JP2004077462A - 赤外線センサアセンブリ及びその赤外線センサが具備された冷蔵庫 - Google Patents

赤外線センサアセンブリ及びその赤外線センサが具備された冷蔵庫 Download PDF

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Abstract

【課題】赤外線センサの受光角を狭く形成して、熱源が設置された位置を正確に把握し得る赤外線センサアセンブリを提供する。
更に、冷蔵庫の内部に装着された赤外線センサの受光角を狭くすることで、冷蔵庫の内部の高温物体が設置された位置を正確に把握して迅速な冷却作用を行い得る赤外線センサを具備した冷蔵庫を提供する。
【解決手段】支持フレーム２に固定されて、熱源から発生した赤外線を受光する赤外線センサ６と、該赤外線センサ６を収納して、上方に赤外線のみを通過する赤外線フィルタ８を装着するケース４と、該ケース４の外周面から所定の高さで形成して、熱源の位置を正確に感知するために、前記赤外線センサ６に受光される赤外線の受光範囲を制限する受光範囲制限手段とを含んだ赤外線センサアセンブリを構成する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤外線センサに係るもので、詳しくは、熱源が発生される位置を正確に検出し得る赤外線センサアセンブリ及びその赤外線センサが具備された冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、赤外線センサは、電磁気波スペクトラム中、可視光線の赤色光よりは長く、マイクロ波よりは短い波長を有する赤外線を利用して、温度、圧力、及び放射線の強度の物理量と化学量とを検出することにより、その検出された物理量及び化学量を信号処理可能な電気量に変換して出力するようになっている。更に、その赤外線センサの中で、サーモパイル赤外線センサは、温度を測定しようとする物体と直接熱接触せずに温度を測定し得る非接触遠距離温度測定用として使用されている。
【０００３】
図４は従来のサーモパイル（ｔｈｅｒｍｏｐｉｌｅ）赤外線センサアセンブリの構成を示した断面図であり、図示のように、従来の赤外線センサアセンブリにおいては、支持フレーム１０２と、該支持フレーム１０２に固定して物体から放射される赤外線を検出する赤外線センサ１０４と、該赤外線センサ１０４を収納するように支持フレーム１０２に固定し、上方に赤外線フィルタ１０６が装着されたケース１０８とを含んで構成されている。
【０００４】
更に、赤外線センサ１０４は、該赤外線センサ１０４の上面に配置されて物体から放射される赤外線を感知する受光部１１０と、該受光部１１０を支持フレーム１０２に固定する固定部１１２と、受光部１１０から受光された信号値をコントロールユニット（図示せず）に伝達するためのリ―ド線１１４により受光部１１０と連結された端子１１６とから構成されている。
【０００５】
このように構成された従来の赤外線センサアセンブリにおいては、所定場所に熱源が設置されたとき、該熱源から放射される赤外線を受光部１１０が感知してこの検出信号をコントロールユニットに印加すると、該コントロールユニットは熱源が設置された場所及び熱源の温度を判断するが、この時、赤外線フィルタ１０６により赤外線のみが通過されるようにフィルタリングすることで、正確な測定が行われるように構成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このように構成された従来の赤外線センサアセンブリにおいては、前記受光部に受光される受光角（θ１）がほぼ６０度程度で、受光される範囲が広く形成されているため、広い場所で熱源の存在の有無を感知することは容易であるが、熱源の発生位置を正確に把握し難いという不都合な点があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、赤外線センサの受光角を狭く形成して、熱源を発生する位置を正確に把握し得る赤外線センサアセンブリを提供することを目的とする。
【０００８】
