JP2015232421A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】睡眠中にも快適な空調を可能とする空気調和機を安価に提供する。【解決手段】本発明の空気調和機は、空調制御する室内を撮像する撮像部と、室内の照度を検出する照度検出部と、人の活動量を算出する活動量算出部と、空調温度、風向及び風量を制御する空調制御部と、を備え、前記空調制御部は、前記照度検出部で検出された室内の照度が所定値以下で、かつ、前記活動量算出部で算出された活動量が所定の活動量以上である場合、前記照度検出部で検出された室内の照度が所定値より大きいときに前記撮像部が撮像した撮像画像から求めた送風位置に向けて風向制御をおこなうようにした。【選択図】 図１０

Description

本発明は、ユーザに快適な睡眠環境を提供可能な空気調和機に関する。

従来から、室内機が設置されている室の在室者を検出し、その検出結果を空調制御に反映させる空気調和機が知られている。例えば、特許文献１に開示される空気調和機は、可視光帯域及び赤外光の一部帯域を含んだ帯域で室内を撮像することができる撮像部と、撮像部が撮像した画像情報に基づき室内環境を認識する画像認識部と、画像認識部が認識した室内環境に基づき、空調設定を変更する空調制御部と、を備える空気調和機が開示されている。

また、ユーザが快適に睡眠できるように、室内を睡眠に適した環境に空調制御する空気調和機があった。例えば、特許文献２に開示される空気調和機は、赤外線センサやサーモパイルや焦電センサ等の非接触のセンサにより検出された温度分布を熱画素画像として取得し、この熱画素画像から人の頭部、胴部、手足部を特定し、特定した少なくとも一つの部位における体動の大きさと回数、及び／又は部位の温度から人の睡眠状態を判定し、判定結果を基に空調制御をおこなっている。これにより、ユーザの入眠状態や寝苦しさや睡眠深度を判断し、状況に応じて睡眠に適した空調環境を提供できるようにしている。

特開２０１１−２２０６１２号公報 特開２０１０−１３３６９２号公報

特許文献１の空気調和機では、熱温度分布を取得することなく、画像認識により顔情報や動き認識等により室内環境の認識をおこない空調設定をおこなうことが開示されており、比較的高解像度の撮像部が必要となる。暗室においては、赤外光を照射するとともに、可視光帯域及び近赤外光帯域を透過する赤外線カットフィルタを介して撮像するので、室内が明るい場合と同様に画像認識をおこなうことができる。しかし、暗室においては、近赤外光による撮像となるため、撮像画像には色調がなく、認識アルゴリズムも制限される。このため、明るいときよりも撮像部の高解像度が求められる。

特許文献２の空気調和機では、サーモパイル等の赤外線センサにより熱画素画像を生成し、人の頭部や胴部や手足部を画像認識により特定している。このため、特許文献１と同様に、比較的高解像度の温度検出装置が必要となる。一般に、高解像度の熱赤外線センサは普及しておらず、実施にはコスト上昇の問題がある。

このように、上記の特許文献１、２に開示されている技術では、画像認識をおこなうために、比較的高解像のセンサが必要となる。このため、コスト上昇が問題となる。

本発明の目的は、睡眠中にも快適な空調を可能とする空気調和機を安価に提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明の空気調和機は、空調制御する室内を撮像する撮像部と、室内の照度を検出する照度検出部と、人の活動量を算出する活動量算出部と、空調温度、風向及び風量を制御する空調制御部と、を備え、前記空調制御部は、前記照度検出部で検出された室内の照度が所定値以下で、かつ、前記活動量算出部で算出された活動量が所定の活動量以上である場合、前記照度検出部で検出された室内の照度が所定値より大きいときに前記撮像部が撮像した撮像画像から求めた送風位置に向けて風向制御をおこなうようにした。

より具体的には、前記活動量算出部には、複数の小レンズから構成されるフレネルレンズをもつ焦電センサが設けられ、前記活動量算出部は、前記焦電センサの出力を周波数解析して人の活動量を算出し、前記空調制御部は、前記活動量と所定の閾値を比較して空調制御をおこなうようにした。

また、他には、本発明の空気調和機は、空調制御する室内を撮像する撮像部と、人の動き量から活動量を算出する活動量算出部と、空調温度、風向及び風量を制御する空調制御部と、近赤外光によりリモコンとの間で情報を送受信するリモコン受発光部を備え、前記撮像部の撮像素子は少なくとも近赤外線を受光し、前記活動量算出部は、室内照度が所定値以下のときに、前記リモコン受発光部を点灯して近赤外光を照射し、前記撮像部が、室内照度が所定値より大きいときの前記撮像部の撮像画像から求めた特定位置を含む領域で人の動き検出をおこない、人の動き量から人の活動量を算出し、前記空調制御部は、前記活動量に応じて空調制御をおこなうようにした。

