JPH01277796A - 光学的物体検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、たとえば空気調和を行うべき室内に人が存在
するか否かを検知して、その動作態様が変化されるよう
にした空気調和機などで用いられ、大木から放射される
赤外線を検出することによって室内の人の有無を検出す
る物体検出装置などの光学的物体検出装置に関する。

従来の技術 空気調和機には、吹出される冷風または温風の吹出し方
向を変化させる吹出ルーバが備えられている。この吹出
ルーバの働きによって、空気調和が行われる部屋の内部
の気流分布と温度とを均一にすることができる。また空
気調和装置では、その電源↑１人時において、室温を可
及的に速やかに設定温度に変化させるために、冷房／暖
房運転が最大能力で行われ、この場りには空気調和機か
ら吹出される冷風／温風の風量は最大とされる。

一方、空気調和機から吹出される冷ｍ／′温風が室内の
人に直接当たるとき、特に風量が５い場合には不快感を
与えるとともに、大木に対して悪影響を及ぼすことが知
られている。このため室内に人が存在しているか否かを
検出して、空気調和機の動作暦様を少なくとも２種類に
変化させるようにして、空気調和を行うことが提案され
ている。

すなわち室内に人が存在している場合にはこのことを検
出し、さらにその位置をも検出して室内の人に空気調和
機から吹出される冷風／温風が直接光たらないように吹
出ルーバを制御し、さらに吹出される風景が比鮫的少な
くなるようにする。また室内に人が存在していない場合
には、室内を設定温度に可及的に速やかに変化させ、室
内の気流分布と温度とを均一にするように吹出ルーバが
制御され、吹出される冷風／温風の風量が制御されるよ
うにする。これによって室内の空気を常に快適な状態に
保つことができる。

室内に人が存在するか否か、また存在する場合にはその
位置を検出するための典型的な構成は第６図に示されて
いる。この物体検出装置１では。

室内の人２からの放射線３はレンズ４によって集束され
て赤外線センサ５の受光面５ａに導かれる。

この赤外線センサ５はレンズ４の光軸４　ａに沿って延
びる連結部材６によって、モータ７の出力軸７５ｔに結
合されている。連結部材６と出力軸７εｔとは、モータ
７の回転軸線７ｂと、レンズ４の光軸４　ａとが角度α
をなすようにして連結されている。したがってモータ７
が付勢されて矢符Ｒ１方向に回転駆動されることによっ
て、赤外線センサ５はその受光面５ａが回転軸線７ｂと
角度（α−π）をなして回転軸線７ｂまわりに回転され
る。

これによって赤外線センサ５はいわば室内を回転走査し
なから人２の有無を検出することになる。

モータ７に関連して、このモータ７の回転角度を検出す
る走査角検出器８が設けられている。走査角検出器８で
はモータ７が付勢される場合に、その出力軸７ａの位相
が検出され、これによって回転軸線７ｂおよび光軸４ａ
を含む平面において、回転軸線７ｂに垂直であって回転
軸線７ｂ上の一点から臨む方向と、予め定められる方向
とのなす角（以下、このような角度を「走査角」という
）が検出される。

モータフにはマイクロコンピュータなどを含んで構成さ
れる主制御部９から制御信号が与えられており、この主
制御部９には前記走査角検出器８の出力が入力されてい
る。主制御部９では、走査角検出器８から与えられる前
記走査角に対応する情報および角度αなどから、人２が
存在する位置が演算される。

発明が解決しようとする課題 レンズ４は、人２が存在する位置に対応する走査角を精
度良く検出するために、赤外線センサ５の受光面５　ａ
、に入射する赤外線の方向を限定して赤外線センサ５に
指向性を持たせ、さらに人２からの赤外線を効率良く赤
外線センサ５に導くなめに設けられている。しかしなが
らこのようにして指向性を向上させているために、物体
検出装置１によって検出することができる範囲は物体検
出装置１が配置される位置、および角度αなどによって
規定される限定された範囲となってしまう、すなわち第
７図に示されるように、部屋１０内において参照符２ａ
で示される位置に存在する人は検出されるけれども、参
照符２ｂ、２ｃで示される位置に存在する人は検出され
ない。

これによって、このような物体検出装置１が空気調和機
の動作態様を前述のように変化させるための検出装置と
して用いられる場合には、空気調和機において所望の制
御を実現することができず、良好な空気調和を行うこと
ができない。

