JPWO2018225666A1 - 加熱調理器および加熱調理器の制御方法 - Google Patents

Abstract

加熱調理器（１００）であって、加熱対象物（２０３）を収納する加熱庫（２０１）と、加熱庫（２０１）内を照らす、第１の照明（２０５ａ）および第２の照明（２０５ｂ）と、加熱庫（２０１）に設けられた撮影部（２０４）と、撮影部（２０４）を用いて加熱庫（２０１）内を撮影し、画像を生成する撮影制御部（３０３）と、加熱庫（２０１）内を加熱する加熱制御部（３０１）と、を備えている。そして、撮影制御部（３０３）は、撮影部（２０４）と、第１の照明（２０５ａ）および第２の照明（２０５ｂ）のうち、少なくともいずれかとを動作させて第１の画像を撮影し、撮影部（２０４）と、第１の照明（２０５ａ）および第２の照明（２０５ｂ）のうち、少なくともいずれかとを動作させて第２の画像を撮影する。また、加熱制御部（３０１）は、第１の画像と第２の画像との関係に基づいて、加熱庫（２０１）内の加熱を行う。

Description

本開示は、食品を加熱する加熱調理器、および、加熱調理器の制御方法に関する。

加熱調理器の一例として、電子レンジがある。この電子レンジでは、使用者が、加熱を行う時間等を入力した後に、加熱を開始するためのボタンを押下する。これにより、加熱調理が行われる。特に、コンビニエンスストアおよびスーパーマーケット等の販売店では、弁当および惣菜等を容器に入れて販売し、購入された食品を、電子レンジを使って加熱調理して提供するサービスが行われることがある。

しかしながら、このような電子レンジでは、使用者が、一々加熱時間等を入力するのが面倒であるという問題がある。そのため、店が混雑してくると、加熱庫内に加熱対象となる加熱物が正しく入っていなくても、使用者が操作開始ボタンを押下してしまうケースが発生し得る。この場合、庫内が空焚きの状態で、加熱制御がなされてしまう。

これに対して、空焚き等を防止するための技術が提案されている。

例えば、特許文献１には、加熱調理器にカメラを搭載し、調理前に、このカメラで庫内を撮影し、撮影された画像と、事前に登録してある庫内空画像との類似度を算出して、所定の類似度であれば、庫内が空状態であると判別を行う技術が記載されている。

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、煮汁およびソース等による庫内底面の汚れ等、利用状況によって状態が変化する庫内において、差分画像の類似度だけでは、庫内の状態を正確に判定することが難しい。

特開２０１５−１３７８１２号公報

本開示は、上述した従来の課題を解決するもので、庫内が空状態であることだけなく、庫面の汚れの、有無および大小に影響を受けることなく、正確に庫内の状態を検知することの可能な、加熱調理器および加熱調理器の制御方法を提供する。

加熱調理器は、加熱対象物を収納する加熱庫と、加熱庫内を照らす、第１の照明および第２の照明と、加熱庫に設けられた撮影部と、撮影部を用いて加熱庫内を撮影し、画像を生成する撮影制御部と、加熱庫内を加熱する加熱制御部と、を備えている。撮影制御部は、撮影部と、第１の照明および第２の照明のうち、少なくともいずれかとを動作させて、第１の照明条件で、第１の画像を撮影し、撮影部と、第１の照明および前記第２の照明のうち、少なくともいずれかとを動作させて、第１の照明条件とは異なる第２の照明条件で、第２の画像を撮影する。加熱制御部は、第１の画像と第２の画像との関係に基づいて、加熱庫内の加熱を行う。

加熱調理器の制御方法は、加熱対象物を収納する加熱庫と、加熱庫内を照らす、第１の照明および第２の照明と、撮影部を用いて加熱庫内を撮影し画像を生成する撮影制御部と、加熱庫内を加熱する加熱制御部と、を備える加熱調理器の制御方法である。そして、撮影制御部は、第１の照明および第２の照明のうち、少なくともいずれかを用いて、第１の照明条件で、加熱庫内の第１の画像を撮影する。撮影制御部は、第１の照明および第２の照明のうち、少なくともいずれかを用いて、第１の照明条件とは異なる第２の照明条件で、加熱庫内の第２の画像を撮影する。加熱制御部は、第１の画像と第２の画像との関係に基づいて、加熱庫内の加熱を行う。

本開示によれば、庫内が空状態であることだけなく、庫面の汚れの、有無および大小に影響を受けることなく、正確に庫内の状態を検知することの可能な、加熱調理器および加熱調理器の制御方法を提供する。

図１は、本開示の第１の実施の形態における加熱調理器の外観を示す斜視図である。 図２は、本開示の第１の実施の形態における加熱調理器の概略構成を示す図である。 図３は、本開示の第１の実施の形態における、加熱調理器の照明の配置の一例を示す、加熱庫内の上方から見た断面図である。 図４は、本開示の第１の実施の形態における、加熱調理器の記憶部に登録されている、庫内画像（庫内空画像）を示す図である。 図５は、本開示の第１の実施の形態における、加熱調理器の庫内に非加熱対象物（汚れ等）が存在する状態の庫内画像の一例を示す図である。 図６は、本開示の第１の実施の形態における、加熱調理器の庫内に加熱対象物（食品等）が載置されている状態の庫内画像の一例を示す図である。 図７は、本開示の第１の実施の形態における、加熱調理器の庫内に、物体が存在する場合の撮影画像、および、処理過程における差分画像の一例を示す図である。 図８は、本開示の第１の実施の形態における、加熱調理器の庫内に、汚れが存在する場合の撮影画像、および、処理過程における差分画像の一例を示す図である。 図９は、本開示の第１の実施の形態における、画像の差分比較値による判定基準のテーブルの一例を示す図である。 図１０は、本開示の第１の実施の形態における、加熱調理器の加熱庫の状態検知の動作を示すフローチャートである。 図１１は、本開示の第２の実施の形態における、加熱庫内に物体が存在する場合の、撮影画像、および、処理過程における差分画像の一例を示す図である。 図１２は、本開示の第２の実施の形態における、加熱調理器の加熱庫の状態検知の動作を示すフローチャートである。

