JP2012042131A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】人体に適した調和空気を送ることができる空気調和機を提供する。
【解決手段】空気調和機が、部屋の空間情報を取得するセンサ２１４と、センサ２１４が取得した空間情報から人体の存在する範囲を判定する人体検出判定部２２０ａと、人体検出判定部２２０ａが判定した人体の存在する範囲の空間情報を解析することにより人体の状態を判定する人体状態判定部２２４と、人体状態判定部２２４が判定した人体の状態を元に気流を制御する気流制御部２２５とを備え、判定された人体の状態、すなわち人体頭部や足元の位置もしくは人体の姿勢に適した気流制御もしくは温度調節を行う。
【選択図】図１５

Description

この発明は、対象範囲をセンサにより検索し、人体位置を検出し気流制御に応用することが可能な空気調和機に関する。

空気調和機においては、人体の位置を検知し、空気調和対象とする室内空間が複数のエリアに区分されている中で、人体の位置情報を元に、特定のエリアに向けて風向を制御する方法が開示されている。（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−１０３５５１

この発明の実施の形態は、例えば人体の位置（例えば人体の頭部および足元などの詳細座標）の検知または人体の姿勢（例えば人体が寝ている、立っているなどの状態）を検知することでより実情に適した気流制御を実現する空気調和機を提供することを目的とする。

この発明に係る空気調和機は、空気調和対象の部屋に設置された空気調和機において、
前記空気調和対象の部屋の範囲における空間情報を取得するセンサと、
前記空間情報の範囲の中から人体の存在する範囲を判定する人体検出判定部と、
前記人体検出判定部が判定した人体の存在する範囲の空間情報を解析することにより人体の状態を判定する人体状態判定部と、
前記人体状態判定部が判定した人体の状態を元に空気調和機から吹き出す気流を制御する気流制御部と
を備えたことを特徴とする。

この発明に係る空気調和機は、人体の頭部および足元などの詳細座標の検知または人体が寝ている、立っているなどの状態を検知することでより実情に適した気流制御を実現することが可能となる。

実施の形態１を示す図で、空気調和機９００の斜視図。 実施の形態１を示す図で、空気調和機９００の左右風向制御板の図示を省略した正面図。 実施の形態１を示す図で、空気調和機９００の上下風向制御板の図示を省略した正面図。 実施の形態１を示す図で、空気調和機９００の縦断面図。 実施の形態１を示す図で、赤外線センサ２１４ａと受光素子の各配光視野角を示す図。 実施の形態１を示す図で、赤外線センサ２１４ａを収納する筐体３０５の斜視図。 実施の形態１を示す図で、赤外線センサ２１４ａ付近の斜視図（（ａ）は赤外線センサ２１４ａが左端端部へ可動した状態、（ｂ）は赤外線センサ２１４ａが中央部へ可動した状態、（ｃ）は赤外線センサ２１４ａが右端端部へ可動した状態）。 実施の形態１を示す図で、赤外線センサ２１４ａの縦断面における配光視野角を示す図。 実施の形態１を示す図で、赤外線センサ２１４ａによって取得した熱画像データの例を示す図。 実施の形態１を示す図で、背景熱画像データの生成方法を示す図（（ａ）は時刻Ｔ１における熱画像データ、（ｂ）は時刻Ｔ２における熱画像データ、（ｃ）は時刻Ｔ２における熱画像データから人体熱画像データ３１２を除いたデータ、（ｄ）は背景熱画像データ）。 実施の形態１を示す図で、空気調和機９００の風向制御に関わる駆動部分の構造を示す風向制御駆動部構造図。 実施の形態１を示す図で、上下風向制御板の制御による風向動作を示す左右風向制御板の図示を省略した正面図。 実施の形態１を示す図で、左右風向制御板の制御による風向動作を示す上下風向制御板の図示を省略した正面図。 実施の形態１を示す図で、空気調和機９００が壁上部に取り付けられた部屋を示す図。 実施の形態１を示す図で、空気調和機９００の制御装置２１５を構成するマイクロコンピュータを示すブロック図。 実施の形態１を示す図で、空気調和対象エリアに空気調和対象人体３０８が存在していることを示す図。 実施の形態１を示す図で、臥位人体の熱画像データの例を示す図。 実施の形態２を示す図で、空気調和機９００の制御装置２１５を構成するマイクロコンピュータを示すブロック図。 実施の形態２を示す図で、臥位人体の熱画像データの例を示す図。 実施の形態２を示す図で、人体の姿勢判定のアルゴリズムを示すフローチャート図。 実施の形態２を示す図で、空気調和機９００から近傍に立位人体３１１が存在していることを示す図。 実施の形態２を示す図で、立位人体の熱画像データの第１の例を示す図（（ａ）は赤外線センサ検知領域全体の熱画像データ、（ｂ）は立位基準モデルの熱画像データの例を示す図）。 実施の形態２を示す図で、空気調和機９００から遠方に立位人体３１１が存在していることを示す図。 実施の形態２を示す図で、立位人体の熱画像データの第２の例を示す図（（ａ）は赤外線センサ検知領域全体の熱画像データ、（ｂ）は検知された人体熱画像データのサイズを正規化したデータ、（ｃ）は立位基準モデルの熱画像データの例を示す図）。 実施の形態２を示す図で、立位人体の熱画像データの第３の例を示す図（（ａ）は人体領域内の熱画像データの各行を示す図、（ｂ）は人体領域内の熱画像データの各行とその最高画素値をグラフ化した列方向パターン、（ｃ）は人体領域内の熱画像データの各列を示す図、（ｄ）は人体領域内の熱画像データの各列とその最高画素値をグラフ化した行方向パターン）。 実施の形態３を示す図で、人体頭部への風あてモードを示す図。 実施の形態４を示す図で、人体頭部への風よけモードを示す図。 実施の形態５を示す図で、人体足元への風あてモードを示す図。 実施の形態６を示す図で、空気調和機９００の制御装置２１５を構成するマイクロコンピュータを示すブロック図。 実施の形態７を示す図で、センサ２１４がカメラ２１４ｂである場合の空気調和機９００の制御装置２１５を構成するマイクロコンピュータを示すブロック図。 実施の形態８を示す図で、センサ２１４が赤外線センサ２１４ａとカメラ２１４ｂの併用である場合の空気調和機９００の制御装置２１５を構成するマイクロコンピュータを示すブロック図。

実施の形態１．
本実施の形態の概要を以下に説明する。空気調和機（室内機）は、検出対象範囲を走査しながら人体を検知するセンサを備える。センサから算出される床面エリアを、例えば１５のエリアに区分することにより、センサから求められる人の位置を１５のエリア区画へ座標点を置き換え、高分解能による高精度な人位置情報にのっとった気流制御を実現する。

また、空気調和機（室内機）は、本体内部に制御装置が搭載されている。制御装置（制御部）は、入力部、ＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）、メモリ、出力部から構成され、さらにＣＰＵ内部には人体検出判定部、人体状態判定部、気流制御部が内蔵されている。制御装置は、センサの情報を基に、人体頭部・足元位置および姿勢にあわせた気流の吹き分けを行うことを特徴とする。

通常室内機は部屋の高所の壁に据付けられるが、室内機が据付けられる壁における左右の位置は、様々である。壁の左右方向の略中央に据付けられる場合もあるし、室内機から見て右側又は左側の壁に接近して据付られる場合もある。

図１、図２、図３、図４により、空気調和機９００（室内機）の全体構成を説明する。
図１は、空気調和機９００の外観斜視図である。
図２は、空気調和機９００の左右風向制御板の図示を省略した正面図である。
図３は、空気調和機９００の上下風向制御板の図示を省略した正面図である。
図４は、空気調和機９００の縦断面図である。
図２、図３は空気調和機９００が停止している状態を示す図であるが、図２は上下風向制御板（左）２０６ａ及び上下風向制御板（右）２０６ｂの動作状態を分かりやすくするために左右風向制御板の図示を省略してある。また、図３は左右風向制御板（左）２０７ａ及び左右風向制御板（右）２０７ｂの動作状態を分かりやすくするために上下風向制御板の図示を省略してある。

