JPH0798123A

JPH0798123A - 調理装置

Info

Publication number: JPH0798123A
Application number: JP24453793A
Authority: JP
Inventors: Takuo Shimada; 拓生嶋田; Shunichi Nagamoto; 俊一長本; Masahiro Nitta; 昌弘新田; Hideki Terasawa; 秀樹寺沢
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1995-04-11
Anticipated expiration: 2017-08-19
Also published as: JP3316961B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は食品の表面温度を非接触で測定する
調理装置に関するもので、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ことを目的とする。【構成】フレネルレンズ８ｅが食品２から放射される
輻射熱を効率よく集光するので狭い感温視野を持つ温度
検出手段８が形成される。特にサーモパイル８ｂの構成
として放射状で１００対の熱電対素子を配列しこの熱電
対素子の温接点８５がフレネルレンズ８ｅの光軸上に近
接しているので、フレネルレンズ８ｅの光軸を中心に感
度が集中する。すなわちサーモパイルの出力はフレネル
レンズ８ｅの光軸上にある食品２の特定部分にのみ急峻
な指向特性を持つことになる。よって食品２の平均的な
温度でなく食品２の各部分の温度を個別に測定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子レンジなどの食品の
自動調理に関し、特に食品の表面温度を非接触で測定す
る赤外線検出手段を備えた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５で示すように、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制御手段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を電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は例えば１素子のサーモパ
イル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。温度検出手段６の一例を図６示す。温
度検出手段６はケース６ａに収納され、サーモパイル６
ｂ、センサ窓６ｃ及びケース６ａに設けられた小孔６ｄ
は同心的に位置している。センサ窓６ｃによってサーモ
パイル６ｂの感温視野角はαに規制されている。この感
温視野角αは感度向上を考慮して７０゜〜１２０゜と大
きくしている。しかしながら電子レンジなどの調理装置
ではこの温度検出手段６の取付位置が測定対象の食品２
から離れているために、ケース６ａに例えば直径１ｃｍ
程度の小孔６ｄを設け、感温視野角をβ（２０゜〜３０
゜程度）に絞っている。電子レンジの場合、開口部を小
孔６ｄにするのは電波漏洩を防止する意味もある。

【０００６】図７に示すように、温度検出手段６と測温
対象である食品２との距離Ｌが３０ｃｍ、感温視野角β
が２０゜であるとすると、感温視野はＤ＝２＊Ｌ＊ｔａｎ（β／２）＝２＊３０＊ｔａｎ１０゜（１）により直径Ｄが約１０．６ｃｍなる広い円形（斜線で示
す領域）となる。

【０００７】サーモパイル６ｂは食品２から放射される
輻射熱（赤外線）を受光し熱電変換する熱電対素子を多
対設けている。熱電対素子は食品２から放射される輻射
熱によって温接点と冷接点との間に生じたわずかな温度
差を起電力として取り出し増幅後、さらに冷接点温度補
償によって食品２の温度に換算出力する。温度換算の構
成は広く知られているものである。（例えば「トランジ
スタ技術増刊、温度・湿度センサ活用ハンドブック」；
トランジスタ技術編集部編、ＣＱ出版社、１９８８
年。）

