JP6515651B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

この発明は、冷蔵庫に関するものである。

従来における冷蔵庫においては、非接触で温度を検出するマトリクス状もしくはアレイ状に配された複数個の検出素子からなる温度分布検出手段を備え、この温度分布検出手段によって冷蔵室や冷凍室等の室内に収納された貯蔵物の表面温度を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、貯蔵室内の食品の温度を接触又は非接触で検知する食品温度検知装置と、食品温度検知装置が検知した食品温度が、貯蔵室の設定温度より低い所定の低温度である場合に貯蔵室内ファンを動作させて貯蔵室内の空気を強制対流させる解凍運転を行うものも従来において知られている（例えば、特許文献２参照）。

あるいは、水分を含む水分含有物を冷却又は放熱する冷却放熱装置と、水分含有物に波長０．１ｍｍ〜１００ｍｍのミリ波を照射するミリ波照射装置と、水分含有物を透過したミリ波を検出するミリ波検出装置と、ミリ波の照射出力と検出出力から水分含有物の吸収量を演算し水分含有物の相変化状態を検出する相変化検出装置と、検出された相変化状態から冷却放熱装置を制御する冷解凍制御装置と、を備えた冷凍解凍装置も従来において知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００２−０７１２５２号公報 特開２０１２−０４２１３７号公報 特開２０１２−１２２６８０号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に示された従来における冷蔵庫においては、例えばトレイに入れられてラップがかけられた薄切り肉やタッパーに入った食品のように、解凍したい食品の包装と食品の間に空隙がある場合には、当該食品の解凍状態を正確に検知できない可能性がある。また、特許文献３に示された従来技術では、多様な物質の複合体である食品では氷結晶以外の含有物質により光の散乱又は吸収が起きるため、外乱要素が大きく水分含有量の大きな食品でなければ、当該食品の解凍状態を正確に検知できない可能性がある。

この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、従来より広範囲にわたる種類及び包装状態の食品の解凍状態を検出することができる冷蔵庫を得るものである。

この発明に係る冷蔵庫は、内部に収容された食品を凍結点以上の温度環境に維持可能な貯蔵室と、前記貯蔵室内に収容された食品の色を検出する色検出手段と、基準時点からの、前記色検出手段により検出された食品の色の変化量を検出する色変化量検出手段と、前記色変化量検出手段により検出された食品の色の変化量に基づいて、当該食品の解凍を検知する食品解凍検知手段と、を備え、前記色変化量検出手段は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるｂ＊値の変化量を食品の色の変化量として検出し、前記食品解凍検知手段は、ｂ＊値の変化量が予め定められた基準値以上である場合に、当該食品が解凍したことを検知する構成とする。
または、この発明に係る冷蔵庫は、内部に収容された食品を凍結点以上の温度環境に維持可能な貯蔵室と、前記貯蔵室内に収容された食品の色を検出する色検出手段と、基準時点からの、前記色検出手段により検出された食品の色の変化量を検出する色変化量検出手段と、前記色変化量検出手段により検出された食品の色の変化量に基づいて、当該食品の解凍を検知する食品解凍検知手段と、を備え、前記色変化量検出手段は、可視光領域における強度分布の変化を利用して食品の色の変化量を検出する構成とする。
または、この発明に係る冷蔵庫は、内部に収容された食品を凍結点以上の温度環境に維持可能な貯蔵室と、前記貯蔵室内に収容された食品の色を検出する色検出手段と、基準時点からの、前記色検出手段により検出された食品の色の変化量を検出する色変化量検出手段と、前記色変化量検出手段により検出された食品の色の変化量に基づいて、当該食品の解凍を検知する食品解凍検知手段と、を備え、前記色変化量検出手段は、可視光領域中の１以上の特定の波長の強度変化を利用して食品の色の変化量を検出する構成とする。

この発明に係る冷蔵庫においては、従来より広範囲にわたる種類及び包装状態の食品の解凍状態を検出することができるという効果を奏する。

この発明の実施の形態１に係る家庭用冷蔵庫の側断面図である。 この発明の実施の形態１に係る家庭用冷蔵庫の機能的な構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る家庭用冷蔵庫の解凍制御の一例を示すフロー図である。 この発明の実施の形態１に係る家庭用冷蔵庫の解凍制御時のタイミングチャートである。 この発明の実施の形態１に係る家庭用冷蔵庫の食品解凍時の色の変化量の一例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る家庭用冷蔵庫の解凍制御の他の例を示すフロー図である。

この発明を添付の図面を参照しながら説明する。各図を通じて同符号は同一部分又は相当部分を示している。同符号の部分についての重複説明は適宜に簡略化あるいは省略する。

実施の形態１．
図１から図６は、この発明の実施の形態１に係るもので、図１は家庭用冷蔵庫の側断面図、図２は家庭用冷蔵庫の機能的な構成を示すブロック図、図３は家庭用冷蔵庫の解凍制御の一例を示すフロー図、図４は家庭用冷蔵庫の解凍制御時のタイミングチャート、図５は家庭用冷蔵庫の食品解凍時の色の変化量の一例を示す図、図６は家庭用冷蔵庫の解凍制御の他の例を示すフロー図である。

