JP2001304564A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 食品などの被加熱物を加熱する高周波加熱装
置に関するもので、簡単な構成で食品の仕上がり温度が
均一にできる高周波加熱装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 複数の赤外線センサ素子を備えた赤外線
センサ１３と複数のレンズ機能を備えたレンズ１９を用
いて加熱室８の複数の開口から、回転駆動できる食品載
置台２８上の被加熱物１の温度分布を検出し、温度の高
い位置と低い位置を認識できるように構成したものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、食品などの被加熱
物を被加熱物の温度を検知して自動的に加熱する高周波
加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４に示すように従来の加熱装置は、例
えば特開平６−１９３８８３号公報に記載のように加熱
室１内の食品２を調理する調理手段と、非接触で加熱室
１に設けた開孔３を介して食品２の温度を検出する食品
温度検出手段４と、食品温度検出手段４の温度検出位置
を変更する検出位置駆動手段５と、開孔３を塞ぐ閉塞手
段６と前記食品温度検出手段４が非能動時に前記閉塞手
段６を能動状態とする制御手段とを備え、検出位置駆動
手段５により前記閉塞手段６を駆動する構成としている
ので、食品温度検出手段４が食品を横切る複数箇所の温
度情報を同時並列に測定し、駆動手段５が食品２を横切
るよう温度検出手段４を移動させ往復走査をし、さらに
回転台７が１回転ないし半回転する毎に食品、皿、回転
台などの表面温度分布が２次元熱画像情報として得られ
る。

【０００３】食品温度検出手段で得られた２次元熱画像
のうち加熱調理によって著しく温度上昇する部分を食品
部分とみなし、抽出された食品の温度ムラ状態や食品平
均温度などを判定し、時々刻々と変化する食品の温度状
態に応じて調理手段の出力を調節することで出来映えに
バラツキのない自動調理ができるとともに、食品温度検
出手段５が非能動状態の時は検出位置駆動手段５が閉塞
手段を駆動して、食品庫の開孔を塞ぐため食品から発生
する蒸気や飛沫から食品温度検出手段４を保護するよう
に作用する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら記従来の
構成では、温度検出手段４の温度検出位置を変更する検
出位置駆動手段５が必要となる。この構成では食品２の
表面温度分布が２次元熱画像として得られるが、食品の
加熱ムラを判定しようとすると、回転台３の回転に正確
に同期させて、温度検出手段４の検出位置を駆動させな
ければならないため、高精度な機構が必要となり高価で
あるという問題があった。また、検出位置駆動手段５が
必要であり、さらに温度検出手段４の位置の変更を妨げ
ないように空間を設ける必要があり、２次元熱画像を得
るために加熱装置の外形寸法が大きくなってしまうとい
う問題もあった。

【０００５】本発明は上記課題を解決するもので、安価
でしかも小さな外形サイズで２次元熱画像を得るととも
に、加熱ムラも改善できる加熱装置を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記被加熱物の複数の箇
所からの赤外線エネルギーの放射を検出する複数の赤外
線センサ素子により構成された温度検出手段とを備え、
前記被加熱物の複数の箇所からの赤外線エネルギーを複
数のレンズにより前記複数の赤外線センサ素子に集光す
る構成とすることにより温度検出手段を駆動することな
く２次元熱画像が得られる。従って、検出位置の精度が
高まり、安価で構成でき、しかも非常にコンパクトに実
現することが出来、高周波発生装置の外形を小さくでき
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、被加熱物
を収納する加熱室と、前記加熱室に高周波電波を供給す
る高周波発生装置と、前記被加熱物の複数の箇所からの
赤外線エネルギーの放射を検出する複数の赤外線センサ
素子により構成された被加熱物の温度を検出する温度検
出手段とを備え、前記被加熱物の複数の箇所からの赤外
線エネルギーを複数のレンズにより前記複数の赤外線セ
ンサ素子に集光する構成とした。

【０００８】これにより、温度検出手段を駆動すること
なく２次元熱画像が得られる。従って、検出位置の精度
が高まり、安価で構成でき、しかも非常にコンパクトに
実現することが出来、高周波発生装置の外形を小さくで
きる。

【０００９】また請求項２記載の発明は、レンズは複数
のレンズ機能を一体に構成した。これにより、各レンズ
機能の相対位置が固定され、組立て時の位置のばらつき
などの発生がなく被加熱物の複数の箇所の温度を位置精
度が高い状態で検出することができる。

【００１０】また請求項３記載の発明は、加熱室は、前
記被加熱物の複数の箇所からの赤外線を透過させる複数
の開口を設ける構成とした。これにより、一つの開口に
複数の箇所からの赤外線を透過させると開口の寸法は大
きくせざるを得ないが、複数の開口に分散させて透過さ
せることにより、１個あたりの開口の寸法は小さくする
ことができる。

