(57)【要約】【課題】本発明は温度検出領域の大きさが変わってしまうと、被加熱物の領域内で占める割合も変化してしまい正確な温度が検知できない問題や、温度検知領域の設定状態によって被加熱物が死角に入ってしまい正確な温度が検知できない等の課題に鑑み為されたもので、加熱調理器の温度センサの検知精度を向上することを目的とする。【解決手段】前記目的を達成するために、本発明にかかる加熱調理器１は、被加熱物を内部に収納する加熱庫５と、加熱手段６と、加熱手段６の加熱出力を制御する制御手段１４と、加熱庫内底面と平行な平面上に定められた複数の温度検知領域１２ａ〜１２ｃごとの温度情報を検知して出力する非接触温度センサ１１とを有し、温度検知領域１２ａ〜１２ｃは、加熱庫５内底面と平行な平面上で、近接する他の温度検知領域と重なる部位を有するように定められているものである。【選択図】        図２
2004324978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を内部に収納する加熱庫と、前記加熱庫内部に収納される被加熱物を加熱するための加熱手段と、前記加熱手段の加熱出力を制御する制御手段と、加熱庫内底面と平行な平面上に定められた複数の温度検知領域ごとの温度情報を検知して出力する非接触温度センサとを有し、
前記複数の温度検知領域は、前記加熱庫内底面と平行な平面上で、近接する他の温度検知領域と重なる部位を有するように定められていることを特徴とする加熱調理器。
【請求項２】
被加熱物を内部に収納する加熱庫と、前記加熱庫内部に収納される被加熱物を加熱するための加熱手段と、被加熱物の仕上り温度を設定するための仕上り温度設定手段と、前記加熱手段の加熱出力を制御する制御手段と、加熱庫内底面と平行な平面上に定められた複数の温度検知領域ごとの温度情報を検知して出力する非接触温度センサと、前記仕上り温度設定手段により設定された仕上り温度情報と前記非接触センサにより検知される被加熱物の温度情報を比較するための換算基準値を前記制御手段に出力する換算基準値出力手段とを有し、
前記制御手段は、換算基準値出力手段から出力された基準値に基づいて前記非接触温度センサから出力される複数の温度情報出力それぞれと、前記仕上り温度設定手段により設定された仕上り温度を比較して前記加熱手段の加熱出力を制御し、
前記複数の温度検知領域は前記加熱庫内底面と平行な平面上で面積が略同一に定められていることを特徴とする加熱調理器。
【請求項３】
被加熱物を内部に収納する加熱庫と、前記加熱庫内に収納された被加熱物の温度を検知するためのセンサ素子を備えた非接触温度センサとを有し、
前記非接触温度センサで検知する温度検知領域を加熱庫内底面と平行な平面上に複数定め、前記複数の温度検知領域ごとに一つ以上の前記センサ素子を設け、
前記複数の温度検知領域は前記加熱庫内底面と平行な平面上で面積が略同一に定められていることを特徴とする加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は加熱調理器、特に加熱調理器の温度センサの検知精度向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の非接触温度センサを備えた加熱調理器としては、温度検知領域を複数有し、それぞれの温度検知領域の温度を計測することで、被加熱物の温度を精度良く検知できるように構成されていた。（例えば特許文献１を参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−９３５７０号公報（段落番号［０００４］、第１、２図等）
【０００４】
非接触温度センサは、温度を検知する温度検知領域内の平均温度を検出する。よって、従来の技術では温度検知領域を複数にすることによって、加熱庫内に収納された被加熱物の温度を正確に検知し、特に加熱庫内に収納された被加熱物がひとつの温度検知領域から外れて置かれてしまっても、他の温度検知領域内に被加熱物が入っていれば温度を検知することを可能とするものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、非接触温度センサは、温度を検知する温度検知領域内の平均温度を検出するため、温度検知領域の大きさが変化すると、その領域内で占める被加熱物の割合も変化してしまうため、同じ被加熱物の温度を検知しているにもかかわらず温度検知領域が変わると異なる温度として検知されてしまうことがあった。特に従来の非接触温度センサの取付は、加熱庫の上部斜めから被加熱物の温度を検出するのが一般的であり、非接触温度センサからの距離は領域によってまちまちとなる。すると、非接触温度センサの被加熱物からの温度情報とり入れ口は通常同じ大きさで設定しており、温度検知範囲はその取り入れ口から円錐状に設定されるため、頂角の等しい円錐状の温度検知範囲は、距離が近いと小さく、距離が遠いほど大きくなるというように温度検出領域の大きさが変わってしまい、被加熱物の領域内で占める割合も変化してしまうため正確な温度が検知できないなどの問題があった。また、温度検知領域の設定状態によっては、被加熱物が死角に入ってしまい正確な温度が検知できない場合もあった。
【０００６】
