WO2010050159A1

WO2010050159A1 - 誘導加熱調理器

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Publication number: WO2010050159A1
Application number: PCT/JP2009/005554
Authority: WO
Inventors: 藤濤知也; 奥田直; 石丸直昭; 片岡章
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2009-10-22
Publication date: 2010-05-06
Also published as: EP2343952A1; US20110198342A1; US8674272B2; EP2343952B1; EP2343952A4; CN102197705B; JP5083283B2; CN102197705A; JP2010135299A

Abstract

　誘導加熱調理器は、調理容器を載置するトッププレート（１）と、調理容器から放射された赤外線を検出する赤外線センサ（７）及び赤外線センサの出力から調理容器の温度を算出する温度変換部（１１）を含む温度測定装置（２）と、高周波電流が供給されて、調理容器を加熱するための誘導磁界を発生させる加熱コイル（３）と、温度測定装置が測定した温度に基づいて加熱コイルの高周波電流を制御して、調理容器に供給する加熱電力を制御する加熱制御部（４）と、を有する。温度測定装置は、赤外線センサの温度を計測する温度検知部（８）をさらに有し、温度検知部により計測された赤外線センサの温度に基づいて、赤外線センサの出力から調理容器の温度を算出する。

Description

誘導加熱調理器

　本発明は、調理容器を誘導加熱する誘導加熱調理器であって、特に、赤外線センサにより検出された調理容器の温度に基づいて、加熱制御を行う誘導加熱調理器に関する。

　赤外線センサが出力する赤外線エネルギ量は、赤外線センサ自身の温度によって、変化する。そのため、従来の誘導加熱装置（例えば、定着装置）は、赤外線センサ自身の温度上昇に基づく赤外線センサの出力の変化を抑制するために、温度検知モジュール（赤外線センサを含む。）に空気を供給することによって赤外線センサを冷却する冷却手段を設けている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５－２４３３０号公報

　しかしながら、従来の構成では、冷却手段を必要とするために、以下のような種々の問題があった。例えば、冷却手段として冷却ファンを用いた場合、機器が大型化し、且つ冷却ファンの動作音が使用者に不快感を与える場合があった。また、冷却手段としてペルチェ素子を用いて、赤外線センサを一定温度となるように構成した場合は、機器が高額になるという問題があった。一方、冷却手段を用いない場合は、赤外線センサ自身の温度によって、赤外線センサが出力する赤外線エネルギ量が変化するため、測定物（具体的には、調理容器）の温度を精度良く検出することができない。

　本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、冷却手段を用いなくても、測定物（具体的には、調理容器）の温度を精度良く検出することができる誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

　本発明の誘導加熱調理器は、調理容器を載置するトッププレートと、調理容器から放射された赤外線を検出する赤外線センサと、赤外線センサの出力から調理容器の温度を算出する温度変換部と、を含み、トッププレートを介して調理容器から放射された赤外線を検出して、調理容器の温度を測定する温度測定装置と、高周波電流が供給されて、調理容器を加熱するための誘導磁界を発生させる加熱コイルと、温度測定装置の測定した温度に基づいて加熱コイルの高周波電流を制御して、調理容器を加熱する際の電力を制御する加熱制御部と、を有する誘導加熱調理器であって、温度測定装置は、赤外線センサの温度を計測する温度検知部をさらに有し、温度検知部により計測された赤外線センサの温度に基づいて、赤外線センサの出力から調理容器の温度を算出することを特徴とする。これにより、冷却手段を用いなくても、測定物（具体的には、調理容器）の温度を精度良く検出することができる。

　上記温度測定装置は、第１の所定増幅率に基づいて赤外線センサの出力を電圧に変換する電圧変換部と、第２の所定増幅率に基づいて電圧変換部の出力を増幅して、温度変換部に出力する増幅部と、温度検知部により計測された赤外線センサの温度に応じて、第１の所定増幅率及び／又は第２の所定増幅率を変更する増幅率設定部と、をさらに有してもよい。これにより、赤外線センサの温度が上昇して高温側の測定温度範囲が狭くなることを防止することができる。

　上記温度測定装置は、赤外線センサの出力を電圧に変換し、変換した赤外線センサの出力を基準電圧に重畳して出力する電圧変換部と、電圧変換部の出力を増幅して、温度変換部に出力する増幅部と、温度検知部により計測された赤外線センサの温度に応じて、基準電圧の値を変更する基準電圧変更部と、をさらに有してもよい。これにより、赤外線センサの温度が上昇して低温側の測定温度範囲が狭くなることを防止することができる。

　上記温度測定装置は、第１の所定増幅率に基づいて赤外線センサの出力を電圧に変換し、変換した赤外線センサの出力を基準電圧に重畳して出力する電圧変換部と、第２の所定増幅率に基づいて電圧変換部の出力を増幅して、温度変換部に出力する増幅部と、温度検知部により計測された赤外線センサの温度に応じて、第１の所定増幅率及び／又は第２の所定増幅率を変更する増幅率変更部と、温度検知部により計測された赤外線センサの温度に応じて、基準電圧の値を変更する基準電圧変更部と、をさらに有してもよい。これにより、赤外線センサの温度が上昇して高温側と低温側のそれぞれの測定温度範囲が狭くなることを防止することができる。

