JP2009085527A

JP2009085527A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2009085527A
Application number: JP2007257314A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Inai; 啓伊内; Teruo Fujikoso; 輝夫藤社
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-10-01
Filing date: 2007-10-01
Publication date: 2009-04-23

Abstract

【課題】部屋内における人の所在位置に応じてその時の送風方向、送風量および設定温度を制御し、より効率的で快適な空調条件を提供すること。
【解決手段】人体の存在位置を検知するよう、一定の赤外線検知領域を有し、ほぼ同等の感度である赤外線センサー１ａおよび赤外線センサー１ｃの２個を検知領域が重ならないように配置し、更に前記記載の赤外線センサー１ａおよび赤外線センサー１ｃとほぼ同等の感度である赤外線センサー１ｂを前記記載の赤外線センサー１ａおよび赤外線センサー１ｂ各々に検知領域が一部重なるように配置し、前記記載の赤外線センサー３個より得られる出力を各々同一の閾値レベルで判別することによって各々の検知領域における人体存在を判定し、判定結果から風向、風量および設定温度を変更することにより、効率的で快適な空調条件が得られる。
【選択図】図５

Description

本発明は部屋内における人の所在位置に応じてその時の送風方向、送風量および設定温度を制御し、より効率的で快適な空調条件が得られるようにした空気調和機に関するものである。

従来、人体、自動車または工作物の存在位置を検知することにより自動ドアの開閉制御や防犯警報装置の起動制御または駐車場の整理或いは空気調和機、照明灯、工場の生産ライン等の自動制御等に利用できる物体存在位置検知装置は、所定の検知領域を複数の単位領域に区画し、各単位領域に個々に対応させて複数個の物体検知器を対設することで、物体の存在位置を検知するものが一般に採用されている。

また、特許文献１に記載されているように複数の赤外線センサーを設け、互いの検知領域の一部を重複させることにより赤外線センサーの個々の検知領域に加えて重複領域をもそれぞれ検出し、赤外線センサーの個数を越える領域の被検出体の有無の検出を可能とするものがあった。

また、各単位領域からの光が１個のセンサーに入射するよう構成する一方、各入射光の透過、遮断機能を有するとともに透過する入射光を順次切り換えていく切換機構を設けた物体存在位置検知装置が提案されている。
特開平２−１３４５９３号公報

しかしながら、人体を検知する為に各単位領域毎に人体検知センサー等の高価な検知器を設ける場合、極めてコスト高となるという課題を有していた。

また、前記記載の物体存在位置検知装置は、検知センサーは１個と少ないが、各単位領域からの光を各々対応する集光用光学系を介して検知センサーに択一的に入射させる回転機能または移動機能を備えた切換手段と、この切換手段を作動して各単位領域毎の判別結果を順次記憶する記憶手段と、各単位領域毎の２度の判別結果に基づいて人体等の存在を確定する確定手段とを必要とし、構成の複雑化に伴って故障等の発生の頻度が高く、信頼性が低いという課題を有していた。

また、特許文献１に記載の人体検知手段において、同一の物体に対して各々の赤外線センサーの出力値が異なり、判別しようとする検知位置を誤検知するという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、各々の赤外線センサーの感度及び設置角度を調整することで、誤検知がなく信頼性が高い人体検知センサーを搭載した空気調和機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、人体の存在位置を検知するよう、一定の赤外線検知領域を有し、ほぼ同等の感度である複数の赤外線センサーを検知領域が一部重なるように配置し、前記赤外線センサーより得られる出力を各々同一の閾値レベルで判別することによって各々の検知領域における人体存在を判定する検知手段を有する人体検知センサーを設けたものである。

本発明の空気調和機は、人体存在位置の正確な検知結果から人体存在位置に最適な送風方向、送風量、設定温度によって制御することができ、快適な環境をユーザーに提供することができる。

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。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における空気調和機の一部を構成する人体検知センサーの制御ブロック図である。赤外線センサー１ａ、赤外線センサー１ｂ、赤外線センサー１ｃからの出力信号は夫々増幅回路２および入力回路３を通過し、信号分析手段４へ入力される。信号分析手段４で人体の存在位置が判定され、その結果が出力回路５を介して風向を制御する風向変更手段６、風量を制御する風量変更手段７および設定温度を制御する設定温度変更手段８に送られ、本発明の空気調和機が制御される。

図２は、人体検知センサーユニットセンサー部の構成を示す図である。

図２において、人体検知センサーユニットセンサー部１は、感度が同等の赤外線センサー１ａ、１ｂ、１ｃの３個の赤外線センサーから構成されている。

赤外線センサー１ａ、１ｂ、１ｃはそれぞれ、人体から放射される赤外線量の差分を検出して電気信号に変換するセンサー素子９ａ、９ｂ、９ｃと、複数の部分検出エリアに分割され、センサー素子９と一対に配設され、このセンサー素子９ａ、９ｂ、９ｃ上に焦点を結び赤外線を集光するフレネルレンズ１０ａ、１０ｂ、１０ｃとからなる。

