JPH08296885A - エアコンディショナ用の物体検出装置 - Google Patents

エアコンディショナ用の物体検出装置

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JPH08296885A
JPH08296885A JP10051196A JP10051196A JPH08296885A JP H08296885 A JPH08296885 A JP H08296885A JP 10051196 A JP10051196 A JP 10051196A JP 10051196 A JP10051196 A JP 10051196A JP H08296885 A JPH08296885 A JP H08296885A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エアコンディショナ用の物体検出装置を提供
する。 【解決手段】 印刷回路基板２１上に一定な間隔を隔て
て並列に配置される一対のフレネルレンズ２２、２２’
の間に遮光手段２３を備えて実質的に三つの信号検出領
域Ａ、Ｂ、Ｃを有する信号検出入力部２０を備え、信号
検出入力部２０を通じて入力された信号を実際に室内に
いる人数、位置及び移動による活動量などに関する情報
に分けて信号出力することによりその出力信号に応じて
エアコンディショナの作動を指令するので、状況に応じ
る最適状態のエアコンディショナ作動を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超伝導素子を用いた
物体検出装置に係り、特に人数や位置及び移動などの情
報を複数の検出領域から検出してその情報に応じた制御
信号を出力するエアコンディショナ用の物体検出装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に超伝導素子を用いた赤外線物体検
出装置は侵入警報や自動ドア開閉装置などに主に用いら
れている。最近、このような赤外線物体検出装置をエア
コンディショナやカメラに適用することにより人などの
被検出対象体に対する距離、位置及び移動などをより正
確に判別する機能開発のための研究が活発に行われつつ
ある。
【０００３】図１は赤外線検出装置をエアコンディショ
ナに適用した従来の例を示すものであり、これはエアコ
ンディショナに装着されて室内にいる人に関する情報を
感知する。そして、その情報に応じて適切な冷房状態と
なるようにエアコンディショナの出力状態を制御する役
割を行う。
【０００４】図１を参照すれば、従来のエアコンディシ
ョナ用の物体検出装置は、印刷回路基板（ＰＣＢ）１１
の上にカーバー部材１２が結合されて内部に所定の空間
部が形成され、該空間の内部には一対の薄膜型超伝導検
出素子１３，１３′が相互一定な間隔を隔てて並列に
（言い換えれば、並べて）配置されている。そして、前
記各超伝導検出素子１３，１３′と対応する位置の前記
カーバー部材１２には光入射開口部１４，１４′が形成
されており、前記各超伝導検出素子１３，１３′の間に
向けてはカーバー部材１２の内側に遮断板１５が備えら
れている。また、前記各超伝導検出素子１３，１３′に
は増幅器１６，１６′、ウィンドウ比較器１７，１７′
及びタイマー１８，１８′がそれぞれ順次に連結されて
信号処理のための回路を形成している。
【０００５】前記のような構造を有する従来のエアコン
ディショナ用の物体検出装置では室内で人の移動方向が
図１に示したように視野Ａから視野Ｂに移ると、超伝導
検出素子１３，１３′に時間の間隔をおいて分極が発生
してインピーダンス変換素子（図示せず）から信号が出
力される。該出力信号は増幅器１６，１６′で増幅さ
れ、該増幅された信号はウィンドウ比較器１７，１７′
で低レベルと高レベルの基準電圧により矩形波に変換さ
れる。この際、周囲環境の変化に対処するために設けた
タイマー１８，１８′は先に検知された信号により後に
検知された信号を所定時間無視することにより誤動作を
防止する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来のエアコン
ディショナ用の物体検出装置は室内空間で人の移動方向
に対する情報のみを検出し得るので、実際に室内空間に
存在する人数や位置及び移動距離などの総合的な情報は
感知できない限界を有する。従って、この場合にはエア
コンディショナを最適の状態に出力するための制御が不
可能である。
【０００７】本発明は前記のような従来のエアコンディ
ショナ用の物体検出装置の限界点を鑑みてこれを改善す
るために創出されたものであり、本発明は人数や位置及
び移動距離などに関する情報を複数の検出領域から検出
してその情報に応じる制御信号を出力するようになるエ
アコンディショナ用の物体検出装置を提供することにそ
の目的がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明によるエアコンディショナ用の物体検出装置
