JP2003161445A - 加熱調理器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 食品の置き方や大きさに関する制約が少な
く、正確な温度検出を可能とする。 【解決手段】 加熱室１壁面に設けた開口窓５を通して
加熱室１外から加熱室１内の食品２および食品載置台３
表面の直線または曲線状の連続領域の温度を検出する非
接触温度検知器６と、この非接触温度検知器６で検出し
た連続領域の温度分布から食品温度を算出する食品温度
算出手段８と、算出した食品温度に応じて加熱器４を制
御する加熱制御手段９を備え、非接触温度検出器６の温
度検出走査は間欠的に行い、その間欠周期は食品の温度
上昇速度に応じて自動的に変える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非接触で食品の表
面温度を検出する構成を備えた加熱調理器具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の加熱調理器具では、赤外線
センサを用いて食品の表面温度を検出し、加熱制御する
ものがいろいろと提案されている。

【０００３】その中の１つは、食品の表面温度のポイン
ト検出に関するものであり、基本的には１素子の赤外線
センサを用いて食品の１点の表面温度を検出し、それを
食品の温度として代表させるというものである。電子レ
ンジなどのようにターンテーブルを備えたものではター
ンテーブルの回転に伴って食品が移動するのであるが、
ターンテーブルの回転軸に対して同心円上の温度検出が
可能である（例えば特許文献１参照）。

【０００４】他の従来技術としては、食品の表面温度を
２次元的に測定することによって、食品表面の加熱状態
をより詳細に検出しようとするものである。２次元検出
方法として、複数の赤外線センサをマトリックス状に配
置して食品の熱画像を検出するものが提案されている
し、電子レンジなどのようにターンテーブルがあるもの
では、ターンテーブルの回転半径、または直径を眺める
ように複数の赤外線センサをアレイ状に配置するか、１
素子の赤外線センサによる温度検出スポットを前記回転
半径または直径上で往復移動させることによって、ター
ンテーブルが１周する間にターンテーブル上の２次元温
度測定を行うものが提案されている（例えば特許文献２
参照）。

【０００５】

【特許文献１】特開平１−１４７２２４号公報

【特許文献２】特開平５−３２２１７９号公報

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の構
成では、次のような課題を有していた。まず特許文献１
に示す従来技術では、基本的に食品表面の１点だけの温
度情報しか得られないので食品全体が均一な温度である
場合に限って有効である。電子レンジのような加熱むら
のある加熱調理器具では検出した温度が食品全体の温度
を代表している保証はない。また赤外線センサの温度検
出スポットの位置や大きさに対する食品の置き場所や食
品の大きさに対しての制約があり、使い勝手もよくな
い。

【０００７】つぎに、特許文献２に示す従来技術では、
マトリックス状あるいはアレイ状の赤外線センサを用い
た２次元温度検出方式はコストが大変高いものになり、
採用可能な商品が限定されてしまう。また、ターンテー
ブルの回転動作を利用することによって機能を達成する
方式は、ターンテーブルのない加熱調理器具では採用す
ることはできないという課題を有するものであった。

【０００８】本発明は上記課題を解決するもので、食品
の置き場所や大きさに関する制約が少なく、ターンテー
ブルのない加熱調理器具においても正確な温度検出が可
能な加熱調理器具を低コストで提供することを目的とし
ている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、加熱室内で食品を加熱する加熱器と、加熱室
壁面に設けた開口窓を通して加熱室外から加熱室内の食
品および食品載置台表面の直線または曲線状の連続領域
の温度を検出する非接触温度検知器と、この非接触温度
検知器で検出した直線または曲線状の連続領域の温度分
布から食品温度を算出する食品温度算出手段と、算出し
た食品温度に応じて加熱器を制御する加熱制御手段とを
備え、前記非接触温度検知器は、赤外線センサを１つの
回転軸回りに所定の角度で往復回転させることによって
食品および食品載置台表面を直線または曲線状に走査し
温度検出する構成とし、かつ前記非接触温度検知器の温
度検出走査は間欠的に行う構成とし、前記非接触温度検
知器の温度検出走査の間欠周期は、食品の温度上昇速度
に応じて自動的に変える加熱調理器具とした。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の目的は、各請求項に記載
した構成とすることによって達成できるので、以下には
各請求項に記載した構成とその作用効果について詳述す
る。