本発明は前記課題に鑑み為されたものであり、加熱調理器の温度センサの検知精度を向上することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明にかかる加熱調理器は、被加熱物を内部に収納する加熱庫と、前記加熱庫内部に収納される被加熱物を加熱するための加熱手段と、前記加熱手段の加熱出力を制御する制御手段と、加熱庫内底面と平行な平面上に定められた複数の温度検知領域ごとの温度情報を検知して出力する非接触温度センサとを有し、前記複数の温度検知領域は、前記加熱庫内底面と平行な平面上で、近接する他の温度検知領域と重なる部位を有するように定められていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明にかかる加熱調理器は、被加熱物を内部に収納する加熱庫と、前記加熱庫内部に収納される被加熱物を加熱するための加熱手段と、被加熱物の仕上り温度を設定するための仕上り温度設定手段と、前記加熱手段の加熱出力を制御する制御手段と、加熱庫内底面と平行な平面上に定められた複数の温度検知領域ごとの温度情報を検知して出力する非接触温度センサと、前記仕上り温度設定手段により設定された仕上り温度情報と前記非接触センサにより検知される被加熱物の温度情報を比較するための換算基準値を前記制御手段に出力する換算基準値出力手段とを有し、前記制御手段は、換算基準値出力手段から出力された基準値に基づいて前記非接触温度センサから出力される複数の温度情報出力それぞれと、前記仕上り温度設定手段により設定された仕上り温度を比較して前記加熱手段の加熱出力を制御し、前記複数の温度検知領域は前記加熱庫内底面と平行な平面上で面積が略同一に定められていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明にかかる加熱調理器は、被加熱物を内部に収納する加熱庫と、前記加熱庫内に収納された被加熱物の温度を検知するためのセンサ素子を備えた非接触温度センサとを有し、前記非接触温度センサで検知する温度検知領域を加熱庫内底面と平行な平面上に複数定め、前記複数の温度検知領域ごとに一つ以上の前記センサ素子を設け、前記複数の温度検知領域は前記加熱庫内底面と平行な平面上で面積が略同一に定められていることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を例に挙げて本発明を詳しく説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の一実施形態における加熱調理器の概要斜視図である。同図（ａ）に示すように本実施形態における加熱調理器１は、本体２の前面右側に使用者が調理メニューの選択や被加熱物の仕上り温度などの調理情報を入力するための入力部３と、開閉自在に本体２に取付けられた扉４を有している。そして図１（ｂ）に示すように、扉４を開放すると本体内部に被加熱物を収納可能な加熱庫５を有している。
【００１１】
図２は、図１（ｂ）におけるＡ−Ａ′断面図を示したものである。本実施形態における加熱調理器１は加熱庫５内部に収納された被加熱物を加熱するための加熱手段６として、被加熱物にマイクロウェーブを供給して加熱するマグネトロン７が備えられている。また加熱庫５の上面には加熱手段６としての上ヒータ８を、下面には加熱手段としての下ヒータ９を有している。そして、これらの加熱手段は駆動回路１０から電力が供給され駆動する。また加熱庫５の側壁には、加熱庫内に収納された被加熱物の温度を非接触にて検知可能な非接触温度センサとしての赤外線センサ１１が、被加熱物の斜め上方から被加熱物の温度を検知するように取付けられている。この赤外線センサ１１は、加熱庫５内底面と平行な平面上、本実施形態では加熱庫底面と同一平面上に定められた複数の温度検知領域１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…ごとの温度情報を検知するように構成されている。
【００１２】
図３は、本実施形態における加熱調理器の構成を示すブロック図である。本実施形態における加熱調理器１は、加熱庫５内部に収納される被加熱物１３を加熱するための加熱手段６と、加熱手段６の加熱出力を制御する図１に示した入力部３の裏面などに備えられたマイコン（図示せず）などからなる制御手段１４と、加熱庫内底面と平行な平面上に定められた複数の温度検知領域ごとの温度情報を検知して、その出力信号を増幅回路１５を介して増幅して制御手段１４に出力する本実施形態では赤外線センサ１１からなる非接触温度センサとを有している。
【００１３】
また、使用者が加熱調理器１により、あたためや調理を行う際、調理条件や調理メニューを選択入力するために備えられた入力部３は、被加熱物の仕上り温度を設定するための仕上り温度設定手段１７を兼ねている。ここで設定される仕上り温度条件を含む各種調理条件は、前述の加熱手段６を制御する制御手段１４に入力される。
【００１４】
