加熱調理器
【課題】鍋の底面の温度を正確に測定し、調理性能に優れた加熱調理器を提供する。
【解決手段】鍋１１を加熱する加熱手段１３と、鍋１１の底面（以下「鍋底」という）から放射される赤外線強度を検知する赤外線センサ１４と、鍋底に対して投光する投光手段１５〜１７と、鍋底で反射した投光手段１５〜１７からの光の強度を検知する反射センサ１８〜２０と、反射センサ１８〜２０の出力から鍋底の反射率を換算し、さらにその反射率から放射率を換算する放射率換算手段２１と、この換算された放射率及び赤外線センサ１４の出力から鍋底の温度を算出する温度算出手段２２と、温度算出手段２２の出力に応じて加熱手段１３に供給する電力量を制御する制御手段２３とを備え、放射率換算手段２１は、鍋底の複数箇所の反射率から赤外線センサ１４の視野部の放射率を推定するもので、鍋底の温度を精度良く測定して、調理性能に優れた加熱調理器を提供することができる。
【解決手段】鍋１１を加熱する加熱手段１３と、鍋１１の底面（以下「鍋底」という）から放射される赤外線強度を検知する赤外線センサ１４と、鍋底に対して投光する投光手段１５〜１７と、鍋底で反射した投光手段１５〜１７からの光の強度を検知する反射センサ１８〜２０と、反射センサ１８〜２０の出力から鍋底の反射率を換算し、さらにその反射率から放射率を換算する放射率換算手段２１と、この換算された放射率及び赤外線センサ１４の出力から鍋底の温度を算出する温度算出手段２２と、温度算出手段２２の出力に応じて加熱手段１３に供給する電力量を制御する制御手段２３とを備え、放射率換算手段２１は、鍋底の複数箇所の反射率から赤外線センサ１４の視野部の放射率を推定するもので、鍋底の温度を精度良く測定して、調理性能に優れた加熱調理器を提供することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱調理器に関するもので、特に、トッププレートに載置された鍋の底の温度の検知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の加熱調理器の多くは、被加熱物である鍋を載置するトッププレート裏に接触させたサーミスタなどの感温素子で鍋底の温度を間接的に検出している。また、鍋底から放射される赤外線をトッププレート越しに赤外線センサで検出して非接触かつ直接に鍋底の温度を検知するものもある（例えば、特許文献１参照）。また、トッププレートに接触させた感温素子で鍋底の温度を、赤外線センサで鍋底の温度変化勾配を検出して、沸騰点等の検出感度を向上させているものもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
また、温度勾配が安定した時の感温素子の出力と赤外線センサの出力から鍋底の赤外線放射率を算出して、赤外線センサの出力を補正するものもある（例えば、特許文献３参照）。また、発光手段からの照射光が鍋底で反射した光を受光手段により受光して反射率を測定し、この反射率から換算した放射率を使って赤外線センサで検出した赤外線量を補正することにより放射率の影響をなくしているものもある（例えば、特許文献４参照）。
【０００４】
また、トッププレート上の複数箇所に入射する光、あるいは複数箇所の下面より照射した光が鍋底にて反射した光を検知して、トッププレート上の被加熱物の形状と、載置の状態の判定を行うものもある（例えば、特許文献５参照）。
【０００５】
図１１は、上記特許文献４に記載された従来の加熱調理器を示すものである。図１１に示すように、演算制御部１は、発光制御回路４に指示し発光素子７を点灯し、トッププレート１０に載置された被加熱物である鍋１１の底で反射した光を、受光センサ９で受光し反射検知回路６で電圧量に変換し演算制御部１に入力する。この入力電圧量と演算制御部１に記憶させてある反射率と放射率の相関関係を示す演算式により、鍋１１の底の放射率を算出する。次に、赤外線センサ８で鍋１１の底から放射される赤外線を受光し、放射検知回路５で電圧量に変換して演算制御部１に入力する。この入力電圧量と同じく演算制御部１に記憶させてある赤外線量と放射率εから温度に換算するための温度算出式により鍋１１の底の温度を算出する構成としている。
【特許文献１】特開２００４−９５３１６号公報
【特許文献２】特開平３−２０８２８８号公報
【特許文献３】特開２００３−２４９３４１号公報
【特許文献４】特開平１１−２２５８８１号公報
【特許文献５】特開２００４−２２３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、加熱調理器は、調理鍋の底面の材質、形状、寸法、表面状態、反り等、反射光強度を決めるパラメータが多く、また、調理毎（開始時）にあるいは、調理中にも頻繁に使用者により載置される位置がずれるので、加熱コイル中心の１ケ所で反射光強度を検知する従来の方式では、「反射光強度が大きい、従って、放射率の低い鍋底」を、「反射光強度が小さい、従って、放射率の高い鍋底」と見誤るケースがまれに存在した。
【０００７】
特に、鍋１１の底中心部に、使用できる加熱源や、鍋材質等に関する情報を刻印してある場合は、刻印の凹凸による乱反射と埋め込まれた黒色の文字のため反射率が低く、刻印の周辺は金属鏡面で刻印部以外の鍋底より反射率が高いという特性を有しているために、鍋の載置位置によっては正しい鍋底の放射率を算出できない場合があるという課題を有していた。
【０００８】
鍋１１の底からの表面反射光は、拡散反射成分と正反射成分に分けて考えられ、これらの反射光は、材質や表面状態によって異なり、図１２（１）に示すように、鏡面体や光沢のある物体では正反射成分３２が、それ以外の物体では拡散反射成分３３が支配的になるため、金属製の被加熱物１１の底面を鏡面と考えれば、２０°〜６０°の取付角度とするのが一般的であった。
【０００９】
しかし、図１２（１）に示すように、正反射成分を主体に鏡面反射光３２を検出するため２０°〜６０°の取付角度とすると、刻印や文字入れ（黒色）、打ち込み等の表面状態によっては、乱反射３４や、吸収をおこし正反射成分が大きく減少するため、本来、反射率の高いＳＵＳ鍋を、反射率の低い（１５％程度）ホーロー鍋と誤検知する場合がある。従って、そのような鍋１１では、図１２（２）に示すように、刻印により、使用者が載置する加熱領域の中心位置からのずれ量によって反射光量は大きく変わる。また、最大反射光強度に距離依存性（焦点距離）が生じるため、鍋１１の反りや使用者の調理作業での持ち上げによる反射面までの距離が変動しても同じく誤検知するという課題があった。
【００１０】
また、誘導加熱方式やラジエントヒータ式の加熱調理器では、トッププレートを介して投光及び受光を行うために、発光素子から照射される参照光（近赤外線）、及び、その被加熱物の底からの反射光は各々１５％程はトッププレートで吸収され、比較的強い反射光の成分しか検知できないため、被加熱物の底の放射率を正しく算出することは、さらに、困難であった。
【００１１】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、使用のたびに被加熱物の載置位置がずれたり、被加熱物の底に刻印や、ヘアライン加工、リング加工、打ち込み加工があったりという特殊な表面状態であっても、正確に反射率を測定でき、これにより算出された放射率により、非接触で精度良く被加熱物の底の温度を検出し、良好な調理加熱制御を実現できる加熱調理器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記従来の課題を解決するために、本発明の加熱調理器は、鍋を加熱する加熱手段と、前記鍋の底面から放射される赤外線強度を検知する赤外線センサと、前記鍋の底面に対して投光する投光手段と、前記鍋の底面で反射した前記投光手段からの光の強度を検知する反射センサと、前記反射センサの出力から前記鍋の底面の反射率を換算し、さらにその反射率から放射率を換算する放射率換算手段と、この換算された放射率及び前記赤外線センサの出力から前記鍋の底面の温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段の出力に応じて前記加熱手段に供給する電力量を制御する制御手段とを備え、前記放射率換算手段は、前記鍋の底の複数箇所の反射率から前記赤外線センサの視野部の放射率を推定するようにしたもので、鍋の底面の温度を精度良く測定して、調理性能に優れた加熱調理器を提供することができる。
【００１３】
又、本発明の加熱調理器は、鍋を加熱する加熱手段と、前記鍋の底面から放射される赤外線強度を検知する赤外線センサと、前記鍋の底面に対して投光し、かつ前記鍋の底面からの反射光を受光する導光体と、前記導光体に光を入射させる投光手段と、前記導光体を介して前記反射光の強度を検知する反射センサと、前記反射センサの出力から前記鍋の底面の反射率を換算し、さらにその反射率から放射率を換算する放射率換算手段と、この換算された放射率及び前記赤外線センサの出力から前記鍋の底面の温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段の出力に応じて前記加熱手段に供給する電力量を制御する制御手段と、前記加熱手段の加熱領域内の複数箇所に設けられた投光及び受光用の孔とを備え、前記反射センサは、前記複数箇所の反射光強度の合成値を検知し、前記放射率換算手段は、前記反射センサで検知した反射光強度の合成値から前記赤外線センサの視野部の放射率を推定するようにしたもので、複数箇所の反射光強度の合成値を単一の反射センサで検知できるので、赤外線センサの視野部の放射率を低コストで、精度良く推定して、調理性能に優れた加熱調理器を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の加熱調理器は、調理容器となる鍋の底面の放射率を精度良く推定することで、非接触で応答性の良い鍋の底面の正確な温度測定ができるので、調理性能に優れたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
第１の発明は、鍋を加熱する加熱手段と、前記鍋の底面から放射される赤外線強度を検知する赤外線センサと、前記鍋の底面に対して投光する投光手段と、前記鍋の底面で反射した前記投光手段からの光の強度を検知する反射センサと、前記反射センサの出力から前記鍋の底面の反射率を換算し、さらにその反射率から放射率を換算する放射率換算手段と、この換算された放射率及び前記赤外線センサの出力から前記鍋の底面の温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段の出力に応じて前記加熱手段に供給する電力量を制御する制御手段とを備え、前記放射率換算手段は、前記鍋の底の複数箇所の反射率から前記赤外線センサの視野部の放射率を推定するようにしたもので、鍋の底面の温度を精度良く測定して、調理性能に優れた加熱調理器を提供することができる。
【００１６】
第２の発明は、鍋を加熱する加熱手段と、前記鍋の底面から放射される赤外線強度を検知する赤外線センサと、前記鍋の底面に対して投光し、かつ前記鍋の底面からの反射光を受光する導光体と、前記導光体に光を入射させる投光手段と、前記導光体を介して前記反射光の強度を検知する反射センサと、前記反射センサの出力から前記鍋の底面の反射率を換算し、さらにその反射率から放射率を換算する放射率換算手段と、この換算された放射率及び前記赤外線センサの出力から前記鍋の底面の温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段の出力に応じて前記加熱手段に供給する電力量を制御する制御手段と、前記加熱手段の加熱領域内の複数箇所に設けられた投光及び受光用の孔とを備え、前記反射センサは、前記複数箇所の反射光強度の合成値を検知し、前記放射率換算手段は、前記反射センサで検知した反射光強度の合成値から前記赤外線センサの視野部の放射率を推定するようにしたもので、複数箇所の反射光強度の合成値を単一の反射センサで検知できるので、赤外線センサの視野部の放射率を低コストで、精度良く推定して、調理性能に優れた加熱調理器を提供することができる。
【００１７】
第３の発明は、特に、第２の発明の導光体の屈折率を調整し、全反射により投光する往路と、反射光を導く復路を分離して形成したもので、反射光の検出感度が上がり、より精度良く反射率を測定することができる。
【００１８】
第４の発明は、特に、第２又は第３の発明の導光体を、プラスチック光ファイバで形成したもので、投光する往路と反射光を導く復路を分離できると共に、経路での光の損失が低減され、より精度良く反射率を測定することができる。
【００１９】
