(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に照射する方法であって、
負荷と関連した散逸情報を得るステップと、
散逸情報に応じて複数の周波数の各々で負荷において散逸される所望のエネルギ量を設定するステップと、
所望のエネルギ量に応じて放射線が伝達される複数の周波数の各々に対してそれぞれの期間を選択するステップと
を含む方法。
【請求項２】
照射は作業帯域の全ての周波数にわたって実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
複数の周波数の各々で単位時間において負荷において散逸する電力の最大量を、その周波数での散逸情報およびその周波数で電力源から利用可能な最大電力レベルの関数として規定するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
負荷に照射するための伝達電力下限を設定するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
負荷に照射することは共振キャビティ内で実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
負荷に照射することは、前記負荷で予め定められたエネルギ散逸パターンを得るために制御される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
予め定められたエネルギ散逸パターンは、負荷における均質なエネルギ散逸に本質的に対応する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
予め定められたエネルギ散逸パターンは、負荷における制御された不均質なエネルギ散逸を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
負荷に照射することは、固定電力伝達レベルで実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
負荷に照射することは、複数の周波数の各々に対して最大電力伝達レベルでそれぞれ実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
負荷に照射することは、複数の周波数の各々で提供されるエネルギの最大量を制限するために制御される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
負荷に照射することは、ある伝達期間に異なる周波数で提供されるエネルギの全体量を制限するために制御される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
伝達期間は、伝達周期を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
負荷に照射することは、それぞれの期間にわたって制御される、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
負荷に照射することは、複数の周波数の各々で電力を最大にするために制御される、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
放射線が、複数の周波数の２つ以上でかつ２つ以上の異なる非零電力レベルで伝達される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
低いエネルギ散逸を有する周波数についてより多くの時間を割り当てることによってかかる周波数について補償するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
負荷に照射する方法であって
スペクトルの周波数にわたって放射線で負荷に照射するステップと、
得られた反射合成スペクトル（ＲＣスペクトル）を測定するステップと、
ＲＣスペクトルを考慮して負荷に関連する現在の散逸情報を推測するステップと、
散逸情報に基づいてスペクトルの周波数を設定するステップであって、放射線が異なる周波数で伝達されるそれぞれの期間を変化させることによって、異なる周波数で異なる量のエネルギを伝達することを含むステップと、
を含む方法。
【請求項１９】
低いエネルギ散逸を有する周波数についてより多くの時間を割り当てることによってかかる周波数について補償するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
周波数のスペクトルは、デューティサイクルを形成するように連続的に配列される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記デューティサイクルを繰返し実行するステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
周波数はデューティサイクル内で変化される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
それぞれの照射周波数による負荷の照射の全体的期間を変動させるように、デューティサイクルの繰返しに対し周波数のオンまたはオフを差動的に切り替えることを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
差動的切り替えは、サイクルの一部で周波数をオフに切り替えるか、またはサイクルの一部でより低い電力に切り替えることを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
複数の周波数でキャビティにエネルギを伝達するための少なくとも１つのエネルギ供給を介して負荷に照射するための装置であって、
複数の周波数の各々に対してそれぞれの伝達期間を選択するためのコントローラであって、負荷と関連した散逸情報を得て、散逸情報に基づいて複数の周波数で負荷において散逸されるべき所望のエネルギレベルを設定し、所望のエネルギレベルに応じて期間を調整するように構成されるコントローラを備える装置。
【請求項２６】
複数の周波数でキャビティにエネルギを伝達するための少なくとも１つのエネルギ供給をさらに備える、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
キャビティをさらに備える、請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
コントローラは、選択することを繰返し実行するように構成される、請求項２５に記載の装置。
【請求項２９】
コントローラは、複数の周波数のデューティサイクルの繰返しに対し周波数のオンまたはオフを差動的に切り替え、それによって期間を変化させるように構成される、請求項２５に記載の装置。
【請求項３０】
コントローラは、低いエネルギ散逸を有する周波数についてより多くの時間を割り当てることによってかかる周波数について補償するようにさらに構成される、請求項２５に記載の装置。
【請求項３１】
負荷に照射する方法であって、
負荷から散逸情報を得るステップと、
低い散逸情報を有する周波数がより長い期間と関連されるように、複数の周波数が伝達されるそれぞれの期間を選択するステップと、
前記それぞれの期間において前記複数の周波数でのエネルギで負荷に照射するステップと、
を含む方法。
【請求項３２】
複数の周波数でキャビティにエネルギを伝達するための少なくとも１つのエネルギ供給を介して負荷に照射するための装置であって、
負荷から散逸情報を得て、
低い散逸情報を有する周波数がより長い期間と関連されるように、複数の周波数が伝達されるそれぞれの期間を選択し、そして
前記それぞれの期間において前記複数の周波数でのエネルギでの負荷の照射を生じさせる
ように構成されたコントローラを備える装置。
