(57)【要約】【課題】  調理用ホブの加熱セルへの付勢電流と位置検出用の無線信号の同時供給を可能とすることにある。【解決手段】  調理具を任意の位置に載置し得る耐熱表面の下にマトリクス状に分布された複数の加熱素子を有する調理用ホブは、前記調理用ホブ上に置かれた１以上の調理具の位置、形及び寸法を決定する手段を備える。この決定手段は信号源を備え、該信号源から前記複数の加熱素子を個別に経て到来する信号を処理してどの熱セルが前記調理具の下に位置するか決定する手段と、前記複数の熱セルのうち前記調理具の下に位置する熱セルを電源により付勢する手段とを備える。各熱セル（１０）は前記決定を実行するために使用する電流の極性に対し反対の極性で付勢することができるため、前記電源と前記信号源を同時に異なる熱素子に供給することができる。【選択図】  図２
2004340563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
調理具を任意の位置に載置し得る耐熱表面の下にマトリクス状に分布された複数の熱セルを有する調理用ホブであって、前記調理用ホブ上に置かれた１以上の調理具の位置、形及び寸法を決定する手段を備え、該手段は信号源と、前記複数の熱セルを個別に経て到来する前記信号源からの信号を処理してどの熱セルが前記調理具の下に位置するか決定する手段と、前記複数の熱セルのうち前記調理具の下に位置する熱セルを電力源により付勢する手段とを含む調理用ホブにおいて、各熱セル（１０）が前記決定の実行のために使用する電流の極性に対し反対の極性で付勢可能であるため、前記電源と前記信号源を同時に異なる熱セルに供給することができることを特徴とする調理用ハブ。
【請求項２】
前記信号源はＤＣ（直流）オフセットを有する無線周波数源であることを特徴とする請求項１記載の調理用ホブ。
【請求項３】
一つの行に位置する各セル（１０）はその第１のリードで対応する行バー（１１）に接続され、各熱セル（１０）の第２のリードは第１のダイオード（１）のアノードと第２のダイオード（２）のカソードに接続され、一つの列に位置する熱セル（１０）に接続された全ての第１のダイオード（１）のカソードは対応する第1の列バー（１３）に一緒に接続され、一つの列に位置する熱セル（１０）に接続された全ての第２のダイオード（２）のアノードは対応する第２の列バー（１２）に一緒に接続され、第２の列バー（１２）の各々は第１の固体スイッチ（４）を閉じることにより基準電圧（０）に電気的に接続することができ、行バー（１１）の各々は第２の固体スイッチ（３）を閉じることにより基準電圧に対し負の電圧に電気的に接続することができ、第１のスイッチ（４）を経て基準電圧に対し負の電圧に接続されてない行バー（１１）の各々は第３の固体スイッチ（６）を経て基準電圧に対し正の電圧に接続することができ、第１の列バー（１３）の各々は第４の固体スイッチ（５）を経て基準電圧（０）に接続することができる二重行−単列マトリクス、又は上記のマトリクスの行と列を交換した二重列−単行マトリクス、上記のマトリクスの全てのダイオードの極性及び全ての電源の極性を反転させてなるマトリクスを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の調理用ホブ。
【請求項４】
前記マトリクスの奇数行に接続された熱セル（１０）はダイオードのアノードに接続され、偶数行に接続された熱セルはダイオードのカソードに接続され、熱セルに接続されてない方のダイオードのリードは列バー（１２）に接続され、列バー（１２）の各々は関連する第１の固体スイッチ（４）を閉じることにより交流電源の２つのリードの第１リードの電圧に接続することができ、行バー（１１）の各々は関連する第１の固体スイッチ（３）を閉じることにより交流電源の２つのリードの第２リードの電圧に接続することができ、行バー（１１）の各々は第３の固体スイッチ（６）によりＤＣオフセット無線周波数源（７，８）の一方のリードにも接続することができ、列バー（１２）の各々は第４の固体スイッチ（５）によりＤＣオフセット無線周波数源（７，８）の他方のリードにも接続することができる行／列マトリクス、上記のマトリクスの行と列を交換したマトリクス、又は上記のマトリクスの全てのダイオードの極性及び全ての電源の極性を反転させてなるマトリクスを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の調理用ホブ。