図１に示すように、この発明の実施の形態１に係る家庭用の冷蔵庫本体１は、複数の異なる温度帯の貯蔵室を備えている。これらの複数の貯蔵室は、発泡ウレタン等の断熱部材からなる断熱筐体内において仕切られて設けられている。これらの貯蔵室は、具体的にここでは、冷蔵室２、チルド室３、切替室４、製氷室５、冷凍室６及び野菜室７である。貯蔵室は、冷蔵庫本体１において上下方向に４段構成となって配置されている。

冷蔵室２及びチルド室３は、冷蔵庫本体１の最上段に配置されている。冷蔵室２の前面部には扉が開閉自在に設けられている。冷蔵室２の内部の最下段は仕切られており、チルド室３が設けられている。チルド室３には、引出し式の容器が備えられている。チルド室３は、冷蔵室２の内部に設けられているが、冷蔵室２より低い温度を保つことができる貯蔵室である。

冷蔵室２の１つ下段、すなわち、冷蔵庫本体１の上から２段目には、切替室４及び製氷室５が配置されている。これらの切替室４及び製氷室５は、冷蔵庫本体１の上から２段目において左右に並べて配置されている。このため、図１においては、これらの切替室４及び製氷室５が図面に向かって奥行き方向に重なっている。切替室４は、使用者が操作パネル８を操作することにより、予め定められた複数の設定温度のうちから所望の温度を選択し、室内の温度を切り替えることができる。

切替室４及び製氷室の１つ下段、すなわち、冷蔵庫本体１の上から３段目には、野菜室７が配置されている。野菜室７は、主に野菜や容量の大きな（例えば２Ｌ等）の大型ペットボトル等を収納するためのものである。野菜室７の１つ下段、すなわち、冷蔵庫本体１の最下段には、冷凍室６が配置されている。冷凍室６は、主に貯蔵対象を比較的長期にわたって冷凍保存する際に用いるためのものである。

切替室４、製氷室５、冷凍室６及び野菜室７の各貯蔵室は、引出し状に構成されている。すなわち、これらの貯蔵室は、冷蔵庫本体１内に収容された状態から、それぞれの前面に設けられた前板部を持って手前側へと引き出すことができるようになっている。また、冷蔵庫本体１内に収容した際には、前板部により密閉され、内部の冷気が外部へと漏出することがないようになっている。

冷蔵室２の扉の前面には、操作パネル８が設けられている。この操作パネル８を使用者が操作することで、各貯蔵室の温度調整等を指定することができる。また、操作パネル８に現在の運転状況等の各種情報を表示する液晶ディスプレイ等の表示装置を設けるようにしてもよい。

冷蔵庫本体１は、各貯蔵室へ供給する空気を冷却する冷凍サイクル回路を備えている。冷凍サイクル回路は、圧縮機９、凝縮器（図示せず）、絞り装置（図示せず）及び冷却器１０等によって構成されている。圧縮機９は、冷凍サイクル回路内の冷媒を圧縮し吐出する。凝縮器は、圧縮機９から吐出された冷媒を凝縮させる。絞り装置は、凝縮器から流出した冷媒を膨張させる。冷却器１０は、絞り装置で膨張した冷媒によって各貯蔵室へ供給する空気を冷却する。圧縮機９は、例えば、冷蔵庫本体１の背面側の下部に配置される。

冷蔵庫本体１には、冷凍サイクル回路によって冷却された空気を各貯蔵室へ供給するための風路１１が形成されている。この風路１１は、主に冷蔵庫本体１内の背面側に配置されている。冷凍サイクル回路の冷却器１０は、この風路１１内に設置される。また、風路１１内には、冷却器１０で冷却された空気を各貯蔵室へ送るための送風機１２も設置されている。

送風機１２が動作すると、冷却器１０で冷却された空気（冷気）が風路１１を通って各貯蔵室へと送られる。風路１１は、各貯蔵室に設けられた冷気吹き出し口に通じている。風路１１内の冷気は、冷気吹き出し口を通って各貯蔵室内へと供給される。各貯蔵室内に送られた冷気は、それぞれの貯蔵室内の収容物を冷却した後、図示しない戻り風路を通って冷却器１０のある風路１１内へと戻される。そして、冷却器１０によって再度冷却されて、冷蔵庫本体１内を冷気が循環される。

風路１１からそれぞれの貯蔵室へと通じる中途の箇所には、図示しないダンパが設けられている。各ダンパは、風路１１の各貯蔵室へと通じる箇所を開閉する。ダンパの開閉状態を変化させることで、各貯蔵室へと供給する冷気の送風量を調節することができる。また、冷気の温度は圧縮機９の運転を制御することに調節することができる。

冷蔵庫本体１の例えば背面側の上部には、制御基板１３が収容されている。制御基板１３には、冷蔵庫本体１の動作に必要な各種の制御を実施するための制御回路等が搭載されている。制御基板１３に搭載される制御回路として、例えば、各貯蔵室内の温度及び操作パネル８に入力された情報等に基づいて圧縮機９及び送風機１２の動作並びにダンパの開閉を制御するための回路が挙げられる。

また、他の例として、外部機器との通信を行うための回路も挙げられる。冷蔵庫本体１と通信する外部機器としては、例えば、スマートフォン等の携帯端末がある。使用者は携帯端末で専用アプリケーションを実行することで、例えば、当該携帯端末を操作して設定温度の変更を指示したり、庫内状況を確認したりすることができるようにすることが考えられる。

