JPH02168128A - 空気調和機用赤外線検出装置 - 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） この発明は、空調室内の温度分布や人の位置の検出結果
に基づいて、空気調和機からの吹出風の風向制御を行っ
て空調快適性の向上を図る際等に、上記の温度分布や人
の位置の検出のために用いられる空気調和機用赤外線検
出装置に関するものである。

（従来の技術） 上記のような空気調和機用赤外線検出装置を備えた空気
調和機の従来例として、例えば特開昭６１−１９５２３
２号公報記載の装置を挙げることができる。

その空気調和機においては、壁面に据付られた室内機か
らの前後、また左右方向に室内を複数の領域に区画し、
各領域にそれぞれ対応させて複数の赤外線センサを上記
室内機内に設けている。そして各領域から到来する赤外
線によって、各領域毎の床面等の温度を測定し、この測
定結果を基に上記室内機からの吹出風の吹出方向を制御
して室内の温度分布を均一にするようになされている。

（発明が解決しようとする課題） ところで上記のような温度測定に用いる赤外線センサは
比較的高価な部品であり、上記従来装置では、室内の区
画領域にそれぞれ対応させて赤外線センサを複数設ける
構成であるために、製作費が高くなるという問題がある
。一方、人体より放射される体温相当の赤外線を赤外線
センサで検出することにより、室内の人の位置を検出し
、これによって、人を中心に吹出風の吹出方向を制御す
るように構成することで、さらに空調快適性の向上を図
ることができる。しかしながらこのために、上記と同様
に室内の区画領域にそれぞれ対応させて複数の大検出用
赤外線センサを別途設ける場合にはさらに製作費が高く
なる。

この発明は上記に鑑みなされたものであって、その目的
は、室内の温度分布の測定と人の位置の検出とをより安
価な構成でなし得ると共に、さらに室内全体に渡る温度
及び人の検出操作をより短時間でなし得る空気調和機用
赤外線検出装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） そこでこの発明の第１請求項記載の空気調和機用赤外線
検出装置は、空調室内における床面等の赤外線放射物の
温度を検出するための第１赤外線センサ４と、人体から
放射される体温相当の赤外線に感応する第２赤外線セン
サ５とを各１個設けると共に、複数の領域Ａ−Ｆに区画
される空調室内の上記各領域Ａ−Ｆに対応する複数の偏
光部７ａ〜７ｆ、　８ａ〜８ｆをそれぞれ有する第１１
第２集光手段７．８を設けて、空調室内からの赤外線が
上記各領域Ａ−Ｆ毎に、上記第１集光手段７の対応する
偏光部７８〜７ｆを介して上記第１赤外線センサ４に、
また上記第２集光手段８の対応する偏光部８８〜８ｆを
介して上記第２赤外線センサ５にそれぞれ集光すべく構
成し、さらにト記第ｌ．第２赤外線センサ４．５への上
記各領域Ａ−Ｆからの赤外線の集光径路上を移動する切
換手段９を設けると共に、この切換手段９に、上記第１
赤外線センサ４への上記各領域Ａ−Ｆ毎の各集光径路の
中の一つの径路上に位置させることによってこの径路内
の赤外線のみを透過する温度検出用透過窓１ｌ１２と、
上記第２赤外線センサ５への上記各領域Ａ〜Ｆ毎の各集
光径路の中の一つの径路上に位置させることによってこ
の径路内の赤外線のみを透過する人検出用透過窓１３．
１４とを形成している。

また第２請求項記載の空気調和機用赤外線検出装置は、
上記第１請求項記叔の装置において、上記温度検出用透
過窓１１．１２を上記第１赤外線センサ４への上記各領
域Ａ−Ｆ毎の各集光径路の中の一つの径路−トに位置さ
せたときに、この温度検出用透過窓ＩＩ、１２を透過す
る赤外線を発する領域と同一の領域からの上記第２赤外
線センサ５への集光赤外線が上記人検出用透過窓１３．
１４を透過すべく構成している。

