JP2011174624A - 空気清浄機 - Google Patents

Abstract

【課題】咳やくしゃみの発生とその発生位置を２次元で特定することにより、汚染の大きい位置を集中的に清浄し、効果的にウイルス等を抑制する空気清浄機を提供すること。
【解決手段】本体に少なくとも３つのマイクロホン７を備え、マイクロホン７で収集した音声の中から咳またはくしゃみの音声情報を検出し、音声情報に応じて送風ファン４と前後ルーバ１０と、左右ルーバ１１と、イオン発生装置６の動作を制御する構成にしたことにより、室内における咳やくしゃみの発生とその発生位置を２次元で特定し、汚染の大きい位置を集中的に清浄することが可能となり、ウイルス等を速やかに抑制できる空気清浄機が得られる。
【選択図】図３

Description

本発明は、細菌、ウイルス、真菌等の空中浮遊物質（以下、単に「ウイルス等」という）の除菌が可能な空気清浄機に関するものである。

従来、この種の空気清浄機は、室内で発生したくしゃみ等を検出し、検出されたくしゃみの回数に応じて、除菌作用のある電解水ミストを発生させる電解槽と送風ファンの動作を制御するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２２２５６７号公報

このような従来の空気清浄機においては、咳やくしゃみの音の回数を検知するのみであり、発せられた位置は特定できないため、汚染物が拡散してしまい、速やかに清浄することができないという課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、咳やくしゃみの発生とその発生位置を２次元で特定することにより、汚染の大きい位置を集中的に清浄し、効果的にウイルス等を抑制する空気清浄機を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明の空気清浄機は、空気を吸い込む吸気口と、吸い込んだ空気を清浄するフィルタと、空気を送風する送風ファンと、空気を吹き出す吹き出し口と、前記吹き出し口に備え、吹き出し方向を前後右に変化させる前後ルーバと、同様に吹き出し方向を左右に変化させる左右ルーバと、除菌効果のあるイオンを発生するイオン発生装置と、室内における音声を収集する少なくとも３つのマイクロホンと、前記マイクロホンで収集した音声の中から咳またはくしゃみの音声情報を検出する音声情報検出部と、前記音声情報検出部によって検出された音声情報に応じて送風ファンとルーバとイオン発生装置の動作を制御する制御部を備えたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、空気清浄機における空気の汚染状況の検出に音声情報を用いることにより、室内における咳やくしゃみの発生を検出できるとともに、発生源となった人の位置を２次元で特定して空気清浄できるので、検出された、咳やくしゃみをした人の２次元位置情報に応じて送風ファンとルーバとイオン発生装置制御をすることで集中的に清浄でき、ウイルス等を速やかに抑制できるという効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１の空気清浄機の構成を示す斜視図 同実施の形態１の空気清浄機の構成を示す上面図 同実施の形態１の空気清浄機の構成を示すブロック図 同実施の形態２の空気清浄機の構成を示すブロック図 同実施の形態２の空気清浄機の動作を示すフローチャート

本発明の請求項１記載の空気清浄機は、空気を吸い込む吸気口と、吸い込んだ空気を清浄するフィルタと、空気を送風する送風ファンと、空気を吹き出す吹き出し口と、前記吹き出し口に備え、吹き出し方向を前後右に変化させる前後ルーバと、同様に吹き出し方向を左右に変化させる左右ルーバと、除菌効果のあるイオンを発生するイオン発生装置と、室内における音声を収集する少なくとも３つのマイクロホンと、前記マイクロホンで収集した音声の中から咳またはくしゃみの音声情報を検出する音声情報検出部と、前記音声情報検出部によって検出された音声情報に応じて送風ファンとルーバとイオン発生装置の動作を制御する制御部を備えた構成を有する。これにより、室内における咳やくしゃみの発生を検出できるとともに、音声情報検出部により発生源となった人の位置を２次元で特定することができ、検出された、咳やくしゃみをした人の２次元位置情報に応じて制御部により送風ファンとルーバとイオン発生装置制御をすることで集中的に清浄でき、ウイルス等を速やかに抑制できるという効果を奏する。