換算基準値出力手段１８は、非接触温度センサ（赤外線センサ）１１から出力されてくる被加熱物１３のアナログ温度情報と仕上り温度設定手段により設定されたデジタル情報である仕上り温度情報を制御手段１４で比較可能とするため、非接触センサ１１により検知される被加熱物のアナログ温度情報をデジタル温度情報に変換した基準値、または、仕上り温度設定手段により設定されたデジタル情報である仕上り温度情報をアナログ温度情報に変換した基準値を制御手段に出力するものであり、本実施形態では制御手段１４が必要に応じて換算基準値出力手段１８に変換すべき信号を出力すると、それに対応するアナログ信号またはデジタル信号の基準値を制御手段１４に出力するというように、双方向に通信可能となっている。
【００１５】
以上のように構成された本実施形態の加熱調理器１は、加熱庫５内底面と平行な平面上に定められた複数の温度検知領域１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…が、その平面上で、近接する他の温度検知領域と重なる部位を有するように定められている。図４に本実施形態における、加熱庫５内底面と平行な平面上に定められた複数の温度検知領域の設定状態を示す概要図を記載する。
【００１６】
図４に示すように、本実施形態では加熱庫底面に１２ａ〜１２ｅの５つの温度検知領域が定められており、一つの温度検知領域１２ａは、近接する他の温度検知領域である温度検知領域１２ｄと重なる部位Ｉ、温度検知領域１２ｂと重なる部位ＩＩ、温度検知領域１２ｃと重なる部位ＩＩＩを有している。また、その他の温度検知領域１２ｂ〜１２ｅも同様に近接する他の温度検知領域と重なる部位を有している。
【００１７】
従来の加熱調理器では、温度検知領域は互いに重なる部位を有さないように定められており、しかも温度検知領域は円形または楕円形状に定められているものであった。しかし、円形または楕円形状の温度領域を互いに重なる部位を有さないよう配置すると、どうしても温度検知領域同士の間に温度検知領域が配置できない死角が発生してしまう。とくに小さい被加熱物であると、加熱庫内部に収納した際にその死角に入ってしまうようなこともあり、正確な被加熱物の温度検知を行うことができなかった。そこで、このように加熱庫５内底面と平行な平面上に定められた複数の温度検知領域が、その平面上で近接する他の温度検知領域と重なる部位を有するように定めることで、温度検知領域同士の間に死角を有さず、温度検知の精度を向上させることができる。
【００１８】
また、図４に示すように、本実施形態では温度検知領域１２ａ〜１２ｅが加熱庫５内底面と平行な平面上で、その各面積が略同一に定められている。さらに、図２において記載された各温度検知領域１２ａ、１２ｂ、１２ｃはＬ１、Ｌ２とＬ３が加熱庫５内底面と平行な平面上で同一となるように設定されている。非接触温度センサ１１は、例えば温度検知領域１２ａ内の温度を検知するのに、温度検知領域１２ａ内の温度を平均化して温度検知領域１２ａの温度として検知する。このため、同じ大きさの同じ温度の被加熱物を庫内に収納しても、温度検知領域の面積がばらばらであると、各温度検知領域の中で被加熱物の占める割合が変化してしまい、同一の被加熱物の温度を検知した際にも小さな温度検知領域で検知される温度より、大きな温度検知領域で検知される温度の方が低くなるなどの問題が生じるが、本実施形態ではこのような問題がなくなり、正確な温度検知が可能となる。
【００１９】
また、同一の被加熱物の温度を検知した際に、温度検知領域の面積がばらばらであっても同じ温度として検知するように、各温度検知領域ごとに検知される温度を補正換算することも考えられるが、温度検知領域が複数になると各温度検知領域で検知される温度の換算値や換算データ等も複数必要となる。よって装置構成が複雑になったり、温度検知におけるマイコン内での処理等が複雑になり、制御手段に大きな負荷をかける。しかし、本実施形態では温度検知領域１２ａ〜１２ｅが加熱庫５内底面と平行な平面上で、その各面積が略同一に定められているため、複数の換算値や換算データ等も等も必要なくなり、装置構成の簡易化を図ることができ、マイコンなどの制御手段にかかる負荷を軽減することも可能になる。
【００２０】
さらに、本実施形態のように非接触温度センサ１１で検知する複数の温度検知領域１２ａ〜１２ｅが定められる平面が加熱庫５内底面であれば、各温度検知領域を定める作業が容易になる。また加熱庫５内に収納される被加熱物は加熱庫５内底面に置かれるため、複数ある温度検知領域何れかの内部に入りやすくなる。
【００２１】
続いて、本実施形態における非接触温度センサである赤外線センサ１１について説明する。図５（ａ）は本実施形態における赤外線センサ１１の概要斜視図、図５（ｂ）は本実施形態における赤外線センサの構造を説明するための側面から見た透視図である。図５（ａ）に示すように、本実施形態における赤外線センサ１１はセンサ本体ケース１９の正面に、複数の温度検知領域１２ａ〜１２ｅそれぞれに対応して一つの温度検知領域から赤外線をとり入れる開口２０ａ〜２０ｅを有している。そして、この開口の奥には実際に被加熱物が発する赤外線を受けて温度を検知するためのセンサ素子であるサーミスタ２１ａ〜２１ｅが備えられている。
【００２２】