更に、冷蔵庫の内部に装着される赤外線センサの受光角を狭くすることで、冷蔵庫の内部の高温物体が設置された位置を正確に把握して、迅速な冷却作用を行い得る赤外線センサが適用された冷蔵庫を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係る赤外線センサアセンブリにおいては、支持フレームに装着されて熱源から発生する赤外線を受光する赤外線センサと、該赤外線センサが収納されて、上方に赤外線のみを通過する赤外線フィルタを装着するケースと、該ケースの外周から所定高さに形成して、熱源の位置を正確に感知するための赤外線センサに受光された赤外線の受光範囲を制限する受光範囲制限手段とを含んで構成することを特徴とする。
【００１０】
更に、受光範囲制限手段は、ケースの外側壁面に装着されて、ケースの上方に所定高さで形成されたハウジングと、該ハウジングの上面に装着して、熱源から発生する赤外線の受光範囲を制限する赤外線レンズとから構成されることを特徴とする。
【００１１】
又、受光範囲制限手段の前記ハウジングは、所定長さの円筒状に形成されて、その下方の内周面には支持フレームの外側壁面が係合される装着溝を形成し、上面には赤外線レンズを装着することを特徴とする。
【００１２】
又、受光範囲制限手段の赤外線レンズは、熱源から発生した赤外線の受光範囲によって直径を設定することを特徴とする。
【００１３】
又、受光範囲制限手段の赤外線レンズは、カルコゲナイドガラスで成形することを特徴とする。
【００１４】
又、受光範囲制限手段の赤外線レンズは、熱源から受光した受光角を約５゜に制限するように形成することを特徴とする。
【００１５】
又、受光範囲制限手段のハウジングは、その高さを調節するために高さ調節手段を形成することを特徴とする。
【００１６】
高さ調節手段は、ハウジングが上部ハウジングと下部ハウジングとに分割して、上部ハウジングの内周面には雌ネジ部が切削され、下部ハウジングの外周面には雄ネジ部が切削され、それら雌ネジ部と雄ネジ部とが螺合されて、上部ハウジングを回転させることでハウジングの高さが調節されることを特徴とする。
【００１７】
又、本発明に係る赤外線レンズが具備された冷蔵庫は、冷蔵室と冷凍室とが隔壁により区画されて、食品が貯蔵される所定空間を有する本体と、冷凍室の上方に設置して、冷凍サイクルを通過して冷却された冷気を強制に循環する送風ファンと、該送風ファンにより送風された冷気を冷蔵室の内部に吐出する冷気吐出ダクトと、冷蔵室の内壁に複数設置して、高温物体から発生する赤外線を受光して、温度及び高温物体の設置位置を検出する赤外線センサと、該赤外線センサの上方に所定の間隔で装着され、高温物体の設置位置を正確に感知するために、赤外線センサで受光する赤外線の受光範囲を制限する受光範囲制限手段とを含んで構成されることを特徴とする。
【００１８】
受光範囲制限手段は、冷蔵室の内壁に設置された赤外線センサの外部に装着して、赤外線センサの上方に所定高さを有して形成されたハウジングと、該ハウジングの上面に装着し、高温物体から発生する赤外線の受光範囲を制限する赤外線レンズとから構成されることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面を用いて説明する。
【００２０】
図１は本発明に係る赤外線センサアセンブリの第１実施形態の構成を示した縦断面図で、図示のように、本発明に係る赤外線センサアセンブリの第１実施形態においては、支持フレーム２と、上方を開放して支持フレーム２の上方に固定したケース４と、支持フレーム２の上面に装着して、ケース４の内部に収納し熱源から放出された赤外線を受光する赤外線センサ６と、ケース４の開放した上方に固定して、赤外線のみを通過するようにフィルタする赤外線フィルタ８と、ケース４の外部に該ケース４を収納するように配置し、熱源の位置を正確に把握し得るように赤外線センサ６が受光する赤外線の受光範囲を制限する受光範囲制限手段とから構成されている。
【００２１】
更に、赤外線センサ６は、熱源から発生した赤外線を受光する受光部１０と、該受光部１０を支持するために支持フレーム２に固定した固定部１２と、受光部１０から受光した信号値をコントロールユニット（図示せず）に伝達するために、支持フレーム２に固定して、リ―ド線１４により受光部１０と連結する端子１６とから構成されている。
【００２２】
更に、ケース４は、支持フレーム２の上方に面の一部を開放した中空円筒を形成し、その上方中央には前記赤外線フィルタ８が装着された貫通ホール１８が形成されている。
【００２３】
又、受光範囲制限手段は、ケース４の外側に該ケース４を収納するように配置された中空円筒のハウジング２０と、該ハウジング２０の上面に装着して、熱源から発生される赤外線の受光範囲を調節する赤外線レンズ２４とから構成されている。
