JP2013170727A

JP2013170727A - 冷蔵庫

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Publication number: JP2013170727A
Application number: JP2012033713A
Authority: JP
Inventors: Toyoshi Kamisako; 豊志上迫; Kiyoshi Mori; 貴代志森; Kenichi Kakita; 健一柿田; Masashi Nakagawa; 雅至中川
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-02-20
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2013-09-02

Abstract

【課題】貯蔵室を照明する照明装置の光源近傍に貯蔵室の室内温度を検知する温度センサを配置し、貯蔵室背面の収納スペースに光源と温度センサとを同時に取り付けることにより工数等は減少するが、収納物の背面から光が照射されているため視認性は向上しない。また、導光板など利用することにより部品点数は増え、場合より工数が減らない可能性もある。
【解決手段】冷蔵庫本体と、断熱区画された貯蔵室と、前記貯蔵室を照明するため設置された庫内照明装置と、前記庫内照明装置近傍の温度を検知するための温度検知手段を有し、前記庫内照明装置と温度検知手段は冷蔵庫の庫内収納棚と扉収納棚の間の内箱に構成され、同一基板上であることにより、部品点数が削減できるとともに、ユニット化しやすく、また、ＬＥＤ近傍や基板雰囲気の温度を精度よく検出でき、製品を安価に提供できるとともに作業負荷を軽減、基板周辺の安全性の向上が図れる。
【選択図】図４

Description

本発明は、冷蔵庫の貯蔵室の照明に関して、食品の見易さと取り付けやすさ、工数が削減できる冷蔵庫に関するものである。また、前記照明を利用して庫内の収納量を検知する手段を備えたことにより、自動節電ができる冷蔵庫に関するものである。

近年、家庭用冷蔵庫の一例として、貯蔵室を照明する照明装置の光源近傍に貯蔵室の室内温度を検知する温度センサを配置し、貯蔵室背面の収納スペースに光源と温度センサとを同時に取り付け、冷蔵庫の容積効率を向上できるとともに組立工数を削減するなどの工夫を施されている冷蔵庫が実用化されており、さらに、同一の基板上に光源と温度センサとを実装したものも実用化されている（特許文献１参照）。

図２１から２５には特許文献１に記載された従来の冷蔵庫を示す。

図２１、図２２は照明装置１００の分解斜視図及び平面図を示している。照明装置１００はベース１０１、導光板１０２、基板１０３、反射シート１０４を有している。ベース１０１は樹脂成形品から成り、基板１０３を収納する収納部１０１ａが一端に形成される。導光板１０２は透明樹脂から成り、前面に出射面１０２ｃを有して背面側に傾斜面１０２ｃが形成される。

基板１０３には導光板１０２の側方に配された光源となるＬＥＤ１０３ａが実装される。ＬＥＤ１０３ａの出射光は導光板１０２を導光し、傾斜面１０２ｂで反射して前面の出射面１０２ｃに導かれる。出射面１０２ｃの出射光によって冷蔵室内が照明される。導光板１０２にはＬＥＤ１０３ａとの対向面積を広く得るために、ＬＥＤ１０３ａの先端が挿入される凹部１０２ａが側面に形成される。反射シート１０４は透明粘着材により導光板１０２に接着されるアルミ箔から成り、上方に漏れる光を反射して出射面１０２ｃに導く。

図２３、図２４、図２５は基板１０３の上面図、側面図及び正面図を示している。ＬＥＤ１０３ａは基板１０３の一面に実装され、同じ面にコネクタ１０３ｃが実装される。基板１０３のＬＥＤ１０３ａと反対側の面にはサーミスタ１０３ｂが実装される。コネクタ１０３ｃにはコネクタ１０５ａ（図２１参照）を介してリード線１０５（図２１参照）が接続され、ＬＥＤ１０３ａ及びサーミスタ１０３ｂに電源が供給される。

収納部１０１ａは一部が開口して冷蔵室と連通し、冷蔵室の冷気が流入してサーミスタ１０３ｂにより温度検知される。サーミスタ１０３ｂの検知結果によりダンパ（図示せず）を開閉して冷蔵室６内の温度が制御される。従って、基板１０３にＬＥＤ１０３ａ及びサーミスタ１０３ｂを実装して少ない容積で庫内照明及び温度制御を行い、容積効率の向上を図ることができる。

この時、ＬＥＤ１０３ａを光源として用いることにより発熱量を少なくすることができる。また、収納部１０１ａは右側の吐出口近傍に配置されるため、ＬＥＤ１０３ａを冷却することができる。これにより、ＬＥＤ１０３ａの発熱によるサーミスタ１０３ｂの検知精度の低下を防止することができる。

加えて、サーミスタ１０３ｂはＬＥＤ１０３ａよりも下方に取り付けられるとともに、ＬＥＤ１０３ａとは反対側の面に取り付けられる。これにより、ＬＥＤ１０３ａの発熱に
よるサーミスタ１０３ｂの検知精度の低下を更に防止することができる。

特開２０１０−１３９０７８号公報

しかしながら、上記のように構成することにより工数等は減少するが、その省エネ性は配慮されず、また、導光板など利用することにより部品点数は増え、場合より工数が減らない可能性もある。さらに光源が貯蔵室の奥面あるため人間の視覚に光は飛び込んでくるが、収納物に対しては背面を照らすことになり、その視認性は向上しない。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、貯蔵室内に設置される庫内照明装置には、前記庫内照明装置近傍の温度を検知するための温度検知手段を照明と同一基板上で構成し、これら装置を冷蔵庫の内箱に設置することにより、部品点数が削減できるとともに、ユニット化しやすく、また、ＬＥＤ近傍や基板雰囲気の温度を精度よく検出でき、製品を安価に提供できるとともに作業負荷を軽減、基板周辺の安全性の向上を目的とする。

上記従来の課題を解決するために、冷蔵庫本体と、断熱区画された貯蔵室と、前記貯蔵室を照明するため設置された庫内照明装置と、前記庫内照明装置近傍の温度を検知するための温度検知手段を有し、前記庫内照明装置と温度検知手段は冷蔵庫の庫内収納棚と扉収納棚の間の内箱に構成され、同一基板上であることを特徴とするものである。

本発明は、冷蔵庫内部の食品の収納状況を冷蔵庫の前面から照射することにより視認性が向上すると同時に、前面に設置しているため作業負荷が減り、基板周辺の安全性の向上も図れる。

