JP2020165572A - 加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】調理中でもあってもある程度食材が鮮明に撮影され、食品の撮影不良等を極力防止すること。【解決手段】食品１２を加熱する加熱手段３８と、窓部材２５の付いた開口部２２を有する加熱室１３と、窓部材２５を通して加熱室１３内を望むカメラ２４と、カメラ２４と窓部材２５の間に防風壁２８を設ける構成により、熱に弱いカメラ２４を冷却しても窓部材２５が過度に冷やされることが無いため、調理中に発生する水蒸気による窓部材２５の結露が抑制され、極力鮮明な食品の画像が取得できる。【選択図】図２

Description

本発明は、食品等を加熱調理するための加熱調理器に関する。

加熱室を有する加熱調理器において、被加熱物である食品の状態等を確認できるようにするために、加熱室内を撮像する撮像部を設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１では、加熱室に向けてガラス製の窓とマイクロ波遮蔽のためパンチング板を介してカメラを配置しており、撮影した画像をディスプレイに表示させる構成が開示されている。

特表２０１７−５２７７６３号公報

しかしながら、前記従来の特許文献１のような加熱調理器の構成では、加熱手段がヒータであってもマイクロ波であっても食品は加熱を受けると食品中の水分が水蒸気として加熱室内を満たす。

一方、ＣＭＯＳ、ＣＣＤなどの半導体を用いたカメラ（撮像部）は熱に強くないため、食品の加熱中（ヒータによるオーブン加熱中は１５０℃〜３００℃に達する）は、冷却ファンなどによる冷却が必要となる。

このとき、従来の構成では、カメラを冷却する冷却風がマイクロ波遮蔽のためのパンチング板の複数の孔から窓側へ回り込み窓も一緒に冷やしてしまう。そのとき、冷やされた窓の温度が加熱室内水蒸気の露点温度を下回ると（例えば１００℃以下）、窓表面に結露が生じ、窓に多数の水滴がつき食品の撮影ができなくなると言う課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、窓が過度に冷やされることが無く結露の発生を抑えることで、調理中でもある程度食材が鮮明に撮影され、食品の撮影不良等を極力防止することができる加熱調理器を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の加熱調理器は、食品を加熱する加熱手段と、前記食品を収納する加熱室と、前記加熱室には透明な窓部材と、前記窓部材を通して前記加熱室内を撮像する撮像部と、前記撮像部を冷却する冷却手段と、前記撮像部と前記窓部材との間に防風壁を設ける構成としたものである。

本発明の加熱調理器は、調理中でもあってもある程度食材が鮮明に撮影され、食品の撮影不良等を極力防止することができる加熱調理器を提供することができる。

本発明の実施の形態１における加熱調理器を示す概略構成図 本発明の実施の形態１における加熱調理器の撮像部を含む主要部を示す要部側面断面図 本発明の実施の形態１における各構成要素の関係を示すブロック図 本発明の実施の形態１における防風板が無かった場合に発生する課題を説明する要部側面断面図 本発明の実施の形態１における撮像部を含む主要部の別の構成を示す要部側面断面図 本発明の実施の形態１における撮像部を含む主要部の第２の別の構成を示す要部側面断面図 本発明の実施の形態２における加熱調理器の撮像部を含む主要部を示す要部側面断面図 本発明の実施の形態２における各構成要素の関係を示すブロック図

第１の発明の加熱調理器は、食品を加熱する加熱手段と、前記食品を収納する加熱室と、前記加熱室には透明な窓部材と、前記窓部材を通して前記加熱室内を撮像する撮像部と、前記撮像部を冷却する冷却手段と、前記撮像部と前記窓部材との間に防風壁を設ける構成としたものである。

これによって、熱に弱い撮像部を冷却しても窓部材が過度に冷やされることが無いため、調理中に発生する水蒸気による窓の結露が抑制され、極力鮮明な食品の画像が取得できる。従って例えば、調理開始から終了までの間、鮮明な食品の画像を表示提供することが可能となりしかも、食品の焼色を検出し、食品の焼色終了判定などをする場合には、誤判定などのない信頼性の高い焼色判定のできる加熱調理器を提供することができる。

第２の発明は、特に第１の発明の加熱調理器において、前記加熱室と前記防風壁との間の空間の温度が所定の温度以上になるように前記冷却手段を制御する構成としたものである。

