JP5195258B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和空間に存在する個人の好みを反映して、最適な空気調和動作を行わせることができる空気調和機に関する。

従来から種々の空気調和機が提供され、居住空間の快適化に役立っている。これらの空気調和機は、空気調和空間（空気調和の対象となる空間であり、一般的には空気調和機が配置されている部屋の内部空間である）における環境条件（温度、湿度など）を検出し、この環境条件をリモコンなどの制御指示機器により設定された条件、または一般的に快適な条件であるとみなされている、予め設定された条件にすべく空気調和動作を行うものである。

しかしながら、上記のような一般的な空気調和機の場合、空気調和空間全体の環境条件を画一的に設定された条件にすべく空気調和動作を行うものであるから、設定された条件が快適条件と合致している個人にとっては最適な空気調和動作を行っていることになるが、それ以外の個人にとっては、設定された条件が必ずしも快適条件と合致しているとは限らず、最適な空気調和動作を行っていない場合も多い。

具体的には、環境条件のうち、環境温度を例にとると、性別、年齢などによって快適温度が大きくばらついているのであるから、空気調和空間に複数の個人が存在している場合に、ある個人は暑すぎると感じることになる反面、ある個人は寒すぎると感じることがあり、それぞれ快適条件からかけ離れていることがある。

このような状態を解消するためにリモコンなどの制御指示機器を操作して設定温度を変化させることが考えられるが、このような場合であっても、制御指示機器を操作する個人にとって最適な条件が設定されるだけであり、他の個人にとって最適な条件が設定されるという保証が全くないことになる。

また、制御指示機器を用いて設定した設定温度が必ずしも快適温度にはなっていない可能性があるとともに、制御指示機器の操作が必要であり、制御指示機器への移動、必要な操作が繁雑であるという不都合もある。

すなわち、快適な環境条件には個人差があり、一般には、そのような個人差を反映した空気調和は行われていない。これは、個人の好みが、体温その他の、計測可能な物理量から推定することが困難なためである。

このような問題に対して、例えば次のような解決策が提示されている（特許文献１参照）。

図８は特許文献に記載された従来の空気調和機の構成を示すものである。

図８に示すように、この空気調和方法は、複数のマイクなどを使用することで、空気調和空間に存在する個人を識別するとともに、空気調和空間における個人の位置を検出し、予め設定されている複数の個人用空気調和条件の中から該当する個人の個人用空気調和条件を選択し、選択された個人用空気調和条件に基づいて空気調和動作を行わせる方法である。
特開平９−１４５１２３号公報

しかしながら、前記従来例においては、個人や個人位置の識別方法は詳細に提示されているが、個人用空気調和条件に関しては、「暑い」、「寒い」等の空調キーワードをしゃべってもらうことで、個人の好みを学習させていく方法が提示されているのみであり、ユーザーの心理を考慮すると、このようなキーワードを発生することには強い心理的な抵抗があり、このような学習方法は現実には機能しないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、従来と同様にリモコンなどの制御指示機器を操作するだけで、ユーザーが意識しない間に、自動的に、個人用空気調和条件に個人の好みを学習させていくことができる空気調和機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、空気調和空間内で人の動作を検出する動作検出手段と、動作のあった位置を検出する動作位置検出手段と、空気調和空間に存在する個人を識別する個人識別検出手段と、個人の位置を検出する個人位置検出手段と、空気調和機の制御を指示する制御指示手段とを有するとともに、動作検出手段から得られた人の動作情報と、動作位置検出手段から得られた動作のあった位置情報と、個人識別検出手段から得られた個人情報と、個人位置検出手段から得られた個人の位置情報と、制御指示手段の操作情報から、制御指示手段を操作した個人と操作内容を判別して記憶し、個人ごとの空気調和機指示傾向を学習、決定する個人傾向学習手段を有し、個人位置検出手段により検出した個人の位置に、個人傾向学習手段により決定した該当する個人の空気調和機指示傾向に基づいた空気調和動作を行わせることによって、ユーザーが制御指示手段を操作した場合、必ず直前にユーザーの動作があるため、制御指示手段を操作した人の居た位置が特定でき、それ以前にその位置にいた個人を個人識別検出手段で識別できるため、制御指示手段を操作した個人を特定でき、その操作内容によって、その個人の空気調和機操作傾向を学習できるとともに、この間のユーザーの行動、操作は従来の通常の空気調和機となんら変わりなく、ユーザーが全く意識しないままに、個人の空気調和機操作傾向が自動的に学習されるので、ユニバーサルデザインを実現でき、制御精度が向上する空気調和機を実現する。

