JPH06323599A - 空気調和装置 - Google Patents

空気調和装置

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JPH06323599A
JPH06323599A JP5115934A JP11593493A JPH06323599A JP H06323599 A JPH06323599 A JP H06323599A JP 5115934 A JP5115934 A JP 5115934A JP 11593493 A JP11593493 A JP 11593493A JP H06323599 A JPH06323599 A JP H06323599A
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Hirotsugu Yano
裕嗣 矢野
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 室内の人間の活動状態に応じた快適な空気調
和制御を可能にする 【構成】 吹き出し口10から室内12に向けて送風
し、その送風の風向、風量及び吹き出し温度の調節を行
う際に、複数個の、送風のための空気を吹き出す吹き出
し口101〜10n毎に送風の風向、風量及び吹き出し温
度の制御をそれぞれ送風制御部(送風制御手段に相当)
14で制御し、室内を撮像し画像入力部16で撮像し、
活動状態検出部18は、撮像画像から室内にいる人間1
7の活動状態を検出する。主制御部(空気調和制御手段
に相当)20は、検出された人間17の活動状態に基づ
き、該人間17が所望の快適感を得るように前記送風制
御部14を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、吹き出し口から室内に
向けて送風し、その送風の風量、風向および吹き出し温
度の調節機能を有する空気調和装置に係り、詳しくは空
気調和装置の室内側送風機の快適性制御に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】空気調和機は、室内雰囲気に対して空気
調和を行い、人間が快適と感じる室内環境を提供するた
めのものである。その快適性をより一層向上させること
を目的として種々の技術が提案されている。
【0003】その技術には、特公昭62−31261号
公報(第1の公報)または特開平2−78848号公報
(第2の公報)に開示されているものがある。第1の公
報の技術は、空気調和機前面の人体の有無(人間の存在
・不存在)を赤外線センサで検出し、人体の有無に応じ
て送風機の回転数を変化(減少)させて、送風された空
気が人体に当たる不快感を軽減させるものである。ま
た、第2の公報の技術は、複数の吹き出し口を有する空
気調和機の運転時に、室内に存在する人体の有無及び位
置を赤外線センサ等により検出し、検出位置に応じて吹
き出し方向あるいは吹き出しパターンを制御する。すな
わちこれらの公報開示の技術はいずれも、基本的には、
人体の位置情報のみを基準としてその人体に対しての送
風量を制御するものである。
【0004】また、特開昭60−221649(第3の
公報)に開示されているものがある。この第3の公報の
技術は、赤外線センサで人体の位置を検出し、かつ室内
温度を検出して、検出人体位置及び検出温度に基づいて
人体に送風する温度や風速を制御し、送風による冷風感
を与えないために、送風方向を振らしたりすることで、
室内の人間に対して快適性の向上を提供しようとするも
のである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記第1の公報や第3
の公報記載の空気調和機においては、吹き出し口が一つ
の構造を有して、その吹き出し口からの送風の、風量、
吹き出し温度を画一的に制御するので、室内全体を画一
的に空気調和せざるを得ない。このために、室内に存在
する人間が違和感を感じないように空気調和を行うこと
で、室内環境を快適な状態にしていた。そのため、赤外
線センサを用いて人間がいる場所を検知して、その人間
を避けて送風することで空調を行うものであった。ま
た、前記第2の公報記載の空気調和機においては、吹き
出し口が複数あり、それぞれの吹き出し方向を変えて室
内に所定のパターンの気流を生じさせることを可能とす
るが、人間がいる場所を検知して、人間を避けたり直接