これによって、加熱室内の設定温度や加熱時間によって予め決められた所定の冷却風量により冷却手段を制御し撮像手段を冷却する。このときの風量は、撮像部を冷却するのに必要な風量以上でかつ窓に結露が発生しない風量以下の範囲に予め制御手段に記憶されており、そのように冷却手段を制御することで、撮像部を冷却しても窓部材が過度に冷やされることが無いため、調理中に発生する水蒸気による窓の結露が抑制され、極力鮮明な食品の画像が取得できる。また、加熱室と前記防風壁との間に温度検出手段を配置して温度を検知しながら冷却手段を制御してもよい。従って例えば、調理開始から終了までの間、鮮明な食品の画像を表示提供することが可能となりしかも、食品の焼色を検出し、食品の焼色終了判定などをする場合には、誤判定などのない信頼性の高い焼色判定のできる加熱調理器を提供することができる。

第３の発明は、特に第２の発明の加熱調理器において、前記加熱室と前記防風壁との間に温度検出手段を配置した構成としたものである。

これによって、例えば温度検出手段が１００℃以下または露点温度以下にならないようにファンの風量を制御する構成とすると、結果的に窓の温度は１００℃以下または露点温度以下となることが無く、窓に結露は発生しないので、極力鮮明な食品の画像が取得できる。従って例えば、調理開始から終了までの間、鮮明な食品の画像を表示提供することが可能となりしかも、食品の焼色を検出し、食品の焼色終了判定などをする場合には、誤判定などのない信頼性の高い焼色判定のできる加熱調理器を提供することができる。

第４の発明は、特に第３の発明の加熱調理器において、前記加熱室と前記防風壁との間の空間の温度が１００℃以上となるように前記冷却手段を制御する構成としたものである。

これによって、結果的に窓の温度は１００℃未満となることが無く、窓に結露は発生しにくく、もし発生しても直ちに蒸発するため水滴に成長できないので、極力鮮明な食品の画像が取得できる。従って例えば、調理開始から終了までの間、鮮明な食品の画像を表示提供することが可能となりしかも、食品の焼色を検出し、食品の焼色終了判定などをする場合には、誤判定などのない信頼性の高い焼色判定のできる加熱調理器を提供することができる。

第５の発明は、特に第１〜第４のいずれかの発明の加熱調理器において、前記窓部材の温度を検出する窓温度検出手段を前記窓部材近傍に配置し、前記窓温度検出手段により検出される温度が１００℃以上になるように前記冷却手段を制御する構成としたものである。

これによって、窓温度検出手段が１００℃以下にならないようにファンの風量を制御する構成とすると、窓に結露は発生せず、もし発生しても直ちに蒸発するため水滴に成長できないので、極力鮮明な食品の画像が取得できる。従って例えば、調理開始から終了までの間、鮮明な食品の画像を表示提供することが可能となりしかも、食品の焼色を検出し、食品の焼色終了判定などをする場合には、誤判定などのない信頼性の高い焼色判定のできる加熱調理器を提供することができる。

以下、本発明の加熱調理器に係る実施の形態１について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、本発明の加熱調理器は、以下の実施の形態に記載した加熱調理器の構成に限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における加熱調理器を示す概略構成図、図２は本発明の実施の形態１における加熱調理器の撮像部を含む主要部を示す要部側面断面図。図３は、本発明の実施の形態１における加熱調理器の各構成要素の関係を示すブロック図。図４は、本発明の実施の形態１の防風板が無かった場合に発生する課題を説明する要部側面断面図である。

図１に示すように加熱調理器１１は、被加熱物である食品１２を内部に収納する加熱室１３を備え、ヒータやマグネトロンや蒸気発生器といった加熱手段（図示せず）で加熱調理できるようになっている。また、加熱調理器１１の前面には、使用者が操作するための操作部（例えばここではタッチパネル１４）と液晶表示器１５と、音声報知のためのスピーカ１６が内蔵されている。

加熱室１３は、壁面となる天面１７、左側壁面１８、背面１９、右側壁面２０、底面２１、ドア（図示せず）から構成された略直方体形状になっている。天面１７、左側壁面１８、背面１９、右側壁面２０は例えば、ホウロウ鋼板、ステンレス鋼板、塗装鋼板などの材料により形成され、一例として幅が４００ｍｍ、奥行きが３００ｍｍの加熱室１３の寸法になっている。

