JPH0755154A

JPH0755154A - 加熱調理装置

Info

Publication number: JPH0755154A
Application number: JP19760093A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ishihara; 正弘石原; Yasutaka Noguchi; 泰孝野口; Makoto Oda; 誠織田; Tomokazu Ebata; 智一江端; Ikuo Yoshihara; 郁夫吉原
Original assignee: Hitachi Home Tech Ltd
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 1993-08-10
Filing date: 1993-08-10
Publication date: 1995-03-03

Abstract

(57)【要約】【目的】食品の種類と量に関わらず、適切な自動調理
を行う。【構成】加熱室３で食品２を加熱し、加熱調理時に発
生するガスの変化をガスセンサ１３で、湿度の変化を絶
対湿度センサ１４で、食品表面からの反射光レベルの変
化を光センサ１７でそれぞれ検知し、マイコン２１を用
いて信号処理を行い、各センサ１３、１４、１７の検知
信号のパターンとマイコン２１に記憶されている教師パ
ターンの差に基づいて、食品分別手段２２により食品２
の分別を行い、分別した食品２に対して、あらかじめ設
定された加熱スケジュールで加熱するように加熱制御手
段２３を動作させて自動調理を行うので、簡単な構成で
食品の分別ができ、食品に対応した自動調理ができるの
で、使い勝手がよく、調理の失敗がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、センサを備えた加熱調
理装置に係り、特に食品に応じた加熱スケジュールによ
り自動調理のできる機能を備えた加熱調理装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、加熱室内に収納された食品を加熱
して自動的に調理を行う加熱調理装置例えば電子レン
ジ、オーブンレンジ等では食品の温めの場合のように、
調理用食品からの加熱生成物、例えばガス、蒸気、表面
温度等の各種の物理量の変化を計算し、加熱開始時から
の変化が予め設定したレベルに到達したら加熱を制御す
る仕上がり検知方式や、特開平2−287020 号公報に示さ
れるように、加熱時の蒸気変化率に基づいて食品量判定
を行う方法、更に特公平4−12368号公報に示されるよう
に、被調理食品の調理状態を検知するセンサの出力と、
予め設定された調理の制御モードに応じた自動調理を行
う方法や、食品の重量を計測し、重量に対応して予め設
定された加熱条件を選択して加熱を行うなどの自動調理
方法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来方法では、
調理済みの食品を温めるような簡単な加熱調理の場合は
有効な自動調理手段であるが、未調理の状態から加熱調
理を行う、例えばグリル調理やオーブン調理にあって
は、食品によって加熱条件が異なるため、食品毎に専用
のメニューキーを設け、食品種類に対応した加熱を行う
等の方法によらないかぎり、正確な自動調理ができない
という問題があった。

【０００４】本発明の目的は、食品の種類と量に関わら
ず適切な自動調理を行うことができる加熱調理装置を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の加熱調理装置は、食品を収納する加熱室
と、この加熱室内の食品を加熱調理するための加熱手段
と、加熱室内の温度を検知するための温度センサと、食
品の加熱によって生じるガス濃度の変化を検知するため
のガスセンサと、食品の加熱によって生じる湿度の変化
を検知するための絶対湿度センサと、食品表面からの反
射光レベルの変化を検知する光センサと、これらのセン
サの検知信号を処理する信号処理手段と、予め設定され
た加熱スケジュールに従って加熱を制御する加熱制御手
段と、それぞれのセンサの検知信号（以下センサ出力と
云う）の単独又は組合せによる出力特性変化パターン
を、予め記憶手段に記憶させたパターンと比較し、パタ
ーンマッチング結果から食品の分別を行う食品分別手段
を備え、食品分別手段は、加熱調理開始時におけるガス
センサによる出力特性変化（以下特徴点と云う）パター
ンをパターンマッチングにより評価して食品群を大別
し、更に、調理の進行に伴って変化する加熱室内温度、
ガス、絶対湿度及び光センサの出力パターンを認識して
個別食品の分別を行い、その結果に基づいて加熱制御を
行うようにしたものである。

