JPH07101120B2 - 空調装置 - Google Patents
空調装置Info
- Publication number
- JPH07101120B2 JPH07101120B2 JP63312224A JP31222488A JPH07101120B2 JP H07101120 B2 JPH07101120 B2 JP H07101120B2 JP 63312224 A JP63312224 A JP 63312224A JP 31222488 A JP31222488 A JP 31222488A JP H07101120 B2 JPH07101120 B2 JP H07101120B2
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- JP
- Japan
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- air conditioner
- human body
- infrared sensor
- infrared
- field
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- Air Conditioning Control Device (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般家庭での比較的小人数が居住する室内の
自動制御空調、快適空調に好適な空調装置に関するもの
である。
自動制御空調、快適空調に好適な空調装置に関するもの
である。
従来の技術 一般家庭での室内空調は、第８図に示すように、屋内機
１と屋外機９とで構成され、空調機は人間８とは無関係
にあらかじめ設定された気温になるよう動作する。具体
的には、同図には示していないが、空調機の空気吹き出
し口に温度センサを設置し、その信号で制御するといっ
た方法が採られている。
１と屋外機９とで構成され、空調機は人間８とは無関係
にあらかじめ設定された気温になるよう動作する。具体
的には、同図には示していないが、空調機の空気吹き出
し口に温度センサを設置し、その信号で制御するといっ
た方法が採られている。
発明が解決しようとする課題 しかし、人間にとって快適な状態はかならずしも、ある
一定の気温に保つだけでは実現せず、いろいろな条件に
よって快適な気温湿度が異なる。快適条件を判断するひ
とつの評価指数として、人の皮膚表面温度が考えられる
が、このような指数を用いて自動制御空調を実現した例
はない。
一定の気温に保つだけでは実現せず、いろいろな条件に
よって快適な気温湿度が異なる。快適条件を判断するひ
とつの評価指数として、人の皮膚表面温度が考えられる
が、このような指数を用いて自動制御空調を実現した例
はない。
本発明は上記の課題を解決するもので、人の皮膚表面温
度を空調制御にとり入れることにより、自動制御による
快適空調を実現することを目的とするものである。
度を空調制御にとり入れることにより、自動制御による
快適空調を実現することを目的とするものである。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するための本発明は、空調機、赤外セン
サ及び人体追尾装置を有し、前記赤外センサの視野が追
尾される人体の顔面をとらえて顔面の表面温度を計測し
て計測値を得、前記計測値を用いて空調機を制御する空
調装置であって、前記人体追尾装置が追尾される人体の
位置情報を得る可視撮像板、前記可視撮像板で得られた
位置情報に基づき移動を検知し得る信号処理部及び前記
赤外センサの視野を設定する光学系を有する空調装置で
あるという主構成を有する。
サ及び人体追尾装置を有し、前記赤外センサの視野が追
尾される人体の顔面をとらえて顔面の表面温度を計測し
て計測値を得、前記計測値を用いて空調機を制御する空
調装置であって、前記人体追尾装置が追尾される人体の
位置情報を得る可視撮像板、前記可視撮像板で得られた
位置情報に基づき移動を検知し得る信号処理部及び前記
赤外センサの視野を設定する光学系を有する空調装置で
あるという主構成を有する。
ここで、赤外センサの視野の全体が、人体追尾装置の視
野の空間分解能に相当する単位視野とほぼ同一の大きさ
を有し、前記人体追尾装置側からの信号により前記赤外
センサの視野が可変されることが好適である。
