加熱調理器用の赤外線強度検出装置
【課題】光学フィルターの温度が上昇することを回避して、赤外線強度を検出するときの誤差を少なくすることが可能となる加熱調理器用の赤外線強度検出装置を提供する。
【解決手段】加熱手段にて加熱される調理用容器から放射された赤外線のうちの特定波長域の赤外線を通過させる光学フィルター４１ａ，４１ｂと、その光学フィルター４１ａ，４１ｂを通過した赤外線の強度を検出する赤外線受光手段４２ａ，４２ｂとが赤外線放射方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えられ、特定波長域を含む透過可能波長領域の赤外線の通過を許容する光透過部材Ｔが、調理用容器側に位置して赤外線放射方向に間隔を隔てて光学フィルター４１ａ，４１ｂと並ぶ状態で備えられ、光学フィルター４１ａ，４１ｂが、基材を光透過部材Ｔの透過可能波長領域と同じ透過可能波長領域を備える材質にて形成する状態で特定波長域の赤外線を透過させるように構成される。
【解決手段】加熱手段にて加熱される調理用容器から放射された赤外線のうちの特定波長域の赤外線を通過させる光学フィルター４１ａ，４１ｂと、その光学フィルター４１ａ，４１ｂを通過した赤外線の強度を検出する赤外線受光手段４２ａ，４２ｂとが赤外線放射方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えられ、特定波長域を含む透過可能波長領域の赤外線の通過を許容する光透過部材Ｔが、調理用容器側に位置して赤外線放射方向に間隔を隔てて光学フィルター４１ａ，４１ｂと並ぶ状態で備えられ、光学フィルター４１ａ，４１ｂが、基材を光透過部材Ｔの透過可能波長領域と同じ透過可能波長領域を備える材質にて形成する状態で特定波長域の赤外線を透過させるように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱手段にて加熱される調理用容器から放射された赤外線のうちの特定波長域の赤外線を透過させる光学フィルターと、その光学フィルターを透過した赤外線の強度を検出する赤外線受光手段とが、赤外線放射方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えられ、前記光学フィルターが、前記特定波長域を含む透過可能波長領域の赤外線を透過させる材質からなる基材の表面に前記特定波長域以外の波長域の赤外線を反射させる反射膜を備えて構成されている加熱調理器用の赤外線強度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記加熱調理器用の赤外線強度検出装置は、加熱手段により加熱される鍋等の調理用容器から放射された赤外線の強度を検出するようにしたものであり、その検出した赤外線の強度に基づいて、例えば、調理用容器の温度を検出して調理用容器の温度を設定温度に維持するように加熱手段の加熱量を調整する制御を行ったり、調理用容器の過度の温度上昇を回避させるために加熱手段の加熱作動を停止させる制御を行えるようにしたものであるが、このような加熱調理器用の赤外線強度検出装置において、従来では、次のように構成されたものがあった。
【０００３】
すなわち、調理用容器から放射された赤外線を透過させる光透過部材としてのカバー部材が前記光学フィルターよりも調理用容器に近い側に位置して光学フィルターに近接させた状態で備えられ、調理用容器から溢れ出した煮汁等の外物が光学フィルターに降りかかることを防止するようになっていた。そして、前記光透過部材及び前記光学フィルターの基材は、必要とする特定波長域の赤外線を通過させるような特性を満足するものであればよく、それら両者の材質については特に考慮されていないものであった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ちなみに、特許文献１に記載されるものは、前記光学フィルターとして、異なる２つの特定波長域の赤外線を通過させる２つの光学フィルターが備えられ、且つ、それら２つの光学フィルターに対応させる状態で２つの赤外線受光手段が備えられ、調理用容器から放射される赤外線のうちの異なる２つの波長域での赤外線強度を検出する構成として、それらの２つの赤外線強度の比に基づいて調理用容器の温度を検出することができるようにしたものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２０７９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来構成では、前記光透過部材が前記光学フィルターに近接させた状態で備えられる構成となっており、しかも、前記光透過部材及び前記光学フィルターの基材の材質については特に考慮されていないものであることから、赤外線の強度検出の精度が低下するおそれがあった。以下、そのことについて説明を加える。
【０００７】
先ず、前記光学フィルターの構成について説明する。
前記光学フィルターは、特定波長域の赤外線だけを透過させることを目的とするものであり、前記基材の表面に光透過部材を通過した赤外線のうちの一部の波長域の赤外線を反射させる反射膜を備えて前記特定波長域の赤外線を通過させるように構成されるものである。すなわち、前記光学フィルターは、基材の表面に例えば誘電体薄膜を蒸着処理によって多層状に形成することにより前記反射膜が構成されるものであるが、このような光学フィルターでは、入射する赤外線のうちで前記反射膜により反射させる対象となる赤外線の波長領域が広くなると、形成すべき薄膜の層の数が多くなるものであるから、それだけ作成の手間が多くコストも高くなる。そこで、光学フィルターの基材として、赤外線の全波長領域のうちで一部の波長域では赤外線を透過させるが他の一部の波長域では赤外線を透過させない性質を有する材質からなる基材を用いることで、基材自身により一部の波長領域の赤外線の透過を阻止することで、反射膜を構成するときに形成すべき薄膜の数を減らした状態で作成することがある。
【０００８】
そして、前記光透過部材及び前記光学フィルターの基材として使用可能な材質としては、例えば、サファイヤ、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等、種々のものが考えられるが、このような材質は全ての波長を透過するのではなく一部の波長領域の赤外線の通過を阻止するという性質を有する。
例えば、図８に、ラインＬ１にてサファイヤ、及び、ラインＬ２にてシリコン（Ｓｉ）の夫々について、波長の変化に対する赤外線透過率の変化を示す波長対透過率特性を示している。図８から判るように、サファイヤは、約８μｍよりも短波長側の赤外線を透過させるが、約８μｍよりも長波長側の赤外線を透過させないので、透過可能波長領域が狭くなる性質を有している。一方、シリコンは、透過率の変動はあるものの透過可能波長領域がサファイヤよりも広くなる性質を有している。又、シリコンは、赤外線透過率がサファイヤの赤外線透過率よりも小さいという性質も有している。ちなみに、サファイヤの赤外線透過率は約９０％程度であり、シリコンの赤外線透過率は５０％〜６０％程度である。
【０００９】
上記従来構成の加熱調理器用の赤外線強度検出装置において、例えば、光学フィルターの基材としてサファイヤを用い、光透過部材としてシリコンを用いる構成にすることが考えられる。そして、この場合には、光学フィルターの反射膜としては、サファイヤが通過を許容する約８μｍよりも短波長側の波長領域のうちで前記特定波長域を除く他の波長域の赤外線を反射させる反射膜を形成することになる。
【００１０】
この構成では、シリコンにて構成される光透過部材は広い波長範囲にわたり赤外線を透過させるが、基材がサファイヤにて構成される光学フィルターにおいては、光透過部材を透過した赤外線のうち約８μｍよりも長波長側の赤外線は光学フィルターの基材を透過せずに、基材に吸収されて熱エネルギーに変換されることになる。そうすると、基材に赤外線が吸収されることにより光学フィルターの温度が上昇することになる。
【００１１】
又、シリコンにて構成される光透過部材は、サファイヤに比べて広い波長範囲にわたり赤外線を透過させるものの赤外線透過率は５０％〜６０％程度であるから、入射してくる赤外線のうちの５０％〜６０％程度の赤外線が透過するが、透過しない赤外線はその内部に吸収されて熱エネルギーに変換されることになるので、この光透過部材についても赤外線を吸収することによって温度が上昇することになる。又、上記従来構成では、光透過部材は光学フィルターに近接する状態で設けられているので、光透過部材の熱が光学フィルターに伝えられて光学フィルターの温度を上昇させるおそれがある。
【００１２】
上述の説明では、光学フィルターの基材としてサファイヤを用い、光透過部材としてシリコンを用いる構成を例示したが、このような構成に限らず、前記光透過部材及び前記光学フィルターの基材の材質が適切でない場合であれば、そのことが原因で光学フィルターの温度を上昇させるおそれがある。又、そのことに加えて、光透過部材が光学フィルターに近接する状態で設けられる構成であれば、光透過部材の熱により光学フィルターの温度を上昇させるおそれがある。
【００１３】
その結果、従来構成においては、光学フィルターの温度が上昇して、その熱に基づく赤外線が光学フィルターの近くに配備される赤外線受光手段に入射されることになる。そして、赤外線受光手段の検出する赤外線強度が上昇することに起因して検出誤差が大きくなるおそれがある。
【００１４】
本発明の目的は、光学フィルターの温度が上昇することを抑制して検出誤差を少なくすることが可能となる加熱調理器用の赤外線強度検出装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る加熱調理器用の赤外線強度検出装置は、加熱手段にて加熱される調理用容器から放射された赤外線のうちの特定波長域の赤外線を透過させる光学フィルターと、その光学フィルターを透過した赤外線の強度を検出する赤外線受光手段とが、赤外線放射方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えられ、
前記光学フィルターが、前記特定波長域を含む透過可能波長領域の赤外線を透過させる材質からなる基材の表面に前記特定波長域以外の波長域の赤外線を反射させる反射膜を備えて構成されているものであって、
その第１特徴構成は、前記特定波長域を含む透過可能波長領域の赤外線を透過させる光透過部材が、前記光学フィルターよりも前記調理用容器に近い側に位置して、前記赤外線放射方向に沿って前記光学フィルターと間隔を隔てて並ぶ状態で設けられ、
前記光学フィルターが、前記基材を前記光透過部材の前記透過可能波長領域と同じ又はそれよりも広い透過可能波長領域を備える材質にて形成する状態で、且つ、前記反射膜にて前記光透過部材を透過した赤外線のうちの前記特定波長域以外の波長域の赤外線を反射させる状態で構成されている点にある。
【００１６】