本発明によれば、睡眠中にも快適な空調を可能とする空気調和機を安価に提供することができる。

空気調和機のユニット外観を示す図である。 空気調和機の室内機の外観を示す図である。 撮像素子の概要を示す図である。 焦電センサの外観を示す図である。 フレネルレンズを正面からみた図である。 焦電センサによる遠近のエリア検出を説明する図である。 フレネルレンズと遠近のエリアの対応を説明する図である。 焦電センサの出力の一例を示す図である。 空気調和機の制御ブロック図である。 就寝時の運転制御（おやすみ運転）のシーケンス図である。 就寝時の運転制御（おやすみ運転）の制御フロー図である。 実施例１の就寝状態と就寝位置を特定する処理フローをしめす図である。 実施例２の就寝状態と就寝位置を特定する処理フローをしめす図である。

以下、本発明の実施例を説明するが、まず、本実施例の空気調和機の概要を図１と図２により説明する、そして、図３、図４ａ、図４ｂ、図５ａ、図５ｂ、図６により、実施例の空気調和機の運転動作を制御する、撮像素子、焦電センサの概要について説明する。その後に、それぞれの詳細な実施例について説明する。
詳細は実施例のなかで明らかになるが、本実施例は、就寝中の空調制御をおこなうために、撮像素子により暗室状態の人の体動状態を検出する方法と、焦電センサにより暗室状態の人の体動状態を検出する方法の２つを例示する。そして、実施例の空気調和機は、どちらかの方法で検出した暗室状態の人の体動状態と、撮像素子により検出した就寝前の明室状態の人の就寝位置とから、就寝中の空調制御をおこなうものである。

＜装置の全体構成＞
図１は、本実施例にかかる空気調和機１の外観構成の説明図である。空気調和機１は、例えばヒートポンプ技術などを用い、冷房などの室内の空気調和を行う装置である。空気調和機１は、大別して、室内の壁などに設置される室内機１００と、屋外などに設置される室外機２００と、から構成される。さらに、赤外線通信などにより室内機１００と通信してユーザが空気調和機１を操作するためのリモコンＲｅを備えている。空気調和機１が設置されるときは、室内機１００と室外機２００とは冷媒配管（図示せず）で接続される。また、室内機１００と室外機２００とは通信ケーブル（図示せず）で接続され、互いに通信することができる。

リモコンＲｅはユーザによって操作され、室内機１００のリモコン送受信部１４０に対して赤外線信号を送信する。当該信号の内容は、運転要求、設定温度の変更、タイマ設定、運転モードの変更、停止要求などの様々な指令である。
空気調和機１は、これらの信号に基づいて、少なくとも室内の冷房、暖房、除湿などを行うことができる。また、空気清浄など、その他の空気調和の機能を備えていてもよい。すなわち、空気調和機１は、室内の空気を様々に調整することができる。
また、室内機１００のリモコン送受信部１４０からリモコンＲｅに、室温情報、湿度情報、電気代情報などのデータを送信する。

室内機１００の例えば長手方向中央部の下部には、撮像素子１３１が室内側を撮像側として設置されている。撮像素子１３１としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサを用いることができる。さらに、室内機１００の前面パネル１１１の例えば長手方向中央部の下部には、焦電センサ１３２が室内側を温度検出側として設置されている。撮像素子１３１、焦電センサ１３２に関するさらに詳細な構成については後述する。

図２は、室内機１００をその長手方向と直交する方向に切断した縦断面図である。室内機１００の筐体ベース１１２は、熱交換器１１３、送風ファン１１４、フィルタ１１５などの内部構造体を収容している。

熱交換器１１３は複数本の伝熱管１１６を有し、送風ファン１１４により室内機１００内に取り込まれた室内の空気を、伝熱管１１６を通流する冷媒と熱交換させ、当該空気を冷却、加熱するように構成されている。なお、伝熱管１１６は、前記した冷媒配管（図示せず）に通じていて、公知の冷媒サイクル（図示せず）の一部を構成している。送風ファン１１４は風速を調節可能である。
左右風向板１２１は、その基端側が室内機１００下部に設けた回転軸（図示せず）を支点にして左右風向板駆動部３４３(図７)により正逆回転される。そして、左右風向板１２１の先端側が室内側を向いていて、これにより左右風向板１２１の先端側は水平方向に振れるように動作可能である。

上下風向板１２２は、室内機１００の長手方向両端部に設けられた回転軸（図示せず）を支点にして上下風向駆動部３４４(図７)により正逆回転される。これにより、上下風向板１２２の先端側は上下方向に振れるように動作可能である。
前面パネル１２３は、室内機１００の前面を覆うように設置されており、下端部の回転軸（図示せず）を支点として前面パネル用駆動部３４５(図７)により正逆回転可能である。ちなみに、前面パネル１２３は、回転動作を行うことなく、室内機１００の下端に固定されたものとしてもよい。

室内機１００は、送風ファン１１４が回転することによって、空気の吸込口１２４及びフィルタ１１５を介して室内の空気を室内機１００内に取り込み、この空気を熱交換器１１３で熱交換する。これにより、当該熱交換後の空気は、熱交換器１１３で冷却され、あるいは、加熱される。この熱交換後の空気は吹出し風路１２５に導かれる。さらに、吹出し風路１２５に導かれた空気は、空気の吹出口１２６から室内機１００外部に送り出されて室内を空気調和する。そして、この熱交換後の空気が吹出口１２６から室内に吹き出す際には、その水平方向の風向きは左右風向板１２１により調節され、その上下方向の風向きは上下風向板１２２により調節される。
その他に、空気調和機１には、冷媒を圧縮する圧縮機、高圧の冷媒を減圧する膨張弁、冷媒の流路を切り替える四方弁、外気と冷媒とを熱交換する熱交換器などの冷媒装置を室外機２００に備えているが、これらの装置構成や作用については公知であるため、図示、説明は省略する。

