JP3039338B2 - 調理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動調理を目的とし
て食品温度を測定する調理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の調理装置は、特公平４−１
３６０３号公報に示すようなものが一般的であった。以
下、図１８と図１９を参照にしながら説明する。図１８
は従来例の調理装置の動作を示すタイムチャート、図１
９は同フローチャートである。図１８に示すように所定
周期でオン、オフするチョッパ駆動信号を発し、オン時
にはチョッパから発せられる赤外線が、オフ時には食品
から発せられる赤外線が赤外線検出器に照射される。こ
の時、食品の温度がチョッパの温度より低ければ赤外線
検出器の出力は図に示す波形となる。この波形をＡ／Ｄ
変換器を介してマイクロコンピュータが入力するのであ
るが、その手順を図１９に示す。マイクロコンピュータ
は、まずチョッパ駆動信号をオンすると同時に、またオ
フすると同時にそれぞれ内部タイマをセットし、それぞ
れｔ時間後に赤外線検出器の出力をＡ／Ｄ変換器を介し
てデジタル信号として取り込む。時間ｔは赤外線検出器
の出力が正または負において略ピーク値となるタイミン
グで赤外線検出器の特性を考慮して予めプログラミング
設定される。次にマイクロコンピュータは温度センサの
出力を同様にＡ／Ｄ変換器を介して取り込む。この温度
センサの出力はチョッパ温度のデータで、この赤外線検
出器のデータとチョッパ温度データを加算または減算を
行なうことで食品温度を求めるのである。

【０００３】また、特公昭６０−２９１９５号公報に示
すものは、被加熱物がない状態である空炊きを検出して
安全のために加熱を停止するものである。それは加熱開
始時の温度を検知し、また加熱開始から一定時間経過後
の温度を検知し、両検知温度の差が所定値以下の場合以
後の高周波加熱を停止するというものである。これは被
加熱物の載置場所が不適切で赤外線検出器が温度検出で
きない場合や、被加熱物がなく空炊き状態となっている
場合を検出して高周波加熱を停止するものであるが、同
時に赤外線検出器や周辺回路の故障で温度検出ができな
い場合にも高周波加熱を停止することができる。

【０００４】また、特公平１−２２５４３号公報に示す
ものは、被加熱物から発生する水蒸気や油滴から赤外線
検出器の汚染を防止するものである。それは加熱終了時
の温度より低い所定温度を赤外線検出器から検知して、
シャッタにより加熱室に設けた赤外線光路となる開口を
閉塞する。また加熱開始から所定温度に到達するまでに
要した時間をｔとし、食品の種類に応じた係数αを積算
し、所定温度に到達した後αｔ時間だけ加熱することで
食品を最適な状態に仕上げるというものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の調理装置では、赤外線検出器の出力の略ピーク値をＡ
／Ｄ変換してデータとしているのでノイズ等の影響を受
けやすくデータとしての信頼性が低いという課題があ
る。即ち、赤外線検出器の出力は微小電圧でＡ／Ｄ変換
するために大きく増幅しなければならない。増幅率が大
きいと微小なノイズ等の成分も同時に増幅されるので影
響を受けやすい。また、電子レンジのような電磁波を発
生する調理装置においては、その電磁波の影響を受けや
すく、そのために電磁波遮断対策としてリング状部材を
備えたり（実公平２−１８５５８号公報）、貫通コンデ
ンサを介する（実開昭５４−１４９１０７号公報）など
の方法がとられていた。いずれの方法も有効ではある
が、赤外線検出器は電磁波が発生している環境を直接臨
む以上、完全に影響を押さえ込むことはできるものでな
く、略ピークにおけるデジタル値にはいくらかのノイズ
の影響がある。赤外線検出器の出力データの信頼性を増
すためには、ノイズの影響を除去するために複数回の入
光期間または遮光期間のピーク値の平均値を採用するな
どの処理が必要であり、チョッパの駆動回数が増えて耐
久性を低下させたり、温度検出に時間を要するなどの課
題を有していた。

【０００６】また、上記従来の調理装置では、赤外線検
出器が故障していても所定時間加熱を行わなければ、故
障が検出できない。そのため無駄な電力消費がある他、
被加熱物を中途半端に加熱してしまい廃棄せざるをえな
い場合もあるという課題を有していた。

【０００７】また、上記従来の調理装置では、所定の温
度に到達した時点でシャッタを閉じて、赤外線検出器は
被加熱物の温度検出をせず、加熱開始初期から所定の温
度に到達するまでの時間に基づいてその後の加熱時間を
決めているので、被加熱物の加熱開始初期の温度により
仕上がりに差がでるという課題があった。即ち、加熱開
始初期の温度が高い場合は所定の温度に到達するまでの
時間が短いため、その後の加熱時間は短く加熱不足の仕
上がりとなる場合がある。また、加熱開始初期の温度が
非常に低い場合は所定の温度に到達するするまでの時間
が長いため、その後の加熱時間は長く過剰加熱の仕上が
りとなる場合がある。特に再加熱の場合には被加熱物の
保存の形態で、常温保存、冷蔵保存、冷凍保存それぞれ
で仕上がりの状態が異なり、保存温度に拘らず最適な仕
上がりに加熱することはできないという課題を有してい
た。

【０００８】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものでチョッパの１回の入光期間または遮光期間でノ
イズの影響を小さくして信頼性の高い赤外線検出器の出
力データを取り込み、チョッパの耐久性を増し、高速で
温度検出することを第１の目的とする。

【０００９】また、信号処理回路を簡易な構成にしてノ
イズの影響を除去することを第２の目的とする。

【００１０】また、赤外線検出器が故障している場合
に、無駄な電力消費をせず被加熱物を中途半端に加熱す
るようなことをしないように、加熱する前に故障を検出
することを第３の目的とする。

【００１１】また、被加熱物の保存温度に拘らず、最適
な仕上がりに加熱することを第４の目的とする。

【００１２】また、赤外線検出器を水蒸気等による汚染
を防止する構成を簡易に行なうことを第５の目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の調理装置は、被加熱物が放射する赤外線を検
出する赤外線検出器と、前記赤外線検出器に至る赤外線
光路を断続するチョッパと、前記赤外線検出器の出力を
増幅する増幅回路と、前記増幅回路のアナログ値をデジ
タル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器の
出力となるデジタル値を所定のサンプリング回数を保ち
ながらサンプリング期間をずらせつつ平均値を演算する
移動平均演算器と、前記移動平均演算器の演算結果のう
ち前記チョッパの入光期間と遮光期間のそれぞれにおけ
るピーク値を抽出するピーク値抽出手段と、前記ピーク
値抽出手段が抽出したピーク値により被加熱物の温度換
算値を算出する温度換算器を備えた構成とした。

【００１４】この構成によって、赤外線検出器の出力を
増幅回路で増幅し、増幅回路の出力はＡ／Ｄ変換器でデ
ジタル値に変換し、そのデジタル値を移動平均演算器に
より所定のサンプリング回数を保ちながらサンプリング
期間をずらせつつ平均値を演算し、ピーク値抽出手段
が、移動平均演算器の演算結果のうちチョッパの入光期
間と遮光期間のそれぞれにおけるピーク値を抽出し、温
度換算器がピーク値により被加熱物の温度換算値を算出
することでノイズの影響を低減し、その積分演算器の演
算結果に基づき温度換算器が被加熱物の温度を換算する
ので信頼性の高い温度データが得られる。

【００１５】

【００１６】

【発明の実施の形態】 本発 明は第１の目的を達成するた
めに、被加熱物が放射する赤外線を検出する赤外線検出
器と、前記赤外線検出器に至る赤外線光路を断続するチ
ョッパと、前記赤外線検出器の出力を増幅する増幅回路
と、前記増幅回路のアナログ値をデジタル値に変換する
Ａ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力となるデジタ
ル値を所定のサンプリング回数を保ちながらサンプリン
グ期間をずらせつつ平均値を演算する移動平均演算器
と、前記移動平均演算器の演算結果のうち前記チョッパ
の入光期間と遮光期間のそれぞれにおけるピーク値を抽
出するピーク値抽出手段と、前記ピーク値抽出手段が抽
出したピーク値により被加熱物の温度を換算する温度換
算器を備えた構成とした。