第１特徴構成によれば、調理用容器から放射された赤外線が光透過部材を通過したのちに、光学フィルターに向けて照射されるが、光透過部材を透過した赤外線のうち特定波長域を除く他の波長領域の赤外線が光学フィルターにおける前記反射膜にて反射されて、前記特定波長域の赤外線だけが光学フィルターを透過して前記赤外線受光手段に向けて照射されることになる。
【００１７】
そして、前記光学フィルターの基材が前記光透過部材の前記透過可能波長領域と同じ又はそれよりも広い透過可能波長領域を備える材質にて形成されているので、基材における透過可能波長領域のうちで前記光透過部材を透過しない波長領域の赤外線については、光学フィルターに至るまでの間に光透過部材の内部で吸収され、光学フィルターに向けて照射されることがない。又、基材における透過可能波長領域のうちで前記光透過部材を透過する波長領域の赤外線については、上述したようにその波長領域のうちの特定波長域を除く他の波長領域の赤外線は反射膜にて反射されるから基材にまで到達することがない。つまり、基材は特定波長域の赤外線だけが透過することになるから、基材に赤外線が吸収されることによる温度上昇のおそれが少なく、光学フィルター自身が赤外線の吸収によって温度上昇することが抑制される。
【００１８】
上述したように調理用容器から放射された赤外線のうち光透過部材の透過可能波長領域以外の波長領域の赤外線は光透過部材に吸収されることになり、光透過部材の温度が上昇することがあるが、この光透過部材は、赤外線放射方向に沿って光学フィルターとは間隔を隔てる状態で備えられるので、光透過部材が温度上昇することがあっても、その熱が光学フィルターに伝わるおそれが少ない。
【００１９】
その結果、光学フィルターは、基材に赤外線が吸収されることによる温度上昇が抑制され且つ光透過部材から熱が伝わるおそれも少ないので、光学フィルターの温度上昇による熱に基づく赤外線が光学フィルターの近くに配備される赤外線受光手段に入射されることがなく、そのことに起因して赤外線受光手段の検出する赤外線強度が上昇することが抑制されることになる。
又、前記光透過部材を、前記特定波長域以外の波長域のうちのできるだけ広い波長域の赤外線を透過させない材質にて構成することにより、光学フィルターの製作の容易化を図ることができる。
【００２０】
従って、第１特徴構成によれば、光学フィルターの温度が上昇することを抑制して検出誤差を少なくすることが可能となる加熱調理器用の赤外線強度検出装置を提供できるに至った。
【００２１】
本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成に加えて、前記光学フィルターにおける前記基材が、前記光透過部材の前記透過可能波長領域に対応する波長領域における赤外線透過率が前記光透過部材の赤外線透過率よりも大きい材質にて形成されている点にある。
【００２２】
第２特徴構成によれば、前記光透過部材の前記透過可能波長領域に対応する波長領域、言い換えると、光透過部材を透過することが可能な波長領域において、光学フィルターにおける基材の赤外線透過率が光透過部材の赤外線透過率よりも大きいものとなる。
【００２３】
説明を加えると、物質の赤外線透過率は０％〜１００％の範囲内で規定され、一般的に用いられる材質のものでは、前記透過可能波長領域においても赤外線透過率が１００％よりも小さい値であり、前記透過可能波長領域であっても赤外線透過率が１００％よりも小さい分だけ赤外線の一部が物質の内部で吸収されることになる。
【００２４】
つまり、赤外線が光透過部材を透過するとき、及び、赤外線が光学フィルターの基材を通過するときのいずれの場合にも赤外線の一部が吸収されることになるが、光透過部材を透過することが可能な波長領域において、光学フィルターの基材の赤外線透過率が光透過部材の赤外線透過率よりも大きいので、光学フィルターの基材においては、透過可能波長領域を透過する赤外線のうちで吸収されることになる赤外線の割合が少ないものになって、光学フィルターが温度上昇することを一層抑制し易いものになる。
【００２５】
従って、第２特徴構成によれば、光学フィルターの温度上昇をより一層抑制し易いものになり、赤外線強度を精度よく検出することが可能となる。
【００２６】
本発明の第３特徴構成は、第１特徴構成又は第２特徴構成に加えて、前記光学フィルターにおける前記基材が前記光透過部材と同じ材質にて構成され、且つ、前記光透過部材の厚みが前記光学フィルターにおける前記基材の厚みよりも大となるように構成されている点にある。
【００２７】
第３特徴構成によれば、光学フィルターにおける基材が光透過部材と同じ材質にて構成されるから、光透過部材を透過した赤外線は略そのまま光学フィルターの基材を透過することになるが、赤外線を透過する一般的な材質においては、同じ材質であれば、厚みが大であるほど赤外線を透過し難い特性であることから、光学フィルターの温度上昇をより的確に回避し易いものになるのである。
【００２８】
具体例で説明すると、図１０に、厚みを種々変化させた場合におけるサファイヤの波長の変化に対する赤外線透過率の変化を示す波長対透過率特性を示しており、図１１には、厚みを種々変化させた場合のシリコンの波長の変化に対する赤外線透過率の変化を示す波長対透過率特性を示している。図１０から判るように、サファイヤでは厚みが大きいほど、赤外線を透過させる領域と透過させない領域との境界が短波長側に位置が変化する性質を備えており、図１１から判るように、シリコンでは、所定の波長領域においては、厚みが大きいほど赤外線透過率が減少するという性質を備えている。このように赤外線を透過する材質においては同じ材質であれば厚みが大であるほど赤外線を透過し難い特性を備えている。又、サファイアやシリコンに限らず、他の材質においても、これらと同様な性質を有している。
【００２９】
そこで、同じ材質にて構成される光透過部材と光学フィルターの基材について、光透過部材の厚みが光学フィルターの厚みよりも大となるように構成されているから、光透過部材を透過した赤外線が光学フィルターの基材によって吸収されることが少なく、光学フィルターが赤外線を吸収することにより、温度上昇することをより一層的確に回避し易いものとなる。
【００３０】
従って、第３特徴構成によれば、光学フィルターの温度上昇をより的確に回避し易いものとなって赤外線強度を精度よく検出することが可能となる。
【００３１】
本発明の第４特徴構成は、第１特徴構成〜第３特徴構成のいずれかに加えて、前記調理用容器から放射された赤外線を前記赤外線受光手段に案内する筒状の案内部材が備えられ、この案内部材の内部に、前記赤外線放射方向に沿って間隔を隔てて並べる状態で、前記光透過部材、前記光学フィルター及び前記赤外線受光手段が組み付けられている点にある。
【００３２】
第４特徴構成によれば、筒状の案内部材の内部に、赤外線放射方向に沿って間隔を隔てて並べる状態で光透過部材、光学フィルター及び赤外線受光手段が組み付けられているから、加熱調理器用の赤外線強度検出装置を加熱調理器に設置するときには、各部材が組み付けられている状態でそのまま設置させることで対応できるから、前記各部材を各別に加熱調理器に設置する場合に比べて設置作業を容易に行うことができる。
【００３３】
従って、第４特徴構成によれば、加熱調理器に設置するときにおいて、設置作業を容易に行うことが可能となる加熱調理器用の赤外線強度検出装置を提供できるに至った。
【００３４】
本発明の第５特徴構成は、第４特徴構成に加えて、前記赤外線受光手段が前記赤外線放射方向と交差する方向に並ぶ状態で複数備えられ、且つ、前記光透過部材を透過した赤外線のうちの異なる波長域の赤外線を透過させる形態で複数の赤外線受光手段に対応させて各別に前記光学フィルターが備えられている点にある。
【００３５】
第５特徴構成によれば、光透過部材を通過した赤外線のうちで異なる波長域の赤外線が複数の光学フィルターを各別に通過して、赤外線放射方向と交差する方向に並ぶ状態で備えられた複数の赤外線受光手段にて受光されることになる。つまり、調理用容器から放射された赤外線のうちの複数の波長域の赤外線の強度を複数の赤外線受光手段にて各別に検出することができる。
【００３６】
そして、光透過部材、複数の光学フィルター及び複数の赤外線受光手段が、筒状の案内部材の内部に組み付けられるので、調理用容器から放射された赤外線のうちの複数の波長域の赤外線の強度を検出することが可能なものでありながら、加熱調理器用の赤外線強度検出装置を加熱調理器に設置するときに、前記各部材を各別に加熱調理器に設置する場合に比べて設置作業を容易に行うことができる。
【００３７】
従って、第５特徴構成によれば、調理用容器から放射された赤外線のうちの複数の波長域の赤外線の強度を検出することが可能なものでありながら、加熱調理器に設置するときにおいて、設置作業を容易に行うことが可能となる加熱調理器用の赤外線強度検出装置を提供できるに至った。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、図面に基づいて、本発明に係る加熱調理器用の赤外線強度検出装置の実施形態を加熱調理器としてのコンロに適用した場合について説明する。
図１に示すように、コンロは、円形の加熱用の開口１ａを有する平板状の天板１、開口１ａの上方に離間させて鍋等の調理用容器Ｎを載置可能な五徳２、その五徳２上に載置される調理用容器Ｎを加熱する加熱手段としてのバーナ３０、そのバーナ３０の作動を制御する燃焼制御部３等を備えて構成されている。
【００３９】
前記バーナ３０は、ブンゼン燃焼式の内炎式バーナであり、燃料供給路５を通じて供給される燃料ガスＧを噴出するガスノズル３１、そのガスノズル３１から燃料ガスＧが噴出されると共に、その燃料ガスＧの噴出に伴う吸引作用により燃焼用空気Ａが供給される混合管３２、及び、内周部に混合気を噴出する複数の炎口３３を備えて、前記混合管３２から混合気が供給される環状のバーナ本体３４等を備えて構成され、前記バーナ３０は、前記開口１ａの下方に位置させて設けている。
【００４０】
このバーナ３０においては、混合管３２からバーナ本体３４内に供給された燃料ガスＧと空気Ａとの混合気が炎口３３からバーナ本体３４の中心に向けて略水平方向に噴出され、その噴出された燃料ガスＧと空気Ａとの混合気が燃焼して、火炎Ｆが前記開口１ａを通って上向きに形成される。
【００４１】
燃料供給路５には、ガスノズル３１への燃料ガスＧの供給を断続する燃料供給断続弁６と、ガスノズル３１への燃料ガスＧの供給量を調節する燃料供給量調節弁７とが設けられ、バーナ３０のバーナ本体３４内の下方には、開口１ａを介して落下した煮零れ等を受けるための汁受皿８が設けられる。
【００４２】
さらに、このコンロには、天板１の下方側に位置し且つ汁受皿８の中央部に位置して調理用容器Ｎから放射された赤外線の強度を検出する赤外線強度検出装置としての赤外線強度検出部４０と、その赤外線強度検出部４０により検出された赤外線の強度に基づいて調理用容器Ｎの温度を検出する温度検出手段としての温度検出部５０とが設けられている。
【００４３】
前記赤外線強度検出部４０は、調理用容器Ｎから放射される赤外線における異なる２つの特定波長域夫々についての赤外線強度を検出するように構成され、前記温度検出部５０が、赤外線強度検出部４０にて検出される２つの特定波長域夫々についての赤外線強度の比に基づいて調理用容器Ｎの温度を検出するように構成されている。