本発明の空気調和機は、空気調和空間に存在する個人の好みを反映して、最適な空気調和動作を行わせることができるとともに、そのために必要な個人ごとの空気調和機操作傾向の学習を、ユーザーにまったく意識させることなく行うことが可能で、ユニバーサルデザインを実現でき、制御精度も向上できる。

第１の発明は、空気調和空間内で人の動作を検出する動作検出手段と、前記動作のあった位置を検出する動作位置検出手段と、前記空気調和空間に存在する個人を識別する個人識別検出手段と、前記個人の位置を検出する個人位置検出手段と、空気調和機の制御を指示する制御指示手段とを有するとともに、前記動作検出手段から得られた人の動作情報と、前記動作位置検出手段から得られた動作のあった位置情報と、前記個人識別検出手段から得られた個人情報と、前記個人位置検出手段から得られた個人の位置情報と、前記制御指示手段の操作情報から、前記制御指示手段を操作した個人と操作内容を判別して記憶し、個人ごとの空気調和機指示傾向を学習、決定する個人傾向学習手段を有し、前記個人位置検出手段により検出した個人の位置に、前記個人傾向学習手段により決定した該当する個人の空気調和機指示傾向に基づいた空気調和動作を行わせることにより、ユーザーが制御指示手段を操作した場合、必ず直前にユーザーの動作があるため、制御指示手段を操作
した人の居た位置が特定でき、それ以前にその位置にいた個人を個人識別検出手段で識別できるため、制御指示手段を操作した個人を特定でき、その操作内容によって、その個人の空気調和機操作傾向を学習できるとともに、この間のユーザーの行動、操作は従来の通常の空気調和機となんら変わりなく、ユーザーが全く意識しないままに、個人の空気調和機操作傾向が自動的に学習されるので、ユニバーサルデザインを実現でき、制御精度を向上できる。

第２の発明は、特に、第１の発明の動作検出手段は複数の赤外線センサであるとしたことにより、人の動作したことを瞬時に検知するとともに、動作の行われた位置を検知することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の個人識別検出手段は個人の発する音声信号から個人を識別したことにより、本発明に必要な個人の識別と、位置の特定を比較的容易に実現することができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれかの発明の個人位置検出手段は、個人の発する音声信号を受信する複数の音声信号受信手段の相対位置および音声信号が受信される時刻の差に基づいて個人の位置を推定することにより、本発明に必要な個人の識別と、位置の特定を比較的容易に実現することができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれかの発明の動作検出手段と、個人識別検出手段と、個人位置検出手段の出力から、制御指示手段の操作の前に複数の人の動作を検知したときには、制御指示手段の指示の直前に動作を行った個人の空気調和機指示傾向に学習内容を反映させることにより、複数の人の動作を検知した場合でも、手動操作手段を実際に操作した人を確実に特定して、妥当な学習を行わせることができる。

第６の発明は、空気調和空間に存在する個人を識別して個人の位置を検出する段階と、前記空気調和空間内で人の動作を検出して動作のあった位置を検出する段階と、人によって空気調和機の制御が指示される段階と、前記空気調和機の制御が指示され且つ前記人の動作が検出されたときに検出された動作のあった位置と、検出された前記個人の位置とを比較する段階と、前記比較結果から前記空気調和機の制御を指示操作した個人を推定する段階と、前記制御指示した個人と操作内容を判別して記憶する段階と、個人ごとの空気調和機指示傾向を学習、決定する段階と、更に検出した個人の位置に、該当する個人の空気調和機指示傾向に基づいた空気調和動作を行わせる段階とからなることにより、ユーザーが制御指示した場合、必ず直前にユーザーの動作があるため、制御指示した人の居た位置が特定でき、それ以前にその位置にいた個人を識別できるため、制御指示した個人を特定でき、その操作内容によって、その個人の空気調和機操作傾向を学習できるとともに、この間のユーザーの行動、操作は従来の通常の空気調和機となんら変わりなく、ユーザーが全く意識しないままに、個人の空気調和機操作傾向が自動的に学習されるので、ユニバーサルデザインを実現でき、制御精度を向上できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における空気調和機のブロック図である。

