(57)【要約】【課題】種々の形状の食品が電極間に載置されても非接触で食品高さを検出し、電極が食品に接触することを回避するとともに、インピーダンス整合を確実にとり、効率よい高周波加熱装置を提供すること。【解決手段】高周波電源１と、少なくとも一方は上下に可動する１対の電極４と、整合回路３と、電力検知回路２を有するとともに、載置台６上に載置された被加熱物７の平面形状を認識する形状認識手段８を設け、形状認識手段８の出力信号によって整合回路３の素子値を決定し、電力検知回路２で検出される反射電力が極小となる位置まで電極４を可動する構成とすることにより、形状認識手段８によって食品７の平面形状をに計測できるのでこれに基づいて整合回路３の素子値を決定し電極４が食品７に接触することなく電極４の高さを設定でき効率のよい高周波誘電加熱を実現することができる。【選択図】図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電源と、前記高周波電源の出力によって被加熱物を誘電加熱し、少なくとも一方は上下に可動する１対の電極と、前記電極の少なくとも一方を上下に可動する電極昇降手段と、前記電極間に配設し被加熱物を載置する載置台と、前記高周波電源と前記１対の電極との間に挿入接続され、前記高周波電源とインピーダンス整合をとる整合回路と、前記高周波電源と前記整合回路の間に挿入接続され、前記整合回路から前記高周波電源に反射する反射電力および前記高周波電源から前記整合回路へ入射する入射電力を検出する電力検知回路を有するとともに、前記載置台上に載置された被加熱物の平面形状を認識する形状認識手段を設け、前記形状認識手段の情報に基き前記整合回路の値を決定し、前記電力検知回路で検出される反射電力が極小となる位置まで前記電極を可動する構成とした高周波加熱装置。
【請求項２】
電極は加熱室内に配設し、形状認識手段は赤外線センサで構成し、前記赤外線センサによって被加熱物の温度と平面形状を認識する構成とした請求項１記載の高周波加熱装置。
【請求項３】
電極は加熱室内に配設するとともに、高周波電源に電力制御部を設け、前記電力制御部は形状認識手段が認識した被加熱物の形状に基づき整合回路がその値を決定するとともに、電極昇降手段が前記電極を昇降させ、前記電極の昇降中は前記高周波電源の出力を定格出力よりも低い所定値に制御し、電力検知回路が検出する反射電力が極小になると前記電極の昇降動作を停止し、前記高周波電源の出力を定格値となるように制御する構成とした請求項１または請求項２記載の高周波加熱装置。
【請求項４】
載置台上に載置された被加熱物の重量を検出する重量検出手段を設け、電極昇降手段は形状認識手段と重量検出手段の情報に基づき前記載置台からの電極高さを決定する構成とした請求項１から３のいずれか１項に記載の高周波加熱装置。
【請求項５】
電極は加熱室内に配設するとともに、載置台に載置された被加熱物の高さを検出する高さ検出手段を設け、前記高さ検出手段によって被加熱物の高さを検出する構成とした請求項１から３のいずれか１項に記載の高周波加熱装置。
【請求項６】
高さ検出手段は赤外線センサによって被加熱物の側面形状を認識し、被加熱物の高さを検出する構成とした請求項５記載の高周波加熱装置。
【請求項７】
電極昇降手段は高さ検出手段が検出した被加熱物の高さに所定の値を加えた高さに電極の高さを設定する構成とした請求項５または６記載の高周波加熱装置。
【請求項８】
電極は加熱室の上壁側に設けた収納部に収納する構成とした請求項１から７のいずれか１項に記載の高周波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、業務用や一般家庭用として使用される解凍や高周波誘電加熱によって食品を加熱調理する高周波加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の高周波加熱装置としては、図１１に示すようなものがあった（例えば、特許文献１）。
【０００３】