　上記温度測定装置は、増幅率の変更よりも基準電圧の変更を優先させてもよい。

　上記温度測定装置は、基準電圧を切り替える際、電圧変換部の第１の所定増幅率及び／又は増幅部の第２の所定増幅率を同時に変更してもよい。

　上記温度測定装置は、増幅部の出力電圧が基準電圧より低い電圧になったときに基準電圧を変更してもよい。

　上記温度測定装置は、温度検知部の測定した温度が所定温度以上になったときに基準電圧を変更してもよい。

　上記温度測定装置は、電圧変換部の第１の所定増幅率を、増幅部の第２の所定増幅率よりも大きく設定してもよい。これにより、Ｓ／Ｎ比の悪化を防止することができる。

　上記赤外線センサは量子型であってもよい。この発明によれば、微小な赤外線エネルギであっても検知することができる。

　本発明によれば、赤外線センサ自身の温度に応じて、赤外線センサの出力値を補正して、補正後の赤外線センサの出力から調理容器の温度を算出することにより、冷却手段を用いなくても、測定物（具体的には、調理容器）の温度を精度良く検出することができる。例えば、赤外線センサ自身の温度に応じて、赤外線センサの出力を電圧に変換する電圧変換部と電圧変換部の出力を増幅する増幅部のうち少なくともいずれか一方の増幅率を変更することにより、高温側の温度測定範囲が狭くなることを防止することができる。また、例えば、赤外線センサ自身の温度に応じて、電圧変換部において赤外線センサの出力電圧を重畳させる基準電圧の値を変更することにより、低温側の温度測定範囲が狭くなることを防止することができる。このように、本発明によれば、赤外線センサを冷却することなく、調理容器の温度を広範囲に測定することが可能になる。

本発明の実施形態１の誘導加熱調理器の構成を示す図本発明の実施形態１における温度測定装置の構成を示すブロック図本発明の実施形態１における電圧変換部の構成を示すブロック図（ａ）はフォトダイオードの温度に応じた出力電流の特性図、（ｂ）は増幅部の出力電圧と調理容器の温度の関係を示す図本発明の実施形態１の誘導加熱調理器の動作を示すフローチャート本発明の実施形態２における温度測定装置の構成を示すブロック図本発明の実施形態２の誘導加熱調理器の動作を示すフローチャート（ａ）は、基準電圧が一定の場合の増幅部の出力電圧と調理容器の温度の関係を示す図、（ｂ）は本発明の実施形態２における基準電圧が可変の場合の増幅部の出力電圧と調理容器の温度の関係を示す図

　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

　（実施形態１）
　本発明の実施形態１の誘導加熱調理器は、赤外線センサの出力を増幅する際の増幅率を、赤外線センサ自身の温度に基づいて変更することにより、高温側の測定温度範囲が狭くなることを防止して、調理容器の温度を精度良く検出することを可能にするものである。

１．１　誘導加熱調理器の構成
　図１に、本発明の実施形態１の誘導加熱調理器の構成を示す。図１において、誘導加熱調理器は、調理容器１３を載置するトッププレート１と、トッププレート１の下方に設けられた、誘導加熱により調理容器１３を加熱する加熱コイル３と、を有する。調理容器１３は、トッププレート１の上面の加熱コイル３と対向する位置に載置される。

　本実施形態の誘導加熱調理器は、さらに、トッププレート１を介して調理容器１３から放射された赤外線を検出して、調理容器１３の温度を測定する温度測定装置２と、温度測定装置２が測定した温度に基づいて、加熱コイル３に供給する高周波電流を制御することにより、調理容器１３を加熱する際の電力を制御する加熱制御部４と、を有する。温度測定装置２は、調理容器１３と対向する位置に設けられて、調理容器１３から放射された赤外線を受光する。加熱制御部４は、加熱コイル３に高周波電流を供給するインバータ回路６を含む。

　温度測定装置２、加熱コイル３、及び加熱制御部４は、外郭ケース５内に収容される。トッププレート１は、外郭ケース５の上部に設けられて、外郭の一部を形成する。

　本実施形態の誘導加熱調理器は、さらに、使用者が調理容器１３の加熱を開始又は停止するなどの制御命令を入力するための操作部１４を有する。操作部１４は加熱出力の決定以外に、タイマ機能や自動調理設定などの機能を選択する制御命令を入力するためにも使用される。

　温度測定装置２と操作部１４は、加熱制御部４に電気的に接続される。加熱制御部４のインバータ回路６は、温度測定装置２の測定した温度と操作部１４を介して入力された制御命令とに基づいて、加熱コイル３に供給する高周波電流を制御して、調理容器１３を加熱する際の電力を制御する。

