JPH10238785A

JPH10238785A - 電子レンジ

Info

Publication number: JPH10238785A
Application number: JP4542297A
Authority: JP
Inventors: Hirotsugu Yano; 裕嗣矢野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1998-09-08
Anticipated expiration: 2017-02-28
Also published as: JP3364405B2

Abstract

(57)【要約】【課題】被加熱物が特別な条件を持つものである場合で
も対応でき、さらに被加熱物の形状情報の入手のみでな
くその他の情報の入手も可能となる画像センサ部を有す
る電子レンジを提供することを目的とする。【解決手段】加熱室内の被加熱物を撮像し得られた画像
データを用いて被加熱物に関する情報を認識する画像セ
ンサ部を有する電子レンジにおいて、被加熱物が冷凍食
品であることを入力データより検出又は自ら検出する検
出機能を有し、該検出機能により被加熱物が冷凍食品で
あると検出された場合は、前記画像センサ部は被加熱物
の形状と色彩を検出し、その形状と色彩に関して所定の
パターンとのマッチングを行うことにより被加熱物の種
類を認識するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子レンジの加熱室
内の被加熱物を撮像する画像センサ部を有する電子レン
ジに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、使用者の負担を少なくするた
めに、また各被加熱物に対して最適な加熱がなされるよ
うにするために、被加熱物に関する情報を画像センサよ
り入手しその情報に基づいて電源出力や加熱時間などの
加熱モードが自動で設定されるように構成されている電
子レンジが特開昭６０−１８１５２号公報（第１例）な
どに開示されている。このような電子レンジにおいて
は、使用者は加熱時間あるいは被加熱物の種類をキー入
力する必要がない。第１例の電子レンジは、画像センサ
の画像データより被加熱物の形状を認識し、その認識結
果に基づいて被加熱物の種類を決定し、それに合った加
熱制御を行うように構成されている。

【０００３】また、画像センサを用いて被加熱物の加熱
状態を監視し、その監視結果に応じて自動で加熱停止が
なされる自動加熱調理器が特開平１−３１０２３６号公
報（第２例）に開示されている。同公報において被加熱
物の加熱状態は、被加熱物の外形変化を検出することに
より監視している。この自動加熱調理器においては、加
熱時間等が始めにわからない被加熱物を加熱する場合で
も、使用者が被加熱物の加熱の状態を直接監視して加熱
停止の判断を行うことなく自動で加熱停止がなされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術における
加熱制御は、形状の認識や外形変化の認識結果に基づい
ており、例えば冷凍食品やラップがかけられた食品等形
状に特徴がなかったり形状変化が見られない特定の条件
を持つ食品については考慮されていない。よって、上記
従来技術の制御方法により特定の条件を持つ食品の加熱
を行った場合は、その食品に合った最適な加熱制御（仕
上がり）は期待できない。

【０００５】さらに、画像センサにより入手する被加熱
物に関する情報についても、形状以外の情報（例えば
色、材質、個数、重量等）をも入手することで、画像セ
ンサを有効に利用でき、かつ多くの情報に基づくことで
より適切な加熱制御を行うことが可能になると考えられ
る。しかしながら、それらのことについては、第１例に
おいて、画像センサのデータに基づいて色、個数等の認
識を行うとの記載があるがあるのみで、形状以外の情報
を入手するための具体的な方法や構成については言及さ
れていない。

【０００６】また、加熱中の被加熱物の状態を検出する
ような画像センサが構成されている電子レンジについて
は、例えば第２例（この場合は自動加熱調理器）がそう
であるが、外形状の変化の検知のみでは適切な加熱制御
を行うための情報として不十分である。

【０００７】本発明は、上記問題点を鑑みて、被加熱物
が特別な条件を持つものである場合でも対応でき、さら
に被加熱物の形状情報の入手のみでなくその他の情報の
入手も可能となる画像センサ部を有する電子レンジを提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、加熱室内の被加熱物を撮像し得られた画
像データを用いて被加熱物に関する情報を認識する画像
センサ部を有する電子レンジにおいて、被加熱物が冷凍
食品であることを入力データより検出又は自ら検出する
検出機能を有し、該検出機能により被加熱物が冷凍食品
であると検出された場合は、前記画像センサ部は被加熱
物の形状と色彩を検出し、その形状と色彩に関して所定
のパターンとのマッチングを行うことにより被加熱物の
種類を認識するように構成する。

【０００９】上記構成は、被加熱物が冷凍食品であった
場合のみ有効となる。尚、被加熱物が冷凍食品であるこ
とを検出する検出機能とは、例えば温度センサであって
もよい。その他、使用者のキー入力により被加熱物が冷
凍食品であることを知らせるような構成にしてもよい。
前記検出機能により、被加熱物が冷凍食品であることが
検出された場合は、画像センサ部は被加熱物の形状と色
彩を検出する。そして、その形状と色彩が予め記録され
ているどのマッチングパターンに一致するもしくは近い
かを検索し、冷凍食品の種類を認識する。

【００１０】尚、上記認識結果は電子レンジが加熱制御
を行うための情報にすることができる。つまり、電子レ
ンジにおいて各冷凍食品に対応する加熱モード（出力電
圧、加熱時間）を予め登録しておき、画像センサ部によ
る被加熱物である冷凍食品の種類認識結果に対応する加
熱モードで加熱が行われるように制御する構成とすれば
よい。

