JP3316956B2 - 調理装置 - Google Patents

調理装置

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JP3316956B2
JP3316956B2 JP23968993A JP23968993A JP3316956B2 JP 3316956 B2 JP3316956 B2 JP 3316956B2 JP 23968993 A JP23968993 A JP 23968993A JP 23968993 A JP23968993 A JP 23968993A JP 3316956 B2 JP3316956 B2 JP 3316956B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動調理を目的とする調
理装置に関し、特に食品の温度を測定する構成に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来この種の調理装置例えば電子レンジ
は、実開昭58−158202号公報に記載されてい
る。図6に示すように、調理室1内に食品2や皿3を載
せるための調理台4があり、さらにこの食品2を調理す
る加熱手段5、非接触で調理台4上に載せられた食品2
の温度を常時検出する温度検出手段6、この温度検出手
段6の出力が所定値に達した場合、加熱手段5による食
品2への加熱を停止する完了判定手段7とを備えてい
る。
【0003】調理台4は食品2の加熱ムラを低減するた
め、加熱手段5によって食品2をマイクロ波加熱する場
合常時食品2を回転させる(例えば10秒間で1周させ
る)ターンテーブルである。
【0004】加熱手段5は、マグネトロンからなり所定
のパワー出力で食品2をマイクロ波加熱する。
【0005】温度検出手段6は広い視野を持った1素子
のサーモパイル型または焦電型の赤外線センサで構成さ
れ、調理室1の天井面に固定され、開口窓を介して調理
台4の中央付近に置かれた食品2から放射される熱エネ
ルギーを非接触で検出し温度に換算する。
【0006】完了判定手段7は、温度検出手段6から出
力される食品2の表面温度を常時監視しておき、この温
度が所定温度に達した場合加熱を停止させることで自動
調理を実現している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、温度検出手段は赤外線センサの視野に入っ
ている調理台の中央付近に置かれた食品の平均的な表面
温度しか測定できないので、赤外線センサの測温領域
(以後「視野」と称す)に対し食品の形状が小さい場合
や食品が調理台の端の方に置かれた場合、食品以外の皿
や容器、調理台が視野に入るため食品の温度を正確に検
出できない。また調理台3の回転によって食品の占める
比率も変化するので、食品の温度を正確に検出できな
い。
【0008】さらに加熱手段による食品の加熱によって
食品の一部が飛散したり、蒸気が発生することで温度検
出手段が汚れ、結果として温度検出の精度が低下してい
くという課題があった。
【0009】本発明は上記課題を解決するもので、食品
の種類や形状、個数、置きかたなどに左右されることな
く食品そのものの表面温度を正確に測定することによっ
て、出来映えにバラツキのない自動調理ができる調理装
置を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の調理装置は、食品を加熱する加熱手段と、こ
の加熱手段による前記食品への加熱開始前後それぞれで
少なくとも1回づつ多数の表面温度を非接触で検出する
初期温度検出手段と、この初期温度検出手段の出力によ
って前記食品への加熱制御量あるいは加熱時間を制御す
る制御手段とを備え、前記制御手段は前記初期温度検出
手段の検出した多数の表面温度について加熱開始前と加
熱開始後の温度差を演算し、前記温度差が所定値を上回
る箇所の数と前記箇所の温度を基に加熱制御量あるいは
加熱時間を制御するものである。
【0011】
【0012】
【0013】
【作用】本発明は上記構成によって、初期温度検出手段
が検出する複数箇所の表面温度から食品の初期温度が正
