JPS63259327A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、被加熱物の形状３重量等に基いて加熱条件を
自動的に決定するようにした電子レンジ等の高周波加熱
装置に関するものである。

従来の技術 高周波加熱装置、特に電子レンジにおいては、近年自動
調理の実現を目的として温度センサ、湿度センサ、重量
センサ等多種類のセンナが搭載されており、これらの情
報をもとに適切な調理シーケンスが選択される。このよ
うな自動調理のだめの情報として重要なものの１つに食
品の密度がある。たとえば食品として野菜を考えた場合
、密度に注目すると、根菜類、夜来菜類１葉菜類等のジ
ャンル分けが比較的高い精度で可能となるなど、自動調
理のための有力な情報となり得るわけである。食品の密
度あるいは密度に近いパラメータを求めるためには、重
量センサからの情報とともに食品の概略形状を知る必要
がある。

従来、食品の概略形状を認識する手段として、レンズ系
、撮像管あるいは撮像素子を用いた光学方式が提案され
ている。

以下、図面を参照しながら、上述した従来の食品の概略
形状を認識する方法について説明する。

第６図は食品の形状を認識する方法に関する従来例を示
す図である。第６図において、１はマグネトロン、２は
導波管、３は加熱室、４は回転皿、５は回転皿４を回転
駆動するための駆動部、６は食品である。８は加熱室３
の内部を照らすだめの照明用ランプであシ、７は加熱室
３の側壁面にあけられた照明用ランプ８からの照明光を
加熱室３内に導くだめの照明用孔である。１０は光学レ
ンズ系、１１は撮像素子であり、９は加熱室３の天井壁
にあけらｎて食品６からの反射光を光学レンズ系１Ｑ全
通して撮像素子１１へ導くための撮像用孔である。１２
は撮像素子１１を駆動制御するための撮像素子制御部、
１３はマグネトロン１を駆動制御するためのマグネトロ
ン駆動制御部、１４は撮像素子１１からの情報を受けて
各制御部？コントロールするためのＣＰＵである。

以上のように構成された高周波加熱装置についてその動
作を説明する。食品６の加熱前あるいは加熱直後におい
て、照明用ランプ８は照明用孔７全通して食品６を照ら
す。食品６からの反射光は加熱室３の天井壁に設けられ
た撮像用孔９および光学レンズ系１０全通して撮像素子
１１へ到達する。撮像素子１１からの情報ばＣＰＵ１４
へ伝送され、この情報をもとにＣＰＩＪ１４は撮像素子
制御部１２に制御信号を送り、撮像素子１１を最適位置
に駆動制御する。このような状態で、ＣＰＵ１４は撮像
素子１１から情報を受けと９、このデータをもとに画像
処理等により食品６の概略形状を認識する。ＣＰＵ１４
は以上のようにして認識された食品６の概略形状及び他
のいくつかのセンサ（図示せず）からの重量データ、温
度データ等をもとに食品６のジャンル分けや最適な調理
シーケンスを選択し、マグネトロン１駆動制却部１３を
介してマグネトロン１をコントロールする。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、調理の回数が増
えるにしたがって光学レンズ系に油等のよごれが付着す
る可能性が高く、また加熱調理中に体積変化を伴うよう
な食品の場合、アダプティブに形状を認識して加熱制御
する必要が生じるが、力日熱中の蒸気等によシ正常な認
識動作が疎外されるおそｎがある。また、オープンレン
ジにおいてはヒータはほとんど例外なく加熱室の天井壁
に取り付けらｎるため、従来の構成では単機能レンジに
しか搭載しにくく、汎用性に欠けるという問題点があっ
た。

本発明は上記問題点に鑑み、センサとして超音波振動子
を用いることにより簡単な構成で信頼性の高い食品形状
認識が可能な高周波加熱装置を提供することを目的とし
ている。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために本発明の高周波加熱装置は
、加熱室の側壁面に超音波振動子を取り付け、あるいは
加熱室の側壁面に超音波の経路となる孔？あけるととも
に反射板を設けて、加熱室の外側に超音波振動子をこの
反射板を介して超音波が加熱室内に導かれるように取付
け、超音波を利用して食品の形状認識を行なうものであ
る。