本開示の第１の態様の加熱調理器は、加熱対象物を収納する加熱庫と、加熱庫内を照らす、第１の照明および第２の照明と、加熱庫に設けられた撮影部と、撮影部を用いて加熱庫内を撮影し、画像を生成する撮影制御部と、加熱庫内を加熱する加熱制御部と、を備えている。そして、撮影制御部は、撮影部と、第１の照明および第２の照明のうち、少なくともいずれかとを動作させて、第１の照明条件で、第１の画像を撮影し、撮影部と、第１の照明および第２の照明のうち、少なくともいずれかとを動作させて、第１の照明条件とは異なる第２の照明条件で、第２の画像を撮影し、加熱制御部は、第１の画像と第２の画像との関係に基づいて、加熱庫内の加熱を行う。

この構成によれば、経年変化および利用状況等で、庫内状態が常に変化する加熱庫内において、加熱庫内に搭載された撮影部による撮影を、照明制御による複数の照明条件の切り替えと同期して行い、照明条件の変化による影の差を解析する。これにより、庫内が空状態であることだけなく、庫面の汚れの、有無および大小に影響を受けることなく、より正確に庫内の状態を検知し、適切に加熱制御できる。

第２の態様は、第１の態様において、第１の画像および第２の画像それぞれに表れる影領域の関係に基づいて、加熱庫内に、加熱対象物が存在するか否かを判定し、判定の結果に応じて、加熱制御部に加熱条件を通知する比較判定部を備えてもよい。

これにより、さらに、経年変化および利用状況等で、庫内状態が常に変化する加熱庫内において、庫面の汚れの、有無および大小に影響を受けることなく、正確に空状態であることを検知できる。

第３の態様は、第２の態様において、比較判定部は、第１の画像と第１の照明を用いて撮影された空画像との差分比較値と、第１の画像と第２の画像との差分比較値との関係に基づいて、加熱庫内に、非加熱対象物が存在すると判定してもよい。

これにより、さらに、使用者へ加熱庫内の清掃を促す通知を行い、庫内を清潔に保つことができる。

第４の態様は、第２の態様において、比較判定部が、影領域のサイズに基づき、加熱対象物の体積を推定してもよい。

これにより、さらに、加熱庫が空と判定された場合に、加熱を禁止するだけでなく、対象物の体積に応じて加熱を制限する等の方法により、安全性を、さらに高めることができる。

第５の態様は、第２の態様において、比較判定部は、影領域の長さに基づき、加熱対象物の高さを推定してもよい。

これにより、さらに、対象物の高さに応じて加熱方法を変更する等の方法により、安全性および使い勝手を高めることができる。

第６の態様は、第４の態様において、比較判定部は、推定した体積に基づき、加熱設定時間と所定の判断基準とを比較してもよい。

これにより、さらに、加熱対象物の体積に対して、誤って過加熱となるような加熱時間が設定された場合にも、これを防止することができる。

第７の態様は、第１の態様において、加熱制御部が、第１の画像と第１の照明条件を用いて撮影された空状態の画像との演算結果と、第２の画像と第２の照明条件を用いて撮影された空状態の画像との演算結果との関係に基づいて、加熱庫内の加熱を行ってもよい。

これにより、庫面の汚れの、有無および大小に影響を受けることなく、より正確に庫内の状態を検知し、適切に加熱制御できる。

第８の態様は、加熱対象物を収納する加熱庫と、加熱庫内を照らす、第１の照明および第２の照明と、撮影部を用いて加熱庫内を撮影し、画像を生成する撮影制御部と、加熱庫内を加熱する加熱制御部と、を備える加熱調理器の制御方法である。そして、撮影制御部は、第１の照明および第２の照明のうち、すくなくともいずれかを用いて、第１の照明条件で、第１の画像を撮影する。撮影制御部は、第１の照明および第２の照明うち、少なくともいずれかを用いて、第１の照明条件とは異なる第２の照明条件で、第２の画像を撮影する。加熱制御部は、第１の画像と第２の画像との関係に基づいて、加熱庫内の加熱を行う。

これにより、経年変化および利用状況等で、庫内状態が常に変化する加熱庫内において、庫面の汚れの、有無および大小に影響を受けることなく、より正確に庫内の状態を検知し、加熱庫内を適切に加熱制御できる。

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略される場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、および、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより、請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

（第１の実施の形態）
以下、図面を参照して、本開示の第１の実施形態による加熱調理器を説明する。

実施の形態においては、加熱調理器の一例として、電子レンジ１００を用いて説明する。

図１は、本開示の第１の実施の形態における電子レンジ１００の外観を示す図である。

図１に示される電子レンジ１００は、筐体１０１と、筐体１０１に開閉可能に軸支されたドア１０２と、を備えている。筐体１０１の内部には、加熱対象の弁当および惣菜等の食品を収納する、加熱庫２０１を有している。

ドア１０２は、使用者が筐体１０１の内部を見ることができるように、透明のガラス窓１０３を有している。さらに、使用者がドア１０２を掴みやすいように、ドア１０２は、取っ手１０４を有している。

なお、本実施の形態においては、筐体１０１における、ドア１０２を有する側を前方とし、この前方から見て右側を右方とし、左側を左方として、以下の説明を行う。

ドア１０２の隣には、操作表示部１０５が配置されている。操作表示部１０５は、液晶表示器１０６、時間設定ボタン群１０７、加熱開始ボタン１０８、取消ボタン１０９および一時停止ボタン１１０を有している。使用者は、数字ボタン、ならびに、分のボタン、および、秒のボタンを使用することにより、加熱時間を設定することができる。また、液晶表示器１０６は、設定された加熱時間等を表示する。

