(57)【要約】  加熱調理器は、被加熱物を収容する加熱室と、被加熱物を加熱する加熱部と、撮像部と、照明部と、照明制御部と、画像処理部とを備える。撮像部は加熱室の壁面に設けられ、加熱室の内部を撮影する。照明部は加熱室の内部を照明する。照明制御部は、複数の照明条件で照明部を点灯させる。画像処理部は撮像部により撮影された画像を処理し、被加熱物が立体形状であるか平面形状であるかを判別する。本態様によれば、被加熱物が平面状か立体状かに関わらず、被加熱物の本来の色および正しい輪郭を検出することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を収容するように構成された加熱室と、
前記被加熱物を加熱するように構成された加熱部と、
前記加熱室の壁面に設けられ、前記加熱室の内部を撮影するように構成された撮像部と、
前記加熱室の内部を照明するように構成された照明部と、
複数の照明条件で前記照明部を点灯させるように構成された照明制御部と、
前記撮像部により撮影された画像を処理し、前記被加熱物が立体形状であるか平面形状であるかを判別するように構成された画像処理部と、
を備えた、加熱調理器。
【請求項２】
前記照明制御部が、前記画像処理部により判別された前記被加熱物の形状に応じた照明条件で前記照明部を点灯させるように構成された、請求項１に記載の加熱調理器。
【請求項３】
前記照明部が複数の光源を有し、前記照明制御部が、前記複数の照明条件として、前記複数の光源の点灯および消灯の組み合わせに応じた複数の照明パターンを有する、請求項１に記載の加熱調理器。
【請求項４】
前記照明部が複数の光源を有し、前記照明制御部が、前記複数の照明条件として、前記複数の光源の照度に応じた複数の照明パターンを有する、請求項１に記載の加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、食品などの被加熱物を加熱するための加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
加熱室を有する加熱調理器において、被加熱物の状態を確認するために、加熱室内を撮像する撮像部を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の加熱調理器は、撮像部で撮影した画像を処理して、調理中の被加熱物の焦げ具合を認識する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２７２０４５号公報
【発明の概要】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の加熱調理器は、加熱室内に載置された被加熱物が、クッキーのような平面状であるか、ロールパンのような立体状であるかを区別することができない。この区別がつかなければ、次のような問題が生じる可能性がある。すなわち、平面状の被加熱物の場合には問題の起こらない照明を用いても、立体状の被加熱物の場合には、被加熱物自体の影が被加熱物上に検出されることがある。この影が焦げ色と誤認識されると、被加熱物の色が正しく検出できない。
【０００５】
平面状の被加熱物の場合には問題の起こらない照明を用いても、立体状の被加熱物の場合には、被加熱物の表面で反射する正反射光が検出されることがある。この場合、実際の色よりも非常に明るい色が部分的に検出される。
【０００６】
一般的に、この種の加熱調理器では、被加熱物は、食器などの調理容器に載置されて加熱される。特許文献１に記載の加熱調理器では、画像処理における特徴検出、エッジ追跡などを行って被加熱物の境界を決定し、被加熱物をその近傍の背景である調理容器と分離する。
【０００７】
しかしながら、照明による部分的高輝度または影が発生すると、被加熱物の状態を正しく検出できない。画像からエッジが消滅すると、被加熱物の領域を検出できない。
【０００８】
被加熱物とその近傍の背景が近似色である場合、背景と被加熱物とを正確に分離することは困難である。被加熱物および近傍の背景の明度がともに高い、すなわち、被加熱物および近傍の背景が白っぽい場合、さらに背景と被加熱物との分離が困難である。
【０００９】
本開示は、撮像部と照明部とを備え、被加熱物が平面状か立体状かに関わらず、被加熱物の正しい輪郭や色を検出することができる加熱調理器を提供することを目的とする。