人体検知センサーユニットセンサー部１には、赤外線センサーの保護等のため、その前面にカバー１１が設けられている。

ここで、「同等の感度」とは、同等の空調条件において同一の物体（同一温度）を同一距離で検知した際に、同等の出力が出ることを意味する。この「感度」については、通常、フレネルレンズの厚みや形状、カバーの厚みや形状、センサー素子等、多くの技術的要因によって変化をするが、各赤外線センサー１ａ、１ｂ、１ｃが同等の感度を有するよう、これら技術的要因を設定するものである。

赤外線センサー１ａと赤外線センサー１ｂおよび赤外線センサー１ａと赤外線センサー１ｃは、検知領域が一部重なるように配置されている。また、赤外線センサー１ｂと赤外線センサー１ｃは、検知領域が重ならないように配置されている。ここで、赤外線センサー１ａが検知する領域で赤外線センサー１ｂと検知領域が重なっていない領域は検知領域Ａ、赤外線センサー１ａと赤外線センサー１ｂの検知領域が重なっている領域は検知領域Ｂ、赤外線センサー１ｂが検知する領域で赤外線センサー１ａおよび赤外線センサー１ｃと検知領域が重なっていない領域は検知領域Ｃ、赤外線センサー１ｂと赤外線センサー１ｃの検知領域が重なっている領域は検知領域Ｄ、赤外線センサー１ｃが検知する領域で赤外線センサー１ｂと検知領域が重なっていない領域は検知領域Ｅである。

以上のように構成された人体検知センサーについて、図３に従って以下にその動作を説明する。

赤外線センサー１ａのみ人体が輻射する赤外線を検知した場合には、人体が検知領域Ａに存在すると判定する。赤外線センサー１ａと赤外線センサー１ｂが同時に人体を検知した場合には、人体が検知領域Ｂに存在すると判定する。赤外線センサー１ｂのみ人体を検知した場合には、人体が検知領域Ｃに存在すると判定する。赤外線センサー１ｂと赤外線センサー１ｃが同時に人体を検知した場合には、人体が検知領域Ｄに存在すると判定する。赤外線センサー１ｃのみ人体を検知した場合には、人体が検知領域Ｄに存在すると判定する。赤外線センサー１ａと赤外線センサー１ｃが同時に人体を検知した場合には、人体が検知領域ＡおよびＥに存在すると判定する。赤外線センサー１ａ、赤外線センサー１ｂおよび赤外線センサー１ｃの全てのセンサーが同時に人体を検知した場合には、人体が全ての領域に存在すると判定する。赤外線センサー１ａ、赤外線センサー１ｂおよび赤外線センサー１ｃの全てのセンサーが人体を検知しなかった場合には、人体が不在と判定する。

以上のように、赤外線センサー１ａ、赤外線センサー１ｂおよび赤外線センサー１ｃの検知結果から人体の存在位置が推測できる。

前記人体の存在位置の正確な推測結果から風向、風量および設定温度を制御することにより、効率的で快適な空調条件が得られる。

以上の本実施の形態の動作の流れを図４を用いて説明する。

ＳＰ１において、赤外線センサー１ａが物体の輻射する赤外線を検知したときＳＰ２に進み、赤外線センサー１ａが物体の輻射する赤外線を検知していないときはＳＰ１３に進む。次にＳＰ２において出力電圧ΔＶａがΔＶｔｈ以上であるかを判断し、出力電圧ΔＶａがΔＶｔｈ以上であればＳＰ３に進み、出力電圧ΔＶａがΔＶｔｈ未満であればＳＰ１３に進む。

ＳＰ３において、赤外線センサー１ｂが物体の輻射する赤外線を検知したときＳＰ４に進み、赤外線センサー１ｂが物体の輻射する赤外線を検知していないときはＳＰ９に進む。次にＳＰ４において出力電圧ΔＶｂがΔＶｔｈ以上であるかを判断し、出力電圧ΔＶｂがΔＶｔｈ以上であればＳＰ５に進み、出力電圧ΔＶｂがΔＶｔｈ未満であればＳＰ９に進む。

ＳＰ５において、赤外線センサー１ｃが物体の輻射する赤外線を検知したときＳＰ６に進み、検知していないときはＳＰ８に進み、人体が存在する領域は検知領域Ｂであると判断する。次にＳＰ６において出力電圧ΔＶｃがΔＶｔｈ以上であるかを判断し、出力電圧ΔＶｂがΔＶｔｈ以上であればＳＰ７に進み、人体が存在する領域は検知領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅであると判断し、出力電圧ΔＶｃがΔＶｔｈ未満であればＳＰ８に進み、人体が存在する領域は検知領域Ｂであると判断する。