第５の発明は、特に、第２〜４のいずれか一つの発明の導光体への入射光と、鍋の底面からの反射光を方向性結合器により分離するようにしたもので、反射光の検出感度が上がり、より精度良く反射率を測定することができる。
【００２０】
第６の発明は、特に、第２の発明の導光体を薄膜光導波路で形成したもので、投光する往路と反射光を導く復路が分離されるとともに、低背で組み込み性が良く、且つ、経路での光の損失が低減され、より精度良く反射率を測定することができる。
【００２１】
第７の発明は、特に、第２の発明の導光体を、内壁が鏡面の鏡筒と、ハーフミラーで形成したもので、投光する往路と反射光を導く復路が分離されるとともに、経路での光の損失が低減され、より精度良く反射率を測定することができる。
【００２２】
第８の発明は、特に、第２の発明の導光体を、鍋と加熱手段との間に配された空洞と、前記空洞に連通すると共に前記加熱手段による加熱領域内の複数箇所の上方に開けた投光及び受光用の孔と、前記孔の下部に設けたミラーとで形成したもので、低コストで、精度良く反射率を測定することができる。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における加熱調理器のブロック図、図２は、同加熱調理器の反射センサの出力と反射率との関係を示すグラフ図、図３は、同加熱調理器のトッププレートの透過、及び、鍋底による反射のイメージ図と、反射光のエネルギと鍋ずれ量の関係を示すグラフ図である。
【００２４】
図１において、加熱調理器は、調理物を加熱調理する被加熱物である鍋１１が載置されるトッププレート１０と、鍋１１を加熱する加熱コイル１２と、加熱コイル１２に高周波電流を供給し、鍋１１を誘導加熱する加熱手段１３と、トッププレート１０下面に配され、鍋１１の底面から放射される赤外線の強度を検知する赤外線センサ１４と、同じくトッププレート１０下面の複数個所に配され鍋１１へ参照用の近赤外線を照射する投光手段１５〜１７と、この照射された近赤外線の鍋１１底面からの反射光強度を検知する反射センサ１８〜２０と、この反射センサ１８〜２０の出力から鍋１１底面の放射率を換算する放射率換算手段２１と、この換算された放射率、及び前記赤外線センサ１４の出力から鍋１１底面の温度を算出する温度算出手段２２と、この温度算出手段２２の出力、及び、設定火力に応じて前記加熱手段１３に供給する電力量を制御する制御手段２３で構成されている。
【００２５】
なお、投光手段１５〜１７は、高周波で変調する変調手段２４〜２６で駆動され、反射センサ１８〜２０の出力は検波手段２７〜２９で検波される。タッチパネル方式の操作部３０には電源スイッチを含めた各種キースイッチ（図示せず）が設けてある。
【００２６】
以上のように構成された加熱調理器について、以下にその動作、作用を説明する。
【００２７】
まず、操作部３０内の電源スイッチ（図示せず）及び加熱スイッチ（図示せず）で加熱開始をキー入力し、ｕｐ、ｄｏｗｎスイッチ（図示せず）で所定の電力を設定すると、制御手段２３が加熱手段１３を制御して加熱コイル２に所定の高周波電力を供給する。加熱コイル１２に高周波電流が供給されると、加熱コイル１２から誘導磁界が発せられ、トッププレート１０に載置された鍋１１が誘導加熱される。この熱によって鍋１１の温度が上昇し、鍋１１内の調理物が加熱調理される。赤外線センサ１４は受光した赤外線のエネルギに比例した電圧を出力するもので、鍋１１の温度が上昇すると鍋１１底面からの赤外線放射強度も強くなり、赤外線センサ１４が受光する赤外線エネルギ量が増え、赤外線センサ１４の出力信号電圧が高くなり、温度算出手段２２が算出するところの温度出力も大きくなる。制御手段２３はこの温度出力を入力し、所定値（過昇防止温度、あるいは、沸騰温度等）以下なら加熱手段１３へ加熱を指示し続ける。そして、電源スイッチまたは加熱スイッチで加熱停止がキー入力された場合や、温度算出手段２２の温度出力が所定値を越えた場合は、加熱停止を指示する。
【００２８】
次に、加熱コイル１２の加熱領域内の複数箇所で、トッププレート１０の下面に配した投光手段１５〜１７が鍋１１へ反射率測定用の波長０．７〜０．９μｍの近赤外線を照射し、それが鍋１１の底面で反射し、その反射光を反射センサ１８〜２０が測定する。そして、放射率換算手段２１はこの反射センサ１８〜２０を入力し、まず図２に示す反射率と反射センサ１８〜２０の出力の関係から鍋１１底面の３カ所の反射率を換算する。キルヒホフの法則によれば、物質の表面に到達する単位入射エネルギのうち、固有放射率εは０＜ε＜１の定数で、その物質の放射の吸収率に等しい。また、不透明な（透過率α＝０）物体に関しては、
放射率ε（λ）＋反射率Ｒ（λ）＝１ −−−−−−−−−（１）
の関係が成立する。従って、反射率を１から引いて各点の放射率を求めることができる。この算出した各点の放射率の平均処理、あるいは、多数決処理（最小値を除いた平均）を行い、赤外線センサ１４の視野部の放射率を推定し出力する。この放射率を入力して、温度算出手段２２は、算出した温度値を放射率補正して出力する。
【００２９】
以上のように、本実施の形態においては、鍋１１の底面に対して投光する投光手段１５〜１７と、鍋１１の底面からの反射光強度を検知する反射センサ１８〜２０と、この反射センサ１８〜２０の出力から鍋１１の底面の放射率を換算する放射率換算手段２１と、この換算された放射率、及び赤外線センサ１４の出力から鍋１１の底面の温度を算出する温度算出手段２２を設けることにより、鍋１１の底の複数箇所の反射率が検知可能となりこの複数の反射率から赤外線センサ１４の視野部の放射率を精度良く推定することができる。又、複数箇所で反射率を測定することで、鍋１１の底の形状や表面状態の影響を無くし、トッププレート１０を介しても安定した測定を行うことができる。従って、鍋１１の底の非接触で高精度な温度測定が可能となり、微妙な火加減ができる調理性能に優れた加熱調理器を提供することができる。
【００３０】
また、本実施の形態では、特に投光手段１５〜１７と反射センサ１８〜２０の取り付け角度を９０°としており、これにより鍋１１の反りによる鍋１１の底までの距離の変化の影響が少なく、鍋１１の底からの反射光も安定して検出することができる。これは、一つには角度を付けないことで焦点深度が深くなるためである。
【００３１】
以上のように、投光手段１５〜１７を９０°の取付角度（図３（１））とし、拡散反射光３８を主体に検出し、さらに複数箇所で測定すると、拡散反射成分を主体に測定するため、表面状態による乱反射の影響が少ない上に、焦点深度が深いため距離依存性も少なくなり、誤検知することが無い。
【００３２】
但し、トッププレート１０の下面での直反射光３９の強度が多くなり反射センサ１８〜２０でバイアス分として検知されるため、鍋１１の底面からの拡散反射光３８の強度と分離するため、出力の増分を検知する方式や、ピークｔｏピークの検知方式を用いている。また、全ての立体角にわたって積分した全反射光強度を測定できないが、上述のように、鍋１１の自己放射を測定する波長帯域での反射率と、拡散反射光３８による反射センサ１８〜２０の検知出力との間には良好な相関関係があるため問題を生じない。
【００３３】
また、本実施の形態のトッププレートの下面には反射防止膜をコーティングしており、これにより、下面での反射、拡散光を減少させ、反射センサ１８〜２０の受光量を増加させることもできる。また、本実施の形態においては、反射率の測定は加熱開始時に一度行う方法でも、加熱中逐次測定を行う方法でも良い。
【００３４】
また、本実施の形態においては仕様上の理由（調理温度範囲以外の室温近辺で放射率を測定する）及び技術的理由（リモコン用に市販されているフォトダイオード、および、フォトトランジスタを用いる方が安価である）により、鍋１１の底の赤外線自己放射を測定する波長帯域とは、異なる波長帯において測定している。式（１）に示すように、物体の放射率が波長の関数である場合、放射赤外線を測定する波長帯域λ＋Δλと同一の波長帯域において直接放射率を測定することが好ましい。しかし、図２に示すように赤外線センサ１４で鍋１１の自己放射を測定する波長帯域０．９〜２．６μｍでの反射率（Ｘ軸）と、投光手段１５〜１７の照射光０．７〜０．９μｍによる反射センサ１８〜２０の検知出力（Ｙ軸）との間には良好な相関関係があり、反射センサ１８〜２０の検知出力から赤外線センサ１４の検知帯域での放射率への換算を行うことができる。
【００３５】
また、本実施の形態では、赤外線センサ１４として、主に光通信、放射温度計などの用途に使用されるＰＩＮフォトダイオードを用いており、窓材（図示せず）は、ＡＲコート（２μｍピーク）付きホウ珪酸ガラスである。一般的に加熱調理器のトッププレート１０には、耐熱性を有しながら強度を高めるため特殊組成のガラスを再加熱してガラス中に微細結晶を析出させた結晶化ガラス（例えば、「リシア系セラミックス」Ｌｉ２Ｏ−ＡＬ２Ｏ３−ＳｉＯ２）が用いられているおり、０．５μｍ〜２．６μｍの波長の光は８０％以上透過し、３〜４μｍの波長の光は３０％程度透過し、４μｍよりも長い波長、及び、０．５μｍよりも短い波長の光はほとんど通さない。
【００３６】
他方、調理時の鍋１１の底面温度は、約３０℃〜２３０℃であり、この温度における単位時間当たりの総放射エネルギ量（Ｗ／ｍ２）はステファン・ボルツマンの法則より、１．１μｍ〜３０μｍの波長帯域にあり、そのピークは４ミクロン〜１０ミクロンの波長にある（温度が高くなればなるほど加速度的に大きなエネルギを赤外線として放射する）。しかし、上記のようにトッププレート１０を介することで、赤外線センサ１４で測定できる波長帯域は０．９〜２．６μｍとなり微弱であるが、モジュールとして赤外線センサ１４と一体化されたアンプで５００〜５０００倍程度に増幅して出力することで、温度の検出を可能としている。また、検出波長帯域０．７〜０．９μｍの反射センサは、鍋１１の底や、トッププレート１０から放射される大きなエネルギ量のより長波長の赤外線には反応しないので、反射光のみを精度良く検知できる。
【００３７】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における加熱調理器の部分展開図である。なお、上記第１の実施の形態における加熱調理器と同一部品については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
本実施の形態は、図４に示すように、トッププレート１０の下面に配し、鍋１１へ反射率測定用の近赤外線を照射する投光手段４０と、鍋１１底面からの反射光強度を検知する反射センサ４１と、投光手段４０から鍋１１底面まで、及び、鍋１１底面から反射センサ４１まで近赤外線光を導く導光体４２、４３と、加熱コイル１２の複数個所に設けた検知孔４４（４４ａ、４４ｂ、４４ｃ）とで加熱調理器の反射率の測定系を構成している。
【００３９】
以上のように構成された加熱調理器の反射率の測定系について、以下その動作、作用を説明する。
【００４０】
トッププレート１０に鍋１１を載置し電源キー及び加熱キーを押すと、加熱コイル１２に高周波電流が供給され、同時に投光手段４０が近赤外線を発光する。この近赤外線光は導光体４２を伝播し、検知孔４４から鍋１１底面へ照射される。鍋１１の底面で反射した反射光は導光体４３内を伝播し、反射センサ４１で受光される。そして、放射率換算手段２１が反射センサ４１の出力から鍋１１底面の反射率を換算する。この換算された放射率及び赤外線センサ１４の出力を入力して、温度算出手段２２は鍋１１底面の温度を算出する。
【００４１】
以上のように、本実施の形態によれば、鍋１１の底面に対して検知孔４４を介して導光体４２で複数箇所に投光し、その複数箇所の反射光を導光体４３で合成し、単一の反射センサ４１で受光することにより、鍋１１の底の複数箇所の反射率が一組の発光、受光素子で検知可能となり、この複数の反射率から赤外線センサ１４の視野部の放射率を精度良く、安価な構成で推定することができる。複数箇所で測定することで、鍋１１の底の形状や表面状態の影響を無くし、トッププレート１０を介しても安定した測定を行うことができる。従って、鍋１１の底の非接触で高精度な温度測定が可能となり、微妙な火加減ができる加熱調理器を提供することができる。
【００４２】
また、本実施の形態では、投光手段１５〜１７を高周波数で変調しており、外乱光や加熱コイル１２等の影響を低減しているが、加熱コイル１２が停止している期間のみ反射率を測定するようにすれば、加熱コイル１２による影響をさらに低減し、精度良く反射率の測定を行うこともできる。加熱コイル１２で加熱している期間は、上記の測定で記憶した反射率を使用する。鍋１１が交換されている可能性があるため、加熱開始前には必ず反射率の測定を行う。
【００４３】