図１、図２、図３、図４に示すように、空気調和機９００は、空気調和機本体２０１の内部に空気を吸込み吹出す室内送風機２０２、吸込み空気に含まれている粉塵等を取り除くプレフィルター２０８、第１の室内熱交換器２０５ａ、第２の室内熱交換器２０５ｂ、第３の室内熱交換器２０５ｃ、第４の室内熱交換器２０５ｄ、を収納する。そして、空気調和機本体２０１の空気吸込み口には吸込み口２０３が設けられ、空気調和機本体２０１の吹出し口２０４には上下風向制御板２０６及び左右風向制御板２０７が備え付けられている。室内送風機２０２は室内ファンモーター（図示しない）により回転駆動される。これにより室内空気が吸込み口２０３から空気調和機本体２０１内に取り込まれ、プレフィルター２０８により除塵された空気が室内熱交換器２０５ａ〜２０５ｄを通過する際に熱交換される。その後吸込まれた空気は室内送風機２０２を通過し、吹出し口２０４に配置された左右風向制御板２０７及び上下風向制御板２０６により上下左右方向に整流され空気調和機本体２０１から室内空間へ吹き出される。

空気調和機本体２０１の前面下部には、センサ２１４が設けられている。
また空気調和機本体２０１には、制御装置２１５が内蔵されている。制御装置２１５は、センサ２１４で検出した空気調和対象の部屋の空間情報を基に空気調和機９００から吹き出す気流制御等の各種制御を行う。
ここで、部屋の空間情報とは、部屋の形状、部屋の容積、部屋の床面広さ、壁やカーテンの位置、部屋の環境（部屋の温度等）、部屋に存在する物体（人体、発熱機器等）などを意味する。

ここで、例えばセンサ２１４に赤外線センサ２１４ａを用いた場合について説明する。

赤外線センサの主なものに焦電型と熱起電力型が知られている。
焦電型赤外線検出センサは微分変化出力特性をもつセンサで温度変化しか測定できないため、絶対温度を測定することができない。一方、熱起電力型センサは離れた位置の温度変化および絶対温度を検出することが可能であり、離れた位置に存在する人体の温度情報を必要とするエアコンのような機器への搭載に適している。

図５は、赤外線センサ２１４ａと受光素子の各配光視野角を示す図である。

赤外線センサ２１４ａは、例えば俯角約２４．５度の角度で下向きに取り付けられている。
俯角とは、センサ２１４の視野方向の中心軸であるセンサ視野方向中心軸３０３と水平線とがなす角度である。別の言い方をすると、センサ２１４は、水平線に対して約２４．５度の角度で下向きに取り付けられている。

図５に示すように、赤外線センサ２１４ａは、金属缶３０１内部に８個の受光素子（図示せず）を縦方向に一列に配列している。金属缶３０１の上面には、８個の受光素子に赤外線を通すためのレンズ製の窓（図示せず）が設けられている。各受光素子の配光視野角３０２ａ〜ｈは、縦方向７度、横方向８度である。尚、赤外線センサ２１４ａは例として受光素子数が８個で各受光素子の配光視野角３０２ａ〜ｈが、縦方向７度、横方向８度のものを示したが、素子数８個、縦方向７度、横方向８度に限定されるものではない。各受光素子の配光視野角３０２ａ〜ｈに応じて、受光素子の数および縦方向の配光視野角（縦配光視野角）は変化する。例えば、１個の受光素子の縦配光視野角と受光素子の数との積が一定になるようにすればよい。

図６は、赤外線センサ２１４ａを収納する筐体３０５の斜視図である。
赤外線センサ２１４ａ付近を裏側（空気調和機本体２０１の内部から）から見た図６に示すように、赤外線センサ２１４ａは、筐体３０５内に収納されている。そして、筐体３０５の上方に赤外線センサ２１４ａを駆動するセンサ駆動用ステッピングモーター３０６が設けられる。筐体３０５と一体の取付部３０７が空気調和機本体２０１の前面下部に固定されることにより、赤外線センサ２１４ａが空気調和機本体２０１に取り付けられる。赤外線センサ２１４ａが空気調和機本体２０１に取り付けられた状態では、センサ駆動用ステッピングモーター３０６と筐体３０５は垂直である。そして、筐体３０５の内部で赤外線センサ２１４ａが、俯角約２４．５度の角度で下向きに取り付けられている。尚、赤外線センサ２１４ａの駆動手段としてセンサ駆動用ステッピングモーター３０６を使用しているが、赤外線センサ２１４ａを駆動させることが出来れば駆動手段はその限りではない。

図７は、赤外線センサ２１４ａ付近の斜視図（（ａ）は赤外線センサ２１４ａが左端端部へ可動した状態、（ｂ）は赤外線センサ２１４ａが中央部へ可動した状態、（ｃ）は赤外線センサ２１４ａが右端端部へ可動した状態）である。
赤外線センサ２１４ａは、センサ駆動用ステッピングモーター３０６により左右方向に所定角度範囲を回転駆動する（このような回転駆動をここでは、可動する、と表現する）。例えば、図７に示すように、左端端部（ａ）から中央部（ｂ）を経由して右端端部（ｃ）まで可動する（塗りつぶしなしの矢印で示す）。

右端端部（ｃ）に来ると逆方向に反転して、右端端部（ｃ）から中央部（ｂ）を経由して左端端部（ａ）まで可動する（塗りつぶしの矢印で示す）。この動作を繰り返す。

赤外線センサ２１４ａは、部屋の温度検出対象範囲を左右に走査しながら温度検出対象の温度を検出する。尚、ここでの左右は、部屋から空気調和機９００を見た場合の左右である。

ここで、赤外線センサ２１４ａによる室内に存在する人や発熱機器の熱画像データの取得方法について述べる。

部屋の壁や床の熱画像データを取得する場合、赤外線センサ２１４ａをセンサ駆動用ステッピングモーター３０６により左右方向に可動し、センサ駆動用ステッピングモーター３０６の可動角度（赤外線センサ２１４ａの回転駆動角度）１．６度毎に各位置で赤外線センサ２１４ａを所定時間（０．１〜０．２秒）停止させる。

赤外線センサ２１４ａを停止した後、所定時間（０．１〜０．２秒より短い時間）待ち、赤外線センサ２１４ａの８個の受光素子の検出結果（熱画像データ）を制御装置２１５が取り込む。

赤外線センサ２１４ａの検出結果を取り込み終了後、再びセンサ駆動用ステッピングモーター３０６を駆動（可動角度１．６度）した後停止し、同様の動作により赤外線センサ２１４ａの８個の受光素子の検出結果（熱画像データ）を制御装置２１５が取り込む。

前記の動作を繰り返し行い、左右方向に９４箇所の赤外線センサ２１４ａの検出結果をもとに検知エリア内の熱画像データを制御装置２１５が演算する。

センサ駆動用ステッピングモーター３０６の可動角度１．６度毎に９４箇所で赤外線センサ２１４ａを停止させて熱画像データを制御装置２１５が取り込むので、赤外線センサ２１４ａの左右方向の可動範囲（左右方向に回転駆動する角度範囲）は、約１５０度である。尚ここではセンサ駆動用ステッピングモーター３０６の可動角度を１．６度、熱画像データ取り込み箇所を９４箇所としている。しかし、例えばより詳細な熱画像データを得る場合には、可動角度を０．８度、取り込み箇所を１８８箇所にするなど、必要精度および範囲によって変更可能であり、値を限定するものではない。

