JP4439071B2 - 赤外線検知センサ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内ユニットが設けられる被空気調和室内の空気調和を図る空気調和機に係り、詳細には、空気調和機の室内ユニット等に取付けられる赤外線検知センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機（以下「エアコン」と言う）は、被空調室内に設けられている室内機（室内ユニット）の熱交換器を通過させることにより温調した空気を吹き出すことにより、被空調室内の空気調和を図るようになっている。
【０００３】
このようなエアコンでは、リモコンスイッチ等によって設定された運転モードで、室内が設定温度となるように空調運転を行うことにより、被空調室内が所望の空調状態となるようにしている。
【０００４】
また、エアコンによって空調を行うときに、空調風を人の居る方向へ吹き出すことにより、被空調室の大きさに対して空調能力の低いエアコンを用いても、快適な空調感が得られると共に、効率の良い空調運転が可能となる。このために、エアコンには、空調風の吹出し口にフラップを設けて、空調風を上下方向及び左右方向の任意の方向へ吹出すことができるようにしている。
【０００５】
ところで、エアコンには、室内ユニットに人検知センサを取付け、室内ユニットが設けられている被空調室内に人が居るか否かを判断し、人の居ることを検知したときに空調運転を行うことにより、省エネを図るようにしたものがある。
【０００６】
このようなエアコンに用いられる人検知センサは、集電型赤外線受光素子を用いて人体等から発せられる赤外線を受光可能とした赤外線検知センサが用いられる。このような赤外線検知センサでは、レンズを用いて赤外線を集電型赤外線受光素子の受光面に集光させるようにしている。エアコンでは、この赤外線検知センサの受光量が所定のレベルを超えたときに、被空調室内に人が居ると判断するようにしている。
【０００７】
このようなレンズとしては、任意の方向から入射されるいずれの赤外線も集電型赤外線受光素子の受光面に集光するようにフルネルレンズを用い、少ない人検知センサで検知領域が広範囲となるようにしている。フルネルレンズは、略帯板状のプリズムを同心円状に配置した構造となっており、これにより、所定の一点に赤外線を集光させることができ、赤外線検知センサは、このフルネルレンズの集光位置に集電型赤外線受光素子の受光面を配置している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような赤外線検知センサを用いた人検知センサでは、壁（壁面）、天井（天井面）、床（床面）等の構造物や、室内の家具等に空調風が吹き付けられて、これらの物体の表面温度が変化することにより、誤検知を生じさせることがある。このような室内の物体等による人検知センサの誤検知を防止する方法としては、集電型赤外線受光素子の受光面をずらして感度を低下させる方法があるが、人検知センサの感度を低下させた場合、室内ユニットから離れた位置では、人の検知も困難となってしまう。
【０００９】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、空気調和機によって空調される室内の壁面等に取り付けられたときに、誤検知を防止して赤外線放射体である人を的確に検知可能とする赤外線検知センサを提案することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、室内の床面から所定高さの壁面に室内の内部空間側へ向けて配置され、室内の赤外線放射体から発せられて受光面に照射される前記赤外線の受光量に応じた電圧を出力する集電型赤外線受光素子と、前記集電型赤外線受光素子の前記受光面に対向して受光面を覆うように設けられ、複数の同心円の何れか及び前記同心円の中心から放射状となる複数の境界線の何れかを境界として分割された形状の複数のプリズムが形成されたフルネルレンズと、を備え、前記フルネルレンズが、前記中心から一方向へ延設されるＺ軸が前記室内の上下方向の上方側へ向けられると共に、前記中心を通り前記Ｚ軸と直交するＹ軸が水平方向となるように配置され、かつ、前記中心を通る光軸が下方へ傾けられて前記壁面に配置される赤外線検知センサであって、前記フルネルレンズが、前記Ｚ軸が上方へ向けられ、かつ、前記Ｙ軸及び前記光軸が水平とされた状態で、前記Ｚ軸上及び前記Ｙ軸上のプリズムによるプリズム群Ａと、該プリズム群Ａのプリズムを除くプリズムによる他のプリズム群と、を含み、前記フルネルレンズの前記他のプリズム群に、前記プリズム群Ａの各プリズムの下方に接するプリズムによるプリズム群Ｂと、前記中心及び前記Ｙ軸方向の両端側の前記プリズム群Ｂのプリズムの下方に接するプリズムによるプリズム群Ｃと、前記プリズム群Ｂのプリズムの下方に接しかつ前記プリズム群Ｃのプリズムの間で該プリズムの前記同心円の周方向側に接するプリズムによるプリズム群Ｄと、前記プリズム群Ａの前記Ｚ軸上を除くプリズムの上方側に接するプリズムによるプリズム群Ｅと、が含まれ、前記プリズム群Ａと前記他のプリズム群との間で、前記他のプリズム群の各プリズムの焦点位置が、前記プリズム群Ａのプリズムの焦点位置よりも前記受光面から離されて形成されると共に、前記プリズム群Ｂ及び前記プリズム群Ｅのプリズムの焦点位置が、前記プリズム群Ｃのプリズムの焦点位置より前記受光面に近く、前記プリズム群Ｄのプリズムの焦点位置が、前記プリズム群Ｃのプリズムの焦点位置よりも前記受光面から離れるように形成されている。
【００１１】
この発明によれば、フルネルレンズのレンズ面を半径方向に加えて周方向に分割する多数のプリズムによって形成する。また、それぞれのプリズムごとの赤外線の受光面に対する焦点位置を変える。これにより、プリズムの対向する領域毎に赤外線の感度を変えることができる。
【００１２】
このときに、Ｚ軸及びＹ軸上のプリズムによるプリズム群Ａと他のプリズムによるプリズム群との間で、プリズム群Ａのプリズムの焦点位置が集電型赤外線受光素子の受光面に近くなるように形成する。
【００１３】
これにより、フルネルレンズを下方へ向けて傾けた状態で室内の壁面に取り付けたときに、フルネルレンズの中心部及び中心部の左右両側の感度より、下方側及び左右両側の上方側の感度を下げることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施の形態を説明する。
【００２３】
図１には本実施の形態に適用した空気調和機（以下「エアコン１０」という）を示している。このエアコン１０は、室内機（以下「室内ユニット１２」とする）と室外機（以下「室外ユニット１４」とする）とによって構成されており、ワイヤレスリモコンスイッチ（以下「リモコン１２０」という）の操作によって運転／停止される。また、エアコン１０は、リモコン１２０で運転モード、設定温度等の運転条件が設定されて操作信号が送出されると、この操作信号を室内ユニット１２で受信して操作信号に基づいた運転が行われる。
【００２４】
図２には、エアコン１０の冷凍サイクルを示している。このエアコン１０は、被空調室に設置される室内ユニット１２と室外に設置される室外ユニット１４とは、冷媒を循環させる太管の冷媒配管１６Ａと、細管の冷媒配管１６Ｂとで接続されている。
【００２５】
室内ユニット１２には、ケーシング４２内に熱交換器１８が設けられており、冷媒配管１６Ａ、１６Ｂのそれぞれの一端がこの熱交換器１８に接続されている。また、冷媒配管１６Ａの他端は、室外ユニット１４のバルブ２０Ａに接続されている。このバルブ２０Ａは、マフラー２２Ａを介して四方弁２４に接続されている。この四方弁２４は、それぞれがコンプレッサ２６に接続されているアキュムレータ２８とマフラー２２Ｂとが接続されている。
【００２６】
さらに、室外ユニット１４には、熱交換器３０が設けられている。この熱交換器３０は、一方が四方弁２４に接続され、他方がキャピラリチューブ３２、ストレーナ３４、モジュレータ３８を介してバルブ２０Ｂに接続されている。また、ストレーナ３４とモジュレータ３８の間には、電動膨張弁３６が設けられ、バルブ２０Ｂには、冷媒配管１６Ｂの他端が接続されている。これによって、室内ユニット１２と室外ユニット１４の間に冷凍サイクルが構成されている。
【００２７】
エアコン１０は、コンプレッサ２６の運転によってこの冷凍サイクル中を冷媒が循環されることにより冷房または暖房運転が可能となっている。すなわち、冷房モードでは、コンプレッサ２６によって圧縮された冷媒が熱交換器３０へ供給されることにより液化され、この液化された冷媒が室内ユニット１２の熱交換器１８で気化することにより、熱交換器１８を通過する空気を冷却する。また、暖房モードでは、逆に、コンプレッサ２６によって圧縮された冷媒が、室内ユニット１２の熱交換器１８で凝縮されることにより放熱し、この冷媒が放熱した熱で熱交換器１８を通過する空気が加熱される。
【００２８】
図２では矢印によって暖房運転時（暖房モード）と冷房運転時（冷房モードまたはドライモード）の冷媒の流れを示しており、四方弁２４の切り換えによって、運転モードが冷房モード（含むドライモード）と暖房モードが切り換えられ、電動膨張弁３６の弁開度を制御することにより、冷媒の蒸発温度が調整される。なお、本発明は、任意の構成の空気調和機に適用することができ、エアコン１０はその一例を示している。