また請求項２記載の空気清浄機は、前記制御部は、送風範囲算出部と、送風制御部と、イオン発生装置制御部を備え、前記音声情報検出部によって検出された音声情報をもとに、前記送風範囲算出部によって送風範囲を算出し、算出結果に応じて送風制御部とイオン発生装置制御部を通じて送風ファンと、前後ルーバと、左右ルーバと、イオン発生装置の動作を制御するものである。これにより、送風範囲算出部によって咳やくしゃみの情報に応じた送風範囲を設定し、送風制御部とイオン発生装置制御部により、設定した範囲に集中的に除菌効果のあるイオンを飛ばすことができ、ウイルスを効果的に抑制できるという効果を奏する。

また請求項３記載の空気清浄機は、前記送風範囲算出部は、前記音声情報検出部によって検出された咳やくしゃみの発生位置に応じて、この発生位置を中心とする所定の半径を持つ円内を送風範囲に設定するものである。これにより、咳やくしゃみの発生位置周辺に、集中的に送風することができ、ウイルスを効果的に抑制できるという効果を奏する。

また請求項４記載の空気清浄機は、前記送風範囲算出部は、あらかじめ咳またはくしゃみのそれぞれに所定の半径を設定しておき、前記音声情報検出部で検出した咳またはくしゃみそれぞれに応じて送風対象とする円の半径を変更するものである。これにより、咳とくしゃみとのそれぞれに合った送風範囲を設定し、集中的に風を送ることができ、ウイルスを効果的に抑制できるという効果を奏する。

また請求項５記載の空気清浄機は、前記送風範囲算出部は、咳またはくしゃみの発生状況を記憶する記憶部を備え、最後に検出されてから所定の時間が経過した場合、より広い範囲に風を送るものである。これにより、咳やくしゃみを検出した直後と一定時間経過後で、それぞれに応じた運転に切り替えることができ、ウイルスを効果的に抑制できるという効果を奏する。

また請求項６記載の空気清浄機は、前記送風制御部は、前記送風範囲算出部によって算出された送風範囲に応じて、送風ファンの速度と、前後ルーバの向きと、左右ルーバの向きを制御するものである。これにより、送風ファンの速度と、前後ルーバと左右ルーバの向きを調節し、汚染された可能性が高い範囲に集中的に風を送ることができ、ウイルスを効果的に抑制できるという効果を奏する。

また請求項７記載の空気清浄機は、前記イオン発生装置制御部は、音声情報検出部が咳またはくしゃみを検出すると、イオン発生装置の電圧ＯＮｄｕｔｙ比を上げることにより、発生するイオンの濃度を上げるものである。これにより、咳やくしゃみを検出したときに、除菌効果のあるイオンの発生量を増やすことができ、ウイルスを効果的に抑制できるという効果を奏する。

また請求項８記載の空気清浄機は、前記音声情報検出部は、前記マイクロホンによって収集した音声から咳またはくしゃみに対応する音声を検出する音声認識部と、前記マイクロホンによって収集した音声から音の発生位置を検出する位置検出部を備えたものである。これにより、咳またはくしゃみの発生と、その発生位置の両方を検出することができ、咳またはくしゃみの発生状況に応じた空気清浄ができるという効果を奏する。

また請求項９記載の空気清浄機は、前記音声認識部は、あらかじめ学習した咳とくしゃみそれぞれの音声パターンを元に、前記マイクロホンによって収集した音声と前記音声パターンとを比較することにより、咳またはくしゃみが発せられたことを検出するものである。これにより、咳とくしゃみそれぞれの発生状況が検知でき、咳またはくしゃみの発生後に、集中的に清浄することができるという効果を奏する。