なおこの明細書の中では、波長１〜１５μｍの赤外線を
対象とし、この赤外線に光に係る誘電を適宜用いて説明
する。

（作用） 上記第１請求項記載の空気調和機用赤外線検出装置にお
いては、温度検出用透過窓ＩＩ、１２が第１赤外線セン
サ４への各領域Ａ−Ｆ毎の各集光径路上の位置に順次位
置していくように切換手段９を移動してい（ことによっ
て、上記第１赤外線センサ４への集光赤外線が上記領域
Ａ−Ｆ毎の赤外線に順次切換ねり、したがって各領域Ａ
−Ｆ毎の赤外線放射物、例えば床面の温度が求められて
室内の温度分布が検出される。さらに上記切換手段９の
移動によって、人検出用透過窓１３．１４も第２赤外線
センサ５への各領域Ａ−Ｆ毎の各集光径路上を移動して
いくことから、この第２赤外線センサ５への集光赤外線
が上記領域Ａ−Ｆ毎の赤外線に順次切換わり、この第２
赤外線センサ５の出力から各領域Ａ〜ド毎の人の存在が
判別され、室内における人の位置が検出される。このよ
うに上記では、室内の温度分布の測定と人の位置の検出
とがそれぞれ各−個の赤外線センサ４．５を設ける構成
で可能であると共に、温度と人との各検出領域の切換え
も同一の切換手段９によって行われ、それぞれに独立し
た切換手段を設ける必要はないので、構成部品点数が少
なくなり、これにより構成が簡素になって製作費をより
安価なものとすることができる。

また上記第２請求項記載の空気調和機用赤外線検出装置
においては、切換手段９を移動して上記第１赤外線セン
サ４への集光赤外線を上記領域Ａ〜Ｆ毎の赤外線に順次
切換えて各領域Ａ−Ｆ毎の温度の検出操作を行うときに
、同時に第２赤外線センサ５への集光赤外線が上記領域
Ａ−Ｆ毎の赤外線に順次切換ねり、この第２赤外線セン
サ５の出力から各領域Ａ−Ｆ毎の人の存在を判別するこ
とができる。したがって温度の検出とは別にト記切換手
段９を移動して人の検出を行うための操作時間は不要で
あり、この結果、より短時間で温度と人との検出を行う
ことができる。

（実施例） 次にこの発明の空気調和機用赤外線検出装置の具体的な
実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図には、空気調和機の壁掛は形室内機に内装される
この発明の一実施例における空気調和機用赤外線検出装
置Ｍの離断面図を示している。同図において、ｌは、略
箱形のケーシングであって、このケーシングｌの内部に
は、その上面２から回路基板３が垂設されており、この
回路基板３に、室内における床面等の温度分布を検出す
るための熱電形の第１の赤外線センサ（以下、第１セン
サと言う）４と、室内における人の位置を検出するため
の焦電形の第２の赤外線センサ（以下、第２センサと言
う）５とが各受光面をケーシングｌの前面（第１図にお
いて左側の面）６に臨ませて上下に並設されている。そ
してこの前面６に、第１集光板（第１集光手段）７と第
２集光板（第２集光手段）８とが装着されているが、そ
れらの機能については後で説明する。さらに上記ケーシ
ングｌ内には、上記回路基板３を囲う円筒状のドラム（
切換手段）９が立設されており、このドラム９の下端軸
部には、このドラム９を回転駆動するためのステップモ
ータｌＯが連結されている。

第４図には、上記赤外線検出装置〜１を内装する空気調
和機の室内機２０が一壁面に取付けられた室内において
、室内機２０の直下近傍を除く床面を、上記室内機２０
の据付壁面から前後方向に二分割、左右方向に三分割の
計６領域Ａ−Ｆに区画して各領域Ａ−Ｆ毎の温度の検出
と人の検出とを上記赤外線検出装置Ｍによって行う場合
の模式図を示している。上記室内機２０には、その前面
、＜ネルに吸込口２１が形成されており、この吸込口２
１の側部に赤外線検出装置Ｍが配設されている。

