(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成により少ない誤差で食品の高さを検出し、加熱条件を自動で設定することを目的とする。【解決手段】加熱調理器の加熱庫１２内に食品を入れられた状態で撮影部１６が加熱庫内を撮影し、サイズ検出部３１が撮影した画像に写っている所定の図形を抽出することにより被加熱物の高さを検出し、加熱制御部１４が検出した高さに基づいて加熱部１３を制御するので、簡単な構成により少ない誤差で食品の高さを検出し、加熱時間などの加熱条件を自動で設定することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物が収納される加熱庫と、
前記加熱庫に収納された前記被加熱物を加熱する加熱部と、
前記加熱庫内を撮影し画像を生成する撮影部と、
前記画像に基づいて、前記被加熱物のサイズに係る情報をサイズ情報として生成するサイズ検出部と、
前記サイズ情報に基づいて、前記加熱部を制御する加熱制御部と、を有し、
前記サイズ検出部は、
前記画像から所定の図形を抽出し、
前記抽出した図形に基づいて、前記加熱庫内における前記被加熱物の高さを算出し、
前記算出した高さに基づいて、前記サイズ情報を生成する、
加熱調理器。
【請求項２】
前記サイズ検出部は、
前記高さに基づいて前記被加熱物の大きさを算出し、算出した大きさに基づいて、前記サイズ情報を生成する、
請求項１に記載の加熱調理器。
【請求項３】
前記サイズ検出部は、
前記図形に基づいて前記被加熱物の面積を算出し、前記高さと前記面積との関係により前記被加熱物の大きさを算出し、算出した大きさに基づいて、前記サイズ情報を生成する、
請求項１に記載の加熱調理器。
【請求項４】
前記サイズ検出部は、
前記図形における所定の寸法と予め記憶している比較用の図形の寸法との関係と、
前記図形の位置と前記加熱庫内の基準位置との関係と、に基づいて前記高さを算出する、
請求項１〜３に記載の加熱調理器。
【請求項５】
被加熱物が収納される加熱庫と、
前記加熱庫に収納された前記被加熱物を加熱する加熱部と、
前記加熱庫内を撮影し画像を生成する撮影部と、
前記画像から加熱情報を認識する加熱情報認識部と、
前記画像から抽出した所定の図形に基づいて、前記加熱庫内における前記被加熱物の高さを算出し、算出した高さに基づいて、サイズ情報を生成するサイズ検出部と、
前記サイズ情報に基づいて、前記加熱情報認識部が認識した前記加熱情報の誤りを判定する誤り判定部と、
前記加熱情報に基づいて、前記加熱部を制御する加熱制御部と、
を有する加熱調理器。
【請求項６】
前記所定の図形は、前記加熱情報を囲む枠である、請求項１または５に記載の加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品を加熱する加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
代表的な加熱調理器である電子レンジは、鍋やフライパンを使うことなく、食品を容器に入れたままの状態で加熱することができる利便性を有している。そして、弁当または惣菜などを容器に入れて販売する販売店において、購入された食品を、店員が電子レンジを使って加熱して提供するサービスが行われることもある。
【０００３】
一般に電子レンジでは加熱の仕上がりを検出するセンサが搭載されていて加熱時間の設定などは不要で自動で加熱できる場合があり、そのセンサとしては例えば非接触で食品の表面温度を検出する赤外線センサや、食品が加熱されると食品から出てくる蒸気を検出する蒸気センサや湿度センサなどがある。
【０００４】
しかし販売店で販売されている弁当や惣菜は多くの場合、容器に入れられている。そのため赤外線センサでは容器の表面温度を検出してしまい、容器が熱くなるまで仕上がりを検出できず仕上がりの検出が遅れてしまう。また容器はラップなどに包まれていて蒸気が外部に出にくい構成であることが多く、蒸気センサや湿度センサで仕上がりを検出していたのでは検出が遅れるという課題がある。そのために、販売店では店員が数字キーなどを備えた操作部を使って、手動で加熱時間を設定するような使われ方をしている場合が多い。
【０００５】
このような課題を解決する方法の一つとして、電子レンジにカメラを備えカメラの画像から食品を抽出し、食品の大きさ（すなわち体積）を検出して、食品の大きさに関連付けて加熱時間を算出して自動で設定するような方法も提案されている。カメラを天井面に付けて庫内を撮影し、撮影した画像の中に入っている食品部分を抽出して、食品の大きさを算出するのであるが、この場合には食品の高さによりカメラとの距離が変わり、画像の中に占める食品部分の画素数が同じでも、食品の高さにより実際の面積は異なる。つまり、食品の高さが高ければカメラに近づくため同じ面積でも大きく撮影され、食品の高さが低ければカメラから遠ざかるため同じ面積でも小さく撮影される。
【０００６】
更に食品の大きさは高さと平面視における面積の掛け算になるので、食品の高さを知る必要があり、例えば加熱庫の壁面にいくつもの孔を開けて発光素子を並べ、また対向する壁面にはいくつもの孔を開けて受光素子を並べ、発光素子を順次発光しながら食品に遮られて光を受光できなくなる受光素子はどれかを調べることで食品の高さを知ろうとすることも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２４０４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上記のような構成では、構成が複雑な割にサイズ（高さ、または幅、または面積、または大きさ）の検出誤差が大きいという課題がある。
【０００９】
販売店で販売される食品にはいろいろな種類があり、標準的な弁当は高さが４〜５ｃｍ
であるが、背の低いものは例えばピザなどは２ｃｍぐらいであり、また背の高いものはカップに入った麺類などは１０ｃｍぐらいになる。
【００１０】