【００１７】また本発明は第１の目的を達成するため
に、被加熱物が放射する赤外線を検出する赤外線検出器
と、前記赤外線検出器に至る赤外線光路を断続するチョ
ッパと、前記赤外線検出器の出力を増幅する増幅回路
と、前記増幅回路のアナログ値をデジタル値に変換する
Ａ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力となるデジタ
ル値をサンプリングごとに基準値と比較する比較手段
と、前記比較手段の比較結果により基準値を予め定めた
範囲内で更新する基準値更新手段と、前記基準値更新手
段により更新され変化する基準値の前記チョッパの入光
期間と遮光期間のそれぞれにおけるピーク値を抽出する
ピーク値抽出手段と、前記ピーク値抽出手段が抽出した
ピーク値により被加熱物の温度を換算する温度換算器を
備えた構成とした。

【００１８】

【００１９】また本発明の第１の目的を達成するため
に、チョッパの入光期間および遮光期間は赤外線検出器
の時定数より長く設定し、サンプリング周期は赤外線検
出器の時定数より短く設定した構成とした。

【００２０】

【００２１】また本発明は第３の目的を達成するため
に、被加熱物が放射する赤外線を検出する赤外線検出器
と、前記赤外線検出器に至る赤外線光路を断続するチョ
ッパと、前記チョッパをする駆動手段と、前記被加熱物
を加熱する加熱手段と、前記赤外線検出器の故障を検出
する故障検出手段を有し、前記故障検出手段は前記加熱
手段が加熱を開始する前に所定時間前記駆動手段により
前記チョッパを駆動させるタイマーと、前記赤外線検出
器の出力が所定値以上の変化があるかを検出する比較器
と、前記タイマーと前記比較器の出力により故障を検出
して前記加熱手段の通電を禁止する通電禁止手段を有
し、駆動手段はチョッパを駆動することにより温度上昇
する特性を持ち、前記駆動手段の温度が前記チョッパに
熱伝導する構成とした。

【００２２】また本発明は第３の目的を達成するため
に、被加熱物が放射する赤外線を検出する赤外線検出器
と、前記赤外線検出器に至る赤外線光路を断続するチョ
ッパと、前記チョッパを駆動する駆動手段と、前記被加
熱物を加熱する加熱手段と、前記赤外線検出器の故障を
検出する故障検出手段を有し、前記チョッパは前記被加
熱物からの赤外線が前記赤外線検出器に至ることを遮る
遮光部に放射率の異なる材料で構成した高放射率部と低
放射率部を有し、前記故障検出手段は前記赤外線検出器
が赤外線を受光する位置が前記高放射率部と前記低放射
率部とで出力の所定値以上の変化があるかを検出する比
較器と、前記比較器の出力により故障を検出して前記加
熱手段の通電を禁止する通電禁止手段を有する構成とし
た。

【００２３】

【００２４】

【００２５】また本発明は第４、第５の目的を達成する
ために、被加熱物を加熱する加熱室と、前記被加熱物を
加熱する加熱手段と、前記加熱室の内部から被加熱物の
放射する赤外線を導出する赤外線透過孔と、前記赤外線
透過孔を開閉する開閉手段と、前記被加熱物が放射する
赤外線を前記赤外線透過孔を通して検出する赤外線検出
器と、前記赤外線検出器の出力により前記加熱手段およ
び前記開閉手段を制御する制御装置を有し、前記制御装
置は前記赤外線検出器の出力により前記被加熱物の温度
を換算する温度換算器と、前記温度換算器の換算温度が
所定温度に到達した時点で前記開閉手段に閉塞信号を送
る開閉制御器と、前記温度換算器の換算温度が前記所定
温度に到達するまでの傾きによりその後の前記加熱手段
を制御する加熱制御器を有し、開閉手段は赤外線検出器
に至る赤外線光路を断続するチョッパにより構成し、前
記チョッパは赤外線光路を開通させる入光部と、遮断さ
せる遮光部と、前記入光部と前記遮光部を交互に連続的
に配列させた断続部と、前記断続部に属する遮光部より
大きい面積の遮光部より成る閉塞部を有する構成とし
た。また本発明は上記発明に加えて、加熱制御器は所定
温度より低い第２の所定温度から前記所定温度に到達す
るまでの時間を計測する時間計測部を有し、時間計測部
の計時結果に基づいてその後の前記加熱手段を制御する
構成とした。

【００２６】

【００２７】以下、本発明の作用について述べる。 本発
明は上記した構成によって、赤外線検出器の出力を増幅
回路で増幅し、増幅回路の出力はＡ／Ｄ変換器でデジタ
ル値に変換し、そのデジタル値を移動平均演算器により
所定のサンプリング回数を保ちながらサンプリング期間
をずらせつつ平均値を演算することでノイズの影響を低
減し、ピーク値抽出手段が移動平均演算器の演算結果よ
りチョッパの入光期間、遮光期間のそれぞれでピーク値
を抽出し、そのピーク値により温度換算器が被加熱物の
温度を換算するので信頼性の高い温度データが得られ
る。

【００２８】また赤外線検出器の出力を増幅回路で増幅
し、増幅回路の出力はＡ／Ｄ変換器でデジタル値に変換
し、そのデジタル値を比較手段がサンプリングごとに基
準値と比較し、基準値更新手段が比較結果により基準値
を予め定めた範囲内で更新することでノイズの影響を低
減し、ピーク値抽出手段が更新され変化する基準値のチ
ョッパの入光期間と遮光期間のそれぞれでのピーク値を
抽出し、そのピーク値により温度換算器が被加熱物の温
度を換算するので信頼性の高い温度データが得られるの
である。

【００２９】

【００３０】またサンプリング周期を赤外線検出器の時
定数より短く設定して出力の変化を確実に捉え、チョッ
パの入光期間および遮光期間を赤外線検出器の時定数よ
り長くすることで期間内にピーク値が存在する。

【００３１】

【００３２】また駆動手段はチョッパを駆動することで
温度上昇し、その熱はチョッパに伝わるのでチョッパの
温度も上昇し、加熱手段が加熱を開始する前に駆動手段
が所定時間チョッパを駆動することでチョッパの温度が
変化し、その間の赤外線検出器の出力が所定値以上変化
しなければ通電禁止手段が故障を検出して加熱手段の通
電を禁止するので、被加熱物を加熱する前に赤外線検出
器の故障を検出できるのである。

【００３３】また比較器はチョッパの高放射率部から赤
外線が赤外線検出器に入光する時と低放射率部から入光
するときとの出力変化が所定値以上あるかを検出し、所
定値以上の変化がない場合は通電禁止手段が加熱手段の
通電を禁止するので任意の時点で赤外線検出器の故障を
検出できるのである。

【００３４】

【００３５】

【００３６】また温度換算器は赤外線検出器の出力より
被加熱物の温度を換算し、開閉制御器は温度換算器の換
算温度が所定温度に到達した時点で開閉手段に閉塞信号
を送り、開閉手段は信号に基づき加熱室に設けた赤外線
透過孔を閉塞し、加熱制御器は温度換算器の換算温度が
所定温度に到達するまでの傾きによりその後の加熱手段
の制御を行なうので加熱開始初期の温度の影響を受け
ず、またチョッパは被加熱物の温度を検出する時には赤
外線検出器の臨む位置を入光部と遮光部の切替で赤外線
光路を断続し、温度検出しない時には閉塞部で赤外線光
路を遮断するのでチョッパで開閉手段を兼用できるので
ある。また上記作用に加え、時間計測部は温度換算器の
換算温度が第２の所定温度から所定温度に達するまでの
時間を計測することで温度換算器の換算温度の傾きを知
ることができ、その後の加熱手段の制御ができる。

【００３７】以下、本発明の実施の形態と参考例につい
て記す。 （参考例１） 本発明の参考例１を図１〜図４を参照しながら説明す
る。図１は本発明の参考例１の調理装置の構成ブロック
図であり電子レンジに応用した例である。また図２は赤
外線検出器の信号処理回路の回路図である。また図３は
赤外線検出器の出力信号の変化を示す特性図である。ま
た図４は積分演算器、温度換算器の動作を説明するフロ
ーチャートである。