【００１１】また、市販の冷凍食品などについても、そ
のパッケージをマッチングパターンとして記憶しておく
ようにすることで、各冷凍食品の商品名まで認識され、
各商品毎に決められている加熱モードで加熱が行われる
ように自動制御する事ができる。

【００１２】請求項２の発明においては、加熱室内の被
加熱物を撮像し得られた画像データを用いて被加熱物に
関する情報を認識する画像センサ部を有する電子レンジ
において、前記画像センサ部が認識する情報は被加熱物
の表面状態と面構成と外形に関する情報の内の一つ以上
の情報であるように構成する。

【００１３】尚、表面状態の情報とは被加熱物の表面が
滑らかであるとか、ざらざらであるといった情報のこと
をいう。この情報は、画像データの輝度状態よりわか
る。ざらざらであれば、庫内灯の被加熱物の表面の内光
が当たる部分と当たらない部分が生じ、輝度状態がまだ
らになる。一方、滑らかであれば輝度状態は一様とな
る。

【００１４】面構成の情報とは、被加熱物が球形である
とか平面構成であるという情報のことをいう。この情報
は、画像データの輝度分布よりわかる。球形であれば、
球面に応じた輝度変化となり、予め球面である場合の輝
度変化を記録しておけば、その輝度変化に一致し球面で
あることがわかる。その他、さまざまな面構成に対応す
る輝度変化を記録しておき、検出した輝度変化がいずれ
の面構成のものと一致するかにより面構成を認識するこ
とができる。

【００１５】上記構成によると、画像センサ部は被加熱
物を表面状態と面構成と外形に関する情報の内の一つ以
上の情報で認識することになる。よって、認識する際の
データが単純である。これらの、認識結果をそのまま用
いて加熱制御するようにしてもよいし、表面状態から材
質を識別し（例えば滑らかなので皿である）、その識別
結果を用いて加熱制御するようにしてもよい。この場
合、用いるデータに対応する形で予め各被加熱物の加熱
モードを記録しておくようにする。

【００１６】請求項３の発明においては、加熱室内の被
加熱物を撮像し得られた画像データを用いて被加熱物に
関する情報を認識する画像センサ部を有する電子レンジ
において、被加熱物がパッケージに入っている食品で
あることを入力データより検出又は自ら検出する検出機
能を有し、該検出機能により被加熱物がパッケージに入
っている食品であると検出された場合は、前記画像セン
サ部は被加熱物のパッケージの文字を認識するように構
成する。

【００１７】上記構成は、被加熱物が市販のパッケージ
入りの食品であった場合のみ有効となる。尚、被加熱物
がパッケージに入っている食品であることを検出する検
出機能とは、例えば請求項２に記載されているように画
像センサ部が被加熱物を表面状態と面構成で認識するよ
うに構成し、予め市販のパッケージ入りの食品の表面状
態と面構成を記録しておきそれと一致するかを調べるこ
とにより検出するようにしてもよい。その他、操作者の
キー入力により市販のパッケージ入りの食品であること
を知らせ、その入力を検出する機能を有するような構成
にしてもよい。

【００１８】パッケージ入りの食品であった場合は、画
像センサ部がパッケージの文字を認識する。文字認識の
方法は、例えば予め文字の形状のパターンを記録してお
き、画像センサ部は画像データの内文字の部分だけを抜
き出して記録されているパターンとマッチングを行うこ
とにより文字を認識するような方法がある。全ての文字
を認識すれば被加熱物の商品名がわかる。電子レンジに
は、各商品名に対応する形で加熱モードを記録してお
き、それに基づいて加熱制御を行うようにすることがで
きる。

【００１９】請求項４の発明においては、加熱室内を照
らす庫内灯と加熱室内の被加熱物を撮像し得られた画像
データを用いて被加熱物に関する情報を認識する画像セ
ンサ部とを有する電子レンジにおいて、前記画像センサ
部は得られた画像データの内前記庫内灯の光が被加熱物
に当たることにより生じる影に関するデータを用いて被
加熱物の個数を認識するように構成する。

【００２０】上記構成によると、画像センサ部により被
加熱物の個数認識が行われる。被加熱物に庫内灯の光が
当たることにより生じる影は、輝度が小さく、色も決ま
った色なので判別し易い。その影の領域の数を数えるこ
とで個数認識を行うようにしてもよい。また、輝度信号
を用いて個数認識を行う場合は、影以外の部分との輝度
差がはっきりしない又は領域が小さすぎることも有り得
るので、影が重なるまで撮像を継続して、その重なった
領域の数を数えるようにすればよい。影の重なった領域
は、一段と輝度が小さく回りとの輝度差も大きくなる
し、重なり部分がある程度の大きさになるように調整す
れば判別し易いからである。

【００２１】請求項５の発明においては、電子レンジの
加熱室内を撮像し画像データを得る画像センサ部と被加
熱物の重量を算出する算出部を有する電子レンジにおい
て、前記算出部は、前記画像センサ部が画像データより
検出したターンテーブルの回転速度を、予め記録されて
いるターンテーブルの回転速度と被加熱物の重量の関係
式に当てはめて被加熱物の重量を算出する第１の算出手
段と、前記画像センサ部が画像データより検出したター
ンテーブルの回転開始時間を用いてターンテーブル駆動
信号が出力されてから前記回転開始が検出されるまでの
待機時間を検出し、該待機時間を予め記憶されている待
機時間と被加熱物の重量の関係式に当てはめて被加熱物
の重量を算出する第２の算出手段の内両方または一方の
算出手段を有するように構成する。