【０００６】

【作用】本発明における加熱調理装置は、上記のように
ガスセンサを含む複数のセンサを備え、第一段階におい
てガスセンサにより、また第一段階以降では、調理の進
行に伴って変化するこれらのセンサ出力の特徴点を抽出
して、それぞれのセンサ出力の特徴点のパターンを基準
パターンと比較し、パターンマッチング度合を評価し、
評価結果から加熱調理途中で食品を分別して、食品に適
合した加熱制御条件を設定して、以後の加熱を行うこと
によって自動的な調理を行うことができる。従って、従
来のように加熱調理装置の表示部に、食品毎の加熱用入
力キーを用意する必要がなく、少ない加熱用キーで加熱
調理対象食品を分別し、食品に応じた加熱調理を自動的
に行うことができるので、表示部及び加熱のための操作
が簡略化できるので、ユーザが取扱い易く調理の失敗が
ないなどの利点を有する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図によって説明
する。

【０００８】図１は本発明による加熱調理装置の構成図
である。図において１は加熱調理手段である加熱調理装
置の本体、２は食品、３は食品２を収納する加熱室であ
り、４は食品２を載置する載置台である。載置台４は支
持台５、回転軸６を介して載置台回転用モータ７によっ
て回転する機構となっている。８は、例えば食品の重量
に対応した変位を生じる板ばねからなる弾性体と、この
弾性体の変位を検出する磁石と、複数の半導体磁電変換
素子とからなる検出部と、この検出部の検出した変位か
ら食品の重量を検出する重量センサである。

【０００９】加熱室の天井面の近傍には食品２をオーブ
ン調理又はグリル調理するための、例えば電気ヒータか
らなる第一の加熱手段９が配置されている。

【００１０】加熱室３の側壁面１０ａには、小孔からな
る開口部１１ａがあり、その近傍に付設されたケース１
２内面には、食品２の加熱によって発生するガスの濃度
を検出するためのガスセンサ１３と、加熱室３内雰囲気
の湿度を検出する絶対湿度センサ１４が取り付けられて
いる。１５はケース１２の上方に設けられた排気口で、
吸気口（図示せず）から加熱室３に取り込まれ、加熱さ
れた食品２から発生する湿気を含む雰囲気は、センサ面
を通って、排気口１５から加熱室３外へ放出される。

【００１１】一方、加熱室３の側壁面１０ｂには、開口
部１１ｂがあって、加熱室３内を照明するための光源１
６の光が通過する。１７は光源１６より食品２に照射さ
れた光の反射光を検出するための光センサである。１１
ｃは反射光が通過するための開口部である。

【００１２】また側壁面１０ｂには、加熱室３内の雰囲
気温度を計測し、加熱制御条件を決定するための、例え
ばサーミスタよりなる温度センサ１８が配設されてい
る。

【００１３】１９は食品２を高周波加熱するための第二
の加熱手段としての高周波発振器、２０は導波管であ
る。

【００１４】２１はマイクロコンピュータ（以下マイコ
ンと略称する）からなる信号処理手段で、ＣＰＵ２１
ａ、ＲＯＭ２１ｂ、ＲＡＭ２１ｃを有する。２２は前記
信号処理手段２１を含む食品分別手段で、食品２の加熱
モードを選択して入力するための入力スイッチ２４、加
熱時間を計測するタイマ部２５が設けられている。

【００１５】２３はマイコン２１の指令により載置台回
転用モータ７、電気ヒータ９、高周波発信器１９を制御
する加熱制御手段である。

【００１６】次に、調理手順と、センサ出力の計測手段
の詳細について、第一の加熱手段であるヒータ加熱によ
る調理の場合について、図１により説明する。

【００１７】まず、加熱室３内に食品２を入れ、ドア
（図示せず）を閉じ、加熱室３の上方に配置されている
電気ヒータ９により食品２を加熱する。加熱により食品
２からはガスが発生するとともに水分が蒸発し、ガスや
蒸発した水分を含む湿った雰囲気は、開口部１１ａか
ら、ケース１２内のガスセンサ１３及び絶対湿度センサ
１４のセンサ面を通過した後、排気口１５から外部に放
出されるが、この間、ガスセンサ１３は加熱途中におけ
る発生ガスの濃度に対応したセンサ出力を出力する。同
様に絶対湿度センサ１４は、加熱途中の絶対湿度の変化
に対応したセンサ出力を出力する。光センサ１７は、食
品２の加熱に伴って変化するセンサ出力を逐次出力す
る。また、温度センサ１８も、加熱開始からの加熱室３
内温度に対応したセンサ出力を逐次出力する。

