JP2016061446A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】より快適な睡眠環境を実現する空気調和機を提供する。【解決手段】本発明の空気調和機は、被空調空間の人を検出する人検出手段と、タイマー設定後所定時間経過する迄空調運転を行い、前記所定時間経過後に空調運転を終了する第１の運転モードと、前記第１の運転モード終了後に前記人検出手段で検出した人が所定値以上動いた時に空調運転を開始する第２の運転モードと、を備えるようにした。または、本発明の空気調和機は、前記第２の運転モードは、前記第１の運転モード終了後に室内温度と設定温度との差が所定値以上で、且つ、前記人検出手段で検出した人が所定値以上動いた時に空調運転を開始するようにした。【選択図】 図８

Description

本発明は、快適な睡眠環境を提供可能な空気調和機に関する。

従来の空気調和機には、就寝中の冷房または暖房運転を所定のタイマー設定時間おこなうおやすみタイマー機能がある。さらに、このおやすみタイマー運転モード中に、暖房時には設定温度に対して約１℃下げ、冷房時には約１℃上に空調温度を変えて、室内の暖めすぎや冷やしすぎを防ぎ、快適な睡眠環境を提供するものがある。このおやすみタイマー機能のタイマー設定時間はユーザの好みにより設定できるが、タイマーにより空調運転が終了すると、室温が変化して安眠を妨げることがあった。
このため、タイマー運転が停止した後も、室温の設定温度に対する偏差に応じて空気調和機の運転・停止を繰り返す監視運転を行うことが考案されている（例えば、特許文献１を参照）。

この他、就寝中の空調制御技術として、特許文献２には、上記の監視運転中に室温が上昇し、在室者が寝苦しくて起きてしまい、リモコンにより、空調機の運転開始、または室温ダウンの操作を行った場合に、空気調和機が在室者は“暑がり”と判断し、再運転判定温度と設定温度補正値をそれぞれ１ステップ“マイナス”する“暑がり”補正を実施する。また、おやすみ再運転中に、室温が低下し、在室者が寒いと感じて起きてしまい、リモコンにより、運転停止、または室温アップの操作を行った場合に、空気調和機が在室者は“寒がり”と判断し、再運転判定温度と設定温度補正値をそれぞれ１ステップ“プラス”する“寒がり”補正を実施し、次回の運転に反映させることが開示されている。

また、特許文献３には、カメラやサーモパイル等のセンサにより就寝者の生体情報を検出（センシング）して、検出した生体情報を元に、睡眠深度等の睡眠状態を判定し、判定した睡眠深度に応じて、室内環境の空調目標を設定する室内環境制御システムが開示されている。

特開平７−１９５６４号公報 特開２００５−２０１５７９号公報 特開２０１３−２１３６４２号公報

上記の特許文献１に開示された先行技術では、空調風について考慮されておらず、監視運転中の空調風により、覚醒してしまう可能性がある。

上記の特許文献２に開示された先行技術では、在室者に対応した再運転判定温度と設定温度補正値が決まるまで、寝苦しさで起きてしまうことになり、すぐに安眠環境を提供することができない問題がある。

また、上記の特許文献３に開示された先行技術によれば、寝入りの睡眠条件が考慮されていないため、寝付けないことがある問題がある。

本発明の目的は、上記の問題を解決し、より快適な睡眠環境を実現する空気調和機を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、被空調空間の人を検出する人検出手段と、タイマー設定後所定時間経過する迄空調運転を行い、前記所定時間経過後に空調運転を終了する第１の運転モードと、前記第１の運転モード終了後に前記人検出手段で検出した人が所定値以上動いた時に空調運転を開始する第２の運転モードと、を備えるようにした。
または、本発明の空気調和機は、前記第２の運転モードは、前記第１の運転モード終了後に室内温度と設定温度との差が所定値以上で、且つ、前記人検出手段で検出した人が所定値以上動いた時に空調運転を開始するようにした。

本発明の空気調和機によれば、就寝者が快適に睡眠することができる。

実施形態に係る空気調和機Ｓの全体構成を示す図である。 実施形態に係る空気調和機Ｓの室内機の側断面図である。 空気調和機の制御ブロックの構成図である。 おやすみ運転の第1の実施例の制御を示すフロー図である。 第２の実施例のおやすみタイマー運転モードを示すフロー図である。 おやすみ運転の第２の実施例の制御を示すフロー図である。 おやすみ運転の第３の実施例の制御を示すフロー図である。 おやすみ運転の室温の時間変化の一例を示す図である。 おやすみ運転の設定温度の時間変化の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、図１と図２により、本実施例の空気調和機の概要を説明する。

《空気調和機の構成》
図１は、実施例の空気調和機Ｓの全体構成を示す図である。図２は、室内機１００の側断面図である。
図１に示す本実施例の空気調和機Ｓは、室内機１００、室外機２００、及びリモコンＲｅから構成される。
室内機１００と室外機２００とは冷媒配管（図示せず）で接続され、周知の冷凍サイクルによって、室内機１００が設置されている室内を空調する。また、室内機１００と室外機２００とは、通信ケーブル（図示せず）を介して互いに情報を送受信するようになっている。

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Ｑに対して赤外線信号を送信する。この赤外線信号の内容は、運転要求、設定温度の変更、おやすみタイマー値の設定、運転モードの変更、停止要求等の指令である。空気調和機Ｓは、これらの信号に基づいて、冷房モード、暖房モード、除湿モード、おやすみ運転モード等の空調運転を行う。また、室内機１００のリモコン送受信部Ｑから、室温情報、湿度情報、電気代情報等の情報をリモコンＲｅへ送信し、ユーザにこれらの情報を通知する。

また、室内機１００の前面の下部には、室内の画像情報を取得するための撮像手段１１０と近赤外線投光器１１５と室内の温度情報を取得するためのサーモパイル１２０が設置されている。この撮像手段１１０と近赤外線投光器１１５とサーモパイル１２０の設置位置は、後述する画像・温度情報の取得目的に応じて、変更可能であり、図１の位置に限定されない。