ＳＰ３およびＳＰ４から進んだＳＰ９において、赤外線センサー１ｃが物体の輻射する赤外線を検知したときＳＰ１０に進み、検知していないときはＳＰ１２に進み、人体が存在する領域は検知領域Ａであると判断する。次にＳＰ１０において出力電圧ΔＶｃがΔＶｔｈ以上であるかを判断し、出力電圧ΔＶｂがΔＶｔｈ以上であればＳＰ１１に進み、人体が存在する領域は検知領域Ａ，Ｅであると判断し、出力電圧ΔＶｃがΔＶｔｈ未満であればＳＰ８に進み、人体が存在する領域は検知領域Ａであると判断する。

ＳＰ１およびＳＰ２から進んだＳＰ１３において、赤外線センサー１ｂが物体の輻射する赤外線を検知したときＳＰ１４に進み、赤外線センサー１ｂが物体の輻射する赤外線を検知していないときはＳＰ１９に進む。次にＳＰ１４において出力電圧ΔＶｂがΔＶｔｈ
以上であるかを判断し、出力電圧ΔＶｂがΔＶｔｈ以上であればＳＰ５に進み、出力電圧ΔＶｂがΔＶｔｈ未満であればＳＰ１９に進む。

ＳＰ１５において、赤外線センサー１ｃが物体の輻射する赤外線を検知したときＳＰ１６に進み、検知していないときはＳＰ１８に進み、人体が存在する領域は検知領域Ｃであると判断する。次にＳＰ１６において出力電圧ΔＶｃがΔＶｔｈ以上であるかを判断し、出力電圧ΔＶｂがΔＶｔｈ以上であればＳＰ１７に進み、人体が存在する領域は検知領域Ｄであると判断し、出力電圧ΔＶｃがΔＶｔｈ未満であればＳＰ１８に進み、人体が存在する領域は検知領域Ｃであると判断する。

ＳＰ１３およびＳＰ１４から進んだＳＰ１９において、赤外線センサー１ｃが物体の輻射する赤外線を検知したときＳＰ２０に進み、検知していないときはＳＰ２２に進み、人体が存在する領域は存在しないと判断する。次にＳＰ２０において出力電圧ΔＶｃがΔＶｔｈ以上であるかを判断し、出力電圧ΔＶｂがΔＶｔｈ以上であればＳＰ２１に進み、人体が存在する領域は検知領域Ｅであると判断し、出力電圧ΔＶｃがΔＶｔｈ未満であればＳＰ２２に進み、人体が存在する領域は存在しないと判断する。

前記記載のステップに従い人体検知領域が確定した後、ＳＰ２３に進み人体検知領域データが格納され、ＳＰ２４にて結果が出力される。

ここで、本実施の形態における一連の動作の一例を図５および図６を用いて説明する。

図５は、本発明の空気調和機９をある部屋の壁の左右方向中央部に設置したときの状態を示した図である。

図６は、図５に記載の空気調和機９に搭載されている赤外線センサー１ａ、赤外線センサー１ｂおよび赤外線センサー１ｃの出力信号を示した図である。

空気調和機１２の使用者が時刻ｔ１からｔ２の時、検知領域Ｂに存在した場合、赤外線センサー１ａ、赤外線センサー１ｂおよび赤外線センサー１ｃの出力信号は、図６に記載の時刻ｔ１から時刻ｔ２におけるような波形となる。このときΔＶａ＝｜Ｖａｔ１−Ｖａｔ２｜およびΔＶｂ＝｜Ｖｂｔ１−Ｖｂｔ２｜が検知閾値ΔＶｔｈより大きな値であり、ΔＶｃ＝｜Ｖｃｔ１−Ｖｃｔ２｜が検知閾値ΔＶｔｈより小さな値であることから、空気調和機９は検知領域Ｂに人体が存在すると判断し、検知領域Ｂに合わせた風向、風量および設定温度となるような制御を行なう。この時、赤外線センサー１ａ、赤外線センサー１ｂおよび赤外線センサー１ｃの感度はほぼ同等である為、人体を検知している赤外線センサー１ａおよび赤外線センサー１ｂの出力信号は、ほぼ同様の波形となる。

次に、時刻ｔ３からｔ４においても、ΔＶａ＝｜Ｖａｔ３−Ｖａｔ４｜およびΔＶｂ＝｜Ｖｂｔ３−Ｖｂｔ４｜が検知閾値ΔＶｔｈより大きな値であり、ΔＶｃ＝｜Ｖｃｔ３−Ｖｃｔ４｜が検知閾値ΔＶｔｈより小さな値であることから、検知領域Ｂに人体が存在することがわかる。