図８は赤外線センサ２１４ａの縦断面における縦配光視野角を示す図である。
空気調和機９００を部屋の床面から１８００ｍｍの高さに据付けた状態で、８個の受光素子が縦に一列に配列された赤外線センサ２１４ａの縦断面における縦配光視野角を示す。

図８に示す角度７°は、１個の受光素子の縦配光視野角である。

また、図８の角度３７．５°は、赤外線センサ２１４ａの縦視野領域に入らない領域の空気調和機９００が取り付けられた壁からの角度を示す。赤外線センサ２１４ａの俯角が０°であれば、この角度は、９０°−４（水平より下の受光素子の数）×７°（１個の受光素子の縦配光視野角）＝６２°になる。本実施の形態の赤外線センサ２１４ａは、俯角が２４．５°であるから、６２°−２４．５°＝３７．５°になる。
尚、俯角は構造やセンサの視野角を調整することで変更可能であり、この値に限定されるものではない。

図９は、赤外線センサ２１４ａによって取得した熱画像データの例を示す図である。設定した温度の閾値に応じた輝度もしくは色で諧調表示された画像となっている。そして、画像は複数の画素を有し、各画素は輝度もしくは色を数値化した画素値を有する。
例えば、人体は図９に示す人体熱画像データ３１２のように表示される。

図の横方向にはセンサ駆動用ステッピングモーター３０６により、約１５０度（１．６度×９４箇所）の範囲で赤外線センサ２１４ａが走査されて取り込まれたデータが並び、縦方向には８個の受光素子による各データが並んでいる。
画素数としては、９４×８＝７５２となっている。

空気調和対象の部屋の空間情報は、赤外線センサ２１４ａによる熱画像データ（温度分布データ）で示され、この熱画像データを基にして、空気調和機９００の温度や気流の制御を行う。

ここで、空気調和対象の部屋の熱画像データ（背景熱画像データ）を生成する方法について述べる。
図１０は背景熱画像データの生成方法を示す図である（（ａ）は時刻Ｔ１における熱画像データ、（ｂ）は時刻Ｔ２における熱画像データ、（ｃ）は時刻Ｔ２における熱画像データから人体熱画像データ３１２を除いたデータ、（ｄ）は背景熱画像データ）。

任意の時刻Ｔ１における赤外線センサ２１４ａが取得した熱画像データが図１０（ａ）である。そしてＴ１から任意の時間が経過した後の時刻Ｔ２において赤外線センサ２１４ａが取得した熱画像データが図１０（ｂ）である。
図１０（ａ）の熱画像データと図１０（ｂ）の熱画像データの画素値（温度）の差分を制御装置２１５が計算する。そして、制御装置２１５は、その差分で画素値（温度）が高い部分、すなわち、図１０（ａ）の熱画像データに比較して図１０（ｂ）の熱画像データの方が温度が高い部分を、人体熱画像データ３１２として検出する。

図１０（ｂ）の熱画像データから人体熱画像データ３１２を除いたデータ（図１０（ｃ））が時刻Ｔ２における背景領域のデータである。
そこで図１０（ａ）の時刻Ｔ１における背景領域（図１０（ｃ）でデータが存在する領域）の熱画像データを、時刻Ｔ２における背景領域のデータ（図１０（ｃ））に置き換えることにより、図１０（ｄ）の背景熱画像データを制御装置２１５が生成する。

次に、空気調和機９００吹き分け気流制御の方法について説明する。

まず、空気調和機９００吹き分け気流制御に関係する空気調和機９００の風向制御の機構について説明する。

図１１は空気調和機９００の風向制御に関わる駆動部分の構造を示す風向制御駆動部構造図である。
図１１に示すように上下風向制御板２０６及び左右風向制御板２０７は、各々左右に分割されており独立して動作することができる。

上下風向制御板２０６は、上下風向制御板（左）２０６ａ及び上下風向制御板（右）２０６ｂから構成されている。上下風向制御板（左）２０６ａは上下風向制御板（左）リンク棒２０９ａにより上下風向（左）制御用ステッピングモーター２１０ａと連結される。上下風向（左）制御用ステッピングモーター２１０ａが回転駆動することで上下風向制御板（左）２０６ａの角度が変化し、これにより空気調和機本体２０１から吹出される左側半分の気流の上下風向角度を調節して整流することができる。

同様に上下風向制御板（右）２０６ｂは、上下風向制御板（右）リンク棒２０９ｂにより上下風向（右）制御用ステッピングモーター２１０ｂと連結される。上下風向（右）制御用ステッピングモーター２１０ｂが回転駆動することで上下風向制御板（右）２０６ｂの角度が変化し、これにより空気調和機本体２０１から吹出される右側半分の気流の上下風向角度を調節して整流することができる。

左右風向制御板２０７は、左右風向制御板（左）２０７ａ及び左右風向制御板（右）２０７ｂから構成されている。左右風向制御板（左）２０７ａは複数枚の板から構成されるが、複数枚の板が左右風向制御板（左）リンク棒２１１ａにより連結され全て同じ動作を行う。左右風向制御板（左）リンク棒２１１ａの先には左右風向（左）制御用ステッピングモーター２１２ａが連結されている。左右風向（左）制御用ステッピングモーター２１２ａが回転駆動することで左右風向制御板（左）２０７ａの角度が変化し、これにより空気調和機本体２０１から吹出される左側半分の気流の左右風向角度を調節して整流することができる。

同様に左右風向制御板（右）２０７ｂも複数枚の板から構成されるが、複数枚の板が左右風向制御板（右）リンク棒２１１ｂにより連結され全て同じ動作を行う。左右風向制御板（右）リンク棒２１１ｂの先には左右風向（右）制御用ステッピングモーター２１２ｂが連結されている。左右風向（右）制御用ステッピングモーター２１２ｂが回転駆動することで左右風向制御板（右）２０７ｂの角度が変化し、これにより空気調和機本体２０１から吹出される右側半分の気流の左右風向角度を調節して整流することができる。

図１２は、上下風向制御板の制御による風向動作を示す左右風向制御板の図示を省略した正面図。
図１３は、左右風向制御板の制御による風向動作を示す上下風向制御板の図示を省略した正面図である。

次に、吹き分け気流制御に関係する空気調和対象エリアのエリア区画について説明する。

図１４は空気調和機９００が壁上部に取り付けられた部屋を示す図である。
部屋の空間を奥行き方向３×左右方向５の１５のエリア区画に分割した状態として空気調和機９００が認識している状態を示している。

この１５のエリア区画に分割した状態は、前記にて記載している赤外線センサ２１４ａからの情報を持って床面エリアを１５のエリア区画に区分けをしている。

図１４において、空気調和機９００に最も近い手前の行（以下、第１行）はＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１の５つのエリア区画から構成される。空気調和機９００から最も離れて位置する行（以下、第３行）はＡ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３、Ｅ３の５つのエリア区画からなる。第１行と第３行の間に位置する第２行はＡ２，Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２，Ｅ２の５つのエリア区画からなる。Ａ，Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅはこの部屋の空間における列方向を示しており、例えば第Ａ列というのはＡ１、Ａ２、Ａ３の３つのエリア区画から構成されることを意味する。

空気調和機９００を基準にすると、第Ａ列は空気調和機９００に対し最も左に位置する列、第Ｃ列は空気調和機９００の正面に位置する列、第Ｅ列は空気調和機９００に対し最も右に位置する列、第Ｂ列は第Ａ列と第Ｃ列の中間に位置する列、第Ｄ列は第Ｃ列と第Ｅ列の中間に位置する列ということになる。尚、ここでの左右は、部屋から空気調和機９００を見る場合の左右である。

空気調和対象エリアのエリア区画分割総数を１５区分しているが、この分割数は本願発明が特に限定するものではなくその数については任意である。原理的にはエリア区画総数を多くすればするほど空気調和機９００から吹出される気流をよりきめ細かく高精度に制御することが可能となるので快適性がより向上することとなる。