【００２２】被加熱物の重量はターンテーブル駆動部に
かかるトルクの大きさに比例する。本発明はこの関係を
利用したものである。トルクの大きさは画像センサ部の
データを用いても直接検出できないので、代わりにター
ンテーブルの回転速度あるいはターンテーブル駆動信号
が出力されてから実際にターンテーブルが回転し始める
までの待機時間を検出する。そして、上記の通り関係式
に当てはめれば被加熱物の重量が算出される。

【００２３】尚、本発明においては回転速度を用いる第
１の算出手段と、待機時間を用いる第２の算出手段の両
方で被加熱物の重量を算出するようにすればより正確な
値が算出されることになる。

【００２４】請求項６の発明においては、加熱室内の被
加熱物を撮像し得られた画像データを用いて被加熱物の
加熱状態を認識する画像センサ部を有する電子レンジに
おいて、被加熱物が冷凍の肉類又は魚類であることを入
力データより検出又は自ら検出する検出機能を有し、該
検出機能により被加熱物が冷凍の肉類又は魚類であると
検出された場合は、前記画像センサ部は画像データの色
彩の変化と輝度の変化の内両方または一方の変化を監視
することにより加熱状態を認識するように構成する。

【００２５】上記構成は、被加熱物が冷凍の肉類又は魚
類である場合のみ有効である。被加熱物が冷凍の肉類又
は魚類であることは、操作者のキー入力により知らせ、
これを検出する検出機能を有するようしてもよいし、請
求項１に記載されている構成と同様に、画像センサ部の
画像データをパターンマッチングすることで検出する機
能を有するようにしてもよい。

【００２６】例えば冷凍の肉類は、解凍が進むにつれて
肉汁が流出して、その水分により表面が滑らかになるの
で表面の輝度が変化する。また、色に関しても最初霜に
より白っぽかった色が、例えば肉類に関しては赤みを増
していき、解凍が終わっても加熱がつづくと煮えること
により灰色っぽくなる。よって、輝度や色の変化を監視
することで加熱状態を認識することができる。また、輝
度や色が予め記憶してある所定値に達したら解凍が終了
したと見なすようにするなど、加熱状態の認識結果を加
熱停止の判断材料とすることができる。

【００２７】請求項７の発明においては、加熱室内の被
加熱物を撮像し得られた画像データを用いて被加熱物の
加熱状態を認識する画像センサ部を有する電子レンジに
おいて、被加熱物がラップされているものであることを
入力データより検出又は自ら検出する検出機能を有し、
該検出機能により被加熱物がラップされているものであ
ると検出された場合は、前記画像センサ部はラップの膨
らみを画像データの輝度の変化より検出し被加熱物の加
熱状態を認識するように構成する。

【００２８】上記構成は、被加熱物がラップされている
ものである場合のみ有効である。ラップされているもの
であることは、操作者がキー入力により知らせそれを検
出するようにしてもよいし、画像センサ部の画像データ
よりラップを検出するようにしてもよい。ラップされて
いるもの、例えばスープ皿に入れられてラップがかけら
れているスープなど、加熱が進むとラップによる密閉領
域の圧力が上がる。よって、ラップが膨張する。したが
って、表面輝度が変化する。

【００２９】画像データより表面輝度の変化を監視すれ
ば、ラップの膨張の様子即ち内容物の加熱の状態がわか
ることになる。認識した加熱の状態は、加熱停止の判断
材料とすることができる。

【００３０】請求項８の発明においては、加熱室内を照
らす庫内灯と加熱室内を撮像し画像データを得る画像セ
ンサ部を有する電子レンジにおいて、前記画像センサ部
は画像データより加熱室内での炎の発生、煙発生、放電
現象または庫内灯の球切れの異常を検知するように構成
する。

【００３１】例えば被加熱物が燃焼した場合に炎や煙が
発生すると、炎や煙の輝度と色は特徴があり、かつ空気
流により揺れるので、被加熱物とは異なる画像データ領
域が生じ画像センサ部はこれを検知できる。また、放電
現象に関しても、輝度の異なる帯状の領域が存在するこ
とになり、画像センサ部はこれを検知できる。検知され
た場合はすぐに加熱を停止し、使用者に知らせるように
制御するなどの制御を行えばよい。また、庫内灯の電球
が切れた場合は、画像データでの被加熱物の認識が不可
能となる。よって、球切れしたことを検知できる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は第１〜第８の実施形態に共通
の電子レンジの概略構成図である。

【００３３】図１において、１６は被加熱物を出し入れ
する加熱室、７は被加熱物を置くターンテーブル、１は
ターンテーブル７上に置かれた被加熱物を撮像し画像デ
ータを得て処理を行う画像センサ部である。６はマグネ
トロンでここから放出された電磁波により被加熱物が加
熱される。１０は庫内灯で加熱室１６内を照らす。８は
ターンテーブル７を回転させるターンテーブル駆動部で
ある。２は主制御部で、キーボード部４や画像センサ部
１からの信号を受け取り、その信号に基づいてマグネト
ロン６の電源回路５を制御する。また、主制御部２は表
示部３や駆動トルク検出部９に対しても信号を送る。