野の空間分解能に相当する単位視野とほぼ同一の大きさ
を有し、前記人体追尾装置側からの信号により前記赤外
センサの視野が可変されることが好適である。
そして、この赤外センサが常温動作の熱形赤外センサ、
具体的には焦電素子を用いることができる。
具体的には焦電素子を用いることができる。
また、赤外センサが複数の赤外検出素子からなり、追尾
される人体の顔面の表面温度と前記室内の壁面の表面温
度を用いて空調機の制御を行う構成であってもよく、こ
の場合も赤外検出素子が焦電素子を用い得る。
される人体の顔面の表面温度と前記室内の壁面の表面温
度を用いて空調機の制御を行う構成であってもよく、こ
の場合も赤外検出素子が焦電素子を用い得る。
一方で、赤外センサと人体追尾装置が、赤外カメラと前
記赤外カメラからの信号を処理する信号処理装置であ
り、前記赤外線カメラの視野は追尾される人体が存在す
る室内をすべて覆い、追尾される人体の位置を前記赤外
カメラの画素の番地で表示し、追尾される人体の顔面の
表面温度と前記室内の壁面の表面温度を用いて空調機の
制御を行う構成であってもよいものである。
記赤外カメラからの信号を処理する信号処理装置であ
り、前記赤外線カメラの視野は追尾される人体が存在す
る室内をすべて覆い、追尾される人体の位置を前記赤外
カメラの画素の番地で表示し、追尾される人体の顔面の
表面温度と前記室内の壁面の表面温度を用いて空調機の
制御を行う構成であってもよいものである。
作用 本発明は、上記構成の人間追尾装置を用いながら、赤外
センサで顔面の表面より放射される10μｍ帯の赤外線を
検出し、その赤外放射量から顔の表面温度を測定し、そ
の測定温度で居住者の快適度を判定するもので、その判
定に従って空調機を制御することで、自動的な快適空調
が実現できる。このように非接触計測による顔面温度測
定値で、空調機を制御するという作用により、自動制御
による快適空調が実現できる。
センサで顔面の表面より放射される10μｍ帯の赤外線を
検出し、その赤外放射量から顔の表面温度を測定し、そ
の測定温度で居住者の快適度を判定するもので、その判
定に従って空調機を制御することで、自動的な快適空調
が実現できる。このように非接触計測による顔面温度測
定値で、空調機を制御するという作用により、自動制御
による快適空調が実現できる。
実施例 以下、第１図を参照しながら本発明の第１実施例につい
て説明する。
て説明する。
空調機は室内機１、室外機９およびセンサヘッド部２よ
り構成されている。センサヘッド部２は赤外センサ４、
赤外センサ４からの信号を処理する信号処理部および、
自動追尾装置５から構成されている。自動追尾装置５は
室内に居る人間を検知するための可視撮像板６と人間の
顔面を検知するための視野走査鏡７を備えている。７′
は視野走査鏡７の走査制御部である。
り構成されている。センサヘッド部２は赤外センサ４、
赤外センサ４からの信号を処理する信号処理部および、
自動追尾装置５から構成されている。自動追尾装置５は
室内に居る人間を検知するための可視撮像板６と人間の
顔面を検知するための視野走査鏡７を備えている。７′
は視野走査鏡７の走査制御部である。
赤外センサ４は常温で動作する焦電型素子を用い、素子
寸法0.3mm□とし、集光系の焦点距離を30mmとした。こ
の場合、5mの距離で5cm□の視野となる。
寸法0.3mm□とし、集光系の焦点距離を30mmとした。こ
の場合、5mの距離で5cm□の視野となる。
赤外センサ４の前面には、赤外変調器として回転チョッ
パ（図示せず）が設置され、20Hzで開閉するようにし
た。開時はポジ（Ｐ）信号が発生し、閉時はネガ（Ｎ）
信号が発生するので、信号処理部３で、Ｐ−Ｎの演算処
理をする。温度は、変調器の閉時の赤外放射量を基準に
して測定していることになるので、変調器遮へい板の温
度をサーミスタ温度計で計測し、その値を用いて対象物
体の温度を決定する。赤外集光系の開口径は30mmφと
し、明るさをF/1.0とした。赤外波長は赤外フィルタを
用いて８〜12μｍに限定した。
パ（図示せず）が設置され、20Hzで開閉するようにし
た。開時はポジ（Ｐ）信号が発生し、閉時はネガ（Ｎ）
信号が発生するので、信号処理部３で、Ｐ−Ｎの演算処
理をする。温度は、変調器の閉時の赤外放射量を基準に
して測定していることになるので、変調器遮へい板の温