確に測定される。特に非加熱時に表面温度を検出するこ
とで、初期温度検出手段の出力信号にノイズが重畳しな
くなり、かつ食品温度や調理室内の雰囲気温度も安定す
るため温度検出の精度は向上する。
【0014】
【0015】
【0016】さらに初期温度検出手段が、加熱手段によ
る食品への加熱開始前後それぞれで少なくとも1回づつ
食品を含む多数の表面温度を非接触で検出することで、
所定量の加熱に対する食品の加熱具合(加熱速度)が測
定される。制御手段は、この食品の加熱具合(加熱速
度)に応じ食品への加熱制御量あるいは加熱時間を制御
するので加熱完了時点での食品の出来映えにバラツキが
なくなる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例を図1から図4
を用いて説明する。尚、従来例と同じ構成のものは同一
符号をつける。
【0018】図1に示すように、調理室1内には食品2
や皿3を載せるための調理台4があり、さらにこの食品
2を調理する加熱手段5、この食品2を含む調理室1内
の2次元表面温度分布を非接触で検出する初期温度検出
手段8、初期温度検出手段8の出力に応じ食品への加熱
制御量を調節する制御手段9とを備えている。
【0019】調理台4は食品2の加熱ムラを低減するた
め、加熱手段5によって食品2をマイクロ波加熱する場
合常時食品2を回転させる(例えば10秒間で1周させ
る)ターンテーブルである。
【0020】加熱手段5は、マグネトロンからなり所定
のパワー出力で食品2をマイクロ波加熱する。
【0021】初期温度検出手段8は細かく分割された視
野ごとに独立して表面温度を検出できる2次元の赤外線
固体撮像素子(チャージ・カップルド・ディバイス、以
下CCDと記す)で構成され、調理室1の天井面に固定
され、加熱開始前に開口窓を介して食品2、皿3、調理
台4、調理室1底面から放射される熱エネルギーを非接
触で検出しそれぞれの画素に対応させた225個の表面
温度に換算後、制御手段9に伝える。赤外線CCDの測
温領域は例えば図2に示すように縦15*横15=22
5画素で食品2、皿3、調理台4、調理室1底面を覆う
構成とする。
【0022】制御手段9の動作を冷凍肉やさしみの解凍
調理を例にとって説明する。まず解凍開始前に初期温度
検出手段8によって検出された初期温度の分布をヒスト
グラムに表すと図3のようになる。ここで度数合計は2
25個である。225個の初期温度のうち0℃未満の数
をn1、5℃未満の数をn2とした場合、加熱手段5によ
る解凍開始から終了までの時間t0(秒)は t0=min(t1,t2) t1=(n1−K11)*K12+K13 t2=(n2−K21)*K22+K23 ここでK11、K12、K13、K21、K22、K23は定数 とする。
【0023】あるいは加熱手段5による解凍開始から終
了までの時間t0(秒)を次のように決めてもよい。2
25個の初期温度のうち最高温度Tmaxと最低温度Tmin
の中点温度Trefを下回る温度となる画素は食品2であ
り、Trefを上回る温度となる画素は食品2以外である
と見なすのである。225個の初期温度のうち基準温度
Trefを下回る温度となる画素数がn個(0<n≦22
5)であるとすると、この画素数nは食品2の大きさに
対応する数である。そこで仕上げたい目標温度をTx
(例えば5℃)、225個の初期温度のうち下位n個の
平均温度をTnとした場合、 t0=(Tx−Tn)*n+Kn ここでKnは定数 とする。Trefは食品2と判定する閾値温度であり、Tn
は食品2の平均温度(代表温度)と言えるが、図3のヒ
ストグラムから各温度帯における度数を温度微分した場
合の極大値のうち、最も低い温度帯に対応する初期温度
(図3では−10〜−7.5℃帯)を食品2の代表温度
Tnとしてもよい。
【0024】開閉手段10は電磁弁またはモーターを駆
動機構とする金属製の可動遮蔽板からなり、調理室1の
天井面に取り付けられている。初期温度検出手段8が表
面温度を検出する場合はこの可動遮蔽板を開放し、検出
時以外は遮断すなわち初期温度検出手段8を調理室1か
ら隔離するよう構成されている。