当てたりして送風する。
【0006】一般に人間は活動状況によってその発熱量
が異なり、体温も変動する。したがって、室内の人間を
快適な状態にするためには、空気調和は人間の活動状況
を反映させて制御する必要がある。しかしながら、前記
従来の空気調和の制御においては、人間の位置情報及び
移動情報を検知するのみで、室内に存在する人間の活動
状態に関係なく、自動空気調和機が始動してからの室内
温度と位置の情報のみにて空気調和を行うものであっ
た。このため、従来技術では、室内の温度が適切な温度
になった後は、間接的に送風する方法がなく、直接的に
人間の活動状態に応じた空気調和は実現することはでき
なかった。また、個々の人間に対しての細かな快適性を
実現することは大変困難であるという問題があった。
【0007】本発明は、前記従来の問題点を解消するた
めになされたものであって、その目的は、人間の活動状
態に応じた快適な室内雰囲気が得られる空気調和制御を
可能にする空気調和装置を提供するである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため次の構成を有する。本発明は、吹き出し口から
室内に向けて送風し、その送風の風向、風量及び吹き出
し温度の調節機能を有する空気調和装置において、複数
個の、送風のための空気を吹き出す吹き出し口と、各吹
き出し口毎に送風の風向及び吹き出し温度の制御をする
送風制御手段と、室内を撮像する手段と、撮像画像から
室内にいる人間の活動状態を検出する活動状態検出手段
と、検出された人間の活動状態に基づき、該人間が所望
の感覚を得るように前記送風制御手段を制御する空気調
和制御手段とを備えることを特徴とする空気調和装置で
ある。
【0009】また本発明において好ましくは、送風制御
手段は、複数個の吹き出し口を室内にいる人間の人数に
応じて割り当てて送風させることが可能なものである。
【0010】また本発明において好ましくは、活動状態
検出手段が検出する活動状態は人間の活動量であり、空
気調和制御手段は検出活動量が大きいときに、人間の存
在する位置を中心として、人間に直接あてる送風量を多
くするものである。
【0011】また本発明において好ましくは、活動状態
検出手段が検出する活動状態は人間の活動量であり、空
気調和制御手段は検出活動量が所定の大きさのときに送
風の吹き出し温度を設定温度より低くするものである。
【0012】また本発明において好ましくは、活動状態
検出手段の検出した人間の活動状態が、人間の活動量が
小さくて安定な活動状態であるときに、空気調和制御手
段は所望の間隔をおいて人間を囲む領域に吹き出す送風
量を多くする制御を行うものである。
【0013】また本発明において好ましくは、所望の間
隔を置いて人間を囲む領域への送風の温度を、空気調和
装置が冷房運転時は低くし、また、暖房運転時は高くす
ることである。
【0014】また本発明において好ましくは、さらに、
検出された人間の活動状態を時系列に記憶する手段と、
記憶された時系列の活動状態に基づき、活動状態の継続
時間が所定時間以上の場合、あるいは、活動状態の継続
時間が前の状態の継続時間の長さとの相関関係に基づく
所定時間以上経過した場合に、活動状態が変化したと認
識するための活動状態変化認識手段とを備えるものであ
る。
【0015】
【作用】本発明は上記の構成により、撮像された画像か
ら空調対象の室内にいる人間の活動状態を検出し、検出
された活動状態に応じて送風の風向、風量及び吹き出し
温度を制御する。人間の活動状態が例えば、人間が静止
した状態である場合には、人間に対して直接的な雰囲気
制御をするために風を送るのではなく、所望の間隔を置
いて人間を囲む領域(人間に近接する領域等)に風を送
ることにより人間の周囲にエアーカーテンを形成して外
部環境の変化の影響が室内の人間に対して及ぼされるこ
とを抑えたり、軽い運動をしている人間に対しては、そ
の活動量の大きさに応じて冷風感を与えるため直接に風
を当てる等することにより、その室内にいる人間の快適
性を維持したり形成したりする。
【0016】
【実施例】以下、図を参照して本発明の空気調和装置の
実施例を詳細に説明する。図1は実施例の空気調和装置
の全体構成を示し、図2はその制御系を示す。図1に示
すように、この空気調和装置は、吹き出し口10から室
内12に向けて送風し、その送風の風向、風量及び吹き
出し温度の調節機能を有するものであって、複数個の、