【請求項３３】
キャビティをさらに備える、請求項３２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づき、２００８年１１月１０日に出願した米国特許仮出願第６１／１９３２４８号及び２００９年１０月２２日に出願した米国特許仮出願第６１／２５３８９３号の利益を主張し、２００９年１１月１０日に出願した２つのＰＣＴ出願（代理人参照番号４７４０８及び４７５７４）に関係し、それらの開示内容は参照として本明細書中に組み入れられる。
【０００２】
（発明の分野）
本願は、その一部の実施形態では、一般的に負荷における電磁（ＥＭ）エネルギの散逸に関係し、特に限定されないが解凍、加熱、および／または調理のために例えばマイクロ波およびＵＨＦエネルギを使用するＲＦ加熱に関係する。
【背景技術】
【０００３】
高周波放射を使用する物体の加熱は広く普及しており、一般的に使用される家庭用マイクロ波（ＭＷ）オーブンのみならず、ＭＷエネルギを主に他の加熱手段、例えば蒸気、温風、および赤外線発熱素子と組合せて使用する商業用オーブンをも含む。
【０００４】
公知のＭＷオーブンに関連付けられる多くの問題の中に加熱の均一性の欠如があり、それは結果的に、キャビティ内の定在波を反映するホットスポットおよびコールドスポットをもたらす。そのような装置の均一性を改善する試みの多くは、キャビティ内のモードの数を（例えば加熱中に負荷を撹拌および／または運動させるモードによって）増やすことを含んでいた。
【０００５】
複数の周波数を使用する幾つかの事例では、装置は、様々な伝達周波数でキャビティ内へのエネルギ移動の効率を測定し、次いで、負荷へのエネルギ移送の効率を高めることを意図して、比較的高い効率を有する周波数だけでエネルギを負荷に伝達するように構成された。
【０００６】
物体を加熱すると、様々な周波数における散逸特性が変化する。例えば、加熱前にあるレートで負荷に散逸した周波数は、負荷の多少の加熱または運動が行なわれた後、異なるレート（高くまたは低くなる）で散逸することがある。
【発明の概要】
【０００７】
一部の実施形態では、負荷に照射スペクトルの周波数を照射するための装置および方法を提供する。照射は、異なる量のエネルギを異なる周波数で伝達することによって実行される。各周波数で伝達されるエネルギの量は、対応する周波数が伝達されるそれぞれの期間を少なくとも変化させることによって制御される。
【０００８】
本実施形態の１態様では、対応する周波数が伝達されるそれぞれの期間を変化させることによって異なる量のエネルギが異なる周波数で供給されるようにした、負荷に照射する方法を提供する。したがって、所要エネルギの大きい周波数は伝達される時間量が長くなり、所要エネルギの小さい周波数は伝達される時間量が短くなる。
【０００９】
負荷の照射は共振キャビティ内で実行することができる。
【００１０】
負荷の照射は、負荷で予め定められたエネルギ散逸パターンを得るために制御することができる。
【００１１】
負荷の照射は、固定電力伝達レベルで実行することができる。
【００１２】
負荷の照射は、伝達周波数の各々に対して最大電力伝達レベルでそれぞれ実行することができる。増幅器を設計最大電力で作動し続けることにより、より安価な増幅器を使用することが可能になる。
【００１３】
負荷の照射は、様々な周波数の各々で提供されるエネルギの最大量を制限するために制御することができる。
【００１４】
負荷の照射は、ある伝達期間に様々な周波数で提供されるエネルギの全体量を制限するために制御することができる。
【００１５】
伝達期間は、伝達周期またはデューティサイクルとすることができる。
【００１６】
負荷の照射は、個々の周波数が伝達される全体的期間を制限するために制御することができる。
【００１７】
負荷の照射は、伝達周波数の各々で可能な電力を最大にするために制御することができる。
【００１８】
少なくとも２つの周波数が少なくとも２つの異なる非零電力で伝達される。
【００１９】
該方法は、
照射スペクトルの周波数を負荷に照射するステップと、
結果的に得られた反射合成スペクトル（ＲＣスペクトル）を測定するステップと、
ＲＣスペクトルを考慮して負荷の現在の散逸情報を推測するステップと、
散逸情報に応じて照射スペクトルの周波数を設定するステップであって、対応する周波数が伝達されるそれぞれの期間を変化させることによって、異なる周波数で異なる量のエネルギを伝達することを含む設定ステップと、
を含むことができる。
【００２０】
該方法は、
エネルギが負荷によって吸収されるように、負荷に照射スペクトルの周波数を照射するステップと、
結果的に得られたＲＣスペクトルを測定するステップと、
測定されたＲＣスペクトルを考慮して負荷の現在の散逸情報を推定するステップと、
散逸情報に応じて照射スペクトルの周波数を変更するステップであって、対応する周波数が伝達されるそれぞれの期間を変化させることによって、異なる周波数で異なる量のエネルギを伝達することを含む変更ステップと、
を含むことができる。
【００２１】
周波数は、デューティサイクルを形成するように連続的に配列することができる。
【００２２】
該方法は、デューティサイクルを繰返し実行するステップを含むことができる。
【００２３】
周波数はデューティサイクル内で変化する。
【００２４】
該方法は、それぞれの照射周波数による負荷の照射の全体的期間を変動させるように、デューティサイクルの繰返しに対し周波数のオンまたはオフを差動的に切り替えることを含むことができる。
【００２５】
該方法において、差動切替えは、サイクルの一部で周波数をオフに切り替えるか、またはサイクルの一部でより低い電力に切り替えることによって達成することができる。
【００２６】
本実施形態の第２態様では、負荷に照射スペクトルの周波数を照射するための方法であって、負荷が負荷のエネルギ散逸状態の関数として変化する散逸情報を有し、該方法が散逸情報の変化に応じて照射スペクトルの周波数を変更するステップを含み、該変更ステップが、対応する周波数を伝達するそれぞれの期間を変化させることを含む、方法を提供する。
【００２７】
本実施形態の第３態様では、
ａ．負荷の存在下で複数の周波数で共振させるために、エネルギをキャビティに伝達するためのエネルギ供給機能と、
ｂ．対応する周波数が伝達されるそれぞれの期間を変化させるためのコントローラ機能と、
を備えた、負荷に照射するための装置を提供する。
【００２８】
１実施形態では、コントローラは変化ステップを繰返し実行するように構成される。
【００２９】
１実施形態では、コントローラは、照射スペクトルの周波数をそれぞれの期間に従って負荷に照射し、結果的に得られた反射合成スペクトル（ＲＣスペクトル）を測定し、ＲＣスペクトルを考慮して負荷の現在の散逸情報を推定し、かつ散逸情報に応じて照射スペクトルの周波数を設定するように構成される。
【００３０】
１実施形態では、コントローラは、周波数のデューティサイクルの繰返しに対し周波数のオンまたはオフを差動的に切り替え、それによって負荷の照射においてそれぞれの周波数の全体的期間を変化させるように構成される。
【００３１】
別途定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術的用語および／または科学的用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に与えられる材料、方法および実施例は例示にすぎず、限定であることは意図されない。
【００３２】
用語「例示的」は、本明細書では「例（ｅｘａｍｐｌｅ，ｉｎｓｔａｎｃｅ又はｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ）として作用する」ことを意味するために使用される。「例示的」として記載されたいかなる実施形態も必ずしも他の実施形態に対して好ましいもしくは有利なものとして解釈されたりかつ／または他の実施形態からの特徴の組み入れを除外するものではない。