本発明の冷蔵庫は、収納室内の収納物の位置を判別するだけでなく、全体の収納量を推定することが可能となるため、収納状態に応じた温度制御を行い、保鮮性を向上させ、過剰冷却を防止することで消費電力を抑制するといった有用な効果を発揮することができる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面図（ａ）本発明の実施の形態１における図１のＡ−Ａ断面図、（ｂ）本発明の実施の形態１における冷蔵室部分の正面図本発明の実施の形態１における天面ＬＥＤ近傍の正面図本発明の実施の形態１における天面基板の平面図本発明の実施の形態１における冷蔵庫の制御ブロック図本発明の実施の形態１における収納状態検知の制御フローチャート本発明の実施の形態１における別形態の収納状態検知の制御フローチャート本発明の実施の形態１における収納情報の基本データ取得の制御フローチャート本発明の実施の形態１における天面光源による収納状態検知動作の説明図本発明の実施の形態１における天面光源による収納状態検知特性図本発明の実施の形態１における下方の光源による収納状態検知動作の説明図本発明の実施の形態１における下方の光源による収納状態検知特性図本発明の実施の形態１における補正計算後の収納状態検知特性図本発明の実施の形態２における冷蔵庫の側面断面図本発明の実施の形態２における冷蔵室の奥に収納した場合の説明図本発明の実施の形態２における冷蔵庫のセンサ配置例を示す上面断面図本発明の実施の形態２における冷蔵庫のセンサ配置例を示す側面断面図本発明の実施の形態２における風路内へのセンサ配置例を示す上面断面図本発明の実施の形態３における冷蔵庫の収納状態検知手段の照度と電流の特性図本発明の実施の形態３における冷蔵庫の収納率と収納状態検知手段での照度の関係を庫内壁面の反射率ごとに示した特性図従来冷蔵庫の照明装置を示す分解斜視図従来冷蔵庫の照明装置を示す平面図従来冷蔵庫の照明装置の基板を示す上面図従来冷蔵庫の照明装置の基板を示す側面図従来冷蔵庫の照明装置の基板を示す正面図

第１の発明は、冷蔵庫本体と、断熱区画された貯蔵室と、前記貯蔵室を照明するため設置された庫内照明装置と、前記庫内照明装置近傍の温度を検知するための温度検知手段を有し、前記庫内照明装置と温度検知手段は冷蔵庫の内箱に設置されているとともに同一基板上で構成されていることにより、部品点数が削減できるとともに、ユニット化しやすく、また、ＬＥＤ近傍や基板雰囲気の温度を精度よく検出でき、製品を安価に提供できるとともに作業負荷を軽減し、基板回りの安全性を向上できる。

第２の発明は、特に、第１の発明の同一基板上で構成された庫内照明装置と温度検知手段は、貯蔵室の前面に設置することにより手前側から収納物が保存されている奥面に向かって光を照射することができるので、使用者からみたときの収納物の視認性が向上するとともに開口面に近いので製作時の作業負荷が減少し、工数が削減できる。

第３の発明は、特に、第１の発明の同一基板上で構成された庫内照明装置と温度検知手段は、貯蔵室の天面に設置することにより、上から下向きに光が照射されるので特定低温室の容器を引き出したときの収納物の視認性が向上するとともに開口面に近いので製作時の作業負荷が減少し、工数が削減、安価に製品を提供できる。

第４の発明は、特に、第１の発明の同一基板上で構成された庫内照明装置と温度検知手段は、貯蔵室の側面に設置することにより、比較的手の届きやすい中央部を照射することができるので収納物の視認性が向上するとともに基板の取り付け作業負荷が軽減できる。

第５の発明は、特に、第１から第４のいずれか１つの発明の同一基板上で構成された庫内照明装置と温度検知手段は、貯蔵室の扉側収納容器と本体側の棚との間に設置することより、収納物による遮蔽等を受けにくくなり、全体に光が届きやすくなり収納物の視認性が向上する。

第６の発明は、特に、第１から第５のいずれか１つの発明を、前記庫内照明装置は、半導体素子であるＬＥＤ照明で構成され、温度検知手段は面実装サーミスタで構成されていることにより、基板への部品の実装が自動化しやすく、また薄型化、小型化しやすいので断熱性が向上でき、また安価に基板を提供できる。

第７の発明は、特に、第１から第６のいずれか１つの発明を、前記貯蔵室の内部に収納
物の収納状態を推定する収納状態検知手段と、前記収納状態検知手段は、前記と貯蔵室の内部に設置された光源と前記光源から照射された照射光を検知する検知部である光センサとを有し、前記光センサは、前記照射光が前記収納室の壁面または前記収納物に反射を繰り返し、前記収納室内の明るさの分布が飽和した状態を検知することより、収納量の変化による光センサの出力値により貯蔵室の収納量を推測し、それに合わせた冷却運転をすることにより省エネ性が向上できる。

第８の発明は、特に、第７の発明の前記収納状態検知手段の光源を、庫内照明装置と兼用することにより部品点数を増加させることなく機能を向上させることができるので利便性が向上する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、この実施の形態によって、この発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態を図１から図７に基づいて説明する。

図１は本発明の実施の形態における冷蔵庫の正面図、図２（ａ）は同実施の形態における図１のＡ−Ａ線断面図、図２（ｂ）は同実施の形態における図１の冷蔵室の扉を開けたときの正面図、図３は同実施の形態における天面照明装置部分の詳細正面図、図４は同実施の形態における基板部分の拡大図、図５は同実施の形態における冷蔵庫の制御ブロック図、図６は同実施の形態における収納状態検知の制御フローチャート図、図７は同実施の形態における別形態の収納状態検知の制御フローチャート図、図８は同実施の形態における収納情報の基本データ取得フローチャート図、図９は天面光源による収納状態検知動作の説明図、図１０は天面光源による収納状態検知特性図、図１１は下方の光源による収納状態検知動作の説明図、図１２は下方の光源による収納状態検知特性図、図１３は補正計算後の収納状態検知特性図である。

図１において、冷蔵庫本体１１である断熱箱体は、主に鋼板を用いた外箱と、ＡＢＳなどの樹脂で成形された内箱と、外箱と内箱の間に注入した断熱材で構成されている。

冷蔵庫本体１１である断熱箱体は、複数の収納室に断熱区画されており、最上部に冷蔵室１２、その冷蔵室１２の下部に製氷室１３もしくは切換室１４が横並びに設けられ、その製氷室１３と切換室１４の下部に冷凍室１５、そして最下部に野菜室１６が配置され、各収納室の前面には外気と区画するための断熱扉が冷蔵庫本体の前面開口部にそれぞれ構成されている。冷蔵室１２の断熱扉である冷蔵室扉１２ａの中央部付近には、各室の庫内温度設定や製氷および急速冷却などの設定を行うことができ、また収納状態の検知結果や冷蔵庫の運転状況などを表示できる表示部１７が配置されている。

図２において、冷蔵室１２内には収納物である食品を整理して収納できるように複数の庫内収納棚１８、また冷蔵室扉１２ａの庫内側の面には扉収納棚１９が設けられ、これらはガラスや透明な樹脂など光の透過率が高い材質で構成されている。庫内収納棚１８および扉収納棚１９の表面は、一定の透過率を保ちながら光が拡散するように加工を行うことで、冷蔵室１２内の明るさの分布を調節することが可能である。

冷蔵室１２内には、庫内を明るく照らすために照明用ＬＥＤ２０があり、収納された収納物である食品の視認性を向上させている。照明用ＬＥＤ２０は、冷蔵庫内の扉開放側前面から見て、庫内奥行の１／２より扉側に、天面と左側壁面と右側壁面に配置されている。この照明用ＬＥＤ２０の光源には天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂ、および側面ＬＥＤ２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、および側面下方ＬＥＤ２０ｇ、２０ｈなど複数のＬＥＤを使用し、側
壁面においては側面ＬＥＤ２０ｃ〜２０ｇのように縦方向に配列することで、高さ方向に長い冷蔵室１２全体を満遍なく照射することができる。

