(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物が投入される内鍋と、
前記内鍋が着脱自在に収容される本体と、
前記内鍋を加熱する加熱手段と、
加熱中に発生する前記内鍋内の蒸気を案内する蒸気導管と、
前記蒸気導管により案内された蒸気を、内部に溜めた水により復水する水槽と、
前記水槽から放射される赤外線を検知する赤外線検知手段と、
前記赤外線検知手段の出力に基づいて、前記水槽内の水位を判定する水位判定手段と、
前記赤外線検知手段の出力に基づいて、前記水槽内の水温を判定する水温判定手段と、
を備え、
前記赤外線検知手段は、
前記水槽から放射される赤外線を受光する単眼型赤外線センサと、
前記単眼型赤外線センサの受光エリアを上下に移動させる移動手段と、を備えた
ことを特徴とする炊飯器。
【請求項２】
被加熱物が投入される内鍋と、
前記内鍋が着脱自在に収容される本体と、
前記内鍋を加熱する加熱手段と、
加熱中に発生する前記内鍋内の蒸気を案内する蒸気導管と、
前記蒸気導管により案内された蒸気を、内部に溜めた水により復水する水槽と、
前記水槽から放射される赤外線を検知する赤外線検知手段と、
前記赤外線検知手段の出力に基づいて、前記水槽内の水位を判定する水位判定手段と、
前記赤外線検知手段の出力に基づいて、前記水槽内の水温を判定する水温判定手段と、
を備え、
前記赤外線検知手段は、
前記水槽から放射される赤外線を受光する複数の受光素子を縦方向のアレイ状に配列して構成されたアレイ状赤外線センサを備えた
ことを特徴とする炊飯器。
【請求項３】
前記水温判定手段及び水位判定手段の判定結果に基づいて前記加熱手段を制御する制御手段と、
報知手段と、を備え、
前記制御手段は、前記加熱手段による加熱開始前に、前記水位判定手段により判定された水位が蒸気を復水するのに必要な所定水量を示す下限水位以上か否か判定し、前記水位が前記下限水位より低い場合には前記水槽の水補給を前記報知手段に報知させるとともに前記加熱手段に加熱を開始させない
ことを特徴とする請求項１または２記載の炊飯器。
【請求項４】
前記制御手段は、前記加熱手段による加熱開始前に、前記水位判定手段により判定された水位が加熱時に発生する蒸気を復水しても前記水槽から水が溢れないための水量を示す初期満水以上か否か判定し、前記水位が初期満水以上である場合には前記水槽の水量調整を前記報知手段に報知させるとともに前記加熱手段に加熱を開始させない
ことを特徴とする請求項３記載の炊飯器。
【請求項５】
前記制御手段は、前記加熱手段による加熱中に、前記水位判定手段により判定された水位が満水位以上か否か判定し、前記水位が満水位以上である場合には前記水槽が満水状態であることを前記報知手段に報知させるとともに前記加熱手段に加熱を停止させる
ことを特徴とする請求項３または４記載の炊飯器。
【請求項６】
前記制御手段は、前記加熱手段による加熱開始前に、前記水温判定手段により判定された水温が所定の第１温度以上か否か判定し、前記水温が前記第１温度以上である場合には前記水槽の水交換を前記報知手段に報知させるとともに前記加熱手段に加熱を開始させない
ことを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれか記載の炊飯器。
【請求項７】
前記制御手段は、前記加熱手段による加熱終了後に、前記水温判定手段により判定された水温が所定の第２温度以上か否か判定し、前記水温が前記第２温度以上である場合にはその旨を前記報知手段に報知させる
ことを特徴とする請求項３〜請求項６のいずれか記載の炊飯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炊飯中に発生する蒸気を回収する炊飯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蒸気を回収する炊飯器において、「水槽７の側面側には、下限水位検知部１０、初期満水検知部１１、満水検知部１２及び温度検出部１３がそれぞれ配置」されたものが提案されている（例えば、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２００９−１７８３８０号公報（第４頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の炊飯器においては、水槽内の水位を検知する手段として３つの水位検知部を設け、水槽内の水温を検知する水温検知部を別途設けていた。このため、構造が複雑となりやすく、また、コストも高くなる。このため、簡易な構成で水位と水温を検知することが望まれていた。