【００２４】
更に、ハウジング２０の上面は、赤外線センサ６の上方に所定の長さ離すことにより赤外線の受光角を制限する役割をし、その上方を開放して該開放部に赤外線レンズ２４が付着され、ハウジング２０の下方内側壁面には、装着溝３０を形成し、該装着溝３０に支持フレーム２が係合し、組立てられる。
【００２５】
又、赤外線レンズ２４は、ハウジング２０の上面に装着して、熱源から発生した赤外線を赤外線センサ６に収斂するように屈折するため、赤外線の受光範囲を制限して赤外線センサ６により熱源の位置を正確に感知し得るようになっている。
【００２６】
ここで、赤外線レンズ２４の直径によって赤外線の受光範囲を調節する。即ち、熱源から発生した赤外線は赤外線レンズ２４を通して赤外線センサ６に印加されるが、赤外線レンズ２４の直径が大きくなると、赤外線の受光する面積が広くなって赤外線の受光範囲が広くなり、赤外線レンズ２４の直径が小さくなると、赤外線の受光する面積が狭くなって赤外線の受光範囲が狭くなるため、赤外線レンズ２４の赤外線受光範囲（θ２）は約５゜に設定することが好ましい。
【００２７】
従って、熱源と赤外線レンズ２４間の距離に基づいて熱源のスキャン領域を設定して、赤外線レンズ２４の直径を定める。例えば、熱源の位置をより正確に把握するためには熱源のスキャン領域を小さくし、より広範囲に熱源の設置有無を把握するためには熱源のスキャン領域を大きくするが、ここで、赤外線レンズ２４の直径は、赤外線フィルタ８の直径と同様であるか、赤外線フィルタ８の直径より大きくすべきである。
【００２８】
以下、このように構成された本発明に係る赤外線センサアセンブリの動作に対して説明する。
【００２９】
所定場所に熱源が設置されると、該熱源から発生した赤外線を赤外線センサ６が受光して、熱源の温度及び熱源が設置された位置を把握する。
【００３０】
即ち、熱源から発生した赤外線の受光角（θ２）を赤外線レンズ２４により約５゜程度に制限して、赤外線センサ６に収斂するように屈折すると、赤外線レンズ２４に受光した赤外線の信号値がリ―ド線１４及び端子１６を通してコントロールユニット（図示せず）に印加されると、該コントロールユニットは信号値を分析することにより、熱源の温度及び熱源の設置位置を把握する。
【００３１】
ここで、ハウジング２０により所定受光範囲外に印加された赤外線を遮断し、赤外線レンズ２４を通った赤外線のみを通過するようにして、赤外線の受光範囲を赤外線レンズ２４の受光範囲によってのみ決定することにより、熱源の位置を正確に把握することができる。
【００３２】
ここで、熱源と赤外線センサ６間の距離、各種の外部環境、及び使用者の選択によって、赤外線レンズ２４の直径を変化して赤外線の受光範囲を調節することができる。
【００３３】
図２は本発明に係る赤外線センサアセンブリの第２実施形態を示した構成の縦断面図で、図示したように、本発明に係る赤外線センサアセンブリの第２実施形態においては、支持フレーム２に固定して、熱源から発生した赤外線を受光する赤外線センサ６と、該赤外線センサ６を収納して、上方に赤外線フィルタ８を装着したケース４と、該ケース４の外周に配置するハウジング５０と、該ハウジング５０の上面に固定した赤外線レンズ２４と、ハウジング５０の一方にハウジング５０の高低を調節する高さ調節手段とを含んで構成されている。
【００３４】
ここで、赤外線センサ６、ケース４、及び赤外線レンズ２４は、第１実施形態と構成及び作用が同様であるため、その説明は省略する。
【００３５】
更に、ハウジング５０は、前記赤外線レンズ２４が装着されて後述する下部ハウジング５４の外側壁面で螺合される上部ハウジング５２と、ケース４が内部に収納された下部ハウジング５４と、それら上部ハウジング５２と下部ハウジング５４との係合のために形成されたハウジング５０の高さを調節する高さ調節手段とから構成されている。
【００３６】
又、高さ調節手段は、上部ハウジング５２の内周に形成された雌ネジ部５６と、該雌ネジ部５６と螺合されるように下部ハウジング５４の外周に形成された雄ネジ部５８とから構成されている。即ち、上部ハウジング５２を正方向または逆方向に回転すると、雌ネジ部５６と雄ネジ部５８との相互作用により、上部ハウジング５２が上昇または下降してハウジング５０の高さが調節される。
【００３７】
