JP2010287317A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】受光素子の視野角が高温部の見込み角で満たされない場合でも鍋９０側面下部の高温部の温度をより正確に検出することのできる誘導加熱調理器を得る。
【解決手段】鍋９０の高温部を含め、鍋９０及びプレート２０から放射される赤外線を受光する複数の検出素子が縦方向に配列された検出素子アレー６２を備えた赤外線センサ６０と、複数の検出素子からの出力値に基づいて検出領域Ｘにおける高温部Ｙの位置を判定する高温部判定部８２と、検出素子アレー６２から高温部Ｙまでの距離を算出する距離算出部８３と、高温部Ｙの見込み角θを算出する見込み角算出部８５と、複数の検出素子のうち最も高い温度を検出した検出素子の出力値を補正して高温部Ｙの温度を検出する温度補正部８６とを備えた。
【選択図】図４

Description

本発明は、誘導加熱調理器に関する。

従来、プレートで上面が覆われた本体に誘導加熱手段を配置し、前記プレート上に載置された鍋を電磁誘導により加熱する誘導加熱調理器がある。このような誘導加熱調理器においては、鍋の温度を検知し、この検知結果に基づいて誘導加熱手段の加熱制御を行うものがある。

鍋の温度を検知する誘導加熱調理器として、「温度検知手段は調理容器及びプレートから放射される赤外線を受光する複数の受光素子を縦方向であってアレイ状に配列した赤外線センサを含み、各受光素子が受光する赤外線量の内で最も多い赤外線量に基づいて誘導加熱手段の出力を制御する」ものが提案されている。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−０９２１７７号公報（第４頁、図６）

上記特許文献１に記載の技術によれば、赤外線センサを構成する複数の受光素子の中で高い温度を検知した受光素子の検知温度により調理容器側面下部の高温部の温度を検知している。

しかし、最も高い温度を検知した受光素子の視野角が高温部の見込み角で満たされていない場合、すなわち、その受光素子が高温部以外の赤外線も受光している場合、検知される温度には誤差が生じてしまう。そして、受光素子の視野角が高温部の見込み角で満たされるか否かは載置される調理容器と赤外線センサとの距離にも依存するが、調理容器の載置位置は一定ではない。このため、受光素子の視野角が高温部の見込み角で満たされないために正確に温度を検出できない場合がある。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、受光素子の視野角が高温部の見込み角で満たされない場合でも調理容器側面下部の高温部の温度をより正確に検出することのできる誘導加熱調理器を得るものである。

本発明に係る誘導加熱調理器は、プレートで上面が覆われた本体に誘導加熱手段を配置し、前記プレート上に載置された調理容器を電磁誘導により加熱する誘導加熱調理器において、前記プレートと前記調理容器との接触面を含む調理容器側面下部の高温部を含め、前記調理容器及び前記プレートから放射される赤外線を受光する複数の検出素子が縦方向に配列された検出素子アレーを備えた温度検出手段と、前記複数の検出素子からの出力値に基づいて、前記検出素子アレーの検出領域における前記高温部の位置を判定する高温部判定手段と、前記高温部判定手段の判定結果と、前記プレートを基準とする前記検出素子アレーの設置高さとに基づいて、前記検出素子アレーから前記高温部までの距離を算出する距離算出手段と、前記高温部までの距離と、予め取得した前記高温部の高さとに基づいて、前記高温部の見込み角を算出する角度算出手段と、前記高温部の見込み角に基づいて、前記複数の検出素子のうち最も高い温度を検出した検出素子の出力値を補正して前記高温部の温度を検出する温度補正手段とを備えたものである。

本発明に係る誘導加熱調理器は、高温部の高さ、検出素子アレーから高温部までの距離、及び高温部の見込み角に基づいて検出素子の出力値を補正して、調理容器側面下部の高温部の温度を検出する。このため、調理容器の側面下部の高温部の見込み角が検出素子の視野角を満たさない場合でも、前記高温部の温度をより正確に検出することができる。