【００１１】請求項１記載に係る発明の構成は、加熱室
内で食品を加熱する加熱器と、加熱室壁面に設けた開口
窓を通して加熱室外から加熱室内の食品および食品載置
台表面の直線または曲線状の連続領域の温度を検出する
非接触温度検知器と、この非接触温度検知器で検出した
直線または曲線状の連続領域の温度分布から食品温度を
算出する食品温度算出手段と、算出した食品温度に応じ
て加熱器を制御する加熱制御手段とを備え、前記非接触
温度検知器は、赤外線センサを１つの回転軸回りに所定
の角度で往復回転させることによって食品および食品載
置台表面を直線または曲線状に走査し温度検出する構成
とし、かつ前記非接触温度検知器の温度検出走査は間欠
的に行う構成とし、前記非接触温度検知器の温度検出走
査の間欠周期は、食品の温度上昇速度に応じて自動的に
変える加熱調理器具である。

【００１２】そして、請求項２記載に係る発明の構成
は、非接触温度検知器を左右にスイングさせ、スイング
動作の１往復を単位として、その行きと帰りで検出した
温度データからその時点での食品温度を算出する請求項
１に記載の加熱調理器具である。

【００１３】また、請求項３記載に係る発明の構成は、
前記非接触温度検知器の温度検出走査の間欠周期は、食
品の温度上昇値を計測しながらその速度に応じて自動的
に変える構成とし、大きな食品で加熱が長時間に亘る場
合には走査の間欠周期を長くする請求項１または２に記
載の加熱調理器具である。

【００１４】上述のように、本発明の構成の非接触温度
検知器は、赤外線センサを１つの回転軸回りに所定の角
度で往復回転させることによって食品および食品載置台
表面上を走査し、それによって形成される直線または曲
線状の連続領域の温度を検出する構成としたものであ
る。

【００１５】この非接触温度検知器の温度検出走査は、
間欠的に行う構成としたものである。

【００１６】この非接触温度検知器の温度検出走査の間
欠周期は、食品の温度上昇速度に応じて自動的に変える
構成としたものである。

【００１７】この走査式接触温度検知器を用いた場合の
食品温度算出手段は、非接触温度検知器による温度検出
走査の１往復の間に検出した温度データより、その時点
での食品温度を算出する構成としたものである。

【００１８】複数の非接触温度検知器は、加熱室内の食
品および食品載置台表面の直線または曲線状のそれぞれ
異なった領域の温度を検出し、食品温度算出手段は、前
記各非接触温度検知器から出力された複数の温度分布デ
ータから食品温度を算出する構成としたものである。

【００１９】直線または曲線状の温度検出エリアを得る
ための非接触温度検知器として、１つの赤外線センサを
左右にスイングさせ、食品および食品載置台上を走査す
る構成とすることによって低コスト化ができる。このよ
うな赤外線センサのスイング動作は必要な周期で間欠的
に行う。この間欠周期を食品の温度上昇速度に応じて変
えることによって、スイング機構の寿命を延ばすことが
できる。また、スイング動作の１往復を単位として、そ
の行きと帰りで検出した温度データからその時点での食
品温度を算出することによって、精度の高い測定値が得
られる。

【００２０】

【実施例】以下本発明の実施例について説明する。本発
明は加熱室内の食品載置台上に直線または曲線状に形成
される連続領域の温度を検出する非接触温度検知器によ
って食品あるいは食品載置台表面の温度分布を求めるも
のである。この温度分布データから食品部分とそれ以外
の部分を判別し、食品部分の温度データから食品の温度
を算出するとともに、その食品温度に基づいて加熱器を
制御するものである。