次に、吹き分け気流制御に関係する、本実施の形態１の空気調和機９００内部に搭載されている制御装置２１５（制御部）内に内蔵されたマイクロコンピュータの回路構成について説明する。

図１５は本実施の形態１における空気調和機９００の制御装置２１５を構成するマイクロコンピュータを示すブロック図である。
図１５において、制御装置２１５は入力部２１６、ＣＰＵ２１７、メモリ２１８、出力部２１９から構成されている。

入力部２１６はセンサ２１４からの入力信号を受ける入力回路である。図１５では、センサ２１４以外の入力は省略しているが、当然のことながらこれに限定するものではなく、リモコン信号、室温検出センサ等の入力があってもよい。

メモリ２１８は使用者が入力した空気調和機９００の運転の設定状態、また各種のプログラム、風向設定表等の動作定数等が記憶されている部分である。
また、区分けされたエリア区画の情報もこのメモリ２１８に記憶される。

ＣＰＵ２１７はメモリ２１８に記憶されている内容を参照して各種の演算処理や風向判断等の様々な決定が行われる部分である。
ＣＰＵ２１７内部には人体検出判定部２２０ａ、人体状態判定部２２４、気流制御部２２５が内蔵されている。そして、気流制御部２２５は、目標エリア決定部２２２ａとエリア風向制御部２２２ｂとから構成されている。

次に、赤外線センサ２１４ａで人体検知した際の吹き分け気流制御について説明する。

図１６は、空気調和対象エリアに空気調和対象人体３０８が存在していることを示す図である。
図１７は、臥位人体の熱画像データの例を示す図である。図９と同様に、横方向にはセンサ駆動用ステッピングモーター３０６により、約１５０度の範囲で赤外線センサ２１４ａが走査されて取り込まれたデータ（画素）が並び、縦方向には８個の受光素子による各データ（画素）が並んでいる。
尚、本来、横方向に関しては、１．６度毎に９４箇所（すなわち約１５０度）で赤外線センサ２１４ａを停止させて熱画像データを取り込んでいる。しかしながら、図１７では人体が検知された横方向約３０箇所分（すなわち角度にすると、約５０度）のみ図示し、人体検知部分より外側の熱画像データは図示を省略している。

赤外線センサ２１４ａからの信号は入力部２１６を通して、まずＣＰＵ２１７内の人体検出判定部２２０ａに入力される。
人体検出判定部２２０ａでは入力された信号に基いて熱画像データを作成し、室内の熱分布を検知する。

通常、人体領域は部屋の壁や床などの背景に比べて温度が高いため、人が存在しない状態における背景熱画像データに比べて温度が高い領域を探索することにより人体領域を検知することができる。すなわち、背景熱画像データと人体が存在する熱画像データとの差分を計算し、設定された閾値をもって人体の領域を判断する。
そして、人体検出判定部２２０ａでは、その人体領域を示す画像データに外接する人体領域矩形３０９を判定する。

人体検出判定部２２０ａにおいて判定された人体領域矩形３０９の形状、および人体領域矩形３０９内の熱画像データの分布を、人体状態判定部２２４において、解析することで、人体の状態を判定する。ここで、人体の状態とは、人体の頭部、足元の位置や人体の姿勢のことであり、人体の姿勢とは、立っている状態（立位）、座っている状態（座位）または、寝そべっている状態（臥位）である。

図１６の例では、空気調和対象人体３０８は、寝そべっている状態（臥位）である。そして、図１７に示す人体領域矩形３０９の形状は、横方向に長い状態となっている。よって、人体領域矩形３０９の形状が、横方向に長い状態であることから、人体状態判定部２２４において人体が臥位であると判定される。
更に、人体領域矩形３０９内の熱画像データの最高温度位置３１０が人体領域内の右側に存在する。人体頭部は人体領域内で最高温度部分として検知されるため、人体状態判定部２２４において、右側を頭部にした臥位と判定される。
そして、人体の頭部が図１６で示す１５のエリア区画の、どのエリアに有るのかも人体状態判定部２２４において判定される。

人体領域矩形３０９の形状が、横方向に長い状態で無い場合は、立位もしくは座位ということになる。人体領域矩形３０９内の熱画像データの温度分布を調べることで、立位もしくは座位の判定が可能である。また、人体領域矩形３０９内の熱画像データの最高温度位置３１０を調べることで立位もしくは座位の場合の頭部の位置の判定も可能である。

人間（例えば空気調和対象エリアにいる人間）が、空気調和機９００に対して、人体頭部を狙っての風あてモードに設定した場合を想定する。メモリ２１８は、人体頭部を狙っての風あてモードという設定情報を記憶し、制御装置２１５はその設定情報を基に制御を行う。
そして、図１６に示すように人体頭部位置がＣ２のエリア区画であると人体状態判定部２２４が判断した場合を想定する。
目標エリア決定部２２２ａは、あらかじめメモリ２１８に記憶されている１５の各エリアに対して、どのエリアに空気調和機９００の気流を吹き出すかを決定し、気流吹き出しの目標エリア区画に“１”、それ以外の残りのエリア区画には”０”という値を設定する。すなわち、本例では、目標エリア決定部２２２ａは、Ｃ２のエリア区画に“１”、それ以外の残りのエリア区画には”０”という値を設定する。目標エリア決定部２２２ａは、その設定値をエリア風向制御部２２２ｂに引き渡す。

エリア風向制御部２２２ｂでは、目標エリア決定部２２２ａにて設定された設定値を基に、決定された目標エリア区画に向けて空気調和機９００からの吹出し気流を整流するための制御信号の導出を行う。
具体的には、１５のエリア毎に目標エリア決定部２２２ａで設定された“１”、”０”の値に基づき、特開２００９−９２２８３に示されたアルゴリズムを用いて、エリア風向制御部２２２ｂは、空気調和機９００からの吹出し気流を整流するための各風向制御板の角度を決定する。そして、エリア風向制御部２２２ｂは、各風向制御板を決定した角度にするための各制御用ステッピングモーターの回転駆動量の導出を実施する。

本例においては、人体頭部があるＣ２のエリアへと集中的に気流を吹き出されるように、各モーター（すなわち、上下風向（左）制御用ステッピングモーター２１０ａ、上下風向（右）制御用ステッピングモーター２１０ｂ、左右風向（左）制御用ステッピングモーター２１２ａ、左右風向（右）制御用ステッピングモーター２１２ｂの各ステッピングモーター）の回転駆動量をエリア風向制御部２２２ｂが導出し、出力部２１９へその結果を引き渡す。

出力部２１９には上下風向（左）制御用ステッピングモーター２１０ａ、上下風向（右）制御用ステッピングモーター２１０ｂ、左右風向（左）制御用ステッピングモーター２１２ａ、左右風向（右）制御用ステッピングモーター２１２ｂが接続されている。出力部は、エリア風向制御部２２２ｂで導出された回転駆動量に基づき、各ステッピングモーターを回転駆動させる。
なお、出力部２１９には圧縮機・ファン速度制御部２２３も接続されており、メモリ２１８が記憶している室内設定温度や設定風量に応じて、圧縮機やファン速度が制御されることとなる。

各ステッピングモーターには各々上下風向制御板（左）２０６ａ、上下風向制御板（右）２０６ｂ、左右風向制御板（左）２０７ａ、左右風向制御板（右）２０７ｂが連結されている。各ステッピングモーターの動作回転量に応じて各々の風向制御板の角度が変更され、最終的に空気調和機９００から目標とするエリア区画に向けて整流された気流が吹出される。

本実施の形態においては、空気調和対象人体３０８の状態、すなわち人体の頭部、足元位置や人体の姿勢といった情報を取得し、取得した人体状態情報を気流制御に反映させている。そのため、高い快適性を得ることができるとともに、無駄な気流、無駄な空気調和を省くことにより、省エネルギー化に貢献する効果が得られる。

