JP5244229B2 - 加熱調理器 - Google Patents

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Description

本発明は、被加熱物に対して加熱調理を行う加熱調理器に関する。
従来の加熱調理器が特許文献１に開示されている。この従来の加熱調理器は本体筐体の内部に扉で閉鎖される開口を前面に有する加熱室を備えている。この加熱室の内部に被加熱物である調理物が収容される。被加熱物に対する加熱方法としては輻射熱や熱対流、マイクロ波を利用する加熱方法が採用されている。
このような加熱調理器において、従来被加熱物の表面状態を把握しながら加熱する加熱調理方法が実施されている。このため、特許文献１に記載の従来の加熱調理器は加熱された被加熱物の表面の色を測定する色彩計測手段を備えている。この加熱調理器は被加熱物の色を色彩計測手段によって測定し、その検知信号により加熱手段を制御している。これにより、加熱後の被加熱物の品質を高めることを試みている。
特開２００８−１５１４３１号公報
しかしながら、被加熱物の材料や状態、調理方法、被加熱物の支持部材（容器や載置台等）などの影響により、加熱しても被加熱物の表面に色彩の変化が生じない場合や、色彩が変化しているもののそれを色彩計測手段によって識別できない場合などが発生する虞がある。これにより、特許文献１に記載の従来の加熱調理器では色彩計測手段による検知信号が変化しない可能性があり、加熱手段の制御が実行できなくなるという問題があった。
具体的に言えば、例えばおもちをオーブン加熱するときのその表面に適度な焦げを生じさせたい場合、おもちの表面の色彩が白色から茶色或いは黒色へと変化する。したがって、上記従来の加熱調理器で色彩計測手段を用いて加熱制御することにより好適な焦げ具合を自動的に得ることができる。しかしながら、おもちの表面に焦げを生じさせることなく加熱調理を終えたい場合、おもちの表面が白色から変化しないので、上記従来の加熱調理器では対応できない可能性がある。
また、例えばグリル加熱したい魚の表面の一部が加熱前においてすでに黒色を帯びている場合、この黒色部分は色彩計測手段で色彩の変化を識別できない虞がある。したがって、上記従来の加熱調理器では好適な焦げ具合であるか否かを判断することができず、適正な加熱制御が実行できない可能性がある。
また、例えば可視光線に対して不透明な容器に入ったグラタンをオーブン加熱する場合、グラタンが加熱室の内部の空気に面している部分は色彩計測手段で色彩の変化を識別できる。しかしながら、グラタンが容器に面している部分は色彩計測手段で色彩の変化を識別できない虞がある。したがって、上記従来の加熱調理器では好適な焦げ具合であるか否かを判断することができず、適正な加熱制御が実行できない可能性がある。
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、被加熱物の外観からは識別できない調理状態を把握することができ、被加熱物に対する加熱を好適に制御して加熱品質の向上を図ることが可能な加熱調理器を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明の加熱調理器は、被加熱物を加熱する加熱部と、前記被加熱物の調理状態の判別のために前記被加熱物に向けて１００ＧＨｚ以上１２０ＴＨｚ以下の周波数の電磁波を放射する電磁波発生部と、前記電磁波発生部が放射した前記電磁波を検出する電磁波検出部と、前記電磁波を検出した前記電磁波検出部が出力する信号に基づいて前記被加熱物の調理状態を判別する演算部と、を備えることを特徴としている。
上記周波数帯域の電磁波は食物を構成する糖質、タンパク質、脂質、ミネラル、ビタミン、水などの分子の回転運動、分子間相互作用などによって吸収され易いという性質を備えている。特に、上記周波数帯域の電磁波は水分子に非常に吸収され易いという性質を備えているので、被加熱物が有する水分量の変化がわずかであっても電磁波の強度が大きく変化する。したがって、この構成によれば、加熱調理器は被加熱物に当たり反射または散乱または通過して強度が変化した電磁波を検出することで、例えば被加熱物が有する水分量の変化を識別する。これにより、加熱調理器は被加熱物の調理状態を判別する。
なお、被加熱物の調理状態を判別するために用いる食物の構成要素は上記「水」に限定されるわけではなく、「水」以外の他の構成要素であっても良い。
また、ここで述べた「１００ＧＨｚ以上１２０ＴＨｚ以下の周波数の電磁波」は加熱調理における被加熱物である調理物の加熱に一般的に利用される所謂マイクロ波加熱のマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）とは異なる。すなわち、ここで述べた「電磁波発生部」は、例えばマイクロ波を放射して被加熱物を加熱する「加熱部」とは異なる構成要素である。
また、「１００ＧＨｚ以上１２０ＴＨｚ以下の周波数の電磁波」は人体に対して安全で、且つ水の吸収係数が１０2ｃｍ-1以上の電磁波である。吸収係数が１０2ｃｍ-1であるということは、電磁波は水中を０．１ｍｍ（＝１／１０2ｃｍ）進む間にその強度が１０分の１になる。電磁波は被加熱物の水分中を０．１ｍｍ進む間にその強度が１０分の１に減少するので、検出中にノイズが発生しても十分に検出可能である。一方、１００ＧＨｚ未満の周波数の電磁波は徐々に水の吸収係数が１０2ｃｍ-1より減少して検出精度が低下する虞がある。また、１２０ＴＨｚを超える周波数の電磁波は徐々に人体への影響が大きくなる虞がある。
また、上記構成の加熱調理器において、前記電磁波の周波数が３ＴＨｚ以下であることを特徴としている。
一般的に加熱空間が高温になったときに発生する熱輻射は波長が長くなるにつれて多くなり、特定の波長でピークとなり、ピーク時より波長が長くなると単調に減少する。熱輻射の分布は温度により変化し、例えば室温程度におけるピーク時の波長が約１０μｍであり、８０度におけるピーク時の波長が約８μｍである。熱輻射が多い波長（周波数）の電磁波を用いて被加熱物の調理具合を検出しようとすると、電磁波の検出時に熱輻射がノイズとして現れる虞がある。しかしながら、室温程度の場合、２．５ＴＨｚ以下（波長１２０μｍ以上）では熱輻射量がピーク時の千分の一程度以下になる。温度が上昇するにつれて熱輻射量がピーク時の千分の一程度以下になる周波数は低く（波長は長く）なる。したがって、この構成によれば、２．５ＴＨｚ以下（波長１２０μｍ以上）の周波数の電磁波を用いているので、加熱時の熱輻射量がピーク時の千分の一程度よりも小さくなり、熱輻射の影響が十分少なくなる。
また、上記構成の加熱調理器において、前記被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱室の内部の気体を外部に排出するための排気部と、を備えることを特徴としている。
この構成によれば、加熱室の内部の水蒸気や他の気体による電磁波の吸収の影響が小さくなる。したがって、被加熱物が有する水分量の検出がより正確になる。
また、上記構成の加熱調理器において、前記電磁波が異なる複数箇所に向かって放射され、それら各々の前記電磁波に対応する複数の前記信号を前記電磁波検出部が出力することを特徴としている。
この構成によれば、加熱調理器は被加熱物の複数の箇所に当たった電磁波の検出信号を得る。若しくは、加熱調理器は被加熱物に当たった電磁波と、当たっていない電磁波との検出信号を得る。複数箇所から得られる電磁波の検出信号を比較することより、検出される被加熱物の水分量の正確さが高まる。また、例えば加熱の前後において被加熱物のある箇所の調理状態がほぼ変化しないときに、この箇所の検出信号を基準として、被加熱物の温度や被加熱物周辺の水蒸気の影響を受け易い他の箇所の電磁波の検出信号を補正することができる。