【００２１】以下本発明を電子レンジに適用した場合の
具体的な実施例を図１〜図１４を参照して説明する。図
１は本発明の一実施例の加熱調理器具のブロック図であ
る。図１において、１は加熱室、２は食品、３は食品載
置台、４はマグネトロンなどの加熱器である。６は非接
触温度検知器であり、加熱室１の上方に設けた開口窓５
を介して加熱室１内の食品２の温度を検出する。非接触
温度検知器６は、焦電型赤外線センサあるいはサーモパ
イル式赤外線センサなどの赤外線センサを利用し、１個
の赤外線センサを移動させる構成にするかあるいは複数
個の赤外線センサをアレイ状に構成することによって、
食品２または食品載置台３の上を直線または曲線状に形
成される連続領域の温度分布を検出するものである。７
は食品領域判別手段で、図２に示す非接触温度検知器６
の温度検出スポットＳ１、Ｓ２、………Ｓｎによって検
出された温度データから食品部分とそれ以外の部分の温
度データを判別するものであり、食品２とそれ以外のも
のとでは温度上昇値が異なることを利用している。８は
食品温度算出手段であり、非接触温度検知器６あるいは
食品領域判別手段７から出力された温度データを基にし
て食品２の温度を算出する。９は加熱制御手段であり、
食品温度算出手段８で算出した食品温度に基づいて加熱
器４の制御を行うものである。

【００２２】上記構成において、非接触温度検知器６は
図２に示すようにＳ１、Ｓ２、………Ｓｎから成る温度
検出スポット列による連続領域の温度検出機能によって
食品２および食品載置台３上の温度分布を検出すること
ができる。図３は図２における加熱室１内の温度分布カ
ーブ１０を示したものであり、横軸に温度検出スポット
の位置すなわち検出ポイントを、縦軸に検出温度を表し
ている。この実施例では、温度検出ポイントがＰ１から
Ｐ１７の１７個で構成されている。各ポイントの温度デ
ータＤ１〜Ｄ１７が非接触温度検知器６から食品領域判
別手段７に入力されると、所定の温度判定値１１との大
小関係が比較される。この場合温度判定値１１より大き
いポイントはＰ６〜Ｐ１２の７点であり、この領域が食
品２に対応していると判定することができる。前記温度
判定値１１は予め実験などで求めておいた固定値でもよ
いし、検出ポイントＰ１〜Ｐ１７の温度データＤ１〜Ｄ
１７の平均値と関連させた値でもよい。また食品２の表
面温度は前記検出ポイントＰ６〜Ｐ１２における温度デ
ータＤ６〜Ｄ１２の平均値１２を基にして算出する。

【００２３】加熱制御手段９による加熱器４の制御は、
前記のＤ６〜Ｄ１２で求めた平均値に基づいて行うこと
ができる。すなわち、平均値が所定の値に達したら加熱
器４を停止させたり、パワーを落としてその温度を保持
するなどの加熱制御を行うものである。また別のやり方
としては、平均値および温度データの最大値Ｄ１１（Ｍ
ＡＸ）を監視しながら加熱シーケンスを制御する方法で
もよい。この場合には最大値が所定の値を越えたらパワ
ーを落とし、平均値がある温度に達したときに加熱を終
了するなどの制御が可能となる。

【００２４】図４は本発明の食品領域判別手段７の他の
実施例を説明するもので、図２における加熱室１内の温
度上昇率の分布カーブ１３を示す。横軸に温度検出ポイ
ントを、縦軸に温度上昇率を表している。温度検出ポイ
ントＰ１〜Ｐ１７に対応した温度データＤ１（ｔ）〜Ｄ
１７（ｔ）が非接触温度検知器６から食品領域判別手段
７に入力されると、以前に入力した温度データＤ１（ｔ
−τ）〜Ｄ１７（ｔ−τ）と今回入力した温度データＤ
１（ｔ）〜Ｄ１７（ｔ）から各ポイントの温度上昇率Ｅ
１〜Ｅ１７が算出され、所定の温度上昇率判定値１４と
の大小関係が比較される。この場合温度上昇率判定値１
４より大きいポイントはＰ６〜Ｐ１２であり、この領域
が食品２に対応していると判定することができる。前記
温度上昇率判定値１４は予め実験などで求めておいた固
定値でもよいし、検出ポイントＰ１〜Ｐ１７の温度上昇
率Ｅ１〜Ｅ１７の平均値と関連させた値でもよい。

