(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に入った対象物を加熱するマイクロ波加熱方法であって、
前記対象物のうち加熱する部分を要加熱部とし、前記対象物のうち加熱しない部分を非加熱部としたときに、前記要加熱部に関する情報又は前記非加熱部に関する情報の一方又は双方を加熱部特定情報として前記容器から取得する情報取得工程と、
前記加熱部特定情報にもとづいて前記対象物における前記要加熱部の位置を特定する工程と、
半導体素子を用いて構成したマイクロ波発生部がマイクロ波を発生する工程と、
前記対象物が入った前記容器を収納する加熱室内に前記マイクロ波を供給する工程と、
前記マイクロ波の位相を変化させることで、前記対象物の前記要加熱部を加熱する加熱工程とを有し、
前記加熱部特定情報が、前記容器に付された色であり、
前記情報取得工程が、前記容器の色を取得するカラーセンサにより前記容器に付された色を前記加熱部特定情報として取得する工程である
ことを特徴とするマイクロ波加熱方法。
【請求項２】
容器に入った対象物を加熱するマイクロ波加熱方法であって、
前記対象物のうち加熱する部分を要加熱部とし、前記対象物のうち加熱しない部分を非加熱部としたときに、前記要加熱部に関する情報又は前記非加熱部に関する情報の一方又は双方を加熱部特定情報として前記容器から取得する情報取得工程と、
前記加熱部特定情報にもとづいて前記対象物における前記要加熱部の位置を特定する工程と、
半導体素子を用いて構成したマイクロ波発生部がマイクロ波を発生する工程と、
前記対象物が入った前記容器を収納する加熱室内に前記マイクロ波を供給する工程と、
前記マイクロ波の位相を変化させることで、前記対象物の前記要加熱部を加熱する加熱工程とを有し、
前記加熱部特定情報が、前記容器の形状であり、
前記情報取得工程が、前記容器の形状を取得する形状検出手段により前記容器の形状を前記加熱部特定情報として取得する工程である
ことを特徴とするマイクロ波加熱方法。
【請求項３】
前記加熱部特定情報が、前記容器に付された記憶手段に記憶された情報を含み、
前記情報取得工程が、情報受信手段により前記記憶手段から前記加熱部特定情報を取得する工程を含む
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロ波加熱方法。
【請求項４】
前記対象物及び／又は前記容器の温度を測定する温度測定工程を有し、
前記加熱部特定情報が、前記要加熱部の到達温度を示す情報を含み、
前記加熱工程が、前記温度測定工程で測定された前記要加熱部の温度が前記加熱部特定情報の示す前記到達温度に達するまで当該要加熱部を加熱する工程である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマイクロ波加熱方法。
【請求項５】
容器に入った対象物を加熱するマイクロ波加熱装置であって、
半導体素子を用いて構成したマイクロ波発生部と、
このマイクロ波発生部で発生したマイクロ波の位相を制御する位相制御部と、
前記容器に入れられた前記対象物を収納する加熱室内に前記マイクロ波を供給する給電部と、
前記対象物のうち加熱する部分を要加熱部とし、前記対象物のうち加熱しない部分を非加熱部としたときに、前記要加熱部に関する情報又は前記非加熱部に関する情報の一方又は双方を加熱部特定情報として前記容器から取得する情報取得部と、
前記加熱部特定情報にもとづいて前記対象物における前記要加熱部の位置を特定する情報制御部と、
前記位相制御部を制御して前記マイクロ波の位相を変化させることで、前記対象物の前記要加熱部を加熱する加熱制御部とを備え、
前記加熱部特定情報が、前記容器に付された色であり、
前記情報取得部が、前記容器に付された色を前記加熱部特定情報として取得するカラーセンサを含む
ことを特徴とするマイクロ波加熱装置。
【請求項６】
容器に入った対象物を加熱するマイクロ波加熱装置であって、
半導体素子を用いて構成したマイクロ波発生部と、
このマイクロ波発生部で発生したマイクロ波の位相を制御する位相制御部と、
前記容器に入れられた前記対象物を収納する加熱室内に前記マイクロ波を供給する給電部と、
前記対象物のうち加熱する部分を要加熱部とし、前記対象物のうち加熱しない部分を非加熱部としたときに、前記要加熱部に関する情報又は前記非加熱部に関する情報の一方又は双方を加熱部特定情報として前記容器から取得する情報取得部と、
前記加熱部特定情報にもとづいて前記対象物における前記要加熱部の位置を特定する情報制御部と、
前記位相制御部を制御して前記マイクロ波の位相を変化させることで、前記対象物の前記要加熱部を加熱する加熱制御部とを備え、
前記加熱部特定情報が、前記容器の形状であり、
前記情報取得部が、前記容器の形状を前記加熱部特定情報として取得する形状検出手段を含む
ことを特徴とするマイクロ波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波を照射して対象物を加熱するマイクロ波加熱方法及びマイクロ波加熱装置に関し、特に、対象物を部分的に加熱するマイクロ波加熱方法及びマイクロ波加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
代表的なマイクロ波加熱装置である電子レンジは、簡単な操作で、短時間に食品等を加熱できることから、家庭や職場、店舗等において広く普及している。
また、電子レンジは、コンビニエンスストアやスーパーマーケットなどの小売店にも設置されていることが多く、このような店舗では、食品を購入した者が、レジにて精算した後、この食品を電子レンジに入れて温めてから持ち帰ったり、あるいは、当該店舗の店員がその食品を電子レンジで温めてから購入者に渡すサービスを行っているところがある。
【０００３】
ところで、電子レンジは、加熱室内に載置された対象物にマイクロ波を照射して誘電加熱する装置であるが、マイクロ波を発生させる機器として、従来からマグネトロンが用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
このマグネトロンから出力されたマイクロ波は、導波管内を伝播して、電子レンジの加熱室内へ供給されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１９４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、マグネトロンから出力されるマイクロ波は、指向性が低いことが知られている。このため、加熱室内に載置された加熱対象物の全体を加熱することはできても、その対象物を部分的に加熱することができない。
このために、次のような場面に対応できないという問題があった。
【０００６】
例えば、コンビニエンスストアやスーパーマーケットなどの店舗では、お弁当が販売されている。
お弁当には、通常、複数の食品が収容されており、中には、ご飯や煮物などのように温めた方がよいものもあれば、果物や漬物などのように温めない方がよいものもある。
ところが、電子レンジは、加熱室内に載置された物の全体を一様に加熱するように設計されている。しかも、マグネトロンから出力されるマイクロ波は、上述したように、指向性が低い。
このため、お弁当の中からご飯や煮物だけを選択して加熱したり、果物や漬物を加熱しないようにすることができないという問題があった。
【０００７】
また、マグネトロンを備えた電子レンジの中には、導波管と加熱室との間に回転アンテナを設けて、マイクロ波の放射指向性の強い部分を加熱室内の指定した箇所に向けるものがある。
ところが、このような電子レンジでは、回転アンテナを設けるとともに、これを回転させるためのモーターや、このモーターの回転力を回転アンテナに伝達するためのギヤなどを備えなければならず、これらの設置スペースを電子レンジの内部に確保する必要があることから、電子レンジが全体的に大きくなるという問題があった。
【０００８】
さらに、加熱対象物において加熱する部分と加熱しない部分とをつくる方法として、例えば、マイクロ波を遮蔽する材料で形成された小型のケースであって下側器部と上側蓋部が上下方向に開閉可能となったものを、弁当容器の一部に外側から覆い被せるものがある（例えば、特開２００８−２０７８２５号公報に開示の技術）。これにより、その弁当容器のうち小型のケースが覆い被せられた部分では、マイクロ波が内部に進入しないので、この部分に入れられた食品の加熱を防止できる。
しかしながら、小型のケースを弁当容器の一部に装着する作業は、電子レンジの利用者にとって面倒なものである。また、店舗の立場からすると、そのような作業を客に強いることは、客の利便性の妨げとなることから望ましくないと言える。