図２は、室内機１００の撮像手段１１０の位置における側断面図である。
筐体ベース１０１は、熱交換器１０２、送風ファン１０３、フィルタ１０８等の内部構造体を収容している。
熱交換器１０２は複数本の伝熱管１０２ａを有し、送風ファン１０３により室内機１００内に取り込まれた空気を、伝熱管１０２ａを通流する冷媒と熱交換させ、前記空気を加熱又は冷却するように構成されている。なお、伝熱管１０２ａは、前記した冷媒配管（図示せず）に連通し、周知の冷凍サイクル（図示せず）の一部を構成している。

図２に示す送風ファン１０３が回転することによって、空気吸込み口１０７及びフィルタ１０８を介して室内空気を取り込み、熱交換器１０２で熱交換された空気が吹出し風路１０９ａに導かれる。さらに、吹出し風路１０９ａに導かれた空気は、左右風向板１０４及び上下風向板１０５によって風向きが調整され、空気吹出し口１０９ｂから送風されて室内を空調する。

左右風向板１０４は、後述する制御手段１３０（図３）からの指示に従い、左右風向板１０４の下部に設けた回動軸（図示せず）を支点にして左右風向板用モータ(図示せず)により回動される。
上下風向板１０５は、後述する制御手段１３０（図３）からの指示に従い、両端部に設けた回動軸（図示せず）を支点にして上下風向板用モータ（図示せず）により回動される。
これにより、室内の所定位置に、空調風を送風することができる。

室内機１００の前面を覆うように設置されている前面パネル１０６の下部には、撮像手段１１０が設けられている。そして、図示されていない紙面の垂直方向の位置に、近赤外線投光器１１５とサーモパイル１２０が設置されている。
なお、サーモパイル１２０は、室内の温度分布が測定できる他の温度センサー（例えば、赤外放射温度計）であってもよい。
撮像手段１１０は、撮像手段１１０の設置位置から水平方向に対して所定角度だけ下方を向くように設置され、室内機１００が設置されている室内を適切に撮像できるようになっている。ただし、詳細な撮像手段１１０の搭載位置や角度については、空気調和機Ｓの仕様や用途に合わせて設定すればよく、構成を限定するものではない。
なお、図１、図２に示す空気調和機Ｓ構成は、あくまで本実施例に係る一例であり、本発明が本実施形態に限定して適用されるものでないことは言うまでもない。

《空調機の制御ブロック構成》
つぎに、図３により、実施例の空気調和機Ｓの制御ブロックの構成を説明する。
本実施例の空気調和機Ｓの制御手段１３０は、空調風の温度センサ・湿度センサと室内の照度センサ等を有し、空調制御をおこなう室内の温度や湿度や明るさを検出する環境検出部１６０と、ユーザの操作指示を受信するリモコン送受信部Ｑ（図１参照）の環境情報や操作指令に基づいて、冷凍サイクル（図示せず）と送風ファン１０３や左右風向板１０４と上下風向板１０５の駆動をおこなうモータを制御して室内の空調制御をおこなう負荷駆動部１５０を制御する。

さらに、詳細を後述する撮像手段１１０により取得した空調対象の室内の画像情報を基に、画像検出部１３９により在室者の位置や家材の配置、空調対象の部屋の間取りを検出して、空調制御をおこなう。また、サーモパイル１２０により取得した温度データを基に、在室者の体表面温度や暖房器具等の発熱部を検出することができる。
また、本実施例の空気調和機Ｓは、近赤外線投光器１１５により近赤外線を室内に照射して、撮像手段１１０で撮像をおこなうようにしている。この近赤外線照射は、近赤外線投光器駆動回路１１６により制御されている。これにより、就寝時等の室内が暗い状態でも、室内の状態を検出することができる。
このため、撮像手段１１０は、可視光と近赤外光に分光感度をもつ撮像素子を用いる。近赤外カットフィルタを装着している撮像素子であれば、近赤外カットフィルタを除いて使用すればよい。

以下、より詳細に、空調機の制御ブロックの内容を説明する。
まず、撮像手段１１０の構成を簡単に説明する。
図３に示すように、撮像手段１１０は、撮像範囲やピントを調整する光学レンズ１１１と、光学レンズ１１１から入射した室内光を電気信号に変換する撮像素子１１２と、撮像素子１１２の信号をデジタル化して画像情報に変換するＡ／Ｄ変換器１１３と、画像情報の輝度や色調を補正するデジタル信号処理部１１４から構成される。
なお、光学レンズ１１１の前面には、可視光を減衰させる可視光カットフィルタや近赤外光を減衰させる近赤外光カットフィルタを設けるようにしてもよい。また、状況に応じて、可視光カットフィルタまたは近赤外光カットフィルタを切換えて設置する構成であってもよい。

撮像手段１１０で取得した室内の画像情報は、画像検出部１３９により、各種の画像処理がおこなわれる。
本実施例の画像検出部１３９は、人の頭部、胸部、腕、足等の人の身体を検出する人検出部１３１、空調室内の家財の形状等を検出する物体検出部１３２、室内の部屋の壁までの距離や室内の壁の角の位置を検出することで被空調室内の間取りを検出する間取り検出部１３３を備えている。
この際、デジタル信号処理部１１４には、画像検出部１３９から、上記の画像処理に適した撮像パラメータが設定される。

画像検出部１３９で検出された在室者の位置情報等の検出結果と、検出結果に基づく動作指令は、演算処理部１４１に通知される。
演算処理部１４１は、空調機の制御ブロックを統括制御し、設定された空調運転の運転設定に加え、この検出結果を用いて駆動制御部１３６を制御し空調運転を行う。また、撮像手段１１０は、演算処理部１４１からの撮像要求信号の動作指令により、撮像動作をおこなう。

駆動制御部１３６は、負荷駆動部１５０に駆動信号を通知して、駆動指示をおこなう。
負荷駆動部１５０は、冷凍サイクル（図示せず）、室内機１００が備える室内ファンモータ（図示せず）、室外機２００が備える圧縮機モータ（図示せず）、上下風向板１０５に設置される上下風向板用モータ(図示せず)、左右風向板１０４に設置される左右風向板用モータ(図示せず)の個々の駆動をおこなう。
また、詳細を後述する撮像手段１１０または近赤外線投光器１１５またはサーモパイル１２０の回動駆動をおこなう駆動部を含めてもよい。