また、上記構成の加熱調理器において、異なる複数箇所に向かって放射される各々の前記電磁波の放射経路の長さが略同じであることを特徴としている。
この構成によれば、放射経路の長さが略同じである電磁波の差分をとることにより、被加熱物の温度や被加熱物周辺の水蒸気の影響を受けた電磁波の検出信号を補正することができる。
また、上記構成の加熱調理器において、異なる複数箇所に向かって放射される前記電磁波が、前記被加熱物の前記被加熱物を支持する支持部材との接触箇所と、前記支持部材の前記被加熱物との非接触箇所とに当たることを特徴としている。
この構成によれば、これらの箇所に当たった電磁波の差分をとることにより、被加熱物の温度や被加熱物周辺の水蒸気の影響を受けた電磁波の検出信号を補正することができる。
また、上記構成の加熱調理器において、異なる複数箇所に向かって放射される前記電磁波が、前記被加熱物の前記被加熱物を支持する支持部材との接触箇所と、前記被加熱物の前記支持部材との非接触箇所とに当たることを特徴としている。
この構成によれば、これらの箇所に当たった電磁波の差分をとることにより、被加熱物の温度や被加熱物周辺の水蒸気の影響を受けた電磁波の検出信号を補正することができる。
また、上記構成の加熱調理器において、前記被加熱物の周辺の湿度を検知する湿度検知部を備え、前記演算部は前記湿度検知部が検知した前記湿度を用いて前記電磁波検出部が出力する前記信号を補正することを特徴としている。
この構成によれば、被加熱物に当たり反射または散乱または通過した電磁波の検出信号に対して前記被加熱物の周辺の水蒸気による電磁波の吸収を補正することができる。したがって、被加熱物が有する水分量の検出が正確になる。
また、上記構成の加熱調理器において、前記被加熱物の温度を検知する温度検知部を備え、前記演算部は前記温度検知部が検知した前記温度を用いて前記電磁波検出部が出力する前記信号を補正することを特徴としている。
この構成によれば、被加熱物に当たり反射または散乱または通過した電磁波の検出信号に対して被加熱物の温度変化による電磁波の吸収率の変化を補正することができる。したがって、被加熱物が有する水分量の検出が正確になる。
また、上記構成の加熱調理器において、前記演算部は前記電磁波検出部が出力する前記信号の絶対値に基づいて前記被加熱物の調理状態を判別することを特徴としている。
この構成によれば、被加熱物が有する検出対象である水の分子の量を判別できる。これにより、例えば被加熱物の表面の焦げ具合が識別される。
また、上記構成の加熱調理器において、前記演算部は前記電磁波検出部が出力する前記信号の時間変化に基づいて前記被加熱物の調理状態を判別することを特徴としている。
この構成によれば、被加熱物が有する検出対象である水の分子の量が変化しているか否かを判別できる。これにより、例えば被加熱物の表面の焦げ具合が識別される。
また、上記構成の加熱調理器において、前記電磁波検出部が出力する前記信号の時間変化量の予め定められた基準値を有することを特徴としている。
この構成によれば、電磁波検出部の出力信号の時間変化量の基準値と、電磁波検出部の出力信号の時間変化とを比較することにより、容易に被加熱物が有する検出対象である水の分子の量が変化しているか否かを判別できる。これにより、例えば被加熱物の表面の焦げ具合が簡単に識別される。
また、上記構成の加熱調理器において、前記電磁波検出部が前記被加熱物を通過する前記電磁波を検出するものであって、前記演算部は前記被加熱物を通過する前記電磁波の前記電磁波検出部による検出可能な位置の変化に基づいて前記被加熱物の調理状態を判別することを特徴としている。
この構成によれば、演算部は電磁波検出部によって電磁波が検出できる位置と検出できない位置との境界を演算する。さらに、演算部は調理前または調理初期において被加熱物を通過する電磁波を検出できない位置が、加熱調理の進行とともに被加熱物の水分が減少して変位することを演算する。すなわち、演算部は電磁波の電磁波検出部による検出可能な位置の変化に基づいて被加熱物の調理状態を判別する。
また、上記構成の加熱調理器において、前記電磁波の放射位置が変化することを特徴としている。
この構成によれば、調理空間における被加熱物の配置に係る位置情報が得られる。これにより、被加熱物の調理状態を把握するために好適な被加熱物の位置に対して電磁波が放射される。したがって、被加熱物の調理状態の把握が正確になる。
また、上記構成の加熱調理器において、前記電磁波の放射位置を指示する指示部を備えることを特徴としている。
この構成によれば、ユーザーは電磁波の放射位置を確認できるので、被加熱物の調理状態を把握するために好適な被加熱物の位置に対して電磁波が当たるよう被加熱物を配置し易くなる。したがって、被加熱物の調理状態の把握が正確になる。
また、上記構成の加熱調理器において、前記温度検知部の出力の予め定められた基準値を有し、前記被加熱物の調理開始後に前記温度検知部の出力が前記基準値以上になったことを条件として前記被加熱物の調理状態を判別するための前記電磁波を前記被加熱物に向けて放射することを特徴としている。
この構成によれば、被加熱物が十分に加熱された後、被加熱物が有する検出対象である水の分子の量が変化しているか否かを判別できる。これにより、被加熱物の表面の焦げ具合が適正に識別される。
また、上記構成の加熱調理器において、前記加熱部の動作を制御する制御部を備えることを特徴としている。
この構成によれば、加熱調理器は演算部が判別した被加熱物の調理状態に基づいて加熱部の動作を制御する。これにより、被加熱物の加熱品質が向上する。
また、上記構成の加熱調理器において、前記被加熱物の調理状態を表示する表示部を備えることを特徴としている。この構成によれば、ユーザーによって被加熱物の調理状態が確認される。
本発明の構成によれば、被加熱物に当たり反射または散乱または通過した電磁波の強度を検出することで、被加熱物である食物の構成要素、例えば水分の量が分かる。したがって、本発明の加熱調理器は被加熱物の外観からは識別できない調理状態を把握することが可能である。それに基づいて被加熱物に対する加熱を好適に制御して加熱品質の向上を図ることが可能な加熱調理器を提供することができる。
本発明の第１の実施形態に係る加熱調理器の斜視図である。 図１に示す加熱調理器の概略垂直断面正面図である。 図１の加熱調理器の構成を示すブロック図である。 図１の加熱調理器における加熱時間と電磁波検出部の検出信号との関係を示すグラフである。 図１の加熱調理器における加熱時間と電磁波検出部の検出信号との関係を示すグラフである。 図１の加熱調理器の調理動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る加熱調理器の概略垂直断面正面図である。 本発明の第３の実施形態に係る加熱調理器の概略垂直断面正面図である。 本発明の第４の実施形態に係る加熱調理器の概略垂直断面正面図である。 本発明の第５の実施形態に係る加熱調理器の概略垂直断面正面図である。 本発明の第６の実施形態に係る加熱調理器の概略垂直断面正面図である。 本発明の第７の実施形態に係る加熱調理器の概略垂直断面正面図である。 図１２の加熱調理器の調理動作を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態に係る加熱調理器を図１〜図１３に基づき説明する。
最初に、本発明の第１の実施形態に係る加熱調理器について、図１〜図３を用いてその概略構造を説明する。図１は加熱調理器の斜視図、図２は加熱調理器の概略垂直断面正面図、図３は加熱調理器の構成を示すブロック図である。
図１及び図２に示すように、加熱調理器１は直方体形状なす本体筐体２に加熱室３、扉４、加熱部５、排気部６、温度検知部７及び湿度検知部８を備えている。