【０００９】
本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、電子レンジの加熱室内に載置された加熱対象物の部分加熱を簡易な構成で実現可能とするとともに、面倒な作業を行うことなく、加熱対象物の部分加熱を実現可能とするマイクロ波加熱方法及びマイクロ波加熱装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するため、本発明のマイクロ波加熱方法は、容器に入った対象物を加熱するマイクロ波加熱方法であって、対象物のうち加熱する部分を要加熱部とし、この要加熱部に関する情報を加熱部特定情報として容器から取得する情報取得工程と、加熱部特定情報にもとづいて対象物における要加熱部の位置を特定する工程と、半導体素子を用いて構成したマイクロ波発生部がマイクロ波を発生する工程と、対象物が入った容器を収納する加熱室内にマイクロ波を供給する工程と、マイクロ波の位相を変化させることで、対象物の要加熱部を加熱する加熱工程とを有し、前記加熱部特定情報が、前記容器に付された色であり、前記情報取得工程が、前記容器の色を取得するカラーセンサにより前記容器に付された色を前記加熱部特定情報として取得する工程である方法としてある。
また、本発明のマイクロ波加熱方法は、容器に入った対象物を加熱するマイクロ波加熱方法であって、前記対象物のうち加熱する部分を要加熱部とし、前記対象物のうち加熱しない部分を非加熱部としたときに、前記要加熱部に関する情報又は前記非加熱部に関する情報の一方又は双方を加熱部特定情報として前記容器から取得する情報取得工程と、前記加熱部特定情報にもとづいて前記対象物における前記要加熱部の位置を特定する工程と、半導体素子を用いて構成したマイクロ波発生部がマイクロ波を発生する工程と、前記対象物が入った前記容器を収納する加熱室内に前記マイクロ波を供給する工程と、前記マイクロ波の位相を変化させることで、前記対象物の前記要加熱部を加熱する加熱工程とを有し、前記加熱部特定情報が、前記容器の形状であり、前記情報取得工程が、前記容器の形状を取得する形状検出手段により前記容器の形状を前記加熱部特定情報として取得する工程である方法とすることができる。
【００１１】
また、本発明のマイクロ波加熱装置は、容器に入った対象物を加熱するマイクロ波加熱装置であって、半導体素子を用いて構成したマイクロ波発生部と、このマイクロ波発生部で発生したマイクロ波の位相を制御する位相制御部と、容器に入れられた対象物を収納する加熱室内にマイクロ波を供給する給電部と、対象物のうち加熱する部分を要加熱部とし、この要加熱部に関する情報を加熱部特定情報として容器から取得する情報取得部と、加熱部特定情報にもとづいて対象物における要加熱部の位置を特定する情報制御部と、位相制御部を制御してマイクロ波の位相を変化させることで、対象物の要加熱部を加熱する加熱制御部とを備え、前記加熱部特定情報が、前記容器に付された色であり、前記情報取得部が、前記容器に付された色を前記加熱部特定情報として取得するカラーセンサを含む構成としてある。
また、本発明のマイクロ波加熱装置は、容器に入った対象物を加熱するマイクロ波加熱装置であって、半導体素子を用いて構成したマイクロ波発生部と、このマイクロ波発生部で発生したマイクロ波の位相を制御する位相制御部と、前記容器に入れられた前記対象物を収納する加熱室内に前記マイクロ波を供給する給電部と、前記対象物のうち加熱する部分を要加熱部とし、前記対象物のうち加熱しない部分を非加熱部としたときに、前記要加熱部に関する情報又は前記非加熱部に関する情報の一方又は双方を加熱部特定情報として前記容器から取得する情報取得部と、前記加熱部特定情報にもとづいて前記対象物における前記要加熱部の位置を特定する情報制御部と、前記位相制御部を制御して前記マイクロ波の位相を変化させることで、前記対象物の前記要加熱部を加熱する加熱制御部とを備え、前記加熱部特定情報が、前記容器の形状であり、前記情報取得部が、前記容器の形状を前記加熱部特定情報として取得する形状検出手段を含む構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のマイクロ波加熱方法及びマイクロ波加熱装置によれば、半導体素子を用いて構成したマイクロ波発生部を採用することとしたので、指向性の高いマイクロ波を加熱対象物に照射できる。これにより、加熱対象物の部分加熱を簡易な構成で実現できる。
また、本発明によれば、半導体素子を用いて構成したマイクロ波発生部を用いることとしたので、マグネトロンを用いた場合と比較して、マイクロ波加熱装置の一例である電子レンジを小型化できる。
さらに、本発明によれば、マイクロ波加熱装置が自動的に容器から情報を取得して加熱部分を特定しこの部分を加熱するので、このマイクロ波加熱装置の利用者が面倒な作業を行うことなく、加熱対象物の部分加熱を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態におけるマイクロ波加熱装置（電子レンジ）の構成を示す外観斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態〜第三実施形態におけるマイクロ波加熱装置（電子レンジ）に備えられるマイクロ波供給手段の構成を示すブロック図である。
【図３】給電部の一例の構成を示す回路図である。
【図４】容器の構成を示す外観斜視図である。
【図５】容器の他の構成を示す外観斜視図である。
【図６】マイクロ波加熱装置（電子レンジ）の動作の手順を示すフローチャートである。
【図７】容器のさらに他の構成を示す外観斜視図である。
【図８】容器の別の構成を示す外観斜視図である。
【図９】本発明の第四実施形態におけるマイクロ波加熱装置（電子レンジ）に備えられるマイクロ波供給手段の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第四実施形態において使用する容器の構成を示す外観斜視図である。
【図１１】本発明の第四実施形態におけるマイクロ波加熱装置（電子レンジ）の動作の手順を示すフローチャートである。
【図１２】おにぎりが入ったフードパック（容器）の構成を示す外観斜視図である。
【図１３】飲料を入れるコップ（容器）の構成を示す外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るマイクロ波加熱方法及びマイクロ波加熱装置の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
［第一実施形態］
まず、本発明のマイクロ波加熱方法及びマイクロ波加熱装置の第一実施形態について、図１を参照して説明する。
同図は、本実施形態のマイクロ波加熱装置の代表例である電子レンジの構成を示す外観斜視図である。
【００１６】
同図に示すように、電子レンジ１は、外箱である筐体１１の内部に内ケース１２が配設されており、この内ケース１２の内部が加熱室１３となっている。
筐体１１の前面側には、加熱室１３の前面側開口部を開放又は閉塞するための扉１４が設けられるとともに、この扉１４の右側に操作パネル１５が設けられている。
【００１７】
また、電子レンジ１は、図２に示すように、マイクロ波を発生させて加熱室１３の内部に供給するマイクロ波供給手段２０の構成として、半導体素子を用いたマイクロ波発生部２１（２１ａ、２１ｃ）と、マイクロ波発生部２１の出力を２分配する電力分配部２２（２２ａ、２２ｃ）と、電力分配部２２（２２ａ、２２ｃ）のそれぞれの出力から任意の位相ずれを発生させる位相制御部２３（２３ａ〜２３ｄ）と、位相制御部２３の出力を増幅する増幅部２４（２４ａ〜２４ｄ）と、増幅部２４によって増幅されたマイクロ波出力を加熱室１３内に放射する給電部２５（２５ａ〜２５ｄ）と、増幅部２４と給電部２５とを接続するマイクロ波伝送路に挿入され給電部２５から反射する電力を検出する電力検出部２６（２６ａ〜２６ｄ）と、操作パネル１５を構成する複数のボタンやダイヤル、タッチパネルなどの操作部１５１が操作されたことを検知する操作検知部２７と、電力検出部２６によって検出される反射電力に応じて、マイクロ波発生部２１の発振周波数と、位相制御部２３の位相調整量と、増幅部２４の増幅量を制御する加熱制御部２８と、加熱室１３に収納された加熱対象物の容器４０から情報を取得する情報取得部３１と、取得された情報にもとづいて加熱対象物の加熱部分を特定する情報制御部３２とを備えている。
【００１８】
マイクロ波発生部２１は、例えば、トランジスタなどの半導体増幅素子と、タンク回路などの共振回路で構成されている。