【００１８】検出されたセンサ出力は増幅され、Ａ／Ｄ
変換器（図示せず）によりディジタル信号に変換され
て、信号処理手段であるマイコン２１に送られる。マイ
コン２１を含む食品分別手段２２は、マイコン２１によ
りセンサ出力の特徴点を抽出してそのパターンを求め、
あらかじめマイコン２１のＲＯＭ２１ｂに記憶されてい
る教師パターンと比較し、両パターンが良くマッチング
したら、その特徴点を持つ食品２であることを認識して
食品２を分別し、分別した食品２に対してあらかじめ設
定された加熱スケジュールを選択し、その制御信号によ
って加熱制御手段２３を動作させる。

【００１９】次に検出されたセンサ出力による食品２の
加熱制御及び食品分別方法について説明する。

【００２０】図２は、本発明における食品分別方法を説
明するための食品分別システムのフローチャートであ
り、詳細にはオーブン加熱により食品２を加熱調理する
場合における、各種センサのセンサ出力に基づいて食品
２の分別を行う方法の説明図で、手順は次の通りであ
る。

【００２１】まず、調理用食品２の加熱室３内の載置台
４上に置き、ドア（図示せず）を閉じて加熱調理を開始
し、加熱開始当初の食品２から発生するガスのセンサ出
力をガスセンサ１３により測定し、加熱時間とガスのセ
ンサ出力或いは加熱室３内温度とガスのセンサ出力の関
係から特徴点を抽出してパターンを求め、予めマイコン
２１のＲＯＭ２１ｂに記憶されている教師パターンと比
較してパターンマッチング度合を評価し、評価値の適合
度から食品群Ａを分別する。そして若しこの段階で評価
値が基準値に対し適合しないと判断された食品群Ｂにつ
いては引き続き加熱を続行し、加熱室３内温度と絶対湿
度センサ出力電圧の相関関係を特徴点として抽出し、パ
ターンマッチング度合を評価し、適合度から食品Ｂ1を
分別する。更に不適合なら加熱を続行し、加熱室３内温
度と、加熱途中に食品２から発生する湿度による絶対湿
度センサ出力電圧の関係を特徴点として抽出し、パター
ンマッチング度合を評価し、食品Ｂ2、Ｂ3を分別する。

【００２２】このようにして分別された調理用食品２
は、それぞれの食品２に対応して設定された加熱制御手
段２３の制御条件に基づいて、加熱調理が行われる。

【００２３】次に、食品分別システムにおけるガスセン
サ１３による食品分別方法について説明する。

【００２４】図３は、本発明におけるガスセンサ出力測
定回路図であって、２６はガスセンサ、Ｒ1は基準抵抗
である。

【００２５】図４は、食品２の加熱開始当初のガスセン
サ出力の変化を示すガスセンサ出力特性図である。図に
おいて、２７はアルコール成分を含んでいる食品２の特
性曲線、また２８はアルコール成分を含まない食品２の
特性曲線であって、アルコールを含む食品２はガスセン
サ２６がアルコールに感度を有するのでセンサ出力の立
ち上がりが急であり、一方、アルコールを含まない食品
２のガスセンサ出力の立ち上がりは緩やかである。