図１１において、高圧電源１００および高周波発振器である高周波電源１０１によって、加熱室１０２内の上部電極板１０３と下部電極板１０４の間に高周波の高電圧を供給し、両電極板の間に高周波電界を生じさせることによって、両電極板の間に挿入した被加熱物１０５の誘電加熱を行わせるものであった。
【０００４】
そして、加熱室１０２内の側面部には、被加熱物１０５の高さを計測するため測距センサＳ１からＳｎを上下方向にｎ個を設け、この測距センサの測定信号は比較回路１０６に入力される。制御回路１０７には、高圧電源１００および比較回路１０６からの信号が入力され、高周波電源１０１、上部電極板１０３と下部電極板１０４の上下位置、測距センサＳ１からＳｎを制御する。このような構成で被加熱物１０５の輪郭形状を把握し、これにより電極板の面積を変えて効率よく加熱するものであった。
【０００５】
このような高周波加熱装置では、高周波電源１０１の出力インピーダンス、上部、下部の電極板１０３、１０４のインピーダンスおよび途中の給電線の特性インピーダンスは、必ずしも一致しないので、高周波電源１０１から負荷への電力を効率よく伝えるためにはインピーダンス整合回路が必要となる。
【０００６】
図１２に示すインピーダンスの整合回路は、特許文献１に記載された高周波加熱装置において従来の技術として示され、共振コンデンサ１０８、共振用可変コイル１０９を直列に接続し、この回路を、高周波トランス１１０を介して高周波電源１０１に接続した構成である。そして、端子Ｖ１、Ｖ２にコンデンサと抵抗の直列回路とみなすことができる被加熱物１０５を接続する。その上で、共振用可変コイル１０８の損失を低減させつつ、両電極板１０３、１０４に電力を供給するというものであった。
【０００７】
しかしながら、前記従来の構成では上下の電極板間に挿入された被加熱物の高さを計測するために、加熱室内の側面部に上下方向へ複数の測距センサを配置する複雑な構成となり、また、個々の測距センサが均一な精度でないと被加熱物の個々の箇所における高さの計測に誤差が生じて被加熱物の輪郭形状の把握が適切でなくなることが考えられる。その結果、上の電極板の昇降位置を適正に制御できない場合が起こると、可動する電極板が被加熱物である食品に誤って接触する恐れがあり、そして電極板に汚れが付いていた場合、その汚れが食品に移り衛生上好ましくない状況が発生する懸念があった。
【特許文献１】特開平８−２５５６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記背景技術の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、多数のセンサを用いることなく、非接触にて被加熱物の高さを確実に計測して効率よく被加熱物を高周波誘電加熱できる衛生的な高周波加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために本発明の高周波加熱装置は、高周波電源と、前記高周波電源の出力によって被加熱物を誘電加熱し、少なくとも一方は上下に可動する１対の電極と、前記電極の少なくとも一方を上下に可動する電極昇降手段と、前記電極間に配設し被加熱物を載置する載置台と、前記高周波電源と前記１対の電極との間に挿入接続され、前記高周波電源とインピーダンス整合をとる整合回路と、前記高周波電源と前記整合回路の間に挿入接続され、前記整合回路から前記高周波電源に反射する反射電力および前記高周波電源から前記整合回路へ入射する入射電力を検出する電力検知回路を有するとともに、前記載置台上に載置された被加熱物の平面形状を認識する形状認識手段を設け、前記形状認識手段の情報に基き前記整合回路の値を決定し、前記電力検知回路で検出される反射電力が極小となる位置まで前記電極を可動する構成としたものである。
【００１０】