【００３４】図２は、図１の画像センサ部１の構成を示
したブロック図である。尚、画像センサ部１と主制御部
２の関係についても図示した。図中の１７はターンテー
ブル７上の被加熱物からの可視光線を入力するイメージ
センサ（本実施形態ではカラーＣＭＤＳセンサを用いて
いる）で、１１はイメージセンサ１７から画像データが
与えられる前処理部である。前処理部１１でノイズ除去
の処理が行われた画像データは、Ａ／Ｄ変換部１２でデ
ジタル信号に変換されてから、信号処理部１３に与えら
れる。画像データは、信号処理部１３では輝度信号と色
信号に変換される。そして、それぞれの信号は画像処理
プロセッサ１５を介してフレームメモリ１４に記憶され
る。

【００３５】画像処理プロセッサ１５は、フレームメモ
リ１４に記憶されている信号を用いて、各種画像処理を
行うことにより、ターンテーブル７上の被加熱物に関す
る種々の情報を得る。そして、この得られた情報を電子
レンジの主制御部（本実施形態ではマイコンで構成され
ている）２に出力する。

【００３６】主制御部２ではこの情報を、図示しない各
種センサから入力されたデータや予め記憶されているデ
ータと比較補正することにより、加熱モードや加熱時間
を制御する。尚、１８、１９は画像処理プロセッサ１５
内に構成されているＣＰＵとメモリである。次に、本実
施形態の画像センサ部１の具体的な動作について説明す
る。

【００３７】〈第１の実施形態〉本実施形態の電子レン
ジは、被加熱物が冷凍食品である場合、その形状情報と
色彩情報の両方から被加熱物の種類を特定するものであ
る。被加熱物が冷凍食品である場合、使用者はキーボー
ド部４より冷凍食品であることを指定する所定のキー入
力を行う。この入力データを主制御部２が検出すると、
画像センサ部１に冷凍食品の種類を認識する動作を行う
ように指示する。

【００３８】指示を受けた画像センサ部１は、まずイメ
ージセンサ１７により被加熱物を撮像する。得られた画
像データを、輝度信号と色信号に分けてフレームメモリ
１４に格納する。ＣＰＵ１８は、この格納されているデ
ータの内、被加熱物の形状と色彩のパターンを画像処理
プロセッサ１５内のメモリ１９に予め記憶されている複
数の食品のマッチングパターンと比較し、どのマッチン
グパターンに一致するかもしくは近いかを判断する。そ
して、ＣＰＵ１８はその判断結果に基づいて食品の種類
を認識する。この認識結果は、主制御部２に与えられ
る。

【００３９】例えば、被加熱物が冷凍の肉の塊であると
する。このことは、被加熱物の形状と色彩のパターンを
メモリ１９内のパターンとマッチングを行い、輝度信号
から得られる形状情報と色信号から得られる色彩情報と
もに、予め記憶されている肉の塊のマッチングパターン
と一致することにより認識される。そして、このＣＰＵ
１８による認識結果は主制御部２に送られる。

【００４０】他の例として、被加熱物がパッケージに入
っている市販の食品であった場合も、各食品のパッケー
ジのマッチングパターンをメモリ１９に記憶しておけ
ば、その商品名まで判別できることになる。尚、被加熱
物が市販の冷凍食品で、そのパッケージの表面が霜によ
り見えないとき、ＣＰＵ１８は画像データよりこのこと
を判別し、主制御部２に知らせるようにする。主制御部
２は、霜が解けてパッケージの表面が見えるまで低出力
にて加熱を行うようにする。

【００４１】電子レンジの主制御部２は被加熱物の各種
類に対応した加熱モードを記憶しておき、種類認識結果
に対応する加熱モードで加熱を制御する。従って、各被
加熱物にとって、最適な加熱がなされることになる。例
えば、冷凍食品の場合には、マグロであれば半解凍、肉
類であれば全解凍となるような出力や加熱時間、市販の
冷凍食品であればその食品毎で決められている加熱モー
ドとなるように加熱を制御する。

【００４２】尚、加熱の制御を行う場合、被加熱物など
の重量情報も参照して加熱時間を決定することが望まし
い。重量認識に関しては、重量センサを設けるようにし
てもよいし、後述の第４の実施形態を採用するようにし
てもよい。

【００４３】〈第２の実施形態〉本実施形態の電子レン
ジは、画像センサ部１により被加熱物を表面状態と、外
形と、面構成で認識するものである。表面状態の情報
は、例えば被加熱物がお皿の上に載せられた食品である
場合に、これらを併せて認識しないようにするために得
る情報である。情報の内容は、大まかには表面がつるつ
る（滑らか）であるとかざらざらであるといったもので
ある。この情報は、表面の輝度状態より判断する。

【００４４】表面がざらざらであれば、庫内灯１０の光
が当たらない部分も生じ従って輝度状態が一様でなくな
る。つまり、庫内灯１０の光が当たらない部分は暗くな
る。これに対し、表面がつるつるであれば輝度状態は一
様となる。被加熱物がターンテーブル７上に載置され、
主制御部２から指示があるとイメージセンサ１７により
被加熱物が撮像され、その画像データはフレームメモリ
１４に格納される。