更に、時刻ｔ５からｔ６においては、ΔＶｂ＝｜Ｖｂｔ５−Ｖｂｔ６｜およびΔＶｃ＝｜Ｖｃｔ５−Ｖｃｔ６｜が検知閾値ΔＶｔｈより大きな値であり、ΔＶａ＝｜Ｖａｔ５−Ｖａｔ６｜が検知閾値ΔＶｔｈより小さな値であることから、検知領域Ｄに人体が存在することがわかる。つまり、時刻ｔ４からｔ５の間に、空気調和機９の使用者が検知領域Ｂから検知領域Ｄに移動したことが推測される。

以上、本実施の形態の動作の流れ及び一例を説明したが、本実施の形態の効果は前述の
通りであるのでここでは省略する。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、人体の存在位置の正確な推測結果から風向、風量および設定温度を制御することが出来ることから、効率的で快適な空調条件が求められる家庭用空気調和機の用途に有用である。

本発明の実施の形態における人体検知センサーの制御ブロック図本発明の実施の形態における人体検知センサーユニットセンサー部の構成図本発明の実施の形態における人体検知センサーの検知領域判別説明図本発明の実施の形態におけるフローチャート本発明の実施の形態における空気調和機を室内に設置した状態図本発明の実施の形態における人検知センサーの出力波形図

符号の説明

１赤外線センサーユニットセンサー部
１ａ、１ｂ、１ｃ赤外線センサー
２増幅回路
３入力回路
４信号分析手段
５出力回路
６風向変更手段
７風量変更手段
８設定温度変更手段
９ａ、９ｂ、９ｃセンサー素子
１０ａ、１０ｂ、１０ｃフレネルレンズ
１１カバー

Claims

人体の存在位置を検知するよう、一定の赤外線検知領域を有し、ほぼ同等の感度である赤外線センサー３個を検知領域が一部重なるように配置し、前記赤外線センサーより得られる出力を各々同一の閾値レベルで判別することによって各々の検知領域における人体存在を判定する検知手段と、前記検知手段の判定結果から送風方向を変更する風向変更手段とを有することを特徴とする空気調和機。
人体の存在位置を検知するよう、一定の赤外線検知領域を有し、ほぼ同等の感度である赤外線センサー３個を検知領域が一部重なるように配置し、前記赤外線センサーより得られる出力を各々同一の閾値レベルで判別することによって各々の検知領域における人体存在を判定する検知手段と、前記検知手段の判定結果から送風量を変更する風量変更手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
人体の存在位置を検知するよう、一定の赤外線検知領域を有し、ほぼ同等の感度である赤外線センサー３個を検知領域が一部重なるように配置し、前記赤外線センサーより得られる出力を各々同一の閾値レベルで判別することによって各々の検知領域における人体存在を判定する検知手段と、前記検知手段の判定結果から設定温度を変更する設定温度変更手段とを有することを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
人体の存在位置を検知するよう、一定の赤外線検知領域を有し、ほぼ同等の感度である赤外線センサー２個を検知領域が重ならないように配置し、更に前記記載の赤外線センサーとほぼ同等の感度である赤外線センサー１個を前記記載の赤外線センサー各々に検知領域が一部重なるように配置し、前記赤外線センサー３個より得られる出力を各々同一の閾値レベルで判別することによって各々の検知領域における人体存在を判定する検知手段と、前記検知手段の判定結果から送風方向を変更する風向変更手段とを有することを特徴とする空気調和機。
人体の存在位置を検知するよう、一定の赤外線検知領域を有し、ほぼ同等の感度である赤外線センサー２個を検知領域が重ならないように配置し、更に前記記載の赤外線センサーとほぼ同等の感度である赤外線センサー１個を前記記載の赤外線センサー各々に検知領域が一部重なるように配置し、前記赤外線センサー３個より得られる出力を各々同一の閾値レベルで判別することによって各々の検知領域における人体存在を判定する検知手段と、前記検知手段の判定結果から送風量を変更する風量変更手段とを有することを特徴とする請求項４に記載の空気調和機。
人体の存在位置を検知するよう、一定の赤外線検知領域を有し、ほぼ同等の感度である赤外線センサー２個を検知領域が重ならないように配置し、更に前記記載の赤外線センサーとほぼ同等の感度である赤外線センサー１個を前記記載の赤外線センサー各々に検知領域が一部重なるように配置し、前記赤外線センサー３個より得られる出力を各々同一の閾値レベルで判別することによって各々の検知領域における人体存在を判定する検知手段と、前記検知手段の判定結果から設定温度を変更する設定温度変更手段とを有することを特徴とする請求項５に記載の空気調和機。