図３は、撮像素子１３１の概要を示す図である。撮像素子１３１は、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサである２次元のセンサ部１０と、ＲＧＢカラーフィルタ１１と、撮像対象のピント合わせをおこなうレンズ１２と、絞り部１３と、赤外線カットフィルタ１４から構成される。

ここで、赤外線カットフィルタ１４は、一般的には、正確にＲＧＢの色調を検出するために、近赤外光をカットするために設けられている。これは、撮像素子１３１が近赤外光にも感度をもつためである。実施例のようなセンサとして使用する場合には、必ずしも、正確にＲＧＢの色調を検出する必要はない。このため、実施例の撮像素子１３１では、赤外線カットフィルタ１４を搭載しない構成とする。
また、撮像素子１３１を近赤外光の撮像素子とする場合には、赤外線カットフィルタ１４に替えて、可視光カットフィルタ１４を装着するようにするようにしてもよい。

ここで、近赤外光は、太陽光や白熱電球光には多く含まれるが、蛍光灯やＬＥＤ照明光や夜間には、近赤外光が照射されていない。このため、近赤外光の撮像情報を得るのに、前述のリモコン送受信部１４０の近赤外発光ダイオードを点灯して、近赤外光を室内に照射する。言うまでもないが、近赤外光の発光照射部を室内機１００に設けてもよい。

上述の近赤外光画像には、つぎの特徴がある。ひとつは、暗室でも室内の撮像が可能であることである。これは、睡眠中に空気調和機を運転制御する場合に有効となる。
また、近赤外光画像には、ＲＧＢ色調の情報がないので、絵画や寝具柄等の色調をもつ部分は撮像されない。このため、細かなノイズが少なくなり輪郭抽出が容易になるので、睡眠時の寝具の認識や動き解析の精度が向上する。
さらに、近赤外光は、水により吸収される特徴をもつ。このため、近赤外光画像を定期的に取得し比較することで、室内干しした洗濯物の乾き具合を把握することもできる。

上記の撮像素子１３１により、可視光の室内画像または近赤外光の室内画像を取得することができる。この室内画像を基に、既知の画像解析手法により、人、顔、家具等の位置や動きを認識する。そして、つぎに説明する焦電センサ１３２と連携して、空調制御をおこなう。
なお、就寝前の明室内の人、顔、家具等の位置や動きを認識できれば、可視光画像または、近赤外光画像のいずれであってもよい。

つぎに、図４ａ、図４ｂ、図５ａ、図５ｂ、図６により、焦電センサ１３２を説明する。
図４ａは、焦電センサ１３２の外観を示す図である。焦電センサ１３２は、焦電効果を利用して人体などから発せられる僅かな赤外線を検知する焦電型赤外線センサ２０と、焦電センサ１３２の検知範囲と検知距離を決めるフレネルレンズ２１から構成される。
詳細は後述するが、焦電型赤外線センサ２０は、暗室時に人の動き検出するために、デュアルタイプやクワッドタイプの焦電センサが適している。

図４ｂは、フレネルレンズ２１を正面からみた図である。フレネルレンズ２１は、１眼あたり１２個の小レンズから構成され、小レンズの透過光が焦電型赤外線センサ２０に照射され、複数のレンズ面に対応する領域の人の動きを検出する。

詳しくは、図５ａに示すように、室内機１００は部屋の天井近くの壁面に設置されることが多い。このため、測定対象から焦電型赤外線センサ２０までの距離が異なる。本実施例では、距離を「遠」「中」「近」の３種類に分け、図５ａに示すように、フレネルレンズ２１の垂直方向を「遠」「中」「近」の距離に対応して分割する。そして、フレネルレンズ２１の水平方向も距離に応じて分割し、分割面に小レンズを設置する。本実施例では、図４ｂに示すように、「遠」の距離に対応するフレネルレンズ部分では水平方向に５分割し、「中」の距離に対応するフレネルレンズ部分では水平方向に４分割し、「近」の距離に対応するフレネルレンズ部分では水平方向に３分割した。

つぎに、焦電センサ１３２の出力について説明する。前述のとおり、小レンズに対応する室内のいずれかの領域で、人の動きがあると焦電センサ１３２から信号が出力される。人の動きは、小レンズに対応する領域で時間経過に応じて複数回の動きがあればそれに対応して信号が出力される。また、人が小レンズに対応する異なる領域に移動し場合にも、それぞれの領域の人の動きとして信号出力される。
ただし、複数の小レンズの透過光は焦電型赤外線センサ２０の測定面に集光しているので、信号出力が、小レンズのいずれの領域の人の動きを検出したものであるかまでは検出できない。