　図２に、温度測定装置２の構成を示す。温度測定装置２は、赤外線センサ７と、赤外線センサ７の温度を計測する温度検知部８と、赤外線センサ７の出力を電圧に変換する電圧変換部９と、電圧変換部９の出力を増幅させる増幅部１０と、増幅部１０の出力と温度検知部８の出力から測定対象物である調理容器１３の温度を算出する温度変換部１１と、増幅部１０の増幅率を設定する増幅率設定部１５と、を有する。

　赤外線センサ７は、調理容器１３から放射される赤外領域の光を受光する。赤外線センサ７の出力は、受光量に応じて変化する。赤外線センサ７の出力が電気信号に変換されることにより、必要な情報が取り出される。一般に、赤外線センサ７には、大別して熱型赤外線センサと量子型赤外線センサがある。本実施形態においては、赤外線センサ７として、量子型赤外線センサ（具体的には、フォトダイオード）を用いる。量子型赤外線センサ７は、光によって引き起こされる電気現象を利用して、光エネルギを電気エネルギに変換して検知する。フォトダイオードの場合、光起電力効果が利用され、光を受けると光量に比例した電流が流れることが利用される。

　温度検知部８は、赤外線センサ７の温度を測定する。温度検知部８は、例えば、熱伝導により温度を検知するサーミスタである。赤外線センサ７の出力は赤外線センサ７自身の温度によって変化するため（図４（ａ）参照）、温度検知部８が測定した温度は赤外線センサ７の出力を補正するために使用される。

　電圧変換部９は、赤外線センサ７の出力を電圧に変換する。本実施形態においては、赤外線センサ７として電流を出力するフォトダイオードを用いるため、電圧変換部９として電流－電圧変換回路を用いる（図３を用いて後述する。）。赤外線センサ７は、その種類に応じて出力の形態が異なるため、赤外線センサ７の出力を電気回路やマイコン等で扱い易い電圧に変換することによって、温度測定装置２の構成をより簡素にすることができる。

　増幅部１０は、電圧変換部９の出力電圧を増幅する。赤外線センサ７がフォトダイオードの場合、赤外線センサ７から出力される電流Ｉｓは、調理容器１３の温度やフォトダイオードのチップサイズなどにもよるが、μＡオーダー以下の出力である場合が多い。この電流Ｉｓを電圧変換部９によって電圧に変換しても数ｍＶであり、このままではノイズに弱く、さらにマイコンなどでＡ／Ｄ変換を行っても分解能が低く使い勝手が悪い。よって、増幅部１０は、電圧変換部９から出力される電圧を必要かつ十分な電圧値にまで増幅する。

　温度変換部１１は、増幅部１０によって増幅された電圧を入力して、入力した電圧の値から調理容器１３の温度を換算する。温度変換部１１として、マイコンやＤＳＰ等を用いることができる。

　図３に、電圧変換部９の構成を示す。電圧変換部９は、赤外線センサ７の出力を電圧に変換して、基準電圧Ｖｒｅｆに重畳して出力させる。電圧変換部９は、オペアンプ９１と抵抗９２とを含む。オペアンプ９１のマイナス端子は、赤外線センサ７に接続される。赤外線エネルギを受光した赤外線センサ７（具体的には、フォトダイオード）は光量に比例した電流Ｉｓを出力するため、その出力がオペアンプ９１のマイナス端子と出力端子の間に接続された帰還抵抗９２を通じて出力側（増幅部１０側）へ流れる。オペアンプ９１のプラス端子には基準電圧Ｖｒｅｆが入力され、帰還抵抗９２を通じて流れた電流と帰還抵抗９２の積が基準電圧Ｖｒｅｆに重畳されて、出力端子の電圧Ｖｏｕｔとなる。なお、本実施形態においては、赤外線センサ７がフォトダイオードの場合について説明しているが、赤外線センサ７の出力が抵抗値の変化となるような場合であっても電源電圧をかけて、そこから流れる電流を入力することによって同様の動作が可能である。

　電圧変換部９の帰還抵抗９２の抵抗値Ｒｆとして決定される増幅率と増幅部１０の増幅率は任意に設定可能である。本実施形態においては、電圧変換部９の増幅率は、増幅部１０の増幅率よりも大きくなるように設定する。赤外線センサ７がフォトダイオードの場合、赤外線センサ７が出力する電流はμＡオーダー以下であり、その小さな電流がマイコン等で扱える数Ｖ程度にまで増幅される。フォトダイオードの電流は微少であるため、電圧変換部９の増幅率が小さいと、電圧変換部９の出力を増幅部１０に入力する際にノイズがのってしまう危険性がある。したがって、電圧変換部９の増幅率を増幅部１０の増幅率よりも大きくすることにより、Ｓ／Ｎ比の悪化を防止することができる。