は、印刷回路基板上に一定な間隔を隔てて並列に配置さ
れる一対のフレネルレンズと、各フレネルレンズの間に
備えられた遮光手段を含めて実質的に三つの信号検出領
域を有する信号検出入力部と、前記フレネルレンズにそ
れぞれ順次に連結される超伝導検出素子、増幅器及びウ
ィンドウ比較器と、該ウィンドウ比較器に連結される論
理演算部を含めて前記信号検出入力部を通して検出され
た信号を各信号検出領域に応じる信号波形に分類して出
力する信号処理回路部と、前記信号処理回路部から出力
された信号波形を受けてエアコンディショナの動作制御
のための指令信号として出力するマイコンとを備えてな
ることを特徴とする。
【０００９】前記本発明によるエアコンディショナ用の
物体検出装置において、特に前記フレネルレンズの光入
射側は半球形で形成されることが望ましく、前記遮光手
段は遮光テープや部分的にマスキングを形成することが
望ましい。そして、前記論理演算部はＮＡＮＤゲートで
形成されて二つの信号処理回路から出力される信号を前
記各信号検出領域に応じる信号波形に分類していずれの
信号検出領域で発生されたものかを判別して該当信号を
出力することが望ましい。そして、前記マイコンは前記
論理演算部から出力される信号に応じてエアコンディシ
ョナの作動のためのファンＲＰＭ制御指令信号、ルーバ
制御指令信号を出力することが望ましい。かつ、前記論
理演算部から出力される信号に応じてエアコンディショ
ナの垂直ルーバを三つの段階、水平ルーバを六つの段階
に制御する指令信号を出力してその回転角度を調節する
ことが望ましく、エアコンディショナのファンの回転数
を三つの段階に制御する指令信号を出力して人数、移動
距離に応じて風量を制御することが望ましい。前記信号
検出入力部は印刷回路基板にカーバー部材が結合され、
該カーバー部材に多数のＬＥＤディスプレイが複数のグ
ループを形成するように備えられて前記各信号検出領域
に応じるエアコンディショナの動作指令信号に対する情
報を視覚的にディスプレイすることが望ましい。そし
て、前記ＬＥＤディスプレイは、三つのＬＥＤディスプ
レイをそれぞれ有する三つのグループで形成されている
ことが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明を詳細に説明する。本発明によるエアコンディショナ
用の物体検出装置は、図２に示したように信号検出入力
部２０、信号処理回路部３０及びマイコン４０を含めて
構成される。
【００１１】前記信号検出入力部２０には、一定な光の
入射角を有するように光入射側が半球形で形成された二
つのフレネルレンズ２２，２２′が一定な間隔を隔てて
印刷回路基板２１の上に並列に配置されている。そし
て、前記各フレネルレンズ２２，２２′の間には、部分
的マスキングや遮光テープを取り付けて形成した遮光手
段２３が備えられており、前記フレネルレンズ２２，２
２′にはそれぞれ超伝導検出素子２４，２４′より構成
されたチップが実装されている。
【００１２】前記構造において、前記フレネルレンズ２
２，２２′は一定な光の入射角を有するように光入射側
が半球形で形成されている。よって、検出領域は、図に
示したように複数の検出領域、即ち、第１検出領域Ａ、
第２検出領域Ｂ及び第３検出領域Ｃで形成される。
【００１３】このように複数の検出領域を形成すると
き、複数、望ましくは二つの半球形フレネルレンズまた
はマルチレンズアレイを用いて図３乃至図５に示したよ
うに検知領域の遠近に応じてレンズの間隔を調整して検
出領域をさらに精密に区分させ得る。
【００１４】前記信号処理回路部３０は前記超伝導検出
素子２４，２４′に順次に連結される増幅器２５，２
５′とウィンドウ比較器２６，２６′を含む。そして、
前記ウィンドウ比較器２６，２６′はロジックＩＣで構
成されている論理演算部２７に連結されて印刷回路基板
２１の上で信号処理のための回路をなしている。前記論
理演算部２７はＮＡＮＤゲートで構成されており、二つ
の回路から出力される信号を各検出領域に当たるパルス
に分類して各検出領域から出力されるパルス波形をマイ
コン４０に入力させる。
【００１５】前記マイコン４０は論理演算部２７から入
力されたパルス波形に応じてエアコンディショナの動作
制御のための指令信号、例えばファンの回転やルーバな
どの動作制御のための指令信号を出力する。
【００１６】前記のように構成された本発明によるエア
コンディショナ用の物体検出装置においては、検出領域
内の任意の一つの領域（本実施例の第１検出領域）に人
が存在する場合、超伝導検出素子２４で電荷が発生して
インピーダンス変換素子のゲートに電圧が形成されて電
気的信号を出力する。設定された周波数帯域信号成分を
除く信号成分が前記信号から除去され、該当周波数帯域
内の信号成分のみ増幅されてウィンドウ比較器２６に入
力される。前記ウィンドウ比較器２６に入力された信号
は基準電圧以上でアナログ波形からディジタル波形に変