また、照明用ＬＥＤ２０の天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂ、側面下方ＬＥＤを含んだ側面ＬＥＤ２０ｃ〜２０ｈにおいて、照明用ＬＥＤユニット対し、温度サーミスタ６１ａをＬＥＤが挟む形、例えば、天面ＬＥＤ２０ａとＬＥＤ２０ｂの間に温度サーミスタ６１ａが設置され、側面側も同様に温度サーミスタ６１ｂ、６１ｃが構成されている。この温度サーミスタ６１ａは、実装性、薄型化を考えると面実装型のサーミスタがよく、この場合、天面および側面ＬＥＤ２０ａ〜２０ｆ、側面下方ＬＥＤ２０ｇ、２０ｈに関しても面実装型のチップＬＥＤで構成されることが望ましい。

図３および図４に示すとおり、照明用ＬＥＤ２０は、主に鋼板で構成された外箱６６と樹脂で構成された内箱６７と、その間にウレタンや真空断熱材などの断熱材６８が充填された天面の断熱壁に関してその一部が凹部で、照明カバー６４とベース６５の間に基板６２で構成され、基板６２に天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂとその間に温度サーミスタ６１ａが実装され、基板の一部にコネクタ６３が構成している。温度サーミスタ６１ａは、両サイドのＬＥＤの間に実装されその位置は両ＬＥＤの略中央に実装され、コネクタ６３は冷蔵庫の基板は配線が簡素化、基板面積の小型化、基板の取り数を考えると端部に構成されるように工夫している。

さらに、庫内の下方、且つ庫内の奥行方向の１／２より扉側の位置に光センサであるメイン光センサ２１ａ、２１ｃ、およびサブ光センサ２１ｂが設置されている。これらの光センサは、本実施の形態では照度センサを用い、最も高感度となるピーク波長を５００〜６００ｎｍとしたセンサが一般的である。なお、光センサのピーク感度波長は、他の波長帯でも良く、光源の発光波長などと合わせて決定するものである。

冷蔵室１２を左右方向において２区画に区分したときは、天面ＬＥＤ２０ａとメイン光センサ２１ｃが右区画に配置され、天面ＬＥＤ２０ｂとメイン光センサ２１ａ、サブ光センサ２１ｂが左区画に配置される。また、前記収納室を上下方向において２区画に区分したときは、天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂが上区画に配置され、側面下方ＬＥＤ２０ｇ、２０ｈとメイン光センサ２１ａ、２１ｃ、サブ光センサ２１ｂが下区画に配置される。このように、前記複数の区画にＬＥＤと光センサが配置されている。

このメイン光センサ２１ａ、２１ｃは、天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂ、側面ＬＥＤ２０ｇ、２０ｈの照射光が、収納室壁面での反射および収納物による反射・減衰を繰り返し、収納室内の明るさの分布が飽和した状態を測定・計算して収納状態を推定するものである。この原理に加え、複数の区画にＬＥＤと光センサを配置したことで、収納物の配置によらず精度良く収納状態を検知することができる。

光センサによる物体の検知は、例えばフォトインタラプタのように、遮蔽で光の強さが極端に減衰する現象を利用して一つの物体の存在をデジタル式に検知する方式、または多数のセンサ構成で複数の物体の存在を検知する方式が一般的である。このような構成は、収納室内の限られた場所の収納物の有無を検知することしかできず、収納室全体の収納状態を把握することはできない。しかし、本発明の構成は、少数のＬＥＤとセンサで冷蔵室１２という空間内の全体の収納状態をアナログ的に把握することを可能としている。

このシステムにおいては、光センサの直ぐ手前が収納食品によって塞がれると、検知できる光のレベルが極度に低下することに伴い、光の強さの変化率が低下するため、収納状態の検知に複雑な処理が必要になる。しかし、図２（ａ）に示したように、冷蔵室１２内が収納物で満杯になっても、天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂ、側面ＬＥＤ２０ｃ〜２０ｆ、側
面下方ＬＥＤ２０ｇ、２０ｈ、およびメイン光センサ２１ａ、２１ｃの取り付け位置には、庫内収納棚１８と扉収納棚１９の間に空間αがあるため、光センサが食品で塞がる可能性は低い。

また、この空間αには庫内収納棚１８の前方側の端部を含む鉛直面１８ａよりも前方側で断熱扉である冷蔵室扉１２ａとの間にメイン光センサ２１ａ、２１ｂが設置されていることによって形成されている。

なお、冷蔵室１２は冷蔵保存のために凍らない温度を下限に通常１℃〜５℃とし、最下部の野菜室１６は冷蔵室１２と同等もしくは若干高い温度設定の２℃〜７℃としている。また、冷凍室１５は冷凍温度帯に設定されており、冷凍保存のために通常−２２℃〜−１５℃で設定されているが、冷凍保存状態の向上のために、例えば−３０℃や−２５℃の低温で設定されることもある。

製氷室１３は冷蔵室１２内の貯水タンクから送られた水で室内上部に設けられた自動製氷機で氷をつくり、室内下部に配置した貯氷容器に貯蔵する。

切換室１４は、１℃〜５℃で設定される冷蔵、２℃〜７℃で設定される野菜、通常−２２℃〜−１５℃で設定される冷凍の温度帯以外に、冷蔵温度帯から冷凍温度帯の間で予め設定された温度帯に切り換えることができる。切換室１４は製氷室１３に並設された独立扉を備えた収納室であり、引き出し式の扉を備えることが多い。

なお、本実施の形態では、切換室１４を、冷蔵と冷凍の温度帯までを含めた収納室としているが、冷蔵は冷蔵室１２と野菜室１６、冷凍は冷凍室１５に委ねて、冷蔵と冷凍の中間の上記温度帯のみの切り換えに特化した収納室としても構わない。また、特定の温度帯、例えば近年冷凍食品の需要が多くなってきたことに伴い、冷凍に固定された収納室でも構わない。

次に図５の制御ブロック構成を説明する。

冷蔵庫本体およびその周辺環境の変化を検知するため、扉開閉動作を検知するための扉開閉検知センサ３、各庫内温度やＬＥＤ部温度、外気温度、冷凍サイクル温度を検知するための温度センサ６１、収納変化を検知するための光センサ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの検出信号を演算制御部１に入力し、メモリ２にデータを蓄積、演算を行い、天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂ、側面下方ＬＥＤ２０ｇ、２０ｈを含んだ照明用ＬＥＤ２０や反射率補正用の青色ＬＥＤ２２ａ、２２ｂ、圧縮機３０、冷却ファン３１、風量調節ダンパ３２および庫内温度補償や除霜のためのヒータ３３の動作を決定し、その動作信号を出力し各機能部品を動作させる。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下、その動作・作用を図６から図１３の制御フローチャート図と断面図、説明図を用いて天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂ、側面下方ＬＥＤ２０ｇ、およびメイン光センサ２１ａによる収納状態検知動作を詳細に説明する。