作用 本発明は上記した構成により、回転皿による食品の回転
中に食品に対して超音波パルスを短い周期で間欠的に照
射するとともに食品からの反射波、場合によっては加熱
室壁面からの反射波を受信し、送受信の時間差から食品
の有無や超音波振動子と食品間の距離を計測し、これら
のデータ金もとに食品の概略形状すなわち食品の回転皿
への投影面積、概略体積９食品の高さ、細長いか否か等
を認識し、他のセンサからの情報とともに食品のジャン
ル分けや最適調理シーケンスの選択が可能となる。

実施例 以下、本発明の一実施例の高周波加熱装置について、図
面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における高周波加熱装置
を示す。第１図において、マグネトロン１、導波管２、
加熱室３、回転皿４、駆動部５、食品６、マグネトロン
駆動制御部１３、ＣＰＵ１４は第６図と同じである。１
５は超音波振動子であり、加熱室３の側壁面に取シ付け
られて食品６に対して超音波パルス金発振するとともに
、食品６あるいは加熱室３の側壁面からの反射波を受信
する素子として機能する。１６は超音波送受信制御部で
、ＣＰＵ１４からのコントロール信号を受けて超音波振
動子１６に送信パルスを供給するとともに、超音波振動
子１５に戻ってきた反射波を増幅してＣＰＵ１４へ受は
渡す。

以上のように構成された高周波加熱装置についてその動
作を説明する。食品６は回転皿４の上にのせらｔて駆動
部５により回転する。ＣＰＵ１４は短い周期で超音波送
受信制御部１６にコントロール信号を送り、これを受け
て超音波送受信制御部１６は食品６の微小回転角度ごと
に間欠的に超音波振動子１５を駆動する。超音波振動子
１６から送信された超音波は回転皿４の中心軸の方向に
ほぼ水平に伝ばし、食品６の表面で反射される。

反射波は超音波振動子１６で受信され、超音波送受信制
御部１６で増幅された後、適切なしきい値電圧との比較
により反射波が受信さｎたことを示すコントロール信号
がＣＰＵ１４へ送られる。

ＣＰＵ１４は、超音波の送信から反射波受信までの時間
全カウントし、このデータをもとに食品６の概略形状を
認識する。この認識結果と他のセンサ（図示せず）から
の情報により、ＣＰＵ１４は食品６のジャンル分けおよ
び最適調理シーケンスを選択し、マグネトロン駆動制御
部１３によりマグネトロン１の出力を制御する。

第２図及び第３図は、食品６の形状認識の一例として食
品６の回転皿４への投影面ｆｆｔ−算出する事例を示す
図である。第２図において、超音波振動子１６から送信
された超音波は＆−＋ｂの経路で再び超音波振動子１５
にもどってくる。したがって、あらかじめ超音波振動子
１５から回転皿４の中心Ｃまでの距離（したがって伝は
時間）がわがっている場合には、経路ａ→ｂの伝は時間
により、食品６の表面から中心Ｃまでの距離Ｌ１が算出
できる。超音波はＣＰＵ１ａの制御により、食品６の微
小回転角度ごとに間欠的に送信されるため、その微小角
度をθとすると、第２図Ｂに示すようにθに帰属する略
三角形状の投影面積は近似的に捧θＬ２１となる。した
がって投影面積全体は各角度での値上食品らの全周にわ
たって加算すればよく、捧θΣＬ社　となる。

工 第３図は、食品６が回転皿４の中心Ｃから太きく偏心し
て置かｆｌ’ｃ場合の投影面積算出例を示すものである
。

第３図において６ａまたは６ｂは、回転する食品のある
瞬間における位置を示している。食品が位置６２Ｌ（Ｃ
ある場合、超音波は＆−＋　ｂの経路をとシ、食品６＆
と回転皿４の中心Ｃとの間の距離Ｌａｉ　が算出される
。また食品が位置６ｂにあるときは超音波は八′→ｂ′
の経路をとり、距離ＬｂｉがＬａｉ　　とは逆の符号で
算出される。したがって、微小角度θに帰属する投影面
積は互いに１８Ｑ度回転した２つの食品位置での計測よ
り近似的にｙ２θＬ２ａよ−ＡＯＬ２ｂ１となり、投影
面積全体は各位置関係での匝の総和すなわち　ＡθΣ（
Ｌ２．ニーＬ２ｂ工）となる。