このマイクロ波発生部２１には、例えば、ハートレー型発振回路またはコルピッツ型発振回路などを用いることができる。
【００１９】
電力分配部２２は、例えばウィルキンソン型分配器であってもよく、あるいは、ブランチライン型やラットレース型のような出力間に位相差を生じる分配器であってもよい。
この電力分配部２２によって各々の出力には、マイクロ波発生部２１から入力されたマイクロ波電力の略１／２の電力が伝送される。
【００２０】
位相制御部２３は、印加電圧に応じて容量が変化する容量可変素子を用いて構成し、電力分配部２２（２２ａ、２２ｃ）から各々出力されるマイクロ波電力の位相差を０度から±１８０度の範囲で制御することができる。
【００２１】
増幅部２４は、位相制御部２３から出力されたマイクロ波を増幅する機能を有した素子又は回路である。
この増幅部２４には、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）を半導体材料として用いて形成されたトランジスタなどの半導体素子を使用することができる。
ＧａＮ材料は、一般に広く知られている半導体材料のシリコン（Ｓｉ）と比べると、エネルギーバンドギャップが広い。また、ＧａＮ材料は、Ｓｉ半導体素子に比べると、高耐圧、高速動作、低損失に素子を構成することが可能となる。このため、ＧａＮ半導体素子を増幅部２４に用いることによって、その駆動電圧を高めることができ、駆動電流の軽減を図ることができる。
また、増幅部２４は、低誘電損失材料から構成した誘電体基板の片面に形成した誘電体パターンにて回路を構成し、各増幅部２４の増幅素子である半導体素子を良好に動作させる整合回路を配置することができる。
【００２２】
給電部２５は、加熱室１３を構成する内ケース１２の壁部１６ａ、天面部１６ｂ、底面部１６ｃに設けられており、増幅部２４によって増幅されたマイクロ波出力を加熱室１３内に放射する。
この給電部２５には、例えば、アレーアンテナを用いることができる。アレーアンテナは、複数配置された放射素子（給電素子）２５１のそれぞれの給電電力と位相を制御することで、近接場の電場強度を変化させ、マイクロ波の所望の指向性を実現する。これにより、加熱対象物の部分加熱が可能となる。
アレーアンテナの放射素子２５１には、例えば、マイクロストリップアンテナ（パッチアンテナ）、スロットアンテナ、ダイポールアンテナなどを用いることができる。
【００２３】
また、給電部２５には、例えば、平面アレーアンテナを用いることができる。
平面アレーアンテナは、複数の放射素子２５１を平面状に配置したプレーナアレー（Planer array）である。配列方法としては、例えば、放射素子２５１をマトリックス状に並べる４角配列や、千鳥状に並べる３角配列がある。
さらに、給電部２５は、放射素子２５１の励振係数の相対位相によってマイクロ波のビーム方向や放射パターンの制御を行うフェーズドアレーアンテナ（位相走査アンテナ）を用いることができる。フェーズドアレーアンテナは、図３に示すように、増幅部２４から送られてきたマイクロ波を分配する分配・合成回路２５２と、分配・合成回路２５２から放射素子２５１への給電線路のそれぞれに位相制御部として挿入された移相器２５３とを備えており、各放射素子２５１の励振位相を変化させるものである。これにより、マイクロ波の指向性の高い方向を加熱対象物における所望の部分に向けて、当該部分を集中して加熱することができる。
【００２４】
なお、図２は、給電部２５を四つ配置する構成を示しているが、給電部２５の数は、四つに限るものではなく、一つ又は二つ以上であってもよい。
給電部２５の数を二つとする場合、これらは、内ケース１２の各面のうち対向する二つの面、例えば、天面部１６ｂと底面部１６ｃ、対向する二つの壁部１６ａのそれぞれに一つずつ配置することができる。これにより、加熱対象物の要加熱部を上下又は左右の各方向から加熱することができる。
また、給電部２５の数を複数とする場合において、加熱対象物の要加熱部の数が複数あるとき、一の給電部２５が一の要加熱部を加熱し、他の給電部２５が他の要加熱部を加熱するようにすることができる。
【００２５】
電力検出部２６は、電力検出回路（検波回路）を有しており、加熱室１３から給電部２５及び増幅部２４にそれぞれ伝送するいわゆる反射波の電力を抽出する。この電力検出部２６は、例えば、電力結合度を約４０ｄＢとし、反射電力の約１／１００００の電力量を抽出する。抽出した電力量を示す電力信号は、それぞれ、検波ダイオード（図示せず）で整流し、コンデンサ（図示せず）で平滑処理し、その出力信号を加熱制御部２８に入力させている。
電力検出部２６は、抽出した反射波の電力を示す検出情報を加熱制御部２８へ送る。
【００２６】
これらマイクロ波発生部２１、電力分配部２２、位相制御部２３、増幅部２４、給電部２５、電力検出部２６の各々を接続するマイクロ波伝送路は、誘電体基板の片面に設けた導電体パターンの伝送回路や、同軸ケーブルなどで形成することができる。
【００２７】
操作検知部２７は、操作パネル１５を構成する操作部１５１のいずれかが操作されたことを検知すると、操作された操作部１５１又は操作により指定された内容（加熱時間、加熱対象物の種類、加熱対象物の数量、料理名、各種モード、加熱又は調理開始の指示等）を示す検知信号を加熱制御部２８へ送る。加熱制御部２８は、検知信号を入力すると、操作された操作部１５１又は操作により指定された内容を特定し、加熱対象物の加熱処理条件を設定する。また、操作により指定された内容が料理開始の指示であるときは、加熱制御部２８は、加熱を開始するように、マイクロ波供給手段２０の構成各部を制御する。
操作部１５１には、例えば、加熱対象物の部分加熱を行うモードである部分加熱モードを設定するための「部分加熱モード設定ボタン」や、加熱又は調理を開始するときに操作する「加熱開始ボタン」などを含むことができる。
【００２８】
加熱制御部２８は、操作検知部２７からの検知信号と電力検出部２６からの検出情報にもとづいて、給電部２５から放射するマイクロ波の励振電界の制御および、マイクロ波発生部２１と増幅部２４のそれぞれに供給する駆動電力や、位相制御部２３に供給する電圧を励振方向の制御と関連付けて制御し、加熱室１３内に収納された加熱対象物を最適に加熱処理する。
【００２９】
情報取得部３１は、加熱対象物のうち加熱する部分を要加熱部とし、加熱しない部分を非加熱部としたときに、要加熱部に関する情報又は非加熱部に関する情報の一方又は双方を加熱部特定情報として容器４０から取得する。
ここで、本実施形態において、情報取得部３１は、カラーセンサであり、容器４０の色を加熱部特定情報として取得する。
【００３０】
容器４０は、図４に示すように、食品などの加熱対象物が収容される容器本体４１と、容器本体４１の上部を覆う蓋部材４２とを備えている。
容器本体４１には、加熱対象物を構成する複数の食品を区分けして収容するための複数の収容凹部４１１が形成されている。
蓋部材４２は、上面部４２１が着色可能となっており、この上面部４２１において複数の収容凹部４１１のそれぞれに対応する範囲内に、所定の色が着色されている。
この着色される色は、収容凹部４１１ごとに、収容される食品が加熱するものであるか否かによって決められる。例えば、収容される食品が加熱するものであるときは、この食品を要加熱部とし、蓋部材４２の上面部４２１において対応する範囲（当該食品が収容される収容凹部４１１に対応する範囲）に、要加熱部であることを示す色（例えば赤色４２２ａ）が着色される。また、収容される食品が加熱しないものであるときは、この食品を非加熱部とし、蓋部材４２の上面部４２１において対応する範囲に、非加熱部であることを示す色（例えば青色４２２ｂ）が着色される。
このように、蓋部材４２の上面部４２１に着色される色は、要加熱部に関する情報又は非加熱部に関する情報となっている。
【００３１】
なお、着色は、蓋部材４２の上面部４２１において、一つの収容凹部４１１に対応する範囲の全体を塗りつぶすようにして施してもよく、あるいは、当該範囲の一部（当該範囲の周縁や、当該範囲の中央部分など）にのみ施すようにしてもよい。
また、要加熱部であることを示す色と非加熱部であることを示す色は、両方を蓋部材４２の上面部４２１に施してもよく、あるいは、一方のみを施してもよい。要加熱部であることを示す色を施しているが、非加熱部であることを示す色を施していない場合は、前者の色が施された範囲に対応する収容凹部４１１に収容された食品のみを加熱し、他の食品を加熱しないようにする。また、要加熱部であることを示す色を施していないが、非加熱部であることを示す色を施している場合は、後者の色が施された範囲に対応する収容凹部４１１に収容された食品を加熱せず、他の食品を加熱する。