【００３３】
用語「任意選択的」は、本明細書では、「一部の実施形態に与えられるが、他の実施形態には与えられない」ことを意味するために使用される。本発明のいかなる特定の実施形態も対立しない限り複数の「任意選択的」な特徴を含むことができる。
【００３４】
本発明の実施形態の方法および／またはシステムを実行することは、選択されたタスクを、手動操作で、自動的にまたはそれらを組み合わせて実行または完了することを含んでいる。これは、特にマイクロ波、乾燥器などの装置の制御を伴なうタスクに関係する。さらに、本発明の方法および／またはシステムの実施形態の実際の機器や装置によって、いくつもの選択されたステップを、ハードウェア、ソフトウェア、またはファームウェア、あるいはオペレーティングシステムを用いるそれらの組合せによって実行できる。
【００３５】
例えば、本発明の実施形態による選択されたタスクを実行するためのハードウェアは、チップまたは回路として実施されることができる。ソフトウェアとして、本発明の実施形態により選択されたタスクは、コンピュータが適切なオペレーティングシステムを使って実行する複数のソフトウェアの命令のようなソフトウェアとして実施されることができる。本発明の例示的な実施形態において、本明細書に記載される方法および／またはシステムの例示的な実施形態による１つ以上のタスクは、データプロセッサ、例えば複数の命令を実行する計算プラットフォームで実行される。任意選択的に、データプロセッサは、命令および／またはデータを格納するための揮発性メモリ、および／または、命令および／またはデータを格納するための不揮発性記憶装置（例えば、磁気ハードディスク、および／または取り外し可能な記録媒体）を含む。任意選択的に、ネットワーク接続もさらに提供される。ディスプレイおよび／またはユーザ入力装置（例えば、キーボードまたはマウス）も、任意選択的にさらに提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
本明細書では本発明のいくつかの実施形態を単に例示し図面を参照して説明する。特に詳細に図面を参照して、示されている詳細が例示として本発明の好ましい実施態様を例示考察することだけを目的としており、本発明の原理や概念の側面の最も有用でかつ容易に理解される説明であると考えられるものを提供するために提示していることを強調するものである。この点について、本発明を基本的に理解するのに必要である以上に詳細に本発明の構造の詳細は示さないが、図面について行う説明によって本発明のいくつもの形態を実施する方法は当業者には明らかになるであろう。
【００３７】
【図１Ａ−１Ｂ】図１Ａは、本発明の一部の実施形態に係る、負荷に照射するための方法を示す簡易フローチャートである。図１Ｂは、負荷のエネルギ状態に応じてその散逸情報が変動する負荷に制御されたエネルギ照射を提供するための、本発明の一部の実施形態に係る方法を示す簡易フローチャートである。
【００３８】
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明の一部の実施形態に従って、各周波数が伝達される期間の調整を介して、各伝達周波数で負荷内に散逸するエネルギの量を制御する方法の簡易フローチャートである。
【００３９】
【図２】図２は、複数の周波数の照射によるエネルギの移動を制御する例示的流れ図である。
【００４０】
【図３】図３は、本発明の例示的実施形態に係る装置の略図である。
【００４１】
【図４Ａ−４Ｂ】図４Ａは、例示的決定関数のための電力対周波数の簡略グラフである。図４Ｂは、例示的決定関数のための電力対周波数の簡略グラフである。
【００４２】
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る、負荷に照射するためのデューティサイクルを制御する例示的シナリオである。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本実施形態は、各伝達周波数で負荷に散逸するＵＨＦまたはマイクロ波エネルギの量を制御するための装置および方法を含み、詳しくは、特に周波数のデューティサイクル内で、各周波数が伝達される期間の調整を介して制御する装置および方法を含む。エネルギの散逸は例えば、時々温度の上昇無く、エネルギの照射を利用する何らかの形の加熱に使用することができ、それは解凍、除霜、加温、調理、乾燥等の１つ以上を含む。
【００４４】
参照によって本書に援用する、両方ともＢｅｎ‐ＳｈｍｕｅｌらのＰＣＴ特許出願第ＷＯ２００７／０９６８７７号（‘８７７）およびＷＯ２００７／０９６８７８（‘８７８）（どちらも２００７年８月３日に公開）は、電磁加熱のための方法および装置を開示している。開示された幾つかの方法は、加熱される物体をキャビティ内に配置するステップと、複数の給電体を介して複数の周波数でＵＨＦまたはマイクロ波エネルギをキャビティ内に供給するステップとを含む。
【００４５】
参照によって本書に援用する、２００８年８月２８日に公開されたＢｅｎ  ＳｈｍｕｅｌらによるＰＣＴ特許出願第ＷＯ２００８／１０２３６０号（‘３６０）はとりわけ、物体を所望の時間温度スケジュール内にかつ所望の空間プロファイル内に維持する制御された方法で、キャビティ内の物体に広帯域ＲＦエネルギを印加するステップと、所望の乾燥レベルが達成されたことが少なくとも推定されるときに乾燥を停止するステップとを含む、物体を乾燥させるための方法を開示している。
【００４６】
参照によって本書に援用する、２００８年８月２８日に公開されたＢｅｎ  ＳｈｍｕｅｌらによるＰＣＴ特許出願第ＷＯ２００８／１０２３３４号（‘２３３）は、とりわけ、身体または身体の一部分を凍結するための方法を開示している。該方法は、身体の凝固点より低い温度を有する冷却剤に身体の少なくとも一部を露出させ、かつ同時に電磁加熱器を作動させて、身体の少なくとも一部をその凝固点より上の温度に維持するステップと、電磁加熱を低減させて身体の少なくとも一部を凍結させるステップとを含む。電磁加熱器は共振器を含み、身体の被加熱部分は共振器の内部で加熱される。
【００４７】
‘８７７、‘８７８、および‘２３３の上記方法は、各伝達周波数における散逸比率およびその周波数で伝達される電力の最大量を考慮に入れる。該方法は、所望の量のエネルギだけが散逸するように、時々、各周波数で伝達すべきエネルギ量を推定することを目指している。
【００４８】
‘８７７、‘８７８、および‘２３３の上記方法はさらに、主として負荷で散逸する帯域だけ（または主に該帯域）の電力を伝達する選択肢を開示している。そのような伝達は、例えば表面電流への散逸または給電体間、例えば複数の給電体またはアンテナを含むアンテナ間の散逸を防止または著しく低減するために使用することができる。伝達は、例えば物体における電力の散逸が全ての伝達周波数に対して略一定となるように実行することができる（負荷における均質なエネルギ散逸パターンと呼ぶことができる）。そのような伝達は、異なる周波数では供給される電力およびエネルギ移動の効率が異なるが、負荷の組成および／または形状に関係なく、負荷における周波数毎のエネルギの本質的に均等な散逸を可能にする。
【００４９】
本発明の一部の実施形態では、あるスペクトルの周波数を負荷に照射し、結果的に得られた反射合成スペクトル（「ＲＣスペクトル」）を測定し、ＲＣスペクトルから照射の間に変化する負荷のスペクトル散逸を推定し、かつ変化する散逸スペクトルに応答して照射スペクトルを変更するための方法を提供する。負荷の「スペクトル散逸」または「散逸情報」は負荷における複数の伝達周波数の散逸比率を意味すると受け取ることができる。
【００５０】