実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１において、人体状態判定部２２４が、人体姿勢判定部２２０ｂと人体頭部足元位置判定部２２０ｃから構成されている場合を示し、人体の状態検知に関し更に詳細に述べる。
図１８は、本実施の形態２における空気調和機９００の制御装置２１５を構成するマイクロコンピュータを示すブロック図である。
図１８において、人体状態判定部２２４は、人体姿勢判定部２２０ｂと人体頭部足元位置判定部２２０ｃから構成されている。

ここで、人体の状態、すなわち人体の頭部、足元位置や人体の姿勢といった情報を判定する方法を説明する。
人体の姿勢として、立っている状態（立位）、座っている状態（座位）、寝そべっている状態（臥位）とがある。

図１９は、臥位人体の熱画像データの例を示す図である。図９と同様に、横方向にはセンサ駆動用ステッピングモーター３０６により、約１５０度の範囲で赤外線センサ２１４ａが走査されて取り込まれたデータが並び、縦方向には赤外線センサ２１４ａにおける８個の受光素子による各データが並んでいる。
尚、図１９は、図１７と同様に人体検知部分以外の横方向の熱画像データの図示を省略している。
図２０は、人体の姿勢判定のアルゴリズムを示すフローチャート図である。図２０において実線のひし形が人体姿勢判定部２２０ｂにおける判定、破線のひし形が人体頭部足元位置判定部２２０ｃにおける判定であることを示す。

まず、実施の形態１と同様に、図１８に示す人体検出判定部２２０ａにおいて、熱画像データ上で人体が存在する領域を検知する。
そして、その人体領域を示す画像データに外接する人体領域矩形３０９を検知する。ここで、人体領域矩形３０９の縦と横の長さを比較する。すなわち図２０に示す判定１の部分である。「横の長さ」／「縦の長さ」の閾値を例えば２とし、それ以上に大きければ臥位であると人体姿勢判定部２２０ｂは判定する。

熱画像データにおける画素１個あたりの横方向の長さを例えば１と定義する。すると、図１９の人体領域矩形３０９における横方向の長さは２６であり、縦方向の長さは約７である。「横の長さ」／「縦の長さ」の比率は、２６／７＝約３．７となり、閾値の２以上なので、臥位と判定する。

そして、人体頭部は人体領域内で最高温度部分として検知される。そのため、人体頭部足元位置判定部２２０ｃが人体領域矩形３０９内の各画素値を比較して、最高温度を示す画素値を検出し、その箇所が最高温度を示す位置であると判断する。姿勢が臥位の場合は人体領域矩形３０９の左端付近か右端付近に頭部が有るはずである。よって、人体領域矩形３０９の左端付近か右端付近において最高温度の部分が頭部であると、人体頭部足元位置判定部２２０ｃは判定する。すなわち、最高温度位置が人体領域矩形３０９の左端付近ならば、左側を頭部にした臥位もしくは、右側を足元にした臥位である。逆に、最高温度位置が人体領域矩形３０９の右端付近ならば、右側を頭部にした臥位もしくは、左側を足元にした臥位である。図２０に示す判定２の部分である。

例えば、図１９に最高温度位置３１０を示す。この場合は、最高温度位置３１０が人体領域矩形３０９の右端付近なので右側を頭部にした臥位もしくは、左側を足元にした臥位となる。

臥位ではない場合、すなわち人体領域矩形３０９の「横の長さ」／「縦の長さ」の比率が例えば２未満である場合、人体姿勢判定部２２０ｂは、次に立位であるかどうかの判定を行う。図２０に示す判定３の部分である。

立位の判定の例を示す。
図２１は、空気調和機９００から近傍に立位人体３１１が存在していることを示す図である。図８と同様に空気調和機９００を部屋の床面から１８００ｍｍの高さに据付けた状態で、８個の受光素子が縦に一列に配列された赤外線センサ２１４ａの縦断面における縦配光視野角も示されている。
図２２は、立位人体の熱画像データの第１の例を示す図（（ａ）は赤外線センサ検知領域全体の熱画像データ、（ｂ）は立位基準モデルの熱画像データの例を示す図）である。
図２２（ａ）は、図９と同様に、横方向にはセンサ駆動用ステッピングモーター３０６により、約１５０度の範囲で赤外線センサ２１４ａが走査されて取り込まれたデータが並び、縦方向には赤外線センサ２１４ａにおける８個の受光素子による各データが並んでいる。ただし、図２２（ａ）も、図１７と同様に人体検知部分以外の横方向の熱画像データの図示を省略している。

例えば、図２１に示すように空気調和機９００からやや近傍の位置（約１６００ｍｍ）に立位人体３１１が存在する場合を想定する。
立位人体頭部３１１ａは、赤外線センサ２１４ａにおける上から２〜５番目の受光素子の配光視野角３０２ｂ〜３０２ｅで検知され、足元を含む立位人体胴体３１１ｂは赤外線センサ２１４ａにおける上から６〜８番目の受光素子の配光視野角３０２ｆ〜３０２ｈで検知されることになる。
ここで、図示および説明を容易にする為に、立位人体頭部３１１ａは実際の人体よりも誇張して図示されているが、実際の人体の寸法においても原理としては全く同じであり、寸法の差異が、本原理説明に影響するものではない。

図２１のような状態の立位人体３１１を赤外線センサ２１４ａで走査した結果が、図２２（ａ）のような熱画像データ（すなわち測定データ）となり、熱画像データ上に人体検出判定部２２０ａで検知した人体領域矩形３０９を示す。
ここで、赤外線センサ２１４ａにおける上から２〜５番目の受光素子の配光視野角３０２ｂ〜３０２ｅで高温部（すなわち立位人体頭部３１１ａ）を検知し、赤外線センサ２１４ａにおける上から６〜８番目の受光素子の配光視野角３０２ｆ〜３０２ｈで比較的低温部（すなわち立位人体胴体３１１ｂ）を検知していることが分かる。
また、横方向の赤外線センサ２１４ａの走査においては、赤外線センサ２１４ａの走査２３箇所分、すなわち角度にすると、１．６度×２３＝約４０度の範囲で人体が検知されていることが分かる。

そして、図２２（ｂ）は立位基準モデルの熱画像データの例である。
立位基準モデルの熱画像データは、メモリ２１８に記憶されており、この立位基準モデルの熱画像データと実際の測定データを比較することで立位であるかどうかの判定を行う。

具体的には、測定データと立位基準モデルの熱画像データの人体領域矩形３０９内の各位置における温度（画素値）を比較し、各位置の温度の差を求める。そして、その温度差の総和を計算して、その総和が設定された閾値よりも小さいならば、相関が有ると判断される。
また、相関判断の手法として、他には、前記と同様に各位置の温度差を求めて、その各位置の温度差の自乗を計算する。そして、その温度差の自乗の総和と設定された閾値を比較してもよい。

尚、空気調和機９００もしくは、センサ２１４から人物までの距離もしくは人物の個体差によって、測定される熱画像データ内の人物の温度や大きさの絶対値が異なってくる。その為、立位基準モデルと比較する際には、測定データの人体領域矩形３０９内の熱分布の最低温度と最高温度が規定値（すなわち立位基準モデルの最低温度と最高温度）になるように温度（画素値）を正規化する。そして、測定データの人体領域矩形３０９の縦横の長さも規定値（すなわち立位基準モデルの縦横の長さ）になるように正規化する。

例えば、空気調和機９００から遠方に立位人体３１１が存在している場合について説明する。

図２３は、空気調和機９００から遠方に立位人体３１１が存在していることを示す図である。図８と同様に空気調和機９００を部屋の床面から１８００ｍｍの高さに据付けた状態で、８個の受光素子が縦に一列に配列された赤外線センサ２１４ａの縦断面における配光視野角も示されている。