【００３２】
情報取得部３１を構成するカラーセンサは、ＲＧＢの三つの色フィルタと、それぞれに対応する三つのフォトダイオードと、色特定部とを備えている。フォトダイオードは、対応する色フィルタを透過してきた光を受光すると、この光の強さに応じた信号（電流）を出力する。色特定部は、各フォトダイオードから出力された信号を入力すると、これら信号の示す光の強さにもとづいて色を特定する。
【００３３】
情報取得部３１は、カラーセンサを一つのみ備えたものであってもよく、あるいは、複数のカラーセンサを線状に配置したものや、多数のカラーセンサをマトリックス状（行列状）に配置したものであってもよい。
カラーセンサを一つのみ備えた情報取得部３１、及び、複数のカラーセンサを線状に配置した情報取得部３１は、加熱室１３の内部の所定範囲であって加熱対象物及び容器４０を含む範囲を走査し、走査線上の色を、所定間隔で多数取得する。そして、色を取得した位置の座標とこの取得した色とを関連付け、これを加熱部特定情報として、情報制御部３２へ送る。
また、多数のカラーセンサをマトリックス状に配置した情報取得部３１は、加熱室１３の内部の所定範囲であって加熱対象物及び容器４０を含む範囲を撮像して二次元画像を取得し、この二次元画像の画素ごと（あるいは、複数の画素ごと）に、色を特定する。そして、各画素（あるいは複数の画素）の座標とこの画素における色とを関連付け、これを加熱部特定情報として、情報制御部３２へ送る。
【００３４】
情報制御部３２は、情報取得部３１から加熱部特定情報を取得すると、この加熱部特定情報にもとづいて加熱対象物における要加熱部と非加熱部とを特定する。
例えば、加熱部特定情報が位置座標と色で構成されている場合において、ある位置座標における色が赤色であるとき、この赤色に関連付けられた位置座標に対応する加熱対象物の当該位置を要加熱部として特定する。また、ある位置座標における色が青色であるとき、この青色に関連付けられた位置座標に対応する加熱対象物の当該位置を非加熱部として特定する。加熱部特定情報が画素の座標と色とで構成されている場合も同様である。
情報制御部３２は、位置座標ごとに又は画素の座標ごとに、要加熱部又は非加熱部のいずれか一方を特定すると、これら位置座標等を示す情報と要加熱部又は非加熱部を示す情報と関連付け、これを新たな加熱部特定情報として、加熱制御部２８へ送る。
【００３５】
なお、蓋部材４２の上面部４２１において、一つの収容凹部４１１に対応する範囲の周縁のみを着色している場合は、この周縁で囲まれた範囲内にある位置座標のすべてにおいて、周縁に付された色と同じ色が付されているものとして、要加熱部又は非加熱部の別を特定することができる。
また、蓋部材４２の上面部４２１において、一つの収容凹部４１１に対応する範囲の一部のみを着色している場合は、この着色された部分を含む所定面積の範囲内に、その色と同じ色が付されているものとして、要加熱部又は非加熱部の別を特定することができる。
さらに、蓋部材４２の上面部４２１において、一つの収容凹部４１１に対応する範囲の一部（その範囲のうちの１／２や１／３の範囲）のみを着色している場合は、着色された部分に対応する加熱対象物の当該部分を要加熱部（又は非加熱部）とし、これ以外の部分を非加熱部（又は要加熱部）として特定することができる。これにより、一つの収容凹部４１１の中に加熱する食品と加熱しない食品が収容されている場合に、前者を加熱し、後者を加熱しないようにすることができる。
【００３６】
加熱制御部２８は、情報制御部３２から送られてきた加熱部特定情報にもとづいて、位置座標ごとに又は画素の座標ごとに、要加熱部又は非加熱部のいずれか一方を特定する。そして、加熱制御部２８は、位相制御部２３又は給電部２５の移相器（位相制御部）２５３を制御してマイクロ波の位相を変化させるとともに放射指向性の高い方向を加熱対象物の要加熱部に向けることで、特定した要加熱部を加熱し、非加熱部を加熱しないようにする。
【００３７】
ここで、ある位置座標と、この位置座標に対応する加熱対象物の位置を加熱するときのマイクロ波の位相と、マイクロ波の位相が当該位相となるように位相制御部２３又は給電部２５の移相器２５３を制御するための位相調整量は、予め記憶部２９に記憶されている。また、本実施形態においては、給電部２５が四つ設けられているが、これら四つの給電部２５に接続された位相制御部２３のそれぞれについて、座標と調整すべき位相と位相制御部２３の位相調整量が記憶部２９に記憶されている。さらに、本実施形態においては、給電部２５に移相器２５３を設ける構成とすることができるが、これら移相器２５３のそれぞれについて、座標と調整すべき位相と当該移相器２５３の位相調整量とを記憶部２９に記憶させることができる。
加熱制御部２８は、加熱部特定情報と記憶部２９に記憶された位相調整量等の情報とにもとづいて、要加熱部であると特定された位置座標等に対応する加熱対象物の当該部分が加熱されるように、位相制御部２３又は給電部２５の移相器２５３を制御する。
これにより、要加熱部を示す色が付された上面部４２１の当該部分に対応する加熱対象物の当該部分のみが加熱される。また、非加熱部を示す色が付された上面部４２１の当該部分に対応する加熱対象物の当該部分の加熱が防止される。
【００３８】
なお、給電部２５の放射素子２５１が、例えば、マイクロストリップアンテナ（パッチアンテナ）、スロットアンテナ、ダイポールアンテナなどを用いて構成されているときは、加熱制御部２８は、位相制御部２３を制御することにより、マイクロ波の位相を制御する。また、給電部２５がフェーズドアレーアンテナ（位相走査アンテナ）を用いて構成されているときは、加熱制御部２８は、そのフェーズドアレーアンテナに備えられた移相器２５３を制御することにより、マイクロ波の位相を制御する。
【００３９】
また、図４においては、容器４０の蓋部材４２の上面部４２１に加熱部特定情報である色を付する構成を示したが、容器４０において色を付する箇所は、蓋部材４２の上面部４２１に限るものではなく、容器本体４１であってもよい。
容器本体４１に色を付した例を、図５に示す。
容器本体４１には、食品を入れるための収容凹部４１１が複数形成されており、加熱部特定情報である色（図５に示す赤色４１２ａや青色４１２ｂ）は、収容凹部４１１の周縁４１３に沿って施される。
収容凹部４１１は、凹状に形成されており、凹状の底面や側面に色を施すことも可能であるが、食品を入れるとその色が隠れてしまう。そこで、収容凹部４１１の周縁４１３に沿って色を施すことで、食品による隠ぺいを回避し、情報取得部３１による当該色の取得を可能としている。
また、色は、複数の収容凹部４１１のそれぞれの周縁４１３に施すことができるが、例えば、一の収容凹部４１１と隣の収容凹部４１１がいずれも要加熱部である食品を収容するものであるときは、これら二つの収容凹部４１１の周縁４１３を一周するように色を施し、これら二つの収容凹部４１１の間に位置する仕切り部分には色を施さないようにすることもできる。
さらに、容器本体４１に施された色を情報取得部３１が取得可能とするために、蓋部材４２の全体、又は、少なくとも蓋部材４２の上面部４２１を透明４２３の材料で形成するのが望ましい。
【００４０】
次に、本実施形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジの動作について、図６を参照して説明する。
同図は、電子レンジの動作の手順を示すフローチャートである。
【００４１】
電子レンジ１の利用者により、電子レンジ１の扉１４が開けられ、加熱室１３の内部に、加熱対象物が収容された容器４０が載置され、扉１４が閉められる。
利用者が操作パネル１５の部分加熱モード設定ボタンを操作すると、操作検知部２７は、この操作を検知して、検知信号を加熱制御部２８へ送る（Ｓ１０）。加熱制御部２８は、入力した検知信号にもとづいて部分加熱モードを設定する（Ｓ１１）。
また、利用者が操作パネル１５の加熱開始ボタンを操作すると、操作検知部２７は、この操作を検知して、検知信号を加熱制御部２８へ送る（Ｓ１２）。加熱制御部２８は、入力した検知信号にもとづいて加熱を開始するために、マイクロ波供給手段２０の構成各部を制御する。
【００４２】
情報取得部３１は、容器４０から加熱部特定情報を取得する（Ｓ１３、情報取得工程）。具体的には、情報取得部３１であるカラーセンサが、容器４０の蓋部材４２の上面部４２１に付された色を加熱部特定情報として取得する。