さらに、赤外線強度検出部４０は、赤外線の波長範囲のうちのバーナ３０の火炎からの放射強度が少ない範囲内に設定された波長域の赤外線強度を検出するように構成されている。
【００４４】
図２に示すように、前記赤外線強度検出部４０は、調理用容器Ｎから放射された赤外線のうちの特定波長域の赤外線を通過させる光学フィルター４１ａ，４１ｂと、その光学フィルター４１ａ，４１ｂを通過した赤外線の強度を検出する赤外線受光手段としての赤外線受光素子４２ａ，４２ｂとが赤外線放射方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えられ、特定波長域を含む透過可能波長領域の赤外線の通過を許容する光透過部材Ｔとしての窓部材４６が、光学フィルター４１ａ，４１ｂよりも調理用容器Ｎ側に位置して赤外線放射方向に間隔を隔てて光学フィルター４１ａ，４１ｂと並ぶ状態で備えられる構成となっている。
【００４５】
又、調理用容器Ｎから放射された赤外線を赤外線受光素子４２ａ，４２ｂに案内する筒状の案内部材４７が備えられ、この案内部材４７の内部に、赤外線放射方向に沿って間隔を隔てて並べる状態で前記窓部材４６、前記光学フィルター４１ａ，４１ｂ及び前記赤外線受光素子４２ａ，４２ｂが組み付けられている。しかも、前記赤外線受光素子４２ａ，４２ｂが前記赤外線放射方向と交差する方向に並ぶ状態で２つ備えられ、且つ、窓部材４６を通過した赤外線のうちで異なる波長域の赤外線を通過させる形態で２つの赤外線受光素子４２ａ，４２ｂに対応させて各別に光学フィルター４１ａ，４１ｂが備えられている。
【００４６】
説明を加えると、図２に示すように、光入射用の開口部４４を備え且つその開口部４４以外は周囲を囲うように遮光性の部材にて構成されるケーシング４３内に、前記開口部４４を通じて入射する赤外線を検出可能なように、前記２個の赤外線検出素子４２ａ，４２ｂが台座４８上に並べて設けられ、一方の赤外線検出素子４２ａに対して赤外線が入射する部分に一方の光学フィルター４１ａが設けられ、他方の赤外線検出素子４２ｂに対して赤外線が入射する部分に他方の光学フィルター４１ｂが設けられている。又、ケーシング４３内には、前記２個の赤外線検出素子４２ａ，４２ｂの出力信号を処理する信号処理部４５が設けられている。
【００４７】
そして、ケーシング４３における開口部４４の上方側を囲うように、遮光性部材にて中空の筒状に形成された外側筒部材４７Ａが設けられ、この外側筒部材４７Ａの内部及びケーシング４３における開口部４４に嵌り合うとともに、前記２個の赤外線検出素子４２ａ，４２ｂに向けて赤外線を各別に案内するための２つの案内路Ｑ１、Ｑ２を形成する内側筒部材４７Ｂが設けられている。そして、外側筒部材４７Ａと内側筒部材４７Ｂとで前記案内部材４７が構成されている。
【００４８】
前記外側筒部材４７Ａの上端部にその外側筒部材４７Ａの筒内部を覆う状態で窓部材４６が設けられている。この窓部材４６は、調理用容器Ｎから放射された赤外線を外側筒部材４７Ａの内部に透過させるように構成されている。又、煮汁やその他の他物が光学フィルター４１ａ，４１ｂに降りかかることを防止して保護する機能も備えている。
【００４９】
前記外側筒部材４７Ａは、調理用容器Ｎから放射されて窓部材４６を透過した赤外線をケーシング４３内部に導入し、横外側方から光が入り込まないようにケーシング４３の開口部４４に対して接続される構成となっている。そして、調理用容器Ｎ以外の他物、すなわち、五徳２やバーナ本体３４から放射される赤外線がケーシング４３内部に向けて導入され難いように上下方向に沿って長尺状に設けられている。
【００５０】
前記内側筒部材４７Ｂは、その上部水平面部分に左右一対の光導入口４９が形成されており、前記外側筒部材４７Ａを通して案内される赤外線を一方の赤外線検出素子４２ａに向けて案内するための第１の案内路Ｑ１が形成され、その第１の案内路Ｑ１に位置させて一方の光学フィルター４１ａを内装する状態で支持する構成となっている。又、前記外側筒部材４７Ａを通して案内される赤外線を他方の赤外線検出素子４２ｂに向けて案内するための第２の案内路Ｑ２が形成され、その第２の案内路Ｑ２に位置させて他方の光学フィルター４１ｂを内装する状態で支持する構成となっている。
【００５１】
前記外側筒部材４７Ａ及び前記内側筒部材４７Ｂは、遮光性部材にて構成され、外部からの赤外線の進入が阻止される構成となっているが、窓部材４６を透過した赤外線を吸収してそのことにより温度上昇することがないように、外側筒部材４７Ａの内周面並びに内側筒部材４７Ｂにおける光導入口４９が形成される上部水平面部分等は、赤外線を反射させるように高反射率の面となるように構成されている。
【００５２】
この赤外線強度検出部４０は、前記ケーシング４３に対して、前記外側筒部材４７Ａ、前記内側筒部材４７Ｂ、前記窓部材４６、前記各光学フィルター４１ａ，４１ｂ、及び、前記各赤外線受光素子４２ａ，４２ｂの夫々が組み付けられて構成されており、この赤外線強度検出部４０をコンロに設置するときは、前記各物品が予めユニット状に組み付けられた状態で設置されることになる。
【００５３】
図１に示すように、この赤外線強度検出部４０は汁受皿８に形成された開口を通して上下方向に挿通する状態で設けられるが、汁受皿８からの熱が伝わり難くなるように、汁受皿に対して断熱材Ｄを介して装着される構成となっている。尚、前記各赤外線受光素子４２ａ，４２ｂが温度上昇しないように冷却ファン等の温度上昇抑制手段を設けるようにしてもよい。
【００５４】
そして、前記光学フィルター４１ａ，４１ｂが、前記基材Ｋを前記窓部材４６の透過可能波長領域と同じ透過可能波長領域を備える材質にて形成する状態で特定波長域の赤外線を透過させるように構成されている。具体的には、光学フィルター４１ａ，４１ｂの基材Ｋが窓部材４６と同じ材質にて構成され、且つ、図２に示すように、窓部材４６の厚みが光学フィルター４１ａ，４１ｂにおける基材Ｋの厚みよりも大となるように構成されている。
【００５５】
そして、この実施形態では、前記各赤外線受光素子４２ａ，４２ｂにて検出される特定波長域の１つとして、８．０μｍ以上且つ１２．０μｍ以下の範囲内の波長域を検出対象とする構成としており、光学フィルター４１ａ，４１ｂの基材Ｋ及び窓部材４６の材質として、シリコン（Ｓｉ）を用いるようにしている。このようにシリコンを用いるようにしたのは、シリコンであれば、８．０μｍ以上且つ１２．０μｍ以下の範囲内の波長域の赤外線を透過させるからである。
【００５６】
そして、光学フィルター４１ａ，４１ｂの基材Ｋとして、シリコンを用いる場合、シリコンは、図１１の波長対透過率特性に示すように、所定の波長領域においては、厚みが大きいほど赤外線透過率が減少するという性質を備えている。従って、光学フィルター４１ａ，４１ｂの基材Ｋ及び窓部材４６の材質としてシリコンを用いる場合、光透過部材Ｔの厚みを基材Ｋの厚みより大にすると、窓部材４６を透過した赤外線が光学フィルター４１ａ，４１ｂの基材Ｋによって吸収されるおそれが少なく、光学フィルター４１ａ，４１ｂが赤外線を吸収することにより温度上昇することを的確に回避し易いものとなる。
【００５７】
そこで、光学フィルター４１ａ，４１ｂの基材Ｋ及び窓部材４６の材質として、シリコンを用い、且つ、窓部材４６の厚みを基材Ｋの厚みより大に設定する構成としている。
【００５８】
又、前記光学フィルター４１ａ，４１ｂは、図７に示すように、上述したようにして選択された材質からなる特定波長域の赤外線を通過させる材質からなる基材Ｋの表面に、窓部材４６を通過した赤外線のうちの特定波長域以外の赤外線を反射させる反射膜ｈを備えて特定波長域の赤外線を通過させるように構成されている。前記反射膜ｈは、例えば誘電体薄膜を蒸着処理によって多層状に形成して所定の波長域の赤外線を反射するものである。そして、このような構成の光学フィルター４１ａ，４１ｂは、例えば、図９に示すように、特定波長域の赤外線だけを透過させる構成となる。
【００５９】
前記各赤外線受光素子４２ａ，４２ｂにて検出される特定波長域の１つとして、８．０μｍよりも短波長側の波長域、例えば、２．０μｍ以上且つ２．４μｍ以下の範囲、及び、３．１μｍ以上且つ４．２μｍ以下の範囲内に設定するような場合であれば、光学フィルター４１ａ，４１ｂの基材Ｋ及び窓部材４６の材質として、サファイアを用いることも可能である。
【００６０】
サファイヤを用いる場合であれば、サファイヤは、シリコンと同様に図１０の波長対透過率特性に示すように厚みが大きいほど、赤外線を透過させる領域と透過させない領域との境界が短波長側に位置が変化する性質を備えているから、シリコンの場合と同様に、窓部材４６の厚みを基材Ｋの厚みより大に設定する構成とすることで、窓部材４６を透過した赤外線が光学フィルター４１ａ，４１ｂの基材Ｋによって吸収されるおそれが少なく、光学フィルター４１ａ，４１ｂが赤外線を吸収することにより温度上昇することを的確に回避し易いものにすることができる。
【００６１】
尚、前記光学フィルター４１ａ，４１ｂの基材Ｋ及び窓部材４６として使用可能な材質としては、シリコンやサファイヤ以外にも、例えば、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ＣａＦ2（フッ化カルシウム）、ＭｇＦ2（フッ化マグネシウム）、ＺｎＳｅ（セレン化亜鉛）、Ｙ2Ｏ3（酸化イットリウム）、ＳｉＯ2（合成石英）等の種々の材質を用いることが可能である。
【００６２】
次に、前記２つの波長域の設定の仕方について説明する。
図３には、金属の表面に黒色塗装した標準的な調理用容器Ｎについて、常温（２５℃）から３００℃程度の範囲で加熱したときに、温度が変化したときの赤外線放射強度の分光スペクトルデータを示している。この図から明らかなように、バーナ３０が燃焼しているときの温度、例えば、常温〜３００℃程度において、１．５μｍ以上且つ数十μｍ以下の範囲内の波長領域において赤外線が放射しており、例えば、３．５μｍ以上且つ１５μｍ以下の範囲内において各種の赤外線センサにて検出可能な充分な放射強度を有している。
【００６３】
図４には、実際のバーナ３０にて形成される火炎から放射される赤外線の放射強度スペクトル分布を示す。この図から明らかなように、赤外線の波長範囲のうち、１．５μｍ以上且つ１．８μｍ以下の範囲、２．０μｍ以上且つ２．４μｍ以下の範囲、３．１μｍ以上且つ４．２μｍ以下の範囲、及び、８．０μｍ以上且つ１２．０μｍ以下の範囲では、火炎からの赤外線の放射が少ない。
従って、前記２つの波長域を、赤外線の波長範囲のうちの前記バーナ３０の火炎からの赤外線の放射が少ない範囲内に設定すると、火炎からの赤外線による影響が少ない状態で調理用容器Ｎから放射される赤外線の強度を精度よく検出することができる。
【００６４】
上記のような波長域の赤外線強度を検出する２個の赤外線検出素子４２ａ，４２ｂとしては、Ｇｅ若しくはＩｎＧａＡｓを赤外線セルとして用いたもの、ＰｂＳ若しくはＰｂＳｅを赤外線セルとして用いたもの、また、ＨｇＣｄＴｅを赤外線セルとして用いたもの等、種々のものを利用することができる。また、上記の材料以外にも昇電素子やサーモパイル等を用いることもできる。