この加熱室１３の天面１７と右側壁面２０との間には、奥行きの中央部すなわち背面１９から１５０ｍｍ手前位置を略中心にした前後にわたって、撮像孔（開口部）２２が形成され、その外側には視野Ａをもつカメラ（撮像部、図１では図示せず）が配設されている。

照明部２３である複数のＬＥＤ方式の照明２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが、加熱室１３の右側壁面２０の四箇所に上部に２つ、下部に２つ設置されている。すなわち、右側壁面２０の下部前方に照明２３ａが、下部後方の背面１９近傍に照明２３ｂが、右側壁面２０の上段後方の背面１９近傍に照明２３ｃが、上段前方に照明２３ｄが配置されて、それぞれが壁面の外面側に設けられたＬＥＤから加熱室１３内に光を照射できるようになっている。下段の照明２３ａ、２３ｂは主にオーブン皿が下段に置かれたときの調理に対応し、上段の照明２３ｃ、２３ｄは主にオーブン皿が上段に置かれたときの調理に対応している。なお、照明２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄはＬＥＤではなく蛍光ランプなど他の方式の照明であってもよい。

次に、カメラ２４の近傍の構成について図２を用いて説明する。加熱室１３の右側壁面２０の撮像孔２２にはガラス製の窓部材（透明な窓部材）２５が固定されており、カメラ（撮像部）２４は、撮像孔２２よりも加熱室１３から離れる方向にずれた位置にて加熱室１３に固定されており、窓部材２５を通して加熱室１３内を撮影できるようになっている。そしてカメラ２４は、カメラ２４の視野Ａが食品１２を主体に収めるように、カメラ２４の撮像中心方向が水平方向に対して約３０度程度下向きに設定されている。この角度は、カメラ２４の画角に応じて０〜約５０度程度の下向きであればよい。

また、カメラ２４の下方には、カメラ２４を冷却風Ｂにより冷却するための冷却ファン２６が配置されている。カメラ２４と窓部材２５の間には例えば鋼板製の防風壁２８を備え、冷却ファン２６の冷却風が窓部材２５に当たらないようにしている。防風壁２８にはカメラ２４のレンズ先端部分が貫通する孔２８ａが穿たれており、カメラ２４のレンズと防風壁２８の隙間は極力小さくなるよう設計する。また、防風壁２８と窓部材２５に挟まれた空間の温度を測るための温度検出手段（サーミスタ、熱電対など）２９を備えている。

次に、図３に示すように、加熱調理器１１の制御手段３１は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース等を有するマイクロコンピュータ（図示せず）を用いて構成され、その内部に加熱制御手段３２、撮像制御手段３３、照明制御手段３４、冷却制御手段３５、記憶手段３６、比較判定手段３７、を有している。撮像制御手段３３は、カメラ２４に接続され、オンオフ及び撮像指示信号を送り制御する。

カメラ２４が撮像した画像は、カメラ２４に接続された記憶手段３６内に一定期間または製品廃棄時まで記憶される。照明制御手段３４は、決められた照明パターン、決められた照度でＬＥＤを点灯・消灯させる。加熱制御手段３２は、加熱源の一つである、加熱室１３の天面や床面などに設置されたヒータ３８を通電制御して加熱室１３の温度を制御し、食品１２の調理を進める。冷却制御手段３５は、温度検出手段２９から受ける信号を元に冷却ファン２６の動作や回転速度を制御する。

また、制御手段３１は、タッチパネル１４、液晶表示器１５、スピーカ１６とも接続されている。使用者が調理をするときには、液晶表示器１５に表示された内容を見ながら、また、スピーカ１６から発せられる音声を聞きながら、タッチパネル１４を操作し調理内容を設定する。

以上のように構成された加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。

図１、図２および図３に示すように、食品１２を加熱する際は、使用者によって、加熱室１３内部に例えば食器３９に乗せられた食品１２が入れられ、液晶表示器１５に表示されるメニューやスピーカ１６から発せられる音声の指示にしたがって、タッチパネル１４
を操作し、ヒータ３８など（マグネトロンや蒸気発生器といった加熱源の併用もある）の加熱手段により調理が開始されるものである。

その際、加熱室１３内においては、照明２３ａ〜２３ｄを用いて加熱室内を照らすことで、カメラ２４による視認性を確保できる照度を得ることが可能になっているので、４個の照明２３ａ〜２３ｄを、照明制御手段３４がすべてオンする（上段で調理する場合は上部２個の照明２３ｃ、２３ｄの照明をオンにする）。そして、カメラ２４に撮像された食品１２の初期の画像は制御手段３１の記憶手段３６の記憶Ｃとして記憶され制御手段３１内で処理される。