本実施の形態では、照明用ＬＥＤ２０のうち、天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂ、および側面下方ＬＥＤ２０ｇ，２０ｈを順次点灯し、その時、光センサ２１のうち、メイン光センサ２１ａ、およびサブ光センサ２１ｂを使用して収納状態を検知する。

さらに収納状態の検知精度を高める必要があるときは、側面ＬＥＤ２０ｃ〜２０ｆのように使用するＬＥＤ光源を増加させればよい。また、メイン光センサ２１ｃのように使用する光センサを増加させてもよい。

冷蔵室１２は高さ方向に長いことが一般的であるため、主に冷蔵室１２を上下２区画に区分した考え方で収納状態の検知例を記載する。

図６において、収納状検知フロー（ステップ２０１）に入ると収納検知に使用する、例えば天面照明部の温度センサ６１によりその周辺温度を検知（ステップ２０２）、扉開閉時のＬＥＤ点灯時の印加電圧もしくはＤｕｔｙの値を演算により決定する。次に、扉開閉検知センサ３により冷蔵室扉１２ａの開が検知されたとき（ステップ２０４）、ステップ２０３で決定したＬＥＤの印加電圧値もしくはＤｕｔｙ率で庫内照明としてＬＥＤを点灯させる。（ステップ２０５）これにより、庫内温度変化でＬＥＤの光度がばらつくことを抑制でき扉開毎の庫内照度を均一化できる。

次に扉が閉されたこと（ステップ２０６）ことを検知するとＬＥＤを消灯（ステップ２０７）し、ステップ２０８に移行する。所定時間後、ステップ２０９に移行し、次に再度ステップ２０９でＬＥＤ周辺温度を計測し、ステップ２１０でＬＥＤに印加する電圧もしくはＤｕｔｙを決定する。その決定した印加電圧もしくはＤｕｔｙ値で収納状況の検知動作を開始し、基本データを取得する（ステップ２１１）。

ここで、ステップ２０８にて所定時間を計時する理由を記載する。

ひとつには、低温となっている庫内収納棚１８、扉収納棚１９および照明カバー６４などが扉開閉により流入した高湿度の外気が庫内に流入すると事前に冷却させていた部材自体が熱容量を持つため温度上昇が少なく、その表面が微小ながらも結露する可能性があり、透過率、反射率、吸収率、屈折角が変化することで収納状態の検知に影響が出ることを配慮したもので、所定時間後に結露が解消されてから検知することを目的としている。

また、ひとつには、冷蔵室扉１２ａが開いているときに照明としてＬＥＤが点灯し、その発熱によりＬＥＤ素子が温度影響により光度が変化し、収納状態の検知に影響が出ることを配慮したもので、所定時間後にＬＥＤの温度上昇が解消されてから検知することを目的としている。なお、ＬＥＤの光度を安定させる手段として、本実施例では、ＬＥＤ周辺部の温度を温度センサ６１で検知することでＬＥＤに印加する電圧を変化させる、もしくはＤｕｔｙを変化させることにより一定の光度のＬＥＤを発光させることにより検知精度を向上させる。

また、別手段としては、ＬＥＤを冷蔵室扉１２ａが閉じられた後も暫く点灯し、あえて発熱させ、所定時間後にＬＥＤの温度上昇が飽和して一定になった後、検知を開始してもＬＥＤの光度は安定する。

なお、図７に示すとおり、本実施の形態の別形態としてＬＥＤ周辺温度を計測した値（ステップ２０９）をベースに収納状態の基本データを計測し（ステップ２１１）、その値に対し、ＬＥＤ周辺温度影響を演算し、その演算結果から温度補正（ステップ２２１）を行い、収納量判別をしてもよい。

次に図８から図１２を用いて基本データ取得について説明する。

収納状態検知動作を開始すると、最初に冷蔵庫の上区画である天面壁面に配置された天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂの光源を点灯する（ステップ２３１）。例えば図９のように庫内収納棚１８上に収納物２３ａである食品が収納されたとき、天面ＬＥＤ２０ａから出力された光２４ａ（以下、光の成分を図９に矢印で示す。点線は光が減衰していることを示す。）は、収納物２３ａである食品に反射・吸収して減衰し、光２４ｂ、２４ｃのように別
方向へ拡散する。光２４ｂ、２４ｃはさらに冷蔵室１２の壁面や他の食品（図示せず）での反射を繰り返す。また、扉収納棚１９の収納物２３ｂで反射した光２４ｄも減衰し、光２４ｅのように別方向に拡散し、さらに冷蔵室１２の壁面や他の食品（図示せず）での反射を繰り返す。このように反射を繰り返した後に、冷蔵室１２内の明るさの分布は飽和・安定する。

なお、一般にＬＥＤの照射光は所定の照射角度をもって発光するため、図９内に矢印で示した光は、ＬＥＤが放つ光の成分の一部である。以下、光の描写については同様である。

天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂは下方向を向き、メイン光センサ２１ａ、２１ｃは水平方向を向き、それぞれが対向しない配置のため、ほとんどの光の成分はセンサに直接入射せず、壁面や収納物での反射を介するように構成されている。なお、メイン光センサ２１ａ、２１ｃは光源となる天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂの光軸からずらして配置してもよい。すなわちＬＥＤは指向性が高いので、天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂの光が直接入らない位置、あるいは入らないように配置することが望ましい。

このときのメイン光センサ２１ａによる収納状態検知特性の一例が図１０であり、収納量の増加とともに照度が低下していくことが分かる。ただし、天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂだけの点灯では、最大値と最小値の間に誤差があり、この誤差の補正方法は後述する。測定した照度情報は検知データＡとしてメモリ２に記録する（ステップ２３２）。なお、図１０のグラフの縦軸を「照度」としているが、収納物なし時を基準とした「相対照度」または「照度減衰率」など相対値とすれば、ＬＥＤが初期特性として持つ光度バラツキなどに対応しやすい。また、収納物なし時を基準とした「照度減衰量」としてもよい。以下、「照度」に関する考え方は同様である。

次に、冷蔵庫の下区画である側面下方の壁面に配置された側面下方ＬＥＤ２０ｇの光源を点灯する（ステップ２３３）。例えば図１１のように庫内収納棚１８上に収納物２３ｃである食品が収納されたとき、ＬＥＤ２０ｇから出力された光２４ｆ（以下、光の成分を図１１に矢印で示す。点線は光が減衰していることを示す。）は、収納物２３ｃである食品に反射して減衰し、光２４ｇのように別方向へ拡散する。光２４ｇはさらに冷蔵室１２の壁面や他の食品（図示せず）での反射を繰り返す。また、収納物２３ｄで反射した光２４ｈも減衰し、光２４ｉ、２４ｊのように別方向に拡散し、さらに冷蔵室１２の壁面や他の食品（図示せず）での反射を繰り返す。このように反射を繰り返した後に、冷蔵室１２内の明るさの分布は飽和・安定する。