代替的に、または追加的に、照射の変更は、各伝達周波数でデューティサイクル中に負荷に散逸するエネルギの量を制御するための１つ以上のパラメータを動的に調整することによって実行される。調整は負荷から取り出されたスペクトル情報に基づく。スペクトル情報は、ＲＣスペクトル、装置のフルＳパラメータ、負荷のスペクトル散逸、負荷における伝達周波数の散逸比率、散逸ピークに関連付けられるＱ因子、および／またはそのような各周波数でキャビティ内に伝達することのできる最大電力のうちの１つ以上を含み、かつ／または１つ以上から導出することができる。加熱を制御するためのそのようなパラメータは、各周波数毎に割り当てられた時間、および／または各周波数に対し割り当てられた電力等とするか、またはそれを含むことができる。
【００５１】
本発明の一部の実施形態では、各周波数の伝達時間は、所望のエネルギが所与の周波数で負荷に散逸するように調整される。そのようなプロトコルでは、比較的低いエネルギ散逸比率および／または低い最大電力入力を有する場合に、伝達時間を使用して、そのような周波数に対しより多くの時間を割り当てることによって、それを補償することができる（例えば所与のサイクルでそのような周波数に対し高い相対的エネルギ伝達が望ましい場合）。所与の周波数で負荷に散逸される所望のエネルギは、負荷における所望の散逸パターンに合致するものであるかもしれない。したがって、所望のエネルギは例えば周波数毎の絶対値、または相対値（別の伝達周波数と比較して）、または両方の組合せとすることができる。それはまた、複数の周波数で散逸すべきエネルギの総量およびそれらの間のパターン（相対散逸比率）にも関連するかもしれない。負荷における散逸パターンとは、各周波数または複数の周波数で照射にさらされる負荷に散逸させる必要のあるエネルギの相対的および／または絶対的量を意味する。パターンは周波数関連（例えば周波数によって所与の量または相対的量を散逸する）、および／または部位関連（例えば負荷のある部位に所与の量または相対的量を散逸する）、または（おそらく作業帯域全体にわたる）スペクトル情報の別のパラメータまたは特徴とすることができる。例えば、散逸パターンは均質であるかもしれない（本質的に同量のエネルギが複数の周波数によってかつ／または複数の部位に散逸される）。例えば、均質なエネルギ散逸の場合、加熱サイクルにおける各周波数の散逸エネルギ値の全部またはかなりの大多数（例えば５１％以上、６０％以上、８０％以上、または実に９５％以上）が類似していなければならない（例えば最大差が平均値の４０％、２０％、１０％、５％より低い）。他のパターンでは、異なる関係が存在するかもしれない。例えば、解凍に使用することのできる一部のプロトコルでは、高い散逸比率を有する周波数の場合、比較的少量のエネルギ（もしあれば）が散逸する一方、低い散逸比率を有する周波数の場合、比較的大量のエネルギが散逸する。エネルギ散逸パターンは、（ａ）負荷における均質なエネルギ散逸、（ｂ）負荷における制御された非均質エネルギ散逸、または（ｃ）それらの組合せのうちの１つ以上を含むことができる。散逸パターンは照射サイクル毎に選択することができ、あるいは複数のサイクルに対して、またはプロセス全体に対してでも選択することができる。
【００５２】
時間調整方法は、各周波数における電力入力だけを調整する場合（すなわち周波数毎の伝達時間が固定されている場合）と比較して、より高い電力レベル（少なくとも一部の周波数では）可能になるので、全体的なプロセス時間の短縮を可能にする。任意選択的に、全ての周波数に最高電力レベルが（周波数の関数として）伝達され、（所与のスペクトル状況および電源に対して）エネルギ散逸比率が最大化され、したがって時間が最小化される。時間の制御は加熱中に１回以上、例えば各デューティサイクル前に、かつ／または複数のデューティサイクルの前および／もしくは後に実行することができ、かつキャビティおよび／または負荷から引き出されるスペクトル情報または散逸情報に基づくことができる。制御は、例えば各周波数が必要な電力で必要な期間伝達されることを確実にするために、例えば異なる周波数に対する装置の制御を含むかもしれないが、時々、制御は例えばサイクル間の伝達パターンの変化をも含み、かつ時々それぞれの計算および／または決定プロセスをも含むかもしれない。
【００５３】
加えて、または代替的に、各伝達周波数の最大可能電力が、その周波数の伝達の時間を制御しながら、その周波数に対して伝達される。そのような伝達の結果、所与の周波数で所望の量のエネルギが負荷に散逸する。そのような伝達の結果、所望のエネルギ散逸パターンを達成しながら、消散電力（または負荷へのエネルギ移動速度）の増加または最大化さえも生じる。加えて、または代替的に、所与のエネルギ散逸パターンを使用して、所与のエネルギ量を散逸させるために要する時間の短縮または最小化さえも達成される。驚くことに、１周波数におけるエネルギの移動は、その結果として伝達される周波数の負荷の散逸に影響を及ぼすかもしれないが、スペクトルにわたって慎重に選択された周波数で最大可能な電力でのエネルギ移動は、物体に損傷を引き起こさない。
【００５４】
本発明の一部の実施形態では、各周波数の伝達に割り当てられる時間は、全ての伝達周波数に対しデューティサイクル内で固定される一方、キャビティおよび／または負荷から引き出されるスペクトル情報および／または散逸情報に従って、多くのサイクルの総和により所望の散逸パターンがもたらされるように、各サイクルに現われる周波数は動的に選択される。該実施形態について図５でより詳細に説明する。
【００５５】
本発明の一部の実施形態では、各周波数の伝達に割り当てられる時間は、全ての伝達周波数に対しデューティサイクル内で固定される一方、電力は、所望の加熱パターンが一連のサイクル（事前設定サイクルグループ）にわたって達成されるように、一連のデューティサイクルにわたって動的に調整される。そのような場合、サイクルグループ内で各周波数繰返しサイクルを、その周波数によって所望のエネルギが散逸されるまで、伝達することが可能である。各周波数の伝達電力は、総合的に所望の量のエネルギが周波数によって散逸されるように、サイクルグループ内でサイクルの少なくとも一部分で最大とすることができる。時々、これは、周波数がグループ内のサイクルの一部の間に最大電力で伝達され、グループ内の１サイクル以上ではより低い電力で伝達される（または全く伝達されない）ことを意味する。電力の制御は、キャビティおよび／または負荷から引き出されるスペクトル情報および／または散逸情報に基づくことができる。
【００５６】
本発明の装置および方法の原理および操作は、図面および付随する説明を参照してより良く理解されることができる。
【００５７】
本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その適用において、下記の説明に示されかつ図面に示される構成要素の配置および構成の細部に限定されないことを理解しなければならない。本発明は他の実施形態が可能であり、あるいは、様々な方法で実施、または、実行される。また、本明細書中において用いられる表現法および用語法は説明のためであって、限定として見なされるべきでないことを理解しなければならない。
【００５８】
図１Ａは、負荷を一連の周波数にわたって照射するための方法の本発明に係る第１実施形態を示す簡略図である。本発明の一部の実施形態では、一連の伝達周波数における各周波数の伝達時間を調整して、その所与の周波数で所望のエネルギが物体内に散逸されるように構成された方法を提供する。各周波数の伝達時間の量は、スペクトル情報および／または散逸情報が更新されるたびに、または各デューティサイクル毎に、または数デューティサイクル毎に、またはデューティサイクル中でさえ、スペクトル情報および／または散逸情報に基づいて推定する（かつそれに応じて制御する）ことができる。ここでボックス２に目を向けると、そこで負荷に伝達される周波数が用意される。周波数は時々予め設定されるが、より一般的には、周波数は照射プロセス中に（例えばスペクトル情報および／または散逸情報に基づいて）動的に選択される。ボックス４では、各選択周波数毎の伝達期間が決定される。各周波数の伝達時間は、所望のエネルギ（絶対的または相対的）が所与のサイクル（または複数のサイクル）で所与の周波数で物体内に散逸されるように、調整される。ボックス６で、負荷は、選択された周波数からの各周波数がボックス２で設定された期間だけ伝達されるように照射される。