【００３８】図１において、１は加熱室で、この加熱室
１内には被加熱物である食品２を収納する。３は食品２
を載置する皿である。加熱室１の天井面には赤外線透過
孔４を設け、この赤外線透過孔４と対応する天井面裏側
にはチョッパ５を挟んで赤外線検出器６を配設してい
る。チョッパ５は円形で扇型に複数のスリットを設けス
テッピングモータ７に連結し、ステッピングモータ７の
回転により食品２から発せられて赤外線検出器６に照射
される赤外線を断続するようにしている。またチョッパ
５の近傍にはチョッパ５の温度を検知するための温度セ
ンサ８を配設している。温度センサ８はサーミスタによ
るものである。９はマグネトロンで高周波を発生し加熱
室１内にアンテナを突出させて、加熱室１内に電磁波を
導き食品２を加熱する。

【００３９】赤外線検出器６の出力は増幅回路１０で増
幅し、増幅回路１０で増幅した出力電圧と温度センサ８
の出力電圧はＡ／Ｄ変換器１１でデジタル化して制御装
置１２に送信する。制御装置１２は積分演算器１３、温
度換算器１４、加熱制御器１５を備えている。積分演算
器１３は増幅回路１０で増幅した赤外線検出器６の出力
のデジタル値を、チョッパ５の動作で赤外線検出器６に
食品２からの赤外線が照射される入光期間と、遮断され
る遮光期間とそれぞれで積分演算を行う。また積分演算
器１３は温度センサ８の出力のデジタル値を入光期間と
遮光期間をまとめて積分演算を行なう。温度換算器１４
は積分演算器１３の演算結果に基づき食品２の温度を換
算し、加熱制御器１５は温度換算器１４の温度換算結果
によりマグネトロン９を制御する。マグネトロン９の制
御は例えば所定温度に到達すれば停止、あるいは断続運
転、または断続運転のデューティーを変えるなどであ
る。

【００４０】図２において、１０は増幅回路で、抵抗器
１６、１７、１８とコンデンサ１９、２０とオペアンプ
２１で構成している。増幅率は抵抗器１７と１８で決ま
るものであり、そこにコンデンサ１９、２０を接続した
ことで不要なノイズ成分を除去することができる。また
温度センサであるサーミスタ８には直列に抵抗器２２、
並列にコンデンサ２３を接続して温度により電圧が変化
するようにしている。Ａ／Ｄ変換器１１には増幅回路１
０の出力と温度センサ８の出力が接続されていてアナロ
グ電圧をデジタル値に変換して制御装置であるマイクロ
コンピュータ１２に出力する。Ａ／Ｄ変換機能を内蔵し
たマイクロコンピュータの場合には、マイクロコンピュ
ータ１２のＡ／Ｄ変換端子に増幅回路１０の出力と温度
センサ８の出力を接続しても良い。またマイクロコンピ
ュータ１２には抵抗器２４を介してトランジスタ２５を
接続し、トランジスタ２５にはマグネトロン９の通電を
切り替えるリレー２６を接続している。この構成でマイ
クロコンピュータ１２によりマグネトロン９の通電を制
御することができる。

【００４１】図３、図４により動作を説明する。マグネ
トロン９により食品２を加熱し始めると、ステッピング
モータ７はチョッパ５を回転をし、食品２から赤外線検
出器６に至る赤外線の光路を所定の周期で開閉する。チ
ョッパ５より食品２の温度が高い場合には赤外線検出器
６から増幅回路を介しての出力は図３に示すような波形
となる。積分演算器１３はチョッパの開状態である入光
期間と閉状態である遮光期間それぞれでｔ時間ごとにｎ
回のサンプリングを行なう。また入光期間に赤外線検出
器６、増幅回路１０、Ａ／Ｄ変換器１１を介して時系列
で得られるデジタル値ＶＡ１、ＶＡ２、ＶＡ３、・・
・、ＶＡｎを全て加算しΣＶＡを算出する。同様に遮光
期間のＶＢ１、ＶＢ２、ＶＢ３、・・・、ＶＢｎを全て
加算し、ΣＶＢを算出する。また入光期間に温度センサ
８からＡ／Ｄ変換器１１を介して時系列で得られるデジ
タル値ＶＴ１、ＶＴ２、ＶＴ３、・・・、ＶＴｎと遮光
期間のＶＴ１、ＶＴ２、ＶＴ３、・・・、ＶＴｎの全て
を加算しΣＶＴを算出する。

【００４２】ここでΣＶＡ−ΣＶＢは食品２の温度とチ
ョッパ５の温度の温度差に相関を持った値である。即ち
ΣＶＡ−ΣＶＢは食品２の絶対温度の４乗とチョッパ５
の絶対温度の４乗の差に比例するものである。簡易的に
は限定された範囲では食品２の温度とチョッパ５の温度
の温度差に比例するとしても、十分精度の良い近似であ
る。一方、チョッパ５の温度はサーミスタより成る温度
センサ８で検出できるもので、温度により抵抗値が変化
するので基準電圧との分圧で検出すると、ΣＶＴも簡易
的には限定された範囲でチョッパ５の温度に比例すると
して精度の良い近似ができる。温度換算器１４は以上の
特性に基づき（１）式で示す関数を予め持っていて食品
２の温度Ｔを算出する。（１）式においてａ１、ａ２、
ａ３は赤外線検出器６、温度センサ８の特性と増幅回路
１０の増幅率とサンプリング回数ｎにより予め定めた定
数である。

【００４３】 ｆ１（ΣＶＡ−ΣＶＢ、ΣＶＴ） ＝ａ１×（ΣＶＡ−ΣＶＢ）＋ａ２×ΣＶＴ＋ａ３ （１） 本参考例によれば入光期間にｎ回、遮光期間にｎ回サン
プリングして積分演算しているので、ノイズ成分はキャ
ンセルされ食品２の温度検出の信頼性は高い。

【００４４】なお、温度換算器１４は本参考例では
（１）式で示す関数を持っているものとしたがΣＶＡ、
ΣＶＢの４乗根を演算したり、ΣＶＴから対数関数を使
うなどして温度換算による誤差を低減させても良いし、
定数ａ１、ａ２、ａ３を変えた複数の関数を持って、Σ
ＶＡ、ΣＶＢ、ΣＶＴにより使い分けても換算誤差を低
減できる。また本参考例では温度換算器１４は入光期
間、遮光期間それぞれの積分演算器１３の演算結果ΣＶ
Ａ、ΣＶＢの差を演算したが、これはオフセット電圧を
キャンセルできる効果がある。しかし、ΣＶＡ、ΣＶＢ
のいずれもが食品２の温度とチョッパ５の温度の温度差
と相関があるので一方だけを使っても食品２の温度を検
出することは可能である。また本参考例では温度センサ
８の出力も積分演算したが、温度センサ８の出力は赤外
線検出器６から増幅回路１０を介した出力に比べるとノ
イズの影響ははるかに小さいものであり、１回だけのサ
ンプリングの結果を使い、積分演算を行わなくても食品
２の温度検出は可能である。また積分演算器１３はΣＶ
Ａ、ΣＶＢ、ΣＶＴをサンプリング回数のｎまたは２ｎ
で割り算して平均値を演算しても同様の効果を得られ
る。またサンプリングは入光期間、遮光期間の全般にわ
たって行わなくとも、特に期間の終わりにはあまり出力
が変化しないので除外しても同様の効果を得られる。

【００４５】（実施の形態１） 本発明の第１の実施の形態を図５〜図７を用いて説明す
る。図５は本発明の第１の実施の形態の調理装置の構成
ブロック図であり電子レンジに応用した例である。また
図６は赤外線検出器の出力信号の変化を示す特性図であ
る。また図７は移動平均演算器、ピーク値抽出手段、温
度換算器の動作を説明するフローチャートである。な
お、参考例１と同一機能を有する部分には同一符号を付
し説明を省略する。