図６は、２つの信号出力の時間変化の例を示したものである。具体的には、睡眠中の人の寝返り状態が少ない場合と多い場合を示したものである。信号出力は、人の寝返り動作が多いほど、信号波形の変動が大きくなる。人が室内を歩きまわっている場合には、図６の寝返り多のような信号出力が得られる。

本実施例では、焦電型赤外線センサ２０の信号出力を周波数解析して、活動量の評価値を算定する。例えば、高周波成分の量が多いほど、活動量が大と評価する。

上述のとおり、焦電センサ１３２では、人の動きを検出しても場所を特定することはできない。しかし、撮像素子１３１の撮像画像情報の時間変化から動き検出をおこなうには、多くの演算と高精細な撮像素子が必要となる。焦電センサ１３２を使用することにより、より簡易に精度よく人の動きを検出できる。
焦電センサ１３２で、人の動きの検出をおこなう場合には、撮像素子１３１により人の場所を特定する。

図７は実施例の空気調和機の制御ブロック図である。空調制御部３００は、リモコンＲｅによるユーザの動作指示により、冷媒を圧縮する圧縮機、高圧の冷媒を減圧する膨張弁、冷媒の流路を切り替える四方弁、外気と冷媒とを熱交換する熱交換器の送風ファンを制御して冷房・暖房・除湿の運転をおこなう。
また、空調制御部３００は、上下風向板駆動部３４４、左右風向板駆動部３４３、全面パネル駆動部９を制御して、空調風の風向を制御し、室内機送風ファンを駆動することで風量を制御する。

さらに、空調制御部３００には、前述の撮像素子１３１と焦電センサ１３２が接続されている。これにより、空調運転中の室内の状態を検出することができ、室内の状態に応じて、空調風の温度・風向・風量を変えて運転制御する。
空調制御部３００は、マイクロコンピュータを搭載してソフトウェアで運転制御をおこなう構成が適している。

つぎに、空調風の制御の一例として、就寝時の運転制御（おやすみ運転）を説明する。
一般的に睡眠時、高温多湿となる夏季と、夜間に低温となる冬季においては、気温と睡眠の質には関係があることが分かっている。また、季節ごとに寝具が異なることから、季節ごとに睡眠時の適切な気温が異なり、例えば夏季においては２７℃、冬季の場合、気温は４℃以上で、特に１６℃から１８℃が適当な気温と言われている。前記空調制御部３００においては、予めこれらの情報をカレンダー情報に関連付けて記憶しておく。

また、睡眠時には深部体温が低下することが知られている。一般におやすみ運転では設定温度を１、２℃高めに設定されるが、寝付く前に、空気調和機がおやすみ運転に移行すると設定温度が上昇するために、深部体温の低下が阻害され、寝付きが悪くなる可能性がある。このため、撮像素子１３１や焦電センサ１３２により、人の睡眠状態を判定し、入眠を確認してから、おやすみ運転に移行するようにしてもよい。
後述の図８では、リモコン指令によっておやすみ運転を開始する例を示している。また、図９では、リモコン指令後に人の睡眠状態を判定してからおやすみ運転を開始する例を示している
このように、就寝が確認されると、前記空調制御部３００は、睡眠時の快適性を確保するために、カレンダー情報から求められる季節ごとの適切な室温と、リモコンで設定された設定温度に基づいて、適正空調温度を算出し、空調設定温度を変更する。

睡眠開始の３時間は特に、周期的に深い眠りと浅い眠りを繰り返すことが分かっており、この間は適切な温度に保つ事で、睡眠の質が向上すると言われている。このため、前記空調制御部３００は、起床を検出しない限り就寝後３時間は空調を停止せず、空調温度を維持する運転制御をおこなう。

就寝時の運転制御（おやすみ運転）をおこなっても、体温が上がりすぎた場合には、寝返りを打つことによって布団内の空気の入れ替えることによって体温を調整すると言われている。特に冬季などの外気温が低い季節に暖房運転している場合で、就寝中の在室者が寝返りを打った際に、室温を高い温度に保っている場合には、寝返りを打ち、布団内の空気を入れ替えたとしても体温が下がりづらくなってしまう。このような場合、在室者は非常に寝苦しく感じる。また、レム睡眠からノンレム睡眠、ノンレム睡眠からレム睡眠へ移行する際に寝返りが多くなると言われている。そのため、寝返りの回数が多い場合、前述したように適正な空調温度を算出し、室温を算出した温度に保つことで、睡眠時の快適な空調環境を保つことができる。

図８は上述の就寝時の運転制御（おやすみ運転）のシーケンス図である。図８の左たて方向には、空気調和機の各機能や状態が示され、図の水平方向は、時間経過を表わしている。
リモコン指令が、冷房運転を指示されると、実施例の空気調和機は、空調モードが冷房モードの運転をおこなう。このときの設定温度は２７℃であり、また、設定風速は強風であり、上下風向と左右風向は、リモコンで設定された設定値となっている。

リモコン指令が、ユーザの操作によって就寝時の運転モードであるおやすみ運転を指示されると、空調モードが冷房モードのままで、制御モードが通常からおやすみ運転に変更される。そして、おやすみタイマを起動し、タイマがタイムアップするまでおやすみ運転を継続する。

