JPH0690091B2 - 輻射温度検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、検知エリアからの赤外線入光量により輻射温
度を検知するようにした輻射温度検知装置に係り、特に
応用範囲の拡大対策に関する。

（従来の技術） 従来より、例えば特開昭62−175540号公報に開示される
如く、空気調和装置の風向を調節するルーバの制御装置
に、サーモパイル等赤外線を検出する赤外線センサと、
該赤外線センサに検知エリアからの赤外線を集光する凹
面鏡とを備えた赤外線検知装置を配置して、室内の所定
の領域例えば人体が最も存在する頻度の高い領域の温度
を測定し、その温度信号に応じてルーバの方向を制御す
ることにより、その領域の温度が設定温度になるよう集
中的に空調を行って、空調効果の向上を図ろうとするも
のは公知の技術である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来のものでは、赤外線センサによ
り検知される検知エリアの面積について見ると、集光す
る手段である凹面鏡の前方所定距離における検知エリア
の面積は常に一定である。そのために、例えば空気調和
装置の立上がり運転時や室温の安定時、或いは人体の移
動時などの状況の変化があっても、同じ検知モードによ
る赤外線情報しか得られず、そのような赤外線情報量の
不足のために状況の変化に応じた適切な空調を行うこと
ができないという問題があった。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、空気調和装置の制御のために赤外線を検知するに
際し、制御モードに応じて検知エリアの面積を調節する
ことにより、空気調和装置の運転条件の変化に応じた適
切な空調を行い、もって、空調の快適性の向上を図るこ
とにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため第１の解決手段は、空気調和装
置に搭載される輻射温度検知装置を対象とする。そし
て、室内空間（１）に設定された検知エリア（Ａ）から
の赤外線の輻射量に基づき床面温度を検出する赤外線検
出手段（７）と、検知エリア（Ａ）から輻射される赤外
線を上記赤外線検出手段（７）に集光する集光手段
（８）と、上記集光手段（７）により赤外線を集光する
検知エリア（Ａ）の面積を可変に調節する検知エリア調
節手段（51）と、室内空間（１）全体の床面の温度を検
知する床温検知モードと床面の温度分布を検出する床温
分布検知モードとに分け、床温検知モードのときには上
記検知エリア（Ａ）の面積を広く、床温分布検知モード
のときには検知エリア（Ａ）の面積を狭くするよう上記
検知エリア調節手段（51）を制御する制御手段（52A）
とを設ける構成としたものである。

第２の解決手段は、上記第１の解決手段において、赤外
線検出手段（７）を、検知エリア（Ａ）における人体の
存在を検知することが可能に構成するとともに、上記赤
外線検出手段（７）の人検知信号に応じて検知エリア
（Ａ）の面積を狭くするよう検知エリア調節手段（51）
を制御する制御手段（52B）を設けたものである。

第３の解決手段は、輻射温度検出装置に、室内空間
（１）に設定された検知エリア（Ａ）からの赤外線の輻
射量に基づき床面温度及び人体の存在を検出する赤外線
検出手段（７）と、検知エリア（Ａ）から輻射される赤
外線を上記赤外線検出手段（７）に集光する集光手段
（８）と、上記集光手段（７）により赤外線を集光する
検知エリア（Ａ）の面積を可変に調節する検知エリア調
節手段（51）と、上記赤外線検出手段（７）の人検知信
号に応じて検知エリア（Ａ）の面積を狭くするよう検知
エリア調節手段（51）を制御する制御手段（52B）とを
設ける構成としたものである。

第４の解決手段は、上記第１又は第２の解決手段におい
て、上記制御手段（52A）を、室内空間全体を単一の検
知エリアとして空気調節装置の立上がり運転時には床温
検知モードによる制御を行い、立上がり運転により室内
空間（１）の温度が均一化されたときには床温分布検知
モードによる制御を行うように構成したものである。

