JP2018032577A - マイクロ波加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱ムラを有効に低減できる、あるいは簡単な構成で加熱ムラを低減できる、マイクロ波加熱装置を提供する。
【解決手段】マイクロ波加熱装置１００が提供される。マイクロ波加熱装置１００は、複数のアンテナ１０４，１０５と、画像センサ１０３と、を備える。マイクロ波加熱装置１００は、画像センサ１０３によって取得された画像に基づき、複数のアンテナ１０４，１０５の放射マイクロ波の周波数と位相差とを調整することによって、加熱対象物１０２を中央部から外周部の順に加熱する。
【選択図】図２

Description

本発明は、マイクロ波加熱装置の技術に関する。

マイクロ波加熱装置は、短時間で手軽に加熱調理ができることため、既に広く認知されて普及している。しかしながら、従来のマイクロ波加熱装置に関しては、食品の加熱ムラが課題となっている。たとえば、マイクロ波はその浸透深さが短いため、食品などの加熱対象物をマイクロ波加熱装置が加熱する際には、マイクロ波は加熱対象物の表面近傍の水分に多く作用し、加熱対象物の内部が温まりにくかった。

また、たとえば、特開２００７−２３４５０３号公報（特許文献１）には、制御手段が、二つの回転アンテナの先端（放射指向性の強い部位）が互いに向き合わないように反転駆動する構成とすることや、これによって、二つの回転アンテナ両方から大きな食品の底部中央に集中的に照射されるマイクロ波を減らすことができることや、食品底部の中央の加熱が進み過ぎるのを防ぎ、より均一に加熱することができること、が開示されている。

また、特開２００８−２８２６９３号公報（特許文献２）には、マイクロ波発生手段と、前記マイクロ波を放射するための複数の回転アンテナと、前記回転アンテナを回転駆動する駆動手段と、加熱室内の温度分布を検出する温度分布検出手段と、マイクロ波発生手段、駆動手段を制御する制御手段を有し、前記制御手段は複数の回転アンテナのうち少なくとも一つの回転アンテナを放射指向性の強い部位を前記加熱室の中央に向ける中央加熱モードと、放射指向性の強い部位を前記温度分布検出手段の検出結果に基づき決定した向きに制御して局所を加熱する加熱局所制御モードを有し、前記制御手段は加熱当初は中央加熱モードで加熱を開始し、途中から加熱局所制御モードに切り替える構成としたこと、が開示されている。

また、特開平７−１１９９７７号公報（特許文献３）には、加熱室内に設置されたターンテーブル上に被加熱物を載置して加熱する加熱調理器において、前記ターンテーブルの半径方向に配列された複数の赤外線検出器からなる第１組の赤外線検出器と、前記ターンテーブルの回転軸方向に配列された複数の赤外線検出器からなる第２組の赤外線検出器と、前記ターンテーブルの回転に同期して前記第１組及び前記第２組の赤外線検出器からの検出信号を入力し、該検出信号に基づいて加熱室内の被加熱物の３次元表面温度分布及び被加熱物の形状を認識する処理手段とを備えること、が開示されている。

特開２００７−２３４５０３号公報 特開２００８−２８２６９３号公報 特開平７−１１９９７７号公報

現在においても、加熱ムラを有効に低減できる技術、あるいは簡単な構成で加熱ムラを低減できる技術が求められている。そこで、本発明の目的は、加熱ムラを有効に低減できる、あるいは簡単な構成で加熱ムラを低減できる、マイクロ波加熱装置を提供することにある。

この発明のある態様に従うと、マイクロ波加熱装置が提供される。マイクロ波加熱装置は、複数のアンテナと、画像センサと、を備える。マイクロ波加熱装置は、画像センサによって取得された画像に基づき、複数のアンテナの放射マイクロ波の周波数と位相差とを調整することによって、加熱対象物を中央部から外周部の順に加熱する。

好ましくは、マイクロ波加熱装置は、少なくとも第１の加熱対象物と第２の加熱対象物とを加熱する場合に、第１の加熱対象物の中央部を加熱し、その後に第２の加熱対象物の中央部を加熱し、その後に第１の加熱対象物の外周部を加熱し、その後に第２の加熱対象物の外周部を加熱する。

好ましくは、マイクロ波加熱装置は、加熱対象物の外周部の加熱時間よりも加熱対象物の中央部の加熱時間を長くする、または、加熱対象物の外周部に向けたマイクロ波の出力よりも加熱対象物の中央部に向けたマイクロ波の出力を大きくする。

好ましくは、マイクロ波加熱装置は、加熱対象物の温度分布を取得するための温度センサをさらに備える。マイクロ波加熱装置は、加熱対象物の温度分布に基づいて、加熱対象物の外周部の温度よりも加熱対象物の中央部の温度が高くなるように複数のアンテナを制御する。

好ましくは、マイクロ波加熱装置は、皿または容器の形状を記憶する。マイクロ波加熱装置は、画像センサによって取得された画像と皿または容器の形状とに基づいて、加熱対象物の形状を取得する。

好ましくは、マイクロ波加熱装置は、ディスプレイをさらに備える。マイクロ波加熱装置は、画像センサによって取得された加熱対象物としての画像を表示する。

この発明の別の態様に従うと、マイクロ波加熱装置が提供される。マイクロ波加熱装置は、複数のアンテナと、温度分布を取得するための温度センサと、を備える。マイクロ波加熱装置は、複数のアンテナから放射マイクロ波を出力した際に温度が上昇したエリアに基づいて加熱対象物の形状を予測し、複数のアンテナの放射マイクロ波の周波数と位相差とを調整することによって、加熱対象物を中央部から外周部の順に加熱する。