この空気調和機は、風向変更羽根１、送風機２および圧縮機３を動作させることにより風向、風力、吹き出し温度をそれぞれ制御する空気調和機本体部４と、空気調和の制御指示手段であるリモコン５と、リモコン５から供給される運転条件および図示しないセンサ
により検出された環境条件とに基づいて空気調和空間の環境条件を設定された条件に合致させるべく一般的な（標準的な）空気調和用条件を生成し、必要に応じてこの空気調和用条件を補正して空気調和機本体部４に供給する空気調和制御部６と、空気調和空間に存在する個人が発する音声を受信する１対のマイクロフォン７と、空気調和空間に存在する人の動作を検出する５個の焦電型赤外線センサ８とを有している。

空気調和制御部６は、空気調和空間に進入する可能性がある個人に対応させて最適な空気調和条件を保持する空気調和条件メモリ９と、空気調和空間に進入する可能性がある個人に対応させて音声を保持する音声メモリ１０と、１対のマイクロフォン７により受信された音声を音声メモリ１０に保持されている音声と比較して個人の識別を行う個人識別部１１と、マイクロフォン７どうしの相対位置および特徴的な音声が受信される時刻の差に基づいて個人の位置を推定する個人位置推定部１２と、５個の焦電型赤外線センサ８からの信号を入力として空気調和空間に人の動作が発生したことを判定する動作判定部１３と、５個の赤外線センサの出力を比較することによって動作の発生した位置を推定する動作位置判定部１４と、個人識別部１１と個人位置推定部１２、動作判定部１３、動作位置判定部１４の判定結果に基づいて空気調和条件メモリ９から該当する個人の空気調和条件を読み出して空気調和機本体部４に供給する、選択手段としての空気調和条件読み出し部１５と、リモコン５の操作内容と個人識別部１１、個人位置推定部１２、動作判定部１３、動作位置判定部１４の判定結果に基づいて空気調和条件メモリ９の該当する個人の空気調和条件を変更する空気調和条件変更部１６を有している。

次に、図２のフローチャートに基づき、空気調和空間に存在する個人を識別するとともに、空気調和空間における個人の位置を検出する、個人識別検出手段及び個人位置検出手段を構成する、一対のマイクロフォン７、個人識別部１１、個人位置推定部１２の動作について説明する。

例えば、マイクロフォン７により受信された音声の帯域や声紋などを、音声メモリ１０に登録されている個人毎の登録音声データと参照することにより個人を識別するものである。音声メモリ１０には、空気調和空間内で交わされる日常会話の音声を整理して、個人ごとの登録音声データとして保有するとともに、新たに受信した音声によってこのデータを更新して行く。このことにより、空気調和空間内に居る頻度が少なくなった個人のデータを消去したり、新たに加わった個人のデータを作成したりすることができるほか、子供の成長に伴う声変わりなどにも、ユーザーが意識しないままに対応可能である。

また、前述したように個人位置推定部１２は、一対のマイクロフォン７どうしの相対位置および特徴的な音声が受信される時刻の差に基づいて個人の位置を推定する。

次に、図３〜６に基づき、空気調和空間内で人の動作と、その動作のあった位置を検出する人動作検出手段を構成する、５個の焦電型赤外線センサ８、動作判定部１３、動作位置推定部１４の動作について説明する。

図３は、空気調和機の室内機とその前面上部に取り付けられた５個の焦電型赤外線センサ８の斜視図である。ここで、５個の焦電型赤外線センサ８ａ、８ｂ、８ｃ，８ｄ、８ｅのうち、８ａ、８ｃ、８ｅは水平から下向きに取った角度が小さく、８ｂ、８ｄは水平から下向きに取った角度がより大きくなるように取り付けられている。この結果、焦電型赤外線センサ８ａ、８ｃ、８ｅは遠方の信号を受けやすく、８ｂ、８ｄは近傍の信号を受けやすくなる。

同時に、５個の焦電型赤外線センサ８は上方から見たときに、扇方になるように取り付けられているため、室内機から見て、横方向に広い角度の信号を受けられると同時に、ど
のセンサに強く信号が入っているかによって、信号の向きを判定することができる。

図４は、室内機側から見たセンサの配置の模式図である。簡単のため、角度ではなく位置でセンサの向いている方向を表現している。図５は空気調和空間の平面図であり、扇形の要の部分に空気調和機の室内機が設置されている。

扇型の各ゾーン内部の記号は、各ゾーンにおいて、人の動作があった場合にどのセンサから強い出力が出るかを記述したものであり、これを基にして、図６に示すように、各センサからの出力の強さと比較から、どのゾーンで人の動きがあったかを動作判定部１３、動作位置判定部１４で判定することができる。