【0025】制御手段9は図4に示すように加熱手段5
によって加熱開始からta(秒)だけ連続してマイクロ
波オンで食品2を加熱後、tb(秒)のマイクロ波オフ
とtc(秒)のマイクロ波オンを繰り返すことで食品2
の解凍を行う。また加熱手段5による解凍開始から終了
までの時間がt0(秒)になった時点で、食品2への加
熱を終了する。ここでta(秒)、tb(秒)、tc
(秒)は例えば ta=0.3*t0 tb=14(定数) tc=10(定数) とする。また図4ではマイクロ波オン時の加熱制御量
(加熱パワー)や加熱パターンを一定としたが、経過時
間に従って逐次変更させてもよい。
【0026】ところで初期温度検出手段8は細かく分割
された視野ごとに独立して表面温度を検出できる2次元
の赤外線CCDで構成されるとしたが、1次元アレイ状
に並べられた赤外線センサを用い、調理台4のターンテ
ーブル1周分で検出されるデータを合成して2次元化し
てもよい。もしくは視野を狭く絞った1素子の赤外線セ
ンサを回転させ、さらに調理台4のターンテーブル1周
分で検出されるデータを合成して2次元化してもよい。
【0027】上記構成において、初期温度検出手段8が
加熱手段5による加熱開始前に食品2、皿3、調理台
4、調理室1底面を225個の独立した画素に分割し、
それぞれの画素に対応させた225個の表面温度に換算
後、制御手段9は食品2自身の大きさや温度に対応する
数値n1、n2あるいはn、Tnを導出する。次にこれら
の数値にもとづいて食品2への加熱時間t0を決定する
ので加熱完了時点での食品2の出来映えにバラツキがな
くなる。特に非加熱時に表面温度を検出することで、初
期温度検出手段8の出力信号にノイズが重畳しなくな
り、かつ食品2の温度や調理室1内の雰囲気温度も安定
するため初期温度検出手段8における温度検出の精度は
向上するという効果がある。
【0028】また開閉手段10が、初期温度検出手段8
による表面温度の非検出時には食品2が放射する輻射熱
から初期温度検出手段8を遮断するので食品2の加熱に
よって食品2の一部が飛散したり、蒸気が発生しても初
期温度検出手段8は汚れない。初期温度検出手段8近傍
の雰囲気温度も急変せずにすむ。結果として温度検出の
精度も低下しない。
【0029】次に本発明の第2の実施例を説明する。ブ
ロック図では前記第1の実施例で示した図1と同様にな
るが、第1の実施例と異なるのは初期温度検出手段8が
加熱手段5による食品2への加熱開始前後それぞれで1
回づつ食品を含む多数の表面温度を非接触で検出する点
と、制御手段9がこの初期温度検出手段8の2回にわた
る出力の差によって食品への加熱時間を制御する点にあ
る。他の構成は前記第1の実施例と同様なので説明を省
略する。
【0030】本実施例における制御手段9の動作を図5
フローチャートを用いて説明する。まず加熱手段5によ
る食品2の加熱前に、ステップ501で開閉手段10に
よる可動遮蔽板の開放後、初期温度検出手段8によって
1回目の温度測定を行う。ここで得られた225個の温
度データをTa1、Ta2、...Ta225とする。次にステ
ップ503で食品2への加熱をターンテーブル1周分の
時間(例えば10秒間)だけ行う。ターンテーブル1周
分の時間を設けるのは、2回にわたり撮像するのは2次
元熱画像の各画素の位置がずれないまま対応づけるため
である。ステップ504では初期温度検出手段8によっ
て2回目の温度測定を行う。ここで得られた225個の
温度データをTb1、Tb2、...Tb225とする。2回の
初期温度測定終了に伴い、ステップ505で開閉手段1
0による可動遮蔽板の遮蔽を行うことで、初期温度検出
手段8への汚れ付着や温度急変などを防止する。ステッ
プ506では255回カウンタiを1にセットするとと
もに、225個のうち食品2の占める画素数に相当する
数nと、n個の食品2合計初期温度に相当する値Sを0
クリアしておく。ステップ507ではi=1〜225に
おいて対応する画素どうしの温度変化量Tbi−Taiが所
定温度差Tk(Tkは定数)を越えていればその画素には
食品2が存在するとみなし、ステップ508でnをイン