送風のための空気を吹き出す吹き出し口101〜10n
有し、各吹き出し口101〜10n毎に送風の風向、風量
及び吹き出し温度の制御をそれぞれ制御する送風制御部
(送風制御手段に相当)14と、室内を撮像する画像入
力部16と、撮像画像から室内にいる人間17の活動状
態を検出する活動状態検出部(活動状態検出手段に相
当)18と、検出された人間17の活動状態に基づき、
該人間17が所望の感覚(快適感等)を得るように前記
送風制御部14を制御する主制御部(空気調和制御手段
に相当)20とを備え、そのほか、室内の温度を検出す
る室温検出部22と、人間17の活動量を表示する表示
部24を有する。なお、図示しないが前記空気調和装置
は室外機に冷媒の圧縮機30bを有し、室内機に送風機
28bを有する。
【0017】図2にしたがって、前記空気調和装置をさ
らに説明する。図2に示すように、前記画像入力部16
は、可視光で空調対象の室内を撮像する例えば撮像方向
前方にレンズが設けられたCCD(電荷結合素子)から
なるビデオカメラである。画像入力部16が出力した撮
像画像の信号は活動状態検出部18に入力される。な
お、本発明において、撮像光は可視光のみならず、赤外
線を含んだ光、または、赤外線のみとすることができ
る。
【0018】前記活動状態検出部18は、詳細には図3
に示すように、画像入力部16からの画像信号を時系列
のフレーム毎に分配する前処理回路18aと、時系列の
フレーム画像を記憶する複数の画像メモリ18b1〜1
8bmと、各画像メモリ18b1〜18bmに記憶された
画像を読み出して、この記憶画像から(特定の1フレー
ム画像等から)室内における人間17の有無の判定及び
人間17のいる位置を検出するとともに、時系列の複数
フレームの画像を監視して、室内の人間17の状態変化
からその個々の人間17(1人の場合はその1人)の活
動量を検出する主処理回路18cとを有している。な
お、前記活動状態検出部18は空気調和装置本体に取り
付けられている。
【0019】前記室温検出部22は室内所定箇所の温度
を検出して、検出温度を主制御部20に入力する。前記
主制御部20は、入力された室内各部の温度から室内温
度分布、室内温度および使用者の設定した室内温度の目
標値等を比較し、演算等の処理を行って基本的に室内雰
囲気の状態が目標状態になるような制御信号を算出する
と共に、その算出結果、及び、前記活動状態検出部18
の検出活動量に基づいて、各吹き出し口101〜10n
ら吹き出すべき風向、風量及び吹き出し温度を求めるも
のである。前記主制御部20は、例えば周知のマイクロ
コンピュータとメモリから構成される。後述する各空気
調和制御(第1〜第6の空気調和制御)の手法はこのメ
モリに記憶されたプログラムによってマイクロコンピュ
ータが演算し実行する。この求められ風向、風量及び吹
き出し温度の信号は、送風制御部14に入力される。
【0020】送風制御部14は、入力風向信号により各
吹き出し口101〜10nの風向を制御する駆動信号を出
力する風向制御部26aと、該駆動信号により送風方向
を決定する風向調節機26bと、入力風量信号により各
吹き出し口101〜10n各々吹き出す風量制御の信号を
出力する風量制御部28aと、該風量制御信号により送
風ファンの回転数の制御を行って吹き出し風量の調整を
行う室内送風機28bと、入力吹き出し温度信号により
室外圧縮機30bの能力を制御して各吹き出し口101
〜10nからの送風温度を基本的に制御する室外機制御
部30aとを有する。なお、各吹き出し口101〜10n
からの吹き出し温度を個別に制御するため、各吹き出し
口101〜10nにおいては、それぞれ、送風する空気を
再度熱交換器に戻して、吹き出し空気のより一層の温度
制御を可能にしている。
【0021】前記風向調節機26bは、例えば図4に示
すように、送風方向に直角かつ水平方向沿って延びる帯
板形状であって、その幅方向の一端部を中心軸に縦方向
に仰角・俯角が変化可能な縦ルーバー32と、方形の板
片であって、送風方向に沿う一端部を中心軸に左右への
角度が変化可能な2組の横ルーバー34a・34a・・
・、34b・34b・・・と、縦ルーバー32中心軸に
繋がるロッド36を介して、また、各横ルーバー34a
・34a・・・、34b・34b・・・の可動側端部に
繋がるロッド38、40を介してそれぞれ独立に駆動さ
せることが可能な例えばサーボモータからなる駆動モー
ター42、44、46とを有している。前記風向調節機