２ｃｍから１０ｃｍの高さを１０％の精度で検出するには１ｃｍ刻みに８組の発光素子と受光素子が必要になる。それでも高さで１０％の誤差と、高さから面積を補正して演算するので面積にも１０％の誤差が生じ、これを掛け合わせると大きさの誤差は約２０％となる。
【００１１】
この誤差を小さくするには、もっと多くの発光素子と受光素子を設けなければならず、ますます構成が複雑になるという課題がある。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成で少ない誤差で食品のサイズを検出し、加熱時間を自動で設定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記従来の課題を解決するために、被加熱物が収納される加熱庫と、前記加熱庫に収納された前記被加熱物を加熱する加熱部と、前記加熱庫内を撮影し画像を生成する撮影部と、前記画像に基づいて、前記被加熱物のサイズに係る情報をサイズ情報として生成するサイズ検出部と、前記サイズ情報に基づいて、前記加熱部を制御する加熱制御部とを有し、前記サイズ検出部は、前記画像から所定の図形を抽出し、前記抽出した図形に基づいて、前記加熱庫内における前記被加熱物の高さを算出し、前記算出した高さに基づいて、前記サイズ情報を生成するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、加熱調理器の加熱庫内に被加熱物を入れられた状態で撮影部が加熱庫内を撮影し、サイズ検出部が撮影した画像に写っている所定の図形を抽出することにより被加熱物の高さを検出し、加熱制御部が検出した高さに基づいて加熱部を制御するので、簡単な構成で少ない誤差で食品のサイズを検出し、加熱時間などの加熱条件を自動で設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１の加熱調理器の一例である電子レンジの外観斜視図
【図２】同電子レンジの概略構成図
【図３】同電子レンジで加熱する食品に付与された加熱制御情報を含む食品情報の一例を示す図
【図４】同電子レンジに食品を入れたときに撮影部が撮影した画像の一例を、食品の高さが異なる場合示す図
【図５】同電子レンジにおける撮影部から所定の図形までの距離を算出する方法を示す図
【図６】同電子レンジにおける撮影部の撮影する画像の中心から所定の図形の中心までの長さを算出する方法を示す図
【図７】同電子レンジにおける食品の高さを算出する方法を示す図
【図８】同電子レンジにおける撮影部が撮影した画像から食品部分を抽出する方法を示す図
【図９】同電子レンジの動作の流れを示すフローチャート
【図１０】本発明の実施の形態２の加熱調理器の一例である電子レンジの概略構成図
【図１１】同電子レンジで加熱する食品に付与された加熱制御情報を含む食品情報の一例を示す図
【図１２】同電子レンジの動作の流れを示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１の発明は、被加熱物が収納される加熱庫と、前記加熱庫に収納された前記被加熱物を加熱する加熱部と、前記加熱庫内を撮影し画像を生成する撮影部と、前記画像に基づいて、前記被加熱物のサイズに係る情報をサイズ情報として生成するサイズ検出部と、前記サイズ情報に基づいて、前記加熱部を制御する加熱制御部とを有し、前記サイズ検出部は、前記画像から所定の図形を抽出し、前記抽出した図形に基づいて、前記加熱庫内における前記被加熱物の高さを算出し、前記算出した高さに基づいて、前記サイズ情報を生成するものである。
【００１７】
これにより、加熱調理器の加熱庫内に被加熱物を入れられた状態で撮影部が加熱庫内を撮影し、サイズ検出部が撮影した画像に写っている所定の図形を抽出することにより被加熱物の高さを算出し、加熱制御部が算出した高さに基づいて加熱部を制御するので、簡単な構成で少ない誤差で食品の高さを検出し、加熱時間などの加熱条件を自動で設定することができる。
【００１８】
第２の発明は、前記サイズ検出部は、前記高さに基づいて前記被加熱物の大きさを算出し、算出した大きさに基づいて、前記サイズ情報を生成するものである。
【００１９】
これにより、画像と高さから被加熱物の大きさを算出し、加熱制御部が算出した大きさに基づいて加熱部を制御するので、簡単な構成で少ない誤差で食品の大きさを検出し、加熱時間などの加熱条件を自動で設定することができる。
【００２０】
第３の発明は、前記サイズ検出部は、前記図形に基づいて前記被加熱物の面積を算出し、前記高さと前記面積との関係により前記被加熱物の大きさを算出し、算出した大きさに基づいて、前記サイズ情報を生成するものである。
【００２１】
これにより、被加熱物の高さと面積からより精度よく被加熱物の大きさを算出し、加熱制御部が算出した大きさに基づいて加熱部を制御するので、簡単な構成で少ない誤差で食品の大きさを検出し、加熱時間などの加熱条件を自動で設定することができる。
【００２２】
第４の発明は、前記サイズ検出部は、前記図形における所定の寸法と予め記憶している比較用の図形の寸法との関係と、前記図形の位置と前記加熱庫内の基準位置との関係と、に基づいて前記高さを算出するものである。
【００２３】
これにより、被加熱物の高さをより精度よく算出し、加熱制御部が算出した大きさに基づいて加熱部を制御するので、簡単な構成で少ない誤差で食品の大きさを検出し、加熱時間などの加熱条件を自動で設定することができる。
【００２４】
第５の発明は、被加熱物が収納される加熱庫と、前記加熱庫に収納された前記被加熱物を加熱する加熱部と、前記加熱庫内を撮影し画像を生成する撮影部と、前記画像から加熱情報を認識する加熱情報認識部と、前記画像から抽出した所定の図形に基づいて、前記加熱庫内における前記被加熱物の高さを算出し、算出した高さに基づいて、サイズ情報を生成するサイズ検出部と、前記サイズ情報に基づいて、前記加熱情報認識部が認識した前記加熱情報の誤りを判定する誤り判定部と、前記加熱情報に基づいて、前記加熱部を制御する加熱制御部と、を有するものである。
【００２５】