これによって種々の形状の被加熱物が電極間に載置されても、簡単な構成で被加熱物の形状を確実に認識でき、かつ整合回路の値が反射電力の少ない適正な値に設定されるので整合回路での発熱量を少なくすることができるとともに、効率よく加熱できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の高周波加熱装置は、種々の形状の被加熱物であっても、簡単な構成で被加熱物の形状を確実に認識でき、常に整合回路が適正な値に設定され、整合回路での損失が少なく常に効率のよい高周波誘電加熱を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１の発明は、高周波電源と、前記高周波電源の出力によって被加熱物を誘電加熱し、少なくとも一方は上下に可動する１対の電極と、前記電極の少なくとも一方を上下に可動する電極昇降手段と、前記電極間に配設し被加熱物を載置する載置台と、前記高周波電源と前記１対の電極との間に挿入接続され、前記高周波電源とインピーダンス整合をとる整合回路と、前記高周波電源と前記整合回路の間に挿入接続され、前記整合回路から前記高周波電源に反射する反射電力および前記高周波電源から前記整合回路へ入射する入射電力を検出する電力検知回路を有するとともに、前記載置台上に載置された被加熱物の平面形状を認識する形状認識手段を設け、前記形状認識手段の情報に基き前記整合回路の値を決定し、前記電力検知回路で検出される反射電力が極小となる位置まで前記電極を可動する構成としたものである。
【００１３】
これにより、形状認識手段によって電極間に配設された載置台上の被加熱物の平面形状を認識し、その情報に基づいて高周波電源の出力とインピーダンス整合をとる整合回路の値を決定するので、載置台上に種々の形状の被加熱物が載置されても、簡単な構成で被加熱物の形状を確実に認識でき、かつ整合回路の値を常に適正な値にすることが可能となり、被加熱物と電極の接触を回避し、衛生上の問題点を回避するとともに整合回路での損失を低減することができるので効率のよい高周波誘電加熱を実現することができる。
【００１４】
第２の発明は、特に第１の発明の高周波加熱装置において、電極は加熱室内に配設し、形状認識手段は赤外線センサで構成し、前記赤外線センサによって被加熱物の温度と平面形状を認識する構成としたことにより、載置台上に種々の形状および温度の異なった被加熱物が載置されても、簡単な構成で被加熱物の形状と温度を認識でき、かつ整合回路の値を常に適正な値にすることが可能となり、被加熱物と電極の接触を回避し、衛生上の問題点を回避するとともに整合回路での損失を低減することができるので効率のよい高周波誘電加熱を実現することができる。
【００１５】
第３の発明は、特に第１または第２の発明の高周波加熱装置において、電極は加熱室内に配設するとともに、高周波電源に電力制御部を設け、前記電力制御部は形状認識手段が認識した被加熱物の形状に基づき整合回路がその値を決定するとともに、電極昇降手段が前記電極を昇降させ、前記電極の昇降中は前記高周波電源の出力を定格出力よりも低い所定値に制御し、電力検知回路が検出する反射電力が極小になると前記電極の昇降動作を停止し、前記高周波電源の出力を定格値となるように制御する構成としたものである。
【００１６】
これにより、載置台上に種々の形状の被加熱物が載置されても被加熱物と電極の接触を回避し、衛生上の問題点を回避するとともに、整合回路の値を常に適正な値とすることが可能になり、また、電極を昇降することで整合状態を最良の状態とすることができるので、整合回路での損失を低減することができるため効率のよい高周波誘電加熱を実現することができる。
【００１７】
第４の発明は、特に第１の発明から第３の発明のいずれかの高周波加熱装置において、載置台上に載置された被加熱物の重量を検出する重量検出手段を設け、電極昇降手段は形状認識手段と重量検出手段の情報に基づき前記載置台からの電極高さを決定する構成とすることにより、載置台上に種々の形状の被加熱物が載置されても被加熱物と電極の接触を回避し、衛生上の問題点を回避するとともに整合回路の値を常に適正な値とすることが可能になり、整合回路での損失を低減することができるので効率のよい高周波誘電加熱を実現することができる。
【００１８】
第５の発明は、特に第１の発明から第３の発明のいずれかの高周波加熱装置において、電極は加熱室内に配設するとともに、載置台に載置された被加熱物の高さを検出する高さ検出手段を設け、前記高さ検出手段によって被加熱物の高さを検出する構成とすることにより、載置台上に種々の形状の被加熱物が載置されても被加熱物と電極の接触を回避し、衛生上の問題点を回避するとともに、整合回路の値を常に適正な値とすることが可能となり、整合回路での損失を低減することができるので効率のよい高周波誘電加熱を実現することができる。