冷蔵室２の扉の開閉部には扉開閉検知センサ１４が取り付けられている。扉開閉検知センサ１４は、冷蔵室２の扉の開閉状態に応じて開閉検知信号を出力する。扉開閉検知センサ１４から出力された開閉検知信号は、制御基板１３に入力される。制御基板１３は、扉開閉検知センサ１４の開閉検知信号に基づいて、例えば、圧縮機９、送風機１２及びダンパの少なくともいずれかを制御したり、扉の開状態又は閉状態の時間を計測したりする。計測した扉の開状態又は閉状態の時間は、操作パネル８の表示装置等を用いて使用者に知らせてもよい。

また、扉開閉検知センサ１４により扉が開状態であることが一定時間以上継続して検知された場合には、例えばブザー音等を鳴らして使用者の注意を喚起するようにしてもよい。なお、ここでは、扉開閉検知センサ１４は、冷蔵室２の扉についてのみ図示しているが、その他の貯蔵室の扉についても同様に扉の開閉を検知するセンサ（図示省略）が設けられている。

以上のように構成された冷蔵庫本体１は、内部に収容された食品を凍結点以上の温度環境に維持可能な貯蔵室を備えている。ここでは、例えばチルド室３がこのような貯蔵室であるとして説明する。他に例えば、操作パネル８等で設定することにより、切替室４をこのような貯蔵室として用いることも可能である。

内部に収容された食品を凍結点以上の温度環境に維持可能な貯蔵室であるチルド室３内には、カメラ１５及び温度センサ１６が設置されている。カメラ１５は、内部に収容された食品を凍結点以上の温度環境に維持可能な貯蔵室であるチルド室３内に収容された食品の画像を撮影する。カメラ１５により撮影された画像には、チルド室３内に収容された食品の色に関する情報が含まれている。すなわち、カメラ１５はチルド室３内に収容された食品の色を検出可能なセンサであり、この意味で、カメラ１５はチルド室３内に収容された食品の色を検出する色検出手段を構成している。

カメラ１５は、ここでは、チルド室３内の背面と上面との隅角部に取り付けられている。また、カメラ１５は、チルド室３内を照らす光源と一体化されている。温度センサ１６は、チルド室３内の温度を検出するためのものである。

以上のように構成された冷蔵庫本体１の制御機能について、図２を参照しながら説明する。なお、これから説明する制御機能は、主に制御基板１３に搭載された制御回路により実現されている。前述したように、カメラ１５は色検出手段を構成しており、カメラ１５により撮影された画像にはチルド室３内の食品の色に関する情報が含まれている。

色変化量検出部２１は、カメラ１５により撮影された画像に基づいて、基準時点からの、色検出手段すなわちカメラ１５により検出された食品の色の変化量を検出する。この基準時点としては、例えば、チルド室３内に当該食品が収容された時点とする。なお、チルド室３内に食品が収容されたか否かは、例えば、カメラ１５により撮影された画像から判断することができる。

色変化量検出部２１が検出する色の変化量としては、色に関する種々の指標値を用いることができる。具体的に例えば、可視光領域における強度分布（分光スペクトル）の変化、あるいは、可視光領域中の１以上の特定の波長（周波数）の強度変化を利用して色の変化を定量化することができる。

また、色彩を相対的な数値の組として表現するための各表色系で用いられる各属性値を利用することで、色の変化を定量化することもできる。ここでは、色の変化量として、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊（ＣＩＥＬＡＢ）表色系におけるｂ^＊値の変化量を用いる。すなわち、色変化量検出部２１は、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系におけるｂ^＊値の変化量を食品の色の変化量として検出するものとする。

なお、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系におけるｂ^＊値は、当該色の青と黄色との間の位置を示すものである。ｂ^＊の値が正で絶対値が大きくなるほど黄色成分が強くなる。また、ｂ^＊の値が０に近いほど無彩色に近くなる。なお、ｂ^＊の値が負で絶対値が大きくなるほど青成分が強くなる。

食品解凍検知部２２は、色変化量検出部２１により検出された食品の色の変化量に基づいて、チルド室３内の食品の解凍を検知する。前述したように、ここでは、色変化量検出部２１により検出される食品の色の変化量は、ｂ^＊値の変化量である。したがって、ここでは、食品解凍検知部２２は、ｂ^＊値の変化量が予め定められた基準値以上である場合に、当該食品が解凍したことを検知する。

報知部２３は、食品解凍検知部２２がチルド室３内の食品が解凍したことを検知した場合に、チルド室３内の食品が解凍した旨を使用者に報知する。報知部２３は、食品が解凍したことを、例えば、操作パネル８に設けられたＬＥＤを用いて使用者に報知する。ＬＥＤを用いた報知方法の具体例としては、解凍中は「解凍」のＬＥＤを点灯させ、解凍が終了したら「解凍」のＬＥＤを点滅させる等が考えられる。あるいは、操作パネル８の表示装置を用いたり、使用者が所持する携帯端末（スマートフォン等）を用いたり、ブザー音又はチャイム音を鳴らしたりして使用者に報知してもよい。

