JPH0636438Y2 - 空気調和機用人検知装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、空調室内における人の有無を検出し、その
検出結果に応じて運転を制御する際等に空気調和機に装
備される空気調和機用人検知装置に関するものである。

（従来の技術） 近年、焦電形赤外線センサを人体より放射される体温相
当の赤外線に感応するように構成し、予め設定している
被検知領域内からの上記の赤外線を検出することによ
り、上記被検知領域内に人の存在ありの出力をする人検
知センサが実用化されている。そして例えば特公昭61−
38778号公報には、空気調和機の室内機に上記のような
人検知センサを装備して空調快適性の向上を図る装置が
示されている。その装置においては、壁面に据付られた
上記室内機からの前後、また左右方向に室内を複数の単
位領域に区画し、各単位領域にそれぞれ対応させて複数
の人検知センサを設けることで、室内における人の存在
位置を検出し、その検出結果に応じて例えば上記室内機
からの吹出し風の吹出し方向を自動的に変更するように
なされている。

（考案が解決しようとする課題） ところで空気調和機の据付けは、室内全体の空調状態を
より均一に、またより効率的に制御し得る位置として一
壁面における略中央部位置に選定されることが多く、し
たがって通常は上記のような据付状態を前提として室内
の被検知領域に対する人検知センサの検知ゾーンの設定
がなされている。しかしながら実際には室内の隅の方に
据付けられる場合も多く、このような場合に上記の一壁
面における略中央部位置を前提として検知ゾーンの調整
された装置の据付を行う場合には、その検知ゾーンが室
内の被検知領域の半分程しか一致しなくなる。したがっ
て据付時に人検知センサの取付角や、検知ゾーンを規定
する集光レンズの取付角等の再調整を行って据付位置に
応じた検知ゾーンの変更を行うことが必要となる。この
ような調整作業においては、例えば集光レンズの取付角
をわずかに変えることでその検知ゾーンは大幅に変化す
ることとなるために、さらに微調整機構を設けて緻密な
調整作業を行うことが必要となって作業が煩雑になると
いう問題がある。

この考案は上記に鑑みなされたものであって、その目的
は、空気調和機の据付位置に応じた調整作業を容易にな
し得る空気調和機用人検知装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） そこでこの考案の空気調和機用人検知装置は、空気調和
機本体20に内装されると共に人体からの赤外線に感応す
るセンサ３を備えて成る空気調和機用人検知装置であっ
て、上記センサ３に近接して配置される集光手段５に、
上記空気調和機本体20が壁面の基準位置に据付けられた
ときに室内における被検知領域Ｓからの光を上記センサ
３に集光させる偏光部〜と、上記被検知領域Ｓ外の
隣接する仮想領域Ｘからの光を上記センサ３に集光させ
る予備偏光部、とを設けると共に、上記センサ３で
の人の検出を行う入射光の対象を、上記空気調和機本体
20の据付位置が上記基準位置のときには上記偏光部〜
を介する入射光の範囲とする一方、上記空気調和機本
体20の据付位置が上記基準位置と異なるときには上記被
検知領域Ｓから上記偏光部〜と予備偏光部、と
を介する入射光の範囲に切換える切換手段25を設けてい
る。

なおこの明細書の中で「光」という語彙は、可視光線に
紫外線、赤外線を合わせた波長約1nm〜1mmの範囲にある
電磁波を意味するものとし、好ましくは波長６〜15μｍ
前後の赤外線を意味するものとする。

（作用） 上記構成の空気調和機用人検知装置においては、空気調
和機本体20が基準位置と異なる位置に据付けられ、偏光
部〜を介する入射光が室内の被検知領域Ｓからずれ
る場合には、センサ３での人の検知を行う入射光の対象
を予備偏光部、を含めた入射光の中から適宜選択し
て切換えることで、上記被検知領域Ｓ内のより広い範囲
での人の検出を行い得るようになされている。したがっ
て据付位置に応じた変更を従来のように集光レンズの取
付角の微妙な調整作業等を行うことなく実施することが
できるので、据付時の調整作業が容易となる。また被検
知領域をただ単に広くしたのでは、その分だけ余分な判
別操作が必要であるのに対し、上記のように被検知領域
の広さを切換えるようにした場合には、余分な判別操作
を省略して判別操作を適正化し得る。