加熱開始ボタン１０８は、使用者が、液晶表示器１０６によって、加熱時間およびワット数等を確認した後、加熱を開始するためのボタンである。

取消ボタン１０９は、使用者が、加熱開始ボタン１０８を押下して加熱を開始した後に、加熱を停止するためのボタンである。また、取消ボタン１０９は、液晶表示器１０６に表示されている加熱時間の設定を取り消すためのボタンであってもよい。

一時停止ボタン１１０は、使用者が、加熱途中で加熱を一時的に停止するためのボタンである。加熱が一時停止された後に、使用者が加熱開始ボタン１０８を再度押下することで、途中から残りの加熱を行うことが可能である。

電子レンジ１００は、加熱庫２０１内に、マイクロ波を出力する２つのマグネトロン２０２ａ，２０２ｂを、加熱部（ヒータ）として備えている。

マグネトロン２０２ａは、加熱庫２０１の天井側に配置されており、上部から加熱庫２０１内にマイクロ波を出力する。一方、マグネトロン２０２ｂは、加熱庫２０１の底面側に配置されており、下部から加熱庫２０１内に、マイクロ波を出力する。加熱庫２０１内に収納された、弁当および惣菜等の食品、すなわち、加熱対象物２０３（図２を参照）は、放射されたマイクロ波により加熱される。

なお、本開示では、加熱部として、マグネトロンによるマイクロ波を例示したが、ヒータ、温風および蒸気のうち、少なくともいずれかにより加熱してもよい。

加熱庫２０１の天井側には、カメラ２０４（撮影部の一例）が配置されている。カメラ２０４は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）のような撮像素子と、レンズ等の光学素子とを含み、加熱庫２０１内部を撮影して画像を生成する。生成された画像は、例えば、画素ごとに、輝度を０（暗）から２５５（明）の範囲の値で表されている。

なお、それぞれの画素を、赤、青、および緑のそれぞれの色ごとに、０から２５５の値で表される画像として生成してもよい。また、０から２５５以外の範囲、および、表現方法により、それぞれの画素に対応する値が表されてもよい。

なお、本実施の形態では、カメラ２０４は、加熱庫２０１の天井側面に設けられている。しかしながら、カメラ２０４は、加熱庫２０１の側面等、他の面に設けてもよい。

なお、本開示では、後述するように、照明条件を工夫することにより、撮影部２０４を１個のカメラ部材により構成しても、画像の認識精度を高めることができる。そのため、製造時のコスト削減、および、筐体１０１の小型化を実現できる。しかしながら、撮影部２０４は、複数のカメラ部材で構成されてもよい。

加熱庫２０１の側面には、ＬＥＤを光源とする照明２０５ａ（第１の照明）および照明２０５ｂ（第２の照明）が配置されている。照明２０５ａ（第１の照明）および照明２０５ｂ（第２の照明）は、加熱庫２０１内部を照らす。

本実施の形態においては、加熱庫２０１の左側面から加熱庫２０１内を臨むように照明２０５ａが配置され、加熱庫２０１の右側面から加熱庫２０１内を臨むように照明２０５ｂが配置されている。しかしながら、照明２０５ａおよび照明２０５ｂは、四方の側面、天井、および底面等のいずれに配置されてもよい。

また、照明２０５ａおよび照明２０５ｂは、それぞれ、加熱庫２０１内を照らす照明条件が、２種類以上に切り替えられる構成であればよい。例えば、物理的に１つの光源を用い、光ファイバおよびミラーのうち、少なくともいずれか等により、光路を２つの経路に分岐させ、異なる方向から加熱庫２０１を照らしてもよい。また、１つの発光素子を用い、照明のＯＮとＯＦＦ、および、輝度の強弱の制御のうち少なくともいずれかにより、照明条件を切りかえてもよい。また、モーター制御等により、照明の、位置および角度を変化させてもよい。また、照明の色合い、および、照射フォーカスのうち少なくともいずれかにより、照明条件を切りかえてもよい。また、３個以上の光源により、複数の照明条件を切りかえてもよい。

本実施の形態においては、照明２０５ａおよび照明２０５ｂの光源として、ＬＥＤを用いた構成を開示しているが、光源として、電、蛍光灯および自然光等の他の光源を用いてもよい。なお、照明２０５ａ，２０５ｂは、赤外線を発生する光源を用いてもよい。光源として赤外線を用いることにより、底面が可視光を吸収するような面、例えば黒い面であるような場合にも、対応可能である。

制御部３００は、操作表示部１０５の下方に配置されている。制御部３００は、電子レンジ１００の各構成要素を制御する。

図２は、第１の実施の形態における電子レンジ１００の概略構成図である。

制御部３００は、加熱制御部３０１、比較判定部３０２、撮影制御部３０３および記憶部３０４を有している。

なお、本実施の形態では、制御部３００は、加熱制御部３０１、比較判定部３０２、撮影制御部３０３および記憶部３０４を一体の構成とした。しかしながら、これらの構成が別々の半導体素子等で実現されてもよい。また、制御部３００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のようなマイクロコンピュータにより構成されてもよい。

加熱制御部３０１は、マグネトロン２０２ａおよびマグネトロン２０２ｂの制御を行う。マグネトロン２０２ａおよびマグネトロン２０２ｂにより放射されたマイクロ波により、加熱庫２０１内に収納された加熱対象物２０３が加熱される。