【０００８】温度検出手段６としてサーモパイルを用い
る場合、焦電型素子などと比べチョッパが不要なので安
価に構成できる反面、感度は大きくないという課題があ
る。

【０００９】サーモパイル６ｂの構成は例えば特開平２
−１９６９３３号公報に示されている。図８はサーモパ
イル６ｂ要部を裏側からみた平面図（表側から赤外線が
入射する場合）であるが、有機膜６１の表側に赤外線を
吸収するための正方形の板状の金ブラック６２が配置さ
れ、有機膜６１の裏側で金ブラック６２に対応する位置
に熱電対素子６３が設けられている。熱電対素子６３は
電極６４、６４間を接続する導電性材料で構成されてい
て、金ブラック６２の各辺に対応した４箇所の折り畳み
部を有している。すなわち、金ブラック６２の１つの辺
に沿って、内側と外側との間を交互に往復するように折
り畳まれ、各折り畳み部毎に２つの異種金属（例えばビ
スマスとアンチモン）が交互に直列に接続されている。
この異種金属の接合部６５、６６は一方が金ブラック６
２の内部に位置していて、赤外線により温度上昇した金
ブラック６２つまり赤外線の光量を検知する温接点６５
になっている。また他方は金ブラック６２の外側に位置
していて、基準温度となる冷接点６６となっている。６
７は冷接点６６の温度を補償するサーミスタである。し
たがって異種金属の接合部である温接点６５と冷接点６
６とに生じる電位差を集積してなる電圧値が両端の電極
６４、６４間に生じ、その電圧値から温接点６５の温度
を検出するようになっている。このようにして、感度が
大きくないという課題を解決している。

【００１０】またサーモパイル６ｂからの出力電圧は図
９に示すような指向特性を持つ。図９において横軸は感
温視野角であり金ブラック６２の正方形の対角方向に対
応している。縦軸はサーモパイルからの出力電圧をパー
セント表示化したものである。このように感温視野角β
の内側でも中心軸０゜からの角度に応じて感度が大きく
異なることがわかる。最も感度の高いのは中心軸０゜上
ではなく、温接点６５が配列されている位置に対応した
外周部（図９では±５゜近辺）である。これは熱電対素
子６３の配列に大きく依存している。図８からもわかる
ように温接点６５が金ブラック６２の中心点から離れて
いるために、中心軸０゜上の感度はかなり小さい（図９
では最大感度の６０％程度）。またこの指向特性は熱電
対素子６３の配列が四角なので中心軸０゜を中心とする
同心円状の感度分布にはならない。

【００１１】

【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感温視野に
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、赤外線センサの感温視
野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。

【００１２】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。

【００１３】一方、サーモパイルを応用した産業用放射
温度計の一部には熱電対の配列を放射状多対にして指向
特性を向上させたものはあるが、全体の構成が複雑かつ
高価である。調理装置に搭載するには重量が大きく駆動
しにくい、漏洩する電波を防止できない、耐熱性に欠け
るなど様々な課題があった。

【００１４】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。

【００１５】

【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
の食品から放射される輻射熱を集光する集光レンズと、
この集光レンズで集めた食品からの輻射熱を熱電変換す
るために放射状多対の熱電対素子を配列したサーモパイ
ルと、このサーモパイルの出力に応じ前記加熱手段を制
御する制御手段とを備えサーモパイルの温接点を前記集
光レンズの光軸上に略一致する場所に配置したものであ
る。

【００１６】またこの集光レンズはフレネルレンズから
なることを特徴とするものである。また加熱手段による
食品への非加熱時に前記食品から前記集光レンズに放射
される輻射熱を遮断する遮断手段を備えたものである。

【００１７】さらに集光レンズ及びサーモパイルを一体
化して駆動する駆動手段と、この駆動手段によって移動
したサーモパイルからの複数の出力に基づき食品の複数
の温度分布を測定する温度分布測定手段と、この温度分
布測定手段の出力に応じ加熱手段を制御する制御手段を
備えたものである。

【００１８】また、制御式が加熱制御量（Ｗ）＝Ｋ₁（Ｔ−食品の平均温度）−Ｋ
₂（食品の温度格差）Ｔ：設定温度（℃）、Ｋ₁、Ｋ₂：定数にしたがい制御手段が加熱手段を制御する構成とした。

【００１９】

【作用】本発明は上記した構成によって、集光レンズが
食品から放射される輻射熱を集光するために、感度を損
なわないで狭い感温視野を持つ温度検出手段が形成され
る。特にサーモパイルの構成として放射状多対の熱電対
素子を配列しこの熱電対素子の温接点が集光レンズの光
軸上に略一致するので、集光レンズの光軸を中心に感度
が集中する。すなわちサーモパイルの出力は集光レンズ
の光軸上にある食品の特定部分にのみ急峻な指向特性を
持つことになる。