26bは前記風向制御部28aから出力される制御信号
にしたがって前記各駆動モーター42、44、46を駆
動させて各吹き出し口101〜10nの送風方向の調節を
それぞれ独立して行うことが可能になっている。
【0022】前記表示部24は、主制御部20から出力
される室内の人間17の活動量を表示する。なお、表示
部24は、例えば図5に示すように複数の発光ダイオー
ド(LED)が縦・横に行列状に配列されて、人間17
の活動量(活動状態)の大きさが横方向の点灯数に対応
し、室内の人間17の数が縦方向の点灯数に対応するよ
うになっている。
【0023】次に、上記の構成を有する空気調和装置を
運転するに際しての、空気調和制御の各例を説明する。
なお、これらの各空気調和制御は主制御部20に記憶さ
れたプログラムにしたがって実行されるものである。前
提として、主制御部20は使用者の設定した室温T0
室温検出部22から読み込まれる実際の室温Tとを比較
し、その結果に基づいて室外圧縮機30bの制御を行
い、室内送風機28bの吹き出し温度を調整する。ま
た、室内にいる人間17の位置及び活動状態を活動状態
検出部18で検出して、検出された人間17の位置及び
活動量の情報などにより、室内の人間17の活動量が大
きいと判断した時には、その活動によって発生した熱量
を取り除いて、快適状態にし得る空気調和制御を行う。
【0024】(第1の空気調和制御)自動空気調和装置
のルーバーは、通常単一動作のものであるが、実施例の
ルーバー32、34a・・、34b・・は複数でかつそ
れぞれが独立して動作するものであるため、各ルーバー
32、34a、34aはそれぞれ独立して希望する方向
に送風することが可能な構造となっている。それと共
に、送風する空気を再度熱交換機を通すことにより個別
の温度制御が可能な構造となっている。したがって、こ
の第1の空気調和制御においては、活動状態検出部18
により人間17の活動量を認識することで、対象の人間
17の数に関係なく複数個の各吹き出し口101〜10n
を、図1に示すように、その部屋に存在する各人間17
の人数に応じて割り当てて送風することで各個人に応じ
た風量および風向および温度にて送風し、その対象の各
人間17を快適な感覚にすることができる。
【0025】(第2の空気調和制御)室内において、人
間17が軽い運動や軽い力仕事等をしたとき、その人間
17は活動量が大きくなったことにより熱量を発生す
る。このように、活動量の大きな人間17は、発生した
熱量により体温が上昇して暑いと感じることにより快適
性が損なわれた状態になる。そのため、この第2の空気
調和制御は、この発生した熱量を取り除くことにより、
快適性を維持しようとするものである。つまり、空気調
和を行っている室内に人間17が存在し、この人間17
の活動量が大きい場合に、この人間17の活動量を基準
にして送風量を決定し、図6((a)は概略平面図、
(b)は概略側面図)に示すように、この人間17がい
る所を中心にして集中的に送風することにより、人間1
7に冷風間を与えるとともに対象の人間17の熱の代謝
が促進される。したがって、体内に発生した熱量を適切
に取り除くことができるとともに清涼感を与えることに
より、その対象の人間17を快適にすることができる。
【0026】(第3の空気調和制御)第2の空気調和制
御により説明した条件において、人間17の活動量が大
きければ大きいほど送風量は多くなるため、送風量が多
いことにより、発生した熱量による不快感よりも送風に
よる不快感が増す可能性がある。この不快感を抑えるた
めに、この第3の空気調和制御は、前記第2の空気調和
制御により説明した手法に加えて、活動量の大きい人間
17がいる領域において、例えば図6の示す形態の送風
で、送風量を抑えるために吹き出し温度を若干低目に設
定する。この第3の空気調和制御により、活動量の多い
人間がいるところでは、適切な送風温度及び送風量にて
快適な空気調和制御を行うことができるとともに、安静
状態で活動量の大きくない人間17が存在した場合にも
その人間17が快適となるように空気調和制御を行うこ
とが可能となる。
【0027】(第4の空気調和制御)室内において、活
動量の小さな人間17は、比較的安定状態であるため、
快適状態を保っていると考えられる。この場合に、不快
となる要因としては、外部の環境の変化によることが最
もなものであると考えられるため、図7((a)は概略