本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の側面断面模式図である。 実施の形態１に係る鍋の構成を示す図である。 実施の形態１の赤外線センサによる放射温度計測を説明する図である。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器の機能ブロック図である。 実施の形態１に係る検出素子アレーの構成を示す図である。 実施の形態１に係る検出素子の視野角αと高温部Ｙの見込み角θの関係を説明する図である。 実施の形態１に係る高温部の温度検出処理を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る赤外線センサの検出素子の受光領域を示す図である。 検出素子が検出した赤外線量に基づく温度を示すグラフである。 実施の形態１に係る補間部の機能ブロック図である。 実施の形態１に係る補間処理を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る補間処理を説明する図である。 実施の形態１に係る補間処理結果を示すグラフである。 実施の形態１に係る高温部判定処理を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る距離算出処理を示すフローチャートと概念図である。 実施の形態１に係る高温部見込み角算出処理を示すフローチャートと概念図である。 実施の形態１に係る検出素子の検出特性を示す図である。 実施の形態１に係る検出素子の検出特性と高温部との関係を説明する図である。 実施の形態１に係る温度補正処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の上面図である。 実施の形態２に係る誘導加熱調理器に鍋を載置した上面図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器１００を示す側面断面模式図である。図１において、誘導加熱調理器１００の本体１０の上面には、例えばセラミクスなどの耐熱性材料で構成されて鍋９０などの被加熱物を載置するプレート２０が配置され、プレート２０の下方には加熱コイル３０が設置されている。また、鍋９０を加熱する際の加熱温度等を設定する各操作スイッチ（図示せず）を備えた操作パネル４０と、誘導加熱調理器１００のオン／オフ状態や設定温度、加熱状態を表示する表示パネル５０を備える。さらに本体１０には、検出領域Ｘから放射される赤外線を受光する赤外線センサ６０と、赤外線センサ６０からの出力を温度情報に変換して出力する温度検知回路７０と、マイコン８０が設けられている。なお、本発明の温度検出手段は、本実施の形態１では赤外線センサ６０と温度検知回路７０に相当する。

加熱コイル３０は、高周波電流を通電されることにより高周波磁界を発生させるものであり、この高周波磁界によりプレート２０に載置された鍋９０の底部に渦電流を発生させ、鍋９０を誘導加熱する。

赤外線センサ６０は、その検出領域Ｘに鍋９０の側面下部の高温部Ｙ（詳細は後述する）が収まるよう、プレート２０の上面を臨むようにして配置されている。すなわち、赤外線センサ６０は、高温部Ｙから放射される赤外線を受光するように設置される。

鍋９０は、例えばステンレス製であって鏡面を有する鍋である。
図２は、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器１００に載置される鍋９０の構成を説明する図である。図２（Ａ）は鍋９０の側面を、図２（Ｂ）は鍋９０の底面を示している。
図２（Ａ）に示すように、鍋９０の鍋肌側面Ｇから鍋底Ｂに連なる面は曲面を形成している。この曲面を形成する部分の下部であってプレート２０と接地する部分を高温部Ｙ（本発明の側面下部の高温部に相当）と称し、高温部Ｙの高さをｈ１とする。また、図２（Ｂ）に示すように、鍋底Ｂは半径ｒの略円形であり、半径ｒの値は予めマイコン８０に保持されている。

そして、図１で示した赤外線センサ６０は、鍋９０の高温部Ｙから放射される赤外線を受光するように配置される。

ここで、赤外線センサ６０を高温部Ｙから放射される赤外線を受光するように配置する理由について説明する。
鏡面を有する鍋９０は、例えばステンレス製の場合には赤外線反射率は約０．８と比較的高く、赤外線放射率は約０．２と低い。しかし、鍋９０の側面下部は一般的に曲面を形成しており、周囲温度に対応する赤外線がその側面下部へ入射した場合に、赤外線のほとんどがプレート２０に向かって反射する。そして、プレート２０は赤外線放射率は１．０と高いので赤外線のほとんどを吸収する。このために、鍋９０の側面下部を赤外線センサ６０の受光領域に収めた場合に、ノイズ要因である周囲温度に対応する赤外線が赤外線センサ６０に直接受光されないこととなる。

一方、加熱状態の鍋９０の底部との接触によりプレート２０に伝わった熱に対応する赤外線は、鍋９０の側面下部へ放射される。そして、その赤外線は反射率の高い鍋９０の表面により反射され、赤外線センサ６０にて受光される。なお、プレート２０から放射される赤外線量は、プレート２０と鍋９０との接触面が非常に多く、その接触面から遠ざかるに応じて徐々に減衰する状態となる。これは、プレート２０自体の熱勾配に起因するものである。こうしたメカニズムにより、プレート２０と鍋９０との接触面を含む鍋９０の側面下部から放射される赤外線を赤外線センサ６０にて受光することで、鍋９０の温度を正確に測定することができる。