撮影制御部３０３は、照明２０５ａおよび照明２０５ｂの、ＯＮ、ＯＦＦ制御、強弱の制御、および、照明の制御に同期したカメラ２０４の撮影制御を行う。

記憶部３０４は、カメラ２０４を用いて撮影制御部３０３により撮影された、加熱庫２０１内の画像を保存する。

比較判定部３０２は、カメラ２０４を用いて撮影制御部３０３が加熱庫２０１内を撮影し、記憶部３０４に保管された画像を比較解析する。これによって、比較判定部３０２は、加熱庫２０１内の状態を認識し、食品等の物体の状態、物体の有無、および、汚れの有無の検知、ならびに、体積および高さの推定等を行う。

図３は、照明２０５ａおよび照明２０５ｂと、加熱庫２０１内との構成を、平面視で示す一例である。

図３は、加熱庫２０１の天井側から底面側を臨む図である。図３における下側は、ドア１０２を有する前方側である。図３では、一例として、加熱対象物２０３を加熱庫２０１の庫内底面に収納している。

本実施の形態においては、照明２０５ａが、加熱庫２０１の左側の側壁の庫外側に配置され、側壁に設けられた孔を通して、その光軸Ｌａが、加熱庫２０１の略中央（中央を含む）方向を向いている。また、照明２０５ｂが、加熱庫２０１の右側の側壁の戸外側に配置され、側壁に設けられた孔を通して、その光軸Ｌｂが加熱庫２０１の略中央（中央を含む）方向を向いている。

照明２０５ａまたは照明２０５ｂが加熱庫２０１内を照らすことにより、加熱対象物２０３についての影領域Ｓを生じさせることができる。

照明２０５ａが、加熱庫２０１を左側から照らすことにより、加熱対象物２０３の右側底面に、影領域Ｓａが表れる。また、照明２０５ｂが加熱庫２０１を右側から照らすことにより、加熱対象物２０３の左側底面に、影領域Ｓｂが表れる。

このように、光軸Ｌａと光軸Ｌｂとのなす角（図３におけるθ）が大きくなるように、照明２０５ａおよび照明２０５ｂを配置することにより、それぞれの照明条件における、影領域Ｓａおよび影領域Ｓｂの重なりを少なくすることができる。これにより、後述する画像の差分による認識精度を向上できる。そのために好ましくは、光軸Ｌａと光軸Ｌｂとのなす角は、９０度以上であることが望ましい。

なお、本実施の形態においては、照明２０５ａおよび照明２０５ｂは、加熱庫２０１内を、後方から前方へ向けて照らしている。これにより、電子レンジ１００が設置されている環境の照明がドア１０２から入り込むことによる、不要な影成分が、影領域Ｓに影響を与えることを低減できる。

すなわち、加熱庫２０１の前方側に、後方側に影領域を生じさせる場合と比較して、より明確な影領域Ｓを生じさせることができる。しかしながら、照明２０５ａおよび照明２０５ｂの配置構成は、この光軸方向に限らなくともよい。

本開示では、照明２０５ａを主に用いる、第１の照明条件を照明条件Ｃ１とする。また、照明２０５ｂを主に用いる、第２の照明条件を照明条件Ｃ２とする。すなわち、照明条件Ｃ１は、照明２０５ａを優先的に点灯させる照明条件であり、照明条件Ｃ２は、照明２０５ｂを優先的に点灯させる照明条件である。

ここで、優先的に点灯させる、とは、例えば、照明条件Ｃ１において、照明２０５ａを照明２０５ｂよりも高い輝度で点灯させ、あわせて、照明２０５ｂを照明２０５ａよりも低い輝度で点灯させることであってもよい。

このように、照明条件Ｃ１と照明条件Ｃ２のそれぞれは、２つの照明条件の間で、影領域Ｓａと影領域Ｓｂとの区別が容易になる照明条件であればよい。

図４は、記憶部３０４に登録されている、加熱庫２０１内を撮影した庫内画像の一例を示す図である。

この例では、庫内が「空状態」、すなわち、食品等の加熱対象物２０３が加熱庫２０１に収容されていない状態での画像の一例を示している。なお、工場出荷時において、図４の例で示されるような「空状態」の基準画像（以下、空画像と呼ぶ）が、記憶部３０４のメモリ内に保存されていてもよい。また、工場出荷後の使用環境において、上述した空画像が生成され、記憶部３０４に保存されてもよい。使用環境下で空画像を生成することにより、電子レンジ１００が設置されている環境の照明状況、および、加熱庫２０１内の経年劣化等の影響を、より適切に反映し、画像の認識精度を改善することができる。

図５および図６は、加熱庫２０１内を撮影した、別の画像の一例を示す図である。

この例では、図５は、加熱庫２０１内に非加熱対象物（平面的な汚れ、および、異物等）が存在する場合、図６は、加熱庫２０１内に、加熱対象物２０３（弁当等）が存在する場合の、それぞれにおける加熱庫２０１内を撮影した画像の一例を示している。

図７は、加熱庫２０１内に、物体（加熱対象物２０３）が存在する場合の撮影画像と、その処理過程における差分画像の一例を示す図である。

図７において、（ａ）は、照明条件Ｃ１における撮影画像を示す図である。図７の（ａ）では、加熱庫２０１内が、照明２０５ａにより、左奥側から照らされていることにより、加熱対象物２０３の右手前側に、影領域Ｓａが表れている。

図７の（ｂ）は、照明条件Ｃ２における撮影画像を示す。図７の（ｂ）では、加熱庫２０１内が、照明２０５ｂにより右奥側から照らされていることにより、加熱対象物２０３の左手前側に、影領域Ｓｂが表れている。

図７の（ｃ）は、記憶部３０４に保存されている空画像と、図７の（ａ）の画像との差分を２値化した画像を示す。すなわち、空画像と図７の（ａ）の画像とについて、画素ごとに差分演算を行い、さらに、２値化のため、演算された差分と所定の閾値との比較を行い、それぞれの画素を「０」または「１」で表現したものが、図７の（ｃ）に示された差分２値化画像である。