【００５９】
ここで図１Ｂを参照すると、それは本発明の一部の実施形態に従って制御されたエネルギ照射を負荷に提供するための方法を示す簡易フローチャートであり、負荷および／またはキャビティからのフィードバックをいかにして、種々の周波数の伝達時間を設定するために使用することができるかを示す。通常、負荷は、静的ではなくむしろ負荷の現在の状態に応じて変動するエネルギ散逸情報を有する。ボックス１６で、キャビティは照射スペクトルの周波数を照射される。ボックス１７で、結果的に得られたＲＣスペクトルが測定される。ボックス１６および１７に示されたステップは、測定自体がかなりの量のエネルギを負荷に伝達しないように実行することができる。これは、例えば加熱効果がほとんどまたは全く生じないが反射率スペクトルを得るには充分な低電力で行なうことができる。代替的に、スペクトル情報（または散逸情報）は、高電力を非常に短時間（例えば１、１０、１００、または実に１０００ミリ秒）伝達することによって測定することもできる。反射率スペクトルはとりわけ、各伝達周波数についての、かつ伝達スペクトル全体についての散逸情報を示す。ボックス１８で、負荷の現在の散逸情報が推定される。
【００６０】
ボックス１９で、照射スペクトルの周波数が、以前のステップで推定された散逸情報に応じて設定される。この設定は、どの周波数を伝達するかの選択の設定および／または散逸情報に適合する伝達電力および／または時間の設定を含むことができ、かつ散逸情報に基づいてそのようなパラメータを設定するために必要になる所要計算ステップを含むことができる。全ての周波数がそれに対して設定された期間中伝達された場合、１デューティサイクルは完了し、新しいサイクルを開始することができる。そのようなデューティサイクルは複数の伝達サイクルを含むとみなすことができる。
【００６１】
その後、ボックス１９の照射を停止し、プロセスを繰り返し（ボックス１６〜１９）、それによって加熱中のＲＣスペクトル（または散逸スペクトル）の変化に応じて、伝達時間を動的にリセットすることができる。こうして、所望の散逸パターンが達成されるように、負荷を照射することができる。異なる周波数で伝達されたエネルギの相対量は、帯域内の各周波数におけるそれぞれの散逸比率に応答して調整することができる。代替的に、伝達されるエネルギの相対量は、対域内の全周波数における散逸比率の関数または導関数に応答して調整することができ、それによって負荷におけるエネルギ分布パターンに影響を及ぼす。
【００６２】
ここで図１Ｃを参照すると、それは、各周波数が伝達される期間の調整を通して、各伝達周波数で負荷に散逸するエネルギの量を制御する方法の簡易フローチャートである。ボックス１１で、負荷は、デューティサイクルで一連の周波数を使用して、ＵＨＦまたはマイクロ波放射を照射される。これは、非常に少ないエネルギ移動で（したがって散逸情報にほとんどまたは全く影響せずに）情報が得られるように、比較的低電力で、かつ／または非常に短い伝達時間に高電力で、行なうことができる。ボックス１２で、負荷から散逸情報が得られる。ボックス１３で、各周波数ベースの所望のエネルギ伝達パターンに対するエネルギレベルが選択される。これは、例えばそれぞれの散逸レベル、および負荷に対する所望の全体的エネルギ散逸に基づくことができる。ボックス１４で、デューティサイクルは、少なくともデューティサイクル内の対応する周波数が伝達されるそれぞれの期間を選択することによって設定される。これらの期間は、所与の電力で伝達が行なわれるように選択される。典型的に、所与の電力はその周波数の最大可能電力であり、その周波数の散逸比率を考慮して、設定されたエネルギ量が伝達される。ボックス１５で、負荷はデューティサイクルに応じて照射される。この後に再び、デューティサイクル調整の新しい巡回のボックス１１が続く。初期エネルギ散逸情報（または事実上、全散逸パターン）は、予め定められたエネルギ散逸情報、例えば卵のための、または水を加熱するための（例えば装置または類似の負荷を持つ同様の装置の以前の動作に基づく）予想散逸情報から、得ることができる。デューティサイクルは、対応する周波数が伝達されるデューティサイクル内のそれぞれの期間を少なくとも変更することによって、調整される。デューティサイクルは、負荷を照射するために使用される周波数、および対応する周波数で伝達される電力を含むことができる。周波数毎のエネルギはサイクル内で制限することができる。制限は、サイクルを実行するために容認された各周波数の最大累積時間電力組合せに基づくか、または容認された周波数毎の最大エネルギに基づくことができる。
【００６３】
本書のどこか別のところで記載した通り、伝達された全エネルギが実際に負荷によって散逸（または吸収）されるわけではない。伝達されたエネルギのうち負荷によって吸収される部分は通常、異なる周波数および異なる負荷で変化する。過剰な伝達エネルギは反射して給電体に戻されるか、あるいは別の給電体が存在すれば、それに結合される。
【００６４】
図２は、伝達されるエネルギの量に対する制御を表わす例示的フローチャートである。ボックス２１で、任意選択的にエネルギ散逸パターンを選択する。ボックス２２で、（例えば、上述の通り低エネルギ周波数掃引を伝達することによって）負荷から散逸情報を取得する。ボックス２３で、散逸情報を解析する。ボックス２４で、伝達される各周波数毎に、周波数／時間／電力（ＦＴＰ）トリプレットを選択して、選択されたプロファイルを実行する。トリプレットを選択するための方法は、本書にて後でさらに詳しく説明する。ＦＴＰトリプレットの１つ以上は、全部または複数の周波数に対して固定することができる。ボックス２５で、エネルギはＦＴＰトリプレットに従って負荷に伝達される。ボックス２１〜２５に記載されたプロセスは、新しい情報取得および解析ステップの有無にかかわらず、繰り返すことができる。ボックス２６は停止を記載しており、それは自動とすることができる。自動停止は、設定量のエネルギが散逸した後、または所与の時間が満了した後、または湿度／温度／体積／相変化等とすることのできる感知入力に基づいて、行なうことができる。停止は手動とすることもできる。
【００６５】
所与の散逸比率に対し所与の周波数で単位時間に負荷に散逸することが望ましい電力の量を以下でｄｐｌ（ｆ）と定義する。電力とは、単位時間当たりに散逸されるエネルギを意味する。異なる周波数に対し異なる量のエネルギを供給することは、例えば異なるピーク電力、異なるデューティサイクルを使用することによって、かつ／または異なるレートで伝達することによって実行することができる。例えば電力は固定振幅で、しかし異なるレートで、かつ／または異なる周波数に対するパルス間の遅延を伴って、供給することができる。
【００６６】
電力調整加熱において、各周波数の伝達に割り当てられる時間は、サイクル内の全ての伝達周波数に対して固定されるが、電力は周波数間で異なるかもしれない。全ての周波数（または特定の範囲の周波数）で電力の均質な散逸を持つことを希望する場合、ｄｐｌ（ｆ）は全ての伝達周波数に対して同一となるように選択される。そのような場合、異なる散逸比率を有する異なる周波数で異なる電力が伝達され、それぞれの周波数散逸比率で散逸される本質的に均質なエネルギ量に影響する。
【００６７】
