JP2014500734A - 電磁エネルギーを容器に印加するためのデバイスおよび方法 - Google Patents

Abstract

本発明のいくつかの態様は、ＲＦエネルギーを容器に印加するための装置および方法を対象とし得る。容器（例えば、深鍋、タンク、大だる、やかん、リアクタなど）は、ＥＭエネルギーによって加熱または処理する対象物を含み得る。対象物は、液相、気相、固相またはそれらの相の任意の組合せであり得る。装置は、外側ハウジングを備え得る。場合により、外側ハウジングは、実質的にＲＦエネルギー不透過性であり得る。装置は、外側ハウジング内に少なくとも部分的に配置された内側ハウジングをさらに備え得、内側ハウジングの少なくとも一部分は、ＲＦエネルギーを送信するよう構成される。装置は、内側ハウジング内のエネルギー印加ゾーンにＲＦエネルギーを印加するよう構成された少なくとも１つの放射素子を含み得る。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの放射素子は、内側ハウジングの外側に、場合により、内側ハウジングと外側ハウジングとの間に位置する。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの放射素子を駆動し、駆動した少なくとも１つの放射素子を介して、エネルギー印加ゾーン内に位置する対象物にＲＦエネルギーを送信することができる。
【選択図】図２Ａ

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１０年１０月１２日に出願された米国仮特許出願第６１／３９２，１７８号明細書の利益を主張し、その開示は、その全体が本明細書に組み込まれる。

本特許出願は、電磁エネルギーを印加するためのデバイスおよび方法に関し、より具体的には、限定的にではなく、電磁エネルギーを印加し、容器内に配置された対象物を処理するためのデバイスおよび方法に関する。例えば、本発明は、電磁エネルギーを印加し、食品（例えば、ステーキ、卵、スープまたはヨーグルト）の調理および／もしくは準備ならびに／または食品加工を行うことに関する。

対象物にエネルギーを供給するため、さまざまなアプリケーションにおいて電磁波が使用されている。例えば、無線周波数（ＲＦ）電磁エネルギーは、マグネトロンを使用して供給することができ、マグネトロンは、通常、その周波数でのみ電磁エネルギーを供給するため、単一周波数に調整される。電磁エネルギーを使用した一般的に使用されるデバイスの一例は電子レンジである。典型的な電子レンジは、２．４５ＧＨｚの単一周波数で電磁エネルギーを供給する。電磁波の分布を増加させるため、典型的な電子レンジは、レンジ内のグリルの後ろに配置されることが多い金属ファンを含み、それにより、電磁放射の定在波パターンを乱し、レンジ内の空洞においてより一様なエネルギー分布を実現する。容器内の対象物（例えば、液体など）は、容器壁上に位置する素子に電磁エネルギーを伝達し、それにより、容器の壁と中身を加熱することによって加熱することもできる。

本発明のいくつかの態様は、ＲＦエネルギーを容器に印加するための装置および方法を対象とし得る。容器は、加熱または処理する対象物を保持するようまたは含むよう構成されたいかなる器または物体も含み得る。容器の例としては、深鍋、タンク、大だる、やかん、リアクタ、レセプタクルなどが挙げられる。そのような容器内の対象物は、ＥＭエネルギーを使用して加熱または処理することができる。対象物は、液相、気相、固相またはそれらの相の任意の組合せであり得る。

ＲＦエネルギーは、少なくとも１つの放射素子を介して容器に印加することができる。いくつかの実施形態では、容器は、外側ハウジングと内側ハウジングとを含み得る。少なくとも１つの放射素子は、容器の外側ハウジングに付随させることができる。その代替としてまたはそれに加えて、放射素子は、容器の内側ハウジングの内側に位置し得る。容器は、滞留液体、例えば、容器中を流れるよりもむしろ容器の部分内に実質的にとどまる液体を保持するよう構成することができる。いくつかの実施形態では、放射素子は、ＥＭエネルギーに対して透過的なまたは部分的に透過的なシールドによって、対象物（例えば、液体ベースの対象物）から隔離することができる。いくつかの例示的な実施形態では、シールドは、容器の内側ハウジングを含み得、放射素子は、容器の内側ハウジングと外側ハウジングとの間の界面に設置することができる。容器の外側ハウジングは、少なくとも一部のＲＦ放射線の通過を可能にするか、または、その代替として実質的にＲＦ放射線不透過性の材料（例えば、ＲＦ放射線の透過をすべてまたはほぼすべて遮断する材料）からなるように作られたＲＦ導電壁を有し得る。

本発明のいくつかの態様は、ＲＦエネルギーを対象物に印加するための装置および方法を含み得る。装置は、外側ハウジングを備え得、場合により、外側ハウジングは、実質的にＲＦエネルギー不透過性（例えば、ＲＦ不浸透性材料で作られている）であり得る。装置は、外側ハウジング内に少なくとも部分的に配置された内側ハウジングをさらに備え得、内側ハウジングの少なくとも一部分は、ＲＦエネルギーを送信するよう構成される。装置は、内側ハウジング内のエネルギー印加ゾーンにＲＦエネルギーを印加するよう構成された少なくとも１つの放射素子を含み得る。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの放射素子は、内側ハウジングの外側に、場合により、内側ハウジングと外側ハウジングとの間に位置し得る。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの放射素子を駆動し、駆動した少なくとも１つの放射素子を介して、エネルギー印加ゾーン内に位置する対象物にＲＦエネルギーを送信することができる。

本発明のいくつかの態様は、ＲＦエネルギーを印加することによって対象物を処理するための容器に関連し得る。容器は、滞留液体を保持することが可能であり得る。容器は、場合により、実質的にＲＦエネルギー不透過性であり得る外側ハウジングと、外側ハウジング内に配置され、対象物を含むよう適合させた内側ハウジングとを含み得る。内側ハウジングは、外側ハウジングと離間させ、ＲＦエネルギーに対して透過的な少なくとも一部分を含めることができる。容器は、少なくとも１つの放射素子をさらに含み得、少なくとも１つの放射素子は、外側ハウジングと内側ハウジングとの間の空間内に位置し、内側ハウジング内のボリュームに電磁エネルギーを印加するよう構成される。

いくつかの実施形態では、容器は、食品対象物または食品アイテムを調理するよう構成することができ、例えば、容器は、調理器具（例えば、調理容器）を含み得る。調理容器は、外側ハウジングと、混合食品対象物を含むよう適合させることができる内側ハウジングと、内側ハウジング内のボリュームに電磁エネルギーを印加するよう構成された少なくとも１つの放射素子とを含み得る。食物容器は、混合食品対象物を撹拌するよう構成された撹拌器をさらに含み得る。いくつかの実施形態では、撹拌器は、内側ハウジング内にまたは内側ハウジング内に部分的に、配置することができる。調理容器は、少なくとも１つの放射素子を介して電磁エネルギーの印加を制御し、撹拌器の動作を制御するよう構成されたプロセッサをさらに含み得る。

いくつかの実施形態では、滞留液体を保持することができる容器を製造するための方法を提供することができる。本方法は、外側ハウジング内に少なくとも部分的に内側ハウジングを配置するステップを含み得、内側ハウジングの少なくとも一部分は、ＲＦエネルギーを送信するよう構成される。本方法は、少なくとも１つの放射素子から放出されたＲＦエネルギーを、内側ハウジングを介して内側ハウジング内のボリュームに送信することができるように、少なくとも１つの放射素子を外側ハウジングに付随させるステップをさらに含み得る。

図１は、本発明の例示的な実施形態による、電磁エネルギーをエネルギー印加ゾーンに印加するための装置の図面である。 図２Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、容器の図面を含む。 図２Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、容器の図面を含む。 図３Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、容器内の放射素子の任意選択の位置の図面を含む。 図３Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、容器内の放射素子の任意選択の位置の図面を含む。 図４Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、容器の上面部の図面を含む。 図４Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、容器の側面部の図面を含む。 図５Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、容器内の導波路の任意選択の位置の図面を含む。 図５Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、容器内の導波路の任意選択の位置の図面を含む。 図５Ｃは、本発明のいくつかの実施形態による、容器内の導波路の任意選択の位置の図面を含む。 図６Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、カバーが設けられた容器の図面を含む。 図６Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、カバーが設けられた容器の図面を含む。 図７は、本発明のいくつかの実施形態による、ＲＦエネルギーを容器に印加するための方法を提示するフローチャートである。 図８Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、電磁エネルギーをエネルギー印加ゾーンに印加するための装置の図面である。 図８Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、ＲＦエネルギーを容器に印加するための方法を提示するフローチャートである。 図９Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、ＲＦ調理器具の図面を含む。 図９Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、ＲＦ調理器具の図面を含む。 図９Ｃは、本発明のいくつかの実施形態による、ＲＦ調理器具の図面を含む。 図１０は、本発明のいくつかの実施形態による、ＲＦ調理器具内に配置された７つの２００ｍｌの水カップのシミュレーションを表す電磁場強度マップである。 図１１Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、ＲＦ調理器具内に配置された不規則な形状を有する対象物の図である。 図１１Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、図１１Ａの不規則な形状の対象物のシミュレーションを表す電磁場強度マップである。 図１２は、本発明のいくつかの実施形態による、さまざまなＭＳＥを使用してＲＦ調理器具内で励起されたＲＦエネルギーのシミュレーションを表す電磁場強度マップである。 図１３は、本発明の例示的な実施形態による、レンジ内で同時に加熱された水、鶏肉および人参の経時的な温度の進展を示すグラフである。

ここで、添付の図面に示される本発明の例示的な実施形態を詳細に参照する。適切な場合、図面を通じて同じ参照番号を使用し、同じまたは同様の部分を言及する。

本発明のいくつかの実施形態は、容器内に配置された対象物を処理するための、場合によりＲＦ範囲でのＥＭエネルギーの印加に関連し得る。「対象物」という用語は、本明細書で使用する場合、単一の対象物または複数の対象物を指し得る。対象物は、ＲＦエネルギーによって同時にまたは順次に処理するため、容器内に一緒に配置することができる。一緒に配置される対象物の少なくとも一部は、互いに同様でも異なっていてもよい。対象物は、ＲＦエネルギーを使用して処理することができるいかなる対象物も含み得る。本明細書で開示されるいくつかの例示的な実施形態は食品アイテムを示し得るが、本発明は、特定の対象物に限定されない。対象物は、調理する、焼く、温める、蒸す、乾燥させるまたは解凍する食品アイテム（例えば、ステーキ、スープ、シチュー、ケーキ、ヨーグルトなど）や、反応させる化学溶液や、焼結させる高密度粉末素地、精製する油などを含み得る。対象物は、液相、固相、気相またはそれらの相の任意の組合せを含み得る。例えば、対象物は、水と、ハーブ、野菜、鶏肉などの固体の添加物とを含むスープを含み得る。さらに別の例では、容器内でブロッコリを蒸すことができる。したがって、対象物は、容器内のブロッコリと水蒸気とを含み得る。

本発明のいくつかの実施形態の態様は、容器を含み得る。容器は、加熱または処理する対象物を保持するようまたは含むよう構成されたいかなる器または物体も含み得る。容器は、固相、液相または気相のいずれかでアイテムまたは対象物を保持するよう構成されたいかなるレセプタクルも含み得る。いくつかの実施形態では、容器は、滞留液体を保持することができる場合がある。容器の例としては、タンク、大だる、リアクタなどが挙げられる。容器は、深鍋、平鍋、やかん、流し型、調理用オーブン、小鍋（ｐｏｙｋｅ）、炊飯器、蒸し器、解凍器（ｔｈａｗｅｒ）または同様のものなどの調理容器または調理器具を含み得る。容器は、ＲＦエネルギーの印加および／または対象物の処理中（例えば、食品アイテムの調理中）に容器を密閉するカバーまたは上面を含み得る。容器の密閉により、容器外に漏れ出す熱および／または蒸気を低減することができる。いくつかの実施形態では、密閉により、ＥＭ放射線の漏洩を低減または防止することができる。いくつかの実施形態では、チョークまたはガスケットを設けて、容器からのＥＭ放射線の漏洩を低減または防止することができる。いくつかの例示的な容器を図２〜６に示す。

いくつかの実施形態では、場合によりＲＦ範囲の電磁エネルギー（ＥＭエネルギー）を容器に印加して、容器内に配置された対象物を処理することができる。「電磁エネルギー」という用語は、本明細書で使用する場合、電磁スペクトルのいずれかまたはすべての部分を含み、これらに限定されないが、無線周波数（ＲＦ）、赤外線（ＩＲ）、近赤外線、可視光線、紫外線などを含む。１つの特定の例では、印加する電磁エネルギーは、自由空間での波長１００ｋｍ〜１ｍｍ（それぞれ３ｋＨｚ〜３００ＧＨｚの周波数である）を有するＲＦエネルギーを含み得る。いくつかの他の例では、周波数帯域は、５００ＭＨｚ〜１５００ＭＨｚまたは７００ＭＨｚ〜１２００ＭＨｚまたは８００ＭＨｚ〜１ＧＨｚであり得る。例えば、マイクロ波および極超短波（ＵＨＦ）エネルギーは、両方ともＲＦ範囲内である。電磁スペクトルのＲＦ部分のエネルギーを印加することは、本明細書では、ＲＦエネルギーを印加することを指す。いくつかの他の例では、印加する電磁エネルギーは、１つまたは複数のＩＳＭ周波数帯域内にのみ、例えば、４３３．０５〜４３４．７９ＭＨｚ、９０２〜９２８ＭＨｚ、２４００〜２５００ＭＨｚおよび／または５７２５〜５８７５ＭＨｚに含まれる場合がある。本発明の例は本明細書ではＲＦエネルギーの印加と関連して説明されるが、これらの説明は、本発明のいくつかの例示的な原理を示すために提供される。それらは、本発明を、電磁スペクトルの特定の部分に限定することを意図するものではない。

ＥＭエネルギーは、本発明のいくつかの実施形態に従って、少なくとも１つの放射素子を介して容器に印加することができる。放射素子は、ＥＭエネルギーを送信、放出または印加するよう構成されたいかなる素子も含み得る。いくつかの実施形態では、放射素子は、アンテナ、導波路、遅波アンテナなどを含み得る。本発明によるいくつかの任意選択の放射素子は、図１および放射素子１０２に関して幅広く論じる。少なくとも１つの放射素子は、容器内のさまざまな場所に位置し得る。例えば、１つまたは複数の放射素子は、対象物を囲む、容器内の周辺エリアに位置し得る。それに加えてまたはその代替として、放射素子は、容器の内側で対象物に近接して位置し得る。例えば、液体ベースの対象物を撹拌するために撹拌器が容器内に組み立てられる場合、放射素子は、撹拌器近くまたは撹拌器上に位置し得る。いくつかの実施形態では、放射素子は、対象物から隔離および／または遮蔽され得る。容器内での放射素子のいくつかの任意選択の位置および構成は、図２〜５に関して開示する。