本実施形態では、赤外線センサ１１がこのように複数のセンサ素子２１ａ〜２１ｅを備え、このセンサ素子２１ａは開口２０ａから温度検知領域１２ａの赤外線をとり入れて温度検知領域１２ａの温度を、センサ素子２１ｂは開口２０ｂから温度検知領域１２ｂの赤外線をとり入れて温度検知領域１２ｂの温度をそれぞれ検知するというように、複数の温度検知領域１２ａ〜１２ｅそれぞれに対応して一つのセンサ素子２１ａ〜２１ｅを設けている。そしてこの赤外線センサ１１のセンサ本体ケース１９内部にはセンサ素子２１ａ〜２１ｅと対になった周囲温度補償用サーミスタ（図示せず）が設けられており、この周囲温度補償用サーミスタとブリッジ回路を形成して正確な被加熱物の温度が制御回路１４に出力されるように構成されている。この周囲温度補償用サーミスタはセンサ本体ケース１９が大きければセンサ素子２１ａ〜２１ｅと近接する位置にそれぞれ１つずつ設けてもよいし、赤外線センサ１１のセンサ本体ケース１９が十分小さければ、各センサ素子２１ａ〜２１ｅに対して１つのみ設けても良い。周囲温度補償用サーミスタがセンサ素子２１ａ〜２１ｅと近接する位置にそれぞれ１つずつ設ける構成であればより温度検知精度が向上するし、各センサ素子２１ａ〜２１ｅに対して１つのみ設ける構成であればコストを抑えることが可能となる。このように、複数の温度検知領域１２ａ〜１２ｅそれぞれに対応して一つのセンサ素子２１ａ〜２１ｅを設ける構成であれば、複数の温度検知領域を比較的コストの安いセンサ素子でそれぞれ検知できるため、複雑な構成を設けることなく全ての温度検知領域の温度を良好に検知できる。また、各センサ素子２１ａ〜２１ｅで検知される複数の温度検知情報が順次或いは同時に制御手段１４に出力されるため、各温度検知領域をほぼリアルタイムで管理することが可能となる。
【００２３】
また、各温度検知領域１２ａ〜１２ｅそれぞれに対応して設けられた、各温度検知領域からの赤外線を取り入れる開口２０ａ〜２０ｅの大きさは、前述の温度検知領域１２ａ〜１２ｅを加熱庫５内底面と平行な平面上で同一の面積となるように、その開口の大きさが調整されている。この開口の大きさは、図５（ｂ）に示す側面からの透視図にあるように、センサ取付け位置から温度検知領域が定められた平面までの距離の大きさによって決定される。
【００２４】
つまり各温度検知領域の面積は、赤外線センサ１１の取付け位置からの距離と開口２０ａ〜２０ｅの大きさに依存するシェア角θによって決定される。仮に赤外線センサ１１の赤外線をとり入れる各開口２０ａ〜２０ｅの大きさを同じで設定したとすると、開口の大きさにより決定されるシェア角θａ〜θｅは同一となる。すると、赤外線センサ１１の取付け位置から遠いところに定められる温度検知領域ほどその面積が大きくなってしまう。そこで図５（ｂ）に示すように、赤外線センサ１１の取付け位置から近い位置の温度検知領域からの赤外線をとり入れる開口２０ａ、２０ｄでは開口２０ａ、２０ｄの大きさを赤外線センサ１１の取付け位置からより遠い位置の温度検知領域の赤外線を取り入れる他の開口２０ｂ、２０ｃ、２０ｅと比較して大きくすることで、設定される赤外線とり入れシェア角θａ、θｄが相対的に大きくなり、定められる温度検知領域の面積が略同一とできる。このように、赤外線を取り入れる開口２０ａ〜２０ｅの大きさは、定められる温度検知領域との距離の大きさに反比例するように定めると、定められる温度検知領域の面積を良好に略同一化しやすくなる。また、赤外線を取り入れる開口２０ａ〜２０ｅにより決定されるシェア角θについても、定められる温度検知領域との距離の大きさに反比例するように定めると、定められる温度検知領域の面積を良好に略同一化しやすくなる。
【００２５】
また、図５（ｂ）に示した赤外線センサ１１は、センサ本体ケース１９内部に設けられた各開口２０ａ〜２０ｅから取り入れられた赤外線をそれぞれのセンサ素子２１ａ〜２１ｅに導くための赤外線導入管２２ａ〜２２ｅ（２２ｄ、２２ｅは図示せず）が設けられている。この赤外線導入管２２ａ〜２２ｅは、それぞれ赤外線を取り入れるべき対象となる各温度検知範囲１２ａ〜１２ｅの中心から、センサ素子２１ａ〜２１ｅ上で焦点となる点を結ぶ直線２３ａ〜２３ｅと、赤外線導入管２２ａ〜２２ｅの軸線がする一致するように設けられていることが良い。このように赤外線導入管２２ａ〜２２ｅの軸線を各直線２３ａ〜２３ｅと一致するように設けることで、良好な赤外線の取入れが可能となり、温度検知精度の更なる向上を図ることが可能となる。
【００２６】
このように一つの非接触温度センサである赤外線センサ１１に複数の温度検知領域１２ａ〜１２ｅそれぞれに対応して一つのセンサ素子２１ａ〜２１ｅを設けた集合センサを用いると、複数の温度領域を検知するために複数のセンサを加熱調理器１本体に取付ける必要がなく、製造工程における組立作業の煩雑さの軽減や、装置構造の簡易化を図ることができる。
【００２７】
続いて、前述のような構造を有する加熱調理器の動作について、図６の動作フローチャート図を用いて説明する。加熱庫５内部に被加熱物１３が置かれ、使用者が入力部３より仕上り温度や特定の調理メニューキーなどに相当するあたためキー（図示せず）を入力すると（ステップＳ１）、加熱手段６であるマグネトロン７が駆動され、被加熱物１３の加熱がスタートする（ステップ２）。集合センサである赤外線センサ１１には被加熱物１３から発せられた赤外線が入射口２０ａ〜２０ｅまでの５個に入射する。それぞれの入射口２０ａ〜２０ｅに入射された赤外線はそれぞれのセンサ素子２１ａ〜２１ｅの温度検知用サーミスタで検知され、その検知された温度情報信号が増幅回路１５により増幅されて電圧信号として出力され、制御手段１４に５個の電圧Ｖａ〜Ｖｅとして入力される（ステップＳ３）。また、周囲温度補償用サーミスタの出力も同様に電圧信号として制御手段１４に入力される（ステップＳ４）。