近赤外線投光器駆動回路１１６は、演算処理部１４１の撮像要求信号の動作指令に連携して、近赤外線投光器１１５を駆動する。

記憶手段１４０Ａ、１４０Ｂは、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等含んで構成される。そして、ＲＯＭに記憶されたプログラムが制御手段１３０の演算処理部１４１内のＣＰＵ（Central Processing Unit）によって読み出されてＲＡＭに展開され、実行される。

また、環境検出部１６０として、空気調和機の吸気の温度や湿度を検出する温度・湿度センサと照度センサを設ける。この温度・湿度・照度センサの検出結果を基に、空調対象の室内の空調制御をおこなう。

上記の構成により、制御手段１３０は、撮像手段１１０から入力される画像情報、サーモパイル１２０から入力される温度情報、リモコンＲｅから入力される指令信号、及び各種センサから入力されるセンサ出力等に応じて、空気調和機Ｓの動作を統括制御することにより、きめの細かい運転制御が可能としている。
また、制御手段１３０はタイマー機能をもち、空気調和機Ｓの運転開始や運転終了の時間制御をおこなうことができる。

以後に説明するおやすみ運転時では、近赤外線投光器１１５により近赤外光を室内に照射して、撮像手段１１０で室内を撮像し、画像検出部１３９でこの撮像画像を解析して、人検出部１３１の検出結果の時間変化から就寝者の寝返り等の体動を判定する。
また、人検出部１３１または物体検出部１３２で検出した人の位置を基に、サーモパイル１２０で検出した温度データから就寝者の体温を判定する。
また、空調対象室の室温は、環境検出部１６０の温度センサの検出結果により判定する。

つぎに、就寝時の運転モードであるおやすみ運転の動作について、詳細に説明する。
実施例のおやすみ運転は、就寝時に冷房・除湿運転をおこなう際に適した運転モードであり、所定のタイマー時間が経過して冷房・除湿運転が停止した後も、室温または湿度が上がると再運転をおこない、室内の温度・湿度を所定値に維持する。これにより、睡眠に適した空調環境を提供する。
このおやすみ運転は、冷房・暖房・除湿等の他の運転モードがリモコン指示された場合や、おやすみ運転が所定時間（例えば、７時間）継続した場合に、解除される。

《睡眠状態の概要》
おやすみ運転の動作フローを説明する前に、前提となる人の睡眠動作について説明する。
人の睡眠段階には、(1)入眠段階（寝入り）、(2)睡眠初期、(3)睡眠中期、(4)睡眠後期がある。

(1)の入眠段階（寝入り）では、睡眠中に深部体温を低下させるため、末端の手足に熱を移動させ、熱を放出することが知られている。このため、(1)の寝入りの段階では、手足からの放熱を促すように室温を下げると、眠りに入りやすくなる。

人の睡眠状態は、レム睡眠とノンレム睡眠に大別され、さらに、眠りの深さに応じて、浅い眠りの１段階のレム睡眠と、深い眠りの４段階のノンレム睡眠に分けられる。このレム睡眠とノンレム睡眠の状態が交互に繰り返され、深いノンレム睡眠は入眠直後により多く現れ、睡眠時間の経過と共に出現が減り、段階（眠りの深さ）も浅くなっていき、代わりにレム睡眠（浅い眠り）の出現時間が増えていき、覚醒に向かうと考えられている。
また、深部体温は、眠りとともに低下し、深部体温が上昇すると覚醒しやすくなる。

(2)の睡眠初期は、入眠直後の深いノンレム睡眠の期間であり、睡眠開始から１〜２時間位の期間になる。この期間では、眠りが深く、刺激による覚醒が起こりにくい。
このため、体温上昇を検出した場合や体動を検出した場合に、人の方向に一定時間のスイング送風をおこなうことができる（風あて運転）。しかし、風が長時間あたると、覚醒してしまう場合もあるため、体動が少なくなるまでスイングするのではなく、一定時間とすることが望ましい。これにより、体感温度を効率よく低下させて不快な状況を改善する。
また、深部体温の低下を促進するために足元に送風をおこない、足元からの放熱を促すようにしてもよい。

(3)の睡眠中期は、ノンレム睡眠の眠りの段階（眠りの深さ）が浅くなり、また、レム睡眠の状態が長くなる期間で、３時間位である。また、深部体温が最も低くなる期間である。
この睡眠中期では、眠りが浅く、刺激により覚醒しやすいため、体温上昇を検出した場合や体動を検出した場合に、空調風が人にあたらないように送風をおこなう（風よけ運転）。例えば、室内の天井もしくは壁に向けて送風をおこない、天井や壁面からの輻射熱を抑制する空調方法がよい。
また、連続送風をおこなうと室内に循環風が生じて覚醒刺激となることもあるので、送風・停止を繰り返して、循環風が生じないようにすることが望ましい。

(4)の睡眠後期は、(3)の睡眠中期よりもノンレム睡眠の眠りの段階（眠りの深さ）が浅くなり、また、レム睡眠の状態が長くなる期間で、覚醒しやすい状態となっている。深部体温変化も上昇に変わる。
この睡眠後期では、(3)の睡眠中期と同様に、眠りが浅く、刺激により覚醒しやすいため、体温上昇を検出した場合や体動を検出した場合に、(3)の睡眠中期と同様の空調制御をおこなうとよい。
なお、(4)の睡眠後期では、深部体温の変化が上昇に変わり、室温の覚醒刺激への影響が変わることが予想される。このため、体温が上がり睡眠が浅くなるので、部屋を冷やしすぎないように空調制御することが考えられる。また、睡眠後期では体温調整機能が回復してくるため、室温が多少低くても調整ができ、寝起き時暑くて不快な状態を避けるため、空調温度を下げる制御をおこなうことも考えられる。

一般に、睡眠中に寝返り等の体動は、眠りが浅い状態で起きるといわれているので、空調制御による環境改善で、眠りの深さがよくなる可能性がある。しかし、体動は、睡眠環境の悪化以外に、寝姿勢の改善や睡眠段階の変化とともに起こることが知られている。また、回数や頻度は個人差が大きいため、体動だけで睡眠環境を評価することが難しい。

