JP4744582B2 - 加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、電磁誘導を利用して加熱調理を行う加熱調理器に関するものである。

従来の一般的な加熱調理器では、天板に載置される被加熱物（例えば、鍋など）の温度を検出し、その温度に基づいて加熱手段を制御して被加熱物の温度調節を行い、被加熱物の焦げ付きや生煮えなどを防ぐ等の確実な加熱調理を可能としている。

このような加熱調理器では、被加熱物の温度を正確に検出するための技術が各種提案されている。例えば、被加熱物の材質を検出する材質検出手段と、被加熱物から放射される赤外線量を検出する赤外線温度検出手段とを備え、材質検出手段により検出した被加熱物の材質から被加熱物の放射率を求め、赤外線温度検出手段で検出された被加熱物の赤外線量を前記放射率で補正して被加熱物の温度を推定するようにした誘導加熱調理器がある（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。

また、別の温度検出方法を採用した加熱調理器として、天板の下に発光手段と受光手段と赤外線温度検出手段とを配置し、発光手段から天板を介して被加熱物の底面に光を照射し、被加熱物の底面で反射した反射光を天板を介して受光手段で受光し、その受光量から換算された被加熱物の放射率を用いて、赤外線温度検出手段で検出した被加熱物の赤外線量を補正し、温度を推定するようにした加熱調理器がある（例えば、特許文献３参照）。

また更に、別の温度検出方法を採用した加熱調理器として、赤外線量から温度を検知する赤外線温度検出手段で検出した被加熱物の仮想温度上昇速度と、接触式温度検出手段で測定した天板の温度上昇速度との温度上昇速度の割合に対応する放射率のデータベースを備え、温度上昇速度割合を算出してデータベースに基づいて放射率を決定し、この放射率と赤外線温度検出手段で検出した赤外線量とに基づいて被加熱物の温度を算出するようにした加熱調理器がある（例えば、特許文献４参照）。
特許第４１２０５３６号公報（第３頁、第４頁、図１） 特開２００３−２６４０５５号公報（第４頁、図１） 特開平１１−２２５８８１号公報（第３頁、図１） 特開２００７−１０３０８５号公報（第７頁、図６）

特許文献１及び特許文献２の加熱調理器では、被加熱物の材質に応じて放射率を決定し、その放射率に基づいて被加熱物の赤外線量を補正して被加熱物の温度を推定するようにしている。しかしながら、同じ材質であっても、被加熱物の表面状態により被加熱物から放射される赤外線量が異なることから、単に材質に基づいて放射率を一意に決定してしまうと、正確な温度を検出することができない。具体的には、黒体の赤外線放射率１．０を基準としたとき、被加熱物の材質が例えば鏡面仕上げの鉄の場合、放射率は０．２１であるが、さびて鏡面状態が失われると０．６９となる。このように放射率が異なると、被加熱物の温度自体は変わらなくても被加熱物から放射される赤外線量は変化する。したがって、正確な温度を検出することができず、被加熱物の加熱動作が不安定になるという問題があった。

また、特許文献３の加熱調理器では、被加熱物から放射される赤外線量をガラス製の天板を介して検出するようにしているが、天板は低温（約１５０℃以下）の赤外線をカットする特性を有しているため、約１５０℃以下の温度を正しく検出することができない。また、発光手段から投光した光を被加熱物で反射させ、その反射光を受光手段で受光するという計測原理上、受光手段に反射光以外の照明等の外乱光が入射するのを避けるように構成する必要がある。したがって、発光手段及び受光手段を天板の下部に配置し、天板の下部から被加熱物の底部（鍋底）に向けて投光し、鍋底からの反射光を受光するようにしている。しかしながら、鍋底が凹んでいる所謂反り鍋の場合、鍋底が平坦なものに比べて反射光が散乱するため、反射光を上手く受光できず、温度を正しく検出できないという問題があった。

また、特許文献４の加熱調理器では、放射率決定に際し、接触式温度検出手段の測定結果を利用している。被加熱物が反り鍋の場合、鍋底と天板との間に空間が生じることから鍋の熱が天板に伝わり難く、接触式温度検出手段では精度良く検出できない。したがって、放射率の決定精度が良好とは言えず、その結果、温度検知精度も十分ではないという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みなされたもので、被加熱物の温度を正確に検出して適切な加熱動作を実行することのできる加熱調理器を得ることを目的とする。