【００４６】図５において、赤外線検出器６の出力は増
幅回路１０で増幅し、増幅回路１０で増幅した出力電圧
はＡ／Ｄ変換器１１でデジタル化して制御装置１２に送
信する。制御装置１２は移動平均演算器２７、ピーク値
抽出手段２８、温度換算器１４、加熱制御器１５を備え
ている。移動平均演算器２７は増幅回路１０で増幅した
赤外線検出器６の出力のデジタル値を、所定のサンプリ
ング回数を保ちながらサンプリング期間をずらせつつ平
均値を演算する。ピーク値抽出手段２８は時系列に得ら
れる移動平均演算器２７の演算結果より入光期間、遮光
期間のそれぞれでピーク値を抽出する。温度換算器１４
はピーク値抽出手段２８の抽出するピーク値およびチョ
ッパ５の温度を検出する温度センサ８から得られる出力
に基づき食品２の温度を換算する。加熱制御器１５は温
度換算器１４の温度換算結果によりマグネトロン９を制
御する。マグネトロン９の制御は例えば所定温度に到達
すれば停止、あるいは断続運転、または断続運転のデュ
ーティーを変えるなどである。

【００４７】図６、図７により動作を説明する。移動平
均演算器２７は入光期間と遮光期間それぞれでｔ時間ご
とにｎ回のサンプリングを行なう。また入光期間に赤外
線検出器６、増幅回路１０、Ａ／Ｄ変換器１１を介して
時系列で得られるデジタル値ＶＡ１、ＶＡ２、ＶＡ３、
・・・、ＶＡｎを、例えば４回ずつ、しかも１回ずつず
らせながら平均値を演算する。即ちＶＡ４のデータを得
た時点でＶＡ１〜ＶＡ４の平均値ＥＶＡ４を演算し、次
はＶＡ５のデータを得た時点でＶＡ２〜ＶＡ５の平均値
ＥＶＡ５を演算し、次はＶＡ６のデータを得た時点でＶ
Ａ３〜ＶＡ６の平均値ＥＶＡ６を演算し、これをＶＡｎ
のデータを得た時点でＶＡｎ−３〜ＶＡｎの平均値ＥＶ
Ａｎを演算するまで繰り返すのである。ピーク値抽出手
段２８はこれら平均値ＥＶＡ４〜ＥＶＡｎの中から最大
値ＥＶＡｐを抽出する。同様に遮光期間では移動平均演
算手段２７はＶＢ１〜ＶＢ４の平均値ＥＶＢ４、ＶＢ２
〜ＶＢ５の平均値ＥＶＢ５、ＶＢ３〜ＶＢ６の平均値Ｅ
ＶＢ６、・・・、ＶＢｎ−３〜ＶＢｎの平均値ＥＶＢｎ
を演算し、ピーク値抽出手段２８はこれら平均値ＥＶＢ
４〜ＥＶＢｎの中から最小値ＥＶＢｐを抽出する。

【００４８】温度換算器１４にはピーク値抽出手段２８
よりＥＶＡｐとＥＶＢｐを入力し、また温度センサ８か
らはＡ／Ｄ変換器１１を介して入光期間または遮光期間
の任意のタイミングにおけるデジタル値ＶＴを入力して
食品２の温度換算を行なう。ここでＥＶＡｐ−ＥＶＢｐ
は食品２の温度とチョッパ５の温度の温度差に相関を持
った値である。即ちＥＶＡｐ−ＥＶＢｐは食品２の絶対
温度の４乗とチョッパ５の絶対温度の４乗の差に比例す
るものである。簡易的には限定された範囲では食品２の
温度とチョッパ５の温度の温度差に比例するとしても、
十分精度の良い近似である。温度換算器１４は以上の特
性に基づき（２）式で示す関数を予め持っていて食品２
の温度Ｔを算出する。（２）式においてｂ１、ｂ２、ｂ
３は赤外線検出器６、温度センサ８の特性と増幅回路１
０の増幅率により予め定めた定数である。

【００４９】 ｆ２（ＥＶＡｐ−ＥＶＢｐ、ＶＴ） ＝ｂ１×（ＥＶＡｐ−ＥＶＢｐ）＋ｂ２×ＶＴ＋ｂ３ （２） ここではチョッパ５より食品２の方が温度が高いものと
して入光期間には移動平均演算器２７の演算結果の中か
ら最大値を、遮光期間には最小値をピーク値として抽出
したが、食品２の方が温度が低い場合には赤外線検出器
の出力波形の山谷が逆になるので、逆に入光期間の最小
値、遮光期間の最大値をピーク値として抽出することに
なる。チョッパ５と食品２のどちらが温度が高いのかわ
からない場合には入光期間、遮光期間それぞれで最大
値、最小値の両方を抽出し、入光期間の最大値と遮光期
間の最小値の差、入光期間の最小値と遮光期間の最大値
の差を比較し、絶対値の大きい方の組み合わせを選択す
れば良い。

【００５０】本実施の形態によれば４回のサンプリング
の平均値を演算しているので、ノイズ成分は概ねキャン
セルされ、しかもピーク値を抽出しているので赤外線検
出器の応答特性のばらつきの影響を受けず食品２の温度
検出の信頼性は高い。

【００５１】なお、移動平均演算器２７は４回のサンプ
リングの平均値を演算したが、これは２のｎ乗回数にす
ることによって割り算操作をビットシフトだけでできる
効果があるが、本発明を限定するものでなく、回数は多
いほどノイズ成分はキャンセルできる効果がある。また
温度換算器１４は本実施の形態では（２）式で示す関数
を持っているものとしたがＥＶＡｐ、ＥＶＢｐの４乗根
を演算したり、ＶＴから対数関数を使うなどして温度換
算による誤差を低減させても良いし、定数ｂ１、ｂ２、
ｂ３を変えた複数の関数を持って、ＥＶＡｐ、ＥＶＢ
ｐ、ＶＴにより使い分けても換算誤差を低減できる。ま
た本実施の形態では温度換算器１４は入光期間、遮光期
間それぞれのピーク値抽出手段２８の抽出結果ＥＶＡ
ｐ、ＥＶＢｐの差を演算したが、これはオフセット電圧
をキャンセルできる効果がある。しかし、ＥＶＡｐ、Ｅ
ＶＢｐのいずれもが食品２の温度とチョッパ５の温度の
温度差と相関があるので一方だけを使っても食品２の温
度を検出することは可能である。また移動平均演算器２
７は複数回のサンプリングの平均値を演算したのでピー
ク値抽出手段２８が扱う数値を大きくしない効果がある
が、割り算せずにΣＶＡ、ΣＶＢを出力値としても同様
の効果を得られる。またサンプリングは入光期間、遮光
期間の全般にわたって行わなくとも、特に期間の終わり
にはあまり出力が変化しないので除外しても同様の効果
を得られる。

【００５２】（実施の形態２） 本発明の第２の実施の形態を図８〜図９を用いて説明す
る。図８は本発明の第２の実施の形態の調理装置の構成
ブロック図であり電子レンジに応用した例である。また
図９比較手段、基準値更新手段、ピーク値抽出手段、温
度換算器の動作を説明するフローチャートである。な
お、参考例１、第１の実施の形態と同一機能を有する部
分には同一符号を付し説明を省略する。

【００５３】図５において、赤外線検出器６の出力は増
幅回路１０で増幅し、増幅回路１０で増幅した出力電圧
はＡ／Ｄ変換器１１でデジタル化して制御装置１２に送
信する。制御装置１２は比較手段２９、基準値３０、基
準値更新手段３１、ピーク値抽出手段２８、温度換算器
１４、加熱制御器１５を備えている。比較手段２９はＡ
／Ｄ変換器１１より得られるデジタル値をサンプリング
ごとに基準値３０と比較し、基準値更新手段３１が比較
結果により基準値３０を予め定めた範囲内で更新する。
即ち基準値３０はサンプリングごとに変化するものであ
る。ピーク値抽出手段２８は変化する基準値３０の入光
期間、遮光期間のそれぞれでピーク値を抽出する。温度
換算器１４はピーク値抽出手段２８の抽出するピーク値
およびチョッパ５の温度を検出する温度センサ８から得
られる出力に基づき食品２の温度を換算する。加熱制御
器１５は温度換算器１４の温度換算結果によりマグネト
ロン９を制御する。マグネトロン９の制御は例えば所定
温度に到達すれば停止、あるいは断続運転、または断続
運転のデューティーを変えるなどである。