また、本実施の形態の導光体４２、４３には、近赤外光を導光する材料であり、アクリル樹脂、ポリカーボネイト、ポリアミド、ポリイミドなどの合成樹脂、またはサファイヤ、スピネルなどの結晶材料を用いることもできる。図４は、断面が四辺形の長方体を用いた場合の例を示したが、円筒形、楕円形でも良い。この導光体４２、４３は、空気と材料の屈折率差による全反射を利用して、光を効率よく導くものである。
【００４４】
また、本実施の形態の導光体４２、４３の側面（外周面）に反射層（図示せず）を設けることにより、空気との境界面での反射、拡散光をさらに減少させ、反射センサ１８〜２０の受光量を増加させることができる。この反射層は表面を研磨するなどの機械的手段、または表面をエッチングするなどの化学的手段により、表面に凹凸等を設けることにより形成される。また、金属、あるいは、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタンなどの金属酸化物の粒子を含んだ膜を形成することにより得られる。
【００４５】
（実施の形態３）
図５は、本発明の第３の実施の形態における加熱調理器の反射率測定系の構成図と、その要部断面図を示すものである。なお、上記実施の形態における加熱調理器と同一部品については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４６】
本実施の形態は、図５（１）に示すように、投光手段４０からの照射光及び鍋１１底面からの反射光を導く導光体４５を、投光手段４０から鍋１１底面まで近赤外線光を導く導光体４５ａ（図面手前）及び、鍋１１の底面から反射センサ４１まで近赤外線光を導く導光体４５ｂ（図面奥側）とで構成し、さらに図５（２）に示すように、導光体４５ａ、４５のそれぞれを、導光体４５ａ、４５ｂの９５％以上の断面積を有する導光部４６ａ、４６ｂと、各導光部４６ａ、４６ｂを覆うと共に屈折率を低く調整した、あるいは、屈折率の低い別な素材からなる外周部４７ａ、４７ｂの二重構造としたものである。
【００４７】
以上のように構成された加熱調理器の反射率の測定系について、以下その動作、作用を説明する。
【００４８】
投光手段４０から投光された近赤外線光は導光体４５ａを伝播し、検知孔４４ａ〜４４ｃ（第２の実施の形態参照）から鍋１１底面へ照射される。鍋１１底面で反射した拡散反射光は導光体４５ｂを伝播し、反射センサ４１で受光される。そして、放射率換算手段２１が反射センサ４１の出力から鍋１１底面の反射率、放射率を換算する。この換算された放射率及び赤外線センサ１４の出力を入力して、温度算出手段２２は鍋１１の底面の温度を算出する。
【００４９】
また、導光部４６ａ、４６ｂと外周部４７ａ、４７ｂとの２つの屈折率の違うものの間（界面）を、全反射するような角度の近赤外線が入射することで、光は導光体４５ａの中に閉じこめられ、効率よく伝播し、検知孔４４（４４ａ〜４４ｃ）から照射される。また、全反射するような角度の反射光成分が再入射し、導光体４５ｂの中を反射センサ４１まで伝播する。
【００５０】
以上のように、本実施の形態によれば、鍋１１の底面に対して導光体４５で複数箇所に投光し、その複数箇所の反射光を導光体４５で合成し、単一の反射センサ４１で受光することにより、鍋１１の底の複数箇所の反射率が一組の発光、受光素子で検知可能となる。また、導光体４５を樹脂部品で作ることで、組み立て工数が低減し、より安価な構成にすることができる。
【００５１】
（実施の形態４）
図６は、本発明の第４の実施の形態における加熱調理器の反射率測定系の構成図と、その要部の断面図を示すものである。なお、上記実施の形態における加熱調理器と同一部品については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５２】
本実施の形態は、図６（１）に示すように、反射率の測定系を、トッププレート１０の下面に配し鍋１１へ反射率測定用の近赤外線を照射する投光手段４０と、鍋１１の底面からの反射光強度を検知する反射センサ４１と、光カプラ４８、４９と、投光手段４０からの鍋１１の底面まで近赤外線光を導くと共に３本の光ファイバ５０ａ〜５０ｃからなる第１の導光体５０と、鍋１１の底面から反射センサ４１まで近赤外線光を導くと共に３本の光ファイバ５１ａ〜５１ｃからなる第２の導光体５１と、３個のレンズ５２ａ〜５２ｃからなる拡散集光手段５２と、加熱コイル１２に設けた複数の検知孔４４（４４ａ〜４４ｃ）とで構成したものである。
【００５３】
以上のように構成された加熱調理器の反射率の測定系について、以下その動作、作用を説明する。
【００５４】
投光手段４０から投光された近赤外線光は光カプラ４８で分配され、第１の導光体５０を構成する３本の光ファイバ５０ａ〜５０ｃのコア内を伝播し、拡散集光手段５２を経て、複数の検知孔４４（４４ａ〜４４ｃ）から鍋１１底面へ照射される。鍋１１底面で反射した反射光は拡散集光手段５２で集められ、第２の導光体５１を構成する３本の光ファイバ５１ａ〜５１ｃのコア内を伝播し、光カプラ４９で合成されて反射センサ４１で受光される。そして、放射率換算手段２１が反射センサ４１の出力から鍋１１底面の反射率、放射率を換算する。この換算された放射率及び赤外線センサ１４の出力を入力して、温度算出手段２２は鍋１１の底面の温度を算出する。
【００５５】
以上のように、本実施の形態によれば、鍋１１の底面に対して光ファイバ５０ａ、５０ｂ、５０ｃで複数箇所に投光し、その複数箇所の反射光を光ファイバ５１ａ、５１ｂ、５１ｃで集光し、単一の反射センサ４１で受光することにより、鍋１１の底の複数箇所の反射率が一組の発光、受光素子で検知可能となる。また、光ファイバ５０ａ〜５０ｃ、５１ａ〜５１ｃは近赤外線が透過する樹脂部品（プラスチック）で作ることで、任意の形状、寸法にできるとともに、より安価な構成にすることができる。
【００５６】
また、本実施の形態における光カプラ４８、４９は一括溶融延伸技術により光を１芯から３芯に均等に分配する部品で、３芯側に光ファイバ５０ａ〜５０ｃ、あるいは、５１ａ〜５１ｃを取り付け、１芯側に投光手段４０あるいは反射センサ４１を取り付けている（図６（２）参照）。これにより投光手段４０から投光された近赤外線光はほぼ均等に分配され、光ファイバ５０ａ〜５０ｃに入射する。
【００５７】
また、光ファイバ５１ａ〜５１ｃを伝播してきた鍋１１底面からの反射光は合成されて反射センサ４１で受光されるので、接続部での近赤外線光の損失を低減できるため、精度良く反射率の測定を行うことができる。
【００５８】
また、本実施の形態では拡散集光手段５２は、凸レンズを半分にしたもの、あるいは、パラボラ形状の樹脂部品の内面に、反射膜をコーティングしたもので、照射用・受光用の光ファイバ各２本を取り付け、トッププレート１０下面に密接させてある。これによって、検知孔４４（加熱コイル１２の中央孔を含む）からトッププレート１０の下面に効率よく照射され、鍋１１の底面からの反射光は効率よく３本の光ファイバ５１ａ〜５１ｃに入射される。このように照射部及び入射部での近赤外線光の損失を低減できるため、さらに精度良く反射率の測定を行うことができる。
【００５９】
（実施の形態５）
図７は、本発明の第５の実施の形態における加熱調理器の反射率測定系の構成図と、その要部断面図を示すものである。なお、上記実施の形態における加熱調理器と同一部品については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
本実施の形態は、図７（１）に示すように、反射率の測定系を、トッププレート１０の下面に配し、鍋１１へ反射率測定用の近赤外線を照射する投光手段４０と、この近赤外線の鍋１１底面からの反射光強度を検知する反射センサ４１と、投光手段４０から鍋１１底面まで、及び、鍋１１底面から反射センサ４１まで近赤外線光を導くと共に光ファイバ５３ａ、５３ｂ、５３ｃからなる導光体５３と、方向性結合器５４、５５と、３個のレンズ５２ａ〜５２ｃからなる拡散集光手段５２と、加熱コイル１２に複数個設けた検知孔４４（４４ａ〜４４ｃ）により構成している。
【００６１】
以上のように構成された加熱調理器の反射率の測定系について、図７（２）、（３）を用いて、以下その動作、作用を説明する。
【００６２】
投光手段４０から投光された近赤外線光５６は、光ファイバ５３ｃを伝播しレンズ５２ｃから照射光５７として鍋１１底面へ照射される。また、方向性結合器５４により分岐された約５０％の近赤外線光５８はレンズ５２ｂから照射光５９として鍋１１底面へ照射される。方向性結合器５５により分岐された約５０％の近赤外線光６０はレンズ５２ａから照射光６１として鍋１１底面へ照射される。次に、照射光５９による鍋１１底面での反射光６２は光ファイバ５３ｂを伝播し反射センサ４１で受光される。
【００６３】
照射光６１による反射光６４は光ファイバ５３ａを伝播し方向性結合器５５で結合され、光ファイバ５３ｂを伝播（図７（３）の６５）し反射センサ４１で受光される。照射光５７による反射光６７は光ファイバ５３ｃを伝播し方向性結合器５４で結合され光ファイバ５３ｂを伝播（図７（３）の６８）し反射センサ４１で受光される。こうして、３つの反射光６３、６６、６９を合成した光が反射センサ４１で受光される。
【００６４】
そして、放射率換算手段２１が、反射センサ４１の出力から鍋１１の底面の反射率、放射率を換算する。この換算された放射率及び赤外線センサ１４の出力を入力して、温度算出手段２２は鍋１１の底面の温度を算出する。分岐比５０％で順次、入射光５６が分岐すると、“照射光５７の強度”／４≒“照射光５９の強度”／２≒“照射光６１の強度”となり、“反射光６２の強度”はそのまま、“反射光６４の強度”と“反射光６７の強度”は１／２が受光されるが、この照射強度分布における反射光の強度と鍋１１の底の反射率との関係を放射率換算手段２１に予め記憶させるため、問題を生じることはない。
【００６５】
方向性結合器５４、５５は、二本の光ファイバのコア（大部分の光が伝わる部分）が光の波長の数倍（数ミクロン）程度まで近接すると、光はそれぞれのコアを独立に伝播せず、互いに光のパワーの授受を行いながら伝播してゆく、量子力学におけるトンネル効果に類似した現象をもちいた光を分波または合波する機能を持った素子である。一方の光ファイバのコアに光を入射すると、その光は他方のコアに結合して伝播する。また、入射された光は入射したファイバ端面（例えば、図７（２）の５３ｃ右端）および入射点と隣接する他方のファイバ端面（例えば、図７（２）の５３ｂ右端）には戻って来ない。
【００６６】
二本のコア間の距離ｄ、結合部分の長さβを制御することにより、任意の値の分岐比（結合パワーＰｃと透過パワーＰｔの比）を得ることができる。結合部（図示せず）のコアを数ミクロン程度に近接させるため、結合部のクラッド（コア周辺の約６０μｍ厚程度）は研磨等の手段で除去している。また結合部の位置を固定させるためにクラッドと同じ屈折率に整合させた保持材５４ａ、５５ａで二本の光ファイバを保持して、光の損失が生じないようにしてある。
【００６７】
以上のように、本実施の形態においては鍋１１の底面に対して導光体５３と方向性結合器５４、５５で複数箇所に投光し、その複数箇所の反射光を導光体５３と方向性結合器５４、５５で合成し、単一の反射センサ４１で受光することにより、鍋１１の底の複数箇所の反射率が一組の発光、受光素子で検知可能となる。また、導光体５３及び方向性結合器５４、５５を近赤外線を透過する樹脂部品で作ることで、安価な構成にすることができる。
【００６８】
また、本実施の形態では方向性結合器５４、５５の分岐比を約５０％としているが、この値に限定する必要はなく、鍋１１の底の反射率を測定するのに適した値を選定することができる。また、導光体５３ｃのレンズ５２ｃとの接合部の端面に、真空蒸着などの方法でハーフミラーを形成し、このハーフミラー全体に微細な穴を空けることにより、透過率が照射光に対しては５０％、反射光に対しては１００％となり、３つの経路の照射光の強度と、反射光の検出強度を等しくすることができ、反射率の換算を容易に行うことができる。
【００６９】
（実施の形態６）
図８は、本発明の第６の実施の形態における加熱調理器の反射率測定系の構成図と、その要部の断面図を示すものである。なお、上記実施の形態における加熱調理器と同一部品については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００７０】
本実施の形態では、図８（１）に示すように、トッププレート１０の下面に配し鍋１１へ反射率測定用の近赤外線を照射する投光手段４０と、鍋１１底面からの反射光強度を検知する反射センサ４１と、光コネクタ７０、７１と、投光手段４０からの照射光及び鍋１１からの反射光を導く薄膜光導波路７２と、加熱コイル１２に設けた検知孔４４（４４ａ〜４４ｃ）とで加熱調理器の反射率の測定系を構成し、薄膜光導波路７２を、投光手段４０から鍋１１底面まで近赤外線光を導く薄膜光導波路Ａ７２ａ（図中の手前）と、鍋１１底面からの反射光を反射センサ４１に導く薄膜光導波路Ｂ７２ｂ（図中の奥側）で構成している。