以上のように、この発明によれば、加熱ムラを有効に低減できる、あるいは簡単な構成で加熱ムラを低減できる、マイクロ波加熱装置が提供される。

第１および第２の実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００の全体構成を示すイメージ図である。 第１の実施の形態にかかる加熱対象物１０２に対するマイクロ波による加熱箇所の移動経路を示すイメージ図である。 第２の実施の形態にかかる複数の加熱対象物１０２Ａ，１０２Ｂに対するマイクロ波による加熱箇所の移動経路を示すイメージ図である。 第３の実施の形態における皿１６０に乗せられた加熱対象物１０２を示すイメージ図である。 第３の実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００の全体構成を示すイメージ図である。 第３の実施の形態にかかる皿形状登録処理を示すフローチャートである。 第３の実施の形態における登録された皿１６０の形状を示すイメージ図である。 第３の実施の形態における登録された別の皿１６０Ｂの形状を示すイメージ図である。 第３の実施の形態にかかる加熱調理処理を示すフローチャートである。 第３の実施の形態における皿１６０の形状が除かれた加熱対象物１０２の形状を示すイメージ図である。 第４の実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００の全体構成を示すイメージ図である。 第４の実施の形態にかかる加熱対象物１０２に対するマイクロ波による加熱箇所の移動経路を示すイメージ図である。 第４の実施の形態にかかる加熱対象物１０２の分割されたエリアを示すイメージ図である。 第５の実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００の全体構成を示すイメージ図である。 第５の実施の形態にかかる加熱調理処理を示すフローチャートである。 第６の実施の形態にかかる加熱調理処理を示すフローチャートである。 第７および第８の実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００の全体構成を示すイメージ図である。 第７の実施の形態にかかるディスプレイ１２１の画面例を示すイメージ図である。 第７の実施の形態にかかるディスプレイ１２１の画面推移を示すイメージ図である。 第８の実施の形態にかかるタッチパネル１２２の画面推移を示すイメージ図である。 第８の実施の形態の変形例にかかるタッチパネル１２２の第１の画面推移を示すイメージ図である。 第８の実施の形態の変形例にかかるタッチパネル１２２の第２の画面推移を示すイメージ図である。 第９の実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００の全体構成を示すイメージ図である。 第９の実施の形態にかかるディスプレイ１２１またはタッチパネル１２２の画面推移を示すイメージ図である。 第１０の実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００を含むネットワークシステム１の全体構成を示すイメージ図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
＜第１の実施の形態＞
＜マイクロ波加熱装置の全体構成＞

図１を参照しながら、本実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００の全体構成について説明する。なお、図１は、第１の実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００の全体構成を示すイメージ図である。

本実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００は、主に、加熱室１０１と、第一のアンテナ１０４と、第二のアンテナ１０５と、第一の半導体増幅回路１０６と、第二の半導体増幅回路１０７と、位相調節器１０８と、発振器１０９と、それらのマイクロ波加熱装置１００の各部を制御するための制御部１５０とを搭載する。なお、アンテナの個数は、２つに限らず、マイクロ波加熱装置１００は、図１３のように、３つ以上のアンテナ１０４Ａ，１０４Ｂ，１０５Ａ，１０５Ｂを有してもよい。

制御部１５０は、ＣＰＵ１１０などのプロセッサと、各種のＲＡＭ（Random Access Memory）および各種のＲＯＭ（Read-Only Memory）などを含むメモリ１２０とを含む。メモリ１２０は、各種のプログラムや、データベースなどを記憶する。たとえば、本実施の形態においては、メモリ１２０は、周波数・位相差条件−照射位置の対応関係データベースを記憶する。

本実施の形態においては、制御部１５０は、メモリ１２０の周波数・位相差条件−照射位置の対応関係データベースを参照して、発振器１０９にてマイクロ波の発振周波数を調節しながら、位相調節器１０８にてアンテナ１０４，１０５間のマイクロ波の位相差を調整することによって、加熱室１０１内のマイクロ波の強度分布を変化させる。制御部１５０は、マイクロ波強度が高い部分を加熱したい部分に一致させることにより、食品や飲料などの加熱対象物１０２を部分的に加熱するものである。

そして、本実施の形態においては、加熱室１０１の天井には画像センサ１０３が配置される。画像センサ１０３は、取得した画像データを制御部１５０に受け渡す。制御部１５０は、画像センサ１０３からの画像データに基づいて、後述するように、加熱対象物１０２の形状を取得して、加熱対象物１０２を部分的に加熱する。

次に、食品などの加熱対象物１０２の中央部から先に加熱を開始する方法について説明する。なお、加熱対象物１０２の中央部は、平面図における加熱対象物１０２の重心であってもよいし、左右方向の位置が加熱対象物１０２の右端と左端の真ん中であって上下方向の位置が加熱対象物１０２の上端と下端の真ん中となる点であってもよいし、各部の重量を測定することによって特定される３次元の重心であってもよい。

マイクロ波加熱装置１００のユーザは、加熱室１０１に加熱対象物１０２を載置して、加熱調理のスタートボタン１４１を押す。加熱スタートボタン１４１が押されると、制御部１５０は、加熱室１０１内の画像センサ１０３にて、加熱室１０１内に収納された加熱対象物１０２の平面形状を取得する。マイクロ波加熱装置１００の制御部１５０では、画像センサ１０３で検出した加熱対象物１０２の平面形状に基づいて、図２に示すように、加熱対象物１０２を、中央部（エリアＡ）及び複数の外周部（エリアＢ〜Ｄ）に分割して認識する。

なお、制御部１５０は、加熱室１０１の扉が閉められた時点で、加熱室１０１内の画像センサ１０３にて、加熱室１０１内に収納された加熱対象物１０２の平面形状を取得したり、加熱対象物１０２を複数のエリアに分割したりするものであってもよい。

そして、制御部１５０は、伝熱に依存する割合が大きく加熱に時間の掛かる可能性が高い加熱対象物１０２の中央部（エリアＡ）からマイクロ波による加熱を開始する。具体的には、制御部１５０は、対応関係データベースを参照して、発振器１０９にてマイクロ波の発振周波数を調節しながら、位相調節器１０８にてアンテナ１０４，１０５間のマイクロ波の位相差を調整することによって、図２の破線で示すように、エリアＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄの順に中央部から外周部へとマイクロ波を照射していく。つまり、エリアＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄの順に中央部から外周部へと加熱エリアが移動していく。