第４図は本発明の第２の実施例を示す高周波加熱装置の
要部断面図である。

第４図において第１図と異なる点は、加熱室３の側壁面
に孔１７を設けるとともに反射板１８を設置し、加熱室
３の外側に取付けらｎた超音波振動子１６により送信さ
れる超音波パルスが反射板１８を介して食品６に導かれ
る点である。このような構成とすることにより、加熱調
理の回数が増えるに従って油や汚れが超音波振動子１５
に付着する心配は少なく、またオーブンレンジ等におい
て、超音波振動子１５が直接高温下にさらさｎることは
なく、その劣化を防止することができる。

第６図は本発明の第３の実施例を示す高周波加熱装置で
ある。

第５図において第１図と異なる点は、加熱室３の側壁面
に垂直方向に２つの超音波振動子１５Ｊ１５ｂを配置し
ていることである。このように複数のセンサを高さ方向
に配置することにより、前述した投影面積という二次元
的な情報のみならず、高さ方向の情報をも加味した三次
元的な形状認識を実現することが可能となり、食品６の
ジャンル分けや調理シーケンスの選択において、より精
度の高いまたより適切な判断を下すことが可能となる。

なお、第５図において超音波振動子１５は２つとしたが
、３つ以上としてもよく、またそれぞｎの超音波振動子
１６を加熱室３の異なる側壁面に取り付けてもよい。

発明の効果 本発明は、加熱室の側壁面に少なくとも１つの超音波振
動子を直接取り付けるか、または加熱室の側壁面に孔’
ｌけて反射板を設置してこの反射板を介して超音波が加
熱室内部に誘導されるように超音波振動子を加熱室の外
側に取り付け、回転皿上に置かれた食品の回転中に回転
周期に比べて非常に短い周期で加熱室内部に超音波を送
信するとともに食品や加熱室壁面からの反射波を受信し
、送受信の時間差から食品の概略形状を認識することに
より、他の重量センサ等からの情報とともに食品のジャ
ンル分けや調理シーケンスの選択を精度よく適切に行な
うことのできるすぐれた高周波加熱装置を実現するもの
である。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の高周波加熱装置金示す断面
図、第２図、第３図は食品の回転皿への投影面積を算出
する事例を示す状態図、第４図は本発明の第２の実施例
の高周波加熱装置を示す要部断面図、第６図は本発明の
第３の実施例の高周波加熱装置を示す断面図、第６図は
従来の高周波加熱装置の断面図である。 １・・・・・・マグネトロン、２・・・・・・導波管、
３・・・・・・加熱室、４・・・・・・回転皿、５・・
・・・・駆動部、６・・・・・・食品、７・・・・・・
照明用孔、８・・・・・・照明用ランプ、９・・・・・
・撮像用孔、１ｏ・・・・・・光学レンズ系、１１・・
・・・・撮像素子、１２・・・・・・撮像素子制御部、
１３・・・・・・マグネトｏ７駆動制御部、１４・・−
・−１ＰＵ、１５．１５２Ｌ。 １ｓｂ・・・・・・超音波振動子、１６・・・・・・超
音波送受信制御部、１７・・・・・・孔、１８・・・・
・・反射板。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名−＋
＋＋＋ ぐ二 派　　−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱室と、高周波発振器と、被加熱物をのせる回
   転皿と、前記回転皿を回転させる駆動部とを有し、前記
   加熱室の側壁面に少なくとも１つの超音波振動子を取り
   付けるとともに、前記超音波振動子から発せられた超音
   波が前記被加熱物または前記加熱室の壁面で反射されて
   前記超音波振動子に受信されるまでの時間を計測し、前
   記計測データをもとに被加熱物の形状を認識する手段を
   具備することを特徴とする高周波加熱装置。
2. （２）加熱室の側壁面に少なくとも１つの孔を設けると
   ともに少なくとも１つの反射板を取りつけ、超音波振動
   子を前記加熱室の外側に配置し、超音波の送受信を前記
   反射板を介して行うことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の高周波加熱装置。