いくつかの実施形態では、容器は、実質的にＲＦエネルギー不透過性となるように、場合により構築される外側ハウジングを備え得る。本明細書で使用されるＲＦに対する実質的に不透過性または不浸透性という用語は、材料を通じるＲＦエネルギーの漏洩がほとんどまたは全く起こらないようにＲＦエネルギーを遮断するかまたは反射するよう構成されたすべての材料を指し得る。例えば、いくつかの実施形態では、実質的に不透過性または不浸透性の材料は、約１％未満の入射ＲＦ放射線の透過が可能である。他の実施形態では、０．５％以下、さらには０．１％以下の入射ＲＦ放射線が実質的に不透過性または不浸透性の材料を通じて透過可能である。

外側ハウジングは、例えば、金属および／もしくは合金、オーステナイト系ステンレス鋼、Ａｌ−Ｓｉ合金、鋳鉄または同様のものを含む導電材料から構築することができる。場合により、容器は、例えば、ポリマーまたはガラスを含む他の材料から構築することができる。また、容器の外側ハウジングは、ＲＦ反射材料（導電材料など）でコーティングし、実質的にＲＦエネルギー不透過性となるようにできる。

容器は、内側ハウジングをさらに含み得る。内側ハウジングは、外側ハウジング内に少なくとも部分的に配置された構造を含み得る。内側ハウジングは、底面および側壁または単一の壁を備えた「深鍋」構造を有し得る。処理する対象物は、内部ボリュームの内側に配置することができる。内部ボリュームは、内側ハウジングの壁もしくは輪郭によって定義されるボリューム、または、図２Ｂに示されるような少なくとも１つの内側ハウジング壁と外側のホースによって定義されるボリュームを含み得る。対象物の一部分が内部ボリュームの内側に配置される場合でも、対象物は内部ボリュームの内側に配置されたと言える場合がある。エネルギー印加ゾーンは、内側ハウジング内に少なくとも部分的に位置し得る。いくつかの実施形態では、エネルギー印加ゾーンは、内部ボリュームと重なる場合がある。場合により、対象物は、内側ハウジングと少なくとも部分的に接触し得る。例えば、スープは、調理用深鍋の内側の部分に接触し得る。放射素子は、少なくとも１つの放射素子からのＲＦエネルギーを、内側ハウジングを介して内部ボリューム（例えば、エネルギー印加ゾーン）に送信することができるように、外側ハウジングに付随させることができる。放射素子は、内側ハウジングの外側に設置することができる。放射素子は、容器の内側ハウジングと外側ハウジングとの間の界面に設置し、内側ハウジングによって容器の内部ボリュームから隔離することができる。内側ハウジングは、対象物（例えば、対象物がスープまたは化学溶液の場合）から、対象物からの蒸気（例えば、対象物が食品対象物である場合）からなど、放射素子を遮蔽して保護することができる。内部ボリュームは、対象物を配置することができる、遮蔽壁または隔離壁間の自由空間として定義することができる。内側ハウジングは、特定のアプリケーションの要件を満たすいかなる材料、構造または形状も含めるよう構成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、内側ハウジングは、単一の遮蔽壁、単一の遮蔽要素、または、いくつかの壁および要素を含み得る。さらに、内側ハウジングは、容器の形状と同様の形状を含み得る。他の実施形態では、内側ハウジングは、容器の形状と異なる形状を含み得る。内部ボリュームは、外側ハウジングの内側に設けられた少なくとも１つの壁（例えば、単一壁）によって定義することができる。

いくつかの実施形態では、内側ハウジングの少なくとも一部分は、ＲＦエネルギーを送信するよう構成することができる。例えば、内側ハウジングは、ＲＦ透過性材料を含む少なくとも一部（例えば、内側ハウジングの１つの壁または内側ハウジングの１つまたは複数の壁の一部）を備え得る。いくつかの実施形態では、内側ハウジングは、内側ハウジング内（例えば、内側ハウジングの１つまたは複数の壁内）に設けることができる、ＲＦ透過性材料で作られた１つまたは複数の窓（または、スロット）を含み得る。これらの窓またはスロットにより、ＲＦエネルギーは、容器の内部ボリュームまで浸透することができる。場合により、内側ハウジングのより広い部分、さらには内側ハウジングの実質的にすべてを、ＲＦ透過性材料から構築することができる。ＲＦ透過性材料は、ＲＦ範囲で少なくとも一部のＥＭエネルギーを伝達することが可能ないかなる材料も含み得る。ＲＦ透過性材料のいくつかの例としては、強化ソーダ石灰ガラスなどのガラス（ＰＹＲＥＸとしても知られている）、シリコーンなどの耐熱性高分子などを挙げることができる。

ある実施形態では、電磁エネルギーの印加は、図１で概略的に描写されるエネルギー印加ゾーン９などの「エネルギー印加ゾーン」で起こり得る。そのようなエネルギー印加ゾーンは、電磁エネルギーを印加することができる任意の適切な空隙、位置、領域またはエリアであり得る。エネルギー印加ゾーン９は、容器内に少なくとも部分的に位置し得る。場合により、エネルギー印加ゾーンは、容器の内部ボリュームまたは内側ハウジング内に位置し得る。エネルギー印加ゾーン９は、中空部分を含んでも、および／または、液体、固体、気体もしくはそれらの組合せで部分的に充填されていてもよい。単なる例示として、ゾーン９は、電磁波の存在、伝播および／または共振が可能なエンクロージャの内部、部分エンクロージャの内部、オープンスペース、固体または部分個体を含み得る。本開示の目的のため、そのようなすべてのエネルギー印加ゾーンは、その代替として、空洞と呼ばれる場合がある。対象物の少なくとも一部分がゾーン内に位置する場合、または、対象物の一部分が伝達された電磁放射線を受信した場合は、対象物は、エネルギー印加ゾーン「内」にあると見なされることを理解されたい。

いくつかの実施形態では、実質的に一様な分布のＲＦエネルギーをエネルギー印加ゾーンに印加することができるように、２つ以上の放射素子が容器内に位置し得る。いくつかの実施形態では、実質的に一様な分布のＲＦエネルギーをエネルギー印加ゾーンに配置された対象物によって吸収することができるように、１つまたは複数の放射素子が容器内に位置し得る。実質的に一様な分布のＲＦエネルギーは、内部ボリューム内の異なる位置間のＥＭ場強度の差が閾値を超えることがないように定義することができる。例えば、少なくとも２つの異なるＥＭ場パターンでの少なくとも２つの強度最大値間のＥＭ場強度間の相対差を決定することができ、ＥＭ場強度間のこの相対差を既定の閾値と比較することができる。いくつかの実施形態では、少なくとも２つの異なるＥＭ場パターンでの少なくとも２つの強度最大値間の相対差が３０％未満となるように閾値を設定することができる。他の実施形態では、差は、２０％、さらには１０％以下であり得る。実質的に一様な分布のＲＦエネルギーを印加するための複数の放射素子を含む例示的な実施形態については、図３〜５および９に示す。

図１は、電磁エネルギーを対象物に印加するための装置１００の図面である。装置１００は、コントローラ１０１と、１つまたは複数の放射素子を含む放射素子１０２（例えば、アンテナ）のアレイ１０２ａと、エネルギー印加ゾーン９とを含み得る。コントローラ１０１は、コンピューティングサブシステム９２と、インターフェース１３０と、電磁エネルギー印加サブシステム９６とを含み得る。コンピューティングサブシステム９２の出力に基づいて、エネルギー印加サブシステム９６は、放射素子１０２に供給する１つまたは複数の無線周波数信号を生成することによって応答することができる。これを受けて、１つまたは複数の放射素子１０２は、エネルギー印加ゾーン９に電磁エネルギーを放射することができる。ある実施形態では、このエネルギーは、エネルギー印加ゾーン９内に配置された対象物１１と相互作用することができる。

例示的なエネルギー印加ゾーン９は、容器内のエネルギーが印加される位置を含み得、その例としては、調理器具（例えば、深鍋、やかん、平鍋など）、チャンバ、タンク、大だる、乾燥器、解凍器、脱水器、リアクタ、化学的または生物学的処理装置、焼却器、冷却器、冷凍庫などが挙げられる。したがって、いくつかの実施形態では一貫して、エネルギー印加ゾーン９は、電磁共振器（空洞共振器としても知られている）を含み得る。

ある実施形態では、電磁エネルギーの印加は、１つまたは複数のパワーフィード部を介して起こり得る。フィード部は、電磁エネルギーをゾーンに伝達するための１つもしくは複数の導波路および／または１つもしくは複数の放射素子（例えば、放射素子１０２）を含み得る。あるいは、フィード部は、電磁エネルギーを放出することができる他の任意の適切な構造を含み得る。

現在開示されている実施形態では、２つ以上のフィード部と複数の放射素子を設けることができる。放射素子は、エネルギー印加ゾーン９の１つまたは複数の表面上に位置し得る（例えば、図２Ａに示される放射素子２０６および２０８）。あるいは、放射素子は、エネルギー印加ゾーン９の内側（例えば、図２Ｂに示される放射素子２２６）または外側に位置し得る。各放射素子の方向性および構成は、特定のエネルギー印加に基づいて、異なっていても同じであってもよい。例えば、各放射素子は、同じ方向に沿ってまたは異なる方向に沿って電磁波を送信するように配置、調整および／または方向付けすることができる。その上、各放射素子の位置、方向性および構成は、対象物にエネルギーを印加する前にあらかじめ定めても、エネルギーを印加中に動的に調整してもよい。その上、各放射素子の位置、方向性および構成は、例えば、装置を動作中にプロセッサを使用して、エネルギー印加の合間に動的に調整してもよい。本発明は、特定の構造を有するかまたは特定のエリアもしくは領域に位置する放射素子に限定されない。

図１のブロック図で概略的に描写されるように、装置１００は、例えば、エネルギー印加ゾーン９へ電磁エネルギーを伝達するためのアンテナの形の少なくとも１つの放射素子１０２を含み得る。また、放射素子１０２は、ゾーン９を介して電磁エネルギーを受信するよう構成することができる。言い換えれば、「アンテナ」または本明細書で別の形で使用される「放射素子」は、特定のアプリケーションおよび構成に応じて、送信機、受信機またはその両方として機能し得る。「アンテナ」という用語は、放射メカニズムとして誘導構造上で進行波を使用する進行波アンテナを含み得る。そのうち、例えば、図５Ａ〜５Ｂに示されるような、例えば、遅波アンテナおよび速波アンテナ、または、漏洩波アンテナを使用することができる。放射素子１０２がエネルギー印加ゾーンからの電磁エネルギー（例えば、反射電磁波）の受信機として機能する場合、放射素子１０２は、ゾーン９を介して電磁エネルギーを「受信する」と言われる。

本明細書で使用する場合、「放射素子」および「アンテナ」という用語は、構造がエネルギーの放射または受信用にもともと設計されているかどうかにかかわらず、および、構造が任意の追加の機能を果たすかどうかにかかわらず、そこから電磁エネルギーを放射するおよび／またはそこで受信することができる任意の構造を広義に指し得る。例えば、放射素子またはアンテナは、開口／スロットアンテナ、または、同時にもしくは制御された動的位相差（例えば、フェーズドアレイアンテナ）でのいずれかで調和して送信する複数の端子を含むアンテナを含み得る。いくつかの例示的な実施形態では一貫して、放射素子１０２は、電磁エネルギー印加ゾーン９にエネルギーを伝送（供給）する電磁エネルギー送信器（本明細書では「送信アンテナ」と呼ばれる）、ゾーン９からエネルギーを受信する電磁エネルギー受信機（本明細書では「受信アンテナ」と呼ばれる）、または、送信機と受信機の両方の組合せを含み得る。例えば、ゾーン９に電磁エネルギーを供給するように第１のアンテナを構成し、第１のアンテナからエネルギーを受信するように第２のアンテナを構成することができる。あるいは、複数のアンテナを受信機と送信機の両方としてそれぞれ機能させることもでき、一部のアンテナを受信機と送信機の両方として機能させる一方で、他のアンテナを送信機または受信機のいずれかとして機能させることもできる。したがって、例えば、ゾーン９に電磁エネルギーを供給することとゾーン９から電磁エネルギーを受信することの両方を行うように単一アンテナを構成することも、ゾーン９に電磁エネルギーを送信するように第１のアンテナを構成し、ゾーン９を介して電磁エネルギーを受信するように第２のアンテナを構成することも、複数のアンテナを使用して、ゾーン９に電磁エネルギーを供給することとゾーン９から電磁エネルギーを受信することの両方を行うように複数のアンテナの少なくとも１つを構成することもできる。エネルギーの送信および／もしくは受信に加えてまたはその代替として、アンテナを調整して電磁場パターンに影響を及ぼすことができる。例えば、その場所、位置、方向性、温度などのアンテナのさまざまな特性を調整することができる。アンテナの特性の調整により、エネルギー印加ゾーン９内で異なる電磁場パターンが生じ得、それにより、対象物１１でのエネルギー吸収に影響を及ぼし得る。したがって、アンテナ調整は、エネルギー伝達スキームにおいて異なり得る１つまたは複数の特性を構成することができる。

現在開示されている実施形態では、１つまたは複数の送信アンテナにエネルギーを供給することができる。送信アンテナに供給されたエネルギーは、送信アンテナによって放出されるエネルギーとなり、本明細書では「入射エネルギー」と呼ばれる。入射エネルギーは、ゾーン９に伝達することができ、供給源によってアンテナに供給されたエネルギーと等しくあり得る。

いくつかの実施形態では、エネルギー印加ゾーン９は、図２Ａおよび２Ｂに示される容器２００および２２０などの容器の内部ボリュームの内側に少なくとも部分的に位置し得る。図２Ａおよび２Ｂは、容器２００および２２０の側面部を描写する。レセプタクルまたは容器という用語は、本明細書で使用する場合、例えば、スープ、ステーキ、ソース、ジャム、かゆまたはヨーグルトなどの液体および／または固体および／または半液体の食品の調理および／または加熱および／または準備および／または生成および／または処理に使用されるいかなる器または容器（例えば、大だるまたはタンク）または深鍋も含む。しかし、容器（例えば、容器２００または２２０）は、食品の加熱または準備への使用に限定されない。例えば、容器は、医療用流体もしくは他の医療用物質の調製、工業用流体もしくは他の工業用物質の調製、化学プロセス、および／または、他の物質および目的のために使用することができる。ある実施形態では、レセプタクルまたは容器は、含有気体物質または気体および他の物質の組合せ用に密閉することができる。本発明による容器は、その中に配置された液体が、容器中を流れるよりもむしろ容器（例えば、図２〜６および９に示される容器）の部分内に実質的にとどまる滞留液体を構成するように構築することができる。滞留液体を保持する能力は容器の特性であり得るが、本発明は液体処理に限定されない。固体対象物または２つ以上の相（物質の状態）を有する対象物を容器内に配置して処理することができる。

ここで、本発明のいくつかの実施形態による容器を示す図２Ａおよび２Ｂを参照する。容器２００および２２０は、外側ハウジング２０２を含み得る。外側ハウジング２０２は、実質的にＲＦエネルギー不透過性となるように構築することができる。外側ハウジング２０２は、例えば、さまざまな炭素鋼、ステンレス鋼もしくはＡｌ−Ｓｉベース合金などの合金、または、産業界においてレンジのハウジング用に使用される他の合金もしくは導電材料から構築することができる。場合により、外側ハウジング２０２は、誘電材料から構築し、実質的にＲＦエネルギー不透過性の層でコーティングすることができる。例えば、ハウジング２０２は、さまざまなガラス、耐熱性高分子またはセラミックから構築し、導電層でコーティングすることができる。導電層は、炭素もしくは黒鉛粉末、金属層、または、金属粉末などを含み得る。ハウジング２０２は、特定の使用要件に従って、円形、長方形、六角形または他のいかなる多角形の断面も有し得る。