側面下方ＬＥＤ２０ｇを点灯するときはメイン光センサ２１ａで検知し、それぞれが対向しない組合せで検知するので、ほとんどの光の成分はセンサに直接入射せず、壁面や収納物での反射を介するように構成されている。すなわち、収納室内における収納物での反射光を含めた間接的な照射光を検知するものである。

このときのメイン光センサ２１ａによる収納状態検知特性の一例が図１２であり、収納量の増加とともに照度が低下していくことが分かる。ただし、側面下方ＬＥＤ２０ｇだけの点灯では、最大値と最小値の間に誤差があり、この誤差の補正方法は後述する。測定した照度情報はメモリ２に記録する（ステップ２３４）。

以上より、図６に従い、基本データ取得（ステップ２１１）、障害物補正（ステップ２１２）、反射物補正（ステップ２１３）を演算制御部１で行った後の収納量検知特性（補正後）を図１３に示す。補正後の最大値（ａ）と補正後の最小値（ｂ）との誤差は極めて小さくなり、収納状態を精度良くアナログ的に推定できることが分かる（ステップ２１４
）。

収納状態の推定においては、図１３のように閾値Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓを設け、収納量レベルを１〜５の５段階で判別する仕様とした。具体的には、閾値Ｐ以上のときはレベル１、閾値Ｐ〜Ｑのときはレベル２、閾値Ｑ〜Ｒのときはレベル３、閾値Ｒ〜Ｓのときはレベル４、閾値Ｓ以下のときはレベル５と判別する。

また、例えば、収納量が増加を判定するときについて、変化前の収納量がレベル３であるとすると、照度変化が「閾値Ｑ−閾値Ｒ」の差分以上であったときのみレベル４に移行するように判別し、これ以外の場合はレベル３で保留する。これにより、外部ノイズなどにより数パーセントの検知誤差が発生しても、収納状態の変化の誤検知を防止することができる。収納量の減少を判定するときについても同様の考え方で行う。

また、図１３の閾値Ｐ〜Ｔの間隔は、収納量が少ないときは広く、また多いときは狭くしている。これは、収納量検知特性（補正後）が、収納量が少ないときほど傾きが大きく、収納量が多いときほど傾きが小さくなることに配慮したもので、収納レベル１〜５の間隔が均等になるようにしている。

当然ながら、上述のような段階分けをせず、完全にアナログ的な判別をしてもよい。

収納状態を推定した後は、収納量または収納量の変化または収納位置などに応じて、圧縮機３０、冷却ファン３１、風量調節ダンパ３２、ヒータ３３などの冷却システムを制御し、最適な冷却運転に変更する。

なお、上述したＬＥＤと光センサとの配置関係を逆にしても、この収納状態検知方式は成立する。

また、ＬＥＤを順次点灯し、収納状態を検知している間に、表示部１７のランプを明滅させるなど、検知状況を使用者に報知する。さらに、収納状態を検知した後は、検知結果を表示部１７に表示し、使用者に報知する。

以上のように、本実施の形態１においては、冷蔵室１２を照明するため設置された天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂと、天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂ近傍の温度を検知するための温度サーミスタを有し、これらは構成部品については、冷蔵庫の内箱に設置されているとともに同一基板上で構成されていることにより、天面から下方向に光を照射することにより下部に構成されている収納棚の食品が見やすくなり、また、特定低温室を引き出した場合、上方から確実に収納部が照射されるので食品が非常に見やすくなり、また、部品点数が削減できるとともに、ユニット化しやすく、また、ＬＥＤ近傍や基板雰囲気の温度を精度よく検出し、これにより印加電圧を調整することで照度変化を抑制し、また、製品を安価に提供できるとともに作業負荷を軽減し、基板回りの安全性を向上できる。

なお、本実施の形態において、冷蔵室１２を照明するための照明装置を天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂとしたが側面に設置されている側面ＬＥＤ２０ｃ〜２０ｆおよび側面下方ＬＥ２０ｇ、２０ｈでも構わない。この場合、側面ＬＥＤ２０ｅと側面下方ＬＥＤ２０ｇの間に側面ＬＥＤ用温度サーミスタ６０ｂおしくは６０Ｃを構成しても側面から収納棚のある食品の視認性を向上させる効果が得られる。

また、冷蔵室１２の内部に設置された天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂおよび側面下方ＬＥＤ２０ｇ、２０ｈと照射光を検知する光センサであるメイン光センサ２１ａ、２１ｃを有し、メイン光センサ２１ａ、２１ｃでの照度減衰量に基づいて収納物の収納状態を推定する
ことにより、光源であるＬＥＤの初期特性等のバラツキに対応でき、冷蔵室１２内の全体の収納状態を、精度を高めて推定することが可能となる。また、光源の照射光は収納室内で反射を繰り返して庫内全体に行渡り、光センサに入光するので、部品数が少なく簡易な構成で収納状態を検知することができる。なお、メイン光センサ２１ａ、２１ｃは一方のみの配置としてもよい。これにより、さらに低コスト化を図ることができる。

また、メイン光センサでの照度減衰量は、収納室内に収納物がない状態での照度に対する収納状態での照度に基づいて収納物の収納状態を推定するものであり、光源であるＬＥＤのバラツキだけでなく冷蔵庫の収納室内の個体バラツキにも対応でき、収納物の収納状態の推定精度をさらに高めることができる。

また、メイン光センサでの照度減衰量は、収納室内における収納物での反射光を含めた間接的な照射光を検知するものであり、収納物の収納状態を照度減衰量として容易に精度よく推定することができる。

また、メイン光センサは光源の光軸からずらして配置したことにより、光センサは光源からの直接光を受光しないので、収納物の収納状態を照度減衰量として容易に精度よく推定することができる。

また、照明用ＬＥＤ２０に温度センサ６１を設置したことによって、ＬＥＤ近傍部の温度を適宜測定することにより、温度による光源のばらつきを抑制できるので収納物の収納状態を照度減衰量として容易に精度よく推定することができる。

また、メイン光センサと光源とは収納室内において、対向しない面、あるいは対向しない配置構成とすることで、光センサは光源からの直接光の受光を確実に防止でき、収納物の収納状態を照度減衰量として容易に精度よく推定することができる。

また、メイン光センサでの照度減衰量を収納状態により補正する補正手段を備えたことにより、収納室内における収納物の偏りによるバラツキ要因を吸収することができ、収納物の収納状態に起因する収納量の推定精度を高めることができる。

また、光センサは光源より下方に配置したことにより、光センサは扉開閉での外気の流入による結露の影響を低減でき、光センサでの照度減衰量に基づいて収納物の収納状態を精度よく推定することができる。

また、照明用ＬＥＤ２０および光センサ２１は冷蔵室１２の奥行き方向における中心より冷蔵室扉１２ａ側に設けたので、扉開閉による外気流入の影響を受け易い入り口付近の食品の収納状態を確実に検知することができる。