なお、加熱調理の時間が長い場合は、制御部１５０は、図２の破線で示すようにエリアＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄの順に中央部から外周部へとマイクロ波を照射していく制御を繰り返してもよい。

このように、本実施の形態においては、加熱対象物１０２の中央部から外周部へと加熱エリアを移動させていくため、加熱対象物１０２の中央部あるいは中心部に熱が到達しやすくなる。
＜第２の実施の形態＞

第１の実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００は、加熱対象物１０２の中央部から外周部へと加熱エリアを移動させるものであった。本実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００は、図３に示すように、複数の加熱対象物１０２Ａ，１０２Ｂを加熱する際にも、加熱ムラを有効に低減できる、あるいは簡単な構成で加熱ムラを低減できるものである。

加熱スタートボタン１４１が押されると、制御部１５０は、加熱室１０１内の画像センサ１０３にて、加熱室１０１内に収納された複数の加熱対象物１０２Ａ，１０２Ｂの平面形状を取得する。本実施の形態においては、制御部１５０は、取得した画像データから、加熱対象物１０２Ａ，１０２Ｂの個数を判断する。

そして、マイクロ波加熱装置１００の制御部１５０は、画像センサ１０３で検出した複数の加熱対象物１０２Ａ，１０２Ｂの平面形状に基づいて、図３に示すように、複数の加熱対象物１０２の各々を、中央部としてのエリアＡ及び複数の外周部としてのエリアＢとエリアＣとエリアＤとに分割して認識する。

そして、制御部１５０は、第１の加熱対象物１０２Ａの中央部（エリアＡ）から加熱を開始する。本実施の形態においては、制御部１５０は、対応関係データベースを参照して、発振器１０９にてマイクロ波の発振周波数を調節しながら、位相調節器１０８にてアンテナ１０４，１０５間のマイクロ波の位相差を調整することによって、図３の破線で示すように、第１の加熱対象物１０２ＡのエリアＡ１→第２の加熱対象物１０２ＢのエリアＡ２→第１の加熱対象物１０２ＡのエリアＢ１→第２の加熱対象物１０２ＢのエリアＢ２→第１の加熱対象物１０２ＡのエリアＣ１→第２の加熱対象物１０２ＢのエリアＣ２→第１の加熱対象物１０２ＡのエリアＤ１→第２の加熱対象物１０２ＢのエリアＤ２の順に加熱対象物１０２Ａ，１０２Ｂの中央部から外周部へとマイクロ波を照射していく。

なお、加熱調理の時間が長い場合は、制御部１５０は、第１の加熱対象物１０２ＡのエリアＡ１→第２の加熱対象物１０２ＢのエリアＡ２→第１の加熱対象物１０２ＡのエリアＢ１→第２の加熱対象物１０２ＢのエリアＢ２→第１の加熱対象物１０２ＡのエリアＣ１→第２の加熱対象物１０２ＢのエリアＣ２→第１の加熱対象物１０２ＡのエリアＤ１→第２の加熱対象物１０２ＢのエリアＤ２の順に加熱対象物１０２Ａ，１０２Ｂの中央部から外周部へとマイクロ波を照射していく制御を繰り返してもよい。

このように、本実施の形態においては、複数の加熱対象物１０２Ａ，１０２Ｂの中央部から外周部へと加熱エリアを移動させていくため、複数の加熱対象物１０２Ａ，１０２Ｂの中央部あるいは中心部に熱が到達しやすくなる。
＜第３の実施の形態＞

第１および第２の実施の形態に関しては、加熱室１０１に加熱対象物１０２を載置する場合について説明した。本実施の形態に関しては、加熱対象物１０２を皿や容器に載置して加熱室１０１に載置する場合でも加熱対象物１０２の位置や形状を適切に認識できる可能性が高いマイクロ波加熱装置１００について説明する。

図４に示すように、加熱対象物１０２が皿１６０の上に配置されると、加熱対象物１０２は、皿１６０の形状まで加熱対象物１０２として認識してしまう可能性があり、加熱対象物１０２の形状を正確に認識出来ない可能性がある。その結果、加熱対象物１０２の中央部から順にマイクロ波を照射することができなくなったり、加熱対象物１０２が存在しない位置にまでマイクロ波を多量に照射してしまったりする可能性が高くなる。

本実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００は、皿１６０の形状の登録を受け付ける機能を有する。より詳細には、通常、マイクロ波加熱装置１００は家庭などにおいてキッチンなどの特定の場所に設置されることが多く、またマイクロ波加熱装置１００は特定のユーザに使用されることが多く、またマイクロ波加熱装置１００による加熱調理時に使用する皿１６０の形状や色などが特定しやすい。そこで、本実施の形態においては、ユーザが予めマイクロ波加熱装置１００によく使用される皿１６０や容器を登録しておくことによって、加熱調理時にマイクロ波加熱装置１００が皿１６０や容器から加熱対象物１０２を区別できるように構成される。

ユーザは、以下のようにして皿１６０や容器の形状をマイクロ波加熱装置１００に登録する。なお、ここで、図５は、本実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００の全体構成を示すイメージ図である。また、図６は、本実施の形態にかかる皿形状登録処理を示すフローチャートである。

図５および図６を参照して、ユーザは、使用する可能性が高い皿１６０や容器を加熱室１０１に載置して、皿登録ボタン１４２を押すことによって、画像センサ１０３に皿１６０を撮影させる（ステップＳ３０２）。これによって、マイクロ波加熱装置１００が、図７に示すような皿１６０の平面形状のデータを取得する。なお、画像センサ１０３はカラーの画像を取得できれば好ましい。このようにして、制御部１５０は、画像センサ１０３からの皿１６０の形状のデータをメモリ１２０の皿データベースに蓄積する（ステップＳ３０４）。