容器２００は、内側ハウジング２０４を含み得る。内側ハウジング２０４は、外側ハウジング２０２内に少なくとも部分的に配置された構造を含み得る。対象物（例えば、対象物１１）は、内側ハウジング２０４の内側に配置することができる。内側ハウジング２０４は、処理する対象物を受け入れるよう構成された内部ボリューム２１４を形成し得る。場合により、エネルギー印加ゾーンは、内部ボリューム２１４内に少なくとも部分的に位置し得る。いくつかの例示的な実施形態では、内側ハウジング２０４は、任意選択の多角形の断面を有する開口シリンダまたは開口プリズムの構造を有し得る。内側ハウジング２０４は、外側ハウジング２０２と同じ断面を有しても有さなくともよい。いくつかの実施形態では、内側ハウジングは、外側ハウジングから突出している場合がある（図示せず）。例えば、外側ハウジング２０２は、内側ハウジングを部分的に囲む場合がある。内側ハウジング２０４は、外側ハウジング２０２と比べて拡大されるまたは部分的に拡大される場合があり、例えば、内側ハウジングは、外側ハウジングを超えて１つまたは複数の方向に延在する場合がある。内側ハウジング２０４は、少なくとも部分的にＲＦ透過性とし、例えば、さまざまなガラス、耐熱性高分子、セラミックまたはそのいくつかのＲＦ透過性材料の組合せなどのＲＦ透過性材料を含めることもＲＦ透過性材料で作ることもできる。いくつかの実施形態では、内側ハウジングの１つまたは複数の壁は、ＲＦ透過性材料とＲＦ不浸透性材料の両方を含み得る。例えば、内側ハウジング２０４壁をＲＦ不浸透性材料で作り、ＲＦ放射線を内部ボリューム２１４に入れて対象物を処理することを可能にするよう構成された少なくとも１つのＲＦ透過性窓（図示せず）を含めることができる。ＲＦ透過性窓は、内側ハウジング２０４壁内で放射素子（例えば、素子２０６および２０８）に近接して設置することができる。

容器２００は、ＲＦエネルギーをエネルギー印加ゾーンに（例えば、内部ボリューム２１４に）印加するよう構成された少なくとも１つの放射素子（例えば、素子２０６および２０８）をさらに含み得る。少なくとも１つの放射素子は、外側ハウジング２０２に付随させることができる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの放射素子は、内側ハウジング２０４の外側、例えば、内側ハウジング２０４と外側ハウジング２０２との間のボリューム内に設けることができる。例えば、放射素子２０６は、内側ハウジングの側壁と外側ハウジングの側壁との間のボリューム内に設置する（設ける）ことができる。それに加えてまたはその代替として、放射素子２０８は、内側ハウジングおよび外側ハウジングの底壁および／または上壁との間のボリューム内に設置することができる（例えば、放射素子２０８）。放射素子２０６および２０８は、例えば、任意のＲＦアンテナ、導波路、遅波アンテナなどであり得る。遅波アンテナは、その長さ全体または一部に沿って電力の放出を可能にするメカニズムを保有する導波構造を指し得る。遅波アンテナは、電磁（ＥＭ）エネルギーの放出を可能にする複数のスロットを備え得る。いくつかの実施形態では、エバネッセントＥＭ波（例えば、遅波アンテナから放出された）と容器内（例えば、内部ボリューム内）に配置された対象物との間でカップリングが形成され得る。自由空間におけるエバネッセントＥＭ波（例えば、遅波アンテナ付近の）は、対象物において非エバネッセントであり得る。

いくつかの実施形態では、容器２００は、少なくとも１つのセンサ（例えば、センサ２１０）をさらに含み得る。センサ２１０は、内部ボリューム２１４内に配置された対象物の物理的特性を検知するよう構成することができる。例えば、センサ２１０は、温度、圧力、ｐＨレベル、化学組成、粘着性、流動性、湿度レベルなどを検知およびモニタすることができる。いくつかの実施形態では、センサ２１０は、容器２００に関連するプロセッサと連通することができる（有線または無線で）。いくつかの実施形態では、プロセッサは、センサ測定に基づいて、容器内（例えば、内部ボリューム２１４内）のエネルギー印加を調整することができる。いくつかの実施形態では、センサ２１０は、エネルギー印加ゾーンから受信したＥＭフィードバックを直接検出するか、または、間接的に決定することができる。いくつかの実施形態では、２つ以上のセンサを容器２００内に設置することができる。

ここで、図２Ｂに示される容器２２０を参照する。容器２２０は、図２Ａに関して論じられるような外側ハウジング２０２を含み得る。容器２２０は、内側ハウジング２２４を含み得る。内側ハウジング２２４は、外側ハウジング２０２の少なくとも１つの壁の形状を有し、外側ハウジング２０２の内側に少なくとも部分的に設置することができる。内側ハウジング２２４は、容器２２０の少なくとも１つの面（例えば、底面または上面）に平行な（または少なくとも部分的にもしくは概して平行な）壁を含み得る。例えば、図２８に示されるように、内側ハウジング２２４は、外側ハウジング２０２の底壁と同様の形状を有し、外側ハウジング２０２の底壁に概して平行な壁を含めることができる。外側ハウジング２０２とともに、内側ハウジング２２４は、内部ボリューム２３４を形成し得る。図２Ｂに示される実施形態では、内部ボリューム２３４は、内側ハウジング壁２２４と外側ハウジング２０２の壁との間の空間として定義することができる。内部ボリューム２３４は、容器２２０内に処理する対象物を受け入れるよう構成することができる。内側ハウジング２２４は、ＲＦ透過性または部分透過性材料から構築することができる。場合により、内側ハウジング２２４をＲＦ不浸透性材料で作り、少なくとも１つのＲＦ透過性窓を含めることができる。

いくつかの実施形態では、内側ハウジングは、ＲＦ透過性シールド２２８を含み得、ＲＦ透過性シールド２２８は、容器内に配置された外部のデバイス（例えば、撹拌器２２２など）上に位置し得る。シールド２２８は、撹拌器２２２上に位置する放射素子２２６を、内部ボリューム２３４内に配置された対象物から遮蔽することができる。図２Ｂに示される実施形態では、内部ボリューム２３４は、外側ハウジング２０２壁と内側ハウジング壁２２４とシールド２２８との間の空間として定義することができる。いくつかの実施形態では、内側ハウジング２２４とシールド２２８の両方を容器内に設置することができる。いくつかの実施形態では、例えば、図２Ａに示される容器２００は、追加の外部装置、例えば、撹拌器２２２をさらに含み得る。容器２００は、撹拌器２２２上に位置する追加の放射素子２２６とシールド２２８とを含み得る。撹拌器２２２（例えば、混合器）を使用して、ＥＭエネルギーによって加熱または別に処理する対象物の撹拌および／または混合を行うことができる。例えば、ジャムまたはかゆを準備する場合、ジャムまたはかゆを混ぜ合わせる必要がある場合がある。いくつかの実施形態では、ＥＭエネルギーの印加は、撹拌を行えるように中断することができ、例えば、撹拌は、ＥＭエネルギーの印加セッションの合間に行われる。例えば、ＥＭエネルギーの印加は、０．５〜１０分ごと、例えば、５分ごとに中断することができる。他の実施形態では、撹拌は、ＥＭエネルギーの印加と同時に行うことができる。そのような事例では、撹拌器２２２は、ＲＦ透過性材料からなり得る。いくつかの実施形態では、撹拌要素、撹拌器および／または混合器は、例えば、テフロンまたはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの非導電材料で作られる場合がある。いくつかの実施形態では、撹拌器２２２は、対象物の誘電率（例えば、食品対象物の場合、Ｅｒ＝４０、５０、６０、８０）と同様の誘電率Ｅｒを有する材料を含み得る。いくつかの実施形態では、容器（例えば、容器２００または２２０）に、容器から蒸気の排出を可能にするための通気部（図示せず）を設けることができる。いくつかの実施形態では、容器から蒸気の排出を可能にするためのメッシュを備える通気ユニットを容器内に設けることができる。メッシュは、実質的にＲＦエネルギー不透過性であり、および／または、ＲＦに対して密閉され得る。例えば、メッシュの穴は、エネルギー印加ゾーン（例えば、内部ボリューム）に伝達されるＥＭエネルギーの波長より小さくすることができる。メッシュは、例えば、図６Ａおよび６Ｂに示されるカバー６０４または６２４に設けることができる。それに加えてまたはその代替として、ブロワを設けて蒸発速度を増加することができる。

容器２２０は、放射素子をさらに含む。例えば、容器２２０は、内側ハウジング２２４と外側ハウジング２０２との間の空間、例えば、内側ハウジング２２４の壁の下方に位置する放射素子２０８を含み得る。また、容器２２０は、外部のデバイス（例えば、撹拌器２２２）上に位置する放射素子２２６も含み得る。素子２０８および２２６は、本発明のいくつかの実施形態に従って、ＲＦエネルギーを内部ボリューム２３４に印加して、内部ボリューム２３４内に配置された対象物を処理するよう構成されたいかなる放射素子も含み得る。容器２２０は、少なくとも１つのセンサ（例えば、センサ２１０）をさらに含み得る。センサ２１０は、上記で開示されるものと同様に、内部ボリューム２３４内に配置された対象物の物理的特性を検知するよう構成することができる。

２つ以上の放射素子は、容器内のさまざまな場所に設置することができる。いくつかの例を図３Ａおよび３Ｂに示す。図３Ａおよび３Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、容器３００および３２０の上面断面図を提供する。便宜上、容器３００および３２０は、円形断面を有するものとして示すが、本発明は、特定の断面には限定されない。例えば、容器は、長方形の断面を有し得る。容器３００は、外側ハウジング３０２と内側ハウジング３０４との間の空間に設けられる４つの放射素子２０６を含み得る。図３Ａに示される４つの素子は、単なる例示的な実施形態を表す。本発明は、容器内に設置されるかまたは位置する特定の数の放射素子には限定されない。素子２０６は、外側ハウジング３０２および／または内側ハウジング３０４に接続することができる。素子２０６は、容器３００の底面と上面との間に任意の高さで設置することができる。放射素子２０１は、同じ高さで設置することも、異なる高さで設置することもできる（容器の底面に対して）。いくつかの実施形態では、素子２０６は、外側ハウジング３０２と内側ハウジング３０４との間の空間の他の領域に設置することができ、必ずしも対称である必要はない（図３Ａに示されるように）。放射素子２０６は、本発明のいくつかの実施形態に従って、ＲＦエネルギーをエネルギー印加ゾーンに印加するよう構成されたいかなる素子も含み得る。

いくつかの実施形態では、２つ以上の放射素子は、外側ハウジング３０２と内側ハウジング壁（例えば、図２Ｂに示されるハウジング壁２２４）との間に設置することができる。図３Ｂを参照すると、放射素子３０８は、容器の片面（例えば、底面）に設置することができる。図３Ｂは、容器３２０の上面部の図を示し、放射素子はその底面空間内、例えば、容器３２０の外側ハウジングと内側ハウジングとの間の界面（図２Ａおよび２Ｂの放射素子２０８の図と同様）に設けられる。放射素子３０８は、容器３２０の底面に対称的または非対称的に配置することができる。放射素子３０８は、本発明のいくつかの実施形態に従って、ＲＦエネルギーをエネルギー印加ゾーンに印加するよう構成されたいかなる素子も含み得る。

ここで、本発明のいくつかの実施形態による、例示的な容器４００の上面および側面断面図示す図４Ａおよび４Ｂを参照する。容器４００は、円筒状の外側ハウジング４０２を含み得、円筒状の外側ハウジング４０２は、実質的にＲＦエネルギー不透過性であり得、例えば、金属合金（例えば、Ａｌ−Ｓｉ合金、ステンレス鋼など）から構築することができる。円筒状の内側ハウジング４０４は、外側ハウジング４０２の内側に少なくとも部分的に配置することができる。内側ハウジング４０４は、ＲＦ透過性材料、例えば、Ｐｙｒｅｘから構築することができる。容器４００は、１２個の放射素子４０６をさらに含み得る。放射素子４０６には、単一のフィード部４０８からＲＦエネルギーを供給することができる。いくつかの実施形態では、２つ以上のフィード部を使用することができ、例えば、放射素子４０６はグループに分割され、各グループはそのそれぞれのフィード部に接続される。素子４０６は、給電線４１０を介してフィード部４０８に接続することができる。図４Ｂに示されるように、給電線４１０は破線で示され、これは、内側ハウジング４０４の底壁の下方に給電線を配置できることを示す。フィード部４０８は、素子４０６にＲＦエネルギーを供給するよう構成された電源（図示せず）とさらに接続することができる。

図８Ａの装置８００を参照して説明される追加のコンポーネント、例えば、電源２０１２、プロセッサ２０３０などを容器２００、２２０、３００、３２０および４００に設けることができる。例えば、電源は、外側ハウジング２０２、３０２または４０２の底表面の下方に設けることができる。それに加えてまたはその代替として、電源は、内側ハウジング２０４、２２４、３０４または４０４の底表面の下方、すなわち、外側ハウジング２０２、３０２または４０２の内側などに設けることができる。

いくつかの実施形態では、ＲＦエネルギーは、導波路によって容器に印加することができる。本明細書で使用される導波路という用語は、ＲＦエネルギーをエネルギー印加ゾーンに印加するよう構成された任意の導波路、スロット付き導波路、漏洩波アンテナ、遅波アンテナなどを指し得る。導波路を含むいくつかの例示的な容器を、図５Ａ〜５Ｃに示す。図５Ａ〜５Ｃに示される導波路は直線状縁部を有するものとして示されているが、実際には、導波路５０６、５２６、５２８および５５６は、任意の適切な形状を有し得る。例えば、導波路５０６、５２６、５２８および５５６は、丸い縁部、凸状縁部および／または他の形状の縁部を有し得る。

ここで、本発明のいくつかの実施形態による、容器５００を示す図５Ａを参照する。図５Ａは、容器５００の側面断面図を提供する。示される図は、外側ハウジング５０２内に存在する内側ハウジング５０４の側面図を提供する。外側ハウジング５０２および内側ハウジング５０４は、上記で開示される実施形態のいくつかに従って構築することができる。外側および内側ハウジングは、円筒状またはプリズム状の形状を有し得る。容器５００は、ストリップまたは管状の３つの導波路５０６をさらに含み得、導波路５０６は、容器５００に対してさまざまな高さで内側ハウジング５０４の周りに設置される。導波路５０６は、内側ハウジング５０４と外側ハウジング５０２との間に位置し得る。

