本開示の一態様の加熱調理器は、加熱調理器は、加熱部と加熱室と撮像部と照明部と画像処理部と照明制御部とを備える。加熱室は、被加熱物を収容する。撮像部は、加熱室の内部の画像を撮影する。照明部は、加熱室の内部を照明する。画像処理部は、画像を解析して画像における被加熱物の明るさを検出する。照明制御部と、画像における被加熱物の明るさに応じて、照明部を制御する。
【０００９】
本態様によれば、撮影された加熱室内の画像に基づいて被加熱物の調理状態を正しく判断し、被加熱物の調理状態に応じて加熱部を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本開示の実施の形態１に係る加熱調理器の主要部を示す概略構成図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る加熱調理器の他の照明パターンを示す概略構成図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る加熱調理器の加熱室内における撮像部からの距離Ｄと照度Ｉとの関係を示す図である。
【図４】図４は、本開示の実施の形態２に係る加熱調理器の主要部を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の第１の態様の加熱調理器は、加熱調理器は、加熱部と加熱室と撮像部と照明部と画像処理部と照明制御部とを備える。加熱室は、被加熱物を収容する。撮像部は、加熱室の内部の画像を撮影する。照明部は、加熱室の内部を照明する。画像処理部は、画像を解析して画像における被加熱物の明るさを検出する。照明制御部と、画像における被加熱物の明るさに応じて、照明部を制御する。
【００１２】
本開示の第２の態様の加熱調理器では、第１の態様に加えて、照明部が複数の照明を有し、照明制御部が、複数の照明の各々を点灯または消灯させるように構成される。
【００１３】
本開示の第３の態様の加熱調理器では、第１の態様に加えて、照明制御部が、照明部を制御して、中間調の輝度を調整するように構成される。
【００１４】
本開示の第４の態様の加熱調理器では、第１の態様に加えて、照明制御部が、照明部を制御して、撮像部からの距離が大きくなるほど照度を増加させるように構成される。
【００１５】
以下、本開示の加熱調理器について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本開示の実施の形態１に係る加熱調理器１１の主要部を示す概略構成図である。図２は、本実施の形態に係る加熱調理器１１の他の照明パターンを示す概略構成図である。
【００１７】
図１、図２に示すように、加熱調理器１１は、被加熱物である食品１２を収容する加熱室１３を備える。加熱調理器１１は、輻射ヒータ、マグネトロン、蒸気発生器などの加熱部（図示せず）を用いて、加熱室１３に収容された食品１２を加熱するように構成される。
【００１８】
本実施の形態では、図１、図２の手前側を加熱調理器１１の前方と定義し、図１、図２の右側を加熱調理器１１の右側と定義する。
【００１９】
加熱室１３は、壁面となる天井１７、左側壁面１８、背面１９、右側壁面２０、底面２１、ドア（図示せず）から構成された略直方体形状である。天井１７、左側壁面１８、背面１９、右側壁面２０は、例えば、ホウロウ鋼板、ステンレス鋼板、塗装鋼板などの材料により形成されている。加熱室１３は、例えば、４００ｍｍの幅と３００ｍｍの奥行きとを有する。
【００２０】
加熱室１３は、左側壁面１８の最上部の中央付近に奥行き方向に部分的に延在する、絞り加工で形成された斜面２２を有する。斜面２２の外側に撮像部２３が配置される。
【００２１】
撮像部２３は、斜面２２に設けられた貫通孔２４を介して、加熱室１３の内部を撮影する。撮像部２３は、食品１２を撮影するために、撮像部２３の撮像中心軸が水平方向に対して３０度下向きとなるように配置される。撮像部２３の取付け角度は、撮像部２３の画角に応じて０〜５０度の範囲のいずれかの値に設定されればよい。
【００２２】
斜面２２は、撮像部２３の撮像中心軸に垂直な角度を有する。撮像部２３として、価格を考慮して、固定フォーカスを有するものが使用される。この場合、画角がより広いものがピント調整の観点から有利である。
【００２３】
照明２５ａ〜２５ｄは、照明部を構成する複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）である。照明２５ａ〜２５ｄは、左側壁面１８の最上部の前方部および後方部、右側壁面２０の最上部の後方部および前方部にそれぞれ配置される。
【００２４】
本実施の形態では、照明２５ａ、２５ｄの中心が、背面１９から２５０ｍｍ前方に配置され、照明２５ｂ、２５ｃの中心が、背面１９から５０ｍｍ前方に配置される。
【００２５】