　図４（ａ）に、フォトダイオードの出力電流の特性を示す。図４（ａ）に示すように、フォトダイオードが出力する電流値は、フォトダイオード自身の温度によって変化する。具体的には、フォトダイオードの温度が低い時（Ｙ度）に比べて、温度が高いとき（Ｘ度）（Ｘ＞Ｙ）は、測定対象物である調理容器１３の温度が同じであっても、フォトダイオードが出力する電流Ｉｓは大きくなる。これは、フォトダイオード内に存在する並列抵抗が、フォトダイオードの温度が上昇することによって低下するためである。

　調理容器１３の温度が高く、フォトダイオードの温度が高くなると、出力電流Ｉｓが大きくなるため、測定可能な温度範囲は狭くなる。その理由を、図４（ｂ）を用いて説明する。

　図４（ｂ）に、増幅部１０の出力電圧Ｖａと測定対象物である調理容器１３の温度の関係を示す。オペアンプ９１の出力は、オペアンプの種類にもよるが、電源電圧によって制限される。具体的には、Rail to Rail出力のオペアンプの場合は最大で電源電圧まで出力し、Rail to Rail出力のオペアンプでない場合には電源電圧以下までしか出力することができない。

　図４（ｂ）の破線で示すように、赤外線センサ７（フォトダイオード）の温度が低温（Ｙ度）の時は、調理容器１３の温度が高温のＣ度のときに、増幅部１０の出力電圧Ｖａが飽和電圧Ａに達する。すなわち、赤外線センサ７が低温のときは、Ｃ度まで検出することができる。一方、赤外線センサ７の温度が上昇すると、図４（ａ）で示すように赤外線センサ７の出力電流Ｉｓが増加する。図４（ｂ）の実線で示すように、赤外線センサ７（フォトダイオード）の温度が高温（Ｘ度）の時は、調理容器１３の温度が低温のＢ度（Ｂ＜Ｃ）に達した時点で、増幅部１０の出力電圧Ｖａが飽和電圧Ａに達する。すなわち、赤外線センサ７が高温のときは、Ｂ度までしか検出することができない。このように、赤外線センサ７の温度が高いと、調理容器１３が高温になる前に、増幅部１０の出力電圧Ｖａが飽和電圧Ａに達するため、それ以上の調理容器１３の温度を検出することができない。

　そこで、本実施形態においては、図２に示す増幅率設定部１５が、赤外線センサ７の温度（温度検知部８が検知した温度）に応じて、増幅部１０の増幅率を設定する。具体的には、加熱開始時又は温度検知部８により検知された赤外線センサ７の温度が所定温度未満のときの増幅率を初期値に設定し、温度検知部８により検知された赤外線センサ７の温度が所定温度を超えると、増幅率を初期値よりも低下させる。このように、赤外線センサ７の温度に基づいて、増幅部１０の増幅率を変更することにより、赤外線センサ７の出力を補正する。これにより、より精度の高い温度検出を可能にする。

１．２　誘導加熱調理器の動作
　図５を用いて、本実施形態の誘導加熱調理器の動作を説明する。

　使用者が操作部１４にある加熱開始の制御命令を入力するスイッチを押下すると、加熱開始の制御命令が操作部１４から加熱制御部４に入力される。加熱制御部４は、インバータ回路６を動作させて加熱コイル３に高周波電流を供給する。これにより、加熱コイル３から高周波磁界が発生し、調理容器１３の加熱が開始される（Ｓ５０１）。このとき、予め設定された火力で加熱が開始される。操作部１４を介して、火力変更の制御命令が入力されると、加熱制御部４は、変更後の火力に基づいて、インバータ回路６を制御して調理容器１３を加熱する。具体的には、加熱制御部４は、インバータ回路６の入力電流を検出し、使用者が設定した火力とインバータ回路６の入力電流とを比較して、比較結果に基づいてインバータ回路６の動作状態を変更する。加熱制御部４は、この動作を繰り返すことによって、インバータ回路６を使用者が設定した火力になるように制御し、設定された火力を維持する。

　温度測定装置２において、温度検知部８は、赤外線センサ７の温度を検知する（Ｓ５０２）。増幅率設定部１５は、検知された赤外線センサ７の温度が所定温度（例えば、２５０℃）以上かどうかを判断する（Ｓ５０３）。赤外線センサ７の温度が所定温度以上であれば（Ｓ５０３でＹｅｓ）、増幅率設定部１５は、増幅部１０の増幅率を下げる（Ｓ５０４）。赤外線センサ７の温度が所定温度未満であれば（Ｓ５０３でＮｏ）、増幅率設定部１５は、増幅部１０の増幅率を上げる（Ｓ５０５）。具体的には、本実施形態では、ステップ５０４において増幅率を初期値よりも下げ、ステップＳ５０５において増幅部１０の増幅率を初期値に戻す。