次に、鍋９０の側面下部から放射される赤外線に対応した温度が鍋９０の実際の温度に近い理由について考察した結果を、図３に示す赤外線の放射モデル図を併用して説明する。図３（ａ）に示すように、赤外線センサ６０は例えば被測定物体である鍋９０とプレート２０との間に介在し、加熱状態の鍋９０の一部の面積Ｓｍから放射される赤外線をレンズ（図示なし）を介して受光している。ここで、赤外線センサ６０は鍋９０からの放射熱のみを捉え、周囲物体からの放射熱を捉えないことを前提とする。そして、鍋９０の一部の面積Ｓｍから周囲に放射される全放射熱量Ｑｍはステファン・ボルツマン定数σを乗じて、下記の（１）の式となる。
Ｑｍ＝Ｓｍ・σ・εｍ・Ｔｍ⁴‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１）
εｍ：容器の放射率 Ｔｍ：容器の温度

前記（１）式の全放射熱量Ｑｍの中で、赤外線センサ６０へ到達する熱量Ｑ₁は形態係数をＦｍとすると下記の（２）の式となる。なお、ここで形態係数Ｆｍとは鍋９０から放射される赤外線の全エネルギーの中で、赤外線センサ６０へ到達するそのエネルギーの割合を示す。
Ｑ₁＝Ｆｍ・Ｑｍ＝Ｆｍ・Ｓｍ・σ・εｍ・Ｔｍ⁴‥‥‥‥‥‥‥（２）
また、赤外線センサ６０や鍋９０を取り囲む物体すなわちプレート２０の一部の面積Ｓｇから鍋９０の一部の面積Ｓｍへ到達する全放射熱量Ｑｇは形態係数をＦｇとすると、下記の（３）式となる。なお、ここで形態係数Ｆｇとはプレート２０からの全放射熱量に対し、鍋９０へ到達する放射熱量の割合を示す。
Ｑｇ＝Ｆｇ・Ｓｇ・σ・εｇ・Ｔｇ⁴‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（３）
εｇ：プレートの放射率 Ｔｇ：プレートの温度

前述の全放射熱量Ｑｇの中で（１−εｍ）の比率だけ反射されて、赤外線センサ６０へ到達する熱量Ｑ２は下記の（４）式となる。
Ｑ２＝Ｆｍ・（１−εｍ）・Ｑｇ ＝Ｆｍ・（１−εｍ）・Ｆｇ・Ｓｇ・σ・εｇ・Ｔｇ⁴‥‥‥（４）
つまり、赤外線センサ６０へ到達する全放射熱量Ｑは上記の（２）式と（４）式とが合体して、下記の（５）式となる。
Ｑ＝Ｑ１＋Ｑ２
＝Ｆｍ・Ｓｍ・σ・εｍ・Ｔｍ⁴＋Ｆｍ・（１−εｍ）・Ｆｇ・Ｓｇ・σ・εｇ・Ｔｇ⁴
＝Ｆｍ・σ（Ｓｍ・εｍ・Ｔｍ⁴＋Ｆｇ・Ｓｇ・εｇ・Ｔｇ⁴−Ｆｇ・Ｓｇ・εｍ・εｇ・Ｔｇ⁴）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（５）
ここで、通常はＴｍ＞Ｔｇであって熱量がその温度の４乗式となる関係上、εｍは大きい方が赤外線センサ６０へ到達する放射熱量Ｑは大きい値となる。

次に、赤外線センサ６０や鍋９０を取り囲む物体すなわちプレート２０の一部の面積Ｓｇから鍋９０の一部の面積Ｓｍへ熱放射する形態係数Ｆｇについて考える。 ここで、物体ＳｍとＳｇがあってその距離λが限りなく零へ近づいた状態の物体Ｓｇから放射される熱量に対し、物体Ｓｍへ到達する熱量の割合は下記の（６）式となる。
ｌｉｍ Ｆｇ＝Ｓｍ／Ｓｇ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（６）
そして、（６）式を前述の（５）式に代入すると下記の（７）式となる。
Ｑ＝Ｆｍ・σ（Ｓｍ・εｍ・Ｔｍ⁴＋（Ｓｍ／Ｓｇ）・Ｓｇ・εｇ・Ｔｇ⁴−εｍ・（Ｓｍ／Ｓｇ）・Ｓｇ・εｇ・Ｔｇ⁴）＝Ｆｍ・σ・Ｓｍ（εｍ・Ｔｍ⁴＋εｇ・Ｔｇ⁴−εｍ・εｇ・Ｔｇ⁴）‥‥‥‥‥‥‥‥‥（７）
また、εｇ≒１、Ｔｍ⁴＝Ｔｇ⁴のときは前記の（７）式は下記の（８）式となる。
Ｑ＝Ｆｍ・Ｓｍ・σ・εｇ・Ｔｇ⁴‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（８）

