JP2014077559A

JP2014077559A - 赤外線送信装置、赤外線受信装置、及びこれらを備えた空気調和機

Info

Publication number: JP2014077559A
Application number: JP2012223905A
Authority: JP
Inventors: Osamu Takahashi; 理高橋; Takayoshi Yamaguchi; 孝好山口
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2014-05-01

Abstract

【課題】赤外線送信素子や赤外線受信素子を増加させることなく、赤外線信号を送受信可能な範囲を広げることのできる赤外線送信装置、赤外線受信装置、及びこれらを備えた空気調和機の提供。
【解決手段】赤外線信号を送受信する送受信部３を設ける。赤外線信号を送信する赤外線送信素子４を設ける。空気調和機１から加湿機などに赤外線信号を送信して制御する。赤外線を透過させる透過窓６を設ける。透過窓６に凹レンズ７を形成する。赤外線送信素子４が発した赤外線１７を透過窓６が発散させて十分に広い範囲に広げる。加湿機などを設置できる範囲を広げることができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、赤外線信号を送信する送信部、及び／又は赤外線信号を受信する受信部を有する空気調和機に関するものである。

一般に、空気調和機は、リモートコントローラから赤外線信号を送信して操作するようになっており、この空気調和機には、リモートコントローラが発した赤外線信号を受信するための赤外線受信素子を備えた受信部が設けられている。

また、例えば、室内の空気が乾燥しやすい空気調和機の暖房運転時に加湿機を運転して室内の乾燥を防止するなど、空気調和機と加湿機などの他の機器とを連動させて運転すべく、空気調和機から他の機器に赤外線信号を送信して運転制御する技術が開示されている（例えば特許文献１）。

特開２００２−２５０５５５（段落番号００３０〜００３３）

ところで、空気調和機から赤外線信号を送信して加湿機などを制御する場合、空気調和機から送信する赤外線信号を室内の広い範囲に届かせることにより、加湿機などを制御可能に設置できる位置の範囲を広く設定することができる。しかし、赤外線信号を送信する赤外線送信素子として用いられるＬＥＤの角度特性は通常±４０°程度であり、単に１個の赤外線送信素子を設けただけでは、室内の十分に広い範囲にわたって赤外線信号を送信することができない。

また、赤外線受信素子への赤外線信号の入射角が大きい場合、赤外線送信素子と赤外線受信素子との間の光結合効率が低下しやすいため、空気調和機の受信部に単に１個の赤外線受信素子を設けただけでは、リモートコントローラで赤外線信号を送信して空気調和機を操作可能な位置の範囲が制限される。

これに対して、送受信可能な範囲を広げるために、赤外線送信素子や赤外線受信素子の取り付け箇所を増加させることが考えられるが、この赤外線送信素子や赤外線受信素子の取り付け箇所の増加は、そのままコストアップの原因となりやすい。

本発明は、赤外線送信素子や赤外線受信素子を増加させることなく、赤外線信号を送受信可能な範囲を広げることのできる赤外線送信装置、赤外線受信装置、及びこれらを備えた空気調和機の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る空気調和機は、信号を送信する送信部、及び／又は信号を受信する受信部を有するものであり、その送信部が、赤外線信号を送信する赤外線送信素子と、この赤外線送信素子を覆いつつ赤外線信号を構成する赤外線を透過させる透過窓とを備え、また、受信部が、赤外線信号を受信する赤外線受信素子と、この赤外線受信素子を覆いつつ赤外線信号を構成する赤外線を透過させる透過窓とを備え、さらに、送信部の透過窓及び／又は受信部の透過窓に、透過する赤外線を光軸と直交する方向のうちの少なくとも一方向に発散させる凹レンズを形成したものである。

上記構成によれば、送信部の透過窓及び／又は受信部の透過窓に凹レンズを形成するので、送信部を有すると共に、その透過窓に凹レンズを形成する場合には、赤外線送信素子から発せられて透過窓を透過する赤外線を発散させて十分に広い範囲に広げることができ、赤外線送信素子を増加させることなく、赤外線信号の届く範囲を広げることができる。これにより、空気調和機から室内の加湿機などの他の機器に赤外線信号を送信して制御可能にしつつ、その機器を設置できる範囲を広げることができ、設計の自由度を高めることができる。