図２３に示すように空気調和機９００から約３６００ｍｍと、図２１の場合よりも約２倍の距離になっている。
この場合、立位人体頭部３１１ａは、赤外線センサ２１４ａにおける上から１〜３番目の受光素子の配光視野角３０２ａ〜３０２ｃで検知され、足元を含む立位人体胴体３１１ｂ体は赤外線センサ２１４ａにおける上から３〜５番目の受光素子の配光視野角３０２ｃ〜３０２ｅで検知されることになる。

図２４は、立位人体の熱画像データの第２の例を示す図（（ａ）は赤外線センサ検知領域全体の熱画像データ、（ｂ）は検知された人体熱画像データのサイズを正規化したデータ、（ｃ）は立位基準モデルの熱画像データの例を示す図）である。
図２４（ａ）は、図９と同様に、横方向にはセンサ駆動用ステッピングモーター３０６により、約１５０度の範囲で赤外線センサ２１４ａが走査されて取り込まれたデータが並び、縦方向には８個の受光素子による各データが並んでいる。ただし、図２４（ａ）も、図１７と同様に人体検知部分以外の横方向の熱画像データの図示を省略している。

図２３のような状態の立位人体３１１を赤外線センサ２１４ａで走査した結果が、図２４（ａ）のような熱画像データ（すなわち測定データ）となり、熱画像データ上に人体検出判定部２２０ａで検知した人体領域矩形３０９を示す。
ここで、赤外線センサ２１４ａにおける上から１〜３番目の受光素子の配光視野角３０２ａ〜３０２ｃで高温部（すなわち立位人体頭部３１１ａ）を検知し、赤外線センサ２１４ａにおける上から３〜５番目の受光素子の配光視野角３０２ｃ〜３０２ｅで比較的低温部（すなわち立位人体胴体３１１ｂ）を検知していることが分かる。
また、横方向の赤外線センサ２１４ａの走査においては、赤外線センサ２１４ａの走査９箇所分、すなわち角度にすると、１．６度×９＝約１４度の範囲で人体が検知されていることが分かる。
すなわち、図２１で示した例よりも空気調和機９００と立位人体３１１との距離が離れている為に、人体部分の熱画像データのサイズは小さくなり、人体領域矩形３０９のサイズも小さくなる。

そして、このサイズのままでは、メモリ２１８に記憶されている人体立位基準モデルの熱画像データと比較が出来ない為に、測定データの人体領域矩形３０９のサイズが立位基準モデルのサイズと同じになるように正規化を行う。この正規化を行った結果を図２４（ｂ）に示す。本例では縦および横のサイズを拡大することにより、立位基準モデルのサイズと一致させる正規化を行っている。
この正規化により、人体を示す熱画像データのサイズが同じになる為に、図２４（ｃ）の人体立位基準モデルの熱画像データと比較を行い、測定した熱画像データが立位であるかどうかの判定を行う。

また、前記のように２次元パターンでの判定ではなく、次の方法もある。

図２５は、立位人体の熱画像データの第３の例を示す図（（ａ）は人体領域内の熱画像データの各行を示す図、（ｂ）は人体領域内の熱画像データの各行とその最高画素値をグラフ化した列方向パターン、（ｃ）は人体領域内の熱画像データの各列を示す図、（ｄ）は人体領域内の熱画像データの各列とその最高画素値をグラフ化した行方向パターン）である。
図２５（ａ）と（ｃ）のいずれも図２２（ａ）の人体領域矩形３０９内のみを抜粋した熱画像データとなっている。
図２５（ａ）に示すように人体領域矩形３０９内の各行（１〜７）について最高温度（最高画素値）を取得し、各行とその最高画素値をグラフ化した列方向パターン（図２５（ｂ）の実線）を作成する。同様に図２５（ｃ）に示すように人体領域矩形３０９内の各列（１〜２３）について最高画素値を取得し、各列とその最高画素値をグラフ化した行方向パターン（図２５（ｄ）の実線）を作成する。
そして、メモリ２１８に記憶されている人体立位基準モデルの行方向パターン（例えば、図２５（ｂ）の点線）、列方向パターン（例えば、図２５（ｄ）の点線）との相関を判断する方法でもよい。
尚、この際にも測定される熱画像データ内の人物の温度や大きさの絶対値に応じて、立位基準モデルとの比較が可能なように、測定データの温度や人体領域矩形３０９の大きさを前記のように正規化する必要がある。

臥位でも立位でもないものは座位であると人体姿勢判定部２２０ｂは判定する。図２０に示す判定３のＮｏの部分である。

立位、座位の場合は、人体領域矩形３０９内上部付近に頭があるはずなので、人体領域矩形３０９内の上部付近において最高温度の部分が存在する場合は、その最高温度部分が頭部であると、人体頭部足元位置判定部２２０ｃは判定する。そして、人体領域矩形３０９内の下端付近が足元となる。図２０に示す判定４の部分である。
図２３（ａ）または（ｃ）に最高温度位置３１０を示す。

ただし、例外処理として、立位であると人体姿勢判定部２２０ｂが判定した場合に、人体領域矩形３０９内下端付近に最高温度が存在する場合は頭を手前（頭を空調機側）にして寝ている状態であると判定する。図２０に示す判定５の部分である。

実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態１もしくは実施の形態２において、メモリ２１８が、人体頭部を狙っての風あてモードという設定情報を記憶しており、制御装置２１５はその設定情報を基に制御を行う場合を示す。メモリ２１８が記憶する設定情報は、人間（例えば空気調和対象エリアにいる人間）が、空気調和機９００に対して、設定した情報に基づく。
図２６は、本実施の形態３における人体頭部への風あてモードを示す図である。人体頭部への風あてモードの場合は、人間が最も風当たり感覚が強い頭部を狙って風向を設定する。

このように、気流を直接人体の頭部位置エリア（図２６のエリア区画Ｃ２）に吹きつけることにより、例えば冷房では気流感を増加させて、より涼しく感じるなどの体感温度への影響が増加するような効果を得ることができる。

また、このように、気流を直接人体の頭部位置エリアに吹きつけることで、冷房運転時のユーザの体感温度が下がる。それにより空気調和対象エリアにいる人間は、冷房時の設定室温を上げることができ、その分、空気調和機９００の消費電力量が低下し、省エネルギー化に貢献（寄与）する。

実施の形態４．
実施の形態４は、実施の形態１もしくは実施の形態２において、メモリ２１８が、人体頭部への風よけモードという設定情報を記憶しており、制御装置２１５はその設定情報を基に制御を行う場合を示す。メモリ２１８が記憶する設定情報は、人間（例えば空気調和対象エリアにいる人間）が、空気調和機９００に対して、設定した情報に基づく。
図２７は、本実施の形態４における人体頭部への風よけモードを示す図である。人間が風よけモードを設定すると、気流制御部２２５は、頭部を避けてその左右に包み込むように風向を設定する。そのことにより空気調和性能の低下を最低限に抑えつつ、風よけを実現することが可能となる。

例えば、人体検出判定部２２０ａにより人体エリアの大半がＢ２に存在すると、人が横たわっている場合、図２４に示すように実際に風よけをしたい頭部位置がＣ２のエリア区画に存在する場合がある。そのため人体頭部足元位置判定部２２０ｃの判定結果をもとに、目標エリア決定部２２２ａは、頭部位置を避けるためにＣ２の両側のエリア区画に気流を吹きつけると判断する。ここで目標エリア決定部２２２ａはメモリ２１８に記憶されている空気調和対象エリアのエリア区画情報を参照する。そして、目標エリア決定部２２２ａは、Ｃ２の両側のエリア区画がＢ２とＤ２であると認識し、Ｂ２とＤ２に気流を吹きつけると判断する。