【００２０】またこの集光レンズはフレネルレンズから
なるために、シリコンなど赤外線を透過する無機材料を
研磨するレンズと比べ成形が容易で、薄く、軽く、また
安価に構成できる。

【００２１】また食品への非加熱時に食品から集光レン
ズに放射される輻射熱を遮断する遮断手段を備えること
で、食品から飛散する汚れや蒸気が集光レンズに付着し
ない。また加熱手段あるいは食品からの熱によって集光
レンズが変形することもなくなる。

【００２２】また、集光レンズ及びサーモパイルを一体
化して駆動する駆動手段と、この駆動手段によって移動
したサーモパイルからの複数の出力に基づき食品の複数
の温度分布を測定する温度分布測定手段を備えることで
加熱に伴う食品の温度分布変化を２次元熱画像の形で把
握することになる。

【００２３】さらにこの温度分布測定手段の出力や設定
温度との差に応じ加熱手段を制御する制御手段を備える
ことで、食品の温度ムラ、食品の最高温度、最低温度な
どに応じたきめ細かい加熱制御（加熱制御量や加熱時
間、加熱パターンの調節など）が実現される。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜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用
いる。

【００２５】図１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の温度を検出する温度検出手段８、この温度検
出手段８を調理室１の近傍で４０゜連続的に往復回転さ
せる駆動手段９を備えている。またこの駆動手段９によ
って感温視野が順次切り替えられた温度検出手段８から
の多数の出力に基づいて食品２の多数の温度分布を測定
する温度分布測定手段１０と、この温度分布測定手段１
０に応じ加熱手段５を制御する制御手段１１を備え、さ
らに加熱手段５による食品２への非加熱時に食品２から
温度検出手段８に放射される輻射熱を遮断する遮断手段
１２を備えている。

【００２６】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を電波加熱する場合常時
食品２を回転させるターンテーブルであり、１０秒間で
１周する。

【００２７】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。

【００２８】温度検出手段８は例えば１素子のサーモパ
イル型の赤外線センサで構成され、調理室１の天井面に
設けられた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。温度検出手段８は例えば図２のように
示される。温度検出手段８は断熱性の高い樹脂ケース８
ａに収納されている。サーモパイル８ｂは通常ＴＯ−５
あるいはＴＯ−１８と呼ばれる熱伝導性の高いアルミニ
ウム性のキャン８ｃに内蔵され、赤外線を透過するセン
サ窓８ｄを介して測温対象から放射される輻射熱を検出
する。ここでサーモパイル８ｄの冷接点温度はキャン８
ｃに熱結合されている。

【００２９】センサ窓８ｄの外側には赤外線を透過する
ポリエチレンからなる薄型（０．３ｍｍ厚程度）のフレ
ネルレンズ８ｅが設けられ、フレネルレンズ８ｅは、ア
ルミニウムなどの熱伝導率の高い材質（例えばアルミニ
ウム）からなるレンズホルダー８ｆによって保持される
とともに、キャン８ｃと熱結合されている。レンズホル
ダー８ｆは赤外線の反射を防ぐため（つまり輻射率を高
めるため）黒色塗装されており、常に均一な温度となる
ような構成である。またサーモパイル８ｄの冷接点は、
キャン８ｃ、レンズホルダーさらにフレネルレンズ８ｅ
と熱結合されていることで、熱容量を大きくし温度変動
を抑えるとともに、測温対象からの輻射熱によりフレネ
ルレンズ８ｅが受熱した場合この温度変化を速やかに冷
接点温度に伝える効果を持っている。もちろんフレネル
レンズ８ｅは薄型化することでできるだけ受熱しにくい
構成にもなっている。