【００７１】
以上のように構成された加熱調理器の反射率の測定系について、以下その動作、作用を説明する。
【００７２】
投光手段４０から投光された近赤外線光は薄膜光導波路Ａ７２ａを伝播し、検知孔４４ａ〜４４ｃから鍋１１底面へ照射される。鍋１１底面で反射した拡散反射光は薄膜光導波路Ｂ７２ｂを伝播し、反射センサ４１で受光される。そして、放射率換算手段２１が反射センサ４１の出力から鍋１１底面の反射率、放射率を換算する。この換算された放射率及び赤外線センサ１４の出力を入力して、温度算出手段２２は鍋１１の底面の温度を算出する。薄膜光導波路７２は、図８（２）に示すように、誘電体、半導体、あるいは、石英ガラス基板７３の表面に印刷技術等により、光ファイバと同様にクラッド７４と、屈折率の高い領域コア７５ａ、７５ｂを形成し、光を閉じ込めながら伝搬させる薄膜光導波路としている。
【００７３】
以上のように、本実施の形態によれば、鍋１１の底面に対して薄膜光導波路７２で複数箇所に投光し、その複数箇所の反射光を薄膜光導波路７２で合成し、単一の反射センサ４１で受光することにより、鍋１１の底の複数箇所の反射率が一組の発光、受光素子で検知可能となる。また、薄膜光導波路７２を、誘電体、半導体、あるいは、石英ガラス基板の表面に印刷技術等により形成することで、光導波路の実効断面積を小さくすることができ、一体化した低背の部品として組み込みの自由度を上げるとともに、より安価な構成にすることができる。
【００７４】
また、本実施の形態の薄膜光導波路７２のクラッド及びコアに、有機薄膜成形技術、屈折率制御技術によりプラスチック材料を用いることもできる。その樹脂材料には耐熱性（約３８０℃）、耐環境安定性に優れたポリイミドや、簡易加工・大口径化・平坦性・密着性に勝れ、２００℃の耐熱性も有するエポキシ系樹脂が適している。このような樹脂材料を用いることにより、柔軟性・衝撃安定性を向上させることが可能となる。
【００７５】
（実施の形態７）
図９は、本発明の第７の実施の形態における加熱調理器の反射率測定系の構成図と、その要部の断面図を示すものである。なお、上記実施の形態における加熱調理器と同一部品については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００７６】
本実施の形態は、図９（１）に示すように、トッププレート１０下面に配され、鍋１１へ反射率測定用の近赤外線を照射する投光手段４０と、鍋１１の底面からの反射光強度を検知する反射センサ４１と、投光手段４０から鍋１１の底面まで、及び、鍋１１の底面から反射センサ４１まで近赤外線光を導く銅管内部に金メッキなどを施して形成した鏡面を有する鏡筒７５と、この鏡筒７５内部の投光手段４０近くに設けたハーフミラー７７と、加熱コイル１２に設けた複数の検知孔４４ａ〜４４ｃとで加熱調理器の反射率の測定系を構成したものである。
【００７７】
以上のように構成された加熱調理器の反射率の測定系について、以下その動作、作用を説明する。
【００７８】
投光手段４０から投光された近赤外線光は、ハーフミラー７７を透過して鏡筒７５内部を伝播し（図９（２）の伝播光８０）、各々の検知孔４４ａ〜４４ｃに対向した反射体７８ａ〜７８ｃで一部が反射され、開口部７６ａ〜７６ｃから鍋１１の底面へ照射される。鍋１１の底面で反射した反射光は、開口部７６ａ〜７６ｃから入射して反射体７８で反射され再び鏡筒７５内部を逆方向に伝播し（図９（２）、（３）の伝播光８１）、ハーフミラー７７で反射され受光部７９に取り付けた反射センサ４１で受光される。そして、この受光出力から放射率換算手段２１が鍋１１の底面の反射率、放射率を換算する。この換算された放射率及び赤外線センサ１４の出力を入力して、温度算出手段２２は鍋１１底面の温度を算出する。
【００７９】
図９（２）は、図９（１）のＤ−Ｄ断面図を示すもので、検知孔４４ａに対向した反射体７８ａでは鏡筒７５を伝搬してきた近赤外線光の一部（所定の割合）が反射され、検知孔４４ａに嵌め込まれた開口部７６ａから鍋１１の底へ照射される。残りの近赤外線光は鏡筒７５を伝搬して、次の反射体７８ｂへ向かう。各々の開口部７６ａ〜７６ｃから照射される近赤外線光が、ほぼ均等になるように反射体７８ａ〜７８ｃの伝搬光８０に対する投影面積と、鏡筒７５の断面積の割合を決めている。
【００８０】
以上のように、本実施の形態によれば、鍋１１の底面に対して鏡筒７５で複数箇所に投光し、その複数箇所の反射光を再び鏡筒７５及び反射体７８ａ〜７８ｃで集光、伝播し、ハーフミラー７７で方向を変えて単一の反射センサ４１で受光することにより、鍋１１の底の複数箇所の反射率が一組の発光、受光素子で検知可能となる。また、鏡筒７５の内部に金メッキを施すことで、伝搬効率が向上して、より正確に反射率を測定できる構成にすることができる。
【００８１】
また、本実施の形態における鏡筒７５は、近赤外光を導光するアクリル樹脂、ポリカーボネイトなどの合成樹脂、またはサファイヤ、スピネルなどの結晶材料の外周部に反射材を蒸着あるいは塗布したり、外周部に拡散材を塗布あるいは内表面を乱反射するように研磨、エッチング等の処理することにより、安価に構成することもできる。
【００８２】
（実施の形態８）
図１０は、本発明の第８の実施の形態における加熱調理器の断面図を示すものである。なお、上記実施の形態における加熱調理器と同一部品については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００８３】
図１０において、耐熱樹脂製のコイルベース８５の上面に強磁性体であるフェライトコア８６が放射状に配置され、前記コイルベース８５に一体成型で取り付けられている。加熱コイル１２は、細い素線を束ねた撚り線を平板状に巻回したコイルで、耐熱プラスチックの成形品によるコイルホルダ８７で保持されている。コイルホルダ８７の上には、集積マイカ製の遮熱板８８と、電気導体からなる浮力低減板８９が設けられている。浮力低減板８９は、トッププレート１０の下面に当接または接着されている。コイルホルダ８７と遮熱板８８との間は所定の間隔を空けてあり、投光手段４０から照射する近赤外線の伝搬する空洞９０とし、鍋１１の底面からの反射光強度を検知する反射センサ４１と、空洞９０内部に設けたハーフミラー７７と、反射体７８ａ〜７８ｃと、遮熱板８８及び浮力低減板８９に設けた検知孔９１ａ〜９１ｃとで加熱調理器の反射率の測定系を構成している。
【００８４】
以上のように構成された加熱調理器の反射率の測定系について、以下その動作、作用を説明する。
【００８５】
投光手段４０から投光された近赤外線光は、ハーフミラー７７を透過して空洞９０内部を伝播し、各々の検知孔９１ａ〜９１ｃに対向した反射体７８ａ〜７８ｃで一部が反射され、鍋１１の底面へ照射される。鍋１１の底面で反射した反射光は、検知孔９１ａ〜９１ｃから入射して反射体７８ａ〜７８ｃで反射され、再び空洞９０内部を逆方向に伝播し、ハーフミラー７７で反射され反射センサ４１で受光される。そして、この受光出力から放射率換算手段２１が鍋１１の底面の反射率、放射率を換算する。この換算された放射率及び赤外線センサ１４の出力を入力して、温度算出手段２２は鍋１１の底面の温度を算出する。
【００８６】
以上のように、本実施の形態によれば、鍋１１の底面に対して、空洞９０で複数箇所に投光し、その複数箇所の反射光を再び空洞９０及び反射体７８ａ〜７８ｃで集光・伝播し、ハーフミラー７７で方向を変えて単一の反射センサ４１で受光することにより、鍋１１の底の複数箇所の反射率が一組の発光、受光素子で検知可能となる。
【００８７】
また、遮熱板８８及び浮力低減板８９の近赤外光を伝搬する空洞９０を構成する部分に金メッキを施すことで、伝搬効率が向上して、より正確に反射率を測定できる構成にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上のように、本発明にかかる加熱調理器は、調理容器となる鍋の底面の放射率を精度良く推定することで、非接触で応答性の良い鍋の底面の正確な温度測定ができるので、調理性能に優れたもので、加熱調理器に限らず、加熱部を有する各種機器、装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施の形態１における加熱調理器のブロック図
【図２】同加熱調理器の反射センサの出力と反射率との関係を示すグラフ
【図３】（１）同加熱調理器のトッププレートの透過、及び、鍋底による反射のイメージ図（２）同加熱調理器における反射光のエネルギと鍋ずれ量の関係を示すグラフ
【図４】本発明の実施の形態２における加熱調理器の部分展開図
【図５】（１）本発明の実施の形態３における加熱調理器の反射率測定系の構成を示す図（２）図５（１）のＡ−Ａ断面図
【図６】（１）本発明の実施の形態４における加熱調理器の反射率測定系の構成を示す図（２）図６（１）のＢ−Ｂ断面図
【図７】（１）本発明の実施の形態５における加熱調理器の反射率測定系の構成を示す図（２）同測定系の要部断面図（３）同測定系の要部断面図
【図８】（１）本発明の実施の形態６における加熱調理器の反射率測定系の構成を示す図（２）図８（１）のＣ−Ｃ断面図
【図９】（１）本発明の実施の形態７における加熱調理器の反射率測定系の構成を示す図（２）図９（１）のＤ−Ｄ断面図（３）図９（１）のＥ−Ｅ断面図
【図１０】本発明の実施の形態８における加熱調理器の断面図
【図１１】従来の加熱調理器の概略構成を示すブロック図
【図１２】同加熱調理器の投光手段による照射光と鍋の底による反射光のイメージ図
【符号の説明】
【００９０】
１０ トッププレート
１１ 鍋
１３ 加熱手段
１４ 赤外線センサ
１５〜１７ 投光手段
１８〜２０ 反射センサ
２１ 放射率換算手段
２２ 温度算出手段
２３ 制御手段
４２、４３ 導光体
４４ 検知孔
４４ａ〜４４ｃ、９１ａ〜９１ｃ 検知孔（孔）
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ 光ファイバ
５２ 拡散集光手段
５４、５５ 方向性結合器
７０ 誘電体導光路
７５ 鏡筒
７５ａ、７５ｂ コア
７７ ハーフミラー
９０ 空洞
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱調理器に関するもので、特に、トッププレートに載置された鍋の底の温度の検知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の加熱調理器の多くは、被加熱物である鍋を載置するトッププレート裏に接触させたサーミスタなどの感温素子で鍋底の温度を間接的に検出している。また、鍋底から放射される赤外線をトッププレート越しに赤外線センサで検出して非接触かつ直接に鍋底の温度を検知するものもある（例えば、特許文献１参照）。また、トッププレートに接触させた感温素子で鍋底の温度を、赤外線センサで鍋底の温度変化勾配を検出して、沸騰点等の検出感度を向上させているものもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
また、温度勾配が安定した時の感温素子の出力と赤外線センサの出力から鍋底の赤外線放射率を算出して、赤外線センサの出力を補正するものもある（例えば、特許文献３参照）。また、発光手段からの照射光が鍋底で反射した光を受光手段により受光して反射率を測定し、この反射率から換算した放射率を使って赤外線センサで検出した赤外線量を補正することにより放射率の影響をなくしているものもある（例えば、特許文献４参照）。
【０００４】
また、トッププレート上の複数箇所に入射する光、あるいは複数箇所の下面より照射した光が鍋底にて反射した光を検知して、トッププレート上の被加熱物の形状と、載置の状態の判定を行うものもある（例えば、特許文献５参照）。
【０００５】
図１１は、上記特許文献４に記載された従来の加熱調理器を示すものである。図１１に示すように、演算制御部１は、発光制御回路４に指示し発光素子７を点灯し、トッププレート１０に載置された被加熱物である鍋１１の底で反射した光を、受光センサ９で受光し反射検知回路６で電圧量に変換し演算制御部１に入力する。この入力電圧量と演算制御部１に記憶させてある反射率と放射率の相関関係を示す演算式により、鍋１１の底の放射率を算出する。次に、赤外線センサ８で鍋１１の底から放射される赤外線を受光し、放射検知回路５で電圧量に変換して演算制御部１に入力する。この入力電圧量と同じく演算制御部１に記憶させてある赤外線量と放射率εから温度に換算するための温度算出式により鍋１１の底の温度を算出する構成としている。