【００４５】ＣＰＵ１８は、フレームメモリ１４に格納
されている画像データから被加熱物の表面の輝度信号取
り出しメモリ１９に格納されているデータと比較して、
その表面状態を認識する。

【００４６】次にＣＰＵ１８は、被加熱物の外形情報を
認識する。まず、フレームメモリ１４に格納されている
画像データの内、輝度信号を微分する。そして、得られ
た微分データとメモリ１９のデータを比較して、どのデ
ータに一致するかを調べることにより外形を分類する。
例えば、四角形のデータに一致すればその外形は四角形
であると認識する。

【００４７】ＣＰＵ１８は更に、被加熱物の面構成を認
識する。これは、フレームメモリ１４内の輝度信号の輝
度分布をメモリ１９のデータと比較することにより認識
する。ここで面構成の情報とは、例えば球形であるとか
平面構成であるなどという情報のことをいう。球形であ
れば輝度が被加熱物の球面に対応した変化を含んだもの
となる。平面構成であれば輝度分布は一様な変化とな
る。ＣＰＵ１８は、その輝度分布をメモリ１９に格納さ
れているデータと比較し、例えば球形のものと一致すれ
ば被加熱物の面構成は球形であると認識する。

【００４８】ＣＰＵ１８は、上記で説明した被加熱物の
表面状態、外形、面構成の認識データを主制御部２に送
り、主制御部２ではその情報に基づいて被加熱物の加熱
モード（出力、時間）を自動設定する。

【００４９】尚、本実施形態において、被加熱物の表面
状態がつるつるで、外形が四角形で、面構成が平面構成
であると認識された場合は、市販のパッケージに入った
食品である可能性が高いのでそのパッケージ表面にかか
れている文字を認識する処理を行う。この場合、色信号
より文字に該当する部分が判断される。ＣＰＵ１８はそ
の部分の輝度信号と、メモリ１９に記憶されている文字
パターンを比較することにより、商品名を認識し、認識
データを主制御部２に伝える。主制御部２では、各商品
毎に決められている加熱モードで加熱が行われるように
制御する。

【００５０】〈第３の実施形態〉本実施形態の電子レン
ジでは、画像センサ部１により被加熱物の個数認識が行
われる。個数認識は、電子レンジの加熱室１６内にある
庫内灯１０を利用して行う。庫内灯１０の位置が決まれ
ば、それによる被加熱物の影のできる方向は一義的に決
まる。本実施形態では、その影つまり輝度信号の小さい
領域に注目して個数認識を行う。以下、本実施形態の個
数認識の方法を順序を追って説明する。

【００５１】イメージセンサ１７は、ターンテーブル７
とともに動く被加熱物を撮像する。この撮像は被加熱物
の加熱前に行うようにしてもよいし、加熱開始と同時に
行うようにしてもよい。ある時間撮像をつづけると、輝
度信号の小さい領域が重なり（影が重なること）、回り
より一段と輝度信号の小さい領域が生じる。この領域の
数がすなわち被加熱物の個数となる。従って、ＣＰＵ１
８はこの領域の数を数え個数認識を行う。

【００５２】また、影となる色は限定されるので、色信
号より影の位置が判別できる。よって、その影の領域の
数を数えて先の個数認識の結果を検証するようにしても
よい。このようにすればより正確さを増すことになる。
個数認識の結果は主制御部２に送られる。主制御部２
は、個数認識の結果を被加熱物の加熱時間を制御するた
めのデータの一つとする。尚、個数認識を加熱中に行っ
た場合は、主制御部２はその結果に基づき加熱時間の調
整を行うようにする。

【００５３】〈第４の実施形態〉本実施形態の電子レン
ジでは、画像センサ部１により得られたデータを用いて
被加熱物の重量認識が行われる。被加熱物を載せたター
ンテーブル７を駆動するターンテーブル駆動部８の軸に
かかるトルクは、被加熱物の重量に比例する。本実施形
態での重量認識は、この関係を用いて行われる。

【００５４】尚、ターンテーブル駆動部８にかかるトル
クの大きさを直接検出するのは構成的に複雑になるため
に、ここではトルクの大きさの代わりにこれに比例する
ターンテーブル７の回転速度（第１の手段）、もしくは
ターンテーブル駆動信号が出力されてから実際にターン
テーブル７が駆動するまでの待機時間（第２の手段）を
用いて算出される。

【００５５】第１の手段においては、まず画像センサ部
１によりターンテーブル７の回転速度が検出される。方
法は、ターンテーブル７上に目印を設けておき、フレー
ムメモリ１４内の画像データをＣＰＵ１８が分析して、
この目印の回転速度を求める。これがターンテーブル７
の回転速度となる。ＣＰＵ１８は検出した回転速度のデ
ータを主制御部２に送り、主制御部２は予め記憶されて
いる回転速度と被加熱物の重量の相関関係式を用いて被
加熱物の重量を算出する。

【００５６】第２の手段においては、ターンテーブル駆
動信号が出力されてから実際にターンテーブル７が駆動
するまでの待機時間を検出する。実際にターンテーブル
７が駆動し始めたことは、画像センサ部１が差分検出を
行うことにより検知する。そして、主制御部２に検知し
たことを知らせる。主制御部２はターンテーブル駆動信
号が出力されてから前記知らせをうけるまでの時間を待
機時間として検出する。そして、予め設けられている待
機時間と被加熱物の重量の相関関係式より、被加熱物の
重量を算出する。