（所与の電力源、例えばＲＦ電力増幅器を使用して）単位時間に負荷に散逸することのできる最大電力量をｅｐ（ｆ）と定義し、それはその周波数における散逸比率（ｄｒ（ｆ））およびその周波数で電力源から利用可能な最大電力（Ｐｍａｘ）の関数である。（電力調整加熱では）各周波数の伝達に割り当てられる時間は全ての伝達周波数に対して固定されるので、周波数によっては、所望の高いエネルギ量をタイムスロット内で散逸することができない場合があるかもしれない（すなわちｅｐ（ｆ）＜ｄｐｌ（ｆ））。低いｄｐｌ（ｆ）を選択すると、所望の電力量（ｄｐｌ）をそれらに散逸させることのできる周波数の数を増大させることができ（ｅｐ（ｆ）≧ｄｐｌ（ｆ））、したがって所望のエネルギ量が負荷のより多くの部分に散逸する。しかし、これはエネルギ散逸の速度を犠牲にする。より高いｄｐｌを選択すると、所与のタイムスロット内でより多くのエネルギが散逸されるので、加熱の速度は高くなるが、より多くの周波数がｅｐ（ｆ）＜ｄｐｌを有し、したがって最大利用可能エネルギだけを受け取り、それはこれらの周波数の場合その状況でｄｐｌより低いので、選択されたエネルギ散逸パターンからの実際のエネルギ散逸のずれも大きくなる。キャビティの特性を変更することによって（例えば電磁界調整要素を移動させ、かつ／または負荷を移動させることによって）、例えば所与のｄｐｌ（ｆ）がより多数の周波数で伝達可能となり、それによって所与の均一性レベルで加熱速度の増加が可能になるように、スペクトル情報および／または散逸情報を変更することができることが注目される。
【００６８】
時間調整加熱では、各周波数の伝達に割り当てられる時間は、サイクル内の伝達周波数間で変動させることができ、任意選択的に、伝達電力もまた周波数間で変動することができる。全てまたは一部の周波数で均質または本質的に均質な電力の散逸を有することが望ましい場合、ｄｐｌ（ｆ）は全ての伝達周波数に対して同一となるように選択される。この方法を使用することによって、異なる周波数で同時にかつ／または異なる伝達電力で、伝達するために異なる時間を使用することができるが、異なる散逸比率のため、本質的に同一電力量が負荷に散逸される。
【００６９】
時間調整加熱では、各周波数の伝達に割り当てられる時間は、例えばｅｐ（ｆ）の差を補償するために変化することができるので、所与のｄｐｌ（ｆ）で電力調整加熱の場合より多くの周波数が有用である。実際に、時間調整加熱では、散逸パターンおよび時間は、電力調整加熱で同様の条件下で達成可能な散逸パターンおよび時間と比較すると、事実上無制限である。それでもなお、例えば下で詳述するように、高すぎるかまたは低すぎる散逸比率および／またはｅｐ（ｆ）を有する周波数の使用を防止する他の制限を課すことができる。したがって、時間調整プロトコルで、例えば電磁界調整要素を移動させ、かつ／または負荷を移動させることによってキャビティの特性を変更することは、所望の散逸パターンに影響を及ぼすために使用することのできる周波数の個数（または割合）を変更するためにも使用することができる。
【００７０】
一部の実施形態では、所与の伝達サイクルで負荷に散逸させる所望のエネルギ総量は、事前に設定される。デューティサイクルとも呼ばれる伝達サイクルは、作業帯域に使用され、所望のエネルギ散逸パターンに従って一度にまたは連続的に伝達される、全ての周波数を含む伝達の集合である。サイクルで、周波数は、上述したサイクルグループの場合と同様に、エネルギ散逸パターンに影響を及ぼすように、１回、または２回以上伝達することができる。サイクルは例えば、各周波数が１回伝達される周波数掃引として、かつ／または複数の周波数が同時に伝達されるパルスとして、または方法当業界で公知のいずれかの他の方法を使用して実現することができる。サイクルは、伝達スペクトルパラメータのリセット事象間のエネルギの総伝達とすることができる。単一加熱プロトコルは、単一伝達サイクルとして（特に所望のエネルギ散逸が小さい場合）、または複数の伝達サイクルとして実行することができる。
【００７１】
一部の実施形態では、時間調整加熱の場合、例えば比較的低いｅｐ（ｆ）、例えば最大ｅｐ（ｆ）値の５０％以下、２０％以下、１０％以下、または３％以下でさえも伝達する必要性によるサイクルの不当な引き伸ばしを防止するために、またはｅｐ（ｆ）が事前設定された絶対値より低い場合に、伝達電力下限を選択することができる。この電力限界を本書ではｂｐｌと呼ぶ。ｔｐｌ（ｆ）は、ｄｐｌを散逸するために所与の周波数で装置によって伝達される電力を表わす。したがって、ｔｐｌ（ｆ）はｄｐｌ、所与の周波数で装置によって伝達することのできる最大電力量、およびその周波数における散逸比率（ｄｒ（ｆ））の関数である。ｔｐｌ（ｆ）が低い場合、ｄｐｌ（ｆ）を散逸させるために要する時間は、ｔｐｌ（ｆ）が高かった場合より（同一ｄｐｌ（ｆ）に対して）長くなる。ｔｐｌ（ｆ）＜ｂｐｌの場合、加熱プロトコルは従って、そのような周波数で費やされる時間の量を制限するように調整することができる。例えばｂｐｌより低いｔｐｌ（ｆ）を有する周波数は無視することができる。換言すると全く伝達されない。あるいは代替的に、それらを限定された期間、したがって例えばｅｐ（ｆ）＝ｂｐｌの加熱期間、伝達することができる。
【００７２】
一部の実施形態では、例えば装置の損傷を防止するために、最大伝達電力量は制限される。制限はｔｐｌ（ｆ）に最大限度を設定することによって実行される。この制限は、伝達電力のうち負荷で散逸されない部分が大きい低散逸比率の周波数で、非常に重要である。この制限の効果は、装置の様々な部分に保護対策を、例えば反射電力負荷に冷却手段を追加することによって、軽減されるかもしれない。コントローラは、反射電力負荷に散逸される電力が予め定められた上限を超えるのを防止するように構成することができる。そのような構成は、戻りおよび結合エネルギを計算することによって、または温度を測定することによって、または当業界で公知のいずれかの他の手段によって達成することができる。
【００７３】
一部の実施形態では、例えば装置の損傷の防止および装置からの過度の放射の防止を含め、なんらかの理由で、キャビティ内に伝達することを許可される電力レベルに上限が課せられる。そのような限界をｕｔｐｌと言う。そのような制限に従う伝達（ｔｐｌ’（ｆ））を表１に示す。
0005362836.tif 000002
【００７４】
一部の実施形態では、負荷および／もしくは装置の損傷の防止のため、ならびに／または装置からの過度の放射の防止のため、または他の何らかの理由から負荷に散逸することを許可される電力レベルに上限が課せられる。そのような場合の上限を本書ではｕｐｌという。制限を表２に定義する。ここでｇｌ（ｆ）はｕｐｌに関係なく各周波数で負荷に散逸される電力量を表わし、ｇｌ’（ｆ）は、ｕｐｌを考慮に入れたときに各周波数で負荷内に散逸される電力量を表わす。
0005362836.tif 000003
最後に、時々、２つ以上のｕｐｌおよびｂｐｌを使用することができる。
ＦＴＰを選択するための例示的方法：
【００７５】
散逸関数ｄｒ（ｆ）の例示的決定
ｄｒ（ｆ）は、所定の周波数での散逸比率であり、０と１の間の潜在値を有し、測定された電力に基づき、かつ当該技術分野で知られるように測定されたＳ−パラメータを使用して、方程式１に示す通り計算されることができる。
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【００７６】
各周波数で負荷に散逸することのできる最大電力（ｅｐ（ｆ）と表わされる）は、Ｐｍａｘｉｍｕｍ  ｊ，ｗａｔｔが各周波数で増幅器から利用可能な最大電力であると仮定して、次のように計算される。
0005362836.tif 000005
【００７７】
所与の散逸サイクルで、ｇｌ（ｆ）は各周波数で負荷に散逸される電力を表わし、ｄｐｌ（ｆ）は所与の周波数で負荷に散逸されることが望まれる電力量と定義され、したがって散逸は表３に記載する通りである。