【００１０】
本開示の一態様の加熱調理器は、被加熱物を収容する加熱室と、被加熱物を加熱する加熱部と、撮像部と、照明部と、照明制御部と、画像処理部とを備える。
【００１１】
撮像部は加熱室の壁面に設けられ、加熱室の内部を撮影する。照明部は加熱室の内部を照明する。照明制御部は、複数の照明条件で照明部を点灯させる。画像処理部は撮像部により撮影された画像を処理し、被加熱物が立体形状であるか平面形状であるかを判別する。
【００１２】
本態様によれば、被加熱物が平面状か立体状かを判別することができる。これにより、被加熱物の形状に適した照明条件で加熱室の内部を照明することができる。その結果、被加熱物の本来の色および正しい輪郭を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本開示の実施の形態１に係る加熱調理器の構成を示す図である。
【図２】図２は、本開示の実施の形態２に係る加熱調理器の構成および第１の照明パターンを示す図である。
【図３】図３は、実施の形態２に係る加熱調理器の構成および第２の照明パターンを示す図である。
【図４】図４は、実施の形態２に係る加熱調理器の構成および第３の照明パターンを示す図である。
【図５】図５は、実施の形態２に係る加熱調理器の構成および第４の照明パターンを示す図である。
【図６】図６は、本開示の実施の形態３に係る加熱調理器の構成および照明パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示の第１の態様の加熱調理器は、被加熱物を収容する加熱室と、被加熱物を加熱する加熱部と、撮像部と、照明部と、照明制御部と、画像処理部とを備える。
【００１５】
撮像部は加熱室の壁面に設けられ、加熱室の内部を撮影する。照明部は加熱室の内部を照明する。照明制御部は、複数の照明条件で照明部を点灯させる。画像処理部は撮像部により撮影された画像を処理し、被加熱物が立体形状であるか平面形状であるかを判別する。
【００１６】
本開示の第２の態様の加熱調理器では、第１の態様に加えて、照明制御部が、画像処理部により判別された被加熱物の形状に応じた照明条件で照明部を点灯させる。
【００１７】
本開示の第３の態様の加熱調理器では、第１の態様に加えて、照明部が複数の光源を有する。照明制御部が、複数の照明条件として、複数の光源の点灯および消灯の組み合わせに応じた複数の照明パターンを有する。
【００１８】
本開示の第４の態様の加熱調理器では、第１の態様に加えて、照明部が複数の光源を有する。照明制御部が、複数の照明条件として、複数の光源の照度に応じた複数の照明パターンを有する。
【００１９】
以下、本開示の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。以下の図面において同一または同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本開示の実施の形態１に係る加熱調理器１１の構成を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の加熱調理器１１は、被加熱物１２を収容する加熱室１３と、ヒータ、マグネトロン、蒸気発生器などの加熱部１４とを備え、被加熱物１２を加熱する。
【００２１】
加熱室１３は、天面１７、左側壁面１８、背面１９、右側壁面２０、底面２１、ドア（図示せず）の六つの壁面から構成された略直方体形状を有する。天面１７、左側壁面１８、背面１９、右側壁面２０は、例えば、ホウロウ鋼板、ステンレス鋼板、塗装鋼板などの材料により形成される。一例として、加熱室１３は、４００ｍｍの幅と３００ｍｍの奥行きとを有する。
【００２２】
本実施の形態では、加熱部１４は、天面１７に配置されたヒータである。
【００２３】
以下の説明において、加熱室１３の背面１９側を後方とし、加熱室１３の背面１９とは反対側、すなわち、加熱室１３のドア側を前方とする。図面における右、左をそれぞれ右、左とする。加熱室１３の底面２１側を下方とし、加熱室１３の天面１７側を上方とする。
【００２４】
天面１７と左側壁面１８とが接する加熱室１３の左上部に、斜面２２が配置される。斜面２２は、背面１９から１５０ｍｍ手前の周辺、すなわち、加熱室１３の前後方向の中央に部分的に絞り加工で形成される。斜面２２には、撮像部２３が配置される。