本実施例の空気調和機は、睡眠継続時間により判定した上述の睡眠状態と、検知した睡眠者中の人の体動または体温と、寝室内の室温変化に応じて、空調制御をおこなうようにした。以後に、その具体的な制御例を説明する。

（実施例１）
図４は、実施例の空調機のおやすみ運転の制御を示すフロー図である。
おやすみ運転は、リモコンＲｅのおやすみボタンの押下げにより開始し、設定温度で冷房または暖房を所定時間おこなう。

まず、おやすみタイマーをセットし、タイマーをスタートする（Ｓ４０１）。これにより、おやすみ運転の睡眠初期の空調運転となるおやすみタイマー運転モードが始まる。おやすみタイマーの設定値は、上述の睡眠初期の期間とする。具体的には、１〜２時間位の期間とする。
リモコンＲｅのおやすみボタンが押下された後に環境検出部１６０で検出した室内照度が暗くなったときに、おやすみタイマーをスタートするようにしてもよい。または、寝具位置や人の位置から体動を検出し、体動が少なくなったときに、入眠と判定して、おやすみタイマーをスタートするようにしてもよい。

つぎに、おやすみタイマー運転をおこない（Ｓ４０２）、おやすみタイマーがタイムアップするまで、Ｓ４０２のおやすみタイマー運転を繰り返す（Ｓ４０３）。
おやすみタイマー運転（Ｓ４０２）では、睡眠している人に送風があたらないように、空気調和機の吹き出し口の上下風向板を略水平（垂直下方を０度としたとき、上下風向板を略９０度の角度）または水平方向より上向きにし、気流が下に向かないようにして、風よけ運転をおこなう。このとき、後述する睡眠している人の位置を検出して、左右風向板も、人のいない方向に制御することが望ましい。

上述したように、入眠段階（寝入りの段階）では、手足からの放熱を促すように室温を下げると、眠りに入りやすくなる。このため、おやすみ運転の起動から所定時間（例えば、３０分間）では、冷房の設定温度を１〜２℃低く設定して運転をおこない、時間経過後に設定温度を戻すようにしてもよい。

また、人の頭と足を検知することができる場合には、上記の入眠段階で、足の方向に風を送り、頭側に風が抜けるような風向にすると足の放熱が促進され、寝入りが良くなる。
また、空調の設定温度は覚醒しているときの体感温度で設定されている場合が多いので、おやすみ運転では設定温度を＋１〜２℃(ただし室温２９℃を超えない)で制御する、もしくは温度変動を少なくするために、現在の室温から−１〜−２℃まで運転するようにしてもよい。

Ｓ４０３でおやすみタイマーがタイムアップすると（Ｓ４０３のＹｅｓ）、空調運転を停止し、つぎに説明するおやすみ監視運転モード（みはっておやすみ運転）を、運転時間が最長監視時間を超えるまでおこなう（Ｓ４０４）。
おやすみ監視運転モードの運転時間が最長監視時間（例えば、７時間）を超える（Ｓ４０４のＹｅｓ）と、おやすみ運転を終了する。また、おやすみ運転は、リモコンＲｅの停止ボタンが押下されて場合や、冷房・暖房等の他の動作モードが指定された場合にも、終了する。

おやすみ監視運転モード（みはっておやすみ運転）では、睡眠中の人の寝返り等の体動または体温上昇を検知し、所定量以上の体動があるか、または、所定値以上の体温上昇があるかを判定する（Ｓ４０５）。
この結果、体動または体温上昇がない場合には（Ｓ４０５のＮｏ）、設定値からの室温上昇が３℃以上あるか否かを判定し（Ｓ４０６）、室温上昇がない場合には（Ｓ４０６のＮｏ）、Ｓ４０４に戻り、おやすみ監視運転モードを継続する。室温上昇がある場合には（Ｓ４０６のＹｅｓ）、後述する風よけ運転（Ｓ４０８）をおこなう。

所定値以上の体動または体温上昇があった場合には（Ｓ４０５のＹｅｓ）、設定値からの室温上昇が２℃以上あるか否かを判定し（Ｓ４０７）、室温上昇がない場合には（Ｓ４０７のＮｏ）、Ｓ４０４に戻り、おやすみ監視運転モードを継続する。室温上昇がある場合には（Ｓ４０７のＹｅｓ）、後述する風よけ運転（Ｓ４０８）をおこなう。

おやすみ監視運転モード（みはっておやすみ運転）は、上述の睡眠中期と睡眠後期の空調運転となるため、空調風が覚醒刺激ならないようにする必要がある。
このため、Ｓ４０８では、天井もしくは壁面に向けて空調風を送る、いわゆる風よけ運転をおこない、部屋の輻射熱を抑制するような空調をおこなう。

Ｓ４０８の風よけ運転は、Ｓ４０９で室温が設定温度以下であるか否かが判定され、室温が設定温度になるまで継続し（Ｓ４０９のＮｏ）、室温が設定温度になると（Ｓ４０９のＹｅｓ）、風よけ運転を停止する（Ｓ４１０）。
そして、Ｓ４０４にもどり、睡眠中期と睡眠後期の期間で、おやすみ監視運転モードを継続する。

おやすみ監視運転モードでは、上記のとおり、断続的に風よけ運転がおこなわれるので、室内の循環風が抑制され、風による覚醒刺激の低減することができる。
このときの送風方向は、詳細を後述するが、間取り検出部１３３（図３）で検出した室内のレイアウト情報に基づいて天井または壁面を求め、その方向を決める。また、体動検知、就寝者や寝具の位置検出、体温検出の詳細についても後述する。

上述の実施例によれば、おやすみタイマーがタイムアップしても、室温と体温と体動の監視しつつ空調運転をおこなっているので、室温上昇によって覚醒するようなことがなく、快適な睡眠環境を提供することができる。