加熱室３は直方体形状をなして本体筐体２の内部に形成されている。加熱室３の前面には矩形の開口が設けられ、この開口の箇所に加熱調理器１の前方から開閉可能な扉４が設けられている。加熱室３の底板３ａの上には調理物である被加熱物Ｃが載置される。加熱室３は加熱部５によって生じる熱を閉じ込め、効率良く被加熱物Ｃを加熱する。
扉４は加熱調理器１の外部から加熱室３の内部を見ることができるよう透明な窓部４ａを備えている。ユーザーは扉４を開放することにより加熱室３の内部に対して被加熱物Ｃを出し入れすることができる。
本体筐体２の前面であって扉４の側方には操作パネル９が備えられている。操作パネル９には操作部１０及び表示部１１が設けられている。操作部１０は複数のキーや表示部１１の表面に設けられたタッチパネルを備え、調理メニューの選択操作、調理開始の指示、調理停止の指示などの調理操作を受け付ける。表示部１１は液晶パネル等からなり、操作部１０としての操作画面や調理の進行状況などを表示する。また、表示部１１はユーザーに対するメッセージなどを表示してユーザーへの報知を行うこともできる。
加熱部５は加熱室３の上方に配置されている。加熱部５は被加熱物Ｃを加熱するためのものであり、マイクロ波発信装置やヒータなど加熱調理器１の目的に合わせて適宜選択され得る。なお、加熱部５の配置箇所は加熱室３の上方に限定されるわけではなく、加熱部５に種類に合わせて、例えば加熱室３の側方などに配置しても良い。
排気部６は加熱室３の側方に配置されている。排気部６は排気口６ａ、排気ダクト６ｂ及び排気ファン６ｃを備えている。排気口６ａは加熱室３の一側壁に開口している。排気口６ａには加熱調理器１の外部に連通するように本体筐体２まで延びる排気ダクト６ｂが接続されている。排気ファン６ｃは排気ダクト６ｂの内部に配置され、図示しないモータによって回転駆動される。排気部６は排気ファン６ｃを回転させて外気を図示しない吸気口から加熱室３の内部に供給し、さらに加熱室３の内部の空気を排気口６ａから排気ダクト６ｂに流通させて外部に排出する。
温度検知部７は加熱室３の内部に載置された被加熱物Ｃの温度を検知するために、加熱室３の上方に配置されている。温度検知部７は、例えば焦電効果を利用した赤外線温度センサーで構成され、被加熱物Ｃからの熱輻射を検出することにより被加熱物Ｃの温度を検知する。
湿度検知部８は被加熱物Ｃの周辺の湿度を検知するために、加熱室３の上方に配置されている。湿度検知部８は、例えば高分子感湿材料を用いた静電容量式や電気抵抗式の湿度センサーで構成されている。
ここで、加熱調理器１はその全体の動作制御のために、図３に示す制御部１２を備えている。制御部１２はＣＰＵ１３やその他の図示しない電子部品で構成されている。ＣＰＵ１３は中央演算部であって、記憶部１４等に記憶、入力されたプログラム、データに基づき加熱部５や排気部６などといった構成要素を制御して一連の加熱調理を実現する。なお、記憶部１４は例えば調理メニューや調理メニューに対応した加熱調理器１の各構成要素の制御データなどを予め記憶している。
上記構成の加熱調理器１において、操作部１０を介して調理開始が指示されると、加熱部５や排気部６が駆動される。これにより、被加熱物Ｃが加熱され、加熱室３の内部の空気が外部に排出される。ＣＰＵ１３は操作部１０や調理メニュー等により予め設定された調理時間や、温度検知部７または湿度検知部８の出力信号などに基づいて調理の終了時期を判別して加熱調理を完了する。
そして、上記構成の加熱調理器１はより効果的な加熱調理を実現するために電磁波を利用して被加熱物Ｃの水分量を検出するようにしている。加熱調理器１は加熱調理中の被加熱物Ｃが有する水分の変化を確認することにより被加熱物Ｃの外観からは識別できない調理状態を把握する。このため、ＣＰＵ１３は加熱調理が進行するに従って変化する被加熱物Ｃの水分量に基づいて被加熱物Ｃが調理メニューに合わせて好適な調理状態になったことを判別して加熱調理を完了する。
このような加熱調理を実現するために、加熱調理器１は図２及び図３に示す電磁波発生部１５と電磁波検出部１６とを備えている。
続いて、被加熱物Ｃの水分量の検出に係る構成とその動作について、図２及び図３に加えて図４及び図５を用いて詳しく説明する。図４及び図５はともに加熱調理器１における加熱時間と電磁波検出部１６の検出信号との関係を示すグラフである。
電磁波発生部１５は加熱室３の上方に配置されている。電磁波発生部１５は加熱室３の内部であって下方、すなわち被加熱物Ｃに向けて電磁波Ｅを放射する。なお、図１に描画した破線矢印が電磁波Ｅの放射経路及び放射方向を示している。電磁波発生部１５は例えば量子カスケードレーザーや共鳴トンネルダイオードなどを備え、１００ＧＨｚ以上１２０ＴＨｚ以下の周波数を有する電磁波Ｅを放射する。
このように電磁波発生部１５は、例えばマイクロ波を放射して被加熱物Ｃを加熱する加熱部５とは異なる構成要素である。電磁波発生部１５が放射する電磁波Ｅは加熱調理で一般的に利用される所謂マイクロ波加熱のマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）とは異なる。
１００ＧＨｚ以上１２０ＴＨｚ以下の周波数の電磁波は人体に対して安全で、且つ水の吸収係数が１０2ｃｍ-1以上の電磁波である。吸収係数が１０2ｃｍ-1であるということは、電磁波は水中を０．１ｍｍ（＝１／１０2ｃｍ）進む間にその強度が１０分の１になる。電磁波は被加熱物Ｃの水分中を０．１ｍｍ進む間にその強度が１０分の１に減少するので、検出中にノイズが発生しても十分に検出可能である。一方、１００ＧＨｚ未満の周波数の電磁波は徐々に水の吸収係数が１０2ｃｍ-1より減少して検出精度が低下する虞がある。また、１２０ＴＨｚを超える周波数の電磁波は徐々に人体への影響が大きくなる虞がある。
さらに、電磁波Ｅの周波数は３ＴＨｚ以下であることが望ましい。一般的に加熱室３の内部が高温になったときに発生する熱輻射は波長が長くなるにつれて多くなり、特定の波長でピークとなり、ピーク時より波長が長くなると単調に減少する。熱輻射の分布は温度により変化し、例えば室温程度におけるピーク時の波長が約１０μｍであり、８０度におけるピーク時の波長が約８μｍである。熱輻射が多い波長（周波数）の電磁波Ｅを用いて被加熱物Ｃの調理具合を検出しようとすると、電磁波Ｅの検出時に熱輻射がノイズとして現れる虞がある。しかしながら、室温程度の場合、２．５ＴＨｚ以下（波長１２０μｍ以上）では熱輻射量がピーク時の千分の一程度以下になる。温度が上昇するにつれて熱輻射量がピーク時の千分の一程度以下になる周波数は低く（波長は長く）なる。したがって、この構成によれば、２．５ＴＨｚ以下（波長１２０μｍ以上）の周波数の電磁波Ｅを用いているので、加熱時の熱輻射量がピーク時の千分の一程度よりも小さくなり、熱輻射の影響が十分少なくなる。
このようにして、１００ＧＨｚ以上１２０ＴＨｚ以下の周波数を有する電磁波Ｅは水に非常に吸収され易いという性質を備える。したがって、被加熱物Ｃにわずかでも水分が存在すると、電磁波Ｅの強度は被加熱物Ｃに当たる前後で大きく変化する。
電磁波検出部１６は加熱室３の上方に配置されている。電磁波検出部１６は電磁波発生部１５が放射して被加熱物Ｃに当たり反射または散乱した電磁波Ｅを検出可能な位置に配置されている。このようにして、電磁波Ｅが被加熱物Ｃに当たり反射または散乱するので、電磁波検出部１６は電磁波発生部１５と同様に加熱室３の上方に設けることが望ましい。電磁波検出部１６は例えば焦電効果を利用した素子やゴーレイセル、ショットキーバリアダイオードなどを備え、電磁波発生部１５が放射した電磁波Ｅを検出する。
なお、電磁波発生部１５及び電磁波検出部１６の配置箇所は上記構成に限定されるわけではなく、他の配置箇所であっても良い。
上記電磁波発生部１５及び電磁波検出部１６を備える加熱調理器１において、操作部１０を介して調理開始が指示されると、図２に示すように電磁波発生部１５から加熱室３の内部の被加熱物Ｃに向けて電磁波Ｅが放射される。電磁波Ｅは被加熱物Ｃに当たると、被加熱物Ｃが有する水分量に応じて吸収されてその強度が変化する。