【００２８】
次に制御手段１４は入力されたＶａ〜Ｖｅと周囲温度補正信号から被加熱物の検知温度Ｖｘａ〜Ｖｘｅを算出する（ステップＳ５）。変換基準値出力手段１８にはあらかじめ設定された図７に示すような基準特性データが記憶されており、制御手段１４の指令に基づいて、仕上り温度設定手段１７よりデジタル信号で入力された仕上り温度を換算基準値出力手段１８に出力してアナログ信号での仕上り温度に換算する。制御手段１４はこの基準値を用いて、アナログ信号仕上がり温度基準値と赤外線センサ１１からの５個のＶｘａ〜Ｖｘｅデータを比較している。例えば、仕上り温度設定手段１７により被加熱物の温度が８０℃に設定された場合、制御手段１４は５個のＶｘａ〜Ｖｘｅデータが、換算基準値出力手段１８より出力された８０℃の時の基準特性データＶ８０以上かどうかを判断する（ステップＳ６）。ステップＳ６において、Ｖｘａ〜Ｖｘｅデータの何れか一つでも換算基準値出力手段１８より出力された８０℃の時の基準特性データＶ８０以上であればＹＥＳが選択され、マグネトロンをＯＦＦし被加熱物の加熱を終了する（ステップＳ７）。
【００２９】
このように、複数のセンサ素子２１ａ〜２１ｅを集合させて、加熱庫底面ほぼ全体に複数の赤外線センサの温度検知領域を設け、その温度検知領域をほぼ同一面積にすることで、非接触センサを加熱庫に散らばせて配置することがなく、構造が簡単な加熱調理器を提供することができる。
【００３０】
また、本実施形態においては、温度検知領域をほぼ同一面積としたことで、非接触温度センサ１１からのアナログ信号をデジタル信号に変換する、或いは、仕上り温度設定手段１８によりデジタル信号で管理される仕上り温度情報をアナログ信号に変換するための図７に示すような基準特性データが１つの変換式だけで管理することが可能となる。このため、各温度検知領域の面積が不均一な場合などでは検知されるアナログ温度情報の均一化を図るための異なる変換式で補正する必要や、異なる基準特性データを複数格納しておく必要があるが、本実施形態では一つの換算データのみで管理でき、複雑な処理が削減され制御手段にかかる負荷が非常に軽減される。さらに、被加熱物１３が加熱庫５のどこに置かれても同じ基準特性データから被加熱物の温度を検出することができ、仕上り温度の精度アップを図ることができる。
【００３１】
なお、本実施形態では仕上り温度設定手段１７により設定された仕上り温度を変換基準値出力手段１８によりアナログ信号基準値に変換し、アナログ仕上り温度信号基準値を制御手段１４より管理するように構成した例を示したが、これに限られるものではなく、非接触温度センサ１１から出力されるアナログ温度情報信号をデジタル温度情報信号に変換し、デジタル温度信号基準値を制御手段１４より管理するように構成しても同様の効果を奏することができる。また、本実施形態では温度検知領域を５つ定めた加熱調理器を用いて説明したが、この数のみに限定されるものではない。
【００３２】
実施の形態２．
前述の実施の形態１における非接触温度センサである赤外線センサ１１は、開口２０ａ〜２０ｅの大きさを調整して、各温度検知領域１２ａ〜１２ｅの大きさを略同一の面積とした。本実施形態においては、他の手段を用いて各温度検知領域１２ａ〜１２ｅの大きさを略同一の面積とするセンサ構造について説明する。
【００３３】
図８に本実施形態における非接触温度センサである赤外線センサ１１の構造を説明するための説明図を記載する。なお、同図において、前述の実施の形態１で説明した図５と同じ構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。同図において赤外線センサ１１は、複数の温度検知領域１２ａ〜１２ｅそれぞれに対応して一つの温度検知領域から赤外線をとり入れる開口２０ａ〜２０ｅを有している。そして本実施形態では、図８（ｂ）に示すように、複数の開口２０ａ〜２０ｅそれぞれに赤外線を透過させる光学素子２４ａ〜２４ｅを設け、各開口２０ａ〜２０ｅに取付けられた光学素子の屈折率を調整することによって、加熱庫５内底面と平行な平面上で複数の温度検知領域１２ａ〜１２ｅの面積を略同一としている。
【００３４】
つまり各温度検知領域の面積は、赤外線センサ１１の取付け位置からの距離とシェア角θに依存している。そこで赤外線センサ１１の赤外線をとり入れる各開口２０ａ〜２０ｅの大きさを同じに設定し、シェア角θａ〜θｃを光学素子によって調整することで、各温度検知領域を略同一の面積するものである。よって、赤外線センサ１１の取付け位置から近い位置の温度検知領域からの赤外線をとり入れる開口２０ａ、２０ｄではそのシェア角θａ、θｄを他の開口２０ｂ、２０ｃ、２０ｅと比較して大きくできる光学素子を、赤外線センサ１１の取付け位置からより遠い位置の温度検知領域の赤外線をとり入れる開口２０ｃ、２０ｅではそのシェア角θｃ、θｅを他の開口２０ａ、２０ｂ、２０ｄと比較して小さくできる光学素子を用いることで定められる温度検知領域の面積が略同一とできる。