　温度測定装置２は、調理容器１３の温度を算出する（Ｓ５０６）。具体的には、電圧変換部９が赤外線センサ７の出力を電圧に変換し、増幅部１０が電圧変換部９の出力値をステップＳ５０４又はＳ５０５で設定された増幅率に基づいて増幅し、温度変換部１１が増幅後の電圧値から調理容器１３の温度を換算する。温度測定装置２は、換算した温度を加熱制御部４に送信する。

　加熱制御部４は、温度測定装置２から受け取った調理容器１３の温度が所定の設定値（例えば、３００℃）以上か否かを判断する（Ｓ５０７）。調理容器１３の温度が所定の設定値以上であれば（Ｓ５０７でＹｅｓ）、異常な加熱であると判断し、加熱制御部４はインバータ回路６を一時的に停止させ、加熱を一時停止する（Ｓ５０８）。例えば、調理容器１３の温度が所定の設定値未満になるまで、加熱を停止する。調理容器１３の温度が所定の設定値以上でなければ（Ｓ５０７でＮｏ）、正常な加熱であると判断し、加熱制御部４はそのまま加熱を継続する。

　加熱制御部４は、操作部１４を介して、加熱終了の制御命令が入力されたかどうかを判断する（Ｓ５０９）。加熱終了の制御命令が入力されれば（Ｓ５０９でＹｅｓ）、加熱制御部４はインバータ回路６の動作を停止させて、加熱を終了する。加熱終了の制御命令が入力されていなければ（Ｓ５０９でＮｏ）、ステップＳ５０１に戻り、設定された火力での加熱を継続する。

１．３　まとめ
　本実施形態の誘導加熱調理器は、赤外線センサ７の温度が所定温度よりも高ければ、増幅部１０の増幅率を下げている。よって、赤外線センサ７の温度が高い場合であっても、増幅部１０の出力電圧Ｖａが飽和しにくくなり、調理容器１３の高温側の測定温度範囲が狭くなることを防止することができる。これにより、赤外線センサ７を冷却することなく、調理容器１３の温度を広範囲に測定することが可能になる。よって、調理容器１３の温度を精度良く検出することができる。

　なお、本実施形態においては、赤外線センサ７の温度に基づいて、増幅部１０の増幅率を変更したが、電圧変換部９の増幅率を変更するようにしてもよい。また、増幅部１０の増幅率と電圧変換部９の増幅率の両方を変更するようにしてもよい。

　また、本実施形態においては、赤外線センサ７として量子型赤外線センサを用いたが、熱型赤外線センサを用いても良い。熱型赤外線センサは、赤外線のもつ熱効果によってセンサが暖められ、素子温度の上昇によって生ずる素子の電気的性質の変化を検知するものである。例えば、熱型赤外線センサとしてサーモパイルを用いる場合、サーモパイルは赤外線エネルギに応じた出力（信号）を発生する。温度検知部８は、そのサーモパイルが出力する信号とサーモパイル自身の温度とにより、調理容器１３の温度を測定することができる。なお、赤外線センサ７の温度による特性変化の影響の度合いは熱型よりも量子型の方が大きいため、本実施形態における増幅率の制御については、量子型の方がその効果が大きい。

　上記実施形態では、誘導加熱調理器の一例として、設定された火力に基づいてインバータ回路６を制御する場合を説明したが、本実施形態の増幅率の設定は他の加熱制御においても適用できる。例えば、自動調理機能の一つである、揚げ物の調理時においても本実施形態を適用できる。揚げ物調理の場合、使用者が、操作部１４にある揚げ物自動調理開始スイッチを押下した後、操作部１４にある温度調節スイッチで設定温度を例えば１８０℃に設定すると、加熱制御部４は調理容器１３に入っている油の温度が設定温度の１８０℃に到達するように温度測定装置２の温度に基づいてインバータ回路６の制御を行う。調理容器１３に食材が投入されて油温が１８０℃以下となると、加熱制御部４はインバータ回路６の動作状態を変更して油温が１８０℃となるように制御を行う。このような誘導加熱調理器では、加熱コイル３の発熱や、調理容器１３の熱がトッププレート１に伝わり、トッププレート１からの放射などによって温度測定装置２の温度が上昇する。温度が上昇しないように、従来のように誘導加熱調理器に冷却手段を設けた場合、機器が大型化する、あるいは冷却ファンの動作音がして使用者に不快感を与えるなどの問題が生じる。しかし、本実施形態であれば、電圧変換部９及び／又は増幅部１０の増幅率を赤外線センサ７の温度に基づいて変更するため、赤外線センサ７の温度が上昇しても、測定可能な温度範囲が狭くならないようにできる。よって、機器が大型化することなく、また冷却ファンの動作音がして不快感を与えることなく、温度を測定することができる。本実施形態の誘導加熱調理器によれば、赤外線センサ７の高速な応答によって制御性良く、自動調理機能の高性能化や安全性などを実現することができる。