おやすみ運転中は、設定温度は２８℃に設定され、設定風速は弱風であり、上下風向と左右風向は、自動制御される。例えば、人に直接風が当たらないように、上下風向を上向きにし、左右風向を人のいない方向にする。
また、おやすみ運転中には、継続して睡眠中の寝返り等の人の体動検出をおこない、人の活動量を算出する。人の活動量が所定の値に達した場合や人の活動量を離散的に検出した場合には、睡眠中に寝返りをしているとして、空調制御を変更して、不快な状況を解消する。体動検出の検出方法の詳細は後述する。

睡眠中の寝返りを検出した場合には、設定温度を２７℃に設定し、設定風速を強風とし、上下風向と左右風向は、寝返りをした人に合わせて風向制御する。
この寝返り時の空調制御の変更は、人の活動量が睡眠状態と判定できる程度まで続け、睡眠状態と判定したら、おやすみ運転の空調制御状態に復帰する。

リモコンでおやすみ運転を指令された際に、体動検出を開始し、人の活動量が所定値より小さい状態が所定時間継続したときに、眠りに就いたと判定し、おやすみ運転の空調制御を開始するようにしてもよいし、図８に示すようにユーザのリモコン操作の直後におやすみ運転への移行をおこなってもよい。

おやすみ運転中に算出した活動量が、寝返り判定する値より大きな所定の値を超え、この状態が所定時間継続した場合には、起床したと判定し、おやすみ運転を中止するか、または、通常の冷房運転に移行するようにする。
就寝中にトイレにいった場合には、人の活動量は、寝返り判定する値より大きな値となるが、トイレから戻ってまた就寝するので、活動量が大きな期間は継続しない。このため、起床判定する継続時間に達することがないので、おやすみ運転を中止することはない。

図９は、図８のシーケンスを実行するプログラムフローを示す図である。
最初に、リモコンからおやすみ運転の開始指令が有ったか否か判定し（S100）、指令がない場合には（S100のNo）、リモコンからのおやすみ指令を待つ。指令があった場合には（S100のYes）、つぎの、人が眠りに就いているか否かの判定処理（S101）に進む。
Ｓ１０１の眠りに就いているか否かの判定は、前述のとおり、人の活動量が所定値より小さい状態が所定時間継続したときに、眠りに就いたと判定している。

Ｓ１０１で、人が眠りに就いていない場合（S101のNo）には、寝入るまでＳ１０１の処理を繰り返す。人が眠りに就いたと判定した場合には（S101のYes）、おやすみ運転を開始する（S102）。図８の例では、リモコンからのおやすみ指令で「おやすみ運転」の制御状態（運転状態）に入っている。
Ｓ１０２のおやすみ運転の開始処理では、図８にしめすように、設定温度を所定の値（例えば、２８℃）に変更し、風速設定を所定値（例えば、弱風）に変更し、上下風向・左右風向を自動制御とする。ここで、風向の自動制御とは、人に直接風が当たらないように、上下風向を上向きにし、左右風向を人のいない方向にする。または、間欠スウィング動作するようにしてもよい。さらに、おやすみ運転の動作設定は、リモコン指示により変更できるようにしてもよい。

おやすみ運転中では、寝返りの有無を判定し（S103）、寝返りがない場合（S103のNo）には、おやすみ運転の継続し（S110）、起床したか否かを判定するＳ１０７に進む。寝返りの判定は、前述のとおり、人の活動量が所定の値に達した場合や人の活動量を離散的に検出した場合には、睡眠中に寝返りをしていると判定する。

寝返りを検出した（S103のYes）場合には、寝苦しさを解消するために設定温度を一時的に下げるように変更し（S104）、設定風量を強風に変更する（S105）。そして、寝返りをした人に空調風があたるように、上下風向・左右風向を就寝位置に変更する（S106）。一般に、風が当たると蒸発による体感温度の低下の効果が大きくなるので、Ｓ１０４の設定温度を一時的に下げるようにする処理は省略することができる。
Ｓ１０４〜Ｓ１０６の設定は、Ｓ１０３で寝返りを検出しなくなるまで、継続する。

Ｓ１０７では、おやすみ運転中に、人が起床したか否かを判定する。起床の判定は、人の活動量が寝返り判定する値より大きな所定の値を超え、かつ、この状態が所定時間継続した場合には、起床したと判定する。起床と判定した場合には（S107のYes）、おやすみ運転の停止処理（S109）に進む。起床と判定しなかった場合には（S107のNo）、Ｓ１０８のおやすみ運転タイマのタイムアップ判定に進む。

Ｓ１０８でおやすみ運転タイマがタイムアップしていなかった場合（S108のNo）、Ｓ１０３に戻り、おやすみ運転を継続する。タイムアップした場合（S108のYes）には、おやすみ運転の停止処理（S109）に進む。
Ｓ１０９のおやすみ運転の停止処理では、空調動作を停止するか、または、冷房動作への復帰処理をおこなう。