【００３０】またレンズホルダーは樹脂ケース８ａ及び
空気層によって断熱され、温度検出手段８外部の雰囲気
温度変動の影響をあまり受けない構成としている。樹脂
ケース８ａの開口部には階段状の遮光ネジを設け、迷光
などによる測温対象以外からの輻射熱がフレネルレンズ
８ｅに入射することを防止している。この樹脂ケースの
８ａ内側は輻射率を高くするため黒体塗装されているの
に対し、外側は輻射率が低くなるよう白色となってい
る。これは測温対象である食品２から放射された輻射熱
によって樹脂ケース８ａが暖められにくくするためであ
る。

【００３１】感温視野角βはフレネルレンズ８ｅによっ
て３゜に絞っている。小孔を設けることで感温視野角β
を絞る従来の実施例では、せいぜい２０゜程度が限界で
あるのに対し、非常に狭い感温視野を持つ温度検出手段
８が形成される。今、温度検出手段８と測温対象である
食品２との距離Ｌが３０ｃｍ、感温視野角βが３゜であ
るとすると、感温視野はＤ＝２＊Ｌ＊ｔａｎ（β／２）＝２＊３０＊ｔａｎ１．５゜（２）により直径Ｄが約１．６ｃｍなる狭い円形（斜線で示す
領域）となる。これは感温視野角βが２０゜であった時
と比べ直径Ｄで約０．１５倍、感温視野面積Ｓで約０．
０２２倍となる値であるが、これは食品２の各部分の温
度を測定する空間分解能として適切な値である。

【００３２】サーモパイル８ｂ要部を裏側からみた平面
図（表側から赤外線が入射する場合）を図３に示す。有
機膜８１の表側に赤外線を吸収するための円形の板状の
金ブラック８２が配置され、有機膜８１の裏側で金ブラ
ック８２に対応する位置に熱電対素子８３が設けられて
いる。熱電対素子８３は電極８４、８４間を接続する導
電性材料で構成されていて、金ブラック８２の中心点を
囲むように１００対の折り畳み部（図３では１５対のみ
図示）を有している。各折り畳み部では２つの異種金属
（例えばビスマスとアンチモン）が内側と外側との間を
交互に往復するように放射状に１００対直列に接続され
ている。この異種金属の接合部８５、８６は一方が金ブ
ラック８２の内部で金ブラック８２の中心点近傍に位置
していて、赤外線により温度上昇した金ブラック８２つ
まり赤外線の光量を検知する温接点８５になっている。
また他方は金ブラック８２の外側に位置していて、基準
温度となる冷接点８６となっている。８７は冷接点８６
の温度を補償するサーミスタである。したがって異種金
属の接合部である温接点８５と冷接点８６とに生じる電
位差を集積してなる電圧値が両端の電極８４、８４間に
生じ、その電圧値から温接点８５の温度を検出するよう
になっている。金ブラック８２の直径はフレネルレンズ
８ｅの焦点距離ｆ及び感温視野角β（３゜）を元に測温
対象がフレネルレンズ８ｅを介して金ブラック８２上に
結像する像高を元に定められている。金ブラック８２及
び温接点８５の熱容量を小さく、基準温度となる冷接点
８６の熱容量を大きくなるように構成され、温接点８５
と冷接点８６との熱の授受は出来るだけ２つの異種金属
を伝わる伝導熱のみによって行うよう有機膜８１は断熱
材料で構成されている。

【００３３】またサーモパイル８ｂからの出力電圧は図
４に示すような指向特性を持つ。図４において横軸は感
温視野角であり、縦軸はサーモパイルからの出力電圧を
パーセント表示化したものである。実線で示したのはフ
レネルレンズ８ｅを設けなかった場合で、放射状に１０
０対直列に熱電対素子を接続したサーモパイル８ｂ自身
の有する指向特性を示し、点線はフレネルレンズ８ｅを
設け測温視野を絞った場合の総合的な指向特性を示して
いる。これは温接点８５が金ブラック８２の中心点に近
接しているために、中心軸上の感度が最大となってい
る。またこの指向特性は熱電対素子８３の配列が円形な
ので中心軸０゜を中心とする同心円状の感度分布になっ
ている。ここでフレネルレンズ８ｅの光軸とサーモパイ
ル８ｂ中の金ブラック８２の中心点は一致させるものと
する。