一例として、画像の各画素が、０から２５５の範囲の値で表現されている場合における、２値化のための所定の閾値を２０とする。この場合、空画像と図７の（ａ）の画像との差分値が２０階調以上である画素が、それぞれ、１の値で表現され、差分値が２０階調未満の画素が、それぞれ、０の値で表現される。なお、各画素の表現方法、および、２値化のための所定の閾値は、適時決定してよい。このように、図７の（ａ）の画像と空画像とを比較することにより、加熱庫２０１による影響を除外した画像を生成することができる。

図７の（ｄ）は、空画像と図７の（ｂ）の画像との差分２値化画像を示す。差分計算および２値化の方法については、図７の（ｃ）の場合と同様である。

図７の（ｅ）は、図７の（ｃ）と図７の（ｄ）との画像の差分画像を示す。すなわち、図７（ｃ）と図７（ｄ）との画像について、画素ごとに、差分の絶対値が算出され、表示されたものである。

図７（ｅ）では、加熱対象物２０３による、影領域Ｓａおよび影領域Ｓｂのみが抽出されている。このように、２つの照明条件を用いた２つの画像間の差分を用いることにより、加熱庫２０１および加熱対象物２０３を除外し、影領域Ｓの部分を、より的確に抽出することができる。

照明条件Ｃ１において加熱庫２０１内を撮影された図７の（ａ）の画像、および、照明条件Ｃ２において加熱庫２０１内を撮影された図７の（ｂ）の画像においては、それぞれ、照明２０５ａおよび照明２０５ｂによる差が生じ得る。例えば、図７の（ａ）においては照明２０５ａに近い領域が、図７の（ｂ）においては照明２０５ｂに近い領域が、それぞれ、より明るく、照明２０５ａ，２０５ｂと遠い領域は、より暗い、といった濃淡等が生じ得る。これらの画像間で差分を算出すると、加熱対象物２０３および影領域Ｓ以外の、不要な差分が表れてしまい、加熱対象物２０３および影領域Ｓの領域の抽出に悪影響を及ぼす場合がある。

これに対して、本開示では、図７の（ｃ）および図７の（ｄ）の画像の生成において、空画像との比較を行うことにより、２つの照明条件の差による加熱庫２０１内の画像差の影響を低減することができる。

図８は、加熱庫２０１内に、汚れＤが存在する場合の撮影画像、および、処理過程における差分画像の一例を示す。

図８において、図８の（ａ）は、照明条件Ｃ１における撮影画像を示す。図８においては、左奥側から照明が照らされているが、汚れＤは平面状であるため、影領域Ｓが表れない。

図８の（ｂ）は、照明条件Ｃ２における撮影画像を示す。図８においては、右奥側から照明が照らされているが、汚れＤは平面状であるため、影領域Ｓが表れない。

図８の（ｃ）は、空画像と図８の（ａ）の画像との差分２値化画像を示す。図８の（ｄ）は、空画像と図８の（ｂ）の画像との差分２値化画像を示す。

図８の（ｅ）は、図８の（ｃ）と図８の（ｄ）との画像の差分画像を示す。ここでは、汚れＤが平面状であるため、影領域Ｓは抽出されない。

図９は、比較判定部３０２の、庫内状態判定、および、加熱可否判定の基準を定義したテーブルの一例を示す図である。

ここで、２つの画像間における差分の程度を表す特徴量を、差分比較値と定義する。本実施の形態では、２つの画像間で画素ごとに差分を計算し、それぞれの差分値を、２値化のための所定の閾値と比較して、２値化を行った画像において、値が１である画素の合計数を、差分比較値とする。

また、照明条件Ｃ１における、空画像と判定対象画像との差分２値化画像を差分画像Ｐ１と定義し、差分比較値を差分比較値Ａ１と定義する。同様に、照明条件Ｃ２における、空画像と判定対象画像との差分２値化画像を差分画像Ｐ２と定義し、差分比較値を差分比較値Ａ２と定義する。さらに、差分画像Ｐ１と差分画像Ｐ２との差分比較値を、差分比較値Ｂと定義する。

比較判定部３０２は、それぞれの差分比較値を、所定の画像差分閾値と比較することにより、加熱庫２０１内の、状態の判定および加熱可否の判定を行う。

図９のテーブルは、差分比較値Ａ１と差分比較値Ｂとの関係により、加熱庫２０１内が、空、物体（加熱すべき物体）、および汚れ、のいずれの状態であるかを判定するための基準例を示している。

図９の例では、比較判定部３０２は、差分比較値Ａ１を、第１の画像差分閾値（ここでは値が２００）と比較することで、加熱庫２０１内が空であるかを判定する。比較判定部３０２は、差分比較値Ａ１が第１の画像差分閾値よりも小さい場合は、差分値は画像のノイズ成分等によるものとして、加熱庫２０１内は空であると判定する。この場合、比較判定部３０２は、加熱庫２０１を加熱不可と判定する。

また、比較判定部３０２は、さらに差分比較値Ｂを、第２の画像差分閾値（ここでは５００）と比較することで、加熱庫２０１内に物体が存在するか否かを判定する。比較判定部３０２は、差分比較値Ｂが第２の画像差分閾値よりも大きい場合は、物体の影による成分が存在する、すなわち、加熱庫２０１内に加熱対象物２０３が存在すると判定する。この場合、比較判定部３０２は、加熱庫２０１を加熱可能と判定する。他方、差分比較値Ｂが小さい場合は、比較判定部３０２は、加熱対象となる物体ではない成分が存在する、すなわち、汚れＤ等が存在すると判定する。この場合、比較判定部３０２は、加熱庫２０１を加熱不可と判定する。さらに、必要に応じて、制御部３００は、汚れおよび異物等の、非加熱対象物の存在を、使用者に通知する。