導波路を含む別の例示的な容器を図５Ｂに示す。図５Ｂは、容器５２０の側面断面図を提供する。容器５２０は、外側ハウジング５０２と内側ハウジング５２４とを含み得る。外側ハウジング５０２および内側ハウジング５２４は、図２Ｂに関して開示される外側ハウジング２０２および内側ハウジング２２４と実質的に同様であり得る。容器５２０は、撹拌器２２２と実質的に同様であり得る撹拌器５２２を含み得、また、シールド２２８と実質的に同様であり得るシールド５３０も含み得、撹拌器２２２とシールド２２８は両方とも図２Ｂに示される。容器５２０は、導波路５２６をさらに含み得る。導波路５２６は、外側ハウジング５０２の底面（または上面）と内側ハウジング５２４との間、例えば、内側ハウジング壁の下方に設置することができる。導波路５２６は、直線または円状に構成することができる。いくつかの実施形態では、２つ以上の直線状導波路および／または２つ以上の円状導波路を容器５２０内に設置することができる。それに加えてまたはその代替として、導波路５２８は、撹拌器５２２上に設置し、シールド５３０で覆うことができる。

本発明のいくつかの実施形態による、複数の導波路を備える第３の例示的な容器を図５Ｃに示す。図５Ｃは、容器５５０の側面断面図であり、外側ハウジング５０２内にある内側ハウジング５０４を示す。外側ハウジング５０２および内側ハウジング５０４は、図５Ａに関して開示されるそれぞれの要素と同様であり得る。容器５５０は、容器５５０の底面に垂直に設置された少なくとも１つの直線状導波路５５６をさらに含み得る。図５Ａおよび５Ｃでは３つの導波路（５０６および５５６）が示されているが、任意の適切な数の導波路を使用できることを理解されたい。図５Ｃは、内側ハウジング５０４の底面に対して垂直に方向付けされた各導波路５５６を示す。しかし、各導波路５５６は、他の任意の適切な方向性（例えば、対角線、水平など）を取ることができる。

図６Ａおよび６Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、容器６００および６２０の表示を提供する。図６Ａおよび６Ｂは、外側ハウジングと上面またはカバーとを含む容器６００および６２０の側面断面図を提供する。容器６００および６２０は、他のコンポーネント（例えば、図１および８Ａに関して広義に論じられる内側ハウジング、放射素子、外部のデバイス、電源、プロセッサなど）をさらに含み得るが、それらは図示しない。外側ハウジング６０２は、本発明で開示されるいくつかの実施形態に従って構築することができる。

容器６００は、カバー６０４で覆われた外側ハウジング６０２を備え得る。カバー６０４は、熱および蒸気の進行（例えば、容器外に漏れ出す）に対して容器６００を密閉するかもしくは少なくとも部分的に遮断するように、ならびに／または、ＲＦエネルギーの漏洩を低減もしくは防止するように設計することができる。カバー６０４は、圧力鍋の密閉と同様に、密閉中、外側ハウジング６０２に圧接することができる。カバー６０４とハウジング６０２との間で良好な接触が実現されると、蒸気を容器６００内に維持することができる。カバー６０４は、例えば金属などのＲＦ不透過性材料から構築することができる。カバー６０４を外側ハウジング６０２に圧接すると、外側ハウジング６０２とカバー６０４との間に電気接点が形成され得、結果的に、容器６０４からのＲＦエネルギーの漏洩はほとんどまたは全く見られなくなる。

ここで、本発明のいくつかの実施形態による、容器６２０を示す図６Ｂを参照する。容器６２０は、外側ハウジング６０２とカバー６２４とを含み得る。カバー６２４は、従来の深鍋のカバーと同様に、容器６２０の上面に配置することができる。容器６２０からのＲＦエネルギーの漏洩を低減もしくは防止するため、カバー６２４にまたは容器６２０の上部内側に、チョーク６２６を設置することができる。チョーク６２６は、ＲＦ放射線の漏洩を低減もしくは防止するよう構成されたいかなるチョークまたはチョークシステムも含み得る。チョーク６２６は、単一周波数でまたは１つの周波数帯域で、ＲＦエネルギーの漏洩を阻止または低減するよう構成することができる。いくつかの実施形態では、２つ以上のチョークを容器６２０内に設けることができ、例えば、第１のチョークをカバー６２４上に設け、第２のチョークを外側ハウジング６０２内に設けることができる。いくつかの実施形態では、チョークは、同じ周波数または同じ周波数帯域を減衰させるよう構成することができる。場合により、各チョークは、異なる周波数または異なる周波数帯域を減衰させるよう構成することができる。

ここで、本発明のいくつかの実施形態による、対象物を処理するために容器内に配置された対象物にＲＦエネルギーを印加するための方法７００を提示する図７を参照する。ステップ７１０では、処理する対象物を容器内に配置することができる。例えば、処理する対象物は、調理する、ローストするまたは焼く食品アイテム（例えば、スープ、ヨーグルト、卵、ステーキ、パン、ケーキなど）を含み得、容器は、調理器具（例えば、オーブン、深鍋、小鍋、やかんなど）を含み得る。いくつかの実施形態では、ステップ７２０では、所望のＲＦエネルギー分布（例えば、内部ボリューム内またはエネルギー印加ゾーン内）を決定することができる。いくつかの実施形態では、ＲＦエネルギー分布は、あらかじめ定めておくことができ、例えば、容器の製造所で決定することができ、その結果、ＲＦエネルギー源を動作する際に既定のエネルギー分布を適用することができる。いくつかの実施形態では、ＲＦエネルギー分布は、例えば、ＲＦエネルギー分布を制御することも調整することもできない容器においては決定されない場合がある。例えば、容器の内部ボリューム内に液体（例えば、ビール、化学溶液など）を配置した場合、実質的に均質のＲＦエネルギー分布を容器のボリューム全体に適用することができる。実質的に均質のＲＦエネルギー分布は、内部ボリューム内で励起されたＥＭエネルギー場パターンが内部ボリューム（または、内側ハウジング）内で比較的一様なＥＭ場強度分布を形成できるように、外側ハウジングの壁の周りに放射素子を設置することによって実現することができる。ＥＭエネルギー場パターンは、各放射素子から内部ボリュームにＲＦエネルギー（例えば、ＲＦ波）を送信することによって励起させることができる。均質のＲＦエネルギー分布を適用するためのいくつかの例示的な容器については、図３Ａ、４および５Ａ（すなわち、容器３００、４００および５００）に示す。それに加えてまたはその代替として、実質的に均質のＲＦエネルギー分布は、複数のＭＳＥ（例えば、複数の周波数および／または位相）を使用してＲＦエネルギーを印加することによって実現することができる。変調空間要素（ＭＳＥ）については、以下で広義に論じる。いくつかの実施形態では、ＲＦエネルギーは、複数のＭＳＥ（例えば、周波数）で印加することができる。複数の周波数で少なくとも１つの放射素子を介してＲＦエネルギーを印加することにより、容器内に周波数ごとに異なるＥＭ場パターンを生み出すことができ（例えば、最大強度エリアは、周波数ごとに、容器内の異なる場所に位置し得る）、したがって、容器内の異なる場所にＲＦエネルギーを印加することができる。この結果、内部ボリューム内で実質的に均質のＲＦエネルギー分布を得ることができる。いくつかの実施形態では、ＲＦエネルギーは、２つ以上の放射素子を介して容器に印加することができ、位相差は、同じ周波数で同時にＲＦエネルギーを印加する２つの放射素子間に適用することができる。

あるいは、容器内、例えば、内部ボリューム内の異なる場所で異なる量のＲＦエネルギーが必要とされる場合、制御された非均質のＲＦエネルギー分布を容器に適用することができる。例えば、調理容器（例えば、調理器具）内でさまざまな食品アイテムを一緒に調理することは、異なる食品アイテムに異なる量のエネルギーを印加することを必要とする場合がある。スープは、水と、野菜、ハーブおよび鶏肉または魚などの固体食材とを含み得る。固体食材は、容器の下部に集まり（重力により）、水成分の調理に対してより多くのエネルギーが必要とされ得る。容器は、容器（例えば、図３Ｂに示される容器３２０および図５Ｂに示される容器５２０）の底面または下方部に放射素子を設置できるように構築し、容器の下部（例えば、スープの固体食材）により多くのエネルギーを印加するように設計することができる。それに加えてまたはその代替として、コントローラ（例えば、コントローラ１０１またはプロセッサ２０３０）は、対象物の特定の部分を加熱するため、内側ハウジング内の特定の位置にＲＦエネルギーを印加するように設計された少なくとも１つの電磁場パターンを励起させるよう構成することができる。コントローラは、特定の周波数を適用するように、また場合により、同時に同じ周波数を適用する２つ以上放射素子間の位相差を決定するように（容器内に２つ以上の放射素子が設置される場合）、選択することができる。

ステップ７３０では、放射素子（例えば、素子１０２、２０６、２２６、３０８、４０６、５０６、５２６および５２８）を、電源から放射素子に電力を提供する（供給する）ことによって駆動することができる。いくつかの実施形態では、２つ以上の電源を使用することができる。電源は、ＲＦエネルギーを供給するよう構成されたマグネトロン、ソリッドステートアンプまたは他のいかなる電源も含み得る。放射素子は、容器の内側ハウジング（例えば、内部ボリューム２１４および２３４）内のエネルギー印加ゾーンにＲＦエネルギーを印加するよう構成することができる。放射素子は、容器の外側ハウジング（例えば、外側ハウジング２０２、４０２および５０２）に付随させることができる。ステップ７４０では、放射素子への電力の供給に応じて、放射素子は、内部ボリュームにＲＦエネルギーを送信することができる。容器の内側ハウジングは、放射素子から内部ボリューム内にＲＦエネルギーを送信するように少なくとも部分的に構成することができる。ステップ７５０では、処理された対象物が所望の結果に到達すると（例えば、スープの準備が整うか、または、食品が所望の温度である）、ＲＦエネルギーの印加を終了することができる。ＲＦエネルギーの印加の終了は、電源から放射素子へのエネルギーの供給を終了することによって行うことができる。

放射素子（例えば、素子２０６、２０８、２２６、３０８、４０６、５０６、５２６、５２８、５５６）は、コントローラ１０１によって場合により選択される、本明細書ではＭＳＥと呼ばれる具体的に選択された変調空間要素でエネルギーを伝送するよう構成することができる。「変調空間」または「ＭＳ」という用語は、エネルギー印加ゾーン（例えば、内部ボリューム２１４および２３４）内の電磁場パターンに影響を及ぼし得るすべてのパラメータおよびそのすべての組合せを総称するために使用される。いくつかの実施形態では、「ＭＳ」は、使用できるすべての可能なコンポーネントおよびそれらの潜在設定値（絶対値および／または他との相対値）ならびにコンポーネントに関連する調整可能なパラメータを含み得る。例えば、「ＭＳ」は、複数の可変パラメータ、アンテナ（放射素子）の数、それらの位置および／または方向性（変更可能な場合）、使用可能な帯域幅、一連のすべての使用可能な周波数およびそれらの任意の組合せ、電力設定値、位相などを含み得る。ＭＳは、１つのパラメータのみ（例えば、周波数のみもしくは位相のみまたは他の単一パラメータに限定される一次元ＭＳ）、２つ以上の次元（例えば、同じＭＳ内の変動周波数および振幅、または、変動周波数および位相ともに）、または、さらに多くに及ぶ任意の数の可能な可変パラメータを有し得る。

ＭＳに関連するそれぞれの可変パラメータは、ＭＳ次元と呼ばれる。例示として、ＭＳは、周波数（Ｆ）、位相（Ｐ）および振幅（Ａ）として指定される３つの次元を有し得る。すなわち、電磁波の周波数、位相および振幅（例えば、同時に送信される２つ以上の波間の振幅差）は、エネルギー伝達中に変調されるが、他のパラメータはすべて、エネルギー伝達中に固定することができる。ＭＳは、任意の数の次元、例えば、一次元、二次元、三次元、四次元、ｎ次元などを有し得る。一例では、一次元変調空間オーブン（ｏｎｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｓｐａｃｅ ｏｖｅｎ）は、互いに周波数のみが異なるＭＳＥを提供することができる。

「変調空間要素」または「ＭＳＥ」という用語は、ＭＳの可変パラメータ値の特定のセットを指し得る。したがって、ＭＳは、すべての可能なＭＳＥの収集体としても考えられ得る。例えば、２つのＭＳＥは、複数の放射素子に供給されるエネルギーの相対振幅が互いに異なり得る。例えば、三次元ＭＳＥは、特定の周波数Ｆ（ｉ）、特定の位相Ｐ（ｉ）および特定の振幅Ａ（ｉ）を有し得る。これらのＭＳＥ変数の１つでも変化すれば、新しいセットは別のＭＳＥを定義する。例えば、（３ＧＨｚ，３０°，１２Ｖ）と（３ＧＨｚ，６０°，１２Ｖ）は、位相成分のみが異なるが、２つの異なるＭＳＥである。

これらのＭＳパラメータの異なる組合せは、エネルギー印加ゾーンにわたって異なる電磁場パターンをもたらし、対象物において異なるエネルギー分布パターンをもたらす。例えば、対象物の異なる場所／部分で異なる量のエネルギーが必要とされる場合、例えば、固体食材を有するスープを調理する場合または異なる仕上がり具合で６個の卵をコーキングする場合。エネルギー印加ゾーンで特定の電磁場パターンを励起させるために連続してまたは同時に実行することができる複数のＭＳＥは、「エネルギー伝達スキーム」と総称することができる。例えば、エネルギー伝達スキームは、３つのＭＳＥ（Ｆ（１），Ｐ（１），Ａ（１））、（Ｆ（２），Ｐ（２），Ａ（２））、（Ｆ（３），Ｐ（３），Ａ（３））からなり得る。そのようなエネルギー印加スキームは、結果的に、第１、第２および第３のＭＳＥをエネルギー印加ゾーンに適用することになる。

本発明は、その最も広い意味で、特定の数のＭＳＥまたはＭＳＥ組合せに限定されない。特定のアプリケーションの要件に応じてならびに／または所望のエネルギー伝達プロフィールおよび／もしくは所定の備品（例えば、内側ハウジング）の寸法に応じて、さまざまなＭＳＥ組合せを使用することができる。使用できるオプションの数は、意図する用途、所望の制御レベル、ハードウェアまたはソフトウェアの解決策およびコストなどの要因に応じて、わずか２つでも、設計者が所望するだけいくつでもよい。

ある実施形態では、少なくとも１つのプロセッサを設けることができる。本明細書で使用する場合、「プロセッサ」という用語は、１つまたは複数の入力動作を実行する電気回路を含み得る。例えば、そのようなプロセッサは、１つもしくは複数の集積回路、マイクロチップ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、グラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）のすべてもしくは一部、または、命令の実行もしくは論理演算の実行に適切な他の回路を含み得る。

プロセッサによって実行される命令は、例えば、プロセッサにプレロードすることも、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク、光ディスク、磁気媒体、フラッシュメモリ、他の永久、固定もしくは揮発性メモリ、または、プロセッサ用の命令の格納が可能な他の任意のメカニズムなどの別々のメモリユニットに格納することもできる。プロセッサは、特定用途向けにカスタマイズすることも、多目的用途向けに構成して、異なるソフトウェアを実行することによって異なる機能を実行することもできる。