（実施例） 次にこの考案の空気調和機用人検知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。

初めに、第６図及び第７図に基づいてこの考案の一実施
例における空気調和機人用検知装置の構成について説明
する。同図において、１は略箱形のケーシングであっ
て、このケーシング１内部には、その中央位置に回路基
板２が立設され、この回路基板２の略中心位置に、人体
から放射される体温相当の赤外線に感応するセンサ３が
取着されている。このセンサ３は、TO−５パッケージン
グタイプの外観形状をなす素子として構成されており、
その受光部を、上記ケーシング１における前面（第１図
において下側の面）４に臨ませて上記回路基板２に取着
されている。そして上記前面４にはフレネルレンズより
成る集光板（集光手段）５が装着されている。さらに、
上記ケーシング１内には、上記センサ３の取着された回
路基板２を囲う位置に円筒状のドラム６が立設されてお
り、このドラム６の下端軸部には、第７図に示している
ように、ステッピングモータ７の駆動軸が連結され、こ
のステッピングモータ７で上記ドラム６を回転駆動し得
るようになされている。このドラム６及び上記集光板５
の構造及び機能については後で詳しく説明する。

上記センサ３は、第10図に示すように、その受光部に対
をなす２つの受光窓3a、3bを有するデュアルタイプの焦
電形赤外線センサで構成しており、このようなセンサ３
での人検知操作の原理について次に説明すると、まず上
記センサ３に対して、例えば第11図のように、それぞれ
対をなす集光束領域（以下、検知ゾーンと言う）Ia−I
b、IIa−IIb、IIIa−IIIbが被検知領域に対して設定さ
れ、さらに各対における左側の検知ゾーンIa、IIa、III
aからの光は上記センサ３の左側の受光窓3aに、また各
対における右側の検知ゾーンIb、IIb、IIIbからの光は
上記センサ３の右側の受光窓3bにそれぞれ入射するよう
に設定される。そして上記センサ３では、受光窓3a、3b
の一方にのみ体温相当の赤外線の入射量の変化が生ずる
毎、すなわち上記各検知ゾーンのいずれか１つにおいて
人の出入りが生じる毎に人検出信号を出力するようにな
されている。なお上記受光窓3a、3bの双方で赤外線の入
射量変化が同時に生じた場合、すなわち対をなす検知ゾ
ーンの双方からの光が同様の変化をした場合には、上記
センサ３では各受光窓3a、3bに対応する各検知素子での
変化信号が相互にキャンセルするような電気的な処理が
行われ、この場合には人検出信号の出力をしないように
なされており、これにより太陽光等の外光による誤動作
や振動による誤動作を防止するようになされている。

前記集光板５は、上記の検知ゾーンを被検知領域に対し
て設定する機能を有している訳であるが、上記空気調和
機用人検知装置が例えば８畳間の壁面に据付けられる室
内機（空気調和機本体）に内装される場合、上記集光板
５は、第３図に示すように、計10個の小レンズ部〜
を有するフレネルレンズにより構成している。そして第
１図及び第２図に示すように、上記８畳間の一壁面にお
ける中央部高所を基準据付位置として、この位置に上記
室内機が据付られる場合に、上記各小レンズ部〜に
よってそれぞれ規定される検知ゾーン〜が室内を万
遍なく覆うようになされている。なお各小レンズ部と各
検知ゾーンとの対応関係を明瞭にするために、それぞれ
対応する小レンズ部と検知ゾーンとに同一の番号〜
を付している。

