JPH07113527B2 - 人体位置検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、例えば空気調和機における室内機からの吹
出し風の吹出し方向を、利用者の位置に応じて自動的に
変更する機能を付加して空調快適性の向上を図る際等
に、上記室内機に装備される人体位置検出装置に関する
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
被検出領域内から入射してくる上記体温相当の赤外線の
強度が変化するときに、上記被検出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
て例えば特開昭61−195232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、壁面に据付け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被検出領域に区画し、各被検出領
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。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら室内における人の位置を検出する人体位置
検出装置を、上記では複数の被検知領域にそれぞれ対応
させて高価な人検知センサを複数設けて構成しているた
めに、製作費が高くなるという問題がある。

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、製作費をより安価になし得る人体位置検出装置を提
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請求項記載の人体位置検出装置
は、人体からの赤外線に感応する一個のセンサ３を備え
て成る人体位置検出装置であって、複数の単位領域Ａ〜
Ｆに区画された被検出領域の上記各単位領域Ａ〜Ｆにそ
れぞれ対応する複数の偏光部5a〜5fを有する集光手段３
を上記センサ３に近接させて配置すると共に、上記各単
位領域Ａ〜Ｆからの光がそれぞれ対応する偏光部5a〜5f
を介して上記センサ３に集光すべく構成し、さらに上記
各単位領域Ａ〜Ｆからセンサ３への各入射光の中で一部
を選択的に透過させ、他を遮断する開閉手段を設けて成
り、上記開閉手段を、上記各単位領域Ａ〜Ｆからの一部
の入射光が透過する透過窓21、22を備えたスクリーン部
材11と、上記透過窓21、22が入射光の各光路間を順次移
動して上記各単位領域Ａ〜Ｆからの光を順番に全単位領
域Ａ〜Ｆにわたって上記センサ３に集光すべく上記スク
リーン部材11を移動させる移動手段18とで構成している
ことを特徴としている。

また第２請求項記載の人体位置検出装置は、第１請求項
の開閉手段の代わりに開閉手段を、上記各単位領域Ａ〜
Ｆからの一部の入射光が透過する透過窓21、22を備えた
円筒体31と、上記透過窓21、22が各入射光の各光路間を
順次移動して上記各単位領域Ａ〜Ｆからの光を順番に全
単位領域Ａ〜Ｆにわたって上記センサ３に集光すべき上
記円筒体31を回転駆動する駆動手段32とで構成している
ことを特徴としている。

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） 上記第１請求項記載の人体位置検出装置においては、移
動手段18によってスクリーン部材11を移動させることに
よって、各単位領域Ａ〜Ｆからの光を順番に全単位領域
Ａ〜Ｆにわたって集光させることができ、したがって人
の存在を各単位領域Ａ〜Ｆ毎に判別し、被検出領域の全
体における人存在位置を検出することができることにな
る。そして上記人体位置検出装置においては、このよう
な一連の検出操作を、上記のように一個のセンサ３、ス
クリーン部材11、移動手段18等の簡素な構成で、しかも
簡素な制御によって自動的に行えることになる。

また第２請求項は、第１請求項における開閉手段を、透
過窓21、22を備えた円筒体31と、この円筒体31の駆動手
段32とによって構成したものであり、そのため上記第１
請求項と同様に一連の検出操作を、簡素な構成で、しか
も簡素な制御によって自動的に行えることになる。

（実施例） 次にこの発明の人体位置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。

初めに、第１図〜第３図に基づいて、空気調和機の室内
機に内装されるこの発明の第１実施例における人体位置
検出装置の構成について説明する。第２図及び第３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焦電形赤外線センサ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、
その受光面を、上記ケーシング１における前面（第２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。この集光
板５の構造については後で詳しく説明する。

さらに、上記ケーシング１内には、第２図に示している
ように、前面４側の両コーナ部にそれぞれローラ6,7
が、また背面８側の両コーナ部に駆動側巻取棒９、従動
側巻取棒10がそれぞれ立設され、そして帯状のスクリー
ン部材11が、上記各ローラ６、７間に張設されると共
に、その両端部側を上記各巻取棒９、10にそれぞれ巻き
つけた状態で配設されている。このスクリーン部材11に
おける上記各ローラ６、７間の張設領域は、上記センサ
３と集光板５との間で、この集光板５に近接して平行に
位置するようになされている。