【００３４】フレネルレンズ８ｅを設けた場合、感温視
野角βが小さいだけでなく、両端で急峻に感温しにくく
なっている。つまり感温する領域と感温しない領域が明
確に分離される。

【００３５】フレネルレンズ８ｅを用いることで測温対
象からの輻射熱（赤外線）を効率よく集光するので、サ
ーモパイル８ｂの出力感度を向上しつつ温視野角βを３
゜に絞ることが出来る。またシリコン、ゲルマニウム、
フッ化バリウム、フッ化カルシウムなどの無機材料で赤
外線を透過するレンズを構成するのでなくポリエチレン
樹脂を用いたので成形が容易で薄く、軽く、また安価に
できる。研磨なども不要で量産しやすい。フレネルレン
ズを用いる場合の注意点として、入射光線の画角が大き
くなるにつれてフレネルレンズの立ち上がり面による光
線のけられが増大し、その結果周辺光量（入射光線の画
角が大きい位置からの光量）が低下することが知られて
いるが、サーモパイル８ｂの構成として放射状で多対の
熱電対素子８３を配列しこの熱電対素子８３の温接点８
５がフレネルレンズ８ｅ光軸上に略一致するので、フレ
ネルレンズ８ｅ光軸上の感度が最大となり測温対象の温
度に対応する出力電圧を効率よく得ることができる。つ
まりフレネルレンズ８ｅも光軸（中心軸）近傍を通過す
る赤外線ほど光量が大きくなるので、サーモパイル８ｂ
の有する指向特性と組み合わせることで、測温対象から
の輻射熱を効率よく集められる。

【００３６】図１において９は加熱手段５による食品２
の加熱開始から完了までの間、温度検出手段８を調理室
１の近傍で連続的に往復回転させる駆動手段である。駆
動手段９は温度検出手段８が周波数２Ｈｚで（つまり５
００ｍｓで１往復するように）調理台４の回転軸を中心
に２０゜ずつ首を振るようモーター、プーリーを備え、
タイミングベルトを介して温度検出手段８に接続されて
いる。温度検出手段８は常時測温対象となる食品２の温
度を電圧信号として温度分布手段１０に伝えている。温
度検出手段８の回転軸を調理室１の近傍に設けたこと
で、調理室１の天井部に設ける開口部は小さく抑えられ
る。

【００３７】温度分布手段１０では温度検出手段８から
伝えられる電圧信号を５０ｍｓごとにサンプリングし、
２００点の温度データを１画面として温度分布を測定す
る。なぜなら５００ｍｓで１往復する１次元方向の走査
を２０回繰り返すとちょうど調理台４も１周する（＝１
０秒経過する）ので、収集された２００点の温度データ
は２次元熱画像の各画素に対応づけられるからである。
温度分布検出手段１０は収集されたこの２００点の温度
データから、食品２の最高温度と最低温度を抽出し、制
御手段１１に出力する。２００点の温度データは５００
ｍｓごとに更新され、その都度食品２の最高温度と最低
温度を出力するものとする。つまり１０秒間で新しい１
画面の２次元熱画像が得られる構成で、最初の１画面分
の２次元熱画像を収集後（＝最初の１０秒以降）は５０
０ｍｓごとに（＝１０点の温度データごとに）最新デー
タと置換していくものである。これにより制御手段１１
における動作が１０秒（＝調理台４が１周する度）に１
回といった遅い判定でなく迅速に行えるので食品２の出
来映え精度が向上するという効果がある。

【００３８】ところでここで温度検出手段８の構成とし
て１素子のサーモパイルを用いこれを回転走査させ、さ
らに調理台４が回転することを利用して２次元熱画像を
得るものとしたが、多素子のサーモパイルを１次元状に
並べ多数の温度データを同時に検出するものでも構わな
い。駆動手段９による温度検出手段８の駆動方式も回転
に限らない。例えば調理室１の天井面に複数の孔を１列
に設け、温度検出手段８を水平移動させつつ複数の孔か
ら食品の多数の温度を検出してもよい。