第12図には従来の装置における集光板５′の構成を示し
ている。この場合、上下二段、左右に略等分に３分割す
ると共に、下段側の両側部をそれぞれ中央でさらに二分
して、計８個の小レンズ部〜を設けている。そして
第13図及び第14図に示すように、８畳間の一壁面におけ
る中央部高所の基準据付位置に室内機が据付られた場合
に、上記各小レンズ部〜によってそれぞれ規定され
る検知ゾーン〜が室内を万遍なく覆い、さらに詳し
くは、第15図に示すように、室内機20′の直下近傍領域
を除く室内における被検知領域を、上記室内機20′から
の遠近方向に４分割、左右方向に６分割した計24の各区
画領域に対して、図示した番号〜に応ずる各検知ゾ
ーンがそれぞれ横切るようになされ、したがって上記24
個の区画領域から成る室内における被検知領域Ｓの全体
に渡って人の検出を行い得るようになされている。しか
しながら上記の室内機20′が上記基準据付位置ではな
く、例えば第16図に示すように室内の右隅に据付られた
ような場合には、各検知ゾーン〜もそのまま平行に
移動することとなるために、第15図において室内の左側
壁面に向かっていた検知ゾーン、、は、第15図の
据付状態では、室内の中央付近までしか達しなくなり、
この結果、室内の左側半分の領域に人がいる場合には、
上記装置ではこれを検出できないものとなっていた。

そこで先に説明したこの考案の一実施例における集光板
５には、室内機が上記の基準据付位置において室内の被
検知領域Ｓを従来と同様に万遍なく覆う検知ゾーンを規
定する小レンズ部（偏光部）〜の他に、さらに第３
図に示すように、中段位置の両側部にそれぞれ予備小レ
ンズ部（予備偏光部）、を設け、そして第１図のよ
うに、上記各予備小レンズ、より規定される検知ゾ
ーン、が８畳間の左右壁面をそれぞれ超えた、図に
おいて二点鎖線で囲った仮想領域Ｘ、Ｘへと延びるよう
になされている。また従来装置においては、左右壁面の
内側までしか達していなかった左右最外方の検知ゾーン
、に対して、第２図に示すように、上方へと上げる
傾斜角の変更を行って、第１図のように、上記仮想領域
Ｘ、Ｘへと室内の左右壁面をそれぞれ超えて延びるよう
にもなされている。

第４図には、上記人検知装置が内装された空気調和機の
室内機20が８畳間の一壁面におけるほぼ中央部高所の基
準据付位置に据付けられた場合に、室内の被検知領域Ｓ
を24分割した各区画領域毎に、これらを横切る検知ゾー
ンの番号〜を付記して示しており、図のように、ほ
ぼ従来と同様に検知ゾーンが全領域に渡って位置するこ
とから、上記被検知領域Ｓの全体に渡って人の検出を行
うことが可能である。

そして第５図には上記室内機20が室内の右上隅に据付け
られた場合の検知ゾーンが位置する領域を示しており、
図のように、従来機においては人の検知不能領域となっ
ていた室内の左側半分の領域にも検知ゾーンが位置する
ものとなっている。すなわちこの場合には、上記の左側
の仮想領域Ｘへと延びるように設定された検知ゾーン
、が室内の左側半分の被検知領域に位置することと
なって、検知不能領域が低減し、従来に比べてより広い
範囲で人の検出を行い得るようになっているのである。

上記の人検知装置は、室内における人の存在を検出する
と共に、さらに存在位置を検出し得るように構成されて
いる。このために、上記センサ３と集光板５との間に円
筒面の一部が位置する前記ドラム６が配設されており、
このドラム６の円筒面に、第８図に示すように、周方向
に互いに離間すると共に上下方向に位置の異なる小形状
の第１、第２、第３開口８、９、10と、さらに形状の大
きな第４開口11とが形成されている。上記第１開口８
は、上記ドラム６が回転駆動される際に、上記集光板５
における上段側の各小レンズ部〜をそれぞれ通して
上記センサ３に入射する各検知ゾーンからの各入射光路
間を横切る位置に形成されており、また小レンズ部〜
からの各入射光路上にそれぞれ位置させることによっ
て、各小レンズ部〜からの光を択一的に透過させて
センサ３に入射させる形状となされている。一方、上記
第２開口９は、上記集光板５における下段側の各小レン
ズ部〜をそれぞれ通して上記センサ３に入射する各
検知ゾーンからの各入射光路間を横切る位置に形成され
ると共に、上記と同様に、小レンズ部及び、小レン
ズ部、小レンズ部及びの三者からの光を位置に応
じて択一的に透過させてセンサ３に入射させる。また上
記第３開口10は、上記集光板５における中段の各予備小
レンズ部、からの光を位置に応じて択一的に上記セ
ンサ３に入射させる。さらに上記第４開口11は上記各小
レンズ部〜からの各入射光を同時に一括して上記セ
ンサ３に入射させ得る形状として形成されている。