これにより、加熱調理器の加熱庫内に被加熱物を入れられた状態で撮影部が加熱庫内を撮影し、サイズ検出部が撮影した画像に写っている所定の図形を抽出することにより被加熱物の高さを検出し、また画像と高から被加熱物の大きさを検出し、また加熱情報認識部が画像から加熱情報を認識し、この認識した結果が大きさから判定して誤っていないかを
誤り判定部が判定し、誤っていなければ加熱制御部は認識した加熱情報に基づいて加熱部を制御するので、簡単な構成で少ない誤差で食品の大きさを検出し、加熱時間を自動で設定することができる。
【００２６】
第６の発明は、前記所定の図形は、前記加熱情報を囲む枠であるものである。
【００２７】
これにより、加熱情報を所定の寸法の枠で囲んで印刷したラベルの貼り付けられた食品を撮影部が撮影して大きさを検出すると同時に、その加熱情報を認識して誤り判定し、誤っていなければ加熱制御部は認識した加熱情報に基づいて加熱部を制御するので、簡単な構成で少ない誤差で食品の大きさを検出し、加熱時間などの加熱条件を自動で設定することができる。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態に係る加熱調理器の一例である電子レンジの外観斜視図である。図１に示すように、電子レンジ１は、加熱対象（被加熱物）である食品２９を格納するための筐体２に、食品２９を出し入れするためのドア３が設けられている。ドア３には、外部から筐体２内部を見えるようにするための透明のガラス窓４と、ドア３を開閉するときに掴む取っ手５と、操作表示部６とが設けられている。
【００２９】
操作表示部６は、報知部である液晶表示器７、時間設定ボタン群８、加熱開始ボタン９、取消ボタン１０、および、一時停止ボタン１１を備えている。この電子レンジ１は、後述するように加熱対象（被加熱物）である食品２９を含む加熱庫内部の画像を撮影部により撮影して、画像から食品２９の部分を抽出する。さらに、電子レンジ１は、食品２９に表示されている所定の図形を抽出し、その寸法に基づいて食品２９の高さを算出し食品２９の大きさ（すなわち体積）を検出する。そして、検出した食品２９の大きさから加熱時間を算出して設定し自動で加熱を行う。
【００３０】
液晶表示器７には、自動で加熱を行う場合の加熱時間が表示される。後述する図形読取部３２により所定の図形がうまく読み取れなかった場合、または、所定の図形が表示されていない食品２９を加熱する場合のために、電子レンジ１には、時間設定ボタン群８が設けられている。使用者は、数字ボタンと、ならびに、「分」、および、「秒」のボタンを使って、加熱時間を設定することができる。この場合、液晶表示器７には、設定された加熱時間が表示される。またエラーや注意喚起を促す表示をも行う報知部としての機能も備えている。
【００３１】
加熱開始ボタン９は、使用者が、液晶表示器７に表示された加熱時間を確認した後、加熱を開始するときに押すボタンである。取消ボタン１０は、使用者が加熱開始ボタン９を押して加熱を開始した後に、加熱途中で加熱を停止させる場合に押されたり、液晶表示器７に表示されている加熱時間の設定を取り消す場合に押されたりするボタンである。一時停止ボタン１１は、使用者が、加熱途中で加熱を一時的に停止させる場合に押されるボタンである。また、加熱を一時停止した場合に、使用者が、再度、加熱開始ボタン９を押すことで、途中から残りの加熱を行うことができる。
【００３２】
図２は、本実施の形態に係る電子レンジ１の概略構成図である。電子レンジ１は高周波による食品２９などの加熱が可能であり、食品２９などの被加熱物を収納する加熱庫１２内に、高周波を出力する加熱部であるマグネトロン１３を備えている。マグネトロン１３により、高周波を加熱庫１２に供給して食品２９を加熱する。マグネトロン１３は、加熱制御部１４により制御される。
【００３３】
電子レンジ１は、側面の壁を通して加熱庫１２を照らす照明１５と、天井部ほぼ中央に
撮影部であるカメラ１６を備えている。カメラ１６は、加熱庫１２内の画像を撮影する。筐体２には、ドア３の開閉検知のためのドアスイッチ１７が設けられている。ドア３には、このドアスイッチ１７を押し込むための突起部１８が設けられている。
【００３４】
加熱庫１２には、弁当、おにぎり、惣菜などの食品２９が入れられる。それら食品２９それぞれには、食品２９の商品名や金額、加熱制御情報、消費期限などの情報が表示された貼付物であるシール１９（後述）が貼付されている。
【００３５】
電子レンジ１は、加熱庫１２内に収納された食品２９のサイズ（すなわち、高さ、または幅、または面積、または大きさなど）を検出するための、サイズ検出部３１を備えている。本実施の形態においては、サイズ検出部３１は、図形読取部３２、高さ算出部３３、食品抽出部３４、空画像記憶部３５、面積算出部３６、大きさ算出部３７を有している。
【００３６】
後述するように、サイズ検出部３１は、カメラ１６により撮影された加熱庫１２内の画像に基づいて、食品２９のサイズを算出する。さらに、算出したサイズに基づく情報をサイズ情報として生成し、これを加熱時間算出部３８に送信する。加熱時間算出部３８は、サイズ検出部３１が生成したサイズ情報に基づいて、加熱時間を算出する。加熱制御部１４は、算出された加熱時間に基づいて、加熱部を制御する。
【００３７】
図３に、食品２９に付与されたシール１９の一例を示す。シール１９には、商品名２０、加熱制御情報２１、金額情報２２、消費期限情報２３、商品を特定するコード記号の一例であるバーコード２４、栄養情報２５、および、お知らせ情報２６などのいろいろな情報とともに所定の図形、例えば一辺が１．５ｃｍの塗りつぶされた正方形の基準図形２７が表示されている。
【００３８】
このシール１９が添付された食品２９が加熱庫１２底面に置かれたときに、カメラ１６が撮影する画像の例を図４に示す。図４（ａ）は高さが３ｃｍの食品２９が加熱庫１２底面に収納された場合の撮影画像を表している。図４（ｂ）は高さが６ｃｍの食品２９が加熱庫１２底面に収納された場合の撮影画像を表している。各々の画像は、高さは異なるが底面積は同じで直方体の形状をした弁当の例を示している。