0005362836.tif 000006
【００７８】
注記：ｇｌ（ｆ）（ならびにｅｐ（ｆ）およびｄｐｌ（ｆ））は、負荷に散逸される電力である。各周波数で装置によって伝達される電力（ｔｐｌ（ｆ））は、表４に記載する通り、ｇｌ（ｆ）およびｄｒ（ｆ）の関数である。
0005362836.tif 000007
【００７９】
ｂｐｌより低いｔｐｌ（ｆ）値に対して伝達が防止されるようにｂｐｌが印加された場合に、実際の伝達（ｔｐｌ’（ｆ））はしたがって、表５に記載する通りである。
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【００８０】
伝達時間の計算：
本発明の一部の例示的実施形態では、基本時間ステップを選択する（以下ｂｔｓという（例えば１０ナノ秒））。基本時間ステップは通常、各周波数の伝達の時間を制御するコントローラの特徴であり、伝達周波数間の時間単位による最大分解能を定義し、ｔｔｄ（ｆ）は、ｂｔｓ単位で測定されたｔｐｌ（ｆ）を伝達するために必要な時間を定義する数値である。ｔｔｄ（ｆ）は次の通り計算することができる。
0005362836.tif 000009
【００８１】
したがって、最小伝達時間はｔｔｄ（ｆ）およびｂｔｓの関数として計算することができる。時々、少なくとも有意のエネルギ量を伝達するサイクル時間を課すことが望ましいかもしれず、あるいはサイクル時間は何らかの他の理由であまり短くはないことが望ましいかもしれない。したがって、サイクル時間を延ばして上記最小値より高くするために、時間ストレッチ定数（ｔｓｃ）を導入し、それによって各周波数に対する実際の伝達時間（ａｔｔ（ｆ））を次のように計算することができる。
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【００８２】
ｔｓｃはサイクル期間を増加／減少するために使用することができる。これは装置に対し固定値とすることができ、あるいは装置の異なる動作プロトコルに対して、または負荷の特性に基づいて、異なる固定値を設定するか、あるいは動作サイクル中に時々（例えば１サイクル当たりに伝達されるエネルギ総量の制限に基づいて）調整すること等ができる。実際、時々、低いｄｐｌ（ｆ）値を伝達するために、ｔｓｃの値の増加を使用することができ、それはエネルギ伝達プロセスの全体的期間を増大させるが、より正確に所望の散逸パターンを提供することができる。
【００８３】
伝達時間の所与の総量（ａｔｔ（ｆ））が各周波数に割り当てられるので、この期間は必ずしも連続的に伝達されないことに注目されたい。むしろ、伝達サイクルは複数のサイクルに分割することができ、そこで伝達周波数の一部または全部がａｔｔ（ｆ）より小さい期間に伝達される一方、各周波数の総伝達時間はａｔｔ（ｆ）として維持される。
【００８４】
時間短縮の実証：
例示的説明は、２つの伝達周波数ｆ１およびｆ２、ならびに装置の最大伝達電力Ｐｍａｘｉｍｕｍ＝Ｐ１＞Ｐ２に基づく。伝達電力の調整に基づく選択された電力移送プロトコルに従って、Ｐ１はｆ１で、かつＰ２はｆ２で、各々固定期間ｔに伝達される。そのような場合、Ｅ１およびＥ２を伝達するために使用される総時間は２ｔである。
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【００８５】
エネルギが伝達される時間の調整に基づく選択された電力移送プロトコルに従って、Ｐｍａｘｉｍｕｍはｆ１およびｆ２の両方で伝達される。そのような場合、Ｅ１およびＥ２を伝達するために使用される総時間は、次のように計算される。
0005362836.tif 000012
【００８６】
Ｐｍａｘｉｍｕｍ＝Ｐ１であるので、ｔ１はｔに等しいはずである。しかしＰｍａｘｉｍｕｍ＞Ｐ２であるので、ｔ２はｔより小さいはずである。
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【００８７】
図３は、本発明の実施形態に係る装置１０を概略的に示す。図示する通り、装置１０はキャビティ１１を含む。図示する通り、キャビティ１１は、導体、例えばアルミニウムのような金属から作られた円筒状キャビティである。しかし、本発明の一般的方法論は、特定の共振器キャビティ形状に限定されないことを理解されたい。キャビティ１１、または導体から作られた任意の他のキャビティは、とりわけキャビティの形状に依存する遮断周波数（例えば５００ＭＨｚ）より高い周波数を有する電磁波のための共振器として動作する。形状に基づいて遮断周波数を決定する方法も同様に当該技術分野で周知であり、使用することができる。
【００８８】
負荷１２はファラデー箱であるキャビティ内に、任意選択的に支持部材１３（例えば従来の電子レンジプレート）上に配置される。本発明の例示的実施形態では、キャビティ１１は、連続した周波数において負荷の存在下で共振させるためにエネルギをキャビティ内に伝達するために使用することのできる１つ以上の給電体１４を含む。エネルギは、例えば固体増幅器の使用を含め、当業界で公知の任意の方法および手段を使用して伝達される。所与のＲＦ周波数の帯域内でキャビティのスペクトル情報および／または負荷の散逸情報を得るために、操作中に、給電体１４の１つ以上、時には全部を１回以上使用して、作業帯域の周波数の関数としてキャビティのスペクトル情報（例えば負荷の散逸情報）を決定することができる。この情報は、下述の通り、コントローラ１７によって収集かつ処理される。
【００８９】
本発明の例示的実施形態では、キャビティ１１は１つ以上のセンサ１５をも含む。これらのセンサは、例えば温度（例えば１つ以上のＩＲセンサ、光ファイバ、または電気的センサにより検出）、湿度、重量等をはじめとする追加情報をコントローラ１７に提供することができる。別の選択肢は、負荷に埋め込まれるか取り付けられた１つ以上の内部センサ（例えばＷＯ０７／０９６８７８に開示された光ファイバまたはＴＴＴ）を使用することである。
【００９０】
代替的にまたは追加的に、キャビティ１１は１つ以上の電界調整要素（ＦＡＥ）１６を含むことができる。ＦＡＥは、キャビティのスペクトル情報（または散逸情報またはＲＣスペクトル）またはそこから導出可能なスペクトル情報に影響を及ぼすことのできる、キャビティ内の任意の要素である。したがって、ＦＡＥ１６は、キャビティ内の金属部品の１つ以上、給電体１４、支持部材１３、および負荷１２さえも含めて、例えばキャビティ１１内の任意の負荷とすることができる。ＦＡＥ１６の位置、向き、形状、および／または温度は任意選択的に、コントローラ１７によって制御される。本発明の一部の実施形態では、コントローラ１７は、数回連続掃引を実行するように構成される。異なるスペクトル情報（または散逸情報またはＲＣスペクトル）を推定できるように、各掃引は異なるＦＡＥ特性（例えば１つ以上のＦＡＥの位置または向きの変化）で実行される。コントローラ１７は次いで、得られたスペクトル情報に基づいてＦＡＥ特性を選択することができる。そのような掃引は、ＲＦエネルギをキャビティ内に伝達する前に実行することができ、かつ動作中にキャビティ内で発生する変化に対して、伝達される電力および周波数を（ならびに時々ＦＡＥ特性も）調整するために、装置１０の動作中に掃引を数回実行することができる。
【００９１】
時々、選択的照射のため、かつ／または例えば下述するようにｄｐｌ（および本明細書で規定される他の放射パラメータのいずれか）のような放射パラメータの設定のために、最も有用なスペクトル情報（例えば散逸情報またはＲＣスペクトル）が得られるように、ＦＡＥが制御され、かつ／または負荷が回転または移動される。任意選択的に、または代替的に、負荷および／またはＦＡＥは周期的に、かつ／または得られたスペクトル情報の質または他の特性に基づいて操作される。任意選択的に、最も高いｄｐｌ（ｆ）の選択を可能にする設定が選択される。
【００９２】