また上記各開口８、９、10、11は、集光板５の全幅を超
える周方向の離間距離をおいて形成されており、第６図
においてドラム６を例えば右回転させる場合に、まず回
転の初期位置において、第４開口11が集光板５とセンサ
３との間に位置するようになされており、このときには
全検知ゾーンからの光が上記第４開口11を通してセンサ
３に入射する。そして回転を開始すると、上記の第４開
口11が全入射光路から外れた時点で第１開口８が小レン
ズ部からの入射光路上に位置することとなり、この小
レンズ部からの光のみがセンサ３に入射する。この入
射光によって、例えば第４図において、室内の右下隅の
４区画領域を一括した単位領域Ａにおける人の存在が判
別される。次いでさらにドラム６を回転させることによ
って上記センサ３への入射光が小レンズ部、からの
光に順次切換えられ、それぞれ第４図において室内の中
央下側、左下隅の各４区画領域を一括した単位領域Ｂ、
Ｃにおける人の存在が順次判別される。その後は第１開
口８が小レンズ部からの入射光路上を超えた時点で、
第２開口９が小レンズ部、からの入射光路上に位置
し、したがってさらに回転させていくことで、上記と同
様に、第４図において室内の単位領域Ｄ、Ｅ、Ｆでの人
の判別を順次行っていくことができる。そして第４図の
室内機20の据付状態においては、上記の操作で室内の被
検知領域Ｓを６分割した単位領域Ａ〜Ｆのいずれに人が
いるかを判別することが可能となるが、第５図に示した
室内機20の据付状態においては、さらに上記からドラム
６を回転させ、第３開口10を小レンズ部からの入射光
路に位置させたときの人の判別操作が追加され、単位領
域Ｇに対する操作が行われることとなる。

次に上記のような人の位置検出操作時の制御についてさ
らに詳しく説明する。

上記センサ３が取着されている前記回路基板２には、マ
イクロコンピュータとしての機能を有する制御ICやステ
ッピングモータ７の駆動回路等から成るこの人体位置検
出装置の制御回路が構成されており、その制御ブロック
図を第９図に示している。図のように、この制御回路は
マイクロコンピュータへのプログラミングにより構成し
たシーケンス処理部21と、記憶部22と、モータ駆動部23
とから構成されている。上記シーケンス処理部21に空気
調和機における運転制御装置24から人体位置検出操作開
始指令信号が入力されることによって、まずドラム６を
初期位置に位置させた状態で人の判別を行う。このとき
には、前記したように、第４開口11を通して室内の全単
位領域Ａ〜Ｆからの光がセンサ３に入射しており、室内
に人がいるか否かの判別が行われることになる。そして
人の存在が検出された場合に、次にドラムを回転させて
存在位置を検出する操作に移行する。この操作は、まず
シーケンス処理部21からモータ駆動部23に回転駆動信号
が出力されることによって前記ステッピングモータ７が
作動され、室内機20が第４図に示す基準位置への据付状
態の場合には、第１開口８が単位領域Ａからの入射光路
上に位置するまでのドラム６の回転駆動が行われる。そ
してドラム６の上記位置での停止を待ってセンサ３での
検出出力信号の読込みをシーケンス処理部21で行い、そ
の出力信号の内容を単位領域Ａに対応させて記憶部22に
格納する。次いでドラム６を、第１開口８が単位領域Ｂ
からの入射光路上に位置するまで回転駆動し、上記と同
様に、そのときのセンサ３での検出出力信号の内容を単
位領域Ｂに対応させて記憶部22に格納する。以降、上記
操作を繰返して、順次単位領域Ｃ、Ｄ、・・、Ｆ毎のセ
ンサ３での検出出力信号を読込み、その内容を各領域に
対応させて記憶部22に格納していく。