【００２５】
撮像部２３は、斜面２２に設けられた貫通孔２４の中に配置され、貫通孔２４を通して加熱室１３の内部を撮影する。撮像部２３は、主に被加熱物１２を視野内に収めるように、水平に対して約３０度下方を向くように配置される。この下向きの角度は、撮像部２３の画角に応じて０〜約５０度の範囲にあればよい。斜面２２が、上記角度に垂直な面を有すれば、撮像部２３を容易に固定することができる。
【００２６】
照明２５ａ〜２５ｄは、発光ダイオード、蛍光灯などで構成された光源を有する照明部である。照明２５ａは、左側壁面１８の前方上部に配置される。照明２５ｂは、左側壁面１８の後方上部に設置される。照明２５ｃは、右側壁面２０の後方上部に配置される。照明２５ｄは、右側壁面２０の前方上部に配置される。照明２５ａ〜２５ｄは壁面の中に配置され、加熱室１３の内部を照明する。
【００２７】
本実施の形態では、照明２５ａ、２５ｄは、背面１９から前方２５０ｍｍの位置に配置される。照明２５ｂ、２５ｃは、背面１９から前方５０ｍｍの位置に配置される。加熱室１３の中心と照明２５ａ、２５ｂとを結ぶ直線は、加熱室１３の中心と撮像部２３とを結ぶ直線と平面視で約２６．５度の角度をなす。すなわち、加熱室１３の中心と照明２５ａとを結ぶ直線は、加熱室１３の中心と照明２５ｂとを結ぶ直線と平面視で約５３度の角度をなす。照明２５ｃ、２５ｄについても同様である。
【００２８】
制御部３１は、マイクロコンピュータで構成される。制御部３１は、画像処理部３２、照明制御部３３、撮像制御部３４を含む。撮像制御部３４は撮像部２３を制御する。画像処理部３２は、撮像部２３により撮影された加熱室１３内の画像を処理して、被加熱物１２を特定する。
【００２９】
画像処理部３２に含まれた立体物判別部３６は、画像処理部３２により特定された被加熱物１２が、立体形状か平面形状かを判別する。照明制御部３３は、画像処理部３２からの情報に応じて照度を変更するように、照明２５ａ〜２５ｄを制御する。
【００３０】
以下、加熱調理器１１の動作、作用について説明する。
【００３１】
加熱室１３は、調理容器である食器３５に載置された被加熱物１２を収容する。加熱室１３において、照明２５ａ〜２５ｄが特定の照度で照明することで、撮像部２３により撮影することが可能な照度を得ることができる。
【００３２】
加熱調理器１１の運転中に被加熱物１２の状態を認識するために、まず、照明制御部３３は、照度を初期値に設定して照明２５ａ〜２５ｄを点灯させる。
【００３３】
この時、加熱室１３内に影２６ａ〜２６ｄが生じる。影２６ａ〜２６ｄはそれぞれ照明２５ａ〜２５ｄにより生じる。このままでは、画像処理部３２は、影２６ａ〜２６ｄが被加熱物１２の一部であるか、被加熱物１２の影であるかを判別することは困難である。
【００３４】
本実施の形態では、照明制御部３３が照明２５ａ〜２５ｄの照度を変更する。すなわち、照明制御部３３は、複数の照明条件で照明２５ａ〜２５ｄを点灯させる。本実施の形態によれば、影２６ａ〜２６ｄが被加熱物１２の一部であるか、被加熱物１２の影であるかを画像処理部３２が判別し易くすることができる。
【００３５】
影２６ａ〜２６ｄの面積が所定の閾値以上であれば、立体物判別部３６は被加熱物１２を立体形状と判別する。そうでなければ、立体物判別部３６は被加熱物１２を平面形状と判別する。立体物判別部３６は、その情報を照明制御部３３に送信する。
【００３６】
照明制御部３３は、その情報に応じた最適な照度で照明２５ａ〜２５ｄを点灯させる。その結果、撮像部２３は、最適な照明のもとで被加熱物１２を撮像することができる。画像処理部３２は、被加熱物１２の本来の色と輪郭とを認識することができる。
【００３７】
加熱調理器１１の運転中に被加熱物１２の状態を認識する際に、被加熱物１２が立体状の場合、照明２５ａ〜２５ｄからの照明光の一部が、被加熱物１２の表面で正反射（または鏡面反射）を起こすことがある。
【００３８】
この場合、撮像部２３で撮影された画像において、被加熱物１２上に、部分的に非常に明るい部分（部分的高輝度）が発生する。被加熱物１２が立体形状か平面形状かを特定できない場合、画像処理部３２は、非常に明るい部分の色が本来の色か部分的高輝度による色かを判別することは困難である。