【特許文献１】特開２００４−９５３１６号公報
【特許文献２】特開平３−２０８２８８号公報
【特許文献３】特開２００３−２４９３４１号公報
【特許文献４】特開平１１−２２５８８１号公報
【特許文献５】特開２００４−２２３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、加熱調理器は、調理鍋の底面の材質、形状、寸法、表面状態、反り等、反射光強度を決めるパラメータが多く、また、調理毎（開始時）にあるいは、調理中にも頻繁に使用者により載置される位置がずれるので、加熱コイル中心の１ケ所で反射光強度を検知する従来の方式では、「反射光強度が大きい、従って、放射率の低い鍋底」を、「反射光強度が小さい、従って、放射率の高い鍋底」と見誤るケースがまれに存在した。
【０００７】
特に、鍋１１の底中心部に、使用できる加熱源や、鍋材質等に関する情報を刻印してある場合は、刻印の凹凸による乱反射と埋め込まれた黒色の文字のため反射率が低く、刻印の周辺は金属鏡面で刻印部以外の鍋底より反射率が高いという特性を有しているために、鍋の載置位置によっては正しい鍋底の放射率を算出できない場合があるという課題を有していた。
【０００８】
鍋１１の底からの表面反射光は、拡散反射成分と正反射成分に分けて考えられ、これらの反射光は、材質や表面状態によって異なり、図１２（１）に示すように、鏡面体や光沢のある物体では正反射成分３２が、それ以外の物体では拡散反射成分３３が支配的になるため、金属製の被加熱物１１の底面を鏡面と考えれば、２０°〜６０°の取付角度とするのが一般的であった。
【０００９】
しかし、図１２（１）に示すように、正反射成分を主体に鏡面反射光３２を検出するため２０°〜６０°の取付角度とすると、刻印や文字入れ（黒色）、打ち込み等の表面状態によっては、乱反射３４や、吸収をおこし正反射成分が大きく減少するため、本来、反射率の高いＳＵＳ鍋を、反射率の低い（１５％程度）ホーロー鍋と誤検知する場合がある。従って、そのような鍋１１では、図１２（２）に示すように、刻印により、使用者が載置する加熱領域の中心位置からのずれ量によって反射光量は大きく変わる。また、最大反射光強度に距離依存性（焦点距離）が生じるため、鍋１１の反りや使用者の調理作業での持ち上げによる反射面までの距離が変動しても同じく誤検知するという課題があった。
【００１０】
また、誘導加熱方式やラジエントヒータ式の加熱調理器では、トッププレートを介して投光及び受光を行うために、発光素子から照射される参照光（近赤外線）、及び、その被加熱物の底からの反射光は各々１５％程はトッププレートで吸収され、比較的強い反射光の成分しか検知できないため、被加熱物の底の放射率を正しく算出することは、さらに、困難であった。
【００１１】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、使用のたびに被加熱物の載置位置がずれたり、被加熱物の底に刻印や、ヘアライン加工、リング加工、打ち込み加工があったりという特殊な表面状態であっても、正確に反射率を測定でき、これにより算出された放射率により、非接触で精度良く被加熱物の底の温度を検出し、良好な調理加熱制御を実現できる加熱調理器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記従来の課題を解決するために、本発明の加熱調理器は、鍋を加熱する加熱手段と、前記鍋の底面から放射される赤外線強度を検知する赤外線センサと、前記鍋の底面に対して投光する投光手段と、前記鍋の底面で反射した前記投光手段からの光の強度を検知する反射センサと、前記反射センサの出力から前記鍋の底面の反射率を換算し、さらにその反射率から放射率を換算する放射率換算手段と、この換算された放射率及び前記赤外線センサの出力から前記鍋の底面の温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段の出力に応じて前記加熱手段に供給する電力量を制御する制御手段とを備え、前記放射率換算手段は、前記鍋の底の複数箇所の反射率から前記赤外線センサの視野部の放射率を推定するようにしたもので、鍋の底面の温度を精度良く測定して、調理性能に優れた加熱調理器を提供することができる。
【００１３】
又、本発明の加熱調理器は、鍋を加熱する加熱手段と、前記鍋の底面から放射される赤外線強度を検知する赤外線センサと、前記鍋の底面に対して投光し、かつ前記鍋の底面からの反射光を受光する導光体と、前記導光体に光を入射させる投光手段と、前記導光体を介して前記反射光の強度を検知する反射センサと、前記反射センサの出力から前記鍋の底面の反射率を換算し、さらにその反射率から放射率を換算する放射率換算手段と、この換算された放射率及び前記赤外線センサの出力から前記鍋の底面の温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段の出力に応じて前記加熱手段に供給する電力量を制御する制御手段と、前記加熱手段の加熱領域内の複数箇所に設けられた投光及び受光用の孔とを備え、前記反射センサは、前記複数箇所の反射光強度の合成値を検知し、前記放射率換算手段は、前記反射センサで検知した反射光強度の合成値から前記赤外線センサの視野部の放射率を推定するようにしたもので、複数箇所の反射光強度の合成値を単一の反射センサで検知できるので、赤外線センサの視野部の放射率を低コストで、精度良く推定して、調理性能に優れた加熱調理器を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の加熱調理器は、調理容器となる鍋の底面の放射率を精度良く推定することで、非接触で応答性の良い鍋の底面の正確な温度測定ができるので、調理性能に優れたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
第１の発明は、鍋を加熱する加熱手段と、前記鍋の底面から放射される赤外線強度を検知する赤外線センサと、前記鍋の底面に対して投光する投光手段と、前記鍋の底面で反射した前記投光手段からの光の強度を検知する反射センサと、前記反射センサの出力から前記鍋の底面の反射率を換算し、さらにその反射率から放射率を換算する放射率換算手段と、この換算された放射率及び前記赤外線センサの出力から前記鍋の底面の温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段の出力に応じて前記加熱手段に供給する電力量を制御する制御手段とを備え、前記放射率換算手段は、前記鍋の底の複数箇所の反射率から前記赤外線センサの視野部の放射率を推定するようにしたもので、鍋の底面の温度を精度良く測定して、調理性能に優れた加熱調理器を提供することができる。
【００１６】
第２の発明は、鍋を加熱する加熱手段と、前記鍋の底面から放射される赤外線強度を検知する赤外線センサと、前記鍋の底面に対して投光し、かつ前記鍋の底面からの反射光を受光する導光体と、前記導光体に光を入射させる投光手段と、前記導光体を介して前記反射光の強度を検知する反射センサと、前記反射センサの出力から前記鍋の底面の反射率を換算し、さらにその反射率から放射率を換算する放射率換算手段と、この換算された放射率及び前記赤外線センサの出力から前記鍋の底面の温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段の出力に応じて前記加熱手段に供給する電力量を制御する制御手段と、前記加熱手段の加熱領域内の複数箇所に設けられた投光及び受光用の孔とを備え、前記反射センサは、前記複数箇所の反射光強度の合成値を検知し、前記放射率換算手段は、前記反射センサで検知した反射光強度の合成値から前記赤外線センサの視野部の放射率を推定するようにしたもので、複数箇所の反射光強度の合成値を単一の反射センサで検知できるので、赤外線センサの視野部の放射率を低コストで、精度良く推定して、調理性能に優れた加熱調理器を提供することができる。
【００１７】
第３の発明は、特に、第２の発明の導光体の屈折率を調整し、全反射により投光する往路と、反射光を導く復路を分離して形成したもので、反射光の検出感度が上がり、より精度良く反射率を測定することができる。
【００１８】
第４の発明は、特に、第２又は第３の発明の導光体を、プラスチック光ファイバで形成したもので、投光する往路と反射光を導く復路を分離できると共に、経路での光の損失が低減され、より精度良く反射率を測定することができる。
【００１９】
第５の発明は、特に、第２〜４のいずれか一つの発明の導光体への入射光と、鍋の底面からの反射光を方向性結合器により分離するようにしたもので、反射光の検出感度が上がり、より精度良く反射率を測定することができる。
【００２０】
第６の発明は、特に、第２の発明の導光体を薄膜光導波路で形成したもので、投光する往路と反射光を導く復路が分離されるとともに、低背で組み込み性が良く、且つ、経路での光の損失が低減され、より精度良く反射率を測定することができる。
【００２１】
第７の発明は、特に、第２の発明の導光体を、内壁が鏡面の鏡筒と、ハーフミラーで形成したもので、投光する往路と反射光を導く復路が分離されるとともに、経路での光の損失が低減され、より精度良く反射率を測定することができる。
【００２２】
第８の発明は、特に、第２の発明の導光体を、鍋と加熱手段との間に配された空洞と、前記空洞に連通すると共に前記加熱手段による加熱領域内の複数箇所の上方に開けた投光及び受光用の孔と、前記孔の下部に設けたミラーとで形成したもので、低コストで、精度良く反射率を測定することができる。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における加熱調理器のブロック図、図２は、同加熱調理器の反射センサの出力と反射率との関係を示すグラフ図、図３は、同加熱調理器のトッププレートの透過、及び、鍋底による反射のイメージ図と、反射光のエネルギと鍋ずれ量の関係を示すグラフ図である。
【００２４】
図１において、加熱調理器は、調理物を加熱調理する被加熱物である鍋１１が載置されるトッププレート１０と、鍋１１を加熱する加熱コイル１２と、加熱コイル１２に高周波電流を供給し、鍋１１を誘導加熱する加熱手段１３と、トッププレート１０下面に配され、鍋１１の底面から放射される赤外線の強度を検知する赤外線センサ１４と、同じくトッププレート１０下面の複数個所に配され鍋１１へ参照用の近赤外線を照射する投光手段１５〜１７と、この照射された近赤外線の鍋１１底面からの反射光強度を検知する反射センサ１８〜２０と、この反射センサ１８〜２０の出力から鍋１１底面の放射率を換算する放射率換算手段２１と、この換算された放射率、及び前記赤外線センサ１４の出力から鍋１１底面の温度を算出する温度算出手段２２と、この温度算出手段２２の出力、及び、設定火力に応じて前記加熱手段１３に供給する電力量を制御する制御手段２３で構成されている。
【００２５】
なお、投光手段１５〜１７は、高周波で変調する変調手段２４〜２６で駆動され、反射センサ１８〜２０の出力は検波手段２７〜２９で検波される。タッチパネル方式の操作部３０には電源スイッチを含めた各種キースイッチ（図示せず）が設けてある。
【００２６】
以上のように構成された加熱調理器について、以下にその動作、作用を説明する。
【００２７】
まず、操作部３０内の電源スイッチ（図示せず）及び加熱スイッチ（図示せず）で加熱開始をキー入力し、ｕｐ、ｄｏｗｎスイッチ（図示せず）で所定の電力を設定すると、制御手段２３が加熱手段１３を制御して加熱コイル２に所定の高周波電力を供給する。加熱コイル１２に高周波電流が供給されると、加熱コイル１２から誘導磁界が発せられ、トッププレート１０に載置された鍋１１が誘導加熱される。この熱によって鍋１１の温度が上昇し、鍋１１内の調理物が加熱調理される。赤外線センサ１４は受光した赤外線のエネルギに比例した電圧を出力するもので、鍋１１の温度が上昇すると鍋１１底面からの赤外線放射強度も強くなり、赤外線センサ１４が受光する赤外線エネルギ量が増え、赤外線センサ１４の出力信号電圧が高くなり、温度算出手段２２が算出するところの温度出力も大きくなる。制御手段２３はこの温度出力を入力し、所定値（過昇防止温度、あるいは、沸騰温度等）以下なら加熱手段１３へ加熱を指示し続ける。そして、電源スイッチまたは加熱スイッチで加熱停止がキー入力された場合や、温度算出手段２２の温度出力が所定値を越えた場合は、加熱停止を指示する。
【００２８】