本発明に係る加熱調理器は、被加熱物を載置する天板と、天板の下方に設けられ、被加熱物を加熱する加熱部と、加熱部を駆動する駆動部と、天板よりも上方に配置され、被加熱物から放射される赤外線量に基づいて被加熱物の温度を検出する赤外線温度検出部と、赤外線温度検出部で検出された被加熱物の温度に基づいて駆動部を制御し、加熱部の加熱動作を制御する制御部とを備え、赤外線温度検出部は、天板上に載置される被加熱物の側面、被加熱物と天板との境界部及び天板を含む被検出領域内の複数箇所の温度を検出し、複数箇所の温度のうちの最高温度と所定箇所の検出温度との温度差に応じて被加熱物の放射率を決定し、放射率に基づいて、所定箇所の温度を補正して被加熱物の温度とするものである。

本発明によれば、被検出領域内の複数箇所の温度を検出し、複数箇所の温度のうち、最高温度と所定箇所の検出温度との温度差に応じて被加熱物の放射率を決定し、放射率に基づいて、所定箇所の温度を補正して被加熱物の温度とするため、被加熱物の温度を正確に検出することが可能となり、適切な加熱動作を実行することが可能となる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る加熱調理器の外観を模式的に示す斜視図、図２は、図１の側面断面図である。
加熱調理器の本体１１は、本体１１の上面に配置され、被加熱物１４を載置するための例えばセラミクスなどの耐熱性材料から成る天板１２と、本体１１の上面の一側に配置されて機器のオン／オフや天板１２上に載置される被加熱物１４の加熱温度を設定する各操作スイッチ（図示なし）が設けられた操作部１３と、機器のオン／オフや設定温度を表示する表示部１５とを備えている。また、天板１２の直下には天板１２上に載置された被加熱物１４を加熱するための加熱コイルで構成された加熱部１６と、交流電源（図示せず）から供給される商用電力を高周波電力に変換して加熱部１６に供給する駆動部１７とを備えている。

加熱調理器は更に、被加熱物１４から放射される赤外線量を検出する赤外線検出部１９を備えた赤外線温度検出部１８と、制御部２２とを有している。赤外線検出部１９は、天板１２の上面を臨むように天板１２の上方に配置されており、赤外線温度検出部１８は赤外線検出部１９で検出した赤外線量を温度検出部２０にて温度に換算し、温度データを制御部２２に出力する。制御部２２は、操作部１３から入力設定された運転条件と、赤外線温度検出部１８の検出温度とに基づいて駆動部１７を制御し、加熱部１６の加熱動作を制御する。

次に、赤外線検出部１９の構成及び本体１１への配置について説明する。図３は、赤外線検出部の受光素子部分の構成を示す図である。図４は、赤外線検出部の配置位置の説明図である。図３に示すように、赤外線検出部１９は、例えば縦方向に配列された複数の受光素子１を備えており、ここでは８個配列して構成されている。各受光素子１（１ａ〜１ｈ）は、被加熱物１４から放射される赤外線を受光する。各受光素子１それぞれの受光エリアの角度は例えば５度以内に設定され、天板１２上の定位置に被加熱物１４を載置した状態で、図４に示すように全受光素子１で被加熱物１４の側面（鍋肌部）から鍋底部、更に天板部を受光エリア内に収めることができるように配置されている。

図４の例では、受光素子１ａ〜１ｃによる受光エリアａ〜ｃで鍋肌部から放射される赤外線を受光し、受光素子１ｄ、１ｅによる受光エリアｄ、ｅで鍋底部から放射される赤外線を受光し、受光素子１ｆ〜１ｈによる受光エリアｆ〜ｈで天板部から放射される赤外線を受光している。被加熱物１４の各部と受光エリアａ〜ｈとの対応関係は被加熱物１４の大きさによって変化するが、何れにしろ、被加熱物１４の側面（鍋肌部）、被加熱物１４と天板１２との境界部（鍋底部）及び天板１２（天板部）を受光エリア（被検出領域）内に収め、その被検出領域内を、上下方向に複数箇所、温度検出できるように各受光素子１が配置されている。各受光素子１のそれぞれで検出された赤外線量は、温度検出部２０において以下のステファン・ボルツマンの法則を用いて温度に換算される。

物体からの放射エネルギーＭは、以下の（１）式で求められる。

これを実際のセンサ出力Ｐ（受光素子１が受光した赤外線量）に当てはめると、以下の（２）式となる。

上記（２）式により、以下の（３）式が求められる。

（３）式に、既知の値、すなわち受光素子１自体の温度Ｔ₀、物体の放射率ε、定数ｋ、センサ出力Ｐ（受光素子１が受光した赤外線量）を代入することにより、物体の温度Ｔが求められる。すなわち、物体の温度Ｔは、受光素子１自体の温度Ｔ₀ 、物体の放射率εが判れば、赤外線量Ｐにより求めることができる。