【請求項５】
調理具を任意の位置に載置し得る耐熱表面の下にマトリクス状に分布された複数の熱セルを備える調理用ホブ上の調理具の位置を決定し、調理具の位置、形及び寸法の決定により調理具の下に位置する熱セルのみの付勢を可能とし、該決定のために前記熱セルも個別に使用する調理用ホブ上の調理具の位置決定方法において、電源と信号源を同時に異なる熱セルに供給することを特徴とする調理用ハブ上の調理具の位置決定方法。
【請求項６】
前記信号源は無線周波数源であることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記信号源はＤＣ（直流）オフセットが選択可能な極性で重畳された無線周波数源であることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
各熱セルは調理具の位置の決定を実行するのに使用する電流の極性と逆の極性で付勢することを特徴とする請求項５−７の何れかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気調理用ホブ及び調理用ホブ上の調理具の位置を決定する方法に関するものである。特に、本発明は調理具を任意の位置に載置し得る耐熱表面の下にマトリクス状に分布された複数の熱セルを有する調理用ホブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の調理用ホブはＩＴ−Ａ−ＭＩ１２００Ａ００９２６（特許文献１）及びＥＰ−Ａ−１２０６１６４（特許文献２）に記載されている。
鍋の位置を検出する装置(及び同時に鍋の下の加熱素子を付勢する装置)を有する調理用ホブが調理器具の分野で既知であり、このクラスのクックトップ（レンジ台上面）は「万能クックトップ」と呼ばれている。これらのクックトップは例えばＵＳ−Ａ−３２１５８１７（特許文献３）に記載されており、ユーザは調理具を調理表面上の予め決められた固定の位置に置く必要はなく、任意の部分に置いてよい。万能クックトップは、通常、調理表面を通常６角形格子又は直交格子に配置される小さな加熱素子に分割することにより実現される。これらのクックトップは、ずっと以前に開示されていたにも関わらず、提案されている技術的実現の極度の複雑性のためにいまだ市場に出回っていない。本発明の目的は、従来の技術的解決に存在する問題点を解決することにより万能クックトップを工業的に実現可能にするいくつかの方法を提案することにある。
【０００３】
実際に便利にするためには、このような万能クックトップは調理具で実際に覆われた部分のみを付勢して鍋位置の下部にのみ熱を与えることができるシステムを含む必要がある。このようなシステムは機械的スイッチ（ＵＳ−Ａ−３２１５８１７（特許文献３））、熱負荷識別（ＷＯ９７/１２２９８（特許文献４））又は光学技術を用いている。これらの技術の全てが実際上殆ど実現しがたい。その理由は、これらの技術の全てがヒータ内部で通常達する極めて高い温度（１０００℃）で動作しなければならない多数の個別のセンサを用いるためである。本出願人に係わるＥＰ−Ａ−１２０６１６４（特許文献２）に記載されている技術的解決方法は加熱素子自体を調理具センサとして用いることによりこの問題を解決している。この方法は、加熱セルの各々に無線周波数交流（ＲＦ−ＡＣ）信号を供給し調理具と加熱セルとの間に位置する１以上の導電性ループにおける誘導信号を検出することで実行する。この誘導信号は鍋の存在によりかなり変化する。この既知の解決方法は、加熱素子を加熱するのに必要な付勢電流と鍋の存在を検出するのに必要なＲＦ−ＡＣ信号の両方を供給する電気的方法も示している。この提案の方法は、有利であるが、鍋検出用電流と付勢電流を正確に同時に供給することはできず、時間的に重複しないようにする必要がある欠点を有する。このことは、所定の加熱セルマトリクス（各加熱セルは単一の小加熱電気抵抗）上の調理具の存在を検出する動作は一時的に付勢電力の完全なスイッチオフを必要とし、このスイッチオフ時間は実際上数十ミリ秒以下にすることはできない。この負荷の一時的なスイッチオフは殆どの工業国に課されている「フリッカ」基準の遵守において問題を生じ得る。