被加熱物Ｃに当たって強度が変化し、反射または散乱した電磁波Ｅを電磁波検出部１６が検出する。そして、ＣＰＵ１３が電磁波Ｅを検出した電磁波検出部１６が出力する信号に基づいて被加熱物Ｃが有する水分量の変化を演算する。さらに、ＣＰＵ１３はその演算結果から被加熱物Ｃの調理具合を判別する。
また、さらに被加熱物Ｃが有する水分量の検出を正確にするために、温度検出部７を利用しても良い。電磁波Ｅは被加熱物Ｃによるその吸収量が被加熱物Ｃの温度の影響を受けるので、被加熱物Ｃの温度変化が電磁波検出部１６による被加熱物Ｃの水分量の正確な検出の妨げとなる。このため、加熱調理器１は温度検出部７によって被加熱物Ｃの温度を検知する。
また、さらに被加熱物Ｃが有する水分量の検出を正確にするために、湿度検知部８を利用しても良い。電磁波Ｅは加熱室３の内部の水蒸気でも吸収されるので、被加熱物Ｃの周辺の水蒸気量の変動が電磁波検出部１６による電磁波Ｅの検出に影響を与えて被加熱物Ｃの水分量の正確な検出の妨げとなる。このため、加熱調理器１は湿度検知部８によって被加熱物Ｃの周辺の空気の湿度を検知する。
続いて、被加熱物Ｃが有する水分量、すなわち電磁波検出部１６が出力する検出信号の補正方法について説明する。
まず、被加熱物Ｃの周辺の水蒸気によって吸収されることによる電磁波Ｅの減衰を算出する。水蒸気による電磁波Ｅの減衰率は電磁波Ｅの単位スポット面積を通過する部分に含まれる水蒸気量に対して指数関数の関係にある。そこで、電磁波Ｅの単位スポット面積を通過する部分に含まれる水蒸気量を算出する。
電磁波Ｅの単位スポット面積を通過する部分に含まれる水蒸気量Ｗは式（１）で算出することができる。
Ｗ＝Ｌ×Ｙ×ＲＨ÷１００ ・・・（１）
ここで、Ｌは電磁波Ｅの放射経路の長さである。電磁波Ｅの放射経路の長さＬの求め方としては三角測量などの一般的な測距センサーと同様の原理を用いても良いし、加熱室３の大きさに応じた一定値を予め設定しても良い。ＲＨは湿度検知部８によって計測される湿度［％］である。Ｙは飽和蒸気量であり、加熱室３の内部の空気の温度Ｔによって変化する。飽和蒸気量Ｙは加熱室３の内部の空気の温度Ｔの関数として式（２）で算出することができる。
Figure 0005244229
ただし、上記算出方法は一例であり、飽和蒸気量Ｙは温度Ｔの関数として式（２）に近似可能な関数を用いて算出しても良いし、飽和蒸気量Ｙと温度Ｔとを関係付けるテーブルを予め用意しても良い。なお、加熱室３の内部の空気の温度Ｔはサーミスタなどの温度センサーを新たに設けて測定しても良い。
次に、算出された電磁波Ｅの単位スポット面積を通過する部分に含まれる水蒸気量Ｗから水蒸気による電磁波Ｅの減衰を算出する。
参照値として、温度Ｔ＝Ｔ0、湿度ＲＨ＝ＲＨ0の場合の電磁波Ｅの減衰率を測定し、その減衰率がＤ0であったとする。このときの電磁波Ｅの単位スポット面積を通過する部分に含まれる水蒸気量Ｗ0を温度Ｔ＝Ｔ0及び湿度ＲＨ＝ＲＨ0などを利用して算出しておく。
電磁波Ｅの単位スポット面積を通過する部分に含まれる水蒸気による減衰率Ｄは、電磁波Ｅの単位スポット面積を通過する部分に含まれる水蒸気量Ｗと、参照減衰率Ｄ0及び参照水蒸気量Ｗ0とを用いて式（３）で算出することができる。
Figure 0005244229
最終的に、電磁波検出部１６が出力する検出信号Ｘ0の、被加熱物Ｃの周辺の水蒸気による影響を補正した値Ｘ1は式（４）で算出することができる。
Ｘ1＝Ｘ0÷Ｄ ・・・（４）
次に、被加熱物Ｃの温度変化に起因する電磁波Ｅの吸収量の変化による誤差を算出して補正する。このため、被加熱物Ｃの状態がほぼ変化しない程度の低い温度状態において、温度検知部７を用いて被加熱物Ｃの温度変化ΔＵ0を測定する。このとき、電磁波検出部
１６の検出信号の変化量をＺ0とする。被加熱物Ｃの単位温度上昇に対する電磁波検出部１６の検出信号の変化量Ｚは式（５）で算出することができる。
Ｚ＝Ｚ0÷ΔＵ0 ・・・（５）
被加熱物Ｃの温度がΔＵ1度上昇した状態における被加熱物Ｃの温度上昇による電磁波
検出部１６の検出信号の変化をＺ1は式（６）で算出することができる。
Ｚ1＝Ｚ×ΔＵ1 ・・・（６）
このとき、水蒸気の影響を補正した検出信号Ｘ1に対して被加熱物Ｃの温度上昇による影響を補正した値Ｘ2は式（７）で算出することができる。
Ｘ2＝Ｘ1＋Ｚ1 ・・・（７）
このようにして、ＣＰＵ１３は温度検知部７が検知した被加熱物Ｃの温度と、湿度検知部８が検知した被加熱物Ｃの周辺の空気の湿度とを用いて電磁波検出部１６が出力する検出信号を補正し、被加熱物Ｃの調理具合を判別する。制御部１２は被加熱物Ｃの調理具合に基づいて加熱部５の動作を制御する。また、表示部１１は被加熱物Ｃの調理具合を表示する。
なお、上記の電磁波検出部１６が出力する検出信号の補正方法は一例であり、ＣＰＵ１３が電磁波検出部１６の検出信号に基づく演算を行った後に、温度検知部７及び湿度検知部８の出力を調理具合の判別方法に反映するなどしても良い。
そして、ＣＰＵ１３が演算した単位時間当たりの電磁波検出部１６の検出信号の誤差補正後の値の変化が予め設定した値よりも小さくなったとき、制御部１２は加熱源５を制御して加熱調理を完了する。
続いて、この制御部１２による加熱源５の制御方法について説明する。
図４及び図５は被加熱物Ｃを加熱したときの加熱時間に対する電磁波検出部１６の検出信号の変化の概略を示したグラフである。電磁波検出部１６の検出信号に対する被加熱物Ｃの温度変化による誤差と、被加熱物Ｃの周辺の水蒸気による誤差との影響の補正がすでに済んでいるものとする。被加熱物Ｃの材料や構造によって、図４に示すように加熱時間の経過とともに電磁波検出部１６の検出信号が強くなっていく場合や、図５に示すように加熱時間の経過とともに電磁波検出部１６の検出信号が弱くなっていく場合がある。
図４及び図５に示すように被加熱物Ｃが加熱されると、被加熱物Ｃに含まれる水分の蒸発などにより電磁波Ｅの強度が変化し、電磁波検出部１６の検出信号が変化する。被加熱物Ｃが十分に加熱されて被加熱物Ｃの状態変化が小さくなった場合、電磁波Ｅの強度の変化及び電磁波検出部１６の検出信号の変化も小さくなる。
そして、時間経過に対する電磁波検出部１６の検出信号の変化、つまり図４及び図５における電磁波検出部１６の検出信号の変化の傾きが予め設定した値よりも小さくなったとき、例えば図４及び図５において矢印で示されたタイミングで加熱を終了する。これにより、被加熱物Ｃを加熱し過ぎることがなくなるので、例えば被加熱物Ｃが焦げ過ぎることを防ぐことが可能となる。
電磁波検出部１６の検出信号の変化の傾きに係る予め設定した値は、被加熱物Ｃの種類や、ユーザーが要求する被加熱物Ｃの焦げ具合や焦げる場所によって異なる。このため、例えば被加熱物Ｃに対応する調理メニュー毎に予め上記設定値を定めておき、ユーザーが調理メニューを選択する際に対応する設定値を選択できるようにすれば良い。
なお、上記の制御部１２による加熱源５の制御方法は一例であり、これに限らず、例えば電磁波検出部１６の検出信号を補正した後に、上記検出信号の絶対値に基づいて制御部１２が加熱源５の制御を行っても良い。
続いて、加熱調理器１の調理動作について、図６に示すフローに沿って説明する。図６は加熱調理器１の調理動作を示すフローチャートである。なお、この動作フローは一例であり、加熱調理器１の動作がこれに限定されるわけではない。
加熱調理器１の加熱室３の内部に調理物としての被加熱物Ｃが収容されて扉４が閉鎖されると（図６のスタート）、調理状態の判別用の電磁波Ｅが電磁波発生部１５から被加熱物Ｃに向けて放射されて電磁波検出部１６にて検出される（図６のステップ＃１０１）。