上記駆動側巻取棒９は、第３図に示しているように、ケ
ーシング１に対して回転自在に支持されると共に、その
軸部の下端はステッピングモータ12の駆動軸に連結され
ている。一方、上記従動側巻取棒10は、第４図に示して
いるように、上記スクリーン部材11が外周面に巻きつけ
られる回転円筒体13と、この内部に下端側から挿通され
た固定軸16とから構成されており、この固定軸16の下端
はケーシング１の底面14に固定用ナット15で固定取付け
されている。さらに上記固定軸16に巻装した捩じりコイ
ルバネ17の両端部が上記固定軸16と回転円筒体13とにそ
れぞれ係止されている。上記捩じりコイルバネ17によっ
て、上記回転円筒体13には、第２図において左回りの回
転力が付勢されており、これにより、上記スクリーン部
材11に、たるみのない張設状態を維持すると共に、上記
ステッピングモータ12による駆動側巻取棒９の左回り、
また右回りの回転駆動に応じて、上記スクリーン部材11
は、上記各ローラ６、７間の張設領域が集光板５に沿っ
てこれに平行に左右方向にそれぞれ走行するようになさ
れている。したがって上記各巻取棒９、10、ローラ６、
７、ステッピングモータ12でスクリーン部材11を移動す
る移動手段18（第３図）を構成している。

次に上記集光板５の構造及び機能について説明する。上
記人体位置検出装置が例えば８畳間の壁面に据付けられ
る室内機に内装される場合、上記集光板５は、第１図に
示すように、上下二段、左右三列の計６個の小レンズ部
（偏光部）5a〜5fを有するフレネルレンズにより構成さ
れる。そして第５図に示すように、上記８畳間の床面に
おいて上記室内機据付壁面からの前後方向に二分割、左
右方向に三分割された計６領域の各単位領域Ａ〜Ｆから
の光が、それぞれ集光板５における対応する各小レンズ
部5a〜5fを通して前記センサ３の受光面に集光するよう
になされている。そして上記集光板５に近接してこれを
平行に走行する上記スクリーン部材11には、第１図に示
すように、下段側の小レンズ部5a〜5cに応ずる位置、及
び上段側の小レンズ部5d〜5fに応ずる位置に、それぞれ
一つの小レンズ部の幅と略同形状の透過窓21、22が形成
されている。これらの透過窓21、22は左右方向に、横三
列の小レンズ部に渡る幅とほぼ同等の離間距離をおいて
形成されており、同図においてスクリーン部材11を右方
向に走行させる場合に、まず小レンズ部5aの裏面に下段
側の透過窓21が来たときに８畳間の床面における単位領
域Ａからの光のみが小レンズ部5a、透過窓21を通してセ
ンサ３に入射し、次いで小レンズ部5b、5cの裏面へと上
記透過窓21が移動することによって、上記センサ３への
入射光は単位領域Ｂ、Ｃからの光に順次切換えられる。
さらに透過窓21が小レンズ部5cに対応する位置を超えた
時点で、上段の透過窓22が小レンズ部5dの裏面に位置
し、したがってスクリーン部材11を右方向にさらに走行
させることによって、上記と同様に、センサ３への入射
光が単位領域Ｄ、Ｅ、Ｆからの光に順次切換わるように
なされている。なお上記スクリーン部材11には、小レン
ズ部5aの裏面に上記透過窓21が達する前に、全部の小レ
ンズ部5a〜5fからの光を全てセンサ３に入射するための
全領域用透過窓23がさらに形成されている。

上記構成の人体位置検出装置を壁掛け式の室内機に内装
した空気調和機での制御の例について次に説明する。

利用者のスイッチ操作によって運転が開始されると、同
時にステッピングモータ12によってスクリーン部材11の
走行を開始する。そしてまず全領域用透過窓23を集光板
５の裏面に一致させた時点で走行を一旦停止し、センサ
３に入射する光によって人の存在を判別する。このとき
上記全領域用透過窓23を通して室内の全領域からの光が
上記センサ３に入射するので、室内における人の有無が
まず判別されることとなる。次いでスクリーン部材11の
走行を再開し、透過窓21が小レンズ部5aの裏面に一致し
た時に走行を停止してセンサ３に入射する光によって再
度人の存在を判別する。このときには室内における単位
領域Ａでの人の有無が判別されることとなる。その後、
同様にスクリーン部材11の走行、停止、判別を順次繰返
していくことで、各単位領域Ｂ〜Ｆでの人の有無を判別
する。そして単位領域Ｆまでの操作を終えた後、ステッ
ピングモータ12を反転させてスクリーン部材11を初期位
置に戻し、その後、所定時間間隔毎に上記操作を繰返し
ていく。