【００５４】図９により動作を説明する。比較手段２９
は入光期間と遮光期間それぞれでｔ時間ごとにｎ回のサ
ンプリングを行なう。基準値３０には入光期間の最初に
初期値をＶＡｓとして設定する。初期値は例えばＡ／Ｄ
変換器１１の分解能の中央値を設定する、即ち８ビット
のＡ／Ｄ変換であれば分解能が２５６であるので中央値
の１２８を設定する。比較手段２９は入光期間に赤外線
検出器６、増幅回路１０、Ａ／Ｄ変換器１１を介して時
系列で得られるデジタル値ＶＡ１、ＶＡ２、ＶＡ３、・
・・、ＶＡｎを順次基準値３０で設定しているＶＡｓと
比較する。この比較結果に基づき基準値更新手段３１が
順次基準値３０のＶＡｓを予め設定した範囲内で更新し
再設定を繰り返す。

【００５５】具体的には、まず比較手段２９はＶＡ１と
ＶＡｓの初期値１２８を比較する。ＶＡ１＝ＶＡｓであ
ればＶＡｓは更新しない。ＶＡ１＞ＶＡｓであれば基準
値更新手段３１はＶＡｓをプラス１更新して１２９と
し、ＶＡ１＜ＶＡｓであればマイナス１更新して１２７
として新たに基準値３０に設定する。仮にＶＡ１＞ＶＡ
ｓでＶＡｓ＝１２９に更新したとすると、次に比較手段
２９はＶＡ２と更新されたＶＡｓ＝１２９を比較する。
ＶＡ１＝ＶＡｓであればＶＡｓは更新しない。ＶＡ１＞
ＶＡｓであれば基準値更新手段３１はＶＡｓをプラス１
更新して１３０とし、ＶＡ１＜ＶＡｓであればマイナス
１更新して１２８として新たに基準値３０に設定する。
比較手段２９、基準値更新手段３１はこの操作をｎ回繰
り返す。ピーク値抽出手段２８は入光期間中にｎ回設定
されたＶＡｓの中から最大値ＶＡｓｐを抽出する。

【００５６】同様に遮光期間でもは比較手段２９は赤外
線検出器６、増幅回路１０、Ａ／Ｄ変換器１１を介して
時系列で得られるデジタル値ＶＢ１、ＶＢ２、ＶＢ３、
・・・、ＶＢｎを順次基準値３０で設定しているＶＢｓ
と比較する。この比較結果に基づき基準値更新手段３１
が順次基準値３０のＶＢｓをプラス１またはマイナス１
更新し再設定を繰り返し、ピーク値抽出手段２８はこれ
ら遮光期間中にｎ回設定されたＶＢｓの中から最小値Ｖ
Ｂｓｐを抽出する。

【００５７】温度換算器１４にはピーク値抽出手段２８
よりＶＡｓｐとＶＢｓｐを入力し、また温度センサ８か
らはＡ／Ｄ変換器１１を介して入光期間または遮光期間
の任意のタイミングにおけるデジタル値ＶＴを入力して
食品２の温度換算を行なう。ここでＶＡｓｐ−ＶＢｓｐ
は食品２の温度とチョッパ５の温度の温度差に相関を持
った値である。即ちＶＡｓｐ−ＶＢｓｐは食品２の絶対
温度の４乗とチョッパ５の絶対温度の４乗の差に比例す
るものである。簡易的には限定された範囲では食品２の
温度とチョッパ５の温度の温度差に比例するとしても、
十分精度の良い近似である。温度換算器１４は以上の特
性に基づき（３）式で示す関数を予め持っていて食品２
の温度Ｔを算出する。（３）式においてｃ１、ｃ２、ｃ
３は赤外線検出器６、温度センサ８の特性と増幅回路１
０の増幅率により予め定めた定数である。

【００５８】 ｆ３（ＶＡｓｐ−ＶＢｓｐ、ＶＴ） ＝ｃ１×（ＶＡｓｐ−ＶＢｓｐ）＋ｃ２×ＶＴ＋ｃ３ （３） ここではチョッパ５より食品２の方が温度が高いものと
して入光期間には変化する基準値の中から最大値を、遮
光期間には最小値をピーク値として抽出したが、食品２
の方が温度が低い場合には赤外線検出器の出力波形の山
谷が逆になるので、逆に入光期間の最小値、遮光期間の
最大値をピーク値として抽出することになる。チョッパ
５と食品２のどちらが温度が高いのかわからない場合に
は入光期間、遮光期間それぞれで最大値、最小値の両方
を抽出し、入光期間の最大値と遮光期間の最小値の差、
入光期間の最小値と遮光期間の最大値の差を比較し、絶
対値の大きい方の組み合わせを選択すれば良い。

【００５９】本実施の形態によればサンプリングごとに
基準値をプラス１またはマイナス１しかしないのでノイ
ズがあっても基準値更新にはほとんど影響を与えず、ノ
イズ成分は概ね除去され、しかもピーク値を抽出してい
るので赤外線検出器の応答特性のばらつきの影響を受け
ず食品２の温度検出の信頼性は高い。

【００６０】なお、基準値更新手段３１はサンプリング
ごとにプラス１またはマイナス１基準値３０を更新した
が、これはノイズの影響を最小限にする効果があるが、
本発明を限定するものでなく、例えばプラス５からマイ
ナス５の範囲で更新するとすれば、ＶＡｓ−５＜ＶＡｉ
＜ＶＡｓ＋５であればＶＡｓ＝ＶＡｉと更新し、その範
囲を越えればＶＡｓ＝ＶＡｓ＋５またはＶＡｓ＝ＶＡｓ
−５とするような更新をしても良い。この場合赤外線検
出器の応答時定数の範囲で十分なサンプリング回数を設
定できない場合には有効な方法である。また温度換算器
１４は本実施の形態では（数３）で示す関数を持ってい
るものとしたがＶＡｓｐ、ＶＢｓｐの４乗根を演算した
り、ＶＴから対数関数を使うなどして温度換算による誤
差を低減させても良いし、定数ｃ１、ｃ２、ｃ３を変え
た複数の関数を持って、ＶＡｓｐ、ＶＢｓｐ、ＶＴによ
り使い分けても換算誤差を低減できる。また本実施の形
態では温度換算器１４は入光期間、遮光期間それぞれの
ピーク値抽出手段２８の抽出結果ＶＡｓｐ、ＶＢｓｐの
差を演算したが、これはオフセット電圧をキャンセルで
きる効果がある。しかし、ＶＡｓｐ、ＶＢｓｐのいずれ
もが食品２の温度とチョッパ５の温度の温度差と相関が
あるので一方だけを使っても食品２の温度を検出するこ
とは可能である。またサンプリングは入光期間、遮光期
間の全般にわたって行わなくとも、特に期間の終わりに
はあまり出力が変化しないので除外しても同様の効果を
得られる。

【００６１】また上記第１〜第２の実施の形態で増幅回
路１０にはコンデンサ１９、２０を設けてバンドパスフ
ィルタ特性を持たせたことで簡易回路構成で不要なノイ
ズ成分をＡ／Ｄ変換器１１に入力する前に概ね除去した
が、フィルタ回路と増幅回路は別々に設けても良い。即
ち赤外線検出器の出力をまずバンドパスのフィルタ回路
に入力し、フィルタ回路の出力を増幅回路で増幅するの
である。この場合、部品点数が増えるが、Ａ／Ｄ変換器
に入力する前にノイズ成分を除去する効果は大きく温度
検出の信頼性は高くなる。

【００６２】（実施の形態３） 本発明の第３の実施の形態を図１０〜図１１を用いて説
明する。図１０は本発明の第３の実施の形態の調理装置
の構成ブロック図であり電子レンジに応用した例であ
る。図１１は駆動手段の温度変化を示す特性図である。
なお、参考例１、第１〜第２の実施の形態と同一機能を
有する部分には同一符号を付し説明を省略する。