【００２６】図５、図６は、図４のガスセンサ出力特性
によりパターンを認識して食品２を分別する方法につい
て説明するための特性図である。

【００２７】ここで図５に示すように、図４の特性曲線
２７における調理時間ｔ0に対応する時間ｔ10をデータ
抽出の開始時間、同じくｔ1に対応する時間ｔ11を終了
時間とした特徴点を抽出する。そしてモデル化した教師
パターン２９と、ガスセンサ出力（いずれも最小値＝
０、最大値＝１．０の相対値で表す）から特徴点を抽出
し、パターンマッチング法によって選びだされた時間ｔ
10からｔ11までの実測パターン３０によって挟まれた面
積を比較し、その面積をもって評価値とし、評価値が予
め設定した基準値より小さい、すなわち、それぞれ固有
の食品によって得られている評価値に近いほど、評価が
良いものとして、その固有食品が特定される。この場
合、アルコールを含む食品群が固有食品として特定され
る。

【００２８】一方、図６に示すように、図４の特性曲線
２８における時間ｔ0に対応する抽出開始時間ｔ10、ｔ1
に対応する時間ｔ11を終了時間とし、教師パターン２９
と実測パターン３１に挟まれた面積を比較したとき、そ
の評価値が設定値より大きいときは、図５で分別された
食品２とは異なる食品２であると判断する。

【００２９】次に絶対湿度センサ出力の測定方法と、こ
の測定方法を利用した食品分別方法について説明する。

【００３０】図７は本発明における絶対湿度センサ出力
測定回路で、３１は感湿素子、３２は温度補償素子、３
３は差動増幅器、Ｒ2〜Ｒ5は感度調節用の抵抗である。

【００３１】図８は絶対湿度センサ出力測定回路により
測定した絶対湿度センサ出力によるパターンマッチング
を利用した食品分別方法についての説明図である。

【００３２】図において、３４は加熱室３内温度と絶対
湿度センサ出力の関係を示す特性曲線である。加熱室３
内温度と絶対湿度センサ出力は相関があり、加熱室３内
温度の上昇に伴って湿度センサ出力は増加するが、途中
の段階で食品により屈折点を有するものと有しないもの
がある。これは食品２の水分によって決まるものであ
り、この屈曲点を含む時間ｔ2とｔ3の間の特性曲線のパ
ターンを認識することにより食品２の分別ができる。

【００３３】図９は、図８の特性曲線３４についてパタ
ーンマッチングの評価を行う方法の説明図である。図に
おいて時間ｔ12はｔ2に対応するデータ抽出の開始時
間、ｔ13はｔ3に対応する終了時間である。そしてこの
ｔ12〜ｔ13の間の屈折点を含む範囲を特徴点として抽出
して、モデル化した教師パターン３５と、パターンマッ
チング法によって選びだされた、時間ｔ12からｔ13まで
の実測パターン３６によって挟まれた面積を比較し、そ
の面積をもって評価値とし、評価値と基準値を比較して
固有食品を特定する。

【００３４】次に、絶対湿度センサ出力によるパターン
マッチングを利用した、他の食品分別方法について説明
する。

【００３５】図１０は、図８より加熱室３内温度が更に
高温の領域における、加熱室３内温度と絶対湿度センサ
出力の関係を示す特性図で、３７はその推移を示す特性
曲線である。食品２を加熱したとき、食品２からは湿度
が放出されるが、加熱を続行すると放出される湿度は最
大値を経て減少或いは平衡状態を保持する。そこでこの
湿気の最大値近傍の絶対湿度センサ出力特性のパターン
を特徴点とし、この特徴点を含む調理時間ｔ4とｔ5の間
の特性曲線のパターンを認識することにより食品２の分
別ができる。

【００３６】図１１は、図１０の特性曲線３７について
パターンマッチングの評価を行う方法の説明図である。
図において、時間ｔ14はｔ4に対応するデータ抽出の開
始時間、ｔ15をｔ5に対応する終了時間とする。そし
て、このｔ14〜ｔ15間のパターンマッチング法によって
選びだされた時間ｔ14からｔ15までの実測パターン３９
によって挟まれた面積を比較し、その面積をもって評価
値とし、評価値と基準値を比較して固有食品を特定す
る。

【００３７】以上述べた方法により食品２が分別される
と、以後は分別された食品２に対して、それぞれ設定さ
れた加熱スケジュールにより加熱を行うべく、加熱制御
手段２３を動作させることにより、自動的な加熱調理を
行うことができる。