上記によって、まず室内における人の有無が、さらに６
領域に分割されたいずれの領域に人が居るかが逐次判別
されることとなり、この判別結果に基づいて、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方向
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
こと等が可能となる。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。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。

そして上記構成の人体位置検出装置においては、各単位
領域Ａ〜Ｆ毎の人の存在を判別して、存在位置を検出す
る機能が１個のセンサ３を設ける構成で可能となされて
いるので、単位領域毎に対応する複数のセンサを設けた
従来装置に比べて、より安価に製作することが可能であ
ると共に、形状もよりコンパクトにすることができる。
また上記実施例のように、スクリーン部材11を順次移動
させることで各単位領域Ａ〜Ｆからの入射光の切換えを
行うことによって、切換えのための機械的な構成をより
簡素になし得ると共に、その制御も容易となるので、こ
れによっても製作費をより安価なものとすることができ
る。さらに集光板５に近接して平行に走行するスクリー
ン部材11を設ける構成とすることで、小レンズ部5a〜5f
に対応する各透過窓21、22、23の形状設計が容易である
と共に、上記各透過窓21、22、23をそれぞれ各小レンズ
部5a〜5fに対応する位置にそれぞれ位置決めしながらス
クリーン部材11の移動を行う制御も比較的容易に行い得
るものとなっている。また上記構成においては、センサ
３の静止状態を維持して室内の被検出領域の走査が行わ
れるので、高感度特性を有する上記センサ３には機械的
な衝撃力等が作用せず、このため信頼性の高い人体位置
検出性能を維持することができる。

次にこの発明の第２実施例における人体位置検出装置に
ついて、第６図〜第８図を参照して説明するが、この第
２実施例の装置における構成は、上記第１実施例におけ
るスクリーン部材11とその移動手段18とを除いて略同様
であるので、同一の機能部品には同一の番号を付して説
明を省略する。

この第２実施例の装置では、第６図に示すように、ケー
シング１内部においてセンサ３の取着された回路基板２
を囲う位置に円筒体31が立設されている。この円筒体31
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（駆動手段）32の駆動軸が連結され、このス
テッピングモータ32で上記円筒体31を回転駆動し得るよ
うになされている。そして上記円筒体31には、第７図及
び第８図に示すように、集光板５の下段側の各小レンズ
部5a〜5cを通してそれぞれセンサ３に入射する各入射光
の光路上に位置したときにそれを透過する透過窓21と、
上記集光板５の上段側の各小レンズ部5d〜5fからの入射
光を上記と同様に選択的にそれぞれ透過する透過窓22
と、さらに全小レンズ部5a〜5fからの入射光を全て透過
する全領域用透過窓23とが形成されており、上記円筒体
31を一方向に回転させていくことによって、上記センサ
３への入射光が、室内の全領域、単位領域Ａ、単位領域
Ｂ、・・と順次切換わるようになされている。

上記構成においては、円筒体31を間欠的に回転させなが
ら、センサ３への入射光から人の存在を順次判別してい
くことで、室内における人の存在位置を前記第１実施例
と同様に検出することができる。そしてこの場合には、
入射光の切換えを行う開閉手段の構成部品点数が少な
く、したがって構造をより簡素になし得、また回転方向
も一方向のみの制御となし得る等、制御も容易になるこ
とから、製作費をさらに安価なものにすることができ
る。しかも上記構成においては、センサ３の静止状態を
維持して室内の被検出領域の走査が行われるので、高感
度特性を有する上記センサ３には機械的な衝撃力等が作
用せず、このため信頼性の高い人位置検出性能を維持す
ることができる。また全体を囲繞するケーシング１の形
状も、回路基板２を内部に収納する上記円筒体31の径に
応じて極力小さく構成することができるので、より小形
化を図ることが可能である。

以上、この発明の具体的な実施例についての説明を行っ
たが、上記各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を行うことが可能であ
り、例えば上記においてはセンサ３として焦電形赤外線
センサを用いた例を示したが、熱電形センサ等のその他
のセンサで構成することが可能である。また集光板５と
しては複数の小レンズを一体的に有するフレネルレンズ
で構成した例を示したが、分割形のレンズや凹面鏡を組
み付けて集光板を構成すること等も可能である。また上
記では６区画された単位領域を例に挙げて説明したが区
画数は上記に限定されるものではなく、さらに上記の人
体位置検出装置は空気調和機以外の装置に用いることも
可能である。