【０００４】
【特許文献１】ＩＴ−Ａ−Ｍ１２００Ａ０００９２６
【特許文献２】ＥＰ−Ａ−１２０６１６４
【特許文献３】ＵＳ−Ａ−３２１５８１７
【特許文献４】ＷＯ９７／１２２９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の目的は、マトリクス構成の万能クックトップの加熱セルへの付勢電流とＲＦ−ＡＣ電流の同時供給の問題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、調理具を任意の位置に載置し得る耐熱表面の下にマトリクス状に分布された複数の熱セルを有する調理用ホブであって、前記調理用ホブ上に置かれた１以上の調理具の位置、形及び寸法を決定する手段を備え、該手段は信号源と、該信号源から前記複数の熱セルを個別に経て到来する信号を処理してどの熱セルが前記調理具の下に位置するか決定する手段と、前記複数の熱セルのうち前記調理具の下に位置する熱セルを電力源により付勢する手段とを備える調理用ホブにおいて、各熱セル（１０）が前記決定の実行のために使用する電流の極性に対し反対の極性で付勢可能であるため、前記電源と前記信号源を同時に異なる熱セルに供給することができることを特徴とする。
前記信号源はＤＣ（直流）オフセットを有する無線周波数源とする。
【０００７】
本発明の一実施例では、  一つの行に位置する各セル（１０）は第１のリードで対応する行バー（１１）に接続され、各熱セル（１０）の第２のリードは第１のダイオード（１）のアノードと第２のダイオード（２）のカソードに接続され、一つの列に位置する熱セル（１０）に接続された全ての第１のダイオード（１）のカソードは対応する第1の列バー（１３）に接続され、一つの列に位置する熱セル（１０）に接続された全ての第２のダイオード（２）のアノードは対応する第２の列バー（１２）に接続され、第２の列バー（１２）の各々は第１の固体スイッチ（４）を閉じることにより基準電圧（０）に電気的に接続することができ、行バー（１１）の各々は第２の固体スイッチ（３）を閉じることにより基準電圧に対し負の電圧に電気的に接続することができ、第２のスイッチ（３）を経て基準電圧に対し負の電圧に接続されてない行バー（１１）の各々は第３の固体スイッチ（６）を経て基準電圧に対し正の電圧に接続することができ、列バー（１３）の各々は第４の固体スイッチ（５）を経て基準電圧（０）に接続することができる二重行−単列マトリクスを備えた構成とする（図２参照）。
この構成は、上記のマトリクスの行と列を交換した二重列−単行マトリクスに対しても有効であり、また上記のマトリクスの全てのダイオードの極性及び全ての電源の極性を反転させた場合にも有効である。
【０００８】
本発明の他の実施例では、前記マトリクスの奇数行に接続された熱セル（１０）はダイオードのアノードに接続され、偶数行に接続された熱セルはダイオードのカソードに接続され、熱セルに接続されてないダイオードのリードは列バー（１２）に接続され、列バー（１２）の各々は関連する第１の固体スイッチ（４）を閉じることにより交流電源の２つのリードの第１リードの電圧に接続することができ、行バー（１１）の各々は関連する第１の固体スイッチ（３）を閉じることにより交流電源の２つのリードの第２リードの電圧に接続することができ、行バー（１１）の各々は第３の固体スイッチ（６）によりＤＣオフセット無線周波数源（７，８）の一方のリードにも接続することができ、列バー（１２）の各々は第４の固体スイッチ（５）によりＤＣオフセット無線周波数源（７，８）の他方のリードにも接続することができる行／列マトリクスを備えた構成とする（図３参照）。
この構成は、上記のマトリクスの行と列を交換したマトリクス（図４参照）に対しても有効であり、また上記のマトリクスの全てのダイオードの極性及び全ての電源の極性を反転させた場合にも有効である。
【０００９】