本発明の目的は、被検出物体の有無を広範囲にわたって
検出することができるようにした光学的ｆ！５体検比検
出装置供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、可視光または非可視光の波長を有する被検出
物体からの予め定める光軸と平行な物体光の入射によっ
て、被検出物体の有無を検出する検出手段と、 検出手段を回転軸線まわりに回転駆動する駆動手段であ
って、検出手段の前記光軸が上記回転軸線と一定角度を
なすように回転駆動する駆動手段と、 上記検出手段の回転駆動範囲を被覆して設けられ、上記
回転軸線方向に沿って光学的屈折率が相互に異なる複数
領域から形成されるカバー体とを含み、 上記カバー体の各光学的屈折率は、予め定める複数方向
からの物体光が共通に検出手段に入射されるように選ば
れるようにしたことを↑キ徴とする光学的物体検出装置
である。

作　　用 本発明においては、可視光または非可視光の波長を有す
る被検出物体からの予め定める光軸と平行な物体光が検
出手段によって検出され、これによって被検出物体の有
無が検出される。前記検出手段は、前記光軸がその回転
軸線と一定角度をなす駆動手段によって前記回転軸線ま
わりに回転駆動される。また検出手段の回転駆動範囲を
被覆してカバー体が設けられ、このカバー体は上記回転
軸線方向に沿って光学的屈折率が相互に異なる複数領域
から形成されている。前記複数領域における各光学的屈
折率は、予め定める複数方向からの物体光が共通に検出
手段に入射されるように選ばれている。

これによって前記回転軸線および光軸を含む平面内で光
軸に平行でない物体光をも検出手段に導くことができる
ようになる。したがって検出手段の成る一定位置におけ
る検出範囲は、回転軸線と光軸とを含む平面内で広く採
ることができる。したがって検出手段の検出範囲を、検
出手段が回転駆動されるＰ４会における検出範囲の周方
向に比較的小さく採った場合においても、検出手段の検
出範囲が限定されることはない。

実施例 第２図は、本発明の一実施例である物体検出装置２１を
備える空気調和機２２の動作を説明するための図である
。物体検出装置２１は、部屋２３内に人２４が存在する
か否かを人２４から放射される赤外線２５を検出するこ
とによって検出する。

空気調和機２２は物体検出装置２１の出力に応答して、
すなわち人２４が部屋２３内に居るか否かに対応してそ
の動作態様が少なくとも２種類に変化される。すなわち
人２４が部屋２３内に存在していない場合には、空気調
和機２２から吹出される冷風／温風の方向を制御する吹
出ルーバ２６は、第２図において実線で示される状態と
破線で示される状態との間で角変位され、これによって
たとえば参照符２７．２８などで示される気流が現われ
、部屋２３内の気流および温度が均一に保たれる。部屋
２３内に人２４が存在している場合には物体検出装置２
１がこのことを検出し、さらにその位置をも検出する。

これによって空気調和機２２では吹出ルーバ２６の角変
位する範囲が限定されて、たとえば参照符２７で示され
る気流が現われないようにされる。これによって人２４
には直接に冷風／温風が当たることがないようにされる
。

このようにして人２４に不快感を与えることなく、また
悪影響を及ぼすことなく部屋２３内の空気調和が良好に
行われる。

第３図は、前記空気調和機２２の電気的構成を示すブロ
ック図である。空気調和機２２にはその動ｆヤ状君を制
御するためにマイクロコンピュータなどを含んで構成さ
れる主制御部２つが設けられている。この主、制御部２
９には、前記物体検出装置２１の出力が入力され、さら
に部屋２３内の室温を測定する室温検出器３０の出力が
入力されている。

主制御部２つはまた、ライン３１を介して室外機３２に
制御信号を与え、これによって室外機３２内に備えられ
る圧縮ｆｉ（図示せず）の能力などが変化される。主制
御部２９はさらに風向制御部３３に風向制御信号を与え
、これによって吹出ルーバ２６を駆動する吹出ルーバ駆
動部３４の動作態様が変化される。またｆｆ１Ｊ１制御
部３５には、主制御部２９から、風量制御信号が与えら
れ、これに対応して空気調和機２２から吹出される冷風
／′湯温風風量を変化させるファン３６が制御される。