【００５７】尚、第１の手段で検出されるターンテーブ
ル７の回転速度は滑り係数等により被加熱物の重量に対
する変化率が小さい場合がある。変化率が小さいと、か
なり正確に回転速度を検出しなければ、大きな誤差を生
じることになる。よって、本実施形態では、より正確に
重量認識を行うために、まず第１の手段で重量を検出
し、その後検出した値を検証するために第２の手段を用
いる。

【００５８】主制御部２は、待機時間を被加熱物の加熱
時間を制御するためのデータの一つとする。例えば、種
類がわかっている被加熱物に対してはその加熱時間を決
定するためのデータとし、大きさのみがわかっている被
加熱物に対しては、重量データを合わせることにより、
密度がわかり被加熱物の種類を判別し易くなる。重量認
識は、第３の実施形態における個数認識と同様に加熱前
もしくは加熱中に行うようにする。

【００５９】〈第５の実施形態〉本実施形態の電子レン
ジでは、始め冷凍状態であった被加熱物（本実施形態で
は特に解凍の品質が問われるマグロや肉類など）が加熱
されるに従い解凍していく様子を画像センサ部１により
認識する。認識方法は、被加熱物の色味と形状と表面状
態のうち一つ以上の変化を色信号と輝度信号により監視
し、解凍状態の認識を行う。

【００６０】色味変化を監視することで解凍状態が認識
できる理由について説明する。マグロ・肉類などは冷凍
状態では霜等により白色である。これが、解凍するに従
って赤みを増していき、解凍が終了しても加熱をつづけ
ると食品が煮えるためにグレー系の色に変わっていく。
よって、色信号の変化を監視することにより解凍状態を
認識できる。

【００６１】使用者は、被加熱物が冷凍の魚類や肉類な
ど解凍の品質を問われるものである場合は、そのことを
指定するキー入力を行う。これを主制御部２が検出し、
ＣＰＵ１８に解凍状態の監視を行うように指示する。加
熱が開始すると、ＣＰＵ１８は、フレームメモリ１４に
格納された色信号を一定間隔で監視する。これをメモリ
１９に格納されている色データと比較することにより現
在の被加熱物の色味を認識する。そして、その認識結果
を主制御部２に伝える。主制御部２は、その情報から被
加熱物の解凍状態を推測し加熱停止のタイミングの判断
材料とする。

【００６２】尚、上記の色味変化の代わりに形状の変化
もしくは表面状態の変化を監視するようにしてもよい。
勿論、二つ以上の変化を並行して監視してもよい。形状
の変化とは、例えば肉類の場合は、解凍が進むに従い肉
汁の流出等により形状が変化することをいう。その他の
冷凍食品についても、冷凍状態から解凍が進むと水分が
流出したりすることにより形状は変化する。ＣＰＵ１８
は輝度信号を一定間隔で監視し、その変化を被加熱物の
形状の変化として認識する。そして、その認識結果を主
制御部２に伝える。主制御部２は、その情報から被加熱
物の解凍状態を推測し加熱停止のタイミングの判断材料
とする。

【００６３】表面状態の変化とは、例えば肉類の場合
は、解凍が進むに従い肉汁の流出等により食品の表面が
液面になる変化のことをいう。表面が液面になると滑ら
かになるので、それに伴い被加熱物の輝度が大きくな
る。輝度の大きさは、被加熱物から見て画像センサ部１
がある方向とは異なる方向に設置されている庫内灯１０
から照射される光の被加熱物による反射光の大きさで決
まる。輝度が大きいほど表面が滑らかである、つまり被
加熱物である肉から肉汁が流出し解凍が進んでいること
を示す。

【００６４】ＣＰＵ１８は輝度信号を一定間隔で監視
し、その大きさの変化を被加熱物の表面状態の変化とし
て認識する。そして、その認識結果を主制御部２に伝
え、主制御部２はその情報より被加熱物の解凍状態を推
測する。そして、加熱停止のタイミングを判断する材料
とする。

【００６５】解凍状態の認識は、精度を上げるためには
二つ以上の変化を監視することにより行った方がよい。
三つの変化全てを監視することにより行う場合、認識の
精度は最も高くなる。

【００６６】〈第６の実施形態〉本実施形態の電子レン
ジでは、被加熱物がコップやスープ皿などに入れられて
ラップがかけられた液体である場合に、その被加熱物の
加熱状態が画像センサ部１により認識される。被加熱物
がスープ皿に入れられラップがかけられたスープである
場合を例に挙げ、本実施形態における加熱状態の認識方
法について説明する。

【００６７】ラップをかけたスープ入りのスープ皿を画
像センサ部１により撮像すると、ラップは透明であるた
め、ラップを通してスープの表面を見ることができる。
加熱を開始すると、ラップの表面が水蒸気でくもり、や
がて水蒸気が合わさって水滴になり水玉模様となる。そ
して、過加熱状態になればスープより発生する水蒸気量
が多くなるために、ラップにより密封されているスープ
皿の圧力が上昇する。結果、ラップ表面が膨らむ。ＣＰ
Ｕ１８はこのラップの膨らみを検知することで、加熱状
態を認識する。ラップの膨らみは、ラップ表面で反射す
る庫内灯１０の光（輝度信号）の変化を監視することに
より認識できる。