また、受信部を有すると共に、その透過窓に凹レンズを形成する場合には、外部から透過窓を透過して侵入する赤外線を発散させて、その進行方向を種々の角度に変化させることができ、透過窓への入射角が大きい赤外線であっても、その一部を小さな入射角で赤外線受信素子に受信させることができる。これにより、例えば、リモートコントローラから赤外線信号を送信して空気調和機を操作する場合、入射角が大きいことによる赤外線送信素子と赤外線受信素子との間の光結合効率の低下を防止することができ、リモートコントローラなどで操作可能な位置の範囲を広げることができる。ここで、入射角とは、赤外線が侵入する赤外線受信素子や透過窓の中心軸に対して赤外線の進行方向がなす角のことをいう。

ここで、凹レンズとは、透過する赤外線を光軸と直交する方向のうちの少なくとも一方向に発散させるものをいい、光軸の周りに回転対称に構成されたものに限定されるものではない。また、凹レンズは、その表裏の両面を凹面に形成したものや、いずれか一方の面を凹面に形成したものを例示できるが、その他にも、赤外線を発散させるものであればよく、例えば、レンズ本体の凹部をレンズ本体よりも屈折率の小さい素材で覆って、レンズ全体としての表面を平面に形成したものであってもよい。

また、上記の送信部と受信部の両方の機能を有するようにして、上記の空気調和機のそれぞれの効果を奏するようにしてもよい。すなわち、送信部及び受信部として兼用される送受信部を設け、この送受信部に、赤外線送信素子と、赤外線受信素子と、赤外線送信素子及び赤外線受信素子を覆って送信部の透過窓及び受信部の透過窓として兼用される共通の透過窓と、を備え、送受信部の透過窓に、透過する赤外線を光軸と直交する方向のうちの少なくとも一方向に発散させる凹レンズを形成するようにしてもよい。

さらに、送信部と受信部の両方の機能を有する場合、赤外線受信素子を赤外線送信素子よりも上方に配置するようにしてもよい。この構成によれば、赤外線受信素子の位置を上側に設定する分、遠くからリモートコントローラなどで赤外線信号を送信する場合であっても、赤外線受信素子への赤外線の入射角を小さくすることができ、赤外線信号を受信しやすくすることができる。

また、上記の空気調和機の送信部は、空気調和機に限らず、他の機器に装備するようにしてもよく、上記の空気調和機における送信部と同じ効果を奏することができる。すなわち、本発明は、赤外線信号を送信する赤外線送信素子と、該赤外線送信素子を覆いつつ前記赤外線信号を構成する赤外線を透過させる透過窓とを備え、前記透過窓に、透過する赤外線を光軸と直交する方向のうちの少なくとも一方向に発散させる凹レンズが形成されたことを特徴とする赤外線送信装置を提供する。

また、上記の空気調和機の受信部は、空気調和機に限らず、他の機器に装備するようにしてもよく、上記の空気調和機における受信部と同じ効果を奏することができる。すなわち、本発明は、赤外線信号を受信する赤外線受信素子と、該赤外線受信素子を覆いつつ前記赤外線信号を構成する赤外線を透過させる透過窓とを備え、前記透過窓に、透過する赤外線を光軸と直交する方向のうちの少なくとも一方向に発散させる凹レンズが形成されたことを特徴とする赤外線受信装置を提供する。

以上のとおり、本発明によると、送信部や受信部の透過窓に凹レンズを形成して赤外線を発散させるようにしているので、送信部から送信した赤外線信号の届く範囲を広げたり、受信部に侵入する赤外線信号を小さな入射角で赤外線受信素子に受信させたりすることができる。これにより、赤外線送信素子や赤外線受信素子を増加させることなく、赤外線信号を送受信可能な範囲を広げることができ、赤外線信号を送信して制御する加湿機などの設置可能な位置を広げたり、リモートコントローラなどで操作可能な位置を広げたりすることができる。

本発明に係る空気調和機の底面側から見た斜視図空気調和機の正面図空気調和機の側面図送受信部を備えた表示部の正面図表示部の回路基板の正面図赤外線送信素子、表示用ＬＥＤ及び表示部前面パネルの位置関係を示す側面図赤外線受信素子、表示用ＬＥＤ及び表示部前面パネルの位置関係を示す側面図赤外線送信素子の位置における表示部の断面図赤外線送信素子と透過窓との位置関係を示す断面図送信する赤外線信号の発散を示す模式図赤外線受信素子の位置における表示部の断面図赤外線受信素子と透過窓との位置関係を示す断面図受信する赤外線信号の発散を示す模式図透過窓の別の形態を示す断面図透過窓のさらに別の形態を示す断面図透過窓のさらに別の形態を示す断面図