【００２５】図５（ａ）、図５（ｂ）は温度検出スポッ
トの２通りの配置を示す。温度検出スポット径をＡとす
ると、図５（ａ）における温度検出スポット間隔Ｌ１は
Ｌ１＝Ａ／２であり、図５（ｂ）における温度検出スポ
ット間隔Ｌ２はＬ２＝Ａである。すなわち図より明らか
なように、直線または曲線状の連続領域の温度分布を検
出するためのスポット間隔ＬはＡ／２〜Ａが有効であ
る。

【００２６】次に、本発明の構成では直線または曲線状
の連続温度検出領域に食品２がなるべく広い範囲で入る
ように置くことが、より正確に温度測定を可能にするポ
イントとなる。そこで図６に示すように食品載置台３に
温度検出エリアを示すマーキング１５を表示する簡単な
構成によって前記ポイントを実現できる。また他の方法
としては、図７に示すように直線または曲線状の温度検
出スポット列の場所を、例えばＳ１〜Ｓｎの並びからＳ
１ａ〜Ｓｎａの並びに自在に変えられる構成とすること
によっても同様の効果が得られる。また図８に示すよう
に、温度検出スポット列の範囲を最大Ｘ（Ｓ１〜Ｓｎ）
の中で、自由に変えられる構成とすることによっても同
様の効果が得られる。例えば図中Ｙ（Ｓｉ〜Ｓｉ＋ｊ）
のように温度検出をしたい所を限定する使い方も可能で
ある。

【００２７】本発明の直線または曲線状の連続温度検出
領域を得る手段として、前述したように１個の赤外線セ
ンサを移動させる構成にするかあるいは複数個の赤外線
センサをアレイ状に構成する手段がある。図９は１個の
赤外線センサ６ａを１つの回転軸１６の回りに所定の角
度θで往復回転させることによって、加熱室１内の食品
載置台３上に赤外線センサ６ａの温度検出スポットを走
査し、直線状の連続温度検出領域を形成するものであ
る。すなわち赤外線センサ６ａが６１の角度のとき温度
検出スポットＳ１、６ｉのときＳｉ、６ｎのときＳｎが
それぞれ形成される。

【００２８】このような構成において、前記赤外線セン
サ６ａの走査タイミングを図１０（ａ）および図１０
（ｂ）に示す。いま簡単のためにｎ＝８としている。図
１０（ａ）は赤外線センサの第１の走査タイミングを示
す説明図で、図においてＴ１は各温度検出ポイント間の
走査時間間隔で、焦電型センサの場合Ｔ１はＴ１１とＴ
１２で構成され、Ｔ１１で温度検出スポットＳ１の温度
を検出し、Ｔ１２でチョッパの温度を検出する。Ｔ２は
往きの片側１走査に要する時間で、ほぼＴ２＝Ｔ１×８
である。Ｔ３は帰りの片側１走査までの待機時間、Ｔ４
は帰りの片側１走査に要する時間で、通常Ｔ２＝Ｔ４で
ある。またＴ２およびＴ４は、温度検出をＰ１からＰ８
まで行う間に行われる加熱による温度上昇が問題になら
ない程度に短いことが必要である。Ｔ５は次の往きの１
走査までの待機時間である。前記Ｔ３およびＴ５は、食
品２の温度上昇値を計測しながらその速度に応じて自動
的に変える構成とすることによって、大きな食品２で加
熱が長時間に亘る場合にはＴ３およびＴ５を長くして走
査の間欠周期を長くし、走査機構の寿命を延ばすことが
できる。