ところで、被加熱物１４は、上述したように材質が同じであっても、表面状態によって放射率が異なる。このため、実際の表面状態に見合った放射率を特定することが非常に重要である。そこで、本発明では、赤外線温度検出部１８の各受光素子１（１ａ〜１ｈ）により検出した複数箇所の温度のうちの最高温度と所定箇所の検出温度との温度差に応じて被加熱物１４の放射率を決定するようにしている。最高温度と所定箇所の検出温度との温度差から実際の表面状態に見合った放射率を決定することができる原理について以下に説明する。

図５は、被加熱物の放射率が小さい場合（鏡面に相当）における、各受光素子１ａ〜１ｈによる検出温度を示す図である。図６は、被加熱物の放射率が大きい場合（非鏡面に相当）における、各受光素子１ａ〜１ｈによる検出温度を示す図である。

図５に示すように、放射率が小さい場合、鍋肌部や天板部に比べて鍋底部の温度が高く検出されるという特徴がある。この理由について以下に説明する。
放射率εと反射率Ｒとの間には、ε＋Ｒ＝１の関係が成立する。被加熱物１４が例えばステンレス製で表面状態が鏡面の場合、放射率は０．１５と低く、逆に反射率は０．８５と高い。加熱状態の被加熱物１４との接触により天板１２へ伝わった熱に対応する赤外線は、被加熱物１４の鍋底部へ放射される。そして、その赤外線は反射率の大きい被加熱物１４の表面により反射され、受光素子１にて受光される。すなわち、鍋肌部や天板部に対応する受光素子１ａ〜１ｃ，１ｆ〜１ｈに関しては、鍋肌部や天板部そのものから放射される赤外線が受光されるが、鍋底部に対応する受光素子１ｄ，１ｅに関しては、天板部からの赤外線の反射の影響も受けるため、鍋肌部や天板部に対応する受光素子１ａ〜１ｃ，１ｆ〜１ｈに比べて多くの赤外線を受光する。よって、放射率が小さい被加熱物１４の場合、鍋肌部や天板部に比べて鍋底部の検出温度が高くなり、鍋肌部や天板部との温度差が大きくなるという特徴がある。

一方、放射率が大きい非鏡面の被加熱物１４の場合、図６に示すように、鍋肌部と鍋底部との間にさほど温度差が無いという特徴がある。

図７は、放射率が異なる被加熱物を天板上に載置して赤外線温度検出部の各受光素子１で温度検出を行った場合の、最高温度と受光素子１ａの検出温度との温度差の時間変化を示す図である。
図７に示すように、放射率が小さい方が温度差Δｔが大きくなる。これは、上記図５及び図６の説明からも明らかである。また、加熱時間が短い間は各放射率それぞれの温度差Δｔ同士の違いは小さいが、ある程度加熱（例えば、２００秒）された時点での温度差Δｔの違いは顕著となって現れる。

そこで、本実施の形態１では、加熱開始から所定時間経過後の各受光素子１ａ〜１ｈの検出温度のうちの最高温度と受光素子１ａの検出温度との間の温度差Δｔと、放射率とを予めテーブル化しておき、この放射率テーブルを参照して放射率を決定するようにしている。これにより、被加熱物１４の表面状態に見合った放射率を決定することができる。なお、温度差Δｔを求める際の受光素子１（１ａ〜１ｈ）の検出温度は、仮放射率「１」を用いて計算したものとする。また、温度差Δｔを求めるに際し、受光素子１ａの検出温度を用いているが、受光素子１ａの検出エリアａの高さ位置は、全受光素子１ａ〜１ｈの検出エリアの中で最上部の位置であり、天板１２から一番離れた位置となっている。よって、天板１２からの熱の影響や、被加熱物１４の大きさによらず常に安定して被加熱物１４の鍋肌部の温度を検出できることから、温度差Δｔの算出、引いては放射率の決定に受光素子１ａの検出温度を用いるようにしている。

次の表１は放射率テーブルの一例を示している。

この例では、温度差が９．４℃以上であれば放射率０．２と決定し、０．９２以上且つ９．４未満であれば放射率０．３と決定する。

以上のようにして決定した放射率を用いて被加熱物１４の温度を算出する。この際、受光素子１ａ〜１ｈのうちの何れかを代表素子として決定し、その決定された代表素子で検出された赤外線量を用いて温度を算出する。ここでは、放射率テーブルを作成するに際し、受光素子１ａの検出温度を用いていることから、受光素子１ａを代表素子とする。そして、受光素子１ａで検出された赤外線量と、決定した放射率とから温度を求め、被加熱物１４の温度とする。