さらに外側のエリア区画（Ａ２、Ｅ２）に吹き分けることでも、両側エリア区画（Ｂ２、Ｄ２）に吹き分ける場合と略同様の効果を奏することができる。

また、人体頭部が図２７のＡ２のエリア区画であると人体頭部足元位置判定部２２０ｃが判断すると、同様に目標エリア決定部２２２ａは、メモリ２１８に記憶されている空気調和対象エリアのエリア区画情報を参照する。そして、目標エリア決定部２２２ａは、Ａ２が空気調和対象エリアの左端であることを認識し、Ａ２の右隣のエリア区画Ｂ２に“１”、それ以外の残りの１４のエリア区画には“０”という値が設定され、Ａ２のみに気流を吹きつけると判断する。

このように、気流を直接人体の頭部位置エリアに吹きつけるのではなく、人体検知位置エリアの両側に吹き分ける、又は人体検知位置エリアの片側に吹きつけることで、快適性の悪化および肌水分が落ちる（下がる）ことをさけるなどの効果を得ることができる。
さらに、暖房運転時のユーザの体感温度は高まる。また、その分、暖房時の設定室温を下げることができ、その分空気調和機９００の消費電力量が低下し、省エネルギー化に貢献（寄与）する。

実施の形態５．
実施の形態５は、実施の形態１もしくは実施の形態２において、メモリ２１８が、人体足元への風あてモードという設定情報を記憶しており、制御装置２１５はその設定情報を基に制御を行う場合を示す。メモリ２１８が記憶する設定情報は、人間が、空気調和機９００に対して、設定した情報に基づく。
図２８は、本実施の形態５における人体足元への風あてモードを示す図である。例えば暖房運転時など足元位置に暖気を送ったほうが快適性の改善に繋がる場合は、人体足元位置が存在するエリアに対しての風あてをおこなうように、人間が風あてモードを設定してもよい。

実施の形態６．
実施の形態６は、実施の形態１〜５のいずれかにおいて、人体活動量算出部２２０ｄと、設定温度調整部２２１とが追加されている場合を示す。
図２９は、本実施の形態６における空気調和機９００の制御装置２１５を構成するマイクロコンピュータを示すブロック図である。
図１５（実施の形態１）、もしくは図１８（実施の形態２）と比較して、図２９は、人体活動量算出部２２０ｄと、設定温度調整部２２１が追加されている。

人体活動量算出部２２０ｄは、人体の活動が活発か活発でないかを数値化して算出する。

活動量の指標として、人体検出判定部２２０ａが判定した人体の位置の変化が大きいか小さいかを用いる。つまり、赤外線センサ２１４ａの一定時間ごとの走査の際に、同じ位置に何度も検知される人は活動量が低い、逆に位置の移動が多い人は活動量が高いとみなす。

そして、もう一つの活動量の指標として、人体状態判定部２２４で判定された人体の姿勢を考慮する。すなわち、座っている人、寝ている人は活動量が低いという指標を導入する。

つまり、同じ位置に何度も検知されていて、かつ座っている人は、同じ位置に何度も検知されていて、かつ立っている人より活動量が低い可能性が高い。よって、座っている人は比較的短い時間同じ位置に検知されただけで活動量が低いと判定する。
そして、寝ている人に関しては、座っている人よりも、さらに短い時間で活動量が低いと判定する。

設定温度調整部２２１は、人体活動量算出部２２０ｄで算出された人の活動量の高低に従い、設定温度を調節する。
例えば、暖房時に活動量が高い人が部屋に存在する場合は、体感温度が高くなる傾向があるため、設定温度を低く調節して省エネ運転を行う。また、冷房時に活動量が低い人が部屋に存在する場合は、体感温度が低くなる傾向があるため、設定温度を高く調節して省エネ運転を行う。

更に人体が寝ていると人体状態判定部２２４が判断した場合、人体活動量算出部２２０ｄが人体の活動量が低いと判断し、人体の体感温度が低いと考える。
そして、冷房運転ならば気流を抑えるような運転を行う。
暖房運転では設定温度調整部２２１にて圧縮機およびファン回転数を抑えるように制御をおこなう。設定温度調整部２２１にて決定された値を出力部２１９によって出力し、圧縮機・ファン速度制御部２２３を制御することで活動量が低い人に合わせた空気調和をおこなう。

また、活動量が高いと判断した場合はその逆に、設定温度を低く設定するように調整する。

人体の姿勢に適した設定温度を調整もしくは気流制御を行うことにより、空気調和機９００の消費電力量を低下させ、省エネルギー化に貢献する。

実施の形態７．
実施の形態７は、実施の形態１〜６のいずれかにおいて、センサ２１４がカメラ２１４ｂである場合を示す。
実施の形態１〜６においては、センサ２１４が赤外線センサ２１４ａの場合について説明を行っているが、人体の位置、姿勢が検知できるのであればカメラ（例えば可視カメラ）や他センサを併用するなど限定はしない。
図３０は、センサ２１４がカメラ２１４ｂである場合の本実施の形態７における空気調和機９００の制御装置２１５を構成するマイクロコンピュータを示すブロック図である。

カメラ２１４ｂは空気調和対象空間の画像を取得し、例えば、可視カメラを用いることができる。
可視カメラは広角レンズを用いることにより室内全体を見渡せるようにしてもよいし、首振り機構を設けて室内全体をカバーできるようにしてもよい。

人体検出判定部２２０ａは、画像（可視画像）から人体が存在する領域を検知し、判定する。
例えば、実施の形態１で示した方法と同様に、メモリに記憶されている人体が不在の場合の背景画像データと、人体が存在する場合の画像データの差分を計算することにより、人体領域の検知が可能である。

他には、非特許文献Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ ｏｆ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｇｒａｄｉｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｈｕｍａｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ， Ｐｒｏｃ． ｏｆ ｔｈｅ ２００５ ＩＥＥＥ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｃｏｎｆ． ｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ Ｐａｔｔｅｒｎ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ， ｐｐ８８６−８９３， ２００５に示される輝度勾配に基づく特徴量を用いた人体検知手法などを用いることができる。

人体姿勢判定部２２０ｂは、可視画像の人体領域から人体の姿勢を判定し、人体頭部足元位置判定部２２０ｃは可視画像の人体領域から頭部と足元の位置を判定する。

例えば、前述のＨｉｓｔｏｇｒａｍ ｏｆ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｇｒａｄｉｅｎｔｓを用いて室内における人体の取りうる姿勢を例えば立位や座位といったカテゴリ別に検知することにより姿勢および頭部位置を検知する手法を用いることができる。
他には、非特許文献Ｏｂｊｅｃｔ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｌｏｃａｌ ｓｃａｌｅ−ｉｎｖａｒｉａｎｔ ｆｅａｔｕｒｅｓ， Ｐｒｏｃ． ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｖｉｓｉｏｎ， ｐｐ１１５０−１１５７， １９９９に記載の回転・スケール・照明変化に不変な特徴量を用いて各姿勢モデルとの相関を計算する手法を用いることもできる。

人体活動量算出部２２０ｄは、人体の活動量として数値化して算出する。
実施の形態６で示した人体の位置の変化と、人体の姿勢の指標の他に、第３の指標として手足の動きの有無を考慮することが可能になる。

赤外線画像では体と手足の温度差が少ないため動きを検知しづらいが、可視画像であれば服の色と手足の色に違いがあれば輝度値の差分を計算するだけで容易に動きの有無を検知できる。
これにより、例えば、座って洗濯物をたたんでいる場合において、胴体すなわち服の色の動きは無いが、手の色の動きは活発であると人体活動量算出部２２０ｄは、検知する。よって、人体は座っているが、例えばテレビを見ている時などと比べて、活動量が高いと人体活動量算出部２２０ｄが検知することが可能になる。

実施の形態８．
実施の形態８は、実施の形態１〜６のいずれかにおいて、センサ２１４が赤外線センサ２１４ａとカメラ２１４ｂの併用である場合を示す。
図３１は、センサ２１４が赤外線センサ２１４ａとカメラ２１４ｂの併用である場合の本実施の形態８における空気調和機９００の制御装置２１５を構成するマイクロコンピュータを示すブロック図である。