そして上記の位置検出操作は、上記シーケンス処理部21
に接続されている選択スイッチ（切換手段）25での設定
内容に応じて行われる。この選択スイッチ25には、各小
レンズ部〜に対応させてそれぞれON/OFFスイッチが
設けられており、室内機の据付時に、その据付位置に応
じた設定が行われる。例えば第４図に示した据付位置の
場合には小レンズ〜に対応するスイッチがONに、予
備小レンズ部、に対応するスイッチがOFFにそれぞ
れ設定される。そしてこの設定内容に応じて、上記シー
ケンス処理部21では、上記ON状態に対応する小レンズ部
の各入射光路上にドラム６の各開口８、９、10が順次位
置するように位置決めしながらそれぞれ人の判別操作を
行い、OFF状態に対応する小レンズ部の位置ではこれを
スキップする制御を行う。したがって例えば第５図に示
す室内機20の据付状態では、小レンズ部、、、
、、に対応する各スイッチがONに、その他はOFF
に設定され、これにより、第５図に示している各単位領
域Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｇでの人の判別が順次なされると共
に、例えば小レンズ部等に対する不要な判別操作は省
略され、より短時間での人の検出を行い得るものとなっ
ている。

上記により人の存在位置の確定を行った後、この検出結
果を空気調和機の運転制御装置24に出力し、その後も同
様の処理を所定の時間間隔毎に繰返し継続する。

このように上記実施例においては、室内機20が室内の基
準据付位置とは異なる位置に据付けられる場合にも、予
備小レンズ部、での検知ゾーンを活用することで室
内のより広い範囲での人の検出を行わせることが可能で
あり、そして据付時には、上記予備小レンズ部、で
の検知ゾーンを含めた入射光の中で、据付位置と被検知
領域Ｓとの関係に応じた人検知操作の対象光を選択して
切換えることで、より広い範囲に渡る検知操作を行わせ
ることが可能となり、この際に集光板５の取付角等の微
妙な調整作業等を行うことなく据付位置に応じた上記の
検出操作を行わせることができるので、据付時の調整作
業を容易に行うことができる。また従来必要とされた微
調整機構等が不要になると共に、調整作業工数の低減が
可能となるので、据付時の経費の削減を図ることも可能
である。

なお上記の人検知装置からの検出結果により、上記空気
調和機の運転制御装置24では、室内機の吹出口に設けら
れている吹出方向偏向板（図示せず）を制御することに
よって、人体に直接風が当たらないように、或いは逆に
利用者の希望するスイッチ操作によっては、人体に直接
風が当たるように吹出方向の制御を行う。これにより、
例えば起動後、吹出風が所定の吹出し温度に達するまで
は、人体から離れた位置へと吹出し、その後、徐々に人
体方向へと近づける制御を行って、不快感を誘うことの
ない起動時制御を行い、或いは外出先から戻ってきた利
用者には、直接風を当てることで快適感を向上し得る制
御を、それぞれ人の動きに追随させて行うことができ
る。また従来、人のそばに位置することを前提とするリ
モコンに発信機を内蔵させ、このリモコン位置を検出す
ることによってその検出位置を人の位置と仮想して吹出
方向の制御を行っていた装置においては、リモコンから
離れた位置にいる人には適正な風向制御をなし得なかっ
たが、上記では室内の複数の領域に人がいる場合にも、
それを的確に検出することができるので、室内の全ての
人に対して快適感を与え得る吹出風の制御を行うことが
可能である。さらに上記においては、室内から人がいな
くなった場合に、例えば利用者による希望設定温度を自
動的に変更することにより、運転経費を低減するような
運転制御を行うことも可能である。