図８は、赤外線温度検出部の具体的な構成と、赤外線温度検出部の温度検出結果に基づいて加熱部を制御するまでに関わる処理部を示すブロック図である。図８において図２と同一部分には同一符号を付す。
赤外線検出部１９は、受光素子１に加えて、被検出領域Ａから放射される赤外線を集光する集光レンズ３０と、スキャン部３１と、スキャン部３１で選択された出力信号を所定レベルまで増幅する第１の増幅部３２と、サーミスタから成る基準温度素子３３とを備えている。基準温度素子３３で検出された温度は、上記（１）〜（３）式及び後述の（１０）式における周囲温度Ｔ_sとして利用される。なお、周囲温度Ｔ_s は例えば２５℃などの固定値を用いるようにしても良い。

温度検出部２０は、具体的にはマイコンで構成されており、所定のタイミングによって各受光素子１に対応したスキャン部３１にアドレス信号を出力する信号出力部４１と、赤外線温度検出部１８の増幅部３２からの出力信号を入力し、各受光素子１ａ〜１ｈと基準温度素子３３の選択／切替を行なうマルチプレクサ部４２とを備えている。更に、マルチプレクサ部４２からの出力電圧をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部４３と、Ａ／Ｄ変換部４３からのデジタル信号を温度データに変換する温度変換部４４と、温度変換部４４から出力される各温度データに基づいて被加熱物１４の温度を算出し、制御部２２に出力する温度算出部４５とを備えている。

Ａ／Ｄ変換部４３には、マルチプレクサ部４２を介して各受光素子１ａ〜１ｈの出力信号（赤外線量）が増幅部３２で増幅されて入力されており、温度変換部４４は、受光素子１ａ〜１ｈで検出した赤外線量を、上記（３）式に基づき温度データに変換し、各受光素子１ａ〜１ｈによる検出温度として温度算出部４５に出力する。なお、ここでは放射率を仮放射率「１」として温度データに変換する。温度算出部４５は、温度変換部４４から入力された各受光素子１ａ〜１ｈによる各検出温度のうち、最高温度と、受光素子１ａの検出温度と、放射率テーブル４５ａとに基づいて被加熱物１４の放射率を決定する。そして、仮放射率「１」で算出した温度を、新たに決定した放射率に基づき補正し、補正後の温度を被加熱物１４の温度として制御部２２に出力する。

次に、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器における温度検出動作を図９に基づいて説明する。図９は、温度検出処理の流れを示すフローチャートである。
操作部１３の操作スイッチがＯＮされると、制御部２２は、駆動部１７を介して加熱部１６を駆動する。加熱部１６から発生する磁束により被加熱物１４に渦電流が流れ、渦電流により被加熱物１４が誘導加熱される。赤外線温度検出部１８は、操作スイッチＯＮ時から温度検出を開始しており、その検出温度が制御部２２に出力されている。この時の温度換算の際には、受光素子１ａ〜１ｈで受光した赤外線量うち、例えば最高の赤外線量と仮放射率「１」とを用いる。

そして、制御部２２は、加熱開始から所定温度分（例えば、２０℃）、温度上昇したかをチェックする（Ｓ１）。加熱開始直後で被加熱物１４が十分加熱されていない場合、被加熱物１４の温度と赤外線検出部１９自体の温度（基準温度素子３３の検出温度）とが同等の温度であるため、赤外線温度検出部１８では被加熱物１４の温度を正確に検出できない。また、加熱開始直後は、図７に示したように放射率毎の温度差Δｔの違いが明確でない。このため、所定温度分の温度上昇を待った後、被加熱物１４の温度を算出する。ステップＳ１の判断では、ここでは赤外線温度検出部１８の検出温度を用いているが、他に例えば天板１２の下部に接触式温度検出部を設け、接触式温度検出部の検出温度を用いて判断するようにしても良い。

そして、被加熱物１４の温度が所定温度分、上昇すると、温度算出部４５は、温度変換部４４から各受光素子１ａ〜１ｈの温度データを取得する（Ｓ２）。このステップＳ２の温度データは、仮放射率「１」として計算されたものである。そして、温度算出部４５は、各受光素子１ａ〜１ｈのうちの最高温度と、受光素子１ａの検出温度との温度差Δｔを算出し、この温度差Δｔに基づいて放射率テーブル４５ａを参照し、放射率を決定する（Ｓ３）。そして、決定した放射率を用いて温度補正を行う（Ｓ４）。具体的には、決定した放射率と、受光素子１ａで検出した赤外線量とから温度を算出し、これを被加熱物１４の温度とする。そして、ステップＳ４で温度を算出してから所定時間が経過すると（Ｓ５）、ステップＳ２に戻って放射率を設定し直し、新たに設定した放射率で温度を換算する。制御部２２は、以上のようにして所定時間毎に更新される被加熱物１４の最新の温度に基づいて駆動部１７を制御し、加熱部１６の加熱動作を制御する。