（作用） 以上の構成により、請求項（１）の発明では、赤外線検
出手段（７）によって室内空間（１）の温度を検出する
際、制御手段（52A）により、床温検知モードでは検知
エリア（Ａ）の面積を広くし、床温分布検知モードでは
検知エリア（Ａ）の面積を狭くするよう検知エリア調節
手段（51）が制御されるので、輻射温度検知装置が搭載
される空気調和装置の運転状態等に応じて検知エリア
（Ａ）の面積を変化させることが可能となり、赤外線に
関する情報が広く得られて、空調の快適性が向上するこ
とになる。

請求項（２）の発明では、上記請求項（１）の発明にお
いて、赤外線検出手段（７）により人体の存在が検知さ
れると、制御手段（52B）により、その人検知信号に基
づき検知エリア（Ａ）の面積を変化させるよう検知エリ
ア調節手段（51）が制御されるので、上記請求項（１）
の作用に加えて、人体の存在に応じた空調空気の風向、
風量等の調節が可能となり、空調の快適性が向上するこ
とになる。

請求項（３）の発明では、赤外線検出手段（７）により
人体の存在が検知されると、制御手段（52B）により、
検知エリア（Ａ）の面積を狭くするよう検知エリア調節
手段（51）が制御されるので、人体の存在するエリアに
集中的に空調空気を供給する等の制御が可能となり、空
調の快適性が向上することになる。

請求項（４）の発明では、制御手段（52A）により、空
気調和装置の立上がり運転時にまだ室内空間（１）の温
度が設定温度と大きく離れている状態では、床温検知モ
ードによる制御が行われ、検知エリア（Ａ）が室内空間
（１）の全体となり、室内空間（１）全体が設定温度付
近に迅速に収束する。そして、立上がり運転が終了し
て、室内空間（１）がほぼ設定温度になると、床温分布
検知モードの制御に移行して検知エリア（Ａ）が狭くな
るよう制御されるので、室内空間（１）の各領域が均一
な温度分布になるよう細やかな制御が行われる。したが
って、空気の快適性が大幅に向上することになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、第２図以下の図面に基
づき説明する。

第２図は本発明を適用した空気調和装置を設置した例を
示し、（１）は空調を行うべき室内空間、（２）は該室
内空間（１）の一つの側壁（1a）に設置された空気調和
装置であるルームエアコンの室内機、（３）は該ルーム
エアコンの室外機であって、該室外機（３）には装置の
運転を制御するコントローラが内蔵されている。そし
て、（Ａ）は上記室内空間（１）の床面に設定され、温
度分布及び人体の検知をするための検知エリア、（４）
は上記ルームエアコン（２）の全面に設けられ、上記検
知エリア（Ａ）から輻射される赤外線入力に基づき温度
分布及び人体の検知等をするための輻射温度検知装置と
しての赤外線検出装置である。すなわち、該赤外線検出
装置（４）で検出される温度分布及び人体に関する情報
に基づき、ルームエアコン（２）の風向、風量等を制御
するようになされている。

次に、第３図〜第５図は上記赤外線検出装置（４）の詳
細を示し、（５）は筒状のケーシング、（６）は該ケー
シング（５）の内側円筒面で軸方向に摺動可能に保持さ
れる筒状のセンサホルダ、（７）は該センサホルダ
（６）の内側円筒面に取付けられ、赤外線の輻射量を検
出する赤外線検出手段としてのサーモパイル、（８）は
該サーモパイル（７）に上記検知エリア（Ａ）から輻射
される赤外線を集光する集光手段としてのフレネルレン
ズである。すなわち、検知エリア（Ａ）から放射される
赤外線をフレネルレンズ（８）によりサーモパイル
（７）に集光し、サーモパイル（７）でその赤外線入力
値に基づき温度分布、人体の有無、移動等の情報を検知
するようになされている。