また、照明用ＬＥＤ２０および光センサ２１は、冷蔵室１２に備えられた庫内収納棚１８の前端部と冷蔵室扉１２ａとの間に設けたので、冷蔵室扉１２ａと庫内収納棚１８の前端との上下の空間は、収納物によって遮られる可能性が低く、光源からの安定した光路を確保しつつ、断熱扉や庫内収納棚での収納物の存在による光センサでの照度減衰量に基づいて収納物の収納状態を精度よく推定することができる。

また、冷蔵室１２を複数の区画に区分したので、収納物の偏りに関わらず精度良く収納状態の検知を行うことができる。

また、収納状態検知に使用する光源の一部を照明用ＬＥＤ２０と兼用したので、新たな光源を設けることなく、簡易な構成で収納状態を検知することができる。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２を図１４から図１８に基づいて説明する。なお実施の形態１と同構成の場合は、同一記号を用いて説明を省略する。

図１４は本発明の実施の形態２における冷蔵庫の側面断面図、図１５は同実施の形態における冷蔵室の奥に収納した場合の説明図、図１６は同実施の形態における冷蔵庫のセンサ配置例を示す上面断面図、図１７は同実施の形態における冷蔵庫のセンサ配置例を示す側面断面図、図１８は同実施の形態における風路内へのセンサ配置例を示す上面断面図である。

本実施の形態では、主に側面の照明用ＬＥＤ２０を用いた検知における様々な光センサの配置方法について説明する。

ＬＥＤ及び光センサの位置関係について、庫内扉側から奥方向に照射したＬＥＤ２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆ、２０ｇの光は、庫内内壁や食品で反射し、庫内全体に行渡ってから天面光センサ２１ｄ、２１ｅに入射させるため、ＬＥＤ２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆ、２０ｇの光が直接光センサに入射しないように、天面光センサ２１ｄはＬＥＤ２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆ、２０ｇの発光光度が５０％以上となる照射角βの外側に配置した。

また、温度センサ６１は、側面ＬＥＤ２０ｃ〜２０ｇが構成させている同一基板上に構成されており、温度変化による照度変化を防止している。

また、光を庫内全体に行渡らせるためには、光が庫内奥で反射して庫内扉側に戻ってきたところを検知することが望ましいので、天面光センサ２１ｄは庫内奥行の１／２より扉側の位置に設けた。但し、天面光センサ２１ｅは、庫内奥側の収納状態の検知をより正確にするために天面光センサ２１ｄを補完する役割で設置しているため、庫内奥側、且つＬＥＤ２０ｃの入射角内に配置した。

更に、冷蔵室扉１２ａが開閉されたときは、外気が庫内に流入し庫内温度がやや上昇するが、扉付近の食品の方がこの影響を受けやすい。よって、扉側の食品の収納状態をより正確に検知する必要があるため、扉側に光センサを設ける効果は高い。

尚、構造設計の都合上、冷蔵室扉１２ａ側に光センサを設けることができない場合や、ＬＥＤ光源の照射角内に光センサが入るなど、これらの条件を満たせない場合は、ＬＥＤの照射光が直接光センサに入射しないように、できるだけＬＥＤ光源と対向して光センサを設置しないよう配慮すべきである。

また、図１５に示したように、天面光センサ２１ｄ、２１ｅのうち片方のセンサが収納物２３ｈである食品で塞がれることがあっても、もう一方のセンサによって収納状態を検知することができる。

以上は、天面光センサ２１ｄを収納室の奥行き方向の１／２より扉側の天面に、また天面光センサ２１ｅを奥側の天面に設けた構成を説明したが、例えば図１６（Ａ）に示すように、光センサ２１ｆを収納室の横幅方向の１／２よりも左の扉側に、また光センサ２１ｇを庫内横幅の１／２よりも右の扉側に設置してもよい。

また図１６（Ｂ）に示すように、光センサ２１ｈを扉に、また光センサ２１ｉを庫内横幅の１／２よりも右の奥側に設置してもよい。これにより、左右の食品収納状態だけでな
く、奥・手前の食品収納状態も詳細に検知することができる。更に光センサ２１ｈを扉に設けることで、奥方向に向けて庫内全体を見渡すような配置となる。同様の効果を得るために、奥方向に向けて光センサを設置すれば、庫内壁面にも光センサを設けることができる。

また図１７（Ａ）に示すように、光センサ２１ｊを収納室内の上部でかつ扉側に、また光センサ２１ｋを収納室内の下部でかつ扉側に設置してもよい。これにより、光センサ２１ｊによって庫内高さの１／２よりも上の収納空間の光量を検知し、光センサ２１ｋによって庫内高さの１／２よりも下の収納空間の光量を検知することが可能である。

一般に、他の収納室と比較して高さ寸法が最も長い冷蔵室の上下に光センサがあるので、食品収納状態を詳細に検知することができる。

また図１７（Ｂ）に示すように、収納室内の上部でかつ扉側に、また光センサ２１ｎを収納室内の下部でかつ奥側に設置してもよい。これにより、収納空間の前方かつ上側の収納空間を光センサ２１ｍで検知し、収納空間の後方かつ下側の収納空間を光センサ２１ｎで検知することで、上下の食品収納状態だけでなく、奥・手前の食品収納状態も詳細に検知することができる。

また図１８に示すように、庫内の扉側に備えた光センサに加え、光センサ２１ｐ、２１ｑを、冷蔵室１２内に冷気を送風するための冷却風路２５内に設けてもよい。このとき、光は吐出口２６を通ってサブ光センサ２１ｂに入射するが、冷却風路２５の収納室への吐出口２６は確実に開口されているので、光センサが食品に塞がれることなく、入光経路を確保することができる。万一、食品によって吐出口２６が塞がれたときは光の光度が低下するため、冷蔵室１２内への冷気送風効率が落ちることを検知することができる。

また、図示をしないが光センサ２１ｐ、２１ｑの近傍に温度センサを併設してもよい。これにより温度変化によっても収納変化を予測することができ、精度が向上する。

なお、風路の吐出口２６だけでなく、吸い込み口付近に光センサを設けても吐出口と同様に基本は障害物がなく光を検知でき、また、仮に食品により塞がれた場合、その光度は低下し、冷気送風効率が落ちることを検知することができる。これらの場合、特に極端に塞がれた場合には、表示部１７にある報知手段により使用者に伝えてもよい。

尚、ここまで光センサを２個使用する形態を記載したが、光センサの使用数はこれに限らず、材料の使用量を抑制するために１箇所としても良いし、検知を容易にするために多数設けても良い。これは、温度サーミスタ６１ａも同様であり、１箇所の設置でも、複数の箇所でもよい。これによりきめ細かく検知できるので収納変化、負荷変化の検知精度が向上する。また、複数のセンサの配置も上述したパターンに限らず、冷蔵庫を２区画に区分したとき必ず両区画に光源または光センサが配置されていれば良い。

