JP2018087670A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】チャイルドロック機能が有効な場合であっても、大人の操作性を向上させることが可能な空気調和機を提供することを目的とする。
【解決手段】室内機制御部２０は人を検知するサーモパイル４と、サーモパイル４で検出した人物が大人であるか否かを判定する大人判定部２６と、キー操作に対応するキーデータを出力するキー入力部２１と、同キー入力部２１から出力されたキーデータの受け付けに制限を掛けるチャイルドロック部２３とを備える。チャイルドロック部２３は、チャイルドロック機能が有効に設定されている場合、キー入力部２１からキーデータが出力された時、大人判定部２６がキー入力部２１で操作した人を大人であると判定した場合、キー入力部２１から出力されたキーデータを受け付けて制御部２５へ出力する。
【選択図】図２

Description

本発明は、チャイルドロック機能に係わり、より詳細には、チャイルドロック機能が有効の場合、大人による操作時に自動的にチャイルドロック機能を無効にする空気調和機に関する。

従来、エアコン用のチャイルドロック機能（主に子供による操作を禁止する機能）として、例えば特許文献１に開示されている技術がある。この文献によれば、チャイルドロック機能をエアコンのスケジュール運転において有効にしている場合、特定キーの操作で一定時間だけチャイルドロック機能を無効にしたり、また、意図する操作と対応するキーの長押しで、そのキーを受け付けるなど、チャイルドロック機能が有効の場合の大人の操作をできるだけ簡略化した技術が開示されている。

しかしながら、子供の操作を禁止している時に大人の操作を許可するためには特定のキー操作が必要であり、大人の操作性を重視して特定のキー操作を簡略化すれば、チャイルドロック機能が有効な場合であっても、子供によるキー操作が偶然に受け付けられてしまい、また、特定のキー操作を複雑にすれば、大人が操作する場合の操作性が悪くなるという問題があった。

特開２０１３−８７９５３号公報（第８−９頁、図６）

本発明は以上述べた問題点を解決し、チャイルドロック機能が有効な場合であっても、大人の操作性を向上させることが可能な空気調和機を提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、人を検知する人検知手段と、同人検知手段で検出した人が大人であるか否かを判定する大人判定手段と、キー操作に対応するキーデータを出力するキー入力部と、同キー入力部から出力された前記キーデータの受け付けに制限を掛けるチャイルドロック手段とを備え、
前記チャイルドロック手段は、チャイルドロック機能が有効に設定されている場合、前記キー入力部から前記キーデータが出力された時、前記大人判定手段が前記キー入力部でキー操作した人を大人であると判定した場合、前記キー入力部から出力された前記キーデータを受け付けることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の発明は、前記大人判定手段は、前記キー入力部から前記キーデータが出力された時、前記人検知センサで検出される人の特定位置の温度が室温よりも高い場合、前記キー入力部でキー操作をしている人を大人と判定することを特徴とする。

以上の手段を用いることにより、本発明によるチャイルドロック機能を備えた空気調和機によれば、チャイルドロック機能が有効であっても、大人による操作を自動的に受け付けることができ、大人が操作する時の操作性を向上させることができる。

本発明によるエアコンの室内機の実施例を示す斜視図である。 本発明による室内機の制御ブロック図である。 本発明によるチャイルドロック部の内部を示すブロック図である。 大人と子供を識別する方法を示す説明図である。 人の顔の温度を検出する場合の原理を説明する説明図である。 本発明によるチャイルドロック機能を説明する説明図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。

図１は本発明による空気調和機の室内機の実施例を示す斜視図である。
この室内機１は床置形エアコンである。そして、室内機１は横長の矩形の箱体であり、その背後は壁に密着して、また、前面側は室内に向けて配置されている。そして、室内機１の前面の下部には空気の吸込口２が、また、上面の後方には吹出口３が設けられている。また、室内機１の前面上部の左右中央には、人や室内の温度を検知するサーモパイル（人検知手段）４が配置されている。そして、室内機１の上面右側には空調制御を指示するための操作キー５が、また、操作キー５の奥には温度表示などをするための表示器６が備えられている。なお、点線は操作キー５に触れている子供７を示している。