度をサーミスタ温度計で計測し、その値を用いて対象物
体の温度を決定する。赤外集光系の開口径は30mmφと
し、明るさをF/1.0とした。赤外波長は赤外フィルタを
用いて８〜12μｍに限定した。
一方可視撮像板６は、25μｍピッチで64×64素子のCCD
可視撮像板を用い、集光系は焦点距離2mmの魚眼レンズ
とする。この場合視野は5m距離で、4m口となり、ほぼ室
内の対象領域をカバーする。前述したように、赤外セン
サ４の視野は5mの距離で5cm口であるから、赤外センサ
４の視野縦横各々10倍が可視撮像板６の視野１区分に対
応する。
可視撮像板を用い、集光系は焦点距離2mmの魚眼レンズ
とする。この場合視野は5m距離で、4m口となり、ほぼ室
内の対象領域をカバーする。前述したように、赤外セン
サ４の視野は5mの距離で5cm口であるから、赤外センサ
４の視野縦横各々10倍が可視撮像板６の視野１区分に対
応する。
つぎに動作を説明する。まず、人の自動追尾について説
明する。自動追尾装置５の可視撮像板６を用いて、室内
の対象範囲を、第２図のように左右８区分、第３図のよ
うに上下８区分して移動物体の検出をする。各図で、10
は視野区分線で、人の顔面８の位置が視野区分線10を越
えて移動した時、移動物体としてその位置を検知でき
る。移動物体検知の段階では顔だけでなく、人体全体の
移動として検知可能である。可視撮像板６は64×64素子
であるため、第２図、第３図のように左右、上下に各々
８区分すると、８×８素子が１区分となり、この１区分
における同一区分内の各素子の信号を積算して１区分の
信号としてとり出す。こうして可視撮像板６により８×
８区分での人間の位置を固定する。すなわち粗追尾を行
う。
明する。自動追尾装置５の可視撮像板６を用いて、室内
の対象範囲を、第２図のように左右８区分、第３図のよ
うに上下８区分して移動物体の検出をする。各図で、10
は視野区分線で、人の顔面８の位置が視野区分線10を越
えて移動した時、移動物体としてその位置を検知でき
る。移動物体検知の段階では顔だけでなく、人体全体の
移動として検知可能である。可視撮像板６は64×64素子
であるため、第２図、第３図のように左右、上下に各々
８区分すると、８×８素子が１区分となり、この１区分
における同一区分内の各素子の信号を積算して１区分の
信号としてとり出す。こうして可視撮像板６により８×
８区分での人間の位置を固定する。すなわち粗追尾を行
う。
つぎに、視野走査鏡７を走査して赤外センサ４の視野を
この１区分内で、走査し顔の位置を検知する。本実施例
では、人体皮膚表面温度の最低レベル以上の信号で、か
つ最適レベル以下の信号が得られる位置で、最大値を示
す方向が顔面をとらえたと定義し、この微調追尾により
第４図に示すように、赤外センサ視野11を顔面８に設定
できるようにする。視野走査鏡７の走査の制御には、可
視撮像板６の信号と赤外センサ４の信号が用いられるわ
けで、前者は粗追尾、後者は微調追尾に用いられる。第
１図には明示していないが、移動検知のための信号処理
部が、可視撮像板６の出力に接続し、その処理後の信号
が、走査制御部７′に供給される。赤外センサの信号も
信号処理部３で処理されて、走査制御部７′に供給され
る。これで、顔面８に赤外センサ４の視野が向けられ、
その赤外センサ４の信号を信号処理部３で信号処理し
て、室内機１を制御する。
この１区分内で、走査し顔の位置を検知する。本実施例
では、人体皮膚表面温度の最低レベル以上の信号で、か
つ最適レベル以下の信号が得られる位置で、最大値を示
す方向が顔面をとらえたと定義し、この微調追尾により
第４図に示すように、赤外センサ視野11を顔面８に設定
できるようにする。視野走査鏡７の走査の制御には、可
視撮像板６の信号と赤外センサ４の信号が用いられるわ
けで、前者は粗追尾、後者は微調追尾に用いられる。第
１図には明示していないが、移動検知のための信号処理
部が、可視撮像板６の出力に接続し、その処理後の信号
が、走査制御部７′に供給される。赤外センサの信号も
信号処理部３で処理されて、走査制御部７′に供給され
る。これで、顔面８に赤外センサ４の視野が向けられ、
その赤外センサ４の信号を信号処理部３で信号処理し
て、室内機１を制御する。
以上の構成により温度精度は、0.2℃を達成できた。快
適温度は、顔面表面温度が１℃上、下する毎に段階的に
快適→やや不快→不快→非常に不快と変化するので、0.