また、更に検知を詳細に行うために、モータアクチュエータなどで光センサまたはＬＥＤを駆動し、角度を自由に変更できるようにしても良い。

また、上述したＬＥＤと光センサとの配置関係を逆にしても、この収納状態検知方式は成立する。

以上のように、本実施の形態においては、断熱壁と断熱扉によって区画された冷蔵室１２に、収納状態を判別する収納状態検知手段としてＬＥＤ２０ｃ〜２０ｇと光センサ２１ａ〜２１ｑを設け、特に光センサを冷蔵室１２の奥行きの中心より扉側に設けることで、
これによって、収納状態の影響を受ける食品温度を、適温となるように冷却制御できるので、保鮮性の向上と共に、「冷えすぎ」防止により消費電力を抑制することができる。また、収納状態検知手段を収納室の奥行きの中心より扉側に設けたことで、扉開閉による外気流入の影響を受け易い入り口付近の食品の収納状態を正確に検知し、適温に保つことができる。更に、例えば冷蔵室の場合、庫内側収納棚と扉側収納棚の間にスペースがあるため、収納状態検知手段が収納食品で塞がることを防止できる。

また、光センサを冷蔵室１２の扉に設けると、扉側から庫内奥方向に向けて、庫内全体を見渡すように光センサを設けることができる。

また、冷蔵室１２を奥行きの中心で前後２区画に区分したとき、それぞれの区画に光センサを設けると、庫内奥側の食品の収納状態も正確に検知することができる。

また、冷蔵室１２を横幅の中心で左右２区画に区分したとき、それぞれの区画に光センサを設けると、収納食品の左右の偏りなどの判別に強くなる。

また、冷蔵室１２を高さの中心で上下２区画に区分したとき、それぞれの区画に光センサを設けると、一般的に高さ寸法が最も長い冷蔵室において、上側と下側に光センサを配置することで、庫内全体の収納状態を正確に検知することができる。

また、ＬＥＤの発光光度が５０％以上となる照射範囲の外側に、光センサを設けると、ＬＥＤ光源の照射光が直ぐに光センサに入射せず、収納食品で反射または遮蔽された後に光センサに入光するので、収納状態の検知が容易になる。

また、前記光センサを、収納室に冷気を送り込むための冷却風路２５内に設けると、冷却風路２５の収納室への吐出口２６は確実に開口されているので、光センサが食品に塞がれることなく、入光経路を確保することができる。万一、食品によって吐出口が塞がれたときは光の光度が低下するため、冷蔵室１２内への冷気送風効率が落ちることを検知することができる。

なお、温度サーミスタを収納室に冷気を送り込むための冷却風路２５内に設ける光センサと同一基板に構成することによりさらに収納変化の精度が向上する。

また、ＬＥＤや光センサの向きを可変できる角度変更手段を設けると、広い収納室においても、庫内の隅々まで収納状態を確認することができる。

（実施の形態３）
図１９は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫の収納状態検知手段の照度と出力電流の特性図、図２０は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫の収納率と収納状態検知手段での照度の関係を庫内壁面の反射率ごとに示した特性図である。なお実施の形態１、２と同一構成部分は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施の形態における冷蔵庫の冷蔵室１２の内壁を構成する内箱は、白色のＡＢＳ樹脂を真空成形して形成され、庫内壁面の反射率Ｒは、０．５以上を確保している。なお、反射率Ｒは、ある面に入射する光束に対して、この面で反射する光束の比率で定義され、数値が大きいほど反射しやすい。測定は市販の分光光度計で可能であり、同時に透過率Ｔの測定も可能な機器もある。また、日本工業規格では、ＪＩＳ−Ｋ３１０６等で反射率Ｒの測定、試験方法が規定されている。また、反射率Ｒの測定に関しては、輝度計を用いて反射率が既知のサンプル（グレースケール）の輝度から推定することも可能である。

なお、透過率Ｔは、特定の波長の入射光が試料を通過する割合であり、数値が大きいほど光が透過しやすい。透過率Ｔに関してはＪＩＳ−Ｋ７３６１−１等で測定、試験方法が規定されている。本実施の形態における冷蔵庫の冷蔵室１２の内部に配置される庫内収納棚１８は、ポリスチレンあるいはガラスで形成し、扉収納棚１９はポリスチレンで形成している。そして、庫内収納棚１８および扉収納棚１９の透過率Ｔは、それぞれ７０％以上を確保している。

また、冷蔵室１２の最下面には引き出し可能な収納ケースを備えており、メイン光センサ２１ａ、２１ｃ、およびサブ光センサ２１ｂは、収納ケースの上面より上方に配置している。

上記構成において、収納状態検知手段の動作、制御は実施の形態１あるいは２で説明した通りであるが、冷蔵室１２の内壁を構成する内箱は、白色のＡＢＳ樹脂を真空成形して形成され、庫内壁面の反射率Ｒは０．５以上を確保している点を技術的特徴としている。

図１９は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫の収納状態検知手段の照度と出力電流の特性図を示したものであるが、メイン光センサ２１ａ、あるいはメイン光センサ２１ｃの照度とその時の出力電流値は直線的な関係を有し、照度が高いほど出力電流値も大きくなる。一方、照度が低くなると出力電流値も小さくなるが、所定の照度以下、本実施の形態の収納状態検知手段では０．５ルクス以下になると出力電流との直線的な関係が失われる。その時の出力電流値は、本実施の形態の収納状態検知手段では０．１μＡであるが、収納状態検知手段の仕様により出力電流値との関係は異なる。一般的に、照度を検知するセンサは１ルクス近辺以下で精度が低下するが、本実施の形態では比較的性能の良いものを想定し０．５ルクス以上を最低限必要な照度としている。

すなわち、庫内の収納率が高い状態での光センサの照度が０．５ルクス以下になるような収納状態検知手段は、検知精度が低くなってしまうという課題を有しているため、本実施の形態では、メイン光センサ２１ａ、あるいはメイン光センサ２１ｃでの照度減衰量に基づいて収納物の収納状態を推定する光センサの最低照度を０．５ルクス以上としたものである。これによって、最低照度という観点から光センサでの照度減衰量に基づく収納物の収納状態の推定精度を高めることができる。

上記の最低照度を出力電流値に換算すれば０．１μＡとなり、本実施の形態での照度減衰量に基づいて収納物の収納状態を推定する光センサの最低出力電流は０．１μＡ以上としたものである。これによって、最低出力電流という観点から光センサでの照度減衰量に基づく収納物の収納状態の推定精度を高めることができる。

なお、温度変化により光源であるＬＥＤの光度を変化することに対し、近傍の温度センサによりその出力値を補正し、安定したＬＥＤの光度で照射することによりセンサでの照度減衰量に基づく収納物の収納状態の推定精度を高めることができる。

また、図２０は本発明の実施の形態３における冷蔵庫の収納率と収納状態検知手段での照度の関係を庫内壁面の反射率ごとに示した特性図である。光源の光量を一定として庫内の収納率を高めていくと光センサでの照度は下がる。そして、庫内壁面の反射率Ｒが低いほど同一収納率での光センサの照度は下がる傾向となる。これは、光源からの光の一部が庫内壁面を反射して光センサに到達するためであり、庫内壁面の反射率Ｒが低いほど光センサに到達する光量が下がるためである。