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、簡易な構成で水槽内の水位と水温を検知することのできる炊飯器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る炊飯器は、被加熱物が投入される内鍋と、前記内鍋が着脱自在に収容される本体と、前記内鍋を加熱する加熱手段と、加熱中に発生する前記内鍋内の蒸気を案内する蒸気導管と、前記蒸気導管により案内された蒸気を、内部に溜めた水により復水する水槽と、前記水槽から放射される赤外線を検知する赤外線検知手段と、前記赤外線検知手段の出力に基づいて、前記水槽内の水位を判定する水位判定手段と、前記赤外線検知手段の出力に基づいて、前記水槽内の水温を判定する水温判定手段と、を備え、前記赤外線検知手段は、前記水槽から放射される赤外線を受光する単眼型赤外線センサと、前記単眼型赤外線センサの受光エリアを上下に移動させる移動手段と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明においては、水槽から放射される赤外線を検知する赤外線検知手段を備え、この赤外線検知手段の出力に基づいて、水槽内の水位と水槽内の水温とを判定する。１つの赤外線検知手段を用いて水位と水温とを検出できるので、炊飯器の構成を簡易にすることができ、低コスト化にも資する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１に係る炊飯器の構成を示す側面模式図である。
【図２】実施の形態１に係る炊飯器の機能ブロック図である。
【図３】実施の形態１に係る単眼赤外線センサによる温度検出処理を説明する図である。
【図４】実施の形態１に係る炊飯器の制御動作を説明する図である。
【図５】実施の形態２に係る炊飯器の構成を示す側面模式図である。
【図６】実施の形態２に係る炊飯器の機能ブロック図である。
【図７】実施の形態２に係る受光素子アレイの斜視図である。
【図８】実施の形態２に係るアレイ状赤外線センサによる温度検出処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る炊飯器の構成を示す側面模式図である。
炊飯器１は、本体５と、本体５内部の炊飯釜収納部５ａに着脱可能に収容された炊飯釜２と、本体５の上部開口を開閉可能な蓋体３と、蓋体３に着脱可能に取り付けられた内蓋４とを備える。内蓋４は、蓋体３が本体５の上部開口部を覆った際に、炊飯釜２の上面開口部を塞いでその内部を密閉状態にする。本体５の底部には炊飯釜２を加熱する加熱コイル１０が設けられている。また、蓋体３には、一端が内蓋４に着脱可能に装着された蒸気導管６が配設されている。蒸気導管６は、内蓋４に設けられた小穴（図示せず）に接続されており、炊飯釜２内で生じた蒸気を水槽７に導く。更に、本体５には炊飯釜収納部５ａとは区画された領域である水槽収納部５ｂが形成されており、この水槽収納部５ｂには水槽７が着脱可能に設置される。水槽７の近傍には、水槽７から放射される赤外線を受光可能な単眼赤外線センサ８が設けられている。
【０００９】
水槽７は、例えば熱伝導が良くプラスチックなどの絶縁物で構成され、内部に水を収容可能な水槽本体７ａと、水槽本体７ａの上面開口部を着脱可能に覆う水槽蓋７ｂと、水槽本体７ａ内に下端が挿入されていて水槽蓋７ｂを貫通する蒸気導入管７ｃとを備えている。この蒸気導入管７ｃの上端は、蓋体３に配設された蒸気導管６の他端と着脱可能に連結される。つまり、蓋体３が開けられたとき蒸気導管６が蒸気導入管７ｃから離れ、蓋体３が閉じられたときに蒸気導管６と蒸気導入管７ｃとが気密状態で連結される。蒸気導管６と蒸気導入管７ｃは、炊飯中に発生する炊飯釜２内の蒸気を水槽７内に導くためのものであり、水槽７は、蒸気導入管７ｃに流入した蒸気を、予め溜められた水で凝縮させて回収水として貯留する。
【００１０】
水槽７の側面には、下限水位Ｌ１を示す下限水位目盛１４と、初期満水Ｌ２を示す初期満水目盛１５とが印刷あるいは刻印などにより設けられている。下限水位Ｌ１とは、蒸気を水で凝縮させるのに必要となる最低限の水位である。初期満水Ｌ２とは、下限水位Ｌ１よりも上側の水位であって、１回の炊飯時に発生する蒸気をすべて凝縮して回収したとしても水槽７から水が溢れないようにするための上限の水位である。また、水槽７の側面には目盛として刻まれてはいないが、水槽７の水が溢れないための限界の水位として、初期満水Ｌ２よりも上側に満水位Ｌ３を想定している。
【００１１】