前記（８）式より、鍋９０の放射率εｍの項が消えてプレート２０の一部の面積Ｓｇからの放射熱量が赤外線センサ６０へ到達することが立証される。これにより、図３（ｂ）のモデル構成図に示すように鍋９０の底部はプレート２０に接触していることで、その距離λ≒０であってかつ放射率εｇ≒１のセラミクスから成るプレート２０であるために、その底部から放射される熱量を算出する上では前記の（８）式が適用できる。

このように、鍋９０の側面下部の高温部Ｙの温度を検出することで、鍋９０の実際の温度に近い温度を検出することができる。このため、赤外線センサ６０は高温部Ｙから放射される赤外線を受光するように配置するのである。
そして、本実施の形態１では、この高温部Ｙの高さｈ１は予め計測されてマイコン８０に保持されているものとする。

図４は、誘導加熱調理器１００の機能ブロック図である。
赤外線センサ６０は、鍋９０の側面からプレート２０の表面に跨る位置の受光領域、すなわち検出領域Ｘから放射される赤外線を検出するものであり、赤外線を集光する集光レンズ６１、複数の検出素子が縦方向に配列された検出素子アレー６２を備える。検出素子アレー６２の各検出素子は、検出領域Ｘから発せられる赤外線を検出し、検出信号を温度検知回路７０に出力する。

温度検知回路７０は、赤外線センサ６０から出力された各検出素子ごとの検出信号を取得し、この検出信号を温度情報に変換してマイコン８０に出力する回路である。

マイコン８０は、温度検知回路７０から出力された温度情報を補間する補間部８１、補間後の温度情報に基づいて検知領域Ｘにおける高温部Ｙの位置を判定する高温部判定部８２、赤外線センサ６０から高温部Ｙまでの距離を算出する距離算出部８３を備える。また、温度検知回路７０からの温度情報、高温部判定部８２からの検知領域Ｘにおける高温部Ｙの位置、及び距離算出部８３からの高温部Ｙまでの距離情報に基づいて高温部Ｙの温度を推定する温度推定部８４を備える。さらに、温度推定部８４が推定した高温部Ｙの温度と操作パネル４０への入力に基づいて加熱コイル３０に通電する高周波電流を制御する制御部８７を備えている。制御部８７は、本発明の加熱制御手段に相当し、加熱コイル３０に通電する高周波電流を制御することにより、鍋９０を加熱する火力を制御する。また、鍋９０に関する情報（半径ｒなど）や、後述する赤外線センサ６０の設置高さｈなどの各種情報を格納する記憶部８８を備えている。

図５は、検出素子アレー６２の構成を示す図である。
図５（Ａ）に示すように、検出素子アレー６２は、検出素子１〜検出素子８が縦方向に８個配列されて構成されている。検出素子１〜検出素子８は、所定の視野角内の赤外線を受光することができる。なお、本実施の形態１では検出素子が８個である場合を例に説明するが、検出素子の数はこれに限定されるものではない。また、以下の説明及び図面において、検出素子１等を、単に「素子１」等と表記する場合がある。

このように構成された検出素子アレー６２は、図５（Ｂ）に示すように、集光レンズ６１を介して例えば鍋９０等の検出領域Ｘから放射される赤外線を検出する。そして、検出素子アレー６２は鍋９０の側面下部の高温部Ｙから放射される赤外線を受光するような方向に向けて配置されているので、高温部Ｙからの赤外線を受光した検出素子の出力値により高温部Ｙの温度を検出できる。

次に、図６を参照して検出素子の視野角αと高温部Ｙの見込み角の関係について説明する。図６（Ａ）に示すように、１つの検出素子の視野角をαとし、高温部Ｙの見込み角をθとして斜線で表す。

図６（Ｂ）のように、いずれかの検出素子の視野角αのすべてが、高温部Ｙの見込み角θで満たされている場合、その検出素子は高温部Ｙから放射される赤外線を受光しているので、高温部Ｙの温度を正確に検出することができる。

しかし、図６（Ｃ）のように、いずれの検出素子の視野角αも高温部Ｙの見込み角θで満たされていない場合は、高温部Ｙの温度を正確に検出することができない。すなわち、図６（Ｃ）の状態の場合、素子３の視野角αの一部で高温部Ｙから放射される赤外線を受光しているが、高温部Ｙ以外から放射される赤外線も受光しているので、この出力に基づいて検知される温度は実際の高温部Ｙの温度とは異なる。