情報制御部３２は、情報取得部３１から加熱部特定情報を取得し、この加熱部特定情報にもとづいて、容器４０に収容された加熱対象物における要加熱部と非加熱部を特定する（Ｓ１４、要加熱部特定工程）。
【００４３】
マイクロ波発生部２１がマイクロ波を発生し（Ｓ１５、マイクロ波発生工程）、加熱室１３内に供給される（Ｓ１６、マイクロ波供給工程）。
このとき、加熱制御部２８は、位相制御部２３又は給電部２５の移相器２５３を制御してマイクロ波の位相を変化させることで、加熱対象物の要加熱部を部分加熱する（Ｓ１７、加熱工程）。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態のマイクロ波加熱方法及びマイクロ波加熱装置によれば、半導体素子を用いて構成したマイクロ波発生部を採用することで、指向性の高いマイクロ波を対象物に照射できる。これにより、電子レンジの加熱室内に載置された加熱対象物の部分加熱を簡易な構成で実現できる。
また、ＩＳＭバンドに沿った周波数範囲内で、照射周波数を変化させることができるため、位相をコントロールさせ、加熱対象物の部分加熱や均一加熱を行うことができる。
さらに、マイクロ波供給手段は、マグネトロン発振器に比べ、小型化及び低消費電力化を達成でき、しかも、ほとんど故障しないので、寿命を著しく伸ばすことができる。
【００４５】
また、加熱制御部が位相制御部と給電部の移相器を制御してマイクロ波の位相を変化させる構成としたので、加熱対象物の要加熱部を部分的に加熱するとともに、非加熱部の加熱を防止できる。
さらに、マイクロ波加熱装置が自動的に容器から情報を取得して加熱対象物における要加熱部と非加熱部とを特定し、要加熱部のみを部分的に加熱するので、このマイクロ波加熱装置の利用者が面倒な作業を行うことなく、加熱対象物の部分加熱を実現できる。
しかも、本実施形態においては、容器に付された色を加熱部特定情報とするので、マイクロ波加熱装置に入れるときの容器の向きがどのような向きであっても、情報取得部が確実にその色と位置情報とを取得し、要加熱部を示す色が付された部分に対応する加熱対象物の当該部分のみを加熱できる。
【００４６】
［第二実施形態］
次に、本発明のマイクロ波加熱方法及びマイクロ波加熱装置の第二の実施形態について、図７を参照して説明する。
同図は、本実施形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジの加熱室に収納される容器の構成を示す外観斜視図である。
本実施形態は、第一実施形態と比較して、電子レンジの情報取得部の構成が相違する。すなわち、第一実施形態では、電子レンジの情報取得部がカラーセンサであり、容器の色を加熱部特定情報として取得したのに対し、本実施形態では、電子レンジの情報取得部が形状検出手段であり、容器における収容凹部の形状や面積を加熱部特定情報として取得する。他の構成要素は、第一実施形態と同様である。
したがって、本実施形態において、第一実施形態で示した構成と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４７】
電子レンジ１は、図２に示すように、マイクロ波供給手段２０の構成として、マイクロ波発生部２１と、電力分配部２２と、位相制御部２３と、増幅部２４と、給電部２５と、電力検出部２６と、操作検知部２７と、加熱制御部２８と、情報取得部３１と、情報制御部３２とを備えている。
【００４８】
ここで、情報取得部３１は、要加熱部に関する情報又は非加熱部に関する情報の一方又は双方を加熱部特定情報として容器４０から取得する。
本実施形態において、情報取得部３１は、形状検出手段であり、容器４０の形状や面積を加熱部特定情報として取得する。
容器４０は、図７に示すように、容器本体４１と蓋部材４２とを備えており、容器本体４１には、収容凹部４１１が複数形成されている。
この容器本体４１を上方から見た場合、収容凹部４１１は、一般に、矩形状４１１ａ、三角形状４１１ｂ、台形状、円形状、楕円形状など、様々な形状で形成されている。また、容器本体４１を上方から見たときの収容凹部４１１の面積は、大きいもの（図７に示す面積大４１１ｃの収容凹部４１１）もあれば、小さいもの（同図に示す面積小４１１ｄの収容凹部４１１）もある。
【００４９】
この容器４０を例えばお弁当用の容器として使用する場合、矩形状４１１ａの収容凹部４１１や面積大４１１ｃの収容凹部４１１には、ご飯や煮物、揚げ物、焼き物などを入れるようにし、三角形状４１１ｂなどの収容凹部４１１や面積小４１１ｄの収容凹部４１１には、漬物や果物、サラダ、ドレッシングなどを入れるようにすることが多い。
つまり、複数の収容凹部４１１のうち、矩形状４１１ａあるいは面積大４１１ｃの収容凹部４１１には、加熱する食品が収容され、三角形状４１１ｂあるいは面積小４１１ｄの収容凹部４１１には、加熱しない食品が収容される。
【００５０】
情報取得部３１である形状検出手段は、加熱室１３の内部の所定範囲であって加熱対象物及び容器４０を含む範囲を撮像して二次元画像を取得し、この二次元画像を解析して特徴点（例えば、色や輝度、明度の境界部分、容器４０や収容凹部４１１の角部、突部、屈曲部、湾曲部等）を抽出し、この特徴点にもとづいて二次元画像に現された容器４０における収容凹部４１１の位置を特定し、これら収容凹部４１１の形状と面積を特定する。そして、収容凹部４１１ごとに、位置を示す情報と形状を示す情報と面積を示す情報とを関連付けて、情報制御部３２へ送る。
【００５１】
情報制御部３２は、情報取得部３１から加熱部特定情報を取得すると、この加熱部特定情報にもとづいて加熱対象物における要加熱部と非加熱部とを特定する。
例えば、加熱部特定情報である形状を示す情報が矩形状を示すとき、この情報に関連付けられた位置情報の示す位置に形成された収容凹部４１１に収容される加熱対象物の当該部分を要加熱部として特定する。また、形状を示す情報が三角形状を示すとき、この情報に関連付けられた位置情報の示す位置に形成された収容凹部４１１に収容される加熱対象物の当該部分を非加熱部として特定する。
さらに、加熱部特定情報である面積を示す情報が所定の閾値以上の面積を示すとき、この情報に関連付けられた位置情報の示す位置に形成された収容凹部４１１に収容される加熱対象物の当該部分を要加熱部として特定する。また、面積を示す情報が所定の閾値以下の面積を示すとき、この情報に関連付けられた位置情報の示す位置に形成された収容凹部４１１に収容される加熱対象物の当該部分を非加熱部として特定する。
情報制御部３２は、収容凹部４１１ごとに、要加熱部又は非加熱部のいずれか一方を特定すると、これら収容凹部４１１の位置を示す情報と要加熱部又は非加熱部を示す情報とを関連付け、これを加熱部特定情報として、加熱制御部２８へ送る。
【００５２】
加熱制御部２８は、情報制御部３２から送られてきた加熱部特定情報にもとづいて、収容凹部４１１ごとに、要加熱部又は非加熱部のいずれか一方を特定し、この特定した内容にもとづいて、位相制御部２３又は給電部２５の移相器（位相制御部）２５３を制御して、マイクロ波の位相を変化させるとともに放射指向性の高い方向を加熱対象物の要加熱部に向けることで、この要加熱部を加熱し、非加熱部を加熱しないようにする。
このとき、加熱制御部２８は、加熱部特定情報と記憶部２９に記憶された位相調整量等の情報とにもとづいて、加熱対象物の要加熱部が加熱されるように、位相制御部２３又は給電部２５の移相器２５３を制御する。
これにより、加熱対象物を構成する食品のうち、要加熱部として特定された食品のみが加熱され、非加熱部として特定された食品の加熱が防止される。特に、容器４０の容器本体４１において矩形状４１１ａや面積大４１１ｃの収容凹部４１１に収容された食品が要加熱部として特定されて加熱され、三角形状４１１ｂや面積小４１１ｄの収容凹部４１１に収容された食品が非加熱部として特定されて加熱が防止される。
【００５３】
なお、本実施形態においては、収容凹部４１１の形状と面積とにもとづいて要加熱部と非加熱部とを特定しているが、形状又は面積の一方のみを用いて、要加熱部と非加熱部とを特定することができる。
また、形状と面積の両方を用いて要加熱部と非加熱部とを特定する場合は、形状と面積との間に優先順位を設けることができる。例えば、形状を優先する場合、面積が閾値以下であっても形状が矩形状の収容凹部４１１については、収容される食品を要加熱部とすることができる。また、面積を優先する場合、形状が矩形状であっても面積が閾値以下の収容凹部４１１については、収容される食品を非加熱部とすることができる。
さらに、収容凹部４１１の形状や面積を情報取得部３１が取得可能とするために、蓋部材４２の全体、又は、少なくとも蓋部材４２の上面部４２１を透明４２３の材料で形成するのが望ましい。