なお上記吸込口２１の下側には吹出口２２が形成され、
この吹出口２２に吹出方向を制１１１１するための水平
フラップ２３、垂直フラ・ノブ２４が設けられている。

前記各集光板７．８は、上記室内を６分割した区画領域
Ａ−Ｆに対応させて、第２図に示すように、それぞれ１
下二段、左右三列の計６個の小レンズ部（偏光部）７ａ
〜７ｆ、　８ａ〜８ｆを有するフレネルレンズにより構
成されている。まず第１集光板７の小レンズ部７ａは、
室内における床面や壁面、家具等からそれらの温度に応
じて放射される赤外線の中で領域Ａから放射され、この
小レンズ部７ａを透過する赤外線のみを第１センサ４に
集光させる機能を有している。また第１集光板７のその
他の小レンズ部７ｂ、７ｃは、・・はそれぞれ領域Ｂ、
Ｃ１・・から放射され各小レンズ部７ｈ、７ｃ、・・を
透過する赤外線を第１センサ４にそれぞれ集光させる機
能を有している。つまり各小レンズ部７ａ〜７ｆによっ
て、それぞれ室内の各領域Ａ−Ｆ毎に集光領域が規定さ
れ、各集光領域から対応する小レンズ部７ａ〜７ｆを透
過する赤外線のみが第１センサ４にそれぞれ集光する集
光径路が構成されている。そして上記上略同様に、第２
集光Ｆｉ８の小レンズ部８８〜８「によって、室内の各
領域Ａ−Ｆがら第２センサ５に至る集光径路が形成され
、この第２センサ５には、各領域Ａ、Ｂ、・・からそれ
ぞれ対応する小レンズ部８ａ、８ｂ、・・を透過する赤
外線のみが集光するように構成されている。

一方、ト記センサ４．５と集光板７．８との間に円筒面
の一部が位置する前記ドラム９の円筒面には、第３図に
示すように、第１〜第４開口１１〜１４が上下方向の位
置をずらせてそれぞれ穿設されている。上部側の第ｌ．
第２開口１１．１２は温度検出用透過窓として形成され
ているものであって、最上部位置の第１開口１１は、こ
のドラム９を回転させていくときに、上記第１集光板７
における上段側の各小レンズ部７ａ、７ｂ、７ｃから第
１センサ４への各集光径路を横切る位置に形成され、ま
たこの第１開口１１より下側で周方向に１雅れた位置の
第２開口１２は、第１集光板７の下段側の各小レンズ部
７ｄ、７ｅ、７「から第１センサ４への各集光径路を横
切る位置に形成されている。

そして上記第２開口１２よりも下側に形成されている第
３、第４開口１３．１４は人検出用透過窓として形成さ
れているものであって、第３開口１３は上記第１開口１
１と、また第４開口は上記第２開口１２とそれぞれ路間
−の周方向位置に形成されると共に、まず第３開口１３
は、第２集光板８の上段側の各小レンズ部８ａ、８ｂ、
８ｃから第２センサ５への各集光径路を横切る位置に、
そして最下部位置の第４開口１４は、第２集光板８の下
段側の各小レンズ部８ｄ、　８ｅ、　８ｆから第２セン
サ５への各集光径路を横切る位置にそれぞれ形成されて
いる。

上記各開口１１〜Ｉ４の形成されたＬ′ラム９を回転さ
せて、例えば第１開口１１を、第１集光板７の小レンズ
部７ａから第１センナ４への集光径路上に位■させた場
合、第１センサ４には上記小レンズ部７ａを通して集光
する赤外線、すなわち領域Ａからの赤外線のみが上記第
１開口１１を透過して入射する。そしてこのとき同時に
、第３開口１３は第２集光板８の小レンズ部８ａから第
２センサ５への集光径路上に位置し、したがって領域Ａ
からの赤外線のみが第２センサ５に入射する。この結果
、ドラム９のこの回転位置において、領域Ａからの赤外
線が第１センサ４と第２センサ５とにそれぞれ入射し、
したがって双方のセンサ４．５において領域Ａからの入
射赤外線に応した信号が出力され、後述するように、第
１センサ４からの出力によって領域Ａでの床面等の温度
が、また第２温度センサ５からの出力によって、この領
域Ａに人が存在するか否かが判別される。