換されて所定の帯域幅を有する矩形波として論理演算部
２７に入力される。
【００１７】図６は本発明によるエアコンディショナ用
の物体検出装置において、前記論理演算部２７の検出領
域区分アルゴリズムを示した概略図であり、これを参照
すれば前記論理演算部２７は入力された信号波形が第１
検出領域Ａ、第２検出領域Ｂ及び第３検出領域Ｃのうち
いずれの検出領域から発生されたものかをロジックＩＣ
を通じて判別してマイコン４０に信号入力させる。
【００１８】図７はエアコンディショナと前記マイコン
４０から出力される信号との接続関係を示した概略図で
あり、前記マイコン４０では入力された信号を処理して
人数を判別する。これにより、予め幾つかの段階の機能
レベルを有するエアコンディショナが前記判別結果に応
じて適切な状態で作動されるように動作指令信号を出力
する。例えば、マイコン４０の信号判別結果によりエア
コンディショナの垂直ルーバを六つのレベル、水平ルー
バは三つのレベルに制御してその回転角度を調節するこ
とができ、風量はファンの回転数を例えば三つのレベル
に設定して人数、移動距離に応じて適切に制御し得る。
【００１９】一方、前述したように本発明のエアコンデ
ィショナ用の物体検出装置において、信号検出入力部２
０のフレネルレンズ２２，２２′は他の実施例として図
４及び図５に示したような構成を有することもある。即
ち、図４のように二つのフレネルレンズ２２ａ，２２ｂ
を密着させた状態で光入射側の半球形状部に部分的マス
キングや遮光テープ２３を取り付けた遮光手段を備える
ように構成してもよい。また、図５のように２×２のマ
トリックス構造を有する超伝導検出素子と四つのフレネ
ルレンズ２２ａ′，２２ｂ′，２２ｃ，２２ｄを組み合
わせて実質的に一つの受光レンズ部で構成することもで
きる。
【００２０】前記のような実施例により信号検出領域の
範囲とエアコンディショナの動作指令信号をより精密に
調整し得る。
【００２１】図８Ａ及び図８Ｂは本発明によるエアコン
ディショナ用の物体検出装置において信号検出入力部２
０に対する他の実施例を示した正面図と側面図である。
【００２２】図８の実施例によれば、一対のフレネルレ
ンズ２２，２２′の配置された印刷回路基板２０の上に
カーバー部材８１が結合され、該カーバー部材８１の下
方に多数のＬＥＤディスプレイ８２は複数のグループ
（本実施例では三つのグループ）を形成している。
【００２３】前記ＬＥＤディスプレイ８２は人数、移動
活動量に応じるエアコンディショナの動作指令のための
判別信号に対する情報を視覚的に示すための機能を有す
る。例えば、マイコン４０による最終検出情報信号が出
力されれば、その情報の信号に応じて三つのＬＥＤグル
ープのうち一つのグループや二つのグループまたは三つ
のグループのＬＥＤ８２が“ターンオン”される。ここ
で、人数または移動距離に対する区分を予め三つの段階
に設定すれば、これに対する判断とＬＥＤの“ターンオ
ン”基準を互いに対応させ得る。かつ、一定な周期別に
全体のＬＥＤを順次に点灯させることにより各検出領域
のスキャニングをディスプレイすることができる。
【００２４】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によるエア
コンディショナ用の物体検出装置は印刷回路基板上に一
定な間隔を隔てて並列に配置される一対の半球形フレネ
ルレンズの間に遮光手段を備えて実質的に三つの信号検
出領域を有する信号検出入力部を含め、該信号検出入力
部では入力された信号を通して実際に室内にいる人数、
位置及び移動距離などの情報を検出してその情報を示す
信号を出力し、該出力信号に応じてエアコンディショナ
の作動を指令するので、状況に応じる最適状態のエアコ
ンディショナ作動を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のエアコンディショナ用の物体検出装置を
示した概略図である。
【図２】本発明によるエアコンディショナ用の物体検出
装置を示した概略図である。
【図３】図２のエアコンディショナ用の物体検出装置の
フレネルレンズ部に対する一実施例を示した概略断面図
である。
【図４】図２のエアコンディショナ用の物体検出装置の
フレネルレンズ部に対する他の実施例を示した概略断面
図である。
【図５】図２のエアコンディショナ用の物体検出装置の
フレネルレンズ部に対するさらに他の実施例を示した概
略断面図である。
【図６】本発明によるエアコンディショナ用の物体検出
装置において論理演算部の検出領域区分アルゴリズムを
示した概略図である。
【図７】本発明によるエアコンディショナ用の物体検出
装置の出力信号とエアコンディショナとの接続関係を示
した概略図である。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明によるエアコンディ
ショナ用の物体検出装置の信号検出入力部にＬＥＤディ
スプレイが装着された場合の状態を示した正面図と側面