【００６５】
次に、前記温度検出部５０により調理用容器Ｎの温度を求める処理について説明する。尚、以下の説明では、前記２つの波長域をλ１，λ２にて示す。ちなみに、波長域λ２の方が波長域λ１よりも長波長側になる。
図５に、予め実験により求めた被加熱物（調理用容器Ｎ）の温度と前記赤外線強度検出部４０における前記２つの波長域λ１，λ２夫々についての出力値（赤外線強度に対応する）との関係を示す。ちなみに、この図４に示す関係は、放射率（輻射率）が０．９２の被加熱物を用いて得たものである。
【００６６】
又、図６に、被加熱物（調理用容器Ｎ）の温度と赤外線強度検出部４０における波長域λ１に対応する出力値と波長域λ２に対応する出力値との比である出力比（前記赤外線強度比に対応する）との関係（以下、温度対赤外線強度比の関係と記載する場合がある）を示す。ちなみに、この図６に示す温度対赤外線強度比の関係は、以下のようにして求めたものである。
【００６７】
即ち、放射率の異なる複数の調理用容器夫々について、調理用容器の温度を複数の温度に異ならせて、複数の温度夫々について前記出力比を得る。そして、そのように放射率εの異なる複数の調理用容器について得たデータに基づいて、温度と出力比との関係の近似式を求めて、その求めた近似式を温度対赤外線強度比の関係としている。
従って、放射率εが種々に異なる調理用容器Ｎ夫々の温度対赤外線強度比の関係を、共通の１つの温度対赤外線強度比の関係とすることができるのである。又、上述のように求めた図６に示す如き温度対赤外線強度比の関係が温度検出部５０の記憶部（図示省略）に記憶されることになる。
【００６８】
そして、前記温度検出部５０は、赤外線強度検出部４０における波長域λ１に対応する出力値と波長域λ２に対応する出力値との出力比（前記赤外線強度比に対応する）を求め、記憶している温度対赤外線強度比の関係から調理用容器Ｎの温度を求める。このような出力値の比をとることで調理用容器Ｎの温度をその調理用容器Ｎの放射率に依存することなく正確に検出することができる。
【００６９】
前記温度検出部５０にて求められた温度の情報は前記燃焼制御部３に出力され、燃焼制御部３は、この温度検出部５０にて求められる温度に基づいて、前記燃料供給断続弁６、前記燃料供給量調節弁７等を制御することにより、例えば調理用容器Ｎの温度を設定温度に維持するようにバーナ３０の燃焼量を調整すべく燃料供給量調節弁７を制御したり、調理用容器Ｎの過度の温度上昇を回避させるためにバーナ３０の加熱作動を停止させるべく燃料供給断続弁６を作動させる等の処理を行うことになる。
【００７０】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
【００７１】
（１）上記実施形態では、前記光学フィルターにおける前記基材が前記光透過部材と同じ材質にて構成され、且つ、前記光透過部材の厚みが前記光学フィルターの前記基材の厚みよりも大となるように構成されているものを例示したが、このような構成に限らず、前記光学フィルターが、前記基材を前記光透過部材の前記透過可能波長領域よりも広い透過可能波長領域を備える材質にて形成するものでもよい。
【００７２】
このように前記光学フィルターの基材を光透過部材の透過可能波長領域よりも広い透過可能波長領域を備える材質にて形成する構成とする場合、図１２に示すように、前記光学フィルターにおける前記基材が、前記光透過部材の前記透過可能波長領域に対応する波長領域における赤外線透過率が前記光透過部材の赤外線透過率よりも大きい材質にて構成されるものでもよい。つまり、図１２のラインＬ３で示す波長対透過率特性を備える光透過部材に対して、図１２のラインＬ４で示す波長対透過率特性を備える基材にて構成されるものである。
【００７３】
（２）上記実施形態では、前記光透過部材Ｔとして、赤外線をそのまま透過させる窓部材４６にて構成するものを示したが、このような構成に代えて、図１３に示すように、調理用容器から放射される赤外線を集光して前記各赤外線受光素子に向けて案内する集光レンズ６０にて前記光透過部材Ｔを構成するものでもよい。
【００７４】
（３）上記実施形態では、前記温度検出手段により温度を求める処理として、調理用容器の温度を２つの波長域夫々についての赤外線強度の比に基づいて求める構成としたが、このような構成に代えて次のように構成してもよい。
例えば、予め、放射率の異なる複数の調理用容器を用いて、調理用容器の温度を複数の温度に異ならせて、複数の温度夫々について、前記複数の波長域夫々についての赤外線強度を得て、そのように得た前記複数の波長域夫々についての赤外線強度を、前記複数の温度夫々に対応させた状態でマップデータにして記憶させておく。そして、前記マップデータから、前記赤外線強度検出手段にて検出される前記複数の波長域夫々についての赤外線強度の関係に一致する又は類似する赤外線強度の関係を求めると共に、その求めた赤外線強度の関係に対応する温度を求め、その求めた温度を調理用容器の温度とするように構成する。ちなみに、この場合は、前記複数の波長域としては、上記の各実施形態のように２つの波長域でも良いし、３つ以上の波長域でも良い。
【００７５】
又、前記波長域として１つの波長域を設定して、その波長域についての赤外線強度を複数の温度に対応させた状態でマップデータにて記憶させておき、このマップデータと前記波長域での赤外線強度の検出値とから調理用容器の温度を求める構成としてもよい。
【００７６】
（４）上記実施形態では、赤外線強度検出手段が、２個の光学フィルター４１ａ，４１ｂを通過した赤外線を各別に検出する２個の赤外線検出素子４２ａ，４２ｂを備えて、調理用容器Ｎから放射される赤外線における互いに異なる２つの波長域夫々についての赤外線強度を検出するように構成したが、このような構成に代えて、１つの赤外線検出素子に対して２個の光学フィルターが交互に作用するように位置を切り換えて、その切り換えた状態の夫々における赤外線検出素子の検出値を用いて、互いに異なる波長域の赤外線強度を検出する構成としてもよい。又、赤外線検出素子及び光学フィルターを３個以上並べて備える構成として、３つ以上の異なる特定波長域の赤外線を各別に検出して、それらの検出情報に基づいて調理用容器の温度を検出する構成としてもよい。
【００７７】
（５）上記実施形態では、前記加熱手段として、混合気を環状のバーナ本体から内向きに噴出させて燃焼させる内炎式バーナにて構成するものを示したが、混合気を外向き上方に噴出させるブンゼン燃焼式のバーナを備えたコンロとして構成してもよい。
つまり、図１４に示すように、バーナ３０が、天板１に形成された開口部１ａの下方に、混合気を外向き上方に噴出させて燃焼させる炎口３３を備える状態で設けられ、そのバーナ３０の外周部には環状の汁受皿８が設けられ、汁受皿８の外側の上方に傾斜した部位に第１実施形態と同様な構成の赤外線強度検出部４０が断熱材Ｄを介して設けられる構成としてもよい。
【００７８】
（６）上記実施形態では、前記赤外線強度検出手段が、前記天板に形成された加熱用の開口を通して調理用容器から放射された赤外線の強度を検出するように構成されるものを例示したが、このような構成に限らず、前記加熱用の開口の横側方において前記天板に光透過用の窓部を形成して、前記赤外線強度検出手段がこの光透過用の窓部を通して調理用容器から放射されて光学フィルターを透過した赤外線の強度を検出するように構成としてもよい。従って、この構成では、天板に形成される光透過用の窓部が光透過部材に対応するものとなる。
【００７９】
（７）上記実施形態では、前記加熱手段としてガス燃焼式のバーナにて構成したが、加熱手段はバーナに限定されるものではなく、例えば赤熱発光するハロゲンランプを用いたもの、電気抵抗線を内蔵したシーズヒータを用いたもの、又は、電磁誘導加熱（通常、「ＩＨ」と呼ばれる）を行う磁界発生コイルを用いたもの等、電気式加熱部にて構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】コンロの概略構成図
【図２】赤外線強度検出手段の縦断面図
【図３】調理用容器から放射される赤外線放射強度の分光スペクトルデータを示す図
【図４】火炎から放射される赤外線の放射強度スペクトル分布を示す図
【図５】被加熱物の温度と赤外線強度検出部の出力との関係を示す図
【図６】被加熱物の温度と赤外線強度検出部の出力比との関係を示す図
【図７】光学フィルターの断面図
【図８】サファイヤとシリコンの波長対透過率特性を示す図
【図９】光学フィルターの波長対透過率特性を示す図
【図１０】サファイヤの波長対透過率特性を示す図
【図１１】シリコンの波長対透過率特性を示す図
【図１２】別実施形態の波長対透過率特性を示す図
【図１３】別実施形態の赤外線強度検出手段の縦断面図
【図１４】別実施形態のコンロの概略構成図
【符号の説明】
【００８１】
４１ａ，４１ｂ 光学フィルター
４２ａ，４２ｂ 赤外線受光手段
４７ 案内部材
Ｎ 調理用容器
Ｔ 光透過部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱手段にて加熱される調理用容器から放射された赤外線のうちの特定波長域の赤外線を透過させる光学フィルターと、その光学フィルターを透過した赤外線の強度を検出する赤外線受光手段とが、赤外線放射方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えられ、前記光学フィルターが、前記特定波長域を含む透過可能波長領域の赤外線を透過させる材質からなる基材の表面に前記特定波長域以外の波長域の赤外線を反射させる反射膜を備えて構成されている加熱調理器用の赤外線強度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記加熱調理器用の赤外線強度検出装置は、加熱手段により加熱される鍋等の調理用容器から放射された赤外線の強度を検出するようにしたものであり、その検出した赤外線の強度に基づいて、例えば、調理用容器の温度を検出して調理用容器の温度を設定温度に維持するように加熱手段の加熱量を調整する制御を行ったり、調理用容器の過度の温度上昇を回避させるために加熱手段の加熱作動を停止させる制御を行えるようにしたものであるが、このような加熱調理器用の赤外線強度検出装置において、従来では、次のように構成されたものがあった。
【０００３】