そして、鍋９０をプレート２０に載置する場所、すなわち、赤外線センサ６０の検出素子と鍋９０との距離によって、各検出素子の視野角αと高温部Ｙの見込み角θとの位置関係は変化する。例えば、赤外線センサ６０と鍋９０との距離が所定値以内であれば視野角αを高温部Ｙの見込み角θが満たすことができるが、鍋９０が赤外線センサ６０から離れた位置に載置されると視野角αを見込み角θで満たすことができなくなる。誘導加熱調理器１００に使用者が鍋９０を載置する位置は一定ではないため、図６（Ｃ）のようにいずれの検出素子の視野角αも高温部Ｙの見込み角θで満たされない場合が生じうる。
また、鍋の種類によって高温部Ｙの高さｈ１も小さくなる。例えば、鍋肌側面Ｇから鍋底Ｂに連なる曲面のＲ（半径）がＲ＝５ｍｍの場合、高温部Ｙの高さｈ１も約１．６９ｍｍと小さくなる。このため、赤外線センサ６０から鍋９０までの距離が遠い場合には視野角αを見込み角θで満たすことができない場合がある。

このように検出素子の視野角αを高温部Ｙの見込み角θが満たさない場合でも、高温部Ｙの温度をより正確に検出することのできる、本実施の形態１の誘導加熱調理器１００の動作を説明する。

図７は、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器１００の高温部Ｙの温度検出処理を示すフローチャート、図８〜図１８は図７のフローチャートに示す各処理を説明する図である。以下、図７に沿って、適宜図８〜図１８を参照して説明する。

赤外線センサ６０の検出素子が高温部Ｙを含む検出領域Ｘから放射される赤外線を受光すると、各検出素子の出力信号は温度検知回路７０により温度情報に変換され、この温度情報を８素子の出力値としてマイコン８０が取得する（Ｓ１０１）。

図８は、各検出素子の受光領域を説明する側面模式図である。
図８に示すように、検出素子アレー６２を構成する８つの検出素子は、それぞれ視野角α内の受光領域ｘ１〜ｘ８の赤外線を受光する。図８の例では、鍋９０の高温部Ｙは受光領域ｘ６に含まれているので、高温部Ｙから放射される赤外線は受光素子６により受光される。

図９は、検出素子アレー６２の検出素子が検出した赤外線量に基づく温度の例を示すグラフであり、横軸に素子番号を、縦軸に各検出素子が検出した赤外線に基づく温度を示している。図９に示すように、素子１〜素子５は約３０℃であり、素子６と素子７で温度が高くなっていることから、素子６と素子７の受光領域付近に高温部Ｙが存在することが分かる。

図７の説明を続ける。
ステップＳ１０２において、各検出素子の温度情報を取得したマイコン８０は、補間部８１により、取得した温度情報の補間処理を行う。
図１０は補間部８１の機能ブロック図、図１１は補間処理を示すフローチャート、図１２は図１１に対応する補間処理の説明図、図１３は補間処理結果を示すグラフである。
図１０において、補間部８１は、２倍のインターポレータ回路８１１とインターポレータ回路８１２を直列接続した構成であり、８つの検出素子が検出した温度を４倍のサンプリング周波数とする補間を行う。なお、インターポレータ回路８１１とインターポレータ回路８１２は同様の構成である。

補間部８１による補間処理を、図１２を参照しつつ図１１に沿って説明する。
（Ｓ１０２１）
まず、８素子の検出温度のうち、ｉ番目の素子の温度Ｔ_iを、図１１に示す式により赤外線量ｘ_iに変換する。ｉ＝１〜８であり、８素子すべての素子出力の変換を行うこととなる。なお、ステップＳ１０２１の式において、Ｔ₀は検出素子アレー６２の基準温度素子（図示せず）の検出温度、εは放射率、σはステファン・ボルツマン定数である。
（Ｓ１０２２）
次に、２倍のインターポレーションを行い、ｘ_i（ｉ＝１〜８）を、ｘ’_ii（ｉｉ＝１〜１６）に変換して２倍のサンプル数とする。具体的には、図１２（Ａ）に示す各素子の中間にデータを補間し、図１２（Ｂ）に示すようにして素子数を仮想的に２倍にする。８素子のデータはステップＳ１０２１で算出したｘ_i（ｉ＝１〜８）そのままであり、補間したデータは、図１２の演算式に示す方法により算出する。なお、図１２に示す演算式は一例である。このステップＳ１０２２の処理により、ｘ’_ii（ｉｉ＝１〜１６）という１６個分のデータが得られる。
（Ｓ１０２３）
続けて、ステップＳ１０２２と同様にして２倍のインターポレーションを行い、ｘ’_ii（ｉｉ＝１〜１６）をｘ’_iii（ｉｉｉ＝１〜３２）に変換して３２個分のデータを得る。
（Ｓ１０２４）
ステップＳ１０２３で求めたｘ’_iii（ｉｉｉ＝１〜３２）を、ステップＳ１０２４に示す式により温度Ｔ’_iii（ｉｉｉ＝１〜３２）に変換する。