【００３５】
このように、光学素子により定められる温度検知領域の面積を略同一化する構成により、予め定められた光学素子を所定の開口に取り付けることで非接触温度センサ１１を製造することができるため、製造工程を簡易化することが可能になる。なお、各温度検知領域の面積を略同一化する光学素子としては凸レンズ、凹レンズなどを用いることができるが、レンズのように赤外線を透過させる構成の光学素子であれば赤外を良好に透過させるものである必要があるため、前述の構成においては光学素子がシリコンレンズであることが良い。シリコンレンズは赤外線を良好に透過し得るため、温度検知過程において、赤外線を吸収してしまい、正確な温度を計測できないなどの問題生じることなく、良好な温度検知が可能となる。
【００３６】
なお、本実施形態では赤外線を透過させる光学素子により、光学素子の屈折率を調整して温度検知領域の面積を略同一となるように調整したが、本発明はこれに限られるものではなく、赤外線を反射により集光し得る凸面鏡、凹面鏡などの光学素子を用いる構成であってもその焦点と集光範囲を調整することにより温度検知領域の面積を略同一とすることが可能である。このような赤外線を反射により集光し得る光学素子を用いる構成では、センサの構造が簡易になるという利点を有している。
【００３７】
実施の形態３．
前述の実施の形態１、２ではセンサ素子２１としてサーミスタを用いた赤外線センサ１１について説明したが、本発明は赤外線センサとしてサーモパイル型の構成においても適用可能である。図９は本発明におけるサーモパイル型赤外線センサの構成を説明するための説明図である。同図（ａ）に示す非接触温度センサであるサーモパイル型赤外線センサ１６は、凹レンズ、凸レンズや凹面鏡凸面鏡等よりなる光学素子２５（本実施形態では凸レンズを使用している）を備え、この光学素子２５によって加熱調理器の加熱庫５内部に定められた特定範囲ＬＨの赤外線をエレメント２６ＬＥ上に投影している。
【００３８】
図９（ｂ）はエレメント２６上に配置されたセンサ素子である熱電対による検温部の配置部分の様子を示すものである。同図に示すように本実施形態においては、加熱庫５内部の特定範囲が投影されたＬＥに対応する赤外線投影部２７内に、複数の温度検知領域１２ａ〜１２ｅそれぞれに対応した熱電対による検温部を配置したセンサ素子配置部２８ａ〜２８ｅを有している。そして前記加熱庫内底面と平行な平面上で前記複数の温度検知領域の面積を略同一とするために、センサ素子配置部２８ａ〜２８ｅの大きさをそれぞれ調整している。また、エレメント２６の赤外線投影部２７の外部には、周囲温度を補償するための温度補償信号を出力するための温度補償検温部２９が設けられている。
【００３９】
このように構成することによって、前記説明したサーミスタを使用した赤外線センサ１１と同様に、温度検知領域の面積が略同一となるため、正確な温度検知が可能となる。また、温度検知における処理の簡易化を図ることができる。さらに一つの温度検知領域の温度に対して、少なくとも一つのセンサ素子を有するので、各温度検知領域をほぼリアルタイムで管理することが可能となる。また、サーモパイル型赤外線センサ１６は、サーミスタ型赤外線センサ１１と比べて小型化が容易なため、加熱調理器の小型化を図ることが容易となる。
【００４０】
また、複数の温度検知領域１２ａ〜１２ｅを、前記加熱庫内底面と平行な平面上で、近接する他の温度検知領域と重なる部位を有するように配置する構成においては、凸レンズ、凹レンズ、凸面鏡や凹面鏡などの光学素子を使用して互いに近接する温度検知領域が重なる部位を有するようにセンサ素子配置部２８ａ〜２８ｅに赤外線を集光するように設ければ良い。このように構成することによって、温度検知領域同士の間に死角を有さず、温度検知の精度を向上させることができる。
【００４１】
なお、複数の温度検知領域１２ａ〜１２ｅを、前記加熱庫内底面と平行な平面上で、近接する他の温度検知領域と重なる部位を有するように配置する構成においては、図９（ｃ）のようにセンサ素子配置部２８ａ〜２８ｅを配置しても良い。図９（ｃ）ではエレメント２６上に配置されたセンサ素子である熱電対の検温部分の配置状態を温度検知領域１２ａ〜１２ｅと同様に、近接する他のセンサ素子配置部と重なる部位を有するように配置している。このように配置することによっても、温度検知領域同士の間に死角を有さず、温度検知の精度を向上させることができる。また、このように構成すれば光学素子により複雑な構成を採る必要がなく赤外線センサの構造の簡易化を図ることができる。
【００４２】
実施の形態４．
前述の各実施の形態では一つの赤外線センサ１１、１６で複数の温度検知領域を検知するように構成したが、本発明はこのような形態に限られるものではない。
【００４３】
図１０に本実施形態における図１（ｂ）でのＡ−Ａ′断面図である図２に相当する断面図を示す。なお同図において図２と同じ構成要素に対応するものについては同一の符号を付して説明を省略する。同図に示すように、本実施形態においては、加熱庫内底面と平行な平面上で複数の温度検知領域１２ａ〜１２ｃを有し、この温度検知領域１２ａの温度を検知するための赤外線センサ３０ａと、温度検知領域１２ｂの温度を検知するための赤外線センサ３０ｂと、温度検知領域１２ｃの温度を検知するための赤外線センサ３０ｃとを有する。このようにそれぞれの温度検知領域を検知するための単一赤外線センサが取付けられている。そして、各単一赤外線センサ３０の温度検知領域の面積は略同一となるように調整されている。