【００３９】また駆動手段９と遮断手段１２を兼用し、
食品２の温度を測定しない場合、温度検出手段８を９０
゜回転させることで調理室１から断熱するものでもよ
い。

【００４０】制御手段１１は５００ｍｓごとに温度分布
検出手段１０から伝えられる食品２の最低温度が所定値
を越えかつ最高温度が他の所定値を越えた場合に食品２
への加熱を完了させる。また食品２の温度格差（最高温
度−最低温度）に応じて加熱手段５から出力する加熱制
御量を調節することで、均質な加熱を達成している。

【００４１】例えば食品２を６０℃一定で長時間連続加
熱（保温）したい場合、加熱手段５から出力する加熱制
御量Ｐ［Ｗ］を加熱制御量Ｐ［Ｗ］＝Ｋ₁（６０［℃］−食品２の平均
温度）−Ｋ₂（食品２の温度格差［℃］）（Ｋ₁、Ｋ₂は定数）とすればよい。これにより食品２全体が６０℃からかけ
離れて低い時は強力に加熱する一方、食品２の温度格差
が大きくなってくると、加熱を抑制するような動作が実
現できる。もちろん時間の項を含めたＰＩＤ制御などを
かけることで、食品２の温度ムラ、出来映えのばらつき
をさらに小さく抑えてもよい。ここでＫ₁、ｋ₂は実験に
よって定めることができる。

【００４２】１２は、加熱手段５による食品２への非加
熱時には食品２から温度検出手段８に放射される輻射熱
を遮断する遮断手段であり、食品２から飛散する汚れや
蒸気がフレネルレンズに付着しないように構成されてい
る。また遮断手段は、加熱手段５あるいは食品２からの
熱によって温度検出手段８に設けられているフレネルレ
ンズ８ｅや樹脂ケース８ａが変形することを防いでい
る。

【００４３】ポリエチレンの熱変形温度は８０℃程度で
あるが温度検出手段８によって食品２の温度が所定温度
以上検出された場合に遮断手段１２が食品２から温度検
出手段８に放射される輻射熱を遮断させる構成でもよ
い。

【００４４】上記構成において、フレネルレンズ８ｅが
食品２から放射される輻射熱を効率よく集光するので狭
い感温視野を持つ温度検出手段８が形成される。特にサ
ーモパイル８ｂの構成として放射状で１００対の熱電対
素子を配列しこの熱電対素子の温接点８５がフレネルレ
ンズ８ｅの光軸上に近接しているので、フレネルレンズ
８ｅの光軸を中心に感度が集中する。すなわちサーモパ
イルの出力はフレネルレンズ８ｅの光軸上にある食品２
の特定部分にのみ急峻な指向特性を持つことになる。よ
って食品２の平均的な温度でなく食品２各部分の温度を
個別に測定できる。

【００４５】特に集光レンズがポリエチレンのフレネル
レンズ８ｅからなるために、シリコン、ゲルマニウム、
フッ化バリウム、フッ化カルシウムなど赤外線を透過す
る無機材料を研磨するレンズと比べ成形が容易で、薄
く、軽く、また安価に構成できる。

【００４６】また食品２への非加熱時に食品２からフレ
ネルレンズ８ｅに放射される輻射熱を遮断する遮断手段
１２を備えることで、食品２から飛散する汚れや蒸気が
フレネルレンズ８ｅに付着しない。また加熱手段５ある
いは食品２からの熱によってフレネルレンズ８ｅが変形
することもなくなる。よって温度検出手段８で測定され
る食品２の温度を常に精度よく測定することができる。