【００３９】
図４（ａ）と（ｂ）において、カメラ１６が撮影した画像には、加熱庫１２底面の周縁部２８が写っていて、その内部には弁当である食品２９がある。そして食品２９にはシール１９が貼られていて、そのシール１９に表示されている所定の図形である基準図形２７が写っている。そして図から明らかなように、高さが６ｃｍの食品２９が写っている図４（ｂ）の画像は、高さが３ｃｍの食品２９が写っている図４（ａ）の画像よりも、食品２９の上面がカメラ１６に近づくので、食品２９、シール１９、基準図形２７が大きく写っている。
【００４０】
実施の形態１においては、基準図形２７は、例えば一辺が１．５ｃｍの正方形としている。このカメラ１６により撮影した画像に写っている基準図形２７から弁当などの食品２９の高さを算出する方法について説明する。
【００４１】
まず、高さ算出部３３は、カメラ１６からこの基準図形２７までの距離Ｌを算出する。ここで、カメラ１６から加熱庫１２底面への距離を基準距離とする。高さ算出部３３は、例えば基準距離が２５ｃｍの時の、基準図形２７の一辺の画素数ｎ０を記憶している。そして撮影された画像における、基準図形２７の一辺の画素数をｎとして、そのｎ０とｎの比から距離Ｌを算出する。ここでの基準距離２５ｃｍは加熱庫１２の高さの例であり、カメラ１６から加熱庫１２の底面までの垂直距離である。図５に示すように、距離Ｌと基準距離２５ｃｍとの比は、基準距離２５ｃｍにおける画素数ｎ０と距離Ｌにおける画素数ｎ
との比と等しくなるので、距離Ｌは、Ｌ＝２５×ｎ０／ｎ（ｃｍ）として計算できる。
【００４２】
弁当である食品２９の高さを精度よく算出するには、さらに平面視における中心からの位置ずれの距離を算出する必要がある。この算出方法を図６により説明する。図６はカメラ１６により撮影した画像を示しており、食品２９に貼られたシール１９に印刷されている基準図形２７が写っている。そしてＸで示す中心点３０は加熱庫１２の中心点であり、またカメラ１６の視野の中心点であり、またカメラ１６から垂直に加熱庫１２の底面に垂直におろした点である。
【００４３】
この中心点３０と基準図形２７の中心点との距離Ｗを算出するためには、中心点３０と基準図形２７の中心とのｘ方向の画素数ｎｘと、ｙ方向の画素数ｎｙを各々数える。さらに、仮想的な斜線の画素数ｎｗを、三平方の定理を用いてｎｘの２乗とｎｙの２乗の和の平方根として算出する。前記したように、本実施例においては、正方形の１辺の画素数はｎであり、１辺の長さは１．５ｃｍなので、ｎＷとｎの比とＷと１．５ｃｍの比とは等しくなり、中心点３０と基準図形２７の中心との距離Ｗは、Ｗ＝１．５×ｎｗ／ｎ（ｃｍ）として計算できる。
【００４４】
次に、ここまでに算出したカメラ１６と基準図形２７の距離Ｌと、中心点３０から基準図形２７の中心までの距離Ｗから食品２９の高さＨを求める方法について説明する。図７は加熱庫１２を横（すなわち、正面のドア３方向）から見た図であり、加熱庫１２底面には食品２９が置かれていて、その上面には基準図形２７が印刷されている。ここで、前記したカメラ１６と基準図形２７との距離Ｌと、カメラ１６が撮影した画像の中心と基準図形２７の中心との距離Ｗとの関係は、図６に示すように直角三角形の底辺と斜辺の関係になる。
【００４５】
従って図７から明らかなように三平方の定理を用いて、Ｌの２乗とＷの２乗の差の平方根を算出すれば、カメラ１６から食品２９の上面までの垂直距離Ｌｈを算出できる。そして食品２９の高さＨを、加熱庫１２の高さ２５ｃｍと垂直距離Ｌｈとの差として算出できる。例えば、Ｌが２０ｃｍ、Ｗが１０ｃｍの場合においては、Ｌｈは約１７．３ｃｍとして算出される。さらに、高さＨは、Ｈ＝２５−１７．３＝７．７ｃｍとして算出できる。
【００４６】
次に食品２９の上面の面積を算出する方法について、図４（ａ）または（ｂ）を使って説明する。まず、カメラ１６によって撮影した画像の中から後述する方法で食品２９を抽出し、その抽出した領域内の画素数ｎＦを数える。一方、基準図形２７も後述する方法で抽出し、その画素数ｎＢを数える。ここで食品２９の上面の面積と基準図形２７の面積の比は画素数ｎＦとｎＢの比と等しい。そして、実施の形態１においては、基準図形２７は、一辺が例えば１．５ｃｍの正方形で、面積が２．２５平方ｃｍと想定しているので、食品２９の上面の面積Ｓは、Ｓ＝２．２５×ｎＦ／ｎＢ（平方ｃｍ）として算出できる。
【００４７】
図２に戻って、説明を続ける。使用者は、ドア３を開けて、食品２９を加熱庫１２に入れる。ここで、使用者が手動設定により食品２９を加熱する場合には、使用者が時間設定ボタン群８を使って加熱時間を設定してから加熱開始ボタン９を押す。そうではなく自動で加熱する場合には、時間設定をせずに加熱開始ボタン９を押す。
【００４８】
そして、加熱時間が手動で設定されている場合に、使用者が加熱開始ボタン９を押すと、設定された加熱時間で加熱を開始する。加熱時間が手動で設定されていない場合に、使用者が加熱開始ボタン９を押すと、サイズ検出部３１の図形読取部３２が、カメラ１６により撮影した加熱庫１２内部の画像から、シール１９に印刷された基準図形２７を読み取る。
【００４９】
図形読取部３２はカメラ１６により撮影した加熱庫１２内部の画像の各画素について階調値が所定値以上であるかどうかで白か黒かに分ける２値化処理を行う。そのうえで黒になった画素が一定数以上固まって、すなわち密集して存在する箇所を探し出し、かつその形状が正方形に近いかどうかを判定することで、基準図形２７を抽出する。
【００５０】
高さ算出部３３は、図形読取部３２が抽出した基準図形２７の一辺の画素数ｎを数えるか、または周囲の四辺の画素数を数えそれを４で割り算して基準図形２７の一辺の画素数ｎを算出する。さらに、前記した方法によりカメラ１６から基準図形２７までの距離Ｌと、カメラ１６の中心から基準図形２７までの距離Ｗを算出し、カメラ１６から食品２９上面までの垂直距離Ｌｈを算出して弁当の高さＨを算出する。
【００５１】