ＣＰＵ１３は温度検知部７が検知した被加熱物Ｃの温度と、湿度検知部８が検知した被加熱物Ｃの周辺の空気の湿度とを用いて電磁波検出部１６が出力する検出信号を補正する（ステップ＃１０２）。この補正後の信号の大きさをＲ0とする。
次に、加熱調理器１は操作部１０からユーザーによって調理開始の指示を受け付けたか否かを判別する（ステップ＃１０３）。調理開始の指示を受け付けていない場合（ステップ＃１０３のＮｏ）、ステップ＃１０２で電磁波検出部１６が出力する検出信号を補正してから一定時間が経過したか否かを判別する（ステップ＃１０４）。なお、ここで述べた一定時間は予め定められて記憶部１４等に記憶されている。
そして、ユーザーによって調理開始が指示されるまでステップ＃１０３〜＃１０４を繰り返して一定時間が経過すると（ステップ＃１０４のＹｅｓ）、加熱調理器１はユーザーによる調理指示がなかったものとして調理動作を終了させる（図６のエンド）。
ステップ＃１０３においてユーザーの指示により調理が開始された場合（ステップ＃１０３のＹｅｓ）、制御部１２が加熱部５を制御して被加熱物Ｃの加熱を開始する（ステップ＃１０５）。そして、温度検知部７により被加熱物Ｃの温度が検知され、温度検知部７の出力が予め定められた基準値以上になる、すなわち被加熱物Ｃの温度が予め定められた一定温度以上になるまで加熱が継続される（ステップ＃１０６のＮｏ）。このステップ＃１０６により、被加熱物Ｃが十分に温度上昇していないことより状態が変化せず、調理動作が終了してしまうことを防止することができる。なお、ここで述べた一定温度は記憶部１４等に記憶されている。
被加熱物Ｃの温度が予め定められた一定温度以上になると（ステップ＃１０６のＹｅｓ）、調理状態の判別用の電磁波Ｅが電磁波発生部１５から被加熱物Ｃに向けて放射されて電磁波検出部１６にて検出される（ステップ＃１０７）。
ＣＰＵ１３は温度検知部７が検知した被加熱物Ｃの温度と、湿度検知部８が検知した被加熱物Ｃの周辺の空気の湿度とを用いて電磁波検出部１６が出力する検出信号を補正する（ステップ＃１０８）。この補正後の信号の大きさをＲnとし、電磁波検出部１６の検出回数であるｎの初期値を１とする。
次に、ＣＰＵ１３は温度及び湿度により補正された電磁波検出部１６の検出信号ＲnとＲn-1との差分の絶対値が、検出信号の時間変化量の予め定められた基準値ＲＳより小さいか否かを判別する（ステップ＃１０９）。なお、ここで述べた基準値ＲＳは記憶部１４等に記憶されている。
検出信号ＲnとＲn-1との差分の絶対値が基準値ＲＳより小さい場合（ステップ＃１０９のＹｅｓ）、制御部１２が加熱部５を制御して被加熱物Ｃの加熱を終了する（ステップ＃１１０）。そして、加熱調理器１は調理動作を終了させる（図６のエンド）。
一方、ステップ＃１０９において検出信号ＲnとＲn-1との差分の絶対値が基準値ＲＳより小さくない場合（ステップ＃１０９のＮｏ）、予め定めた一定時間を経過するまで被加熱物Ｃの加熱を継続する（ステップ＃１１１）。なお、ここで述べた一定時間は記憶部１４等に記憶されている。
ステップ＃１１１において一定時間が経過すると（ステップ＃１１１のＹｅｓ）、電磁波検出部１６の検出回数ｎに１を加算し（ステップ＃１１２）、ステップ＃１０７に戻って再度電磁波Ｅの放射及び検出が実行される。
上記のように、加熱調理器１は被加熱物Ｃの調理状態の判別のために被加熱物Ｃに向けて１００ＧＨｚ以上１２０ＴＨｚ以下の周波数の電磁波Ｅを放射する電磁波発生部１５と、電磁波発生部１５が放射して被加熱物Ｃに当たり反射または散乱した電磁波Ｅを検出する電磁波検出部１６と、電磁波Ｅを検出した電磁波検出部１６が出力する信号に基づいて被加熱物Ｃの調理状態を判別するＣＰＵ１３と、を備えている。上記周波数帯域の電磁波Ｅは食物を構成する糖質、タンパク質、脂質、ミネラル、ビタミン、水などの分子の回転運動、分子間相互作用などによって吸収され易いという性質を備えている。特に、上記周波数帯域の電磁波Ｅが水分子に非常に吸収され易いという性質を有しているので、加熱調理器１は被加熱物Ｃに当たり反射または散乱して強度が変化した電磁波Ｅを検出することで、被加熱物Ｃが有する水分量の変化を識別することができる。したがって、加熱調理器１は被加熱物Ｃの外観からは識別できない調理状態を判別することが可能である。
なお、被加熱物Ｃの調理状態を判別するために用いる食物の構成要素は上記「水」に限定されるわけではなく、「水」以外の他の構成要素であっても良い。
そして、加熱調理器１の電磁波発生部１５が放射する電磁波Ｅの周波数は３ＴＨｚ以下であることが望ましい。これにより、加熱空間である加熱室３の内部が高温になったときに発生する熱輻射の影響を少なくすることが可能である。
また、加熱調理器１が加熱室３の内部の気体を外部に排出するための排気部６を備えているので、加熱室３の内部の水蒸気や他の気体による電磁波Ｅの吸収の影響が小さくなる。したがって、被加熱物Ｃが有する水分量の検出をより正確に行うことが可能になる。
また、加熱調理器１が被加熱物Ｃの周辺の湿度を検知する湿度検知部８を備え、ＣＰＵ１３は湿度検知部８が検知した湿度を用いて電磁波検出部１６が出力する信号を補正する。これにより、被加熱物Ｃに当たり反射または散乱した電磁波Ｅの検出信号に対して被加熱物Ｃの周辺の水蒸気による電磁波Ｅの吸収を補正することができる。したがって、被加熱物Ｃが有する水分量の検出を正確に行うことが可能になる。
また、加熱調理器１が被加熱物Ｃの温度を検知する温度検知部７を備え、ＣＰＵ１３は温度検知部７が検知した温度を用いて電磁波検出部１６が出力する信号を補正する。これにより、被加熱物Ｃに当たり反射または散乱した電磁波Ｅの検出信号に対して被加熱物Ｃの温度変化による電磁波Ｅの吸収率の変化を補正することができる。したがって、被加熱物Ｃが有する水分量の検出を正確に行うことが可能になる。
また、ＣＰＵ１３は被加熱物Ｃが有する水分量、すなわち電磁波検出部１６が出力する信号の絶対値に基づいて被加熱物Ｃの調理状態を判別するので、被加熱物Ｃが有する検出対象である水の分子の量を判別できる。これにより、例えば被加熱物Ｃの表面の焦げ具合を識別することが可能である。
また、ＣＰＵ１３は電磁波検出部１６が出力する信号の時間変化に基づいて被加熱物Ｃの調理状態を判別するので、被加熱物Ｃが有する検出対象である水の分子の量が変化しているか否かを判別できる。これにより、例えば被加熱物Ｃの表面の焦げ具合を識別することが可能である。
また、加熱調理器１は電磁波検出部１６が出力する信号の時間変化量の予め定められた基準値ＲＳを有する。電磁波検出部１６の出力信号の時間変化量の基準値ＲＳと、電磁波検出部１６の出力信号の時間変化とを比較することにより、容易に被加熱物Ｃが有する水の分子の量が変化しているか否かを判別できる。これにより、例えば被加熱物Ｃの表面の焦げ具合が簡単に識別される。
また、加熱調理器１は温度検知部７の出力の予め定められた基準値を有し、被加熱物Ｃの調理開始後に温度検知部７の出力が前記基準値以上になったことを条件として被加熱物Ｃの調理状態を判別するための電磁波Ｅを被加熱物Ｃに向けて放射する。したがって、被加熱物Ｃが十分に加熱された後、被加熱物Ｃが有する水の分子の量が変化しているか否かを判別できる。これにより、被加熱物Ｃの表面の焦げ具合が適正に識別される。
また、加熱調理器１は加熱部５の動作を制御する制御部１２を備えているので、ＣＰＵ１３が判別した被加熱物Ｃの調理状態に基づいて加熱部５の動作を制御する。これにより、被加熱物Ｃの加熱品質を向上させることが可能である。
また、加熱調理器１は被加熱物Ｃの調理状態を表示する表示部１１を備えているので、ユーザーが被加熱物Ｃの調理状態を容易に確認することができる。
そして、本発明の上記実施形態の構成によれば、被加熱物Ｃに当たり反射または散乱した電磁波Ｅの強度を検出することで、被加熱物Ｃである食物の構成要素、例えば水分の量が分かる。したがって、本発明の加熱調理器１は被加熱物Ｃの外観からは識別できない調理状態を把握することが可能である。それに基づいて被加熱物Ｃに対する加熱を好適に制御して加熱品質の向上を図ることが可能な加熱調理器１を提供することができる。