【００２９】
図３に示すように、室内ユニット１２のケーシング４２には、吸込み口４６と吹出し口５０が形成されている。このケーシング４２は、ベース板４０によって被空調室の壁面等へ固定される。
【００３０】
ケーシング４２内には、熱交換器１８と吸込み口４６の間にクロスフローファン４４とフィルタ４８が配置されており、クロスフローファン４４の作動によって吸込み口４６から吸引された空気は、フィルタ４８及び熱交換器１８を通過した後、吹出し口５０から室内へ吹き出される。このとき、室内へ吹き出される空気が熱交換器１８を通過することにより熱交換器１８内を循環される冷媒との間で熱交換が行われ、室内を空調する空調風として吹き出される。
【００３１】
室内ユニット１２の吹出し口５０には、左右フラップ５２及び上下フラップ５４が設けられている。吹出し口５０から吹出される空調風は、左右フラップ５２によって左右方向（水平方向、図３の紙面表裏方向）に変更され、また、上下フラップ５４によって上下方向（垂直方向、図３の紙面上下方向）に変更される。
【００３２】
図４に示すように、室内ユニット１２には、電源基板５６、コントロール基板５８及びパワーリレー基板６０が設けられている。エアコン１０を運転するための電力が供給される電源基板５６には、モータ電源６２、制御回路電源６４、シリアル電源６６及び駆動回路６８が設けられている。また、コントロール基板５８には、シリアル回路７０、駆動回路７２及びマイコン７４が設けられている。
【００３３】
電源基板５６の駆動回路６８には、クロスフローファン４４を駆動するファンモータ７６（例えばＤＣブラシレスモータ）が接続されており、コントロール基板５８に設けられているマイコン７４からの制御信号に応じてモータ電源６２から駆動電力を供給する。このとき、マイコン７４は、駆動回路６８からの出力電圧を１２Ｖ〜３６Ｖの範囲で２５６ステップで変化させるように制御する。これによって、室内ユニット１２の吹出し口５０から吹き出される空調風の風量が調整される。
【００３４】
コントロール基板５８の駆動回路７２には、パワーリレー基板６０、左右フラップ５２を操作する左右フラップモータ７７及び上下フラップ５４を操作する上下フラップモータ７８が接続されている。
【００３５】
図３に示すように、例えば左右フラップ５２は、左右方向に所定の間隔で並んでいるフィン５２Ａのそれぞれが連結バー５２Ｂによって連結されており、この連結バー５２Ｂを左右フラップモータ７７の駆動力によって左右方向に移動させることにより、フィン５２Ａの向きが変えられる。また、上下フラップ５４は、フィン５４Ａのそれぞれがピン５４Ｂに取付けられており、上下フラップモータ７８の駆動力によってこのピン５４Ｂを回動させることにより、フィン５４Ａの向きが上下方向に変えられる。
【００３６】
マイコン７４は、左右フラップモータ７７及び上下フラップモータ７８を制御することにより、左右フラップ５２及び上下フラップ５４のそれぞれを操作する。これにより、左右フラップ５２が左右方向へスイングされることにより、吹出し口５０から吹き出される空調風の吹出し方向が左右方向へ換えられ、上下フラップ５４が上下方向へスイングされることにより、室内ユニット１２の吹出し口５０から吹き出される空調風の吹出し方向が上下方向へ換えられる。エアコン１０では、左右フラップ５２及び上下フラップ５４の向きを任意の位置に固定可能となっていると共に、予め設定している所定の範囲内でスイング可能となっている。
【００３７】
エアコン１０では、クロスフローファン４４の回転と左右フラップ５２及び上下フラップ５４の操作を制御することにより、所望の風量及び風向または室内を快適にするために制御された風量及び風向で空調された空気を室内へ吹出す。
【００３８】
図４に示すように、パワーリレー基板６０には、パワーリレー８０と温度ヒューズ等が設けられており、マイコン７４からの信号によって、パワーリレー８０を操作し、室外ユニット１４へ電力を供給するための接点８０Ａを開閉する。エアコン１０は、接点８０Ａが閉じられることにより、室外ユニット１４への電力の供給が可能となる。
【００３９】
マイコン７４及び電源回路５６のシリアル電源６６に接続されているシリアル回路７０は、室外ユニット１４へ接続されており、マイコン７４は、このシリアル回路７０を介して室外ユニット１４との間でシリアル通信を行い、室外ユニット１４の作動を制御する。
【００４０】
また、室内ユニット１２には、リモコンスイッチ１２０（図１参照）からの操作信号を受信する受信回路及び運転表示用の表示ＬＥＤ等を備えた表示基板８２が設けられており、この表示基板８２がマイコン７４に接続されている。図１に示すように、表示基板８２の表示部８２Ａは、ケーシング４２の前面に配置されており、この表示部８２Ａにリモコンスイッチ１２０から送出される操作信号を受信する受信部が設けられている。これにより、リモコンスイッチ１２０を表示部８２Ａへ向けて操作することにより、リモコンスイッチ１２０からの操作信号がマイコン７４に入力される。
【００４１】
図４に示すように、マイコン７４には、室内温度を検出する室温センサ８４及び熱交換器１８のコイル温度を検出する熱交温度センサ８６が接続され、さらに、コントロール基板５８に設けられているサービスＬＥＤ及び運転切換スイッチ８８が接続されている。運転切換スイッチ８８は、「通常運転」とメンテナンス時等に行う「試験運転」との切換及び、電源スイッチ８８Ａの接点を開放してエアコン１０への運転電力の供給を遮断する「停止」に切換えられる。通常、この運転切換スイッチ８８は、「通常運転」に設定され電源スイッチ８８Ａの接点が閉じられている。なお、サービスＬＥＤは、メンテナンス時に点灯操作することにより、サービスマンに自己診断結果を知らせるようになっている。
【００４２】
室内ユニット１２には、室外ユニット１４との間の配線が接続される端子台９０が設けられている。端子台９０のターミナル９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃには、室内ユニット１２から室外ユニット１４へ供給する電源用の配線と、室内ユニット１２と室外ユニット１４の間でシリアル通信を行うための配線が接続される。
【００４３】
図５に示すように、室外ユニット１４には、端子台９２が設けられており、この端子台９２のターミナル９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃがそれぞれ室内ユニット１２の端子台９０のターミナル９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃに接続される。
【００４４】
この室外ユニット１４には、整流基板９４、コントロール基板９６が設けられている。コントロール基板９６には、マイコン９８、ノイズフィルタ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、シリアル回路１０２及びスイッチング電源１０４等が設けられている。
【００４５】
整流基板９４には、ノイズフィルタ１００Ａを介して供給される電力を倍電圧整流し、ノイズフィルタ１００Ｂ、１００Ｃを介して平滑化した直流電力をスイッチング電源１０４へ出力する。スイッチング電源１０４は、マイコン９８と共にインバータ回路１０６に接続されており、このインバータ回路１０６がコンプレッサモータ１０８に接続されている。インバータ回路１０６は、マイコン９８から出力される制御信号に応じた周波数の電力をコンプレッサモータ１０８へ出力し、コンプレッサ２６を回転駆動する。
【００４６】
なお、マイコン９８は、インバータ回路１０６から出力される電力の周波数が、オフまたは１４Hz以上（上限は運転電流の上限による）の範囲となるように制御しており、これによって、コンプレッサモータ１０８、すなわちコンプレッサ２６の回転数が変えられ、コンプレッサ２６の運転能力（エアコン１０の冷暖房能力）が制御される。
【００４７】
このコントロール基板９６には、四方弁２４及び熱交換器３０を冷却するための送風ファン（図示省略）を駆動するファンモータ１１０、ファンモータコンデンサ１１０Ａが接続されている。また、室外ユニット１４には、外気温度を検出する外気温度センサ１１２、熱交換器３０の冷媒コイルの温度を検出するコイル温度センサ１１４及びコンプレッサ２６の温度を検出するコンプレッサ温度センサ１１６が設けられており、これらがマイコン９８に接続されている。
【００４８】
マイコン９８は、運転モードに応じて四方弁２４を切り換えると共に、室内ユニット１２からの制御信号、外気温度センサ１１２、コイル温度センサ１１４及びコンプレッサ温度センサ１１６の検出結果に基づいて、ファンモータ１１０のオン／オフ及びコンプレッサモータ１０８の運転周波数（コンプレッサ２６の能力）等を制御する。
【００４９】
また、コントロール基板９６には、電動膨張弁３６を開閉駆動するモータ１１８が図示しないドライバを介して接続されており、マイコン９８は、モータ１１８によって電動膨張弁３６の開度を制御する。