本実施の形態では、第１の画像差分閾値を２００とし、第２の画像差分閾値を５００とした。しかしながら、それぞれの値は適宜選定してよい。

なお、本実施の形態では、画像比較して２値化画像を生成する場合に、各画素における輝度差分が、所定の数値を超えた場合にカウントする方式としているが、画像差分が抽出できる方式であれば、どの方式を利用してもよく、画像類似度、および、各画素の色による差分等を用いてもよい。

また、本実施の形態では、照明条件Ｃ１における差分比較値を、差分比較値Ａ１と定義したが、差分比較値Ａ１は、照明条件Ｃ２における差分比較値であってもよいし、照明条件Ｃ１，Ｃ２とは異なる、第３の照明条件における差分比較値であってもよい。

図１０は、第１の実施の形態における、電子レンジ１００の加熱庫２０１の状態検知の動作を示すフローチャートである。

以下、図１０のフローチャートを用いて詳細に説明する。

ステップＳ１では、撮影制御部３０３が、照明２０５ａおよび照明２０５ｂを制御して、照明条件Ｃ１（例えば左側の照明２０５ａのみＯＮ）に切り替え、ステップＳ２へ処理を進める。

ステップＳ２では、撮影制御部３０３が、カメラ２０４を制御して、加熱庫２０１の庫内の撮影を行い、撮影された画像が記憶部３０４に保管され、ステップＳ３ステップに処理を進める。撮影画像は、庫内に物体（加熱対象物２０３）がある場合には、図７の（ａ）のように、物体に影領域Ｓのついた画像となる。撮影画像は、庫内に物体が存在せず、汚れＤがある場合には、図８の（ａ）のように、影領域Ｓのない画像となる。

ステップＳ３では、比較判定部３０２が、記憶部３０４に予め保管されている、照明条件Ｃ１における空画像と、ステップＳ２で撮影された画像との差分計算を行い、ステップＳ４へと処理を進める。

図７の（ｃ）、および、図８の（ｃ）は、ステップＳ３において、差分が計算され、２値化された画像の一例である。なお、ステップＳ３で計算される差分値は、図９における、差分比較値Ａ１に相当する。

ステップＳ４では、比較判定部３０２が、ステップＳ３で計算された差分値から、図９のテーブルの判定基準に従って、加熱庫２０１内が空状態か否かを判定する。図９の判定基準に当てはめると、差分値が２００以下の場合（Ｓ４，ＹＥＳ）に、比較判定部３０２は、庫内が空状態であると判定する。この判定に基づき、加熱を行わず処理を終了する。差分値が２０１以上の場合（Ｓ４，ＮＯ）は、庫内に物体、または汚れがあると判定して、ステップＳ５へと処理を進める。

ステップＳ５では、撮影制御部３０３が、照明２０５ａおよび照明２０５ｂを制御して、照明条件Ｃ２（例えば右側の照明２０５ｂのみＯＮ）に切り替え、ステップＳ６へ処理を進める。

ステップＳ６では、撮影制御部３０３が、カメラ２０４を制御して、加熱庫２０１内の撮影を行い、撮影した画像が記憶部３０４に保管され、ステップＳ７へ処理を進める。撮影画像は、庫内に物体がある場合には、図６の（ｂ）のように、物体に影のついた画像となる。撮影画像は、庫内に物体が存在せず、汚れがある場合には、図８の（ｂ）のように、影領域Ｓのない画像となる。

ステップＳ７では、比較判定部３０２が、記憶部３０４に予め保管されている、照明条件Ｃ２における空画像と、ステップＳ６で撮影された画像の差分計算を行い、ステップＳ８へと処理を進める。図７の（ｄ）および、図８の（ｄ）は、ステップＳ７において、差分が計算され、２値化された画像の一例である。

ステップＳ８では、比較判定部３０２が、ステップＳ３で計算された差分画像と、ステップＳ７で計算された差分画像との差分計算を行い、ステップＳ９へと処理を進める。図６の（ｅ）、および図８の（ｅ）は、ステップＳ８で計算された差分画像の一例である。

加熱庫２０１内に物体、つまり立体物がある場合には、照明条件Ｃ１および照明条件Ｃ２による影領域Ｓの差が、図７の（ｅ）のように、差分として表れる。他方、庫内に汚れがある、つまり非立体物がある場合には、照明条件Ｃ１および照明条件Ｃ２による影の差はないため、図８の（ｅ）のように、差分はほぼ表れない。庫内に汚れのない、完全に空状態の場合にも、汚れがある場合同様、図８の（ｅ）のような差分結果となる。

ステップＳ９では、比較判定部３０２が、ステップＳ３で計算された差分値と、ステップＳ８で計算された差分値とから、図９のテーブルの判定基準に従って、加熱庫２０１内の状態を判定する。例えば、差分比較値Ａ１が２０１以上、かつ、差分比較値Ｂが５０１以上の場合には、「物体を検出」したと判定する。そして、ステップＳ１０へと処理が進められ、加熱が実施される。他方、差分比較値Ａ１が２０１以上、かつ、差分比較値Ｂが５００以下の場合には、「庫内汚れ（空）を検出」したとの判定がなされ、ステップＳ１１へと処理が進む。

ステップＳ１１では、庫内汚れの状況を使用者に通知し、加熱を行わず処理を終了する。

なお、本実施の形態において、図９に示された、判定基準および閾値は、あくまで一例であり、値については限定されず、製造時または使用時に自由に設定してもよい。テーブルの分割数についても、図９より多くして、物体および汚れの大小を判定してもよい。加熱庫２０１内の状態の各判定結果に対する、加熱可否の判定基準についても、同様に図９の基準に限定されるものではなく、また、これを、製造時または使用時に自由に設定してもよい。