次に、本発明の第２の実施形態に係る加熱調理器について、図７を用いて説明する。図７は加熱調理器の概略垂直断面正面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は図１〜図６を用いて説明した前記第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、図面の記載及びその説明を省略するものとする。
第２の実施形態に係る加熱調理器１は、図７に示すように電磁波発生部１５及び電磁波検出部１６が加熱室３の下方に配置されている。加熱室３の内部には底板３ａから離れた上方で被加熱物Ｃを支持するための支持部材であるプレート状の支持台１７が設けられている。これにより、被加熱物Ｃは加熱室３の内部の上下方向の略中央部に存在している。
そして、電磁波発生部１５は上方の被加熱物Ｃに向けて電磁波Ｅを放射するとともに、異なる２箇所に向けて電磁波Ｅ１、Ｅ２を放射する。電磁波発生部１５が放射する一方の電磁波Ｅ１は下側から被加熱物Ｃに当たり、他方の電磁波Ｅ２被加熱物Ｃではない箇所に当たる。正確に言えば、電磁波Ｅ１は被加熱物Ｃの支持台１７との接触箇所に当たり、電磁波Ｅ２は支持台１７の被加熱物Ｃとの非接触箇所（支持台１７の下面）に当たる。電磁波Ｅ１、Ｅ２は放射経路、すなわち電磁波発生部１５から電磁波検出部１６までの経路の長さが略同じである。
なお、電磁波発生部１５が２箇所に向けて放射する電磁波Ｅ１、Ｅ２を各々異なるタイミングで放射するので、電磁波検出部１６は１個で電磁波Ｅ１、Ｅ２の各々を個別に検出することができる。
また、支持台１７は電磁波Ｅを透過する材料で形成されている。例えば、支持台１７の材料としては陶磁器、ガラス、プラスチックなどを用いれば良い。なお、可視光線によって被加熱物の調理状態を検出する場合には支持台が透明である必要がある。しかしながら、上記実施形態では支持台１７が透明である必要がないので、支持台１７に用いる材料の選択の幅が広くなる。
このようにして第２の実施形態の構成によれば、電磁波発生部１５から電磁波Ｅが異なる２箇所に向かって放射され、それら各々の電磁波Ｅに対応する複数の検出信号を電磁波検出部１６が出力するので、加熱調理器１は被加熱物Ｃに当たった電磁波Ｅ１と、当たっていない電磁波Ｅ２との検出信号を得る。２箇所から得られる電磁波Ｅ１、Ｅ２の検出信号を比較することより、検出される被加熱物Ｃの水分量の正確さを高めることができる。
そして、上記のように２箇所に向かって放射される各々の電磁波Ｅ１、Ｅ２の放射経路の長さが略同じである。したがって、放射経路の長さが略同じである電磁波Ｅ１、Ｅ２の差分をとることにより、被加熱物Ｃの温度や被加熱物Ｃの周辺の水蒸気の影響を受けた電磁波Ｅ１、Ｅ２の検出信号を補正することができる。
また、異なる２箇所に向かって放射される電磁波Ｅ１、Ｅ２が、被加熱物Ｃの支持台１７との接触箇所と、支持台１７の被加熱物Ｃとの非接触箇所とに当たる。したがって、これらの箇所に当たった電磁波Ｅ１、Ｅ２の差分をとることにより、被加熱物Ｃの温度や被加熱物Ｃの周辺の水蒸気の影響を受けた電磁波Ｅ１、Ｅ２の検出信号を補正することができる。
なお、電磁波Ｅ１、Ｅ２各々に関してＣＰＵ１３が演算した単位時間当たりの電磁波検出部１６の検出信号の差分の絶対値に基づいて制御部１２が加熱部５を制御する場合、支持台１７の温度変化による誤差を補正することが望ましい。支持台１７の温度は例えばサーミスタなどの温度センサーを新たに設けて測定すれば良い。
また、被加熱物Ｃを支持する支持部材として、支持台１７に代えて他の容器を用いても構わない。容器の材料は支持台１７の材料と同様である。この場合、電磁波Ｅ１、Ｅ２はその容器に向けて放射され、それぞれ被加熱物Ｃの容器との接触箇所と、容器の被加熱物Ｃとの非接触箇所とに当たるようにする。
また、電磁波Ｅはその放射箇所が２箇所に限定されるわけではなく、３箇所以上に放射することにしても良い。例えば、被加熱物Ｃの全体に向けて電磁波Ｅを放射しても良い。
次に、本発明の第３の実施形態に係る加熱調理器について、図８を用いて説明する。図８は加熱調理器の概略垂直断面正面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は前記第１及び第２の実施形態と同じであるので、これらの実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、図面の記載及びその説明を省略するものとする。
第３の実施形態に係る加熱調理器１は、図８に示すように加熱室３の底板３ａから離れた上方で被加熱物Ｃを支持するためのプレート状の支持台１７を備える。被加熱物Ｃは支持台１７の上に載置されている。
そして、第１電磁波発生部１８及び第１電磁波検出部１９が加熱室３の上方に配置されている。第１電磁波発生部１８が下方の被加熱物Ｃに向けて放射した電磁波Ｅ１は被加熱物Ｃの上側で反射または散乱して第１電磁波検出部１９で検出される。電磁波Ｅ１は被加熱物Ｃの支持台１７との非接触箇所に当たる。
また、第２電磁波発生部２０及び第２電磁波検出部２１が加熱室３の下方に配置されている。第２電磁波発生部２０が上方の被加熱物Ｃに向けて放射した電磁波Ｅ２は被加熱物Ｃの下側で反射または散乱して第２電磁波検出部２１で検出される。電磁波Ｅ２は被加熱物Ｃの支持台１７との接触箇所に当たる。
電磁波Ｅ１の放射経路、すなわち第１電磁波発生部１８から第１電磁波検出部１９までの経路の長さと、電磁波Ｅ２の放射経路、すなわち第２電磁波発生部２０から第２電磁波検出部２１までの経路の長さとが略同じである。
このようにして第３の実施形態の構成によれば、異なる２箇所に向かって放射される電磁波Ｅ１、Ｅ２が、被加熱物Ｃの支持台１７との接触箇所と、被加熱物Ｃの支持台１７との非接触箇所とに当たる。したがって、これらの箇所に当たった電磁波Ｅ１、Ｅ２の差分をとることにより、被加熱物Ｃの温度や被加熱物Ｃの周辺の水蒸気の影響を受けた電磁波Ｅ１、Ｅ２の検出信号を補正することができる。これにより、被加熱物Ｃが有する水分量の正確さを一層高めることが可能である。
また、例えば加熱の前後において被加熱物Ｃのある箇所の調理状態がほぼ変化しないときに、この箇所の検出信号を基準として、被加熱物Ｃの温度や被加熱物Ｃの周辺の水蒸気の影響を受け易い他の箇所の電磁波Ｅの検出信号を補正することができる。
なお、電磁波Ｅ１、Ｅ２各々に関してＣＰＵ１３が演算した単位時間当たりの電磁波検出部１６の検出信号の差分の絶対値に基づいて制御部１２が加熱部５を制御する場合、支持台１７の温度変化による誤差を補正することが望ましい。支持台１７の温度は例えばサーミスタなどの温度センサーを新たに設けて測定すれば良い。
また、電磁波Ｅはその放射箇所が２箇所に限定されるわけではなく、３箇所以上に放射することにしても良い。例えば、被加熱物Ｃの全体に向けて電磁波Ｅを放射しても良い。
次に、本発明の第４の実施形態に係る加熱調理器について、図９を用いて説明する。図９は加熱調理器の概略垂直断面正面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は図１〜図６を用いて説明した前記第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、図面の記載及びその説明を省略するものとする。
第４の実施形態に係る加熱調理器１は、図９に示すように電磁波検出部１６が加熱室３の下方の略中央部に配置されている。すなわち、電磁波発生部１５と電磁波検出部１６とが加熱室３を挟んで互いに対向するように配置されている。電磁波発生部１５が下方の被加熱物Ｃに向けて放射した電磁波Ｅは加熱室３の底板３ａの上に載置された被加熱物Ｃを通過した後に電磁波検出部１６で検出される。