【００３９】
一般的に、部分的高輝度による色は本来の色とは大きく異なるので、被加熱物１２の輪郭検出にも悪影響を及ぼすことが多い。しかしながら、立体物判別部３６が被加熱物１２は立体状であると判別すれば、画像処理部３２は部分的高輝度の発生を認識することができる。
【００４０】
照明制御部３３は、その情報に応じて、部分的高輝度が発生しないように照明条件を変更する。その結果、画像処理部３２は、被加熱物１２の本来の色および正しい輪郭を検出することができる。
【００４１】
（実施の形態２）
以下、本開示の実施の形態２に係る加熱調理器１１について説明する。図２は、本実施の形態に係る加熱調理器１１の構成および第１の照明パターンを示す図である。図３は、本実施の形態に係る加熱調理器１１の構成および第２の照明パターンを示す図である。
【００４２】
図２に示すように、本実施の形態に係る加熱調理器１１は、実施の形態１に係る加熱調理器１１と同様の要素を有する。
【００４３】
本実施の形態では、照明制御部３３が照明２５ａ、２５ｂを特定の照度で点灯させると、加熱室１３の底面２１には、照明２５ａによる被加熱物１２の影２６ａおよび照明２５ｂによる被加熱物１２の影２６ｂが生じる。この場合、撮像部２３は、被加熱物１２とともに影２６ａ、２６ｂを観測する。
【００４４】
図３に示すように、照明制御部３３が照明２５ｃ、２５ｄを特定の照度で点灯させると、加熱室１３の底面２１には、照明２５ｃによる被加熱物１２の影２６ｃおよび照明２５ｄによる被加熱物１２の影２６ｄが生じる。この場合、撮像部２３は、被加熱物１２とともに影２６ｃ、影２６ｄを観測する。
【００４５】
照明２５ａ、２５ｂが点灯する場合と照明２５ｃ、２５ｄが点灯する場合とを比較すると、以下のことが分かる。すなわち、被加熱物１２は両方の場合に観測される。影２６ａ、２６ｂは照明２５ａ、２５ｂが点灯する場合にのみ観測される。影２６ｃ、影２６ｄは照明２５ｃ、２５ｄが点灯する場合にのみ観測される。画像処理部３２は、すべての照明条件において被加熱物１２が観測されることを利用して、被加熱物１２を影２６ａ〜２６ｄと区別する。
【００４６】
一般的に、底面積がほぼ等しい立体状の物体と平面状の物体に同一の条件で照明を行うと、立体状の物体によって生じる影の面積は、平面状の物体によって生じる影の面積よりも大きい。
【００４７】
立体物判別部３６は、画像処理部３２により観測される被加熱物１２の面積に比べて影２６ａ〜２６ｄの面積が所定の閾値より大きいか小さいかを判別する。これにより、立体物判別部３６は、被加熱物１２が立体形状であるか平面形状であるかを判別する。
【００４８】
被加熱物１２が立体形状であると判別されると、照明制御部３３は、例えば、照明２５ａ、２５ｂに比べて無視できるくらい小さい照度で照明２５ｃ、２５ｄを点灯させる。この場合、影２６ｃ、２６ｄを容易に無視することができ、被加熱物１２の色を影２６ｃ、２６ｄの影響なしに観測することができる。
【００４９】
撮像部２３により観測される被加熱物１２の左表面はあまり暗くならない。これにより、画像処理部３２は、被加熱物１２の色および輪郭を正しく検出することができる。しかし、この場合、照明２５ａ〜２５ｄの半分しか点灯させておらず、加熱室１３内はあまり明るくならない。この方法は、照明２５ａ〜２５ｄの最大照度が比較的大きい場合に有効である。
【００５０】
被加熱物１２が立体形状であると判別されると、照明制御部３３は、例えば、照明２５ａ、照明２５ｂの１／４〜１／５程度の照度で照明２５ｃ、２５ｄを点灯させる。この場合、影２６ｃ、２６ｄを容易に無視することができる。被加熱物１２の左表面は、照明２５ｃ、２５ｄが照明２５ａ、２５ｂと同等の照度で点灯する場合に比べて暗くなる。
【００５１】
しかし、照明２５ａ、２５ｂに比べて無視できるくらい小さい照度で照明２５ｃ、２５ｄを点灯させた場合に比べて、加熱室１３内は明るくなる。画像処理部３２は、得られた画像において被加熱物１２の左表面の暗さを補正することにより、被加熱物１２の色を影２６ｃ、２６ｄの影響なしに観測することができる。この方法は、照明２５ａ〜２５ｄの最大照度が比較的小さい場合に有効である。
【００５２】
上記の例では、照明２５ａ〜２５ｄを照明２５ａ、２５ｂの組と照明２５ｃ、２５ｄの組とに分けた。しかし、照明の組合せは任意である。