【００１１】従って、高周波電波の漏洩を少なくするこ
とができ、高周波電波によるノイズの影響を抑えられ、
食品温度を正確に検出することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を用い
て説明する。なお、従来例と同一構成には同一符号を付
した。

【００１３】図１は本発明の実施例の高周波加熱装置の
要部断面図である。また、図２は本発明の温度検知手段
の要部拡大断面図である。また、図３は本発明の高周波
加熱装置の模式図である。

【００１４】図１において、加熱室８の側面に２個の開
口９が設けられている。開口に対向して温度検出手段１
０が設けられている。温度検出手段１０のケース１１は
金属あるいはメッキされた樹脂などで構成されている。
ケース１１内にはプリント基板１２を内蔵し、プリント
基板１２上には食品からの赤外線を検出する赤外線セン
サ１３と赤外線センサ１３の信号を増幅する増幅器１４
が設けられている。赤外線センサ１３をカバーするよう
に樹脂などで構成したレンズ１９が設けられている。レ
ンズ１９は２個のレンズ機能を持ちレンズＡ２０、レン
ズＢ２１で構成されている。レンズ１９の近傍にはシャ
ッター板２２が設けられており、ケース１１に設けられ
た開口２３を開閉し、被加熱物１からの放射される赤外
線を赤外線センサ１３に到達させるか、あるいは、遮る
かの制御を行う。シャッター板２２はモータ２４により
駆動される。

【００１５】図２において、赤外線センサ１３の内部に
は４個の赤外線センサ素子１５、１６、１７、１８が設
けられている。赤外線センサの上面には赤外線を透過す
るシリコンなどで構成された窓２５が設けられ、赤外線
センサ１３は封止されている。赤外線センサ１３はレン
ズ１９でカバーされている。レンズ１９にはレンズＡ２
０、レンズＢ２１が一体に構成されている。被加熱物１
からの赤外線は加熱室８に設けられた２個の開口９を通
過し、開口９ー１の一方を透過した赤外線はレンズＡ２
０を透過し赤外線センサ素子１５、１６に集光し、もう
一方の開口９ー２を通過した赤外線はレンズＢ２１を透
過し赤外線センサ素子１７、１８に集光するように構成
している。レンズＡ２０、レンズＢ２１の間には赤外線
を透過しない材料で構成された仕切り２６が設けられ、
レンズＡ２０を透過した赤外線が赤外線センサ１７、１
８に集光しないようにしており、同様にレンズＡ２１を
透過した赤外線が赤外線センサ１５、１６に集光しない
ようにしている。被加熱物１の温度の検出は、赤外線セ
ンサが焦電型であれば、シャッタ板２２と被加熱物１に
温度差が出力として検出でき、シャッタ板２２の温度を
温度センサ２７により検出することにより被加熱物１の
温度を検出することができる。また、熱電対型の赤外線
センサの場合は被加熱物１からの赤外線を受光する温接
点と冷接点の温度差が出力として検出でき、冷接点の温
度を温度センサ２７により検出することにより被加熱物
１の温度を検知することができる。シャッター板２２は
開口２３の開閉を行ない温度検知手段１０が動作しない
ときは開口２３を閉じて温度検知手段１０を保護する役
目も果たしている。

【００１６】図３において、加熱室８内に収納された被
加熱物１は食品載置台２８上に載置され食品載置台２８
は駆動装置２９により回転する構成となっている。加熱
室８には高周波発生装置３０が結合され、加熱室８内に
高周波電波を給電し、被加熱物１を加熱する。温度検知
手段１０は高周波電波の給電口３１の上部に配置され食
品載置台２８の概略半径上の４点の温度を検出し、食品
載置台２８が回転することにより食品載置台２８上の２
次元熱画像が得られる。温度検知手段１０の信号は制御
手段３２に入力され、駆動装置２９、および高周波発生
装置３０を制御する。

【００１７】このような構成により、温度検知手段１０
を駆動することなく食品載置台２８上の２次元熱画像が
得られ、コンパクトで安価に構成できる。また、複数の
レンズ機能が一体に構成されているため各レンズ機能の
相対位置の精度が高まり、２次元熱画像の精度が高ま
る。また、加熱室８に設けた開口９を複数にして被加熱
物１からの赤外線を分散して各赤外線センサ素子に集光
することにより各開口の大きさを小さく構成でき、高周
波電波の漏洩を小さくできる。

【００１８】なお、本実施例は赤外線センサ素子が４素
子の場合である。後述のように素子数４に限定されるも
のではなく、もっと多い場合、例えば６素子の場合もあ
る。この時は同様に２素子を１組としてレンズＣを設け
同様の構成としても良い。また、３素子を１組としても
良いがこの時は位置検出精度、高周波電波の漏洩に関し
てさらなる配慮が必要である。