以上説明したように、本実施の形態１によれば、次のような効果を有する。
被加熱物１４の放射率は、上述したように材質によって一意に決められるものではなく、同じ材質であっても表面状態によって異なる。よって、本例では、各受光素子１ａ〜１ｈの検出温度のうちの最高温度と、受光素子１ａの検出温度との温度差Δｔを算出し、この温度差Δｔから実際の表面状態に見合った放射率を特定することができるため、正確な温度検出が可能となる。したがって、正確な温度で調理が可能となり、被調理物の加熱調理を良好に行うことが可能となる。

また、被加熱物１４の側面から放射される赤外線量に基づいて温度検出を行っているため、反り鍋であっても正確に温度検出を行うことができる。

また、天板１２を介して被加熱物１４の温度を検出する温度センサの場合、温度検出が可能となるまでに天板１２の温度上昇に伴う遅延が生じるが、赤外線温度検出部１８ではこのような遅延無く被加熱物１４の温度検出が可能である。

また、被加熱物１４の正確な温度を検出できるので、温度を見誤ることによる過剰な加熱等を防止でき、省エネルギーをエネルギー消費量の削減が可能となる。

被加熱物１４の放射率は、被加熱物１４の温度上昇に伴って変化し、また、調理を進める過程で被加熱物１４の表面に汚れが付着する等して変化する場合もある。本実施の形態１では、所定時間毎に放射率を設定し直し、新たに設定した放射率を用いて温度換算を行うようにしているので、調理開始から調理終了に至るまで正確な温度で加熱制御を行うことが可能となる。

なお、本実施の形態１では、温度差Δｔから放射率を求めるに際し、放射率テーブル４５ａを用いて行うようにしているが、温度差Δｔから放射率を求めるための放射率算出式を予め記憶しておき、この放射率算出式により放射率を求めるようにしてもよい。

実施の形態２．
実施の形態２は、各受光素子１ａ〜１ｈの検出温度のうちの最高温度と、この最高温度を検出した受光素子の上方にあり天板１２による影響が及ばない被加熱物１４の側面でかつ前記最高温度を検出した箇所に近い箇所の温度を検出する受光素子の検出温度とを用いて被加熱物１４の鍋肌部の放射率を決定するようにしたものである。実施の形態２の加熱調理器は図８に示した実施の形態１の放射率テーブル４５ａに代えて、所定の放射率算出式によって放射率を求める構成としたものであり、その他は実施の形態１と同様である。以下では、実施の形態２が実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。

以下、放射率を決定するための放射率算出式について説明する。図１０は、数式の算出手順を説明するための補足図で、以下の説明において適宜参照されたい。なお、図１０において、鍋肌部の実際の温度がＴａ、放射率がεａであり、鍋底部の実際の温度がＴｂ、放射率がεｂである。

物体からの実際の放射エネルギーＱは以下の（４）式で計算される。

赤外線温度検出部１８上では、以下の（５）式として測定温度Ｔ_m を求めている。

そして、（４）式と（５）式とが等しいとすると、図１０の鍋肌部と鍋底部とのそれぞれにおいて以下の（６）及び（７）が成立する。

以上の（６）式及び（７）式により、次の（８）式及び（９）式が導出される。

そして、被加熱物１４の鍋肌部と鍋底部とは場所が近接しているため、実際の鍋肌部の温度Ｔａと鍋底部の温度ＴｂをＴａ≒Ｔｂとして近似すると、次の（１０）式（放射率算出式）を得ることができる。

なお、周囲温度Ｔｓは赤外線温度検出部１８の温度Ｔ₀ （図８の基準温度素子３３によって検出された値）としても良いし、例えば２５℃などの固定値としても良い。この（１０）の放射率算出式に、各受光素子１ａ〜１ｈによる検出温度のうちの最高温度（鍋底部の温度Ｔｂ’とみなす）と、その最高温度を検出した受光素子の上方にあり天板１２による影響が及ばない被加熱物１４の側面でかつ前記最高温度を検出した箇所に近い箇所の温度を検出する受光素子の検出温度（鍋肌部の温度Ｔａ’とみなす）とを代入することにより、鍋肌部の放射率εａを決定する。なお、以下では、各受光素子１ａ〜１ｈによる検出温度のうちの最高温度を検出した受光素子を受光素子maxといい、受光素子maxの上方にあり天板１２による影響が及ばない被加熱物１４の側面でかつ前記最高温度を検出した箇所に近い箇所の温度を検出する受光素子を受光素子truという。