すなわち、調理用容器から放射された赤外線を透過させる光透過部材としてのカバー部材が前記光学フィルターよりも調理用容器に近い側に位置して光学フィルターに近接させた状態で備えられ、調理用容器から溢れ出した煮汁等の外物が光学フィルターに降りかかることを防止するようになっていた。そして、前記光透過部材及び前記光学フィルターの基材は、必要とする特定波長域の赤外線を通過させるような特性を満足するものであればよく、それら両者の材質については特に考慮されていないものであった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ちなみに、特許文献１に記載されるものは、前記光学フィルターとして、異なる２つの特定波長域の赤外線を通過させる２つの光学フィルターが備えられ、且つ、それら２つの光学フィルターに対応させる状態で２つの赤外線受光手段が備えられ、調理用容器から放射される赤外線のうちの異なる２つの波長域での赤外線強度を検出する構成として、それらの２つの赤外線強度の比に基づいて調理用容器の温度を検出することができるようにしたものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２０７９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来構成では、前記光透過部材が前記光学フィルターに近接させた状態で備えられる構成となっており、しかも、前記光透過部材及び前記光学フィルターの基材の材質については特に考慮されていないものであることから、赤外線の強度検出の精度が低下するおそれがあった。以下、そのことについて説明を加える。
【０００７】
先ず、前記光学フィルターの構成について説明する。
前記光学フィルターは、特定波長域の赤外線だけを透過させることを目的とするものであり、前記基材の表面に光透過部材を通過した赤外線のうちの一部の波長域の赤外線を反射させる反射膜を備えて前記特定波長域の赤外線を通過させるように構成されるものである。すなわち、前記光学フィルターは、基材の表面に例えば誘電体薄膜を蒸着処理によって多層状に形成することにより前記反射膜が構成されるものであるが、このような光学フィルターでは、入射する赤外線のうちで前記反射膜により反射させる対象となる赤外線の波長領域が広くなると、形成すべき薄膜の層の数が多くなるものであるから、それだけ作成の手間が多くコストも高くなる。そこで、光学フィルターの基材として、赤外線の全波長領域のうちで一部の波長域では赤外線を透過させるが他の一部の波長域では赤外線を透過させない性質を有する材質からなる基材を用いることで、基材自身により一部の波長領域の赤外線の透過を阻止することで、反射膜を構成するときに形成すべき薄膜の数を減らした状態で作成することがある。
【０００８】
そして、前記光透過部材及び前記光学フィルターの基材として使用可能な材質としては、例えば、サファイヤ、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等、種々のものが考えられるが、このような材質は全ての波長を透過するのではなく一部の波長領域の赤外線の通過を阻止するという性質を有する。
例えば、図８に、ラインＬ１にてサファイヤ、及び、ラインＬ２にてシリコン（Ｓｉ）の夫々について、波長の変化に対する赤外線透過率の変化を示す波長対透過率特性を示している。図８から判るように、サファイヤは、約８μｍよりも短波長側の赤外線を透過させるが、約８μｍよりも長波長側の赤外線を透過させないので、透過可能波長領域が狭くなる性質を有している。一方、シリコンは、透過率の変動はあるものの透過可能波長領域がサファイヤよりも広くなる性質を有している。又、シリコンは、赤外線透過率がサファイヤの赤外線透過率よりも小さいという性質も有している。ちなみに、サファイヤの赤外線透過率は約９０％程度であり、シリコンの赤外線透過率は５０％〜６０％程度である。
【０００９】
上記従来構成の加熱調理器用の赤外線強度検出装置において、例えば、光学フィルターの基材としてサファイヤを用い、光透過部材としてシリコンを用いる構成にすることが考えられる。そして、この場合には、光学フィルターの反射膜としては、サファイヤが通過を許容する約８μｍよりも短波長側の波長領域のうちで前記特定波長域を除く他の波長域の赤外線を反射させる反射膜を形成することになる。
【００１０】
この構成では、シリコンにて構成される光透過部材は広い波長範囲にわたり赤外線を透過させるが、基材がサファイヤにて構成される光学フィルターにおいては、光透過部材を透過した赤外線のうち約８μｍよりも長波長側の赤外線は光学フィルターの基材を透過せずに、基材に吸収されて熱エネルギーに変換されることになる。そうすると、基材に赤外線が吸収されることにより光学フィルターの温度が上昇することになる。
【００１１】
又、シリコンにて構成される光透過部材は、サファイヤに比べて広い波長範囲にわたり赤外線を透過させるものの赤外線透過率は５０％〜６０％程度であるから、入射してくる赤外線のうちの５０％〜６０％程度の赤外線が透過するが、透過しない赤外線はその内部に吸収されて熱エネルギーに変換されることになるので、この光透過部材についても赤外線を吸収することによって温度が上昇することになる。又、上記従来構成では、光透過部材は光学フィルターに近接する状態で設けられているので、光透過部材の熱が光学フィルターに伝えられて光学フィルターの温度を上昇させるおそれがある。
【００１２】
上述の説明では、光学フィルターの基材としてサファイヤを用い、光透過部材としてシリコンを用いる構成を例示したが、このような構成に限らず、前記光透過部材及び前記光学フィルターの基材の材質が適切でない場合であれば、そのことが原因で光学フィルターの温度を上昇させるおそれがある。又、そのことに加えて、光透過部材が光学フィルターに近接する状態で設けられる構成であれば、光透過部材の熱により光学フィルターの温度を上昇させるおそれがある。
【００１３】
その結果、従来構成においては、光学フィルターの温度が上昇して、その熱に基づく赤外線が光学フィルターの近くに配備される赤外線受光手段に入射されることになる。そして、赤外線受光手段の検出する赤外線強度が上昇することに起因して検出誤差が大きくなるおそれがある。
【００１４】
本発明の目的は、光学フィルターの温度が上昇することを抑制して検出誤差を少なくすることが可能となる加熱調理器用の赤外線強度検出装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る加熱調理器用の赤外線強度検出装置は、加熱手段にて加熱される調理用容器から放射された赤外線のうちの特定波長域の赤外線を透過させる光学フィルターと、その光学フィルターを透過した赤外線の強度を検出する赤外線受光手段とが、赤外線放射方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えられ、
前記光学フィルターが、前記特定波長域を含む透過可能波長領域の赤外線を透過させる材質からなる基材の表面に前記特定波長域以外の波長域の赤外線を反射させる反射膜を備えて構成されているものであって、
その第１特徴構成は、前記特定波長域を含む透過可能波長領域の赤外線を透過させる光透過部材が、前記光学フィルターよりも前記調理用容器に近い側に位置して、前記赤外線放射方向に沿って前記光学フィルターと間隔を隔てて並ぶ状態で設けられ、
前記光学フィルターが、前記基材を前記光透過部材の前記透過可能波長領域と同じ又はそれよりも広い透過可能波長領域を備える材質にて形成する状態で、且つ、前記反射膜にて前記光透過部材を透過した赤外線のうちの前記特定波長域以外の波長域の赤外線を反射させる状態で構成されている点にある。
【００１６】
第１特徴構成によれば、調理用容器から放射された赤外線が光透過部材を通過したのちに、光学フィルターに向けて照射されるが、光透過部材を透過した赤外線のうち特定波長域を除く他の波長領域の赤外線が光学フィルターにおける前記反射膜にて反射されて、前記特定波長域の赤外線だけが光学フィルターを透過して前記赤外線受光手段に向けて照射されることになる。
【００１７】
そして、前記光学フィルターの基材が前記光透過部材の前記透過可能波長領域と同じ又はそれよりも広い透過可能波長領域を備える材質にて形成されているので、基材における透過可能波長領域のうちで前記光透過部材を透過しない波長領域の赤外線については、光学フィルターに至るまでの間に光透過部材の内部で吸収され、光学フィルターに向けて照射されることがない。又、基材における透過可能波長領域のうちで前記光透過部材を透過する波長領域の赤外線については、上述したようにその波長領域のうちの特定波長域を除く他の波長領域の赤外線は反射膜にて反射されるから基材にまで到達することがない。つまり、基材は特定波長域の赤外線だけが透過することになるから、基材に赤外線が吸収されることによる温度上昇のおそれが少なく、光学フィルター自身が赤外線の吸収によって温度上昇することが抑制される。
【００１８】
上述したように調理用容器から放射された赤外線のうち光透過部材の透過可能波長領域以外の波長領域の赤外線は光透過部材に吸収されることになり、光透過部材の温度が上昇することがあるが、この光透過部材は、赤外線放射方向に沿って光学フィルターとは間隔を隔てる状態で備えられるので、光透過部材が温度上昇することがあっても、その熱が光学フィルターに伝わるおそれが少ない。
【００１９】
その結果、光学フィルターは、基材に赤外線が吸収されることによる温度上昇が抑制され且つ光透過部材から熱が伝わるおそれも少ないので、光学フィルターの温度上昇による熱に基づく赤外線が光学フィルターの近くに配備される赤外線受光手段に入射されることがなく、そのことに起因して赤外線受光手段の検出する赤外線強度が上昇することが抑制されることになる。
又、前記光透過部材を、前記特定波長域以外の波長域のうちのできるだけ広い波長域の赤外線を透過させない材質にて構成することにより、光学フィルターの製作の容易化を図ることができる。
【００２０】
従って、第１特徴構成によれば、光学フィルターの温度が上昇することを抑制して検出誤差を少なくすることが可能となる加熱調理器用の赤外線強度検出装置を提供できるに至った。
【００２１】
本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成に加えて、前記光学フィルターにおける前記基材が、前記光透過部材の前記透過可能波長領域に対応する波長領域における赤外線透過率が前記光透過部材の赤外線透過率よりも大きい材質にて形成されている点にある。
【００２２】
第２特徴構成によれば、前記光透過部材の前記透過可能波長領域に対応する波長領域、言い換えると、光透過部材を透過することが可能な波長領域において、光学フィルターにおける基材の赤外線透過率が光透過部材の赤外線透過率よりも大きいものとなる。
【００２３】
説明を加えると、物質の赤外線透過率は０％〜１００％の範囲内で規定され、一般的に用いられる材質のものでは、前記透過可能波長領域においても赤外線透過率が１００％よりも小さい値であり、前記透過可能波長領域であっても赤外線透過率が１００％よりも小さい分だけ赤外線の一部が物質の内部で吸収されることになる。
【００２４】
つまり、赤外線が光透過部材を透過するとき、及び、赤外線が光学フィルターの基材を通過するときのいずれの場合にも赤外線の一部が吸収されることになるが、光透過部材を透過することが可能な波長領域において、光学フィルターの基材の赤外線透過率が光透過部材の赤外線透過率よりも大きいので、光学フィルターの基材においては、透過可能波長領域を透過する赤外線のうちで吸収されることになる赤外線の割合が少ないものになって、光学フィルターが温度上昇することを一層抑制し易いものになる。