【００５０】
エアコン１０では、リモコンスイッチ１２０によって設定された運転条件が入力されることにより、該運転条件に基づいた運転モード、風向、風量で運転し、被空調室内の室温が設定温度となるようにしている。
【００５１】
ところで、図１及び図６に示すように、室内ユニット１２には、ケーシング４２の中央部に表示部８２Ａが設けられ、この表示部８２Ａの中央部に赤外線検知センサである人検知センサ１３０を設けている。
【００５２】
図７に示すように、人検知センサ１３０は、赤外線を集光するフルネルレンズ１３４と、フルネルレンズ１３４によって集光される赤外線を検出する集電型赤外線受光素子１３６によって形成されている。人検知センサ１３０は、赤外線を検出する集電型赤外線受光素子１３６の受光面１３６Ａがフルネルレンズ１３４に対して所定の位置となるように配置される。
【００５３】
図４に示すように、室内ユニット１２には、人検知回路１３２が設けられており、人検知センサ１３０はこの人検知回路１３２を介してマイコン７４に接続されており、マイコン７４は、被空調室内に居る人が発する赤外線を、人検知センサ１３０で検出することにより、被空調室内に人が居ると判断している。
【００５４】
すなわち、人検知回路１３２は、人体等の赤外線放射体から放射される赤外線を集光することにより集電型赤外線受光素子１３６の出力電圧が上昇し、所定値（閾値）を越えると、オン信号をマイコン７４に出力する。これにより、マイコン７４は、被空調室内に人が居ると判断するようになっている。
【００５５】
また、マイコン７４は、例えばエアコン１０の運転モードが人検知モードに設定されると、この人検知センサ１３０検知結果に基づいてクロスフローファン４４及びコンプレッサ２６を回転駆動して被空調室内の空調を行う空調運転と、例えばクロスフローファン４４やコンプレッサ２６の回転を停止状態とする待機状態の切換えを行う。これにより、エアコン１０は、被空調室内に人が居ない状態で空調を行うことによる電力の消費を抑えるようになっている。
【００５６】
このように構成されているエアコン１０では、リモコンスイッチ１２０のスイッチ操作によって運転モード、設定温度、風向及び風量が設定されて運転開始（例えば運転／停止ボタンの操作）が指示されることにより空調運転を開始する。エアコン１０は、空調運転を開始すると、設定温度と室内温度を測定し、この測定結果に基づいて、コンプレッサ２６の運転周波数、風量（クロスフローファン４４の回転数）等を設定し、この設定結果に基づいて空調運転を行う。
【００５７】
室外ユニット１４では、設定された運転モードに応じて四方弁２４を切換える。これにより、例えば、冷房ないしドライモードに設定されると、コンプレッサ２６によって圧縮された冷媒は、室外ユニット１４の熱交換器３０へ供給されて熱交換器３０を通過するときに液化され、この液化された冷媒が室内ユニット１２の熱交換器１８へ供給される。熱交換器１８では、この冷媒が通過するときに気化することにより、熱交換器１８を通過する空気を冷却する。
【００５８】
また、暖房モードに設定されると、四方弁３４を切り換えてコンプレッサ２６によって圧縮した高圧の冷媒が室内ユニット１２の熱交換器１８へ供給する。この冷媒が熱交換器１８で液化することにより、熱交換器１８を通過する空気を加熱する。
【００５９】
このようにして熱交換器１８を通過する空気を温調することにより、温調された空気が吹出し口５０から空調風として被空調室内に吹出される。
【００６０】
ここで、エアコン１０には、室内ユニット１２に人検知センサ１３０が設けられており、例えば人検知モードに設定されることにより、この人検知センサ１３０の検知結果に基づいて運転／待機の切り換えを行う。すなわち、リモコンスイッチ１２０によって運転／停止を含む操作を行うときには、被空調室内に操作者が居る。エアコン１０では、この操作者から発せられる赤外線を人検知センサ１３０によって検知することにより、空調運転を開始する。
【００６１】
これに対して、被空調室内に人が居なくなることにより、人検知センサ１３０が非検知状態となる。エアコン１０は、人検知センサ１３０が非検知状態となると、クロスフローファン４４及びコンプレッサ２６の回転を停止して待機状態となる。また、この待機状態から被空調室に人が入り、人検知センサ１３０が検知状態となると、エアコン１０は、クロスフローファン４４及びコンプレッサ２６の回転を開始する。これにより、被空調室内が空調される。
【００６２】
このように、エアコン１０では、被空調室内に人が居るときに空調運転を行い、人が居なくなると待機状態となることにより、人が居ない被空調室内を不必要に空調してしまうのを防止することにより、電力の使用効率を向上させている。
【００６３】
ところで、このエアコン１０に設けている人検知センサ１３０は、フルネルレンズ１３４のレンズ面が複数のプリズムによって形成されている。
【００６４】
図８に示すように、フルネルレンズ１３４のレンズ面は、それぞれが異なる所定半径の複数の同心円によってリング状の複数の領域に分割され、さらに、同心円によって分割したリング状のそれぞれの領域が、それぞれの領域で周方向に沿った所定の位置で分割されるように配置された複数のプリズム１４０によって構成されている。
【００６５】
また、フルネルレンズ１３４は、Ｚ軸（矢印Ｚ方向に沿った軸）を中心に左右（矢印ＹR側と矢印ＹL側）が対称となるように複数のプリズム１４０が形成されている。なお、次に述べる配光図から以下の説明では、それぞれの分割された領域をプリズムＡ0、Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｃ0、Ｃ1、Ｄ1、Ｅ1、Ｅ2、Ｅ3とし、総称するときにはプリズム１４０とし、また、プリズムＡ0、Ａ1、Ａ2、Ａ3、プリズムＢ1、Ｂ2、Ｂ3、プリズムＣ0、Ｃ1、プリズムＤ1及びプリズムＥ1、Ｅ2、Ｅ3をそれぞれ総称するときには、プリズム群１４２Ａ、１４２Ｂ、１４２Ｃ、１４２Ｄ、１４２Ｅとする（プリズム群１４２ＤはプリズムＤ1によって構成されている）。
【００６６】
プリズム群１４２Ａは、中心部及び中心部の上方側（矢印Ｚ方向側）のプリズムＡ0、中心部のプリズムＡ0の周囲のプリズムＡ1及びフルネルレンズ１３４のＹ軸（矢印ＹR、Ｙ L 方向の軸）に沿ったプリズムＡ2、Ａ3によって構成されている。また、プリズム群１４２Ｂは、プリズム群１４２Ａの下方側（矢印Ｚ方向と反対側）に配置されたプリズムＢ1、Ｂ2、Ｂ3によって形成され、プリズム群１４２Ｄは、プリズムＢ1の下方側に配置されたプリズムＤ1によって構成されている。
【００６７】
プリズム群１４２Ｃは、プリズムＤ1を挟むプリズム群１４２Ｂの下方側に配置されたプリズムＣ0、Ｃ1によって構成され、プリズム群１４２Ｅは、中心部より上方のプリズムＡ0を挟んで配置されたプリズムＥ1及びこのプリズムＥ1に隣接したプリズムＥ2、Ｅ3によって構成されている。
【００６８】
図６に示すように、人検知センサ１３０は、フルネルレンズ１３４のＹ軸方向が水平方向となり、矢印Ｚ方向が上方側となるように室内ユニット１２に取付けられる。
【００６９】
図９乃至図１１には、フルネルレンズ１３４の配光図を示している。なお、図９は、フルネルレンズ１３４の光軸を水平方向に向けた状態での水平面に沿った配光を示し、図１０は、この状態での垂直面に沿った配光を示している。また、図１１には、フルネルレンズ１３４の光軸を水平よりも所定の角度（約２４°）傾けた状態での垂直面に沿った配光を示している。人検知センサ１３０は、室内ユニット１２を所定の高さ（例えば床面からの高さが約２ｍ）に取付けられたときに、図７に示すように、この角度（約２４°）に傾けられる。
【００７０】
図９に示すように、人検知センサ１３０に用いているフルネルレンズ１３４は、プリズム群１４２Ａ〜１４２Ｅによって水平方向に沿った所定の角度範囲（約１１０°の範囲）をカバーしている。
【００７１】
また、図１０に示すように、フルネルレンズ１３４は、プリズム群１４２Ｄが下方へ向けられ、プリズム群１４２Ｃ、１４２Ｂ、１４２Ａの順で光軸に対する下向きの角度である見下ろし角が浅く（小さく）なっている。また、プリズム群１４２Ｅの配光は、光軸より僅かに上方（矢印Ｚ方向）へ向けられている。
【００７２】
このプリズム群１４２Ａ〜１４２Ｅ（プリズムＡ0〜Ｅ3）の配光領域が、フルネルレンズ１３４に対する所定位置に集電型赤外線受光素子１３６を配置したときの検知可能領域となる。したがって、フルネルレンズ１３４は、人検知センサ１３０として室内ユニット１２に取付けたときに、人検知センサ１３０の検知範囲が、室内ユニット１２の上方側及び下方側に広がるのを抑えている。
【００７３】
フルネルレンズ１３４は、水平面上の配光領域が隣接するプリズムＣ0、Ｃ1の間、プリズムＢ1、Ｂ2、Ｂ3の間、プリズムＥ1、Ｅ2、Ｅ3の間及びプリズムＡ0、Ａ1、Ａ2、Ａ3の間の配光領域（図９参照）及び、垂直面上の配光領域が隣接する、プリズム群１４２Ｄ、１４２Ｃの間、プリズム群１４２Ｃ、１４２Ｂの間、プリズム群１４２Ｂ、１４２Ａの間及びプリズム群１４２Ａ、１４２Ｅの間が所定の間隔となっており、これにより、それぞれのプリズム１４０に対向する領域の赤外線の感度を上げるようにしている。また、この間隔は、被空調室内に人がいるときに、その人の姿勢にかかわらず何れかのプリズム１４０の配光領域に入るように設定されている。