同様にして、制御部１５０は、ユーザ操作に基づいて、図８に示すような、他の形状の皿１６０Ｂを撮影して、当該皿１６０Ｂの形状のデータもメモリ１２０の皿データベースに蓄積する。

なお、一度登録された皿１６０や容器の形状のデータは、マイクロ波加熱装置１００のユーザが意図的に消去するまでメモリ１２０に記憶される。つまり、ユーザは、加熱調理の度に皿１６０の画像データを登録する必要はない。

次に、図９を参照しながら、皿１６０に乗せた加熱対象物１０２をマイクロ波加熱装置１００にて加熱調理する場合のマイクロ波加熱装置１００の処理について説明する。図９は、本実施の形態にかかる加熱調理処理を示すフローチャートである。

ユーザは、皿１６０に加熱対象物１０２を載せて、当該皿１６０を加熱室１０１内に載置する。ユーザが、加熱スタートボタン１４１を押すと、制御部１５０は、以下の処理を実行する。

制御部１５０は、加熱室１０１内の画像センサ１０３によって、図４に示すように、加熱室１０１内に収納された皿１６０を含む加熱対象物１０２の平面形状を画像センサ１０３で検出する（ステップＳ３５２）。制御部１５０は、画像センサ１０３で検出した、加熱対象物１０２が載置された皿１６０の外周形状とデータベースに蓄積されている複数の皿の形状とを順次比較する（ステップＳ３５４）。

図７に示すように同じ外周形状の皿のデータがある場合は（ステップＳ３５６においてＹＥＳである場合）、制御部１５０は、図４に示す加熱対象物１０２が載せられた皿１６０の平面画像のデータと、図７に示す皿データベースの皿の形状のデータと、の差分を取ることによって、図１０に示すように、加熱対象物１０２の形状と位置とを検出する（ステップＳ３５８）。

そして、制御部１５０は、当該加熱対象物１０２の形状と位置とに基づき、第１および第２と同様に、加熱対象物１０２の加熱エリアを分割し（ステップＳ３６０）、中央部から外周部への順にマイクロ波の照射を実行する（ステップＳ３６２）。

なお、メモリ１２０のデータベースを参照した結果、該当する皿１６０のデータが見つからなかった場合は（ステップＳ３５６においてＮＯである場合）、制御部１５０は、皿１６０を含む全体を加熱対象物１０２とみなして、エリア分割して（ステップＳ３６０）、マイクロ波照射を開始する（ステップＳ３６２）。この場合、マイクロ波の照射の開始とともに、今後の加熱調理の精度を上げるために、ディスプレイあるいはスピーカなどから、マイクロ波加熱装置１００のユーザに加熱室１０１の中の皿の形状の登録を促すことが好ましい。
＜第４の実施の形態＞

第１〜第３の実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００は、加熱対象物１０２の中央部から外周部への順に、加熱対象物１０２にマイクロ波を照射するものであった。本実施の形態においては、加熱対象物１０２の中央部の温度が外周部の温度よりも高くなるようにマイクロ波加熱装置１００が制御されるものである。

具体的には、図１１を参照して、本実施の形態においては、マイクロ波加熱装置１００は、加熱室１０１の天井に、加熱室１０１内の温度分布を測定するための温度センサ１１１が設置される。

本実施の形態においても、マイクロ波加熱装置１００のユーザは、加熱室１０１に加熱対象物１０２を載置して、加熱調理のスタートボタン１４１を押す。制御部１５０は、加熱室１０１内の画像センサ１０３にて、加熱室１０１内に収納された加熱対象物１０２の平面形状を取得する。マイクロ波加熱装置１００の制御部１５０では、画像センサ１０３で検出した加熱対象物１０２の平面形状に基づいて、図１２に示すように、加熱対象物１０２を、中央部及び複数の外周部に分割して認識する。

なお、制御部１５０は、加熱室１０１の扉が閉められた時点で、加熱室１０１内の画像センサ１０３にて、加熱室１０１内に収納された加熱対象物１０２の平面形状を取得するものであってもよい。

特に、本実施の形態においては、図１３に示すように、マイクロ波の照射前に、加熱対象物１０２の外形形状の中央部を起点にセンシングし、加熱対象物１０２を同心円形状に複数エリアに分割する。たとえば、制御部１５０は、第１のエリアＤ１、第２のエリアＤ２、第３のエリアＤ３、第４のエリアＤ４に分割する。

制御部１５０は、対応関係データベースを参照して、発振器１０９にてマイクロ波の発振周波数を調節しながら、位相調節器１０８にてアンテナ１０４，１０５間のマイクロ波の位相差を調整することによって、加熱対象物１０２の中央部から外周部の順にマイクロ波を照射していく。

そして、制御部１５０は、温度センサ１１１からのデータに基づいて、Ｄ２〜Ｄ４の各ドメインの４点平均温度と、第１のエリアＤ１の温度とを比較して、Ｄ１の温度が最も高温になるように制御しながら、加熱対象物１０２の中央部から外周部の順にマイクロ波の照射を繰り返す。

たとえば、（１）制御部１５０は、まず、第１のエリアＤ１にマイクロ波を照射する。（２）制御部１５０は、温度センサ１１１からのデータに基づいて、第１のエリアＤ１の温度が第１の設定温度に到達すると、第２のエリアＤ２にマイクロ波を照射する。（３）第２のエリアＤ２の温度が第１の設定温度に到達すると、第３のエリアＤ３にマイクロ波を照射する。（４）制御部１５０は、第３のエリアＤ３の温度が第１の設定温度に到達すると、第４のエリアＤ４にマイクロ波を照射する。（５）第４のエリアＤ４の温度が第１の設定温度に到達すると、再度第１のエリアＤ１にマイクロ波を照射する。