調理進行とともに撮影は続けられ、記憶Ｄとして記録されるが一定時間おき、例えば１分おきに記憶Ｄの画像は最新画像に更新される。そしてこの記憶Ｃと記憶Ｄは比較判定手段３７により処理される。その処理は、例えば記憶Ｃと記憶Ｄの差分を取るもので、その差分の明度差が所定の値を超えた時点で調理終了と判定し、加熱制御手段３２はヒータ３８の通電を止め、液晶表示器１５に「調理終了」と表示させ同時にスピーカ１６から終了を音声報知することで自動的に調理を終了する。

次に、カメラ２４の冷却風の流れについて図２を用いて説明する。カメラ２４は半導体素子であるＣＭＯＳ撮像素子を用いたものを使い、素子の上には集光及び結像のためレンズが配置されている。カメラ２４は、例えば１５０〜３００℃に加熱制御されるオーブン調理を行う加熱室１３に望んで配置されるため、レンズは耐熱性の高いガラスレンズのものが適している。

一方、ＣＭＯＳ撮像素子は耐熱性が高くは無く、一般的には４０〜５０℃しかないため、冷却ファン２６を加熱調理器１１の下部に配置し、外郭２７外のより温度の低い下方から外気を吸引し、ＣＭＯＳ撮像素子を含むカメラ２４の回路基板を冷却し（図中矢印Ｂ）、加熱調理器１１後方上部の排気口（図示せず）から外郭２７の外へ排気される。このとき、カメラ２４のレンズ部分には防風壁２８が配置されており、かつカメラ２４レンズと防風壁２８の隙間もごく小さいため、窓部材２５には冷却風が当たらない。

調理が始まり、加熱室１３および食品１２の温度が上がると水蒸気が発生し、加熱室１３内に水蒸気が充満する。このとき１００℃以下（露点以下）の部分があると水蒸気が凝集して水滴になる。

このとき仮に図４のように、窓部材２５がカメラ２４とともに冷却風Ｂにより冷やされたとすると、カメラ２４を４０〜５０℃にするための冷却風により、窓部材２５もそれに近い温度まで冷やされてしまい、容易に窓部材２５が１００℃（露点）を下回る温度になる。

その結果、加熱室１３内の水蒸気は窓部材２５表面に水滴４０となって付着し、カメラ２４の視界を妨げ、最終的に加熱室１３内の食品１２がカメラ２４によって撮影しにくくなる。すると、記憶Ｃ（初期の鮮明な食材画像）と記憶Ｄ（水滴にさえぎられた画像）の差分に意味が無くなり、調理の終了判定そのものが困難となる。

しかしながら、本発明の図２の構成においては、カメラ２４の回路基板を５０℃以下まで冷却風で冷却しつつも、防風壁２８により窓部材２５に冷却風が当たらないため、窓部材２５が過度に冷やされることが無く結露や水滴の付着が抑制される。

ここで冷却制御手段３５は、温度検出手段２９から受ける信号を元に冷却ファン２６の動作や回転速度を制御し、温度検出手段２９で検出される温度が１００℃以上の所定の温
度以上となるように制御する。

また万一小さな水滴が付着しても、１００℃（露点）以上であるため直ちに蒸発し水滴にまで成長しない。その結果、調理開始から調理終了まで鮮明な食材画像検出が可能になり、誤判定などのない信頼性の高い調理終了判定（食品の焼色判定、明度判定など）のできる加熱調理器を提供することができる。

なお、図５に示すように、カメラ２４と防風壁２８の隙間に弾性素材４１（スポンジなど）を配置し隙間を埋めることでさらに効果が向上する。

なお、図６のように、防風壁２８と窓部材２５に挟まれた空間の温度を図５の温度検出手段２９で測る代わりに、または温度検出手段２９に加えて、窓温度検出手段（サーミスタ、熱電対など）４２を窓部材２５の近傍に配置してもよい。

同様に冷却制御手段３５は、窓温度検出手段４２から受ける信号を元に冷却ファン２６の動作や回転速度を制御し、窓温度検出手段４２で検出される温度が１００℃以上の所定の温度以上となるように制御する。