一方、食品抽出部３４はカメラ１６が撮影した画像から、加熱庫１２の底面と食品２９とを切り分け、シール１９の部分を抽出する。そのために、空画像記憶部３５は、加熱庫１２内部に何も入っていない時の空画像を予め記憶している。
【００５２】
図８（ａ）は加熱庫１２内部が空の状態でカメラ１６により撮影した画像であり、白い底面とその周囲に周縁部２８が撮影されている。また図８（ｂ）は加熱庫１２内に食品２９が入っている状態でカメラ１６により撮影した画像であり、図４（ｂ）と同じ画像である。ここでこの二つの画像について各画素ごとに階調値の差分を算出すると、図４（ｂ）における食品２９以外の画素は図４（ａ）の同じ部分の画素の階調値とはほとんど差がなく差分結果は０に近いが、食品２９の部分の画素については、図４（ａ）の同じ部分の画素の階調値とは異なるので、差分結果は大きい値になる。この差分結果を使うことで食品２９を抽出することができる。
【００５３】
空画像記憶部３５が予め記憶している空画像は、電子レンジ１の出荷前、または、製造工程の最終段階、または、出荷後の利用時などに、カメラ１６により撮影した画像である。
【００５４】
図２に戻って、食品抽出部３４は、カメラ１６により撮影した画像と空画像記憶部３５に記憶している空画像とを比較し、各画素について階調値の差を算出する。そして階調値の差が所定以上あるところを食品２９として抽出する。
【００５５】
更に面積算出部３６は前記したように、食品抽出部３４で食品２９として抽出した部分の画素数ｎＦと、基準図形２７として抽出した部分の画素数ｎＢとの比から、弁当などの食品２９の面積Ｓを算出する。
【００５６】
一般に加熱対象として販売されている商品である食品２９は、陳列の効率や移送の効率の良さなどから略直方体に近い形状で作られている場合が多い。そのため、大きさ算出部３７は、高さ算出部３３で算出した食品２９の高さＨと、面積算出部３６で算出した食品２９の面積Ｓを掛け算することにより、食品２９の体積Ｖを算出できる。
【００５７】
更に加熱時間算出部３８は、大きさ算出部３７が算出した食品２９の体積Ｖから加熱時間を算出する。加熱時間は食品２９の体積に比例して算出できる。例えば、標準的な大きさの弁当の体積が１５００立方ｃｍの場合において、業務用の高出力で１５００Ｗのパワーの時の適切な加熱時間を４０秒とする。この場合、弁当の大きさが半分の７５０立方ｃｍであれば、その加熱時間は半分の２０秒と算出できる。また、弁当の大きさが２倍の３０００立方ｃｍであれば、その加熱時間は２倍の１分２０秒と算出できる。そうして加熱時間算出部３８で算出した加熱時間で、加熱制御部１４はマグネトロン１３を制御して加熱する。
【００５８】
次に、本実施の形態の電子レンジ１の動作ステップについて説明する。
【００５９】
図９は、加熱制御部１４、サイズ検出部３１、および、加熱時間算出部３８の動作の流れを示すフローチャートである。
【００６０】
使用者は、このフローチャートのステップＳ１に入る前に、ドア３を開けて食品２９を加熱庫１２に入れた後、ドア３を閉めて、必要であれば時間設定ボタン群８を押して時間設定するなどの事前の操作を済ませている。
【００６１】
そして、ステップＳ１でサイズ検出部３１は、使用者により加熱開始ボタン９を押されたかどうかを判定する。加熱開始ボタン９が押されていた場合（ステップＳ１、ＹＥＳ）には、ステップＳ２に進む。一方、加熱開始ボタン９が押されていない場合（ステップＳ１、ＮＯ）には、ステップＳ１を繰り返して加熱開始ボタン９が押されるのを待つ。
【００６２】
ステップＳ２では、サイズ検出部３１は、事前に手動設定操作で加熱時間を設定されているかどうかを判断する。そして手動設定操作で加熱時間を設定されている場合（ステップＳ２、ＹＥＳ）にはステップＳ１３に進む。一方、手動設定操作で加熱時間を設定されていない場合（ステップＳ２、ＮＯ）にはステップＳ３に進む。
【００６３】
ステップＳ３ではサイズ検出部３１は、カメラ１６により加熱庫１２底面の画像を撮影する。その後、ステップＳ４に進む。
【００６４】
ステップＳ４では、サイズ検出部３１の図形読取部３２が、ステップＳ３で撮影した画像の中から基準図形２７を探して抽出する。そしてステップＳ５に進む。
【００６５】
ステップＳ５において、基準図形２７が抽出できた場合（ステップＳ５、ＹＥＳ）にはステップＳ６に進む。一方、基準図形２７が抽出できなかった場合（ステップＳ５、ＮＯ）にはステップＳ１に戻る。この、ステップＳ１０１へ戻る際には、例えば液晶表示器７において、自動で加熱はできないので、手動設定操作で時間設定するよう案内する表示などをしても良い。
【００６６】
ステップＳ６では、サイズ検出部３１の高さ算出部３３が、正方形の一辺の長さと中心からの位置ずれの距離から食品２９の高さＨを算出してステップＳ７に進む。
【００６７】
ステップＳ７では、サイズ検出部３１の食品抽出部３４が、カメラ１６により撮影した加熱庫１２の底面の画像と、空画像記憶部３５で記憶している空画像との差分より、食品２９の画素を抽出してステップＳ８に進む。
【００６８】
そしてステップＳ８では、サイズ検出部３１の面積算出部３６が食品抽出部３４で抽出した食品２９の画素数と、基準図形２７の画素数の比からこの抽出した食品２９の面積Ｓを算出してステップＳ９に進む。
【００６９】
ステップＳ９では、サイズ検出部３１の大きさ算出部３７が、高さ算出部３３が算出した食品２９の高さＨと、面積算出部３６が算出した食品２９の面積Ｓから食品２９の体積Ｖを算出して、体積Ｖをサイズ情報として加熱時間算出部３８に送信し、ステップＳ１０に進む。
【００７０】
そしてステップＳ１０においては、加熱時間算出部３８が、大きさ算出部３７が算出した食品２９のサイズ情報である体積Ｖから、食品２９を加熱する加熱時間を算出してステップＳ１１に進む。
【００７１】
ステップＳ１１においては加熱制御部１４が、加熱時間算出部３８が算出した加熱時間に基づいて、マグネトロン１３により加熱するように設定してステップＳ１２に進む。
【００７２】
そしてステップＳ１２において加熱制御部１４が、マグネトロン１３を制御して加熱を開始する。