【００１９】
第６の発明は、特に第５の発明の高周波加熱装置において、高さ検出手段は赤外線センサによって被加熱物の側面形状を認識し、被加熱物の高さを検出する構成とすることにより、載置台上に種々の形状および温度の異なった被加熱物が載置されても整合回路の値を常に適正な値とすることが可能となり、被加熱物と電極の接触を回避し、衛生上の問題点を回避するとともに、整合回路での損失を低減することができるので効率のよい高周波誘電加熱を実現することができる。
【００２０】
第７の発明は、特に第５の発明または第６の発明の高周波加熱装置において、電極昇降手段は高さ検出手段が検出した被加熱物の高さに所定値を加えた高さに電極の高さを設定する構成とすることにより、載置台上に種々の形状および温度の異なった被加熱物が載置されても整合回路の値を常に適正な値とすることが可能になり、整合回路での損失を低減することができるので効率のよい高周波誘電加熱を実現することができるとともに、被加熱物に電極が接触することを防止できるので、特に食品の解凍などの場合に電極に付着した汚れが食品にふれることを防止でき調理の衛生状態を向上することができる。
【００２１】
第８の発明は、特に第１の発明から第７の発明のいずれかの高周波加熱装置において、電極は加熱室の上壁側に設けた収納部に収納する構成とすることにより、調理終了後の被加熱物の取り出しを容易にすることが可能になる。
【００２２】
本発明の目的は、第１の発明から第８の発明を実施の形態の要部とすることにより達成できるので、各請求項に対応する実施の形態の詳細を、以下に図面を参照しながら説明し、本発明を実施するための最良の形態の説明とする。なお、本発明は以下の各実施の形態により限定されるものではない。また、各実施の形態の説明において、同一構成並びに作用効果を奏するところには同一符号を付して重複した説明は行わないものとする。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における高周波加熱装置のブロック図を示している。図１において、高周波電源１の出力電力は、電力検知回路２によって整合回路３側に入射する入射電力と高周波電源１に整合回路３から反射してくる反射電力として検出される。高周波電源１とのインピーダンス整合を図る整合回路３は、可変インダクタ３１および可変コンデンサ３２と、電力検知回路２で検出される反射電力が極小となるように整合回路３の値である可変インダクタ３１、可変コンデンサ３２の値を適宜、設定するように働く整合駆動部３３によって構成される。
【００２４】
整合回路３の出力は、加熱室１１の上下に平行に配置した板状の１対の電極４ａ、４ｂのうち、上下に可動する少なくとも一方の電極４ａに接続される。また、上下に可動する少なくとも一方の電極４ａは、電極昇降手段である電極駆動部５によって図示矢印のように上下に可動し、他方の電極４ｂは接地され、電極４ａ、４ｂ間において電極４ｂ側に寄って配置した載置台６上に載置された被加熱物である食品７の形状に応じ、インピーダンス整合を満たすようにして食品７に触れない電極高さに設定される。なお、本実施の形態では、電極４ａを接地しないで可動する構成にしたが、反対に電極４ａを接地して、他方の電極４ｂを整合回路３の出力に接続して可動する構成にしても、本発明の動作、作用に何ら影響しないことは明白である。
【００２５】
ここで、電極４ａの高さを決定する方法について述べる。載置台６上の食品７の形状は、加熱室１１の側壁に食品７の形状を認識するため、食品７に向って赤外線を放射する開口部１１ａを設け、この開口部１１ａに臨まして設けた赤外線センサ８ａからなる形状認識手段８によって、その平面の形状が計測される。一方、電極４ａ、４ｂにおいて、その静電容量値は次の数式（１）によって表すことができる。
【００２６】
【数１】