【００３８】なお実施例では、センサとしてガスセンサ
１３、絶対湿度センサ１４及び温度センサ１８の検知信
号を利用する場合について説明したが、このほか光セン
サ１７によりパターンを認識し、食品２の形状に基づい
た教師パターンとのパターンマッチングにより食品２を
分別することもできる。

【００３９】一方、この加熱制御手段２３には、食品分
別以降の加熱残り時間（追加加熱時間）を設定したり、
分別した食品２の調理進行状態を表示し、或いは食品２
の加熱途中における反転を指示又は報知する手段を組み
合わせるなど、それぞれの食品２に対応した、予め設定
された食品加熱スケジュールを設定して加熱を行う加熱
制御手段２３を加えることにより、さらに使い勝手を向
上させることができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を得ることが
できる。

【００４１】(1）加熱室内温度を検出する温度センサ
と、食品の加熱に伴って生じるガスを検出するガスセン
サと、湿度を検出する絶対湿度センサと、食品表面から
の反射光を検知する光センサよりなる構成で、これらの
センサの特性を利用して食品分別を行い、分別した食品
に対応した加熱源の制御を行うことにより、複雑な加熱
条件を設定することなしに、確実な自動調理ができる。

【００４２】(2）少ない加熱入力キーで食品を分別して
調理を行うことができるので、調理操作が簡単になる。

【００４３】(3)複雑な表示部や、多数のキー入力手段
を必要としないので、安価である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す加熱調理装置の構成図
である。

【図２】同じく、食品分別システムのフローチャートで
ある。

【図３】同じく、ガスセンサ出力測定回路図である。

【図４】同じく、ガスセンサ出力特性図である。

【図５】同じく、ガスセンサ出力特性により食品を分別
する方法を説明するための特性図である。

【図６】同じく、ガスセンサ出力特性により食品を分別
する方法を説明するための特性図である。

【図７】同じく、絶対湿度センサ出力測定回路図であ
る。

【図８】同じく、絶対湿度センサの出力特性図である。

【図９】同じく、絶対湿度センサ出力特性により食品を
分別する方法を説明するための特性図である。

【図１０】同じく、別の絶対湿度センサ出力特性図であ
る。

【図１１】同じく、絶対湿度センサ出力特性により食品
を分別する方法を説明するための特性図である。

【符号の説明】

２食品３加熱室１３ガスセンサ１４絶対湿度センサ１６光源１７光センサ１８温度センサ１９高周波発信器２１信号処理手段（マイコン）２２食品分別手段２３加熱制御手段２６ガスセンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者江端智一茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者吉原郁夫茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加熱物である食品（２）を収納する加
熱室（３）と、この加熱室（３）内の食品（２）を加熱
調理するための加熱手段（９）（１９）と、加熱室
（３）内の温度を検知するための温度センサ（１８）
と、食品（２）の加熱によって生じるガス濃度の変化を
検知するためのガスセンサ（１３）と、食品（２）の加
熱によって生じる湿度の変化を検知するための絶対湿度
センサ（１４）と、食品（２）の表面からの反射光レベ
ルの変化を検出する光センサ（１７）と、これらのセン
サ（１３）（１４）（１７）（１８）の検知信号を処理
するための信号処理手段（２１）と、予め設定された加
熱スケジュールに従って加熱を制御する加熱制御手段
（２３）と、前記センサ（１３）（１４）（１７）（１
８）の検知信号の単独又は組合せによる出力特性変化パ
ターンを、予め記憶手段に記憶させたパターンと比較
し、パターンマッチング結果から食品（２）の分別を行
う食品分別手段（２２）とを備えたものにおいて、前記
食品分別手段（２２）は、加熱調理開始時に前記ガスセ
ンサ（１３）による出力特性変化パターンからパターン
マッチングにより食品群を大別し、大別された食品
（２）を、前記それぞれのセンサ（１３）（１４）（１
７）（１８）の特性パターンに基づき、パターンマッチ
ングにより個別に分別する手段であることを特徴とする
加熱調理装置。