第１図は、物体検出装置２１の基本的な構成を示す断面
図である。人体から放射される赤外線は、後述するカバ
ー体４１を介してレンズ４２に入射して、赤外線センサ
４３の受光面４３ａに集束される。前記レンズ４２およ
び赤外線センサ４３を含んで検出手段が構成される。

赤外線センサ４３は連結部材４４によって、ハウジング
４５内に収納されるモータ４６の出力軸４６ａに結きさ
れている。このとき出力軸４６ａの回転軸線４６１）と
、レンズ４２の光軸４２ａとが角度θ（本実施例では１
３５度）をなすようにされる、前記連結部材４４および
モータ４６などを含んで駆動手段が構成される。

モータ４６が電力Ｃ１勢されて出力軸４６ａが矢符Ｒ２
方向に回転駆動されるとき、赤外線センサ４３およびレ
ンズ４２は、赤外線センナ４３の受光面４３　ａが回転
軸線４６ｂと角度（θ−π）をなす状態で、回転ｍ線４
６１）まわりに、ハウジング４５に形成された透孔４７
の近傍で回転される。

モータ４６に関連して、モータ４６の出力軸４６ａの位
相を検出する走査角検出器４８が設けられている。モー
タ４６の出力軸４６ａの位相は、回転軸線４６ｂと光軸
４２ａとを含む平面内で。

回転軸線４６　ｂからこの回転軸線４６ｂに垂直な方向
に臨む方向と、予め定められる回転軸線４６ｂに垂直な
方向との間の角度（以下、このような角度を「走査角」
という）に対応している。したがって走査角検出器４８
では、前記走査角が検出されることになる。この検出さ
れた走査角に対応する情報は、空気調和機２２内に備え
られる主制御部２９に与えられる。

第４図は、カバー体４１の構成を一部切欠いて示す斜視
図である。カバー体４１は相互に光学的屈折率の異なる
複数の領域４１ａ、４１ｂ、４１Ｃを有している。カバ
ー体４１の外方側から領域４１　Ｌ＋にレンズ４２の光
軸４２ａに平行に入射する赤外線は、その進行方向が変
化されることなくカバー体４１の内方側に透過し、レン
ズ４２に入射する。またカバー体４１の外方側から領域
・１１ａに入射する光は、この領域４１ａにおいて回転
Ｎｌ線４６ｂ方向に屈折されてカバー１本４１の内方側
へ進む。このとき領域・１１ａに回転！！ｌ１ｌＡｉ４
６ｂに対して２５度の角度をなして入射する赤外線は、
この領域４１ａの働きによって光軸４２ａに平行な方向
にその進行方向が変化される。したがってそのような赤
外線はレンズ４２に導かれ、赤外線センサ４３の受光面
４３ａに集束される。

さらに領域４１ｃにカバー体４１の外方側から入射する
赤外線は、この領域４１ｃにおいて屈折され、回転軸線
４６ｂから離反する方向にその進行方向が変１ヒされて
カバー１本４１の内方側に進む。

こめ領域４１ｃに入射する赤外線であって、回転軸線４
６ｂと６５度の角度をなす方向に入射する赤外線は、ｉ
’ｉｆＴ域・１１ｃにおいてその進行方向が光軸４２ε
ｔに平行な方向に変化される。したがってそのような赤
外線はレンズ４２がら赤外線センサ４３の受光面４３ａ
に導かれる。

前述のような領域４１ａ、４１ｂ、４１ｃの各光学的性
質は、たとえば各頭載４１ａ、４１ｂ。

・１１Ｃを相互にその光学的屈折率が異なるフレネルレ
ンズによって構成することにより実現される。

レンズ・１２は赤外線センサ４３によって検出される赤
外線の方向を限定し、前記走査角を正確に検出するため
に指向性を向上する目的で設けられている。カバー体４
１において各領域４１ａ、４１ｂ、４１Ｃは、第１図の
切断面内、すなわち回転軸線４６ｂと光軸４２　ａとを
含む平面内においてのみ屈折力を有しており、これに直
行する方向には屈折力を有していない、したがって前述
のようにして構成される物体検出装置２１は、前記走査
角が変化する方向に関してはレンズ４２の屈折力によっ
て規定される指向性を有している。したがってカバー体
４１の存在は、前記走査角が変化する方向に関する部屋
２３内の人２４の検出には何ら影響を及ぼすことがない
。