実施の形態１〜２で示した赤外線センサ２１４ａと、実施の形態７で示したカメラ２１４ｂを併用して、熱画像と可視画像により、室内の情報を取得する。

人体検出判定部２２０ａ、人体姿勢判定部２２０ｂ、人体頭部足元位置判定部２２０ｃに関しては、主に実施の形態７で示した可視画像を用いた検知手段を用いる。

また、人体検出判定部２２０ａ、人体姿勢判定部２２０ｂ、人体頭部足元位置判定部２２０ｃは、カメラ２１４ｂの画像から肌色領域を検知することにより手足領域（肌が露出した領域）を検知する。
肌色検知はＨＳＶ色空間を用いる手法を用いることができる。ＨＳＶ色空間は色相（Ｈｕｅ）、彩度（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）、明度（Ｖａｌｕｅ）の３つの成分からなる色空間で、この色相が０〜３０程度の部分を抜き出すことにより肌色を検知することができる。

人体活動量算出部２２０ｄは人体の活動量を算出し、実施の形態７で示した３つの指標に加えて、第４の指標として手足の表面温度を考慮することが可能になる。
人体活動量算出部２２０ｄは、カメラ２１４ｂの画像から検知した肌色領域に該当する赤外線センサ２１４ａの熱画像領域を参照することにより、手足の表面温度を検知できる。
ここで、表面温度が低ければ体感温度が低い可能性が高く、表面温度が高ければ体感温度が高いと考えられる。

赤外線センサ２１４ａとカメラ２１４ｂの併用により、よりきめ細やかな設定温度調節が可能になる。

２０１ 空気調和機本体、２０２ 室内送風機、２０３ 吸込み口、２０４ 吹出し口、２０５ａ 第１の室内熱交換器、２０５ｂ 第２の室内熱交換器、２０５ｃ 第３の室内熱交換器、２０５ｄ 第４の室内熱交換器、２０６ 上下風向制御板、２０６ａ 上下風向制御板（左）、２０６ｂ 上下風向制御板（右）、２０７ 左右風向制御板、２０７ａ 左右風向制御板（左）、２０７ｂ 左右風向制御板（右）、２０８ プレフィルター、２０９ａ 上下風向制御板（左）リンク棒、２０９ｂ 上下風向制御板（右）リンク棒、２１０ａ 上下風向（左）制御用ステッピングモーター、２１０ｂ 上下風向（右）制御用ステッピングモーター、２１１ａ 左右風向制御板（左）リンク棒、２１１ｂ 左右風向制御板（右）リンク棒、２１２ａ 左右風向（左）制御用ステッピングモーター、２１２ｂ 左右風向（右）制御用ステッピングモーター、２１４ センサ、２１４ａ 赤外線センサ、２１４ｂ カメラ、２１５ 制御装置、２１６ 入力部、２１７ ＣＰＵ、２１８ メモリ、２１９ 出力部、２２０ａ 人体検出判定部、２２０ｂ 人体姿勢判定部、２２０ｃ 人体頭部足元位置判定部、２２０ｄ 人体活動量算出部、２２１ 設定温度調整部、２２２ａ 目標エリア決定部、２２２ｂ エリア風向制御部、２２３ 圧縮機・ファン速度制御部、２２４ 人体状態判定部、２２５ 気流制御部、３０１ 金属缶、３０２ａ〜ｈ 配光視野角、３０３ センサ視野方向中心軸、３０５ 筐体、３０６ センサ駆動用ステッピングモーター、３０７ 取付部、３０８ 空気調和対象人体、３０９ 人体領域矩形、３１０ 最高温度位置、３１１ 立位人体、３１１ａ 立位人体頭部、３１１ｂ 立位人体胴体、３１２ 人体熱画像データ、９００ 空気調和機。

Claims (17)

1. 空気調和対象の部屋に設置された空気調和機において、
   前記空気調和対象の部屋の範囲における空間情報を取得するセンサと、
   前記空間情報の範囲の中から人体の存在する範囲を判定する人体検出判定部と、
   前記人体検出判定部が判定した人体の存在する範囲の空間情報を解析することにより人体の状態を判定する人体状態判定部と、
   前記人体状態判定部が判定した人体の状態を元に空気調和機から吹き出す気流を制御する気流制御部と
   を備えたことを特徴とする空気調和機。
2. 前記人体状態判定部は、
   前記人体検出判定部が判定した人体の存在する範囲の外形に基づいて、人体の姿勢を判定する人体姿勢判定部
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 前記センサは、前記空気調和対象の部屋の範囲における温度分布データを検出するセンサであって、前記空間情報は前記センサで検出された前記温度分布データを含み、
   前記人体状態判定部は、
   前記人体検出判定部が判定した人体の存在する範囲の温度分布データに基づいて、人体の立位又は座位又は臥位の姿勢を判定する人体姿勢判定部
   を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和機。
4. 前記人体状態判定部は、
   人体の部位の位置を判定する人体頭部足元位置判定部と、
   前記人体頭部足元位置判定部が判定した人体の部位の位置に基づいて、人体の姿勢を判定する人体姿勢判定部と
   を備えたことを特徴とする請求項１又は２又は３記載の空気調和機。
5. 前記人体頭部足元位置判定部は、人体の頭部の位置を判定することを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の空気調和機。
6. 前記人体頭部足元位置判定部は、人体の足元の位置を判定することを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の空気調和機。
7. 前記人体頭部足元位置判定部は、人体の頭部の位置を判定し、かつ、
   前記気流制御部は、空気調和機から吹き出す気流が人体の頭部の位置に当たるように制御することにより、人体の頭部の位置への風あてを行うことを特徴とする請求項５記載の空気調和機。
8. 前記人体頭部足元位置判定部は、人体の頭部の位置を判定し、かつ、
   前記気流制御部は、空気調和機から吹き出す気流が人体の頭部の位置を避けるように制御することにより、人体の頭部の位置への風よけを行うことを特徴とする請求項５記載の空気調和機。
9. 前記人体頭部足元位置判定部は、人体の足元の位置を判定し、かつ、
   前記気流制御部は、空気調和機から吹き出す気流が人体の足元の位置に当たるように制御することにより、人体の足元の位置への風あてを行うことを特徴とする請求項６記載の空気調和機。
10. 前記空気調和機は、さらに、
    前記空間情報を基に人体の活動量を算出する人体活動量算出部と、
    前記人体活動量算出部が算出した人体の活動量を元に調和空気の設定温度を調整する設定温度調整部と
    を備えたことを特徴とする請求項１〜９いずれか記載の空気調和機。
11. 任意の時間ごとに取得した前記空間情報を基に前記人体検出判定部が人体の存在する範囲を判定し、かつ、前記人体活動量算出部は、時間的に変化する人体の存在する範囲から人体の位置の変化を検出して人体の活動量を算出することを特徴とする請求項１０記載の空気調和機。
12. 前記人体活動量算出部は、前記人体状態判定部が判定した人体の状態を元に人体の活動量を算出することを特徴とする請求項１０記載の空気調和機。
13. 前記人体活動量算出部は、前記人体検出判定部が判定した人体の位置の変化と前記人体状態判定部が判定した人体の状態を元に人体の活動量を算出することを特徴とする請求項１０記載の空気調和機。
14. 前記センサは、温度を検出する赤外線センサであることを特徴とする請求項１〜１３いずれか記載の空気調和機。
15. 前記センサは、画像を検出するカメラであることを特徴とする請求項１〜１３いずれか記載の空気調和機。
16. 前記センサは、複数種類のセンサを有することを特徴とする請求項１〜１３いずれか記載の空気調和機。
17. 前記センサは、赤外線センサとカメラとを有することを特徴とする請求項１〜１３いずれか記載の空気調和機。

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