【００５３】
図４は、本実施の形態の加熱調理器１１の構成および第３の照明パターンを示す図である。図４に示すように、第３の照明パターンでは、例えば照明２５ａのみが点灯する。このように、照明２５ａ〜２５ｄを一つずつ順に点灯させながら、４枚の画像を撮影し、得られた４枚の画像から被加熱物１２と影２６ａ〜２６ｄとを区別してもよい。
【００５４】
図５は、本実施の形態に係る加熱調理器１１の構成および第４の照明パターンを示す図である。図５に示すように、第４の照明パターンでは、例えば照明２５ａ、２５ｂ、２５ｃが点灯する。このように、照明２５ａ〜２５ｄを一つずつ消灯させ、その他の照明を点灯させながら、４枚の画像を撮影し、得られた４枚の画像から被加熱物１２と影２６ａ〜２６ｄとを区別してもよい。
【００５５】
すなわち、本実施の形態では、照明制御部３３が、複数の照明条件として、照明２５ａ〜２５ｄの点灯および消灯の組み合わせに応じた複数の照明パターンを有する。
【００５６】
（実施の形態３）
以下、本開示の実施の形態３に係る加熱調理器１１について説明する。図６は、本実施の形態に係る加熱調理器１１の構成および照明パターンを示す図である。
【００５７】
図６に示すように、本実施の形態に係る加熱調理器１１は、実施の形態１、２に係る加熱調理器１１と同様の要素を有する。
【００５８】
本実施の形態では、最初に、照明制御部３３は、照明２５ａ、２５ｂを特定の照度で点灯させ、照明２５ｃ、２５ｄを照明２５ａ、照明２５ｂとは異なる照度、たとえば１／２の照度で点灯させる。その後、照明制御部３３は、照明２５ｃ、２５ｄのみを徐々に明るくする。
【００５９】
図６に示すように、この場合、影２６ｃ、２６ｄは、照明２５ｃ、２５ｄが明るくなるにつれて濃くなる。それに伴って、被加熱物１２の左表面も暗くなる。しかし、被加熱物１２の左表面の色は、影２６ｃ、２６ｄの色ほど変化しない。この変化の違いを利用して、立体物判別部３６は、被加熱物１２が立体形状か平面形状かを判別する。
【００６０】
その結果、撮像部２３は、被加熱物１２が立体形状であるか平面形状であるかに応じた最適な照明のもとで被加熱物１２を撮影することができる。画像処理部３２は、被加熱物１２の本来の色と輪郭とを検出することができる。
【００６１】
すなわち、本実施の形態では、照明制御部３３が、複数の照明条件として、照明２５ａ〜２５ｄの照度に応じた複数の照明パターンを有する。
【００６２】
ここで、本実施の形態における実施の形態２との相違点について説明する。実施の形態２では、照明２５ａ〜２５ｄのうちの少なくともいずれかが消灯する。この動作は、使用者には、加熱調理器１１内の照明の点滅のように見える。一般的に、照明の点滅は、使用者に照明の故障を連想させる。本実施の形態によれば、使用者に照度の変化を照明の故障と誤解させにくくすることができる。
【００６３】
使用者に照度の変化を照明の故障と誤解させないために、例えばドアに設けられた表示部（図示せず）に、照度の変化が照明の故障ではないことを表示してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本開示は、被加熱物を加熱する加熱調理器に適用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１１  加熱調理器
１２  被加熱物
１３  加熱室
１４  加熱部
１７  天面
１８  左側壁面
１９  背面
２０  右側壁面
２１  底面
２２  斜面
２３  撮像部
２４  貫通孔
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ  照明
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ  影
３１  制御部
３２  画像処理部
３３  照明制御部
３４  撮像制御部
３５  食器
３６  立体物判別部
【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】
2019198621.tif 000008
【国際調査報告】
2019198621.tif 000009
2019198621.tif 000010
2019198621.tif 000011
2019198621.tif 000012