（５）制御部１５０は、温度センサ１１１からのデータに基づいて、第１のエリアＤ１の温度が第１の設定温度よりも高い第２の設定温度に到達すると、第２のエリアＤ２にマイクロ波を照射する。（６）第２のエリアＤ２の温度が第２の設定温度に到達すると、第３のエリアＤ３にマイクロ波を照射する。（７）制御部１５０は、第３のエリアＤ３の温度が第２の設定温度に到達すると、第４のエリアＤ４にマイクロ波を照射する。（８）第４のエリアＤ４の温度が第２の設定温度に到達すると、再度第１のエリアＤ１にマイクロ波を照射する。

制御部１５０は、このような処理を繰り返しながら、第１のエリアＤ１の温度がユーザの指示した設定温度に到達したときに、あるいはユーザが指示した加熱調理時間が経過したときに、加熱処理を終了する。

なお、上記の（１）〜（８）の動作を繰り返す処理に限らず、制御部１５０は、第１のエリアＤ１の温度＞第２のエリアＤ２の温度＞第３のエリアＤ３の温度＞第４のエリアＤ４の温度となるように、すなわち、加熱対象物１０２の中心部の方が外周部よりも温度が高くなるように、加熱対象物１０２にマイクロ波を照射すればよい。

また、第２の実施の形態のように、加熱室１０１に加熱対象物１０２が複数認識された場合は、制御部１５０は、図３の破線の様に、それぞれの中央部（エリアＡ１→Ａ２）に順次マイクロ波を照射し、エリアＢ１→Ｂ２→Ｃ１→Ｃ２の順に２つの食材間を交互に移動する様に加熱ポイントを移動させる。そして、この場合にも、制御部１５０は、温度センサ１１１からのデータに基づいて、すなわち、加熱対象物１０２の温度分布を取得して、第１の加熱対象物１０２Ａに関して、エリアＡ１の温度＞エリアＢ１の温度＞エリアＣ１の温度＞エリアＤ１の温度となるように、第２の加熱対象物１０２Ｂに関して、エリアＡ２の温度＞エリアＢ２の温度＞エリアＣ２の温度＞エリアＤ２の温度となるように、マイクロ波の照射を制御する。
＜第４の実施の形態の変形例＞

なお、制御部１５０は、第１のエリアＤ１に対する面積当たりの照射マイクロ波のエネルギーまたは複数のアンテナの合計出力＞第２のエリアＤ２に対する面積当たりの照射マイクロ波のエネルギーまたは複数のアンテナの合計出力＞第３のエリアＤ３に対する面積当たりの照射マイクロ波のエネルギーまたは複数のアンテナの合計出力＞第４のエリアＤ４に対する面積当たりの照射マイクロ波のエネルギーまたは複数のアンテナの合計出力となるように、加熱対象物１０２にマイクロ波を照射してもよい。

あるいは、制御部１５０は、第１のエリアＤ１に対する面積当たりのマイクロ波の照射時間＞第２のエリアＤ２に対する面積当たりのマイクロ波の照射時間＞第３のエリアＤ３に対する面積当たりのマイクロ波の照射時間＞第４のエリアＤ４に対する面積当たりのマイクロ波の照射時間となるように、加熱対象物１０２にマイクロ波を照射してもよい。
＜第５の実施の形態＞

第１〜第４の実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００は、画像センサ１０３によって加熱対象物１０２の位置や形状を認識して加熱対象物１０２の中央部から外周部の順に加熱するものであった。しかしながら、本実施の形態においては、画像センサ１０３を利用せずに、加熱対象物１０２の位置や形状を認識して加熱対象物１０２の中央部から外周部の順に加熱するものである。

図１４に示すように、本実施の形態においては、マイクロ波加熱装置１００は、加熱室１０１の天井に、加熱室１０１内の温度分布を測定するための温度センサ１１１が設置される。そして本実施の形態においては、制御部１５０は、以下のような加熱調理処理を実行する。

図１５は、本実施の形態にかかる加熱調理処理を示すフローチャートである。ユーザが、加熱対象物１０２を加熱室１０１内に載置して、加熱スタートボタン１４１を押すと、制御部１５０は以下の処理を実行する。

制御部１５０は、加熱室１０１全体に、マイクロ波を照射していく（ステップＳ５２２）。このときの照射の順序は問わない。制御部１５０は、温度センサ１１１からのデータに基づいて温度分布を取得することによって、マイクロ波を照射したエリアの温度上昇を演算する（ステップＳ５２４）。

ここで、食品や飲料などがないエリアはマイクロ波のエネルギーを吸収しないので温度上昇は小さい。一方、食品や飲料などのエリアはマイクロ波を吸収するので温度上昇が大きい。

制御部１５０は、このエリア毎の温度上昇の情報から、食品や飲料などの加熱対象物１０２が存在するエリアを認識する（ステップＳ５２６）。制御部１５０は、図２や図３のように加熱対象物１０２を複数のエリアに分割する（ステップＳ５２８）。その後、制御部１５０は、第１〜第４の実施の形態と同様に、加熱対象物１０２の中央部から外周部の順にマイクロ波を照射する（ステップＳ５３０）。

なお、当然ながら、本実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００は、皿１６０や容器に載置された加熱対象物１０２の形状や位置も認識しやすい。
＜第６の実施の形態＞

第５の実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００は、画像センサ１０３を利用せずに、加熱対象物１０２の位置や形状を認識して加熱対象物１０２の中央部から外周部の順に加熱するものであった。本実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００は、画像センサ１０３と温度センサ１１１とを利用して、加熱対象物１０２の位置と形状を取得するものである。

本実施の形態においては、マイクロ波加熱装置１００は、図１１と同様に、加熱室１０１の天井に、加熱室１０１内を撮影するための画像センサ１０３と加熱室１０１内の温度分布を測定するための温度センサ１１１が設置される。そして本実施の形態においては、制御部１５０は、以下のような加熱調理処理を実行する。

図１６は、本実施の形態にかかる加熱調理処理を示すフローチャートである。ユーザが、皿１６０の上に置いた加熱対象物１０２を加熱室１０１内に載置して、加熱スタートボタン１４１を押すと、制御部１５０は以下の処理を実行する。