　（実施形態２）
　図６～図８を用いて、本発明の実施形態２の誘導加熱調理器について説明する。実施形態１の誘導加熱調理器は、高温側の測定温度範囲が狭くなることを防止した。実施形態２の誘導加熱調理器は、低温側の測定温度範囲が狭くなることを防止することを可能にする。具体的には、赤外線センサ７の温度に基づいて、電圧変換部９で使用される基準電圧の値を変更することにより、低温側の測定温度範囲が狭くなることを防止する。

２．１　誘導加熱調理器の構成
　本発明の実施形態２の誘導加熱調理器において、温度測定装置２以外の構成は、実施形態１と同一である。以下、温度測定装置２について説明する。図６に、本発明の実施形態２の誘導加熱調理器における温度測定装置２の構成を示す。本実施形態の温度測定装置２は、増幅率設定部１５に代えて、基準電圧変更部１２を含む。本実施形態の温度測定装置２において、赤外線センサ７、温度検知部８、電圧変換部９、増幅部１０、及び温度変換部１１は、実施形態１と同一である。

　本実施形態において、基準電圧変更部１２は、電圧変換部９のオペアンプ９１のプラス端子に入力する基準電圧Ｖｒｅｆの値を、温度検知部８が検知する赤外線センサ７の温度に従って、低い電圧値Ｖ１又は高い電圧値Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）に選択的に切り替える。

２．２　誘導加熱調理器の動作
　図７に、本発明の実施形態２の誘導加熱調理器の動作を示す。図７のフローチャートにおいて、ステップＳ７０４及びＳ７０５以外の動作ステップＳ７０１～Ｓ７０３とＳ７０６～Ｓ７０９は、図５の動作ステップＳ５０１～Ｓ５０３とＳ５０６～Ｓ５０９と同一であるため、詳細な説明を省略する。本実施形態においては、基準電圧変更部１２は、温度検知部８が検知する赤外線センサ７の温度が所定温度（例えば、１５０度）以上かどうかを判断し（Ｓ７０３）、赤外線センサ７の温度が所定温度未満である場合（Ｓ７０３でＮｏ）は、低い基準電圧Ｖ１を選択し、温度検知部８が検知する赤外線センサ７の温度が所定温度以上である場合（Ｓ７０３でＹｅｓ）は高い基準電圧Ｖ２を選択する。

　図８（ａ）に基準電圧変更部１２を設けない場合（すなわち、基準電圧Ｖｒｅｆが一定）の増幅部１０の出力電圧Ｖａと調理容器１３の温度の関係を示し、図８（ｂ）に本実施形態における基準電圧変更部１２を設けた場合（すなわち、基準電圧Ｖｒｅｆが可変）の増幅部１０の出力電圧Ｖａと調理容器１３の温度の関係を示す。

　図８（ａ）において、赤外線センサ７（フォトダイオード）の温度が、温度Ｚ（３０度以下の室温程度）の時（実線）、増幅部４は基準電圧Ｖｒｅｆを基準にして、基準電圧Ｖｒｅｆよりも高い電圧を出力電圧Ｖａとして出力する。一方、赤外線センサ７の温度Ｙが調理容器１３の温度よりも高い場合、本来、赤外線センサ７から電圧変換部９のオペアンプ９１に向かって流れていた電流が逆向きに流れる。そのため、増幅部１０は基準電圧Ｖｒｅｆ以下の電圧Ｄを基準にして、出力電圧Ｖａを出力するようになる（破線）。さらに、赤外線センサ７の温度が高くなって、Ｘ度（Ｘ＞Ｙ＞Ｚ）となった場合、対象物（調理容器１３）の温度が低いときの増幅部１０の出力電圧Ｖａは０Ｖに張り付く。この場合、調理容器１３の温度が高温のＥ度（例えば、１５０度）になってから出力が出始める（一点鎖線）。このように、赤外線センサ７の温度が上昇して増幅部１０の出力が０Ｖに張り付いてしまうと、低温側の測定温度範囲が狭くなってしまう。さらに、赤外線センサ７の温度が高くなるとオペアンプ９１の温度も上昇する。オペアンプ９１の入力オフセット電圧は温度ドリフトを持ち、温度が上昇すると入力オフセット電圧の特性が悪化する。さらにそれを帰還抵抗Ｒｆ倍した電圧が基準電圧Ｖｒｅｆに重畳されると、さらに低温の測定温度範囲が狭くなってしまう。このように、基準電圧Ｖｒｅｆが一定であると、低温の測定温度範囲が狭くなってしまう場合があった。