【００４７】さらに温度分布測定手段１０は、駆動手段
９によって回転移動する温度測定手段８からの複数の出
力に基づき食品２を２次元熱画像の形で把握し、加熱に
伴う食品２の最高温度、最低温度の変化を即時に制御手
段１１に出力し、この温度分布測定手段手段１０の出力
に応じ加熱手段５を制御する制御手段１１を備えること
で、食品２の温度ムラ、最高温度、最低温度に応じたき
め細かい加熱制御が実現される。結果として食品２の種
類や形状、個数、置きかたなどに左右されることなく、
更に食品２の温度ムラなどに応じたきめ細かい加熱制御
により出来映えにバラツキのない自動調理ができる効果
がある。

【００４８】

【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。

【００４９】（１）集光レンズの光軸を中心にサーモパ
イルの感度が集中することで食品各部分の温度を個別に
測定できるので、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各部分の温度に応じた加熱
によって出来映えにバラツキのない自動調理ができる。

【００５０】（２）集光レンズがフレネルレンズからな
るために、シリコンなど赤外線を透過する無機材料を研
磨するレンズと比べ成形が容易で、薄く、軽く、また安
価に構成できる。

【００５１】（３）食品から飛散する汚れや蒸気が集光
レンズに付着せず、また集光レンズが熱によって変形す
ることもないので食品の温度を精度よく測定できる。

【００５２】（４）加熱に伴う食品の温度分布変化を２
次元熱画像の形で検出できるので、食品の最高温度、最
低温度、温度ムラなどに応じたきめ細かい加熱制御によ
り出来映えにバラツキのない自動調理ができる効果があ
る。

【００５３】（５）食品の温度と設定温度との差および
加熱中の食品の温度差を考慮して、加熱手段と制御手段
が制御するので、迅速にかつきめ細かい自動調整ができ
る。

【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構成
を示すブロック図

【図２】同実施例における温度検出手段の構成を示す断
面図

【図３】同実施例におけるサーモパイル要部を示す平面
図

【図４】同実施例における温度検出手段の指向特性を示
す図

【図５】従来の調理装置の構成を示すブロック図

【図６】同実施例における温度検出手段の構成を示す断
面図

【図７】同実施例における温度検出手段の感温視野を示
す図

【図８】同実施例におけるサーモパイル要部を示す平面
図

【図９】同実施例における温度検出手段の指向特性を示
す図

【符号の説明】

２食品５加熱手段８温度検出手段８ｂサーモパイル８ｅ集光レンズ（フレネルレンズ）９駆動手段１０温度分布測定手段１１制御手段１２遮断手段

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】食品を加熱する加熱手段と、前記食品から
放射される輻射熱を集光する集光レンズと、前記集光レ
ンズで集めた前記食品からの輻射熱を熱電変換するため
に放射状多対の熱電対素子を配列したサーモパイルと、
前記サーモパイルの出力に応じ前記加熱手段を制御する
制御手段とを備え、前記サーモパイルはその温接点が前
記集光レンズの光軸に略一致するように配設された調理
装置。
【請求項２】前記集光レンズはフレネルレンズからなる
ことを特徴とする請求項１記載の調理装置。
【請求項３】前記加熱手段による前記食品への非加熱時
に前記食品から前記集光レンズに放射される輻射熱を遮
断する遮断手段を備えた請求項１記載の調理装置。
【請求項４】前記集光レンズ及び前記サーモパイルを一
体化して駆動する駆動手段と、前記駆動手段によって移
動した前記サーモパイルからの複数の出力に基づき前記
食品の複数箇所の温度分布を測定する温度分布測定手段
と、前記温度分布測定手段の出力に応じ前記加熱手段を
制御する制御手段を備えた請求項１記載の調理装置。
【請求項５】制御式が加熱制御量（Ｗ）＝Ｋ₁（Ｔ−食品の平均温度）−Ｋ
₂（食品の温度格差）Ｔ：設定温度（℃）、Ｋ₁、Ｋ₂：定数にしたがい制御手段が加熱手段を制御する請求項１ない
し請求項４記載の調理装置。