【００４４】
このような構成によっても、温度検知領域の面積が略同一となるため、正確な温度検知が可能となる。また、温度検知における処理の簡易化を図ることができる。さらに一つの温度検知領域の温度に対して、少なくとも一つのセンサ素子を有するので、各温度検知領域をほぼリアルタイムで管理することが可能となる。また、複数の温度検知領域１２ａ〜１２ｃを、前記加熱庫内底面と平行な平面上で、近接する他の温度検知領域と重なる部位を有するように各単一赤外線センサを配置しておけば、温度検知領域同士の間に死角を有さず、温度検知の精度を向上させることができる。
【００４５】
さらに本実施形態においては、一般的な単一赤外線センサを用いることができ、加熱庫５内部上面に底面に向けて設置すれば、製造工程における温度検知領域の面積の同一化を容易に図ることができ、また、加熱庫５内部上面に一定間隔をおいて単一赤外線センサを取付け、この取付け間隔を調整することで、比較的容易に複数の温度検知領域１２ａ〜１２ｃを前記加熱庫内底面と平行な平面上で、近接する他の温度検知領域と重なる部位を有するように設けることができるなど、比較的容易に本発明の加熱調理器を構成することが可能となる。
【００４６】
実施の形態５．
本実施形態は、温度検知精度をさらに向上させるものである。図１１に本実施形態における図１（ｂ）でのＡ−Ａ′断面図である図２に相当する断面図を示す。なお同図において図２と同じ構成要素に対応するものについては同一の符号を付して説明を省略する。また、図２との対応において、本実施形態では構成の説明をわかりやすくするため、マグネトロン７等の加熱手段、駆動回路１０等の図示を省略した。同図に示すように、本実施形態においても、赤外線センサ１１により加熱庫５内底面と平行な平面上で複数の温度検知領域１２ａ〜１２ｃの温度を検知するように構成されている。そして各温度検知領域１２ａ〜１２ｃの面積は略同一となるように調整されている上、近接する他の温度検知領域と重なる部位を有するように配置されている。
【００４７】
本実施形態では、赤外線センサ１１の他にもう一つの赤外線センサ３１が設けられており、この赤外線センサ３１は加熱庫５内底面と平行な平面上で複数の温度検知領域１２ｘ〜１２ｚの温度を検知するように構成されている。この各温度検知領域１２ｘ〜１２ｚの面積は略同一となるように調整されている上、近接する他の温度検知領域と重なる部位を有するように配置されている。
そして、本実施形態に於いて特徴的なことは、温度検知領域１２ａと１２ｘが、１２ｂと１２ｙが、１２ｃと１２ｚがそれぞれ同一の領域として設定されていることである。
【００４８】
このような構成によって、各赤外線センサ１１、３１それぞれにおける温度検知精度は温度検知領域の面積が略同一となるため、正確な温度検知が可能となり、温度検知における処理の簡易化を図ることができ、一つの温度検知領域の温度に対して、少なくとも一つのセンサ素子を有するので、各温度検知領域をほぼリアルタイムで管理することが可能となる。そして、各温度検知領域が加熱庫５内底面と平行な平面上で、近接する他の温度検知領域と重なる部位を有するように配置しているので、温度検知領域同士の間に死角を有さず、温度検知の精度を向上させることができる。
【００４９】
それに加え、本実施形態では、一つの赤外線センサにより設定された複数の各温度検知領域とそれぞれ一致する複数の温度検知領域が設定された赤外線センサをさらに設ける構成によって、赤外線センサ１１、３１によって検知される同一の温度検知領域、例えば１２ａと１２ｘの温度検知出力は、制御手段１４により比較され、検知温度の高い方の出力を実際の温度として処理することができるため、温度検知精度の更なる向上を図ることができる。また、もしどちらかの赤外線センサ１１または３１内部に備えられたセンサ素子が異常をきたしても、例えば温度検知領域１２ａの温度を検知するセンサ素子が異常をきたした場合は、赤外線センサ３１の温度検知領域１２ｘの温度出力をその温度出力として使用することができるため、製品の信頼性も向上させることができる。
【００５０】
実施の形態６．
前述の各実施形態においては、非接触温度センサで検知する複数の温度検知領域が定められる平面が加熱庫内底面と同一の平面として設定されているものを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られるものではない。図１２に本実施形態における図１（ｂ）でのＡ−Ａ′断面図である図２に相当する断面図を示す。なお同図において図２と同じ構成要素に対応するものについては同一の符号を付して説明を省略する。
【００５１】
図１２に示すように、本実施形態では非接触温度センサである赤外線センサ１１で検知する複数の温度検知領域１２ａ〜１２ｃが定められる平面として加熱庫５内底面と平行な平面Ｐが想定されている。そしてこの平面Ｐは、被加熱物が載置された載置面、つまり本実施形態では加熱庫５内底面から高さｈで設定されている。