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また、図２（Ａ）、図２（Ｂ）で示す状態のように電極４ａ、４ｂ間に面積Ｓ２、厚みがｄ２で、比誘電率がεなる食品７が挿入された場合、１対の電極の静電容量値Ｃ１は次の数式（２）で表される。
【００２７】
【数２】
2005158326.tif 000004
従って、電極４ａ、４ｂ間の距離ｄと電極４ａ、４ｂの静電容量値の関係は図３に示すような関係となる。ここで、実線は食品７の面積が小なる場合の静電容量値の変化、破線は食品７の面積が大なる場合の静電容量値の変化を示している。また、形状認識手段８によって計測された食品７の平面形状（面積）と整合回路３における可変インダクタ３１のインダクタンス値の関係は図４に示す関係となっている。
【００２８】
整合回路３は、インピーダンス整合を確立するためには可変インダクタ３１のインダクタンス値が大きい場合はそれに応じて１対の電極の静電容量を小さくし、インダクタンス値が小さい場合は１対の電極の静電容量を大きくしなければならない。従って、食品７の平面形状と整合回路３における可変インダクタ３１のインダクタンス値の関係を図４の如くとることによって、食品７の平面形状によって電極４ａ、４ｂの静電容量値のとるべき値が異なる。
【００２９】
例えば、図３に示すように食品７の平面形状が大なる場合は電極４ａ、４ｂ間の静電容量値のとるべき値はＡという容量値であり、また、形状が小なる場合はＢという容量値をとらねばならない。ここで、食品７の厚みの違いによって電極４ａ、４ｂ間の静電容量値の関係は、食品の面積が大なる場合はそれぞれＡ１（食品の厚みが大なる場合）、Ａ２（食品の厚みが小なる場合）となり、食品の面積が小なる場合はそれぞれＢ１（食品の厚み大なる場合）、Ｂ２（食品の厚み小なる場合）という関係になる。
【００３０】
このように食品７の面積が大なる場合も、小なる場合も同様の傾向を示すので面積が大なる場合を取り上げて説明を続ける。食品の厚みが大なる場合、電極４ａ、４ｂの電極間距離と電極４ａ、４ｂの静電容量の関係はＡ１なる特性を示すが、電極４ａ、４ｂの電極間距離ｄを徐々に小さくしていくとある距離でインピーダンス整合条件を満たす（ｃ）の位置にくる。この状態の時に食品７と電極４ａ、４ｂの間にはｄA1なる距離が確保されており、食品７に電極４が接触することなくインピーダンス整合条件を満たすことができている。
【００３１】
また、食品７の厚みが小さい場合の特性はＡ２なる関係なので、この場合も同様に（ｃ‘）なる位置にてインピーダンス整合条件を満たしている。また、この状態においては食品７と電極４ａ、４ｂの間にはｄA2なる距離が確保されており、同様に食品７に電極４ａが接触することがない。
【００３２】
図５は、整合回路３と電極４ａ、４ｂを含む回路のインピーダンスの変化をスミスチャート上にプロットした図である。スミスチャートは、回路のインピーダンスと電力反射係数を同一平面上に表現したグラフであり、電力反射係数が小さいほど反射電力は小さくなる。スミスチャートの中心点においては、インピーダンス整合がとれた状態で反射電力は零の状態であり、この点からの距離によって電力反射係数が決まり、同じ電力反射係数では同じ反射電力となる。  つまり、スミスチャートの中心点を中心とする同心円上では同じ反射電力となる。図中の（ａ）〜（ｄ）点は、それぞれ図３中の（ａ）〜（ｄ）点に対応している。電極４ａの上下昇降による距離を変化させることによって整合回路３および電極４ａ、４ｂを含む回路のインピーダンスは、図中の破線の円上を変化する。電力検知回路２は、反射電力を検出することで電極高さの変化に伴うインピーダンスを計測することができるので、反射電力が極小となったときに、食品７に触れることなく電極４ａの昇降動作を停止することでインピーダンス整合を実現することができる。
【００３３】
以上のように図２から図４に従い説明した経緯で電極４ａの高さの決定および整合回路３の素子値の決定が行われる。すなわち、食品７の形状を認識した形状認識手段８の情報は、整合回路３の整合駆動部３３、電極駆動部５に送られる。整合駆動部３３と電極駆動部５は、この形状認識手段８の情報をそれぞれ信号処理する。
【００３４】