２つ以上のプロセッサを使用する場合は、すべてを同様の構造とすることも、互いに電気的に接続されるかまたは切断された異なる構造とすることもできる。複数のプロセッサは、別々の回路でも、単一回路に統合されてもよい。２つ以上のプロセッサを使用する場合は、独立して動作するよう構成することも、協働で動作するよう構成することもできる。２つ以上のプロセッサは、電気的に、磁気的に、光学的に、音響的に、機械的に、または、それらの相互作用を可能にする他の手段によって結合することができる。

少なくとも１つのプロセッサは、一連の掃引ＭＳＥにわたって、１つまたは複数の放射素子（例えば、素子２０６、２０８、２２６、３０８、４０６、５０６、５２６、５２８、５５６）を介して、ゾーン９（例えば、内部ボリューム２１４および２３４）に電磁エネルギーを印加させるよう構成し、そのような各ＭＳＥで対象物１１に電磁エネルギーを印加することを試みることができる。例えば、少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つの放射素子を駆動するため、および、素子にＲＦエネルギーをエネルギー印加ゾーンに送信させるため、コントローラ１０１の１つまたは複数の他のコンポーネントを制御するよう構成することができる。

少なくとも１つのプロセッサは、コントローラ１０１と連動することおよび／またはコントローラ１０１の一部とすることができる。例えば、図１に示されるように、装置１００は、１つまたは複数の放射素子１０２と電気的に結合されたコントローラ１０１を含み得る。本明細書で使用する場合、「電気的に結合された」という用語は、１つまたは複数の直接的または間接的な電気接続を指す。間接的な電気接続は、例えば、コントローラが１つまたは複数の中間コンポーネントを通じてアンテナから送信されるエネルギーに影響を及ぼす場合に起こり得る。コントローラが１つまたは複数の中間コンポーネント、デバイス、回路またはインターフェースを通じて送信素子に接続される場合、コントローラは素子と間接的に電気結合されると言われる。コントローラが中間構造なしで放射素子に接続される場合、コントローラは放射素子と直接的に電気結合されると言われる。

コントローラ１０１は、１つまたは複数の放射素子１０２を通じて電磁エネルギーの印加を制御するよう構成されたさまざまなコンポーネントまたはサブシステムを含み得る。例えば、コントローラ１０１は、コンピューティングサブシステム９２と、電磁エネルギー印加サブシステム９６と、サブシステム９２および９６間のインターフェースとを含み得る。現在開示されている実施形態では一貫して、コンピューティングサブシステム９２は、汎用または専用コンピュータであり得る。コンピューティングサブシステム９２は、インターフェース１３０を介して電磁エネルギー印加サブシステム９６を制御するための制御信号を生成するよう構成することができる。コンピューティングサブシステム９２は、さらに、インターフェース１３０を介して電磁エネルギー印加サブシステム９６から測定信号を受信することができる。

例示的な目的のため、コントローラ１０１は３つのサブコンポーネントを有するものとして示されているが、制御機能をより少ないコンポーネントに統合することも、特定の実施形態の所望の機能および／または設計と一致する追加のコンポーネントを含めることもできる。本明細書に記載されるように、コントローラ１０１は、電磁エネルギーをゾーン９に印加するためのさまざまな機能／プロセスを実行するよう構成することができる。

ある実施形態では、少なくとも１つのプロセッサは、１つまたは複数のＭＳＥで対象物によるエネルギー吸収性を示す値を決定するよう構成することができる。決定は、プロセッサもしくはプロセッサに付随するメモリをあらかじめプログラムすることによって、および／または、エネルギー印加ゾーンで対象物をテストしてその吸収性エネルギーの特性を決定することによって、１つまたは複数のルックアップテーブルを使用して下すことができる。そのようなテストを行う１つの例示的な方法は、ＭＳＥの掃引である。

本明細書で使用する場合、「掃引」という語は、例えば、２つ以上のＭＳＥの長時間にわたる送信を含む。例えば、掃引は、連続ＭＳＥ帯域における複数のＭＳＥの連続送信、２つ以上の非連続ＭＳＥ帯域における複数のＭＳＥの連続送信、個々の非連続ＭＳＥの連続送信、および／または、所望のＭＳＥ／パワースペクトル成分を有する合成パルス（すなわち、時間内に合成されたパルス）の送信を含み得る。したがって、ＭＳＥ掃引の間、少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つのアンテナに供給されるエネルギーを制御して、さまざまなＭＳＥで電磁エネルギーをゾーン９に連続送信すること、および、対象物１１によるエネルギー吸収性の指標として機能するフィードバックを受信することができる。本発明は対象物のエネルギー吸収を示すフィードバックの特定の測定値に限定されないが、さまざまな例示的な指針値について以下で論じる。

ＭＳＥ掃引の間、電磁エネルギー印加サブシステム９６は、図１に示されるように、放射素子１０２側で反射されたおよび／または結合された電磁エネルギーを受信するように、ならびに、インターフェース１３０を介してサブシステム９２に測定エネルギー情報を返信するように、構成することができる。サブシステム９２は、受信情報に基づいて、複数のＭＳＥのそれぞれで対象物１１によって吸収されたエネルギーを示す値を決定するよう構成することができる。現在開示されている実施形態では一貫して、エネルギーの吸収能力を示す値は、ＭＳＥに関連する散逸率（本明細書では「ＤＲ」と呼ばれる）であり得る。本明細書で言及されるように、「散逸率」は、「吸収効率」または「出力効率」としても知られ、対象物１１によって吸収された電磁エネルギーと電磁エネルギー印加ゾーン９に供給された電磁エネルギーとの割合として定義することができる。

対象物によって散逸されるかまたは吸収され得るエネルギーは、本明細書では、「吸収性エネルギー」を指す。吸収性エネルギーは、対象物がエネルギーを吸収する能力または装置がエネルギーを所定の対象物内に散逸させる能力の指標であり得る。現在開示されている実施形態では、吸収性エネルギーは、少なくとも１つのアンテナに供給された最大入射エネルギーと散逸率との積として計算することができる。反射エネルギー（すなわち、吸収も結合もされないエネルギー）は、例えば、対象物または他の負荷によって吸収されたエネルギーを示す値であり得る。別の例示として、プロセッサは、入射エネルギーの反射部分および結合部分に基づいて吸収性エネルギーを計算することも推定することもできる。その推定値または計算値は、吸収エネルギーを示す値として機能し得る。

ＭＳＥ掃引の間、例えば、少なくとも１つのプロセッサは、電磁エネルギー源を制御し、その結果、エネルギーは、一連のＭＳＥで対象物１１に連続して供給されるよう構成することができる。次いで、少なくとも１つのプロセッサは、各ＭＳＥで反射されたエネルギーを示す信号、場合により、他のアンテナに送信されたエネルギーを示す信号もまた受信することができる。アンテナに供給された入射エネルギーの既知量、ならびに、反射および／または結合されたエネルギーの既知量を使用することで（すなわち、それにより、各ＭＳＥで吸収された量を示す）、吸収性エネルギーの指標を計算することも推定することもできる。あるいは、プロセッサは、吸収性エネルギーを示す値としての反射の指標に単に依存することもできる。

また、吸収性エネルギーは、対象物が位置するエネルギー印加ゾーンの構造によって散逸し得るエネルギーも含み得る。金属または導電材料（例えば、外側ハウジング壁または容器内の要素）への吸収は、大きな品質係数（「Ｑファクタ」としても知られている）によって特徴付けられ、そのようなＭＳＥは、導電材料と結合されているものとして特定され得る。時には、そのような副帯域でエネルギーを送信しないように選択することができる。その場合、外側または内側ハウジング壁で吸収される電磁エネルギー量は実質的に少量であり得、したがって、対象物１１で吸収される電磁エネルギー量は吸収性エネルギー量と実質的に等しくあり得る。

現在開示されている実施形態では、散逸率は、式（１）を使用して計算することができる。
ＤＲ＝（Ｐ_ｉｎ−Ｐ_ｒｆ−Ｐ_ｃｐ）／Ｐ_ｉｎ （１）
式中、Ｐ_ｉｎは、アンテナ１０２によってゾーン９に供給された電磁エネルギーを表し、Ｐ_ｒｆは、送信機として機能するそれらのアンテナ側で反射／返送された電磁エネルギーを表し、Ｐ_ｃｐは、受信機として機能するそれらのアンテナ側で結合された電磁エネルギーを表す。ＤＲは、０〜１の値であり得、現在開示されている実施形態では、パーセンテージで表すことができる。

例えば、３つのアンテナ１、２および３（例えば、図３Ｂに示される素子３０８）用に設計された実施形態では一貫して、サブシステム９２は、掃引の間の測定出力情報に基づいて、入力反射係数Ｓ_１１、Ｓ_２２およびＳ_３３ならびに伝達係数Ｓ_１２＝Ｓ_２１、Ｓ_１３＝Ｓ_３１、Ｓ_２３＝Ｓ_３２を決定するよう構成することができる。それに応じて、アンテナ１に対応する散逸率ＤＲは、式（２）に従って、これらの係数に基づいて決定することができる。
ＤＲ＝１−（ＩＳ_１１Ｉ^２＋ＩＳ_１２Ｉ^２＋ＩＳ_１３Ｉ^２） （２）

吸収性エネルギーを示す値は、あるＭＳＥでのサブシステム９６のパワーアンプ（図示せず）に関連する最大入射エネルギーにさらに関与し得る。本明細書で言及されるように、「最大入射エネルギー」は、所定の時間帯にわたって所定のＭＳＥでアンテナに供給され得る最大電力として定義することができる。したがって、吸収性エネルギーを示す１つの代替の値は、最大入射エネルギーと散逸率との積であり得る。これらは、コントローラ１０１で実施される制御スキームの一部として単独でも組み合わせても使用できる吸収性エネルギーを示し得る値の２つの例にすぎない。使用する構造およびアプリケーションに応じて、吸収性エネルギーの代替のしるしを使用することができる。

また、ある実施形態では、少なくとも１つのプロセッサは、複数のＭＳＥの少なくとも１つのサブセットで少なくとも１つの放射素子にエネルギーを供給させるよう構成することができ、ＭＳＥのサブセットのそれぞれでゾーンに送信されるエネルギーは、各ＭＳＥでの吸収性エネルギー値の関数であり得る。例えば、ＭＳＥのサブセットのそれぞれで少なくとも１つの放射素子１０２に供給されるエネルギーは、各ＭＳＥでの吸収性エネルギー値の関数として（例えば、散逸率、最大入射エネルギー、散逸率と最大入射エネルギーとの組合せまたは他の何らかの数量の関数として）決定することができる。現在開示されている実施形態では、これは、ＭＳＥ掃引の間に得られた吸収性エネルギーフィードバックの結果として起こり得る。すなわち、この吸収性エネルギー情報を使用して、少なくとも１つのプロセッサは、特定のＭＳＥでのエネルギーが何らかの方法でそのＭＳＥでの吸収性エネルギーの指標の関数となり得るように、各ＭＳＥで供給されたエネルギーを調整することができる。機能的相関は、特定のアプリケーションに応じて異なり得る。吸収性エネルギーが比較的高いいくつかのアプリケーションの場合、放出したＭＳＥのそれぞれで比較的少量のエネルギーを供給させる機能を少なくとも１つのプロセッサに実施させることが要求され得る。これは、例えば、対象物１１にわたってより一様なエネルギー分布プロフィールが望まれる場合に望ましい可能性がある。

他のアプリケーションの場合、比較的多量のエネルギーを供給させる機能を少なくとも１つのプロセッサに実施させることが要求され得る。これは、高い吸収性エネルギープロフィールを有する対象物の特定のエリアを目標とするために望ましい可能性がある。さらに、他のアプリケーションの場合、供給されるエネルギー量を、対象物１１の既知の、推定されたまたは疑わしいエネルギー吸収プロフィールにカスタマイズすることが望ましい可能性がある。さらなる別のアプリケーションでは、動的アルゴリズムまたはルックアップテーブルを適用して、少なくとも吸収性エネルギーの関数として、そして恐らく１つまたは複数の他の変数または特性の関数として、印加されるエネルギーを変化させることができる。これらは、ＭＳＥのサブセットのそれぞれでゾーンにエネルギーを送信（または供給）する方法の数例にすぎないが、各ＭＳＥでの吸収性エネルギー値の関数であり得る。本発明は特定のスキームに限定されないが、むしろ吸収性エネルギーの指標を考慮に入れることによって、供給されるエネルギーを制御するための任意の適切な技法を包含し得る。

ある実施形態では、少なくとも１つのプロセッサは、複数のＭＳＥの少なくとも１つのサブセットで少なくとも１つの放射素子にエネルギーを供給させるよう構成することができ、ＭＳＥのサブセットのそれぞれでゾーンに送信されるエネルギーは、各ＭＳＥでの吸収性エネルギー値に反比例する。そのような反比例関係は、特定のＭＳＥサブセット（すなわち、１つまたは複数のＭＳＥ）の吸収性エネルギーの指標が比較的高い傾向にある場合は、そのＭＳＥサブセットでの実際の入射エネルギーは比較的低い可能性があるなどの一般的な傾向に関与し得る。また、特定のＭＳＥサブセットの吸収性エネルギーの指標が比較的低い傾向にある場合は、入射エネルギーは比較的高い可能性がある。反比例関係は、さらに一層密接に相関し得る。例えば、現在開示されている実施形態では、送信されるエネルギーは、吸収性エネルギー値（すなわち、対象物１１による吸収性エネルギー）とのその積が、適用するＭＳＥにわたって実質的に一定であるように設定することができる。

ある実施形態では、少なくとも１つのプロセッサは、ある範囲のＭＳＥにわたって吸収性エネルギー値に対する供給エネルギーをグラフ表示する場合に、２つのグラフが互いに左右対称となる傾向にあるように、供給されるエネルギーを調整するよう構成することができる。現在開示されている実施形態では、２つのグラフは、互いに左右対称の像となり得る。グラフは互いに厳密に左右対称でなくともよく、むしろ概して反対方向に傾斜していればよい。例えば、一方のグラフの特定のＭＳＥに対応する値が比較的高い場合、他方のグラフの特定のＭＳＥに対応する値は比較的低い可能性がある。

いくつかの例示的なスキームは、例えば、ヨーグルトを作る場合やビールを造るために化学溶液を反応させる場合、対象物１１でのより空間的に一様なエネルギー吸収をもたらし得る。本明細書で使用する場合、「空間的な一様性」は、エネルギー印加を目標とする対象物または対象物の一部分（例えば、選択部分）にわたるエネルギー吸収（すなわち、散逸エネルギー）が実質的に一定である（例えば、ボリューム単位または質量単位あたり一定の）状態を指す。対象物の異なる場所での散逸エネルギーの変化が閾値より低い場合は、エネルギー吸収は「実質的に一定である」と見なされる。例えば、散逸エネルギーの分布に基づいて偏差を計算することができ、偏差が５０％未満である場合は、吸収性エネルギーは「実質的に一定である」と見なされる。現在開示されている実施形態では一貫して、多くの場合、空間的に一様なエネルギー吸収は、空間的に一様な温度増加をもたらし得るため、「空間的な一様性」は、エネルギー印加を目標とする対象物または対象物の一部分にわたる温度増加が実質的に一定である状態も指し得る。温度増加は、ゾーン９の温度センサなどの検知デバイスによって測定することができる。