本実施例の特徴として、上記センサホルダ（６）の外側
円筒面の下面側は平面状に形成されていて、そこにはセ
ンサホルダ（６）の軸方向に直交する方向に刻まれた歯
を有するラック（９）が設けられているとともに、セン
サホルダ（６）の下方には、上記ラック（９）と噛合
し、センサホルダ（６）の軸とは直交する軸回りに回転
可能なピニオン（10）がケーシング（５）に取付けられ
ている。そして、上記ピニオン（10）はケーシング
（５）の外方でその軸上に取付けられた調整つまみ（1
1）により回転するようになされている。すなわち、上
記調整つまみ（11）を0.2〜0.6（ｍ）の位置に回動させ
ることにより、フレネルレンズ（８）に対するサーモパ
イル（７）の受光面の位置を変化させ、フレネルレンズ
（８）によりサーモパイル（７）に集光される検知エリ
ア（Ａ）の面積を変化させるようになされている。例え
ば、サーモパイル（７）の受光面位置が第３図の位置
（Ｎ），（Ｍ），（Ｆ）にあるときには、検知エリア
（Ａ）の面積がA_N（図中点線で示す部分），A_M（図中一
点鎖線で示す部分），A_F（図中破線で示す部分）に変化
するようになされている。ここで、上記調整つまみ（1
1）の目盛りは、フレネルレンズ（８）から非測定物ま
での距離が１（ｍ）のときにおける検知エリア（Ａ）の
直径を示している。したがって、上記ラック（９），ピ
ニオン（10）及び調整つまみ（11）により、検知エリア
（Ａ）の面積を可変に調節する検知エリア調節手段（5
1）が構成されている。

次に、上記コントローラ（３）の制御内容について、第
６図〜第10図に基づき説明する。

第６図は制御内容を示すフローチャートであって、ルー
ムエアコン（２）の立上がり運転時、ステップS₁で床温
検知モードにより室内空間（１）全域にまで検知エリア
（Ａ）を拡大するよう（第7A図のA₁参照）上記検知エリ
ア調節手段（51）を制御する。なお、床温が低い場合に
は室温の設定値を高く、床温が高い場合には室温の設定
値を低く変更することにより、室温を迅速に設定値に近
付けるようにしている。

次に、上記の立上がり運転により室温が所定の設定値に
近付くと、ステップS₂以下の定常運転を行う。まず、ス
テップS₂で床温分布検知モード（１）により、検知エリ
ア（Ａ）を室内の床面積の1/4程度に相当する面積に縮
小する（第7B図のA₂参照）とともに、床面を方形に循環
走査して概略の温度分布を検知し、第８図のごとく床温
分布が均一なときには室内全体に送風する一方、床温分
布が第９図のごとく大きいときには、その分布を均一化
するように風向制御を行う。すなわち、下記第１表に示
すように、暖房運転時には、高温エリアに温風の供給を
避けて低温エリアに温風を向ける一方、冷房運転時に
は、高温エリアに冷風を向けて低温エリアに冷風を避け
るようにしている。

以上の床温分布検知モード（１）による赤外線輻射量の
検知とルームエアコン（２）の制御とを行って床温が略
均一化すると、ステップS₃の床温検知モード（２）によ
る制御を行う。すなわち、検知エリア（Ａ）の面積をさ
らに縮小する（第7C図のA₃参照）とともに、室内空間
（１）の床面を図中実線及び破線に示す順序で蛇行状に
走査して、さらに微細な温度分布を検知する。このとき
温度分布が均一化していれば、室内全体に送風する一
方、第10図に示すような温度分布が存在すれば、上記床
温分布検知モード（１）で行ったと同様の風向制御を微
細に行う。

そして、上記床温分布検知モード（２）により検知され
た床温の高いエリアでは、人体が存在する確率が高いと
判断して、ステップS₄で人検知モードによる制御を行
う。すなわち、検知エリア（Ａ）の面積を上記床温分布
モード（２）におけると同じにする（第7D図のA₃参照）
とともに、検知エリア（Ａ）の走査位置を高温エリアに
固定して、人体の移動に応じたルームエアコン（２）の
風向制御を行うようになされている。