本体５の水槽７の側面近傍には、回転装置１２を介して単眼赤外線センサ８が設けられている。単眼赤外線センサ８は、集光エリアＴ内の赤外線を受光し、受光した赤外線に対応する信号を出力する機能を持ち、本発明の赤外線検知手段に相当する。
回転装置１２は、モータと、このモータにより回転する回転軸とを備えている。回転装置１２は、回転軸を介して取り付けられた単眼赤外線センサ８を回転させ、単眼赤外線センサ８の集光エリアＴを複数段階に上下方向に変化させる。本実施の形態１では集光エリアＴを４段階に変化させるものとし、各集光エリアをそれぞれ集光エリアＴ１〜Ｔ４と区別して称する。
【００１２】
この単眼赤外線センサ８の設置位置、単眼赤外線センサ８の赤外線集光視野角、回転装置１２による１段階あたりの回転角度、及び回転装置１２による回転段階数は、任意に設定することができる。ただし、単眼赤外線センサ８を回転して得られる全集光エリア（本実施の形態１では集光エリアＴ１〜Ｔ４）の範囲内に、下限水位Ｌ１〜満水位Ｌ３の領域が包含されるようにする必要がある。
また、単眼赤外線センサ８の設置高さは、下限水位Ｌ１から満水位Ｌ３までの高さの範囲内とすることが望ましい。このようにすることで、単眼赤外線センサ８を回転させる角度を最小限に抑えることができ、検知対象である水槽７の表面と単眼赤外線センサ８とを結ぶ直線距離も短くできることから、赤外線の検知精度が高まる。
【００１３】
フィルタ１１は、単眼赤外線センサ８の集光部前面に設けられた赤外線波長領域を透過するシリコン材などで構成されるフィルタで、本体５の水槽収納部５ｂ側に配設されている。
【００１４】
本体５の水槽収納部５ｂの底面であって水槽７が配置される位置には、水槽検知部１６が配置されている。水槽検知部１６は、水槽収納部５ｂ内に水槽７が設置されたときにＯＮする例えばタクトスイッチからなる。水槽検知部１６の出力信号は、制御部９に入力される。
【００１５】
制御部９は、例えばマイコンからなり、単眼赤外線センサ８から出力される信号を取得して水槽７内の水位及び温度を検出するとともに、操作表示部１３からの操作入力に基づいて加熱コイル１０に通電する高周波電流を制御する。また、制御部９は、ユーザに報知すべき情報を操作表示部１３に表示させる。
【００１６】
次に、水槽７の温度と水位の検出に関連する構成について詳細に説明する。図２は、実施の形態１に係る炊飯器１の機能ブロック図である。
【００１７】
単眼赤外線センサ８は、赤外線を集光する集光レンズ８６、赤外線検出素子８１、及び赤外線検出素子８１からの出力信号を所定の増幅度で増幅する増幅部８２を備える。また、サーミスタからなる基準温度素子８５、基準温度素子８５の出力信号を所定の増幅度で増幅する増幅部８４、及び増幅部８２の増幅信号と増幅部８４の増幅信号との差分を増幅する差動増幅部８３を備える。
【００１８】
（制御手段、水位判定手段、水温判定手段）
制御部９は、回転装置１２に回転指示の信号を出力する信号出力部９１と、Ａ／Ｄ変換部９２と、温度変換部９３と、記憶部９４と、温度判定部９５と、水位判定部９６と、加熱制御部９７と、表示制御部９８とを備える。
信号出力部９１は、所定のタイミングで回転装置１２に回転指示の信号を出力し、単眼赤外線センサ８を段階的に上下方向に回転させる。
Ａ／Ｄ変換部９２は、差動増幅部８３から出力された差動信号（電圧）をデジタル信号に変換する。温度変換部９３は、Ａ／Ｄ変換部９２から出力されたデジタル信号を温度データに変換し、単眼赤外線センサ８の回転後の集光エリア毎に記憶部９４に格納する。
【００１９】
温度判定部９５は、本発明の水温判定手段に相当し、記憶部９４に格納された単眼赤外線センサ８の集光エリア毎の温度データに基づいて、水槽７内の温度を判定する（詳細は後述する）。
水位判定部９６は、本発明の水位判定手段に相当し、記憶部９４に格納された単眼赤外線センサ８の集光エリア毎の温度データに基づいて、水槽７内の水位を判定する（詳細は後述する）。
加熱制御部９７は、水槽７内の温度及び水位と操作表示部１３を用いてユーザにより入力設定された運転条件とに基づいて、加熱コイル１０に通電する高周波電流を制御することにより、炊飯釜２を加熱する火力を制御する。
表示制御部９８は、炊飯器１の運転条件、炊飯釜２の加熱状態、及びユーザに報知すべき情報などを操作表示部１３に表示させる。加熱制御部９７と表示制御部９８とが、本発明の制御手段に相当する。
【００２０】
（温度検出処理）
図３は実施の形態１に係る単眼赤外線センサ８による温度検出処理を説明する図であり、図３（ａ）は単眼赤外線センサ８と水槽７の要部を示す模式図、図３（ｂ）は集光エリア別の検出温度の例を示している。以下、図２と図３を参照して温度検出処理を説明する。