対象物または対象物の一部分で実質的に一定のエネルギー吸収を実現するため、コントローラ１０１は、吸収性エネルギー値の関数として各周波数で供給される電力量を変化させる一方で、各周波数で放射素子１０２にエネルギーを供給する実質的に一定の時間量を保持するよう構成することができる。

ある状況では、吸収性エネルギー値が特定の１つまたは複数のＭＳＥに対する既定の閾値を下回る場合、各ＭＳＥでの吸収の一様性の実現が可能でない場合がある。そのような例では、現在開示されている実施形態では一貫して、コントローラ１０１は、デバイスの最大電力レベルと実質的に等しい電力レベルで、その特定の１つまたは複数のＭＳＥに対してアンテナにエネルギーを供給させるよう構成することができる。あるいは、他のいくつかの実施形態では一貫して、コントローラ１０１は、これらの特定の１つまたは複数のＭＳＥで、アンプに低エネルギーを供給させるか、または、エネルギーを全く供給させないよう構成することができる。時には、コントローラ１０１は、一様な送信エネルギーレベルと比較してアンプがあるパーセンテージのエネルギーを対象物１１に供給できる場合（例えば、５０％以上またはいくつかの事例では８０％以上）にのみ、アンプの最大電力レベルと実質的に等しい電力レベルでエネルギーを供給するよう構成することができる。時には、コントローラ１０１は、例えば、装置が過度の電力を吸収することを防ぐため、反射エネルギーが既定の閾値を下回る場合にのみ、アンプの最大電力レベルと実質的に等しい電力レベルでエネルギーを供給することができる。例えば、決定は、反射エネルギーが導入される「擬似負荷」もしくは対象物１１以外の負荷の温度、または、擬似負荷と環境との温度差に基づいて下すことができる。それに応じて、少なくとも１つのプロセッサは、擬似負荷による反射エネルギーまたは吸収エネルギーを制御するよう構成することができる。同様に、吸収性エネルギー値が既定の閾値を超える場合、コントローラ１０１は、アンテナの最大電力レベル未満の電力レベルでアンテナにエネルギーを供給させるよう構成することができる。

代替のスキームでは、一様な吸収は、実質的に一定のレベルで印加電力を維持する一方で、エネルギー伝達の継続時間を変化させることによって実現することができる。言い換えれば、例えば、低い吸収性エネルギー値を示すＭＳＥの場合、エネルギー印加の継続時間は、高い吸収性エネルギー値を示すＭＳＥの場合よりも長い可能性がある。この様に、特定のＭＳＥでの吸収性エネルギー値に応じて、エネルギーを供給する時間量を変化させる一方で、複数のＭＳＥで供給される電力量を実質的に一定に維持することができる。また、複数のＭＳＥで供給される電力量が一定ではない他の構成も検討される。

吸収性エネルギーは対象物の温度を含む多くの要因に基づいて変化し得るため、アプリケーションに応じて、吸収性エネルギー値を定期的に更新し、その後、更新した吸収値に基づいてエネルギー印加を調整することが有益であり得る。これらの更新は、アプリケーションに応じて、１秒間に複数回起こることも、数秒以上ごとに起こることもある。一般的な原理として、より頻繁に更新することにより、エネルギー吸収の一様性を高めることができる。

本発明の別の態様によれば、少なくとも１つのプロセッサは、各ＭＳＥでの所望のエネルギー吸収レベルを目標とするため、複数のＭＳＥのそれぞれで所望のエネルギー吸収レベルを決定し、各ＭＳＥでアンテナから供給されるエネルギーを調整するよう構成することができる。例えば、以前に論じられるように、コントローラ１０１は、ある範囲の周波数にわたって実質的に一様なエネルギー吸収の実現または近似を試みる際、各ＭＳＥでの所望のエネルギー吸収レベルを目標とするよう構成することができる。あるいは、コントローラ１０１は、対象物１１にわたるエネルギー吸収プロフィールを目標とするよう構成することができる。そのような目標としたエネルギー吸収プロフィールは、例えば、一様なエネルギー吸収を回避するように、または、対象物１１の一部分において実質的に一様な吸収を実現するように計算することができる。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサは、所望の目標とするエネルギー効果および／または対象物におけるエネルギー効果を得るため、各ＭＳＥでアンテナから供給されるエネルギーを調整するよう構成することができ、例えば、対象物の異なる部分および／または領域に異なるエネルギー量を提供することができる。

ここで、本発明のいくつかの実施形態による、容器内に配置された対象物に電磁エネルギーを印加するための例示的な装置８００の図面を提供する図８Ａを参照する。いくつかの実施形態によれば、装置８００は、変調器２０１４によって実行される変調を制御することができるプロセッサ２０３０を含み得る。いくつかの実施形態では、変調器２０１４は、電源２０１２によって生成されたＡＣ波形の位相、周波数器および振幅を変更するよう構成された位相変調器、周波数変調器および振幅変調器の少なくとも１つを含み得る。その代替としてまたはそれに加えて、プロセッサ２０３０は、例えば、電気機械デバイスを使用して、各放射素子２０１８の位置、方向性および構成の少なくとも１つを制御することができる。放射素子２０１８は、本発明の実施形態による容器の内側に位置し得る。そのような電気機械デバイスは、回転する、枢動する、シフトする、滑動する、または、別の方法で放射素子２０１８の１つもしくは複数の方向性および／もしくは位置を変更するためのモータまたは他の可動構造を含み得る。その代替としてまたはそれに加えて、プロセッサ２０３０は、ゾーン内の電磁場パターンを変化させるため、エネルギー印加ゾーンに位置する１つまたは複数の電磁場調整要素を制御するよう構成することができる。電磁場調整要素は、エネルギー印加ゾーン（例えば、内側ハウジング）に配置され、エネルギー印加ゾーンで励起される電磁場パターンを調整するよう構成された任意の要素であり得る。電磁場調整要素は、外側および／または内側ハウジングに電気的に接続されても、電気的に短絡されてもよい。

いくつかの実施形態では、装置８００は、電磁エネルギーをエネルギー印加ゾーンに送信するよう構成された少なくとも１つの供給源（電源とも呼ばれる）の使用を伴う場合がある。例示として、図８Ａに示されるように、供給源は、電磁エネルギーを搬送する電磁波を生成するよう構成された電源２０１２の１つまたは複数を含み得る。例えば、電源２０１２は、既定の波長または周波数で高出力マイクロ波を生成するよう構成されたマグネトロンを含み得る。あるいは、電源２０１２は、一定のまたは変動周波数でＡＣ波形（例えば、ＡＣ電圧または電流）を生成するよう構成された、電圧制御発振器などの半導体発振器を含み得る。ＡＣ波形は、交番極性を有する正弦波、方形波、パルス波、三角波または別のタイプの波形を含み得る。あるいは、電磁エネルギー源は、電磁場ジェネレータ、電磁束ジェネレータ、または、振動電子を生成するための任意のメカニズムなどの他のいかなる電源も含み得る。

いくつかの実施形態では、装置８００は、位相変調器（図示せず）を含み得、位相変調器は、既定の時間遅延シーケンスをＡＣ波形に実行するように制御することができ、その結果、ＡＣ波形の位相は、一連の時間帯のそれぞれに対してある度数（例えば、１０度）で増加する。いくつかの実施形態では、プロセッサ２０３０は、エネルギー印加ゾーンからのフィードバックに基づいて、動的におよび／または適応的に変調を制御することができる。例えば、プロセッサ２０３０は、検出器２０４０からアナログまたはデジタルのフィードバック信号を受信し、エネルギー印加ゾーン（例えば、内部ボリューム２１４および２３４）から受信した電磁エネルギー量を示すよう構成することができ、プロセッサ２０３０は、受信したフィードバック信号に基づいて、次の時間帯に対する時間遅延を位相変調器側で動的に決定することができる。検出器２０４０は、送信および受信されたＲＦエネルギーまたは電力を両方とも受信および検出するよう構成された結合器（例えば、双方向結合器）を備え得る。

いくつかの実施形態では、装置１００は、周波数変調器（図示せず）を含み得る。周波数変調器は、既定の周波数で振動するＡＣ波形を生成するよう構成された半導体発振器を含み得る。既定の周波数は、入力電圧、電流および／または他の信号（例えば、アナログまたはデジタル信号）と関連し得る。例えば、電圧制御発振器は、入力電圧に比例する周波数で波形を生成するよう構成することができる。

プロセッサ２０３０は、１つまたは複数の既定の周波数帯域内のさまざまな周波数で振動するＡＣ波形を連続して生成するように発振器（図示せず）を制御するよう構成することができる。いくつかの実施形態では、既定の周波数帯域は、動作周波数帯域を含み得、プロセッサは、動作周波数帯域の副部分内の周波数でエネルギーを送信させるよう構成することができる。動作周波数帯域は、選択周波数の収集体を含み得るが、その理由は、集合体の状態で所望の目標を達成し、その副部分が目標を達成すれば、帯域内の他の周波数を使用する必要性が低減されるためである。動作周波数帯域（またはそのサブセットもしくは副部分）が特定された時点で、プロセッサは、動作周波数帯域（またはそのサブセットもしくは副部分）内の各周波数で電力を連続して印加することができる。この順次プロセスは、「周波数掃引」と呼ばれる場合がある。いくつかの実施形態では、各周波数は、エネルギー伝達スキーム（例えば、特定のＭＳＥの選択）と関連し得る。いくつかの実施形態では、検出器２０４０によって提供されるフィードバック信号に基づいて、プロセッサ２０３０は、周波数帯域から１つまたは複数の周波数を選択し、これらの選択周波数でＡＣ波形を連続して生成するように発振器を制御するよう構成することができる。

その代替としてまたはそれに加えて、プロセッサ２０３０は、フィードバック信号に基づいて、放射素子２０１８を介して送信されるエネルギー量を調整するようにアンプ２０１６を制御するようさらに構成することができる。いくつかの実施形態では一貫して、検出器２０４０は、エネルギー印加ゾーンから反射されたエネルギーおよび／または特定の周波数で結合されたエネルギーの量を検出することができ、プロセッサ２０３０は、反射エネルギーおよび／または結合エネルギーが低い場合に、その周波数で送信されるエネルギー量が低くなるよう構成することができる。それに加えてまたはその代替として、プロセッサ２０３０は、その周波数での反射エネルギーが低い場合に、短時間にわたって１つまたは複数のアンテナに特定の周波数でエネルギーを送信させるよう構成することができる。

いくつかの実施形態では、装置は、２つ以上のＥＭエネルギー源を含み得る。例えば、異なる周波数のＡＣ波形を生成するために、２つ以上の発振器を使用することができる。別々に生成されたＡＣ波形は、１つまたは複数のアンプによって増幅することができる。それに応じて、常に、放射素子２０１８は、例えば、２つの異なる周波数で、内側ハウジング２１４または２３４に電磁波を同時送信させることができる。

プロセッサ２０３０は、エネルギー印加ゾーンに供給された２つの電磁波間の位相差を変更するため、位相変調器を制御するよう構成することができる。いくつかの実施形態では、電磁エネルギー源は、複数の位相で電磁エネルギーを供給するよう構成することができる。プロセッサは、複数の位相のサブセットでエネルギーを送信させるよう構成することができる。例示として、位相変調器は、移相器を含み得る。移相器は、内側ハウジング２１４または２３４内においてＡＣ波形での時間遅延を制御可能に起こし、０〜３６０度の範囲でＡＣ波形の位相を遅延させるよう構成することができる。

いくつかの実施形態では、装置８００にスプリッタ（図示せず）を設けて、例えば、発振器によって生成されたＡＣ信号を２つのＡＣ信号（例えば、分割信号）に分割することができる。プロセッサ２０３０は、さまざまな時間遅延を連続して起こし、その結果、２つの分割信号間の位相差が経時的に異なり得るように移相器を制御するよう構成することができる。この順次プロセスは、「位相掃引」と呼ばれる場合がある。上記で説明される周波数掃引と同様に、位相掃引は、所望のエネルギー印加目標を達成するように選択された動作位相のサブセットに関与し得る。

プロセッサは、エネルギー印加ゾーンに供給された少なくとも１つの電磁波の振幅を変更するため、振幅変調器を制御するよう構成することができる。いくつかの実施形態では、電磁エネルギー源は、複数の振幅で電磁エネルギーを供給するよう構成することができ、プロセッサは、複数の振幅のサブセットでエネルギーを送信させるよう構成することができる。いくつかの実施形態では、装置は、複数の放射素子を通じて電磁エネルギーを供給するよう構成することができ、プロセッサは、異なる振幅のエネルギーを、少なくとも２つの放射素子に同時に供給するよう構成することができる。

図２Ａ、２Ｂ、５Ｂおよび８Ａは２つの放射素子（例えば、アンテナ２０６、２０８；２２６、５２６、５２８；または２０１８）を含む回路を示すが、任意の数の放射素子を使用でき、回路は、放射素子の選択的使用を通じてＭＳＥの組合せを選択できることに留意されたい。単なる例示として、例えば、容器３００および５００などの３つの放射素子Ａ、ＢおよびＣを有する装置では、振幅変調を放射素子ＡおよびＢで実行し、位相変調を放射素子ＢおよびＣで実行し、周波数変調を放射素子ＡおよびＣで実行することができる。いくつかの実施形態では、振幅を一定に保持し、放射素子間および／または放射素子のサブセット間で切り替えることによって電磁場変化を生じさせることができる。さらに、放射素子は、それらの位置または方向性を変化させ、それにより、電磁場パターンを変化させるデバイスを含み得る。その組合せは事実上限りがなく、本発明は、特定の組合せに限定されないが、むしろ、１つまたは複数のＭＳＥを変更することによって電磁場パターンを変更することができるという概念を反映する。

差し控え機能および制御スキーム、ならびに、追加の機能および制御スキームのいくつかまたはすべては、例示として、図１または図８Ａに概略的に描写された電磁エネルギー印加サブシステムなどの構造を使用して、実行することができる。