次に図７のフローチャートに基づき、空気調和機の制御を指示操作する制御指示手段であるリモコン５と、動作判定部１３、動作位置判定部１４と、個人識別部１１とから、リモコン５を操作した個人と操作内容を判別して記憶し、個人ごとの空気調和機操作傾向を学習、決定する個人傾向学習手段の動作と、該当する個人の空気調和機操作傾向に基づき空気調和動作を行わせる動作について説明する。

既に説明した個人識別検出手段はマイクロフォン７、個人識別部１１、個人位置推定部１２からなり、発声があるたびに発声した個人を特定するとともに、その位置を推定する。なお、この発声は例えば特定の空気調和条件を指定するような内容であったり、特定のタイミングで発声する必要はなく、空気調和とは関係なく交わされる日常会話で差し支えない。

また、これも既に説明した人動作検出手段は５個の焦電型赤外線センサ８、動作判定部１３、動作位置推定部１４からなり、動作判定部１３が動作があったことを判定するたびに、動作を起こした人の位置を判定する。

ここで、リモコン５の操作が行われ、空気調和条件の変更が指示された場合、前記個人傾向学習手段を構成する空気調和条件メモリ９と空気調和条件変更部１６は下記のように動作する。

空気調和条件変更部１６は、リモコン５の操作により空気調和条件の変更が指示された時点で記憶されている直前で動作を起こした人の位置（動作判定部１３、動作位置推定部１４の出力）から、リモコン５を操作した人の位置を推定する。また、同じ位置で最後に発声した個人（個人識別部１１、個人位置推定部１２の出力）が、上記動作を起こした人と同一人物であるという推定が成り立つので、このことから、リモコン５を操作した個人を特定することができる。

次に、空気調和条件変更部１６は、空気調和条件メモリ９から上記で特定した個人に属する空気調和条件を読み出し、上記リモコン５の操作内容に基づいて、その個人の空気調和条件を書き直す。

空気調和条件の具体的な書き直し方法としては、空気調和条件メモリ９中に記憶されているこれまでのその人個人の空気調和条件に対して、最新のリモコン５の操作内容を１／Ｎして加算して平均化するといった方法を採る。例えば、これまでの空気調和条件メモリ９中のその個人の空気調和条件が冷房設定温度２６℃であり、新たなリモコン操作内容が冷房設定温度２５℃である場合、新たな空気調和条件として冷房設定温度（２６＋２５／５）×５／６＝２５．８℃を、空気調和条件メモリ９中に書き込む。

なお、個人識別部１１が特定した個人が、空気調和条件メモリ９内に、個人の空気調和
条件が記憶されてない人であった場合は、上記において、これまでの空気調和条件メモリ９中のその個人の空気調和条件に代わってデフォールトの冷房設定温度、例えば２７℃を与え、新たなリモコン操作内容が冷房設定温度２５℃である場合、新たな空気調和条件として冷房設定温度（２７＋２５／５）×５／６＝２６．６℃を、空気調和条件メモリ９中に書き込む。

最後に、個人の空気調和機操作傾向に基づき空気調和動作を行わせる動作について説明する。

既に説明した個人識別検出手段はマイクロフォン７、個人識別部１１、個人位置推定部１２からなり、発声があるたびに発声した個人を特定するとともに、その位置を推定する。なお、この発声は例えば特定の空気調和条件を指定するような内容であったり、特定のタイミングで発声する必要はなく、空気調和とは関係なく交わされる日常会話で差し支えない。

上記で特定した個人を基に、必要に応じて動作判定部１３、動作位置推定部１４の結果を反映して、空気調和条件読み出し部１５が、空気調和条件メモリ９から該当する個人の空気調和条件を読み出して空気調和機本体部４に供給し、空気調和機本体部４は風向変更羽根１、送風機２および圧縮機３を動作させることにより風向、風力、吹き出し温度をそれぞれ制御して、個人の空気調和条件を実現する。

更に、リモコン５の操作により空気調和条件の変更が指示された時点までに複数の人の動作を検知したときでも、リモコン５が操作された直前で動作を起こした人の位置（動作判定部１３、動作位置推定部１４の出力）から、リモコン５を操作した人の位置を推定し、同じ位置で最後に発声した個人（個人識別部１１、個人位置推定部１２の出力）が、動作を起こした人と同一人物であるという推定が成り立つので、このことから、リモコン５を操作した個人を特定することができる。