制御部９は、回転装置１２に動作信号を出力し、単眼赤外線センサ８を初期位置に配置させる。ここで、単眼赤外線センサ８の初期の集光エリアＴは、例えば図３（ａ）の集光エリアＴ１であるとする。赤外線検出素子８１は、集光エリアＴ１において水槽７の側面から放射された赤外線を集光レンズ８６によって集光する。これにより、赤外線検出素子８１から電圧が出力される。そして、赤外線検出素子８１の出力電圧が増幅部８２へ入力される。一方、基準温度素子８５は周囲温度を検出し、その出力電圧が増幅部８４へと入力される。
【００２１】
次に、増幅部８２及び増幅部８４で増幅されたそれぞれの出力電圧は、差動増幅部８３で比較増幅される。そして、差動増幅部８３により比較増幅された出力電圧は、Ａ／Ｄ変換部９２に入力されてデジタル信号となる。続けて、このデジタル信号が温度変換部９３によって温度データに変換され、記憶部９４に格納される。
【００２２】
続けて、単眼赤外線センサ８の集光エリアが集光エリアＴ２となるように信号出力部９１が回転装置１２に信号を出力して単眼赤外線センサ８を回転させる。そして、上述したのと同様にして回転後に単眼赤外線センサ８が検知した温度データを記憶部９４に更に格納する。集光エリアＴ３、集光エリアＴ４の温度データも同様にして記憶部９４に格納する。
この集光エリアＴ１〜集光エリアＴ４の温度検知を複数回繰り返し、検知した温度データをそれぞれ記憶部９４に格納する。そして、集光エリア毎に温度データの平均値を算出する。なお、集光エリア毎に温度データの検知を複数回繰り返して平均値を算出するのは、検出値のばらつきを低減するためである。
【００２３】
集光エリアＴ１〜集光エリアＴ４毎に温度データの平均値を算出すると、例えば図３（ｂ）に示すように、水槽７内の水面や水Ｗの温度に応じて検出温度に差異が生じる。この集光エリアＴ１〜集光エリアＴ４の検出温度と、集光エリア間の検出温度の差異に基づいて、後述するようにして水槽７の水温と水位とを判定する。
【００２４】
（炊飯器の動作）
まず、本実施の形態１に係る炊飯器１の動作概要を説明する。
本実施の形態１に係る炊飯器１は、被加熱物（米ｒや水Ｗ等）を収容した炊飯釜２を、加熱コイル１０で加熱することで被加熱物を炊きあげるものである。
具体的には、ユーザが水槽７に水を入れ、米ｒ及び水Ｗを入れた炊飯釜２を本体５の炊飯釜収容部５ｂ内に収容し、蓋体３を閉め、図示しない操作スイッチ等の操作手段を操作して炊飯開始を指示する。この炊飯開始の指示により、炊飯器１は炊飯動作を開始する。水槽７に入れる水は、下限水位目盛１４から初期満水目盛１５までの範囲の水位となるようにする。炊飯動作を開始すると、制御部９によって制御された加熱コイル１０が、炊飯釜２を介して米ｒや水Ｗを加熱する。加熱によって炊飯釜２内に生じた蒸気は、蒸気導管６、蒸気導入管７ｃを経由して水槽本体７ａ内に入り、水槽７内に溜められた冷却水によって凝縮され、水として水槽７内に貯留される。
【００２５】
次に、前記のように構成された炊飯器１の制御動作の詳細について図４を用いて説明する。
図４は、実施の形態１に係る炊飯器１の制御動作を示すフローチャートである。
制御部９は、操作表示部１３の炊飯スイッチのＯＮ操作を検知すると、水槽検知部１６により水槽７が検知されているかどうかを判定する（Ｓ１）。水槽７の設置が検知されなかったときは、例えば操作表示部１３にメッセージを表示したりブザー音を発するなどして水槽７を設置すべきことを報知する（Ｓ１０）。
【００２６】
水槽７が設置されているときは、単眼赤外線センサ８により検知された水槽７の温度が、所定の開始温度（本発明の第１温度）以上か否か判定する（Ｓ２）。ここで開始温度とは、加熱コイル１０による加熱を開始するか否かを判断するための閾値として設定された所定の温度である。
詳細には、まず、単眼赤外線センサ８を回転させて集光エリア毎に算出した温度データの平均値を比較し、隣り合う集光エリアよりも所定値以上温度が低い集光エリアがあれば、その集光エリアの温度を水槽７の水温であると判断する。炊飯開始前は通常、水槽７内には常温の水が入っており、この常温の水は空気温度よりも低い。このため、隣り合う集光エリアとの温度差に基づいて、水槽７内の水温を判断することができる。そして、水槽７の水温として判断した温度と、所定の開始温度とを比較する。
水槽７の温度が所定の開始温度以上である場合には、例えば操作表示部１３にメッセージを表示したりブザー音を発するなどして水槽７の水交換をすべきことを報知する（Ｓ１１）。
【００２７】