【００５４】
また、本実施形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジ１の動作の手順は、第一実施形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジ１の動作の手順と同様であるので、ここでの説明は、省略する。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態のマイクロ波加熱方法及びマイクロ波加熱装置によれば、半導体素子を用いて構成したマイクロ波発生部を採用することで、指向性の高いマイクロ波を対象物に照射できる。これにより、電子レンジの加熱室内に載置された加熱対象物の部分加熱を簡易な構成で実現できる。
また、加熱制御部が位相制御部と給電部の移相器を制御してマイクロ波の位相を変化させる構成としたので、加熱対象物の要加熱部を部分的に加熱するとともに、非加熱部の加熱を防止できる。
【００５６】
さらに、マイクロ波加熱装置が自動的に容器から情報を取得して加熱対象物における要加熱部と非加熱部とを特定し、要加熱部のみを部分的に加熱するので、このマイクロ波加熱装置の利用者が面倒な作業を行うことなく、加熱対象物の部分加熱を実現できる。
しかも、本実施形態においては、容器における収容凹部の形状や面積を加熱部特定情報とするので、マイクロ波加熱装置に入れるときの容器の向きがどのような向きであっても、情報取得部が確実に収容凹部の形状等と位置情報とを取得し、所定の形状や面積で形成されている収容凹部に収容された食品を加熱できる。
【００５７】
［第三実施形態］
次に、本発明のマイクロ波加熱方法及びマイクロ波加熱装置の第三の実施形態について、図８を参照して説明する。
同図は、本実施形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジの加熱室に収納される容器の構成を示す外観斜視図である。
本実施形態は、第一実施形態と比較して、電子レンジの情報取得部の構成が相違する。すなわち、第一実施形態では、電子レンジの情報取得部がカラーセンサであり、容器の色を加熱部特定情報として取得したのに対し、本実施形態では、電子レンジの情報取得部が情報受信手段であり、容器に付されたＩＣタグなどの記憶通信手段から出力された情報を加熱部特定情報として取得する。他の構成要素は、第一実施形態と同様である。
したがって、本実施形態において、第一実施形態で示した構成と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００５８】
電子レンジ１は、図２に示すように、マイクロ波供給手段２０の構成として、マイクロ波発生部２１と、電力分配部２２と、位相制御部２３と、増幅部２４と、給電部２５と、電力検出部２６と、操作検知部２７と、加熱制御部２８と、情報取得部３１と、情報制御部３２とを備えている。
【００５９】
ここで、情報取得部３１は、要加熱部に関する情報又は非加熱部に関する情報の一方又は双方を加熱部特定情報として容器４０から取得する。
本実施形態において、情報取得部３１は、情報受信手段であり、容器４０に付された非接触ＩＣタグなどの記憶通信手段４２４から出力された情報を加熱部特定情報として取得する。
容器４０は、図８に示すように、容器本体４１と蓋部材４２とを備えており、蓋部材４２には、記憶通信手段４２４が付されている。
記憶通信手段４２４は、加熱対象物の要加熱部に関する情報又は非加熱部に関する情報の一方又は双方を加熱部特定情報として記憶する記憶手段としての機能を有するとともに、情報取得部３１からの電磁波又は電磁界により励起して電源電流が流れ、記憶していた加熱部特定情報をアンテナ（図示せず）を介して出力する通信手段としての機能を有している。
【００６０】
加熱部特定情報には、収容凹部４１１の位置情報と、収容凹部４１１ごとに収容される食品が要加熱部又は非加熱部のいずれであるかを示す情報が含まれている。
【００６１】
情報取得部３１である情報受信手段は、電磁波を放射し又は電磁界を形成し、この領域内に位置した容器４０の記憶通信手段４２４を励起させ、出力された加熱部特定情報を取得（受信）する。
また、情報取得部３１は、加熱部特定情報を解析して、収容凹部４１１の位置と、収容凹部４１１ごとの要加熱部又は非加熱部の別を特定する。そして、収容凹部４１１ごとに、位置を示す情報と要加熱部又は非加熱部の別を示す情報とを関連付け、これを新たな加熱部特定情報として、情報制御部３２へ送る。
情報制御部３２は、加熱部特定情報を取得すると、加熱制御部２８へ送る。
【００６２】
加熱制御部２８は、情報制御部３２から送られてきた加熱部特定情報にもとづいて、収容凹部４１１ごとに、要加熱部又は非加熱部のいずれか一方を特定し、この特定した内容にもとづいて、位相制御部２３又は給電部２５の移相器（位相制御部）２５３を制御して、マイクロ波の位相を変化させるとともに放射指向性の高い方向を加熱対象物の要加熱部に向けることで、加熱対象物の要加熱部を加熱し、非加熱部を加熱しないようにする。
このとき、加熱制御部２８は、加熱部特定情報と記憶部２９に記憶された位相調整量等の情報にもとづいて、加熱対象物の要加熱部が加熱されるように、位相制御部２３又は給電部２５の移相器２５３を制御する。
これにより、加熱対象物を構成する食品のうち、要加熱部として特定された収容凹部４１１に収容されている食品のみが加熱され、非加熱部として特定された収容凹部４１１に収容されている食品の加熱が防止される。
【００６３】
なお、本実施形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジ１の動作の手順は、第一実施形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジ１の動作の手順と同様であるので、ここでの説明は、省略する。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態のマイクロ波加熱方法及びマイクロ波加熱装置によれば、半導体素子を用いて構成したマイクロ波発生部を採用することで、指向性の高いマイクロ波を対象物に照射できる。これにより、電子レンジの加熱室内に載置された加熱対象物の部分加熱を簡易な構成で実現できる。
また、加熱制御部が位相制御部と給電部の移相器を制御してマイクロ波の位相を変化させる構成としたので、加熱対象物の要加熱部を部分的に加熱するとともに、非加熱部の加熱を防止できる。
【００６５】
さらに、マイクロ波加熱装置が自動的に容器から情報を取得して加熱対象物における要加熱部と非加熱部とを特定し、要加熱部のみを部分的に加熱するので、このマイクロ波加熱装置の利用者が面倒な作業を行うことなく、加熱対象物の部分加熱を実現できる。
しかも、本実施形態においては、容器に付された記憶通信手段から取得した情報を加熱部特定情報とするので、加熱対象物の要加熱部や非加熱部に関する情報を詳細に構築して記憶することができ、この情報にもとづいて、要加熱部のみを確実に加熱できる。
【００６６】
［第四実施形態］
次に、本発明のマイクロ波加熱方法及びマイクロ波加熱装置の第四の実施形態について、図９を参照して説明する。
同図は、本実施形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジの構成を示すブロック図である。
本実施形態は、電子レンジが温度検知部を備える点と、加熱部特定情報が要加熱部の位置及び要加熱部の到達温度を示す情報である点で、第一実施形態と相違する。他の構成要素は、第一実施形態と同様である。
したがって、本実施形態において、第一実施形態で示した構成と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００６７】
電子レンジ１は、図９に示すように、マイクロ波供給手段２０の構成として、マイクロ波発生部２１と、電力分配部２２と、位相制御部２３と、増幅部２４と、給電部２５と、電力検出部２６と、操作検知部２７と、加熱制御部２８と、情報取得部３１と、情報制御部３２と、温度検知部３３とを備えている。
【００６８】
ここで、情報取得部３１は、要加熱部に関する情報又は非加熱部に関する情報の一方又は双方を加熱部特定情報として容器４０から取得する。
この情報取得部３１は、本実施形態においてはカラーセンサであり、容器４０の色を加熱部特定情報として取得する。
【００６９】
容器４０は、図１０に示すように、容器本体４１と蓋部材４２とを備えており、蓋部材４２の上面部４２１において複数の収容凹部４１１のそれぞれに対応する範囲内に、所定の色が着色されている。