（実施例２）
上述の実施例１のおやすみタイマー運転モードでは、所定の設定温度でおやすみタイマー運転により空調をおこなう例を説明したが、本実施例は、さらに、体動や体温等により睡眠状態を監視してより快適な睡眠を提供するものである。
上述のとおり、おやすみタイマー運転モードの期間は、睡眠初期に対応し、最も睡眠の深い段階にあたり、空調風が覚醒刺激になりにくい期間となっている。このため、体動や体温上昇を検知した場合に、一定時間、送風をスイング送風として、不快な状態を早期に解消するようにする。

図５は、このおやすみタイマー運転モードを示すフロー図である。
まず、おやすみタイマーをセットし、おやすみタイマーをスタートする（Ｓ５０１）。これにより、おやすみタイマー運転モードを開始する。おやすみタイマーの設定値は、上述の睡眠初期の期間とする。具体的には、１〜２時間位の期間とする。
リモコンＲｅのおやすみボタンが押下された後に環境検出部１６０で検出した室内照度が暗くなったときに、おやすみタイマーをスタートするようにしてもよい。または、寝具位置や人の位置から体動を検出し、体動が少なくなったときに、入眠と判定して、おやすみタイマーをスタートするようにしてもよい。

つぎに、おやすみタイマー運転を開始する（Ｓ５０２）。このおやすみタイマー運転（Ｓ５０２）では、睡眠している人に送風があたらないように、空気調和機の吹き出し口の上下風向板を略水平にし、気流が下に向かないようにして、風よけ運転をおこなうことが望ましい。さらに、睡眠している人の位置を検出して、左右風向板を人の居ない方向に制御すればなおよい。

つぎに、睡眠中の人の寝返り等の体動または体温上昇を検知し、所定値以上の体動があるか、または、所定値以上の体温上昇があるかを判定する（Ｓ５０３）。
Ｓ５０３で所定値以上の体動または体温上昇があった場合（Ｓ５０３のＹｅｓ）、上下風向板を一定時間スイング動作させ、一定時間経過後に、前述の風よけ運転の風向板位置に戻す（Ｓ５０４）。そして、Ｓ５０５にすすむ。体動または体温上昇がなかった場合（Ｓ５０３のＮｏ）には、Ｓ５０５にすすむ。

Ｓ５０５では、おやすみタイマーがタイムアップするまで、Ｓ５０２〜Ｓ５０４のおやすみタイマー運転を繰り返し（Ｓ５０５のＮｏ）、タイムアップすると運転終了（おやすみ監視運転モードに移行）する（Ｓ５０５のＹｅｓ）。
Ｓ５０４では、あまり風を当てると眠りが浅くなるので、体動が増える可能性がある。そのため、体動が少なくなるまでスイングするのではなく、一定時間としている。

以上のように風向板を一定時間スイング動作させることにより、一時的に空調風を人にあてることにより、体感温度を低下させて、睡眠状態を改善する。このとき、覚醒しない程度に風速を強めてもよい。

図６は、本実施例のおやすみ運転のフローを示した図であり、図４に示したおやすみ運転のフローのうち、Ｓ４０１〜Ｓ４０３のおやすみタイマー運転モードの部分を、図５に示したフローに入れ替えたものである。
図６のＳ６０１〜Ｓ６０５が図５のＳ５０１〜Ｓ５０５に対応し、図６のＳ６０６〜Ｓ６１２が図３のＳ４０４〜Ｓ４１０に対応する。それぞれの処理は同一であるためここでは説明を省略する。
図６に示した本実施例のおやすみ運転のフローにより、より快適な睡眠環境を提供することができる。

（実施例３）
上述の実施例１、２のおやすみ運転では、睡眠初期にはおやすみタイマー運転モードがおこなわれ、睡眠中期と睡眠後期で、おやすみ監視運転モードをおこなうようにしていた。しかし、睡眠後期には、より眠りが浅くなるとともに、深部体温の変化が上昇に変わるので、室温の覚醒刺激への影響も大きくなる。このため、睡眠後期では睡眠中期よりも温度変化や送風変化の少ない空調制御をおこなうことが考えられる。以下にその処理フローを説明する。

図７は、本実施例のおやすみ運転を示す処理フロー図である。
本実施例のおやすみ運転では、まず、図４のＳ４０１〜Ｓ４０３、図５のＳ５０１〜Ｓ５０５（図６のＳ６０１〜Ｓ６０５）で説明したおやすみタイマー運転モードを、睡眠初期の期間に相当するおやすみタイマーがタイムアップするまでおこなう（Ｓ７０１）。

おやすみタイマー運転モードが終了すると、運転時間が睡眠中期の期間内であるか否かを判定し（Ｓ７０２）、運転時間が睡眠中期の期間内であれば（Ｓ７０２のＮｏ）、図４のＳ４０４〜Ｓ４１０や図６のＳ６０６〜Ｓ６１２で説明したおやすみ監視運転モード（みはっておやすみ運転）をおこなう（Ｓ７０３）。
ここで、睡眠中期の期間は３時間位であり、運転時間が４〜５時間の間で、睡眠中期のおやすみ監視運転モードをおこなう。

Ｓ７０２で運転時間が睡眠中期の期間を超えると（Ｓ７０２のＹｅｓ）、睡眠後期のおやすみ監視運転モードに処理が移る。
また、Ｓ７０２で、日の出により環境検出部１６０で検出した室内照度が明るくなったことを検出したときには、運転時間が睡眠中期の期間でも、睡眠後期のおやすみ監視運転モードに処理が移るようにしてもよい。
睡眠後期のおやすみ監視運転モードでは、Ｓ７０４で、運転時間が最長監視時間（例えば、７時間）以上であるか否かを判定し、運転時間が最長監視時間以上であれば（Ｓ７０４のＹｅｓ）、おやすみ運転を終了する。

Ｓ７０４で、運転時間が最長監視時間以内であれば（Ｓ７０４のＮｏ）、睡眠中の人の寝返り等の体動または体温上昇を検知し、所定値以上の体動があるか、または、所定値以上の体温上昇があるかを判定する（Ｓ７０５）。
この結果、体動と体温上昇がない場合には（Ｓ７０５のＮｏ）、設定値からの室温上昇が２℃以上あるか否かを判定し（Ｓ７０６）、室温上昇がない場合には（Ｓ７０６のＮｏ）、Ｓ７０４に戻り、おやすみ監視運転モードを継続する。室温上昇がある場合には（Ｓ７０６のＹｅｓ）、後述する風よけ運転（Ｓ７０８）をおこなう。