水槽７の温度が所定の開始温度より低い場合は、単眼赤外線センサ８により検知された水位が初期満水Ｌ２に達しているか否かを判定する（Ｓ３）。ステップＳ２で隣り合う集光エリアよりも所定値以上温度が低い集光エリアを検出するが、この所定値以上温度が低い集光エリア内に水Ｗの水面があると判断し、この集光エリアと初期満水Ｌ２との上下関係を判定する。水槽７内の水Ｗとその水面より上にある空気との間には温度差があるため、この温度差が生じている位置が水槽７内の水位であると判断できる。
水位が初期満水Ｌ２に達している場合には、例えば操作表示部１３にメッセージを表示したりブザー音を発するなどして水槽７の水位調整、すなわち水槽７内の水を排出すべきことを報知する（Ｓ１２）。
【００２８】
水位が初期満水Ｌ２に達していない場合には、単眼赤外線センサ８により検知された水位が下限水位Ｌ１に達しているか否か判定する（Ｓ４）。水位の判断方法はステップＳ３で上述した通りである。水位が下限水位Ｌ１に達していない場合には、例えば操作表示部１３にメッセージを表示したりブザー音を発するなどして水槽７に水補給すべきことを報知する（Ｓ１３）。
水位が下限水位Ｌ１に達している場合には、炊飯スイッチのＯＮ操作に基づく炊飯動作を開始する（Ｓ５）。
すなわち、水槽７が設置されていることが検知され、かつ水槽７内の水位が下限水位Ｌ１以上で初期満水Ｌ２未満のときに、炊飯を開始する。
【００２９】
ステップＳ１０〜Ｓ１３のいずれかで報知を行ったときは、炊飯スイッチのＯＮ操作に基づく炊飯開始指示を無効にし（Ｓ１６）、動作を終了する。炊飯器１の報知を受けてユーザが対処し、再び炊飯スイッチのＯＮ操作がなされると、制御部９は、再び水槽７が設置されているかどうかの判定を行う（Ｓ１）。以降の処理は前述の通りである。
【００３０】
ステップＳ１における水槽７の設置の有無の判定は、水槽７が設置されることなく炊飯が行われた場合に発生する蒸気導管６からの蒸気放出を防止するためである。蒸気が放出された場合、炊飯器１内への結露や、火傷のおそれがあるので、水槽７の設置が検知されなかったとき、ステップＳ１１において水槽７の設置を報知するようにしている。
【００３１】
ステップＳ２における水槽７の温度の判定は、水槽７内に案内された蒸気を効率よく冷やして凝縮させるようにするためである。水槽７の温度が所定の開始温度より高い場合、すなわち水槽７内の水温が高いと、蒸気凝縮率が低下し蒸気を十分に回収することができず、一部蒸気が水槽７外部へ漏れてしまう。
また、ステップＳ２における水槽７の温度の判定は、安全性を高めることをも目的としている。水槽７の所定の開始温度以上の場合、すなわち水槽７に入っている水の温度が所定の開始温度以上の場合には、炊飯を開始して水槽７に高温の蒸気が導入されると、この高温の蒸気により更に水温が高くなってユーザが触れると非常に熱く感じるおそれがある。
これらの事態を回避するために、ステップＳ１１において水槽７の水交換を報知するようにしている。
【００３２】
ステップＳ４における下限水位Ｌ１の判定は、水槽７内の水Ｗが下限水位Ｌ１より低いとき、蒸気回収時に水温が上昇してしまい蒸気凝縮率が低下し蒸気を十分に回収することができず、一部蒸気が水槽７外部へ漏れてしまうのを防止するためである。よって、ステップＳ１３において水の補給を報知するようにしている。
【００３３】
炊飯を開始した後は（Ｓ５）、単眼赤外線センサ８により検知された水位が満水位Ｌ３に達したか否かを判定し（Ｓ６）、満水位Ｌ３に達していないときは炊飯が終了したかどうかを判定する（Ｓ７）。
ここで、ステップＳ６の炊飯中の水位判定について説明する。炊飯中は、加熱により炊飯釜２内に生じた高温蒸気が蒸気導管６を通り、水槽７へと導かれる。水槽７内に侵入した高温蒸気は、水槽７内の水Ｗによって凝縮されて水となるが、このとき、高温蒸気と水Ｗとの間で熱交換が行われるので水Ｗの温度が上昇し、高温の水Ｗが水槽７の上方に移動する。このため、水Ｗの水面の温度と、水面より上方の空気との間に温度差が生じる。したがって、単眼赤外線センサ８を回転させて集光エリア毎に算出した温度データの平均値を比較し、隣り合う集光エリアよりも所定値以上温度が高い集光エリアがあれば、その集光エリア内に水槽７の水面が位置していると判断することができる。そして、水面が位置していると判断された集光エリアと満水位Ｌ３との上下関係を判定する。
【００３４】
炊飯が終了する前に水槽７内の水位が満水位Ｌ３に達したときは、加熱コイル１０への通電を遮断して炊飯釜２の加熱を一時的に停止し（Ｓ１４）、例えば操作表示部１３にメッセージを表示したりブザー音を発するなどして水槽７が満水であることを報知し（Ｓ１５）、加熱制御の動作を終了する。この状態となるのは、炊飯開始前の水槽７内の水位が初期満水Ｌ２寸前の状態で炊飯を行った場合や、炊飯釜２内から生じた蒸気が想定された以上の量となった場合である。このような場合は、ユーザが水槽７内の水Ｗを排出してその水槽７を本体５内に設置し、炊飯スイッチをＯＮすると、制御部９は、炊飯開始を再開して加熱コイル１０に通電し、中断したところから実行するようになっている。