クリメントするとともにSにTbiを加算する。これをカ
ウンタiが225になるまで繰り返す(ステップ50
9、510)。ここで求められた数nは食品2の大きさ
に相当する数であり、さらにステップ511で算出する
ように食品2の平均温度TnがS/nで示されることに
なる。次にステップ512で以後の食品2への加熱時間
t0(秒)を、仕上げたい目標温度をTx(例えば80
℃)として t0=(Tx−Tn)*n+Kn ここでKnは定数 と決定する。ステップ513で食品2への加熱を継続
し、ステップ514でt0(秒)経過した時点で食品2
への加熱は終了する(ステップ515)。
【0031】ここではマイクロ波オン時の加熱制御量
(加熱パワー)や加熱パターンを一定としたが、経過時
間に従って逐次変更させてもよい。また検出された2回
の表面温度データTaiとTbi(i=1〜225)は各画
素ごとに対応づけるものとしたが、例えば各225個の
データをそれぞれ高い温度から並べ変え同順位の温度デ
ータどうしで比較しても構わない。
【0032】上記構成において初期温度検出手段8が、
加熱手段5による食品2への加熱開始前後で1回づつ食
品2を含む225個の表面温度を非接触で検出すること
で、所定量の加熱に対する食品2の加熱具合(加熱速
度)が測定される。制御手段9は、この食品2の加熱具
合(加熱速度)に応じ食品2への加熱時間を制御するの
で加熱完了時点での食品の出来映えにバラツキがなくな
る。特に加熱前後で表面温度を2回測定しその温度上昇
の著しい画素のみを食品2として抽出しているので、加
熱開始前に食品2と皿3、調理台4、調理室1底面との
初期温度に差がなくても食品2の大きさや初期温度を正
確に測定できる効果がある。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
の効果がある。
【0034】食品の形状が小さい場合や複数の食品が点
在している場合、調理台の端の方に置かれた場合、また
調理台が回転するなどで食品位置が移動する場合にも対
応して食品を含む多数の表面温度を検出し、さらに、
熱にともなう温度変化から食品の大きさや表面温度を正
確に測定できるので、出来映え精度がより向上する。
【0035】
【0036】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における調理装置のブロ
ック図
【図2】同実施例において初期温度検出手段の測温領域
を示す図
【図3】同実施例において検出された初期温度の分布を
示すヒストグラムを示す図
【図4】同実施例において加熱手段が出力するマイクロ
波の入切パターンを示す図
【図5】本発明の第2の実施例において制御手段の動作
を説明するフローチャート
【図6】従来の調理装置のブロック図
【符号の説明】
2 食品 5 加熱手段 8 初期温度検出手段 9 制御手段 10 開閉手段
フロントページの続き (72)発明者 寺沢 秀樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−108293(JP,A) 特開 昭57−153124(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24C 7/02 320 F24C 7/02 330

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 食品を加熱する加熱手段と、前記加熱手
    段による前記食品への加熱開始前後それぞれで少なくと
    も1回づつ多数の表面温度を非接触で検出する初期温度
    検出手段と、前記初期温度検出手段の出力によって前記
    食品への加熱制御量あるいは加熱時間を制御する制御手
    段とを備え、前記制御手段は前記初期温度検出手段の検
    出した多数の表面温度について加熱開始前と加熱開始後
    の温度差を演算し、前記温度差が所定値を上回る箇所の
    数と前記箇所の温度を基に加熱制御量あるいは加熱時間
    を制御する調理装置。
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