図２は室内機１を制御する室内機制御部２０のブロック図である。室内機制御部２０は、室内機１の内部に備えられている。なお、本発明と直接関係のないファンモータや膨張弁などの図示と説明を省略する。

室内機制御部２０は人による操作キー５の押下により、操作されたキーに対応するキーデータを出力するキー入力部２１と、室内温度を４×４のマトリクスで合計１６エリアの温度をそれぞれ検出して温度データとして出力するサーモパイル４と、この温度データを取り込んで、４×４のマトリクスの１６個の温度データをまとめて出力する温度データ取込部２２と、入力した１６個の温度データにより大人の有無を判定して大人検出信号として出力する大人判定部（大人判定手段）２６と、室内機１を制御する制御部２５と、制御部２５の指示により種々のデータを表示する表示器６を備えた表示部２４と、キー入力部２１から出力されるキーデータが入力され、入力されたキーデータの受け付けを制限してチャイルドロック機能を実現するチャイルドロック部（チャイルドロック手段）２３を備えている。なお、大人判定部２６が行なう大人の有無判定方法については後で詳細に説明する。

サーモパイル４は室内の温度を４×４に配列された１６個のエリア毎に検出する。温度データ取込部２２はサーモパイルの１つのエリア毎に割り当てられたアドレスを指定しながら順次全てのエリアに対応する１６個の温度データを取り込む。そして、温度データ取込部２２はこの１６個の温度データを大人判定部２６と制御部２５へ出力する。制御部２５はこの１６個の温度データを用いて室温管理を行なう。

大人判定部２６は入力されたブロック温度データから特定のマトリクスの温度データを用いて大人の有無を判定する。大人判定部２６は大人を検出すると大人検出信号をハイレベルにし、大人が検出できない場合は大人検出信号をローレベルにする。なお、この判定方法については後で詳細に説明する。

チャイルドロック部２３は、チャイルドロック機能の有効／無効の操作を受け付けて、チャイルドロック機能を有効／無効とし、これが無効の場合は大人検出信号の状態に関わらず入力したキーデータを受付キーデータとして制御部２５へそのまま出力する。
一方、チャイルドロック機能が有効の場合は大人検出信号により大人が検出された場合のみ、入力したキーデータを受付キーデータとして制御部２５へそのまま出力する。

図３は本発明によるチャイルドロック部２３の内部を示すブロック図である。
チャイルドロック部２３は、キーデータが入力されるチャイルドロック機能管理部（チャイルドロック機能管理手段）２３ａと、大人検出信号が入力される受付判定部（受付判定手段）２３ｂと、アンド回路（論理積手段）２３ｃを備えている。

チャイルドロック機能管理部２３ａは、チャイルドロック機能を有効／無効にする特別な操作、例えば２つのキーを同時に長押しする操作などに対応するキーデータが入力されると、これに対応してチャイルドロック機能の有効／無効を決定してその状態を保持する。チャイルドロック機能管理部２３ａは、この保持した状態をチャイルドロック機能信号として受付判定部２３ｂに出力する。チャイルドロック機能管理部２３ａは、チャイルドロック機能が無効の時にチャイルドロック機能信号をローレベルに、チャイルドロック機能が有効の時にチャイルドロック機能信号をハイレベルにする。