そしてドラム９を上記の位置から第３図において左回り
に回転させていき、第１開口１１を第１集光板７の小レ
ンズ部７ｂから第１センサ４への集光径路上に位置させ
たときに、同時に第３開口１３が第２集光板８の小レン
ズ部８ｂから第２センサ５への集光径路上に位置し、ま
た第１開口１１を第１集光板７の小レンズ部７ｃから第
１センサ４への集光径路上に位置させたときに、同時に
第３開口１３が第２集光板８の小レンズ部８ｃから第２
センサ５への集光径路上に位置することとなって、それ
ぞれの位置で、第１センサ４及び第２センサ５への入射
が領域Ｂ、Ｃからの赤外線に順次切換えられる。

さらに上記ドラム９を回転させて第１開口１１及び第３
開口１３が領域Ｃからの集光径路上を超える位置に達す
ると、これらの第ｌ．第３開口１１．１３とは周方向に
離れた位置に形成されている第２開口１２と第４開口１
４とがそれぞれ第１集光板７及び第２集光板８の各下段
側の小レンズ部７ｄ、８ｄから第１センサ４、第２セン
サ５にそれぞれ集光する径路上に同時に位置し、したが
ってさらに回転させていくことによって、上記と同様に
、第１センサ４、第２センサ５への入射が領域り、Ｅ、
Ｆからの赤外線に順次切換わるようになされている。

次に上記構成の赤外線検出装置Ｍを有する空気調和機で
の風向制御について説明する。第５図にはその制御ブロ
ック図を示しており、図のように、上記赤外線検出装置
Ｍの前記回路基板３上に、上記のようなドラム９の回転
制御と、各センサ４．５に入射する赤外線から各領域Ａ
−Ｆ毎の床面等の温度及び人の検出を行う制御回路部３
０が構成されている。この制御回路部３０において、第
１センサ４からの出力は、増幅回路３ｌ．補正演算部３
２で信号増幅と補正とが行われた後、温度変換部３３に
おいて入射赤外線量に応じた温度信号に変換され、マイ
クロコンピュータの機能を有する制御ＩＣから成るシー
ケンス処理部３４に入力される。上記補正演算部３２に
は、放射率補正回路３５、センサ４の周囲温度による温
度補正回路３６の他に、センサ４の受光面への入射赤外
線の入射角が各領域Ａ−Ｆ毎に異なることを補正する赤
外線入射エネルギ補正回路３７、また床面までの距離や
小レンズ部で規定される集光面積が各領域Ａ−Ｆ毎に異
なることを補正する距離・面積補正回路３８が設けられ
ている。これらの赤外線入射エネルギ補正回路３７と距
離・面積補正回路３８とには、各領域Ａ−Ｆ毎の検出操
作開始時に、シーケンス処理部３４から検出しようとす
る領域に対応する補正定数が人力される。

一方、第２センサ５からの出力は増幅回路３９によって
信号増幅が行われた後、上記シーケンス処理部３４に入
力される。この第２センサ５は人体からの体温相当の赤
外線に感応すると共に、入射赤外線量に変化が生じた時
にパルス状の電圧信号を出力するように構成されており
、したがって検出領域内に人が存在する場合に、その人
の動きに伴う上記第２センサ５への入射赤外線量の変化
に応じて上記電圧信号が出力され、これが大検出信号と
してシーケンス処理部３４に入力される。

上記シーケンス処理部３４は、モータ駆動部４１に逐次
作動信号を出力し、これによってドラム９の回転角度位
置を制御する機能と、各センサ４．５の出力信号から各
領域Ａ−Ｆ毎の温度と人との検出操作を行い、その結果
を記憶部４２に格納する機能とを有しており、以下、上
記シーケンス処理部３４での制御について第６図の制御
フローチャートを参照して説明する。