【００６３】図１０において、赤外線検出器６の出力は
増幅回路１０で増幅し、増幅回路１０で増幅した出力電
圧はＡ／Ｄ変換器１１でデジタル化して故障検知手段３
２に送信する。故障検知手段３２はタイマー３３、比較
器３４、通電禁止手段３５を備えている。タイマー３３
は加熱開始前に所定時間駆動手段７に駆動信号を送信
し、駆動手段７はチョッパ５を回転させる。比較器３４
は赤外線検出器６から増幅回路１０、Ａ／Ｄ変換器１１
を介してり得られるデジタル値を検出しチョッパ５の開
状態と閉状態でのデジタル値の差が所定値以上あるかど
うかを比較する。通電禁止手段３５は比較器３４から信
号を受信し、チョッパ５の開状態と閉状態でのデジタル
値の差が所定値以上であれば、直ちに通電禁止を解除し
てマグネトロン９により食品２の加熱を開始する。所定
値以上にならないままタイマー３３より所定時間経過の
信号を受信した場合には食品２の温度検出ができない故
障と判断してマグネトロン９の通電を禁止し、使用者に
ブザーや表示等（図示せず）で警告を発する。

【００６４】一般に加熱開始前でチョッパ５が駆動する
前であればチョッパ５の温度はその所在する環境温度に
ほぼ等しい。一方、食品２の温度は加熱開始前であれば
冷蔵室、冷凍室、冷暗所などから出してきたものでチョ
ッパ５より温度が低い。従ってチョッパ５の開状態で赤
外線検出器６が食品２からの赤外線を受光する時と、閉
状態で赤外線検出器６がチョッパ５自身の赤外線を受光
する時では温度差があるのでＡ／Ｄ変換器１１より得ら
れるデジタル値に差が生じる。しかし、偶然にチョッパ
５の温度と食品２の温度が一致している場合もある。そ
の場合に所定時間タイマー３３が駆動手段であるステッ
ピングモータ７に駆動信号を送信し、ステッピングモー
タ７がチョッパ５を回転駆動する。ステッピングモータ
７はコイルに通電する事で発生する磁界により回転する
ものであるが、回転に費やすエネルギー以外のエネルギ
ーはコイルの温度上昇として発散する。

【００６５】図１１にステッピングモータ７の温度変化
を示す。図１１に示すように駆動開始直後に急激に温度
上昇し、やがて雰囲気との熱の授受でバランスし雰囲気
温度よりやや高い温度で安定する。タイマー３３は所定
時間ステッピングモータ７に駆動信号を送信する。ステ
ッピングモータ７はタイマー３３からの信号に基づきチ
ョッパを駆動すると、自身の温度が図１１に示すように
上昇する。この温度上昇がステッピングモータ７に連接
しているチョッパ５に伝わり、チョッパ５が温度上昇す
る。従って初期に偶然にチョッパ５と食品２の温度が一
致していても、すぐにチョッパ５の温度が上昇するので
チョッパ５と食品２には温度差が生じ、タイマー３３か
らステッピングモータ７に駆動信号を送信している所定
時間内に比較器３４が所定値以上の差を検出できる。所
定時間内に比較器３４が所定値以上の差を検出できない
場合は、赤外線検出器６の故障、または増幅回路１０、
Ａ／Ｄ変換器１１、ステッピングモータ７のいずれかの
故障と判断でき、いずれの故障であっても食品２の温度
検出はできないのでマグネトロン９には通電しないので
ある。

【００６６】本実施の形態では、マグネトロン９を通電
しない状態で故障検出を行っているので電磁波の影響は
なく、ノイズ成分がほとんどない状態で高い精度で検出
できるのでわずかな温度差でも検出でき、短時間で故障
診断が可能である。

【００６７】（実施の形態４） 本発明の第４の実施の形態を図１２〜図１４を用いて説
明する。図１２は本発明の第４の実施の形態の調理装置
の構成ブロック図であり電子レンジに応用した例であ
る。図１３はチョッパの構成を示す要部拡大図である。
図１４は赤外線検出器の出力特性図である。なお、参考
例１、第１〜第３の実施の形態と同一機能を有する部分
には同一符号を付し説明を省略する。

【００６８】図１２において、赤外線検出器６の出力は
増幅回路１０で増幅し、増幅回路１０で増幅した出力電
圧はＡ／Ｄ変換器１１でデジタル化して故障検知手段３
２に送信する。故障検知手段３２は比較器３４、通電禁
止手段３５を備えていて、加熱開始前に赤外線検出器６
等の故障を検出する。比較器３４は赤外線検出器６から
増幅回路１０、Ａ／Ｄ変換器１１を介してり得られるデ
ジタル値を検出し赤外線検出器６に赤外線が入光するチ
ョッパ５の位置が高放射率部と低放射率部でのデジタル
値の差が所定値以上あるかどうかを比較する。通電禁止
手段３５は比較器３４から信号を受信し、チョッパ５の
高放射率部と低放射率部でのデジタル値の差が所定値以
上であれば、マグネトロン９により食品２の加熱を開始
する。所定値以上なければ食品２の温度検出ができない
故障と判断してマグネトロン９の通電を禁止し、使用者
にブザーや表示等（図示せず）で警告を発する。

【００６９】図１３にチョッパ５の構成を示す。３６は
遮光部で３７は入光部である。図１３に示すように遮光
部３６と入光部３７を交互に配設していて、軸３８を中
心にステッピングモータ７で回転駆動することにより赤
外線検出器６はチョッパ５と食品２から交互に赤外線を
受光し、その温度差に応じた出力をする。チョッパ５は
例えば樹脂に黒塗装したような放射率の高い材料で構成
している。その遮光部３６にはその中で一部例えば白塗
装したような放射率の低い低放射率部３６ａがある。低
放射率部３６ａ以外の部分は高放射率部３６ｂである。
チョッパ５の温度が全体に均一であっても放射率が違う
と赤外線放射量は異なる。即ち高放射率部３６ｂからは
多量の赤外線が放射されても、低放射率部からは少量の
赤外線しか放射されない。

【００７０】図１４にチョッパ５の状態と赤外線検出器
６の出力の特性を示す。図に示す特性ではチョッパ５よ
り食品２の方が温度が高い場合であり、チョッパ５が遮
光部３６から入光部３７に変わる、即ち閉状態から開状
態に変わると赤外線検出器６の出力は下降し谷のピーク
を持つ出力変化をする。入光部３７から遮光部３６に変
わる、即ち開状態から閉状態に変わると逆に出力は上昇
し山のピークを持つ出力変化をする。また同じ遮光部の
中で高放射率部３６ｂから低放射率部３６ａに変わると
出力は下降し谷のピークを持つ出力変化をする。逆に低
放射率部３６ａから高放射率部３６ｂに変わると出力は
上昇し山のピークを持つ出力変化をする。これは高放射
率部３６ｂと低放射率部３６ａで同じ温度でも放射率の
違いにより低放射率部３６ａから放射される赤外線量は
高放射率部３６ｂから放射される赤外線量よりも少ない
ためである。従ってチョッパ５の温度と食品２の温度が
偶然一致していても低放射率部３６ａ、高放射率部３６
ｂの切替時には赤外線検出器の出力変化が検出でき、こ
の出力変化がなければ赤外線検出器６、増幅回路１０、
Ａ／Ｄ変換器１１、ステッピングモータ７のいずれかの
故障と判断でき加熱手段の通電を禁止することができ
る。

【００７１】本実施の形態では加熱開始前に故障検出し
たが、それは無駄な電力消費や被加熱物を中途半端に加
熱状態しない効果があるが、この構成で加熱途中に常時
故障検出することも可能である。この場合には途中で故
障した場合でも速やかに検出でき、その時点で加熱を停
止することもできるし、故障直前までの食品２の温度情
報を基に残りの加熱の制御を決めるなどして当面の加熱
を完了した後、警告を発し、以後マグネトロン９への通
電を禁止する等の方法もある。

【００７２】（実施の形態５） 本発明の第５の実施の形態を図１５を用いて説明する。
図１５は本発明の第５の実施の形態の調理装置の構成ブ
ロック図であり電子レンジに応用した例である。なお、
参考例１、第１〜第４の実施の形態と同一機能を有する
部分には便宜上同一符号を付し説明を省略する。