2℃の精度で十分制御可能である。
適温度は、顔面表面温度が１℃上、下する毎に段階的に
快適→やや不快→不快→非常に不快と変化するので、0.
2℃の精度で十分制御可能である。
次に、第５図を参照しながら本発明の第２の実施例につ
いて説明する。本実施例の説明においては、第１実施例
と異なる部分について説明する。第５図に示すように赤
外センサの視野12を複数（４×４）にして、顔面追尾の
微調整を容易にするとともに、顔面温度だけでなく、背
景の壁等の温度も計測して、その計測値を顔面温度デー
タと共に空調制御に用いる。これにより、例えば、背景
温度が規定値より大きくはずれている場合空調力を全開
とし、そのずれが少ない時は、空調力を1/2〜1/3程度に
制限することにより、快適状態への到達を速く、効率的
にすることができる。尚、追尾の微調整が容易になるこ
とは、複数素子のうち、どれかが、顔面をとらえればよ
いことになることから明らかである。更に視野数を10×
10にすれば、粗追尾の一区分相当になるので、微調追尾
は不要となる。
いて説明する。本実施例の説明においては、第１実施例
と異なる部分について説明する。第５図に示すように赤
外センサの視野12を複数（４×４）にして、顔面追尾の
微調整を容易にするとともに、顔面温度だけでなく、背
景の壁等の温度も計測して、その計測値を顔面温度デー
タと共に空調制御に用いる。これにより、例えば、背景
温度が規定値より大きくはずれている場合空調力を全開
とし、そのずれが少ない時は、空調力を1/2〜1/3程度に
制限することにより、快適状態への到達を速く、効率的
にすることができる。尚、追尾の微調整が容易になるこ
とは、複数素子のうち、どれかが、顔面をとらえればよ
いことになることから明らかである。更に視野数を10×
10にすれば、粗追尾の一区分相当になるので、微調追尾
は不要となる。
この実施例により、顔面温度だけでなく、背景温度も制
御に用いて、効率的な自動制御快適空調装置が実現でき
る。
御に用いて、効率的な自動制御快適空調装置が実現でき
る。
つぎに第６図と第７図を用いて、本発明の第３の実施例
について説明する。本実施例の説明においても、第１実
施例と異なる部分について説明する。第６図に示すよう
に、赤外センサとして、室内対象域全体をカバーする赤
外カメラ14を用い、位置情報を画素の番地で表示し、機
械的な追尾機構を用いずに、人の顔面温度を計測し、同
時に室内の壁面等の表面温度分布を計測できるようにす
る。具体的には、128×128素子、ピッチ0.3mmの２次元
アレイ赤外撮像カメラを用い、赤外集光系の焦点距離を
30mmとした。第７図に赤外カメラの視野15と人間の関係
を示したが、人間が空調機の方に近づけば、同図の下方
に像が移動し、上から人の顔を見下ろす配置になる。第
６図の信号処理部13は赤外カメラ14からの信号を信号処
理し、制御に必要な信号を空調機の室内機１に供給す
る。尚、第６図、第７図とも、視野区分線10は、一部省
略した。
について説明する。本実施例の説明においても、第１実
施例と異なる部分について説明する。第６図に示すよう
に、赤外センサとして、室内対象域全体をカバーする赤
外カメラ14を用い、位置情報を画素の番地で表示し、機
械的な追尾機構を用いずに、人の顔面温度を計測し、同
時に室内の壁面等の表面温度分布を計測できるようにす
る。具体的には、128×128素子、ピッチ0.3mmの２次元
アレイ赤外撮像カメラを用い、赤外集光系の焦点距離を
30mmとした。第７図に赤外カメラの視野15と人間の関係
を示したが、人間が空調機の方に近づけば、同図の下方
に像が移動し、上から人の顔を見下ろす配置になる。第
６図の信号処理部13は赤外カメラ14からの信号を信号処
理し、制御に必要な信号を空調機の室内機１に供給す
る。尚、第６図、第７図とも、視野区分線10は、一部省
略した。
本実施例により、機械的走査部のない、しかも赤外線を
受動的に検出するだけで自動制御空調が可能なので、夜
間睡眠時でも動作する自動制御快適空調装置が実現でき
る。
受動的に検出するだけで自動制御空調が可能なので、夜
間睡眠時でも動作する自動制御快適空調装置が実現でき
る。
発明の効果 以上のように本発明は、人体追尾装置と赤外センサを組
み合わせ、居住者の顔面の表面温度を計測することによ