所定値以上の体動または体温上昇があった場合には（Ｓ７０５のＹｅｓ）、設定値からの室温上昇が１℃以上あるか否かを判定し（Ｓ７０７）、室温上昇がない場合には（Ｓ７０７のＮｏ）、Ｓ７０４に戻り、おやすみ監視運転モードを継続する。室温上昇がある場合には（Ｓ７０７のＹｅｓ）、後述する風よけ運転（Ｓ７０８）をおこなう。

このおやすみ監視運転モード（みはっておやすみ運転）は、上述の睡眠後期の空調運転となるため、空調風が覚醒刺激ならないようにする必要がある。
このため、Ｓ７０８では、天井もしくは壁面に向けて空調風を送る、いわゆる風よけ運転をおこない、部屋の輻射熱を抑制するような空調をおこなうとともに、その風量も睡眠中期の風よけ運転に比べて、送風量を小さくする。

Ｓ７０８の風よけ運転は、Ｓ７０９で室温が設定温度以下であるか否かが判定され、室温が設定温度より低くなるまで継続し（Ｓ７０９のＮｏ）、室温が設定温度より低くなると（Ｓ７０９のＹｅｓ）、風よけ運転は停止する（Ｓ７１０）。
そして、Ｓ７０４にもどり、睡眠後期の期間で、おやすみ監視運転モードを継続する。

おやすみ監視運転モードでは、上記のとおり、断続的に風よけ運転がおこなわれるので、室内の循環風が抑制され、風による覚醒刺激を低減することができるとともに、睡眠後期に対応する運転期間では、運転OFFと運転ONの室温の温度変化や送風変化の少ない空調制御をおこなうことができる。
上述の風よけ運転では、詳細を後述するが、間取り検出部１３３（図３）で検出した室内のレイアウト情報に基づいて天井または壁面の方向を求め、送風方向を決める。また、体動検知、就寝者や寝具の位置検出、体温検出の詳細についても後述する。

一般に、明るくなると覚醒しやすくなる。このため、環境検出部１６０で検出した室内の照度に応じて風よけ運転Ｓ７０８の制御を変えて、空調風による覚醒刺激を抑制するようにしてもよい。具体的には、室内が明るくなると、空調風の風量を小さくする。

上述の実施例によれば、おやすみタイマーがタイムアップしても、室温と体温と体動の監視しつつ空調運転をおこなっているので、室温上昇によって覚醒するようなことがなく、より快適な睡眠環境を提供することができる。

《室温変化》
図８は、図４で説明したおやすみ運転をおこなったときの室温の時間変化の一例を示した図である。図８は、おやすみタイマーを２時間設定したと仮定したときの室温変化（実線）と送風のＯＮ／ＯＦＦ状態（破線）の時間経過を示している。

おやすみタイマーに設定した２時間が経過するまでは、室温を一定に空調制御するおやすみタイマー運転モードの運転がおこなわれる。このとき、上下風向板を略水平にし、気流が人にあたらないようする風よけ運転が連続しておこなわれる。
おやすみタイマーに設定した２時間が経過すると、おやすみ監視運転モードに移行する。図８は、詳しくは、体動または体温上昇が検知され、かつ、２℃の室温上昇を検知したときの状態を示している。おやすみ監視運転モードでは、室温上昇を検知したときに空調運転をおこない、室温が設定温度に達したときに運転停止するので、室温変化は図のようにのこぎり波状となる。また、風よけ運転の間欠送風がおこなわれる。

換言すれば、おやすみ監視運転モードでは、体動または体温上昇が検知され、かつ、おやすみタイマー運転モード終了時における室内温度と現在の室内温度との差が所定値以上になったときに、空調運転をおこなうことで、おやすみタイマー運転モード終了時の室温を維持する空調制御をおこなっている。

《設定温度変化》
図９は、睡眠段階の変化に応じて設定温度を変える制御例として、おやすみ運転の設定温度の時間変化の一例を示した図である。前述した睡眠の４つの段階（(1)入眠段階、(2)睡眠初期、(3)睡眠中期、(4)睡眠後期）に合わせて、おやすみ運転の設定温度を変える。また、(1)入眠段階と(2)睡眠初期の期間では、前述のおやすみタイマーの設定時間空調運転をおこなうおやすみタイマー運転モードをおこない、(3)睡眠中期と(4)睡眠後期の期間では、前述の就寝者の所定値以上の体動検知または所定値以上の体温上昇の少なくとも一方と所定値以上の室温上昇を検出したときに空調運転を開始し、室温が設定温度以下になるまで壁または天井に向けて空調風を送風するかぜよけ運転を繰り返しておこなうおやすみ監視運転モードをおこなう。

具体的には、前述の(1)の入眠段階では、設定温度を１℃低下させて、手足からの放熱を容易にし、深部体温が低下しやすい環境をつくる。この入眠段階の時間は、約０．５時間とする。
(1)の入眠段階のつぎの(2)睡眠初期では、設定温度を戻し、おやすみタイマーがタイムアップするまでの約２時間、おやすみタイマー運転をおこなう。

おやすみタイマーのタイムアップ後、おやすみ監視運転モードに移行し、睡眠中期の段階（３〜４時間）には、設定温度を変更せずに、室温変化を応じて風よけ運転を断続的におこなう。
その後の睡眠後期には、深部体温の上昇に合わせて、空調の設定温度も少しずつ上昇させる。これにより、温度刺激を少なくして、不要な覚醒を防止する。

《人位置と体動検知方法》
つぎに、Ｓ４０２、Ｓ５０２、Ｓ６０１のおやすみタイマー運転の送風方向を決めるための就寝者の人位置検知方法と、Ｓ４０５、Ｓ５０３、Ｓ６０３、Ｓ６０７、Ｓ７０５の体動検知方法について説明する。
人位置は、人の頭部、胸部、腕、足等の人の身体の位置情報や寝具の位置情報から求めることができる。
また、体動検知は、前記身体または寝具の位置の時間変化から人の寝返り等の動き量を求め、この動き量が所定値より大きいか否かの判定によりおこなう。