そして、ステップS₅における判別でルームエアコン
（２）の運転が停止するまで上記の制御を行う。

以上の制御において、ステップS₁〜S₃の制御により、床
温検知モードのときには検知エリア（Ａ）の面積を広
く、床温分布検知モードのときには検知エリア（Ａ）の
面積を狭くするよう検知エリア調節手段（51）を制御す
る制御手段（52A）が構成されている。また、ステップS
₄の制御により、人体を検知したときには検知エリア
（Ａ）を狭くするよう制御する制御手段（52B）が構成
されている。

したがって、上記実施例では、検知エリア調節手段（5
1）により、サーモパイル（赤外線検出手段）（７）に
集光される検知エリア（Ａ）の面積が調節され、さらに
制御手段（52A）により、床温検知モードでは検知エリ
ア（Ａ）の面積を広く、床温分布検知モードでは検知エ
リア（Ａ）の面積を狭くするよう検知エリア調節手段
（51）が制御されるので、空気調和装置の運転状態に応
じた室内空間（１）の温度制御が可能になる。

また、サーモパイル（７）により人体の存在が検知され
ると、制御手段（52B）により、その人検知信号に基づ
き検知エリア（Ａ）の面積を変化させるよう検知エリア
調節手段（51）が制御されるので、装置を空気調和装置
に搭載した場合、人体の存在に応じて空調空気の風向、
風量等を可変に調節することができ、よって、空調の快
適性の向上を図ることができる。

なお、上記実施例では、検知エリア調節手段（51）とし
てラック（９）、ピニオン（10）による機構を用いた
が、例えばケーシング（５）とセンサホルダ（６）とを
ねじ機構により相対的に摺動させるようにしてもよく、
また、センサホルダ（６）側を固定してケーシング
（５）側つまりフレネルレンズ（８）側を移動させるよ
うにしてもよい。

また、上記実施例では、壁掛け形の空気調和装置に本発
明の輻射温度検知装置を適用した例を説明したが、本発
明の輻射温度検知装置は例えば天井設置形の空気調和装
置にも適用しうるものであって、例えば第11図に示すよ
うに、室内空間（１）の天井部（1b）に設置された空気
調和装置（２）の下面に輻射温度検出装置（４）を組み
込み、室内空間（１）の床面に沿って、検知エリア
（Ａ）を走査するようにしてもよい。

さらに、本発明の輻射温度検知装置は、上記実施例のよ
うな人体検知装置だけでなく、種々の温度検知を行う場
合にも適用しうるものである。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）の発明によれば、空
気調和装置に搭載され、検知エリアからの赤外線を集光
してその輻射量を検出するようにした輻射温度検知装置
において、検知エリアの面積を可変に調節するようにし
たので、空気調和装置の運転状態に応じた室内空間の温
度の制御が可能となり、空調の快適性の向上を図ること
ができる。

請求項（２）の発明によれば、上記請求項（１）の発明
において、検知エリアで人体の存在が検出された場合、
その人検知信号に基づき検知エリアの面積を変化させる
ようにしたので、人体の存在に応じて空調空気の風向、
風量等を可変に調節することができ、よって、空調の快
適性の向上を図ることができる。

請求項（３）の発明では、検知エリアで人体の存在が検
知された場合、検知エリアの面積を狭くするようにした
ので、装置を空気調和装置に搭載した場合、人体の存在
するエリアに集中的に空調空気を供給する等の制御を行
うことができ、よって、空調の快適性の向上を図ること
ができる。