り、快適空調を実現でき、手動で制御することなしに適
温を実現し、維持することが可能になる。
み合わせ、居住者の顔面の表面温度を計測することによ
り、快適空調を実現でき、手動で制御することなしに適
温を実現し、維持することが可能になる。
第１図は、本発明の第１実施例における空調装置の構成
を示すブロック図、第２図および第３図は、各々本発明
における空調装置に使用される人体追尾装置の視野区分
を示す平面図、および側面図、第４図は本発明の第１実
施例における赤外センサ視野と人体の位置関係を示す
図、第５図は本発明の第２実施例における赤外センサ視
野と人体の位置関係を示す図、第６図は本発明の第３実
施例の空調装置の構成を示すブロック図、第７図は同実
施例の赤外カメラ視野と人体の位置関係を示す図、第８
図は従来の空調装置の概略構成を示す図である。 １……室内機、２……センサヘッド部、３……信号処理
部、４……赤外センサ、５……自動追尾装置、６……可
視撮像板、７……視野走査鏡、７′……走査制御部、８
……顔面、９……室外機、10……視野区分線、11,12…
…赤外センサ視野、13……信号処理部、14……赤外カメ
ラ。
を示すブロック図、第２図および第３図は、各々本発明
における空調装置に使用される人体追尾装置の視野区分
を示す平面図、および側面図、第４図は本発明の第１実
施例における赤外センサ視野と人体の位置関係を示す
図、第５図は本発明の第２実施例における赤外センサ視
野と人体の位置関係を示す図、第６図は本発明の第３実
施例の空調装置の構成を示すブロック図、第７図は同実
施例の赤外カメラ視野と人体の位置関係を示す図、第８
図は従来の空調装置の概略構成を示す図である。 １……室内機、２……センサヘッド部、３……信号処理
部、４……赤外センサ、５……自動追尾装置、６……可
視撮像板、７……視野走査鏡、７′……走査制御部、８
……顔面、９……室外機、10……視野区分線、11,12…
…赤外センサ視野、13……信号処理部、14……赤外カメ
ラ。
Claims (7)
- 【請求項１】空調機、赤外センサ及び人体追尾装置を有
し、前記赤外センサの視野が追尾される人体の顔面をと
らえて顔面の表面温度を計測して計測値を得、前記計測
値を用いて空調機を制御する空調装置であって、前記人
体追尾装置が追尾される人体の位置情報を得る可視撮像
板、前記可視撮像板で得られた位置情報に基づき移動を
検知し得る信号処理部及び前記赤外センサの視野を設定
する光学系を有する空調装置。 - 【請求項２】赤外センサの視野の全体が、人体追尾装置
の視野の空間分解能に相当する単位視野とほぼ同一の大
きさを有し、前記人体追尾装置側からの信号により前記
赤外センサの視野が可変される請求項１記載の空調装
置。 - 【請求項３】赤外センサが常温動作の熱形赤外センサで
ある請求項１または２記載の空調装置。 - 【請求項４】常温動作の熱形センサが焦電素子である請
求項３記載の空調装置。 - 【請求項５】赤外センサが複数の赤外検出素子からな
り、追尾される人体の顔面の表面温度と前記室内の壁面
の表面温度を用いて空調機の制御を行う請求項１記載の
空調装置。 - 【請求項６】赤外検出素子が焦電素子である請求項５記
載の空調装置。 - 【請求項７】赤外センサと人体追尾装置が、赤外カメラ
と前記赤外カメラからの信号を処理する信号処理装置で
あり、前記赤外線カメラの視野は追尾される人体が存在
する室内をすべて覆い、追尾される人体の位置を前記赤
外カメラの画素の番地で表示し、追尾される人体の顔面
の表面温度と前記室内の壁面の表面温度を用いて空調機
の制御を行う請求項１記載の空調装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63312224A JPH07101120B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 空調装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63312224A JPH07101120B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 空調装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02157551A JPH02157551A (ja) | 1990-06-18 |