受付判定部２３ｂは、入力されたチャイルドロック機能信号がローレベルの時、大人検出信号の状態に関わらず受付許可信号をハイレベル（受付許可）にしてアンド回路２３ｃへ出力する。受付判定部２３ｂは、入力されたチャイルドロック機能信号がハイレベルの時、大人検出信号がローレベル（大人を検出できない状態）であれば受付許可信号をローレベル（受付不可）にしてアンド回路２３ｃへ出力する。受付判定部２３ｂは、入力されたチャイルドロック機能信号がハイレベルの時、大人検出信号がハイレベル（大人を検出した状態）であれば受付許可信号をハイレベル（受付許可）にしてアンド回路２３ｃへ出力する。アンド回路２３ｃは、受付許可信号がローレベルの時、入力されたキーデータの出力を禁止し、受付許可信号がハイレベルの時、入力されたキーデータをそのまま受付キーデータとして出力する。

次に大人と子供を識別する方法を図４を用いて説明する。図４はサーモパイル４の内部から見てサーモパイル４に投影される操作者と、マトリクス内の各エリア毎の検出温度を示している。
前述したように室内機１の正面から見て前面上方の左右中央にサーモパイル４が、また、室内機１の上面右側に操作キー５が配置されている。このため操作者は室内機１を正面から見た場合、室内機１の右側に位置することになる。逆にサーモパイル４に投影される操作者はマトリクスの左側に位置することなる。操作者は操作キー５を押下するため室内機１に近づく必要があり、この場合、大人と子供であってもほぼ同じ立ち位置となる。

図４（１）は操作キー５を押下するため室内機１に近づいた子供の投影像と、室内機１が設置された室内の温度をサーモパイル４で検出した温度を示す説明図である。この説明図はサーモパイル４の４×４に配列されたマトリクスと対応しており、横方向（ｘ）は左から右に向かって０〜３、縦方向（ｙ）は下から上に向かって０〜３が割り当てられている。なお、かっこ内の数値はサーモパイル４の最小単位の温度検出エリア内で検出した温度を、また、点線は室内の天井、床、壁の境界線をそれぞれ示している。

図４（１）において検出温度Ｔ（ｘ，ｙ）とした場合、Ｔ（０，０）＝２４℃、Ｔ（０，１）＝３５℃であり、一方、Ｔ（０，２）＝２１℃、Ｔ（０，３）＝２０℃である。つまり、子供の場合は背丈が低いためマトリクスの左側下半分の温度が高くなり、左側上半分の温度が室温とほぼ同じとなる。

さらに、図４（２）に示すように操作キー５を押下するため室内機１に近づいた大人の投影像の場合、Ｔ（０，２）＝３０℃、Ｔ（０，３）＝３５℃となり、子供よりも背の高い大人の場合は顔や胸など、室温よりも高い温度の部分がマトリクスの左側上半分となる。従ってＴ（０，２）やＴ（０，３）からなる特定位置の温度と例えばＴ（３，２）やＴ（３，３）の温度（室温）と比較することで大人の有無を検出することができる。ただし、大人であっても屈んだり、体を横に傾けた場合、Ｔ（０，２）やＴ（０，３）からずれる場合があるため、大人判定部２６は、さらに正確に大人を検出するため検出するマトリクス内のエリア、つまり特定位置のエリア数を増やして判定する。

図５は正確に大人を検出するための方法を説明する説明図である。図５は図４で示すマトリクス内のエリアのうち、特定位置であるｘ：０〜１とｙ：２〜３の４つのエリア（以下特定位置エリアと呼称）を抽出したものである。本実施例では説明を簡単にするため、円の中に網かけされた部分を大人の顔の面積と定義する。また、大人の顔の直径は１つのエリアの縦、又は横の長さと同じと定義する。このため、破線で示す示す人の顔は１つのエリアにちょうど入る大きさとなる。
なお、サーモパイル４の種類やその取付位置によっては、温度検出可能な領域やサーモパイル４に投影される大人の顔の大きさが前述した定義と異なる場合があるが、後で説明するように室温と特定位置エリアに大人が存在する場合の検出温度との差は必ずあるため、大人判定部２６は大人の存在を検出できる。
また、かっこ内の数値は室温を示し、かっこ内の平均温度は実際にサーモパイル４内の１つのエリアで検出される温度（１つのエリアにおける室温と顔の温度の平均値）を示している。