上記のとおり、眠りに就いたか否かの判定（S101）、寝返りの有無の判定（S103）、起床判定（S107）は、人の活動量から判定している。人の活動量には、焦電センサにより暗室状態の人の体動状態を検出して算出する方法と、撮像素子により暗室状態の人の体動状態を検出して算出する方法と、がある。以下に、それぞれを実施例１、２として詳細に説明する。また、寝返りした人へ風向を変更する処理（S106）について、詳細に説明する。

（実施例１）
本実施例の空気調和機は、焦電センサ１３２と可視光または近赤外光の撮像素子１３１とを搭載する。そして、焦電センサ１３２で検出した温度変化の情報から、人の活動量を算出して体動検出をおこない、人の入眠・寝返り・起床の就寝状態を判定する。前述のとおり、焦電センサ１３２は、人の場所までは特定できない。このため、撮像素子１３１による撮像画像を分析して、寝返りをした人の就寝位置を特定し、空調制御するものである。

より詳細には、撮像素子１３１による撮像は、暗室ではおこなうことができない。また、近赤外光で撮像したとしても、寝返りをした人の位置を撮像画像から特定するためには、人の動き検出をおこなうことが考えられるが、短時間に多くの処理が必要となる。
このため、就寝前の撮像画像から画像処理により寝具を特定し、特定した寝具の位置を、人が就寝している場所（就寝位置）とする。近赤外光の撮像素子１３１を使う場合で、近赤外光の照明がない場合（蛍光灯による照明、ＬＥＤ照明）には、リモコン送受信部１４０の近赤外光の発光部を点灯して、近赤外光の照明をおこなう。可視光の撮像素子１３１による撮像をおこなう場合には、特に照明をおこなう必要はない。

就寝している人の場所の特定は、寝具の位置の他に、人の顔位置から特定してもよい。このとき、顔面の上下方向と床面の関係から、起床状態か就寝状態かを判別する。詳しくは、顔面の上下方向が床面に対して直角に近く角度をもっているときには、起床状態とみなす。また、顔面の上下方向が床面に対して平行あるいは小さく角度をもっているときには、就寝状態をみなすことができる。この就寝状態と判定した顔位置を、就寝位置とする。

このように、実際の寝返りをした人の位置を直接検出しているわけではないが、就寝中には大きな場所移動が発生しないため、就寝前の撮像画像から特定した就寝位置と、就寝した人の位置との間に、大きな隔たりはない。

図１０は、焦電センサ１３２と撮像素子１３１とにより、就寝状態と就寝位置を特定する処理フローをしめす図である。寝返りをした人の就寝位置を特定する処理と、図９の眠りに就いたか否かの判定（S101）、寝返りの有無の判定（S103）、起床判定（S107）の処理を、焦電センサ１３２と撮像素子１３１で処理する場合の詳細を示したものである。
まず、撮像素子１３１により室内を撮像する。そして、撮像画像を画像解析して寝具を判別し、寝具の位置を特定する（S120）。この特定した寝具位置を人の就寝位置とする（S121）。つぎに、室内が就寝のために消燈あるいは減光されたか否かを判定する（S122）。消燈あるいは減光していない場合には（S122のNo）、Ｓ１２０に戻り、人の就寝位置の取得処理を繰り返す。消燈あるいは減光している場合には（S122のYes）、Ｓ１２３に進み、おやすみ運転中の動体検出処理をおこなう。
図８、図９では、Ｓ１２２の室内の消燈あるいは減光の判定については記載していないが、本実施例では、室内が明るい間に、人の就寝位置の取得処理をおこなうため、Ｓ１２２の処理をおこなっている。

ここで、Ｓ１２２の室内の消燈あるいは減光の判定は、撮像輝度が低下するために、撮像素子１３１の撮像画像により判別できる。または、別途、照度センサを設けて、室内の消燈あるいは減光の判定をおこなうようにしてもよい。

室内が消燈あるいは減光されると、つぎのようにして体動検出をおこなって就寝状態を判別する。
まず、焦電センサ１３２の出力を人の動きとして取得する（S123）。Ｓ１２３で取得した人の動きの時間変化を周波数分析し、人の活動量を算出する（S124）。Ｓ１２４で算出した活動量が、予め定めた人が睡眠に就いているときの活動量である入眠閾値より小さく、かつ、その状態が所定時間継続しているか否かを判定する（S125）。

Ｓ１２５の判定条件を満足する場合には（S125のYes）、人の就寝状態が入眠状態となったと判定し、おやすみ運転の空調制御を開始する（S126）。その後、Ｓ１２３に戻り、体動検出を繰り返す。
上記のＳ１２３、Ｓ１２４、Ｓ１２５が図９のＳ１０１、Ｓ１０２に対応している。
Ｓ１２５の判定条件を満足しない場合には（S125のNo）、Ｓ１２７に移行して、他の人の就寝状態になったか否かを判定する。