また本実施の形態では、照明条件Ｃ１を「左照明のみＯＮ」、照明条件Ｃ２を「右照明のみＯＮ」、とする例を挙げたが、照明条件Ｃ１と照明条件Ｃ２とで物体にできる影に差を生じえるなら、他の組み合わせでもかまわない。例えば、照明条件Ｃ１を「左右照明どちらもＯＦＦ（ガラス窓１０３からの外光入射のみ）」、照明条件Ｃ２を「右照明のみＯＮ」としてもよい。また照明条件Ｃ１を「左照明ＯＮで照明の向きを第１の角度」、照明条件Ｃ２を「左照明ＯＮで照明の向きを第２の角度」、としてもよい。

以上のように、本実施の形態によれば、経年変化および利用状況等で、加熱庫２０１内の状態が常に変化する加熱調理器において、庫面の汚れの有無および大小に影響を受けることなく、正確に空状態であることを検知することが可能である。また、差分比較を行う際に、基準となる空画像を更新するが必要ないため、シンプルな運用が可能であり、かつ、安定した庫内状態判定を実現することができる。

（第２の実施の形態）
図１１は、本開示の第２の実施の形態における、加熱庫２０１内に物体が存在する場合の、撮影画像、および、処理過程における差分画像の例を示す図である。図１１の（ａ）〜（ｅ）については、第１の実施の形態における図７（ａ）〜（ｅ）それぞれの説明と同様である。

図１２は、本開示の第２の実施の形態における、加熱調理器の加熱庫の状態検知の動作を示すフローチャートである。

以下、第２の実施の形態について、図１２のフローチャートを用いて説明する。

第１の実施の形態と第２の実施の形態とで主に異なるところは、第２の実施の形態では、ステップＳ９で加熱庫２０１内に物体有りと判定された場合、加熱対象物２０３の体積が推定され、推定された体積に対して、設定された加熱時間の妥当性の判定が行われる点にある。

以下、主に、第１の実施の形態と異なる点について説明を行い、同じ制御を行う点については、詳細な説明を省略する。

本実施の形態における、照明条件Ｃ１および照明条件Ｃ２は、撮影画像の差分を計算した際に影領域Ｓのみが抽出されるような組み合わせとする。例えば、照明条件Ｃ１は、加熱庫２０１の左右側面に取り付けられた照明２０５ａ，２０５ｂをどちらもＯＮ、照明条件Ｃ２は、同照明のうち左の照明２０５ａのみをＯＮとする。照明条件Ｃ１では、左右の照明２０５ａ，２０５ｂにより、加熱庫２０１内の物体にできた影が互いに打ち消されるため、図１１の（ａ）のように、撮影画像に影が写らない、または薄くなる。一方、照明条件Ｃ２では、図１１の（ｂ）のように、撮影画像に物体の影がはっきりと写る。このため、これらの照明条件Ｃ１，Ｃ２の撮影画像の差分を計算することで、影領域Ｓのみが抽出され、影のサイズを測定することができる。なお、照明条件Ｃ１，Ｃ２については、影領域Ｓの抽出が可能であれば、他の組み合わせでもよい。

ステップＳ９で、比較判定部３０２が、物体有りと判定した場合に、ステップＳ１２へと処理が進む。

ステップＳ１２では、比較判定部３０２が、ステップＳ３の差分画像（図１１の（ｃ））とステップＳ７の差分画像（図１１の（ｄ））との差分を計算することにより、図１１の（ｅ）のような影領域Ｓを抽出する。次に、影領域Ｓの長さに、適宜、加熱庫２０１内の位置に応じた補正係数を乗じて、対象物体の高さとする。ステップＳ３において計算された差分領域（図１１の（ｃ））は、対象物体の平面視における物体の面積に相当し、これに高さを乗じて体積が算出され、ステップＳ１３に処理が進む。

ステップＳ１３では、比較判定部３０２が、ステップＳ１２で推定された体積と、使用者により設定された加熱時間とを比較して、妥当性を判定する。例えば、コンビニエンスストアで販売されている、通常のおにぎり程度の体積に対して、１５００Ｗ、１０分という、後述する判定基準に対して、比較的長い加熱時間が設定されている場合には、妥当な加熱時間設定ではないと判定される。

この判定基準については、体積に対する加熱設定時間の、妥当な範囲の上限および下限を表す関数で定義してもよいし、体積をいくつかの範囲に区切って、それに対応する、妥当な加熱時間範囲がテーブルで定義される形でもよい。比較判定部３０２が、設定された加熱時間が妥当であると判断した場合には、ステップＳ１０へと処理が進み、加熱が開始される。比較判定部３０２が、設定された加熱時間が妥当でないと判断した場合には、ステップＳ１４へと処理が進む。

ステップＳ１４では、設定された加熱時間が、加熱対象物２０３の体積に対して適切でないことが通知され、加熱を行わずに処理を終了する。

なお、本実施の形態では、比較判定部３０２が、加熱時間が妥当でないと判断した場合に、加熱を禁止することとしたが、これはあくまで一例であり、妥当性判定後の動作内容についてはこれに限定されるものではない。例えば、妥当でない旨の通知を行うだけで、加熱自体は実施されてもよいし、加熱対象物２０３の体積に応じた加熱上限時間で、加熱が停止されてもよい。

このようにして、本実施の形態によれば、複数の照明条件で撮影された画像を組み合わせることで抽出された影領域Ｓのサイズから、加熱対象物２０３の体積を推定することが可能である。また、加熱対象物２０３の体積に対して、誤って、過加熱となるような加熱時間が設定された場合にも、この加熱を禁止、または制限する等の方法で、安全性を高めることができる。