　図８（ｂ）において、赤外線センサ７の温度が比較的低いＺ度やＹ度の時は、増幅部１０の出力電圧Ｖａが飽和することはないため、調理容器１３の温度測定に支障がない。よって、赤外線センサ７の温度が比較的低いＺ度やＹ度の時は、基準電圧変更部１２は基準電圧Ｖｒｅｆを低い電圧値Ｖ１に設定する。しかしながら、基準電圧Ｖｒｅｆを低い電圧値Ｖ１のままにしておくと、赤外線センサ７の温度が高温のＸ度になったときに、図８（ａ）に示すように出力電圧Ｖａが０Ｖに張り付いてしまう。よって、赤外線センサ７の温度が高いＸ度の時は、基準電圧変更部１２は基準電圧Ｖｒｅｆを高い電圧値Ｖ２に上げる。そうすることによって、赤外線センサ７の温度がＸ度の時であっても（一点鎖線）、出力電圧Ｖａが０Ｖに張り付くことなく、出力が出るようになる。これにより、低温側の測定温度範囲が狭くなることなく、温度測定が可能となる。

２．３　まとめ
　本実施形態では、基準電圧変更部１２が、温度検知部８が検知する赤外線センサ７の温度に応じて、基準電圧Ｖｒｅｆの値を変更している。これにより、赤外線センサ７の温度が上昇したときに、増幅部１０の出力電圧が０Ｖに張り付いてしまうことを防止することができる。よって、低温側の測定温度範囲が狭くならないようにすることができる。

　通常、赤外線センサ７と測定環境が決まれば、温度検知部８が測定した温度と基準電圧Ｖｒｅｆの関係や調理容器１３の測定可能な温度範囲が決まる。測定環境とは、赤外線センサ７と調理容器１３までの距離、その間の光路、赤外線センサ７の周囲の光学特性などである。例えば、赤外線センサ７がフォトダイオードの場合、フォトダイオードのもつ並列抵抗や電流－電圧変換回路に使用するオペアンプ９１の特性等によって、温度検知部８が測定した温度と基準電圧Ｖｒｅｆの関係が決まる。また、フォトダイオードの持つ感度波長域やその感度によって測定可能な温度範囲が決まる。温度測定装置２が決まった測定環境で使用される場合には、赤外線センサ７の温度が何度になると測定可能な温度範囲に影響を及ぼすかがわかるため、事前にそのような条件がわかっている場合には、赤外線センサ７の温度がその影響を及ぼす所定温度（例えば、基準電圧Ｖｒｅｆが０Ｖとなるときの温度）になった時点で基準電圧Ｖｒｅｆを変更することによって、測定可能な温度範囲が狭くなることを防ぐことができる。

２．４　変形例１
　実施形態２では、赤外線センサ７の温度が所定温度以上になったときに基準電圧Ｖｒｅｆの値を変更したが、増幅部１０の出力電圧Ｖａが基準電圧Ｖｒｅｆより低くなったときに基準電圧Ｖｒｅｆを変更してもよい。赤外線センサ７がフォトダイオードの場合、電圧変換部９は電流－電圧変換回路として動作する。図６に示すように、オペアンプ９１のプラス端子には基準電圧Ｖｒｅｆが入力されているため、フォトダイオードから流れた電流Ｉｓは帰還抵抗９２に流れ、その帰還抵抗９２に流れた電流によって発生する電圧が基準電圧Ｖｒｅｆに重畳されて出力電圧Ｖｏｕｔとなる。フォトダイオードが、フォトダイオード自身の温度よりも対象物の温度が高い場合に、出力される電流がオペアンプの方向に流れるように接続されていると、フォトダイオードの電流が逆に流れた場合に、帰還抵抗９２で発生する電圧分が基準電圧Ｖｒｅｆから減算される。すなわち、出力電圧Ｖｏｕｔは基準電圧Ｖｒｅｆよりも低くなる。この場合、低温側の測定可能な温度範囲が狭くなる。このような場合に、基準電圧を変更することによって、測定可能な温度範囲が狭くなることを防ぐことができる。

２．５　変形例２
　なお、実施形態１と実施形態２とを組み合わせても良い。これにより、高温側と低温側の両方において、測定温度範囲が狭くなることを防ぎ、調理容器１３の温度を精度良く検出することができる。

　また、この場合に、温度検知部８の測定した温度が所定温度よりも高い場合における、増幅率の変更と基準電圧の変更において、増幅率の変更よりも基準電圧の変更を優先してもよい。上述したように、赤外線センサ７の温度が上昇すると、測定対象物である調理容器１３の可能な温度測定域が、高温側と低温側の両方で狭くなる。このとき、赤外線センサ７の温度が高くなったときの増幅部１０の出力電圧Ｖａが、図８（ａ）に示すように０Ｖに張り付いてしまうため、まず先に低温側の測定ができなくなってしまう。したがって、まず、基準電圧の変更を優先させて、低温側の温度を測定できるようにすると良い。

　なお、図５のステップＳ５０３の所定温度と図７のステップＳ７０３の所定温度を同一の温度に設定し、基準電圧を切り替えるときは、電圧変換部９及び／又は増幅部１０の増幅率も同時に変更するようにしてもよい。赤外線センサ７の温度が上昇したときに、基準電圧を変更することによって、出力電圧が０Ｖに張り付くことを防ぐことができる。また、図４（ａ）（ｂ）に示すように、赤外線センサ７の温度が上昇すると対象物の温度が同じであっても、赤外線センサ７の出力が大きくなるために増幅部１０の出力電圧が電源電圧で飽和しやすくなる。そのため、基準電圧変更後の測定可能な温度範囲はあまり広くない。従って、基準電圧の変更と同時に増幅率の変更を行うことによって、測定範囲が狭くなることを防ぐことができる。