温度センサ１６は、前述したようにチルド室３内の温度を検出する貯蔵室温度検出手段である。そして、食品解凍制御部２４は、貯蔵室温度検出手段である温度センサ１６が検出したチルド室３内の温度に基づいて、食品が収容されているチルド室３内の温度環境を制御して当該食品を解凍する解凍制御を行う。チルド室３内の温度環境の制御は、前述したように、圧縮機９及び送風機１２の動作並びにダンパの開閉を制御することで行うことができる。

食品解凍制御部２４は、食品解凍検知部２２によりチルド室３内の食品が凍結していることが検知されると、当該食品を解凍する解凍制御を開始する。この解凍制御においては、チルド室３内の温度が当該食品の凍結点以上となるように維持される。この際、ダンパの開閉、冷蔵室２等での温度変動がある場合には、高温側への温度変動時間を延長するようにしてもよい。そして、食品解凍検知部２２が当該食品の解凍を検知すると、食品解凍制御部２４は当該食品の解凍制御を終了する。

食品種類検出部２６は、カメラ１５により撮影された画像に基づいて、チルド室３内に収容された食品の種類を検出する。食品の種類としては、具体的に例えば、肉、魚、野菜及びその他加工食品等が考えられる。なお、食品の種類の判別に、後述する食品容積検出部３０、特に食品面積検出部３２の検出結果を利用するようにしてもよい。そして、食品解凍検知部２２は、食品種類検出部２６により検出された食品の種類に応じて、食品が解凍したことを検知するｂ^＊値の変化量の基準値を設定する。

また、食品解凍制御部２４は、食品種類検出部２６により検出された食品の種類に応じて、解凍制御の内容を変更するようにしてもよい。具体的に例えば、一般的に魚は肉よりも組織が軟弱で壊れやすい。そこで、食品種類検出部２６により検出された解凍対象の食品の種類が魚である場合には、食品解凍制御部２４は、肉よりも時間をかけて緩慢な温度変動で解凍するようにしてもよい。

食品容積検出部３０は、カメラ１５により撮影された画像に基づいて、前記貯蔵室内に収容された食品の容積を検出する。食品容積検出部３０は、食品高さ検出部３１と、食品面積検出部３２とを備えている。食品高さ検出部３１は、カメラ１５により撮影された画像に基づいて、チルド室３内に収容された食品の高さを検出する。

この食品高さ検出部３１による食品の高さの検出方法の一例を次に説明する。まず、チルド室３内の例えば側面等に図示しない高さ基準マークを設けておく。この高さ基準マークの高さ寸法は予め設定されたものであり既知である。そして、食品高さ検出部３１は、カメラ１５により撮影された画像における高さ基準マークと食品とを比較する。前述したように高さ基準マークの高さ寸法は既知であるから、カメラ１５により撮影された画像内における高さ基準マークと食品の高さとの比から、当該食品の高さを求めることができる。なお、高さ基準マークに目盛りを設けておき、この目盛りを用いて食品の高さを求めるようにしてもよい。

また、食品面積検出部３２は、カメラ１５により撮影された画像に基づいて、チルド室３内に収容された食品の底面積を検出する。この食品面積検出部３２による食品の底面積の検出も、先程の食品の高さの検出と同様に、カメラ１５により撮影された画像内において何らかの面積の基準となるものと比較することにより行うことができる。ここで、解凍のためにチルド室３内に入れられた食品はチルド室３内の下面上に置かれる場合がほとんどであると考えられるため、特にマークを設けなくともチルド室３の下面を基準として当該食品の底面積を求めることが可能である。

食品容積検出部３０は、以上のようにして食品高さ検出部３１により検出されたチルド室３内に収容された食品の高さと食品面積検出部３２により検出された当該食品の底面積とを乗じることで、当該食品の容積の推測値を求める。このようにして、食品の高さと底面積と検出した上で当該食品の容積を求めるようにすることで、食品容積検出部３０は、チルド室３内の食品の容積をより正確に検出することができる。

解凍時間予測部２５は、食品容積検出部３０により検出された食品の容積に基づいて、当該食品の解凍時間を予測する。一般に食品の容積及び重量が大きいほど、解凍に必要な時間は長くなる。解凍時間予測部２５は、例えば、食品の容積から予測解凍時間を算出する式を予め記憶しておき、この式を用いて予測解凍時間を算出する。あるいは、具体的な食品の容積の値に対する予測解凍時間をテーブル形式で予め記憶しておいてもよい。

解凍時間予測部２５は、予測した当該食品の解凍時間を食品種類検出部２６により検出された食品の種類に基づいて補正するようにしてもよい。この補正は、式を用いて解凍時間を算出する場合には、例えば、当該式中に食品の種類に応じて変化するパラメータを含むようにすることで行うことができる。また、解凍時間テーブルを用いる場合には、例えば、解凍時間テーブルから求めた解凍時間に補正用の係数を乗じる等の補正操作を行うことで補正することができる。あるいは、食品の種類毎に解凍時間テーブルを持つようにしても補正を行うことができる。

また、解凍中に冷蔵室２の扉が開閉されたり、他の貯蔵室の状態も含めた冷蔵庫本体１の運転状況によってもチルド室３内の食品の解凍に必要な時間が変化する可能性がある。そこで、解凍時間予測部２５は、予測した当該食品の解凍時間を食品解凍検知部２２により検知される当該食品の解凍状態によって補正するようにしてもよい。