Ｓ１２７では、Ｓ１２４で算出した活動量が、予め定めた人が睡眠中に寝返りしているときの活動量である寝返り閾値を超えたか、または、離散的に活動量を検出したかを判定する（S127）。
Ｓ１２７の判定条件を満足する場合には（S127のYes）、人の就寝状態が寝返りをしていると判定し、寝苦しさを解消するための空調制御をおこなう（S128）。このとき、寝苦しさを解消するために、Ｓ１２１で求めた就寝位置に寝返りをした人がいるものとして、風向制御をおこなう。その後、Ｓ１２３に戻り、体動検出を繰り返す。
上記のＳ１２３、Ｓ１２４、Ｓ１２７、Ｓ１２８が図９のＳ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１０６に対応している。
Ｓ１２７の判定条件を満足しない場合には（S127のNo）、Ｓ１２９に移行して、他の人の就寝状態になったか否かを判定する。

Ｓ１２９では、Ｓ１２４で算出した活動量が、予め定めた人が睡眠状態から起床するときの活動量である起床閾値を超え、かつ、その状態が所定時間継続しているか否かを判定する（S129）。
Ｓ１２９の判定条件を満足しない場合には（S129のNo）、Ｓ１２３に戻り、体動検出を繰り返す。
Ｓ１２９の判定条件を満足する場合には（S129のYes）、人の就寝状態が睡眠状態から覚醒して起床した状態になったと判定し、処理を終了する。

（実施例２）
上記の実施例では、焦電センサ１３２により就寝中の人の体動検出をおこなったが、本実施例は、撮像素子１３１により、体動検出をおこなうものである。このため、焦電センサ１３２が不要となる。

就寝中は室内が消燈あるいは減光状態となるため、可視光による撮像はおこなえない。このため、本実施例の撮像素子１３１は近赤外光の撮像をおこなう。就寝中には、近赤外光の照明もないため、リモコン送受信部１４０の近赤外光の発光部を点灯して、近赤外光の照明をおこなう。

撮像素子１３１の近赤外光の撮像画像の時間変化から人の体動や、寝具の動きを検出し、この動き量を基に、人の活動量を算出する。算出した人の活動量から就寝状態を判定し、おやすみ運転の空調制御をおこなう。
このとき、予め特定されている就寝位置を中心に、活動量の算出をおこなう。こうすれば、処理する撮像画像の量が少なくなるので、動き量を基に人の活動量を算出する計算量を低減することができ、処理負荷の低減に効果がある。また、算出間隔を短くできるので、処理の高速化ができる。

前述のとおり、撮像素子１３１は、赤外線カットフィルタで近赤外線の入射を制限しているため、この赤外カットフィルタを除くことで、近赤外光の撮像が可能となる。また、可視光の影響を除くために、赤外線カットフィルタの代わりに可視光カットフィルタを装着してもよい。

撮像素子１３１を近赤外光の撮像に限定した場合には、室内の消燈あるいは減光状態を検出することができない。このため、照度センサを別途設ける必要がある。撮像素子１３１の赤外線カットフィルタを除いて、可視光と近赤外光の撮像をおこなう場合には、撮像素子１３１により照度センサを兼ねることができる。

図１１は、撮像素子１３１で体動検出をおこなう場合の、就寝状態と就寝位置を特定する処理フローをしめす図である。寝返りをした人の就寝位置を特定する処理と、図９の眠りに就いたか否かの判定（S101）、寝返りの有無の判定（S103）、起床判定（S107）の処理を、焦電センサ１３２と撮像素子１３１で処理する場合の詳細を示したものである。
図１０のフロー図とは、Ｓ１２３に替えて、Ｓ１２９では、撮像素子により室内の撮像をおこない、Ｓ１３０では、Ｓ１２１で算出した就寝位置を中心に、異なる時刻の撮像画像から動き量を算出している。図１１のＳ１２９、Ｓ１３０以外は、図１０と同一であるため、説明は省略する。

上記のとおり、焦電センサ１３１により人の活動量を算出するのに替えて、撮像素子１３１で人の活動量を応じた空調制御が可能となるので、より安価な空機調和機を提供可能となる。

（実施例３）
上述の実施例では、就寝中の人の寝返り等の体動を検出する実施例を説明したが、本実施例の空気調和機は、照度センサと撮像素子を設けた構成とし、就寝中にトイレにいった場合等の大きな体動が発生する場合のおやすみ運転の空調制御に好適な実施例を説明する。もちろん、実施例１、２の構成でも実施可能だが、より安価に実現できる効果をある。

就寝中の安全確保のため、常夜灯を点灯して就寝する場合が多いが、常夜灯の照度では、撮像素子の撮像画像に多くのノイズが含まれるために撮像画像から寝返り等の細かな体動を検出することは困難である。しかし、撮像素子のゲインを増大する等により、撮像画像から人の歩行等の人の動き（大きな体動）を検出することはできる。
本実施例では、照度センサを設けて室内の照度を検出し、検出照度が常夜灯の照度になったら、就寝状態になったと判定する。

就寝状態では、撮像素子により室内を周期的に撮像して、撮像画像からトイレにいく人の動きを検出する。この際、他の実施例と同様に、室内が明るい間に人の就寝位置を取得しておく。周期的に就寝位置を中心に所定範囲の画像解析（人の動き検出）をおこなって、人がトイレに行くための起床や歩行の体動検出をおこなう。また、人の動きが、室内が明るいときに取得した就寝位置から始まり、取得した就寝位置で終われば、就寝している人がトイレに行って戻ってきたことを推定できる。