なお、庫内壁面に反射率の低いデザイン部材などを部分的に設置することがあるが、光センサに到達する光量は、面積の広い庫内壁面の反射率Ｒに依存する。

そして、上述したように、メイン光センサ２１ａ、あるいはメイン光センサ２１ｃでの照度減衰量に基づいて収納物の収納状態を推定する光センサの最低照度は０．５ルクス以上必要という点から、庫内壁面の反射率Ｒは０．５以上必要ということがわかる。

確かに、光センサでの受光量を増やそうとすれば、光源の光量を高めれば可能となるが、消費電力の上昇や光源の発熱による庫内温度の上昇があるため、或いは照明機能と併用時に使用者が眩しく感じ、食品の視認性が劣化するため、闇雲に高めることは得策ではない。このため、本実施の形態の光源は、庫内が空の状態、かつ冷蔵室扉１２ａを開いた状態で、暗室で照度を測定したとき、庫内収納棚１８上で最も低照度となる場所において１００ルクス以下となるようにＬＥＤを用いている。このときの照度１００ルクス以下とは使用者側から見た明るさで、具体的には一般的な照度計の感知部で最も感度の高い軸を、庫内収納棚１８と水平に、かつ冷蔵室扉１２ａ側に向けて設置して測定したものである。

また、本実施の形態の光源は、庫内への熱影響を考慮してＬＥＤ１個あたりの光度を２０カンデラ以下のものを用いている。

なお、照明用ＬＥＤ２０の収納状態検知手段としてのＬＥＤを照明機能と併用しない専用の光源とした場合など、収納状態検知手段の光源の光度が比較的低い場合は、庫内の反射率Ｒを０．５よりもさらに高める必要がある。

また、冷蔵室１２の最下面には引き出し可能な収納ケースを備えており、メイン光センサ２１ａ、２１ｃ、およびサブ光センサ２１ｂは、収納ケースの上面より上方に配置しているので、収納ケース開閉時のメイン光センサ２１ａ、２１ｃ、およびサブ光センサ２１ｂとの干渉を避けることができ、収納室内の使い勝手を確保しながら光センサの信頼性を高めることができる。

なお、天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂを一体化して庫内照明用と収納状態検知手段用の光源として兼用してもよい。

また、実施の形態１ではメイン光センサ２１ａ、２１ｃは庫内左右両側面に配置したもので説明したが、本実施の形態では庫内側面のいずれか一方に配置し、同一側面にサブ光センサ２１ｂを配置する構成としてもよい。これにより光センサの数を減らすことができ、低コスト化を図ることができる。

また、実施の形態１において、天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂ、照明用ＬＥＤ２０ｃ〜２０ｆ、側面下方ＬＥＤ２０ｇ、２０ｈ、およびメイン光センサ２１ａ、２１ｃの取り付け位置は、庫内収納棚１８と扉収納棚１９の間の空間αに配置するもので説明したが、本実施の形態では、複数の庫内収納棚１８が上下方向に配置され、各庫内収納棚１８の前端が鉛直方向で同一位置になく、具体的には、最上段の庫内収納棚１８の前端が最も前に位置し、最下段の庫内収納棚１８の前端よりも前方に位置している。

そして、天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂの前後方向の中心を通る鉛直線が各庫内収納棚１８の最前端（最上段の庫内収納棚１８の前端）より前方に位置する構成としている。

また、メイン光センサ２１ａ、２１ｃは、冷蔵室１２の最下面に位置する収納ケースの上面より上方で、最下段の庫内収納棚１８と下から２段目の庫内収納棚１８との間に位置している。そしてメイン光センサ２１ａ、２１ｃの前後位置は、最下段の庫内収納棚１８および下から２段目の庫内収納棚１８の前端より前方の空間αに配置している。

また、メイン光センサ２１ａの近傍に配置する収納状態検知補正用の青色ＬＥＤ２２ａもメイン光センサ２１ａの配置と同様に最下段の庫内収納棚１８および下から２段目の庫内収納棚１８の前端より前方の空間αに配置している。

したがって、各庫内収納棚１８の前端が鉛直方向で同一位置にない場合においても、天面ＬＥＤ２０ａ、２０ｂ、照明用ＬＥＤ２０ｃ〜２０ｆ、側面下方ＬＥＤ２０ｇ、２０ｈ、およびメイン光センサ２１ａ、２１ｃの取り付け位置を上記のように特定することで、確実に空間αを確保することができ、光源からの照射光の照度減衰量を光センサで検知する本実施の形態の収納状態検知手段の検知精度を高めることができる。

本発明にかかる冷蔵庫は、家庭用または業務用冷蔵庫、冷凍庫に収納量検知機能を設けて、その結果を用いて、節電運転などに運転モードを切換える制御に実施、応用できるものである。

１演算制御部
２メモリ
３扉開閉検知センサ
１１冷蔵庫本体
１２冷蔵室
１２ａ冷蔵室扉（断熱扉）
１３製氷室
１４切換室
１５冷凍室
１６野菜室
１７表示部
１８庫内収納棚
１９扉収納棚
２０照明用ＬＥＤ
２０ａ、２０ｂ天面ＬＥＤ
２０ｃ〜２０ｆ照明用ＬＥＤ
２１ａ、２１ｃメイン光センサ
２１ｂサブ光センサ
２１ｄ〜２１ｑ光センサ
２２ａ青色ＬＥＤ
２３ａ〜２３ｈ収納物
２４ａ〜２４ｊ光
２５冷却風路
２６吐出口
３０圧縮機
３１冷却ファン
３２風量調節ダンパ
３３ヒータ
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ温度サーミスタ
６２基板
６３コネクタ
６４照明カバー
６５ベース
６６外箱
６７内箱
６８断熱材

Claims

冷蔵庫本体と、断熱区画された貯蔵室と、前記貯蔵室を照明するため設置された庫内照明装置と、前記庫内照明装置近傍の温度を検知するための温度検知手段を有し、前記庫内照明装置と温度検知手段は冷蔵庫の内箱に設置されているとともに同一基板上で構成されていることを特徴とする冷蔵庫。
前記同一基板上で構成された庫内照明装置と温度検知手段は、貯蔵室の前面に設置されることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
前記同一基板上で構成された庫内照明装置と温度検知手段は、貯蔵室の天面に設置されることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
前記同一基板上で構成された庫内照明装置と温度検知手段は、貯蔵室の側面に設置されることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
前記同一基板上で構成された庫内照明装置と温度検知手段は、貯蔵室の扉側収納容器と本体側の棚との間に設置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記庫内照明装置は、半導体素子であるＬＥＤ照明で構成され、温度検知手段は面実装サーミスタで構成されている請求項１から５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記貯蔵室の内部に収納物の収納状態を推定する収納状態検知手段と、前記収納状態検知手段は、前記と貯蔵室の内部に設置された光源と前記光源から照射された照射光を検知する検知部である光センサとを有し、前記光センサは、前記照射光が前記収納室の壁面または前記収納物に反射を繰り返し、前記収納室内の明るさの分布が飽和した状態を検知することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記収納状態検知手段の光源は、庫内照明装置と兼用することを特徴とする請求項７に記載の冷蔵庫。