制御部１５０は、画像センサ１０３に加熱室１０１を撮影させる（ステップＳ６０２）。制御部１５０は、撮影データに基づいて、皿１６０と加熱対象物１０２との合わせたエリアを認識する（ステップＳ６０４）。制御部１５０は、図２または図３のように当該エリアをエリア分けする（ステップＳ６０６）。制御部１５０は、当該エリアにマイクロ波を照射していく（ステップＳ６０８）。

制御部１５０は、温度センサ１１１からのデータに基づいて温度分布を取得することによって、マイクロ波を照射したエリアの温度上昇を演算する（ステップＳ５２４）。制御部１５０は、この温度上昇の情報から、皿１６０や容器を除いた、食品や飲料などの加熱対象物１０２の形状を認識する（ステップＳ５２６）。制御部１５０は、図２や図３のように加熱対象物１０２をエリア分けする（ステップＳ５２８）。その後、制御部１５０は、第１〜第４の実施の形態と同様に、加熱対象物１０２の中央部から外周部の順にマイクロ波を照射する（ステップＳ５３０）。
＜第７の実施の形態＞

本実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００は、画像センサ１０３を利用して、ユーザに加熱エリアを確認させるものである。

図１７に示すように、本実施の形態においては、マイクロ波加熱装置１００は、加熱室１０１の天井に加熱室１０１内を撮影するための画像センサ１０３を有し、外部にはディスプレイ１２１が配置される。ディスプレイ１２１は、制御部１５０からの指令に基づいて、画像やテキストを表示する。

本実施の形態においては、制御部１５０は、加熱室１０１の扉が閉められたとき、または加熱スタートボタン１４１が押された際に、画像センサ１０３からのデータに基づいて、たとえば図１８に示すように、加熱対象物１０２として認識したエリア１２１Ａをディスプレイ１２１に表示させる。これによって、ユーザは、マイクロ波加熱装置１００が加熱対象物１０２として適切なエリアを選んでいるかを確認することができる。

もしも、マイクロ波加熱装置１００が加熱対象物１０２として適切なエリアを選べていない場合、ユーザは、加熱室１０１の扉を開けて、別の皿に加熱対象物１０２を載せ直すことができる。これによって、制御部１５０は、再度、加熱室１０１の扉が閉められたとき、または加熱スタートボタン１４１が押された際に、画像センサ１０３からのデータに基づいて、加熱対象物１０２として認識したエリア１２１Ａをディスプレイ１２１に表示させる。
＜第７の実施の形態の変形例＞

あるいは、マイクロ波加熱装置１００は以下のような構成であってもよい。マイクロ波加熱装置１００が加熱対象物１０２として適切なエリアを選べていない場合、たとえば図１９（Ａ）に示すようにディスプレイ１２１に食品だけでなく皿１６０のエリア１２１Ａが表示された場合、ユーザは図１７の再認識ボタン１４３を押す。制御部１５０は画像センサ１０３に再度加熱室１０１内を撮影させる。このとき、制御部１５０は、１回目の撮影の場合とは異なる条件、たとえば、画像センサ１０３の位置を下げたり、加熱室１０１内の明るさを変えたりして、画像センサ１０３に再度撮影させる。そして、制御部１５０は、図１９（Ｂ）に示すように、再認識の結果をディスプレイ１２１に表示させる。

そして、ユーザが、加熱スタートボタン１４１を押すと、制御部１５０は、加熱対象物１０２として認識したエリアに関して、第１または第２の実施の形態と同様に、中央部から外周部への順にマイクロ波を照射していく。
＜第８の実施の形態＞

本実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００は、画像センサ１０３を利用してユーザに加熱エリアを確認させ、さらにタッチパネルを介してユーザから加熱エリアの指定を受け付けるものである。

図１７に示すように、本実施の形態においては、マイクロ波加熱装置１００は、加熱室１０１の天井に加熱室１０１内を撮影するための画像センサ１０３が配置され、外側にタッチパネル１２２が配置される。タッチパネル１２２は、制御部１５０からの指令に基づいて画像やテキストを表示したり、ユーザの指が接触した位置を制御部１５０に入力したりする。

本実施の形態においては、制御部１５０は、加熱室１０１の扉が閉められたとき、または加熱スタートボタン１４１が押された際に、画像センサ１０３からのデータに基づいて、たとえば図１８に示すように、加熱対象物１０２として認識したエリア１２１Ａをディスプレイ１２１に表示させる。これによって、ユーザは、マイクロ波加熱装置１００が加熱対象物１０２として適切なエリアを選んでいるかを確認することができる。

なお、制御部１５０が、図２０（Ａ）に示すように食品だけでなく皿１６０のエリア１２１Ａをタッチパネル１２２に表示させたとする。図２０（Ｂ）に示すように、ユーザが指でタッチパネル１２２のうちの食品が載置されているエリアに対応する位置をなぞる。図２０（Ｃ）に示すように、制御部１５０は、ユーザがタッチしたエリア１２１Ｂを加熱対象物１０２に対応するエリアとして認識し、当該エリア１２１Ｂをタッチパネル１２２に表示させる。

ユーザが、加熱スタートボタン１４１を押すと、制御部１５０は、加熱対象物１０２として認識したエリア１２１Ｂに関して、第１または第２の実施の形態と同様に、中央部から外周部への順にマイクロ波を照射していく。
＜第８の実施の形態の変形例＞

さらには、図２１（Ａ）に示すように、ユーザが指でタッチパネル１２２のうちの食品が載置されているエリア１２１Ａに対応する位置をなぞると、制御部１５０はユーザがタッチしたエリア１２１Ａを加熱対象物１０２に対応する第１のエリアとして認識する。そして、ユーザは、第１のエリアに対する第１の加熱方法、たとえば、出力（Ｗ）や加熱時間など、を指定する。