第６図のステップＳ１は検出領域の切換を行うステップ
であって、モータ駆動部４１に作動信号を出力し、これ
によりステップモータ１０が作動されて、ドラム９は、
まず前記した第ｌ．第３開口ＩＬ１３が領域Ａからの集
光径路上に位置するまで回転される。次いでステップＳ
２において上記した補正演算部３２に領域Ａに対応する
補正定数を出力した後、ステ・ンプＳ３においてタイマ
ｔｍｌの計時を開始する。このタイマｔｍｌにはｌ領域
当たりの検出操作時間ｔｌ　（例えば３秒）が設定され
ている。次いでステップＳ４は第２センサ５で大検出信
号が発生されたか否かを判別するステップであり、この
判別を、上記タイマｔｍｌでの計時が設定時間ｔ１に達
するまで（ステップＳ５）継続する。この間に、大検出
信号が発生されたことが判別された場合には、上記ステ
ップＳ４からステップＳ６に乎多行し、このステップに
おいて、記憶部４２における領域Ａに対応する人検出メ
モリに人の存在ありの確定信号を格納し、後述するステ
ップＳ８に移行する。

一方、ステップＳ４において大検出信号が判別されるこ
となくタイマｔｍｌの計時が設定時間Ｌｌに達した場合
には、続いてステップＳ７において人不在の確定信号を
上記人検出メモリに格納した後、続いてステップＳ８の
処理を行う。

このステップＳ８は第１センサ４から温度変換部３３を
介して入力される温度信号の読込みを行うステップであ
って、この温度を記憶部４２における領域Ａに対応する
温度メモリに格納して領域Ａに対する検出操作を終了す
る。次のステップＳ９は、領域Ｆに対する検出操作を完
了したか否かを判別するステップであり、領域Ｆに対す
る検出操作を完了するまではステップＳｌに戻る処理が
行われる。

したがってステップＳ１において検出領域を次の領Ｊｊ
ＪＢとする切換操作、すなわち領域Ｂからの赤外線が第
ｌ．第２センナ４．５に入射するようにドラム９の回転
が行われ、以降ステップＳ９に至る処理が繰返されるこ
とによって、上記と同様に、領域Ｂにおける人の有無と
温度の検出とが行われる。

続いて領域Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆの順で順次同様の操作が繰返
され、領域Ｆに対する検出操作を完了した段階で、ステ
ップＳ９からステップＳ１０に移行して、空気調和機全
体の運転を制御する空調運転制御装置４５に、上記記憶
部４２に格納された各領域毎の温度と人の判別結果を送
信する。その後、再びステップＳ１に戻る処理を行い、
したがって以降、領域ＡからＦに至る検出操作が繰返さ
れ、領域Ｆまでの操作が完了する毎に、そのときの検出
結果が上記空調運転制御装置４５に順次送信される。

上記のような人の検出位躍及び各領域毎の温度から空調
運転制御装置４５では、室内！！９．２０の吹出口２２
に設けている水平、垂直フラップ２３．２４を作動して
、吹出方向を制御する。例えば暖房運転開始後、吹出温
度が４０゛Ｃになるまでの起動時には吹出風が人に当た
らないようにしてコールドドラフトを防止し、吹出温度
が４０’Ｃ以上となった七きには水平フラップ１３を真
下方向にして床面を暖め、その後、室温が１５°Ｃ以上
となった段階で、人に温風を直接当てるような方向に吹
出角を変更し、人の周囲を急速に暖める。そしてこの場
合、室内に低温領域が残っているような場合には、この
領域からの冷輻射によって充分な温暖感が得られないの
で、適宜低温領域にも温風を吹出し、室内全体の温度分
布を改善しながら、より速暖感、温暖感を与え得る風向
制御を行う。このような制御によって、より快適な空調
状態とすることができる。

以−ヒ、この発明の具体的な実施例について説明したが
、上記実施例はこの発明を限定するものではなくこの発
明の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば上記実施
例においては、円筒状のドラム９で切換手段を構成した
が、各センサ４．５への集光径路上を往復動する板状体
や帯状部材で切換手段を構成すること等が可ＩＨである
。また各集光手段７．８を分割形の複数の小レンズや凹
面鏡を組付けて構成すること等も可能であり、また上記
では室内を６区画した例を挙げて説明したが任童の区画
数に対応し得るようにこの発明を適用して構成すること
が可能である。