【００３５】
また、満水が検知されることなく炊飯が終了したときは、単眼赤外線センサ８により検出された水槽７の温度が所定の注意温度（本発明の第２温度）以上か否かを判定する（Ｓ８）。注意温度は、水槽７の温度が高温であることをユーザに報知するか否かを判断するための閾値であり、例えば６０℃程度に設定することができる。
ここで、炊飯終了後の水温判定について説明する。炊飯後は、加熱により炊飯釜２内に生じた高温蒸気が蒸気導管６を通って水槽７内に侵入し、前述したように水槽７内の水Ｗの水面付近が高温となっている。このため、水Ｗの水面付近の温度と、水面より上方の空気との間に温度差が生じている。したがって、単眼赤外線センサ８を回転させて集光エリア毎に算出した温度データの平均値を比較し、最も高い温度を示す集光エリアの温度を、水槽７の水温であると判断する。
水槽７の温度が所定の注意温度以上のときは、例えば操作表示部１３にメッセージを表示したりブザー音を発するなどして水槽７が高温である旨の注意報知を行い（Ｓ９）、前述した一連の動作を終了する。一方、水槽７の温度が所定の注意温度より低いときは、高温注意を報知することなく一連の動作を終了する。最も高い温度を水槽７の温度であると判断し、この温度が注意温度以上である場合に注意報知を行うので、ユーザに対して適切に注意を促すことができる。
【００３６】
以上のように本実施の形態１によれば、水槽７の側面に単眼赤外線センサ８を設置し、単眼赤外線センサ８が検知する赤外線により水槽７内の水位と水温の両方を検知するようにした。単眼赤外線センサ８のみで水位と水温の両方を検知できるので、水温検知手段と水位検知手段を別個に設ける場合と比べて構造を簡易化でき、また、製造コストを低減することができる。
また、前述した特許文献１のように発光部と受光部を用いて散乱光により水位を検出する場合には、水槽を透明な部材で構成する必要があったが、本実施の形態１によれば赤外線を用いるので水槽７を必ずしも透明な部材で構成する必要はなく、水槽設計の自由度が高まる。
【００３７】
また、単眼赤外線センサ８を回転させて単眼赤外線センサ８の集光領域を段階的に変化させる回転装置１２を設けた。回転装置１２により単眼赤外線センサ８を回転させ、下限水位Ｌ１から満水位Ｌ３までの領域をカバーする範囲から赤外線を集光するので、１つの単眼赤外線センサ８の集光エリアを超える広い範囲の水温と水位とを検出することができ、設置するセンサ数を低減することができる。
【００３８】
また、炊飯開始前には、単眼赤外線センサ８が検知する水槽７の水温が所定の開始温度以上か否か判定し、水温が高い場合には水槽の水交換を行うよう報知するようにした。このため、蒸気の凝縮効率を高めることができるとともに、水槽７の過度な高温化を抑制できる。
また、炊飯開始前には、単眼赤外線センサ８が検知する水槽７の水温が下限水位Ｌ１以上でかつ初期満水Ｌ２未満であるか判定し、水位がこの範囲に無い場合には水位調整を行うよう報知するようにした。水槽７内の水位が適切な状態で炊飯を開始することができるので、水槽７における蒸気の凝縮効率を高めることができる。
また、炊飯終了後は、単眼赤外線センサ８が検知する最も高い温度が所定の注意温度以上か否か判定し、水温が高い場合には高温である旨の注意報知を行うようにした。このため、炊飯後に高温となる水槽７にユーザが触れてしまう等の事態を回避でき、安全性を高めることができる。
【００３９】
なお、本実施の形態１では、回転装置１２による単眼赤外線センサ８の回転段階数を４段階としたが、これは４段階に限定するものではない。また、回転時の集光エリアが互いにオーバーラップしてもよい。
【００４０】
実施の形態２．
前述の実施の形態１では、単眼赤外線センサ８を用いて水槽７の水温判定と水位判定を行う例を示した。本実施の形態２では、アレイ赤外線センサを用いて水温判定と水位判定を行う場合の例を説明する。なお、本実施の形態２では前述の実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一又は対応する構成要素には同一の符号を付している。
【００４１】
図５は、実施の形態２に係る炊飯器１Ａの構成を示す側面模式図である。実施の形態２に係る炊飯器１Ａは、実施の形態１に係る単眼赤外線センサ８に代えて、アレイ状赤外線センサ８Ａを備えている。また、炊飯器１Ａは、実施の形態１で説明した回転装置１２を備えていない。
【００４２】