この際、食品解凍検知部２２により検知される食品の解凍状態としては、解凍されたか否かという点だけでなく、どの程度解凍されたのかという解凍の進み具合を反映したものであることが好ましい。そこで、例えば、色変化量検出部２１により検出された食品の色の変化量と、食品解凍検知部２２が当該食品が解凍されたと判断する前記基準値との比で食品の解凍状態を定量化し、解凍時間予測部２５は、この定量化された食品の解凍状態を用いて食品の予測解凍時間を補正するようにすることが考えられる。

このように、解凍時間予測部２５は、食品の予測解凍時間を当該食品の種類及び解凍状態の一方又は両方によって補正するようにすることで、より正確に当該食品の解凍に必要な時間を予測することができる。

報知部２３は、解凍時間予測部２５により予測されたチルド室３内の食品の解凍時間を使用者に報知する。この報知は、例えば、操作パネル８の表示装置あるいは使用者が所持するスマートフォン等の携帯端末を用いて行うことができる。具体的な報知内容としては、例えば、「あと○時間程度で解凍終了します」等のメッセージが考えられる。また、他に例えば、解凍までに必要な残り時間をＬＥＤ等により表示することも考えられる。このように、食品の予測解凍時間を使用者に知らせることで、使用者は当該食品が解凍されるまであとどのくらいの時間が必要であるかの目安を知ることができ、利便性を向上することができる。

なお、色検出手段としては、以上で説明したカメラ１５の他、光源及び光学センサを用いることもできる。この場合、光学センサは、色変化量検出部２１が食品の色の変化量として用いる指標値を検出可能なものが用いられる。すなわち、以上で説明した例においては、カメラ１５に代えて、ｂ^＊値を検出可能な光学センサと光源とを設けるようにしてもよい。また、例えば、特定波長の強度変化を利用して色の変化を定量化する場合には、当該特定波長の分光反射率を測定可能な光学センサと光源とを用いればよい。

次に、以上のように構成された冷蔵庫本体１において食品の解凍を行う際の動作の流れについて図３を参照しながら説明する。まず、冷蔵室２の扉が開きチルド室３の容器が引き出されてチルド室３内に凍結した食品が新たに入れられる。すると、図３のステップＳ１で、カメラ１５の撮影画像により、チルド室３内に食品が投入されたことを検出する。

続いて、冷蔵室２の扉が閉じられると、ステップＳ２で、扉開閉検知センサ１４により冷蔵室２の扉が閉じられたことを検知する。ここで、図１に示す構成上、冷蔵室２の扉が閉じられると、冷蔵室２の扉にチルド室３の容器が押されて、チルド室３も閉じられることになる。したがって、扉開閉検知センサ１４により冷蔵室２の扉が閉じられたことを検知した場合、すなわち、チルド室３も閉じられたと判断することができる。

次に、ステップＳ３へと進み、チルド室３内に入れられた食品の形状を測定する。ここでは、特に食品面積検出部３２により、当該食品の底面積を検出することで、当該食品の形状を測定する。

そして、ステップＳ４へと進み、チルド室３に入れられた食品の初期の色Ｆ＿ｃ＿ｉｎｉを測定する。この測定は具体的には、次のようにして行われる。すなわち、色変化量検出部２１は、カメラ１５により撮影された画像に基づいて、当該食品のｂ^＊値を検出する。そして、検出したｂ^＊値を、食品投入時点すなわち基準時点における当該食品の色Ｆ＿ｃ＿ｉｎｉとして記憶する。

次に、ステップＳ５へと進み、食品種類検出部２６は、カメラ１５により撮影された画像に基づいて、チルド室３内に収容された食品の種類を検出する。この食品の種類の検出においては、ステップＳ３で測定された当該食品の面積も活用される。また、ステップＳ５においては、食品解凍検知部２２は、色変化量検出部２１により検出された当該食品の色Ｆ＿ｃ＿ｉｎｉに基づいて、当該食品が凍結状態であるか非凍結状態であるかを推定する。ステップＳ５の後はステップＳ６へと進む。

このステップＳ６においては、ステップＳ５で検出、推定した食品の状態に応じて、食品解凍制御部２４による制御内容を選定する。具体的には、食品が凍結状態でない場合には、現状のチルド状態を維持する制御内容を選定する。また、食品が凍結状態である場合には制御内容として解凍制御を選定する。すなわち、チルド室３内の温度を当該食品の凍結点以上にする制御内容を選定する。さらに、この際、解凍制御の具体的な内容が当該食品の種類に応じて選定される。

こうして制御内容が選定されると、この選定された内容での制御が開始される。以降においては、食品が凍結状態であり、食品解凍制御部２４により解凍制御が行われた場合について説明する。食品解凍制御部２４による解凍制御が開始されると、ステップＳ７において、色変化量検出部２１は、カメラ１５により撮影された画像に基づいて食品のｂ^＊値を検出する。そして、検出したｂ^＊値を、現時点すなわち解凍中における当該食品の色Ｆ＿ｃとする。