【００２５】
従って、第２特徴構成によれば、光学フィルターの温度上昇をより一層抑制し易いものになり、赤外線強度を精度よく検出することが可能となる。
【００２６】
本発明の第３特徴構成は、第１特徴構成又は第２特徴構成に加えて、前記光学フィルターにおける前記基材が前記光透過部材と同じ材質にて構成され、且つ、前記光透過部材の厚みが前記光学フィルターにおける前記基材の厚みよりも大となるように構成されている点にある。
【００２７】
第３特徴構成によれば、光学フィルターにおける基材が光透過部材と同じ材質にて構成されるから、光透過部材を透過した赤外線は略そのまま光学フィルターの基材を透過することになるが、赤外線を透過する一般的な材質においては、同じ材質であれば、厚みが大であるほど赤外線を透過し難い特性であることから、光学フィルターの温度上昇をより的確に回避し易いものになるのである。
【００２８】
具体例で説明すると、図１０に、厚みを種々変化させた場合におけるサファイヤの波長の変化に対する赤外線透過率の変化を示す波長対透過率特性を示しており、図１１には、厚みを種々変化させた場合のシリコンの波長の変化に対する赤外線透過率の変化を示す波長対透過率特性を示している。図１０から判るように、サファイヤでは厚みが大きいほど、赤外線を透過させる領域と透過させない領域との境界が短波長側に位置が変化する性質を備えており、図１１から判るように、シリコンでは、所定の波長領域においては、厚みが大きいほど赤外線透過率が減少するという性質を備えている。このように赤外線を透過する材質においては同じ材質であれば厚みが大であるほど赤外線を透過し難い特性を備えている。又、サファイアやシリコンに限らず、他の材質においても、これらと同様な性質を有している。
【００２９】
そこで、同じ材質にて構成される光透過部材と光学フィルターの基材について、光透過部材の厚みが光学フィルターの厚みよりも大となるように構成されているから、光透過部材を透過した赤外線が光学フィルターの基材によって吸収されることが少なく、光学フィルターが赤外線を吸収することにより、温度上昇することをより一層的確に回避し易いものとなる。
【００３０】
従って、第３特徴構成によれば、光学フィルターの温度上昇をより的確に回避し易いものとなって赤外線強度を精度よく検出することが可能となる。
【００３１】
本発明の第４特徴構成は、第１特徴構成〜第３特徴構成のいずれかに加えて、前記調理用容器から放射された赤外線を前記赤外線受光手段に案内する筒状の案内部材が備えられ、この案内部材の内部に、前記赤外線放射方向に沿って間隔を隔てて並べる状態で、前記光透過部材、前記光学フィルター及び前記赤外線受光手段が組み付けられている点にある。
【００３２】
第４特徴構成によれば、筒状の案内部材の内部に、赤外線放射方向に沿って間隔を隔てて並べる状態で光透過部材、光学フィルター及び赤外線受光手段が組み付けられているから、加熱調理器用の赤外線強度検出装置を加熱調理器に設置するときには、各部材が組み付けられている状態でそのまま設置させることで対応できるから、前記各部材を各別に加熱調理器に設置する場合に比べて設置作業を容易に行うことができる。
【００３３】
従って、第４特徴構成によれば、加熱調理器に設置するときにおいて、設置作業を容易に行うことが可能となる加熱調理器用の赤外線強度検出装置を提供できるに至った。
【００３４】
本発明の第５特徴構成は、第４特徴構成に加えて、前記赤外線受光手段が前記赤外線放射方向と交差する方向に並ぶ状態で複数備えられ、且つ、前記光透過部材を透過した赤外線のうちの異なる波長域の赤外線を透過させる形態で複数の赤外線受光手段に対応させて各別に前記光学フィルターが備えられている点にある。
【００３５】
第５特徴構成によれば、光透過部材を通過した赤外線のうちで異なる波長域の赤外線が複数の光学フィルターを各別に通過して、赤外線放射方向と交差する方向に並ぶ状態で備えられた複数の赤外線受光手段にて受光されることになる。つまり、調理用容器から放射された赤外線のうちの複数の波長域の赤外線の強度を複数の赤外線受光手段にて各別に検出することができる。
【００３６】
そして、光透過部材、複数の光学フィルター及び複数の赤外線受光手段が、筒状の案内部材の内部に組み付けられるので、調理用容器から放射された赤外線のうちの複数の波長域の赤外線の強度を検出することが可能なものでありながら、加熱調理器用の赤外線強度検出装置を加熱調理器に設置するときに、前記各部材を各別に加熱調理器に設置する場合に比べて設置作業を容易に行うことができる。
【００３７】
従って、第５特徴構成によれば、調理用容器から放射された赤外線のうちの複数の波長域の赤外線の強度を検出することが可能なものでありながら、加熱調理器に設置するときにおいて、設置作業を容易に行うことが可能となる加熱調理器用の赤外線強度検出装置を提供できるに至った。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、図面に基づいて、本発明に係る加熱調理器用の赤外線強度検出装置の実施形態を加熱調理器としてのコンロに適用した場合について説明する。
図１に示すように、コンロは、円形の加熱用の開口１ａを有する平板状の天板１、開口１ａの上方に離間させて鍋等の調理用容器Ｎを載置可能な五徳２、その五徳２上に載置される調理用容器Ｎを加熱する加熱手段としてのバーナ３０、そのバーナ３０の作動を制御する燃焼制御部３等を備えて構成されている。
【００３９】
前記バーナ３０は、ブンゼン燃焼式の内炎式バーナであり、燃料供給路５を通じて供給される燃料ガスＧを噴出するガスノズル３１、そのガスノズル３１から燃料ガスＧが噴出されると共に、その燃料ガスＧの噴出に伴う吸引作用により燃焼用空気Ａが供給される混合管３２、及び、内周部に混合気を噴出する複数の炎口３３を備えて、前記混合管３２から混合気が供給される環状のバーナ本体３４等を備えて構成され、前記バーナ３０は、前記開口１ａの下方に位置させて設けている。
【００４０】
このバーナ３０においては、混合管３２からバーナ本体３４内に供給された燃料ガスＧと空気Ａとの混合気が炎口３３からバーナ本体３４の中心に向けて略水平方向に噴出され、その噴出された燃料ガスＧと空気Ａとの混合気が燃焼して、火炎Ｆが前記開口１ａを通って上向きに形成される。
【００４１】
燃料供給路５には、ガスノズル３１への燃料ガスＧの供給を断続する燃料供給断続弁６と、ガスノズル３１への燃料ガスＧの供給量を調節する燃料供給量調節弁７とが設けられ、バーナ３０のバーナ本体３４内の下方には、開口１ａを介して落下した煮零れ等を受けるための汁受皿８が設けられる。
【００４２】
さらに、このコンロには、天板１の下方側に位置し且つ汁受皿８の中央部に位置して調理用容器Ｎから放射された赤外線の強度を検出する赤外線強度検出装置としての赤外線強度検出部４０と、その赤外線強度検出部４０により検出された赤外線の強度に基づいて調理用容器Ｎの温度を検出する温度検出手段としての温度検出部５０とが設けられている。
【００４３】
前記赤外線強度検出部４０は、調理用容器Ｎから放射される赤外線における異なる２つの特定波長域夫々についての赤外線強度を検出するように構成され、前記温度検出部５０が、赤外線強度検出部４０にて検出される２つの特定波長域夫々についての赤外線強度の比に基づいて調理用容器Ｎの温度を検出するように構成されている。
さらに、赤外線強度検出部４０は、赤外線の波長範囲のうちのバーナ３０の火炎からの放射強度が少ない範囲内に設定された波長域の赤外線強度を検出するように構成されている。
【００４４】
図２に示すように、前記赤外線強度検出部４０は、調理用容器Ｎから放射された赤外線のうちの特定波長域の赤外線を通過させる光学フィルター４１ａ，４１ｂと、その光学フィルター４１ａ，４１ｂを通過した赤外線の強度を検出する赤外線受光手段としての赤外線受光素子４２ａ，４２ｂとが赤外線放射方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えられ、特定波長域を含む透過可能波長領域の赤外線の通過を許容する光透過部材Ｔとしての窓部材４６が、光学フィルター４１ａ，４１ｂよりも調理用容器Ｎ側に位置して赤外線放射方向に間隔を隔てて光学フィルター４１ａ，４１ｂと並ぶ状態で備えられる構成となっている。
【００４５】
又、調理用容器Ｎから放射された赤外線を赤外線受光素子４２ａ，４２ｂに案内する筒状の案内部材４７が備えられ、この案内部材４７の内部に、赤外線放射方向に沿って間隔を隔てて並べる状態で前記窓部材４６、前記光学フィルター４１ａ，４１ｂ及び前記赤外線受光素子４２ａ，４２ｂが組み付けられている。しかも、前記赤外線受光素子４２ａ，４２ｂが前記赤外線放射方向と交差する方向に並ぶ状態で２つ備えられ、且つ、窓部材４６を通過した赤外線のうちで異なる波長域の赤外線を通過させる形態で２つの赤外線受光素子４２ａ，４２ｂに対応させて各別に光学フィルター４１ａ，４１ｂが備えられている。
【００４６】
説明を加えると、図２に示すように、光入射用の開口部４４を備え且つその開口部４４以外は周囲を囲うように遮光性の部材にて構成されるケーシング４３内に、前記開口部４４を通じて入射する赤外線を検出可能なように、前記２個の赤外線検出素子４２ａ，４２ｂが台座４８上に並べて設けられ、一方の赤外線検出素子４２ａに対して赤外線が入射する部分に一方の光学フィルター４１ａが設けられ、他方の赤外線検出素子４２ｂに対して赤外線が入射する部分に他方の光学フィルター４１ｂが設けられている。又、ケーシング４３内には、前記２個の赤外線検出素子４２ａ，４２ｂの出力信号を処理する信号処理部４５が設けられている。
【００４７】
そして、ケーシング４３における開口部４４の上方側を囲うように、遮光性部材にて中空の筒状に形成された外側筒部材４７Ａが設けられ、この外側筒部材４７Ａの内部及びケーシング４３における開口部４４に嵌り合うとともに、前記２個の赤外線検出素子４２ａ，４２ｂに向けて赤外線を各別に案内するための２つの案内路Ｑ１、Ｑ２を形成する内側筒部材４７Ｂが設けられている。そして、外側筒部材４７Ａと内側筒部材４７Ｂとで前記案内部材４７が構成されている。
【００４８】
前記外側筒部材４７Ａの上端部にその外側筒部材４７Ａの筒内部を覆う状態で窓部材４６が設けられている。この窓部材４６は、調理用容器Ｎから放射された赤外線を外側筒部材４７Ａの内部に透過させるように構成されている。又、煮汁やその他の他物が光学フィルター４１ａ，４１ｂに降りかかることを防止して保護する機能も備えている。
【００４９】
前記外側筒部材４７Ａは、調理用容器Ｎから放射されて窓部材４６を透過した赤外線をケーシング４３内部に導入し、横外側方から光が入り込まないようにケーシング４３の開口部４４に対して接続される構成となっている。そして、調理用容器Ｎ以外の他物、すなわち、五徳２やバーナ本体３４から放射される赤外線がケーシング４３内部に向けて導入され難いように上下方向に沿って長尺状に設けられている。
【００５０】