そして、整合回路３の整合駆動部３３は、情報処理した形状認識手段８の出力信号に基き、電力検知回路２で検出される反射電力が極小となるように整合回路３の可変インダクタ３１および可変コンデンサ３２の値を決定し、その後に電極駆動部５も情報処理した形状認識手段８の出力信号に基き、電力検知回路２で検出される反射電力が極小となる位置まで電極４ａを昇降させる。
【００３５】
一方、高周波電源１に設けた電力制御部１５は、電極駆動部５の駆動状態の信号を取り込んで電極４ａの昇降中は高周波電源１の出力を定格出力よりも低い所定値に制御するとともに、電力検知回路２が検出する反射電力が極小となる位置まで電極駆動部５が電極４ａを昇降させ、食品７に触れない位置で昇降動作を停止すると、この電極駆動部５の駆動状態の信号を取り込んで高周波電源１の出力を定格値となるように制御する構成にしてある。
【００３６】
電極４ａの収納部１６は、加熱室１１の天井部に電極４ａの通る通過口１７ａを有する仕切り板１７を設けて形成している。そして、自動加熱終了が入力された電力制御部１２に制御された電極駆動部５は、電極４ａを加熱室１１の上方に移動させて収納部１６に格納する。なお、電力制御部１５は、高周波加熱装置の全体の制御を行う機能も備えている。
【００３７】
以上のように本実施の形態においては、可動する一方の電極４ａと載置台６上に置かれた食品７の形状を認識する形状認識手段８が計測する食品７の平面形状によって整合回路３に備えた可変インダクタ３１、可変コンデンサ３２の値を決定し、電力検知回路３の検出する反射電力が極小となり、食品７に触れない位置で電極を停止する構成とすることにより、それぞれの食品形状に応じた電極４ａ、４ｂの静電容量値とすることができるので、非接触にて電極４ａの高さを決定することができ、電極が食品に接触することなく衛生面の問題を回避し、かつ、インピーダンス整合条件を満たすことができるので整合回路での損失を低減することができ効率のよい高周波誘電加熱を実現することができる。
【００３８】
また、本実施の形態では、形状認識手段８を赤外線センサ８ａで構成することによって、食品７の形状だけでなく温度の情報も加味して整合回路３の値を設定することが可能になるので、より確実にインピーダンス整合を確立することが可能となる。
【００３９】
図６（Ａ）は、載置台６上に冷凍された食品７が置かれた状態とそれを赤外線センサにて観測した状態を示した図である。冷凍された食品７は、常温である載置台６とは明らかに温度が違うので赤外線センサ８ａによって、その温度の違いを計測することで食品７の外形、すなわち平面の形状を測定することができる。このとき、赤外線センサ８ａによって得た温度情報を元に画像処理を施すと図６（Ｂ）のように食品７の氷点温度以下の部分と常温である載置台６とがはっきりと区別され、本図では便宜上、食品７に相当する部分に斜線を施している。
【００４０】
また、食品７はその温度によって氷の状態が異なるので、食品７の持つ比誘電率に違いが生じる。このため、同じ電極高さであっても電極の容量値は食品の温度によって異なるが、赤外線センサ８ａによって食品７の温度情報も得ることができるため温度による整合回路３の回路定数の補正を行うことができ、より確実にインピーダンス整合を実現することが可能となっている。
【００４１】
図７は、本実施の形態の高周波加熱装置のより詳細な電気回路図である。高周波電源１は、氷と水の電力吸収が同等な例えば１３．５６ＭＨｚで発振し、半導体スイッチ素子１８を駆動する発振部１２と半導体スイッチ素子１８のオンオフによって励起されるインダクタおよびコンデンサからなる共振ネットワーク１３と電力源となる直流電圧源１４によって構成されている。
【００４２】
本図で高周波電源１の回路構成は、半導体スイッチ素子１８を単一のもので記載しているが、これに限定されるものではない。電力検知回路２は、高周波電源１の出力を受け整合回路３に入射する入射電力および整合回路３側から高周波電源１に反射する反射電力を検出する構成となっている。整合回路３は、可変インダクタ３１と可変コンデンサ３２およびこれらの素子値を可変するための整合駆動部３３によって構成されインピーダンス整合条件を確立するためにその素子値を適宜可変するようになっている。