【００５２】
このように、赤外線センサ１１で検知する複数の温度検知領域１２ａ〜１２ｃが定められる平面Ｐが、被加熱物が載置された載置面からある高さｈで設定されていると、一般的に加熱庫５内に収納される皿上に載せられた食品等の高さや、マグカップに入れられたミルク、及び徳利に入れられたお酒などの高さに近くなり、温度検知領域がこのようなあたため対象物の高さに近い高さで設定されるため、被加熱物でも直接のあたため対象物である食品などの温度を検知しやすくなるため、より温度検知精度の向上を図ることが可能となる。
【００５３】
なお、非接触温度センサである赤外線センサ１１で検知する複数の温度検知領域１２ａ〜１２ｃが定められる平面Ｐの高さｈの設定高さ範囲としては、小さく薄いお皿などに食品等を載置した場合でも、この食品等が存在する高さはおよそ１ｃｍ以上の部分であり、平均的なお皿に食品等を載置した場合では、食品等が存在する高さはおよそ３ｃｍ以上の部分であることを考慮すると、被加熱物が載置された載置面から１ｃｍ以上、さらには３ｃｍ以上であることが温度検知領域設定平面内に被加熱物でも直接のあたため対象物である食品等が入る確率が高まり、より良好に被加熱物の正確な温度検知が可能となるため良好である。逆に背の高いカップや徳利などにミルクやお酒などの食品等を載置した場合でも、食品等が存在する高さはおよそ１５ｃｍ以下の部分であり、平均的なカップや徳利等の食器に食品等を載置した場合では、食品等が存在する高さはおよそ１０ｃｍ以下の部分であることを考慮すると、被加熱物が載置された載置面から１５ｃｍ以下、さらには１０ｃｍ以下であることが温度検知領域設定平面内に被加熱物でも直接のあたため対象物である食品等が入る確率が高まり、より良好に被加熱物の正確な温度検知が可能となるため良好である。
【００５４】
実施の形態７．
本発明は前述した各実施の形態にのみ限られるものではない。例えば、前述の各実施形態では非接触温度センサを固定した固定式の温度センシング機構を例に挙げて説明したが、非接触温度センサに首振り機構を設ければ、加熱庫内の温度検知領域の死角をさらに低減することが可能となる。
【００５５】
また、前述の各実施形態では、非接触温度センサの温度検知領域を設定する平面を一つのみ定める実施形態について説明したが、例えば複数段あたためなどを行う場合には、それぞれの被加熱物載置段において温度検知領域を設定する平面を設定するというように、複数の温度検知領域設定平面を設けても良い。このように本発明は、さまざまな応用を適宜適用して用いることが可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明における加熱調理器によれば、加熱調理器の非接触温度センサの温度検知精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における加熱調理器の概要斜視図である。
【図２】図１（ｂ）におけるＡ−Ａ′断面図を示したものである。
【図３】本発明の一実施形態における加熱調理器の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態における加熱庫内底面と平行な平面上に定められた複数の温度検知領域の設定状態を示す概要図である。
【図５】本発明の一実施形態における非接触温度センサの構造を説明する説明図である。
【図６】本発明の一実施形態における加熱調理器の動作フローチャート図である。
【図７】本発明の一実施形態における変換基準値出力手段１８に記憶された基準特性データを示す説明図である。
【図８】本発明の一実施形態における非接触温度センサの構造を説明する説明図である。
【図９】本発明の一実施形態におけるサーモパイル型赤外線センサの構成を説明するための説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態における図１（ｂ）でのＡ−Ａ′断面図である図２に相当する断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態における図１（ｂ）でのＡ−Ａ′断面図である図２に相当する断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態における図１（ｂ）でのＡ−Ａ′断面図である図２に相当する断面図である。
【符号の説明】
５  加熱庫、６  加熱手段、７  マグネトロン、８  上ヒータ、９  下ヒータ、１１、１６、３０、３１  非接触温度センサ（赤外線センサ）、１２ａ、１２ｂ…  温度検知領域、１３  被加熱物、１４  制御手段、１５  増幅回路、１７仕上り温度設定手段、１８  換算基準値出力手段、２０ａ、２０ｂ…  開口、２１ａ、２１ｂ…  センサ素子（サーミスタ）、２４ａ、２４ｂ…  光学素子（レンズ等）、２８ａ、２８ｂ…  センサ素子配置部。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成15年4月25日(2003.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−９３５７０号公報（段落番号［００３２］、第１、２図等）