【００６８】使用者は、被加熱物をターンテーブル７上
に載置して、加熱室１６の扉を閉めると、キーボード部
４から被加熱物がスープ皿に入れられラップがかけられ
たスープであることを知らせるために所定のキー入力を
行う。前記キー入力により主制御部２は被加熱物が何で
あるのかを認識する。そして、ラップがかけられたもの
の加熱状態を監視するモードで監視を行うようにＣＰＵ
１８に指示する。ＣＰＵ１８は加熱が開始すると、ラッ
プの膨らみの監視を開始する。

【００６９】最適加熱時は、予め輝度信号の初期値（ラ
ップ表面が平面であるとき）からの変化量としてメモリ
１９に記憶しておき、その変化量に達した時点とする。
ＣＰＵ１８は所定の変化量に達した時点で主制御部２に
知らせる。主制御部２はその知らせを受けると、加熱を
停止させる。尚、メモリ１９に記憶させておく変化量
は、液体が入れられている容器（スープ皿やコップな
ど）の大きさや形に対応した値とすると、より正確に最
適加熱時を検出できる。

【００７０】〈第８の実施形態〉本実施形態の電子レン
ジでは、加熱動作中の電子レンジの異常が画像センサ部
１により認識される。ここでいう異常とは、加熱物の燃
焼、加熱室１６内での放電、及び庫内灯１０の球切れの
ことである。まず、加熱室１６内での被加熱物の燃焼を
認識する方法について説明する。燃焼が起こると、燃焼
に伴う炎や煙の発生により加熱室１６内の状態が一変す
る。

【００７１】輝度が高く、赤から白に及ぶ色成分が存在
した場合、炎が発生したとＣＰＵ１８は認識する。輝度
に関しては、輝度信号がメモリ１９に記憶されている一
定値を超えた場合としてもよいし、輝度信号がこれまで
より急に高くなったという変化を検出するようにしても
よい。また、庫内ファン等により生じる空気の流れによ
り、炎は一定状態では存在せず揺れが生じている。よっ
て、輝度信号や色信号の値が一定でないことも、炎が発
生したと認識する判断基準とする。

【００７２】煙に関しては、特に油系のものが燃焼した
場合に発生する炎を検出する。この場合、黒色系の煙が
発生する。よって、加熱室１６内全体の輝度が下がり、
かつ色信号が黒色系になったらＣＰＵ１８は炎の発生が
あると認識する。

【００７３】ＣＰＵ１８は上記のように炎、もしくは煙
の発生を認識したら主制御部２に知らせる。知らせを受
けた主制御部２は、電子レンジの加熱動作を停止し、ブ
ザー等の外部通報装置で通報するようにする。

【００７４】加熱室１６内における放電現象の発生時に
は、青白い光の帯が突然生じる。よって、ＣＰＵ１８は
輝度信号と色信号を時系列に検出することにより、突然
の発生を検知して放電の認識を行い、主制御部２に知ら
せる。この知らせを受けた主制御部２は電子レンジの加
熱動作を停止し、ブザー等の外部通報装置で通報するよ
うにする。

【００７５】庫内灯１０の球切れ時には、画像センサ部
１による被加熱物の撮像ができなくなる。よって、ＣＰ
Ｕ１８は輝度情報と色情報の突然の変化により、電球が
切れたことを認識する。そして、主制御部２に伝える。
主制御部２は電球が切れたことを表示部３に表示すると
ともに、異常状態に陥らないように画像センサ部１を使
用しないシーケンスでの加熱方法に変更する。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明の電子レンジによると、冷凍食品が何であるかを認
識できるとともに、市販の冷凍食品の商品名をも認識す
ることで、自動で各冷凍食品に最適な加熱モードの設定
がなされるように構成できる。

【００７７】請求項２に記載の発明の電子レンジによる
と、被加熱物をその外形と面構成、表面状態などで認識
するので、どのような被加熱物の認識も可能となる。ま
た、電子レンジによる加熱の状況は、その外形や面構成
によるところが大きいので、上記のように認識すること
で、被加熱物に適した加熱が行われるように制御でき
る。また、表面状態を認識することで、被加熱物がお皿
の上に載せられている等のことがわかる。よって、これ
らを併せて認識してしまう場合と比較して、より適切な
加熱制御を行うことができる。

【００７８】請求項３に記載の発明の電子レンジによる
と、市販のパッケージ入りの食品の場合、その商品名を
読み出すことができる。つまり、商品名が認識されるの
で、上記請求項１に記載の発明と同様に、各商品に適し
た加熱モードの設定が自動でなされる。

【００７９】請求項４に記載の発明の電子レンジによる
と、画像センサ部により被加熱物の個数認識を行うこと
ができるようになる。この場合、影の画像データを監視
することで個数認識を行うことにより、被加熱物そのも
ののデータを用いる場合より、正確な認識がなされる。

【００８０】請求項５に記載の発明の電子レンジによる
と、画像センサ部からのデータを用いて重量認識が行わ
れる。つまり、重量センサを画像センサ部とは別に設け
ることがないので、システム自体のコストダウンを行う
ことができる。