【００７３】図１５において、赤外線検出器６の出力は
増幅回路１０で増幅し、増幅回路１０で増幅した出力電
圧はＡ／Ｄ変換器１１でデジタル化して制御装置１２に
送信する。３９は開閉手段であるシャッタで、ステッピ
ングモータ４０により赤外線透過孔４を開閉する。図は
シャッタ３９で赤外線透過孔４を閉塞している状態であ
る。制御装置１２は温度換算器１４と、加熱制御器１５
と開閉制御器４１を備えていて、温度換算器１４の換算
温度結果に基づき加熱制御器１５がマグネトロン９を制
御し、開閉制御器４１がステッピングモータ４０を制御
する。

【００７４】温度換算器１４は増幅回路１０、Ａ／Ｄ変
換器１１を介して得られる赤外線検出器６の出力のデジ
タル値と、Ａ／Ｄ変換器１１を介して得られる温度セン
サ８のデジタル値を基に食品２の温度を換算する。換算
式は上記した実施の形態における（１）〜（３）式等に
よる。開閉制御器４１は加熱開始時にステッピングモー
タ４０を制御してシャッタ３９を回動して赤外線透過孔
４を開通させる。加熱が進行し温度換算器１４より得ら
れる食品２の温度が予め定めた所定温度に達した時点で
ステッピングモータ４０を制御してシャッタ３９で赤外
線透過孔４を閉塞する。これは食品２から発生する水蒸
気や油滴より赤外線検出器６が汚染されるのを防止する
ためであり、所定温度は水蒸気や油滴が発生する温度よ
り低い例えば６０℃とする。

【００７５】加熱制御器１５は時間計測部４２と追加時
間演算部４３を備えていて、温度換算器１４の温度換算
結果が所定温度に達するまでの傾きからその後の加熱時
間を演算し、マグネトロン９を制御するのである。時間
計測部４２は所定温度の６０℃より低い第２の所定温度
例えば５０℃になってから所定温度６０℃になるまでの
時間ｔを計測する。追加時間演算部４３は時間計測部４
２が計測した時間に基づき追加加熱時間を演算する。再
加熱であればほとんどのメニューは８０℃ぐらいが最適
温度であるので、８０℃と６０℃の差２０度、６０℃と
５０℃の差１０度、この比率より追加加熱時間は２ｔ時
間マグネトロン９で食品２を加熱するのである。食品２
を７０℃まで加熱するのであれば追加加熱時間はｔ時間
であり、９０℃まで加熱するのであれば３ｔ時間であ
る。また煮込み調理や野菜の下ごしらえなどは１００℃
付近の温度を維持して加熱を継続するものであるので４
ｔ以上の追加加熱時間でそれはメニューにより異なるが
αｔとしてメニューにより決まる定数αを積算すること
で演算できる。

【００７６】本実施の形態では加熱制御器１５は食品２
の温度の傾きを検出するのに、第２の所定温度から第１
の所定温度に達する時間を時間計測部４２が計測した
が、これは追加時間の演算を積算のみで簡単にできる効
果がある。他にも所定時間内の温度上昇を演算するなど
の方法もある。所定温度に達した後のマグネトロン９の
制御を連続加熱で説明したが、断続加熱に切り替える方
法もある。断続加熱にすると熱伝達時間が確保できるの
食品２全体の温度分布は均一になりやすい。

【００７７】（実施の形態６） 本発明の第６の実施の形態を図１６〜図１７を用いて説
明する。図１６は本発明の第６の実施の形態の調理装置
の構成ブロック図であり電子レンジに応用した例であ
る。図１７はチョッパの構成を示す要部拡大図である。
なお、参考例１、第１〜第５の実施の形態と同一機能を
有する部分には便宜上同一符号を付し説明を省略する。

【００７８】図１６において、赤外線検出器６の出力は
増幅回路１０で増幅し、増幅回路１０で増幅した出力電
圧はＡ／Ｄ変換器１１でデジタル化して制御装置１２に
送信する。３９は開閉手段でチョッパ５に一体的に設け
ている。ステッピングモータ４０はチョッパ５を回動し
て赤外線透過孔４を閉塞または赤外線光路を断続する。
図はチョッパ５で赤外線透過孔４を断続している状態で
ある。制御装置１２は温度換算器１４と、加熱制御器１
５と開閉制御器４１を備えていて、温度換算器１４の換
算温度結果に基づき加熱制御器１５がマグネトロン９を
制御し、開閉制御器４１がステッピングモータ４０を制
御する。開閉制御器４１は加熱開始時にステッピングモ
ータ４０を制御してチョッパ５を回動して赤外線透過孔
４を開閉し赤外線光路を断続する。加熱が進行し温度換
算器１４より得られる食品２の温度が予め定めた所定温
度に達した時点でステッピングモータ４０を制御してチ
ョッパ５により赤外線透過孔４を閉塞する。加熱制御器
１５は時間計測部４２と追加時間演算部４３を備えてい
て、温度換算器１４の温度換算結果が所定温度に達する
までの傾きからその後の加熱時間を演算し、マグネトロ
ン９を制御するのである。

【００７９】図１７にチョッパ５の構成を示す。４４は
断続部で遮光部３６と入光部３７が交互に並んでいる。
４５は閉塞部で遮光部３６のみから成り、閉塞部４５に
おける遮光部３６は、断続部４４における遮光部３６よ
り面積は大きい。これは赤外線透過孔４を確実に塞ぐた
めで厚みも断続部４４における遮光部３６より厚くして
いる。加熱開始時に赤外線透過孔４に対応する位置に断
続部４４を位置させ、断続部４４の範囲で往復運動し回
動する。食品２の温度が所定温度に達したことを検出す
れば赤外線透過孔４に対応する位置に閉塞部４５を位置
させる。

【００８０】なお、本実施の形態ではチョッパ５を円板
で説明しているが、回転するドラムの側壁や直線的に移
動可能な板に遮光部３６、入光部３７、閉塞部４５を設
けても同様の効果がある。

【００８１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば以下の効果
が得られる。

【００８２】

【００８３】（１）赤外線検出器の出力を増幅回路で増
幅し、増幅回路の出力はＡ／Ｄ変換器でデジタル値に変
換し、そのデジタル値を移動平均演算器により所定のサ
ンプリング回数を保ちながらサンプリング期間をずらせ
つつ平均値を演算することでノイズ成分は概ね除去で
き、ピーク値抽出手段が移動平均演算器の演算結果より
チョッパの入光期間、遮光期間のそれぞれでピーク値を
抽出し、そのピーク値により温度換算器が被加熱物の温
度を換算するので、１回の入光期間または遮光期間でノ
イズの影響を小さくして信頼性の高い赤外線検出器の出
力データを取り込むことができ、チョッパの駆動回数を
増やすことなく耐久性を増し、高速で温度検出すること
ができる。

【００８４】（２）また赤外線検出器の出力を増幅回路
で増幅し、増幅回路の出力はＡ／Ｄ変換器でデジタル値
に変換し、そのデジタル値を比較手段がサンプリングご
とに基準値と比較し、基準値更新手段が比較結果により
基準値を予め定めた範囲内で更新することでノイズ成分
は概ね除去でき、ピーク値抽出手段が更新され変化する
基準値のチョッパの入光期間と遮光期間のそれぞれでの
ピーク値を抽出し、そのピーク値により温度換算器が被
加熱物の温度を換算するので、１回の入光期間または遮
光期間でノイズの影響を小さくして信頼性の高い赤外線
検出器の出力データを取り込むことができ、チョッパの
駆動回数を増やすことなく耐久性を増し、高速で温度検
出することができる。

【００８５】

【００８６】

【００８７】（３）比較器はチョッパの高放射率部から
赤外線が赤外線検出器に入光する時と低放射率部から入
光する時との出力変化が所定値以上あるかを検出し、所
定値以上の変化がない場合は通電禁止手段が加熱手段の
通電を禁止するので任意の時点で赤外線検出器の故障を
検出できる。赤外線検出器が故障していれば加熱開始前
に検出でき、無駄な電力消費がなく被加熱物を中途半端
に加熱することもない。