上記の目的及び以下の詳細な説明から明らかになる他の目的は添付の特許請求の範囲に記載した調理用ホブ及び方法により達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によればＥＰ−Ａ−１２０６１６４に記載されている解決方法の前記の制限が克服され、１以上のセルへの付勢電力の注入と同時に１以上のセルへの無線周波数刺激の注入を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の基本概念は、以下に添付図面を参照して説明する好適実施例におけるダイオード構造を用いることにより、付勢（加熱）電流に、ＥＰ−Ａ−１２０６１６４に記載されている方法に従って鍋検出を実行するのに使用されるＡＣ＋ＤＣ電流に対して逆極性を与えることにある。尚、これらの実施例は本発明を限定するものではない。添付図面において、
図１は従来の装置をその電気−電子回路と一緒に示す概略図である；
図２はユニポーラインタレーストポロジイに基づく本発明の第１の実施例による装置の概略図であり、；
図３はバイポーラ行インタレーストポロジイに基づく本発明の第２の実施例による装置の概略図であり、
図４は図３に類似のバイポーラ列インタレーストポロジイに基づく回路を示す。
【００１２】
ＥＰ−Ａ−１２０６１６４に記載されている図１に示す回路技術はユニポーラノンインタレース技術と定義することができる。
図２は本発明の第１の実施例を示し、本例では加熱素子１０は物理的にはクックトップ上にハネカム構造に配置されているが、実際上電気的には二重行／単列マトリクスに接続されている（本例では簡単のために６つの行と４つの列を有するが、本発明は他の任意の数の行及び列に適用可能である）。「行ａ」上に位置する各セル１０はそのリードの一方で関連する行バー１１ａに接続され、他の行（１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）に対しても同様である。各セル１０の他方のリードは小電力ダイオード１のアノードと高電力ダイオード２のカソードに接続される。「列ａ」上に位置するセルと関連する全ての小電力ダイオード１のカソードは対応する信号列バー１３ａに一緒に接続され、他の信号列バー（１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）についても同様である。同様に、「列ａ」上に位置するセルと関連する全ての高電力ダイオード２のアノードは電力列バー１２ａに一緒に接続され、他の電力列バー（１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）についても同様である。電力列バーの各々は関連する固体スイッチ４を閉じることにより電気的に基準電圧（０）に接続することができる。この基準電圧はここに好適手段として整流主電源９で示されている総称ユニポーラ電力原の正リードである。行バー１１の各々は関連する固体スイッチ３を閉じることにより基準電圧（０）に対し負の電圧に接続することができる。
【００１３】
この回路構成を使用することにより、行／列に配置された加熱素子の二重インタレースマトリクスが得られる。この二重インタレースマトリクスでは、付勢すべきセルがＲＦ刺激を注入すべきセルの行及び列の交点と異なる行及び列の交点に位置するならば、１以上の加熱素子又はセルを付勢すると同時に、無線周波数刺激を１以上の他のセルに注入することができる。
【００１４】
加熱用の高電力と鍋検出用のＲＦ刺激の上述した同時印加を得るためのインタレース二重マトリクスの動作方法を以下に説明する。各加熱素子１０は、関連する電力列バー１２の固体電力スイッチ４を閉じてこの列バーを基準電圧（０）に接続すると同時に、関連する行バー１１の固体スイッチ３を閉じてこの行バーを基準電圧（０）より低い電圧に接続することによって付勢することができる。同時に、別のセル１０は、関連する信号列バー１３の固体信号スイッチ５を閉じてそのバーを基準電圧（０）に接続すると同時に、関連する行バー１１の固体信号スイッチ６を閉じてその行を基準電圧(０)より高い電圧に接続することによってＲＦ注入を受けることができる。静止スイッチ３，４及び５並びにスイッチ６の正しい順序制御はディジタル制御ロジック１４(例えばマイクロプロセッサ)で処理される。
【００１５】
当業者であれば、ダイオード１及び２、整流主電源９及びＤＣオフセット８のすべての極性を逆にすることにより実質的に等価な技術的解決例を得ることができることは明らかである。