【００７４】
一方、フルネルレンズ１３４では、プリズム群１４２Ａ〜１４２Ｅのそれぞれで焦点位置が変えられている。これにより、人検知センサ１３０では、プリズム群１４２Ａ〜１４２Ｅ毎に感度が変えられている。すなわち、焦点が集電型赤外線受光素子１３６の感光面１３６Ａに近ければ、感度が高く、感光面１３６Ａから離れることにより感度が低下する。なお、図９乃至図１１では、人検知センサ１３０が所定感度以上となる領域の一例を破線で示し、それから外れる領域を二点鎖線で示している。
【００７５】
フルネルレンズ１３４は、集電型赤外線受光素子１３６を所定位置に配置したときに、室内ユニット１２の下方側が配光領域となっているプリズム群１４２Ｄに対向する領域の焦点が集電型赤外線受光素子１３６の感光面１３６Ａから最も離れ、プリズム群１４２Ａの焦点が最も集電型赤外線受光素子１３６の受光面１３６Ａに最も近くなっており、次にプリズム群１４２Ｂ、１４２Ｅの焦点が受光面１３６Ａに近くなっている。また、プリズム群１４２Ｃの焦点が、プリズム群１４２Ｄより近く、プリズム群１４２Ｂより離れている（何れも図示省略）。
【００７６】
これにより、人検知センサ１３０は、プリズム群１４２Ａに対応する領域の感度が最も高く、室内ユニット１２から最も離れた位置の人から発せられる赤外線の検知が可能となっている。また、人検知センサ１３０は、プリズム群１４２Ｄに対応する室内ユニット１２の下方側の領域の感度が下げられており、室内ユニット１２と近い距離から発せられる赤外線でなければ、検出が困難となるようにしている。
【００７７】
すなわち、図１０及び図１１に示すように、フルネルレンズ１３４は、プリズム群１４２Ｄよりもプリズム群１４２Ｃに対応する領域で人検知センサ１３０の感度が高くなり、また、プリズム群１４２Ｃよりもプリズム群１４２Ｂ、１４２Ｅに対応する領域での人検知センサ１３０の感度が上がるように形成されている。
【００７８】
また、フルネルレンズ１３４は、プリズム群１４２Ｂ、１４２Ｃ、１４２ＤのＺ軸方向に沿った所定の位置での検知センサ１３０の感度が、略同じになるように形成されている。
【００７９】
これにより、図１０及び図１１に示すように、フルネルレンズ１３４の光軸が水平方向又は水平方向に対して所定の角度範囲で光軸を下方へ向けた状態で人検知センサ１３０を取付けたときに、人検知センサ１３０の検知可能領域を略床面に沿う（例えば床面からの高さｈが約２０cm前後）ようにしている。また、フルネルレンズ１３４は、室内ユニット１２から所定の距離だけ離れた位置が、人検知センサ１３０のプリズム群１４２Ａに対応する領域で検知可能領域となるようにプリズム群１４２Ａが形成されている。
【００８０】
これにより、人検知センサ１３０は、フルネルレンズ１３４の光軸の水平方向に対する傾きを、室内ユニット１２の床面からの取付け高さに応じて変えることにより、床面上を検知領域から除き、被空調室の床面から所定の高さ（例えば約１０cm〜２０cm程度の範囲）以上を検知可能範囲とすることができる。
【００８１】
すなわち、室内ユニット１２の取付け高さが高いときには、フルネルレンズ１３４の光軸の傾きが大きくなるように人検知センサ１３０を取付け（図１１参照、例えば約２mの高さで角度θが約２４°）、取付け高さが低くなるにしたがって傾きを小さくする（図１０参照、例えば約１．２mの高さで角度θが約０°）ことにより、床面を検知範囲から除くことができる。
【００８２】
このときに、室内ユニット１２が高い位置に取付けられると、室内ユニット１２が天井面に近くなるが、人検知センサ１３０（フルネルレンズ１３４）が下方に傾いていることにより、天井面に対向するフルネルレンズ１３４のプリズム群１４２Ｅの検知領域が下がるので、天井面、特に、室内ユニット１２の近傍の天井面が人検知センサ１３０の検知領域に入ってしまうのを抑えることができる。
【００８３】
また、人検知センサ１３０の傾きを小さくすると、人検知センサ１３０の検知領域も相対的に上方に移動するが、室内ユニット１２の取付け位置が低いために、室内ユニット１２が天井面から離れるので、この場合も天井面が人検知センサ１３０の検知領域に入るのを抑えることができる。
【００８４】
このように構成した人検知センサ１３０を用いることにより、エアコン１０は、室内ユニット１２の近傍の天井面が人検知センサ１３０の検知領域に入ることにより、天井面の温度が人検知センサ１３０の誤検知を生じさせてしまうのを防止することができる。
【００８５】
また、人検知センサ１３０は、床面が検知領域から除かれるので、室内ユニット１２から床面に吹き付けられた空調風によって誤検知を生じてしまうことがない。
【００８６】
これにより、エアコン１０は、人検知センサ１３０を用いた的確な人検知が可能となり、この人検知によって快適な空調感を損なうことなく効率的な空調運転が可能となる。
【００８７】
なお、床面を人検知センサ１３０の検知領域から除く場合、室内ユニット１２の高さに応じて人検知センサ１３０の取付け角度を変えるのに加えて、人検知センサ１３０の出力に基づいて人の有無を判定するときの閾値を変更するようにしても良い。これにより、確実に床面上を人検知センサ１３０の検知領域から除くことができる。
【００８８】
なお、以上説明した本実施の形態は、本発明の構成を限定するものではない。本発明は、被空調室内の人の有無を検知することにより効率的な空調を図る任意の構成の空気調和機に適用することができる。また、本実施の形態では、エアコン１０を例に説明したが、本発明はエアコン１０等の空気調和機に限らず、任意の構成の装置に、赤外線放射体から発せられる赤外線を検知する赤外線検知センサとして用いることができる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、フルネルレンズを形成する多数のプリズムのそれぞれについて集電型赤外線センサの受光面に対して焦点位置を変えることにより、それぞれのプリズムが対向する領域毎に感度を変更することができる。
【００９０】
これにより例えば、空気調和機の室内ユニットに設けたときに、上方側及び下方側の感度を下げて誤検知を生じてしまうのを確実に防止することができると言う優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に適用したエアコンの概略構成図である。
【図２】エアコンの冷凍サイクルを示す概略図である。
【図３】室内ユニットの概略構成図である。
【図４】室内ユニットの電気回路の概略構成図である。
【図５】室外ユニットの電気回路の概略構成図である。
【図６】室内ユニットの表示部近傍を示す概略図である。
【図７】人検知センサの取付けを示す概略構成図である。
【図８】多数のプリズムによって形成されたフルネルレンズのレンズ面を示す概略図である。
【図９】図８に示すフルネルレンズの水平方向に沿った配光図の一例である。
【図１０】図８に示すフルネルレンズの軸線を水平方向としたときの垂直方向に沿った配光図の一例である。
【図１１】図８に示すフルネルレンズの軸線を水平方向に対して所定の角度（２４°）だけ下方へ傾けたときの垂直方向に沿った配光図の一例である。
【符号の説明】
１０、１０Ａ エアコン（空気調和機）
１２ 室内ユニット
１４ 室外ユニット
１８ 熱交換器
２６ コンプレッサ
４２ ケーシング
５８ コントロール基板
７４ マイコン
１３０ 人検知センサ（赤外線検知センサ）
１３４ フルネルレンズ
１３６ 集電型赤外線受光素子
１３６Ａ 受光面
１４０（Ａ0、Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｃ0、Ｃ1、Ｄ1、Ｅ1、Ｅ2、Ｅ3） プリズム
１４２（１４２Ａ、１４２Ｂ、１４２Ｃ、１４２Ｄ、１４２Ｅ） プリズム群
１４２Ａ プリズム群（プリズム群Ａ）
１４２Ｂ プリズム群（プリズム群Ｂ）
１４２Ｃ プリズム群（プリズム群Ｃ）
１４２Ｄ プリズム群（プリズム群Ｄ）
１４２Ｅ プリズム群（プリズム群Ｅ）
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内ユニットが設けられる被空気調和室内の空気調和を図る空気調和機に係り、詳細には、空気調和機の室内ユニット等に取付けられる赤外線検知センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機（以下「エアコン」と言う）は、被空調室内に設けられている室内機（室内ユニット）の熱交換器を通過させることにより温調した空気を吹き出すことにより、被空調室内の空気調和を図るようになっている。
【０００３】
このようなエアコンでは、リモコンスイッチ等によって設定された運転モードで、室内が設定温度となるように空調運転を行うことにより、被空調室内が所望の空調状態となるようにしている。
【０００４】
また、エアコンによって空調を行うときに、空調風を人の居る方向へ吹き出すことにより、被空調室の大きさに対して空調能力の低いエアコンを用いても、快適な空調感が得られると共に、効率の良い空調運転が可能となる。このために、エアコンには、空調風の吹出し口にフラップを設けて、空調風を上下方向及び左右方向の任意の方向へ吹出すことができるようにしている。