１つのエリアの平均温度はそのエリア内の発熱体の温度を発熱体の面積比で配分した数値の平均値となる。例えば顔の半径：ｒ＝１とした場合、顔の面積＝π×ｒ×ｒ＝π（約３．１４）となる。この顔の部分が４つのエリアの中央にあるため、１つのエリアではこの値の１／４である０．７８５となる。一方、１つのエリアの面積は４となる。（顔の直径の２乗になるため）ここから先ほど算出した顔の１／４の面積を差し引くと、３．２１５となる。つまり、１つのエリアにおける室温の検出面積と人の顔の面積の比は３．２１５：０．７８５となる。これは１つのエリアの面積を１とした場合、室温の検出面積と人の顔の面積の比は、おおよそ０．８：０．２となる。

従って人の顔の温度を３６℃、室温を２０℃とした時に、１つのエリアの平均温度は２０℃×０．８＋３６℃×０．２により２３．２℃となり、これが１つのエリアでの検出温度となる。特定位置エリアで人の顔の面積を考えた場合、室温の検出面積と人の顔の面積の比は変化がないので、この中に人の顔がある限り室温の検出面積と人の顔の面積の比は、０．８：０．２のままである。このため、大人が屈んだり首を傾けた状態など起立した状態でなくても大人の有無を検出できる。

従って大人判定部２６は、特定位置エリアで検出した温度により算出した平均温度が室温よりも大きければこの特定位置エリアの中に大人が存在する、つまり、大人がキー操作を行なっていると判断できる。実際には室温のバラツキなども考慮して大人判定部２６は、平均温度と室温との温度差が２℃以上の時に大人を検出したと判断する。
なお、別の方法として、この特定位置エリア内で検出した４つの温度の中で、最も高い温度が室温よりも高い場合を大人の検出と判別してもよい。

なお、実際にはこの特定位置エリア内では、顔だけでなく首や肩などの温度も検出されるため、平均温度は前述の２３．２℃よりも大きくなり、室温との温度差も大きくなるので検出精度がさらに高くなる。
一方、大人であっても室内機１の操作キー５から離れた位置に存在する場合は、相対的に熱源となる顔の面積が小さくなり平均温度は室温に近くなる。このため、大人判定部２６は大人として判定しない。しかし、操作キー５から離れている場合は操作をする意志がないと判断されるために問題がない。

次に図６のチャイルドロック機能を説明する説明図を用いて大人判定部２６とチャイルドロック部２３の動作を説明する。
図６の横軸は時間を示している。図６の縦軸において、図６（１）はキー入力部２１が出力するキーデータを、図６（２）は大人判定部２６が出力する大人検出信号を、図６（３）はチャイルドロック機能管理部２３ａが出力するチャイルドロック機能信号を、図６（４）は受付判定部２３ｂが出力する受付許可信号を、図６（５）はアンド回路２３ｃが出力する受付キーデータをそれぞれ示している。なお、ｔ０〜ｔ１８は時刻である。なお、初期値としてチャイルドロック機能は無効になっている。

ｔ０においてチャイルドロック機能が無効であるため、チャイルドロック機能管理部２３ａはチャイルドロック機能信号をローレベルにして出力している。このため、受付判定部２３ｂは大人検出信号の状態に関わらず受付許可信号をハイレベル（受付許可）にして出力している。

次に人が室内機１の操作キー５に近づいて来て、サーモパイル４の特定位置エリア内で検出した平均温度と室温との差が２℃を超えたら、大人判定部２６は大人が室内機１の操作を行なうために操作キー５に近づいて来たと判断し、ｔ１で大人検出信号をハイレベル（大人を検出）にする。そして、大人の操作により室内機１の運転を開始する操作キーがｔ２で押下されると、チャイルドロック部２３のアンド回路２３ｃの一方の入力に、キー入力部２１から出力されたこの操作キーと対応するキーデータ（運転開始）が入力される。前述のように受付許可信号がハイレベルであるため、アンド回路２３ｃは入力されたキーデータ（運転開始）を受付キーデータとしてそのまま制御部２５へ出力する。