図１１は、本発明の実施の形態２に係る加熱調理器における温度検出処理の流れを示すフローチャートである。
実施の形態２の温度検出処理は、実施の形態１と同様にまず、加熱開始から所定温度分（例えば、２０℃）、温度上昇したかをチェックする（Ｓ１）。そして、所定温度分上昇すると、温度算出部４５は、温度変換部４４から各受光素子１ａ〜１ｈの温度データを取得するとともに、基準温度素子３３の検出値を周囲温度Ｔｓとして取得する（Ｓ１１）。このステップＳ１１の温度データは、仮放射率「１」として計算されたものである。続いて、各受光素子１ａ〜１ｈの温度データの中から、最高温度と、その最高温度を検出した受光素子maxの上方にあり天板１２による影響が及ばない被加熱物１４の側面でかつ前記最高温度を検出した箇所に近い箇所の温度を検出する受光素子tru の検出温度とを選定し（Ｓ１２）、これらを上記（１０）の放射率算出式に代入して鍋肌部の放射率εａを算出する（Ｓ１３）。そして、ここで算出した放射率εａを用いて温度補正を行う（Ｓ１４）。具体的には、算出した放射率εａと受光素子１ａで検出した赤外線量とから温度を算出し、これを被加熱物１４の温度とする。そして、上記実施の形態１と同様に、温度を算出してから所定時間が経過すると（Ｓ５）、ステップＳ１１に戻って放射率を設定し直し、新たに設定した放射率で温度を換算する。制御部２２は、以上のようにして所定時間毎に更新される被加熱物１４の温度に基づいて駆動部１７を制御し、加熱部１６の加熱動作を制御する。

このように、実施の形態２によれば、各受光素子１ａ〜１ｈのうちの受光素子maxと受光素子tru の２箇所の検出温度から直接鍋肌部の放射率εａを算出し、その放射率εａに基づいて温度を求めるようにしたので、現状の表面状態に見合った放射率を決定できる。よって、より正確に温度を検出することが可能となる。

なお、ステップＳ１４の温度補正において、受光素子１ａで検出した赤外線量を用いて被加熱物１４の温度を算出しているが、受光素子１ａは、上述したように天板１２から一番離れた位置を検出エリアとしており、天板１２からの熱の影響や、被加熱物１４の大きさや形状によらず常に安定して被加熱物１４の鍋肌部からの赤外線量を検知できる。したがって、受光素子１ａで検出した赤外線量を用いることにより、正確な温度を安定的に得ることができる。なお、ここでは受光素子１ａを用いたが、これに限られたものではなく、例えば受光素子tru を用いてもよい。

ところで、上記実施の形態１及び実施の形態２では、所定時間毎に放射率を更新して温度検出を行うようにしているため、被加熱物１４の側面に錆や傷や磨き等の局所的な放射率の違いがあると、放射率が急激に変化する可能性がある。例えば調理中に被加熱物１４が動かされるなどして受光素子１の被検出領域内の被加熱物１４の位置が鏡面部分から錆部分に変化した場合等が該当する。このように放射率が急激に変化すると、この放射率から求められる温度も急激に変化することになる。このような温度に従って加熱制御を行うと、所望の加熱制御が行えないことから、制御部２２は、今回の検出温度と前回の検出温度との温度差が所定の閾値（第１の閾値）以上の場合には、今回の検出温度に基づいた加熱制御は行わず、前回の検出温度に基づいた制御を継続する。これにより、放射率の急激な変化に伴って加熱動作が不安定になるのを防止することができる。

実施の形態３．
実施の形態３は、加熱中であるにも関わらず赤外線温度検出部１８の検出温度が上昇しない場合、何らかの異常が発生したものと判断して加熱を停止し、使用者へ報知するようにしたものである。

実施の形態３の加熱調理器の構成は実施の形態１又は実施の形態２と同様である。また、実施の形態３の加熱調理器は、温度検出処理に関しては上記実施の形態１又は実施の形態２と同様であり、以下、実施の形態３の特徴部分の処理を中心に説明する。

図１２は、実施の形態３の特徴部分の処理の流れを示すフローチャートである。なお、以下では、操作部１３の操作スイッチがＯＮされて被加熱物１４の加熱が開始されており、赤外線温度検出部１８では被加熱物１４の温度検出が行われているものとする。
制御部２２には、赤外線温度検出部１８から所定時間毎に出力される検出温度が入力されており（Ｓ３１）、今回入力された検出温度と前回の検出温度との温度差が予め設定された閾値（第２の閾値）以上か否かをチェックする（Ｓ３２）。温度差が閾値以上であれば、正常状態であるためステップＳ３１に戻る。一方、温度差が閾値未満の場合、何らかの異常が発生したものと判断して駆動部１７に停止信号を出力すると共に、加熱停止した旨を使用者に報知する（Ｓ３３）。報知方法は任意であるが、表示部１５への表示や、音出力などにより行う。