前記内側筒部材４７Ｂは、その上部水平面部分に左右一対の光導入口４９が形成されており、前記外側筒部材４７Ａを通して案内される赤外線を一方の赤外線検出素子４２ａに向けて案内するための第１の案内路Ｑ１が形成され、その第１の案内路Ｑ１に位置させて一方の光学フィルター４１ａを内装する状態で支持する構成となっている。又、前記外側筒部材４７Ａを通して案内される赤外線を他方の赤外線検出素子４２ｂに向けて案内するための第２の案内路Ｑ２が形成され、その第２の案内路Ｑ２に位置させて他方の光学フィルター４１ｂを内装する状態で支持する構成となっている。
【００５１】
前記外側筒部材４７Ａ及び前記内側筒部材４７Ｂは、遮光性部材にて構成され、外部からの赤外線の進入が阻止される構成となっているが、窓部材４６を透過した赤外線を吸収してそのことにより温度上昇することがないように、外側筒部材４７Ａの内周面並びに内側筒部材４７Ｂにおける光導入口４９が形成される上部水平面部分等は、赤外線を反射させるように高反射率の面となるように構成されている。
【００５２】
この赤外線強度検出部４０は、前記ケーシング４３に対して、前記外側筒部材４７Ａ、前記内側筒部材４７Ｂ、前記窓部材４６、前記各光学フィルター４１ａ，４１ｂ、及び、前記各赤外線受光素子４２ａ，４２ｂの夫々が組み付けられて構成されており、この赤外線強度検出部４０をコンロに設置するときは、前記各物品が予めユニット状に組み付けられた状態で設置されることになる。
【００５３】
図１に示すように、この赤外線強度検出部４０は汁受皿８に形成された開口を通して上下方向に挿通する状態で設けられるが、汁受皿８からの熱が伝わり難くなるように、汁受皿に対して断熱材Ｄを介して装着される構成となっている。尚、前記各赤外線受光素子４２ａ，４２ｂが温度上昇しないように冷却ファン等の温度上昇抑制手段を設けるようにしてもよい。
【００５４】
そして、前記光学フィルター４１ａ，４１ｂが、前記基材Ｋを前記窓部材４６の透過可能波長領域と同じ透過可能波長領域を備える材質にて形成する状態で特定波長域の赤外線を透過させるように構成されている。具体的には、光学フィルター４１ａ，４１ｂの基材Ｋが窓部材４６と同じ材質にて構成され、且つ、図２に示すように、窓部材４６の厚みが光学フィルター４１ａ，４１ｂにおける基材Ｋの厚みよりも大となるように構成されている。
【００５５】
そして、この実施形態では、前記各赤外線受光素子４２ａ，４２ｂにて検出される特定波長域の１つとして、８．０μｍ以上且つ１２．０μｍ以下の範囲内の波長域を検出対象とする構成としており、光学フィルター４１ａ，４１ｂの基材Ｋ及び窓部材４６の材質として、シリコン（Ｓｉ）を用いるようにしている。このようにシリコンを用いるようにしたのは、シリコンであれば、８．０μｍ以上且つ１２．０μｍ以下の範囲内の波長域の赤外線を透過させるからである。
【００５６】
そして、光学フィルター４１ａ，４１ｂの基材Ｋとして、シリコンを用いる場合、シリコンは、図１１の波長対透過率特性に示すように、所定の波長領域においては、厚みが大きいほど赤外線透過率が減少するという性質を備えている。従って、光学フィルター４１ａ，４１ｂの基材Ｋ及び窓部材４６の材質としてシリコンを用いる場合、光透過部材Ｔの厚みを基材Ｋの厚みより大にすると、窓部材４６を透過した赤外線が光学フィルター４１ａ，４１ｂの基材Ｋによって吸収されるおそれが少なく、光学フィルター４１ａ，４１ｂが赤外線を吸収することにより温度上昇することを的確に回避し易いものとなる。
【００５７】
そこで、光学フィルター４１ａ，４１ｂの基材Ｋ及び窓部材４６の材質として、シリコンを用い、且つ、窓部材４６の厚みを基材Ｋの厚みより大に設定する構成としている。
【００５８】
又、前記光学フィルター４１ａ，４１ｂは、図７に示すように、上述したようにして選択された材質からなる特定波長域の赤外線を通過させる材質からなる基材Ｋの表面に、窓部材４６を通過した赤外線のうちの特定波長域以外の赤外線を反射させる反射膜ｈを備えて特定波長域の赤外線を通過させるように構成されている。前記反射膜ｈは、例えば誘電体薄膜を蒸着処理によって多層状に形成して所定の波長域の赤外線を反射するものである。そして、このような構成の光学フィルター４１ａ，４１ｂは、例えば、図９に示すように、特定波長域の赤外線だけを透過させる構成となる。
【００５９】
前記各赤外線受光素子４２ａ，４２ｂにて検出される特定波長域の１つとして、８．０μｍよりも短波長側の波長域、例えば、２．０μｍ以上且つ２．４μｍ以下の範囲、及び、３．１μｍ以上且つ４．２μｍ以下の範囲内に設定するような場合であれば、光学フィルター４１ａ，４１ｂの基材Ｋ及び窓部材４６の材質として、サファイアを用いることも可能である。
【００６０】
サファイヤを用いる場合であれば、サファイヤは、シリコンと同様に図１０の波長対透過率特性に示すように厚みが大きいほど、赤外線を透過させる領域と透過させない領域との境界が短波長側に位置が変化する性質を備えているから、シリコンの場合と同様に、窓部材４６の厚みを基材Ｋの厚みより大に設定する構成とすることで、窓部材４６を透過した赤外線が光学フィルター４１ａ，４１ｂの基材Ｋによって吸収されるおそれが少なく、光学フィルター４１ａ，４１ｂが赤外線を吸収することにより温度上昇することを的確に回避し易いものにすることができる。
【００６１】
尚、前記光学フィルター４１ａ，４１ｂの基材Ｋ及び窓部材４６として使用可能な材質としては、シリコンやサファイヤ以外にも、例えば、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ＣａＦ2（フッ化カルシウム）、ＭｇＦ2（フッ化マグネシウム）、ＺｎＳｅ（セレン化亜鉛）、Ｙ2Ｏ3（酸化イットリウム）、ＳｉＯ2（合成石英）等の種々の材質を用いることが可能である。
【００６２】
次に、前記２つの波長域の設定の仕方について説明する。
図３には、金属の表面に黒色塗装した標準的な調理用容器Ｎについて、常温（２５℃）から３００℃程度の範囲で加熱したときに、温度が変化したときの赤外線放射強度の分光スペクトルデータを示している。この図から明らかなように、バーナ３０が燃焼しているときの温度、例えば、常温〜３００℃程度において、１．５μｍ以上且つ数十μｍ以下の範囲内の波長領域において赤外線が放射しており、例えば、３．５μｍ以上且つ１５μｍ以下の範囲内において各種の赤外線センサにて検出可能な充分な放射強度を有している。
【００６３】
図４には、実際のバーナ３０にて形成される火炎から放射される赤外線の放射強度スペクトル分布を示す。この図から明らかなように、赤外線の波長範囲のうち、１．５μｍ以上且つ１．８μｍ以下の範囲、２．０μｍ以上且つ２．４μｍ以下の範囲、３．１μｍ以上且つ４．２μｍ以下の範囲、及び、８．０μｍ以上且つ１２．０μｍ以下の範囲では、火炎からの赤外線の放射が少ない。
従って、前記２つの波長域を、赤外線の波長範囲のうちの前記バーナ３０の火炎からの赤外線の放射が少ない範囲内に設定すると、火炎からの赤外線による影響が少ない状態で調理用容器Ｎから放射される赤外線の強度を精度よく検出することができる。
【００６４】
上記のような波長域の赤外線強度を検出する２個の赤外線検出素子４２ａ，４２ｂとしては、Ｇｅ若しくはＩｎＧａＡｓを赤外線セルとして用いたもの、ＰｂＳ若しくはＰｂＳｅを赤外線セルとして用いたもの、また、ＨｇＣｄＴｅを赤外線セルとして用いたもの等、種々のものを利用することができる。また、上記の材料以外にも昇電素子やサーモパイル等を用いることもできる。
【００６５】
次に、前記温度検出部５０により調理用容器Ｎの温度を求める処理について説明する。尚、以下の説明では、前記２つの波長域をλ１，λ２にて示す。ちなみに、波長域λ２の方が波長域λ１よりも長波長側になる。
図５に、予め実験により求めた被加熱物（調理用容器Ｎ）の温度と前記赤外線強度検出部４０における前記２つの波長域λ１，λ２夫々についての出力値（赤外線強度に対応する）との関係を示す。ちなみに、この図４に示す関係は、放射率（輻射率）が０．９２の被加熱物を用いて得たものである。
【００６６】
又、図６に、被加熱物（調理用容器Ｎ）の温度と赤外線強度検出部４０における波長域λ１に対応する出力値と波長域λ２に対応する出力値との比である出力比（前記赤外線強度比に対応する）との関係（以下、温度対赤外線強度比の関係と記載する場合がある）を示す。ちなみに、この図６に示す温度対赤外線強度比の関係は、以下のようにして求めたものである。
【００６７】
即ち、放射率の異なる複数の調理用容器夫々について、調理用容器の温度を複数の温度に異ならせて、複数の温度夫々について前記出力比を得る。そして、そのように放射率εの異なる複数の調理用容器について得たデータに基づいて、温度と出力比との関係の近似式を求めて、その求めた近似式を温度対赤外線強度比の関係としている。
従って、放射率εが種々に異なる調理用容器Ｎ夫々の温度対赤外線強度比の関係を、共通の１つの温度対赤外線強度比の関係とすることができるのである。又、上述のように求めた図６に示す如き温度対赤外線強度比の関係が温度検出部５０の記憶部（図示省略）に記憶されることになる。
【００６８】
そして、前記温度検出部５０は、赤外線強度検出部４０における波長域λ１に対応する出力値と波長域λ２に対応する出力値との出力比（前記赤外線強度比に対応する）を求め、記憶している温度対赤外線強度比の関係から調理用容器Ｎの温度を求める。このような出力値の比をとることで調理用容器Ｎの温度をその調理用容器Ｎの放射率に依存することなく正確に検出することができる。
【００６９】
前記温度検出部５０にて求められた温度の情報は前記燃焼制御部３に出力され、燃焼制御部３は、この温度検出部５０にて求められる温度に基づいて、前記燃料供給断続弁６、前記燃料供給量調節弁７等を制御することにより、例えば調理用容器Ｎの温度を設定温度に維持するようにバーナ３０の燃焼量を調整すべく燃料供給量調節弁７を制御したり、調理用容器Ｎの過度の温度上昇を回避させるためにバーナ３０の加熱作動を停止させるべく燃料供給断続弁６を作動させる等の処理を行うことになる。
【００７０】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
【００７１】
（１）上記実施形態では、前記光学フィルターにおける前記基材が前記光透過部材と同じ材質にて構成され、且つ、前記光透過部材の厚みが前記光学フィルターの前記基材の厚みよりも大となるように構成されているものを例示したが、このような構成に限らず、前記光学フィルターが、前記基材を前記光透過部材の前記透過可能波長領域よりも広い透過可能波長領域を備える材質にて形成するものでもよい。
【００７２】
このように前記光学フィルターの基材を光透過部材の透過可能波長領域よりも広い透過可能波長領域を備える材質にて形成する構成とする場合、図１２に示すように、前記光学フィルターにおける前記基材が、前記光透過部材の前記透過可能波長領域に対応する波長領域における赤外線透過率が前記光透過部材の赤外線透過率よりも大きい材質にて構成されるものでもよい。つまり、図１２のラインＬ３で示す波長対透過率特性を備える光透過部材に対して、図１２のラインＬ４で示す波長対透過率特性を備える基材にて構成されるものである。