また、本実施の形態では、影領域Ｓから体積を推定している。しかしながら、影領域Ｓの長さから加熱対象物２０３の高さを推定してもよい。具体的には、例えば、影領域Ｓについて、加熱対象物２０３の中心から、照明の軸方向への長さを、影領域Ｓの長さとして算出する。そして、この長さ、および、照明２０５ａ，２０５ｂの軸方向と加熱庫２０１の底面との角度により、加熱対象物２０３の高さを推定できる。この推定された加熱対象物２０３の高さに基づき、撮影制御および加熱制御を行うことにより、より適切に、加熱庫２０１内の状態認識および加熱を行うことができる。

以上述べたように、本開示の加熱調理器および加熱調理器の制御方法によれば、庫内の状態を、より正確に検知することで、適切な加熱条件での加熱を行い、空焚き等の過加熱による危険を防ぐことができる。また、汚れがある場合においても、使用者へ簡単に除去を促すことができ、使用者が、清潔かつ安全に、食品を加熱調理することができる。

（その他の実施の形態）
上述した実施の形態の他の実施の形態について説明する。

電子レンジ等の加熱調理器をネットワークと接続可能に構成し、ネットワーク上のサーバで、加熱調理器を制御する加熱調理システムとして実施することも可能である。このような加熱調理システムでは、第１の実施の形態の電子レンジ１００における、比較判定部３０２および記憶部３０４が行う処理の、両方またはいずれかを、サーバ側で実行する。これにより、加熱調理器における認識処理等による処理負荷を軽減することができる。

なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において、種々の変更、置き換え、付加、および、省略等を行うことができる。

本開示によれば、庫内が空状態であることだけなく、庫面の汚れの、有無および大小に影響を受けることなく、正確に庫内の状態を検知することが可能となる。これにより、販売店で使われる電子レンジの他、家庭用の電子レンジ、炊飯器およびＩＨクッキングヒータ等、加熱調理器に広く適用可能であり、有用である。

１００ 電子レンジ（加熱調理器）
１０１ 筐体
１０２ ドア
１０３ ガラス窓
１０４ 取っ手
１０５ 操作表示部
１０６ 液晶表示器
１０７ 時間設定ボタン群
１０８ 加熱開始ボタン
１０９ 取消ボタン
１１０ 一時停止ボタン
２０１ 加熱庫
２０２ａ，２０２ｂ マグネトロン
２０３ 加熱対象物
２０４ カメラ（撮影部）
２０５ａ，２０５ｂ 照明
３００ 制御部
３０１ 加熱制御部
３０２ 比較判定部
３０３ 撮影制御部
３０４ 記憶部
Ａ１，Ａ２，Ｂ 差分比較値
Ｄ 汚れ
Ｌａ，Ｌｂ 光軸
Ｓ，Ｓａ，Ｓｂ 影領域

Claims (8)

1. 加熱対象物を収納する加熱庫と、
   前記加熱庫内を照らす、第１の照明および第２の照明と、
   前記加熱庫に設けられた撮影部と、
   前記撮影部を用いて前記加熱庫内を撮影し、画像を生成する撮影制御部と、
   前記加熱庫内を加熱する加熱制御部と、を備え、
   前記撮影制御部は、前記撮影部と、前記第１の照明および前記第２の照明のうち、少なくともいずれかとを動作させて、第１の照明条件で、第１の画像を撮影し、前記撮影部と、前記第１の照明および前記第２の照明のうち、少なくともいずれかとを動作させて、第１の照明条件とは異なる第２の照明条件で、第２の画像を撮影し、
   前記加熱制御部は、前記第１の画像と前記第２の画像との関係に基づいて、前記加熱庫内の加熱を行う、
   加熱調理器。
2. 前記第１の画像および前記第２の画像それぞれに表れる影領域の関係に基づいて、前記加熱庫内に、前記加熱対象物が存在するか否かを判定し、前記判定の結果に応じて、前記加熱制御部に加熱条件を通知する比較判定部を備える、
   請求項１に記載の加熱調理器。
3. 前記比較判定部は、前記第１の画像と前記第１の照明を用いて撮影された空画像との差分比較値と、前記第１の画像と前記第２の画像との差分比較値との関係に基づいて、前記加熱庫内に、非加熱対象物が存在すると判定する、
   請求項２に記載の加熱調理器。
4. 前記比較判定部は、前記影領域のサイズに基づき、前記加熱対象物の体積を推定する、請求項２に記載の加熱調理器。
5. 前記比較判定部は、前記影領域の長さに基づき、前記加熱対象物の高さを推定する、
   請求項２に記載の加熱調理器。
6. 前記比較判定部は、推定された前記体積に基づき、加熱設定時間と所定の判定基準とを比較する、
   請求項４に記載の加熱調理器。
7. 前記加熱制御部は、前記第１の画像と前記第１の照明条件を用いて撮影された空状態の画像との演算結果と、前記第２の画像と前記第２の照明条件を用いて撮影された空状態の画像との演算結果と、の関係に基づいて、前記加熱庫内の加熱を行う、
   請求項１に記載の加熱調理器。
8. 加熱対象物を収納する加熱庫と、前記加熱庫内を照らす、第１の照明および第２の照明と、撮影部を用いて前記加熱庫内を撮影し、画像を生成する撮影制御部と、前記加熱庫内を加熱する加熱制御部と、を備える加熱調理器の制御方法であって、
   前記撮影制御部は、前記第１の照明および前記第２の照明のうち、少なくともいずれかを用いて、第１の照明条件で、前記加熱庫内の第１の画像を撮影し、
   前記撮影制御部は、前記第１の照明および前記第２の照明のうち、少なくともいずれかを用いて、前記第１の照明条件とは異なる第２の照明条件で、前記加熱庫内の第２の画像を撮影し、
   前記加熱制御部は、前記第１の画像と前記第２の画像との関係に基づいて、前記加熱庫内の加熱を行う、
   加熱調理器の制御方法。