図である。
【符号の説明】
２０ 信号検出入力部 ２１ 印刷回路基板 ２２ フレネルレンズ ２２’ フレネルレンズ ２３ 遮光手段 ２４ 超伝導検出素子 ２４’ 超伝導検出素子 ２５ 増幅器 ２５’ 増幅器 ２６ ウィンドウ比較器 ２６’ ウィンドウ比較器 ２７ 論理演算部 ３０ 信号処理回路部 ４０ マイコン ８１ カーバー部材 ８２ ＬＥＤディスプレイ Ａ 第１信号検出領域（信号検出領域） Ｂ 第２信号検出領域（信号検出領域） Ｃ 第３信号検出領域（信号検出領域）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 9406−2Ｇ Ｇ０１Ｖ 9/04 Ｇ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 印刷回路基板上に一定な間隔を隔てて並
    列に配置される一対のフレネルレンズと、各フレネルレ
    ンズの間に備えられた遮光手段を含めて実質的に三つの
    信号検出領域を有する信号検出入力部と、 前記フレネルレンズにそれぞれ順次に連結される超伝導
    検出素子、増幅器及びウィンドウ比較器と、該ウィンド
    ウ比較器に連結される論理演算部を含めて前記信号検出
    入力部を通して検出された信号を各信号検出領域に応じ
    る信号波形に分類して出力する信号処理回路部と、 前記信号処理回路部から出力された信号波形を受けてエ
    アコンディショナの動作制御のための指令信号として出
    力するマイコンとを備えてなることを特徴とするエアコ
    ンディショナ用の物体検出装置。
  2. 【請求項２】 前記フレネルレンズの光入射側は密着さ
    れた半球形で形成されることを特徴とする請求項１に記
    載のエアコンディショナ用の物体検出装置。
  3. 【請求項３】 前記信号検出入力部は２×２のマトリッ
    クス構造を有する超伝導検出素子と、四つのフレネルレ
    ンズが組み合わせられて実質的に一つの受光レンズ部を
    有することを特徴とする請求項１に記載のエアコンディ
    ショナ用の物体検出装置。
  4. 【請求項４】 前記遮光手段は遮光テープやマスキング
    のうちいずれか一つで形成されることを特徴とする請求
    項１に記載のエアコンディショナ用の物体検出装置。
  5. 【請求項５】 前記論理演算部はＮＡＮＤゲートで形成
    されて二つの信号処理回路から出力される信号を前記各
    信号検出領域に応じる信号波形に分類して信号検出領域
    を判別して該当信号を出力することを特徴とする請求項
    １に記載のエアコンディショナ用の物体検出装置。
  6. 【請求項６】 前記マイコンは前記論理演算部から出力
    される信号に応じてエアコンディショナの回転ファンと
    ルーバの作動レベルを制御する動作指令信号を出力する
    ことを特徴とする請求項１に記載のエアコンディショナ
    用の物体検出装置。
  7. 【請求項７】 前記マイコンは前記論理演算部から出力
    される信号に応じてエアコンディショナの垂直ルーバを
    三つのレベル機能、水平ルーバを六つのレベル機能に制
    御する指令信号を出力してその回転角度を調節すること
    を特徴とする請求項１または請求項６に記載のエアコン
    ディショナ用の物体検出装置。
  8. 【請求項８】 前記マイコンは前記論理演算部から出力
    される信号に応じてエアコンディショナのファンの回転
    数を三つのレベル機能に制御する指令信号を出力して人
    数、移動距離に応じて風量を制御することを特徴とする
    請求項１または請求項６に記載のエアコンディショナ用
    の物体検出装置。
  9. 【請求項９】 前記信号検出入力部は一対のフレネルレ
    ンズの配置された印刷回路基板上にカーバー部材が結合
    され、該カーバー部材の下方には多数のＬＥＤディスプ
    レイが複数のグループを形成するように備えられて前記
    各信号検出領域に応じるエアコンディショナの動作指令
    信号に対する情報を視覚的にディスプレイすることを特
    徴とする請求項１に記載のエアコンディショナ用の物体
    検出装置。
  10. 【請求項１０】 前記ＬＥＤディスプレイは、三つのＬ
    ＥＤディスプレイをそれぞれ有する三つのグループで形
    成されて前記各信号検出領域に応じるエアコンディショ
    ナの動作指令信号に対する情報を三つのレベルにディス
    プレイすることを特徴とする請求項９に記載のエアコン
    ディショナ用の物体検出装置。
JP8100511A 1995-04-25 1996-04-22 エアコンディショナ用の物体検出装置 Expired - Fee Related JP2902992B2 (ja)

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