（発明の効果） 上記のようにこの発明の第１請求項記載の人体位置検出
装置においては、移動手段によってスクリーン部材を移
動させることによって、各単位領域からの光を順番に全
単位領域にわたって集光させることができ、したがって
人の存在を各単位領域毎に判別し、被検出領域における
人存在位置を検出することができることになる。そして
この装置においては、このような一連の検出操作を、一
個のセンサ、スクリーン部材、移動手段等の簡素な構成
で、しかも簡素な制御によって自動的に行えることにな
る。

また第２請求項は、第１請求項における開閉手段を、透
過窓を備えた円筒体と、この円筒体の駆動手段とによっ
て構成したものであり、そのため上記第１請求項と同様
に一連の検出操作を、簡素な構成で、しかも簡素な制御
によって自動的に行えることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例における人体位置検出装
置の要部構成模式図、第２図は上記装置の内部構成を示
す平面図、第３図は第２図におけるIII−III線矢視図、
第４図は上記装置における従動側巻取棒の断面図、第５
図は上記装置を内装した空気調和機の室内機が据付けら
れる室内の区画単位領域と集光板及びセンサの関係を示
す模式図、第６図はこの発明の第２実施例における人体
位置検出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図は第２実施例の装置
における円筒体の斜視図である。 ３……センサ、５……集光板（集光手段）、5a〜5f……
小レンズ部（偏光部）、11……スクリーン部材、18……
移動手段、21、22、23……透過窓、31……円筒体、12、
32……ステッピングモータ（駆動手段）、Ａ〜Ｆ……単
位領域。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 英男 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 (72)発明者 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 (56)参考文献 特開 昭63−134989（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−76230（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人体からの赤外線に感応する一個のセンサ
   （３）を備えて成る人体位置検出装置であって、複数の
   単位領域（Ａ〜Ｆ）に区画された被検出領域の上記各単
   位領域（Ａ〜Ｆ）にそれぞれ対応する複数の偏光部（5a
   〜5f）を有する集光手段（５）を上記センサ（３）に近
   接させて配置すると共に、上記各単位領域（Ａ〜Ｆ）か
   らの光がそれぞれ対応する偏光部（5a〜5f）を介して上
   記センサ（３）に集光すべく構成し、さらに上記各単位
   領域（Ａ〜Ｆ）からセンサ（３）への各入射光の中で一
   部を選択的に透過させ、他を遮断する開閉手段を設けて
   成り、上記開閉手段を、上記各単位領域（Ａ〜Ｆ）から
   の一部の入射光が透過する透過窓（21）（22）を備えた
   スクリーン部材（11）と、上記透過窓（21）（22）が入
   射光の各光路間を順次移動して上記各単位領域（Ａ〜
   Ｆ）からの光を順番に全単位領域（Ａ〜Ｆ）にわたって
   上記センサ（３）に集光すべく上記スクリーン部材（1
   1）を移動させる移動手段（18）とで構成していること
   を特徴とする人体位置検出装置。
2. 【請求項２】人体からの赤外線に感応する一個のセンサ
   （３）を備えて成る人体位置検出装置であって、複数の
   単位領域（Ａ〜Ｆ）に区画された被検出領域の上記各単
   位領域（Ａ〜Ｆ）にそれぞれ対応する複数の偏光部（5a
   〜5f）を有する集光手段（５）を上記センサ（３）に近
   接させて配置すると共に、上記各単位領域（Ａ〜Ｆ）か
   らの光がそれぞれ対応する偏光部（5a〜5f）を介して上
   記センサ（３）に集光すべく構成し、さらに上記各単位
   領域（Ａ〜Ｆ）からセンサ（３）への各入射光の中で一
   部を選択的に透過させ、他を遮断する開閉手段を設けて
   成り、上記開閉手段を、上記各単位領域（Ａ〜Ｆ）から
   の一部の入射光が透過する透過窓（21）（22）を備えた
   円筒体（31）と、上記透過窓（21）（22）が各入射光の
   各光路間を順次移動して上記各単位領域（Ａ〜Ｆ）から
   の光を順番に全単位領域（Ａ〜Ｆ）にわたって上記セン
   サ（３）に集光すべく上記円筒体（31）を回転駆動する
   駆動手段（32）とで構成していることを特徴とする人体
   位置検出装置。