ここで、高さ調節手段は、上部ハウジング５２の外周面に雄ネジ部を形成し、下部ハウジング５４の内周面に雌ネジ部を形成してハウジング５０の高さを調節することもできる。
【００３８】
このように構成された赤外線センサアセンブリの第２実施形態においては、高低調節手段の作用によりハウジング５０の高さを調節して、赤外線レンズ２４と赤外線センサ６間の距離を調整すると共に、熱源から発生した赤外線の受光範囲を調節する。即ち、赤外線レンズ２４の設置高さの上下方向の位置を調節することにより、熱源と赤外線レンズ２４との間の距離を調節して、赤外線レンズ２４を通過する赤外線の受光範囲を調節することにより、赤外線センサ６に受光する赤外線の受光範囲を調節する。
【００３９】
図３は本発明に係る赤外線センサが具備された冷蔵庫の断面図である。
【００４０】
図示のように、本発明の赤外線センサを具備した冷蔵庫は、食品を貯蔵する収納空間を有する本体６０と、該本体６０の左側に配置された冷凍室６２の上方の後壁面に設置して、冷凍サイクルを通過して冷却された冷気を強制に循環する送風ファン６６と、冷凍室６２と冷蔵室６４とを区画する隔壁６８の上方に形成して、送風ファン６６から送風された冷気を冷蔵室６４に供給する冷気供給通路７０と、該冷気供給通路７０と連通して、冷蔵室６４の上方に設置することにより冷蔵室６４に冷気を吐出する冷気吐出口７２を形成した冷気吐出ダクト７４と、冷蔵室６４の内壁に複数設置して、高温物体から発生する赤外線を受光して、高温物体の温度及び高温物体の設置位置を検出する赤外線センサ６と、該赤外線センサ６の上面に所定間隔で装着して、高温物体の設置位置を正確に感知するために、赤外線センサ６に受光される赤外線の受光範囲を制限する受光範囲制限手段とを含んで構成されている。
【００４１】
ここで、赤外線センサ６は、第１実施形態の赤外線センサと構成及び作用が同様であるため、その説明は省略する。
【００４２】
又、受光範囲制限手段は、冷蔵室６４の内部側壁に設置した赤外線センサ６の外部に装着されて、赤外線センサ６の上方に所定高さで形成したハウジング２０と、該ハウジング２０の上面に装着して、高温物体から発生する赤外線の受光範囲を制限する赤外線レンズ２４とから構成されている。
【００４３】
ここで、ハウジング２０及び赤外線レンズ２４は、赤外線センサアセンブリの第１実施形態及び第２実施形態のハウジング及び赤外線レンズと構成及び動作が同様であるため、その説明は省略する。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る赤外線センサアセンブリ及びその赤外線センサを具備した冷蔵庫において、赤外線センサの外周面に所定の高さを有するハウジングを設置して、ハウジングの上面に熱源から発生する赤外線の受光範囲を制限する赤外線レンズを装着し、赤外線センサに受光される赤外線の受光範囲を制限するようになっているため、熱源が設置された位置を正確に把握し得るという効果がある。
【００４５】
更に、冷蔵庫の内部に装着した赤外線センサの外部に受光範囲制限手段を設置することで、冷蔵庫の内部の高温物体が設置された位置を正確に把握して迅速な冷却作用を行い得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る赤外線センサアセンブリの第１実施形態の構造を示した縦断面図である。
【図２】本発明に係る赤外線センサアセンブリの第２実施形態の構造を示した縦断面図である。
【図３】本発明に係る赤外線センサを具備した冷蔵庫を示した斜視図である。
【図４】従来赤外線センサの構造を示した縦断面図である。
【符号の説明】
２…支持フレーム
４…ケース
６…赤外線センサ
８…赤外線フィルタ
１０…受光部
１２…固定部
１４…リ―ド線
１６…端子
２０…ハウジング
２４…赤外線レンズ

Claims (16)

  1. 支持フレームに装着されて、熱源から発生される赤外線を受光する赤外線センサと、
    該赤外線センサが収納されて、上方に赤外線のみが通過される赤外線フィルタが装着されたケースと、
    該ケースの外周に所定の高さで形成されて、前記熱源の位置を正確に感知するために前記赤外線センサに受光される赤外線の受光範囲を制限させる受光範囲制限手段と
    を含んで構成されることを特徴とする赤外線センサアセンブリ。
  2. 前記受光範囲制限手段は、前記ケースの外側壁に装着されて、前記ケースの上方に所定の高さで形成されたハウジングと、