また請求項１０記載の空気清浄機は、前記位置検出部は、前記マイクロホンを少なくとも３つ用いることにより、前記音声認識部によって咳またはくしゃみが検出されたとき、音の発生位置を２次元で特定するものである。これにより、咳またはくしゃみの発生位置を考慮した運転をすることができ、咳またはくしゃみの発生位置周辺を、集中的に清浄することができるという効果を奏する。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明実施の形態１における空気清浄機の斜視図である。図１に示すように、空気清浄機本体１は、前面下部と側面に設けた室内の空気を吸い込む吸気口２と、この吸気口２から吸い込まれた空気を浄化するフィルタ３と、空気を送風する送風ファン４と、空気を吹き出す吹き出し口５と、前記吹き出し口５から空気とともに室内に送られるイオンを発生するイオン発生装置６と、室内における音声を収集するマイクロホン７を少なくとも３つ設けた構成とする。

図２は、本発明実施の形態１における空気清浄機の上面図である。図２に示すように、前記吹き出し口５には、吹き出し方向を前後に変化させる前後ルーバ１０と、吹き出し方向を左右に変化させる左右ルーバ１１を設けた構成とする。

また、図３に示すように、本体内部には前記マイクロホン７で収集した音声の中から咳またはくしゃみの音声情報を検出する音声情報検出部８と、前記音声情報検出部８によって検出された音声情報に応じて前記送風ファン４と、前記前後ルーバ１０と、前記左右ルーバ１１と、前記イオン発生装置６の動作を制御する制御部９を設ける。

前記音声情報検出部８は、音声認識部１２と位置検出部１３から構成される。前記音声認識部１２では、マイクロホン７で収集し、入力された音声データをあらかじめ学習された咳とくしゃみの音声パターンと比較し、咳またはくしゃみに対応する音声が含まれているかどうかを判断する。前記位置検出部１３では、前記音声認識部１２で咳またはくしゃみが検出された場合に、音の発生位置を特定する。

前記制御部９は、前記音声情報検出部８によって検出された音声情報をもとに送風範囲を算出する送風範囲算出部１４と、その算出結果に応じて前記送風ファン４と、前記前後ルーバ１０と、前記左右ルーバ１１の動作を制御する送風制御部１５と、イオン発生装置の動作を制御するイオン発生装置制御部１６を備えた構成とする。前記送風範囲算出部１４では、前記音声情報検出部８によって咳またはくしゃみが検出されたとき、発生状況に応じて送風範囲を算出する。前記送風制御部１５では、前記送風範囲算出部１４で設定された送風範囲に風を送るように、前記送風ファン４の速度と、前記前後ルーバ１０の向きと、前記左右ルーバ１１の向きを制御する。同時に、前記イオン発生装置制御部１６では、電圧を制御することによりイオン発生装置６から発生するイオンの量を変化させる。

このような構成によれば、咳やくしゃみの発生とその発生位置を２次元で特定することにより、汚染の大きい位置を集中的に清浄（集中運転）し、効果的にウイルス等を抑制する空気清浄機を提供することができる。以下、処理の詳細な流れについて説明する。

前記マイクロホン７は、室内で発せられた音声を収集し、収集した音声データは前記音声情報検出部８で処理される。前記音声情報検出部８に入力された音声データはまず、前記音声認識部１２で処理される。前記音声認識部１２では、あらかじめ取得した咳とくしゃみの音声から、咳とくしゃみそれぞれの音声パターンを識別するための特徴を学習させておき、入力された音声と学習された音声パターンを比較することによって咳またはくしゃみの発生を検出する。咳またはくしゃみに対応する音声が含まれていると判断した場合は、続いて前記位置検出部１３での処理へと移行する。前記位置検出部１３では、前記マイクロホン７を少なくとも３つ用い、２つのマイクロホンの時間差または位相差から音源の方向を求めることを、２通り以上の組み合わせで行うことにより、空気清浄機前面から見て左右方向と奥行きの二次元で音源の位置が求められる。ここで検出された位置情報は、咳またはくしゃみのどちらが発生したかという情報と合わせて、前記制御部９へ送られる。