より詳細には、人検出部１３１で、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像手段１１０により撮影した室内画像を基に、既知の画像認識技術によって、頭や足等の身体を検出する。この人検出部１３１で検出した人の頭の位置の時間変化（動き量）から就寝者の寝返り等の体動を判定する。
就寝中は、室内の照度が低いため、撮像時に近赤外線投光器１１５により近赤外光を照射して、近赤外画像を撮像して、体動を判定する。

または、近赤外線投光器１１５により近赤外光を室内に照射して、撮像手段１１０で室内の近赤外画像を撮像し、物体検出部１３２で、この室内の近赤外画像を基に、既知の画像認識技術によって、寝具を検出する。この物体検出部１３２で検出した寝具の位置の時間変化（動き量）から就寝者の寝返り等の体動を判定する。
または、人検出部１３１で検出した身体位置と物体検出部１３２で検出した寝具位置を組み合わせて、就寝者の寝返り等の体動を判定するようにしてもよい。

《体温上昇検出方法》
つぎに、Ｓ４０５、Ｓ５０３、Ｓ６０３、Ｓ６０７、Ｓ７０５の体温上昇検知方法について説明する。
就寝者の体温検知は、体温検出は、人検出部１３１で検出した身体位置、または、物体検出部１３２で検出した寝具位置から決まる人の位置に対応する、サーモパイル１２０で検出した温度分布の位置の温度を求め、これを就寝者の体温とすることによりおこなう。
この検出結果の時間変化により、体温上昇を検出する。
なお、サーモパイル１２０で検出した温度分布の分解能が高ければ、温度分布から人の位置を判定し、体温検出をおこなうようにしてもよい。

《壁・天井の検出方法》
Ｓ４０８、Ｓ６１０、Ｓ７０８の風よけ運転で送風する天井または壁面は、間取り検出部１３３で、つぎのようにして検出する。
間取り検出部１３３は、撮像手段１１０により撮影した室内画像を基に、画像内のエッジの抽出し、太く長いエッジを抽出し、直線を延長し、交点を作成し、交点の重心点を消失点とすることにより、室内のコーナを検出し、検出したコーナを壁と壁あるいは壁と天井あるいは壁と床の接線とし、室内の壁や天井や床の面の位置を検出する。これにより、風よけ運転で送風する方向を決めることができる。
なお、壁・天井の検出は、近赤外線投光器１１５により近赤外光を室内に照射することで、就寝中の暗視状態でも取得することができるが、昼間等の室内の照度が明るい時に検出することが望ましい。

《暖房運転》
上述の説明では、冷房時のおやすみ運転について説明したが、暖房時にも適用することができる。
空調機の暖房の使用する冬場は、空気の温度が低いが、寝具を調整することで体温が寝具に伝わって寝具が暖められるので、寝床睡眠中は夏場よりも快適に過ごすことができる。しかし、寝入りの際は部屋や寝具が冷えているため、手足からの放熱ができず、深部体温の低下を阻害し、寝つきが悪くなる恐れがある。そのため、部屋の周りや床面、寝具周りを暖めることで寝つきをよくすることができる。このとき、風が直接当たると体からの放熱を促すことになるので、人に直接当てるのではなく、風よけ運転で部屋を暖める運転がよい。
特に、頭と足の検知ができる場合には、睡眠時は頭寒足熱がよいとされているので、足の方向に暖房の風を送るとよい。

睡眠中は比較的睡眠が安定するが、室内温度が一定温度（たとえば１３℃）を下回る場合には、再運転を行い、風よけ運転を行うのが望ましい。この場合も夏場同様、送風や温度変動が覚醒刺激になる恐れがあるので、風速は微風にするのがよい。
起床時は体温上昇があるため、部屋の温度が低いと体温が上昇しにくくなり、目覚めが悪くなる恐れがある。そのため、睡眠後期に対応する期間には、設定温度を高い値に変更する。
また、タイマースタートからの積算時間や運転停止を押す時間帯を学習する機能を備えて、その1時間前から徐々に部屋を暖める、もしくは日照検知手段で外が明るくなったことを検知した際は、徐々に部屋を暖める制御を行うとよい。

暖房時の空調風の風向については、通常運転のように下向き運転では直接温風が人に当たってしまう。しかし、上向き運転にすると暖かい空気は上に滞留するので、部屋内に温度ムラができてしまう。そこで、左右風向をいっぱいまで広げ、壁面や床面に直接当てるような形にして、壁や床を暖めて、輻射暖房のような形にするようにしてもよい。

より詳細には、図４で説明した冷房時のおやすみ運転の処理フローをつぎのように変更する。
Ｓ４０２のおやすみタイマー運転時には、人検出部１３１（図３参照）で検出した人の位置、または、物体検出部１３２で検出した寝具位置を基に人のいない方向を求めて左右風向板１０４を設定し、最も下向きに上下風向板１０５を設定して空調風の送風をおこなう。これにより、空調風が覚醒刺激になることなく、暖房をおこなうことができる。
このとき、物体検出部１３２により検出した家具等の配置を基に、暖房風の対流経路を推定し、この範囲に人がいないようにすればなおよい。

また、Ｓ４０８の風よけ運転時には、間取り検出部１３３（図３）で検出した室内のレイアウト情報に基づいて、壁や床の方向を求める。これと、人検出部１３１または物体検出部１３２（図３参照）で検出した人の位置から、送風する壁や床の方向を決定し、これに応じて左右風向板１０４と上下風向板１０５を設定して空調風の送風をおこなう。
なお、暖房運転のため、Ｓ４０５、Ｓ４０６は、室温降下の判定をおこなうように変更するとともに、Ｓ４０９を室温が設定温度より大の判定に変更することは言うまでもない。
図５〜図７のフローでも同様の制御をおこなう。

《複数人制御》
複数の人が室内の離れた場所に寝ている場合には、睡眠段階の変化や体温変化は個人差があるので、おやすみ監視運転モードでは、いずれかの人の体動が所定量以上になったことを検知したか、または、いずれかの人の体温上昇が所定値以上あることを検知したときに、風よけ運転をおこなうようにする。すなわち、誰かが不快な状態にあることを検知した時に、不快な状態を解消するために、風よけ運転をおこなう。