上述のとおり、空気調和機のおやすみ運転中には、設定温度を通常運転より高くし、また、風向が就寝位置にならないように制御している。このため、トイレから戻った人の再入眠の妨げになる可能性がある。トイレから戻った人が入眠しやすいように、図８で説明した、おやすみ運転中に寝返りを検出したときの空調制御と同様に、一時的に空調設定温度を下げ、設定風速を大きくし、就寝位置に合わせて風向方向を制御する。この際、風向のみ、就寝位置の方向にするようにしてもよい。
上記のトイレに行ったときのおやすみ運転の空調制御の一時的な変更は、トイレから戻ったと判定してから一定時間おこない、その後、通常のおやすみ運転の空調制御状態に復帰する。トイレから戻ってきたと判定した際に風向を一時的に就寝位置にした場合には、風向が就寝位置にならないように風向制御する。

また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明で分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。

１ 空気調和機
９ 全面パネル駆動部
１００ 室内機
１３１ 撮像素子
１３２ 焦電センサ
１４０ リモコン送受信部
２００ 室外機
３００ 空調制御部
３４３ 左右風向版駆動部
３４４ 上下風向版駆動部
Ｒｅ リモコン

Claims (10)

1. 空調制御する室内を撮像する撮像部と、
   室内の照度を検出する照度検出部と、
   人の活動量を算出する活動量算出部と、
   空調温度、風向及び風量を制御する空調制御部と、を備え、
   前記空調制御部は、
   前記照度検出部で検出された室内の照度が所定値以下で、かつ、前記活動量算出部で算出された活動量が所定の活動量以上である場合、前記照度検出部で検出された室内の照度が所定値より大きいときに前記撮像部が撮像した撮像画像から求めた送風位置に向けて風向制御をおこなう
   ことを特徴とする空気調和機。
2. 請求項１に記載の空気調和機において、
   前記活動量算出部には、複数の小レンズから構成されるフレネルレンズをもつ焦電センサが設けられ、
   前記活動量算出部は、前記焦電センサの出力を周波数解析して人の活動量を算出し、
   前記空調制御部は、前記活動量と所定の閾値を比較して空調制御をおこなう
   ことを特徴する空気調和機。
3. 請求項２に記載の空気調和機において、
   前記空調制御部は、前記活動量が第１の閾値より小さく、かつ、所定時間継続したときに、通常運転より設定温度を高めたおやすみ運転を開始する
   ことを特徴する空気調和機。
4. 請求項２に記載の空気調和機において、
   前記空調制御部は、通常運転より設定温度を高めたおやすみ運転時に、前記活動量が第２の閾値を超えたか、または、所定時間内に所定回数以上の活動量を検出したときに、空調温度の設定温度を下げ、前記送風位置に風向制御する
   ことを特徴する空気調和機。
5. 請求項２に記載の空気調和機において、
   前記空調制御部は、通常運転より設定温度を高めたおやすみ運転時に、前記活動量が所定の活動量以上で、かつ、所定時間継続したときに、前記おやすみ運転を解除する
   ことを特徴する空気調和機。
6. 空調制御する室内を撮像する撮像部と、
   人の動き量から活動量を算出する活動量算出部と、
   空調温度、風向及び風量を制御する空調制御部と、
   近赤外光によりリモコンとの間で情報を送受信するリモコン受発光部を備え、
   前記撮像部の撮像素子は少なくとも近赤外線を受光し、
   前記活動量算出部は、室内照度が所定値以下のときに、前記リモコン受発光部を点灯して近赤外光を照射し、前記撮像部が、室内照度が所定値より大きいときの前記撮像部の撮像画像から求めた特定位置を含む領域で人の動き検出をおこない、人の動き量から人の活動量を算出し、
   前記空調制御部は、前記活動量に応じて空調制御をおこなう
   ことを特徴する空気調和機。
7. 請求項６に記載の空気調和機において、
   前記空調制御部は、前記活動量が第１の閾値より小さく、かつ、所定時間継続したときに、通常運転より設定温度を高めたおやすみ運転を開始する
   ことを特徴する空気調和機。
8. 請求項６に記載の空気調和機において、
   前記空調制御部は、通常運転より設定温度を高めたおやすみ運転時に、前記活動量が第２の閾値を超えたか、または、所定時間内に所定回数以上の活動量を検出したときに、設定温度を下げ、前記特定位置に風向制御する
   ことを特徴する空気調和機。
9. 請求項６に記載の空気調和機において、
   前記空調制御部は、通常運転より設定温度を高めたおやすみ運転時に、前記活動量が所定の活動量以上で、かつ、所定時間継続したときに、前記おやすみ運転を解除する
   ことを特徴する空気調和機。
10. 室内の人の位置を検出する撮像部と、
    室内の照度を検出する照度検出部と、
    風向を制御する風向制御部と、を備え、
    前記風向制御部は、
    前記照度検出部で検出した室内の照度が所定値以下の場合、室内の照度が所定値より大きいときに前記撮像部により検出された人の位置に基づいて風向制御をおこなう
    ことを特徴とする空気調和機。