この第４の実施形態のような構成であっても、加熱調理器１は被加熱物Ｃに当たり通過して強度が変化した電磁波Ｅを検出することで、被加熱物Ｃが有する水分量の変化を識別することができる。したがって、加熱調理器１は被加熱物Ｃの外観からは識別できない調理状態を判別することが可能である。
また、加熱調理器１は被加熱物Ｃに当たり通過した電磁波Ｅの検出信号に対して被加熱物Ｃの周辺の水蒸気による電磁波Ｅの吸収を補正することができる。さらに、被加熱物Ｃに当たり通過した電磁波Ｅの検出信号に対して被加熱物Ｃの温度変化による電磁波Ｅの吸収率の変化を補正することができる。これらにより、被加熱物Ｃが有する水分量の検出を正確に行うことが可能になる。
次に、本発明の第５の実施形態に係る加熱調理器について、図１０を用いて説明する。図１０は加熱調理器の概略垂直断面正面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は前記第１〜第４の実施形態と同じであるので、これらの実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、図面の記載及びその説明を省略するものとする。
第５の実施形態に係る加熱調理器１は、図１０に示すように加熱室３の底板３ａから離れた上方で被加熱物Ｃを支持するためのプレート状の支持台１７を備える。被加熱物Ｃは支持台１７の上に載置されている。また、電磁波発生部１５が加熱室３の上方に配置されている。
そして、第１電磁波検出部１９が加熱室３の上方に配置されている。電磁波発生部１５が下方の被加熱物Ｃに向けて放射した電磁波Ｅは被加熱物Ｃの上側で反射または散乱して電磁波Ｅ１として第１電磁波検出部１９で検出される。
また、第２電磁波検出部２１が加熱室３の下方に配置されている。電磁波発生部１５が下方の被加熱物Ｃに向けて放射した電磁波Ｅは被加熱物Ｃを通過して電磁波Ｅ２として第２電磁波検出部２１で検出される。
この第５の実施形態のような構成であっても、加熱調理器１は被加熱物Ｃに当たり反射または散乱または通過して強度が変化した電磁波Ｅ１、Ｅ２を検出することで、被加熱物Ｃが有する水分量の変化を識別することができる。したがって、被加熱物Ｃが有する水分量の正確さを高めることが可能である。
次に、本発明の第６の実施形態に係る加熱調理器について、図１１を用いて説明する。図１１は加熱調理器の概略垂直断面正面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は前記第１〜第５の実施形態と同じであるので、これらの実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、図面の記載及びその説明を省略するものとする。
第６の実施形態に係る加熱調理器１は、図１１に示すように加熱室３の底板３ａから離れた上方で被加熱物Ｃを支持するためのプレート状の支持台１７を備える。被加熱物Ｃは支持台１７の上に載置されている。また、電磁波検出部１６が加熱室３の下方に配置されている。
そして、第１電磁波発生部１８が加熱室３の上方に配置されている。第１電磁波発生部１８が下方の被加熱物Ｃに向けて放射した電磁波Ｅ１は被加熱物Ｃを通過して電磁波検出部１６で検出される。
また、第２電磁波発生部２０が加熱室３の下方に配置されている。第２電磁波発生部２０が上方の被加熱物Ｃに向けて放射した電磁波Ｅ２は支持台１７の下面で反射または散乱して電磁波検出部１６で検出される。
この第６の実施形態のような構成であっても、加熱調理器１は被加熱物Ｃに当たり通過して強度が変化した電磁波Ｅ１と、被加熱物Ｃに当たっていない電磁波Ｅ２とを検出することで、被加熱物Ｃが有する水分量の変化を識別することができる。したがって、被加熱物Ｃが有する水分量の正確さを高めることが可能である。
次に、本発明の第７の実施形態に係る加熱調理器について、図１２及び図１３を用いて説明する。図１２は加熱調理器の概略垂直断面正面図、図１３は加熱調理器の調理動作を示すフローチャートである。なお、この実施形態の基本的な構成は前記第１〜第６の実施形態と同じであるので、これらの実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、図面の記載及びその説明を省略するものとする。
第７の実施形態に係る加熱調理器１は、図１２に示すように電磁波発生部１５が加熱室３の上方に配置され、電磁波検出部１６が加熱室３の下方に配置されている。電磁波発生部１５は電磁波検出部１６が検出可能な２箇所に電磁波Ｅ１、Ｅ２を放射する。
電磁波Ｅ１は被加熱物Ｃの周縁部の外側を通過して電磁波検出部１６で検出される。電磁波Ｅ２は被加熱物Ｃの周縁部の内側を通過して電磁波検出部１６で検出される。しかしながら、電磁波Ｅ２は被加熱物Ｃが有する水分により吸収されて調理前または調理初期では電磁波検出部１６で検出されず、加熱調理の進行とともに被加熱物Ｃの水分が減少して被加熱物Ｃを通過して検出されるようになる。
このこと利用して、例えば加熱調理前に被加熱物Ｃの全体に電磁波Ｅを放射し、電磁波検出部１６によって電磁波Ｅが検出できる位置と検出できない位置との境界をＣＰＵ１３に演算させて記憶部１４等に記憶させる。そして、加熱調理の途中においても同様に被加熱物Ｃの全体に電磁波Ｅを放射し、上記境界が記憶された位置から予め設定された距離だけ移動した場合に、制御部１２により加熱源５を制御して加熱を終了させるなどすれば良い。すなわち、ＣＰＵ１３は電磁波検出部１６による電磁波Ｅの検出可能な位置の変化に基づいて被加熱物Ｃの調理状態を判別する。
なお、被加熱物Ｃに対する電磁波Ｅの放射位置が変化するようにしても良い。すなわち、加熱調理前は電磁波Ｅが通過せず、加熱調理後は電磁波Ｅが通過する被加熱物Ｃの位置の設定方法を、上記のように被加熱物Ｃに電磁波Ｅを放射することにより探索して設定しても良い。
また、電磁波Ｅの放射位置を指示する指示部２２を設けても良い。指示部２２は照明などにより構成され、電磁波Ｅの放射位置に可視光線Ｆを照射することによりユーザーが電磁波Ｅの放射位置を確認できるようにする。なお、図１２に描画した二点鎖線矢印は指示部２２が照射する可視光線Ｆを示している。そして、指示部２２による指示位置を基準にして、加熱調理前は電磁波Ｅが通過せず、加熱調理後は電磁波Ｅが通過する被加熱物Ｃの位置を調整しても良い。
続いて、この加熱調理器１の調理動作について、図１３に示すフローに沿って説明する。図１３は加熱調理器１の調理動作を示すフローチャートである。なお、この動作フローは一例であり、加熱調理器１の動作がこれに限定されるわけではない。
加熱調理器１の加熱室３の内部に調理物としての被加熱物Ｃが収容されて扉４が閉鎖されると（図１３のスタート）、調理状態の判別用の電磁波Ｅが電磁波発生部１５から被加熱物Ｃに向けて放射され、その電磁波Ｅの検出が電磁波検出部１６にて試みられる（図１３のステップ＃２０１）。
ＣＰＵ１３は被加熱物Ｃに向けて放射された電磁波Ｅが電磁波検出部１６にて検出できる位置と検出できない位置との境界を演算する（ステップ＃２０２）。この境界の位置をＰ0とする。
次に、加熱調理器１は操作部１０からユーザーによって調理開始の指示を受け付けたか否かを判別する（ステップ＃２０３）。調理開始の指示を受け付けていない場合（ステップ＃２０３のＮｏ）、ステップ＃２０２で境界位置Ｐ0を演算してから一定時間が経過したか否かを判別する（ステップ＃２０４）。なお、ここで述べた一定時間は予め定められて記憶部１４等に記憶されている。
そして、ユーザーによって調理開始が指示されるまでステップ＃２０３〜＃２０４を繰り返して一定時間が経過すると（ステップ＃２０４のＹｅｓ）、加熱調理器１はユーザーによる調理指示がなかったものとして調理動作を終了させる（図１３のエンド）。