【００７３】
前記ステップＳ２において、事前に使用者の手動設定操作により加熱時間が設定されていた場合（ステップＳ２、ＹＥＳ）にはステップＳ１３に進んだ。ステップＳ１３においては、加熱制御部１４が、手動操作で設定された加熱時間だけマグネトロン１３により加熱するように設定してステップＳ１２に進む。
【００７４】
そしてステップＳ１２において加熱制御部１４がマグネトロン１３を制御して加熱を開始する。
【００７５】
以上、説明してきたように実施の形態１においては、シール１９に予め定めた所定の図形である基準図形２７を印刷していて、カメラ１６によりその基準図形２７を撮影し、画像に写っている基準図形２７の寸法から被加熱物である食品２９の高さを知ることで、食品２９の大きさを検出しているので、カメラ１６以外に高さを知るための部品を設けずに、簡単な構成で少ない誤差で食品２９の大きさを検出し、加熱時間などの加熱条件を自動で設定することができる。
【００７６】
また、シール１９に印刷された１つの基準図形２７を用いて、高さ方向と幅方向を精度よく算出することができる。そのため、電子レンジ１を簡単な構成にできるとともに、シール１９についての小型化やシール１９内のレイアウトの自由度を向上することもできる。
【００７７】
（実施の形態２）
次に本発明の第２の実施の形態について図１０の概略構成図を用いて説明する。実施の形態１と同じ機能を果たす構成要素には同じ記号を付し説明を省略する。サイズ検出部３１は、実施の形態１と同様に、カメラ１６で撮影した画像に写っている所定の図形から被加熱物である食品２９の大きさ（すなわち体積）を検出する。
【００７８】
一方、加熱情報認識部３９は、文字読取部４０と誤り判定部４２を有している。文字読取部４０は、食品２９に添付されているシールに記載されている加熱制御情報の文字を読み取り、加熱制御情報として認識する。そして、誤り判定部４２は、大きさ算出部３７で算出された食品２９の大きさから、認識した加熱制御情報が適切かどうかを判定する。加熱情報認識部３９は、認識した加熱制御情報が適切であれば、加熱制御情報を加熱制御部１４に送信する。加熱制御部１４は、加熱情報認識部３９から受信した、加熱情報認識部３９により認識された加熱制御情報に従ってマグネトロン１３を制御する。
【００７９】
図１１に実施の形態２における食品２９に付与されたシール１９の一例を示す。シール１９には、実施の形態１と同様に商品名２０、加熱制御情報２１、金額情報２２、消費期限情報２３、商品を特定するコード記号の一例であるバーコード２４、栄養情報２５、および、お知らせ情報２６などの情報が印刷されている。
【００８０】
図１０における文字読取部４０は、この中から加熱制御情報２１の文字を読み取る。加熱制御情報２１が印刷されている箇所を明示するために、加熱制御情報２１は、所定の図形である目印枠４１により囲まれている。この目印枠４１は予め決められた所定の寸法の長方形である。サイズ検出部３１は、図形読取部３２によりこの目印枠４１を読み取り、
高さ算出部３３や大きさ算出部３７などを用いて食品２９の大きさを検出する。
【００８１】
加熱制御情報２１には、一般的な家庭用の電子レンジで加熱する時の目安として、例えば５００Ｗの加熱パワーで加熱する場合の加熱時間と、業務用の電子レンジで、大きい加熱パワーで短時間、加熱する時の目安として、例えば１５００Ｗの加熱パワーで加熱する場合の加熱時間とが併記されている。具体的には、加熱制御情報２１として例えば、「５００Ｗ２分００秒１５００Ｗ０分４０秒」などと表示されている。
【００８２】
より具体的には、加熱制御情報は、所定の加熱パワーでの加熱量を表す数字である第１文字列、例えば「５００」と、その加熱パワーの単位を表す第２文字列、例えば「Ｗ」と、その加熱パワーでの加熱時間である数字である第３文字列、例えば「２」と、その加熱時間の単位を表す第４文字列、例えば「分」と、その加熱パワーでの加熱時間を示す数字である第５文字列、例えば「００」と、その加熱時間の単位を表す第６文字列、例えば「秒」とをこの順に含む文字列である。また、加熱制御情報は、前述した所定の加熱パワーよりも大きい加熱パワーの加熱量を表す数字である第７文字列、例えば「１５００」と、その加熱パワーの単位を表す第８文字列、例えば「Ｗ」と、その加熱パワーでの加熱時間である数字である第９文字列、例えば「０」と、その加熱時間の単位を表す第１０文字列、例えば「分」と、その加熱パワーでの加熱時間を示す数字である第１１文字列、例えば「４０」と、その加熱時間の単位を表す第１２文字列、例えば「秒」とを、この順に含む文字列である。
【００８３】
なお、本実施の形態では、第２文字列、および、第８文字列として、熱量を表すＳＩ単位である「Ｗ（ワット）」を用いたが、加熱パワーの単位を表すものであれば、他の文字または単位でもよい。また、第４文字列、第６文字列、第１０文字列、および、第１２文字列として、時間の単位を表す文字として「分」または「秒」を用いたが、時間の単位を表すものであれば、他の文字または単位でもよい。
【００８４】
文字読取部４０は、カメラ１６によって撮影された画像から、まず、目印枠４１を抽出する。次に、文字読取部４０は、目印枠４１で囲まれた中の英数字を「５００Ｗ２００１５００Ｗ０４０」という文字列で読み取る。ここで、文字読取部４０は、「分」、「秒」といった時間の単位を表す文字は読み取らない、または、読み取ったとしても解析には用いない。
【００８５】
そして、加熱情報認識部３９は、予め定めた解析ルールに従い、文字列を、「Ｗ」までの数字列、「Ｗ」の後の３桁の数字列、その数字列に続く「Ｗ」までの数字列、および、「Ｗ」の後の３桁の数字列の４つに分解して「５００」、「２００」、「１５００」、「０４０」を得る。さらに、２番目の数字列と４番目の数字列のそれぞれは、最初の１桁が「分」であり、後の２桁が「秒」であるとして解析する。また、加熱情報認識部３９は、１番目の数字列が加熱パワーであり、２番目の数字列の時間と対応していて、３番目の数字列が加熱パワーであり、４番目の数字列の時間が対応しているとして解析する。この結果、加熱情報認識部３９は、「５００Ｗで２分」、「１５００Ｗで４０秒」という加熱情報を認識する。