【００８１】請求項６に記載の発明の電子レンジによる
と、冷凍食品の解凍状況が監視される。よって、解凍状
況を使用者がいちいち監視することなく、過解凍による
食品の品位の低下を防止することができる。

【００８２】請求項７に記載の発明の電子レンジによる
と、ラップをかけた食品の加熱状態の認識が画像センサ
部によりなされることになる。よって、最適加熱時に加
熱停止を行うように制御できるようになる。従来の湿度
センサでは、ラップをかけた食品の加熱状態の監視を行
うことはできなかったが、本発明によりそれが可能とな
る。

【００８３】請求項８に記載の発明の電子レンジによる
と、画像センサ部により電子レンジの加熱室内で生じた
燃焼、放電又は庫内灯の球切れなどの異常を検知でき
る。従来は、使用者が視覚もしくは嗅覚で気づくことに
より検知していたため、ある程度状況が進まなければ異
常を発見できなかったが、本発明により初期段階にて対
応処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の電子レンジの概略構成図。

【図２】本実施形態の電子レンジの画像センサ部の構成
を示したブロック図。

【符号の説明】

１画像センサ部２主制御部３表示部４キーボード部５電源回路６マグネトロン７ターンテーブル８ターンテーブル駆動部１０庫内灯１５画像処理プロセッサ１６加熱室１７イメージセンサ１８ＣＰＵ１９メモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱室内の被加熱物を撮像し得られた画
像データを用いて被加熱物に関する情報を認識する画像
センサ部を有する電子レンジにおいて、被加熱物が冷凍食品であることを入力データより検出又
は自ら検出する検出機能を有し、該検出機能により被加
熱物が冷凍食品であると検出された場合は、前記画像セ
ンサ部は被加熱物の形状と色彩を検出し、その形状と色
彩に関して所定のパターンとのマッチングを行うことに
より被加熱物の種類を認識することを特徴とする電子レ
ンジ。
【請求項２】加熱室内の被加熱物を撮像し得られた画
像データを用いて被加熱物に関する情報を認識する画像
センサ部を有する電子レンジにおいて、前記画像センサ部が認識する情報は被加熱物の表面状態
と面構成と外形に関する情報の内の一つ以上の情報であ
ることを特徴とする電子レンジ。
【請求項３】加熱室内の被加熱物を撮像し得られた画
像データを用いて被加熱物に関する情報を認識する画像
センサ部を有する電子レンジにおいて、被加熱物がパッケージに入っている食品であることを入
力データより検出又は自ら検出する検出機能を有し、該
検出機能により被加熱物がパッケージに入っている食品
であると検出された場合は、前記画像センサ部は被加熱
物のパッケージの文字を認識することを特徴とする電子
レンジ。
【請求項４】加熱室内を照らす庫内灯と加熱室内の被
加熱物を撮像し得られた画像データを用いて被加熱物に
関する情報を認識する画像センサ部とを有する電子レン
ジにおいて、前記画像センサ部は得られた画像データの内前記庫内灯
の光が被加熱物に当たることにより生じる影に関するデ
ータを用いて被加熱物の個数を認識することを特徴とす
る電子レンジ。
【請求項５】電子レンジの加熱室内を撮像し画像デー
タを得る画像センサ部と被加熱物の重量を算出する算出
部を有する電子レンジにおいて、前記算出部は、前記画像センサ部が画像データより検出
したターンテーブルの回転速度を、予め記録されている
ターンテーブルの回転速度と被加熱物の重量の関係式に
当てはめて被加熱物の重量を算出する第１の算出手段
と、前記画像センサ部が画像データより検出したターン
テーブルの回転開始時間を用いてターンテーブル駆動信
号が出力されてから前記回転開始が検出されるまでの待
機時間を検出し、該待機時間を予め記憶されている待機
時間と被加熱物の重量の関係式に当てはめて被加熱物の
重量を算出する第２の算出手段の内両方または一方の算
出手段を有することを特徴とする電子レンジ。
【請求項６】加熱室内の被加熱物を撮像し得られた画
像データを用いて被加熱物の加熱状態を認識する画像セ
ンサ部を有する電子レンジにおいて、被加熱物が冷凍の肉類または魚類であることを入力デー
タより検出又は自ら検出する検出機能を有し、該検出機
能により被加熱物が冷凍の肉類又は魚類であると検出さ
れた場合は、前記画像センサ部は画像データの色彩の変
化と輝度の変化の内両方または一方の変化を監視するこ
とにより加熱状態を認識することを特徴とする電子レン
ジ。
【請求項７】加熱室内の被加熱物を撮像し得られた画
像データを用いて被加熱物の加熱状態を認識する画像セ
ンサ部を有する電子レンジにおいて、被加熱物がラップされているものであることを入力デー
タより検出又は自ら検出する検出機能を有し、該検出機
能により被加熱物がラップされているものであると検出
された場合は、前記画像センサ部はラップの膨らみを画
像データの輝度の変化より検出し被加熱物の加熱状態を
認識することを特徴とする。
【請求項８】加熱室内を照らす庫内灯と加熱室内を撮
像し画像データを得る画像センサ部を有する電子レンジ
において、前記画像センサ部は画像データより加熱室内での炎の発
生、煙発生、放電現象または庫内灯の球切れの異常を検
知することを特徴とする電子レンジ。