次に、ステップＳ８へと進み、色変化量検出部２１は、食品の色の変化量Δｂ^＊、すなわち、ステップＳ７で検出した解凍中の色Ｆ＿ｃとステップＳ４で検出した初期の色Ｆ＿ｃ＿ｉｎｉとの差（Ｆ＿ｃ−Ｆ＿ｃ＿ｉｎｉ）を算出する。そして、食品解凍検知部２２は、Δｂ^＊（＝Ｆ＿ｃ−Ｆ＿ｃ＿ｉｎｉ）が、予め設定された基準値Ｆ＿ｌｉｍｉｔ以上であるか否かを判定する。Δｂ^＊（＝Ｆ＿ｃ−Ｆ＿ｃ＿ｉｎｉ）がＦ＿ｌｉｍｉｔ以上でない場合、当該食品はまだ解凍されていないと判断し、ステップＳ７へと戻る。

一方、ステップＳ８において、Δｂ^＊（＝Ｆ＿ｃ−Ｆ＿ｃ＿ｉｎｉ）がＦ＿ｌｉｍｉｔ以上である場合、食品解凍検知部２２は、当該食品が解凍されたことを検知する。食品解凍検知部２２が当該食品の解凍を検知するとステップＳ９へと進む。ステップＳ９においては、報知部２３は、当該食品の解凍が終了したことを使用者に報知する。そして、一連の動作フローは終了となる。

次に、以上のような図３のフローに従って動作した際の、冷蔵庫本体１の各部の動作等について図４を参照しながら説明する。まず、図３のステップＳ１からＳ６の間は、まだ食品解凍制御部２４による解凍制御は実施されていない。したがって、各部の動作は通常通りである。すなわち、圧縮機９及び送風機１２は、一定周期で断続的にＯＮ／ＯＦＦが繰り返される。また、チルド室３の設定温度は相対的に低い状態に保たれ、チルド室３のダンパは相対的に短い周期で開閉が繰り返される。また、この際における食品の色は基準時点のＦ＿ｃ＿ｉｎｉであり、報知部２３による解凍報知はＯＦＦである。

これが図３のステップＳ７及びＳ８となると、食品解凍制御部２４による解凍制御が実施される。この状態では、チルド室３のダンパは相対的に長い周期で開閉が繰り返され、チルド室３の設定温度は相対的に高い状態に保たれる。そして、食品の解凍が進むにつれ、食品の色Ｆ＿ｃが変化してΔｂ^＊（＝Ｆ＿ｃ−Ｆ＿ｃ＿ｉｎｉ）がＦ＿ｌｉｍｉｔへと近づいていく。なお、ここでは、解凍制御中であっても圧縮機９及び送風機１２の動作は解凍制御前と変化しない。

そして、Δｂ^＊（＝Ｆ＿ｃ−Ｆ＿ｃ＿ｉｎｉ）がＦ＿ｌｉｍｉｔになると、食品の解凍が終了したと判断し、図３のステップＳ９へと進む。食品の解凍が終了したと判断すると、食品解凍制御部２４による解凍制御は終了となる。このため、チルド室３のダンパは相対的に短い周期で開閉が繰り返され、チルド室３の設定温度は相対的に低く保たれた状態へと戻る。また、報知部２３による解凍報知がＯＮとなる。

図５に示すのは、冷凍室６で凍結した牛ステーキ肉をチルド室３で解凍した場合において、一定の時間間隔でカメラ１５により撮影した画像に基づいて検出したｂ^＊の変化量Δｂ^＊と、解凍品（牛ステーキ肉）の温度との関係である。この図５から分かるように、解凍品（牛ステーキ肉）の温度が上昇して解凍が進むほど、Δｂ^＊の値が大きくなる。そして、実験では凍結した牛ステーキ肉が包丁で切断できるようになるΔｂ^＊が３．５以上になると牛ステーキ肉が包丁で切断可能にまで解凍された。

なお、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系においては、ｂ^＊の他にもＬ^＊及びａ^＊の属性値があるが、食品の解凍時においてｂ^＊が最も顕著に変化した。また、肉眼では図５中のどの時点においても、生肉より赤黒い凍結した肉の色をしており、肉眼で牛ステーキ肉が包丁により切断可能にまで解凍された状態であることを判別することは困難であった。

このような実験結果に基づいて、基準値Ｆ＿ｌｉｍｉｔの具体的な値を決定することができる。すなわち、例えば、この実験で用いた大きめのステーキ肉のように切断したいが加熱調理するので完全解凍の必要がない場合は、Δｂ^＊の基準値Ｆ＿ｌｉｍｉｔを３．５にすればよい。基準値Ｆ＿ｌｉｍｉｔを３．５とすると、凍ってはいるが包丁で切断できる状態で解凍を終了することができる。

また、例えば、マグロのサクのように、ほぼ生になるまで解凍したい場合はΔｂ^＊の基準値Ｆ＿ｌｉｍｉｔを大きめの１０にすればよい。基準値Ｆ＿ｌｉｍｉｔを１０とすると、ほぼ完全に生の状態に戻ったところで解凍を終了することができる。

なお、このような基準値Ｆ＿ｌｉｍｉｔの設定は、前述したように食品種類検出部２６により検出された食品の種類に応じて自動的に行われるようにしてもよい。また、使用者が操作パネル８を操作することで、どの程度まで解凍したところで解凍を終了したいかを使用者自ら選択して設定することができるようにしてもよい。