ある実施形態では、方法は、電磁エネルギー源を制御するステップを伴う場合がある。以前に論じられるように、電磁エネルギー「源」は、例えば、ＲＦ範囲での電磁エネルギーの生成に適切な任意のコンポーネントを含み得る。単なる例示として、少なくとも１つのプロセッサ（例えば、プロセッサ２０３０またはコントローラ１０１）は、電磁エネルギーの印加を制御するよう構成することができる。本発明のいくつかの実施形態による、ＲＦエネルギーを印加して容器内に配置された対象物を処理するための方法８１０のフローチャートを図８Ｂに示す。ステップ８２０では、処理する対象物を容器内に配置することができる。対象物は、容器の内側ハウジングの内部ボリューム（例えば、内部ボリューム２１４または２３４）に配置することができる。対象物は、液相（例えば、ヨーグルト、化学溶液、ビールなど）、固体の状態（例えば、ステーキ、鶏肉、焼結させる高密度素地など）、気相、または、２つ以上の状態の組合せ（例えば、固体食材を含む液体スープ、生卵、蒸すべきブロッコリなど）を含み得る。ステップ８３０では、容器から、例えば、検出器２０４０から、フィードバックを受信することができる。フィードバックは、対象物の物理的特性、例えば、温度、ｐＨレベル、密度、圧力、ボリューム、湿度、密度などを示し得る。いくつかの実施形態では、フィードバックは、ＲＦ処理装置１００または８００の動作に関連する１つまたは複数のパラメータ（例えば、電力レベル、受信エネルギー量、Ｓ−パラメータなど）に対して直接決定された（例えば、検出された）値を含み得る。それらの値および他の同様の値は、ＥＭフィードバックを構成し得る。ＥＭフィードバックは、直接決定された１つまたは複数の値に基づいて、間接的に決定する（例えば、計算する）ことができる数量も含み得る。例えば、ＥＭフィードバックは、散逸率（ＤＲ）、平均ＤＲまたは他の数量、ＤＲまたは他の任意のフィードバック数量の派生物などの計算された数量を含み得る。場合により、フィードバックは、例えば、ＤＲなどの対象物のエネルギー吸収性を示す値または散乱パラメータ（例えば、Ｓ１１、Ｓ２２、Ｓ１２など）のいずれか１つを示し得る。それに加えてまたはその代替として、ＥＭフィードバックは、エネルギー印加ゾーン内もしくはその周りで検出されたすべての可能なＥＭフィードバック信号（例えば、電力レベル）（例えば、放射素子上で検出もしくは測定されたＥＭフィードバック）、および／または、検出されたＥＭフィードバック信号に基づいて計算されたいかなるパラメータも含み得る。ＥＭフィードバックは、ＥＭフィードバック上で実行されるいかなる計算（例えば、数学上の計算）も、例えば、一連のパラメータにおける（例えば、一連のＭＳＥにおける）ＥＭフィードバックの平均値を含み得る。ＥＭフィードバックは、反射エネルギー、送信エネルギー、結合エネルギー（例えば、他の放射素子との）および入射エネルギーの１つまたは複数を示し得る。プロセッサ（例えば、プロセッサ２０３０またはコントローラ１０１）は、特定のＭＳＥ適用スキームをエネルギー印加ゾーンで励起できる場合、ＥＭフィードバックを受信および／または解釈するよう構成することができる。例えば、プロセッサは、適用ＭＳＥの関数としてＥＭフィードバックを入手するよう構成することができる。プロセッサは、複数のＭＳＥのそれぞれでＥＭフィードバックを受信するよう構成することができる。それに加えてまたはその代替として、プロセッサは、受信したフィードバックを判断するため、ＲＦエネルギーの印加を制御して、対象物（エネルギー印加ゾーンに配置された）をテストすることができる。そのようなテストを行う１つの例示的な方法は、以前に論じられるような掃引である。ステップ８３０は、ＲＦエネルギーの印加の間および／または２つの連続したＲＦエネルギーの印加の合間に、複数回繰り返すことができる。

いくつかの実施形態では、ステップ８４０では、所望のＲＦエネルギー伝達スキームを決定することができる。エネルギー伝達スキームは、ＲＦエネルギーの印加前またはＲＦエネルギーの印加の間に調整することができるすべての任意選択のパラメータ、例えば、電力レベル、継続時間、周波数、エネルギー、位相またはＭＳ空間内の他のいかなるパラメータも含み得る。プロセッサは、エネルギー印加ゾーン（例えば、内部ボリューム）にエネルギーを印加する複数のＭＳＥから少なくとも１つのＭＳＥを選択することによってエネルギー伝達スキームを決定するよう構成することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサは、容器から受信したフィードバック（例えば、ＤＲ、温度など）に基づいて、ＭＳＥを選択することができる。

また、ある実施形態では、本方法は、そのＭＳＥでの吸収性エネルギー値に基づいて、少なくとも１つのＭＳＥに対する入射電磁エネルギー量を決定するステップも伴う場合がある。例えば、ステップ８４０では、少なくとも１つのプロセッサは、ＭＳＥで送信する（印加する）エネルギー量を、そのＭＳＥに関連する吸収性エネルギー値の関数として決定することができる。

いくつかの実施形態では、エネルギー伝達スキームを決定するステップは、動作帯域内のすべての可能なＭＳＥを使用するのではないように選択することを含み得る。例えば、その副帯域内のＱファクタが閾値より小さいまたは高いＭＳＥの副帯域にＭＳＥを制限するように選択することができる。そのような副帯域は、例えば、５０ＭＨｚ以上の幅、さらには１００ＭＨｚ以上の幅、１５０ＭＨｚ以上の幅、さらには２００ＭＨｚ以上の幅であり得る。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサは、吸収性エネルギー値の関数として、各ＭＳＥでの決定されたエネルギー量の供給に使用される電力レベルを決定することができる。電力レベルを決定する際、各ＭＳＥで一定の時間量の間エネルギーを供給することができる。あるいは、少なくとも１つのプロセッサは、実質的に一定の電力レベルと仮定して、各ＭＳＥでエネルギーを供給する異なる継続時間を決定することができる。現在開示されている実施形態では、少なくとも１つのプロセッサは、各ＭＳＥでエネルギーを供給するための電力レベルと継続時間の両方とも決定することができる。

いくつかの実施形態では、コントローラ１０１またはプロセッサ２０３０は、各ＭＳＥでの電力レベルを変化させる一方で、各ＭＳＥでエネルギーを供給する時間量を実質的に一定に保持するよう構成することができる。他の実施形態では、コントローラ１０１またはプロセッサ２０３０は、各ＭＳＥで異なる継続時間にわたってエネルギーを供給する一方で、最大電力レベルと実質的に等しい電力レベルで放射素子にエネルギーを供給させるよう構成することができる。現在開示されている実施形態では、異なるＭＳＥでのエネルギー伝達の電力および継続時間は両方とも異なり得る。

ステップ８５０では、ステップ８４０で決定された所望のＲＦエネルギー伝達スキームに従って、エネルギー印加ゾーンにＲＦエネルギーを印加することができる。エネルギーは、少なくとも１つの放射素子を駆動するため、電源から供給することができる。放射素子は、例えば、特定のＭＳＥを使用してそのゾーン内で所望のＥＭ場パターンを励起させることによって、または、複数のＭＳＥを使用して複数の電磁場パターンを励起させることによって、エネルギー印加ゾーンにＲＦエネルギーを送信することができる。

エネルギー印加は、定期的に（例えば、１秒間に数回）短時間の間（例えば、ほんの数ミリ秒または数十ミリ秒）中断することができる。エネルギー印加が中断された時点で、ステップ８６０では、エネルギー伝達を終了すべきかどうか判断することができる。エネルギー印加の終了基準は、アプリケーションに応じて異なり得る。例えば、加熱アプリケーションの場合、終了基準は、時間、温度、吸収された総エネルギーまたは問題のプロセスが完了したという他の任意の指標に基づく可能性がある。例えば、加熱は、対象物１１の温度が既定の温度閾値まで上昇すると終了することができる。別の例では、解凍アプリケーションの場合、終了基準は、対象物全体が解凍したという任意の表示であり得る。いくつかの実施形態では、ＲＦエネルギーの印加は、ユーザによって、例えば、容器のスイッチを切ることによって、終了することができる。

ステップ８６０において、エネルギー伝達を終了すべきであると判断されれば（ステップ８６０：はい）、ステップ８７０においてエネルギー伝達を終了することができる。１つまたは複数の終了基準が満たされなければ（ステップ８６０：いいえ）、プロセスはステップ８３０に戻り、引き続き電磁エネルギーの送信を行うことができる。例えば、一定の時間が経過した後、対象物の特性が変化する場合があり、その特性は電磁エネルギーの送信と関連する場合も関連しない場合もある。そのような変化は、温度変化、形状の変換変化（例えば、何らかの理由による混合、解凍または変形）またはボリューム変化（例えば、収縮または膨張）または水分含有量変化（例えば、乾燥）、流速、物質の相の変化、化学修飾などを含み得る。したがって、時には、それに応じて、エネルギー伝達スキームを変更することが望ましい場合がある。決定され得る新しいスキームは、ＭＳＥの新しいセット、複数のＭＳＥのそれぞれで入射するまたは伝達される電磁エネルギー量、ＭＳＥの重量、例えば、電力レベル、および、各ＭＳＥでエネルギーを供給する継続時間を含み得る。現在開示されている実施形態のいくつかでは一貫して、エネルギー印加段階の前に、より少ないＭＳＥを掃引し、その結果、エネルギー印加プロセスが最小の時間量の間中断されるようにすることができる。

本発明のいくつかの実施形態による例示的なＲＦ調理器具を図９Ａ〜９Ｃに示す。調理器具９００は、本発明のいくつかの実施形態による例示的な調理容器である。図９Ａは、調理器具９００の一部が切り抜かれた斜視図を提供し、図９Ｂは、調理器具９００の半透明の斜視図であり、図９Ｃは、調理器具９００の斜視図である。調理器具９００は、外側ハウジング９０２を含み得る。外側ハウジング９０２は、例えば、ステンレス鋼（例えば、ＳＡＥ ３０４ＬまたはＳＡＥ ３１６Ｌ）など、調理器具で一般的に使用される導電材料から構築することができる。器具９００は、内側ハウジング９０４を含み得る。内側ハウジング９０４は、深鍋、皿またはボウルの形状を有し得、調理器具で一般的に使用されるものなどのＲＦ透過性材料（例えば、強化ソーダ石灰ガラス（ＰＹＲＥＸとしても知られている））から構築することができる。調理器具９００は、複数のアンテナ９０６、例えば、６、８、１０、１２または１４個のアンテナ（すべてが示されているわけではない）をさらに含み得、複数のアンテナ９０６は、図４に示される放射素子と同様に配置される。すべてのアンテナは、各アンテナにＲＦ放射線を伝送する単一のフィード部９０８に接続することができる。

いくつかの実施形態では、調理器具９００は、例えば、内側ハウジング９０４内に配置された食品に焦げ目をつけるよう構成されたＩＲ（赤外線）加熱素子９１２をさらに含み得る。

いくつかの実施形態では、内側ハウジング９０４および／または外側ハウジング９０２ ８０３の１つまたは複数の表面は、ユーザが、例えば、調理プロセスの間に処理対象物を見ることができるようにするための透過性または半透過性部分を含み得る。透過性部分は、高いＲＦ遮断および／または反射係数を有する任意の透過性材料で作ることができる。場合により、有孔導電シートを、例えば、ガラスなどの透過性材料内に取り付けるおよび／または組み込むことができる。

外側ハウジング９０２および内側ハウジング９０４は、基部９１６上に装着することができる。基部９１６は、本発明のいくつかの実施形態による例示的なカバーであり得る。ロック９１４は、ＲＦ放射線の漏洩が生じないようにまたは実質的に生じないように、外側ハウジング９０２と基部９１６を閉じるよう構成することができる。例えば、ロック９１４は、外側ハウジング９０２と基部９１６との間に圧力を印加し、基部９１６の表面と外側ハウジング９０２の下端部との間に電気接点を得ることができる。図９Ｃは、ロック９１４で閉じた際の調理器具９００を示す。

対象物は、内側ハウジング９０４内に配置することができる。例えば、内側ハウジング９０４内の内部ボリュームの大部分を満たして、スープまたはシチューを器具９００内で調理することができる。あるいは、例えば、図９Ａ〜９Ｂに示される食品アイテム９１０などの数種の独特の食品アイテム（例えば、２〜１０個の食品アイテム、例えば、示されるような７つの食品アイテム）を器具９００内で一緒に調理することができる。７つの食品アイテムは、実質的に同一でも（例えば、７個の卵または７枚の牛肉ステーキ）異なっていてもよい（すなわち、少なくとも２つのアイテムが異なっていてもよい）。

調理器具９００へのＲＦエネルギーの印加（平均ＳＡＲ）のシミュレーションの結果（マップ）を図１０に提示する。２００ｍｌの水の７つの円筒状のサンプル（例えば、アイテム９１０）を器具９００内でシミュレートした。シミュレーションには、８００ＭＨｚから１０００ＭＨｚまでのさまざまな複数の周波数での器具へのＲＦ放射線の照射を含めた。シミュレーションマップの右側に対数強度バー（単位Ｗ／Ｋｇ）を提示し、高強度を濃い灰色でマーク付け、低強度をかなり薄い灰色でマーク付けている。シミュレーションは、水シリンダ内において実質的に一様なエネルギー吸収を示し、そのほとんどが中間のエネルギー吸収範囲（中程度の灰色）にあり、シリンダの中央部分でわずかに上昇していた。

図１１Ａは、不規則な形状を有する大きな対象物１０００を器具９００内に配置した際の調理器具９００の一部が切り抜かれた斜視図である。不規則な形状を有する対象物をシミュレーションで使用し、鶏肉を丸ごと、牛肉の大部分（例えば、ローストビーフ用）、パンなどの実際の食品対象物をシミュレートした。器具９００内に配置された対象物１０００へのＲＦエネルギーの印加（平均ＳＡＲ）のシミュレーションの結果を図１１Ｂに提示する。シミュレーションマップの右側に、図１０で示されるものと同様の対数強度バー（単位Ｗ／Ｋｇ）を提示する。図１１Ｂのシミュレーションで示されるように、対象物１０００の大部分はＲＦエネルギーを一様に吸収し、対象物の中央の中間部分でわずかに増加している。

図１２は、図１０で提示されるシミュレーションの結果と同じ状態で行われた別のＲＦエネルギーの印加シミュレーション（同じ器具および同じ対象物）を提示する。ＲＦエネルギーは、標準ＩＳＭ帯域９０２〜９２８ＭＨｚの電源を使用して印加するようにシミュレートした。結果は、水シリンダの中間部分が高強度の図１０で提示される結果と比較すると、わずかに均質性が低い電磁場強度分布を示す。この違いは、図１０に関連するシミュレーションで使用された帯域８００〜１０００ＭＨｚより広い周波数帯域の使用から生じ得る。

図９〜１２に提示されるシミュレーションおよびモデルは調理器具および食品アイテムを示すが、本発明は、調理器具に限定されず、容器内に配置された対象物の処理にＲＦエネルギーを利用するよう構成された任意の容器を用いて首尾よく実施することができる。

実施例−チキンスープ
以下の段落では、スープの調理および／または抽出のためのデバイス（例えば、容器）および方法との関連で、本開示の原理のいくつかの可能なアプリケーションの例を提供する。

従来の方法でスープを作るには時間がかかる。例えば、スープを作るには、レシピ次第で、少なくとも１時間、さらにはそれ以上かかる場合がある。スープを早く、高エネルギー効率で作ることで、特に工業または商業環境で、時間、料金およびエネルギーを節約することができる。調理中は、スープを加熱して、スープの食材（例えば、鶏肉、野菜など）の可溶性および混和性成分を液体に抽出したり、ブロスを濃縮したりすることができる。

従来通りにスープを調理する場合、最初に深鍋と水を加熱し、その次にスープの固体食材（例えば、鶏肉、野菜など）を加熱する。それが逆の方法であり、その結果、スープの固体食材が液体よりも熱くなる場合は、可溶性および混和性成分をより早く流出させるおよび／または溶液に抽出することができる。