以上の補間処理により、８素子により検出された温度情報が、その４倍のサンプル数の３２個の温度情報となる。
図１３は、補間後の温度情報を示すグラフである。前述の図９と比較すると、横軸の素子数が４倍となり、ｉｉｉ＝２６が温度の最高値であることが分かる。

続けて、図７の説明を続ける。
ステップＳ１０３では、補間部８１による補間処理結果（図１３のデータ）を取得したマイコン８０は、高温部判定部８２により高温部判定処理を行う。
図１４は高温部判定処理を示すフローチャートである。図１４に示すように、高温部判定部８２は、図１１の補間処理で得たＴ’_iii（ｉｉｉ＝１〜３２）の３２点の温度の中から、最大値を示すｉｉｉ（１≦ｉｉｉ≦３２）を求め、ｎ（ｎ＝ｉｉｉ／４）を求める。図１３の例の場合、最大値を示すのはｉｉｉ＝２６であるので、ｎ＝６．５となる。

この高温部判定処理により得たｎ番目の素子があるものと仮定すると、このｎ番目の素子（仮想素子ｎ）が高温部Ｙから放射される赤外線を受光したとみなすことができる。すなわち、仮想素子ｎの視野角α内に高温部Ｙの見込み角θが収まっているということができる。そして、仮想素子ｎの視野角αの方向から、検出素子アレー６２の検出領域Ｘにおける高温部Ｙの位置を把握することができる。

図７の説明を続ける。
ステップＳ１０４では、距離算出部８３は、赤外線センサ６０の検出素子から高温部Ｙまでの距離を算出する。なお、以降の説明において、赤外線センサ６０と検出素子アレー６２の位置は同視できるものとして説明する。
図１５は距離算出処理を説明する図であり、図１５（Ａ）は処理フロー、図１５（Ｂ）は距離算出処理の概念図である。

図１５（Ａ）において、まず、水平から高温部Ｙを見込んだ角度θ１を式１により算出する。そして、式１で算出した角度θ１と赤外線センサ６０の設置高さｈに基づいて、赤外線センサ６０から高温部Ｙまでの距離Ｄを式２により算出する。
図１５（Ａ）（Ｂ）に示す赤外線センサの高さｈは、赤外線センサ６０のプレート２０からの高さであり、予め記憶部８８に格納されている情報である。また、赤外線センサ６０が水平方向に対して下向きに傾いて設置されている場合の設置角度θｄも、予め記憶部８８に格納されている。

図７の説明を続ける。
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で算出した高温部Ｙまでの距離Ｄを、表示パネル５０に出力する。このとき、距離Ｄに基づいて鍋９０の載置位置のずれを検知し、位置ずれがある場合にはその旨を使用者に報知するようにしてもよい。

次に、図７のステップＳ１０６では、温度推定部８４の見込み角算出部８５により、高温部Ｙを見込む角度θを算出する。
図１６は高温部見込み角算出処理を説明する図であり、図１６（Ａ）は処理フロー、図１６（Ｂ）は高温部見込み角算出処理の概念図である。

図１６（Ａ）の式３では、水平から高温部Ｙを見込む角度θ１を求める。そして、予め記憶部８８に格納された高温部Ｙの高さｈ１、赤外線センサ６０の設置高さｈ、及び距離Ｄとに基づいて、水平から高温部Ｙの高さｈ１の上までを見込んだ角度θ２を式４により求める。そして、角度θ１とθ２の差分をとって、高温部Ｙを見込む角度θを式５により算出する。
図１６（Ａ）（Ｂ）に示す高温部Ｙの高さｈ１と検出素子アレー６２の設置高さｈは予め記憶部８８に格納されている値であり、距離Ｄは距離算出部８３にて算出した赤外線センサ６０から高温部Ｙまでの距離である。

図７の説明を続ける。
ステップＳ１０７では、温度推定部８４の温度補正部８６が、検出素子アレー６２の検出素子１〜８が検出した温度の補正処理を行う。
ここで、補正処理を行う理由を説明する。まず、図１７により検出素子アレー６２を構成する検出素子１〜８の特性について説明する。検出素子１〜８は、図１７（Ａ）に示すような検出特性を有している。すなわち、検出素子の中心位置の赤外線の受光感度と比較すると、中心位置から離れるほどにその受光感度は低くなる。そして、検出素子の視野角αを超える範囲の赤外線も一部受光する。したがって、図１７（Ｂ）に示すように、検出素子１〜８は隣接する他の素子と受光領域が重複する。