以下、本発明に係る赤外線送信装置、赤外線受信装置、及びこれらを備えた空気調和機を実施するための形態について、図面を用いて説明する。

図１〜図４に示すように、空気調和機１は、例えば、リモートコントローラ（図示せず）で操作可能であると共に、室内が乾燥しやすい暖房運転時に、他の機器の一例である加湿機（図示せず）に赤外線信号を送信して加湿機の運転を自動制御可能なものであり、空気調和機１の運転状態などを表示する表示部２に、リモートコントローラ及び加湿機との間で赤外線信号を送受信する送受信部３が設けられている。

送受信部３は、他の機器の一例である加湿機に送信用赤外線信号を送信する複数の赤外線送信素子４と、リモートコントローラが発した受信用赤外線信号を受信する赤外線受信素子（リモコン受信素子）５と、赤外線送信素子４及び赤外線受信素子５を覆いつつ送信用赤外線信号及び受信用赤外線信号を構成する赤外線を透過させる小判形の透過窓６とを備え、透過窓６に、透過する赤外線を光軸と直交する方向のうちの少なくとも一方向に発散させる凹レンズ７が形成されている。

図５〜図７に示すように、表示部２は、空気調和機１の運転状態などを表示する複数の表示用ＬＥＤ８、可視光を検知する照度センサ９、赤外光を検知する日射センサ１０、赤外線送信素子４及び赤外線受信素子５を略長方形の回路基板１１に取り付けて、これを表示部前面パネル１２で覆った構造とされ、空気調和機１の前面側端部に設けられている。

表示部前面パネル１２は、空気調和機１の前面と合わせた曲面形状で略長方形のリブ付き板状とされ、その側部の上部から中央部に、表示用ＬＥＤ８の点灯を視認させる複数の小窓１３が設けられると共に、下部に、赤外線送信素子４、赤外線受信素子５、照度センサ９及び日射センサ１０を保護するように一つの透過窓６が設けられている。

赤外線送信素子４は、赤外線ＬＥＤからなり、回路基板１１の下端部に設けられたホルダ１４によって、複数の赤外線送信素子４が互いに異なる角度で傾斜して保持され、制御部の指令によって、赤外線信号を送信する。この赤外線送信素子４の上方には、透過窓６に臨むように赤外線受信素子５、照度センサ９及び日射センサ１０が回路基板１１に取り付けられ、受信した情報を制御部に伝えるようになっている。図５においては、赤外線送信素子４及び赤外線受信素子５は近接して配設されている。赤外線受信素子５を赤外線送信素子４よりも上方に配置することにより、遠くからリモートコントローラなどで赤外線信号を送信する場合であっても、赤外線受信素子５への赤外線の入射角を小さくすることができる。

図８〜図１３に示すように、透過窓６は、表示部前面パネル１２の開口に、内側から凹レンズ７を嵌め込んだ構造とされ、表示部前面パネル１２に、取付部１５を介して凹レンズ７が取り付けられている。凹レンズ７は、可視光線及び赤外線を透過可能な素材から形成された板の外面側に凹面１６を形成してなり、赤外線送信素子４が発した赤外線１７又はリモートコントローラが発した赤外線１８が透過する際に、これらの赤外線１７、１８を発散する。

上記構成によれば、透過窓６に凹レンズ７を設けるので、図１０に示すように、赤外線送信素子４から送信した赤外線信号を発散することができ、赤外線信号を広い範囲に届けることができる。例えば、凹レンズ７を設けない場合の赤外線信号の到達距離が９ｍであったのに対し、透過窓６に凹レンズ７を設けたことにより、赤外線信号の到達距離１１ｍまで広げることができた。

これにより、空気調和機１から赤外線信号を送信して運転制御する加湿器を設置できる範囲を広げることができる。加湿器に赤外線信号を送信して制御することにより、室内の空気が乾燥しやすい空気調和機の暖房運転時に加湿機を運転して室内の乾燥を防止するなど、空気調和機と加湿機とを連動させて運転することができる。