アレイ状赤外線センサ８Ａは、所定の集光エリアを有する受光素子が例えば縦方向に８個配列して構成された受光素子アレイを備えている。アレイ状赤外線センサ８Ａの集光エリアＲは、図５に示すように、下限水位Ｌ１から満水位Ｌ３までの領域を包含するように構成されている。
【００４３】
図６は、実施の形態２に係る炊飯器１Ａの機能ブロック図である。
アレイ状赤外線センサ８Ａは、赤外線を集光する集光レンズ８６、受光素子アレイ８８、スキャン部８７、及びスキャン部８７で選択された出力信号を所定の増幅度で増幅する増幅部８２を備える。また、サーミスタからなる基準温度素子８５、基準温度素子８５の出力信号を所定の増幅度で増幅する増幅部８４、及び増幅部８２の増幅信号と増幅部８４の増幅信号との差分を増幅する差動増幅部８３を備える。
【００４４】
ここで、受光素子アレイ８８の斜視図を図７に示す。図７において、受光素子アレイ８８は、受光素子８８ａ〜受光素子８８ｈが例えば縦方向に８個（すなわち、１×８）のライン状に配列されて構成されている。受光素子８８ａ〜受光素子８８ｈとしては、量子型赤外線素子あるいは熱型のサーモパイル素子を採用することができる。
【００４５】
（制御手段、水位判定手段、水温判定手段）
制御部９は、信号出力部９１Ａと、マルチプレクサ９９と、Ａ／Ｄ変換部９２と、温度変換部９３と、記憶部９４と、温度判定部９５と、水位判定部９６と、加熱制御部９７と、表示制御部９８とを備える。
【００４６】
信号出力部９１Ａは、所定のタイミングで受光素子アレイ８８の各受光素子に対応したスキャン部８７にアドレス信号を出力する。
マルチプレクサ９９は、差動増幅部８３からの出力信号を取得し、各受光素子の選択／切替を行う。
Ａ／Ｄ変換部９２は、マルチプレクサ９９から出力された各受光素子の差動信号（電圧）をデジタル信号に変換する。
温度変換部９３は、Ａ／Ｄ変換部９２から出力されたデジタル信号を温度データに変換し、各受光素子毎に記憶部９４に格納する。
温度判定部９５は、記憶部９４に格納された受光素子アレイ８８の受光素子毎の温度データに基づいて、水槽７内の水温を判定する（詳細は後述する）。
水位判定部９６は、記憶部９４に格納された受光素子アレイ８８の受光素子毎の温度データに基づいて、水槽７内の水位を判定する（詳細は後述する）。
【００４７】
（温度検出処理）
図８は実施の形態２に係るアレイ状赤外線センサ８Ａによる温度検出処理を説明する図であり、図８（ａ）はアレイ状赤外線センサ８Ａと水槽７の要部を示す模式図、図８（ｂ）は集光エリア別の検出温度の例を示している。以下、図６と図８を参照して温度検出処理を説明する。
受光素子アレイ８８は、水槽７の下限水位Ｌ１から満水位Ｌ３の範囲を包含する集光エリアＲにおいて、水槽７の側面から放射された赤外線を集光レンズ８６によって集光する。これにより、受光素子アレイ８８を構成する複数の受光素子８８ａ〜受光素子８８ｈから電圧が出力される。そして、信号出力部９１より出力されるアドレス信号がスキャン部８７へ送り出され、複数の受光素子の中から例えば一つの受光素子を選択し、この受光素子の出力電圧が増幅部８２へ入力される。一方、基準温度素子８５は周囲温度を検出し、出力電圧を増幅部８４へ入力する。
【００４８】
次に、増幅部８２及び増幅部８４で増幅されたそれぞれの出力電圧は、差動増幅部８３で比較増幅される。そして、差動増幅部８３により比較増幅された出力電圧は、マルチプレクサ９９を介してＡ／Ｄ変換部９２に入力されてデジタル信号となる。続けて、このデジタル信号が温度変換部９３によって温度データに変換され、ある受光素子が検出した温度データとして記憶部９４に格納される。なお、記憶部９４には、受光素子アレイ８８の各受光素子に対応する記憶バッファーが設けられている。
こうした一連の動作を受光素子毎に実行することにより、全受光素子が検出した温度データを記憶部９４に格納することができる。そして、受光素子８８ａ〜受光素子８８ｈに対応する集光エリアＲ１〜集光エリアＲ８の温度データの検知を複数回繰り返して検知した温度データを記憶部９４に格納し、集光エリア毎に温度データの平均値を算出する。
【００４９】
集光エリア毎に温度データの平均値を算出すると、例えば図８（ｂ）に示すように、水槽７内の水面や水Ｗの温度に応じて集光エリア毎の検出温度に差異が生じる。この集光エリア毎の検出温度と、集光エリア間の検出温度の差異に基づいて、後述するようにして水槽７の水温と水位とを判定する。
【００５０】
（炊飯器の動作）
次に、上記のような構成を有する炊飯器１Ａの動作について説明する。なお、本実施の形態２では、基本的な炊飯動作については実施の形態１で説明した図４と同様であるが、アレイ状赤外線センサ８Ａを用いた水位検出処理及び温度検出処理に特徴を有する。このため、図４を参照しつつ、水位検出処理及び温度検出処理について説明する。