ここで、異常とは、例えば赤外線検出部１９の受光面の前面に汚れが付着したり、障害物が載置された場合等が該当する。この場合、被加熱物１４から放射される赤外線が赤外線検出部１９に到達せず、被加熱物１４の温度を検知できない。よって、このような場合には使用者に報知することで、汚れを拭き取ったり、障害物を除去したり等の対策を促すことができ、正確な温度検出が可能となる。

実施の形態４．
加熱調理中に鍋等の被加熱物１４が鍋振りされた場合、赤外線温度検出部１８の被検出領域から被加熱物１４が外れたり復帰したりを繰り返す。この場合、赤外線温度検出部１８は被加熱物１４の温度を検出したり、天板１２の温度を検出したりすることになり、検出温度が大きく変動する。制御部２２では、赤外線温度検出部１８の検出温度が設定温度に達したときに加熱を停止したり加熱力を弱めたりする加熱制御を行っているが、被加熱物１４が被検出領域から外れて天板１２の温度を検出した場合、実際の被加熱物１４の温度が設定温度に達していなくても、設定温度に比べて高いと判断され、加熱を停止したり加熱力を弱めたりしてしまう場合がある。実施の形態４は、このような鍋振りに伴う誤った加熱制御が行われるのを防止するようにしたものである。

実施の形態４の加熱調理器の構成は実施の形態１又は実施の形態２と同様である。また、実施の形態４の加熱調理器は、温度検出処理に関しては上記実施の形態１又は実施の形態２と同様であり、以下、実施の形態４の特徴部分の処理を中心に説明する。

図１３は、実施の形態４の特徴部分の処理の流れを示すフローチャートである。なお、以下では、操作部１３の操作スイッチがＯＮされて被加熱物１４の加熱が開始されており、赤外線温度検出部１８では被加熱物１４の温度検出が行われているものとする。
制御部２２には、赤外線温度検出部１８から所定時間毎に出力される検出温度が順次入力され、その入力された検出温度に基づいて鍋振りが行われているか否かをチェックしており、鍋振りを検知した場合（Ｓ４１）、鍋振り検知前の検出温度に基づいた加熱制御を継続する（Ｓ４２）。すなわち、鍋振り検知中の赤外線温度検出部１８の検出温度に基づいた加熱制御は行わない。そして、鍋振りが終了した場合には、通常の制御すなわち赤外線温度検出部１８の検出温度に基づいた加熱制御を行う（Ｓ４３）。なお、鍋振り検知のアルゴリズムとしては、例えば、所定期間内に赤外線温度検出部１８から順次入力される検出温度が所定の温度幅以上変動する場合、鍋振りと検知することができる。

このように制御することにより、鍋振りに伴う誤った加熱制御が行われるのを防止することが可能である。

なお、上記各実施の形態では、赤外線検出部１９の受光素子１を、複数の受光素子を直線状に配置した複眼型の構成とした例を示したが、受光素子１を１つとした単眼型の構成とし、これを上下方向に動かすことで複眼型と同様の被検出領域を検出するようにしても良い。

本発明の実施の形態１に係る加熱調理器の外観を模式的に示す斜視図である。 図１の側面断面図である。 図１の赤外線温度検出部の受光素子部分の構成を示す図である。 図１の赤外線温度検出部の受光素子の配置位置の説明図である。 放射率が小さい被加熱物（鏡面の被加熱物に相当）の場合における、赤外線温度検出部の各受光素子による検出結果を示す図である。 放射率が大きい被加熱物（非鏡面の被加熱物に相当）の場合における、赤外線温度検出部の各受光素子による検出結果を示す図である。 図１の赤外線温度検出部の具体的な構成と、赤外線温度検出部の温度検出結果に基づいて加熱手段を制御するまでに関わる処理部を示すブロック図である。 実施の形態１の温度検出処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態２の温度検出処理の流れを示すフローチャートである。 放射率算出式の算出手順を説明するための補足図である。 本発明の実施の形態２に係る加熱調理器における温度検出処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態３の特徴部分の処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態４の特徴部分の処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 受光素子、１ａ〜１ｈ 受光素子、１１ 本体、１２ 天板、１３ 操作部、１４ 被加熱物、１５ 表示部、１６ 加熱部、１７ 駆動部、１８ 赤外線温度検出部、１９ 赤外線検出部、２０ 温度検出部、２１ 接触式温度検出部、２２ 制御部、３０ 集光レンズ、３１ スキャン部、３２ 増幅部、３３ 基準温度素子、４１ 信号出力部、４２ マルチプレクサ部、４３ Ａ／Ｄ変換部、４４ 温度変換部、４５ 温度算出部、４５ａ 放射率テーブル。

Claims (11)