    該ハウジングの上面に装着されて、熱源から発生された赤外線の受光範囲を制限する赤外線レンズと
    から構成されることを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサアセンブリ。
  3. 前記ハウジングは、所定長さの中空円筒状に形成されて、その下方の内周には前記支持フレームの外側壁面が係合される装着溝が形成され、上面には前記赤外線レンズが装着されることを特徴とする請求項２に記載の赤外線センサアセンブリ。
  4. 前記赤外線レンズは、熱源から発生した赤外線の受光範囲によって直径が設定されることを特徴とする請求項２に記載の赤外線センサアセンブリ。
  5. 前記赤外線レンズは、カルコゲナイドガラスで成形されることを特徴とする請求項２に記載の赤外線センサアセンブリ。
  6. 前記赤外線レンズは、熱源から受光される受光角を約５゜に制限するように形成されることを特徴とする請求項２に記載の赤外線センサアセンブリ。
  7. 前記ハウジングは、その高さを調節するための高さ調節手段が形成されることを特徴とする請求項２に記載の赤外線センサアセンブリ。
  8. 前記高さ調節手段は、前記ハウジングが上部ハウジングと下部ハウジングとに分割されて、前記上部ハウジングの内周面には雌ネジ部が切削され、前記下部ハウジングの外周面には雄ネジ部が切削され、それら雌ネジ部と雄ネジ部とが螺合されて、前記上部ハウジングを回転することでハウジングの高さを調節することを特徴とする請求項７に記載の赤外線センサアセンブリ。
  9. 前記高さ調節手段は、前記ハウジングが上部ハウジングと下部ハウジングとに分割されて、前記上部ハウジングの外周面には雄ネジ部が切削され、前記下部ハウジングの内周面には雌ネジ部が切削され、それら雌ネジ部と雄ネジ部とが螺合されて、前記上部ハウジングを回転することでハウジングの高さを調節することを特徴とする請求項７に記載の赤外線センサアセンブリ。
  10. 冷蔵室と冷凍室が隔壁により区画されて、食品が貯蔵される所定空間を有する本体と、
    前記冷凍室の上方に設置し、前記冷凍サイクルを通過して冷却された冷気を強制に循環する送風ファンと、
    該送風ファンにより送風した冷気を前記冷蔵室の内部に吐出する冷気吐出ダクトと、
    前記冷蔵室の内壁に複数設置し、高温物体から発生する赤外線を受光して温度及び高温物体の設置位置を検出する赤外線センサと、
    該赤外線センサの上方に所定の間隔で装着され、前記高温物体の設置位置を正確に感知するために、前記赤外線センサに受光される赤外線の受光範囲を制限する受光範囲制限手段とを含んで構成されることを特徴とする赤外線センサを具備した冷蔵庫。
  11. 前記受光範囲制限手段は、前記冷蔵室の内壁に装着された赤外線センサの外部に装着され、前記赤外線センサの上方に所定高さで形成されるハウジングと、
    該ハウジングの上面に装着され、高温物体から発生する赤外線の受光範囲を制限する赤外線レンズとから構成されることを特徴とする請求項１０に記載の赤外線センサを具備した冷蔵庫。
  12. 前記ハウジングは、所定長さを有する中空円筒に形成され、その上面には前記赤外線レンズが装着されることを特徴とする請求項１１に記載の赤外線センサを具備した冷蔵庫。
  13. 前記赤外線レンズは、前記高温物体から発生する赤外線の受光範囲によって直径が設定されることを特徴とする請求項１１に記載の赤外線センサを具備した冷蔵庫。
  14. 前記赤外線レンズは、カルコゲナイドガラスで成形されることを特徴とする請求項１１に記載の赤外線センサを具備した冷蔵庫。
  15. 前記ハウジングの一方には、その高さを調節するための高さ調節手段が装着されることを特徴とする請求項１１に記載の赤外線センサを具備した冷蔵庫。
  16. 前記高さ調節手段は、前記ハウジングを上部ハウジングと下部ハウジングとに分割し、前記上部ハウジングの内周面には雌ネジ部を切削し、前記下部ハウジングの外周面には雄ネジ部を切削し、それら雌ネジ部と雄ネジ部とを螺合させて、前記上部ハウジングを回転してハウジングの高さを調節するように構成されたことを特徴とする請求項１５に記載の赤外線センサを具備した冷蔵庫。
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