【００２９】図１０（ｂ）は赤外線センサ６ａの走査を
往復で１セットにした場合の第２の走査タイミングの説
明図である。すなわち走査が１往復する短時間の間に各
温度検出ポイントＰ１〜Ｐ８における温度検出を２回行
い、各検出ポイントでの検出温度の平均値をそのポイン
トの測定値とすることによって安定した計測値を得るこ
とができる。Ｔ１は各温度検出ポイント間の走査時間間
隔、Ｔ２ａは往復走査に要する時間、Ｔ３は次の走査ま
での待機時間で、それぞれ図１０（ａ）で説明した通り
である。

【００３０】次に、２個の非接触温度検知器を用いた食
品の温度測定法について説明する。図１１は非接触温度
検知器を２つ設け、それらによる直線状の連続温度検出
領域を互いに直交して配置させる構成としたもので、そ
れぞれの温度検出スポット列がＳ１〜ＳｎおよびＶ１〜
Ｖｍである。これらの各温度検出スポット列の温度分布
を示したものが図１２（ａ）および図１２（ｂ）であ
る。各温度分布カーブ１７，１９に対して前述したよう
に所定の温度判定値１８，２０との大小関係から食品部
分を判別し、その部分の温度データより食品２の温度を
算出する。直交した温度検出領域を用いることによって
食品２の広範な温度情報が得られ、温度検出精度を向上
させることができる。なお、温度判定値１８と２０は同
一値としてよい。

【００３１】図１３は２つの非接触温度検知器６による
直線状の連続温度検出領域を互いに平行に配置させる構
成としたもので、それぞれの温度検出スポットがＳ１〜
ＳｎおよびＷ１〜Ｗｎである。これらの各温度検出スポ
ットの温度分布を示したものが図１４（ａ）および図１
４（ｂ）である。各温度分布カーブ２１，２３に対して
前述のように所定の温度判定値２２，２４との大小関係
から食品部分を判別し、その部分の温度データより食品
２の温度を算出する。平行した温度検出領域を用いるこ
とによって特に細長の食品２についての広範な温度情報
が得られ、温度検出精度を向上させることができる。な
お、温度判定値２２と２４は同一値としてよい。

【００３２】なお、非接触温度検知器６が２つの場合に
ついて説明したが本発明は２つに限定するものでない。

【００３３】また、各非接触温度検知器６を図９で説明
したような走査式の連続領域温度検出器を用いるものに
おいては、それぞれの温度検知走査を１つ１つ順に行う
構成とすることによって、食品領域判別手段７および食
品温度算出手段８による処理速度がそれほど高速でなく
てもよいのでこのような装置を安価に実現できる。

【００３４】このような実施例の構成によれば、１個の
赤外線センサ６ａを移動させる構成にするかあるいは複
数個の赤外線センサ６ａをアレイ状に構成することによ
って、食品２または食品載置台３の上を直線または曲線
状に形成される連続領域の温度分布を検出することがで
きるので、ターンテーブルのない加熱調理器具において
も食品の表面温度をかなり正確に検出でき、高精度な加
熱温度制御を実現できる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の加熱調理器
は、非接触温度検知器で食品および食品載置台表面の直
線または曲線状の連続領域の温度を検出し、その温度分
布から食品温度を算出することにより、下記のような効
果を有する。 （１）食品表面の１ポイントの温度を固定的に計測する
という簡易的な構成のものに比較して、非常に高精度な
温度測定が可能であるため、特に電子レンジなどのよう
な加熱むらのある加熱調理器具において有効である。 （２）マトリックス状のセンサを用いるなどによって食
品表面全体の温度分布を計測するという高価な構成のも
のと比較して、非常に安価にしかもターンテーブルのな
い加熱調理器具に最適である。 （３）特に食品とそれ以外の所とを自動的に判別して、
食品部分の所の温度データから食品温度を算出する構成
であるので、食品の置き場所や大きさが多少異なっても
正確な温度測定ができる。 （４）温度検出エリアを使用者がある程度変えることが
可能な構成なので、食品の置き方を温度検出により有効
になるように調節できる。 （５）直線または曲線状の温度検出エリアを複数備える
ことによって、食品のより広範な温度情報が得られ、タ
ーンテーブルのない加熱調理器具においても正確な温度
測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の加熱調理器具のブロック図