この着色される色は、収容凹部４１１ごとに、収容される食品が要加熱部又は非加熱部のいずれであるか、そして、要加熱部である場合には加熱により到達すべき食品の温度が何℃であるかによって決められる。
例えば、ある収容凹部４１１に収容される食品が加熱するものであり、加熱により到達すべき温度を５０℃とするとき、蓋部材４２の上面部４２１において当該収容凹部４１１に対応する範囲には、要加熱部であって到達温度が５０℃であることを示す色（例えば紫色４２２ｃ）が着色される。
また、別の収容凹部４１１に収容される食品が加熱するものであり、到達温度を３０℃とするとき、蓋部材４２の上面部４２１において当該収容凹部４１１に対応する範囲には、要加熱部であって到達温度が３０℃であることを示す色（例えば黄色４２２ｄ）が着色される。
さらに、他の収容凹部４１１に収容される食品が加熱しないものであるとき、蓋部材４２の上面部４２１において当該収容凹部４１１に対応する範囲には、非加熱部であることを示す色（例えば青色４２２ｂ）が着色される。
【００７０】
なお、着色は、蓋部材４２の上面部４２１において、一つの収容凹部４１１に対応する範囲の全体を塗りつぶすようにして施してもよく、あるいは、当該範囲の一部（当該範囲の周縁や、当該範囲の中央部分など）にのみ施すようにしてもよい。
また、要加熱部であることを示す色と非加熱部であることを示す色は、両方を蓋部材４２の上面部４２１に施すようにしてもよく、あるいは、前者のみを施すようにしてもよい。要加熱部であることを示す色を施しているが、非加熱部であることを示す色を施していない場合は、前者の色が施された範囲に対応する収容凹部４１１に収容された食品のみを加熱し、他の食品を加熱しないようにする。
【００７１】
情報取得部３１であるカラーセンサの構成は、第一実施形態で説明したカラーセンサの構成と同様であるので、ここでの説明は、省略する。
情報取得部３１は、容器４０から加熱部特定情報を取得すると、これを情報制御部３２へ送る。
【００７２】
情報制御部３２は、情報取得部３１から加熱部特定情報を取得すると、この加熱部特定情報にもとづいて加熱対象物における要加熱部と非加熱部とを特定する。また、情報制御部３２は、加熱部特定情報にもとづいて、要加熱部において加熱により到達すべき温度を特定する。
例えば、加熱部特定情報が位置座標と色で構成されている場合において、ある位置座標における色が紫色であるとき、その位置座標が示す加熱対象物の位置を要加熱部として特定し、この要加熱部において加熱により到達すべき温度を５０℃と特定する。
また、ある位置座標における色が青色であるとき、その位置座標が示す加熱対象物の位置を非加熱部として特定する。
情報制御部３２は、位置座標ごとに又は画素の座標ごとに、要加熱部又は非加熱部の別と、要加熱部における到達温度とを特定すると、これら位置座標等を示す情報と要加熱部又は非加熱部を示す情報と到達温度を示す情報とを関連付け、これを新たな加熱部特定情報として、加熱制御部２８へ送る。
【００７３】
温度検知部３３は、加熱室１３に収納された加熱対象物及び容器４０とその周辺の現在の温度を測定する。
温度検知部３３には、例えば、赤外線アレイセンサを用いることができる。
赤外線アレイセンサは、半導体基板上に行列状に配列された複数の赤外線センサ素子と、赤外線センサ素子上に赤外線を集光するためのフレネルレンズとを備えている。
赤外線アレイセンサは、視野角α内の被測定物（加熱対象物及び容器４０を含む）から放射された赤外線を検出することによって、被測定物表面の複数箇所の温度を測定して温度分布の画像を得ることができる。
各赤外線センサ素子として、例えば、サーモパイルや焦電センサを用いることができる。サーモパイルは、熱電対を直列に数十対接続して構成されたものであり、例えば、−２０℃程度から１００℃程度までの温度を測定できる。
温度検知部３３は、測定した温度を示す温度情報と測定した位置を示す位置情報とを関連付け、これを温度測定情報として加熱制御部２８へ送る。
【００７４】
加熱制御部２８は、情報制御部３２から送られてきた加熱部特定情報にもとづいて、位置座標ごとに又は画素の座標ごとに、要加熱部又は非加熱部のいずれか一方を特定する。そして、加熱制御部２８は、位相制御部２３又は給電部２５の移相器（位相制御部）２５３を制御してマイクロ波の位相を変化させるとともに放射指向性の高い方向を加熱対象物の要加熱部に向けることで、特定した要加熱部を加熱し、非加熱部を加熱しないようにする。
【００７５】
また、加熱制御部２８は、加熱部特定情報と記憶部２９に記憶された情報（位置座標と、この位置座標に対応する加熱対象物の位置を加熱するときのマイクロ波の位相と、マイクロ波の位相が当該位相となるように位相制御部２３又は給電部２５の移相器２５３を制御するための位相調整量）にもとづいて、要加熱部であると特定された位置座標等に対応する加熱対象物の当該部分が加熱されるように、位相制御部２３又は給電部２５の移相器２５３を制御する。
これにより、要加熱部を示す色が付された上面部４２１の当該部分に対応する加熱対象物の当該部分のみが加熱される。また、非加熱部を示す色が付された上面部４２１の当該部分に対応する加熱対象物の当該部分の加熱が防止される。
【００７６】
また、加熱制御部２８は、温度検知部３３から送られてきた温度測定情報にもとづいて、位置座標ごとに、現在の温度を特定する。そして、加熱制御部２８は、要加熱部における位置座標ごとに、現在の温度と加熱部特定情報の示す到達温度（加熱部特定情報のうち当該位置座標を示す情報に関連付けられた到達温度）とを比較し、現在の温度が到達温度に達していないときは、当該位置座標の示す位置にある要加熱部への加熱を継続する。
そして、現在の温度が到達温度に達したときは、加熱制御部２８は、当該位置座標の示す位置にある要加熱部への加熱を停止する。
これにより、要加熱部を示す色が付された上面部４２１の当該部分に対応する加熱対象物の当該部分の温度をその色が示す到達温度にまで上昇させることができる。
【００７７】
なお、温度検知部３３は、加熱室１３の内部の所定範囲の温度を測定するものであるが、容器４０が容器本体４１と蓋部材４２とを備えており、かつ、温度検知部３３として赤外線アレイセンサを用いている場合、温度検知部３３は、加熱対象物である食品の温度を直接測定するのではなく、加熱対象物の上方に位置する蓋部材４２の温度を測定することになる。このため、測定した温度のうち、蓋部材４２の温度については、補正を行って、加熱対象物の温度を算出するのが望ましい。
通常、蓋部材４２の温度は、加熱対象物である食品の温度よりも低くなる。そこで、蓋部材４２の温度に例えば５℃を加算することで、この温度を加熱対象物の温度とみなす。蓋部材４２と加熱対象物との温度差は、加熱対象物の温度が高くなるほど大きくなる。そこで、蓋部材４２の温度が高くなるにしたがって、加算する温度の数値を大きくする。これにより、加算後の温度を加熱対象物の温度に近似させることができる。
【００７８】
また、図１０においては、容器４０の蓋部材４２の上面部４２１に加熱部特定情報である色を付する構成を示したが、容器４０において色を付する箇所は、蓋部材４２の上面部４２１に限るものではなく、容器本体４１であってもよい。この点は、第一実施形態と同様である。
【００７９】
次に、本実施形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジの動作について、図１１を参照して説明する。
同図は、電子レンジの動作の手順を示すフローチャートである。
なお、図６のフローチャートに示したＳ１０〜Ｓ１３の動作は、本実施形態においても同様に行うものであるので、ここでの説明は、省略する。
【００８０】
電子レンジ１の情報取得部３１は、容器４０の蓋部材４２の上面部４２１に付された色を加熱部特定情報として取得すると（Ｓ１３、情報取得工程）、情報制御部３２へ送る。
情報制御部３２は、情報取得部３１から加熱部特定情報を取得し、この加熱部特定情報にもとづいて、容器４０に収容された加熱対象物における要加熱部と非加熱部を特定するとともに（Ｓ２０、要加熱部特定工程）、要加熱部の到達温度を特定する（Ｓ２１、到達温度特定工程）。
【００８１】
マイクロ波発生部２１がマイクロ波を発生し（Ｓ２２、マイクロ波発生工程）、加熱室１３内に供給される（Ｓ２３、マイクロ波供給工程）。
このとき、加熱制御部２８は、位相制御部２３又は給電部２５の移相器２５３を制御してマイクロ波の位相を変化させることで、加熱対象物の要加熱部を部分加熱する（Ｓ２４、加熱工程）。
【００８２】