| JPH07101120B2 true JPH07101120B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=18026679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63312224A Expired - Lifetime JPH07101120B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 空調装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07101120B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110878981A (zh) * | 2018-09-05 | 2020-03-13 | 合肥海尔空调器有限公司 | 空调器及其控制方法 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0346141U (ja) * | 1989-09-05 | 1991-04-26 | ||
| JP2978374B2 (ja) * | 1992-08-21 | 1999-11-15 | 松下電器産業株式会社 | 画像処理装置及び画像処理方法並びに空気調和機の制御装置 |
| JP5984453B2 (ja) * | 2012-01-10 | 2016-09-06 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機の室内機 |
| JP5978186B2 (ja) * | 2013-09-11 | 2016-08-24 | ジョンソンコントロールズ ヒタチ エア コンディショニング テクノロジー（ホンコン）リミテッド | 空気調和機 |
| JP5788037B2 (ja) * | 2014-02-10 | 2015-09-30 | 三菱電機株式会社 | 空気調和装置 |
| CN105526671B (zh) * | 2015-12-11 | 2019-01-22 | 四川长虹电器股份有限公司 | 一种用户识别方法及空调设备 |
| CN105444358B (zh) * | 2015-12-11 | 2019-03-08 | 四川长虹电器股份有限公司 | 一种识别方法及空调设备 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5737642A (en) * | 1980-08-19 | 1982-03-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Air conditioner |
| JPS60113210U (ja) * | 1984-01-10 | 1985-07-31 | 日産自動車株式会社 | 乗物用空気調和装置 |
| JPS63150243U (ja) * | 1987-03-24 | 1988-10-03 | ||
| JPH0715332B2 (ja) * | 1987-12-22 | 1995-02-22 | ダイキン工業株式会社 | 空気調和機用自動温度設定装置 |
| JP2513005B2 (ja) * | 1988-11-24 | 1996-07-03 | ダイキン工業株式会社 | 空気調和機 |
-
1988
- 1988-12-09 JP JP63312224A patent/JPH07101120B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110878981A (zh) * | 2018-09-05 | 2020-03-13 | 合肥海尔空调器有限公司 | 空调器及其控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02157551A (ja) | 1990-06-18 |
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