【００１９】次に動作、作用について説明すると温度検
出手段１０は食品載置台２８の半径上の４点からの赤外
線等を検出することにより、食品載置台２８が１回転す
れば食品載置台２８のほぼ全面からの赤外線を検出する
ことが可能となり、食品載置台２８上におかれた被加熱
物１の加熱中の温度分布を検出することが出来る。制御
手段３２は検出された被加熱物１の温度分布の信号に基
づいて、被加熱物１の最も温度の高い位置と低い位置が
検出でき、最も温度の高い位置と低い位置の温度差が所
定の温度以上になったとき、あらかじめ決められた最も
電界強度の強い位置に被加熱物１の最も温度が低い位置
が来たときに停止するように食品載置台２８の駆動装置
２９を制御する。通常、電界強度が最も強いのは給電口
３１の近傍であり、被加熱物１の最も温度が低い位置を
給電口３１の近傍で停止させる。このとき、温度検知手
段１０は給電口３１の上部に配置していれば停止してい
る被加熱物１の温度上昇を検出できる。

【００２０】これにより、被加熱物１の最も温度低い位
置をより強く加熱できるため被加熱物の各部分の温度差
を小さくでき、より均一に被加熱物を加熱することが出
来る。

【００２１】なお実施例のなかでは、赤外線センサが４
素子のものについて説明してきたがこれに限定するもの
ではなく、食品載置台２８の大きさ、必要な熱画像の分
解能に応じて、素子数を多くしたり、少なくしたりする
ことは可能である。例えば、一つの赤外線センサ素子の
温度測定範囲は直径３ｃｍの円の範囲内でこれより大き
くなると温度の識別精度が低下し、誤差が大きくなる。
また、範囲を狭くすれば精度は向上するがコスト高とな
る。通常高周波加熱装置の食品載置台の半径は１５ｃｍ
であり、半径全体の温度を測定するには５ヶの赤外線セ
ンサ素子が必要であるが、中央と端を除く４ヶ位が実用
的である上述のように素子数は本実施例の数にこだわる
ものではない。

【００２２】

【発明の効果】被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱
室に高周波電波を供給する高周波発生装置と、前記被加
熱物の複数の箇所からの赤外線エネルギーの放射を検出
する複数の赤外線センサ素子により構成された被加熱物
の温度を検出する温度検出手段とを備え、前記被加熱物
の複数の箇所からの赤外線エネルギーを複数のレンズに
より前記複数の赤外線センサ素子に集光する構成とし
た。

【００２３】これにより、温度検出手段を駆動すること
なく２次元熱画像が得られる。従って、検出位置の精度
が高まり、安価で構成でき、しかも非常にコンパクトに
実現することが出来、高周波発生装置の外形を小さくで
きる。

【００２４】また、レンズは複数のレンズ機能を一体に
構成した。これにより、各レンズ機能の相対位置が固定
され、組立て時の位置のばらつきなどの発生がなく被加
熱物の複数の箇所の温度を位置精度が高い状態で検出す
ることができる。

【００２５】また、加熱室は、被加熱物の複数の箇所か
らの赤外線を透過させる複数の開口を設ける構成とし
た。これにより、一つの開口に複数の箇所からの赤外線
を透過させると開口の寸法は大きくせざるを得ないが、
複数の開口に分散させて透過させることにより、１個あ
たりの開口の寸法は小さくすることができる。

【００２６】従って、高周波電波の漏洩を少なくするこ
とができ、高周波電波によるノイズの影響を抑えられ、
食品温度を正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の高周波加熱装置の要部断面
図

【図２】同高周波加熱装置の温度検知手段の要部拡大断
面図

【図３】同高周波加熱装置の模式図

【図４】従来例の加熱装置のブロック図

【符号の説明】

１ 被加熱物 ８ 加熱室 ９ 開口 １０ 温度検出手段 １３ 赤外線センサ １５、１６、１７、１８ 赤外線センサ素子 １９ レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤下 和男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山崎 孝彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K086 AA01 AA07 BA02 BA08 BB02 CA04 CA15 CB04 CB06 CB12 CB15 CC01 CC06 CD11 CD19 FA07 FA08 3K090 AA01 AB02 BA01 BB01 DA01 EA01 EB02 EB16 FA01 3L086 AA02 AA04 BA06 BB02 BF07 CB06 CB17 CC03 CC14 DA12 DA19 DA20

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加熱物を収納する加熱室と、前記被加熱
   物の複数の箇所からの赤外線エネルギーの放射を検出す
   る複数の赤外線センサ素子により構成された温度検出手
   段とを備え、前記温度検出手段は前記被加熱物の複数の
   箇所からの赤外線エネルギーを複数のレンズにより前記
   複数の赤外線センサ素子に集光する構成とした高周波加
   熱装置。
2. 【請求項２】レンズは、複数のレンズ機能を一体に構成
   した請求項１に記載の高周波加熱装置。
3. 【請求項３】加熱室は、被加熱物の複数の箇所からの赤
   外線を透過させる複数の開口を設ける構成とした請求項
   １に記載の高周波加熱装置。