その後、大人が一旦、操作キー５から離れた後、再度、大人が室内機１の操作キー５に近づいて来ると、大人判定部２６はｔ４で大人検出信号をハイレベル（大人を検出）にする。そして、大人の操作によりチャイルドロック機能を有効にする操作キーがｔ５で押下されると、キー入力部２１からチャイルドロック機能有効のキーデータが出力され、この信号が入力されたチャイルドロック機能管理部２３ａはｔ６でチャイルドロック機能信号をローレベルからハイレベル（チャイルドロック機能有効）にして出力する。

このチャイルドロック機能信号が入力された受付判定部２３ｂは受付許可信号をハイレベルからローレベル（キーデータの受付禁止）にして出力する。ただし、大人判定部２６がｔ４〜ｔ７の期間に大人検出信号をハイレベル（大人検出）で出力しているため、受付判定部２３ｂは受付許可信号をｔ６〜ｔ７までハイレベルに維持し、大人検出信号がローレベルになるｔ７に受付許可信号をハイレベルからローレベルにする。

なお、チャイルドロック機能を有効にする操作キーがｔ５で押下された時、チャイルドロック機能が無効であり、かつ、受付許可信号がハイレベルであるため、アンド回路２３ｃは入力されたキーデータ（チャイルドロック機能有効）を受付キーデータとしてそのまま制御部２５へ出力する。なお、制御部２５ではこの受付キーデータが空調制御に関係ないデータであるため無視する。

一方、ｔ８〜ｔ９で子供の操作によりキー入力部２１からキーデータが出力された場合、大人判定部２６は大人を検出しないため大人検出信号をローレベルで出力する。このため、受付判定部２３ｂは受付許可信号をローレベルのままとし、アンド回路２３ｃはこの子供の操作によるキーデータを制御部２５へ出力しない。つまり、チャイルドロック機能が有効となっている。

次に大人が室内機１の操作キー５に近づいて来ると、大人判定部２６はｔ１０で大人検出信号をハイレベル（大人を検出）にする。すると、受付判定部２３ｂは受付許可信号をｔ１０でハイレベルにする。そして、大人の操作により室内機１の設定温度を変更する操作キー５がｔ１１で押下されると、チャイルドロック部２３のアンド回路２３ｃの一方の入力に、キー入力部２１から出力されたこの操作キーと対応するキーデータ（設定温度）が入力される。前述のように受付許可信号がｔ１０以降にハイレベルであるため、アンド回路２３ｃは入力されたキーデータ（設定温度）を受付キーデータとしてそのまま制御部２５へ出力する。この受付キーデータが入力された制御部２５は設定温度の変更を実行する。

一方、設定温度変更の操作を行なった大人が操作キー５から離れると、大人判定部２６はｔ１３で大人検出信号をハイレベルからローレベルにして出力する。このため、この後に子供が操作キー５の操作を行なったとしてもｔ８〜ｔ９と同様にこの子供によるキーデータが制御部２５へ入力されることがない。つまり、チャイルドロック機能が有効の場合であっても、大人の操作の場合は自動的にチャイルドロック機能が無効になり、その後、自動的にチャイルドロック機能が有効になるため、チャイルドロック機能が有効のまま大人が操作する場合の操作性を向上させることができる。

そして、ｔ１３で大人が一旦、操作キー５から離れた後、再度、大人が操作キー５に近づいて来ると、大人判定部２６はｔ１４で大人検出信号をハイレベル（大人を検出）にする。このため、受付判定部２３ｂはｔ１４で受付許可信号をローレベルからハイレベル（受付許可）にする。