平面図、(b)は概略側面図)に示すように、その人間
17が存在する位置の近傍の少し離れた(所望の間隔を
置いて人間を囲む)領域に吹き出す送風量を多くするこ
とでエアーカーテンを形成して、外部環境による温度変
化などの影響が、それまで室内に快適な状態でいた人間
17に及ぼされる前に室内空間になじむようにする。こ
れにより、直接の影響を緩和して、室内にいる人間17
が快適となる空間を形成することが可能となる。
【0028】(第5の空気調和制御)前記第4の空気調
和制御により説明した条件において、外部環境の変化の
大きさが大きいほど例えば図7に示すようなエアーカー
テンを形成するための送風量は多くなるため、外部環境
の変化により発生する不快感より、送風による不快感が
増す可能性がある。この第5の空気調和制御は、この不
快感を抑えるために、第4の空気調和制御により説明し
た方法に加えて、活動状態が小さく比較的快適状態で安
定している場合には、送風により不快にならないよう
に、送風量を抑えるために送風する吹き出し空気の温度
を、冷房運転時は若干低目に、また、暖房運転時は若干
高目に設定する。この空気調和制御により、人間の活動
量が少なく比較的快適状態で安定している場合には、外
部環境の影響を受けずに、その人間17が快適となるよ
うに制御を行うことが可能となる。
【0029】(第6の空気調和制御)一般に活動状態が
変化すれば快適性の状態も変化する。しかしながら、活
動量を検出していた人間17の活動量が変化した場合に
おいても、例えば図8の(a)に示すように、しばらく
運動して、ほんの少しの間だけ休憩し、また運動すると
いうことはしばしばあることである。この場合、休憩し
ているからといって人間17の快適性に関しては、空気
調和を行ううえで全く変わらない。このような状態にお
いても、活動量が大きくなったからといってすぐ空気調
和制御の手法を変えても、対象の人間17はすぐに元の
活動状態に戻るため、かえって、人間17の快適感を損
なってしまう可能性が高い。
【0030】そこで、この第6の空気調和制御において
は、活動状態検出部18は、記憶された時系列の活動状
態に基づき、以前からの活動状態が十分長い時間継続し
その継続時間が所定時間t1以上になった場合、あるい
は、変化後の活動状態の継続時間が前の状態の継続時間
の長さとの相関関係に基づく所定時間t2以上経過した
場合に、活動状態が変化したと検出する。前記検出され
た活動状態の変化は主制御部20に入力され、該主制御
部20は、この活動状態の変化に応じて空気調和を行う
ことにより、人間17が快適と感じる空気調和制御を行
うことが可能となる。
【0031】例えば、図8の(a)のように、実際の活
動状態は、しばらく運動してほんの少し休憩し、また運
動している。この場合は、休憩した状態の継続時間は前
記所定時間t1あるいはt2以上は継続していないから、
図8の(b)のように、活動状態検出部18の検出した
活動状態は活動量の多い状態が継続し続けていると検出
して、空気調和制御を行う。すなわち、休憩前の空気調
和機制御を休憩中及び休憩後も継続する。
【0032】また、図9の(a)のように、実際の活動
状態は、しばらく運動して活動量が多く、その後活動量
の少ない安静状態が継続している。この場合、変化後の
活動状態の継続時間が前記所定時間t1あるいはt2以上
継続しているから、図9の(b)のように、活動状態検
出部18の検出した活動状態は前記安静状態に変化後に
所定時間t1あるいはt2が経過した後から安静状態に継
続してなっていると検出して、空気調和制御を行う。な
お、前記実施例の第1〜第6の空気調和制御は本発明の
1例であり、従って本発明は前記実施例に限定されず、
本発明の範囲内で種々の変形をなし得るものである。
【0033】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
入力された撮像画像を用いて、室内にいる人間17の活
動量を検出し、活動状態に応じて風向および吹き出し温
度制御手段により、例えば、人間がじっとした状態でい
る場合には、所定間隔を置いた領域に風を送ることでエ
アーカーテンを形成し外部環境の変化を抑えたり、軽い
運動をしている人間に対してはその活動状態に応じて直
接風を当てることで、その室内にいる人間が快適となる
ようにし、かつ、快適性を壊さないような室内空間を実
現することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る空気調和装置の構成説明