【００５１】
（図４のステップＳ２）
ステップＳ２は、水槽７の温度が、所定の開始温度（本発明の第１温度）以上か否か判定する処理である。この処理を実行するにあたり、水槽７の温度を検出する必要があり、この水槽７の温度検出処理について説明する。
まず、アレイ状赤外線センサ８Ａの各受光素子が検出した温度データを比較し、隣り合う受光素子よりも所定値以上温度が低い受光素子があれば、その受光素子が検出した温度を、水槽７の水温であると判断する。炊飯開始前は通常、水槽７内には常温の水が入っており、この常温の水は空気温度よりも低い。このため、隣り合う受光素子との温度差に基づいて、水槽７内の水温を検出することができる。
【００５２】
（図４のステップＳ３、ステップＳ４）
ステップＳ３、Ｓ４は、水槽７内の水位が初期満水Ｌ２あるいは下限水位Ｌ１に達しているか否かを判定する処理である。この処理を実行するにあたり、水槽７の水位を検出する必要があり、この水槽７の水位検出処理について説明する。
前述のステップＳ２において、隣り合う受光素子よりも所定値以上検出温度の低い受光素子を特定するが、この受光素子の集光エリア内に、水Ｗの水面があると判断する。水槽７内の水Ｗとその水面より上にある空気との間には温度差があるため、この温度差が生じている位置が水槽７内の水位であると判断できる。
【００５３】
（図４のステップＳ６）
ステップＳ６は、水槽７内の水位が満水位Ｌ３に達しているか否かを判定する処理である。この処理を実行するにあたり、水槽７の水位を検出する必要があるが、この水槽７の水位検出処理について説明する。
実施の形態１で説明した通り、炊飯中に生じた高温蒸気が水槽７内に侵入することにより、水Ｗの水面の温度は、水面より上にある空気の温度よりも高温となる。したがって、アレイ状赤外線センサ８Ａの各受光素子が検出した温度データを比較し、隣り合う受光素子よりも所定値以上温度が高い受光素子があれば、その受光素子の集光エリア内に、水Ｗの水位があると判断する。
【００５４】
（図４のステップＳ８）
ステップＳ８は、炊飯終了後に水槽７の温度が所定の注意温度（本発明の第２温度）より高いか否かを判定する処理である。この処理を実行するにあたり、水槽７の温度を検出する必要があり、この水槽７の温度検出処理について説明する。
まず、アレイ状赤外線センサ８Ａの各受光素子が検出した温度データを比較する。そして、検出された温度データのうち最も高い温度を、水槽７の水温であると判断する。最も高い温度を水槽７の水温であると判断することで、ユーザに対する適切な注意報知を行うことができる。
【００５５】
以上のように本実施の形態２によれば、水槽７の側面にアレイ状赤外線センサ８Ａを設置し、受光素子アレイ８８が検知する赤外線により水槽７内の水位と水温の両方を検知するようにした。アレイ状赤外線センサ８Ａのみで水位と水温の両方を検知できるので、水温検知手段と水位検知手段を別個に設ける場合と比べて構造を簡易化でき、また、製造コストを低減することができる。
【００５６】
なお、本実施の形態１では、受光素子を１×８のライン状に配列して構成された受光素子アレイ８８を例に説明したが、受光素子の数についてはこれに限定するものではない。
【符号の説明】
【００５７】
１  炊飯器、１Ａ  炊飯器、２  炊飯釜、３  蓋体、４  内蓋、５  本体、５ａ  炊飯釜収納部、５ｂ  水槽収納部、６  蒸気導管、７  水槽、７ａ  水槽本体、７ｂ  水槽蓋、７ｃ  蒸気導入管、８  単眼赤外線センサ、８Ａ  アレイ状赤外線センサ、９  制御部、１０  加熱コイル、１１  フィルタ、１２  回転装置、１３  操作表示部、１４  下限水位目盛、１５  初期満水目盛、１６  水槽検知部、８１  赤外線検出素子、８２  増幅部、８３  差動増幅部、８４  増幅部、８５  基準温度素子、８６  集光レンズ、８７  スキャン部、８８  受光素子アレイ、８８ａ〜８８ｈ  受光素子、９１  信号出力部、９１Ａ  信号出力部、９２  変換部、９３  温度変換部、９４  記憶部、９５  温度判定部、９６  水位判定部、９７  加熱制御部、９８  表示制御部、９９  マルチプレクサ、Ｌ１  下限水位、Ｌ２  初期満水、Ｌ３  満水位、Ｔ１〜Ｔ４  集光エリア、Ｒ１〜Ｒ８  集光エリア。
【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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