そして、大人の操作によりチャイルドロック機能を無効にする操作キーがｔ１５で押下されると、キー入力部２１からチャイルドロック機能無効のキーデータが出力され、この信号が入力されたチャイルドロック機能管理部２３ａはｔ１６でチャイルドロック機能信号をハイレベルからローレベル（チャイルドロック機能無効）にして出力する。
一方、前述のように受付許可信号がｔ１４でハイレベルであるため、アンド回路２３ｃは入力されたチャイルドロック機能無効のキーデータをそのまま受付キーデータとして制御部２５へ出力する。なお、制御部２５ではこの受付キーデータが空調制御に関係ないデータであるため無視する。

前述のようにｔ１６以降はチャイルドロック機能が無効であり、受付許可信号がハイレベル（受付許可）であるため、アンド回路２３ｃはｔ１８で子供が操作した設定温度変更のキー操作と対応するキーデータ（設定温度）をｔ１８で受付キーデータとしてそのまま制御部２５へ出力する。つまり、子供であってもチャイルドロック機能が無効である場合は室内機１の操作を行なうことができる。

以上説明したように、大人判定部２６とチャイルドロック部２３を用いる事により、チャイルドロック機能が有効であっても、大人による操作の場合には自動的にチャイルドロック機能を無効にして操作を受け付け、さらに操作が終了した後は自動的にチャイルドロック機能を再び有効にすることができる。つまり、チャイルドロック機能が有効であっても、大人による操作を自動的に受け付けることができ、大人が操作する場合の操作性を向上することができる。また、サーモパイル４等の赤外線センサは人検知センサや温度センサとして空調制御のために予め室内機１に備えられているものであり、新たなコスト上昇を招くものではない。

また、大人判定部２６は、大人と子供の身長差による大人の顔の位置を区別するようにしている。つまり、大人の顔の位置（特定位置）の温度をサーモパイル４で検出し、検出した温度が室温に近ければ少なくとも大人はいないと判断し、検出した温度が顔の温度（体温）に近ければ大人がいると判断することにより、簡単で正確な大人の有無判定を行なうことができる。

なお、本実施例では大人判定部２６が人検知センサとして赤外線センサを用いた例を説明しているが、これに限るものでなく、カメラを用いた人検知センサであっても同様の効果を得ることができる。カメラの場合は撮影した人物の画像認識により、撮影した人物の面積で大人と子供の判定を行なってもよいし、目や鼻、口などの形や配置による大人と子供の判定など、従来から用いられている大人判定の種々の方式を用いてもよい。

１ 室内機
２ 吸込口
３ 吹出口
４ サーモパイル（人検知手段）
５ 操作キー
６ 表示器
７ 子供
２０ 室内機制御部
２１ キー入力部
２２ 温度データ取込部
２３ チャイルドロック部（チャイルドロック手段）
２３ａ チャイルドロック機能管理部（チャイルドロック機能管理手段）
２３ｂ 受付判定部（受付判定手段）
２３ｃ アンド回路（論理積手段）
２４ 表示部
２５ 制御部
２６ 大人判定部（大人判定手段）

Claims (2)

1. 人を検知する人検知手段と、同人検知手段で検出した人が大人であるか否かを判定する大人判定手段と、キー操作に対応するキーデータを出力するキー入力部と、同キー入力部から出力された前記キーデータの受け付けに制限を掛けるチャイルドロック手段とを備え、
   前記チャイルドロック手段は、チャイルドロック機能が有効に設定されている場合、前記キー入力部から前記キーデータが出力された時、前記大人判定手段が前記キー入力部でキー操作した人を大人であると判定した場合、前記キー入力部から出力された前記キーデータを受け付けることを特徴とする空気調和機。
2. 前記大人判定手段は、前記キー入力部から前記キーデータが出力された時、前記人検知センサで検出される人の特定位置の温度が室温よりも高い場合、前記キー入力部でキー操作をしている人を大人と判定することを特徴とする請求項１記載の空気調和機。

Images