そして、図２１（Ｂ）に示すように、さらに、ユーザが指でタッチパネル１２２のうちの食品が載置されているエリア１２１Ｂに対応する位置をなぞると、制御部１５０はユーザがタッチしたエリア１２１Ｂを加熱対象物１０２に対応する第２のエリアとして認識する。そして、ユーザは、第２のエリアに対する第２の加熱方法、たとえば、出力（Ｗ）や加熱時間など、を指定する。

そして、図２１（Ｃ）に示すように、さらに、ユーザが指でタッチパネル１２２のうちの食品が載置されているエリア１２１Ｃに対応する位置をなぞると、制御部１５０はユーザがタッチしたエリア１２１Ｃを加熱対象物１０２に対応する第３のエリアとして認識する。そして、ユーザは、第３のエリアに対する第３の加熱方法、たとえば、出力（Ｗ）や加熱時間など、を指定する。

そして、ユーザが、加熱スタートボタン１４１を押すと、制御部１５０は、第１の加熱方法によって第１の加熱エリア１２１Ａにマイクロ波を照射し、その後、第２の加熱方法によって第２の加熱エリア１２１Ｂにマイクロ波を照射し、その後、第３の加熱方法によって第３の加熱エリア１２１Ｃにマイクロ波を照射する。

なお、指定できる加熱方法は、複数種類あることが好ましい。たとえば、マイクロ波加熱装置１００が、加熱室１０１の天井に、加熱室１０１内を撮影するための画像センサ１０３と加熱室１０１内の温度分布を測定するための温度センサ１１１とが設置される場合は以下のようなユーザ指定も可能である。

図２２（Ａ）に示すように、ユーザが指でタッチパネル１２２のうちの食品が載置されているエリア１２１Ａに対応する位置をなぞると、制御部１５０はユーザがタッチしたエリア１２１Ａを加熱対象物１０２に対応する第１のエリアとして認識する。そして、ユーザは、第１のエリアに対する第１の加熱方法としての目標設定温度など、を指定する。

そして、図２２（Ｂ）に示すように、さらに、ユーザが指でタッチパネル１２２のうちの食品が載置されているエリア１２１Ｂに対応する位置をなぞると、制御部１５０はユーザがタッチしたエリア１２１Ｂを加熱対象物１０２に対応する第２のエリアとして認識する。そして、ユーザは、第２のエリアに対する第２の加熱方法としての目標設定温度など、を指定する。

そして、図２２（Ｃ）に示すように、さらに、ユーザが指でタッチパネル１２２のうちの食品が載置されているエリア１２１Ｃに対応する位置をなぞると、制御部１５０はユーザがタッチしたエリア１２１Ｃを加熱対象物１０２に対応する第３のエリアとして認識する。そして、ユーザは、第３のエリアに対する第３の加熱方法としての目標設定温度など、を指定する。

そして、ユーザが、加熱スタートボタン１４１を押すと、制御部１５０は、第１の加熱方法によって第１の加熱エリア１２１Ａにマイクロ波を照射し、その後、第２の加熱方法によって第２の加熱エリア１２１Ｂにマイクロ波を照射し、その後、第３の加熱方法によって第３の加熱エリア１２１Ｃにマイクロ波を照射する。
＜第９の実施の形態＞

本実施の形態にかかるマイクロ波加熱装置１００は、複数の画像センサ１０３を利用することによって、加熱対象物１０２の厚みに応じて、マイクロ波を加熱対象物１０２に照射するものである。

まず、図２３に示すように、本実施の形態においては、マイクロ波加熱装置１００は、加熱室１０１の天井と正面と側面とに、加熱室１０１内を撮影するための画像センサ１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃが設置される。そして、制御部１５０は、加熱室１０１の扉が閉められたとき、または加熱スタートボタン１４１が押された際に、画像センサ１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃからのデータに基づいて撮影画像をディスプレイ１２１またはタッチパネル１２２に表示させる。

たとえば、制御部１５０は、図２４（Ａ）に示すように、平面図における加熱対象物１０２として認識したエリアをディスプレイ１２１に表示させる。次に、制御部１５０は、図２４（Ｂ）に示すように、正面図における加熱対象物１０２として認識したエリアをディスプレイ１２１に表示させる。制御部１５０は、図２４（Ｃ）に示すように、側面図における加熱対象物１０２として認識したエリアをディスプレイ１２１に表示させる。

制御部１５０は、加熱スタートボタン１４１が押されると、側面図における形状と正面図における形状とに基づいて、厚みが厚い部分の温度が、厚みが薄い部分の温度よりも高くなるように、加熱対象物１０２にマイクロ波を照射する。

あるいは、制御部１５０は、厚みが厚い部分に対する面積当たりの照射マイクロ波のエネルギーまたは複数のアンテナの合計出力が、厚みが薄い部分に対する面積当たりの照射マイクロ波のエネルギーまたは複数のアンテナの合計出力よりも高くなるように、加熱対象物１０２にマイクロ波を照射する。

あるいは、制御部１５０は、厚みが厚い部分に対する面積当たりのマイクロ波の照射時間が、厚みが薄い部分に対する面積当たりのマイクロ波の照射時間よりも長くなるように、加熱対象物１０２にマイクロ波を照射してもよい。

そして、図２４（Ｄ）に示すように、制御部１５０は、加熱室１０１の扉が閉められたとき、または加熱スタートボタン１４１が押された際に、加熱対象物１０２の各部のマイクロ波の照射時間または目標温度などをディスプレイ１２１に表示させてもよい。

さらに、ユーザが、第８の実施の形態のように、指でエリアを指定して、照射時間や目標温度を修正可能であってもよい。
＜第１０の実施の形態＞

第１〜第９の実施の形態においては、皿１６０や容器の形状などのデータやその他のデータをマイクロ波加熱装置１００自身が記憶するものであった。しかしながら、図２５に示すように、皿１６０や容器の形状などのデータやその他のデータは、マイクロ波加熱装置１００がルータ２００やインターネットなどを介してアクセス可能なクラウド上の家電管理サーバ３００や、家電管理サーバ３００がアクセス可能な別の装置に記憶されてもよい。すなわち、マイクロ波加熱装置１００と家電管理サーバ３００とを含むネットワークシステム１によって上記の機能が実現されてもよい。
＜まとめ＞