以上で説明した図３のフロー図は、解凍時間予測部２５による解凍時間の予測を行わずに解凍のみを実施する場合のものであった。これに対し、解凍時間予測部２５による解凍時間の予測を行いつつ解凍のみを実施する場合の動作について図６のフロー図を参照しながら説明する。なお、図６において図３のステップ番号と同一のステップは、同一の内容であるため、その説明は適宜に省略する。

まず、ステップＳ１及びＳ２でチルド室３内に食品が投入されて扉が閉じられると、ステップＳ１０へと進む。ステップＳ１０においては、チルド室３内に入れられた食品の形状を測定する。ここでは、食品高さ検出部３１による当該食品の高さの検出と、食品面積検出部３２による当該食品の底面積の検出の両方が行われる。そして、食品容積検出部３０は、検出した当該食品の高さと底面積とから、当該食品の容積を求める。

ステップＳ１０の後は、ステップＳ４からＳ６が実行される。そして、ステップＳ６の後はステップＳ１１へと進む。ステップＳ１１においては、解凍時間予測部２５は、ステップＳ１０で求めた食品の容積、ステップＳ５で求めた当該食品の種類及び凍結状態に基づいて、当該食品の解凍時間ｔｉｍｅ＿ｍｅｌｔを算出する。算出した解凍時間ｔｉｍｅ＿ｍｅｌｔは、報知部２３により使用者に報知される。

ステップＳ１１の後は、ステップＳ７及びＳ８が実行される。そして、ステップＳ８でΔｂ^＊（＝Ｆ＿ｃ−Ｆ＿ｃ＿ｉｎｉ）がＦ＿ｌｉｍｉｔ以上である場合、食品が解凍されたと判断してステップＳ９へと進み、報知部２３は当該食品の解凍が終了したことを使用者に報知する。

一方、Δｂ^＊（＝Ｆ＿ｃ−Ｆ＿ｃ＿ｉｎｉ）がＦ＿ｌｉｍｉｔ以上でない場合は、ステップＳ１２へと進む。ステップＳ１２においては、解凍時間予測部２５は、使用者からの解凍進捗状況の報知要求があるか否かを確認する。なお、解凍進捗状況の報知要求は、例えば、使用者が操作パネル８又は携帯端末を操作することにより行うことができる。解凍進捗状況の報知要求がない場合、ステップＳ７へと戻る。

一方、解凍進捗状況の報知要求がある場合には、ステップＳ１３へと進む。ステップＳ１３においては、解凍時間予測部２５は、現時点での最新の解凍時間ｔｉｍｅ＿ｍｅｌｔを算出して更新する。この最新の解凍時間ｔｉｍｅ＿ｍｅｌｔの算出は、例えば、次の（１）式により行う。

ｔｉｍｅ＿ｍｅｌｔ（ｎ）＝ｔｉｍｅ＿ｍｅｌｔ（ｎ−１）×ｆ（Ｆ＿ｌｉｍｉｔ） ・・・ （１）

この（１）式において、ｔｉｍｅ＿ｍｅｌｔ（ｎ−１）は前回算出した解凍時間であり、ｔｉｍｅ＿ｍｅｌｔ（ｎ）は最新の解凍時間である。ｆ（Ｆ＿ｌｉｍｉｔ）は、基準値Ｆ＿ｌｉｍｉｔの関数であり、予め定められている。このように、前回の解凍時間ｔｉｍｅ＿ｍｅｌｔに色変化Ｆ＿ｌｉｍｉｔを変数とした関数ｆの値を乗じることで補正し、解凍時間ｔｉｍｅ＿ｍｅｌｔを最新のものに更新する。ステップＳ１３の後は、ステップＳ１４へと進み、ステップＳ１３で更新後の解凍時間ｔｉｍｅ＿ｍｅｌｔを報知部２３により使用者に報知する。そして、ステップＳ７へと戻る。

以上のように構成された冷蔵庫は、内部に収容された食品を凍結点以上の温度環境に維持可能な貯蔵室である例えばチルド室３と、貯蔵室内に収容された食品の色を検出するカメラ１５と、基準時点からの、カメラ１５により検出された食品の色の変化量を検出する色変化量検出部２１と、色変化量検出部２１により検出された食品の色の変化量に基づいて、当該食品の解凍を検知する食品解凍検知部２２と、を備えている。

このため、ラップがかけられたトレイ又はタッパー等の可視光を透過させる包装又は容器に入れられた食品であれば、包装又は容器と当該食品との間に空隙があっても、当該食品の解凍を検知することができる。また、水分含有量が少ない食品であっても、水分含有量の影響を受けることなく、当該食品の解凍を検知することができる。したがって、従来より広範囲にわたる種類及び包装状態の食品の解凍状態を検出することが可能である。

また、食品解凍制御部２４は、食品解凍検知部２２が当該食品の解凍を検知すると、当該食品の解凍制御を終了するようにすることで、より適切なタイミングで当該食品の解凍を終了し、当該食品を使用者の望む状態で提供することが可能となる。