（実施の形態２）
本発明に係る実施の形態２の加熱調理器について図７、および図８を用いて説明する。図７は実施の形態２におけるにおける撮像部を含む主要部を示す要部側面断面図。図８は、本発明の実施の形態２における加熱調理器の各構成要素の関係を示すブロック図である。実施の形態１と同様の動作・作用をする構成には同一番号を付し説明は省略する。

実施の形態２の加熱調理器において、前述の実施の形態１の加熱調理器と大きく異なる点は、図７に示すとおり、窓部材２５の周囲だけを略箱状の防風壁４３で覆う構成としたことと、図８に示すとおり、防風壁４３と窓部材２５に挟まれた空間の温度を測るための温度検出手段（サーミスタ、熱電対など）を備えていないことである。

そのため、加熱調理器１１のカメラ２４を冷却する冷却ファン２６は、冷却制御手段３５で予め決められた窓部材２５が結露しない所定の風量で動作する。または冷却制御手段３５内に収められているプログラムにより動作する。プログラムで動作する場合は、例えば、水分の少ない食品を高温度焼く調理などの時には、発生する水蒸気量が少なく、かつカメラ２４の周囲の温度が高めになるため、冷却ファン２６の風量を高く設定し動作させ、逆に水分が多く比較的低温で調理するものの場合は冷却ファン２６の風量を低く設定し動作させるなどの設定を調理品目ごとにプログラムを作っておく。

そうすることによって、適切にカメラ２４を冷却しつつも窓部材２５が過度に冷やされることが無く、結露や水滴の付着が抑制される。その結果、調理開始から調理終了まで鮮明な食材画像検出が可能になり、誤判定などのない信頼性の高い調理終了判定（焼色判定、明度判定）のできる加熱調理器を提供することができる。

なお、防風壁２８は鋼板に限られるものではなく、ＳＵＳ、アルミの板でもよい。また、３００℃近くになる加熱室１３の空気に直接さらされるわけではないので、樹脂の板でも構成可能である。またカメラ２４への熱の影響を抑えるため、断熱性の素材(グラスウールなど)で構成しても良い。

なお、防風壁２８，４３と表記したが、板形状に限られるものではない。防風壁２８，４３は熱伝導性の低い素材で構成すればよく、冷却手段２６で冷却するための空間と、加熱室１３と防風壁２８，４３との間の空間とを極力断熱できる素材で構成すればよく、熱
伝導性の低い素材による塊で窓部材２５を覆っても良い。

また、カメラ２４を右側壁面２０に配置した構成を用いたが、左側壁面１８や天面１７に配置する構成にしても良く、食品１２を撮像するために最適な位置を選択して配置すれば良い。

なお、加熱室１３のＬＥＤ照明は、４つに限定されるものではなく、撮像部２４が画像を得るために充分な照度が得られるなら１つでもいいし、均一な照度を得るために４つ以上設置してもよい。

本発明は、食品を加熱して調理する加熱調理器であれば（例えばグリルや、ガスオーブンなど）適用可能である。 また、食品以外でも、被加熱物を加熱室に収容して加熱する機器、例えば水分を含んだものの乾燥機器にも適用可能である。

１１ 加熱調理器
１２ 食品（被加熱物）
１３ 加熱室
２２ 撮像孔（開口部）
２４ カメラ（撮像部）
２５ 窓部材
２６ 冷却ファン（冷却手段）
２８ 防風壁
２９ 温度検出手段
３１ 制御手段
３５ 冷却制御手段
３８ ヒータ（加熱手段）
４２ 窓温度検出手段
４３ 防風壁（略箱状）

Claims (5)

1. 食品を加熱する加熱手段と、
   前記食品を収納する加熱室と、
   前記加熱室には透明な窓部材と、
   前記窓部材を通して前記加熱室内を撮像する撮像部と、
   前記撮像部を冷却する冷却手段と、
   前記撮像部と前記窓部材との間に防風壁を設ける構成とした加熱調理器。
2. 前記加熱室と前記防風壁との間の空間の温度が所定の温度以上になるように前記冷却手段を制御する構成とした請求項１記載の加熱調理器。
3. 前記加熱室と前記防風壁との間に温度検出手段を配置した請求項２記載の加熱調理器。
4. 前記加熱室と前記防風壁との間の空間の温度が１００℃以上となるように前記冷却手段を制御する構成とした請求項３記載の加熱調理器。
5. 前記窓部材の温度を検出する窓温度検出手段を前記窓部材近傍に配置し、前記窓温度検出手段により検出される温度が１００℃以上になるように前記冷却手段を制御する構成とした請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱調理器。