【００７３】
（２）上記実施形態では、前記光透過部材Ｔとして、赤外線をそのまま透過させる窓部材４６にて構成するものを示したが、このような構成に代えて、図１３に示すように、調理用容器から放射される赤外線を集光して前記各赤外線受光素子に向けて案内する集光レンズ６０にて前記光透過部材Ｔを構成するものでもよい。
【００７４】
（３）上記実施形態では、前記温度検出手段により温度を求める処理として、調理用容器の温度を２つの波長域夫々についての赤外線強度の比に基づいて求める構成としたが、このような構成に代えて次のように構成してもよい。
例えば、予め、放射率の異なる複数の調理用容器を用いて、調理用容器の温度を複数の温度に異ならせて、複数の温度夫々について、前記複数の波長域夫々についての赤外線強度を得て、そのように得た前記複数の波長域夫々についての赤外線強度を、前記複数の温度夫々に対応させた状態でマップデータにして記憶させておく。そして、前記マップデータから、前記赤外線強度検出手段にて検出される前記複数の波長域夫々についての赤外線強度の関係に一致する又は類似する赤外線強度の関係を求めると共に、その求めた赤外線強度の関係に対応する温度を求め、その求めた温度を調理用容器の温度とするように構成する。ちなみに、この場合は、前記複数の波長域としては、上記の各実施形態のように２つの波長域でも良いし、３つ以上の波長域でも良い。
【００７５】
又、前記波長域として１つの波長域を設定して、その波長域についての赤外線強度を複数の温度に対応させた状態でマップデータにて記憶させておき、このマップデータと前記波長域での赤外線強度の検出値とから調理用容器の温度を求める構成としてもよい。
【００７６】
（４）上記実施形態では、赤外線強度検出手段が、２個の光学フィルター４１ａ，４１ｂを通過した赤外線を各別に検出する２個の赤外線検出素子４２ａ，４２ｂを備えて、調理用容器Ｎから放射される赤外線における互いに異なる２つの波長域夫々についての赤外線強度を検出するように構成したが、このような構成に代えて、１つの赤外線検出素子に対して２個の光学フィルターが交互に作用するように位置を切り換えて、その切り換えた状態の夫々における赤外線検出素子の検出値を用いて、互いに異なる波長域の赤外線強度を検出する構成としてもよい。又、赤外線検出素子及び光学フィルターを３個以上並べて備える構成として、３つ以上の異なる特定波長域の赤外線を各別に検出して、それらの検出情報に基づいて調理用容器の温度を検出する構成としてもよい。
【００７７】
（５）上記実施形態では、前記加熱手段として、混合気を環状のバーナ本体から内向きに噴出させて燃焼させる内炎式バーナにて構成するものを示したが、混合気を外向き上方に噴出させるブンゼン燃焼式のバーナを備えたコンロとして構成してもよい。
つまり、図１４に示すように、バーナ３０が、天板１に形成された開口部１ａの下方に、混合気を外向き上方に噴出させて燃焼させる炎口３３を備える状態で設けられ、そのバーナ３０の外周部には環状の汁受皿８が設けられ、汁受皿８の外側の上方に傾斜した部位に第１実施形態と同様な構成の赤外線強度検出部４０が断熱材Ｄを介して設けられる構成としてもよい。
【００７８】
（６）上記実施形態では、前記赤外線強度検出手段が、前記天板に形成された加熱用の開口を通して調理用容器から放射された赤外線の強度を検出するように構成されるものを例示したが、このような構成に限らず、前記加熱用の開口の横側方において前記天板に光透過用の窓部を形成して、前記赤外線強度検出手段がこの光透過用の窓部を通して調理用容器から放射されて光学フィルターを透過した赤外線の強度を検出するように構成としてもよい。従って、この構成では、天板に形成される光透過用の窓部が光透過部材に対応するものとなる。
【００７９】
（７）上記実施形態では、前記加熱手段としてガス燃焼式のバーナにて構成したが、加熱手段はバーナに限定されるものではなく、例えば赤熱発光するハロゲンランプを用いたもの、電気抵抗線を内蔵したシーズヒータを用いたもの、又は、電磁誘導加熱（通常、「ＩＨ」と呼ばれる）を行う磁界発生コイルを用いたもの等、電気式加熱部にて構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】コンロの概略構成図
【図２】赤外線強度検出手段の縦断面図
【図３】調理用容器から放射される赤外線放射強度の分光スペクトルデータを示す図
【図４】火炎から放射される赤外線の放射強度スペクトル分布を示す図
【図５】被加熱物の温度と赤外線強度検出部の出力との関係を示す図
【図６】被加熱物の温度と赤外線強度検出部の出力比との関係を示す図
【図７】光学フィルターの断面図
【図８】サファイヤとシリコンの波長対透過率特性を示す図
【図９】光学フィルターの波長対透過率特性を示す図
【図１０】サファイヤの波長対透過率特性を示す図
【図１１】シリコンの波長対透過率特性を示す図
【図１２】別実施形態の波長対透過率特性を示す図
【図１３】別実施形態の赤外線強度検出手段の縦断面図
【図１４】別実施形態のコンロの概略構成図
【符号の説明】
【００８１】
４１ａ，４１ｂ 光学フィルター
４２ａ，４２ｂ 赤外線受光手段
４７ 案内部材
Ｎ 調理用容器
Ｔ 光透過部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段にて加熱される調理用容器から放射された赤外線のうちの特定波長域の赤外線を透過させる光学フィルターと、その光学フィルターを透過した赤外線の強度を検出する赤外線受光手段とが、赤外線放射方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えられ、
前記光学フィルターが、前記特定波長域を含む透過可能波長領域の赤外線を透過させる材質からなる基材の表面に前記特定波長域以外の波長域の赤外線を反射させる反射膜を備えて構成されている加熱調理器用の赤外線強度検出装置であって、
前記特定波長域を含む透過可能波長領域の赤外線を透過させる光透過部材が、前記光学フィルターよりも前記調理用容器に近い側に位置して、前記赤外線放射方向に沿って前記光学フィルターと間隔を隔てて並ぶ状態で設けられ、
前記光学フィルターが、前記基材を前記光透過部材の前記透過可能波長領域と同じ又はそれよりも広い透過可能波長領域を備える材質にて形成する状態で、且つ、前記反射膜にて前記光透過部材を透過した赤外線のうちの前記特定波長域以外の波長域の赤外線を反射させる状態で構成されている加熱調理器用の赤外線強度検出装置。
【請求項２】
前記光学フィルターにおける前記基材が、前記光透過部材の前記透過可能波長領域に対応する波長領域における赤外線透過率が前記光透過部材の赤外線透過率よりも大きい材質にて形成されている請求項１記載の加熱調理器用の赤外線強度検出装置。
【請求項３】
前記光学フィルターにおける前記基材が前記光透過部材と同じ材質にて構成され、且つ、前記光透過部材の厚みが前記光学フィルターにおける前記基材の厚みよりも大となるように構成されている請求項１又は２記載の加熱調理器用の赤外線強度検出装置。
【請求項４】
前記調理用容器から放射された赤外線を前記赤外線受光手段に案内する筒状の案内部材が備えられ、この案内部材の内部に、前記赤外線放射方向に沿って間隔を隔てて並べる状態で、前記光透過部材、前記光学フィルター及び前記赤外線受光手段が組み付けられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱調理器用の赤外線強度検出装置。
【請求項５】
前記赤外線受光手段が前記赤外線放射方向と交差する方向に並ぶ状態で複数備えられ、且つ、前記光透過部材を透過した赤外線のうちの異なる波長域の赤外線を透過させる形態で複数の赤外線受光手段に対応させて各別に前記光学フィルターが備えられている請求項４記載の加熱調理器用の赤外線強度検出装置。
【請求項１】
加熱手段にて加熱される調理用容器から放射された赤外線のうちの特定波長域の赤外線を透過させる光学フィルターと、その光学フィルターを透過した赤外線の強度を検出する赤外線受光手段とが、赤外線放射方向に間隔を隔てて並ぶ状態で備えられ、
前記光学フィルターが、前記特定波長域を含む透過可能波長領域の赤外線を透過させる材質からなる基材の表面に前記特定波長域以外の波長域の赤外線を反射させる反射膜を備えて構成されている加熱調理器用の赤外線強度検出装置であって、
前記特定波長域を含む透過可能波長領域の赤外線を透過させる光透過部材が、前記光学フィルターよりも前記調理用容器に近い側に位置して、前記赤外線放射方向に沿って前記光学フィルターと間隔を隔てて並ぶ状態で設けられ、
前記光学フィルターが、前記基材を前記光透過部材の前記透過可能波長領域と同じ又はそれよりも広い透過可能波長領域を備える材質にて形成する状態で、且つ、前記反射膜にて前記光透過部材を透過した赤外線のうちの前記特定波長域以外の波長域の赤外線を反射させる状態で構成されている加熱調理器用の赤外線強度検出装置。
【請求項２】
前記光学フィルターにおける前記基材が、前記光透過部材の前記透過可能波長領域に対応する波長領域における赤外線透過率が前記光透過部材の赤外線透過率よりも大きい材質にて形成されている請求項１記載の加熱調理器用の赤外線強度検出装置。
【請求項３】
前記光学フィルターにおける前記基材が前記光透過部材と同じ材質にて構成され、且つ、前記光透過部材の厚みが前記光学フィルターにおける前記基材の厚みよりも大となるように構成されている請求項１又は２記載の加熱調理器用の赤外線強度検出装置。
【請求項４】
前記調理用容器から放射された赤外線を前記赤外線受光手段に案内する筒状の案内部材が備えられ、この案内部材の内部に、前記赤外線放射方向に沿って間隔を隔てて並べる状態で、前記光透過部材、前記光学フィルター及び前記赤外線受光手段が組み付けられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱調理器用の赤外線強度検出装置。
【請求項５】
前記赤外線受光手段が前記赤外線放射方向と交差する方向に並ぶ状態で複数備えられ、且つ、前記光透過部材を透過した赤外線のうちの異なる波長域の赤外線を透過させる形態で複数の赤外線受光手段に対応させて各別に前記光学フィルターが備えられている請求項４記載の加熱調理器用の赤外線強度検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−２４１６１７（Ｐ２００８−２４１６１７Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８５５６５（Ｐ２００７−８５５６５）
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【出願人】（０００１７７６１２）株式会社ミクニ (332)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【出願人】（０００１７７６１２）株式会社ミクニ (332)
【Ｆターム（参考）】
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