次に、加熱コイル１２の加熱領域内の複数箇所で、トッププレート１０の下面に配した投光手段１５〜１７が鍋１１へ反射率測定用の波長０．７〜０．９μｍの近赤外線を照射し、それが鍋１１の底面で反射し、その反射光を反射センサ１８〜２０が測定する。そして、放射率換算手段２１はこの反射センサ１８〜２０を入力し、まず図２に示す反射率と反射センサ１８〜２０の出力の関係から鍋１１底面の３カ所の反射率を換算する。キルヒホフの法則によれば、物質の表面に到達する単位入射エネルギのうち、固有放射率εは０＜ε＜１の定数で、その物質の放射の吸収率に等しい。また、不透明な（透過率α＝０）物体に関しては、
放射率ε（λ）＋反射率Ｒ（λ）＝１ −−−−−−−−−（１）
の関係が成立する。従って、反射率を１から引いて各点の放射率を求めることができる。この算出した各点の放射率の平均処理、あるいは、多数決処理（最小値を除いた平均）を行い、赤外線センサ１４の視野部の放射率を推定し出力する。この放射率を入力して、温度算出手段２２は、算出した温度値を放射率補正して出力する。
【００２９】
以上のように、本実施の形態においては、鍋１１の底面に対して投光する投光手段１５〜１７と、鍋１１の底面からの反射光強度を検知する反射センサ１８〜２０と、この反射センサ１８〜２０の出力から鍋１１の底面の放射率を換算する放射率換算手段２１と、この換算された放射率、及び赤外線センサ１４の出力から鍋１１の底面の温度を算出する温度算出手段２２を設けることにより、鍋１１の底の複数箇所の反射率が検知可能となりこの複数の反射率から赤外線センサ１４の視野部の放射率を精度良く推定することができる。又、複数箇所で反射率を測定することで、鍋１１の底の形状や表面状態の影響を無くし、トッププレート１０を介しても安定した測定を行うことができる。従って、鍋１１の底の非接触で高精度な温度測定が可能となり、微妙な火加減ができる調理性能に優れた加熱調理器を提供することができる。
【００３０】
また、本実施の形態では、特に投光手段１５〜１７と反射センサ１８〜２０の取り付け角度を９０°としており、これにより鍋１１の反りによる鍋１１の底までの距離の変化の影響が少なく、鍋１１の底からの反射光も安定して検出することができる。これは、一つには角度を付けないことで焦点深度が深くなるためである。
【００３１】
以上のように、投光手段１５〜１７を９０°の取付角度（図３（１））とし、拡散反射光３８を主体に検出し、さらに複数箇所で測定すると、拡散反射成分を主体に測定するため、表面状態による乱反射の影響が少ない上に、焦点深度が深いため距離依存性も少なくなり、誤検知することが無い。
【００３２】
但し、トッププレート１０の下面での直反射光３９の強度が多くなり反射センサ１８〜２０でバイアス分として検知されるため、鍋１１の底面からの拡散反射光３８の強度と分離するため、出力の増分を検知する方式や、ピークｔｏピークの検知方式を用いている。また、全ての立体角にわたって積分した全反射光強度を測定できないが、上述のように、鍋１１の自己放射を測定する波長帯域での反射率と、拡散反射光３８による反射センサ１８〜２０の検知出力との間には良好な相関関係があるため問題を生じない。
【００３３】
また、本実施の形態のトッププレートの下面には反射防止膜をコーティングしており、これにより、下面での反射、拡散光を減少させ、反射センサ１８〜２０の受光量を増加させることもできる。また、本実施の形態においては、反射率の測定は加熱開始時に一度行う方法でも、加熱中逐次測定を行う方法でも良い。
【００３４】
また、本実施の形態においては仕様上の理由（調理温度範囲以外の室温近辺で放射率を測定する）及び技術的理由（リモコン用に市販されているフォトダイオード、および、フォトトランジスタを用いる方が安価である）により、鍋１１の底の赤外線自己放射を測定する波長帯域とは、異なる波長帯において測定している。式（１）に示すように、物体の放射率が波長の関数である場合、放射赤外線を測定する波長帯域λ＋Δλと同一の波長帯域において直接放射率を測定することが好ましい。しかし、図２に示すように赤外線センサ１４で鍋１１の自己放射を測定する波長帯域０．９〜２．６μｍでの反射率（Ｘ軸）と、投光手段１５〜１７の照射光０．７〜０．９μｍによる反射センサ１８〜２０の検知出力（Ｙ軸）との間には良好な相関関係があり、反射センサ１８〜２０の検知出力から赤外線センサ１４の検知帯域での放射率への換算を行うことができる。
【００３５】
また、本実施の形態では、赤外線センサ１４として、主に光通信、放射温度計などの用途に使用されるＰＩＮフォトダイオードを用いており、窓材（図示せず）は、ＡＲコート（２μｍピーク）付きホウ珪酸ガラスである。一般的に加熱調理器のトッププレート１０には、耐熱性を有しながら強度を高めるため特殊組成のガラスを再加熱してガラス中に微細結晶を析出させた結晶化ガラス（例えば、「リシア系セラミックス」Ｌｉ２Ｏ−ＡＬ２Ｏ３−ＳｉＯ２）が用いられているおり、０．５μｍ〜２．６μｍの波長の光は８０％以上透過し、３〜４μｍの波長の光は３０％程度透過し、４μｍよりも長い波長、及び、０．５μｍよりも短い波長の光はほとんど通さない。
【００３６】
他方、調理時の鍋１１の底面温度は、約３０℃〜２３０℃であり、この温度における単位時間当たりの総放射エネルギ量（Ｗ／ｍ２）はステファン・ボルツマンの法則より、１．１μｍ〜３０μｍの波長帯域にあり、そのピークは４ミクロン〜１０ミクロンの波長にある（温度が高くなればなるほど加速度的に大きなエネルギを赤外線として放射する）。しかし、上記のようにトッププレート１０を介することで、赤外線センサ１４で測定できる波長帯域は０．９〜２．６μｍとなり微弱であるが、モジュールとして赤外線センサ１４と一体化されたアンプで５００〜５０００倍程度に増幅して出力することで、温度の検出を可能としている。また、検出波長帯域０．７〜０．９μｍの反射センサは、鍋１１の底や、トッププレート１０から放射される大きなエネルギ量のより長波長の赤外線には反応しないので、反射光のみを精度良く検知できる。
【００３７】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における加熱調理器の部分展開図である。なお、上記第１の実施の形態における加熱調理器と同一部品については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
本実施の形態は、図４に示すように、トッププレート１０の下面に配し、鍋１１へ反射率測定用の近赤外線を照射する投光手段４０と、鍋１１底面からの反射光強度を検知する反射センサ４１と、投光手段４０から鍋１１底面まで、及び、鍋１１底面から反射センサ４１まで近赤外線光を導く導光体４２、４３と、加熱コイル１２の複数個所に設けた検知孔４４（４４ａ、４４ｂ、４４ｃ）とで加熱調理器の反射率の測定系を構成している。
【００３９】
以上のように構成された加熱調理器の反射率の測定系について、以下その動作、作用を説明する。
【００４０】
トッププレート１０に鍋１１を載置し電源キー及び加熱キーを押すと、加熱コイル１２に高周波電流が供給され、同時に投光手段４０が近赤外線を発光する。この近赤外線光は導光体４２を伝播し、検知孔４４から鍋１１底面へ照射される。鍋１１の底面で反射した反射光は導光体４３内を伝播し、反射センサ４１で受光される。そして、放射率換算手段２１が反射センサ４１の出力から鍋１１底面の反射率を換算する。この換算された放射率及び赤外線センサ１４の出力を入力して、温度算出手段２２は鍋１１底面の温度を算出する。
【００４１】
以上のように、本実施の形態によれば、鍋１１の底面に対して検知孔４４を介して導光体４２で複数箇所に投光し、その複数箇所の反射光を導光体４３で合成し、単一の反射センサ４１で受光することにより、鍋１１の底の複数箇所の反射率が一組の発光、受光素子で検知可能となり、この複数の反射率から赤外線センサ１４の視野部の放射率を精度良く、安価な構成で推定することができる。複数箇所で測定することで、鍋１１の底の形状や表面状態の影響を無くし、トッププレート１０を介しても安定した測定を行うことができる。従って、鍋１１の底の非接触で高精度な温度測定が可能となり、微妙な火加減ができる加熱調理器を提供することができる。
【００４２】
また、本実施の形態では、投光手段１５〜１７を高周波数で変調しており、外乱光や加熱コイル１２等の影響を低減しているが、加熱コイル１２が停止している期間のみ反射率を測定するようにすれば、加熱コイル１２による影響をさらに低減し、精度良く反射率の測定を行うこともできる。加熱コイル１２で加熱している期間は、上記の測定で記憶した反射率を使用する。鍋１１が交換されている可能性があるため、加熱開始前には必ず反射率の測定を行う。
【００４３】
また、本実施の形態の導光体４２、４３には、近赤外光を導光する材料であり、アクリル樹脂、ポリカーボネイト、ポリアミド、ポリイミドなどの合成樹脂、またはサファイヤ、スピネルなどの結晶材料を用いることもできる。図４は、断面が四辺形の長方体を用いた場合の例を示したが、円筒形、楕円形でも良い。この導光体４２、４３は、空気と材料の屈折率差による全反射を利用して、光を効率よく導くものである。
【００４４】
また、本実施の形態の導光体４２、４３の側面（外周面）に反射層（図示せず）を設けることにより、空気との境界面での反射、拡散光をさらに減少させ、反射センサ１８〜２０の受光量を増加させることができる。この反射層は表面を研磨するなどの機械的手段、または表面をエッチングするなどの化学的手段により、表面に凹凸等を設けることにより形成される。また、金属、あるいは、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタンなどの金属酸化物の粒子を含んだ膜を形成することにより得られる。
【００４５】
（実施の形態３）
図５は、本発明の第３の実施の形態における加熱調理器の反射率測定系の構成図と、その要部断面図を示すものである。なお、上記実施の形態における加熱調理器と同一部品については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４６】
本実施の形態は、図５（１）に示すように、投光手段４０からの照射光及び鍋１１底面からの反射光を導く導光体４５を、投光手段４０から鍋１１底面まで近赤外線光を導く導光体４５ａ（図面手前）及び、鍋１１の底面から反射センサ４１まで近赤外線光を導く導光体４５ｂ（図面奥側）とで構成し、さらに図５（２）に示すように、導光体４５ａ、４５のそれぞれを、導光体４５ａ、４５ｂの９５％以上の断面積を有する導光部４６ａ、４６ｂと、各導光部４６ａ、４６ｂを覆うと共に屈折率を低く調整した、あるいは、屈折率の低い別な素材からなる外周部４７ａ、４７ｂの二重構造としたものである。
【００４７】
以上のように構成された加熱調理器の反射率の測定系について、以下その動作、作用を説明する。
【００４８】
投光手段４０から投光された近赤外線光は導光体４５ａを伝播し、検知孔４４ａ〜４４ｃ（第２の実施の形態参照）から鍋１１底面へ照射される。鍋１１底面で反射した拡散反射光は導光体４５ｂを伝播し、反射センサ４１で受光される。そして、放射率換算手段２１が反射センサ４１の出力から鍋１１底面の反射率、放射率を換算する。この換算された放射率及び赤外線センサ１４の出力を入力して、温度算出手段２２は鍋１１の底面の温度を算出する。
【００４９】
また、導光部４６ａ、４６ｂと外周部４７ａ、４７ｂとの２つの屈折率の違うものの間（界面）を、全反射するような角度の近赤外線が入射することで、光は導光体４５ａの中に閉じこめられ、効率よく伝播し、検知孔４４（４４ａ〜４４ｃ）から照射される。また、全反射するような角度の反射光成分が再入射し、導光体４５ｂの中を反射センサ４１まで伝播する。
【００５０】
以上のように、本実施の形態によれば、鍋１１の底面に対して導光体４５で複数箇所に投光し、その複数箇所の反射光を導光体４５で合成し、単一の反射センサ４１で受光することにより、鍋１１の底の複数箇所の反射率が一組の発光、受光素子で検知可能となる。また、導光体４５を樹脂部品で作ることで、組み立て工数が低減し、より安価な構成にすることができる。
【００５１】
（実施の形態４）
図６は、本発明の第４の実施の形態における加熱調理器の反射率測定系の構成図と、その要部の断面図を示すものである。なお、上記実施の形態における加熱調理器と同一部品については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５２】