上記の第１から第１０の実施の形態においては、マイクロ波加熱装置１００が提供される。マイクロ波加熱装置１００は、複数のアンテナ１０４，１０５と、画像センサ１０３と、を備える。マイクロ波加熱装置１００は、画像センサ１０３によって取得された画像に基づき、複数のアンテナ１０４，１０５の放射マイクロ波の周波数と位相差とを調整することによって、加熱対象物１０２を中央部から外周部の順に加熱する。

好ましくは、マイクロ波加熱装置１００は、少なくとも第１の加熱対象物１０２Ａと第２の加熱対象物１０２Ｂとを加熱する場合に、第１の加熱対象物１０２Ａの中央部を加熱し、その後に第２の加熱対象物１０２Ｂの中央部を加熱し、その後に第１の加熱対象物１０２Ａの外周部を加熱し、その後に第２の加熱対象物１０２Ｂの外周部を加熱する。

好ましくは、マイクロ波加熱装置１００は、加熱対象物１０２の外周部の加熱時間よりも加熱対象物１０２の中央部の加熱時間を長くする、または、加熱対象物１０２の外周部に向けたマイクロ波の出力よりも加熱対象物１０２の中央部に向けたマイクロ波の出力を大きくする。

好ましくは、マイクロ波加熱装置１００は、加熱対象物１０２の温度分布を取得するための温度センサ１１１をさらに備える。マイクロ波加熱装置１００は、加熱対象物１０２の温度分布に基づいて、加熱対象物１０２の外周部の温度よりも加熱対象物１０２の中央部の温度が高くなるように複数のアンテナ１０４，１０５を制御する。

好ましくは、マイクロ波加熱装置１００は、皿１６０または容器の形状を記憶する。マイクロ波加熱装置１００は、画像センサ１０３によって取得された画像と皿１６０または容器の形状とに基づいて、加熱対象物１０２の形状を取得する。

好ましくは、マイクロ波加熱装置１００は、ディスプレイ１２１，１２２をさらに備える。マイクロ波加熱装置１００は、画像センサ１０３によって取得された加熱対象物１０２としての画像を表示する。

この発明の別の態様に従うと、マイクロ波加熱装置１００が提供される。マイクロ波加熱装置１００は、複数のアンテナ１０４，１０５と、温度分布を取得するための温度センサ１１１と、を備える。マイクロ波加熱装置１００は、複数のアンテナ１０４，１０５から放射マイクロ波を出力した際に温度が上昇したエリアに基づいて加熱対象物１０２の形状を予測し、複数のアンテナ１０４，１０５の放射マイクロ波の周波数と位相差とを調整することによって、加熱対象物１０２を中央部から外周部の順に加熱する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ：ネットワークシステム
１００ ：マイクロ波加熱装置
１０１ ：加熱室
１０２ ：加熱対象物
１０２Ａ ：第１の加熱対象物
１０２Ｂ ：第２の加熱対象物
１０３ ：画像センサ
１０３Ａ ：画像センサ
１０３Ｂ ：画像センサ
１０３Ｃ ：画像センサ
１０４ ：第一のアンテナ
１０５ ：第二のアンテナ
１０５Ａ ：アンテナ
１０５Ｂ ：アンテナ
１０６ ：第一の半導体増幅回路
１０７ ：第二の半導体増幅回路
１０８ ：位相調節器
１０９ ：発振器
１１０ ：ＣＰＵ
１１１ ：温度センサ
１２０ ：メモリ
１２１ ：ディスプレイ
１２１Ａ ：エリア
１２２ ：タッチパネル
１４１ ：加熱スタートボタン
１４２ ：皿登録ボタン
１４３ ：再認識ボタン
１５０ ：制御部
１６０ ：皿
１６０Ｂ ：皿
２００ ：ルータ
３００ ：家電管理サーバ

Claims (7)

1. 複数のアンテナと、
   画像センサと、を備え、
   前記画像センサによって取得された画像に基づき、前記複数のアンテナの放射マイクロ波の周波数と位相差とを調整することによって、加熱対象物を中央部から外周部の順に加熱する、マイクロ波加熱装置。
2. 少なくとも第１の加熱対象物と第２の加熱対象物とを加熱する場合に、第１の加熱対象物の中央部を加熱し、その後に第２の加熱対象物の中央部を加熱し、その後に前記第１の加熱対象物の外周部を加熱し、その後に前記第２の加熱対象物の外周部を加熱する、請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
3. 前記加熱対象物の外周部の加熱時間よりも前記加熱対象物の中央部の加熱時間を長くする、または、前記加熱対象物の外周部に向けたマイクロ波の出力よりも前記加熱対象物の中央部に向けたマイクロ波の出力を大きくする、請求項１または２に記載のマイクロ波加熱装置。
4. 前記加熱対象物の温度分布を取得するための温度センサをさらに備え、
   前記加熱対象物の温度分布に基づいて、前記加熱対象物の外周部の温度よりも前記加熱対象物の中央部の温度が高くなるように前記複数のアンテナを制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載のマイクロ波加熱装置。
5. 皿または容器の形状を記憶し、
   前記画像センサによって取得された画像と前記皿または容器の画像とに基づいて、前記加熱対象物の形状を取得する、請求項１から４のいずれか１項に記載のマイクロ波加熱装置。
6. ディスプレイをさらに備え、
   前記画像センサによって取得された前記加熱対象物としての画像を表示する、請求項１から５のいずれか１項に記載のマイクロ波加熱装置。
7. 複数のアンテナと、
   温度分布を取得するための温度センサと、を備え、
   前記複数のアンテナから放射マイクロ波を出力した際に温度が上昇したエリアに基づいて加熱対象物の形状を予測し、前記複数のアンテナの放射マイクロ波の周波数と位相差とを調整することによって、前記加熱対象物を中央部から外周部の順に加熱する、マイクロ波加熱装置。

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