コントローラへの情報の例示的転送は、破線で表わされる。実線はコントローラ１７によって行使される制御の例を表わす（例えば給電体１４によって伝達される電力および周波数、および／またはＦＡＥ１６の特性の指示）。情報／制御は、有線および無線通信を含め、当業界で公知の任意の手段によって伝達することができる。
【００９３】
コントローラ１７は、対応する周波数が伝達されるそれぞれの期間を変化させることによって、周波数毎にエネルギを調整するためにも使用することができる。
【００９４】
図４ａおよび４ｂは、同量のエネルギを複数の周波数で散逸させるために、デューティサイクルを実行する前に、パラメータを調整する２つの例を表わす例示的グラフを示す。図４Ａは電力調整方法を表わす一方、図４Ｂは時間調整方法を表わす。この実施例では、ｔ調整方法は、デューティサイクルを実行する前に、各伝達周波数毎の固定電力量を維持しながら、各周波数毎に割り当てられる時間量を調整するものであり、時間調整方法は、デューティサイクルを実行する前に、各周波数毎に割り当てられる時間を固定状態に維持しながら、各周波数毎の電力量を調整するものである。
【００９５】
図４Ａおよび図４Ｂにおける破線はそれぞれ、各周波数で負荷に散逸することのできる最大電力を表わす（ｅｐ（ｆ））。図に示す通り、最大散逸電力（ｅｐ（ｆ））はどちらの図でも同一である。どちらの図でも、それより高いレベルでは散逸が防止される最大電力レベルを表わす、ｍｐｌと呼ばれる制限因子が導入される。図４Ａでは、各周波数の伝達のための時間は固定され、各周波数で散逸するように選択された電力は同一であり、（例えば高電力での加熱と、少なくともｄｐｌに等しいｅｐ（ｆ）を有する多数の周波数の使用との間のトレードオフに基づいて）ｄｐｌとなるように選択される。見て分かるように、ｅｐ（ｆ）＜ｄｐｌを有する幾つかの周波数は伝達されず、少数の周波数を除く全周波数がそれらのｅｐ（ｆ）未満で伝達される。時間調整方法を現す図４Ｂでは、ｅｐ（ｆ）＞ｍｐｌを有するものを除き、周波数の大部分はそれぞれのｅｐ（ｆ）で伝達される。図４Ｂでｄｐｌを表わす線は、図４Ａに現われるのと同一ｄｐｌ線を示し、単に２つのグラフの間の比較のために提供するだけである。
【００９６】
図５は、本発明の例示的実施形態に従って、各サイクルに現われる周波数を選択する例示的シナリオである。この実施例では、各周波数毎に割り当てられる時間は各デューティサイクルで固定され、どのデューティサイクルにどの周波数が現われるかを決定することによって、調整が達成される。そのような調整は、各周波数で伝達されるエネルギの所望の百分率を考慮に入れる。特定の周波数は全てのデューティサイクルに現われて、その最大エネルギの１００パーセントを提供する一方、別の周波数は複数のデューティサイクルのうちの１つに現われて（例えば３つに１つ）、その最大エネルギ出力の一部分を達成するかもしれない（上記の実施例では３分の１）。サイクルの一部に対して周波数を伝達しないことを選択するか、あるいはそのフルパワーに満たない電力しか伝達しない場合、分解能の向上が達成されるかもしれない。ボックス１１で、デューティサイクルで一連の周波数を使用して、ＵＨＦまたはマイクロ波放射で負荷を照射する。ボックス１２で、負荷から散逸情報を得る。ボックス１３で、それぞれの散逸レベルおよび負荷に対する所望のエネルギ散逸に基づいて、現在のデューティサイクルに参加する各周波数に対しエネルギレベルを選択する。ボックス１４で、デューティサイクルに発生する周波数を変化させることによって、デューティサイクルを変更する。ボックス１５で、変更されたデューティサイクルに従って負荷を照射し、その後にデューティサイクル変更の新しい巡回のボックス１１を続けることができる。予め選択されたエネルギ散逸情報から所望のエネルギ散逸が得られる。
【００９７】
別の実施例では、電力は複数周波数パルスとして提供され、各パルスは複数の周波数の電力を含む。各パルスの周波数および／またはパルスの周波数の電力の振幅は、所望の平均電力を印加するように選択することができる。
【００９８】
例示的用途
以下の実施例では、使用した装置は、基本的に上記ＷＯ０７／０９６８７８（‘８７８）の実施形態に従って構成されかつ作動する、８００〜１０００ＭＨｚの作業帯域を持つ９００ワットの装置であった。
【００９９】
１．加温アルゴリズム
負荷の全ての部分に本質的に同量のエネルギを提供するのに適したプロトコルによって、水道水（５００グラム）を加熱した。各実験で、合計して６０ｋＪを負荷（水および水を保持するボウル）に伝達した。
【０１００】
第１の加温実験では、‘８７８の実施形態に従って伝達期間を変化させながら、各周波数を同一固定期間伝達することによって、異なる量のエネルギを異なる周波数で伝達した。この実施例では、水は２：２５分で約２２℃から約３８℃まで加熱された（１６℃の上昇）。
【０１０１】
第２の加温実験では、本発明の実施形態に従って、各周波数を最大利用可能電力で伝達し、かつ伝達時間を変化させることによって、異なる量のエネルギを異なる周波数で伝達した。水は１：５８分（第１の加温実験に要した時間の約８０％）で約２１℃から約３８℃まで加熱された（１７℃の上昇）。
【０１０２】
温度上昇の差は例えば、温度計の不正確さ、および／またはＲＦエネルギの異なる吸収度を導いたボウル間のわずかな相違に起因する。
【０１０３】
２．解凍アルゴリズム
冷凍鶏胸肉（骨無しおよび皮無し；冷凍する前に塊状に束ねられた）を約−１８℃の従来のレストランの冷凍庫から取り出し、ＵＳ６１／１９３２４８および同時に出願した代理人生理番号４７４０８を有する国際ＰＣＴ出願の実施形態に従って異なる周波数で異なる量のエネルギを伝達する、解凍用に意図されたプロトコルを使用して加熱した。
【０１０４】
第１の解凍実験では、‘８７８の実施形態に従って、伝達期間を変化させながら各周波数を同一固定時間伝達することによって、異なる周波数で異なる量のエネルギを伝達した。１５００グラムの鶏胸肉の塊を３６分で０〜５℃（胸肉の様々な部位で測定）まで加熱した。
【０１０５】
第２の解凍実験では、本発明の実施形態に従って、各周波数を最大利用可能電力で伝達し、かつ伝達時間を変化させることによって、異なる周波数で異なる量のエネルギを伝達した。１７１５グラムの塊状の鶏胸肉を２０分で０〜５℃（胸肉の様々な部位で測定）まで加熱した。こうして、第２の解凍実験では、より大きい負荷を解凍するのに、第１の解凍実験で要した時間の約５６％で充分であることが観察された。
【０１０６】
明確にするため別個の実施形態の文脈で説明されている本発明の特定の特徴が、単一の実施形態に組み合わせて提供されることもできることは分かるであろう。逆に、簡潔にするため単一の実施形態で説明されている本発明の各種の特徴は別個にまたは適切なサブコンビネーションで、あるいは本発明の他の記載される実施形態において好適なように提供することもできる。
【０１０７】
本発明はその特定の実施態様によって説明してきたが、多くの別法、変更および変形があることは当業者には明らかであることは明白である。従って、本発明は、本願の請求項の精神と広い範囲の中に入るこのような別法、変更および変形すべてを包含するものである。本明細書で挙げた刊行物、特許および特許出願はすべて、個々の刊行物、特許および特許出願が各々あたかも具体的にかつ個々に引用提示されているのと同程度に、全体を本明細書に援用するものである。さらに、本願で引用または確認したことは本発明の先行技術として利用できるという自白とみなすべきではない。
【図１Ａ−１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ−４Ｂ】
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【図５】
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