第５図は、前述のように構成される物本検出装置２１に
よる検出範囲を説明するための図である。

本実施例の物体検出装置２１ではカバー体４１の働きに
よって、この物体検出装置２１から前記回転軸線４６ｂ
と角度２５度をなす方向、角度４５度をなす方向、角度
６５度をなす方向の各方向の近偶に存在する人２４ａ、
２４ｂ、２４ｃを検出する二とができる。

このようにして本実施例においては、相互に光学的屈折
率の異なる複数の領域４１ａ、４１ｂ。

・４１ｃが形成されたカバー体４１が設けられ、これに
よってモータ４６の出力軸４６　ｉＬの回転軸線４６ｂ
と、レンズ４２の光軸４２　ａとをごむ平面内での物体
検出装置２】の検出範囲が拡大される。

したがって部屋２３内に存在する人２４を必ず検出する
ことがて′きるようになり、このような物本検出装置２
１が備えられた空気調和機２２では、部屋２３内に人２
４が居るか否かによってその動作官様が確実に変化され
るようになる。これによって空気調和Ｒ２２による部屋
２３内の空気調和が常に良好に行われるようになる。

また本実施例の物体検出装置２１では、走査角が変ｆヒ
する方向に関する指向性のみを良好に選ぶことが可能で
あるなめ、走査角の検出を正確に行うことができ、人２
４の位置を正確に検出することができる。

前述の実施例においては、カバー体４１の複数の領域・
−１１ａ　、　−４ｌ　ｂ　、　４１　ｃが相互に屈折
力の異なるフレネルレンズによって構成されるようにし
たけれども、各領域を、相互に屈折力を異ならせてカバ
ー体４１の外方から入射する予め定める方向の赤外線を
レンズ４２の光軸４２ａに平行な方向に屈折させるよう
にして、他の方法によって構成してもよい。

また前述の実施例では、領域４１ａ、４１Ｌ＋。

４１ｃはそれぞれ、モータ１１６の出力軸４６ａの回転
軸線４６Ｉ〕に対して２５度、４５度、６５度の角度を
なしてカバー体４１の外方側から入射する赤外線の進行
方向を、光軸４２　ａに平行な方向に変１ヒさせるよう
にしたけれども、前述の角度は１勿体検出装置２１が用
いられる条ｆ′Ｆ−によって江はに選ばれてもよく、さ
らにカバー体４１に形成される前述の領域の数は任意に
選ばれてもよい。

発明の効果 以上のように本発明によれば、被検出物体の有無を広範
囲にわたって、しかも正確に検出できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である物体検出装置２１の基
本的な構成を示す断面図、第２図は物体検出装置２１が
用いられる空気調和機２２の動ｆ％’を説明するための
図、第３図は空気調和機２２の電気的構成を示すブロッ
ク図、第４１２！はカバー体４１の構成を一部切欠いて
示す斜視図、第５図は物体検出装置２１の検出範囲を説
明するための図、第６図は先行技術の物本検出装置１の
基本的な構成を示す系統図、第７図は前記物体検出装置
１の検出範囲を説明するための図である。 ２１・・・物体検出装置、４１・・・カバー体、４２・
・・レンズ、４３・・赤外線センサ、４６・・・モータ
、４８・・走査角検出器、・１２ａ・・・光軸、４６ｂ
・・・回転軸線 代理人　　弁理士　西教　圭一部 第２図 第３　図 ！Ｊ４　図 第　５　ロ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　可視光または非可視光の波長を有する被検出物体から
   の予め定める光軸と平行な物体光の入射によつて、被検
   出物体の有無を検出する検出手段と、検出手段を回転軸
   線まわりに回転駆動する駆動手段であって、検出手段の
   前記光軸が上記回転軸線と一定角度をなすように回転駆
   動する駆動手段と、 上記検出手段の回転駆動範囲を被覆して設けられ、上記
   回転軸線方向に沿って光学的屈折率が相互に異なる複数
   領域から形成されるカバー体とを含み、 上記カバー体の各光学的屈折率は、予め定める複数方向
   からの物体光が共通に検出手段に入射されるように選ば
   れるようにしたことを特徴とする光学的物体検出装置。