さらに、カメラ１５により撮影された画像に基づいて、貯蔵室（チルド室３）内に収容された食品の種類を検出する食品種類検出部２６を備え、食品解凍検知部２２は、食品種類検出部２６により検出された食品の種類に応じて、当該食品の解凍を検知する色の変化量の基準値を設定することで、食品の種類に応じてより正確な解凍状態の検出を行うことができ、ひいては、食品解凍制御部２４がより適切な解凍制御を行うことが可能となる。

１ 冷蔵庫本体、 ２ 冷蔵室、 ３ チルド室、 ４ 切替室、 ５ 製氷室、 ６ 冷凍室、 ７ 野菜室、 ８ 操作パネル、 ９ 圧縮機、 １０ 冷却器、 １１ 風路、 １２ 送風機、 １３ 制御基板、 １４ 扉開閉検知センサ、 １５ カメラ、 １６ 温度センサ、 ２１ 色変化量検出部、 ２２ 食品解凍検知部、 ２３ 報知部、 ２４ 食品解凍制御部、 ２５ 解凍時間予測部、 ２６ 食品種類検出部、 ３０ 食品容積検出部、 ３１ 食品高さ検出部、 ３２ 食品面積検出部

Claims (11)

1. 内部に収容された食品を凍結点以上の温度環境に維持可能な貯蔵室と、
   前記貯蔵室内に収容された食品の色を検出する色検出手段と、
   基準時点からの、前記色検出手段により検出された食品の色の変化量を検出する色変化量検出手段と、
   前記色変化量検出手段により検出された食品の色の変化量に基づいて、当該食品の解凍を検知する食品解凍検知手段と、を備え、
   前記色変化量検出手段は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるｂ＊値の変化量を食品の色の変化量として検出し、
   前記食品解凍検知手段は、ｂ＊値の変化量が予め定められた基準値以上である場合に、当該食品が解凍したことを検知する冷蔵庫。
2. 前記色検出手段は、前記貯蔵室内に収容された食品の画像を撮影するカメラを備えた請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記カメラにより撮影された画像に基づいて、前記貯蔵室内に収容された食品の種類を検出する食品種類検出手段を備え、
   前記食品解凍検知手段は、前記食品種類検出手段により検出された食品の種類に応じて、前記基準値を設定する請求項２に記載の冷蔵庫。
4. 前記カメラにより撮影された画像に基づいて、前記貯蔵室内に収容された食品の容積を検出する食品容積検出手段と、
   前記食品容積検出手段により検出された食品の容積に基づいて、当該食品の解凍時間を予測する解凍時間予測手段と、
   前記解凍時間予測手段により予測された当該食品の解凍時間を使用者に報知する報知手段と、を備えた請求項３に記載の冷蔵庫。
5. 前記解凍時間予測手段は、予測した当該食品の解凍時間を前記食品種類検出手段により検出された食品の種類に基づいて補正する請求項４に記載の冷蔵庫。
6. 前記食品容積検出手段は、
   前記カメラにより撮影された画像に基づいて、前記貯蔵室内に収容された食品の高さを検出する高さ検出手段と、
   前記カメラにより撮影された画像に基づいて、前記貯蔵室内に収容された食品の底面積を検出する底面積検出手段と、を備え、
   前記高さ検出手段により検出された前記貯蔵室内に収容された食品の高さと前記底面積検出手段により検出された当該食品の底面積とを用いて当該食品の容積を求める請求項４又は請求項５に記載の冷蔵庫。
7. 前記貯蔵室内に予め設定された高さ寸法を持つ高さ基準マークが設けられ、
   前記高さ検出手段は、前記カメラにより撮影された画像における前記高さ基準マークと食品との比較により、当該食品の高さを検出する請求項６に記載の冷蔵庫。
8. 前記貯蔵室内の温度を検出する貯蔵室温度検出手段と
   貯蔵室温度検出手段により検出された前記貯蔵室内の温度に基づいて、食品が収容されている前記貯蔵室内の温度環境を制御して当該食品を解凍する解凍制御を行う解凍制御手段と、を備え、
   前記解凍制御手段は、前記食品解凍検知手段が当該食品の解凍を検知すると、当該食品の解凍制御を終了する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
9. 前記貯蔵室は、チルド室である請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
10. 内部に収容された食品を凍結点以上の温度環境に維持可能な貯蔵室と、
    前記貯蔵室内に収容された食品の色を検出する色検出手段と、
    基準時点からの、前記色検出手段により検出された食品の色の変化量を検出する色変化量検出手段と、
    前記色変化量検出手段により検出された食品の色の変化量に基づいて、当該食品の解凍を検知する食品解凍検知手段と、を備え、
    前記色変化量検出手段は、可視光領域における強度分布の変化を利用して食品の色の変化量を検出する冷蔵庫。
11. 内部に収容された食品を凍結点以上の温度環境に維持可能な貯蔵室と、
    前記貯蔵室内に収容された食品の色を検出する色検出手段と、
    基準時点からの、前記色検出手段により検出された食品の色の変化量を検出する色変化量検出手段と、
    前記色変化量検出手段により検出された食品の色の変化量に基づいて、当該食品の解凍を検知する食品解凍検知手段と、を備え、
    前記色変化量検出手段は、可視光領域中の１以上の特定の波長の強度変化を利用して食品の色の変化量を検出する冷蔵庫。

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