前記制御部９では、前記音声情報検出部８から得られた音声情報を、送風範囲算出部１４で処理する。前記送風範囲算出部１４では、咳またはくしゃみが検出されると、音の発生した位置を中心とし、所定の半径を持つ円の内部を送風範囲とする。円の半径は、あらかじめ咳とくしゃみでそれぞれ個別に設定しておく。一般的に、咳やくしゃみによってウイルス等の含まれた飛沫が、咳では約２ｍ、くしゃみでは約３ｍ先まで飛ぶと言われていることから、咳を検出した場合には半径を２ｍ、くしゃみを検出した場合には半径を３ｍに設定することが望ましい。前記送風範囲算出部１４は、送風範囲を算出した後、送風制御部１５とイオン発生装置制御部１６へ制御信号を送る。送風制御部１５では、前記送風範囲算出部１４で設定された送風範囲に風を送るように、前記送風ファン４の速度と、前記前後ルーバ１０の向きと、前記左右ルーバ１１の向きを制御する。具体的には、送風範囲に設定された円の円周に沿って、徐々に半径を小さくしながら螺旋を描くように順次送風位置を変更する。前記イオン発生装置６は、前記送風範囲算出部１４から制御信号が送られると、イオン発生装置６から発生するイオンの量を変化させる。前記イオン発生装置６は、周期的に電圧のＯＮとＯＦＦが切り替えられており、電圧ＯＮ時にイオンが発生する構造となっているため、同一条件下では、電圧ＯＮｄｕｔｙ比を変えることによってイオンの発生量が変化する。咳またはくしゃみが検出されたときは、電圧ＯＮｄｕｔｙ比を上げることにより、発生するイオンの量を増やすこととなる。

以上のように、咳またはくしゃみによって汚染された可能性の高い範囲に、集中的に除菌効果のあるイオンを飛ばすことにより、ウイルス等を速やかに抑制することができる。

（実施の形態２）
図４に示すように、実施の形態２の空気清浄機の構成は、実施の形態１の空気清浄機の構成に対して、前記送風範囲算出部１４内に咳またはくしゃみの発生状況を記憶する記憶部１７を追加した構成とする。なお、図４において、図３と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

このような構成によれば、咳またはくしゃみが最後に検出されてからの経過時間を用いて、咳やくしゃみを検出した直後と一定時間経過後で、それぞれに応じた運転に切り替えることができる。一般的に、咳またはくしゃみによる飛沫は時間が経過すると乾燥し、ウイルス等が空気中を漂って室内全体に広がると言われていることから、咳またはくしゃみを検出してから一定時間が経過した場合は、より広い範囲に送風することが望ましい。本実施の形態２において、前記送風範囲算出部１４では、咳やくしゃみの発生直後に咳またはくしゃみの発生位置周辺を集中的に清浄する集中運転と、咳またはくしゃみの発生から一定時間経過後に室内の広範囲に送風する通常運転の２つの運転モードを切り替えて、送風範囲を決定する。

図５は、本発明実施の形態２における、前記送風範囲算出部１４の処理の流れを示したフローチャートである。図５において、前記送風範囲算出部１４では、前記音声情報検出部８によって咳またはくしゃみが検出された場合は、アルゴリズムＡで示す実施の形態１で述べた処理により、集中運転を行う。咳またはくしゃみが検出されなかった場合は、集中運転中であるかどうかを判断し、集中運転中でない場合は、通常運転を継続する。集中運転中であれば、あらかじめ設定しておいた集中運転完了時間に対し、集中運転が開始してから集中運転完了時間が経過したかどうかを判断し、集中運転経過していなければ集中運転を継続し、経過していれば集中運転を終了する。