このときの風よけ運転（Ｓ４０９等）は、間取り検出部１３３（図３）で検出した室内のレイアウト情報と、人検出部１３１または物体検出部１３２（図３参照）で検出した人の位置から、循環風の流路に人を位置しないように、壁や天井や床の方向に空調風が送風されるように、左右風向板１０４と上下風向板１０５の向きを制御しておこなう。

《風あて送風・風なし送風の選択》
上述の実施例のおやすみタイマー運転（Ｓ４０２等）と風よけ運転（Ｓ４０９等）では、睡眠中の人に、空調風があたらないようにしている。しかし、風を少し感じる方が心地よいという人や、風が当たると寒く不快に感じる人等、人により好みが異なる。
このため、おやすみタイマーに加えて、風あて送風・風よけ送風を選択できる指示ボタンをリモコンＲｅ設けてもよい。その際は、おやすみタイマー設定後またはおやすみタイマーのボタンと一緒に風あて・風よけのボタンを押すことで、おやすみタイマー運転や風よけ運転の風向を決定し、睡眠中に好みの空調を作ることが可能となる。

風よけ送風が指示された場合には、一定時間スイング送風運転（Ｓ５０４、Ｓ６０４）の時間設定をより短い時間に変更する。
また、上述のおやすみタイマー運転（Ｓ４０２等）と風よけ運転（Ｓ４０９等）では、さらに風速を弱める、風量を減らす、吹きだし設定温度を上げる等をしてもよい。

風あて送風が指示された場合には、上述の風よけ運転（Ｓ４０９等）で、一定時間、睡眠中の人に空調風があたるように左右風向板１０４または上下風向板１０５の向きを回動してスイング送風運転をおこない、その後に、壁または天井・床に向けて空調風を送る。
複数の人が就寝している場合には、体動の多い人に空調風があたるように、上記のスイング送風運転をおこなうようにしてもよい。

上述の実施例の室温を、人検出部１３１で検出した人位置の近傍の位置（例えば、寝具位置や床）に対応する温度を、サーモパイル１２０で検出した温度分布から求め、これを室温としてもよい。これにより、温度精度が向上するため、より快適な睡眠環境を提供することができる。

本実施例の空気調和機は、上述のように、撮像手段１１０やサーモパイル１２０や人検出部１３１や物体検出部１３２により、画像情報や温度情報から室内の人を検出し、その変化量（体動・体温上昇）を判定して、空調制御をおこなうようにしている。これにより、就寝者の状態に応じた空調をおこなうことができ、より快適な睡眠環境を提供できる。

また、実施例の空気調和機が、さらに、焦電型赤外線センサを備えるように構成し、寝返り等の体動を検出するようにしてもよい。これにより、人検出部１３１の検出結果の時間変化から就寝者の寝返り等の体動を判定するよりも、簡易に睡眠中の人の体動を検出することができる。また、照明の状態によらずに検出できるので、検出結果が安定している。

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。

１０４ 左右風向板
１０５ 上下風向板
１１０ 撮像手段
１１５ 近赤外線投光器
１２０ サーモパイル
１３０ 制御手段
１３１ 人検出部
１３２ 物体検出部
１３３ 間取り検出部
１６０ 環境検出部

Claims (12)

1. 被空調空間の人を検出する人検出手段と、
   タイマー設定後所定時間経過する迄空調運転を行い、前記所定時間経過後に空調運転を終了する第１の運転モードと、
   前記第１の運転モード終了後に前記人検出手段で検出した人が所定値以上動いた時に空調運転を開始する第２の運転モードと、を備えた空気調和機。
2. 前記第２の運転モードは、前記第１の運転モード終了後に室内温度と設定温度との差が所定値以上で、且つ、前記人検出手段で検出した人が所定値以上動いた時に空調運転を開始することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記第２の運転モードは、前記第１の運転モード終了時における室内温度と現在の室内温度との差が所定値以上で、且つ、前記人検出手段で検出した人が所定値以上動いた時に空調運転を開始することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
4. 被空調空間の人を検出する人検出手段と、
   おやすみタイマー設定後所定時間経過する迄空調運転を行い、前記所定時間経過後に空調運転を終了する第１の運転モードと、
   前記第１の運転モード終了後に前記人検出手段で検出した人の温度が所定値以上である時に空調運転を開始する第２の運転モードと、を備えた空気調和機。
5. 前記第２の運転モードは、前記第１の運転モード終了後に室内温度と設定温度との差が所定値以上で、且つ、前記人検出手段で検出した人の温度が所定値以上である時に空調運転を開始することを特徴とする請求項４に記載の空気調和機。
6. 前記第２の運転モードは、前記第１の運転モード終了時における室内温度と現在の室内温度との差が所定値以上で、且つ、前記人検出手段で検出した人の温度が所定値以上である時に空調運転を開始することを特徴とする請求項４に記載の空気調和機。
7. 人の温度を検知するサーモパイルを備え、
   前記第２の運転モードは前記サーモパイルで検出した人の温度が所定値以上である時に空調運転を開始することを特徴とする請求項４に記載の空気調和機。
8. 前記第１の運転モード及び前記第２の運転モードは、垂直下方を０度として上下風向板の角度を９０度以上にすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の空気調和機。
9. 前記第１の運転モード及び前記第２の運転モードは、前記人検出手段で検出した人を避ける方向に上下風向板又は左右風向板を向けることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の空気調和機。
10. 冷房運転時、前記第１の運転モードは設定温度に基づいて空調運転を行い、前記第２の運転モードは空調運転開始後に前記設定温度より高い目標温度に基づいて空調運転を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の空気調和機。
11. 暖房運転時、前記第１の運転モードは設定温度に基づいて空調運転を行い、前記第２の運転モードは空調運転開始後に前記設定温度より低い目標温度に基づいて空調運転を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の空気調和機。
12. 冷房運転時、前記第２の運転モードは空調運転開始から所定時間が経過した時に前記目標温度を高めることを特徴とする請求項１０に記載の空気調和機。

Images