ステップ＃２０３においてユーザーの指示により調理が開始された場合（ステップ＃２０３のＹｅｓ）、制御部１２が加熱部５を制御して被加熱物Ｃの加熱を開始する（ステップ＃２０５）。そして、温度検知部７により被加熱物Ｃの温度が検知され、温度検知部７の出力が予め定められた基準値以上になる、すなわち被加熱物Ｃの温度が予め定められた一定温度以上になるまで加熱が継続される（ステップ＃２０６のＮｏ）。このステップ＃２０６により、被加熱物Ｃが十分に温度上昇していないことより状態が変化せず、調理動作が終了してしまうことを防止することができる。なお、ここで述べた一定温度は記憶部１４等に記憶されている。
被加熱物Ｃの温度が予め定められた一定温度以上になると（ステップ＃２０６のＹｅｓ）、調理状態の判別用の電磁波Ｅが電磁波発生部１５から被加熱物Ｃに向けて放射され、その電磁波Ｅの検出が電磁波検出部１６にて試みられる（ステップ＃２０７）。
ＣＰＵ１３は被加熱物Ｃに向けて放射された電磁波Ｅが電磁波検出部１６にて検出できる位置と検出できない位置との境界を演算する（ステップ＃２０８）。この境界の位置をＰCとする。
次に、ＣＰＵ１３は電磁波検出部１６によって電磁波Ｅが検出できる位置と検出できない位置との境界の加熱調理前の値Ｐ0と加熱調理途中の値ＰCとの距離が予め定められた基準値ＭＳ以上であるか否かを判別する（ステップ＃２０９）。なお、ここで述べた距離の基準値ＭＳは記憶部１４等に記憶されている。
境界位置Ｐ0とＰCとの距離が基準値ＭＳ以上である場合（ステップ＃２０９のＹｅｓ）、制御部１２が加熱部５を制御して被加熱物Ｃの加熱を終了する（ステップ＃２１０）。そして、加熱調理器１は調理動作を終了させる（図１３のエンド）。
一方、境界位置Ｐ0とＰCとの距離が基準値ＭＳ未満である場合（ステップ＃２０９のＮｏ）、予め定めた一定時間を経過するまで被加熱物Ｃの加熱を継続する（ステップ＃２１１）。なお、ここで述べた一定時間は記憶部１４等に記憶されている。
ステップ＃２１１において一定時間が経過すると（ステップ＃２１１のＹｅｓ）、ステップ＃２０７に戻って再度電磁波Ｅの放射及び検出が実行される。
このようにして第７の実施形態の構成によれば、電磁波検出部１６が被加熱物Ｃを通過する電磁波Ｅを検出するものであって、ＣＰＵ１３は被加熱物Ｃを通過する電磁波Ｅの電磁波検出部１６による検出可能な位置の変化に基づいて被加熱物Ｃの調理状態を判別する。すなわち、ＣＰＵ１３は電磁波検出部１６によって電磁波Ｅが検出できる位置と検出できない位置との境界を演算する。さらに、ＣＰＵ１３は調理前または調理初期において被加熱物Ｃを通過する電磁波Ｅを検出できない位置が、加熱調理の進行とともに被加熱物Ｃの水分が減少して変位することを演算する。したがって、ＣＰＵ１３は電磁波Ｅの電磁波検出部１６による検出可能な位置の変化に基づいて被加熱物Ｃの調理状態を判別することができる。
また、被加熱物Ｃに対して電磁波Ｅの放射位置が変化するようにすることにより、加熱室３の内部における被加熱物Ｃの配置に係る位置情報が得ることができる。これにより、被加熱物Ｃの調理状態を把握するために好適な被加熱物Ｃの位置に対して電磁波Ｅを放射することができる。したがって、被加熱物Ｃの調理状態の把握を正確に行うことが可能になる。
また、加熱調理器１は電磁波Ｅの放射位置を指示する例えば照明などで構成された指示部２２を備えているので、ユーザーが電磁波Ｅの放射位置を確認できる。これにより、被加熱物Ｃの調理状態を把握するために好適な被加熱物Ｃの位置に対して電磁波Ｅが当たるよう被加熱物Ｃを配置し易くなる。したがって、被加熱物Ｃの調理状態の把握を正確に行うことが可能になる。
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
例えば、上記実施形態では扉４によって閉鎖される加熱室３を備えるオーブンレンジや電子レンジなどといった加熱調理器１を例に掲げて説明したが、本発明の適用対象は加熱室を備える加熱調理器に限定されるわけではなく、ＩＨクッキングヒーターやホットプレートなどといった加熱室を備えない加熱調理器にも適用することが可能である。
本発明は、被加熱物に対して加熱調理を行う加熱調理器に利用することができる。例えば、オーブンレンジ、オーブントースター、ウォーターオーブン、グリル調理器、電子レンジ、炊飯器、ＩＨクッキングヒーター、ホットプレートなどに利用することができる。
１ 加熱調理器
２ 本体筐体
３ 加熱室
４ 扉
５ 加熱部
６ 排気部
７ 温度検知部
８ 湿度検知部
１０ 操作部
１１ 表示部
１２ 制御部
１３ ＣＰＵ（演算部）
１４ 記憶部
１５ 電磁波発生部
１６ 電磁波検出部
１７ 支持台（支持部材）
１８ 第１電磁波発生部
１９ 第１電磁波検出部
２０ 第２電磁波発生部
２１ 第２電磁波検出部
２２ 指示部
Ｅ 電磁波

Claims (9)

  1. 被加熱物を加熱する加熱部と、
    前記被加熱物の調理状態の判別のために前記被加熱物に向けて１００ＧＨｚ以上１２０ＴＨｚ以下の周波数の電磁波を放射する電磁波発生部と、
    前記電磁波発生部が放射した前記電磁波を検出する電磁波検出部と、
    前記電磁波を検出した前記電磁波検出部が出力する信号に基づいて前記被加熱物の調理状態を判別する演算部と、
    前記被加熱物の周辺の湿度を検知する湿度検知部と、
    を備え、
    前記演算部は前記湿度検知部が検知した前記湿度を用いて前記電磁波検出部が出力する前記信号を補正することを特徴とする加熱調理器。
  2. 前記被加熱物の温度を検知する温度検知部を備え、
    前記演算部は前記温度検知部が検知した前記温度を用いて前記電磁波検出部が出力する前記信号を補正することを特徴とする請求項１に記載の加熱調理器。
  3. 前記電磁波が異なる複数箇所に向かって放射され、それら各々の前記電磁波に対応する複数の前記信号を前記電磁波検出部が出力し、異なる複数箇所に向かって放射される各々の前記電磁波の放射経路の長さが略同じであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加熱調理器。
  4. 異なる複数箇所に向かって放射される前記電磁波が、前記被加熱物の前記被加熱物を支持する支持部材との接触箇所と、前記支持部材の前記被加熱物との非接触箇所とに当たることを特徴とする請求項３に記載の加熱調理器。
  5. 異なる複数箇所に向かって放射される前記電磁波が、前記被加熱物の前記被加熱物を支持する支持部材との接触箇所と、前記被加熱物の前記支持部材との非接触箇所とに当たることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の加熱調理器。
  6. 前記電磁波検出部が前記被加熱物を通過する前記電磁波を検出するものであって、
    前記演算部は前記被加熱物を通過する前記電磁波の前記電磁波検出部による検出可能な位置の変化に基づいて前記被加熱物の調理状態を判別することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の加熱調理器。
  7. 前記電磁波の放射位置が変化することを特徴とする請求項６に記載の加熱調理器。
  8. 前記電磁波の放射位置を指示する指示部を備えることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の加熱調理器。
  9. 前記温度検知部の出力の予め定められた基準値を有し、
    前記被加熱物の調理開始後に前記温度検知部の出力が前記基準値以上になったことを条件として前記被加熱物の調理状態を判別するための前記電磁波を前記被加熱物に向けて放射することを特徴とする請求項２〜請求項８のいずれか１項に記載の加熱調理器。
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