【００８８】

【００８９】（４）温度換算器は赤外線検出器の出力よ
り被加熱物の温度を換算し、開閉制御器は温度換算器の
換算温度が所定温度に到達した時点で開閉手段に閉塞信
号を送り、開閉手段は信号に基づき加熱室に設けた赤外
線透過孔を閉塞するので赤外線検出器の汚染を防止で
き、加熱制御器は温度換算器の換算温度が所定温度に到
達するまでの傾きによりその後の加熱手段の制御を行な
うので加熱開始初期の温度の影響を受けないので、被加
熱物の保存温度に拘らず最適な仕上がりに加熱でき、ま
た、チョッパは被加熱物の温度を検出する時には赤外線
検出器の臨む位置を入光部と遮光部の切替で赤外線光路
を断続し、温度検出しない時には閉塞部で赤外線光路を
遮断するのでチョッパで開閉手段を兼用でき簡易な構成
で、赤外線検出器を水蒸気等による汚染からの防止がで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の参考例１における調理装置の構成ブロ
ック図

【図２】同調理装置の信号処理部の回路図

【図３】同調理装置の赤外線検出器の出力特性図

【図４】同調理装置の動作を説明するフローチャート

【図５】本発明の第１の実施の形態における調理装置の
構成ブロック図

【図６】同実施の形態の赤外線検出器の出力特性図

【図７】同実施の形態の動作を説明するフローチャート

【図８】本発明の第２の実施の形態における調理装置の
構成ブロック図

【図９】同実施の形態の動作を説明するフローチャート

【図１０】本発明の第３の実施の形態における調理装置
の構成ブロック図

【図１１】同実施の形態の駆動手段の温度変化を示す特
性図

【図１２】本発明の第４の実施の形態における調理装置
の構成ブロック図

【図１３】同実施の形態の要部拡大図

【図１４】同実施の形態の赤外線検出器の出力特性図

【図１５】本発明の第５の実施の形態における調理装置
の構成ブロック図

【図１６】本発明の第６の実施の形態における調理装置
の構成ブロック図

【図１７】同実施の形態の要部拡大図

【図１８】従来の調理装置の赤外線検出器の出力特性図

【図１９】従来の調理装置の動作を説明するフローチャ
ート

【符号の説明】

１ 加熱室 ４ 赤外線透過孔 ５ チョッパ ６ 赤外線検出器 ７ 駆動手段 ９ 加熱手段 １０ 増幅回路 １１ Ａ／Ｄ変換器 １２ 制御装置 １３ 積分演算器 １４ 温度換算器 １５ 加熱制御器 ２７ 移動平均演算器 ２８ ピーク値抽出手段 ２９ 比較手段 ３０ 基準値 ３１ 基準値更新手段 ３２ 故障検知手段 ３３ タイマー ３４ 比較器 ３６ 遮光部 ３６ａ 低放射率部 ３６ｂ 高放射率部 ３７ 入光部 ３９ 開閉手段 ４１ 開閉制御器 ４２ 時間計測部 ４４ 断続部 ４５ 閉塞部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−5316（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−146488（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−22821（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−56092（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−50543（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−63343（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−216921（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−119980（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−153124（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−371722（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−148431（ＪＰ，Ｕ) 特公 平４−13603（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平１−22543（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭60−29195（ＪＰ，Ｂ２) 実公 平２−18558（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24C 7/02 330

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加熱物が放射する赤外線を検出する赤外
   線検出器と、前記赤外線検出器に至る赤外線光路を断続
   するチョッパと、前記赤外線検出器の出力を増幅する増
   幅回路と、前記増幅回路のアナログ値をデジタル値に変
   換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力となる
   デジタル値を所定のサンプリング回数を保ちながらサン
   プリング期間をずらせつつ平均値を演算する移動平均演
   算器と、前記移動平均演算器の演算結果のうち前記チョ
   ッパの入光期間と遮光期間のそれぞれにおけるピーク値
   を抽出するピーク値抽出手段と、前記ピーク値抽出手段
   が抽出したピーク値により被加熱物の温度換算値を算出
   する温度換算器を備えた調理装置。
2. 【請求項２】被加熱物が放射する赤外線を検出する赤外
   線検出器と、前記赤外線検出器に至る赤外線光路を断続
   するチョッパと、前記赤外線検出器の出力を増幅する増
   幅回路と、前記増幅回路のアナログ値をデジタル値に変
   換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力となる
   デジタル値をサンプリングごとに基準値と比較する比較
   手段と、前記比較手段の比較結果により基準値を予め定
   めた範囲内で更新する基準値更新手段と、前記基準値更
   新手段により更新され変化する基準値の前記チョッパの
   入光期間と遮光期間のそれぞれにおけるピーク値を抽出
   するピーク値抽出手段と、前記ピーク値抽出手段が抽出
   したピーク値により被加熱物の温度換算値を算出する温
   度換算器を備えた調理装置。
3. 【請求項３】チョッパの入光期間および遮光期間は赤外
   線検出器の時定数より長く設定し、サンプリング周期は
   赤外線検出器の時定数より短く設定した請求項１または
   ２記載の調理装置。
4. 【請求項４】被加熱物が放射する赤外線を検出する赤外
   線検出器と、前記赤外線検出器に至る赤外線光路を断続
   するチョッパと、前記チョッパを駆動する駆動手段と、
   前記被加熱物を加熱する加熱手段と、前記赤外線検出器
   の故障を検出する故障検出手段を有し、前記故障検出手
   段は前記加熱手段が加熱を開始する前に所定時間前記駆
   動手段により前記チョッパを駆動させるタイマーと、前
   記赤外線検出器の出力が所定値以上の変化があるかを検
   出する比較器と、前記タイマーと前記比較器の出力によ
   り故障を検出して前記加熱手段の通電を禁止する通電禁
   止 手段を有し、駆動手段はチョッパを駆動することによ
   り温度上昇する特性を持ち、前記駆動手段の温度が前記
   チョッパに熱伝導する構成とした調理装置。
5. 【請求項５】被加熱物が放射する赤外線を検出する赤外
   線検出器と、前記赤外線検出器に至る赤外線光路を断続
   するチョッパと、前記チョッパを駆動する駆動手段と、
   前記被加熱物を加熱する加熱手段と、前記赤外線検出器
   の故障を検出する故障検出手段を有し、前記チョッパは
   前記被加熱物からの赤外線が前記赤外線検出器に至るこ
   とを遮る遮光部に放射率の異なる材料で構成した高放射
   率部と低放射率部を有し、前記故障検出手段は前記赤外
   線検出器が赤外線を受光する位置が前記高放射率部と前
   記低放射率部とで出力の所定値以上の変化があるかを検
   出する比較器と、前記比較器の出力により故障を検出し
   て前記加熱手段の通電を禁止する通電禁止手段を有する
   調理装置。
6. 【請求項６】被加熱物を加熱する加熱室と、前記被加熱
   物を加熱する加熱手段と、前記加熱室の内部から被加熱
   物の放射する赤外線を導出する赤外線透過孔と、前記赤
   外線透過孔を開閉する開閉手段と、前記被加熱物が放射
   する赤外線を前記赤外線透過孔を通して検出する赤外線
   検出器と、前記赤外線検出器の出力により前記加熱手段
   および前記開閉手段を制御する制御装置を有し、前記制
   御装置は前記赤外線検出器の出力により前記被加熱物の
   温度を換算する温度換算器と、前記温度換算器の換算温
   度が所定温度に到達した時点で前記開閉手段に閉塞信号
   を送る開閉制御器と、前記温度換算器の換算温度が前記
   所定温度に到達するまでの傾きによりその後の前記加熱
   手段を制御する加熱制御器を有し、開閉手段は赤外線検
   出器に至る赤外線光路を断続するチョッパにより構成
   し、前記チョッパは赤外線光路を開通させる入光部と、
   遮断させる遮光部と、前記入光部と前記遮光部を交互に
   連続的に配列させた断続部と、前記断続部に属する遮光
   部より大きい面積の遮光部より成る閉塞部を有する調理
   装置。
7. 【請求項７】加熱制御器は所定温度より低い第２の所定
   温度から前記所定温度に到達するまでの時間を計測する
   時間計測部を有し、時間計測部の計時結果に基づいてそ
   の後の前記加熱手段を制御する請求項６記載の調理装
   置。