なお、本実施例では個人識別部１１、個人位置推定部１２をマイクロフォンによる音声信号に基づいて行うものとしているが、近年著しい各種個人認証技術を利用し、例えばＣＣＤやＣＭＯＳセンサにより得られた画像データや、赤外線センサによる熱画像データを基にして、行っても同様の効果が得られることは言うまでもない。

以上のように、本発明にかかる空気調和機はユーザーが全く意識しないままに、個人の機器操作傾向が自動的に学習され、ユニバーサルデザインを実現でき、制御精度を向上することが可能となるので、ユーザーが操作指示を行う機器全般の用途に広く適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における音声による個人識別部、個人位置推定部の動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態１における焦電型赤外線センサおよび室内機の斜視図 本発明の実施の形態１における室内機側から見たセンサの配置の模式図 本発明の実施の形態１における空気調和空間の平面図 本発明の実施の形態１における人の動作と、その動作のあった位置を検出する人動作検出手段の動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態１における個人傾向学習手段の動作を示すフローチャート 従来の空気調和機の構成を示すブロック図

符号の説明

１ 風向変更羽根
２ 送風機
３ 圧縮機
４ 空気調和機本体部
５ リモコン
６ 空気調和制御部
７ マイクロフォン
８、８ａ、８ｂ、８ｃ，８ｄ、８ｅ 焦電型赤外線センサ
９ 空気調和条件メモリ
１０ 音声メモリ
１１ 個人識別部
１２ 個人位置推定部
１３ 動作判定部
１４ 動作位置判定部
１５ 空気調和条件読み出し部
１６ 空気調和条件変更部
２１ 風向変更羽根
２２ 送風機
２３ 圧縮機
２４ 空気調和機本体部
２５ リモコン
２６ 空気調和制御部
２７ マイクロフォン
２９ 空気調和条件メモリ
３０ 音声メモリ
３１ 個人識別部
３２ 位置推定部
３３ 意味認識部
３４ 判定部
３５ 空気調和条件読み出し部
３６ 空気調和条件変更部
３７ 赤外線センサ

Claims (5)

1. 空気調和空間内で人の動作を検出する動作検出手段と、
   前記動作のあった位置を検出する動作位置検出手段と、
   前記空気調和空間に存在する個人を識別する個人識別検出手段と、
   前記個人の位置を検出する個人位置検出手段と、
   空気調和機の制御を指示する制御指示手段とを有するとともに、
   前記動作検出手段から得られた人の動作情報と、前記動作位置検出手段から得られた動作のあった位置情報と、前記個人識別検出手段から得られた個人情報と、前記個人位置検出手段から得られた個人の位置情報と、前記制御指示手段の操作情報から、
   前記制御指示手段を操作した個人と操作内容を判別して記憶し、
   個人ごとの空気調和機指示傾向を学習、決定する個人傾向学習手段を有し、
   前記個人位置検出手段により検出した個人の位置に、前記個人傾向学習手段により決定した該当する個人の空気調和機指示傾向に基づいた空気調和動作を行わせる空気調和機であって、前記動作検出手段と、前記個人識別検出手段と、前記個人位置検出手段の出力から、制御指示手段の操作の前に複数の人の動作を検知したときには、制御指示手段の指示の直前に動作を行った個人の空気調和機指示傾向に学習内容を反映させることを特徴とする空気調和機。
2. 動作検出手段は複数の赤外線センサであることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 個人識別検出手段は個人の発する音声信号から個人を識別するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
4. 個人位置検出手段は、個人の発する音声信号を受信する複数の音声信号受信手段の相対位置および音声信号が受信される時刻の差に基づいて個人の位置を推定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。
5. 空気調和空間に存在する個人を識別して個人の位置を検出する段階と、
   前記空気調和空間内で人の動作を検出して動作のあった位置を検出する段階と、
   人によって空気調和機の制御が指示される段階と、
   前記空気調和機の制御が指示され且つ前記人の動作が検出されたときに検出された動作のあった位置と、検出された前記個人の位置とを比較する段階と、
   前記比較結果から前記空気調和機の制御を指示操作した個人を推定する段階と、
   前記制御指示した個人と操作内容を判別して記憶する段階と、
   個人ごとの空気調和機指示傾向を学習、決定する段階と、
   更に検出した個人の位置に、該当する個人の空気調和機指示傾向に基づいた空気調和動作を行わせる段階とからなることを特徴とする空気調和機。
   

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