【００４３】
可変インダクタ３１のインダクタンス値を可変する方法としては、ソレノイド上のコイルに磁気コアを挿入することによってインダクタンス値を変化させる構成としてもよいし、コイル長を変化させることによってインダクタンス値を変える構成としてもよい。また、可変コンデンサは、いわゆる空気バリコンのように相対する電極の対向面積を変えることによって、その静電容量値を連続的に可変する構成であってもよいし、複数の固定コンデンサをリレーによってオンオフすることによって離散的な静電容量値で可変する構成であってもよい。
【００４４】
電極４ａ、４ｂは、その間に載置台６上に載置された食品７があり、整合回路３を介して供給される高周波電力によって食品７を高周波誘電加熱するようになっている。また、食品７の表面形状を認識するために設けた形状認識手段８は、加熱調理を開始する前に食品７の平面形状を計測し、整合回路３に備えられた可変インダクタ３１および可変コンデンサ３２を適正な値に設定する。この形状認識手段８は、前述のように赤外線センサによって構成してもよいし、ＣＣＤのように形状のみを認識するセンサで構成してもよい。
【００４５】
次に本実施の形態における動作について説明する。整合回路３以降における電極４ａの高さの決定方法および整合回路３の素子値の決定方法は、前述の実施の形態と同様であるので重複説明を省略する。
【００４６】
高周波電源１に備えられた直流電圧源１４は、電力制御部１５により電極４ａの高さが食品７のインピーダンスに応じた高さに設定され整合条件が満たされるまでは定格出力よりも低い電力を高周波電源１が出力するようにその出力電圧を低く制御される。
【００４７】
このように動作することによって電極４ａの高さが適正値になり、反射電力が低くなるまでの間は高周波電源１の出力を抑え、特に半導体スイッチ素子１８の損失を低く抑えることによって高周波電源１の損傷や発熱を抑えることができる。
【００４８】
また、食品７の自動による加熱終了が電力制御部１５に入力されると、電力制御部１５に制御された電極駆動部５が電極４ａを加熱室１１の上方に移動させて収納部１６に格納するので、加熱室１１内には上の電極４ａがなくなり、食品７の出し入れが容易になる。
【００４９】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２における高周波加熱装置のブロック図である。本実施の形態は、載置台上に載置された被加熱物の形状に応じた電極の高さを決定するのに、実施の形態１で説明した被加熱物の形状を認識する形状認識手段の情報以外に、被加熱物の高さを検出する高さ検出手段を設けた点において実施の形態１の発明と異なり、それ以外の構成並びに作用効果の同じところには同一符号を付し、異なるところを中心に説明する。
【００５０】
図８において、食品７の高さを検出する、例えば赤外センサやＣＣＤなどの高さ認識手段である高さ検出手段９は、載置台６の付近で加熱室１１の側面に配設され、載置台６上に載置された食品７の側面の形状を認識することによってその高さを計測するように構成している。一方、電極駆動部５は、食品７の形状を認識する形状認識手段８の情報と高さ検出手段９の検出した食品７の高さ情報を取り込んで処理し、これらの情報処理した信号出力に基き、電力検知回路２が検出する反射電力が極小となり、食品７に触れない位置まで電極４ａを昇降させて昇降動作を停止する。
【００５１】
図９（ａ）は、高さ検出手段９により載置台６上に載置された食品７を側面から見た図で、同図（Ｂ）は高さ検出手段９である赤外線センサによって観測し、画像処理を行った図である。冷凍庫などから取り出した直後の、例えば冷凍された食品７は氷点温度以下であり、例えばー１０℃以下の温度となっている。このため常温である周囲と明らかに温度が異なるため、この温度差を利用して食品７の側面から見た形状を高さ検出手段である赤外線センサ９によって計測することが可能となる。
【００５２】