また、透過窓６に凹レンズ７を設けることにより、図１３に示すように、外部から侵入する赤外線信号を発散させることができ、赤外線の一部の赤外線受信素子５への入射角を小さくして、光結合効率の低下を防止することができる。これにより、リモートコントローラで空気調和機１を操作できる範囲を広げることができる。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、外面側に凹面１６を形成した凹レンズ７に代えて、内面側に凹面１９を形成した凹レンズ２０（図１４参照）や、内外両面に凹面２１、２２を形成した凹レンズ２３（図１５参照）を採用することもできる。さらに、レンズ本体２４の凹部２５をレンズ本体２４よりも屈折率の小さい素材からなる覆い材２６で覆って、レンズ全体としての表面を平面に形成した凹レンズ２７（図１６参照）を採用することもできる。

また、赤外線送信素子４及び赤外線受信素子５の両方を備えた送受信部３に代えて、赤外線送信素子４及び赤外線受信素子５のうちの赤外線送信素子４のみを備えた送信部、又は赤外線送信素子４及び赤外線受信素子５のうちの赤外線受信素子５のみを備えた受信部を設けてもよい。この場合、送信部を設けて、その透過窓に凹レンズを形成したものは、加湿器などを連動させて自動制御することができ、受信部を設けて、その透過窓に凹レンズを形成したものは、リモートコントローラで操作することができる。また、外線送信素子４を備えた送信部と、赤外線受信素子５を備えた受信部と、の両方を別々に設けるようにしてもよく、この場合、送信部及び受信部の両方の透過窓に凹レンズを形成してもよく、送信部及び受信部のうちの一方の透過窓のみに凹レンズを形成してもよい。

また、送信部や受信部を設ける機器は、空気調和機１に限定されるものではなく、他のあらゆる機器に設けることもできる。例えば、加湿機を離れた位置に設置する場合などに、空気調和機１の送信部から送信した赤外線信号を受信する際の入射角が大きくなるおそれがあるが、加湿機に本発明に係る受信部を設けることにより、入射角が大きくなることによる光結合効率の低下を防止することができる。また、空気調和機１と連動させて制御する他の機器としては、加湿機に代えて、換気扇や空気清浄機などであってもよい。また、本実施例では、図５に示すように、赤外線送信素子４よりも上方に赤外線受信素子５を配置しているが、赤外線送信素子４と赤外線受信素子５とを横並びに設けるようにしてもよい。

１空気調和機
２表示部
３送受信部
４赤外線送信素子
５赤外線受信素子
６透過窓
７、２０、２３、２７凹レンズ
１６、１９、２１、２２凹面
１７、１８赤外線
２４レンズ本体
２５凹部
２６覆い材

Claims

信号を送信する送信部、及び／又は信号を受信する受信部を有する空気調和機であって、
前記送信部は、赤外線信号を送信する赤外線送信素子と、該赤外線送信素子を覆いつつ前記赤外線信号を構成する赤外線を透過させる透過窓とを備え、前記受信部は、赤外線信号を受信する赤外線受信素子と、該赤外線受信素子を覆いつつ前記赤外線信号を構成する赤外線を透過させる透過窓とを備え、前記送信部の前記透過窓及び／又は前記受信部の前記透過窓に、透過する赤外線を光軸と直交する方向のうちの少なくとも一方向に発散させる凹レンズが形成されたことを特徴とする空気調和機。
前記送信部及び前記受信部として兼用される送受信部が設けられ、該送受信部は、前記赤外線送信素子と、前記赤外線受信素子と、前記赤外線送信素子及び前記赤外線受信素子を覆って前記送信部の前記透過窓及び前記受信部の前記透過窓として兼用される共通の透過窓と、を備え、前記送受信部の透過窓に、透過する赤外線を光軸と直交する方向のうちの少なくとも一方向に発散させる凹レンズが形成されたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
前記赤外線受信素子が前記赤外線送信素子よりも上方に配置されたことを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
赤外線信号を送信する赤外線送信素子と、該赤外線送信素子を覆いつつ前記赤外線信号を構成する赤外線を透過させる透過窓とを備え、前記透過窓に、透過する赤外線を光軸と直交する方向のうちの少なくとも一方向に発散させる凹レンズが形成されたことを特徴とする赤外線送信装置。
赤外線信号を受信する赤外線受信素子と、該赤外線受信素子を覆いつつ前記赤外線信号を構成する赤外線を透過させる透過窓とを備え、前記透過窓に、透過する赤外線を光軸と直交する方向のうちの少なくとも一方向に発散させる凹レンズが形成されたことを特徴とする赤外線受信装置。