以上、この考案の具体的な実施例についての説明を行っ
たが、上記実施例はこの考案を限定するものではなくこ
の考案の範囲内で種々の変更を行うことが可能であり、
例えば上記では人の検出だけでなく位置検出機能を有す
る装置として構成した例について説明したが、人の存在
のみを検知する装置として構成する場合にも、例えばセ
ンサ３と集光板５との間に、室内機20の据付位置に応じ
てセンサ３への入射光を選択し得るマスク部材を設け、
これを切換手段として構成することでこの考案の適用が
可能である。またセンサ３を焦電形赤外線センサ以外の
熱電形センサ等のその他のセンサで構成することや、集
光板５を分割形の複数の小レンズや凹面鏡を組み付けて
構成すること等も可能である。

（考案の効果） 上記のようにこの考案の空気調和機用人検知装置におい
ては、空気調和機本体が室内の基準据付位置とは異なる
位置に据付けられる場合にも、センサへの予備偏光部か
らの集光ゾーンを活用することで室内のより広い範囲で
の検出を行わせることが可能であり、そして据付時に
は、上記予備偏光部からの集光ゾーンに対する検知操作
を行うように切換えることで、例えば集光レンズの取付
角等の微妙な調整作業等を行うことなく据付位置に応じ
た上記の検出操作を行わせることができるので、据付時
の調整作業が容易となる。また被検知領域をただ単に広
くしたのでは、その分だけ余分な判別操作が必要である
のに対し、上記のように被検知領域の広さを切換えるよ
うにした場合には、余分な判別操作を省略して判別操作
を適正化し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例における空気調和機用人検
知装置での８畳間を例にした水平検知ゾーン線図、第２
図は上記装置での各検知ゾーンの中心線で示した垂直検
知ゾーン線図、第３図は上記装置における集光板の正面
模式図、第４図及び第５図はそれぞれ上記装置を内装す
る空気調和機の室内機が据付けられた室内の各区画領域
と各検知ゾーンとの対応を示す室内平面図、第６図は上
記装置の内部構成を示す平面図、第７図は第６図におけ
るVII−VII線矢視図、第８図は上記装置におけるドラム
の斜視図、第９図は上記装置の制御ブロック図、第10図
は上記装置におけるセンサの受光部の正面模式図、第11
図はセンサと検知ゾーンとの関係を示す説明図、第12図
は従来装置における集光板の正面模式図、第13図は上記
従来装置での８畳間を例にした水平検知ゾーン線図、第
14図は上記従来装置での各検知ゾーンの中心線で示した
垂直検知ゾーン線図、第15図及び第16図はそれぞれ上記
従来装置を内装する空気調和機の室内機が据付けられた
室内の各区画領域と各検知ゾーンとの対応を示す室内平
面図である。 ３……センサ、５……集光板（集光手段）、20……室内
機（空気調和機本体）、25……選択スイッチ（切換手
段）、〜……小レンズ部（偏光部）、、……予
備小レンズ部（予備偏光部）、Ｓ……被検知領域、Ｘ…
…仮想領域。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 米田 裕二 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の２ ダイキン工業株式会社滋賀製作所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】空気調和機本体（20）に内装されると共に
   人体からの赤外線に感応するセンサ（３）を備えて成る
   空気調和機用人検知装置であって、上記センサ（３）に
   近接して配置される集光手段（５）に、上記空気調和機
   本体（20）が壁面の基準位置に据付けられたときに室内
   における被検知領域（Ｓ）からの光を上記センサ（３）
   に集光させる偏光部（〜）と、上記被検知領域
   （Ｓ）外の隣接する仮想領域（Ｘ）からの光を上記セン
   サ（３）に集光させる予備偏光部（、）とを設ける
   と共に、上記センサ（３）での人の検出を行う入射光の
   対象を、上記空気調和機本体（20）の据付位置が上記基
   準位置のときには上記偏光部（〜）を介する入射光
   の範囲とする一方、上記空気調和機本体（20）の据付位
   置が上記基準位置と異なるときには上記被検知領域
   （Ｓ）から上記偏光部（〜）と予備偏光部（、
   ）とを介する入射光の範囲に切換える切換手段（25）
   を設けていることを特徴とする空気調和機人用検知装
   置。