【０００５】
ところで、エアコンには、室内ユニットに人検知センサを取付け、室内ユニットが設けられている被空調室内に人が居るか否かを判断し、人の居ることを検知したときに空調運転を行うことにより、省エネを図るようにしたものがある。
【０００６】
このようなエアコンに用いられる人検知センサは、集電型赤外線受光素子を用いて人体等から発せられる赤外線を受光可能とした赤外線検知センサが用いられる。このような赤外線検知センサでは、レンズを用いて赤外線を集電型赤外線受光素子の受光面に集光させるようにしている。エアコンでは、この赤外線検知センサの受光量が所定のレベルを超えたときに、被空調室内に人が居ると判断するようにしている。
【０００７】
このようなレンズとしては、任意の方向から入射されるいずれの赤外線も集電型赤外線受光素子の受光面に集光するようにフルネルレンズを用い、少ない人検知センサで検知領域が広範囲となるようにしている。フルネルレンズは、略帯板状のプリズムを同心円状に配置した構造となっており、これにより、所定の一点に赤外線を集光させることができ、赤外線検知センサは、このフルネルレンズの集光位置に集電型赤外線受光素子の受光面を配置している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような赤外線検知センサを用いた人検知センサでは、壁（壁面）、天井（天井面）、床（床面）等の構造物や、室内の家具等に空調風が吹き付けられて、これらの物体の表面温度が変化することにより、誤検知を生じさせることがある。このような室内の物体等による人検知センサの誤検知を防止する方法としては、集電型赤外線受光素子の受光面をずらして感度を低下させる方法があるが、人検知センサの感度を低下させた場合、室内ユニットから離れた位置では、人の検知も困難となってしまう。
【０００９】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、空気調和機によって空調される室内の壁面等に取り付けられたときに、誤検知を防止して赤外線放射体である人を的確に検知可能とする赤外線検知センサを提案することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、室内の床面から所定高さの壁面に室内の内部空間側へ向けて配置され、室内の赤外線放射体から発せられて受光面に照射される前記赤外線の受光量に応じた電圧を出力する集電型赤外線受光素子と、前記集電型赤外線受光素子の前記受光面に対向して受光面を覆うように設けられ、複数の同心円の何れか及び前記同心円の中心から放射状となる複数の境界線の何れかを境界として分割された形状の複数のプリズムが形成されたフルネルレンズと、を備え、前記フルネルレンズが、前記中心から一方向へ延設されるＺ軸が前記室内の上下方向の上方側へ向けられると共に、前記中心を通り前記Ｚ軸と直交するＹ軸が水平方向となるように配置され、かつ、前記中心を通る光軸が下方へ傾けられて前記壁面に配置される赤外線検知センサであって、前記フルネルレンズが、前記Ｚ軸が上方へ向けられ、かつ、前記Ｙ軸及び前記光軸が水平とされた状態で、前記Ｚ軸上及び前記Ｙ軸上のプリズムによるプリズム群Ａと、該プリズム群Ａのプリズムを除くプリズムによる他のプリズム群と、を含み、前記フルネルレンズの前記他のプリズム群に、前記プリズム群Ａの各プリズムの下方に接するプリズムによるプリズム群Ｂと、前記中心及び前記Ｙ軸方向の両端側の前記プリズム群Ｂのプリズムの下方に接するプリズムによるプリズム群Ｃと、前記プリズム群Ｂのプリズムの下方に接しかつ前記プリズム群Ｃのプリズムの間で該プリズムの前記同心円の周方向側に接するプリズムによるプリズム群Ｄと、前記プリズム群Ａの前記Ｚ軸上を除くプリズムの上方側に接するプリズムによるプリズム群Ｅと、が含まれ、前記プリズム群Ａと前記他のプリズム群との間で、前記他のプリズム群の各プリズムの焦点位置が、前記プリズム群Ａのプリズムの焦点位置よりも前記受光面から離されて形成されると共に、前記プリズム群Ｂ及び前記プリズム群Ｅのプリズムの焦点位置が、前記プリズム群Ｃのプリズムの焦点位置より前記受光面に近く、前記プリズム群Ｄのプリズムの焦点位置が、前記プリズム群Ｃのプリズムの焦点位置よりも前記受光面から離れるように形成されている。
【００１１】
この発明によれば、フルネルレンズのレンズ面を半径方向に加えて周方向に分割する多数のプリズムによって形成する。また、それぞれのプリズムごとの赤外線の受光面に対する焦点位置を変える。これにより、プリズムの対向する領域毎に赤外線の感度を変えることができる。
【００１２】
このときに、Ｚ軸及びＹ軸上のプリズムによるプリズム群Ａと他のプリズムによるプリズム群との間で、プリズム群Ａのプリズムの焦点位置が集電型赤外線受光素子の受光面に近くなるように形成する。
【００１３】
これにより、フルネルレンズを下方へ向けて傾けた状態で室内の壁面に取り付けたときに、フルネルレンズの中心部及び中心部の左右両側の感度より、下方側及び左右両側の上方側の感度を下げることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施の形態を説明する。
【００２３】
図１には本実施の形態に適用した空気調和機（以下「エアコン１０」という）を示している。このエアコン１０は、室内機（以下「室内ユニット１２」とする）と室外機（以下「室外ユニット１４」とする）とによって構成されており、ワイヤレスリモコンスイッチ（以下「リモコン１２０」という）の操作によって運転／停止される。また、エアコン１０は、リモコン１２０で運転モード、設定温度等の運転条件が設定されて操作信号が送出されると、この操作信号を室内ユニット１２で受信して操作信号に基づいた運転が行われる。
【００２４】
図２には、エアコン１０の冷凍サイクルを示している。このエアコン１０は、被空調室に設置される室内ユニット１２と室外に設置される室外ユニット１４とは、冷媒を循環させる太管の冷媒配管１６Ａと、細管の冷媒配管１６Ｂとで接続されている。
【００２５】
室内ユニット１２には、ケーシング４２内に熱交換器１８が設けられており、冷媒配管１６Ａ、１６Ｂのそれぞれの一端がこの熱交換器１８に接続されている。また、冷媒配管１６Ａの他端は、室外ユニット１４のバルブ２０Ａに接続されている。このバルブ２０Ａは、マフラー２２Ａを介して四方弁２４に接続されている。この四方弁２４は、それぞれがコンプレッサ２６に接続されているアキュムレータ２８とマフラー２２Ｂとが接続されている。
【００２６】
さらに、室外ユニット１４には、熱交換器３０が設けられている。この熱交換器３０は、一方が四方弁２４に接続され、他方がキャピラリチューブ３２、ストレーナ３４、モジュレータ３８を介してバルブ２０Ｂに接続されている。また、ストレーナ３４とモジュレータ３８の間には、電動膨張弁３６が設けられ、バルブ２０Ｂには、冷媒配管１６Ｂの他端が接続されている。これによって、室内ユニット１２と室外ユニット１４の間に冷凍サイクルが構成されている。
【００２７】
エアコン１０は、コンプレッサ２６の運転によってこの冷凍サイクル中を冷媒が循環されることにより冷房または暖房運転が可能となっている。すなわち、冷房モードでは、コンプレッサ２６によって圧縮された冷媒が熱交換器３０へ供給されることにより液化され、この液化された冷媒が室内ユニット１２の熱交換器１８で気化することにより、熱交換器１８を通過する空気を冷却する。また、暖房モードでは、逆に、コンプレッサ２６によって圧縮された冷媒が、室内ユニット１２の熱交換器１８で凝縮されることにより放熱し、この冷媒が放熱した熱で熱交換器１８を通過する空気が加熱される。
【００２８】
図２では矢印によって暖房運転時（暖房モード）と冷房運転時（冷房モードまたはドライモード）の冷媒の流れを示しており、四方弁２４の切り換えによって、運転モードが冷房モード（含むドライモード）と暖房モードが切り換えられ、電動膨張弁３６の弁開度を制御することにより、冷媒の蒸発温度が調整される。なお、本発明は、任意の構成の空気調和機に適用することができ、エアコン１０はその一例を示している。
【００２９】
図３に示すように、室内ユニット１２のケーシング４２には、吸込み口４６と吹出し口５０が形成されている。このケーシング４２は、ベース板４０によって被空調室の壁面等へ固定される。
【００３０】
ケーシング４２内には、熱交換器１８と吸込み口４６の間にクロスフローファン４４とフィルタ４８が配置されており、クロスフローファン４４の作動によって吸込み口４６から吸引された空気は、フィルタ４８及び熱交換器１８を通過した後、吹出し口５０から室内へ吹き出される。このとき、室内へ吹き出される空気が熱交換器１８を通過することにより熱交換器１８内を循環される冷媒との間で熱交換が行われ、室内を空調する空調風として吹き出される。
【００３１】
室内ユニット１２の吹出し口５０には、左右フラップ５２及び上下フラップ５４が設けられている。吹出し口５０から吹出される空調風は、左右フラップ５２によって左右方向（水平方向、図３の紙面表裏方向）に変更され、また、上下フラップ５４によって上下方向（垂直方向、図３の紙面上下方向）に変更される。