請求項（４）の発明では、上記請求項（１）又は（２）
の発明において、空気調和装置の立上がり運転時には床
温検知モードにより室内空間全体の温度を検知する一
方、空気調和装置の立上がり運転終了後には床温分布検
知モードにより検知エリアを狭くするようにしたので、
室内空間の温度状態に応じた空調を行うことができ、空
調の快適性の顕著な向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。第２図
〜第11図は本発明の実施例を示し、第２図はルームエア
コンに使用し場合の室内空間を一部破断して示す斜視
図、第３図及び第４図は赤外線検出装置の構成を示し、
第３図はその断面構造を示す縦断面図、第４図は背面構
造を示す図、第５図は調節つまみの正面構造を示す図、
第６図は人体検知を行う場合の制御内容を示すフローチ
ャート図、第7A図〜第7D図は各赤外線検知モードを示
し、第7A図は床温検知モード、第7B図は床温分布検知モ
ード（１）、第7C図は床温分布検知モード（２）、第7D
図は人検知モードにおける検知エリアの面積及び走査方
法をそれぞれ示す説明図、第８図〜第10図は赤外線検知
時における床温分布状態を示し、第８図は床温分布が均
一な場合、第９図は大まかな床温分布が存在する場合、
第10図は局部的な温度分布が存在する場合の検知エリア
の走査に対する床面温度の変化をそれぞれ示す説明図、
第11図は赤外線検出装置を天井設置形空気調和装置に搭
載した場合の室内空間を一部破断して示す斜視図であ
る。 １……室内空間 ７……サーモパイル （赤外線検出手段） ８……フレネルレンズ （集光手段） 51……検知エリア調節手段 52A,52B……制御手段 Ａ……検知エリア

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気調和装置に搭載される輻射温度検知装
   置であって、 室内空間（１）に設定された検知エリア（Ａ）からの赤
   外線の輻射量に基づき床面温度を検出する赤外線検出手
   段（７）と、検知エリア（Ａ）から輻射される赤外線を
   上記赤外線検出手段（７）に集光する集光手段（８）と
   を備えるとともに、 上記集光手段（７）により赤外線を集光する検知エリア
   （Ａ）の面積を可変に調節する検知エリア調節手段（5
   1）と、室内空間（１）全体の床面の温度を検知する床
   温検知モードと床面の温度分布を検出する床温分布検知
   モードとに分け、床温検知モードのときには上記検知エ
   リア（Ａ）の面積を広く、床温分布検知モードのときに
   は検知エリア（Ａ）の面積を狭くするよう上記検知エリ
   ア調節手段（51）を制御する制御手段（52A）とを備え
   たことを特徴とする輻射温度検知装置。
2. 【請求項２】赤外線検出手段（７）は、検知エリア
   （Ａ）における人体の存在を検知することが可能に構成
   されているとともに、 上記赤外線検出手段（７）の人検知信号に応じて検知エ
   リア（Ａ）の面積を狭くするよう検知エリア調節手段
   （51）を制御する制御手段（52B）を備えたことを特徴
   とする請求項（１）記載の輻射温度検知装置。
3. 【請求項３】室内空間（１）に設定された検知エリア
   （Ａ）からの赤外線の輻射量に基づき床面温度及び人体
   の存在を検出する赤外線検出手段（７）と、検知エリア
   （Ａ）から輻射される赤外線を上記赤外線検出手段
   （７）に集光する集光手段（８）とを備えるとともに、 上記集光手段（７）により赤外線を集光する検知エリア
   （Ａ）の面積を可変に調節する検知エリア調節手段（5
   1）と、上記赤外線検出手段（７）の人検知信号に応じ
   て検知エリア（Ａ）の面積を狭くするよう検知エリア調
   節手段（51）を制御する制御手段（52B）とを備えたこ
   とを特徴とする輻射温度検知装置。
4. 【請求項４】上記制御手段（52A）は、室内空間全体を
   単一の検知エリアとして空気調和装置の立上がり運転時
   には床温検知モードによる制御を行い、立上がり運転に
   より室内空間（１）の温度が均一化されたときには床温
   分布検知モードによる制御を行うことを特徴とする請求
   項（１）又は（２）記載の輻射温度検知装置。