平面視において、加熱室１３の中央と撮像部２３とを結ぶ直線と、加熱室１３の中央と照明２５ａとを結ぶ直線との間に、約２６．５度の角度が形成される。加熱室１３の中央と撮像部２３とを結ぶ直線と、加熱室１３の中央と照明２５ｂとを結ぶ直線との間に、約２６．５度の角度が形成される。
【００２６】
同様に、平面視において、加熱室１３の中央と撮像部２３とを結ぶ直線と、加熱室１３の中央と照明２５ｃとを結ぶ直線との間に、約２６．５度の角度が形成される。加熱室１３の中央と撮像部２３とを結ぶ直線と、加熱室１３の中央と照明２５ｄとを結ぶ直線との間に、約２６．５度の角度が形成される。
【００２７】
さらに、ＬＥＤである照明２５ｅが、背面１９の上部に、右側壁面２０から１００ｍｍ離れて配置され、加熱室１３の内部を照明する。
【００２８】
図３は、照明２５ａ〜２５ｅを点灯させた場合の、撮像部２３からの距離Ｄ（ｍｍ）と、撮像部２３から距離Ｄの位置における照度Ｉ（ｌｘ）との関係を示す。照明２５ｅが背面１９の中央から右にずれているので、図３に示すように、加熱室１３の右半分が左半分より明るくなる。
【００２９】
加熱調理器１１は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェースなどを備えたマイクロコンピュータからなる制御部３１を有する。制御部３１は、撮像部２３および照明２５ａ〜２５ｅと電気的に接続される。制御部３１は、画像処理部３２、照明制御部３３、記憶部３４有する。
【００３０】
画像処理部３２は、撮像部２３により撮影された加熱室１３の内部の画像データを解析する。具体的には、画像処理部３２は、画像データから、食品１２の近傍の背景である食器３５を分離して食品１２の画像を特定する。
【００３１】
食品１２の色（明度）は調理状態を表すので、制御部３１は、食品１２の色に基づいて加熱部を制御する。照明制御部３３は、記憶部３４内に記憶された照明パターンに応じて、照明２５ａ〜２５ｅの各々を点灯または消灯させ、加熱室１３内の照度を変化させる。
【００３２】
上述のように、本実施の形態に係る制御部３１はマイクロコンピュータで構成される。制御部３１はマイクロコンピュータに限られるものではない。しかしながら、プログラム可能なマイクロコンピュータを用いれば、処理内容を容易に変更可能であり、設計の自由度を高めることができる。
【００３３】
処理速度の向上のため、制御部３１を論理回路で構成することも可能である。制御部３１を物理的に一つまたは複数の素子で構成してもよい。制御部３１を複数の素子で構成する場合、画像処理部３２、照明制御部３３を別々の素子で実施してもよい。この場合、これら複数の素子が一つの制御部に対応すると考えることができる。
【００３４】
以下、上述の加熱調理器の動作および作用について説明する。
【００３５】
図１に示すように、食器３５に載置された食品１２が加熱室１３に収容される。照明２５ａ〜２５ｅがすべて点灯される。この照明パターンは、第一パターンとして記憶部３４に記憶される。
【００３６】
食品１２と食器３５とが、ともに明度の高い白っぽい近似色を有する場合、照明２５ａ〜２５ｅから照射された光は、食品１２および食器３５によって反射される。この反射光により、加熱室１３の内部は全体的に明るくなる。
【００３７】
この場合、画像データにおける食品１２の明るさが部分的に非常に大きくなり、白飛び（blown out highlights）が生じる。
【００３８】
白飛びを解消するため、照明制御部３３は、図２に示すように、左後方の照明２５ｂと右前方の照明２５ｄとを消灯する。記憶部３４は、このように左前方の照明２５ａ、右後方の照明２５ｃおよび後方の照明２５ｅが点灯される照明パターンを第二パターンとして記憶する。
【００３９】
その結果、加熱室１３内の照度は３／５に低下する。画像データにおける食品１２の明るさは減少し、白飛びが解消される。逆に、食品１２および食器３５以外の暗い背景部分では、黒潰れ（blocked up shadows）が生じる。
【００４０】
しかし、点灯された照明２５ｅが、撮像部２３から遠くに位置する食品１２の被照明部分の照度を増加させる。
【００４１】
このようにして、撮像部２３は、そのダイナミックレンジを有効に利用しながら、白っぽい近似色を有する食品１２と食器３５とを撮影することができる。画像処理部３２は、食品１２の輪郭を適切に検出することができる。
【００４２】
反対に、食品１２と食器３５とが、ともに明度の低い黒っぽい近似色を有する場合、上述の第二パターンの照明を行うと、食品１２および食器３５による反射は少なく、加熱室１３の内部は全体的に暗くなる。
【００４３】
照明制御部３３は、上述の第一パターンの照明として、照明２５ａ〜２５ｅのすべてを点灯させる。加熱室１３内の照度は増大し、黒潰れが解消される。食品１２および食器３５以外の明るい背景部分では、白飛びが生じる。
【００４４】
このようにして、撮像部２３は、そのダイナミックレンジを有効に利用しながら、黒っぽい近似色を有する食品１２と食器３５とを撮影することができる。画像処理部３２は、食品１２の輪郭を適切に検出することができる。