他の等価な解決例は行と列の役割を交換することにより得られる(この場合には、２つのインタレースサブマトリクスが行バーの変わりに列バーを共用する)。
【００１６】
好適な技術的解決例では、静止電力スイッチ４はシリコン制御整流器（ＳＣＲ）又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）とし、静止電力スイッチ３はＴＲＩＡＣとし、静止信号スイッチ５はＭＯＳＦＥＴ又はＢＪＴとし、静止信号スイッチ６はオプトＴＲＩＡＣとする。
【００１７】
図３は本発明の第２の実施例を示し、図３において図２と同一もしくは対応する部分は図２と同一の符号で示す。図３では、加熱セル１０は行／列マトリクスに電気的に接続され、奇数行（行ａ，行ｃ等）に接続された加熱セル１０はダイオード２のアノードに接続され、偶数行（行ｂ，行ｄ等）に接続された加熱セル１０はダイオード２のカソードに接続されている。ダイオード２の加熱セル１０に接続されてない方のリードは列バー１２に接続され、これらのバーの各々は関連する固体スイッチ４（好適解決例ではＴＲＩＡＣで実現される）を閉じることによって交流電源の２つのリードの第１リードの電圧に接続することができる。
【００１８】
行バー１１の各々は、関連する固体スイッチ３を閉じることにより交流電源の２つのリードの第２リードの電圧に接続することができる。当業者であれば容易に理解できるように、図３の回路構成では、奇数行（３ａ，３ｃ等）上に位置するセル１０の付勢は交流電源９が列側で負で行側で正のときのみ可能となり、偶数行（３ｂ，３ｄ等）上に位置するセル１０の付勢は交流電源９が列側で正で行側で負のときのみ可能となる。この場合には各セル１０を交流半波の一方の半波でしか付勢できない欠点があるが、次の例から解るように交流電源の逆極性を利用して、鍋検出用のＲＦ刺激を他方の半波中に注入することが可能となる。「行ａ」と「列ｃ」に接続された加熱セルに電力を供給したいものと仮定すれば、固体スイッチ３ａ及び４ｃを閉じる。これは行電圧が列電圧より高い時間のときのみ可能である。同時にＲＦ刺激を「行ｂ」及び「列ｄ」に接続された加熱セルに注入するためには、固体スイッチ３ｂ及び４ｄを閉じる必要がある。同時に、プログラマブル極性ＤＣオフセット８を、ＲＦを注入すべきセルと直列のダイオード２に電流を流すようにセットする必要がある。
【００１９】
換言すれば、図３に示す構成は、（電力とＲＦの同時注入のためのキーである）図２の構成で使用する電源とＲＦ刺激との間の極性反転と同一の技術を使用するが、異なる極性のダイオード２によって２つの仮想的なサブマトリクスを実現する単一の行−列マトリクスを使用するものである。
【００２０】
この第２の好適実施例においても、図３には示されていない制御ロジックが固体スイッチ３及び４のスイッチングを処理する。
図４は図３に示す実施例に類似の実施例を示し、本例の回路では行の代わりに列がインタレースされている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の装置をその電気−電子回路と一緒に示す概略図である。
【図２】ユニポーラインタレーストポロジイを用いる本発明の第１の実施例による装置の概略図である。
【図３】バイポーラ行インタレーストポロジイを用いる本発明の第２の実施例による装置の概略図である。
【図４】バイポーラ列インタレーストポロジイを用いる図３の実施例に類似の装置の概略図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  小電力ダイオード
２  高電力ダイオード
３，４，５，６  固体スイッチ
７  ＲＦ信号源
８  ＤＣオフセット
９  電源
１０  加熱セル
１１ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ  行バー
１２ａ，ｂ，ｃ，ｄ  電力列バー
１３ａ，ｂ，ｃ，ｄ  信号列バー
１４  制御ロジック
【図１】
2004340563.tif 000003
【図２】
2004340563.tif 000004
【図３】
2004340563.tif 000005
【図４】
2004340563.tif 000006