1. 被加熱物を載置する天板と、
   該天板の下方に設けられ、前記被加熱物を加熱する加熱部と、
   該加熱部を駆動する駆動部と、
   前記天板よりも上方に配置され、前記被加熱物から放射される赤外線量に基づいて前記被加熱物の温度を検出する赤外線温度検出部と、
   該赤外線温度検出部で検出された前記被加熱物の温度に基づいて前記駆動部を制御し、前記加熱部の加熱動作を制御する制御部とを備え、
   前記赤外線温度検出部は、前記天板上に載置される被加熱物の側面、前記被加熱物と前記天板との境界部及び天板を含む被検出領域内の複数箇所の温度を検出し、該複数箇所の温度のうちの最高温度と所定箇所の検出温度との温度差に応じて前記被加熱物の放射率を決定し、該放射率に基づいて、前記所定箇所の温度を補正して前記被加熱物の温度とすることを特徴とする加熱調理器。
2. 前記赤外線温度検出部は、前記複数箇所のそれぞれから放射される赤外線量と仮放射率とから前記複数箇所それぞれの温度を換算して前記最高温度と前記所定箇所の検出温度との温度差を求め、該温度差に応じて放射率を決定し、該放射率と前記所定箇所から放出される赤外線量とから温度を換算し、前記被加熱物の温度とすることを特徴とする請求項１記載の加熱調理器。
3. 前記赤外線温度検出部は、前記温度差が大きくなるに連れて小さくなるように前記放射率を決定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の加熱調理器。
4. 被加熱物を載置する天板と、
   該天板の下方に設けられ、前記被加熱物を加熱する加熱部と、
   該加熱部を駆動する駆動部と、
   前記天板よりも上方に配置され、前記被加熱物から放射される赤外線量に基づいて前記被加熱物の温度を検出する赤外線温度検出部と、
   該赤外線温度検出部で検出された前記被加熱物の温度に基づいて前記駆動部を制御し、前記加熱部の加熱動作を制御する制御部とを備え、
   前記赤外線温度検出部は、前記天板上に載置される被加熱物の側面、前記被加熱物と前記天板との境界部及び天板を含む被検出領域内を上下方向に複数箇所、温度検出し、該複数箇所の温度のうち、最高温度と該最高温度を検出した箇所の上方にあり前記天板による影響が及ばない前記被加熱物の側面でかつ前記最高温度を検出した箇所に近い箇所の検出温度とを用いて前記被加熱物の放射率を決定し、該放射率に基づいて、前記複数箇所のうちの所定箇所の温度を補正して前記被加熱物の温度とすることを特徴とする加熱調理器。
5. 前記赤外線温度検出部は、前記複数箇所のそれぞれから放射される赤外線量と仮放射率とから前記複数箇所それぞれの温度を換算して前記最高温度と該最高温度を検出した箇所の上方にあり前記天板による影響が及ばない前記被加熱物の側面でかつ前記最高温度を検出した箇所に近い箇所の検出温度とを求め、これらの温度に基づいて前記放射率を決定し、該放射率と前記所定箇所から放出される赤外線量とから温度を換算し、前記被加熱物の温度とすることを特徴とする請求項４記載の加熱調理器。
6. 前記赤外線温度検出部は、前記最高温度と該最高温度を検出した箇所の上方にあり前記天板による影響が及ばない前記被加熱物の側面でかつ前記最高温度を検出した箇所に近い箇所の検出温度とに加えて、更に前記赤外線温度検出部の周囲温度を用いて前記被加熱物の放射率を決定することを特徴とする請求項５記載の加熱調理器。
7. 前記赤外線温度検出部は所定時間毎に放射率を決定し直し、新たに決定した放射率に基づいて前記所定箇所の温度を補正し、前記被加熱物の温度とすることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の加熱調理器。
8. 前記制御部は、前記赤外線温度検出部で検出された今回の検出温度と前回の検出温度との温度差が第１の閾値以上の場合、今回の検出温度に基づいた前記駆動部の制御は行わないことを特徴とする請求項７記載の加熱調理器。
9. 前記制御部は、前記赤外線温度検出部で検出された今回の検出温度と前回の検出温度との温度差が第２の閾値未満の場合、前記駆動部に停止信号を出力して加熱動作を停止すると共に、加熱動作を停止した旨を外部に報知することを特徴とする請求項７記載の加熱調理器。
10. 前記制御部は、所定期間内に前記赤外線温度検出部で順次検出される検出温度が所定の温度幅以上変動する場合、その変動した検知温度に基づいた前記駆動部の制御は行わず、前記変動が停止した場合、前記赤外線温度検出部の検出温度に基づいた前記駆動部の制御を行うことを特徴とする請求項７記載の加熱調理器。
11. 前記所定箇所とは、前記複数箇所のうち最上部に位置する箇所であることを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の加熱調理器。

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