【００４５】
このように、照明制御部３３が照明部である照明２５ａ〜２５ｅを制御し、点灯させる照明の組合せを変えることにより、撮像部２３は、明るさの異なる複数の画像を撮影することが可能となる。画像処理部３２は、撮影された複数の画像を比較することにより、食品１２とその背景とが近似色を有していても、食品１２の輪郭を適切に検出することができる。
【００４６】
上述のように、制御部３１は、食品１２の色に基づいて加熱部を制御する。以下、これに関してクッキーの焼成を例に説明する。
【００４７】
まず、食品１２である白っぽいクッキー生地が、鉄製のトレイに敷かれた白いクッキングシートの上に並べられ、加熱室１３に収容される。画像処理部３２は、クッキーの輪郭を、背景であるクッキングシートと区別して検出しなければならない。
【００４８】
加熱部が、加熱室１３内を加熱すると、クッキーの焼成が始まる。白っぽいクッキー生地は、１０分程度で焦げ目が付いて明度が変化し、茶色くなってくる。しかし、クッキングシートは白いままである。
【００４９】
画像処理部３２は、食品１２であるクッキー生地の輪郭を認識しているので、背景であるクッキングシートの領域を茶色くなっていない食品１２の領域であると誤認識することはない。
【００５０】
上述のように、加熱調理中、加熱室１３内の温度は１７０℃まで上昇し、一般的な撮像部２３の耐熱温度（７０℃）を大きく超える。しかしながら、本実施の形態では、撮像部２３は、加熱室１３内の斜面２２の外側に配置され、貫通孔２４を介して加熱室１３内を撮影する。この構成により、撮像部２３が加熱室１３内の高温から保護される。
【００５１】
本実施の形態では、斜面２２の外側に撮像部２３が配置される。しかし、斜面２２を設けず、左側壁面１８の上部に設けられた貫通孔２４の外側に、撮像部２３が配置されてもよい。
【００５２】
貫通孔２４を有する斜面２２が、右側壁面２０の最上部、または、背面１９の最上部に形成され、斜面２２の外側に撮像部２３が配置されてもよい。
【００５３】
天井１７の上方に配置された撮像部２３が、天井１７に設けられた貫通孔を介して加熱室１３内を撮影してもよい。
【００５４】
照明の配置位置、個数は本実施の形態に限定されない。例えば、天井１７にさらなる照明が配置されてもよい。
【００５５】
（実施の形態２）
以下、本開示の実施の形態２に係る加熱調理器について説明する。以下の説明において、実施の形態１と同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５６】
本実施の形態では、照明制御部４１が、実施の形態１における照明制御部３３とは異なる方法で照明を制御する。
【００５７】
図４は、本開示の実施の形態２に係る加熱調理器の主要部を示す概略構成図である。
【００５８】
図４に示すように、本実施の形態では、照明制御部４１は、照明制御部３３と異なり、所望の輝度に応じて変動させたパルス幅を有するＰＷＭ信号を照明２５ａ〜２５ｅに送信することによって、照明２５ａ〜２５ｅの輝度を、複数の設定値に調整する。
【００５９】
本実施の形態によれば、照明２５ａ〜２５ｅの各輝度を複数の設定値に調整することで、加熱室１３内の照度が変化する。このため、照度の異なる複数の画像を撮影することが可能となり、食品１２と食品１２の近傍の背景とが近似色であっても、両者の色の違いを、多くの階調で判別可能な照明度合いに設定して撮影できる。その結果、輪郭検出部３２において、背景である食器３５を分離して食品１２の画像を正確に検出することが容易になる。
【００６０】
本実施の形態では、上述のように、照明制御部４１が、照明２５ａ〜２５ｅのそれぞれの輝度を任意の設定値に変化させるよう、変動させたパルス幅を有するＰＷＭ信号を送信する。しかし、照明制御部４１が、パルス幅を変動させるのではなく、照明２５ａ〜２５ｅに供給する電流の大きさを変動させても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本開示は、食品を調理する加熱調理器に適用可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１１  加熱調理器
１２  食品
１３  加熱室
１７  天井
１８  左側壁面
１９  背面
２０  右側壁面
２３  撮像部
２４  貫通孔
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅ  照明
３２  画像処理部
３３、４１  照明制御部
【図１】
2018173987.tif 000003
【図２】
2018173987.tif 000004
【図３】
2018173987.tif 000005
【図４】
2018173987.tif 000006
【国際調査報告】
2018173987.tif 000007
2018173987.tif 000008