（発明の効果） 上記のようにこの発明の第１請求項記載の空気調和機用
赤外線検出装置においては、複数の領域に区画される室
内での温度分布と人の位置の検出とがそれぞれ各−個の
赤外線センサを設ける構成で可能であると共に、温度と
人との各検出領域の切換えも同一の切換手段によって行
われ、それぞれに独立した切換手段を設ける必要はない
ので、構成部品点数が少なく、これにより構成が簡素に
なって製作費をより安価なものとすることができる。

また第２請求項記載の空気調和農用赤外線検出装置にお
いては、室内の各領域毎の温度の検出と人の検出とが同
時に行われ、温度の検出とは別に切換手段を移動して人
の検出を行うような操作時間は不要であるので、より短
時間で温度と人との検出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は空気調和機の壁掛は形室内機に内装されるこの
発明の一実施例における空気調和機用赤外線検出装置の
離断面図、第２図は第１図の■−Ｈ緑矢視図、第３図は
上記装置におけるドラムの斜視図、第４図は上記装置を
内装する空気調和機の室内機が据付けられた室内の模式
図、第５図は上記空気調和機の制御ブロック図、第６図
は上記赤外線検出装置におけるシーケンス処理部でなさ
れる制御のフローチャートである。 ４・・・第１赤外線センサ、５・・・第２赤外線センサ
、７・・・第１集光板（第１集光手段）、８・・・第２
集光板（第２集光手段）、９・・・ドラム（切換手段）
、１１・・・第１開口（温度検出用透過窓）、１２・・
・第２開口（温度検出用透過窓）、１３・・・第３開口
（人検出用透過窓）、１４・・・第４開口（人検出用透
過窓）、７ａ〜７ｆ１８．ｌｌ〜８ｆ・・・小レンズ部
（偏光部）、Ａ〜Ｆ ・領域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ｌ．空調室内における床面等の赤外線放射物の温度を
   検出するための第１赤外線センサ（４）と、人体から放
   射される体温相当の赤外線に感応する第２赤外線センサ
   （５）とを各１個設けると共に、複数の領域（Ａ〜Ｆ）
   に区画される空調室内の上記各領域（Ａ〜Ｆ）に対応す
   る複数の偏光部（７ａ〜７ｆ）（８ａ〜８ｆ）をそれぞ
   れ有する第１、第２集光手段（７）（８）を設けて、空
   調室内からの赤外線が上記各領域（Ａ〜Ｆ）毎に、上記
   第１集光手段（７）の対応する偏光部（７ａ〜７ｆ）を
   介して上記第１赤外線センサ（４）に、また上記第２集
   光手段（８）の対応する偏光部（８ａ〜８ｆ）を介して
   上記第２赤外線センサ（５）にそれぞれ集光すべく構成
   し、さらに上記第１、第２赤外線センサ（４）（５）へ
   の上記各領域（Ａ〜Ｆ）からの赤外線の集光径路上を移
   動する切換手段（９）を設けると共に、この切換手段（
   ９）に、上記第１赤外線センサ（４）への上記各領域（
   Ａ〜Ｆ）毎の各集光径路の中の一つの径路上に位置させ
   ることによってこの径路内の赤外線のみを透過する温度
   検出用透過窓（１１）（１２）と、上記第２赤外線セン
   サ（５）への上記各領域（Ａ〜Ｆ）毎の各集光径路の中
   の一つの径路上に位置させることによってこの径路内の
   赤外線のみを透過する人検出用透過窓（１３）（１４）
   とを形成していることを特徴とする空気調和機用赤外線
   検出装置。 ２．上記温度検出用透過窓（１１）（１２）を上記第１
   赤外線センサ（４）への上記各領域（Ａ〜Ｆ）毎の各集
   光径路の中の一つの径路上に位置させたときに、この温
   度検出用透過窓（１１）（１２）を透過する赤外線を発
   する領域と同一の領域からの上記第２赤外線センサ（５
   ）への集光赤外線が上記人検出用透過窓（１３）（１４
   ）を透過すべく構成していることを特徴とする第１請求
   項記載の空気調和機用赤外線検出装置。