以上のように本実施の形態では、高さ検出手段９によって食品７の高さが確実に検出できるので、この食品７の高さ情報が、実施の形態１で説明した形状認識手段８による食品７の平面形状の情報に加わり、電極駆動部５は電極４を昇降してインピーダンス整合を確立する際に可動する電極４が食品７に接触して、電極の汚れが食品に付着するなど衛生上の懸念を確実に回避することができるという効果を発揮できる。
【００５３】
（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３における高周波加熱装置のブロック図である。本実施の形態は、載置台上に載置された被加熱物の形状に応じた電極の高さを決定するのに、実施の形態１で説明した被加熱物の平面形状を認識する形状認識手段の情報以外に、被加熱物の重量を検出する重量検出手段を設けた点において実施の形態１の発明と異なり、それ以外の構成並びに作用効果の同じところには同一符号を付し、異なるところを中心に説明する。
【００５４】
図１０において、上下に可動する少なくとも一方の電極４ａの高さを設定する方法について述べる。載置台６に載置された食品７の形状は、形状認識手段８によってその平面の形状を計測される。また、重量検出手段１０は載置台６から軸によって連結されており、この軸にかかる荷重を検出することで載置台６に置かれた食品７の重量を計測することができる。ここで食品７の重量をＷと形状認識手段８によって計測された食品７の平面面積をＳとすると食品７の高さＨは次の数式（３）によって算出することが可能である。
【００５５】
【数３】
2005158326.tif 000005
この結果、食品７の高さが確実に検出できるので電極４ａを昇降してインピーダンス整合を確立する際に可動する電極４ａが食品７に接触して、電極の汚れが食品に付着するなど衛生上の懸念を確実に回避することができるという効果を発揮できる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上のように本発明にかかる高周波加熱装置は、電極間に載置された被加熱物の形状を、簡単な構成で検出できて、可動する電極が被加熱物に接触することなく電極の高さ制御ができるとともに確実に整合回路でのインピーダンス整合の実現が可能となるので、様々な形状の被加熱物の加熱が想定される高周波誘電加熱を応用した食品や木材の乾燥等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態１における高周波加熱装置のブロック図
【図２】同高周波加熱装置において電極間に食品を配設した場合の寸法を示す図
【図３】同高周波加熱装置において電極間の距離と電極の静電容量値の関係を示す図
【図４】同高周波加熱装置において食品の平面面積と整合回路のインダクタンス値の関係を示す図
【図５】同高周波加熱装置において電極の高さを変化させたときのインピーダンス変化を示すスミスチャート
【図６】（Ａ）同高周波加熱装置において載置台上に載置された食品を上面から見た図（Ｂ）同高周波加熱装置において形状認識手段によって観測された食品の形状を画像処理して示す図
【図７】同高周波加熱装置の詳細な電気回路図
【図８】本発明の実施の形態２における高周波加熱装置のブロック図
【図９】（Ａ）同高周波加熱装置において載置台上に載置された食品を側面から見た図（Ｂ）同高周波加熱装置において高さ検出手段によって観測される食品の形状を画像処理して示す図
【図１０】本発明の実施の形態３における高周波加熱装置のブロック図
【図１１】従来の高周波加熱装置を示すブロック図
【図１２】従来の高周波加熱装置における整合回路を示す図
【符号の説明】
【００５８】
１  高周波電源
２  電力検知回路
３  整合回路
４ａ、４ｂ  電極
５  電極駆動部（電極昇降手段）
６  載置台
７  被加熱物（食品）
８  形状認識手段
９  高さ検出手段
１０  重量検出手段
１１  加熱室
１５  電力制御部
１６  収納部
３１  可変インダクタ
３２  可変コンデンサ
３３  整合駆動部
【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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