【００８６】
そして加熱情報認識部３９は、加熱制御部１４で出力することのできる加熱パワーの範囲内で、大きい方の加熱パワーの加熱制御情報を選択し、「１５００Ｗで４０秒」として認識する。
【００８７】
一方でサイズ検出部３１は、食品２９の大きさを検出し加熱情報認識部３９の誤り判定部４２に送る。誤り判定部４２は、食品２９の大きさから、上限の加熱時間と、下限の加熱時間を算出する。例えば食品２９が１５００立方ｃｍであれば、１５００Ｗでの標準の
加熱時間を４０秒とし、上限を＋５０％の１分とし、下限を−５０％の２０秒として算出し、前記認識した加熱時間がその範囲に入っているかを判定する。
【００８８】
この範囲内に入っていれば、加熱情報認識部３９は認識した加熱制御情報である１５００Ｗで４０秒加熱するように、加熱制御部１４がマグネトロン１３を制御する。範囲内に入っていなければ、加熱は行わず、例えば液晶表示器７に加熱できないことと時間設定ボタン群８を使って手動設定操作を促す表示する。
【００８９】
図１２は、加熱制御部１４、サイズ検出部３１、および、加熱情報認識部３９の動作の流れを示すフローチャートである。
【００９０】
使用者は、このフローチャートのステップＳ１０１に入る前に、ドア３を開けて食品２９を加熱庫１２に入れた後、ドア３を閉めて、必要であれば時間設定ボタン群８を押して時間設定するなどの事前の操作を済ませている。
【００９１】
そして、ステップＳ１０１でサイズ検出部３１は、使用者により加熱開始ボタン９を押されたかどうかを判定する。加熱開始ボタン９が押されていた場合（ステップＳ１０１、ＹＥＳ）には、ステップＳ１０２に進む。一方、加熱開始ボタン９が押されていない場合（ステップＳ１０１、ＮＯ）には、ステップＳ１０１を繰り返して加熱開始ボタン９が押されるのを待つ。
【００９２】
ステップＳ１０２では、サイズ検出部３１は、事前に手動設定操作で加熱時間を設定されているかどうかを判断する。そして手動設定操作で加熱時間を設定されている場合（ステップＳ１０２、ＹＥＳ）にはステップＳ１１５に進む。一方、手動設定操作で加熱時間を設定されていない場合（ステップＳ１０２、ＮＯ）にはステップＳ１０３に進む。
【００９３】
ステップＳ１０３ではサイズ検出部３１は、カメラ１６により加熱庫１２底面の画像を撮影する。その後、ステップＳ１０４に進む。
【００９４】
ステップＳ１０４では、サイズ検出部３１の図形読取部３２が、ステップＳ１０３で撮影した画像の中から、目印枠４１を探して抽出する。そしてステップＳ１０５に進む。
【００９５】
ステップＳ１０５において、目印枠４１が抽出できた場合（ステップＳ１０５、ＹＥＳ）にはステップＳ１０６に進む。一方、目印枠４１が抽出できなかった場合（ステップＳ１０５、ＮＯ）にはステップＳ１０１に戻る。この、ステップＳ１０１へ戻る際には、例えば液晶表示器７において、自動で加熱はできないので、手動設定操作で時間設定するよう案内する表示などをしても良い。
【００９６】
ステップＳ１０６では、サイズ検出部３１の高さ算出部３３が、目印枠４１の長さと中心からの位置ずれの距離から食品２９の高さＨを算出してステップＳ１０７に進む。
【００９７】
ステップＳ１０７では、サイズ検出部３１の食品抽出部３４が、カメラ１６により撮影した加熱庫１２の底面の画像と、空画像記憶部３５で記憶している空画像との差分より、食品２９を抽出してステップＳ１０８に進む。
【００９８】
そしてステップＳ１０８では、サイズ検出部３１の面積算出部３６が食品抽出部３４で抽出した食品２９の画素数と、目印枠４１で囲まれた長方形の画素数の比から、この抽出した食品２９の面積Ｓを算出してステップＳ１０９に進む。
【００９９】
ステップＳ１０９では、サイズ検出部３１の大きさ算出部３７が、高さ算出部３３が算
出した食品２９の高さＨと、面積算出部３６が算出した食品２９の面積Ｓから食品２９の体積Ｖを算出してステップＳ１１０に進む。
【０１００】
そしてステップＳ１１０においては、加熱情報認識部３９が、大きさ算出部３７が算出した食品２９の体積Ｖから食品２９を加熱する加熱時間の上下限を算出する。例えば、体積Ｖから標準時間を算出して、それに±５０％を変え残するなどして、上下限を算出しステップＳ１１１に進む。
【０１０１】
ステップＳ１１１においては、加熱情報認識部３９の文字読取部４０は、目印枠４１に囲まれた英数字を読み取る。図１１に示すシールの例であれば、文字読取部４０は、「５００Ｗ２００１５００Ｗ０４０」の文字列を読み取る。加熱情報認識部３９は、予め定めた解析ルールによりその文字列を、５００Ｗで２分、１５００Ｗで４０秒という２通りの加熱情報であると解析し、この電子レンジ１で加熱する条件は、例えば１５００Ｗで４０秒であるとして認識し、ステップＳ１１２に進む。
【０１０２】
ステップＳ１１２においては、加熱情報認識部３９はステップＳ１１１で認識した１５００Ｗで４０秒が、ステップＳ１１０で算出した加熱時間の上下限の範囲入っているかどうかで正しいかどうかを判定する。そして誤りがあると判定した場合（ステップＳ１１２、ＹＥＳ）は、ステップＳ１０１に戻る。一方、誤りがないと判定した場合（ステップＳ１１２、ＮＯ）は、ステップＳ１１３に進む。
【０１０３】
ステップＳ１１３においては加熱制御部１４は、加熱情報認識部３９が認識した加熱時間に基づいて、マグネトロン１３により加熱するように設定してステップＳ１１４に進む。そしてステップＳ１１４において加熱制御部１４がマグネトロン１３を制御して加熱を開始する。
【０１０４】
前記ステップＳ１０２において、事前に使用者の手動設定操作により加熱時間が設定されていた場合（ステップＳ１０２、ＹＥＳ）にはステップＳ１１５に進んだ。ステップＳ１１５においては、加熱制御部１４が、手動操作で設定された加熱時間だけマグネトロン１３により加熱するように設定してステップＳ１１４に進む。
【０１０５】
そしてステップＳ１１４において、加熱制御部１４がマグネトロン１３を制御して加熱を開始する。