上記で説明されるように、例えば、ＲＦエネルギーなどのＥＭエネルギーを使用して一様に加熱すると、水の熱容量と鶏肉および野菜の熱容量との差により、ならびに／または、それらの散逸率の差により、温度差を有することが可能であり得る。ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｔｏｏｌｂｏｘ．ｃｏｍ／ｓｐｅｃｉｆｉｃ−ｈｅａｔ−ｃａｐａｃｉｔｙ−ｆｏｏｄ−ｄ＿２９５．ｈｔｍｌから入手可能なデータは、雌鶏の肉の熱容量は２．７２ｋＪ／（ｋｇ・℃）であり、人参の熱容量は３．８１ｋＪ／（ｋｇ・℃）であることを示す。両方の熱容量は、水の熱容量４．２ｋＪ／（ｋｇ・℃）よりかなり低い。

本容器の例示的な比較アプリケーションでは、出願人は、従来の専門の電気コンロ（３ｋＷ）上、および、９００ワットのＲＦ電子レンジまたは容器（すなわち、対象物処理にＲＦエネルギーを印加する電子レンジ／容器、例えば、上記で説明された装置１００または８００を備える電子レンジ／容器）内で同じチキンスープのレシピを調理した。ＲＦ電子レンジは、一様な加熱を実現するように動作した。ＲＦ電子レンジは２つのアンテナを有し、ＲＦ加熱に加えて他の形態の加熱法は使用しなかった。１時間後（コンロ）および２０分後（ＲＦ電子レンジ）にそれぞれ味見をするようにスープを仕上げた。

いくつかの実施形態では、例えば、ＲＦエネルギーなどのＥＭエネルギーを印加することによってチキンスープを調理するための方法またはデバイスは、より早い準備および／または低減エネルギーの使用を含み得る。それに加えてまたはその代替として、ＲＦ加熱プロセスでは、加熱した水は、沸点を下回る状態で維持することができ、それにより、鶏肉および野菜の自然栄養（例えば、ビタミン）をより生かした状態で維持することができる。

この結果は、スープの固体部分が水より早く加熱されるために起こることが示唆される。以下の実験はこの仮説を裏付けるものである。人参丸ごと（６５ｇ）と鶏肉半分（７５０ｇ）を２，３８５ｇの水道水内に配置した。混合物は、８００ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚの複数のＲＦ周波数の掃引を使用して、ＲＦ電子レンジ内で全出力で加熱した。温度は、従来の台所温度計を使用して、調理前、調理中および調理後に測定した。図１３は、測定温度を描写するグラフである。図に示されるように、鶏肉の温度は、水の温度より一貫して高かった。また、程度は少ないものの、人参に対しても同じことが当てはまった。それに加えて、調理後、各要素の重量も測定した（人参：６０ｇ、鶏肉：６３５ｇ、水：２４１５ｇ）。人参が５ｇ（６５ｇの７．７％）を失い、鶏肉が１１５ｇ（７５０ｇの１５．３％）を失う一方で、より高い抽出率が鶏肉から抽出されたことを示す。総重量の損失は、恐らく蒸発に主に起因して、９０ｇであった。

前述の例示的な実施形態の説明では、本開示を合理化するため、さまざまな特徴が単一の実施形態で一緒に分類される。本開示のこの方法は、特許請求される発明が各請求項で明確に列挙されるよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映するものとして解釈すべきではない。むしろ、以下の請求項が反映するものとして、本発明の態様は、前述で開示されている単一の実施形態の特徴のすべてに満たないところにある。したがって、以下の請求項は、本明細書によりこの発明を実施するための形態に組み込まれ、各請求項は、本発明の別々の実施形態として、それ自体で成り立つ。

その上、当業者であれば、特許請求されるように、本明細書の検討と本開示の実践から、本発明の範囲から逸脱することなく、開示されるシステムおよび方法に対するさまざまな変更形態および変形形態が可能であることが明らかになるであろう。例えば、本発明の範囲から逸脱することなく、方法の１つもしくは複数のステップおよび／または装置もしくはデバイスの１つもしくは複数のコンポーネントを省略することも、変更することも、代用することもできる。したがって、本明細書および実施例を単なる例示と見なし、本開示の真の範囲は以下の請求項およびそれらの均等物によって示されることが意図される。

Claims (50)

1. ＲＦエネルギーを印加することによって対象物を処理するための容器において、
   外側ハウジングと、
   前記外側ハウジング内に少なくとも部分的に配置された内側ハウジングにおいて、前記内側ハウジングの少なくとも一部分は、ＲＦエネルギーを送信するよう構成された、内側ハウジングと、
   前記内側ハウジング内のエネルギー印加ゾーンにＲＦエネルギーを印加するよう構成された少なくとも１つの放射素子と
   を備えることを特徴とする容器。
2. 請求項１に記載の容器において、滞留液体を保持できることを特徴とする容器。
3. 請求項１または２に記載の容器において、前記容器からのＲＦエネルギーの漏洩を低減もしくは防止するよう構成されたカバーをさらに備えることを特徴とする容器。
4. 請求項１または３に記載の容器において、前記容器からのＲＦエネルギーの漏洩を低減もしくは防止するよう構成されたチョークまたはガスケットをさらに備えることを特徴とする容器。
5. 請求項４に記載の容器において、前記チョークまたは前記ガスケットは、前記カバー上に設けられることを特徴とする容器。
6. 請求項４に記載の容器において、前記チョークまたは前記ガスケットは、前記外側ハウジング上に設けられることを特徴とする容器。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の容器において、前記少なくとも１つの放射素子は、前記内側ハウジングの外側に位置することを特徴とする容器。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載の容器において、前記少なくとも１つの放射素子は、前記内側ハウジングと前記外側ハウジングとの間に位置することを特徴とする容器。
9. 請求項１乃至８の何れか１項に記載の容器において、外側ハウジングは、実質的にＲＦエネルギー不透過性であることを特徴とする容器。
10. 請求項１乃至９の何れか１項に記載の容器において、前記装置は、３つ以上の放射素子をさらに含み、前記放射素子は、実質的に一様な分布のＲＦエネルギーを前記エネルギー印加ゾーンに印加することができるように位置することを特徴とする容器。
11. 請求項１乃至１０の何れか１項に記載の容器において、前記少なくとも１つの放射素子は、複数のＭＳＥでＲＦエネルギーを印加するよう構成されることを特徴とする容器。
12. 請求項１乃至１１の何れか１項に記載の容器において、前記少なくとも１つの放射素子にＲＦエネルギーを供給するよう構成された電源をさらに含むことを特徴とする容器。
13. 請求項１２に記載の容器において、前記電源は、マグネトロンまたはソリッドステートアンプを含むことを特徴とする容器。
14. 請求項１乃至１３の何れか１項に記載の容器において、前記装置は、前記エネルギー印加ゾーンへのＲＦエネルギーの印加を制御するよう構成されたプロセッサをさらに含むことを特徴とする容器。
15. 請求項１４に記載の容器において、前記プロセッサは、一連のＭＳＥを選択することによって前記ＲＦエネルギーの印加を制御するよう構成されることを特徴とする容器。
16. 請求項１４または１５に記載の容器において、前記プロセッサは、前記エネルギー印加ゾーンから受信したフィードバックに基づいて、前記ＲＦエネルギーの印加を制御するようにさらに構成されることを特徴とする容器。
17. 請求項１５に記載の容器において、前記プロセッサは、複数のＭＳＥで前記エネルギー印加ゾーンから受信したフィードバックに基づいて、前記ＲＦエネルギーの印加を制御するようにさらに構成されることを特徴とする容器。
18. 請求項１７に記載の容器において、前記プロセッサは、それぞれのＭＳＥで受信したフィードバックに基づいて、各ＭＳＥで前記エネルギー印加ゾーンに印加されるエネルギー量を制御するようにさらに構成されることを特徴とする容器。
19. 請求項１乃至１８の何れか１項に記載の容器において、調理器具を含むことを特徴とする容器。
20. 請求項１乃至１８の何れか１項に記載の容器において、大だるを含むことを特徴とする容器。
21. 請求項１乃至１８の何れか１項に記載の容器において、リアクタを含むことを特徴とする容器。
22. 請求項１乃至１８の何れか１項に記載の容器において、タンクを含むことを特徴とする容器。
23. 請求項１乃至２２の何れか１項に記載の容器において、前記内側ハウジングの少なくとも一部分は、ガラスを含むことを特徴とする容器。
24. 請求項１乃至２２の何れか１項に記載の容器において、前記内側ハウジングの少なくとも一部分は、ポリマーを含むことを特徴とする容器。
25. 請求項１乃至２４の何れか１項に記載の容器において、前記内側ハウジングは、導波路を含むことを特徴とする容器。
26. 請求項２５に記載の容器において、前記導波路は、少なくとも１つのストリップまたは管を含むことを特徴とする容器。
27. 請求項１乃至２４の何れか１項に記載の容器において、前記少なくとも１つの放射素子は、主に前記内側ハウジングに電磁エネルギーを伝達するように構築された漏洩波アンテナを含むことを特徴とする容器。
28. 請求項１乃至２７の何れか１項に記載の容器において、前記内側ハウジング内に位置し、前記内側ハウジング内にある際に前記対象物を撹拌するよう構成された撹拌器をさらに備えることを特徴とする容器。
29. 容器内に配置された対象物にＲＦエネルギーを印加するための方法において、
    外側ハウジング内に少なくとも部分的に配置された内側ハウジング内のエネルギー印加ゾーンにＲＦエネルギーを印加するよう構成された少なくとも１つの放射素子を駆動するステップにおいて、前記内側ハウジングの少なくとも一部分は、ＲＦエネルギーを送信するよう構成される、ステップと、
    前記駆動した少なくとも１つの放射素子を介して、前記エネルギー印加ゾーン内に位置する前記対象物にＲＦエネルギーを送信するステップと
    を含むことを特徴とする方法。
30. 請求項２９に記載の方法において、前記容器からのＲＦエネルギーの漏洩を低減もしくは防止するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
31. 請求項２９または３０に記載の方法において、前記容器は、滞留液体を保持できることを特徴とする方法。
32. 請求項２９乃至３１の何れか１項に記載の方法において、前記対象物は、液体を含むことを特徴とする方法。
33. 請求項２９乃至３１の何れか１項に記載の方法において、前記対象物は、少なくとも１つの固体部分を含むことを特徴とする方法。
34. 請求項２９乃至１３の何れか１項に記載の方法において、前記対象物は、気体を含むことを特徴とする方法。
35. 請求項２９乃至３４の何れか１項に記載の方法において、前記対象物は、食品アイテムを含むことを特徴とする方法。
36. 請求項２９乃至３４の何れか１項に記載の方法において、前記対象物は、化学溶液を含むことを特徴とする方法。
37. 請求項２９乃至３６の何れか１項に記載の方法において、前記エネルギー印加ゾーン内の前記対象物への前記ＲＦエネルギーの印加を制御するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
38. 請求項２９乃至３７の何れか１項に記載の方法において、一連のＭＳＥを選択することによって前記エネルギー印加ゾーン内の前記対象物への前記ＲＦエネルギーの印加を制御するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
39. 請求項３７または３８に記載の方法において、前記ＲＦエネルギーの印加を制御するステップは、前記エネルギー印加ゾーンから受信したフィードバックに基づくことを特徴とする方法。
40. 請求項３８に記載の方法において、前記ＲＦエネルギーの印加を制御するステップは、複数のＭＳＥで前記エネルギー印加ゾーンから受信したフィードバックに基づくことを特徴とする方法。
41. 請求項４０に記載の方法において、それぞれのＭＳＥで受信したフィードバックに基づいて、各ＭＳＥで前記エネルギー印加ゾーンに印加されるエネルギー量を制御するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
42. ＲＦエネルギーを印加することによって対象物を処理するための、滞留液体を保持できる容器において、
    外側ハウジングと、
    前記外側ハウジング内に配置された内側ハウジングにおいて、前記対象物を含むよう適合させ、前記外側ハウジングと離間させ、ＲＦエネルギーに対して透過的な少なくとも一部分を含む、内側ハウジングと、
    前記外側ハウジングと前記内側ハウジングとの間の空間内に位置し、前記内側ハウジング内のボリュームに電磁エネルギーを印加するよう構成された少なくとも１つの放射素子と
    を備えることを特徴とする容器。
43. 請求項４０に記載の容器において、前記対象物への電磁エネルギーの印加を制御するよう構成されたプロセッサをさらに備えることを特徴とする容器。
44. 請求項４３に記載の容器において、前記プロセッサは、電磁エネルギーの５０％以上が前記対象物に伝達されるように、前記電磁エネルギーの印加を制御するよう構成されることを特徴とする容器。
45. 請求項４２乃至４４の何れか１項に記載の容器において、前記外側ハウジングは、実質的にＲＦエネルギー不透過性であることを特徴とする容器。
46. 請求項４２乃至４５の何れか１項に記載の容器において、前記内側ハウジングの大部分は、ＲＦ透過性材料で構築されることを特徴とする容器。
47. 請求項４２乃至４５の何れか１項に記載の容器において、前記内側ハウジングは、実質的にＲＦエネルギー不透過性である材料で構築され、前記内側ハウジングは、前記内側ハウジングを通じて延在する１つまたは複数の開口部を含み、前記開口部は、ＲＦ透過性材料で充填されていることを特徴とする容器。
48. 食品対象物を調理するための容器において、
    外側ハウジングと、混合食品対象物を含むよう適合させた内側ハウジングと、
    前記内側ハウジング内のボリュームに電磁エネルギーを印加するよう構成された少なくとも１つの放射素子と、
    前記内側ハウジング内に位置し、前記内側ハウジング内にある際に前記混合食品対象物を撹拌するよう構成された撹拌器と、
    前記少なくとも１つの放射素子を介して電磁エネルギーの印加を制御し、前記撹拌器の動作を制御するよう構成されたプロセッサと
    を備えることを特徴とする容器。
49. ＲＦエネルギーで対象物を処理するための、滞留液体を保持できる容器を製造する方法において、
    内側ハウジングを外側ハウジング内に少なくとも部分的に配置するステップにおいて、前記内側ハウジングの少なくとも一部分は、ＲＦエネルギーを送信するよう構成される、ステップと、
    少なくとも１つの放射素子から放出されたＲＦエネルギーを、前記内側ハウジングを介して前記内側ハウジング内のボリュームに送信することができるように、前記少なくとも１つの放射素子を前記外側ハウジングに付随させるステップと
    を含むことを特徴とする方法。
50. 対象物にＲＦエネルギーを印加するための方法において、
    滞留液体を保持できる容器内に対象物を配置するステップと、
    少なくとも１つの放射素子を介して、前記エネルギー印加ゾーン内に位置する前記対象物にＲＦエネルギーを印加するステップとを含み、
    前記少なくとも１つの放射素子は、外側ハウジング内に少なくとも部分的に配置された内側ハウジング内のエネルギー印加ゾーンにＲＦエネルギーを印加するよう構成され、前記内側ハウジングの少なくとも一部分は、ＲＦエネルギーを送信するよう構成されることを特徴とする方法。

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