次に、図１８（Ａ）に示すようにある検出素子の視野角α内に高温部Ｙの見込み角θが含まれている場合について検討する。図１８（Ａ）は、鍋９０の高温部Ｙ付近を拡大した図である。図１８（Ａ）を検出素子の検出特性の図に当てはめると図１８（Ｂ）のように表すことができる。高温部Ｙの温度を検出したい場合、この検出素子が受光する赤外線量に基づいて温度を求めると、視野角αが高温部Ｙの見込み角θで満たされていないこと、及び、図１７で示した検出素子の特性により、正確な高温部Ｙの温度を検出することができない。このため、この検出素子が検出した温度を、検出素子の検出特性と見込み角θに基づいて補正することにより、より正確な高温部Ｙの温度を得るのである。

図１９に基づいて温度補正処理を説明する。
図１９は、温度補正処理を示すフローチャートである。
まず、鍋肌温度Ｔ_h、プレート温度Ｔ_tを求める（Ｓ１０６１）。鍋肌温度Ｔ_g、プレート温度Ｔ_tは、検出素子ｇ（鍋肌検出素子ｇ）、検出素子ｔ（プレート検出素子ｔ）が検出した温度であり、ｇとｔはそれぞれ式６、式７で算出することができる。図８の例では、仮想素子ｎ＝６．５であるので、鍋肌検出素子ｇは検出素子５、プレート検出素子ｔは素子８となる。したがって、検出素子５が検出した温度を鍋肌温度Ｔ_gとし、検出素子８が検出した温度をプレート温度Ｔ_tとする。

そして、仮想素子ｎをその一部に含む検出素子Ｎ（図８の例では、検出素子６）が検出した温度Ｔ_Nは、鍋肌検出温度Ｔ_gと、高温部Ｙの温度Ｔ_bと、プレート温度Ｔ_tの積分値であるといえることから（図１８（Ｂ）参照）、ステップＳ１０６２の式８が成り立つ。図８の例では、Ｎ＝６、ｈ＝５、ｔ＝８であり、Ｔ_Nは素子６の検出温度、Ｔ_gは素子５の検出温度、Ｔ_tは素子８の検出温度である。したがって、式８に、図９で示した各素子の検出温度を代入することで、高温部Ｙの温度Ｔ_bを得ることができる。
このように、実際に検出素子が検出した温度を補正することにより、高温部Ｙの温度を算出することができる。

図７の説明を続ける。
図７のステップＳ１０８では、上記のようにして検出した高温部Ｙの温度Ｔ_bを、表示パネル５０に出力させる。上述の通り高温部Ｙの温度は鍋９０の実際の温度とほぼ同じとみなすことができるから、高温部Ｙの温度を出力することで使用者に鍋９０の温度を知らせることができる。

また、制御部８７は、検出した高温部Ｙの温度に基づいて加熱コイル３０の通電制御を行う。このようにすることで、鍋９０の温度に応じた適切な加熱調理を行うことができる。

以上のように本実施の形態１に係る誘導加熱調理器によれば、高温部Ｙの見込み角θが検出素子アレー６２を構成する各検出素子の視野角αを満たさない場合でも、より正確に高温部Ｙの温度を検出することができる。したがって、より正確な鍋９０の温度を使用者に伝えることができるとともに、高温部Ｙの温度に基づいて加熱コイル３０の通電制御を行うことで適切な加熱調理を行うことができる。

実施の形態２．
本実施の形態２では、前述の実施の形態１で算出した距離Ｄ（赤外線センサ６０と高温部Ｙとの距離）に基づき、使用者が載置した鍋９０の位置ずれを検出する動作例を説明する。

図２０は本実施の形態２に係る誘導加熱調理器の上面図、図２１は鍋９０を載置した状態を示す誘導加熱調理器の上面図である。なお、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付している。図２０において、予め、加熱コイル３０の加熱エリア中心Ｃ１と赤外線センサ６０との距離Ｄｈは記憶部８８に格納されているものとする。そして、図２１のように鍋９０が載置されて加熱を開始すると、実施の形態１で述べた方法により距離Ｄを算出する。そして、記憶部８８には鍋９０の半径ｒが予め格納されていることから、下記式により鍋中心Ｃ２が、位置ずれ閾値δ以内にあるか否かを判定することができる。
Ｄｈ−δ≦（Ｄ＋ｒ）≦Ｄｈ＋δ
Ｄｈ：加熱エリア中心Ｃ１と検出素子アレー６２との距離、δ：位置ずれ閾値