図である。
【図2】本発明の実施例に係る空気調和装置の制御系統
を説明するブロック図である。
【図3】活動状態検出部のブロック構成図である。
【図4】風向調節機の構成説明図である。
【図5】表示部の構成説明図である。
【図6】(a)及び(b)はそれぞれ、第2及び第3の
空気調和制御の状態における気流の形成状態を示す概略
平面図及び概略側面図である。
【図7】(a)及び(b)はそれぞれ、第4及び第5の
空気調和制御の状態における気流の形成状態を示す概略
平面図及び概略側面図である。
【図8】(a)及び(b)はそれぞれ第6の空気調和制
御における実際の活動量及び検知した活動状態の比較を
示すタイムチャートの1例である。
【図9】(a)及び(b)はそれぞれ第6の空気調和制
御における実際の活動量及び検知した活動状態の比較を
示すタイムチャートの他の例である。
【符号の説明】
10、101〜10n 吹き出し口 12 室内 14 送風制御部 16 画像入力部 17 人間 18 活動状態検出部 20 主制御部 22 室温検出部 24 表示部 26a 風向制御部 26b 風向調節機 28a 風量制御部 28b 室内送風機 30a 室外機制御部 30b 室外圧縮機 32 縦ルーバー 34a、34b 横ルーバー 36、38、40 ロッド 42、44、46 駆動モーター

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吹き出し口から室内に向けて送風し、そ
    の送風の風向、風量及び吹き出し温度の調節機能を有す
    る空気調和装置において、 複数個の、送風のための空気を吹き出す吹き出し口と、 各吹き出し口毎に送風の風向及び吹き出し温度の制御を
    する送風制御手段と、 室内を撮像する手段と、 撮像画像から室内にいる人間の活動状態を検出する活動
    状態検出手段と、 検出された人間の活動状態に基づき、該人間が所望の感
    覚を得るように前記送風制御手段を制御する空気調和制
    御手段とを備えることを特徴とする空気調和装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、送風制御手段は、複
    数個の吹き出し口を室内にいる人間の人数に応じて割り
    当てて送風させることが可能なものであることを特徴と
    する空気調和装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において、活動状態検
    出手段が検出する活動状態は人間の活動量であり、空気
    調和制御手段は検出活動量が大きいときに、人間の存在
    する位置を中心として、人間に直接あてる送風量を多く
    するものであることを特徴とする空気調和装置。
  4. 【請求項4】 請求項1から3のいずれか1つにおい
    て、活動状態検出手段が検出する活動状態は人間の活動
    量であり、空気調和制御手段は検出活動量が所定の大き
    さのときに送風の吹き出し温度を設定温度より低くする
    ものであることを特徴とする空気調和装置。
  5. 【請求項5】 請求項1において、活動状態検出手段の
    検出した人間の活動状態が、人間の活動量が小さくて安
    定な活動状態であるときに、空気調和制御手段は所望の
    間隔を置いて人間を囲む領域に吹き出す送風量を多くす
    る制御を行うものであることを特徴とする空気調和装
    置。
  6. 【請求項6】 請求項5において、所望の間隔を置いて
    人間を囲む領域への送風の温度を、空気調和装置が冷房
    運転時は低くし、また、暖房運転時は高くすることを特
    徴とする空気調和装置。
  7. 【請求項7】 請求項1から6のいずれか1つにおい
    て、 さらに、検出された人間の活動状態を時系列に記憶する
    手段と、 記憶された時系列の活動状態に基づき、活動状態の継続
    時間が所定時間以上の場合、あるいは、活動状態の継続
    時間が前の状態の継続時間の長さとの相関関係に基づく
    所定時間以上経過した場合に、活動状態が変化したと認
    識するための活動状態変化認識手段とを備えることを特
    徴とする空気調和装置。
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