本実施の形態は、図６（１）に示すように、反射率の測定系を、トッププレート１０の下面に配し鍋１１へ反射率測定用の近赤外線を照射する投光手段４０と、鍋１１の底面からの反射光強度を検知する反射センサ４１と、光カプラ４８、４９と、投光手段４０からの鍋１１の底面まで近赤外線光を導くと共に３本の光ファイバ５０ａ〜５０ｃからなる第１の導光体５０と、鍋１１の底面から反射センサ４１まで近赤外線光を導くと共に３本の光ファイバ５１ａ〜５１ｃからなる第２の導光体５１と、３個のレンズ５２ａ〜５２ｃからなる拡散集光手段５２と、加熱コイル１２に設けた複数の検知孔４４（４４ａ〜４４ｃ）とで構成したものである。
【００５３】
以上のように構成された加熱調理器の反射率の測定系について、以下その動作、作用を説明する。
【００５４】
投光手段４０から投光された近赤外線光は光カプラ４８で分配され、第１の導光体５０を構成する３本の光ファイバ５０ａ〜５０ｃのコア内を伝播し、拡散集光手段５２を経て、複数の検知孔４４（４４ａ〜４４ｃ）から鍋１１底面へ照射される。鍋１１底面で反射した反射光は拡散集光手段５２で集められ、第２の導光体５１を構成する３本の光ファイバ５１ａ〜５１ｃのコア内を伝播し、光カプラ４９で合成されて反射センサ４１で受光される。そして、放射率換算手段２１が反射センサ４１の出力から鍋１１底面の反射率、放射率を換算する。この換算された放射率及び赤外線センサ１４の出力を入力して、温度算出手段２２は鍋１１の底面の温度を算出する。
【００５５】
以上のように、本実施の形態によれば、鍋１１の底面に対して光ファイバ５０ａ、５０ｂ、５０ｃで複数箇所に投光し、その複数箇所の反射光を光ファイバ５１ａ、５１ｂ、５１ｃで集光し、単一の反射センサ４１で受光することにより、鍋１１の底の複数箇所の反射率が一組の発光、受光素子で検知可能となる。また、光ファイバ５０ａ〜５０ｃ、５１ａ〜５１ｃは近赤外線が透過する樹脂部品（プラスチック）で作ることで、任意の形状、寸法にできるとともに、より安価な構成にすることができる。
【００５６】
また、本実施の形態における光カプラ４８、４９は一括溶融延伸技術により光を１芯から３芯に均等に分配する部品で、３芯側に光ファイバ５０ａ〜５０ｃ、あるいは、５１ａ〜５１ｃを取り付け、１芯側に投光手段４０あるいは反射センサ４１を取り付けている（図６（２）参照）。これにより投光手段４０から投光された近赤外線光はほぼ均等に分配され、光ファイバ５０ａ〜５０ｃに入射する。
【００５７】
また、光ファイバ５１ａ〜５１ｃを伝播してきた鍋１１底面からの反射光は合成されて反射センサ４１で受光されるので、接続部での近赤外線光の損失を低減できるため、精度良く反射率の測定を行うことができる。
【００５８】
また、本実施の形態では拡散集光手段５２は、凸レンズを半分にしたもの、あるいは、パラボラ形状の樹脂部品の内面に、反射膜をコーティングしたもので、照射用・受光用の光ファイバ各２本を取り付け、トッププレート１０下面に密接させてある。これによって、検知孔４４（加熱コイル１２の中央孔を含む）からトッププレート１０の下面に効率よく照射され、鍋１１の底面からの反射光は効率よく３本の光ファイバ５１ａ〜５１ｃに入射される。このように照射部及び入射部での近赤外線光の損失を低減できるため、さらに精度良く反射率の測定を行うことができる。
【００５９】
（実施の形態５）
図７は、本発明の第５の実施の形態における加熱調理器の反射率測定系の構成図と、その要部断面図を示すものである。なお、上記実施の形態における加熱調理器と同一部品については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
本実施の形態は、図７（１）に示すように、反射率の測定系を、トッププレート１０の下面に配し、鍋１１へ反射率測定用の近赤外線を照射する投光手段４０と、この近赤外線の鍋１１底面からの反射光強度を検知する反射センサ４１と、投光手段４０から鍋１１底面まで、及び、鍋１１底面から反射センサ４１まで近赤外線光を導くと共に光ファイバ５３ａ、５３ｂ、５３ｃからなる導光体５３と、方向性結合器５４、５５と、３個のレンズ５２ａ〜５２ｃからなる拡散集光手段５２と、加熱コイル１２に複数個設けた検知孔４４（４４ａ〜４４ｃ）により構成している。
【００６１】
以上のように構成された加熱調理器の反射率の測定系について、図７（２）、（３）を用いて、以下その動作、作用を説明する。
【００６２】
投光手段４０から投光された近赤外線光５６は、光ファイバ５３ｃを伝播しレンズ５２ｃから照射光５７として鍋１１底面へ照射される。また、方向性結合器５４により分岐された約５０％の近赤外線光５８はレンズ５２ｂから照射光５９として鍋１１底面へ照射される。方向性結合器５５により分岐された約５０％の近赤外線光６０はレンズ５２ａから照射光６１として鍋１１底面へ照射される。次に、照射光５９による鍋１１底面での反射光６２は光ファイバ５３ｂを伝播し反射センサ４１で受光される。
【００６３】
照射光６１による反射光６４は光ファイバ５３ａを伝播し方向性結合器５５で結合され、光ファイバ５３ｂを伝播（図７（３）の６５）し反射センサ４１で受光される。照射光５７による反射光６７は光ファイバ５３ｃを伝播し方向性結合器５４で結合され光ファイバ５３ｂを伝播（図７（３）の６８）し反射センサ４１で受光される。こうして、３つの反射光６３、６６、６９を合成した光が反射センサ４１で受光される。
【００６４】
そして、放射率換算手段２１が、反射センサ４１の出力から鍋１１の底面の反射率、放射率を換算する。この換算された放射率及び赤外線センサ１４の出力を入力して、温度算出手段２２は鍋１１の底面の温度を算出する。分岐比５０％で順次、入射光５６が分岐すると、“照射光５７の強度”／４≒“照射光５９の強度”／２≒“照射光６１の強度”となり、“反射光６２の強度”はそのまま、“反射光６４の強度”と“反射光６７の強度”は１／２が受光されるが、この照射強度分布における反射光の強度と鍋１１の底の反射率との関係を放射率換算手段２１に予め記憶させるため、問題を生じることはない。
【００６５】
方向性結合器５４、５５は、二本の光ファイバのコア（大部分の光が伝わる部分）が光の波長の数倍（数ミクロン）程度まで近接すると、光はそれぞれのコアを独立に伝播せず、互いに光のパワーの授受を行いながら伝播してゆく、量子力学におけるトンネル効果に類似した現象をもちいた光を分波または合波する機能を持った素子である。一方の光ファイバのコアに光を入射すると、その光は他方のコアに結合して伝播する。また、入射された光は入射したファイバ端面（例えば、図７（２）の５３ｃ右端）および入射点と隣接する他方のファイバ端面（例えば、図７（２）の５３ｂ右端）には戻って来ない。
【００６６】
二本のコア間の距離ｄ、結合部分の長さβを制御することにより、任意の値の分岐比（結合パワーＰｃと透過パワーＰｔの比）を得ることができる。結合部（図示せず）のコアを数ミクロン程度に近接させるため、結合部のクラッド（コア周辺の約６０μｍ厚程度）は研磨等の手段で除去している。また結合部の位置を固定させるためにクラッドと同じ屈折率に整合させた保持材５４ａ、５５ａで二本の光ファイバを保持して、光の損失が生じないようにしてある。
【００６７】
以上のように、本実施の形態においては鍋１１の底面に対して導光体５３と方向性結合器５４、５５で複数箇所に投光し、その複数箇所の反射光を導光体５３と方向性結合器５４、５５で合成し、単一の反射センサ４１で受光することにより、鍋１１の底の複数箇所の反射率が一組の発光、受光素子で検知可能となる。また、導光体５３及び方向性結合器５４、５５を近赤外線を透過する樹脂部品で作ることで、安価な構成にすることができる。
【００６８】
また、本実施の形態では方向性結合器５４、５５の分岐比を約５０％としているが、この値に限定する必要はなく、鍋１１の底の反射率を測定するのに適した値を選定することができる。また、導光体５３ｃのレンズ５２ｃとの接合部の端面に、真空蒸着などの方法でハーフミラーを形成し、このハーフミラー全体に微細な穴を空けることにより、透過率が照射光に対しては５０％、反射光に対しては１００％となり、３つの経路の照射光の強度と、反射光の検出強度を等しくすることができ、反射率の換算を容易に行うことができる。
【００６９】
（実施の形態６）
図８は、本発明の第６の実施の形態における加熱調理器の反射率測定系の構成図と、その要部の断面図を示すものである。なお、上記実施の形態における加熱調理器と同一部品については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００７０】
本実施の形態では、図８（１）に示すように、トッププレート１０の下面に配し鍋１１へ反射率測定用の近赤外線を照射する投光手段４０と、鍋１１底面からの反射光強度を検知する反射センサ４１と、光コネクタ７０、７１と、投光手段４０からの照射光及び鍋１１からの反射光を導く薄膜光導波路７２と、加熱コイル１２に設けた検知孔４４（４４ａ〜４４ｃ）とで加熱調理器の反射率の測定系を構成し、薄膜光導波路７２を、投光手段４０から鍋１１底面まで近赤外線光を導く薄膜光導波路Ａ７２ａ（図中の手前）と、鍋１１底面からの反射光を反射センサ４１に導く薄膜光導波路Ｂ７２ｂ（図中の奥側）で構成している。
【００７１】
以上のように構成された加熱調理器の反射率の測定系について、以下その動作、作用を説明する。
【００７２】
投光手段４０から投光された近赤外線光は薄膜光導波路Ａ７２ａを伝播し、検知孔４４ａ〜４４ｃから鍋１１底面へ照射される。鍋１１底面で反射した拡散反射光は薄膜光導波路Ｂ７２ｂを伝播し、反射センサ４１で受光される。そして、放射率換算手段２１が反射センサ４１の出力から鍋１１底面の反射率、放射率を換算する。この換算された放射率及び赤外線センサ１４の出力を入力して、温度算出手段２２は鍋１１の底面の温度を算出する。薄膜光導波路７２は、図８（２）に示すように、誘電体、半導体、あるいは、石英ガラス基板７３の表面に印刷技術等により、光ファイバと同様にクラッド７４と、屈折率の高い領域コア７５ａ、７５ｂを形成し、光を閉じ込めながら伝搬させる薄膜光導波路としている。
【００７３】
以上のように、本実施の形態によれば、鍋１１の底面に対して薄膜光導波路７２で複数箇所に投光し、その複数箇所の反射光を薄膜光導波路７２で合成し、単一の反射センサ４１で受光することにより、鍋１１の底の複数箇所の反射率が一組の発光、受光素子で検知可能となる。また、薄膜光導波路７２を、誘電体、半導体、あるいは、石英ガラス基板の表面に印刷技術等により形成することで、光導波路の実効断面積を小さくすることができ、一体化した低背の部品として組み込みの自由度を上げるとともに、より安価な構成にすることができる。
【００７４】
また、本実施の形態の薄膜光導波路７２のクラッド及びコアに、有機薄膜成形技術、屈折率制御技術によりプラスチック材料を用いることもできる。その樹脂材料には耐熱性（約３８０℃）、耐環境安定性に優れたポリイミドや、簡易加工・大口径化・平坦性・密着性に勝れ、２００℃の耐熱性も有するエポキシ系樹脂が適している。このような樹脂材料を用いることにより、柔軟性・衝撃安定性を向上させることが可能となる。
【００７５】
（実施の形態７）
図９は、本発明の第７の実施の形態における加熱調理器の反射率測定系の構成図と、その要部の断面図を示すものである。なお、上記実施の形態における加熱調理器と同一部品については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００７６】
本実施の形態は、図９（１）に示すように、トッププレート１０下面に配され、鍋１１へ反射率測定用の近赤外線を照射する投光手段４０と、鍋１１の底面からの反射光強度を検知する反射センサ４１と、投光手段４０から鍋１１の底面まで、及び、鍋１１の底面から反射センサ４１まで近赤外線光を導く銅管内部に金メッキなどを施して形成した鏡面を有する鏡筒７５と、この鏡筒７５内部の投光手段４０近くに設けたハーフミラー７７と、加熱コイル１２に設けた複数の検知孔４４ａ〜４４ｃとで加熱調理器の反射率の測定系を構成したものである。
【００７７】
以上のように構成された加熱調理器の反射率の測定系について、以下その動作、作用を説明する。
【００７８】
投光手段４０から投光された近赤外線光は、ハーフミラー７７を透過して鏡筒７５内部を伝播し（図９（２）の伝播光８０）、各々の検知孔４４ａ〜４４ｃに対向した反射体７８ａ〜７８ｃで一部が反射され、開口部７６ａ〜７６ｃから鍋１１の底面へ照射される。鍋１１の底面で反射した反射光は、開口部７６ａ〜７６ｃから入射して反射体７８で反射され再び鏡筒７５内部を逆方向に伝播し（図９（２）、（３）の伝播光８１）、ハーフミラー７７で反射され受光部７９に取り付けた反射センサ４１で受光される。そして、この受光出力から放射率換算手段２１が鍋１１の底面の反射率、放射率を換算する。この換算された放射率及び赤外線センサ１４の出力を入力して、温度算出手段２２は鍋１１底面の温度を算出する。
【００７９】