【００３２】
図４に示すように、室内ユニット１２には、電源基板５６、コントロール基板５８及びパワーリレー基板６０が設けられている。エアコン１０を運転するための電力が供給される電源基板５６には、モータ電源６２、制御回路電源６４、シリアル電源６６及び駆動回路６８が設けられている。また、コントロール基板５８には、シリアル回路７０、駆動回路７２及びマイコン７４が設けられている。
【００３３】
電源基板５６の駆動回路６８には、クロスフローファン４４を駆動するファンモータ７６（例えばＤＣブラシレスモータ）が接続されており、コントロール基板５８に設けられているマイコン７４からの制御信号に応じてモータ電源６２から駆動電力を供給する。このとき、マイコン７４は、駆動回路６８からの出力電圧を１２Ｖ〜３６Ｖの範囲で２５６ステップで変化させるように制御する。これによって、室内ユニット１２の吹出し口５０から吹き出される空調風の風量が調整される。
【００３４】
コントロール基板５８の駆動回路７２には、パワーリレー基板６０、左右フラップ５２を操作する左右フラップモータ７７及び上下フラップ５４を操作する上下フラップモータ７８が接続されている。
【００３５】
図３に示すように、例えば左右フラップ５２は、左右方向に所定の間隔で並んでいるフィン５２Ａのそれぞれが連結バー５２Ｂによって連結されており、この連結バー５２Ｂを左右フラップモータ７７の駆動力によって左右方向に移動させることにより、フィン５２Ａの向きが変えられる。また、上下フラップ５４は、フィン５４Ａのそれぞれがピン５４Ｂに取付けられており、上下フラップモータ７８の駆動力によってこのピン５４Ｂを回動させることにより、フィン５４Ａの向きが上下方向に変えられる。
【００３６】
マイコン７４は、左右フラップモータ７７及び上下フラップモータ７８を制御することにより、左右フラップ５２及び上下フラップ５４のそれぞれを操作する。これにより、左右フラップ５２が左右方向へスイングされることにより、吹出し口５０から吹き出される空調風の吹出し方向が左右方向へ換えられ、上下フラップ５４が上下方向へスイングされることにより、室内ユニット１２の吹出し口５０から吹き出される空調風の吹出し方向が上下方向へ換えられる。エアコン１０では、左右フラップ５２及び上下フラップ５４の向きを任意の位置に固定可能となっていると共に、予め設定している所定の範囲内でスイング可能となっている。
【００３７】
エアコン１０では、クロスフローファン４４の回転と左右フラップ５２及び上下フラップ５４の操作を制御することにより、所望の風量及び風向または室内を快適にするために制御された風量及び風向で空調された空気を室内へ吹出す。
【００３８】
図４に示すように、パワーリレー基板６０には、パワーリレー８０と温度ヒューズ等が設けられており、マイコン７４からの信号によって、パワーリレー８０を操作し、室外ユニット１４へ電力を供給するための接点８０Ａを開閉する。エアコン１０は、接点８０Ａが閉じられることにより、室外ユニット１４への電力の供給が可能となる。
【００３９】
マイコン７４及び電源回路５６のシリアル電源６６に接続されているシリアル回路７０は、室外ユニット１４へ接続されており、マイコン７４は、このシリアル回路７０を介して室外ユニット１４との間でシリアル通信を行い、室外ユニット１４の作動を制御する。
【００４０】
また、室内ユニット１２には、リモコンスイッチ１２０（図１参照）からの操作信号を受信する受信回路及び運転表示用の表示ＬＥＤ等を備えた表示基板８２が設けられており、この表示基板８２がマイコン７４に接続されている。図１に示すように、表示基板８２の表示部８２Ａは、ケーシング４２の前面に配置されており、この表示部８２Ａにリモコンスイッチ１２０から送出される操作信号を受信する受信部が設けられている。これにより、リモコンスイッチ１２０を表示部８２Ａへ向けて操作することにより、リモコンスイッチ１２０からの操作信号がマイコン７４に入力される。
【００４１】
図４に示すように、マイコン７４には、室内温度を検出する室温センサ８４及び熱交換器１８のコイル温度を検出する熱交温度センサ８６が接続され、さらに、コントロール基板５８に設けられているサービスＬＥＤ及び運転切換スイッチ８８が接続されている。運転切換スイッチ８８は、「通常運転」とメンテナンス時等に行う「試験運転」との切換及び、電源スイッチ８８Ａの接点を開放してエアコン１０への運転電力の供給を遮断する「停止」に切換えられる。通常、この運転切換スイッチ８８は、「通常運転」に設定され電源スイッチ８８Ａの接点が閉じられている。なお、サービスＬＥＤは、メンテナンス時に点灯操作することにより、サービスマンに自己診断結果を知らせるようになっている。
【００４２】
室内ユニット１２には、室外ユニット１４との間の配線が接続される端子台９０が設けられている。端子台９０のターミナル９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃには、室内ユニット１２から室外ユニット１４へ供給する電源用の配線と、室内ユニット１２と室外ユニット１４の間でシリアル通信を行うための配線が接続される。
【００４３】
図５に示すように、室外ユニット１４には、端子台９２が設けられており、この端子台９２のターミナル９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃがそれぞれ室内ユニット１２の端子台９０のターミナル９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃに接続される。
【００４４】
この室外ユニット１４には、整流基板９４、コントロール基板９６が設けられている。コントロール基板９６には、マイコン９８、ノイズフィルタ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、シリアル回路１０２及びスイッチング電源１０４等が設けられている。
【００４５】
整流基板９４には、ノイズフィルタ１００Ａを介して供給される電力を倍電圧整流し、ノイズフィルタ１００Ｂ、１００Ｃを介して平滑化した直流電力をスイッチング電源１０４へ出力する。スイッチング電源１０４は、マイコン９８と共にインバータ回路１０６に接続されており、このインバータ回路１０６がコンプレッサモータ１０８に接続されている。インバータ回路１０６は、マイコン９８から出力される制御信号に応じた周波数の電力をコンプレッサモータ１０８へ出力し、コンプレッサ２６を回転駆動する。
【００４６】
なお、マイコン９８は、インバータ回路１０６から出力される電力の周波数が、オフまたは１４Hz以上（上限は運転電流の上限による）の範囲となるように制御しており、これによって、コンプレッサモータ１０８、すなわちコンプレッサ２６の回転数が変えられ、コンプレッサ２６の運転能力（エアコン１０の冷暖房能力）が制御される。
【００４７】
このコントロール基板９６には、四方弁２４及び熱交換器３０を冷却するための送風ファン（図示省略）を駆動するファンモータ１１０、ファンモータコンデンサ１１０Ａが接続されている。また、室外ユニット１４には、外気温度を検出する外気温度センサ１１２、熱交換器３０の冷媒コイルの温度を検出するコイル温度センサ１１４及びコンプレッサ２６の温度を検出するコンプレッサ温度センサ１１６が設けられており、これらがマイコン９８に接続されている。
【００４８】
マイコン９８は、運転モードに応じて四方弁２４を切り換えると共に、室内ユニット１２からの制御信号、外気温度センサ１１２、コイル温度センサ１１４及びコンプレッサ温度センサ１１６の検出結果に基づいて、ファンモータ１１０のオン／オフ及びコンプレッサモータ１０８の運転周波数（コンプレッサ２６の能力）等を制御する。
【００４９】
また、コントロール基板９６には、電動膨張弁３６を開閉駆動するモータ１１８が図示しないドライバを介して接続されており、マイコン９８は、モータ１１８によって電動膨張弁３６の開度を制御する。
【００５０】
エアコン１０では、リモコンスイッチ１２０によって設定された運転条件が入力されることにより、該運転条件に基づいた運転モード、風向、風量で運転し、被空調室内の室温が設定温度となるようにしている。
【００５１】
ところで、図１及び図６に示すように、室内ユニット１２には、ケーシング４２の中央部に表示部８２Ａが設けられ、この表示部８２Ａの中央部に赤外線検知センサである人検知センサ１３０を設けている。
【００５２】
図７に示すように、人検知センサ１３０は、赤外線を集光するフルネルレンズ１３４と、フルネルレンズ１３４によって集光される赤外線を検出する集電型赤外線受光素子１３６によって形成されている。人検知センサ１３０は、赤外線を検出する集電型赤外線受光素子１３６の受光面１３６Ａがフルネルレンズ１３４に対して所定の位置となるように配置される。
【００５３】
図４に示すように、室内ユニット１２には、人検知回路１３２が設けられており、人検知センサ１３０はこの人検知回路１３２を介してマイコン７４に接続されており、マイコン７４は、被空調室内に居る人が発する赤外線を、人検知センサ１３０で検出することにより、被空調室内に人が居ると判断している。