　本発明は、特定の実施形態について説明されてきたが、当業者にとっては他の多くの変形例、修正、他の利用が明らかである。それゆえ、本発明は、ここでの特定の開示に限定されず、添付の請求の範囲によってのみ限定され得る。

　本発明の誘導加熱調理器は、赤外線センサの温度が上昇しても、調理容器の温度を広範囲に測定することが可能であるという効果を有し、一般家庭、レストラン及びオフィスなどで使用される加熱調理器に有用である。

　　１　　トッププレート
　　２　　温度測定装置
　　３　　加熱コイル
　　４　　加熱制御部
　　５　　外郭ケース
　　６　　インバータ回路
　　７　　赤外線センサ
　　８　　温度検知部
　　９　　電圧変換部
　　１０　増幅部
　　１１　温度変換部
　　１２　基準電圧変更部
　　１３　調理容器
　　１４　操作部
　　１５　増幅率設定部
　　９１　オペアンプ
　　９２　抵抗

Claims

　調理容器を載置するトッププレートと、
　前記調理容器から放射された赤外線を検出する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力から前記調理容器の温度を算出する温度変換部と、を含み、前記トッププレートを介して前記調理容器から放射された赤外線を検出して、前記調理容器の温度を測定する温度測定装置と、
　高周波電流が供給されて、前記調理容器を加熱するための誘導磁界を発生させる加熱コイルと、
　前記温度測定装置の測定した温度に基づいて前記加熱コイルの高周波電流を制御して、前記調理容器を加熱する際の電力を制御する加熱制御部と、
　を有する誘導加熱調理器であって、
　前記温度測定装置は、前記赤外線センサの温度を計測する温度検知部をさらに有し、前記温度検知部により計測された前記赤外線センサの温度に基づいて、前記赤外線センサの出力から前記調理容器の温度を算出する、
　ことを特徴とする誘導加熱調理器。
　前記温度測定装置は、
　　第１の所定増幅率に基づいて前記赤外線センサの出力を電圧に変換する電圧変換部と、
　　第２の所定増幅率に基づいて前記電圧変換部の出力を増幅して、前記温度変換部に出力する増幅部と、
　　前記温度検知部により計測された前記赤外線センサの温度に応じて、前記第１の所定増幅率及び／又は前記第２の所定増幅率を変更する増幅率設定部と、
　をさらに有する、請求項１に記載の誘導加熱調理器。
　前記温度測定装置は、
　　前記赤外線センサの出力を電圧に変換し、変換した前記赤外線センサの出力を基準電圧に重畳して出力する電圧変換部と、
　　前記電圧変換部の出力を増幅して、前記温度変換部に出力する増幅部と、
　　前記温度検知部により計測された前記赤外線センサの温度に応じて、前記基準電圧の値を変更する基準電圧変更部と、
　をさらに有する、請求項１に記載の誘導加熱調理器。
　前記温度測定装置は、
　　第１の所定増幅率に基づいて前記赤外線センサの出力を電圧に変換し、変換した前記赤外線センサの出力を基準電圧に重畳して出力する電圧変換部と、
　　第２の所定増幅率に基づいて前記電圧変換部の出力を増幅して、前記温度変換部に出力する増幅部と、
　　前記温度検知部により計測された前記赤外線センサの温度に応じて、前記第１の所定増幅率及び／又は前記第２の所定増幅率を変更する増幅率変更部と、
　　前記温度検知部により計測された前記赤外線センサの温度に応じて、前記基準電圧の値を変更する基準電圧変更部と、
　をさらに有する、請求項１に記載の誘導加熱調理器。
　前記温度測定装置は、増幅率の変更よりも基準電圧の変更を優先する、請求項４に記載の誘導加熱調理器。
　前記温度測定装置は、基準電圧を切り替える際、前記電圧変換部の前記第１の所定増幅率及び／又は前記増幅部の前記第２の所定増幅率を同時に変更する、請求項４に記載の誘導加熱調理器。
　前記温度測定装置は、前記増幅部の出力電圧が基準電圧より低い電圧になったときに基準電圧を変更する請求項３又は請求項４に記載の誘導加熱調理器。
　前記温度測定装置は、前記温度検知部の測定した温度が所定温度以上になったときに基準電圧を変更する請求項３又は請求項４に記載の誘導加熱調理器。
　前記温度測定装置は、前記電圧変換部の前記第１の所定増幅率を、前記増幅部の前記第２の所定増幅率よりも大きく設定する、請求項２又は請求項４に記載の誘導加熱調理器。
　前記赤外線センサは量子型である、請求項１に記載の誘導加熱調理器。