図９（２）は、図９（１）のＤ−Ｄ断面図を示すもので、検知孔４４ａに対向した反射体７８ａでは鏡筒７５を伝搬してきた近赤外線光の一部（所定の割合）が反射され、検知孔４４ａに嵌め込まれた開口部７６ａから鍋１１の底へ照射される。残りの近赤外線光は鏡筒７５を伝搬して、次の反射体７８ｂへ向かう。各々の開口部７６ａ〜７６ｃから照射される近赤外線光が、ほぼ均等になるように反射体７８ａ〜７８ｃの伝搬光８０に対する投影面積と、鏡筒７５の断面積の割合を決めている。
【００８０】
以上のように、本実施の形態によれば、鍋１１の底面に対して鏡筒７５で複数箇所に投光し、その複数箇所の反射光を再び鏡筒７５及び反射体７８ａ〜７８ｃで集光、伝播し、ハーフミラー７７で方向を変えて単一の反射センサ４１で受光することにより、鍋１１の底の複数箇所の反射率が一組の発光、受光素子で検知可能となる。また、鏡筒７５の内部に金メッキを施すことで、伝搬効率が向上して、より正確に反射率を測定できる構成にすることができる。
【００８１】
また、本実施の形態における鏡筒７５は、近赤外光を導光するアクリル樹脂、ポリカーボネイトなどの合成樹脂、またはサファイヤ、スピネルなどの結晶材料の外周部に反射材を蒸着あるいは塗布したり、外周部に拡散材を塗布あるいは内表面を乱反射するように研磨、エッチング等の処理することにより、安価に構成することもできる。
【００８２】
（実施の形態８）
図１０は、本発明の第８の実施の形態における加熱調理器の断面図を示すものである。なお、上記実施の形態における加熱調理器と同一部品については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００８３】
図１０において、耐熱樹脂製のコイルベース８５の上面に強磁性体であるフェライトコア８６が放射状に配置され、前記コイルベース８５に一体成型で取り付けられている。加熱コイル１２は、細い素線を束ねた撚り線を平板状に巻回したコイルで、耐熱プラスチックの成形品によるコイルホルダ８７で保持されている。コイルホルダ８７の上には、集積マイカ製の遮熱板８８と、電気導体からなる浮力低減板８９が設けられている。浮力低減板８９は、トッププレート１０の下面に当接または接着されている。コイルホルダ８７と遮熱板８８との間は所定の間隔を空けてあり、投光手段４０から照射する近赤外線の伝搬する空洞９０とし、鍋１１の底面からの反射光強度を検知する反射センサ４１と、空洞９０内部に設けたハーフミラー７７と、反射体７８ａ〜７８ｃと、遮熱板８８及び浮力低減板８９に設けた検知孔９１ａ〜９１ｃとで加熱調理器の反射率の測定系を構成している。
【００８４】
以上のように構成された加熱調理器の反射率の測定系について、以下その動作、作用を説明する。
【００８５】
投光手段４０から投光された近赤外線光は、ハーフミラー７７を透過して空洞９０内部を伝播し、各々の検知孔９１ａ〜９１ｃに対向した反射体７８ａ〜７８ｃで一部が反射され、鍋１１の底面へ照射される。鍋１１の底面で反射した反射光は、検知孔９１ａ〜９１ｃから入射して反射体７８ａ〜７８ｃで反射され、再び空洞９０内部を逆方向に伝播し、ハーフミラー７７で反射され反射センサ４１で受光される。そして、この受光出力から放射率換算手段２１が鍋１１の底面の反射率、放射率を換算する。この換算された放射率及び赤外線センサ１４の出力を入力して、温度算出手段２２は鍋１１の底面の温度を算出する。
【００８６】
以上のように、本実施の形態によれば、鍋１１の底面に対して、空洞９０で複数箇所に投光し、その複数箇所の反射光を再び空洞９０及び反射体７８ａ〜７８ｃで集光・伝播し、ハーフミラー７７で方向を変えて単一の反射センサ４１で受光することにより、鍋１１の底の複数箇所の反射率が一組の発光、受光素子で検知可能となる。
【００８７】
また、遮熱板８８及び浮力低減板８９の近赤外光を伝搬する空洞９０を構成する部分に金メッキを施すことで、伝搬効率が向上して、より正確に反射率を測定できる構成にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上のように、本発明にかかる加熱調理器は、調理容器となる鍋の底面の放射率を精度良く推定することで、非接触で応答性の良い鍋の底面の正確な温度測定ができるので、調理性能に優れたもので、加熱調理器に限らず、加熱部を有する各種機器、装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施の形態１における加熱調理器のブロック図
【図２】同加熱調理器の反射センサの出力と反射率との関係を示すグラフ
【図３】（１）同加熱調理器のトッププレートの透過、及び、鍋底による反射のイメージ図（２）同加熱調理器における反射光のエネルギと鍋ずれ量の関係を示すグラフ
【図４】本発明の実施の形態２における加熱調理器の部分展開図
【図５】（１）本発明の実施の形態３における加熱調理器の反射率測定系の構成を示す図（２）図５（１）のＡ−Ａ断面図
【図６】（１）本発明の実施の形態４における加熱調理器の反射率測定系の構成を示す図（２）図６（１）のＢ−Ｂ断面図
【図７】（１）本発明の実施の形態５における加熱調理器の反射率測定系の構成を示す図（２）同測定系の要部断面図（３）同測定系の要部断面図
【図８】（１）本発明の実施の形態６における加熱調理器の反射率測定系の構成を示す図（２）図８（１）のＣ−Ｃ断面図
【図９】（１）本発明の実施の形態７における加熱調理器の反射率測定系の構成を示す図（２）図９（１）のＤ−Ｄ断面図（３）図９（１）のＥ−Ｅ断面図
【図１０】本発明の実施の形態８における加熱調理器の断面図
【図１１】従来の加熱調理器の概略構成を示すブロック図
【図１２】同加熱調理器の投光手段による照射光と鍋の底による反射光のイメージ図
【符号の説明】
【００９０】
１０ トッププレート
１１ 鍋
１３ 加熱手段
１４ 赤外線センサ
１５〜１７ 投光手段
１８〜２０ 反射センサ
２１ 放射率換算手段
２２ 温度算出手段
２３ 制御手段
４２、４３ 導光体
４４ 検知孔
４４ａ〜４４ｃ、９１ａ〜９１ｃ 検知孔（孔）
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ 光ファイバ
５２ 拡散集光手段
５４、５５ 方向性結合器
７０ 誘電体導光路
７５ 鏡筒
７５ａ、７５ｂ コア
７７ ハーフミラー
９０ 空洞
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍋を加熱する加熱手段と、前記鍋の底面から放射される赤外線強度を検知する赤外線センサと、前記鍋の底面に対して投光する投光手段と、前記鍋の底面で反射した前記投光手段からの光の強度を検知する反射センサと、前記反射センサの出力から前記鍋の底面の反射率を換算し、さらにその反射率から放射率を換算する放射率換算手段と、この換算された放射率及び前記赤外線センサの出力から前記鍋の底面の温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段の出力に応じて前記加熱手段に供給する電力量を制御する制御手段とを備え、前記放射率換算手段は、前記鍋の底の複数箇所の反射率から前記赤外線センサの視野部の放射率を推定するようにした加熱調理器。
【請求項２】
鍋を加熱する加熱手段と、前記鍋の底面から放射される赤外線強度を検知する赤外線センサと、前記鍋の底面に対して投光し、かつ前記鍋の底面からの反射光を受光する導光体と、前記導光体に光を入射させる投光手段と、前記導光体を介して前記反射光の強度を検知する反射センサと、前記反射センサの出力から前記鍋の底面の反射率を換算し、さらにその反射率から放射率を換算する放射率換算手段と、この換算された放射率及び前記赤外線センサの出力から前記鍋の底面の温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段の出力に応じて前記加熱手段に供給する電力量を制御する制御手段と、前記加熱手段の加熱領域内の複数箇所に設けられた投光及び受光用の孔とを備え、前記反射センサは、前記複数箇所の反射光強度の合成値を検知し、前記放射率換算手段は、前記反射センサで検知した反射光強度の合成値から前記赤外線センサの視野部の放射率を推定するようにした加熱調理器。
【請求項３】
導光体の屈折率を調整し、全反射により投光する往路と、反射光を導く復路を分離して形成した請求項２に記載の加熱調理器。
【請求項４】
導光体を、プラスチック光ファイバで形成した請求項２又は３に記載の加熱調理器。
【請求項５】
導光体への入射光と、鍋の底面からの反射光を方向性結合器により分離するようにした請求項２〜４のいずれか１項に記載の加熱調理器。
【請求項６】
導光体を薄膜光導波路で形成した請求項２に記載の加熱調理器。
【請求項７】
導光体を、内壁が鏡面の鏡筒と、ハーフミラーで形成した請求項２に記載の加熱調理器。
【請求項８】
導光体を、鍋と加熱手段との間に配された空洞と、前記空洞に連通すると共に前記加熱手段による加熱領域内の複数箇所の上方に開けた投光及び受光用の孔と、前記孔の下部に設けたミラーとで形成した請求項２に記載の加熱調理器。
【請求項１】
鍋を加熱する加熱手段と、前記鍋の底面から放射される赤外線強度を検知する赤外線センサと、前記鍋の底面に対して投光する投光手段と、前記鍋の底面で反射した前記投光手段からの光の強度を検知する反射センサと、前記反射センサの出力から前記鍋の底面の反射率を換算し、さらにその反射率から放射率を換算する放射率換算手段と、この換算された放射率及び前記赤外線センサの出力から前記鍋の底面の温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段の出力に応じて前記加熱手段に供給する電力量を制御する制御手段とを備え、前記放射率換算手段は、前記鍋の底の複数箇所の反射率から前記赤外線センサの視野部の放射率を推定するようにした加熱調理器。
【請求項２】
鍋を加熱する加熱手段と、前記鍋の底面から放射される赤外線強度を検知する赤外線センサと、前記鍋の底面に対して投光し、かつ前記鍋の底面からの反射光を受光する導光体と、前記導光体に光を入射させる投光手段と、前記導光体を介して前記反射光の強度を検知する反射センサと、前記反射センサの出力から前記鍋の底面の反射率を換算し、さらにその反射率から放射率を換算する放射率換算手段と、この換算された放射率及び前記赤外線センサの出力から前記鍋の底面の温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段の出力に応じて前記加熱手段に供給する電力量を制御する制御手段と、前記加熱手段の加熱領域内の複数箇所に設けられた投光及び受光用の孔とを備え、前記反射センサは、前記複数箇所の反射光強度の合成値を検知し、前記放射率換算手段は、前記反射センサで検知した反射光強度の合成値から前記赤外線センサの視野部の放射率を推定するようにした加熱調理器。
【請求項３】
導光体の屈折率を調整し、全反射により投光する往路と、反射光を導く復路を分離して形成した請求項２に記載の加熱調理器。
【請求項４】
導光体を、プラスチック光ファイバで形成した請求項２又は３に記載の加熱調理器。
【請求項５】
導光体への入射光と、鍋の底面からの反射光を方向性結合器により分離するようにした請求項２〜４のいずれか１項に記載の加熱調理器。
【請求項６】
導光体を薄膜光導波路で形成した請求項２に記載の加熱調理器。
【請求項７】
導光体を、内壁が鏡面の鏡筒と、ハーフミラーで形成した請求項２に記載の加熱調理器。
【請求項８】
導光体を、鍋と加熱手段との間に配された空洞と、前記空洞に連通すると共に前記加熱手段による加熱領域内の複数箇所の上方に開けた投光及び受光用の孔と、前記孔の下部に設けたミラーとで形成した請求項２に記載の加熱調理器。
【図３】
【図４】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図４】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２９４２８６（Ｐ２００６−２９４２８６Ａ）
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０９６４２（Ｐ２００５−１０９６４２）
【出願日】平成１７年４月６日（２００５．４．６）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月６日（２００５．４．６）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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