【００５４】
すなわち、人検知回路１３２は、人体等の赤外線放射体から放射される赤外線を集光することにより集電型赤外線受光素子１３６の出力電圧が上昇し、所定値（閾値）を越えると、オン信号をマイコン７４に出力する。これにより、マイコン７４は、被空調室内に人が居ると判断するようになっている。
【００５５】
また、マイコン７４は、例えばエアコン１０の運転モードが人検知モードに設定されると、この人検知センサ１３０検知結果に基づいてクロスフローファン４４及びコンプレッサ２６を回転駆動して被空調室内の空調を行う空調運転と、例えばクロスフローファン４４やコンプレッサ２６の回転を停止状態とする待機状態の切換えを行う。これにより、エアコン１０は、被空調室内に人が居ない状態で空調を行うことによる電力の消費を抑えるようになっている。
【００５６】
このように構成されているエアコン１０では、リモコンスイッチ１２０のスイッチ操作によって運転モード、設定温度、風向及び風量が設定されて運転開始（例えば運転／停止ボタンの操作）が指示されることにより空調運転を開始する。エアコン１０は、空調運転を開始すると、設定温度と室内温度を測定し、この測定結果に基づいて、コンプレッサ２６の運転周波数、風量（クロスフローファン４４の回転数）等を設定し、この設定結果に基づいて空調運転を行う。
【００５７】
室外ユニット１４では、設定された運転モードに応じて四方弁２４を切換える。これにより、例えば、冷房ないしドライモードに設定されると、コンプレッサ２６によって圧縮された冷媒は、室外ユニット１４の熱交換器３０へ供給されて熱交換器３０を通過するときに液化され、この液化された冷媒が室内ユニット１２の熱交換器１８へ供給される。熱交換器１８では、この冷媒が通過するときに気化することにより、熱交換器１８を通過する空気を冷却する。
【００５８】
また、暖房モードに設定されると、四方弁３４を切り換えてコンプレッサ２６によって圧縮した高圧の冷媒が室内ユニット１２の熱交換器１８へ供給する。この冷媒が熱交換器１８で液化することにより、熱交換器１８を通過する空気を加熱する。
【００５９】
このようにして熱交換器１８を通過する空気を温調することにより、温調された空気が吹出し口５０から空調風として被空調室内に吹出される。
【００６０】
ここで、エアコン１０には、室内ユニット１２に人検知センサ１３０が設けられており、例えば人検知モードに設定されることにより、この人検知センサ１３０の検知結果に基づいて運転／待機の切り換えを行う。すなわち、リモコンスイッチ１２０によって運転／停止を含む操作を行うときには、被空調室内に操作者が居る。エアコン１０では、この操作者から発せられる赤外線を人検知センサ１３０によって検知することにより、空調運転を開始する。
【００６１】
これに対して、被空調室内に人が居なくなることにより、人検知センサ１３０が非検知状態となる。エアコン１０は、人検知センサ１３０が非検知状態となると、クロスフローファン４４及びコンプレッサ２６の回転を停止して待機状態となる。また、この待機状態から被空調室に人が入り、人検知センサ１３０が検知状態となると、エアコン１０は、クロスフローファン４４及びコンプレッサ２６の回転を開始する。これにより、被空調室内が空調される。
【００６２】
このように、エアコン１０では、被空調室内に人が居るときに空調運転を行い、人が居なくなると待機状態となることにより、人が居ない被空調室内を不必要に空調してしまうのを防止することにより、電力の使用効率を向上させている。
【００６３】
ところで、このエアコン１０に設けている人検知センサ１３０は、フルネルレンズ１３４のレンズ面が複数のプリズムによって形成されている。
【００６４】
図８に示すように、フルネルレンズ１３４のレンズ面は、それぞれが異なる所定半径の複数の同心円によってリング状の複数の領域に分割され、さらに、同心円によって分割したリング状のそれぞれの領域が、それぞれの領域で周方向に沿った所定の位置で分割されるように配置された複数のプリズム１４０によって構成されている。
【００６５】
また、フルネルレンズ１３４は、Ｚ軸（矢印Ｚ方向に沿った軸）を中心に左右（矢印ＹR側と矢印ＹL側）が対称となるように複数のプリズム１４０が形成されている。なお、次に述べる配光図から以下の説明では、それぞれの分割された領域をプリズムＡ0、Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｃ0、Ｃ1、Ｄ1、Ｅ1、Ｅ2、Ｅ3とし、総称するときにはプリズム１４０とし、また、プリズムＡ0、Ａ1、Ａ2、Ａ3、プリズムＢ1、Ｂ2、Ｂ3、プリズムＣ0、Ｃ1、プリズムＤ1及びプリズムＥ1、Ｅ2、Ｅ3をそれぞれ総称するときには、プリズム群１４２Ａ、１４２Ｂ、１４２Ｃ、１４２Ｄ、１４２Ｅとする（プリズム群１４２ＤはプリズムＤ1によって構成されている）。
【００６６】
プリズム群１４２Ａは、中心部及び中心部の上方側（矢印Ｚ方向側）のプリズムＡ0、中心部のプリズムＡ0の周囲のプリズムＡ1及びフルネルレンズ１３４のＹ軸（矢印ＹR、Ｙ L 方向の軸）に沿ったプリズムＡ2、Ａ3によって構成されている。また、プリズム群１４２Ｂは、プリズム群１４２Ａの下方側（矢印Ｚ方向と反対側）に配置されたプリズムＢ1、Ｂ2、Ｂ3によって形成され、プリズム群１４２Ｄは、プリズムＢ1の下方側に配置されたプリズムＤ1によって構成されている。
【００６７】
プリズム群１４２Ｃは、プリズムＤ1を挟むプリズム群１４２Ｂの下方側に配置されたプリズムＣ0、Ｃ1によって構成され、プリズム群１４２Ｅは、中心部より上方のプリズムＡ0を挟んで配置されたプリズムＥ1及びこのプリズムＥ1に隣接したプリズムＥ2、Ｅ3によって構成されている。
【００６８】
図６に示すように、人検知センサ１３０は、フルネルレンズ１３４のＹ軸方向が水平方向となり、矢印Ｚ方向が上方側となるように室内ユニット１２に取付けられる。
【００６９】
図９乃至図１１には、フルネルレンズ１３４の配光図を示している。なお、図９は、フルネルレンズ１３４の光軸を水平方向に向けた状態での水平面に沿った配光を示し、図１０は、この状態での垂直面に沿った配光を示している。また、図１１には、フルネルレンズ１３４の光軸を水平よりも所定の角度（約２４°）傾けた状態での垂直面に沿った配光を示している。人検知センサ１３０は、室内ユニット１２を所定の高さ（例えば床面からの高さが約２ｍ）に取付けられたときに、図７に示すように、この角度（約２４°）に傾けられる。
【００７０】
図９に示すように、人検知センサ１３０に用いているフルネルレンズ１３４は、プリズム群１４２Ａ〜１４２Ｅによって水平方向に沿った所定の角度範囲（約１１０°の範囲）をカバーしている。
【００７１】
また、図１０に示すように、フルネルレンズ１３４は、プリズム群１４２Ｄが下方へ向けられ、プリズム群１４２Ｃ、１４２Ｂ、１４２Ａの順で光軸に対する下向きの角度である見下ろし角が浅く（小さく）なっている。また、プリズム群１４２Ｅの配光は、光軸より僅かに上方（矢印Ｚ方向）へ向けられている。
【００７２】
このプリズム群１４２Ａ〜１４２Ｅ（プリズムＡ0〜Ｅ3）の配光領域が、フルネルレンズ１３４に対する所定位置に集電型赤外線受光素子１３６を配置したときの検知可能領域となる。したがって、フルネルレンズ１３４は、人検知センサ１３０として室内ユニット１２に取付けたときに、人検知センサ１３０の検知範囲が、室内ユニット１２の上方側及び下方側に広がるのを抑えている。
【００７３】
フルネルレンズ１３４は、水平面上の配光領域が隣接するプリズムＣ0、Ｃ1の間、プリズムＢ1、Ｂ2、Ｂ3の間、プリズムＥ1、Ｅ2、Ｅ3の間及びプリズムＡ0、Ａ1、Ａ2、Ａ3の間の配光領域（図９参照）及び、垂直面上の配光領域が隣接する、プリズム群１４２Ｄ、１４２Ｃの間、プリズム群１４２Ｃ、１４２Ｂの間、プリズム群１４２Ｂ、１４２Ａの間及びプリズム群１４２Ａ、１４２Ｅの間が所定の間隔となっており、これにより、それぞれのプリズム１４０に対向する領域の赤外線の感度を上げるようにしている。また、この間隔は、被空調室内に人がいるときに、その人の姿勢にかかわらず何れかのプリズム１４０の配光領域に入るように設定されている。
【００７４】
一方、フルネルレンズ１３４では、プリズム群１４２Ａ〜１４２Ｅのそれぞれで焦点位置が変えられている。これにより、人検知センサ１３０では、プリズム群１４２Ａ〜１４２Ｅ毎に感度が変えられている。すなわち、焦点が集電型赤外線受光素子１３６の感光面１３６Ａに近ければ、感度が高く、感光面１３６Ａから離れることにより感度が低下する。なお、図９乃至図１１では、人検知センサ１３０が所定感度以上となる領域の一例を破線で示し、それから外れる領域を二点鎖線で示している。
【００７５】
フルネルレンズ１３４は、集電型赤外線受光素子１３６を所定位置に配置したときに、室内ユニット１２の下方側が配光領域となっているプリズム群１４２Ｄに対向する領域の焦点が集電型赤外線受光素子１３６の感光面１３６Ａから最も離れ、プリズム群１４２Ａの焦点が最も集電型赤外線受光素子１３６の受光面１３６Ａに最も近くなっており、次にプリズム群１４２Ｂ、１４２Ｅの焦点が受光面１３６Ａに近くなっている。また、プリズム群１４２Ｃの焦点が、プリズム群１４２Ｄより近く、プリズム群１４２Ｂより離れている（何れも図示省略）。