温度検知部３３は、加熱室１３に収納された加熱対象物及び容器４０とその周辺の現在の温度を測定し、測定した温度を示す温度情報と測定した位置を示す位置情報とを関連付け、これを温度測定情報として加熱制御部２８へ送る（Ｓ２５、温度測定工程）。
加熱制御部２８は、温度検知部３３から送られてきた温度測定情報にもとづいて、位置座標ごとに、現在の温度を特定する。そして、加熱制御部２８は、要加熱部における位置座標ごとに、現在の温度と情報制御部３２から送られてきた加熱部特定情報の示す到達温度（加熱部特定情報のうち当該位置座標を示す情報に関連付けられた到達温度）とを比較する（Ｓ２６、比較工程）。
比較の結果、現在の温度が到達温度に達していないときは、加熱制御部２８は、当該位置座標の示す位置にある要加熱部への加熱を継続する（Ｓ２７）。
一方、現在の温度が到達温度に達したときは、加熱制御部２８は、当該位置座標の示す位置にある要加熱部への加熱を終了する（Ｓ２８）。
【００８３】
以上説明したように、本実施形態のマイクロ波加熱方法及びマイクロ波加熱装置によれば、半導体素子を用いて構成したマイクロ波発生部を採用することで、指向性の高いマイクロ波を対象物に照射できる。これにより、電子レンジの加熱室内に載置された加熱対象物の部分加熱を簡易な構成で実現できる。
また、加熱制御部が位相制御部と給電部の移相器を制御してマイクロ波の位相を変化させる構成としたので、加熱対象物の要加熱部を部分的に加熱するとともに、非加熱部の加熱を防止できる。
【００８４】
さらに、マイクロ波加熱装置が自動的に容器から情報を取得して要加熱部と非加熱部とを特定し、要加熱部のみを部分的に加熱するので、このマイクロ波加熱装置の利用者が面倒な作業を行うことなく、加熱対象物の部分加熱を実現できる。
しかも、本実施形態においては、要加熱部を単に加熱するだけでなく、容器に付された色が示す到達温度に達するまで、加熱を継続することができる。これにより、要加熱部の温度を所望の温度にまで昇温させることができ、過熱を防止できる。
【００８５】
なお、本実施形態においては、加熱部特定情報として容器４０に付された色を挙げたが、本実施形態の加熱部特定情報は、容器４０に付された色に限るものではなく、収容凹部４１１の形状や面積、記憶通信手段４２４に記憶された情報であってもよい。例えば、加熱部特定情報が収容凹部４１１の形状である場合、矩形状４１１ａに形成された収容凹部４１１に収容される食品を要加熱部とし、この要加熱部の到達温度を例えば５０℃などとすることができる。また、加熱部特定情報が収容凹部４１１の面積である場合、所定の閾値以上の面積を有する収容凹部４１１に収容される食品を要加熱部とし、この要加熱部の到達温度を例えば５０℃などとすることができる。さらに、加熱部特定情報が記憶通信手段４２４に記憶された情報である場合、収容凹部４１１ごとに、要加熱部又は非加熱部の別と、要加熱部である場合の到達温度とを、当該情報として記憶通信手段４２４に記憶させることができる。そして、情報制御部３２は、これら加熱部特定情報にもとづいて、加熱対象物における要加熱部と非加熱部との別と、要加熱部における到達温度とを特定し、加熱制御部２８は、加熱対象物の要加熱部に対し、到達温度に達するまで加熱するようにマイクロ波供給手段２０の構成各部を制御する。
【００８６】
以上、本発明のマイクロ波加熱方法及びマイクロ波加熱装置の好ましい実施形態について説明したが、本発明に係るマイクロ波加熱方法及びマイクロ波加熱装置は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した各実施形態では、マイクロ波加熱装置の代表例である電子レンジについて説明したが、マイクロ波加熱装置は、電子レンジに限るものではなく、誘電加熱を利用した加熱装置、生ごみ処理機、半導体製造装置などを含む。
また、図１においては、電子レンジの加熱室の内部にターンテーブルを示していないが、ターンテーブルを備えたものであってもよい。
【００８７】
さらに、図４、図５、図１０においては、容器に付される色を赤色、青色、紫色、黄色としたが、これらの色に限るものではなく、緑色や橙色など、任意に選択した色を付すことができる。
また、一つの収容凹部に対応する範囲に付す色は、単色に限るものではなく、縞模様やドットなどの彩色パターンで、二色以上を用いることができる。
さらに、上述した各実施形態では、食品が収容された収容凹部ごとに要加熱部と非加熱部とを分けるようにしたが、このような分け方に限るものではなく、例えば、一つの収容凹部において要加熱部と非加熱部とを分けることができ、また、一つの食品において要加熱部と非加熱部とを分けることもできる。
【００８８】
また、上述した各実施形態においては、容器の例として弁当容器を挙げ、加熱対象物の例として弁当容器に入った食品を挙げたが、容器は、弁当容器に限るものではなく、また、加熱対象物は、弁当容器に入った食品に限るものではない。
例えば、加熱対象物には、スープやコーヒー、緑茶、紅茶、清涼飲料、アルコール飲料等の飲み物、おにぎり、パン、お菓子、惣菜、麺類、冷凍食品、インスタント食品、レトルト食品などの各種食品を挙げることができる。
また、容器には、弁当容器の他に、例えば、皿、盆（トレイ）、碗（ボウル）、どんぶり、包装用フィルム、食品用ラップフィルム、包装紙、紙パック、紙箱、瓶、缶、コップ、グラス、竹皮、フードパック、用途別容器（惣菜容器、麺用容器、丼物用容器、ファーストフード（ハンバーガー、ホットドッグ、フライドチキン、フライドポテト）用容器等）などを挙げることができる。さらに、容器の材質は、プラスチック（ポリプロピレン、ポリエチレン、発泡スチロール（ＰＳＰ）、ＰＥＴ樹脂など）、陶磁器、紙、金属などを含む。ただし、容器にはマイクロ波が照射されるので、放電したり火花が出たりする可能性のある金属を用いた容器は、使用する際に注意を要する。
【００８９】
また、加熱対象物であるおにぎりを収容したフードパックの構成を図１２に示す。同図に示す構成においては、フードパック５１の表面のうち、右のおにぎり５２ａに対応する部分には赤色４２２ａが施され、左のおにぎり５２ｂに対応する部分の一部には赤色４２２ａが施され、漬物５２ｃに対応する部分には青色４２２ｂが施されている。このため、このフードパック５１を本発明の電子レンジ１の加熱室１３に入れて加熱すると、右のおにぎり５２ａの全体を加熱するとともに、左のおにぎり５２ｂの一部（赤色４２２ａに対応する部分）のみを加熱することができ、漬物５２ｃを加熱しないようにすることができる。
【００９０】
さらに、容器の一例であるコップの構成を図１３に示す。同図に示すコップ５３は、加熱対象物であるコーヒーと、ミルクや砂糖を入れるための下げ底蓋５４とを収容可能となっている。また、このコップ５３の表面のうち、コーヒーが入る部分の周面には赤色４２２ａが施され、下げ底蓋５４が入る部分の周面には、特に色が施されていない（例えば白色である）。このため、所定量のコーヒーを入れるとともに、下げ底蓋５４を載せた状態のコップ５３を本発明の電子レンジ１の加熱室１３に入れて温めると、コーヒーのみを加熱することができ、下げ底蓋５４の中に入れられたミルクや砂糖を加熱しないようにすることができる。
ただし、このコップのように、色が付される面が垂直面や立設した傾斜面となっており、要加熱部や非加熱部の位置を立体的にとらえる必要があるときは、情報取得部を複数設け、要加熱部等の位置情報を三次元情報として取得することが望ましい。
【００９１】
なお、本発明のマイクロ波加熱方法及びマイクロ波加熱装置は、第一実施形態〜第四実施形態のそれぞれにおける発明を任意に組み合わせたものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、マイクロ波を照射して対象物を加熱する装置や機器に利用可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１  電子レンジ（マイクロ波加熱装置）
１３  加熱室
２１  マイクロ波発生部
２３  位相制御部
２５  給電部
２５３  移相器（位相制御部）
２８  加熱制御部
３１  情報取得部
３２  情報制御部
３３  温度検知部
４０  容器
４１  容器本体
４１１  収容凹部
４１１ａ  矩形状
４１１ｂ  三角形状
４１２ａ  赤色
４１２ｂ  青色
４２  蓋部材
４２１  上面部
４２２ａ  赤色
４２２ｂ  青色
４２２ｃ  紫色
４２２ｄ  黄色
４２４  記憶通信手段
【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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