【図２】同、非接触温度検知器の温度検出スポットを示
す説明図

【図３】同、温度検出スポットにおける温度分布を示す
説明図

【図４】同、温度検出スポットにおける温度上昇率を示
す説明図

【図５】（ａ）は同、温度検出スポットの第１の配置を
示す説明図 （ｂ）は同、温度検出スポットの第２の配置を示す説明
図

【図６】同、食品載置台の温度検出エリアを示す説明図

【図７】同、温度検出スポット列の場所の変化を示す説
明図

【図８】同、温度検出スポット列の範囲の変化を示す説
明図

【図９】同、１個の赤外線センサの回転状態を示す側面
図

【図１０】（ａ）は同、赤外線センサの第１の走査タイ
ミングを示す説明図 （ｂ）は同、赤外線センサの第２の走査タイミングを示
す説明図

【図１１】同、２個の非接触温度検知器の温度検出スポ
ット列の直交配置を示す説明図

【図１２】（ａ）は同、図１１における第１の非接触温
度検知器の温度検出スポット列での温度分布を示す説明
図 （ｂ）は同、図１１における第２の非接触温度検知器の
温度検出スポット列での温度分布を示す説明図

【図１３】同、２個の非接触温度検知器の温度検出スポ
ット列の平行配置を示す説明図

【図１４】（ａ）は同、図１３における第１の非接触温
度検知器の温度検出スポット列での温度分布を示す説明
図 （ｂ）は同、図１３における第２の非接触温度検知器の
温度検出スポット列での温度分布を示す説明図

【符号の説明】

１ 加熱室 ２ 食品 ３ 食品載置台 ４ 加熱器 ５ 開口窓 ６ 非接触温度検知器 ６ａ 赤外線センサ ７ 食品領域判別手段 ８ 食品温度算出手段 ９ 加熱制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 6/68 ３２０ Ｈ０５Ｂ 6/68 ３２０Ｑ (72)発明者 友広 輝彦 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） 2G066 AC05 AC16 BA08 BA26 BA60 CA01 CA08 3K086 AA07 BA08 CA04 CB04 CB05 CB06 CC02 CC20 DA02 3L086 AA01 CB05 CB10 CB16 DA20

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱室内で食品を加熱する加熱器と、加
   熱室壁面に設けた開口窓を通して加熱室外から加熱室内
   の食品および食品載置台表面の直線または曲線状の連続
   領域の温度を検出する非接触温度検知器と、この非接触
   温度検知器で検出した直線または曲線状の連続領域の温
   度分布から食品温度を算出する食品温度算出手段と、算
   出した食品温度に応じて加熱器を制御する加熱制御手段
   とを備え、前記非接触温度検知器は、赤外線センサを１
   つの回転軸回りに所定の角度で往復回転させることによ
   って食品および食品載置台表面を直線または曲線状に走
   査し温度検出する構成とし、かつ前記非接触温度検知器
   の温度検出走査は間欠的に行う構成とし、前記非接触温
   度検知器の温度検出走査の間欠周期は、食品の温度上昇
   速度に応じて自動的に変える加熱調理器具。
2. 【請求項２】 非接触温度検知器を左右にスイングさ
   せ、スイング動作の１往復を単位として、その行きと帰
   りで検出した温度データからその時点での食品温度を算
   出する請求項１に記載の加熱調理器具。
3. 【請求項３】 前記非接触温度検知器の温度検出走査の
   間欠周期は、食品の温度上昇値を計測しながらその速度
   に応じて自動的に変える構成とし、大きな食品で加熱が
   長時間に亘る場合には走査の間欠周期を長くする請求項
   １または２に記載の加熱調理器具。