以上のように、咳やくしゃみを検出した直後と一定時間経過後で、それぞれに応じた運転に切り替えることにより、ウイルス等を効果的に抑制することができる。

本発明にかかる空気清浄機は、音声情報を元に室内の汚染状況を判断し、汚染の大きい範囲を集中的に清浄することを可能とするものであるので、空気清浄機以外にも、空気調和機に同様の手段を用いることで効率良く汚れを除去できる。

１ 空気清浄機本体
２ 吸気口
３ フィルタ
４ 送風ファン
５ 吹き出し口
６ イオン発生装置
７ マイクロホン
８ 音声情報検出部
９ 制御部
１０ 前後ルーバ
１１ 左右ルーバ
１２ 音声認識部
１３ 位置検出部
１４ 送風範囲算出部
１５ 送風制御部
１６ イオン発生装置制御部

Claims (10)

1. 空気を吸い込む吸気口と、吸い込んだ空気を清浄するフィルタと、空気を送風する送風ファンと、空気を吹き出す吹き出し口と、前記吹き出し口に備え、吹き出し方向を前後右に変化させる前後ルーバと、同様に吹き出し方向を左右に変化させる左右ルーバと、除菌効果のあるイオンを発生するイオン発生装置と、室内における音声を収集する少なくとも３つのマイクロホンと、前記マイクロホンで収集した音声の中から咳またはくしゃみの音声情報を検出する音声情報検出部と、前記音声情報検出部によって検出された音声情報に応じて送風ファンとルーバとイオン発生装置の動作を制御する制御部を備えた空気清浄機。
2. 前記制御部は、送風範囲算出部と、送風制御部と、イオン発生装置制御部を備え、前記音声情報検出部によって検出された音声情報をもとに、前記送風範囲算出部によって送風範囲を算出し、算出結果に応じて送風制御部とイオン発生装置制御部を通じて送風ファンと、前後ルーバと、左右ルーバと、イオン発生装置の動作を制御することを特徴とする、請求項１に記載の空気清浄機。
3. 前記送風範囲算出部は、前記音声情報検出部によって検出された咳やくしゃみの発生位置に応じて、この発生位置を中心とする所定の半径を持つ円内を送風範囲に設定することを特徴とする、請求項２に記載の空気清浄機。
4. 前記送風範囲算出部は、あらかじめ咳またはくしゃみのそれぞれに所定の半径を設定しておき、前記音声情報検出部で検出した咳またはくしゃみそれぞれに応じて送風対象とする円の半径を変更することを特徴とする、請求項３に記載の空気清浄機。
5. 前記送風範囲算出部は、咳またはくしゃみの発生状況を記憶する記憶部を備え、最後に検出されてから所定の時間が経過した場合、より広い範囲に風を送ることを特徴とする、請求項３または４に記載の空気清浄機。
6. 前記送風制御部は、前記送風範囲算出部によって算出された送風範囲に応じて、送風ファンの速度と、前後ルーバの向きと、左右ルーバの向きを制御することを特徴とする、請求項５に記載の空気清浄機。
7. 前記イオン発生装置制御部は、音声情報検出部が咳またはくしゃみを検出すると、イオン発生装置の電圧ＯＮｄｕｔｙを上げることにより、発生するイオンの濃度を上げることを特徴とする、請求項２に記載の空気清浄機。
8. 前記音声情報検出部は、前記マイクロホンによって収集した音声から咳またはくしゃみに対応する音声を検出する音声認識部と、前記マイクロホンによって収集した音声から音の発生位置を検出する位置検出部を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の空気清浄機。
9. 前記音声認識部は、あらかじめ学習した咳とくしゃみそれぞれの音声パターンを元に、前記マイクロホンによって収集した音声と前記音声パターンとを比較することにより、咳またはくしゃみが発せられたことを検出することを特徴とする、請求項８に記載の空気清浄機。
10. 前記位置検出部は、前記マイクロホンを少なくとも３つ用いることにより、前記音声認識部によって咳またはくしゃみが検出されたとき、音の発生位置を２次元で特定することを特徴とする、請求項９に記載の空気清浄機。

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