【０１０６】
このように、本実施の形態によれば、サイズ検出部３１が撮影した画像に写っている目印枠４１を抽出することにより被加熱物である食品２９の高さを検出し、また画像と高さから食品２９の大きさを検出し、また加熱情報認識部３９が画像から加熱情報を認識し、この認識した結果が大きさから判定して誤っていないかを誤り判定部４２が判定し、誤っていなければ加熱制御部は認識した加熱情報に基づいて加熱部を制御するので、簡単な構成で少ない誤差で食品２９のサイズを検出し、加熱時間などの加熱条件を自動で設定することができる。
【０１０７】
（その他の実施の形態）
なお、本実施の形態１においては、所定の図形である基準図形２７を正方形により構成し、シール１９に印刷した。しかし、これは本発明を限定するものではなく、所定の図形である基準図形２７は、寸法や形状が予め決まっていれば良い。例えば、基準図形２７は、長方形や円形や星形などでも良いし、食品２９のメーカーや販売店のロゴマークなどでも良い。また寸法や外形が決まっていれば、ＱＲコード（登録商標）などの２次元コードやバーコードなどでも良い。更にはシールでも寸法・形状が決まっていれば良い。
【０１０８】
また、本実施の形態１においては、基準図形２７が正方形の場合における一辺の画素の数を画素数ｎとした。しかし、基準図形２７が正方形でない場合においては、所定の位置関係における画素の数を画素数ｎとしても良い。例えば、基準図形２７を円形により構成する場合は、直径における画素数を画素数ｎとしても良い。例えば、基準図形２７を星形により構成する場合は、２つの頂点の間における画素の数を画素数ｎとしても良い。例えば、基準図形２７をロゴマークにより構成する場合は、ロゴマークを囲む仮想的な矩形を決定したうえで所定の位置の間における画素の数を画素数ｎとしても良い。
【０１０９】
また、実施の形態２において、食品２９の高さや大きさを検出するために、加熱制御情報２１を囲む目印枠４１により構成した。これにより、加熱制御情報２１を見つけ出すことと、食品２９のサイズを検出することを、一つの所定の図形で行える。しかしながら、これらを別々に、すなわち、例えば加熱制御情報２１を一方の目印により抽出し、それとは別の所定の図形により食品２９のサイズを検出しても良い。
【０１１０】
なお、本実施の形態では、サイズ検出部３１が算出した高さに基づいて食品２９の大きさを算出し、加熱時間を設定する構成を示した。しかしながら、これは本発明を限定するものではなく、算出した高さに基づき、加熱制御部１４が制御する加熱パワー等の条件を変更しても良いし、照明１５の照明条件を変更するなどの制御を行っても良い。また、算出した高さに基づき、食品２９として、所定の商品が何段積み重ねられているかを推定し、これに基づいて加熱制御を行っても良い。
【０１１１】
また、本実施の形態では、サイズ検出部３１が算出した幅Ｈに基づいて、Ｌｈ及び高さＨを精度よく算出する構成を示した。しかしながら、本発明によれば、食品２９の高さに加えて、幅Ｈ、すなわち、平面視における位置と長さをも精度よく算出できる。したがって、これに基づいて加熱庫１２内への加熱制御を行っても良い。例えば、平面視における高周波の放射方向を、幅Ｈに基づいて制御しても良い。
【０１１２】
また、加熱制御情報を文字（少なくとも英数字を含む）として説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、加熱制御情報を符号化したバーコードや、ＱＲコード（登録商標）などの２次元コード、または独自のコードなどでも良い。この場合には、バーコードやＱＲコード（登録商標）の寸法を規定することで、加熱制御情報の認識と食品２９のサイズの検出の両方を行うことも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
以上のように本発明によれば、使用者は食品を加熱庫内に入れるだけで、その食品のサイズを検出し、その検出したサイズに基づいて、適切に食品を加熱することができる。そのため、加熱時間の設定の煩わしさがなく、食品などの販売店で使われる業務用の電子レンジの他に、家庭用の電子レンジ、炊飯器、または、ＩＨクッキングヒータなど、調理器全般に適用できる。
【符号の説明】
【０１１４】
１  電子レンジ
２  筐体
３  ドア
４  ガラス窓
５  取っ手
６  操作表示部
７  液晶表示器
８  時間設定ボタン群
９  加熱開始ボタン
１０  取消ボタン
１１  一時停止ボタン
１２  加熱庫
１３  マグネトロン（加熱部）
１４  加熱制御部
１５  照明
１６  カメラ（撮影部）
１７  ドアスイッチ
１８  突起部
１９  シール
２０  商品名
２１  加熱制御情報
２２  金額情報
２３  消費期限情報
２４  バーコード
２５  栄養情報
２６  お知らせ情報
２７  基準図形（所定の図形）
２８  周縁部
２９  食品
３０  中心点
３１  サイズ検出部
３２  図形読取部
３３  高さ算出部
３４  食品抽出部
３５  空画像記憶部
３６  面積算出部
３７  大きさ算出部
３８  加熱時間算出部
３９  加熱情報認識部
４０  文字読取部
４１  目印枠（所定の図形）
４２  誤り判定部
【図１】
2019128093.tif 000003
【図２】
2019128093.tif 000004
【図３】
2019128093.tif 000005
【図４】
2019128093.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2019128093.tif 000009
【図８】
2019128093.tif 000010
【図９】
2019128093.tif 000011
【図１０】
2019128093.tif 000012
【図１１】
2019128093.tif 000013
【図１２】
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