そして、鍋９０の位置ずれが検出された場合には、表示パネル５０により使用者に報知を行う。あるいは、ブザーなどの音声出力手段を設け、鍋９０の位置ずれを音声で報知してもよい。

このように、実施の形態１で説明したようにして算出した高温部Ｙまでの距離Ｄと予め取得した鍋９０の半径ｒの情報により、誘導加熱調理器に載置された鍋９０の位置ずれを検出することができる。加熱コイル３０は、そのコイルの中央部分が最も加熱効率が高く、中央から外れるほどに加熱効率が下がる。したがって、鍋９０の位置ずれが検出された場合には使用者に報知することにより、鍋９０の位置ずれの修正を促すことができ、加熱効率の高い状態で加熱調理を行うことができる。

なお、上記説明では、出力手段として表示パネル５０を用いる場合を例に説明したが、ブザーやスピーカなどの音声出力装置を設け、鍋の温度や鍋の位置ずれを音声により報知するようにしてもよい。
また、実施の形態１で述べた補間処理における計算値の算出方法は一例であり、他の補間アルゴリズムを用いることができる。

１〜８ 検出素子、１０ 本体、２０ プレート、３０ 加熱コイル、４０ 操作パネル、５０ 表示パネル、６０ 赤外線センサ、６１ 集光レンズ、６２ 検出素子アレー、７０ 温度検知回路、８０ マイコン、８１ 補間部、８２ 高温部判定部、８３ 距離算出部、８４ 温度推定部、８５ 見込み角算出部、８６ 温度補正部、８７ 制御部、８８ 記憶部、９０ 鍋、１００ 誘導加熱調理器、８１１ インターポレータ回路、８１２ インターポレータ回路。

Claims (7)

1. プレートで上面が覆われた本体に誘導加熱手段を配置し、前記プレート上に載置された調理容器を電磁誘導により加熱する誘導加熱調理器において、
   前記プレートと前記調理容器との接触面を含む調理容器側面下部の高温部を含め、前記調理容器及び前記プレートから放射される赤外線を受光する複数の検出素子が縦方向に配列された検出素子アレーを備えた温度検出手段と、
   前記複数の検出素子からの出力値に基づいて、前記検出素子アレーの検出領域における前記高温部の位置を判定する高温部判定手段と、
   前記高温部判定手段の判定結果と、前記プレートを基準とする前記検出素子アレーの設置高さとに基づいて、前記検出素子アレーから前記高温部までの距離を算出する距離算出手段と、
   前記高温部までの距離と、予め取得した前記高温部の高さとに基づいて、前記高温部の見込み角を算出する角度算出手段と、
   前記高温部の見込み角に基づいて、前記複数の検出素子のうち最も高い温度を検出した検出素子の出力値を補正して前記高温部の温度を検出する温度補正手段とを備えた
   ことを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 前記複数の検出素子からの出力値を補間する温度補間手段を備え、
   前記高温部判定手段は、前記温度補間手段による補間後の情報に基づいて前記検出素子アレーの検出領域における前記高温部の位置を判定する
   ことを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
3. 前記高温部判定手段は、
   前記温度補間手段による補間後の情報のうち最高値を検出する仮想的な素子が存在するものとして、前記仮想的な素子の位置に基づいて前記検出素子アレーの検出領域における前記高温部の位置を判定する
   ことを特徴とする請求項２記載の誘導加熱調理器。
4. 前記温度補正手段は、前記検出素子の持つ検出特性に基づく補正を行う
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか記載の誘導加熱調理器。
5. 前記温度補正手段による補正後の前記高温部の温度を出力する表示手段及び音声出力手段のいずれかまたは両方を備えた
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか記載の誘導加熱調理器。
6. 前記距離算出手段が算出した前記高温部までの距離に基づいて、前記調理容器が前記誘導加熱手段の加熱領域に載置されているか否かを判断する制御手段と、
   前記調理容器が前記誘導加熱手段の加熱領域に載置されているか否かを出力する表示手段及び音声出力手段のいずれかまたは両方を備えた
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか記載の誘導加熱調理器。
7. 前記温度補正手段による補正後の前記高温部の温度に基づいて、前記誘導加熱手段の出力を制御する加熱制御手段を設けた
   ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか記載の誘導加熱調理器。

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