【００７６】
これにより、人検知センサ１３０は、プリズム群１４２Ａに対応する領域の感度が最も高く、室内ユニット１２から最も離れた位置の人から発せられる赤外線の検知が可能となっている。また、人検知センサ１３０は、プリズム群１４２Ｄに対応する室内ユニット１２の下方側の領域の感度が下げられており、室内ユニット１２と近い距離から発せられる赤外線でなければ、検出が困難となるようにしている。
【００７７】
すなわち、図１０及び図１１に示すように、フルネルレンズ１３４は、プリズム群１４２Ｄよりもプリズム群１４２Ｃに対応する領域で人検知センサ１３０の感度が高くなり、また、プリズム群１４２Ｃよりもプリズム群１４２Ｂ、１４２Ｅに対応する領域での人検知センサ１３０の感度が上がるように形成されている。
【００７８】
また、フルネルレンズ１３４は、プリズム群１４２Ｂ、１４２Ｃ、１４２ＤのＺ軸方向に沿った所定の位置での検知センサ１３０の感度が、略同じになるように形成されている。
【００７９】
これにより、図１０及び図１１に示すように、フルネルレンズ１３４の光軸が水平方向又は水平方向に対して所定の角度範囲で光軸を下方へ向けた状態で人検知センサ１３０を取付けたときに、人検知センサ１３０の検知可能領域を略床面に沿う（例えば床面からの高さｈが約２０cm前後）ようにしている。また、フルネルレンズ１３４は、室内ユニット１２から所定の距離だけ離れた位置が、人検知センサ１３０のプリズム群１４２Ａに対応する領域で検知可能領域となるようにプリズム群１４２Ａが形成されている。
【００８０】
これにより、人検知センサ１３０は、フルネルレンズ１３４の光軸の水平方向に対する傾きを、室内ユニット１２の床面からの取付け高さに応じて変えることにより、床面上を検知領域から除き、被空調室の床面から所定の高さ（例えば約１０cm〜２０cm程度の範囲）以上を検知可能範囲とすることができる。
【００８１】
すなわち、室内ユニット１２の取付け高さが高いときには、フルネルレンズ１３４の光軸の傾きが大きくなるように人検知センサ１３０を取付け（図１１参照、例えば約２mの高さで角度θが約２４°）、取付け高さが低くなるにしたがって傾きを小さくする（図１０参照、例えば約１．２mの高さで角度θが約０°）ことにより、床面を検知範囲から除くことができる。
【００８２】
このときに、室内ユニット１２が高い位置に取付けられると、室内ユニット１２が天井面に近くなるが、人検知センサ１３０（フルネルレンズ１３４）が下方に傾いていることにより、天井面に対向するフルネルレンズ１３４のプリズム群１４２Ｅの検知領域が下がるので、天井面、特に、室内ユニット１２の近傍の天井面が人検知センサ１３０の検知領域に入ってしまうのを抑えることができる。
【００８３】
また、人検知センサ１３０の傾きを小さくすると、人検知センサ１３０の検知領域も相対的に上方に移動するが、室内ユニット１２の取付け位置が低いために、室内ユニット１２が天井面から離れるので、この場合も天井面が人検知センサ１３０の検知領域に入るのを抑えることができる。
【００８４】
このように構成した人検知センサ１３０を用いることにより、エアコン１０は、室内ユニット１２の近傍の天井面が人検知センサ１３０の検知領域に入ることにより、天井面の温度が人検知センサ１３０の誤検知を生じさせてしまうのを防止することができる。
【００８５】
また、人検知センサ１３０は、床面が検知領域から除かれるので、室内ユニット１２から床面に吹き付けられた空調風によって誤検知を生じてしまうことがない。
【００８６】
これにより、エアコン１０は、人検知センサ１３０を用いた的確な人検知が可能となり、この人検知によって快適な空調感を損なうことなく効率的な空調運転が可能となる。
【００８７】
なお、床面を人検知センサ１３０の検知領域から除く場合、室内ユニット１２の高さに応じて人検知センサ１３０の取付け角度を変えるのに加えて、人検知センサ１３０の出力に基づいて人の有無を判定するときの閾値を変更するようにしても良い。これにより、確実に床面上を人検知センサ１３０の検知領域から除くことができる。
【００８８】
なお、以上説明した本実施の形態は、本発明の構成を限定するものではない。本発明は、被空調室内の人の有無を検知することにより効率的な空調を図る任意の構成の空気調和機に適用することができる。また、本実施の形態では、エアコン１０を例に説明したが、本発明はエアコン１０等の空気調和機に限らず、任意の構成の装置に、赤外線放射体から発せられる赤外線を検知する赤外線検知センサとして用いることができる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、フルネルレンズを形成する多数のプリズムのそれぞれについて集電型赤外線センサの受光面に対して焦点位置を変えることにより、それぞれのプリズムが対向する領域毎に感度を変更することができる。
【００９０】
これにより例えば、空気調和機の室内ユニットに設けたときに、上方側及び下方側の感度を下げて誤検知を生じてしまうのを確実に防止することができると言う優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に適用したエアコンの概略構成図である。
【図２】エアコンの冷凍サイクルを示す概略図である。
【図３】室内ユニットの概略構成図である。
【図４】室内ユニットの電気回路の概略構成図である。
【図５】室外ユニットの電気回路の概略構成図である。
【図６】室内ユニットの表示部近傍を示す概略図である。
【図７】人検知センサの取付けを示す概略構成図である。
【図８】多数のプリズムによって形成されたフルネルレンズのレンズ面を示す概略図である。
【図９】図８に示すフルネルレンズの水平方向に沿った配光図の一例である。
【図１０】図８に示すフルネルレンズの軸線を水平方向としたときの垂直方向に沿った配光図の一例である。
【図１１】図８に示すフルネルレンズの軸線を水平方向に対して所定の角度（２４°）だけ下方へ傾けたときの垂直方向に沿った配光図の一例である。
【符号の説明】
１０、１０Ａ エアコン（空気調和機）
１２ 室内ユニット
１４ 室外ユニット
１８ 熱交換器
２６ コンプレッサ
４２ ケーシング
５８ コントロール基板
７４ マイコン
１３０ 人検知センサ（赤外線検知センサ）
１３４ フルネルレンズ
１３６ 集電型赤外線受光素子
１３６Ａ 受光面
１４０（Ａ0、Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｃ0、Ｃ1、Ｄ1、Ｅ1、Ｅ2、Ｅ3） プリズム
１４２（１４２Ａ、１４２Ｂ、１４２Ｃ、１４２Ｄ、１４２Ｅ） プリズム群
１４２Ａ プリズム群（プリズム群Ａ）
１４２Ｂ プリズム群（プリズム群Ｂ）
１４２Ｃ プリズム群（プリズム群Ｃ）
１４２Ｄ プリズム群（プリズム群Ｄ）
１４２Ｅ プリズム群（プリズム群Ｅ）
Claims (1)
- 室内の床面から所定高さの壁面に室内の内部空間側へ向けて配置され、室内の赤外線放射体から発せられて受光面に照射される前記赤外線の受光量に応じた電圧を出力する集電型赤外線受光素子と、
前記集電型赤外線受光素子の前記受光面に対向して受光面を覆うように設けられ、複数の同心円の何れか及び前記同心円の中心から放射状となる複数の境界線の何れかを境界として分割された形状の複数のプリズムが形成されたフルネルレンズと、
を備え、前記フルネルレンズが、前記中心から一方向へ延設されるＺ軸が前記室内の上下方向の上方側へ向けられると共に、前記中心を通り前記Ｚ軸と直交するＹ軸が水平方向となるように配置され、かつ、前記中心を通る光軸が下方へ傾けられて前記壁面に配置される赤外線検知センサであって、
前記フルネルレンズが、前記Ｚ軸が上方へ向けられ、かつ、前記Ｙ軸及び前記光軸が水平とされた状態で、前記Ｚ軸上及び前記Ｙ軸上のプリズムによるプリズム群Ａと、該プリズム群Ａのプリズムを除くプリズムによる他のプリズム群と、を含み、
前記フルネルレンズの前記他のプリズム群に、
前記プリズム群Ａの各プリズムの下方に接するプリズムによるプリズム群Ｂと、
前記中心及び前記Ｙ軸方向の両端側の前記プリズム群Ｂのプリズムの下方に接するプリズムによるプリズム群Ｃと、
前記プリズム群Ｂのプリズムの下方に接しかつ前記プリズム群Ｃのプリズムの間で該プリズムの前記同心円の周方向側に接するプリズムによるプリズム群Ｄと、
前記プリズム群Ａの前記Ｚ軸上を除くプリズムの上方側に接するプリズムによるプリズム群Ｅと、
が含まれ、
前記プリズム群Ａと前記他のプリズム群との間で、前記他のプリズム群の各プリズムの焦点位置が、前記プリズム群Ａのプリズムの焦点位置よりも前記受光面から離されて形成されると共に、
前記プリズム群Ｂ及び前記プリズム群Ｅのプリズムの焦点位置が、前記プリズム群Ｃのプリズムの焦点位置より前記受光面に近く、
前記プリズム群Ｄのプリズムの焦点位置が、前記プリズム群Ｃのプリズムの焦点位置よりも前記受光面から離れるように形成されている、
赤外線検知センサ。
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